JPS62184284A - Hydraulic changeover valve - Google Patents

Hydraulic changeover valve

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JPS62184284A
JPS62184284A JP2438886A JP2438886A JPS62184284A JP S62184284 A JPS62184284 A JP S62184284A JP 2438886 A JP2438886 A JP 2438886A JP 2438886 A JP2438886 A JP 2438886A JP S62184284 A JPS62184284 A JP S62184284A
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光夫 稲垣
Kenji Takeda
憲司 武田
Hideaki Sasaya
笹谷 英顕
Yoshiyuki Hattori
義之 服部
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Soken Inc
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Abstract

PURPOSE:To achieve the enhancement in tresponsiveness by providing a piezoelectric element by which the pressure in an oil pressure chamber is increased or decreased, and a throttling means by which the pressure in the oil pressure chamber is made approximately equal to the pressure inside a high-pressure introducing chamber within a prescribed time. CONSTITUTION:When a high voltage is instantaneously applied on an electrostriction type actuator 17, a piston 20 displaces upward to reduce the volume of an oil pressure chamber 21. Accordingly, the pressure inside the oil pressure chamber 21 rises suddenly to displace a spool valve 13 upward. As a result, the communication between a high-pressure port 11 and a control port 12 is cut off, and the control port 12 is communicated with a low-pressure port 31. And in this case, since the operating oil inside the oil pressure chamber 21 flows into a high-pressure introducing chamber 32 side through a throttle 27a and a communicating passage 27, the inclined surface 132 of the spool valve soon comes to be seated on a stepped part 151.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は油圧切換弁に関するもので、例えば自動車のア
ンチスキッド制御装置のホイルシリンダ圧制御用アクチ
ュエータ内に設けられる油圧切換弁として用いて有効で
ある。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a hydraulic switching valve, and is effective for use as a hydraulic switching valve provided in an actuator for controlling wheel cylinder pressure of an anti-skid control device of an automobile, for example. be.

〔従来の技術および問題点〕[Conventional technology and problems]

従来、油圧回路中に設けられる油圧開閉弁としては、例
えば特開昭60−33158号公報に開示されているよ
うに、一般に電磁弁が用いられる。電磁弁はソレノイド
コイルに通電した時に発生する電磁力によって弁体を吸
引し、弁体を弁座に対して接離させることにより流路の
開閉を行なう。ところが電磁弁は、ソレノイドコイルの
インダクタンスの影響のために、通電してから弁体が作
動するまで一定の時間を要し、応答性が充分ではない。
Conventionally, as a hydraulic on-off valve provided in a hydraulic circuit, a solenoid valve is generally used, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-33158. A solenoid valve attracts a valve body using electromagnetic force generated when a solenoid coil is energized, and opens and closes a flow path by moving the valve body toward and away from a valve seat. However, due to the influence of the inductance of the solenoid coil, solenoid valves require a certain amount of time from the time they are energized until the valve body operates, and their responsiveness is not sufficient.

またアンチスキッドに制御装置のように、高速な応答が
要求され、高圧が作用する中で流路を開閉する必要があ
る場合、大きな電磁力を発生させるためにソレノイドコ
イルを大型化しなければならない。
In addition, when a high-speed response is required, such as in an anti-skid control device, and it is necessary to open and close a flow path under high pressure, the solenoid coil must be enlarged to generate a large electromagnetic force.

一方、応答性の優れた電歪式アクチュエータを油圧開閉
弁の駆動源として用いることが考えられるが、この電歪
式アクチュエータを用いても通電時における弁開度は一
定であるため、アンチスキッド制御装置のように例えば
ブレーキペダルの踏力の大きさによって制御油圧が大幅
に変化するような場合には、油圧変化の特性が変わって
しまい制御の精度が低いという問題を有する。
On the other hand, it is conceivable to use an electrostrictive actuator with excellent responsiveness as a drive source for a hydraulic on-off valve, but even if this electrostrictive actuator is used, the valve opening degree is constant when energized, so anti-skid control For example, in a device where the control oil pressure changes significantly depending on the magnitude of the depression force on the brake pedal, there is a problem in that the characteristics of the oil pressure change change and the control accuracy is low.

本発明は、小型であって応答性が良く、がっ、制御油圧
が変化しても安定した特性を発揮できる油圧開閉弁を提
供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a hydraulic on-off valve that is small in size, has good responsiveness, and can exhibit stable characteristics even when the control oil pressure changes.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

油圧切換弁の外形を形成するハウジングは、内部にシリ
ンダ部を有する。このハウジングには、油圧源から前記
シリンダ部内に圧油を導くための高圧ポート、前記シリ
ンダ部内と油圧消費部とを連通ずる制御ポート及び前記
シリンダ部内と油溜め部とを連通ずる低圧ポートを形成
する。前記シリンダ部内には、前記高圧ポートと前記制
御ポートとの間に第1弁座部が形成され、前記制御ポー
トと前記低圧ポートとの間には第2弁座部が形成される
。前記シリンダ部内にはスプールバルブが摺動自在に配
される。このスプールバルブの一端側には前記高圧ポー
トに連通ずる高圧導入室が形成され、他端側には圧力変
動可能な油圧室が形成される。この油圧室の圧力変動は
、印加電圧に応じて伸縮する圧電素子によって行われる
。前記油圧室内の圧力が増圧されると前記第1弁部が前
記第1弁座部に着座し、且つ前記第2弁部が前記第2弁
座部より開離するように前記スプールバルブが移動する
。また、前記油圧室内の圧力が減圧されると前記第1弁
部が前記第1弁座部より開離し、前記第2弁部が前記第
2弁座部に着座するように前記スプールバルブが移動す
る。以上を特徴とする油圧切換弁とした。
The housing that forms the outer shape of the hydraulic switching valve has a cylinder portion inside. The housing is formed with a high pressure port for guiding pressure oil from the hydraulic source into the cylinder section, a control port for communicating the inside of the cylinder section and the oil pressure consumption section, and a low pressure port for communicating the inside of the cylinder section and the oil reservoir section. do. A first valve seat is formed within the cylinder portion between the high pressure port and the control port, and a second valve seat is formed between the control port and the low pressure port. A spool valve is slidably disposed within the cylinder portion. A high pressure introduction chamber communicating with the high pressure port is formed at one end of the spool valve, and a hydraulic chamber whose pressure can be varied is formed at the other end. This pressure fluctuation in the hydraulic chamber is performed by a piezoelectric element that expands and contracts depending on the applied voltage. The spool valve is configured such that when the pressure in the hydraulic chamber is increased, the first valve portion seats on the first valve seat portion, and the second valve portion opens away from the second valve seat portion. Moving. Further, when the pressure in the hydraulic chamber is reduced, the spool valve moves so that the first valve part opens from the first valve seat part and the second valve part seats on the second valve seat part. do. This hydraulic switching valve has the above characteristics.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の一実施例に係る油圧開閉弁を示す断面
図である。この図において、ノ1ウジング10は高圧源
(省図示)に連通ずる高圧ポート11と油圧消費源(省
図示)に連通ずる制御ポート12と、油溜め部(省図示
)に連通ずる低圧ポート31を有する。これらの高圧ポ
ート11と制御ポート12、制御ポート12と低圧ポー
1−31はスプールバルブ13により連通もしくは遮断
される。
FIG. 1 is a sectional view showing a hydraulic on-off valve according to an embodiment of the present invention. In this figure, the housing 10 has a high pressure port 11 that communicates with a high pressure source (not shown), a control port 12 that communicates with an oil pressure consumption source (not shown), and a low pressure port 31 that communicates with an oil reservoir (not shown). has. The high pressure port 11 and the control port 12, and the control port 12 and the low pressure ports 1-31 are communicated with each other or are blocked by a spool valve 13.

ハウジング10内には、ピストンシリンダ14と、この
ピストンシリンダ14に連通し、ピストンシリンダ14
の約174の内径を有するスプールシリンダ15とが形
成される。ピストンシリンダ14の端部すなわち開口部
はカバー16により閉塞される。圧電素子を多数積層し
て成る電歪式アクチュエータ17は、一端がカバー16
に固定されてピストンシリンダ14内に収容され、印加
電圧に応じて図中矢印Tに沿って伸縮する。電歪式アク
チュエータ17に電圧を印加するため、す−ド線18.
19がカバー16を貫通して設けられる。ピストン20
は電歪式アクチュエータ17のスプールシリンダ15側
の端部に固定され、ピストンシリンダ14内のスプール
シリンダ15側に油圧室21を形成する。油圧室21内
には、ピストン20を電歪式アクチュエータ17側に付
勢するベルビルスプリング22が設けられる。ピストン
20の外周面はピストンシリンダ14の壁面に摺動自在
に支持され、0リング23によりシールされる。しかし
てピストン20は電歪式アクチュエータ17の伸縮に応
じて変位し、油圧室21を膨張収縮させる。
A piston cylinder 14 is disposed within the housing 10 and is connected to the piston cylinder 14 .
A spool cylinder 15 is formed having an inner diameter of approximately 174 mm. The end or opening of the piston cylinder 14 is closed by a cover 16. An electrostrictive actuator 17 formed by laminating a large number of piezoelectric elements has one end connected to a cover 16.
The piston cylinder 14 is fixedly fixed to the piston cylinder 14, and expands and contracts along the arrow T in the figure depending on the applied voltage. In order to apply a voltage to the electrostrictive actuator 17, the wire 18.
19 is provided passing through the cover 16. piston 20
is fixed to the end of the electrostrictive actuator 17 on the spool cylinder 15 side, and forms a hydraulic chamber 21 on the spool cylinder 15 side within the piston cylinder 14 . A Belleville spring 22 is provided in the hydraulic chamber 21 to bias the piston 20 toward the electrostrictive actuator 17 . The outer peripheral surface of the piston 20 is slidably supported on the wall surface of the piston cylinder 14 and sealed by an O-ring 23. Thus, the piston 20 is displaced in accordance with the expansion and contraction of the electrostrictive actuator 17, causing the hydraulic chamber 21 to expand and contract.

前記スプールシリンダ15の端部にはキャップ24が配
され、このキャップ24は内部に高圧導入室32を形成
し、さらにこの高圧導入室32と図示しない油圧源と連
通ずる高圧ポート11を有している。前記スプールバル
ブ13は前記スプールシリンダ15内を摺動自在に配さ
れており、一端が前記油圧室21に、他端が前記高圧導
入室32にそれぞれ対面している。
A cap 24 is arranged at the end of the spool cylinder 15, and this cap 24 forms a high pressure introduction chamber 32 inside, and further has a high pressure port 11 that communicates with this high pressure introduction chamber 32 and a hydraulic power source (not shown). There is. The spool valve 13 is slidably disposed within the spool cylinder 15, with one end facing the hydraulic chamber 21 and the other end facing the high pressure introduction chamber 32.

前記スプールシリンダ15の図中上方部には、他の部分
より径が大きくなった中径部15aと、この中径部15
aよりさらに径が大きくなった大径部15bが形成され
ている。そして、前記中径部15aに対向する位置に前
記低圧ボー1−31が開口し、前記大径部15bに対向
する位置に前記制御ボート31が開口している。
In the upper part of the spool cylinder 15 in the drawing, there is a medium diameter part 15a having a larger diameter than other parts, and this middle diameter part 15.
A large diameter portion 15b is formed which has a larger diameter than a. The low pressure boat 1-31 opens at a position facing the medium diameter portion 15a, and the control boat 31 opens at a position facing the large diameter portion 15b.

前記スプールバルブ13の図中上方部には、他の部位よ
りも径が大きくなった膨出部13aが形成されており、
この膨出部13aは前記大径部15b内に位置している
。そして、この膨出部13aの一斜面131は前記キャ
ップ24の肩部24aに当接・開離することにより、前
記高圧ポート11と制御ボート12とを連通・遮断し、
他科面132は前記大径部15bと中径部15aとの間
の段部151に当接・開離することにより制御ボート1
2と低圧ボート31とを連通・遮断する。
A bulging portion 13a having a larger diameter than other portions is formed in the upper part of the spool valve 13 in the figure.
This bulging portion 13a is located within the large diameter portion 15b. One slope 131 of this bulging portion 13a contacts and separates from the shoulder portion 24a of the cap 24, thereby communicating and blocking the high pressure port 11 and the control boat 12,
The control boat 1
2 and the low pressure boat 31 are communicated and cut off.

すなわち、前記膨出部13aの一斜面131が第1弁体
、前記肩部24aが第1弁座の作用をなし、前記膨出部
13aの他科面132が第2弁体、前記段部151が第
2弁座部の作用をなしている。
That is, one slope 131 of the bulging portion 13a functions as a first valve body, the shoulder portion 24a functions as a first valve seat, and the other surface 132 of the bulging portion 13a functions as a second valve body, and the shoulder portion 24a functions as a first valve seat. 151 functions as a second valve seat.

以下、−斜面131と肩部24aとを第1弁、他科面1
32と段部151とを第2弁と呼ぶ。
Hereinafter, - the slope 131 and the shoulder 24a will be referred to as the first valve and the other surface 1.
32 and the stepped portion 151 are referred to as a second valve.

前記高圧導入室32内にはスプリング25が配されてお
り、前記スプールバルブ13を前記油圧室21側に向け
て付勢している。また、前記スプールバルブ13の中心
部には前記高圧導入室32と前記油圧室21とを連通ず
る連通路27が形成されており、この連通路27の前記
油圧室21側端には絞り27aが形成されている。
A spring 25 is disposed within the high pressure introduction chamber 32 and biases the spool valve 13 toward the hydraulic chamber 21 side. Further, a communication passage 27 is formed in the center of the spool valve 13 to communicate the high pressure introduction chamber 32 and the hydraulic pressure chamber 21, and a throttle 27a is formed at the end of the communication passage 27 on the hydraulic chamber 21 side. It is formed.

尚、本実施例では、前記スプールバルブ13の移動量を
約0.1 tm、前記圧電素子17の伸縮量を約40〜
50μ、前記ピストン2oの外径を5.5龍、前記肩部
24aの内径を5.2 mm、前記段部151の内径を
5.8+n、スプリング25の付勢力を500グラム、
絞り27aの径を0.3 mとしている。また、前記制
御ボート12は他のポートよりも内径が小さくなってお
り、本実施例では内径を0.51鳳としている。
In this embodiment, the amount of movement of the spool valve 13 is approximately 0.1 tm, and the amount of expansion and contraction of the piezoelectric element 17 is approximately 40 to 40 tm.
50 μ, the outer diameter of the piston 2o is 5.5 mm, the inner diameter of the shoulder portion 24a is 5.2 mm, the inner diameter of the stepped portion 151 is 5.8+n, the biasing force of the spring 25 is 500 g,
The diameter of the aperture 27a is 0.3 m. Further, the control boat 12 has a smaller inner diameter than the other ports, and in this embodiment, the inner diameter is 0.51 mm.

本実施例は次のように作用する。This embodiment operates as follows.

電歪式アクチュエータ17に電圧を印加しない時、スプ
ールバルブ13はスプリング25および油圧により図の
下方へ付勢されて前記第2弁は閉弁し、前記第1弁は開
弁する。すなわち、高圧ポート11と制御ボート12の
みが連通し、圧力源からの圧油が高圧ポート11から制
御ボート12を介し、油圧消費部に流れる。この状態に
おいて、スプールバルブ13を図中下方へ付勢する力は
、スプリング25の付勢力以外にスプールバルブ13を
下方へ付勢する力が作用する受圧面積とスプールバルブ
13を上方へ付勢する力が作用する受圧面積の差、すな
わち他科面132と段部151の当接面積SIIとスプ
ールシリンダ15内に挿嵌台されているスプールバルブ
の断面積S、との差に、高圧ボート11内の圧力P、と
低圧ポート31内の圧力PLとの差を乗じた大きさであ
る。しかしてスプールバルブ13の他科面132は段部
151への着座状態を維持する。
When no voltage is applied to the electrostrictive actuator 17, the spool valve 13 is urged downward in the figure by the spring 25 and oil pressure, so that the second valve closes and the first valve opens. That is, only the high pressure port 11 and the control boat 12 communicate with each other, and pressurized oil from the pressure source flows from the high pressure port 11 through the control boat 12 to the hydraulic pressure consumption section. In this state, the force that urges the spool valve 13 downward in the figure is due to the pressure receiving area on which the force that urges the spool valve 13 downward acts, in addition to the urging force of the spring 25, and the force that urges the spool valve 13 upward. The high-pressure boat 11 is affected by the difference in the pressure-receiving area on which the force acts, that is, the difference between the contact area SII between the surface 132 and the stepped portion 151 and the cross-sectional area S of the spool valve inserted into the spool cylinder 15. This is the size obtained by multiplying the difference between the pressure P inside the low pressure port 31 and the pressure PL inside the low pressure port 31. Thus, the outer surface 132 of the spool valve 13 maintains its seated state on the stepped portion 151.

ここで電歪式アクチュエータ17に瞬間的に高電圧を印
加すると、この電歪式アクチュエータ17の伸長により
ピストン20はベルビルスプリング22に抗して図中上
方へ変位して油圧室21の容積を減少させる。したがっ
て油圧室21内の圧力は急激に上昇し、第2図に示す様
にスプールバルブ13はスプリング25に抗して上方へ
変位する。この時、ピストン20の変位は微少であるが
、油圧室21よりもスプールシリンダ15の方が小さい
断面積を有することにより、スプールバルブ13は比較
的大きく上方へ変位して一斜面131が肩部24aに当
接すると共に、他科面132が段部151より離座する
。この結果、高圧ポート11と制御ボート12とは遮断
され、制御ポート12と低圧ポート31とが連通ずる。
When a high voltage is momentarily applied to the electrostrictive actuator 17, the piston 20 is displaced upward in the figure against the Belleville spring 22 due to the expansion of the electrostrictive actuator 17, and the volume of the hydraulic chamber 21 is reduced. let Therefore, the pressure within the hydraulic chamber 21 rises rapidly, and the spool valve 13 is displaced upward against the spring 25, as shown in FIG. At this time, the displacement of the piston 20 is minute, but since the spool cylinder 15 has a smaller cross-sectional area than the hydraulic chamber 21, the spool valve 13 is displaced relatively largely upwards, and one slope 131 becomes a shoulder. 24a, and the medical surface 132 is separated from the stepped portion 151. As a result, the high pressure port 11 and the control boat 12 are cut off, and the control port 12 and the low pressure port 31 are communicated with each other.

よって、油圧消費部内の圧力が制御ボート12から低圧
ポート31を介し、油溜め部へと流出する。またこの時
、油圧室21内の作動油は絞り27a及び連通路27を
通って高圧導入室32側へ流動する。しかして油圧室2
1内の圧力は徐々に低下し、スプールバルブ13は徐々
に下方へ変位して他科面132が段部151に着座する
Therefore, the pressure within the hydraulic pressure consumption section flows out from the control boat 12 to the oil sump section via the low pressure port 31. Further, at this time, the hydraulic oil in the hydraulic chamber 21 flows to the high pressure introduction chamber 32 side through the throttle 27a and the communication passage 27. However, hydraulic chamber 2
The pressure inside the spool valve 13 gradually decreases, the spool valve 13 gradually moves downward, and the medical surface 132 seats on the stepped portion 151.

このように、電歪式アクチュエータ17に瞬間的に電圧
を印加する(例えば500Vの電圧を矩形波として付与
する)ことにより、第1弁は一時的に閉弁し、第2弁は
一時的に開弁する。この時の第2弁の開弁の大きさおよ
び時間は、電歪式アクチュエータ17への印加電圧の大
きさおよび矩形波の周波数を変化させることにより制御
される。
In this way, by momentarily applying a voltage to the electrostrictive actuator 17 (for example, applying a voltage of 500 V as a square wave), the first valve is temporarily closed, and the second valve is temporarily closed. Open the valve. The magnitude and time of opening of the second valve at this time are controlled by changing the magnitude of the voltage applied to the electrostrictive actuator 17 and the frequency of the rectangular wave.

尚、第1弁が閉弁し第2弁が開弁じ、制御ポート12が
低圧ポート31に連通している状態において、スプール
13に作用する荷重Fdは、第1図中上方向に十符号を
とって Fd=−fsp+ (PHPL)(SCSa) ・・・
(i)fspニスプリング14の付勢力 PH:高圧ポート11内の圧力 PL :低圧ボート31内の圧力 S^ :斜面132と肩部24aの当接面積Sc ニス
プールバルブ13の膜面積 で表される。本実施例ではp、>p、 、s、>sAで
あるから、Pd=(PニーP t、)(Sc−Sa) 
> 0となり、またP d > f srであるからス
プール13の位置が安定する。
In addition, when the first valve is closed, the second valve is open, and the control port 12 is in communication with the low pressure port 31, the load Fd acting on the spool 13 is as indicated by the plus sign upward in FIG. Take Fd=-fsp+ (PHPL) (SCSa)...
(i) Biasing force PH of the fsp spring 14: Pressure PL in the high pressure port 11: Pressure S in the low pressure boat 31: Contact area Sc between the slope 132 and shoulder 24a Represented by the membrane area of the Nispool valve 13 Ru. In this example, p,>p, ,s,>sA, so Pd=(PneePt,)(Sc-Sa)
> 0, and since P d > f sr, the position of the spool 13 is stabilized.

次に、圧電素子17に印加した高電圧を短絡するか、ま
たは逆電圧を印加すると、圧電素子17は瞬時に縮小し
、油圧室21の容積が増大して、油圧室21内の圧力が
減少する。その結果、スプールバルブ13は第3図に示
す様に図中下方に移動し、−斜面131が肩部24aよ
り離座すると共に他科面132が段部151に着座する
。すなわち、高圧ポート11と制御ボート12とが連通
し、油圧源からの圧油が高圧ポートから制御ボート12
を経て、油圧消費部に送りこまれる。
Next, when the high voltage applied to the piezoelectric element 17 is short-circuited or a reverse voltage is applied, the piezoelectric element 17 instantly contracts, the volume of the hydraulic chamber 21 increases, and the pressure inside the hydraulic chamber 21 decreases. do. As a result, the spool valve 13 moves downward in the figure as shown in FIG. That is, the high pressure port 11 and the control boat 12 communicate with each other, and pressurized oil from the hydraulic source flows from the high pressure port to the control boat 12.
After that, it is sent to the hydraulic pressure consumption part.

この時、スプールバルブ13に作用する荷重Fuは、第
1図中下方向に十符号をとって、Fu= fsP+ (
PH−Pt )(Ss −3c ) ・(2)となる。
At this time, the load Fu acting on the spool valve 13 is expressed as Fu= fsP+ (
PH-Pt)(Ss-3c) (2).

但し、S!lは他科面132と段部151との当接面積
である。本実施例ではsl>se、P、>PLであるか
らFu>Qとなり、スプールバルブ13の位置が安定す
る。
However, S! l is the contact area between the surface 132 and the stepped portion 151. In this embodiment, since sl>se, P, and>PL, Fu>Q, and the position of the spool valve 13 is stabilized.

高圧ポート11と制御ポート12とが連通している増圧
状態から、制御ポート12と低圧ポート31とが連通し
ている減圧状態への切換りは、前述のごとく、圧電素子
17への高電圧の印加により行なう。この時の圧電素子
17の伸張は極めて高速に作用するため、油圧室21内
の作動油は、絞り27a、連通路27を介して高圧導入
室32側への流出が間に合わず、油圧室21内に急激な
圧力上昇が発生する。この時スプールバルブ13に作用
する下方向荷重Fu’は、圧力上昇をΔPUとして Fu ’ =fsp+ (Po −Pt )(Sll 
Se )−ΔPu−3t        ・・・(3)
となるが、ΔPuの上昇が極めて大であることからFu
’<Qとなってスプールバルブ13は上方向に移動する
。この時の移動量は、−斜面131が肩部24aに当接
しないとすれば、はぼピストン20の断面積SDとスプ
ールバルブ13の断面積S、の比の2乗に、圧電素子1
7の伸張量βを乗じた値となる。本実施例では、約0.
7 mmとなり、実際のスプールバルブの変位量0.2
鶴と較べて十分大きく設定されていることから、−斜面
131は容易に肩部24aに当接する。そして、他科面
132が段部151より離座し、制御ポート12と低圧
ポート31が連通して、制御ポート12内の圧力P、が
低圧ポート内の圧力PLと略等しくなる。この時、スプ
ールバルブ13には前述の(i)式で示したFdの荷重
が図中上方向に作用し、着座が安定する。なお、油圧室
21内の圧力上昇分は絞り27a、連通路27を介して
高圧導入室32に流出し、再び油圧室21の圧力はP、
となる。
As described above, the switching from the increased pressure state in which the high pressure port 11 and the control port 12 are in communication to the reduced pressure state in which the control port 12 and the low pressure port 31 are in communication is achieved by applying a high voltage to the piezoelectric element 17. This is done by applying . Since the expansion of the piezoelectric element 17 at this time acts at extremely high speed, the hydraulic oil in the hydraulic chamber 21 cannot flow out to the high pressure introduction chamber 32 side via the throttle 27a and the communication path 27 in time, and A sudden pressure increase occurs. At this time, the downward load Fu' acting on the spool valve 13 is expressed as Fu' = fsp+ (Po - Pt) (Sll
Se)-ΔPu-3t...(3)
However, since the increase in ΔPu is extremely large, Fu
'<Q, and the spool valve 13 moves upward. The amount of movement at this time is approximately equal to the square of the ratio of the cross-sectional area SD of the piston 20 and the cross-sectional area S of the spool valve 13, assuming that the slope 131 does not come into contact with the shoulder 24a.
7 multiplied by the expansion amount β. In this example, approximately 0.
7 mm, the actual displacement of the spool valve is 0.2
Since the slope 131 is set sufficiently larger than that of the crane, the slope 131 easily comes into contact with the shoulder 24a. Then, the medical surface 132 is separated from the stepped portion 151, the control port 12 and the low pressure port 31 communicate with each other, and the pressure P in the control port 12 becomes approximately equal to the pressure PL in the low pressure port. At this time, the load Fd shown by the above-mentioned equation (i) acts on the spool valve 13 in the upward direction in the figure, and the seating becomes stable. Note that the pressure increase in the hydraulic chamber 21 flows out to the high pressure introduction chamber 32 via the throttle 27a and the communication passage 27, and the pressure in the hydraulic chamber 21 becomes P again.
becomes.

減圧から増圧への移行は、圧電素子の高電圧を短絡又は
逆電圧を印加することにより行なう。圧電素子が瞬時に
縮小し油室21内の圧力が急激に低下すると、スプール
バルブ13に作用する上方向荷重Fd’は圧力低下ΔP
dとして F d ’ =−fsF” (pニーPL )(sc 
−3A )−ΔPd−3c       ・・・(4)
となる。ここでΔPdが大きな値を示すためFd’くO
となりスプールバルブ13は下方向に移動し、第1弁は
開弁じ、第2弁は閉弁する。この時、油圧室21内圧力
は直ちに高圧ポート11内圧力P。
The transition from reduced pressure to increased pressure is performed by short-circuiting the high voltage of the piezoelectric element or by applying a reverse voltage. When the piezoelectric element instantaneously contracts and the pressure inside the oil chamber 21 drops rapidly, the upward load Fd' acting on the spool valve 13 becomes a pressure drop ΔP.
d as F d '=-fsF'' (p PL ) (sc
-3A)-ΔPd-3c...(4)
becomes. Here, since ΔPd shows a large value, Fd'
As a result, the spool valve 13 moves downward, the first valve opens, and the second valve closes. At this time, the pressure inside the hydraulic chamber 21 immediately becomes the pressure P inside the high pressure port 11.

に上昇し、前述の(2)式で示したFuの荷重が安定的
にスプールバルブ13に作用する。
The load of Fu shown by the above-mentioned equation (2) stably acts on the spool valve 13.

圧電素子10に対する高電圧の印加、短絡又は逆電圧の
印加は数100μsec程度と短く、スプールバルブ1
3の応答もl m s e c以下の極めて高速応答性
に優れた油圧切換弁を提供できる。
The application of high voltage, short circuit or reverse voltage to the piezoelectric element 10 is as short as several hundred microseconds, and the spool valve 1
The response of No. 3 can also provide a hydraulic switching valve that is excellent in extremely high-speed response of less than 1 m sec.

第4図に本発明による油圧切換弁を組み込んだ自動車用
アンチスキッド装置を示す。
FIG. 4 shows an anti-skid device for an automobile incorporating the hydraulic switching valve according to the present invention.

マスクシリンダ100の高圧は電磁弁500を経てホイ
ルシリンダ200に導かれるとともに、本実施例による
油圧切換弁1の高圧ポート11及び油圧ポンプ400の
吐出側に連結される。また本油圧切換弁1の制御ポート
12は油圧消費部であるホイルシリンダ200に、低圧
ポート31は油溜め部であるリザーバ300と油圧ポン
プ400の吸入側に結ばれている。
The high pressure of the mask cylinder 100 is guided to the foil cylinder 200 via the electromagnetic valve 500, and is connected to the high pressure port 11 of the hydraulic switching valve 1 and the discharge side of the hydraulic pump 400 according to this embodiment. Further, the control port 12 of the hydraulic switching valve 1 is connected to a foil cylinder 200 which is a hydraulic pressure consumption part, and the low pressure port 31 is connected to a reservoir 300 which is an oil sump part and a suction side of a hydraulic pump 400.

第4図に示したアンチスキッド装置は、ホイルシリンダ
油圧を適切に制御することにより車両の制動を良好に行
うもので、その詳細については述べないが、本油圧切換
弁の作動例に関して簡単に述べる。
The anti-skid device shown in Figure 4 performs good braking of the vehicle by appropriately controlling the wheel cylinder oil pressure.Although we will not discuss the details, we will briefly discuss an example of the operation of this hydraulic switching valve. .

第5図に示す通り、制動時のホイルシリンダ油圧の上昇
がある程度高くなると制御回路が電磁弁500を遮断す
るとともに、油圧ポンプ400が回転を開始する。それ
と同時に油圧切換弁1の圧電素子17には高圧電圧が印
加される。これにより、ホイルシリンダ油圧すなわち制
御ポート12内の油圧は低圧ポート151と連結するリ
ザーバに抜け、減圧が開始される。ホイルシリンダ油圧
が十分低下すると油圧切換弁1の圧電素子17は短絡さ
れ、油圧ポンプによりリザーバ300から汲み上げられ
た高圧油がホイルシリンダ200に専かれ増圧される。
As shown in FIG. 5, when the wheel cylinder oil pressure increases to a certain degree during braking, the control circuit shuts off the solenoid valve 500 and the hydraulic pump 400 starts rotating. At the same time, a high voltage is applied to the piezoelectric element 17 of the hydraulic switching valve 1. As a result, the wheel cylinder oil pressure, that is, the oil pressure in the control port 12, is discharged to the reservoir connected to the low pressure port 151, and pressure reduction is started. When the wheel cylinder oil pressure drops sufficiently, the piezoelectric element 17 of the oil pressure switching valve 1 is short-circuited, and the high pressure oil pumped up from the reservoir 300 by the hydraulic pump is exclusively applied to the wheel cylinder 200 and increased in pressure.

図示しない制御回路は、車輪の回転状態等の情報をもと
にホイルシリンダ油圧の増減を極めて高速かつきめ細く
行なうべく油圧切換弁1の圧電素子に高電圧の0N−O
FF命令として指令する。
A control circuit (not shown) applies a high voltage 0N-O to the piezoelectric element of the hydraulic pressure switching valve 1 in order to increase and decrease the wheel cylinder oil pressure extremely quickly and precisely based on information such as the rotational state of the wheels.
Command as an FF command.

次に本発明の第2実施例について説明する。第6図は第
2実施例を示す断面図である。本実施例では高圧ポート
11に連通ずる高圧導入室32を、スプールバルブ13
の側周部に形成し、スプールバルブ13の端部には高圧
ポート11内の圧力と略等しい圧力PH′が均圧ボー1
−11aを介して導入される均圧導入室321を形成し
ている。尚、スプールバルブ13の端部が均圧導入室3
21に対向する面積SA ′と、前記面積SAとは等し
くなっている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a sectional view showing the second embodiment. In this embodiment, the high pressure introduction chamber 32 communicating with the high pressure port 11 is connected to the spool valve 13.
A pressure PH' which is approximately equal to the pressure inside the high pressure port 11 is formed at the side circumference of the spool valve 13, and a pressure PH' which is approximately equal to the pressure inside the high pressure port 11 is formed at the end of the spool valve 13.
-11a, an equal pressure introduction chamber 321 is formed. Note that the end of the spool valve 13 is connected to the pressure equalization introduction chamber 3.
The area SA' facing 21 is equal to the area SA.

ここで、完全にpH’=P、とすれば、本実施例の作動
は前述の実施例と全く同一になるが、実際のアンチスキ
ッド制御装置に組み込んだ時、均圧ポート11aを脈動
の比較的少ない部位に連結させることにより、高圧ポー
トll内の圧力PHの脈動がかなり存在しても油圧切換
弁の作動を安定させる効果がある。すなわち、第1の実
施例による油圧切換弁において、高圧ポート11内に極
めて急激な油圧低下が発生した場合には、油圧室21内
が高圧導入室32内圧力より高くなって、スプールバル
ブ13が図中上方に上昇してしまい、誤作動を生ずる恐
れがあるが、第2の実施例では、均圧ポート11aに安
定した油圧PH′を導くことにしているため、前記高圧
PHの変動によるスプールバルブ13’の荷重変動は無
く油圧切換弁の誤作動は発生しないというメリ・7トが
ある。
Here, if pH' = P, the operation of this embodiment is exactly the same as that of the previous embodiment, but when incorporated into an actual anti-skid control device, the pressure equalization port 11a is used for comparison of pulsation. By connecting it to a location with few targets, there is an effect of stabilizing the operation of the hydraulic switching valve even if there is considerable pulsation of the pressure PH in the high pressure port 11. That is, in the hydraulic switching valve according to the first embodiment, when an extremely rapid drop in hydraulic pressure occurs in the high pressure port 11, the pressure in the hydraulic chamber 21 becomes higher than the pressure in the high pressure introduction chamber 32, and the spool valve 13 is closed. However, in the second embodiment, a stable hydraulic pressure PH' is introduced to the pressure equalizing port 11a, so that the spool pressure due to fluctuations in the high pressure PH is prevented. There are seven advantages in that there is no load variation on the valve 13' and no malfunction of the hydraulic switching valve occurs.

第7図に第2の実施例による油圧切換弁1′を組み込ん
だアンチスキッド装置を示す。
FIG. 7 shows an anti-skid device incorporating a hydraulic switching valve 1' according to a second embodiment.

本システムでは、マスクシリンダ100の油圧が油圧切
換弁1′の均圧ボート11aを介して均圧導入室321
内に導かれており、制御時にはこの均圧導入室321は
ホイルシリンダ200、油圧ポンプ400等からは分離
されるため、PH′の油圧変動はほとんど発生しない。
In this system, the oil pressure of the mask cylinder 100 is transferred to the pressure equalization introduction chamber 320 via the pressure equalization boat 11a of the hydraulic pressure switching valve 1'.
During control, this pressure equalization introduction chamber 321 is separated from the foil cylinder 200, hydraulic pump 400, etc., so that almost no hydraulic fluctuations in PH' occur.

高圧ボート11には油圧ポンプ400の吐出側が導かれ
、制御ボート12はホイルシリンダ200、低圧ボート
31は油圧ポンプ400の吸入側及びホイルシリンダ上
のリザーブタンク300に導かれている。
The discharge side of the hydraulic pump 400 is guided to the high pressure boat 11, the control boat 12 is guided to the foil cylinder 200, and the low pressure boat 31 is guided to the suction side of the hydraulic pump 400 and a reserve tank 300 on the foil cylinder.

又、油圧ポンプ400の吐出側から吸入側へは、マスク
シリンダ油圧によって制御されるバイパス弁が設けられ
、油圧ポンプ400の異常高圧上昇を防止している。
Further, a bypass valve controlled by the mask cylinder oil pressure is provided from the discharge side to the suction side of the hydraulic pump 400 to prevent an abnormally high pressure increase in the hydraulic pump 400.

このアンチスキッド装置の作動例を第8図に示す。同図
の作動例では、油圧切換弁1′の圧電素子に供給する高
電圧を一定周期τにとり、高電圧状態と短絡状態の時間
比率を変化させることによりホイルシリンダ油圧の増圧
・減圧を行い制御時の車輪のスキッドを回避している。
An example of the operation of this anti-skid device is shown in FIG. In the operation example shown in the figure, the high voltage supplied to the piezoelectric element of the hydraulic switching valve 1' is set at a constant period τ, and the wheel cylinder hydraulic pressure is increased or decreased by changing the time ratio between the high voltage state and the short circuit state. Avoiding wheel skid during control.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した様に本発明の油圧切換弁を用いれば、小型
であって且つ高応答性でもって油圧の切換えを行なうこ
とができる。特に、自動車用アンチスキッド装置などの
ように、高精度、高応答性が必要とされる装置に組み込
まれる場合には、上記必要性を充分に満足することがで
きる。
As explained above, by using the hydraulic switching valve of the present invention, hydraulic pressure can be switched in a small size and with high responsiveness. In particular, when the present invention is incorporated into a device that requires high precision and high responsiveness, such as an anti-skid device for automobiles, the above requirements can be fully satisfied.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は第1実施例を示す断面図、第2図及び第3図は
作動を説明する模式断面図、第4図は油圧回路図、第5
図は作動説明図、第6図は第2実施例を示す断面図、第
7図は油圧回路図、第8図は作動説明図である。 11・・・高圧ボート、12・・・制御ボート、13・
・・スプールバルブ、17・・・圧電素子、24a・・
・肩部(第1弁座部)、131・・・斜面部(第1弁部
)132・・・斜面部(第2弁部)、151・・・段部
(第2弁座部)。 代理人弁理士 岡  部   隆 第1図 第5図 第7図 第8図
Figure 1 is a sectional view showing the first embodiment, Figures 2 and 3 are schematic sectional views explaining the operation, Figure 4 is a hydraulic circuit diagram, and Figure 5 is a hydraulic circuit diagram.
6 is a sectional view showing the second embodiment, FIG. 7 is a hydraulic circuit diagram, and FIG. 8 is an explanatory diagram of operation. 11... High pressure boat, 12... Control boat, 13.
...Spool valve, 17...Piezoelectric element, 24a...
- Shoulder part (first valve seat part), 131... slope part (first valve part), 132... slope part (second valve part), 151... step part (second valve seat part). Representative Patent Attorney Takashi Okabe Figure 1 Figure 5 Figure 7 Figure 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (a)油圧切換弁の外形を形成し、内部にシリンダ部を
有するハウジングと、 (b)前記シリンダ部内に油圧源からの油圧を導くため
、前記ハウジングに形成された高圧ポートと、(c)前
記シリンダ部内と油圧消費部とを連通する制御ポートと
、 (d)前記シリンダ部内と油溜め部とを連通する低圧ポ
ートと、 (e)前記シリンダ部内であって、前記高圧ポートと前
記制御ポートとの間に形成される第1弁座部と、 (f)前記シリンダ部内であって、前記制御ポートと前
記低圧ポートとの間に形成される第2弁座部と、 (g)前記シリンダ部内を摺動自在に配され、一端側に
前記高圧ポートに連通する高圧導入室、他端側に油圧室
が形成されると共に、前記第1弁座部に着座する第1弁
座部及び前記第2弁座部に着座する第2弁部を有するス
プールバルブと、 (h)印加電圧に応じて伸縮し、この伸縮によって前記
油圧室の容積を減少、増大せしめ、もって前記油圧室内
の圧力を増圧、減圧せしめる圧電素子と、 (i)前記油圧室内の圧力を所定時間内に前記高圧導入
室内の圧力と略等しくする絞り手段とを備え、(j)前
記油圧室内の圧力が増圧されると、前記スプールバルブ
はこの増圧圧力を受けて前記第1弁部を前記第1弁座部
に着座させ、前記第2弁部を前記第2弁座部から開離さ
せる方向に移動し、(k)前記油圧室内の圧力が減圧さ
れると、前記スプールバルブは前記第1弁部を前記第1
弁座部から開離させ、前記第2弁部を前記第2弁座部に
着座させる方向に移動することを特徴とする油圧切換弁
[Scope of Claims] (a) A housing that forms the outer shape of a hydraulic switching valve and has a cylinder section inside; (b) A high pressure formed in the housing for guiding hydraulic pressure from a hydraulic source into the cylinder section. (c) a control port that communicates between the inside of the cylinder section and the oil pressure consumption section; (d) a low pressure port that communicates the inside of the cylinder section and the oil reservoir section; (e) a control port that communicates between the inside of the cylinder section and the oil reservoir section; (f) a second valve seat portion formed within the cylinder portion and between the control port and the low pressure port; (g) A first valve seat that is slidably disposed within the cylinder portion, has a high pressure introduction chamber communicating with the high pressure port at one end side, a hydraulic chamber at the other end side, and is seated on the first valve seat portion. a spool valve having a first valve seat portion and a second valve portion seated on the second valve seat portion; a piezoelectric element that increases or decreases the pressure in the hydraulic chamber; (i) a restricting means that makes the pressure in the hydraulic chamber substantially equal to the pressure in the high pressure introduction chamber within a predetermined time; (j) When the pressure of (k) When the pressure in the hydraulic chamber is reduced, the spool valve moves the first valve part away from the first valve part.
A hydraulic switching valve characterized by being moved in a direction in which the second valve part is moved away from the valve seat part and seated on the second valve seat part.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01165377U (en) * 1988-05-10 1989-11-20
US5417142A (en) * 1992-12-18 1995-05-23 Caterpillar Inc. Hydraulic amplifier
KR100751289B1 (en) 2006-07-11 2007-08-23 한국과학기술연구원 Valve for controlling fluid comprising piezoelectric actuator
JP4662606B2 (en) * 1999-05-18 2011-03-30 キャタピラー インコーポレイテッド Piezoelectric valve and fluid flow control method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01165377U (en) * 1988-05-10 1989-11-20
US5417142A (en) * 1992-12-18 1995-05-23 Caterpillar Inc. Hydraulic amplifier
JP4662606B2 (en) * 1999-05-18 2011-03-30 キャタピラー インコーポレイテッド Piezoelectric valve and fluid flow control method
KR100751289B1 (en) 2006-07-11 2007-08-23 한국과학기술연구원 Valve for controlling fluid comprising piezoelectric actuator

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