JPS62113980A - 電磁流体圧弁 - 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】 ［産業上の利用分野〕 本発明は電磁流体圧弁に関するものである。

本発明の電磁流体圧弁は主としてパワーステアリングの
操舵力制御Ｉ装置における反力制御用流体通路上に設置
し使用される。

［従来の技術］ 従来の電磁流体圧弁は、軸方向に移動可能なスプール及
び該スプールにより開口面積を調整される固定絞り部材
を備えたバルブ本体と、該バルブ本体に固定されたソレ
ノイドおよび該ソレノイドに囲繞され端部を該スプール
の端部に押圧バネを介して対面するヨークとで構成され
ている。例えば特開昭５５−６５７８２公報で示される
電磁流体圧弁の構成では、ソレノイドへの通電時に磁化
したヨークの吸引力の作用でスプールが吸引されヨーク
に近ずく方向に移動する場合、スプールに対する吸引力
を一定に保つ手段としてスプールに作用する磁力線の数
をほぼ一定に保つためヨークの端部外周がテーパ形状に
形成されている。

［本発明の解決しようとする問題点〕 従来の電磁流体圧弁はソレノイドに電流を印加してヨー
クを磁化し、吸引力を発生させスプールを吸引する場合
、その吸引特性ａは第８図に示すようにほぼ直線状のも
のを示ず。このような電磁流体圧弁をパワーステアリン
グの操舵力制御装置における反ｈｔＩｌｌ　ＩＩＩ用流
体通路上に設置し、使用した場合には次のような不具合
を発生させる。

即ら、一般にパワーステアリングの操舵力υＪ御装置は
、作動流体圧で作動するパワーシリンダと、反力機構と
をもち、ステアリングに対しパワーシリングの動きでア
シスト力を与え、反力機構で該アシスト力を調整してい
る。該反力機構は、車速及び走行状態に応じてアシスト
力を変化させるものであり、電磁流体圧弁により作動流
体が流れる絞り１口面積を調整することによって圧力機
構に作用する作動流体圧をコントロールしている。従っ
てこの種の電磁流体圧弁は印加電流の変化に対する反力
機構に与える作動流体圧の変化は第９図の示す理想的な
特性ｂ１のようにほぼ直線状となることが好ましい。し
かし従来一般的に使用されている電磁流体圧弁の場合に
は反力の作動流体圧は絞り用スリットの開口面積の２乗
に反比例する関係にあり第９図実線で示される特性すで
示されるように理想的な特性ｂ１とは異なるものとなる
。

従って反力機構に安定した作動流体圧の増減変化を与え
ることが困難となる。かつ、このため反力機構の機能を
充分に発揮することができない。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記従来の問題点を解決するため次のような手
段を提供するものである。

するスプールと、該パルプ本体に固定されたソレノイド
及び該ソレノイドに囲繞され端部を該スプールの端部に
押バネを介して対面するヨークとで構成され、該ヨーク
の端部外周がテーパ状に形成された電磁流体圧弁におい
て、互いに近接するスプール外周端部およびヨーク内周
端部の少なくともいずれか一方を円周向に切欠部とし、
ソレノイドへの印加電流値に対するスプールの吸引力特
性が非線形となる構成としたことを特徴とするものであ
る。

このように構成したことによりソレノイドに印加される
電流に対してスプールに対する吸引力は非線型の吸引力
特性を示すものとなる。従ってこのような電磁流体圧弁
をパワーステアリングの操舵力ゐり郊装置にお（プる反
カルリ罪用流体通路上に設置し使用した場合、前記ソレ
ノイドに印加した電流に対する反力機構に作用する反力
油圧の作用力は理想的な特性に近いものが得られる。か
つこれによって反力機構の性能を充分に発渾させ得るも
のである。

本発明の電磁流体圧弁は、バルブ本体と、ソレノイドと
、ヨークとを構成要素としている。

バルブ本体はスプールを備えている。バルブ本体は主と
してパワーステアリングの操舵力制（ＩＮ！置における
反カシリ御用流体通路上に設置し使用される。又バルブ
本体は他の圧力流体通路上に設置使用することもできる
。スプールは圧力流体が流れる絞り通路開口面積をコン
トロールするもので、パルプ本体内で軸方向に往復移動
可能に嵌合されている。又スプールは磁性体であると共
に後で述べるように付勢部材の作用力で絞り通路を開鎖
する方向に移動し、ソレノイドの作用力で付勢部材の作
用力に抗して絞り通路を開口する方向に移動することが
できる。スプールにはソレノイドへの印加電流値に対す
るスプールの吸引力特性が非線形となるようにヨーク内
周端部に近接するスプール外周端部に切欠部が設けられ
ている。スプール外周端部形状はテーパ形である。なお
、この場合にはヨーク内周端部形状は環状の垂直状であ
る。

スプールの下部には弁体部が形成されている。弁体部は
後で述べるプラグとで絞り通路を開閉し、かつその間口
面積を調整するものである。

プラグは円筒状で内部にスプールが軸方向に暦動可能に
装着されている。又プラグは円筒状の周壁に形成された
ボートと、円筒状の周壁下部に形成されたボートを有す
る。

ソレノイドは印加された電流値に応じた磁力線を発生す
ることにより後記するヨークを電磁石としての作用力を
発揮させ、かつその作用力をフントロールするものであ
る。又ソレノイドは車速等車輌の走行状態に対応した印
加電流値によりスプールを作動させ、かつ該スプールに
よって後記する反力機構の反力油圧をコントロールする
ことができる。

ヨークは磁性体で形成されている。ヨークは周囲をソレ
ノイドに囲繞され該ソレノイドより発生した磁力線によ
って磁路の一部を形成し、電磁石として作用するもので
ある。これによってスプールを吸引することができる。

又、ヨークは環状の端部をスプールの端部に押しバネを
介して対面している。又ヨークの端部の端面とバルブ本
体の上部端面との間に非磁性体の筒体を介茸することが
好ましい。

又、互いに近接するスプール外周端部及びヨーク内周端
部の少なくともいずれか一方を円周方向に切欠部を形成
することが望ましい。該切欠部はヨークおよびスプール
の互いに遠ざかる方向に欠ＩＩＩが少なくなるようにす
ることが望ましい。

切欠部はスプール側に設けられ、スプール端部外周形状
はテーパ形とすることができる。

切欠部はスプール側に設けられ該スプール端部外周形状
は径小部をもつ段付形とすることができる。

切欠部はヨーク側に設けられ該ヨーク端部内周形状はテ
ーパ形とすることができる。

［作用効果］ 本発明電磁流体圧弁の構成によれば、ソレノイドに電流
を印加した場合、印加電流値に対するスプールの吸引特
性が第６図の実線で示すように非線形の吸引力持性ａ１
が得られる。従ってこのような電磁流体圧弁をパワース
テアリングの操舵力ｉｉ制御装置における反力制御用流
体通路上に設置し使用した場合には、第９図破線で示さ
れるようにソレノイドに印加する電流値に応じて反力機
構に作用する作動流体圧は、はぼ直線状の特性ｂ１とな
る。このため反力機構は本来の機能を充分に発揮し得る
ものとなる。

［実施例］ 本発明の電磁流体圧弁の実施例を第１図、第２図、第５
図、第６図、第９図に基づいて説明する。

実施例の電磁流体圧弁は、バルブ本体１０、ソレノイド
２０、ヨーク３０とを構成要素としている。

バルブ本体１０は主としてパワーステアリングの操舵力
制御１１］装置における反力制御用流体通路Ｅいる。ス
プール１１は圧力流体が流れる絞り通路の開口面積をコ
ントロールするもので、バルブ本体１０内で軸方向に往
復移動可能に装着されている。スプール１１は磁性体材
質製である。又、スプール１１は後記するようにスプリ
ングからなる付勢部材４０の作用力で反力制御用流体通
路Ｆ１、Ｆｌｌ間を閉鎖する方向に移動し、ソレノイド
２０の作用力で該付勢部材４０の作用力に抗して反力制
御用流体通路Ｆ１、Ｆｌｌ間を開口する方向に移動する
。スプール１１にはソレノイド２ｏへの印加電流値に対
するスプール３ｏの吸引力持性が非線形となるように第
１図、第２図で示す］−ク３０内周端部に近接するスプ
ール１１外周端部に切欠部Ａが設けられている。該切欠
部Ａはスプール１１外周端部形状をテーパ形としたもの
である。なお、この場合にはヨーク３０内周端部の形状
は環状の垂直状である。スプール１１の下部には弁体部
１１１が形成されている。弁体部１１１は後記するプラ
グ１２とで反力１ｉ１１１２ａ用の流体通路Ｆ１、Ｆｌ
ｌを開閉し、かつ絞り通路１２６の開口面積を調整する
ものである。スプール１１の上端部１１２端面と、ヨー
ク３０に固定された調整ネジ３１端面３１１との間にス
プリングからなる付勢部材４０が装置されている。付勢
部材４ｏはヨーク３０の中央部に設けられた室３０１内
に設置されている。付勢部材４０は予め付勢力を設定さ
れたコイル状の押バネを使用できる。又、スプール１１
の中実軸芯部には貫通孔１１３が設けられている。貫通
孔１１３は一方の端部を前記弁体部１１１が開閉コント
ロールする反力制御用通路Ｆ１１に接続している。又、
貫通孔１１３の他方の端部を付勢部材４ｏが収容された
ヨーク中央部の空３０５と接続している。

プラグ１２は円筒状でその周壁部にポート１２１を形成
している。又、プラグ１２の下部に、ユニオン１２５が
螺着され、これにポート１２４が形成されている。プラ
グ１２の外周部１２２の先端がバルブ本体１０の内周部
１０１に圧入またはろう付により固定されている。又、
プラグ１２の内周部１２３には前記スプール１１が軸方
向に摺動可能に嵌合されている。スプール１１の下端に
軸方向に形成されたスリットからなる絞り通路１２６は
スプール１１の軸方向変位によって前記ポート１２１と
の間で開度をコントロールされる。

又、固定絞り孔１２７は絞り通路１２６の全開状態で一
定量の圧液の圧力を確保することができる。

ソレノイド２０は印加された電流値■に応じた磁力線を
発揮させることにより後記するヨーク３０の電磁石とし
ての作用力をコントロールするものである。かつ車輌の
走行状態に対応した印加電流値によりスプール１１を作
動させ、かつ該スプール１１によって後記する反力機構
「０の反力油圧をコントロールするものである。

ヨーク３０は磁性体で形成され、ソレノイド２０より発
生した磁力線によって磁路の一部を形成し電磁石として
作用するものでスプール１１を吸引するものである。又
該ヨーク３０はソレノイド２０に囲繞され、かつ筒状の
非磁性体からなるスリーブ２１を介してソレノイド２０
と共にバルブ本体１０に固定されている。又、ヨーク３
０の端部３０１は環状でありスプール１１の端部に付勢
部材４０を介して対面している。又、ヨーク３０の端部
３０１の端面とバルブ本体１０の上部端面との間に非磁
性体の筒体１０２が介挿されている。

このように構成された本発明実施例の電磁流体圧弁の構
成によれば、上記切欠部Ａの働きによりソレノイド２ｏ
への印加電流値Ｉに対し、第６図の実線で示されるよう
なスプール３０の非線形の特性ａ１が１９られる。

次にこのような電磁流体圧弁をパワーステアリングの操
舵力制ｍ＋装置における反力制御用流体通路上に設置し
た場合を説明する。

第５図に反力＄り即用流体通路系Ｆをもつ流体圧回路Ｂ
を示り。流体圧回路Ｂは液圧ポンプＰよりパワーシリン
ダＥ１０に至る間に一定流間を保つ装置Ｃと、該一定流
量を保つ装置Ｃによって流分を調整された作動流体を分
流する分流＄り御装置りと、該装置りより分流された流
体を供給されるサーボ弁Ｅ３ならびにパワーシリンダＥ
ＩＯからなる舵取装置Ｅおよび反力制御用流体通路系Ｆ
とをもつ。

一定流四を保つ装置Ｃは液圧ポンプＰと分流制御装置り
に至る途中に設置されたオリフィスＣ２と、該オリフィ
スＣ２の前後の液圧通路Ｃ１、Ｃ３に接続する通路Ｃ４
、スプールＣ５、押バネＣ７をもつバイパス弁Ｃ６と過
剰の流量をリザーバＴに戻すバイパス通路Ｃ８とで構成
されている。

かつ該オリフィスＣ２の前後の差圧に応じて作動するバ
イパス弁Ｃ６によって液圧ポンプＰより送出した作動流
体の流量をコントロールし、一定流量Ｑの作動流体を分
流＄Ｉ　Ｉｌｌ装置りに供給するものである。

分流制御装置りは分流ｉ！ｉｌＪ　ｉｌｌｌｌ弁上１固
定絞りＤ２とをもち、分流制御弁Ｄ１は前記一定流ｆｆ
１Ｑの作動流体を、オリフィスＤ２の前後の差圧と押バ
ネＤ４とで作動する制御スプールＤ３により、サーボ弁
通路Ｅ１および反力制御通路Ｆ１．Ｆ１１へそれぞれ一
定流ｆｆ１Ｑ１およびＱ２を分配するものである。

舵取装置１２Ｅは高圧液ボートＥ２、サーボ弁Ｅ３、分
配ボートＥ４、Ｅ５、リザーバ下に接続する低圧液（排
出）ボートＥ６、分配ボートＥ４、Ｆ５よりピストンＥ
９をｂつパワーシリンダＥ１０に接続する第１液圧通路
Ｅ７、第２液圧通路Ｅ８とをもち、マニアル操舵にて作
動するサーボ弁Ｅ３の働きでパワーシリンダＥ１０によ
ってピストンＥ９に圧液を作用させ、アシスト力を与え
るものである。

反力制御用流体通路系Ｆは分流制御装置り及びリザーバ
下に接続する反力制御用通路Ｆ１と、サーボ弁通路Ｅ１
および該反力制御用通路Ｆ１に接続する連通通路Ｆ２と
、反力機構ＦＯとを備えている。反力機構ＦＯはステア
リングの入力軸Ｆ３の係合溝Ｆ４と、プランジャーＦ５
及び該反力制御用通路Ｆ１に接続し、該プランジャーＦ
５を押圧する圧液のボートＦ６と、該反力制御用通路Ｆ
１上に￥Ｑ置した電磁流体圧弁Ｈ１と、該連通通路Ｆ２
上に設置した固定絞り孔１３０とで構成されている。

なお、出力軸Ｆ８には、サーボ弁Ｅ３の中立状態で係合
溝Ｆ４と対応する位置に、半径方向の挿通穴Ｆ７が形成
され、挿通穴Ｆ７にはプランジャーＦ５が半径方向に摺
動可能に嵌合されている。

出力軸Ｆ３の外周には挿通穴Ｆ７と連通する環状溝（図
示せず）が形成され、ボートＦ６には前述の反力制御用
通路Ｆ１が連通している。該反力制御用通路Ｆ１内の作
動流体圧はボートＦ６よりプランジャーＦ５の後部へ導
入され、反力機構ＦＯの駆動力として作用させるもので
ある。

このような作動流体圧回路Ｂ中の反力制御用流体通路系
Ｆに本発明の電磁流体圧弁Ｈ１を設置し、かつパワース
テアリングの操舵力制御装置にＪ３ける反力Ｒｉｌ　Ｉ
ｌｌ用流体通路系Ｆに設置し使用した場合には、ソレノ
イド２０への印加電流値に対するスプール１１の吸引力
持性ａ１が第６図実線で示すように非線形となるもので
ある。従って該ソレノイド２０により車輌の走行状態に
対応した印加電流値■によってスプール１１を作動させ
た場合には、ゆるやかにスプール１１が変位して絞り通
路１２６の開口面積が徐々に開口するようになり、その
結果反力機構ＦＯの反力油圧を最適にコントロールでき
る。この際、ソレノイド２０に印加される電流値に対し
て反力機構ＦＯのプランジャーＦ５に対する反力油圧の
作用状態は第９図に示される破線の示すような理想的な
直線状の特性ｂ１となる。かつ反力機構ＦＯは本来の性
能を充分に発揮することができるものとなる。

本発明実施例の変形例を第３図で示す。この場合にはソ
レノイド２０への印加電流値■に対するスプール１１の
吸引力特性が非線形となるようにヨーク３０内周端部に
近接するスプール１１外周端部に切欠部△が設けられて
いる。該切欠部Ａを構成する該スプール１１外周端部形
状は径小部をもつ段付形である。なお、ヨーク３０外周
端部形状は環状の垂直形状である。他の構成は前記実施
例の場合と同様であるので説明を略する。

このような変形例によると第７図実線で示されるような
非線形の吸引力持性ａ２が１９られる。

更に本発明実施例の他の変形例を第４図で示す。

この場合にはソレノイド２０への印加電流値Ｉに対する
スプール１１の吸引力特性が非線形となるようにヨーク
３０端部内周にに切欠部Ａが設けられている。切欠＾構
成する該ヨーク３０喘部内周形状はテーパ形である。な
お、スプール１１外周端部は環状の垂直形状である。他
の構成は上記実施例の場合と同様であるのでこれの説明
を略する。このような他の変形例によると第６図の実線
で示されるような非線形の吸引力持性ａ１がＩ＋？られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電磁流体圧弁の実施例の構成を説明す
る縦断面図、第２図は第１図における要部の部分拡大図
、第３図は第２図における変形例を示す部分拡大図、第
４図は第２図における他の変形例を示す部分拡大図、第
５図は本発明の適用例を示す液圧回路図、第６図は本発
明電磁流体圧弁の吸引カー電流特性図、第７図は同じく
他の変形例の吸引カー電流特性図、第８図は従来の電磁
流体圧弁による吸引カー電流特性図、第９図は従来の電
磁流体圧弁及び本発明の゛電磁流体圧弁とを比較して示
す液圧−電流特性図である。 １０・・・バルブ本体　　　　１１・・・スプール１１
１・・・弁体部　　　　　１１２・・・上端部２０・・
・ソレノイド　　　　３０・・・ヨーク３０１・・・端
部　　　　　　Ａ・・・切欠部Ｂ・・・液圧回路 特許出願人　　　　莞田工機株式会社 代理人　　　　　弁理士　大川　広 間　　　　　　弁理士　丸山明夫 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）バルブ本体と、このバルブ本体内で軸方向に移動
   して絞り通路を開閉するスプールと、該バルブ本体に固
   定されたソレノイド及び該ソレノイドに囲繞され端部を
   該スプールの端部に押バネを介して対面するヨークとで
   構成され、該ヨークの外周端部がテーパ状に形成された
   電磁流体圧弁において、 互いに近接するスプール外周端部およびヨーク内周端部
   の少なくともいずれか一方を円周方向に切欠部とし、ソ
   レノイドへの印加電流値に対するスプールの吸引力特性
   が非線形となる構成としたことを特徴とする電磁流体圧
   弁。 （２）ソレノイドは車輌の走行状態に対応した印加電流
   値によりスプールを作動させ、かつ該スプールによって
   反力機構の反力油圧をコントロールする特許請求の範囲
   第１項記載の電磁流体圧弁。（３）切欠部はスプール側
   に設けられ該スプール端部外周形状はテーパ形である特
   許請求の範囲第１項記載の電磁流体圧弁。 （４）切欠部はスプール側に設けられ該スプール端部外
   周形状は径小部をもつ段付形である特許請求の範囲第１
   項記載の電磁流体圧弁。 （５）切欠部はヨーク側に設けられた該ヨーク端部内周
   形状はテーパ形である特許請求の範囲第１項記載の電磁
   流体圧弁。