JPH09503179A - 電磁的に作動する弁、殊にスリップ制御された自動車用油圧制動装置のための電磁的に作動する弁 - Google Patents

電磁的に作動する弁、殊にスリップ制御された自動車用油圧制動装置のための電磁的に作動する弁

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JPH09503179A JP7509487A JP50948795A JPH09503179A JP H09503179 A JPH09503179 A JP H09503179A JP 7509487 A JP7509487 A JP 7509487A JP 50948795 A JP50948795 A JP 50948795A JP H09503179 A JPH09503179 A JP H09503179A
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Abstract

(57)【要約】 本発明の目的は、弁の閉鎖位置のあとで有効な、貫流横断面積の減少を自動的に調節できるようにすることにある。この弁(10)は、弁ドーム(14)内を長手方向に移動可能でかつ分離された弁突き棒(22)を備えた磁石可動子(21)を有し、弁突き棒(22)は、静止位置で開放されている第1のシート弁(30)を保持している。この第1のシート弁(30)は弁チャンバ(35)内に位置し、該弁チャンバ(35)から、第1の圧力媒体通路(45)が閉鎖部材から離れた制御チャンバ(46)へ、かつ第2の圧力媒体通路(48)が磁石可動子(21)の閉鎖部材に近い制御チャンバ(49)へ、夫々導かれている。更に磁石可動子(21)と弁突き棒(22)とによって形成された第2の弁(51)が設けられており、該第2の弁(51)によって第1の圧力媒体通路(45)と第2の制御チャンバ(49)との間の接続が切換え可能である。第2の弁(51)が閉鎖位置を占めている場合には閉鎖部材から離れた制御チャンバ(46)内の圧力が、閉鎖ばね(31)の力に抗して磁石可動子(21)に移動を行い、これによって結果的に、第1のシート弁(30)の貫流横断面積の減少が行われうるようになっている。この弁(10)は特に自動車のスリップコントロールされた油圧制動装置に使用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 電磁的に作動する弁、殊にスリップ制御された自動 車用油圧制動装置のための電磁的に作動する弁 技術分野 この発明は、請求項1の上位概念に基く電磁的に作動する弁、殊にスリップ制 御された自動車用油圧制動装置のための電磁的に作動する弁に関する。 従来の技術 この種の弁は、ドイツ国特許第3934771C1号明細書の図3によって公 知である。この弁は、弁ドーム内に配置された、磁石可動子のためのストッパを 形成している制御ピストンを有し、該制御ピストンは、弁本体から発し、磁石可 動子を貫通するピン上で長手方向にスライド可能に案内されている。制御ピスト ンは可動子とは反対側の底部で制御チャンバを制限している。この制御チャンバ は前記ピン及び制御ピストンを同軸的に貫通する圧力媒体通路で公知の弁の圧力 媒体入口に接続されている。磁石可動子が両端面において圧力平衡されている一 方で、制御チャンバ内の制御された圧力は、制御ピストンをストッパに向かって 軸方向にスライドさせることができる。これによって磁石可動子のストロークを 所定の量だけ減少させることができ、この結果、貫流横断面が絞られる。 公知の弁のこの作用形式はスリップ制御された油圧制動装置に利用可能である 。この油圧制動装置においては、圧力媒体入口はマスタシリンダに、圧力媒体出 口は車輪制動シリンダに、夫々接続されている。例えばブレーキスリップ制動の 場合に、弁が磁石コイルの励磁によって閉鎖位置に切換えられ、かつ車輪制動シ リンダ内の圧力が減少した際に、圧力媒体入口と圧力媒体出口との間に充分な高 さの圧力落差が形成されると、これによって結果的に前述の制御ピストンのスラ イドが行われるようになり、入口と出口との間に圧力差が存在する限り、弁の開 放の際に前述の貫流横断面の絞りが行われうるようになっている。貫流横断面が 減少することは、ブレーキスリップ制御の際の減圧の後に行われる増圧の際の圧 力勾配の減少に基き、制動装置の制御及び騒音特性にとって好都合である。これ に反し、ロックの危険のない通常の制動の際には弁の完全な貫流横断面が使用さ れ、制動を行う際に制動装置の極めて短い応答時間が得られる。 しかし公知の弁の場合には、絞られた貫流横断面の細かい調整に難点がある。 それは、これによって貫流量が差圧に依存して変動するようになるからである。 更に貫流量は貫流横断面積の絶対量に完全に依存している、つまりストッパには 極めて厳格な公差が要求されている。更に弁は、必要とされる制御ピストンに基 づき比較的コスト高である。 発明の開示 これに対して請求項1に記載の特徴を備えた本発明の弁は、第2シート弁が閉 じている場合の第1シート弁の貫流横断面を、可動子に作用する力に依存して、 しかし磁力なしで、弁の入口側と出口側との間の圧力落差が充分に大きい場合に は、第1シート弁が完全に開放されている場合よりも小さな、ほぼ一定の貫流量 に自動的に調節することができるという利点を有する。本発明の弁のこの作用形 式を実現するための流量制御弁としての構成的な経費は、極く僅かである。 請求項2以下に述べられている手段によって、請求項1で述べた弁の別の有利 な構成が可能である。 何れにしても必要な構造部分に第2の弁が形成されていると、費用及び機能的 に特に有利な構成が得られる。 更に磁石可動子が弁ドーム内でシールされて案内されていると極めて有利であ る。その理由は、これによって簡単な形式で、磁石可動子上に力を及ぼすことが できるように両可動子端面を圧力的に分離することができるからである。 更に、案内部体によって取り囲まれたチャンバ内において圧力媒体流束を案内 することが有利である。それは、これによって発生した堰止め圧が磁石可動子に 作用する圧力落差を増加させるからである。 図面の簡単な説明 次に本発明の実施例の概略を図示し、次にこれを詳しく説明する。その際図1 は電磁的に作動する弁の縦断面図を、図2及び図3はシート弁の領域における、 図1のX部の変化態様の拡大詳細図を、夫々示している。 実施例の説明 電磁的に作動する弁10は、図示されていない弁ブロック内に受容される弁ケ ーシング11を有し、該弁ケーシング11はヨークディスク12に不動に結合さ れている(図1)。この弁ケーシング11はヨークディスク12を越えて磁極コ ア13として突出している。磁極コア13上には管状の弁ドーム14が差し嵌め られていて、溶接によって磁極コア13に密接に結合されている。この弁ドーム 14は磁極コア13とは反対の側に半球状の終端部を有している。 弁ドーム14はリング状の磁石コイル17によって取り囲まれている。磁石コ イル17は釣鐘形のケーシング18で取り囲まれている。このケーシング18は 一方で弁ドーム14に係合し、他方でヨークディスク12に結合されている。 コイル側で閉じている弁ドーム14内には、ほぼ円筒状の磁石可動子21が長 手方向に移動可能に受容されている。磁石可動子21からは弁突き棒22が延び ている。この弁突き棒22は磁石可動子21から分離された構造部分であって、 弁ケーシング11の長手方 向孔23内に遊びを有して受容されている。可動子21とは反対側の端部に弁突 き棒22は、球形状に形成された閉鎖部材24を有している。実施例では完全な 球として構成されている閉鎖部材24は、材料接続で弁突き棒22に結合されて いる。実施例とは異なって閉鎖部材24は、可動子21とは反対の側で半球又は 円錐乃至は円錐台の形状を有していても差支えない。 長手方向孔23の、可動子21とは反対側の区分内には、段付き孔28を備え たスリーブ状の弁本体27が圧入されており、該段付き孔28は弁座29に開口 している。弁座29は有利には90°の円錐角を備えた円錐形の皿孔として構成 されている。閉鎖部材24及び弁座29は電磁的に作動する弁10の第1のシー ト弁30を形成している。磁石コイル17が励磁されていない場合この第1のシ ート弁30は、一方では弁突き棒22にかつ他方では弁本体27に夫々作用して 予めバイアスのかけられた第1の戻しばね31の作用に基いて、静止位置として のその開放位置をとる。 弁ケーシング11は長手方向孔23と直角に交差している横方向孔34を有し ている。両孔23及び34の交差領域内には第1のシート弁30を受容している 弁チャンバ35が形成されている。弁チャンバ35は、一方では弁座29及び段 付き孔28を介して圧力媒体入口に接続されており、他方では横方向孔34によ って形成された圧力媒体出口に接続されている。 弁チャンバ35内には、第1のシート弁30及び戻しばね31の外に圧力媒体 のための案内部体38も位置している(図2)。この案内部体38はスリーブ状 に形成されていて、弁突き棒22に対し同軸的に延びて該弁突き棒22に固定さ れている。案内部体38は半径方向のギャップ39を形成し乍ら第1のシート弁 30の閉鎖部材24を取り囲み、かつ図2から明瞭に判るように、軸方向のギャ ップ40を形成し乍ら弁本体27の近くにまで延びている。軸方向のギャップ4 0は弁10の静止位置では弁ストロークよりも大きな寸法を有している。つまり 閉鎖部材24が弁座29に係合して弁10の作業位置を形成する第1のシート弁 30の閉鎖位置において、軸方向ギャップ40は最小の寸法に減少する。 案内部体38は弁チャンバ35から弁部分チャンバ43を分離している。この 弁部分チャンバ43は、弁突き棒22の、弁座とは反対側に位置する横方向スリ ット44により、同軸的な一貫した長手方向孔として弁突き棒22及び磁石可動 子21内に形成された第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、磁石可動子21の閉鎖部材から離れた端面47と弁ドーム1 4の半球状の閉鎖部との間に位置する第1の制御チャンバ46に案内されている 。更に案内部体38の外方で弁チャンバ35からは、それ以外では円形の横断面 を有する弁突き棒22の面 取り部によって形成されている第2の圧力媒体通路48が延びている。この圧力 媒体通路48は、磁石可動子21の閉鎖部材に近い側の端面50と、弁10の磁 極コア13との間に配置された第2の制御チャンバ49内で終了している。図示 された弁10の静止位置では、第2制御チャンバ49が一方では第1圧力媒体通 路45と、他方では第1の制御チャンバ46と、夫々圧力媒体的に接続されてい る。この接続は第2の弁51によって制御可能である。 この弁51は、弁座54が磁石可動子21に形成されかつ弁突き棒22が閉鎖 部体として形成されている。弁座54は円錐状の切欠きとして構成されており、 該切欠きは、磁石可動子21内の第1の圧力媒体通路45の、閉鎖部材に近い開 口部に対し同心的に形成されている。弁突き棒22は弁座54と協働するため、 磁石可動子側で例えば球状に形成された端面で適合しうるように成形されている 。更に第2の戻しばね55が設けられている。この戻しばね55は、磁極コア1 3内に、弁突き棒22に対し同軸的に受容されていて、バイアスによって磁石可 動子21に係合している。磁石コイル17が励磁されていない場合には磁石可動 子21は、第2の戻しばね55の作用によって閉鎖部材とは離れた端面47にお いて弁ドーム14に支持されている。図示された弁10の静止装位置においては 、弁突き棒22は同じ様に弁ケーシング11のストッ パ56に当接している。このストッパ56によって第1のシート弁30のストロ ークが制限されている。同時に磁石可動子21と弁突き棒22との静止位置では 開放位置をとる第2の弁51のストロークもあらかじめ決定される。このストロ ークは第1のシート弁30のストロークよりも小さい。作業位置に弁10を切り 換える場合には、磁石コイル17の励磁によって磁極コア13に向って移動する 磁石可動子21が、第1のシート弁30の閉鎖ストロークを行う前に、先づ第2 の弁51を閉じる。またこの逆も可能である。 外周側で、つまり両端面47及び50の間で磁石可動子21は弁ドーム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又はラビリンスシール装 置を用いて行いうるが、図1に鎖線で示唆されているように、該シール装置は磁 石可動子21にシールリング57又は滑りリングを配置して形成されていても宜 い。 この弁10は自動車のスリップ制御された油圧制動装置に使用するように規定 されている。つまり弁10は、冒頭で述べたドイツ国特許第3934771C1 号明細書の図1に図示された制動装置に適していて、マスタシリンダと車輪ブレ ーキシリンダとの間の制動導管における入口弁として配置することができる。そ の場合段付き孔28によって形成された圧力媒体入口はマスタシリンダに、圧力 媒体出口としての横方向孔 34は車輪制動シリンダに夫々接続されている。弁10は戻り導管によってバイ パス可能であり、該戻り導管は、車輪制動シリンダの側で制動導管から延びてマ スタシリンダの側で再び制動導管に開口している。戻り導管内には主要な部材と して出口弁が位置し、かつ流れ方向でみて該出口弁の後方に戻り搬送ポンプが位 置している。有利には弁10に対し並列状に第1のシート弁30を橋絡するため に、圧力媒体出口と圧力媒体入口との間に逆止弁58が配置されており、該逆止 弁58によって、マスタシリンダの放圧の際車輪制動シリンダからマスタシリン ダへの帰流が絞られないで行なわれる。 次に弁10の機能を前述の制動装置に基いて説明する。 自動車の運転者によってロックの危険のない制動が行なわれると、弁10は図 示の静止位置を占めている。つまり第1のシート弁30が開放され、同じ様に第 2の弁51も開放されている。マスタシリンダの作動によって形成された圧力は 、制動導管内の圧力媒体の部分量の移動によって車輪制動シリンダ内に圧力上昇 を発生させる。図2の矢印で明瞭に示されているように、移動した圧力媒体は段 付き孔28からきて弁座29内に入り込み、かつ閉鎖部材24の周りを流れて第 1部分流として、弁座29から中空円錐状の圧力媒体流束として出て行く。この 圧力媒体流束は弁部分チャ ンバ43内に大きな堰止め圧を発生させない。それは、弁部分チャンバ43が第 1の圧力媒体通路45、開放された第2の弁51及び第2の圧力媒体通路48を 通って圧力媒体出口に接続されているからである。堰止め室として機能する弁部 分チャンバ43内に入り込んだ圧力媒体は、ほぼ流れ方向を変えながら第2の部 分流として半径方向ギャップ39から出て行き、かつ軸方向ギャップ40及び弁 チャンバ35を通って圧力媒体出口に到達する。マスタシリンダによって行われ る放圧の際には圧力媒体は、軸方向ギャップ40及びマスタシリンダに向かって 開放された第1のシート弁30並びに弁10に対し並列に配置された逆止弁58 を通って、逆向きの流路を採るようになっている。 ロックの危険のある制動の場合には弁10は、磁石コイル17の励磁によって 作業位置に切り換えられ、この作業位置で戻しばね31及び55の力に抗して磁 石可動子21及び弁突き棒22が移動させられることによって、第1のシート弁 30及び第2の弁51が閉鎖位置に移動させられる。その際第2の弁51は第1 の圧力媒体通路45と第2の制御チャンバ49との間の接続を遮断する一方で、 第1の圧力媒体通路45と第1の制御チャンバ46との間の接続は損われないで 維持される。同時に戻し導管内の出口弁(ドイツ国特許第3934771C1号 明細書の図1参照のこと)が貫通位置に切り換えられて、戻し搬送ポンプの運転 が開始される。圧力媒体の部分量を車輪制動シリンダから取出しかつマスタシリ ンダへ戻し搬送することによって、車輪ブレーキ側の圧力が減圧されてロックの 危険が回避される。圧力の減圧に続く、車輪制動シリンダ内の圧力を保持するた めの段階で、弁10は作業位置に留まっている一方で、戻り導管内の出口弁は閉 鎖位置に切り換えられる。 車輪制動シリンダ内の圧力を増圧させるために、出口弁は閉鎖位置に留まって いるのに対し、弁10はもはや励磁されない。このため磁石可動子21は、流体 の力と両戻しばね31及び55との作用に基いて制御チャンバ46の方向に移動 させられるようになり、その結果閉鎖部材24が弁座29から離れるようになっ て、第1のシート弁30が開放されるが、第2の弁51は閉じたままになってい る。車輪制動シリンダ内の圧力の減圧に基いて第1のシート弁30の入口側と出 口側との間に圧力落差が発生する。出口側の低い方の圧力は、第2の圧力媒体通 路48を通って第2制御チャンバ49に達する。磁石可動子21の開放運動の間 付加的に、マスタシリンダ側から後流する圧力媒体によって惹き起される弁部分 チャンバ43内の堰止め圧は、第1の圧力媒体通路45を通って閉鎖部材から離 れた制御チャンバ46内に到達するが、第2の制御チャンバ49には到達しない 。それは、第2の弁51が第2の制御チャンバ49と第1の圧力媒体通路45と の間の接続を遮断しているからである。このため磁石可動子21の戻りストロー クの大部分の間閉じている第2の弁51は、閉鎖部材から離れた第1の制御チャ ンバ46と、閉鎖部材に近い第2の制御チャンバ49との間で圧力平衡が行われ るのを阻止する。従って圧力平衡されていない磁石可動子21は、戻しばね31 及び55とは反対方向の力を受け、この力によって弁突き棒22が、第1のシー ト弁30の閉鎖位置と開放位置との間の位置を占めることができるようになって いる。これによって発生する、第1のシート弁30の貫流横断面の減少によって 、車輪制動シリンダの緩慢な圧力上昇を伴った、圧力媒体流れの絞りをもたらす ことができる。圧力落差が充分ある場合には弁10が貫流量を充分に一定な値に 制御する。それは、より高い差圧により第1のシート弁30において貫流横断面 積の減少をもたらすより高い堰止め圧が形成され、またその逆であるからである 。圧力落差の減少と共に弁部分チャンバ43内の堰止め圧も減少する。戻しばね 31及び55は磁石可動子21を静止位置に戻し、該静止位置で第2の弁51が 開放位置を占める。弁10は、ストッパ56に支持された弁突き棒22で第1の シート弁30において全貫流横断面積を次の普通のブレーキ作用のために解放す る。しかし第1のシート弁30の貫流横断面積が小さい場合にマスタシリンダの 放圧によって遮断される制動作用が、圧力媒体が遅延 することなしに車輪制動シリンダから逆止弁58を通って流出しうるようになっ ている。 小さな圧力落差の方向での弁10の感受性は、図3に図示された、案内部体3 8を備えている第1のシート弁30の変化態様によってこれを向上させることが できる。この構成の場合には弁本体27は、弁突き棒22の方に向いたピン状の 付加部27′を有している。この付加部27′が弁座29を有している。案内部 体38は、閉鎖部材24を超えて軸方向に延びており、かつ付加部27′を、第 2の半径方向ギャップ39′を形成し乍ら取り囲んでいる。この変化態様の場合 にも第1の半径方向ギャップ39と軸方向ギャップ40は同じ様に存在している 。第2の半径方向ギャップ39′によって、前述の第1実施例に比較して弁部分 チャンバ43内の堰止め圧を大きくすることができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 シュツツトガ 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】 的に、第1のシート弁(30)の貫流横断面積の減少が 行われうるようになっている。この弁(10)は特に自 動車のスリップコントロールされた油圧制動装置に使用 可能である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.電磁的に作動する弁、殊に自動車のスリップコントロールされた油圧制動装 置のための電磁的に作動する弁であって、該弁が次のような特徴、つまり (ア) 磁石可動子(21)が長手方向に移動可能に弁ドーム(14)内に受 容されており、 (イ) 前記弁ドーム(14)が磁石コイル(17)によって取り囲まれてお り、 (ウ) 前記磁石可動子(21)には、第1のシート弁(30)の、該可動子 (21)とは反対の側に固定された閉鎖部材(24)を備えている弁突き棒(2 2)が配属されており、 (エ) 前記弁(10)のケーシング(11)内には、第1のシート弁(30 )の圧力媒体入口としての弁座(29)を備えた弁本体(27)が配置されてお り、 (オ) 前記磁石コイル(17)が励磁されていない場合には、前記閉鎖部材 (24)が第1の戻しばね(31)のばね力によって弁座(29)から持ち上げ られており、 (カ) 前記第1のシート弁(30)が、前記弁(10)の圧力媒体出口に接 続されている弁チャンバ(35)内に位置し、 (キ) 前記弁チャンバ(35)が堰止め室として 機能する弁部分チャンバ(43)を有し、該弁部分チャンバ(43)から第1の 圧力媒体通路(45)が、前記磁石可動子(21)の、閉鎖部材から離れた側に 位置する第1の制御チャンバ(46)に延びており、 (ク) 前記弁チャンバ(35)から第2の圧力媒体通路(48)が、前記磁 石可動子(21)の、閉鎖部材に近い側に延びており、 (ケ) 前記弁部分チャンバ(43)内に形成された圧力が、前記制御チャン バ(46)内に、戻しばね(31)の力に抗して前記磁石可動子(21)上に作 用する力を発生させることができ、該力に基いて前記シート弁(30)が、静止 位置とは異なる、部分的に閉じた位置を占めることができるようになっていると いう特徴を有している形式のものにおいて、該弁が別の特徴、つまり (コ) 前記磁石可動子(21)が、閉鎖部材から離れた端面(47)によっ て前記第1の制御チャンバ(46)を、また閉鎖部材に近い端面(50)によっ て、第2の圧力媒体通路(48)に接続された第2の制御チャンバ(49)を、 夫々制限しており、 (サ) 前記第1の圧力媒体通路(45)と第2の制御チャンバ(49)との 接続を切換えるた めの第2の弁(51)が設けられており、 (シ) 前記第2の弁(51)が前記磁石可動子(21)の静止位置において 前記第1の圧力媒体通路(45)と前記第2の制御チャンバ(49)との接続を 解放し、前記磁石可動子(21)が静止位置から長手方向に移動した場合には第 2の弁(51)が前記接続を閉じうるようになっている という特徴を有している、電磁的に作動する弁、殊にスリップ制御された自動 車用油圧制動装置のための電磁的に作動する弁。 2.前記磁石可動子(21)と前記弁突き棒(22)とが、前記第1の圧力媒体 通路(45)によって同軸的に貫通されていて、静止位置では第2の戻しばね( 55)の力によって相互に分離された構造部分であり、第2の弁(51)を形成 するため該構造部分の内の一方が弁座(54)を有し、かつ他方が閉鎖部体とし て構成されていることを特徴とする、請求項1記載の弁。 3.前記磁石可動子(21)が前記第1の圧力媒体通路(45)の弁突き棒側の 開口部に対し同心的に配置された弁座(54)を有する一方で、前記弁突き棒( 22)の磁石可動子側の端面が、適合した閉鎖部体として形成されていることを 特徴とする、請求項2記載の弁。 4.静止位置において前記弁突き棒(22)が第1の戻しばね(31)の作用下 で弁ケーシング(11)のストッパ(56)に、かつ前記磁石可動子(21)が 第2の戻しばね(55)の作用に基き閉鎖部材から離れた端面(47)によって 弁ドーム(14)に、夫々支持されていることを特徴とする、請求項2記載の弁 。 5.前記磁石可動子(21)が外周側で前記弁ドーム(14)に対しシールされ ていることを特徴とする、請求項1記載の弁。 6.前記第1のシート弁(30)の閉鎖部材(24)が、少くとも弁座側で球形 又は円錐形に形成され、かつ弁突き棒(22)に対し同軸的に該弁突き棒(22 )に配置されたスリーブ状の案内部体(38)によって弁本体(27)の近くま で取り囲まれており、これによって、弁座(29)から出た圧力媒体流束が閉鎖 部材(24)と案内部体(38)との間のギャップ(39)内に流入し、かつ該 ギャップ(39)から、弁チャンバ(35)に対して遮蔽された、圧力媒体通路 (45)へ圧力媒体を導く接続部が延びていることを特徴とする、請求項1記載 の弁。 7.前記第1のシート弁(30)の弁座(29)が弁本体(27)のピン状の付 加部(27′)内に配置されており、該付加部(27′)が外周側で弁突き 棒(22)の案内部体(38)によって覆われていることを特徴とする、請求項 6記載の弁。
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