JPH044259Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案はスプール式の電磁圧力制御弁に関する
ものであり、特にスプールに制御圧力に対応した
大きさの流体反力を作用させるための反力ピスト
ンを備えた圧力制御弁の改善に関するものであ
る。

従来の技術 ソレノイドの励磁電流を制御することによつて
流体の圧力を励磁電流の大きさに対応する高さに
制御する電磁圧力制御弁がある。例えば、実願昭
61−134529号の明細書に記載された電磁圧力制御
弁は、高圧ポート，低圧ポートおよび制御圧ポー
トを備えたハウジングと、そのハウジング内の弁
孔に摺動可能かつ実質的に液密に嵌されたスプー
ルと、そのスプールに磁気的な制御力を加えるソ
レノイドと、前記制御圧ポートと前記低圧ポート
との流体圧力差により作動する反力ピストンを含
んでその流体圧力差に応じた大きさであつて前記
制御力とは逆向きの反力を前記スプールに加える
反力手段とを備えている。そして、それら制御力
と反力とに基づいて前記スプールが移動させられ
て前記制御圧ポートが前記高圧ポートと低圧ポー
トとに選択的に連通させられることにより、制御
圧ポートの流体圧力が前記ソレノイド励磁電流の
大きさに対応する高さに制御されるものである。
このスプール式電磁圧力制御弁は、反力ピストン
外周面とハウジングに形成された反力ピストン孔
内周面とのクリアランスを小さくすることによつ
て、弁孔からの流体（液体または気体）の漏れを
防止する金属間シールを形成したものであり、こ
のようにすれば、圧力制御精度が充分に高く、か
つ、内部漏れの少ないスプール式電磁圧力制御弁
を得ることができる。

考案が解決しようとする問題点 上記のように金属間シールを形成する場合に
は、反力ピストンとハウジングとの摺動面のクリ
アランスを数ミクロン以下に抑えることが必要で
ある。しかしながら、この圧力制御弁において
は、ソレノイドの大形化を回避するために反力ピ
ストンを直径数mm程度の大きさとせざるを得ない
のが普通であり、このように小径の反力ピストン
を高い寸法精度で加工するには高度な技術が要求
され、コストが高くなるという問題があつた。

問題点を解決するための手段 そのために、本考案は、前記ハウジング，スプ
ール，ソレノイド，反力ピトスン等を備えたスプ
ール式電磁圧力制御弁において、反力ピストンを
前記スプールより大径とするとともにスプールの
一端に結合し、それら反力ピストンとスプールと
の結合部を囲む空間を前記制御圧ポートに常時連
通する制御圧室とする一方、それら反力ピストン
とスプールとの結合部とは反対側の端部をそれぞ
れ囲む空間を前記低圧ポートに常時連通する低圧
室としたものである。

作用および効果 上記のように構成された電磁圧力制御弁におい
ては、反力ピストンとスプールとの断面積の差に
制御圧室の圧力を掛けた大きさの油圧反力がスプ
ールに加えられることとなり、反力ピストンが大
径であるにもかかわらず、従来の直径が小さな反
力ピストンを備えた電磁圧力制御弁と同程度のソ
レノイドにより圧力制御を行うことができる。

また、反力ピストンがスプールより大径である
ため、反力ピストンの製造が容易であり、安価に
製造することができる。そして、この反力ピスト
ンの製造容易化に伴つて寸法精度がより安定し、
寸法のばらつきによるハウジングとの摺動抵抗の
変動が減少して、圧力制御時におけるスプールの
作動安定性が一層向上する効果が得られる。

したがつて、本考案によれば、、圧力制御精度
が充分に高く、かつ、内部漏れの少ないスプール
式電磁圧力制御弁を従来より安価に製造し得る効
果が得られる。

実施例 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第１図は、自動車用電気制御式液圧ブレーキ装
置を概念的に示す系統図であり、本考案の一実施
例であるスプール式電磁液圧制御弁１０はアキユ
ムレータ１２を液圧源としてブレーキのホイール
シリンダ１４の液圧を制御するために設けられて
いる。ブレーキ操作部材としてのブレーキペダル
１６の踏力が踏力センサ１８によつて検出され、
その踏力センサ１８に接続されたソレノイド制御
回路２０から液圧制御弁１０のソレノイド２２に
ブレーキペダル１６の踏力に比例した大きさの励
磁電流が供給され、ホイールシリンダ１４の液圧
がブレーキペダル１６の踏力に比例した高さに制
御されるものである。アキユムレータ１２にはリ
ザーバ２４からポンプ２６によつて汲み上げられ
たブレーキ液が蓄えられるようになつており、ア
キユムレータ１２の液圧は液圧センサ２８によつ
て検出され、この液圧センサ２８の出力信号に基
づいてモータ制御回路３０によりモータ３２が制
御されて、アキユムレータ１２内の液圧が一定範
囲に保たれるようになつている。

液圧制御弁１０は非磁性材料から成るハウジン
グ４０を備えている。ハウジング４０内には、弁
孔４２が形成されており、この弁孔４２は、スプ
ール４４が摺動可能に嵌合されている。スプール
４４の外周面と弁孔４２の内周面とのクリアラン
スは直径で10μm以下と極く小さくされており、
これら外周面と内周面とにより金属間シールが形
成されている。スプール４４は磁性材料から成つ
ており、図示は省略するが、外周面に適数本の円
還溝が形成されて液圧が全周にほぼ均等に作用
し、スプール４４が軽快に摺動するようにされて
いる。ハウジング４０はアキユムレータ１２に接
続される高圧ポート４６，リザーバ２４に接続さ
れる低圧ポート４８およびホイールシリンダ１４
に接続される制御圧ポート５０を備えている。ス
プール４４はその軸方向に延びる軸方向穴５２
と、その軸方向穴５２から半径方向に延び出て外
周面に開口する第一半径方向穴５４および第二半
径方向穴５６とを備えている。

スプール４４とハウジング４０に固定の磁性材
料製ヨーク６０との間にはスプリング６２が配設
されており、スプール４４を図示の原位置に何か
つて付勢している。スプール４４が原位置にある
状態においては第一半径方向穴５４が低圧ポート
４８と制御圧ポート５０とに連通しており、結
局、軸方向穴５２およびホイールシリンダ１４の
液圧はリザーバ２４の液圧（大気圧）に等しくな
つている。しかし、ソレノイド２２に励磁電流が
供給され、ヨーク６０が磁化されればスプール４
４に磁気吸引力が制御力として作用し、スプール
４４がスプリング６２の付勢力に抗して第１図に
おいて左方へ移動する。これにより、第一半径方
向穴５４と低圧ポート４８との連通が絶たれ、さ
らにスプール４４が左方へ移動すれば第二半径方
向穴５６が高圧ポート４６と連通するに至る。こ
の間、制御圧ポート５０は常に第一半径方向穴５
４を経て軸方向穴５２と連通している。各ポート
４６，４８，５０と第一および第二の半径方向穴
５４，５６との相対位置がそのように定められて
いるのである。

スプール４４のヨーク６０側の端部には、非磁
性材料から成るリング状のストツパ６６が固定さ
れており、このストツパ６６がヨーク６０に当接
することにより、スプール４４が直径ヨーク６０
に吸着されることがないようにされている。

スプール４４のもう一方の端部には、スプール
４４と同心に反力ピストン７０が一体に形成され
ている。反力ピストン７０はスプール４４より大
径のものであり、ハウジング４０に形成された反
力ピストン穴７２に直径で5μm以下のクリアラン
スで摺動可能に嵌合されて、反力ピストン７０の
外周面と反力ピストン孔７２の内周面とにより金
属間シールが構成されている。反力ピストン７０
の外周面には、図示は省略するが、適数本の円環
溝が軸方向に距離を隔てて形成されており、反力
ピストン７０が軽快に摺動するようにされてい
る。反力ピストン７０はスプール４４より大径と
されているため、高い寸法精度で加工することが
容易であり、円環溝の形成も容易である。

反力ピストン孔７２のスプール４４と反力ピス
トン７０との結合部を囲む部分はスプール４４内
の軸方向穴５２を経て制御圧ポート５０と常時連
通させられており、制御圧室７４とされている。
また、反力ピストン７０のスプール４４とは反対
側の先端部は小径とされ、反力ピストン孔７２の
この先端部を囲む部分は常時リザーバ２４と連通
する低圧室７６とされている。また、スプール４
４の反力ピストン７０と結合された側とは反対側
の端部を囲む空間は、連通路７７により常時低圧
ポート４８と連通させられて低圧室７８とされて
いる。反力ピストン７０と反力ピストン孔７２，
およびスプール４４と弁孔４２との微小なクリア
ランスから僅かに漏れたブレーキ液は低圧室７
６，７８からリザーバ２４へ戻される。

上記スプール４４の直径をD₁、反力ピストン
７０の直径をD₂とすると、反力ピストン７０の
受圧面積Ａは次式で表される。

Ａ＝π（D₂ ²−D₁ ²）／４ さらに、液圧制御状態におけるスプール４４の
力の釣合いは、次式で表される。

Ｓ＝CI ……(1) Ｓ＝PA＋Ｆ＋Ｒ ……(2) ただし、 Ｓ：ヨーク６０のスプール４４に対する吸引力 Ｃ：定数 Ｉ：ソレノイド２２への励磁電流 Ｐ：制御圧室７４および制御圧ポート５０の液圧 Ｆ：スプリング６２の付勢力 Ｒ：反力スプリング７０およびスプール４４の摺
動抵抗 (1)，(2)式より Ｐ＝（Ｃ／Ａ）Ｉ−（Ｆ＋Ｒ）／Ａ ……(3) が得られる。そして、本液圧制御装置１０におい
ては金属シールによつて液密に保たれているた
め、反力ピストン７０とスプール４４の摺動抵抗
が無視し得る程小さい。したがつて、 Ｐ≒（Ｃ／Ａ）Ｉ−Ｆ／Ａ ……(4) となる。すなわち、反力ピストン７０，制御圧室
７４等が反力手段を構成しているのであり、制御
圧室７６および制御圧ポート５０の液圧Ｐはソレ
ノイド２２への励磁電流Ｉに比例することとなる
のである。このようにして、反力ピストン７０が
スプール４４より大径であつても、比較的小さい
ソレノイドによつて液圧制御が行われる。また、
スプール４４の摺動抵抗が小さいため制御液圧の
ばらつきや制御特性のヒステリシスも著しく小さ
くなる。

そして、ソレノイド２２への励磁電流の大きさ
は、ソレノイド制御回路２０により、踏力センサ
１８によつて検出されるブレーキペダル１６の踏
力に比例するように制御されるため、結局、ホイ
ールシリンダ１４の液圧はブレーキペダル１６の
踏力に比例する高さに制御されることとなる。

次に、本考案の別の実施例を第２図に示す。

図において、第一実施例と同じものには同一の
符号を付して説明は省略する。本実施例において
は、スプール８０と反力ピストン８２とが別体と
されており、両者はリンク機構８４によつて結合
されている。リンク機構８４は、スプール８０と
反力ピストン８２とのそれぞれの端面に軸方向に
突設された第一リンク８６および第二リンク８８
とそれらを結合するピン８９とによつて構成され
ている。第一および第二リンク８６，８８の、ピ
ン８９を挿通するためのピン穴はピン８９より僅
かに大径の丸穴とされており、スプール８０−反
力ピストン８２間の力の伝達は行われるが、スプ
ール８０と反力ピストン８２との半径方向におけ
る微小量の相対移動は許容されるようになつてい
る。

本実施例では、反力ピストン８２がリンク機構
８４によつてスプール８０と連結されているた
め、反力ピストン８２の受圧面積が前記実施例に
比較して大きくなるのであるが、制御圧室７４の
液圧はスプール８０の反力ピストン側の端面にも
かかるため、結局、反力ピストン８２の断面積か
らスプール８０の断面積を差し引いた部分にのみ
制御圧室７４の液圧がかかるに等しいこととな
り、前記実施例のようにスプールと反力ピストン
８２とを一体形成した場合と同様の作用が生ずる
のである。

しかも、本実施例においては、スプール８０と
反力ピストン８２との半径方向の相対移動が許容
されているため、両者を一体形成する場合に比較
してスプール８０と反力ピストン８２との同心度
および弁孔９０と反力ピストン孔９２との同心度
を高くする必要がなく、スプール８０および反力
ピストン８２の外径ならびに弁孔９０および反力
ピストン孔９２の内径の寸法精度を高くすればよ
いため、これらの間のクリアランスを極く小さく
することが容易であり、内部漏れが無視し得る程
に小さい液圧制御弁１００を安価に製造すること
ができる。

以上、本考案の実施例を詳細に説明したが、こ
れは文字通り例示であつて、本考案がその他にも
その主旨を逸脱することなく、当業者の知識に基
づいて種々の変形，改良を施した態様で実施し得
るものであることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例であるスプール式電
磁液圧制御弁を概略的に示す正面断面図であり、
同時にその液圧制御弁を含む自動車用電気制御式
液圧ブレーキ装置の系統図でもある。第２図は、
本考案の別の実施例であるスプール式電磁液圧制
御弁を第１図と同様に示す図である。 １０……スプール式電磁液圧制御弁、４０……
ハウジング、４２……弁孔、４４……スプール、
４６……高圧ポート、４８……低圧ポート、５０
……制御圧ポート、６０……ヨーク、６２……ス
プリング、７０……反力ピストン、７２……反力
ピストン孔、７４……制御圧室、７６，７８……
制御圧室、８０……スプール、８２……反力ピス
トン、８４……リンク機構。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 高圧ポート，低圧ポートおよび制御圧ポートを
   備えたハウジングと、そのハウジング内の弁孔に
   摺動可能かつ実質的に液密に嵌合されたスプール
   と、そのスプールに磁気的な制御力を加えるソレ
   ノイドと、前記制御圧ポートと前記低圧ポートと
   の流体圧力差により作動する反力ピストンを含ん
   でその流体圧力差に応じた大きさであつて前記制
   御力とは逆向きの反力を前記スプールに加える反
   力手段とを備え、それら制御力と反力とに基づい
   て前記スプールが移動させられて前記制御圧ポー
   トが前記高圧ポートと低圧ポートとに選択的に連
   通させられることにより、制御圧ポートの流体圧
   力が前記ソレノイドの励磁電流の大きさに対応す
   る高さに制御されるスプール式電磁圧力制御弁に
   おいて、 前記反力ピストンを前記スプールより大径とす
   るとともにスプールの一端に結合し、それら反力
   ピストンとスプールとの結合部を囲む空間を前記
   制御圧ポートに常時連通する制御圧室とする一
   方、それら反力ピストンとスプールとの結合部と
   は反対側の端部をそれぞれ囲む空間を前記低圧ポ
   ートに常時連通する低圧室としたことを特徴とす
   るスプール式電磁圧力制御弁。