JPH09504393A - 流体回路内の圧力を制御するモジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、少なくとも１つの加圧流体発生装置（１１０）、少なくとも１つの低圧流体リザーバ（120）及び少なくとも１つの受圧装置（１３０）を包含する流体回路内の圧力を制御するモジュールであって、本体（１０）に形成した孔（４４）内を摺動する分配摺動弁（２６）の位置を制御する可動磁性コアプランジャ（１４）及び電気コイル（１２）を有するソレノイド弁と、孔（４４）に連通し加圧流体発生装置（110）に接続される供給通路（４２，６２）と、受圧装置（１３０）に接続される分配通路（８１）と、低圧流体リザーバ（１２０）に接続される圧力逃し通路（８３）とを包含するモジュールに関する。本発明によると、モジュールは、可動磁性コアプランジャ（１４）が分配摺動弁（２６）を駆動した時に発生装置（１１０）から来る加圧流体を供給通路（42，６２）へ給送する制御弁（４０）を包含する。

Description

【発明の詳細な説明】 流体回路内の圧力を制御するモジュール 本発明は、流体回路内の圧力を制御し調整する装置の分野にあり、特にこのよ うな装置に用いることができるモジュールに関する。 大部分の流体設備においては、制御信号に応答して受圧装置内の流体圧力を変 えるようにする必要がある。受圧装置は例えば流体シリンダアクチュエータ又は 流体モータから成っていてよく、制御信号は例えば機械的、流体的又は電気的で あってよい。 文献ＥＰ−Ａ−０,３６９,４１２及びＧＢ−Ａ−２,２１５,４１６は、受圧装 置を自動車のブレーキモータとし且つ制御信号を電気的とした、流体圧力を制御 するモジュールを記載している。 文献ＥＰ−Ａ−０,４５２,１７３は、加圧流体発生装置、低圧流体リザーバ及 び受圧装置を包含する流体回路内の圧力を制御するモジュールであって、本体に 形成した孔内を摺動する分配摺動弁の位置を制御する可動磁性コアプランジャ及 び電気コイルを有するソレノイド弁と、孔に連通し加圧流体発生装置に接続され る供給通路と、受圧装置に接続される分配通路と、低圧流体リザーバに接続され る圧力逃し通路とを包含し、摺動弁が、コイルによって発生される力に抵抗する 反 力を定める流体包囲空間を備え、分配通路が分配摺動弁によって供給通路又は圧 力逃し通路に選択的に連通されるようにしたモジュールを提案している。 このようなモジュールは、比例ソレノイド弁及び流体反動包囲空間を用いてい るため、制御モジュールのソレノイド弁の電力消費を相当低減することを可能に している。しかしながら、このモジュールは、例えばモジュールが大流量の高圧 流体を制御しなければならない大容量流体回路のような或る適用には不適当であ る。上述の適用例では、モジュールが多用車の流体ブレーキを制御するときにこ のような場合が生じる。 従って、本発明の目的は、電力消費をできるだけ少なくし、大流量の高圧流体 を供給することができ、作動を信頼性のあるものとし、しかも低コストで得られ るように設計を簡素化した、流体回路内の圧力を制御するモジュールを提案する ことにある。 本発明によると、この目的は、可動磁性コアプランジャが分配摺動弁を駆動し た時に発生装置から来る加圧流体を供給通路へ給送する制御弁を配設することに よって達成される。 本発明の他の目的、特徴及び利点は、１つの非限定的な実施例について添付図 面を参照して行う下記説明から明らかとなるであろう。 単一の図は、本発明による制御モジュールの実施例の概略断面図である。 図は、加圧流体発生装置１１０、低圧流体リザーバ１２０及び受圧装置１３０ を包含する流体回路内に配設されている総括的に符号１００で表した制御モジュ ールの概略断面を示している。 モジュール１００は、比例型ソレノイド弁のコイル１２が密封態様で固定され ている本体１０を包含する。この型式のソレノイド弁のコイルは、磁性コアプラ ンジャの僅かではない範囲の例えば２〜３ｍｍ程度の変位に関して所望の電流で 略一定の力を与えることができる基本的特徴を有することが知られている。この 特徴は、コイル１２を流れる電流を調整することによって必要な機能を果たすた めに、本発明では具合良く利用されている。 コイル１２は、ボール弁１８を開閉するためのプッシュロッド１６を装備した 可動磁性コアプランジャ14と相互作用し、このボール弁は休止時スプリング２０ の作用のもとで弁座２２に対して密接して通常閉止している。 ボール弁１８はまた、他方では、ボール弁１８に当接するロッド２８に当接し ている分配摺動弁２６を押す第２のスプリング２４によって、閉止位置へ押圧さ れている。従って、摺動弁２６はロッド２８に常時接触している。 コアプランジャ１４とプッシュロッド１６はさらにスプリング３０によってボ ール弁１８の開放方向へボ ール弁１８に向けて押圧されているので、プッシュロッド１６はボール弁１８に 常時接触している。 ボール弁１８は、その弁座２２に休止している時、プッシュロッド１６のまわ りに包囲空間３２を画成し、この包囲空間は、通路３４及び３６と総括的に符号 40で表した制御弁の室３８とから成る回路を介して加圧流体発生装置１１０に常 時連通している。 休止時でのスプリング２０の予応力は、弁座２２により限定されたボール弁１ ８の面に作用する発生装置１１０の最大圧力によって発生される力を付加した、 休止時でのスプリング３０の予応力よりも大きい。このようにして、発生装置１ １０により給送される圧力にかかわりなくボール弁１８が休止時に常に閉止され ることを保証している。 分配摺動弁２６は、通常使用される流体圧力調整装置に従って本体１０に形成 した室４２と受圧装置130とリザーバ１２０との間の連通を開閉するように設計 されている。これを行うため、摺動弁２６は本体１０の孔４４内を摺動し、孔４ ４内に３つの容積室を画成する２つの当接面４６及び４８を含み、これらの容積 室は摺動弁２６の両側の室５０及び５２と、２つの当接面間の室５４である。 容積室５０及び５２は通路５６を介して互いに、また低圧リザーバ１２０に常 時連通している。容積室54は摺動弁２６に軸線方向に形成した盲孔５８と受圧装 置１３０とに常時連通し、盲孔５８は、後述するようにコアプランジャ１４に作 用する力に抵抗する反力を生起する反動室を構成する。この盲孔は、本体１０に 当接するニードル６０によって実質的に密封態様で閉鎖されている。 室４２は通路６２を介して弁４０の第２の室６４に連通しており、この弁は、 第２の室６４を制御室６８から隔離するがこれら２つの室６４及び６８間に流量 絞り７０を有するピストン６６によって制御される。 室６８は、ロッド２８のまわりに配置されスプリング２０を備える空間７２に 連通しており、この空間は、ボール弁１８が開放された時に包囲空間３２に連通 でき、また本体１０の孔７６内に形成した室７４に連通している。 室７４は孔７６内を摺動するピストン７８によって画成され、このピストンは 、受圧装置１３０に接続されている通路８１と低圧リザーバ１２０に接続されて いる通路８３との間の連通を開閉するように、ボール８０を弁座８２に対して押 圧することができる。 上述した制御モジュールは次の態様で作動する。 休止時、すべての構成要素は図に示した位置を占め、圧力発生装置１１０によ って発生された圧力は、通路３６及び３４と室３８及び３２内にある。室３８内 では、この圧力がスプリング８６の作用を受けている制御弁４０の弁要素８４の 閉止を確実にしている。室32 内では、この圧力がボール弁１８を開放するには不十分であることがわかる。従 って、本体１０の上述した他のすべての容積室及び通路は低圧リザーバ１２０そ して受圧装置１３０の圧力にある。 コイル１２がそれを通って流れる十分な強さの電流を受けると、このコイルは コアプランジャ１４及びプッシュロッド１６そしてボール弁１８に作用する力を 発生する。この力がスプリング２０及び２４の予応力の合力を克服するに十分で ある時、ボール弁１８はその弁座２２を離れ、発生装置１１０からの圧力が空間 ７２及び室７４内に確立されてピストン７８を介して弁要素８０をその弁座８２ 上に閉止せしめるとともに、室６８内に確立されてピストン６６を変位せしめ弁 要素８４をもち上げる。 従って、室３８内の圧力は通路６２によって室４２に伝えられる。 他方、弁要素１８の開放移動はロッド２８によって摺動弁２６に伝えられてい る。ロッド２８は本体１０内を密封態様で摺動して、常にリザーバ１２０の低圧 力にある容積室５０と、発生装置１１０からの高圧力が流通する空間７２とを隔 離する。これらの力を中断させることのないようにするため、ロッド２８は有益 的には弁座２２の直径に等しい直径を与えられ得る。 弁１８の開放によりもたらされる摺動弁２６の変位の第１位相において、摺動 弁２６の当接面４８が変位 されて室４２と容積室５２との間の連通を遮断し、当接面４６が相応して変位さ れて容積室５４と通路８３との間の連通を遮断する。従って、受圧装置１３０に 常時接続されている容積室５４は、低圧リザーバ120に常時接続されている容積 室５０及び５２からこのようにして隔離されるのである。 第２位相において、コイル１２内の増加した電流は、摺動弁２６の追加の変位 を生じさせて当接面４８を変位せしめ、次に室４２を容積室５４そして受圧装置 １３０に連通させる。それから、受圧装置１３０内の圧力の上昇が起こり、同時 に反動室５８内の圧力が上昇して、この圧力が摺動弁２６の変位に抵抗する反力 を生起する。 第３作動位相において、コイル１２を流れる電流が低下した場合、摺動弁２６ に作用する力が減少する。摺動弁はこの時点ではスプリング２４により発揮され る力と室５８内の流体反作用とを受けているため、当接面４８が室４２と容積室 ５４との間の連通を遮断し、それから当接面４６が容積室５４と通路８３との間 の連通を開いて反動室５８内の圧力と同様に受圧室１３０内の圧力を逃がすよう に、摺動弁が変位されるのである。 従って、コイル１２を流れる電流を例えばチョッピングにより調整することに よって、摺動弁２６は、受圧装置１３０に流通する圧力を表す室５８内の圧力の 関数である位置をとることがわかる。このように、受圧装置１３０内の流体圧力 はコイル１２を流れる制御電流に追従できる。 また、本発明の制御モジュールは相当多い流量の流体を受圧装置１３０に向け て供給することを可能にしている。事実、コイル１２は摺動弁２６の位置そして 上述のように受圧装置１３０内の圧力を制御すると同時に、発生装置１１０から の圧力を空間７２及び室68内へ解放して弁４０の弁要素８４を制御し、この弁要 素が発生装置１１０からの圧力を室４２内へ解放している。 従って、制御弁４０は、圧力調整段として作用する摺動弁２６のための流量増 大段として作用しているのである。流量機能と圧力機能とのこのような分離は必 要な大流量を得ることを可能にしている。 対照的に、受圧装置１３０内に非常に高い圧力、すなわち発生装置１１０によ り得られた圧力に近い圧力が至ると、室６８及び６４内の圧力も互いに近づき、 それらの差はもはやスプリング８６の力を克服するには不十分となり得る。この ような場合、弁要素８４が再び閉じる。しかしながら、受圧装置１３０に向かう 流体の流量は、流量絞り７０を介して、発生装置110にこの時点で接続されてい る空間７２と、受圧装置１３０に接続されている室４２との間で可能となったま まである。 上述した作動位相において、ピストン７８が通路81内の弁座８２により限定さ れたボール８０の面積よりも大きい表面積を室７４に露出し、そして更にボール が高い圧力にさらされているので、弁８０は閉止したままである。 受圧装置１３０をもはや作動させる必要がない場合、コイル１２への電力供給 が遮断される。それから、コアプランジャ１４及びプッシュロッド１６がそれら の休止位置に戻り、スプリング２０及び２４の作用のもとで弁１８を閉止でき、 空間７２を圧力源１１０に対して隔離できる。また、摺動弁２６は図に示したそ の休止位置に再び戻る。 このようにして、受圧装置１３０に流通する圧力は、低圧リザーバ１２０に接 続されている通路８３に容積室５４を連通させることによって減少することがで きる。また、空間７２内の圧力も、この空間が室６８、絞り７０、室６４、通路 ６２、室４２、容積室５２及び通路５６を介してリザーバ１２０に連通している ために減少する。 摺動弁２６が上述した第２位相に一致する位置で動かなくなり又は“膠着”し たままとなったと仮定しても、受圧装置１３０内の残留圧力はそれでも排除する ことができる。 事実、この残留圧力は通路８１内に存在しており、弁座８２により限定された ボール８０の表面に発揮さ れる。この残留圧力は室４２、通路６２及び室６４内にも存在している。対照的 に、弁１８が閉止された時、この弁は発生装置１１０から来る圧力を空間７２内 に残しておくことができる。この圧力は室６８及び７４内にも存在している。摺 動弁２６が動かなくなっているとの仮定において、弁１８は上記に説明したよう にスプリング２０の予応力の選定のために閉止されている。 室６８及び６４は流量絞り７０を介して互いに連通しており、また室６８内の 圧力は室６４内の圧力よりも大きいので、流量絞り７０は室６８内の圧力を減少 させることができる。この圧力の減少は室７４内でも起こり、ピストン７８によ ってボール８０に加えられる力を減少させる結果となる。 その後、ボール８０がその弁座８２からもち上がって通路８１及び８３を連通 させ、その結果受圧装置１３０と低圧リザーバ１２０とを連通させる。受圧装置 １３０内の残留圧力がこのようにして排除されるのである。 このように、制御電流に比例する流体圧力を発生させる制御モジュールが実際 に製作されている。さらに、このモジュールは作動限界を有してはいない。事実 、休止位置すなわち制御電流の不在時においては、摺動弁２６は低圧リザーバ１ ２０からの圧力を単に受けているにすぎないことがわかる。従って、始動時にこ の 摺動弁が“膠着”する危険性が回避されるのである。モジュールは、一方の段で 圧力を制御するのに対し他方の段で流量を制御する２段設計のため、高圧力で大 流量の流体を供給することができる。状況にかかわりなく、コイル１２に電流が 流れない場合には、受圧装置１３０に圧力が伝えられることがないため、モジュ ールの作動は信頼性がある。最後に、摺動弁２６が精密な機械加工を必要とする 唯一の構成部品であるため、製造が比較的簡素化される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１つの加圧流体発生装置（１１０）、少なくとも１つの低圧流体 リザーバ（１２０）及び少なくとも１つの受圧装置（１３０）を包含する流体回 路内の圧力を制御するモジュールであって、本体(10)に形成した孔（４４）内を 摺動する分配摺動弁（２６）の位置を制御する可動磁性コアプランジャ（１４） 及び電気コイル（１２）を有するソレノイド弁と、孔（４４）に連通し加圧流体 発生装置（１１０）に接続される供給通路（４２，６２）と、受圧装置（１３０ ）に接続される分配通路（８１）と、低圧流体リザーバ（１２０）に接続される 圧力逃し通路（８３）とを包含するモジュールにおいて、可動磁性コアプランジ ャ（１４）が分配摺動弁（２６）を駆動した時に発生装置（１１０）から来る加 圧流体を供給通路(４２，62)へ給送する制御弁（４０）を包含せしめたことを特 徴とするモジュール。 ２ 請求項１記載の制御モジュールにおいて、制御弁が制御室（６８）と、供給 通路（４２，６２）に連通する第２の室（６４）とを含んでいることを特徴とす る制御モジュール。 ３ 請求項２記載の制御モジュールにおいて、制御室（６８）と第２の室（６４ ）がピストン（６６）によって画成されていることを特徴とする制御モジュール 。 ４ 請求項３記載の制御モジュールにおいて、可動磁 性コアプランジャ（１４）が、弁座（２２）と相互作用する弁（１８）を介して 分配摺動弁（２６）に作用し、弁（１８）が加圧流体発生装置（１１０）と制御 弁（４０）の制御室との間の連通を制御することを特徴とする制御モジュール。 ５ 請求項４記載の制御モジュールにおいて、弁（１８）が少なくとも１つのス プリング（２０）によって発揮される戻し力を受け、このスプリングの休止状態 での予応力が、弁座（２２）により限定された弁（１８）の面に対して発生装置 （１１０）からの加圧流体によって発揮される力よりも大きいことを特徴とする 制御モジュール。 ６ 請求項１記載の制御モジュールにおいて、弁座（８２）と相互作用しピスト ン（７８）によって制御される弁要素（８０）をさらに包含せしめたことを特徴 とする制御モジュール。 ７ 請求項６記載の制御モジュールにおいて、ピストン（７８）が制御弁（４０ ）の制御室（６８）に連通する室（７４）を画成していることを特徴とする制御 モジュール。 ８ 請求項３記載の制御モジュールにおいて、ピストンが制御室（６８）と第２ の室（６４）との間の流量絞り（７０）を含んでいることを特徴とする制御モジ ュール。 ９ 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の制御モジュールにおいて、摺動弁 （２６）が、本体（１０） に当接するニードル（６０）によって実質的に密封態様で閉鎖された反動室（５ ８）を含んでいることを特徴とする制御モジュール。