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多自由度連動シューを有するシュー・ドラム式ブレーキ

国内特許コード P150011597
掲載日 2015年3月30日
出願番号 特願2002-539702
公表番号 特表2004-512485
登録番号 特許第4001816号
出願日 平成13年9月28日(2001.9.28)
公表日 平成16年4月22日(2004.4.22)
登録日 平成19年8月24日(2007.8.24)
国際出願番号 CN2001001461
国際公開番号 WO2002036980
国際出願日 平成13年9月28日(2001.9.28)
国際公開日 平成14年5月10日(2002.5.10)
優先権データ
  • 00 (2000.9.29) CN
発明者
  • ▲る▼振華
  • 韓文明
出願人
  • 清華大学
  • 北京市華実恒汽車系統技術発展有限公司
発明の名称 多自由度連動シューを有するシュー・ドラム式ブレーキ
発明の概要 本発明は多自由度連動シュー機構と隙間自動調節機構を有するドラムブレーキに関する。この連動シュー機構は2つの組合せシューを含み、これらの組合せシューは相互に連動する。組合せシューの制動シューはその駆動アームにヒンジ結合され、駆動アームは制動底板にヒンジ結合され支持されている。多自由度連動シュー機構はまたブレーキの隙間調節機構と連動する。本発明のドラムブレーキは制動効果及びその安定性を同時に向上し、耐熱、耐水劣化性能及び摩擦発生時の圧力分布の均一性を改善して、ドラムブレーキの使用寿命を延ばし、摩擦体同士の隙間を自動的に調節する。結局本発明は、完全な性能を実現する。
従来技術、競合技術の概要
車両や走行機械の制動システムの全体の設計性能を実現することは、基本的に各車輪のブレーキの技術性能に依存するので、設計上、ブレーキに対してより高い技術要求が課せられる。しかしながら、現在、車両が一般的に採用している摩擦式ブレーキの実際の作動性能は、制動システム全体の中で、もっとも複雑で、もっとも不安定な要素である。現在、車両に良く使われるブレーキとして、シュー・ドラム式ブレーキとクランプ円板式ブレーキがある。比較的長い発展の歴史を有するシュー・ドラム式ブレーキは、制動シューのサーボ効果を利用して、もっとも高い制動効果因子(一般的に約2~7)を達成することができると同時に、多種の制動性能を有する構造形式(主動シュー形式、受動シュー形式、ダブル主動シュー形式、2方向自己倍力形式等)を選ぶことができるので、各種車両の制動性能の要求に良く対応できるという長所がある。このため現在も一部の乗用車を除いて、各種車両のブレーキとして主導的な役割を果たしている。一方、従来のシュー・ドラム式ブレーキは、その制動効果の安定性が比較的不十分であり、制動効果因子が大きいほどブレーキの摩擦材料の熱劣化が進行し、摺接時の圧力分布の均一性も悪いという短所があり、摩擦板の摩擦が不均一となる原因となる。それに、摩擦材料の局部が接触する場合、ブレーキの制動モーメントが大きく変化することもあって、左右車輪の制動力が大きく食い違って、車両制動の偏揺れを招く。
クランプ円板式ブレーキは、制動効果の安定性と放熱性が良く、摩擦材料に対する熱劣化も生じにくく、構造が比較的に簡単で、メンテナンスも比較的に簡単であるので便利である。しかしながら、クランプ円板式ブレーキは、その制動効果因子が極めて小さい(約0.7前後)という短所があり、大きな作動力を必要とし、摺接時の作動圧力と温度が高くなる。そのため、制動円板が汚れ易く、銹が容易につくという難点がある。また、後車輪のブレーキとして使う場合、駐車制動機構等を取付ることが難しい。
産業上の利用分野
本発明はブレーキに関し、特に、車両、走行機械、パワー機械等に用いられるブレーキに関する。
特許請求の範囲 【請求項1】
少なくともブレーキの隙間調節機構と、制動底板と、制動ドラムとを備えるシュー・ドラムにおいて、該シュー・ドラムは多自由度連動シュー機構を備え、該多自由度連動シュー機構は2つの多自由度組合せシューから構成され、該2つの多自由度組合せシューの間は制動シュー連動機構を介して相互に連結され、該各多自由度組合せシューは駆動アームと、制動シューと、連結ピンと、支持ピンとから主に構成され、該各多自由度組合せシューの該制動シューは該連結ピンを介して該駆動アームにヒンジ結合され、該多自由度組合せシューは該駆動アームにヒンジ結合する該支持ピンを介して該制動底板に取付けられ、該ブレーキの隙間調節機構は該制動底板に取り付けられて該多自由度連動シュー機構と連動するようにされ、また、該制動ドラムは該多自由度連動シュー機構の外側に配設されて該制動シューとの間に摩擦力を発生させることが出来るようにされていることを特徴とするシュー・ドラム式ブレーキ。

【請求項2】
該多自由度連動シュー機構は3自由度を有し、該各多自由度組合せシューは2自由度を有しており、2つの2自由度組合せシューから1つの3自由度連動シュー機構が構成されて残りの自由度は制限され、該各制動シューと駆動アームとの連結は円柱丁番で、該各駆動アームの支持ピンと駆動アームとの連結も円柱丁番であり、該2つの2自由度組合せシューの駆動アームは向い合って並列に配置され、該2つの支持ピンは所定距離だけ離隔して配置され、該各支持ピンは対応する駆動アームの一端に取り付けられて、その駆動アームの自由端と別の駆動アームの支持ピンは同じ側に配置され、該2つの2自由度組合せシューの駆動アーム同士は連動しないようにされている、請求項1記載のシュー・ドラム式ブレーキ。

【請求項3】
該多自由度連動シュー機構は2自由度を有し、該各多自由度組合せシューも2自由度を有しており、2つの2自由度組合せシューから1つの2自由度連動シュー機構が構成されて残りの自由度は制限され、該各制動シューと駆動アームとの連結は円柱丁番で、該各駆動アームの支持ピンと駆動アームとの連結も円柱丁番であり、該2つの2自由度組合せシューの駆動アームは向い合って並列に配置され、該2つの支持ピンは所定距離だけ離隔して配置され、該各支持ピンは対応する駆動アームの一端に取り付けられて、その駆動アームの自由端と別の駆動アームの支持ピンは同じ側に配置され、該2つの2自由度組合せシューの該駆動アーム同士は駆動アーム連動機構を介して、相互に連動するようにされている、請求項1記載のシュー・ドラム式ブレーキ。

【請求項4】
該多自由度連動シュー機構は1つの横向傾斜自由度を含む4自由度を有し、即ち、該4自由度連動シュー機構は、その2つの駆動アームの支持ピン丁番の中心を結ぶ連結線まわりに小角度で回転可能にされ、該各多自由度組合せシューも4自由度を有して、2つの4自由度組合せシューから1つの4自由度連動シュー機構が構成されて残りの自由度は制限され、該各制動シューと駆動アームとの連結は円柱丁番で、該各駆動アームの支持ピンと駆動アームとの連結は球形丁番であり、該2つの4自由度組合せシューの駆動アームは向い合って並列に配置され、該2つの支持ピンは所定距離だけ離隔して配置され、該各支持ピンは対応する駆動アームの一端に取り付けられて、その駆動アームの自由端と別の駆動アームの支持ピンは同じ側に配置され、該2つの4自由度組合せシュー同士は連動しないようにされている、請求項1記載のシュー・ドラム式ブレーキ。

【請求項5】
該多自由度連動シュー機構は1つの横向傾斜自由度を含む3自由度を有し、即ち、該3自由度連動シュー機構は、その2つの駆動アームの支持ピン丁番の中心を結ぶ連結線まわりに小角度で回転可能にされ、該各多自由度組合せシューも4自由度を有して、2つの4自由度組合せシューから1つの3自由度連動シュー機構が構成されて残りの自由度は制限され、該各制動シューと駆動アームとの連結は円柱丁番で、該各駆動アームの支持ピンと駆動アームとの連結は球形丁番であり、該2つの4自由度組合せシューの駆動アームは向かい合って並列に配置され、該2つの支持ピンは所定距離だけ離隔して配置され、該各支持ピンは対応する駆動アームの一端に取り付けられて、その駆動アームの自由端と別の距離アームの支持ピンは同じ側に配置され、該2つの4自由度組合せシューの駆動アーム同士は駆動アーム連動機構を介して、相互に連動するようにされている、請求項1記載のシュー・ドラム式ブレーキ。

【請求項6】
該多自由度連動シュー機構は1つの横向傾斜自由度を含む4自由度を有し、即ち、該4自由度連動シュー機構は、その2つの制動シューの連結ピン丁番の中心を結ぶ連結線まわりに小角度で回転可能にされ、該各多自由度組合せシューも4自由度を有して、2つの4自由度組合せシューから1つの4自由度連動シュー機構が構成されて残りの自由度は制限され、該各制動シューと駆動アームとの連結は球形丁番で、該各駆動アームの支持ピンと駆動アームとの連結は円柱丁番であり、該2つの4自由度組合せシューの駆動アームは向かい合って並列に配置され、該2つの支持ピンは所定距離だけ離隔して配置され、該各支持ピンは対応する駆動アームの一端に取り付けられて、その駆動アームの自由端と別の駆動アームの支持ピンは同じ側に配置され、該2つの4自由度組合せシューの駆動アーム同士は連動しないようにされている、請求項1記載のシュー・ドラム式ブレーキ。

【請求項7】
該多自由度連動シュー機構は1つの横向傾斜自由度を含む3自由度を有し、即ち、該3自由度連動シュー機構は、その2つの制動シューの連結ピン丁番の中心を結ぶ連結線まわりに小角度で回転可能にされ、該各多自由度組合せシューも4自由度を有して、2つの4自由度組合せシューから1つの3自由度連動シュー機構が構成されて残りの自由度は制限され、該各制動シューと駆動アームとの連結は球形丁番で、該各駆動アームの支持ピンと駆動アームとの連結は円柱丁番であり、該2つの4自由度組合せシューの駆動アームは向かい合って並列に配置され、該2つの支持ピンは所定距離だけ離隔して配置され、該各支持ピンは対応する駆動アームの一端に取り付けられて、その駆動アームの自由端と別の駆動アームの支持ピンは同じ側に配置され、該2つの4自由度組合せシューの駆動アーム同士は駆動アームを介して、相互に連動するようにされている、請求項1記載のシュー・ドラム式ブレーキ。

【請求項8】
該多自由度連動シュー機構は1つの横向傾斜自由度を含む4自由度を有し、即ち、該4自由度連動シュー機構は、その2つの制動シューの連結ピン丁番の中心を結ぶ連結線まわりに小角度で回転可能にされ、該各多自由度組合せシューも3自由度を有して、2つの3自由度組合せシューから1つの4自由度連動シュー機構が構成されて残りの自由度は制限され、該各制動シューと駆動アームとの連結は球形丁番で、該各駆動アームの支持ピンと駆動アームとの連結は円柱丁番であり、該2つの3自由度組合せシューの駆動アームは向かい合って並列に配置され、該2つの支持ピンは所定距離だけ離隔して配置され、該各支持ピンは対応する駆動アームの一端に取り付けられて、その駆動アームの自由端と別の駆動アームの支持ピンは同じ側に配置され、該2つの3自由度組合せシューの駆動アーム同士は連動しないようにされている、請求項1記載のシュー・ドラム式ブレーキ。

【請求項9】
該多自由度連動シュー機構は1つの横向傾斜自由度を含む3自由度を有し、即ち、該3自由度連動シュー機構は、その2つの制動シューの連結ピン丁番の中心を結ぶ連結線まわりに小角度で回転可能にされ、該各多自由度組合せシューも3自由度を有して、2つの3自由度組合せシューから1つの3自由度連動シュー機構が構成されて残りの自由度は制限され、該各制動シューと駆動アームとの連結は楕円柱丁番で、該各駆動アームの支持ピンと駆動アームとの連結は円柱丁番であり、該2つの3自由度組合せシューの駆動アームは向かい合って並列に配置され、該2つの支持ピンは所定距離だけ離隔して配置され、該各支持ピンは対応する駆動アームの一端に取り付けられて、この駆動アームの自由端と別の駆動アームの支持ピンは同じ側に配置され、該2つの3自由度組合せシューの駆動アーム同士は駆動アーム連動機構を介して、相互に連動するようにされている、請求項1記載のシュー・ドラム式ブレーキ。

【請求項10】
該多自由度連動シュー機構は1つの横向傾斜自由度を含む4自由度を有し、即ち、該4自由度連動シュー機構は、その2つの制動シューの連結ピン丁番の中心を結ぶ連結線まわりに小角度で回転可能にされ、該各多自由度組合せシューは3自由度を有して、2つの3自由度組合せシューから1つの4自由度連動シュー機構が構成されて残りの自由度は制限され、該各制動シューと駆動アームとの連結は楕円柱丁番で、該各駆動アームの支持ピンと駆動アームとの連結は円柱丁番であり、該2つの3自由度組合せシューの駆動アームは向かい合って並列に配置され、該2つの支持ピンは所定距離だけ離隔して配置され、該各支持ピンは対応する駆動アームの一端に取り付けられて、この駆動アームの自由端と別の駆動アームの支持ピンは同じ側に配置され、該2つの3自由度組合せシューの駆動アーム同士は連動しないようにされている、請求項1記載のシュー・ドラム式ブレーキ。

【請求項11】
該多自由度連動シュー機構は1つの横向傾斜自由度を含む3自由度を有し、即ち、該3自由度連動シュー機構は、その2つの制動シューの連結ピン丁番の中心を結ぶ連結線まわりに小角度で回転可能にされ、該各多自由度組合せシューも3自由度を有して、2つの3自由度組合せシューから1つの3自由度連動シュー機構が構成されて残りの自由度は制限され、該各制動シューと駆動アームとの連結は楕円柱丁番で、該各駆動アームの支持ピンと駆動アームとの連結は円柱丁番であり、該2つの3自由度組合せシューの駆動アームは向かい合って並列に配置され、該2つの支持ピンは所定距離だけ離隔して配置され、該各支持ピンは対応する駆動アームの一端に取り付けられて、この駆動アームの自由端と別の駆動アームの支持ピンは同じ側に配置され、該2つの3自由度組合せシューの駆動アーム同士は駆動アームを介して、相互に連動するようにされている、請求項1記載のシュー・ドラム式ブレーキ。

【請求項12】
該駆動アーム連動機構は、駆動アームに連結された連動ピンと、別の駆動アームのスロットにある滑り金から構成され、この滑り金は内部の孔を介して、連動ピンと連結され、スロットの中で相対的に摺動ができる、請求項3、5、7、9及び11記載のシュー・ドラム式ブレーキ装置。

【請求項13】
該多自由度連動シュー機構における該各多自由度組合せシューの駆動アームが2つの支持腕を備え、この2つ支持腕の間に他の部品を収納できるスペースができるようにされ、該各駆動アームには少なくとも1個の取り合せ孔、逃げ孔又はリミット孔が設けられ、該2つの駆動アームは嵌め込むように配置され、外側の駆動アームの2つの支持腕に別の駆動アームが収納され、収納された駆動アームの2つの支持腕内部に制動シューのウェブが挿入されている、請求項1記載のシュー・ドラム式ブレーキ。

【請求項14】
該多自由度連動シュー機構の2つの多自由度組合せシューの制動シューの1つはシングル・ウェブ制動シューであり、他の制動シューはダブル・ウェブ制動シューであり、これらの2つの制動シューが隣接するところで、ウェブが相互に重ね継ぎされ、シングル・ウェブ制動シューのウェブが他の制動シューの2つのウェブの間に挿入され、ウェブが重ね継ぎされた部分に制動シュー連動機構が設けられている、請求項1記載のシュー・ドラム式ブレーキ。

【請求項15】
該多自由度連動シュー機構の制動シュー連動機構はウェブが重ね継ぎされた部分に配設され、この制動シュー連動機構は、ダブル・ウェブの丸孔を貫通する連動ピンと、ウェブが重ね継ぎされた部分のシングル・ウェブ上のスロットと、このスロット内を摺動自在な滑り金から構成されるとともに、この滑り金は、滑り金内部の孔を貫通する連動ピンに連結されて、スロットの中で相対的に滑動可能な、請求項14記載のシュー・ドラム式ブレーキ。

【請求項16】
該ブレーキの隙間調節機構は、主に摩擦板と、摩擦板回転軸と、摩擦板押し付けスプリングと、ナットと、座金と、リミット・ピンとを含み、該摩擦板と該制動底板とが接触し、リミット・ピンは摩擦板回転軸に対して所定距離だけ離隔した位置に偏位して摩擦板に固定され、該摩擦板回転軸は摩擦板の中心孔を貫通して制動底板に連結され、該摩擦板押し付けスプリンブは摩擦板回転軸に装着されることによって該摩擦板と該制動底板との間に所定の圧力を生じさせるようにされ、リミット・ピンの一端部は一方の側の駆動アームにおける制動底板寄りの支持腕にあるリミット孔に収納されて、リミット・ピンとリミット孔の内壁の間に所定の隙間が設定されるようにする、請求項1記載のシュー・ドラム式ブレーキ。
国際特許分類(IPC)
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出願権利状態 登録
分野
  • 機械工学;照明;加熱;武器;爆破
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