JPH04500187A - ケージ形テア圧力ばねを備えたブレーキ用の比例制御弁 - 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】 ｌ：；〕２・−ア　番′ね　太ヒ」：」訓二几引１す本発明は、流体圧力ブレー キ装置用の比例制御弁（プロボー−７ヨニング制御弁）に関する。

これまでにも、重量物運搬用トラクタートレーラ車両の制御に使用されているよ うな強力流体圧力ブレーキ装置用の比例制御弁が提冨されている。米国特許第４ ．７２５．１０１号には、トラクタートレーラ連結車両のトラクタ部分の後輪ブ レーキを制御する比例制御弁が開示されている。この比例制御弁は比例機構を有 しているが、この比例機構は、トラクタとトレーラとが連結車両として使用され るときには作動セーす、従って、通常の使用時ｔこは全ブレーキ圧力（全制動圧 力）がトうフタの後輪ブレーキに伝達されるようにしている。しかしながら、特 別な制御ポートがトラクタ保護弁にｉ！通していて、トラクタをトレーラから分 離したときに：＄比例機構が作動し、比例ブレーキとして＠能する。従って、） ・ラクタがｒ切り尾コモードじｂｏｂｔａＮ”−ｏｄｅ）で作動するときには、 トラクタの後輪ブレ・−キに伝達される圧力が比例的に河少する。

また、比例機構は、サービスリザーバ（配給リザーバ）内の圧力が低下した場合 に、このサービスリザーバの圧力に応答（、て比例効果を低下させる働きも有し ている。

通常、トラクタは、貨物を載せた引１−−ラの夛引に使用されるため、比例効果 は長時間Ｉ、こね−二って使用されることがない。中継弁（すｋ　−、＃）内の 比例とスト〉・（該比例ピストンは、比例効果が記・９な吉きｌｘ：流体圧力を 比例伝達する）は、該比例ピストンがハウジング内で移動するｉ；■こ、成る圧 力１．−ヘルを発生することが要求される。これは、比例ピストンにより支持さ れたシールと・＼ウジングの壁との係合にＪ、り生しるノール摩擦があるからで ある。

比例ピストンは長時間にわたって作動しないため、この引離し摩擦力（ｂｒｅ、 ｖｋａｗａｙ　ｆｒｉｃｔｉｏｎ）はかなり大きくなる。また、大気温度が低い と、ハウジングの壁からピストンを緩めるのに要する引離し力も大きくなる。従 って、比例ピストンの流体圧力応答面積をかなり大きぐして、必要な引離し力庖 容易に発生できるようＶ設計するのが普通である。しかしながら、この大型比例 ピストンのように大きな構成部品は、ハウジングを太き（する必要があり、この ため、車両への弁の取付けが困難になる。従って、弁ハウジングをできる限り小 さくすると同時に、比例効果が必要な場合には比例ビスｌ−ンに対して信用でき る引離し力を加えることができるようにすることが望まれている。

本発明によれば、従来技術の設計によるものよりも比例中継弁を小さくすること が可能である。小さな比例ピストンを使用し７ている出はいえ、テア（玉貸）圧 、力ばね（ｔａｒｅ　、＝γｅｓｓｕｒｅ　５ｐｒｉｎε・１咳テア圧力ばねは 、所定のテア圧力が車両のブレーキに連通し、てブレーキがｌ′ラム点係合でき るようになるまで、比例ピストンの移動を防止する）の力が、ピストンがハウジ ングの壁から離れるまでは２．比例ピストンに作用し、なくなる。従って、比例 ピストンが僅かな距離を移動するまで、テア圧力ばねの力により妨げられること 】Ｊく、流体圧力の全力が比例ビス１ンに竹−用する。前記僅かな距離とは、ｕ 二個弁部材を閉−５る（従−１て比例ピスト・を通ろ連通を妨げる）には不充分 な距離である１、従−１て１、−の引５１力は、テア圧力ばねにより妨げシ・ね ることなく発生する。従−）で５、：のようｔこ構成１．７ない場合ζこはピス トンの全体サイズ４大きくする必要があるけれども、本発明のＬ：紀構成により ビストシの全体サイズを小さくすることができる。

本発明のこの利点及び他の利点は、添付図面に関連する以下の説明により明らか になるであろう、添付図面は、本発明に従って作られた比例中継弁の断面図であ る。

図面には比例中継弁の全体が番号１０で示されている。この比例中継弁１０はハ ウジング１２を有しており、該ハウジング１２１、ｉ、全体を番号１４で示す中 継セクションと、全体を番号１６で示す比例制御セクションとを偵えている。中 継セクション１４はハウジン・グ１２内に形成されたボア１８を備えてお２つ、 該ボア１８は、慣用的な中継ピストン２０を摺動自在に受け人わ２ている。

ドア１８は、中継ピストン２０により、その両側のセクション２２．２４に分割 さねている。後述のように、セクション２２は、比例制御セクション１６を介し てサービスポート（配給ポート）２６に連結さねており、セクション２４はデリ バリポート（分配ポート）　２８に連通している。また、中継セクション１４は 、ハウ＞　７　ヶ’　１２内に摺動自在に取り付けられたボベフト部材３０を備 スており、該ボベ、・ｌ・部材３０は、ばね３４により、円周方向に延びこいる 弁座領域３２とソール係合をなすように押圧されている１、また、中継ピストン ２０は円周方向に延びている弁座領域３６Ｓｌ−支持している。該弁座領域３６ は、ボベ、ト部材３０と係合してセクンづン２４と排出ボート３８との間の連通 を制御する。サプライボート　〈供給ポート）４０は適当なサービスリザーバに 連通しており、デリバリポート２８は車両のブレーキ作用をするブレーキ千ヤン ハ（−示せず）に連通しており、更に、サービスポート２６は作業者が操作する 足踏み操作弁に連通している。

サービスポート２６は、全体を番号４２で示ｒ？ｉｔ路を介してセクション２２ に連通している。流路４２は通路４４を備えており、。

該通路４４は、全体を番号４６で示すで、速解除弁（クイックリリース弁）を介 して、サービスポート２６をチャンバ４日に連通させるようになっている。急速 解除弁４６は、サービスポート２６の圧力レベルが急速に降下したときには、チ ャンバ４８を大気に連通させるけれども、そうでないときには、通路４４とチャ ンバ４８との連通を可能にしている。サービスポート２６の圧力降下がゆっくり 行われる場合には、入口シートのスロット４７を通って空気が流れるために完全 連通が可能になり、圧力差（この圧力差は好ましくないものである）が生じるこ とはない。また、流路４２は、全体を番号５２で示す慣用的な面積差比例ピスト ンを通って実質的に同心状に延びているボア５０によっても形成されている。面 積差比例ピストン５２は、チャンバ４８内の流体圧力レベルに応答する小径端部 ５４と、これとは反対側の大径端部５６とを有しており、咳大径端部５６は、通 路６０を介してセクション２２に連通している出口チャンバ５８内の流体圧力レ ベルに応答する。大径端部５６はチャンバ５８内の流体圧力に応答し、小径端部 ５４は、二次比例ピストン６６の小径端部６４内に形成されたボア６２内に受け 入れられている。二次比例ピストン６６の大径端部６８は、ハウジング１２の壁 の肩部７０と協働して、これらの間に制御チャンバフ２を形成している。咳制ｊ ′Ｂチャンノ１７２は、通路７４を介してサプライポート４０に連通している（ 従って、該サプライボート４０が連結されているサービスリザーバに連通してい る）。

二次比例ピストン６６の小径端部６４は、比例ピストン５２の大径端部５６と小 径端部５４との間の肩部７６と協働して、二次比例ピストン６６の小径端部６４ と肩部７６との間に制御チャンバ７８を形成している。制御チャンバ７８は制御 ポート８０に連通しており、該制御ポート８０はトラクタ保護弁（図示せず）に 連通し２ている。トラクタ保護弁は、連結車両のトラクタ部分のブレーキＶｉａ とトシ・−ラ部分のブレーキ装置との間のインターフェース（接Ｕ＞　を形成し ている。トラクタ部分のブレーキ装置とトレーラ部分のブ１）−キ装置とを連結 するとき、制御ポート８０を介しＣ流体圧力が制御チャンバ７８に連通ずるけれ ども、トラクタが「切り尾」モードで作動していて、トラクタのブレーキ装置が トレーラのブレーキ装置から分離されているときには、制御ポート８０　（従っ て制御チャンバ７８）は大気に連通した状態（入ント状態）になる。トラクタが トレーラに連結された状態の連結車両の通常の作動時における制御チャンバフ８ 内の圧力は、通常、比例ピストン５２０大径端部５６を、チャンバ５８内に形成 された衝合部８４と係合させた状態に維持し、かつ、制御チャ゛・ハフ２内の圧 力と協働して、二次比例ピストン６６を、チャンバ４８内に形成さねた衝合部８ ６と係合させた状態に維持するのに充分な大きさである。

比例ピストン５２内に形成されたボア５０は、チャンバ４８と、比例ピストン５ ２の大径端部５６内に形成されたキャビティ８８とを連通さゼている。キャビテ ィ８８内には弁部材９０が摺動自在に受け入れられており、該弁部材９０は、キ ャビティ８８内に突出している延長部９２とソール係合するようにばね９１ムこ よって押圧さｎている。延長部９２内には排出通路９４が形成されており、該排 出通路９４は排出ポート９６に連通している。更に、比例ビス１弓・′５２は、 半径方向内方乙こ突出しておりかつ円周方向に延びている弁部材保合座（弁座） ９８を備えている。〕の弁座９８は、比例ピストン５２が衝合部８４と係合する とき、弁部材９０から距離ｄだけ間隔を隔てられる、チャシバ４８内にはケージ 部材１００が摺動自在に取り付けられており、該ケージ部材１００は、チャンバ ４８と二次比例ピストン６６のボア６２との間で二次比例ピストン６６に形成さ れた肩部１０２に対し、ばね１０４により弾性的に押圧されている。

ブレーキを掛けると、ケージ部材１００は比例ピストン５２の小径端部５４との 間にギャップｇを形成するようにして、該小径端部５４と協働する。このギャッ プｇは、弁座（弁保合座）９８と弁部材９０との間に形成される距離ｄよりもか なり小さい。ケージ部材１００には孔１０６が貫通しており、これにより、流路 ４２を通る流体が、妨げられることがないようにしてケージ部材１００を通り得 るようにしている。

作動に際し１、トラクタのブレーキ装置とトレーラのブレーキ装置とが互いに連 結されていて、制御チャンバ７８に連通している制御ポート８０に所定の圧力レ ベルを確保する必要があるものと仮定すると、比例ピストン５２は衝合部８４に 当接した状態に保持され、かつ二次比例ピストン６６は衝合部８６に当接した状 態に保持されるであろう、従って、ブレーキを掛けると、流体の、妨げられるこ とのない大量の流れが、サービスポート２６から流路４２を通って中継ピストン ２０の上方の、ボア１８のセクション２２内へと流入する。このため、セクショ ン２２内の圧力により、中継ピストン２０が図面で見て下方に押され、これによ り、弁座領域３６がポベフト部材３０と係合ｊ、、ボア１８のセクション２４と 排出ボート３８との連通が遮断されて、サプライボート４０との連通が開始され る。デリバリポート２８は上記のブレーキチャンバに連通しているので、サプラ イボート４０とボア１８のセクション２４との連通の開始によりブレーキが作動 する。もちろん、この状態において、ケージ部材１．００は肩部１０２に当接し た状態に維持され、かつ弁部材９０は延長部９２の端部に当接した状態１．こ維 持されていて、流路４２と排出ポー［９６との連通が遮断されている。ブＬ・・ −キを纒めると、流路４２及びセクション２２内の圧力レヘルが、排出ポート９ ６を介して大気に連通した状態になる。

ｉ−ラクタのブレ−キ作用とトレーラのブレ−キ作用とが分離されると、制御ボ ー１−８０及び制御子ヤンハ７８が大気に開放され、比例ピストン５２が自由に 移動できるようになる。しかしながら、二次比例ピストン６６は、上記リザーバ からの制御チャンバフ２内の圧力によって図示の位置に保持される。比例ピスト ン５２の小径端部５４と大径端部５６との間の面積差が制御ボート８０を介して 大気ムこ連通されるため、比例ビス）　）’　５２０両端部５４．５Ｇには実質 的に同し流体圧力レベルが作用するけれども、比例ビス［ン５２の両側には異な る大きさの力が作用する。この差力（力の大きさの差〉は、大きな有効面積の大 径端部５６に対して流体圧力が作用することにより得られる力の方が、小さな有 効面積の小径端部５４に流体圧力が作用することにより得られる力よりも大きい という事実によって生じるものである。従って、比例ピストン５２は図面で見て 右方向に移動する。ギヤノブｇを閉じる比例ピストン５２の初期運動が、ばね１ ．０４の力によって妨げられることはない。従って、比例ピストン５２の両側に 作用ｊる差力が、比例ピストン５２により支持さＨｌ、たシールにより生しる摩 擦力に打ち勝つことができる。前述のように、このギヤ、プｇは、弁座９８と弁 部材９０との間の距離ｄよりも小さい。従って、弁座９８と弁部材９０との係合 により流路４２を通る連通が遮断される前に、比例ピストン５２がケージ部材１ ００と係合する。

ばね１０４は比較的弱いばねである。すなわち、このばね１０４は　セクション ２２の流路４２内に充分な圧力が発生するまでの間のみ比例ピストン５２の移動 を妨げ、ブレーキドラム（図示→±ず）に対し対応ブレーキシュー（図示せず） を押し付けるだけの非常に小さなブレーキ作用を生じさせるに過ぎない。比例ピ ストン５２は、流路４２内の流体圧力レヘルが上昇し、比例ピストン５２０両側 の差力が充分に大きくなって、ばね１０４の力に打ち勝つようになるまでこの位 置に維持される。・−のことが起、−ると、比例ピストン５２はケージ部材１０ ０を肩部１０２から離れる方向に押ニアやる。、−れにより、弁座９８と弁部材 ９０とが係合し、当業者に良く知・）れた方法で流路４２を通る比例連通が達成 される。従って、弁部材９０の下流側には、弁部材９０の上流側で流路４２内に 生しる流体圧力レベルより小さな流体圧力レベルが比例的ｔ、こ確立される。ブ レーキを緩めると、セクション２２内の圧力レー２ルか、これも当業者二二良く 知られた方法で通路９４及び排出ボー［９６を通って大気に連通されるため、比 例的に低下される。

制御チャンバ７２が廿ブライボート４０に連ｉ！ｉ（従って、７１／−キリザー パ内の圧力レベルに連通）しているため、二次比例ピストン６６は、後部サービ スリザーバ内に圧力損失がある場合に、サービスポート２６の圧力と、制御チャ ンバ７２に連通している後部サービスリザーバ内の圧力レベルとの間の圧力差に 応答して作動する。制御チャンバ７２内の圧力レベルが、所定の比率以上に、サ ービスポート２６での圧力レベル以下に低下すると、二次比例ピストン６６が押 されて比例ピストン５２の肩部７６と係合する。これにより、両比例ピストン５ ２．６６は、大きな有効面積をサービスポート２６での圧力レヘルに曝し、かつ 小さな流体圧力レベルをセクション２２内の通路６０内の弁部材９０の下流側の 流体圧力に曝して、単一ピストンとして連帯して移動する。

従って、米１特許第４，７２５．１０１号により完全に説明されているように、 サービスポート２６での流体圧力が引き続き増大するため、セクション２２内の 圧力レベルがサービスポート２６での圧力Ｌ／ベベル再び等しくなるまで、セク ション２２内の流体圧力を、づ−ビスポー）２６に生じる圧力レヘル以上に比例 的ムこ増大させ、その後、サービスポート２６とセクション２２との間には、妨 げられることのない連通が再び可能乙こなる。

国際調査報告

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．サービスポート、サプライポート及びデリバリポートを備えたハウジングと 、前記サービスポートでの流体圧力レベルの関数として前記サプライポートとデ リバリポートとの間の連通を制御する中継手段と、前記ハウジング内に、前記サ ービスポートと中継手段とを連通させる流路を形成する手段と、前記流路内の比 例弁手段であって、前記サービスポートと中継手段とを比例流体連通させて、前 記サービスポートでの流体圧力レベルに比べ比例的に低い流体圧力レベルを前記 中継手段内に確立する比例弁手段とを有しており、該比例弁手段が、前記流路内 に摺動自在に取り付けられた比例ピストン及び前記流路内の弁部材を備えており 、前記比例ピストンが、前記弁部材と協働して前記流路を通る連通を比例させる 弁係合手段と、前記弁部材に対して前記弁係合手段を制止しておく位置に前記比 例ピストンを押圧するテア圧力ばねとを備えており、前記ボア内に設けられた協 働手段であって、前記比例ピストンが前記弁部材の所定距離内に前記弁係合手段 を移動させるまで、前記テア圧力ばね及び比例ピストンと協働して、前記比例ピ ストンに対する前記テア圧力ばねの押圧力を制止しておく協働手段を更に有して いることを特徴とする流体圧力ブレーキ装置の比例制御弁。
2. ２．前記協働手段は、前記弁係合手段が弁部材と係合する前に、前記テア圧力ば ねの押圧力が前記比例ピストンに作用できるようにしていることを特徴とする請 求の範囲第１項に記載の比例制御弁。
3. ３．前記協働手段が、前記流路内のケージ部材及び停止手段を備えており、前記 テア圧力ばねが、前記ケージ部材を押圧して前記停止手段と係合させており、前 記比例ピストンは、該比例ピストンが前記弁部材の所定距離内に前記弁係合手段 を移動させたときに前記ケージ部材と係合し、前記比例ピストンは、前記弁係合 手段が前記弁部材の前記所定距離内に移動するまで、前記テア圧力ばね及び前記 ケージ部材の両方に係合しないことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の比例 制御弁。
4. ４．前記比例弁手段が、前記比例ピストンと協働する二次ピストンを備えており 、前記流路が前記二次ピストンを貫通して延びており、前記ケージ部材が前記二 次ピストン内に摺動自在に取り付けられていることを特徴とする請求の範囲第３ 項に記載の比例制御弁。
5. ５．前記比例ピストンが１対の岡端部及び該比例ピストン内のキャビティを形成 しており、前記弁部材が前記キャビティ内に摺動自在に取り付けられており、前 記弁係合手段が前記弁部材と係合できるように前記キャビティ内に突出しており 、前記比例ピストン内に形成された通路手段を備えており、該通路手段が、前記 キャビティを前記比例ピストンの前記両端部に連通させて前記比例ピストンを貫 通する前記流路のセクションを形成していることを特徴とする請求の範囲第３項 に記載の比例制御弁。
6. ６．前記ハウジングが、排出ポートと、該排出ボートに連通しておりかつ前記弁 部材と係合できるように前記比例ピストンの一端を通って前記キャビティ内に突 出している排出通路形成手段とを備えており、該排出通路形成手段は、前記弁係 合手段が前記排出通路形成手段から離れる方同に前記弁部材を押圧するとき、前 記キャビティと前記排出ポートとを連通させることを特徴とする請求の範囲第５ 項に記載の比例制御弁。
7. ７．前記ハウジングが、前記比例ピストンの前記一端と係合できるように前記流 路内に突出している突出手段を備えており、前記比例ピストンの他端部は、該比 例ピストンか前記弁係合手段を前記弁部材の前記所定距離内に移動するとき前記 ケージ部材と係合し、前記比例ピストンの前記他端部は、該比例ピストンの前記 一端が前記突出手段と係合するとき前記ケージ部材と係合して該ケージ部材との 間に所定のギャップを形成することを特徴とする請求の範囲第６項に記載の比例 制御弁。
8. ８．前記比例ピストンは、前記突出手段との係合位置と、前記弁係合手段が前記 弁部材と協働して前記流路を通る連通を比例さセる位置との間の所定距離を移動 し、該所定距離は前記所定ギャップより大きいことを特徴とする請求の範囲第７ 項に記載の比例制御弁。
9. ９．前記ハウジングが制御圧力ポートを備えており、前記比例ピストンが、前記 比例ピストンを前記突出手段と係合した状態に維持すべく、前記制御圧力ポート での圧力レベルに応答する手段を備えていることを特徴とする請求の範囲第８項 に記載の比例制御弁。
10. １０．前記比例ピストンが１対の両端部を形成しており、前記ハウジングが、前 記比例ピストンの一端と係合できるように前記流路内に突出している突出手段を 備えており、前記比例ピストンの他端部は、該比例ピストンが前記弁係合手段を 前記弁部材の前記所定距離内に移動するとき前記ケージ部材と係合し、前記比例 ピストンの前記他端部は、該比例ピストンの前記一端が前記突出手段と係合する ときに前記協働手段と協働して該協働手段との間に所定のギャップを形成するこ とを特徴とする請求の範囲第１項に記載の比例制御弁。
11. １１．前記比例弁手段が前記比例ピストンと協働する二次ピストンを備えており 、前記流路が前記二次ピストンを貫通しており、前記ケージ部材が前記二次ピス トン内に摺動自在に取り付けられていることを特徴とする請求の範囲第１０項に 記載の比例制御弁。
12. １２．前記比例ピストンは、前記突出手段との係合位置と、前記弁係合手段が前 記弁部材と協働して前記流路を通る連通を比例させる位置との間の所定距離を移 動し、該所定距離は前記所定ギャップより大きいことを特徴とする請求の範囲第 １０項に記載の比例制御弁、
13. １３．前記ハウジングが制御圧力ポートを備えており、前記比例ピストンが、前 記比例ピストンを前記突出手段と係合した状態に維持すべく、前記制御圧力ポー トでの圧力レベルに応答する手段を備えていることを特徴とする請求の範囲第１ ０項に記載の比例制御弁。
14. １４．前記比例ピストンが１対の両端部及び該比例ピストン内のキャビティを形 成しており、前記弁部材が前記キャビティ内に摺動自在に取り付けられており、 前記弁係合手段が前記弁部材と係合できるように前記キャビティ内に突出してお り、前記比例ピストン内に形成された通路手段を備えており、該通路手段が、前 記キャビティを前記比例ピストンの前記両端部に連通させて前記比例ピストンを 貫通する前記流路のセクションを形成していることを特徴とする請求の範囲第１ 項に記載の比例制御弁。