JP3926972B2 - 制動力制御弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車の液圧制動（hydraulic braking system）装置に係わり、特にポンプ機能も備えた電気作動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最新の自動車はアンチ・ロック制動装置（ＡＢＳ）および他の類似の制動トルク制御装置を備えたものが増えてきている。ＡＢＳは、滑りを生じて方向制御を失った制動時に、錠止状態にある車輪に対して与えられた制動力を自動的に解除する。制動トルク制御に加えて現在では、ＡＢＳに使用される部材は都合のいいことに他の車輌機能に関しても採用されている。例えば、車輌の差動歯車機構を経て反対側の車輪に大きな駆動トルクを伝えるようにするために、牽引力制御装置（ＴＣＳ）は制動トルクを回転する車輪に与えることができる。それ故にＴＣＳは運転者がブレーキ・ペダルを踏み込まないときに制動トルクの付与を伴う。さらに、自動車安定性管理システム（ＡＳＭＳ）は、滑り状態で向上された方向制御を与えるため、車輌が回転操縦される間に選択された車輪に対して制動トルクを与える。
【０００３】
広い範囲で電子制動制御装置と記載できる上述装置のいずれにも、液圧による流体圧の作用源、すなわちポンプと、制御バルブ装置とが使用されている。車輪シリンダに対する流体圧の付与を変調する制御バルブは、典型的に各種のスプール弁（またはシャトル弁）である。車輌に適用することにより、スプールは付与された流体圧で位置間を移動されるか、または電気ソレノイドによって付与されるような外部の機械的な力の影響によって移動せしめることができる。
【０００４】
現在のスプール形式の制動力弁は、流体が通過するポートに蓋をしたり該蓋を取ることによって圧力を制御するように作用する。したがって、単一弁、または同時に制御される一連の弁として編成せしめることができる。このようにして制御機能は制動流体の流れに対する各種レベルの拘束を発生させることにより与えられる。これらの弁は流体圧を増大させたり、それら自体のポンピング機能を備えることは通常できない。
【０００５】
電子制動制御装置の或る設計では、ポンピング作用をさらに備える制動力制御弁を提供することが必要である。限られた出力容量のポンピング機能でさえ、装置の遷移応答性を高めるうえで助けとなり、下流側の連結装置による迅速応答を可能にし、装置ポンプからの圧力がますます溜まる圧力スパイクを形成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は先に説明した必要性に対処するために、ポンピング機能を与える制動力弁を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ポンプおよび弁の機能の能力を備えた制動力制御弁が提供される。好ましい実施例では、制御弁はスプールを作動させるために弁スプールに連結されたソレノイドを含む。スプールは、ソレノイドへの通電を止めたときの非作動位置へスプールを戻すための復帰ばねに連結されている。スプールを越えて一方向の流体の流れを許容するために、実質的にＶ字形状輪郭のカップ状密封部材がスプールと関連して使用される。ソレノイドによるスプールの行程作動は、カップ状密封部材および流れポートに対するスプールの位置に応じて、開放弁状態または閉鎖弁状態とを形成する。カップ状密封部材は、スプールと制動力制御弁のハウジングとで形成される圧縮領域のための密封部材を形成することにも使用される。ソレノイドの付勢は圧縮領域の容積を変化させ、制動装置の正圧源を形成すると同時に流体の流れの制御を行うポンピング作用を発生させる。
【０００８】
本発明の様々な利点は、以下の説明を読み図面を参照すれば当業者には明白となるであろう。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１を参照すれば、本発明の制動力制御バルブ１０が切除横断面図で示されている。部品１３で受止められたハウジング１２は、制動力制御バルブ１０の主要機械構造（the major physical structure）を形成し、また離れたブレーキ装置部材へと至る流体の流れに制動を与えるための接続管である流路１４及び１６も形成する。強磁性材料で作られたコアー２０およびコイル２２を有するソレノイド１８は、本発明の可変力作用装置であるが、カン（ｃａｎｓ）、レバー、電気モーター、流体シリンダなどのような他のいずれの作動装置も使用できる。コイル２２はハウジング１２に連結され、コア２０と磁気的に相互作用するために外部電流信号に応答して付勢および消勢される。コア２０およびばね２４はハウジング１２内に配置されたスプール２６の反対両端に連結される。スプール２６は、そのスプール２６とハウジング１２との間に独立した容積を形成するために、面２５、２７にてハウジング１２に対して密接に適合するように形状づけられる。可変力はコイル２２を付勢することでスプール２６に付与される。ボア内でのスプール２６の位置は、ソレノイド１８、戻しばね２４およびこれに作用する流体力によって与えられるこれに作用する正味の作用力によって決まる。
【００１０】
本発明の制動力制御バルブ１０のスプール２６の移動はカップ状密封部材２８及び３０と組み合わされて、制動力制御弁１０が弁機能を備えることを可能にする。流体流路１４はカップ状密封部材２８より上に終端し、流体流路１６はカップ状密封部材３０より下に終端する（図に示された配向に関して）。流体流路１４及び１６のカップ状密封部材２８及び３０に対する位置、およびスプール２６は、流体が制動力制御弁１０を通って制御せしめられることを許容する。図１に見られるように、消勢状態にあるソレノイド１８は、ばね２４がスプール２６を位置決めすることを許容して、これにより流路１４から流路１６を経て圧縮領域３２およびフィルタ３４を通る双方向の流体の流れを許容する。制動力制御弁１０はこの状態において開放弁を構成する。
【００１１】
図２に見られるように、ソレノイド１８は付勢状態においてばね２４を圧縮し、スプール２６を下向きに行程移動させ、流路１６から流路１４への流体の流れを遮断する。カップ状密封部材２８及び３０の形状により、流路１４から圧縮領域３２およびフィルタ３４を経て通路１６へ流れる一方向のみの流体の流れだけが許容される。カップ状密封部材２８及び３０は実質的にＶ字形状輪郭を有し、Ｖ字形状の一方の脚がハウジング１２を密封するスリーブを形成し、各密封部材の他方の脚部は、その外縁がスプール２６の面２５及び２７に接触するリップ（ｌｉｐ）を形成する。圧力がＶ字形状輪郭の閉鎖端部から（すなわち、図示するように弁を通って下向きに）与えられるならば、各カップ状密封部材２８及び３０のリップはスプール２６の面２５及び２７から離れる方向へ駆動され、制動流体がカップ状密封部材２８及び３０を通過する通路を与える。圧力がＶ字形状輪郭の開放側から与えられるならば、リップは圧力で作動してスプール２６に押圧され、これによりカップ状密封部材２８及び３０を通過する圧力媒体の流れは何れも阻止される。したがって、制動力制御弁１０は流路１６から流路１４への流体に関しては閉鎖弁として機能する。
【００１２】
ポンピング作用を与えるこによってスプール２６は図２に見られる位置から図３に見られる位置へ移動する。スプール２６のこの行程は、圧縮領域３２をカップ状密封部材２８及び３０により隔離することで流体を捕捉し、その後圧縮領域３２の容積を減少させ、流体をカップ状密封部材３０を越えてフィルタ３４および流路１６を通るように強いる。スプール２６が２つの異なる直径を形成しており、密封部材が面２５及び２７の位置でスプールに係合するためにポンピングが生じる。したがって、圧縮領域３２の容積は、スプール２６が下向きに行程移動するときに減少する。図２に示された位置へ戻すことで、スプール２６は流路１４を通って移動する流体で圧縮領域３２を満たし、ポンピング作用は繰返される。ポンピング作用は、流路１６に連結されたブレーキ部材に正圧を与える。
【００１３】
本発明は図示し上述で説明した正確な構造に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載の発明の精神および範囲から逸脱せずに各種の変更および改良が成し得ることを理解しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】開放弁位置にスプールが位置づけられた、本発明の制動力制御弁の横断面図を示す。
【図２】閉鎖弁位置にスプールが位置づけられた、本発明の制動力制御弁の横断面図を示す。
【図３】ポンピング作用の中間ストローク位置にスプールが位置づけられた、本発明の制動力制御弁の横断面図を示す。
【符号の説明】
１０ 制動力制御弁
１２ ハウジング
１３ 部品
１４、１６ 流路
１８ ソレノイド
２０ コア
２２ コイル
２４ ばね
２５、２７ 面
２６ スプール
２８、３０ カップ状密封部材
３２ 圧縮領域
３４ フィルタ

Claims (14)

1. 車輌用ブレーキ装置に使用されて流体の流れを制御する制動力制御弁であって、
   第１および第２の流路を有するハウジングと、
   制御された可変力を作用させるために前記ハウジングに連結された作動装置と、
   前記作動装置に連結され、前記ハウジング内部を移動することで可変容積を有する圧縮領域を形成するように前記ハウジングと相互作用するスプールと、
   前記圧縮領域を流体密封するために前記ハウジングおよび前記スプールの間で作用する少なくとも２つの密封部材であって、前記圧縮領域および該少なくとも２つの密封部材は前記第１および第２の流路の間に位置している少なくとも２つの密封部材と
   を有する制動力制御弁において、
   前記作動装置が作動することで前記スプールが前記ハウジング内の複数の位置の間で移動すること、該複数の位置には、前記スプールが前記少なくとも２つの密封部材から離れる開放位置が含まれること、および前記スプールは前記圧縮領域の容積を変化させて正圧を発生し、そして流体を前記圧縮領域から前記第１および第２の流路の一方にポンピングすることを特徴とする制動力制御弁。
2. 前記作動装置が、前記ハウジングに連結されたコイル、および該コイルと磁気的に相互作用する強磁性コアを有する、請求項１に記載された制動力制御弁。
3. 前記スプールを第１位置へ駆動するように前記スプールと前記ハウジングとの間に作用するばねをさらに有し、前記コイルは前記スプールを移動させようとする前記ばねに抗して前記スプールを前記第１位置から第２位置へ移動させるために付勢される、請求項２に記載された制動力制御弁。
4. 前記第１位置にある前記スプールは、前記制動力制御弁が前記第１および第２の流路の間で双方向の流体の流れを許容するようにし、また前記第２位置にある前記スプールは、前記制動力制御弁が前記第１および第２の流路の間で一方向の流体の流れのみを許容するようにする、請求項３に記載された制動力制御弁。
5. 前記複数の密封部材はＶ字形状輪郭のカップ状密封部材である、請求項１に記載された制動力制御弁。
6. 前記複数の密封部材は一方向の流体の流れのみを許容する、請求項１に記載された制動力制御弁。
7. 前記流路が外部制動部材に接続される、請求項１に記載された制動力制御弁。
8. 少なくとも１つの前記流路に連結されたフィルタをさらに有する、請求項１に記載された制動力制御弁。
9. 制動流体の流れを制御するために車輌用制動装置に使用される制動力制御弁であって、
   第１および第２の流体通路を有するハウジングと、
   前記ハウジングに連結されたコイルと、
   前記コイルと磁気的に相互作用する強磁性コアと、
   前記強磁性コアに連結され、前記ハウジング内部を移動することで可変容積を有する圧縮領域を形成するように前記ハウジングと相互作用するスプールであって、該スプールは少なくとも第１および第２の直径部分を形成しており、前記第１直径は前記第２直径よりも大きいスプールと、
   前記圧縮領域を流体密封するために前記ハウジングおよび前記スプールの間で作用し且つ前記第１および第２の直径と係合する少なくとも２つの密封部材であって、前記圧縮領域および該少なくとも２つの密封部材は前記第１および第２の流路の間に位置し、前記密封部材は、第１方向の流体の流れに比較的強い拘束を与えると共に第２の方向の流体の流れに比較的弱い拘束を与えるために一般にＶ字形状輪郭の横断面形状を有している少なくとも２つの密封部材と
   を有する制動力制御弁において、
   前記コイルは前記ハウジング内の複数の位置の間で前記スプールを移動させるために付勢および消勢されること、前記スプールは前記圧縮領域の容積を変化させて正圧を発生すること、および前記第１シールに前記比較的強い拘束を与え、前記第２シールに前記比較的弱い拘束を与えるように前記密封部材が配向され、これにより前記制動流体が前記第２シールを越えて前記第２流路に流れることを特徴とする制動力制御弁。
10. 前記スプールを第１位置へ駆動するために前記スプールおよび前記ハウジングの間に作用するばねをさらに有し、前記コイルは前記スプールを移動させようとする前記ばねに抗して前記スプールを前記第１位置から第２位置へ移動させるために付勢される、請求項９に記載された制動力制御弁。
11. 前記スプールは前記第１位置にて前記制動力制御弁を開放弁として機能させ、前記スプールは前記第２位置にて前記制動力制御弁を閉鎖弁として機能させる、請求項１０に記載された制動力制御弁。
12. 前記流路が外部制動部材に接続される、請求項９に記載された制動力制御弁。
13. 少なくとも１つの前記流路に連結されたフィルタをさらに有する、請求項９に記載された制動力制御弁。
14. 前記少なくとも２つの密封部材が、前記ハウジングに固定されている、請求項１または請求項９に記載の制動力制御弁。

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