JPH07172294A

JPH07172294A - 切換弁及びこの切換弁を装備したバキューム・サーボ・ブレーキ・システム

Info

Publication number: JPH07172294A
Application number: JP5324871A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Iwasaki; 健岩崎
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 1995-07-11

Abstract

(57)【要約】【目的】コスト高になったり、機構が複雑となったり
せず、倍力作用を確保することができるようにする。【構成】バキューム・タンク２２をメイン・タンク２
２ａとエマージェンシ・タンク２２ｂとから構成し、該
タンク２２ａと２２ｂを切り換える切換弁２８をバキュ
ーム・タンク２２と真空倍力装置２４との間に設ける。
切換弁２８は、メイン・タンク２２ａに接続される入力
ポート２８ｆと出力ポート２８ｅとの間に、該一方の入
力ポート側に負圧が供給されている間は常時開き、大気
圧に近づくと閉じる第１弁部材２８ｍを装備し、エマー
ジェンシ・タンク２２ｂに接続される入力ポート２８ｇ
と出力ポート２８ｅとの間に、常時閉じており、入力ポ
ート２８ｆ側が大気圧に近づいたときに該第１弁部材２
８ｍにより開く第２弁部材２８ｑを装備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、切換弁及びこの切換弁
を装備したバキューム・サーボ・ブレーキ・システムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】バキューム・サーボ・ブレーキ・システ
ムに装備される真空倍力装置は、バキューム・ポンプで
発生した負圧と大気圧との差圧を真空倍力装置内に設け
たパワー・ピストンに作用させて大きな力をブレーキに
作用させるもので、所要の油圧を発生させるマスタ・シ
リンダを一体に装備したものが知られている。このマス
タ・シリンダを一体にした真空倍力装置は、ブレーキ・
ペダルの踏力を直接倍力するため、ブレーキフィーリン
グがよい。

【０００３】図５は従来のバキューム・サーボ・ブレー
キ・システムを示している。このシステム１０は、例え
ば、バキューム・ポンプ１１と、このバキューム・ポン
プ１１により一定の負圧に維持されるバキューム・タン
ク１２と、ブレーキ・ペダル１３により操作され、バキ
ューム・タンク１２内の負圧と大気圧との差圧をパワー
・ピストン１４ａ（図６参照）に作用させて大きなブレ
ーキ力を与える、タンデム型のブレーキ真空倍力装置１
４と、このブレーキ真空倍力装置１４に一体に設けら
れ、該ブレーキ真空倍力装置１４により高い油圧を発生
させ、この油圧をフロント・ホイール・シリンダ１６
ａ、１６ｂ及びリヤ・ホイール・シリンダ１７ａ、１７
ｂに送る、タンデム型のマスタ・シリンダ１５等を装備
して構成してある。

【０００４】図６は前記真空倍力装置１４と前記マスタ
・シリンダ１５を詳細に示している。非動作時にあって
は、同図に示すように、ブレーキ・ペダル１３には踏力
が加わらないため、オペレーティング・ロッド１４ｂ及
びバルブ・プランジャ１４ｃはバルブ・リターン・スプ
リング１４ｄによりパワー・ピストン１４ａの左側に押
し戻される。これにより、真空弁１４ｅは開き、大気弁
１４ｆは閉じ、バキューム・タンク１２（図５参照）か
らの負圧がパワー・シリンダの室Ａ〜室Ｄに入り、パワ
ー・ピストン１４ａはピストン・リターン・スプリング
１４ｇにより左側に押し戻される。ブレーキ・ペダル１
３を踏み込む、作動時にあっては、オペレーティング・
ロッド１４ｂ等が移動して真空弁１４ｅは閉じ、大気弁
１４ｆは開き、大気は室Ｃ、室Ｄに流入し、負圧状態に
ある室Ａ、室Ｂとの間に、すなわちパワー・ピストン１
４ａの両側に圧力差が生じ、この圧力差によりプッシュ
・ロッド１４ｈが同図の左側から右側に移動し、マスタ
・シリンダ１５のピストン１５ａを押圧し、少ない踏力
により高い油圧を発生させ、この油圧をフロント・ホイ
ール・シリンダ１６ａ、１６ｂ及びリヤ・ホイール・シ
リンダ１７ａ、１７ｂに送る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記バキューム・サー
ボ・ブレーキ・システム１０において、バキューム・タ
ンク１２が漏れる等の原因で真空倍力装置１４のパワー
・ピストン１４ａの両側の室に圧力差がない事態が生じ
ても、ブレーキ・ペダル１３の踏力の倍力作用はないも
のの、該踏力はオペレーティング・ロッド１４ｂ、バル
ブ・プランジャ１４ｃ及びプッシュ・ロッド１４ｈを介
してマスタ・シリンダ１５のピストン１５ａに作用し、
油圧を発生させるため、大きな支障はない。

【０００６】しかしながら、ＧＶＷ（車両総重量）の大
きな車両の場合にあっては、大きな踏力を必要とするた
め、一時的であっても倍力作用を確保しておく必要があ
る。このような場合、予備のバキューム・タンクを装備
しておき、メインのバキューム・タンクが漏れる等した
とき、切換弁によって予備のバキューム・タンクに切り
換えるようにすればよいが、メインのバキューム・タン
ク内の圧力変化を検知するセンサや、該センサの検知信
号に基づいて切換弁を駆動するアクチュエータ等も必要
で、コスト高となったり、機構が複雑となったりする等
の新たな課題が生じる。

【０００７】本発明は、コスト高になったり、機構が複
雑となったりせず、倍力作用を確保することができるよ
うにした、切換弁及びこの切換弁を装備したバキューム
・サーボ・ブレーキ・システムを提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の切換弁は、負圧
源に接続される２つの入力ポートと、該負圧源からの負
圧を外部に送出する１つの出力ポートを有し、一方の入
力ポートと出力ポートとの間には、該一方の入力ポート
側に負圧が供給されている間は常時開き、大気圧に近づ
くと閉じる第１弁部材を装備し、他方の入力ポートと出
力ポートとの間には、常時閉じており、一方の入力ポー
ト側が大気圧に近づいたときに該第１弁部材により開く
第２弁部材を装備してなることを特徴としている。

【０００９】また、本発明のバキューム・サーボ・ブレ
ーキ・システムは、バキューム・タンクからの負圧を真
空倍力装置内のダイヤフラムにより仕切られた一方の室
に導入し、該ダイヤフラムにより仕切られた他方の室と
の間の差圧を利用して倍力するバキューム・サーボ・ブ
レーキ・システムにおいて、前記バキューム・タンク
を、メイン・タンクとエマージェンシ・タンクから構成
し、前記バキューム・タンクと前記真空倍力装置の一方
の室との間に、該メイン・タンクと該エマージェンシ・
タンクとを切り換える切換弁を装備し、該切換弁は、前
記メイン・タンクと前記エマージェンシ・タンクに接続
される２つの入力ポートと、前記真空倍力装置の一方の
室に接続される１つの出力ポートとを有し、前記メイン
・タンク側に接続される一方の入力ポートと出力ポート
との間には、前記メイン・タンク側が負圧に維持されて
いる間は常時開き、前記メイン・タンク内が大気圧に近
づくと、閉じる第１弁部材を装備し、前記エマージェン
シ・タンクに接続される他方の入力ポートと出力ポート
との間には、前記メイン・タンク側が負圧に維持されて
いる間は常時閉じ、前記メイン・タンク内が大気圧に近
づいたとき、第１弁部材により開く第２弁部材を装備し
て構成されてなることを特徴としている。

【００１０】

【作用】本発明の切換弁によれば、一方の入力ポート側
に負圧が供給されなくなると、該一方の入力ポートと出
力ポートとの間の第１弁部材が閉じると共に、該第１弁
部材の閉じ動作により第２弁部材が開き、他方の入力ポ
ート側から該第２弁部材を通り、出力ポートに負圧が供
給される。

【００１１】また、本発明のバキューム・サーボ・ブレ
ーキ・システムによれば、メイン・タンクが漏れる等し
てメイン・タンク内の圧力が大気圧に近づくと、切換弁
が該メイン・タンクをエマージェンシ・タンクに切り換
え、該エマージェンシ・タンクから真空倍力装置のダイ
ヤフラムにより仕切られた一方の室に負圧を供給する。
したがって、真空倍力装置のダイヤフラムにより仕切ら
れた他方の室との差圧を利用してブレーキ・ペダルの踏
力を倍力することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図１乃至
３を参照して説明する。図１は、本発明のバキューム・
サーボ・ブレーキ・システムの一実施例を示す概略構成
図、図２は、図１に示す本発明のバキューム・サーボ・
ブレーキ・システムに装備される本発明の切換弁の一実
施例を示す断面図、図３は図２に示す切換弁の切り換え
時における状態を示す断面図である。

【００１３】図１に示すバキューム・サーボ・ブレーキ
・システム２０では、バキューム・タンク２２をメイン
・タンク２２ａとエマージェンシ・タンク２２ｂとから
構成し、該メイン・タンク２２ａと該エマージェンシ・
タンク２２ｂとを切り換える切換弁２８をバキューム・
タンク２２と真空倍力装置２４との間に設けてなる点に
特徴を有しており、それ以外の部分については図５に示
すシステムと同じである。

【００１４】また、真空倍力装置２４はマスタ・シリン
ダ２５を一体に装備しており、これら真空倍力装置２４
とマスタ・シリンダ２５は図６に示したものと同じ構成
である。すなわち、ブレーキ・ペダル２３を踏み込む
と、オペレーティング・ロッド２４ａ等が移動し、パワ
ー・ピストン（図示せず）を挟む一方の室２４ｂはバキ
ューム・タンク２２により負圧に維持されているもの
の、他方の室２４ｃには大気が流入し、両室２４ｂ、２
４ｃ間に圧力差が生じ、この圧力差による力によりマス
タ・シリンダ２５のピストン（図示せず）を押圧して油
圧を発生させ、この油圧をフロント・ホイール・シリン
ダ２６ａ、２６ｂ及びリヤ・ホイール・シリンダ２７
ａ、２７ｂに送るようにしてある（ブレーキ・ペダル２
３の踏力を倍力して制動するようにしてある）。

【００１５】なお、図１中、符号２１はバキューム・ポ
ンプである。

【００１６】バキューム・タンク２２は、上述のように
メイン・タンク２２ａとエマージェンシ・タンク２２ｂ
からなり、メイン・タンク２２ａはチェック・バルブ２
９を介してバキューム・ポンプ２１に接続され、エマー
ジェンシ・タンク２２ｂはチェック・バルブ３０を介し
てメイン・タンク２２ａに接続されている。そして、バ
キューム・ポンプ２１が作動して負圧を発生させると、
まずチェック・バルブ２９が開き、次いでチェック・バ
ルブ３０が開き、メイン・タンク２２ａ及びエマージェ
ンシ・タンク２２ｂ内が負圧になる。バキューム・ポン
プ２１を停止させると、チェック・バルブ２９、３０が
閉じてメイン・タンク２２ａ及びエマージェンシ・タン
ク２２ｂ内の負圧を維持する。

【００１７】切換弁２８は、図２に詳細に示すように、
内部をダイヤフラム２８ａにより室２８ｂ₁と室２８ｂ₂
とに仕切った第１弁室２８ｂと、該第１弁室２８ｂの一
方の室２８ｂ₁に隣接して設けた第２弁室２８ｃと、該
第１弁室２８ｂの他方の室２８ｂ₂に隣接して設けた第
３弁室２８ｄとから構成してある。第１弁室２８ｂの一
方の室２８ｂ₁には真空倍力装置２４の一方の室２４ｂ
と接続される出口ポート２８ｅが設けてあり、また他方
の室２８ｂ₂にはメイン・タンク２２ａと接続される一
方の入力ポート２８ｆが設けてある。第２弁室２８ｃに
はエマージェンシ・タンク２２ｂと接続される入力ポー
ト２８ｇが設けてある。

【００１８】ダイヤフラム２８ａには、その中央に開口
部２８ｈが設けてあり、室２８ｂ₂に面する側に該開口
部２８ｈを貫通するピストン・ロッド２８ｉを保持する
金具２８ｊが固定してある。このダイヤフラム２８ａ
は、室２８ｂ₁内に配置したスプリング２８ｋにより室
２８ｂ₂側に付勢されている。なお、金具２８ｊには、
負圧の通過口となる開口部２８ｌが設けてある。

【００１９】第１弁室２８ｂには、入力ポート２８ｆと
出力ポート２８ｅとの間の負圧流路の開閉を第１弁室２
８ｂと第３弁室２８ｄとの圧力によって制御する、常時
開くタイプの第１弁部材２８ｍが設けてある。この第１
弁部材２８ｍは、ピストン・ロッド２８ｉに軸方向に移
動可能に連結される弁体２８ｎと、ダイヤフラム２８ａ
の室２８ｂ₁に面する側に固定した弁座金具２８ｏとか
ら構成してある。

【００２０】第２弁室２８ｃには、室２８ｂ₁と連通す
る開口部２８ｐが設けてあり、また該開口部２８ｐの箇
所に入力ポート２８ｇと出力ポート２８ｅとの間の負圧
流路の開閉を第１弁室２８ｂと第３弁室２８ｄとの圧力
によって制御する、常時閉じるタイプの第２弁部材２８
ｑが設けてある。この第２弁部材２８ｑは、弁座となる
上述の開口部２８ｐと、ロッド２８ｒを介して弁体２８
ｎと連結される弁体２８ｓとからなり、第１弁部材２８
ｍと連動するように構成してある。また、第２弁室２８
ｃには、弁体２８ｓを開口部２８ｐ側に付勢するスプリ
ング２８ｔが設けてある。このスプリング２８ｔのバネ
力ｆ_bは開口部２８ｐの面積ａ₁と室２８ｂ₁内の圧力ｐ₁
との積（ａ₁×ｐ₁）よりも大きく設定してある。

【００２１】第３弁室２８ｄには、上述のピストン・ロ
ッド２８ｉに連結されるピストン２８ｕが設けてある。
このピストン２８ｕにより第３弁室２８ｄは室２８ｄ₁
と室２８ｄ₂とに仕切られている。室２８ｄ₁は開放され
ており、内部圧力Ｐ₅は大気圧になっている。室２８ｄ₂
にはピストン２８ｕを室２８ｄ₁側に付勢するスプリン
グ２８ｖが設けてある。また、室２８ｄ₂は通路２８ｗ
を介して室２８ｂ₂に連通している。

【００２２】次に、上記実施例のバキューム・サーボ・
ブレーキ・システムの作用を説明する。

【００２３】通常時は、メイン・タンク２２ａから切換
弁２８を介して負圧が真空倍力装置２４の一方の室２４
ｂに供給されている。ブレーキ・ペダル２３を踏み込む
ことにより、オペレーティング・ロッド２４ａ等が移動
し、真空倍力装置２４の他方の室２４ｃに大気が流入
し、両室２４ｂ、２４ｃ間に圧力差が生じ、この圧力差
による力でマスタ・シリンダ２５のピストン（図示せ
ず）を押圧して油圧を発生させる。

【００２４】このとき、切換弁２８は、図２に示すよう
に、第１弁室２８ｂの両室２８ｂ₁、２８ｂ₂、第２弁室
２８ｃ及び第３弁室２８ｄの室２８ｄ₂が負圧状態であ
るのに対し、第３弁室の室２８ｄ₁が大気圧状態である
（Ｐ₁、Ｐ₂、Ｐ₃、Ｐ₄は負圧、Ｐ₅は大気圧である）。そし
て、ダイヤフラム２８ａがピストン２８ｕからの力とス
プリング２８ｋからの力との差により室２８ｂ₂側に押
圧されるために、弁座金具２８ｏが弁体２８ｎから離
れ、第１弁部材２８ｍは開いた状態にある。一方、第２
弁部材２８ｑはスプリング２８ｔのばね力で閉じた状態
にある。この場合、ピストン２８ｕに作用する力のバラ
ンスは、次式のようになる。

【００２５】

【式１】ｆc＜（Ｐ₅−Ｐ₄）×ａ₂＋ｆa なお、ｆcはスプリング２８ｖのバネ力、ｆaはスプリン
グ２８ｋのバネ力である。

【００２６】メイン・タンク２２ａが漏れる等して、内
部圧力が大気圧に近づくと、切換弁２８によりメイン・
タンク２２ａからエマージェンシ・タンク２２ｂ側に切
り換えられ、該エマージェンシ・タンク２２ｂから負圧
が真空倍力装置２４の一方の室２４ｂに供給され、真空
倍力装置２４の倍力作用が確保される。

【００２７】このとき、切換弁２８は、図３に示すよう
に、第１弁室２８ｂの室２８ｂ₁及び第２弁室２８ｃが
負圧状態であるのに対し、第１弁室２８ｂの室２８ｂ₂及
び第３弁室２８ｄの両室２８ｄ₁、２８ｄ₂が大気圧状態
である（Ｐ₁、Ｐ₂は負圧、Ｐ₃、Ｐ₄、Ｐ₅は大気圧であ
る）。そして、ピストン２８ｕがスプリング２８ｖに押
圧されて図３の右側に移動させら、これによりダイヤフ
ラム２８ａが室２８ｂ₁側に押圧されるために、弁座金
具２８ｏが弁体２８ｎに圧接し、第１弁部材２８ｍは閉
じた状態になる。一方、第２弁部材２８ｑは、第１弁部
材２８ｍにより弁体２８ｓがスプリング２８ｔのばね力
に打ち勝って開口部２８ｐから離れるために、開いた状
態になる。

【００２８】上記実施例によれば、メイン・タンク２２
ａが漏れる等しても、エマージェンシ・タンク２２ｂか
ら真空倍力装置２４の一方の室２４ｂに負圧を送って倍
力作用を確保することができる。

【００２９】また、メイン・タンク２２ａからエマージ
ェンシ・タンク２２ｂに切り換える切換弁２８はダイヤ
フラム２８ａに作用する圧力バランスを利用しており、
切換弁２８自体がメイン・タンク２２ａ内の圧力変化を
検知するセンサとしても働き、切り換え動作を行うもの
で、切換弁２８の他にアクチュエータやセンサを装備す
る必要がなく、コスト高になったり、機構が複雑化する
おそれがない。また、切換弁２８は、簡単な構成であ
り、信頼性が高い。

【００３０】図４は本発明のバキューム・サーボ・ブレ
ーキ・システムの他の実施例を示す概略構成図である。

【００３１】この実施例によれば、真空倍力装置２４の
一方の室２４ｂに切換弁２８を一体に設けている。この
ようにすると、バキューム・サーボ・ブレーキ・システ
ムの組み立て作業が切換弁２８を有しない従来のシステ
ムと略同様に行える他に、切換弁２８と真空倍力装置２
４とを連結する管路（負圧流路）を可及的に短くするこ
とができる。

【００３２】なお、上記実施例では切換弁２８をバキュ
ーム・サーボ・ブレーキ・システムに適用した場合を示
したが、これに限定されるものではなく、切換弁２８を
種々の負圧回路にも適用できることは勿論である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の切換弁に
よれば、負圧源に接続される２つの入力ポートからの圧
力変化を利用して切り換え動作を行うようにしてあり、
機構が簡単で、圧力状態を検知するセンサや該センサの
検知信号に基づいて切り換え動作を行わせるようなアク
チュエータを必要としない。

【００３４】また、本発明のバキューム・サーボ・ブレ
ーキ・システムによれば、バキューム・タンクをメイン
・タンクとエマージェンシ・タンクとから構成し、また
該メイン・タンクと該エマージェンシ・タンクを切り換
える切換弁２８を、負圧源に接続される２つの入力ポー
トからの圧力変化を利用して切り換え動作を行うように
構成してなるので、コスト高になったり、機構が複雑と
なったりせず、倍力作用を確保することができ、特にＧ
ＶＷの大きな車両等には好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバキューム・サーボ・ブレーキ・シス
テムの一実施例を示す概略構成図である。

【図２】図１に示すバキューム・サーボ・ブレーキ・シ
ステムに装備される本発明の切換弁の一実施例を示す断
面図である。

【図３】図２に示す切換弁の切り換え時における状態を
示す断面図である。

【図４】本発明のバキューム・サーボ・ブレーキ・シス
テムの他の実施例を示す概略構成図である。

【図５】従来のバキューム・サーボ・ブレーキ・システ
ムの概略構成図である。

【図６】真空倍力装置の断面図である。

【符号の説明】

２０バキューム・サーボ・ブレーキ・システム２１バキューム・ポンプ２２バキューム・タンク２２ａメイン・タンク２２ｂエマージェンシ・タンク２３ブレーキ・ペダル２４真空倍力装置２４ｂ、２４ｃ室２８切換弁２８ｅ出力ポート２８ｆ、２８ｇ入力ポート２８ｍ第１弁部材２８ｑ第２弁部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】負圧源に接続される２つの入力ポート
と、該負圧源からの負圧を外部に送出する１つの出力ポ
ートを有し、一方の入力ポートと出力ポートとの間には、該一方の入
力ポート側に負圧が供給されている間は常時開き、大気
圧に近づくと閉じる第１弁部材を装備し、他方の入力ポートと出力ポートとの間には、常時閉じて
おり、一方の入力ポート側が大気圧に近づいたときに該
第１弁部材により開く第２弁部材を装備してなることを
特徴とする切換弁。
【請求項２】バキューム・タンクからの負圧を真空倍
力装置内のダイヤフラムにより仕切られた一方の室に導
入し、該ダイヤフラムにより仕切られた他方の室との間
の差圧を利用して倍力するバキューム・サーボ・ブレー
キ・システムにおいて、前記バキューム・タンクを、メイン・タンクとエマージ
ェンシ・タンクから構成し、前記バキューム・タンクと前記真空倍力装置の一方の室
との間に、該メイン・タンクと該エマージェンシ・タン
クとを切り換える切換弁を装備し、前記切換弁は、前記メイン・タンクと前記エマージェン
シ・タンクに接続される２つの入力ポートと、前記真空
倍力装置の一方の室に接続される１つの出力ポートとを
有し、前記メイン・タンク側に接続される一方の入力ポ
ートと出力ポートとの間には、前記メイン・タンク側が
負圧に維持されている間は常時開き、前記メイン・タン
ク内が大気圧に近づくと閉じる第１弁部材を装備し、前
記エマージェンシ・タンクに接続される他方の入力ポー
トと出力ポートとの間には、前記メイン・タンク側が負
圧に維持されている間は常時閉じ、前記メイン・タンク
内が大気圧に近づいたとき、第１弁部材により開く第２
弁部材を装備して構成されてなることを特徴とするバキ
ューム・サーボ・ブレーキ・システム。
【請求項３】請求項２記載のバキューム・サーボ・ブ
レーキ・システムにおいて、前記切換弁を前記真空倍力装置に一体に設けてなること
を特徴とするバキューム・サーボ・ブレーキ・システ
ム。