JP2653795B2 - アンチロックブレーキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、制動に伴いタイヤがロック状態となるのを
防止する機能を備えた二輪車のアンチロックブレーキの
改良に関する。

（従来の技術） 二輪車の制動時にホイールの回転がブレーキでロック
されてしまうと、タイヤが走路に対してスリップやスキ
ッドを起こしやすくなるため、ブレーキ操作時にホイー
ルの回転が完全にロックされないように制動トルクをコ
ントロールするアンチロック機構を備えたブレーキが知
られている（例えば、特開昭60−25835号や特開昭61−1
10658号など）。

（発明が解決しようとする問題点） これらのアンチロック機構はいずれも制動用に供給さ
れる油圧をコントロールするものだが、油圧供給経路の
途中にポンプ、アキュムレータ、電磁弁などの数多くの
機器を介装する上にスリップの検出機構を別に備える必
要があるため、複雑で高価なものとなり、配置に要する
スペースも大きいという問題があった。

本発明は、アンチロック機構を備えた従来のブレーキ
の以上のような問題点を解決すべく、簡単な構造で効率
よく作動する二輪車用のアンチロックブレーキを提供す
ることを目的とする。

（問題点を解消するための手段） 本発明は、ブレーキキャリパを制動トルクに応じて変
位可能に取り付け、このブレーキキャリパの変位を検出
する位置検出ロッドを設け、ブレーキディスクを制動す
べく前記ブレーキキャリパに油圧を提供するマスターシ
リンダを備え、前記位置検出ロッドに対して前記ブレー
キキャリパに作用する油圧に応動して変位する圧力応動
部材を備え、前記位置検出ロッドの変位と前記圧力応動
部材の変位とを合成した合成変位にしたがって前記ブレ
ーキキャリパに至る作動油の通路を開閉制御するチェッ
ク弁を備えるとともに、マスターシリンダ側の圧力に感
応して前記マスターシリンダ側からブレーキキャリパ側
への作動油通路を開閉するパイロットチェック弁を前記
チェック弁と並列に設け、制動動作の開始時には前記チ
ェック弁を開放し、かつ前記パイロットチェック弁を閉
止する一方、制動トルクが増加して前記チェック弁が閉
止された後、さらにマスターシリンダ側からの油圧が所
定圧を超えて増加したときには前記パイロットチェック
弁を開放するようにしたものである。

また、本発明は、前記パイロットチェック弁を前記チ
ェック弁の弁体内に内蔵している。

（作用） 本発明では、制動時にはブレーキキャリパがブレーキ
ディスクに及ぼす制動トルクに対し、この反力がブレー
キキャリパに作用し、リンクを介して位置検出ロッドの
変位をもたらす。この位置検出ロッドの変位は制動トル
クとともに増加するが、タイヤの回転がロックされるま
では、位置検出ロッドの変位とブレーキキャリパに作用
する油圧に応動する圧力応動部材の変位とを合成した合
成変位は増加して、チェック弁を開放とする結果、マス
ターシリンダ側からの作動油がブレーキキャリパに供給
され続ける。一方、制動トルクが増加するとやがてタイ
ヤの回転がロックするが、このとき制動トルクの増加が
頭打ちとなり、制動トルク（の反力）とブレーキキャリ
パに作用する油圧のバランスが崩れる結果、位置検出ロ
ッドと圧力応動部材の合成変位は減少し、チェック弁は
閉止される。したがって、本発明によれば、タイヤの回
転がロックされる直前でブレーキキャリパへの作動油の
供給が停止され、制動トルクの増加が阻止される結果、
タイヤがロックされることが防止される。一方、マスタ
ーシリンダ側からの油圧が所定圧以上となったときに
は、チェック弁と並列に設けられたパイロットチェック
弁が開かれ、ブレーキキャリパ側へはチェック弁を迂回
してパイロットチェック弁を通った作動油が供給され
る。したがって、上述のアンチロックブレーキが作動す
る作動範囲は、パイロットチェック弁の設定圧以下の範
囲に制限することができ、運転者はブレーキ操作により
マスターシリンダ側からの作動油圧を所定値以上にする
ことにより、意図的にアンチロック機構を解除すること
ができる。

（実施例） 第１図〜第３図に本発明の第１実施例を示す。

第１図において、１は二輪車の前輪の車軸、２は車軸
１を支持するフロントフォーク、３は前輪と一体に回転
する作動用のブレーキディスクである。フロントフォー
ク２の下端には後ろ向きにブラケット７が突設され、こ
のブラケット７にピン８を介してリンク５の基端が回転
自由に取り付けられる。リンク５にはブレーキディスク
３を制動するためのブレーキキャリパ４がボルト６を介
して固定され、このブレーキキャリパ４の上端に当接す
るゴム等でできたクッション９がフロントフォーク１に
後ろ向きに突設される。さらに、フロントフォーク１の
クッション９の上方に後ろ向きに突設した別のブラケッ
ト10にシリンダ状の外形を備えたバルブブロック11Aが
ヒンジ結合する。このバルブブロック11Aからは位置検
出ロッド11Bが摺動自由に突出し、その先端がリンク５
の先端にヒンジ結合する。

ブレーキキャリパ４はブレーキシリンダ4Aに図示され
ないマスタシリンダから配管12を介して供給される制動
油により作動し、この配管12の途中にバルブブロック11
Aに収装したチェック弁19と20とが並列に介装される。
このために、バルブブロック11Aには第２図に示すよう
にマスタシリンダ側に接続される入口ポート14と、ブレ
ーキキャリパ４側に接続される出口ポート15とが形成さ
れる。

バルブブロック11A内には入口ポート14に連通する弁
室16と出口ポート15に連通する圧力室17とが画成され
る。圧力室17は位置検出ロッド11Bを摺動自由に挿入し
た摺動孔30に連続してその挿入前方に位置する。チェッ
ク弁19と20は弁室16と圧力室17とを画成する隔壁18に設
けられる。チェック弁19は隔壁18を摺動自由に貫通する
筒状部材19Aの周囲につば状に固着した弁体19Bが弁室16
に内装した低圧設定のスプリング22に付勢されつつ、隔
壁18に形成したポート19Cを上流側から閉止するもの
で、スプリング22は隔壁18に相対してバルブブロック11
Aに螺合するストッパ21に支持される。

一方、チェック弁20は筒状部材19Aを軸方向に貫通し
て形成した通孔20Aを下流側から高圧設定のスプリング2
3に付勢されたボール状の弁体20Bが閉止するもので、ス
プリング23は筒状部材19Aの先端に固着したスプリング
シート24に支持される。また、弁体20Bに反対側から当
接するプッシュロッド25が通孔20A及びストッパ21を貫
通して設けられる。ストッパ21は有底の筒状に形成さ
れ、後端をプラグ27により密閉される。ストッパ21の内
側にはスプリング26を内装したベローズ28が収装され、
プッシュロッド25はこの先端部に支持されて弁体20Bを
開弁方向へと付勢する。ベローズ28の内側は大気に解放
され、外側にはストッパ21に形成したポート29を介して
弁室16の制動油が導かれる。

一方、圧力室17に臨んで摺動孔30に挿入された位置検
出ロッド11Bの挿入端には内側に摺動孔31が形成され、
この中にスプリング32を内装したベローズ33が収装され
る。ベローズ33の先端には摺動孔31に摺接する板状の摺
動部材34が支持され、この摺動部材34にオリフィス35が
形成される。なお、ベローズ33の内側は位置検出ロッド
11Bを縦貫する空気孔36を介して大気に解放され、ベロ
ーズ33の外側にはオリフィス35を通じて圧力室17の制動
油が導かれる。37は位置検出ロッド11Bの圧縮変位をバ
ネ的に規制する弾性材のクッションである。

次に作用を説明する。

制動動作を行わない通常の走行状態では弁室16と圧力
室17に圧力が作用せず、第２図に示すようにチェック弁
19がスプリング22に付勢されて閉じ、チェック弁20はス
プリング23と26とのつり合いにより開いた状態に保持さ
れている。また、リンク５の先端に連結した位置検出ロ
ッド11Bはクッション９およびクッション37のバネ力に
よりバルブブロツク11Bに対して伸張した状態にある。

この状態からブレーキ操作を行うと、マスタシリンダ
から入口ポート14に送り込まれる制動油により弁室16と
圧力室17及びストッパ21の内側の圧力が上昇し、内側を
大気に解放したベローズ28がスプリング26とともに収縮
してロッド25を後退させる。その結果、弁体20Bが通孔2
0Aに着座してチェック弁20が閉じる。

一方、その前に圧力室17に送り込まれた制動油は出口
ポート15及び配管12を通じてブレーキキャリパ４に供給
され、ブレーキディスク３に制動トルクを及ぼす。そし
て、この反力を受けたブレーキキャリパ４はクッション
９と37とを弾性変形させつつ、ピン８を支点に第１図の
反時計方向へ回動変位して位置検出ロッド11Bを摺動孔3
1内に侵入させる。これにより、先端の摺動部材34がチ
ェック弁19の筒状部材19Aに当接し、これを弁体19Bとと
もに後退させる。こうしてチェック弁19が開き、弁室16
の制動油が圧力室17に流入するが、このチェック弁19の
開動が前記のチェック弁20の閉動の寸前に行なわれるよ
う、あらかじめスプリング32の反発力及びクッション９
と37のバネ特性を設定しておく。

つまり、制動開始後マスタシリンダのブレーキ圧力が
設定値に達成するまでブレーキ圧力はもっぱらチェック
弁20を通じてブレーキキャリパ４に伝達され、設定値ま
で上昇した後はもっぱらチェック弁19を通じてブレーキ
キャリパ４に伝達される。

また、ブレーキ圧力が上昇するにつれて、内部を大気
に開放したベローズ33はスプリング32に抗して収縮し、
先端に支持された摺動部材34が摺動孔31内を後退し始め
る。

ところで、この状態でのチェック弁19の開度はブレー
キ圧力と位置検出ロッド11Bの圧縮変位とスプリング32
のばね定数により決定される。一方、制動トルクとタイ
ヤのスリップ率の関係は第３図のグラフに示される。こ
こで、μは路面とタイヤとの摩擦係数を示す。通常の路
面では制動トルクＴを増加させて行くと、ある値を境に
タイヤのスリップ率Ｓが急増し、以後制動トルクは若干
の減少を示す。

そこで、グラフ中の高μ路の最大トルク付近でチェッ
ク弁19の開度が再びゼロとなるようにすれば、以後マス
タシリンダを加圧してもブレーキキャリパ４への圧力の
伝達がカットされ、タイヤのロックには至らない。具体
的には、ブレーキ圧力の増加によりベローズ33と共に摺
動部材34がスプリング32に抗して押し戻され、位置検出
ロッド11Bの収縮に対して逆方向に変位することで摺動
部材34が筒状部材19Aから離れ、弁体19Bがポート19Cに
着座して弁室16と圧力室17との連通を閉止する。この閉
止状態をもたらすブレーキ圧力値の設定は、クッション
９や37のばね定数を高めたり、クッション37の変形を規
制するストッパ38を設けて、位置検出ロッド11Bの圧縮
変位を抑制することで実現する。

チェック弁20の作動特性をこのように設定した場合に
低μ路やウェット路では、ブレーキ圧力はマスタシリン
ダの加圧に応じて増加するが、ブレーキキャリパ４を介
して制動トルクの反力を受ける位置検出ロッド11Bは制
動トルクが低トルクで飽和するために高μ路ほど大きく
変位しない。つまり、同じブレーキ圧力に対して摺動部
材34は高μ路の走行時より後退した位置に保持される。
したがって、低μ路やウェット路ではチェック弁20はよ
り低いブレーキ圧力で閉弁してブレーキ圧力の上昇を阻
止するため、タイヤがロックしやすいこうした条件でも
アンチロック機能は十分に維持される。

次に、制動中に高μ路から低μ路へ進入した時にはス
リップ率の増加により制動トルクに対する反力が急減
し、ブレーキキャリパ４がクッション９や37に押し戻さ
れることにより位置検出ロッド11Bが伸張側へと変位す
る。これに追随して摺動部材34も後退し、チェック弁19
が閉じてブレーキ圧力の供給を遮断すると同時に、圧力
室17の容積拡大によりブレーキシリンダ4Aに作用してい
る圧力を低下させる減圧アクチュエータとして機能す
る。

ところで、このブレーキ圧力の低下のために摺動部材
34はスプリング32に付勢されて摺動孔31内を前方へ摺動
しようとするが、この時摺動部材34に形成したオリフィ
ス35がベローズ33の周囲の制動油の圧力室17への流出に
抵抗するため、摺動部材34の変位に時間の遅れが生じ
る。この時間の遅れは制動トルクの反力に直接的に駆動
される位置検出ロッド11Bの応答性の高さと相まって、
摩擦係数μの急変に対してブレーキ圧力を応答良く瞬間
的に低下させる働きをもたらす。また、この場合に位置
検出ロッド11Bの後退に伴う圧力室17の容積拡大が、タ
イヤの回転維持に必要十分なブレーキ圧力低下をもたら
すように、あらかじめ位置検出ロッド11Bの断面積が設
定される。

一方、アンチロックが働いた状態で前記とは逆に、低
μ路から高μ路へ進入した場合は、スリップ率の減少に
よりタイヤの回転力が増大しホイールの回転慣性トルク
が増大するため、制動トルクに対する反力が急増し、位
置検出ロッド11Bが大きく圧縮側へと変位する。この変
位による圧力室17の容積縮小が増圧ポンプとして機能し
てブレーキキャリパに供給するブレーキ圧力を高めると
ともに、摺動部材34が筒状部材19Aを押し上げてチェッ
ク弁19を開き、マスタシリンダからブレーキキャリパ４
へ高圧制動油を供給することでブレーキ圧力をさらに増
加させる。この場合も、増加するブレーキ圧力を受けて
摺動部材34が摺動孔31内を後退しようとするが、オリフ
ィス37がベローズ33の周囲への制動油の流入に抵抗する
ことで摺動部材34の変位に時間的遅れが生じるため、ブ
レーキ圧力は瞬時に上昇する。このため、低μ路から高
μ路への進入に当たっても制動トルクが不足する恐れは
なく、制動動作は短い距離で効率よく行なわれる。

なお、バルブブロック11A内の制動油と大気はベロー
ズ28及び33で分離されるためバルブブロック11Aの油密
性は良好で、激しい作動においてもバルブブロック11A
からの油漏れの心配はなく、辺ローズ28及び33はスムー
ズに拡縮する。このため、チェック弁19及び20の開閉に
関わる圧力の設定は精度良く正確に行える。また、チェ
ック弁19により弁室18から遮断された後の圧力室17の圧
力はマスタシリンダの圧力上昇に関わらず一定以下に抑
えられるため、ベローズ33に過大圧力が作用する恐れは
なく、ベローズ33の耐圧性も十分である。さらに、チェ
ック弁19と20とを同軸的に収装したため、バルブブロッ
ク11Aは極めてコンパクトに収まる。

なお、チェック弁19と20の両方が閉じたアンチロック
の作動状態でブレーキレバーを緩めると、マスタシリン
ダが低圧化し、相対的に高圧となったブレーキキャリパ
４の圧油がチェック弁19をほとんど抵抗なく押し開いて
マスタシリンダに還流し、制動以前の状態に復帰する。

本発明は第４図に示すように二輪車の後輪用ブレーキ
にも適用可能である。ここでは、ブレーキキャリパ４は
下端を後輪の車軸44に回転変位可能に支持され、上端を
バルブブロック11Aから摺動自由に突出した位置検出ロ
ッド11Bの先端にヒンジ結合する。バルブブロック11Aの
基端は車軸44を支持するスイングアーム43の中間部にヒ
ンジ結合する。さらに、クッション９と37の代わりにバ
ルブブロック11Aと位置検出ロッド11Bとの間にスプリン
グ45が介装される。バルブブロック11Aの内部の構造は
上記第１実施例と全く同じである。このように本発明は
後輪用のブレーキに適用した場合も前輪用途全く同様に
応答性の高いアンチロック機能をもたらす。

なお、以上の実施例では、請求の範囲との関係におい
て、チェック弁19がチェック弁に、チェック20がパイロ
ットチェック弁に、摺動部材34およびベローズ33が圧力
応動部材に、それぞれ相当する。

（発明の効果） 以上のように、本発明のアンチロックブレーキは、制
動トルク（の反力）を検出して変位する位置検出ロッド
の変位と、ブレーキキャリパに作用する油圧にしたがっ
て位置検出ロッドに対して変位する圧力応動部材の変位
との合成変位にしたがって、マスターシリンダからブレ
ーキキャリパへの作動油通路に介装したチェック弁を開
閉させるため、制動トルクとブレーキキャリパに作用す
る油圧のバランスが崩れ、タイヤの回転がロックされる
直前でチェック弁が閉止され、ブレーキキャリパへの作
動油の供給を遮断することにより、制動トルクの増大を
阻止する。

さらに、このアンチロックブレーキが作動する作動範
囲は、作動油をチェック弁をバイパスして流通させるパ
イロットチェック弁の開閉によって、マスターシリンダ
側の油圧が所定値以下である範囲に限定でき、運転者は
ブレーキ操作によりマスターシリンダ側からの作動油圧
を所定値以上にすることにより、意図的にアンチロック
機構を解除することができる。

したがって、タイヤのスリップ状態を検出するための
手段を別途に設ける必要がなく、簡単な構成でタイヤが
ロック状態に陥るのを運転者の意図する範囲で防止でき
るため、従来のアンチロックブレーキに比べてコストを
大幅に節約できるとともに、重量の低減および配置のた
めのスペースの節減を大幅に図ることができる。特に、
パイロットチェック弁をチェック弁の弁体内に一体に構
成するようにすれば、アンチロックブレーキ全体をコン
パクトに構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す二輪車前輪の要部側
面図、第２図は同じくバルブブロックの断面図、第３図
は制動トルクとスリップ率の関係を示すグラフである。 また、第４図は本発明の第２実施例を示す二輪車後輪の
要部側面図である。 ４……ブレーキキャリパ、11B……位置検出ロッド、12
……配管、17……圧力室、19……チェック弁、33……ベ
ローズ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブレーキキャリパを制動トルクに応じて変
   位可能に取り付け、このブレーキキャリパの変位を検出
   する位置検出ロッドを設け、ブレーキディスクを制動す
   べく前記ブレーキキャリパに油圧を供給するマスターシ
   リンダを備え、前記位置検出ロッドに対して前記ブレー
   キキャリパに作用する油圧に応動して変位する圧力応動
   部材を備え、前記位置検出ロッドの変位と前記圧力応動
   部材の変位とを合成した合成変位にしたがって前記ブレ
   ーキキャリパに至る作動油の通路を開閉制御するチェッ
   ク弁を備えるとともに、マスターシリンダ側の圧力に感
   応して前記マスターシリンダ側からブレーキキャリパ側
   への作動油通路を開閉するパイロットチェック弁を前記
   チェック弁と並列に設け、制動動作の開始時には前記チ
   ェック弁を開放し、かつ前記パイロットチェック弁を閉
   止する一方、制動トルクが増加して前記チェック弁が閉
   止された後、さらにマスターシリンダ側からの油圧が所
   定圧を超えて増加したときには前記パイロットチェック
   弁を開放するようにしたことを特徴とするアンチロック
   ブレーキ。
2. 【請求項２】前記パイロットチェック弁を前記チェック
   弁の弁体内に内蔵したことを特徴とする請求項１に記載
   のアンチロックブレーキ。