JPH0375375B2

JPH0375375B2 -

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Publication number: JPH0375375B2
Application number: JP59123903A
Authority: JP
Priority date: 1983-06-20
Filing date: 1984-06-18
Publication date: 1991-11-29
Also published as: FR2548117A1; DE3322098A1; FR2548117B1; DE3322098C2; JPS6012365A; US4609229A; IT1174031B; IT8421478A0

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、ブレーキの前に接続される制御弁の
弁体として設けられる制御ピストンが、制御弁の
入力側に作用する液圧または空気圧または機械的
予荷重をその開放方向に受け、また制御弁のブレ
ーキ側または出力側に作用する液圧または空気圧
をその閉鎖方向に受け、入力側圧力の特定の限界
値以上で、制御弁が出力側圧力を入力側圧力に対
して減少または制限し、この限界値を車両荷重に
関係して制御するため、制御ピストンまたはこれ
に連結される部分にある付加的な作用面が、入力
側で分岐しかつ車両の制動減速の際慣性力の影響
を受ける弁を持つ液圧または空気圧接続通路を介
して、制御弁を開く方向に液圧または空気圧を受
ける、車両の液圧または空気圧ブレーキの制動力
を減速度に関係して制御または制限する装置に関
する。

従来技術商用車両の後輪の制動力は、法律の規定に基い
て、異なる荷重において相違するタイヤと道路と
の付着状態を利用するため荷重に関係して変化し
て、一方では前輪に対する後輪の望ましくない過
制動をできるだけ回避し、他方では不足制動もで
きるだけ回避できるようにせねばならない。後輪
の制動が強すぎる（過制動）と、後輪が早く固着
して、車両後部を振ることがある。一方後輪の制
動が弱すぎる（不足制動）と、前輪が早く固着す
るので、車両のかじ取りが不能となる。

最初にあげた装置によつて、この問題が考慮さ
れている。

このような装置はドイツ連邦共和国特許出願公
開第2340916号明細書から公知である。これでは
慣性力の影響を受けることができる弁が、適当の
減速ではばねにより開いた状態に保たれるので、
制御ピストンに直接設けられる付加的な作用面
が、主として制御弁の入力側の圧力を受け、これ
に関し場合によつては生ずる絞り損失は無視する
ことができる。車両の制動が強いと、弁は車両縦
方向に移動可能に設けられた慣性体の力で閉じら
れる。弁は入力側圧力の増大によりその閉鎖圧力
が高まるように設けられているので、付加的な作
用面に作用する圧力は、慣性力の作用を受ける弁
が閉じるとき拘束されて、弁が閉鎖状態にある限
りほぼ一定である。

公知の装置では限界値は荷重に関係して変化さ
れるが、制御弁の出力側に生ずる圧力と制御弁の
入力側に生ずる圧力との比例関係は変化できな
い。これは次のことを意味する。すなわち制御弁
の出力側に生ずる圧力（これは一般に後輪ブレー
キに生ずる圧力）を制御弁の入力側に生ずる圧力
に関係して与える特性曲線領域が、それぞれ大き
い勾配をもつ部分とそれに続く小さい傾斜の部分
とからなる特性曲線群を含み、前者の部分も後者
の部分もそれぞれ同じ勾配をもつている。

これは、特性曲線領域の原点で同じ勾配をもつ
双曲線群からなる理想的特性曲線領域の経過がき
わめて不完全な近似でしか与えられないという点
で最適でない。したがつて車両の積載状態が制動
特性に関して最適な値からずれていると、後輪等
のひんぱんな過制動または不足制動を覚悟せねば
ならない。

これに関しドイツ連邦共和国特許出願公開第
2522929号および第3019630号明細書から公知の装
置は、前にあげたドイツ連邦共和国特許出願公開
第2340916号明細書から公知のものと類似な構造
を記憶しているので、原理的な改善を示してはい
ない。ドイツ連邦共和国特許出願公開第2522929
号および第3019630号明細書に示す構造とドイツ
連邦共和国特許出願公開第2340916号明細書によ
る構造との相違は大体において、制御弁の制御ピ
ストンへばね装置により連結される付加的なピス
トンに付加的な作用面が設けられ、このばね装置
が付加的ピストンと制御ピストンとの間に設けら
れていることである。したがつて付加的作用面に
作用する液圧または空気圧は直接ではなく間接に
制御ピストンに作用し、その際付加的ピストンが
移動せしめられ、付加的ピストンと制御ピストン
との間にあるばねが応力変化を受ける。しかしこ
の作用原理はドイツ連邦共和国特許出願公開第
2340916号明細書による装置と同じである。

ドイツ連邦共和国特許出願公告第2502265号明
細書から、上述した装置とは異なる車両ブレーキ
装置用圧力制御装置が公知であり、付加的なピス
トン装置および車両の減速に反応する慣性振り子
により制御ピストンが、制御弁の入力側に生ずる
圧力と制御弁の出力側に存在する圧力との差およ
び車両減速度に関係する付加的な力の作用を受け
ることができる。しかし慣性振り子は力伝達素子
として、制御ピストンと前記の圧力差に反応する
付加的ピストン装置との間に設けられているの
で、振り子の振動が制御弁の動作に望ましくない
影響を及ぼすことがある。いずれの場合制御弁の
動作は振り子の慣性により甚だしく妨げられる。

発明が解決しようとする課題本発明の課題は、最初にあげた種類の装置を改
善して、出力側圧力の上昇と入力側圧力の上昇と
の間の比例関係の良好に再現可能な変化を車両の
荷重に関係して簡単な構造で行なうことができる
ようにすることである。

課題を解決するための手段この課題を解決するため本発明によれば、慣性
力の影響を受ける弁が、入力側圧力を開放方向に
受け、車両の制動減速度にほぼ比例して慣性力を
閉鎖方向に受ける。

発明の効果こうして慣性力の影響を受ける弁は、減速度に
関係する慣性力を閉鎖方向に受け、入力側圧力を
開放方向に受けるので、この弁の弁体は、入力側
圧力および減速度に関係する慣性力の影響を受け
て圧力変調運動を行ない、すなわち慣性力の影響
を受ける弁は、減速度に関係する絞り抵抗をもつ
絞り弁として作用する。それにより付加的作用面
に作用する圧力が入力側圧力の増大と共に増大
し、入力側圧力と付加的作用面に作用する圧力と
の間の比例係数が、車両の荷重に関係するよう
に、することができる。なぜならば、車両の制動
減速度と入力側圧力との関係、したがつて制動減
速度と慣性力の作用を受ける弁の閉鎖圧力または
絞り作用との関係は、荷重に関係しているからで
ある。

したがつて本発明は、後輪ブレーキに生ずる出
力側圧力と入力側圧力との関係を種々の荷重にお
いて与える特性曲線領域を、理論的最適値へきわ
めてよく近似させることができる。

実施例本発明を図面によりさらに詳細に説明する。

第１図によれば、減速度に関係して制動力を制
御または制限する本発明による装置は、大体にお
いて制御弁１と慣性力の影響を受ける弁（以下可
制御弁座開口弁という）２とからなり、この弁２
は制御弁１の制御動作に以下のように影響を与え
る。

制御弁１の出力側は、導管３により１つまたは
それ以上の後輪ブレーキまたはその図示しない車
輪制動シリンダに接続されている。制御弁１の入
力側は、導管４を介して親制動シリンダ等のよう
な可制御圧力源に接続されている。

制御弁１はシリンダ状穴６のあるハウジング５
をもち、この穴６の軸線方向一端は出力導管３に
接続され、その軸線方向他端は可制御弁座開口弁
２へ通ずる接続導管７へ接続されている。穴６の
軸線方向両端範囲は、この穴６の中間範囲より大
きくされた直径をもち、接続導管７に接続される
穴６の端部は段を形成して、また出力導管３に接
続される穴６の端部は円錐弁座９を形成して、そ
れぞれ狭い中間範囲へ移行し、この中間範囲へ入
力導管４が半径方向に開口している。

孔６内には数回段付けされた制御ピストン８が
設けられ、その一端すなわち第１図において下端
は最大直径をもち、接続導管７へ接続される穴６
の部分６′内に摺動案内されている。第１図にお
いて上方へそれに続くピストン８の範囲は穴６の
中間部分６″内に摺動案内されている。それに上
方へ続いてピストン８は細くされた範囲８″をも
つているので、穴６の部分６″内には入力導管４
に接続される環状空間が形成される。この細くさ
れた範囲８″に閉鎖円板８′が続いて、円錐弁座９
と共同作用し、入力導管４と出力導管３との接続
を制御する。図示した例では、制御ピストン８の
細くされた範囲８″に同心的に続く環状面１０は、
穴６の中間部分６″の直径に一致する外径をもち、
閉鎖円板８′にある対向環状面１１より小さい。
制御ピストン８が閉鎖位置にあると、環状面１０
と１１の間の環状空間にある液圧は、ピストン８
を開放方向（図では上方）へ押そうとする。

制御ピストン８はばね１２の作用を開放方向に
受けている。

可制御弁座開口弁２は入力導管４の分岐管１３
と接続導管７との間に設けられている。分岐管１
３と接続導管７との間の接続は、図示した例では
円錐弁座１６と共同作用する円錐弁体１５により
制御される。弁体１５には重量体１７が設けられ
て、弁体１５の質量を大きくし、これと共に車両
縦方向に移動可能である。ここで走行方向Ｆにお
ける運動は閉鎖運動に一致し、逆方向における運
動は分岐管１３と接続導管７との接続路を大きく
または小さく開く。

車両が矢印Ｆで示す方向に走行しているときに
制動されると、必然的に慣性力が生じて、慣性質
量としての重量体１７したがつて弁体１５を走行
方向Ｆに弁座１６の方へ移動させようとし、すな
わちこの慣性力が弁２の入力側圧力P_Sに抗して閉
じようとする。慣性力が入力側圧力P_Sに打勝つ
と、可制御弁座開口弁２は閉じる。しかし車両運
転者の増大する車両ブレーキ操作力により決定さ
れる入力側圧力P_Sの上昇により、この可制御弁座
開口弁２を再び開くことができる。こうして可制
御弁座開口弁２の出力側すなわち導管７に、入力
側圧力P_Sの大きさに関係すると共に車両の減速度
の大きさに関係する圧力P_aが生ずる。この圧力
P_aが制御弁１の制御ピストン８の別の作用面８
へ作用して、絞りとして作用するこの制御弁１
の絞り開度を変化する。

図示した装置は原理的に次のように動作する。

制動を開始すると、制御ピストン８はその開放
位置にあるので、出力導管３に存在する後車軸制
動圧力P_HAは、入力導管４内にある系統圧力P_Sに
等しい。接続導管７には、可制御弁座開口弁２の
閉鎖圧力の強さに応じて系統圧力P_Sより減少した
圧力P_aが存在する。この圧力P_aは制御ピストン
８の第１図において下側の大きい作用面に作用し
て、このピストン８を開放方向に押すかこの方向
に保とうとする。

ブレーキの強められた操作により系統圧力P_Sが
充分大きくなると、制御ピストン８はばね１２の
力および制御ピストン８の下の大きい作用面に作
用する圧力P_aに抗して閉鎖方向へ動き、すなわ
ち制御弁１が切換わる。系統圧力P_Sがさらに高ま
ると、制御ピストン８が速やかに続いて開いたり
閉じたりし、その際後車軸制動圧力P_HAが系統圧
力P_Sより減少せしめられる。減少の程度したがつ
て後車軸制動圧力P_HAと系統圧力P_Sとの比は、圧
力P_aと閉鎖円板８′、穴６の中間部分６″および
制御ピストン８の付加的作用面８の直径とに関
係する。

その結果次の物理的関係が成立する。

制御弁１が切換わらず、すなわち制御ピストン
８がその開放位置に留まる限り、 P_HA＝P_S 切換え後、すなわち系統圧力P_Sが限界置を超過す
ると、 P_HA＝K₁P_S＋K₂ ここでK₁およびK₂は定数で、構造上生ずる別
の量のほかに車両質量、重量体１７の質量および
（K₂の場合にのみ）ばね１２の力に関係する。

後車軸圧力P_HAと系統圧力P_Sとの間に、第１０
図および第１１図に示す関係が定性的に生ずる。

第１０図は、ばね１２（第１図参照）が無視で
きる力しかもたないかまたは設けられていない場
合に存在する状態を示している。この場合きわめ
て低い系統圧力P_Sでも制御弁１が切換わり、それ
に応じて後車軸制動圧力P_HAを系統圧力P_Sより減
少させる。曲線GLは車両が無積載の場合の関係
を示し、曲線G_tは一部積載車両における関係を
示し、曲線G_gは完全積載車両における関係を示
している。系統圧力P_Sに対する後車軸制動圧力
P_HAの異なる減少は、車両の積載が少ないと比較
的小さい系統圧力P_Sでちようどよい大きさの減速
度が得られるので、可制御弁座開口弁２の閉鎖圧
力は大きく、したがつて接続導管７（第１図参
照）における圧力P_aが系統圧力P_Sより著しく弱
められ、すなわち制御ピストン８には開放方向に
比較的小さい力しか作用しない。

ばね１２が非常に弱いかまたはこのようなばね
がないと、第１０図によりいわゆる放射線特性領
域が生ずる。

ばね１２が強いと、第１１図による特性曲線領
域しかもいわゆる屈曲放射線特性領域が生じ、制
御弁１が切換わるまで、後車軸制動圧力P_HAと系
統圧力P_Sが最初のうちほぼ同じ値をもつ。系統圧
力P_Sがさらに上昇すると、後車軸制動圧力P_HAが
系統圧力P_Sより減少される。曲線G′_L、G′_tおよび
G′_gは無積載、一部積載および完全積載の車両の
状態を示している。

第１０図および第１１図における異なる傾斜の
特性曲線は、実際には第１０図および第１１図に
誇張して示すように、階段曲線として生ずる。特
性曲線の異なる傾斜がなぜ得られるかについて説
明する。まず慣性力の影響を受けて弁２が閉じて
いると、系統圧力P_Sすなわち入力側圧力の上昇の
際制御弁１は、制御ピストン８の面１０，１１の
差面積と面１１の反対側にある端面（図では上端
面）の面積との比により規定される減少特性線に
沿つて、短い区間にわたつて動作する。それから
上昇する系統圧力P_Sが弁２を開く。弁２が開かれ
ると、付加的な作用面８に作用する圧力P_aが
上昇するので、制御弁１を介して後車軸制動圧力
P_HAの調整されない小さな圧力上昇がおこる。後
車軸制動圧力P_HAの上昇（および一般には系統圧
力P_Sに一致する前車軸制動圧力の上昇）のため、
車両の減速度が増大して、弁２を再び閉じるの
で、制御弁１は減少特性曲線上を短い区間にわた
つて動作する。

階段曲線の階段の高さおよび奥行きは、系統圧
力P_Sまたはその上昇、したがつて得られる減速度
により決定されるので、全体として後車軸におけ
る圧力確立または圧力減少が、得られる制動減速
度の関数として得られる。第１１図の特性曲線の
減速度に関係して可変な傾斜によつて、近似的に
双曲線としても示すことのできる曲線が得られ
る。

第２図ないし第６図は可制御弁座開口弁２の変
つた実施例を示している。

第２図の可制御弁座開口弁２は、第１図による
弁とは大体において次の点で相違している。すな
わち重い球１８が、第１図の重量体１７と弁体１
５とを兼ねており、この球１８が環状弁座１９と
共同作用し、可制御弁座開口弁のハウジング２１
にある多角形断面の切欠き２０内で走行方向Ｆに
移動可能である。多角形断面のため、球１８が弁
座１９から離れる際、弁座１９により包囲される
開口と接続導管７との間の切欠き２０による接続
が保証される。

第３図による可制御弁座開口弁は重量体１７か
ら分離可能な弁体１５をもち、この重量体１７は
弁ハウジングの切欠き２２内を走行方向Ｆに移動
可能である。弁体１５が弁座１６から離れると、
穴２３が弁座１６により包囲される開口と接続導
管７の接続口との接続部を形成する。

第４図による実施例では、重量体１７が室２６
内で走行方向Ｆに揺動可能に振り子２５に設けら
れ、室２６の壁に設けられた開口に通されて弁体
１５に取付けられる押し棒２４によりこの弁体１
５に作用する。この場合重量体１７の重心が振り
子軸線から比較的大きい間隔l_nkの所にあり、振
り子２５または重量体１７が比較的短い腕長l_vで
押し棒２４に作用するように、配置がなされてい
る。それにより振り子２５の走行方向における運
動の際重量体１７の比較的小さい質量でも大きい
閉鎖力を生ずる力変換が行なわれる。

第５図による実施例は第４図による実施例と次
の点でのみ相違している。すなわち振り子２５お
よび重量体１７を収容する室２６は、接続導管７
に接続される可制御弁座開口弁２の出力室２７の
一部を形成している。

第６図に示す可制御弁座開口弁２は、弁体１５
と一体の円柱状重量体をもち、この円柱状重量体
は、付加的に設けられる電磁石コイル２８の可動
磁心を形成し、この電磁石コイル２８が制御兼増
幅装置２９を介して減速度検出器３０により付勢
される。この装置では、弁体１５の閉鎖圧力は原
理的に任意の関数により減速度に関係して制御さ
れる。最も簡単な場合第１図ないし第５図による
可制御弁座開口弁の実施例の場合のように、閉鎖
圧力と減速度は互いに比例している。

第７図による可制御弁座開口弁２は大体におい
て第３図による実施例に一致し、弁体１５と重量
体１７との間にはばね３１だけが設けられて、重
量体１７に対する弁体１５の相対運動を可能にし
ている。それにより重量体１７があまり動かされ
なくても、弁体１５は開放運動および閉鎖運動を
行なうことができる。したがつて重量体１７の質
量は弁体１５の慣性を大きくしない。

第８図および第９図は第１図に示される制御弁
１の構造変形を示している。ここで閉鎖円板８′
にはそれぞれ円錐部分が形成されて、穴６の外壁
に段の稜として設けられている線状弁座３２と共
同作用する。

第８図によれば、制御ピストン８にある環状面
１０は、弁座３２と制御ピストン８の細くされた
範囲８″との間の環状断面より大きい。制御ピス
トン８がその閉鎖位置にあると、入力導管４に生
ずる系統圧力P_Sは制御ピストン８をその閉鎖位置
に保持しようとし、閉鎖円板８′から遠い所にあ
る制御ピストン８の作用面に作用する圧力P_aが
充分大きくなるときにのみ、制御ピストン８が閉
鎖位置から離れることができる。

第９図の実施例によれば、第１図による実施例
と異なり環状空間は、閉鎖円板８′から遠い方の
端部でハウジング固定の環状面１０′により区画
されている。制御ピストン８が閉鎖位置にある
と、弁座３２と制御ピストン８の細くされた範囲
８″との間の環状断面は制御ピストン８を開くよ
うに圧力の作用を受ける。

特に制動の終了の際付加的作用面８（第１
図、第８図および第９図参照）にかかる圧力を除
くことができるようにするため、可制御弁座開口
弁２に対し並列に図示しない逆止め弁が設けられ
て、接続導管７から分岐管１３への流通を可能に
するが、逆の方向には阻止している。場合によつ
ては弁体１５（第１図、第３図ないし第７図）に
このような逆止め弁を設けることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の概略図、第２図な
いし第７図はその可制御弁座開口弁の異なる実施
例の断面図、第８図および第９図は制御弁の異な
る実施例の断面図、第１０図および第１１図は特
性曲線領域を示す線図である。１……制御弁、２……可制御弁座開口弁、３…
…出力導管、４……入力導管、７……接続導管、
８……制御ピストン、８……付加的作用面、１
５……弁体、１６……弁座、１７……重量体。

Claims

【特許請求の範囲】１ブレーキの前に接続される制御弁の弁体とし
て設けられる制御ピストンが、制御弁の入力側に
作用する液圧または空気圧または機械的予荷重を
その開放方向に受け、また制御弁のブレーキ側ま
たは出力側に作用する液圧または空気圧をその閉
鎖方向に受け、入力側圧力の特定の限界値以上
で、制御弁が出力側圧力を入力側圧力に対して減
少または制限し、この限界値を車両荷重に関係し
て制御するため、制御ピストンまたはこれに連結
される部分にある付加的な作用面が、入力側で分
岐しかつ車両の制動減速の際慣性力の影響を受け
る弁を持つ液圧または空気圧接続通路を介して、
制御弁を開く方向に液圧または空気圧を受けるも
のにおいて、慣性力の影響を受ける弁２が、入力
側圧力P_Sをその開放方向に受け、車両の制動減速
度にほぼ比例して慣性力をその閉鎖方向に受ける
ことを特徴とする、車両の液圧または空気圧ブレ
ーキの制動力を減速度に関係して制御または制限
する装置。２制動減速の際生ずる慣性力を利用するため慣
性力の影響を受ける弁２の弁体１５が、車両縦方
向において開放位置と閉鎖位置の間を移動可能な
重量体１７として構成されていることを特徴とす
る、特許請求の範囲第１項に記載の装置。３慣性力の影響を受ける弁２が軽い弁体１５を
もち、制動減速の際生ずる慣性力を利用するた
め、この弁体１５が車両縦方向に移動可能な重量
体１７により閉鎖方向に荷重をかけられているこ
とを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の
装置。４弁体１５と重量体１７との間にばね素子３１
が設けられていることを特徴とする、特許請求の
範囲第３項に記載の装置。５重量体１７が走行方向に運動可能な振り子２
５として設けられていることを特徴とする、特許
請求の範囲第３項または第４項に記載の装置。６振り子軸線と振り子２５の重心との間隔が、
振り子軸線と振り子２５への弁体１５の連結点と
の間隔より大きいことを特徴とする、特許請求の
範囲第５項に記載の装置。７慣性力の影響を受ける弁２の閉鎖力が電気的
に制御可能であることを特徴とする、特許請求の
範囲第１項に記載の装置。８閉鎖力が可変電圧を印加可能な電磁石コイル
により発生可能であることを特徴とする、特許請
求の範囲第７項に記載の装置。