JP2018047756A - Brake device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ブレーキ装置に関する。 The present invention relates to a brake device.
近年、車輌において、人間の操作者（以下、運転者という。）が運転中に死亡や意識不明等の事態に陥ったときや、不用意に運転位置を離れるようなときのための、いわゆるデッドマン対策のための装置やブレーキ等が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 In recent years, a so-called deadman is used when a human operator (hereinafter referred to as a driver) falls into a situation such as death or unconsciousness during driving or carelessly leaves the driving position. Devices for countermeasures, brakes, and the like have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
従来、トラックやバスなどの各種大型車輌では、車輪の回転を制動するために、エアタンクに格納された圧縮エアをエア信号（信号圧）および、エネルギー(駆動圧)として利用するエアブレーキが多く用いられている。しかしながら、このようなエアブレーキ式の車輌において、上記デッドマン対策のための専用のブレーキは提案されていなかった。 Conventionally, in various large vehicles such as trucks and buses, air brakes that use compressed air stored in an air tank as an air signal (signal pressure) and energy (drive pressure) are often used to brake the rotation of wheels. It has been. However, in such an air brake type vehicle, a dedicated brake for countermeasures against the deadman has not been proposed.
このような専用のブレーキが無い車輌では、上記デッドマン等の非常時には、車輌を停止させるための方策として、助手席の同乗者がパーキングブレーキを操作することが考えられる。 In a vehicle without such a dedicated brake, it is conceivable that a passenger in the passenger seat operates the parking brake as a measure for stopping the vehicle in the event of an emergency such as the dead man.
しかしながら、一般的なパーキングブレーキは、車輌の総輪の内、特定の輪だけにブレーキを掛けるものであり、また、回転する車輪のロックを防止するためのＡＢＳ（Ａｎｔｉ−ｌｏｃｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ）の動作がサポートされていない。したがって、車輌の走行中にパーキングブレーキを操作した場合は、回転中の車輪に加えられる制動力の強さやバランス等を良好にすることが困難であり、車輌をすみやかに或いは緩やかに停止させることが出来ない、またはハンドル操作等が上手く行えない等の安全面上の問題がある。 However, a general parking brake applies only a specific wheel among all the wheels of a vehicle, and the operation of an ABS (Anti-lock Break System) for preventing locking of a rotating wheel. Is not supported. Therefore, if the parking brake is operated while the vehicle is running, it is difficult to improve the strength and balance of the braking force applied to the rotating wheels, and the vehicle can be stopped quickly or gently. There are safety issues such as inability to handle or handle operations.
本発明の目的は、エアブレーキ式の車輌において、デットマン等の非常時ないし緊急事態の際に、同乗者によって車輌を可及的に安全に停止させることが可能なブレーキ装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a brake device capable of stopping a vehicle as safely as possible by a passenger in an emergency or emergency situation such as a deadman in an air brake type vehicle. .
本発明に係るブレーキ装置は、
エアタンクに格納された圧縮エアを用いて車輪を制動するブレーキ装置であって、
運転者により操作される第１の操作部材を備え、前記第１の操作部材の操作により第１の信号を生成する、前記エアタンクの下流に配管を通じて設けられた第１の信号圧生成弁と、
運転者以外の者が操作できるように配置される第２の操作部材を備え、前記第２の操作部材の操作により第２の信号を生成する、前記エアタンクの下流に配管を通じて設けられた第２の信号圧生成弁と、
前記第１の信号圧生成弁および第２の信号圧生成弁の下流に各々の配管を通じて設けられ、前記第１の信号および第２の信号のエア圧のうち高圧側を選択し、該選択されたエア圧に基づいた信号圧に応じた駆動圧を出力する駆動出力部と、
前記駆動出力部の駆動圧に基づいて前記車輪の回転を制動する制動機構と、
を備える。
The brake device according to the present invention includes:
A brake device for braking a wheel using compressed air stored in an air tank,
A first signal pressure generating valve provided with a first operating member operated by a driver, and generating a first signal by operating the first operating member, through a pipe downstream of the air tank;
A second operating member disposed so as to be operated by a person other than the driver, and generating a second signal by operating the second operating member; provided through a pipe downstream of the air tank; A signal pressure generating valve of
The first signal pressure generation valve and the second signal pressure generation valve are provided through respective pipes, and the high pressure side of the air pressures of the first signal and the second signal is selected and selected. A drive output unit that outputs a drive pressure corresponding to the signal pressure based on the air pressure;
A braking mechanism for braking the rotation of the wheel based on the driving pressure of the driving output unit;
Is provided.
本発明によれば、エアブレーキ式の車輌において、デットマン等の非常時ないし緊急事態の際に、同乗者によって車輌を可及的に安全に停止させることが可能なブレーキ装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a brake device that can stop a vehicle as safely as possible by a passenger in an emergency or emergency situation such as a deadman in an air brake type vehicle. .
以下、図面を参照して、本発明に係る車輌のブレーキ装置の実施の形態について説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a vehicle brake device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
各実施の形態では、いずれもエアタンクに格納された圧縮エアを用いて車輪に制動力を加えるブレーキ装置であって、運転者によるブレーキペダルの操作により２系統の回路が動作して車輪にブレーキを掛ける方式のものを開示する。また、各実施の形態では、デッドマン等の非常ないし緊急の事態に対応するために、上記２系統の回路に、運転者以外の同乗者の操作によって車輪に非常ブレーキを掛けるための回路構成が付加されたブレーキ装置を開示する。 In each embodiment, each is a brake device that applies a braking force to a wheel using compressed air stored in an air tank, and two circuits are operated by a driver operating a brake pedal to brake the wheel. The thing of the method of multiplying is disclosed. In each embodiment, in order to cope with an emergency or emergency situation such as a deadman, a circuit configuration for applying an emergency brake to the wheel by the operation of a passenger other than the driver is added to the above two systems of circuits. An improved brake device is disclosed.
〔第１の実施の形態〕
図１に示すブレーキ装置１は、例えばトラックやバスなどの各種大型車輌に設けられ、エアタンク１１に格納された圧縮エアを信号圧および駆動圧として使用して、車輪に取り付けられたブレーキ２，３を作動させるものである。
[First Embodiment]
A
ブレーキ装置１は、エアタンク１１と、エアタンク１１の下流に配置されたブレーキバルブ１２および非常ブレーキバルブ２０と、これらブレーキバルブ１２、２０の下流に配置されたダブルチェック弁付きのリレーバルブ６を備える。ブレーキ装置１は、これらエアタンク１１、ブレーキバルブ１２、非常ブレーキバルブ２０、およびリレーバルブ６を各々一対ずつ備えた２系統の回路を備えている。
The
かかる２系統の回路に関し、以下、第１系統側の構成には適宜符号Ａを加え、第２系統側の構成には適宜符号Ｂを加えて説明する。 Hereinafter, the two systems of circuits will be described by appropriately adding the symbol A to the configuration of the first system and appropriately adding the symbol B to the configuration of the second system.
ブレーキ装置１では、第１のエアタンク１１Ａの圧縮エアを用いて後輪のリアブレーキ３（３Ｌ，３Ｒ）を駆動し、第２のエアタンク１１Ｂの圧縮エアを用いて前輪のフロントブレーキ２（２Ｌ，２Ｒ）を駆動するようになっている。
The
また、ブレーキ装置１では、リレーバルブ６からブレーキ２Ｌ，２Ｒ、３Ｌ，３Ｒまでの間に、各々、後述するモジュレーター５とブレーキチャンバー４とを備える。ブレーキ装置１は、各モジュレーター５等を制御するＥＣＵ（Electronic Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）などの制御部３０を備える。
Further, the
なお、本実施の形態では、後輪が駆動輪となり、かかる駆動輪のリアブレーキ３（３Ｌ，３Ｒ）には公知のパーキングブレーキ（いわゆるサイドブレーキ）の機構が設けられる。かかるパーキングブレーキの機構は特徴がない（スプリングブレーキを示すものである）ため、図示および説明を省略する。 In the present embodiment, the rear wheels serve as driving wheels, and a known parking brake (so-called side brake) mechanism is provided on the rear brake 3 (3L, 3R) of the driving wheels. Such a parking brake mechanism has no characteristics (shows a spring brake), and therefore illustration and description thereof are omitted.
以下、ブレーキ装置１の各部の構成を詳述する。
Hereinafter, the configuration of each part of the
エアタンク１１（１１Ａ，１１Ｂ）は、圧縮エアを格納する容器である。エアタンク１１は、内部の圧縮エアをブレーキの強さを指示する信号（信号圧）として使用するため、各々の配管を通じて、第１の信号圧生成弁であるブレーキバルブ１２および第２の信号圧生成弁である非常ブレーキバルブ２０と接続される。
The air tank 11 (11A, 11B) is a container for storing compressed air. Since the
具体的には、第１のエアタンク１１Ａは、配管Ｐ１により第１のブレーキバルブ１２Ａと接続され、配管Ｐ１から分岐した配管Ｐ１１により第１の非常ブレーキバルブ２０Ａと接続される。他方、第２のエアタンク１１Ｂは、配管Ｐ４により第２のブレーキバルブ１２Ｂと接続され、配管Ｐ４から分岐した配管Ｐ４１により第２の非常ブレーキバルブ２０Ｂと接続される。
Specifically, the
また、エアタンク１１（１１Ａ，１１Ｂ）は、格納された圧縮エアをブレーキ駆動用の駆動圧としても使用するため、リレーバルブ６と接続される。
The air tank 11 (11A, 11B) is connected to the
具体的には、第１のエアタンク１１Ａは配管Ｐ３により第１系統側のリレーバルブ６と接続され、第２のエアタンク１１Ｂは、配管Ｐ６により第２系統側のリレーバルブ６と接続される。
Specifically, the
なお、各エアタンク１１には図示しないエアコンプレッサーが接続され、エアタンク１１からのエアが消費されて残量が少なくなると、エアコンプレッサーによってエアタンク１１内にエアが補給されるようになっている。
Each
ブレーキバルブ１２（１２Ａ，１２Ｂ）は、車輌の運転者の操作により開閉されるバルブであり、第１の操作部材としてのブレーキペダル１３を備える。このブレーキペダル１３は、車輌の運転席に設けられ、運転者の足で踏み込まれることで、第１のブレーキバルブ１２Ａおよび第２のブレーキバルブ１２Ｂを連動し、足の踏込量または力に応じて開状態とする（調圧する）。他方、ブレーキペダル１３は、踏み込みが解除されると、元の位置（上方）に戻り、第１のブレーキバルブ１２Ａおよび第２のブレーキバルブ１２Ｂを連動して閉状態とする。
The brake valve 12 (12A, 12B) is a valve that is opened and closed by the operation of the vehicle driver, and includes a
ブレーキバルブ１２（１２Ａ，１２Ｂ）は、各々の配管を通じてリレーバルブ６と接続される。具体的には、第１のブレーキバルブ１２Ａは配管Ｐ２により第１系統側のリレーバルブ６と接続され、第２のブレーキバルブ１２Ｂは、配管Ｐ５により第２系統側のリレーバルブ６と接続される。
The brake valve 12 (12A, 12B) is connected to the
ここで、配管Ｐ２およびＰ５すなわちブレーキバルブ１２下流の流路には、各々、ロープレッシャースイッチ１４が設けられる。このロープレッシャースイッチ１４は、ブレーキバルブ１２下流の流路における圧力の上昇を検知するとオン（ＯＮ）の信号を出力するスイッチであり、車輌の停止ランプなどの作動スイッチとして機能する。
Here,
第２の信号圧生成弁としての非常ブレーキバルブ２０（２０Ａ，２０Ｂ）は、非常時に、車輌の運転者以外の同乗者の操作によって開閉動作するためのバルブであり、通常は閉状態が保持される。 The emergency brake valve 20 (20A, 20B) as the second signal pressure generating valve is a valve for opening and closing by an operation of a passenger other than the driver of the vehicle in an emergency, and is normally kept closed. The
非常ブレーキバルブ２０（２０Ａ，２０Ｂ）は、第２の操作部材としての非常用操作部材２１を備える。本実施の形態では、非常用操作部材２１は、非常ブレーキバルブ２０（２０Ａ，２０Ｂ）を開状態とするための部材であり、車輌の助手席に設けられた押圧式のレバーである。非常用操作部材２１は、助手席にいる同乗者の足あるいは手で強く押圧されることによって、第１の非常ブレーキバルブ２０Ａおよび第２の非常ブレーキバルブ２０Ｂを連動して開状態にする。
The emergency brake valve 20 (20A, 20B) includes an
本実施の形態では、非常用操作部材２１の押圧により一度開状態になった非常ブレーキバルブ２０（２０Ａ，２０Ｂ）は、その後の非常用操作部材２１の操作に関わらず、開状態を維持するようになっている。これは、デッドマン等の緊急事態の際には、先ずは走行中の車輌を停止させることが優先されること、運転者のみならず同乗者もブレーキ操作に対する精神的な余裕がないこと等を考慮したものである。
In the present embodiment, the emergency brake valve 20 (20A, 20B) once opened due to the pressing of the
他方、一度開状態になった非常ブレーキバルブ２０（２０Ａ，２０Ｂ）を非常用操作部材２１またはこれとは別の部材によって閉状態に戻せる構成とすることもあり得る。
On the other hand, the emergency brake valve 20 (20A, 20B) once opened may be configured to be returned to the closed state by the
他の例として、非常用操作部材２１は、フットペダルや引っ張りレバーなどの種々の形態とすることもできる。また、他の例として、非常用操作部材２１は、後部座席等の同乗者が操作できるような位置、例えばパーキングブレーキの操作部（操作レバーや操作スイッチなど）の近傍位置に配置されてもよい。
As another example, the
非常ブレーキバルブ２０（２０Ａ，２０Ｂ）は、各々の配管を通じてリレーバルブ６と接続される。具体的には、第１の非常ブレーキバルブ２０Ａは配管Ｐ１２により第１系統側のリレーバルブ６と接続され、第２の非常ブレーキバルブ２０Ｂは、配管Ｐ４２により第２系統側のリレーバルブ６と接続される。
The emergency brake valve 20 (20A, 20B) is connected to the
ここで、配管Ｐ１２およびＰ４２すなわち非常ブレーキバルブ２０下流の流路には、各々、上述したロープレッシャースイッチ１４が設けられている。
Here, the
また、配管Ｐ１２およびＰ４２すなわち非常ブレーキバルブ２０およびロープレッシャースイッチ１４の下流の流路には、各々、エアの流量を制限するオリフィス２５が設けられている。
In addition,
これらオリフィス２５は、非常ブレーキバルブ２０下流側の圧力が急上昇することを防止するためのものであり、配管Ｐ１２およびＰ４２の内径が部分的に小さく絞り込まれた構成となっている。オリフィス２５のかかる構成により、当該配管Ｐ１２およびＰ４２を通過するエアの流量が制限される。
These
リレーバルブ６は、ブレーキバルブ１２または非常ブレーキバルブ２０から供給されるエア（信号圧）に基づいてブレーキチャンバー４等を駆動するバルブであり、この例では後述するダブルチェック弁を備えた構成とされる。
The
各リレーバルブ６は、配管Ｐ（Ｐ３またはＰ６）を通じて、対応するエアタンク１１（１１Ａまたは１１Ｂ）から動力（駆動）用のエアを接続しており、かかる駆動用のエアを信号圧に応じた圧力で下流に出力する。具体的には、リレーバルブ６は、ブレーキバルブ１２側のエア圧と非常ブレーキバルブ２０側のエア圧のうちの高圧側の信号圧に応じた圧力で、駆動用のエアをブレーキチャンバー４側に出力する。
Each
より詳しくは、リレーバルブ６は、図１中に「◇」形で示すダブルチェック弁６１を備えている。かかるダブルチェック弁６１は、ブレーキバルブ１２側のエア圧と非常ブレーキバルブ２０側のエア圧のうち高い方の圧を信号圧としてリレーバルブに加える。
More specifically, the
そして、ブレーキバルブ１２側のエア圧が非常ブレーキバルブ２０側のエア圧よりも高くなると、ダブルチェック弁６１は図中の右側に移動し、非常ブレーキバルブ２０側のエア圧がブレーキバルブ１２側のエア圧よりも高くなると、ダブルチェック弁６１は左側に移動する。
Then, when the air pressure on the
リレーバルブ６は、ブレーキバルブ１２（第１の信号圧生成弁）側および非常ブレーキバルブ２０（第２の信号圧生成弁）側のエア圧のうち高圧側を選択し、選択されたエア圧に基づいた信号圧に応じた駆動圧を出力する駆動出力部としての役割を担う。
The
本実施の形態では、リレーバルブ６は、ダブルチェック弁６１の作動に基づいた信号圧に応じたエア圧を駆動圧として出力する。すなわち、リレーバルブ６は、上述したダブルチェック弁６１を通過したエア圧に応じ、つながれているエアタンク１１のエア圧を駆動圧としてブレーキチャンバー４側に出力する。
In the present embodiment, the
リレーバルブ６は、本実施の形態では上述のようなダブルチェックバルブ付リレーバルブとした。他方、同様の機能を持ったリレーバルブとして、デュアルリレーバルブ（信号の受口が２重になっているリレーバルブ）を使用してもよい。
In this embodiment, the
以下、かかるリレーバルブ６からの駆動圧に基づいて車輪の回転を制動する制動機構の構成を説明する。
Hereinafter, the configuration of the braking mechanism that brakes the rotation of the wheel based on the driving pressure from the
リレーバルブ６とブレーキチャンバー４の間の流路には、各々の配管（Ｐ１３〜Ｐ１６，Ｐ４３〜Ｐ４６）を通じてモジュレーター５が配置される。すなわち、第１系統側のモジュレーター５，５は、配管Ｐ１３，Ｐ１５を通じて一方（図１右側）のリレーバルブ６に接続され、配管Ｐ１４，Ｐ１６を通じて後輪側のブレーキチャンバー４，４に接続される。同様に、第２系統側のモジュレーター５，５は、配管Ｐ４３，Ｐ４５を通じて他方（図１左側）のリレーバルブ６に接続され、配管Ｐ１４，Ｐ１６を通じて前輪側のブレーキチャンバー４，４に接続される。
The
モジュレーター５は、車輌のＡＢＳ（Ａｎｔｉ−ｌｏｃｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ）の作動時に開閉動作するバルブを備える。モジュレーター５は、かかるバルブの開閉により、対応するブレーキに供給される駆動圧を調節することで、当該車輪に加えられる制動力を調節する機能を有する。モジュレーター５のバルブは、制御部３０の制御信号によって開閉が制御される。ＡＢＳ作動時の制御内容等については後述する。
The
ブレーキチャンバー４は、リレーバルブ６からの駆動圧により車輪に制動力を加える役割を担う。具体的には、ブレーキチャンバー４は、ダイヤフラム（ゴム膜）またはピストンおよびゴム膜またはピストンに接続されたロッドを有し、エアが供給されたゴム膜またはピストンが移動してロッドを押すことで、対応するブレーキ２Ｌ，２Ｒ、３Ｌ，３Ｒを作動させる。図示のように、各々のブレーキチャンバー４は、上述したモジュレーター（ＭＯＤ）５の下流に、各々の配管Ｐ４４，Ｐ４６，Ｐ１４，Ｐ１６を通じて配置される。
The brake chamber 4 plays a role of applying a braking force to the wheels by the driving pressure from the
フロントブレーキ２（２Ｌ，２Ｒ）は、車輌の前輪のホイールに設けられた機械式のブレーキ（ドラムブレーキ）であり、同様に、リアブレーキ３（３Ｌ，３Ｒ）は、車輌の前輪のホイールに設けられたドラムブレーキである。これらブレーキ２Ｌ，２Ｒ、３Ｌ，３Ｒには、各々、図示しないブレーキドラムやブレーキシューなどを有し、ブレーキシューにブレーキチャンバー４のロッドが接続されている。また、車輌の各車輪の近傍には、対応する車輪の回転速度を測定する車速センサ（図示略）が各々設けられている。
The front brake 2 (2L, 2R) is a mechanical brake (drum brake) provided on the front wheel of the vehicle. Similarly, the rear brake 3 (3L, 3R) is provided on the front wheel of the vehicle. Drum brake. Each of these
以下、ブレーキ装置１の動作について説明する。
Hereinafter, the operation of the
〔運転者による通常動作〕
まず、通常のブレーキ動作、すなわち、運転者が運手中にブレーキペダル１３を操作して車輌を停止させる場合のブレーキ動作について説明する。
[Normal operation by the driver]
First, a normal braking operation, that is, a braking operation when the driver operates the
ブレーキペダル１３が踏み込まれる前の状態では、ブレーキバルブ１２Ａ，１２Ｂの下流の配管Ｐ２およびＰ５内の圧力（エア圧）は、大気圧解放状態である。
In a state before the
この状態から、運転者の足でブレーキペダル１３が踏み込まれると、ブレーキバルブ１２Ａ,１２Ｂの下流は閉回路となり、かかる踏み込みの程度に応じてブレーキバルブ１２（１２Ａ，１２Ｂ）が連動して開く。これら各バルブ１２Ａ，１２Ｂが開くと、バルブの上流および下流の流路間での圧力が等しくなろうとする作用により、上流の配管Ｐ１，Ｐ４の圧力がブレーキペダル１３の踏み込みの程度に応じ調圧され下流の配管Ｐ２，Ｐ５に信号として出力される。かかるエアによる信号は、ロープレッシャースイッチ１４を作動（オン動作）させて上述した停止ランプ等を点灯させるとともに、各々のリレーバルブ６のダブルチェック弁６１に圧力を加える。
When the
このとき、各々のダブルチェック弁６１が図１の右方向に移動することにより、リレーバルブ６に接続されているエアタンク１１のエアは、ダブルチェック弁６１を通過しリレーバルブ６に達したエア圧に応じた圧力で、下流のモジュレーター５およびブレーキチャンバー４に順次送り込まれる。
At this time, each
かかる動作により、ブレーキチャンバー４のゴム膜またはピストンが駆動用のエアによって移動、ゴム膜またはピストンに接続されたロッドが移動して各々のブレーキ２，３のブレーキシューを移動させる。そして、ブレーキシューがブレーキドラムに押しつけられることで制動力が生じ、各車輪にブレーキがかかる。
By this operation, the rubber film or the piston of the brake chamber 4 is moved by the driving air, and the rod connected to the rubber film or the piston is moved to move the brake shoes of the
上述したブレーキ動作時に、仮にブレーキペダル１３が急に大きく踏み込まれた場合、ブレーキバルブ１２の弁が急速に全開状態になり、この結果、各車輪にかかる制動力が過大となり、１以上の車輪がロックして路面上をスリップする可能性がある。ここで、車輪がロックして路面上を滑り始めると、ハンドル（ステアリング）の操作が十分にできなくなるリスクが発生する。このような事態を回避するため、例えば以下のようにＡＢＳが作動する。
If the
上記ブレーキ動作時において、制御部３０は、上述した車速センサの測定値を各車速センサ毎に監視し、車輪がロックされる可能性の有無を判定し、ロックされる可能性の有る車輪に対応するモジュレーター５に、圧力を抜く旨の指示を出す。かかる指示を受けたモジュレーター５は、ブレーキチャンバー４に加えられる圧力（駆動圧）を抜くようにバルブを閉める。このバルブの閉動作時には、対応するブレーキ（車輪）への制動力が弱められるので、当該車輪は、ロック寸前の状態から免れて回転速度が上がる。
During the braking operation, the
また、制御部３０は、当該圧力を下げる旨の指示を出力したモジュレーター５に関し、車速センサの測定値に基づくロック可能性の有無の判定を再度行い、ロックされる可能性が無いと判定すると、当該モジュレーター５に、圧力を維持する（ホールドする）旨の指示を出す。かかる指示を受けたモジュレーター５は、ブレーキチャンバー４への圧力（駆動圧）をホールドするようにバルブを開ける。このバルブの開動作時には、対応するブレーキ（車輪）への制動力が維持されるので、当該車輪の回転速度が下がる。
When the
上述のような動作を繰り返すことにより、車輌の各車輪がロック状態になることが防止される。 By repeating the operation as described above, each wheel of the vehicle is prevented from being locked.
〔同乗者による非常時のブレーキ動作〕
次に、運転者が運転中に意識不明となったような非常時に、車輌を停止させるために同乗者が非常用操作部材２１を操作した場合のブレーキ動作について説明する。
[Emergency braking by passengers]
Next, a description will be given of a brake operation when the passenger operates the
非常用操作部材２１が操作される前の状態では、非常ブレーキバルブ２０Ａ，２０Ｂの下流の配管Ｐ１２およびＰ４２内の圧力（エア圧）は、上流の配管Ｐ１１およびＰ４１内のエア圧よりも各々低い。
In a state before the
この状態から、同乗者により非常用操作部材２１が強く押圧されると、非常ブレーキバルブ２０（２０Ａ，２０Ｂ）が連動して開く。
From this state, when the
これら各バルブ２０Ａ，２０Ｂが開かれると、バルブの上流および下流の流路間での圧力が等しくなろうとする作用により、上流の配管Ｐ１１，Ｐ４１の圧力が下流の配管Ｐ１２，Ｐ４２に加えられるとともに、エアタンク１１Ａ，１１Ｂからエアが信号として出力される。かかるエアによる信号は、ロープレッシャースイッチ１４を作動（オン動作）させてブレーキランプ等を点灯させるとともに、各々のリレーバルブ６のダブルチェック弁６１に圧力を加える。
When these
このとき、各々のダブルチェック弁６１が通常とは逆すなわち図１の左方向に移動することにより、リレーバルブ６につながっているエアタンク１１のエアは、下流に配置されたモジュレーター５およびブレーキチャンバー４に順次送り込まれる。そして、この後は上述した通常時と同様の動作で各車輪にフルブレーキを掛けることができる。
At this time, each
また、上述と同様にＡＢＳが作動して、車輪がロックする状態を回避することができる。 Further, it is possible to avoid a state in which the ABS is operated and the wheels are locked in the same manner as described above.
このように、本実施の形態のブレーキ装置１では、非常用操作部材２１が同乗者により操作されることで、デッドマン等の緊急事態の際に、総輪（全ての車輪）の各車輪にブレーキを掛けることができ、さらにはＡＢＳを利用することができる。したがって、本実施の形態によれば、車輌の走行中にパーキングブレーキを操作した場合と比較して、より安全に車輌を停止させることが可能となる。
As described above, in the
また、本実施の形態のブレーキ装置１では、運転者が運転中にアクセルを踏んだままで意識不明となったようなケースでも、フルブレーキを作動し車両を確実に停止させることが出来る。本実施の形態では、非常ブレーキバルブ２０とダブルチェック弁６１との間の流路（配管Ｐ１２，Ｐ４２）に、上述したオリフィス２５が備えられていることから、そのオリフィスの通過エア量を調整することで非常ブレーキ作動操作からフルブレーキが作用するまでの時間を調節することができる。また、本実施の形態では、ＡＢＳ機能を活用できるため、車輪がロック状態に陥ることを回避して、車輌をコントローラブルな状態で停止させることができる。以下、オリフィス２５の機能をより具体的に説明する。
Further, in the
非常用操作部材２１が同乗者により操作された場合、オリフィス２５が無いと、非常ブレーキバルブ２０Ａ，２０Ｂは、一気に全開状態となる。この状態は、上述のように、運転手によりブレーキペダル１３が急に大きく踏み込まれてブレーキバルブ１２の弁が急速に全開になった場合と等価な状態と言える。
When the
他方、本実施の形態によれば、非常ブレーキバルブ２０下流の流路（配管Ｐ１２，Ｐ４２）を通じて各ダブルチェック弁６１に加えられる圧力は、配管Ｐ１２，Ｐ４２中のオリフィス２５の箇所でエア流量が制限されることから、時間をかけてエア圧を上昇させることができる。
On the other hand, according to the present embodiment, the pressure applied to each
このような圧力の緩やかな上昇により、リレーバルブ６に接続されたエアタンク１１のエアは、下流のモジュレーター５を通じてブレーキチャンバー４内に緩やかに送り込まれる。かかる一連の動作により、各車輪のブレーキ２，３に生じる制動力が緩やかに上昇して行くので、時間を掛けてフルブレーキ作動状態とすることができる。
Due to such a gradual increase in pressure, the air in the
なお、非常ブレーキ作動からフルブレーキ作動状態に至るまでの時間はオリフィス２５の構成を変えることで調整可能である。すなわち、非常時におけるブレーキ動作は、オリフィス２５の箇所における流路の絞り込みの度合い（内径比率等）やオリフィス形状などを変えることによって調整することができる。
The time from the emergency brake operation to the full brake operation state can be adjusted by changing the configuration of the
総じて、本実施の形態のブレーキ装置１によれば、デッドマン等の非常時には、同乗者によって非常用操作部材２１が操作された後にハンドル等が操作されることにより、走行中の車輌を操縦可能（コントローラブル）な状態のまま停止することが可能になる。
In general, according to the
次に、図２および図３を参照して、第２および第３の実施の形態について説明する。なお、上述した第１の実施の形態と同様の部分については、同一符号を付して、適宜説明を省略する。 Next, the second and third embodiments will be described with reference to FIGS. Note that portions similar to those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate.
〔第２の実施の形態〕
図２は、本発明の第２の実施の形態に係るブレーキ装置１Ａを示す。図２に示すブレーキ装置１Ａは、ブレーキの駆動源（駆動圧）としてエアではなくブレーキ液すなわち液体を使用するものであり、図１で上述したブレーキ装置１と比較して、リレーバルブ６から下流側の制動機構の構成が異なっている。
[Second Embodiment]
FIG. 2 shows a
すなわち、ブレーキ装置１Ａでは、リレーバルブ６，６の下流に、ブレーキ液を出力するサーボユニット７，７とハイドローリックユニット８とが順次設けられ、ハイドローリックユニット８の下流にブレーキ２，３が設けられている。
That is, in the
具体的には、第１系統側のサーボユニット７は、配管Ｐ１３により対応するリレーバルブ６と接続され、配管Ｐ１３１によりハイドローリックユニット８と接続される。また、第２系統側のサーボユニット７は、配管Ｐ４３により対応するリレーバルブ６と接続され、配管Ｐ４３１によりハイドローリックユニット８と接続される。
Specifically, the servo unit 7 on the first system side is connected to the
サーボユニット７は、リレーバルブ６からの駆動圧に基づいた圧力でブレーキ液を出力して車輪に制動力を加える役割を担う。具体的には、各サーボユニット７は、軸方向（図２の左右方向）に移動するピストンを備え、かかるピストンがエアの圧力で移動することにより、当該ピストンに加わる圧力（エア圧）に応じた圧力（液圧）と当該ピストンの移動距離に応じた液量をハイドローリックユニット８に供給する。
The servo unit 7 plays a role of applying braking force to the wheels by outputting brake fluid at a pressure based on the driving pressure from the
ハイドローリックユニット８は、上述したモジュレーター５と同様に、車輌のＡＢＳ（Ａｎｔｉ−ｌｏｃｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ）の作動時に各ブレーキ（車輪）に加えられる制動力を調整する圧力モジュレーターとしての機能を有する。ハイドローリックユニット８は、制御部３０の制御によって開閉動作するバルブ（ソレノイドバルブ）を備える。
Similar to the
ハイドローリックユニット８は、上述したようなＡＢＳの動作を行うため、ブレーキ液を供給する液圧配管（以下、単に配管ともいう。）を介して各々のブレーキと接続される。具体的には、ハイドローリックユニット８は、前輪のブレーキ２Ｌおよび２Ｒを配管Ｐ４４およびＰ４６を通じたブレーキ液の液圧で駆動し、後輪のブレーキ３Ｌおよび３Ｒを配管Ｐ１４および１６を通じたブレーキ液の液圧で駆動する。
The
ハイドローリックユニット８のソレノイドバルブは、これら各ブレーキ２Ｌ，２Ｒ，３Ｌ，３Ｒに対応して４つ設けられ、制御部３０の制御信号によって各ソレノイドバルブの開閉が個々に制御される。すなわち、ハイドローリックユニット８は、各ソレノイドバルブが独立して開閉することにより、対応するブレーキに供給されるブレーキ液の駆動圧を調節することで、車輪に加えられる制動力を調節する。
Four solenoid valves of the
かかるブレーキ装置１Ａでは、運転者によりブレーキペダル１３が踏み込まれると、上述と同様に、エアタンク１１を源とするエア信号により、各々のダブルチェック弁６１が右方向に移動する（図１参照）。
In the
このとき、リレーバルブ６に接続されたエアタンク１１のエアは、エア信号圧に応じた圧力でサーボユニット７に送り込まれ、サーボユニット７内のピストンを駆動する。さらに、サーボユニット７は、当該ピストンが受ける圧力と移動量に応じた液圧および、液量をハイドローリックユニット８に加える。ハイドローリックユニット８は、かかる液圧に応じた流量ないし液圧で、対応する配管を通じてブレーキ液を出力することで、各ブレーキ２，３を駆動する。
At this time, the air in the
また、ＡＢＳの動作に関し、制御部３０は、車輪がロックされる可能性の有無を上述と同様の手法で判定する。かかる判定の結果、制御部３０は、いずれかの車輪がロックされる可能性がある場合に、ハイドローリックユニット８に対して、ロックされる可能性がある車輪および当該車輪に対応する配管の液圧を下げる旨の制御信号（指示）を出力する。
Moreover, regarding the operation of the ABS, the
かかる指示を受けたハイドローリックユニット８は、当該ブレーキに出力されるブレーキ液の液圧を減らすようにソレノイドバルブを動作して、対応する配管の液圧を下げる。この動作により、対応する車輪への制動力が弱められるので、当該車輪は、ロック寸前の状態から免れて回転速度が上がる。
The
また、制御部３０は、当該液圧を下げる旨の指示をハイドローリックユニット８に出力した後に、上述した判定を再度行い、ロックされる可能性が無いと判定すると、ハイドローリックユニット８に対して、対応する配管の液圧を上げる旨の指示を出力する。
Moreover, after outputting the instruction | indication to the said hydraulic pressure reduction to the
かかる指示を受けたハイドローリックユニット８は、当該ブレーキに出力されるブレーキ液の液圧を増やすようにソレノイドバルブを動作して、対応する配管の液圧を上げる。この動作により、対応する車輪への制動力が強められるので、当該車輪の回転速度が下がる。
The
上述のような動作を繰り返すことにより、車輌の各車輪がロック状態に陥る事態が防止される。 By repeating the operation as described above, a situation where each wheel of the vehicle falls into a locked state is prevented.
同乗者により非常用操作部材２１が操作された場合のブレーキ動作は、第１の実施の形態および本実施の形態における上述した説明と同様である。したがって、ブレーキ装置１Ａでは、非常用操作部材２１が同乗者により操作されることで、デッドマン等の緊急事態の際に、４輪の各車輪にブレーキを掛けることができ、さらにはＡＢＳを利用することができる。したがって、本実施の形態によれば、車輌の走行中にパーキングブレーキを操作した場合と比較して、より安全に車輌を停止させることが可能となる。
The brake operation when the
また、本実施の形態でも、運転者が運転中にアクセルを踏んだままで意識不明となったようなケースでは、第１の実施の形態と同様に、フルブレーキを作動し車両を確実に停止させることが出来る。すなわち、本実施の形態では、非常ブレーキバルブ２０とダブルチェック弁６１との間の流路（配管Ｐ１２，Ｐ４２）に、上述したオリフィス２５が備えられていることから、そのオリフィスの通過エア量を調整することで非常ブレーキ作動操作からフルブレーキが作用するまでの時間を調節することができる。また、本実施の形態では、ＡＢＳ機能を活用できるため、車輪がロック状態に陥ることを回避して、車輌をコントローラブルな状態で停止させることができる。
Also in this embodiment, in the case where the driver becomes unconscious while stepping on the accelerator while driving, as in the first embodiment, the full brake is operated to reliably stop the vehicle. I can do it. That is, in the present embodiment, since the
〔第３の実施の形態〕
図３は、本発明の第３の実施の形態に係るブレーキ装置１Ｂを示す。図３に示すブレーキ装置１Ｂは、上述した各実施の形態のブレーキ装置１，１Ａと比較して、リレーバルブ６から下流側の制動機構の構成が異なっている。第３の実施の形態のブレーキ装置１Ｂは、上述した第２の実施の形態と同様に、リアブレーキ３Ｌ，３Ｒおよびフロントブレーキ２Ｌ，２Ｒにブレーキ液を供給し、かかるブレーキ液の液圧で各車輪にブレーキを掛ける構成である。
[Third Embodiment]
FIG. 3 shows a
ブレーキ装置１Ｂは、ＡＢＳのためのモジュレーター５を使用する点では第１の実施の形態のブレーキ装置１と共通する。他方、このブレーキ装置１Ｂは、図１に示すブレーキ装置１と比較して、リアブレーキ３（３Ｌ，３Ｒ）側のモジュレーター５，５の下流の配管Ｐ１４，Ｐ１６中にサーボユニット７が配置されている点で異なる。
The
また、ブレーキ装置１Ｂは、フロントブレーキ２Ｌ，２Ｒを一つの回路で駆動する方式であり、第２系統側のリレーバルブ６に配管Ｐ４３を通じてモジュレーター５が設けられ、かかるモジュレーター５の下流の配管Ｐ４５中にサーボユニット７が配置されている。そして、サーボユニット７の下流の配管Ｐ４５は、配管Ｐ４４およびＰ４６の２つに分岐され、配管Ｐ４４がフロントブレーキ２Ｌに、配管Ｐ４６がフロントブレーキ２Ｒに各々接続されている。
The
かかるブレーキ装置１Ｂでは、運転者によりブレーキペダル１３が踏み込まれると、上述と同様に、エアタンク１１を源とするエア信号により、各々のダブルチェック弁６１が右方向に移動する（図１参照）。
In the
このとき、リレーバルブ６に接続されたエアタンク１１のエアは、信号エア圧に応じた圧力でモジュレーター５およびサーボユニット７に送り込まれることで、サーボユニット７内のピストンを駆動する。サーボユニット７は、当該ピストンの移動量に従った流量ないし液圧で、対応する配管を通じてブレーキ液を出力することで、各ブレーキ２，３を駆動する。
At this time, the air in the
ＡＢＳの動作に関し、制御部３０は、上述と同様にロック可能性の有無の判定を行い、ロックされる可能性の有る車輪に対応するモジュレーター５に、圧力を下げる旨の制御信号（指示）を出力する。
Regarding the operation of the ABS, the
かかる指示を受けたモジュレーター５は、対応するサーボユニット７に加えられる圧力（駆動圧）を下げるようにバルブを作動させる。このバルブの動作時には、対応する車輪への制動力が弱められるので、当該車輪は、ロック寸前の状態から免れて回転速度が上がる。
Upon receipt of such an instruction, the
また、制御部３０は、当該圧力を下げる旨の指示を出力したモジュレーター５に関し、車速センサの測定値に基づく上述した判定を再度行い、ロックされる可能性が無いと判定すると、当該モジュレーター５に、圧力を上げる旨の指示を出力する。かかる指示を受けたモジュレーター５は、対応するサーボユニット７に加えられる圧力（駆動圧）を上げるようにバルブを作動させる。このバルブの動作時には、対応する車輪への制動力が強められるので、当該車輪の回転速度が下がる。
Further, the
上述のような動作を繰り返すことにより、車輌の各車輪がロック状態になることが防止される。 By repeating the operation as described above, each wheel of the vehicle is prevented from being locked.
同乗者により非常用操作部材２１が操作された場合のブレーキ動作は、第１、第２の実施の形態および本実施の形態における上述した説明と同様である。したがって、ブレーキ装置１Ｂでは、非常用操作部材２１が同乗者により操作されることで、デッドマン等の緊急事態の際に、総輪の各車輪にブレーキを掛けることができ、さらにはＡＢＳを利用することができる。したがって、本実施の形態によれば、車輌の走行中にパーキングブレーキを操作した場合と比較して、より安全に車輌を停止させることが可能となる。
The brake operation when the
また、本実施の形態でも、運転者が運転中にアクセルを踏んだままで意識不明となったようなケースでは、第１の実施の形態と同様に、フルブレーキを作動し車両を確実に停止させることが出来る。すなわち、本実施の形態では、非常ブレーキバルブ２０とダブルチェック弁６１との間の流路（配管Ｐ１２，Ｐ４２）に、上述したオリフィス２５が備えられていることから、そのオリフィスの通過エア量を調整することで非常ブレーキ作動操作からフルブレーキが作用するまでの時間を調節することができる。また、本実施の形態では、ＡＢＳ機能を活用できるため、車輪がロック状態に陥ることを回避して、車輌をコントローラブルな状態で停止させることができる。
Also in this embodiment, in the case where the driver becomes unconscious while stepping on the accelerator while driving, as in the first embodiment, the full brake is operated to reliably stop the vehicle. I can do it. That is, in the present embodiment, since the
上述した各実施の形態のブレーキ装置１，１Ａ，１Ｂは、既存のブレーキ構成に対して、非常ブレーキバルブ、ダブルチェック弁、リレーバルブ、およびこれらに対する配管といった、比較的少ない部品の追加によって実現することができる。
The
したがって、各実施の形態によれば、エアブレーキ式の車輌において、既存のブレーキ構成に対して簡素な追加構成によってデッドマン対策を実現可能なブレーキ装置を提供できる。 Therefore, according to each embodiment, in an air brake type vehicle, it is possible to provide a brake device that can realize a countermeasure against deadman by a simple additional configuration with respect to an existing brake configuration.
また、上述のように、各実施の形態によれば、デットマン等の非常時ないし緊急事態の際に、同乗者によって車輌を可及的に安全に停止させることが可能なブレーキ装置を提供することができる。 In addition, as described above, according to each embodiment, it is possible to provide a brake device capable of stopping a vehicle as safely as possible by a passenger in the event of an emergency or emergency such as a deadman. Can do.
本発明は、上記実施の形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be considered.
上述した実施形態では、エアタンク１１内の圧縮空気をブレーキ装置の信号源（信号圧）および駆動源（駆動圧）として用いる構成について説明した。
In the above-described embodiment, the configuration in which the compressed air in the
かかる変形例として、エアタンク１１内の圧縮空気をブレーキ装置の信号源としてのみ用いる構成としてもよい。この場合、ブレーキ装置におけるブレーキの駆動源は、図示しない他のエアタンクなどのエア供給源から供給される構成とされ得る。
As a modification, the compressed air in the
上述した各実施形態では、上流側にダブルチェック弁６１を有するリレーバルブ６を用いる構成とした。かかる変形例として、リレーバルブ６を用いないダブルチェック弁６１のみの構成とされ得る。この場合、配管Ｐ３およびＰ６が不要となり、またエアタンク１１からブレーキバルブ１２または非常ブレーキバルブ２０を通じてダブルチェック弁６１に供給されたエア（信号圧）は、そのままブレーキの駆動源（信号圧）として用いることができる。
In each embodiment mentioned above, it was set as the structure which uses the
上記実施の形態および変形例は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 The above-described embodiments and modifications are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner. . That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the gist or the main features thereof.
本開示に係るブレーキ装置は、エアブレーキ式（エアオーバーハイドローリック式を含む）の車輌において、デットマン等の非常時ないし緊急事態の際に、同乗者によって車輌を可及的に安全に停止させるために好適に用いることができる。 In a brake device according to the present disclosure, in an air brake type (including an air over hydraulic type) vehicle, the vehicle is stopped as safely as possible by a passenger in an emergency or emergency situation such as a dead man. Therefore, it can be used suitably.
１，１Ａ，１Ｂ ブレーキ装置
２（２Ｌ，２Ｒ） フロントブレーキ
３（３Ｌ，３Ｒ） リアブレーキ
４ ブレーキチャンバー
５ モジュレーター
６ リレーバルブ（駆動出力部）
６１ ダブルチェック弁
７ サーボユニット
８ ハイドローリックユニット
１１（１１Ａ，１１Ｂ） エアタンク
１２（１２Ａ，１２Ｂ） ブレーキバルブ（第１の信号圧生成弁）
１３ ブレーキペダル（第１の操作部材）
１４ ロープレッシャースイッチ
２０（２０Ａ，２０Ｂ） 非常ブレーキバルブ（第２の信号圧生成弁）
２１ 非常用操作部材（第２の操作部材）
２５ オリフィス
３０ 制御部
1, 1A, 1B Brake device 2 (2L, 2R) Front brake 3 (3L, 3R) Rear brake 4
61 Double check valve 7
13 Brake pedal (first operating member)
14 Low pressure switch 20 (20A, 20B) Emergency brake valve (second signal pressure generating valve)
21 Emergency operation member (second operation member)
25
Claims (5)
運転者により操作される第１の操作部材を備え、前記第１の操作部材の操作により第１の信号を生成する、前記エアタンクの下流に配管を通じて設けられた第１の信号圧生成弁と、
運転者以外の者が操作できるように配置される第２の操作部材を備え、前記第２の操作部材の操作により第２の信号を生成する、前記エアタンクの下流に配管を通じて設けられた第２の信号圧生成弁と、
前記第１の信号圧生成弁および第２の信号圧生成弁の下流に各々の配管を通じて設けられ、前記第１の信号および第２の信号のエア圧のうち高圧側を選択し、該選択されたエア圧に基づいた信号圧に応じた駆動圧を出力する駆動出力部と、
前記駆動出力部の駆動圧に基づいて前記車輪の回転を制動する制動機構と、
を備えるブレーキ装置。 A brake device for braking a wheel using compressed air stored in an air tank,
A first signal pressure generating valve provided with a first operating member operated by a driver, and generating a first signal by operating the first operating member, through a pipe downstream of the air tank;
A second operating member disposed so as to be operated by a person other than the driver, and generating a second signal by operating the second operating member; provided through a pipe downstream of the air tank; A signal pressure generating valve of
The first signal pressure generation valve and the second signal pressure generation valve are provided through respective pipes, and the high pressure side of the air pressures of the first signal and the second signal is selected and selected. A drive output unit that outputs a drive pressure corresponding to the signal pressure based on the air pressure;
A braking mechanism for braking the rotation of the wheel based on the driving pressure of the driving output unit;
A brake device comprising:
請求項１記載のブレーキ装置。 An orifice is provided in a pipe between the second signal pressure generating valve and the drive output unit,
The brake device according to claim 1.
前記第１の信号および第２の信号のエア圧のうち高圧側のエア圧によって作動するダブルチェック弁と、
前記ダブルチェック弁の作動に基づいた信号圧に応じたエア圧を前記駆動圧として出力するリレーバルブとを備える、
請求項１または２に記載のブレーキ装置。 The drive output unit is
A double check valve that is operated by the air pressure on the high pressure side of the air pressure of the first signal and the second signal;
A relay valve that outputs an air pressure corresponding to a signal pressure based on an operation of the double check valve as the driving pressure;
The brake device according to claim 1 or 2.
請求項１ないし３のいずれかに記載のブレーキ装置。 The braking mechanism includes a brake chamber that applies a braking force to the wheel by a driving pressure from the driving output unit.
The brake device according to any one of claims 1 to 3.
請求項１ないし３のいずれかに記載のブレーキ装置。 The braking mechanism includes a servo unit that outputs a brake fluid at a pressure based on a driving pressure from the driving output unit and applies a braking force to the wheel.
The brake device according to any one of claims 1 to 3.
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2016
- 2016-09-20 JP JP2016183375A patent/JP2018047756A/en active Pending
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