JPH09329267A - 電磁バルブおよびそれを使用したブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】一端流路を開いた以上は、電流がカットされた
状態になっても流路を開き続けることができる電磁弁を
提供する。 【解決手段】 本体４１と、この本体内に摺動自在に設
けたスプール４２と、同スプールを作動するソレノイド
４３とを備え、本体には、入力ポート４４と、出力ポー
ト４５とを形成し、前記ソレノイドが非通電の時には前
記入力ポートと出力ポートとを非連通状態とし、前記ソ
レノイドに通電することによりスプールが移動して前記
入力ポートと出力ポートとを連通する電磁バルブにおい
て、前記スプールには、前記入力ポートと出力ポートと
を連通、および、非連通とする状態を維持することがで
きる位置決め機構４９〜５１が設けられていることを特
徴とする電磁バルブである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両ブレーキ等にお
いて、急ブレーキ（急加圧時）をかけた時に発生する車
輪ロックを制御するブレーキ装置等に好適な電磁バルブ
（フェールセーフバルブ）およびそれを使用したブレー
キ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、制動時の操縦安定性を向上させ運
転者の運転操作を容易にすることを目的とした種々のア
ンチロック制御装置（ブレーキ装置）の開発が積極的に
進められている。こうしたアンチロック制御装置の中に
は、ブレーキキャリパ内に区画された液圧室内に調圧ピ
ストンを配置し、アンチロック制御時には遮断弁により
前記液圧室をマスタシリンダから遮断しておき、前記調
圧ピストンをカム機構によって進退させ、液圧室の容積
を制御しながらアンチロック制御を実現するようにした
ものがある。

【０００３】しかし、上記アンチロック制御装置におい
ては、アンチロック制御時に液圧室と液圧源とを遮断す
る弁（電磁弁）が失陥等によって作動不能になった時
に、最低条件として、マスタシリンダからの液圧を直接
液圧室に導入できる配管経路の対応がなされておらず、
安全上で問題が多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、液圧
室と液圧源（マスタシリンダ）とを遮断する弁（電磁
弁）が仮に失陥したとしても、最低条件として、マスタ
シリンダからの液圧を直接液圧室（アクチュエータ）に
導入できるようにした電磁バルブ（フェールセーフバル
ブ）を提供し、一段と安全性の高いブレーキ装置を実現
せんとするものである。本発明に係わる電磁バルブは、
液圧室と液圧源とを遮断する弁（電磁弁）が失陥したこ
とを検知して流路を開き、一端流路を開いた以上は、電
流がカットされた状態になっても流路を開き続けること
ができるものであり、これによって弁が失陥したとして
も、最低条件として、液圧源（マスタシリンダ）からの
液圧を直接液圧室（アクチュエータ）に導入できるよう
にしている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため本発明が採用し
た技術解決手段は、本体と、この本体内に摺動自在に設
けたスプールと、同スプールを作動するソレノイドとを
備え、本体には、入力ポートと、出力ポートとを形成
し、前記ソレノイドが非通電の時には前記入力ポートと
出力ポートとを非連通状態とし、前記ソレノイドに通電
することによりスプールが移動して前記入力ポートと出
力ポートとを連通する電磁バルブにおいて、前記スプー
ルには、前記入力ポートと出力ポートとを連通、およ
び、非連通とする状態を維持することができる位置決め
機構が設けられていることを特徴とする電磁バルブであ
り、

【０００６】ブレーキ装置のキャリパ内に形成したシリ
ンダと、同シリンダ内に配置された摺動自在のブレーキ
ピストンと、前記ピストンによってシリンダ内に区画さ
れた液圧室と、前記液圧室内に配置された調圧機構と、
前記液圧室とマスタシリンダとを連通する流路内に配置
されたカットバルブと、前記カットバルブと並列に設け
た配管中に配置した電磁バルブと、前記調圧機構を制御
する電子制御装置（ＥＣＵ）とを備えているブレーキ装
置において、前記電磁バルブは、ソレノイドに通電する
ことによりスプールが移動して前記入力ポートと出力ポ
ートとを連通するとともに、その連通状態が位置決め機
構により維持され続けるようにしたことを特徴とするブ
レーキ装置である。

【０００７】

【実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実施の形
態を説明する。図１は調圧機構をブレーキキャリパ内に
組み込んだ状態の本発明に係わる実施形態としてのブレ
ーキ装置の構成図、図２は図１中の調圧機構部分の拡大
断面図、図３は図２中のＡ−Ａ断面図、図４は電磁バル
ブの断面図である。

【０００８】図１において、１はマスターシリンダ、２
は常開型カットバルブ、３は調圧機構（詳細は後述す
る）、４はブレーキピストン、５は同ブレーキピストン
に設けたディスクパッド、６は調圧機構を駆動するモー
タ、７は電子制御装置（ＥＣＵ）、１０はブレーキキャ
リパ、１２はキャリパ内に区画された液圧室、３０は液
圧センサ、３１は警報器、３２はポテンショメータ、３
３はスピードセンサ、４０はカットバルブ２と並列に設
けた配管内に配置した常閉型電磁バルブであり、これら
によってブレーキシステムが構成されている。

【０００９】カットバルブ２は図１に示す如く、調圧機
構３を駆動するギヤ２４に設けたカム面２４ａと当接す
るシャフト２ａを備えており、ギヤ２４が回転すること
によりカム面２４ａによってシャフト２ａを図中左方に
押し出しカットバルブ２を閉じることができる構成とな
っている。なお、このバルブは電子制御装置からの指令
によって流路を閉じることができる電磁バルブを採用す
ることもできる。キャリパ１０内の液圧室１２内に配置
される調圧機構３は、図２、図３に示すようにキャリパ
１０に螺子１４によって固定されたカムケース１３、カ
ムケース１３内に回転自在に配置したカムシャフト１
５、カムシャフト１５に設けたカム２２ａ、２２ｂ、さ
らに同カム２２ａ、２２ｂにローラ２３ａ、２３ｂを介
して当接している調圧ピストン２０ａ、２０ｂ、カムシ
ャフト１５に固定したギヤ２４、ギヤ２４と噛み合うピ
ニオン２５、ピニオン２５を駆動するモータ６、カムケ
ース１３に被覆された可撓性のブーツ２６等から構成さ
れている。

【００１０】この調圧機構３ではモータ６によってカム
シャフト１５を図３中反時計方向に回転すると、カム２
２ａ、２２ｂによって調圧ピストン２０がカムケース１
３内に沈み込み、ブーツ２６が変形して液圧室１２内の
液圧を減圧できるようになっている。なお、ローラ２３
ａ、２３ｂは調圧ピストン２０に回転自在に設けられて
おり、このローラによってカム２２ａと調圧ピストン２
０との間の摩擦を少なくしている。

【００１１】電磁バルブ４０は、図４に示す如く、本体
４１と、この本体内に摺動自在に設けたスプール４２
と、同スプールを作動するソレノイド４３とを備えてお
り、本体には、液圧源（マスタシリンダ）と連通する入
力ポート４４と、アクチュエータ（ホイールシリンダ）
に連通する出力ポート４５が形成されている。ソレノイ
ド４３の中心部にはプッシュロッド４６が配置され、プ
ッシュロッド４６と本体４１との間にはプッシュロッド
４６を図中右方に付勢するスプリング４７が配置されて
おり、さらに、プッシュロッド４６に対向して前述のス
プール４２が本体内に摺動自在に配置されている。

【００１２】スプール４２には、入力ポート４４と出力
ポート４５とを断接する溝４８が形成されているととも
に、スプール４２を位置決めするための二つの切欠４
９、５０が形成されている。この切欠４９、５０はスプ
ール４２を非作動時状態に位置決めするための第１切欠
４９と、作動状態に位置決めする第２切欠５０であり、
各切欠４９、５０には本体４１側に設けたストッパ５１
が嵌合するようになっていて、これらの切欠４９、５０
とストッパ５１とによりスプールの位置決め機構を構成
している。なお、位置決め機構は切欠とストッパとの組
み合わせに限らず、同様の効果を奏する機構であればど
のような機構でも採用できる。

【００１３】電磁バルブ４０は、非作動時（失陥が発生
していない状態の時）には、図４に示すようにスプリン
グ４７を撓ませた状態で第１切欠４９にストッパ５１が
嵌合するようになっており、この時にはスプール４２が
入力ポート４４と出力ポート４５との連通を断ってい
る。また、ソレノイド４３に通電すると、ソレノイド４
３によって発生する磁力とスプリング４７の付勢力とに
よってプッシュロッド４２が図５の位置に移動し、これ
に伴ってスプール４２も移動して、第２切欠５０にスト
ッパ５１が嵌合する。この状態になると、スプール４２
に形成した溝４８が入力ポート４４と出力ポート４５と
を連通し、この状態は第２切欠５０にストッパ５１が嵌
合しているため、その後ソレノイド４３に電流が流れな
くなっても維持されつづける。このように、この電磁バ
ルブでは、最初にスプール４２を移動させるに足る通電
が確保されれば、以後の作動状態は位置決め装置によっ
て維持され続けるため、スプールを作動させるためのソ
レノイド容量を小型にできる等のメリットがある。ま
た、この電磁バルブは、作動後、スプールを押し込める
だけで再び初期状態（非作動状態）に戻すことが可能で
ある。

【００１４】上記構成に係わるブレーキ装置の作動を説
明する。 〔通常ブレーキ時〕通常ブレーキ時には、電子制御装置
７からの指令がなくモータ６が作動しないため、カット
バルブ２は作動しない。また調圧機構３内のカム２２
ａ、２２ｂは図２、図３に示す初期位置をとっている。
したがって、この状態で、ブレーキぺダルを踏み込みマ
スタシリンダ１に液圧が発生すると、この液圧はマスタ
シリンダ１→開いているカットバルブ２→流路３０を通
って液圧室１２に供給されブレーキピストン４を移動し
て制動作用を実行する。この時、調圧ピストン２０ａ、
２０ｂはカムシャフト１５が回転しないため移動するこ
とは無い。ブレーキぺダルの踏み込みを開放すると、液
圧室内のブレーキ液は前記とは逆の経路でマスタシリン
ダに還流され、ブレーキが緩められる。

【００１５】〔アンチロック制御〕車両にブレーキをか
けるためにブレーキペダルを踏むとマスターシリンダ１
で液圧が発生する。この液圧は前述の通りブレーキ装置
内の液圧室１２に供給され、ブレーキピストン４を移動
して車輪に制動力を与える。ところで、この状態の時に
は、車輪の状態はスピードセンサ３３等で常時検知され
ており、検知信号が公知の電子制御装置に入力され、電
子制御装置はこの入力に基づいて車輪速度、スリップ
率、減速度などを演算する。そしてこの演算結果により
車輪のスキッド状態を評価し以下のようにカットバルブ
２およびモータ６を制御して、ブレーキ液圧の減圧、保
持、再加圧等の種々の態様を実行する。

【００１６】即ち、走行中に車輪がロックし、前記電子
制御装置（ＥＣＵ）７からブレーキ緩め信号が出力され
るとモータ６が駆動され、ピニオン２５を介してギヤ２
４を回転する。ギヤ２４の回転に伴って、カム面２４ａ
によりカットバルブ２が閉じられ、またカムシャフト１
５が図３中、反時計方向に回転する。カムシャフト１５
の回転により、ローラ２３ａ、２３ｂは回転しながらカ
ム２２ａ、２２ｂに追従し、これに伴って調圧ピストン
２０ａ、２０ｂがカムケース１３内に次第に没して行
く。この結果、液圧室１２内の液圧によってブーツ２５
を変形しながら液圧室１２内の容積が拡大し、ブレーキ
液圧が減圧され、ブレーキ力が弱められ、車輪のロック
状態が解消される。

【００１７】さらに、再加圧時には、モータ６を逆転
し、カムシャフト１５を初期位置方向に回転させると調
圧ピストン２０ａ、２０ｂは液圧室１２内に押し戻さ
れ、再加圧が実行される。また、ブレーキ液圧保持状態
の指令が出されると、モータ６が停止し液圧室のブレー
キ液圧を保持する。

【００１８】なお、上記モータ６の制御は、液圧センサ
３０、ポテンショメータ３２、スピードセンサ３３等か
らの検出信号により適宜行われ、前記ブレーキ装置の液
圧制御（減圧、保持、再加圧）は各車輪の状態に応じて
それぞれ独立してあるいは各チャンネルの車輪毎に行な
う。アンチロック制御の解除は、電子制御装置からの信
号が無くなることにより行われる。即ち、電子制御装置
からの信号が無くなると、モータ６が逆回転してカット
バルブ２を開くとともに、カム２２ａ、２２ｂを初期位
置に復帰し、さらに調圧ピストン２０ａ、２０ｂも初期
位置に復帰して図１状態となり、通常ブレーキ状態とな
る。

【００１９】〔失陥時〕上述のアンチロック制御中にモ
ータやその他の電気的な失陥が発生しカットバルブが働
かずマスタシリンダと液圧室とが遮断したままとなる
と、通常ブレーキ状態に復帰できなくなり安全上に問題
がある。そこで、本例ではこの状態をセンサが検知する
と、電子制御装置から電磁バルブ４０に短時間の電流
（信号電流）を流し、プッシュロッド４６を働かせてス
プール４２を図５状態に移動し、入力ポート４４と出力
ポート４５を連通状態とする。これと同時にストッパ５
１が第２切欠５０に嵌合するため、この連通状態は維持
され続けることになり、この結果、仮にカットバルブが
遮断状態のままであったとしても、マスタシリンダで発
生する液圧が開いている電磁バルブを介して液圧室に供
給され、通常ブレーキ状態を得ることができる。また、
電磁バルブ４０の作動状態は、警報器３１を介して運転
者に知らせることができる。なお、電磁バルブ４０に流
す電流は、スプールを図５状態に移動することができる
電流で足りるため、短時間でよく、またソレノイド容量
もそれに合わせて小さくでき、さらに、作動後、スプー
ルを押し込めるだけで再び初期状態（非作動状態）に戻
すことができる。

【００２０】上述したようにブレーキ装置において、各
種センサによりモータを駆動し、調圧機構を働かせ、ア
ンチロック制御、トラクション制御、自動ブレーキ制御
等を実行している際に、カットバルブが仮に失陥を発生
したとしても電磁バルブにより、ただちにマスタシリン
ダと液圧室とを連通できるため、極めて安全性の高いブ
レーキ装置を得ることができる。なお、電磁バルブは、
ブレーキ装置ばかりでなく、当然のことながら他の液圧
制御回路内にも利用することができ、汎用性の高いもの
として構成されている。

【００２１】

【発明の効果】以上詳細に述べた如く本発明による電磁
バルブは、スプールに位置決め機構を設けたため、一端
流路を開くと、その後流路を開放状態に維持し続けるこ
とができ、ソレノイドに通電し続ける必要がない。その
ため、電磁バルブに使用するソレノイドの容量を小さく
できるとともに使用電流も少なくすみ電磁弁（フェーフ
セーフバルブ）の小型軽量化に寄与ることができる。ま
た、電磁バルブの信頼性も高くなり、さらに失陥が解消
された時にはスプールを初期状態に押し込めるだけで再
び電磁バルブを使用することができ経済的である。等々
の優れた作用効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態としてのブレーキ装
置の概略構成図である。

【図２】図１中の調圧機構の拡大断面図である。

【図３】図２中のＡ−Ａ断面図である。

【図４】電磁バルブの非作動状態を示す断面図である。

【図５】電磁バルブの作動状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 液圧発生源（マスタシリンダ） ２ カットバルブ ３ 調圧機構 ４ ブレーキピストン ５ ディスクパッド ６ 電動モータ ７ 電子制御装置 １０ キャリパ １２ 液圧室 １３ カムケース １５ カムシャフト ２０ａ、２０ｂ 調圧ピストン ２２ａ、２２ｂ カム ２３ａ、２３ｂ ローラ ２５ ブーツ ４０ 電磁バルブ ４１ 本体 ４２ スプール ４３ ソレノイド ４４ 入力ポート ４５ 出力ポート ４９、５０ 切欠 ５１ ストッパ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本体４１と、この本体内に摺動自在に設け
   たスプール４２と、同スプールを作動するソレノイド４
   ３とを備え、本体には、入力ポート４４と、出力ポート
   ４５とを形成し、前記ソレノイドが非通電の時には前記
   入力ポートと出力ポートとを非連通状態とし、前記ソレ
   ノイドに通電することによりスプールが移動して前記入
   力ポートと出力ポートとを連通する電磁バルブにおい
   て、前記スプールには、前記入力ポートと出力ポートと
   を連通、および、非連通とする状態を維持することがで
   きる位置決め機構４９〜５１が設けられていることを特
   徴とする電磁バルブ。
2. 【請求項２】ブレーキ装置のキャリパ内に形成したシリ
   ンダ１１と、 同シリンダ１１内に配置された摺動自在のブレーキピス
   トン４と、 前記ピストンによってシリンダ１１内に区画された液圧
   室１２と、 前記液圧室１２内に配置された調圧機構３と、 前記液圧室１２とマスタシリンダとを連通する流路３０
   内に配置されたカットバルブ２と、 前記カットバルブ２と並列に設けた配管中に配置した電
   磁バルブ４０と、 前記調圧機構を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）７とを
   備えているブレーキ装置において、 前記電磁バルブ４０は、ソレノイドに通電することによ
   りスプールが移動して前記入力ポートと出力ポートとを
   連通するとともに、その連通状態が位置決め機構により
   維持され続けるようにしたことを特徴とするブレーキ装
   置。
3. 【請求項３】前記カットバルブ２は、調圧機構を作動す
   るギヤ２４に形成したカム面２４ａにより、弁を開閉す
   べく構成されいることを特徴とする請求項２に記載のブ
   レーキ装置。