(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキシューを拡開する単一のブレーキ入力アクチュエータと、前記ブレーキ入力アクチュエータの入力位置からドラムの内周を１周以上周回した位置に配置したアンカーピンと、始端のブレーキシューの入力端が前記ブレーキ入力アクチュエータの出力部材に当接されると共に終端のブレーキシューの出力端が前記アンカーピンに当接するブレーキシュー列とを備え、前記ブレーキシュー列は、少なくとも３個以上のブレーキシューがトルク伝達可能なリンクを介してドラムの周方向に沿って順にドラム内周を２周以上周回するように連結されてなることを特徴とするドラムブレーキ装置。
【請求項２】
前記終端のブレーキシューが当接することにより、前記アンカーピンに作用するアンカ反力から該アンカーピンの歪み量を検出する歪み検出手段と、前記歪み検出手段の出力を監視して前記ブレーキ入力アクチュエータの出力を制御する制御手段と、を装備することを特徴とする請求項１に記載のドラムブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブレーキ効力が極めて高く、小さな入力でも非常に大きな制動力を得ることができるため、ブレーキ装置の小型化に適し、更には、ブレーキ入力用アクチュエータの小型化や電動化にも適した新規構成のドラムブレーキ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の車両のブレーキ装置は、アンチロックブレーキシステムの装備や、トラクションコントロールシステムの装備など、ブレーキ機能のインテリジェント化が活発に行われている。そして、このようなインテリジェント化への対応のため、ブレーキ装置の電動化が進められている。
更に、最近は、排気ガスによる環境破壊の防止の観点から、駆動源として電動モータとガソリンエンジンを併用するハイブリッドカー、あるいは駆動源を電動モータのみに限定した電気自動車などの開発が注目されていて、これらのハイブリッドカーや電気自動車に搭載するブレーキ装置としては、小型化と電動化が切り離すことのできない重要課題となってきている。
【０００３】
最近、小型化に適したブレーキ装置として、デュオサーボ式のドラムブレーキ装置が改めて注目されている。
デュオサーボ式のドラムブレーキ装置は、一般に、円筒状のドラム内に、互いに対向配置された一対のブレーキシューとなるプライマリシューとセカンダリシューとを備える。そして、プライマリシューは、ドラムの前進回転方向入口側が入力部とされると共に、ドラムの前進回転方向出口側は例えばアジャスタを介してセカンダリシューの入口側に連結される。一方、セカンダリシューの出口側はバッキングプレート上に装備されたアンカー部に当接させられ、プライマリシュー及びセカンダリシューに作用するアンカー反力をアンカー部で受け止めるようになっている。
【０００４】
これにより、プライマリシュー及びセカンダリシューを拡開させてドラムの内周面に押し付けると、プライマリシューに作用するアンカー反力がセカンダリシューの入口側に入力してセカンダリシューをドラム内周面に押し付けるように作用するため、プライマリシューとセカンダリシューの双方がリーディング・シューとして動作し、非常にゲインの高い制動力を得ることができ、リーディングトレーリング式やツーリーディング式のドラムブレーキ装置と比較して、極めて高い制動力を得ることができ、且つ、小型化を図ることもできる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述したハイブリッドカーや電気自動車に搭載するブレーキ装置として考えた場合、従来のデュオサーボ式のドラムブレーキ装置では、ブレーキの効きが十分とは言い難い。
従来のデュオサーボ式のドラムブレーキ装置は、リーディングトレーリング式やツーリーディング式等の他のドラムブレーキ装置、あるいはディスクブレーキ装置と比較した場合には、ブレーキ効力が高く、大きな制動力を得易いという長所を有しているが、車両の走行性能上で必要とされる制動力を確保するためには、ブレーキ入力としてある程度の大きな力が必要とされる。
従って、ブレーキシューを拡開するブレーキ入力アクチュエータ（例えばホイールシリンダ）に油圧を供給する油圧供給機構や、パーキングブレーキを作動させるレバー機構等に倍力機構を組み込む必要があり、例えば小電力小型モータを単体でブレーキ入力用の駆動源とするといった単純化を図ることができず、ブレーキ入力側に倍力機構を組み込まなければならないために、小型化が犠牲にされたり、あるいは、電動化が困難になるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ブレーキ効力が極めて高く、小さな入力でも非常に大きな制動力を得ることができるため、ブレーキ装置の小型化に適し、更には、ブレーキ入力用アクチュエータの小型化や電動化にも適した新規構成のドラムブレーキ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係るドラムブレーキ装置は、ブレーキシューを拡開する単一のブレーキ入力アクチュエータと、前記ブレーキ入力アクチュエータの入力位置からドラムの内周を１周以上周回した位置に配置したアンカーピンと、始端のブレーキシューの入力端が前記ブレーキ入力アクチュエータの出力部材に当接されると共に終端のブレーキシューの出力端が前記アンカーピンに当接するブレーキシュー列とを備え、前記ブレーキシュー列は、少なくとも３個以上のブレーキシューがトルク伝達可能なリンクを介してドラムの周方向に沿って順にドラム内周を２周以上周回するように連結されてなることを特徴とする。
【０００８】
そして、上記構成によれば、制動時には、ブレーキ入力アクチュエータの出力により、ブレーキシュー列を構成している各ブレーキシューがドラムの内周に押圧されると、ドラムの周方向に隣接するブレーキシュー相互がトルク伝達可能なリンクを介して連結されているため、それぞれのリンク結合部では、ドラムの回転方向入口側に位置するブレーキシューのアンカ反力がドラムの回転方向出口側に位置するブレーキシューの入力として作用して、ブレーキ効力を高めるサーボ作用が働く。そして、各リンク結合部におけるサーボ作用によるブレーキ効力の向上が、ドラムの２周分に渡って相乗作用するため、ブレーキ効力が極めて高く、小さな入力でも非常に大きな出力となる制動力を得ることができる。
また、本発明に係るドラムブレーキ装置は、上記構成のドラムブレーキ装置において、前記終端のブレーキシューが当接することにより、前記アンカーピンに作用するアンカ反力から該アンカーピンの歪み量を検出する歪み検出手段と、前記歪み検出手段の出力を監視して前記ブレーキ入力アクチュエータの出力を制御する制御手段とを装備することを特徴としてもよい。
上記構成によれば、外乱による制動トルクの制動性悪化を防止することができ、高いブレーキ効力を確保しつつ、効きを安定化させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るドラムブレーキ装置の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係るドラムブレーキ装置の一実施形態における組立状態の斜視図、図２は図１に示したドラムブレーキ装置の分解斜視図、図３は図１に示したドラムブレーキ装置の別の方向から見た分解斜視図、図４はドラムブレーキ装置の組立状態の正面図、図５はドラムブレーキ装置の組立状態の平面図、図６は図１に示したドラムブレーキ装置のブレーキシュー列において、第２のブレーキシューと第３のブレーキシューとの関係を示す平面図、図７は図１に示したドラムブレーキ装置のブレーキシュー列において、第１のブレーキシューと第４のブレーキシューとの関係を示す平面図である。
【００１０】
このドラムブレーキ装置１は、ブレーキシューを拡開して図示せぬドラムの内周に押圧するための単一のブレーキ入力アクチュエータ３と、ブレーキ入力アクチュエータ３の作用する入力位置からドラム内周を１周以上周回した位置に配置されたアンカーピン５と、ブレーキ入力アクチュエータ３によって拡開操作されるブレーキシュー列７とを備えた構成からなる。
【００１１】
ブレーキ入力アクチュエータ３は、所謂複動形の油圧式のホイールシリンダシリンダで、図４に示すように、バッキングプレート９に固定されるシリンダ本体３ａの両端に、それぞれ出力部材としてのブレーキシュー駆動用のピストン３ｂ，３ｃを装備したものである。これらのピストン３ｂ，３ｃは、ブレーキ操作に応じてマスタシリンダからシリンダ本体３ａ内に供給される油圧によってシリンダ本体３ａから進出し、当接しているブレーキシューを拡開して図示せぬドラム内周面に押圧する。なお、バッキングプレート９は車体側に固定される。
【００１２】
ブレーキシュー列７は、第１のブレーキシュー１１，第２のブレーキシュー１２，第３のブレーキシュー１３，第４のブレーキシュー１４の４個のブレーキシューと、これらのブレーキシューを順に連結してドラムの周方向に隣接するブレーキシュー間でトルク伝達を可能にするリンク機構１６，１７，１８とを備えた構成で、ドラム内周に沿って２周に渡って周回するブレーキシュー配列を形成している。
【００１３】
ブレーキシュー列７において、第１のブレーキシュー１１は、４個のブレーキシューを連結したブレーキシュー配列における始端のブレーキシューである。この第１のブレーキシュー１１は、制動時にブレーキ入力アクチュエータ３により拡開されるように、ドラムの前進回転方向の入口側に対応した基端が、ブレーキ入力アクチュエータ３の出力部材であるピストン３ｂに、ロッド部材２８を介して当接されている。また、第１のブレーキシュー１１はこのブレーキシュー１１に突設したピン１１ａとブレーキ入力アクチュエータ３に突設したピン３ｄとの間に架け渡したばね部材２１によりブレーキ入力アクチュエータ３に対し付勢されている。
【００１４】
第２のブレーキシュー１２は、第１のブレーキシュー１１に対向配置されたブレーキシューで、ドラム前進回転方向の入口側に対応した基端が第１のブレーキシュー１１の出力端にリンク機構１６を介して連結されている。
本実施の形態の場合、リンク機構１６はブレーキシューの摩擦面とドラムとの間の隙間を適正値に保つために摩擦面の摩耗量に応じてブレーキシュー１１，１２の位置調整を行うアジャスタであり、制動時には、第１のブレーキシュー１１に作用する制動トルクがリンク機構１６によって第２のブレーキシュー１２に伝達される。
【００１５】
そして、第１のブレーキシュー１１と第２のブレーキシュー１２は、第１のブレーキシュー１１の出力端と第２のブレーキシュー１２の入力端とがアジャスタであるリンク機構１６に当接した状態が維持されるように、ばね部材２３により互いに接近する方向に付勢されている。
更に、第２のブレーキシュー１２は、制動時にブレーキ入力アクチュエータ３により拡開されるように、ドラム前進回転方向の出口側に対応した先端側が、ブレーキ入力アクチュエータ３の出力部材であるピストン３ｃに、ロッド部材２９及び連動用ロッド２４を介して当接されている。
【００１６】
第３のブレーキシュー１３は、第１のブレーキシュー１１を挟む一対のブレーキシュー１３ａ，１３ｂを一体化した構造のもので、ドラム前進回転方向の入口側に対応した基端がリンク機構１７により第２のブレーキシュー１２の先端部と連結されている。
本実施の形態の場合、リンク機構１７は、第２のブレーキシュー１２の先端部と第３のブレーキシュー１３の基端部とを回動可能に連結する連結ピンである。以上の第３のブレーキシュー１３は、図３に示すように、前記第１のブレーキシュー１１を挿通させるシュー挿通用開口部１３ａを有した構造で、第１のブレーキシュー１１がシュー挿通用開口部１３ａに入子状態に組み付けられる。そして、制動時には、ブレーキ入力アクチュエータ３のピストン３ｂによって第１のブレーキシュー１１が拡開されるときに、第３のブレーキシュー１３は該第１のブレーキシュー１１に連動して拡開されてドラムに押圧される。
更に、第３のブレーキシュー１３は、図６に示すように、第２のブレーキシュー１２に作用する制動トルクが前記リンク機構１７によって伝達される。
【００１７】
第４のブレーキシュー１４は、４個のブレーキシューを連結したブレーキシュー配列における終端のブレーキシューで、第３のブレーキシュー１３に対向配置されている。そして、第４のブレーキシュー１４は、図４に示すように、ドラム前進回転方向の入口側に対応した基端が、第３のブレーキシュー１３の出力端とリンク機構１８を介して連結されている。リンク機構１８は、ブレーキシュー１３，１４の摩擦面とドラムとの間の隙間を適正値に保つために摩擦面の摩耗量に応じてブレーキシュー１３，１４の位置調整を行うアジャスタであり、制動時には、第３のブレーキシュー１３に作用する制動トルクがリンク機構１８によって第４のブレーキシュー１４に伝達される。
そして、第３のブレーキシュー１３と第４のブレーキシュー１４は、第３のブレーキシュー１３の出力端と第４のブレーキシュー１４の入力端とがアジャスタであるリンク機構１８に当接した状態が維持されるように、ばね部材２２により互いに接近する方向に付勢されている。
【００１８】
以上の第４のブレーキシュー１４は、図３に示すように、第２のブレーキシュー１２を挿通させるシュー挿通用開口部１４ａを有した構造で、第２のブレーキシュー１２がシュー挿通用開口部１４ａに入子状態に組み付けられる。そして、制動時には、ブレーキ入力アクチュエータ３のピストン３ｃによって第２のブレーキシュー１２が拡開されるときに、連動用ロッド２４により、第４のブレーキシュー１４は第２のブレーキシュー１２に連動して拡開されてドラムに押圧される。
また、この第４のブレーキシュー１４は、更に、第３のブレーキシュー１３に作用する制動トルクがリンク機構１８によって伝達される。
【００１９】
更に、この第４のブレーキシュー１４の出力端は、アンカーピン５に当接され、且つ、アンカーピン５との当接状態が維持されるように、ばね部材２５（図４参照）によりアンカーピン５側に付勢されている。その結果、終端のブレーキシューである第４のブレーキシュー１４に作用するアンカ反力が、アンカーピン５に伝達されて、当該ドラムブレーキ装置１の発生する制動トルクとなる。
【００２０】
以上構成のブレーキシュー列７は、第１のブレーキシュー１１及び第３のブレーキシュー１３と第２のブレーキシュー１２及び第４のブレーキシュー１４とがそれぞれバッキングプレート９に固設したシューホールドダウン装置２６、２７により拡開可能に支持されている。
【００２１】
また、本実施の形態では、図示はしていないが、アンカーピン５に取り付けられて第４のブレーキシュー１４から作用するアンカ反力によるアンカーピン５の歪み量から制動トルクの大きさをリアルタイムに検出する歪み検出手段となる歪みゲージと、この歪みゲージの出力を監視して該歪みゲージの出力が規定範囲に収まるように、ブレーキ入力アクチュエータ３の出力を制御する制御手段となるフィードバック制御部とを装備している。
【００２２】
即ち、以上のドラムブレーキ装置１では、制動時には、ブレーキ入力アクチュエータ３のピストン３ｂ，３ｃの進出によってブレーキシュー列７を構成している第１〜第４のブレーキシュー１１，１２，１３，１４が拡開されてドラムへ押圧され、これらの各ブレーキシュー１１，１２，１３，１４に作用する摺動摩擦力の総和が、当該ブレーキ装置の発生する制動力となる。
【００２３】
そして、上記のブレーキシュー列７では、ドラムの周方向に隣接するブレーキシュー相互がトルク伝達可能なリンク機構１６，１７，１８を介して連結されているため、それぞれのリンク結合部では、ドラムの回転方向入口側に位置するブレーキシューのアンカ反力がドラムの回転方向出口側に位置するブレーキシューの入力として作用して、ブレーキ効力を高めるサーボ作用が働く。そして、各リンク結合部におけるサーボ作用によるブレーキ効力の向上が、ドラムの２周分に渡って相乗作用するため、ブレーキ効力が極めて高く、小さな入力でも非常に大きな制動力を得ることができる。
【００２４】
従って、ブレーキ装置の小型化に適し、更には、ブレーキ入力用アクチュエータの小型化や電動化にも適し、例えば、ハイブリッドカーや電気自動車のインホイールモータの内周側にドラムブレーキ装置を収めることが可能になったり、あるいは、小電力小型モータを単体でブレーキ入力用の駆動源であるブレーキ入力アクチュエータ３に使用するといった単純化を図ることもできるため、ハイブリッドカーや電気自動車に搭載する小型のブレーキ装置としても有用である。
【００２５】
更に、ブレーキ入力が小さくて済むため、電動ブレーキの電気失陥時のフェールセーフを、ペダル踏力やレバー引き力で完全補完することができ、安全性や信頼性の向上を図ることが容易になる。
また、本実施の形態では、アンカーピン５に装備した歪みゲージの出力によって実際の制動トルクをリアルタイムに検知し、この歪みゲージの出力が規定範囲に収まるように、フィードバック制御部がブレーキ入力アクチュエータ３の出力を制御するため、外乱による制動トルクの制御性悪化を防止することができ、高いブレーキ効力を確保しつつ、効きを安定化させることができる。
【００２６】
なお、本実施の形態では、ブレーキシュー列７は、第１乃至第４の４個のブレーキシュー１１，１２，１３，１４で構成し、ドラムの内周を２周分周回するように各ブレーキシューの寸法等を設定したが、ブレーキシュー列によるドラム内周の周回数、及び、構成するブレーキシューの個数は、上記実施の形態に限定するものではない。
例えば、ブレーキシュー列は、少なくとも３個のブレーキシューをドラム内周に沿ってリンク結合した構成で、且つ、ドラム内の周回数は１周以上であれば、従来のデュオサーボ式ドラムブレーキ装置よりも大きなサーボ効果を得て、大きな制動力を発生させることができる。
さらに、所望の制動力を得るために、第１及び第２のブレーキシュー１１、１２と第３及び第４のブレーキシュー１３、１４とで摩擦係数を変える材料を選択したり、摺動面の幅を変えて形成することもできる。
【００２７】
また、上記の実施の形態では、ブレーキシュー列は、各第１のブレーキシュー１１と第２のブレーキシュー１２とが対向配置され、更に第３のブレーキシュー１３と第４のブレーキシュー１４とが対向配置されるように、各ブレーキシューを順に連結したが、例えば、ブレーキシュー列がドラム内周に螺旋状を描くように、各ブレーキシューを順に連結することも考えられる。
【００２８】
また、本発明のドラムブレーキ装置において、ブレーキシューの拡開に使用する単一のブレーキ入力アクチュエータは、上記の実施の形態に限らない。例えば、前述したように、ブレーキシューに当接するピストン部材を小電力小型モータにより直線的に進退駆動する構造のものや、あるいは、超磁歪素子等の伸縮動作を利用する構造のものなど、種々のものを利用可能である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明のドラムブレーキ装置によれば、制動時には、ブレーキ入力アクチュエータの出力によってブレーキシュー列を構成している各ブレーキシューがドラムの内周に押圧されると、ドラムの周方向に隣接するブレーキシュー相互がトルク伝達可能なリンクを介して連結されているため、それぞれのリンク結合部では、ドラムの回転方向入口側に位置するブレーキシューのアンカ反力がドラムの回転方向出口側に位置するブレーキシューの入力として作用して、ブレーキ効力を高めるサーボ作用が働く。
そして、例えば、ブレーキシュー列がドラムの内周を２周する構成であれば、各リンク結合部におけるサーボ作用によるブレーキ効力の向上が、ドラムの２周分に渡って相乗作用するため、ブレーキ効力が極めて高く、小さな入力でも非常に大きな制動力を得ることができる。
従って、ブレーキ装置の小型化に適し、更には、ブレーキ入力用アクチュエータの小型化や電動化にも適し、例えば小電力小型モータを単体でブレーキ入力用の駆動源とするといった単純化を図ることもできるため、ハイブリッドカーや電気自動車に搭載する小型のブレーキ装置としても有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るドラムブレーキ装置の一実施の形態の組立状態の斜視図である。
【図２】図１に示したドラムブレーキ装置の分解斜視図である。
【図３】図１に示したドラムブレーキ装置の別の方向から見た分解斜視図である。
【図４】図１に示したドラムブレーキ装置の組立状態の正面図である。
【図５】図１に示したドラムブレーキ装置の組立状態の平面図である。
【図６】図１に示したドラムブレーキ装置のブレーキシュー列において、第２のブレーキシューと第３のブレーキシューとの関係を示す平面図である。
【図７】図１に示したドラムブレーキ装置のブレーキシュー列において、第１のブレーキシューと第４のブレーキシューとの関係を示す平面図である。
【符号の説明】
１  ドラムブレーキ装置
３  ブレーキ入力アクチュエータ（ホイールシリンダ）
３ｂ，３ｃ  出力部材（ピストン）
５  アンカーピン
７  ブレーキシュー列
９  バッキングプレート
１１  第１のブレーキシュー
１２  第２のブレーキシュー
１３  第３のブレーキシュー
１４  第４のブレーキシュー
１６  リンク機構（アジャスタ）
１７  リンク機構（連結ピン）
１８  リンク機構（アジャスタ）
【図１】
0004302226.tif 000002
【図２】
0004302226.tif 000003
【図３】
0004302226.tif 000004
【図４】
0004302226.tif 000005
【図５】
0004302226.tif 000006
【図６】
0004302226.tif 000007
【図７】
0004302226.tif 000008