JPH0371297B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 流体圧力源に連通する入口３３と、ブレーキ
組立体１１０，１２０，１３０，１３５に連通す
る出口１１４と、入口３３と出口１１４の間の流
体の連通を変化させるように入口３３及び出口１
１４と協働する圧力応答組立体２０と、介在する
弁３４によつて第１のチヤンバ３０に連通する流
体収容チヤンバ１３とを有し、該流体収容チヤン
バ１３が、車両の減速に応答して弁３４を閉じる
慣性検知マス４０を内部に備える、車両用の比例
弁組立体において、 圧力応答組立体２０は、第２チヤンバ２６内に
設置されており、かつ前記第１のチヤンバ３０内
に配置されかつ第３のチヤンバ３０ａの一部を形
成する圧力応答部材１００と連結された部分８
０，９０を備え、ブレーキトルク応答装置１４０
がブレーキ組立体１１０，１２０，１３０，１３
５の摩擦要素１２０と係合しかつライン１５０を
介して前記第３のチヤンバ３０ａと連通してお
り、第３のチヤンバ３０ａは、圧力応答部材１０
０が入口３３の流体圧を受けることなく位置決め
され、かつ慣性検知マス４０とブレーキトルク応
答装置１４０が互いに独立して圧力応答部材１０
０を作動させることができるように、第２のチヤ
ンバ２６内の流体圧から隔てられていることを特
徴とする比例弁組立体。

２ 圧力応答組立体２０の部分８０，９０がポペ
ツトから成ることを特徴とする、請求の範囲第１
項に記載の比例弁組立体。

３ 圧力応答部材１００が、ばね装置６２で付勢
されたプランジヤ１００から成ることを特徴とす
る、請求の範囲第１項に記載の比例弁組立体。

４ ブレーキトルク応答装置１４０が、ブレーキ
組立体１１０，１２０，１３０，１３５の摩擦要
素１２０と係合しているピストン弁１４０から成
り、ブレーキトルクに応答する前記摩擦要素１２
０の移動が、前記ピストン１４０の作動及び前記
第１のチヤンバ３０への流体圧の伝達を引き起こ
すことを特徴とする、請求の範囲第３項に記載の
比例弁組立体。

５ 前記弁は、ばねで付勢されて慣性検知マス４
０と係合していることを特徴とする、請求の範囲
第４項に記載の比例弁組立体。

６ 前記マス４０は、車両の減速がマス４０の変
位を引き起こすように、傾斜面上に配置されてい
ることを特徴とする、請求の範囲第５項に記載の
比例弁組立体。

７ 前記圧力応答部材１００と部分８０，９０
は、第１のチヤンバ３０と第２のチヤンバ２６と
の間を開口２７を通して延びるシヤフト９０で連
結され、密封装置７５が前記シヤフト９０の周り
に配置されていることを特徴とする、請求の範囲
第１項に記載の比例弁組立体。

８ 比例弁組立体１０は、前記流体収容チヤンバ
１３、第１のチヤンバ３０及び第２のチヤンバ２
６を収容するボデイ１２を備えることを特徴とす
る、請求の範囲第７項に記載の比例弁組立体。

９ 部分８０，９０はポペツト８０を備え、応力
応答部材１００は、ばね装置６２で付勢されたプ
ランジヤ１００から成り、ポペツト８０とプラン
ジヤ１００は、第１のチヤンバ３０と第２のチヤ
ンバ２６との間に延びるシヤフト９０で連結され
ていることを特徴とする、請求の範囲第１項に記
載の比例弁組立体。

１０ ブレーキトルク応答装置１４０は、圧力応
答部材１００が第２のチヤンバ２６から遠ざかつ
て変位するように、流体圧を第１のチヤンバ３０
に伝達することを特徴とする、請求の範囲第１項
に記載の比例弁組立体。

【発明の詳細な説明】

この発明は、ブレーキトルク調整能力をもつ、
即ち変化し易い摩擦要素の厚さ及び変化し易い摩
擦係数の影響を除去するブレーキトルクについて
調整する、減速及び圧力感応式の比例弁組立体に
関する。

米国特許第4595243号及び欧州公開特許第
0202457号は、マスタシリンダのボデイ内に完全
に配置され、又はマスタシリンダのボデイをもた
ずに配置され、かつ後輪に伝達される流体圧を減
ずるために減速及び圧力感応式の比例弁組立体を
開示している。荷を載せていない及び荷を載せた
車両の状況において後輪に加わるブレーキ流体圧
を減ずることによつて、車両の負荷に従つて適切
なブレーキ圧が後輪に伝達され、それにより、制
動距離が短縮され、また車輪のロツクアツプ及び
続いて起こる横滑りが最少にされる。上述した比
例弁組立体の目的は、後輪ブレーキへの加圧流体
の伝達度を車両の負荷に対して制御することであ
り、即ち車両の重量が大きくなるほど、ブレーキ
組立体に伝達すべき所望の流体圧をより大きくし
て車輪のブレーキトルクをより大きくすることで
ある。このことは、車両の負荷が変化したとき
に、区切り点、即ち屈折点を制御するように修理
された在来型式の比例弁を使用することによつて
達成される。この修正は、比例弁組立体のポペツ
ト位置（通常、固定位置）を比例弁のピストンか
ら遠ざけることを含む。その結果、ポペツトの行
程量が大きくなるほど、ピストンの行程量が大き
くなり、それゆえにこれにより車輪ブレーキへの
流体圧の伝達度を増大させ、その結果、より高く
区切り点が得られる。これらの実施態様では、ポ
ペツトの行程量は比例弁組立体の入口圧によつて
制御され、入口圧はマスタシリンダによつて発生
する。かくして、入口圧が大きくなるほど、ポペ
ツトの行程量が大きくなり、所定点に達する。ポ
ペツトの行程量が大きすぎると、後輪の滑りが起
こり、かくして、区切り点の許容差が広すぎるか
又は大きすぎることになる。この所定点は、慣
性、即ち減速力で制御される弁を使用することに
よつて設定される。車両の減速度が所定値に達し
たとき、減速応答弁が閉じ、ポペツトのそれ以上
の走行を停止する。この時点で、比例弁組立体の
移動差面積ピストンがポペツトに近づき、比例弁
組立体の出口圧を調節又は計量する。この比例弁
組立体は、区切り点の許容差に影響を及ぼすそれ
らのパラメータの許容差の範囲内で十分満足に機
能する。しかしながら、ブレーキパツドの摩擦係
数の変化が広範囲であるために、ポペツトを位置
決めするための改良装置を提供することが望まし
い。「グリーン（green）」ライニングと「アグレ
ツシブ（aggressive）」ライニングとの間の摩擦
係数の広範囲の変化に加えて、ブレーキパツドの
厚さが非常に変化することがわかつた。アグレツ
シブライニングが大きな摩擦係数をもつブレーキ
パツド又はライニングであるのに対して、グリー
ンライニングはより小さな摩擦係数をもつ傾向が
ある。本発明は、組立体の作動特性が摩擦ライニ
ングの厚さ及び摩擦係数の広範囲の変化の影響を
受けることなく、組立体が所定の仕方で適切に作
動するように、ブレーキトルクの調整能力を備え
た、減速及び圧力感応式の比例弁組立体を提供す
る。

本発明は車両用の比例弁組立体を提供し、この
弁組立体は、流体圧力源に連通する入口とブレー
キ組立体に連通する出口とを有し、圧力応答組立
体が、入口と出口との間の流体の連通度を変化さ
せるように入口及び出口と協働し、流体収容チヤ
ンバが、車両の減速に応答し、かつ入口と出口と
の間を連通する流体の変化を助けるように圧力応
答組立体と協働する慣性検知マスを内部に有し、
流体収容チヤンバは介在する弁装置によつて第１
のチヤンバと連通し、弁装置は前記慣性検知マス
と係合しており、圧力応答組立体は、第２のチヤ
ンバ内に配置されており、かつ前記第１のチヤン
バ内に配置された圧力応答部材と連結された部分
を備え、ブレーキトルク応答装置が流体圧を前記
第１のチヤンバいに伝達し、第１のチヤンバは、
圧力応答部材がブレーキトルクに応答して、かつ
入口の流体圧を受けることなく位置決めされるよ
うに、第２のチヤンバ内の流体圧から隔離されて
いる。

添付図面は、例示として、かつ請求の範囲の発
明を限定することなく、本発明の原理を図示した
実施態様を示す。

第１図は、本発明の比例弁組立体及びブレーキ
トルク応答弁の断面図である。

第２図は比例弁組立体の端面断面図である。

第３図は、本発明に利用したブレーキトルク応
答弁を備えるデイスクブレーキの斜視図である。

第４図は、本発明の比例弁組立体のP_ioに対す
るP_putのグラフである。

第１図及び第２図は、全体的に参照番号10で示
した、本発明の比例弁組立体の実施態様を示す。
比例弁組立体１０はハウジング１２内に収容され
ており、ハウジング１２は、マスタシリンダのボ
デイ（図示せず）と別体であり、そしてそれ自身
の流体収容チヤンバ、即ちリザーバ１３を有す
る。出願中の特許出願第850463号は低減速応答性
をもつ、減速及び圧力感応式の比例弁組立体を開
示しており、この出願はここに参考として取り入
れてある。前述したように、本発明の目的は、ブ
レーキライニングの厚さ及びアグレツシブライニ
ングに対するグリーンライニングの相違による摩
擦係数の広範囲の変化によつて、比例弁組立体の
性能が悪影響を受けないように、ポペツトを位置
決めするための改良装置を提供することである。
ブレーキライニングの摩擦係数の変化の影響、及
びそれが比例弁組立体の区切り点にいかに影響を
及ぼすかは、次の特性を調べることによつて理解
することができる。望ましい区切り点は車輪に生
ずるトルクと減速度によつて決定される。車輪に
生ずるトルクは基本的に、(1)ホイールシリンダの
直径（定数）、(2)ドラムの直径（定数）、(3)ライニ
ングの摩擦係数（変数）、及び(4)入口圧（車両の
運転者によつて制御される）によつて決定され
る。かくして、制御すべき１つの変数はライニン
グの摩擦係数である。ポペツトの位置をトルクの
関数として制御することによつて、ライニングの
摩擦係数という変数を除去し、区切り点の許容差
を改良する、即ち減ずることが可能である。適切
なポペツト位置を設定するのにブレーキトルクを
利用することの明らかで付加的な利点は、（ブレ
ーキの「スパイク」載荷のような）入口での急速
な圧力載荷が、ポペツト位置の「オーバーシユー
ト」に及ぼす影響を最小にすることである。

ハウジング１２内に収容された比例弁２０（第
２図参照）は、後輪用シリンダに連通する流体圧
出口１１４と、他の後輪用シリンダに連通するも
う１つの流体圧出口（図示せず）とを有する分割
ブレーキ回路用のものである。本発明の設計は、
交差分割軸受装置に限定されない。単動式又は複
動式の比例弁の設計を二軸軸受装置に使用するこ
とができる。第１図は、通路３３によつてマスタ
シリンダ（図示せず）と連通する段付ボア２５を
示す。ボア２５は、細い通路２７によつてチヤン
バ３０と接続されたチヤンバ２６から成り、チヤ
ンバ３０はリザーバ、即ち流体収容チヤンバ１３
と連通している。段付開口３２が弁座３６と係合
する弁３４を収容し、弁３４は慣性検知マス、即
ちボール４０と係合する。ボール４０は流体収容
チヤンバ、即ちリザーバ１３内に設置され、ラン
プ、即ち可変傾斜面３９上に配置されている。傾
斜面は、特定の用途により可変斜面をもつことが
でき、そのことは、ここに参考として取り入れた
出願中の特許出願第850463号に開示されている。
弁３４は、本発明において適切に機能する多数の
弁構造のうちの任意のものでよく、ここでは弁３
４として示してある。慣性検知ボール４０はチヤ
ンバ２６を通る流体の通路から完全に分離して配
置されており、可変傾斜ランプ、即に可変傾斜面
３９に沿つて自由に移動する。慣性検知ボール４
０は、減速中、車両によつてある所定の姿勢が達
成されるまで、即ち減速によりボール４０をラン
プ３９に沿つて変位させるときまで、第２の弁３
４を開状態に保持する。ボア２５は、内部に差動
ピストン７０を有する拡径部２８を備えている。
差動、即ち面積差ピストン７０は、出口１１４を
ボア２５と連通させる貫通開口７２を備えてい
る。シール７３が差動ピストン７０の周りに配置
され、差動ピストン７０は段付ボア２５の縮径部
２９内に設置された弁座７６を有する。第１のば
ね６０は、その一端がハウジングの肩３１に当接
して、差動ピストン７０を第１図の右側に付勢し
ている。第２のチヤンバ３０内に設置されたプラ
ンジヤ、即ち面積差ピストン１００と連結された
シヤフト９０によつて、ポペツト８０がチヤンバ
２６内の位置決めされている。プランジヤ１００
は、ばね６２で第１図の右側に付勢されており、
シール７４がプランジヤ１００の周りに延びてい
る。ハウジング壁１５内に設置されたシール７５
がシヤフト９０の周りに配置されており、それに
よりチヤンバ２６及び３０が内部の各々の流体圧
から隔絶される。かくして、ポペツト８０がシヤ
フト９０に連結され、そしてシヤフト９０が小さ
な直径をもつので、シール抵抗の効果及び最小の
シヤフト径により、入口圧がプランジヤ１００に
加わるのを効果的に除去する。その結果、ポペツ
ト８０は、入口３３における流体圧によつて影響
を受けたり、位置決めされたり、又は変位したり
することがない。

慣性検知ボール４０は、マスタシリンダから関
連する後輪用ブレーキに通ずる流体の流路から分
離した位置に配置されている。かくして、慣性検
知ボール４０は、制動中、流体の流路内に起こる
流体の流れ特性を受けない。ボール４０は弁体３
７の可変傾斜面３９上に配置されている。第２図
に示す比例弁２０はチヤンネル３８によつて互い
に接続されている。弁体３７はねじ４５を備え、
このねじ４５は、ハウジング１２の相補的なねじ
に螺合している。ハウジング１２と弁体３７との
間にシールを作るために、Ｏリング５０が弁体３
７の周りに配置されている。可変傾斜面３９は環
状であり、ボール４０の多方向の移動を許容する
ので、ボール４０は、車両の長さ方向の減速及び
横方向の減速の両方にベクトル的に応答する。

第１図に概略的に示すように、出口１１４は、
摩擦要素１２０及び１３０を作動するホイールシ
リンダ、即ちピストン１１０と接続されている。
摩擦要素は回転しているドラム１３５に係合し
て、その制動を行う。本発明はドラムブレーキ又
はデイスクブレーキのいずれにも使用することが
できるので、ホイールシリンダ、即ちピストン１
１０は概略的に示してあり、そして摩擦要素１２
０及び１３０は、又、ロータ（図示せず）に制動
をかけるデイスクブレーキ内で利用される摩擦パ
ツドであつてもよいことを明確に理解すべきであ
る。摩擦要素１２０はブレーキトルク応答式ピス
トン弁１４０に係合しており、ピストン弁１４０
は、シユー端１２１に当接する弁部材１４２と、
弁部材１４２を付勢してシユー端１２１に係合さ
せるばね１４３と、流体収容チヤンバ１４４とか
ら成る。ピストン弁１４０は流体ライン１５０に
よつてチヤンバ３０と接続されている。かくし
て、摩擦要素１２０がブレーキの回転ドラム又は
ロータに係合して制動が起こつたとき、ブレーキ
トルクによつて引き起こされた（矢印Ｘの方向へ
の）摩擦要素の変位により、弁部材１４２をピス
トン弁１４０の中へ変位させて、ピストン弁１４
０内の流体を加圧し、加圧流体をチヤンバ３０に
伝達する。

ハウジング１２内に収容された各比例弁２０は
次のように作動する。入口３３を通つて受け入れ
られた加圧ブレーキ流体は、チヤンバ２６に流入
し、弁座７６、開口７２を通つて出口１１４及び
後輪用ブレーキのホイールシリンダに流れる。入
口圧が差動ピストン７０を第１図の左側に変位さ
せるのに十分なレベルまで上昇したとき、弁座７
６はポペツト８０に向かつて移動し、開口７２を
介して後輪ブレーキに伝達されるブレーキ流体及
び圧力を制限する。制動が始まつたとき、摩擦要
素は制動すべき部材（ブレーキドラム又はロー
タ）に係合し、この係合により摩擦要素を弁部材
１４２に対して変位させる。ピストン弁１４０内
に生じた流体圧は接続部１５０を介してチヤンバ
３０に伝達され、それにより、どんなブレーキラ
イニングの厚さ及び摩擦係数でも（グリーンライ
ニングであれアグレツシブライニングであれ）、
ライン１５０を介して伝達された流体圧により、
ピストン１００を変位させ、従つて、ポペツト８
０を位置決めする。かくして、ポペツトが制動中
初期に位置決めされるので、比例弁組立体は、制
動時に、ブレーキ装置の種々の構造的及び機能的
特性を従つて適切に作動することができる。ピス
トン７０が左に移動すると、それはポペツト８０
に近づき、第１の区切り点が設定される。第４図
を参照すると、入口圧に対する出口圧の関係が示
してあり、初期の制動中、曲線Ａが生ずる。差動
ピストン７０がポペツト８０に近づいたとき、第
１の区切り点A₁が設定され、そしてブレーキ圧
は第４図に示す曲線Ｂに従つて進む。曲線Ｂは、
アグレツシブブレーキライニングを有し、荷を載
せていない、かくして最大の減速量をもつ車両の
例示の圧力曲線である。作動中、アグレツシブ摩
擦ライニングでは、摩擦要素１２０の変位がより
大きくなり、弁部材１４２の変位が増大し、より
高い流体圧がライン１５０を介してチヤンバ３０
へ伝達される。かくして、プランジヤ１００／ポ
ペツト８０構造の変位は、摩擦要素がグリーンラ
イニングを備える場合よりも大きいことがまず明
らかである。しかしながら、車両がアグレツシブ
ブレーキライニングを有し、かくして、より大き
な減速度をもつとき、減速度が大きくなるほど慣
性検知ボール４０はより迅速に変位して弁３４は
より早く閉じ、そして弁３４が一旦閉じると、チ
ヤンバ３０から流体収容チヤンバ１３への流体の
伝達が終わり、プランジヤ１００の移動を停止さ
せる。かくして、より大きな減速度によつて、慣
性検知ボールがより迅速に変位し、その結果、プ
ランジヤ１００の移動をより早く終わらせるの
で、アグレツシブ摩擦ライニングについてのプラ
ンジヤ／ポペツトの移動量は、グリーンライニン
グについてのプランジヤ／ポペツトの移動量より
も小さい。もし、摩擦要素のライニングがグリー
ンライニングであり、その結果、ブレーキのライ
ニングとドラム／ロータとの間の摩擦係数が小さ
いために、より小さな減速度が生ずるのであれ
ば、そのとき弁部材１４２に対する摩擦要素１２
０の変位はより小さく、より低い流体圧がライン
１５０を介してチヤンバ３０へ伝達される。かく
して、たとえグリーンライニングについて、アグ
レツシブライニングよりも小さな流体圧がチヤン
バ３０に伝達されても、車両の減速度がより小さ
いので、弁３４は同じくらい迅速には閉弁せず、
プランジヤ１００／ポペツト８０は、減速によつ
て弁３４をより迅速に閉弁させ、プランジヤ１０
０の移動をより迅速に停止させる前述した状況よ
りももつと第１図の左側に変位する。プランジヤ
及びポペツト８０は左側に更に移動し、ポペツト
８０と差動ピストン７０の弁座７６との間の〓間
はより長い時間開いたままであり、より多量の加
圧ブレーキ流体をブレーキシリンダ１１０に伝達
することができる。荷を載せていない車両につい
て、グリーン摩擦ライニングを備え、幾分高い減
速度をもつ状況では、圧力の出力曲線は曲線Ｃを
たどり、ついには区切り点C₁に達する。このブ
レーキ圧は曲線Ｄに従つて進む。比例弁組立体２
０の作動の上記説明からわかるように、前述した
状況よりも小さな減速度になる、荷を載せた車両
についてのアグレツシブ摩擦ライニングの状況で
は、圧力曲線Ｅ及び区切り点E₁を生じさせ、次
いで曲線Ｆに沿つて進む。最後に、荷を載せた車
両についてグリーン摩擦ライニングの状況では、
減速度が最小になり、それに応じてプランジヤ／
ポペツトの行程量は最大になる。これにより、圧
力の出力特性は曲線Ｇ及び区切り点G₁になり、
それから曲線は第４図の曲線Ｈに従つて進む。

本発明の比例弁組立体は、ブレーキライニング
の初期及び後の状態にかかわらず、車輪のロツク
アツプを防止又は最少にする能力を大幅に改良す
ることができる。ブレーキライニングの厚さ、及
び新規な「グリーン」ブレーキライニング及び
「アグレツシブ」ブレーキライニングに関連する
摩擦係数の広範囲の変化は、車輪に生じるブレー
キトルクを決定し、かつ制御する上での重要な変
動要因である。この変数の除去、即ちそれに対す
る補償は、制動過程中にポペツトを位置決めする
のにブレーキトルクを使用し、かつポペツトの位
置がマスタシリンダから受け入れられる入口圧の
影響を受けないことによつて、比例弁組立体を変
動特性に対して適切に作動させることになる。実
際、変動特性は各々の構造的及び機能的状況に対
して補償され、即ちこの状況に従つて一定にさ
れ、その結果、本発明の比例弁組立体は、実施し
た比例弁組立体に望ましい所定の許容差の範囲内
で作動する。

第３図は、キヤリパ２００及び摩擦要素２２
０，２３０を備えた、代表的なデイスクブレーキ
の斜視図を示す。ブレーキパツド支持板２２０及
び２３０を横切つて延びたバー２５０が、キヤリ
パ２００内に収容されたブレーキトルク応答式ピ
ストン弁１４０と係合している。ピストン弁１４
０は、ライン１５０（図示せず）によつて比例弁
組立体２０のチヤンバ３０と接続されている。か
くして、本発明の比例弁組立体を、サーボ式及び
非サーボ式のドラムブレーキと、デイスクブレー
キとについて利用することができる。