(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
関連するブレーキを作動させるピストンロッドの限られた必要な移動を検出するためのセンサーシステムを有するブレーキアクチュエータであって、
開口部を有するハウジングと、
前記ハウジング内に収容され且つ前記開口部を貫通して延びるピストンロッドを有するピストンであって、ストローク表示磁気部材を支持するピストンと、
前記ピストンを取り囲む内周開口部を有し且つ前記ピストンロッドが前記開口部を貫通するストンシールドであって、前記ストンシールドの前記開口部が前記ハウジングの開口部よりも小さな内径を有し、外周面を有するストンシールドと、
前記ストンシールド内の前記外周面と前記内周開口部の間に埋め込まれて前記ピストンロッド上の前記ストローク表示磁気部材の移動を監視することによって前記ピストンロッドのストロークを監視するセンサであって、前記ピストンロッド上の前記磁気部材の移動を検出することができ、前記ピストンロッド上の前記磁気部材の移動を監視することができるように前記ストンシールド内に埋め込まれ、前記ピストンロッド上の前記磁気部材の移動が前記ピストンの移動を示し、従って前記ピストンの過度の移動を検出するセンサと、
を有するブレーキアクチュエータ。
【請求項２】
リップが前記ストンシールドから前記ハウジング内に軸方向に延び、ばねが前記ピストンを前記ハウジング内に付勢し、ばねの一端が前記リップの半径方向内側に収容されて前記リップに保持され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】
前記センサが磁気センサであり、前記センサに接続された接点が前記センサ内に埋め込まれるとともに前記ストンシールドを貫通して前記ハウジングの外側に延び、前記接点が制御装置に接続されてストローク外の状態が検出されたときに車両の運転室内の運転者に信号を供給す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４】
前記磁気センサがホール効果スイッチであ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】
前記ピストンロッドに磁気ストリップが配置され、前記磁気センサが前記磁気ストリップの位置を監視してストローク外の状態を識別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６】
前記ストンシールドに前記センサを収容する第１の部材が組み込まれ、リテーナにより前記ストンシールドが前記ブレーキハウジング内に保持され、前記センサと前記リテーナから延びるワイヤとの間に電気接続があ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７】
前記ストンシールド及び前記リテーナの一方に、前記ストンシールド及び前記リテーナの前記一方の全周部にわたって延びる接点リングが組み込まれ、前記ストンシールド及び前記リテーナの他方に、周方向の限られた部分にわたって延びる接点が含まれることを特徴とする、請求項６に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項８】
前記センサが、前記ストンシールド内に埋め込まれ且つ前記ブレーキハウジングを貫通して半径方向外側に延びる接点と、前記ストンシールドと前記ピストンとの間に配置され且つ前記ピストンを前記ハウジング内に付勢するばねとを含み、前記ばねが前記ワイヤに当接しないように前記接点が前記ストンシールドの半径方向外側に延びることを特徴とする、請求項６に記載のブレーキアクチュエータ。
【請求項９】
前記ピストンロッド上の前記磁気部材が前記ストンシールドの前記内周開口部を貫通して移動する、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】
発明の背景
本発明は、ブレーキアクチュエータ内の他の部品により損傷しないようにブレーキアクチュエータのシリンダハウジングに組み込まれる電子式ストロークインジケータに関する。
典型的なブレーキアクチュエータは、通常の摩耗の後に調整を必要とし始め、過度のストロークになる可能性がある。このような状態では、ブレーキがストローク外であると言われている。従来の技術では、ブレーキが調整を必要とするときに車両の運転者に警告を与えている。生産ユニットに組み込まれている典型的なインジケータは、視覚的インジケータである。従って、典型的にブレーキがストローク外でなければ視覚的に現れない着色ストライプのようなインジケータがピストンロッドに配置されている。
運転者は定期的にブレーキをチェックして、着色ストライプが見える場合にブレーキが調整を必要とすることを示す信号を得る。このようなインジケータは、確かに評価できるが、依然として改良されていない。第１に、ブレーキ付近に配置された視覚的識別を必要とするインジケータは、しばしば泥やほこりにさらされ、視覚的インジケータが容易に見えなくなる可能性がある。また、典型的な視覚的インジケータは車両の後部に配置されており、運転者は車両から出て定期的にブレーキをチェックしなければならない。これは、ブレーキがストローク外になるまでかなりあることを保証するために、運転者が定期的にチェックすることを要求している。
大量生産ブレーキ又はブレーキアクチュエータに広く利用されていないが、幾つかの電子式ストロークインジケータが提案されている。これらのユニットは、典型的にピストンロッドに組み入れられて、ピストン又はピストンロッドのストロークを監視する。過度のストロークが検出されると、車両の運転室内の運転者に信号が送られる。これらの提案されたシステムは、視覚的インジケータにおける欠点に取り組んでいるが、実際に利用できるものを提案するシステムではなかった。ブレーキ室の内部には、相対的に移動する幾つかの部品が含まれている。提案されたシステムは、典型的にブレーキ室内の他の部品によって損傷される可能性がある位置にセンサを含んでいる。例えば、提案されたシステムのセンサは、常用ブレーキ室のばねの一般的な位置に配置されている。繊細なセンサ及びそれと関連するワイヤがばねと接触して損傷しないように保護しようとする試みはされなかった。電子式ストロークインジケータの信頼性を高めるために必要な部品は、比較的長期間にわたって信頼でき且つ動作可能なストロークインジケータシステムである。センサや関連するワイヤを適当に保護していない従来のシステムは、所望の信頼性を有するものではない。
提案された他のセンサは、ブレーキ室の外側でばねから離れてピストンロッドに取り付けられたインジケータを含んでいる。ブレーキ室の外側でピストンロッドに取り付けられたインジケータを有する提案されたユニットは、インジケータ又はセンサを構造物の所定の位置に必ずしも固定されていない。例えば、提案されたシステムの一つでは、ピストンロッドに隣接したロッドにセンサが取り付けられ、ピストンロッドにインジケータが取り付けられている。センサ又はピストンロッドに取り付けられたインジケータユニットが所定の位置にない場合には、センサからのストローク外の表示の信頼性に問題がある。ブレーキ室の外部の領域は泥、小石、他の破片などにさらされる敵対環境にあるので、この問題はさらに厳しくなる。このような破片は、センサに接触し、センサを損傷させ、又は種々の部材の位置の調整を損なうものである。また、ブレーキが配置される環境が敵対環境にあり、ブレーキ室の外部に配置されたセンサが必ずしも適当に作用しない可能性がある。
従って、従来のシステムは、ブレーキの作動部材から保護され且つ比較的長期間にわたって動作する信頼性のあるセンサシステムを提供することができなった。
発明の概要
本発明は、ブレーキ室ハウジング内のストンシールドに組み込まれたセンサを含んでいる。ストンシールドは、センサがブレーキアクチュエータの他の作動部品と接触しないようにセンサを保護している。例えば、ストンシールドは、ばねによってセンサが接触しないように保護している。
本発明の実施例では、ストンシールドがブレーキ室ハウジング内のピストンロッドの回りに配置されている。ストンシールドは、ブレーキアクチュエータのストローク外の状態を決定するセンサユニットの一部を組み込んでいる。本発明の好適な実施例では、ストンシールドには、基準のブレーキハウジングの開口部の内周面から半径方向内側に延びる内周面に開口部が形成されている。ストンシールドは、ピストンロッドを取り囲んで、ブレーキハウジングの開口部からブレーキ室ハウジングに入ることができる破片の量を制限している。
本発明の好ましい実施例では、センサからハウジングの外側に延びるワイヤがストンシールドに組み込まれている。このワイヤは、典型的にブレーキ室ハウジング内に見られるばねからストンシールドによって保護される。
本発明の第１の好ましい実施例では、電気接点リングとしてストンシールドにセンサが埋め込まれている。ストンシールドをハウジング内に保持するリテーナは、ストンシールド内で接点リングと係合する複数の接点を有している。これらの接点からハウジングの外側の位置まで複数のワイヤが延びている。
本発明の第２の好ましい実施例では、ストンシールドを成形するときにストンシールドにホール効果センサが埋め込まれる。ブレーキ室のばねは、センサシステムのいずれのワイヤにも接触しない位置に維持されるようにストンシールドの外周面のリップに収容されている。
本発明の第３の好ましい実施例では、ストンシールドに一対の接点スイッチが組み込まれている。第１の内側の接点スイッチは、ブレーキがストローク外の状態に近づき始めると、第１のウォーニングインジケータを作動させる。第２の接点スイッチがピストン上の構造物に当接すると、典型的にブレーキが十分にストローク外にあることを示す警報を与える第２の表示灯が作動する。
この第３の好ましい実施例では、ピストンロッドに接点部材が取り付けられるのが好ましい。この接点部材は、ピストンロッドの外面から半径方向外側に延びる当接部を有している。接点スイッチは、ストンシールドの周方向に離間した位置に形成され、異なった高さまで延びて２つのストローク表示レベルを提供する。
本発明の第４の好ましい実施例では、ばねの圧縮を監視するためにストンシールドにロードセルセンサが組み込まれている。ブレーキがストローク外の状態に近づくと、ピストンがその正常な位置を越えて移動し、典型的な圧縮以上にばねを圧縮する。これはロードセルによって検出される。その後、ロードセルは、ブレーキがストローク外の状態に近づいていることを示す信号を運転者に提供する。
本発明のこれらの特徴及び他の特徴は、以下の明細書及び図面により最も良く理解できる。以下、これらの図面について簡単に説明する。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明による第１の実施例のストロークインジケータの断面図である。
図２Ａは図１に示されたストロークインジケータの一部の斜視図である。
図２Ｂは図１に示されたストロークインジケータの第２の部分の斜視図である。
図３は第２の実施例のストロークインジケータの断面図である。
図４は第３の実施例のストロークインジケータの断面図である。
図５は図４に示された実施例の一部の斜視図である。
図６は本発明による第４の実施例のストロークインジケータの断面図である。
好ましい実施例の詳細な説明
図１は、サービス側ハウジング２２を有するスプリングブレーキアクチュエータ２０を示している。図示されるように、ピストン２４は、ハウジング２２に形成された開口部２８を貫通するピストンロッド２６とともに移動する。また、ストンシールド３０には、開口部２８の最も内側の部分から半径方向内側に延びる内周開口部３２が形成されている。ストンシールド３０は、ハウジング２２の室内に入り得る泥又は破片の量を制限する作用をする。
ストンシールド２８にはセンサ３４が埋め込まれている。センサ３４は、ピストンロッド２６上に成形された磁気テープ３６の位置を監視する。磁気テープ３６の位置を監視することによって、センサ３４が過度のストロークがあるか否かを識別して、ブレーキを調整する必要があることを表示することができる。ばね３８の一端はピストン２４に当接し、他端はストンシールドリテーナ４０に当接している。リテーナ４０の半径方向外側面４２にはばね３８が収容されている。リテーナ４０は、外側部４０から軸線方向及び半径方向内側に延びる半径方向内側部４４を含んでいる。内側部４４内の接点はストンシールド３０内においてリング４６及び４８に当接して接続されている。接点を貫通して接続される接点リング４６及び４８は、センサ３４からハウジングの外側に延びるワイヤ５０までの電気回路を提供している。ワイヤ５０は、適当な制御装置５１に接続され、ストローク外の状態が検出されたときに車両の運転室内の運転者に信号を供給する。このような表示は、表示灯、音声警報又は他の既知又は典型的な警報信号とすることができる。
図２Ａに示すように、ストンシールド３０には、成形されたストンシールドの周囲の部分の一部に埋め込まれたセンサ３４が組み込まれている。接点リング４６及び４８は、ストンシールド３０の全周にわたって延びているのが好ましい。
図２Ｂは、リテーナ４０の詳細を示している。接点ストリップ５２が接点リング４６の位置と半径方向に心合わせされ、第２の接点ストリップ５４が接点リング４８と半径方向に心合わせされている。接点ストリップ５２及び５４は、それぞれワイヤ５０に接続された電気接続５６に接続されている。接点リング４６及び４８がストンシールド３０の全周にわたって延びているので、リテーナ４０とストンシールド３０の周方向の相対的な関係を注意深く監視する必要はない。どのような周方向の関係でも、接点ストリップ５２及び５４がそれぞれリング４６及び４８に当接しているので、センサ３４からワイヤ５０まで、従って制御装置５１までの電気接続を提供することができる。
図３は、第２の実施例による電子式ストロークインジケータ６０を示している。電子式ストロークインジケータ６０では、単一のストンシールド６２にばね６４の端部を保持する半径方向外側リップ６３が組み込まれている。成形されたストンシールド６２にはホール効果スイッチ６６が埋め込まれている。ホール効果スイッチ６６はピストンロッド６７のストロークを監視する。図示されているように、ピストンロッド６７には磁気テープ部６８と非磁性部７０が組み込まれている。ホール効果スイッチは、磁気テープ部６８が近づいたときに検出して、ストローク外の状態を示す信号を供給することができる。ホール効果スイッチ６６は、埋め込まれたワイヤ６５によって、ブレーキハウジング６１の開口部７０を外側に貫通するストンシールド６２から延びるワイヤ６９に接続されている。リップ６３により、ばね６４がワイヤ６９に接触しないような位置に維持されることが保証される。従って、ワイヤ６９は、ばね６４によって損傷しないように保護されている。
図４に示されるように、第３の実施例のインジケータ８０には、ばね８４を保持する半径方向外側リップ８３をも有するストンシールド８２が組み込まれている。ばね８４の半径方向内側端部８６は、ピストン９２に当接する端面９０を有するピストン接点部材８８に当接している。外側当接部９４は、接点部材８８の周囲の部分から半径方向外側に延びている。ストンシールド８２の軸方向内側の位置に第１の組の接点スイッチ９６が配置され、ストンシールド８２の軸方向の比較的外側の位置に第２の組の接点スイッチ９８が配置されている。接点スイッチ９６及び９８には内周面１００が鋸歯状に形成され、当接部９４が仮想線１０２に示されるような位置にあるときに接点スイッチ９６及び９８と当接部９４との間の良好な接続を保証している。複数の接点プラグ１０４が、埋め込まれたコネクタを介して各々の接点スイッチ９６及び９８に接続され、ストンシールド８２の外側に延びている。接点プラグ１０４は、ワイヤ１０６を介して接続され、プラグ部材１０８を介してハウジング８１の外側に延びている。ストンシールド８２の基部は、非導電性プラスチックからなるのが好ましい。また、接点スイッチは、鋼又は他の導電性材料からなるのが好ましい。また、リップ８３により、ばね８４がいずれの接点部材１０４又はワイヤ１０６にも接触しないように保証されている。
動作中において、ピストンがストローク外の状態に近づくと、当接部９４が最初に第１の組の接点スイッチ９６に当接する。これは、ストロークの８０％の所にある。次に、上述したように車両内の運転者に信号が供給される。ブレーキがさらにストローク外まで移動すると、その結果として当接部９４が第２の組の接点スイッチ９８に近づく。このとき、第２の更に緊急の信号が与えられるのが好ましい。例えば、スイッチ９６が黄色の光を出し、スイッチ９８が赤い光を出すとともに音声警報を出すようにしてもよい。２つのインジケータを設けることによって、ブレーキアクチュエータが調整を必要する状態に近づいていることを示す早めの警告を運転者に与えている。
図５に示されるように、ストンシールド８２には、リップ８３が組み込まれているとともに、埋め込まれた部分１０５によってそれぞれ接点スイッチ９６及び９８に接続された接点プラグ１０４が組み込まれている。接点スイッチ９６及び９８は周方向に離間しているのが好ましい。
図６は、ブレーキアクチュエータのハウジング１１１に組み込まれた第４の実施例のストロークインジケータ１１０を示している。また、ばね１１２は、ストンシールド１１６を貫通して延びるピストンロッド１１４を有するピストン１１３に当接している。この場合、ストンシールドは、ハウジング１１１の開口部１１８に組み込まれている。概略的に示されているように、ストンシールド１１６にはロードセル１１９が埋め込まれている。ロードセルは、ばね１１２の圧縮量を監視する。ピストン１１３がストローク外の状態に近づくと、ばね１１２の圧縮量が増大する。ロードセル１１９は、このような過度の圧縮を検出し、埋め込まれたワイヤを介して接続されてワイヤ１２０を介して信号を供給する。予め設定された範囲を越えた圧縮が検出されると警報が送られる。ワイヤ１２０は、ハウジング１１１の端面１２１に成形され、端面１２１の外壁においてプラグ１２２を介して外側に延びている。従って、ロードセル１１９がばね１１２に過度の応力を検出すると、運転者に信号が送られる。
ストンシールドは、その作用に適した材料であれば、どのような材料から作ることもできるが、埋め込まれたセンサと電気接続を有するように成形することができる非導電性材料を利用するのが好ましい。強化プラスチックが適当な材料となる。センサ部材自体及び他のエレクトロニクスは、いずれも既知の電子部品である。
幾つかの実施例は、センサユニットがストンシールド部材に組み込まれて敏感なセンサ部材をブレーキ内の他の部品、特にばねから保護する点でいずれも共通している。ストンシールドにエレクトニクスが組み込まれたため、センサユニットには典型的に長い動作時間が与えられる。また、センサユニットは、ストローク外の状態のレベルを表示するとともにばねの負荷を監視するように動作して、ストローク外の状態の良好な表示を提供することができる。
以上、本発明の実施例について説明したが、当業者は他の変形例が本発明の範囲内にあることを認識するであろう。従って、本発明の正確な範囲及び内容を決定するためには、以下の請求の範囲を検討すべきである。
【図１】
0003886527.tif 000002
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
0003886527.tif 000005
【図４】
0003886527.tif 000006
【図５】
0003886527.tif 000007
【図６】
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