JP2722499B2 - 荷重応答式エアブレーキ圧力系の安全装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は，エアサスペンション式の車両に設けられ
る荷重応答式エアブレーキ圧力系の安全装置に関する。

〔従来の技術〕 従来，トラクタ等の後輪荷重の変動の大きい車両に
は，後輪ロック防止のためロードセンシングプロポーシ
ョニングバルブが装着されている。また，リーフサスペ
ンション車の場合には，後輪荷重による変位をストロー
クセンサー等で感知しているが，エアサスペンション車
の場合には，後輪荷重による変位を感知するのは不可能
であるので，ベローズ圧力を感知してブレーキ圧を調整
している。

積層荷重の変動の大きいトラクタ等の車両の後輪に用
いられる荷重応答式エアブレーキ圧力系としては，例え
ば，特開昭52−52078号公報に開示されているように，
エアブレーキを装備した車両のブレーキバルブと車両後
輪のブレーキアクチュエータとの間に配管が介装され，
ブレーキペダルの操作によるブレーキバルブからのブレ
ーキ指示圧力と車両積層荷重に応じたエアサスペンショ
ンからのブレーキ調整圧力とによってエアリザーバ圧力
を調整して車両後輪のブレーキアクチュエータにブレー
キ圧力を供給するロードセンシングプロポーショニング
バルブが提供されている。

かかるロードセンシングプロポーショニングバルブを
用いると，エアサスペンションで検知された車両積載荷
重に応じたブレーキ圧力が車両後輪のブレーキアクチュ
エータに供給されるので，例えば，車両が空車状態にあ
る時には，その状態に応じた充分低いブレーキ圧力が車
両後輪のブレーキアクチュエータに供給されて，後輪の
早期ロックを防止することができる。

エアサスペンション式の車両においては，車両後部の
荷重は，後輪車軸と車体フレームとの間に設けられたベ
ローズ内の圧力として後輪に伝えられ，前記ロードセン
シングプロポーショニングバルブの信号圧力としてのブ
レーキ調整圧力には，該ベローズの内圧が利用されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら，上記のエアサスペンション式の車両に
ついては，ベローズが破裂やエア漏れ等の事故を起こす
と，ベローズ圧力はあたかも車両が空車状態であるかの
ように減少することになり，ロードセンシングプロポー
ショニングバルブの働きにより後輪のブレーキが下がっ
て充分な制動力が得られず，トラクタ等の後輪のブレー
キが効かなくなり非常に危険な状況になるという問題が
あり，このような危険な状態を如何にして回避するかの
課題があった。

この発明の目的は，上記の課題を解決することであ
り，エアサスペンションのベローズ圧力を利用するブレ
ーキ配管系のブレーキ指示圧力を感知して，ブレーキ指
示圧力がベローズ圧力の圧力漏れ等で設定値以下に下が
ると，ブレーキ指示圧力として前記ベローズ圧力以外の
別の圧力をロードセンシングプロポーショニングバルブ
に供給し，制動力の低下を防止する荷重応答式エアブレ
ーキ圧力系の安全装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は，上記の目的を達成するために，次のよう
に構成されている。即ち，この発明は，ブレーキバルブ
のブレーキ指示圧力に対応するブレーキ調整圧力を荷重
に応じるエアサスペンションのベローズ圧力からとる伝
達配管に，前記ベローズ圧力が規定値以下の時に，前記
規定値以上の圧力をブレーキ調整圧力としてロードセン
シングプロポーショニングバルブに出力できるシンクロ
バルブを設け，前記伝達配管に前記シンクロバルブをバ
イパスするバイパス配管を設け，前記バイパス配管をダ
ブルチェックバルブを介して前記シンクロバルブの出口
ポート側の前記伝達配管に接続し，前記ベローズ圧力が
前記規定値以上の時に，前記バイパス配管を通じて前記
ブレーキ指示圧力を出力することを特徴とする荷重応答
式エアブレーキ圧力系の安全装置に関する。

また，この荷重応答式エアブレーキ圧力系の安全装置
は，前記シンクロバルブが出力する前記規定値以上の圧
力をエアブレーキ圧力系のメインタンク圧力からとった
ものである。

また，前記シンクロバルブは，前記ベローズ圧力に応
答して作動する第１弁部材及び前記第１弁部材で作動す
る第２弁部材を有し，前記ベローズ圧力が規定値以上の
時に前記第２弁部材が出力ポートを大気開放し，前記ベ
ローズ圧力が規定値以下の時に前記第１弁部材が前記出
力ポートをメインタンクに連通するものである。

〔作用〕

この発明による荷重応答式エアブレーキ圧力系の安全
装置は，上記のように構成されているので，次のような
作用をする。即ち，この荷重応答式エアブレーキ圧力系
の安全装置は，ブレーキバルブのブレーキ指示圧力に対
応するブレーキ圧力を荷重に応じて調整するエアサスペ
ンションのベローズ圧力とする伝達配管に，ベローズ圧
力が規定値以下の時に，該規定値以上の圧力を出力する
シンクロバルブを設けたので，ベローズ圧力が該規定値
以上の場合には，ブレーキバルブからロードセンシング
プロポーショニングバルブに対して送られたブレーキ指
示圧力を車両の積載荷重を表すエアサスペンションのベ
ローズ圧力により調整して車輪のブレーキチャンバに供
給するという通常のブレーキ作用に加えて，ベローズの
破裂や圧力漏れという事故によりベローズ圧力が上記規
定値よりも下がって正しい積載荷重を表さなくなる事態
に陥った場合には，エアサスペンションのベローズとロ
ードセンシングプロポーショニングバルブとの間を接続
する伝達配管に設けられたシンクロバルブの機能によ
り，その規定値圧力より高い圧力がメインタンクから出
力されたことになる。

前記ベローズ圧力が前記規定値以下の時に，前記シン
クロバルブがブレーキ調整圧力として出力する前記規定
値以上の圧力を，エアブレーキ圧力系のメインタンク圧
力とした場合には，エアブレーキ系で得られる最も高い
圧力がロードセンシングプロポーショニングバルブに供
給されることとなる。従って，積載荷重があるにもかか
わらず空車状態を示すベローズ圧力の誤った調整に代わ
り，少なくとも満載状態を示すブレーキ調整圧力がロー
ドセンシングプロポーショニングバルブに供給され，車
両の制動力として安全になる。

特に，前記ベローズ圧力が前記規定値以上の時に，前
記シンクロバルブが出力ポートから出力する圧力を大気
圧とし，前記ベローズ圧力の前記伝達配管に前記シンク
ロバルブをバイパスするバイパス配管を設け，前記伝達
配管にダブルチェックバルブを通じて前記バイパス配管
を接続したので，ロードセンシングプロポーショニング
バルブに供給されるブレーキ調整圧力の選択は，切り換
え作用のある前記ダブルチェックバルブによって行われ
る。

〔実施例〕

以下，図面を参照して，この発明による荷重応答式エ
アブレーキ圧力系の安全装置の一実施例を説明する。第
１図は，この発明が適用された荷重応答式のエアブレー
キ圧力系を示す回路図である。

このエアブレーキ圧力系の安全装置については，ブレ
ーキバルブ２をオン操作すると，メインタンク４及びサ
ブタンク３からのブレーキ圧力は，セカンダリー側では
配管11を通じて前輪のパワーチャンバ7,7に伝えられて
前輪のブレーキを作動させ，プライマリー側では配管12
を通じてロードセンシングプロポーショニングバルブ５
に信号圧即ち指示圧力を与える。また，サブタンク３か
らは，配管13を介して常にロードセンシングプロポーシ
ョニングバルブ５にブレーキ圧力が掛けられている。

更に，車両のエアサスペンションのベローズにエア圧
を供給するために，メインタンク４から配管14を通じて
レベリングバルブ8,8に対して圧力が供給されている。
しかも，車両フレームと車両後輪の車軸との間に設けら
れ且つ車両を支持するベローズ9,9には，車両の積載荷
重に応答するレベリングバルブ8,8の作用により配管15
を通じて圧力エアが供給又は排気され，それによって，
車高が常に一定に保たれている。

ベローズ9,9内の圧力は，ダブルチェックバルブ20及
び配管16を通じてロードセンシングプロポーショニング
バルブ５に対してブレーキ調整圧力として作用してい
る。従って，配管13を通って供給されるサブタンク３か
らのブレーキ圧力は，配管12を通じてブレーキバルブ２
からのブレーキ指示圧力及びベローズ圧力で修正された
ブレーキ調整圧力で修正された圧力としてロードセンシ
ングプロポーショニングバルブ５に与えられ，ロードセ
ンシングプロポーショニングバルブ５を通して配管17を
介して車両の後輪のスプリングチャンバ即ちブレーキチ
ャンバ6,6に供給される。

従って，車両が空車状態であれば，レベリングバルブ
8,8が車両の荷重に応答して作動し，ベローズ9,9の圧力
を下げて車高を一定に保つと共に，この圧力はブレーキ
調整圧力としてロードセンシングプロポーショニングバ
ルブ５に作用し，配管17に出力されるブレーキ圧力を減
して，後輪に大きなブレーキ力を生じさせることがな
く，後輪の早期ロックを回避している。

以上の構成及びその作用は，従来の荷重応答式エアブ
レーキ圧力系と変わるところがないが，この発明による
荷重応答式エアブレーキ圧力系の安全装置は，伝達配管
16内において安全装置として機能するシンクロバルブ１
及びタブルチェックバルブ10を設けたことである。

シンクロバルブ１の信号圧ポート即ちベローズ圧ポー
トＣは伝達配管16及びダブルチェックバルブ20を介して
エアサスペンションのベローズ９に接続され，シンクロ
バルブ１の入口ポートＢとメインタンク４とは配管18に
より接続され，また，シンクロバルブ１の出口ポートＡ
と５とは伝達配管16,42及びダブルチェックバルブ10を
介して接続されている。

また，シンクロバルブ１が配設される伝達配管16は，
シンクロバルブ１のベローズ圧ポートＣ側にバイパス配
管19が接続されている。バイパス配管19は，出口ポート
Ａ側の伝達配管42にダブルチェックバルブ10を介して接
続されている。従って，ベローズ圧力は，バイパス配管
19を通ってシンクロバルブ１をバイパスしてロードセン
シングプロポーショニングバルブ５に直接作用するよう
に構成されている。

ダブルチェックバルブ10,20は，例えば，三方バルブ
であり,2つの入力ポート及び１つの出力ポートから構成
され，各入力ポートの内いずれか大きい入力の方の入力
ポートを出力ポートと連通するものである。即ち，ダブ
ルチェックバルブ10は，バイパス配管19を通るベローズ
圧力とシンクロバルブ１に通じる伝達配管42を通るブレ
ーキ調整圧力とを比較した場合に，両者の内，大きい圧
力の方を伝達配管43に出力する。また，ダブルチェック
バルブ20は，配管15を通じて連通した左右の車輪に対し
て設けられたベローズ９の内，ベローズ圧力の高い方を
伝達配管16に出力する。

次に，シンクロバルブ１について，第２図を参照して
説明する。第２図は，この発明による荷重応答式エアブ
レーキ圧力系の安全装置に組み込まれたシンクロバルブ
１の一例を示す断面図である。

シンクロバルブ１は，上部ハウジング21及び下部ハウ
ジング22から成り，内部に４つの圧力室25,26,37,39が
形成されている。下部ハウジング22には，圧力室25と圧
力室26とを区画する仕切壁44を備え，該仕切壁44の貫通
孔に第１弁部材23がＯリングによって気密状態に摺動可
能に嵌合している。第１弁部材23の上端にはダイヤフラ
ム24が取り付けられており，ダイヤフラム24の外周は，
上部ハウジング21と下部ハウジング22との間に密封的に
狭圧固定されている。

上部ハウジング21とダイヤフラム24で囲まれた圧力室
25は，上部ハウジング21に形成されたベローズ圧ポート
Ｃとなる連通孔27を通じて伝達配管16に接続され，ベロ
ーズ9,9からのベローズ圧力が第１弁部材23に固定され
たダイヤフラム24に作用するように構成されている。

ダイヤフラム24と下部ハウジング22とで囲まれる圧力
室26の内部には，スプリング28が収容されており，ダイ
ヤフラム24を圧力室25の方向に付勢し，従って第１弁部
材23を圧力室25側へ摺動させるように押圧している。ま
た，圧力室26は下部ハウジング22に形成した開口29を通
じて大気と連通し，ダイヤフラム24の上下運動がスムー
スに行われるように構成されている。

下部ハウジング22の上側に一体的に形成された内向き
フランジ31は，第１弁部材23の下端部30を間隙45をもっ
て取り囲んでおり，圧力室37と圧力室39とを仕切る機能
を果たしている。下部ハウジング22の下側に一体的に形
成された内向きフランジ32は，圧力室39と入口ポートＢ
となる連通孔41とを区画し，第２弁部材33を気密的に摺
動可能に支持している。

また，第２弁部材33の頭部34は，内向きフランジ31の
下面に当接するようにスプリング35により付勢されてい
る。圧力室37を構成する下部ハウジング22には，連通孔
38が形成され，連通孔38は伝達配管42,ダブルチェック
バルブ10及び伝達配管43を通じてロードセンシングプロ
ポーショニングバルブ５に連通している。連通孔38は，
ロードセンシングプロポーショニングバルブ５に接続さ
れるシンクロバルブ１の出口ポートＡを構成している。

下部ハウジング22に設けた両フランジ31,32間で形成
される圧力室39には，第２弁部材33の上方頭部34を含む
上部とスプリング35を収容している。下部ハウジング22
に形成された開口40は，圧力室39を常時大気に開放状態
にしている。第２弁部材33の軸方向中央部には，該第２
弁部材33の上下部を連通する貫通孔36が形成されてお
り，下部ハウジング22の貫通孔36は下部ハウジング22の
下端の連通孔41に開口している。連通孔41は，メインタ
ンク３に連通する配管18に接続される入口ポートＢを構
成している。

従って，シンクロバルブ１において，圧力室25にかか
る圧力が高ければ，第１弁部材23の下端面は第２弁部材
33の頭部34に当接して貫通孔36を遮断し，連通孔38と連
通孔41との連通状態を遮断する。圧力室25の圧力が更に
一層高いと，第１弁部材23は第２弁部材33をスプリング
35のばね圧に抗して押し下げ，フランジ31の下面と第２
弁部材33の頭部34との間を開放し，圧力室37を大気開放
する。

また，圧力室25の圧力が低くなると，第１弁部材23は
スプリング28のばね力で上方へ摺動移動し，第１弁部材
23の下端面は第２弁部材33の頭部34から離れ，第２弁部
材33の貫通孔36は圧力室37と連通状態になる。従って，
入口ポートＢと出口ポートＡとが連通状態になる。言い
換えれば，メインタンク４のブレーキ圧力がロードセン
シングプロポーショニングバルブ５に供給される状態に
なる。

次に，この発明による荷重応答式エアブレーキ圧力系
の安全装置に上記シンクロバルブ１を適用した場合の作
用の一例を説明する。

例えば，メインタンク４の圧力を7kg/cm²として，ベ
ローズ９の圧力が0.5kg/cm²以上（いずれもゲージ圧
力）である場合には，圧力室25に掛かるベローズ圧力
は，圧力室26の圧力とスプリング28の付勢力及び第１弁
部材23の下端に働く上向き圧力の合力に打ち勝ち，第１
弁部材23を下方に押し，第１弁部材23の下端面は第２弁
部材33の頭部34に当接し，メインタンク４に通じる入口
ポートＢと伝達配管42を通じてダブルチェックバルブ10
に通じる出口ポートＡとの連通状態を遮断する。しか
も，出口ポートＡが形成された圧力室37は，第１弁部材
23の下部と内向きフランジ31との間隙45及びフランジ31
の下面と第２弁部材33の頭部34の上面との間に形成され
る隙間を通って圧力室39に連通し，圧力室39は開口40を
通じて常時大気開放されているので，圧力室37は大気開
放され，出口ポートＡは大気開放となり，出口ポートＡ
の圧力は大気圧となる。

従って，ダブルチェックバルブ10の一方の入口ポート
に通じる伝達配管42には大気圧が伝達されることにな
る。

ところで，ダブルチェックバルブ10の他方の入力ポー
トには，バイパス配管19を通じて伝達配管16のベローズ
圧力0.5kg/cm²以上（ゲージ圧力）が掛かっている。即
ち，ダブルチェックバルブ10の他方の入力ポートには，
大気圧より0.5kg/cm²以上高い圧力がかかっている。従
って，ダブルチェックバルブ10の作用によって，ダブル
チェックバルブ10の出力ポートに接続された伝達配管43
には，バイパス配管19を通る大気圧よりも高いベローズ
圧力が出力されることになる。このベローズ圧力がロー
ドセンシングプロポーショニングバルブ５に供給され，
ロードセンシングプロポーショニングバルブ５はブレー
キ指示圧力をベローズ圧力で修正してブレーキ圧力を制
御することになる。

次に，ベローズ９の破損やエア漏れ等の事故が発生
し，ベローズ９のベローズ圧力が下がってベローズ圧力
が0.5kg/cm²以下となった場合の作用について説明す
る。ところで，シンクロバルブ１において，圧力室25の
規定値以上のベローズ圧力が第１弁部材23を押し下げる
力は，第２弁部材33の貫通孔36を通じて作用するメイン
タンク３側の圧力即ち第１弁部材23を押し上げる力と，
スプリング28が第１弁部材23を押し上げる力との和より
も小さくなるように，スプリング28のばね力が設定され
ているが，上記のように，ベローズ９のベローズ圧力が
規定値以下に下がった場合には，スプリング28のばね力
は低下した該ベローズ圧力に打ち勝って，第１弁部材23
を押し上げる。次いで，第２弁部材33の頭部34は，内側
フランジ31の下面に当接し，出口ポートＡと大気開放の
開口40を設けた圧力室39とを遮断する。同時に，第１弁
部材23の下面と第２弁部材33の頭部上面との間に隙間が
形成され，メインタンク３側の圧力エアが入口ポートＢ
から第２弁部材33の貫通孔36を通じて圧力室37に流入す
る状態になり，入口ポートＢは出口ポートＡと連通状態
になり，出口ポートＡにはメインタンク４の圧力が出力
される状態になる。

従って，ダブルチェックバルブ10の一方の入口ポート
には，バイパス管19を通じて0.5kg/cm²以下のベローズ
圧力がかかり，ダブルチェックバルブ10の他方の入力ポ
ートには，シンクロバルブ１の出口ポートＡを通じて7k
g/cm²のメインタンク圧力がかかることになる。そこ
で，ダブルチェックバルブ10の作用によって，ダブルチ
ェックバルブ10の出力ポートには，シンクロバルブ１の
出口ポートＡを通じて7kg/cm²のメインタンク圧力が出
力されることになる。従って，ロードセンシングプロポ
ーショニングバルブ５には，メインタンク圧力が入力さ
れることになる。

ベローズ９に供給される圧力もメインタンク４からで
あるから，車両に積む荷物を最大としてもなお余裕のあ
るように通常設計されているメインタンク圧力がロード
センシングプロポーショニングバルブ５に調整圧力とし
て供給されるので，車両後輪に働くブレーキ力は最大で
あり，車両が危険な状態に陥るのが防止される。

〔発明の効果〕

この発明による荷重応答式エアブレーキ圧力系の安全
装置は，以上のように構成されており，次のような特有
の効果を有する。即ち，この荷重応答式エアブレーキ圧
力系の安全装置は，ブレーキバルブのブレーキ指示圧力
に対応するブレーキ調整圧力を荷重に応じるエアサスペ
ンションのベローズ圧力からとる伝達配管に，該ベロー
ズ圧力が圧力漏れ等で規定値以下の時に，該規定値以上
の圧力をブレーキ調整圧力としてロードセンシングプロ
ポーショニングに出力できるシンクロバルブを設けたの
で，ベローズ圧力が該設定値以上の時には，ブレーキバ
ルブからロードセンシングプロポーショニングバルブに
対して送られたブレーキ指示圧力を車両の積載荷重を表
すエアサスペンションのベローズ圧力により修正して車
輪のブレーキチャンバに供給することができる。

また，ベローズの破裂，圧力漏れ等の事故によりベロ
ーズ圧力が該設定値の圧力よりも下がり，正しい積載荷
重を表していない事態に陥っても，前記ベローズと前記
ロードセンシングプロポーショニングバルブとの間を接
続する伝達配管に設けたシンクロバルブの機能により，
その設定値の圧力より高い圧力が前記ロードセンシング
プロポーショニングバルブに出力されるため，ロードセ
ンシングプロポーショニングバルブのブレーキ調整圧力
は安全性に富んだ高い圧力となり，必要なブレーキ力を
確保することができる。

また，前記シンクロバルブが出力するブレーキ調整圧
力としての前記規定値以上の圧力をエアブレーキ圧力系
のメインタンク圧力としているため，前記規定値以上の
圧力のための別途圧力源を必要とすることがなく，既存
の装備を利用できてコストを最小限に抑えることができ
る。しかも，エアブレーキ系で得られる最も高い圧力が
ロードセンシングプロポーショニングバルブに供給され
ることになるので，積載荷重があるにもかかわらず空車
状態を示すベローズ圧力の誤った調整に代わって，少な
くも満載状態を示すブレーキ調整圧力がロードセンシン
グプロポーショニングバルブに供給され，結果として最
大のブレーキ力が得られるため車両にとって安全性に富
んだものとなる。

特に，前記ベローズ圧力が前記規定値以上の時に，前
記シンクロバルブが出力する圧力を大気圧とし，前記ベ
ローズ圧力の伝達配管に前記シンクロバルブをバイパス
する配管を設け，前記伝達配管に介装したダブルチェッ
クバルブに前記バイパス配管を接続したので，ロードセ
ンシングプロポーショニングバルブに供給されるブレー
キ調整圧力の選択は，切り換え作用のあるダブルチェッ
クバルブによって自動的に行われるため，シンクロバル
ブの構成は，入力圧力をベローズ圧力としながら出力圧
力として大気圧又はメインタンク圧力のいずれかでよ
く，シンクロバルブの構成にあたって簡単化に寄与する
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による荷重応答式エアブレーキ圧力系
の安全装置の一実施例を示す回路図，及び第２図はこの
発明に用いられるシンクロバルブの一実施例を示す断面
図である。 １……シンクロバルブ,2……ブレーキバルブ,3……サブ
タンク,4……メインタンク,5……ロードセンシングプロ
ポーショニングバルブ,6……ブレーキチャンバ,8……レ
ベリングバルブ,9……ベローズ,10,20……ダブルチェッ
クバルブ,16,42,43……伝達配管,19……バイパス配管,A
……出口ポート,B……入口ポート,C……ベローズ圧ポー
ト。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブレーキバルブのブレーキ指示圧力に対応
   するブレーキ調整圧力を荷重に応じるエアサスペンショ
   ンのベローズ圧力からとる伝達配管に，前記ベローズ圧
   力が規定値以下の時に，前記規定値以上の圧力をブレー
   キ調整圧力としてロードセンシングプロポーショニング
   バルブに出力できるシンクロバルブを設け，前記伝達配
   管に前記シンクロバルブをバイパスするバイパス配管を
   設け，前記バイパス配管をダブルチェックバルブを介し
   て前記シンクロバルブの出口ポート側の前記伝達配管に
   接続し，前記ベローズ圧力が前記規定値以上の時に，前
   記バイパス配管を通じて前記ブレーキ指示圧力を出力す
   ることを特徴とする荷重応答式エアブレーキ圧力系の安
   全装置。
2. 【請求項２】前記シンクロバルブが出力する前記規定値
   以上の圧力をエアブレーキ圧力系のメインタンク圧力か
   らとったことを特徴とする請求項１に記載の荷重応答式
   エアブレーキ圧力系の安全装置。
3. 【請求項３】前記シンクロバルブは，前記ベローズ圧力
   に応答して作動する第１弁部材及び前記第１弁部材で作
   動する第２弁部材を有し，前記ベローズ圧力が規定値以
   上の時に前記第２弁部材が出力ポートを大気開放し，前
   記ベローズ圧力が規定値以下の時に前記第１弁部材が前
   記出力ポートをメインタンクに連通することを特徴とす
   る請求項１に記載のエアブレーキ圧力系の安全装置。