JPH07508483A - 流体作動式ブレーキアクチュエータのためのスプリング室隔離システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 流体作動式ブレーキアクチュエータのためのスプリング室隔離システム １升災１汰 見五立分災 この発明は車両用の流体作動式ブレーキアクチュエータに関するもので、より具 体的には直列に組合わされ、スプリングブレーキアクチュエータを有する常用及 びスプリングブレーキアクチュエータに関するものである。

従迷ｍ列状五エ バス、トラックその他のような車両用エアブレーキシステムは典型的に圧縮空気 等のような流体の選択的適用により動作するアクチュエータ組立体により作動さ れるブレーキシューとドラムを有している。在来のエアブレーキアクチュエータ は、通常の運転状況で圧縮空気の適用によりブレーキを作動させる常用ブレーキ アクチュエータと、空気圧が開放されてしまった時ブレーキの作動を起させるス プリングブレーキ又は緊急ブレーキアクチュエータとの双方を有している。緊急 ブレーキアクチュエータは空気が開放された時ブレーキの適用を強制する強力な 圧縮バネを有している。これはしばしばスプリングブレーキともいわれる。典型 的に、スプリングブレーキアクチュエータは、常用ブレーキアクチュエータと直 列に配置されている。

スプリングブレーキアクチュエータは典型的にゴム製ダイアフラムと圧力板によ って隔てられた２つの室に分割され、一方の室内のスプリングはスプリングブレ ーキハウジングと圧力板の間で作用する。全圧力が反対の室にかけられると、ダ イアフラムと圧力板に対し作用する空気圧がスプリングを圧縮する。多くの用途 において、スプリングブレーキアクチュエータ杆は比較的小さい戻りバネによっ て後退位置に保持される。より新しい応用においては、スプリングブレーキアク チュエータ杆は圧力板と一体で、空気圧により後退位置に保持される。

両方の設計において、スプリングブレーキアクチュエータ杆はブレーキの通常動 作に影響を与えない。常用ブレーキ室は典型的にダイアフラムによって２つの室 に分割される。通常運転動作においてブレーキペダルを踏むと、圧縮空気が常用 ブレーキアクチュエータの１つに導入され、これがダイアプラムに作用して１反 対の室内の常用ブレーキの押杆を伸長させ、常用ブレーキアクチュエータ内の空 気圧に比例した適用力でブレーキを働かせる。

空気圧が消失したりスプリングブレーキアクチュエータからの空気を意図的に消 失させた場合には、強力な圧縮スプリングがスプリングブレーキアクチュエータ 杆に作用し、これが次に常用ブレーキ押杆に作用してブレーキをかける。こうし てスプリングブレーキ部分はパーキングブレーキとしても緊急ブレーキとしても 使える。

直列アクチュエータ組立体において、スプリングブレーキ押杆は典型的にスプリ ングブレーキ部分の１つの室からスプリングブレーキアクチュエータを常用ブレ ーキアクチュエータから隔てている壁の孔を通って常用ブレーキ部分の中へ延び ている。結合している室の少なくとも一方が通常加圧されているから、孔のとこ ろで押杆の周りには孔を取り巻く壁内の環状溝に配した１個又はそれ以上のＯリ ングから成るシールが設けられる。

スプリングブレーキアクチュエータから圧が解放されると。

スプリングとダイアプラムは著しく延びて、スプリングを入れているスプリング ブレーキアクチュエータ室の容積を膨張させる。この膨張した室の容積に空気を 入れさせる手段を設けなければならない。逆に、スプリングが後退させられて室 の容積が収縮したときには、この室から空気を排出せる手段を設けなければなら ない。多くの従来のブレーキアクチュエータにおいて、スプリングを含んでいる 室は室ハウジングのポートを通じて単に大気に開いている。しかし、これは、塵 、塩、水分、その他望ましくない物質をボートから室内に入れさせてしまう。ケ ージング（ｃａｇｉｎｇ）工具を含んでいる中空アクチュエータ杆の出現で、ア クチュエータ杆の内に異物が存在することはブレーキ設計者の大きな関心事とな ってきた。

成る従来の設計は、米国特許第４，９６０，０３６号（ガンマ−ほか）における ように、常用ブレーキアクチュエータの押杆室とスプリングブレーキアクチュエ ータのスプリング室との間に給気管を設けることによりこの問題に対処しようと 試みた。この設計において、常用ブレーキアクチュエータの押杆室はブレーキの 通常適用のためには大気に通気させなければならない、押杆室の通気は別個の通 気孔が又は押杆を支持している外部の開口かのいずれかを通じて行なわれる。こ うしてスプリングブレーキアクチュエータのスプリング室は大気に開放したまま となり、完全に通気しているスプリング室よりは長い通路を経るとはいえ、依然 として水分、塵及びよごれに曝されることになる。この長い通路はまたシールさ れた、又はより完全に通気しているスプリング室と同様に有効に乾燥するのを妨 げることになる。

発明の概要 本発明のブレーキアクチュエータはこれら制約を克服するものである。

車両用ブレーキアクチュエータは常用プレハウジングと直列なスプリングブレー キハウジングとから成る。常用ブレーキハウジング内に配置された第１の可動部 材がその内部を第１常用ブレーキ室と第２常用ブレーキ室とに区分している。

この部材は第１常用ブレーキ室への加圧流体の送給と排出とに応答してその中を 往復運動できる。ブレーキアクチュエータ押杆が第２常用ブレーキ室から延びて 、ブレーキの作動のため第１可動部材とともに働くように連結している。第２の 可動部材がスプリングブレーキハウジング内に配置され、その内部を第１スプリ ングブレーキ室と第２スプリングブレーキ室とに分けている。第２部材は第２ス プリングブレーキ室への加圧流体の送給と排出に応答してその中で往復運動する ことができる。スプリングブレーキハウジングは第１スプリングブレーキ室と大 気との間の連通を設定する孔を有している６第１スプリングブレーキ室に配置さ れた強力スプリングが、第２スプリングブレーキ室から流体が排出されると第２ 可動部材を移動させる。中空アクチュエータ杆が第２可動部材と共に伸長位置と 後退位置との間を往復運動するように第２可動部材に取付けられその中に延びる 近端を有している。

アクチュエータ杆の遠端は、第２可動部材が動いたとき第１可動部材を動かす位 置で第１常用ブレーキ室の中に配置されている。

本発明によれば、一方向弁がスプリングブレーキハウジングの孔に取付けられる から、大気から第１スプリングブレーキ室への流体の流れは拘束される。アクチ ュエータ杆はその近端と遠端で開いているから、第１スプリングブレーキ室はア クチュエータ杆を通じて第１常用ブレーキ室と流体連通している。制御弁がアク チュエータ杆の中に取付けてあって、その開放モードでは第１スプリングブレー キ室が第１常用ブレーキ室と開通する。制御弁の閉鎖モードでは、第１スプリン グブレーキ室は第１常用ブレーキ室とは連通しない、アクチュエータ杆が後退位 置にあるとき、閉鎖手段が制御弁を閉鎖モードにする。流体は、アクチュエータ 杆が排出位置に動いたとき第１常用ブレーキ室から第１スプリングブレーキ室へ 送り出され、第１スプリングブレーキ室は大気からの流体の進入から隔離される 。

好適に一方向弁は、孔の中に配した軸部と、軸部についていて孔より大きくスプ リングブレーキハウジングの外にある頭部とをもつプラグから成る。強圧手段が 頭部をスプリングブレーキハウジングの外表面と所定の力でシール当接するよう に弾力押圧しているので、第１スプリングブレーキ室内の圧が所定の力を越えた 時、プラグの頭部は外表面から離れるように動き、流体が孔から大気へ逃げる。

強圧手段は好適に第１スプリングブレーキ室の中の成る点で軸部から延びスプリ ングブレーキハウジングの内表面に当接する少なくとも１個の可撓性突起から成 る。可撓性突起は変形されて、その変形がプラグの頭部をスプリングハウジング にシール係合させるように弾力押圧しようとする。好適に、所定の力は１〜２ｐ ｓｉｇである。頭部の環状リングがスプリングブレーキハウジングと接触してシ ールを形成する。

好適に、制御弁がアクチュエータ杆の遠端の中に取付けられる。ケージング工具 がアクチュエータ杆の中へその近端を経て延び、ケージング工具の端部のバルブ ピンから成る閉鎖手段がアクチュエータ杆が後退位置にある時制御弁の部分を押 圧するようにされている。

制御弁は好適にアクチュエータ杆の遠端内に配置した筒状本体から成る。この本 体内のピストン室は開放した第１端と開放した第２端を有する。主ピストンがピ ストン室内に往復運動するように配置されている。主ピストンは開放位置におい てピストン室の第１端をピストン室の第２端と連通させ、閉鎖位置においてはピ ストンがピストン室の第１端と第２端の間の連通をブロックする。開放位置及び 閉鎖位置はそれぞれ弁の開放及び閉鎖モードに対応する。

スプリングが主ピストンをその開放位置へ押圧する。主ピストンは、開放遠端及 び閉鎖近端と同軸の内孔を有する。遠端はピストン室の第１端に向いている。少 なくとも１個の径方向通路が内孔から径方向外方へ主ピストンを通って出口開口 へ延びている。出口開口は開放位置にあるピストン室の外側で、閉鎖位置にある ピストン室の内側にある。バルブピンはピストン室の中へその第２端を経て延び 、アクチュエータ杆が後退位置にある時主ピストンをその閉鎖位置に保持する。

ピストン室第１端はピストン内孔と径方向通路を通じてピストン室第２端と連通 する。この連通は開放制御弁が開放位置にある時だけ起る。

過圧停止弁を設けることができる。停止弁は主ピストン第２室の中を開放位置と 後退位置の間で動くことができる圧力板から成る。圧力板強圧手段が圧力板を開 放位置の方へ押圧している。圧力板は内室のシールリップと当接して後退位置に ある内室を通る流れを制限する。圧力板は開放位置でシールリップから離される 。

好適に、圧力板は浮動ピストンから成り、強圧手段は浮動ピストンと内室の閉鎖 端との間のスプリングから成り、シールリップは内室の内側表面上の環状肩から 成る。浮動ピストンには小さい限流孔を設けることができる。

これと異なる態様では、圧力板が流通孔を貫通させであるバネ金属ダイアフラム から成る。シールリップは内室の中の同軸小柱の端部上の環状リップから成る０ 強圧手段はダイアフラムから成り、その休止形状では流通孔が環状リップから離 れる。ダイアフラムはまたダイアフラムを通じる所定圧力勾配の下で変形形状を とり、その時ダイアフラムは環状リップと接触し、ダイアフラム流通孔は小柱に より閉鎖される。

好適に、アクチュエータ杆はその遠端に外側面をもち、少なくとも１個の溝がア クチュエータ杆の遠端の開口から径方向縁部へ径外方に延びている。第１常用ブ レーキ室は加圧空気源に接続されるようにしたエアポートをもつ。常用ブレーキ ハウジング内のチャネルがエアポートから溝に延びていて、第１可動部材がアク チュエータ杆の遠端の開口とエアポートの間でスプリングブレーキハウジングの 部分と接触しているなら、アクチュエータ杆の遠端の開口がエアポートと連通し たままであるようにする。

図面の簡単な説明 第１図は本発明に係る空気抜きと制御弁をもつ空気作動式ブレーキアクチュエー タの断面図である。

第２図は第１図の空気抜きの拡大部分断面図である。

第３図は第１図の制御弁の部分拡大断面図である。

第４図は第１図４−４線における横断面図である。

第５図は第３図の制御弁の正常動作条件における拡大部分断面図である。

第６図は第３図の制御弁の追加動作条件における拡大部分断面図である。

第７図は本発明に係る制御弁の第２実施例の拡大部分断面図である６ 第８図は第７図の制御弁の正常動作条件における拡大部分断面図である。

第９図は第７図の制御弁の追加動作条件における拡大部分断面図である。

第１Ｑ図は本発明に係る制御弁の第３実施例の拡大部分断面図である。

の　な１ 第１図は公知の一般的な形状を有する流体作動式ブレーキアクチュエータ１０を 示している。流体作動式ブレーキアクチュエータ１０は常用ブレーキアクチュエ ータ１４と直列に取付けられたスプリングブレーキ又は緊急ブレーキアクチュエ ータ１６とから成る。常用ブレーキ押杆１２が常用ブレーキアクチュエータ１４ から後退位置と伸長位置との間で往復運動するように延び、標準方式で普通のブ レーキシステム（図示せず）に結合するようにした二股１７を備えている。

常用ブレーキ押杆１２の往復運動によりブレーキは交互に作動と解放を行う。

常用ブレーキアクチュエータ１４はカップ状常用ハウジング１８及び二重カップ 状アダプタハウジング２ｏをクランプ２２で連結して常用ブレーキ室２３を形成 して成る。アダプタハウジング２ｏはフランジケースとしても知られる。

第１のエラストマーダイアフラム２４（常用ブレーキダイアフラムとしても知ら れる）が常用ブレーキ室２３内に吊り下げられ、その周縁でカップ状常用ハウジ ング１８をアダプタハウジング２０の間にクランプ２２により流体密に固着され ている。第１エラストマーダイアフラム２４はこうして常用ブレーキ室２３を２ つの部分、すなわち第１常用室部分２６と第２常用室部分２８に分ける。第１常 用室部分２６はアダプタハウジング２０の常用エアポート４２を介して加圧空気 源（図示せず）に連通している。第２常用室部分２８はカップ状常用ハウジング 部分１８の少なくとも１個の開口３０を介して大気に通じている。第１図におい て第１常用室部分２６は排気されたものとして示されていて、第１エラストマー ダイアフラム２４は第２常用室部分２８内のスプリング４６からの力でアダプタ ハウジング２０に対し押しつけられている。

常用ブレーキ押杆１２はカップ状常用ハウジング部分１８の中央開口３ｏを通し て延び、第２常用室部分２８内でその端部に圧力板４４を有している。圧力板４ ４は第１ニジストマーダイアフラム２４に当接する。圧力板４４とカップ状常用 ハウジング部分１８の内表面との間に圧縮スプリング４６が延びている。環状座 部４０をもつ押杆ガイド３４が中央開口３０内に配置されて、中央開口３０内の 常用ブレーキ押杆１２の往復運動を案内すると共に、圧縮スプリング４６の端部 を受け入れて、これを中央開口３０の周りの位置に保持する。こうして圧縮スプ リング４６は圧力板４４と常用ブレーキ押杆１２を第１図に示すような完全に後 退した位置に押圧する。

常用ブレーキを作動させるため、圧縮空気が常用エアポート４２を通って第１常 用室部分２６内へ導入され、圧縮スプリング４６の力に打ち勝つのに十分な第１ エラストマーダイアフラム２４と圧力板４４とに対する力を造出し、それにより 常用ブレーキが作動される時に下方常用室区間３２からの急速な空気の排出を可 能にしている。流体作動式ブレーキアクチュエータ１０を車両（図示せず）に取 付けるため取付はボルト４７が設けられている。

スプリング室又は緊急ブレーキアクチュエータ１６はアダプタハウジング２０の スプリング側とほぼ円筒形のヘッド４８又はスプリング室により区画され、これ はクランプ５０によりアダプタハウジング２０のスプリング側に締結されてスプ リングブレーキ室５１を形成する。第２のエラストマーダイアフラム５２（スプ リングダイアフラムともいう）がスプリングブレーキ室５１の中に吊るさね、そ の周縁は円筒形ヘッド４８とアダプタハウジング２０のスプリング側の間にクラ ンプ５０により流体密に固着される。こうして第２エラストマーダイアフラム５ ２はスプリングブレーキ室５１を２つの部分、すなわち第１スプリング室部分６ ２と第２スプリング室部分６３とに分ける。第２スプリング室部分６３は緊急ブ レーキが第１図に示すようにその正常解放位置にある時アダプターハウジング２ ｏの常用エアポート５４から供給される加圧空気で満たされる。

アダプターハウジング２０は、結合している常用スプリング室２３とスプリング ブレーキ室５１を分けている分割壁３５を有している。スプリングブレーキアク チュエータ杆５６は常用ブレーキ押杆１２と軸線一致していて、その一端はスプ リングブレーキ室５１から分割壁３５の中央開口３８を通って後退位置と作動位 置との間で中央開口３８を通る往復運動をするように延びている。１個又はそれ 以上の○リングシール３７が中央開口３８に設けられ、これを通じてスプリング ブレーキアクチュエータ杆５６が往復する。

スプリングブレーキアクチュエータ杆５６の遠端５５は第１常用室部分２６内の 反動板６６で終わっており、この反動板６６はスプリングブレーキアクチュエー タ杆５６が第１図に示すように後退位置にある時環状座部４０内に受け入れられ ている。アクチュエータ杆５６の反対端（近端）５７は第２エラストマーダイア フラム５２の開口５３を通って延び、強力圧縮スプリング６０の端部に当る圧力 板５８で終わっている。圧力板５８の筒状部分６１は圧縮スプリング６０の軸線 に沿ってはゾ軸方向に延びる。圧力板５８の筒状部分６１は、スプリングブレー キアクチュエータ杆５６の近端にプレス嵌めされ、圧力板５８とスプリングブレ ーキアクチュエータ杆５６とがそれらの間に固着された第２エラストマーダイア フラム５２と一体ユニットを形成する。

流体作動式ブレーキアクチュエータ１ｏの正常動作中、スプリングブレーキアク チュエータ杆５６は、第２スプリング室部分６３内に維持される圧縮空気によっ て第１図に示すような完全に後退した位置にある６圧縮空気が第２スプリング室 部分６３から排気されると、圧縮スプリング６０は、その一端が円筒形ヘッド４ ８の外端壁に当接していて、一体的な圧力板５８とスプリングブレーキアクチュ エータ杆５６とを常用ブレーキ押杆１２の方向へ強圧する。圧縮スプリング６０ の力はスプリングブレーキアクチュエータ杆５６を中央開口３８を通って伸長さ せるから、反動板６６が第１エラストマーダイアフラム２４とブレーキアクチュ エータ１４の圧力板４４とに力を加えるようになる。この作用により常用ブレー キ押杆１２は作動位置の方へ伸長され、ブレーキ（図示せず）をかける。スプリ ングブレーキアクチュエータ１６を解放すべき時は、再び圧縮空気が第２スプリ ング室部分６３に導入され、圧縮スプリング６０の力を克服するのに十分な圧と される。第２エラストマーダイアフラム５２に対する圧縮空気の力により圧力板 ５８、スプリングブレーキアクチュエータ杆５６、そして圧縮スプリング６０は 第１図に示した位置に戻される。

図示の実施例において、スプリングブレーキアクチュエータ杆５６は中空管又は ロンドであって、中にブレーキ解放杆又はケージング工具７０を収容する中央内 孔６８を備えている。スプリングブレーキアクチュエータ杆５６の中央内孔６８ は、円筒形ヘッド４８．圧力板５８、及びスプリングブレーキアクチュエータ杆 ５６それぞれの整列した孔６９．７３及び７５を通って延びるケージング工具７ ０を受け入れる。

ケージング工具７０はネジを切った細長いシャフト７１から成り、その一端は拡 大頭部７２となり、バルブピン７４で終わっている。ケージング工具７０の反対 端は円筒形ヘッド４８に固定的に取付けたヘッドナツト７６にネジ込まれ、それ に六角ヘッドナツト７８が固着される。

ケージング工具７０は主として強力圧縮スプリング６ｏの手動後退を可能にする のに役立つ。六角ヘッドナツト７８を回すと、シャフト７１がヘッドナツト７６ の中で回り、工具７０が円筒形ヘッド４８に対し軸方向に移動する。拡大頭部７ ２はアクチュエータ杆５６の内孔６８内で自由に滑動し、それでもアクチュエー タ杆近端５７で内向き環状フランジ８０により拘束されている。こうして、六角 ヘッドナツト７８を回してケージング工具７０を引き抜くと、拡大頭部７２がフ ランジ８０に当接し、圧力板５８とスプリング６０を後退させる。安全のため、 スプリング６０はブレーキアクチュエータ１０の修繕中及び出荷中は典型的に後 退させておく。

円筒形ヘッド４８は、第１スプリング室部分６２と大気の間に連通を設定する１ 個又はそれ以上のポート（又は孔）６５を有している。各ボート６５に嵌め込ん だ一方向空気抜き１００がボートを通る空気の流れを制御する。

第２図に移ると、空気抜き１００は、第１スプリング室部分６２の外にあるキノ コ形キャップ１０２と、ポート６５内に受け入れられる軸部１０４と、第１スプ リング室６２の内側の地点からキャップ１０２の方へ外向きに開いている多数の ｊＮｆ撓性タブ１０６とから成ることが見られる。タブ１０６は円筒形ヘッド１ １８の内表面１０８に当接し、空気抜きキャップ１０２を円筒形ヘッド７１８の 外表面１１０に対し強圧させている。

こうして空気抜き１００は空気や大気中の汚染物がボー１−６５から第１スプリ ング室部分６２に入るのを防いでいる。

１個又はそれ以上のキャップの同心リング１１２が円筒形ヘッド４８の外表面１ １０に接触して、キャップ１０２とヘッド４８の間のシールを強めている。第１ スプリング室部分６２内の圧が高まるとタブ１０６と空気抜きキャップ１０２の 強圧力に打ち勝って、第１スプリング室部分６２内の空気がポート６５を通って 排気されるのを許す。好適に、タブ１０６の強圧力は第１スプリング室部分内の 圧が１〜２　ｐｓｉｇを越えるまでは空気抜き１００が開くのを防ぐものとし、 それにより第１スプリング室部分６２内にわずかにプラスの圧を維持するように する。スプリング６０の解放により第１スプリング室部分６２内の容積が膨張し た時、ポート６５を通って大気から室へ流入しようとする空気空気抜き１００に よりブロックされることは明かであろう。

第１図に戻って、スプリング６０及びダイアフラム５２の伸長に応じた第１スプ リング室部分６２への空気流入はアクチュエータ杆５６を通じてくるもので、こ れはアクチュエータ杆５６の遠端５５内の制御弁１２０により制御される。制御 弁１２０は第１常用室部分２６から第１スプリング室部分６２への空気の流れを 後に詳しく説明するように制御する。

第３図を参照すると、制御弁１２０は反動板６６と一体に形成された円筒形本体 １２２から成り、その中に円筒形外室１２４がある。反動板６６は弁室の閉端１ ２６を形成する。

反対端は開いている。制御弁本体１２２はアクチュエータ杆５６の遠端５５にプ レス嵌めされ、本体１２２の周りの円周溝１３２内にある○リングシール１３０ によりシールされている。

主ピストン１３４が弁室１２４の中に軸方向往復運動するように取付けられてい る。反動板６６と主ピストン１３４の間に配したスプリング１３６が主ピストン １３４を反動板６６から遠ざける方向へ強圧する。主ピストン１３４の外方運動 は弁室開放端１２８にある多数の径内向き突起１３８により拘束される。突起１ ３８のすぐ近くで弁室１４０の壁に環状溝１４０が設けられる。

主ピストン１３４を構成する円筒形本体１４２は、第１円筒形内壁１４３と端壁 １４６とを有し、円筒形内室１４４を形成している。第２円筒形内壁１４７は大 径の円筒形外室１４８を形成している。外室１４８は一端で弁室１２４に開いて 、反対端で内室１４４に開いている。円錐形つなぎ壁１５０が第１内壁１４３と 第２内壁１４７とを分けてし）る。

台形円盤状の浮動ピストン１５２が外室１４８内で往復運動するように配置され 、これは円錐形つなぎ壁１５０と合わさる面取り環状溝１５４と、軸方向に延び る小さい中央孔１５６を有している。内室端壁１４６と浮動ピストン１５２の間 に入れたスプリング１５８が浮動ピストン１５２を端壁１４６から離す方向へ強 圧する。多数の内向き突起１６０、又はスナップリング又はワッシャが浮動ピス トン１５２の外方運動を拘束する６ 主ピストン本体１４２の外表面の一対の環状溝１６２が一対の○リングシール１ ６４を保持している。多数の通路１６６が内室１４４から第１円筒壁１４３を通 って径外方へ延び。

環状シール１６４の間の地点１６５でピストン本体１４２力１ら出る。主ピスト ン１３４が第３図に示すように突起１３８に当接している時、通路１６６は環状 溝１４０と揃ってアクチュエータ杆５６の中央内孔６８を主ピストン１３４の内 室１４４と流体連通させる。

浮動ピストン１５２の外室１４８内における位置しこかかわらず、内室１４４は 弁室１２４と流体連通し、弁室閉端１２６を形成する反動板６６の中央孔１６８ を経て最終的には第１常用室部分２６（第３図には示してない）に連通ずる。浮 動ピストン１５２の面取り縁部１５４が円錐形つなぎ壁１５０と当接してこれを シールする時（第６図参照）、外室１４８を経て内室１４４への流体流入は中央 孔１５６経由でのみ可能である。しかし、浮動ピストン１５２が第３図に示すよ うに内向き突起１６０に当っている時は浮動ピストン１５２の周りを通っても流 体は流れ得る。制御弁１２０、弁ピストン１３４及び浮動ピストン１５２の作用 は後に詳述する。

第４図を参照すると、反動板６６の面内の多数の径方向溝１７０は中央孔１６８ から周縁１７２に通じている。壁３５の面内の別の溝１７４はアダプタハウジン グ２０の環状座部４０から常用エアポート（第１図）へ通じている。こうして第 １常用室部分が排気され、第１エラストマーダイアフラム２４が第１図にしめす ようにアダプタハウジング２ｏに押圧された時でも、弁室１２４は溝１７０．１ ７４を通じて常用エアポート４２と流体連通したままである。

第１図に戻ると、制御弁１２０は常用エアポート４２力）らアクチュエータ杆５ ６の中央内孔６８、及びアクチュエータ杆５６の近端５７と圧力板５８の孔７５ ．７３を通って第１スプリング室６２への空気の流れを制限する。制御弁１２０ は成る動作条件では流れを制限又はブロックし、他の条件では流れを許容する。

スプリングブレーキが作動していない正常動作条件は第１図に示され、この条件 の時の制御弁１２０の詳細は第５図に示されている。この条件においてケージン グ工具７０はスプリング室５１内へ完全に延びている。しかし、第２スプリング 室部分６３は加圧されているからダイアフラム５２と圧力板５８はスプリング６ ０とアクチュエータ杆５６を後退に保つ。第１常用室２６へ加圧空気を選択的に 適用すると、押杆１２を伸長させブレーキ（図示せず）を正常にかけることにな る。

スプリング６０とダイアフラム５２が後退したままであるから、第１スプリング 室部分６２は静止であり、制御弁１２０を通じての空気の流入を要しない。従っ て制御弁１２０は第５図に示すような閉じた位置にある。開いた制御弁１２０だ と、ブレーキ（図示せず）をかけるため加圧空気を第１常用室部分２６へ導入す るたびに、中央孔１６８、制御弁１２０、アクチュエータ杆５６の中央内孔６８ を経て第１スプリング室部分６２へ、そして空気抜き１００を経て大気へと排気 することにより、空気を抜いてしまうであろう。

ケージング工具７０のバルブピン７４は弁室開放端１２８の中へ延びていて、弁 ピストン１３４を反動板６６の方へ押しているから、径方向通路１６６はもはや 弁室環状溝１４０と一致しない。径方向通路１６６は弁室１２４の壁と当接しシ ール１６４がピストン内室１４４から弁室１２４の上部へ空気が逃げるのを防止 している。こうして制御弁１２０は閉じ、それを通じる空気の流れを防止する。

第２の条件、すなわちスプリングブレーキがかかる時は、第２スプリング室部分 ６３も第１常用室部分２６も加圧されていない時に起る。システムの故障か又は 手動解放かのいずれかにより第２スプリング室部分６３内の圧が失われると。

スプリング６０とアクチュエータ杆５６が伸長し、アクチュエータ杆５６の端部 の内の制御弁１２０をバルブピン７４から離すように動かす。この条件は第３図 に示しである。バルブピン７４が制御弁１２０の端壁１４６から離れると、スプ リング１３６が弁ピストン１３４を押して径内向き突起１３８に当接させ、径方 向通路１６６を環状溝１４０に合致させる。開いた制御弁１２０は、空気を常用 エアポート４２から制御弁１２０を通り中空アクチュエータ杆５６を通り第１ス プリング室６２の膨張した容積内へ流入させる。スプリング１５８は浮動ピスト ン１５２を内向き突起１６０と当接に保ち、浮動ピストン１５２を通って自由に 空気を流れさせる。

第３の条件は、スプリングブレーキを作動又は解放する前に常用ブレーキがかか っている時に起こる。この第３条件（詳細は第６図に示す）において、圧は第１ スプリング室部分６２内の方が第１常用室部分２６内より低い（運転者が常用ブ レーキをかけたまま第２スプリング室６３を減圧してパーキングブレーキをセン トすることにより第１常用室部分２６を加圧したような時）。その結果の浮動ピ ストン１５２を通じる圧力差が浮動ピストン１５２の面取り縁部１５４を円錐形 つなぎ壁１５０にシール係合させるので、浮動ピストン１５２の周りの流れは阻 止される。

円錐形弁１２０を通る流れは浮動ピストン１５２の小さい中央孔１５６を通過し なければならない。この孔１５６は。

例えばスプリングブレーキがかかっている時などに第１スプリング室部分６２の 膨張した容積を満たす成る流れを許容するが、そうではなくて空気抜き１００か ら大気へ排気されるような過剰な流れは制限する。もちろん、常用ブレーキが解 放されていて、第１常用室部分２６から圧が除かれ、浮動ピストン１５２を通じ る圧力差が解消されている時、浮動ピストン１５２は第３図の位置へ戻る。

第２図に関し前述したように、ダイアフラム５２とスプリング６０が後退して第 １スプリング室部分６２の容積を減少させている時は空気抜き１００が過剰な空 気の大気への排出を許容する。第１スプリング室部分６２内の１〜２　ｐｓｉｇ の正圧がブレーキアクチュエータの常用環境から異物がポート６５を経て第１ス プリング室６２へ入るのを禁止する。

本発明に係る第２の実施例の制御弁２００が第７図から第９図に示されている。

同じ部品は同じ数字の符合を付しである。まず第７図を参照すると、制御弁２０ ０は第１の実施例１２０について前述した弁本体１２２と実質的に同様な弁本体 １２２ａを使用している。弁本体１２２ａ内に往復運動するように受け入れられ たピストン２００を構成する円筒形本体２０４の円筒形内室２０６は端壁２０８ と、弁室１２４ａに開く開放端２１０とを有する。内室２０６の短い円錐形部分 ２１１は開放端２１０へ向かって外方へ延び、ピストン２００が内向き突起１３ ８ａと当接する時環状溝１４０ａと一致する所でピストン本体２０４から出る。

径方向通路２１６の両側のピストン外壁の周りの一対の環状溝２１２は環状シー ル２１４を有している。ピストン２００は前述した第１実施例のピストン１３４ と同様に機能する。

内室２０６の開放端２１０における環状溝２１８はやシ凸のバネ金属ダイアフラ ム２２０を保持し、これは中央孔２２２を有している。小柱２２４が内室２０６ 内を端壁２０８から金属ダイアフラム２２０の方へ同軸に延びている。小柱２２ ４の自由端へ同軸に延びる内孔２２６が軸方向に延びる環状リップ２２８を形成 している。

第１図及び第７〜９図の各々を参照してブレーキアクチュエータ１０の３つの動 作条件における制御弁２００の作用を説明する。ブレーキアクチュエータが第８ 図に示すように第１の条件（正常動作、第２スプリング室部分６３加圧）にある 時は、ケージング工具７１ａのバルブピン７４ａがピストン２０２を弁本体１２ ２ａの中へ押し込むから、径方向通路２１６とシール２１４は環状溝１４０ａよ り内側になる。この位置でピストン２０２は制御弁２００を閉じる。

ブレーキアクチュエータが第７図に示すように第２の条件（第２スプリング室部 分６３、第１常用室部分２６とも加圧）にある時、ピストン２０２は内側の径方 向突起１３８ａと当接し、その結果内室２０６はアクチュエータ杆５６ａの中央 内孔６８ａと連通ずる。内室２０６は金属ダイアフラム２２０の中央孔２２２を 通じて第１常用室部分２６へ開いている。

金属ダイアフラム２２０と小柱２２４は前述した浮動ピストン１５２と実質的に 同じ機能を行う。ブレーキアクチュエータ１０が第９図に示すように第３の条件 にある時（第２スプリング室部分６３減圧、第１常用室部分２６加圧）、金属ダ イアフラム２２０はこれに係る圧力差で小柱２２４の方へ変形し、リップ２２８ と係合する。金属ダイアフラム２２０の中央孔２２２は小柱内孔２２６と一致す るから、この位置における孔２２２を通る流れは大いに減少する。金属ダイアフ ラム２２０のバネ定数は大きいから、第１常用室部分２６内で約３５ｐｓｉｇ以 上の圧力差がダイアフラム２２０を変形させて小柱２２４と接触させる。

主ピストン１３４又は１３４ａの運動を拘束する手段の変形例が第１０図に示さ れている。第１、第２実施例の径内力へ向いた突起１３８又は１３８ａはスナッ プリング３００に代えられている。スナップリング３００は環状溝１４０ｂの環 状スナップリング溝３０２内に受け入れられて、その溝３０２から主ピストン１ ３４ｂの端壁１４６ｂに当接するのに十分な距離だけ径内力へ突出している。主 ピストン１３４ｂがスナップリング３００に当接すると、内室１４４ｂは径方向 通路１６６ｂを通じて環状溝１４０ｂと連通する。環状溝３０４はその最上縁部 で制御弁本体１２２ｂの外側を取り巻いている。環状溝１４０ｂは、そこから環 状溝３０４へ通じている多数の軸方向通路３０６を経てアクチュエータ杆５６ｂ の中央内孔６８ｂへ常時流体連通している。

好適に、弁本体１２２、反動板６６、主ピストン１３４．２０２、及び浮動ピス トン１５２はプラスチック製とする。

以上の開示の範囲内において合理的な変形及び修正が請求の範囲に規定する本発 明の趣旨を逸脱することなく可能である。例えば本発明は上述した可撓性プラグ （空気抜き）１００に限定されるものではなく、第１スプリング室部分６２から 大気へ空気を通すが、動作環境から第１スプリング室への空気の流れを遮断する その他の手段、例えばフラップ弁などを設けることもできる。

同様に、上述の制御弁１２０，２００の代わりにアクチュエータ杆５６が後退位 置にある時それを通じる空気流を阻止する変形手段を設けることができる。例え ば、アクチュエータ杆５６が後退している時ヘッド４８の端部に対しシールする ようにアクチュエータ杆５６を作ることができるし、或いはアクチュエータ杆５ ６の遠端５５にケージング工具７０のヘッド部分７２を受け入れる狭い径の受け 入れ体を形成し、それによりヘッド部分７２がアクチュエータ杆５６を有効にシ ールするようにすることができる。本発明は例示の目的でのみダイアフラム形の スプリングブレーキアクチュエータに関して説明してきたが、本発明はピストン 形ブレーキアクチュエータにも同じく適用し得るであろう。

２り 補正書の写（翻訳文）提出書　（特許法第１８４条の７第１項）（至） 平成６年１２月１９日

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. １．内部空間をもつ常用ブレーキハウジングと、これに直列をなして内部空間を もつスプリングブレーキハウジングと、 常用ブレーキハウジング内に配置され、その内部空間を第１常用ブレーキ室と第 ２常用ブレーキ室とに分ける第１の可動シール部材と、 スプリングブレーキハウジング内に配置され、その内部を第１スプリングブレー キ室と第２スプリングブレーキ室とに分ける第２の可動シール部材と、第１スプ リングブレーキ室内でスプリングブレーキハウジングと第２シール部材との間に 配置され、第２シール部材を常用ブレーキハウジングの方へ強圧する強力スプリ ングと、 遠端と近端を有し、近端が第２シール部材を貫いて延び．それと共に伸長位置と 後退位置の間を往復運動し、遠端が第１常用ブレーキ室内に配置されている中空 アクチュエータ杆とから成る車両用ブレーキアクチュエータにおいて、 アクチュエータ杆がその近端と遠端で開いていて、第１スプリングブレーキ室が 第１常用ブレーキ室にアクチュエータ杆を通じて流体連通するアクチュエータ杆 と、アクチュエータ杆を通じる流体の流れを制御するためアクチュエータ杆に取 付けられ、第１スプリングブレーキ室を第１常用ブレーキ室に開通させる開放モ ードと、第１スプリングブレーキ室と第１常用ブレーキ室の間の流体の流れを閉 じる閉鎖モードとをもつ制御弁と、アクチュエータ杆が後退位置にある時制御弁 を閉鎖モードにし、アクチュエータ杆が後退位置から伸長位置へ動いたら制御弁 を開放モードにするため制御弁に機能的に連結した弁アクチュエータとから成り 、これにより流体はアクチュエータ杆が伸長位置の方へ動くと第１常用ブレーキ 室から第１スプリングブレーキ室へ送り出されるようにした改良。
2. ２．スプリングブレーキハウジングがさらに、大気に曝されている外表面、第１ スプリングブレーキ室に曝されている内表面及びそれらを通じる孔をもつ壁と、 この壁に孔の所で取付けられ、第１スプリングブレーキ室から大気への流体の流 れを前記第１スプリングブレーキ室内の流体圧が所定の値を越えた時だけ許容す る一方向逆止弁と を有する請求の範囲１に記載のブレーキアクチュエータ。
3. ３．逆止弁が、孔の中に配置された軸部と、この軸部の上にあって孔より大きく スプリングブレーキハウジングの外にあるヘッドとを有するプラグと、このプラ グに結合し第１スプリングブレーキ室内の流体圧が所定の値よリ小さい時ヘッド を外表面にシール係合させるよう強圧する強圧手段とから成る請求の範囲２に記 載のブレーキアクチュエータ。
4. ４．軸部が第１スプリングブレーキ室内に延びていて、強圧手段がこの軸部から スプリングブレーキハウジングの内表面に向けて延び変形しながら当接する少な くとも１つの可撓性突起から成り、突起の変形がプラグのヘッドをスプリングブ レーキハウジングにシール係合させるように押圧する請求の範囲３に記載のブレ ーキアクチュエータ。
5. ５．所定の圧が２ｐｓｉｇである請求の範囲３に記載のブレーキアクチュエータ 。
6. ６．ヘッドがスプリングブレーキハウジングと接触してシールを形成する環状リ ングを有する請求の範囲３に記載のブレーキアクチュエータ。
7. ７．制御弁がアクチュエータ杆の遠端内に取付けられている請求の範囲１に記載 のブレーキアクチュエータ。
8. ８．さらにアクチュエータ杆の中へその近端を通じて延びるゲージング工具を有 し、弁アクチュエータは、アクチュエータ杆が後退位置にある時制御弁の部分と 係合するようにしたゲージング工具の端部から成る請求の範囲７に記載のブレー キアクチュエータ。
9. ９．請求の範囲１による空気作動式ブレーキであって、制御弁が、 アクチュエータ杆の遠端内に配置されてその中にピストン室を有し、ピストン室 が開放第１端と開放第２端を有する筒状本体と、 ピストン室の中に往復運動するように配置され、ピストン室の第１端がピストン 室の第２端に連通する開放位置と、ピストンがピストン室の第１端とピストン室 の第２端の間の連通を阻止する閉鎖位置とを有し、これら開放及び閉鎖位置はそ れぞれ開放及び閉鎖モードに相当する主ピストンと から成る空気作動式ブレーキ。
10. １０．さらに、主ピストンをその開放位置の方ヘ押圧するスプリングを有し、 主ピストンは開放遠端及び閉鎖近端と同軸の内孔を有し、遠端はピストン室の第 １端の方へ向き、少なくとも１個の径方向通路が内孔から主ピストン本体を通じ て径外方へ出口開口まで延び、出口開口は開放位置にあるピストン室の外側で、 閉鎖位置にあるピストン室の内側にあり、 弁アクチュエータがピストン室の中へその第２端を通じて延び、アクチュエータ 杆が後退位置にあるとき閉鎖位置にある主ピストンを保持し、 これによりピストン室第１端は、ピストン内孔と開放位置にある時だけの少なく とも１個の径方向通路とを通じてピストン室第２端に連通する請求の範囲９に記 載のブレーキアクチュエータ。
11. １１．主ピストンが内孔の遠端にシールリップを有し、さらに過圧停止弁から成 り、この停止弁が ピストン室内を開放位置と後退位置の間で可動なシール素子と、 シール素子を開放位置の方へ押圧するスプリングとから成り、 これによりシール素子がシールリップと当接して後退位置にある内孔を通じる流 れを制限し、シール素子は開放位置のシールリップから隔てられるようにした請 求の範囲１０に記載のブレーキアクチュエータ。
12. １２．シール素子が浮動ピストンから成り、スプリングが浮動ピストンと内孔の 閉鎖近端の間に取付けられ、シールリップが環状肩から成る請求の範囲１１に記 載のブレーキアクチュエータ。
13. １３．浮動ピストンがそれを貫通する小さい軸孔を有する請求の範囲１２に記載 のブレーキアクチュエータ。
14. １４．内孔の中に近端から同軸に小柱が延び、シール素子がそれを貫通する流孔 をもつスプリング金属ダイアフラムから成り、ダイアフラムの休止形状において はダイアフラムの流孔が小柱から離れ、ダイアフラムにかかる所定の圧の下で変 形可能であり、そこでダイアフラムが小柱と接触するからダイアフラム流孔を通 じる流体の流れが小柱により遮断される請求の範囲１２に記載のブレーキアクチ ュエータ。
15. １５．アクチュエータ杆がその遠端に外表面を有し、少なくとも１つの溝がアク チュエータ杆遠端の開口からその径方向縁部へ径外方へ延び、そして 第１常用ブレーキ室が加圧空気源に接続できるようにしたエアポートと、常用ブ レーキハウジング内にエアポートから少なくとも１つの溝に至るチャネルとを有 し、これによりアクチュエータ杆の遠端の開口は第１可動部材がアクチュエータ 杆の遠端の開口とエアポートの間でスプリングブレーキハウジングの部分と接触 するときエアポートと連通したままである請求の範囲１に記載のブレーキアクチ ュエータ。
16. １６．各々内部空間を有する常用ブレーキアクチュエータハウジング及びスプリ ングブレーキアクチュエータハウジングと、 スプリングブレーキアクチュエータハウジング内に配置され、内部空間を第１ス プリングブレーキアクチュエータ室と第２スプリングアクチュエータ室とに分割 する第１可動シールと、 常用ブレーキアクチュエータハウジング内に配置され、内部空間を第１常用ブレ ーキアクチュエータ室と第２常用ブレーキアクチュエータ室とに分割する第２可 動シールと、 第１可動シールに機能的に連結され、それと共に第１位置（アクチュエータ杆が 本質的にスプリングブレーキアクチュエータハウジングの内部空間の中にある） と第２位置（アクチュエータ杆常用ブレーキアクチュエータハウジングの内部空 間の中に延びている）の間を往復運動できるアクチュエータ杆とから成る車両用 のブレーキアクチュエータにおいて、 アクチュエータ杆がそれを通じて延びる通路を有し、第１スプリングブレーキア クチュエータ室がアクチュエータ杆を通じて第２スプリングブレーキアクチュエ ータ室に連通し、 アクチュエータ杆が第１位置から第２位置の方へ動く時だけアクチュエータ杆通 路を通る流体の流れを設定するようにしたアクチュエータ杆通路内の第１弁とか ら成る改良。
17. １７．第１可動シールがダイアフラムから成る請求の範囲１６に記載のブレーキ アクチュエータ。
18. １８．第１弁の開放モードでは弁が通路を通じる流体の流れを許容し、閉鎖モー ドでは弁が通路を通じる流体の流れを禁止し、そしてアクチュエータ杆が第１位 置にある時弁を閉鎖モードにし、アクチュエータ杆が第１位置から離れた時弁を 開放モードにするための制御手段を有する請求の範囲１７に記載のプレアクチュ エータ。
19. １９．制御手段が第１弁内の弁内孔を画成する内孔壁と、弁内孔内を滑動できる ピストンと、ピストンを通じるチャネルと、スプリングブレーキハウジングに結 合された当接表面とから成り、アクチュエータ杆が第１位置にある時当接表面が ピストンと当接しピストンを弁内孔から内方へ押して内孔壁がキャビティを遮断 する請求の範囲１８に記載のブレーキアクチュエータ。
20. ２０．さらに第１スプリングブレーキ室でスプリングブレーキアクチュエータハ ウジングを通じる孔と、この孔にある一方向逆止弁とから成り、この逆止弁が第 １スプリングブレーキ室からの流体の流出を許容し、孔を通じる第１スプリング ブレーキ室への流体の流入を阻止する請求の範囲１９に記載のブレーキアクチュ エータ。
21. ２１．さらに第１スプリングブレーキ室でスプリングブレーキアクチュエータハ ウジングを通じる孔と、この孔における逆止弁とから成り、この逆止弁が第１ス プリングブレーキ室からの流体の流出を許容し、この孔を通る第１スプリングブ レーキ室への流体の流入を阻止する請求の範囲１６に記載のブレーキアクチュエ ータ。