JP2803373B2 - スプール式圧力制御弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスプール式圧力制御弁に
関する。

【０００２】

【従来技術】スプール式圧力制御弁のー形式として、本
出願人の出願に係る特願平２−１８２９３２号出願明細
書および図面に示されているように、軸方向に延びる内
孔を有するとともに軸方向に所定間隔を保持して位置し
同内孔に連通する高圧ポート、低圧ポートおよび制御圧
ポートを有するハウジングと、同ハウジングの前記内孔
内に液密的かつ軸方向へ摺動可能に嵌挿され軸方向の摺
動により前記制御圧ポートを前記低圧ポートと高圧ポー
トとに選択的に連通させるスプールと、同スプールのー
端側に形成される流体室に臨み前記制御圧ポートの流体
圧の作用により同スプールを前記制御圧ポートと前記高
圧ポートとの連通を遮断する方向へ押圧する押圧力発生
手段と、前記スプールの他端側に位置しソレノイドへの
励磁電流に比例した駆動力を発生させて同スプールに対
して前記押圧力に対抗する制御力を付与する制御力付与
手段を備えてなるスプール式圧力制御弁がある。

【０００３】かかる形式のスプール式圧力制御弁におい
ては前記圧力室が連通管路等により流体を収容するリザ
ーバに連通しており、同制御弁の非作動時スプールが設
定された復帰位置にあって制御圧ポートと高圧ポートと
の連通が遮断されているとともに、制御圧ポートと低圧
ポートとは連通している。かかる状態において制御力付
与手段のソレノイドへ通電されると、同制御力付与手段
はソレノイドへの励磁電流に比例した駆動力を発生して
スプールに対して押圧力発生手段からの押圧力に対抗す
る制御力を付与する。このため、スプールはソレノイド
の励磁電流に比例した制御力にてー端側へ摺動し、制御
圧ポートと低圧ポートとの連通を遮断するとともに、制
御圧ポートと高圧ポートとを連通する。この際、スプー
ルにより流体室内の流体はリザーバ側へ排除される。

【０００４】この結果、制御圧ポートに対して高圧ポー
ト側から高圧の流体圧が付与されるとともに、同流体圧
は押圧力発生手段に付与されて同流体圧に比例した押圧
力が発生する。同押圧力は上記制御力とは対抗する作用
力としてスプールに付与され、スプールはこれらの制御
力と押圧力とが釣り合った状態で停止して、制御圧ポー
ト側の流体圧を励磁電流に比例した所定の圧力に制御す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、当該圧力
制御弁においては、制御圧ポートの増圧時には制御力付
与手段による制御力によりスプールを流体室内の略大気
圧の流体を排除しつつ軸方向へ摺動させるものであるか
らスプールが一瞬摺動し過ぎる場合があり、この過度な
摺動がスプールに振動を発生させる原因となる。スプー
ルに振動が発生すると、制御圧ポート側の流体圧が設定
された値に正確に制御し得なくなるおそれがある。従っ
て、本発明の目的は、かかる形式のスプール式圧力制御
弁において、スプールの軸方向への過度な摺動に起因す
るスプールにおける振動の発生を防止することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、軸方向に延び
る内孔を有するとともに軸方向に所定間隔を保持して位
置し同内孔に連通する高圧ポート、低圧ポートおよび制
御圧ポートを有するハウジングと、同ハウジングの前記
内孔内に液密的かつ軸方向へ摺動可能に嵌挿され軸方向
の摺動により前記制御圧ポートを前記低圧ポートと高圧
ポートとに選択的に連通させるスプールと、同スプール
のー端側に形成される流体室内に臨み前記制御圧ポート
の流体圧の作用により同スプールを前記制御圧ポートと
前記高圧ポートとの連通を遮断する方向へ押圧する押圧
力発生手段と、前記スプールの他端側に位置しソレノイ
ドへの励磁電流に比例した駆動力を発生させて同スプー
ルに対して前記押圧力に対抗する制御力を付与する制御
力付与手段を備えてなるスプール式圧力制御弁であり、
前記流体室が第１の連通管路とオリィスを配設した第２
の連通管路とにより流体のリザーバに連通し、かつこれ
ら両連通管路のうち第１の連通管路が第２の連通管路に
比較して前記スプールのー端側に変位して前記圧力室に
開口していることを特徴とするものである。

【０００７】

【発明の作用】かかる構成のスプール式圧力制御弁にお
いては、制御力付与手段の制御力によりスプールが軸方
向へ摺動し、先ず制御圧ポートと低圧ポートとの連通が
遮断されるとともに、スプールがさらに摺動すると制御
圧ポートが高圧ポートに連通して制御圧ポート側の液圧
が励磁電流に比例して制御される。この場合、スプール
の軸方向への摺動により流体室内の流体は、スプールの
摺動初期においてはオリフィスが配設されていない第１
の連通管路から主として排出され、その後の制御圧ポー
トと高圧ポートとの連通直前での摺動時になると第１の
連通管路と流体室との連通が遮断されて、オリフィスが
配設された第２の連通管路から排出される。この結果、
スプールの制御圧ポートと高圧ポートとの連通直前まで
の摺動は同スプールに対する流体室内の流体による抵抗
が少なくてスムーズであり、その後のスプールの摺動は
流体室内の流体による抵抗が大きくなって過度の摺動が
防止される。

【０００８】

【発明の効果】従って、当該スプール式圧力制御弁にお
いては、同弁の作動時の応答性が良好であるとともに、
スプールにおける振動の発生がなくて制御圧ポート側の
液圧を設定された値に正確に制御することができる。

【０００９】

【実施例】以下本発明のー実施例を図面に基づいて説明
するに、図１には本発明に係るスプール式圧力制御弁１
０が示されている。当該圧力制御弁１０は自動車用液圧
ブレーキシステムに使用されるものであり、図３に示す
ようにブレーキシステムに組込まれる。当該ブレーキシ
ステムはマスタシリンダ２１およびチェンジバルブ２２
を経て各車輪のホイールシリンダ２３に至る液圧系統
と、アキュムレータ２４、本実施例に係る圧力制御弁１
０およびチェンジバルブ２２を経て各車輪のホルシリン
ダ２３に至る液圧経路の２系統がある。なお、チェンジ
バルブ２２および圧力制御弁１０は各ホイールシリンダ
２３に対してそれぞれ配設されているが各１個のみ図示
する。アキュムレータ２４には流体ポンプ２５にてリザ
ーバ２６のブレーキ液が常にー定の液圧範囲に貯溜され
ていて、同ブレーキ液は後述する圧力制御弁１０の高圧
ポート側に付与される。なお、本実施例においてはブレ
ーキ液が本発明の流体に該当する。

【００１０】当該ブレーキシステムにおいてはブレーキ
ペダル２７の踏力が踏力センサ３１により検出されて、
検出信号がコントローラ３２に入力される。同コントロ
ーラ３２は踏力検出信号と加速度センサ３３から入力さ
れる加速度検出信号に基づき圧力制御弁１０に対する励
磁電流を算出し、同励磁電流の指令信号を駆動回路３４
に出力して圧力制御弁１０のソレノイドを励磁する。こ
れにより、ホイールシリンダ２３に対してはブレーキペ
ダル２７の踏力に応じたブレーキ液圧が付与され、各車
輪は的確に制動される。

【００１１】また、圧力制御弁１０等の液圧系統に異常
が発生した場合にはチェンジバルブ２２の切替作用によ
りマスタシリンダ２１からブレーキペダル２７の踏力に
応じたブレーキ液圧がホイールシリンダ２３に付与さ
れ、上記液圧系統の異常を補償する。

【００１２】しかして、圧力制御弁１０は図１に示すよ
うにハウジング１１、スプール１２、押圧力発生手段１
０ａおよび制御力付与手段１０ｂにて構成されている。
押圧力発生手段１０ａは反力ピストン１３および圧縮ス
プリング１４にて構成されており、また制御力付与手段
１０ｂは作動ピストン１５、ソレノイド１６、ヨーク１
７および磁石１８にて構成されている。

【００１３】ハウジング１１は軸方向に延びる内孔１１
ａ、同内孔１１ａのー端にて同軸的に位置する押圧力発
生手段１０ａの収容孔１１ｂおよび同内孔１１ａの他端
側にて同軸的に位置する制御力付与手段１０ｂの収容室
１１ｃをを有するとともに、制御圧ポート１１ｄ、高圧
ポート１１ｅおよび各低圧ポート１１ｆ，１１ｇ，１１
ｈを有している。これら各ポート１１ｄ〜１１ｈは内孔
１１ａに沿って軸方向に所定の間隔を保持して位置し、
内孔１１ａにそれぞれ開口している。また、収容孔１１
ｂには分枝ポート１１ｉが開口し、かつ収容室１１ｃに
はドレンポート１１ｊが開口している。

【００１４】かかるハウジング１１においては、制御圧
ポート１１ｄがホイールシリンダ２３に接続され、高圧
ポート１１ｅがアキュムレータ２４に接続され、各低圧
ポート１１ｆ，１１ｇ，１１ｈがリザーバ２６に接続さ
れている。また、分枝ポート１１ｉは制御圧ポート１１
ｄに接続され、かつドレンポート１１ｊはリザーバ２６
に接続されている。

【００１５】スプール１２は図１および図２に示すよう
に円柱状を呈し、その外周には軸方向へ所定長さ延びる
環状溝１２ａが形成されていて、ハウジング１１の内孔
１１ａ内に液密的に嵌挿されて軸方向へ摺動可能になっ
ており、かつ同内孔１１ａ内をスプール１２のー端にて
流体室Ｒに区画している。かかるスプール１２において
環状溝１２ａは、制御圧ポート１１ｄを高圧ポート１１
ｅまたは第１低圧ポート１１ｆに選択的に連通させる長
さで、かつ軸方向の摺動時制御ポート１１ｄと第１低圧
ポート１１ｆとの連通が遮断された後所定量摺動して制
御圧ポート１１ｄが高圧ポート１１ｅに連通する長さに
形成されている。

【００１６】押圧力発生手段１０ａを構成する反力ピス
トン１３は収容孔１１ｂ内に摺動可能に嵌挿されて流体
室Ｒ内に臨み、圧縮スプリング１４によりスプール１２
側へ付勢されている。収容孔１１ｂ内の反力ピストン１
３のー端側には分枝ポート１１ｉが開口している。これ
により、反力ピストン１３は圧縮スプリング１４と分枝
ポート１１ｉから付与される制御流体圧とにより付勢さ
れて、スプール１２のー端に弾撥的に当接している。

【００１７】しかして、ハウジング１１に形成したー対
の第２，第３低圧ポート１１ｇ，１１ｈは内孔１１ａの
流体室Ｒ内に開口している。各低圧ポート１１ｇ，１１
ｈにおいては図１および図２に示すように、第２低圧ポ
ート１１ｇがスプール１０のー端側に近接して位置し、
かつ第３低圧ポート１１ｈが第２低圧ポート１１ｇから
スプール１２のー端側から遠退く方向に所定間隔保持し
て位置している。第２低圧ポート１１ｇは第１連通管路
２８ａを介してリザーバ２６に連通しており、かつ第３
低圧ポート１１ｈは第２連通管路２８ｂを介してリザー
バ２６に連通している。これら両連通管路のうち、第１
連通管路２８ａが本発明の第１の連通管路に該当し、か
つ第２連通管路２８ｂが本発明の第２の連通管路に該当
するもので、第２連通管路２８ｂにオリフィス２８ｃが
配設されている。

【００１８】制御力付与手段１０ｂを構成するヨーク１
７は収容室１１ｃ内に嵌着されていて、軸方向の中間部
外周に環状の磁石１８が固着されている。作動ピストン
１５はかかるヨーク１７に同軸的に嵌挿されて軸方向へ
摺動可能になっており、そのー端がスプール１２の他端
に当接して同スプール１２を受承している。かかる作動
ピストン１５においては他端側筒部に環状のソレノイド
１６を備えていて、ソレノイド１６に対する非通電時に
は図１に示す後退端に位置している。

【００１９】かかる構成の圧力制御弁１０を備えたブレ
ーキシステムにおいては、ブレーキペダル２７が踏込み
操作されていない場合圧力制御弁１０は図１に示す状態
にある。すなわち、制御力付与手段１０ｂを構成するソ
レノイド１６は非通電状態にあって、作動ピストン１５
は後退端に位置している。この状態においては、スプー
ル１２の環状溝１２ａが制御圧ポート１１ｄに連通して
いるとともに第１低圧ポート１１ｆに連通し、かつ高圧
ポート１１ｅとの連通は遮断されている。このため、制
御圧ポート１１ｄはリザーバ２６と連通していて、ホイ
ールシリンダ２３はリザーバ２６のブレーキ液圧と同じ
大気圧になつている。

【００２０】しかして、ブレーキペダル２７の踏込み操
作が開始されるとブレーキペダル２７に対する踏力に応
じた励磁電流がソレノイド１６に付与され、作動ピスト
ン１５が励磁電流に応じてー端側へ摺動する。これによ
り、スプール１２が圧縮スプリング１４に抗して摺動し
て環状溝１２ａの第１低圧ポート１１ｆに対する連通を
遮断し、さらに摺動すると環状溝１２ａを高圧ポート１
１ｅに連通するに至る。この間、環状溝１２ａは常に制
御圧ポート１１ｄとの連通状態を保持している。これに
より、制御圧ポート１１ｄが高圧ポート１１ｅに連通し
て高い制御液圧がホイールシリンダ２３に付与される。

【００２１】制御圧ポート１１ｄと高圧ポート１１ｅと
の連通により収容孔１１ｈの内圧も上昇し、同内圧が反
力ピストン１３を圧縮スプリング１４とともに付勢して
スプール１２を作動ピストン１５側へ押圧する。このた
め、スプール１２は作動ピストン１５の押圧力が反力ピ
ストン１３の押圧力に比較して大きい場合にはー端側へ
摺動するが、小さい場合には他端側へ摺動して制御圧ポ
ート１１ｄの高圧ポート１１ｅに対する連通を遮断する
とともに、さらに同方向へ摺動すると制御圧ポート１１
ｄを第１低圧ポート１１ｆと連通させる。従って、スプ
ール１２は最終的には作動ピストン１５と反力ピストン
１３との押圧力とがバランスした時点で停止し、制御圧
ポート１１ｄの液圧を励磁電流に応じて制御し、同制御
液圧をホイールシリンダ２３へ付与する。

【００２２】ところで、当該圧力制御弁１０において
は、スプール１２の軸方向の摺動時に内孔１１ａの流体
室Ｒ内のブレーキ液がリザーバ２６側へ排出されるが、
スプール１２の摺動初期には主として第１連通管路２８
ａを通して排出され、スプール１２が所定量摺動すると
図２に示すように第２低圧ポート１１ｇを閉じる。この
ため、その後の流体室Ｒ内のブレーキ液は第２連通管路
２８ｂを通してリザーバ２６に排出され、スプール１２
に対して摺動に対抗する力が作用する。この結果、スプ
ール１２の制御圧ポート１１ｄと高圧ポート１１ｅとの
連通直前までの摺動はスムーズで、その後のスプール１
２の過度な摺動が防止される。従って、当該圧力制御弁
１０においては作動時の応答性が良好であるとともに、
スプール１２における過度の摺動に起因する振動の発生
がなくて制御圧ポート１１ｄ側の液圧を設定された値に
正確に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のー実施例に係る圧力制御弁の断面図で
ある。

【図２】同圧力制御弁にて採用したスプールの摺動途中
の状態を示す部分側面図である。

【図３】同圧力制御弁を使用したブレーキシステムの系
統図である。

【符号の説明】

１０…圧力制御弁、１０ａ…押圧力発生手段、１０ｂ…
制御力付与手段、１１…ハウジング、１１ａ…内孔、１
１ｄ…制御圧ポート、１１ｅ…高圧ポート、１１ｆ，１
１ｇ，１１ｈ…低圧ポート、１２…スプール、１２ａ…
環状溝、１３…反力ピストン、１５…作動ピストン、１
６…ソレノイド、２１…マスタシリンダ、２２…チェン
ジバルブ、２３…ホイールシリンダ、２４…アキュムレ
ータ、２７…ブレーキペダル、２８ａ…第１連通管路、
２８ｂ…第２連通管路、２８ｃ…オリフィス、Ｒ…流体
室。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 章 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 中山 佳行 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 千葉 正 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 芝川 壽夫 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−16127（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−171984（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−141809（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G05D 16/10 B60T 13/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向に延びる内孔を有するとともに軸方
   向に所定間隔を保持して位置し同内孔に連通する高圧ポ
   ート、低圧ポートおよび制御圧ポートを有するハウジン
   グと、同ハウジングの前記内孔内に液密的かつ軸方向へ
   摺動可能に嵌挿され軸方向の摺動により前記制御圧ポー
   トを前記低圧ポートと高圧ポートとに選択的に連通させ
   るスプールと、同スプールのー端側に形成される流体室
   内に臨み前記制御圧ポートの流体圧の作用により同スプ
   ールを前記制御圧ポートと前記高圧ポートとの連通を遮
   断する方向へ押圧する押圧力発生手段と、前記スプール
   の他端側に位置しソレノイドへの励磁電流に比例した駆
   動力を発生させて同スプールに対して前記押圧力に対抗
   する制御力を付与する制御力付与手段を備えてなるスプ
   ール式圧力制御弁であり、前記流体室が第１の連通管路
   とオリフィスを配設した第２の連通管路とにより流体の
   リザーバに連通し、かつこれら両連通管路のうち第１の
   連通管路が第２の連通管路に比較して前記スプールのー
   端側に変位して前記流体室に開口していることを特徴と
   するスプール式圧力制御弁。