JPH0624910B2 - アンチスキツド装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両のブレーキシステムに関し、特にブレー
キ作用時に車輪のロックを防止するアンチスキッド装置
に関する。

〔従来の技術〕 アンチスキッド装置は、車両の急制動時、あるいは凍結
路等の低摩擦路面における制動時に、車輪がロークする
のを防止して、制動距離を短縮するとともに操舵性を確
保するものである。このため、アンチスキッド装置は、
ホイルシリンダ内のブレーキ油圧を高過ぎる時、制御弁
を介してそのブレーク油をリザーバへ解放してホイルシ
リンダ内を減圧させ、逆にホイルシリンダ内のブレーキ
油圧が低過ぎる時、制御弁を介してマスタシリンダ内の
ブレーキ油をホイルシリンダに導きこのホイルシリンダ
内を増圧させる。しかしてこのアンチスキッド装置に
は、リザーバ内のブレーキ油をマスタシリンダへ還流さ
せる油圧ポンプが設けられ、この油圧ポンプはアンチス
キッド制御中、常時作動するようになっている。

〔本発明が解決しようとする問題点〕

従来のアンチスキッド装置においては、ホイルシリンダ
内を減圧させる時、油圧ポンプが常時リザーバ内のブレ
ーキ油をマスタシリンダに圧送するようになっているた
め、マスタシリンダ内の油圧が上昇してブレーキペダル
が押戻されるいわゆるキックバック現象が生じやすく、
またホイルシリンダ内を増圧させる時に油圧ポンプの吐
出油圧が低下すると、マスタシリンダからホイルシリン
ダに比較的多量のブレーキ油が流動してブレーキペダル
の沈み込み現象を生じるという問題がある。すなわち、
従来のアンチスキッド装置は、アンチスキッド制御時に
ペダルのキックバック現象および沈み込み現象を生じや
すく、ブレーキ感覚が良くないという問題点を有してい
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、本発明に係るアンチスキッ
ド装置は、吐出圧が相対的に低い時吐出容量を多くし、
吐出圧が相対的に高い時吐出容量を少なくする、可変容
量ポンプを有することを特徴としている。

〔作用〕

アンチスキッド装置において、ホイルシリンダ内の油圧
が高すぎる時、制御弁によってマスタシリンダ及び油圧
ポンプからホイルシリンダに通じる通路を遮断すると共
に、ホイルシリンダをリザーバに接続して減圧させる
が、本発明における可変容量ポンプは、ホイルシリンダ
への通路の遮断によって吐出圧が高くなると吐出容量を
減少させるので、ポンプによって加圧されたブレーキ油
がマスタシリンダ内に大量に流入してキックバック現象
を起こすことが防止される。

また、アンチスキッド装置においてホイルシリンダ内を
増圧させる時には、本発明における可変容量ポンプは、
ホイルシリンダに通じる通路の油圧、即ち吐出圧の低下
に応じて吐出容量を増加させるので、可変容量ポンプか
らホイルシリンダへ流入する加圧されたブレーキ油の量
が多くなって、その分だけマスタシリンダからホイルシ
リンダへ流入するブレーキ油の量が減少するから、ブレ
ーキペダルの沈み込み現象が防止される。

〔実施例〕

以下図示実施例により本発明を説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るアンチスキッド装置の
概略の構成を示す。この図において、ブレーキペダル１
０に作用する踏力を直接まはブレーキブースタ（図示せ
ず）を介して間接的に受けるマスタシリンダ２０は、通
常時バイパス弁３０を介してホイルシリンダ４０にブレ
ーキ油を圧送し、これによりホイルシリンダ４０は車輪
５０に制動力を与える。アンチスキッド制御時、バイパ
ス弁３０は図示とは異なる位置に切換えられて通路を遮
断し、またホイルシリンダ４０は制御弁６０により制御
されて、そのブレーキ油圧が増圧、減圧あるいは保持さ
れる。このためこのアンチスキッド装置には、ホイルシ
リンダ４０内から解放されたブレーキ油を一時的に保持
するリザーバ７０と、このリザーバ７０内のブレーキ油
をマスタシリンダ２０へ還流させる油圧ポンプ８０が設
けられ、また制御弁６０は図示しない制御機構により３
つの位置に選択的に切換えられるようになっている。な
おリザーバ７０はブレーキ油を約３〜５気圧に保持する
ようになっている。

マスタシリンダ２０と制御弁６０の入口ポートとは通路
101 により接続され制御弁６０の第１出口ポートとホイ
ルシリンダ４０とは通路102 により接続される。通路10
1 の部分Ｌ１において分岐する通路103 はバイパス弁３
０の入口ポートに連通し、バイパス弁３０の出口ポート
から延びる通路104 は通路102 に連通する。通路101 の
部分Ｌ１よりも制御弁６０側の部分Ｌ２から分岐する通
路105 は、油圧ポンプ８０のポンプ室801 に接続され、
同様にリザーバ７０のポートから延びる通路106 も油圧
ポンプ８０のポンプ室801 に接続される。この通路106
の途中の部分Ｌ４から分岐する通路107 は制御弁６０の
第２出口ポートに連通する。一方、通路103 の途中から
分岐する通路108 は油圧ポンプ８０の油室802 に連通す
る。また通路106 の途中には、ブレーキ油が油圧ポンプ
のポンプ室801 から流出するのを阻止する吸入弁803 が
設けられ、通路105 の途中には、ブレーキ油がポンプ室
801 へ流入するのを阻止する吐出弁804 が設けられる。
通路101 の途中であって、部分Ｌ１，Ｌ２の間にはオリ
フィス109 が形成される。

油圧ポンプ８０の構成の概略を説明する。第１ピストン
８０５は第１ボア内に摺動自在に収容されてその一端部
807 と第１ボア806 とによりポンプ室801 を形成し、ま
た他端部808 にはカム809 が係合する。カム809 は電動
モータにより駆動され、アンチスキッド制御の開始とと
もに回転し始め、この制御中回転する。第２ピストン81
0 はポンプ室801 に連通する第２ボア811 に摺動自在に
収容されてこの第２ピストン810 の一端部812 はポンプ
室801 の圧力を受け、また第２ピストン810 の他端部81
3 は油室802 内に面し、通路108,103 を介してマスタシ
リンダ２０の圧力を受ける。

アンチスキッド制御時、バイパス弁３０は通路103,104
を遮断しており、ここでホイルシリンダ４０内のブレー
キ油圧一定に保持しようとする場合、制御弁６０の中央
の部分６２が通路101,102,107 の開口端部に面するよう
に切換えられ、これによりホイルシリンダ４０は外部か
ら遮断される。

さてホイルシリンダ４０内のブレーキ油圧を減圧させよ
うとする場合、制御弁６０の右の部分６３が管路101,10
2,107 の開口の端部に面するように切換えられ、ホイル
シリンダ４０内のブレーキ油はリザーバ７０内に解放さ
れる。リザーバ７０内のブレーキ油は油圧ポンプ８０の
作用により吸引されてマスタシリンダ２０へ還流され
る。すなわち、カム809 の回転により第１ピストン805
が往復動し、これによりポンプ室801 内の圧力が増減し
て、リザーバ７０内のブレーキ油を吸入弁803 を介して
吸込むとともに吐出弁804 を介してマスタシリンダ２０
側へ吐出する。このとき、後述するように第２ピストン
810 は、マスタシリンダ２０内の油圧と吐出弁804 のマ
スタシリンダ２０側の油圧との差に応じて変位し、これ
により油圧ポンプ８０の吐出容量が変化する。

上記とは異なり、ホイルシリンダ４０内のブレーキ油圧
を増圧させる場合、制御弁６０の左の部分６１が通路10
1,102,107 の開口端部に面するように切換えられる。こ
の結果、マスタシリンダ２０内のブレーキ油は通路101
、制御弁６０、および通路102 を通ってホイルシリン
ダ４０に圧送される。この時、後述するように、必要に
応じて油圧ポンプ８０がポンプ作用を行ない、リザーバ
７０内のブレーキ油を通路101 へ吐出する。

制御弁６０が上述のようにして適宜切換えられ、アンチ
スキッド制御が行なわれる。

第２図は上記油圧ポンプ８０の具体的な構造を示すもの
である。

電動モータ814 により回転駆動される円形の偏心カム80
9 は、円中心ＣよりＤだけ偏心した位置にある回転軸Ａ
の周りに回転する。ハウジング820 に螺合されたポンプ
シリンダ821 には、第１および第２ボア806,811 がそれ
ぞれ形成され、これらのボア806,811 の間に形成された
ストッパ822 には連通孔823 が穿設される。

第１ボア806 内に摺動自在に支持される第１ピストン80
5 は、ストッパ822 との間に設けられたスプリング824
により常時左方へ付勢されて偏心カム809 に係合する。
したがって偏心カム809 の回転により第１ピストン805
は往復運動し、第１ボア806 およびストッパ822 との間
に形成されるポンプ室801 を膨脹収縮させる。第１ピス
トン805 の中には、ポンプシリンダ821 に形成された通
路106 に常時連通する通路825 が穿設され、この通路82
5 のピストン805 の端面に開口する部分は円錐面状のシ
ート面826 となっている。吸入弁803 は、シート面826
に密着可能なボール弁827 と、ボール弁827 を常時シー
ト面826 側に付勢するスプリング828 とから成り、ボー
ル弁827 がシート面826 に接離することにより通路825
を開閉する。なお、ポンプシリンダ821 の通路106 はハ
ウジング820 に形成された環状溝843 に連通し、この環
状溝843 は第１図の部分Ｌ４に一致する。

第２ボア811 内に摺動自在に支持される第２ピストン81
0 は、これの端部に嵌着された止め栓829 とポンプシリ
ンダ821 の端部に嵌着された止め栓830 との間に設けら
れたスプリング831 により常時左方へ付勢され、非作動
時ストッパ822 に当接して静止する。第２ピストン810
と止め栓829 により形成される空間内には吐出弁804 が
収容され、この吐出弁804 は第２ピストン810 に穿設さ
れた通路832 を開閉する。通路832 の一方の開口部には
円錐面状のシート面833 が形成され、吐出弁804 のボー
ル弁834 が密着可能である。すなわちボール弁834 は、
これと止め栓829 との間に形成されたスプリング835 に
よりシート面833 側に常時付勢され、非作動時、通路83
2 を閉塞する。一方、通路832 の他方の開口部はストッ
パ822 の面に対向し、第２ピストン810 のこの開口部の
周囲の端面はストッパ822 に形成された連通孔823 に対
向する。第２ピストン810 のこの端面には、通路832 の
上方他方の開口部から径方向外方に延びる溝840 が形成
される。第２ピストン810 の側部に穿設されて上記空間
に連通する通路836 は、ポンプシリンダ821 に形成され
た通路105 の一端に常時連通し、この通路105 の他端は
ハウジング820 に形成された環状溝837 に常時連通す
る。この環状溝837 は、第１図の部分Ｌ２に一致する。

なおポンプシリンダ821 に形成され通路108 は、止め栓
829,830 と第２ボア811 により形成される油室802 と、
ハウジング820 に形成された環状溝838 とを連通させ、
この環状溝838 は第１図の部分Ｌ１に対応する。また、
Ｘリング839 は第１ピストン805 と第１ボア806 との間
の液密を保持し、Ｏリング840,841,842 も同様に油圧ポ
ンプ８０からブレーキ油が外部へ流出するのを阻止す
る。

一方、吸入弁803 の開弁圧は、ボール弁827 の着座時の
受圧面積とスプリング828 の付勢荷重を調節することに
より、約１気圧に定められ、同様に吐出弁804 の開弁圧
は約５気圧に定められる。またスプリング831 の付勢荷
重は、第２ピストン810 の端面に作用する圧力に換算し
て約７気圧に定められる。

なお、第２図のカム809 より左側にも、図示されたのと
同じ構造の油圧ポンプが配設され、このカム809 により
駆動されるようになっている。

油圧ポンプ８０は以上の構成を有するので、アンチスキ
ッド制御時、次のように作動する。

偏心カム809 はアンチスキッド制御中電動モータ814 に
より回転駆動されており、すなわちこの制御中第１ピス
トン805 は常時第１ボア806 内を往復運動する。この
時、第１ピストン805 の往復運動のストロークは偏心カ
ム809 の偏心量Ｄの２倍である。一方、第２ピスト810
には、ポンプ室801 内の圧力が右方向に作用するととも
に、油室802 内の圧力とスプリング831 の弾発力が左方
向に作用し、これらの力の変化により第２ピストン810
は第２ボア811 内を往復運動する。第２ピストン810 の
往復運動の振幅により、油圧ポンプ８０の吐出容量が定
まるが、この往復運動の振幅は、マスタシリンダ２０内
の油圧すなわち油室802 内の油圧Ｐ_１と、制御弁60のマ
スタシリンダ２０側の油圧すなわち吐出弁804 の吐出側
の油圧Ｐ_２との変化により変わる。

第３図〜第５図によりマスタシリンダ油圧Ｐ_１およびポ
ンプ吐出油圧Ｐ_２の変化に伴なう油圧ポンプ８０の作動
の変化を説明する。

第３図はマスタシリンダ油圧Ｐ_１がポンプ吐出油圧Ｐ_２
に対して同程度または高い場合のポンプ８０の作動を示
す。図中、破線の矢印は吸入工程における第１ピストン
805 の動きとブレーキ油の流れを示し、実線の矢印は吐
出行程における第１ピストン805 の動きとブレーキ油の
流れを示す。

吸入行程において、第１ピストン805 が左行するためポ
ンプ室801 内の圧力はマスタシリンダ油圧Ｐ_１より非常
に低くなり、第２ピストン810 はストッパ822 に押しつ
けられる。また、吸入弁803 の吸入ポート側の油圧Ｐ_４
すなわちリザーバ７０内の油圧（約３〜５気圧）とポン
プ室801 内の油圧との差圧は、吸入弁803 の開弁圧（約
１気圧）より大きくなるので、吸入弁803 は開弁し、ポ
ンプ室801 内にはリザーバ７０内のブレーキ油が吸入さ
れる。

一方、吐出行程において、第１ピストン805 はカム809
に押圧されて右行する。このとき、第２ピストン810 に
は、右方向にポンプ室801 内の油圧が作用し、左方向に
スプリング831 の弾発力（圧力は換算してＰｓ）とマス
タシリンダ油圧Ｐ_１とが作用する。ここで吐出弁804 の
開弁圧をＰｃとおくと、吐出弁804 を介してブレーキ油
が吐出されている時、ポンプ室801 内の圧力は（Ｐ_２＋
Ｐ_ｃ）程度となる。したがって、 Ｐ_１＋Ｐｓ＞Ｐ_２＋Ｐｃ……（１） であれば、つまり第２ピストン810 を変位させるに必要
な力よりもポンプ室801 内の圧力の方が低ければ、第２
ピスト810 がストッパ822 に押しつけられたまま吐出弁
804 が開弁し、ポンプ室801 内のブレーキ油は通路823
，840 ，832 ，105 を通り、マスタシリンダ２０側へ
吐出される。さて、上記（１）式を書換えて Ｐ_１＞Ｐ_２−（Ｐｓ−Ｐｃ）……（２） となり、ここでＰｃ＝５気圧、Ｐｓ＝７気圧とすれば、 Ｐ_１＞Ｐ_２−２ ……（３） となる。すなわち、この（３）式の条件を満足すれば、
つまりマスタシリンダ油圧Ｐ_１がポンプ吐出油圧Ｐ_２よ
りも一定値（２気圧）だけ低い圧力と同程度あるいはそ
れよりも大であれば、第２ピストン810 は静止したまま
となり、油圧ポンプ８０の吐出容量は最大となる。

第４図はポンプ吐出油圧Ｐ_２がマスタシリンダ油圧Ｐ_１
よりもかなり高い（実際には２気圧以上高い）場合のポ
ンプ８０の作動を示す。図中、破線の矢印は吸入行程に
おける第１および第２ピストン805,810 の動きを示し、
実線の矢印は吐出行程における第１および第２ピストン
805,810 の動きを示す。

吐出行程において、第１ピストン805 はカム809 に押圧
されて右行する。このとき、上述のように Ｐ_２＜Ｐ_１＋２ ……（４） であり、これを変形して Ｐ_１＜Ｐ_２−２ ……（４′） となる。この（４′）式を上記（３）式と比較すれば明
らかなように、第４図の状態において第２ピストン810
はストッパ822 から離れ、第１ピストン805 と同期して
同方向に変位する。したがってポンプ室801 内の圧力は
上昇せず、ブレーキ油は吐出弁804 から吐出されない。

一方、吸入行程において、第１ピストン805 は左行する
が、第２ピストン810 も、マスタシリンダ油圧Ｐ_１とス
プリング831 の弾発力Ｐｓにより第１ピストン805 とと
もに左行する。したがって、ポンプ室801 内の圧力はほ
とんど低下せず、吸入弁803 からブレーキ油は流入しな
い。

第５図はマスタシリンダ油圧Ｐ_１とポンプ吐出油圧Ｐ_２
とが、 Ｐ_１≒Ｐ_２−２ ……（５） の関係にある場合のポンプ８０の作動を示す。この場
合、第１ピストン805 は偏心カム809 の偏心量Ｄの２倍
のストロークで往復運動するが、第２ピストン810 は０
＜ｄ＜２×Ｄの範囲にあるストロークｄで第１ピストン
805 に連動して往復運動する。

吸入行程において、第１ピストン805 が上死点から左方
へｄだけ変位すると、第２ピストン810 は第１ピストン
805 に同期してｄだけ左方へ変位し、ストッパ822 に当
接して停止する。さらに第１ピストン805 が左行する
と、第２ピストン810 がストッパ822 に当接した後にお
ける第１ピストン805 の変位の間、すなわち、第１ピス
トン805 が（２×Ｄ−ｄ）だけ変位する間、連通孔823
が第２ピストン810 に閉塞されるのでポンプ室801 内の
圧力が低下し、吸入弁803 からブレーキ油が吸入され
る。

一方、吐出行程において、上記（３）式を満足する間、
第２ピストン810 は変位せず、第１ピストン805 の前進
に伴ないポンプ室801 内の圧力は上昇し、吐出弁804 を
介してブレーキ油を吐出する。その後、上記（４′）式
を満足するようになると、第２ピストン810 は第１ピス
トン805 と共に変位し、この間ポンプ室801 内の圧力は
上昇しないのでブレーキ油は吐出されない。なお、この
時、第２ピストン810 はストロークｄだけ右方へ変位す
る。

以上のように、マスタシリンダ油圧Ｐ_１とポンプ吐出油
圧Ｐ_２との関係により、油圧ポンプ８０は吐出容量を変
化させる。しかしてポンプ８０の吐出容量を変化させる
のにマスタシリンダ油圧Ｐ_１とポンプ吐出油圧Ｐ_２との
差圧を用いるため、本実施例では通路101 の部分Ｌ１，
Ｌ２間にオリィス109 を形成している。また本実施例に
おいて、マスタシリンダ油圧Ｐ_１がポンプ吐出油圧Ｐ_２
より２気圧だけ低い値（Ｐ_２−２）より大きいか否かに
よって油圧ポンプ８０の作動、非作動を切換えるように
したのは、逆に、もしマスタシリンダ油圧Ｐ_１がポンプ
吐出油圧Ｐ_２より大きいか否かによって油圧ポンプ８０
の作動、非作動を切換えるようにすると、マスタシリン
ダ油圧Ｐ_１がポンプ吐出油圧Ｐ_２より若干低い時に油圧
ポンプ８０が作動しなくなってリザーバ７０内にブレー
キ油が充満し、ホイルシリンダ４０の減圧効果が損ねら
れてスキッド防止効果が低下するのを回避するためであ
る。

以上のように本実施例によれば、ホイルシリンダ４０内
を減圧させるべくブレーキ油がリザーバ７０内に流入す
る時、マシタシリンダ油圧Ｐ_１がポンプ吐出油圧Ｐ_２に
対して一定値低い値よりも更に低い場合には油圧ポンプ
８０は作動しないので、マスタシリンダ２０へブレーキ
油が流入することはなく、ブレーキペダル１０のキック
バック現象が防止される。一方、ホイルシリンダ４０内
を増圧させる時、ポンプ吐出油圧Ｐ_２が低下するが、ポ
ンプ吐出油圧Ｐ_２の低下に従い油圧ポンプ８０は直ちに
ポンプ作用を開始してブレーキ油をマスタリング２０お
よびホイルシリンダ４０を連通させる通路101 へ圧送す
るため、マスタシリンダ２０からのブレーキ油の流出は
抑えられ、ブレーキペダル１０の沈み込み現象が防止さ
れる。このような油圧ポンプ８０の作用において、第２
ピストン810 が第２ボア811 内を往復動することによ
り、油室802 内の圧力すなわちマスタシリンダ２０内の
圧力が変化するが、油圧ポンプの回転数が高く、また１
回転あたりのポンプ吐出容量が少ないため、その変化は
無視できるほど小さい。

なお上記実施例において、吸入弁803 の開弁圧を１気
圧、吐出弁804 の開弁圧を５気圧とし、またスプリング
831 の弾発力を圧力換算で７気圧と設定したが、これら
の数値に限定されるものではない。また制御弁60は３位
置弁である必要はなく、リザーバ７０の設定圧も３〜５
気圧に限られない。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、アンチスキッド制御時に
ブレーキペダルのキックバック現象あるいは沈み込み現
象が発生することがなく、ブレーキ感覚が良好なものと
なるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るアンチスキッド装置の
概略構成図、第２図は油圧ポンプを示す断面図、第３図
は油圧ポンプが最大吐出容量を発揮する状態を示す動作
説明図、第４図は油圧ポンプの非作動状態を示す動作説
明図、第５図は油圧ポンプが少ない吐出容量で作動する
状態を示す断面図である。 ２０……マスタシリンダ、 ４０……ホイルシリンダ、 ５０……車輪、 ６０……制御弁、 ８０……油圧ポンプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 憲司 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 松井 数馬 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブレーキ作用時における車輪の制動状態に
   応じて制御弁を切換えて、ホイルシリンダ内のブレーキ
   油をポンプによりホイルシリンダから解放し、あるいは
   マスタシリンダ内のブレーキ油をホイルシリンダへ供給
   し、これにより上記車輪のロックを防止して適切なブレ
   ーキ作用を得るアンチスキッド装置において、上記ポン
   プは、その吐出圧が相対的に低い時吐出容量を多くし、
   該吐出圧が相対的に高い時吐出容量を少なくする、可変
   容量ポンプであることを特徴とするアンチスキッド装
   置。
2. 【請求項２】上記ポンプが油圧ポンプであり、第１ボア
   内に摺動自在に収容させるとともに一端部により該第１
   ボア内にポンプ室を形成する第１ピストンと、この第１
   ピストンの他端部に係合してこの第１ピストンを往復動
   させるカムと、上記ポンプ室に連通する第２ボア内に摺
   動自在に収容される第２ピストンとを備え、上記ポンプ
   室の吐出側はオリフィスを介してマスタシリンダに接続
   され、上記第２ピストンのポンプ室とは反対側の端部は
   マスタシリンダの圧力を受け、上記第１ピストンが往復
   動する時、上記第２ピストンはマスタシリンダの圧力と
   上記ポンプ室の吐出側の圧力との差に応じて変位し、油
   圧ポンプの吐出容量が定まることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のアンチスキッド装置。