(57)【要約】【課題】ダイアフラムインターフェースにおけるストレスを低減するブレーキアクチュエータシステムを提供する。【解決手段】中央に孔およびシール要素を有するダイアフラム構造を備えた車両のブレーキアクチュエータシステム。当該構造によって、シール要素が、露出長にわたってセンタープッシュロッドの外径に密着すると共にスライドすることが可能となる。これによって、センタープッシュロッドに対してダイアフラムを永久的に取り付けるための固定ジョイントが不要となり、かつ、プッシュロッドをスプリングピストンあるいは別体固定プレートに対して取り付けることが可能となり、かつ、そのインターフェースにおけるダイアフラムのストレスが軽減される。【選択図】図１
2010096348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のパーキングブレーキを作動させるための空気式スプリングブレーキアクチュエータであって、
第１の端壁と、この第１の端壁と対向する第２の端壁と、前記第１および第２の端壁間で延在する側壁と、を備えるハウジングであって、前記第１の端壁と前記第２の端壁と前記側壁とは共同でその内部に空洞を形成しているハウジングと、
前記空洞に広がると共に、前記空洞を、前記ダイアフラムと前記第１の端壁との間に配置されたスプリングチャンバーと、前記ダイアフラムと前記第２の端壁との間に配置された圧力チャンバーとに分割するダイアフラムであって、前記圧力チャンバーが流体によって加圧された際に第１のポジションに位置し、かつ、前記圧力チャンバーから流体が排出された際に第２のポジションに位置するようになっているダイアフラムと、
プッシュロッドであって、前記ダイアフラムが前記第２のポジションにあるとき、前記プッシュロッドは前記パーキングブレーキを作動させるように位置させられ、かつ、前記ダイアフラムが前記第１のポジションにあるとき、前記プッシュロッドは前記パーキングブレーキを解除するよう位置させられるプッシュロッドと、
を具備してなり、
前記ダイアフラムは前記プッシュロッドが貫通する孔を有することを特徴とするブレーキアクチュエータ。
【請求項２】
前記孔は、前記プッシュロッドの表面に対するシールのためのエッジを備えることを特徴とする請求項１に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項３】
前記孔のシールエッジは補強部を備えることを特徴とする請求項２に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項４】
前記シールエッジの前記補強部は、前記ダイアフラムの厚みよりも大きな厚みを有することを特徴とする請求項３に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項５】
前記シールエッジの前記補強部は支持リングを有することを特徴とする請求項４に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項６】
前記支持リングは、前記ダイアフラムを形成するために使用される素材よりも、より剛性の高い素材から形成されていることを特徴とする請求項５に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項７】
前記支持リングは、前記圧力チャンバーに対するよりも前記スプリングチャンバーにより近いポジションにおいて、前記ダイアフラム上に配置されていることを特徴とする請求項５に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項８】
前記ブレーキアクチュエータは、さらに、前記第１の端壁と前記ダイアフラムとの間に配置されたプッシュプレートを具備してなり、かつ、前記プッシュプレートは、前記スプリングチャンバーから前記ダイアフラムへと力を伝達するようになっていることを特徴とする請求項５に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項９】
前記プッシュプレートは前記ダイアフラムと接触しておらず、かつ、前記プッシュプレートは、前記プッシュプレートから前記プッシュロッドへと力を伝達するようになっていることを特徴とする請求項８に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項１０】
前記孔のシールエッジはテーパー部を備えることを特徴とする請求項２に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項１１】
前記テーパー部は、前記ダイアフラムの厚みよりも大きな外側厚みと、前記ダイアフラムの厚みと等しい内側厚みを有することを特徴とする請求項１０に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項１２】
前記テーパー部は支持リングを有することを特徴とする請求項１１に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項１３】
前記支持リングは、前記ダイアフラムを形成するために使用される素材よりも、より剛性の高い素材から形成されていることを特徴とする請求項１２に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項１４】
前記支持リングは、前記圧力チャンバーに対するよりも前記スプリングチャンバーにより近いポジションにおいて、前記ダイアフラム上に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項１５】
前記ブレーキアクチュエータは、さらに、前記第１の端壁と前記ダイアフラムとの間に配置されたプッシュプレートを具備してなり、かつ、前記プッシュプレートは、前記スプリングチャンバーから前記ダイアフラムへと力を伝達するようになっていることを特徴とする請求項１３に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項１６】
前記孔は、前記プッシュロッドの表面に対してシールするための一つ以上のエッジを備えることを特徴とする請求項２に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項１７】
前記孔の少なくとも一つのシールエッジは補強部を備えることを特徴とする請求項１６に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項１８】
少なくとも一つのシールエッジの前記補強部は、前記ダイアフラムの厚みよりも大きな厚みを有することを特徴とする請求項１７に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項１９】
少なくとも一つのシールエッジは支持リングを有することを特徴とする請求項１８に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項２０】
前記支持リングは、前記ダイアフラムを形成するために使用される素材よりも、より剛性の高い素材から形成されていることを特徴とする請求項１９に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項２１】
前記支持リングは、前記圧力チャンバーに対するよりも、前記スプリングチャンバーにより近いポジションにおいて、前記ダイアフラム上に配置されていることを特徴とする請求項１９に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項２２】
前記ブレーキアクチュエータは、さらに、前記第１の端壁と前記ダイアフラムとの間に配置されたプッシュプレートを具備してなり、かつ、前記プッシュプレートは、前記スプリングチャンバーから前記ダイアフラムへと力を伝達するようになっていることを特徴とする請求項１９に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項２３】
車両のパーキングブレーキを作動させるための空気式スプリングブレーキアクチュエータであって、
第１の端壁と、この第１の端壁と対向する第２の端壁と、前記第１および第２の端壁間で延在する側壁と、を備えるハウジングであって、前記第１の端壁と前記第２の端壁と前記側壁とは共同でその内部に空洞を形成しているハウジングと、
前記空洞に広がると共に、前記空洞を、前記ダイアフラムと前記第１の端壁との間に配置されたスプリングチャンバーと、前記ダイアフラムと前記第２の端壁との間に配置された圧力チャンバーとに分割するダイアフラムであって、前記圧力チャンバーが流体によって加圧された際に第１のポジションに位置し、かつ、前記圧力チャンバーから流体が排出された際に第２のポジションに位置するようになっているダイアフラムと、
プッシュロッドであって、前記ダイアフラムが前記第２のポジションにあるとき前記プッシュロッドは前記パーキングブレーキを作動させるように位置させられ、かつ、前記ダイアフラムが前記第１のポジションにあるとき前記プッシュロッドは前記パーキングブレーキを解除するよう位置させられるプッシュロッドと、
を具備してなり、
前記ダイアフラムは前記プッシュロッドが貫通する孔を有し、前記孔は、前記プッシュロッドを取り囲むチューブの表面に対するシールのためのエッジを備えることを特徴とするブレーキアクチュエータ。
【請求項２４】
前記孔のシールエッジは補強部を備えることを特徴とする請求項２３に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項２５】
前記シールエッジの前記補強部は、前記ダイアフラムの厚みよりも大きな厚みを有することを特徴とする請求項２４に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項２６】
前記シールエッジの前記補強部は支持リングを有することを特徴とする請求項２５に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項２７】
前記支持リングは、前記ダイアフラムを形成するために使用される素材よりも、より剛性の高い素材から形成されていることを特徴とする請求項２６に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項２８】
前記支持リングは、前記圧力チャンバーに対するよりも前記スプリングチャンバーにより近いポジションにおいて、前記ダイアフラム上に配置されていることを特徴とする請求項２６に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項２９】
前記ブレーキアクチュエータは、さらに、前記第１の端壁と前記ダイアフラムとの間に配置されたプッシュプレートを具備してなり、かつ、前記プッシュプレートは、前記スプリングチャンバーから前記ダイアフラムへと力を伝達するようになっていることを特徴とする請求項２６に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項３０】
前記プッシュプレートは前記ダイアフラムと接触しておらず、かつ、前記プッシュプレートは、前記プッシュプレートから前記プッシュロッドへと力を伝達するようになっていることを特徴とする請求項２９に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項３１】
前記孔の前記シールエッジは、温度上昇に起因する膨脹に抗する素材から形成されることを特徴とする請求項２に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項３２】
前記孔の前記シールエッジは、温度上昇に起因する膨脹に抗する素材から形成されることを特徴とする請求項２４に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項３３】
車両の空気式ブレーキアクチュエータシステムにおいて使用するためのシールであって、
前記ブレーキアクチュエータシステムは、タンデム状態で配置されたスプリングブレーキアクチュエータおよびサービスブレーキアクチュエータを備え、
スプリングブレーキアクチュエータは、スプリングチャンバーおよび圧力チャンバーと共にブレーキダイアフラムと、前記スプリングブレーキアクチュエータ内に配置されかつパーキングブレーキを作動させるために前記サービスブレーキアクチュエータに向かって軸方向に移動可能なプッシュロッドと、を備え、前記サービスブレーキアクチュエータはサービスブレーキを作動させるためのサービス圧力チャンバーを備え、
前記シールは、前記プッシュロッドの外径上に配置されており、前記ダイアフラムに圧力が加えられたとき、前記シール要素は前記プッシュロッドに密着すると共に、前記ダイアフラムによって保持された後退ポジションへと、それを移動させるようになっていることを特徴とするシール。
【請求項３４】
前記センタープッシュロッドに前記ダイアフラムを取り付ける前記シール要素は、前記ダイアフラム内に永久的には固定されないことを特徴とする請求項３３に記載のシール要素。
【請求項３５】
前記シール要素は、補強リングを備えることを特徴とする請求項３３に記載のシール要素。
【請求項３６】
前記シール要素は、圧縮シールリップを備えることを特徴とする請求項３３に記載のシール要素。
【請求項３７】
前記ダイアフラムの並進および回転動作が制限されないようになっていることを特徴とする請求項３３に記載のシール要素。
【請求項３８】
前記プッシュロッドは、スプリングに対して取り付けられていないことを特徴とする請求項１に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項３９】
前記スプリングは、前記スプリングチャンバー内に配置されており、かつ、前記ダイアフラムを前記第２のポジションに向って付勢するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項４０】
前記エッジは、空気圧によって作動させられるようになっていることを特徴とする請求項２に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項４１】
前記ダイアフラムの並進および回転動作が制限されないようになっていることを特徴とする請求項１に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項４２】
前記ダイアフラムは、前記プッシュロッドに永久的には固定されないことを特徴とする請求項１に記載のブレーキアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の空気式ダイアフラムブレーキに関し、さらに詳しくは、リターンスプリングを要さずにダイアフラムがセンターロッドを動作させることを可能とすると共に、スプリングピストン、センターロッドあるいは別体取り付けプレートに対する固定アタッチメントを必要としない、中央に孔およびシール要素を備えるスリップシールスプリングブレーキダイアフラムを含むサービスおよびスプリングブレーキアクチュエータアセンブリに関する。これはまた、そうした固定アタッチメントによって生じるダイアフラムのストレスを低減する。
【背景技術】
【０００２】
バス、トラック、トレーラーおよびその他のヘビーデューティー車両などの車両用の空気式ブレーキシステムは、通常、圧縮空気の選択的利用によって駆動されるアクチュエータアセンブリによって作動させられるブレーキシューおよびドラムアセンブリを備える。典型的な空気式ブレーキアクチュエータは、加圧空気の利用によって通常の運転状況下でブレーキを作動させるためのブレーキアクチュエータと、空気圧力が解放されたときブレーキの動作を引き起こすスプリング型非常ブレーキアクチュエータとを有する。非常ブレーキアクチュエータは、空気が放出された際にブレーキの動作を強いる強力な圧縮スプリングを有する。これは、しばしば、スプリングブレーキと呼ばれる。
【０００３】
空気式ブレーキアクチュエータは、ピストン型あるいはダイアフラム型のいずれかである。ダイアフラム型スプリングブレーキアクチュエータにおいては、通常、二つの空気式ダイアフラムブレーキアクチュエータがタンデム様式で配置されるが、これは、車両の通常操作ブレーキを作動させるための空気式サービスブレーキアクチュエータと、車両のパーキングまたは非常ブレーキを作動させるためのスプリングブレーキアクチュエータとを備える。サービスブレーキアクチュエータおよびスプリングブレーキアクチュエータはいずれも、ハウジングの内部を二つの別個の流体チャンバーへと分割する弾性ダイアフラムを有するハウジングを備える。他方、ピストンブレーキアクチュエータは、ダイアフラムの代わりに、外径にスライドシールを備えたピストンが、車両の通常および／またはパーキングブレーキを作動させるためにシリンダー内で往復動することを除いて、基本的に上述したのと同じ原理に基づいて機能する。
【０００４】
典型的なサービスブレーキアクチュエータでは、サービスブレーキセクションは、圧力チャンバーとプッシュロッドチャンバーへと分割されている。圧力チャンバーは加圧空気源に対して流体的に接続されており、かつ、プッシュロッドチャンバーはプッシュロッドを備えているが、これはブレーキアセンブリに連結されており、これにより、与圧チャンバー内への加圧空気の導入および排出によって、操作ブレーキを作動させかつ解除するために、アクチュエータから出没するようプッシュロッドは往復動作させられる。
【０００５】
典型的なスプリングブレーキアクチュエータでは、スプリングブレーキセクションは、圧力チャンバーとスプリングチャンバーへと分割されている。スプリングピストンは、ダイアフラムと強力な圧縮スプリングとの間でスプリングチャンバー内に配置されているが、その対向端部はハウジングに当接する。ある公知の形態では、アクチュエータロッドは、スプリングピストンからダイアフラムを貫通して圧力チャンバー内に入り、そしてスプリングブレーキアクチュエータをサービスブレーキアクチュエータから区画する分割壁を貫通して延在している。アクチュエータの端部は、サービスブレーキアクチュエータの圧力チャンバーに対して流体的に接続されている。
【０００６】
パーキングブレーキを作動させるとき、スプリングブレーキアクチュエータ圧力は圧力チャンバーから解放され、そして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とサービスブレーキアクチュエータとの間の分割壁に向かって、スプリングピストンおよびダイアフラムを押しやる。このポジションでは、スプリングピストンに連結されたアクチュエータロッドは前方に押しやられ、分割センター壁を経てサービスセクション内に突出し、パーキングあるいは非常ブレーキを作動させ、これによって車両を停止させるか駐車状態を維持する。パーキングブレーキを解除するために、圧力チャンバーは大気に対して閉じられ、そして加圧空気は圧力チャンバーを拡張するスプリングブレーキアクチュエータの圧力チャンバー内に導入され、スプリングブレーキアクチュエータハウジングの対向する端部に向かってダイアフラムおよびスプリングピストンを動かし、これによって強力な圧縮スプリングが圧縮される。
【０００７】
こうした構造のスプリングブレーキアクチュエータに関連する、ある公知の問題は、強力圧縮スプリングが圧縮されるとき圧力チャンバーの容積が増大すると共にスプリングチャンバーの容積が減少し、この結果、それがスプリングチャンバー内の圧力増大を緩和するための特別なシステムを備えていない限り、スプリングチャンバー内の圧力が増大することである。ブレーキ解除時のスプリングチャンバー内の圧力上昇は非常に望ましくないものである。なぜなら、スプリングチャンバー内での圧力上昇は、スプリングを完全に圧縮し、したがってブレーキを完全に解除するために、圧力チャンバー内の増大した圧力によって相殺される必要がある。
【０００８】
スプリングチャンバー内の圧力上昇はひどいものとなる。というのは、ヘビーデューティー車両用のほとんどの加圧空気システムは工業標準最大圧力で運転されるからである。スプリングとスプリングチャンバー内の空気圧の増大との組み合わされた力は、ブレーキが適切に作動するための最大値には到達し得ない。スプリングの圧力およびスプリングチャンバー内の圧力上昇と関連付けられた組み合わされた力が最大圧力によって加えられる力に達するときには、ブレーキを解除できないことが、部分的にしか解除できないことが、あるいは極めてゆっくりとしか解除できないことがあり、このいずれもが望ましいものではない。
【０００９】
従来構造にあっては、空気圧をダイアフラムに作用させたとき、センタープッシュロッドが後退ポジションへと移動するようプッシュロッドアセンブリを使用していた。あるそうした構造は、センタープッシュロッドと、スプリングセクションダイアフラムの、スプリングピストンとは反対の側の別体取り付けプレートとからなる。この例では、センタープッシュロッドおよび別体プレートはスプリングピストンには取り付けられず、フレキシブルなダイアフラムに空気圧が作用し、パーキングスプリングが圧縮されたとき、センタープッシュロッドがブレーキ解除ポジションで維持されることが保証されるようリターンスプリングを使用する必要がある。他の類似の既存構造は、センタープッシュロッドと、ダイアフラムのスプリングピストン側の別体取り付けプレート(センターロッドはダイアフラムを経て突出する)とからなる。こうした構造は、センターロッドおよび／または別体プレートに対するダイアフラムの固定アタッチメントを使用する。こうした構造は、取り付けられたダイアフラムが後退ポジションまでセンターロッドを移動させるのでリターンスプリングを必要としない。
【００１０】
他のそうした構造は、センタープッシュロッドアセンブリに対する、かつ／またはパーキングスプリングピストンおよびセンターロッドに対するスプリングブレーキダイアフラムの堅固な取り付けの使用を伴い、この結果、空気圧がフレキシブルなダイアフラムに作用したとき、パーキングスプリングが圧縮される。だが、ダイアフラムおよびセンターロッド、別体プレートあるいはピストンプレートの固定アタッチメントを備えた構造はいずれも、センタープッシュロッドに対するダイアフラムの回転および並進移動を制限する。並進および回転移動が制限される結果、センタープッシュロッドに対してダイアフラムを取り付けるポイントにおいて、大きなストレスがダイアフラムに加えられる。これは、ダイアフラムにおける増大するストレスがその機能不全を、あるいはその損傷さえ引き起こすので、好ましいものではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
それがダイアフラムの完全性を維持すると共にブレーキシステムの長寿命を実現するので、ダイアフラムインターフェースにおけるストレスを低減するシステムを開発することが求められていた。さらに、本発明の実施形態の一つが体現するように、パーキングスプリングピストンとは別体のセンタープッシュロッドおよび固定プレートを備えたブレーキアセンブリにおけるセンターロッドリターンスプリングを不要とすることが有益である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、中央にシール要素を備えた孔を有するスプリングブレーキセクションダイアフラム構造からなる空気式サービスおよびスプリングブレーキアクチュエータシステムを対象とする。この構造によって、アクチュエータプッシュロッドが、圧力チャンバー内へとダイアフラムを貫通して、そしてサービスブレーキセクションからスプリングブレーキセクションを分離している区画壁を貫通して突出することが可能となる。シール要素は、露出長にわたってセンタープッシュロッドの外径上に密着すると共にスライドする。この機構によって、スライド特性に起因してダイアフラムとプッシュロッドとのインターフェースにおけるストレスが低減される。
【００１３】
本発明においては、センタープッシュロッドは、スプリングピストンあるいは別体固定圧力プレートに対して取り付けることができる。本発明によって、別体固定プレートあるいはセンターロッドに対してダイアフラムを永久的に取り付けるための固定ジョイントが不要となり、組み立て困難さが排除され、しかもインターフェースにおけるダイアフラムのストレスが低減される。本発明は、ダイアフラムの完全性を維持し、しかもブレーキシステムの長寿命を実現する。
【００１４】
本発明の一実施形態によれば、車両のパーキングブレーキを作動させるための空気式ブレーキアクチュエータは、第１の端壁と、この第１の端壁と対向する第２の端壁と、第１および第２の端壁間で延在する側壁とを備える密閉ハウジングであって、第１の端壁と第２の端壁と側壁とは共同でその内部に空洞を形成しているハウジングと、内部空洞に広がると共に、この空洞を、ダイアフラムと第１の端壁との間に配置されたスプリングチャンバーと、ダイアフラムと第２の端壁との間に配置された圧力チャンバーとに分割するダイアフラムであって、圧力チャンバーが流体によって加圧された際に第１のポジションに位置し、かつ、圧力チャンバーから流体が排出された際に第２のポジションに位置するようになっているダイアフラムと、プッシュロッドであって、ダイアフラムが第２のポジションにあるとき、パーキングブレーキを作動させるように位置させられ、かつ、ダイアフラムが第１のポジションにあるとき、プッシュロッドはパーキングブレーキを解除するよう位置させられるプッシュロッドとを具備してなり、上記ダイアフラムは上記プッシュロッドが貫通する孔を有する。
【００１５】
この構成によって、プッシュロッドをスプリングピストンあるいは別体固定プレートに対して取り付けることが可能となる。プッシュロッドコンポーネントに対してダイアフラムを永久的に取り付けるための固定ジョイントは不要であり、これによってダイアフラムの完全性が維持され、そしてブレーキシステムの長寿命が実現される。
【００１６】
ある実施形態によれば、スリップシールダイアフラム構造は、スプリングピストンに対してセンタープッシュロッドが永久的に取り付けられた状態で、センタープッシュロッドに沿ってスライドすることが可能となった圧縮シール要素および圧力活性リップシール要素を備える。パーキングブレーキを作動させたとき、スプリングブレーキアクチュエータ圧力は圧力チャンバーから解放され、そしてダイアフラムは、スプリングブレーキアクチュエータとサービスブレーキアクチュエータとの間の分割壁に向かって押しやられる。これによってパーキングすなわち非常ブレーキが作動させられ、こうして車両は停止させられるか、あるいは駐車状態が維持される。パーキングブレーキは、圧力チャンバーが閉じられると共に、加圧空気が導入され、圧力チャンバーが拡張し、そしてアクチュエータプッシュロッドに対してダイアフラムの圧力活性リップシール要素が係合し、ダイアフラムおよびスプリングピストンがスプリングブレーキセクションとサービスブレーキセクションとの間の区画壁から離れるように移動させられたときに解除される。必要とあれば、変形を阻止し、かつ、アクチュエータプッシュロッドに対する圧縮シール要素およびリップシール要素の両方の係合を助けるために、ゴムに結合された補強リングを使用できる。
【００１７】
本発明の他の実施形態によれば、センタープッシュロッドはスプリングピストンには取り付けられず、むしろスプリングセクションダイアフラムにおけるスライド中央シール要素を貫通するロッド上の固定プレートに対して取り付けられる。この利点は、固定取り付けポイントを排除することによってダイアフラムのストレスを低減する。このアセンブリ構造によって、パーキングスプリングピストンとは別体のセンタープッシュロッドおよび固定プレートを備えたブレーキアセンブリにおいてセンタープッシュロッドリターンスプリングが不要となる。この構造は、センタープッシュロッドを固定プレートに接続する。パーキングブレーキが解除されるとき、空気圧がダイアフラムに加えられ、それはパーキングスプリングを圧縮する。これによって、圧力活性リップシール要素および圧縮シールは、固定プレートに連結されたセンタープッシュロッドの周囲に係合させられる。センタープッシュロッドは後退ポジションへと移動させられ、そしてダイアフラムによって保持される。これによって、パーキングあるいは非常ブレーキが解除され、車両の移動が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】露出長にわたってセンタープッシュロッドの外径上に密着しかつスライドするためのシール要素を中央に備えた孔を有するスタンダードなダイアフラム構造を示しており、ここでセンタープッシュロッドはスプリングピストンに対して永久的に取り付けられている。この構造にあっては圧縮リターンスプリングは必要とされない。
【図１Ａ】図１のスプリングブレーキダイアフラム構造のシール構造を示す拡大図である。
【図２】スリップシールを備えた逆転ダイアフラム構造を示す図であり、センタープッシュロッドチューブはスプリングピストンに対して永久的に取り付けられている。この構造にあっては圧縮リターンスプリングは必要とされない。
【図２Ａ】図２の逆転スプリングブレーキダイアフラム構造のシール構造を示す拡大図である。
【図３】駐車ブレーキ作動中のダイアフラムのストレスを低減するダイアフラム構造を備えた本発明の実施形態を示す図であり、センタープッシュロッドはスプリングピストンに対して取り付けられていない。この構造にあっては圧縮リターンスプリングは必要とされない。
【図３Ａ】図３のスプリングブレーキダイアフラム構造におけるシール構造を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、スプリングブレーキセクション１４と組み合わされたサービスブレーキセクション１２を具備してなるタンデム型空気式(空気圧式)ブレーキアクチュエータ１０を示している。サービスブレーキセクション１２は、車両のサービスすなわち運転ブレーキを作動させかつ解除する。スプリングブレーキセクション１４は、車両の非常用あるいはパーキングブレーキを作動させるために使用される。
【００２０】
サービスブレーキセクション１２およびスプリングブレーキセクション１４はいずれも圧力チャンバー３８および５６を備えるが、これらはそれぞれ、スタッドハウジング２２およびスプリングハウジング２４が結合されたアダプターハウジング２０から形成されている。アダプターハウジング２０は、それぞれの一部を形成しながら、スプリングブレーキ圧力チャンバー５６から、サービスブレーキ圧力チャンバー３８を分離している共有分割壁を形成している。
【００２１】
可動部材(これは本実施形態では弾性ダイアフラム３０,３２を含む)は、アダプターハウジング２０と、対応するスタッドおよびスプリングハウジング２２,２４との間でダイアフラムの周囲縁部を圧縮保持することによってサービスおよびスプリング圧力チャンバー３８および５６の内部に広がっている。
【００２２】
サービスブレーキセクション１２を詳しく見ると、ダイアフラム３０は、サービスブレーキセクション１２を、無圧プッシュロッド空洞３６と圧力チャンバー３８とに流体的に分割している。(一端に配置されたピストンプレート４２を有する)プッシュロッド４０は、ピストンプレート４２が、ダイアフラム３０、およびスタッドハウジング２２の開口４６を経て突出するプッシュロッド４０に当接した状態で、プッシュロッド空洞３６内に設けられている。リターンスプリング４８は、圧力チャンバー３８の内部へと、プッシュロッド４０と共にピストンプレート４２を付勢するのを助けるために、支持体４４とピストンプレート４２との間に配置されている。図示していないが、プッシュロッド４０の端部は、さらなるブレーキシステムコンポーネントと係合しており、これによって、サービスブレーキハウジング１６に対するプッシュロッド４０の往復動がサービスブレーキの作動および解除をもたらすようになっている。
【００２３】
圧力チャンバー３８は、導入ポート５０(図示せず)を経て加圧空気源に流体的に接続されている。車両の運転手がブレーキペダルを操作するとき、プッシュロッド４０を往復動作させるために、導入ポート５０を経て、加圧空気が圧力チャンバー３８に導入され、あるいはそこから排出される。圧力チャンバー３８内に加圧空気を供給することで、サービスブレーキを作動させるために、ピストンプレート４２およびプッシュロッド４０は、アダプターハウジング２０からスタッドハウジング２２に向かって押しやられる。
【００２４】
スプリングブレーキセクション１４をより詳しく見ると、ダイアフラム３２はスプリングブレーキハウジング２４を圧力チャンバー５６と無圧スプリング空洞５８へと流体的に区画している。圧力チャンバー５６は、図示していないが実質的にポート５０と同じものであるポートを経て加圧空気源に流体的に接続されている。通常、圧力チャンバー５６は、サービスブレーキセクション１２に供給する加圧空気システムから物理的に別体の加圧空気システムによって供給を受ける。
【００２５】
スプリングピストン６０は、スプリングピストン６０とスプリングブレーキハウジング２４との間に強力な圧縮スプリング６２が配置された状態で、スプリング空洞５８内に設けられている。スプリングピストン６０はプッシュロッドチューブ７８に取り付けられている。ダイアフラム３２は、プッシュロッドチューブ７８の外径と環状接触状態にある圧縮シール要素６３と圧力活性シール要素６６とを有する。当該部分は図１Ａにより詳しく示されている。
【００２６】
スプリングピストン６０はさらに、たとえば内部に支持ショルダー７２が形成された軸方向段付き開口６８を備える。軸方向開口６８は、スプリングブレーキカバー２４の開口７４と整列している。
【００２７】
環状支持体すなわちフランジガイド７６は、軸方向開口６８内に配置され、かつ、支持ショルダー７２との接触によって位置決めされている。センタープッシュロッド７８は、軸方向開口６８内に螺着され、かつ、環状支持体７６のフランジ部に当接する一端を有する。スプリングピストン６０に対するダイアフラム３２およびセンタープッシュロッド７８の接続構造は、スプリングブレーキセクション１４の特定の構造に依存して、先に説明したものとは異なっていてもよい。環状支持体７６およびスプリングピストン６０は、空気通路すなわちクリアランス(図示せず)を形成するが、これにより、中空センタープッシュロッド７８によって、スプリングチャンバー５８と圧力チャンバー３８との間で前後に空気が流動できるよう空気が流れることが可能となる。
【００２８】
センタープッシュロッド７８の他端は、アダプターハウジング２０に形成された開口８１内に配置されたベアリング・シールアダプター８０を経て突出している。ベアリング・シールアセンブリ８０は公知である。トランスファープレート８２は、スプリング空洞５８と圧力チャンバー３８との間の空気流を調整する。
【００２９】
ここで図１Ａを参照して、シール要素について詳しく説明する。孔６５は、二つのシール要素と、圧力活性リップシール要素６６と、孔の中心を形成する圧縮シール要素６３とから形成されている。両シール要素は、センタープッシュロッド７８の露出長にわたって、その外径上に密着すると共にスライドするよう構成されている。これによって、センタープッシュロッド７８がスプリングピストン６０に対して取り付けることが可能となる。これによって、スプリングピストン６０に対してダイアフラム３２を永久的に取り付けるために固定ジョイントが不要となり、これによって組み立て複雑さが排除されると共にインターフェースにおけるダイアフラム３２のストレスが低減される。さらに、もし必要ならば、ダイアフラム３２に対して結合された補強リング７０(図示せず)を、シール要素に対して安定性を付与するために使用可能である。
【００３０】
以下、スリーブブレーキアクチュエータおよび圧縮シール要素６３の作動状況について説明する。弾性ダイアフラム３２は、自然に、センタープッシュロッドの側壁に圧着し、この結果、それは、そこを、したがってスプリング空洞５８と圧力チャンバー５６との間を通る空気の自由な流れを阻止するために開口をシールする。
【００３１】
パーキングブレーキが解除されたとき、加圧空気はスプリングブレーキセクション１４の圧力チャンバー６に流入する。圧力チャンバー５６の容積が増大するとき、スプリング空洞５８の容積は減少し、これによってその中に収容されている空気の圧力は増大する。スプリング空洞５８内の加圧空気は、スプリングピストン６０の軸方向開口６８を経て、かつ、センタープッシュロッド７８の内部空洞を経て、トランスファープレート８２に対して流体的に接続されている。
【００３２】
スプリングブレーキアクチュエータの圧力チャンバー５６から加圧空気を放出することによって、パーキングブレーキを作動させたとき、圧縮スプリング６２は、スプリングブレーキセクション１４とサービスブレーキセクション１２との間の区画壁に向かって、スプリングピストン６０およびダイアフラム３２を押しやる。この結果、スプリングピストン６０に連結されたセンタープッシュロッド７８は前方に押しやられてパーキングあるいは非常ブレーキを作動させ、したがって上述したような、そして従来公知の方式で、車両を停止させるかその停止状態を維持する。だが、スプリング空洞５８の膨張過程の間、ダイアフラム３２の強制移動によって真空あるいは低い圧力が形成されるが、これはスプリングブレーキの作用時間を遅らせることがあり、さもなければ、スプリングブレーキの適切な作動に対して悪影響を与えることがある。トランスファープレート８２は、スプリングブレーキが作動させられているときと同様、空気流が、スプリング空洞５８の膨張した容積を満たすことを可能とする。
【００３３】
本発明の一つの利点は、スプリングブレーキセクション１４が外気に対して完全に密閉されていることである。加圧シール要素はまた、センタープッシュロッド７８に対してダイアフラム３２を永久的に取り付けるための固定ジョイントの必要性を制限するが、これによって組み立て困難さが排除され、そしてインターフェースにおけるダイアフラム３２のストレスが低減される。
【００３４】
本発明の他の実施形態に関して、逆転ダイアフラム構造を図２に示すが、このものにおいては、センタープッシュロッドリターンスプリング(図示せず)を必要としない。
【００３５】
図２および図２Ａに示すように、圧縮シール要素６３はセンタープッシュロッド７８と環状接触する。孔６５が、圧力活性リップシール要素６６と、孔の中心を形成する圧縮シール要素６３によって形成されている。両方のシール要素は、センタープッシュロッド７８の露出長にわたって、その外径上に密着しかつスライドするよう構成されている。これによってセンタープッシュロッド７８をスプリングピストン６０に対して取り付けることが可能となる。これによってセンタープッシュロッド７８に対してダイアフラム３２を永久的に取り付けるために固定ジョイントが不要となり、これによって組み立て困難さが排除されると共にインターフェースにおけるダイアフラム３２のストレスが低減される。さらに、ロッドリターンスプリング(図示せず)が本実施形態では存在しないので、もし必要ならば、ダイアフラム３２に対して結合された補強リング７０(図示せず)を、シール要素に対して安定性を付与するために使用可能である。
【００３６】
図３は本発明の他の実施形態を示しており、センタープッシュロッド７８はスプリングピストン６０に取り付けられておらず、固定プレート８０に取り付けられている。図３および図３Ａに示すように、孔６５は、圧力活性リップシール要素６６および孔の中心を形成する圧縮シール要素６３から形成されている。両方のシール要素は、センタープッシュロッド７８の露出長にわたって、その外径上に密着しかつスライドするよう構成されている。これによって、センタープッシュロッド７８および固定プレート８０に対してダイアフラム３２を永久的に取り付けるために固定ジョイントが不要となり、これによって組み立て困難さが排除されると共にインターフェースにおけるダイアフラム３２のストレスが低減される。さらに、もし必要ならば、ダイアフラム３２に対して結合された補強リング７０(図示せず)を、シール要素に対して安定性を付与するために使用可能である。
【００３７】
本発明を、ある特定の実施形態と関連付けて詳しく説明してきたが、これは例証であって限定ではなく、形態および細部に関する、さまざまな変更および改変をそれに対して施すことができることは明らかであり、そして特許請求の範囲の記載は従来技術が許容する限り広く解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００３８】
１０  タンデム型空気式ブレーキアクチュエータ
１２  サービスブレーキセクション
１４  スプリングブレーキセクション
１６  サービスブレーキハウジング
２０  アダプターハウジング
２２  スタッドハウジング
２４  スプリングハウジング
３０,３２  弾性ダイアフラム
３６  無圧プッシュロッド空洞
３８  サービスブレーキ圧力チャンバー
４０  プッシュロッド
４２  ピストンプレート
４４  支持体
４６  開口
４８  リターンスプリング
５０  導入ポート
５６  圧力チャンバー
５８  スプリング空洞
６０  スプリングピストン
６２  圧縮スプリング
６３  圧縮シール要素
６５  孔
６６  圧力活性リップシール要素
６８  軸方向段付き開口
７０  補強リング
７２  支持ショルダー
７４  開口
７６  環状支持体
７８  センタープッシュロッド
８０  ベアリング・シールアダプター
８１  開口
８２  トランスファープレート
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図３Ａ】
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