JPH0469472A - スプール式電磁圧力制御弁 - Google Patents

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 本発明はスプール式電磁圧力制御弁に関するものであり
、特に、減圧制御精度の向上に関するものである。

従来の技術 スプール式電磁圧力制御弁は、スプールの移動により液
の流れを切り換えて液圧を制御するものである。この液
圧制御弁の一種に、（ａ）高圧ポートと低圧ポートと制
御圧ポートとを備えたハウジングと、（ｂ）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、
前記制御圧ポートを前記高圧ポートと前記低圧ポートと
に択一的に連通させるスプールと、（Ｃ）そのスプール
に制御圧ポートの液圧に基づく力を作用させることによ
り、制御圧ポートを高圧ポートから遮断する向きにスプ
ールを作動させる作動力を発生させる作動力発生手段と
、（ｄ）その作動力とは逆向きの制御力をスプールに加
える制御力付与手段とを含むものがある。

実開昭６３−８６４８３号公報に記載のスプール式電磁
圧力制御弁はその一例である。

スプールは、上記実開昭６３−８６４８３号公報に記載
されているように、増圧時に弁孔から突出する向きに移
動し、減圧時に弁孔内に進入する向きに移動するように
構成されることもあり、あるいは本出願人の実願平１−
３２９１１２号の明細書に記載されているように、増圧
時に弁孔内に進入する向きに移動し、減圧時に弁孔から
突出する向きに移動するように構成されることもある。

また、制御力付与手段は種々の態様で構成することが可
能であるが、本出願人の実願平２−３２９９０号の明細
書には乾式フォースモークにより制御力付与手段を構成
したものが記載されている。

フォースモークはコイルの励磁電流の大きさに応じて変
わる軸方向力を発生させ、スプールを摺動させるのであ
る。このフォースモータに液が作用することを防止する
ために、スプールの弁孔からハウジング内の空間への突
出端部とハウジングとの間に仕切部材が設けられている
。上記空間が仕切部材により低圧ポートに連通させられ
たドレン室と、空気が充満した空気室とに仕切られ、空
気室にフォースモータが配設されているのである。

仕切部材は円板状のダイヤフラムにより構成されており
、厚さ方向のたわみによりスプールを移動を許容するよ
うになっている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、円板状のダイヤフラムによりハウジング
内の空間を仕切る場合、ダイヤフラムのハウジングに係
止させられる外周縁の直径とスプールに係止させられる
内周縁の直径との差を大きくしてスプールの摺動を許容
し得るようにすることが必要であり、そのために減圧制
御精度の低下を招来する問題があった。減圧時に液が制
御圧ポートから低圧ポートに流入するとき、低圧ポート
内の液圧が一時的に上昇するのに伴ってドシン室内の圧
力が一時的に上昇してダイヤフラムに作用し、スプール
に弁孔外へ突出させられる向きの力が作用する。スプー
ルに予定外の力が作用するのであり、減圧時にスプール
が弁孔から突出する向きに移動するように構成されてい
る圧力制御弁においてはその予定外の力の分だけ減圧過
剰となり、また、減圧時に弁孔内に進入する向きに移動
するように構成されている圧力制御弁においては減圧不
足となり、いずれにしても減圧精度が低下することとな
るのである。

本発明は、仕切部材により仕切られた空気室にフォース
モータを設けてスプールに制御力を与える形式の電磁圧
力制御弁であって、精度良く減圧を行うことができるも
のを提供することを課題として為されたものである。

課題を解決するための手段 本発明は、上記の課題を解決するために、前記（ａ）ハ
ウジング、（ｂ）スプール、（Ｃ）作動力発注手段。

（ｄ）仕切部材および（ｅ）フォースモークを有するス
プール式電磁圧力制御弁の仕切部材を、スプールの摺動
方向に平行な方向に複数の波形が並んだ蛇腹式仕切部材
としたことを要旨とするものである。

作用および発明の効果 蛇腹式仕切部材は、複数の波形がそれらが並ぶ方向Ｃ軸
方向）に伸縮することによりスプールの摺動を許容する
。そのため、蛇腹式仕切部材は円板状のダイヤフラムに
比較して小さい直径でスプールの同量の摺動を許容する
のであり、減圧時にドレン室の圧力が上昇しても、仕切
部材の受圧面積が小さく、ドレン室の圧力上昇に基づい
てスプールに作用する予定外の力が小さくて済むため、
減圧制御精度が向上する効果が得られる。

実施例 以下、本発明を自動車用液圧ブレーキ装置のスプール式
電磁液圧制御弁に通用した場合を例に取り、図面に基づ
いて詳細に説明する。

第２図において１０および１２はそれぞれ、左右前輪の
フロントホイールソリンダであり、１４および１６はそ
れぞれ左右後輪のりャホイールンリンダである。これら
ホイールシリンダ１０，１２１４．１６には、チェンジ
バルブ１８の切換えにより、ブレーキペダル２０の踏込
みに基づいてマスクシリンダ２２に発生させられる液圧
と、ブレーキペダル２０の踏込みに基づいて電磁液圧制
御弁２４により制御されたアキュムレータ２６の液圧と
が択一的に供給される。ブレーキペダル２０の踏力は踏
力センサ２８により検出され、コントローラ３０に供給
される。コントローラ３０は、ブレーキペダル２０の踏
力と加速度センサ３２から供給される車体加速度とに基
づいて電磁液圧制御弁２４への励磁電流を算出し、作動
アンプ３４を介して電磁液圧制御弁２４に供給するので
あり、それによりホイールシリンダ１０，１２゜１４．
１６の液圧がブレーキペダル２０の踏力に応じた高さに
制御される。アキュムレータ２６にはリザーバ３６から
ポンプ３８によって汲み上げられたブレーキ液が常に一
定液圧範囲で蓄えられるようになっている。４０はポン
プ３４を駆動するモータである。本液圧ブレーキ装置に
おいてホイールシリンダ１０．１２．１４．１６には、
通常は電磁液圧制御弁２４により制御されだ液圧が供給
されるが、電磁液圧制御弁２４側に異常が生じた場合に
はマスクシリンダ２２に発生させられだ液圧が供給され
、制動力が確保されるようになっている。

電磁液圧制御弁２４は、第１図に示すように、ハウジン
グ４４を備えている。このハウジング４４は複数のブロ
ックが固定されて成り、その内部には断面形状が円形を
成し、有底の弁孔４６と、弁孔４６の開口端側に位置し
、弁孔４６よりやや大径の連通路４８と大形の空間５０
とが互に連通し、同心状に形成されている。弁孔４６に
はスプール５２が実質的に液密かつ摺動可能に嵌合され
ている。スプール５２は段付状を成し、第一大径部５４
と第二大径部５６との間に小径部５８が形成され、第一
、第二大径部５４．５６において弁孔４６に嵌合される
とともに、第一大径部５４は弁孔４６から連通路４８を
貫通して空間５０へ突出する大きさとされている。第一
、第二大径部５４．５６０外周面と弁孔４６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の間に金属間シールが
形成されている。ハウジング４４内にはまた、弁孔４６
と同心であってその底面に開口し、弁孔４６より小径か
つ有底のビン孔６０が形成されており、反力ピン６２が
摺動可能に嵌合されるとともに、スプリング６４により
弁孔４６内に突出し、スプール５２に当接する向きに付
勢されている。

ハウジング４４にはさらに、アキュムレータ２６に接続
される高圧ポート６８．リザーバ３６に接続される第一
および第二の低圧ボー１−７０．　７２、ホイールシリ
ンダ１０〜１６に接続される制御圧ポート７４が形成さ
れている。制御圧ポート７４は、スプール５２の小径部
５８と弁孔４６の内周面とにより形成された環状室７６
に連通させられており、高圧ポート６８は弁孔４６の制
御圧ポート７４より底部側の部分に形成された円環溝７
８に連通させられている。また、第一低圧ポート７０は
弁孔４６の底部に連通させられ、第二低圧ポート７２は
弁孔４６の制御圧ポート７４より弁孔４６の開口側に形
成された円環溝８０に連通させられている。さらに、前
記ビン孔６０の底面と反力ビン６２との間には、制御圧
ポート７４から分岐された液通路８２が接続されており
、反力ビン６２は制御圧ポート７４の液圧を受けてその
液圧に基づく作動力をスプール５２に作用させ、高圧ポ
ート６８と制御圧ポート７４との連通を遮断する向きの
作動力を発生させる。本実施例においては、反力ピン６
２が作動力付与手段を構成しているのである。

スプール５２の第一大径部５４の弁孔４６からの突出端
部には小径のねじ部８８が突設されており、そのねじ部
８８の基端部と連通路４８の弁孔４６例の端面とにそれ
ぞれ、蛇腹式仕切部材９０の両端が係止されている。そ
れにより連通路４８および空間５０は、ドレンポート９
２により第二低圧ポート７２に連通させられたトレン室
９４と、空気が充満した空気室９６とに仕切られ、空気
室９６内にフォースモーク９８が設けられている。

ドレン室９４には、第一大径部５４と弁孔４６との間の
金属間シールから漏れ出たブレーキ液が流入し、このブ
レーキ液はトレンポート９２を通ってリザーバ３６に戻
る。蛇腹式仕切部材９０はゴムにより作られており、各
々小径部と大径部とから成る波形がスプール５２の摺動
方向に平行な方向に複数並んだ波形部９７を有する。蛇
腹式仕切部材９０はスプール５２を弁孔４６から遠ざか
る向きに付勢する圧縮スプリングとしても機能する。

フォースモーク９８のコイル１００は、ねし部８８に固
定された非磁性材製の保持部材１０２に保持されており
、ハウジング４４に形成された環状溝１０４内に嵌入さ
せられている。環状溝１０４の内周面の一部は磁石１０
６により構成されており、保持部材１０２はヨーク１０
８で形成される磁路中にある。コイル１００に励磁電流
が供給されない状態では、スプリング６４および蛇腹式
仕切部材９０の力によりスプール５２が第１図に示すよ
うに制御圧ポート７４を第二低圧ポート７２に連通させ
る位置に保たれる。

そして、コイル１００に励磁電流が供給されれば、コイ
ル１００が磁石１０６の磁界によりヨーク１０８から離
れる方向へ押し出され、スプール５２が弁孔４６内へ前
進させられる。スプール５２に制御圧ポート７４を高圧
ポート６８と連通させる向きの力、すなわち反力ビン６
２による制御圧付与に基づいて発生させられる前記作動
力とは逆向きの制御力が加えられるのであり、この制御
力はコイル１００の励磁電流の大きさに比例する。

以上のように構成された液圧ブレーキ装置において電磁
液圧制御弁２４は、ブレーキペダル２０が踏込み操作さ
れない通常時には、スプール５２が第１図に示す原位置
にあり、この状態では第二低圧ポート７２と制御圧ポー
ト７４とが環状室７６を経て連通させられており、ホイ
ールシリンダ１０〜１６の液圧がリザーバ３６の液圧で
ある大気圧に等しくなっている。この状態からブレーキ
ペダル２０の踏込み操作が開始され、その踏力に応した
大きさの励磁電流がコイル１００に供給されれば、コイ
ル１００が前進させられ、第二低圧ポート７２と制御圧
ポート７４との連通が断たれ、スプール５２が更に前進
すれば高圧ポート６８と制御圧ポート７４とが環状室７
６を経て連通ずるに至る。

この連通によって制御圧ポート７４の液圧が上昇すれば
、反力ピン６２に作用する液圧も上昇するため、スプー
ル５２にはそれを後退させる向きの力、すなわち反力が
作用する。したがって、スプール５２を前進させる力が
反力より大きい間はスプール５２が前進するが、前進力
が反力より小さくなればスプール５２は後退し、高圧ポ
ート６８と制御圧ポート７４との連通が断たれ、さらに
後退すれば第二低圧ポート７２と制御圧ポート７４とが
連通ずる状態となり、ホイールシリンダ１０〜１６の液
圧は低下する。スプール５２は最終的に制御力と反力と
が釣り合う位置で停止し、制御圧ポート７４の液圧、す
なわちホイールシリンダ１０〜１６の液圧Ｐ８が次式で
表される高さに制御される。

Ｐ、、＝ＦＡ／Ｓ ただし、 Ｆ、：フォースモータ９８の制御力 Ｓ：反力ピン６２の断面積 コイル１００への励磁電流が減少させられ、スプール５
２の後退により制御圧ポート７４が第二低圧ポート７２
と連通させられてホイールシリンダ１０〜１６の液圧が
減少させられるとき、ブレーキ液がリザーバ３６に還流
する。このとき第二低圧ポート７２とリザーバ３６とを
接続する管路内の液圧が一時的に増加するため、それに
伴ってドレン室９４内の液圧が上昇し、蛇腹式仕切部材
９０に作用してスプール５２には次式で表される後退方
向の力Ｆ、が加えられる。

Ｆ、−π／４　（ｄ、”−ｄ２”）　　・ΔＰただし、 ｄｌ　：蛇腹式仕切部材９０の直径 ｄ２　；スプール５２の第一大径部５４の直径Δｐ：ド
レン室９４の上昇圧力 しかし、仕切部材９０は蛇腹状に形成され、波形部１０
０の伸縮によりスプール５２の移動を許容するようにさ
れているため直径が小さくて済み、ドレン室９４内の液
圧が増大してもその液圧が作用する蛇腹式仕切部材９０
の受圧面積が小さいため、スプール５２に作用する後退
方向の力Ｆ１１は小さくて済む。したがって、減圧時に
スプール５２が過剰に後退してホイールシリンダ圧が過
剰に低下させられることがなく、予定外の力の作用によ
る電磁液圧制御弁２４の減圧制御精度の低下が良好に回
避される。

また、電磁液圧制御弁２４がリザーバ３６より低い位置
に設けられている場合には、レベル差によってドレン室
９４に液圧が作用し、スプール５２に後退方向の力Ｆ、
が作用して制御特性が変化する恐れがあるのであるが、
蛇腹式仕切部材９０の受圧面積が小さく、後退力Ｆ８が
小さいことによりこの制御特性の変化を小さく抑えるこ
とができる。

さらに、蛇腹式仕切部材９０の径を小さくすることがで
きるため、電磁液圧制御弁２４を小形化することが容易
となる。

また、本電磁液圧制御弁２４においてフォースモータ９
８はコイル１００が移動し、永久磁石１０６が位置固定
に設けられたものとされている。

このようなフォースモータ９８は質量の小さいコイル１
００が移動させられるため、コイルが位置固定に設けら
れ、永久磁石が移動させられるフォースモータに比較し
て慣性質量が小さく、高い応答性を得ることができる。

このフォースモーク９８は、仕切り部材が設けられず、
ブレーキ液中に配設されれば、ブレーキ液中に含まれる
金属粉やゴミが永久磁石１０６に付着して故障の原因と
なり、また、ブレーキ液の粘性によりコイル１００の移
動の応答性が低下するのであるが、本電磁液圧制御弁２
４においてフォースモーク９８は、蛇腹式仕切部材９０
の配設により形成された空気室９６内に配設されている
ため、故障を生ずることがなく、高い応答性を得ること
ができる。

しかし、本発明は、コイルが位置固定に設けられ、永久
磁石が移動させられるフォースモークや、永久磁石を使
用せず、コイルが通電により移動し、スプールを制御す
るフォースモークあるいはコイルが位置固定に設けられ
、コイルへの通電によりスプールを制御するフォースモ
ータにも適用することができる。これらフォースモータ
も蛇腹式仕切部材により仕切られた空気室内に配設すれ
ば、ブレーキ液の粘性による応答性の低下防止等の効果
を得ることができるのである。

また、上記実施例において蛇腹式仕切部材９０はゴムに
より形成されていたが、金属板により形成してもよい。

さらに、上記実施例においてブレーキ液は、スプール５
２と弁孔４６との間を通って流れるようにされていたが
、特開昭６３−１７５３５６号公報に記載の電磁液圧制
御弁におけるようにスプールの内部を通過するようにし
てもよい。

その他、特許請求の範囲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本発明
を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるスプール式圧力制御弁
の正面断面図である。第２図は上記圧力制御弁を有する
液圧ブレーキ装置の系統図である。 ２４：電磁液圧制御弁　　４４：ハウジング４６：弁孔
　　　　　　　５２ニスプール６２：反力ピン　　　　
　６８：高圧ポート７２：第二低圧ポート　　７４：制
御圧ポート８４：受圧面　　　　　　９０：蛇腹式仕切
部材９４：ドレン室　　　　　９６：空気室９７：波形
部　　　　　　９８：フォースモータ１００：コイル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　高圧ポートと低圧ポートと制御圧ポートとを備えたハ
   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、前記制御圧ポートを前記高圧ポートと前記低
   圧ポートとに択一的に連通させるスプールと、 そのスプールに制御圧ポートの液圧に基づく力を作用さ
   せることにより、制御圧ポートを高圧ポートから遮断す
   る向きにスプールを作動させる作動力を発生させる作動
   力発生手段と、 前記スプールの前記弁孔から前記ハウジング内の空間へ
   の突出端部とハウジングとに係止され、前記空間を、前
   記低圧ポートに連通させられたドレン室と、空気が充満
   した空気室とに仕切るとともに、スプールの摺動を許容
   する仕切部材と、前記空気室内に設けられ、コイルの励
   磁電流の大きさに比例する駆動力を発生させて前記スプ
   ールに前記作動力発生手段の作動力とは逆向きの制御力
   を加えるフォースモータと を有するスプール式電磁圧力制御弁において、前記仕切
   部材を、前記スプールの摺動方向に平行な方向に複数の
   波形が並んだ蛇腹式仕切部材としたことを特徴とするス
   プール式電磁圧力制御弁。