JP2005076576A - Marine spool valve - Google Patents
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Abstract
【課題】 加工が容易な舶用スプールを提供する。
【解決手段】 弁本体2に形成されたスプール孔10に、ポンプに接続されたポンプポート18と、燃料供給用アクチュエータポート14と、排気用アクチュエータポート22と、タンクに連通しているタンクポート25a、25bとが連通している。スプール孔10に挿通されているスプール26をそれの一方の端部側からパイロット部28が押圧する。スプール26をそれの他方の端部側からピストン穴68とピストン70とからなる付勢手段が押圧する。電磁式駆動部66が設けられているパイロット部28によりスプール26の位置を制御することで、ポンプポート22及びタンクポート25a、25bと燃料供給用アクチュエータポート18及び排気用アクチュエータポート22との圧油の供給排出が制御される。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a marine spool that can be easily processed.
SOLUTION: A spool port 10 formed in a valve body 2 has a pump port 18 connected to a pump, a fuel supply actuator port 14, an exhaust actuator port 22, and a tank port 25a communicating with the tank. 25b communicate with each other. The pilot portion 28 presses the spool 26 inserted through the spool hole 10 from one end side thereof. The urging means comprising the piston hole 68 and the piston 70 presses the spool 26 from the other end side. By controlling the position of the spool 26 by the pilot unit 28 provided with the electromagnetic drive unit 66, the pressure oil between the pump port 22 and the tank ports 25a and 25b, the fuel supply actuator port 18 and the exhaust actuator port 22 is obtained. The supply and discharge of is controlled.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、例えば舶において使用される流体機器を制御する舶用スプール弁に関する。 The present invention relates to a marine spool valve that controls a fluid device used in a marine vessel, for example.
上記のような舶用スプール弁は、例えば舶の内燃機関への燃料供給ポンプを制御したり、舶の内燃機関の排気弁を制御したりするのに使用されることがある。このような舶用スプール弁の一例が、特許文献1に開示されている。 The marine spool valve as described above may be used, for example, to control a fuel supply pump to the marine internal combustion engine or to control an exhaust valve of the marine internal combustion engine. An example of such a marine spool valve is disclosed in Patent Document 1.
特許文献1に開示されているスプール弁では、弁本体にスプール孔が形成されている。このスプール孔には、圧力流体シリンダのチャンバー内に圧力流体を供給排出するためのアクチュエータポートが設けられている。流体圧力源に接続されたポンプポートと、タンクに接続されたタンクポートも設けられている。スプール孔にはスプールが挿通されている。スプールは、アクチュエータポートをポンプポートに接続した状態と、タンクポートに接続した状態とに切り換えられる。このスプールの一端の内部には、パイロット部が設けられている。このパイロット部では、スプールの一端の内部にその軸線方向に沿って形成した圧力室内にピストンが固定されている。この圧力室内には、スプールの一方の端部の内部に形成したパイロットスプールによって圧力流体が供給排出される。このパイロットスプールは、位置決め手段によって、上記圧力室内に圧力流体を供給する状態または上記穴内から圧力流体を排出する状態にスプールの長さ方向に沿って移動させられる。また、スプールの他方の端部には、圧力流体によってスプールを他方の端部側に押圧している付勢手段が設けられている。 In the spool valve disclosed in Patent Document 1, a spool hole is formed in the valve body. The spool hole is provided with an actuator port for supplying and discharging the pressure fluid into the chamber of the pressure fluid cylinder. A pump port connected to the fluid pressure source and a tank port connected to the tank are also provided. A spool is inserted into the spool hole. The spool is switched between a state in which the actuator port is connected to the pump port and a state in which the spool is connected to the tank port. A pilot portion is provided inside one end of the spool. In this pilot portion, a piston is fixed in a pressure chamber formed along the axial direction inside one end of the spool. The pressure fluid is supplied to and discharged from the pressure chamber by a pilot spool formed inside one end of the spool. The pilot spool is moved along the length of the spool by the positioning means to supply pressure fluid into the pressure chamber or to discharge pressure fluid from the hole. The other end of the spool is provided with an urging means that presses the spool toward the other end with the pressure fluid.
このスプール弁では、パイロットスプールを例えばスプールの他方の端部側に移動させると、圧力室内に圧力流体が供給され、圧力室内の圧力が高くなり、スプールが他方の端部側に移動し、付勢手段からの押圧力と均衡する状態でスプールが停止する。同様にパイロットスプールをスプールの一方の端部側に移動させると、圧力室内から圧力流体が排出され、圧力室内の圧力が低くなり、スプールが一方の端部側に移動し、付勢手段からの押圧力と均衡する状態でスプールが停止する。 In this spool valve, for example, when the pilot spool is moved to the other end side of the spool, the pressure fluid is supplied into the pressure chamber, the pressure in the pressure chamber is increased, and the spool moves to the other end side. The spool stops in a state balanced with the pressing force from the biasing means. Similarly, when the pilot spool is moved to one end side of the spool, the pressure fluid is discharged from the pressure chamber, the pressure in the pressure chamber is lowered, the spool moves to one end side, and the pressure from the urging means is reduced. The spool stops in balance with the pressing force.
このように構成されたスプール弁では、スプールの一方の端部内部に、圧力室やパイロットスプールを形成したりする必要があり、その製造が面倒である。 In the spool valve configured as described above, it is necessary to form a pressure chamber or a pilot spool inside one end portion of the spool, which is troublesome to manufacture.
本発明は、製造が容易である舶用スプール弁を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a marine spool valve that is easy to manufacture.
本発明による舶用スプール弁は、弁本体に形成された第1スプール孔を有している。この第1スプール孔に連通したポンプポートが圧力源に接続される。第1スプール孔に連通した燃料用ポートが燃料供給のアクチュエータに接続される。第1スプール孔に連通した排気用ポートが、排気弁のアクチュエータに接続される。第1スプール孔に連通したタンクポートが、タンクに連通される。これら各ポートは弁本体、例えば管状部に形成することが可能である。第1スプール孔にスプールが挿通されている。このスプールは、例えば前記管状部の両開口間を繋ぐ線に沿って摺動可能とすることが望ましい。ポンプポート、タンクポート、燃料用ポート及び排気用ポートは、スプールの摺動方向に沿って配置することが望ましい。このスプールを、それの一方の端部側からパイロット部が押圧する。スプールを、それの他方の端部側から付勢手段が押圧する。パイロット部によりスプールを所望の位置に制御することによって、例えば進退させることによってポンプポートから燃料用又は排気弁用ポートへの圧力流体の供給または前記燃料用又は排気弁用のポートから前記タンクポートへの前記圧力流体の排出が制御される。パイロット部では、スプールではなく弁本体に第1ピストン孔が形成され、この第1ピストン孔に摺動自在に第1ピストンが挿入されている。この第1ピストン孔は、例えばスプールの一方の端部側にある弁本体のカバーに、スプールの摺動方向(軸線方向)に平行に形成することが望ましい。また、第1ピストンは、第1ピストン孔の長さ方向に沿って摺動可能であることが望ましく、更に、スプールの一方の端部に当接することが望ましい。これら第1ピストン孔と第1ピストンとは、それぞれ複数設けることが望ましい。このパイロットスプールも前記弁本体、例えばスプールの一方側の端部側にあるカバーに設置することが望ましく、スプールの軸線方向に摺動可能に設けることが望ましい。第1ピストンと前記弁本体とによって第1圧力室が区画されている。この第1圧力室に前記圧力源からの圧力流体を供給排出するパイロットスプールが設けられている。このパイロットスプールを移動させる電磁式駆動部が設けられている。この電磁式駆動部は、前記弁本体とは別個に設けることが可能である。この電磁式駆動部の推力と対抗するスプール戻し手段と、スプール位置を検出する検出手段とが設けられている。スプール戻し手段としては、例えば弾性体を使用することができ、この弾性体は、スプールの摺動方向に沿って伸縮可能であることが望ましい。この検出手段の信号と制御信号とに基づいて前記電磁式駆動部が制御される。前記パイロット部により前記スプールを所望の位置に制御することによって、前記ポンプポートから前記燃料用ポートへの前記圧力流体の供給を行う燃料供給位置と、前記燃料用ポートから前記タンクポートへの前記圧力流体の排出を行う燃料排出位置と、前記排気用ポートから前記タンクポートへの前記圧力流体の供給を行う排気供給位置と、前記排気用ポートから前記タンクポートへの前記圧力流体の排出を行う排気排出位置とに、スプールの位置が切り換えられる。 The marine spool valve according to the present invention has a first spool hole formed in the valve body. A pump port communicating with the first spool hole is connected to a pressure source. A fuel port communicating with the first spool hole is connected to a fuel supply actuator. An exhaust port communicating with the first spool hole is connected to an actuator of the exhaust valve. A tank port that communicates with the first spool hole communicates with the tank. Each of these ports can be formed in a valve body, such as a tubular section. A spool is inserted through the first spool hole. For example, the spool is preferably slidable along a line connecting the openings of the tubular portion. The pump port, tank port, fuel port and exhaust port are preferably arranged along the sliding direction of the spool. The pilot portion presses the spool from one end side thereof. The urging means presses the spool from the other end side thereof. By controlling the spool to a desired position by the pilot unit, for example, by moving forward and backward, supply of the pressure fluid from the pump port to the fuel or exhaust valve port or from the fuel or exhaust valve port to the tank port The discharge of the pressure fluid is controlled. In the pilot portion, the first piston hole is formed in the valve body, not in the spool, and the first piston is slidably inserted into the first piston hole. For example, the first piston hole is preferably formed in the cover of the valve main body on one end side of the spool in parallel with the sliding direction (axial direction) of the spool. The first piston is preferably slidable along the length direction of the first piston hole, and is preferably in contact with one end of the spool. It is desirable to provide a plurality of these first piston holes and first pistons. This pilot spool is also preferably installed on the valve body, for example, a cover on one end side of the spool, and is preferably slidable in the axial direction of the spool. A first pressure chamber is defined by the first piston and the valve body. A pilot spool for supplying and discharging the pressure fluid from the pressure source is provided in the first pressure chamber. An electromagnetic drive unit for moving the pilot spool is provided. This electromagnetic drive unit can be provided separately from the valve body. A spool return means that opposes the thrust of the electromagnetic drive unit and a detection means that detects the spool position are provided. As the spool return means, for example, an elastic body can be used, and it is desirable that this elastic body can be expanded and contracted along the sliding direction of the spool. The electromagnetic drive unit is controlled based on the signal of the detection means and the control signal. A fuel supply position for supplying the pressure fluid from the pump port to the fuel port by controlling the spool to a desired position by the pilot unit, and the pressure from the fuel port to the tank port A fuel discharge position for discharging the fluid, an exhaust supply position for supplying the pressure fluid from the exhaust port to the tank port, and an exhaust for discharging the pressure fluid from the exhaust port to the tank port The spool position is switched to the discharge position.
この舶用スプール弁では、パイロットスプールを電磁式駆動部によって移動させると、パイロット部の第1圧力室に圧力流体が給排され、これに伴いパイロット部の第1ピストンが進退して、パイロット部の第1圧力室の圧力と付勢手段の押圧力とが釣り合う位置にスプールを移動させ、燃料用ポートまたは排気用ポートへ圧力流体を給排する。このとき、スプール戻し手段により、スプールの移動をパイロットスプールに圧力で伝達することができ、電磁式駆動部の推力と、スプールをスプール戻し手段で押す圧力とをバランスさせることによって、圧力室への圧力流体の供給、排出を制御しているので、精度の高い制御をすることができる。この舶用スプール弁では、パイロット部が、スプール内部ではなく、スプールとは別個に弁本体に形成されているので、スプール内にパイロット部を形成するよりも、その加工が容易に行える。また、電磁式駆動部の移動範囲はスプールの移動範囲よりも小さくなる。これに起因して、電磁式駆動部には、移動範囲の小さいものを使用することができる。さらにパイロット部が小さくなることにより、その加工が容易に行える。 In this marine spool valve, when the pilot spool is moved by the electromagnetic drive unit, the pressure fluid is supplied to and discharged from the first pressure chamber of the pilot unit, and accordingly, the first piston of the pilot unit advances and retreats. The spool is moved to a position where the pressure in the first pressure chamber and the pressing force of the urging means are balanced, and the pressure fluid is supplied to and discharged from the fuel port or the exhaust port. At this time, the spool return means can transmit the movement of the spool to the pilot spool by pressure. By balancing the thrust of the electromagnetic drive unit and the pressure for pushing the spool by the spool return means, Since the supply and discharge of the pressure fluid are controlled, highly accurate control can be performed. In this marine spool valve, the pilot portion is formed not in the spool but in the valve main body separately from the spool. Therefore, the processing can be performed more easily than forming the pilot portion in the spool. Further, the moving range of the electromagnetic drive unit is smaller than the moving range of the spool. Due to this, an electromagnetic drive unit having a small movement range can be used. Furthermore, the processing can be easily performed by reducing the pilot portion.
前記第1ピストンよりも前記弁本体の中心側に、スリーブを配置することができる。このスリーブは、弁本体のカバーに設けることが望ましく、その長さ方向が前記スプールの摺動方向と平行であることが望ましい。このスリーブに前記第1圧力室に連通する第1通路と、前記圧力源に連通する第2通路と、前記タンクに連通する第3通路とが形成されている。前記パイロットスプールが前記スリーブ内に摺動自在に挿入されている。前記パイロットスプールが前記電磁式駆動部によって駆動される。前記パイロットスプールが第1通路を第2通路または第3通路に連通遮断することにより、前記第1圧力室への前記圧力流体の供給排出が制御される。 A sleeve can be arranged closer to the center side of the valve body than the first piston. The sleeve is preferably provided on the cover of the valve body, and its length direction is preferably parallel to the sliding direction of the spool. A first passage communicating with the first pressure chamber, a second passage communicating with the pressure source, and a third passage communicating with the tank are formed in the sleeve. The pilot spool is slidably inserted into the sleeve. The pilot spool is driven by the electromagnetic drive unit. The pilot spool blocks the first passage from communicating with the second passage or the third passage, thereby controlling supply and discharge of the pressure fluid to and from the first pressure chamber.
このように構成すると、パイロットスプールが挿通されているスリーブが第1圧力室に接近して配置されている。従ってパイロットスプールと第1圧力室との距離を短くすることができ、パイロットスプール弁の移動に大きく遅れることなく、スプールが移動し、圧力流体の応答遅れを低減させることができる。また、スリーブは、弁本体と別個に形成して、弁本体に設置することができるので、このスプール弁の製造が容易になる。 If comprised in this way, the sleeve in which the pilot spool is penetrated will be arrange | positioned close to the 1st pressure chamber. Therefore, the distance between the pilot spool and the first pressure chamber can be shortened, and the spool moves without greatly delaying the movement of the pilot spool valve, and the response delay of the pressure fluid can be reduced. Further, since the sleeve can be formed separately from the valve body and installed on the valve body, the spool valve can be easily manufactured.
前記付勢手段は、前記スプールの他端部から前記スプール内に形成された第2スプール孔を有しているものとできる。この第2スプール孔は、前記スプールの摺動方向に沿って形成することが望ましい。この第2スプール孔に第2ピストンが摺動自在に挿入され、弁本体に当接している。第2ピストンにより前記スプール内に第2圧力室が区画されている。この第2圧力室と前記圧力源とを第4通路が連通している。 The biasing means may have a second spool hole formed in the spool from the other end of the spool. The second spool hole is preferably formed along the sliding direction of the spool. A second piston is slidably inserted into the second spool hole and is in contact with the valve body. A second pressure chamber is defined in the spool by the second piston. A fourth passage communicates the second pressure chamber and the pressure source.
このように構成すると、付勢手段は、圧力流体の圧力によってスプールに対する押圧力を発生している。従って、例えばバネなどによって押圧力を発生している場合と比較して、同じスペースで大きい押圧力を発生することができるので、スプールを比較的高速で可動できる。 If comprised in this way, the urging | biasing means will generate | occur | produce the pressing force with respect to a spool with the pressure of a pressure fluid. Therefore, for example, compared with the case where the pressing force is generated by a spring or the like, a large pressing force can be generated in the same space, so that the spool can be moved at a relatively high speed.
前記スプールと前記パイロットスプールとの間に、スプール戻し手段として、フィードバックバネを配置することができる。このように構成すると、フィードバックバネにより、スプールの移動をパイロットスプールに圧力で伝達することができ、電磁式駆動部の推力と、スプールをフィードバックバネで押す圧力とをバランスさせることによって、圧力室への圧力流体の供給、排出を制御しているので、精度の高い制御をすることができる。また、電磁式駆動部には移動範囲の小さなものを使用できるので、比例ソレノイドを電磁式駆動部として使用することができる。これに起因して、ソレノイド部分に油が入り込んだ油浸タイプのものが使用でき、電磁式駆動部のプランジャに当接するシールを設ける必要がなく、摺動抵抗やヒスを低減できるとともに、より高速に駆動ができる。 A feedback spring can be arranged as a spool return means between the spool and the pilot spool. With this configuration, the movement of the spool can be transmitted to the pilot spool with pressure by the feedback spring. By balancing the thrust of the electromagnetic drive unit and the pressure with which the spool is pressed by the feedback spring, the pressure chamber is transferred to the pressure chamber. Since the pressure fluid supply and discharge are controlled, highly accurate control can be performed. In addition, since an electromagnetic drive unit having a small moving range can be used, a proportional solenoid can be used as the electromagnetic drive unit. This makes it possible to use an oil-immersed type in which oil enters the solenoid part, eliminates the need to provide a seal that contacts the plunger of the electromagnetic drive unit, reduces sliding resistance and hysteresis, and increases speed. Can be driven.
更に、前記フィードバックバネのバネ力は、前記パイロットスプールと前記スリーブとの間のフローフォース(圧力流体の流れによる推力)よりも大きく選択することができる。このように構成すると、フィードバックバネのバネ力によってパイロットスプールは電磁式駆動部に常に押圧されるので、パイロットスプールと電磁式駆動部の出力軸とを連結させる必要が無く、出力軸にパイロットスプールを当接させるだけでよく、出力軸とパイロットスプールとの間のカップリングを省略することができ、製造が容易になる。 Furthermore, the spring force of the feedback spring can be selected to be greater than the flow force between the pilot spool and the sleeve (thrust due to the flow of pressure fluid). With this configuration, since the pilot spool is always pressed against the electromagnetic drive unit by the spring force of the feedback spring, there is no need to connect the pilot spool and the output shaft of the electromagnetic drive unit, and the pilot spool is attached to the output shaft. The coupling between the output shaft and the pilot spool can be omitted, and manufacturing is facilitated.
また、第1通路を切欠部と角孔とによって形成することができる。このように構成すると、加工が複雑である角孔を加工する必要のある距離である加工距離を短くすることができ、加工が容易となる。 Further, the first passage can be formed by a notch and a square hole. If comprised in this way, the processing distance which is a distance which needs to process the square hole which processing is complicated can be shortened, and processing will become easy.
また、検出手段として、前記スプールにストロークセンサを設けることもできる。この場合、ストロークセンサからの信号、例えばスプールのストロークを表すストローク信号と、制御信号、例えば電磁式駆動部によるスプールのストロークを表すストロークストローク指示信号とに基づいて前記電磁式駆動部を制御する。このように構成すると、実際のスプールのストロークが、ストローク指示信号によって指示されたストロークになるように電磁式駆動部を制御することができ、高精度にスプールのストロークを制御することができる。 Further, as the detecting means, a stroke sensor can be provided on the spool. In this case, the electromagnetic drive unit is controlled based on a signal from the stroke sensor, for example, a stroke signal indicating the spool stroke, and a control signal, for example, a stroke stroke instruction signal indicating the spool stroke by the electromagnetic drive unit. If comprised in this way, an electromagnetic drive part can be controlled so that the stroke of an actual spool may become the stroke instruct | indicated by the stroke instruction | indication signal, and the stroke of a spool can be controlled with high precision.
以上のように、本発明によれば、パイロット部がスプール内に組み込まれずに、スプールとは別個である弁本体に設けられているので、その製造が容易になる。 As described above, according to the present invention, since the pilot portion is not incorporated in the spool but is provided in the valve body that is separate from the spool, the manufacture thereof is facilitated.
本発明の第1の実施形態の舶用スプール弁は、例えば舶の内燃機関に燃料を供給するアクチュエータ、例えばポンプ(図示せず)と、舶の内燃機関から排気するアクチュエータ、例えば排気弁とをそれぞれ駆動するためのもので、図1に示すように弁本体2を有している。弁本体2は管状部4を有している。この管状部4は、両端が開放され、これら両端はそれぞれカバー6、8によって閉塞されている。
The marine spool valve according to the first embodiment of the present invention includes, for example, an actuator that supplies fuel to an internal combustion engine of a marine vessel, such as a pump (not shown), and an actuator that exhausts air from the internal combustion engine of the marine vessel, such as an exhaust valve. It is for driving, and has a
この管状部4の内部には、その長さ方向に沿って、例えば管状部4の軸線上にその長さ方向に沿ってスプール孔10が形成されている。このスプール孔10は、例えば円孔に形成されている。このスプール孔10における長さ方向の中央より幾分カバー8側に寄った位置には外方に向かって直径を拡大した環状溝12が形成されている。この環状溝12は、管状部4に形成した燃料供給用アクチュエータポート14を介して燃料供給用ポンプに接続されている。この環状溝12からカバー6側に幾分よった位置に環状溝16が形成されている。この環状溝16は、管状部4に形成したポンプポート18を介して圧力源、例えば圧油ポンプに接続されている。環状溝16からカバー8側に幾分よった位置に環状溝20が形成されている。この環状溝20は、管状部4に形成した排気用アクチュエータポート22を介して排気用アクチュエータに接続されている。即ち、環状溝16の両側に、環状溝12、20が形成されている。環状溝20からカバー6側に寄った位置と、環状溝12よりもカバー8側に寄った位置それぞれに環状溝24a、24bが形成されている。これら環状溝24a、24bは管状部4に形成したタンクポート25a、25bを介してタンク(図示せず)に接続されている。なお、2つのタンクポート25a、25bを設けたが、管状部4内に環状溝24a、24bを繋ぐ流体経路を形成し、タンクポート25a、25bの一方のみを形成することも可能である。
A
スプール孔10には、スプール26が挿通されている。スプール26は、それの軸線がスプール孔10の軸線と一致するように配置され、かつスプール孔10の軸線方向に沿って摺動可能に形成されている。このスプール26の両端部及び中央部には、スプール26の長さ方向に沿って間隔をあけて、弁体26a、26b、26cが形成されている。これら弁体26a、26b、26cは、各環状溝12、16、20、24a、24bを閉塞可能に直径がスプール孔10の直径とほぼ一致するように拡大された膨大部に形成されている。これら弁体26a、26b、26c間の部分の直径は、スプール孔10の直径よりも小さくされている。
A
図1は、弁体26aが環状溝24bと環状溝12とを連通させ、弁体26bが環状溝12と環状溝16とを閉塞するが、環状溝16と環状溝20とを連通させ、弁体26cが環状溝24aを閉塞させた状態を示す。この状態では、燃料供給用ポンプから圧力流体、例えば圧油がタンクに排出されるが、排気弁に圧油の供給が行われている。スプール26の位置をスプール26の長さ方向に沿って変更することによって、環状溝16の開口状態を変更させることによって、排気弁に供給される圧油量を調整することができるし、同じく環状溝24bの開口状態を変更させることによって燃料供給用ポンプから排出される圧油の量を調整することができる。
In FIG. 1, the
図1の状態からスプール26がカバー6側に移動した状態を図2に示す。この状態では、環状溝16が弁体26bによって完全に閉塞され、環状溝12、20への圧油の供給は停止されている。従って、燃料供給用ポンプ及び排気弁への圧油の供給は行われない。更に、図1よりも開口状態は狭くなっているが、弁体26aは、環状溝12と環状溝24bとを連通させており、燃料供給用ポンプからタンクへの圧油の排出が継続されている。また、弁体26cは、環状溝24bの閉塞を解いて、環状溝20と環状溝24aとを連通させている。従って、排気弁から圧油がタンクに排出されている。
FIG. 2 shows a state where the
図2に示す状態からスプール26をカバー6側に更に摺動させた状態を図3に示す。この状態では、環状溝24bが弁体26aによって完全に閉塞されている。従って、燃料供給用ポンプからの圧油の排出は停止している。さらに、弁体26bによる環状溝16による閉塞が継続されている。従って、燃料供給用ポンプ及び排気弁への圧油の供給は行われていない。また、弁体26cは、環状溝24aの開口度を図2に示す状態よりも広くしているので、排気弁からの圧油の排出量が図2に示す状態よりも多くなっている。この状態において、スプール26の位置を変更することによって、タンクポート24aの開口状態を変更させることができ、タンクに排気弁から排出される圧油量を調整することができる。
FIG. 3 shows a state in which the
図4に更にスプール26をカバー6側に移動させた状態を示す。この状態では、弁体26aが完全に環状溝24bを閉塞し、弁体26bが環状溝12と16とを連通させている。従って、燃料供給用アクチュエータに圧油が供給される。このとき、弁体26bは、環状溝16と環状溝20とを非連通状態とし、弁体26cが環状溝20と24aとを連通させている。このときの環状溝24aの開口度は、図3よりも大きい。従って、排気弁からタンクに圧油が図3の状態よりも多く排出される。
FIG. 4 shows a state where the
弁本体2の一部であるカバー6には、パイロット部28が形成されている。図5に拡大して示すように、パイロット部28は、カバー6に形成された第1ピストン孔30、30を有している。これらピストン孔30、30は、スプール孔10の軸線を挟んで、この軸線から等距離の位置に形成されている。これらピストン孔30、30は、スプール26の軸線に平行に形成され、スプール26の弁体26cに対向する側が開口されている。これらピストン孔30、30に、第1ピストン32、32がピストン孔30、30の長さ方向に沿って摺動可能に配置されている。ピストン32、32の先端部は、上述したピストン孔30、30の開口からスプール26側に突出し、スプール26の弁体26cの端面に当接している。
A
これらピストン32、32の内部は、ピストン孔30の内奥側から先端側に向かって中空に形成されている。これら中空部の先端部とピストン孔30の内奥部との間に弾性体、例えばコイルスプリング34、34が設けられ、ピストン32、32のスプール26への当接状態が維持されている。このピストン32、32が進退することによって、このピストン32、32の内部中空とピストン孔30とによって形成された第1の圧力室の容積が変化する。
The insides of these
これらピストン32、32の内側、例えばスプール孔10の軸線上に位置するようにスリーブ36が設けられている。このスリーブ36は、その両端部が開口され、その中心軸線がスプール孔10の軸線と一致するように配置されている。このスリーブ36の軸線方向のほぼ中央には、第1の通路37が形成されている。第1の通路37は、図6に示すように、スリーブ36の内周面から短い距離だけ外方に向かって形成された角孔38と、この角孔38に連通する切欠部40と、この切欠部40の外方にスリーブ36の外周面全域に形成された環状溝42とからなる。第1の通路37は、カバー6に形成した通路44を介してピストン孔30、30に連通している。
A
この第1の通路37よりもスプール孔10側によった位置に第2の通路46が形成されている。第2の通路46は、スリーブ36の内周面から外方に向かう角孔48と、スリーブ36の外周面に形成された環状溝50とからなる。環状溝50は図示していないが、カバー6及び管状部4に形成した通路を介して、ポンプに連なる環状溝16に接続されている。第1の通路37における第2の通路46と反対側に、第3の通路52が形成されている。第3の通路52は、スリーブ36の内周面から外方に向かう角孔54と、スリーブ36の外周面全域に形成された環状溝56とからなる。この環状溝56は、図示していないが、カバー6及び管状部4に形成した通路を介して、タンクに連なる環状溝24aに接続されている。
A
スリーブ36の内孔に、パイロットスプール58がその中心軸線がスプール孔10の軸線と一致するように設けられている。パイロットスプール58は、その中央部に弁体58aを有している。パイロットスプール58がその軸線方向に沿って進退するに伴って弁体58aも移動する。弁体58aが第1の通路37を閉塞しているとき、ピストン32とピストン孔30とからなる第1圧力室は、タンク及びポンプから完全に遮断されている。
A
パイロットスプール58がスプール孔10と反対側に移動したとき、即ち、カバー6側に移動したとき、弁体58aもスプール孔10と反対側に移動して、第1の通路37と第2の通路46とが接続され、第1の圧力室の一部であるピストン孔30内に圧油が供給される。これに伴ってピストン32、32がスプール孔10側、即ちカバー8側に移動する。
When the
パイロットスプール58がスプール孔10側に移動したとき、即ちカバー8側に移動したとき、弁体58aもカバー8側に移動して、第1の通路37と第3の通路52とが接続され、ピストン孔30内の圧油がタンクに排出される。これに伴ってピストン32、32がカバー6側に移動する。
When the
パイロットスプール58の移動量に従って、ピストン孔30とピストン32とからなる第1圧力室内への圧油の供給状態及び圧油の排出状態が変化する。
According to the movement amount of the
スプール26の弁体26aの端部には、凹所60が形成されており、この凹所60の内奥部とパイロットスプール58のスプール孔10側の端部との間には、戻し手段、例えばフィードバックバネ62が配置されている。このフィードバックバネ62は、伸縮可能なものである。スプール26がカバー8側に移動した場合に、フィードバックバネ62は伸張して、パイロットスプール58をカバー8側に移動させる。スプール26がカバー6側に移動すると、フィードバックバネ62は縮小して、パイロットスプール58をカバー6側に移動させる。このフィードバックバネ62は、例えばコイルバネによって構成され、そのバネ力は、パイロットスプール58とスリーブ36との間のフローフォースよりも大きく設定されている。
A
パイロットスプール58におけるスプール孔10と反対側の端部は、図1乃至図4に示すように、カップリング64を介して電磁式駆動部、例えば比例ソレノイド66のプランジャ66aに結合されている。比例ソレノイド66は、これに供給された電流の大きさに比例してプランジャ66aの位置を任意に制御することができるものである。従って、比例ソレノイド66の駆動に伴って、パイロットスプール58の位置も任意に制御することができる。
The end of the
スプール26の他方の端部、即ち弁体26a側には、付勢手段が設けられている。この付勢手段は、複数、例えば2つの第2スプール孔68を有している。第2スプール孔68は、スプール26の軸線の両側にこの軸線を対称軸として線対称に、スプール26の軸線に平行に形成されている。これらスプール孔68のカバー8側の端部は開口され、これらスプール孔68の内奥端部は、スプール26内に形成された第4通路70を介して、ポンプポート18に連なる環状溝16に結合されている。この第4通路70は、スプール26がどのような位置に移動しても、第2スプール孔68に圧油を供給することができるように、その形成位置が選択されている。
On the other end of the
これらスプール孔68内に第2ピストン72、72がそれぞれ挿通されている。これらピストン72、72の一方の端部がカバー8に当接している。これらピストン72、72は、移動不能に形成されており、これらピストン72の内奥端部とスプール孔68の内奥端部との間に第2圧力室が形成されている。ピストン72、72が移動不能であって、第4通路70から圧油が供給されているので、その圧油の反力によってスプール26は、カバー6側に常に押圧されている。
The second pistons 72 and 72 are inserted into the spool holes 68, respectively. One end of these pistons 72, 72 is in contact with the
カバー8の中央には、位置検出手段、例えばストロークセンサ74が設けられ、スプール26のストロークを検出している。この検出されたストロークを表すストローク信号は、図示していない比例ソレノイド66の制御手段に供給されている。この制御手段には、予めスプール26を移動させようとする値を表すストローク指示信号が入力されており、ストローク信号が、ストローク指示信号に一致するように、比例ソレノイド66が制御される。
In the center of the
このように構成された舶用スプール弁において、例えば図3に示すように、スプール26の弁体26a、26bが環状溝16、24bを閉鎖することによって、燃料供給用アクチュエータポート14が、ポンプポート18及びタンクポート25bからそれぞれ遮断され、弁体26cがタンクポート25aに接続された環状溝24aの一部を閉塞して、排気用アクチュエータポート22をタンクポート25aに連通し、パイロットスプール58の弁体58aが第1の通路37を閉鎖している状態であるとする。このとき、ピストン孔30内には所定量の圧油が存在するものとする。この状態を中立状態と称する。
In the marine spool valve configured as described above, for example, as shown in FIG. 3, the
この中立状態において、比例ソレノイド66のプランジャ66aが制御手段によって予め定められた量だけカバー8側に移動させられたとする。このとき、パイロットスプール58の弁体58aもカバー8側に予め定められた量だけ移動し、第1の通路37と第3の通路52とが所定の開口度を維持して接続され、ピストン孔30からタンクに圧油が排出される。これに伴い、ピストン32が比例ソレノイド66側に上記開口度に応じた量だけ後退し、スプール26に対する押圧力が小さくなり、スプール26が比例ソレノイド66側に移動する。このとき、フィードバックバネ62が圧縮される。第4の通路70を介してピストン72に圧油が供給されているが、スプール26がカバー6側に移動したことにより、第2の圧力室の体積が大きくなり、圧油に基づく反力は小さくなる。この反力とピストン32の押圧力とが釣り合う位置でスプール26は、停止する。
In this neutral state, it is assumed that the
このとき、図4に示すように、ポンプポート18に接続された環状溝16と燃料供給用アクチュエータポート14に接続された環状溝12とが所定の開口度で連通し、燃料用アクチュエータポート14にポンプポート18から圧油が供給される。また、このとき環状溝24aへの弁体26cによる閉塞が小さくなり、排気用アクチュエータポート22からタンクポート25aに図3の状態よりも多くの量の圧油が排出される。同時に圧縮されたフィードバックバネ62が元の状態に復帰しようと伸張するので、パイロットスプール58が比例ソレノイド66側に押圧され、弁体58aが第1の通路37を閉鎖した状態になる。これによって、ピストン32の押圧力は変化せずに一定となる。それ故に、図4の状態、即ち、燃料用アクチュエータポート14へ圧油が供給され、排気用アクチュエータポートから多くの量で圧油が排出される状態が維持される。
At this time, as shown in FIG. 4, the
この図4の状態から比例ソレノイド66のプランジャ66aが制御手段によって予め定められた量だけカバー6側に移動させられるとする。このとき、パイロットスプール58の弁体58aもカバー6側に予め定められた量だけ移動し、第1の通路37と第2の通路46とが所定の開口度を維持して接続され、ピストン孔30内に圧油が供給される。これに伴い、ピストン32がスプール孔10側に移動する。このとき、フィードバックバネ62が伸張される。第4の通路を介してピストン72に圧油が供給されているが、スプール26がカバー8側に移動したことにより、第2の圧力室の体積が小さくなり、圧油に基づく反力が大きくなる。この反力とピストン32の圧力とが釣り合う位置でスプール26が停止する。このとき、弁体26aが環状溝24bを閉鎖し、弁体26bが環状溝16を閉鎖し、弁体26cが環状溝24aの開口度を狭くし、図3の状態なる。このとき、伸張されたフィードバックバネ62が元の状態に復帰しようと縮小するので、パイロットスプール58がカバー8側に押圧され、弁体58aが第1の通路を閉鎖した状態になる。これによって、ピストン32の押圧力は変化せずに一定となる。それ故に図3の状態が維持される。即ち、燃料用アクチュエータポートへの圧油の供給が停止され、排気用アクチュエータポート22から少ない量で圧油の排出が行われる。
Assume that the
この状態において、比例ソレノイド66のプランジャ66aが制御手段によって予め定められた量だけカバー8側に更に移動させられたとする。このとき、上述したのと同様にして、図2に示すようにスプール26がカバー8側に移動し、弁体26aが環状溝24bの一部を開き、弁体26bが環状溝16を閉塞し、弁体26cが環状溝24aの開口度を図3の状態よりも狭めた状態とする。これによって、燃料供給用アクチュエータポート14からタンクポート24bへ圧油が排出され、かつ排気用アクチュエータポート22から図3よりも少ない量で圧油が排出される。このときのパイロット部28のピストン32等の動作は、上述したのと同様であるので、詳細な説明は省略する。
In this state, it is assumed that the
図2の状態において、比例ソレノイド66のプランジャ66aが制御手段によって予め定められた量だけカバー8側に移動させられると、上述したのと同様にして、スプール26がカバー8側に移動し、図1に示すように、弁体26aによる環状溝24bの閉塞度が狭くなり、即ち環状溝24bの開口度が広がり、弁体26bは環状溝12と環状溝16とを閉塞するが、環状溝16と環状溝20とを連通させ、弁体26aは環状溝24aを閉塞する。これによって、燃料供給用アクチュエータポート14から燃料タックポート24bへの圧油の排出量が図2の状態よりも多くなり、かつ排気用アクチュエータ22へにポンプポート18から圧油の供給が開始される。このときのパイロット部28のピストン32等の動作は上述したのと同様であるので、詳細な説明は省略する。
In the state of FIG. 2, when the
この図1の状態において、比例ソレノイド66のプランジャ66aが制御手段によって予め定められた量だけカバー6側に移動させられると、上述したのと同様にして、スプール26がカバー6側に移動し、図2に示すように、弁体26aが環状溝24bの閉鎖状態を大きくし、かつ弁体26bが環状溝16を閉鎖し、弁体26cが環状溝24aの閉塞を解く。これによって、燃料供給用アクチュエータポート14からタンクポート24bへの圧油の排出量が減少し、排気用アクチュエータポート22からタンクポート25aへの排出が開始される。このときのパイロット部28のピストン32等の動作は上述したものと同様であるので、詳細な説明は省略する。
In the state of FIG. 1, when the
この図2の状態において、比例ソレノイド66のプランジャ66aが制御手段によって予め定められた量だけカバー6側に移動させられると、上述したのと同様にして、スプール26がカバー6側に移動し、図3に示す状態に戻る。以下、同様な動作が繰り返される。
In the state of FIG. 2, when the
この舶用スプール弁では、パイロット部28がスプール弁26の内部ではなく、弁本体2の一部をなすカバー6に設けられている。従って、その製造が容易に行える。特に、パイロットスプール58は、スリーブ36に挿通され、そのスリーブ36はカバー8とは別個に形成されているので、その製造が容易である。また、このスリーブ36に形成されている第1の通路37の部分は、全て角孔で形成せずに、角孔38と切欠40とによって形成し、製造が比較的難しい角孔38が形成されている距離を短くしているので、製造が容易になる。また、スリーブ36とパイロットスプール58とは、ピストン32及びピストン孔30の近傍に配置されているので、ピストン孔30への圧油の供給排出を速やかに行うことができ、パイロットスプール58の動きに対するピストン30の応答性を高めることができる。特許文献1では、パイロットスプールがスプール内に設けられており、パイロットスプールとスプールとの位置合わせが必要であるが、この実施形態では、パイロットスプール58を中立位置に戻すためにフィードバックバネ62を使用しているので、スプール26とパイロットスプール58との位置合わせが不要である。
In this marine spool valve, the
第2の実施形態の舶用スプール弁は、図7に示すように、パイロットスプール58をカップリング64を介さずに比例ソレノイド66のプランジャ66aに当接させたものである。他の構成は第1の実施形態と同様であるので、同等部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
In the marine spool valve of the second embodiment, as shown in FIG. 7, the
第1の実施の形態において説明したように、フィードバックバネ62のバネ力はパイロットスプール58とスリーブ36との間のフローフォースよりも大きく設定されているので、パイロットスプール58と比例ソレノイド66のプランジャ66aとを連結しなくても、当接させるだけでよく、カップリング64を省略することができ、製造が容易になっている。
As described in the first embodiment, since the spring force of the
第3の実施の形態の舶用スプール弁は、図8に示すように、スプール26の弁体26cの端部を一部除去し、カバー6にスリーブ36における弁体26c側の端部を覆うように袋状部100をスリーブ36に接近して設け、この袋状部100の内部とスリーブ36の端部との間にフィードバックバネ62aを設けている。このように構成すると、フィードバックバネ62aには、長さの短いものを使用することができ、フィードバックバネ62aの設置スペースを少なくすることができる。
In the marine spool valve of the third embodiment, as shown in FIG. 8, a part of the end of the
上記の各実施の形態では、圧力流体として圧油を使用したが、これに限ったものではなく、例えば圧縮空気を圧力流体として使用することもできる。上記の各実施の形態とでは、付勢手段としてスプール孔68とピストン70とを用いたが、これに限ったものではなく、例えばスプール26をカバー6側に押圧する弾性体を使用することもできる。また、上記の各実施の形態では、電磁式駆動部として比例ソレノイドを使用したが、これに限ったものではなく、例えばリニアモータを使用することもできる。
In each of the above embodiments, the pressure oil is used as the pressure fluid. However, the present invention is not limited to this. For example, compressed air can be used as the pressure fluid. In each of the above embodiments, the
2 弁本体
4 管状部
6 8 カバー
10 スプール孔
16 アクチュエータポート
20 ポンプポート
24 タンクポート
28 パイロット部
30 ピストン孔
32 ピストン
68 スプール孔(付勢手段)
70 ピストン(付勢手段)
2
70 piston (biasing means)
Claims (7)
この第1スプール孔に連通し、圧力源に接続されるポンプポートと、
前記第1スプール孔に連通し、燃料供給のアクチュエータに接続される燃料用ポートと、
前記第1スプール孔に連通し、排気弁のアクチュエータに接続される排気用ポートと、
前記第1スプール孔に連通し、タンクに連通されるタンクポートと、
前記第1スプール孔に挿通されているスプールと、
このスプールを、それの一方の端部側から押圧するパイロット部と、
前記スプールを、それの他方に端部側から押圧する付勢手段とを、
備える舶用スプール弁において、
前記パイロット部では、前記弁本体に形成された第1ピストン孔に摺動自在に第1ピストンを挿入し、前記第1ピストンと前記弁本体とによって第1圧力室を区画し、この第1圧力室に前記圧力源からの圧力流体を供給排出するパイロットスプールを設け、このパイロットスプールを移動させる電磁式駆動部を設け、この電磁式駆動部の推力と対抗するスプール戻し手段を設け、スプール位置を検出する検出手段を設け、この検出手段の信号と制御信号とに基づいて前記電磁式駆動部を制御し、
前記パイロット部により前記スプールを所望の位置に制御することによって、前記ポンプポートから前記燃料用ポートへの前記圧力流体の供給を行う燃料供給位置と、前記燃料用ポートから前記タンクポートへの前記圧力流体の排出を行う燃料排出位置と、前記排気用ポートから前記タンクポートへの前記圧力流体の供給を行う排気供給位置と、前記排気用ポートから前記タンクポートへの前記圧力流体の排出を行う排気排出位置とに、切り換わる舶用スプール弁。 A first spool hole formed in the valve body;
A pump port communicating with the first spool hole and connected to a pressure source;
A fuel port communicating with the first spool hole and connected to a fuel supply actuator;
An exhaust port communicating with the first spool hole and connected to an actuator of the exhaust valve;
A tank port communicating with the first spool hole and communicating with the tank;
A spool inserted through the first spool hole;
A pilot portion that presses this spool from one end side thereof; and
A biasing means for pressing the spool against the other side from the end side;
In the marine spool valve provided,
In the pilot portion, a first piston is slidably inserted into a first piston hole formed in the valve main body, and a first pressure chamber is defined by the first piston and the valve main body. A pilot spool that supplies and discharges the pressure fluid from the pressure source is provided in the chamber, an electromagnetic drive unit that moves the pilot spool is provided, spool return means that counteracts the thrust of the electromagnetic drive unit is provided, and the spool position is adjusted. Detecting means for detecting, controlling the electromagnetic drive unit based on a signal and a control signal of the detecting means;
A fuel supply position for supplying the pressure fluid from the pump port to the fuel port by controlling the spool to a desired position by the pilot unit, and the pressure from the fuel port to the tank port A fuel discharge position for discharging the fluid, an exhaust supply position for supplying the pressure fluid from the exhaust port to the tank port, and an exhaust for discharging the pressure fluid from the exhaust port to the tank port Marine spool valve that switches to the discharge position.
Priority Applications (3)
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Cited By (2)
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2003
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