(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内に滑動可能な３個のピストンを直列に配し、中間ピストンと一方の外側ピストンとの間に流体室を画成すると共に、中間ピストンと他方の外側ピストンとの間に前記シリンダの軸心方向に傾動可能な機械式ウェッジ機構を配して構成されるブレーキシューの作動装置において、
前記中間ピストンと一方の外側ピストンとの間に滑動可能な嵌合部を設け、
前記嵌合部を介して一方の外側ピストンと中間ピストンとが互いに支持し、
嵌合部の嵌合径に対する嵌合長の寸法比率を０．５以上に設定したことを特徴とする、
ブレーキシューの作動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のブレーキシューの作動装置において、シリンダ内で中間ピストン及び一方の外側ピストンが傾動したとき、両者の嵌合部が当接して互いに支持するよう径方向隙間を設定したことを特徴とする、ブレーキシューの作動装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のブレーキシューの作動装置において、中間ピストンの一方の外側ピストンとの対向側に形成した小径突部と、一方の外側ピストン側に設けた有底穴とにより嵌合部を構成することを特徴とする、ブレーキシューの作動装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載のブレーキシューの作動装置において、中間ピストンの一方の外側ピストンとの対向側に形成した有底穴と、一方の外側ピストン側に設けた小径突部とにより嵌合部を構成することを特徴とする、ブレーキシューの作動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は殊に大型車両用のドラムブレーキ装置に適したブレーキシューの作動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体式サービスブレーキと機械式パーキングブレーキを併有するブレーキシューの作動装置は例えば実公昭５６−４４９０９号公報に開示されている。
【０００３】
この作動装置はシリンダ内に３個のピストン（内側ピストン、一対の外側ピストン）を直列に収容し、内側ピストンと一方の外側ピストンの間に液圧室を形成すると共に、内側ピストンと他方の外側ピストンの間にウェッジ機構を介挿している。そして、サービスブレーキ時は一方の外側ピストンと内側ピストン間に形成された液圧室の液圧上昇に伴い、一方の外側ピストンと内側ピストンを介して他方の外側ピストンが外方へ押し出され、各外側ピストンに係合する一対のブレーキシューが拡開し、車両の回転体に固着したブレーキドラムを制動したり、それの停止を行う。
【０００４】
またパーキングブレーキ時はウェッジ機構のスライド運動に伴う楔作用によって他方の外側ピストンと内側ピストンとが押し拡げられ、内側ピストンと共に他方の外側ピストンが外方へ押し出されて一対のブレーキシューを拡開し、ブレーキドラムの停止を保つ構造になっている。
【０００５】
上記したブレーキシューの作動装置は、サービスブレーキ時及びパーキングブレーキ時におけるブレーキシューの変位に伴って両外側ピストンに大きなこじり力が生じる。またパーキングブレーキ時はウェッジ機構により内側ピストンにも大きなこじり力が生じ、このこじり力はピストンの傾動力として働く。こじり力の影響を小さくするには、シリンダ内に嵌合する各ピストンの嵌合長を長くする方法が考えられる。しかしシリンダ長、言い換えると各ピストンの全長はドラム径等の制約を受けてこじり力の影響を小さくする長さまで長くすることに困難を極めた。
このように従来の作動装置は、シリンダに対するピストンの掛り代が少ないため、前記した大きなこじり力の影響を受けて、シリンダと各ピストン端の当接部に摩耗やヘタリ等を生じてピストンの戻り不良に伴うブレーキシューの引摺りや液漏れを誘発する。
【０００６】
本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、こじり力に対する耐久性に優れ、ピストンの戻り不良や液漏れを解消できる、ブレーキシューの作動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、シリンダ内に滑動可能な３個のピストンを直列に配し、中間ピストンと一方の外側ピストンとの間に流体室を画成すると共に、中間ピストンと他方の外側ピストンとの間に前記シリンダの軸心方向に傾動可能な機械式ウェッジ機構を配して構成されるブレーキシューの作動装置において、前記中間ピストンと一方の外側ピストンとの間に滑動可能な嵌合部を設け、前記嵌合部を介して一方の外側ピストンと中間ピストンが互いに支持し、嵌合部の嵌合径に対する嵌合長の寸法比率を０．５以上に設定したことを特徴とする、ブレーキシューの作動装置である。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のブレーキシューの作動装置において、シリンダ内で中間ピストン及び一方の外側ピストンが傾動したとき、両者の嵌合部が当接して互いに支持するよう径方向隙間を設定したことを特徴とする、ブレーキシューの作動装置である。
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載のブレーキシューの作動装置において、中間ピストンの一方の外側ピストンとの対向側に形成した小径突部と、一方の外側ピストン側に設けた有底穴とにより嵌合部を構成することを特徴とする、ブレーキシューの作動装置である。
請求項４に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載のブレーキシューの作動装置において、中間ピストンの一方の外側ピストンとの対向側に形成した有底穴と、一方の外側ピストン側に設けた小径突部とにより嵌合部を構成することを特徴とする、ブレーキシューの作動装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００９】
図１はブレーキシューの作動装置の断面図で、そのシリンダボディ１０が車両の不動部に固着したバックプレート１１にボルト又はリベット等で固定されている。
【００１０】
シリンダボディ１０には軸芯方向に向けて複数のピストンを滑動可能に嵌合するシリンダ１２と、これと直交する方向にウェッジ機構を内蔵する穴１３，１４が形成されている。符号１５はエア抜き用ブリーダである。
【００１１】
シリンダ１２内には図面右側から順に外側ピストン１６と、中間ピストン１７と、外側ピストン１９とが直列に配置されている。
【００１２】
一方の外側ピストン１６と中間ピストン１７の外周溝には夫々ピストンカップ２０，２１と、バックアップリング２２，２３が装着されていて、両ピストン１６，１７とシリンダ１２間に形成される流体室２４の液密性が保持される。
【００１３】
一方の外側ピストン１６の頭部には、一方のブレーキシューのウェブ２５を収容する切欠２６が形成され、その反対の中間ピストン１７との対向側には有底穴２７が形成されている。
【００１４】
中間ピストン１７の一方の外側ピストン１６との対向側には小径突部２８が形成されている。小径突部２８は前記有底穴２７に滑動可能に嵌合し、この嵌合部を介して中間ピストン１７と一方の外側ピストン１６が互いに支持できるようになっている。
【００１５】
一方の外側ピストン１６と中間ピストン１７との間を嵌合させたのは、両ピストン１６，１７の傾きを小さく抑えるためである。
【００１６】
この嵌合部の嵌合径Ｄに対する嵌合長Ｌの寸法比率（Ｌ／Ｄ）を０．５以上に設定することが望ましい。これは一方の外側ピストン１６と中間ピストン１７との戻し方向の摺動抵抗を小さな値に維持するためである。
【００１７】
この寸法比率（Ｌ／Ｄ）を０．５より小さくすると、摩耗やヘタリ等が促進されて両ピストン１６，１７の戻し方向の摺動抵抗が大きくなり、ピストンの戻り不良に伴うブレーキシューの引摺りや液漏れを生じる。
【００１８】
尚、一方の外側ピストン１６と中間ピストン１７が傾動したとき、両ピストン１６，１７の嵌合部（小径突部２８と有底穴２７の当接点Ｐ1 及びＰ2 ）が先当たりするように、シリンダ１２と両ピストン１６，１７の隙間が設定されていることが望ましい（図２参照）。
【００１９】
また、中間ピストン１７及び他方の外側ピストン１９の対向面には夫々傾斜溝２９，３０が形成されており、その先端間は僅かに隙間を有している。
【００２０】
ウェッジ本体３１にローラケージ３２が被嵌され、このケージ３２に装備させたローラ３３，３３が前記傾斜溝２９，３０の溝底に当接している。ウェッジ本体３１の基端はピン３４を介してロッド３５にシリンダ１２の軸心方向に傾動可能に連結され、ロッド３５の他端は公知のエアチャンバ（図示せず）に接続されている。
【００２１】
パーキングブレーキ時、ロッド３５を介したウェッジ本体３１のスライド運動によってローラ３３，３３が傾斜溝２９，３０の溝底を転動して中間ピストン１７と他方の外側ピストン１９間における対向距離の拡長を機械的に操作できるようになっている。
【００２２】
尚、図中符号３６はブレーキ開放時にウェッジ本体３１に対するローラ３３，３３を元の位置に復帰させる戻しばね、３７は穴１４の封鎖カバーである。
【００２３】
他方の外側ピストン１９はその軸芯にアジャストボルト４０を螺着するねじ穴４１が形成されていると共に、そのフランジの外周面に調整歯４２が形成されている。
【００２４】
アジャストボルト４０の頭部には、他方のブレーキシューのウェブ４３を収容する切欠４４が形成されている。
【００２５】
調整歯４２はドライバー等の工具を用いて或いは図示しない調整レバーにより回動することで、他方の外側ピストン１９に対するアジャストボルト４０の螺出量を調整する。
【００２６】
尚、各外側ピストン１６，１９の頭部とシリンダボディ１０の間にはダストブーツ４５，４６が装着されている。
【００２７】
【作用】
【００２８】
〈イ〉サービスブレーキ時
図１において流体室２４を加圧すると、一方の外側ピストン１６が一方のブレーキシュー２５を直接押圧し、中間ピストン１７が他方の外側ピストン１９及びアジャストボルト４０を介して他方のブレーキシュー４３を押圧し、両ブレーキシュー２５，４３をブレーキドラム（図示せず）に摩擦係合させてサービスブレーキとして作動する。
このとき、ローラ３３，３３とローラケージ３２は戻しばね３６に抗して図１における上方に移動し、ウェッジ本体３１は傾動し乍らピストン１７，１９と共に移行するのみである。
【００２９】
図２を基に一方のブレーキシュー２５を通じて一方の外側ピストン１６と中間ピストン１７にこじり力が作用した場合の作動について説明する。尚、図２のサービスブレーキ時の擬似作動図では説明の便宜上、ピストンカップやダストブーツ等の表記を省略している。
【００３０】
一方の外側ピストン１６と中間ピストン１７の外周摺動面の端部がシリンダ１２に当接する前に、両ピストン１６，１７の嵌合部（小径突部２８と有底穴２７の当接点Ｐ1 及びＰ2 ）が先当たりし実質的に一体化する。この状態から更に、両ピストン１６，１７の外周摺動端面がシリンダ１２に当接しても、一方の外側ピストン１６の当接部Ｐ3 から中間ピストン１７の当接部Ｐ4 までの範囲に亘る嵌合長Ｌ3 （シリンダ１２との掛り代）が得られるため、両ピストン１６，１７の傾きを小さく抑えることができ、結果として前記嵌合長Ｌ3 の短縮が可能となる。
尚、図２では本発明の理解を容易にするため、各嵌合部の隙間は拡大して表記してある。
【００３１】
従って、他方の外側ピストン１９もシリンダ１２との嵌合長を十分に確保し得、その傾きは小さなものとなる。
【００３２】
また流体室２４の圧力を開放すると、図示しないシューリターンスプリングのスプリング力を受けて、両外側ピストン１６，１９や中間ピストン１７等は作動前の位置に戻る。
【００３３】
〈ロ〉パーキングブレーキ時
図示しないエアチャンバの圧縮空気を解放すると、エアチャンバ内のスプリング力によりロッド３５が牽引される。ロッド３５の牽引に伴い、ウェッジ本体３１も一体的に移動し、右方のローラ３３が中間ピストン１７及び一方の外側ピストン１６を介して一方のブレーキシュー２５を押す。
【０００３４】
また左方のローラ３３が他方の外側ピストン１９、アジャストボルト４０を介して他方のブレーキシュー４３を押し、両ブレーキシュー２５，４３をブレーキドラム（図示せず）に摩擦係合させてパーキンクブレーキとして作動する。
このとき、中間ピストン１７と他方の外側ピストン１９はローラ３３，３３からの作用力を傾斜溝２９，３０底で受け、この傾斜溝２９，３０底と直交する方向の作用力に基づくこじり力が生じるが、サービスブレーキ時と同様に、両ピストン１７，１９の傾きを小さく抑えることができる。
【００３５】
〈ハ〉繰返し強度台上試験による対比
本発明の上記した特性を証明するため、従来装置（一方の外側ピストンと中間ピストン間に嵌合構造なし）を比較対象として、ＪＡＳＯ（自動車規格）Ｃ４４１−７７，通常ブレーキ装置「繰返し強度台上試験方法」に基づき、下記条件で行った。尚、この試験はパーキングブレーキ作動を加えて実施した。
【００３６】
［試験条件］
制動トルク：１４００kgf ・ｍ
サービスブレーキ制動回数：２０×１０4 回
パーキングブレーキ制動回数：４×１０4 回（サービスブレーキ５回毎に１回実施）
【００３７】
［試料］
ドラム径：４１０ｍｍ
シリンダ径：５８．７４ｍｍ
【００３８】
［試験結果］
中間ピストンと一方の外側ピストン間に嵌合部がないものは、ブレーキ液がダストブーツから滲み出た。また中間ピストン１７と一方の外側ピストン１６との戻し方向の摺動抵抗が初期値の５．４kgf から１２．２kgf と倍増した。
この試験結果は、前述した従来技術の欄で記載した通りである。
【００３９】
つぎに中間ピストン１７と一方の外側ピストン１６との間に嵌合部を設けたもを対象に同様の条件で試験を行った。但し、嵌合部の嵌合長Ｌと嵌合径Ｄの関係（Ｌ／Ｄ）を０．２と０．３と０．４と０．５と０．６の５通りとした。
【００４０】
［試験結果］
Ｌ／Ｄを０．２〜０．４に設定した試料にあっては、ダストブーツ内に微量のブレーキ液が付着している程度であったが、中間ピストン１７と一方の外側ピストン１６との戻し方向の摺動抵抗については、図３に示すように初期値の５．４kgf よりも大きくなることが確認された。
【００４１】
Ｌ／Ｄを０．５と０．６に設定した試料にあっては、ブレーキ液の漏れがまったく見られず、また、中間ピストン１７と一方の外側ピストン１６との戻し方向の摺動抵抗については、図３に示すように初期値の５．４kgf をほぼ維持して変化のないことが確認された。
【００４２】
【変形例１】
図１では一方の外側ピストン１６側に有底穴２７を設け、中間ピストン１７側に小径突部２８を形成した場合について説明したが、図４に示すように有底穴２７を中間ピストン１７側に形成し、小径突部２８を一方の外側ピストン１６側に設ける如く、有底穴２７と小径突部２８の形成部材を実施の形態１に示した組み合わせの逆にしてもよい。
【００４３】
【変形例２】
図５は加工性を配慮して他方の外側ピストン１９の右半部をタペット１８とし、タペット１８の右端（中間ピストン１７との対向面）に傾斜溝３０を形成した他の変形例を示す。
タペット１８の左端（他方の外側ピストン１９との対向面）と他方の外側ピストン１９の対向面には、凸部３９と凹部３８を夫々形成すると共に、これら３８，３９を相互に嵌合して一体化する。
【００４４】
そして、サービスブレーキ及びパーキングブレーキ時共に、タペット１８と他方の外側ピストン１９とが一体に摺動する。
またパーキングブレーキ時、ウェッジ機構を構成するローラ３３，３３が中間ピストン１７とタペット１８の傾斜溝２９，３０の溝底を転動することになる。
【００４５】
本例にあっては、他方の外側ピストン１９に設けるべき傾斜溝３０を、独立したタペット１８に形成することで、傾斜溝３０の加工性がよくなり、結果として全体の加工性がよくなる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明は次の特有の効果が得られる。
〈イ〉  中間ピストンと一方の外側ピストンが傾動する際、シリンダとの嵌合長を十分に確保できるので、ピストンの傾きを小さく抑制することができる。
そのため、サービスブレーキやパーキングブレーキの作動を繰り返しても、摩耗やヘタリ等に起因するピストンの戻り不良に伴うブレーキシューの引摺りや液漏れを解消でき、耐久性に優れたブレーキシューの作動装置が得られる。
〈ロ〉  特に、一方の外側ピストンと中間ピストンの嵌合部の嵌合径に対する嵌合長の寸法比率を０．５以上に設定することで、ピストンの戻り方向の摺動抵抗を小さな値のまま維持することができる。
〈ハ〉  中間ピストンと一方の外側ピストンが一体となって傾動するから、このシリンダとの嵌合長を短縮し得、結果として他方の外側ピストンのシリンダとの嵌合長も十分確保できるから、小さなブレーキであっても比較的容易に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  発明の実施の形態に係るブレーキシューの作動装置の断面図
【図２】  サービスブレーキ時における擬似作動説明図
【図３】  繰返し強度台上試験方法に基づく摺動抵抗の試験結果の説明図
【図４】  中間ピストンと一方の外側ピストン間の嵌合部の変形例を示す部分断面図
【図５】  ブレーキシューの作動装置の変形例を示す部分断面図
【符号の説明】
１０              シリンダボディ
１１              バックプレート
１２              シリンダ
１３，１４        穴
１５              エア抜き用ブリーダ
１６              一方の外側ピストン
１７              中間ピストン
１８              タペット
１９              他方の外側ピストン
２０，２１        ピストンカップ
２２，２３        バックアップリング
２４              流体室
２５              一方のブレーキシューのウェブ
２６              切欠
２７              有底穴（嵌合部）
２８              小径突部（嵌合部）
２９，３０        傾斜溝
３１              ウェッジ本体
３２              ローラケージ
３３，３３        ローラ
３４              ピン
３５              ロッド
３６              戻しばね
３７              封鎖カバー
３８              凹部
３９              凸部
４０              アジャストボルト
４１              ねじ穴
４２              調整歯
４３              他方のブレーキシューのウェブ
４４              切欠
４５，４６        ダストブーツ
【図１】
0003694801.tif 000002
【図２】
0003694801.tif 000003
【図３】
0003694801.tif 000004
【図４】
0003694801.tif 000005
【図５】
0003694801.tif 000006