JP5207573B2 - 自動車制動装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両、特に自動車(motor cars)、小型オートバイ(motorbikes)等の全ゆる型式の車両のための制動装置の技術分野に関連する。

本質的に、その型式に関係なく、制動装置は、車両の車輪、特にハブによって担持される特にディスクを制動する部材に取り付けられたキャリパーに液圧連結された主シリンダーを備える。考慮する車両の型式に応じて手で又は足を使って作動し得る作動部材に働く力から生じる圧力の下では、キャリパーは、ピストンをディスクと協働するパッドに作用するように適合させる。

制動動作の目的は、車両を減速して、それから可能な限り車両を完全に停止させることである。この制動作用の影響は、質量を前向きに搬送させ、前部で急降下する傾向を有する車両の姿勢を変え、結果として、自動車の場合には後軸組立体から、又は小型オートバイの場合には後輪から荷重を軽減する。明らかに、制動動作間に車両の前部に向かって倒れる危険はかなり重大であり、かつ小型オートバイのような二輪車両の場合よりも極めて頻繁に生じる。

小型オートバイの場合のこの前傾現象を示し説明する図１に言及する。この図では、αは、前輪の接触点と、乗り手及び小型オートバイの重心とを結ぶ水平線及び直線によって構成される角度である。Pが鉛直下向きに指向する重力加速度でありかつDが制動をかけることによる減速である場合、減速が角度αの接線に対する加速Pの比率以上に大きいか又は等しいと、車両の前部への前傾限界に到達する。減速の限界は、道路へのタイヤの付着によって決定される。この限界はμとして周知である。完全に限定しない表示によれば、最大１．５のμ値は一般に乾燥状態で見出されかつ１のμ値は湿気状態で見出される。例えば、図１に示す形式のスポーツバイクの場合には角度αは４５°に近く、付着の最大限度が水平な地面上で１以上である場合には、このバイクは前傾可能である。バイクが下り坂で移動すると、０．９以上のμ値に対して倒れる可能性がある。

従って、結果的に、不確実な付着の場合以外においては、制動下で前向きに倒れる危険性が特に存在するということであり、従ってこれはかなりの危険性を示す。確かに、後輪がもはや地面に触れない状態では、車両はもはや案内されずまたは制御不能である。さらに、特に小型オートバイの場合には、乗り手が即座にブレーキを解放するという反射的行為をしていなければ姿勢は不安定であり、機械は完全にひっくり返る。

車輪、特に前輪が過度の制動を受けた場合にロックされることを阻止するために提案された種々の装置は、一旦、μ値が０．８〜１を超えてこのために制動を行うと車両が前向きに倒れて必然的に事故に結びつくという結果になるから、作動しないままであることも知られている。より一般的に、角度αの接線が１／μより大きな車両はいずれも制動下で倒れる危険性を示す。

後輪の地面への付着の荷重が予め決められた減速度の値より低いか又は等しいことを決定するための装置を含む制動制御手段を開示する欧州特許第０５２４８２１号明細書の教示により従来技術を示すことができる。装置は、予め決められた結果に基づく前輪への制動において制動力を減じかつ制御するための制御手段を含む。そのような制御手段は前輪がロックされるのを防ぐように構成される。

欧州特許第０５３７７２４号明細書は小型オートバイの制動力を規制する方法に関し、その目的は後輪の地面への付着を知らせる信号を検出可能にすることである。実施手段は、実質的に、速度センサ、回転センサ、マイクロプロセッサー、圧力変調器、切換えフラップなどから成る。従って、これは、後輪からの脱着を阻止できない反面で制動装置に作用しかつ前部ブレーキで後輪が再び地面と接触可能にするために圧力を減じるために後輪の脱着を検出する完全な電子装置である。

従って、そのような装置は、後輪が持ち上げられるように阻止することができないが、まさにせいぜい、前向きに倒れる小型オートバイを阻止可能にし、後輪が地面から離れた際、乗り手が小型オートバイを制御することが最大限に困難であることは全く明らかであるため、これは全て純粋に理論的なものである。

発明が解決すべき課題

本発明は、それ自体、単純で、信頼できて、有効で、合理的な方法でこれらの欠点を解決することを目的として課した。

課題を解決するための手段

本発明が解決すべき課題は、車両の前部に向けう倒れを引き起こすのと類似の仕方で、質量体を前向きに搬送させ従って後軸組立体又は後輪への荷重を解除するようなかなりの減速度が作用すると、強く制動をかける場合には何れの形式の車両の単数又は複数の後輪からの脱着を阻止することである。前述したように、この課題は、小型オートバイ形式の二輪車両場合にはより敏感である。

その値を超えると前向きに倒れる現象が生じ得る、これらの後輪の片方又は両方の固着の限界を決定すべく、単数又は複数の後輪に働く荷重を測定する課題を解決するために、装置は、液圧制動回路に接続されかつ単数又は複数の後輪の少なくとも１つの緩衝器部材に連結され、該装置が単数又は複数の前輪のキャリパーにおける圧力を減じることが可能であり、かつ車両の単数又は複数の後輪へ必要な荷重を与えることが可能な装置（ＶＡ）をと協働して単数又は複数の前輪に働く荷重を測定する手段（１）であって、もって強く制動する際の単数又は複数の後輪の望ましくない持ち上がりを阻止するようになっている手段を備える制動装置が設計され開発されてきた。

有利なことに、単数又は複数の後輪に働く荷重を測定する装置は、緩衝器に対して同軸な関係に取り付けられ、かつ車両の固定部品に対して固定された分配支持ブロックの凹所内に密封案内される能力によって、制限された態様で、直線的に移動し得るピストンから成る。この凹所は、主シリンダーの液圧回路及び単数又は複数の前輪のキャリパーと連通する。

車両の単数又は複数の前輪の制動を制限する課題を解決し、もって単数又は複数の後輪上に決められた荷重が働くの維持するように、圧力を減じることができる装置は、単数又は複数の前輪の特にキャリパーにおける液圧を規制する観点から、ピストンの移動による作用下で制御すべき装置と協働する該ピストンの端部に同軸な関係で取り付けられる弁から成る。

有利なことに、弁は、ピストンの端部に形成された穴に固定される本体を備える。この本体は弾性部材に従うボールに対する座として作用する内部凹所を備える。この凹所は主シリンダーの液圧回路と連通する。ボールはピストンの移動の影響下にある固定部材と協働して該ボールを自身の座から離すように移動させる。

単数又は複数の後輪に働く、通常とみなされる決定荷重に減速度を伝達する課題を解決するために、弁のピストンは支持ブロックの固定部品に当接される。ボールは自身の座から離されて主シリンダーからの流体を単数又は複数の前輪のキャリパーに向けて通過可能にする。逆に、荷重が十分であるとみなされないと、ボールに応じた当接の別の終局位置が自身の座の底部に位置づけられてキャリパーに送られる圧力を減じない限りは、弁及びブロックのピストンに対する相対的な移動がある。

ボールと協働する固定部材は支持ブロックに固定されかつ凹所内に開放するねじ、ブロック、及び弁本体から成る。

本発明が解決しようとする別の課題は、単数又は複数の後輪上に保証されるべき必要がある最小荷重を決定可能にすることである。このため、直線的に変位するすなわち線形変位をする能力を備えて弁のピストンが取り付けられる支持ブロックは、単数又は複数の後輪に働く荷重を調節する手段と協働する緩衝器に連結される。

本発明が解決しようとする別の課題は、必要に応じて、ピストンの変位を遅くすることが可能にすることである。このため、弁のピストンは、液圧緩衝手段に対して線形変位をする能力を備えたブロックの内側に取り付けられる。

以下、添付の図面により本発明を詳細に説明する。

図面中の各図は、小型オートバイへの本発明によるブレーキ装置の適用を示す。明らかに、任意のタイプの車両に装置を適用することができるとすれば、このタイプの実例を限定と見なしてはならない。

本明細書の残りの記載をさらに良く理解するために、本明細書全体を通じて、小型オートバイは（Ｍ）、前輪(AV)、後輪(AR)、前輪ブレーキ・キャリパー(E)及び後輪緩衝器組立体を(Ａ)として示される。主シリンダーは図示されていない。

言及したように、本発明が解決しようとする課題は、後輪(AR)で決められた荷重を維持するように前輪(AV)の制動を制限することである。換言すれば、この課題を解決するためには、必要ならば、制動を強くかけた場合の後輪(AR)の望ましくない上昇を阻止するために要する前輪(AV)のキャリパー(E)において圧力を決定するように、後輪(AR)に働く荷重を測定する必要がある。

有利なことに、そして解決すべきは前記課題であるとすれば、本発明によるブレーキ装置の手段は液圧回路に接続され、かつ後輪(AR)の緩衝要素(A)に接続される。

例示された、完全に制限しない実施例では、緩衝要素(A)は実質的にばね(R)と組み合わせたラム(V)から成る。

例示された実施形態では、弁(VA)は、緩衝器の小型オートバイ(Ｍ)の固定部品への連結装置の領域における緩衝要素の結合体の頭部に固定され、もってこのような緩衝器の設置とは無関係に後輪(AR)上の全荷重を受ける。このために、ピストン(1)は、案内されかつ密封された線形変位に対する能力を備えて、小型オートバイの固定部品に(2b)において固定された支持ブロック(2)の凹所(2a)に取り付けられる。

有利ではあるが何等の制限を伴うことなく、ピストン(1)はまさに緩衝器(V)の棒から成る。

支持ブロック(2)の凹所(2a)は横方向に出現するオリフィス(2c)と連通する。
オリフィス(2c)は主シリンダーの液圧回路に連結するために任意のタイプの配置構成を示す一方で、前輪(AV)のブレーキ・キャリパー(E)の液圧回路に連結するために任意のタイプの配置構成を示す。ピストン(1)はシール(3)によって密封される。支持ブロック(2)の凹所(2a)のピストン(1)の変位のための行程は値(e)に限定される。

本発明の１つの重要な特徴によれば、頭部が支持ブロック（２）の凹所（２ａ）の相対的盲端内に位置する自身の全体が（ＶＡ）として図示される弁を示す。この弁は、ピストン（１）の端部に形成された穴（１ａ）に固定された本体（４）を備える。本体（４）は、ばね（６）タイプの弾性部材に従うべきボール（５）のための座（４ｂ）として作用する内部凹所（４ａ）を示す。凹所（４ａ）は主シリンダー液圧回路と連通する。このため、凹所（４ａ）の相対的盲端は、２つのオリフィス（１ｂ）及び（１ｃ）によって、ピストン（１）の外部環状溝（１ｄ）と同軸な関係で連通する。環状溝（１ｄ）は、ピストン（１）の位置に拘わらず、主シリンダーとの接続用オリフィス（２ｃ）と常に連通する。

ピストン(1)を収容する凹所(2a)の相対的盲端は、前輪ブレーキ・キャリパー液圧回路との接続のためにオリフィス(2d)と連通する。ボール(5)は、残りの記載で言及するように、自身の座(4b)から移動するためにピストン(1)の移動の影響下で固定要素(9)と協働することができる。固定要素(9)は、支持ブロック(2)に固定されかつ該支持ブロック(2)の凹所内及び弁(VA)の本体(4)の凹所(4a)内に開放するねじから構成し得る。

本発明によるブレーキ装置の動作原理を示す図3及び図4に言及する。

図3は、後輪において正常なものとみなされた荷重の影響下にあるブレーキ装置を示す。これは、例えば、小型オートバイがブレーキをかけていないか、後輪への荷重を十分軽くしそうな減速度より低い減速度でブレーキをかける場合に該当する。この場合、ブレーキ装置はあたかも弁がそこにないかのように作動する。起こることと言えば、この位置では弁のピストン(1)が支持ブロック(2)の空洞(2e)の相対的盲瑞のフランジ(1e)によって当接することである。ボール(5)は、ねじ(9)の柄(9a)に対して当接し、かつばね(6)を圧縮する自身の座(4b)から離れている。

主シリンダーからの制動流体は、通常、分岐(2d)において、弁の本体(4)の凹所(4a)へ搬送される種々のオリフィスを通過する。留意すべきは、この位置では、ピストンの頭部は、凹所(2a)の相対的盲端に当接せず、かつ制動流体が通過するのに十分な空間を残すことである。

図4は、制動を強くかけた場合のブレーキ装置の作動を示す。減速は、後輪(AR)への荷重を軽くさせ、従って、減速は、上向き(矢F)に持ち上げられる傾向がある支持ブロック(2)に対して弁(1)のピストンの相対的な移動を引き起こす。弁のピストン(1)は、それ自体、リング(7)上で自身のフランジ(1e)によって別の極端な当接位置にいることを見出す。この当接位置では、ばね(6)の弛緩の影響下にあるボール(5)は、それ自体、弁の本体(4)の座(4b)の相対的盲端に対する担持を見出す。
従って、ボール(5)は、主シリンダーからの制動液用の通過を阻止する。

主シリンダーからの出口での圧力は減速に影響を及ぼさない。従って、弁のピストン(1)は主シリンダーのように作動する。弁及び支持ブロック(2)のピストン(1)の相対移動の影響下では、支持ブロック(2)の穴の相対的盲端内の液体容積は増加し、この液体容積の増加は後輪上に所望の荷重が得られるまで、前部ブレーキ・キャリパー内の圧力を降下させる。この荷重が増加すれば、弁のピストン(1)が反対方向に移動する。従ってブレーキ・キャリパーにおける圧力が増加する。従って、減速は、後輪(AR)上の決められた荷重に確かに結びつけて考えられる。

この位置では、乗り手はブレーキを解放することができ、従ってキャリパー(E)からの液体はボールによって阻止されたオリフィスを通過することができる。

図面中の図、特に、図2に示すように、弁のピストン(1)を収容する支持ブロック(2)は、ばね(8)によって緩衝要素(A)に接続し得る。ばねの予備荷重の調節は、後輪上で保証すべき最小負荷を選択可能にする。

同様に、ピストン(1)の移動を遅くするために弁の作動を液圧で減衰させることが可能である。より詳細には、この液圧による減衰は、ピストン(1)のフランジ(1e)が移動するための容積を備えた状態で取り付けられる支持ブロック(2)の循環空洞(2e)内で実行し得る。

利点は記載から明らかに自明であり、従って、以下の事柄が特に強調されかつ想起される。
−装置は、制動をかける間に小型オートバイの如何なる危険をも回避することによって安全性を改善することを可能にし、後輪は地面に固着したままの状態なので、その結果、運転者は、ブレーキ・レバーを最も有効に用いることができる。
−制動の全期間を通じて後輪上の最小負荷を同時に制御しながら、装置は車両の十分な制動能力を示すことを可能にする。従って、停止距離を著しく短くする。
−装置は、慣用のブレーキ装置の有効性における変動に打ち勝つことを可能にする、すなわち、使用状態及び使用温度に応じて、パッドとディスク間の摩擦係数が変わる。これらの条件は、摩擦係数が制動の始めと終わりの間で倍になるような相当に変動することができる、炭素／炭素ブレーキには特に有益であることが判明している。
−装置は、弁とブレーキ・キャリパーの間で連結することができるアンチロックシステムを備えた装置と互換性がある。

既に言及したように、記載しかつ例示した実施形態は特に有利であると考えられるが、如何なる制限を含意するものと考えてはいけない。本発明は、等価であると考え得る技術的手段をすべて含み、すなわち、同一機能を行なうために別様に具体的に実施されるにも拘わらず考慮し得る。

従って、車両に装備された、車輪のアンチロックシステムに信号を送信するための緩衝器の一端に位置づけた力センサーを使用することは可能である。その結果、力センサが検出される車輪を錠止する場合には行うように、上記アンチロックシステムは回路中の圧力を減じる。

小型オートバイの場合に、強く制動すると部品を前方に倒す傾向があることを示す概略図である。 緩衝器と組み合わせて取り付けられた、完全に非限定的表示で与えられる、本発明による装置を示す図である。 後輪に働く十分な圧力がある場合、すなわち制動がないか軽い制動がある場合の弁における装置の部分的断面図である。 強い制動に応じて後輪への荷重を解除する場合の図３に対応する図である。 装置を特に小型オートバイのための緩衝器内に含めたことを示す斜視図である。

１ ピストン
１ｅ フランジ
２ 支持ブロック
２ａ 凹所
２ｂ 固定部分
２ｃ オリフィス
２ｄ 分岐、接続用オリフィス
２ｅ 空洞
３ シール
４ 弁本体
４ａ 凹所
４ｂ 座
５ ボール
６ ばね
７ リング
８ ばね
９ ねじ、固定要素
９ａ 柄
Ａ 後輪緩衝器組立体、緩衝器
ＡＶ 前輪
ＡＲ 後輪
Ｅ 前輪ブレーキ・キャリパー
Ｍ 小型オートバイ
Ｒ ばね
Ｖ ラム
ＶＡ 弁

Claims (5)

1. 車両の車輪を制動する部材に取り付けられたキャリパーに液圧的に連結された主シリンダーを備える車両制動装置であって、圧力作用下で、前記キャリパーが前記部材の一部に作用するピストンを受容する装置において、
   前記装置が、液圧制動回路に接続されかつ単数又は複数の後輪の少なくとも１つの緩衝器部材に連結され、該装置が単数又は複数の前輪の前記キャリパーにおける圧力を減じることが可能であり、かつ前記車両の単数又は複数の後輪へ必要な荷重を与えることが可能な装置（ＶＡ）を含んだ単数又は複数の前記後輪に働く前記荷重を測定するピストン（１）を備え、もって強く制動する際の単数又は複数の前記後輪の望ましくない持ち上がりを阻止するようになっており、
   圧力を減じることが可能な前記手段が、単数又は複数の前記前輪のキャリパーにおいて液圧装置を規制する観点から、前記ピストン（１）の変位の作用下で制御すべき装置と協働する前記ピストン（１）の端部に同軸な関係で取り付けられる弁（ＶＡ）から成り、
   前記弁が、前記ピストン（１）の端部に形成された穴（１ａ）に固定され、本体（４）が弾性部材（６）に従うボール（５）に対する座として作用する内部凹所（４ａ）を備え、前記凹所（４ａ）が前記主シリンダーの液圧回路と連通し、前記ボールが前記ピストン（１）の変位の作用下で固定部材（９）と協働し、
   主シリンダーとの接続用オリフィス（２ｃ）は、ピストン（１）の長手方向に延在したオリフィス（１ｂ）と前記ピストン（１）の径方向に延在したオリフィス（１ｃ）とを介して前輪ブレーキ・キャリパー液圧回路との接続のためにオリフィス（２ｄ）と連通しており、
   単数又は複数の前記後輪に働く通常とみなされる荷重の作用下で、前記弁のピストン（１）が支持ブロック（２）の固定部分に対して当接し、前記ボールが自身の座から離れて前記主シリンダーからの流体を単数又は複数の前記前輪のキャリパーに向けて通過可能にし、逆に、前記荷重が十分でないとみなされると、前記ボール（５）に応じた別の終局当接位置が自身の座（４ａ）の底部内に位置づけられて前記キャリパーに伝達される圧力を減じることを特徴とする、装置。
   
2. 単数又は複数の後輪に働く荷重を測定可能な前記ピストンが、前記緩衝器に対して同軸な関係に取り付けられ、かつ前記車両の固定部品に固定される前記支持ブロック（２）の凹所（２ａ）内に密封案内するための能力によって、制限された態様で、直線的に変位可能なピストン（１）から成ることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
   
3. 前記ボール（５）と協働する前記固定部材（９）が前記支持ブロック（２）に固定されかつ前記支持ブロック（２）の凹所（２ａ）及び（４ａ）内に開放するねじ、及び前記弁の本体から成る、請求項１に記載の装置。
   
4. 内部に直線的に変位する能力を備えた前記弁のピストン（１）が取り付けられた前記支持ブロック（２）が、単数又は複数の後輪に働く荷重を調節する手段を含んだ前記緩衝器に連結されることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
   
5. 前記弁のピストン（１）が液圧緩衝装置に対して直線的に変位する能力を備えた前記支持ブロック（２）の内側に取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載の装置。

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