JP5533099B2

JP5533099B2 - ドラムブレーキ装置

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Publication number: JP5533099B2
Application number: JP2010064459A
Authority: JP
Inventors: 洋赤間
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2010-03-19
Filing date: 2010-03-19
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2030-03-19
Also published as: JP2011196468A

Description

本発明は、車両の制動装置に用いられるドラムブレーキ装置に係り、特にリーディングトレーリング式のドラムブレーキ装置に関する。

一般的なドラムブレーキ装置として、図５に示すような構造がある。即ち、略円筒状に形成されたブレーキドラム１００内に一対のブレーキシュー１２０，１３０を対向させて配置し、このブレーキシュー１２０，１３０を車体に固定されたバッキングプレート１８０に支持部材１４０で回動可能に軸支する。ブレーキシュー１２０，１３０の外周面には摩擦性能を有するライニング１２１，１３１が設けられ、制動時にはバッキングプレート１８０に固定されたホイールシリンダ１５０によってブレーキシュー１２０，１３０を押し付けて、ブレーキドラム１００の内周面１０１に摩擦係合させることで制動力を得るように構成したものである。なお、１６０はリターンスプリング、１７０は車軸である。

例えば、特許文献１には、この種のドラムブレーキ装置として、リーディングトレーリング式のドラムブレーキ装置が開示されている。

特開２００７−１９８５３２号公報

ところで、ブレーキドラム１００の側面部には、図示しないロードホイールが、ハブボルトとナットとによって装着される。

しかしながら、ブレーキドラム１００の側面部と、ロードホイールの装着面とは、その平面度が加工精度により異なるため、ロードホイールを装着すると、ブレーキドラム１００の側面部が歪み、この影響により内周面１０１も、図６（ａ），（ｂ）の破線Ｌで示すように楕円状に変形されることがある。このように、ブレーキドラム１００の内周面１０１が楕円変形した状態で制動（ブレーキ）作動させると、ホイールシリンダ１５０がブレーキシュー１２０，１３０及び、ライニング１２１，１３１を介してブレーキドラム１００の内周面１０１を押圧する力であるブレーキフルード圧（以下、ブレーキドラム圧力という）も変化する。

例えば、図６（ａ）に示すように、ブレーキシュー１２０，１３０に設けられたライニング１２１，１３１と、楕円変形したブレーキドラム１００の内周面１０１の直径が比較的短い部分とが摩擦係合する場合、ブレーキドラム圧力は高くなる（図７のα点を参照）。

一方で、図６（ｂ）に示すように、ブレーキシュー１２０，１３０に設けられたライニング１２１，１３１と、楕円変形したブレーキドラム１００の内周面１０１の直径が比較的長い部分とが摩擦係合する場合は、摩擦係合面積が低下するため、ブレーキドラム圧力も低くなる（図７のβ点を参照）。

すなわち、ブレーキドラム圧力の変動は、図７に示すように、ブレーキドラムが１回転する際に２回発生することになるが、このブレーキドラム圧力の変動は車両を振動させ、いわゆるブレーキジャダー現象を引き起こし、乗員に不快感を与えるといった課題がある。

また、ブレーキジャダー現象を低減すべく、ロードホイールの装着時にブレーキドラム１００の真円度が保たれるように作業することや、ブレーキドラム１００の側面部の平面加工精度及び、ブレーキドラム１００の内周面１０１の剛性を向上させることが考えられるが、かかる手法によれば、品質保証に掛かるコストや製造コストの増加を招くといった課題がある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、ドラムブレーキ装置に関し、簡素な構成で、ブレーキジャダーの発生を効果的に抑制しつつ、品質保証に掛かるコストや製造コストの増加を抑止できるドラムブレーキ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のドラムブレーキ装置は、車体に設けられたバッキングプレートと、車軸に取り設けられ、前記バッキングプレートの側面と隣接して配置されたブレーキドラムと、前記ブレーキドラムの内周面と隣接して並設された４枚のブレーキシューと、前記４枚のブレーキシューの互いに隣接する端部間に設けられて、該ブレーキシューを前記ブレーキドラムの内周面に向けて付勢する４個のホイールシリンダとを備え、前記４枚のブレーキシューは、ブレーキジャダーを抑制すべく、それぞれのブレーキシューの周方向中間位置における法線が、互いに所定の角度をもって交わるように配置されていることを特徴とする。

また、前記所定の角度が９０度であってもよい。

本発明のドラムブレーキ装置によれば、簡素な構成で、ブレーキジャダーの発生を効果的に抑制しつつ、品質保証に掛かるコストや製造コストの増加を抑止することができる。

本発明の一実施形態に係るドラムブレーキ装置を示す側面図である。本発明のドラムブレーキ装置を示す図１のＡ−Ａ断面図である。図１のドラムブレーキ装置が制動操作された状態を示す側面図である。本発明の一実施形態に係るドラムブレーキ装置によるブレーキドラム圧力の変化を示すグラフである。従来のドラムブレーキ装置を示す側面図である。従来のドラムブレーキ装置が制動操作された状態を示す側面図である。従来のドラムブレーキ装置によるブレーキドラム圧力の変化を示すグラフである。

以下、図面により、本発明に係る一実施形態について説明する。

図１〜４は、本発明の一実施形態を説明するものである。

本実施形態に係るドラムブレーキ装置１は、リーディングトレーリング式のドラムブレーキ装置であって、図１に示すように、バッキングプレート２と、ブレーキドラム３と、第１の一対のブレーキシュー（少なくとも一対のブレーキシュー）４と、第２の一対のブレーキシュー（少なくとも一対のブレーキシュー）５と、摩擦性能を有するライニング６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂと、４本の支軸（支持部材）８と、２個のホイールシリンダ９，１０と、２本のリターンスプリング１１とを備えている。

バッキングプレート２は、図１，２に示すように、平板円盤状に形成されており、その平面部２０の中心には車軸８０を回転可能に挿通する挿通孔２１が形成されている。

また、バッキングプレート２は、その平面部２０に図示しないハブボルト穴が設けられており、ハブボルトとナットとによって車体に固定されている。また、バッキングプレート２の平面部２０には、詳細を後述する２個のホイールシリンダ９，１０と４本の支軸８とが取り付けられている。

ブレーキドラム３は、図１，２に示すように、有底の円筒状に形成されている。ブレーキドラム３は、その円筒部３０とバッキングプレート２の平面部２０とが隣接するように、底面部（側面部）３２の中心を図示しないボルトとナットとによって車軸８０に固定されている。

また、ブレーキドラム３の側面部３２には、図２に示すようにハブボルト５０が周方向に所定の数で設けられており、図示しないロードホイールが装着されるように構成されている。また、ブレーキドラム３の円筒部３０の内周面３１は、詳細を後述するライニング６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂが押圧接触されることで、制動力を得るように構成されている。

第１の一対のブレーキシュー４は、図１に示すように、それぞれ円弧状に形成されており、バッキングプレート２の平面部２０の左側上方に設けられる左上ブレーキシュー４ａと、バッキングプレート２の平面部２０の右側上方に設けられる右上ブレーキシュー４ｂとを有している。左上ブレーキシュー４ａと右上ブレーキシュー４ｂとは、その外周面４０ａ，４０ｂがブレーキドラム２の内周面３１と対向するように、ブレーキドラム３の内周面３１から所定の距離をもって隣接して並設されている。

また、左上ブレーキシュー４ａと右上ブレーキシュー４ｂとは、それぞれの周方向中間位置（外周面４０ａ，４０ｂの中間位置）Ｘ₁，Ｘ₂における法線Ｈ₁，Ｈ₂が、互いに所定の角度をもって交わるように配置されている。本実施形態において、互いの法線Ｈ₁，Ｈ₂が交わる所定の角度は９０度（直角）に設定されている。

また、左上ブレーキシュー４ａの下端部（一端部）と右上ブレーキシュー４ｂの下端部（一端部）とには、貫通形成された取付け穴が設けられており、バッキングプレート２に設けられた支軸８によって、ブレーキドラム３の内周面３１に向かって移動可能に取り付けられている。また、左上ブレーキシュー４ａの上端部（他端部）と右上ブレーキシュー４ｂの上端部（他端部）とは互いに隣接しており、その上端部の間には、詳細を後述するホイールシリンダ９が介装されている。

また、左上ブレーキシュー４ａの外周面４０ａと右上ブレーキシュー４ｂの外周面４０ｂとには、ドラムブレーキ装置１の制動時にブレーキドラム３の内周面３１と摩擦係合するライニング６ａ，６ｂがそれぞれ取り付けられている。

第２の一対のブレーキシュー５は、図１に示すように、それぞれ円弧状に形成されており、バッキングプレート２の平面部２０の左側下方に設けられる左下ブレーキシュー５ａと、バッキングプレート２の平面部２０の右側下方に設けられる右下ブレーキシュー５ｂとを有している。第２の一対のブレーキシュー５は、左下ブレーキシュー５ａが、前述の右上ブレーキシュー４ｂと車軸８０を中心に対向し、右下ブレーキシュー５ｂが、左上ブレーキシュー４ａと車軸８０を中心に対向するように配置されている。すなわち、第１の一対のブレーキシュー４と第２の一対のブレーキシュー５とは、互いに車軸８０を中心に対向するように配置されている。

また、左下ブレーキシュー５ａと右下ブレーキシュー５ｂとは、それぞれの周方向中間位置（外周面５０ａ，５０ｂの中間位置）Ｘ₃，Ｘ₄における法線Ｈ₃，Ｈ₄が、互いに所定の角度をもって交わるように配置されている。本実施形態において、互いの法線Ｈ₃，Ｈ₄が交わる所定の角度は９０度（直角）に設定されている。

なお、第２の一対のブレーキシュー５にも、支軸８とホイールシリンダ１０とライニング７ａ，７ｂとが取り付けられているが、その取り付け構成は第１の一対のブレーキシュー４と同様であるため、説明を省略する。

ホイールシリンダ９，１０は、貫通するシリンダ室を有する円筒状に形成されており、シリンダ室に相互に反対向きに突出する一対のピストン９ａ，１０ａが摺動自在に嵌挿されている。

また、シリンダ室に嵌挿された一対のピストン９ａ，１０ａの間には、図示しない液圧室が形成されている。ホイールシリンダ９，１０は、制動時にこの一対のピストン９ａ，１０ａの先端に取り付けられた左上ブレーキシュー４ａと右上ブレーキシュー４ｂ、及び、左下ブレーキシュー５ａと右下ブレーキシュー５ｂとを、それぞれブレーキドラム３の内周面３１に向けて付勢するように構成されている。

リターンスプリング１１は、図１に示すように、その両端を左上ブレーキシュー４ａと右上ブレーキシュー４ｂ及び、左下ブレーキシュー５ａと右下ブレーキシュー５ｂとにそれぞれ固定されている。また、リターンスプリング１１は、これら左上ブレーキシュー４ａ，右上ブレーキシュー４ｂ，左下ブレーキシュー５ａ，右下ブレーキシュー５ｂを、上述のホイールシリンダ９，１０の付勢力に抗して、ブレーキドラム３の内周面３１から離間する方向へ付勢するように取り付けられている。

本実施形態に係るドラムブレーキ装置１は、上述のように構成されているので、例えば以下のような作用効果を奏する。

すなわち、操作者によって制動操作がなされると、図示しないブレーキブースタで加圧されたブレーキ液がホイールシリンダ９，１０にそれぞれ送り込まれ、一対のピストン９ａ，１０ａを外方向へと摺動移動させる。一対のピストン９ａ，１０ａのそれぞれの先端部に取り付けられた左上ブレーキシュー４ａ，右上ブレーキシュー４ｂ，左下ブレーキシュー５ａ，右下ブレーキシュー５ｂは、このピストン９ａ，１０ａの摺動移動により、ブレーキドラム３の内周面３１に向けて付勢されて移動する。この左上ブレーキシュー４ａ，右上ブレーキシュー４ｂ，左下ブレーキシュー５ａ，右下ブレーキシュー５ｂの移動により、ライニング６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂがブレーキドラム３の内周面３１と摩擦係合することで、ブレーキドラム３及び、ブレーキドラム３と一体に回転する車軸８０を止める制動力が得られるようになっている。

ここで、例えば、ブレーキドラム３に図示しないロードホイールが装着されると、ブレーキドラム３の側面部３２の平面度とロードホイールの装着面の平面度とは相異するため、ブレーキドラム３の側面部３２が歪むことがある。また、ブレーキドラム３の側面部３２が歪むと、ブレーキドラム３の円筒部３０は楕円状に変形し、内周面３１も同様に、図３（ａ），（ｂ）の破線Ｄで示すように楕円状に変形することがある。

このように、ブレーキドラム３の内周面３１が楕円状に変形した状態でドラムブレーキ装置１の制動操作がなされると、左上ブレーキシュー４ａのブレーキドラム圧力と、この左上ブレーキシュー４ａと車軸８０を中心に対向して配置された右下ブレーキシュー５ｂのブレーキドラム圧力とは、周方向中間Ｘ₁，Ｘ₄に位置する法線Ｈ₁，Ｈ₄と楕円Ｄの短手方向径とが重なる位置（図３（ａ）を参照）で大きくなるが、周方向中間Ｘ₁，Ｘ₄に位置する法線Ｈ₁，Ｈ₄と楕円Ｄの長手方向径とが重なる位置（図３（ｂ）を参照）では小さくなる。

一方で、右上ブレーキシュー４ｂのブレーキドラム圧力と、この右上ブレーキシュー４ｂと車軸８０を中心に対向して配置された左下ブレーキシュー５ａのブレーキドラム圧力とは、周方向中間Ｘ₂，Ｘ₃に位置する法線Ｈ₂，Ｈ₃と楕円Ｄの長手方向径とが重なる位置（図３（ａ）を参照）で小さくなるが、周方向中間Ｘ₂，Ｘ₃に位置する法線Ｈ₂，Ｈ₃と楕円Ｄの短手方向径とが重なる位置（図３（ｂ）を参照）では大きくなる。

ここで、左上ブレーキシュー４ａ及び、右下ブレーキシュー５ｂのブレーキドラム圧力の変化量と、楕円変形したブレーキドラム３の回転角度との関係をグラフにすると、図４（ａ）に示すようなサイン波（ｓｉｎ波）Ｓ₁のようになる。

一方、右上ブレーキシュー４ｂ及び、左下ブレーキシュー５ａのブレーキドラム圧力の変化量と、楕円変形したブレーキドラム３の回転角度との関係をグラフにすると、図４（ｂ）に示すように、前述の左上ブレーキシュー４ａと右下ブレーキシュー５ｂとのブレーキドラム圧力の変化量を示すサイン波Ｓ₁とは位相を反転させたサイン波（ｓｉｎ波）Ｓ₂のようになる。つまり、サイン波Ｓ₁とサイン波Ｓ₂とは、位相が９０度ずれた状態となる。

すなわち、第１の一対のブレーキシュー４を構成する左上ブレーキシュー４ａと右上ブレーキシュー４ｂとは、互いに周方向中間Ｘ₁，Ｘ₂に位置する法線Ｈ₁，Ｈ₂が９０度（直角）で交わるように配置されているので、一方のドラムブレーキ圧力が大きくなるときは、他方のドラムブレーキ圧力が小さくなるように構成されている。この左上ブレーキシュー４ａと右上ブレーキシュー４ｂとの間に生じるドラムブレーキ圧力の差は、第１の一対のブレーキシュー４を構成する左上ブレーキシュー４ａと右上ブレーキシュー４ｂとの間に設けられたホイールシリンダ９によって効果的に吸収されて相殺される。

同様に、第２の一対のブレーキシュー５を構成する左下ブレーキシュー５ａと右下ブレーキシュー５ｂとのブレーキドラム圧力の変動も、一方のドラムブレーキ圧力が大きくなるときは、他方のドラムブレーキ圧力が小さくなる。この左下ブレーキシュー５ａと右下ブレーキシュー５ｂとの間に生じるドラムブレーキ圧力の差は、第２の一対のブレーキシュー５を構成する左下ブレーキシュー５ａと右下ブレーキシュー５ｂとの間に設けられたホイールシリンダ１０によって効果的に吸収されて相殺される。

したがって、本実施形態に係るドラムブレーキ装置１によれば、ブレーキドラム３が楕円変形した場合においても、ブレーキドラム圧力の変動が、ホイールシリンダ９，１０によって効果的に吸収され、ブレーキジャダーの加振源となるブレーキドラム圧力の変動が低減もしくは生じないので、乗員の不快感となるブレーキジャダーの発生を効果的に防止することができる。

また、ブレーキドラム３が楕円変形した場合においても、ブレーキジャダーを効果的に防止できるので、ブレーキドラム３の車軸８０への取り付け作業時間や、ロードホイールの装着作業時間が短縮され、生産工程も短縮されるとともに、品質保証に掛かるコストを削減することができる。

また、ブレーキドラム３の円筒部３０の剛性や、ブレーキドラム３の側面部３２及び、ロードホイールの装着面の平面加工精度が所定の範囲で許容されるので、製造コストの上昇を抑制することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、上述の実施形態において、ドラムブレーキ装置１は、第１の一対のブレーキシュー４と、第２の一対のブレーキシュー５とを有するものとして説明したが、ブレーキシューは一対（一組）であってもよく、また、三対（三組）以上であってもよい。この場合も、上述の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、第１の一対のブレーキシュー４を構成する左上ブレーキシュー４ａと右上ブレーキシュー４ｂとは、周方向中間Ｘ₁，Ｘ₂に位置する法線Ｈ₁，Ｈ₂が互いに９０度（直角）で交わるように配置されたものとして説明したが、必ずしも９０度（直角）である必要はなく、互いの法線Ｈ₁，Ｈ₂が直線上にならないように所定の角度をもって交わるように配置してもよい。同様に、第２の一対のブレーキシュー５を構成する左下ブレーキシュー５ａと右下ブレーキシュー５ｂとの法線Ｈ₃，Ｈ₄についても、互いに直線上にならないように所定の角度で交わるように配置してもよい。この場合も、上述の実施形態と同様に、ブレーキジャダーを効果的に抑制できると共に、品質保証に掛かるコストや製造コストを削減することができる。

また、左上ブレーキシュー４ａ，右上ブレーキシュー４ｂ，左下ブレーキシュー５ａ，右下ブレーキシュー５ｂは、その一端部を支軸８で支持されるものとして説明したが、必ずしも支軸８を設ける必要はなく、例えば、この一端部の間（左上ブレーキシュー４ａと左下ブレーキシュー５ａ及び、右上ブレーキシュー４ｂと右下ブレーキシュー５ｂとの間）に、支軸８に変えてホイールシリンダ９，１０をさらに設けてもよい。

１ドラムブレーキ装置
２バッキングプレート
３ブレーキドラム
４第１の一対のブレーキシュー（少なくとも一対のブレーキシュー）
４ａ左上ブレーキシュー
４ｂ右上ブレーキシュー
５第２の一対のブレーキシュー（少なくとも一対のブレーキシュー）
５ａ左下ブレーキシュー
５ｂ右下ブレーキシュー
８支軸（支持部材）
９，１０ホイールシリンダ
８０車軸

Claims

車体に設けられたバッキングプレートと、
車軸に取り設けられ、前記バッキングプレートの側面と隣接して配置されたブレーキドラムと、
前記ブレーキドラムの内周面と隣接して並設された４枚のブレーキシューと、
前記４枚のブレーキシューの互いに隣接する端部間に設けられて、該ブレーキシューを前記ブレーキドラムの内周面に向けて付勢する４個のホイールシリンダとを備え、
前記４枚のブレーキシューは、ブレーキジャダーを抑制すべく、それぞれのブレーキシューの周方向中間位置における法線が、互いに所定の角度をもって交わるように配置されている
ことを特徴とするドラムブレーキ装置。
前記所定の角度が９０度である
ことを特徴とする請求項１記載のドラムブレーキ装置。