JPS593007Y2 - エアブレ−キ用ブレ−キ弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、大型自動車等に装着される、圧縮空気を使用
する型式のブレーキ装置を用いられるエアブレーキ用ブ
レーキ弁の改良に関するものである。

従来、この種の自動車用ブレーキ弁は、シリンダ孔を設
けた弁本体と、前記シリンダ孔に連通して設けた入力孔
及び出力孔並びに排気孔と、前記入力孔と前記出力孔と
の間に設けた通常時閉の第１弁と、前記出力孔と前記排
気孔との間に設けた通常時開の第２弁と、前記シリンダ
孔に摺動可能に嵌挿し、下方から前記出力孔内の圧力に
よる作用力を受け、上方からばね装置を介してブレーキ
ペダルからの作用力を受け、これらの作用力に応じて前
記第１弁及び前記第２弁を開閉する作動ピストンとを備
え、前記ばね装置は、常に作用する主ばねと、前記ブレ
ーキペダルを設定値以上踏み込んだときに作用する副ば
ねとを有しており、上記ばね装置全体でのばね定数を、
ブレーキペダルの踏み込みが設定値以下では主ばねのみ
のばね定数に等しく、ブレーキペダルの踏み込みが設定
値以上では主ばねと副ばねとの合成ばね定数に等しくし
て、ブレーキペダルの踏み込み量の増減に対する出力圧
の増減の比率を前記設定値の前後で異なるようにしてい
る。

こうした出力圧の増減の比率を、ブレーキペダルの所定
の踏み込み値の前後で異ならしめているのは、一つのば
ねのみを使用する型式のブレーキ弁では、ブレーキペダ
ルの踏み込みの全ストロークで行い得る出力圧の調整が
比較的狭い圧力範囲でしか行えないのを、より広い圧力
範囲で出力圧の調整を行い得るようにするためである。

しかしながら、このような主ばわと副ばねとを有するば
ね装置を設けた場合には、主ばねは予負荷を与え、副ば
ねは無負荷の状態でブレーキ弁に組み込まなければなら
ず、かつまた、副ばねが作用し始める時点を、ブレーキ
ペダルが所定値踏み込まれた時点に一致させなければな
らないので、ブレーキ弁に対するばね装置の組み込みが
難かしくなり、また、構造を複雑にするという問題が生
じる。

このため、副ばねを内部に位置して、副ばねと主ばねと
を同心状に配置するとともに、主ばねの上端にばね受け
を配置し、このばね受けと作動ピストンとを貫通して配
置したボルトによってばね受けの上限位置を規定し、ば
ね受けと副ばねとの間に所定の空隙を形成する例がある
が、この例では、以下の如き問題がある。

すなわち、第１に副ばねの上方に隙間が形成しであるの
で、車両等の走行時に生ずる振動によって、副ばねが大
きく遊ぶことになり、副ばねが傾いた状態となったまま
で圧縮され、所期の性能を達成できない、或は、作動不
良が発生する。

第２に副ばね及び主ばねの両者が圧縮される際、作動ピ
ストンに対する両ばねの圧縮方向が、案内されていない
ので、ばね力が作動ピストンの軸方向に正確に伝達でき
ない。

第３に、ボルトのねじ込み量がばらつき、各諸元に設定
された値に調整するのが困難である。

本考案は、以上の問題に鑑みて威され、所期の性能を充
分に達成しつつ構造の簡略化が可能なエアブレーキ用ブ
レーキ弁を提供することを目的とし、この目的を達成す
るために、前記側ばねの中央部に位置して前記作動ピス
トンの上部に固設され上方に向って延びる軸状部と、該
軸状部に外嵌して上下動を案内される第１案内部材及び
第２案内部材と、前記軸状部の上部に形成された各案内
部材の上方移動限を各々規定する第１ストツパ及び第２
ストツパとを設け、前記第１案内部材と前記作動ピスト
ンの間に前記上ばねを所定の予負荷をもって張設し、前
記第２案内部材と前記作動ピストンとの間に前記側ばね
を無負荷で配設し、前記第２ストツパから前記作動ピス
トンまでの間隔を、前記第２案内部材の上下方向長さと
前記側ばねの長さとの和に合致させるとともに、前記第
１案内部材と前記第２案内部材との間に上下方向の隙間
を形成し、前記第１案内部材の軸状部に対する相対的移
動がこの隙間をつめると前記第１案内部材と前記第２案
内部材とを係合させるようにしたものであり、これによ
り以下の如き効果を奏するものである。

すなわち、第１に、副ばねの上方には第２案内部材が副
ばねと第２ストツパとの間の間隙をつめるように配置し
てあり、無負荷状態で副ばねが配置されていても、車両
等の走行時の振動によって大きく遊ぶことがなく、所定
の配置位置に正しく位置させておくことができ、作動時
の特性に悪影響を与えることがなく、第２に、第１案内
部材及び第２案内部材は、作動ピストンに固設した軸状
部により上下動を案内しているため、両案内部材に押圧
されて主ばね、副ばねが圧縮される際、両ばねの圧縮力
は軸状部に沿うよう案内され、両ばねから作動ビスＩ・
ンに作用する力が正しい方向に作用し、所期の性能を確
実に達成させることができ、第３に、各ばねに対応して
設けられる第１及び第２ストツパは、作動ピストンに固
設した軸状部に設けるので、ストッパ形成のためにねじ
手段を用いても、各ストッパの位置を正確にでき、主ば
ねの初期荷重、或は、案内部材間の隙間等を正確にする
ことができ、所期の特性が得られる。

以下、図示の実施例により本考案のエアブレーキ用ブレ
ーキ弁について詳説する。

第１図は、本考案の一実施例である自動車用２系統ブレ
ーキ弁の側断面図である。

第１図に於いて、１は自動車用２系統ブレーキ弁の全体
を示し、このブレーキ弁１は、上本体２と下本体３とを
適当な手段（例えばボルト）により組立てて構成された
弁本体４を有している。

弁本体４には、上下に貫通するシリンダ孔５を設け、こ
のシリンダ孔５に連通して弁本体４の側部に、人力孔６
，７及び出力孔８，９を設けてあり、又、シリンダ孔５
の下端部は排気孔１０となっている。

人力孔６．７は図示しない圧力源に連通し、出力孔８，
９は図示しないブレーキ装置に連通している。

シリンダ孔５の上部には、シリンダ孔５の中径（Ｌｌｌ
に大径部１３を、小径孔１２に小径部１４を各々摺動自
在に嵌合した作動ピストン１５が配置され、この作動ピ
ストン１５はシリンダ孔５の段部１６との間に反力室１
７を画成するとともに、段部１６に一端を当接したリタ
ーンスプリング１８により上方に付勢されている。

作動ピストン１５の上部中央には、上方に向って延びる
軸状部１９が設けられており、この輪状部１９に螺着し
たポルＩ・２０により軸状部１９の上端に第１及び第２
ストツパとして兼用されるストッパ２１が取付けられて
いる。

２２はワッシャである。

上記ストッパ２１と作動ピストン１５の上面との間には
、コイル径の大きい主ばね２３が所定の予負荷を与えら
れた状態で、またコイル径の小さい副ばね２４が無負荷
の状態で同心状に各々配設してあって、主ばね２３は軸
状部１９に嵌合する板リング状の第１案内部材２５を介
してストッパ２１に係合している。

他方、副ばね２４上に載置されて副ばね２４とストッパ
２１との間に、ストッパ２１により上方移動限を制限さ
れて第２案内部材２６が配置され、この第２案内部材２
６は、含油焼結合金より威り、軸状部１９外周面と第２
案内部材２６内周面との間及び第１案内部材２５内周面
と第２案内部材２６外周面との間の摺動抵抗を低減する
とともに、第１案内部材２５がこの第２案内部材２６を
介して軸状部１９に案内されるようにしている。

また、第２案内部材２６の下端には鍔部２７が形成され
ており、第１案内部材２５が作動ビスＩ・ン１５に対し
て所定距離だけ下動したとき（主ばね２３が所定長さ圧
縮されたとき）両案内部材２５．２６が当接係合するよ
うになっている。

上記した主ばね２３、副ばね２４及び案内部材２５．２
６等によってばね装置２８が構成されている。

なお、ストッパ２１の下面で第２案内部材２６の当接可
能な部所から副ばね２４が当接する作動ピストン１５の
部分までの長さは、第２案内部材２６の上下方向長さと
副ばね２４の自由高さく無負荷状態での高さ）との和に
合致させるようにしている。

作動ピストン１５のばね装置２８側の空間２９は、作動
ピストン１５に設けた内部通路３０を介して排気口１０
に連通して大気圧になっている。

また、作動ピストン１５の下方側に位置する反力室１７
は、段部１６に設けた小孔３１を介して出力孔８に連通
している。

他方、シリンダ孔５の下方側の大径孔３２には、段部３
３に一端を支持されたリターンスプリング３４により上
方に付勢されるリレーピストン３５が摺動自在に嵌合し
、リレーピストン３５の上方側に、小孔３６を介して出
力孔８に連通ずる中継室３７が、リレーピストン３５の
下方側に、出力孔９に連通する反力室３８が各々国威さ
れている。

リレーピストン３５の中央部分には、孔３９を有する筒
状部４０が設けられており、この筒状部４０の上部には
、上方弁部材４１が摺動自在に外嵌している。

上方弁部材４１は、ストッパ４２により支持されたばね
受け４３に摺動自在に嵌合するとともに、このばね受け
４３に一端を支持された上方弁ばね４４により上方に付
勢されてシリンダ孔５内壁の上方第１弁座４５に着座し
ている。

この上方弁部材４１は、作動ピストン１５の下端に形成
した上方第２弁座４６にも着座可能となっている。

上方弁部材４１と上方第１弁座４５とは、入力孔６と出
力孔８との間に位置して通常時閉の上方第１弁４７を構
成し、上方弁部材４１と上方第２弁座４６とは、出力孔
８と排気口１０との間に位置して通常時開の上方第２弁
４８を構成する。

なお、上方弁部材４１は、その着座面にゴム製のシート
４９を備え、また上方弁ばね４４の他端に当接するばね
受け５０を有している。

５１は上方弁部材４１に設けたストッパである。シリン
ダ孔５の下端部には蓋部材５２が嵌着され、チックバル
ブ装置５３を介してストッパ５４に支持されている。

この蓋部材５２には、孔５５を有する下方弁部材５６が
摺動自在に嵌合しており、一端を蓋部材５２に支持され
た下方弁ばね５７により上方に付勢されて、シリンダ孔
５内壁に設けた下方第１弁座５８に着座している。

この下方弁部材５６は、リレーピストン３５の筒状部４
０の下端に設けた下方第２弁座５９にも着座可能である
。

下方弁部材５６と下方第１弁座５８とは、入力孔７と出
力孔９との間に位置し通常時閉の下方第１弁６０を構成
し、下方弁部材５６と下方第２弁座５９とは、出力孔９
と排気孔１０との間に位置し通常時開の下方第２弁６１
を構成する。

下方弁部材５６は上方弁部材４１と同様に、シート６２
及びばね受け６３を有している。

上述の如きシリンダ方５に対して同軸に位置する孔６４
を穿設されたカバー６５が弁本体４にボルト６６により
取付けられている。

カバー６５の孔６４には、ブツシュ６７を介してカップ
形状を呈するプランジャ６８が摺動自在に嵌合しており
、プランジヤ６８の開口端側が上記第１案内部材２５に
当接し、閉鎖端側はカバー６５の突起６９にピン７０を
介して回動可能に支持されたブレーキペダル７１に当接
している。

フ゛レーキペタ゛ルア１のプランジャ６８に当接する部
分には、プランジャ６８の端面を回動し得るローラ７２
が設けられている。

その化第１図において、７３は、カバー６５を弁本体４
から取外したとき、作動ピストン１５がリターンスプリ
ング１８の付勢力で弁本体４から抜出るのを防止するり
テーナで、カバー６５と弁本体４との間の密封をも行な
っている。

また、７４は防水防塵のためのブーツ、ａは密封部材を
各々示している。

この上述のブレーキ弁１の作動について以下に説明する
。

第１図はブレーキ弁１の非作動状態を示し、上方第１弁
４７及び下方第１弁６０が閉じ人力孔６，７と出力孔８
，９どの間の連通は遮断されており、上方第２弁４８及
び下方第２弁６１が開き出力孔８，９と排気口１０との
間が連通して反力室１７、中継室３７、反力室３８は全
て大気に開放されている。

今、運転手がブレーキペダル７１を踏み込むと、プラン
ジャ６８を介して主ばね２３が圧縮されるとともに、作
動ピストン１５がリターンスプリング１８に抗して下降
し上方第２弁４８を閉じ、上方第１弁４７を開く。

これにより入力孔６から出力孔８に圧縮空気が供給され
、出力孔８からブレーキ装置に圧縮空気が送出されてブ
レーキが作用すると同時に、小孔３１．３６を介して反
力室１７、中継室３７に出力孔８側の圧縮空気が流入す
る。

中継室３７に流入した圧縮空気は、リレーピストン３５
の上面側に作用してリレーピストン３５をリターンスプ
リング３４に抗して下降せしめ、下方第２弁６１を閉じ
下方第１弁６０を開き、入力孔７から反力室３８を介し
て出力孔９に圧縮空気を供給しブレーキ装置を作動させ
る。

各出力孔８，９内の圧力上昇について、作動ピストン１
５及びリレーピストン３５は釣合い位置に移動し、上方
第１弁４７、上方第２弁４８、下方第１弁６０、下方第
２弁６１の各弁全てが閉じ、出力孔８，９内の圧力が安
定する。

すなわち、各リターンスプリング１８．３４の付勢力を
無視して説明すると、ばね装置２８から作動ピストン１
５に作用する下方向の力と、反力室１７内の圧縮空気に
より作動ピストン１５に作用する上方向の力どが釣合う
と、上方第１弁座４５及び上方第２弁座４６に上方弁部
材４１が着座する位置に作動ピストン１５が保持され、
他方、中継室３７内の圧縮空気によりリレーピストン３
５に作用する下方向の力と、反力室３８内の圧縮空気に
よりリレービスＩ・ン３５に作用する上方向の力とが釣
合うと、下方第１弁座５８及び下方第２弁座５９に下方
弁部材５６が着座する位置にリレーピストン３５が保持
されるのである。

このとき、主ばね２３は、ペダルの踏み込み量（換言す
ると踏力）に応じて圧縮された状態にある。

次いで、運転手が更にブレーキペダル７１を踏み込むと
、主ばね２３は更に圧縮され、第１案内部材２５は第２
案内部材２６の外周面を摺動しつつ下降し遂には第１案
内部材２５が第２案内部材２６の鍔部２７に当接係合す
る。

この時点から、更に第１案内部材２５が下降すると副ば
ね２４がプランジャ６８と作動ピストン１５との間で作
用する。

ブレーキペダル７１を更に踏み込んだことにより、上方
第１弁４７が開いて出力孔８内の圧力が更に増大され、
それに伴い中継室３７内の圧力も増大するため、リレー
ピストン３５が下降して下方第１弁６０を開き、出力孔
９内の圧力を増大する。

その後、作動ピストン１５及びリレーピストン３５に作
用する上下方向の力が各々釣合うと、上方第１弁４７及
び下方第１弁６０が閉じ、各出力孔８，９内の圧力は増
圧されて再度安定する。

これらの一連の操作において、ばね装置２８全体のばね
定数は、主ばね２３によるものから、主ばね２３と副ば
ね２４とを合成したものによるものとなり、ばね装置２
８のばね定数は大きい値に変化し、より高い圧力範囲で
出力圧の調整を行うことが可能となる。

この後、更にブレーキペダル７１を踏み込むと、第１案
内部材２５が作動ピストン１５の上端面に当接し、作動
ピストン１５が上方に移動できなくなり、上方第１弁４
７が開のまま保持され圧縮空気源の最高圧が出力孔８に
供給され、同時に、出力孔９にも最高圧が供給される。

上述のブレーキ弁１の性能線図は、第２図に示すように
なる。

すなわち、ペダル踏み込み角度αでばね装置２８のばね
定数が大きい値に変化し、踏み込み角度α以下では踏み
込み角度の増減に対する出力圧の増減の比率は比較的小
さく、踏み込み角度α以上ではその比率が大きく、また
、踏み込み角度がβになると出力圧は最高値となる。

これらの踏み込み角度は、αが第１案内部材２５と第２
案内部材２６とが係合するときのブレーキペダル７１の
踏み込み角度で、βは第１案内部材２５が作動ピストン
１５（７）上端面に当接するときのブレーキペダル７１
の踏み込み角度である。

上述のブレーキ弁１は、ブレーキ弁の出力圧の調整範囲
が広くなるという機能を達成するのみならず、以下の如
き利点を有している。

すなわち、第２案内部材２６を含油焼結合金から形成し
てあり、第２案内部材２６が軸状部１９外周面を摺動し
、第１案内部材２５が第２案内部材２６の外周面を摺動
するようにしであるため、各部材間での摺動による摩耗
等に対する耐久性に秀れた構造となり、これは、例えば
作動ピストン１５をアルミニウム系金属から形成してい
る場合には非常に好都合で、軸状部１９外周面の摩耗を
極めて小さくすることができる。

また、主ばね２３及び副ばね２４を作動ピストン１５に
組付ける際、主ばね２３及び副ばね２４を軸状部１９を
中心にして同心状に配置し、次いで副ばね２４上に第２
案内部材２６を、主ばね２３上に第１案内部材２５を各
々載置し、ストッパ２１を軸状部１９に取付けるように
してボルト２０をわじ込むと、主ばね２３が所定の予負
荷を与えられた圧縮状態になるとともに、ばね装置２８
全体が作動ピストン１５に組付けられることになり、そ
の組付は作業は非常に簡単である。

更に、ばね装置２８は、２つのばね２３，２４．２つの
案内部材２５．２６等を単純に配設した構造であり、簡
単で小型の構造となり、ブレーキ弁１の内部構造を複雑
大型化することがない。

更に、副ばね２４が作用し始める時期は、第１案内部材
２５と第２案内部材２６とが係合した時点であるが、こ
の時期は副ばね２４の自由長と軸状部１９の軸方向長さ
、第２案内部材２６の鍔部２７の厚さ或は第１案内部材
２５の厚さにより正確に調整することが可能であり、ま
たこのために構造を複雑にすることがない。

また、上述の実施例では、主ばね２３及び副ばね２４の
圧縮力は、各案内部材２５．２６により案内されて軸状
部１９に沿って作用し、作動ピストン１５に対して軸方
向に正しく作用し、かつ、副ばね２４は、車両等の振動
によって大きく遊ぶことがないので、所期の特性を達成
することができる。

更に、ストッパ２１は、軸状部１９の端部に当接するよ
うねし止めされるため、各ばね２３，２４を所定の位置
に配設できる。

なお、上述の実施例では、第２案内部材２６を焼結合金
から形成しているが、これに限定することなく他のもの
でも可能である。

第３図は、他の実施例の要部を示す部分断面図である。

第１図の実施例のものとはほぼ同一の機能・構造のもの
は同一の符号を記して説明を略し、異なる部分について
説明する。

この第３図のものでは、軸状部１９′の上半部が作動ピ
ストン１５′とは別体の部材８０から形成され、この部
材８０は合成樹脂或は含油焼結合金から成る。

この部材８０には大径部８１と小径部８２とが段部８３
を介して形成されており、大径部８１に筒部８４を有す
る第１案内部材８５が摺動自在に嵌合し、小径部８２に
第２案内部材８６が摺動自在に嵌合している。

部材８０の内部を貫通してポルｌ−８７が作動ビスｌ−
ン１５′に螺着されており、軸状部１９′上端にストッ
パ２１が取付けられている。

この第３図の実施例においても、各案内部材８５．８６
の摺動が部材８０により案内されるため耐久性に秀れ、
また、作動ビスＩ・ン１５′に対する各部材の組付けも
比較的簡単である等の利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の実施例である自動車用２系統ブレー
キ弁の側断面図、第２図は、第１図に示すブレーキ弁の
性能線図、第３図は、他の実施例の要部断面図を各々示
している。 １・・・・・・自動車用２系統ブレーキ弁４・・・・・
・弁本体、５・・・・・・シリンダ孔、６，７・・・・
・・入力孔、８，９・・・・・・出力孔、１０・・・・
・・排気孔、１５．１５’・・・・・・作動ピストン、
１９゜１９′・・・・・・（作動ピストンの）軸状部、
２１・・・・・・ストッパ、２３・・・・・・主ばね、
２４・・・・・・副ばね、２５．８５・・・・・・第１
案内部材、２６．８６・・・・・・第２案内部材、２８
・・・・・・ばね装置、４７・・・・・・上方第１弁、
４８・・・・・・上方第２弁、６０・・・・・・下方第
１弁、６１・・・・・・下方第２弁、７１・・・・・・
ブレーキペダル

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダ孔を設けた弁本体と、前記シリンダ孔に連通し
   て設けた入力及び出力孔並びに排気孔と、前記入力孔と
   前記出力孔との間に設けた通常時閉の第１弁と、前記出
   力孔と前記排気孔との間に設けた通常時開の第２弁と、
   前記シリンダ孔に摺動可能に嵌挿し、下方から前記出力
   孔内の圧力による作用力を受け、上方からばね装置を介
   してブレーキペダルからの作用力を受け、これらの作用
   力に応じて前記第１弁及び前記第２弁を開閉する作動ピ
   ストンとを備え、前記ばね装置は、常に作用する主ばね
   と、前記ブレーキペダルを設定値以上踏み込んだときに
   作用する副ばねとを有し、両ばねを、副ばねを内部に位
   置して同心状に配設したエアブレーキ用ブレーキ弁にお
   いて、前記側ばねの中央部に位置して前記作動ピストン
   の上部に固着され上方に向って延びる軸状部と、該軸状
   部に外嵌して上下動を案内される第１案内部材及び第２
   案内部材と、前記軸状部の上部に形成され各案内部材の
   上方移動限を各々規定する第１ストツパ及び第２スＩ−
   ツバとを設け、前記第１案内部材と前記作動ピストンの
   間に前記上ばねを所定の予負荷をもって張設し、前記第
   ２案内部材と前記作動ピストンとの間に前記側ばねを無
   負荷で配設し、前記第２ストツパから前記作動ピストン
   までの間隔を、前記第２案内部材の上下方向長さと前記
   側ばねの長さとの和に合致させるとともに、前記第１案
   内部材と前記第２案内部材との間に上下方向の隙間を形
   威し、前記第１案内部材の軸状部に対する相対的移動が
   この隙間をつめると前記第１案内部材と前記第２案内部
   材とを係合させるようにしたエアブレーキ用ブレーキ弁
   。