JP2530174B2 - ブレ−キ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ブレーキ装置に係り、特に前輪に設けられ
たディスクブレーキのライニング材の摩擦係数が変化し
ても、最適な制動力配分が得られるようにしたブレーキ
装置に関する。

（従来の技術） 一般的に自動車の前輪と後輪とにかける制動力の配分
は、第５図のＡ線に示すように、制動力が増大するにつ
れて、前輪側が効くように２次曲線的な関係にするのが
理想とされている。

このように前輪側の制動力が大きくなるように設定し
ているのは、自動車の前後の重量配分が一般に前輪側が
大きく、さらに、自動車の制動時に車体の慣性により生
じる重心移動で荷重が前輪に多くかかるために、前輪と
後輪とを同一の制動力にすると、後輪が前輪より先にロ
ックされて車両の姿勢を不安定にしてしまう虞れがある
からである。

従来、実際の自動車の制動力配分（以下実配分とい
う）を理想制動力配分に近づけるための手段として、後
輪のブレーキ系統に液圧制御弁（プロポーショニング・
バルブ）を設け、後輪のブレーキのホイールシリンダに
供給する液圧を制御するようにしたものがある。

この液圧制御弁の一例を第４図に示し説明すると、本
体１には、シリンダ部２と、油液の流入出を行なう流入
口３と流出口４とが形成されており、流入口３は図示し
ないマスタシリンダと管路で接続され、流出口４は図示
しない後輪のブレーキに設けられているホイールシリン
ダと管路で接続されている。

シリンダ部２にはピストン５が摺動自在に嵌挿されて
いる。該ピストン５には、流入口３と流出口４とを連通
する液通路６が形成されており、液通路６内には弁体７
が配設されている。そして、ピストン５の移動により、
弁体７がピストン５に形成されている弁座5aに当接し
て、液通路６を遮断することができるようになってい
る。なお、ピストン５はスプリング８により弁体７と弁
座5aが離座する方向に一定の力で付勢されている。

この構成の液圧制御弁を設けたブレーキ装置の特性を
第５図を用いて説明する。

まず、マスタシリンダからホイールシリンダに供給さ
れる液圧が上昇（Ｂ線）していくと、ピストン５の流入
側と流出側の受圧面積の差によりスプリング８の付勢力
に抗してピストン５が移動し、弁体７に弁座5aが着座し
て液圧のホイールシリンダへの供給が断たれる（カット
点Ｃ）。また、液圧の供給が遮断されると、流入口側の
圧力が上昇しピストン５が移動し、弁座5aが離間して液
圧が再び供給される。このようにして、弁体７と弁座5a
とが離・着座を繰り返すことにより、後輪側の液圧の上
昇を低い比率（Ｄ線）に抑えることができる。

また、トラックなどの積載重量の変化が大きな自動車
などでは、積載重量に応じて後輪へのブレーキ液圧を調
整しうる応荷重液圧制御弁（ロードセンシング・プロポ
ーショニング・バルブ）が設けられたものもある。

これは、前記液圧制御弁のピストン５を車高の変化を
検知できる車輪などにばねを介して取付けることによ
り、積載荷重の変化を車高により検知し、積載荷重が大
きい場合には前述したカット点Ｃが高くなるようにし、
積載荷重が小さい場合にはカット点Ｃが低くなるよにし
て、実配分が理想制動力配分から外れないようにしたも
のである。

ところで、前輪にディスクブレーキを採用した自動車
において、ディスクブレーキの制動力は、天候状態
（晴、雨または雪等）およびブレーキの使用状態等によ
りライニング材の摩擦係数が変化するため、同一液圧を
与えたとしてもさまざまに変化する。特に、前輪は後輪
よりもブレーキ力の負担が大きいため温度変化も大きく
なりがちであり、使用状況に応じて制動力が大きく変化
する傾向にある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、液圧制御弁を設けた従来のブレーキ装
置では、液圧制御弁のカット点が一定かあるいは積載荷
重によりのみ変化するものであり、ディスクブレーキの
ライニング材の摩擦係数は何ら考慮されていない。その
ため、ライニング材の摩擦係数の平均値で制動力配分を
設定しておくと、前輪のディスクブレーキのライニング
材の摩擦係数が低下した場合には、前輪側の制動力が小
さくなってもカット点は同じ液圧時に起こるため、相対
的に後輪の制動力が大きくなって実配分が理想制動力配
分から大きく外れることとなる。そのため、路面利用効
率が低下し、制動距離長くなったり後輪がロックするな
どの問題点が生じた。

本考案は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、ディスクブレーキのライニング
材の摩擦係数の変化に応じて後輪へ導かれる液圧を変化
させ、好適な制動力が得られるブレーキ装置を提供する
ことにある。

（問題点を解決するための手段） 以上の問題点を解決して目的を達成するための手段と
して、ディスクブレーキを、前輪に設けたロータの回転
方向に回動可能に車体に取付け、マスタシリンダと後輪
のホイールシリンダとを連通する管路途中に液圧制御弁
を設け、該液圧制御弁内で流入口側と流出口側の受圧面
積の差により作動して弁を開閉するピストンを前記ディ
スクブレーキに係合させて、制動時における前記ディス
クブレーキに生じる回転トルクに応じて前記ピストンが
前記弁の開閉時期を制御するものである。

（作用） このように構成すると、ディスクブレーキは回動可能
に設けられているため、制動時にロータを挟持すること
によりロータの回転方向に回転トルクが生じる。そし
て、制動時にディスクブレーキに生じる回転トルクは、
ディスクブレーキに供給される液圧の大きさにより変化
するとともにライニング材の摩擦係数によっても変化す
るものである。すなわち、供給する油圧を上昇させれば
ディスクブレーキの制動力が大きくなり回転トルクも上
昇していく。また、ライニング材の摩擦係数が高い場合
には、ライニング材の摩擦係数が小さくなっている場合
よりも大きな回転トルクが生じる。

このため、ライニング材の摩擦係数が大きなときに
は、液圧制御弁のカット点が高くなり、さらに、摩擦係
数が大きいためディスクブレーキの制動力が大きくな
り、マスタシリンダから供給される油圧の上昇に伴って
カット点を大きな割合で高くなる方に変化させるため、
液圧制御弁の開弁状態が長く維持され前輪と後輪とへの
液圧の供給割合がほぼ同一となるように制御される。

また、ライニング材の摩擦係数が小さいときには、液
圧制御弁のカット点が低くなり、さらに、摩擦係数が小
さいためディスクブレーキの制動力が小さくなるため、
油圧が上昇してもカット点の上昇割合が小さく抑えられ
る。そのため、液圧制御弁の開弁時間が短くなり、後輪
へ供給される液圧が前輪に供給される液圧よりも低く抑
えられるように制御される。

このように液圧制御弁をライニング材の摩擦係数に応
じて制御して前輪および後輪に供給する油圧を調整する
ことにより、ライニング材の摩擦係数が変化しても、後
輪の制動力が前輪の制動力よりも相対的に大きくなるこ
とを防止でき、実配分が理想制動配分から外れることが
ないようにすることができる。

（実施例） つぎに本発明の実施例を第１図に基づいて説明する。

ディスクブレーキ９は、車体側に設けられているナッ
クル10にブラケット11を介して、ロータ9aの回転方向に
回動可能に設けられている。また、ナックル10には、液
圧制御弁12が取付けられている。該液圧制御弁12は図示
しないマスタシリンダと後輪側のブレーキに設けられて
いるホイールシリンダ13とを連通する管路14中に設けら
れたものでり、第４図で述べたものと同様の構成であ
る。なお、前記管路14は途中で管路14aが分岐してディ
スクブレーキ９にも液圧が供給できるように配管されて
いる。

さらに、前記液圧制御弁12のピストン12aには、一端
が前記ナックル10に回動自在にピン15で軸着されている
押圧部材16の他端が軸方向から当接している。該押圧部
材16には前記ディスクブレーキ９を取付けたブラケット
11がディスクブレーキ９の回転に伴って前記液圧制御弁
12のピストン12aを軸方向に付勢するように係合されて
いる。

前記管路14の途中には、従来と同じ液圧制御弁17が設
けられている。

なお、18はディスクブレーキ９の反対方向への回転を
規制するためのストッパピンである。

以上の構成に係る作用を説明する。

制動時にマスタシリンダからディスクブレーキ９に液
圧が供給されると、ロータ9aを図示しないライニング材
が挟持して前輪が制動される。このとき、ディスクブレ
ーキ９はロータ9aに伴って回転して回転トルクＴが生じ
る。そして、この回転トルクＴが押圧部材16を介して液
圧制御弁12のピストン12aに付勢力Ｆを加える。

この回転トルクＴは、ディスクブレーキ９の制動力が
変わるにつれて変化し、さらに、ディスクブレーキ９の
ライニング材の摩擦係数μ_ｆによっても変化するもので
ある。すなわち、ブレーキペダルを踏み込んでマスタシ
リンダからの液圧を上昇させていくと、ディスクブレー
キ９がロータ9aを挟持する力も上昇するため、回転トル
クＴが大きくなる。また、ライニング材の摩擦係数μ_ｆ
が大きいときは回転トルクＴが大きくなり、ライニング
材の摩擦係数μ_ｆが小さいときは回転トルクＴが小さく
なる。

そのため、回転トルクＴによる付勢力Ｆも変わるた
め、液圧制御弁12のカット点が変化する。この特性を第
２図に示すと、ライニング材の摩擦係数μ_ｆが大きいと
き（例えばμ_f:0.5）にはピストン12aに大きな付勢力Ｆ
が加わり液圧制御弁12を強い力で開弁状態に維持するた
めカット点が高くなり、さらに、マスタシリンダから供
給される液圧が上昇していくと、摩擦係数μ_ｆが大きい
ためディスクブレーキ９の制動力が大きくなり回転トル
クＴの上昇割合が大きく、大きな割合でカット点が高く
なる方に変化させることとなり、第２図に示すように勾
配の大きな特性となって、前輪と後輪とに液圧がほぼ同
じ割合で供給される。なお、従来の液圧制御弁による液
圧特性のように明確なカット点は生じない。

また、ライニング材の摩擦係数μ_ｆが小さいとき（例
えばμ_f:0.2）にはピストン12aには小さな付勢力Ｆがが
がるため、液圧制御弁12が弱い力で開弁状態に維持され
てカット点が低くなっており、さらに、摩擦係数μ_ｆが
小さいため、供給される液圧が上昇しても制動力が小さ
く回転トルクＴの上昇割合が低く抑えられて、カット点
の変化の割合が小さくなり、第２図に示すような小さな
勾配での特性となっている。すなわち、後輪に供給され
る液圧が前輪に供給される液圧より低く制御される。

そこで、この特性を利用することにより、ライニング
材の摩擦係数μ_ｆが変化しても、実配分を理想制動配分
から外れないようにさせることができる。

これを第３図に基づいて説明する。なお、この図にお
いて、摩擦係数μ_ｆは最大（MAX），平均（NOM），最小
（MIN）の３種類を設定している。

前輪の制動力B_fと前輪へ供給される液圧P_fとの関係
は、前輪のディスクブレーキ９のライニング材の摩擦係
数μ_ｆが大きいほど、小さな液圧で大きな制動力が得ら
れる。また、前輪へ供給される液圧P_fと後輪へ供給され
る液圧P_rの関係は、本発明の液圧制御弁12により、摩擦
係数μ_ｆが小さいほど後輪へ供給される液圧P_rが低く抑
えられている。そこで、後輪に設けられている液圧制御
弁17の制御時期（カット点C_MAX,C_NOM,C_MIN）は常に同じ
後輪の液圧P_r1に始まるため、各摩擦係数μ_ｆにおい
て、液圧制御弁17の制御時期に前輪に同一の制動力B_f1
が得られるよに前輪液圧P_fと後輪液圧P_rとの関係を設定
しておくことにより、実配分（Ｂ線およびＤ線）は摩擦
係数μ_ｆに関係なく常に同じ時期にカット点Ｃが生じ、
理想制動力配分曲線Ａから外れることがなくなる。

このようにして、摩擦係数μ_ｆが変化しても、後輪の
液圧を最適に制御して、実配分を理想制動力配分と常に
一致させる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明は、制動時に生じる
ディスクブレーキの回転トルクを利用して最適に前輪お
よび後輪に供給する液圧を制御するようにしたため、ラ
イニング材の摩擦係数が変化しても実配分が理想制動力
配分から外れることがないようにすることができる。

そのため、いかなる状況においても路面利用効率を低
下させることがなくなり、制動距離が長くなったり後輪
がロックしたりすることを確実に防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のブレーキ装置の一例を示す正面図、 第２図は、本発明による液圧制御弁の特性である各摩擦
係数μ_ｆ毎の前輪液圧と後輪液圧の関係を示す図、 第３図は、本発明により制御された前輪と後輪との液圧
及び制動力の関係を示す図、 第４図は、液圧制御弁の一例を示す縦断面図、 第５図は、理想制動配分と従来の液圧制御弁を有するブ
レーキ装置による前輪及び後輪にかかる制動力の関係を
示した図である。 ９……ディスクブレーキ 9a……ロータ 12……液圧制御弁 13……後輪のホイールシリンダ 14……管路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディスクブレーキを、前輪に設けたロータ
   の回転方向に回動可能に車体に取付け、マスタシリンダ
   と後輪のホイールシリンダとを連通する管路途中に液圧
   制御弁を設け、該液圧制御弁内で流入口側と流出口側の
   受圧面積の差により作動して弁を開閉するピストンを前
   記ディスクブレーキに係合させて、制動時における前記
   ディスクブレーキに生じる回転トルクに応じて前記ピス
   トンが前記弁の開閉時期を制御することを特徴とするブ
   レーキ装置。