(57)【要約】【課題】ドラムブレーキ内の温度上昇を抑制し、制動装置の制動性能の低下、及び部品のコスト上昇を抑制することがきるドラムブレーキへの空気供給装置を提供すること。【解決手段】制動機構４４を収容するブレーキドラム４２内へ圧縮空気を供給する空気供給装置であって、ブレーキドラム４２内の制動機構４４に一次エア供給路７１を介して圧縮空気を供給することにより制動装置を起動させるリレーバルブ６５と、制動機構４４より排出される圧縮空気を、ブレーキドラム４２内に供給する二次エア供給路７２と、を備える。【選択図】図４
2018095082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制動機構を収容するブレーキドラム内へ圧縮空気を供給する空気供給装置であって、
前記ブレーキドラム内の前記制動機構に一次エア供給路を介して圧縮空気を供給することにより前記制動装置を起動させるエア供給機構と、
前記制動機構より排出される前記圧縮空気を、前記ブレーキドラム内に供給する二次エア供給路と、を備えるドラムブレーキへの空気供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はドラムブレーキへの空気供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の制動機構が車輪内部に搭載される制動装置として、ディスクブレーキ及びドラムブレーキが広く利用されている。ディスクブレーキは、車輪と共に回転するディスクロータをブレーキパッドで挟むことによる摩擦力によって制動力を発生させる。一方、ドラムブレーキは、車輪と共に回転するブレーキドラムに内側からライニングを押し当てて制動力を発生させる。
【０００３】
ディスクブレーキは、ドラムブレーキと比較して、放熱性に優れ、付着した水分や汚れをはじきやすいという特徴を有している。これに対し、ドラムブレーキは、ディスクブレーキと比較して、構造が簡単で安価である。また、ドラムブレーキは、車輪の回転力を利用して制動力を増加させる構造であるため、より大きな制動力が必要とされるバスや大型車両に使用されることが多い。例えば、特許文献１には、ドラムブレーキが採用されたトレーラが開示されている。
【０００４】
ところで、ドラムブレーキは、有底円筒状のブレーキドラム内部に水分、又は石等の異物が入り込んだ場合には、異音が発生したり、制動力が低下する虞が生じる。そのため、ドラムブレーキは、特許文献１に開示されているようにダストカバーが設けられ、ブレーキドラムに蓋をするように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−４６２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ドラムブレーキは、ブレーキドラムに蓋がされることにより、内部の空気循環がほとんどなくなり、制動に伴い高温となった空気がブレーキドラム内に滞留することになる。そのため、ブレーキドラム内部の車軸関連部品が高温の空気に長時間晒されるほか、ブレーキが過負荷になった場合には、制動装置本体のライニングに過熱（フェード）が発生しやすくなり、制動装置の制動性能が低下する虞が生じる。また、ブレーキドラム内のグリース等の部品にも高い耐熱性が要求されるため、部品のコスト上昇にもつながる。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ブレーキドラム内の温度上昇を抑制し、制動装置の制動性能の低下、及び部品のコスト上昇を抑制することがきるドラムブレーキへの空気供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するために、本発明に係るドラムブレーキへの空気供給装置は、制動機構を収容するブレーキドラム内へ圧縮空気を供給する空気供給装置であって、前記ブレーキドラム内の前記制動機構に一次エア供給路を介して圧縮空気を供給することにより前記制動装置を起動させるエア供給機構と、前記制動機構より排出される前記圧縮空気を、前記ブレーキドラム内に供給する二次エア供給路と、を備える。
【０００９】
エア供給機構は、制動時において、ブレーキドラム内に収容された制動機構に一次エア供給路を介して圧縮空気を供給することにより制動装置を起動させる。その後、エア供給機構は、制動機構より排出される圧縮空気を、二次エア供給路を介してブレーキドラム内に供給する。そのため、当該ブレーキドラムは、内部に空気循環が生じ、制動に伴って発生した熱によるブレーキドラム内の温度上昇を抑制することができる。
【００１０】
また、ブレーキドラムは、内部の空気循環による冷却効果により、ブレーキが過負荷になった場合であっても、ライニングにフェードが発生する虞を低減できる。さらに、ブレーキドラム内のグリース等の部品に高い耐熱性が要求されなくなるため、当該部品のコスト上昇を抑制することもできる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ブレーキドラム内の温度上昇を抑制し、制動装置の制動性能の低下、及び部品のコスト上昇を抑制することがきる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るドラムブレーキへの空気供給装置が適用された車両の上面構成図である。
【図２】車両における車輪の構成を表す分解斜視図である。
【図３】ブレーキドラムの内部構造を表す斜視図である。
【図４】車両の制動に係るエア流路を表す構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施の形態の説明に用いる図面は、いずれも構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っており、構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。
【００１４】
図１は、本発明に係るドラムブレーキへの空気供給装置が適用された車両１の上面構成図であって、キャブ、荷箱、及びエンジン以外の構成を可視化した図である。
【００１５】
車両１は、本実施形態では所謂キャブオーバ型のエンジントラックであり、前１軸後１軸駆動車として構成されている。ただし、車両１は、ハイブリッド車両、又は電気車両であってもよく、前２軸後２軸などの他の車軸構成であってもよい。そして、車両１は、全体構成として、シャシフレーム１０、キャブ２０、荷箱３０、及び複数の車輪４０を備える。また、車両１は、駆動系の構成として、エンジン５０、トランスミッション５１、プロペラシャフト５２、及びディファレンシャル５３を備える。
【００１６】
シャシフレーム１０は、左サイドレール１１Ｌ、右サイドレール１１Ｒ、及び複数のクロスメンバ１２を含む。左サイドレール１１Ｌ、及び右サイドレール１１Ｒは車両１の前後方向に延在し、互いに車幅方向に対して平行に配置される。複数のクロスメンバ１２は、左サイドレール１１Ｌと右サイドレール１１Ｒとを連結し、シャシフレーム１０を一体に構成する。そして、シャシフレーム１０は、キャブ２０、荷箱３０、エンジン５０、及び車両１に搭載されるその他の重量物を支持する。
【００１７】
キャブ２０は、図示しない運転席を含む構造体であり、シャシフレーム１０の前部上方に設けられている。
【００１８】
荷箱３０は、荷物等が積載される構造体であり、シャシフレーム１０の後部上方に設けられている。
【００１９】
車輪４０は、本実施形態では、前輪及び後輪として各２つ備えられ、これらの複数の車輪４０のうち一部又は全てが駆動輪として車両１を走行させる。また、車輪４０は、アクスル４１（車軸）を介してシャシフレーム１０に懸架され、車両１の重量を支持する。
【００２０】
エンジン５０は、車両１の走行用動力源であり、キャブ２０の下部で、且つ、シャシフレーム１０の上部に配置されている。エンジン５０で発生した動力は、トランスミッション５１、プロペラシャフト５２、及びディファレンシャル５３等を介し、アクスル４１の内部、又は外部の図示しないアクスルシャフト（回転軸）に伝えられ、車輪４０を駆動させる。
【００２１】
上記した構成要素に加え、本発明に係る車両１は、制動系の構成として、エアクリーナ６０、コンプレッサ６１、エアクーラ６２、エアドライア６３、及びエアタンク６４を備える。尚、これらの制動系の構成部品は、図示しない配管で互いに接続されている。
【００２２】
エアクリーナ６０は、車両１の外部から取り込んだ空気から、砂やダストなどの不純物を除去するためのフィルタであり、エンジン５０及び制動系において使用する空気を浄化する。尚、車両１の外部から空気を取り込む段階で、ある程度の水分は空気から除去されている。
【００２３】
コンプレッサ６１は、内部のピストンを往復運動させる空気圧搾（圧縮）機構により、エアクリーナ６０を介して取り込んだ空気を圧縮する。ここで、コンプレッサ６１により急激に圧縮された空気は高温になる。
【００２４】
エアクーラ６２は、例えば、冷却フィンが形成された熱交換器を備え、コンプレッサ６１から導入した圧縮空気を通すことにより、当該圧縮空気を冷却する。
【００２５】
エアドライア６３は、エアクーラ６２で冷却された圧縮空気から水分を除去して乾燥させる。
【００２６】
エアタンク６４は、後述する制動機構において使用するための圧縮空気を保存する。エアタンク６４は、本実施形態では、前輪の制動に使用する圧縮空気を保存するためのフロントエアタンク６４Ｆ、及び後輪の制動に使用する圧縮空気を保存するためのリアエアタンク６４Ｒからなる。
【００２７】
続いて、車輪４０の構造に基づいて、車両１の制動機構について説明する。ここで、車両１が備える複数の車輪４０の制動機構はいずれも同様の構成であるため、１つの車輪４０について説明し、その他の車輪４０については説明を省略する。図２は、車両１における車輪４０の構成を表す分解斜視図である。
【００２８】
図２において、アクスル４１は、例えば図示しないエアサスペンション等を介してシャシフレーム１０に接続されている。また、アクスル４１は、内部、又は外部に設けられた図示しないアクスルシャフトを介してブレーキドラム４２を回転可能に係止している。
【００２９】
ブレーキドラム４２は、車幅方向外側を底面とする有底円筒形の回転部品であり、車幅方向内側に開口部が設けられている。また、ブレーキドラム４２は、後述する制動機構４４を内部に収容し、外部にはリム４３がボルト締結されている。また、リム４３の外側には、図示しないタイヤが組み合わされる。すなわち、車輪４０は、内側から制動機構４４、ブレーキドラム４２、リム４３、及びタイヤを備えている。
【００３０】
図３は、ブレーキドラム４２の内部構造を表す斜視図である。制動機構４４は、エアシリンダ４５、ブレーキシュー４６、ライニング４７、ダストカバー４８を備える。
【００３１】
エアシリンダ４５は、内部に圧縮空気が導入されることにより、両端に設けられたピストンが外側方向に押し出される。
【００３２】
ブレーキシュー４６は、ブレーキドラム４２の内周面に沿った一組の円弧状の部材であり、各ブレーキシュー４６の一端がエアシリンダ４５の両端に設けられた図示しないピストンにそれぞれ接続される。また、各ブレーキシュー４６は、他端どうしがヒンジ状のアンカ（図示せず）で接続される。
【００３３】
ライニング４７は、各ブレーキシュー４６の外周面に設けられた摩擦材であり、制動時にはブレーキドラム４２の内周面に接する。
【００３４】
ダストカバー４８は、制動機構４４の車幅方向内側に設けられるカバー部材であり、車両１の外部から制動機構４４の内部に水分、又は石等の異物が入り込むことを抑制するカバー部材である。ダストカバー４８は、ブレーキドラム４２の開口部よりも僅かに小さい寸法の円盤状に形成されるとともに、中心部にはアクスル４１の先端部を挿通する開口が形成されている。尚、ダストカバー４８の開口は、アクスル４１が挿通されることにより塞がれる。そのため、ブレーキドラム４２内の空間４２Ａは、ブレーキドラム４２とダストカバー４８との僅かな隙間を除いて略密閉された状態となる。
【００３５】
また、制動機構４４の外側には、チャンバー４９が配設される。チャンバー４９は、制動機構４４の内側のエアシリンダ４５に圧縮空気を供給するための通気管がダストカバー４８を貫くように設けられている。
【００３６】
以上のような構成により、制動機構４４は、車両１に制動力を発生させることができる。すなわち、制動時において、チャンバー４９からエアシリンダ４５に圧縮空気が供給されると、エアシリンダ４５の両端に設けられたピストンが各ブレーキシュー４６を介してライニング４７を車輪４０の半径方向外側に押し出す。それによって、ライニング４７は、周囲を回転するブレーキドラム４２の内周面に押し当てられることによって摩擦力を生じさせ、車輪４０の回転を減速させる。ここでは、制動機構４４とブレーキドラム４２との組を制動装置と称する。
【００３７】
次に、ドラムブレーキに使用される空気の流路について、図４を参照しながら説明する。図４は、車両１の制動に係るエア流路を表す構成図である。
【００３８】
図４において、車両１の外部から取り込まれた空気は、上記のようにエアクリーナ６０により浄化される。そして、エアクリーナ６０により浄化された空気の大部分は、エンジン５０の燃焼稼働に使用される。
【００３９】
一方、エアクリーナ６０により浄化された空気の残りは、コンプレッサ６１側の経路に流れ、制動制御に利用される。コンプレッサ６１により圧縮された空気は、上記のように、エアクーラ６２によって冷却され、エアドライア６３によって乾燥された後、エアタンク６４に保存される。
【００４０】
エアタンク６４は、図４においては、上記のフロントエアタンク６４Ｆ、又はリアエアタンク６４Ｒの一方だけを図示している。エアタンク６４から車輪４０までの構成は、フロントエアタンク６４Ｆ側とリアエアタンク６４Ｒ側とが同様の構成であるため、以下ではそれらをまとめて説明する。
【００４１】
エアタンク６４の下流側には、保存エア供給路７０を介して「エア供給機構」としてのリレーバルブ６５が接続されている。リレーバルブ６５は、一次エア供給路７１を介して、左右のチャンバー４９に圧縮空気を供給する経路を備える。また、リレーバルブ６５は、本発明では特に、左右のブレーキドラム４２内の空間４２Ａに圧縮空気を供給するための二次エア供給路７２を備える。ここで、二次エア供給路７２は、空気の移動経路であればよく、例えば、ホース状の部材からなり、ダストカバー４８に適宜形成された貫通孔を通してブレーキドラム４２内の空間４２Ａへ連通する。そして、車両１の制動動作は、リレーバルブ６５が圧縮空気の各経路を遮断又は解放することにより制御される。
【００４２】
リレーバルブ６５は、車両１の走行時には、保存エア供給路７０との空気の経路を遮断し、エアタンク６４に保存された圧縮空気が下流側に流れないようにする。
【００４３】
これに対し、車両１の制動時には、リレーバルブ６５は、保存エア供給路７０と一次エア供給路７１との空気の経路を解放する。それによって、リレーバルブ６５は、エアタンク６４に保存された圧縮空気をチャンバー４９に供給し、上記の制動装置を起動させる。このとき、リレーバルブ６５と二次エア供給路７２との空気の経路は遮断されている。
【００４４】
車両１の制動が解除されると、リレーバルブ６５は、保存エア供給路７０との空気の経路を遮断し、エアタンク６４に保存された圧縮空気がリレーバルブ６５に流れ込まないように制御する。そして、リレーバルブ６５は、一次エア供給路７１と二次エア供給路７２との空気の経路を解放する。
【００４５】
制動解除時にリレーバルブ６５が一次エア供給路７１と二次エア供給路７２とを導通させると、制動制御に使用されていた圧縮空気は、圧力差により、ブレーキドラム４２からチャンバー４９及び一次エア供給路７１を介してリレーバルブ６５に回収されると共に、二次エア供給路７２を介してブレーキドラム４２内の空間に流入することになる。
【００４６】
ブレーキドラム４２内の空間に流入した圧縮空気は、同じく圧力差により、ブレーキドラム４２とダストカバー４８との間の僅かな隙間から大気中に放出される。すなわち、ブレーキドラム４２内の空間に空気の流れが形成されることになる。
【００４７】
以上のように、本実施形態に係るドラムブレーキへの空気供給装置によれば、ドラムブレーキによる制動に使用された圧縮空気がリレーバルブ６５を介してブレーキドラム４２内の空間に供給される。それによって、ブレーキドラム４２は、制動に伴い高温となった内部空間の空気が循環されるため、制動装置本体のライニングにフェードが発生する虞を低減でき、制動性能の低下を抑制することができる。
【００４８】
また、ブレーキドラム４２内の空気循環による冷却効果により、ブレーキドラム４２内のグリース等の部品は、高い耐熱性が要求されないため、コスト上昇を抑制することができる。
【００４９】
さらに、ブレーキドラム４２内を循環する空気は圧縮空気であるため、ブレーキドラム４２内のブレーキダストを排出することができる。このとき、ブレーキドラム４２内に供給される圧縮空気は、上記のように、エアドライア６３によって乾燥されているため、ブレーキドラム４２内の錆の発生を抑制することができる。
【００５０】
ここで、本実施形態に係るドラムブレーキへの空気供給装置は、従来のドラムブレーキの機構に対し二次エア供給路７２だけを追加している。それによって、リレーバルブ６５の制御機構及び制御手順を変更することなく上記の空気循環を促進することができる。すなわち、本発明に係るドラムブレーキへの空気供給装置は、従来のドラムブレーキの構成をほとんど変更することなく流用することができるため、コスト上昇を抑制することができる。
【００５１】
これにより、本発明に係るドラムブレーキへの空気供給装置によれば、ドラムブレーキ内の温度上昇を抑制し、制動装置の制動性能の低下、及び部品のコスト上昇を抑制することがきる。
【００５２】
以上で本発明に係るドラムブレーキへの空気供給装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、左右の車輪４０に対して１つのリレーバルブ６５を備える態様を例示したが、個々の車輪４０に対して１つのリレーバルブ６５を備えてもよい。また、上記実施形態では、車両１の制動解除時にブレーキドラム４２内の空間に二次エアを供給する態様を例示したが、二次エアを供給するタイミングは適宜変更してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１    車両
１０  シャシフレーム
１１Ｌ  左サイドレール
１１Ｒ  右サイドレール
１２  クロスメンバ
２０  キャブ
３０  荷箱
４０  車輪
４１  アクスル
４２  ブレーキドラム
４３  リム
４４  制動機構
４５  エアシリンダ
４６  ブレーキシュー
４７  ライニング
４８  ダストカバー
４９  チャンバー
５０  エンジン
５１  トランスミッション
５２  プロペラシャフト
５３  ディファレンシャル
６０  エアクリーナ
６１  コンプレッサ
６２  エアクーラ
６３  エアドライア
６４  エアタンク
６５  リレーバルブ
６４Ｆ  フロントエアタンク
６４Ｒ  リアエアタンク
７０  保存エア供給路
７１  一次エア供給路
７２  二次エア供給路
【図１】
2018095082.tif 000003
【図２】
2018095082.tif 000004
【図３】
2018095082.tif 000005
【図４】
2018095082.tif 000006