JPS643697B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はサーボブレーキシステムに関する。

近時、大型自動二輪車等においては、小さなブ
レーキ操作力で大きな制動力が得られるように、
制動時に生ずるトルク等をブレーキ液圧倍加のた
めに利用したサーボブレーキシステムが幾つか提
案されており、この種、従来技術としては、例え
ば、特開昭54−30362号公報、特開昭54−30363号
公報、特開昭54−31867号公報、特開昭54−31868
号公報、特開昭54−33957号公報に示すようなも
のがある。

しかしながら、従来のものにおいては、初期ブ
レーキ液圧を人為的に与えた後は、サーボ作用が
働いて急激に大きな制動力が発生することとな
り、このため車輪ロツクが生じ易いという欠点が
あつた。特に、この現象はサーボ作用によるもの
で、運転者の意志によつて制御できるものではな
いので、好ましくなかつた。

本発明は上記欠点を解消するもので、サーボ作
用を、運転者によるブレーキ操作力に応じて適宜
自動的に制御するようにして、制動中に無制限に
サーボ作用が働かないようにしたサーボブレーキ
装置を提供することを目的とする。

そして、上記目的を達成するための本発明の構
成は、人為的操作により液圧が発生されるブレー
キ液圧発生源と、 ブレーキ液圧を受けて車両に制動力を与えるた
めのブレーキ装置と、 サーボ用ブレーキ液圧発生源と前記ブレーキ装
置との接続系路に設けられ、該接続系路を連通、
遮断する開閉弁と、 前記ブレーキ液圧発生源と前記ブレーキ装置と
の接続系路内に摺動自在に介挿され、上流側の受
圧面積が下流側の受圧面積よりも大とされると共
に、ブレーキ液の流れを許容する連通口を有する
段付ピストンと、 前記段付ピストンが、前記ブレーキ液圧発生源
からの液圧を受けて下流側へ押圧移動されたとき
前記連通口を閉とするための弁機構と、 該弁機構が閉じた後、前記段付ピストンの変位
に応じて前記開閉弁を開閉する手段と、からなる
ものである。

そして、この構成によれば、ブレーキ液圧発生
源で発生される液圧が大きくなつていくと、受圧
面積の差により段付ピストンが変位し、弁機構が
連通口を閉とするとともに、サーボ用ブレーキ液
圧発生源とブレーキ装置との接続系路に設けられ
た開閉弁を開いて、サーボ用ブレーキ液圧発生源
から大きな液圧がブレーキ装置に伝達されてサー
ボ作用が働く。そして、ブレーキ液圧発生源から
の液圧の大きさに応じて、段付ピストンがサーボ
用ブレーキ液圧発生源の液圧を受けて変位し開閉
弁を閉じるため、運転者のブレーキ操作力によつ
て適宜サーボ作用を制御することができる。

以下に本発明を、デイスクブレーキを有する自
動二輪車の前輪に適用した場合の実施例について
説明する。

第１図において、１は自動二輪車のフロントフ
オーク、２は支軸３を介して該フロントフオーク
１に保持された前輪で、この前輪制動用としてデ
イスクブレーキ４が用いられている。デイスクブ
レーキ４は、第２図にも示すように、前輪２と一
体回転するブレーキデイスク５と、該デイスク５
を挾むように配置した一対の摩擦パツド６，７
と、デイスク５の外周を跨いでこの軸線方向に移
動自在とされたキヤリパ８を有する。このキヤリ
パ８は、アーム９を介して、前記支軸３を中心と
して若干の揺動（第１図時計方向及び反時計方向
の揺動）が許容されるように保持され、また、デ
イスク５の一面側においてブレーキシリンダ１０
が装備されている。そして、上記ブレーキシリン
ダ１０の液室１１に液圧が供給されると、ピスト
ン１２を介して一方の摩擦パツド６をデイスク５
の一面側へ押圧し、この反力を受けたキヤリパ８
が第２図左方向へ変位して、その脚部８ａを介し
て他方の摩擦パツド７をデイスク５の他面側へ押
圧し、これにより制動作用を行うようになつてい
る。

前記フロントフオーク１には、キヤリパ８の近
傍に位置させてサーボ制御機構１３が設けられて
いる。このサーボ制御機構１３について第２図に
より詳述すると、１４はシリンダ状とされた本体
で、これがフロントフオーク１に固定されてい
る。この本体１４内には、図中左方側が大径とさ
れた弁室１５、及び該弁室１５の右方側において
後述するサーボ用ブレーキ液圧発生室１６が画成
されている。上記弁室１５内には、図中左端側が
大径部１７ａにまた右端部側が小径部１７ｂとさ
れた段付ピストン１７が摺動自在に嵌挿され、こ
れにより、該段付ピストン１７の左方側に流入口
側（上流側）液室１８が、また左方側に流出口側
（下流側）液室１９が画成されている。

前記液室１８には、本体１４に形成した流入口
２０が開口され、また液室１９には本体１４に形
成した流出口２１が開口され、このような両液室
１８と１９とは、段付ピストン１７に形成した連
通口２２により連通されている。上記連通口２２
内には、段付ピストン１７に対して摺動自在とし
て弁体２３が配置され、これは後述する逆止弁の
弱いばね２４により図中左方側へ押されて、実質
的に本体１４の一部を構成する栓体２５に当接
し、所定以上左方側へ変位するのが規制されてい
る。また、段付ピストン１７も、ばね２６により
図中左方側へ押圧されて、その所定以上の左方動
が前記栓体２５により規制されている。そして、
段付ピストン１７の図中左右方向への変位に応じ
て、弁体２３が離着座する弁座２７が段付ピスト
ン１７に形成され、該両者２３と２７との離着座
に応じて前記連通口２２が開閉されるようになつ
ており、両要素１７と２３とが共に栓体２５に当
接した図示の状態において、該連通口２２が開と
される。

つぎに、サーボ作用を働かせる液圧を発生する
ためのサーボ用ブレーキ液圧発生源を説明する
と、前記サーボ用ブレーキ液圧発生室１６は、本
体１４に形成した連通路４３を介して前記流出口
側液室１９と連通され、ここに設けた逆止弁によ
り、室１９から１６へ向けての流れのみが許容さ
れるようになつている。この逆止弁は、ボール状
弁体２８と、本体１４に形成した弁座２９と、該
弁座２９へ向けて弁体２８を附勢する前記ばね２
４とから構成され、該ボール状弁体２８には、前
記弁体２３から突設した押圧用突起２３ａが当接
可能に臨んでいる。

さらに、前記サーボ用液圧発生室１６は、本体
１４と、これに摺動自在に嵌挿したサーボピスト
ン３０とにより該本体１４内に画成されている。
このピストン３０の図中右端面に開口する半球状
凹所３０ａ内には、プツシユロツド３１の球状先
端部３１ａが嵌り込み、該プツシユロツド３１の
基端部３１ｂは、第１図に示すように、本体１４
外へ延在してキヤリパ８の前端面側に連結してい
る。そして、ピストン３０したがつてプツシユロ
ツド３１は、リターンスプリング３２により、第
２図右方側へ附勢されている。そして、ピストン
３０の第２図右方向への所定以上の変位は、止め
輪３３により規制されている。

なお、前記キヤリパ８は、非制動時において
（ピストン３０が第２図右方向ストローク端に位
置したとき）、前記プツシユロツド３１と連結し
た状態で第１図時計方向への揺動が規制されてい
る。また、第２図中、符号３４は止め輪３５と協
働してピストン３０からプツシユロツド３１の抜
けを防止する係止部材であり、３６は、弁室１５
のうち段付ピストン１７の大小異径部間に形成さ
れる空間部分を大気へ解放するための大気解放口
である。

ここで、第２図により、サーボ制御機構１３の
液圧系統接続関係を説明する。同図中３７はブレ
ーキ液圧発生源としてのマスタシリンダで、これ
はバーハンドル３８に固定されて、ブレーキレバ
ー３９の握り操作により液圧が人為的に発生され
るようになつている。このマスタシリンダ３７と
流入口２０とがブレーキ配管４０により接続さ
れ、また流出口２１とデイスクブレーキ４のブレ
ーキシリンダ１０（液室１１）とが、ブレーキ配
管４１により接続されている。

次に、上記構成における作用について説明す
る。自動二輪車の前進走行中、非制動時にあつて
は、サーボ制御機構１３は第２図の状態を維持し
ている。この走行中の自動二輪車を減速あるいは
停止させるべくブレーキレバー３９を握ると、マ
スタシリンダ３７内で発生した液圧が、配管４
０、流入口２０、液室１８、連通口２２、液室１
９、流出口２１、配管４１を経て、デイスクブレ
ーキ４のブレーキシリンダ１０に伝達され、これ
により一対の摩擦パツド６，７がブレーキデイス
ク５をこの両面から押さえて制動が行われる。

この一対の摩擦パツド６，７がデイスク５を押
圧すると、該両者６，７と５との間の摩擦力によ
り、キヤリパ８は、支軸３を中心にして第１図反
時計方向に揺動される。このキヤリパ８の揺動
が、プツシユロツド３１を介してピストン３０に
伝達されてこれが第２図左方動し、サーボ用液圧
発生室１６に液圧を発生させるが、ブレーキ初期
時においては、この発生した液圧は逆止弁がある
ため、流出口側液室１９には伝達されない。

ブレーキレバー３９の握り操作力を強めていく
と、マスタシリンダ３７で発生する液圧もこれに
応じて大きくなり、段付ピストン１７は、両液室
１８，１９に対する受圧面積の差によりスプリン
グ２６に抗して第２図右方動し、やがて弁座２７
に対して弁体２３が着座する。この弁体２３が弁
座２７に着座した後は、段付ピストン１７と弁体
２３とが一体的に第２図右方動し、やがて、弁体
２３の押圧突起２３ａがボール状弁体２８を押圧
して逆止弁を開とする。この逆止弁が開となるこ
とにより、サーボ用液圧発生室１６内に発生して
いる大きな液圧が、流出口側液室１９、流出口２
１、配管４１を経てデイスクブレーキ４のブレー
キシリンダ１０に伝達され、更に制動力が大きく
なる。

このように、サーボ作用により制動力は大きく
なつていくが、サーボ用液圧発生室１６したがつ
て流出口側液室１９の液圧がある大きさ以上にな
ると、連通口２２が閉となつているときの段付ピ
ストン１７の両面に作用する液圧の関係により、
該段付ピストン１７は第２図左方動し、これに伴
つて弁体２３も第２図左方動して再び逆止弁を閉
とし、これによりサーボ作用すなわちサーボ用液
圧発生室１６からデイスクブレーキ４のブレーキ
シリンダ１０に対する液圧伝達がカツトされる。

前述した説明で明らかなように、サーボ作用
は、ブレーキレバー３９の握り操作力に応じて自
動的にカツトされるが、このカツトされたときの
ブレーキシリンダ１０（液室１１）すなわち流出
口側液室１９の液圧Pwと、マスタシリンダ３７
の液圧すなわち流入口側液室１８の液圧Pmとの
関係について説明する。いま、段付ピストン１７
の大径部１７ａの受圧面積をＡ（大径部１７ａの
半径をｒとするとπr²）、小径部１７ｂの受圧面積
をａとすると、連通口２２が閉じている状態で段
付ピストン１７が静止するのは、ばね２６，２４
のばね力を無視して考えると、 PmA＝Pwa …(1) の関係が成立する。すなわち、 Pw＝Ａ／aPm（Ａ／ａ＞１） …(2) の関係が成立し、ブレーキシリンダ液圧Pwがマ
スタシリンダ液圧PmのＡ／ａ倍となつたとき
に、サーボ作用がカツトされる。このような本発
明の特性を、第３図に示してあり、同図中破線が
サーボ作用が無いときの特性を、また実線が本発
明の特性を示してある。

ここで、今迄の説明から容易に理解されるよう
に、サーボ作用なしで単に前記(2)式を得るには、
段付ピストン１７を連通口２２の無いものとし
て、マスタシリンダ３７側ブレーキ液とブレーキ
シリンダ１０側ブレーキ液とを該段付ピストン１
７で完全に遮断してしまえばよいが、この場合
は、ブレーキレバー３９の操作量が、倍力なしの
場合に比して逆にＡ／ａ倍と大きくせざるを得な
い。ところが、本発明においては、サーボ作用に
より、サーボ液圧発生室１６からブレーキシリン
ダ１０に液が補給されるので、ブレーキレバー３
９の操作量は、倍力作用なしの場合と殆んど変ら
ないくらい小さくて済むのである。

第４図は本発明の他の実施例を示し、前記実施
例と実質的に同一構成要素には同一符号を付して
その説明は省略する。本実施例では、段付ピスト
ン１７に、逆止弁（ボール状弁体２８）を押圧す
るための押圧突起１７ａを設けてあり、また、連
通口２２の開閉用弁体２３には、これを同図左方
側へ附勢するためのばね４２が別途独立して設け
てある。本実施例では、前記実施例に比して、上
記逆止弁を段付ピストン１７そのもので開閉制御
する点が異なり、その他は同一の作用を行う。

以上実施例について説明したが、本発明はこれ
に限らず、例えば次のような場合をも含むもので
ある。

制動時に生ずる機械的変位、すなわちサーボ
用液圧発生室１６に液圧を発生させるために
は、例えば摩擦パツド６，７のいずれか一方
を、デイスク５の回転方向あるいは接線方向に
変位自在としてキヤリパ８に支持させて、該変
位自在とされた摩擦パツドの変位を利用しても
よい。また、デイスクブレーキ４そのものでは
なく、例えば制動時におけるノーズダイブ現象
を機械的変位として利用する等、適宜採択し得
る。

自動二輪車の後輪用としても適用でき、この
場合の前記における機械的変位としては、後
輪を支持しているリアスイングアームの変位を
利用することができる。

自動二輪車以外の他の車両用としても適用で
きる。

ブレーキ装置は、例えば２つのブレーキシリ
ンダを備え（第２図のものにおいて、キヤリパ
８に、摩擦パツド７押圧用のブレーキシリンダ
を別途設けたような場合）、一方のブレーキシ
リンダに対して流出口側液圧１９を接続し、他
方のブレーキシリンダに逆止弁を介してサーボ
用液圧発生室１６を接続するようにしてもよ
い。要は、逆止弁が開いたとき、サーボ用液圧
発生室１６の液圧が、実質的に（直接又は間接
に）流出口側液室１９に作用するものであれば
よい。

デイスクブレーキに限らず、ドラムブレーキ
でも適用可能であり、この場合は、例えばドラ
ムからの摩擦力を受けたときにブレーキシユー
が変位するようにして、この変位をサーボ用液
圧発生用の機械的変位として利用することがで
きる。

サーボ作用は、後進時においても行われるよ
うに構成してもよい。この場合は、例えばキヤ
リパ８が第１図時計方向へ揺動したときに、こ
の揺動変位力を受けてサーボ用液圧が発生する
ように構成すればよい。

段付ピストン１７の変位に応じて開閉される
開閉弁は、ブレーキシリンダ１０からサーボ用
液圧発生室１６への液の環流を行うための逆止
弁に対して並列に別途設けるようにしてもよ
い。もつとも、実施例のように、上記逆止弁と
開閉弁とを兼用した構成とすれば、構成が簡単
になる。

本発明は以上述べたことから明らかなように、
ブレーキ操作力に応じた適度のサーボ作用により
一定の倍力比で制動力を得ることができ、ブレー
キコントロール上非常に好ましいものとなる。

また、ブレーキ操作量（ストローク量）は小さ
くて済み、ブレーキ操作に伴う疲労軽減等の見地
からも好ましいものが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を自動二輪車の前輪に適用した
場合の実施例を示す側面図、第２図は本発明の系
統図、第３図は本発明の特性線図、第４図は本発
明の他の実施例を示す要部断面図である。 ３……支軸、４……デイスクブレーキ（ブレー
キ装置）、５……ブレーキデイスク、６，７……
摩擦パツド、８……キヤリパ、１０……ブレーキ
シリンダ、１４……シリンダ本体、１６……サー
ボ用ブレーキ液圧発生室、１７……段付ピスト
ン、１７ａ……大径部、１７ｂ……小径部、２０
……流入口、２１……流出口、２２……連通口、
２３……弁体（弁機構）、２７……弁座（弁機
構）、２４……ばね（逆止弁）、２８……弁体（逆
止弁）、２９……弁座（逆止弁）、３０……サーボ
ピストン、３７……マスシリンダ（ブレーキ液圧
発生源）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 人為的操作により液圧が発生されるブレーキ
   液圧発生源と、 ブレーキ液圧を受けて車両に制動力を与えるた
   めのブレーキ装置と、 サーボ用ブレーキ液圧発生源と前記ブレーキ装
   置との接続系路に設けられ、該接続系路を連通、
   遮断する開閉弁と、 前記ブレーキ液圧発生源と前記ブレーキ装置と
   の接続系路内に摺動自在に介挿され、上流側の受
   圧面積が下流側の受圧面積よりも大とされると共
   に、ブレーキ液の流れを許容する連通口を有する
   段付ピストンと、 前記段付ピストンが、前記ブレーキ液圧発生源
   からの液圧を受けて下流側へ押圧移動されたとき
   前記連通口を閉とするための弁機構と、 該弁機構が閉じた後、前記段付ピストンの変位
   に応じて前記開閉弁を開閉する手段と、 からなることを特徴とするサーボブレーキ装置。 ２ 前記段付ピストンと弁機構と開閉弁とを、前
   記ブレーキ液圧発生源へ接続される流入口と前記
   ブレーキ装置へ接続される流出口とを有するシリ
   ンダ本体内に収納した特許請求の範囲第１項記載
   のサーボブレーキ装置。 ３ 前記サーボ用ブレーキ液圧発生源を、前記シ
   リンダ本体内に形成したサーボ用ブレーキ液圧発
   生室と、該サーボ用ブレーキ液圧発生室に摺動自
   在に嵌挿し、その変位によりサーボ用ブレーキ液
   圧発生室内に液圧を発生させるサーボピストンと
   から構成した特許請求の範囲第２項記載のサーボ
   ブレーキ装置。 ４ 前記開閉弁を開閉する手段が、前記段付ピス
   トンの変位により該段付ピストンが直接前記開閉
   弁を開閉させるようにした特許請求の範囲第２項
   または第３項記載のサーボブレーキ装置。 ５ 前記弁機構は、前記連通口を閉とした後は、
   前記段付ピストンの下流側変位に伴なつて該段付
   ピストンと一体動する弁体を備え、該弁体により
   前記開閉弁を開閉させるようにした特許請求の範
   囲第２項または第３項記載のサーボブレーキ装
   置。 ６ 前記ブレーキ装置が、デイスクブレーキであ
   る特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか
   １項に記載のサーボブレーキ装置。 ７ 前記デイスクブレーキに、制動時にブレーキ
   デイスクにより変位力を受けて変位し、この変位
   により、前記サーボピストンを作動させて前記サ
   ーボ用ブレーキ液圧発生室に液圧を発生させる変
   位可能要素を備えた特許請求の範囲第６項記載の
   サーボブレーキ装置。 ８ 前記変位可能要素を、前記ブレーキデイスク
   外周を跨ぎ、少なくとも該ブレーキデイスクの一
   面側において摩擦パツト押圧用のブレーキシリン
   ダを備えたキヤリパとした特許請求の範囲第７項
   記載のサーボブレーキ装置。 ９ 前記キヤリパを、前記ブレーキデイスクを有
   する車輪の支軸を中心として揺動自在に取付けた
   特許請求の範囲第８項記載のサーボブレーキ装
   置。 １０ 前記ブレーキ液圧発生源と前記ブレーキ装
   置との接続系路に対して、前記段付ピストンの下
   流側において、前記開閉弁が接続され、これによ
   り、ブレーキ液圧発生源からの液圧とサーボ用ブ
   レーキ液圧発生源からの液圧とを、前記ブレーキ
   装置の一のブレーキシリンダへ共通に伝達するよ
   うにした特許請求の範囲第１項ないし第９項のい
   ずれか１項記載のサーボブレーキ装置。 １１ 前記開閉弁を、前記サーボ用液圧発生源へ
   向けての流通を許容して、前記ブレーキシリンダ
   から前記サーボ用ブレーキ液圧発生室への液の還
   流を行なうための逆止弁とした特許請求の範囲第
   １項ないし第１０項のいずれか１項に記載のサー
   ボブレーキ装置。