JPH04253206A - スプール式圧力制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスプール式圧力制御弁に
関する。

【０００２】

【従来技術】スプール式圧力制御弁のー形式として、本
出願人の出願に係る特願平２−１８２９３２号出願明細
書および図面に示されているように、軸方向に延びる内
孔を有するとともに軸方向に所定間隔を保持して位置し
同内孔に連通する高圧ポート、低圧ポートおよび制御圧
ポートを有するハウジングと、同ハウジングの前記内孔
内に液密的かつ軸方向へ摺動可能に嵌挿され軸方向の摺
動により前記制御圧ポートを前記低圧ポートと高圧ポー
トとに選択的に連通させるスプールと、同スプールのー
端側に位置し前記制御圧ポートの液圧の作用により同ス
プールを前記制御圧ポートと前記高圧ポートとの連通を
遮断する方向へ押圧する押圧力発生手段と、前記スプー
ルの他端側に位置しソレノイドへの励磁電流に比例した
駆動力を発生させて同スプールに対して前記押圧力に対
抗する制御力を付与する制御力付与手段と、前記スプー
ルを前記制御力付与手段の制御力に対抗する方向に付勢
するスプリングを備えてなるスプール式圧力制御弁があ
る。

【０００３】かかる形式のスプール式圧力制御弁におい
ては、非作動時スプールがスプリングの付勢力により設
定された復帰位置にあって制御圧ポートと高圧ポートと
の連通が遮断されているとともに、制御圧ポートと低圧
ポートとは連通している。かかる状態において制御力付
与手段のソレノイドへ通電されると、同制御力付与手段
はソレノイドへの励磁電流に比例した駆動力を発生して
スプールに対して押圧力発生手段からの押圧力およびス
プリングの付勢力に対抗する制御力を付与する。このた
め、スプールはソレノイドの励磁電流に比例した制御力
にて摺動し、制御圧ポートと低圧ポートとの連通を遮断
するとともに、制御圧ポートと高圧ポートとを連通する
。

【０００４】この結果、制御圧ポートに対して高圧ポー
ト側から高液圧が付与されるとともに、同液圧は押圧力
発生手段に付与されて同液圧に比例した押圧力が発生す
る。同押圧力は上記制御力とは対抗する作用力としてス
プールに付与され、スプールはこれらの制御力と押圧力
およびスプリングの付勢力とが釣り合った状態で停止し
て、制御圧ポート側の液圧を励磁電流に比例した所定の
圧力に制御する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、当該圧力
制御弁においては、制御圧ポートの増圧時には制御力付
与手段による制御力によりスプールをスプリングの付勢
力に対抗して軸方向へ摺動させるものであるからスプー
ルが一瞬摺動し過ぎる場合があり、この過度な摺動がス
プールに振動を発生させる原因となる。スプールに振動
が発生すると、制御圧ポート側の液圧が設定された値に
正確に制御し得なくなるおそれがある。従って、本発明
の目的は、かかる形式のスプール式圧力制御弁において
、スプールの軸方向への過度な摺動に起因するスプール
における振動の発生を防止することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、軸方向に延び
る内孔を有するとともに軸方向に所定間隔を保持して位
置し同内孔に連通する高圧ポート、低圧ポートおよび制
御圧ポートを有するハウジングと、同ハウジングの前記
内孔内に液密的かつ軸方向へ摺動可能に嵌挿され軸方向
の摺動により前記制御圧ポートを前記低圧ポートと高圧
ポートとに選択的に連通させるスプールと、同スプール
のー端側に位置し前記制御圧ポートの液圧の作用により
同スプールを前記制御圧ポートと前記高圧ポートとの連
通を遮断する方向へ押圧する押圧力発生手段と、前記ス
プールの他端側に位置しソレノイドへの励磁電流に比例
した駆動力を発生させて同スプールに対して前記押圧力
に対抗する制御力を付与する制御力付与手段と、前記ス
プールを前記制御力付与手段の制御力に対抗する方向に
付勢するスプリングを備えてなるスプール式圧力制御弁
であり、前記スプリングとして同スプリングの変位が大
となると弾性係数が大となる特性を有する非線形スプリ
ングを採用したことを特徴とするものである。

【０００７】

【発明の作用】かかる構成のスプール式圧力制御弁にお
いては、制御力付与手段の制御力によりスプールが軸方
向へ摺動し、先づ制御圧ポートと低圧ポートとの連通が
遮断されるとともに、スプールがさらに摺動すると制御
圧ポートが高圧ポートに連通して制御圧ポート側の液圧
が励磁電流に比例して制御される。この場合、スプール
の軸方向への摺動初期においてはスプリングの弾性係数
が小さいためスムーズに摺動し、その後の制御圧ポート
と高圧ポートとの連通直前での摺動時になるとスプリン
グの弾性係数が大となってスプールに対する付勢力を増
大させる。この結果、スプールの制御圧ポートと高圧ポ
ートとの連通直前までの摺動はスムーズで、その後スプ
ールの過度な摺動が防止される。

【０００８】

【発明の効果】従って、当該スプール式圧力制御弁にお
いては、同弁の作動時の応答性が良好であるとともに、
スプールにおける振動の発生がなくて制御圧ポート側の
液圧を設定された値に正確に制御することができる。

【０００９】

【実施例】以下本発明のー実施例を図面に基づいて説明
するに、図１には本発明に係るスプール式圧力制御弁１
０が示されている。当該圧力制御弁１０は自動車用液圧
ブレーキシステムに使用されるものであり、図３に示す
ようにブレーキシステムに組込まれる。当該ブレーキシ
ステムはマスタシリンダ２１およびチェンジバルブ２２
を経て各車輪のホイールシリンダ２３に至る液圧系統と
、アキュムレータ２４、本実施例に係る圧力制御弁１０
およびチェンジバルブ２２を経て各車輪のホルシリンダ
２３に至る液圧経路の２系統がある。なお、チェンジバ
ルブ２２および圧力制御弁１０は各ホイールシリンダ２
３に対してそれぞれ配設されているが各１個のみ図示す
る。アキュムレータ２４には液圧ポンプ２５にてリザー
バ２６のブレーキ液が常にー定の液圧範囲に貯溜されて
いて、同ブレーキ液は後述する圧力制御弁１０の高圧ポ
ート側に付与される。

【００１０】当該ブレーキシステムにおいてはブレーキ
ペダル２７の踏力が踏力センサ３１により検出されて、
検出信号がコントローラ３２に入力される。同コントロ
ーラ３２は踏力検出信号と加速度センサ３３から入力さ
れる加速度検出信号に基づき圧力制御弁１０に対する励
磁電流を算出し、同励磁電流の指令信号を駆動回路３４
に出力して圧力制御弁１０のソレノイドを励磁する。こ
れにより、ホイールシリンダ２３に対してはブレーキペ
ダル２７の踏力に応じたブレーキ液圧が付与され、各車
輪は的確に制動される。

【００１１】また、圧力制御弁１０等の液圧系統に異常
が発生した場合にはチェンジバルブ２２の切替作用によ
りマスタシリンダ２１からブレーキペダル２７の踏力に
応じたブレーキ液圧がホイールシリンダ２３に付与され
、上記液圧系統の異常を補償する。

【００１２】しかして、圧力制御弁１０は図１に示すよ
うにハウジング１１、スプール１２、押圧力発生手段１
０ａおよび制御力付与手段１０ｂにて構成されている。 押圧力発生手段１０ａは反力ピストン１３および圧縮ス
プリング１４にて構成されており、また制御力付与手段
１０ｂは作動ピストン１５、ソレノイド１６、ヨーク１
７および磁石１８にて構成されている。

【００１３】ハウジング１１は軸方向に延びる内孔１１
ａ、同内孔１１ａのー端にて同軸的に位置する押圧力発
生手段１０ａの収容孔１１ｂおよび同内孔１１ａの他端
側にて同軸的に位置する制御力付与手段１０ｂの収容室
１１ｃをを有するとともに、制御圧ポート１１ｄ、高圧
ポート１１ｅおよびー対の低圧ポート１１ｆ，１１ｇを
有している。これら各ポート１１ｄ〜１１ｇは内孔１１
ａに沿って軸方向に所定の間隔を保持して位置し、内孔
１１ａにそれぞれ開口している。また、収容孔１１ｂに
は分枝ポート１１ｈが開口し、かつ収容室１１ｃにはド
レンポート１１ｉが開口している。

【００１４】かかるハウジング１１においては、制御圧
ポート１１ｄがホイールシリンダ２３に接続され、高圧
ポート１１ｅがアキュムレータ２４に接続され、各低圧
ポート１１ｆ，１１ｇがリザーバ２６に接続されている
。また、分枝ポート１１ｈは制御圧ポート１１ｄに接続
され、かつドレンポート１１ｉはリザーバ２６に接続さ
れている。

【００１５】スプール１２は図１および図２に示すよう
に円柱状を呈し、その外周には第１，第２，第３環状溝
１２ａ，１２ｂ，１２ｃが形成されている。各環状溝１
２ａ〜１２ｃは内孔１１ａに沿って軸方向に所定間隔を
保持して位置している。また、スプール１２にはその軸
方向に各環状溝１２ａ〜１２ｃを連通する複数の連通孔
１２ｄが形成されており、そのー端には各連通孔１２ｄ
を閉鎖するプラグ１２ｅが嵌着されている。かかるスプ
ール１２はハウジング１１の内孔１１ａ内に液密的に嵌
挿されていて、軸方向へ摺動可能になっている。

【００１６】押圧力発生手段１０ａを構成する反力ピス
トン１３は収容孔１１ｂ内に摺動可能に嵌挿されていて
、圧縮スプリング１４によりスプール１２側へ付勢され
ている。収容孔１１ｂ内の反力ピストン１３のー端側に
は分枝ポート１１ｈが開口している。これにより、反力
ピストン１３は圧縮スプリング１４と分枝ポート１１ｈ
から付与される制御液圧とにより付勢されて、スプール
１２のー端に弾撥的に当接する。

【００１７】しかして、圧縮スプリング１４は図４に示
すようにコイル間隔Ｐ１，Ｐ２を異にする２種類のコイ
ル部１４ａ，１４ｂにて構成されていて、図５のグラフ
に示す非線形特性を備えている。すなわち、同スプリン
グ１４は変位の小さい場合には弾性係数が小さくて付勢
力も小さく、変位が大きくなると弾性係数が大きくなっ
て付勢力も大きくなる特性を有している。

【００１８】制御力付与手段１０ｂを構成するヨーク１
７は収容室１１ｃ内に嵌着されていて、軸方向の中間部
外周に環状の磁石１８が固着されている。作動ピストン
１５はかかるヨーク１７に同軸的に嵌挿されて軸方向へ
摺動可能になっており、そのー端がスプール１２の他端
に当接して同スプール１２を受承している。かかる作動
ピストン１５においては他端側筒部に環状のソレノイド
１６を備えていて、ソレノイド１６に対する非通電時に
は図１に示す後退端に位置している。

【００１９】かかる構成の圧力制御弁１０を備えたブレ
ーキシステムにおいては、ブレーキペダル２７が踏込み
操作されていない場合圧力制御弁１０は図１に示す状態
にある。すなわち、制御力付与手段１０ｂを構成するソ
レノイド１６は非通電状態にあって、作動ピストン１５
は後退端に位置している。この状態においては、スプー
ル１２の第１環状溝１２ａが制御圧ポート１１ｄに連通
しているとともに、第３環状溝１２ｃが低圧ポート１１
ｆに連通し、かつ第２環状溝１２ｂと高圧ポート１１ｅ
との連通は遮断されている。このため、制御圧ポート１
１ｄはリザーバ２６と連通していて、ホイールシリンダ
２３はリザーバ２６のブレーキ液圧と同じ大気圧になつ
ている。

【００２０】しかして、ブレーキペダル２７の踏込み操
作が開始されるとブレーキペダル２７に対する踏力に応
じた励磁電流がソレノイド１６に付与され、作動ピスト
ン１５が励磁電流に応じてー端側へ摺動する。これによ
り、スプール１２が圧縮スプリング１４に抗して摺動し
て第３環状溝１２ｃの低圧ポート１１ｆに対する連通を
遮断し、さらに摺動すると第２環状溝１２ｂを高圧ポー
ト１１ｇに連通するに至る。この間、第１環状溝１２ａ
は常に制御圧ポート１１ｄとの連通状態を保持している
。これにより、制御圧ポート１１ｄが高圧ポート１１ｅ
に連通して高い制御液圧がホイールシリンダ２３に付与
される。

【００２１】制御圧ポート１１ｄと高圧ポート１１ｅと
の連通により収容孔１１ｈの内圧も上昇し、同内圧が反
力ピストン１３を圧縮スプリング１４とともに付勢して
スプール１２を作動ピストン１５側へ押圧する。このた
め、スプール１２は作動ピストン１５の押圧力が反力ピ
ストン１３の押圧力に比較して大きい場合にはー端側へ
摺動するが、小さい場合には他端側へ摺動して制御圧ポ
ート１１ｄの高圧ポート１１ｅに対する連通を遮断する
とともに、さらに同方向へ摺動すると制御圧ポート１１
ｄを低圧ポート１１ｆと連通させる。従って、スプール
１２は最終的には作動ピストン１５と反力ピストン１３
との押圧力とがバランスした時点で停止し、制御圧ポー
ト１１ｄの液圧を励磁電流に応じて制御し、同制御液圧
をホイールシリンダ２３へ付与する。

【００２２】ところで、当該圧力制御弁１０においては
、スプール１２の軸方向の摺動初期には圧縮スプリング
１４の弾性係数が小さくてスプール１２に対する付勢力
が小く、その後の制御圧ポート１１ｄと高圧ポート１１
ｅとの連通直前での摺動時になると圧縮スプリング１４
の弾性係数が大となってスプール１２に対する付勢力を
増大させる。この結果、スプール１２の制御圧ポート１
１ｄと高圧ポート１１ｅとの連通直前までの摺動はスム
ーズで、その後のスプール１２の過度な摺動が防止され
る。従って、当該圧力制御弁１０においては作動時の応
答性が良好であるとともに、スプール１２における過度
の摺動に起因する振動の発生がなくて制御圧ポート１１
ｄ側の液圧を設定された値に正確に制御することができ
る。

【００２３】また、当該圧力制御弁１０においは図２に
拡大して示したように、ハウジング１１の制御圧ポート
１１ｄと低圧ポート１１ｆとの連通はスプール１２の第
１環状溝１２ａ、第３環状溝１２ｃおよび連通孔１２ｄ
によりなされ、かつ制御圧ポート１１ｄと高圧ポート１
１ｅとの連通は第１環状溝１２ａ、第２環状溝１２ｂお
よび連通孔１２ｄによりなされる。このため、スプール
１２には制御圧ポート１１ｄに常時連通するとともに低
圧ポート１１ｆまたは高圧ポート１１ｅのいずれかに連
通または同ポートに近接する軸方向に所定の長さを有す
る環状の連通路が不要になる。

【００２４】従って、各環状溝１２ａ〜１２ｃを軸方向
の長さの極めて短いもの、すなわち極めて小幅のものと
することができ、これにより圧力流体の環状溝における
軸方向に対する流入角度を図２の矢印で示すようにゼロ
またはゼロに近づけることができ、スプール１２の軸方
向に作用する流体力をゼロまたはこれに近づけることが
できる。このため、流体力に起因するスプール１２の振
動の発生を防止し得るとともに、圧力制御弁１０の特性
の安定性に影響する要因を解消することができて安定性
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のー実施例に係る圧力制御弁の断面図で
ある。

【図２】同圧力制御弁にて採用したスプールの部分拡大
断面図である。

【図３】同圧力制御弁を使用したブレーキシステムの系
統図である。

【図４】同圧力制御弁にて採用した圧縮スプリングの部
分拡大断面図である。

【図５】同圧縮スプリングの非線形特性を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１０…圧力制御弁、１０ａ…押圧力発生手段、１０ｂ…
制御力付与手段、１１…ハウジング、１１ａ…内孔、１
１ｄ…制御圧ポート、１１ｅ…高圧ポート、１１ｆ…低
圧ポート、１２…スプール、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…
環状溝、１３…反力ピストン、１４…圧縮スプリング、
１４ａ，１４ｂ…コイル部、１５…作動ピストン、１６
…ソレノイド、２１…マスタシリンダ、２２…チェンジ
バルブ、２３…ホイールシリンダ、２４…アキュムレー
タ、２７…ブレーキペダル、３２…コントローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向に延びる内孔を有するとともに軸方
   向に所定間隔を保持して位置し同内孔に連通する高圧ポ
   ート、低圧ポートおよび制御圧ポートを有するハウジン
   グと、同ハウジングの前記内孔内に液密的かつ軸方向へ
   摺動可能に嵌挿され軸方向の摺動により前記制御圧ポー
   トを前記低圧ポートと高圧ポートとに選択的に連通させ
   るスプールと、同スプールのー端側に位置し前記制御圧
   ポートの液圧の作用により同スプールを前記制御圧ポー
   トと前記高圧ポートとの連通を遮断する方向へ押圧する
   押圧力発生手段と、前記スプールの他端側に位置しソレ
   ノイドへの励磁電流に比例した駆動力を発生させて同ス
   プールに対して前記押圧力に対抗する制御力を付与する
   制御力付与手段と、前記スプールを前記制御力付与手段
   の制御力に対抗する方向に付勢するスプリングを備えて
   なるスプール式圧力制御弁であり、前記スプリングとし
   て同スプリングの変位が大となると弾性係数が大となる
   特性を有する非線形スプリングを採用したことを特徴と
   するスプール式圧力制御弁。