JPH0740820A

JPH0740820A - 液圧制御アクチュエータ

Info

Publication number: JPH0740820A
Application number: JP5207276A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Watanabe; 隆行渡辺; Masahiro Tsukamoto; 雅裕塚本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1993-07-29
Filing date: 1993-07-29
Publication date: 1995-02-10

Abstract

(57)【要約】【目的】車両のＡＢＳ制御及びトラクション制御が可
能な小型で制御性のよい液圧制御アクチュエータを提供
する。【構成】マスターシリンダ２とホイールシリンダ３を
結ぶ液圧配管４に介入された電気操作カット弁５と、ホ
イールシリンダ３側の液圧配管４ｂに接続された制御シ
リンダ７と、シリンダ室７ａを拡大・縮小する制御ピス
トン７ｃのピストンロッド７ｆと、大径ピストンロッド
７ｆ端に当接してスプリングハウジング８に案内され、
かつスプリング８ａによりシリンダ室７ｃ方向に付勢さ
れ、さらに同方向に磁石１０により吸引される磁性体の
スプリングシート８ｂと制御ピストン７ｃを駆動する推
力発生装置９とを備える。制御ピストンの力に対抗する
スプリングシートが、スプリングだけでなく磁石の力も
加わって押圧されるため、スプリングが小型化され、装
置が小型軽量化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マニュアル加圧シリン
ダで加圧される作業シリンダの液圧を、必要に応じて随
時電気的入力により制御する液圧制御アクチュエータに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の液圧制御アクチュエータと
しては、例えば図５に示されているようなものが知られ
ている。図５は液圧制御アクチュエータ５１が自動車の
ブレーキ制御システムに適用された一例である。マスタ
ーシリンダ（マニュアル加圧シリンダ）２とホイールシ
リンダ（作業シリンダ）３との間に接続された液圧配管
４にソレノイドコイル５ａにより電気的に開閉されるカ
ット弁５が介入されている。これにより、液圧配管４は
マスターシリンダ２側の液圧配管４ａと、ホイールシリ
ンダ３側の液圧配管４ｂに分割されている。そして、こ
の液圧配管４ｂには液圧制御アクチュエータ本体５６の
構成要素である制御シリンダ７のシリンダ室７ａがポー
ト７ｂのところで接続されている。なお、液圧制御アク
チュエータ５１は上記カット弁５と液圧制御アクチュエ
ータ本体５６とから構成されている。

【０００３】上記マスターシリンダ２は、ブレーキペダ
ル２ａの踏力により内部の液圧が高圧化されて液圧配管
４ａに伝達されるようになっている。そして、フェイル
セイフのためマスターシリンダ２は２系統になってい
て、セカンダリの液圧配管４ａのほかにプライマリの液
圧配管４ｃも接続されている。さらに、これらの液圧配
管４ａ，４ｃはそれぞれ２つに分岐されていて、図５に
おける矢印の先には、それぞれの液圧制御アクチュエー
タ５１とホイールシリンダ３が接続されている。従っ
て、図５には一つの車輪用に設けられたホイールシリン
ダ３を制御する一つの液圧制御アクチュエータ５１が示
されているだけである。

【０００４】上記液圧制御アクチュエータ本体５６に
は、制御シリンダ７と、スプリングハウジング５８と、
推力発生装置９とが設けられている。制御シリンダ７に
は、制御ピストン７ｃが軸方向に摺動自在に設けられて
いる。このピストン７ｃの図５における左側には、前記
シリンダ室７ａが設けられているが、右側には大径ピス
トンロッド７ｆが設けられていて、制御シリンダ７のロ
ッドエンド部内孔に軸方向に摺動自在に案内されてい
る。そして、上記大径ピストンロッド７ｆの先には、小
径ピストンロッド７ｇが上記スプリングハウジング５８
内に突出して設けられている。

【０００５】スプリングハウジング５８はシリンダ状の
形状をしており、このスプリングハウジング５８の内径
部を軸方向に摺動自在に、かつ上記大径ピストンロッド
７ｆの端面に接して、スプリングシート５８ｂが設けら
れている。さらに、スプリングハウジング５８の図５に
おける右端部に設けられた隔壁５８ｃとの間にスプリン
グ５８ａが設けられていて、スプリングシート５８ｂを
プリロードをかけて常に上記制御シリンダ７方向に付勢
している。

【０００６】なお、図５はスプリング５８ａの付勢力に
よりスプリングシート５８ｂが制御シリンダ７のロッド
エンド部に押付けられて最左端位置にあり、このスプリ
ングシート５８ｂに当接された大径ピストンロッド７ｆ
および制御ピストン７ｃが中立位置にある状態を示して
いる。また、中立位置におけるスプリング５８ａのプリ
ロードにおける付勢力がスプリングシート５８ｂを左方
へ押圧している力は、マスターシリンダ２が出し得る最
大圧力、例えば１２ＭＰａ（１２０ｋｇ／ｃｍ²）が制
御ピストン７ｃを右方へ押す力に等しいかそれ以上にな
るように設定されている。

【０００７】上記推力発生装置９には、電気モータ９ｂ
と、外周にギヤーが設けられたボールねじナット９ｅ
と、このボールねじナット９ｅに螺合されて軸方向に移
動自在のボールねじ軸９ｆが設けられている。そして、
このボールねじ軸９ｆは前記小径ピストンロッド７ｇの
先端に延長されて設けられているので、上記電気モータ
９ｂに適宜な方向の適宜な値の電流を流してやれば、制
御ピストン７ｃは所望の方向、所望の推力で押されるよ
うになっている。また、制御回路１２は、例えばマスタ
ーシリンダ２の圧力を検出する圧力センサ１３などのセ
ンサ群から車両状態を検出し、各車輪の液圧制御アクチ
ュエータ５１内のソレノイドコイル５ａおよび電気モー
タ９ｂへ指令値を計算して与えるようになっている。

【０００８】上記従来例は以上のように構成され、まず
カット弁５が開の状態でブレーキペダル２ａが踏まれる
と、マスターシリンダ２で発生した液圧が液圧配管４
ａ，４ｂを介してホイールシリンダ３に伝達されるか
ら、車輪に制動力が作用する。このとき、スプリング５
８ａのプリロードは前述のように強力に設定されている
ので、制御ピストン７ｃは中立状態のまま動かない。と
ころが、このとき車輪が例えば凍結した路面に載ってス
リップを起こすと、ブレーキペダル２ａの踏力はそのま
まで、瞬間的にホイールシリンダ３にかかっている液圧
が低下するように制御される。そしてまた、スリップが
止れば速やかにブレーキ圧が高くなるように制御され
る。つまり、いわゆるＡＢＳ（アンチスキッドブレーキ
システム）制御が行われる。

【０００９】それには、先ず制御回路１２が車両状態を
検出するセンサ群によりスリップを感知すると、ソレノ
イドコイル５ａに指令してカット弁５を閉鎖させると共
に、電気モータ９ｂに計算された所要電流が送られる。
すると推力発生装置９がスプリング５８ａの付勢力に抗
して制御ピストン７ｃを適宜な位置まで引張るから、シ
リンダ室７ａの容積が拡大されてブレーキ圧が低下す
る。次の瞬間、前記センサ群がスリップが止ったことを
感知すると、制御回路１２は電気モータ９ｂに上記とは
逆方向の計算された所要電流を送るよう指令するから、
制御ピストン７ｃは適宜な位置まで押されることによ
り、シリンダ室７ａの容積が縮小されてブレーキ圧が上
昇する。

【００１０】この液圧制御アクチュエータ５１は、ＡＢ
Ｓ制御だけでなく、そのままトラクション制御にも利用
される。例えば、加速中に車輪が凍結路面に載ったり、
急加速しようとしてアクセルペダルを踏んだりしたとき
に起こる車輪の空転を防止するために、ブレーキペダル
２ａの踏力に関係なく、例えばブレーキペダル２ａを踏
んでいなくても、ブレーキ圧が上るように制御される。
先ず、制御回路１２が前記センサ群から車輪の空転を感
知すると、ソレノイドコイル５ａに指令してカット弁５
が閉鎖させると共に、電気モータ９ｂに計算された所要
電流が送られると、推力発生装置９により制御ピストン
７ｃが押されてシリンダ室７ａの容積が縮小されるか
ら、ホイールシリンダ３内のブレーキ圧が増大される。
これにより、車輪の空転を防止することができる。但し
この場合は、制御ピストン７ｃは中立位置から図５にお
ける左方へ移動するので、スプリングシート５８ｂは制
御シリンダ７のロッドエンドに当接されたまま移動しな
いから、スプリング５８ａの付勢力は関係しない。

【００１１】上述のＡＢＳ、トラクション制御中のホイ
ールシリンダ３のより発生されるホイールシリンダ圧力
（Ｗ／Ｃ圧力）と、制御ピストン７ｃの駆動手段である
電気モータ９ｂの電流値との関係は図６に示されてい
る。まず、減圧制御時には、電流を増加しても推力発生
装置による推力とシリンダ室７ａ内に封じ込められてい
るマスターシリンダ圧力（Ｍ／Ｃ圧力）による押圧力と
の合力がスプリング５８ａの力に打ち勝つまでは制御ピ
ストン７ｃは動かない。そして、この合力がスプリング
５８ａの力を越えるところまで電流が増加すると、制御
ピストン７ｃがスプリング５８ａを押し縮めて減圧され
る。

【００１２】次に、増圧制御時には、制御ピストン７ｃ
に働く推力発生装置９による推力がシリンダ室７ａの封
入圧による押圧力を越えるところまで、電流が増加しな
いと制御ピストン７ｃは動かない。そして、電流を増加
して上記推力が上記封入圧による押圧力を越えると、制
御ピストン７ｃが移動して増圧される。この結果、図６
に示されるような特性で、所望の圧力に対応した電流値
が電気モータ９ｂに指令されて、ブレーキ圧が制御され
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記スプリ
ング５８ａは、中立状態における制御ピストン７ｃにマ
スターシリンダ２が出す最大圧力がかかっても、縮まな
いようにプリロードが設置されなければならない。この
場合１本の大きなスプリングを使用するか、あるいはそ
れより小さなスプリングを複数個使用しなければなら
ず、いずれにしてもスプリング５８ａ、スプリングシー
ト５８ｂ、スプリングハウジング５８などが大型化し、
装置が大きくなるという問題がある。

【００１４】また、減圧制御のときは、スプリング５８
ａの付勢力に対抗して制御ピストンを移動させるが、上
記付勢力はスプリングシート５８ｂの変位量に比例して
増加し、その増加率はばね定数に比例する。図６に示し
たように、或るホイールシリンダ３のＷ／Ｃ圧力まで減
圧を行なうとき、初期の封入圧が高いと、変位量が大き
くなるのでスプリング５８ａの付勢力が増加し、初期の
封入圧が小さいときに比べてより大きな推力が必要にな
ってくる。これでは同じ電流指令を与えても、初期封入
圧の違いでＷ／Ｃ圧力が変化してしまい制御性が悪くな
るという問題がある。なお、上記制御性を改善しようと
して、ばね定数の小さいスプリング５８ａを設計する
と、スプリング長が増大するから、やはり装置の大型化
の問題が出て来る。したがって、本発明は、上記従来の
問題点に鑑み、装置を大型化することなく、かつ制御性
が良好な液圧制御アクチュエータを提供することを目的
とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、マニュアル加圧シリンダで加圧される
作業シリンダの液圧を随時電気的入力により制御する液
圧制御アクチュエータであって、マニュアル加圧シリン
ダと作業シリンダとを接続する液圧配管に介入された電
気的に操作されるカット弁と、作業シリンダと液圧配管
で接続された制御シリンダと、この制御シリンダのシリ
ンダ室を拡大・縮小する制御ピストンと、プリロードの
かかったスプリングと、このスプリングで付勢されると
ともに制御ピストンが所定の中立位置より前記のシリン
ダ室を拡大する方向に移動する場合は制御ピストンとと
もに移動してスプリングを押し縮め、制御ピストンが中
立位置よりシリンダ室を縮小する方向に移動する場合は
移動不能に位置規制された磁性体からなるスプリングシ
ートと、制御ピストンを移動させるために電気的入力に
応じて引張・圧縮双方の力を発するように設けられた推
力発生装置と、さらに磁力によってスプリングシートを
スプリングの付勢力と同方向に引張る磁石と、この磁石
とスプリングシートとが磁力により接するのを防ぐよう
に位置された非磁性体からなるスペーサとを備えてなる
ものとした。

【００１６】

【作用】カット弁が開放された状態で、液圧配管内の液
体がマニュアル加圧シリンダにより加圧されると作業シ
リンダが作動する。このとき、制御シリンダ内のシリン
ダ室も加圧されるが、制御ピストンはスプリングシート
を介してスプリングのロードによる付勢力と、スペーサ
によって適宜に調整された磁石の吸引力との総合力によ
ってシリンダ室側に押圧されているから、制御ピストン
は中立位置を維持している。上記総合力は、マニュアル
加圧シリンダの出す最大加圧力が制御ピストンに作用し
ても対抗できる程大きな力であるが、磁石とスプリング
により力を分担しているので、スプリングは小型になり
装置が小型化される。

【００１７】作業シリンダが液圧配管を介してマニュア
ル加圧シリンダにより加圧されているときに、作業シリ
ンダの液圧を減圧する必要性が生じたときは、制御回路
により、カット弁が電気的に閉鎖されると共に、推力発
生装置が電気的に適宜な力で制御ピストンを引くように
指令されるから、シリンダ室が拡大されて作業シリンダ
の液圧は所望の圧力に減圧される。そして、スプリング
はスプリングシートの変位量により圧縮されて付勢力を
増加する。また、磁力によるスプリングシートの吸引力
は減少する。

【００１８】この時の制御ピストンの変位量は、同じ所
望の圧力に減圧する場合でも、始めにマニュアル加圧シ
リンダにより加圧されていた加圧力の大小により異な
る。したがって、推力発生装置に対する電流指令値が変
わってくる。つまり、制御性が悪くなる原因となる。と
ころが、制御ピストンに対してシリンダ室の液圧に対抗
する力は、スプリングシートの変位量に伴なって付勢力
を増加するスプリング力と、逆に吸引力を減少する磁石
の磁力とによっているので、これらの総合力は上記変位
量にともなう変化が少なく、従来のスプリングだけの場
合に比べて制御性を向上することができる。なお、増圧
制御をするために制御ピストンを中立位置からシリンダ
室を縮小する方向に移動させることもできるが、スプリ
ングや磁石の機能には無関係である。

【００１９】

【実施例】図１は、自動車のブレーキ制御システムに適
用された本発明の実施例を示す軸方向断面説明図であ
る。マスターシリンダ（マニュアル加圧シリンダ）２と
ホイールシリンダ（作業シリンダ）３との間に接続され
た液圧配管４に、電気的に操作されるカット弁５が介入
されているから、液圧配管４はマスターシリンダ２側の
液圧配管４ａとホイールシリンダ３側の液圧配管４ｂに
分割されている。そして、この液圧配管４ｂには、液圧
制御アクチュエータ本体６の構成要素である制御シリン
ダ７のシリンダ室７ａが、ポート７ｂのところで接続さ
れている。なお、液圧制御アクチュエータ１は、上記カ
ット弁５と液圧制御アクチュエータ本体６とから構成さ
れている。

【００２０】上記マスターシリンダ２は、公知のように
ブレーキペダル２ａの踏力がブースタ２ｂによって増幅
され、さらにピストンに伝達され、このピストン力でマ
スターシリンダ本体２ｃ内の液体が高圧化されて、液圧
配管４ａに伝達されるようになっている。そして、フェ
イルセイフのために２系統、例えば、１系統が前２輪、
他系統が後２輪に対応させたプライマリとセカンダリが
設けられている。したがって、マスターシリンダ本体２
ｃからは、液圧配管４ａだけでなく、４ｃも出ており、
そしてそれぞれの車輪に設けられたホイールシリンダに
接続されるために、矢印で示されているように、さらに
２つに分岐されている。すなわち、図１はセカンダリ側
の１輪についてのみを詳細に示したものであるから、実
際には液圧制御アクチュエータ１は各車輪用に４個設け
られている。

【００２１】上記カット弁５には、ソレノイドコイル５
ａが設けられていて、電気的に励磁されることにより、
リターンスプリング５ｃによって開方向に付勢されてい
るプランジャ５ｂをバルブシート５ｄ方向に閉ざすよう
になっている。そして、ポート５ｃはバルブシート５ｄ
のプランジャ側の室に通じていると共に液圧配管４ａに
接続されており、ポート５ｆはバルブシート５ｄの反プ
ランジャ側に通じていると共に液圧配管４ｂに接続され
ている。上記液圧制御アクチュエータ本体６には、制御
シリンダ７と、スプリングハウジング８と、推力発生装
置９とが設けられている。

【００２２】制御シリンダ７には、シール７ｄを有する
制御ピストン７ｃが軸方向に摺動自在に設けられてい
る。この制御ピストン７ｃに区切られた制御シリンダ７
のヘッド部にはシリンダ室７ａが形成され、このシリン
ダ室７ａのヘッドエンド部に設けられたポート７ｂは、
前記液圧配管４ｂに接続されている。一方、制御ピスト
ン７ｃには、シリンダ室７ａに接する反対面に大径ピス
トンロッド７ｆが設けられていて、制御シリンダ７のロ
ッドエンド壁内孔に軸方向に摺動自在に案内されてい
る。そして、上記大径ピストンロッド７ｆの先には、小
径ピストンロッド７ｇが上記スプリングハウジング８内
に突出して設けられている。

【００２３】スプリングハウジング８はシリンダ状の形
状をしており、上記制御シリンダ７のロッドエンドに接
する部分の内径は一段と大きくなっていて、リング状の
磁石１０とリング状の非磁性体からなるスペーサ１１と
が、制御シリンダ７のロッドエンドに挾持されて設けら
れている。そして、上記スペーサ１１に接して、磁性体
からなるスプリングシート８ｂが、スプリングハウジン
グ８内を軸方向に摺動自在に設けられている。さらに、
スプリングハウジング８の半制御シリンダ７方向に設け
られた隔壁８ｃとの間に、スプリング８ａが設けられて
いて、スプリングシート８ｂをプリロードをかけて常に
上記制御シリンダ７方向に付勢している。

【００２４】なお、図１は、スプリング８ａの付勢力に
よりスプリングシート８ｂがスペーサ１１に押付けられ
て最左端位置にあり、このスプリングシートに当接され
た大径ピストンロッド７ｆおよび制御ピストン７ｃが、
中立位置にある状態を示している。また、中立位置にお
けるスプリング８ａによるプリロードと、磁石１０によ
る吸引力との合力が、スプリングシート８ｂを図１にお
ける左方へ付勢している力は、マスターシリンダ２が出
す最大圧力、例えば１２Ｍｐａが制御ピストン７ｃを右
方へ押す力に等しいか、それ以上になるように設定され
ている。

【００２５】上記推力発生装置９のハウジング９ａの、
図１における右端には電気モータ９ｂが設けられてい
る。この電気モータ９ｂは一般に電流に比例したトルク
を発生すると共に、電流の方向によってトルクの方向も
変化するという特性がある。上記電気モータの駆動軸に
はピニオン９ｃが結合されており、このピニオン９ｃに
は、上記ハウジング９ａとスプリングハウジング８に回
転自在に軸支されたギヤー９ｄが噛合されている。そし
て、このギヤー９ｄのボス部内孔にはボールねじナット
９ｅが設けられていて、前記小径ピストンロッド７ｇの
延長上に設けられたボールねじ軸９ｆに螺合されてい
る。このボールねじ軸９ｆの図１における右端には、ス
プラインナット９ｇが同軸に設けられていて、上記ハウ
ジングボス部内孔に設けられたスプラインチューブ９ｈ
とボールを介して噛合されている。従って、ボールねじ
軸９ｆは左右方向に移動は許されるが、ボールナット９
ｅと共に回転することは防止されている。

【００２６】ホイールシリンダ３は、液圧を受けてホイ
ールディスク３ａを制動するようになっている。また、
制御回路１２は、例えばマスターシリンダ２の圧力を検
出する圧力センサ１３などのセンサ群から車両状態を検
出し、各車輪の液圧制御アクチュエータ１内のソレノイ
ドコイル５ａおよび電気モータ９ｂへ、指令値を計算し
て与えるようになっている。

【００２７】本実施例は以上のように構成され、まずカ
ット弁５が開の状態でブレーキペダル２ａが踏まれる
と、マスターシリンダ２で発生した液圧が液圧配管４
ａ，４ｂを介してホイールシリンダ３に伝達されるか
ら、ホイールディスク３ａが圧迫されて車輪に制動力が
働く。ところでこのとき車輪が、例えば凍結した路面に
載ってスリップを起こすと、車両は操縦性を失ってスピ
ンを起こす恐れが出て来る。そこで、ブレーキペダル２
ａの踏力はそのままで、瞬間的かつ自動的にホイールシ
リンダ３にかかる液圧、すなわちブレーキ圧を下げるよ
うに制御し、またスリップが止まれば速やかに元のブレ
ーキ圧に戻してやる必要性がでてくる。この実施例によ
れば、上記いわゆるＡＢＳ（アンチスキッド・ブレーキ
・システム）制御を行って、操縦性を保ちながら最大の
ブレーキ効果を上げる制御を行うことができる。

【００２８】それには、先ず制御回路１２が車両状態を
検出するセンサ群からの情報でスリップを起こしたと判
断すると、ソレノイドコイル５ａに指令してカット弁５
を閉鎖させると共に、電気モータ９ｂに計算された所要
電流が送られる。例えば、電気モータ９ｂがピニオン９
ｃ側から見て時計方向にトルクを発生すると、図１にお
いては、ボールねじ軸９ｆには右方向の推力が発生する
から、制御ピストン７ｃは右方に動いてシリンダ室７ａ
の容積を拡大するので、液圧配管４ｂ、ホイールシリン
ダ３内のブレーキ圧は減圧される。そして、制御ピスト
ン７ｃの位置は、減圧されたブレーキ圧による右方への
押圧力とボールねじ軸９ｆを右方へ引張る引張力との合
力が、圧縮されたスプリング８ａがスプリングシート８
ｂを左方へ付勢する力と磁石１０が中立位置より離れた
スプリングシート８ｂを吸引する力との合力に釣合った
ところで落ち着くように位置される。

【００２９】上記の力関係を図２，図３，図４に基づい
て説明すると、図２において、スプリング８ａによる力
Ｆ１は、通常時、すなわち中立時のスプリングシート８
ｂの位置を０として横軸に変位量Ｘをとると、力Ｆ１
は、変位量Ｘ＝０のときはプリロード分のみの力を発生
し、変位量Ｘの増加に比例して増加する。一方、磁石１
０による力Ｆ２は、図３に示したように、変位量Ｘの２
乗に比例する。図中Ａはスペーサ１１により設けられた
磁石１０とスプリングシート８ｂとの距離であり、この
距離を調整することで変位量Ｘ＝０のときの力Ｆ２およ
び変位量Ｘに対する力Ｆ２の減少率を適宜に設定するこ
とができる。

【００３０】上記から、スプリングシート８ｂに加わる
力Ｆ３は、Ｆ１とＦ２の合力であるから、図４に示され
たような特性となる。この図では変位量Ｘ＝０のときの
力の分担を５０：５０としているが、この比率は適宜に
変更可能である。また、従来のスプリングのみの場合と
して、力Ｆ１のスプリングと同じばね定数のスプリング
１本を使ったときの特性を、Ｆ４として図４に表示し
た。力Ｆ４は変位量Ｘに比例して増加するのに対して、
本実施例による力Ｆ３は緩やかな増加を示す。理想的に
は変位量にかかわらず一定の力が加わって欲しいが、従
来に比べてより理想的に近い特性とすることができる。

【００３１】上記図４において述べた特性を得るため
の、具体的なスプリング８ａおよび磁石１０の大きさを
検討する。前述したように、制御ピストン７ｃが中立位
置にあるとき、すなわち図４における変位量Ｘ＝０にお
ける力Ｆ３又はＦ４は、マスターシリンダ２が出し得る
最高ブレーキ圧力、例えば１２Ｍｐａが制御ピストン７
ｃにかかる力に等しいか、それ以上の力が必要である。
この力は、制御ピストンの受圧面積を１ｃｍ²，最高ブ
レーキ圧力を１２Ｍｐａとすると、初期荷重Ｆｐは次の
ようになる。Ｆｐ＝１２（Ｍｐａ）×１（ｃｍ²）＝１２００（Ｎ）

【００３２】もし、スプリングだけで上記１２００Ｎの
力を支えようとすると、スペースを考慮すれば１本のス
プリングよりも下記のように内外２本のスプリングで設
計するのが妥当である。

【表１】以上により、合計ばね定数は６１．６６Ｎ／ｍｍとな
る。

【００３３】次に磁石１０を併用して上記１２００Ｎの
力を支えようとすると、先ず磁石１０には残留磁束密度
１０ＫＧ程の希土類磁石（厚さ１０ｍｍ）を用い、とり
あえずスペーサ１１無しで磁石の吸引力を計算すると、
２７０Ｎとなる。これは、上記の内スプリングの分担荷
重をカバーできる値であり、磁石１０を併用すればスプ
リングは上記の外スプリングと同じ特性を持つスプリン
グ８ａ１本で済む。この場合、ばね定数は５０．０４Ｎ
／ｍｍであるから、内外２本のスプリングを使用する場
合のばね定数６１．６６Ｎ／ｍｍに比較して、約２０％
削減できる。

【００３４】以上のように本実施例によれば、磁石１０
およびスペーサ１１を併用することにより、スプリング
８ａのばね定数を小さくすることができることと、図４
にも示されているように、中立位置からの変位量Ｘの変
化に対して大径ピストンロッド７ｆを押す総合力Ｆ３の
力の変化を少なくすることができるから、制御性が向上
するという効果がある。また、内スプリングが不要にな
れば、小径ピストンロッド７ｇとの干渉を気にする必要
がないので、装置の小型化・軽量化ができるという効果
もある。

【００３５】なお、図１に示した液圧制御アクチュエー
タ１は、制御回路１２によってはＡＢＳ制御だけでな
く、そのままトラクション制御も行えるものである。こ
のトラクション制御とは、加速中に車輪が凍結路面に載
ったり、急加速しようとしてアクセルペダルを踏込んだ
りしたときに起きる車輪の空転を防止するために、自動
的にホイールシリンダ３の液圧を制御することである。
先ず、制御回路１２が車両状態を検出するセンサ群から
車輪の空転を感知すると、ソレノイドコイル５ａに指令
してカット弁５を閉鎖させると共に、電気モータ９ｂに
計算された所要電流（減圧制御とは逆方向）を送ると、
ボールねじ軸９ｆには図１における左方向の推力が発生
するから、制御ピストン７ｃは左方に動いてシリンダ室
７ａの容積を縮小するので、ホイールシリンダ３内のブ
レーキ圧が増圧される。すなわち、マスターシリンダ２
の液圧に関係なくホイールシリンダ３に圧力がかかって
車輪がブレーキされるから、空転を適宜に防止すること
ができる。但し、このトラクション制御のときは、大径
ピストンロッド７ｆは左行してスプリングシート８ｂか
ら離れてしまうので、スプリングシート８ｂは移動され
ずに変位量は０のままである。したがって、磁石１０、
スペーサ１１、スプリング８ａの特性には関係ない。な
お、実施例は自動車のブレーキ制御システムに適用した
ものを示したが、これに限定されず、種々のシステムに
用い、また適宜な変更を行って他の態様でも実施するこ
とができる。

【００３６】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、マニュ
アル加圧シリンダが出す最高圧力が印加された制御ピス
トンの力に対抗するスプリングシートは、スプリングだ
けでなく磁石の力も加勢して押圧されるため、スプリン
グが小型化されるから、装置が小型軽量化されるという
効果がある。また、スプリングシートにはスプリングの
付勢力と、スペーサにより適宜に調整された磁石の吸引
力とが作用しているので、これら合計の押圧力は、スプ
リング自体のばね定数が軽減できるだけでなく、磁石の
吸引力のスプリングシートの変位量に対する増減が前記
スプリング力の増減と逆になるので、スプリングシート
の変位量に対する上記合計の押圧力の変化を小さくでき
ることから、制御性が向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す軸方向断面説明図であ
る。

【図２】スプリングシートの変位量に対するスプリング
の特性を示す線図である。

【図３】スプリングシートの変位量に対する磁石および
スペーサの特性を示す線図である。

【図４】スプリングと磁石による総合特性を示す線図で
ある。

【図５】従来例における軸方向断面説明図である。

【図６】従来例における特性を示す説明図である。

【符号の説明】

１液圧制御アクチュエータ２マスターシリンダ（マニュアル加圧シリン
ダ）３ホイールシリンダ（作業シリンダ）４液圧配管５カット弁５ａソレノイドコイル６液圧制御アクチュエータ本体７制御シリンダ７ａシリンダ室７ｃ制御ピストン７ｆ大径ピストンロッド７ｇ小径ピストンロッド８スプリングハウジング８ａスプリング８ｂスプリングシート９推力発生装置９ｂ電気モータ９ｅボールねじナット９ｆボールねじ軸９ｇスプラインナット９ｈスプラインチューブ１０磁石１１スペーサ１２制御回路１３圧力センサＦ１スプリングの力Ｆ２磁石の力Ｆ３総合力Ｘスプリングシートの変位量

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マニュアル加圧シリンダで加圧される作
業シリンダの液圧を随時電気的入力により制御する液圧
制御アクチュエータであって、前記マニュアル加圧シリ
ンダと前記作業シリンダとを接続する液圧配管に介入さ
れた電気的に操作されるカット弁と、前記作業シリンダ
と液圧配管で接続された制御シリンダと、該制御シリン
ダのシリンダ室を拡大・縮小する制御ピストンと、プリ
ロードのかかったスプリングと、該スプリングで付勢さ
れるとともに、前記制御ピストンが所定の中立位置より
前記シリンダ室を拡大する方向に移動する場合は前記制
御ピストンとともに移動して前記スプリングを押し縮
め、前記制御ピストンが中立位置より前記シリンダ室を
収縮する方向に移動する場合は移動不能に位置規制され
た磁性体からなるスプリングシートと、前記制御ピスト
ンを移動させるために、電気的入力に応じて引張・圧縮
双方の力を発生するように設けられた推力発生装置と、
さらに磁力によって前記スプリングシートを前記スプリ
ングの付勢方向と同方向に引張る磁石と、該磁石と前記
スプリングシートとが磁力により接するのを防ぐように
位置された非磁性体からなるスペーサとを備えてなるこ
とを特徴とする液圧制御アクチュエータ。