JPH01238783A

JPH01238783A - 電気動作弁

Info

Publication number: JPH01238783A
Application number: JP63292223A
Authority: JP
Inventors: Anthony William Harrison; アンソニー　ウィリアム　ハリソン
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1987-11-20
Filing date: 1988-11-18
Publication date: 1989-09-22
Also published as: US4844559A; GB8727297D0; EP0317305A3; EP0317305A2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、頻繁に流体圧力源を作動装置より隔離する必
要がある作動システムにおいて用いられる電気動作弁に
関する。

従来の技術及びその問題点かかる作動システムの一例としては初期滑動条件の存在
下にブレーキ作動シリンダがブレーキから隔離され、デ
ブースト装置がブレーキ圧力を低減して一時的にブレー
キを解除せしめる一般的な種類の車両滑動防止ブレーキ
系統がある。

本発明の目的は、適宜のシステム中に装備されると容易
に隔離制御がなされる単純な構成の電気動作弁を提供す
るにある。

問題点を解決するための手段本発明による電気動作弁は、電気式駆動装置により休止
位置より動作位置へ変位されるアーマチャと、使用時圧
力流体入口を介して入口圧力がかけられる圧力依存装置
と、前記駆動装置に駆動されてアーマチャが動作位置方
向へ変位する際圧力入口と作動システムの圧力出口との
間のポートを閉鎖して前記入口と出口とを互いに隔離す
る弁要素とからなり、前記圧力依存装置はポートの閉鎖
の結果である圧力差をかけられ優越的な入口圧力に由来
する力により変位され、前記力が力伝達手段により伝達
され（アーマチャに前記休止位置方向の負荷をかけるよ
うにゼしめる。

本発明による電気ソレノイド弁は、コイル及び協働する
可動アーマチャと、使用時流体圧力入口を介して入口圧
力がかけられる第１の弁要素と、ソレノイドへの通電時
ソレノイドアーマチャの作用によりポートを閉鎖して圧
力入口を使用時ブレーキ系に接続される流体圧力出口か
ら隔離する第２の弁要素とからなり、第１の弁要素はポ
ート閉鎖の結果箱１の弁要素の両側に圧力差が起こる際
に優越的な入口圧力に由来する力により変位し、前記力
は、スラスト手段により伝達されてソレノイドアーマチ
ャに接続されたバネ装置に前記アーマチャを解放する力
が増大するように負荷をかける。

スラスト手段は、適宜に一端の領域に前記ポートと協働
する弁座を設けてなり、他端でバネ装置と協働する第２
の弁要素により構成されるのが好ましい。

応答依存手段は、典型的には円盤状の形状であり、例え
ば使用時通常制動による主シリンダの作動に起因する急
速に推移する圧力差によっては大なる変形をなすことに
抵抗するが、例えばブレーキデブースト状態で定常的な
圧力差が発生する際にはアーマチャに負荷をかけるよう
変形するのが適当である。

実施例第１図を参照するに、図示のソレノイド弁は、閉鎖した
一端２を有しソレノイドコイル３を収納するケーシング
１からなる。ケーシングの開放した反対端は、圧力流体
用の入口ポート５を有するネジ螺刻閉鎖部材４により閉
鎖される。コイル３はコア６に取り付けられるが、この
コア６は後述する目的のため右側端に平坦面７と、弁棒
９を収容する貫通孔８とを有し、弁棒９は摺動運動を行
なうようコア６の縮径孔部１ｏ内と孔８内にプレスばめ
された固定介装材１１内で支持され、また面７と同一平
面をなす平坦端面１２を有する。

図示の如く弁部材９は、弁棒のフランジ１４と介装材１
１の対向する端部との間に係合される軽いバネ１３によ
り左側へ付勢される。圧力流体を内包するコア６の右側
におけるハウジングの部分と流体を内包しないコアの左
側へのハウジングの部分との間に流体について密な障壁
を設けるよう封止材１５が弁棒９を包囲する。

圧力室１６は閉鎖部材４とコア６の面７との間に画成さ
れ、外周縁部をコア６と閉鎖部材４間に把持された半剛
性ダイヤフラム１７を収容する。

ダイヤフラム１７は、通常介装材１１とコア６との間の
隙間２０とコアの半径方向通路２１を介して及び／又は
弁棒９周囲の介装材１１を通じ及び介装材の半径方向通
路１１Ａを通じて入口ポート５と出口ポート１９とを連
通せしめる流体ポート１８を有する。

ハウジング１の左端には、円盤状ソレノイドコイルチ１
７２２が、軸方向摺動運動ができるよう外周をハウジン
グの内壁に当接させて支持される。

この摺動運動は左側への移動量を肩２３により制限され
る。コイル３への給電接続２４は、半径方向外周近傍で
アーマチャを貫通延在する。アーマチャは略中央開口２
５も有する。弁棒９は開口２５を通って、バネ２７によ
りアーマチャにしっかり係合するよう付勢される当接ワ
ッシャ２６と係合する。バネ２７は、例えば溶接により
アーマチャの外面に固設される保持器２８内に収容され
る。

図示の実施例では、弁は通常車両滑動防止ブレーキ系統
内に、入口５が液圧主シリンダＭに接続され出口１９が
１又は複数のブレーキアクチュエータＢに接続されるよ
うにして組み込まれる。給電接続２４は電子制御器２４
から、公知の方法により車輪速度センサ（図示せず）に
よる初期車輪滑動状態の検出から得られる信号を供給す
る。

通常の状態では、制動されるべき車輪で初期滑動が検出
されない場合、弁は図示の状態にあり、主シリンダの作
動により圧力流体は入口５．室１６、隙間２０２通路２
１及び出口１９を通ってブレーキアクチュエータＢ内に
注入される。この通常ブレーキ動作中は、ダイヤフラム
１７がダイヤフラム１７にまたがる圧力降下により僅か
に内側に変形するかもしれないが弁の構成要素は図示の
位置にとどまる。弁の図示の状態においては、ダイヤフ
ラム１７とコア６との間のギャップ１７Ａ（第２図に拡
大して図示）は、弁棒９のソレノイド作動最大行程９Ｂ
より短がくして、確実に入口５と出口１９とがつながる
よう出口１８から抜けるようにする必要がある。ソレノ
イドの行程Ｘ（第１図）は、確実に信頼性のある弁閉鎖
がなされるよう弁の行程９Ｂに等しいか僅かに大とされ
る。

滑動状態が検出される一方で系統が主シリンダより加圧
されている場合には、制御器Ｃはアーマチャ２２を吸引
するようコイル３に通電するように接続２２に信号を供
給する。アーマチャは右側へ移動し、弁棒９を同じ方向
に付勢して弁棒の自由端が第２図中破線で示す如きポー
ト１８内の閉塞位館に至るようにする。これにより、主
シリンダはブレーキアクチュエータから隔離され、ブレ
ーキアクチュエータは適宜のデブースト装置（図示せず
）により制御器の制御下にブレーキを解除するようデブ
ーストされるようになる。ダイヤフラム１７の左側での
圧力低下により、ダイヤフラムが入口圧力により変形し
てコア６及び介装材１１の面７及び１７にしっかりと係
合するのに充分大きな圧力差がダイヤフラムにまたがり
発生する。

第２図に明確に示される如く、ポート１８は弁棒９より
若干小さい径を有し、弁棒の先端９Ａは一部のみがポー
ト内に進入する。ポートの外縁は弁棒の先端と直径Ａの
部分で係合する。従ってダイヤフラム１７が左側へ変形
すると、弁棒９も左側に移動し、弁棒とワッシャ２６と
の係合により、ダイヤフラム右側にかかるその時優越的
な主シリンダ圧力に由来する力に応じてバネ２７に負荷
をかける。

滑動状態がやむと、ソレノイドへの通電が遮断されアー
マチャ２２は解放されて前述のバネ２７に蓄えられた力
によりハウジングの肩２３と当接する位置へ急速に復帰
するので、アーマチャの解放は急速かつ確実である。同
時に弁棒９はバネ１３の働きにより左側へ移動しうる。

主シリンダ圧力が、弁が隔離状態をとった時よりも大き
い場合には、ダイヤフラム１７は面７に当接し続け、圧
力はギャップ２０及び／又は弁棒９の周囲及び開口１１
Ａを通じてアクチュエータへ漏れ、ダイヤフラム両側の
圧力が等しくなるようにする。この際ダイヤフラムはも
との形状を弾性的に回復して図示の如き休止位置をとる
ようになり、再び主シリンダとアクチュエータとの間に
中断のない連通がなされるようになる。この圧力同等化
により、ブレーキ圧力が再びかけられた時に圧力上昇率
が異常となるのが防止され、滑動防止システムは後で発
生する初期滑動状態により容易に応答する。

弁軸９の周りに無視可能な流れがあってもよい場合には
、ダイヤフラムポート１８の開放に先立ってブレーキア
クチュエータに制御された部分的再加圧を行なうよう第
１Ａ図に示す部分図における如く面１２に１又は複数の
溝Ｃを設けることもできる。

ダイヤフラム１７が面７に当接するよう変形している時
に主シリンダ圧力がブレーキアクチュエータ内の圧力以
下となった場合には、ダイヤフラムの出口側における優
越的な圧力により、ソレノイドに通電がなされていても
ダイヤフラムは図示された最も右側の位置へ付勢され、
そこで閉鎖部材４と当接する。これにより弁棒は確実に
この状態でのポート１８から抜け、主シリンダによる作
動に必要な圧力と比べてブレーキアクチュエータ内のブ
レーキ圧力が大幅に超過することは決して起こらない。

弁への電源供給が停止した場合には、即座にソレノイド
は解放されるので弁棒９はダイヤフラムポート１８との
係合から離脱し主シリンダとブレーキアクチュエータと
を直接流体圧作動がなされるよう再び接続する。従って
、弁は本来的に［フェイルセーフ］な情動防止制御を提
供する。

第３図に示される別の実施例は、第１図のダイヤフラム
１７が入口５の入口圧力を受は内設段差孔３１を有する
ピストン３０で置き代えられている点部外は第１図の実
施例に類似する。孔３１の大径部３１Ａは、孔開鎖部材
３４Ａに反作用するバネ３４により通常孔の肩３３に当
接するよう付勢されている弁要素３２を収容している。

孔の中間部は３５は封止材３６を有し、弁要素の中空部
３７は、縮径部３８を貫通して第１図の実施例における
如く配設された弁棒９と協働する。ただし本実施例では
、弁棒は自由端においてアーマチャ２２に直接支持され
る。

通常の制動状態では、構成要素は図示の位置にあり、制
動流体は主シリンダから入口５．弁要素３２の内部通路
１８．中空部３７を通り、介装材１１周囲から通路２１
を通って出力に至る。主シリンダからブレーキが加圧さ
れている際に滑動状態が検出されると、コイル３への通
電で吸引されるアーマチャ２２は弁棒９を通路１８内へ
挿動して主シリンダをブレーキから隔離する。発生する
圧力差により、優越的となった入口圧力がピストン３０
を静止的となった弁要素３２に対し左側に移動せしめ、
それによりバネ３４が主シリンダ圧力由来の力を蓄積す
るようにする。この力は第１図につき説明した如くコイ
ルへの通電遮断の際アーマチャ２２が急速に後退するよ
う働く。ピストン３０と介装材１１との間にバネ３９が
コイルへの通電遮断時に弁棒９が通路１８に係合してい
ないように設けられる。必要に応じ第１Ａ図の構成と同
様な溝構成で流れ制御を行なうことができる。

第４図に示された実施例では、ピストン４０はやはり入
口５における入口圧力を受けて本体の孔４１で摺動する
。孔４１と縮径延長部４３との接合部分には肩４２が形
成される。以前の実施例における弁棒は、中空管状弁部
材４４により置き換えられている。弁部材４４はピスト
ン４０内で固定されかつ同軸的に封止されており、孔４
３のより小径の縮径延長部４５内を隙間を有しつつ真通
し、その自由端は第１の場合と同様なアーマチャ２２に
付随するバネ及びワッシャ組立付２６−２８に隣接する
。しかし本実施例では、ワッシャ２６は台部として働く
のみならず、中空弁部材４４と係合する弁座を形成する
。ワッシャは部材４４の端部に対する封止が容易となる
ようプラスチック材料製であるのが好ましい。管状部材
４４は、入口５と出口１９に連通する室１９Ａとの間の
流体通路４４Ａを提供する。ピストンに設けられる通路
４０Ａ、４０Ｂはピストンが図示の休止位置にある際に
は管状部材を入口に接続する。

ソレノイド通電がされるとアーマチャ２２はコア６に当
接するよう右へ移動するためワッシャ２６が弁部材４４
の端部に係合し通路４４Ａを閉鎖する。前述の如く、そ
の際に優越的な入口圧力はピストン４０に働いてアーマ
チャ２２上のバネ２７を圧縮しソレノイド解放力が得ら
れる。

ピストンのフランジ４０Ｃはピストンに圧力が加わると
本体１に接触し、ソレノイド通電遮断時に弁部材４４が
弁座に追従することを防止するので、所望の弁の急速な
開放が確実になされる。フランジ４０Ｃの面Ａに１又は
複数の溝を設け、本体の対向する百Ｂとの協働により前
述の如き目的のため弁の初期開放中の流れ制御を行なう
こともできる。バネ４６は、コイルの通電遮断時、管４
４がワッシャ２６に係合しているのを防ぐようピストン
を右側へ付勢する。

優越的な入口圧力による力により、例えば第１図におけ
る如くダイヤフラムを介しあるいは第３図及び第４図に
おける如くピストンを介して負荷をかけられるバネにア
ーマチャ解放力に蓄積するかわりに、入口力を直接アー
マチャにかけることもできる。かかる構成の一例は、例
えば詳細に示された部分を除けば第１図と同一である第
５図に示されている。第５図に示される如くコイル３の
通電時にポート１８が弁棒９より閉鎖される際ダイヤフ
ラム１７の両側の圧力差に由来する入口圧力の優越的な
力が弁棒９を介してアーマチャ２２に直接加えられるよ
う弁棒９はアーマチャ２２の剛性壁部２２Ａに直接当接
する。この力によりコイルへの通電遮断時アーマチャの
急速な係合離脱が確実になされる。通電遮断時における
流れ制御は第１図について説明した如く行なわれるが、
第５図の実施例ではアーマチャがコイル３により解放さ
れ弁９及び１８が開放するまでダイヤフラムは左側へ移
動しえないためこの制御の開始は遅れる。

第６図の実施例は、第５図の構成の力を直接加えるとい
う原理によるが、第５図のダイヤフラムの代わりにピス
トン５０を用いる。ピストン５０は中空で前述の場合と
同様内側端壁５２にポート５１が設けられる。ポート５
１は一方の側で入口５と協働し、他方の側で弁棒９の隣
接する端部と協働する。コイル３への通電時弁棒９が右
側へ移動してポート５１を閉鎖すると、ピストン５０へ
の入口圧力による力は弁棒９に沿ってアーマチャ２２に
加わり、前述の如くコイルへの通電遮断時においてアー
マチャが急速に係合離脱するよう働く。バネ５３は、コ
イルへの通電遮断時にポート５１が開放のままであるよ
う確実にピストンが弁棒９から離れたままであるように
ピストンと介装材１１との間で働く。所要の流れ制御は
やはりピストン面５０Ａ及び／又は介装材１１の対向す
る面に１又は複数の溝を設けることで行なわれるが、ピ
ストン５０からアーマチャへの直接負荷による制限のた
め第５図と同じ迂延が生じる。

前述の第５図及び第６図で用いられた原理は、第７図に
示す第４図の実施例の変形例にも適用されている。第７
図の実施例では管状部材４４はアーマチャ２２に直接係
合する。好ましくは弁座を形成するよう僅かに弾性を有
する介装材２２Ａを介在させてもよいが、この介装材は
管とアーマチャ（第５図）又は他の手段の直接係合によ
り充分な封止が得られるなら省略できる。

コイルに通電がされると管４４の端部はアーマチャ座２
２Ａと係合して出口を入口５から隔離し、前述の如くそ
の時優越的である入口圧力に由来する力をアーマチャに
加えて後でアーマチャが急速に解放されるようにする。

流れ制御は第４図の実施例と同様にして行なわれ、第４
図の実施例について説明した制限を有する。

第７図の実施例の変形例として、ピストン４０の頭部４
０Ａを半径方向通路４０Ｂとともに省略してもよい。こ
の場合ピストン４０は、ピストンとハウジングの内股病
との係合により、コイルへの通電遮断時に管４４の端部
がアーマチャの対向する弁面から確実に離間するよう制
限される。この変形例では入口が直接管４４に連通ずる
ので流れ制御はできない。

以上の実施例は、滑動防止ブレーキ系統に使用されるよ
う適合化されているが、本発明の弁は例えば燃料噴射等
の他の目的にも使用しうる。流れ制御の特性は所要の使
用態様に応じ適宜選択される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるソレノイド弁の一実施例の縦断面
図、第１Ａ図はソレノイド弁の部分図、第２図は第１図
の弁の一部の拡大図、第３図乃至第７図はそれぞれ本発
明による弁の実施例についての第１図と同様の図である
。１・・・ケーシング、２・・・閉鎖端、３・・・コイル
、４・・・閉鎖部材、５・・・入口ポート、６・・・コ
ア、７・・・平坦面、８・・・貫通孔、９・・・弁棒、
９Ａ・・・先端、１０゜３８・・・縮径孔部、１１・・
・介装材、１１Ａ・・・通路、１２・・・平坦端面、１
３，２７，３４，３９，４６゜５３・・・バネ、１４・
・・フランジ、１５．３６・・・封止材、１６・・・圧
力室、１７・・・ダイヤフラム、１８・・・流体ポート
、１９・・・出口ポート、１９Ａ通路、２０・・・隙間
、２１・・・通路、２２・・・アーマチャ、２３．３３
．４２・・・肩、２４・・・給電接続、２５・・・開口
、２６・・・ワッシャ、２８・・・保持器、３０゜４０
．５０・・・ピストン、３１．４１・・・孔、３２・・
・弁要素、３５・・・中間部、３７・・・中空部、４３
゜４５・・・縮径延長部、４４・・・弁部材、４４Ａ・
・・通路、５１・・・ポート、５２・・・内側端壁。ＦＩＧ　　４ＦＩＧ　　ＳＦＩＧ　　６

Claims

【特許請求の範囲】（１）電気式駆動装置（３）により休止位置より動作位
置へ変位されるアーマチャ（２２）と使用時圧力流体入
口（５）を介して入口圧力がかけられる圧力依存装置（
７）と、該駆動装置（３）に駆動されてアーマチャ（２
２）が動作位置方向へ変位する際圧力入口（５）と作動
システムへの圧力出口（１９）との間のポート（１８）
を閉鎖して該入口（５）と出口（１９）とを互いに隔離
する弁要素（９）とからなり、該圧力依存装置（１７）
はポート（１８）の閉鎖の結果である圧力差をかけられ
優越的な入口圧力に由来する力により変位され、該力が
力伝達手段（９）により伝達されてアーマチャ（２２）に該休止位置方向の負荷をかけるようにせしめ
る電気動作弁。（２）弁要素（９）は該力伝達手段として働くことを特
徴とする請求項１記載の電気動作弁。（３）該ポート（１８）は該圧力依存装置に形成され、
該弁要素（９）に係合されて閉鎖され、該ポートに係合
した該弁要素はアーマチャ（２２）に負荷をかけるよう
該力を伝達するこを特徴とする請求項１又は２記載の電
気動作弁。（４）該力伝達手段は該力をバネ（２７）に応力を加え
るようにかけ、かかる応力を加えられた該バネ（２７）
はアーマチャ（２２）に該休止位置方向の負荷をかける
こを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の電
気動作弁。（５）該力伝達手段（９）はアーマチャ（２２）に直接
負荷をかけることを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
か一項記載の電気動作弁。（６）圧力依存手段（２７）は円盤状の形状であり、急
速に推移する圧力差に対しては大なる変形を起こさない
一方、定常的な圧力差に対してはアーマチャ（２２）に
負荷をかけるよう変形することを特徴とする請求項１乃
至５のいずれか一項記載の電気動作弁。（７）圧力依存手段（２７）は、該ポート（１８）の閉
鎖時入口圧力により固定面（１２）に当接するよう変形
し、該ポートの再開時出口を通つて圧力が再び加えられ
る割合を制御するよう該入口（５）と出口（１９）との
間で働く流れ制御手段（Ｃ）からなることを特徴とする
請求項６記載の電気動作弁。（８）該流れ制御手段（Ｃ）は、該固定面（１２）に設
けられる少なくとも１つの溝からなることを特徴とする
請求項７記載の電気動作弁。（９）圧力依存手段は、流体圧力入口（５）と連通する
室内で移動するピストン（３０）からなることを特徴す
る請求項１乃至５のいずれか一項記載の電気動作弁。（１０）ピストン（３０）は、弁座部材（３７）と、弁
部材（９）が、該駆動装置（３）の作用により該入口（
５）と出口（１９）とを互いに隔離するよう弁座部材（
３７）と係合する際その時に優越的な入口圧力によるピ
ストン（３０）の移動がアーマチャ（２２）に休止位置
方向の負荷をかけるようバネ（３４）に応力を加えるよ
う構成されるバネ（３４）とからなることを特徴とする
請求項９記載の電気動作弁。（１１）圧力依存装置（１７）とアーマチャ（２２）と
は駆動装置（３）に関し反対側に配置され、力伝達部材
（９）は該力をアーマチャ（２２）に伝達するよう駆動
装置を貫通するこを特徴とする請求項１乃至１０のいず
れか一項記載の電気動作弁。（１２）弁要素（４４）は圧力依存手段（４０）に固定
されてともに運動し、アーマチャ（２２）上の弁座（２
６）と協働することを特徴とする請求項１又は２記載の
電気動作弁。（１３）弁要素（４４）は中空であり、弁要素（４４）
が該座と係合していない時は入口（５）と出口（１９）
との間の連通通路（４４Ａ）を形成することを特徴とす
る請求項１２記載の電気動作弁。（１４）圧力依存装置は、流体入口（５）と流通する室
内で移動するピストン（４０）からなることを特徴とす
る請求項１２又は１３記載の電気動作弁。（１５）ピストン（４０）の入口圧力による移動は、ピ
ストンのフランジ（４０Ｃ）と固定面（Ｂ）との係合に
より制限されるこを特徴とする請求項１４記載の電気動
作弁。（１６）出口（１９）を通じて圧力を再び加える割合を
制御するよう該ピストンフランジ（４０Ｃ）と該固定面
（Ｂ）との間に設けられる１又は複数の制御溝（Ｃ）か
らなることを特徴とする請求項１５記載の電気動作弁。（１７）弁要素（４４）は、ピストンの低圧側を比較的
低圧の領域に接続する通路ができるよう間隔を有しつつ
駆動装置（３）を貫通することを特徴とする請求項１２
乃至１６のいずれか一項記載の電気動作弁。