JPH035265A - アンチロックブレーキシステム - Google Patents

アンチロックブレーキシステム

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JPH035265A
JPH035265A JP2125608A JP12560890A JPH035265A JP H035265 A JPH035265 A JP H035265A JP 2125608 A JP2125608 A JP 2125608A JP 12560890 A JP12560890 A JP 12560890A JP H035265 A JPH035265 A JP H035265A
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Japan
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piston
rotor
plunger
brake system
wheel
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Application number
JP2125608A
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English (en)
Inventor
Naila Mikhaeil-Boules
ネイラ ミクヘイル―ボールズ
Robert J Hammersmith
ロバート ジェー.ハンマースミス
Kevin G Leppek
ケヴィン ジー.レペック
Paul D Wilkey
ポール デー.ウィルキー
Thomas H Gardner
トーマス エッチ.ガードナー
Dennis J Ricker
デニス ジェー.リッカー
James J Kowalik
ジェームズ ジェー.コワリック
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Motors Liquidation Co
Original Assignee
Motors Liquidation Co
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Publication date
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/102Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with friction brakes
    • H02K7/1021Magnetically influenced friction brakes
    • H02K7/1023Magnetically influenced friction brakes using electromagnets
    • H02K7/1025Magnetically influenced friction brakes using electromagnets using axial electromagnets with generally annular air gap
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/42Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition having expanding chambers for controlling pressure, i.e. closed systems
    • B60T8/4208Debooster systems
    • B60T8/4266Debooster systems having an electro-mechanically actuated expansion unit, e.g. solenoid, electric motor, piezo stack
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2125/00Components of actuators
    • F16D2125/18Mechanical mechanisms
    • F16D2125/20Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa
    • F16D2125/34Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa acting in the direction of the axis of rotation
    • F16D2125/40Screw-and-nut
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車用のアンチロックブレーキシステム(
ABS)とこのシステムの圧力調整器とに関する。
〔発明の背景〕
アンチロックブレーキシステムは一般に、車輪ブレーキ
に送出される圧力を調整して車両車輪が制動状態でロッ
クするのを防ぐ。従来のアンチロックブレーキシステム
は米国特許筒4,653,815号及び同第4,756
.391号の各明細書に示しである。これ等のシステム
では共に電子式制御装置により、アクチュエータピスト
ンにねじを介して係合した被駆動部材にギヤを介して係
合したモータに信号を送る。車両の車輪ブレーキに送出
する圧力を調整するのにピストン運動を使う。
本発明によるアンチロックブレーキシステムは特許請求
の範囲1の特徴部分に記載した機能を特徴とする。
本発明は、前記した従来のアンチロックブレーキシステ
ムに代るアンチロックブレーキシステムを提供するもの
である。前記のシステムの包囲空間を縮小するように本
発明の好適な実施例は、ピストンを回転ナツトにねじ込
んだ非回転ねしに取付けないで、動力ねじをねじ込んだ
非回転ナツトに取付けたピストンを提供するものである
。前記の変更により本発明によって各部品が一層小さく
回転質量が一層少なくてシステム角度慣性を著しく減少
したアンチロックブレーキシステムが得られる。
さらに、好適な実施例では本発明により、主シリンダか
ら車輪ブレーキへの別の流路を形成する逆止め弁を持つ
アクチュエータが得られる。この逆止め弁はピストン自
体によって開く。従って前記隔離弁に起る誤動作は、車
輪ブレーキへの別の流路があるので車両ブレーキの操縦
者による制御を妨げない。
反応速度を最大限に高めるように動力ねじ及び非回転ナ
ンドの間に伝達性の高いねじを利用する。
従ってアク、チュエータ内の圧力がピストンを逆に駆動
する可能性がある0本発明は、システムがABS作動モ
ードにないときにピストンがその末端位置で逆止め弁を
開くように構成しである。ピストンは伝達性の低いねじ
で保持することもできる。
しかし伝達性の高いねじを使う方がよいことが分った(
直流モータに必要な電流を下げるのに)。
従って伝達性の高いねじを使うには、ピストンが主シリ
ンダ圧力にさらされているが直流モータが通電されてい
るABSモードにはないときにこのピストンをその末端
位置に保持する若干の手段がなければならない。車両の
フード下の空間の制限により、前記した必要性に対する
解決策としてはできるだけ小さい空間を占めることが必
要である。
ピストンの逆駆動を防ぐ1方法では、直流モータのロー
タの運動を制限するばね式一方クラッチを使う、このよ
うなアンチロックブレーキシステムは本出願人により別
途出願されている。
本発明はそのシステムの変型であるアンチロックブレー
キシステムを提供するものである。
〔実施例〕
実施例について図面を参照して説明すると本発明による
アンチロックブレーキシステム(ABS)7は、加圧流
体を供給するマスクシリンダ12を備えている。車輪1
4には図式的に示した流体作動車輪ブレーキシリンダ1
6(以下車輪ブレーキと称する)を連結しである。車輪
ブレーキ16は、車輪14の回転運動を制限するように
主シリンダ12から加圧流体を受ける。車輪ブレーキ1
6はドラム形又はディスク形の普通の車両ブレーキでよ
い。車両操縦者の制御するブレーキペダル22は主シリ
ンダ12を作動する。
又(電子式)制御装置18を設けである。車輪ブレーキ
16内のセンサ20〔電子式制御装置18に結合しであ
る〕は車輪14の回転速度を測定する。別のセンサ(図
示してない)は、車両のブレーキペダル22が操作され
ているかいないかを検知し、又電子式制御装置18に情
報を報告する。電子式制御装置18は、車輪14の回転
状態を認識していてこれに応答して適当な信号を生ずる
。この信号により、車輪14の状態が前もって設定した
パラメータ内にあればアンチロックブレーキシステム7
をABS作動モードにする。
(通常開いた)ソレノイド弁24は、電子式制御装置1
8により与えられる信号に応答して閉位置に作動される
と、隔離弁として機能し、主シリンダ12及び車輪ブレ
ーキ16間の流体の連通を妨げる。縦方向の穴32を形
成したアクチュエータ本体30を持つアクチュエータ2
6を設けである。(図示のようにアクチュエータ26は
1つの車輪ブレーキ16に連結しであるが、車両は、複
数の車輪ブレーキに連結したアクチュエータ又は個別化
されたABS応答をなすために各単一車輪に対するアク
チュエータを備えてもよい)。縦穴32は車輪ブレーキ
16及び縦穴32の間に流体を連通させる第1の流体通
路42を持ち、又ソレノイド弁24が閉位置に作動され
ていないときには第2の流体通路40を介して主シリン
ダ12に流体が連通ずる。さらに図示のように縦穴32
は第3の流体通路34により主シリンダ12に対する別
の流体連通路を持つ、流体の流れはピストン44の横方
向みぞ穴(図示してない)を通る。しかしソレノイド弁
24を車輪ブレーキ16に直接つなぎ、第1の流体通路
42をこの管路に丁字形につなげることもできる。第3
の流体通路34は、主シリンダ12及び車輪ブレーキ1
6の間の流体の流れを遮断する逆止め弁38を持つ。逆
止め弁38は又車輪ブレーキ16が主シリンダ12内の
圧力より高い圧力を持つときはつねに主シリンダ12に
流体を送り戻すことができる。従ってアンチロックブレ
ーキシステム7は、電子式制御装置18からの入力を必
要としないで操縦者がブレーキペダル22から足を離す
ことにより車輪ブレーキ16を解放することに対して感
応する。
ピストン44は縦方向穴32内に滑動自在に密封状態に
取付けである。ピストン44の運動により車輪ブレーキ
16に連通ずる可変の制御容積を生ずることにより、ブ
レーキ16内の圧力を調整する。ナツト46はピストン
44に連結しである。
又ナツト46は縦穴32内に回転はしないで滑動自在に
取付けである。
動力ねじ48は、ナツト46内に突出しナツト46に伝
達性の高い仕方でねじ込んである。動力ねじ48はアク
チュエータ本体30に対して固定の回転軸線を持つ。動
力ねじ48の駆動は、(可逆)直流モータ50により行
われる。モータ50は、このモータに電子式制御装置1
8により与えられる信号に応答する。図示の位置では通
常の制動操作のためにピストン44は、末端上方位置に
保持され、逆止め弁38を棒52を介して閉位置に保持
するのに0.762鶴(3/100in)の公差内に保
たなければならない(第1図に示した公差は例示のため
に拡大しである)。
動力ねじ48は、直流モータ50にも連結した歯車列8
0に連結しである。動力ねじ48は、軸受54により取
付けられその端部に連結した第1の(大きい)歯車82
を持つ。第1の(大きい)歯車82は、(小さい方の)
ビニオン歯車86にかみあう遊び歯車84にかみあう。
ビニオン歯車86は、直流モータ50のロータ88の一
端部で軸線方向に遊動しばねクリップ(図示してない)
により保持しである。
動力ねじ48は歯車列80及び(非回転)ナンド46と
共に、縦穴32内でピストン44を往復動させる手段と
なる。又直流モータ50は、ピストン44を動かすよう
に歯車列80を介してねじり作用を生ずるように連結し
である。直流モータ50はハウジング56により囲んで
ある。
歯車列80に対しハウジング56の反対側端部には(3
0−ブ形)ディスク60を取付けである。
30−ブ形デイスク60は、ロータ88の他端部に連結
(キー止め)しである。30−ブ形デイスク60には、
幾何学的に互いに間隔を隔てた大体卵形の3つの穴62
を形成しである。これ等の卵形の穴62内には、各人6
2よりわずかに小さく従って30−ブ形デイスク60に
対して遊動することのできるブレーキパッド64を挿入
しである。
各ブレーキパッド64は、使用時に高レベルの耐久性を
生ずるフェノール樹脂含浸カンバス積層体が好適である
30−ブ形デイスク60(典型的にはステンレス鋼から
作る)は又その中間部分に向かい、型打ちした1連の幾
何学的くぼみ66.68を持つ。
3つのくぼみ66はハウジング56に向かう方向に外向
きに押圧する。又3つのくぼみ68はハウジング56か
ら遠ざかる方向に外向きに押圧する。
従って直流モータ50がアンチロックブレーキシステム
7の作動中に回転しているときは、くぼみ66により3
0−ブ形デイスク60の外部部分がハウジング56に接
触しないようにすることによりハウジング56との摩擦
を減らす、同様に他方のくぼみ68はプランジャ90に
対する接触面を形成し同様にプランジャ90との摩擦を
減らす。
30−ブ形デイスク60のハウジング56の反対側に位
置するプランジャ90と30−プ形デイスクに隣接する
ハウジング56の表面とは互いに協働して30−ブ形デ
イスク60のブレーキパッド64に衝合する摩擦面を形
成しディスク60の回転を制限することにより、直流モ
ータ50を制動し縦穴32内のピストン44の運動を制
限する。
プランジャ90は摩擦面を付勢して30−ブ形デイスク
60のブレーキパッド64に衝合させる位置にコイルば
ねにより付勢しである。
プランジャ90の30−ブ形デイスク60とは反対の側
に電磁石コア70を位置させである。コア70は、電子
式制御装置18により与えられる信号に応答して30−
ブ形デイスク60のブレーキパッド64に対する摩擦面
の衝合がはずれる位置にプランジャ90を動かすことに
より、直流モータ50と縦穴32内のピストン44との
自由な運動ができるようにする。電磁コア70はコイル
72を備えている。ABS7の重量を最少にし又ABS
の空間移動を最少にするには、電磁コア70をできるだ
け小さく保つことが望ましい。又電磁コア70及びプラ
ンジャ90の間でエアギャップをできるだけ小さく保ち
5ないし8 m5ecの範囲内で早い応答を生ずるよう
にすることが望ましい。熱の発生を抑えるには、抵抗を
高くして電流を最低にしなければならない、しかし早い
応答はコイル72の巻数をできるだけ少なくすることに
より得られ゛る低いインダクタンスによって得られる。
電磁ブレーキの性質として、30−ブ形デイスク60か
らプランジャ90がはじめに分離するときに最大の電流
が必要になる。しかしプランジャ90が30−ブ形デイ
スク60から遠ざかるに伴って電流を減少させることが
できる。従って二重レベルドライバを用いて、8ないし
20KFlzの範囲の断続サイクル化した電圧によりコ
イル72に電力を供給して、プランジャ90が30−ブ
形デイスク60から離されたときに電流を一層低いレベ
ルに低減する。
図示のようにコイル72はプラスチック製スナップ・イ
ンボビン74の電磁コア70内に取付けである。電磁コ
アのステータは、6.8ないし7.2g/−の密度を持
つ45%燐(すλ)焼結金属から構成され渦電流を減ら
すのに役立つようにするのがよいことが分っている。作
動時には最大時のエアギャップは0.254 m (1
/100inch)の程度である。
ブレーキパッド64(場合によりシューと呼ばれる)の
厚さは、くぼみ66.68の寸法を加えても30−ブ形
デイスク60の厚さより厚い。従ってプランジャ90を
直流モータ50に制動作用を加える位置に解放したとき
に〔コイル72内の電流零〕、ブレーキパッド64は、
プランジャ90によりハウジング56に対し圧縮され、
二段制動作用が得られる。このことは、30−ブ形デイ
スク60の下側に設けられハウジング56の頂部に衝合
するだけのブレーキパッド64を利用するよりもはるか
に有効である。
プランジャ90を30−ブ形デイスク60から引離すと
、ブレーキパフドロ4はそれぞれの六62内で遊動しく
動き)、又30−ブ形デイスク60が動いてハウジング
56又はプランジャ90に衝合するようになる。しかし
この場合各くぼみ66.68は表面対表面の完全な接触
を妨げることにより摩擦を減らす。
30−ブ形デイスク60及びロータ88の重量は直流モ
ータ50の正常な作動中はブレーキパッド64に加わら
ないから、直流モータ50の回転中はブレーキパッド6
4には摩擦がほとんど加わらず、従ってブレーキパッド
64の摩擦が減る。
本発明により、ソレノイド弁24を通らないで主シリン
ダ12から車輪ブレーキ16に到る径路を持つABS7
が得られる。このようにして、ソレノイド弁24の故障
の場合にも車輪ブレーキ16を適用することができる。
正常な作動時に主シリンダ12からの流体は逆止め弁3
8を過ぎ又はソレノイド弁24を経て或はこれ等の両方
を通り縦穴32内に入り、ついで車輪ブレーキ16に流
れることができる。縦穴32内の流体圧力の生成は、ピ
ストン44に作用しピストン44を下向き(第1図)に
動かそうとする。この運動を防ぐように、30−ブ形デ
イスク60、電磁コア70及びプランジャ90より成る
電磁ブレーキはロータ88の回転を妨げることにより歯
車列80及び動力ねじ44の回転を妨げてピストン44
を定位置に保持する。
ABS7の作動中はソレノイド弁24は閉じる。
ピストン44は、直流モータ50により動かされ逆止め
弁38を閉じ次いで縦穴32の一部により仕切られる制
御容積の大きさを変えて、車輪ブレーキ16に加わる流
体圧力を調節する。この動作中にプランジャ90は30
−ブ形デイスク6oから引離され、ブレーキパッド64
は六62内で遊動する。各くぼみ66.68は30−ブ
形デイスク60とプランジャ90又はハウジング56と
の間の完全な表面接触を防ぐように作用することにより
ABSの作動時に生ずる摩擦を減らす。
ピストン44を定位置にロックしようとするときは、プ
ランジャ90を解放し、コイルばね92の付勢作用によ
ってプランジャ9oはブレーキパッド64をプランジ中
90及びハウジング56間に捕捉するように動いてロー
タ88をロックする。
本発明は前記したディスク60及び各人62の形状に制
約を受けるものではなく、他の任意適当な形状を使って
もよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明アンチロックブレーキシステムの好適な
実施例を一部を縦断面にして示す側面図である。 第2図は第1図の2−2線に沿う断面図である。 7・・・アンチロックブレーキシステム、2・・・主、
シリンダ、  14・・・車輪、6・・・車輪ブレーキ
、 18・・・制御装置、4・・・隔離弁、     
26・・・アクチュエータ、2・・・縦穴、     
 44・・・ピストン、0・・・可逆モータ、 56・
・・摩擦面(ハウジング)、0・・・ディスク、   
 70・・・電磁コア、8・・・ロータ、     9
0・・・プランジャ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、加圧流体を供給する主シリンダ12と、この主シリ
    ンダから加圧流体を受け車輪14の回転運動を制限する
    車輪ブレーキ16と、前記車輪の回転条件を認識しこの
    車輪条件が前もって設定したパラメータ内にあるときに
    信号を生ずる制御装置18と、この制御装置により与え
    られる作動信号に応答して閉じ、前記の主シリンダ及び
    車輪ブレーキの間の流体の連通を防ぐ隔離弁24と、縦
    穴32とこの縦穴内に滑動自在に密封状態で取付けたピ
    ストン44とを持ち前記車輪ブレーキに連通する可変の
    制御容積を生ずることによりこの容積内の圧力を調整す
    るアクチュエータ26と、前記ピストンにロータ88に
    よりねじり作用を伴うように連結され前記ピストンを往
    復動させるようにする可逆モータ50とを備えたアンチ
    ロックブレーキシステム7(ABS)において、前記ロ
    ータ88をディスク60に、このディスクに衝合し前記
    ロータ88の回転を制限して前記ピストン44の位置を
    ロックする摩擦面56、90と、この摩擦面を前記ディ
    スクに対し衝合させる位置に付勢されるプランジャ90
    と、前記制御装置18による信号に応答して前記プラン
    ジャを前記の摩擦面56及びディスク60間の衝合を離
    す位置に動かし前記可逆モータによる前記ロータの回転
    と前記ピストンの移動とを生じさせる電磁コア70とに
    よって連結したことを特徴とするアンチロックブレーキ
    システム。 2、前記縦穴32を、第1の流体通路42により車輪ブ
    レーキ16に、第2の流体通路40により前記隔離弁2
    4に、又第3の流体通路34により直接前記主シリンダ
    12にそれぞれ連結できるようにした請求項1に記載の
    アンチロックブレーキシステム。 3、前記アクチュエータ26に前記第3流体通路34内
    に逆止め弁38を設け前記の主シリンダ12及び車輪ブ
    レーキ16間の流体の連通を制御するようにし、前記ピ
    ストン44が末端位置で前記逆止め弁に衝合しこの逆止
    め弁を開くようにした請求項2に記載のアンチロックブ
    レーキシステム。 4、可逆モータ50を、縦穴32内に滑動自在にただし
    回転はできないように取付けたナット46と前記縦穴に
    対し固定の回転軸線を持つ動力ねじ48と前記ロータ8
    8に連結されこのロータにより駆動する歯車列80とに
    より、前記ピストン44にねじり作用を生ずるように連
    結した請求項1ないし3のいずれかに記載のアンチロッ
    クブレーキシステム。5、前記ロータ88が前記可逆モ
    ータ50を貫通し、一端部には歯車列80を連結し他端
    部には前記ディスク60を連結した請求項4に記載のア
    ンチロックブレーキシステム。 6、前記プランジャ90と前記可逆モータ50に隣接す
    る表面56とを前記ディスク60により互いに隔離し、
    前記のプランジャ及び表面の両方が摩擦面を形成する作
    用をするようにした請求項1ないし5のいずれかに記載
    のアンチロックブレーキシステム。 7、前記電磁コア70を断続サイクル化して、前記プラ
    ンジャ90を前記ディスク60から離そうとするときは
    サイクルの最高値になり離れるとより低いサイクル値に
    なる二重レベルドライバを形成するようにした請求項1
    ないし6のいずれかに記載のアンチロックブレーキシス
    テム。 8、前記ディスク60にブレーキパッド64を設け前記
    摩擦面に衝合するようにした請求項1ないし7のいずれ
    かに記載のアンチロックブレーキシステム。 9、前記各ブレーキパッド64を前記ディスク60の穴
    62内にゆるくはめた請求項8に記載のアンチロックブ
    レーキシステム。 10、前記ディスク60にその表面から立上がるくぼみ
    66、68を設け前記可逆モータ50が作動していると
    きに前記表面が前記摩擦面56、90に接触しないよう
    にした請求項8又は9に記載のアンチロックブレーキシ
    ステム。 11、縦穴32を持つアクチュエータ26と、前記縦穴
    内に滑動自在に密封状態に取付けられ前記車輪ブレーキ
    に連通する可変の制御容積を形成することによりこの容
    積内の圧力を調整するピストン44と、このピストンに
    ロータ88によりねじり作用を生ずるように連結され前
    記ピストンを往復動させるようにした可逆モータ50と
    を備えた請求項1ないし10のいずれかに記載のアンチ
    ロックブレーキシステム用の圧力調整器において、前記
    ロータ88を前記ディスク60に、このディスクに衝合
    して前記ロータ88の回転を制限して前記ピストン44
    の位置をロックする摩擦面と、前記摩擦面を前記ディス
    クに対し衝合させる位置に付勢したプランジャ90と、
    前記制御装置18による信号に応答して前記プランジャ
    を前記の摩擦面及びディスク60間の衝合を離す位置に
    動かし前記可逆モータによる前記ロータの回転と前記ピ
    ストンの移動とを可能にする電磁コア70とによって連
    結したことを特徴とするアンチロックブレーキシステム
    用圧力調整器。
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