説明

車両用液圧ブレーキ装置

【課題】HSA(ヒル・スタート・アシスト)を機械式弁で実施することができる制御弁を備えた車両用ブレーキ装置を提供することを課題とする。
【解決手段】制御弁20は、弁箱21と弁体22と弁座23と付勢手段24とを主たる要素とする機械式弁である。ブレーキ操作により、第1室31に液圧が供給されると、この液圧は第1の隙間36を通じて第2室32に供給される。すると、受圧面積の差により、弁体22は閉弁側に移動し、閉弁状態になる。次に、ブレーキ操作を解除しても、第2室32の液圧が保たれ、車輪ブレーキが保たれる。ただし、ブレーキ操作解除後に、第2室32の液圧は、オリフィス手段60を通って、第1室31へ逃げるため、次の再起動は円滑に行われる。
【効果】機械式の制御弁でHSAが可能となる。また、同時にオリフィスを備えているため、一時的に液圧を保持した後に、滑らかな再発進が可能となる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、マスタシリンダと車輪ブレーキとの間に設けられ車輪ブレーキの液圧を一時的に保持する制御弁を、備えた車両用液圧ブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ブレーキペダルを踏むと、マスタシリンダでブレーキ液が加圧され、この液圧で車輪ブレーキが制動状態となる。ブレーキペダルを戻すと液圧が消失し、ブレーキが解除される。
登り坂の途中で停車し、次に発進することは、坂道発進と呼ばれる。この坂道発進の際に、ブレーキペダルを踏んでいた足で、アクセルペダルを踏み換えることになるが、この踏み替えの間に車両が後退することがある。ブレーキを解除してからエンジンを加速するまでの間にタイムラグがあるからである。
【0003】
この車両後退現象を解消するには、ブレーキ解除後に一時的に車輪ブレーキの液圧を保持させることが有効である。このように、車輪ブレーキの液圧を保持することで車両を一時的に停止させる機能は、HSA(ヒル・スタート・アシスト)と呼ばれ、各種の方式が提案されている(例えば、特許文献1(段落番号[0022]、図1)参照。)。
【0004】
特許文献1の図1を参照した、特許文献1の段落番号[0022]には「ところで、第1および第2液圧路2,2;3,3間に設けられる常開型電磁弁9,9は、ブレーキ操作により車両を減速して一時停止している状態でブレーキ操作を解除しても車輪ブレーキB〜Bのブレーキ液圧を一時的に保持すべく閉弁作動するように電子制御ユニット10により制御される・・・以下省略」との説明がある。
【0005】
すなわち、従来は、HSAを電磁弁及び電子制御ユニットで実施する。
すると、電磁弁と電子制御ユニットとを結ぶハーネスが必須となる。また、電磁弁は、ソレノイドを内蔵している関係で、機械式弁に比較して、構造が複雑で、高価で、大型で、重くなる。さらに、電子制御ユニットに電磁弁制御機能を含める必要があるため、電子制御ユニットが大型化する。
【0006】
一方、HSAを機械式弁で実施することができれば、電子制御ユニットの負担を軽減することができ、ハーネスが不要となり、制御弁自体の小型、軽量化、低コスト化が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2001−225731公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、HSAを機械式弁で実施することができる制御弁を備えた車両用ブレーキ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
請求項1に係る発明は、ブレーキ操作子によって作動されるマスタシリンダと車輪ブレーキとの間に設けられ前記車輪ブレーキの液圧を一時的に保持する制御弁を、備えた車両用液圧ブレーキ装置であって、
前記制御弁は、前記マスタシリンダに接続するマスタシリンダ側ポート及び前記車輪ブレーキに接続するブレーキ側ポートを有する弁箱と、この弁箱に収納される弁座と、前記弁箱に移動可能に収納され、前記弁座に接触することで前記マスタシリンダ側ポートと前記ブレーキ側ポートとの間を閉じる弁体と、前記弁箱に収納され前記弁体を開弁方向へ付勢する付勢手段とからなり、
前記弁体は、前記マスタシリンダ側ポートからの液圧が所定値以上になったときに、前記付勢手段の付勢力に抗して閉弁側へ移動して前記弁座に接触し、前記車輪ブレーキの液圧を保持し、
前記弁体と前記弁座との少なくとも一方に、閉弁状態であっても前記ブレーキ側ポートの液圧を前記マスタシリンダ側ポートへ戻すオリフィス手段を備えていることを特徴とする。
【0010】
請求項2に係る発明は、請求項1記載の車両用液圧ブレーキ装置において、
前記弁体内に、前記弁座に前記弁体が接触しているときであっても、前記マスタシリンダ側ポートから前記ブレーキ側ポートへの液圧供給を許容する一方向弁を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
請求項1に係る発明によれば、機械式の制御弁でHSAが可能となる。また、同時にオリフィスを備えているため、一時的に液圧を保持した後に、滑らかな再発進が可能となる。
【0012】
請求項2に係る発明によれば、閉弁時に、ブレーキ操作子の踏み増しがあっても、液圧を一方向弁を介して車輪ブレーキへ供給することができる。すなわち、ブレーキ操作子の踏み増しが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明に係る車両用ブレーキ装置の構成図である。
【図2】制御弁の断面図である。
【図3】制御弁の要部拡大図である。
【図4】図3の4−4線断面図である。
【図5】制御弁の作用説明図である。
【図6】マスタシリンダ圧と車両ブレーキ圧を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例】
【0015】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1に示されるように、車両用液圧ブレーキ装置10は、車両を停止させるときに運転者が操作するブレーキ操作子(例えば、ブレーキペダル)11と、このブレーキ操作子11によって作動されるマスタシリンダ12と、このマスタシリンダ12から延びる導圧路13、14と、これらの導圧路13、14の途中に設けられる制御弁20及びABS制御部16と、導圧路13、14の先端から分岐する4本の分岐路17と、これらの分岐路17の先端に各々接続されている車輪ブレーキ19(左前輪、右前輪、左後輪、右後輪用の合計4個)とからなる。
【0016】
基本的には、ブレーキ操作子11がブレーキ操作されると、液圧が車輪ブレーキ19に供給され、車両は停止する。ブレーキ操作子11が非ブレーキ側へ戻されると、車輪ブレーキ19が解放され、車両は走行可能となる。ただし、本発明の車両用液圧ブレーキ装置10は、この基本動作に加えて、以下に述べる一時的にブレーキ状態が保たれるHSA(ヒル・スタート・アシスト)を有する。
【0017】
次に、主要要素である制御弁20を詳しく説明する。
図2に示すように、制御弁20は、弁箱21と、弁体22と、弁座23と、バルブスプリングに代表される付勢手段24と、を主たる要素とする機械式弁である。
【0018】
弁箱21には、鋳造品又は鍛造品に機械加工で一方から段付き穴26が開けられている。
この段付き穴26は、最も小径のガイド穴47と、このガイド穴47に段部26aを介して隣接して設けられガイド穴47より大径の第1穴26bと、この第1穴26bに段部26cを介して隣接して設けられ第1穴26bより大径の第2穴26dと、この第2穴26dに段部26eを介して隣接して設けられ第2穴26dより大径の第3穴26fと、この第3穴26fにテーパ部26gを介して隣接して設けられ第3穴26fより大径の第4穴26hと、この第4穴26hに段部26jを介して隣接して設けられ第4穴26hより大径の第5穴26kとからなる。
【0019】
そして、弁箱21には、段付き穴26の第2穴26dに直交して開けられるマスタシリンダ側ポート27と、段付き穴26の第4穴26hに直交して開けられるブレーキ側ポート28とが設けられている。
【0020】
弁座リング29は、一端にすり鉢状の弁座23を有し、段部26eに当てつつ第3穴26fに嵌められる。結果、段付き穴26は弁座リング29で上下に区画されている。
便宜上、弁座リング29より下(マスタシリンダ側ポート27側)の室を第1室31、弁座リング29より上(ブレーキ側ポート28側)の室を第2室32と呼ぶことにする。
【0021】
弁座リング29を貫通するように段付き穴26に移動可能に収納される弁体22は、弁座23に対応する円錐面状のシール面33を有するピストン部34と、このピストン部34からマスタシリンダ側ポート27の側方を通って延びる小径のガイド部35とからなる。なお、弁座リング29とピストン部34との間に第1の隙間36が開くように、弁座リング29とピストン部34との径方向の寸法が決められている。
【0022】
好ましくは、弁座リング29よりマスタシリンダ側ポート27寄り位置にて、弁体22のピストン部34に、径方向穴38が設けられ、この径方向穴38の途中から弁座リング29よりブレーキ側ポート28寄り位置へ開口する長手穴39が設けられ、この長手穴39に一方向弁50を設ける。この一方向弁50の詳細構造は後述する。
【0023】
付勢手段24は、コイルスプリングが好適であり、段部26cに当てたスプリングリテーナ41を介して段付き穴26の第2穴26dに収納され、弁体22を開弁方向へ付勢する。
ただし、このままでは、弁体22が過剰に移動するため、付勢された弁体22の移動を規制する必要がある。そこで、段付き穴26の第4穴26hにプラグ42が嵌められ、このプラグ42の抜け止めを図るために第4穴26hにクリップ部材43が取付けられる。段付き穴26の開口は、ゴミの侵入を防止するためにリッド44で塞ぐことが望ましい。 すなわち、リッド44は、段部26jに当てつつ第4穴26hに嵌合する。
なお、プラグ42とピストン部34とが接触した状態でも、プラグ42とピストン部34との間に隙間があり、この隙間に作動液が供給される。
【0024】
また、弁座リング29と弁箱21とは、シール部材45により、シールされている。同様に、プラグ42と弁箱21とは、シール部材46によりシールされている。
さらに、ガイド部35の先端は、弁箱21に設けられているガイド穴47でガイドされる。後述する、受圧面積に差を持たせるために、第1穴26bに嵌合されたシール部材48により、ガイド穴47に作動液が入らないようにする。
【0025】
一方向弁50は、図3に示すように、第1室31から第2室32への流れを許容し、第2室32から第1室31への流れを抑制する、逆止弁であって、底部51を有しピストン34に圧入される筒体52と、底部51に設けられている貫通穴53を塞ぐボール54と、このボール54を貫通穴53へ押し付けるばね55と、このばね55の他端を支えるリテーナ56と、からなる。なお、筒体52はピストン34に圧入されるため、筒体52とピストン34との間はシール性が保たれる。
すなわち、第1室31の圧力が、第2室32の圧力より高くなり且つこの差圧がばね55の押付け作用を超えるまで大きくなると、ボール54が貫通穴53から離れ、第1室31から第2室32への流れ(圧力伝達)を許容する。
【0026】
また、弁座リング29に、オリフィス手段60が設けられている。
このオリフィス手段60は、図3の4−4線断面図である図4に示されるように、半円断面の溝61が好ましい。溝61の断面形状は、三角、四角、台形であってもよい。オリフィス手段60は円周1箇所の他、円周で複数個設けることは差し付けない。
図3に示すように、オリフィス手段60により、第2の隙間62がシール面33と弁座23との間に確保される。
そのため、第2室32が第1室31より高圧である場合には、第2の隙間62及び第1の隙間36を通って圧逃げ現象が起こるため、第2室32の圧力を、時間の経過と共に低下させることができる。
【0027】
なお、図4に示す溝61は、ピストン部34側に設けてもよい。
また、オリフィス手段60は、ピストン部34内を縦に貫通する絞り穴であってもよい。
したがって、オリフィス手段60は、弁体22と弁座23の少なくとも一方に設けることで作用を発揮させることができ、オリフィス手段60の形状、形態も適宜変更可能である。
【0028】
以上の構成からなる制御弁の作用を次に説明する。
図5(a)では、付勢手段24の作用により開弁状態が保たれている。運転者がブレーキ操作を行うと、第1室31に液圧が供給され、この液圧は第1の隙間36を通って第2室32に供給される。
【0029】
弁体22において、第2室32側(図面上方)から見た受圧面積は、ピストン部34の最大断面積Saに相当する。一方、第1室31室側(図面下方)から見た受圧面積は、ガイド部35の断面積分Sbを差し引いた面積(Sa−Sb)に相当する(ただし、Sa>Sb)。そのため、第1室31と第2室32とが同圧であっても、ピストン部34の最大断面積Saが、差し引いた面積(Sa−Sb)より大きい(Sa>(Sa−Sb))ので、弁体22に閉弁方向の力が作用する。この力が、付勢手段24の付勢力より大きくなると、弁体22は閉弁方向へ移動する。すなわち、第1室31(マスタシリンダ側ポート27)の圧力が所定値以上になると、付勢手段24の付勢力に抗して弁体22が閉弁側へ移動して弁座に接触し、閉弁状態となる(図5(b))。
【0030】
図5(b)で、運転者がブレーキの解除操作を行うと、閉弁状態により、第2室32の液圧が一時的に保たれる。したがって、坂道発進の際に、車両が後進する心配はない。
ブレーキの解除操作に伴って、第1室31の液圧はゼロになる。そのため、第2室32の液圧は第2の隙間62及び第1の隙間36を通って、第1室31へ逃げ、時間の経過と共にゼロに近づく。
【0031】
図5(b)で、運転者がブレーキ操作を強めると、第1室31の液圧は一方向弁50を通じて第2室32に供給される。すなわち、閉弁状態であるにも拘わらず、踏み増しが可能となる。
【0032】
第1室31の圧力(すなわち、マスタシリンダ圧)と第2室32の圧力(すなわち、車両ブレーキ圧)との経時的相対変化を次図で説明する。
図6に示すように、運転者のブレーキ操作により、マスタシリンダ圧は、点Aのように高まる。点Bでブレーキの解除操作を行うと、マスタシリンダ圧は、短時間で低下し、点Cでゼロになる。
【0033】
一方、図6に示すように、点Bの時点では弁体22が閉弁されることで液圧が保持されているものの、オリフィス60からブレーキ液が徐々に第2室32から第1室31へ流出することにより、車両ブレーキ圧は、点Bからマスタシリンダ圧に比較して緩やかに圧力が低下し、点D(第2室32側の圧力が小さくなって、弁体22を閉弁方向へ付勢する付勢力に、付勢手段24の付勢力が打ち勝つ点)を経て、点E(ブレーキディスクからブレーキキャリパが離れる点)でゼロになる。
すなわち、点Bから点Dまでの時間が、車輪ブレーキの液圧を一時的に保持する、保持時間になる。
【0034】
この保持時間は、オリフィス60の大きさ、数、形状等を調整することにより、調整することができる。運転者がブレーキを解除してからエンジンを加速するまでの間の時間(タイムラグ)に対応するように保持時間が設定されていれば、車両が後進することなく、円滑な坂道発進が行える。
【0035】
尚、制御弁の詳細な構造及び一方向弁の構造は、実施例で説明した構造が好適であるが、作用が同一であれば、構造を変更することは差し支えない。
また、ブレーキ操作子は、ブレーキペダルの他、手で操作するブレーキレバーであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【0036】
本発明の車両用液圧ブレーキ装置は、登り坂での後進が懸念される車両に好適である。
【符号の説明】
【0037】
10…車両用液圧ブレーキ装置、11…ブレーキ操作子、12…マスタシリンダ、19…車輪ブレーキ、20…制御弁、21…弁箱、23…弁座、24…付勢手段、27…マスタシリンダ側ポート、28…ブレーキ側ポート、31…第1室、32…第2室、36…第1の隙間、50…一方向弁、60…オリフィス手段、62…第2の隙間。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ブレーキ操作子によって作動されるマスタシリンダと車輪ブレーキとの間に設けられ前記車輪ブレーキの液圧を一時的に保持する制御弁を、備えた車両用液圧ブレーキ装置であって、
前記制御弁は、前記マスタシリンダに接続するマスタシリンダ側ポート及び前記車輪ブレーキに接続するブレーキ側ポートを有する弁箱と、この弁箱に収納される弁座と、前記弁箱に移動可能に収納され、前記弁座に接触することで前記マスタシリンダ側ポートと前記ブレーキ側ポートとの間を閉じる弁体と、前記弁箱に収納され前記弁体を開弁方向へ付勢する付勢手段とからなり、
前記弁体は、前記マスタシリンダ側ポートからの液圧が所定値以上になったときに、前記付勢手段の付勢力に抗して閉弁側へ移動して前記弁座に接触し、前記車輪ブレーキの液圧を保持し、
前記弁体と前記弁座との少なくとも一方に、閉弁状態であっても前記ブレーキ側ポートの液圧を前記マスタシリンダ側ポートへ戻すオリフィス手段を備えていることを特徴とする車両用液圧ブレーキ装置。
【請求項2】
請求項1記載の車両用液圧ブレーキ装置において、
前記弁体内に、前記弁座に前記弁体が接触しているときであっても、前記マスタシリンダ側ポートから前記ブレーキ側ポートへの液圧供給を許容する一方向弁を備えたことを特徴とする車両用液圧ブレーキ装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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