JPH06272784A

JPH06272784A - ポペット式比例電磁液圧制御弁

Info

Publication number: JPH06272784A
Application number: JP5565493A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Nakagawa; 哲哉中川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-03-16
Filing date: 1993-03-16
Publication date: 1994-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】ポペット式電磁液圧制御弁１５を小型化し、
しかもこれを車両ブレーキの液圧制御の如く小流量で低
圧から高圧まで変動する液圧制御システムに使用しても
確実な液密シールと圧力保持が得られること。【構成】増圧専用のバルブシート３４ａにポペット３
１ａを押すスプリング３０ａの他端と、減圧専用のバル
ブシート３４ｂにポペット３１ｂを押すスプリング３０
ｂの他端とを一本の可動ロッド２５を介して連結し、こ
の可動ロッド２５を励磁コイル２１ａ，２１ｂとプラン
ジャ２４からなる推力発生手段により双方向に変位させ
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車のブレー
キ装置に使用される、ポペット式比例電磁液圧制御弁に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図２および図３に、例えば自動車のブレ
ーキ装置に使用される、従来のポペット式比例電磁液圧
制御弁を示す。先ず、理解しやすくするためにブレーキ
装置を説明する。図３において９，１０はそれぞれ左右
前輪のフロントホイールシリンダであり、１１，１２は
それぞれ左右後輪のリアホイールシリンダである。左右
後輪のリアホイールシリンダ１１，１２の直前にはプロ
ポーショニングバルブ１３が接続されている。これらホ
イールシリンダ９，１０，１１，１２には、ブレーキペ
ダル１の踏み込み力によりマスタシリンダ４に発生され
る液圧、または、ブレーキペダル１の踏み込み力にもと
ずいてポペット式比例電磁液圧制御弁１５によりアキュ
ムレータ７から液圧が供給される。ブレーキペダル１の
踏み込み力の大きさは、踏力センサ２により検出され、
コントローラ１８に入力される。コントローラ１８には
更に、加速度センサ１９からの車体の減速度が入力され
る。コントローラ１８はこれら入力信号からポペット式
比例電磁液圧制御弁１５の励磁コイル５７，６７（図２
参照）に流すべき励磁電流を算出する。これに基づき作
動アンプ１７は励磁電流を供給する。それによりホイー
ルシリンダ９，１０，１１，１２の液圧がブレーキペダ
ル１の踏力に比例した液圧に制御される。アキュムレー
タ７にはリザーバ３（大気圧にある）からポンプ５によ
りブレーキ液が供給され、ブレーキ液は圧力スイッチ８
がモータ６を制御して一定液圧範囲に蓄圧されている。
６はポンプ５を駆動するモータである。このように、ホ
イールシリンダ９，１０，１１，１２には、通常は、ポ
ペット式比例電磁液圧制御弁１５により踏力に比例した
液圧が供給されるようになっている。異常が発生した場
合には切り換えバルブ１４によりマスタシリンダ４の液
圧が直接、ホイールシリンダ９，１０，１１，１２に供
給される。また、コントローラ１８に走行制御用コンピ
ュータ１６を接続することにより踏力に比例する液圧制
御とは別に走行制御用コンピュータ１６からの指令によ
り液圧制御を行うこともできる。

【０００３】次に、図２に従来のポペット式比例電磁液
圧制御弁１５を詳細に説明する。かかる従来のポペット
式比例電磁液圧制御弁１５は、高圧ポート５１と増圧制
御ポート５２を備えた増圧用バルブハウジング５０、お
よび減圧制御ポート６１と低圧ポート（ドレンポート）
６２を備えた減圧用バルブハウジング６０を備えてい
る。増圧用バルブハウジング５０にはポペット５４と、
これを担持するロッド５４Ａと、プランジャ５４Ｂと、
これを制御する増圧用比例ソレノイド５７と、前記ポペ
ット５４の先端を受ける増圧バルブシート５３と、ポペ
ット５４のオフセット荷重を調節するスプリング５５と
が設けられている。なお、バルブシート５３は高圧ポー
ト５１と共に調整ネジ５６に形成されている。減圧用バ
ルブハウジング６０にはポペット６４と、これを担持す
るロッド６４Ａと、プランジャ６４Ｂと、これを制御す
る減圧用比例ソレノイド６７と、前記ポペット６４の先
端を受ける減圧バルブシート６３と、ポペット６４のオ
フセット荷重を調節するスプリング６５とが設けられて
いる。なお、バルブシート６３は減圧制御ポート６１と
共に調整ネジ６６に形成されている。

【０００４】増圧用比例ソレノイド５７には通常所定値
の電流が流されており、スプリング５５に抗してプラン
ジャ５４Ｂを左方へ押しつけ所定のオフセットシール力
でバルブシート５３を閉じている。増圧時には比例ソレ
ノイド５７への電流値が減少せしめられるようになって
いる。これにより、アキュムレータ７からの高圧が増圧
制御ポート５２に通され、そして例えばホイールドラム
９〜１２へ伝えられる。減圧時には、減圧用比例ソレノ
イド６７に電流が流されプランジャ６４Ｂに右方向への
推力を生ぜしめ、所定のオフセットシール力を弱め、減
圧制御ポート６１から低圧ポート６２へ液圧が解放され
るようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のポペット式比例
電磁液圧制御弁は、増圧用のポペット５４と減圧用のポ
ペット６４とにそれぞれ独立した推力発生手段５４Ｂ，
５７：６４Ｂ，６７をもち大型になり、また各々のバル
ブシート５３，６３のオフセットシール力が独立してい
て、オフセットシール力の調整が良くない場合、アキュ
ムレータ７から高圧が増圧制御ポート５２に通されると
減圧制御ポート６１から低圧ポート６２へ液圧が漏れた
り、あるいはブレーキの踏み込み力がないのにアキュム
レータ７から高圧が増圧制御ポート５２に侵入するとい
うことが生じた。

【０００６】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、非作動時の液密を確実に保ち、
増圧時には増圧側バルブシートのシール力を減少させて
高圧を導入するとともに減圧側バルブシートのシール力
を増加させ制御圧の液密を保ち、他方減圧時には減圧側
バルブシートのシール力を減少させて高圧を解放すると
ともに増圧側バルブシートのシール力を増加させアキュ
ムレータからの高圧に対して液密を保つことができる小
型のポペット式比例電磁液圧制御弁を得ることを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明によるポペット
式比例電磁液圧制御弁は、高圧ポートと増圧制御ポート
とこれらの間の連通を制御する増圧側バルブシートとこ
れに対して制御可能に液密を保つ増圧ポペットとこれを
バルブシートに押圧する高圧側スプリングとを備えた増
圧専用のバルブハウジング、前記増圧制御ポートに常時
連通せしめられた減圧制御ポートと低圧ポートとこれら
の間の連通を制御する減圧側バルブシートとこれに対し
て制御可能に液密を保つ減圧ポペットとこれをバルブシ
ートに押圧する減圧側スプリングとを備えた減圧専用の
バルブハウジング、前記二つのスプリングの前記ポペッ
トに接する端とは反対の端の間に配置されて前記二つの
スプリングの前記反対端を受けかつこれらスプリングの
間で可動であり非作動時には中立位置に保持されている
単一可動部材、およびこの単一可動部材を前記中立位置
から双方向に任意に移動させるためにこの単一可動部材
に固着されたプランジャとこれに磁気作用を及ぼす励磁
コイルとからなる推力発生手段を具備したことを特徴と
する。

【０００８】

【作用】上記のように構成されたポペット式比例電磁液
圧制御弁において、高圧側スプリングの増圧ポペットと
は反対の端と低圧側スプリングの低圧ポペットとは反対
の端とを単一可動部材で受けてこれを非作動時に中立位
置になるように浮かせているので、非作動時すなわち励
磁コイルへの無通電時の増圧並びに減圧側バルブシート
のシール力を均一に保持して、圧力を遮断または保持す
るとともに、比例ソレノイドの励磁コイルの吸引方向を
切り換え、電流の大きさを制御することにより、増圧時
には、増圧側バルブシートのシール力を減少させると同
時にソレノイド推力の付勢力により減圧側バルブシート
のシート力を増加させ、減圧時に減圧側バルブシートの
シール力を減少させるとともに、ソレノイド推力の付勢
力により増圧側バルブシートのシール力を増加させるこ
とにより、液密を保ち、圧力制御時の液密を確実に保つ
ことができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明のポペット式比例電磁液圧制御
弁の一実施例を、自動車用油圧ブレーキ装置の油圧制御
に適用した場合を例にとり、図面にもとずいて詳細に説
明する。本発明のポペット式比例電磁液圧制御弁１５は
図１に示すように、増圧専用のバルブハウジング３３ａ
と減圧専用のバルブハウジング３３ｂとが中央の共通の
推力発生手段（比例ソレノイド２０）の両側に配置され
ている。増圧専用のバルブハウジング３３ａには、アキ
ュムレータ７からの高圧液を受け取る高圧ポート３９
と、ホイールシリンダ９，１０，１１，１２へ制御され
た圧力の液を供給する増圧制御ポート４０と、バルブシ
ート３４ａとが形成されている。バルブシート３４ａ
は、ポペット通路３６の一端に設けられていて、スプリ
ング３０ａに押圧されたポペット３１ａを受けてポペッ
ト通路３６を通常は遮断するようになっている。ポペッ
ト通路３６及びバルブシート３４ａは調整ネジ３５ａに
設けられている。かくして、この調整ネジ３５ａを調整
することによりスプリング３０ａの圧縮力を調整する。
かくしてポペット３１ａがバルブシート３４ａに押圧さ
れてオフセットシールし、高圧ポート３９から高圧液が
増圧制御ポート４０へ通過するのを基本的に遮断してい
る。なお、４４はアキュムレータ圧力（高圧ポート３
９）と制御圧力（増圧制御ポート４０）との間において
液密シールするためのＯリングであり、４３はアキュム
レータ圧力と外部との間を液密シールするためのＯリン
グである。

【００１０】減圧専用のバルブハウジング３３ｂには、
ホイールシリンダ９，１０，１１，１２からの圧力液を
受け取る減圧制御ポート４１と、リザーバ３へ制御圧液
を戻す低圧ポート４２と、バルブシート３４ｂとが形成
されている。バルブシート３４ｂはポペット通路３７の
一端に設けられていて、スプリング３０ｂに押圧された
ポペット３１ｂを受けてポペット通路３７を通常は遮断
するようになっている。ポペット通路３７とバルブシー
ト３４ｂは調整ネジ３５ｂに設けられている。かくして
この調整ネジ３５を調整することによりスプリング３０
ｂの圧縮力を調整する。かくしてポペット３１ｂがバル
ブシート３４ｂに押圧されてオフセットシールし、減圧
制御ポート４１から制御圧液が低圧ポート４２へ通過す
るのを基本的に遮断している。なお、４５は制御圧力
（減圧制御ポート４１）と低圧側圧力（低圧ポート４
２）との間において液密シールするためのＯリングであ
り、４６は制御圧力（減圧制御ポート４１）と外部との
間において液密シールするためのＯリングである。

【００１１】前記ポペット３１ａ，３１ｂをバルブシー
ト３４ａ，３４ｂに押圧するためのスプリング３０ａ，
３０ｂの他端は軸方向に可動の一本の共通のロッド２５
に設けられたリテーナ２９ａ，２９ｂに対接している。
このロッド２５にプランジャ２４が固着されている。こ
のプランジャ２４は比例ソレノイド２０により左右に移
動せしめられる。

【００１２】比例ソレノイド２０は増圧側バルブシート
３４ａおよび減圧側バルブシート３４ｂに対するポペッ
ト３１ａ，３１ｂのシール力を変えてホイールシリンダ
９，１０，１１，１２におけるブレーキ液の圧力を制御
するためにある。比例ソレノイド２０は、ボビン２７に
巻かれた左右の励磁コイル２１ａ，２１ｂと、左方向に
電流値に比例した推力を励磁コイル２１ａから発生させ
るためのコア２２ａと、右方向に電流に比例した推力を
励磁コイル２１ｂから発生させるためのコア２２ｂと、
磁路を構成するヨーク２６とにより構成され、可動のプ
ランジャ２４と共に推力発生手段を形成する。

【００１３】ロッド２５はコア２２ａ，２２ｂを軸方向
に貫通しているが、ベアリング２３ａ，２３ｂにより軸
方向に可動である。ロッド２５の両端にはポペット３１
ａ，３１ｂを摺動可能に保持するためのガイドシャフト
３２ａ，３２ｂが設けられている。ポペット３１ａ，３
１ｂとリテーナ２９ａ，２９ｂとの間に配設されている
スプリング３０ａ，３０ｂは同一バネ定数を有してい
る。ポペット３１ａ，３１ｂは、ガイドシャフト３２
ａ，３２ｂを摺動させるための穴部とスプリング３０
ａ，３０ｂを受ける座とが設けられている。プランジャ
作動室４７は、コア２２ａ側ではメカニカルシール２８
により増圧制御ポート４０から遮断されている一方、コ
ア２２ｂ側では通路３８により低圧ポート４２に通じて
いる。従ってこのプランジャ作動室４７は大気圧に保た
れている。

【００１４】比例ソレノイド２０の無通電時、すなわち
プランジャ２４が中立位置にあるとき、スプリング３０
ａ，３０ｂがポペット３１ａ，３１ｂをバルブシート３
４ａ，３４ｂに押圧するオフセットシール力は、アキュ
ムレータ７（すなわち高圧ポート３９）から増圧制御ポ
ート４０へ圧力液を通さず、また、減圧制御ポート４１
から低圧ポート４２へ制御圧液を通さないようになされ
ている。かかるポペット３１ａ，３１ｂにかかるオフセ
ット荷重の調整は調整ネジ３５ａ，３５ｂを用いて行
う。なお、この調整は調整ネジ３５ａ，３５ｂを均等に
移動させることにより行う。

【００１５】次に以上述べたポペット式比例電磁液圧制
御弁１５の動作を説明する。ブレーキペダル１からの踏
力と車体の減速度からコントローラ１８はポペット式比
例電磁液圧制御弁１５の励磁コイル２１ａ，２１ｂに流
すべき励磁電流を算出する。その結果、コントローラ１
８から増圧指令がでた場合には、励磁コイル２１ｂに電
流が流され、プランジャー２４は右方向に吸引される。
プランジャ−２４に発生する推力は、可動領域において
次式が成り立つ。ＦＳ＝Ｋ１・Ｉ −−−−−（１）ただし、ＦＳは比例ソレノイドの推力、Ｉはソレノイド
電流値、Ｋ１は比例定数である。プランジャ２４の右方
向への移動により、ロッド２５の左端のリテーナ２９ａ
はスプリング３０ａの力をオフセットシール力（無通電
時のスプリングのセット力）より減少させる。それによ
りスプリング３０ａが左端のポペット３１ａを増圧側バ
ルブシート３４ａ押圧する力を減少させ、制御圧力とバ
ランスするまで、ブレーキ液をホイールシリンダ９，１
０，１１，１２に導く。この増圧時、ソレノイド電流値
と制御圧力との間には、（２）式が成り立つ。Ｐａ・πｄ² ／４＝ｆ−Ｋ２・Ｉ＋Ｐ・πｄ² ／４−−−−−（２）ただし、ｄは増圧側ポペット通路３６の径、Ｐａはアキ
ュムレータ７の圧力、Ｐは制御圧力、ｆはスプリングの
オフセットシール力、Ｋ２は比例定数である。なお、こ
の増圧時、減圧側バルブシート３４ｂに対するポペット
３１ｂのシール力は、スプリング３０ｂのオフセットシ
ール力（ｆ）に比例ソレノイド２０の推力（Ｋ２・Ｉ）
が加わり、一層強くなる。増圧後、比例ソレノイド２０
に流されている励磁電流を切ってもスプリング３０ａ，
３０ｂのオフセットシール力（ｆ）で液密を保ち制御圧
力を保持する。

【００１６】制御圧力を減圧する場合には、励磁コイル
２１ａに電流を流し、プランジャ２４に左方向の吸引力
を与える。その推力により、ロッド２５の右端のリテー
ナ２９ｂはスプリング３０ｂの力をオフセットシール力
より減少させ、制御圧力とバランスするまでブレーキ液
を減圧制御ポート４１から低圧ポート４２へ導き、指令
圧力まで減圧することができる。この減圧時、ソレノイ
ド電流値と制御圧力との間には、（３）式が成り立つ。Ｐ・πｄ² ／４＝ｆ−Ｋ２・Ｉ−−−−−（３）ただし、ｄは減圧側ポペット通路３７の径である。な
お、この減圧時、増圧側バルブシート３４ａへのシール
力は、スプリング３０ａのオフセットシール力（ｆ）に
比例ソレノイド２０の推力（Ｋ２・Ｉ）が加わり、液密
シールを確実に保つことができる。

【００１７】かくして本実施例においては、ブレーキペ
ダル１の踏み込み操作が終了する時点で、励磁コイル２
１ａには、作動アンプ１７から最大値の電流が供給さ
れ、減圧制御ポート４１はリザーバ３と連通され、ホイ
ールシリンダ９，１０，１１，１２の液圧は大気圧まで
減圧される。この時、アキュムレータ圧力は、前述の通
りスプリング３０ａのオフセットシール力（ｆ）と比例
ソレノイド２０の推力（Ｋ２・Ｉ）との合計の荷重力が
ポペット３１ａをバルブシト３４ａに押しつけるので、
確実に遮断されている。ブレーキペダル１が踏み込み操
作がされない通常時には、作動アンプ１７から比例ソレ
ノイド２０に励磁電流が供給されずホイールシリンダ
９，１０，１１，１２は、大気圧に保たれている。この
状態からブレーキペダル１の踏み込み操作が開始されれ
ば、踏力センサ２により踏力を検出し、コントローラ１
８を経て、踏力に比例した励磁電流Ｉ₁ が作動アンプ１
７から励磁コイル２１ｂに供給される。これにより増圧
用のバルブシート３４ａへのシール力を減少させて、ホ
イールシリンダ９，１０，１１，１２の液圧を増大させ
る。ブレーキペダル１を緩めた場合、踏力センサ２によ
り踏力を検出し、踏力に比例した励磁電流Ｉ₂ が作動ア
ンプ１７から励磁コイル２１ａに供給され、減圧用のバ
ルブシート３４ｂのシール力を減少させ、ブレーキペダ
ル１の踏力に応じてホイールシリンダ９，１０，１１，
１２の液圧を減少させる。ブレーキペダル１の踏み込
み操作が終了すると同時に、ホイールシリンダ９，１
０，１１，１２の液圧は、大気圧にもどるようにする。
この時点で、励磁コイル２１ａ，２１ｂへの励磁電流の
供給を遮断し、スプリング３０ａ，３０ｂのオフセット
シール力で増圧、減圧側バルブシート３４ａ，３４ｂに
ポペット３１ａ，３１ｂを押しつけて大気圧を保持す
る。

【００１８】また、走行制御中において、ブレーキペダ
ル１の踏み込み操作に関係なく、走行制御コンピュータ
１６からの指令がコントローラ１８に伝達され、作動ア
ンプ１７から制御圧力に応じた励磁電流が励磁コイル２
１ａ，２１ｂに供給されて、ホイールシリンダ９，１
０，１１，１２の液圧制御を行うこともできる。

【００１９】また、図１では比例ソレノイド２０は二つ
の励磁コイル２１ａ，２１ｂを有していて、いずれかの
励磁コイルに電流を通すことによりプランジャ２４を中
立位置からいずれかの方向に移動させているが、プラン
ジャ２４をロッド２５の軸線方向に沿って磁化された永
久磁石で構成すれば、ソレノイド２０は一つの励磁コイ
ルで済む。この一つの励磁コイルに通す電流の方向を逆
転すればプランジャ２４は中立位置からいずれの方向に
も移動せしめられる。このようにプランジャ２４を永久
磁石にすればポペット式比例電磁液圧制御弁１５を一層
小型に出来るという効果がある。

【００２０】その他、比例ソレノイド２０の励磁コイル
２１ａ，２１ｂに指令電流を供給し、電流値に比例した
液圧制御を行う装置全般に、本装置を変形、改良を施し
た態様で本発明を実施することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、増
圧、減圧用の二つのポペット弁の圧力制御を中立点から
双方向に電流値に比例した推力を発生させることのでき
る一つ比例ソレノイドで行うことにより、装置を小型
化、軽量化することができる。また、シール力をオフセ
ットシール力より減少、増大させることができるため、
高圧から低圧までの幅広いレンジの液圧制御を可能にす
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明におけるポペット式比例電磁液圧制御
弁の断面図である。

【図２】従来のポペット式比例電磁液圧制御弁の概略断
面図である。

【図３】ポペット式比例電磁液圧制御弁の一つの適用例
であるブレーキ油圧制御装置の概略を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

３リザーバ７アキュムレータ１４切り換えバルブ１５ポペット式比例電磁液圧制御弁２０比例ソレノイド２１ａ励磁コイル２１ｂ励磁コイル２２ａコア２２ｂコア２４プランジャ２５ロッド３０ａスプリング３０ｂスプリング３１ａポペット３１ｂポペット３４ａバルブシート３４ｂバルブシート３５ａ調整ネジ３５ｂ調整ネジ３９高圧ポート４０制御ポート４１制御ポート４２低圧ポート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高圧ポートと増圧制御ポートとこれらの
間の連通を制御する増圧側バルブシートとこれに対して
制御可能に液密を保つ増圧ポペットとこれをバルブシー
トに押圧する高圧側スプリングとを備えた増圧専用のバ
ルブハウジング、前記増圧制御ポートに常時連通せしめ
られた減圧制御ポートと低圧ポートとこれらの間の連通
を制御する減圧側バルブシートとこれに対して制御可能
に液密を保つ減圧ポペットとこれをバルブシートに押圧
する減圧側スプリングとを備えた減圧専用のバルブハウ
ジング、前記増圧ポペットを押圧する前記増圧側スプリ
ングの他端と前記減圧ポペットを押圧する前記減圧側ス
プリングの他端との間に配置されて前記二つのスプリン
グの前記反対端を受けかつこれらスプリングの間で可動
であり非作動時には中立位置に保持されている単一可動
部材、およびこの単一可動部材を前記中立位置から双方
向に任意に移動させるためにこの単一可動部材に固着さ
れたプランジャとこれに磁気作用を及ぼす励磁コイルと
からなる推力発生手段を具備したことを特徴とするポペ
ット式比例電磁液圧制御弁。
【請求項２】前記推力発生手段の前記プランジャは永
久磁石からなり、前記励磁コイルはそこに流す電流の方
向が切り換えられることにより前記プランジャを中立位
置から双方向に移動させることを特徴とする請求項１の
ポペット式比例電磁液圧制御弁。
【請求項３】前記推力発生手段の前記励磁コイルは前
記プランジャを中立位置から一方向に吸引するためのコ
イルと他方向に吸引するためのコイルとを含み、励磁コ
イルに流す電流をいずれかのコイルに切り換えることに
より前記プランジャを中立位置から双方向に移動させる
ことを特徴とする請求項１のポペット式比例電磁液圧制
御弁。