(57)【要約】【課題】比較的簡易な構成で自励振動を効果的に抑制できる電磁弁を提供する。【解決手段】液圧制御弁１０１においては、弁開度が小さく、弁座１０８と弁体１０９との相対距離が自励振動が発生し易い領域にあるときには、スプリング１３６のみが機能するようにしてばね定数を相対的に大きくし、自励振動を積極的に抑制する。一方、弁開度が大きくなって弁座１０８と弁体１０９との相対距離が自励振動が発生し易い領域から外れると、スプリング１３６およびスプリング１３５の双方が機能するようにしてばね定数を相対的に小さくし、ソレノイド１０３への通電量を抑制できるようにしている。また、ばね定数を段階的に変化させるにあたり特に複雑な機構を伴わないため、簡易な構成で実現することができる。【選択図】図２
2008014397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に弁部が設けられたボディと前記弁部の開度を制御するためのソレノイドとが一体に設けられた電磁弁において、
前記ボディ内に設けられた弁座に着脱可能に配置されて前記弁部を開閉可能な弁体と、
前記弁体を前記弁部の開閉方向に支持するとともに、前記弁体と反対側で前記ソレノイドの固定鉄心に対向配置されて前記ソレノイドの吸引力を受ける可動子と、
前記弁体を直接又は間接的に閉弁方向に付勢する弾性部材を含み、そのばね定数が前記弁座と前記弁体との相対距離に応じて変化するように構成された付勢手段と、
を備えたことを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記付勢手段は、前記可動子を前記固定鉄心から離間させる方向に付勢して、前記弁体を間接的に閉弁方向に付勢するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【請求項３】
前記付勢手段は、前記弁座と前記弁体との相対距離が自励振動が発生し易い領域を超えた所定値よりも大きくなったときに、前記弾性部材全体のばね定数が小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【請求項４】
前記付勢手段が、前記弁座に近い側から第１の弾性部材、ばね受け部材、第２の弾性部材を順次直列に連結して構成される一方、前記ボディ又は前記固定鉄心には、前記ばね受け部材の閉弁方向への動きを所定位置で係止する係止部が設けられ、
前記第２の弾性部材の前記ばね受け部材に対する取付荷重が、前記第１の弾性部材の前記ばね受け部材に対する取付荷重よりも大きくなるように構成され、前記弁座と前記弁体との相対距離が前記所定値以下であるときには、前記ばね受け部材が前記係止部によって係止され、前記弁座と前記弁体との相対距離が前記所定値よりも大きくなったときに、前記ばね受け部材が前記係止部から離間するように構成されていること、
を特徴とする請求項３に記載の電磁弁。
【請求項５】
前記付勢手段は、前記弁座と前記弁体との相対距離が自励振動が発生し易い領域を超えた所定値よりも大きくなったときに、前記弾性部材全体のばね定数が大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【請求項６】
前記付勢手段が、並列に配設された第１の弾性部材および第２の弾性部材を含み、
前記弁座と前記弁体との相対距離が前記所定値以下であるときには、前記第１の弾性部材のみが前記弁体に対する直接又は間接的な取付荷重を有し、前記弁座と前記弁体との相対距離が前記所定値よりも大きくなったときに、第１の弾性部材および第２の弾性部材の双方が前記弁体に対する直接又は間接的な取付荷重を有するように構成されていること、
を特徴とする請求項５に記載の電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁弁に関し、特に車両用液圧ブレーキ装置等の液圧回路に用いられる液圧制御弁として好適な電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ブレーキペダルの操作力に応じた液圧を液圧回路内に発生させて、ホイールシリンダにその液圧回路内の液圧を供給することにより車両の車輪に制動力を付与する車両用液圧ブレーキ装置が知られている。このような液圧ブレーキ装置には、そのホイールシリンダの手前に増圧弁や減圧弁等の電磁弁が設けられており、これらの電磁弁を開閉制御することによってホイールシリンダへの作動液の給排量を調整して液圧を制御し、各車輪に適切な制動力を付与している。
【０００３】
一方、このような液圧ブレーキ装置に用いられる電磁弁は、ブレーキペダルの操作等に起因する前後差圧の変動による自励振動の問題をかかえている。例えば、ブレーキをかけて車両が停止している状態から発進しようとする場合、ブレーキペダルの操作が緩められると、制御部による減圧弁の開弁制御によりブレーキシリンダから作動液がリザーバに流入する。この場合、減圧弁の前後の差圧が大きいと、単位時間あたりに減圧弁を流れる作動液の流量が多くなるため、一定の割合で安定した減圧が行われにくく、減圧弁が自励振動する場合がある。増圧弁等の他の電磁弁においても、その前後差圧が大きく変動することにより、同様に自励振動の問題が発生し得る。また、この自励振動は作動液から析出した気泡によって助長されることも知られており、その対策が練られたりしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３０８１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような自励振動は電磁弁内の弁体が振動することにより発生するため、その弁体を支持するスプリングのばね定数を大きくすることにより抑制できることも知られている。
【０００５】
すなわち、上述のような電磁弁は一般に、弁部を内蔵したボディとソレノイドとを一体に組み付けて構成されている。ボディの内部において作動液が導入・導出される通路には弁座が設けられており、その弁座に着脱して弁部を開閉可能な弁体が配設されている。弁体は、ソレノイドを構成する可動子に一体動作可能に支持されている。ソレノイドに通電がされると、ソレノイドの固定鉄心と可動子との間に吸引力（以下、「ソレノイド力」ともいう）が発生し、弁体が弁座から離間する開弁方向に動作する。可動子と固定鉄心との間には、ソレノイド力に抗して可動子ひいては弁体を固定鉄心から離間させる閉弁方向に付勢するスプリングが介装されている。このため、ソレノイドへの通電が遮断されると、弁体が弁座に着座して閉弁状態を保持する。ソレノイドに通電がなされた制御中においては、弁体に負荷される前後差圧による力、ソレノイド力、およびスプリングによる荷重がバランスするように弁開度が調整される。このような電磁弁では、弁体の支持剛性をスプリングのばね定数によって変えることができるため、そのばね定数を大きくすることにより、弁体の自励振動をある程度抑制できることが知られている。
【０００６】
しかしながら、スプリングのばね定数を大きくすると、これにバランスさせるソレノイド力も大きく設定する必要が生じる。その結果、同じ弁開度を実現するためにソレノイドへの通電量が大きくなり、電流消費量が嵩んでしまうといった問題がある。また、ソレノイドの電磁コイルを流れる電流量が大きくなるため、電磁コイルが発熱により劣化し易くなるといった問題も生じる。さらに、電磁コイルに電流を供給制御する電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」という）の発熱にもつながる。このため、スプリングのばね定数を大きくするのにはある程度限界があった。
【０００７】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、比較的簡易な構成で自励振動を効果的に抑制できる電磁弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の電磁弁は、内部に弁部が設けられたボディと弁部の開度を制御するためのソレノイドとが一体に設けられたものである。この電磁弁は、ボディ内に設けられた弁座に着脱可能に配置されて弁部を開閉可能な弁体と、弁体を弁部の開閉方向に支持するとともに、弁体と反対側でソレノイドの固定鉄心に対向配置されてソレノイドの吸引力を受ける可動子と、弁体を直接又は間接的に閉弁方向に付勢する弾性部材を含み、そのばね定数が弁座と弁体との相対距離に応じて変化するように構成された付勢手段と、を備える。
【０００９】
なお、ここでいう「弁部」は、弁体と弁座とにより構成されて作動液が流れる通路を開閉する部分を意味する。また、「弾性部材が弁体を直接又は間接的に付勢する」としたのは、弾性部材が可動子等を固定鉄心から離間させる方向に付勢して弁体を間接的に閉弁方向に付勢するように構成してもよいし、弁体を直接閉弁方向に付勢するように構成してもよいことを意味する。
【００１０】
この態様によれば、弾性部材全体のばね定数が弁座と弁体との相対距離に応じて変化するように構成されている。一般に、弁体の自励振動は弁開度がある範囲にあるとき、つまり弁座と弁体との相対距離がある範囲にあるときに発生し易いことが分かっているため、このようにその相対距離に応じてばね定数を変化させることにより自励振動が効果的に抑制される。また、弾性部材のばね定数を相対的に変化させるにあたり特に複雑な機構を伴う必要性も少ないため、簡易な構成で実現することができる。さらに、弾性部材のばね定数を一律に大きくするのではなく、必要な部分又は必要な状態に応じて大きくすることにより、その弾性部材の荷重にバランスさせるソレノイド力が不要に大きくなるのが防止される。その結果、ソレノイドへの通電量を抑制することもできる。
【００１１】
上記付勢手段は、弁座と弁体との相対距離が自励振動が発生し易い領域を超えた所定値よりも大きくなったときに、ばね定数が小さくなるように構成されていてもよい。
【００１２】
この態様によれば、弁座と弁体との相対距離が自励振動が発生し易い領域、つまり本来の自励振動抑制対象領域にあるときにばね定数を相対的に大きくすることにより、自励振動を積極的に抑制することができる。一方、弁座と弁体との相対距離が自励振動が発生し易い領域にないときにばね定数を相対的に小さくすることにより、ソレノイドへの通電量を抑制することができる。
【００１３】
より具体的には、付勢手段が、弁座に近い側から第１の弾性部材、ばね受け部材、第２の弾性部材を順次直列に連結して構成されていてもよい。そして、ボディ又は固定鉄心にばね受け部材の閉弁方向への動きを所定位置で係止する係止部が設けられ、第２の弾性部材のばね受け部材に対する取付荷重が、第１の弾性部材のばね受け部材に対する取付荷重よりも大きくなるように構成されていてもよい。
【００１４】
この場合、弁座と弁体との相対距離が上記所定値以下であるときには、ばね受け部材が係止部によって係止されているため、第２の弾性部材は弁体に対して実質的に機能しない。このため、弁体は、第１の弾性部材のみのばね定数に基づく荷重を受けて動作することになる。つまり、弾性部材全体としてのばね定数は、後述する実施の形態において説明するように、第１の弾性部材と第２の弾性部材とが同時に機能する場合よりも相対的に大きくなる。その結果、自励振動が発生し易い弁開度状態においてばね定数が大きくなるため、自励振動が積極的に抑制される。
【００１５】
一方、弁座と弁体との相対距離が上記所定値よりも大きくなったときには、ばね受け部材が係止部から離間するため、第１の弾性部材および第２の弾性部材の双方が弁体に対して機能する。このため、弁体は、第１の弾性部材および第２の弾性部材の双方のばね定数に基づく荷重を受けて動作することになる。つまり、第１の弾性部材と第２の弾性部材とが直列に配置されているため、弾性部材全体としてのばね定数は、第１の弾性部材のみが機能する場合よりも相対的に小さくなる。その結果、自励振動が発生し易い領域を外れた弁開度状態においてばね定数が小さくなるため、ソレノイドへの通電量を抑制することができる。
【００１６】
あるいは、上記付勢手段は、弁座と弁体との相対距離が自励振動が発生し易い領域、つまり本来の自励振動抑制対象領域を超えた所定値よりも大きくなったときに、ばね定数が大きくなるように構成されていてもよい。
【００１７】
この態様は、自励振動が発生した後にこれを収束させるものである。すなわち、自励振動は発生後に増大していく傾向にあるが、この態様は、その自励振動の増大の過程でその振動を事後的に収束させるものである。つまり、この態様は、前述の態様のように自励振動を積極的に抑制するものとは異なるが、自励振動が増大して電磁弁の動作に影響が出る前にこれを抑制することができる。一方、弾性部材のばね定数が相対的に大きな領域と小さな領域を設けることによって、全体としてソレノイドへの通電量を抑制できる。
【００１８】
より具体的には、付勢手段が、並列に配設された第１の弾性部材および第２の弾性部材を含んでもよい。そして、弁座と弁体との相対距離が上記所定値以下であるときには、第１の弾性部材のみが弁体に対する直接又は間接的な取付荷重を有し、弁座と弁体との相対距離が上記所定値よりも大きくなったときに、第１の弾性部材および第２の弾性部材の双方が弁体に対する直接又は間接的な取付荷重を有するように構成されていてもよい。
【００１９】
ここで「弁体に対する直接又は間接的な取付荷重」としたのは、各弾性部材が直接弁体に作用する場合と可動子等を介して間接的に作用する場合の双方の場合の取付荷重が考慮されたものである。
【００２０】
この態様によれば、弁座と弁体との相対距離が上記所定値以下であるときには、並列に配設された弾性部材の一方である第１の弾性部材のみが取付荷重を有するため、後述する実施の形態において説明するように、弾性部材全体としてのばね定数が相対的に小さくなる。その結果、ソレノイドへの通電量を抑制することができる。
【００２１】
一方、弁座と弁体との相対距離が上記所定値よりも大きくなったときには、並列に配設された第１の弾性部材および第２の弾性部材の双方が取付荷重を有するようになる。その結果、弾性部材全体としてのばね定数が相対的に大きくなるため、自励振動が事後的に抑制される。
【００２２】
また、第１の弾性部材および第２の弾性部材を並列に配設することで、電磁弁をコンパクトに構成することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の電磁弁によれば、比較的簡易な構成で自励振動を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００２５】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁が適用される液圧ブレーキ装置の液圧回路を表す説明図である。
【００２６】
液圧ブレーキ装置１０は、車両用の電子制御式ブレーキシステムを構成しており、運転者によるブレーキペダル１２の操作量に基づいて車両の４輪のブレーキを独立かつ最適に制御するものである。
【００２７】
ブレーキペダル１２は、運転者による踏み込み操作に応じて作動液としてのブレーキフルードを送り出すマスタシリンダ１４に接続されている。ブレーキペダル１２には、その踏み込みストロークを検出するためのストロークセンサ４６が設けられている。マスタシリンダ１４の一方の出力ポートには、運転者によるブレーキペダル１２の操作力に応じた反力を創出するストロークシミュレータ２４が接続されている。マスタシリンダ１４とストロークシミュレータ２４とを接続する流路には、シミュレータカット弁２３が設けられている。また、マスタシリンダ１４には、ブレーキフルードを貯留するためのリザーバタンク２６が接続されている。
【００２８】
マスタシリンダ１４の一方の出力ポートには、右前輪用のブレーキ油圧制御管１６が接続されている。このブレーキ油圧制御管１６は、右前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲに接続されている。また、マスタシリンダ１４の他方の出力ポートには、左前輪用のブレーキ油圧制御管１８が接続されている。このブレーキ油圧制御管１８は、左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＬに接続されている。右前輪用のブレーキ油圧制御管１６には、右電磁開閉弁２２ＦＲが設けられており、左前輪用のブレーキ油圧制御管１８には、左電磁開閉弁２２ＦＬが設けられている。これらの右電磁開閉弁２２ＦＲおよび左電磁開閉弁２２ＦＬは、いずれも非通電時に開状態にあり、通電時に閉状態に切り換えられる常開型電磁弁である。
【００２９】
また、右前輪用のブレーキ油圧制御管１６には、右前輪側のマスタシリンダ圧を検出する右マスタ圧力センサ４８ＦＲが設けられており、左前輪用のブレーキ油圧制御管１８には、左前輪側のマスタシリンダ圧を計測する左マスタ圧力センサ４８ＦＬが設けられている。
【００３０】
一方、リザーバタンク２６には、油圧給排管２８の一端が接続されている。この油圧給排管２８の他端には、モータ３２により駆動されるオイルポンプ３４の吸込口が接続されている。また、オイルポンプ３４の吐出口は、高圧管３０に接続されている。この高圧管３０には、アキュムレータ５０とリリーフバルブ５３とが接続されている。
【００３１】
アキュムレータ５０は、オイルポンプ３４によって昇圧されたブレーキフルードを蓄える。アキュムレータ５０におけるブレーキフルードの圧力が異常に高まると、リリーフバルブ５３が開弁し、高圧のブレーキフルードは油圧給排管２８へと戻される。更に、高圧管３０には、アキュムレータ５０の出口圧力を検出するアキュムレータ圧センサ５１が設けられている。
【００３２】
そして、高圧管３０は、増圧弁４０ＦＲ，４０ＦＬ，４０ＲＲ，４０ＲＬを介して右前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲ、左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＬ、右後輪用のホイールシリンダ２０ＲＲおよび左後輪用のホイールシリンダ２０ＲＬに接続されている。以下、適宜、ホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬを総称して「ホイールシリンダ２０」といい、適宜、増圧弁４０ＦＲ〜４０ＲＬを総称して「増圧弁４０」という。増圧弁４０は、いずれも非通電時は閉じた状態にあり、必要に応じてホイールシリンダ２０の増圧に利用される常閉型の電磁流量制御弁（リニア弁）である。
【００３３】
また、右前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲと左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＬとは、それぞれ減圧弁４２ＦＲまたは４２ＦＬを介して油圧給排管２８に接続されている。減圧弁４２ＦＲおよび４２ＦＬは、必要に応じてホイールシリンダ２０ＦＲ，２０ＦＬの減圧に利用される常閉型の電磁流量制御弁（リニア弁）である。一方、右後輪用のホイールシリンダ２０ＲＲと左後輪用のホイールシリンダ２０ＲＬとは、常開型の電磁流量制御弁である減圧弁４２ＲＲまたは４２ＲＬを介して油圧給排管２８に接続されている。以下、適宜、減圧弁４２ＦＲ〜４２ＲＬを総称して「減圧弁４２」という。
【００３４】
右前輪用、左前輪用、右後輪用および左後輪用のホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬ付近には、それぞれ対応するホイールシリンダ２０に作用するブレーキフルードの圧力であるホイールシリンダ圧を検出するホイールシリンダ圧センサ４４ＦＲ，４４ＦＬ，４４ＲＲおよび４４ＲＬが設けられている。
【００３５】
上述の右電磁開閉弁２２ＦＲおよび左電磁開閉弁２２ＦＬ、増圧弁４０ＦＲ〜４０ＲＬ、減圧弁４２ＦＲ〜４２ＲＬ、オイルポンプ３４、アキュムレータ５０等は、液圧ブレーキ装置１０の油圧アクチュエータ８０を構成する。そして、かかる油圧アクチュエータ８０は、ＥＣＵ２００によって制御される。
【００３６】
液圧ブレーキ装置１０では、ＥＣＵ２００により、ブレーキペダル１２の踏み込み量を表すペダルストロークとマスタシリンダ圧とから車両の目標減速度が算出され、算出された目標減速度に応じて各車輪のホイールシリンダ圧の目標値である目標油圧、つまり目標ホイールシリンダ圧が求められる。そして、ＥＣＵ２００により増圧弁４０および減圧弁４２が制御され、各車輪のホイールシリンダ圧が目標ホイールシリンダ圧になるよう制御される。
【００３７】
また、アキュムレータ圧が予め設定された制御範囲の下限値未満であるときには、ＥＣＵ２００によりオイルポンプ３４が駆動されてアキュムレータ圧が昇圧され、アキュムレータ圧がその制御範囲に入ればオイルポンプ３４の駆動が停止される。
【００３８】
次に、増圧弁４０および減圧弁４２として使用される液圧制御弁の具体的構成について説明する。図２は、第１の実施の形態の液圧制御弁の構成を表す断面図である。なお、以下の説明では、便宜的に図示の状態を基準に各構成の位置関係を表現することがある。
【００３９】
液圧制御弁１０１は、内部に弁部が設けられたボディ１０２とその弁部の開度を制御するためのソレノイド１０３とが一体に設けられた電磁弁として構成されている。
【００４０】
ボディ１０２は、段付円筒状をなし、その上端開口部にはブレーキフルードを上流側から導入する導入ポート１０４が設けられ、長手方向中央付近の側部にはそのブレーキフルードを下流側へ導出する導出ポート１０５が設けられている。これら導入ポート１０４と導出ポート１０５とを連通する通路には、有底円筒状の弁座部材１０６が圧入されており、弁座部材１０６の底部中央には、これを軸線方向に貫通する弁孔１０７が設けられている。弁孔１０７の導出ポート１０５側の開口部はテーパ状に形成され、そのテーパ面によって弁座１０８が形成されている。
【００４１】
ボディ１０２内の弁座１０８の下方には、弁体１０９が配置されている。この弁体１０９は、段付円柱状のロッド部材１１１の一端部からなり、弁座１０８に対して導出ポート１０５側から着脱可能に配置されている。
【００４２】
また、弁座部材１０６の上端部には、導入ポート１０４を覆うようにフィルタ１１２が取り付けられており、ボディ１０２内への異物の侵入を防止している。同様に、ボディ１０２の側部にも、導出ポート１０５を覆うようにフィルタ１１３が取り付けられている。
【００４３】
一方、ソレノイド１０３は、ボディ１０２の下端部に接合された円筒状の固定鉄心１２１と、ボディ１０２と固定鉄心１２１とに囲まれた空間に配置された円柱状の可動子１２２と、固定鉄心１２１に対して外挿された電磁コイル１２３と、電磁コイル１２３を内部に収容するケース１２４とを備えている。ケース１２４は、その上端部がボディ１０２の下端部に固定され、下端部が固定鉄心１２１の下端部に固定されている。
【００４４】
可動子１２２は、その上端面中央に連結穴１２６が設けられている。そして、この連結穴１２６にロッド部材１１１の弁体１０９と反対側の端部を圧入することにより、弁体１０９が可動子１２２に対して一体に固定されている。また、可動子１２２の周縁部には、その可動子１２２を軸線方向に貫通する複数の連通孔１２７が形成されており、作動液が固定鉄心１２１側にも導入されるようになっている。可動子１２２は、弁体１０９と反対側で固定鉄心１２１に対向配置されている。
【００４５】
固定鉄心１２１は、その上半部の内径がやや小径化しており、その小径部１２８と大径部１２９との段部によって係止部１３１が形成されている。固定鉄心１２１の下端開口部は、封止部材１３２が圧入されて気密に封止されている。また、大径部１２９にはばね受け部材１３３が配置され、ばね受け部材１３３と封止部材１３２との間には、ばね受け部材１３３を上方の係止部１３１側に付勢するスプリング１３５が介装されている。また、ばね受け部材１３３と可動子１２２との間には、可動子１２２を上方の閉弁方向に付勢するスプリング１３６が介装されている。
【００４６】
次に、液圧制御弁の動作および特性について説明する。図３は、図２の液圧制御弁のスプリング周辺の構成を表す概念図である。図４は、液圧制御弁の弁開度とスプリングによるばね力との関係を表す説明図である。同図において、横軸が弁開度を表し、縦軸がばね力を表している。さらに、図５は、液圧制御弁のソレノイドへの印加電流と作動液の流量との関係を表す説明図である。同図において、横軸がソレノイドへの印加電流を表し、縦軸が作動液の流量を表している。
【００４７】
図３に示すように、ばね受け部材１３３は、第１の弾性部材としてのスプリング１３６と第２の弾性部材としてのスプリング１３５との間に挟持されるように支持されている。言い換えれば、弁体１０９を閉弁方向に付勢する付勢手段が、スプリング１３６、ばね受け部材１３３、スプリング１３５を直列に連結して構成されている。スプリング１３５は、その一端がばね受け部材１３３に連結され、他端が固定端になっている。スプリング１３５は、ばね受け部材１３３の閉弁方向への動きが係止部１３１によって規制されたときに最大長となるため、ばね受け部材１３３に対してその規制時以上の取付荷重を有する。一方、スプリング１３６は、その一端がばね受け部材１３３に連結され、他端が可動子１２２に連結されている。スプリング１３６は、弁体１０９が弁座１０８に着座した閉弁時に最大長となるため、ばね受け部材１３３に対してその閉弁時以上の取付荷重を有する。ここでは、弁体１０９の自励振動が発生し易い領域、つまり本来の自励振動抑制対象領域が比較的弁開度の小さい領域にある。このため、弁開度がその自励振動が発生し易い領域を超えた所定値より大きくなるまでは、スプリング１３５のばね受け部材１３３に対する取付荷重が、スプリング１３６ばね受け部材１３３に対する取付荷重よりも大きくなるように構成されている。
【００４８】
すなわち、弁座１０８と弁体１０９との相対距離が所定値以下であるときには、ばね受け部材１３３が係止部１３１によって係止される。このため、スプリング１３５は弁体１０９に対して実質的に機能しない。その結果、弁体１０９は、スプリング１３６のみのばね定数Ｋ１に基づく荷重を受けて動作することになる。
【００４９】
一方、弁座１０８と弁体１０９との相対距離が所定値よりも大きくなったときには、ばね受け部材１３３が係止部１３１から離間する。このため、スプリング１３６およびスプリング１３５の双方が弁体１０９に対して機能する。このため、弁体１０９は、スプリング１３６のばね定数Ｋ１とスプリング１３５のばね定数Ｋ２との合成ばね定数Ｋに基づく合成荷重を受けて動作することになる。スプリング１３６とスプリング１３５とは直列に配置されているため、合成ばね定数Ｋは下記式（１）のように表される。
【００５０】
Ｋ＝１／（１／Ｋ１＋１／Ｋ２）  ・・・（１）
したがって、付勢手段、つまり弾性部材全体のばね定数は、弁座１０８と弁体１０９との相対距離が所定値よりも大きくなったときには、その相対距離が所定値以下のときよりも小さくなる。
【００５１】
図４においては、実線が、ばね定数が段階的に変化する本実施の形態にかかる液圧制御弁の特性を表している。つまり、弁開度が自励振動が発生し易い領域を超えた所定値まではばね定数が大きく、所定値を超えるとばね定数が小さくなっている。また、破線は、弁開度にかかわらずばね定数を大きくしない比較例を表している。
【００５２】
図示のように、液圧制御弁１０１においては、弁開度、つまり弁座１０８と弁体１０９との相対距離が自励振動が発生し易い領域にあるときにばね定数を相対的に大きくすることによってばね力を高め、自励振動を積極的に抑制できるようになっている。また、自励振動が発生し易い領域を超えたときにばね定数が小さくなるようにして、二点鎖線にて示すようにばね力が不要に大きくならないようにしている。
【００５３】
図５において、実線、破線、二点鎖線は、図４で示したものにそれぞれ対応している。
【００５４】
図示のように、液圧制御弁１０１において弁部の全開時に到るまでにソレノイド１０３に印加される電流量は、破線で示される比較例よりは増加するが、二点鎖線にて示すばね定数を一律に大きくした場合よりは低減する。その結果、ソレノイド１０３への通電量を抑制することができる。すなわち、自励振動が発生し易い領域を外れた状態ではばね力の増大を抑制することにより、結果的にこれにバランスするソレノイド力の増大を抑制することができる。その結果、ソレノイド１０３への通電量を抑制して電流消費量を低減できるのである。
【００５５】
以上に説明したように、本実施の形態の液圧制御弁１０１においては、弁開度、つまり弁座１０８と弁体１０９との相対距離が自励振動が発生し易い領域にあるときにばね定数を相対的に大きくすることにより、自励振動を積極的に抑制することができる。一方、弁座１０８と弁体１０９との相対距離が自励振動が発生し易い領域にないときにばね定数を相対的に小さくすることにより、ソレノイド１０３への通電量を抑制することができる。その結果、電流消費量が抑制される。また、電磁コイル１２３の発熱やＥＣＵ２００の発熱を抑制することができる。
【００５６】
また、液圧制御弁１０１の弾性部材のばね定数を段階的に変化させるにあたり特に複雑な機構を伴わないため、簡易な構成で実現することができる。
【００５７】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る液圧制御弁は、自励振動の発生を事後的に収束させるものである点で、自励振動が発生し易い領域にてその自励振動を積極的に抑制する第１の実施の形態の液圧制御弁とは異なる。しかし、適用対象となる液圧ブレーキ装置の構成、液圧制御弁のおおよその構成については同様である。このため、上記第１の実施の形態とほぼ同様の構成部分については必要に応じて同一の符号を付す等して適宜その説明を省略する。
【００５８】
図６は、第２の実施の形態にかかる液圧制御弁のスプリング周辺の構成を表す概念図である。図７は、液圧制御弁の弁開度とスプリングによるばね力との関係を表す説明図である。同図において、横軸が弁開度を表し、縦軸がばね力を表している。さらに、図８は、液圧制御弁のソレノイドへの印加電流と作動液の流量との関係を表す説明図である。同図において、横軸がソレノイドへの印加電流を表し、縦軸が作動液の流量を表している。
【００５９】
図６に示すように、本実施の形態の液圧制御弁における付勢手段は、第１の弾性部材としてのスプリング２３６と、これに並列に配設された第２の弾性部材としてのゴム２３５とから構成されている。スプリング２３６は、固定鉄心２２１の開口端部に設けられた図示しない封止部材と可動子１２２との間に介装され、可動子１２２ひいては弁体１０９を閉弁方向に付勢する。一方、ゴム２３５は、円柱状に形成され、スプリング２３６内に挿通されている。このゴム２３５は、その一端が封止部材に対して固定されているが、他端側は可動子１２２に対向した自由端となっている。
【００６０】
そして、弁開度が自励振動が発生し易い領域を超えた所定値より大きくなるまでは、スプリング２３６のみが付勢手段として機能し、弁開度がその所定値より大きくなると、スプリング２３６およびゴム２３５の双方が付勢手段として機能するようになっている。
【００６１】
すなわち、弁座１０８と弁体１０９との相対距離が所定値以下であるときには、ゴム２３５の先端が可動子１２２に接触していないため、スプリング２３６のみが可動子１２２ひいては弁体１０９に対する取付荷重を有する。一方、弁座１０８と弁体１０９との相対距離が所定値よりも大きくなったときには、ゴム２３５の先端が可動子１２２に接触して閉弁方向の付勢力を付与するため、スプリング２３６およびゴム２３５の双方が可動子１２２ひいては弁体１０９に対する取付荷重を有する。したがって、付勢手段のばね定数は、弁座１０８と弁体１０９との相対距離が所定値よりも大きくなったときには、その相対距離が所定値以下のときよりも大きくなる。
【００６２】
図７においては、実線が、ばね定数が段階的に変化する本実施の形態にかかる液圧制御弁の特性を表している。つまり、弁開度が自励振動が発生し易い領域を超えた所定値まではばね定数が小さく、所定値を超えるとばね定数が大きくなっている。また、破線は、弁開度にかかわらずばね定数を大きくしない比較例を表している。さらに、二点鎖線は、弁開度の全領域にわたってばね定数を大きくした場合を表している。
【００６３】
図示のように、本実施の形態の液圧制御弁においては、弁開度、つまり弁座１０８と弁体１０９との相対距離が自励振動が発生し易い領域にあるときにばね定数を比較例と同様にし、ばね力が急激に大きくならないようにしている。その結果、自励振動は発生し得る。そして、弁開度が自励振動が発生し易い領域を超えてはいるが、自励振動が引き続き増大していく領域（同図では「自励振動振動領域」と表記している）においてばね定数を相対的に大きくすることによってばね力を高め、自励振動が発生していても、これを収束できるようにしている。つまり、図中一点鎖線で示した部分において自励振動を抑制することができる。
【００６４】
図８において、実線、破線、二点鎖線は、図７で示したものにそれぞれ対応している。
【００６５】
図示のように、弁部の全開時に到るまでにソレノイドに印加される電流量は、破線で示される比較例よりは増加するが、二点鎖線にて示すばね定数を一律に大きくした場合よりは低減する。その結果、ソレノイドへの通電量を抑制することができる。
【００６６】
以上に説明したように、本実施の形態においては、弁開度、つまり弁座１０８と弁体１０９との相対距離が自励振動が発生し易い領域にあるときに、並列に配設された弾性部材の一方であるスプリング２３６のみが取付荷重を有するため、弾性部材全体としてのばね定数が相対的に小さい。その結果、ソレノイドへの通電量を抑制することができる。
【００６７】
一方、弁座１０８と弁体１０９との相対距離が自励振動が発生し易い領域を超えて大きくなったときには、並列に配設されたスプリング２３６およびゴム２３５の双方が取付荷重を有するようになる。その結果、弾性部材全体としてのばね定数が相対的に大きくなるため、自励振動が発生していたとしても、事後的にこれを収束させることができる。
【００６８】
また、スプリング２３６およびゴム２３５を並列に配設することで、液圧制御弁をコンパクトに構成することができる。
【００６９】
本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
【００７０】
図９は、第２の実施の形態の変形例にかかる液圧制御弁のスプリング周辺の構成を表す概念図である。
【００７１】
図示のように、第２の弾性部材としてテーパ状のゴム３３５をスプリング２３６内に挿通するようにしてもよい。ゴム３３５は、可動子１２２側に向かって断面が小さくなる円錐状をなす。これにより、ばね定数の切り替わりポイントがなめらかになり、弁体１０９の挙動をより安定させることができる。
【００７２】
あるいは、スプリング２３６内にゴムではなく、これよりも径が小さくて短いスプリングを挿通して二重構造のコイルスプリングとしてもよい。また、このようにスプリングを二重に設けるのではなく、そのコイル線の間隔が局所的に変化することによりばね定数を段階的に変化させることができるような非線形ばねを用いるようにしてもよい。
【００７３】
また、上記各実施の形態では、付勢手段としてのスプリングやゴムの付勢力を可動子１２２を介して弁体１０９に間接的に付与する構成について説明したが、スプリングやゴム等の一端を弁体１０９やロッド部材１１１に接続するなどして付勢力を付与するようにしてもよい。その場合に、ばね受け部材を弁体１０９の近傍に配置する場合には、その閉弁方向への動きを係止する係止部をボディ１０２側に設けるようにしてもよい。
また、上記各実施の形態では、付勢手段を２つの弾性部材で構成した例を示したが、３つ以上の弾性部材で構成し、弁座１０８と弁体１０９との相対距離に応じて弾性部材全体のばね定数が３段階以上に変化するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁が適用される液圧ブレーキ装置の液圧回路を表す説明図である。
【図２】第１の実施の形態の液圧制御弁の構成を表す断面図である。
【図３】図２の液圧制御弁のスプリング周辺の構成を表す概念図である。
【図４】液圧制御弁の弁開度とスプリングによるばね力との関係を表す説明図である。
【図５】液圧制御弁のソレノイドへの印加電流と作動液の流量との関係を表す説明図である。
【図６】第２の実施の形態にかかる液圧制御弁のスプリング周辺の構成を表す概念図である。
【図７】液圧制御弁の弁開度とスプリングによるばね力との関係を表す説明図である。
【図８】液圧制御弁のソレノイドへの印加電流と作動液の流量との関係を表す説明図である。
【図９】第２の実施の形態の変形例にかかる液圧制御弁のスプリング周辺の構成を表す概念図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０  液圧ブレーキ装置、  ２０  ホイールシリンダ、  ４０  増圧弁、  ４２  減圧弁、  １０１  液圧制御弁、  １０２  ボディ、  １０３  ソレノイド、  １０８  弁座、  １０９  弁体、  １１１  ロッド部材、  １２１  固定鉄心、  １２２  可動子、  １２３  電磁コイル、  １２４  ケース、  １３１  係止部、  １３２  封止部材、  １３５，１３６，２３６  スプリング、  ２３５，３３５  ゴム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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