JP2688920B2 - アンチスキッドブレーキ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車両のブレーキシステムに関し、ブレーキ作
用により車輪がロックして車両の操舵性及び方向安定性
が損われるのを防止するアンチスキッドブレーキ装置に
関する。

〔従来の技術〕

上記装置においては、液圧ポンプの吐出液圧の脈動が
ブレーキペダルへの反力となって運転者に不快なペダル
フィーリングを与えるとゝもに異和感のある作動音を発
生させている。このため従来は、例えば特公昭61−3373
8号公報に開示するように、マスタシリンダ側から切換
弁側へを順方向とする逆止弁及びその逆止弁と切換弁と
の間に吐出する液圧ポンプに対し吐出圧液を蓄圧するア
キュムレータを設けたり、特開昭53−43180号公報に開
示するように液圧ポンプの吐出側に減衰室を設けること
により、ペダルフィーリング及び作動音対策を行ってい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

然し、アキュムレータまたは減衰室を設けるというこ
とは、液圧ポンプの吐出圧液を蓄圧または減衰すること
ができるだけの大容量の収容場所を余分に設けるという
ことであり、このため装置全体として大型化、重量比す
るとゝもにコスト高になる欠点がある。

本発明はこの点に鑑みてなされアキュムレータ、減衰
室等のように装置を大型化、重量化してしまう構成部品
を用いずとも、ペダルフィーリングを向上させ、作動音
を低下できるアンチスキッドブレーキ装置を提供するこ
とを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、マスタシリンダとホイールシリンダとを
連絡する管路に配置され、ホイールシリンダをマスタシ
リンダ側に連絡する位置とリザーバ側に連絡する位置と
に切換え可能な切換弁と、前記ホイールシリンダから前
記リザーバ側に排出されたブレーキ液を加圧して前記マ
スタシリンダ側に吐出する液圧ポンプとを有するアンチ
スキッドブレーキ装置において、前記液圧ポンプの吐出
側にその吐出液量を平滑化する液量平滑弁を設けたこと
を特徴とするアンチスキッドブレーキ装置によって解決
される。

〔作用〕

液量平滑弁により液圧ポンプのマスタシリンダ側への
吐出液量は平滑化され、脈動は非常に小となる。よって
ペダルフィーリングは良好なものとなり、作動音も小さ
くすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例によるアンチスキッドブレーキ
装置について図面を参照して説明する。

第１図は第１実施例のアンチスキッドブレーキ装置を
示すものであるが、マスタシリンダ（１）のシリンダ本
体（２）にはブレーキペダル（３）が結合されており、
このペダル（３）を踏み込むことによりシリンダ本体
（２）に結合されている管路（４）に液圧が発生する。
管路（４）は液圧制御弁としての３位置３ポート電磁切
換え弁（５）を介して車輪（６）のホイールシリンダ
（７）に接続されている。切換え弁（５）のソレノイド
部（5a）に制御信号が供給され、このレベルによりＡ、
ＢまたはＣ位置をとるのであるが、Ｃ位置をとるときに
はホイールシリンダ（７）と管路（８）とが接続され
る。管路（８）はリザーバ（９）に接続されている。リ
ザーバ（９）は公知のように構成され、本体（10）内に
シールリングを装着したピストン（11）が比較的弱いば
ね（12）により上方に付勢されている。ホイールシリン
ダ（７）からの圧液が管路（８）を通ってこゝに排出さ
れるとピストン（11）はこの排出量に応じて下方に移動
するようになっている。液圧ポンプ（13）は、直ちにこ
れを加圧して管路（15）を介して本発明に係わる液量平
滑弁（14）の入力ポート（30a）に供給するようにして
いる。

液量平滑弁（14）の上壁部に形成される主力ポート
（30b）は管路（16）を介して上述の管路（４）に接続
される。

次に液量平滑弁（14）の詳細について説明する。

本体（17）内には、段付ピストン（18）がその小径部
を本体（17）の段付孔の小径部にシールリング（20）を
装着して摺動自在に嵌合している。然しながらその大径
部（21）は本体（17）に対して遊嵌している。即ちピス
トン（18）の大径部（21）の外周面と本体（17）の内周
壁面との間にはかなり大きなギャップ（22）が形成され
ている。ピストン（18）の段付孔の大径部（23）にはば
ね（25）が張設されており、これによりスチールボール
（28）を上方に付勢している。本体（17）内の上方部に
はボール支持ブロック（29）が嵌着されている。この支
持ブロック（29）には中心穴（30）が形成されており、
これにばね（25）で上方に付勢されたボール（28）が当
接している。またボール（28）はピストン（18）の上端
部の大径孔部（32）に摺動自在に嵌合している。またこ
の大径孔部（32）を構成する周壁部には複数の切欠き
（27a）が形成されている。また上述のブロック（29）
の中心穴（30）の周囲にも複数の貫通孔（29a）が形成
されている。図示の状態ではボール（28）はピストン
（18）の段付孔の段部（31）から最大限離れている。す
なわちばね（25）を張設している室（26）はボール（2
8）と段部（31）との隙間、切欠き（27a）およびブロッ
ク（29）の貫通孔（29a）を介して管路（16）側と連通
している。後述するように液圧ポンプ（13）が作動する
とピストン（18）は上方に移動するのであるがこのとき
段部（31）とボール（28）との距離が小さくなり、室
（26）と管路（16）側との間の流れ抵抗が大きくなる。
すなわち段部（31）とボール（28）とは可変絞り通路の
形成部として働らく。さらに段付ピストン（18）の段付
孔の下端部には絞り（24）が形成されている。以上のよ
うな構成において段部（31）の内径すなわちボール（2
8）の着座面積A₂はピストン（18）の小径部（19）の断
面積A₁に等しい。

本発明の第１実施例は以上のように構成されるのであ
るが次にこの作用について説明する。

ブレーキペダル（３）を踏み込むと、マスタシリンダ
（１）から管路（４）に圧液が供給されこれが切換え弁
（５）を介して車輪（６）のホイールシリンダ（７）に
供給される。よって車輪（６）にブレーキがかけられ
る。図示せずとも車輪（６）には車輪速度センサが設け
られており、これからの信号によりやはり図示しないコ
ントロールユニットがブレーキのかけすぎであると、即
ち車輪がロック傾向にあると判断するとソレノイド部
（5a）により“1/2"レベルの電流を供給する。これによ
り切換弁（５）はＢの位置に切換えられる。よって管路
（４）とホイールシリンダ（７）側とは遮断され、車輪
（６）に対するブレーキ力は一定に保持される。さらに
ブレーキのかけすぎであると判断すると、コントロール
ユニットはレベル“1"の信号をソレノイド（5a）に供給
し、切換弁（５）はＣ位置に切換えられる。よってホイ
ールシリンダ（７）は管路（８）側に接続されホイール
シリンダ（７）からの圧液はリザーバ（９）に排出され
る。液圧ポンプ（13）はコントロールユニットによるソ
レノイド部（5a）への電流レベル“1"の供給とゝもに駆
動を開始し、アンチスキッド制御中は連続的に駆動され
るようになっている。これからの圧液は液量平滑弁（1
4）に供給され後述するようにこの弁（14）により吐出
液が平滑化されて管路（16）を通ってマスタシリンダ
（１）側に戻される。以上の通常のアンチスキッド制御
により車両の方向安定性が確保されるのであるが次に本
発明に係わる液量平滑弁（14）の作用について説明す
る。

今、ピストン（18）の絞り（24）とボール（28）と弁
座（31）との間の絞り通路との絞り効果により発生する
フローフォースをFf、液圧ポンプ（13）の吐出液圧を
P₁、ペダル（３）を踏み込むことによりマスタシリンダ
（１）に発生する液圧をP₂、ばね（25）のばね力をFs、
シールリング（20）の摺動抵抗による力をFo、上記絞り
（24）と絞り通路の絞り効果により発生するピストン
（18）内の室（26）に発生する液圧をP₃とする。アンチ
スキッド制御を行なっていないときには、液圧ポンプ
（13）からの吐出液量がないため、P₁＝P₂＝P₃であり、
各部は第１図に示す状態をとっている。

アンチスキッド制御が行われると液圧ポンプ（13）か
ら吐出液量が弁（14）に供給され、絞り（24）の絞り効
果によりピストン（18）の段部（31）はボール（28）と
接触あるいは接触寸前まで上昇する。このときのピスト
ン（18）に対する各力のバランスは、P₁×A₁＋Ff＝P₃×
A₂＋Fs＋Foで表わされる。こゝでA₁＝A₂であるから、ピ
ストン（18）の絞り（24）の前後の液圧差 となるが、この式から明らかなようにΔＰは液圧ポンプ
（13）の吐出液圧P₁の変動に関係なく、ばね力Fsとシー
ルリング（20）の摺動抵抗Fo及びピストン（18）に働ら
くフローフォースFfにより決定される。

一方、管路（15）から室（26）への流入液量Ｑは以下
のように表わされる。

こゝでαは流量係数、γは比重量（＝ρ・ｇ＝比重×
重力加速度）、A₁＝A₂＝Ａであるが、ΔＰ≒一定である
ので、流量Ｑは一定となり、脈動が減衰されることにな
る。

第２図Ａ及び第２図Ｂはこの流量Ｑが一定となる効果
を説明するためのグラフであるが、第２図Ａは本発明に
係わる液量平滑弁（14）を用いない場合の液圧ポンプ
（13）の吐出流量Ｑ、液圧ポンプ（13）のピストンのス
トロークｌ、同加速度α、液圧Ｐの１サイクル当りの変
化を示すものであり、第２図Ｂは液量平滑弁（14）を用
いたときの、Ｑ、ｌ、α及びＰの１サイクル当りの変化
を示すものである。液圧ポンプ（13）は公知の構造を有
し、ケーシング内にピストンを摺動自在に嵌合させ、こ
れにモータの回転力をカム機構を介して加え、往復動さ
せるようにしている。

液圧ポンプ（13）のピストンのストロークｌは と表わされるがモータの１回転（２π）により、第２図
Ａに示すようにピストンのストロークｌは正弦状に変化
する。吐出流量ＱはＱ＝av cm³/s（ａは液圧ポンプのピ
ストンの断面積、ｖはこの速度）であるが第２図ＡでＱ
で示すように変化する。加速度 はＱに対しπ/2進んだ位相で変化する。液圧Ｐ∝Ｑ×α
であるので第２図の実線Ｐで示すように変化し、このよ
うな脈動がマスタシリンダ（１）に加えられることにな
る。

他方、本発明の液量平滑弁（14）を用いると、上述の
Ｑ、α、Ｐは第２図Ｂのように変化し、吐出液量Ｑの平
滑化により液圧Ｐの脈動が大巾に減少することがわか
る。

また、本発明に係わる液量平滑弁（14）を用いない場
合と用いた場合の吐出液量V₁、V₂の時間的変化をピスト
ンのストロークの変化と共に示すと第３図Ａ、Ｂのよう
になりV₁＝V₂（cc/サイクル）であるが、吐出周期T₁＜T
₂となる。第３図Ｂではピストンストロークも若干時間
遅れを生じている。

第４図は、本発明の第２実施例によるアンチスキッド
ブレーキ装置を示すものであるが、第１実施例に対応す
る部分については同一の符号を付しその詳細な説明は省
略する。

すなわち本実施例では第１実施例とは液量平滑弁（4
0）の構成が異なる。本体（41）には上下方向に段付孔
（42）が形成され、これに段付ピストン（43）がその小
径部でシールリング（44）を装着して摺動自在に嵌合し
ている。又この小径部には第１実施例と同様に絞り通路
（45）が形成されている。ピストン（43）の大径部（4
6）内にはばね（49）が張設されており、これによりス
チールボール（47）が上方に付勢されてボール受板（4
8）に当接している。ピストン（43）の上端部にはテー
パ（46a）が形成されており、通常の図示する状態では
スチールボール（47）と、ある隙間をおいている。すな
わち、後述するように本実施例においても液圧ポンプ
（13）が駆動開始すると、ピストン（43）は上下方向に
移動してスチールボール（47）と接触するか、接触寸前
まで移動するのであるが、このような移動により可変絞
りとしての働きをする。ボール支持板（48）の外周部に
は複数の切欠き（48a）が形成されており、これにより
ばね（49）を張設している室（51）はスチールボール
（47）とテーパ（46a）との間の隙間及びボール支持板
（48）の切欠き（48a）を介して管路（16）と連通して
いる。

本実施例によれば、さらに段付ピストン（43）の大径
部（46）の周壁部の一部には通孔（50）が形成されてお
り、これを介して室（51）はピストン（43）の大径部
（46）の外周面及び本体（41）の内壁面との間の隙間を
通ってスチールボール（47）の上方側と常時連通するよ
うになっている。

本実施例も、第１実施例と同様な作用を行い、同様な
効果を奏することは明らかであるが、更に本実施例によ
れば、ピストン（43）の大径部（46）と本体（41）の内
壁面が大きく遊嵌しているためハイドロロックした場合
には、液量を確保するために通孔（50）及びピストン
（43）の大径部（46）の外周部と本体（41）の内周壁面
の間の隙間を通ってマスタシリンダ（１）側に排出され
るようになっている。

尚、第１図においてはピストン（18）の大径部（21）
と本体（17）の内壁面とのギャップ（22）が大きいの
で、第２実施例のようにハイドロロックすることは考え
られない。更に第１実施例ではシールリング（20）を介
してピストン（18）の小径部が段付孔の小径孔に嵌合し
ており且つピストン（18）の上端部にはスチールボール
（28）が摺動自在に嵌合していることによりピストン
（18）は、これらにより自動調心の作用を受けて安定に
案内され、又大径部（21）と本体（17）の内周壁面との
間には大きなギャップ（22）が形成されているので、こ
のピストン（18）が所謂ハイドロロックしてその移動を
妨げられないばかりか応答性が非常に良く安定な制御を
保障するものである。

第５図は、本発明の第３実施例によるアンチスキッド
ブレーキ装置を示すものであるが、第４図に対応する部
分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略
する。

すなわち本実施例の液量平滑弁（60）においては本体
（61）の側方にポート（62）が形成され、これに嵌着さ
れるチューブシート（63）に管路（４）が接続される。
チューブシート（63）には絞り（63a）が形成されてい
る。又、スチールボール（47）のボール受板（64）にも
絞り孔（64a）が形成されている。管路（４）、ポート
（62）、チューブシート（63）、弁体としてのスチール
ボール（47）を配設させている連結室（70）、出力ポー
ト（30b）、管路（65）によりマスタシリンダ（１）と
切換弁（５）とを結ぶ通路が形成され、スチールボール
（47）のマスタシリンダ（１）側の通路部分に絞り（63
a）が設けられ、スチールボール（47）の切換弁（５）
側の通路部分に絞り（64a）が設けられている。すなわ
ち切換弁（５）は管路（65）、絞り（64a）、連絡室（7
0）及び絞り（63a）を通ってマスタシリンダ（１）側と
連通しているが、切換弁（５）がＡ、Ｂ又はＣの各位置
において切換えられる時には所謂ブレーキ液の流れの急
停止や流れ方向の変換のために所謂サージ圧が発生し、
これが従来はマスタシリンダ側に加わってブレーキ反力
として作用したり、異常音を発生させたりしていたので
あるが、本実施例によればこの切換弁（５）のサージ圧
は上述の絞り（64a）及び（63a）を介してマスタシリン
ダ（１）側に加えられるために、大巾に減少される。そ
の他の効果については第１及び第２実施例と同様である
ので省略する。

以上、本発明の実施例について説明したが、勿論本発
明は、これら実施例に限定されることなく、本発明の技
術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

例えば以上の実施例では弁体としてスチールボールを
用いたが、このかわりに従来公知のポペット弁や、或い
はスプール弁を用いてピストンとの間に絞り通路を形成
させるようにしても良い。

又、以上の実施例では、シングルマスタシリンダを図
示したが、勿論タンデムマスタシリンダにも本発明は適
用可能であり、他方の液圧発生室には同様な配管系統が
接続される。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明のアンチスキッドブレーキ
装置によれば、液圧ポンプの脈動圧を大幅に減少させる
ことが出来、よてマスタシリンダ側に加えられるキック
バック現象を大幅に減少することが出来、良好なペダル
フィーリングとすることが出来、又作動音も大幅に小さ
くすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例によるアンチスキッドブレ
ーキ装置の配管系統図、第２図Ａ、Ｂ、第３図Ａ、Ｂは
本実施例の作用を説明するためのグラフ、第４図及び第
５図はそれぞれ同第２実施例及び第３実施例によるアン
チスキッドブレーキ装置の配管系統図である。 なお図において、 （14）（40）（43）……液量平滑弁

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マスタシリンダとホイールシリンダとを連
   絡する管路に配置され、ホイールシリンダをマスタシリ
   ンダ側に連絡する位置とリザーバ側に連絡する位置とに
   切換え可能な切換弁と、前記ホイールシリンダから前記
   リザーバ側に排出されたブレーキ液を加圧して前記マス
   タシリンダ側に吐出する液圧ポンプとを有するアンチス
   キッドブレーキ装置において、前記液圧ポンプの吐出側
   にその吐出液量を平滑化する液量平滑弁を設けたことを
   特徴とするアンチスキッドブレーキ装置。
2. 【請求項２】前記マスタシリンダと前記切換弁とを前記
   液量平滑弁を介して結ぶ通路内で、前記液量平滑弁の弁
   体の前記切換弁側の通路部分内及び前記弁体の前記マス
   タシリンダ側の通路部分内に絞りを設けた請求項（１）
   に記載のアンチスキッドブレーキ装置。