圧力制御装置
【課題】流体の圧力である制御圧を制御する圧力制御装置において、減圧時に排出される流体の流体力の影響による制御圧の制御性の低下を抑制できる圧力制御装置を提供すること。
【解決手段】圧力制御装置１は、高圧流路Ｒ1と制御圧流路Ｒ3とを連通する第一連通部２６ｄを開閉する増圧弁と、制御圧流路と減圧流路Ｒ2とを連通する第二連通部１８を開閉する減圧弁とを備え、減圧弁は、第二連通部に摺動可能に支持され、かつ増圧弁の第一弁体２０と直列に設けられた軸部２１と、軸部に設けられ、制御圧流路と減圧流路とを連通させる軸部流路２４と、減圧流路側から軸部に当接することで軸部流路を閉塞する駆動手段２７とを有し、駆動手段は、高圧流路側に移動して減圧弁を閉弁させ、かつ増圧弁を開弁させ、減圧流路側に移動して増圧弁を閉弁させ、かつ減圧弁を開弁させ、減圧弁が開弁している場合に、流体は、制御圧流路から軸部流路を通って減圧流路へ流出する。
【解決手段】圧力制御装置１は、高圧流路Ｒ1と制御圧流路Ｒ3とを連通する第一連通部２６ｄを開閉する増圧弁と、制御圧流路と減圧流路Ｒ2とを連通する第二連通部１８を開閉する減圧弁とを備え、減圧弁は、第二連通部に摺動可能に支持され、かつ増圧弁の第一弁体２０と直列に設けられた軸部２１と、軸部に設けられ、制御圧流路と減圧流路とを連通させる軸部流路２４と、減圧流路側から軸部に当接することで軸部流路を閉塞する駆動手段２７とを有し、駆動手段は、高圧流路側に移動して減圧弁を閉弁させ、かつ増圧弁を開弁させ、減圧流路側に移動して増圧弁を閉弁させ、かつ減圧弁を開弁させ、減圧弁が開弁している場合に、流体は、制御圧流路から軸部流路を通って減圧流路へ流出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力制御装置に関し、特に、流体の圧力である制御圧を制御する圧力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体の圧力である制御圧を制御する圧力制御装置として、高圧の流体が供給される高圧流路と、制御圧の流体を供給する制御圧流路と、制御圧流路の流体を排出する減圧流路とを備えるものが知られている。このような圧力制御装置には、高圧流路と制御圧流路との間を開閉する増圧弁と、制御圧流路と減圧流路との間を開閉する減圧弁とが設けられることがある。
【０００３】
圧力制御装置において、制御圧を上昇させる場合には、増圧弁が開弁状態とされ、減圧弁が閉弁状態とされる。これにより、高圧流路の高圧の流体が制御圧流路に供給される。一方、制御圧を低下させる場合には、増圧弁が閉弁状態とされ、減圧弁が開弁状態とされる。これにより、制御圧流路の流体が減圧流路を介してリザーバタンク等に排出される。
【０００４】
特開２００４−１００７２２号公報（特許文献１）には、電流値によって弁体のリフト量が比例的に変化される比例弁において、前記弁体と一体に動くよう弁座を挟んで前記弁体の反対側に配置され前記弁体が上流側から弁閉方向に受ける流体圧力と同じ圧力を受けて前記弁体を弁開方向へ付勢するピストンと、前記ピストンの受圧部分に配置され前記弁体のリフト量に応じて前記受圧部分の受圧面積が変化するダイヤフラムと、を備える点が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１００７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
圧力制御装置により制御圧を制御する際の制御性の向上について、従来十分な検討がなされていない。例えば、制御圧流路の流体を減圧流路に排出させる減圧時において、制御圧流路から減圧流路へ向けて流れる流体の流体力により減圧弁を閉弁させる力が生じている場合があった。この場合、流体の排出量が変動して高精度な圧力制御を行うことができないという問題があった。減圧時に排出される流体の流体力の影響による制御圧の制御性の低下を抑制できることが望まれている。
【０００７】
本発明の目的は、流体の圧力である制御圧を制御する圧力制御装置において、減圧時に排出される流体の流体力の影響による制御圧の制御性の低下を抑制することが可能な圧力制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の圧力制御装置は、流体の圧力である制御圧を制御する圧力制御装置であって、高圧の前記流体が供給される高圧流路と、制御圧の前記流体を供給する制御圧流路と、前記制御圧流路の前記流体を排出する減圧流路と、を有するハウジングと、前記高圧流路と前記制御圧流路とを連通させる第一連通部を開閉する増圧弁と、前記制御圧流路と前記減圧流路とを連通させる第二連通部において前記制御圧流路と前記減圧流路との間を開閉する減圧弁とを備え、前記増圧弁は、前記第一連通部に設けられた第一弁座と、前記第一弁座よりも前記高圧流路側に設けられ、かつ前記第一弁座に着座する第一弁体と、前記第一弁体を前記制御圧流路側に付勢する第一付勢手段とを有し、前記減圧弁は、前記第二連通部にシール部材を介して摺動可能に支持され、かつ前記第一弁体の移動方向において前記第一弁体と直列に設けられた軸部と、前記軸部に設けられ、かつ前記制御圧流路と前記減圧流路とを連通させる軸部流路と、前記軸部よりも前記減圧流路側に設けられ、かつ前記軸部に当接することで前記軸部流路を閉塞する駆動手段と、前記軸部と前記駆動手段とを互いに離間させる方向に付勢する第二付勢手段とを有し、前記駆動手段は、前記高圧流路側に移動することにより、前記軸部に当接して前記減圧弁を閉弁させ、かつ前記軸部を介して前記第一弁体を前記高圧流路側に移動することで前記増圧弁を開弁させ、前記減圧流路側に移動することにより、前記増圧弁を閉弁させ、かつ前記軸部から離間して前記減圧弁を開弁させ、前記減圧弁が開弁している場合に、前記流体は、前記制御圧流路から前記軸部流路を通って前記減圧流路へ流出することを特徴とする。
【０００９】
本発明の圧力制御装置において、前記軸部と前記第一弁体とが一体に構成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の圧力制御装置において、前記軸部における前記第二連通部に摺動可能に支持された部分の断面積から前記第一弁体が前記第一弁座に着座した際における前記第一弁体と前記第一弁座との間のシール部の受圧面積を減じた値は、正の値に設定されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の圧力制御装置において、前記正の値は、前記駆動手段が前記軸部に当接した際における前記駆動手段と前記軸部との間のシール部の受圧面積に基づいて設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、流体の圧力である制御圧を制御する圧力制御装置において、減圧時に排出される流体の流体力の影響による制御圧の制御性の低下を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】
【００１３】
以下、本発明の圧力制御装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、流体の圧力である制御圧を制御する圧力制御装置に関する。
【００１５】
本実施形態の三方電磁弁（圧力制御装置、図１の符号１参照）は、圧力室（制御圧流路、図１の符号Ｒ3参照）から圧力供給部（図１の符号３１参照）に供給される作動油（流体）の圧力である制御圧を制御する。
【００１６】
三方電磁弁１は、増圧弁と減圧弁を有している。制御圧を増圧する場合には、増圧弁を開弁し、かつ減圧弁を閉弁する。制御圧を減圧する場合には、増圧弁を閉弁し、かつ減圧弁を開弁する。増圧弁は、増圧弁弁体（第一弁体、図１の符号２０参照）と増圧弁弁座（増圧弁弁座、図１の符号２６ｃ参照）を含んで構成されており、高圧室（高圧流路、図１の符号Ｒ1参照）と圧力室Ｒ3との間を開閉する。
【００１７】
減圧弁は、軸部（図１の符号２１参照）と押圧ピストン（駆動手段、図１の符号２７参照）を含んで構成されている。軸部２１と増圧弁弁体２０とは移動方向において直列に配置され、かつ一体に連結されている。軸部２１には、圧力室Ｒ3と減圧室（減圧流路、図１の符号Ｒ2参照）とを連通させる軸部流路（図１の符号２４参照）が設けられている。減圧弁により、圧力室Ｒ3と減圧室Ｒ2との間が開閉される。
【００１８】
圧力室Ｒ3の圧力を増圧させる場合には、コイル（図１の符号２８参照）に通電される。この場合、電磁力により押圧ピストン２７がリターンスプリング（図１の符号２５参照）の付勢力に抗して上方に移動し軸部２１に当接する。これにより、軸部流路２４が閉じられる、即ち減圧弁が閉弁される。更に押圧ピストン２７が上方に移動すると、増圧弁弁体２０が上方に移動して増圧弁弁座２６ｃから離間して増圧弁が開弁される。これにより、高圧室Ｒ1から圧力室Ｒ3へ高圧の作動油が流入し、制御圧が増圧される。
【００１９】
圧力室Ｒ3の圧力を減圧させる場合には、コイル２８への通電が停止される。発生する電磁力が減少して押圧ピストン２７が下方に移動する。すると、押圧ピストン２７が軸部２１に当接して軸部流路２４を遮断したままで、押圧ピストン２７、軸部２１、増圧弁弁体２０が下方に移動し、まず増圧弁弁体２０が増圧弁弁座２６ｃに着座する。更に押圧ピストン２７が下方に移動すると、押圧ピストン２７が軸部２１から離間して軸部流路２４が開放される。
【００２０】
これにより、圧力室Ｒ3の作動油は、圧力室Ｒ3から軸部流路２４を通って減圧室Ｒ2に流出する。この減圧時において、軸部２１は、軸部流路２４の第一流路（図１の符号２４ａ参照）から減圧弁弁座（図１の符号２１ａ参照）と減圧弁弁体（図１の符号２７ｂ参照）との隙間を通って減圧室Ｒ2へ流れる作動油の流体力により上方側に力を受ける。即ち、リターンスプリング２５の付勢力が作用する自開側に流体力を受ける。従って、減圧時に、軸部２１は、制御圧によらず第一流路２４ａを開放する位置に適正に位置決めされることとなり、圧力制御がばらつくことはない。よって、減圧時に排出される流体の流体力の影響による制御圧の制御性の低下を抑制することができる。
【００２１】
図１は、本実施形態に係わる装置の概略構成図である。
【００２２】
図１において、符号１は、本実施形態の圧力制御装置としてのポペット式の三方電磁弁を示す。三方電磁弁１は、ハウジング１１を有する。ハウジング１１は、円筒形状をなす上部ハウジング１２と下部ハウジング１３とから構成されている。上部ハウジング１２の下部に下部ハウジング１３が嵌合することで、両者が一体に固定されており、ハウジング１１の内部が密閉状態となっている。
【００２３】
ハウジング１１内には、上下方向に沿って上部から下部に向けて順に上部支持孔１６、中部支持孔（第二連通部）１８、下部支持孔１７が設けられている。中部支持孔１８により上部支持孔１６と下部支持孔１７が連通されている。中部支持孔１８は、上部支持孔１６及び下部支持孔１７のいずれよりも小径に形成されている。
【００２４】
上部支持孔１６には、外部ピストン２６が上部支持孔１６内を上下方向に移動自在に設けられている。外部ピストン２６は、円筒形状をなす支持部２６ａと、支持部２６ａの上部に設けられた円柱形状をなす受圧部２６ｂとから構成されている。支持部２６ａの下部には、支持部２６ａの内部と外部とを連通する第一連通部２６ｄが形成されている。支持部２６ａには、第一連通部２６ｄにおける支持部２６ａの内部側の開口部に沿って増圧弁弁座（第一弁座）２６ｃが設けられている。
【００２５】
受圧部２６ｂの中心部には、上下方向に沿って支持孔２６ｅが設けられている。支持孔２６ｅは、受圧部２６ｂの下端面に開口部を有している。外部ピストン２６と上部ハウジング１２との間には、リターンスプリング２３が設けられている。リターンスプリング２３の付勢力により、外部ピストン２６が上方に付勢支持されている。
【００２６】
上部ハウジング１２の内部には、ピストン１５が設けられている。ピストン１５の上部には、増圧弁弁体（第一弁体）２０が設けられている。ピストン１５の下部には、軸部２１が設けられている。ピストン１５の軸部２１は、上部ハウジング１２の中部支持孔１８に摺動可能に支持されている。ピストン１５の増圧弁弁体２０は、外部ピストン２６の内部に配置されており、増圧弁弁体２０の上部２０ｂは外部ピストン２６の支持孔２６ｅに摺動可能に支持されている。ピストン１５は、中部支持孔１８と支持孔２６ｅで支持されて上下方向に移動することができる。増圧弁弁体２０の下部には、増圧弁弁座２６ｃに着座する半球形の弁部２０ａが設けられている。本実施形態の増圧弁は、増圧弁弁体２０と増圧弁弁座２６ｃを含んで構成されている。
【００２７】
増圧弁弁体２０と外部ピストン２６の受圧部２６ｂとの間には、リターンスプリング（第一付勢手段）２２が設けられている。リターンスプリング２２の付勢力により、増圧弁弁体２０と受圧部２６ｂとが互いに離間する方向に付勢支持されている。増圧弁弁体２０は、リターンスプリング２２の付勢力により増圧弁弁座２６ｃに着座することができる。
【００２８】
上部ハウジング１２の下部には、鉄製のガイド１９が設けられている。下部ハウジング１３には、ピストン１５を移動するための押圧ピストン（駆動手段）２７が上下方向に沿って移動自在に支持されている。下部ハウジング１３には、ガイド１９及び押圧ピストン２７に対向してその外側にコイル２８が設けられている。押圧ピストン２７のロッド２７ａは、ガイド１９を貫通している。押圧ピストン２７とピストン１５の軸部２１との間には、リターンスプリング（第二付勢手段）２５が設けられている。リターンスプリング２５の付勢力により、軸部２１と押圧ピストン２７とが互いに離間する方向に付勢支持されている。コイル２８に電流を流すことで電磁力を発生させ、吸引力により押圧ピストン２７を上方に移動することでピストン１５を押圧し、ピストン１５をリターンスプリング２２の付勢力に抗して上方に移動することができる。
【００２９】
ハウジング１１内には、外部ピストン２６と増圧弁弁体２０とによって囲まれる高圧室Ｒ1、上部ハウジング１２と軸部２１と押圧ピストン２７のロッド２７ａとによって囲まれる減圧室Ｒ2、及び上部ハウジング１２と外部ピストン２６と軸部２１とによって囲まれる圧力室Ｒ3がそれぞれ設けられている。
【００３０】
上部ハウジング１２及び外部ピストン２６には、高圧室Ｒ1と上部ハウジング１２の外部とを連通する高圧ポートＰ1が設けられている。高圧ポートＰ1は、高圧ラインＬ1を介して高圧源２９に連結されている。本実施形態の高圧流路は、高圧室Ｒ1、高圧ポートＰ1、及び高圧ラインＬ1を含む。上部ハウジング１２には、減圧室Ｒ2と上部ハウジング１２の外部とを連通する減圧ポートＰ2が設けられている。減圧ポートＰ2は、減圧ラインＬ2を介してリザーバタンク３０に連結されている。本実施形態の減圧流路は、減圧室Ｒ2、減圧ポートＰ2、及び減圧ラインＬ2を含む。上部ハウジング１２には、圧力室Ｒ3と上部ハウジング１２の外部とを連通する制御圧ポートＰ3が設けられている。制御圧ポートＰ3は、制御ラインＬ3を介して圧力供給部３１に連結されている。本実施形態の制御圧流路は、圧力室Ｒ3、制御圧ポートＰ3、及び制御ラインＬ3を含む。
【００３１】
ピストン１５の軸部２１には、圧力室Ｒ3と減圧室Ｒ2とを連通させる軸部流路２４が形成されている。軸部流路２４は、軸部２１の移動方向（上下方向）に沿って設けられた第一流路２４ａを有する。軸部２１における押圧ピストン２７側の端部である下端部には、第一流路２４ａの開口部に沿って減圧弁弁座（第二弁座）２１ａが設けられている。押圧ピストン２７のロッド２７ａの先端部には、減圧弁弁座２１ａに着座する減圧弁弁体２７ｂが設けられている。押圧ピストン２７がリターンスプリング２５の付勢力に抗して上方に移動し、減圧弁弁体２７ｂが減圧弁弁座２１ａに着座することにより、第一流路２４ａが遮断（閉塞）されることができる。本実施形態の減圧弁は、減圧弁弁体２７ｂと減圧弁弁座２１ａを含んで構成されている。
【００３２】
外部ピストン２６の支持孔２６ｅには、受圧部２６ｂと増圧弁弁体２０とによって囲まれる圧力調整室Ｒ4が設けられている。受圧部２６ｂには、受圧部２６ｂを径方向に貫通する貫通孔２６ｆが設けられている。貫通孔２６ｆにより圧力調整室Ｒ4と受圧部２６ｂの外部とが連通されている。上部ハウジング１２における貫通孔２６ｆに対応する位置には、上部ハウジング１２を貫通する圧力調整ポートＰ4が設けられている。圧力調整ポートＰ4は、圧力調整ラインＬ4を介して減圧ラインＬ2に接続されている。
【００３３】
なお、上部ハウジング１２と軸部２１との間には、シール部材３４が介装され、外部ピストン２６と増圧弁弁体２０との間にはシール部材３５が介装され、上部ハウジング１２と外部ピストン２６との間にはシール部材３６が介装されることでシール性が確保されている。また、ハウジング１１は、図示しないケーシングに支持されており、上部ハウジング１２とケーシングとの間には、シール部材４１が介装されることでシール性が確保されている。
【００３４】
本実施形態の三方電磁弁１では、増圧弁を開弁するときに必要とされる駆動力が低減されるように各シール部の受圧面積が設定されている。増圧弁弁体２０の弁部２０ａが外部ピストン２６の増圧弁弁座２６ｃに着座する第１シール部の受圧面積（第１受圧面積）Ａ1と増圧弁弁体２０が外部ピストン２６の支持孔２６ｅに摺動可能に支持される第２シール部の受圧面積（第２受圧面積）Ａ2が概ね同じ値に設定されている。即ち、下記数式１に示すように各シール部の受圧面積が設定されている。
Ａ1 ≒ Ａ2 （１）
これにより、高圧室Ｒ1の圧力による影響を受けずにピストン１５を上方に移動できる。このため、増圧弁弁座２６ｃに着座した状態の増圧弁弁体２０を上方に移動して増圧弁弁座２６ｃから離間させるために必要な駆動力が低減される。
【００３５】
本実施形態では、高圧室Ｒ1（高圧流路）と圧力室Ｒ3（制御圧流路）とを連通させる第一連通部２６ｄを開閉する増圧弁の増圧弁弁体２０と圧力室Ｒ3と減圧室Ｒ2（減圧流路）とを連通させる中部支持孔１８（第二連通部）に摺動可能に支持された軸部２１とが移動方向に直列に設けられている。これにより、以下に説明するように、三方電磁弁１の摺動部における摺動抵抗が低減されることができる。
【００３６】
本実施形態では、増圧弁を構成する増圧弁弁体２０と減圧弁を構成する軸部２１とが直列に設けられている。このため、増圧弁や減圧弁等を構成する各構成要素の径が小径とされることができる。例えば、増圧弁弁体２０が小径とされて第１受圧面積Ａ1が小さな値とされることができる。これに対応して、第２受圧面積Ａ2が小さな値であることができる。よって、三方電磁弁１の摺動部における摺動抵抗が低減されることができる。
【００３７】
本実施形態では、増圧弁と減圧弁が同時に開いた状態とならないように、リターンスプリング２２の付勢力がリターンスプリング２５の付勢力よりも大きな値に設定されている。つまり、リターンスプリング２２による増圧弁弁体２０のセット荷重が、リターンスプリング２５による軸部２１のセット荷重よりも大きな荷重に設定されている。これにより、減圧制御から増圧制御へ移行する際の減圧弁弁体２７ｂの減圧弁弁座２１ａへの着座動作と増圧弁弁体２０の増圧弁弁座２６ｃからの離間動作との順序、及び増圧制御から減圧制御へ移行する際の増圧弁弁体２０の増圧弁弁座２６ｃへの着座動作と、減圧弁弁体２７ｂの減圧弁弁座２１ａからの離間動作の順序が規定されている。
【００３８】
また、本実施形態では、増圧弁弁体２０と軸部２１とが移動方向に直列に配置されるだけでなく、一体に構成されている。これにより、以下に説明する効果を奏することができる。
【００３９】
第一に、圧力室Ｒ3の制御圧が作用する各シール部の受圧面積を所定の関係を有するように設定することで、制御圧により増圧弁に対して適切に閉弁させる力を作用させておくことができる。増圧弁の閉弁時には、圧力室Ｒ3の制御圧により、増圧弁弁体２０に対して、第１受圧面積Ａ1に対応する上向きの力（開弁させる向きの力）が作用する。制御圧による力を受けて増圧制御を行う場合以外に増圧弁が自開してしまうことは望ましくないため、制御圧が変動した場合であっても、この開弁させる向きの力に抗して確実に増圧弁を閉弁させておく必要がある。そのために、例えば、リターンスプリング２２の付勢力を制御圧の最大値に応じた大きな値に設定することが考えられる。しかしながら、この場合、制御圧が低圧となっている場合に増圧弁を開弁しようとすると、押圧ピストン２７による駆動力を大きな力としなければならない。
【００４０】
本実施形態では、制御圧により増圧弁に適切に閉弁させる力を作用させることができるように、各シール部の受圧面積が設定される。具体的には、ピストン１５の軸部２１が中部支持孔１８に摺動可能に支持される第３シール部の受圧面積（第３受圧面積）Ａ3が、第１受圧面積Ａ1よりも大きな値に設定される。これにより、制御圧により軸部２１に対して下方に作用する力（第３受圧面積Ａ3に対応）が、制御圧により増圧弁弁体２０に対して上方に作用する力（第１受圧面積Ａ1に対応）よりも大きな値となる。よって、制御圧により、増圧弁を閉弁させる力を作用させることができる。また、制御圧が変動した場合であっても、確実に増圧弁を閉弁させておくことができる。
【００４１】
第二に、圧力室Ｒ3の制御圧が作用する各シール部の受圧面積を所定の関係を有するように設定することで、コイル２８に付与する電流値と制御圧の圧力特性との関係におけるヒステリシスを低減させることができる。制御圧による増圧弁を閉弁させる力と減圧弁を開弁させる力との差が少なくなるようにそれぞれの受圧面積の間の関係が設定される。
【００４２】
より具体的には、第３受圧面積Ａ3から第１受圧面積Ａ1を減じた値が、押圧ピストン２７の減圧弁弁体２７ｂが軸部２１の減圧弁弁座２１ａに着座する第４シール部の受圧面積（第４受圧面積）Ａ4とより近い値となるように設定されている。ここで、第３受圧面積Ａ3から第１受圧面積Ａ1を減じた値（Ａ3−Ａ1）は、制御圧により増圧弁を閉弁させる力に対応し、第４受圧面積Ａ4は、制御圧により減圧弁を開弁させる力に対応する。第３受圧面積Ａ3から第１受圧面積Ａ1を減じた値（Ａ3−Ａ1）と第４受圧面積Ａ4が近い値であるほど、ヒステリシスが低減される。本実施形態では、下記数式２に示すように各シール部の受圧面積が設定されている。
Ａ3 − Ａ1 ≒ Ａ4 （２）
【００４３】
これにより、制御圧により増圧弁を閉弁させる力と減圧弁を開弁させる力の差が小さな値となるため、制御圧の作動油によってピストン１５に作用する流体力は、上下方向でバランスすることができる。その結果、制御圧が変動したとしても、その制御圧の変動の影響を受けずにピストン１５を移動させることが可能となる。制御圧による増圧弁を閉弁させる力と減圧弁を開弁させる力とがバランスしていない場合には、制御圧が高圧となるほどピストン１５の挙動が制御圧の影響を大きく受けることとなる。例えば、増圧制御から減圧制御へ移行する際には、制御圧が高圧となっているため、減圧制御から増圧制御に移行する際に比べて制御圧の影響がより強くなり、ピストン１５が上方または下方に大きな力を受けてしまう。よって、例えば、減圧弁を閉弁させる力（拘束力）が大きなものとなる。その結果、コイル２８に付与する電流値と制御圧の圧力特性との関係におけるヒステリシスが増加してしまう。
【００４４】
本実施形態では、制御圧により増圧弁を閉弁させる力と減圧弁を開弁させる力の差が小さな値となるように各シール部の受圧面積が設定されているため、減圧弁に作用する拘束力等が低減される。よって、コイル２８に付与する電流値と制御圧の圧力特性との関係におけるヒステリシスが低減されて高精度に制御圧が制御されることができる。また、コイル２８に付与する電流値を増加させる際に減圧弁が閉弁する電流値と増圧弁が開弁する電流値との差、及びコイル２８に付与する電流値を減少させる際に増圧弁が閉弁する電流値と減圧弁が開弁する電流値との差をそれぞれ小さな値とすることができる。これにより、制御圧の制御性が向上し、高精度に制御圧が制御されることができる。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態では、増圧弁弁体２０と軸部２１とが移動方向に直列に配置され、かつ一体に構成されているため、圧力室Ｒ3の制御圧が作用する各シール部の受圧面積の設定により、制御圧によらず確実に増圧弁を閉弁させたり、コイル２８に付与する電流値と制御圧の圧力特性との関係におけるヒステリシスを低減させたりすることが容易に実現できる。
【００４６】
なお、減圧弁の閉弁時に確実に閉弁状態を保つためには、減圧弁の閉弁状態において制御圧によって生じる力の和が減圧弁を開弁させる方向に作用しないことが望ましい。このため、第３受圧面積Ａ3から第１受圧面積Ａ1を減じた値が第４受圧面積Ａ4よりも大きな値とされている。即ち、下記数式３に示すように各シール部の受圧面積が設定されている。
Ａ3 − Ａ1 ＞ Ａ4 （３）
【００４７】
また、押圧ピストン２７によりピストン１５を上方に移動して増圧弁を開弁させるために必要とされる駆動力を低減するためには、制御圧によりピストン１５に作用する下方へ向かう力（増圧弁を閉弁させる力）が小さいほうが有利である。このため、第３受圧面積Ａ3から第１受圧面積Ａ1を減じた値（正の値）を小さな値とすることが望ましい。この場合、上記数式２からわかるように、第４受圧面積Ａ4をより小さな値とすることが要求される。このために、例えば、第一流路２４ａの径が減圧時に排出する作動油の流量を必要最小限確保できるような小さな値に設定されることにより、第４受圧面積Ａ4が低減されることができる。
【００４８】
三方電磁弁１には、ピストン１５と押圧ピストン２７との初期相対位置を調整する位置調整機構５１が設けられている。
【００４９】
位置調整機構５１において、ハウジング１１（上部ハウジング１２）の上部には、上部支持孔１６に連通し、かつ上部支持孔１６より大径な取付孔５２、及び取付孔５２に連通し、かつ取付孔５２より大径なねじ孔５３が形成されている。
【００５０】
ねじ孔５３には、位置調整用円盤５４がねじ止めされている。位置調整用円盤５４には、外周部にねじ部５４ａが形成されると共に、下方に突出する環状部５４ｂが一体に形成されている。位置調整用円盤５４は、ねじ部５４ａがねじ孔５３にねじ込まれており、環状部５４ｂの外周面がシール部材５５を介してハウジング１１の取付孔５２に嵌合すると共に、内周面がシール部材５６を介して外部ピストン２６の外周面に嵌合している。
【００５１】
外部ピストン２６は、リターンスプリング２２により上方に付勢支持されており、外部ピストン２６の上面が位置調整用円盤５４の下面に当接することで外部ピストン２６の位置が規定されている。位置調整用円盤５４を所定の工具により回動させることにより、ハウジング１１に対して位置調整用円盤５４を上下に移動させることができる。位置調整用円盤５４を上下に移動することで、外部ピストン２６の初期位置を調整することができる。位置調整用円盤５４の中心部には、位置調整用円盤５４を上下方向に貫通する外部圧力室Ｒ5が形成されている。外部圧力室Ｒ5は、外部圧力ラインＬ5を介して圧力変換部３２及び入力部３３に連結されている。
【００５２】
外部ピストン２６には、制御圧ポートＰ3から制御ラインＬ3を介して圧力供給部３１に供給される圧力である制御圧が圧力室Ｒ3から上向きの力として作用する。一方、外部圧力室Ｒ5には入力部３３から圧力変換部３２により外部圧力ラインＬ5を介して外部圧が導入され、この外部圧が外部ピストン２６の受圧部２６ｂに下向きの力として作用する。なお、本実施形態では、外部圧は制御圧と等しい圧力に設定されている。
【００５３】
外部ピストン２６は、圧力室Ｒ3からの受圧面積が外部圧力室Ｒ5からの受圧面積以上となるように外径が設定されている。即ち、外部ピストン２６において、支持部２６ａの外径が受圧部２６ｂの外径以上の値とされている。これにより、圧力室Ｒ3の制御圧により外部ピストン２６に作用する上向きの力の大きさが外部圧力室Ｒ5の外部圧により外部ピストン２６に作用する下向きの力の大きさを下回ることが抑制される。その結果、通常時（コイル２８の電源系や制御系が失陥していない場合）に外部ピストン２６が外部圧により下方に移動されてしまうことが抑制されている。
【００５４】
ここで、三方電磁弁１による圧力制御について詳細に説明する。
【００５５】
三方電磁弁１において、コイル２８が消磁状態にあるとき、ピストン１５の増圧弁弁体２０はリターンスプリング２２の付勢力により弁部２０ａが増圧弁弁座２６ｃに着座した位置にある。また、リターンスプリング２５の付勢力により押圧ピストン２７の減圧弁弁体２７ｂは軸部２１の減圧弁弁座２１ａから離間した位置にある。従って、高圧室Ｒ1と圧力室Ｒ3とが遮断され、かつ圧力室Ｒ3と減圧室Ｒ2とが連通している。
【００５６】
この状態から、コイル２８に通電すると、発生する電磁力により押圧ピストン２７がリターンスプリング２５の付勢力に抗して上方に移動し、減圧弁弁体２７ｂが減圧弁弁座２１ａに着座して第一流路２４ａを遮断する。更に押圧ピストン２７が上方に移動すると、ピストン１５をリターンスプリング２２の付勢力に抗して上方に移動する。これにより、増圧弁弁体２０の弁部２０ａが外部ピストン２６の増圧弁弁座２６ｃから離間する。
【００５７】
従って、第一流路２４ａが遮断されることで減圧室Ｒ2と圧力室Ｒ3との連通が遮断される一方、増圧弁弁体２０の弁部２０ａが外部ピストン２６の増圧弁弁座２６ｃから離間することで高圧室Ｒ1と圧力室Ｒ3とが連通される。このため、高圧源２９から高圧ポートＰ1を通して高圧室Ｒ1に作用する圧力は、増圧弁弁体２０の弁部２０ａと外部ピストン２６の増圧弁弁座２６ｃとの隙間を通って圧力室Ｒ3に流れ、制御圧ポートＰ3から制御ラインＬ3により制御圧として圧力供給部３１に供給されることとなる。
【００５８】
この状態から、コイル２８に通電する電流値を低下させると、発生する電磁力が減少して押圧ピストン２７が下方に移動する。すると、減圧弁弁体２７ｂが減圧弁弁座２１ａに着座して第一流路２４ａを遮断したままで、ピストン１５がリターンスプリング２２の付勢力により下方に移動し、増圧弁弁体２０の弁部２０ａが増圧弁弁座２６ｃに着座する。更に押圧ピストン２７が下方に移動すると、減圧弁弁体２７ｂが減圧弁弁座２１ａから離間して第一流路２４ａを開放する。
【００５９】
従って、増圧弁弁体２０の弁部２０ａが外部ピストン２６の増圧弁弁座２６ｃに着座することで高圧室Ｒ1と圧力室Ｒ3との連通が遮断される一方、押圧ピストン２７の減圧弁弁体２７ｂが軸部２１の減圧弁弁座２１ａから離間することで減圧室Ｒ2と圧力室Ｒ3とが連通する。このため、圧力室Ｒ3から制御圧ポートＰ3及び制御ラインＬ3を通して圧力供給部３１に作用する制御圧は、軸部流路２４から減圧弁弁座２１ａと減圧弁弁体２７ｂとの隙間を通って減圧室Ｒ2に流れ、減圧ポートＰ2から減圧ラインＬ2によりリザーバタンク３０に排出される。
【００６０】
この減圧時には、圧力供給部３１に供給されている作動油が制御ラインＬ3から制御圧ポートＰ3に戻り、制御圧ポートＰ3から軸部流路２４に流れ、減圧弁弁座２１ａと減圧弁弁体２７ｂとの隙間を通って減圧室Ｒ2へ流れる。このとき、軸部２１は、軸部流路２４の第一流路２４ａから減圧弁弁座２１ａと減圧弁弁体２７ｂとの隙間を通って減圧室Ｒ2へ流れる作動油の流体力により上方側に力を受ける。軸部２１は、第一流路２４ａから作動油が流出する反力で、減圧弁弁座２１ａと減圧弁弁体２７ｂとが離間する側、即ち、リターンスプリング２５の付勢力が作用する自開側に流体力を受ける。従って、減圧時に、ピストン１５の軸部２１は、制御圧によらず第一流路２４ａを開放する位置に適正に位置決めされることとなり、圧力制御がばらつくことはない。また、押圧ピストン２７は、第一流路２４ａから流出する作動油により、減圧弁弁座２１ａと減圧弁弁体２７ｂとが離間する側、即ち、リターンスプリング２５の付勢力が作用する自開側に流体力を受ける。
【００６１】
コイル２８に連結された電源系や制御系が失陥した場合には、外部圧力室Ｒ5に供給される外部圧により外部ピストン２６を介してピストン１５が下方に移動され、圧力供給部３１に制御圧が供給される。コイル２８の電源系や制御系が失陥した場合には、圧力変換部３２は作動油の圧力を制御圧よりも高圧の所定圧に変換して外部圧力室Ｒ5に供給する。これにより、外部ピストン２６が下方に押圧され、外部ピストン２６と共にピストン１５が下方に移動する。すると、まず、減圧弁弁座２１ａが減圧弁弁体２７ｂに当接して第一流路２４ａが遮断される。減圧弁弁座２１ａが減圧弁弁体２７ｂに当接することで、ピストン１５の下方への更なる移動が規制される。外部ピストン２６が更に下方に移動すると、増圧弁弁体２０の弁部２０ａが増圧弁弁座２６ｃから離間して第一連通部２６ｄが開放される。
【００６２】
従って、減圧室Ｒ2と圧力室Ｒ3との連通が遮断される一方、高圧室Ｒ1と圧力室Ｒ3とが連通し、高圧源２９から高圧の作動油が圧力供給部３１に制御圧として供給されることとなり、電源系や制御系が失陥した場合でも適正に圧力制御が実行されることができる。
【００６３】
（第２実施形態）
図２を参照して第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００６４】
上記第１実施形態（図１）では、増圧弁弁体２０と軸部２１が一体とされてピストン１５が構成されていた。これに代えて、本実施形態では、増圧弁弁体（図２の符号１２０参照）と軸部（図２の符号１２１参照）とが分離されてそれぞれ別な構成要素として設けられている。また、上記第１実施形態では、コイル２８に電流を流すことで電磁力を発生させ、吸引力により押圧ピストン２７を駆動していたが、これに変えて、本実施形態では、外部圧力室（図２の符号Ｒ5参照）に供給される油圧により押圧ピストン（図２の符号１２７参照）が駆動される。
【００６５】
図２は、本実施形態に係わる装置の概略構成図である。
【００６６】
図２において、符号１０１は、ポペット式の三方電磁弁を示す。三方電磁弁１０１のハウジング１１１は、円筒形状をなす外部ハウジング１１２と内部ハウジング１１３を有する。外部ハウジング１１２内には、上下方向に沿って上部から下部に向けて順に上部支持孔１１６、中部支持孔１１８、下部支持孔１１７、及び底部支持孔１４０が設けられている。中部支持孔１１８は、上部支持孔１１６及び下部支持孔１１７のいずれよりも小径に形成されている。底部支持孔１４０は、下部支持孔１１７よりも小径に形成されている。
【００６７】
内部ハウジング１１３は、外部ハウジング１１２の上部支持孔１１６に配置されている。内部ハウジング１１３の上部の外周部には、ねじ部１１３ａが形成されている。ねじ部１１３ａは、上部支持孔１１６の上部の内周部に設けられたねじ孔１１６ａにねじ込まれている。よって、内部ハウジング１１３は、上記第１実施形態（図１）の位置調整機構５１と同様の位置調整機構１５１により外部ハウジング１１２に対して上下に移動させることが可能とされている。
【００６８】
内部ハウジング１１３の下部には、内部ハウジング１１３の内部と外部とを連通する第一連通部１１３ｄが形成されている。内部ハウジング１１３には、第一連通部１１３ｄにおける内部ハウジング１１３の内部側の開口部に沿って増圧弁弁座１１３ｃが設けられている。内部ハウジング１１３の上部には、上下方向に沿って支持孔１１３ｅが設けられている。
【００６９】
内部ハウジング１１３の内部には、増圧弁弁体１２０が内部ハウジング１１３内を上下方向に移動自在に設けられている。増圧弁弁体１２０の上部は、内部ハウジング１１３の支持孔１１３ｅに摺動可能に支持されている。増圧弁弁体１２０の下部には、増圧弁弁座１１３ｃに着座する半球形の弁部１２０ａが設けられている。内部ハウジング１１３と増圧弁弁体１２０との間には、リターンスプリング（第一付勢手段）１２３が設けられている。リターンスプリング１２３の付勢力により、増圧弁弁体１２０が増圧弁弁座１１３ｃ側（下方）に付勢支持されている。本実施形態の増圧弁は、増圧弁弁体１２０と増圧弁弁座１１３ｃを含んで構成されている。
【００７０】
中部支持孔１１８には、軸部１２１が中部支持孔１１８を上下方向に移動自在に設けられている。軸部１２１は、中部支持孔１１８に摺動可能に支持されている。軸部１２１の上部には、押圧部１２１ｂが設けられている。下部支持孔１１７には、押圧ピストン１２７が下部支持孔１１７を上下方向に移動自在に設けられている。押圧ピストン１２７の下部は、底部支持孔１４０に摺動可能に支持されている。押圧ピストン１２７と外部ハウジング１１２との間には、リターンスプリング（第二付勢手段）１２５が設けられている。リターンスプリング１２５の付勢力により、押圧ピストン１２７が下方に付勢支持されている。増圧弁弁体１２０、軸部１２１、及び押圧ピストン１２７はハウジング１１１の軸心方向（上下方向）に直列に配置されている。リターンスプリング１２３の付勢力は、リターンスプリング１２５の付勢力よりも大きな値に設定されている。
【００７１】
底部支持孔１４０には、外部ピストン１２６が底部支持孔１４０を上下方向に移動自在に設けられている。外部ピストン１２６は、底部支持孔１４０に摺動可能に支持されている。
【００７２】
ハウジング１１１内には、内部ハウジング１１３と増圧弁弁体１２０とによって囲まれる高圧室Ｒ1、外部ハウジング１１２と軸部１２１及び押圧ピストン１２７とによって囲まれる減圧室Ｒ2、外部ハウジング１１２と内部ハウジング１１３及び軸部１２１とによって囲まれる圧力室Ｒ3、内部ハウジング１１３と増圧弁弁体１２０の上端面とによって囲まれる第二圧力室Ｒ31、及び外部ハウジング１１２と押圧ピストン１２７及び外部ピストン１２６とによって囲まれる外部圧力室Ｒ5がそれぞれ形成されている。
【００７３】
外部ハウジング１１２及び内部ハウジング１１３には、高圧室Ｒ1と外部ハウジング１１２の外部とを連通する高圧ポートＰ1が設けられている。外部ハウジング１１２には、減圧室Ｒ2と外部ハウジング１１２の外部とを連通する減圧ポートＰ2、圧力室Ｒ3と外部ハウジング１１２の外部とを連通する制御圧ポートＰ3、及び外部圧力室Ｒ5と外部ハウジング１１２の外部とを連通する外部圧力ポートＰ5が設けられている。外部ハウジング１１２及び内部ハウジング１１３には、第二圧力室Ｒ31と制御圧ポートＰ3とを接続する第二制御圧ポートＰ31が設けられている。
【００７４】
高圧ポートＰ1は、高圧ラインＬ1を介して高圧源としての油圧ポンプ１６０及びアキュムレータ１６１に接続されている。減圧ポートＰ2は、減圧ラインＬ2を介してリザーバタンク１３０に接続されている。制御圧ポートＰ3は、制御ラインＬ3を介して圧力供給部としてのブレーキマスタシリンダ１６２の入力側に接続されている。なお、制御ラインＬ3には、圧力センサＳが設けられている。
【００７５】
外部圧力ポートＰ5には、外部圧力ラインＬ5が接続されている。外部圧力ラインＬ5は、第一外部圧力ラインＬ51と第二外部圧力ラインＬ52に分岐されている。第一外部圧力ラインＬ51は、常時閉タイプの電磁弁１６３を介して油圧ポンプ１６０及びアキュムレータ１６１に接続されている。第二外部圧力ラインＬ52は、常時開タイプの電磁弁１６４を介してリザーバタンク１３０に接続されている。
【００７６】
外部ピストン１２６の下端部は、マスタ圧ラインＬ6を介して入力部（圧力制御部）としてのブレーキマスタシリンダ１６２の出力ポートに接続されている。
【００７７】
軸部１２１には、圧力室Ｒ3と減圧室Ｒ2とを連通させる軸部流路１２４が形成されている。軸部流路１２４は、軸部１２１の移動方向（上下方向）に沿って設けられた第一流路１２４ａを有する。軸部１２１における押圧ピストン１２７側の端部である下端部には、第一流路１２４ａの開口部に沿って減圧弁弁座（第二弁座）１２１ａが設けられている。押圧ピストン１２７の上部には、減圧弁弁座１２１ａに着座する半球形の減圧弁弁体１２７ｂが設けられている。外部圧力室Ｒ5に供給される外部圧により押圧ピストン１２７がリターンスプリング１２５の付勢力に抗して上方に移動し、減圧弁弁体１２７ｂが減圧弁弁座１２１ａに着座することにより、第一流路１２４ａが遮断されることができる。本実施形態の減圧弁は、減圧弁弁体１２７ｂと減圧弁弁座１２１ａを含んで構成されている。
【００７８】
各電磁弁１６３，１６４に通電しないとき、第一外部圧力ラインＬ51が閉止され、かつ第二外部圧力ラインＬ52が開放されていることから、アキュムレータ１６１の油圧は外部圧力ラインＬ5に供給されない。このため、押圧ピストン１２７は、リターンスプリング１２５の付勢力により外部ハウジング１１２に当接した位置に位置決めされており、減圧弁弁体１２７ｂが減圧弁弁座１２１ａから離間して第一流路１２４ａが開放される。このとき、リターンスプリング１２３の付勢力により、増圧弁弁体１２０の弁部１２０ａは、内部ハウジング１１３の増圧弁弁座１１３ｃに着座して第一連通部１１３ｄを遮断している。
【００７９】
各電磁弁１６３，１６４に通電すると、第一外部圧力ラインＬ51が開放され、かつ第二外部圧力ラインＬ52が閉止されることから、アキュムレータ１６１の油圧が第一外部圧力ラインＬ51及び外部圧力ラインＬ5を通って外部圧力室Ｒ5に供給される。このため、外部圧力室Ｒ5に供給された油圧により押圧ピストン１２７がリターンスプリング１２５の付勢力に抗して上方に移動する。すると、押圧ピストン１２７の減圧弁弁体１２７ｂが軸部１２１の減圧弁弁座１２１ａに着座して第一流路１２４ａを遮断することができる。押圧ピストン１２７が更に上方に移動すると、軸部１２１と一体となって上方に移動し、軸部１２１の押圧部１２１ｂが増圧弁弁体１２０の弁部１２０ａを押圧する。すると、増圧弁弁体１２０がリターンスプリング１２３の付勢力に抗して上方に移動し、弁部１２０ａが内部ハウジング１１３の増圧弁弁座１１３ｃから離間して第一連通部１１３ｄを開放することができる。
【００８０】
なお、外部ハウジング１１２と内部ハウジング１１３との間には、シール部材１３４が介装され、内部ハウジング１１３と増圧弁弁体１２０との間にはシール部材１３５が介装され、外部ハウジング１１２と軸部１２１との間にはシール部材１３６が介装され、外部ハウジング１１２と押圧ピストン１２７との間にはシール部材１３７が介装されることでシール性が確保されている。また、ハウジング１１１は、図示しないケーシングに支持されており、外部ハウジング１１２とケーシングとの間には、シール部材１４１が介装されることでシール性が確保されている。
【００８１】
本実施形態の三方電磁弁１０１では、増圧弁を開弁するときの駆動力が低減されるように各シール部の受圧面積が設定されている。増圧弁弁体１２０の弁部１２０ａが内部ハウジング１１３の増圧弁弁座１１３ｃに着座する第１シール部の受圧面積（第１受圧面積）Ａ1１と増圧弁弁体１２０が内部ハウジング１１３の支持孔１１３ｅに摺動可能に支持される第２シール部の受圧面積（第２受圧面積）Ａ12が概ね同じ値に設定されている。即ち、下記数式４に示すように各シール部の受圧面積が設定されている。
Ａ1１ ≒ Ａ12 （４）
これにより、高圧室Ｒ1の圧力による影響を受けずに増圧弁弁体１２０を上方に移動できる。このため、増圧弁弁座１１３ｃに着座した状態の増圧弁弁体１２０を上方に移動して増圧弁弁座１１３ｃから離間させるために必要な駆動力が低減される。
【００８２】
さらに、本実施形態では、第二圧力室Ｒ31に制御圧が導入されることにより、増圧弁弁座１１３ｃに着座した状態の増圧弁弁体１２０を上方（開弁側）に移動して増圧弁を開弁させるために必要とされる力（開弁力）が制御圧の変動に伴って変動してしまうことが抑制される。第二圧力室Ｒ31の圧力（制御圧）により、増圧弁弁体１２０に対して圧力室Ｒ3の制御圧により作用する力と反対方向の力が加えられる。よって、制御圧が変動した場合であっても、増圧弁の開弁力が一定であることができる。この場合、第１受圧面積Ａ1１と第２受圧面積Ａ12とが近い値であるほど、開弁力の変動が抑制される効果が高くなる。開弁力が安定することにより、制御圧の変動に起因する制御圧の制御性の低下が抑制される。なお、本実施形態では、第二圧力室Ｒ31に導入される圧力は制御圧とされたが、これに代えて、制御圧の変動に応じて変化する圧力が第二圧力室Ｒ31に導入されることができる。この場合、制御圧の変動に応じて変化する圧力は、制御圧に近い圧力であるほど増圧弁の開弁力の変動を抑制する効果が大きなものとなる。
【００８３】
また、本実施形態では、高圧室Ｒ1（高圧流路）と圧力室Ｒ3（制御圧流路）とを連通させる第一連通部１１３ｄを開閉する増圧弁の増圧弁弁体１２０と圧力室Ｒ3と減圧室Ｒ2（減圧流路）とを連通させる中部支持孔１１８（第二連通部）に摺動可能に支持され減圧弁を構成する軸部１２１とが移動方向に直列に設けられている。これにより、上記第１実施形態（図１）と同様に、第２受圧面積Ａ12を小さな値とすることができる。よって、三方電磁弁１０１の摺動部における摺動抵抗が低減されることができる。
【００８４】
本実施形態の三方電磁弁１０１では、増圧時に減圧弁を確実に閉弁状態に保つために、以下のように各シール部の受圧面積が設定されている。具体的には、押圧ピストン１２７が底部支持孔１４０に摺動可能に支持される第４シール部の受圧面積Ａ14は、押圧ピストン１２７の減圧弁弁体１２７ｂが軸部１２１の減圧弁弁座１２１ａに着座する第５シール部の受圧面積（第５受圧面積）Ａ15よりも大きな値に設定されている。即ち、下記数式５に示すように各シール部の受圧面積が設定されている。
Ａ15 ＜ Ａ14 （５）
【００８５】
また、圧力室Ｒ5に供給される外部圧により確実に押圧ピストン１２７を上方に移動して増圧弁を開弁できるように、軸部１２１が中部支持孔１１８に摺動可能に支持される第３シール部の受圧面積（第３受圧面積）Ａ13は、第４受圧面積Ａ14よりも小さな値に設定されている。即ち、下記数式６に示すように各シール部の受圧面積が設定されている。
Ａ13 ＜ Ａ14 （６）
【００８６】
なお、外部圧力室Ｒ5の圧力と制御圧の圧力特性との関係におけるヒステリシスが低減されるためには、増圧制御や減圧制御における制御圧の影響の度合いが低減されることが望ましい。この場合、第３受圧面積Ａ13と第４受圧面積Ａ14とが近い値に設定されることが望ましい。また、第３受圧面積Ａ13と第５受圧面積Ａ15とが近い値に設定されることが望ましい。即ち、下記数式７及び下記数式８の少なくともいずれか一方を満たすように各シール部の受圧面積が設定されることが望ましい。
Ａ13 ≒ Ａ14 （７）
Ａ13 ≒ Ａ15 （８）
【００８７】
ここで、三方電磁弁１０１による圧力制御について詳細に説明する。
【００８８】
本実施形態の三方電磁弁１０１において、電磁弁１６３，１６４が消磁状態にあるとき、第一外部圧力ラインＬ51が閉止され、第二外部圧力ラインＬ52が開放される。外部圧力室Ｒ5に油圧が供給されないため、リターンスプリング１２５の付勢力により、押圧ピストン１２７は減圧弁弁体１２７ｂが減圧弁弁座１２１ａから離間した位置にある。一方、増圧弁弁体１２０は、リターンスプリング１２３の付勢力により弁部１２０ａが内部ハウジング１１３の増圧弁弁座１１３ｃに着座した位置にある。従って、高圧室Ｒ1と圧力室Ｒ3とが遮断され、圧力室Ｒ3と減圧室Ｒ2とが連通されている。
【００８９】
この状態から、各電磁弁１６３，１６４に通電すると、第一外部圧力ラインＬ51が開放され、第二外部圧力ラインＬ52が閉止される。アキュムレータ１６１の油圧が第一外部圧力ラインＬ51及び外部圧力ラインＬ5を通って外部圧力室Ｒ5に供給され、押圧ピストン１２７がリターンスプリング１２５の付勢力に抗して上方に移動する。すると、まず、押圧ピストン１２７の減圧弁弁体１２７ｂが軸部１２１の減圧弁弁座１２１ａに着座して第一流路１２４ａを遮断する。更に押圧ピストン１２７が上方に移動すると、次に、軸部１２１の押圧部１２１ｂが増圧弁弁体１２０を押圧しリターンスプリング１２３の付勢力に抗して上方に移動する。これにより、増圧弁弁体１２０の弁部１２０ａが内部ハウジング１１３の増圧弁弁座１１３ｃから離間して第一連通部１１３ｄを開放する。
【００９０】
従って、押圧ピストン１２７の減圧弁弁体１２７ｂが軸部１２１の減圧弁弁座１２１ａに着座することで減圧室Ｒ2と圧力室Ｒ3との連通が遮断される一方、増圧弁弁体１２０の弁部１２０ａが内部ハウジング１１３の増圧弁弁座１１３ｃから離間することで高圧室Ｒ1と圧力室Ｒ3とが連通される。このため、アキュムレータ１６１の油圧が高圧ポートＰ1を通して高圧室Ｒ1に作用し、高圧の作動油が増圧弁弁体１２０の弁部１２０ａと増圧弁弁座１１３ｃの隙間を通って圧力室Ｒ3に流れ、制御圧ポートＰ3から制御ラインＬ3を通って制御圧としてブレーキマスタシリンダ１６２に供給される。
【００９１】
この状態から、各電磁弁１６３，１６４に通電する電流値を低下させると、第一外部圧力ラインＬ51が閉止され、第二外部圧力ラインＬ52が開放される。外部圧力室Ｒ5の油圧が低下し、押圧ピストン１２７の押圧力が低下するため、リターンスプリング１２３の付勢力により増圧弁弁体１２０、軸部１２１、及び押圧ピストン１２７が下方に移動する。このとき、押圧ピストン１２７の減圧弁弁体１２７ｂが軸部１２１の減圧弁弁座１２１ａに着座して第一流路１２４ａを遮断した状態で増圧弁弁体１２０、軸部１２１、及び押圧ピストン１２７が下方に移動し、まず、増圧弁弁体１２０の弁部１２０ａが増圧弁弁座１１３ｃに着座する。更に押圧ピストン１２７が下方に移動すると、リターンスプリング１２５の付勢力により、押圧ピストン１２７の減圧弁弁体１２７ｂが軸部１２１の減圧弁弁座１２１ａから離間する。
【００９２】
従って、増圧弁弁体１２０が増圧弁弁座１１３ｃに着座することで高圧室Ｒ1と圧力室Ｒ3との連通が遮断される一方、減圧弁弁体１２７ｂが減圧弁弁座１２１ａから離間することで減圧室Ｒ2と圧力室Ｒ3が連通される。このため、圧力室Ｒ3から制御圧ポートＰ3及び制御ラインＬ3を通してブレーキマスタシリンダ１６２に作用する制御圧の作動油は、第一流路１２４ａから減圧弁弁体１２７ｂと減圧弁弁座１２１ａの隙間を通って減圧室Ｒ2に流れ、減圧ポートＰ2から減圧ラインＬ2によりリザーバタンク１３０に排出される。
【００９３】
この減圧時には、ブレーキマスタシリンダ１６２に供給されている作動油が制御ラインＬ3から制御圧ポートＰ3に戻り、制御圧ポートＰ3から軸部流路１２４に流れ、減圧弁弁座１２１ａと減圧弁弁体１２７ｂとの隙間を通って減圧室Ｒ2へ流れる。このとき、軸部１２１は、軸部流路１２４の第一流路１２４ａから減圧弁弁座１２１ａと減圧弁弁体１２７ｂの隙間を通って減圧室Ｒ2へ流れる作動油の流体力により上方側に力を受ける。軸部１２１は、第一流路１２４ａから作動油が流出する反力で、減圧弁弁座１２１ａと減圧弁弁体１２７ｂとが離間する側、即ち、リターンスプリング１２５の付勢力が作用する自開側に流体力を受ける。従って、減圧時に、軸部１２１は、制御圧によらず第一流路１２４ａを開放する位置に適正に位置決めされることになり、圧力制御がばらつくことはない。また、押圧ピストン１２７は、第一流路１２４ａから押圧ピストン１２７へ向けて流出する作動油により、減圧弁弁座１２１ａと減圧弁弁体１２７ｂとが離間する側、即ち、リターンスプリング１２５の付勢力が作用する自開側に流体力を受ける。
【００９４】
各電磁弁に連結された電源系や制御系が失陥した場合には、ブレーキマスタシリンダ１６２からマスタ圧ラインＬ6を介して高圧の作動油が外部ピストン１２６の下端面に供給される。これにより、外部ピストン１２６が上方へ向かう力を受け、押圧ピストン１２７を押圧して上方に移動することができる。よって、外部圧力室Ｒ5にアキュムレータ１６１の圧力が供給される場合と同様に圧力制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の圧力制御装置の第１実施形態の概略構成図である。
【図２】本発明の圧力制御装置の第２実施形態の概略構成図である。
【符号の説明】
【００９６】
１，１０１ 三方電磁弁
１１，１１１ ハウジング
１２ 上部ハウジング
１３ 下部ハウジング
１６，１１６ 上部支持孔
１７，１１７ 下部支持孔
１８，１１８ 中部支持孔
１９ ガイド
２０，１２０ 増圧弁弁体
２０ａ，１２０ａ 弁部
２１，１２１ 軸部
２１ａ，１２１ａ 減圧弁弁座
２２，２３，２５，１２３，１２５ リターンスプリング
２４，１２４ 軸部流路
２４ａ，１２４ａ 第一流路
２６，１２６ 外部ピストン
２６ａ 支持部
２６ｂ 受圧部
２６ｃ，１１３ｃ 増圧弁弁座
２６ｄ，１１３ｄ 第一連通部
２６ｅ，１１３ｅ 支持孔
２６ｆ 貫通孔
２７，１２７ 押圧ピストン
２７ａ ロッド
２７ｂ，１２７ｂ 減圧弁弁体
２８ コイル
２９ 高圧源
３０，１３０ リザーバタンク
３１ 圧力供給部
３２ 圧力変換部
３３ 入力部
３４，３５，３６，４１ シール部材
１１２ 外部ハウジング
１１３ 内部ハウジング
１２１ｂ 押圧部
１４０ 底部支持孔
１６０ 油圧ポンプ
１６１ アキュムレータ
１６２ ブレーキマスタシリンダ
１６３，１６４ 電磁弁
Ａ1，Ａ11 第１受圧面積
Ａ2，Ａ12 第２受圧面積
Ａ3，Ａ13 第３受圧面積
Ａ4，Ａ14 第４受圧面積
Ａ15 第５受圧面積
Ｌ1 高圧ライン
Ｌ2 減圧ライン
Ｌ3 制御ライン
Ｌ4 圧力調整ライン
Ｌ5 外部圧力ライン
Ｌ51 第一外部圧力ライン
Ｌ52 第二外部圧力ライン
Ｌ6 マスタ圧ライン
Ｒ1 高圧室
Ｒ2 減圧室
Ｒ3 圧力室
Ｒ31 第二圧力室
Ｒ4 圧力調整室
Ｒ5 外部圧力室
Ｐ1 高圧ポート
Ｐ2 減圧ポート
Ｐ3 制御圧ポート
Ｐ31 第二制御圧ポート
Ｐ4 圧力調整ポート
Ｐ5 外部圧力ポート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力制御装置に関し、特に、流体の圧力である制御圧を制御する圧力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体の圧力である制御圧を制御する圧力制御装置として、高圧の流体が供給される高圧流路と、制御圧の流体を供給する制御圧流路と、制御圧流路の流体を排出する減圧流路とを備えるものが知られている。このような圧力制御装置には、高圧流路と制御圧流路との間を開閉する増圧弁と、制御圧流路と減圧流路との間を開閉する減圧弁とが設けられることがある。
【０００３】
圧力制御装置において、制御圧を上昇させる場合には、増圧弁が開弁状態とされ、減圧弁が閉弁状態とされる。これにより、高圧流路の高圧の流体が制御圧流路に供給される。一方、制御圧を低下させる場合には、増圧弁が閉弁状態とされ、減圧弁が開弁状態とされる。これにより、制御圧流路の流体が減圧流路を介してリザーバタンク等に排出される。
【０００４】
特開２００４−１００７２２号公報（特許文献１）には、電流値によって弁体のリフト量が比例的に変化される比例弁において、前記弁体と一体に動くよう弁座を挟んで前記弁体の反対側に配置され前記弁体が上流側から弁閉方向に受ける流体圧力と同じ圧力を受けて前記弁体を弁開方向へ付勢するピストンと、前記ピストンの受圧部分に配置され前記弁体のリフト量に応じて前記受圧部分の受圧面積が変化するダイヤフラムと、を備える点が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１００７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
圧力制御装置により制御圧を制御する際の制御性の向上について、従来十分な検討がなされていない。例えば、制御圧流路の流体を減圧流路に排出させる減圧時において、制御圧流路から減圧流路へ向けて流れる流体の流体力により減圧弁を閉弁させる力が生じている場合があった。この場合、流体の排出量が変動して高精度な圧力制御を行うことができないという問題があった。減圧時に排出される流体の流体力の影響による制御圧の制御性の低下を抑制できることが望まれている。
【０００７】
本発明の目的は、流体の圧力である制御圧を制御する圧力制御装置において、減圧時に排出される流体の流体力の影響による制御圧の制御性の低下を抑制することが可能な圧力制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の圧力制御装置は、流体の圧力である制御圧を制御する圧力制御装置であって、高圧の前記流体が供給される高圧流路と、制御圧の前記流体を供給する制御圧流路と、前記制御圧流路の前記流体を排出する減圧流路と、を有するハウジングと、前記高圧流路と前記制御圧流路とを連通させる第一連通部を開閉する増圧弁と、前記制御圧流路と前記減圧流路とを連通させる第二連通部において前記制御圧流路と前記減圧流路との間を開閉する減圧弁とを備え、前記増圧弁は、前記第一連通部に設けられた第一弁座と、前記第一弁座よりも前記高圧流路側に設けられ、かつ前記第一弁座に着座する第一弁体と、前記第一弁体を前記制御圧流路側に付勢する第一付勢手段とを有し、前記減圧弁は、前記第二連通部にシール部材を介して摺動可能に支持され、かつ前記第一弁体の移動方向において前記第一弁体と直列に設けられた軸部と、前記軸部に設けられ、かつ前記制御圧流路と前記減圧流路とを連通させる軸部流路と、前記軸部よりも前記減圧流路側に設けられ、かつ前記軸部に当接することで前記軸部流路を閉塞する駆動手段と、前記軸部と前記駆動手段とを互いに離間させる方向に付勢する第二付勢手段とを有し、前記駆動手段は、前記高圧流路側に移動することにより、前記軸部に当接して前記減圧弁を閉弁させ、かつ前記軸部を介して前記第一弁体を前記高圧流路側に移動することで前記増圧弁を開弁させ、前記減圧流路側に移動することにより、前記増圧弁を閉弁させ、かつ前記軸部から離間して前記減圧弁を開弁させ、前記減圧弁が開弁している場合に、前記流体は、前記制御圧流路から前記軸部流路を通って前記減圧流路へ流出することを特徴とする。
【０００９】
本発明の圧力制御装置において、前記軸部と前記第一弁体とが一体に構成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の圧力制御装置において、前記軸部における前記第二連通部に摺動可能に支持された部分の断面積から前記第一弁体が前記第一弁座に着座した際における前記第一弁体と前記第一弁座との間のシール部の受圧面積を減じた値は、正の値に設定されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の圧力制御装置において、前記正の値は、前記駆動手段が前記軸部に当接した際における前記駆動手段と前記軸部との間のシール部の受圧面積に基づいて設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、流体の圧力である制御圧を制御する圧力制御装置において、減圧時に排出される流体の流体力の影響による制御圧の制御性の低下を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】
【００１３】
以下、本発明の圧力制御装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、流体の圧力である制御圧を制御する圧力制御装置に関する。
【００１５】
本実施形態の三方電磁弁（圧力制御装置、図１の符号１参照）は、圧力室（制御圧流路、図１の符号Ｒ3参照）から圧力供給部（図１の符号３１参照）に供給される作動油（流体）の圧力である制御圧を制御する。
【００１６】
三方電磁弁１は、増圧弁と減圧弁を有している。制御圧を増圧する場合には、増圧弁を開弁し、かつ減圧弁を閉弁する。制御圧を減圧する場合には、増圧弁を閉弁し、かつ減圧弁を開弁する。増圧弁は、増圧弁弁体（第一弁体、図１の符号２０参照）と増圧弁弁座（増圧弁弁座、図１の符号２６ｃ参照）を含んで構成されており、高圧室（高圧流路、図１の符号Ｒ1参照）と圧力室Ｒ3との間を開閉する。
【００１７】
減圧弁は、軸部（図１の符号２１参照）と押圧ピストン（駆動手段、図１の符号２７参照）を含んで構成されている。軸部２１と増圧弁弁体２０とは移動方向において直列に配置され、かつ一体に連結されている。軸部２１には、圧力室Ｒ3と減圧室（減圧流路、図１の符号Ｒ2参照）とを連通させる軸部流路（図１の符号２４参照）が設けられている。減圧弁により、圧力室Ｒ3と減圧室Ｒ2との間が開閉される。
【００１８】
圧力室Ｒ3の圧力を増圧させる場合には、コイル（図１の符号２８参照）に通電される。この場合、電磁力により押圧ピストン２７がリターンスプリング（図１の符号２５参照）の付勢力に抗して上方に移動し軸部２１に当接する。これにより、軸部流路２４が閉じられる、即ち減圧弁が閉弁される。更に押圧ピストン２７が上方に移動すると、増圧弁弁体２０が上方に移動して増圧弁弁座２６ｃから離間して増圧弁が開弁される。これにより、高圧室Ｒ1から圧力室Ｒ3へ高圧の作動油が流入し、制御圧が増圧される。
【００１９】
圧力室Ｒ3の圧力を減圧させる場合には、コイル２８への通電が停止される。発生する電磁力が減少して押圧ピストン２７が下方に移動する。すると、押圧ピストン２７が軸部２１に当接して軸部流路２４を遮断したままで、押圧ピストン２７、軸部２１、増圧弁弁体２０が下方に移動し、まず増圧弁弁体２０が増圧弁弁座２６ｃに着座する。更に押圧ピストン２７が下方に移動すると、押圧ピストン２７が軸部２１から離間して軸部流路２４が開放される。
【００２０】
これにより、圧力室Ｒ3の作動油は、圧力室Ｒ3から軸部流路２４を通って減圧室Ｒ2に流出する。この減圧時において、軸部２１は、軸部流路２４の第一流路（図１の符号２４ａ参照）から減圧弁弁座（図１の符号２１ａ参照）と減圧弁弁体（図１の符号２７ｂ参照）との隙間を通って減圧室Ｒ2へ流れる作動油の流体力により上方側に力を受ける。即ち、リターンスプリング２５の付勢力が作用する自開側に流体力を受ける。従って、減圧時に、軸部２１は、制御圧によらず第一流路２４ａを開放する位置に適正に位置決めされることとなり、圧力制御がばらつくことはない。よって、減圧時に排出される流体の流体力の影響による制御圧の制御性の低下を抑制することができる。
【００２１】
図１は、本実施形態に係わる装置の概略構成図である。
【００２２】
図１において、符号１は、本実施形態の圧力制御装置としてのポペット式の三方電磁弁を示す。三方電磁弁１は、ハウジング１１を有する。ハウジング１１は、円筒形状をなす上部ハウジング１２と下部ハウジング１３とから構成されている。上部ハウジング１２の下部に下部ハウジング１３が嵌合することで、両者が一体に固定されており、ハウジング１１の内部が密閉状態となっている。
【００２３】
ハウジング１１内には、上下方向に沿って上部から下部に向けて順に上部支持孔１６、中部支持孔（第二連通部）１８、下部支持孔１７が設けられている。中部支持孔１８により上部支持孔１６と下部支持孔１７が連通されている。中部支持孔１８は、上部支持孔１６及び下部支持孔１７のいずれよりも小径に形成されている。
【００２４】
上部支持孔１６には、外部ピストン２６が上部支持孔１６内を上下方向に移動自在に設けられている。外部ピストン２６は、円筒形状をなす支持部２６ａと、支持部２６ａの上部に設けられた円柱形状をなす受圧部２６ｂとから構成されている。支持部２６ａの下部には、支持部２６ａの内部と外部とを連通する第一連通部２６ｄが形成されている。支持部２６ａには、第一連通部２６ｄにおける支持部２６ａの内部側の開口部に沿って増圧弁弁座（第一弁座）２６ｃが設けられている。
【００２５】
受圧部２６ｂの中心部には、上下方向に沿って支持孔２６ｅが設けられている。支持孔２６ｅは、受圧部２６ｂの下端面に開口部を有している。外部ピストン２６と上部ハウジング１２との間には、リターンスプリング２３が設けられている。リターンスプリング２３の付勢力により、外部ピストン２６が上方に付勢支持されている。
【００２６】
上部ハウジング１２の内部には、ピストン１５が設けられている。ピストン１５の上部には、増圧弁弁体（第一弁体）２０が設けられている。ピストン１５の下部には、軸部２１が設けられている。ピストン１５の軸部２１は、上部ハウジング１２の中部支持孔１８に摺動可能に支持されている。ピストン１５の増圧弁弁体２０は、外部ピストン２６の内部に配置されており、増圧弁弁体２０の上部２０ｂは外部ピストン２６の支持孔２６ｅに摺動可能に支持されている。ピストン１５は、中部支持孔１８と支持孔２６ｅで支持されて上下方向に移動することができる。増圧弁弁体２０の下部には、増圧弁弁座２６ｃに着座する半球形の弁部２０ａが設けられている。本実施形態の増圧弁は、増圧弁弁体２０と増圧弁弁座２６ｃを含んで構成されている。
【００２７】
増圧弁弁体２０と外部ピストン２６の受圧部２６ｂとの間には、リターンスプリング（第一付勢手段）２２が設けられている。リターンスプリング２２の付勢力により、増圧弁弁体２０と受圧部２６ｂとが互いに離間する方向に付勢支持されている。増圧弁弁体２０は、リターンスプリング２２の付勢力により増圧弁弁座２６ｃに着座することができる。
【００２８】
上部ハウジング１２の下部には、鉄製のガイド１９が設けられている。下部ハウジング１３には、ピストン１５を移動するための押圧ピストン（駆動手段）２７が上下方向に沿って移動自在に支持されている。下部ハウジング１３には、ガイド１９及び押圧ピストン２７に対向してその外側にコイル２８が設けられている。押圧ピストン２７のロッド２７ａは、ガイド１９を貫通している。押圧ピストン２７とピストン１５の軸部２１との間には、リターンスプリング（第二付勢手段）２５が設けられている。リターンスプリング２５の付勢力により、軸部２１と押圧ピストン２７とが互いに離間する方向に付勢支持されている。コイル２８に電流を流すことで電磁力を発生させ、吸引力により押圧ピストン２７を上方に移動することでピストン１５を押圧し、ピストン１５をリターンスプリング２２の付勢力に抗して上方に移動することができる。
【００２９】
ハウジング１１内には、外部ピストン２６と増圧弁弁体２０とによって囲まれる高圧室Ｒ1、上部ハウジング１２と軸部２１と押圧ピストン２７のロッド２７ａとによって囲まれる減圧室Ｒ2、及び上部ハウジング１２と外部ピストン２６と軸部２１とによって囲まれる圧力室Ｒ3がそれぞれ設けられている。
【００３０】
上部ハウジング１２及び外部ピストン２６には、高圧室Ｒ1と上部ハウジング１２の外部とを連通する高圧ポートＰ1が設けられている。高圧ポートＰ1は、高圧ラインＬ1を介して高圧源２９に連結されている。本実施形態の高圧流路は、高圧室Ｒ1、高圧ポートＰ1、及び高圧ラインＬ1を含む。上部ハウジング１２には、減圧室Ｒ2と上部ハウジング１２の外部とを連通する減圧ポートＰ2が設けられている。減圧ポートＰ2は、減圧ラインＬ2を介してリザーバタンク３０に連結されている。本実施形態の減圧流路は、減圧室Ｒ2、減圧ポートＰ2、及び減圧ラインＬ2を含む。上部ハウジング１２には、圧力室Ｒ3と上部ハウジング１２の外部とを連通する制御圧ポートＰ3が設けられている。制御圧ポートＰ3は、制御ラインＬ3を介して圧力供給部３１に連結されている。本実施形態の制御圧流路は、圧力室Ｒ3、制御圧ポートＰ3、及び制御ラインＬ3を含む。
【００３１】
ピストン１５の軸部２１には、圧力室Ｒ3と減圧室Ｒ2とを連通させる軸部流路２４が形成されている。軸部流路２４は、軸部２１の移動方向（上下方向）に沿って設けられた第一流路２４ａを有する。軸部２１における押圧ピストン２７側の端部である下端部には、第一流路２４ａの開口部に沿って減圧弁弁座（第二弁座）２１ａが設けられている。押圧ピストン２７のロッド２７ａの先端部には、減圧弁弁座２１ａに着座する減圧弁弁体２７ｂが設けられている。押圧ピストン２７がリターンスプリング２５の付勢力に抗して上方に移動し、減圧弁弁体２７ｂが減圧弁弁座２１ａに着座することにより、第一流路２４ａが遮断（閉塞）されることができる。本実施形態の減圧弁は、減圧弁弁体２７ｂと減圧弁弁座２１ａを含んで構成されている。
【００３２】
外部ピストン２６の支持孔２６ｅには、受圧部２６ｂと増圧弁弁体２０とによって囲まれる圧力調整室Ｒ4が設けられている。受圧部２６ｂには、受圧部２６ｂを径方向に貫通する貫通孔２６ｆが設けられている。貫通孔２６ｆにより圧力調整室Ｒ4と受圧部２６ｂの外部とが連通されている。上部ハウジング１２における貫通孔２６ｆに対応する位置には、上部ハウジング１２を貫通する圧力調整ポートＰ4が設けられている。圧力調整ポートＰ4は、圧力調整ラインＬ4を介して減圧ラインＬ2に接続されている。
【００３３】
なお、上部ハウジング１２と軸部２１との間には、シール部材３４が介装され、外部ピストン２６と増圧弁弁体２０との間にはシール部材３５が介装され、上部ハウジング１２と外部ピストン２６との間にはシール部材３６が介装されることでシール性が確保されている。また、ハウジング１１は、図示しないケーシングに支持されており、上部ハウジング１２とケーシングとの間には、シール部材４１が介装されることでシール性が確保されている。
【００３４】
本実施形態の三方電磁弁１では、増圧弁を開弁するときに必要とされる駆動力が低減されるように各シール部の受圧面積が設定されている。増圧弁弁体２０の弁部２０ａが外部ピストン２６の増圧弁弁座２６ｃに着座する第１シール部の受圧面積（第１受圧面積）Ａ1と増圧弁弁体２０が外部ピストン２６の支持孔２６ｅに摺動可能に支持される第２シール部の受圧面積（第２受圧面積）Ａ2が概ね同じ値に設定されている。即ち、下記数式１に示すように各シール部の受圧面積が設定されている。
Ａ1 ≒ Ａ2 （１）
これにより、高圧室Ｒ1の圧力による影響を受けずにピストン１５を上方に移動できる。このため、増圧弁弁座２６ｃに着座した状態の増圧弁弁体２０を上方に移動して増圧弁弁座２６ｃから離間させるために必要な駆動力が低減される。
【００３５】
本実施形態では、高圧室Ｒ1（高圧流路）と圧力室Ｒ3（制御圧流路）とを連通させる第一連通部２６ｄを開閉する増圧弁の増圧弁弁体２０と圧力室Ｒ3と減圧室Ｒ2（減圧流路）とを連通させる中部支持孔１８（第二連通部）に摺動可能に支持された軸部２１とが移動方向に直列に設けられている。これにより、以下に説明するように、三方電磁弁１の摺動部における摺動抵抗が低減されることができる。
【００３６】
本実施形態では、増圧弁を構成する増圧弁弁体２０と減圧弁を構成する軸部２１とが直列に設けられている。このため、増圧弁や減圧弁等を構成する各構成要素の径が小径とされることができる。例えば、増圧弁弁体２０が小径とされて第１受圧面積Ａ1が小さな値とされることができる。これに対応して、第２受圧面積Ａ2が小さな値であることができる。よって、三方電磁弁１の摺動部における摺動抵抗が低減されることができる。
【００３７】
本実施形態では、増圧弁と減圧弁が同時に開いた状態とならないように、リターンスプリング２２の付勢力がリターンスプリング２５の付勢力よりも大きな値に設定されている。つまり、リターンスプリング２２による増圧弁弁体２０のセット荷重が、リターンスプリング２５による軸部２１のセット荷重よりも大きな荷重に設定されている。これにより、減圧制御から増圧制御へ移行する際の減圧弁弁体２７ｂの減圧弁弁座２１ａへの着座動作と増圧弁弁体２０の増圧弁弁座２６ｃからの離間動作との順序、及び増圧制御から減圧制御へ移行する際の増圧弁弁体２０の増圧弁弁座２６ｃへの着座動作と、減圧弁弁体２７ｂの減圧弁弁座２１ａからの離間動作の順序が規定されている。
【００３８】
また、本実施形態では、増圧弁弁体２０と軸部２１とが移動方向に直列に配置されるだけでなく、一体に構成されている。これにより、以下に説明する効果を奏することができる。
【００３９】
第一に、圧力室Ｒ3の制御圧が作用する各シール部の受圧面積を所定の関係を有するように設定することで、制御圧により増圧弁に対して適切に閉弁させる力を作用させておくことができる。増圧弁の閉弁時には、圧力室Ｒ3の制御圧により、増圧弁弁体２０に対して、第１受圧面積Ａ1に対応する上向きの力（開弁させる向きの力）が作用する。制御圧による力を受けて増圧制御を行う場合以外に増圧弁が自開してしまうことは望ましくないため、制御圧が変動した場合であっても、この開弁させる向きの力に抗して確実に増圧弁を閉弁させておく必要がある。そのために、例えば、リターンスプリング２２の付勢力を制御圧の最大値に応じた大きな値に設定することが考えられる。しかしながら、この場合、制御圧が低圧となっている場合に増圧弁を開弁しようとすると、押圧ピストン２７による駆動力を大きな力としなければならない。
【００４０】
本実施形態では、制御圧により増圧弁に適切に閉弁させる力を作用させることができるように、各シール部の受圧面積が設定される。具体的には、ピストン１５の軸部２１が中部支持孔１８に摺動可能に支持される第３シール部の受圧面積（第３受圧面積）Ａ3が、第１受圧面積Ａ1よりも大きな値に設定される。これにより、制御圧により軸部２１に対して下方に作用する力（第３受圧面積Ａ3に対応）が、制御圧により増圧弁弁体２０に対して上方に作用する力（第１受圧面積Ａ1に対応）よりも大きな値となる。よって、制御圧により、増圧弁を閉弁させる力を作用させることができる。また、制御圧が変動した場合であっても、確実に増圧弁を閉弁させておくことができる。
【００４１】
第二に、圧力室Ｒ3の制御圧が作用する各シール部の受圧面積を所定の関係を有するように設定することで、コイル２８に付与する電流値と制御圧の圧力特性との関係におけるヒステリシスを低減させることができる。制御圧による増圧弁を閉弁させる力と減圧弁を開弁させる力との差が少なくなるようにそれぞれの受圧面積の間の関係が設定される。
【００４２】
より具体的には、第３受圧面積Ａ3から第１受圧面積Ａ1を減じた値が、押圧ピストン２７の減圧弁弁体２７ｂが軸部２１の減圧弁弁座２１ａに着座する第４シール部の受圧面積（第４受圧面積）Ａ4とより近い値となるように設定されている。ここで、第３受圧面積Ａ3から第１受圧面積Ａ1を減じた値（Ａ3−Ａ1）は、制御圧により増圧弁を閉弁させる力に対応し、第４受圧面積Ａ4は、制御圧により減圧弁を開弁させる力に対応する。第３受圧面積Ａ3から第１受圧面積Ａ1を減じた値（Ａ3−Ａ1）と第４受圧面積Ａ4が近い値であるほど、ヒステリシスが低減される。本実施形態では、下記数式２に示すように各シール部の受圧面積が設定されている。
Ａ3 − Ａ1 ≒ Ａ4 （２）
【００４３】
これにより、制御圧により増圧弁を閉弁させる力と減圧弁を開弁させる力の差が小さな値となるため、制御圧の作動油によってピストン１５に作用する流体力は、上下方向でバランスすることができる。その結果、制御圧が変動したとしても、その制御圧の変動の影響を受けずにピストン１５を移動させることが可能となる。制御圧による増圧弁を閉弁させる力と減圧弁を開弁させる力とがバランスしていない場合には、制御圧が高圧となるほどピストン１５の挙動が制御圧の影響を大きく受けることとなる。例えば、増圧制御から減圧制御へ移行する際には、制御圧が高圧となっているため、減圧制御から増圧制御に移行する際に比べて制御圧の影響がより強くなり、ピストン１５が上方または下方に大きな力を受けてしまう。よって、例えば、減圧弁を閉弁させる力（拘束力）が大きなものとなる。その結果、コイル２８に付与する電流値と制御圧の圧力特性との関係におけるヒステリシスが増加してしまう。
【００４４】
本実施形態では、制御圧により増圧弁を閉弁させる力と減圧弁を開弁させる力の差が小さな値となるように各シール部の受圧面積が設定されているため、減圧弁に作用する拘束力等が低減される。よって、コイル２８に付与する電流値と制御圧の圧力特性との関係におけるヒステリシスが低減されて高精度に制御圧が制御されることができる。また、コイル２８に付与する電流値を増加させる際に減圧弁が閉弁する電流値と増圧弁が開弁する電流値との差、及びコイル２８に付与する電流値を減少させる際に増圧弁が閉弁する電流値と減圧弁が開弁する電流値との差をそれぞれ小さな値とすることができる。これにより、制御圧の制御性が向上し、高精度に制御圧が制御されることができる。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態では、増圧弁弁体２０と軸部２１とが移動方向に直列に配置され、かつ一体に構成されているため、圧力室Ｒ3の制御圧が作用する各シール部の受圧面積の設定により、制御圧によらず確実に増圧弁を閉弁させたり、コイル２８に付与する電流値と制御圧の圧力特性との関係におけるヒステリシスを低減させたりすることが容易に実現できる。
【００４６】
なお、減圧弁の閉弁時に確実に閉弁状態を保つためには、減圧弁の閉弁状態において制御圧によって生じる力の和が減圧弁を開弁させる方向に作用しないことが望ましい。このため、第３受圧面積Ａ3から第１受圧面積Ａ1を減じた値が第４受圧面積Ａ4よりも大きな値とされている。即ち、下記数式３に示すように各シール部の受圧面積が設定されている。
Ａ3 − Ａ1 ＞ Ａ4 （３）
【００４７】
また、押圧ピストン２７によりピストン１５を上方に移動して増圧弁を開弁させるために必要とされる駆動力を低減するためには、制御圧によりピストン１５に作用する下方へ向かう力（増圧弁を閉弁させる力）が小さいほうが有利である。このため、第３受圧面積Ａ3から第１受圧面積Ａ1を減じた値（正の値）を小さな値とすることが望ましい。この場合、上記数式２からわかるように、第４受圧面積Ａ4をより小さな値とすることが要求される。このために、例えば、第一流路２４ａの径が減圧時に排出する作動油の流量を必要最小限確保できるような小さな値に設定されることにより、第４受圧面積Ａ4が低減されることができる。
【００４８】
三方電磁弁１には、ピストン１５と押圧ピストン２７との初期相対位置を調整する位置調整機構５１が設けられている。
【００４９】
位置調整機構５１において、ハウジング１１（上部ハウジング１２）の上部には、上部支持孔１６に連通し、かつ上部支持孔１６より大径な取付孔５２、及び取付孔５２に連通し、かつ取付孔５２より大径なねじ孔５３が形成されている。
【００５０】
ねじ孔５３には、位置調整用円盤５４がねじ止めされている。位置調整用円盤５４には、外周部にねじ部５４ａが形成されると共に、下方に突出する環状部５４ｂが一体に形成されている。位置調整用円盤５４は、ねじ部５４ａがねじ孔５３にねじ込まれており、環状部５４ｂの外周面がシール部材５５を介してハウジング１１の取付孔５２に嵌合すると共に、内周面がシール部材５６を介して外部ピストン２６の外周面に嵌合している。
【００５１】
外部ピストン２６は、リターンスプリング２２により上方に付勢支持されており、外部ピストン２６の上面が位置調整用円盤５４の下面に当接することで外部ピストン２６の位置が規定されている。位置調整用円盤５４を所定の工具により回動させることにより、ハウジング１１に対して位置調整用円盤５４を上下に移動させることができる。位置調整用円盤５４を上下に移動することで、外部ピストン２６の初期位置を調整することができる。位置調整用円盤５４の中心部には、位置調整用円盤５４を上下方向に貫通する外部圧力室Ｒ5が形成されている。外部圧力室Ｒ5は、外部圧力ラインＬ5を介して圧力変換部３２及び入力部３３に連結されている。
【００５２】
外部ピストン２６には、制御圧ポートＰ3から制御ラインＬ3を介して圧力供給部３１に供給される圧力である制御圧が圧力室Ｒ3から上向きの力として作用する。一方、外部圧力室Ｒ5には入力部３３から圧力変換部３２により外部圧力ラインＬ5を介して外部圧が導入され、この外部圧が外部ピストン２６の受圧部２６ｂに下向きの力として作用する。なお、本実施形態では、外部圧は制御圧と等しい圧力に設定されている。
【００５３】
外部ピストン２６は、圧力室Ｒ3からの受圧面積が外部圧力室Ｒ5からの受圧面積以上となるように外径が設定されている。即ち、外部ピストン２６において、支持部２６ａの外径が受圧部２６ｂの外径以上の値とされている。これにより、圧力室Ｒ3の制御圧により外部ピストン２６に作用する上向きの力の大きさが外部圧力室Ｒ5の外部圧により外部ピストン２６に作用する下向きの力の大きさを下回ることが抑制される。その結果、通常時（コイル２８の電源系や制御系が失陥していない場合）に外部ピストン２６が外部圧により下方に移動されてしまうことが抑制されている。
【００５４】
ここで、三方電磁弁１による圧力制御について詳細に説明する。
【００５５】
三方電磁弁１において、コイル２８が消磁状態にあるとき、ピストン１５の増圧弁弁体２０はリターンスプリング２２の付勢力により弁部２０ａが増圧弁弁座２６ｃに着座した位置にある。また、リターンスプリング２５の付勢力により押圧ピストン２７の減圧弁弁体２７ｂは軸部２１の減圧弁弁座２１ａから離間した位置にある。従って、高圧室Ｒ1と圧力室Ｒ3とが遮断され、かつ圧力室Ｒ3と減圧室Ｒ2とが連通している。
【００５６】
この状態から、コイル２８に通電すると、発生する電磁力により押圧ピストン２７がリターンスプリング２５の付勢力に抗して上方に移動し、減圧弁弁体２７ｂが減圧弁弁座２１ａに着座して第一流路２４ａを遮断する。更に押圧ピストン２７が上方に移動すると、ピストン１５をリターンスプリング２２の付勢力に抗して上方に移動する。これにより、増圧弁弁体２０の弁部２０ａが外部ピストン２６の増圧弁弁座２６ｃから離間する。
【００５７】
従って、第一流路２４ａが遮断されることで減圧室Ｒ2と圧力室Ｒ3との連通が遮断される一方、増圧弁弁体２０の弁部２０ａが外部ピストン２６の増圧弁弁座２６ｃから離間することで高圧室Ｒ1と圧力室Ｒ3とが連通される。このため、高圧源２９から高圧ポートＰ1を通して高圧室Ｒ1に作用する圧力は、増圧弁弁体２０の弁部２０ａと外部ピストン２６の増圧弁弁座２６ｃとの隙間を通って圧力室Ｒ3に流れ、制御圧ポートＰ3から制御ラインＬ3により制御圧として圧力供給部３１に供給されることとなる。
【００５８】
この状態から、コイル２８に通電する電流値を低下させると、発生する電磁力が減少して押圧ピストン２７が下方に移動する。すると、減圧弁弁体２７ｂが減圧弁弁座２１ａに着座して第一流路２４ａを遮断したままで、ピストン１５がリターンスプリング２２の付勢力により下方に移動し、増圧弁弁体２０の弁部２０ａが増圧弁弁座２６ｃに着座する。更に押圧ピストン２７が下方に移動すると、減圧弁弁体２７ｂが減圧弁弁座２１ａから離間して第一流路２４ａを開放する。
【００５９】
従って、増圧弁弁体２０の弁部２０ａが外部ピストン２６の増圧弁弁座２６ｃに着座することで高圧室Ｒ1と圧力室Ｒ3との連通が遮断される一方、押圧ピストン２７の減圧弁弁体２７ｂが軸部２１の減圧弁弁座２１ａから離間することで減圧室Ｒ2と圧力室Ｒ3とが連通する。このため、圧力室Ｒ3から制御圧ポートＰ3及び制御ラインＬ3を通して圧力供給部３１に作用する制御圧は、軸部流路２４から減圧弁弁座２１ａと減圧弁弁体２７ｂとの隙間を通って減圧室Ｒ2に流れ、減圧ポートＰ2から減圧ラインＬ2によりリザーバタンク３０に排出される。
【００６０】
この減圧時には、圧力供給部３１に供給されている作動油が制御ラインＬ3から制御圧ポートＰ3に戻り、制御圧ポートＰ3から軸部流路２４に流れ、減圧弁弁座２１ａと減圧弁弁体２７ｂとの隙間を通って減圧室Ｒ2へ流れる。このとき、軸部２１は、軸部流路２４の第一流路２４ａから減圧弁弁座２１ａと減圧弁弁体２７ｂとの隙間を通って減圧室Ｒ2へ流れる作動油の流体力により上方側に力を受ける。軸部２１は、第一流路２４ａから作動油が流出する反力で、減圧弁弁座２１ａと減圧弁弁体２７ｂとが離間する側、即ち、リターンスプリング２５の付勢力が作用する自開側に流体力を受ける。従って、減圧時に、ピストン１５の軸部２１は、制御圧によらず第一流路２４ａを開放する位置に適正に位置決めされることとなり、圧力制御がばらつくことはない。また、押圧ピストン２７は、第一流路２４ａから流出する作動油により、減圧弁弁座２１ａと減圧弁弁体２７ｂとが離間する側、即ち、リターンスプリング２５の付勢力が作用する自開側に流体力を受ける。
【００６１】
コイル２８に連結された電源系や制御系が失陥した場合には、外部圧力室Ｒ5に供給される外部圧により外部ピストン２６を介してピストン１５が下方に移動され、圧力供給部３１に制御圧が供給される。コイル２８の電源系や制御系が失陥した場合には、圧力変換部３２は作動油の圧力を制御圧よりも高圧の所定圧に変換して外部圧力室Ｒ5に供給する。これにより、外部ピストン２６が下方に押圧され、外部ピストン２６と共にピストン１５が下方に移動する。すると、まず、減圧弁弁座２１ａが減圧弁弁体２７ｂに当接して第一流路２４ａが遮断される。減圧弁弁座２１ａが減圧弁弁体２７ｂに当接することで、ピストン１５の下方への更なる移動が規制される。外部ピストン２６が更に下方に移動すると、増圧弁弁体２０の弁部２０ａが増圧弁弁座２６ｃから離間して第一連通部２６ｄが開放される。
【００６２】
従って、減圧室Ｒ2と圧力室Ｒ3との連通が遮断される一方、高圧室Ｒ1と圧力室Ｒ3とが連通し、高圧源２９から高圧の作動油が圧力供給部３１に制御圧として供給されることとなり、電源系や制御系が失陥した場合でも適正に圧力制御が実行されることができる。
【００６３】
（第２実施形態）
図２を参照して第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００６４】
上記第１実施形態（図１）では、増圧弁弁体２０と軸部２１が一体とされてピストン１５が構成されていた。これに代えて、本実施形態では、増圧弁弁体（図２の符号１２０参照）と軸部（図２の符号１２１参照）とが分離されてそれぞれ別な構成要素として設けられている。また、上記第１実施形態では、コイル２８に電流を流すことで電磁力を発生させ、吸引力により押圧ピストン２７を駆動していたが、これに変えて、本実施形態では、外部圧力室（図２の符号Ｒ5参照）に供給される油圧により押圧ピストン（図２の符号１２７参照）が駆動される。
【００６５】
図２は、本実施形態に係わる装置の概略構成図である。
【００６６】
図２において、符号１０１は、ポペット式の三方電磁弁を示す。三方電磁弁１０１のハウジング１１１は、円筒形状をなす外部ハウジング１１２と内部ハウジング１１３を有する。外部ハウジング１１２内には、上下方向に沿って上部から下部に向けて順に上部支持孔１１６、中部支持孔１１８、下部支持孔１１７、及び底部支持孔１４０が設けられている。中部支持孔１１８は、上部支持孔１１６及び下部支持孔１１７のいずれよりも小径に形成されている。底部支持孔１４０は、下部支持孔１１７よりも小径に形成されている。
【００６７】
内部ハウジング１１３は、外部ハウジング１１２の上部支持孔１１６に配置されている。内部ハウジング１１３の上部の外周部には、ねじ部１１３ａが形成されている。ねじ部１１３ａは、上部支持孔１１６の上部の内周部に設けられたねじ孔１１６ａにねじ込まれている。よって、内部ハウジング１１３は、上記第１実施形態（図１）の位置調整機構５１と同様の位置調整機構１５１により外部ハウジング１１２に対して上下に移動させることが可能とされている。
【００６８】
内部ハウジング１１３の下部には、内部ハウジング１１３の内部と外部とを連通する第一連通部１１３ｄが形成されている。内部ハウジング１１３には、第一連通部１１３ｄにおける内部ハウジング１１３の内部側の開口部に沿って増圧弁弁座１１３ｃが設けられている。内部ハウジング１１３の上部には、上下方向に沿って支持孔１１３ｅが設けられている。
【００６９】
内部ハウジング１１３の内部には、増圧弁弁体１２０が内部ハウジング１１３内を上下方向に移動自在に設けられている。増圧弁弁体１２０の上部は、内部ハウジング１１３の支持孔１１３ｅに摺動可能に支持されている。増圧弁弁体１２０の下部には、増圧弁弁座１１３ｃに着座する半球形の弁部１２０ａが設けられている。内部ハウジング１１３と増圧弁弁体１２０との間には、リターンスプリング（第一付勢手段）１２３が設けられている。リターンスプリング１２３の付勢力により、増圧弁弁体１２０が増圧弁弁座１１３ｃ側（下方）に付勢支持されている。本実施形態の増圧弁は、増圧弁弁体１２０と増圧弁弁座１１３ｃを含んで構成されている。
【００７０】
中部支持孔１１８には、軸部１２１が中部支持孔１１８を上下方向に移動自在に設けられている。軸部１２１は、中部支持孔１１８に摺動可能に支持されている。軸部１２１の上部には、押圧部１２１ｂが設けられている。下部支持孔１１７には、押圧ピストン１２７が下部支持孔１１７を上下方向に移動自在に設けられている。押圧ピストン１２７の下部は、底部支持孔１４０に摺動可能に支持されている。押圧ピストン１２７と外部ハウジング１１２との間には、リターンスプリング（第二付勢手段）１２５が設けられている。リターンスプリング１２５の付勢力により、押圧ピストン１２７が下方に付勢支持されている。増圧弁弁体１２０、軸部１２１、及び押圧ピストン１２７はハウジング１１１の軸心方向（上下方向）に直列に配置されている。リターンスプリング１２３の付勢力は、リターンスプリング１２５の付勢力よりも大きな値に設定されている。
【００７１】
底部支持孔１４０には、外部ピストン１２６が底部支持孔１４０を上下方向に移動自在に設けられている。外部ピストン１２６は、底部支持孔１４０に摺動可能に支持されている。
【００７２】
ハウジング１１１内には、内部ハウジング１１３と増圧弁弁体１２０とによって囲まれる高圧室Ｒ1、外部ハウジング１１２と軸部１２１及び押圧ピストン１２７とによって囲まれる減圧室Ｒ2、外部ハウジング１１２と内部ハウジング１１３及び軸部１２１とによって囲まれる圧力室Ｒ3、内部ハウジング１１３と増圧弁弁体１２０の上端面とによって囲まれる第二圧力室Ｒ31、及び外部ハウジング１１２と押圧ピストン１２７及び外部ピストン１２６とによって囲まれる外部圧力室Ｒ5がそれぞれ形成されている。
【００７３】
外部ハウジング１１２及び内部ハウジング１１３には、高圧室Ｒ1と外部ハウジング１１２の外部とを連通する高圧ポートＰ1が設けられている。外部ハウジング１１２には、減圧室Ｒ2と外部ハウジング１１２の外部とを連通する減圧ポートＰ2、圧力室Ｒ3と外部ハウジング１１２の外部とを連通する制御圧ポートＰ3、及び外部圧力室Ｒ5と外部ハウジング１１２の外部とを連通する外部圧力ポートＰ5が設けられている。外部ハウジング１１２及び内部ハウジング１１３には、第二圧力室Ｒ31と制御圧ポートＰ3とを接続する第二制御圧ポートＰ31が設けられている。
【００７４】
高圧ポートＰ1は、高圧ラインＬ1を介して高圧源としての油圧ポンプ１６０及びアキュムレータ１６１に接続されている。減圧ポートＰ2は、減圧ラインＬ2を介してリザーバタンク１３０に接続されている。制御圧ポートＰ3は、制御ラインＬ3を介して圧力供給部としてのブレーキマスタシリンダ１６２の入力側に接続されている。なお、制御ラインＬ3には、圧力センサＳが設けられている。
【００７５】
外部圧力ポートＰ5には、外部圧力ラインＬ5が接続されている。外部圧力ラインＬ5は、第一外部圧力ラインＬ51と第二外部圧力ラインＬ52に分岐されている。第一外部圧力ラインＬ51は、常時閉タイプの電磁弁１６３を介して油圧ポンプ１６０及びアキュムレータ１６１に接続されている。第二外部圧力ラインＬ52は、常時開タイプの電磁弁１６４を介してリザーバタンク１３０に接続されている。
【００７６】
外部ピストン１２６の下端部は、マスタ圧ラインＬ6を介して入力部（圧力制御部）としてのブレーキマスタシリンダ１６２の出力ポートに接続されている。
【００７７】
軸部１２１には、圧力室Ｒ3と減圧室Ｒ2とを連通させる軸部流路１２４が形成されている。軸部流路１２４は、軸部１２１の移動方向（上下方向）に沿って設けられた第一流路１２４ａを有する。軸部１２１における押圧ピストン１２７側の端部である下端部には、第一流路１２４ａの開口部に沿って減圧弁弁座（第二弁座）１２１ａが設けられている。押圧ピストン１２７の上部には、減圧弁弁座１２１ａに着座する半球形の減圧弁弁体１２７ｂが設けられている。外部圧力室Ｒ5に供給される外部圧により押圧ピストン１２７がリターンスプリング１２５の付勢力に抗して上方に移動し、減圧弁弁体１２７ｂが減圧弁弁座１２１ａに着座することにより、第一流路１２４ａが遮断されることができる。本実施形態の減圧弁は、減圧弁弁体１２７ｂと減圧弁弁座１２１ａを含んで構成されている。
【００７８】
各電磁弁１６３，１６４に通電しないとき、第一外部圧力ラインＬ51が閉止され、かつ第二外部圧力ラインＬ52が開放されていることから、アキュムレータ１６１の油圧は外部圧力ラインＬ5に供給されない。このため、押圧ピストン１２７は、リターンスプリング１２５の付勢力により外部ハウジング１１２に当接した位置に位置決めされており、減圧弁弁体１２７ｂが減圧弁弁座１２１ａから離間して第一流路１２４ａが開放される。このとき、リターンスプリング１２３の付勢力により、増圧弁弁体１２０の弁部１２０ａは、内部ハウジング１１３の増圧弁弁座１１３ｃに着座して第一連通部１１３ｄを遮断している。
【００７９】
各電磁弁１６３，１６４に通電すると、第一外部圧力ラインＬ51が開放され、かつ第二外部圧力ラインＬ52が閉止されることから、アキュムレータ１６１の油圧が第一外部圧力ラインＬ51及び外部圧力ラインＬ5を通って外部圧力室Ｒ5に供給される。このため、外部圧力室Ｒ5に供給された油圧により押圧ピストン１２７がリターンスプリング１２５の付勢力に抗して上方に移動する。すると、押圧ピストン１２７の減圧弁弁体１２７ｂが軸部１２１の減圧弁弁座１２１ａに着座して第一流路１２４ａを遮断することができる。押圧ピストン１２７が更に上方に移動すると、軸部１２１と一体となって上方に移動し、軸部１２１の押圧部１２１ｂが増圧弁弁体１２０の弁部１２０ａを押圧する。すると、増圧弁弁体１２０がリターンスプリング１２３の付勢力に抗して上方に移動し、弁部１２０ａが内部ハウジング１１３の増圧弁弁座１１３ｃから離間して第一連通部１１３ｄを開放することができる。
【００８０】
なお、外部ハウジング１１２と内部ハウジング１１３との間には、シール部材１３４が介装され、内部ハウジング１１３と増圧弁弁体１２０との間にはシール部材１３５が介装され、外部ハウジング１１２と軸部１２１との間にはシール部材１３６が介装され、外部ハウジング１１２と押圧ピストン１２７との間にはシール部材１３７が介装されることでシール性が確保されている。また、ハウジング１１１は、図示しないケーシングに支持されており、外部ハウジング１１２とケーシングとの間には、シール部材１４１が介装されることでシール性が確保されている。
【００８１】
本実施形態の三方電磁弁１０１では、増圧弁を開弁するときの駆動力が低減されるように各シール部の受圧面積が設定されている。増圧弁弁体１２０の弁部１２０ａが内部ハウジング１１３の増圧弁弁座１１３ｃに着座する第１シール部の受圧面積（第１受圧面積）Ａ1１と増圧弁弁体１２０が内部ハウジング１１３の支持孔１１３ｅに摺動可能に支持される第２シール部の受圧面積（第２受圧面積）Ａ12が概ね同じ値に設定されている。即ち、下記数式４に示すように各シール部の受圧面積が設定されている。
Ａ1１ ≒ Ａ12 （４）
これにより、高圧室Ｒ1の圧力による影響を受けずに増圧弁弁体１２０を上方に移動できる。このため、増圧弁弁座１１３ｃに着座した状態の増圧弁弁体１２０を上方に移動して増圧弁弁座１１３ｃから離間させるために必要な駆動力が低減される。
【００８２】
さらに、本実施形態では、第二圧力室Ｒ31に制御圧が導入されることにより、増圧弁弁座１１３ｃに着座した状態の増圧弁弁体１２０を上方（開弁側）に移動して増圧弁を開弁させるために必要とされる力（開弁力）が制御圧の変動に伴って変動してしまうことが抑制される。第二圧力室Ｒ31の圧力（制御圧）により、増圧弁弁体１２０に対して圧力室Ｒ3の制御圧により作用する力と反対方向の力が加えられる。よって、制御圧が変動した場合であっても、増圧弁の開弁力が一定であることができる。この場合、第１受圧面積Ａ1１と第２受圧面積Ａ12とが近い値であるほど、開弁力の変動が抑制される効果が高くなる。開弁力が安定することにより、制御圧の変動に起因する制御圧の制御性の低下が抑制される。なお、本実施形態では、第二圧力室Ｒ31に導入される圧力は制御圧とされたが、これに代えて、制御圧の変動に応じて変化する圧力が第二圧力室Ｒ31に導入されることができる。この場合、制御圧の変動に応じて変化する圧力は、制御圧に近い圧力であるほど増圧弁の開弁力の変動を抑制する効果が大きなものとなる。
【００８３】
また、本実施形態では、高圧室Ｒ1（高圧流路）と圧力室Ｒ3（制御圧流路）とを連通させる第一連通部１１３ｄを開閉する増圧弁の増圧弁弁体１２０と圧力室Ｒ3と減圧室Ｒ2（減圧流路）とを連通させる中部支持孔１１８（第二連通部）に摺動可能に支持され減圧弁を構成する軸部１２１とが移動方向に直列に設けられている。これにより、上記第１実施形態（図１）と同様に、第２受圧面積Ａ12を小さな値とすることができる。よって、三方電磁弁１０１の摺動部における摺動抵抗が低減されることができる。
【００８４】
本実施形態の三方電磁弁１０１では、増圧時に減圧弁を確実に閉弁状態に保つために、以下のように各シール部の受圧面積が設定されている。具体的には、押圧ピストン１２７が底部支持孔１４０に摺動可能に支持される第４シール部の受圧面積Ａ14は、押圧ピストン１２７の減圧弁弁体１２７ｂが軸部１２１の減圧弁弁座１２１ａに着座する第５シール部の受圧面積（第５受圧面積）Ａ15よりも大きな値に設定されている。即ち、下記数式５に示すように各シール部の受圧面積が設定されている。
Ａ15 ＜ Ａ14 （５）
【００８５】
また、圧力室Ｒ5に供給される外部圧により確実に押圧ピストン１２７を上方に移動して増圧弁を開弁できるように、軸部１２１が中部支持孔１１８に摺動可能に支持される第３シール部の受圧面積（第３受圧面積）Ａ13は、第４受圧面積Ａ14よりも小さな値に設定されている。即ち、下記数式６に示すように各シール部の受圧面積が設定されている。
Ａ13 ＜ Ａ14 （６）
【００８６】
なお、外部圧力室Ｒ5の圧力と制御圧の圧力特性との関係におけるヒステリシスが低減されるためには、増圧制御や減圧制御における制御圧の影響の度合いが低減されることが望ましい。この場合、第３受圧面積Ａ13と第４受圧面積Ａ14とが近い値に設定されることが望ましい。また、第３受圧面積Ａ13と第５受圧面積Ａ15とが近い値に設定されることが望ましい。即ち、下記数式７及び下記数式８の少なくともいずれか一方を満たすように各シール部の受圧面積が設定されることが望ましい。
Ａ13 ≒ Ａ14 （７）
Ａ13 ≒ Ａ15 （８）
【００８７】
ここで、三方電磁弁１０１による圧力制御について詳細に説明する。
【００８８】
本実施形態の三方電磁弁１０１において、電磁弁１６３，１６４が消磁状態にあるとき、第一外部圧力ラインＬ51が閉止され、第二外部圧力ラインＬ52が開放される。外部圧力室Ｒ5に油圧が供給されないため、リターンスプリング１２５の付勢力により、押圧ピストン１２７は減圧弁弁体１２７ｂが減圧弁弁座１２１ａから離間した位置にある。一方、増圧弁弁体１２０は、リターンスプリング１２３の付勢力により弁部１２０ａが内部ハウジング１１３の増圧弁弁座１１３ｃに着座した位置にある。従って、高圧室Ｒ1と圧力室Ｒ3とが遮断され、圧力室Ｒ3と減圧室Ｒ2とが連通されている。
【００８９】
この状態から、各電磁弁１６３，１６４に通電すると、第一外部圧力ラインＬ51が開放され、第二外部圧力ラインＬ52が閉止される。アキュムレータ１６１の油圧が第一外部圧力ラインＬ51及び外部圧力ラインＬ5を通って外部圧力室Ｒ5に供給され、押圧ピストン１２７がリターンスプリング１２５の付勢力に抗して上方に移動する。すると、まず、押圧ピストン１２７の減圧弁弁体１２７ｂが軸部１２１の減圧弁弁座１２１ａに着座して第一流路１２４ａを遮断する。更に押圧ピストン１２７が上方に移動すると、次に、軸部１２１の押圧部１２１ｂが増圧弁弁体１２０を押圧しリターンスプリング１２３の付勢力に抗して上方に移動する。これにより、増圧弁弁体１２０の弁部１２０ａが内部ハウジング１１３の増圧弁弁座１１３ｃから離間して第一連通部１１３ｄを開放する。
【００９０】
従って、押圧ピストン１２７の減圧弁弁体１２７ｂが軸部１２１の減圧弁弁座１２１ａに着座することで減圧室Ｒ2と圧力室Ｒ3との連通が遮断される一方、増圧弁弁体１２０の弁部１２０ａが内部ハウジング１１３の増圧弁弁座１１３ｃから離間することで高圧室Ｒ1と圧力室Ｒ3とが連通される。このため、アキュムレータ１６１の油圧が高圧ポートＰ1を通して高圧室Ｒ1に作用し、高圧の作動油が増圧弁弁体１２０の弁部１２０ａと増圧弁弁座１１３ｃの隙間を通って圧力室Ｒ3に流れ、制御圧ポートＰ3から制御ラインＬ3を通って制御圧としてブレーキマスタシリンダ１６２に供給される。
【００９１】
この状態から、各電磁弁１６３，１６４に通電する電流値を低下させると、第一外部圧力ラインＬ51が閉止され、第二外部圧力ラインＬ52が開放される。外部圧力室Ｒ5の油圧が低下し、押圧ピストン１２７の押圧力が低下するため、リターンスプリング１２３の付勢力により増圧弁弁体１２０、軸部１２１、及び押圧ピストン１２７が下方に移動する。このとき、押圧ピストン１２７の減圧弁弁体１２７ｂが軸部１２１の減圧弁弁座１２１ａに着座して第一流路１２４ａを遮断した状態で増圧弁弁体１２０、軸部１２１、及び押圧ピストン１２７が下方に移動し、まず、増圧弁弁体１２０の弁部１２０ａが増圧弁弁座１１３ｃに着座する。更に押圧ピストン１２７が下方に移動すると、リターンスプリング１２５の付勢力により、押圧ピストン１２７の減圧弁弁体１２７ｂが軸部１２１の減圧弁弁座１２１ａから離間する。
【００９２】
従って、増圧弁弁体１２０が増圧弁弁座１１３ｃに着座することで高圧室Ｒ1と圧力室Ｒ3との連通が遮断される一方、減圧弁弁体１２７ｂが減圧弁弁座１２１ａから離間することで減圧室Ｒ2と圧力室Ｒ3が連通される。このため、圧力室Ｒ3から制御圧ポートＰ3及び制御ラインＬ3を通してブレーキマスタシリンダ１６２に作用する制御圧の作動油は、第一流路１２４ａから減圧弁弁体１２７ｂと減圧弁弁座１２１ａの隙間を通って減圧室Ｒ2に流れ、減圧ポートＰ2から減圧ラインＬ2によりリザーバタンク１３０に排出される。
【００９３】
この減圧時には、ブレーキマスタシリンダ１６２に供給されている作動油が制御ラインＬ3から制御圧ポートＰ3に戻り、制御圧ポートＰ3から軸部流路１２４に流れ、減圧弁弁座１２１ａと減圧弁弁体１２７ｂとの隙間を通って減圧室Ｒ2へ流れる。このとき、軸部１２１は、軸部流路１２４の第一流路１２４ａから減圧弁弁座１２１ａと減圧弁弁体１２７ｂの隙間を通って減圧室Ｒ2へ流れる作動油の流体力により上方側に力を受ける。軸部１２１は、第一流路１２４ａから作動油が流出する反力で、減圧弁弁座１２１ａと減圧弁弁体１２７ｂとが離間する側、即ち、リターンスプリング１２５の付勢力が作用する自開側に流体力を受ける。従って、減圧時に、軸部１２１は、制御圧によらず第一流路１２４ａを開放する位置に適正に位置決めされることになり、圧力制御がばらつくことはない。また、押圧ピストン１２７は、第一流路１２４ａから押圧ピストン１２７へ向けて流出する作動油により、減圧弁弁座１２１ａと減圧弁弁体１２７ｂとが離間する側、即ち、リターンスプリング１２５の付勢力が作用する自開側に流体力を受ける。
【００９４】
各電磁弁に連結された電源系や制御系が失陥した場合には、ブレーキマスタシリンダ１６２からマスタ圧ラインＬ6を介して高圧の作動油が外部ピストン１２６の下端面に供給される。これにより、外部ピストン１２６が上方へ向かう力を受け、押圧ピストン１２７を押圧して上方に移動することができる。よって、外部圧力室Ｒ5にアキュムレータ１６１の圧力が供給される場合と同様に圧力制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の圧力制御装置の第１実施形態の概略構成図である。
【図２】本発明の圧力制御装置の第２実施形態の概略構成図である。
【符号の説明】
【００９６】
１，１０１ 三方電磁弁
１１，１１１ ハウジング
１２ 上部ハウジング
１３ 下部ハウジング
１６，１１６ 上部支持孔
１７，１１７ 下部支持孔
１８，１１８ 中部支持孔
１９ ガイド
２０，１２０ 増圧弁弁体
２０ａ，１２０ａ 弁部
２１，１２１ 軸部
２１ａ，１２１ａ 減圧弁弁座
２２，２３，２５，１２３，１２５ リターンスプリング
２４，１２４ 軸部流路
２４ａ，１２４ａ 第一流路
２６，１２６ 外部ピストン
２６ａ 支持部
２６ｂ 受圧部
２６ｃ，１１３ｃ 増圧弁弁座
２６ｄ，１１３ｄ 第一連通部
２６ｅ，１１３ｅ 支持孔
２６ｆ 貫通孔
２７，１２７ 押圧ピストン
２７ａ ロッド
２７ｂ，１２７ｂ 減圧弁弁体
２８ コイル
２９ 高圧源
３０，１３０ リザーバタンク
３１ 圧力供給部
３２ 圧力変換部
３３ 入力部
３４，３５，３６，４１ シール部材
１１２ 外部ハウジング
１１３ 内部ハウジング
１２１ｂ 押圧部
１４０ 底部支持孔
１６０ 油圧ポンプ
１６１ アキュムレータ
１６２ ブレーキマスタシリンダ
１６３，１６４ 電磁弁
Ａ1，Ａ11 第１受圧面積
Ａ2，Ａ12 第２受圧面積
Ａ3，Ａ13 第３受圧面積
Ａ4，Ａ14 第４受圧面積
Ａ15 第５受圧面積
Ｌ1 高圧ライン
Ｌ2 減圧ライン
Ｌ3 制御ライン
Ｌ4 圧力調整ライン
Ｌ5 外部圧力ライン
Ｌ51 第一外部圧力ライン
Ｌ52 第二外部圧力ライン
Ｌ6 マスタ圧ライン
Ｒ1 高圧室
Ｒ2 減圧室
Ｒ3 圧力室
Ｒ31 第二圧力室
Ｒ4 圧力調整室
Ｒ5 外部圧力室
Ｐ1 高圧ポート
Ｐ2 減圧ポート
Ｐ3 制御圧ポート
Ｐ31 第二制御圧ポート
Ｐ4 圧力調整ポート
Ｐ5 外部圧力ポート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の圧力である制御圧を制御する圧力制御装置であって、
高圧の前記流体が供給される高圧流路と、制御圧の前記流体を供給する制御圧流路と、前記制御圧流路の前記流体を排出する減圧流路と、を有するハウジングと、
前記高圧流路と前記制御圧流路とを連通させる第一連通部を開閉する増圧弁と、
前記制御圧流路と前記減圧流路とを連通させる第二連通部において前記制御圧流路と前記減圧流路との間を開閉する減圧弁とを備え、
前記増圧弁は、前記第一連通部に設けられた第一弁座と、前記第一弁座よりも前記高圧流路側に設けられ、かつ前記第一弁座に着座する第一弁体と、前記第一弁体を前記制御圧流路側に付勢する第一付勢手段とを有し、
前記減圧弁は、前記第二連通部にシール部材を介して摺動可能に支持され、かつ前記第一弁体の移動方向において前記第一弁体と直列に設けられた軸部と、前記軸部に設けられ、かつ前記制御圧流路と前記減圧流路とを連通させる軸部流路と、前記軸部よりも前記減圧流路側に設けられ、かつ前記軸部に当接することで前記軸部流路を閉塞する駆動手段と、前記軸部と前記駆動手段とを互いに離間させる方向に付勢する第二付勢手段とを有し、
前記駆動手段は、前記高圧流路側に移動することにより、前記軸部に当接して前記減圧弁を閉弁させ、かつ前記軸部を介して前記第一弁体を前記高圧流路側に移動することで前記増圧弁を開弁させ、前記減圧流路側に移動することにより、前記増圧弁を閉弁させ、かつ前記軸部から離間して前記減圧弁を開弁させ、
前記減圧弁が開弁している場合に、前記流体は、前記制御圧流路から前記軸部流路を通って前記減圧流路へ流出する
ことを特徴とする圧力制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の圧力制御装置において、
前記軸部と前記第一弁体とが一体に構成されている
ことを特徴とする圧力制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の圧力制御装置において、
前記軸部における前記第二連通部に摺動可能に支持された部分の断面積から前記第一弁体が前記第一弁座に着座した際における前記第一弁体と前記第一弁座との間のシール部の受圧面積を減じた値は、正の値に設定されている
ことを特徴とする圧力制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の圧力制御装置において、
前記正の値は、前記駆動手段が前記軸部に当接した際における前記駆動手段と前記軸部との間のシール部の受圧面積に基づいて設定されている
ことを特徴とする圧力制御装置。
【請求項１】
流体の圧力である制御圧を制御する圧力制御装置であって、
高圧の前記流体が供給される高圧流路と、制御圧の前記流体を供給する制御圧流路と、前記制御圧流路の前記流体を排出する減圧流路と、を有するハウジングと、
前記高圧流路と前記制御圧流路とを連通させる第一連通部を開閉する増圧弁と、
前記制御圧流路と前記減圧流路とを連通させる第二連通部において前記制御圧流路と前記減圧流路との間を開閉する減圧弁とを備え、
前記増圧弁は、前記第一連通部に設けられた第一弁座と、前記第一弁座よりも前記高圧流路側に設けられ、かつ前記第一弁座に着座する第一弁体と、前記第一弁体を前記制御圧流路側に付勢する第一付勢手段とを有し、
前記減圧弁は、前記第二連通部にシール部材を介して摺動可能に支持され、かつ前記第一弁体の移動方向において前記第一弁体と直列に設けられた軸部と、前記軸部に設けられ、かつ前記制御圧流路と前記減圧流路とを連通させる軸部流路と、前記軸部よりも前記減圧流路側に設けられ、かつ前記軸部に当接することで前記軸部流路を閉塞する駆動手段と、前記軸部と前記駆動手段とを互いに離間させる方向に付勢する第二付勢手段とを有し、
前記駆動手段は、前記高圧流路側に移動することにより、前記軸部に当接して前記減圧弁を閉弁させ、かつ前記軸部を介して前記第一弁体を前記高圧流路側に移動することで前記増圧弁を開弁させ、前記減圧流路側に移動することにより、前記増圧弁を閉弁させ、かつ前記軸部から離間して前記減圧弁を開弁させ、
前記減圧弁が開弁している場合に、前記流体は、前記制御圧流路から前記軸部流路を通って前記減圧流路へ流出する
ことを特徴とする圧力制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の圧力制御装置において、
前記軸部と前記第一弁体とが一体に構成されている
ことを特徴とする圧力制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の圧力制御装置において、
前記軸部における前記第二連通部に摺動可能に支持された部分の断面積から前記第一弁体が前記第一弁座に着座した際における前記第一弁体と前記第一弁座との間のシール部の受圧面積を減じた値は、正の値に設定されている
ことを特徴とする圧力制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の圧力制御装置において、
前記正の値は、前記駆動手段が前記軸部に当接した際における前記駆動手段と前記軸部との間のシール部の受圧面積に基づいて設定されている
ことを特徴とする圧力制御装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−７９６３７（Ｐ２００９−７９６３７Ａ）
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４８３６２（Ｐ２００７−２４８３６２）
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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