車両のブレーキ装置
【課題】 緊急ブレーキ操作時にブレーキ応答遅れがなく、車両の停止距離を短縮する。
【解決手段】 ブレーキチャンバ１１を主エアタンク１３に駆動エア通路１２を介して連通接続する。この駆動エア回路に設けられたリレーバルブ１６が主エアタンクに信号エア通路１４を介して連通接続された信号圧室を有し、このリレーバルブが信号圧室に給排される圧縮エアの圧力に応じた圧力の圧縮エアをブレーキチャンバに給排する。またブレーキペダル１７の踏込み量に応じた圧力の圧縮エアを信号圧室に給排するブレーキバルブ１８を信号エア通路に設け、一端がブレーキチャンバ近傍の信号エア通路に連通接続された長さの短い補助エア通路１９の他端に補助エアタンク２１を連通接続する。更に補助エア通路の信号エア通路への連通接続部にダブルチェック弁３１を設け、コントローラ２６が踏込み量センサ２４の検出出力に基づいて補助エア通路に設けた電磁弁２２を制御する。
【解決手段】 ブレーキチャンバ１１を主エアタンク１３に駆動エア通路１２を介して連通接続する。この駆動エア回路に設けられたリレーバルブ１６が主エアタンクに信号エア通路１４を介して連通接続された信号圧室を有し、このリレーバルブが信号圧室に給排される圧縮エアの圧力に応じた圧力の圧縮エアをブレーキチャンバに給排する。またブレーキペダル１７の踏込み量に応じた圧力の圧縮エアを信号圧室に給排するブレーキバルブ１８を信号エア通路に設け、一端がブレーキチャンバ近傍の信号エア通路に連通接続された長さの短い補助エア通路１９の他端に補助エアタンク２１を連通接続する。更に補助エア通路の信号エア通路への連通接続部にダブルチェック弁３１を設け、コントローラ２６が踏込み量センサ２４の検出出力に基づいて補助エア通路に設けた電磁弁２２を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バス、トラック等の車両のブレーキチャンバに、ブレーキペダルの踏込み量に応じて圧縮エアを給排することにより、車輪を制動し又は車輪の制動を解除するブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置として、車輪を制動し又は前記車輪の制動を解除するブレーキアクチュエータが駆動エア通路を介してエアタンクに連通接続され、エアタンクに第１信号エア通路を介して連通接続された制御室を有しかつこの制御室に給排される圧縮エアの圧力に応じた圧力の圧縮エアをブレーキアクチュエータに給排するリレーバルブが駆動エア通路に設けられ、更にブレーキペダルが接続されかつこのブレーキペダルの踏込み量に応じた圧力の圧縮エアを制御室に給排するブレーキバルブが第１信号エア通路に設けられた電気制御エアブレーキシステム（例えば、特許文献１参照。）が開示されている。この電気制御エアブレーキシステムでは、ブレーキバルブとリレーバルブの制御室とを連通接続する第１信号エア通路に電磁弁からなる常開の制御信号圧漏出防止弁が設けられ、この制御信号圧漏出防止弁と並列に、制御信号圧漏出防止弁の上流側及び下流側の圧力差が所定圧以上のとき上流側から下流側への圧縮エアの流れのみを許容する一方向弁が設けられる。またリレーバルブの制御室とエアタンクとを接続する第２信号エア通路に電磁弁からなる常閉の制御信号圧供給弁が設けられ、一端が制御室に連通接続された第３信号エア通路の他端に制御室の制御信号圧を排出する電磁弁からなる常閉の制御信号圧排出弁が設けられる。ブレーキバルブと制御信号漏出防止弁との間の第１信号エア通路にこの第１信号エア通路の圧力を検出する第１圧力センサが設けられ、リレーバルブとブレーキアクチュエータとを連通接続する駆動エア回路にこの駆動エア回路の圧力を検出する第２圧力センサが設けられ、ブレーキペダルにこのブレーキペダルの踏込み時にオンする常開のペダルスイッチが設けられる。更に第１圧力センサ、第２圧力センサ及びペダルスイッチの各検出出力に基づいて電子制御装置が制御信号圧漏出防止弁、制御信号圧供給弁及び制御信号圧排出弁をそれぞれ制御するように構成される。
このように構成された電気制御エアブレーキシステムでは、ブレーキペダルの踏込み時に、電子制御装置が迅速に制御信号圧漏出弁を閉じるので、ブレーキバルブの出力側の制御信号圧が迅速に上昇する。この制御信号圧は第１圧力センサにより殆ど遅れることなく検出され、この制御信号圧の電気信号と第２圧力センサにより検出されたブレーキアクチュエータのブレーキ圧の電気信号とにより、電子制御装置が制御信号圧供給弁及び制御信号圧排出弁を開閉制御する。この結果、殆ど応答遅れが無くブレーキを作動させることができ、良好な応答性が得られるようになっている。
【特許文献１】特開平１１−４３０４０号公報（請求項１、段落［００１９］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来の特許文献１に示された電気制御エアブレーキシステムでは、電子制御装置がペダルスイッチの検出出力に基づいて制御信号圧漏出弁を閉じることにより、ブレーキバルブの出力側の制御信号圧が上昇するけれども、ブレーキバルブから制御信号圧漏出弁までの第１信号エア通路が長いと、この第１信号エア通路の圧力が所定の圧力に達するまでに時間を要し、車両を緊急停止するためにブレーキペダルを強くかつ深く踏込む緊急ブレーキ操作時に、ブレーキの応答遅れが発生するおそれがあった。
また、上記従来の特許文献１に示された電気制御エアブレーキシステムでは、電子制御装置が第１及び第２圧力センサの各検出出力に基づいて制御信号圧供給弁及び制御信号圧排出弁を開閉制御するけれども、リレーバルブの制御室とエアタンクとを接続する第２信号エア通路が長いと、この第２信号エア通路の圧力が所定圧に達するまでに時間を要し、緊急ブレーキ操作時にブレーキの応答遅れが発生するおそれがあった。
更に、上記従来の特許文献１に示された電気制御エアブレーキシステムでは、ペダルスイッチに加えて第１及び第２圧力センサを必要とするため、制御回路が複雑になるとともに、既に製造されて実用に供されている車両に電気制御エアブレーキシステムを組込むことが難しい問題点もあった。
本発明の目的は、緊急ブレーキ操作時にブレーキの応答遅れを防止して、車両の停止距離を短縮できる、車両のブレーキ装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、比較的簡単な制御回路で構成でき、既に製造されて実用に供されている車両に組込むことができる、車両のブレーキ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に係る発明は、図１に示すように、車輪を制動し又は車輪の制動を解除するブレーキチャンバ１１が駆動エア通路１２を介して主エアタンク１３に連通接続され、主エアタンク１３に信号エア通路１４を介して連通接続された信号圧室を有しかつこの信号圧室に給排される圧縮エアの圧力に応じた圧力の圧縮エアをブレーキチャンバ１１に給排するリレーバルブ１６が駆動エア通路１２に設けられ、ブレーキペダル１７に接続されかつこのブレーキペダル１７の踏込み量に応じた圧力の圧縮エアを信号圧室に給排するブレーキバルブ１８が信号エア通路１４に設けられた車両のブレーキ装置の改良である。
その特徴ある構成は、一端がブレーキバルブ１８とリレーバルブ１６の間の信号エア通路１４に連通接続された長さの短い補助エア通路１９と、補助エア通路１９の他端に連通接続された補助エアタンク２１と、補助エア通路１９の信号エア通路１４への連通接続部に設けられブレーキバルブ１８からの圧縮エアと補助エアタンク２１からの圧縮エアのうち圧力の高い圧縮エアをブレーキチャンバ１１に供給するダブルチェック弁３１と、補助エア通路１９に設けられ補助エアタンク２１及びダブルチェック弁３１間を連通するか或いは補助エアタンク２１及び駆動エア通路１２間を遮断しかつダブルチェック弁３１を大気に連通するように切換える電磁弁２２と、ブレーキペダル１７を準定常的に踏込んだとき最大圧力の圧縮エアを信号圧室に供給する踏込み量に達したことを検出する踏込み量センサ２４と、踏込み量センサ２４の検出出力に基づいて電磁弁２２を制御するコントローラ２６とを備えたところにある。
【０００５】
この請求項１に記載された車両のブレーキ装置では、運転者が車両を緊急停止するためにブレーキペダル１７を強くかつ深く踏込むと、ブレーキペダル１７の踏込み量が最大圧力の圧縮エアを信号圧室に供給する踏込み量に達したことを踏込み量センサ２４が検出する。このときコントローラ２６は踏込み量センサ２４の検出出力に基づき、電磁弁２２を制御して補助エアタンク２１及びダブルチェック弁３１間を連通すると、ブレーキバルブ１８からの圧縮エアより補助エアタンク２１からの圧縮エアの方が圧力が高くなるので、ダブルチェック弁８４はブレーキバルブ１８とリレーバルブの信号圧室とを遮断し、補助エアタンク２１とリレーバルブ１６の信号圧室とを連通する。これにより補助エアタンク２１内の圧縮エアがリレーバルブ１６の信号圧室に瞬時に供給されるので、主エアタンク１３内の圧縮エアが駆動エア通路１２及びリレーバルブ１６を通って速やかにブレーキチャンバ１１に供給される。一方、運転者が車両を再発進させるためにブレーキペダル１７の踏込みを解除すると、ブレーキペダル１７の踏込み量が最大圧力の圧縮エアを信号圧室に供給する踏込み量未満になったことを踏込み量センサ２４が検出する。このときコントローラ２６は踏込み量センサ２４の検出出力に基づき、電磁弁２２を制御して補助エアタンク２１及びダブルチェック弁３１間を遮断し、かつダブルチェック弁３１を大気に連通するので、リレーバルブ１６の信号圧室内の圧縮エアが電磁弁２２から大気に排出される。これによりブレーキチャンバ１１内の圧縮エアがリレーバルブ１６から大気に排出される。なお、『ブレーキペダル１７を準定常的に踏込んだとき』の『準定常的に』とは、『徐々に』という意味であり、具体的には主エアタンク内や補助エアタンク内の圧縮エアの圧力の伝搬速度を無視できる程度にゆっくりという意味である。
【０００６】
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明であって、更に図１に示すように、補助エアタンク２１の容量が１〜２リットルであることを特徴とする。
この請求項３に記載された車両のブレーキ装置では、補助エアタンク２１の容量を１〜２リットルと小さくしても、補助エアタンク２１内の圧縮エアは容積の小さいリレーバルブ１６の信号圧室に供給されるだけであるため、容量不足となることはない。
請求項４に係る発明は、請求項１に係る発明であって、更に図１に示すように、主エアタンク１３内の圧力と補助エアタンク２１内の圧力を同一にするために主エアタンク１３及び補助エアタンク２１を連通接続する同圧エア通路２７を更に備えたことを特徴とする。
この請求項４に記載された車両のブレーキ装置では、主エアタンク１３及び補助エアタンク２１を同圧エア通路２７により連通接続したので、運転者によるブレーキペダル１７の通常の操作時に主エアタンク１３のみならず補助エアタンク２１の圧縮エアをリレーバルブ１６を通してブレーキチャンバ１１に供給することができる。
【発明の効果】
【０００７】
以上述べたように、本発明によれば、長さの短い補助エア通路の一端をブレーキバルブとリレーバルブの間の信号エア通路に連通接続し、補助エア通路の他端に補助エアタンクを連通接続し、この補助エア通路の信号エア通路への連通接続部にダブルチェック弁を設け、補助エア通路に電磁弁を設け、更に踏込み量センサの検出出力に基づいてコントローラが電磁弁を制御するので、ブレーキペダルの踏込み量が最大圧力の圧縮エアを信号圧室に供給する踏込み量に達したことを踏込み量センサが検出すると、コントローラは電磁弁を制御して補助エアタンク及びダブルチェック弁間を連通する。これによりブレーキバルブからの圧縮エアより補助エアタンクからの圧縮エアの方が圧力が高くなるので、ダブルチェック弁はブレーキバルブとリレーバルブの信号圧室とを遮断し、補助エアタンクとリレーバルブの信号圧室とを連通する。これにより補助エアタンク内の圧縮エアが、ブレーキバルブから排出されることなく、比較的短い補助エア通路を通ってリレーバルブの信号圧室に瞬時に供給されるので、主エアタンク内の圧縮エアが駆動エア通路及びリレーバルブを通って速やかにブレーキチャンバに供給される。この結果、緊急ブレーキ操作時におけるブレーキの応答遅れを防止できるので、車両の停止距離を短縮することができる。またペダルスイッチに加えて第１及び第２圧力センサを必要とするため、制御回路が複雑になるとともに既に製造されて実用に供されている車両に組込むことが難しい従来の電気制御エアブレーキシステムと比較して、本発明では、比較的簡単な制御回路で構成できるとともに、既に製造されて実用に供されている車両に組込むことができる。
【０００８】
また補助エアタンクの容量を１〜２リットルと小さくしても、補助エアタンク内の圧縮エアは容積の小さいリレーバルブの信号圧室に供給されるだけであるため、容量不足となることはない。この結果、補助エアタンクを設置するためのスペースは僅かで済む。
更に主エアタンク内の圧力と補助エアタンク内の圧力を同一にするために主エアタンク及び補助エアタンクを同圧エア通路を介して連通接続すれば、運転者によるブレーキペダルの通常の操作時に主エアタンクのみならず補助エアタンクの圧縮エアをリレーバルブを通してブレーキチャンバに供給することができる。この結果、主エアタンクの容量を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、車両のブレーキ装置は、圧縮エアの給排により車輪を制動し又は車輪の制動を解除するブレーキチャンバ１１と、このブレーキチャンバ１１に駆動エア管路１２を介して連通接続されかつ圧縮エアが貯留される主エアタンク１３と、主エアタンク１３に信号エア管路１４を介して連通接続された信号圧室を有しかつ駆動エア管路１２に設けられたリレーバルブ１６と、ブレーキペダル１７に機械的に接続されかつ信号エア管路１４に設けられたブレーキバルブ１８とを備える。ブレーキチャンバ１１は、圧縮エアの給排と内蔵スプリング（図示せず）の弾性力によりチャンバ用プランジャ１１ａがチャンバ用ケース１１ｂから出没するように構成される。このチャンバ用プランジャ１１ａの出没により、図示しないが、車輪のホイール内に設けられたブレーキシューがブレーキドラムに圧接され或いはブレーキドラムから離脱するように構成される。
【００１０】
一方、リレーバルブ１６は、主エアタンク１３側の駆動エア管路１２に接続された第１ポート１６ａと、ブレーキチャンバ１１側の駆動エア管路１２に接続された第２ポート１６ｂと、信号圧室に連通し信号エア管路１４が接続された信号ポート１６ｃと、大気に開放された排気ポート１６ｄとを有する。またブレーキバルブ１８の上面には、ブレーキペダル１７の基端が枢着され、ブレーキペダル１７の踏込み量に応じた圧力の圧縮エアを信号圧室に給排するように構成される。更にリレーバルブ１６は信号圧室に給排される圧縮エアの圧力に応じた圧力の圧縮エアをブレーキチャンバ１１に給排する、即ちブレーキバルブ１８からの信号圧に基づいてブレーキチャンバ１１に主エアタンク１３内の圧縮エアを給排するように構成される。具体的には、信号圧室のエア圧が徐々に増大すると、このエア圧に比例した圧力の圧縮エアが、主エアタンク１３から第１ポート１６ａ及び第２ポート１６ｂを通ってブレーキチャンバ１１に供給され、信号圧室のエア圧が徐々に減少すると、ブレーキチャンバ１１のエア圧が信号圧室のエア圧に比例した圧力となるように、ブレーキチャンバ１１の圧縮エアが第２ポート１６ｂ及び排気ポート１６ｄを通って大気中に排出されるように構成される。
【００１１】
一方、ブレーキバルブ１８とリレーバルブ１６の信号圧室との間の信号エア管路１４であってリレーバルブ１６の近傍には、長さの短い補助エア管路１９の一端が連通接続され、この補助エア管路１９の他端に補助エアタンク２１が連通接続される。この補助エア通路１９の信号エア通路１４への連通接続部にはダブルチェック弁３１が設けられ、補助エア通路１９には電磁弁２２が設けられる。ダブルチェック弁３１は、チェック用ケース３１ａと、このケース３１ａに摺動可能に収容されたチェック用ピストン３１ｂとを有する。ケース３１ａには、ブレーキバルブ１８に連通接続されたチェック用第１ポート３１ｃと、電磁弁２２の電磁弁用第１ポート２２ａに連通接続されたチェック用第２ポート３１ｄと、リレーバルブ１６の信号圧室に連通接続されたチェック用第３ポート３１ｅとが設けられる。このダブルチェック弁３１はブレーキバルブ１８からの圧縮エアと補助エアタンク２１からの圧縮エアのうち圧力の高い圧縮エアを上記リレーバルブ１６の信号圧室に供給するように構成される。即ち、ブレーキバルブ１８からのエア圧が補助エアタンク２１からのエア圧より高い場合には、チェック用ピストン３１ｂがチェック用第２ポート３１ｄ側に移動し、チェック用第１ポート３１ｃとチェック用第３ポート３１ｅとが連通し、ブレーキバルブ１８からのエア圧が補助エアタンク２１からのエア圧より低い場合には、チェック用ピストン３１ｂがチェック用第１ポート３１ｃ側に移動し、チェック用第２ポート３１ｄとチェック用第３ポート３１ｅとが連通するように構成される。
【００１２】
上記電磁弁２２は３ポート２位置切換えの電磁弁であり、補助エアタンク２１に連通接続された電磁弁用第１ポート２２ａと、ダブルチェック弁３１のチェック用第２ポート３１ｄに連通接続された電磁弁用第２ポート２２ｂと、大気に開放された電磁弁用排気ポート２２ｃとを有する。この補助側電磁弁２２を作動させると電磁弁用第１ポート２２ａと電磁弁用第２ポート２２ｂが連通して、補助エアタンク２１及びダブルチェック弁３１間を連通するとともにダブルチェック弁３１を大気から遮断し、補助側電磁弁２２を不作動にすると電磁弁用第２ポート２２ｂと電磁弁用排気ポート２２ｃが連通して、補助エアタンク２１及びダブルチェック弁３１間を遮断するとともにダブルチェック弁３１を大気に連通するように構成される。ここで補助エア管路１９の長さは０．５〜２ｍ、好ましくは０．５〜１ｍに設定され、ダブルチェック弁３１からリレーバルブ１６の信号圧室までの信号エア管路１４の長さは０．５〜２ｍ、好ましくは０．５〜１ｍに設定され、更にリレーバルブ１６からブレーキチャンバ１１までの駆動エア管路１２の長さは１〜３ｍ、好ましくは１〜２ｍに設定される。補助エア管路１９の長さを０．５〜２ｍの範囲に限定したのは、０．５ｍ未満では補助エアタンク２１を信号エア管路１４に接続できず、２ｍを越えると補助エアタンク２１内の圧縮エアがリレーバルブ１６の信号圧室に供給されるまでの時間が長くなるからである。またダブルチェック弁３１からリレーバルブ１６の信号圧室までの信号エア管路１４の長さを０．５〜２ｍの範囲に限定したのは、０．５ｍ未満では補助エア管路１９を信号エア管路１４に接続できず、２ｍを越えると補助エアタンク２１内の圧縮エアがリレーバルブ１６の信号圧室に供給されるまでの時間が長くなるからである。更に上記リレーバルブ１６からブレーキチャンバ１１までの駆動エア管路１２の長さを１〜３ｍの範囲に限定したのは、１ｍ未満では駆動エア管路１２をブレーキチャンバ１１に接続できず、３ｍを越えると主エアタンク１３内の圧縮エアがブレーキチャンバ１１に供給されるまでの時間が長くなるからである。
【００１３】
一方、ブレーキペダル１７を準定常的に踏込んだとき最大圧力（主エアタンク１３内と同一圧力）の圧縮エアを信号圧室に供給する踏込み量に達したことを検出する踏込み量センサ２４が設けられる。具体的には、ブレーキペダル１７の踏込み量がブレーキペダル１７のフルストロークの７０％以上であることを検出する踏込み量センサ２４が設けられる。ここでブレーキペダル１７の踏込み量をブレーキペダル１７のフルストロークの７０％以上の範囲に限定したのは、ブレーキペダルを準定常的に踏込んでいったときに、最大圧力（主エアタンク１３内と同一圧力）の圧縮エアをリレーバルブ１６の信号圧室に供給する踏込み量がフルストロークの７０％に達したときだからである。この踏込み量センサ２４は、この実施の形態では、リミットスイッチであり、内蔵スプリング（図示せず）の弾性力によりセンサ用プランジャ２４ａがセンサ用ケース２４ｂから出没するように構成される。踏込み量センサ２４の検出出力はコントローラ２６の制御入力に接続され、コントローラ２６の制御出力は電磁弁２２に接続される。また主エアタンク１３内の圧力と補助エアタンク２１内の圧力を同一にするために、主エアタンク１３及び補助エアタンク２１が同圧エア管路２７により連通接続される。また補助エアタンク２１の容量は１〜２リットル、好ましくは１．５〜２リットルに設定される。ここで、補助エアタンク２１の容量を１〜２リットルの範囲に限定したのは、１リットル未満ではリレーバルブの信号圧室に十分な量の圧縮エアを供給できず、２リットルを越えると圧縮エアの貯留量が過剰となり必要以上に車両スペースを確保しなければならないからである。なお、図１中の符号２９はアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）のモジュールである。
【００１４】
このように構成された車両のブレーキ装置の動作を説明する。
運転者が車両を緊急停止するためにブレーキペダル１７を強くかつ深く踏込むと、ブレーキペダル１７の準定常的踏込み時に最大圧力の圧縮エアを信号圧室に供給する踏込み量に達したことを踏込み量センサ２４が検出する、即ちブレーキペダル１７の踏込み量がブレーキペダル１７のフルストロークの７０％以上であることを踏込み量センサ２４が検出する。このときコントローラ２６は踏込み量センサ２４の検出出力に基づき、電磁弁２２を制御して補助エアタンク２１及びダブルチェック弁３１間を連通し、かつダブルチェック弁３１を大気から遮断する。これによりブレーキバルブ１８からの圧縮エアより補助エアタンク２１からの圧縮エアの方が圧力が高くなるので、ダブルチェック弁３１のチェック用ピストン３１ｂがチェック用第１ポート３１ｃ側に移動して、チェック用第２ポート３１ｄとチェック用第３ポート３１ｅとが連通する。この結果、ブレーキバルブ１８とリレーバルブ１６の信号圧室とが遮断され、補助エアタンク２１とリレーバルブ１６の信号圧室とが連通されるので、補助エアタンク２１内の圧縮エアは、リレーバルブ１６の排気ポート１６ｄから排出されることなく、比較的短い補助エア管路１９及び信号エア管路１４を通ってリレーバルブ１６の信号圧室に瞬時に供給される。従って、リレーバルブ１６の第１及び第２ポート１６ａ，１６ｂが連通して主エアタンク１３内の圧縮エアが駆動エア管路１２及びリレーバルブ１６を通ってブレーキチャンバ１１に速やかに供給されるので、緊急ブレーキ操作時におけるブレーキの応答遅れを防止でき、車両の停止距離を短縮することができる。
【００１５】
なお、運転者が車両を再発進させるためにブレーキペダル１７の踏込みを解除すると、ブレーキペダル１７の踏込み量がブレーキペダル１７の準定常的踏込み時に最大圧力の圧縮エアを信号圧室に供給する踏込み量未満になったことを踏込み量センサ２４が検出する、即ちブレーキペダル１７の踏込み量がブレーキペダル１７のフルストロークの７０％未満になったことを踏込み量センサ２４が検出する。このときコントローラ２６は踏込み量センサ２４の検出出力に基づき、電磁弁２２を制御して補助エアタンク２１及びダブルチェック弁３１間を遮断し、かつダブルチェック弁３１を大気に連通する。この結果、ブレーキチャンバ１１内の圧縮エアがリレーバルブ１６から大気に排出され、ブレーキチャンバ１１内の圧縮エアが駆動エア管路１２を通ってリレーバルブ１６の排気ポート１６ｄから大気に排出されるので、ブレーキが速やかに解除される。
【００１６】
一方、運転者が車両を徐々に停止させるためにブレーキペダル１７を緩やかにかつ比較的浅く踏込むと、ブレーキペダル１７の踏込み量がブレーキペダル１７のフルストロークの７０％未満であることを踏込み量センサ２４が検出した状態に保たれる。このためコントローラ２６は踏込み量センサ２４の検出出力に基づき、電磁弁２２を制御して補助エアタンク２１及びダブルチェック弁３１間を遮断し、かつダブルチェック弁３１を大気に連通した状態に保つ。これにより補助エアタンク２１からの圧縮エアの圧力がブレーキバルブ１８からの圧縮エアの圧力より高くなるため、ダブルチェック弁３１のチェック用ピストン３１ｂがチェック用第２ポート３１ｄ側に移動して、チェック用第１ポート３１ｃとチェック用第３ポート３１ｅとが連通する。この結果、補助エアタンク２１とダブルチェック弁３１とが遮断され、ブレーキバルブ１８とダブルチェック弁３１とが連通されるので、主エアタンク１３内の圧縮エア及び補助エアタンク２１内の同圧エア管路２７を通る圧縮エアがリレーバルブ１６でブレーキペダル１７の踏込み量に応じた圧力に調整された後に、駆動エア管路１２を通ってブレーキチャンバ１１に供給され、車両が徐々に減速して停止する。
【００１７】
なお、運転者がブレーキペダル１７を更に深く踏込んで、ブレーキペダル１７の踏込み量がブレーキペダル１７のフルストロークの７０％以上であることを踏込み量センサ２４が検出すると、コントローラ２６は踏込み量センサ２４の検出出力に基づき、電磁弁２２を制御して補助エアタンク２１及びダブルチェック弁３１間を連通し、かつダブルチェック弁３１を大気から遮断する。このときブレーキバルブ１８からの圧縮エアの圧力と補助エアタンク２１からの圧縮エアの圧力が略同一であるので、ダブルチェック弁３１のチェック用ピストン３１ｂがチェック用第２ポート３１ｄ側に移動した状態に保たれて、チェック用第１ポート３１ｃとチェック用第３ポート３１ｅとが連通した状態に保たれる。この結果、補助エアタンク２１とダブルチェック弁３１とが遮断した状態に保たれ、ブレーキバルブ１８とダブルチェック弁３１が連通した状態に保たれるので、主エアタンク１３内の圧縮エア及び補助エアタンク２１内の同圧エア管路２７を通る圧縮エアが、リレーバルブ１６で減圧されることなく最大圧力のまま、リレーバルブ１６及び駆動エア管路１２を通ってブレーキチャンバ１１に供給され、ブレーキによる車両の制動力は更に増大する。この状態で、運転者が車両を再発進させるためにブレーキペダル１７の踏込みを解除すると、ブレーキペダル１７の踏込み量がブレーキペダル１７のフルストロークの７０％未満になったことを踏込み量センサ２４が検出する。このときコントローラ２６は踏込み量センサ２４の検出出力に基づき、電磁弁２２を制御して補助エアタンク２１及びダブルチェック弁３１間を遮断し、かつダブルチェック弁３１のチェック用第２ポート３１ｄを大気に連通する。しかし、チェック用ピストン３１ｂがチェック用第２ポート３１ｄ側に位置しているため、リレーバルブ１６の信号圧室内の圧縮エアはチェック用第３ポート３１ｅ及びチェック用第１ポート３１ｃを通ってブレーキバルブ１８の排気ポート１８ａから排出される。この結果、ブレーキチャンバ１１内の圧縮エアは駆動エア管路１２を通ってリレーバルブ１６の排気ポート１６ｄから大気中に排出されるので、ブレーキが速やかに解除される。
【実施例】
【００１８】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
＜実施例１＞
荷台に１５トンの荷物と積載したトラックに本発明のブレーキ装置を搭載した。このトラックを実施例１とした。具体的には、図１に示すように、長さ１ｍの補助エア管路１９の一端をブレーキバルブ１８とリレーバルブ１６の間の信号エア管路１４に連通接続し、補助エア管路１９の他端に補助エアタンク２１を連通接続した。また補助エア管路１９の信号エア管路１４への連通接続部にダブるチェック弁３１を設け、補助エア管路１９に３ポート２位置切換えの電磁弁２２を設け、踏込み量センサ２４はブレーキペダル１７の踏込み量がブレーキペダル１７のフルストロークの７０％以上であることを検出するように構成した。更に踏込み量センサ２４の検出出力に基づいてコントローラ２６が電磁弁２２を制御するように構成した。なお、補助エア管路１９の長さを１ｍに設定し、ダブルチェック弁３１からリレーバルブ１６の信号圧室までの信号エア管路１４の長さを１ｍに設定し、リレーバルブ１６からブレーキチャンバ１１までの駆動エア管路１２の長さを２ｍに設定した。
＜比較例１＞
補助エア管路、補助エアタンク及び電磁弁を用いなかったことを除いて、実施例１と同一に構成したトラックを比較例１とした。
【００１９】
＜比較試験１及び評価＞
実施例１及び比較例２のトラックを速度９０ｋｍ／時で走行している状態で、緊急停止するためにブレーキペダルを強くかつ深く踏込んだときの時間経過に対する減速度と、走行距離に対する車速の変化を測定した。その結果を図２及び図３に示す。
図２から明らかなように、実施例１が比較例１より減速度が向上することが分かった。また図３から明らかなように、実施例１が比較例１より短い距離で車速が低下するのが分かった。
＜試験２及び評価＞
実施例１のトラックを速度９０ｋｍ／時で走行している状態で、緊急停止するためにブレーキペダルを強くかつ深く踏込んだときのブレーキチャンバ内の圧力変化を測定した。その結果を図４に示す。
図４から明らかなように、ブレーキペダルを踏込み量が５０ｍｍになって踏込み量センサがオンするとほぼ同時にブレーキチャンバ内の圧力は最大圧力に上昇した。これにより主エアタンク内の圧縮エアが通ってブレーキチャンバに速やかに供給されたことが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明実施形態の車両のブレーキ装置を含む回路構成図である。
【図２】実施例１と比較例１のブレーキを操作してからの時間に対する車両の減速度の変化を示す図である。
【図３】実施例１と比較例１のブレーキを操作してから車両の進む距離に対する車速の変化を示す図である。
【図４】実施例１のブレーキペダルのストロークに対するブレーキチャンバ内の圧縮エアの圧力の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１１ ブレーキチャンバ
１２ 駆動エア管路（駆動エア通路）
１３ 主エアタンク
１４ 信号エア管路（信号エア通路）
１６ リレーバルブ
１７ ブレーキペダル
１８ ブレーキバルブ
１９ 補助エア管路（補助エア通路）
２１ 補助エアタンク
２２ 電磁弁
２４ 踏込み量センサ
２６ コントローラ
２７ 同圧エア管路（同圧エア通路）
３１ ダブルチェック弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バス、トラック等の車両のブレーキチャンバに、ブレーキペダルの踏込み量に応じて圧縮エアを給排することにより、車輪を制動し又は車輪の制動を解除するブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置として、車輪を制動し又は前記車輪の制動を解除するブレーキアクチュエータが駆動エア通路を介してエアタンクに連通接続され、エアタンクに第１信号エア通路を介して連通接続された制御室を有しかつこの制御室に給排される圧縮エアの圧力に応じた圧力の圧縮エアをブレーキアクチュエータに給排するリレーバルブが駆動エア通路に設けられ、更にブレーキペダルが接続されかつこのブレーキペダルの踏込み量に応じた圧力の圧縮エアを制御室に給排するブレーキバルブが第１信号エア通路に設けられた電気制御エアブレーキシステム（例えば、特許文献１参照。）が開示されている。この電気制御エアブレーキシステムでは、ブレーキバルブとリレーバルブの制御室とを連通接続する第１信号エア通路に電磁弁からなる常開の制御信号圧漏出防止弁が設けられ、この制御信号圧漏出防止弁と並列に、制御信号圧漏出防止弁の上流側及び下流側の圧力差が所定圧以上のとき上流側から下流側への圧縮エアの流れのみを許容する一方向弁が設けられる。またリレーバルブの制御室とエアタンクとを接続する第２信号エア通路に電磁弁からなる常閉の制御信号圧供給弁が設けられ、一端が制御室に連通接続された第３信号エア通路の他端に制御室の制御信号圧を排出する電磁弁からなる常閉の制御信号圧排出弁が設けられる。ブレーキバルブと制御信号漏出防止弁との間の第１信号エア通路にこの第１信号エア通路の圧力を検出する第１圧力センサが設けられ、リレーバルブとブレーキアクチュエータとを連通接続する駆動エア回路にこの駆動エア回路の圧力を検出する第２圧力センサが設けられ、ブレーキペダルにこのブレーキペダルの踏込み時にオンする常開のペダルスイッチが設けられる。更に第１圧力センサ、第２圧力センサ及びペダルスイッチの各検出出力に基づいて電子制御装置が制御信号圧漏出防止弁、制御信号圧供給弁及び制御信号圧排出弁をそれぞれ制御するように構成される。
このように構成された電気制御エアブレーキシステムでは、ブレーキペダルの踏込み時に、電子制御装置が迅速に制御信号圧漏出弁を閉じるので、ブレーキバルブの出力側の制御信号圧が迅速に上昇する。この制御信号圧は第１圧力センサにより殆ど遅れることなく検出され、この制御信号圧の電気信号と第２圧力センサにより検出されたブレーキアクチュエータのブレーキ圧の電気信号とにより、電子制御装置が制御信号圧供給弁及び制御信号圧排出弁を開閉制御する。この結果、殆ど応答遅れが無くブレーキを作動させることができ、良好な応答性が得られるようになっている。
【特許文献１】特開平１１−４３０４０号公報（請求項１、段落［００１９］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来の特許文献１に示された電気制御エアブレーキシステムでは、電子制御装置がペダルスイッチの検出出力に基づいて制御信号圧漏出弁を閉じることにより、ブレーキバルブの出力側の制御信号圧が上昇するけれども、ブレーキバルブから制御信号圧漏出弁までの第１信号エア通路が長いと、この第１信号エア通路の圧力が所定の圧力に達するまでに時間を要し、車両を緊急停止するためにブレーキペダルを強くかつ深く踏込む緊急ブレーキ操作時に、ブレーキの応答遅れが発生するおそれがあった。
また、上記従来の特許文献１に示された電気制御エアブレーキシステムでは、電子制御装置が第１及び第２圧力センサの各検出出力に基づいて制御信号圧供給弁及び制御信号圧排出弁を開閉制御するけれども、リレーバルブの制御室とエアタンクとを接続する第２信号エア通路が長いと、この第２信号エア通路の圧力が所定圧に達するまでに時間を要し、緊急ブレーキ操作時にブレーキの応答遅れが発生するおそれがあった。
更に、上記従来の特許文献１に示された電気制御エアブレーキシステムでは、ペダルスイッチに加えて第１及び第２圧力センサを必要とするため、制御回路が複雑になるとともに、既に製造されて実用に供されている車両に電気制御エアブレーキシステムを組込むことが難しい問題点もあった。
本発明の目的は、緊急ブレーキ操作時にブレーキの応答遅れを防止して、車両の停止距離を短縮できる、車両のブレーキ装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、比較的簡単な制御回路で構成でき、既に製造されて実用に供されている車両に組込むことができる、車両のブレーキ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に係る発明は、図１に示すように、車輪を制動し又は車輪の制動を解除するブレーキチャンバ１１が駆動エア通路１２を介して主エアタンク１３に連通接続され、主エアタンク１３に信号エア通路１４を介して連通接続された信号圧室を有しかつこの信号圧室に給排される圧縮エアの圧力に応じた圧力の圧縮エアをブレーキチャンバ１１に給排するリレーバルブ１６が駆動エア通路１２に設けられ、ブレーキペダル１７に接続されかつこのブレーキペダル１７の踏込み量に応じた圧力の圧縮エアを信号圧室に給排するブレーキバルブ１８が信号エア通路１４に設けられた車両のブレーキ装置の改良である。
その特徴ある構成は、一端がブレーキバルブ１８とリレーバルブ１６の間の信号エア通路１４に連通接続された長さの短い補助エア通路１９と、補助エア通路１９の他端に連通接続された補助エアタンク２１と、補助エア通路１９の信号エア通路１４への連通接続部に設けられブレーキバルブ１８からの圧縮エアと補助エアタンク２１からの圧縮エアのうち圧力の高い圧縮エアをブレーキチャンバ１１に供給するダブルチェック弁３１と、補助エア通路１９に設けられ補助エアタンク２１及びダブルチェック弁３１間を連通するか或いは補助エアタンク２１及び駆動エア通路１２間を遮断しかつダブルチェック弁３１を大気に連通するように切換える電磁弁２２と、ブレーキペダル１７を準定常的に踏込んだとき最大圧力の圧縮エアを信号圧室に供給する踏込み量に達したことを検出する踏込み量センサ２４と、踏込み量センサ２４の検出出力に基づいて電磁弁２２を制御するコントローラ２６とを備えたところにある。
【０００５】
この請求項１に記載された車両のブレーキ装置では、運転者が車両を緊急停止するためにブレーキペダル１７を強くかつ深く踏込むと、ブレーキペダル１７の踏込み量が最大圧力の圧縮エアを信号圧室に供給する踏込み量に達したことを踏込み量センサ２４が検出する。このときコントローラ２６は踏込み量センサ２４の検出出力に基づき、電磁弁２２を制御して補助エアタンク２１及びダブルチェック弁３１間を連通すると、ブレーキバルブ１８からの圧縮エアより補助エアタンク２１からの圧縮エアの方が圧力が高くなるので、ダブルチェック弁８４はブレーキバルブ１８とリレーバルブの信号圧室とを遮断し、補助エアタンク２１とリレーバルブ１６の信号圧室とを連通する。これにより補助エアタンク２１内の圧縮エアがリレーバルブ１６の信号圧室に瞬時に供給されるので、主エアタンク１３内の圧縮エアが駆動エア通路１２及びリレーバルブ１６を通って速やかにブレーキチャンバ１１に供給される。一方、運転者が車両を再発進させるためにブレーキペダル１７の踏込みを解除すると、ブレーキペダル１７の踏込み量が最大圧力の圧縮エアを信号圧室に供給する踏込み量未満になったことを踏込み量センサ２４が検出する。このときコントローラ２６は踏込み量センサ２４の検出出力に基づき、電磁弁２２を制御して補助エアタンク２１及びダブルチェック弁３１間を遮断し、かつダブルチェック弁３１を大気に連通するので、リレーバルブ１６の信号圧室内の圧縮エアが電磁弁２２から大気に排出される。これによりブレーキチャンバ１１内の圧縮エアがリレーバルブ１６から大気に排出される。なお、『ブレーキペダル１７を準定常的に踏込んだとき』の『準定常的に』とは、『徐々に』という意味であり、具体的には主エアタンク内や補助エアタンク内の圧縮エアの圧力の伝搬速度を無視できる程度にゆっくりという意味である。
【０００６】
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明であって、更に図１に示すように、補助エアタンク２１の容量が１〜２リットルであることを特徴とする。
この請求項３に記載された車両のブレーキ装置では、補助エアタンク２１の容量を１〜２リットルと小さくしても、補助エアタンク２１内の圧縮エアは容積の小さいリレーバルブ１６の信号圧室に供給されるだけであるため、容量不足となることはない。
請求項４に係る発明は、請求項１に係る発明であって、更に図１に示すように、主エアタンク１３内の圧力と補助エアタンク２１内の圧力を同一にするために主エアタンク１３及び補助エアタンク２１を連通接続する同圧エア通路２７を更に備えたことを特徴とする。
この請求項４に記載された車両のブレーキ装置では、主エアタンク１３及び補助エアタンク２１を同圧エア通路２７により連通接続したので、運転者によるブレーキペダル１７の通常の操作時に主エアタンク１３のみならず補助エアタンク２１の圧縮エアをリレーバルブ１６を通してブレーキチャンバ１１に供給することができる。
【発明の効果】
【０００７】
以上述べたように、本発明によれば、長さの短い補助エア通路の一端をブレーキバルブとリレーバルブの間の信号エア通路に連通接続し、補助エア通路の他端に補助エアタンクを連通接続し、この補助エア通路の信号エア通路への連通接続部にダブルチェック弁を設け、補助エア通路に電磁弁を設け、更に踏込み量センサの検出出力に基づいてコントローラが電磁弁を制御するので、ブレーキペダルの踏込み量が最大圧力の圧縮エアを信号圧室に供給する踏込み量に達したことを踏込み量センサが検出すると、コントローラは電磁弁を制御して補助エアタンク及びダブルチェック弁間を連通する。これによりブレーキバルブからの圧縮エアより補助エアタンクからの圧縮エアの方が圧力が高くなるので、ダブルチェック弁はブレーキバルブとリレーバルブの信号圧室とを遮断し、補助エアタンクとリレーバルブの信号圧室とを連通する。これにより補助エアタンク内の圧縮エアが、ブレーキバルブから排出されることなく、比較的短い補助エア通路を通ってリレーバルブの信号圧室に瞬時に供給されるので、主エアタンク内の圧縮エアが駆動エア通路及びリレーバルブを通って速やかにブレーキチャンバに供給される。この結果、緊急ブレーキ操作時におけるブレーキの応答遅れを防止できるので、車両の停止距離を短縮することができる。またペダルスイッチに加えて第１及び第２圧力センサを必要とするため、制御回路が複雑になるとともに既に製造されて実用に供されている車両に組込むことが難しい従来の電気制御エアブレーキシステムと比較して、本発明では、比較的簡単な制御回路で構成できるとともに、既に製造されて実用に供されている車両に組込むことができる。
【０００８】
また補助エアタンクの容量を１〜２リットルと小さくしても、補助エアタンク内の圧縮エアは容積の小さいリレーバルブの信号圧室に供給されるだけであるため、容量不足となることはない。この結果、補助エアタンクを設置するためのスペースは僅かで済む。
更に主エアタンク内の圧力と補助エアタンク内の圧力を同一にするために主エアタンク及び補助エアタンクを同圧エア通路を介して連通接続すれば、運転者によるブレーキペダルの通常の操作時に主エアタンクのみならず補助エアタンクの圧縮エアをリレーバルブを通してブレーキチャンバに供給することができる。この結果、主エアタンクの容量を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、車両のブレーキ装置は、圧縮エアの給排により車輪を制動し又は車輪の制動を解除するブレーキチャンバ１１と、このブレーキチャンバ１１に駆動エア管路１２を介して連通接続されかつ圧縮エアが貯留される主エアタンク１３と、主エアタンク１３に信号エア管路１４を介して連通接続された信号圧室を有しかつ駆動エア管路１２に設けられたリレーバルブ１６と、ブレーキペダル１７に機械的に接続されかつ信号エア管路１４に設けられたブレーキバルブ１８とを備える。ブレーキチャンバ１１は、圧縮エアの給排と内蔵スプリング（図示せず）の弾性力によりチャンバ用プランジャ１１ａがチャンバ用ケース１１ｂから出没するように構成される。このチャンバ用プランジャ１１ａの出没により、図示しないが、車輪のホイール内に設けられたブレーキシューがブレーキドラムに圧接され或いはブレーキドラムから離脱するように構成される。
【００１０】
一方、リレーバルブ１６は、主エアタンク１３側の駆動エア管路１２に接続された第１ポート１６ａと、ブレーキチャンバ１１側の駆動エア管路１２に接続された第２ポート１６ｂと、信号圧室に連通し信号エア管路１４が接続された信号ポート１６ｃと、大気に開放された排気ポート１６ｄとを有する。またブレーキバルブ１８の上面には、ブレーキペダル１７の基端が枢着され、ブレーキペダル１７の踏込み量に応じた圧力の圧縮エアを信号圧室に給排するように構成される。更にリレーバルブ１６は信号圧室に給排される圧縮エアの圧力に応じた圧力の圧縮エアをブレーキチャンバ１１に給排する、即ちブレーキバルブ１８からの信号圧に基づいてブレーキチャンバ１１に主エアタンク１３内の圧縮エアを給排するように構成される。具体的には、信号圧室のエア圧が徐々に増大すると、このエア圧に比例した圧力の圧縮エアが、主エアタンク１３から第１ポート１６ａ及び第２ポート１６ｂを通ってブレーキチャンバ１１に供給され、信号圧室のエア圧が徐々に減少すると、ブレーキチャンバ１１のエア圧が信号圧室のエア圧に比例した圧力となるように、ブレーキチャンバ１１の圧縮エアが第２ポート１６ｂ及び排気ポート１６ｄを通って大気中に排出されるように構成される。
【００１１】
一方、ブレーキバルブ１８とリレーバルブ１６の信号圧室との間の信号エア管路１４であってリレーバルブ１６の近傍には、長さの短い補助エア管路１９の一端が連通接続され、この補助エア管路１９の他端に補助エアタンク２１が連通接続される。この補助エア通路１９の信号エア通路１４への連通接続部にはダブルチェック弁３１が設けられ、補助エア通路１９には電磁弁２２が設けられる。ダブルチェック弁３１は、チェック用ケース３１ａと、このケース３１ａに摺動可能に収容されたチェック用ピストン３１ｂとを有する。ケース３１ａには、ブレーキバルブ１８に連通接続されたチェック用第１ポート３１ｃと、電磁弁２２の電磁弁用第１ポート２２ａに連通接続されたチェック用第２ポート３１ｄと、リレーバルブ１６の信号圧室に連通接続されたチェック用第３ポート３１ｅとが設けられる。このダブルチェック弁３１はブレーキバルブ１８からの圧縮エアと補助エアタンク２１からの圧縮エアのうち圧力の高い圧縮エアを上記リレーバルブ１６の信号圧室に供給するように構成される。即ち、ブレーキバルブ１８からのエア圧が補助エアタンク２１からのエア圧より高い場合には、チェック用ピストン３１ｂがチェック用第２ポート３１ｄ側に移動し、チェック用第１ポート３１ｃとチェック用第３ポート３１ｅとが連通し、ブレーキバルブ１８からのエア圧が補助エアタンク２１からのエア圧より低い場合には、チェック用ピストン３１ｂがチェック用第１ポート３１ｃ側に移動し、チェック用第２ポート３１ｄとチェック用第３ポート３１ｅとが連通するように構成される。
【００１２】
上記電磁弁２２は３ポート２位置切換えの電磁弁であり、補助エアタンク２１に連通接続された電磁弁用第１ポート２２ａと、ダブルチェック弁３１のチェック用第２ポート３１ｄに連通接続された電磁弁用第２ポート２２ｂと、大気に開放された電磁弁用排気ポート２２ｃとを有する。この補助側電磁弁２２を作動させると電磁弁用第１ポート２２ａと電磁弁用第２ポート２２ｂが連通して、補助エアタンク２１及びダブルチェック弁３１間を連通するとともにダブルチェック弁３１を大気から遮断し、補助側電磁弁２２を不作動にすると電磁弁用第２ポート２２ｂと電磁弁用排気ポート２２ｃが連通して、補助エアタンク２１及びダブルチェック弁３１間を遮断するとともにダブルチェック弁３１を大気に連通するように構成される。ここで補助エア管路１９の長さは０．５〜２ｍ、好ましくは０．５〜１ｍに設定され、ダブルチェック弁３１からリレーバルブ１６の信号圧室までの信号エア管路１４の長さは０．５〜２ｍ、好ましくは０．５〜１ｍに設定され、更にリレーバルブ１６からブレーキチャンバ１１までの駆動エア管路１２の長さは１〜３ｍ、好ましくは１〜２ｍに設定される。補助エア管路１９の長さを０．５〜２ｍの範囲に限定したのは、０．５ｍ未満では補助エアタンク２１を信号エア管路１４に接続できず、２ｍを越えると補助エアタンク２１内の圧縮エアがリレーバルブ１６の信号圧室に供給されるまでの時間が長くなるからである。またダブルチェック弁３１からリレーバルブ１６の信号圧室までの信号エア管路１４の長さを０．５〜２ｍの範囲に限定したのは、０．５ｍ未満では補助エア管路１９を信号エア管路１４に接続できず、２ｍを越えると補助エアタンク２１内の圧縮エアがリレーバルブ１６の信号圧室に供給されるまでの時間が長くなるからである。更に上記リレーバルブ１６からブレーキチャンバ１１までの駆動エア管路１２の長さを１〜３ｍの範囲に限定したのは、１ｍ未満では駆動エア管路１２をブレーキチャンバ１１に接続できず、３ｍを越えると主エアタンク１３内の圧縮エアがブレーキチャンバ１１に供給されるまでの時間が長くなるからである。
【００１３】
一方、ブレーキペダル１７を準定常的に踏込んだとき最大圧力（主エアタンク１３内と同一圧力）の圧縮エアを信号圧室に供給する踏込み量に達したことを検出する踏込み量センサ２４が設けられる。具体的には、ブレーキペダル１７の踏込み量がブレーキペダル１７のフルストロークの７０％以上であることを検出する踏込み量センサ２４が設けられる。ここでブレーキペダル１７の踏込み量をブレーキペダル１７のフルストロークの７０％以上の範囲に限定したのは、ブレーキペダルを準定常的に踏込んでいったときに、最大圧力（主エアタンク１３内と同一圧力）の圧縮エアをリレーバルブ１６の信号圧室に供給する踏込み量がフルストロークの７０％に達したときだからである。この踏込み量センサ２４は、この実施の形態では、リミットスイッチであり、内蔵スプリング（図示せず）の弾性力によりセンサ用プランジャ２４ａがセンサ用ケース２４ｂから出没するように構成される。踏込み量センサ２４の検出出力はコントローラ２６の制御入力に接続され、コントローラ２６の制御出力は電磁弁２２に接続される。また主エアタンク１３内の圧力と補助エアタンク２１内の圧力を同一にするために、主エアタンク１３及び補助エアタンク２１が同圧エア管路２７により連通接続される。また補助エアタンク２１の容量は１〜２リットル、好ましくは１．５〜２リットルに設定される。ここで、補助エアタンク２１の容量を１〜２リットルの範囲に限定したのは、１リットル未満ではリレーバルブの信号圧室に十分な量の圧縮エアを供給できず、２リットルを越えると圧縮エアの貯留量が過剰となり必要以上に車両スペースを確保しなければならないからである。なお、図１中の符号２９はアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）のモジュールである。
【００１４】
このように構成された車両のブレーキ装置の動作を説明する。
運転者が車両を緊急停止するためにブレーキペダル１７を強くかつ深く踏込むと、ブレーキペダル１７の準定常的踏込み時に最大圧力の圧縮エアを信号圧室に供給する踏込み量に達したことを踏込み量センサ２４が検出する、即ちブレーキペダル１７の踏込み量がブレーキペダル１７のフルストロークの７０％以上であることを踏込み量センサ２４が検出する。このときコントローラ２６は踏込み量センサ２４の検出出力に基づき、電磁弁２２を制御して補助エアタンク２１及びダブルチェック弁３１間を連通し、かつダブルチェック弁３１を大気から遮断する。これによりブレーキバルブ１８からの圧縮エアより補助エアタンク２１からの圧縮エアの方が圧力が高くなるので、ダブルチェック弁３１のチェック用ピストン３１ｂがチェック用第１ポート３１ｃ側に移動して、チェック用第２ポート３１ｄとチェック用第３ポート３１ｅとが連通する。この結果、ブレーキバルブ１８とリレーバルブ１６の信号圧室とが遮断され、補助エアタンク２１とリレーバルブ１６の信号圧室とが連通されるので、補助エアタンク２１内の圧縮エアは、リレーバルブ１６の排気ポート１６ｄから排出されることなく、比較的短い補助エア管路１９及び信号エア管路１４を通ってリレーバルブ１６の信号圧室に瞬時に供給される。従って、リレーバルブ１６の第１及び第２ポート１６ａ，１６ｂが連通して主エアタンク１３内の圧縮エアが駆動エア管路１２及びリレーバルブ１６を通ってブレーキチャンバ１１に速やかに供給されるので、緊急ブレーキ操作時におけるブレーキの応答遅れを防止でき、車両の停止距離を短縮することができる。
【００１５】
なお、運転者が車両を再発進させるためにブレーキペダル１７の踏込みを解除すると、ブレーキペダル１７の踏込み量がブレーキペダル１７の準定常的踏込み時に最大圧力の圧縮エアを信号圧室に供給する踏込み量未満になったことを踏込み量センサ２４が検出する、即ちブレーキペダル１７の踏込み量がブレーキペダル１７のフルストロークの７０％未満になったことを踏込み量センサ２４が検出する。このときコントローラ２６は踏込み量センサ２４の検出出力に基づき、電磁弁２２を制御して補助エアタンク２１及びダブルチェック弁３１間を遮断し、かつダブルチェック弁３１を大気に連通する。この結果、ブレーキチャンバ１１内の圧縮エアがリレーバルブ１６から大気に排出され、ブレーキチャンバ１１内の圧縮エアが駆動エア管路１２を通ってリレーバルブ１６の排気ポート１６ｄから大気に排出されるので、ブレーキが速やかに解除される。
【００１６】
一方、運転者が車両を徐々に停止させるためにブレーキペダル１７を緩やかにかつ比較的浅く踏込むと、ブレーキペダル１７の踏込み量がブレーキペダル１７のフルストロークの７０％未満であることを踏込み量センサ２４が検出した状態に保たれる。このためコントローラ２６は踏込み量センサ２４の検出出力に基づき、電磁弁２２を制御して補助エアタンク２１及びダブルチェック弁３１間を遮断し、かつダブルチェック弁３１を大気に連通した状態に保つ。これにより補助エアタンク２１からの圧縮エアの圧力がブレーキバルブ１８からの圧縮エアの圧力より高くなるため、ダブルチェック弁３１のチェック用ピストン３１ｂがチェック用第２ポート３１ｄ側に移動して、チェック用第１ポート３１ｃとチェック用第３ポート３１ｅとが連通する。この結果、補助エアタンク２１とダブルチェック弁３１とが遮断され、ブレーキバルブ１８とダブルチェック弁３１とが連通されるので、主エアタンク１３内の圧縮エア及び補助エアタンク２１内の同圧エア管路２７を通る圧縮エアがリレーバルブ１６でブレーキペダル１７の踏込み量に応じた圧力に調整された後に、駆動エア管路１２を通ってブレーキチャンバ１１に供給され、車両が徐々に減速して停止する。
【００１７】
なお、運転者がブレーキペダル１７を更に深く踏込んで、ブレーキペダル１７の踏込み量がブレーキペダル１７のフルストロークの７０％以上であることを踏込み量センサ２４が検出すると、コントローラ２６は踏込み量センサ２４の検出出力に基づき、電磁弁２２を制御して補助エアタンク２１及びダブルチェック弁３１間を連通し、かつダブルチェック弁３１を大気から遮断する。このときブレーキバルブ１８からの圧縮エアの圧力と補助エアタンク２１からの圧縮エアの圧力が略同一であるので、ダブルチェック弁３１のチェック用ピストン３１ｂがチェック用第２ポート３１ｄ側に移動した状態に保たれて、チェック用第１ポート３１ｃとチェック用第３ポート３１ｅとが連通した状態に保たれる。この結果、補助エアタンク２１とダブルチェック弁３１とが遮断した状態に保たれ、ブレーキバルブ１８とダブルチェック弁３１が連通した状態に保たれるので、主エアタンク１３内の圧縮エア及び補助エアタンク２１内の同圧エア管路２７を通る圧縮エアが、リレーバルブ１６で減圧されることなく最大圧力のまま、リレーバルブ１６及び駆動エア管路１２を通ってブレーキチャンバ１１に供給され、ブレーキによる車両の制動力は更に増大する。この状態で、運転者が車両を再発進させるためにブレーキペダル１７の踏込みを解除すると、ブレーキペダル１７の踏込み量がブレーキペダル１７のフルストロークの７０％未満になったことを踏込み量センサ２４が検出する。このときコントローラ２６は踏込み量センサ２４の検出出力に基づき、電磁弁２２を制御して補助エアタンク２１及びダブルチェック弁３１間を遮断し、かつダブルチェック弁３１のチェック用第２ポート３１ｄを大気に連通する。しかし、チェック用ピストン３１ｂがチェック用第２ポート３１ｄ側に位置しているため、リレーバルブ１６の信号圧室内の圧縮エアはチェック用第３ポート３１ｅ及びチェック用第１ポート３１ｃを通ってブレーキバルブ１８の排気ポート１８ａから排出される。この結果、ブレーキチャンバ１１内の圧縮エアは駆動エア管路１２を通ってリレーバルブ１６の排気ポート１６ｄから大気中に排出されるので、ブレーキが速やかに解除される。
【実施例】
【００１８】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
＜実施例１＞
荷台に１５トンの荷物と積載したトラックに本発明のブレーキ装置を搭載した。このトラックを実施例１とした。具体的には、図１に示すように、長さ１ｍの補助エア管路１９の一端をブレーキバルブ１８とリレーバルブ１６の間の信号エア管路１４に連通接続し、補助エア管路１９の他端に補助エアタンク２１を連通接続した。また補助エア管路１９の信号エア管路１４への連通接続部にダブるチェック弁３１を設け、補助エア管路１９に３ポート２位置切換えの電磁弁２２を設け、踏込み量センサ２４はブレーキペダル１７の踏込み量がブレーキペダル１７のフルストロークの７０％以上であることを検出するように構成した。更に踏込み量センサ２４の検出出力に基づいてコントローラ２６が電磁弁２２を制御するように構成した。なお、補助エア管路１９の長さを１ｍに設定し、ダブルチェック弁３１からリレーバルブ１６の信号圧室までの信号エア管路１４の長さを１ｍに設定し、リレーバルブ１６からブレーキチャンバ１１までの駆動エア管路１２の長さを２ｍに設定した。
＜比較例１＞
補助エア管路、補助エアタンク及び電磁弁を用いなかったことを除いて、実施例１と同一に構成したトラックを比較例１とした。
【００１９】
＜比較試験１及び評価＞
実施例１及び比較例２のトラックを速度９０ｋｍ／時で走行している状態で、緊急停止するためにブレーキペダルを強くかつ深く踏込んだときの時間経過に対する減速度と、走行距離に対する車速の変化を測定した。その結果を図２及び図３に示す。
図２から明らかなように、実施例１が比較例１より減速度が向上することが分かった。また図３から明らかなように、実施例１が比較例１より短い距離で車速が低下するのが分かった。
＜試験２及び評価＞
実施例１のトラックを速度９０ｋｍ／時で走行している状態で、緊急停止するためにブレーキペダルを強くかつ深く踏込んだときのブレーキチャンバ内の圧力変化を測定した。その結果を図４に示す。
図４から明らかなように、ブレーキペダルを踏込み量が５０ｍｍになって踏込み量センサがオンするとほぼ同時にブレーキチャンバ内の圧力は最大圧力に上昇した。これにより主エアタンク内の圧縮エアが通ってブレーキチャンバに速やかに供給されたことが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明実施形態の車両のブレーキ装置を含む回路構成図である。
【図２】実施例１と比較例１のブレーキを操作してからの時間に対する車両の減速度の変化を示す図である。
【図３】実施例１と比較例１のブレーキを操作してから車両の進む距離に対する車速の変化を示す図である。
【図４】実施例１のブレーキペダルのストロークに対するブレーキチャンバ内の圧縮エアの圧力の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１１ ブレーキチャンバ
１２ 駆動エア管路（駆動エア通路）
１３ 主エアタンク
１４ 信号エア管路（信号エア通路）
１６ リレーバルブ
１７ ブレーキペダル
１８ ブレーキバルブ
１９ 補助エア管路（補助エア通路）
２１ 補助エアタンク
２２ 電磁弁
２４ 踏込み量センサ
２６ コントローラ
２７ 同圧エア管路（同圧エア通路）
３１ ダブルチェック弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を制動し又は前記車輪の制動を解除するブレーキチャンバ(11)が駆動エア通路(12)を介して主エアタンク(13)に連通接続され、前記主エアタンク(13)に信号エア通路(14)を介して連通接続された信号圧室を有しかつこの信号圧室に給排される圧縮エアの圧力に応じた圧力の圧縮エアを前記ブレーキチャンバ(11)に給排するリレーバルブ(16)が前記駆動エア通路(12)に設けられ、ブレーキペダル(17)に接続されかつこのブレーキペダル(17)の踏込み量に応じた圧力の圧縮エアを前記信号圧室に給排するブレーキバルブ(18)が前記信号エア通路(14)に設けられた車両のブレーキ装置において、
一端が前記ブレーキバルブ(18)と前記リレーバルブ(16)の間の信号エア通路(14)に連通接続された長さの短い補助エア通路(19)と、
前記補助エア通路(19)の他端に連通接続された補助エアタンク(21)と、
前記補助エア通路(19)の前記信号エア通路(14)への連通接続部に設けられ前記ブレーキバルブ(18)からの圧縮エアと前記補助エアタンク(21)からの圧縮エアのうち圧力の高い圧縮エアをブレーキチャンバ(11)に供給するダブルチェック弁(31)と、
前記補助エア通路(19)に設けられ前記補助エアタンク(21)及び前記ダブルチェック弁(31)間を連通するか或いは前記補助エアタンク(21)及び前記駆動エア通路(12)間を遮断しかつ前記ダブルチェック弁(31)を大気に連通するように切換える電磁弁(22)と、
前記ブレーキペダル(17)を準定常的に踏込んだとき最大圧力の圧縮エアを前記信号圧室に供給する踏込み量に達したことを検出する踏込み量センサ(24)と、
前記踏込み量センサ(24)の検出出力に基づいて前記電磁弁(22)を制御するコントローラ(26)と
を備えたことを特徴とする車両のブレーキ装置。
【請求項２】
補助エア通路(19)の長さが０．５〜２ｍであり、ダブルチェック弁(31)からリレーバルブ(16)の信号圧室までの前記信号エア管路(14)の長さが０．５〜２ｍであり、前記リレーバルブ(16)からブレーキチャンバ(11)までの駆動エア通路(12)の長さが１〜３ｍである請求項１記載の車両のブレーキ装置。
【請求項３】
補助エアタンク(21)の容量が１〜２リットルである請求項１記載の車両のブレーキ装置。
【請求項４】
主エアタンク(13)内の圧力と補助エアタンク(21)内の圧力を同一にするために前記主エアタンク(13)及び前記補助エアタンク(21)を連通接続する同圧エア通路(27)を更に備えた請求項１記載の車両のブレーキ装置。
【請求項１】
車輪を制動し又は前記車輪の制動を解除するブレーキチャンバ(11)が駆動エア通路(12)を介して主エアタンク(13)に連通接続され、前記主エアタンク(13)に信号エア通路(14)を介して連通接続された信号圧室を有しかつこの信号圧室に給排される圧縮エアの圧力に応じた圧力の圧縮エアを前記ブレーキチャンバ(11)に給排するリレーバルブ(16)が前記駆動エア通路(12)に設けられ、ブレーキペダル(17)に接続されかつこのブレーキペダル(17)の踏込み量に応じた圧力の圧縮エアを前記信号圧室に給排するブレーキバルブ(18)が前記信号エア通路(14)に設けられた車両のブレーキ装置において、
一端が前記ブレーキバルブ(18)と前記リレーバルブ(16)の間の信号エア通路(14)に連通接続された長さの短い補助エア通路(19)と、
前記補助エア通路(19)の他端に連通接続された補助エアタンク(21)と、
前記補助エア通路(19)の前記信号エア通路(14)への連通接続部に設けられ前記ブレーキバルブ(18)からの圧縮エアと前記補助エアタンク(21)からの圧縮エアのうち圧力の高い圧縮エアをブレーキチャンバ(11)に供給するダブルチェック弁(31)と、
前記補助エア通路(19)に設けられ前記補助エアタンク(21)及び前記ダブルチェック弁(31)間を連通するか或いは前記補助エアタンク(21)及び前記駆動エア通路(12)間を遮断しかつ前記ダブルチェック弁(31)を大気に連通するように切換える電磁弁(22)と、
前記ブレーキペダル(17)を準定常的に踏込んだとき最大圧力の圧縮エアを前記信号圧室に供給する踏込み量に達したことを検出する踏込み量センサ(24)と、
前記踏込み量センサ(24)の検出出力に基づいて前記電磁弁(22)を制御するコントローラ(26)と
を備えたことを特徴とする車両のブレーキ装置。
【請求項２】
補助エア通路(19)の長さが０．５〜２ｍであり、ダブルチェック弁(31)からリレーバルブ(16)の信号圧室までの前記信号エア管路(14)の長さが０．５〜２ｍであり、前記リレーバルブ(16)からブレーキチャンバ(11)までの駆動エア通路(12)の長さが１〜３ｍである請求項１記載の車両のブレーキ装置。
【請求項３】
補助エアタンク(21)の容量が１〜２リットルである請求項１記載の車両のブレーキ装置。
【請求項４】
主エアタンク(13)内の圧力と補助エアタンク(21)内の圧力を同一にするために前記主エアタンク(13)及び前記補助エアタンク(21)を連通接続する同圧エア通路(27)を更に備えた請求項１記載の車両のブレーキ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−３８８６７（Ｐ２００７−３８８６７Ａ）
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２５６０２（Ｐ２００５−２２５６０２）
【出願日】平成１７年８月３日（２００５．８．３）
【出願人】（０００００５４６３）日野自動車株式会社 (1,484)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月３日（２００５．８．３）
【出願人】（０００００５４６３）日野自動車株式会社 (1,484)
【Ｆターム（参考）】
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