JPH09503178A - 特に自動車におけるスリップ制御されるハイドロリック式のブレーキ装置に用いられる電磁作動式の弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電磁弁の閉鎖位置の後に行われる、減じられた流過横断面の自動的な調節を得る。電磁弁（１０）は、弁ドーム（１４）内で長手方向運動可能な磁気可動子（２１）を有しており、この磁気可動子（２１）に設けられた弁プランジャ（２２）は、休止位置で開放された第１の座弁（３０）の閉鎖部材（２４）を保持している。この第１の座弁（３０）は弁室（３５）内に設けられており、この弁室（３５）からは、２つの圧力媒体通路（４５，４８）が、周面側でシールされた前記磁気可動子（２１）の両端面（４７，４９）に通じている。前記磁気可動子（２１）の、前記閉鎖部材（２４）から遠い方の端面（４７）と、前記弁ドーム（１４）との間には、制御室（４６）が設けられている。この制御室（４６）と前記圧力媒体通路（４５）との間の接続は、休止位置で閉鎖された第２の座弁（５４）によって切換可能である。この第２の座弁（５４）が開放位置をとると、前記閉鎖部材（２４）から遠い方の前記制御室（４６）内の圧力により、前記磁気可動子（２１）は戻しばね（３１）のばね力に抗して移動させられて、その結果、前記第１の座弁（３０）の流過横断面の減小が行われる。電磁弁（１０）は、特に自動車のスリップ制御される、ハイドロリック式のブレーキ装置において使用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 特に自動車におけるスリップ制御される ハイドロリック式のブレーキ装置に用い られる電磁作動式の弁 本発明は、請求項１の上位概念部に記載の、特に自動車におけるスリップ制御 されるハイドロリック式のブレーキ装置に用いられる電磁作動式の弁、つまり電 磁弁から出発する。 このような形式の電磁弁は、ドイツ連邦共和国特許第３９３４７７１号明細書 の第３図に基づき公知である。この公知の電磁弁は、弁ドーム内に配置された、 磁気可動子のためのストッパを形成する制御ピストンを有している。この制御ピ ストンは、弁体から出発して磁気可動子を貫通するピンに沿って長手方向摺動可 能に案内されている。この制御ピストンは、可動子とは反対の側の底部で制御室 を仕切っている。この制御室は、前記ピンと前記制御ピストンとを同軸的に貫通 する圧力媒体通路によって、上記公知の電磁弁の圧力媒体流入部に接続されてい る。磁気可動子の両端面は圧力補償されており、制御室に入力制御された圧力は 制御ピストンをストッパに向かって軸方向に移動させることができる。これによ って、磁気可動子の行程は規定の量だけ減少し、その結果、流過横断面の絞りが 行われる。 公知の電磁弁のこのような作用形式は、圧力媒体流入部がマスタブレーキシリ ンダに接続されていて、圧力媒体流出部がホイールブレーキシリンダに接続され ているような、スリップ制御されるハイドロリック式のブレーキ装置において使 用可能である。たとえばブレーキスリップコントロールにおいて、電磁コイルの 励磁によって電磁弁が閉鎖位置へ切り換えられ、ホイールブレーキシリンダ内の 圧力の減圧時に圧力媒体流入部と圧力媒体流出部との間に十分な高さの圧力差が 形成されると、制御ピストンの前記摺動が行なわれ、その結果、流入部と流出部 との間に圧力差が存在する限り、電磁弁の開放時に流過横断面の前記絞りが働く 。流過横断面の減小は、減じられた圧力勾配に基づき、ブレーキスリップコント ロールの減圧段階に続いて行われる増圧段階において、制御特性やブレーキ装置 のノイズ特性に好都合に作用する。それに対してホイールロックの危険なしの通 常のブレーキ時では、電磁弁の全流過横断面が提供されており、このことはブレ ーキ操作時におけるブレーキ装置の、目標とされる短時間の応答時間を促進する 。 しかし、公知の電磁弁では、絞られた流過横断面の固定調節が不都合となる。 なぜならば、これによって通流量が差圧に関連した変動にさらされているからで ある。さらに、通流量は流過横断面の絶対寸法に極め て大きく依存している。すなわち、ストッパは極めて狭い許容誤差を必要とする 。さらに、公知の電磁弁は必要となる制御ピストンに基づき、比較的コストがか かる。 発明の利点 請求項１の特徴部に記載の本発明による電磁弁は従来のものに比べて、第１の 座弁の流過横断面が、開かれた第２の座弁において、可動子に作用する力に関連 して、ただし磁力なしで、電磁弁の流入側と流出側との間の十分な大きさの圧力 差において、第１の座弁の全開放に比べて減じられた、ほぼ一定の通流量に自動 的に調節されるという利点を有している。本発明による電磁弁の、流量制御弁と してのこのような機能形式を得るための構造的な手間は極端に小さい。 請求項２以下に記載の構成により、請求項１に記載の電磁弁の有利な改良が可 能となる。 第２の座弁が、弁座と協働する可動の１つの構成部分しか備えていないと、コ ストおよび機能確実性の点で特に有利である。 さらに、磁気可動子が弁ドーム内でシールされて案内されていると有利である 。なぜならば、これによって磁気可動子への力作用を形成するために両可動子端 面の圧力分離が簡単に得られるからである。 さらに、圧力媒体噴流が、ガイド体によって仕切られた室へ案内されると有利 である。なぜならば、これ によって形成された動圧もしくはよどみ圧が、磁気可動子に作用する圧力差を増 幅させるからである。 図面 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。第１図は、電磁作動式 の弁の縦断面図を示しており、第２図および第３図は、第１図に示した座弁のＸ で示した細部のそれぞれ別の実施例を示す断面図である。 実施例の説明 図示の電磁作動式の弁、つまり電磁弁１０は、弁ブロック（図示しない）に収 容するために使用される弁ハウジング１１を有している。この弁ハウジング１１ はヨーク板１２に固く結合されている（第１図）。弁ハウジング１１はさらにヨ ーク板１２を越えて延びていて、磁極コア１３を形成している。この磁極コア１ ３には、管状の弁ドーム１４が被せ嵌められている。この弁ドーム１４は溶接に よって磁極コア１３と密に結合されている。弁ドーム１４は磁極コア１３とは反 対の側に半球形の閉鎖部を有している。 弁ドーム１４は環状の電磁コイル１７によって取り囲まれている。この電磁コ イル１７は鐘形のハウジング１８によって取り囲まれている。このハウジング１ ８は一方では弁ドーム１４に作用していて、他方ではヨーク板１２に結合されて いる。 コイル側で閉じられた弁ドーム１４内には、ほぼ円 筒状の磁気可動子２１が長手方向運動可能に収容されている。この磁気可動子２ １からは、この磁気可動子２１に固く結合された弁プランジャ２２が出発してい る。この弁プランジャ２２は弁ハウジング１１に設けられた長手方向孔２３内に 遊びをもって収容されている。弁プランジャ２２の、磁気可動子２１とは反対の 側の端部は、球状に形成された閉鎖部材２４を保持している。この実施例では完 全球体として形成されている閉鎖部材２４は、弁プランジャ２２と材料結合によ り結合されている。図示の実施例とは異なり、閉鎖部材２４が磁気可動子２１と は反対の側で半球体または円錐体もしくは円錐台の形状を有していてもよい。 長手方向孔２３の、磁気可動子２１とは反対の側の区分には、スリーブ形の弁 体２７がプレス嵌めにより挿入されている。この弁体２７は段付孔２８を備えて おり、この段付孔２８は弁座２９に開口している。この弁座２９は、有利には９ ０°の円錐頂角を有する円錐形のもみ下げ加工部として形成されている。閉鎖部 材２４と弁座２９とは電磁弁１０の第１の座弁３０を形成している。この第１の 座弁３０は、電磁コイル１７が励磁されていない状態では、弁プランジャ２２と 弁体２７とに作用する、プレロードをかけられた戻しばね３１の作用に基づき、 休止位置として開放位置をとる。 弁ハウジング１１は、長手方向孔２３に直交する横 方向孔３４を備えている。長手方向孔２３と横方向孔３４との貫通範囲には、第 １の座弁３０を収容する弁室３５が形成されている。この弁室３５は一方では弁 座２９と段付孔２８とを介して圧力媒体流入部に接続されており、他方では横方 向孔３４によって形成された圧力媒体流出部に接続されている。 前記弁室３５には、第１の座弁３０および戻しばね３１の他に、圧力媒体のた めのガイド体３８も収容されている（第２図）。このガイド体３８はスリーブ状 に形成されていて、弁プランジャ２２に対して同軸的に延びるように弁プランジ ャ２２に固定されている。このガイド体３８は、半径方向ギャップ３９が形成さ れるように第１の座弁３０の閉鎖部材２４を取り囲んでいて、さらに軸方向ギャ ップ４０が形成されるように弁体２７の近傍にまで延びている（第２図参照）。 軸方向ギャップ４０は電磁弁１０の休止位置において、弁行程に比べて大きな寸 法を有している。すなわち、第１の座弁３０の、電磁弁１０の作業位置を形成す る閉鎖位置、つまり閉鎖部材２４が弁座２９に作用する位置において、軸方向ギ ャップ４０は最小寸法にまで減小している。 ガイド体３８は弁室３５から弁部分室４３を隔離している。この弁部分室４３ は弁プランジャ２２の、弁座２９とは反対の側に設置された横方向スリット４４ によって、弁プランジャ２２と磁気可動子２１とに一 貫して延びる長手方向孔として形成された第１の圧力媒体通路４５に接続されて いる。この第１の圧力媒体通路４５は制御室４６に通じており、この制御室４６ は磁気可動子２１の、閉鎖部材２４とは反対の側の端面４７と、弁ドーム１４の 半球形の閉鎖部との間に設けられている。さらにガイド体３８の外側では、弁室 ３５を起点として、ほぼ円形の横断面を備えた弁プランジャ２２の平らな面取り 部によって形成された第２の圧力媒体通路４８が延びている。この第２の圧力媒 体通路４８は磁気可動子２１の、閉鎖部材２４寄りの端面４９に開口しており、 この端面４９は、ギャップを形成して磁極コア１３に向かい合って位置している 。 第１の圧力媒体通路４５の、制御室４６に面した開口部は円錐形のもみ下げ加 工部を有しており、このもみ下げ加工部は、第２の座面５４に設けられた、制御 室４６に収容された球状の閉鎖体５３のための弁座５２として働く。この第２の 座弁５４は第１の圧力媒体通路４５の通流を切り換えるために使用される。電磁 弁１０の図示の休止位置では、第２の座弁５４が閉鎖位置をとっている。この閉 鎖位置では、閉鎖体５３が一方では弁座５２に、他方では弁ドーム１４にそれぞ れ支持されている。それに対して第２の座弁５４の開放位置では、閉鎖体５３が 弁座５２のもみ下げ加工部に緩く収容されていて、第１の圧力媒体通路４５は通 流可能となる。 上記実施例とは異なり、閉鎖手段として働くフラットシール部材を用いるか、 または開口部側で磁気可動子２１内に部分的に嵌め込まれたシールリングを用い て第２の座弁５４を形成することもできる。その場合、このシールリングは弁ド ーム１４と協働して第１の圧力媒体通路４５の通流を制御する。 磁気可動子２１は周面側で、つまり両端面４７，４９の間で、弁ドーム１４に 対してシールされている。このシールはギャップシールまたはラビリンスシール を用いて行うことができる。しかし、第１図に破線で示したように磁気可動子２ １にシールリング５７または滑りリングを配置することによってもシールを行う ことができる。 電磁弁１０は、特に自動車のスリップ制御されるハイドロリック式のブレーキ 装置において使用される。この電磁弁１０は、冒頭で挙げたドイツ連邦共和国特 許第３９３４７７１号明細書の第１図に図示されたブレーキ装置と合致させて、 マスタブレーキシリンダとホイールブレーキシリンダとの間のブレーキ管路にお いて流入弁として配置することができる。その場合、段付孔２８によって形成さ れた圧力媒体流入部はマスタブレーキシリンダに接続されており、横方向孔３４ は圧力媒体流出部としてホイールブレーキシリンダに接続されている。電磁弁１ ０は戻し管路によって迂回 可能である。この戻し管路はホイールブレーキシリンダの側でブレーキ管路から 出発して、マスタブレーキシリンダの側で再びブレーキ管路に開口している。こ の戻し管路には、主要構成要素として流出弁と、流れ方向で見てこの流出弁に後 置された再循環ポンプとが設けられている。電磁弁１０に対して並列に第１の座 弁３０をバイパスする目的で圧力媒体流出部と圧力媒体流入部との間に逆止弁５ ８が配置されていると有利である。この逆止弁５８はマスタブレーキシリンダの 減圧時に、ホイールブレーキシリンダからマスタブレーキシリンダへの、絞られ ていない戻り流を可能にする。 以下に、上記ブレーキ装置につき電磁弁１０の機能を詳しく説明する： 車両ドライバによってホイールロックの危険なしに制動が発動された場合、電 磁弁１０は図示の休止位置をとる。すなわち、第１の座弁３０は開かれており、 それに対して第２の座弁５４は閉じられている。マスタブレーキシリンダの操作 によって形成された圧力により、ブレーキ管路内の圧力媒体量が移動させられて 、ホイールブレーキシリンダ内の圧力が増圧される。第２図において矢印で示し たように、移動させられた圧力媒体は段付孔２８から到来して弁座２９に流入し 、閉鎖部材２４の周囲を流れて、中空円錐形の圧力媒体噴流として弁座２９から 流出する。この圧力媒体噴 流により、弁部分室４３には動圧が生ぜしめられ、この動圧は第１の圧力媒体通 路４５によって伝達されるが、しかし閉じられた第２の座弁５４に基づき、制御 室４６には作用しない。よどみ室として作用する弁部分室４３に流入した圧力媒 体はその流れ方向を反転させて半径方向ギャップ３９から流出し、軸方向ギャッ プ４０と弁室３５とを通って圧力媒体流出部に流入する。マスタブレーキシリン ダ側から圧力の減圧が行われると、圧力媒体は逆の流れ方向で軸方向ギャップ４ ０と、開かれた第１の座弁３０とを通ってマスタブレーキシリンダの方向に流れ 、さらにそれと同時に電磁弁１０に対して並列に配置された逆止弁５８を通って も流れる。 ホイールロックの危険を伴う制動が発動されると、電磁弁１０は電磁コイル１ ７の励磁によって作業位置に切り換えられる。この作業位置では、戻しばね３１ のばね力に抗して磁気可動子２１が移動させられることにより、第１の座弁３０ は閉鎖位置に切り換えられ、それに対して第２の座弁５４は第１の圧力媒体通路 ４５を開放する。それと同時に、戻し管路に設けられた流出弁（上記ドイツ連邦 共和国特許第３９３４７７１号明細書の第１図参照）が通流位置に切り換えられ 、再循環ポンプが作動させられる。ホイールブレーキシリンダから圧力媒体部分 量が取り出されて、マスタブレーキシリンダに戻されることにより、ホイールブ レーキ側で圧力が減圧され、ホイールロックの危険は減じられる。減圧段階に続 いて行われる、ホイールブレーキシリンダにおける圧力保持の段階では、電磁弁 １０は作業位置に留まり、戻し管路に設けられた流出弁は閉鎖位置に切り換えら れる。 ホイールブレーキシリンダ内での増圧のためには、流出弁が閉鎖位置に留まり 、それに対して電磁弁１０はもはや励磁されない。これによって、ハイドロリッ ク力と戻しばね３１との作用に基づき、磁気可動子２１は制御室４６の方向に移 動させられるので、閉鎖部材２４は弁座２９の開放し始め、第１の座弁３０は開 かれる。ホイールブレーキシリンダ内での減圧に基づき、第１の座弁３０の流入 側と流出側との間には圧力差が生ぜしめられる。流出側の低い圧力は第２の圧力 通路４８によって、磁気可動子２１の、閉鎖部材２４寄りの端面４９にも作用す る。磁気可動子２１の開放運動時では、付加的に、マスタブレーキシリンダ側で 後流入する圧力媒体によって形成される、弁部分室４３内の動圧が、第１の圧力 媒体通路４５と、開放位置に位置する第２の座弁５４とによって制御室４６に作 用する。磁気可動子２１の周面側のシールは磁気可動子２１の両端面４７，４９ の間の圧力補償を阻止している。したがって、圧力補償されていない磁気可動子 ２１は、戻しばね３１とは逆向きの力を受け、この力は磁気可動子２１の弁プラ ンジャ２２に、第１の座弁 ３０の閉鎖位置と開放位置との間の中間位置をとらせる。これによって、第１の 座弁３０の流過横断面が減じられ、この流過横断面の減小により、圧力媒体流の 絞りが行われ、ひいてはホイールブレーキシリンダにおいて減速された圧力上昇 が行われる。十分な圧力差において、電磁弁１０は通流量をほぼ一定の値に制御 する。なぜならば、差圧が増大するにつれて、動圧がますます増大させられ、ひ いては第１の座弁３０における流過横断面の減小が行われるからである。圧力差 が減少すると、弁部分室４３内の動圧も減少する。戻しばね３１は磁気可動子２ １を休止位置に戻し、この休止位置では第２の座弁５４が閉じられている。電磁 弁１０は、次の通常ブレーキのために第１の座弁３０における全流過横断面を開 放する。しかし、第１の座弁３０の流過横断面が減小された状態でマスタブレー キシリンダの負荷軽減によって制動が中断されると、圧力媒体は逆止弁５８を通 じてホイールブレーキシリンダから遅延されずに流出することもできる。 圧力差減少方向での電磁弁１０の感度は、第３図に示した、ガイド体３８を備 えた第１の座弁３０の実施例によって増大可能である。この実施例では、弁体２ ７が、弁プランジャ２２の方向に向けられたピン状の突起２７′を備えている。 この突起２７′が弁座２９を有している。ガイド体３８は閉鎖部材２４を越えて 軸方向で延長されて、第２の半径方向ギャップ３９′ を形成するように突起２７′を取り囲んでいる。この実施例では、第１の半径方 向ギャップ３９と軸方向ギャップ４０も同じく設けられている。第２の半径方向 ギャップ３９′により、前記第１実施例に比べて弁部分室４３内の動圧の増大が 生ぜしめられる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘルツォーク，クルト ドイツ連邦共和国 74321 ビーティヒハ イム―ビッシンゲン ハウプトシュトラー セ 23 (72)発明者 エーラー，マルティン ドイツ連邦共和国 74211 ラインガルテ ン エッピンガーシュトラーセ 82 (72)発明者 ホール，ギュンター ドイツ連邦共和国 70569 シユツツトガ ルト クナッペンヴェーク 46 (72)発明者 ヘルデリッヒ，ハンス−ユルゲン ドイツ連邦共和国 71394 ケルネン ミ ュールシュトラーセ 18 【要約の続き】 弁（３０）の流過横断面の減小が行われる。電磁弁（１ ０）は、特に自動車のスリップ制御される、ハイドロリ ック式のブレーキ装置において使用可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．特に自動車におけるスリップ制御されるハイドロリック式のブレーキ装置 に用いられる電磁作動式の弁、つまり電磁弁（１０）であって、 −閉じられた管状の弁ドーム（１４）内に、円筒形の磁気可動子（２１）が長手 方向運動可能に収容されており、 −前記弁ドーム（１４）が、電磁コイル（１７）によって取り囲まれており、 −前記磁気可動子（２１）を起点として弁プランジャ（２２）が延びており、該 弁プランジャ（２２）が、前記磁気可動子（２１）とは反対の側に配置された閉 鎖部材（２４）を備えており、 −電磁弁（１０）のハウジング（１１）内に、圧力媒体流入部として弁座（２９ ）を備えた弁体（２７）が固定されており、 −電磁コイル（１７）が励磁されていない状態で、前記閉鎖部材（２４）が、戻 しばね（３１）の作用に基づき前記弁座（２９）から持ち上げられており、 −前記閉鎖部材（２４）と、前記弁体（２７）の弁座（２９）を有する部分とが 、第１の座弁（３０）を形成して弁室（３５）内に配置されており、該弁室（３ ５）が、電磁弁（１０）の圧力媒体流出部に接続されており、 −前記弁室（３５）が、よどみ室として働く弁部分室（４３）を有しており、該 弁部分室（４３）を起点として、第１の圧力媒体通路（４５）が延びていて、制 御室（４６）に通じており、該制御室（４６）が、前記磁気可動子（２１）の、 前記閉鎖部材（２４）から遠い方の端面（４７）と、前記弁ドーム（１４）との 間に設置されており、 −前記弁室（３５）を起点として、第２の圧力媒体通路（４８）が延びていて、 前記可動子（２１）の、前記閉鎖部材（２４）に近い方の端面（４９）に通じて おり、 −前記弁部分室（４３）内に形成される圧力により、前記制御室（４６）に、前 記戻しばね（３１）のばね力に抗して前記磁気可動子（２１）に作用する力が生 ぜしめられ、該力に基づき、前記第１の座弁（３０）が、休止位置とは異なる、 部分閉鎖された位置をとる形式のものにおいて、 −前記第１の圧力媒体通路（４５）の通流を切り換える第２の座弁（５４）が設 けられており、 −前記磁気可動子（２１）の休止位置で、前記第１の圧力媒体通路（４５）が前 記第２の座弁（５４）によって閉鎖されており、 −前記磁気可動子（２１）が休止位置から長手方向に移動させられると、前記第 １の圧力媒体通路（４５）が前記第２の座弁（５４）によって開放されてい る ことを特徴とする、特に自動車におけるスリップ制御されるハイドロリック式の ブレーキ装置に用いられる電磁作動式の弁。 ２．前記第１の圧力媒体通路（４５）が前記制御室（４６）の側で、前記第２ の座弁（５４）の弁座（５２）に開口しており、該弁座（５２）に前記制御室（ ４６）内で閉鎖部材（５３）が対応している、請求項１記載の弁。 ３．前記第２の座弁（５４）の弁座（５２）が、前記第１の圧力媒体通路（４ ５）に設けられた円錐状のもみ下げ加工部として形成されており、対応する前記 閉鎖部材（５３）が、球状に形成されている、請求項２記載の弁。 ４．前記第２の座弁（５４）の閉鎖部材（５３）が、対応する前記弁座（５２ ）のもみ下げ加工部に緩く収容されていて、前記第２の座弁（５４）の閉鎖位置 で一方では前記弁座（５２）に、他方では前記弁ドーム（１４）に支持されてい る、請求項３記載の弁。 ５．前記磁気可動子（２１）が、周面側で前記弁ドーム（１４）に対してシー ルされている、請求項１記載の弁。 ６．前記第１の座弁（３０）の閉鎖部材（２４）が、少なくとも弁座側で球状 または円錐状に形成されていて、前記弁プランジャ（２２）に対して同軸的に該 弁プランジャ（２２）に配置されたスリーブ形のガイド体（３８）によって前記 弁体（２７）の近くにまで取り囲まれており、前記第１の座弁（３０）の弁座（ ２９）から出発する圧力媒体噴流が、前記閉鎖部材（２４）と前記ガイド体（３ ８）との間のギャップ（３９）に流入するようになっており、該ギャップ（３９ ）を起点として、前記弁室（３５）に対してシールドされた圧力媒体案内接続部 が延びていて、前記第１の圧力媒体通路（４５）に通じている、請求項１記載の 弁。 ７．前記第１の座弁（３０）の弁座（２９）が、前記弁体（２７）に設けられ たピン状の突起（２７′）に配置されており、該突起（２７′）が、前記弁プラ ンジャ（２２）に設けられた前記ガイド体（３８）によって被せられている、請 求項６記載の弁。