JPS5852855B2 - 乗物用ブレ−キ装置のリレ−弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、乗物特にトラクタ・トレーラ用ブレーキ装置
に用いられるリレー弁に関している。

従来の空気ブレーキ装置は、組合されたブレ手駆動装置
を空気貯蔵器に連通させるための１個または２個以上の
リレー弁を駆動する運転者作動のブレーキ制御弁を具え
ている。

圧力インパルスは上記ブレーキ制御弁とリレー弁との間
に延在する制御空気管内の音速で伝えられるので、リレ
ー弁によって駆動される乗物の後輪ブレーキは前輪ブレ
ーキが適用された後で少くとも上記圧力インパルスの伝
達時間だけ遅れて適用される。

全長が短い乗物ではこの時間遅れは取るに足りない短い
ものであるが、トラクタ・トレーラ連結車両のような長
尺の乗物では、この時間遅れは非常に長くなり、ブレー
キ性能を損ない危険を招くことになりかねない。

この問題は２個以上のトレーラを単一のトラクタで索引
する所謂「ターンバイク・トレイン」において特に厳し
い。

それ故、本発明の目的は、空気ブレーキ式乗物の運転者
によるブレーキ制御弁の駆動と乗物ブレーキの適用との
間の時間遅れを減少するために用いられるリレー弁を提
供することにある。

本発明は、流体圧力源、複数のブレーキ駆動装置および
上記ブレーキ駆動装置を制御するブレーキ制御弁を包含
する乗物用ブレーキ装置に用いられるものであって、内
部に室を限界するハウジング、上記室内に摺動可能に装
架されて同室を上記ブレーキ駆動装置に連通ずる送出部
分と第１部分とに区分するピストン、および上記ピスト
ンの摺動によって作動されて上記送出部分と上記流体圧
力源との間および同送出部分と大気との間の連通を制御
する弁装置を包含し、上記ピストンが上記送出部分を大
気に通気する第１位置から、上記送出部分と大気との間
の連通をしゃ断すると共に同送出部分と上記流体圧力源
とを連通させる第２位置へ摺動可能であり、弾性装置が
上記ピストンを上記第１位置へ弾性的に付勢しているリ
レー弁において、ブレーキ適用時に上記流体圧力源から
の流体圧力を上記第１部分に連通させて上記ピストンを
上記第２位置へ摺動させ、ブレーキ解放時に上記第１部
分を大気に通気させる電気作動の弁装置を包含せしめ、
上記ハウシングが上記第１部分を上記流体圧力源に連通
させる供給口、上記ブレーキ制御弁に連通ずる常用口お
よび上記第１部分を大気に連通させる排気口を有し、上
記電気作動の弁装置が、通常時上記供給口、排気口およ
び第１部分の間の連通をしゃ断すると共に上記常用口と
同第１部分とを連通させ、ブレーキ適用時上記常用口と
上記第１部分との間の連通をしゃ断すると共に上記供給
口と同第１部分とを連通させ、かつブレーキ解放時上記
供給口と上記第１部分との間の連通をしゃ断すると共に
上記排気口と同第１部分とを連通させることを特徴とす
る乗物用ブレーキ装置のリレー弁を提案するものである
。

本発明の他の特徴および利点は本発明の実施例につき添
付図面を参照して行う下記説明から明白となるであろう
。

第１図にトラクタ・トレーラ連結車両用の電子・空気式
ブレーキ装置が示されている。

トラクタに支承されているブレーキ装置の部分が総括的
に符号１０で示され、トレーラに支承されているブレー
キ装置の部分が総括的に符号１２で示されくいる。

ブレーキ装置のトラクタ部分１０とトレーラ部分１２の
境界部が総括的に点線１４で示されている。

またブレーキ装置は、トラクタ部分またはトレーラ部分
いずれに支承されてよい電子制御装置１６を含んでいる
。

但し第１図においてはトレーラ部分１２に支承されてい
るものとして示されている。

トラクタに支承されているブレーキ装置の部分１０は乗
物のエンジンによって動力を供給される標準型の空気圧
縮機１８を含んでいる。

空気圧縮機１８は大気中の空気を圧縮して空気貯蔵器２
０に充填する。

貯蔵器２０は導管２４によって標準型の運転者作動のブ
レーキ制御弁２２の入口に連通される。

導管２４はまた５業技術者に周知の型の標準型の空気リ
レー弁２６の供給口と貯蔵器２０とを連通ずる。

ブレーキが適用されると、リレー弁２６は貯蔵器２０か
らの圧縮空気を導管２８を介してトラクタの後輪ブレー
キ駆動装置に供給する。

ブレーキ制御弁２２の出口は導管３０を介してトラクタ
の前輪ブレーキ駆動装置に、また導管３２を介してリレ
ー弁２６の常用口に、そして導管３６と３８を介してト
レーラに支承されている第２リレー弁３４の常用口に連
通され、導管３６と３８は適当な連結装置４０によって
トラクタとトレーラの境界部で結合される。

圧縮空気はまた導管４４を介して貯蔵器２０からトレー
ラに支承されている第２貯蔵器４２に連通さ札導管４４
は適当な連結装置４６によってトラクタとトレーラの境
界部で導管２４の支管に連結されている。

リレー弁３４の送出部は導管４８と４８ａによってトレ
ーラのブレーキ駆動装置に連通される。

５業技術者に周知のように、乗物の運転者がブレーキ制
御弁２２を作動してブレーキを適用すると、貯蔵器２０
からの圧縮空気が導管３０を介してトラクタの前輪ブレ
ーキ駆動装置へ、また導管３２を介してリレー弁２６の
常用口へ、そして導管３６と３８を介してリレー弁３４
の常用口へ連通される。

その結果、リレー弁２６と３４が作動され、貯蔵器２０
と４２からの圧縮空気がトラクタの後輪ブレーキ駆動装
置およびトレーラのブレーキ駆動装置に供給される。

圧力変換器５０がブレーキ制御弁２２に連結され、ブレ
ーキが適用されたときブレーキ制御弁２２に生起される
圧力に釣合った値の電気的出力を発生する。

圧力変換器５０の出力は電線５２と５４を介して電子制
御装置１６に伝えら札電線５２と５４はトラクタとトレ
ーラの境界部で適当な連結装置５６によって連結される
。

圧力変換器５０と実質的に同一構造のものでよい第２の
圧力変換器５８がリレー弁３４の送出口で生起される圧
力に釣合った値の電気的出力を発生する。

圧力変換器５８の出力は電線６０によって電子制御装置
１６に伝えられる。

圧力変換器５０と５８はピエゾ電気抵抗型のものでよい
。

電線６２が電子制御装置１６の出力信号をリレー弁３４
に支承されているソレノイド弁６４に伝える。

ソレノイド弁６４は詳細につき後述する態様で貯蔵器４
２とリレー弁３４の第１部分との間を導管６６を介して
連通ずる。

電線６８が制御装置１６の第２出力をリレー弁３４に支
承されている第２のソレノイド弁７０に連結し、同弁は
リレー弁の第１部分と大気間の流体連通を制御する。

第３図と第４図に示すように、リレー弁３４は内部に室
７４を限界するハウジング７２を含んでいる。

ハウジング７２は導管４４と連通する供給ロア５を備え
ている。

ロア５は中間室７６に連通され、次に同中間室は貯蔵器
４２に連通される。

ハウジング７２上のフランジ７８がリレー弁３４を貯蔵
器４２上の適当な装架ボスに固着する。

ピストン８０が室７４内に摺動可能に装架され、同室を
送出部分８２と第１部分８４に区分する。

環状弁部材８６が内部に通路８８を具えており、同通路
８８は排気口９０を介して上記送出部分８２を大気と連
通ずる。

ばね９２が弁部材８６を弾性的に推してハウジング７２
上の環状弁座９４と密封係合せしめることによって中間
室７６と送出部分８２との間の流体連通を阻止する。

ピストン８０は弁部材８６を作動するための弁作動部９
６を含んでいる。

ばね９８がピストン８０をそして弁作動部９６を弾性的
に推して弁部材８６から離隔せしめる。

５業技術者に周知のように送出口（図示しない）は送出
部分８２を導管４８と４８ａと連通し、導管４８と４８
ａはリレー弁３４をトレーラのブレーキ駆動装置と連通
ずる呂リレー弁３４には更に、導管３６と３８によって
ブレーキ制御弁２２に連通される常用口１００と、導管
６６によって貯蔵器４２に連通される第２供給口１０２
が設けられている。

各々の口１００と１０２はハウジング７２内の総括的に
符号１０４で示されている弁隔室と連通される。

弁座１０６と１０８が室１０４を中央部分１１０と一対
の端部分１１２，１１４とに区分する。

第４図に示すように、常用口１００は端部分１１２に連
通され、供給口１０２は端部分１１４に連通される。

通路１１６が中央部分１１０を室７４の第１部分８４に
連通ずる。

弁部材１１８が中央部分１１０内に摺動可能に装架され
、弁作動軸１２０を具えている。

弁作動軸１２０は弁座１０６を貫いてのびており、ソレ
ノイド弁６４の一部を形成する接極子１２２の端部と係
合する。

ばね１２４が接極子１２２を第４図において左方に弾性
的に推しやり、他のばね１２６が弁部材１１８を弁座１
０６の力へ弾性的に付勢している。

しかしながら、ばね１２４はばね１２６より強いので、
弁部材１１８は通常時弁座１０８に密封係合した状態に
保たれ、弁座１０６を通して空気が流通できる。

ソレノイド弁６４は更に極片１２８と電磁コイル１３０
を含んでいる。

５業技術者に周知のように、電流がコイル１３０を通っ
て流れると、接極子１２２はばね１２４の偏倚力に抗し
て第４図における右方へ移動され、ばね１２６によって
弁部材１１８が弁座１０８から離座し弁座１０６と密封
係合せしめられる。

リレー弁３４は更に導管１３６によって弁室１３４に連
通されている第２の排気口１３２を有している。

弁室１３４はまた通路１３８によって第１部分８４に連
通されている。

ばね１４０がソレノイド弁７０の一部であるぞ極子１４
２を第４図において左方に弾性的に付勢している。

接極子１４２は弁部材１４４を支持しており、弁部材１
４４は通常時ばね１４０によって弁座１４６と密封係合
せしめられ導管１３６と弁室１３４間の流体連通を阻止
する。

ソレノイド弁７０は更に極片１４８とコイル１５０を含
んでいる。

５業技術者に周知のように、コイル１５０を通じて電流
が流れると接極子１４２が第４図において右方に変位さ
れることによって、圧縮空気が室１３４から導管１３６
へ、そして第２排気口１３２を通って大気に排出される
。

第２図を参照し、電子制御装置１６内の電気回路につい
て詳細に説明する。

圧力変換器５０からの入力Ｔ１がインバータ１５２に送
られ、また加算器１５４へも送られる。

同様に、圧力変換器５８からの入力Ｔ２がインバータ１
５６と加算器１５８へ送られる。

インバータ１５２と１５６の出力はそれぞれ加算器１５
８と１５４に送られるので、加算器１５４の出力はＴ１
−Ｔ２と等しく、加算器１５８の出力はＴ２−Ｔ１と等
しい。

加算器１５４の出力は量Ｔ１−Ｔ２をある基準値と比較
する入力としてコンパレータ１６０に送られる。

基準電圧Ａは約０．３５ ｋｇ／ｃｍｔ （５ｐｓ ｉ
）の圧力値を示すのが理想的である。

それ酸ブレーキ制御弁２２での圧力は、トレーラのブレ
ーキが電子制御装置１６によって駆動されるためには少
なくとも０、３５ ｋｇ／＝ （５ｐｓ ｉ ）だけ導
管４８と４８ａ内の圧力を超えなければならない。

同様に、加算器１５８の出力Ｔ２−Ｔ、はコンパレータ
１６２内の基準値と比較される。

コンパレータ１６２の基準値もまた約０．３５ｋｇ／ｃ
Ｉ？Ｌ（５ｐｓｉ）が理想的である。

コンパレータ１６０の出力は２５０ミリ秒のワンショッ
ト１６４をトリガし、ワンショット１６４の出力はＡＮ
Ｄゲート１６６に第１の入力として導入される。

コンパレータ１６０の出力はまた第２の入力としてＡＮ
Ｄケート１６６に直接送られる。

ＡＮＤケート１６６の第３の入力は入力Ｔ１を二つの基
準値ＢおよびＣと比較するウィンドウ・コンパレータ１
６８の出力である。

乗物の運転者がブレーキの適用を確認できるように基準
値Ｂは約０．２１ ｋｇ／ａｎｔ （３ｐｓ ｉ ）の
圧力値に釣合っている。

制御装置内の故障で入力Ｔ１が全く不当なものになって
いないことを確めるため基準値Ｃは約１０．５５ｋｇ／
ｃｒｉＬ（１５０ｐｓｉ ）の圧力値に釣合っている。

ＡＮＤゲート１６６の出力がソレノイド弁６４を駆動す
る電力増幅器１７０を駆動する。

ＡＮＤゲ゛−ト１６６の出力はワンショット１６４の時
間が切れた後消滅するので、ソレノイド弁は最高２５０
ミリ秒の開駆動できる。

これは第１部分８４内の圧力がブレーキ制御弁２２の圧
力と同値になるのを確保するには充分の長い時間である
が、電子制御装置１６の故障でトレーラのブレーキが不
定期間駆動されることを阻止するものである。

同様にコンパレータ１６２の出力は、その出力を、ＡＮ
Ｄゲート１７４の入力に連結されている５００ミリ秒の
ワンショット１７２の入力に連結されている。

コンパレータ１６２の出力はまたＡＮＤゲート１７４に
直接導入されている。

ＡＮＤゲ゛−ト１７４の出力はソレノイド弁７０を駆動
する電力増幅器１７６に連結されており、同ソレノイド
弁はリレー弁３４を排気することによってトレーラのブ
レーキを解放する。

ＡＮＤゲート１７４はワンショット１７２の時間切れま
での間だけ出力を発生するので、リレー弁３４は最高５
００ミリ秒の間排気され、その結果電子制御装置１６が
故障してトレーラのブレーキを不定期間解放することが
防止される。

電子制御装置１６または圧力変換器５０と５８の故障を
指示するため排他的ＯＲゲート１７８と１８０が用いら
れる。

排他的ＯＲゲート１７８には一つの入力としてコンパレ
ーク１６０の出力が供給され、同排他的ＯＲゲートの他
の入力としてＡＮＤゲート１６６の出力が供給される。

排他的ＯＲゲート１７８の出力はＯＲゲート１８２に入
力として供給され、同ＯＲゲ゛−ｈｌ ８２の出力は乗
物の運転室内の故障指示灯を駆動する。

若しコンパレータ１６０の出力がＡＮＤゲ゛−ト１６６
の出力と異なるときは、故障が生じており、排他的ＯＲ
ゲート１７８とＯＲゲート１８２が故障指示灯を駆動す
る。

同様に、排他的ＯＲゲート１８０の一つの入力としてコ
ンパレータ１６２の出力が供給さ札同排他的ＯＲゲート
の他力の入力としてＡＮＤゲート１７４の出力が供給さ
れている。

若しコンパレータ１６２の出力とＡＮＤゲ゛−ト１７４
の出力が異なるときは、故障が生じており、排他的ＯＲ
ゲート１８０とＯＲゲート１８２が故障指示灯を駆動す
る。

排他的ＮＯＲゲート１８４と１８５は電力増幅器１７０
に含まれているパワートランジスタ１８６ａ、１８６ｂ
又は１８６ｃ内の故障と電力増幅器１７６に含まれてい
るトランジスタ１８８ａ。

１ ｓ８ｂ 、１８８ｃの故障をそれぞれ指示するもの
である。

排他的ＮＯＲゲート１８４の入力の一つはトランジスタ
１８６ａのベースに連結され、同排他的ＮＯＲゲートの
他の入力はトランジスタ１８６ａのコレクタに連結され
ている。

若し排他的ＮＯＲゲート１８４の二つの入力が同じであ
れば、故障が存在しているのであり、排他的ＮＯＲゲー
ト１８４とＯＲゲート１８２が故障指示灯をつける。

同様に、排他的ＮＯＲゲート１８５の入力の一つはトラ
ンジスタ１８８ａのベースに連結され、同排他的ＮＯＲ
ゲートの他の入力はトランジスタ１８８ａのコレクタに
連結されている。

若し排他的ＮＯＲゲート１８５の二つの入力が同じなら
ば、故障があり、排他的ＮＯＲゲート１８５がＯＲゲー
ト１８２と協働して乗物の運転室内の故障指示灯を点灯
する。

上述のブレーキ装置の作動は下記の通りである。

ブレーキが適用されるとき、乗物の運転者がブレーキ制
御弁２２を作動させると、トラクタの前輪ブレーキが作
動し、またリレー弁２６が作動してトラクタの後輪ブレ
ーキを作動する。

ブレーキ制御弁２２の送出口の圧力値は圧力変換器５０
によって感知され、電子制御装置１６に伝えられる。

ブレーキ制御弁２２の圧力値が上ってリレー弁３４の出
力圧力値より約０．３５ ｋｇ／ｃｒｉ （５ｐｓ ｉ
）高い値になると、コンパレーク１６０は出力信号を
発し之がＡＮＤゲート１６６に送られ、ＡＮＤゲート１
６６は電力増幅器１７０を駆動してソレノイド弁６４を
駆動する。

゛ルーノイド弁６４が駆動されると、量弁の接極子１２
２が第４図において右方に変位されることによって、は
ね１２６が弁部材１１８を推して弁座１０６と密封係合
せしめ、その結果常用口１００と第１部分８４との間の
流体連通をしゃ断する。

同時に、弁部材１１８の他端部が弁座１０８から離れて
圧縮空気を貯蔵器４２から通路１１６を通じて第１部分
８４へ流入させる。

第１部分８４内に入った圧縮空気はピストン８０をはね
９８の偏倚力に抗して下向きに押す。

ピストン８０が移動すると、弁作動部９６が最初弁部材
８６と係合して送出部分８２と排気口９０との間の連通
をしゃ断する。

その後、ピストン８０が更に移動すると弁部材８６を弁
座９４から離して、貯蔵器４２内の高圧空気を送出部分
８２に連通せしめる。

上述のように、送出部分８２内の高圧空気はリレー弁３
４内の送出口（図示しない）から導管４８と４８ａを通
してトレーラのブレーキ駆動装置へ連通される。

圧力変換器５８が、圧力変換器５０で感知される圧力よ
り約０．３５ｋｇ／ｉ（５ｐｓｉ ）低い圧力を感知す
るほど充分な空気圧力がトレーラのブレーキ駆動装置に
伝えられると、コンパレーク１６０の出力が打切られる
ことによって電力増幅器１７０が消勢され、その結果ソ
レノイド弁６４が解放されて弁部材１１８が第４図に示
す原位置に復帰する。

その後、正常なブレーキ圧力の均衡が得られる迄、空気
が導管３６と３８を通して連通される。

乗物の運転者がブレーキ制御弁２２を解放して、圧力変
換器５０が圧力変換器５８の感知する圧力より約０．３
５ ｋｇ／ｃｒ？ｔ （５ｐｓ ｉ ）低い圧力をブレ
キ制御弁２２で感知するようになると、コンパレーク１
６２とＡＮＤゲート１７４が電力増幅器１７６を駆動す
る出力を生起する。

電力増幅器１７６はソレノイド弁７０を駆動して弁部材
１４４を支持している接極子１４２を弁座１４６から離
座させ、第１部分８４内の圧縮空気を通路１３８、室１
３４および導管１３６を介し排気［１１３２から排気せ
しめる。

そうすると、ばね９８がピストン８０を第３図に示され
ている位置へ向けて移動させることによって、弁部材８
６が弁座９４に再び着座して送出部分８２へ供給される
空気の連通を阻止し、同送出部分８２内の圧縮空気を排
気口９０を介して大気へ排出せしめる。

トレーラのブレーキ駆動装置は送出部分８２に連通され
ているので、その結果トレーラのブレーキは解放される
。

常用空気がブレーキ制御弁２２から導管３６と３８を介
して常用口１００に供給されているので、ブレーキ制御
弁２２とリレー弁３４との間の圧力値が所定の限度内に
あるかまたは電子制御装置１６が故障したとき、リレー
弁３４は普通のリレー弁として作動することに注目すべ
きである。

上述のように、ソレノイド弁６４が解放されると、弁部
材１１８は弁座１０６から離座し、常用口１００が室１
１２，１１０と通路１１６を介して第１部分８４に連通
せしめられる。

そこでブレーキ制御弁２２からの圧力インパルスがピス
トン８０を上述のような通常の様態で作動してトレーラ
のブレーキを駆動する。

しかしながら、圧力インパルスは導管３６と３８を介し
て音速で伝えられ、電子制御装置１６とその構成要素は
実質的に光速で作動する。

それ故、運転者によるブレーキ制御弁２２の適用とトレ
ーラのブレーキの適用との間の時間遅れは、故障のため
リレー弁３４がブレーキ制御弁２２からの常用空気で作
動されなければならない時より、電子制御装置１６が正
常に作動している時の力が遥かに少いのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるトラクタ・トレーラ連結車両用の
電子・空気式ブレーキ装置の空気回路および電気回路の
概略図、第２図は第１図に示した電子・空気式ブレーキ
装置に用いる電子制御装置の電気回路のロジック図、第
３図は第１図に示したブレーキ装置に用いるリレー弁の
部分断面図、第４図は実質的に第３図の線４−４に沿う
部分断面図である。 図面において、符号１０はトラクタに支承されているブ
レーキ装置の部分、１２はトレーラに支承されているブ
レーキ装置の部分、１６は電子制御装置、１８は空気圧
縮機、２０と４２は貯蔵器、２２はブレーキ制御弁、２
６と３４はリレー弁、５０と５８は圧力変換器、６４と
７０はソレノイド弁、７２はハウジング、７４は室、７
５は供給口、７６は中間室、８０はピストン、８２は送
出部分、８４は第１部分、８６は弁部材、９０は排気口
、９２はばね、９４は環状弁座、９６は弁作動部、９８
はばね、１００は常用口、１０２は供給口、１０４は弁
隔室、１０６と１０８は弁座、１１８は弁部材、１２０
は弁作動軸、１２２は接極子、１２４，１２６はばね、
１２８は極片１．１３０はコイル、１３２は排気口、１
３４は弁室、１４０はばね、１４２は接極子、１４４は
弁部材、１４６は弁座、１４８は極片、１５０はコイル
を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 流体圧力源、複数のブレーキ駆動装置および上記ブ
   レーキ駆動装置を制御するブレーキ制御弁を包含する乗
   物用ブレーキ装置に用いられるものであって、内部に室
   を限界するハウジング、上記室内に摺動可能に装架され
   て同室を上記ブレーキ駆動装置に連通ずる送出部分と第
   １部分とに区分するピストン、および上記ピストンの摺
   動によって作動されて上記送出部分と上記流体圧力源と
   の間および同送出部分と大気との間の連通を制御する弁
   装置を包含し、上記ピストンが上記送出部分を大気に通
   気する第１位置から、上記送出部分と大気との間の連通
   をしゃ断すると共に同送出部分と上記流体圧力源とを連
   通させる第２位置へ摺動可能であり、弾性装置が上記ピ
   ストンを上記第１位置へ弾性的に付勢しているリレー弁
   において、ブレーキ適用時に上記流体圧力源からの流体
   圧力を上記第１部分８４に連通させて上記ピストン８０
   を上記第２位置へ摺動させ、ブレーキ解放時に上記第１
   部分を大気に通気させる電気作動の弁装置６４．７０を
   包含せしめ、上記ハウジング７２が上記第１部分８４を
   上記流体圧力源に連通させる供給口１０２、上記ブレー
   キ制御弁に連通ずる常用口１００および上記第１部分を
   大気に連通させる排気口１３２を有し、上記電気作動の
   弁装置６４．７０が、通常時上記供給口１０２、排気口
   １３２および第１部分８４の間の連通をしゃ断すると共
   に上記常用口１００と同第１部分とを連通させ、ブレー
   キ適用時上記常用口１００と上記第１部分８４との間の
   連通をしゃ断すると共に上記供給口１０２と同第１部分
   とを連通させ、かつブレーキ解放時上記供給口１０２と
   上記第１部分８４との間の連通をしゃ断すると共に上記
   排気口１３２と同第１部分とを連通させることを特徴と
   する乗物用ブレーキ装置のリレー弁。