JPH08511602A - 改良圧力板を備えた流体作動式スプリングブレーキアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 流体作動式スプリングブレーキアクチュエータ（10）が漏斗形状圧力板（58）を有し、これがスプリング（60）を圧縮しブレーキを弛めるのに必要な流体の体積を減少させ、ブレーキの作動に際し速い応答時間をもたらす。

Description

【発明の詳細な説明】 改良圧力板を備えた流体作動式スプリングブレーキアクチュエータ 発明の背景 発明の分野 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、より詳細には改良 スプリングブレーキ圧力板を備えた、直列に結合されている常用ブレーキ・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。従来技術の状況 バス、トラック等々のような車両用エアブレーキシステムは、圧縮空気などの 流体の選択的適用によって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・ドラム組立体を有している。在来のエアブレーキアクチュエータは 、正常な運転状況において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、圧縮空気が解放された時ブレーキを作動させる緊急ブレ ーキ又はスプリングブレーキアクチュエータの両方を有している。緊急ブレーキ アクチュエータは空気が抜けた時にブレーキの適用を強行する強力な圧縮スプリ ングを有している。このアクチュエータは時にスプリングブレーキアクチュエー タといわれる。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 ュエータと直接に配置される。 常用ブレーキアクチュエータは典型的にダイアフラムによって２個の室に分割 される。正常運転操作においてブレーキペダルを踏むと１つの室に圧縮空気が導 入され、これはダイアフラムに作用して反対側の室内の常用ブレーキの押杆を伸 長させて、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 をかける。 直列の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と分けている壁の孔を通じて常用ブレーキ部分の室内に延び ている。結合している室の少なくとも１つが通常加圧されているから、孔の所で 押杆の周りにシールが設けられ、これは１個又はそれ以上のＯ−リングを孔の周 囲の壁の環状みぞに収めて成る。 スプリングブレーキアクチュエータは典型的に２つの室、すなわちゴム製ダイ アフラムと圧力板で仕切られた下方室と上方室に分割され、上方室内のスプリン グはスプリングブレーキハウジングの端壁と圧力板の間で作用する。下方室に完 全な圧がかけられると、ダイアフラムと圧力板とに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のロッド は比較的小さい戻りバネにより後退位置に保持される。或るアクチュエータでは スプリングブレーキアクチュエータのロッドは圧力板と一体 であつて空気圧により後退位置に保持される。どちらの設計においても、スプリ ングブレーキアクチュエータのロッドはブレーキの正常操作には影響を与えない 。 スプリングブレーキアクチュエータから空気圧が消失したり意図的に空気を排 気したときは、強力圧縮スプリングの力がスプリングブレーキアクチュエータの ロッドに働き、このロッドが常用ブレーキ押杆に作用することによりブレーキが 機械的に作動される。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働く。 スプリングブレーキアクチュエータの下方室内の空気の量はスプリングブレー キの応答時間に関連づけられる。スプリングブレーキの応答は、下方室への空気 圧が失われた後ブレーキを作動させるのに必要な距離だけスプリングがスプリン グブレーキ押杆を押し込むのにかかる時間である。与えられた空気圧について、 下方室の容積が大きければ大きいほど、空気が解放された後にスプリングブレー キを適用する応答時間は長くなる。従ってスプリングブレーキの下方室内の空気 の量を減少させて、空気が抜けた後のスプリングブレーキ適用の時間を短くする ことが望ましい。しかし、下方室の容積はスプリングブレーキアクチュエータの 寸法を減少させるだけでは小さくできない。なぜなら、スプリングは車を止める のに十分な寸法のものでなければならないし、スプリングは十分な距離を移動す るものでなければならず、押杆の追随的移動はブレーキを作動するのに十分なも のでなければならな いからである。 発明の概要 この発明は、内部に懸垂された弾力性ダイアフラムによって第１室と第２室に 分割されたハウジングをもつ流体作動式ダイアフラム・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。ダイアフラムの中央部分には孔が設けられる。 圧力板が第１室内に取付けられ、圧力板とハウジングの間に取付けたスプリング を支持する。アクチュエータロッドが第２室内に配置され、ダイアフラム及び圧 力板の運動に応答してブレーキ機構を作動させる。圧力板は好適に漏斗状の形状 であって、アクチュエータロッドの一端近くに筒状部と、ここから斜めに拡がる スカート部をもち、従って第２室内の流体の量は流体がこの室から排出された後 スプリングブレーキアクチュエータのより速い応答をもたらすように減少されて いる。 好適に、圧力板のスカート部は径外方へ向いたフランジで終り、アクチュエー タロッドは圧力板の筒状部にプレス嵌めされる。径外方向きフランジはその周縁 に折り曲げリップを備えてもよい。スカート部は筒状部と径外方向きフランジの 中間に座部をもち、その上にスプリングを支えるようにしてもよい。 好適に、アクチュエータロッドは中空で、筒状部はケージングツール（cagjng tool）を通す穴をもつ。ケージングツー ルはさらに中空アクチュエータロッドの中にも延びていく。 図面の簡単な説明 第１図は本発明に係る圧力板を備えた空気作動式ブレーキアクチュエータの縦 断面図である。 第２図は第１図に示した圧力板部分の拡大断面図である。 発明の詳細な説明 第１図は流体作動式ブレーキアクチュエータ１０を示す。このアクチュエータ １０は常用ブレーキアクチュエータ１４を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と直列に取付けて成る。常用ブレーキ押杆１２が、後退位置 と伸長した作動位置との間を往復運動するように常用ブレーキアクチュエータ１ ４から延び、先端に普通のブレーキシューとドラム（図示せず）に普通の方法で 連結される二股１７を備えている。常用ブレーキ押杆１２の往復動作がブレーキ を交互にかけたり、はずしたりするのである。 常用ブレーキアクチュエータ１４は、カップ形状のハウジング部分１８と二重 カップ形状のアダプターハウジング２０をクランプ２２で結合して常用ブレーキ 室２３を形成して成る。アダプターハウジング２０はまたフランジケースともい われる。 常用ブレーキ室２３内には第１エラストマーダイアフラム２４（常用ブレーキ ダイアフラムともいわれる）が吊り下げ られ、その周縁部がカップ状ハウジング部分１８とアダプターハウジング２０の 常用側の間にクランプ２２によって流体密状に締結される。第１エラストマーダ イアフラム２４は常用ブレーキ室２３を２つの部分、すなわち上方常用ブレーキ 室２６と下方常用ブレーキ室２８とに分ける。上方室２６はアダプターハウジン グ２０のエア流入ポート４２を通じて加圧空気源（図示せず）と連通する。下方 室２８はハウジング部分１８の少なくとも１つの開口３２によって大気へ通じて いる。第１図で上方室２６は排気されているから、第１ダイアフラム２４は下方 室２８内のスプリング４６からの力によりアダプターハウジング２０に押しつけ られている。 カップ状常用ハウジング部分１８の中央開口３０から常用ブレーキ押杆１２が 延び、その端部に圧力板４４を下方常用ブレーキ室２８内に有している。圧力板 ４４は第１エラストマーダイアフラム２４に密接している。圧縮スプリング４６ が圧力板４４とハウジング部分１８の内表面との間に配置される。環状座４０を 有する押杆ガイド３４が中央開口３０内に配置され、常用ブレーキ押杆１２の中 央開口３０内の往復運動を案内し、また圧縮スプリング４６の端部を受け、これ を中央開口３０の周りの位置に保持する。圧縮スプリング４６はこうして圧力板 ４４と常用ブレーキ押杆１２とを第１図に示す完全後退位置に押圧する。 常用ブレーキを作動させるには、圧縮空気がエア流入ポート４２から上方ブレ ーキ室２６内に導入され、第１ダイアフ ラム２４と圧力板４４に圧縮スプリング４６の力に打ち勝つに十分な力を生じさ せ、これにより常用ブレーキ押杆１２を作動位置の方へ伸長させる。開口３２は 、常用ブレーキが作動される時、下方常用ブレーキ室２８から空気を急速に排出 させる。取付けボルト４７は流体作動式ブレーキアクチュエータ１０を車両（図 示せず）に取付けるものである。 スプリングブレーキ又は緊急ブレーキアクチュエータ１６は、アダプターハウ ジング２０のスプリング側とほゞ円筒形のヘッド４８又はスプリング室とにより 形成され、これはクランプ５０により締結されてスプリングブレーキ室５１を形 成する。第２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わ れる）がスプリングブレーキ室５１内に取りつけられ、その周縁は円筒形ヘッド ４８とアダプターハウジング２０のスプリング側の間にクランプ５０により流体 密状に締結される。第２ダイアフラム５２はスプリングブレーキ室５１を２つの 室、すなわち上方スプリングブレーキ室６２と下方スプリングブレーキ室６３に 分ける。下方スプリングブレーキ室６３は、緊急ブレーキが第１図に示す正常な 解放位置にある時、アダプターハウジング２０のエア流入ポート５４を通って供 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、結合している常用ブレーキ室２３とスプリング ブレーキ室５１とを分ける仕切壁３５を有する。スプリングブレーキアクチュエ ータロッド５６は、常用ブレーキ押杆１２と軸線一致し、一端はスプリングブレ ーキ室５１から仕切壁３５の中央開口３８内に延びていて、後退位置と作動位置 の間を往復運動する。１個又はそれ以上のＯ−リングシール３７が中央開口３８ 内に設けられ、これを通じてスプリングブレーキアクチュエータロッド５６が往 復動する。 スプリングブレーキアクチュエータロッド５６の遠端５５は、上方常用ブレー キ室２６内にある反動板６６で終っている。反動板は、スプリングブレーキアク チュエータロッド５６が第１図に示すような後退位置にある時、環状凹部４１の 中に受け入れられている。反対側のアクチュエータロッド５６の近端５７は第２ ダイアフラム５２の開口５３から突出して本発明に係る圧力板５８で終っている （後に詳説）。圧力板５８は強力圧縮スプリング６０の端部と当接する。 スプリングブレーキアクチュエータロッド５６は中空な管か、又は中心孔６８ を形成したロッドであり、中にブレーキ解放ロッド又はケージングツール７０を 収納している。スプリングブレーキアクチュエータロッド５６の中心孔６８に受 け入れられたケージングツール７０は、円筒状ヘッド４８、圧力板５８、スプリ ングブレーキアクチュエータロッド５６それぞれの整合した穴６９，７３，７５ を通る。ケージングツール７０はネジを切った細長いシャフト７１の一端に拡大 した頭部７２を設けて成る。シャフトの反対端は、ヘッド４８に固着したヘッド ナット７６にねじ込まれ、その外に六角ヘッドナット７８又は同等な駆動体が固 着される。 ケージングツール７０は主として強力圧縮スプリング６０の手動後退を可能に させる働きをする。六角ナット７８を回転すると、シャフト７１はヘッドナット ７６の中でネジまわりして、ケージングツール７０は円筒形ヘッド４８に対し軸 方向に移動する。拡大頭部７２はアクチュエータロッド５６の中心孔６８内で自 由に滑動するが、それでもアクチュエータロッド近端５７の内向き環状フランジ ８０によって拘束される。こうして、六角ナット７８の回転によりケージングツ ール７０を引き抜くと、拡大頭部７２をフランジ８０と当接させることになり、 圧力板５８とスプリング６０を手で後退させることができる。 円筒形ヘッド４８は１個又はそれ以上のポート６５をもっていて、これにより 上方スプリング室６２と大気間に連通を設定する。 詳しくは第２図、全般には第１図を参照すると、本発明に係る圧力板５８は全 体的に漏斗状の形状で、漏斗の頚のところに筒状部７４を有している。筒状部７ ４は段をなし、径方向内向きフランジ９０と第１円筒部９２を有する。フランジ ９０により形成される穴７３を通ってケージングツール７０のシャフト７１が延 びる。第１円筒部９２はアクチュエータロッド５６に密接していて、その内壁９ ４はアクチュエータロッド近端５７をプレス嵌め係合で受け入れる形状と寸法に 作られる。筒状部７４の第２円筒部９６が第１円筒部９２より外側に段状に張出 し、第２ダイアフラムの開口縁５３をア クチュエータロッド５６に固く締結している。 圧力板５８はさらに、筒状部７４から斜めに仕切壁３５の方へ外側に開くスカ ート部１００を有している。スカート部１００に径外方へ向いたフランジ１０４ が形成され、フランジ１０４と筒状部７４の間でスカート部１００に圧縮スプリ ング６０の保持用環状座１０２が設けられる。フランジ１０４は折り曲げ部１０ ６で終り、これはダイアフラム５２が往復中に圧力板５８に噛むのを防ぐ。 下方スプリングブレーキ室６３内の空気圧は通常ダイアフラム５２を圧力板５ ８の輪郭上に圧接保持する。しかし、圧力板５８の改良漏斗形状では、下方スプ リングブレーキ室６３内の空気量は、圧力板がアクチュエータロッドから大体直 角に延びてスプリング６０と直接当接していた従来型のブレーキアクチュエータ より著しく少なくなっていることが認められるであろう。換言すれば、圧力板の スカート部は仕切壁の方へスプリング６０の端部から離れて突出し、それにより 下方スプリングブレーキ室６３の最大容積を最小にしている。それでもアクチュ エータロッド５６の長さ、従ってストロークの最大量は標準のまゝである。同様 に、スプリング６０の寸法も標準である。好適に、下方スプリングブレーキ室６ ３の最大容積の減少は従来型ブレーキアクチュエータの約２０〜３０％である。 下方室のこの小さい容積は、ストローク中に少ない空気が下方スプリング室から 排出されればよいのであるから高度に望ましい迅速応答時間をもたらすのである 。 流体作動式ブレーキアクチュエータ１０の正常動作中、スプリングブレーキア クチュエータロッド５６は、下方スプリングブレーキ室６３内に維持される圧縮 空気によって、第１図に示す完全に後退した位置にあるであろう。下方スプリン グブレーキ室６３から圧縮空気が排出されると、一端が円筒形ヘッド４８の外端 壁に当接している圧縮スプリング６０は、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ロッド５６とを常用ブレーキ押杆１２の方向へ押圧する。圧 縮スプリング６０の力がスプリングブレーキアクチュエータロッド５６を中心孔 ３８内に伸長させ、それにより反動板６６に第１ダイアフラム２４と常用ブレー キアクチュエータ１４の圧力板４４とに対する力をかけさせる。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、ブレーキをかけることになる 。スプリングブレーキアクチュエータ１６を弛めるべき時は、圧縮スプリング６ ０の力に打ち勝つに十分な圧で圧縮空気が再び下方スプリングブレーキ室６３内 に導入される。第２ダイアフラム５２に作用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ロッド５６、圧縮スプリング６０は第１図 に示した位置に戻らされる。 以上開示の範囲内で次の請求の範囲により規定される本発明の趣旨を逸脱する ことなく合理的な変形及び修正が可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＫ，ＬＵ，ＭＧ，ＭＮ ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＫ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ハウジングと、このハウジング内を第１と第２の室に分割するため取付けら れ、中央部に穴を有する弾力性ダイアフラムと、第１の室内でダイアフラムに近 接する圧力板と、第１の室内で圧力板とハウジングの間にあるスプリングと、ダ イアフラムと圧力板の運動に応答してブレーキ機構を作動させるため第２の室内 にあるアクチュエータロッドとを有する流体作動式ダイアフラムスプリングブレ ーキアクチュエータにおいて、 圧力板が漏斗形状であって、その筒状部が第１の室内においてアクチュエー タロッドの端部のところでアクチュエータロッドに接近しており、スカート部が 筒状部から斜めに延びており、それにより第２の室内の流体の体積がスプリング ブレーキアクチュエータの迅速応答をもたらすように減少されている改良から成 る流体作動式ダイアフラムスプリングブレーキアクチュエータ。 ２．前記スカート部が径外方へ向いたフランジで終っている請求の範囲１に記載 の流体作動式ダイアフラムスプリングブレーキアクチュエータ。 ３．アクチュエータロッドが筒状部にプレス嵌めされている請求の範囲２に記載 の流体作動式ダイアフラムスプリング ブレーキアクチュエータ。 ４．径外方へ向いたフランジがその周縁で折り曲げリップを有している請求の範 囲３に記載の流体作動式ダイアフラムスプリングブレーキアクチュエータ。 ５．スカート部が筒状部と径外方向きフランジとの間に座をもっている請求の範 囲４に記載の流体作動式ダイアフラムスプリングブレーキアクチュエータ。 ６．アクチュエータロッドが中空である請求の範囲５に記載の流体作動式ダイア フラムスプリングブレーキアクチュエータ。 ７．筒状部が穴を有する請求の範囲６に記載の流体作動式ダイアフラムスプリン グブレーキアクチュエータ。 ８．さらに、前記穴を通ってアクチュエータロッド内に延びるケージングツール を有する請求の範囲７に記載の流体作動式ダイアフラムスプリングブレーキアク チュエータ。 ９．スカート部が筒状部と径外方向きフランジとの間に座をもっている請求の範 囲２に記載の流体作動式ダイアフラムスプリングブレーキアクチュエータ。 10．筒状部が穴をもっている請求の範囲１に記載の流体作動式ダイアフラムスプ リングブレーキアクチュエータ。 11．アクチュエータロッドが中空である請求の範囲１０に記載の流体作動式ダイ アフラムスプリングブレーキアクチュエータ。 12．さらに前記穴を通ってアクチュエータロッドに延びているケージングツール を有する請求の範囲１１に記載の流体作動式ダイアフラムスプリングブレーキア クチュエータ。 13．スカート部がダイアフラムを噛まないようにする折り曲げリップを有する請 求の範囲１に記載の流体作動式ダイアフラムスプリングブレーキアクチュエータ 。 14．スカート部がスプリング用の座をもっている請求の範囲１に記載の流体作動 式ダイアフラムスプリングブレーキアクチュエータ。 15．アクチュエータロッドが筒状部にブレス嵌めされている請求の範囲１に記載 の流体作動式ダイアフラムスプリングブレーキアクチュエータ。 16．常用ブレーキアクチュエータとスプリングブレーキアクチュエータとを結合 して有し、常用ブレーキアクチュエータは、ハウジングと、ハウジング内部を第 １常用室と第２常用室とに分割するため設けられた弾力性常用ダイアフラムと、 第２常用室内で常用ダイアフラムに近接している常用ハウジング圧力板と、常用 圧力板に当接しブレーキ機構に連結される押杆とを有し、スプリングブレーキア クチュエータは、ハウジングと、このハウジング内を第１スプリング室と第２ス プリング室とに分割するため設けられた弾力性スプリングダイアフラムと、第１ 室内でこのスプリングダイアフラムに近接しているスプリング圧力板と、第１ス プリング室内でスプリング圧力板とハウジングの間にあるスプリングと、スプリ ングダイアフラムとスプリング圧力板の運動に応答してブレーキ機構を作動させ るため第２スプリング室内にあるアクチュエータロッドとから成り、アクチュエ ータは第１スプリング常用室内に延び、常用ダイアフラムに接触する流体作動式 ダイアフラムスプリングブレーキアクチュエータであって、 スプリング圧力板が第１スプリング室内においてアクチュエータロッドの端 部のところでアクチュエータロッドに近接している筒状部と、筒状部から斜めに 離れるように延びるスカート部とを有している流体作動式ダイアフラムスプリン グブレーキアクチュエータ。