JPH03500152A - ばね付勢式制御ピストンを備えた比例制御バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ばね付勢式制御ピストンを備えた比例制御バルブ本発明は、トラクターートレン ラー組合せ車両の流体ブレーキ系統用の比例制御バルブに関する。

積載したトレイラーを引っ張るトラクターからなる連接車両は普通に使用されて いる。トラクターは通常は、積載したトレイラーを引っ張るけれども、トラクタ ーは時として、所謂「ボブテイル」モード、すなわちトレイラーなしで使用され る。勿論、トラクターは通常はトレイラーを引っ張るから、トラクターの後輪ブ レーキは積載した車両を停止させるように寸法法めされなければならない。しか しながら、トラクターがボブテイルモードで作動するときには、トラクターの後 輪は必要以上に制動され、その結果、危険な横滑りと、制御ロスを引起こしてし まうことがある。

従って、トラクターの後輪ブレーキの制動作用を減じるために比例バルブを設け ることが提案されている。この比例バルブは、トラクターのブレーキ系統をトレ イラーのブレーキ系統に連結するトレイラーの供給管の圧力値に応答する。トラ クターを普通に運転するとき、すなわち、トレイラーを引っ張るときには、供給 管は加圧されるが、トラクターがポブテイルモードで運転されるときには供給管 は大気に通気される。この問題に対する従来の解決手段は米国特許第４５７１０ ０７号に開示されている。

従って、本発明は、トラクターをボブテイルモードで運転する場合の比例ブレー キ掛けを提供するがまた、入力圧力と出力圧力を釣り合わせる。従って、本発明 は、従来のシステムで必要とされた複数のバルブや配管をなくす。本発明は、制 御圧力と所定のばね力との比によって決定される所定圧力まで連絡を比例させ、 しかる後非比例フルブレーキ圧力をトラクターの後輪ブレーキに利用できるよう にする。

本発明のこれらの利点及びその他の利点は、添付図面と関連して以下の記載から 明らかになる。

第１図は本発明に従って作られた比例制御バルブの長手方向断面図であり、 第２図は第１図に示すバルブの作動のグラフである。

今、第１図を参照すると、比例制御バルブ１０がハウジング１２を有し、このハ ウジング１２は入口ポート１４と、出口ボート１６と、排気ポート１８と、制御 ポート２０とを有する。入口ボート１４は、トラクターのリヤサービスリザーバ くに連結され、出口ポート１６はトラクターの後輪ブレーキに通じ、排気ポート １８は勿論大気に通じている。制御ポート２０は、運転席に設けられた、操作者 作動ブレーキ制御バルブに通じている。ブレーキを掛けようとするときには、運 転手はブレーキ制御ノくルブを操作して該運転手によって制御された大きさの圧 力信号を制御ポート２０に伝達する。バルブ１０は、この圧力信号に応答して後 述するように入口ポー）　１４と出口ポート１６とを連通させる。

°ハウジング１２は、リレーピストン２４を摺動自在に受入れるボア２２を構成 する。入口−排気兼用バルブ部材２６が、排気ポー）１Ｂを構成するボアに摺動 自在に設けられている。ノλウジング１２は円周方向に延びたバルブシート２８ を構成し、このノ＜バルブシートは排気ポー）１Ｂを構成するボアを取り囲む。

ばね３０が、入口−出口兼用バルブ２６を弾性的に付勢してノ（ルブシートと密 封係合させる。リレーピストン２４及び人口−排気／くルブ２６が車両のブレー キを解除したときに取る位置を示す第１図でわかるように、車両の後輪ブレーキ に通じた出口ポート１６は通常は、人口−排気バルブ２６内に構成された通路を 介して排気ポート１８に通じる。

ステム３２がリレーピストン２４から突出し、円周方向に延びたバルブシート領 域３４で終わり、かかる）くルブシート領域３４は、入口−排気バルブ２６の部 分３６に係合するようになって（する。リレーピストン２４よりも上の領域３８ は、後述するように、通路４０を介して制御ポート２０に連通されている。従っ て、ブレーキを掛けるときには、運転者が望む被変調ブレーキ掛けを示す流体圧 力が領域３８に伝えられる。領域３８が高い圧力に通じ、４２によって示す、リ レーピストン２４よりも下の領域が排気ポート１８に通じているので、バルブシ ート３４がシート領域３６に着座するまでピストン２４は下方に付勢される。こ れが所謂「ラップ」位置であり、このラップ位置では出口ポート１６と排気ポー ト１８との連通は遮断され、入口ポート１４と領域４２との間の連通はまだ開始 されていない。

ばね３０の力に打ち勝つのに十分なリレーピストン２４の更なる下方移動により へロー排気バルブ２６を）（ルブシート領域２８から開かせ、これによって、入 口ポー）１４に通じたリヤサービスリザーバからの流体圧力を領域４２に伝える 。勿論、領域４２は出口ポート１６を介して後輪ブレーキに通じているから、こ の圧力は後輪ブレーキにも伝えられ、これによってブレーキが掛かる。領域４２ の圧力値が領域３８の圧力値と釣り合うと、リレーピストン２４はラップ位置ま で戻る。車両のブレーキが解除されると、領域３８は通気され、これにより領域 ４２の高い圧力値でリレーピストン２４を図示した位置まで戻し、これによって 、入口ポー）１４から領域４２への連通を遮断し、領域４２を排気ポート１８を 介して大気に通気させる。リレーピストン２４及び入口−排気バルブ２６の作動 の前述の説明は、多年用いられてきた市販のリレーバルブに対する通常のもので ある。

本発明は、全体的に番号４４で示す比例機構に関する。この比例機構４４は、通 路４０内に取付けられ、トラクターがトレイラーに連結されるときには上述した 如きバルブのリレーピストンの通常の作動を可能にするが、トラクターをポブテ イルモードで運転するときにでも制御ポート２０から領域３８への連絡を正常に 比例させる。この比例連絡により、領域３Ｂの中に、ポート２０における流体圧 力よりも比例的に低い流体圧力が確立され、これによって、上述したように、ト ラクターをボブテイルモードで運転するときに起こるひどい制動のきき過ぎを防 ぐのに必要な比例的に減じたブレーキ掛けを行う。

比例機構４４は、面積差比例ピストン４８を摺動自在に受入れる通路４０の部分 ４６を有する。排気通路５０が、部分４６を全体的に番号５２で示す排気部分と 連通させる。通路５０がステム５４内に構成され、このステム５４はピストン４ ８内に構成された通路５６の中へ突出する。通路５６は制御ポート２０に、また 領域３８に通じている。バルブ部材５８が、通路５６内に摺動自在に設けられ、 小さいばね６０によってステム５４の端と密封係合されるように摺動自在に付勢 される。半径方向内方に延びたバルブシート６２が、ピストン４８によって支持 され、ピストン４８が図で見て右に付勢されたときにバルブ部材５８に密封係合 するようになっている。しかしながら、ピストンが図で見て左に付勢されたとき には、バルブシート６２はバルブ部材５８とステム５４の端との係合により、バ ルブ部材５８から遠ざけられる。

バルブ部材５８は、バルブシート６２がバルブ部材５８から遠ざかるように付勢 されるときに空気圧力がバルブ部材５８の外周部に伝わるように設計されるのが 有利である。

上述したよように、ピストン４８は、面積差ピストンであり、大径部分６４と小 径部分６８を構成するように段が付けられ、その間に肩部７０を備でいる。大径 部分６４は、通路４０の部分４６に摺動自在に受入れられ、小径部分６８は、全 体的に番号７４で示す第２比例ピストン内に構成されたボア内に摺動自在に受入 れられる。ピストン７４は、ハウジング１２内を摺動し、大径部分７Ｇを有する 。この大径部分７６は、小径部分７８と共働してその間に肩部　８０を構成する 。肩部８０は、ハウジング１２と共働してキャビティ８２を構成する。キャビテ ィ８２内のばね８３はピストン７４に所定の力を及ぼし、ピストン７４を制御ポ ート２０に向けて弾性的に付勢する。

ピストン７４の小径部分７８の端８４は、肩部７０及びハウジング１２と共働し てその間にキャビティ８６を構成する。キャビティ８６はポート８７を介してト レイラーの供給管に通じている。

トレイラーの供給管は、トラクターとトレイラーのブレーキ系統を連結し、車両 をトラクターートレイラー組合せ車両として運転するときには、通常、所定圧力 にされる。他方、トラクターをトレイラーなしでボブテイルモードで運転すると きには、トレイラーの供給管が連結されず、それ自体大気に通気されているので 、キャビティ８６は大気に通気される。ばね８８が、キャビティ８６内に置かれ 、ピストン４８．７４の両方に当接して、第１図で見てこれらを遠ざけるように 付勢する。

作動中、第２図を参照すると、車両をトラクターートレイラー組合せとして運転 するときには上述の供給管は加圧される。トラクターとトレイラーを相互に連結 する供給管の圧力はキャビティ８６に伝えられる。ばね８８によって補足された キャビティ８６内の圧力は、ピストン７４を図でみて右に付勢し、ピストン４８ を第１図で見て左に付勢する。比例ピストン４８はキャビティ８６が加圧される 限りバルブシート６２がバルブ部材５８から離れて配置される位置に保持される から、トレイラーの供給管が所定値まで加圧される限り、制御ポート２０と領域 ３８との間の実５　質的に妨げのない流体連絡を可能にする。従って、出口ポー ト１６の圧力値は、車両のブレーキバルブから制御ポート２０までに伝えられた 圧力値と実質的に同じ大きさのブレーキ掛けを行うことになる。車両をそのよう に運転するときのバルブｌＯの作動を第２図に破線で示し、この破線は水平軸線 に示す制御ポート１０２０の圧力値が垂直軸線に示す出口ポート１６の圧力値と 実質的に同じであることを示す。従って、制御バルブｌＯは、車両をトラクーダ ー°−トレイデー租合゛ぜどじて運転す漬゛どぎ６ごは比゛ｙｒ　ｃない。

しかしながら、トラクターをボブテイルモードで運転するときには、上述したト レイラーの供給管は通気され、これによってキャビティ８６内の圧力値を通気す る。従って、ピストン４８は、ばね８８のみによって付勢されるので自由に移動 する。キャビティ８６は通気されたので、ピストン４８は、領域３８の圧力値に 連絡されたピストン４８の大径部分６４に大きい流体圧力有効面積を、そして制 御ポート２０の流体圧力値にさらされたピストン４８の小径部分６８に小さい流 体圧力有効面積を確立する。後述するように、ピストン７４は制御ポートの圧力 値が所定圧力値を越えるまで静止したままである。所定の圧力値では、制御ポー ト２０の圧力によってピストン７４に発生した力がばね８３の力を越え、これに よってピストン７４を移動させる。

ボブテイルモードでの運転中、トラクターの制御ポート２０から最初に伝えられ た圧力はピストン４８を右に付勢し、ついにはバルブ部材５８がバルブシート６ ２を閉じ、これによって比例作用を開始する。次いで、比例ピストン４８は領域 ３８の中に、制御ポー）２０の圧力の所定の割合である流体圧力値を確立し、こ の割合はピストン４８の前後の流体圧力有効面積の比よって決定される。ピスト ン４８のこの比例作用を第２図にＡ−Ｂ線で示す。

当業者にとって周知なように、ピストン４８の小径部分６８の有効面積に作用す る流体圧力制御ポート２０の圧力が漸増することにより、ピストン４８は第１図 で見て左に付勢され、これによってバルブシート６２をバルブ部材５８から開き 、制御ポート２０から領域３８への連絡を可能にするが、領域３８にはこの増大 圧力の一部だけが働くに過ぎない。これは、大きい方の流体圧力の有効面積が領 域３８の圧力値に応答するため、バルブシート６２をバルブ部材５８に当接させ て再び閉じるのに小さい方の流体圧力の増大で十分だからである。

上述したようにピストン７４は、制御ポート２０の流体圧力がばね８３によって ピストン７４に作用する力に十分打ち勝つことができる大きな力をピストン７４ に及ぼすまで静止したままである。制御ポート２０のこの所定圧力が確立される と、ピストン７４は第１図で見て左に移動し、ついにはピストン７４の端８４が ピストン４８の肩部７０に係合する。従って、ピストン７４．４８は、制御ポー ト２０の圧力が更に増大する間、共同して単一ピストンとして作動する。制御ポ ート２０の流体圧力値にさらされる（ピストン４８．７４からなる）この共同し たピストンの有効面積は、今、領域３８の流体圧力にさらされるピストン４８の 部分６４の有効面積よりも実質的に大きく、制御ボー）２０の圧力の漸増により 領域３８の流体圧力が比例して大きく増大する。

は２ｐｓｉであることになる。第２図のＢ−Ｃ線で示すこの比例増大は領域３８ の圧力値が制御ポート　２０の圧力値と等しくなるまで続く。ポート２０の制御 手段の追加の増大により、共同したピストン４８．７４は図面で見て左に付勢さ れて通路５０を介して連絡される。曲線ＡＢＣは、システムのボブテイル作動を 示し、第２図が示すように、車両運転者がフルブレーキ掛けを行うことが必要な らば、車両をボプテイルモードで運転する場合であっても、運転手は０点を越え た所でこの非比例圧力を利用することができる。これは、例えばフロントブレー キ系統の故障のため当然行われなければならない。

補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条のシ 平成　年　月　日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 １、特許出願の表示　ＰＣＴ／ＵＳ　８７１０３１７６３、特許出願人 名　称　アライド　シグナル　インコーボレーテ・ソド４、代理人 住　所　東京都千代田区丸の内３丁目３番１号電話（２１１）８７４１代表 ６、添付書類の目録 （１）補正書の翻訳文 にふ フロントブレーキの圧力に比例させる先行技術のバルブがＥＰ−Ａ１−００５０ ５３６に開示され、このＥＰ−Ａｌ−００５０５３６は、トラクターートレイラ ー組合せ車両の流体圧力ブレーキ系統用の比例制御バルブであって、前記システ ムがトラクターからの流体圧力をトレイラーに連絡するトレイラーの供給管を有 し、前記制御バルブが、出口ポートと、制御ポートと通路とを有するハウジング と、前記ハウジング内に設けられ、前記制御ポートの圧力値に応答する、前記制 御ポートと前記通路との連絡を制御するためのバルブ手段とを有し、前記バルブ 手段が、前記制御ポートと前記通路との連絡を制御するための比例機構を有し、 前記比例機構は、各々が前記制御ポートの圧力値に連絡された流体圧力応答面を 有する一対の比例ピストンと、他方の比例ピストンが前記制御ポートの圧力に応 答する流体圧力値よりも高い前記制御ポートの圧力値が得られるまで前記比例ピ ストンのうちの一方のピストンの移動を妨げるためにかかる一方のピストンを付 勢するばね手段とを有する、前記比例制御バルブを開示する。

従って、本発明は、トラクターがボブテイルモードで運転する場合の比例ブレー キ掛けを提供するが、また、入力圧力と出力圧力を釣り合わせる。従って、本発 明は、前記制御バルブが、入口ポートと、通路の圧力値に応答して入口ポートと 出口ポートとの連絡を制御するバルブ機構とを有し、前記比例ピストンは、前記 バルブ機構が前記出口ポートの非比例圧力値を確立させる非比例状態から、前記 バルブ機構が前記制御ポートの圧力値の所定の第２関数である前記出口ポートの 圧力値を確立させる比例状態に移行させるために供給管の圧力値に応答すること を特徴とする特ピストン２４、バルブ部材２６及びシート領域３４は、入口ポー ト１６、出口ポート１４及び排気ポー）−１８間の連絡を制御するバルブ機構を 構成する。

比例機構４４、バルブ部材５８及びバルブシート６２は、制御ポート２０と通路 ４０との連絡を制御するバルブ手段を構成する。

請　請求　の　範　囲 （１）トラクターートレイラー組合せ車両の流体圧力ブレーキ系統用の比例制御 バルブであって、前記システムがトラクターからの流体圧力をトレイラーに連絡 するトレイラーの供給管を有し、前記制御バルブＩＯが、出口ポート１４と、制 御ポート２０と通路４０とを有するハウジング１２と、前記ハウジング１２内に 設けられ、前記制御ポート２０の圧力値に応答する、前記制御ポート２０と前記 通路４０との連絡を制御するためのバルブ手段４４．５８．６２とを有し、前記 バルブ手段４４．５８．６２が、前記制御ポート２０と前記通路４０との連絡を 制御するための比例機構４４を有し、前記比例機構４４は、各各が前記制御ポー ト２０の圧力値に連絡された流体圧力応答面６８．８０を有する一対の比例ピス トン４８．７４と、他方の比例ピストン４８が前記制御ポート２０の圧力に応答 する流体圧力値よりも高い前記制御ポート２０の圧力値が得られるまで前記比例 ピストンのうちの一方のピストン７４の移動を妨げるためにかかる一方のピスト ン７４を付勢するばね手段８３とを有する、　前記比例制御ばルブにおいて、前 記制御バルブ１０が、入口ポ−）１６と、通路４０の圧力値に応答して入口ポー ト１６と出口ポーＨ４との連絡を制御するバルブ機構２４．２６．３４とを有し 、前記比例ピストン４８．７４は、前記バルブ機構２４．２６、３４が前記出口 ポート１４の非比例圧力値を確立させる非比例状態から、前記バルブ機構２４． ２６．３４が前記制御ポート２０の圧力値の所定の第２関数である前記出口ポー ）１４の圧力値を確立させる比例状態に移行させるために供給管の圧力値に応答 することを特徴とする、前記比例制御バ（２）前記比例ピストン４８．７４は、 同軸であり、前記制御ポート２０の圧力値が前記所定値よりも高い場合には、一 方の比例ピストン７４の有効面積に前記ばね手段８３の前記力を上回る力を発生 させるように前記一方の比例ピストン７４の有効面積に作用する前記制御ポート ２０の圧力値で接合して移動することを特徴とする請求項（１）で請求した比例 制御バルブ手段。

（３）前記比例ピストン４８．７４が、その間にキャビティ８６を構成するため に互いに共働し、前記キャビティ８６が前記供給管に連通されていることを特徴 とする請求項（１）、或いは請求項（２）で請求した比例制御バルブ手段。

間際調査報告 ＳＡ　２００３４

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）トラクター−トレイラー組合せ車両の流体ブレーキ系統用の比例制御バル ブであって、前記システムがトラクターからの流体圧力をトレイラーに伝えるト レイラーの供給管を有し、前記制御バルブが、入口ポートと、出口ポートと、制 御ポートとを有するハウジングと、前記ハウジング内に設けられ、前記制御ポー トの圧力値に応答する、前記入口ポートと前記出口ポートとの連絡を制御するた めのバルブ手段と、前記制御ポートと前記バルブ手段との連絡を制御するための 比例手段とを有し、前記比例手段は、前記バルブ手段が前記出口ポートの非比例 圧力値を確立させる非比例状態から、前記バルブ手段が前記制御ポートの圧力値 の所定の第２関数である前記出口ポートの圧力値を確立させる比例状態に移行す るために前記供給管の圧力値に応答し、前記比例手段は、各々が前記制御ポート の流体圧力値に応答する一対の部品と、前記部品のうちの一方の部品の移動に抗 するが、前記制御ポートの圧力値が第１所定圧力値に達したときには前記一方の 部品の移動を可能にするように撓むばね手段とを有し、他方の部品は前記所定圧 力値よりも低い圧力値に応答して制御ポートの圧力値の所定の割合である前記出 口の圧力値を確立し、前記部品が前記第１所定圧力より高い圧力で、前記制御ポ ートの圧力変化の速度よりも速い速度で前記制御ポートの圧力値の増大変化に応 答して前記出口の圧力値を増大させる、前記トラクター−トレイラー組合せ車両 の流体ブレーキ系統用の比例制御バルブ。
2. （２）前記他方の部品が前記ハウジングに摺動自在に取付けられた面積差ピスト ン手段とであり、前記面積差ピストン手段によって作動するバルブ機構が前記制 御ポートと前記バルブ手段との間の連絡を制御する、請求項（１）で請求した比 例制御バルブ。
3. （３）前記面積差ピストンは、バルブ手段の圧力値にさらされる大面積と、前記 制御ポートの圧力値にさらされる小面積とを有し、前記一方の部品が、前記制御 ポートの流体圧力値に応答する流体圧力応答面積を有し、前記面積差ピストン手 段に亘る面積の比が変化し、前記部品が、前記制御ポートの流体圧力値にさらさ れる大面積と、前記バルブ手段の流体圧力値にさらされる小面積とを有するユニ ットとして移動するとき、前記一方の部品が前記第１部品と接合する、請求項（ ２）で請求した比例制御バルブ。
4. （４）前記部品の各々が、前記比例手段が前記第１状態にあるときには前記制御 ポートの圧力値に関係なく前記バルブ機構を開放しておくために前記供給管の圧 力値に応答する手段を有する、請求項（３）で請求した比例制御バルブ。
5. （５）前記面積差比手段が、前記比例手段が前記第１状態にあるときには前記制 御ポートの圧力値に関係なく前記面積差ピストン手段に前記バルブ機構を開放さ せておくために前記供給管の圧力値に応答する手段を有する、請求項（２）で請 求した比例制御バルブ。
6. （６）トラクター−トレイラー組合せ車両の流体ブレーキ系統用の比例制御バル ブであって、前記システムがトラクターからの流体圧力をトレイラーに連絡する トレイラーの供給管を有し、前記制御バルブが、入口ポートと、出口ポートと、 制御ポートとを有するハウジングと、前記ハウジング内に設けられ、前記制御ポ ートの圧力値に応答する、前記入口ポートと前記出口ポートとの連絡を制御する ためのバルブ手段と、前記制御ポートと前記バルブ手段との連絡を制御するため の比例手段とを有し、前記比例手段は、前記バルブ手段が前記出口ポートの非比 例圧力値を確立させる非比例状態から、前記バルブ手段が前記制御ポートの圧力 値の所定の第２関数である前記出口ポートの圧力値を確立させる比例状態に移行 するために前記供給管の圧力値に応答し、前記比例手段は、各々が前記制御ポー トの圧力値に連絡された流体圧力応答面を有する一対の部品と、他方の部品が前 記制御ポートの圧力に応答する流体圧力値よりも高い前記制御ポートの圧力値が 得られるまで前記部品のうちの一方の部品の移動を妨げるためにかかる部品を付 勢する、ばね手段とを有する、前記トラクター−トレイラー組合せ車両の流体ブ レーキ系統用の比例制御バルブ。
7. （７）前記一方の部品が、前記制御ポートの圧力値に応答する有効面積を有する 流体圧力応答ピストンを有し、制御ポートの圧力値によって前記流体圧力応答ピ ストンに発生した力が前記ばね手段によって抗されている前記有効面積に作用す る、請求項（６）で請求した比例制御バルブ手段。
8. （８）前記他方の構成部品が、バルブ手段の圧力値にさらされる大面積と、前記 制御ポートの圧力値にさらされる小面積とを有する面積差比例ピストンである、 請求項（７）で請求した比例制御バルブ手段。
9. （９）前記部品は、同軸であり、前記制御ポートの圧力値が前記所定値よりも低 い場合には、一方の部品の有効面積に前記ばね手段の前記力を上回る力を発生さ せるように前記一方の部品の有効面積に作用する前記制御ポートの圧力値で接合 して移動する、請求項（８）で請求した比例制御バルブ手段。