(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有するハウジングと、前記ハウジングの前記開口部を貫通して延在する往復ロッドと、を有するブレーキアクチュエータと、
前記ロッドに相対的に固定され前記ロッドを囲繞する環状スリーブと、前記環状スリーブは、プラスチックから一体に形成され、略半円形の断面である対向するスリーブ部と、長手方向に延在して一体であり可撓性のヒンジ部と、コネクタ要素とを有し、前記ヒンジ部は前記対向する略半円形のスリーブ部の第１の側部を相互に結合し、前記環状スリーブが前記ロッドの周囲に嵌合されるのを許容し、前記コネクタ要素は前記略半円形のスリーブ部の第２の側部を相互に結合し、
前記環状スリーブに隣接するように、前記ハウジングに相対的に固定された第１のセンサエレメントと、
前記第１のセンサエレメントに対向するように、前記環状スリーブに相対的に固定され、北磁場と南磁場とを生成する第２のセンサエレメントと、
を備え、
前記第２のセンサエレメントが前記北磁場及び前記南磁場と共に前記第１のセンサエレメントに対して移動し、前記第１のセンサエレメントが前記北磁場及び前記南磁場の移動による磁束の変化を感知することにより、前記第１及び第２のセンサエレメントは、前記ハウジングに対する前記環状スリーブの移動を検知する、
ことを特徴とするブレーキ監視システム。
【請求項２】
前記コネクタ要素は、前記ロッド上の前記スリーブの嵌合時に、前記略半円形のスリーブ部の前記第２の側部を永久的に付着する複数の離間された一体の雄雌コネクタ要素を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ監視システム。
【請求項３】
前記第２のセンサエレメントは、前記スリーブ内に配置された磁石であることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ監視システム。
【請求項４】
前記磁石は、延伸された棒状磁石であり、前記第１のセンサエレメントは、ホール効果センサである、
ことを特徴とする請求項３に記載のブレーキ監視システム。
【請求項５】
前記ホール効果センサは、前記延伸された棒状磁石の磁場を連続的に監視（モニタ、monitor）することにより、前記スリーブの位置を連続的に監視する、
ことを特徴とする請求項４に記載のブレーキ監視システム。
【請求項６】
前記第１のセンサエレメントは、前記スリーブを囲繞する前記ハウジングの開口部中に装着された環状ストーンシールドに装着される、
ことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ監視システム。
【請求項７】
前記環状ストーンシールド及び前記スリーブの一方は、キー溝を有し、前記環状ストーンシールド及び前記スリーブの他方は、放射状に突き出したキーを有し、当該キーは、前記キー溝にスライド可能に嵌合し、前記ハウジングに対する相対的な前記スリーブの往復移動の間、前記第１及び第２のセンサエレメントが対向するように、前記環状ストーンシールドに対し相対的に前記スリーブを配向させる、
ことを特徴とする請求項６に記載のブレーキ監視システム。
【請求項８】
前記キーは前記スリーブ上の放射状に突き出した長手方向に延在するリブであり、前記キー溝は前記環状ストーンシールド中の放射スロットである、
ことを特徴とする請求項７に記載のブレーキ監視システム。
【請求項９】
前記略半円形のスリーブ部それぞれは、囲繞された本体部を有し、当該本体部は、前記ロッドから離間された半円形の断面であり、前記スリーブは、前記ロッドにスライド可能に嵌合する前記本体部と一体化する一体的に長手方向に離間され放射状に突き出した半円形のリブを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ監視システム。
【請求項１０】
前記環状スリーブは、前記環状スリーブの長手方向の両端のうち前記ハウジングの外側に向かう一端で、クランプリングにより前記ロッドに付着される、
ことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ監視システム。
【請求項１１】
前記ロッドは溝部を有し、前記クランプリングは、前記ロッドと前記環状スリーブの一部とを囲繞する一対の対向する半円形のクランプ部材を備え、前記半円形のクランプ部材は、前記ロッドの溝部と嵌合し、前記ロッドに対して相対的に前記スリーブを固定する弾力のあるクランプリングを有する、
ことを特徴とする請求項１０に記載のブレーキ監視システム。
【請求項１２】
前記第２のセンサエレメントは、前記スリーブ中に装着され延伸された磁石であり、前記磁石は北磁場を規定する前記第１のセンサエレメントに対向する第１の縦軸部と、南磁場を規定する前記第１のセンサエレメントに対向する第２の縦軸部とを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ監視システム。
【請求項１３】
前記第１のセンサエレメントはホール効果センサであり、前記延伸された磁石は略矩形のセラミック磁石であり、当該セラミック磁石は、北磁場で磁化され前記ホール効果センサに対向する１の縦軸面と、南磁場で磁化され前記ホール効果センサに対向する第２の縦軸面とを有する、
ことを特徴とする請求項１２に記載のブレーキ監視システム。
【請求項１４】
開口部を有するハウジングと、前記ハウジングの前記開口部を貫通して延在する往復ロッドと、を有するブレーキアクチュエータと、
前記ロッドに固定され前記ロッドを囲繞する延伸された環状スリーブと、
前記環状スリーブ内に配置され前記ロッドに対して相対的に長手方向に延在し、第１の磁場を有する第１の縦軸部と、第２の磁場を規定する第２の縦軸部とを有する延伸された磁石と、
前記磁石に対向するように、前記環状スリーブに隣接する前記ハウジングに相対的に固定され、前記磁石の前記第１の磁場及び第２の磁場を感知することにより前記ハウジングに対する前記環状スリーブの移動を検知するホール効果センサと、
を備えることを特徴とするブレーキ監視システム。
【請求項１５】
前記センサは、前記磁石の磁場を連続的に監視することにより、前記スリーブの位置を連続的に監視することを特徴とする請求項１４に記載のブレーキ監視システム。
【請求項１６】
前記延伸された磁石は、セラミック磁石であり、前記磁石の前記第１の縦軸部は、北磁場を規定するように磁化され前記ホール効果センサに対向する第１の面を有し、前記磁石の前記第２の縦軸部は、南磁場を規定するように磁化され前記第１の面に隣接する前記磁石の第２の面であり、前記ホール効果センサは、また、前記磁石の前記第１の面から前記磁石の前記第２の面までの遷移を判定する、
ことを特徴とする請求項１４に記載のブレーキ監視システム。
【請求項１７】
前記磁石は、前記ロッドの完全なストロークを延伸せず、前記ホール効果センサは、前記ロッドが前記磁石を超えて延在するときを示す、
ことを特徴とする請求項１６に記載のブレーキ監視システム。
【請求項１８】
前記環状スリーブは、プラスチックから一体に形成され、略半円形の断面である対向するスリーブ部と、長手方向に延在して一体である可撓性のヒンジ部と、コネクタ要素とを有し、前記ヒンジ部は前記対向する略半円形のスリーブ部の第１の側部を相互に結合し、前記スリーブが前記ロッドの周囲に嵌合されるのを許容し、前記コネクタ要素は、前記略半円形のスリーブ部の第２の側部を相互に結合する、
ことを特徴とする請求項１４に記載のブレーキ監視システム。
【請求項１９】
前記コネクタ要素は、前記ロッド上の前記スリーブの嵌合時に、前記略半円形のスリーブ部の前記第２の側部を永久的に付着する複数の長手方向に離間された一体の雄雌コネクタ要素を備える、
ことを特徴とする請求項１８に記載のブレーキ監視システム。
【請求項２０】
前記ホール効果センサは、前記スリーブを囲繞する前記ハウジングの開口部中に装着された環状ストーンシールドに装着される、
ことを特徴とする請求項１４に記載のブレーキ監視システム。
【請求項２１】
前記環状ストーンシールド及び前記スリーブの一方は、キー溝を有し、前記環状ストーンシールド及び前記スリーブの他方は、放射状に突き出したキーを有し、当該キーは、前記キー溝にスライド可能に嵌合し、前記ハウジングに対する相対的な前記スリーブの往復移動の間、前記ホールセンサ及び前記磁石が対向するように、前記環状ストーンシールドに対し相対的に前記スリーブを配向させる、
ことを特徴とする請求項２０に記載のブレーキ監視システム。
【請求項２２】
前記キーは前記スリーブ上の放射状に突き出した長手方向に延在するリブであり、前記キー溝は前記環状ストーンシールド中の放射スロットである、
ことを特徴とする請求項２１に記載のブレーキ監視システム。
【請求項２３】
開口部を有するハウジングと、前記ハウジングの前記開口部を貫通して延在する往復圧力（push）ロッドと、を有するブレーキアクチュエータと、
前記圧力ロッドに相対的に固定され前記圧力ロッドを囲繞する環状スリーブと、前記環状スリーブは、プラスチックから一体に形成され、略半円形の断面である対向するスリーブ部と、長手方向に一体の可撓性ヒンジ部を有し、前記ヒンジ部は前記対向する略半円形のスリーブ部の第１の側部を相互に結合し、前記スリーブが前記ロッドの周囲に嵌合されるのを許容し、
前記環状スリーブに隣接するように、前記ハウジングに対して相対的に固定されたホール効果センサと、
前記ホール効果センサに対向するように、前記環状スリーブ内に配置され、北磁場と南磁場とを有する延伸された磁石と、
を備え、
前記ホール効果センサは、前記磁石の前記北磁場及び南磁場を感知することにより、前記ハウジングに対する相対的な前記スリーブの移動を検知し、前記往復圧力ロッドの移動を検知する、
ことを特徴とするブレーキ監視システム。
【請求項２４】
略半円形部の前記スリーブは、前記ロッドの周囲に前記環状スリーブの嵌合するときに、一体の雄雌コネクタ要素により結合される、
ことを特徴とする請求項２３に記載のブレーキ監視システム。
【請求項２５】
前記ホール効果センサは、前記磁石の磁場を連続的に監視することにより、前記スリーブの位置を連続的に監視する、
ことを特徴とする請求項２３に記載のブレーキ監視システム。
【請求項２６】
前記ホール効果センサは、前記スリーブを囲繞する前記ハウジングの開口部中に装着された環状ストーンシールドに装着される、
ことを特徴とする請求項２３に記載のブレーキ監視システム。
【請求項２７】
前記ストーンシールドはキー溝を有し、前記スリーブは前記ストーンシールドの前記キー溝にスライド可能に嵌合され長手方向に延在する放射キーを有する、
ことを特徴とする請求項２６に記載のブレーキ監視システム。
【請求項２８】
前記磁石は、第１の磁場で磁化され前記ホール効果センサに対向する１の面部と、対向する磁場に磁化された隣接する面部とを有する延伸された磁石である、
ことを特徴とする請求項２３に記載のブレーキ監視システム。
【請求項２９】
前記環状スリーブは、調整可能なクランプリングにより、前記圧力ロッドに相対的に固定され、前記クランプリングに隣接する前記磁石の前記１の面部は南磁場で磁化され、前記隣接面は北磁場で磁化される、
ことを特徴とする請求項２８に記載のブレーキ監視システム。
【請求項３０】
前記ブレーキモニタは、前記ブレーキアクチュエータのオーバーストローク条件、ドラッグブレーキ（dragging brake）及び標準的に動作するブレーキアクチュエータを示すために利用され得る、
ことを特徴とする請求項２３に記載のブレーキ監視システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、改良されたブレーキ監視システム、特に、トラクタ及びトレーラの組合せ、バス等のように、バネ式ブレーキアクチュエータを有する大型車用途のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
苛酷な用途向けのトラック、バス及び他の大型車は、典型的には、空気圧ブレーキ作動システムが装備されている。このブレーキ作動システムは、典型的には、加圧空気をブレーキアクチュエータのサービスチャンバに印加して第１の方向にダイヤフラムを動かす。圧力ロッド（push rod）が典型的にはダイヤフラムと共に動き、この圧力ロッドは、車のブレーキを作動させるリンク機構（linkage）に接続される。動力バネ及び第２のダイヤフラムを有する緊急チャンバが典型的にはサービスチャンバに装着され、空気圧車両システムが故障した場合、若しくは車両を駐車させるときに車両が停止する場合に、圧力ロッドを動かし、ブレーキを作動させるように、この緊急チャンバは操作可能である。そのため、緊急チャンバは、車両及び駐車ブレーキ用緊急ブレーキシステムとして作用する。
【０００３】
ブレーキアクチュエータは、利用可能な圧力ロッドの移動量若しくは圧力ロッドのストロークという予め定められた量を有する。車両のブレーキシステムを完全に作動させるのに必要な圧力ロッドの移動量は、ブレーキアクチュエータの圧力ロッドのストローク内であるように、注意深く監視されるべきである。圧力ロッドの過剰な移動は、いくつかの要因の一つにより生成され得る。典型的には、圧力ロッドの過剰な移動は、ブレーキライニングの摩耗に起因する。ブレーキが摩耗するにつれて、ブレーキを作動させるために、圧力ロッドのより大きな移動が必要とされる。更にリンク機構及び圧力ロッドとリンク機構との間の結合等が曲がり、若しくは緩くなり、若しくは過剰に摩耗するときには、ブレーキを作動させるために、追加的な圧力ロッドの移動が必要となり得る。時として、これらのいくつかの要因の組合せが、ブレーキを作動させるために必要とされる圧力ロッドの移動量を圧力ロッドの利用可能な移動若しくはブレーキアクチュエータからの利用可能なストロークに近付けることがあり得る。理解されるように、このことは、望ましくない状況である。
【０００４】
先行技術は、ブレーキの作動中の圧力ロッドの動きを監視し、「オーバーストローク」とされる、過剰な圧力ロッドの移動があるときについて、オペレータにある指示を提供する種々の方法及び装置を提案する。理解されるように、過剰な圧力ロッドの移動若しくはオーバーストロークがあるときの判別は、ブレーキアクチュエータの設計された若しくは見積もられたストロークに依存する。例えば、典型的なブレーキアクチュエータの圧力ロッドは、鮮明な色のリングを含み、それは圧力ロッド上に塗装され、ブレーキ作動中に当該リングがブレーキアクチュエータから外に延在するときのオーバーストローク条件を示す。しかしながら、トラック若しくはトレーラの下部のブレーキアクチュエータの位置及び蓄積された道路粉塵のために、当該リングは見えにくいことがある。圧力ロッド及びファウンデーションブレーキの間に配置された自動緩み調整器もまた、従来から使用され、ここで、緩み調整器は、ブレーキシステムにおける緩みを補償し、必要な圧力ロッドの移動を減少させるために徐々に調整する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
先行技術は、また圧力ロッドのストローク若しくは圧力ロッドと緩み調整器を含むファウンデーションブレーキとの間のリンク機構の移動を通常検出する電子監視システムも提案している。しかしながら、克服すべきいくつかの障害が存在する。まず第１に、１８輪車両の各ブレーキアクチュエータ上の駆動及び監視電子インジケータは高価である。さらに、車両の下方にブレーキアクチュエータが装着される都合の悪い環境は、監視システムを損傷する可能性があり、特に、露出したピストン、スリーブ、センサ等がある場合にはそうである。最後に、圧力ロッドのストロークがブレーキ監視システムによって監視されている場合には、圧力ロッドストローク監視システムが正確にブレーキアクチュエータ上に組み付けられ、ブレーキアクチュエータの不都合な環境に耐え得ることは、必須である。最終的には、ブレーキ監視システムの構成部品が、特別な工具がなくとも、ブレーキアクチュエータ上に容易且つ正確に組み付けられることが望ましい。
【０００６】
本発明は、車両の複数のブレーキアクチュエータのそれぞれに装着される複数のブレーキモニタを含む改良されたブレーキ監視システムに関する。上述したように、従来のブレーキアクチュエータは、貫通する開口部を有するハウジング、当該ハウジング開口部を貫通して延在する往復ロッド若しくは圧力ロッド、及び、粉塵がブレーキアクチュエータハウジングに入るのを防止する、圧力ロッドを囲繞するハウジング開口部内に装着される環状のストーンシールド（stone shield）を有する。
【０００７】
本発明の改良されたブレーキ監視システムにおいては、改良された延伸された環状スリーブが圧力ロッドの周囲に嵌合し、圧力ロッドに相対的に固定され、それはセンサエレメントの１つを含む。他のセンサエレメントは、ブレーキアクチュエータハウジング、好ましくはストーンシールド内に、相対的に固定される。本発明のブレーキ監視システムにおける改良された環状スリーブは、プラスチックから一体に形成され、略半円形の断面を有する対向するスリーブ部、及び、対向する略半円形のスリーブ部の隣接する第１の側部を相互結合する長手方向に一体化した可撓性のヒンジ部を含み、それ故、当該スリーブが１部材に成形され、次のブレーキアクチュエータの組立時に当該スリーブ部がロッドの周囲に嵌合することを許容する。スリーブの最も好ましい実施形態においては、一体化された可撓性ヒンジ部から離間された、略半円形のスリーブ部の対向する側部は、当該スリーブ部の第２の側部を相互結合する一体コネクタ要素を含む。このため、このスリーブは、容易且つ正確に圧力ロッド上に組み付けられる一体に成形されたプラスチック部品として形成され得る。さらに、このスリーブ部材は、調整可能なロッキングクランプを含み、好ましくは、それは同一の半円形のプラスチック部品から構成され、次の組立時に圧力ロッド上でスリーブを調整し、当該圧力ロッドに対してスリーブをクランプすることを許容する。開示された好ましい実施形態において、コネクタ要素は、対向して配置された複数の雄及び雌のコネクタ要素を含み、それは、スリーブの第２の側部に一体に形成され、当該スリーブをロッドに嵌合するときに、略半円形のスリーブ部の第２の側部に永久に付着する。クランプは、ロッドを囲繞する一対の対向する弾力のあるクランプ部材を含み、当該ロッドは、望ましくは、半円形の弾力のあるクランプ部材と嵌合し、当該スリーブを圧力ロッドに対し相対的に正確に配置するための溝部を有する。
【０００８】
本発明の車両ブレーキモニタの最も好ましい実施形態では、スリーブ中の検知要素は、延伸された棒状の磁石であり、ストーンシールド中の検知要素は、ホール効果センサであり、それは、延伸された棒状の磁石による磁場を連続的に監視することにより、ブレーキアクチュエータの作動中のスリーブの位置を連続的に監視するために利用され得る。最も好ましい実施形態では、この磁石は、北磁場を定義する一の面上で磁化される第１の縦軸部と、南磁場を定義する隣接する面上で磁化される第２の縦軸部とを有する。最も好ましい磁石は、ブレーキアクチュエータが経験する劣悪な温度条件に耐えることができるセラミック磁石であり、この場合、ストーンシールド中のセンサへの第１及び第２の対向部の面は、上述したように磁化される。以下に述べるように、前述したような磁石及びセンサをストーンシールド中に有するブレーキ監視システムは、オーバーストローク条件を監視するために利用可能であり、この場合、圧力ロッドはブレーキアクチュエータハウジングから外に、ファウンデーションブレーキの摩耗若しくは上述したリンク機構の向きの誤り若しくは摩耗を示す見積もられたストロークを超えて延在し、さらに、圧力ロッドが完全にはブレーキアクチュエータ内に収納されないドラッグブレーキ（dragging brake）条件、標準ストローク条件及び非動作ブレーキアクチュエータを監視するためにも利用可能である。
【０００９】
理解されるように、本発明の改良された車両ブレーキ監視システムにおいて、スリーブ中の検知要素に対向してストーンシールド中の検知要素の配向を維持することが必要である。本発明の車両ブレーキ監視システムにおいては、このことは、ストーンシールド中にキー溝スロットを、スリーブに延伸された長手方向に延在する放射キーを提供することにより達成され、放射キーは、ストーンシールド中のキー溝にスライド可能に嵌合され、それによって、ブレーキの作動中にスリーブのストーンシールドに対する相対的な配向を維持する。このため、本発明の車両ブレーキ監視システムは、容易にブレーキアクチュエータ上に組み付けられ、本発明のブレーキアクチュエータ圧力ロッドストローク監視システムは、頑丈であり、ブレーキアクチュエータが遭遇する劣悪な条件に耐えることができる。本発明の車両ブレーキ監視システムの他の利点及び価値のある特徴は、引き続く好ましい実施形態の記載、クレーム、及び、次の簡単な説明のある添付図面から、より完全に理解されるであろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】
上述したように、本発明のブレーキ監視システムは、必ずしも排他的ではないが、図１に示すブレーキアクチュエータ２０のような、従来のブレーキアクチュエータと共に使用するために、特に採用される。ブレーキアクチュエータ２０は、開示された実施形態においては、キャップ形状のケース２４及びキャップ形状のカバー２６を有するハウジング２２を具備する。ケース２４は、放射フランジ２８を有し、カバーは、対向する放射フランジ３０を有する。可撓性ダイヤフラム３２のリム部３１は、ケース２４及びカバー２６のフランジ部２８及び３０と、それぞれ嵌合し、該フランジ部はクランプ３４により一緒にクランプされる。ブレーキアクチュエータの組立中には、フランジ部２８及び３０は、可撓性ダイヤフラム３２のリム部３１に対して一緒に押圧される。クランプ３４は、先行技術で知られているような従来のボルト締めされたクランプバンド、若しくは、連続リングであり、連続リングは、適切に変形して、ブレーキアクチュエータの組立後にケース２４上にカバー２６を永久的に締結する。
【００１１】
圧力ロッド３６は、返しバネ４８によりダイヤフラム３２の中央部に対してバイアスされているピストンプレート３８を有する。圧力ロッド３６の自由端４０は、ブレーキアクチュエータの圧力ロッド３６を、リンク機構若しくは（図示しない）ファウンデーションブレーキに装着された緩み調整器に装着するためのＵリンク（clevis）４２を有する。このブレーキアクチュエータは、装着ボルト５０により、通常、ブラケット５９に強固に保持される。この装着ボルト５０は、ヘッド部５２及び、ケース２４の開口部５６を貫通して延びるシャンク（shank）部５４を有する。次いで、ケースはナット５８によりブラケット５９に締結され、該ナット５８は、シャンク５４のネジ切られた端部に螺号可能に嵌合される。ケース２４は、往復圧力ロッド３６を受け入れる開口部６０を有し、ストーンシールド６２は、以下に記載するように開口部６０を囲繞するケース２４内に配置される。
【００１２】
空気圧コネクタ４４は、車両の空気圧ブレーキシステム（図示しない）にライン４６により接続される。車両ブレーキの作動時に、加圧空気がライン４６を通じて受け入れられ、それは、ポート４５を介して圧力を印加し、ピストンプレート３８及び返しバネ４８に対して図１で上方にダイヤフラム３２を駆動する。キャップ形状のダイヤフラム３２は、ピストンプレート３８に対して転置され（破線で示すように）、ケース２４内の開口部６０を通して圧力ロッド３６を駆動し、車両のファウンデーションブレーキ（図示しない）を作動する。典型的な苛酷な用途向けの車両では、ブレーキペダル（図示しない）を押し下げることでライン４６を加圧し、それは、ダイヤフラムを駆動して転置し、車両のファウンデーションブレーキ（図示しない）を作動させる。ブレーキペダルを解放すると、ライン４６内の圧力は、ゼロに戻り、返しバネ４８が図１において下方にピストンプレート３８を押し、ダイヤフラムを図１に示す位置に戻す。理解されるように、図１に示すタイプのブレーキアクチュエータ２０は、任意の向きに装着可能であり、通常、トラック若しくはトレーラの下方であり、この場合、各車軸は、図示のブレーキアクチュエータを有する。しかしながら、典型的な用途では、ブレーキアクチュエータ部品は、図示のサービスチャンバのピギーバック（piggyback）に通常装着される緊急チャンバ（図示しない）を含み得る。そのような用途では、カバー２６は、サービスチャンバ６４及び緊急チャンバ（図示しない）を規定するフランジケースにより置換可能であり、本出願の出願人に譲渡された米国特許第４，９６０，０３６号により完全に開示されるように、この緊急チャンバは、別体のカバーにより囲繞される。しかしながら、理解されるように、本発明のブレーキ監視システムは、ブレーキアクチュエータのこのタイプ若しくは構成に限定されない。例えば、ブレーキアクチュエータは、二重ダイヤフラムブレーキアクチュエータや環状シールを有するピストンタイプのブレーキアクチュエータ若しくは転動ダイヤフラム（rolling diaphragm）であっても良い。
【００１３】
上述したように、本発明のブレーキ監視システムは、詳細には、ハウジング２２の開口部６０を通じて圧力ロッド３６が往復するときに、圧力ロッド３６の位置を監視するために採用される。さらに詳細には、以下に述べるように、本発明のブレーキ監視システムは、オーバーストローク、この場合、例えば、摩耗したブレーキを示す意図された若しくは見積もられたストロークの限界を超えて、圧力ロッド３６が延在する、ドラッグブレーキ条件、この場合、圧力ロッドが図１に示す待機位置に戻らない、非動作ブレーキアクチュエータ及び標準ストローク条件を含むブレーキアクチュエータのいくつかの条件を監視するために採用される。本発明のブレーキ監視システムは、また、そのブレーキサイクルの間に、圧力ロッド３６の連続的な移動を監視するために利用され得る。
【００１４】
本発明の車両ブレーキ監視システムの改良されたスリーブ部品は、図４の分解図から最良に理解され得る。一体スリーブ６６は、対向するスリーブ部６８及び７０を有し、それらは、略半円形断面であり、並びに、スリーブ部６８及び７０の隣接する側部６７及び６９をそれぞれ一体に結合する長手方向に延在する一体で可撓性のあるヒンジ部７２を有する。この部品の次の説明から理解されるように、２つのスリーブ部の組合せが圧力ロッドを囲繞する環状スリーブを規定するならば、スリーブ部の一方が圧力ロッド３６上でカチッと嵌まるように、対向するスリーブ６８及び７０の一方若しくは他方は、円（半円）の１／２より僅かに大きく伸張し得る。略半円形のスリーブ部６８及び７０のそれぞれは、略半円形の本体部７４及び略半円形の放射リブ７６を有し、放射リブ７６は、長手方向に離間され、本体部７４と一体化している。長手方向に延在するポケット７８は、以下に完全に記載される磁石８０を受け入れる対向するスリーブ部７０の一方の中で定義される。さらに、スリーブ部６８及び７０の一方は、一体雄コネクタ８２を有し、スリーブ部７０の他方は、ソケット状の雌コネクタ８４を有する。雄コネクタ８２は、それぞれ、拡大された頭部８６及び当該頭部下方の溝８８を有し、雌コネクタは、それぞれ、雌コネクタ８４中の頭部８６を受け入れロックする内部リブ８９を有し、その結果、スリーブ６６が図１の矢印９０により示されるように圧力ロッド３６の周囲と嵌合するときに、雄雌コネクタ８２及び８４は、永久的にスリーブ部６８及び７０の開放側部を相互に結合する。
【００１５】
このスリーブは、図２に最良に示される同一の略半円形のクランプ部材９２の調整クランプ９１（図１参照）により、圧力ロッドに正確に配置される。クランプ部材は、それぞれ、一体雄コネクタ９４及び雌ソケット若しくはコネクタ９６を有する。雄コネクタ９４は、それぞれ、拡大された頭部９８及び頭部に隣接する溝１００を有する。雌コネクタは、それぞれ、雄コネクタ９４の頭部９８と嵌合し永久的にクランプ部材を結合する複数のリブ１０２を有する。各同一のクランプ部材９２は、また、略半円形のロック挿入部１０８と嵌合する略半円形のポケット１０６を有する。図４に示すように、各ロック挿入部は、平滑な端部１１０を有し、この平滑な端部１１０は、スライド可能に嵌合され半円形のポケット１０６のスロット１１４内で向きを調整され、ロック挿入部１０８をポケット１０６内で正確に向きを調整する。クランプ部材９２は、さらに、以下に述べるように、圧力ロッド上にクランプ部材９２を組み付ける間使用される握り（gripping）ポケット１１６を有する。
【００１６】
ストーンシールド６２は、図３に最良に示すように、キャップ状のケース２４の内表面に重なる放射部１１８を有する。好ましい実施形態では、ストーンシールド６２は、図５に示すように、２つの略半円形の構成部品１２２及び１２４から形成される。構成部品１２４の一方は、一体雄コネクタ部１２６を有し、構成部品１２２の他方は、雌コネクタ部１２８を有する。さらに、ストーンシールド６２の構成部品の一つは、長手方向のスロット若しくはキー溝１３０を有し、スリーブは、図４に示すように、長手方向に延在する放射リブ若しくはキー１３２を有する。以下に述べるように、環状スリーブ６６の長手方向に延在するキー１３２は、ストーンシールド６２のキー溝１３０にスライド可能に嵌合する。他の構成部品は、図１に示すセンサの雄コネクタ１３６と嵌合するスロット１３４を有する。上述したように、ストーンシールド中のセンサは、好ましくは、図３に示すようなホール効果センサ１３８である。このセンサは、配線１４０により車両の監視システムに接続される。
【００１７】
ブレーキ監視システムの構成部品の好ましい実施形態を述べたので、今度は、ブレーキ監視システムの組み付け及び動作を記載できる。まず最初に、磁石８０が、図４に示すように、スリーブのポケット７８に組み付けられる。開示された実施形態では、この磁石は、磁石の外寸よりも若干大きい寸法であるポケット７８にスリップフィットする。以下に述べるように、磁石は磁化され、図３に示すように、センサ１３８を対向して維持する北及び南面極若しくは場を規定する。次いで、図４及び図５を参照して、矢印９０により示すように圧力ロッドの周囲の一体可撓性ヒンジ部７２の回りに対向するスリーブを締めて、スリーブ６６上の長手方向のキー１３２をストーンシールドのキー溝１３０にスライドさせることにより、スリーブ６６が、次いで、圧力ロッド３６上に組み付けられる。上述したように、好ましい実施形態では、スリーブ上の雄コネクタ８２を雌ソケット若しくはコネクタ８４に嵌合することで、永久的に、スリーブの自由側部を付着し、結合が変形したり緩んだりすることを防止する。通常、ストーンシールド６２は、ブレーキアクチュエータが組み付けられるときに、ブレーキアクチュエータ２０中に組み付けられる。即ち、構成部品１２２及び１２４が、まず最初に予備組立され、次いで、返しバネ４８と圧力ロッド３６、ピストンプレート３８とストーンシールド支持１２０部品を受け入れる前に、ケース部材２４の開口部６０に受け入れられる。次いで、ダイヤフラム３２がチャンバ６４に受け入れられ、カバー２６が外周端３１に組み付けられ、クランプ部材３４が付着され、上述したように、ダイヤフラム３２をクランプする。
【００１８】
次いで、環状スリーブ６６が、環状クランプの嵌合前に、圧力ロッド３６上で調整される。以下に述べるように、磁石８０と組み合わせるセンサ１３８は、オーバーストローク条件、ドラッグブレーキ、非動作ブレーキアクチュエータ及び標準ストローク条件を含むブレーキアクチュエータのいくつかの条件を監視し検知するために採用される。それ故、スリーブ６６及び磁石８０が正確に圧力ロッド上に配置され、その位置が圧力ロッド３６の見積もられたストロークに依存するであろうことは必須である。圧力ロッド上のスリーブをスライドさせることにより達成される、圧力ロッド上でのスリーブ６６の調整の後で、今から述べるように、スリーブは、クランプ部材９２により圧力ロッド上にクランプされる。図２に最良に示されるように、圧力ロッド３６は、複数の離間された放射溝１４２を有し、それは、およそクランプリング９１が付着されるべき圧力ロッド上に配置される。略半円形のクランプ部材９２は、放射溝１４２を有し、スリーブの自由端はリブ１４４を有する。次いで、雄コネクタ部９４を、永久的にクランプ部材９２を相互に結合する雌ソケット若しくはコネクタ９６に押し込むことにより、略半円形のクランプ部材９２が締結される。次いで、放射溝１４２が弾性のあるロック挿入部１０８に引っ掛かり、クランプを圧力ロッドに締結し、図２に示すように、スリーブ６６を圧力ロッド上に正確に配置する。
【００１９】
一体スリーブ６６は、好ましくは、適当なプラスチックの射出成形により形成される。このプラスチックは、スリーブ部６８及び７０が一体可撓性ヒンジ部７２を囲繞することを許容するのに十分な可撓性を有しなければならない。さらに、このプラスチックは、ブレーキアクチュエータが遭遇する劣悪な条件、特に広範囲の温度変化に耐えるように選択されなければならない。ブレーキアクチュエータは、典型的には、−４０°Ｆから＋１８５°Ｆまで変化する温度で使用するように見積もられている。この用途に好適なプラスチックは、ポリプロピレンコポリマーであり、番号１０−３４３４としてＡｍｏｃｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社から利用可能である。調整可能なロッククランプ９１もまた、同じプラスチック材料から形成され得る。しかしながら、ロック挿入部１０８は、上述した温度変化に耐えることが可能な弾性材料から形成されるべきで、好ましくは、ロック挿入部が圧力ロッドに対してクランプ力を維持するように、形状記憶効果を有しないプラスチック材料である。このロック挿入部に好適な材料は、Ｓｈｅｌｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社から利用可能なＫｒａｙｔｏｎ（商標）である。ストーンシールドは、また、上で参照したポリプロピレンコポリマーを含む、エラストマー若しくはプラスチック材料から形成され得る。上述したように、最も好ましいセンサ１３８は、ホール効果センサであり、Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ州、ＷｏｒｃｈｅｓｔｅｒにあるＡｌｌｅｇｒｏ社を含むいくつかのソースから利用可能である。
【００２０】
本発明のブレーキ監視システムの構成部品の好ましい実施形態を説明したので、構成部品の動作を、今度は、説明し得る。磁石８０は、連続棒状磁石であり、この場合、ホール効果センサは、連続的に磁石の磁場を感知し、環状スリーブ６６中の磁石の位置を判定する。即ち、各磁石はその北極から南極までの特定の磁気プロファイルを有し、ホール効果センサは、変化する磁場を感知することにより、磁石及びスリーブの位置を判定することができる。ホール効果センサにより受信されるデータは、次いで、コンピュータを介して処理可能であり、次いで、可視インジケータが連続的に圧力ロッド３６のストロークの直接の読み取り値を提供するために使用可能である。しかしながら、開示された実施形態では、圧力ロッド及び磁石の位置を解析する複雑なコンピュータプログラムの必要性が、この用途に固有な磁石を利用することで排除され、それは、以下に述べるオーバーストローク及びドラッグブレーキ条件を判定するために必要なデータを提供する。
【００２１】
この用途での磁石８０の好ましい実施形態は、Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ州、ＥｌｉｚａｂｅｔｈｔｏｗｎにあるＡｄａｍｓ  Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ社から利用可能なグレード８セラミック磁石のようなセラミック若しくはフェライト磁石のような磁石であり、この場合、センサに対向する磁石の面が磁化可能である。当該分野で知られているような好適な冶具を使用することにより、一面の一部は、１つの磁場で磁化可能であり、隣接する面は対向する磁場で磁化され得る。開示された実施形態では、図４に示すように、一面８０Ｎが北磁場で磁化され、隣接面８０Ｓが南磁場で磁化される。遷移ライン８１は、いかなる磁場も持たない。当業者には理解されるように、面８０Ｎに対向する面は、南磁場を有し、面８０Ｓに対向する面は北磁場を有するであろう。このため、図３に示すホール効果センサ１３８は、磁石の面８０Ｎ及び８０Ｓに対向し、圧力ロッド３６及びスリーブ６６がハウジングの開口部６０を通じて往復するときには、容易に磁場８０Ｎ、８０Ｓ及び遷移ライン８１を識別することができる。磁気面８０Ｎ及び８０Ｓ並びに遷移ライン８１の長さは、ブレーキアクチュエータのストロークに依存するであろう。２．５インチのストロークを有する典型的なブレーキアクチュエータにおいて、例えば、面８０Ｓは約２インチであり、面８０Ｎは約１／２インチであるべきである。この用途で開示されたタイプのブレーキアクチュエータは、通常、約２．２５から３インチの範囲のストロークを有し、この場合、面８０Ｓは、磁場の全体長の概ね３／４であるべきである。図１に示す圧力ロッド３６及びスリーブ６６が完全に収納された位置においては、センサ１３８（図３参照）は、磁石８０の端部の直上もしくは上方にある。好ましいホール効果センサは、比率計量リニアホール効果センサであり、この場合、出力は入力電圧及び印加磁場に比例する。開示された実施形態では、入力電圧は５ボルトである。このため、磁場のないホール効果からの出力は５０％若しくは２．５ボルトである。このため、図１に示す完全に収納された若しくは待機位置におけるセンサからの出力は２．５ボルトである。次いで、オペレータがブレーキを押し下げて停止灯が点灯すると、ライン４６を介して空気圧がダイヤフラム３２を転置し始め、ピストンプレート３８を駆動し、ハウジング中の開口部６０を介して圧力ロッド３６及びスリーブ６６中の磁石８０を押圧し、出力電圧は、標準ストローク条件を示す最大５ボルトまで増加する。しかしながら、センサが、南磁場を有する面と北磁場を有する８０Ｎとの間の遷移ライン８１に対向して配置されているときには、センサからの出力電圧は、再度、北磁場中では２．５ボルト以下に低下し、オーバーストローク条件を示す。出力電圧は、北磁場を有する面８０Ｎ中では、さらに低下する。このため、本発明のブレーキ監視システムは、次いで、標準ストローク条件かオーバーストローク条件のいずれかを示すことができる。理解されるように、センサは、また、ブレーキ灯配線に接続されなければならない。
【００２２】
本発明のブレーキ監視システムは、また、ドラッグブレーキ条件を感知することが可能で、この場合、ブレーキアクチュエータが図１に示す位置まで完全に収納しない。上述したように、オペレータがブレーキペダルを解放すると、ライン４６を介して空気圧がゼロに戻り、返りバネ４８が図１で下方にピストンプレート３８を駆動し、圧力ロッド及びスリーブ６６を図示する位置まで引き出す。ブレーキ灯が点灯せず且つセンサからのリターン電位が２．５ボルト以下であれば、システムは、ドラッグブレーキを示す。ドラッグブレーキは、また、リターン電位が２．８ボルトを超えるときにも示される。即ち、ブレーキアクチュエータは、その待機位置に戻らなかった。さらに、システムは、また、ブレーキアクチュエータの故障を示すためにも使用され得る。即ち、システムが、ブレーキ灯が点灯し、センサからの出力電圧が２．５ボルト以下であるという信号を受信すると、このことは、ブレーキの故障を示す。最後に、センサは、また、センサの誤りを示すであろう、この場合には、出力電圧は、１ボルト以下である。このため、本発明のブレーキ監視システムは、実際には、オーバーストローク条件、ドラッグブレーキ、非動作ブレーキアクチュエータ、標準ストローク及びセンサの誤りを含む、各ブレーキアクチュエータの５つの作用を感知し示すであろう。例えば、標準ストローク動作には緑、オーバーストロークには赤、ドラッグブレーキには閃光する赤等のように、トラクタ若しくはトレーラの後部窓に対向するトレーラの前面に光を閃光させることにより、これらの条件は、車両のオペレータにより容易に監視され得る。その代わりに、センサは客室の頭上ディスプレイ若しくは客室内のモニタに接続され得る。このため、対向する磁場を有するセンサに対向する面部を有する単一の磁石を含む本発明のこの実施形態は、複雑なコンピュータシステムの必要性を排除するが、同時に、各ブレーキアクチュエータのいくつかの条件を測定する。
【００２３】
しかしながら、容易に理解されるように、種々の改良が、添付のクレームの範囲内で、本発明のブレーキ監視システムの開示された好ましい実施形態に対して実行可能である。例えば、種々のセンサ及び磁石が利用可能であり、種々の改良がスリーブ及びクランプリングになされ得る。
【００２４】
【発明の効果】
このため、本発明のブレーキ監視システムは、比較的簡単に装備され、しかし、正確で、信頼性があり、頑丈である。さらに、本発明のブレーキ監視システムは、極端な温度変化を含むブレーキアクチュエータが遭遇する劣悪な条件に、故障することなく耐えることができる。例えば、上述したタイプのホール効果センサは、−４０°Ｆから＋３０２°Ｆまでの極端な温度変化に耐えることができる。上述したセラミック磁石の偏差は、約０．１％／℃であり、そのため、１８５°Ｆで残留磁束密度若しくは磁場強さの１２％しか減少せず、−４０°Ｆで１３％しか減少しない。スリーブ６６、調整可能なクランプリング９１及びストーンシールド６２に対して使用される好ましいポリプロピレンコポリマーもまた、極端な温度変化及び道路粉塵に耐えるであろう。さらに、上述したように、スリーブ６６は、好ましくは１部材に成形され、組み付け時の誤差を排除し、スリーブは、クランプリング９１と嵌合する前に、正確に調整され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の車両ブレーキ監視システムの好ましい実施形態であるブレーキアクチュエータの側部の部分的な断面図である。
【図２】  円形部により示された図１の拡大された側部の部分的な断面図である。
【図３】  円形部により示された図１の側部の部分的な断面図である。
【図４】  圧力ロッドに組み付ける前のスリーブ及び調整クランプ部品の分解図である。
【図５】  ストーンシールドの構成部品の分解側部立面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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