JPH11510760A - 外部からの関与を受け難いブレーキアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 流体により作動する組合わせダイアフラムスプリングブレーキは、パワースプリング（５２）を収容するスプリング室を一緒に形成するヘッド（３６）およびフランジケース（３４）の間に、外から関与し難くする接続部を有する。ヘッドは輪状フランジ（６０）および軸方向リム（６２）を有し、フランジケース（３４）は輪状フランジ（６８）および軸方向リム（７０）を有する。ヘッドおよびフランジケースのフランジおよびヘッドおよびフランジケースのリムの少なくとも一方が輪状窪みを（７６）を限定する。ダイアフラム（３８）はフランジ間に挟まれ、輪状窪みを実質的に充填し、輪状窪み中の空気を実質的にすべて除去している。半径方向でダイアフラムに隣接する溶接された接続部（７８）がヘッドリムをフランジケースリムに固定している。

Description

【発明の詳細な説明】 外部からの関与を受け難いブレーキアクチュエータ 発明の背景 発明の分野 本発明は、トラックの様な車両上のブレーキ系統と共に使用する型のダイアフ ラムスプリングブレーキアクチュエータに関する。その態様の一つにおいて、本 発明は、外部からの関与を受け難いスプリング室を有するスプリングブレーキア クチュエータに関する。先行技術 スプリングブレーキアクチュエータは、トラック、バス、および牽引車両に使 用され空気ブレーキ系統と共に一般的に使用されている。その様なアクチュエー タは一般的に、圧縮空気の供給および排気に応答してブレーキを作動および解除 するための作動室、および作動室と縦列に配置された、駐車または緊急ブレーキ 機能を与えるためのスプリング室を備えている。スプリングブレーキアクチュエ ータは、スプリングの力を使用して常用ブレーキアクチュエータを操作し、スプ リング室中の加圧空気が予め決められた水準よりも下がった場合にブレーキを作 用させる。運転者の制御下で、または加圧空気系統の故障の結果、自動的に、空 気圧はスプリング室中で減少し、ブレーキを作動させることがある。作動室およ びスプリング室は、２個の室の間に壁を形成するアダプターまたはフランジケー シングにより分離されている。 代表的なスプリングブレーキアクチュエータでは、エネルギーを蓄え、空気圧 が失われた場合にブレーキを作用させるのに必要な大 きな力を発揮するために、円筒形のパワースプリングを使用している。ダイアフ ラムまたはピストンに作用する空気圧を使用し、スプリングを圧迫し、そのブレ ーキ解除位置を維持する。空気圧系統が故障した場合、空気が使い果たされると 、スプリングがダイアフラム、一般的にエラストマー製ダイアフラムまたはピス トンに作用し、起動棒を通してスプリング力を作動押し棒に加え、ブレーキを作 用させる。 スプリングブレーキアクチュエータは、ヘッド（スプリングハウジングまたは スプリング室とも呼ばれることがある）とアダプターの間にエラストマー製ダイ アフラムを固定することにより一般的に形成されるスプリング室中で作動する。 パワースプリングは、一般的にスプリング室中でヘッドおよびダイアフラムの間 で圧迫されている。このスプリングは、ばね定数が高く、一般的に３ポンド以上 の重量があり、伸びた状態の、圧迫されていない本来の長さ９〜１２インチから 、直線長さ３インチ未満に圧迫されている。ばね定数が高いので、このスプリン グは非常に大きな量の潜在エネルギーを有し、２，０００〜３，０００ポンドの 力をヘッドに作用させる。以前のダイアフラム型のブレーキアクチュエータでは 、ブレーキアクチュエータヘッドが、全体的にＵ字形の断面を有するバンドによ り、アダプターに固定され、ヘッドおよびアダプター上の係合するフランジを固 定し、その間にダイアフラムを固定している。一般的にバンドには、解体し易く するために一つに合わせてボルト留めした部分が形成されている。パワースプリ ングは大きな圧力下にあるので、スプリング室を安全に解体できる様にするため に、パワースプリングを保持または「閉じ込める」ための手段を備えていなけれ ばならない。解体前にパワースプリングを適切に閉じ込め損なうと、 潜在エネルギーが急激に解放され、ヘッドおよびアダプターが飛び散ることがあ る。 スプリング室の解体を思い止まらせるために、クランプバンドは連続したリン グから形成され、フランジの上に変形させ、一般的に密封されたブレーキと呼ば れるものを形成している。密封されたブレーキの利点は安全性である。密封され たブレーキのクランプバンドまたは変形されたフランジは、取り外すためには変 形しなければならないので、スプリング室の解体を思い止まらせる。 密封されたブレーキをより安全にしているその同じ特徴が、ブレーキを損なう ことなく解体することが困難であるので、将来の修理も困難にしている。例えば 、ダイアフラムが損傷した場合、ブレーキアクチュエータ全体を交換しなければ ならない場合もある。いずれの場合も、密封されたブレーキの再調整は非常に困 難な作業である。 外部からの関与を受け難いブレーキでブレーキアクチュエータヘッドをアダプ ターに固定するための別の手段が使用されている。例えば、Pierce への米国特 許第５,３１５,９１８号、１９９４年５月３１日公布、は、ブレーキアクチュエ ータヘッドをアダプターに固定するためのバヨネット取付を開示している。ブレ ーキアクチュエータヘッドおよびアダプターは、相補的な軸方向に伸びるリップ を有する。リップの一方はその中に形成された一連の開口部を有し、その中にプ ラグ溶接部を受入れ、アクチュエータヘッドをアダプターに固定する。 Thompsonへの米国特許第５,２８５,７１６号、１９９４年２月１５日公布、は 、ブレーキアクチュエータヘッドをアダプターに、ブレーキアクチュエータヘッ ドをアダプターに固定する溶接部がダ イアフラムを燃焼させない様にダイアフラムから十分な距離を置く様に溶接する ことを開示している。特に、ブレーキアクチュエータヘッドは軸方向に伸びるフ ランジを有し、そのフランジは、アダプターの軸方向に伸びるフランジと重なり 、アクチュエータヘッドとアダプターの間で圧迫されるダイアフラムから十分な 距離だけ伸びているので、アクチュエータヘッドの軸方向に伸びるフランジの末 端に形成される溶接部から出る熱がダイアフラムを燃焼させることはない。 発明の概要 本発明により、全体的に円筒形のヘッドおよびフランジケースを有し、これら ２つの間にエラストマー製ダイアフラムを含む型の流体作動式ブレーキアクチュ エータは、ダイアフラムの周辺部の近くに溶接した接続部を有する。フランジケ ースおよびヘッドは放射状に伸びるフランジを有し、これらのフランジは、ダイ アフラムの周縁部を圧迫する形状を有するので、ダイアフラムが、フランジケー スおよび円筒形ヘッド上の放射状に伸びるフランジ間に形成される輪状窪みを実 質的に充填する。 一実施態様では、ヘッドおよびフランジケースの両方が、フランジの外側縁部 上に軸方向に伸びるリムを有する。これらのリムを重ね合わせ、リム間に溶接部 を形成する。 エラストマー製ガスケットが、ヘッドおよびフランジケースの間で放射状に伸 びるフランジの間に形成され、フランジ上の輪状リムにより閉鎖される輪状空間 を実質的に完全に充填するので、ダイアフラムをひどく燃焼させることなく、溶 接部を半径方向でエラストマー製ダイアフラムに隣接して配置することができる 。こうして、 ヘッドおよびフランジケースの間に密封部が無傷のまま残る。さらに、許可無し に外部から関与されない様にするために、接続部を溶接することができる。この 様にして、含まれる材料を減少させ、それによってスプリングブレーキアクチュ エータのコストおよび重量を下げることができる。 図面の簡単な説明 ここで本発明を付随する図面を参照しながら説明するが、図面中、 図１は、本発明の流体により作動する組合わせダイアフラムスプリングブレー キアクチュエータの立面図であり、 図２は、図１の流体により作動する組合わせダイアフラムスプリングブレーキ アクチュエータの部分的な断面図である。 図面の詳細な説明 図１および２に関して、本発明の流体により作動するブレーキアクチュエータ １０を示す。ここに示す特別な実施態様は、作動室１２およびスプリング室１４ の両方を有する、流体により作動する組合わせダイアフラムスプリングブレーキ アクチュエータである。このブレーキアクチュエータは、車両軸の取付ブラケッ ト（図には示していない）に取り付ける様に設計され、さらに、一般的にゆるみ 調節器および車両のブレーキ機構に伸び、それらと接続する作動押し棒１６を経 由してブレーキ（図には示していない）を操作する様に設計されている。 本発明はスプリング室に関するが、スプリングブレーキアクチュエータで一般 的であるように、作動室１２およびスプリング室１４を縦列に接続した状態で示 す。作動室１２の構造は良く知られてい る。したがって、作動室１２は一般的にのみ説明する。作動室１２は、クランプ ２２により一つに接合されて中空の内側室を形成する、カップ状の下側作動ハウ ジング１８およびカップ状の上側作動ハウジング２０により限定されている。下 側作動ハウジング１８および上側作動ハウジング２０の間に、第一エラストマー 製ダイアフラム２４（常用ブレーキダイアフラムとも呼ばれる）が挟まれ、流体 を通さない様に締め付けられている。作動室の空気口２６は、上側作動室２０を 加圧するために圧力供給源に接続され、さらに空気の追加および排気により作動 押し棒１６を往復運動させるために排気バルブ（図には示していない）に接続さ れている。 スプリング室１４は、フランジケース３４、およびフランジケース３４に固定 された、スプリング室とも呼ばれる、全体的に円筒形のヘッド３６により限定さ れている。室３６をフランジケース３４に固定したことが、以下に示す様に本発 明の主題を形成する改良点である。スプリングダイアフラムと呼ばれる第二のエ ラストマー製ダイアフラム３８がフランジケース３４と室３６の間に挟まれ、流 体を通さない様に固定されており、スプリングダイアフラム３８とフランジケー ス３４の間に圧力室４６を形成する。 スプリング空気口４０がフランジケースから伸び、圧力室４６を加圧空気の供 給源（図には示していない）に接続している。加圧空気は、ダイアフラム３８と フランジケース３４の間の圧力室４６の中に送られる。 スプリング押し棒４２はフランジケース３４および上側作動ハウジング２０を 通り、シール４４を通って伸びているので、スプリング押し棒４２の一端はスプ リング室１４の中にあり、他端は作動室１２の中にある。スプリング押し棒４２ は、作動室１２の中にある 一端に堅く固定された反作用板４８を有し、スプリング室１４の中にある他端に は圧力板５０が取り付けてある。圧力板５０はダイアフラム３８と係合している 。パワースプリング５２は圧力板５０とヘッド３６の間に配置され、圧力板５０ およびスプリング押し棒４２を圧力室４６の中の加圧空気の力に対抗して偏位さ せる。加圧空気が圧力室４６中に強制的に送り込まれると、加圧空気はパワース プリング５２の力に打ち勝ち、スプリング押し棒４２を後退させ、ブレーキを解 除する。加圧空気が使い果たされると、パワースプリング５２がスプリング押し 棒４２を移動させ、ブレーキを作動させる。 図に示す様に、上側作動ハウジング２０をフランジケース３４に溶接すること により、作動室１２はスプリング室１４に取り付けてある。しかし、上側作動ハ ウジング２０およびフランジケース３４は一体部品として製造するのが一般的で あり、これをアダプターハウジングと呼ぶことが多い。流体により操作するブレ ーキアクチュエータ１０が一体のアダプターハウジングを使用することも本発明 の範囲内である。 ヘッド３６の中央開口部６１の中に解除部品５６を備え、ブレーキを機械的に 解除する必要がある場合に、圧力板５０を後退した、または「閉じ込められた」 位置に機械的に引き込むことができる。解除部品は、その下端の一体的なヘッド およびその上部に取り付けたナットを有するねじ山付きロッドを一般的に含む。 ロッド上には第二のナットがねじ込まれ、ヘッド３６に溶接されている。ナット 上のヘッドは、スプリングブレーキアクチュエータの分野では良く知られている 様式で圧力板５０の一部と選択的に係合し、ロッドを捩じってヘッドからゆるめ ることにより、圧力板を後退させること ができる。 ここでフランジケース３４を円筒形ヘッド３６に固定している接続部をより詳 しく見ると、円筒形ヘッドは、周辺部の放射状に伸びるフランジ６０を有し、そ のフランジから周囲の軸方向フランジ６２が伸びている。好ましくは、放射状フ ランジ６０は半径方向で僅かに上向きの傾斜を有し、スプリング押し棒の縦軸と 直角の平面に対して上向きに伸びる鋭角を形成している。軸方向フランジ６２は 、軸方向で作動室１２に向かって伸び、スプリング押し棒の縦軸と実質的に平行 である。放射状フランジ６０および軸方向フランジ６２はヘッド３６を打ち抜い て形成するのが好ましい。ヘッド３６の側壁６３と放射状フランジ６０の間は丸 い移行部６４が形成され、放射状フランジ６０と軸方向フランジ６２の間には丸 い移行部６６が形成されている。 同様に、フランジケース３４も周辺部の放射状に伸びるフランジ６８を有し、 そのフランジから周囲の軸方向フランジ７０が末端縁部７１まで伸びている。好 ましくは、放射状フランジ６８は、スプリング押し棒４２の縦軸と直角の平面に 対して下向きに伸びる鋭角を形成している。放射状フランジ６８および軸方向フ ランジ７０もフランジケース３４を曲げることにより形成され、肩部７２および ７４を形成する。放射状フランジ６８は、ヘッド３６の放射状フランジよりも短 かい距離だけ半径方向に伸びている。２個の放射状フランジ６８、６０の半径方 向の伸びの差は、軸方向フランジ６２の厚さにほぼ等しく、軸方向フランジ７０ が軸方向フランジ６２の中に入り込むことができる。 ブレーキアクチュエータ１０を組み立てる際、スプリングダイアフラム３８は 輪状のふくらみを有し、このふくらみを放射状フラン ジ６０および６８の間に配置し、好ましくは放射状フランジ６０および６８の間 に圧迫力を加えてフランジ間に圧迫する。放射状フランジ６０、６８および軸方 向フランジ６２、７０により輪状の窪みが形成される。スプリングダイアフラム ３８のふくらみは、この輪状窪み７６に近い形状を有する。放射状フランジ６０ および６８は整列し、その間でスプリングダイアフラムを圧迫し、確実にスプリ ングダイアフラム３８のふくらみを輪状窪みの中に実質的に完全に充填する。ス プリングダイアフラム３８が放射状フランジ６０および６８の間で圧迫されると 、スプリングダイアフラム３８の一部が輪状窪みの中に送り込まれ、窪みを完全 に充填する。軸方向フランジ７０は、スプリングダイアフラム３８が完全に圧迫 された時に、軸方向フランジ７０の末端縁部７１が放射状フランジ６０に突き当 たる様に、予め決められた長さを有することができる。軸方向フランジ６２は軸 方向フランジ７０に溶接部７８に沿って溶接する。溶接部７８は、溶接材料を加 えずに、軸方向フランジ６２が軸方向フランジ７０に融合し、熱の影響を受ける 区域を最少に抑える溶接部であるのが好ましい。さらに、特殊な工程により、過 剰の熱を除去するために熱溜めが必要になることもある。 スプリングダイアフラム３８は熱により焼けることもあるが、溶接工程の際に スプリングダイアフラムが燃焼した時に起こる様な、スプリングダイアフラムの 性能を損なう程焼けることはない。 溶接部をダイアフラムの近くに配置することにより、ヘッド３６およびフラン ジケース３４の製造に必要な材料が少なくて済む。以前のブレーキアクチュエー タにおける様に、フランジの縁部における溶接部から来る熱がダイアフラムを燃 焼させるのを阻止するために、軸方向フランジの縁部をダイアフラムを超えて伸 ばす必要はな い。 運転中、空気圧はスプリング空気口４０を通してスプリング室１４に絶えず供 給され、スプリングダイアフラム３８を、パワースプリング５２を圧迫する位置 に維持する。この位置で、作動押し棒１６は、上記の様に、作動空気口２６を通 して作動室１２の中に加圧空気を選択的に送り込むことにより、正常に作動する 。しかし、パーキングブレーキをかけた場合の様に意図的に、あるいは空気圧系 統の故障により、圧力が失われた場合、スプリング室１４中の圧力は低下し、パ ワースプリング５２が圧力板５０、スプリングダイアフラム３８、およびスプリ ング押し棒４２を圧迫し、それによって作動押し棒１６を作動させ、ブレーキに ブレーキ圧を作用させることにより、ブレーキを作動させる。 以下に記した請求項に規定される本発明の精神から離れることなく、上記の開 示範囲内で妥当な変形およ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)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．全体的に円筒形のヘッド（一端に放射状に伸びるフランジおよびヘッドフラ ンジから伸びる周辺部のリムを有する）、 フランジケース（一端に放射状に伸びるフランジおよびフランジケースの放 射状フランジから軸方向伸びる周辺部のリムを有し、フランジケースの周辺部リ ムがヘッドの周辺部リムと突き当たる関係にあり、そこに溶接されている）、 ヘッドの放射状に伸びるフランジ、フランジケースの放射状に伸びるフラン ジ、およびヘッドリムおよびフランジケースリムの少なくとも一方により限定さ れる輪状窪み、および ヘッドフランジおよびフランジケースフランジの間で溶接接続部により圧迫 されて保持されている周辺縁部を有するエラストマー製ダイアフラム を含む流体により作動するブレーキアクチュエータにおいて、 フランジケースの周辺部リムおよびヘッドの周辺部リムの間の溶接部が、半 径方向でエラストマー製ダイアフラムの縁部に隣接し、エラストマー製ダイアフ ラムが輪状窪みを実質的に充填しており、それによってフランジケースの周辺部 リムをヘッドの周辺部リムに溶接する際にエラストマー製ダイアフラムの燃焼が 最少に抑えられることを特徴とするブレーキアクチュエータ。 ２．ヘッドおよびフランジケースのリム同士が重なり合った関係にある、請求項 １の流体により作動するブレーキアクチュエータ。 ３．少なくともヘッドおよびフランジケースの一方のリムが縁部で終わり、縁部 が、ヘッドおよびフランジケースの他方のフランジに隣接する点で終わっている 、請求項２の流体により作動するブ レーキアクチュエータ。 ４．輪状窪みが、ヘッドおよびフランジケースのフランジおよびヘッドおよびフ ランジケースの一方のリムにより限定される、請求項３の流体により作動するブ レーキアクチュエータ。 ５．ヘッドおよびフランジケースの一方のリムの直径がヘッドおよびフランジケ ースの他方のリムの直径よりも小さく、それによってヘッドおよびフランジケー スの一方のリムを、ヘッドおよびフランジケースの他方のリムの中に重なり合っ た関係で収容できる、請求項１の流体により作動するブレーキアクチュエータ。 ６．少なくともヘッドおよびフランジケースの一方のリムが縁部で終わり、縁部 が、ヘッドおよびフランジケースの他方のフランジに隣接する点で終わっている 、請求項５の流体により作動するブレーキアクチュエータ。 ７．輪状窪みが、ヘッドおよびフランジケースのフランジおよびヘッドおよびフ ランジケースの一方のリムにより限定される、請求項６の流体により作動するブ レーキアクチュエータ。 ８．溶接された接続部が点溶接部である、請求項１の流体により作動するブレー キアクチュエータ。 ９．溶接部が、ブレーキアクチュエータの周辺部の少なくとも一部の周りに伸び ている、請求項１の流体により作動するブレーキアクチュエータ。 １０．一端に放射状に伸びるフランジを有する全体的に円筒形のヘッド、 一端に放射状に伸びるフランジを有するフランジケース、 ヘッドおよびフランジケースの放射状に伸びるフランジの間に配置され、ヘ ッドおよびフランジケースの放射状に伸びるフラン ジにより部分的に限定される輪状窪みの中に圧迫されているエラストマー製ダイ アフラム、および ヘッドおよびフランジケースの放射状に伸びるフランジにより形成される輪 状窪みを閉鎖する輪状の閉鎖部材を含む流体により作動するブレーキアクチュエ ータにおいて、 エラストマー製ダイアフラムの周辺部が輪状窪みを実質的に完全に充填して おり、周辺部材中に設けた溶接部が放射状に伸びるフランジを堅く締めた関係で 固定し、それによってヘッドがフランジケースに固定され、溶接部が輪状窪みの 半径方向で外側に、エラストマー製ダイアフラムの周辺部の少なくとも一部に隣 接して配置されていることを特徴とするブレーキアクチュエータ。