JPH0641844Y2 - 圧力制御弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、産業機器等において液圧制御に用いられる圧
力制御弁に関し、特に、自動車や電車等の車両の姿勢制
御を行うサスペンションユニットの圧力制御に好適な圧
力制御弁に関する。

（従来の技術） 従来、圧力制御弁により液圧制御されて作動するサスペ
ンションユニットとして、特開昭62-96109号公報に記載
されているようなものが知られている。

この従来のサスペンションユニットは、車高を自動的に
調整できるようにしたもので、車高調整を適正に行うこ
とができない矛盾が生じたときには、車高調整を一旦中
止し、異常な状態のままで制御を行なわないようにし、
さらに、この中止後の車高の急激な変化により制御を再
開させるようにしたものであった。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の圧力制御弁にあって
は、制御を中止した際には、出力液圧がドレーン圧まで
低下してしまう構造であったため、出力回路に接続され
たアクチュエータが全く作動していない状態となるもの
であり、例えば、サスペンションユニットの場合には最
低車高まで低下する恐れがあるものであった。

また、上記従来のサスペンションユニットの場合には、
分流弁の上流にレベリング弁があり、その上流に流量制
御弁があり、その上流の減衰弁との間にアキュムレータ
があり、減衰弁と車高調整用のアクチュエータとが連結
されている構造となっていたために、制御を中止して圧
力制御弁からの出力液圧がドレーン圧となると、異常が
発生した状態（車高）のままで走行することとなり、例
えば、前後で車高に違いが生じたままで、走行する可能
性があるという問題点があった。

本考案は、上述のような問題点に着目し、制御を中止し
た際に、所定の出力液圧を出力した状態が保持される圧
力制御弁を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本考案の圧力制御弁では、上述の目的を達成するため
に、コントローラの制御信号に基づき作動して、パイロ
ット液圧を制御するパイロット弁と、前記パイロット液
圧に基づき作動して、出力回路への出力液圧を制御する
メイン弁とを備え、前記メイン弁には、バルブ穴に対し
摺動して出力液圧を制御可能なメインスプールが設けら
れ、該メインスプールに対して出力液圧増圧方向に導入
液圧を伝達可能に、前記バルブ穴にフェイルセーフ室が
設けられ、該フェイルセーフ室には、パイロット弁の作
動時に、フェイルセーフ室をドレーン回路に接続させ、
パイロット弁の作動停止時に、フェイルセーフ室を液圧
供給回路に接続させるべく切換作動を行うフェイルセー
フ弁が接続されている手段とした。

（作用） 本考案の圧力制御弁は、上述のような手段としたため、
コントローラが制御信号の出力を停止すると、パイロッ
ト弁の作動が停止されてパイロット液圧が形成されなく
なる。

このとき、メイン弁にあっては、このパイロット液圧の
低下により出力液圧が低下されようとするが、本圧力制
御弁の場合、パイロット弁の作動停止に連動してフェイ
ルセーフ弁が切換作動を行い、フェイルセーフ室に液圧
供給回路の高液圧が導入される。

そして、このようにしてフェイルセーフ室に導入された
液圧が、メインスプールに対して、出力液圧増圧方向に
伝達され、メイン弁では、このフェイルセーフ室に導入
された液圧に基づく出力液圧が形成される。

従って、コントローラによる制御を停止した際に、メイ
ン弁では、所定の出力液圧を出力した状態が保持され
る。

よって、出力回路に接続されたアクチュエータは、この
出力液圧に基づき作動した状態に保持されるもので、本
考案の圧力制御弁を車両姿勢及び車高制御可能なサスペ
ンションユニットに適用した場合には、制御を中止した
際に、所定の車両姿勢及び車高に保持されるものであ
る。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。

第１図は、本考案第１実施例の圧力制御弁Ａを備えた自
動車用の姿勢制御装置を示す全体図であって、図中１は
車高調整アクチュエータであり、ばね上の車体側部材10
1とばね下の車軸側部材102の間に介在されている。

前記車高調整アクチュエータ１は、車軸側部材102に取
り付けられたシリンダチューブ1aと、このシリンダチュ
ーブ1aに対して進退自在に挿入され、車体側部材101に
取り付けられたピストンロッド1bと、このピストンロッ
ド1bの下端に設けられ、かつ、シリンダチューブ1a内を
上部液室1eと下部液室1fとに区画したピストン1cとを備
えている。そして、出力回路11からピストンロッド1bに
形成された液圧導入孔1dを介して導入された液圧によ
り、ピストン1cの上下端面の受圧面積の差に基づいてピ
ストンロッド1bが進退し、車高調整可能となっている。
つまり、液圧導入孔1dから導入される液圧が上昇する
と、車高調整アクチュエータ１のストロークが大きくな
り車高が上昇するようになっている。

また、前記車高調整アクチュエータ１は、図示を省略し
た車体の４輪の各位置に設けられ、かつ圧力制御弁Ａ
は、これら車高調整アクチュエータ１に対応して独立し
て設けられており、車体の車輪位置４箇所の車高を調整
することで、車両の姿勢を制御することができるもので
ある。

前記圧力制御弁Ａは、パイロット弁２とメイン弁３とフ
ェイルセーフ弁４とを備えている。

即ち、パイロット弁２は、バルブボディ2aとパイロット
スプール2bとソレノイド2cから成り、前記バルブボディ
2aには、バルブ穴2dが穿設されている。このバルブ穴2d
には、ポンプＰから液圧供給される液圧供給回路５に接
続された入力ポート2eと、タンクＴに至る大気圧のドレ
ーン回路６に接続されたドレーンポート2fが形成されて
いる。

前記パイロットスプール2bは、前記バルブ穴2dに摺動自
在に挿入され、かつ、バルブボディ2aとの間にパイロッ
ト液圧制御室2gを形成してランド2h,2jが設けられ、軸
方向に摺動することにより、このパイロット液圧制御室
2gを前記入力ポート2eとドレーンポート2fに選択的に接
続させてパイロット液圧PPを制御可能となっている。

前記ソレノイド2cは、コントローラ７から出力される制
御信号ciに基づき作動してパイロットスプール2bをパイ
ロット液圧増圧方向（図中右方向）に押圧するよう設け
られている。

また、前記パイロットスプール2bとバルブボディ2a間に
は、パイロットスプール2bに形成されたフィードバック
孔2kによりパイロット液圧制御室2gからパイロット液圧
PPが導入されるパイロットフィードバック室2mが形成さ
れ、パイロットスプール2bは、このパイロット液圧PPの
フィードバック液圧を、パイロット液圧減圧方向（図中
左方向）に受圧するよう形成されている。

尚、図中2nはリターンスプリングである。また、前記ポ
ンプＰはエンジンＥにより駆動されるもので、液圧供給
回路５の途中には、蓄圧用のアキュムレータ5aや逆流防
止のチェックバルブ5b等が設けられている。

前記メイン弁３は、前記パイロット弁２で形成されたパ
イロット液圧PPに対応した出力液圧OPを形成するための
手段であって、バルブボディ3aとメインスプール3bを備
えている。

前記バルブボディ3aには、バルブ穴3cが穿設され、この
バルブ穴3cにも、前記液圧供給回路５に接続された入力
ポート3dと、ドレーン回路６に接続されたドレーンポー
ト3eが形成され、さらに、このバルブ穴3c内に２つのラ
ンド3f,3gを有したメインスプール3bが摺動自在に設け
られている。

そして、メインスプール3bとバルブボディ3aとの間に
は、メインスプール3bの摺動に基づきランド3f,3gによ
り前記入力ポート3dとドレーンポート3eに選択的に接続
されて液圧制御可能であって、前記出力回路11に接続さ
れた出力液圧制御室3hが形成されている。

このバルブ穴3cの一端には、パイロット回路８を介して
前記パイロット液圧制御室2gからパイロット液圧PPが導
入され、かつ、メインスプール3bに対してこのパイロッ
ト液圧PPを出力液圧制御室3hの液圧増圧方向（図中左方
向）に作用させるパイロット室3jが形成されている。

一方、バルブ穴3cの他端には、メインスプール3bに形成
されたフィードバック孔3kから出力フィードバック液圧
が導入され、かつ、メインスプール3bに対して、この出
力フィードバック液圧をメインスプール3bの出力液圧減
圧方向に作用させるフィードバック室3mガ形成されてい
る。

尚、図中3n,3pはセンタリングスプリングである。

さらに、メインスプール3bの一端には、ランド3gよりも
かなり小径のフェイルセーフ部3rが形成されていて、こ
のフェイルセーフ部3rは、前記バルブ穴3cに隣設してバ
ルブボディ3aに形成されたフェイルセーフ室3s内に摺動
可能に挿入されている。

そして、前記フェイルセーフ室3sは、フェイルセーフ回
路９を介して前記フェイルセーフ弁４に接続されてい
て、このフェイルセーフ弁４に対して、コントローラ７
からHi出力される場合には、フェイルセーフ室3sとドレ
ーン回路６が接続されて大気圧が導入され、フェイルセ
ーフ弁４に対してLo出力される場合には、フェイルセー
フ室3sと液圧供給回路５が接続されて高圧の供給液圧SP
が導入されるようになっている。また、Hiの信号は前記
制御信号ciが出力されるときに出力され、Loの信号は、
制御信号ciの出力停止時に出力されるようになってい
る。尚、前記フェイルセーフ回路９の途中にはオリフィ
ス9aが設けられている。

前記コントローラ７は、前後や左右や上下方向の重力加
速度を検知するＧセンサや、車高センサや、その他回路
内等に生じた異常を検知するためのセンサ等から成る入
力センサ群10からの入力信号に基づき、走行時には、車
両姿勢を例えば水平等の目標状態を形成すべく演算し
て、この演算結果に基づき、ソレノイド2cに制御信号ci
を出力する。また、この演算結果による出力液圧と実際
の出力液圧OPとを比較したり、回路内の抵抗値を管理す
ることで異常を検知し、異常が検知されない時には、上
記制御信号ciを出力すると同時にフェイルセーフ弁に対
してHiの信号を出力し、一方、異常が検知された時に
は、制御信号ciの出力を停止すると同時に、フェイルセ
ーフ弁４に対し、Loの信号を出力するものである。

次に、実施例の作用を説明する。

（イ）正常時 正常時には、コントローラ７からソレノイド2cに対して
制御信号ciが出力されると共に、フェイルセーフ弁４に
対してHiの信号が出力される。

そこで、パイロット弁２では、制御信号ciに基づきソレ
ノイド2cが作動し、パイロットスプール2bは、このソレ
ノイド2cによる押圧力と、パイロットフィードバック室
2mで受圧するパイロットフィードバック液圧とが釣り合
うよう摺動して、パイロット液圧制御室2gの液圧が制御
される。

このようにして形成されたパイロット液圧PPは、パイロ
ット回路８を介して、メイン弁３のパイロット室3jに導
入され、メインスプール3bはこのパイロット液圧PPを受
圧して、ランド3fと入力ポート3dとの間の絞りを開くよ
うに出力液圧増圧方向に摺動されて、出力液圧OPが形成
される。

また、同時に、この出力液圧OPは、出力フィードバック
液圧としてフィードバック室3mに導入され、メインスプ
ール3bはこのフィードバック液圧を受圧して出力液圧減
圧方向に摺動される。

このように、パイロット液圧PPと出力フィードバック液
圧とが釣り合うようにメインスプール3bが摺動して、出
力回路11への出力液圧OPが制御される。

尚、Hi信号を入力したフェイルセーフ弁４の作動によ
り、フェイルセーフ室3sはドレーン回路６に接続状態と
なって液圧が導入されず（大気圧）、このフェイルセー
フ室3sの液圧はメインスプール3bに対して作用しない。

（ロ）異常発生時 コントローラ７において異常発生が検知されると、ソレ
ノイド2cへの制御信号ciの出力が停止されると同時に、
フェイルセーフ弁４に対してLo信号が出力される。

よって、パイロット弁２においてパイロット液圧PPが形
成されなくなるために、メイン弁３では、パイロット室
3jの液圧が低下され、メインスプール3bが出力液圧減圧
方向に摺動されようとする。

ところが、Lo信号の入力によるフェイルセーフ弁４に切
換作動によって、フェイルセーフ室3sに液圧供給回路５
が接続されて高圧の供給液圧SPが導入されて、メインス
プール3bのフェイルセーフ部3rは、この供給液圧SPによ
り出力液圧増圧方向に押圧される。

従って、メインスプール3bはフェイルセーフ室3sに導入
された供給液圧SPによる押圧力と、フィードバック室3m
に導入されるこの押圧力に基づく出力液圧OPの出力フィ
ードバック液圧とが釣り合う位置に配置され、出力回路
11に対して所定の液圧が出力される。

尚、このときの出力液圧OPは、車高調整アクチュエータ
１が最も標準的な車高を形成するよう作動する液圧とな
っていて、この液圧は、液圧供給回路５の液圧と、フェ
イルセーフ部3rの受圧面積の大きさ（径）により設定す
ることができるものである。そして、液圧供給回路５の
供給液圧SPは、高液圧であるので、フェイルセーフ部3r
は小径に形成されている。

また、上述のようにフェイルセーフ室3sに液圧供給回路
５の供給液圧SPが導入される際には、フェイルセーフ回
路９中にオリフィス9aが設けられているから、フェイル
セーフ室3sの液圧は急激に上昇されることなく徐々に上
昇される。

従って、車両の姿勢変化も緩やかである。

このように、実施例の圧力制御弁Ａにあっては、異常発
生時には、所定の出力液圧が出力される状態に保持され
るという特徴を有している。

また、これにより、実施例の自動車用の姿勢制御装置
は、異常発生時に制御を中止した場合に、標準的な車高
に保持されて、操縦安定性が確保されるもので、最低車
高まで低下したり、異常な状態が保持されることがな
く、２重に安全が保障されるという特徴を有している。

次に、本考案の第２実施例及び第３実施例について説明
する。この説明に当り、第１実施例との相違点について
のみ説明し、第１実施例と同様の構成には同じ符合を付
けて説明を省略する。また、作用についても、第１実施
例との相違点についてのみ説明する。

第２図は、第２実施例の圧力制御弁を示している。この
第２実施例は、フェイルセーフ弁として、コントローラ
からの電気的な信号によらずにパイロット液圧に対応し
て作動するよう構成したものを用いた例である。

即ち、フェイルセーフ弁40のバルブボディ40aにはバル
ブ穴40bが穿設され、そのバルブ穴40b内に２つのランド
40c,40dを有するバルブスプール40eが内蔵されている。
また、前記バルブ穴40bには液圧供給回路５に接続され
た入力ポート40fが形成されている。

さらに、前記バルブ穴40bには、一端側にパイロット液
圧PPが導入されるパイロット室40gが設けられ、他端側
にはドレーン回路６に接続されたドレーン室40hが形成
されている。

そして、前記ドレーン室40h内には、前記パイロット室4
0gの液圧が通常の使用範囲の液圧よりも低下すると、切
換弁制御室40jが入力ポート40fと連通すべくバルブスプ
ール40eを付勢するスプリング40kが設けられている。

従って、異常発生により制御信号ciの出力が停止され
て、パイロット液圧PPが通常の使用範囲の液圧よりも低
下すると、フェイルセーフ弁40では、バルブスプール40
eが図中左行して、入力ポート40fと切換弁制御室40jが
連通され、フェイルセーフ室3sに液圧供給回路５の液圧
が導入される。

第３図は、第３実施例の圧力制御弁を示している。この
第３実施例は、フェイルセーフ室3s内に、フェイルセー
フ室3sの液圧を受圧してメインスプール3bを出力液圧増
圧方向に押圧すべくピストン30を摺動自在に設け、フェ
イルセーフ室3sの液圧がメインスプール3bに対して間接
的に伝達されるようにした例である。

従って、異常発生時にフェイルセーフ室3s内に液圧供給
回路５の供給液圧SPが導入されると、ピストン30が図中
左行してメインスプール3bを押圧し、所定の出力液圧OP
が形成される。

この実施例の場合、メインスプール3bとピストン30と
を、一体でなく分離させたことにより、性能面で、一体
のものに比べヒステリシスの低減を図ることができると
いう特徴を有している。

以上、実施例を図面に基づいて説明してきたが具体的な
構成はこの実施例に限られるものではなく、本考案の要
旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本考
案に含まれる。

例えば、実施例では、パイロット弁とメイン弁とが別体
に形成されたものを示したが、両者を一体に形成しても
よい。

また、実施例では、自動車の車両姿勢制御装置に適用し
た例を示したが、自動車以外の車両や、他の産業機器に
適用してもよい。

（考案の効果） 以上説明してきたように、本考案の圧力制御弁では、異
常発生等により制御を中止した際に、出力液圧がドレー
ン液圧まで低下することなく、所定の液圧に保持される
という効果が得られ、これにより、制御を中止した時で
も、アクチュエータを所定の作動状態に保持することが
できるという効果が得られる。

従って、特に本考案の圧力制御弁を車両姿勢制御や車高
制御を行うサスペンションユニットに適用した場合に
は、異常発生等による制御中止時に車高が最低車高まで
低下することなく所定の車高とすることができ、それに
より、異常制御の防止及び制御中止時の操縦安定性とい
う２重の安全性が得られるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案第１実施例の圧力制御弁を備えた自動車
用の姿勢制御装置を示す全体図、第２図は本考案第２実
施例の圧力制御弁を示す全体図、第３図は本考案第３実
施例の圧力制御弁を示す全体図である。 ２…パイロット弁 ３…メイン弁 3b…メインスプール 3c…バルブ穴 3s…フェイルセーフ室 ４…フェイルセーフ弁 ７…コントローラ 11…出力回路 40…フェイルセーフ弁 PP…パイロット液圧 OP…出力液圧 SP…供給液圧 ci…制御信号

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−212608（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−278818（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−188511（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−157007（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】コントローラの制御信号に基づき作動し
   て、パイロット液圧を制御するパイロット弁と、前記パ
   イロット液圧に基づき作動して、出力回路への出力液圧
   を制御するメイン弁とを備え、 前記メイン弁には、バルブ穴に対し摺動して出力液圧を
   制御可能なメインスプールが設けられ、 該メインスプールに対して出力液圧増圧方向に導入液圧
   を伝達可能に、前記バルブ穴にフェイルセーフ室が設け
   られ、 該フェイルセーフ室には、パイロット弁の作動時に、フ
   ェイルセーフ室をドレーン回路に接続させ、パイロット
   弁の作動停止時に、フェイルセーフ室を液圧供給回路に
   接続させるべく切換作動を行うフェイルセーフ弁が接続
   されていることを特徴とする圧力制御弁。