JPS6030580B2 - 車両用二系統油圧ブレ−キシステムの圧力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、互に独立した二つの配管系統を備えた車両用
油圧ブレーキシステムの圧力を制御する装置に関するも
のであり、特に車両の後輪プレーキのアクチユエータで
あるリヤホイールシリンダの圧力を制御する圧力制御装
置に関するものである。

従来の技術 車両用二系統ブレーキシステムは、車両の前輪および後
輪にそれぞれ設けられたホイールシリンダに対してマス
クシリンダの互に独立した二つの加圧室において発生さ
せられる制動圧力をそれぞれ伝達する二つの互に独立し
た配管系統を備えるように構成される。

そして、このようなブレーキシステムにおいてリヤホイ
ールシリンダの圧力をマスタシリンダの圧力の上昇率よ
り低い率で上昇するように制御するプロポーショニング
バルブを用いることが一般的に行われている。しかし、
プロポーショニングバルブを備えた二系統油圧ブレーキ
システムにおいて、そのプロポーショニングバルプによ
って圧力を制御される側とは反対側の系統の圧力が故障
によって上昇しなくなった場合（以下、単に一系統破損
時という）には、車両全体としての制動力が低下するた
め正常な側の系統のリャホィールシリンダの圧力を低く
抑えてしまうプロポーショニングバルブは無い方がよい
こととなる。

そこで、特公昭５０−１７６１６号公報には、一系統破
損時にブロポーショニングバルブの圧力制御動作を阻止
する装置を設けることが提案されている。

これは、プロポ−シヨニングバルブのリヤホィールシリ
ンダ圧力を制御する作動をなす第一ピストンの圧力制御
動作に要する移動量よりも大きい間隙を隔てて第一ピス
トンの一端に対向する小窪部と、その小軽部に連続して
形成され、小径都側の第一受圧面とその反対側に形成さ
れた第一受圧面より面積の大なる第二受圧面とを備えた
大蚤部とを有する第二ピストンを設け、その第二ピスト
ンをスプリングによって常時前記第一ピストンから離隔
する方向に付勢するとともに、前記第二受圧面には前記
プロポーショニングバルプによって圧力を制御される配
管系統のマスタシリンダ圧力を、また第一受圧面には別
の配管系統の圧力をそれぞれ作用させ「かつ二つの配管
系統が共に正常である状態では第二ピストンが作動せず
、一系統破損時には第一ピストンの制御動作開始圧力よ
り低い圧力で第一ピストンに当俵するようにしたもので
ある。このようにすれば、一系統破損時には第二ピスト
ンが第一ピストンに当接してその圧力制御動作を阻止す
るため、正常な側の系統のリャホイールシリンダにはマ
スタシリンダ圧力がそのまま伝達されることになり、一
系統の破損による制動力の低下が補われることとなる。

発明が解決しようとする問題点 しかし、上記第二ピストンは、万一、一系統が故障した
場合のみ作動するものであって「実際には殆ど作動する
ことがない。

これは単にもったいないことであるばかりではなく、長
期間に亘つて第二ピストンが全く作動しなければ鈴付き
やシール部材の固着等が発生し易く、望ましいことでは
ない。しかも、上記圧力制御装置は二系統が共に正常で
ある状態では通常のプロポ−ショニングバルプと同様の
作用をなすものであって、圧力制御特性線図が一度折れ
曲がるのみのものであるために、常用圧力範囲における
後輪ブレーキの制動力を十分高くしようとすると高い圧
力範囲において後輪ロックが生じ易くなるという問題が
あった。

本発明は、このような事情に鑑みて、従来は一系統破損
時にのみ作動するようにされていた第二ピストンを二系
統が共に正常である状態においても作動するものとする
ことにより、前記錆付きやシール部材の固着等に問題を
解決し、しかも常用圧力範囲における制動力を十分高め
得るようにすることを目的として為されたものである。
問題点を解決するための手段 すなわち、本発明は、前記第二ピストンが一系統破損時
に前記第一ピストンの制御動作開始圧力より低い圧力で
前記第一ピストンに当援するとともに、二つの配管系統
が共に正常である状態では前記第一ピストンの制御動作
開始圧力より予め定められた一定圧力だけ高い圧力にお
いて前記第二ピストンが前記小径部側へ移動して前記第
一ピストンに当援するように、前記スプリングの弾性力
および前記第二ピストンの第一および第二受圧面の大き
さを選定したことを特徴とするものである。

作用および効果 このようにすれば、一系統破損時において第二ピストン
が第一ピストンに当接して第一ピストンの圧力制御動作
を抑制し、リャホィールシリンダに二系統が共に正常で
ある時より高い圧力が供給されて一系統破損による制動
力低下が補われるとともに、二系統が共に正常な状態に
おいても第二ピストンが作動し、有効な作用をなすこと
となる。

すなわち、マスタシリンダの圧力が第一ピストンの制御
動作開始圧力より予め定められた一定圧力だけ高くなっ
た場合に第二ピストンが小径部側へ移動して第一ピスト
ンに当接し、それ以後は第一ピストンが第二ピストンを
押し戻しつつ圧力制御動作を行うことが必要となって、
マスタシリンダ圧力の上昇に対するリャホイールシリン
ダ圧力の上昇率がそれまでより大きくなるのである。つ
まり、本発明に係る圧力制御装置の制御特性線図は２箇
所において折れ曲がることとなり、それによって後輪ロ
ックを良好に回避しつつ常用圧力範囲における制動力を
十分に高めることが可能となるのである。また、第二ピ
ストンはいまいま作動することとなるため、前述のよう
な錆付きやシール部材の固着も良好に回避される。

実施例 以下本発明の一実施例を示す図面に基いて更に詳細に説
明する。

第１図において、１はタンデム形のマスクシリンダであ
り、図示しないブレーキペダル等の操作機構が操作され
るとき、第一および第二の加圧室において独立に二系統
の制動圧力を発生する。

第一加圧室で発生させられた圧力は管路２によって左右
の前輪に設けられたフロントホイールシリング３，３′
に導かれる。一方第二加圧室で発生させられた圧力は管
路４によって圧力制御装置１０のハウジング１１に設け
られた第一ボート１１ａに導かれ、更に第二ボート１１
ｂから管路５を経て、左右の後輪に設けられたりャホィ
ールシリンダ６，６′に導かれる。すなわち本実施例の
配管系統はいわゆる前後二系統式となっている。圧力制
御装置１０は、プロポーショニングバルブ部１０ａと、
これの作動を制御する制御部１０ｂとから構成されてい
る。プロポーショニングバルブ部１０ａは、一端部に弁
子１２を固設された第一ピストン１３と、弁子１２と英
働してバルブ作用をなすバルブシート１４と、弁子１２
がバルブシート１４から離隔する向きに第一ピストン１
３を常時付勢する第一スプリング１５とを有し、マスタ
シリンダ１の圧力が低い間はこれをそのままリャホイー
ルシリンダ６，６′に伝達し、マスタシリンダ圧力が設
定値を超えて上昇するときは、リャホイールシリンダ圧
力の上昇率をマスタシリンダ圧力の上昇率より低く制限
する制御作用を為す部分であり、通常のプロポーショニ
ングバルブと同様のものである。また１６はプラグであ
り、ハウジング１１に螺合されて、第一油室１７および
第二油室１８を形成するとともに、第一ピストン１３の
ストツパをも兼ねている。第一ピストン１３の弁子１２
を固設された側と反対側の端部は、ハウジング１ １の
中央部に形成された空気室１９に臨まされているが、こ
の空気室１９において、制御部１０ｂの第二ピストン２
１が、第一ピストン１３に対向させられている。

第二ピストン２１は中央部に形成された大蓬部２１ａの
両端面に、それぞれ第一および第二の小径部２１ｂ，２
１ｃを突設した段付ピストンであって、第一小径部２１
ｂが前記第一空気室１９内において、第一ピストン１３
の端部と間隙６を隔てて対向させられるとともに、第二
小径部２１ｃが、ハウジング１１に螺合されたプラグ２
２内に形成された空気室２３に臨まされている。第二ピ
ストン２１は第二スプリング２４によって、第一ピスト
ン１３から遠ざかる向きに付勢されているが、大蓬部２
１ａがプラグ２２の端面に当接することによって、一定
以上の移動を阻止されている。そして第一ピストン１３
と第二ピストン２１との間隙６は、両ピストンとスプリ
ング１５，２４によって最も離隔させられた状態におい
て、第一ピストン１３が圧力制御動作を為すに要する移
動量、すなわち弁子１２のバルブシート１４からのＩＪ
フト量はよりも僅かに大きくなるように決定されている
。第二ピストン大径部２１ａの両側にはそれぞれ第三油
室２５および第四油室２６が形成されており、第三油室
２５には管路７および第三ボート１１Ｃを経て、マスタ
シリンダ１の第一加圧室の圧力が導かれ、第四油室２６
には管路８および第四ボート１１ｄを経て第二加圧室の
圧力が導かれている。

第二ピストン２１の第一づ・径部２１ｂの直径は、第二
小径部２１ｃの直径より大きくされており、従って第二
ピストン２１を第一小径部側に形成される第一受圧面２
１ｄの面積は、第二小軽部側に形成される第二受圧面２
１ｅの面積より小さくなっている。なお、３１，３２，
３３，３４はそれぞれシールリングであり、３６，３７
はパツキンである。以上のように構成された圧力制御装
置１０の作動を、二系統正常時と一系統破損時とに分け
て説明する。

ただし、説明中に使用する各記号はそれぞれ以下のもの
を示すものとする。Ｓ，：弁子１２の横断面積 Ｓ２：第二ピストンの第一小径部２１ｂおよび第一ピス
トン１３の穣断面積Ｓ：第二ピストン大径部２１ａの横
断面積Ｓ４：第二ピストンの第二小窪部２１ｃの横断面
積Ｆ，：第一スプリング１５のセット荷重 Ｆ２：第二スプリング２４のセット荷重 Ｐｍ，：マスタシリンダ１の第一加圧室圧力Ｐｍ２：マ
スタシリンダ１の第二加圧室圧力ＰＭ：リヤホイールシ
リンダ６，６′の圧力Ｐｏ：プロポーショニングバルブ
部１０ａが単独で圧力制御動作を開始する圧力さて、二
系統正常時に、図示しないブレ−キ操作機構が操作され
）ば、マスタシリンダ１の二つの加圧室には同じ高さの
制動圧力が発生する。

この圧力が低い間は、第一ピストン１３および第二ピス
トン２１は共に第１図に示した位置にあって作動せず、
マスタシリンダ圧力Ｐｍ，，Ｐｍ２はそのままフロント
ホイールシリンダ３，３′およびリャホィールシリンダ
６，６′に伝達される。しかしマスタシリンダ圧力がＰ
ｏに達すると第一ピストン１３が良く知られた圧力制御
動作を開始し、フロントホイールシリンダ３，３′には
マスタシリンダ圧力がそのまま伝達されるのに対して、
リャホィールシリンダ６，６′にはそれより低い圧力が
伝達されるようになる。しかし、第二ピストン２１の横
断面積と第二ピストン２４のセット荷重は次式Ｐｏ．（
Ｓ２一Ｓ４）くＦ２ を満足するように決定されているため、この時点になっ
ても作動を開始しない。

従ってこの時点における第一ピストン１３の力の釣合し
、は次式Ｐ叫，（Ｓ，一Ｓ２）十Ｆ，ー日の・Ｓ，ニ０
で表わされ、リャホィールシリンダ圧力Ｐｗｒは第２図
において、次式ＰＭ＝Ｓ寿Ｓ２．肌＋亭主 で表わされる直線ＡＡ′に沿って上昇することとなる。

更にマスタシリンダ圧力Ｐｍ，，Ｐｍ２が上昇し、Ｐｍ
２・（Ｓ３一Ｓ４）一Ｐｍ，（Ｓ３一Ｓ２）＞Ｆ２とな
ると、第二ピストン２１が第二スプリング２４に抗して
移動し、第一ピストン１３に当接するに到る。この状態
における力の釣合いは次式Ｐ岬・（Ｓ，−Ｓ２）十Ｆ，
−ＰＭ・Ｓ，十Ｐ地．（Ｓ３‐Ｓ４）‐Ｐｍ，．（Ｓ３
‐Ｓ２）‐Ｆ２＝０で表わされ、従ってリャホィールシ
リンダ圧力ｐＭは、第２図において、次式ｐＭ＝６，一
Ｓ沙十（Ｓ３−ＳＪ．ｐｍ２Ｓ， ‐登仙卓 で表わされる直線ＢＢ′に沿って上昇することとなる。

従って、第２図から明らかなように、リャホィールシリ
ンダ圧力Ｐｒｗ‘ま、当初から直線ＢＢ′に沿って上昇
する場合に比較して斜線を施こした三角形に相当する分
だけ高くなり、点Ｂより左方の常用圧力範囲内における
後輪ブレーキの効きが向上させられることとなる。この
常用圧力範囲における制動操作は全制動操作の８０％以
上を占めるものであるからｔ この効果の実用的意義は
極めて大きい。しかもこのようにして後輪ブレーキの効
きを向上させた場合には、リャホィールシリンダ圧力Ｐ
Ｍが良く知られた理想曲線Ｑの上に出て、後輪が一時的
にロック気味となるが、そのまま更にマスタシリンダ圧
力が上昇させられ）ば、勾配の緩やかな直線ＡＡ′に沿
って上昇するりャホィールシリンダ圧力Ｐｗは再び理想
曲線Ｑの下へ入り、後輪ロックは自動的に回避され得る
のである。そして後輪ロックが回避された後には、リャ
ーホイールシリンダ圧力Ｐｒｗ‘ま勾配の急な直線ＢＢ
に沿って上昇するため、高制動圧下における後輪ブレ−
キの効きが蟻性にされることもないのである。次に一系
統破損時の作動を説明する。先ずリャブレーキ系統が破
損した場合について考察する。

リャブレーキ系統が破損した場合には、マスタシリンダ
１の第二加圧室の圧力は上昇せず、第一加圧室の圧力Ｐ
ｍ，のみが上昇する。従って圧力制御装置１０は第三ボ
ート１１ｃに庄油が供蟻給されるのみであり、しかも第
二ピストン２１は第二スプリング２４によって第１図に
示す後退位置に維持されているため、第三ボート１１ｃ
に圧力を加えられても何も動作もしない。従ってマスタ
シリンダ１の第一加圧室から排出された制動油は、圧力
制御装置１０１こおいては全く消費されず、全べて有効
にフロントホイールシリソダ３，３′に供給される。一
方の配管系統が破損した場合には、その分だけブレーキ
ペダルのアイドルスト。−クが増大し、ペダルストロー
クの不足を惹き起し易いため、本実施例におけるように
正常に作動している配管系統において、制動油が無駄に
消饗されないということは非常に望ましいことである。
続いてフロントブレーキ系統が破損した場合について考
察する。

フロントブレーキ系統が破損した場合には、マスタシリ
ンダ１の第一加圧室の圧力は上昇せず、第二加圧室の圧
力Ｐ舷が上昇する。第二加圧室の圧力がＰｏまで上昇す
れば、プロポーショニングバルブ部１０ａの第一ピスト
ン１３が圧力制御動作を開始しようとするが、この時点
には既に制御部１０ｂの第二ピストン２１が、第二スプ
リング２４に抗して移動し、第一ピストン１３に当接し
ている。二系統正常時には第三油室２５に作用させられ
ている第一加圧室圧力Ｐｍ，が「 フロント系統の破損
よって加えられなくなるため、第二ピストン２１がＰｏ
より低い圧力で作動を開始するのである。すなわち第二
ピストン２１の断面積と第二スプリング２４のセット梅
童は次式Ｐｏ・（Ｓ３一Ｓ４）＞Ｆ２ を満足するように決定されているのである。

従って第一ピストン１３が作動するためにはト第二ピス
トン２１をも共に移動させることが必要であり、第一ピ
ストン１３の作動開始圧力がその分だけ二系統正常時よ
り高められるのである。そしてこの場合の力の釣合し、
は次式Ｐ叫，（Ｓ，−Ｓ２）十Ｆ，十Ｐ叫・（Ｓ３−Ｓ
４）一Ｆ２一Ｐｎｗ・Ｓ，＝０で表わされ、従ってリャ
ホィールシリンダ圧力ＰＭは第２図において、次式靴里
−Ｓ−）羊３−Ｓ４） ‐肌だ；２ で表わされる直線ＣＣ′に沿って上昇することとなり、
二系統正常時より遥かに大きい充分な後輪制動力が得ら
れることとなるのである。

本実施例の圧力制御装置１０‘こおいては、以上詳記し
たように二系統正常時においても、フロント系統破損時
においても共に第二ピストン２１が作動させられ、それ
によって両方の場合に極めて理想に近い制動圧力がリャ
ホィールシリンダ６，６′に伝達され、車両はいずれの
場合にも有効にしかも安全に停止させられるのである。

なお付言すれば、以上詳記した実施例は本発明の例示で
あって、本発明はこれに限定されるものではなく、種々
の変形が可能である。例えば、本発明に係る圧力制御装
置１０を第３図に示すように二個使用することによって
、互に対角線上にある一個の前輪と一個の後輪とに設け
られたホイールシリンダ３と同６′、およびホイールシ
リンダ３′と同６をそれぞれ別の配管系統に接続したい
わゆるダイアゴナル配管のブレーキシステムにおいて、
二系統正常時および−系統破損時の両方において理想曲
線に極めて高い精度で近似した特性線を得ることができ
る。

また第４図に示すような前二輪と後一輪とがそれぞれ別
の配管系統に接続される形式のブレーキシステム、第５
図に示すような前輪、後輪とも二重の配管系統を備えた
形式のブレーキシステム等にも同様に本発明を適用する
ことが可能であり、同様の効果を得ることができる。更
に第二ピストン２１の形状も前記実施例のものに限定さ
れるものではない。

すなわち、前記実施例においては「第二ピストン２１の
第一小径部２１ｂの直径を第一ピストン１３と同一にし
てハウジング１１の加工の容易化を図りながら、第二ピ
ストン２１の第一受圧面２１ｄと第二受圧面２１ｅとが
所定の条件を満足するようにしたために、第二小径部２
１ｃが必要であったが、第二ピストン２１の第一小軽部
２１ｂの直径は必ずしも第一ピストン１３の直径と等し
くする必要はなく、この場合には第二ピストン２１の第
二小径部２１ｃを省略することも可能なのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を、配管系統の回路図ととも
に示す正面断面図である。 第２図は第１図に示した装置の作動特性を示すグラフで
ある。第３図、第４図および第５図は本発明のそれぞれ
の別の実施例を略図的に示す平面図である。１：マスタ
シリンダ、３，３′：フロントホイールシリンダ、６，
６′：リヤホイールシリンダ、１０：圧力制御装置、１
１：ハウジング、１２：弁子、１３：第一ピストン、１
４：バルブシート、１５：第一スプリングト１９，２３
：空気室、２１：第二ピストン、２１ａ：大径部、２１
ｂ：第一小径部、２１ｄ：第一受圧面、２１ｅ：第二受
圧面、２４：第二スプリング、２５：第三油室、２６：
第四油室。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 車両の前輪および後輪にそれぞれ設けられたホイー
   ルシリンダに対して、マスタシリンダの互いに独立した
   二つの加圧室において発生させられる制動圧力をそれぞ
   れ伝達する二つの互いに独立した配管系統と、それら配
   管系統の少なくとも一方に設けられて前記マスタシリン
   ダの圧力が所定値を超えて上昇するとき前記後輪に設け
   られたリヤホイールシリンダの圧力を該マスタシリンダ
   の圧力の上昇率より低い率で上昇するように制御するプ
   ロポーシヨニングバルブとを備えた車両用二系統油圧ブ
   レーキシステムにおいて、 前記プロポーシヨニングバ
   ルブの前記リヤホイールシリンダ圧力を制御する作動を
   なす第一ピストンの圧力制御動作に要する移動量よりも
   大きい間隙を隔てて該第一ピストンの一端に対向する小
   径部と、該小径部に連続して形成され、該小径部側の第
   一受圧面と該第一受圧面の反対側に形成された該第一受
   圧面より面積の大なる第二受圧面とを備えた大径部とを
   有する第二ピストンを設け、該第二ピストンをスプリン
   グによつて常時前記第一ピストンから離隔する方向に付
   勢するとともに、前記第二受圧面には前記プロポーシヨ
   ニングバルブによつて圧力を制御される配管系統のマス
   タシリンダ圧力を、また前記第一受圧面には該圧力を制
   御される配管系統とは別の配管系統の圧力をそれぞれ作
   用させ、かつ前記二つの配管系統が共に正常である状態
   では前記第一ピストンの制御動作開始圧力より予め定め
   られた一定圧力だけ高い圧力において前記第二ピストン
   が前記小径部側へ移動して前記第一ピストンに当接し、
   また前記プロポーシヨニングバルブによつて圧力を制御
   される側とは反対側の圧力が故障により上昇しなくなつ
   た状態においては前記第二ピストンが前記第一ピストン
   の制御動作開始圧力より低い圧力で前記第一ピストンに
   当接するように、前記スプリングの弾性力と前記第二ピ
   ストンの第一および第二受圧面との大きさを選定したこ
   とを特徴する車両用二系統油圧ブレーキシステムの圧力
   制御装置。