JPS6015502B2 - エア・ブレ−キ用ロ−ドセンシング弁 - Google Patents

エア・ブレ−キ用ロ−ドセンシング弁

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JPS6015502B2
JPS6015502B2 JP13991176A JP13991176A JPS6015502B2 JP S6015502 B2 JPS6015502 B2 JP S6015502B2 JP 13991176 A JP13991176 A JP 13991176A JP 13991176 A JP13991176 A JP 13991176A JP S6015502 B2 JPS6015502 B2 JP S6015502B2
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piston
valve seat
cylinder
pressure chamber
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克寛 前田
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は貨物自動車の貨物積載量に応じて、前輪と後輪
のブレ−キ圧力配分を行なうロードセンシング弁に関し
、特にブレーキ圧力として空気圧力を使用する場合のロ
ードセンシング弁に関する。
従釆、自動車のブレーキ装置は最大積載重量時に対して
設計されておるが、特に貨物自動車等においては、その
最大積載時と空車時とにおいて、後輪にかかる荷重は大
きく変化し、その最大積載時を想定したブレーキ力によ
って空車時の後輪にブレーキをかけると、その時におけ
る後輪の荷重が小さいため路面と後輪との間に滑りを生
じ、車両の操縦性能を悪化させてしまう。
以上のような空車時のブレーキにおける後輪と路面との
滑りを防止するため、従来後輪と車両ボデーの間の変位
量によって車両の積載量を検出し、前輪と後輪とのブレ
ーキ配分を行なっている方式と、車両のブレーキ作用に
よる減速度がある一定値以上になると、後輪へのブレー
キ圧配分を減ずる方式とがあり、前者は後輪と車両ボデ
ーとの間にリンク系を必要とするため、後輪2鞠車等に
おいてはその構造の複雑さゆえ、変位検出が困難となる
これに対し、後者は車両ボデーに固着したシリンダ内に
ポール等の車両減速度を検出する質量体を内蔵する減速
度検出器によって、ブレーキ圧力配分装置を作動させる
ため、該装置は車両ボヂーの自由なスペースへ装着出釆
る利点を有している。しかし、この後者の方式は従来、
油圧ブレーキ用が存在するのみであり、この油圧ブレー
キ用に使用しているロードセンシング弁の方式をェア・
ブレーキ用に採用すると、該ロードセンシング弁におい
て後輪へ送るブレーキ作動圧力の配分を低めるための面
積差ピストンの動きは、使用流体が圧縮性を有する空気
となるため、該面積差ピストンが大きく行程するように
なり、該面積差ピストンが大型化し、さらに該面積差ピ
ストンに補正附勢力を与えているスプリングの設定力も
該面積差ピストンの行程とともに変化してしまい、ロー
ドセンシング弁の特性を不適切なものにしてしまう。本
発明は以上のような問題点を解決するため、ェア・ブレ
ーキ用に通したロードセンシング弁を設計したものであ
り、その特徴はブレーキベタルから蓮適する空気圧力を
パイロット圧力兼供給圧力となしたパイロット式リリー
フ弁構造を後輪の車輪シリンダに蓮適する空気圧管路に
設けることによって、ピストンの動.きの微少な動きに
よって、後輪側の空気圧管路の空気圧力を供給側のパイ
ロット圧力に比例して減圧する方法を採用している点に
あり、その結果ピストンの動きを含めたロードセンシン
グ弁は小型になるものであり、さらに他の特徴は該ロー
ドセンシング弁におけるピストンの一部受圧面積に作用
させているパイロット圧力に補正力を与えるため、車両
が所定の減速度に達した時点の該パイロット圧力をピス
トンの上記一部受圧面積に対する残部受圧面積部分に封
じ込め、この封じ込められた圧力空気の圧力が上記パイ
ロット圧力と共にピストンを押圧するようになっている
点にある。本発明の実施例に基づき、ェア・ブレーキ用
ロードセンシング弁を説明すると、第1図は本発明の一
実施例としてのェア・ブレーキ用ロードセンシング弁を
正断面図によって示したものであり、ケーシング5に穿
設した小径のシリンダ5cと同じくケーシング5に穿設
した大径のシリンダ5aには、外径4bからなる小径の
ピストンと外径4aからなる大屋のピストンがそれぞれ
軸方向への摺動運動を可能に鉄合し、該小径のピストン
と該大径のピストンは一体的に一のピストン4を構成し
ている。
ピストン4はスプリング6によって下方へ附勢力を与え
られ、ピストン4の中心部に穿設した空所4cおよび4
dは、ピストン4に固着した弁座4fに着座する弁9が
該弁座4fから浮上しているとき互いに蓮通し、弁9は
ピストン4を介してスプリング7の附勢力によって弁座
4fの方向へ附勢されており、空所4cは圧力室5gと
常時達通し、空所4dは圧力室5hと常時運適している
空所4dに内設する弁10‘まスプリング8によってケ
ーシング5に固着した弁座5dとピストン4に固着した
弁座4eへ択一的に着座するように附勢力を与えられて
おり、弁10が弁座5dに着座しているとき、空所4d
は弁座46の部分を介して圧力室5bと蓮通し、弁10
が弁座4eによって持ち上げられたとき、圧力室5bは
空所4dとの運通を閉じ排気孔5eおよびフィル夕11
を介して大気に蓮適するようになっており、圧力室5b
は空圧管2を介して車両の後輪ブレーキ装置におけるチ
マンバ(図示せず)に蓮通しており、圧力室5hはプレ
ーキべ夕ル(図示せず)から連通する空圧管1に運通す
ると共に空圧管1は前輪ブレーキ装置におけるチャンバ
(図示せず)へ達通しており、減速度弁3は水平面から
煩斜して穿設したシリンダ3b内に転勤可能にボール3
cがルーズに蕨合し、シリンダ3bの端面に固着した例
えば合成ゴム材のような弾性体からなる弁座3dにはボ
ート3eが開口し、ボート3eは圧力室5gに蓬通し、
シリンダ3bに穿設したボート3aは空圧管1に蓮通し
ており、ピストン4が最下端に下っているときピストン
4はケーシングの肩5fに当接している。以上のように
構成した第1図における本発明におけるヱア・ブレーキ
用ロードセンシング弁の実施例において、該ロードセン
シング弁の特性を示した第2図を使用しながら、その作
用を説明すると、第2図は横軸p,が第1図における空
圧管1の作動圧力を示し、縦軸p2は第1図における空
圧管2の作動圧力を示しており、2点破線によって示す
曲線AおよびBは車両の空車時および貨物の最大積載時
における空圧管1の作動圧力p,と空圧管2の作動圧力
p2との理想的な関係を示し、a,点は空車時の車両が
例えば0.3夕のような所定の減速度に達する作動点で
あり、a2は最大積載時におけるa,点と同じ所定の減
速度に達する作動点であり、例えば空車時において車両
のブレーキペダルが踏み込まれ、空圧管1に作動圧力p
,が発生した当初は、車両の減速度は小さく減速度弁3
におけるボール3cは傾斜したシリンダ3b内を左方へ
昇り上るほどにブレーキ減速度による慣性力が大きくな
っていないため、空圧管1の作動圧力p,は圧力室5M
こ運通すると共に、ボート3a、室3fおよびボート3
eを介して圧力室5gにも蓮適している。
また、この状態においては圧力室5bは未だ作動圧力が
零となっており、その状態において、圧力室5hおよび
5g内の作動圧力p,とスプリング6の附勢力は、ピス
トン4を肩5fに当接するまで下降させる。なお、上記
の場合において、空圧管1における作動圧力が上昇して
くることによって、ピストン4が肩5fに当援するまで
押し下げられてくる作用は、ピストン4とシリンダ5a
および5cとの間におけるシール材による摩擦力が大な
るため、その初期状態においてその摩擦力によってピス
トン4が最下端に位置せずに、その上方に留つている場
合を想定しているからである。
しかし、ピストン4とシリンダ5aおよび5cとの間の
摩擦力がスプリング6のばね設定力により小さい場合は
、空圧管1および2が共に大気圧となっている初期状態
のとき、ピストン4はスプリング6の設定ばね力によっ
て、最初から肩5fに当接した状態となっている。
このように、ピストン4が肩5fに当接した状態におい
て、弁10は弁座5dに着座し、圧力室6bは弁座4e
の部分を介して空所4dと蓮通し、空圧管1の作動圧力
p,は圧力室5h、空所4dおよび弁座4eを介して空
圧管2へ蓮通し、この状態における空圧管1および2に
おける作動圧力p,およびp2の比は1.0になってい
る。
このことは第2図に示すように、実線によって示す0〜
b.線に沿ってp,の増加と共にp2も増加してゆく。
なお、この状態において弁9はスプリング7によって弁
座4fと着座させられている。このように、作動圧力p
,およびp2が増加してゆき、車両の減速度が所定の値
に達すると、その作動点はa,点(空車時)に相当する
0〜b,線上のb,点に達し、このときボール3cは車
両の減速度から生ずる該ボール3cの慣性力によって傾
斜したシリンダ3bを昇りつめ、ついに弁座3dを閉じ
ることになり、圧力室58内の作動圧力は第2図に示す
ようにp,ips,(k9/地)において封じ込められ
ることになる。
この結果、さらにp,の値がps,の値より大になって
ゆくと、空圧管1と圧力室5bの作動圧力は等しいこと
から、圧力室5g内に封じ込められた空気圧力ps,の
ピストン4に対する押圧力とスプリング6の附勢力との
和よりも、圧力室5gの横断面積に相当するピストン4
における圧力室5b側の受圧面積に作用している作動圧
力p,による押圧力が大きくなり、ピストン4は上方へ
移動してゆき、弁座4eは弁10を押し上げ始める。
このとき弁座4eが弁10を押し上げるまでのすき間c
は微少な値(第1図は説明上拡大して図示)であるため
、弁座4eが弁101こ当援するまでピストン4が上昇
しても、圧力室5gの容積変化は全容積に対して無視出
来る程度の小さな値に設計されており、その結果圧力室
5g内の空気圧力は弁座4eが弁101こ当接した後も
、相変らず封じ込められたときの圧力にほぼ等しくなっ
ている。弁座4eが弁10へ密着すると同時に、圧力室
5bと空所4dとの蓮通は閉じ、さらに弁座4eが弁1
0を持ち上げると、弁10は弁座5dから離れ、圧力室
5bの作動圧力p2は排気孔5eおよびフィル夕11を
介して一部が大気へ放出され、作動圧力p2は減圧して
ゆく。弁座4eが弁10に当援するまでの作動は第2図
においてq〜c,線であり、弁座4eが弁10に当接し
た時点の作動点がc,点に相当する。以上の作動によつ
圧力室5bの作動圧力p2が所定の値に低下したことに
よって圧力室5b側からピストン4を押し上げる力と、
圧力室5g内の封じ込め圧力とスプリング6の附勢力お
よび圧力室5h内の作動圧力p,とによるピストン4を
押し下げる力は平衝してピストン4の動きは停止する。
この平衝状態の関係式はp2×(A2一Av)=(As
xps)十(Kx×)+(A,×p,)
……{1}となり、これを整理すると抄=(A勾竺;X
M)+(こ≦こX PS)十孝三島 …州 となる。
ここで、A,:圧力室5hの環状部分におけるピストン
4の受圧面積、Av:弁座5dの受圧面積、A2:圧力
室5b側におけるピストン4の受圧面積、As:圧力室
5gにおけるピストン4の受面積、ps:圧力室5gに
封じ込められている空気圧力、K:スプリング6のばね
常数、X:スプリング6のたわみ量であり、‘1’式に
おいて左辺は圧力室5bの作動圧力p2がピストン4を
押し上げる力であり、右辺はピストン4を押し下げる力
であり、右辺において第1項は圧力室5gにおける封じ
込め圧力psによる力であり、第2項はスプリング6の
附勢力であり、第3項は圧力室5hにおける作動圧力p
,による力を示している。なお、‘11式の平衝状態は
、弁座4eが弁10‘こ着坐している状態から、ピスト
ン4が静かに降下してきて、弁10が弁座5dにまさに
接してようとしている状態を言っている。
このように所定の減速度に達した後の空圧管2における
作動圧力p2は■式に示すように、作動圧力p,に比例
して増加する圧力値と、封じ込め圧力psに比例する圧
力値と、さらにスプリング6のばね常数によって定まる
一定の圧力値との和に等しいことになる。
よって、車両が所定の減速度に達した後は第2図に示す
ように空圧管2の作動圧力はc,〜d,線に沿って緩や
かに増加することにより、空車時の理想作動圧力特性A
に近似した特性を得ることが出来る。さらに、最大積載
時においては空車時と同様のm式に基づいた作動を行な
うが、車両が空車時と同一の所定減速度に達するために
は、空圧管1の作動圧力p,は第1図のa2点に相当す
るps2まで高められることになり、空車時と同様第2
図のb2点においてボール3cが弁座3dを閉じ、c2
点において弁座4eが弁10‘こ着坐し、さらに作動圧
力p,が大になると【1)式に基づいてその作動はc2
〜d2線に沿って緩やかに増加し、その作動は最大積載
量時における理想作動特性Bに近似した特性となり、Q
点に至ると弁9を弁座4fに押圧している封じ込め圧力
psによる力とスプリング7の附勢力の和に対して、空
所内4dにおける作動圧力p,による弁9を押し上げる
押圧力が大となり、その結果弁9は押し上げられ、封じ
込め圧力psより高圧になった作動圧力p,が圧力室5
gへ流入するため、ピストン4は再び下方へ押し下げら
れ、空圧管1と空圧管2は蓮適状態となり、この作動は
第2図においてd2〜e2線を示している。
このように第1図におけるd2〜e2線に沿った作動は
緊急ブレーキ時等において、幾分車両の操縦性能を落し
ても、該車両の制動距離が短縮するように、後車輪のブ
レーキチャンバに高い作動圧力p2を圧送するようにし
たものである。以上のように本発明は、車両の減速度が
所定の値以下においては前輪ブレーキチャンバに圧送す
る作動圧力p,と後輪ブレーキチャンバに圧送する作動
圧力p2が蓮通し、所定の減速度以上においては作動圧
力p2と作動圧力p,との蓮通を閉じ、作動圧力p2の
一部を大気へ放出することによってピストン4の動きは
平衡状態に達し、作動圧力p2の値を作動圧力p,に比
例した小さな値へ減圧し、これに続いて、さらに作動圧
力p,の圧力が高まると、前輪ブレーキチャンバ側の作
動圧力p,の一部作動圧力が再び後輪ブレーキチヤンバ
へ補給されて、常に該平衝状態を保持しながら、p2は
p,と比例した【21式の値において減圧されるように
なっているため、ピストン4の動きは該平衝した近傍の
微少な動きにとどまり、その結果、ロードセンシング弁
を空気圧用として、小型にすることが可能となったもの
である。
また、本発明におけるェア・ブレーキ用ロードセンシン
グ弁は、小径の圧力室5gと空圧管1との間に減速度弁
3を介談していることより、後輪における空圧管2の圧
力特性が{2)式の緩やかな特性に置換される状態は、
該車両の積載量が軽い程、より軽いブレーキの踏み込み
において生じるようになっている。
よって、軽車重両のとき、ブレーキを踏み過ぎて、後輪
にスキッドを生じさせるようなことがないものとなって
いるものである。さらに、本発明におけるェア・ブレー
キ用ロードセンシング弁は、必要に応じてブレーキベタ
ルの踏み込みを特に大にした場合、前輪ブレーキチャン
バに蓮適する空圧管1の作動圧力p,が、弁9を押し開
くことによって、圧力室5g内の圧力は該圧力p,と等
しくなる。
その結果、後輪ブレーキチャンバの作動圧力p2が【2
}式に従がう作用を停止して、緊急制動時に対処できる
ようになっているものであり、また、この作用は前輪ブ
レーキチヤンバの故障時において、後輪ブレーキのみを
強く効かせることが可能となって、該故障時のフェィル
セィフの役目を果し、本発明のロードセンシンクー弁は
従来から使用されているェア・ブレーキ装着車にも、従
来のブレーキ系を根本的に変更することなく、装備出来
ることによって、ェア・ブレーキ装着車の空軍時ブレー
キにおける後輪をロックさせるような心配を解消出来る
ものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の−実施例としてのェア・ブレーキ用ロ
ードセンシング弁を正断面図によって示し、第2図は第
1図におけるェア・ブレーキ用ロードセンシング弁の作
動特性を示したものである。 各図に使用た符号は下記のとおりである。 1および2:空圧管、3:減速度弁、3aおよび3e:
ボート、3b:シリンダ、3c:ボール、3d:弁座、
3f:室、4:ピストン、4aおよび4b:外径、4c
および4d:空所、4eおよび4f:弁座、5:ケーシ
ング、5aおよび5c:シリング、5b:圧力室、5d
:弁座、5e:排気孔、5f:層、5gおよび5h:圧
力室、6,7および8:スプリング、9および10:弁
、11:フィル夕、c:すき間、Av:弁座5dの受圧
面積、p,:空圧管1における作動圧力、p2:空圧管
2における作動圧力、A:空車時における理想作動圧力
特性、B:最大積載時における理想作動圧力特性、a,
およびa2:所定の車両減速度における作動点、ps,
およびps2:封じ込め圧力、b,,Q,c,,c2,
d2およびe2:作動点。 第2図第1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ケーシング5には小径のシリンダ5cを穿設し、
    前記小径のシリンダは、一方の軸端を閉じ、他方の軸端
    を開放し、 前記小径のシリンダには、小径のピストン
    がその軸方向への摺動運動を可能に嵌合し、 前記小径
    のピストン、前記小径のシリンダおよび前記一方の軸端
    によつて小径の圧力室5gを形成し、 前記ケーシング
    において、前記小径のシリンダにおける前記開放した軸
    端から前記他方の軸方向へ延長した部分には、大径のシ
    リンダ5aを穿設し、 前記大径のシリンダには大径の
    ピストンが前記軸方向への摺動運動を可能に嵌合し、
    前記小径のピストンと前記大径のピストンの両者は、前
    記軸方向において一体的に固着した一のピストン4を形
    成し、 前記小径のシリンダにおける前記開放した部分
    と前記大径のシリンダが固着している前記ケーシングの
    部分には段差部分を形成し、 前記段差部分、前記大径
    のシリンダ、前記大径のピストンおよび前記小径のピス
    トンによつて環状の圧力室5hを形成し、 前記環状の
    圧力室には空圧管1を連通し、 前記小径の圧力室と前
    記空圧管との間には減速度弁3を介設し、 前記減速度
    弁は、 前記減速度弁を装着している車両の減速度が所
    定の値以下において、前記小径の圧力室と前記空圧管と
    を連通し、 前記減速度が前記所定の値以上において、
    前記小径の圧力室と前記空圧管との連通を閉じる。 以上の構成をなし、 前記一のピストンは、その軸方
    向において、前記一方の端から前記他方の側の方向へス
    プリング6によつて附勢力を与えられ、 前記大径のピ
    ストンにおける前記環状の圧力室の前記軸方向反対側に
    は、前記大径のピストン、前記大径のシリンダ、および
    前記大径のシリンダの軸端壁面によつて、一の圧力室5
    bを形成させ、 前記一の圧力室には他の空圧管2が連
    通し、 前記一のピストンは切換弁に連動し、 前記切
    換弁の構成は、 前記大径のシリンダの軸端壁面から前記一の圧力室の
    方向へ、大気に連通する筒を突設し、 前記筒の頂部に
    は弁座5dを削設し、 前記筒の径方向外周には、前記
    一のピストンに固着し且つ前記筒を環状に包設する他の
    弁座4eを削設し、 弁10は前記弁座あるいは前記他
    の弁座に選択的に着坐する構成をなし、 且つ前記弁は
    、前記一方の側から前記弁座および前記他の弁座の方向
    へ、他のスピリング8による附勢力を与えられ、 前記
    筒と前記他の弁座によつて形成する前記環状の空間部分
    は前記他の空圧管に連通し、 前記弁が前記弁座に着坐
    し、且つ前記他の弁座が前記弁から離脱しているときは
    、前記空間部分が前記空圧管に連通し、且つ前記空間部
    分と前記大気との連通を閉じ、 前記他の弁座が前記弁
    に着坐し且つ前記弁が前記弁座から離脱しているときは
    、前記空間部分が前記大気に連通し、且つ前記空間部分
    と前記空圧管との連通を閉じる、 以上の構成からなつ
    ていることを特徴とするエアー・ブレーキ用ロードセン
    シング弁。 2 ケーシング5には小径のシリンダ5cを穿設し、
    前記小径のシリンダは、一方の軸端を閉じ、他方の軸端
    を開放し、 前記小径のシリンダには、小径のピストン
    がその軸方向への摺動運動を可能に嵌合し、 前記小径
    のピストン、前記小径のシリンダおよび前記一方の軸端
    によつて小径の圧力室5gを形成し、 前記ケーシング
    において、前記小径のシリンダにおける前記開放した軸
    端から前記他方の軸方向へ延長した部分には、大径のシ
    リンダ5aを穿設し、 前記大径のシリンダには大径の
    ピストンが前記軸方向への摺動運動を可能に嵌合し、
    前記小径のピストンと前記大径のピストンの両者は、前
    記軸方向において一体的に固着した一のピストン4を形
    成し、 前記小径のシリンダにおける前記開放した部分
    と前記大径のシリンダが固着している前記ケーシングの
    部分には段差部分を形成し、 前記段差部分、前記大径
    のシリンダ、前記大径のピストンおよび前記小径のピス
    トンによつて環状の圧力室5hを形成し、 前記環状の
    圧力室には空圧管1を連通し、 前記小径の圧力室と前
    記空圧管との間には減速度弁3を介設し、 前記減速度
    弁は、 前記減速度弁を装着している車両の減速度が所
    定の値以下において、前記小径の圧力室と前記空圧管と
    を連通し、 前記減速度が前記所定の値以上において、
    前記小径の圧力室と前記空圧管との連通を閉じる。 以上の構成をなし、 前記一のピストンは、その軸方
    向において、前記一方の端から前記他方の側の方向へス
    プリング6によつて附勢力を与えられ、 前記大径のピ
    ストンにおける前記環状の圧力室の前記軸方向反対側に
    は、前記大径のピストン、前記大径のシリンダ、および
    前記大径のシリンダの軸端壁面によつて、一の圧力室5
    bを形成させ、 前記一の圧力室には他の空圧管2が連
    通し、 前記一のピストンは切換弁に連動し、 前記切
    換弁の構成は、 前記大径のシリンダの軸端壁面から前記一の圧力室の
    方向へ、大気に連通する筒を突設し、 前記筒の頂部に
    は弁座5dを削設し、 前記筒の径方向外周には、前記
    一のピストンに固着し且つ前記筒を環状に包設する他の
    弁座4eを削設し、 弁10は前記弁座あるいは前記他
    の弁座に選択的に着坐する構成をなし、 且つ前記弁は
    、前記一方の側から前記弁座および前記他の弁座の方向
    へ、他のスプリング8による附勢力を与えられ、 前記
    筒と前記他の弁座によつて形成する前記環状の空間部分
    は前記他の空圧管に連通し、 前記弁が前記弁座に着坐
    し、且つ前記他の弁座が前記弁から離脱しているときは
    、前記空間部分が前記空圧管に連通し、且つ前記空間部
    分と前記大気との連通を閉じ、 前記他の弁座が前記弁
    に着坐し且つ前記弁が前記弁座から離脱しているときは
    、前記空間部分が前記大気に連通し、且つ前記空間部分
    と前記空圧管との連通を閉じる、 以上の構成をなし、 前記小径の圧力室と前記空圧管との間には、前記小径
    の圧力室と前記空圧管とを選択的に連通し、且つ前記小
    径の圧力室の側に向けて開口する一の弁座4fを設け、
    前記一の弁座へ選択的に着坐する一の弁9は、前記一
    の弁座の方へ一のスプリング7による附勢力を与えられ
    る構成となつている。 以上の構成からなつていることを特徴とするエア・ブ
    レーキ用ロードセンシング弁。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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