JPH0444152B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はポペツト弁に関し、一層詳細には、ポ
ペツト弁のポペツトリフト量を制御するためのポ
ペツトリフト量制御機構に関する。

［従来の技術］ 一般に、ポペツト弁においてそのリフト量を制
御するために、ポペツトの一方を弁座に接するよ
う構成すると共に他方側にポペツトリフト量を決
定すべきボルト等の機械的リフト量制限装置を設
けている。このような構成において、弁座側の面
に圧油が作用するとポペツトが移動し、前記ポペ
ツトの他方側が前記制限装置に当接してポペツト
の開口度が決定される。すなわち、このような構
成では、ポペツトは弁座に着座するか、または、
制限装置に当接して位置決めされ、その開口度が
調整されるに過ぎない。従つて、負荷に応じて圧
油の流量を変えるために、ポペツトのリフト量を
制御するには、その都度前記制限装置を調整しな
ければならず、極めて煩雑な手数を必要とする。
しかも、負荷が極めて大きい時、ポペツトのリフ
ト量を調整しようとすると、リフト量制限装置、
例えば、前記の如きボルトを回転させるために大
きな操作力が必要となる。さらにまた、このポペ
ツトを遠隔操作するためには複雑なリンク装置を
介装する必要があり、従つて、生産コストが上昇
し、しかも、各種制御装置を必要とする等の不都
合が指摘されてきた。

そこで、前記の如きボルト等を利用するリフト
量制限装置に代えて、例えば、ポペツトに同軸的
にパイロツトスプールを配設し、このパイロツト
スプールをソレノイドとばねによつて変位させて
リフト量を制御したり、あるいは、ステツピング
モータとカムとをポペツト弁に組み込み、このス
テツピングモータの回転力と偏心カムによつてパ
イロツトスプールを変位させ、ポペツトを位置決
めする方法を採用したものがある（特願昭55−
138290号、実願昭58−176293号等）。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、これらの従来技術では、ポペツトの
リフト量の制御が容易となる利点が得られる一
方、ポペツトの変位量がパイロツトスプールの変
位量と同量であるために、ポペツトの変位量を大
きく選択した場合にはパイロツトスプールの変位
量も大きくする必要が生じる。この結果、ソレノ
イドとばねを使う場合には、大きなストロークを
有するソレノイドが必要となる。また、ステツピ
ングモータとカムとを組み込む方法にあつては、
起動に際して極めて大きな力が必要とされるた
め、駆動トルクの大きいモータが必要である。

本発明は、前記の種々の問題点を克服するため
になされたものであつて、パイロツトスプールが
挿通される可動スリーブの上方並びに下方に夫々
弾性部材を介装し、前記下方の弾性部材を介して
ポペツトを支持することにより、パイロツトスプ
ールの小さな移動量に対してポペツトを大きく移
動させることができ、しかも、これらの移動量の
比を弾性部材のばね定数の選択によつて任意に設
定することが可能なポペツトリフト量制御機構を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は、アク
チユエータの作用下に変位するパイロツトスプー
ルと、 前記パイロツトスプールが挿通される可動スリ
ーブと、 前記可動スリーブの一端部と弁本体との間に介
装される第１の弾性部材と、 前記可動スリーブの他端部とポペツトとの間に
介装される第２の弾性部材と、 前記可動スリーブと前記ポペツトとの間に設け
られ、前記パイロツトスプールの作用下に外部と
連通若しくは遮断される制御圧室と、 を備え、前記第１の弾性部材のばね定数ｋ１およ
び前記第２の弾性部材のばね定数ｋ２を適宜選択
し、前記可動スリーブの変位量ｘに対してポペツ
トの変位量ｙを、 ｘ／ｙ＝k1／（k1＋k2） の関係式に基づいて設定することを特徴とする。

［作用］ 本発明に係るポペツトリフト量制御機構では、
アクチユエータの作用下にパイロツトスプールを
所定量変位させると、制御圧室が可動スリーブを
介して外部と連通し、前記制御圧室の圧力が低下
することによりポペツトが変位する。ポペツトの
変位に伴い、第２の弾性部材を介して可動スリー
ブが変位し、可動スリーブが所定量変位した時点
で制御圧室が外部から遮断される。これによつて
ポペツトの変位が停止する。この場合、ポペツト
の変位量ｙは、可動スリーブの変位量ｘと、前記
可動スリーブの両端を支持する第１および第２の
弾性部材のばね定数ｋ１，ｋ２を用いて、 ｘ／ｙ＝k1／（k1＋k2） の関係式で決定される。

［実施例］ 次に、本発明に係るポペツトリフト量制御機構
について好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照
しながら以下詳細に説明する。

第１図および第２図において、参照符号１０は
ポペツト弁を示し、このポペツト弁１０は下部本
体１２と上部本体１４とを含む。下部本体１２に
はポートＰ１に連通する孔部１６が形成されると
共に、ポートＰ２に連通する孔部１８が形成され
る（第２図参照）。

一方、上部本体１４にはポートＰ３に通じる孔
部２０が形成されると共に、タンク２２に連通す
る孔部２４が形成される。さらにまた、前記上部
本体１４の上部にはパルスモータ２６の回転駆動
軸２７を収納するハウジング２８が配設される。

そこで、前記下部部本体１２と上部本体１４の
略中央部に一体的に室３０が画成され、この室３
０には第１のスリーブ３２が配設される。前記第
１スリーブ３２と下部本体１２、上部本体１４の
間にはシーリング部材を施しておくと圧油の漏洩
を好適に阻止することが可能となる。さらにま
た、前記第１スリーブ３２の内部に第２スリーブ
３４を装着する。第２スリーブ３４の上端部には
前記ハウジング２８との間で室３６を画成する凹
部を形成し、前記ハウジング２８側の室には支持
部材３８を摺動自在に嵌合し、さらにハウジング
２８を第２図において垂直方向に貫通する調整ね
じ５８の先端部により前記支持部材３８を位置決
めし、一方、第２のスリーブ３４側にはボス４０
を配設する。前記ボス４０と支持部材３８との間
には第１のコイルスプリング４２を配設する。さ
らに、支持部材３８とボス４０の中央部を貫通し
てパイロツトスプール４４が介装される。パイロ
ツトスプール４４はその下端部に環状溝４６を画
成し且つその最下端部には制御絞り４８を形成し
ておく。なお、第２スリーブ３４と前記パイロツ
トスプール４４との間、すなわち、ボス４０の下
方には可動スリーブ５０が摺動自在に配設され
る。さらに、前記第１スリーブ３２の下方側には
ポペツト５２が摺動自在に配設されると共に、そ
のポペツト５２の上端部にはポペツトスリーブ５
４が嵌着され、前記第２スリーブ３４の下端部と
前記ポペツトスリーブ５４の上面との間に制御圧
室５６が画成される。ポペツト５２の下端部はテ
ーパ状に形成され、前記第１スリーブ３２の弁座
部３３と係合するよう構成しておく。

また、前記ポペツト５２の中央部分に形成され
た孔６０の内部には第２のコイルスプリング６２
が介装され、このコイルスプリング６２の上端部
は前記可動スリーブ５０の下端部と係合するよう
構成する。

以上のような構成において、前記第１スリーブ
３２の下端部には孔部１８と連通する孔６４が形
成され、さらにまた、その上方にはポペツト５２
の通路６６と連通する通路６８が画成される。こ
の通路６８はその一端部において盲栓７０によつ
て閉塞されるが、さらに屈曲して上部本体１４側
に伸び、孔部２４に連通している。上部本体１４
側では、第１スリーブ３２に孔部２０と連通する
通路７４が形成され、さらに第２スリーブ３４に
は通路７４と連通する通路７６が形成される（第
２図参照）。なお、可動スリーブ５０には前記パ
イロツトスプール４４の環状溝４６と連通する環
状溝７８および制御圧室５６と連通する通路８０
を形成しておく。さらにまた、ハウジング２８の
内部にはパルスモータ２６の回転駆動軸２７を延
在させ、この回転駆動軸２７は第２図から諒解さ
れるように、連結棒８４と係合し、この連結部８
４の一端部がパイロツトスプール４４の先端部と
係合する。

次に、前記の構成からなるポペツト弁１０の作
用並びに効果を説明する。

第１図において、ポペツト５２および可動スリ
ーブ５０は夫々の変位範囲の最下部に位置してい
る。またパイロツトスプール４４も下降位置にあ
り、制御圧室５６は通路８０およびパイロツトス
プール４４の環状溝４６を介して孔部２０に連通
している（第２図参照）。この孔部２０より前記
制御圧室５６に給油がなされ、その油圧がポペツ
トスリーブ５４の上端部に作用する。この時、ポ
ペツト５２の下端部には、孔部１６からの油圧が
上方向に作用しているが、ポペツト５２の下端部
面積よりポペツトスリーブ５４の上端部面積を広
く選択しておけば、ポペツト５２は下方向に押圧
されることになる。従つて、ポペツト５２の下端
テーパ部は第１スリーブ３２の弁座部３３に圧接
され、孔部１６から孔６４への油の流れが阻止さ
れる。

今、パルスモータ２６に通電すると、回転駆動
軸２７に係合した連結棒８４が上昇するために、
これに連結されたパイロツトスプール４４が上昇
する。ここで前記パイロツトスプール４４の絞り
４８が可動スリーブ５０の通路８０より上側に位
置すると、孔部２０からの給油は絞り４８により
阻止される一方、制御圧室５６はポペツト５２の
孔６０を介して通路６６に連通する。通路６６は
通路６８を介して孔部２４に連通しているため、
前記制御圧室５６が孔部２４に連通し、その制御
圧室５６内の油はタンク２２に排出される。この
排油作用のため、制御圧室５６内は減圧され、孔
部１６からの油圧力が優れるようになるためにポ
ペツト５２は上方に変位する。また、前記ポペツ
ト５２の上昇により第１スプリング４２および第
２スプリング６２が圧縮され、可動スリーブ５０
は上方へ変位する。この時、室３６内の油は可動
スリーブ５０の上昇により通路７２を介してタン
ク２２に排出される。ここで前記絞り４８が可動
スリーブ５０の通路８０より下側に位置するよう
になると、前記給油作用によりポペツト５２は下
方に変位する。このポペツト５２の下降により第
１スプリング４２および第２スプリング６２が伸
長し可動スリーブ５０は下方へ変位する。この
時、前記可動スリーブ５０の下降により室３６内
に通路７２を介し給油がなされる。以上の作動に
より可動スリーブ５０の通路８０がパイロツトス
プール４４の絞り４８により閉鎖される位置に位
置決めされる。なお、可動スリーブ５０の変位量
はパイロツトスプール４４の変位量と同量とな
る。さらにまた、パルスモータ２６によりパイロ
ツトスプール４４を上方または下方に変位させる
と、前記給油並びに排油作用によりポペツト５２
の開口度は増加または減少する。ここでポペツト
５２の位置は可動スリーブ５０に係合された第１
スプリング４２および第２スプリング６２により
決められる。例えば、第１スプリング４２のばね
定数をｋ１、第２スプリング６２のばね定数をｋ
２とし、可動スリーブ５０の変位量をｘ、ポペツ
ト５２の変位量をｙとすると、 ｘ／ｙ＝k1（k1＋k2） という関係式が成り立つ。

この式からポペツト５２の変位量は第１スプリ
ング４２および第２スプリング６２により制御さ
れることが判る。すなわち、ばね定数の大きなば
ねを第２スプリング６２に使用すれば、ポペツト
５２に大ストロークが与えられることが容易に諒
解されよう。

［発明の効果］ 以上、本発明によれば、ポペツト変位量はパイ
ロツトスプールの変位量および第１および第２弾
性部材のばね定数により決定され、このばね定数
を適宜選択することによりポペツトの変位量をパ
イロツトスプールの変位量に対して任意の増幅度
で、しかも大ストロークで得ることが可能とな
る。また、これによつて、パイロツトスプールを
変位させるためのアクチユエータを大型化するこ
とが不要となり、全体としての構成も一層小型化
され、しかもその消費電力を低く抑えることが可
能となる効果を奏する。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説
明したが、本発明はこの実施例に限定されるもの
ではなく、例えば、パイロツトスプールの駆動機
構としてのパルスモータと連結棒に代えてソレノ
イド、ステツピングモータとカム等の組み合わせ
によつても同一の効果を達成できる等、本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに
設計の変更が可能であることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のポペツトリフト量制御機構の
一実施例を示す縦断説明図、第２図は第１図に示
す機構の側部縦断面図である。 １０…ポペツト弁、１２…下部本体、１４…上
部本体、１６，１８，２０…孔部、２２…タン
ク、２４…孔部、２６…パルスモータ、２７…回
転駆動軸、２８…ハウジング、３０…室、３２，
３４…スリーブ、３６…室、３８…支持部材、４
０…ボス、４２…第１スプリング、４４…パイロ
ツトスプール、４６…環状溝、４８…制御絞り、
５０…可動スリーブ、５２…ポペツト、５４…ポ
ペツトスリーブ、５６…制御圧室、５８…調整ね
じ、６０…孔、６２…第２スプリング、６４…
孔、６６，６８…通路、７０…盲栓、７２，７
４，７６…通路、７８…環状溝、８０…通路、８
４…連結棒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アクチユエータの作用下に変位するパイロツ
   トスプールと、 前記パイロツトスプールが挿通される可動スリ
   ーブと、 前記可動スリーブの一端部と弁本体との間に介
   装される第１の弾性部材と、 前記可動スリーブの他端部とポペツトとの間に
   介装される第２の弾性部材と、 前記可動スリーブと前記ポペツトとの間に設け
   られ、前記パイロツトスプールの作用下に外部と
   連通若しくは遮断される制御圧室と、 を備え、前記第１の弾性部材のばね定数ｋ１およ
   び前記第２の弾性部材のばね定数ｋ２を適宜選択
   し、前記可動スリーブの変位量ｘに対してポペツ
   トの変位量ｙを、 ｘ／ｙ＝k1／（k1＋k2） の関係式に基づいて設定することを特徴とするポ
   ペツトリフト量制御機構。