JP2901390B2 - アンチロックブレーキ用モジュレータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アンチロックブレーキ
用モジュレータに関し、一層詳細には、アンチロック制
御への切り換え時のレスポンスを向上することが可能な
エキスパンダピストンを備えたアンチロックブレーキ用
モジュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】二輪車等の車両の停止並びに減速の手段
であるブレーキ装置には、アンチロック制御機構が搭載
されたものがある。

【０００３】例えば、二輪車において、アンチロック制
御機構を備えたディスク式のブレーキ装置は、運転者の
レバー操作、ペダル操作により発生されるブレーキ作動
指令を油圧力に変換するマスタシリンダと、車輪におい
て、ブレーキディスクをキャリパーにより挟持させて制
動力を発生させるキャリパーシリンダと、マスタシリン
ダからキャリパーシリンダへのブレーキ作動指令伝達経
路内に介在して、前記油圧力を調整することによりアン
チロック制御作動を遂行するモジュレータとから構成さ
れている。

【０００４】図３に示すように、前記油圧力を調整する
ことによりアンチロック制御作動を実質的に遂行するモ
ジュレータ１は、マスタシリンダと連通する入力油圧室
２と、車輪ブレーキを制動させるキャリパーシリンダに
連通する出力油圧室４と、前記入力油圧室２と出力油圧
室４とを連通並びに遮断するカットバルブ６と、前記出
力油圧室４側に配設されアンチロック制御作動時にカッ
トバルブ６を閉弁すると共に、出力油圧室４の容積を増
大させて油圧力を減少させるエキスパンダピストン８と
を備えている。

【０００５】該アンチロック制御機構では、カットバル
ブ６の開閉並びに出力油圧室４の容積変化を遂行するエ
キスパンダピストン８の作動には、駆動源として電動モ
ータ１０が用いられている。電動モータ１０の駆動力の
変換に際しては、該電動モータ１０の駆動軸１０ａに減
速ギア９を介して接続されるクランク部材１２を回動す
ることでエキスパンダピストン８の面部８ａにベアリン
グ１１を介して当接する偏心部１２ａが偏位する。これ
によってエキスパンダピストン８が変位してカットバル
ブ６の開閉および出力油圧室４の容積の増減が行われ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ベアリング
１１が当接する前記エキスパンダピストン８がクランク
部材１２の偏心部１２ａと当接する第１面部８ａは、従
来より一貫して図３に示す平面形状のままで好適に使用
され、別異の特別な形状への変更が必要とは認識された
ことがなかった。従って、本発明の目的は、駆動源を備
え、ある一定以上の走行速度で走行する二輪車等の車両
の停止並びに減速の手段であるブレーキ装置において、
アンチロック制御機構が搭載されている場合に、該アン
チロック制御機構のモジュレータのエキスパンダピスト
ンがクランク部材の偏心部の当接する第１面部の形状を
凸状曲面にすることにより、アンチロック制御作動時の
レスポンスをさらに向上することができるアンチロック
ブレーキ用モジュレータを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、本体部と、 前記本体部内に設けられた入
力油圧室と出力油圧室とを連通する連通孔に配置され、
前記入力油圧室側に移動する際に前記連通孔を開放する
一方、前記出力油圧室側に移動する際に前記連通孔を遮
断するカットバルブと、 前記出力油圧室側に進退自在に
配設されて該出力油圧室を構成し、通常制動時に前記入
力油圧室側に移動して一端部により前記カットバルブを
開弁動作させ、アンチロック制動時に前記入力油圧室側
から離間する方向に移動して前記一端部により前記カッ
トバルブを閉弁動作させるとともに、前記出力油圧室の
容量を増大させるエキスパンダピストンと、前記エキス
パンダピストンの他端部に当接するクランク部材と、前
記クランク部材を回動させることで、前記エキスパンダ
ピストンを前記出力油圧室側で進退変位させる駆動源
と、を有し、前記クランク部材は前記駆動源の駆動軸か
ら偏心して揺動する偏心部を備え、前記エキスパンダピ
ストンの他端部先端は、凸状曲面に形成されており、前
記凸状曲面が前記クランク部材の偏心部に当接すること
により、前記クランク部材の回動時、前記偏心部により
該エキスパンダピストンが変位動作することを特徴とす
る。

【０００８】

【作用】本発明に係るアンチロックブレーキ用モジュレ
ータでは、図１に示すように、エキスパンダピストン３
８がクランク部材４２の偏心部４２ａと当接する下面部
３８ａの形状を凸状曲面とする。このことにより、図２
に実線で示されるクランク部材４２の偏心部４２ａが上
死点でエキスパンダピストン３８の下面部３８ａと当接
する第１の当接位置Ａから、クランク中心Ｏ₁ に対して
クランク回転角度がθ₁ 度となる二点鎖線で示す第２の
当接位置Ｂまで回動させた時のエキスパンダピストン３
８の移動量Ｓ₁ は、図３に示す第１面部８ａが平面形状
からなるエキスパンダピストン８をクランク部材１２の
偏心部１２ａと当接する第１の当接位置Ｃから、クラン
ク中心Ｏ₂ に対してクランク回転角度が、前記と同様に
θ₁度となる第２の当接位置Ｄまで回動させた時のエキ
スパンダピストン８の移動量Ｓ₂ よりも顕著に大となる
（図２、図４参照）。

【０００９】すなわち、エキスパンダピストン３８の下
面部３８ａの形状を凸状曲面とした本実施例に係るモジ
ュレータ３０では、面部８ａを平面形状とし、且つその
他の構成を当該モジュレータ３０と同一とするモジュレ
ータ１よりも小さなクランク回転角度でエキスパンダピ
ストン３８を所定位置、すなわちカットバルブ３６が閉
じる位置への移動を完了させる。従って、前記カットバ
ルブ３６が閉じる方向への移動に連動して遂行されるカ
ットバルブ３６の閉弁による入力油圧室３２と出力油圧
室３４との連通状態の遮断、出力油圧室３４の容積の増
加、さらには、前記出力油圧室３４の容積の増加に伴う
ブレーキ制御オイルの体積の増量並びに油圧力の減圧も
モジュレータ１を用いた場合よりも迅速に遂行される。

【００１０】また、当該モジュレータ３０と、モジュレ
ータ１とのレスポンスを同一に設定した場合、前述の作
用により、該モジュレータ３０のクランク部材４２の偏
心部４２ａの下死点と上死点間の移動速度は、モジュレ
ータ１を用いた場合よりも小さく設定することができ
る。

【００１１】従って、電動モータ４０の駆動力をクラン
ク部材４２の回動軸部４２ｂに速度を変換して伝達する
減速ギア４１の減速比をモジュレータ１を用いた場合よ
りも大とすることができるので、モータへの負荷を減ず
ることができる。

【００１２】

【実施例】次に本発明に係るアンチロックブレーキ用モ
ジュレータについて好適な実施例を挙げ、添付の図面を
参照しながら以下詳細に説明する。

【００１３】図１において、参照符号３０は、本実施例
に係るモジュレータを示す。該モジレータ３０は、基本
的には、本体部３１と、電動モータ４０と、ポテンショ
メータ５０とから構成されている。

【００１４】本体部３１は、入力ポート４４を介して図
示しないマスタシリンダと連通する入力油圧室３２と、
出力ポート４６を介して車輪ブレーキと連通する出力油
圧室３４と、前記入力油圧室３２と出力油圧室３４とを
連通並びに遮断するカットバルブ３６と、該カットバル
ブ３６の開閉と前記出力油圧室３４の容積の変化を支配
し、上面部３８ｂが該カットバルブ３６と当接するエキ
スパンダピストン３８と、該エキスパンダピストン３８
の下面部３８ａと当接する偏心部４２ａと駆動源である
電動モータ４０に接続する回動軸部４２ｂとからなるク
ランク部材４２を有する。

【００１５】前記カットバルブ３６は、入力油圧室３２
と出力油圧室３４とを連通する連通孔部３３を囲繞する
ように配設され、フランジ部を有する弁座３６ａと、連
通孔部３３内に遊嵌し前記弁座３６ａのフランジ部と当
接して前記連通状態を遮断する弁体３６ｂとを有する。
また、該カットバルブ３６と対向する入力油圧室３２の
壁面に配設されたばね座３７と該弁体３６ｂとの間に
は、スプリング部材３９が縮設されている。従って、該
弁体３６ｂは、スプリング部材３９の弾発力により閉弁
方向に付勢され、常にエキスパンダピストン３８の上面
部３８ｂと当接している。

【００１６】また、エキスパンダピストン３８におい
て、上面部３８ｂの反対側に位置する下面部３８ａは、
クランク部材４２の偏心部４２ａと当接し、該下面部３
８ａは、アンチロック制御作動時のレスポンスを向上さ
せるために凸状曲面に形成されている。

【００１７】前記クランク部材４２には、偏心部４２ａ
を介してエキスパンダピストン３８の反対側にバックア
ップスプリング４８が当接している。この結果、通常時
（ＡＢＳが働いていないとき）、クランク部材４２は、
バックアップスプリング４８の弾発力により常に上死点
に配設される。従って、該クランク部材４２と当接し、
且つスプリング部材３９の弾発力により閉弁方向に付勢
されるカットバルブ３６の弁体３６ｂは、常に開状態を
保持することができる。

【００１８】該クランク部材４２の回動軸部４２ｂに
は、クラッチ手段を兼ねる減速ギア４１が配設され、該
減速ギア４１により、本体部３１の側部に装着された駆
動源である電動モータ４０の駆動軸４０ａとクランク部
材４２の回動軸部４２ｂが接続される。従って、電動モ
ータ４０により発生する駆動力は、該減速ギア４１によ
り好適な回動速度に調整されて伝達され、クランク部材
４２の回動軸部４２ｂを回動させ、エキスパンダピスト
ン３８を上死点と下死点の間の適当な位置に移動させ
る。

【００１９】また、本体部３１の反対側には、前記電動
モータ４０を挟んでポテンショメータ５０が装着されて
いる。該ポテンショメータ５０の入力軸５０ａは、クラ
ンク部材４２の端部とピン部材５２により連結され同じ
位相で回動する。

【００２０】なお、モジュレータ３０は、前記ポテンシ
ョメータ５０から発せられる位相信号と、車輪のホイー
ルスピードに基づくロック状態検出信号とで制御され
る。

【００２１】本発明に係るアンチロックブレーキ用モジ
ュレータ３０は、基本的には、以上のように構成される
ものであり、次に当該モジュレータ３０の作用および効
果を説明する。

【００２２】車輪のロック状態を生じることのない、所
謂、通常のブレーキ制動状態では、クランク部材４２の
偏心部４２ａは、バックアップスプリング４８により押
上げられ、上死点に保持されている。

【００２３】従って、エキスパンダピストン３８を介し
て該クランク部材４２と連動するカットバルブ３６は、
スプリング部材３９の弾発力に抗して弁座３６ａのフラ
ンジ部を離脱させ、連通孔部３３内を押上がり、入力油
圧室３２と出力油圧室３４とを連通させる。

【００２４】この時、運転者のレバー操作、ペダル操作
等で発生し、マスタシリンダにより変換された油圧力
は、入力ポート４４、入力油圧室３２、連通孔部３３、
出力油圧室３４、出力ポート４６からなるブレーキ伝達
経路を介してキャリパーシリンダに伝達され、通常のブ
レーキ制動を行う。

【００２５】なお、当該モジュレータ３０内において、
油圧力は、エキスパンダピストン３８を押下げるべく作
用するが、該エキスパンダピストン３８は、クランク部
材４２を介してバックアップスプリング４８により上死
点に保持されているために、クランク部材４２に減速ギ
ア４１を介して接続される駆動軸４０ａには、該油圧力
による回転トルクが発生せず、不要な負荷が電動モータ
４０に付与されることはない。

【００２６】一方、車輪に配設された図示しないホイー
ルスピードセンサが、車輪がロック状態に近いことを検
知した場合には、検知信号を電子制御装置に入力し、該
電子制御装置により電動モータ４０の駆動軸４０ａの駆
動が開始される。

【００２７】そして、前記駆動軸４０ａによる駆動力
は、減速ギア４１を介してクランク部材４２に伝達さ
れ、同時に好適な回動速度に変換されてクランク部材４
２を回動させる。前記クランク部材４２の回動に伴って
偏心部４２ａが上死点での保持状態を離脱すると、エキ
スパンダピストン３８を押下げるべく作用する油圧力
は、電動モータ４０の駆動軸４０ａに回転トルクを付与
する。従って、前記クランク部材４２の回動が開始され
ると、前記油圧力により該エキスパンダピストン３８
は、矢印Ｘで示されるクランク部材４２との当接方向へ
変位し、同時にエキスパンダピストン３８の下面部３８
ａで当接するクランク部材４２の偏心部４２ａが、下死
点方向に偏位する。

【００２８】この結果、エキスパンダピストン３８の上
面部３８ｂに当接するカットバルブ３６の弁体３６ｂ
は、スプリング部材３９の弾発力により連通孔部３３内
を矢印Ｘ方向に変位して弁座３６ａのフランジ部と当接
することにより閉弁状態を得て入力油圧室３２と出力油
圧室３４との連通状態を遮断する。

【００２９】さらには、エキスパンダピストン３８の矢
印Ｘ方向への変位に伴い上面部３８ｂによって壁面の一
面が画成されている出力油圧室３４は、その容積を増
す。このことにより、キャリパーシリンダとの間に存在
するブレーキオイルの油圧力が減少し、該キャリパーシ
リンダに伝達された前記油圧力により制御されるブレー
キ装置では、制動力が低減化される。

【００３０】前記の結果、車輪に配設されたホイールス
ピードセンサからの検知信号により、電子制御装置が、
車輪のロック状態を未然に回避したことを検知すると、
該電子制御装置から電動モータ４０への電流値が調整さ
れ、駆動軸４０ａの駆動を停止または逆方向への回動を
行い、好適なブレーキ液圧に制御する。

【００３１】以上のようにして、電動モータ４０の回動
と停止が繰り返して遂行されることによりブレーキオイ
ルの油圧力が制御され、アンチロック制御が作動するの
で、車輪がロック状態に入ることが未然に回避される。

【００３２】また、ポテンショメータ５０は、クランク
部材４２の回動位置を検知し、これによりエキスパンダ
ピストン３８の変位量、すなわち、キャリパーシリンダ
に伝達されるブレーキオイルの油圧力が検知される。従
って、該エキスパンダピストン３８の上死点乃至下死点
への変位量を検知して電子制御装置に入力することによ
りアンチロック制御を行うことができる。

【００３３】本実施例では、エキスパンダピストン３８
がクランク部材４２の偏心部４２ａに当接する下面部３
８ａは、凸状曲面に構成されている。このことにより、
エキスパンダピストン３８の上死点および下死点への変
位に際しては、図２に示す面部８ａの形状を平面形状と
し、且つその他の構成を当該モジュレータ３０と同一と
するモジュレータ１よりも小さなクランク回転角度でエ
キスパンダピストン３８の所定位置への移動を完了させ
ることができる。

【００３４】従って、前記所定位置への移動に連動して
遂行されるカットバルブ３６の閉弁による入力油圧室３
２と出力油圧室３４との連通状態の遮断、出力油圧室３
４の容積の増加、さらには、前記出力油圧室３４の容積
の増加に伴うブレーキ制御オイルの体積の増量並びに油
圧力の減圧も従来技術に係るモジュレータ１を用いた場
合よりも迅速に遂行されるので、アンチロック制御作動
時におけるレスポンスは向上する。

【００３５】また、当該モジュレータ３０と、モジュレ
ータ１とのレスポンスを同一に設定した場合には、前述
の作用により、該モジュレータ３０のクランク部材の偏
心部４２ａの下死点と上死点間の移動速度は、モジュレ
ータ１を用いた場合よりも小さく設定することができ
る。

【００３６】この場合、電動モータ４０の駆動力をクラ
ンク部材４２の回動軸部４２ｂに速度を変換して伝達す
る減速ギア４１の減速比を、モジュレータ１を用いた場
合よりも大とすることができるので、モータへの負荷を
減ずることができる。

【００３７】以上のように、エキスパンダピストン３８
がクランク部材４２の偏心部４２ａに当接する面部が凸
状曲面である場合と、平面形状である場合では、以下の
式によって示されるクランク回転角度に対するエキスパ
ンダピストン３８の移動量の関係並びに液圧によるクラ
ンク回転トルクの関係に差異を生じる。

【００３８】当該実施例に係るエキスパンダピストン３
８がクランク部材４２の偏心部４２ａに当接する下面部
３８ａが凸状曲面から構成されている場合には、エキス
パンダピストン３８の移動量は、 Ｓ_R ＝（ｅ＋Ｒ＋ｒ）−〔ｅ・ｃｏｓθ＋（Ｒ＋ｒ）ｃｏｓα〕 回動トルクは、 Ｔ_R ＝Ａ_P ・Ｐ・ｃｏｓα・ｅ・ｓｉｎ（α＋θ） で表される。

【００３９】一方、図４に示すように面部８ａの形状を
平面形状とした場合には、エキスパンダピストン３８の
移動量は、 Ｓ_F ＝ｅ（１−ｃｏｓθ） 回転トルクは、 Ｔ_F ＝Ａ_P ・Ｐ・ｅ・ｓｉｎθ で表される。

【００４０】因みに、 ｅ：クランク部材の偏心量 θ：クランク部材の回転角度 Ｒ：球面の寸法 ｒ：膨張ピストンに接しているクランク部材の半径 Ａ_P ：膨張ピストンの面積 Ｐ：膨張ピストンにかかる油圧 α：ｓｉｎ^-1（ｅ・ｓｉｎθ／Ｒ＋ｒ） である。

【００４１】ところで、以上の２式を用いて、例えば、
ｅ＝５ｍｍ、Ｒ＝１２ｍｍ、ｒ＝７ｍｍ、Ａ_P ＝１．１
３１ｃｍ² 、Ｐを図７に示す液圧特性とする時のクラン
ク回転角に対する膨張ピストン移動量の関係を示すグラ
フを図５に、クランク回転角とクランク回転トルクとの
関係を示すグラフを図６に示す。グラフにおいて、各々
Ａ線は、本実施例に係る下面部３８ａを凸状曲面に構成
した場合であり、Ｂ線は、従来技術で示す面部８ａの形
状を平面形状とした場合である。

【００４２】エキスパンダピストン３８がクランク部材
４２の偏心部４２ａに当接する面部を凸状曲面に構成す
ることにより、同一回転角度に対してピストンの移動量
が増加すると共に、クランク回転トルクも大となってい
ることが、前記図５のグラフ並びに図６のグラフから容
易に諒解される。

【００４３】なお、エキスパンダピストン３８がクラン
ク部材４２の偏心部４２ａに当接する面部の形状は、凸
状曲面の他に、例えば、図８に示す平面と曲面とを組み
合わせた面部の第３の形状６０を用いた場合には、さら
にレスポンスを向上させることが可能となる。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、本発明に係るアンチロッ
クブレーキ用モジュレータでは、該アンチロック制御機
構のエキスパンダピストンがクランク部材の偏心部に当
接する面部の形状を凸状曲面にすることにより、アンチ
ロック制御作動時のレスポンスをさらに向上する効果を
奏する。

【００４５】また、駆動源からの駆動力をクランク部材
の回動軸部へ好適な速度に変換して伝達する減速ギアの
減速比を大きく設定することができるので、モータへの
負荷を減ずる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアンチロックブレーキ用モジュレ
ータの縦断面図である。

【図２】本発明に係るアンチロックブレーキ用モジュレ
ータのエキスパンダピストンとクランク部材の動きを示
す概略図である。

【図３】従来技術に係るアンチロックブレーキ用モジュ
レータの縦断面図である。

【図４】従来技術に係るアンチロックブレーキ用モジュ
レータのエキスパンダピストンとクランク部材の動きを
示す概略図である。

【図５】クランク回転角に対する膨張ピストン移動量と
の関係を示すグラフである。

【図６】クランク回転角とクランク回転トルクとの関係
を示すグラフである。

【図７】ピストンの移動量と液圧変化との関係を示すグ
ラフである。

【図８】本発明に係るアンチロックブレーキ用モジュレ
ータの別異の実施例を示す図である。

【符号の説明】

３０…モジュレータ ３１…本体部 ３２…入力油圧室 ３４…出力油圧室 ３６…カットバルブ ３８…エキスパンダピストン ４０…電動モータ ４２…クランク部材 ４４…入力ポート ４６…出力ポート ４８…バックアップスプリング ５０…ポテンショメータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60T 8/32 - 8/86

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本体部と、 前記本体部内に設けられた入力油圧室と出力油圧室とを
   連通する連通孔に配置され、前記入力油圧室側に移動す
   る際に前記連通孔を開放する一方、前記出力油圧室側に
   移動する際に前記連通孔を遮断するカットバルブと、 前記出力油圧室側に進退自在に配設されて該出力油圧室
   を構成し、通常制動時に前記入力油圧室側に移動して一
   端部により前記カットバルブを開弁動作させ、アンチロ
   ック制動時に前記入力油圧室側から離間する方向に移動
   して前記一端部により前記カットバルブを閉弁動作させ
   るとともに、前記出力油圧室の容量を増大させるエキス
   パンダピストンと、 前記エキスパンダピストンの他端部に当接するクランク
   部材と、 前記クランク部材を回動させることで、前記エキスパン
   ダピストンを前記出力油圧室側で進退変位させる駆動源
   と、を有し、前記クランク部材は前記駆動源の駆動軸から偏
   心して揺動する偏心部を備え、 前記エキスパンダピストンの他端部先端は、凸状曲面に
   形成されており、前記凸状曲面が前記クランク部材の偏
   心部に当接することにより、前記クランク部材の回動
   時、前記偏心部により該エキスパンダピストンが変位動
   作することを特徴とするアンチロックブレーキ用モジュ
   レータ。