JPS5853616B2 - 荷重応動型減圧弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 前後輪ブレーキを有する車輪を制動するとき、制動慣性
によって前方に荷重が移動し、後輪の接地荷重が減少し
、路面保持力が減少して、後輪の早期ロックが発生する
ことは衆知のことである。

また、この傾向は積載荷重の変動率が大きく前後輪車軸
間距離の小さい小型トラック系に発生し易いことも知ら
れている。

この好ましくない傾向を解決するために、積載荷重によ
って後輪車軸と荷台との垂直距離の変化する現象を減圧
弁にリンクを用いて機械的に伝達したり、液体を媒体と
した圧力に変換して伝達する方法がある。

しかしこれらの方法は車輌に装着する際の調整が煩雑に
なると云う欠点を持っている。

これを解消するために例えば米国特許第３．３１７，２
５１号などに知られているように、車輌の制動効力が積
載荷重によって変化することに着目し、発生する減速度
を函数として減圧弁を制御する方法が種々考案されてい
る。

本願の減圧弁は車輌の減速度を検出して減圧開始点を制
御する形式に属し、減圧弁体を車輌に一定の傾きを持っ
て取付けて減速度を検出する型式をとり、軽積載時と重
積戦時に減圧弁自体の傾きを変動させたり、慣性ボール
の移動を制限する機能を省いた型式を採用している。

さらに本願の減圧弁は米国特許第３．９４４，２９２号
に知られているように、減圧弁の減圧開始点を慣性ボー
ルの移動によって遮断された制御液圧室の圧力によって
決定する型式を採用して、減圧開始点を制御する押圧手
段として従来のものがコイルスプリングを使用していて
取付スペースの製作誤差や大きな取付スペースを必要と
していたのに対し、本願ではマスターシリンダーの作動
液自体を利用しているので、広い範囲の液圧制御を可能
にしている。

本願の特徴は、慣性ボールにて遮断した制御液圧室の圧
力を制御液圧室と入力液圧供給室との中間に設けたディ
ファレンシャルピストンを作動することにより、更らに
増圧出来る構造とし、この増圧分が積載荷重に比例する
ように構成することによって、積載荷重の変動に応じて
減圧開始点が変化するように構成したものである。

さらに本願の特徴は制御液圧室に連結される圧力緩衝部
を設け、慣性ボールの液封機能を向上させたものである
。

以下、図面によって本発明の詳細な説明する。

第１図に本願荷重応動型減圧弁を４輪車に適用した場合
の制動配管を示す。

タンデムマスターシリンダー１で発生される液圧は前輪
系に配管２を通り３方コネクター３で左右の前輪ブレー
キ４，４′に分配され、後輪系は配管５を通り検出する
減速度に対応する傾針θをもって車輌の一部に取付けら
れた減圧弁体６に入り、配管７によって３方コネクター
８迄伝達され、ここで左右の後輪ブレーキ９，９′に分
配される。

次に第２図に減圧弁体の断面構造を示す。

減圧弁体６の内部は比例減圧部ＰＲ，慣性検知部ＰＣ１
増圧部ＤＰ、圧力緩衝部ＢＦの４部門に大別され、且つ
、減圧弁体６はメインボディ１０とサブボディ１１に分
割されている。

まずＰＲについて説明する。

プランジャー１８はその右端を減圧弁体６の出力ポート
２０に臨ませ、他端をメインボディ１０のボアー２１に
収納されるシールホルダー２４の中央摺動孔２５に嵌入
し、入力ポート１９からの液圧をカップシール２６及び
“Ｏｎリング２７で遮断している。

シールホルダー２４の右端はメインボディ１０の環状肩
２９に当接し、プランジャー１８のフランジ部３０の左
方への移動を制限するストッパー２８を固定し、左端は
サブボディ１１の環状肩２３により固定される。

環状肩３２とプランジャー１８の右端にはさまれて弾性
材の環状のシールバルブ３３（米国特許第３．４２３，
９３６号で詳述されているもの）が設けられ、プランジ
ャー１８と供給室２２で形成される半月形通路３４を通
って進入する入力液圧をプランジャー１８のバルブヘッ
ド３５との間で開閉して比例減圧し出力ポート２０に伝
達する。

ついで、慣性検知部ＰＣについて説明する。

ＰＲ部の供給室２２から通路３６でボール室３７が接続
され、その中央に慣性ボール３８が配置される。

ボール室３７には慣性ボール３８の左方への転勤を助け
る蒲鉾状の作動液流通溝３９が設けられ慣性ボール３８
が減速度を検出して左方に転動した時、ボール室３７と
圧力緩衝部ＢＦへの通路４０を遮断するチェックバルブ
４１がリテイナー４２により、メインボディ１０に固定
されている。

又ボール室３７と外部との気密性を保持するために”０
”リング４３がメインボディ１０とサブボディ１１とに
挟持されている。

圧力緩衝部ＢＦは、チェックバルブ４１の液封性を向上
させる第１の機能と増圧部ＤＰのディファレンシャルピ
ストン４４の作動と連動して制御液圧室１５内の液圧を
増圧する第２の機能を有する。

アブソーバピストン４５はサブボディ１１の環状肩４６
にフランジ４７を、左方向よりアブソーバスプリング４
８により押圧されて停止している。

４９は補助スプリングで、アブソーバスプリング４８と
同様、左端をプラグ５０により支持されている。

アブソーバピストン４５は、サブボディ１１のボアー５
１内を左方向にアブソーバピストン４５の左端がプラグ
５０のボトム５２に到達する迄、移動することが出来る
。

アブソーバピストン４５の右端のネック５３に固定され
たピストンシール５４は制御液圧室１５の気密性を保持
し、ブリーダ５６は制御液圧室１５及びそれに連らなる
回路の空気を排出するために設けられる。

制御液圧室１５の環状肩５７には中央に子［のあいたス
プリングリテイナ−５８が設けられ、プランジャー１８
を常に右方向へ押圧しているスプリング５９を支えてい
る。

増圧部ＤＰは、ボール室３７に連絡する通路６０と制御
液圧室１５に連絡する通路６１との間に設けられる。

ステップトスリーブ６２はメインボディ１０の環状肩６
３とサブボディ１１の環状肩６４に挟持されている。

“０”リング６５はボール室３７と制御液圧室１５間の
気密性を保つため設けられている。

ステップトスリーブ６２の第１ボアー６６と第２ボアー
６７にはそれぞれデイフレンシャルピストン４４の第１
ステム６８と第２ステム６９が又、デイフレンシャルピ
ストン４４の第１ネツク７０と第２ネツク７１にはそれ
ぞれ第１カツプシール７２と第２カツプシール７３が設
けられ、デイフレンシャルピストンの左方向への移動は
、サブボディ１１の端面７４により又、右方向への移動
はメインボディ１０の端面７５により制約される。

デイフレンシャルピストン４４の右端にはスプリング７
６が設けられ、デイフレンシャルピストン４４を常に左
方向に押圧している。

メインボディ１０の右方向には外部に連らなる通路７７
があり、ブリーダー７８にて、ボール室３７及びそれに
連らなる回路の空気を排出することが出来る。

メインボディ１０とサブボディ１１はフランジボルト（
図示せず）で連結されている。

次にこの荷重応動型減圧弁の作用効果について説明を行
う。

第３図は車輌に於ける理想制動液圧曲線を示し、一点線
鎖線のＥは軽積載時のそれを、実線のＦは重積載時のそ
れを示す。

この各々の理想制動液圧曲線に対応する後輪ブレーキの
液圧を自動的に軽積載時には折線０ 、 Ｐｓｅ 、
Ｅ’、重積載時には折線０．Ｐｓｆ、Ｆ’とするために
は、第２図に示す慣性ボール３８が左方向に移動し、チ
ェックバルブ４１に当接し、制御液圧室１５に、その時
のマスターシリンダー液圧を封入し減圧開始点を制御す
る。

ブレーキの制動液圧をＰｃとし、ブレーキファクターを
Ｃとすると、車輌の制動力Ｂは、次の如く表わされる。

又車輌の減速度αと重力の加速度ｇの比は、制動力Ｂと
車輌重量Ｗの比に等しいので次の如く表わされる。

そこで車輌に減速度が発生した時、第２図に示すように
慣性ボール３８のまわりには、慣性ボールの液中重量を
Ｗとすれば、次の如き釣合式が成立する。

（３）式に示す不等符号の如く設定した減速度以上にな
ると慣性ボール３８は左方への移動を開始する。

即ち慣性ボール３８の作動は取付角θの函数で表わすこ
とが出来る。

従って、制御液圧室１５に封入される液圧Ｐｃは（１３
、（２） 、 （４）式より整理して次の如く表わされ
る。

即ち、（５）式で示すＰｃは積載荷重に対応した値とな
る。

まず、軽積載側の減圧特性を例にとって第３図に示す折
線０ 、 Ｐｓｅ 、 Ｅ’の制御手段を説明する。

第２図に示す如く入力ポート１９に供給される入力液圧
すはプランジャー１８とシールバルブ３３の環状スキマ
を通って出力ポート２０に直接伝達されている。

ところがαｅの減速度が作用して慣性ボール３８がチェ
ックバルブ４１に当接した時の液圧ＰｃをＰｃｅとする
とプランジャー１８の釣合は次の如くなる。

但し ａ；プランジャー１８のステム断面積ｆニスプリ
ング５９の取付荷重 スプリング５９を設置した第１の目的は、マスターシリ
ンダー１の降圧過程の際にプランジャー１８が左方向に
移動して、そのバルブヘッド３５の外径がシールバルブ
３３の内径に嵌入し、出力ポート２０側の液圧を降圧し
て行く過程が終了した際、プランジャー１８を元の位置
に複元することにある。

第２の目的は、車輌が急坂を降る際、第２図に示す取付
角が零に近づき設定している減速度以下で慣性ボール３
８が左方向に移動し、零に近い液圧が制御液圧室１５に
封入された場合でも、スプリング５９により最低必要な
制動力を保障することにある。

（６）式を整理すると （７）式で等符号になった瞬間のマスターシリンダー液
圧すがＰｓｅとして減圧作動開始点となる。

一方、圧力緩衝部ＢＦのアブソーバピストン４５はＰｃ
ｅの圧力に対応して左方向に移動する。

即ち（８）式を整理してアブソーバピストンの左方向へ
の移動量Ｘ１は（９）式で示す値となる。

又、増圧部ＤＰのデファンシャルピストン４４が軽積戦
時に作動しないようにするためにスプリング７６の取付
荷重Ｆ３は（１０）式の示す値とすればよい。

従って顔部は暫増するＰｍが断面積Ｂ２に作用してもデ
ィファレンシャルピストン４４はサブボディ１１の端面
７４に当接したまＳなので増圧機能を失っている。

但し Ｂ１；ディファレンシャルピストン４４の制御液
圧室１５側の受圧断面積 Ｂ２＋ディファレンシャルピストン４４ のボール室３７側の受圧断面積 （７）式に示すようにチェックバルブ４１の液封性が確
立されてから暫増するｂが作動するとプランジャー１８
は、左方に移動し、バルブヘッド３５の外径とシールバ
ルブ３３の内径が当接し、一時的に入力ポート１９から
の出力ポート２０へつながる通路は遮断される。

この時のプランジャー１８周辺の液圧の釣合は次の如く
表わされる。

但し Ｐｒ；出力液圧 Ａ；バルブヘッド３５の断面積 （１１）式を整理すると （１２）式中の入出力液圧の関係は第３図に示す折線０
、 Ｐｓｅ 、 Ｅ’を満足するものである。

同様にして重積載側の減速度αｆが慣性ボール３８に作
用して、チェックバルブ４１に当接した時の液圧Ｐｃを
Ｐｃｆとする。

その時、増圧部ＤＰのディファレンシャルピストン４４
の釣合は（１３）式の如くなる。

但し△Ｘ；ディファレンシャルピストンの右方向への移
動量 に３；スプリング７６のバネ常数 従ってαｆの減速度を検出して制御液圧室１５に封入さ
れたＰｃｆはチェックバルブ４１の液封条件 但し Ｄ；チェックバルブの液封断面積 △Ｐｃ；増圧部ＤＰの作用により添加される液圧 △ｂ；チェックバルブの液封機能が発揮されて後、暫増
するマスターシリンダ ー液圧 （１４）式が成立する範囲で、Ｐｍ ＋ △Ｐｍにより
デファレンシャルピストン４４は、もう一度サブボデイ
１１の端面７４に当接するまで△Ｘ′だけ左方向に次の
条件で移動する。

左方向への△Ｘ′の移動で増圧される△Ｐｃはアブソー
バピストン４５の釣合により求められる。

デファレンシャルピストン４４により圧縮される制御液
圧室１５の体積とアブソーバピストン４５により膨張す
る体積が等しいとすれば 但し Ｘ２；チェックバルブが閉塞してから後、更に左
側に移動するアブソーバピ ストンの移動量 一方、△Ｐｃに対するアブソーバピストン４５の釣合は （１６）式を（１７）式に代入して整理するととなる。

従って、重積戦時の液圧作動開始点は（７）式のＰｃｅ
の代りにＰｃｆ＋△Ｐｃを代入し、又入出力液圧の関係
は（１２）式のＰｃｅの代りにＰｃｆ＋△Ｐｃを代入し
て、それぞれ第３図に示す如く、ＰｓｅはＰｓｆに移動
すると共にｙはｙに平行に移動して荷重応動型減圧作動
を行う。

ｈが直線ビ又はｙ上の値から降圧される時は（１２）式
には従わない。

即ち（１１）式で面積差（Ａ−ａ）に添加される液圧り
が降下するとプランジャー１Ｂの（１１）式による釣合
は破れバルブヘッド３５はシールバルブ３３との閉塞関
係を保ったまＳさらに左方向に移動するので出力ポート
２０側の作動液がシールバルブ３３の外周を通って入力
ポート１９側に流入し、それ以降りの降下と共にＰｒが
降下する。

この時のプランジャー１８の左方向への移動は、ストッ
パー２８により制限される。

尚、車輌が設定された減速度を越えて減速され、減圧さ
れたマスターシリンダー液圧が後輪ブレーキに供給され
車輌が次第に減速し、減速度が設定値を下廻って来ても
チェックバルブ４１の液封断面積をＤとして次に示す釣
合式の不等式が成立する間は慣性ボール３８はチェック
バルブ４１から離脱することはない。

Ｄ−ＰＣ＋ｗ−８ｌｎθ≦Ｐｍ 、 Ｄ （１９
）しかし、ふが低下しく１９）式の左辺の方が大きくな
ると慣性ボール３８は右方向に移動しボール室３７と制
御液圧室１５の液圧は等しくなる。

以上の如く構成したから、本願の荷重応動型減圧弁は重
積載時から重積載時に到るまで同一の検出減速で減圧作
動開始点を定める挙動を慣性ボール３８により開始する
が、デファレンシャルピストン４４の移動により制御液
圧室１５に封入した液圧を更に増圧し重積載時では結果
として減圧作動開始点を高圧側に移行することが出来て
車輌の適正な制動を行なうことが出来る。

【図面の簡単な説明】

図はいずれも本願実施例を説明するもので、第１図は第
２図に示した実施例の減圧弁を４輪車の制動系に適用し
た場合の系統図、第２図はその減圧弁の拡大断面図、第
３図はその実施例の前後輪へのブレーキ液圧配合を説明
する特性図である。 なお引用数字は下記のものを示す。 １・・・・・・タンデムマスターシリンター、２・・・
・・・配管、３・・・・・・３方コネクター ４・・・
・・・前輪ブレーキ５・・・・・・配管、６・・・・・
・減圧弁体、７・・・・・・配管、８・・・・・・３方
コネクター、９・・・・・・後輪ブレーキ、１０・・・
・・・メインボディ、１１・・・・・・サブボディ、１
５・・・・・・制御液圧室、１８・・・・・・プランジ
ャー、１９・・・・・・入力ポート、２０・・・・・・
出力ポート、２１・・・・・・ボアー２２・・・・・・
供給室、２３・・・・・・環状肩、２４・・・・・・シ
ールホルダー、２５・・・・・・中央摺動孔、２６・・
・・・・カップシール、２７・・・・・・Ｏ′”リング
、２８・・・・・・ストッパー、２９・・・・・・環状
肩、３０・・・・・・フランジ部、３２・・・・・・環
状肩、３３−・・・・・シールバルブ、３４・・・・・
・半月形通路、３５・・・−・・バルブヘッド、３６・
・・・・・通路、３７・・・・・・ボール室、３８・・
・・・・慣性ボール、３９・・・・・・流通溝、４０・
・・・・・通路、４１・・・・・・チェックバルブ、４
２・・・・・・リテイナー、４３・・・・・・”Ｏｎリ
ング、４４・・・・・・ディファレンシャルピストン、
４５・・・・・・アブソーバピストン、４６・・・・・
・環状肩、４７・・・・・・フランジ、４８・・・・・
・アブソーバスプリング、４９・・・・・・補助スプリ
ング、５０・・・・・・プラグ、５１・・・・・・ボア
ー、５２・・・・・・ボトム、５３・・・−・・ネック
、５４・・・・・・ピストンシール、５６・・・・・・
ブリーダ、５７・・・・・・環状肩、５８・・・・・・
スプリングリテイナー、５９・・・・・・スプリング、
６０・・・・・・通路、６１・・・・・・通路、６２・
・・・・・ステップトスリーブ、６３・・・・・・環状
肩、６４・・・・・・環状肩、６５・・・・・・“Ｏ”
リング、６６・・・・・・第１ボアー、６７・・・−・
・第２ボアー、６８・・・・・・第１ステム、６９・・
・・・・第２ステム、７０・・・・・・第１ネツク、７
１・・・・・・第２ネツク、７２・・・・・・第１カツ
プシール、７３・・・・・・第２カツプシール、１４・
・・・・・端面、７５・・・・・・端面、７６・・・・
・・スプリング、７７・・・・・・通路、７８・・・・
−・ブリーダー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 制動液圧発生源１からの入力圧液をうけて後輪ブレ
   ーキ９に比例減圧されたブレーキ液圧を供給する液圧応
   動プランジャー１８と、制動された車輌の所定の減速度
   を検知する慣性検知部ＰＣと上記プランジャーの一端に
   設けられ、上記慣性検知部の減速度検知の際、入力圧液
   から遮断される制御液圧室１５とを有する車輌の荷重応
   動型減圧弁において、上記制御液圧室の液圧を受ける第
   １受圧面積Ｂ１を一端に有し、上記入力液圧をうける上
   記第１受圧面積より小さい、第２受圧面積Ｂ２を他端に
   有するディファレンシャルピストン４４を設け、上記制
   御液圧室が入力圧液から遮断された後の封入液圧を暫増
   する入力圧液によりディファレンシャルピストンを制御
   液圧室が圧縮される方向に移動させ、結果として封入液
   圧をさらに昇圧し、前記液圧応動プランジャーの作動開
   始点を車輌の積載荷重に対応して変動し、比例減圧され
   た液圧を後輪ブレーキに与えるよう構成したことを特徴
   とする荷重応動型減圧弁。 ２ 制御液圧室に圧力緩衝部ＢＦを設け、制御液圧室を
   弾力的に拡張可能としたことを特徴とする第１項記載の
   荷重応動型減圧弁。