(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、車両ブレーキを作動させるために前記ハウジングの開口部を貫通して往復可能なロッドとを有するブレーキアクチュエータと、
前記ロッドを囲繞して前記ロッドに固定され、前記ロッドと共に往復可能であり、径方向に延在するフランジ部を有する環状のシャントスリーブと、
前記シャントスリーブの前記径方向に延在するフランジ部内に配置されて前記ロッドに対して径方向に広がり、前記ロッドよりも長さが短いシャントと、
前記環状のシャントスリーブのフランジ部と前記シャントとの対向した両側で、前記ハウジングに相対的に固定されるセンサ及び磁石と、
を備え、
前記シャントは、前記ロッドの往復動作中に、前記センサと前記磁石との間に配置されたとき、前記センサと前記磁石との間の信号を遮断し、前記ハウジングに対する前記ロッドの少なくとも１つの相対的な位置を信号化する、
ことを特徴とする車両ブレーキモニタ。
【請求項２】
前記磁石及びセンサは前記ロッドを囲繞するセンサスリーブ内に配置されることを特徴とする請求項１に記載の車両ブレーキモニタ。
【請求項３】
前記センサスリーブは前記ハウジングの開口部内に配置され前記ロッドを囲繞する環状のストーンシールドであることを特徴とする請求項２に記載の車両ブレーキモニタ。
【請求項４】
前記ブレーキモニタは２組の対向して離間された磁石及びセンサ並びに少なくとも２つのシャントとを備え、前記シャントは、異なった予め定められた長さ若しくは前記ロッドに沿った長手方向の位置を有し対向して配置された磁石及びセンサの前記組のそれぞれの間で前記ロッドと共に往復可能であり、前記シャントは、前記ロッドが前記ハウジングの前記開口部を貫通して往復するとき、前記ロッドの異なる往復位置で磁石及びセンサの前記組のそれぞれの間の信号を遮断し、これにより、前記センサは、前記ハウジングに対する相対的な前記往復ブレーキアクチュエータロッドの異なる位置を感知する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両ブレーキモニタ。
【請求項５】
前記シャントは前記ロッド上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の車両ブレーキモニタ。
【請求項６】
前記シャントは前記ロッドに固定されたスリーブ上に配置されることを特徴とする請求項５に記載の車両ブレーキモニタ。
【請求項７】
前記センサはリードスイッチであることを特徴とする請求項１に記載の車両ブレーキモニタ。
【請求項８】
ハウジングと、車両ブレーキを作動させるために前記ハウジングの開口部を貫通して往復可能なロッドとを有するブレーキアクチュエータと、
前記ロッドを囲繞し前記ハウジングに対して相対的に固定され、磁石と、対向して配置され前記磁石の磁場内に配置されたセンサとを有するセンサスリーブと、
前記ロッドの長さ未満の予め定められた長さを有し、前記センサと前記磁石との間で、前記ロッドと共に往復するよう前記ロッドに装着されて前記ロッドに沿って長手方向に且つ前記ロッドから半径方向に延在する磁石シャントと、
を備え、
前記磁石シャントは、前記ロッドの往復動作中に、前記磁石と前記センサとの間に配置されたとき、前記磁石と前記センサとの間の信号を遮断し、それにより、前記ロッドの往復位置を信号化する、
ことを特徴とする車両ブレーキモニタ。
【請求項９】
前記センサスリーブは前記ハウジングの開口部内に配置され前記ロッドを囲繞する環状のストーンシールドであることを特徴とする請求項８に記載の車両ブレーキモニタ。
【請求項１０】
前記センサスリーブは、２組の対向して離間された磁石及びセンサを有し、前記ロッドは、長手方向と半径方向とに延在する２つのシャントを具備し、当該シャントは、それぞれが異なる予め定められた長さ若しくは前記ロッドに沿った位置を有し、前記ロッドに円周上に離間した関係で装着され、磁石及びセンサの前記組のそれぞれの間で前記ロッドと共に往復し、前記シャントは、前記ロッドが前記ハウジングの開口部を貫通して往復するとき、前記ロッドの異なる位置で、磁石及びセンサの前記組のそれぞれの間の信号を遮断し、それにより、前記往復ロッドの異なる位置を示す、
ことを特徴とする請求項８に記載の車両ブレーキモニタ。
【請求項１１】
前記シャントは前記ロッドに固定されるスリーブ上に配置されることを特徴とする請求項８に記載の車両ブレーキモニタ。
【請求項１２】
前記センサはリードスイッチであることを特徴とする請求項８に記載の車両ブレーキモニタ。
【請求項１３】
前記モニタは、前記ロッドを囲繞し前記ロッドに相対的に固定され前記ハウジング開口部を貫通して前記ロッドと共に往復するシャントスリーブを備え、前記磁石シャントは、前記シャントスリーブの半径方向の開口部を介して、前記磁石と前記センサとの間の前記スリーブから長手方向及び半径方向に延在する、
ことを特徴とする請求項８に記載の車両ブレーキモニタ。
【請求項１４】
ハウジングと、車両ブレーキを作動させるために前記ハウジングの開口部を貫通して往復可能なロッドとを有するブレーキアクチュエータと、
前記ハウジングに装着され前記ロッドを囲繞し放射状に開口部を有するセンサスリーブと、
前記放射状開口部の対向する側の前記センサスリーブ内の磁石及びセンサと、
前記ロッドに装着され前記ロッドと共に往復動作をするために前記ロッドに固定されたシャントスリーブと、
前記シャントスリーブに装着され、予め定められた長さを有し、前記シャントスリーブが前記ハウジング開口部を貫通して前記ロッドと共に往復するとき、前記磁石と前記センサとの間の前記センサスリーブ内の前記放射状開口部内に放射状に延在する磁石シャントと、
を備え、
前記シャントスリーブ及び前記センサスリーブの一方は、放射状鍵溝を有し、前記シャントスリーブ及び前記センサスリーブの他方は、前記鍵溝にスライド可能に嵌合する放射状キーを有し前記スリーブの相対的に回転する向きを固定し、
前記シャントスリーブの往復動作中に前記シャントが前記磁石と前記センサとの間に配置されるとき、前記磁石シャントは、前記磁石と前記センサとの間の信号を遮断し、それにより、前記ハウジングに対する前記ロッドの相対的な位置を信号化する、
ことを特徴とする車両ブレーキモニタ。
【請求項１５】
前記センサスリーブは前記ハウジングの開口部内に装着され前記シャントスリーブを囲繞する環状のストーンシールドであることを特徴とする請求項１４に記載の車両ブレーキモニタ。
【請求項１６】
前記シャントスリーブは前記ロッドを囲繞する環状スリーブであり、別体のコネクタにより前記ロッドに固定され、前記ロッド上に前記シャントの位置を固定する前に、前記ロッド上の前記シャントスリーブの調整を許容する、
ことを特徴とする請求項１４に記載の車両ブレーキモニタ。
【請求項１７】
前記センサスリーブは、円周上に離間された２つの放射状開口部と、前記開口部のそれぞれの対向する側のセンサ及び磁石とを有し、前記シャントスリーブは、円周方向に離間された２つの磁気シャントを具備し、当該磁気シャントは、前記開口部のそれぞれの対向する側の前記磁石と前記センサとの間の前記センサスリーブ中の前記放射状開口部に放射状に延在し、異なる予め定められた長さ若しくは長手方向の位置を有し、前記センサは、前記ロッドの異なる位置を感知する、
ことを特徴とする請求項１４に記載の車両ブレーキモニタ。
【請求項１８】
前記シャントスリーブは、前記センサスリーブの前記放射状開口部にスライド可能に受け入れられる放射状に突き出した部分を有し、前記磁気シャントは、前記シャントスリーブの前記放射状突き出し部に固定される、
ことを特徴とする請求項１４に記載の車両ブレーキモニタ。
【請求項１９】
前記センサはリードスイッチであることを特徴とする請求項１４に記載の車両ブレーキモニタ。
【請求項２０】
前記センサスリーブは、円周上に離間された放射状開口部と、前記放射状開口部のそれぞれの対向する側のセンサ及び磁石とを有し、前記シャントスリーブは、異なる予め定められた長さ若しくは前記シャントスリーブに沿った長手方向の位置を有し円周上に離間された２つの鉄金属シャントを具備し、当該シャントは、前記シャントスリーブ上で長手方向に離間され、前記磁石と前記センサとの間の前記シャントスリーブと共に往復し、前記ロッドが前記ハウジング開口部を貫通して往復するとき、前記ロッドの異なる位置で、前記磁石と前記センサとの間の信号を遮断する、
ことを特徴とする請求項１４に記載の車両ブレーキモニタ。
【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。ピストンタイプのブレーキアクチュエータにおいては、ピストンプレートがハウジングの内表面を密閉し、ダイヤフラムの必要性を排除する。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利用可能な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。さらに、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。これらのいくつかの要因の組合せが、時には、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利用可能な圧力ロッドの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する種々の方法及び装置を提案し、「オーバーストローク」と呼ばれる、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。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にある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ように徐々に調整する。
【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を提案している。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、ハウジング開口部内に装着され圧力ロッドを囲繞する環状のストーンシールド（stone shield）を有する。
【０００７】
上述したように、本発明の改良された車両ブレーキモニタは、ハウジング及びピストン若しくは車両ブレーキの作動のためにハウジングの開口部を貫通して往復する圧力ロッドを有する任意のブレーキアクチュエータで利用され得る。典型的なブレーキアクチュエータは、可撓性のあるキャップ形状のダイヤフラムとピストンとを含み、当該ダイヤフラムは、ハウジング内に支持される周縁端部を有し、当該ピストンは、戻りバネによりダイヤフラムに対してバイアスされたバネであるピストンプレートを有する。ピストンロッド若しくは圧力ロッドは、典型的には緩み調整器に接続される自由端を有するハウジングの開口部を貫通して往復可能であり、緩み調整器車両のファウンデーションブレーキに接続される。車両のオペレータによるブレーキ作動時に、車両の空気圧はブレーキアクチュエータにより受け取られ、可撓性のあるダイヤフラムを転置し、ブレーキアクチュエータハウジングの開口部を貫通するピストンロッドを駆動し、車両のブレーキシステムを作動させる。しかしながら、理解されるように、本発明の改良されたブレーキモニタは、ピストンタイプのブレーキアクチュエータ及び他のタイプのブレーキアクチュエータを含む任意のブレーキアクチュエータで利用可能であり、ここで、ピストンプレート若しくはヘッドは、ブレーキアクチュエータの内表面に対して密閉され、キャップ形状のダイヤフラムの必要性を排除する。このブレーキアクチュエータは、また、当該分野で公知の動力バネを有する緊急チャンバを含み得る。
【０００８】
本発明の改良されたブレーキアクチュエータは、リードスイッチ及び略対向して配置される磁石のようなセンサを有し、これらは、ブレーキアクチュエータのハウジングに対して相対的に固定される。本発明の改良された車両ブレーキモニタの次なる説明から理解されるように、センサは、センサが磁石の磁場内にあるように磁石に対して相対的に配置されるが、磁石からは離間される。このため、「対向する」という語句は、この用途で要求される以外の磁石及びセンサの相対的な位置を限定することを意図されていない。例えば、センサがリードスイッチである場合、通常開放されたリードスイッチは、磁石の磁場内で閉じられる。車両ブレーキモニタは、磁石とセンサとの間のブレーキアクチュエータロッドと共に往復し予め定められた長さを有するシャント（転轍器、shunt）をさらに備える。例えば、シャントは、ロッドから放射状に突き出してセンサと磁石との間のロッドと共に往復する鉄金属若しくは鉄合金の細長い片であり得、ロッドの往復動作中に、シャントが磁石とセンサとの間に配置され、少なくともハウジングに対して相対的なロッドの１つの位置を信号化するときに、センサと磁石との間の信号を遮断する。車両ブレーキモニタの好ましい実施形態においてではあるが、このシャントは、ロッドに固定されるスリーブ中に配置され、対向するセンサ及び磁石は、ロッド及びセンサ全体の組立部品を囲繞するセンサスリーブ中に配置され、センサ及び磁石がハウジングに対して相対的に固定され、シャントがロッドと共に往復する場合には、磁石及びシャントは、ロッドから離れ得る。このため、本発明の車両ブレーキモニタは、オーバーストローク条件、若しくはドラギングブレーキ（dragging brake）のように少なくとも１つのブレーキアクチュエータの条件を示すために利用可能であり、オーバーストローク条件では、ブレーキアクチュエータは、オーバーストローク条件近傍若しくはそれを超え、ドラギングブレーキでは、ブレーキアクチュエータロッドがブレーキの作動に続く「ゼロストローク」条件に戻らない。
【０００９】
本発明のブレーキアクチュエータの最も好ましい実施形態において、ブレーキモニタは、２組の略対向して配置された磁石及びセンサと、これらはハウジングに対して相対的に固定され、２つのシャントとを備え、このシャントはそれぞれロッドの長手方向の軸に対して相対的な長さ若しくは位置を有し、対向する磁石及びセンサの組のそれぞれの間の圧力ロッドと共に往復する。２組の磁石、センサ及びシャントを使用することにより、ドラギングブレーキ、オーバーストローク条件、標準動作及び車両の各ブレーキアクチュエータに対する車両ブレーキモニタの故障を含む、ブレーキアクチュエータの幾つかの条件が識別され、監視される。本出願の出願人に譲渡され、１９９８年１１月３０日に受理された出願中の出願番号０９／０９１，０５７により完全に記載されているように、各ブレーキモニタは、各ブレーキアクチュエータの条件を定期的に制御部に送信するＲＦ送信器を有する。その代わりに、ブレーキアクチュエータモニタは、制御部に配線され得る。次いで、制御部は、車両室内のヘッドアップディスプレイのような従来のディスプレイ若しくは従来のディスプレイパネルにより、各ブレーキアクチュエータの条件を車両のオペレータに信号で知らせる。
【００１０】
本発明の車両ブレーキモニタの好ましい実施形態では、磁石及びセンサは、ブレーキアクチュエータロッドを概略囲繞するセンサスリーブ中に配置される。最も好ましい実施形態においては、このセンサスリーブは、ブレーキアクチュエータのロッドを囲繞するブレーキアクチュエータハウジング開口部内に配置されるストーンシールドである。本発明の車両ブレーキモニタのこの好ましい実施形態では、シャントは、ブレーキアクチュエータロッドに対して固定されたスリーブ中に配置され、この場合、シャントは、ロッド上のスリーブの往復動作中に、磁石とセンサとの間で放射状に延在する。ブレーキアクチュエータのロッド上のシャントスリーブは、センサ及び磁石の各組の間の圧力ロッドと共に往復する２つの周上に配置され放射状に延在するシャントを有する。このシャントは、長さが異なり、及び／又は、ロッドの長手方向の軸に沿って配置されるので、ブレーキモニタは、上述したように、ブレーキアクチュエータに対して相対的なロッドの複数の位置を検出することができる。シャントスリーブの最も好ましい実施形態は、さらに、キー若しくは放射状に突き出したリブを備え、センサスリーブは、シャントスリーブ上のキーと嵌合するスロット若しくは鍵溝を備え、シャントスリーブ及びブレーキアクチュエータロッドの往復動作中に、センサスリーブに対して相対的にシャントスリーブを配置する。
【００１１】
このため、本発明の車両ブレーキ監視システムは、相対的に設計が簡単であり、構造が頑丈であり、ブレーキアクチュエータに要求される苛酷な環境に耐えることができる。さらに、本発明のブレーキアクチュエータモニタは、ドラギングブレーキ、オーバーストローク、標準動作及び作動不良のブレーキアクチュエータモニタ、特に、センサが上述したようにリードスイッチである場合を含むブレーキアクチュエータの種々の条件を監視するために使用され得る。本発明の車両ブレーキモニタの他の利点及び価値のある特徴は、以下の好ましい実施形態の説明、添付のクレーム及び次の簡単な説明のある図面からより完全に理解されるであろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
上述したように、本発明の車両ブレーキモニタは、特に、図１に図解するブレーキアクチュエータ２０のような複数のブレーキアクチュエータを有する大型若しくは重量車両のブレーキを監視するのに特に有用である。図１に図解するブレーキアクチュエータ２０は、往復可能なピストン２４を有するハウジング２２を備える。このピストン２４は、ピストンヘッド若しくはプレート２６、ピストン車両ブレーキシステムの作動用にハウジングの開口部３０を貫通して往復可能なロッド若しくは圧力ロッド２８を備える。ロッド２８は、従来螺号可能にＵリンク３２に装着され、Ｕリンク３２は、従来、車両ブレーキシステム（図示しない）の緩み調整器に装着される。ブレーキアクチュエータハウジング２２は、従来、螺号可能にナット３６及びワッシャー３８を受け入れる複数の装着ボルト３４により、自動車のアクセルに隣接する車両、キャブ若しくはトラクタの車台のブラケット（図示しない）に装着される。オペレータによる車両ブレーキの作動時には、ピストン２４は、車両の空気圧ブレーキシステムからの空気圧により駆動され、ハウジング開口部３０を貫通する圧力ロッド２８を駆動して車両のブレーキシステムを作動させる。図解されたタイプの従来のブレーキアクチュエータは、ダイヤフラム４０を有し、ブレーキアクチュエータハウジング２２に受け入れられた加圧空気は、ピストンプレート２６に対して可撓性のあるダイヤフラム４０を転置し駆動させ、ハウジングの開口部３０を貫通する圧力ロッド２８を駆動して車両のブレーキシステムを作動させる。ブレーキペダルの解放のようにブレーキの非活性化時には、ハウジング２２内の圧力は、零に戻り、ピストン２４は、ピストンプレート２６に対して応答する戻りバネ（図示しない）により、図１の上方に移動される。ブレーキアクチュエータ２０の上記の説明は従来どおりである。当業者により理解されるように、本発明のブレーキモニタは、例えば、ピストンタイプのブレーキアクチュエータを含む任意のブレーキアクチュエータで利用可能であり、この場合、ピストンプレートがハウジング２２の内表面に対して密閉され、ダイヤフラム４０の必要性を排除する。
【００１３】
本発明のブレーキ監視システムは、詳細には、ハウジングの開口部３０を貫通して往復するときに圧力ロッド２８の位置を監視するために採用される。より詳細には、本発明のブレーキ監視システムは、圧力ロッド２８が意図された若しくは見積もられたピストンストロークの限界を超え、例えば、摩耗したブレーキを示すオーバーストローク条件、圧力ロッドが待機位置若しくは零位置に戻らないドラギングブレーキ条件、作動不良なブレーキモニ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幾つかの条件を監視するために採用される。ブレーキモニタは、極端な温度変化及び水、塩及び氷を含む道路粉塵を含む、ブレーキアクチュエータが遭遇する極端な条件に耐えることができなければならない。
【００１４】
ブレーキモニタ４２の図解された好ましい実施形態は、ハウジング２２に相対的に固定されるセンサスリーブ４４、及び上述したようにピストンロッド２８の往復動作中にロックリング４８によりロッド２８に対して相対的に固定されるシャントスリーブ４４を備える。センサスリーブは、配線５２によりモニタ（図示せず）に接続されるセンサ５０、及びセンサ５０が磁石５４の磁場内に配置されるような磁石５４を有する。センサ５０及び磁石５４は、以下に述べるように、埋め込み材料５６により、チャンバ若しくはセンサスリーブ４４内に規定される凹部に埋め込まれ得る。シャントスリーブ４６は、磁気シャント５８及び６０を有し、これらはセンサ５０と磁石５４との間に受け入れられ、圧力ロッド２８の往復動作中にシャントがセンサと磁石との間に配置されるときには、センサと磁石との間の信号を遮断し、これにより、以下に述べるように、ハウジング２２に対して相対的な圧力ロッド２８の少なくとも１つの位置を信号化する。
【００１５】
センサスリーブ４４の好ましい実施形態は、ここで、図１乃至４及び図７を参照して記載される。図３及び図４に最良に示されるように、センサスリーブ４４は、２つの略半円部６２及び６４から構成され、そのそれぞれは、半円リム部６８により規定される半円凹部６６を有する。理解されるように、略半円部若しくは部品６２及び６４のうち１つは、円の半分若しくは半円よりも若干大きく、その結果、より大きな部品が圧力ロッド２８をパチンと閉める若しくは部品が示すように半円であり得る。半円凹部６６は、さらに、放射状の統合されたウェッブ部７０と２つの磁気ポケット７４とを備え、ウェッブ部は２つのセンサポケット７２を定義し、そのそれぞれは、図１に示し上述したようにセンサ５０を受け入れ、磁気ポケットのそれぞれは磁石５４を受け入れる。理解されるように、センサ及び磁石が組み立てられたセンサスリーブ４４中で略対向する場合には、各スリーブ部品６２及び６４は１つのセンサ５０と１つの磁石５４とを有し得る。略半円部６２の一方は、さらに、以下に述べるように、シャントスリーブ４６の放射状に突き出した端部９０及び９２を受け入れる放射状鍵溝７６を備える。略半円部６２は、さらに、略半円部が組み付けられるときに他方の部分６４のスロット８０に受け入れられる対向する配列タブ７８を備える。さらに、略半円部６２及び６４は、以下に述べるように、図１及び図２に示す支持リング１２８と嵌合するフラストコニカルタブ（frustoconical tab）８２を備える。フラストコニカルタブ８２は、環状の放射リブ８５により境界を引かれる溝８４を規定する。組立時に、右の角部は、以下に述べるように、シャントスリーブ４６上の放射状シャントホルダ１００を受け入れる内部に開口するスロット７９を規定する。
【００１６】
シャントスリーブ４６の図解された実施形態は、図７を参照して最良に記載される。図示されるように、シャントスリーブの図解された実施形態は、２つの略半円部８６及び８８を備える。各部は、放射状に突き出した端部若しくはフランジ９０及び９２を有する。放射状に突き出したフランジ９０及び対向する端部９１は、他方の部分８８上のロッキングタブ９６と嵌合しフック形状の若しくは傾斜した鉤９８を有するスロット９４を含む。組立時に、タブ９６は、スロット９４を通して受け入れられ、フックされ若しくはひっかけられた端部９８によりしかるべき位置にロックされる。シャントスリーブ４６は、さらに、長手方向に延在する放射状のシャントホルダ１００を備え、ホルダのそれぞれは、以下に述べるように、図１、図５及び図６に示すシャント５８及び６０を受け入れる長手方向に延在する放射スロット１０２を有する。シャントスリーブ部品８６及び８８の内表面１０６は、略円柱状であり、図１に示すように、円柱状の圧力ロッド２８を受け入れる。
【００１７】
図１及び図７に示すロックリング４８は、また、略半円部１０８及び１１０を備える。内表面１０２は、ネジ切られ、以下に述べるように、シャントスリーブの外側がネジ切られた端部１０４を螺号可能に受け入れる。ロックリングの略半円部１０８の一方は、ウェッジ形状の端部１１６を有する対向するロッキングタブ１１４を備え、この端部は、略半円部１１０上のスロット１１８に受け入れられ、しかるべき位置に、横表面１２０に対してロックされる。ロックリング４８の開示された実施形態は、さらに、以下に述べるように、多角形の外表面１２２、及び、シャントスリーブ４６上でのロックリングの組立中に使用するグリップ表面１２４を含む。
【００１８】
本発明のブレーキモニタ４２の構成部品の好ましい実施形態を述べたので、ここでは、ブレーキアクチュエータ２０上への構成部品の組み付けが記載され得る。まず最初に、センサスリーブ４４が、タブ７８をスロット８０に挿入することにより、組み付けられる。次に、支持リング１２８が、図４に示すスロット８４のフラストコニカルタブ８２をパチンと閉める。支持リング１２８は、傾斜タブ８２を受け入れる放射状ノッチ１２９を有する。次いで、組立部品は、図１に示すように、ブレーキアクチュエータハウジング２０の開口部３０に挿入される。ブレーキアクチュエータロッド２８にＵリンク３２を螺号する前に、シャントスリーブ４６がブレーキアクチュエータロッド２８に組み付けられ、次いで、ピストン２４が、ブレーキアクチュエータハウジング２２に受け入れられる。上述したように、シャントスリーブ４６の構成部品は、ブレーキアクチュエータロッド２８の周囲のスロット９４にロッキングタブ９６をパチンと入れることにより組み付けられる。放射フランジ９０及び９２により形成されたシャントスリーブ上の放射キーは、センサスリーブ４４の放射状鍵溝７６にスライド可能に受け入れられ、図２に最良に示されるように、センサスリーブ４４及び支持リング１２８の組立時に形成される内部に開口するスロット７９の放射状シャントホルダ１００を正確に配列する。次いで、シャントスリーブ４６が、ロックリング４８により、圧力ロッド２８上に正確に配置される。まず初めに、シャント５８及び６０がセンサスリーブ４４中のセンサ５０及び対向する磁石５４に対して相対的に正確に配置されるように、ピストンプレート２６と予め定められた位置のシャントスリーブとの間の距離を測定することにより、シャントスリーブが圧力ロッド２８上に正確に配置される。次いで、ロックリング４８が、ロッキングタブ１１４をスロット１１８に嵌合することにより、シャントスリーブの端のねじ切られた部分に組み付けられ、ここで、ウェッジ形状の端部１１６は、図７に示すように、横表面１２０の後部で係合される。次いで、ロックリング４８の内部ネジ切り部１１２がシャントスリーブ端のネジ切り部１０４と結合し、次に、シャントスリーブ上のロックリングを螺号することにより、ロックリングが締め付けられ、図１に示すように、圧力ロッド２８上のシャントスリーブ４６の位置を固定する。
【００１９】
シャントスリーブの放射状シャントホルダ１００内の長手方向のスロット１０２にあるシャント５８及び６０の位置は、測定されるべきブレーキアクチュエータ２０の条件に依存するであろう。本発明のブレーキモニタ４２の動作の以下の説明から理解されるように、シャント５８及び６０は、長さが異なる、及び／又は、シャントスリーブ４６及び圧力ロッド２８の長手方向の軸に沿った長手方向の位置が異なる可能性がある。
【００２０】
本発明のブレーキモニタ４２の１つの実施形態である組立を説明したので、ここでは、ブレーキモニタの動作が説明され得る。上記のように、従来のブレーキアクチュエータは、ブレーキアクチュエータハウジング２２の開口部３０を貫通して往復し、車両のブレーキシステム（図示せず）を作動させるロッド２８を有するピストン２４を備える。このタイプのブレーキアクチュエータは、圧力ロッド２８の利用可能な移動の予め定められた量若しくはストロークを有する。そのため、車両のブレーキシステムを完全に作動させるために必要とされる圧力ロッドの往復動作は、それが圧力ロッド２８の利用可能な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。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けれども、過剰なストロークは、また、圧力ロッドとファウンデーションブレーキとの間のリンク機構への摩耗や損傷によっても引き起こされ得る。ハウジングの開口部３０を貫通する圧力ロッド２８の往復動作がブレーキアクチュエータの見積もられた限界を超えるときには、これは、「オーバーストローク条件」と呼ばれる。このため、ブレーキアクチュエータの往復動作を監視してオーバーストローク条件を信号化することが望ましいであろう。監視されるべき別の条件は、ドラギングブレーキであり、この場合、ブレーキアクチュエータロッド２８は、ブレーキの解放に引き続いて、ハウジング内のゼロストローク条件に戻らない。例えば、ドラギングブレーキ条件は、車両のスタートアップ中に緊急ブレーキが解放されたとき、及び、ピストン２４がブレーキアクチュエータハウジング内に収容されず待機位置若しくはゼロストローク位置まで戻らないときに、発生し得る。上述したように、可撓性のあるダイヤフラム４０に対して作用する空気圧が零に戻ったときに、戻りバネ（図示せず）が、通常、ピストンプレートに作用してピストンロッド２８をハウジング内に収容する。しかしながら、車両ファウンデーションブレーキが、ブレーキシステムのスタートアップ時若しくは作動中のいずれかに解放されない場合には、これがドラギングブレーキ条件である。ブレーキモニタの構成部品を監視して故障を信号化することも、また、望ましいであろう。本発明のブレーキモニタの開示された実施形態は、ここで述べられたこれらの条件のぞれぞれを監視するであろう。
【００２１】
ここで理解されるように、本発明のブレーキ監視システムの好ましい実施形態は、センサスリーブ４４の磁石ポケット７４内に配置された２組の磁石５４と、磁石の磁場内にあるセンサポケット７２内に配置された２つのセンサ５０とを備える。１つの好ましい実施形態において、センサ５０は、種々のソースから商業的に入手可能な、通常開放されたリードスイッチである。しかしながら、このタイプのセンサが磁石５４の磁場内に配置されたときに、リードスイッチは閉じられる。リードスイッチが閉じられたという信号は、配線５２により、制御モジュールに送信され得る。その代わりに、各リードスイッチに隣接してＲＦ送信器（図示せず）がセンサスリーブ中に埋め込み可能であり、このＲＦ送信器がリードスイッチが閉じられたか若しくは開いているかを示す信号を従来の受信機に送信する。このＲＦ送信器は、ブレーキアクチュエータの寿命より長い有用な寿命を有するバッテリーを備える単一のチップＲＦ送信器であり得る。しかしながら、バッテリー寿命を延ばすために、ＲＦ送信器は、信号を送信するイベントが発生するまで「スリープ」モードを入力し得る。その代わりに、ＲＦ送信器は、上記で参照した出願中の特許出願に開示されているように、制御器若しくは他のソースから送信されたＲＦ信号を介してエネルギーを受け取る当該分野で知られた能動的（パッシブ、passive）ＲＦ送信器であっても良い。
【００２２】
上述したように、車両空気圧ブレーキシステムによるブレーキアクチュエータの作動時に、ピストン２４は図１の下方に移動し、ハウジングの開口部３０を貫通して圧力ロッド２８を延在させる。次いで、シャント５８及び６０が略対向するセンサ５０と磁石５４との間に受け入れられ、センサと磁石との間の信号を遮断若しくはブロックする。センサが通常開いたリードスイッチである既述の実施形態においては、スイッチは、隣接する磁場内に配置されたときには閉じられ、シャントが隣接するセンサと磁石との間に受け入れられたときには、開いて磁場をブロックする。このため、開示された実施形態では、シャントは、鉄、スチール若しくは鉄合金の細長い片のような、磁石５４の磁場をブロックする任意の鉄金属から形成され得る。別の方法で説明すると、シャントがセンサと磁石との間に配置されたときには、シャントがセンサと磁石との間の信号を遮断する。このため、シャントスリーブ４６上のシャントの長さ及び長手方向の位置が、監視されるブレーキアクチュエータの条件を判別する。
【００２３】
図１は、実際には、ブレーキアクチュエータのオーバーストローク条件を図解し、この場合、シャント６０は、センサと磁石との間に配置される。ピストン２４が完全にブレーキアクチュエータのハウジング２２内に収納されたとき、シャント６０は、隣接するセンサと磁石との上方に配置され、そのため、センサは閉じられる。何故なら、センサが隣接する磁石の磁場内に配置されるからである。ピストンが完全に収納された位置は、当該分野では、「ゼロストローク」位置と呼ばれる。ブレーキが作動すると、ピストンは図１の下方に動き始め、ピストンロッド２８は、ブレーキアクチュエータハウジング２０の開口部３０を貫通して延在し、上述したように、車両のブレーキシステムを作動させる。次いで、シャントスリーブ４６がセンサスリーブ２０を通じて移動し、ブレーキアクチュエータの標準動作中には、シャント６０は、隣接する磁石５４とセンサ５０との間に受け入れられない。何故なら、図６に最良に示されるように、端部１０４とシャント６０との間に空間６１が存在するからである。即ち、センサ５０は磁石５４の磁場内にあり、リードスイッチは閉じられたままである。しかしながら、図１に示すように、ピストン２８及びシャントスリーブ４６のシャント６０が隣接するセンサ５０と磁石５４との間に受け入れられたときには、シャント６０が磁場を遮断するのでセンサ５０は閉じる。これが、ブレーキアクチュエータの「オーバーストローク」条件であり、次いで、オーバーストローク条件を示す信号がライン５２を介して制御部に送信される。上記の説明から理解されるように、制御部が、オーバーストローク条件が存在するかどうかを判別するためにブレーキが作動されるときを知ることが必要であり、そのため、制御回路は、好ましくは、ブレーキ灯に配線される。即ち、ブレーキが作動され、ピストンロッド２８がブレーキアクチュエータ２０の見積もられた条件を超えて延在するときに、オーバーストローク条件である。そのため、ブレーキモニタ４２の開示された実施形態は、オーバーストローク条件を信号化するであろう。
【００２４】
ドラギングブレーキは、シャント５８並びに対応するセンサ及び磁石により示される。ゼロストローク位置において、シャント５８は、隣接するセンサ５０及び磁石５４の上方に配置され、そのため、センサは、磁石の磁場内に配置され、リードスイッチは閉じられる。ピストンロッド２８の初期動作中に、シャントホルダ１００は、図５に示すように、開放空間５９を有する。このため、リードスイッチは閉じられたままである。しかしながら、シャント５８が対応するセンサと磁石５４との間に受け入れられ、ブレーキが作動していないときには、これは、ドラギングブレーキ条件を示す。即ち、ブレーキが作動していないが、ピストン２４がゼロストロークに戻らないときに、ブレーキモニタ４２は、ドラギングブレーキ条件を示すであろう。このため、モニタは、また、ブレーキが作動されドラギングブレーキ条件を示すときを知らなければならず、シャント５８に対応するセンサ５０も、また、車両のブレーキ灯に配線され得る。最後に、ブレーキモニタ４２の開示された実施形態は、また、ブレーキモニタの故障を感知し、指示するであろう。例えば、配線が断線するかまたは、センサが作動しない場合には、回路が、故障を示す開放センサ条件を感知するであろう。
【００２５】
このため、本発明のブレーキモニタは、ブレーキアクチュエータ２０のオーバーストローク条件を感知し指示するために使用可能であり、この場合、ピストンロッド２８がブレーキアクチュエータの見積もられたストロークを超えて延在する。さらに、ブレーキモニタは、また、上述したように、ドラギングブレーキ条件を示すであろう。最後に、ブレーキモニタは、システムの故障若しくは標準動作条件を示すであろう。このため、本発明のブレーキモニタは、実際には、オーバーストローク条件、ドラギングブレーキ、非作動ブレーキアクチュエータ、標準ストローク及びセンサの故障を含む、各ブレーキアクチュエータの５つの機能を感知するであろう。例えば、これらの条件は、標準ストローク動作には緑、オーバーストロークには赤、ドラギングブレーキには閃光する赤等のように、トレーラのフロントにあるライト、トラクタートラックの後部窓に対向するライトを閃光させることにより、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、運転室内のヘッドアップディスプレイ若しくは運転室内のモニタに接続され得る。上記のように、センサ５０は、配線５２により制御部に配線可能であり、若しくは、配線は、上述したように、センサスリーブ４４の凹部６６内に埋め込まれ得る能動的ＲＦ送信器の使用により、省略され得る。
【００２６】
ブレーキモニタ４４の構成部品は種々の材料から形成され得る。しかしながら、センサスリーブ４４、シャントスリーブ４６、ロックリング４８及びセンサスリーブ用の支持リング１２８は、上述したように、ブレーキアクチュエータの劣悪な環境に耐え得る高分子若しくはプラスチックから、好ましくは形成される。好適なプラスチックは、例えば、商用名「ＵｌｔｒａｍｉｄＢ３ＺＧ３」でＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社から入手可能な、ナイロン６であり、それは、高衝撃ガラス充填ナイロンである。上記のように、好ましい実施形態におけるセンサは、日本国、東京の沖電気工業から入手可能なリードスイッチのような、リードスイッチである。しかしながら、例えば、ホール効果センサを含む種々のセンサが使用され得る。磁石５４は、任意の従来の磁石材料であってもよいがしかし、ネオジウム３５磁石が本用途に好適であると見出された。シャント材料は、ニッケル鉄合金のような、磁場を遮断し、好ましくは高い透磁性を有する、任意の好適な鉄材料であり得る。好適な材料は、Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ州Ｏａｋｌａｎｄ市のＮａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ａｌｌｏｙ社から入手可能な「Ｈｙｍｕ８０」である。
【００２７】
本発明のブレーキモニタの好ましい実施形態を説明したので、種々の改良が添付のクレームの範囲内で開示された実施形態になされ得ることが、当業者により理解されるであろう。例えば、放射状シャントホルダ１００の自由端を閉じ、図７に示すシャントスリーブ４６の内表面１０６内に、長手方向のスロットを介して、シャント５８及び６０を挿入することが好ましく可能性がある。このことは、シャントをブレーキアクチュエータの環境から保護するであろう。ピストンロッド２８に相対的にシャントスリーブ４６を固定する種々のロックリング設計も、また使用され得る。しかしながら、ブレーキモニタ４２の好ましい実施形態では、構成部品は特別な工具なしに組立可能であり、構成部品は、述べたように、構成部品の不適当な組立を避けるように設計される。さらに、上述したように、シャント５８及び６０は、圧力ロッド２８がブレーキアクチュエータ２０のハウジング２２の開口部３０を貫通して往復するときに、圧力ロッド２８の種々の位置を感知し指示するような異なる長さと構成であり得る。さらに、センサ、磁石及びシャントの数は、監視されるべきブレーキアクチュエータ条件に依存するであろう。例えば、ブレーキアクチュエータの１つの条件を感知し指示するためには、１つのシャントと、１組の対向する磁石とセンサだけを使用することが可能であろう。その代わりに、ブレーキアクチュエータピストンロッド２８の複数の位置を感知し指示するために、２以上のシャントと２組以上のセンサ及び磁石とを使用することも可能であろう。１以上のシャントは、また、放射状シャントホルダ１００の各長手方向のスロット１０２内に含まれ得る。最後に、ブレーキアクチュエータの好ましい実施形態においては、図１に示すように、センサスリーブ４４がブレーキアクチュエータハウジングの開口部３０に装着され、その結果、センサスリーブ４４も、また、ストーンシールドとして作用し、ブレーキアクチュエータハウジング２２内への道路粉塵の侵入を防ぐ。上述したように、センサスリーブ５０は、ブレーキアクチュエータの組立中には、好ましくは、ハウジング開口部３０に組み付けられる。しかしながら、本発明のブレーキモニタをアフターマーケット部品として使用することも可能であり、この場合、センサ及び磁石は、任意の好適な手段により、ハウジングに相対的に固定され、シャントは、ブレーキアクチュエータのピストンロッドに固定されるシャントスリーブ内に固定されることなく、ブレーキアクチュエータロッドと共に往復する。
【００２８】
本発明の車両ブレーキモニタの好ましい実施形態を説明したので、本発明は、上記のように、ここで、クレームされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の車両ブレーキモニタの好ましい実施形態の部分的側部の部分的断面図である。
【図２】  ブレーキアクチュエータのない図１に示すブレーキモニタの実施形態の側立面図である。
【図３】  組立前の図１及び図２に示すセンサスリーブの実施形態の底面図である。
【図４】  矢印４−４の方向における図４に示すブレーキモニタの側断面図である。
【図５】  シャントスリーブ中のシャントの好ましい位置を図解する図１及び図２に示すシャントスリーブの側立面図である。
【図６】  シャントスリーブ中のシャントの好ましい位置を図解する図１及び図２に示すシャントスリーブの側立面図である。
【図７】  図１及び図２に図解するブレーキモニタの実施形態の構成部品の分解側立面図である。
【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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【図６】
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【図７】
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