JP3219805B2 - アンチロックブレーキ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車や二輪車のアン
チロックブレーキ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、アンチロックブレーキ装置は、制
動時にタイヤをロックさせないので、車両の姿勢制御を
容易とし、制動距離も短くできるという利点から開発さ
れ、例えば、特開昭６４−９０８５７号公報に示される
ように機械式のアンチロックブレーキ装置も提案されて
いる。前記公報に記載されているアンチロックブレーキ
は、ブレーキキャリパーを制動トルクに応じて変位可能
に取付け、このブレーキキャリパー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御すべくブ
レーキキャリパーに供給する制動液の通路を前記位置検
出ロッドの変位に応じて制御するバルブを備えている。
そして、制動時にはブレーキキャリパーがブレーキディ
スクに及ぼす制動トルクに対し、この反力がブレーキキ
ャリパーに作用し、リンクを介して位置検出ロッドの変
位をもたらす。この変位は制動トルクと共に増加し、制
動トルクが増加するとやがてタイヤの回転がロックされ
るが、これに対して位置検出ロッドの変位に応じてバル
ブが制動液通路を閉鎖することにより、タイヤの回転が
ロックされる直前でブレーキキャリパーへの制動液供給
を制御し、制動トルクの増加を阻止することでタイヤが
ロックされるのを防止している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例に係るアンチロックブレーキ装置においては、機械
的に制動トルクと制動液圧を直接に対向するように作用
させるため、主要部品の特性を設定しなければならなか
ったが、タイヤのグリップ力、摩耗量、外界の諸条件に
より絶えず初期値が変動するので初期設定が困難であ
る。例えば、ブレーキパットを摩擦係数の高いものと交
換した場合、アンチロック作動の時期が遅れロック状態
に突入することになり、逆に摩擦係数の低いブレーキパ
ッドと交換した場合、設定より早い時期にアンチロック
が始まり、制動距離が長くなり、アンチロックが正常に
かつ最適に作動しない。これを解消するために圧力レギ
ュレーター弁における位置検出ロッドの変位を制御する
スプリングの特性をそれら諸条件に合わせてその都度変
更せねばならなかった。また、路面の凹凸によりブレー
キキャリパーに突き上げが発生した場合、位置検出ロッ
ドの変位が生じるので作動が不安定となる傾向があり、
路面のわずかなノイズも拾ってしまいアンチロック機構
が作動するため、車の揺動や必要以上のキックバックに
より操作する人間に緊張を強いることとなる。また、ア
ンチロック作動時に加圧、減圧の時間的調整ができず、
特に加圧時間に急激な加圧が行われると、大きな衝撃
や、不快な振動を起こす。更に、後進時にはアンチロッ
クブレーキ装置は作動しない。また、四輪車に装着され
ているアンチロックブレーキは殆どが電気的であるた
め、バッテリーの劣化に伴いアンチロックブレーキが正
常に作動しなくなる不安も抱えていた。更に、従来の電
気式アンチロックブレーキにおいては、液圧供給経路の
途中にポンプ、アキュームレーター、電磁弁等多くの電
気機器を介装する上に、スリップの検出機構を別に備え
る必要がある為、複雑で形も大きく、その為取付けスペ
ースも大きく取らなければならない。また、コーナリン
グ中や直進状態における制動時において、車の荷重移動
のため個々のタイヤのグリップ力に差を生じるが、個々
のタイヤの回転に応じたアンチロック作動は大がかりな
ものとなった。本発明は前記事情に鑑みなされたもの
で、ブレーキパッドやタイヤの摩擦係数の変動、路面か
らのノイズにも自動的に対応でき、アンチロック作動時
の加圧及び減圧の時間的調整を行うことを可能とし、少
ない部品数で構成できて取付けスペースを小さくするこ
とができ、四輪車に装着した場合４輪独立にコーナリン
グ中や直進状態における制動時の荷重負荷にも追従で
き、後進時にも作動することができるアンチロックブレ
ーキ装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載のアンチロックブレーキ装置は、スティに回動自在
に軸止されたキャリパーと、該キャリパー及びトルク変
換手段を連結し前記キャリパーに働く力を伝達するロッ
ドと、該ロッドに働く力と対向するように前記トルク変
換手段にその一端が取付けられた液圧シリンダーと、前
記キャリパーの作動シリンダー、前記液圧シリンダー及
びマスターシリンダーにそれぞれ連結される液室、及び
前記作動シリンダー側の液室と前記液圧シリンダー側の
液室との圧力差によって移動でき各前記液室間の通路を
遮断可能なスライドバルブを備える液圧バランス構造型
の制御バルブとを有し、前記トルク変換手段は回動カム
からなって、該回動カムは、前記ロッド及び前記液圧シ
リンダーに連結されてそれぞれ異なる方向に力を受ける
第１、第２の偏心軸を備え、該偏心軸は、回動カム本体
の回転中心位置とは異なる位置にそれぞれ設けられ、ブ
レーキ操作時に前記マスターシリンダーから伝達された
液圧を前記作動シリンダー及び前記液圧シリンダーに伝
達し、該液圧シリンダーと前記ロッドに発生する力を前
記トルク変換手段によりトルクに変換してバランスさ
せ、さらに前記ロッドを介して前記トルク変換手段に伝
達される力を変換して前記液圧シリンダーに伝え、該液
圧シリンダーによって液圧検出し、前記制御バルブを操
作して前記キャリパーの作動シリンダーの液圧を制御す
るようにして構成されている。また、請求項２記載のア
ンチロックブレーキ装置は、請求項１記載のアンチロッ
クブレーキ装置において、前記トルク変換手段を固定す
るスティ及び前記液圧シリンダーの一端を回動するよう
に支持するスティ及び、前記キャリパーを回動するよう
に固定するスティ及び前記制御バルブをフロントフォー
クと一体化し、しかも路面と前記キャリパーとの角度を
垂直に近づけ前記路面からの突き上げの影響を抑え、特
に二輪車に適合するようにして構成されている。そし
て、請求項３記載のアンチロックブレーキ装置は、請求
項１または２記載のアンチロックブレーキ装置におい
て、前記制御バルブが前記キャリパーに一体化され、特
に二輪車に適合するようにして構成されている。

【０００５】

【作用】請求項１〜３記載のアンチロックブレーキ装置
においては、キャリパー作動時にキャリパーに発生する
力を一旦ロッドによって受け、該ロッドをトルク変換手
段に連結し、該トルク変換手段には更に液圧シリンダー
を取付けて、通常は液圧シリンダーとロッドに発生する
力をトルク変換手段によりバランスさせているが、タイ
ヤの回転力が変化すると、これを液圧シリンダーによっ
て検知するようにし、該液圧シリンダーによって液圧バ
ランス構造型の制御バルブを作動させ、キャリパーの液
圧を制御している。従って、路面の凹凸によるキャリパ
ーの悪影響を解決し、初期設定を変更することなく、各
部品の性能や諸条件の変化に追従し、最も最適な制動を
行うことができる。しかも、個々のタイヤを４輪独立に
制御するので、コーナリング中や直進状態における制動
時において、車の荷重移動のため、個々のタイヤのグリ
ップ力の差に応じた制動を行え、全体構成も簡単とな
る。

【０００６】

【実施例】以下、添付した図面を参照しつつ、本発明を
具体化した実施例について説明し、本発明の理解に供す
る。図１は本発明の第１の実施例に係るアンチロックブ
レーキ装置を四輪車に装着した部分正面図、図２は図１
におけるＡ−Ａ′断面図、図３は図１におけるＢ−Ｂ′
断面図、図４は回動カムの説明図、図５は角度とトルク
との関係を示すグラフ、図６はスリップ率と路面とタイ
ヤの摩擦係数により生じるタイヤの回転トルクとキャリ
パーのパッドが作動することによって発生する制御トル
クとの関係を示すグラフ、図７はアンチロックブレーキ
装置の動作を示すグラフ、図８は本発明の第２の実施例
に係るアンチロックブレーキ装置の部分正面図、図９は
本発明の第３の実施例に係るアンチロックブレーキ装置
の部分正面図、図１０は回動カムの説明図である。本発
明の第１の実施例に係るアンチロックブレーキ装置１０
は、図１に示すようにスティ１１に回動可能に取付けら
れたトルクメンバー１３に保持されたキャリパー１２
と、前記スティ１１の他部に回転自由に取付けられたト
ルク変換手段の一例である回動カム１４と、前記トルク
メンバー１３にその一端が取付けられ他端は前記回動カ
ム１４に取付けられたロッド１５と、前記回動カム１４
と前記スティ１１の間に取付けられる液圧シリンダー１
６と、該液圧シリンダー１６及び前記キャリパー１２に
連結される制御バルブ１７とを有して構成されている。
以下、これらについて詳しく説明する。

【０００７】前記トルクメンバー１３に配置されている
キャリパー１２には、液圧によって動作する周知の作動
シリンダー１２ａを有し、液圧ホース１８を介して入力
ポート１９に制動油を供給すると、タイヤ２０の内側の
ホイール２１に固定されているディスク２２を挟持して
ブレーキがかかるようになっている。このような構造の
トルクメンバー１３はスティ１１にボルト２３（または
ピンであっても良い）によって軸止されている。一方、
前記回動カム１４は図３に示すように、所定の厚みのス
ティ１１にベアリング２４を介して回転自由に装着さ
れ、その側面にはカバー板２５、２６が取付けられて、
前記ベアリング２４内の塵等が混入するのを防止してい
ると共に、該回動カム１４を構成する回動カム本体の両
側には図４に詳細を示す第１、第２の偏心軸２７、２８
を備えている。

【０００８】前記偏心軸２８には、前記ロッド１５の一
端がベアリング２９を介して回転自由に取付けられ、該
ロッド１５の他端は前記トルクメンバー１３にボルト３
０によって回転可能に取付けられている。また、該偏心
軸２７には液圧シリンダー１６のシリンダーハウジンク
３１の一端がベアリング３２を介して回転自由に取付け
られている。以上において、図４に示すように回動カム
１４の回動カム本体の中心をａ、偏心軸２８の中心を
ｂ、偏心軸２７の中心をｃとすると、角ｃａｂはこの実
施例においては０度となっているが、取付け位置によっ
ては０〜９０度の範囲で変えることも可能である。な
お、図３において、３３、３４は座板を、３５、３６は
抜け止め防止用のスナップリングを示す。前記液圧シリ
ンダー１６内にはピストン３７が配置され、このピスト
ン３７に残圧スプリング３８を介して受座３９ａを備え
るピストンロッド３９の一端が連結され、該ピストンロ
ッド３９の他端はスティ１１に形成されている取付け軸
４０にブッシュ４１及び抜け止め用のスナップリング４
２を介して回動自在に取付けられている。

【０００９】前記制御バルブ１７は、液圧バランス型の
バルブからなって、ブレーキ作動状態における液圧シリ
ンダー１６内の液圧及びキャリパー１２の作動シリンダ
ー１２ａの液圧を調整するもので、図２に示すように３
個のポート４３、４４、４５を有し、ポート４３は液圧
ホース１８によってキャリパー１２の作動シリンダー１
２ａに連結され、ポート４４は液圧ホース４６によって
前記液圧シリンダー１６に連結され、ポート４５は液圧
ホースによって図示しないマスターシリンダーに連結さ
れている。該制御バルブ１７の内部には両側のスプリン
グ４６ａ、４７によって保持されたスライドバルブ（ス
プールともいう）４８が摺動移動可能に配置されてい
る。該スライドバルブ４８には溝４９が形成され通常の
状態では、マスターシリンダーを作動させることによっ
て供給される制動液が通路５０、圧力ゲート５１を介し
て液室５２からキャリパー１２の作動シリンダー１２ａ
に流れるようになっている。

【００１０】液室５４はオリフィス５５を介して前記液
室５２と反対側の液室５６に制動液を供給できるように
なっていると共に、該液室５６と前記ポート４４が接続
されている液室５７とは中央に小孔が形成されたスプリ
ング５８によって前記スライドバルブ４８方向に押圧さ
れている可変オリフィス５９を介して連結されている。
この可変オリフィス５９は、制動トルクを小さくする時
間を早くすると共に、制動トルクを増す時間を遅くする
こともできる。これはタイヤがロックする寸前で制動ト
ルクを変化させる時間を設定する働きを持つ。また路面
のノイズによりキャリパー１２が図１の矢印方向に瞬間
的に微小移動した際、液圧シリンダー１６内の液圧は高
められ、同時に液室５７の液圧も高められるが、可変オ
リフィス５９の小孔を通ってしか液室５６に制動液が流
れないので、結果としてスライドバルブ４８の上側移動
は微小となる。逆に、ノイズ等により、キャリパー１２
が図１の矢印と逆の方向に瞬時移動した場合には、可変
オリフィス５９は開くが、比較的狭い通路５９ａを備え
ているので、スライドバルブ４８の移動も少しとなる。
このように、前記可変オリフィス５９及び通路５９ａが
オリフィスとしての構造を有するので、路面のノイズが
あっても結果として運転者並びに同乗者への不快な感じ
を与えない役割を有する。

【００１１】前記スライドバルブ４８の中央には先部が
オリフィスとなっている通路６０が設けられ、該オリフ
ィスの先端には弁として作動するラバー６１が設けら
れ、液室５２から液室５６にしか制動液は流れず、スラ
イドバルブ４８が液室５６側に過剰に移動するのを防止
する。例えば、タイヤ交換等によりタイヤと路面との摩
擦係数μが大きくなることを保つことで、スライドバル
ブ４８が液室５６側に移動しすぎても、液室５２と液室
５６との液圧の関係より制動液が通路６０を通りラバー
６１を押し広げ、液室５６内に流入し、結果としてスラ
イドバルブ４８の液室５７側への過剰な移動を防止す
る。そして、通路６０はオリフィスとしての役割を持つ
ので、スライドバルブ４８の一時的に急激な移動では制
動液は通路６０を通って液室５６に流れ難い。

【００１２】以上のように構成されたアンチロックブレ
ーキ装置１０について、その基本動作を説明する。通常
走行中にブレーキペタルを踏み込むと、液圧はマスター
シリンダーからポート４５に伝わり、通路５０、圧力ゲ
ート５１を経てポート４３からキャリパー１２の作動シ
リンダー１２ａを作動させる。また、同時に制動液はポ
ート４５から液室５４、液室５６に入ろうとするが、オ
リフィス５５の為に流入し難く、液室５４と液室５６と
の間に圧力差を生じる。この圧力差は液室５２と液室５
６との圧力差でもあるので、スライドバルブ４８は液室
５６側に移動することになる。但し、この時スライドバ
ルブ４８は圧力ゲート５１を閉じてしまわない構造をス
ライドバルブ４８及び制御バルブ１７に有している。こ
れによって液室５６内の液圧は液室５２内の液圧と等し
くなるまで高められ、この液圧によって図３における液
圧シリンダー１６のピストン３７を押すことになる。こ
の時、キャリパー１２が搭載されているトルクメンバー
１３はスティ１１と一本のボルト２３によって回動する
ように固定されているので、ブレーキ作動によって図１
の矢印に示すようにキャリパー１２にＦ₁ の力が働く
と、ロッド１５にも同様にＦ₁ の力を矢印方向に受け、
前記回動カム１４を一方向に回そうとする。また、同時
に前記液圧シリンダー１６の液室６３の液圧が高められ
ることによって液圧シリンダー１６は、回動カム１４を
反対方向に回転させようとする。なお、回動カム１４の
回動カム本体の中心ａ、偏心軸２８の中心ｂ、偏心軸２
７の中心ｃは、直線上にあって、該直線と偏心軸２７と
液圧シリンダー１６の取付け軸４０とを結ぶ直線がθ₁
になるように該液圧シリンダー１６の取付け位置が決定
されているものとする。

【００１３】この様子を図４を用いて更に通常制動時に
おける作動を詳しく説明する。図４において、Ｆ₁ はロ
ッド１５に作動する力を示し、Ｆ₂ は液圧シリンダー１
６が伸びようとする力を示す。ここで、通常の制動時に
はＦ₁ はキャリパー１２の制動力となるので、Ｆ₁ によ
って回動カム１４に生じるトルクをＴ₁ 、Ｆ₂ によって
回動カム１４に生じるトルクをＴ₂ とし、回動カム１４
の回動カム本体の中心より偏心軸２８までの距離をＬ
₁ 、また回動カム１４から偏心軸２７までの距離をＬ₂
とし、キャリパー１２におけるブレーキパットとブレー
キディスクの摩擦係数をμ、作動シリンダー１２ａの内
断面積をＳ₁ 、作動シリンダー１２ａ内の液圧をＰ₁ 、
液圧シリンダー１６の内断面積をＳ₂ 、液圧シリンダー
１６内の液圧をＰ₂ とすると以下の数式が成立する。 Ｆ₁ ＝２μＳ₁ Ｐ₁ ・・・・・（１） Ｆ₂ ＝Ｓ₂ Ｐ₂ ・・・・・（２） 以上（１）、（２）より、Ｔ₁ 、Ｔ₂ は Ｔ₁ ＝Ｆ₁ Ｌ₁ ｃｏｓθ₁ ＝２μＳ₁ Ｐ₁ Ｌ₁ ｃｏｓθ₁ ・・・・・（３） Ｔ₂ ＝Ｆ₂ Ｌ₂ ｓｉｎθ₁ ＝Ｓ₂ Ｐ₂ Ｌ₂ ｓｉｎθ₁ ・・・・・（４） となる。通常制動時において、Ｐ₁ とＰ₂ とは同圧とな
り、更にＴ₁ とＴ₂ とがつり合うため回動カム１４が回
動しない場合を考えると、Ｐ₁ ＝Ｐ₂ 、Ｔ₁ ＝Ｔ₂ とな
るので、前記（３）、（４）式は、 ２μＳ₁ Ｌ₁ ｃｏｓθ₁ ＝Ｓ₂ Ｌ₂ ｓｉｎθ₁ となる。 これをθ₁ について解くと以下の通りとなる。 θ₁ ＝ｔａｎ^-1（Ｓ₂ Ｌ₂ ／２μＳ₁ Ｌ₁ ） ・・・・・（５） ここで、通常制動時にはθ₁ は液圧Ｐに影響されず一定
であるからθ₁ を安定角と呼ぶ。図５は縦軸にトルク、
横軸は角度であり破線部はＴ₁ とＴ₂ との合成トルクを
示し、図においてθが負の場合は車の前進時、正の場合
には後進時を表す。このグラフより合成トルクが正であ
れば回動カムは反時計方向に回り、負であれば時計回り
に回動することになる。また、通常制動時または同液圧
下でθ₁ より小さい角度にずれるとＴ₁ とＴ₂ との合成
トルクは負となるので、安定角θ₁ になるように回動カ
ム１４が逆方向に回動し、θ₁ より大きな角度にずれる
と回動カム１４が逆方向に回動して同液圧下においては
安定角θ₁ を保持する。

【００１４】図６はタイヤの摩擦係数μとスリップ率を
示しており、回動トルクと制動トルクの交点から各々垂
線を下し、横軸との交点を乾燥路、湿潤路、積雪路の場
合についてそれぞれＪ₁ 、Ｊ₂ 、Ｊ₃ （％）とする（以
下の文ではまとめてスリップ率Ｊ％という）。ここで、
Ｊは約２０％であることが一般には知られている。ま
た、このグラフはスリップ率Ｊ％の時のタイヤの摩擦係
数μが最大となることを表している。このグラフより、
スリップ率が０％からＪ％までは、制動トルクに対して
タイヤの回転トルクの方が高いためロッドに発生する力
Ｆ₁ は制動トルクで代表され、スリップ率がＪ％を超え
ると、タイヤの回転トルクの方が小さくなることによっ
てＦ₁ はタイヤの回転トルクで代表される。これから通
常制動時つまりスリップ率０％からＪ％までは、Ｆ₁ は
液圧シリンダー１６と同液圧下にあるキャリパー１２の
制動力によって代表されるのでθは安定角θ₁ を保持す
ることになるが、ロック状態に入る寸前のスリップ率Ｊ
％を超えると、Ｆ₁ はタイヤの回転トルクに代表される
為に液圧シリンダー１６とキャリパー１２は回動カム１
４を挟んでバランスを崩し、安定角θ₁ を保持できなく
なる。つまりＦ₁ が急激に小さくなるため、液圧シリン
ダー１６は伸びて液室６３の液圧が低下する。液室６３
内の液圧の低下によってスライドバルブ４８は液室５７
側に移動し圧力ゲート５１を閉め、結果としてキャリパ
ー１２内の液圧が下がり、結果として制動トルクよりタ
イヤの回転トルクが大きくなる点まで降下する。そし
て、次に液室６３内の液圧とキャリパー１２の作動シリ
ンダー１２ａの液圧を同液圧下に置くことで、安定角θ
₁ に集束するように回動カム１４が回動することから、
作動シリンダー１２ａの液圧を上昇に転じさせ、今度は
Ｆ₁ を大きくすることになり、効率の良いスリップ率Ｊ
％近くを保ちながら制動することが可能となる。

【００１５】以上のように構成されたアンチロックブレ
ーキ装置について、以下運転中の制動における動作につ
いて説明する。図７において、時間０〜ｔ₁ 間は通常制
動時を示している。キャリパー１２内の液圧の上昇に伴
い、タイヤの摩擦係数μも上昇し、ロック状態に入る前
までを表している。この時制御バルブ１７内の圧力ゲー
ト５１は開いている。時間ｔ₁ 〜ｔ₂ は、圧力保持時間
で、急激にアンチロック状態に入ることを防いでいる。
この時間のＦ₁ は時間ｔ₁ で制動トルクに対し回転トル
クが小さくなるため、回転トルクで代表されることか
ら、Ｔ₁ に対しＴ₂ の方が大きくなり、合成トルクが負
になることで、回動カム１４は時計回りに回動を始め液
室６３内の圧力は低下しスライドバルブ４８は、液室５
６側に移動する。これによって圧力ゲート５１が閉じる
ことになり、時間ｔ₁ 〜ｔ₂ はスライドバルブ４８が圧
力ゲート５１を閉じるまでの時間となり、時間ｔ₂ 〜ｔ
₃ は、Ｆ₁がタイヤの回転トルクから制動トルクに代表
されるまでキャリパー１２内の液圧を低下していく時間
である。即ち、時間ｔ₂ 〜ｔ₃ は、前記スライドバルブ
４８が、圧力ゲート５１が閉じた後、まだキャリパー１
２内の液圧に対し液室６３内の液圧が低いため、スライ
ドバルブ４８は液室５６側に移動し、キャリパー１２内
の液圧を低下させ、制動トルクを減少させることによっ
てＦ₁ が制動トルクに代表されるようにするまでの時間
である。この時、通路６０を通り液室５６内に流入する
制動液は通路６０がオリフィスの役目を果たすことと、
液室５６と液室５２の圧力差が小さいことによって考慮
しなくても良い。

【００１６】時間ｔ₃ 〜ｔ₄ はＦ₁ が制動トルクに代表
されるため圧力ゲート５１が閉じてキャリパー１２内の
液圧と液室６３内の液圧が等しくなっていることから、
同液圧下では前記計算式より制動トルクにより発生する
力Ｆ₁ と液圧シリンダー１６が伸びようとする力Ｆ₂
は、安定角θ₁ へ回動するように反時計方向に動く。そ
のため液圧シリンダー１６内の液圧は上昇に転じ、スラ
イドバルブ４８は液室５２側に移動し、キャリパー１２
内の圧力を上昇させる。但し、この時圧力ゲート５１は
閉じたままである。これにより制動トルクも大きくなっ
ていく。またこの時可変オリフィス５９によって加圧時
間の調整を可能としている。

【００１７】時間ｔ₄ 〜ｔ₅ は、再び制動トルクの増加
により、Ｆ₁ はタイヤの回転トルクに代表されることに
なり、Ｔ₁ とＴ₂ とのバランスが崩れ回動カム１４はＴ
₁ よりＴ₂ が大きくなるため、合成トルクは負となり時
計回りに回動する。これにより液圧シリンダーは液圧低
下を招き、スライドバルブ４８が液室５６側に移動する
ことでキャリパー１２内の液圧を、Ｆ₁ が制動トルクに
代表されるまで低下する。時間ｔ₅ 〜ｔ₆ は時間ｔ₃ 〜
ｔ₄ と同様の工程の動作を行う。以上の一連の動作の繰
り返しにより、アンチロックブレーキの最適な制御を行
うことができる。

【００１８】次に、低μ路において制動中、路面が高μ
路に変化した場合のアンチロックブレーキの動作につい
て説明する。まず低μ路で既にアンチロック状態である
場合、制御バルブ１７内のスライドバルブ４８は圧力ゲ
ート５１及びオリフィス５５を閉じている為、液室５６
及び液室５２の液圧は、ポート４５からの液圧の影響を
受けない。この状態で高μ路に入ると回転トルクが急激
に大きくなる。Ｆ₁ は制動トルクか回転トルクのどちら
か一方の小さい方のトルクで代表されるため、Ｆ₁ は制
動トルクに代表され、回動カム１４は安定角θ₁ に回動
する。この結果、回動カム１４は反時計方向に回動し、
液圧シリンダー１６内の液圧を上昇させ、制動トルクを
上昇させる。また、スライドバルブ４８が液室５２側に
移動し、圧力ゲート５１が開くので、ポート４５より高
い液圧が液室５２に加えられ、高μ路に適した液圧を得
る。

【００１９】そして、高μ路においては制動中、路面が
低μ路へと変化した場合のアンチロックブレーキの動作
は、摩擦係数が突然低くなり、回転トルクが急激に小さ
くなってしまったので、Ｆ₁ は回転トルクに代表される
ことになり、バランスを崩し回動カム１４は時計方向に
回転する。これによって液圧シリンダー１６の液室６３
の液圧は低下し、スライドバルブ４８は液室５６側に移
動する。前記スライドバルブ４８の移動により、圧力ゲ
ート５１は閉じ液室５２及び作動シリンダー１２ａ内の
液圧も低下して制動トルクを小さくして、低μ時でのア
ンチロック作動を行う。更に、後進の際には、前進時と
Ｆ₁ の向きが逆になり、回動カムは時計方向に回転す
る。この時、液圧シリンダー１６が伸びることから、液
室６３の圧力は低下する。だが、ここでピストン３７と
受座３９ａとの間には残圧スプリング３８が備えられて
おり、液室６３の圧力が一定以上低下するとスプリング
３８の押圧力の方が強くなりピストン３７を押圧する。
この力で液室６３内に残圧に近い液圧を保持することで
ブレーキパッドに引きづりを発生させ、Ｆ₁ とＦ₂ との
関係より後進時においても安定角θ₁ を保持することが
できる。このことから、後進時にも前進時と同じく、一
連の動作によってアンチロックを作動させることができ
る。また、アンチロック作動時、つまり圧力ゲート５１
が閉じている時に制動を中止した時は、マスターシリン
ダーの減圧により、液室５２に比較して液室５４の液圧
は低下するため、逆止弁５３が開き作動シリンダー１２
ａの減圧に伴い制動トルクは低下する。そして、同時に
液室５６に比較して液室５２の液圧は低くなるため、ス
ライドバルブ４８は液室５２側に移動することで圧力ゲ
ート５１が開き定位置に戻る。

【００２０】以下、本発明を二輪車に適用した第２の実
施例に係るアンチロックブレーキ装置について図面を参
照しながら説明する。図８に示すように、前記第２に実
施例に係るアンチロックブレーキ装置６５は、キャリパ
ー６６を備えフロントフォーク６７と一体化したスティ
６８に回動可能に取付けられたキャリパー６６と、前記
フロントフォーク６７の所定位置にスティ６９を介して
回動可能に取付けられた回動カム７０と、前記キャリパ
ー６６にその一端が取付けられ他端は前記回動カム７０
に取付けられたロッド７１と、前記回動カム７０と前記
フロントフォーク６７の所定位置に取付けられたスティ
７２との間に軸支される液圧シリンダー７３と、前記フ
ロントフォーク６７に取付けられた制御バルブ７４とを
有して構成されている。なお、図において７５はタイヤ
を、７６はホイールを、７７はホイール７６に取付けら
れたディスクを、７８は前記キャリパー６６を回動可能
に固定する支持ピンを、７９は前記液圧シリンダー７３
を回動可能に支持する支持ピンを示す。このようにし
て、前記スティ６８、６９及び７２を介して該アンチロ
ックブレーキ装置６５の構成要素を取付けることによっ
て、全体が簡略化され、強度的にも優れた構造を有す
る。また、図に示すように路面とキャリパー６６の角度
を略直角に保つようにすることによって、路面からの突
き上げの影響を抑えたアンチロックブレーキ装置を提供
できる。なお、該アンチロックブレーキ装置６５の作用
については前記実施例に係るアンチロックブレーキ装置
１０と同様であるので、詳しい説明を省略する。

【００２１】次に、本発明の第３の実施例に係るアンチ
ロックブレーキ装置８０について、図９、図１０を参照
しながら説明すると、該アンチロックブレーキ装置８０
は、ホイール８１のスティの一例である支持軸８２に回
動可能に装着されたキャリパー８３と、該キャリパー８
３に一体化して搭載された液圧バランス型の制御バルブ
８４と、前記キャリパー８３と回動カム８５の第１の偏
心軸８５ａとを連結するロッド８６と、該回動カム８５
の第２の偏心軸８５ｂに一端が連結され他端は前記キャ
リパー８３に取付けられた液圧シリンダー８７と、前記
回動カム８５を回転自由に保持するスティ８８とを有し
て構成されている。なお、図において８９はディスク
を、９０はタイヤを、９１はフロントフォークを示す。
また、前記第１の偏心軸８５ａと第２の偏心軸８５ｂと
の角度は直角とする。以上のように構成されたアンチロ
ックブレーキ装置８０の基本的技術思想は前記第１の実
施例に係るアンチロックブレーキ装置１０と同様である
が、回動カム８５の構造及び液圧シリンダー８７の基端
がキャリパー８３に取付けられており、その構造が異な
っているので、以下にその作用につき更に詳しく説明す
る。

【００２２】通常走行中にブレーキをかけると、第１の
実施例に述べた一連の動作によってキャリパー８３中の
作動シリンダーの液圧が高められ、それと同時に液圧シ
リンダー８７内の液圧も高められ、図１０における回動
カム８５を時計方向に回転させようとする。しかし、キ
ャリパー８３及びロッド８６は図９中矢印方向の力を受
けるので、図１０に示す回動カム８５は反時計方向に回
ろうとする。ここで、Ｆ₃ は液圧シリンダーの押す力、
Ｆ₄ は回転トルクか制動トルクのどちらか小さい方のト
ルクで代表される力を示し、回動カム８５の回転中心か
ら第１の偏心軸８５ａの中心までの距離をＬ₄ 、回動カ
ム８５の回転中心から第２の偏心軸８５ｂの中心までの
距離をＬ₃ とし、前記液圧シリンダー８７の一端がキャ
リパー８３に取付けられていることを考慮して、θ₂ を
求めると結果的には次式の通りとなると考えられる。 θ₂ ＝ｔａｎ^-1（２μＳ₄ Ｌ₄ ＋Ｓ₃ Ｌ₃ ）／Ｓ₃ Ｌ₃ ・・・・・（６） ここで、 μ＝ブレーキパッドとブレーキディスクの摩擦係数 Ｓ₃ ＝液圧シリンダー８７の断面積 Ｓ₄ ＝キャリパー８３内の作動シリンダーの断面積

【００２３】従って、このように第３の実施例において
も安定角θ₂ が存在し、また、他の動作は第１の実施例
と同様であるから、ロッド８６と、液圧シリンダー８７
との力が対向するように配置し、前述の通り前記第１の
偏心軸８５ａと第２の偏心軸８５ｂとの角度が直角以内
となるようにすると、該アンチロックブレーキ装置８０
が作動することになる。この実施例においては、キャリ
パー８３に制御バルブ８４を一体的に取付けており、ロ
ッド８６と、液圧シリンダー８７とのトルクが対向する
ように取付けているので、簡単な構造で構成でき、特に
二輪車に適合している。

【００２４】以上の実施例において、トルク変換手段の
一例として回動カムを使用したが、リンク機構あるいは
テコを利用した機構等であっても本発明は適用される。
また、前記第１の実施例においては第１の偏心軸と第２
の偏心軸の角度を０度とし、前記第２の実施例において
は第１の偏心軸と第２の偏心軸との角度を直角とした
が、液圧シリンダーの取付け位置及び角度を変えること
によって、前記第１及び第２の偏心軸を任意とすること
も可能である。なお、液圧シリンダーに電気的な圧力セ
ンサーを取付け、前記制御バルブを制御することもでき
る。

【００２５】

【発明の効果】請求項１〜３記載のアンチロックブレー
キ装置は、以上の説明からも明らかなように、キャリパ
ー、該キャリパーと回動カムを連結するロッド、回動カ
ム、液圧シリンダー、制御バルブをうまく組み合わせる
ことによって、路面の凹凸によるキャリパーへの悪影響
を解決し、各部品の性能や、外界の諸条件の変化に影響
を受けることなく常に最適な制動を行うことができる。
また、車速センサー、ポンプ、アキュムレーター等を使
用しないで、バッテリーの劣化に伴うアンチロックブレ
ーキ装置の作動低下を招くことがない。そして、個々の
タイヤを独立に制動するので、コーナリングや直進状態
における制動時において、車の荷重移動のための個々の
タイヤのグリップ力の差に応じた制動をすることができ
る。更に、構造も簡単で少ない部品で構成でき、二輪車
並びに四輪車の両方に応用することができる優れたアン
チロックブレーキ装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るアンチロックブレ
ーキ装置を四輪車に装着した部分正面図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ′断面図である。

【図３】図１におけるＢ−Ｂ′断面図である。

【図４】回動カムの説明図である。

【図５】角度とトルクとの関係を示すグラフである。

【図６】スリップ率と路面とタイヤの摩擦係数により生
じるタイヤの回転トルクとキャリパーのパッドが作動す
ることによって発生する制御トルクとの関係を示すグラ
フである。

【図７】アンチロックブレーキ装置の動作を示すグラフ
である。

【図８】本発明の第２の実施例に係るアンチロックブレ
ーキ装置の部分正面図である。

【図９】本発明の第３の実施例に係るアンチロックブレ
ーキ装置の部分正面図である。

【図１０】回動カムの説明図である。

【符号の説明】

１０：アンチロックブレーキ装置、１１：スティ、１
２：キャリパー、１２ａ：作動シリンダー、１３：トル
クメンバー、１４：回動カム、１５：ロッド、１６：液
圧シリンダー、１７：制御バルブ、１８：液圧ホース、
１９：入力ポート、２０：タイヤ、２１：ホイール、２
２：ディスク、２３：ボルト、２４：ベアリング、２
５：カバー板、２６：カバー板、２７：偏心軸、２８：
偏心軸、２９：ベアリング、３０：ボルト、３１：シリ
ンダーハウジング、３２：ベアリング、３３：座板、３
４：座板、３５：スナップリング、３６：スナップリン
グ、３７：ピストン、３８：スプリング、３９：ピスト
ンロッド、３９ａ：受座、４０：取付け軸、４１：ブッ
シュ、４２：スナップリング、４３：ポート、４４：ポ
ート、４５：ポート、４６：液圧ホース、４６ａ：スプ
リング、４７：スプリング、４８：スライドバルブ、４
９：溝、５０：通路、５１：圧力ゲート、５２：液室、
５３：逆止弁、５４：液室、５５：オリフィス、５６：
液室、５７：液室、５８：スプリング、５９：可変オリ
フィス、５９ａ：通路、６０：通路、６１：ラバー、６
３：液室、６５：アンチロックブレーキ装置、６６：キ
ャリパー、６７：フロントフォーク、６８：スティ、６
９：スティ、７０：回動カム、７１：ロッド、７２：ス
ティ、７３：液圧シリンダー、７４：制御バルブ、７
５：タイヤ、７６：ホイール、７７：ディスク、７８：
支持ピン、７９：支持ピン、８０：アンチロックブレー
キ装置、８１：ホイール、８２：支持軸、８３：キャリ
パー、８４：制御バルブ、８５：回動カム、８５ａ：第
１の偏心軸、８５ｂ：第２の偏心軸、８６：ロッド、８
７：液圧シリンダー、８８：スティ、８９：ディスク、
９０：タイヤ、９１：フロントフォーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60T 7/12 - 8/96 F16D 49/00 - 69/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スティに回動自在に軸止されたキャリパ
   ーと、 該キャリパー及びトルク変換手段を連結し前記キャリパ
   ーに働く力を伝達するロッドと、 該ロッドに働く力と対向するように前記トルク変換手段
   にその一端が取付けられた液圧シリンダーと、 前記キャリパーの作動シリンダー、前記液圧シリンダー
   及びマスターシリンダーにそれぞれ連結される液室、及
   び前記作動シリンダー側の液室と前記液圧シリンダー側
   の液室との圧力差によって移動でき各前記液室間の通路
   を遮断可能なスライドバルブを備える液圧バランス構造
   型の制御バルブとを有し、 前記トルク変換手段は回動カムからなって、該回動カム
   は、前記ロッド及び前記液圧シリンダーに連結されてそ
   れぞれ異なる方向に力を受ける第１、第２の偏心軸を備
   え、該偏心軸は、回動カム本体の回転中心位置とは異な
   る位置にそれぞれ設けられ、ブレーキ操作時に前記マス
   ターシリンダーから伝達された液圧を前記作動シリンダ
   ー及び前記液圧シリンダーに伝達し、該液圧シリンダー
   と前記ロッドに発生する力を前記トルク変換手段により
   トルクに変換してバランスさせ、さらに前記ロッドを介
   して前記トルク変換手段に伝達される力を変換して前記
   液圧シリンダーに伝え、該液圧シリンダーによって液圧
   検出し、前記制御バルブを操作して、前記キャリパーの
   作動シリンダーの液圧を制御することを特徴とするアン
   チロックブレーキ装置。
2. 【請求項２】 前記トルク変換手段を固定するスティ及
   び前記液圧シリンダーの一端を回動するように支持する
   スティ及び、前記キャリパーを回動するように固定する
   スティ及び前記制御バルブをフロントフォークと一体化
   し、しかも路面と前記キャリパーとの角度を垂直に近づ
   け前記路面からの突き上げの影響を抑え、特に二輪車に
   適合した請求項１記載のアンチロックブレーキ装置。
3. 【請求項３】 前記制御バルブが前記キャリパーに一体
   化され、特に二輪車に適合した請求項１または２記載の
   アンチロックブレーキ装置。