JPH08511072A - スライド弁及び大型の２ストローク内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 スプール弁（２２）は、内燃機関内の燃料ポンプ（１８）の駆動体のような液圧駆動体を制御し、該液圧駆動体は、流路（３１）を通じてスプール弁と連通する液圧シリンダ（３３）内に軸支された駆動ピストン（３４）を備えている。スプール（３８）は、流路が高圧源（２９）に接続される位置と、流路が低圧ポート（３０）に接続されるもう一方の位置を占めることが出来る。スプールは、スプール及び位置決め部材内の可動部分（５６）の所望の位置を設定する制御装置（１６）により、電気で作動される位置決め手段（２３）により駆動可能である。可動部分は、スプールの長手方向に長方形のスリット（６０）内で磁界内に配置された巻線（５１）有する。センサ（６６）は、可動部分の実際の位置の信号を制御装置（１６）に送る。可動部分及びスプール（３８）は、スプール弁が可動部分（５６）の動きに従動するように互いに取り付けられている。可動部分の実際の位置が所望の位置と異なるとき、制御装置（１６）が巻線に電流を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】 スライド弁及び大型の２ストローク内燃機関 本発明は、液圧駆動体が、液圧シリンダ内に軸支された駆動ピストンを備え、 該液圧シリンダが、通路を通じてスプール弁と連通しており、該スプール弁のス プールは、流路が液圧油の高圧源に接続された一つの位置と、流路が低圧ポート に接続されたもう一つの位置を占めることが出来、スプール及び位置決め手段内 の可動部品に対する所望の位置を判断する制御装置により、電動位置決め手段に より、スプールが位置決め可能である、内燃機関の燃料ポンプ又は排気弁の駆動 体のような液圧装置を制御するスプール弁に関する。 数年に亙り、大型の２ストローク内燃機関の排気弁は、カムシャフトにより駆 動される駆動ピストンを有する液圧駆動体によって作動させることが通常であっ た。より近年、排気弁及び／又は燃料ポンプをカムシャフトで作動させることに 代えて、液圧駆動体で作動させることが提案されており、その駆動体の駆動ピス トンは、燃料ポンプのピストンに接続され、又は排気弁の駆動ピストンに油を供 給し、或いは、排気弁のスピンドルに直接、接続されている。多数の異なるスプ ール弁が公知であり、ここでは、駆動体の駆動ピストンの位置は、ロッド及びね じ接続部を介してスプールにフィードバックされるが、これは、例えば、スイス 国特許第660,637号及び同第668,463号に開示されている。この型式のスプール弁 では、ねじ部分に挿入され且つスプールの長手方向に回し、これにより、スプー ルをそのロッドの動く方向に沿って引っ張ることにより、変位されるロッドを回 転させる電気モータを回転させることでスプール自体が駆動されるようにするこ とが典型的である。駆動モータ及び関連するねじ接続ロッドにおける回転質量の 結果、これらのスプール弁は、作動速度が比較的遅い。 更に、電動位置決め手段として、ソレノイド弁を使用する極めて多数のスプー ル弁が公知である。これらのスプール弁は、作動時に、限界位置の間の距離が数 ミリのように比較的短いとき、一方の限界位置からもう一方の限界位置まで急激 に動く。これらの弁は、圧力管を完全に開放し、又は完全に閉じた状態の何れか に保つ切替弁として適している。これらの弁において、スプールの変位距離は、 ソレノイド弁が開放する時間により設定され、このため、かかるスプール弁の作 動速度は比較的遅くなる。 また、スプールが、コイル内に配置され且つ該コイルに電流を流すことにより スプールの長手方向に変位可能であるコア材料と制御可能に接続される、スプー ル弁も公知である。このコア材料の質量が比較的大きいため、二次的な圧力制御 装置で消費することが出来る程の小さい値まで弁の駆動時間を短くすることは不 可能である。 液圧駆動体の吐出側における圧力を極めて良好に迅速に且つ正確に制御するこ とを必要とする液圧装置を十分に正確に制御するためには、駆動体の高圧側に圧 力逃がし弁のような二次的な制御装置を使用することが必要となる。このため、 公知の液圧装置は、その装置内の圧力状態を十分に正確に制御するため、極めて 複雑なものとなることが多い。 本発明の目的は、迅速に作動し、しかも正確に調節することが出来ると同時に 簡単な設計であるスプール弁を提供することである。 これは、本発明によるスプール弁により実現され、これは、スプールの長手方 向に長方形のスリット内の磁界内に配置された巻線を有する可動片を備えた位置 決め手段と、該可動片の実際の位置の信号を制御装置に送るセンサとを備え、該 可動片が巻線の電流の方向及び強さに依存して、スリットの長手方向に変位可能 であり、これらの可動片及びスプールは、スプールが可動片の動きに従動し、可 動片の実際の位置が所望の位置と異なるとき、制御装置が巻線に電流を供給する ように、相互に関係付けられることを特徴とする。 このように、位置決め手段は、可動の巻線を有し、また、制御装置に対する位 置決めフィードバックを有する、リニアモータとして設計される。スプールが位 置決め手段の可動部分の動作に従動し得るようにすることにより、位置決め手段 の制御と液圧駆動体の制御との間に明確で且つ適宜に画成された調和が簡単な方 法で提供される。拡声器の駆動ユニットにより、長方形のスリット内の電磁界中 に位置決めした巻線を有する可動片を使用することは公知である。拡声器におい て、巻線には、可動片に接続された薄膜に対応する振動周波数を発生させる周波 数の交流電圧が供給される。これらの振動周波数は、20,000Ｈｚ以上ともなるた め、可動片は、極めて急激な駆動動作を行うことは勿論である。かかる巻線の支 承部分に直流を付与することにより、制御装置は、可動片及び関係するスプール において急激な動作を生じる。可動片の最大の移動距離は、可動片に所望の最大 移動距離を上廻る長さを有する長方形のスリットを設計することにより、必要性 に応じて自由に選択することが可能である。この可動片は、巻線に電流が流れる ときにのみ動き、この動作の所望の方向、程度及び速度は、巻線の電流の強さ及 び電流の方向をこれらに合わせて適応させることにより自由に選択可能である。 このように、この可動片は、限界位置の間にて任意の所望の中間位置にて迅速に 始動させ、また、停止させることが可能である。 位置決めセンサにより、制御装置は、スプールが所望の位置にあるか否かを連 続的に監視することが出来る。スプールが外部の作用によりその位置を変更する ならば、制御装置は、直ちに巻線に補正電流を瞬間的に流して、所望の位置に対 して実際の位置が対応し得るようにすることが出来る。 スプールを迅速に動かし、従って、本発明が目的とする短い駆動時間を実現す るためには、巻線を可動片上に配置し、可動片が極めて小さい質量であるように することが必須である。 位置を設定するために必要とされる電流の強さは、長方形のスリット内での磁 界の強さに依存する。このため、スリットの側壁は、環状磁石及び鉄系の材料で 画成することが好ましい。それは、簡単な方法にて、強力で且つ均一な磁界が生 じさせる。この強力で且つ均一な磁界は、既に小さい質量の可動片を可能な限り 小さくするため、巻線の寸法を制限し、これにより、スプール弁の迅速な駆動を 促進する。 可動片は、スプールに対して同軸状に伸長し、その上に可動片が堅固に取り付 けられたロッドを介してスプールと制御状態に接続されることが好ましい。この ことは、位置決め手段をスプール弁のハウジング自体の外側に配置することを可 能にし、これにより、弁の製造及びメンテナンスを容易にする。 位置決め手段がリニアモータとして設計された場合、位置決め手段の質量は、 非常に小さくなり、このため、駆動速度は、位置決め手段によって動かそうとす る質量により略決まる。このことは、可動片に接続された質量を制限することに より、スプール弁の駆動速度を新規な程度に速くすることを可能にする。この質 量は、小型のパイロット・スプールを支承するロッドにより小さくすることが出 来、このパイロット・スプールの動きにスプールが従動し得るようにしてある。 約１ｋｇの質量を有するスプールの場合、パイロット・スプールは、例えば10ｇ の質量にて設計することが可能であり、これは、例えば、スプールが、３−４ｍ ｓのにて15ｍｍ動くことを可能にする。これは、高圧の液圧駆動体を制御する、 比較的大きいスプール弁について得られる駆動速度を遥かに上廻るものである。 大量の油を供給するため、スプール弁を迅速に開放することの可能性、及びこれ に対応して液圧シリンダ内の圧力を逃がすために、スプール弁を迅速に再作動さ せることにより、液圧駆動体の吐出側における圧力を極めて精密に制御すること を可能にし、このため、関係する制御装置を有する従来の公知の圧力逃がし弁を 不要にする。 パイロット・スプールは、スプールにおける圧力面に影響するであろう高圧及 び低圧の油供給源に対する制御エッジを制御することにより機能する。 その迅速に作動する点で、好適な一つの実施例において、パイロット・スプー ルを備える設計とした弁は、パイロット・スプールがスプール内部に配置され、 好ましくは、スプールと同軸状に配置され、また、パイロット・スプールには、 その周面に二つの周溝と、溝の間に設けられたフランジとを備え、このパイロッ ト・スプールの二つの周溝が高圧源及び低圧源とそれぞれ連通し、スプールは、 その第一の端部に、高圧源と連通する、軸方向に伸長する穴を有する一方、該穴 内でスプール・ハウジングにより支持されたピストンは、緊密に嵌合する状態に て変位可能に挿入され、スプールはその第二の端部にて、軸方向に伸長する穴を 有し、この穴内にて、スプール・ハウジングにより支持されたピストンが緊密に 嵌合する状態で変位可能に挿入され、スプールの第二の端部に形成された穴がパ イロット・スプールまで伸長する導管を有し、また、パイロット・スプールのフ ランジにより塞ぐことの出来る開口部を有し、スプールの第二の端部における穴 がスプールの第一の端部における穴よりも断面積が大きいようにしてある。 スプールの第一の端部に形成された最小の穴に対する高圧接続によりスプール に対する恒久的な力がスプールの第二の端部に向けた方向に作用する。この力が スプールをパイロット・スプールに関して変位させるならば、導管の開口部は、 パイロット・スプール・フランジにて高圧源に開放し、このため、スプールの第 二の端部に形成された大きい穴内の圧力は上昇し、これにより、スプールの第一 の端部に向けた圧力が増し、スプールは、再度、パイロット・スプールに関して 中立位置を占め、この位置において、対向した二つの力が釣り合う。大きい穴内 の圧力が過度に高圧になると、スプールは変位されて、導管の開口部は、低圧ポ ートに接触し、このため、大きい穴内の圧力が逃げて釣り合うレベルとなる。ス プールの第二の端部における穴は、最大の断面積を有するために、パイロット・ スプールの変位により常にスプールがこれに対応して変位する。パイロット・ス プールに関するスプールの駆動速度は、スプールの両端における大きい穴と小さ い穴との相互の断面積を適合させ得ることにより自由に選択することが可能であ る。勿論、穴の断面積を異なるものとするように注意すれば、スプールの各端部 にて関係するピストンを有する、幾つかの軸方向に伸長する穴を設計することが 可能である。 本発明は、また、液圧によって駆動されるシリンダ部材、特に、燃料ポンプを 有する、船の主機のような大型の２ストローク内燃機関に関し、この場合、シリ ンダ部材の液圧駆動体は、液圧シリンダ内に軸支された駆動ピストンを備え、該 液圧シリンダは、流路を通じて、スプール弁と連通しており、そのスプール弁の スプールは、流路が液圧油の高圧源に接続される一つの位置と、流路が低圧ポー トと接続されるもう一つの位置とを占めることが出来、スプールは、エンジンを 制御するコンピュータにより電気で駆動される位置決め手段により位置決め可能 であり、このコンピュータは、エンジン・サイクル中にシリンダ部材を作動させ る方法を設定し、これに基づいて、スプール、及び位置決め手段内の可動部分に 対する所望の位置を設定する。このエンジンは、位置決め手段がリニアモータで あり、該リニアモータは、スプールの限界位置の間の距離に対応する距離に亙っ てスプールの長手方向に変位可能である可動部分を支承する巻線を有することを 特徴とする。 上述のように、該可動部は、巻線のみを支承するため、可動部の質量が小さい リニアモータの場合、任意の長さに亙って伸長し得る極めて迅速で且つ正確な駆 動動作を得ることが可能となる。このように、簡単な方法にて、可動部をスプー ルと等しい距離、変位可能にすることが可能となり、これにより、スプール弁の 設計が極めて簡単となる。液圧駆動体の吐出側に作用する油圧を正確に且つ極め て迅速に制御するためのスプール弁を備えることの可能性は、特に、燃料ポンプ の動作を極めて正確に制御して、エンジンの燃焼室内の好適な燃焼過程を得るこ とが出来るようにしなければならないディーゼル・エンジンにて、特に有利であ る。本発明によれば、例えば、更なる二次的な手段を使用せずに、燃料ポンプに 対する液圧駆動体を制御し、エンジン・サイクルの所望の時点で正確に燃料の噴 射を開始し且つ停止させ、また、正確な定量の油を吐出することが可能となる。 この燃料の噴射を正確に制御することにより、エンジンの比燃料消費量を減少さ せることが出来、更に、クランクシャフトの比較的小さい回転角度の間に液圧駆 動体を数回、始動させ且つ停止させるだけで燃料の噴射を前噴射と主噴射とに分 けることが出来る。 小型のパイロット・スプールの使用は、エンジンの電子装置が故障したときに 作動するカム軸作動の緊急制御装置を提供することを簡単にし、その場合、エン ジンのクランクシャフトと同期して回転する制御カムの移動に追従するロッドを 介してスプールは作動される。このロッドは、カムにより直接、作動させること が可能であるが、オランダ国特許出願第647/93号に記載されたように、間接式の 液圧系の緊急制御装置を使用することも可能である。 本発明の実施例の例について、概略図を参照しつつ、以下に詳細に説明する。 添付図面において、 図１は、内燃機関の外形図、 図２は、シリンダ部材のスプール弁に関する縦断面図、 図３は、図２のスプール弁の一部の拡大図、 図４は、図２のスプール弁の位置決め手段を示す拡大図である。 図１には、船の主機又は固定発電エンジンとして使用することの出来るクロス ヘッド型の大型の２ストロークディーゼルエンジンが全体として符号１で示して ある。該エンジンの燃焼室２は、シリンダ・ライナー３と、シリンダ・カバー４ と、ライナーに軸支されたピストン５とにより画成されている。 ピストンは、ピストンロッド６を介してクロスヘッド７に直接、接続される一 方、該クロスヘッドは、接続ロッド８を介してクランクシャフト１１のスロー１ ０に設けられた接続ロッドピン９に直接、接続されている。関係するハウジング １３を有する排気弁１２の形態をしたシリンダ部材は、カバー４に取り付けられ ている。該排気弁は、コンピュータ１６から線１５を通じて伝達された制御信号 により作動される電気機械スプール弁により制御される液圧駆動体１４により作 動される。 カバー４内に取り付けられた燃料弁１７は、噴霧した燃料を燃焼室２に供給す ることが出来る。燃料ポンプ１８の形態をしたもう一つのシリンダ部材は、電気 機械スプール弁により制御され、また、コンピュータ１６から線２０を通じて入 力した制御信号により、圧力管１９を通じて燃料弁に燃料を供給することが出来 る。コンピュータ１６には、信号伝達線２１を通じて実際のエンジンの１分間当 たりの回転数（rpm）に関する情報が提供される。この回転数は、エンジンの回 転計から得るか、又はエンジンの主シャフトに取り付けられた角度検出器及びイ ンジケータから得ることが出来、シャフトが360°回転するエンジン・サイクル の一部を構成する期間について、エンジンの実際の角度位置及び回転速度を設定 することが出来る。コンピュータが燃料噴射時点、及び関係する燃料の量、及び 排気弁の開放及び閉時点を設定したならば、燃料ポンプ１８及び駆動ユニット１ ４は、そのシリンダに適したエンジン・サイクルの時点にて、それに応じて作動 される。エンジンは、全て上述の方法で取り付けられる幾つかのシリンダを有し ており、コンピュータ１６は、単一又は全てのシリンダの通常の作動を制御する ことが出来る。 シリンダ部材の液圧駆動体に供給され及び該駆動体から排出される油は、スプ ール弁２２により制御され、このスプール弁は、正常なエンジン運転中に、コン ピュータ１６からの制御信号に応答する電動の位置決め手段２３により駆動され る。 スプール弁のハウジング２４は、中央要素２５と、電動位置決め手投２３がそ の上に取り付けられる端部カバー２６と、エンジンの電子制御装置が故障したと きに、カム軸により作動させることの出来るピストン２８を有する端部カバー２ ７という、相互にボルト止めされた幾つかの要素で製造される。 ハウジングの中央要素は、例えば、300バールの圧力にて液圧油を供給するこ との出来る高圧導管と連通する流体入口導管２９を有する。ハウジングの中央要 素は、低圧ポートに連通する二つの流体ドレーン導管３０と、シリンダ部材を駆 動する液圧駆動体の液圧シリンダ３３内の圧力チャンバ３２に達する二つの出口 導管３１とを更に備えている。駆動体内の液圧ピストン３４は、チャンバ３２が 入口導管２９に接続されたとき、該チャンバ３２内の油圧により上方に駆動され る。該チャンバ３２がドレーン導管３０に接続されたとき、ピストン３４は、図 示しないピストン面に作用する液圧又は空気圧により開始位置に戻ることが出来 る。 導管２９は、その後に加圧される周溝３５内に開放する。同様に、ドレーン導 管３０は、それぞれの周溝３６と連通し、出口導管３１は、それぞれの周溝３７ と連通している。ハウジングの中央に配置されたスプール３８は、その中立位置 にて示してあり、この位置にて、スプールに設けられた周フランジ３９は、溝３ ７を正確に塞いで、これにより、図面の最も高い位置に示したある出口導管３１ をドレーン導管３０及び入口導管２９の双方から遮断している。同様に、底部の 出口導管３１は、スプールに設けたもう一つの周フランジ４０により入口導管２ ９から遮断されており、また、スプール上の第三の周フランジ４１によりドレー ン導管３０から遮断されている。 スプールをその中立位置から位置決め手段２３に向けて動かしたとき、入口導 管２９は、二つの出口導管３１に接続され、また、スプールがその開始位置から 端部カバー２７に向けて動いたとき、ドレーン導管３０は、二つの出口導管３１ に接続される。 一方のみを図示した二つのピストン部材４２は、端部カバー２７に当接し、該 ピストン部材は、端部カバー２７上に配置されたスプールの第二の端部に形成さ れた、軸方向に伸長するそれぞれの穴４３内に突出する。該穴４３は、圧力導管 ４４を介して入口導管２９と連続的に連通している。スプールの他端である第一 の端部にて二つのピストン部材４５は、端部カバー２６に当接し、軸方向に伸長 する穴４６内に突出する。ピストン部材４５及び関係する穴４６は、例えば、ピ ストン部材４２及びその関係する穴４３よりも著しく大きい直径を有し、このた め、穴の面積の比は２：１である。 図３には、各穴４６からの横軸方向の導管４７がスプールに形成された長手方 向の中央穴４８内にて開放する状態が示してある。該穴４８は、スプールの全長 に亙って貫通しており、この穴には、小型のパイロット・スプール４９が挿入さ れている。二つの周溝５０、５１がパイロット・スプールの周面に形成されてお り、これらの溝の間の中間に配置されたフランジ５３は、横軸方向の導管４７の 幅に正確に対応する幅を有する。溝５０は、圧力導管５４を通じて入口導管２９ と常に連通している。溝５１は、ドレーン導管５５を通じてドレーン導管３０と 常に連通している。図示した位置にあるとき、パイロット・スプールは、その中 立位置にあり、この位置にて、中央フランジ５３は、圧力導管２９及びドレーン 導管３０の双方の接続部から横軸方向の導管４７を遮断している。 電気制御の位置決め手段２３は、リニアモータの原理により設計されており、 この場合、可動片５６は、二つのＵ字形部材に接続され、従って、自由に曲げ得 る線５８に接続された幾つかの巻線５７を有し、これらの線は、非常に可撓性で あるため、可動部分５６がスプールの長手方向に駆動されて動くのを阻止したり 、遅くらせ又は制限することが出来ない。該可動部分５６は、スプールの長手方 向に対して直角に配置された上方部分から成り、該上方部分は、一側部に突出す る環状部分を支承し、この環状部分には巻線が締結され、このため、個々の巻線 の面は、スプールの長手方向軸線に対して略直角となる。勿論、その他の形状の 巻線を使用することも可能であるが、その場合、印加される電流による良好な効 果は得られないであろう。 制御ピン５９は、可動部分５６に形成された穴を貫通して伸長し、該可動部分 がスプールの長手方向軸線を中心として回転するのを阻止する。可動部分の巻線 を有する環状部分は、長方形のスリット６０内に下方に突出し、該スリットは、 強力な環状の磁石６１により外方に画成され、また、円筒状の形状の鉄系のコア 材料６２により内方に画成される。長方形のスリットの狭小な幅は、強力な磁力 と共に、スリット内に強力な磁界を形成することに寄与する。このスリットがス プールの長手方向に伸長する程度は、スプールの最大の駆動長さよりも多少長い が、安全性のために、可動部材がコンピュータにより適時に停止されなかったと きスリットの底部に対する可動部分の衝撃を減衰させるため、スリットの底部に は、柔軟なゴムリングが配置されている。可動部分に対する反対側の限界停止点 には、対応する減衰部材６４が設けられている。可動部分は、接続ロッド６５に 設けられており、この接続ロッド６５には、パイロット・スプールが締結されて いる。パイロット・スプールから反対方向を向いた可動部分５６の側にて、ロッ ド６５は、線（図示せず）を介してコンピュータに連続的な位置信号を送る位置 センサ６６内に達している。 該コンピュータは、可動部分５６の所望の位置、従って、パイロット・スプー ル及びスプールの位置を連続的に設定し、該スプールは、以下に説明するように 、常に、それ自体をパイロット・スプールと同一の位置に保つ。センサ６６によ り測定された、実際の位置が所望の位置と異なるならば、コンピュータは、電流 回路を作動させて、巻線５７を通じて電流を供給し、この場合、その電流の方向 及び強さは、実際の位置と所望の位置との差に対応し得るようにしてある。巻線 に流した電流により可動部分に電磁力が作用して、スプールの長手方向に変位さ せる。巻線に電流が流れないとき、可動部分は、位置を変更させる作用をする発 生電磁力による影響を受けない。 次に、スプール弁の機能について説明する。コンピュータは、可動部分を絶え ず所望の位置に駆動する。この所望の位置を変更しなければならないとき、その 駆動速度は、位置を変更する最初の半分の段階で、巻線を通じて一方向に電流を 流し、また、位置を変更する次の半分の段階で、巻線に同じ大きさの電流を反対 方向に流すことにより、コンピュータによって増すことが出来、これにより、可 動部分は、所望の位置にて正確に停止させることが出来る。次に、電流の強さに よって、その駆動速度を制御することも可能である。このスプールの駆動は、次 の方法で行われる。上述のように、穴４３には、常に圧力が作用しており、その ため、スプールには、端部カバー２６の方向に向けて恒久的な力が作用している 。パイロット・スプールが停止したとき、この力が、スプールをカバー２６の方 向に変位させることが可能となる。この場合、横軸方向の導管４７は圧力導管５ ４ と連通し、このため、加圧油は穴４６内に流動する。その結果、ピストン部材４ ５の正面にてチャンバ内の上昇する圧力は、カバー２７の方向のに向けた力にて スプールに作用し、スプールを、パイロット・スプールの中央フランジ５３が横 軸方向の導管４７に正確に当接する位置を占めるように付勢する。穴４６内の圧 力が過大になると、スプールは、僅かにカバー２６の方向に動いて、これにより 、横軸方向の導管４７をドレーン導管５５と連通させ、このため、穴４６内の過 剰圧力は釣り合う程度まで逃がされて、スプールに作用する上昇力及び下降力が 等しい程度となる。 このことから、スプールは、中央フランジ５３が横軸方向の導管４７に当接す る位置に常にそれ自体を迅速に配置することが理解される。穴４６の径は、穴４ ３よりも大きいため、スプールがパイロット・スプールに関して上記の中立位置 に位置しないならば、スプールには、常に力が作用している。この理由のため、 パイロット・スプールがロッド６５の作用によりスプールの長手方向に変位され たとき、スプールは、直ちにこの動作に関与する。パイロット・スプール及びこ れに関連するロッドの質量が小さいため、スプールに作用する駆動力は極めて小 さく、このため、スプールが極めて迅速に作動することが可能となる。 電子制御装置が故障したならば、ピストン２８は、ロッド６７を通じてパイロ ット・スプールと接続することが出来る。カムの動作を液圧を利用してピストン ２８に伝達するのではなくて、ピストン２８を省略し、また、ロッド６７は、端 部カバー２７と整合する位置に配置されたカム軸上に設けたカムまで下方に伸長 するように設計することも可能である。 スプール・ハウジング２４は、圧力チャンバ３２への所望の油量に依存して、 出口導管３１を一つのみ又は複数、備える設計とすることが出来る。ハウジング のその他の接続部２９、３０の数、及びハウジング及びフランジに形成される関 係する周溝の数は、出口導管の数に対応し得るものとする。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年６月２３日 【補正内容】 明細書 スライド弁及び大型の２ストローク内燃機関 本発明は、内燃機関の燃料ポンプ又は排気弁の駆動体のような液圧駆動体を制 御するスプール弁に関する。ここで、液圧駆動体は、液圧シリンダ内に軸支され た駆動ピストンを備え、該液圧シリンダが、通路を介してスプール弁と連通して いる。該スプール弁のスプールは、流路が液圧油の高圧源に接続された一つの位 置と、流路が低圧ポートに接続されたもう一つの位置を占めることが出来る。ス プールは、制御装置により電気的に作動される、電動位置決め手段によって位置 決め可能である。該位置決め手段は、可動片と、該可動片の実際の位置を制御装 置に送るセンサとを有し、該制御装置は、スプールと可動片の所望の位置を設定 する。 この種のスプール弁は国際公開第ＷＯ89/03939号から公知であり、可動片はス プールに軸方向に位置決め可能にロックされており、このため、位置決め手段は スプール全体に移動する必要がある。スプールを位置決めするために比較的大き な力が必要とされ、このために、位置決め手段を液圧線形駆動体として設計する 必要があり、該液圧線形駆動体はスプールに対して軸方向にロックされる。この 駆動体は、作動が遅い。 数年に亙り、大型の２ストローク内燃機関の排気弁は、カムシャフトにより駆 動される駆動ピストンを有する液圧駆動体によって作動させることが通常であっ た。より近年、排気弁及び／又は燃料ポンプをカムシャフトで作動させることに 代えて、液圧駆動体で作動させることが提案されており、その駆動体の駆動ピス トンは、燃料ポンプのピストンに接続され、又は排気弁の駆動ピストンに油を供 給し、或いは、排気弁のスピンドルに直接、接続されている。多数の異なるスプ ール弁が公知であり、ここでは、駆動体の駆動ピストンの位置は、ロッド及びね じ接続部を介してスプールにフィードバックされるが、これは、例えば、スイス 国特許第660,637号及び同第668,463号に開示されている。この型式のスプール弁 では、ねじ部分に挿入され且つスプールの長手方向に回し、これにより、スプー ルをそのロッドの動く方向に沿って引っ張ることにより、変位されるロッドを回 転させる電気モータを回転させることでスプール自体が駆動されるようにするこ とが典型的である。駆動モータ及び関連するねじ接続ロッドにおける回転質量の 結果、これらのスプール弁は、作動速度が比較的遅い。 更に、電動位置決め手段として、ソレノイド弁を使用する極めて多数のスプー ル弁が公知である。これらのスプール弁は、作動時に、限界位置の間の距離が数 ミリのように比較的短いとき、一方の限界位置からもう一方の限界位置まで急激 に動く。これらの弁は、圧力管を完全に開放し、又は完全に閉じた状態の何れか に保つ切替弁として適している。これらの弁において、スプールの変位距離は、 ソレノイド弁が開放する時間により設定され、このため、かかるスプール弁の作 動速度は比較的遅くなる。 また、スプールが、コイル内に配置され且つ該コイルに電流を流すことにより スプールの長手方向に変位可能であるコア材料と制御可能に接続される、スプー ル弁も公知である。このコア材料の質量が比較的大きいため、二次的な圧力制御 装置で消費することが出来る程の小さい値まで弁の駆動時間を短くすることは不 可能である。 液圧駆動体の吐出側における圧力を極めて良好に迅速に且つ正確に制御するこ とを必要とする液圧装置を十分に正確に制御するためには、駆動体の高圧側に圧 力逃がし弁のような二次的な制御装置を使用することが必要となる。このため、 公知の液圧装置は、その装置内の圧力状態を十分に正確に制御するため、極めて 複雑なものとなることが多い。 本発明の目的は、迅速に作動し、しかも正確に調節することが出来ると同時に 簡単な設計であるスプール弁を提供することである。 上記目的は、本発明によるスプール弁により実現され、このスプール弁によれ ば、可動片が、スプールの長手方向に延びる長方形のスリットの磁界内に配置さ れた巻線を支承する。可動片は、巻線の電流の方向及び強さに応じてスリットの 長手方向に変位可能である。可動片は、スプールに対して軸方向に移動可能であ る小型のパイロット・プールと接続され、該スプールは、該パイロット・スプー ルの動きに従動し、可動片の実際の位置が所望の位置と異なるとき、制御装置が 巻線に電流を供給することを特徴とする。 このように、位置決め手段は、可動の巻線を有し、また、制御装置に対する位 置決めフィードバックを有する、リニアモータとして設計される。スプールがパ イロット・スプールと共に可動片の動作に従動し得るようにすることにより、位 置決め手段の制御と液圧駆動体の制御との間に明確で且つ適宜に画成された調和 が簡単な方法で提供される。拡声器の駆動ユニットにより、長方形のスリット内 の電磁界中に位置決めした巻線を有する可動片を使用することは公知である。拡 声器において、巻線には、可動片に接続された薄膜に対応する振動周波数を発生 させる周波数の交流電圧が供給される。これらの振動周波数は、20,000Ｈｚ以上 ともなるため、可動片は、極めて急激な駆動動作を行うことは勿論である。かか る巻線の支承部分に直流を付与することにより、制御装置は、可動片及び関係す るスプールにおいて急激な動作を生じる。可動片の最大の移動距離は、可動片に 所望の最大移動距離を上廻る長さを有する長方形のスリットを設計することによ り、必要性に応じて自由に選択することが可能である。この可動片は、巻線に電 流が流れるときにのみ動き、この動作の所望の方向、程度及び速度は、巻線の電 流の強さ及び電流の方向をこれらに合わせて適応させることにより自由に選択可 能である。この可動片は、小型のパイロット・スプールを動かすことだけが必要 であり、このため、可動片は、限界位置の間にて任意の所望の中間位置にて迅速 に始動させ、また、停止させることが可能である。 位置決め手段がリニアモータとして設計された場合、位置決め手段の質量は、 非常に小さくなり、このため、駆動速度は、位置決め手段によって動かそうとす る質量により略決まる。このことは、可動片に接続された質量を制限することに より、スプール弁の駆動速度を新規な程度に速くすることを可能にする。この質 量は、可動片を小型のパイロット・スプールと接続することにより小さくするこ とが出来、このパイロット・スプールの動きにスプールが従動し得るようにして ある。約１ｋｇの質量を有するスプールの場合、パイロット・スプールは、例え ば10ｇの質量にて設計することが可能であり、これは、例えば、スプールが、３ −４ｍｓのにて15ｍｍ動くことを可能にする。これは、高圧の液圧駆動体を制御 する、比較的大きいスプール弁について得られる駆動速度を遥かに上廻るもので ある。大量の油を供給するため、スプール弁を迅速に開放することの可能性、及 びこれに対応して液圧シリンダ内の圧力を逃がすために、スプール弁を迅速に再 作動させることにより、液圧駆動体の吐出側における圧力を極めて精密に制御す ることを可能にし、このため、関係する制御装置を有する従来の公知の圧力逃が し弁を不要にする。 位置決めセンサにより、制御装置は、スプールが所望の位置にあるか否かを連 続的に監視することが出来る。スプールが外部の作用によりその位置を変更する ならば、制御装置は、直ちに巻線に補正電流を瞬間的に流して、所望の位置に対 して実際の位置が対応し得るようにすることが出来る。 スプールを迅速に動かし、従って、本発明が目的とする短い駆動時間を実現す るためには、巻線を可動片上に配置し、可動片が極めて小さい質量であるように することが必須である。 位置を設定するために必要とされる電流の強さは、長方形のスリット内での磁 界の強さに依存する。このため、スリットの側壁は、環状磁石及び鉄系の材料で 画成することが好ましい。それは、簡単な方法にて、強力で且つ均一な磁界が生 じさせる。この強力で且つ均一な磁界は、既に小さい質量の可動片を可能な限り 小さくするため、巻線の寸法を制限し、これにより、スプール弁の迅速な駆動を 促進する。 可動片は、スプールに対して同軸状に伸長し、その上に可動片及びパイロット ・スプールが堅固に取り付けられたロッドを介してスプールと制御状態に接続さ れることが好ましい。このことは、位置決め手段をスプール弁のハウジング自体 の外側に配置することを可能にし、これにより、弁の製造及びメンテナンスを容 易にする。 パイロット・スプールは、スプールにおける圧力面に影響するであろう高圧及 び低圧の油供給源に対する制御エッジを制御することにより機能する。 その迅速に作動する点で、好適な一つの実施例において、パイロット・スプー ルを備える設計とした弁は、パイロット・スプールがスプール内部に配置され、 好ましくは、スプールと同軸状に配置され、また、パイロット・スプールには、 その周面に二つの周溝と、溝の間に設けられたフランジとを備え、このパイロッ ト・スプールの二つの周溝が高圧源及び低圧源とそれぞれ連通し、スプールは、 その第一の端部に、高圧源と連通する、軸方向に伸長する穴を有する一方、該穴 内でスプール・ハウジングにより支持されたピストンは、緊密に嵌合する状態に て変位可能に挿入され、スプールはその第二の端部にて、軸方向に伸長する穴を 有し、この穴内にて、スプール・ハウジングにより支持されたピストンが緊密に 嵌合する状態で変位可能に挿入され、スプールの第二の端部に形成された穴がパ イロット・スプールまで伸長する導管を有し、また、パイロット・スプールのフ ランジにより塞ぐことの出来る開口部を有し、スプールの第二の端部における穴 がスプールの第一の端部における穴よりも断面積が大きいようにしてある。 スプールの第一の端部に形成された最小の穴に対する高圧接続によりスプール に対する恒久的な力がスプールの第二の端部に向けた方向に作用する。この力が スプールをパイロット・スプールに関して変位させるならば、導管の開口部は、 パイロット・スプール・フランジにて高圧源に開放し、このため、スプールの第 二の端部に形成された大きい穴内の圧力は上昇し、これにより、スプールの第一 の端部に向けた圧力が増し、スプールは、再度、パイロット・スプールに関して 中立位置を占め、この位置において、対向した二つの力が釣り合う。大きい穴内 の圧力が過度に高圧になると、スプールは変位されて、導管の開口部は、低圧ポ ートに接触し、このため、大きい穴内の圧力が逃げて釣り合うレベルとなる。ス プールの第二の端部における穴は、最大の断面積を有するために、パイロット・ スプールの変位により常にスプールがこれに対応して変位する。パイロット・ス プールに関するスプールの駆動速度は、スプールの両端における大きい穴と小さ い穴との相互の断面積を適合させ得ることにより自由に選択することが可能であ る。勿論、穴の断面積を異なるものとするように注意すれば、スプールの各端部 にて関係するピストンを有する、幾つかの軸方向に伸長する穴を設計することが 可能である。 本発明は、また、液圧によって駆動されるシリンダ部材、特に、燃料ポンプを 有する、船の主機のような大型の２ストローク内燃機関に関し、この場合、シリ ンダ部材の液圧駆動体は、液圧シリンダ内に軸支された駆動ピストンを備え、該 液圧シリンダは、流路を通じて、スプール弁と連通しており、そのスプール弁の スプールは、流路が液圧油の高圧源に接続される一つの位置と、流路が低圧ポー トと接続されるもう一つの位置とを占めることが出来、スプールは、エンジンを 制御するコンピュータにより電気で駆動される位置決め手段により位置決め可能 であり、このコンピュータは、エンジン・サイクル中にシリンダ部材を作動させ る方法を設定し、これに基づいて、スプール、及び位置決め手段内の可動部分に 対する所望の位置を設定する。ここで、位置決め手段は、リニア駆動体を有し、 該リニア駆動体は、スプールの限界位置の間の距離に対応する距離に亙ってスプ ールの長手方向に変位可能である。この内燃機関は、スプール弁を請求の範囲第 １項乃至第４項のように設計することを特徴とする。 上述のように、該可動部は、巻線のみを支承するため、可動部の質量が小さい リニアモータの場合、任意の長さに亙って伸長し得る極めて迅速で且つ正確な駆 動動作を得ることが可能となる。このように、簡単な方法にて、可動部をスプー ルと等しい距離、変位可能にすることが可能となり、これにより、スプール弁の 設計が極めて簡単となる。液圧駆動体の吐出側に作用する油圧を正確に且つ極め て迅速に制御するためのスプール弁を備えることの可能性は、特に、燃料ポンプ の動作を極めて正確に制御して、エンジンの燃焼室内の好適な燃焼過程を得るこ とが出来るようにしなければならないディーゼル・エンジンにて、特に有利であ る。本発明によれば、例えば、更なる二次的な手段を使用せずに、燃料ポンプに 対する液圧駆動体を制御し、エンジン・サイクルの所望の時点で正確に燃料の噴 射を開始し且つ停止させ、また、正確な定量の油を吐出することが可能となる。 この燃料の噴射を正確に制御することにより、エンジンの比燃料消費量を減少さ せることが出来、更に、クランクシャフトの比較的小さい回転角度の間に液圧駆 動体を数回、始動させ且つ停止させるだけで燃料の噴射を前噴射と主噴射とに分 けることが出来る。 小型のパイロット・スプールの使用は、エンジンの電子装置が故障したときに 作動するカム軸作動の緊急制御装置を提供することを簡単にし、その場合、エン ジンのクランクシャフトと同期して回転する制御カムの移動に追従するロッドを 介してスプールは作動される。このロッドは、カムにより直接作動させることが 可能であるが、オランダ国特許出願第647/93号（国際公開第ＷＯ94/29577号に対 応する。）に記載されたように、間接式の液圧系の緊急制御装置を使用すること も可能である。 本発明の実施例の例について、概略図を参照しつつ、以下に詳細に説明する。 添付図面において、 図１は、内燃機関の外形図、 図２は、シリンダ部材のスプール弁に関する縦断面図、 図３は、図２のスプール弁の一部の拡大図、 図４は、図２のスプール弁の位置決め手段を示す拡大図である。 図１には、船の主機又は固定発電エンジンとして使用することの出来るクロス ヘッド型の大型の２ストロークディーゼルエンジンが全体として符号１で示して ある。該エンジンの燃焼室２は、シリンダ・ライナー３と、シリンダ・カバー４ と、ライナーに軸支されたピストン５とにより画成されている。 ピストンは、ピストンロッド６を介してクロスヘッド７に直接、接続される一 方、該クロスヘッドは、接続ロッド８を介してクランクシャフト１１のスロー１ ０に設けられた接続ロッドピン９に直接、接続されている。関係するハウジング １３を有する排気弁１２の形態をしたシリンダ部材は、カバー４に取り付けられ ている。該排気弁は、コンピュータ１６から線１５を通じて伝達された制御信号 により作動される電気機械スプール弁により制御される液圧駆動体１４により作 動される。 カバー４内に取り付けられた燃料弁１７は、噴霧した燃料を燃焼室２に供給す ることが出来る。燃料ポンプ１８の形態をしたもう一つのシリンダ部材は、電気 機械スプール弁により制御され、また、コンピュータ１６から線２０を通じて入 力した制御信号により、圧力管１９を通じて燃料弁に燃料を供給することが出来 る。コンピュータ１６には、信号伝達線２１を通じて実際のエンジンの１分間当 たりの回転数（rpm）に関する情報が提供される。この回転数は、エンジンの回 転計から得るか、又はエンジンの主シャフトに取り付けられた角度検出器及びイ ンジケータから得ることが出来、シャフトが360°回転するエンジン・サイクル の一部を構成する期間について、エンジンの実際の角度位置及び回転速度を設定 することが出来る。コンピュータが燃料噴射時点、及び関係する燃料の量、及び 排 気弁の開放及び閉時点を設定したならば、燃料ポンプ１８及び駆動ユニット１４ は、そのシリンダに適したエンジン・サイクルの時点にて、それに応じて作動さ れる。エンジンは、全て上述の方法で取り付けられる幾つかのシリンダを有して おり、コンピュータ１６は、単一又は全てのシリンダの通常の作動を制御するこ とが出来る。 シリンダ部材の液圧駆動体に供給され及び該駆動体から排出される油は、スプ ール弁２２により制御され、このスプール弁は、正常なエンジン運転中に、コン ピュータ１６からの制御信号に応答する電動の位置決め手段２３により駆動され る。 スプール弁のハウジング２４は、中央要素２５と、電動位置決め手投２３がそ の上に取り付けられる端部カバー２６と、エンジンの電子制御装置が故障したと きに、カム軸により作動させることの出来るピストン２８を有する端部カバー２ ７という、相互にボルト止めされた幾つかの要素で製造される。 ハウジングの中央要素は、例えば、300バールの圧力にて液圧油を供給するこ との出来る高圧導管と連通する流体入口導管２９を有する。ハウジングの中央要 素は、低圧ポートに連通する二つの流体ドレーン導管３０と、シリンダ部材を駆 動する液圧駆動体の液圧シリンダ３３内の圧力チャンバ３２に達する二つの出口 導管３１とを更に備えている。駆動体内の液圧ピストン３４は、チャンバ３２が 入口導管２９に接続されたとき、該チャンバ３２内の油圧により上方に駆動され る。該チャンバ３２がドレーン導管３０に接続されたとき、ピストン３４は、図 示しないピストン面に作用する液圧又は空気圧により開始位置に戻ることが出来 る。 導管２９は、その後に加圧される周溝３５内に開放する。同様に、ドレーン導 管３０は、それぞれの周溝３６と連通し、出口導管３１は、それぞれの周溝３７ と連通している。ハウジングの中央に配置されたスプール３８は、その中立位置 にて示してあり、この位置にて、スプールに設けられた周フランジ３９は、溝３ ７を正確に塞いで、これにより、図面の最も高い位置に示したある出口導管３１ をドレーン導管３０及び入口導管２９の双方から遮断している。同様に、底部の 出口導管３１は、スプールに設けたもう一つの周フランジ４０により入口導管２ ９から遮断されており、また、スプール上の第三の周フランジ４１によりドレー ン導管３０から遮断されている。 スプールをその中立位置から位置決め手段２３に向けて動かしたとき、入口導 管２９は、二つの出口導管３１に接続され、また、スプールがその開始位置から 端部カバー２７に向けて動いたとき、ドレーン導管３０は、二つの出口導管３１ に接続される。 一方のみを図示した二つのピストン部材４２は、端部カバー２７に当接し、該 ピストン部材は、端部カバー２７上に配置されたスプールの第二の端部に形成さ れた、軸方向に伸長するそれぞれの穴４３内に突出する。該穴４３は、圧力導管 ４４を介して入口導管２９と連続的に連通している。スプールの他端である第一 の端部にて二つのピストン部材４５は、端部カバー２６に当接し、軸方向に伸長 する穴４６内に突出する。ピストン部材４５及び関係する穴４６は、例えば、ピ ストン部材４２及びその関係する穴４３よりも著しく大きい直径を有し、このた め、穴の面積の比は２：１である。 図３には、各穴４６からの横軸方向の導管４７がスプールに形成された長手方 向の中央穴４８内にて開放する状態が示してある。該穴４８は、スプールの全長 に亙って貫通しており、この穴には、小型のパイロット・スプール４９が挿入さ れている。二つの周溝５０、５１がパイロット・スプールの周面に形成されてお り、これらの溝の間の中間に配置されたフランジ５３は、横軸方向の導管４７の 幅に正確に対応する幅を有する。溝５０は、圧力導管５４を通じて入口導管２９ と常に連通している。溝５１は、ドレーン導管５５を通じてドレーン導管３０と 常に連通している。図示した位置にあるとき、パイロット・スプールは、その中 立位置にあり、この位置にて、中央フランジ５３は、圧力導管２９及びドレーン 導管３０の双方の接続部から横軸方向の導管４７を遮断している。 電気制御の位置決め手段２３は、リニアモータの原理により設計されており、 この場合、可動片５６は、二つのＵ字形部材に接続され、従って、自由に曲げ得 る線５８に接続された幾つかの巻線５７を有し、これらの線は、非常に可撓性で あるため、可動部分５６がスプールの長手方向に駆動されて動くのを阻止したり 、遅くらせ又は制限することが出来ない。該可動部分５６は、スプールの長手方 向 に対して直角に配置された上方部分から成り、該上方部分は、一側部に突出する 環状部分を支承し、この環状部分には巻線が締結され、このため、個々の巻線の 面は、スプールの長手方向軸線に対して略直角となる。勿論、その他の形状の巻 線を使用することも可能であるが、その場合、印加される電流による良好な効果 は得られないであろう。 制御ピン５９は、可動部分５６に形成された穴を貫通して伸長し、該可動部分 がスプールの長手方向軸線を中心として回転するのを阻止する。可動部分の巻線 を有する環状部分は、長方形のスリット６０内に下方に突出し、該スリットは、 強力な環状の磁石６１により外方に画成され、また、円筒状の形状の鉄系のコア 材料６２により内方に画成される。長方形のスリットの狭小な幅は、強力な磁力 と共に、スリット内に強力な磁界を形成することに寄与する。このスリットがス プールの長手方向に伸長する程度は、スプールの最大の駆動長さよりも多少長い が、安全性のために、可動部材がコンピュータにより適時に停止されなかったと きスリットの底部に対する可動部分の衝撃を減衰させるため、スリットの底部に は、柔軟なゴムリングが配置されている。可動部分に対する反対側の限界停止点 には、対応する減衰部材６４が設けられている。可動部分は、接続ロッド６５に 設けられており、この接続ロッド６５には、パイロット・スプールが締結されて いる。パイロット・スプールから反対方向を向いた可動部分５６の側にて、ロッ ド６５は、線（図示せず）を介してコンピュータに連続的な位置信号を送る位置 センサ６６内に達している。 該コンピュータは、可動部分５６の所望の位置、従って、パイロット・スプー ル及びスプールの位置を連続的に設定し、該スプールは、以下に説明するように 、常に、それ自体をパイロット・スプールと同一の位置に保つ。センサ６６によ り測定された、実際の位置が所望の位置と異なるならば、コンピュータは、電流 回路を作動させて、巻線５７を通じて電流を供給し、この場合、その電流の方向 及び強さは、実際の位置と所望の位置との差に対応し得るようにしてある。巻線 に流した電流により可動部分に電磁力が作用して、スプールの長手方向に変位さ せる。巻線に電流が流れないとき、可動部分は、位置を変更させる作用をする発 生電磁力による影響を受けない。 次に、スプール弁の機能について説明する。コンピュータは、可動部分を絶え ず所望の位置に駆動する。この所望の位置を変更しなければならないとき、その 駆動速度は、位置を変更する最初の半分の段階で、巻線を通じて一方向に電流を 流し、また、位置を変更する次の半分の段階で、巻線に同じ大きさの電流を反対 方向に流すことにより、コンピュータによって増すことが出来、これにより、可 動部分は、所望の位置にて正確に停止させることが出来る。次に、電流の強さに よって、その駆動速度を制御することも可能である。このスプールの駆動は、次 の方法で行われる。上述のように、穴４３には、常に圧力が作用しており、その ため、スプールには、端部カバー２６の方向に向けて恒久的な力が作用している 。パイロット・スプールが停止したとき、この力が、スプールをカバー２６の方 向に変位させることが可能となる。この場合、横軸方向の導管４７は圧力導管５ ４と連通し、このため、加圧油は穴４６内に流動する。その結果、ピストン部材 ４５の正面にてチャンバ内の上昇する圧力は、カバー２７の方向のに向けた力に てスプールに作用し、スプールを、パイロット・スプールの中央フランジ５３が 横軸方向の導管４７に正確に当接する位置を占めるように付勢する。穴４６内の 圧力が過大になると、スプールは、僅かにカバー２６の方向に動いて、これによ り、横軸方向の導管４７をドレーン導管５５と連通させ、このため、穴４６内の 過剰圧力は釣り合う程度まで逃がされて、スプールに作用する上昇力及び下降力 が等しい程度となる。 このことから、スプールは、中央フランジ５３が横軸方向の導管４７に当接す る位置に常にそれ自体を迅速に配置することが理解される。穴４６の径は、穴４ ３よりも大きいため、スプールがパイロット・スプールに関して上記の中立位置 に位置しないならば、スプールには、常に力が作用している。この理由のため、 パイロット・スプールがロッド６５の作用によりスプールの長手方向に変位され たとき、スプールは、直ちにこの動作に関与する。パイロット・スプール及びこ れに関連するロッドの質量が小さいため、スプールに作用する駆動力は極めて小 さく、このため、スプールが極めて迅速に作動することが可能となる。 電子制御装置が故障したならば、ピストン２８は、ロッド６７を通じてパイロ ット・スプールと接続することが出来る。カムの動作を液圧を利用してピストン ２ ８に伝達するのではなくて、ピストン２８を省略し、また、ロッド６７は、端部 カバー２７と整合する位置に配置されたカム軸上に設けたカムまで下方に伸長す るように設計することも可能である。 スプール・ハウジング２４は、圧力チャンバ３２への所望の油量に依存して、 出口導管３１を一つのみ又は複数、備える設計とすることが出来る。ハウジング のその他の接続部２９、３０の数、及びハウジング及びフランジに形成される関 係する周溝の数は、出口導管の数に対応し得るものとする。 請求の範囲 １．液圧駆動体が、液圧シリンダ（３３）内に軸支された駆動ピストン（３４ ）を備え、該液圧シリンダが、流路（３１）を介してスプール弁と連通し、該ス プール弁のスプール（３８）が、該流路が液圧油の高圧源（２９）と連通する一 つの位置と、流路が低圧ポート（３０）に接続されるもう一つの位置を占めるこ とが出来、スプール及び位置決め手段内の可動部品（５６）に対する所望の位置 を設定する制御装置（１６）により作動される電動位置決め手段（２３）によっ て、スプールが位置決め可能であり、該位置決め手段が、可動片と、該可動片の 実際の位置の信号を制御装置に送るセンサ（６６）とを有し、該制御装置が、ス プールと可動片の所望の位置を設定する、内燃機関の燃料ポンプ（１８）又は排 気弁（１２）の駆動体のような液圧装置を制御するスプール弁（２２）にして、 前記可動片が、スプールの長手方向の長方形のスリット（６０）内の磁界中に 配置された巻線（５７）を支承し、 前記可動部分が、巻線（５７）内を流れる電流の方向及び強さに依存してスリ ットの長手方向に変位可能であり、 前記可動片が前記スプールに関して軸方向に移動可能な小型のパイロット・ス プール（４９）と接続され、前記スプール（３８）が、該パイロット・スプール の動きに従動し得るようになされ、 前記制御装置（１６）が、可動部分の実際の位置が所望の位置と異なるとき、 巻線に電流を流すようにしたことを特徴とするスプール弁（２２）。 ２．請求の範囲第１項に記載のスプール弁にして、 前記スリット（６０）の側壁が、環状磁石（６１）及び鉄系の材料（６２）に よりそれぞれ境界が画成されることを特徴とするスプール弁。 ３．請求の範囲第１項又は第２項に記載のスプール弁にして、 前記可動部分（５６）が、前記スプールと同軸状に伸長し且つその上に前記可 動片及び前記パイロット・スプールが取り付けられたロッド（６５）を介して、 前記スプールと制御可能に接続されることを特徴とするスプール弁。 ４．請求の範囲第３項に記載のスプール弁にして、 前記パイロット・スプール（４９）が、前記スプールと好ましくは同軸状に該 スプール内に配置され、その周縁面に形成された二つの周溝（５０、５１）と、 該周溝の間に配置されたフランジ（５３）とを備え、 パイロット・スプールの前記二つの溝が、それぞれ、高圧源（２９）及び低圧 ポート（３０）に連通し、 前記スプールが、その第一の端部に前記高圧源と連通する、軸方向に伸長する 穴（４３）を有し、 スプール・ハウジングにより支承されたピストン（４２）が緊密に嵌合する状 態にて前記穴（４３）内に配置され、 前記スプールが、その第二の端部に軸方向に伸長する穴（４６）を有し、スプ ール・ハウジングにより支持されたピストン（４５）が緊密に嵌合する状態で前 記穴（４６）内に変位可能に挿入され、 前記スプールの第二の端部に形成された前記穴が、パイロット・スプールまで 伸長する導管（４７）であって、パイロット・スプールのフランジにより塞ぐこ との出来る開口を有する前記導管を備え、スプールの第二の端部に形成された前 記穴（４６）が、スプールの第一の端部に形成された穴（４３）よりも大きい断 面を有することを特徴とするスプール弁。 ５．シリンダ部材の液圧駆動体が液圧シリンダ（３３）内に軸支された駆動ピ ストン（３４）を備え、該液圧シリンダが流路（３１）を通じてスプール弁と連 通し、該スプール弁のスプール（３８）が、該流路が液圧油の高圧源（２９）と 連通する一つの位置と、流路が低圧ポート（３０）と連通するもう一つの位置と を占めることが出来、エンジンサイクル中、シリンダ部材の作動方法を設定し、 それに基づいてスプールの所望の位置及び位置決め手段内の可動部分の所望の位 置を設定する、エンジン制御コンピュータ（１６）により電気で作動される位置 決め手段（２３）により前記スプールが調節可能であり、該位置決め手段は、前 記スプールの限界位置の間の距離に対応する距離に亙って該スプールの長手方向 に変位可能である、可動片（５６）を備えたリニヤ駆動体を有する、大型の２ス トローク内燃機関にして、 前記スプール弁が請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか１つに規定されよう に設計されてなることを特徴とする大型の２ストローク内燃機関。 ６．請求の範囲第４項に記載のスプール弁を備える、請求の範囲第５項に記載 の内燃機にして、エンジンの電子制御装置が故障したとき、エンジンのクランク シャフトと同期化状に回転する制御カムの動きに従動するロッド（６７）を介し てパイロット・スプールが作動可能であることを特徴とする内燃機関。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｈ Ｕ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＧ ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ， ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ハンペイズ，カレル スイス連邦共和国ツェーハー―8212 ノイ ハオゼン・アム・ラインファル（番地な し) (72)発明者 ガブリエル・ステファン スイス連邦共和国ツェーハー―8212 ノイ ハオゼン・アム・ラインファル（番地な し)

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．液圧駆動体が、液圧シリンダ（３３）内に軸支された駆動ピストン（３４ ）を備え、該液圧シリンダが、流路（３１）を介してスプール弁と連通し、該ス プール弁のスプール（３８）が、該流路が液圧油の高圧源（２９）と連通する一 つの位置と、流路が低圧ポート（３０）に接続されるもう一つの位置を占めるこ とが出来、スプール及び位置決め手段内の可動部品（５６）に対する所望の位置 を設定する制御装置（１６）により作動される電動位置決め手段（２３）によっ て、スプールが位置決め可能である、内燃機関の燃料ポンプ（１８）又は排気弁 （１２）の駆動体のような液圧装置を制御するスプール弁（２２）にして、 前記位置決め手段が、スプールの長手方向に長方形のスリット内の磁界中に配 置された巻線（５７）を有する可動部分と、該可動部分の実際の位置の信号を制 御装置（１６）に送るセンサ（６６）と、を備え、 前記可動部分が、巻線（５７）内を流れる電流の方向及び強さに依存してスリ ットの長手方向に変位可能であり、 前記可動部分及び前記スプール（３８）が、スプールが可動部分（５６）の動 きに従動し得るように互いに関係付けられ、 前記制御装置（１６）が、可動部分の実際の位置が所望の位置と異なるとき、 巻線に電流を流すようにしたことを特徴とするスプール弁（２２）。 ２．請求の範囲第１項に記載のスプール弁にして、 前記スリット（６０）の側壁が、環状磁石（６１）及び鉄系の材料（６２）に よりそれぞれ境界が画成されることを特徴とするスプール弁。 ３．請求の範囲第１項又は第２項に記載のスプール弁にして、 前記可動部分（５６）が、前記スプールと同軸状に伸長し且つその上に前記可 動部分が堅固に取り付けられたロッド（６５）を介して、前記スプールと制御可 能に接続されることを特徴とするスプール弁。 ４．請求の範囲第３項に記載のスプール弁にして、 前記ロッド（６５）が、小型のパイロット・スプール（４９）を備え、前記ス プールが該パイロット・スプールの動きに従動し得るようにしたことを特徴とす るスプール弁。 ５．請求の範囲第４項に記載のスプール弁にして、 前記パイロット・スプール（４９）が、前記スプールと好ましくは同軸状に該 スプール内に配置され、その周縁面に形成された二つの周溝（５０、５１）と、 該周溝の間に配置されたフランジ（５３）とを備え、 パイロット・スプールの前記二つの溝が、それぞれ、高圧源（２９）及び低圧 ポート（３０）に連通し、 前記スプールが、その第一の端部に前記高圧源と連通する、軸方向に伸長する 穴（４３）を有し、 スプール・ハウジングにより支承されたピストン（４２）が緊密に嵌合する状 態にて前記穴（４３）内に配置され、 前記スプールが、その第二の端部に軸方向に伸長する穴（４６）を有し、スプ ール・ハウジングにより支持されたピストン（４５）が緊密に嵌合する状態で前 記穴（４６）内に変位可能に挿入され、 前記スプールの第二の端部に形成された前記穴が、パイロット・スプールまで 伸長する導管（４７）であって、パイロット・スプールのフランジにより塞ぐこ との出来る開口を有する前記導管を備え、スプールの第二の端部に形成された前 記穴（４６）が、スプールの第一の端部に形成された穴（４３）よりも大きい断 面を有することを特徴とするスプール弁。 ６．シリンダ部材の液圧駆動体が液圧シリンダ（３３）内に軸支された駆動ピ ストン（３４）を備え、該液圧シリンダが流路（３１）を通じてスプール弁と連 通し、該スプール弁のスプール（３８）が、該流路が液圧油の高圧源（２９）と 連通する一つの位置と、流路が低圧ポート（３０）と連通するもう一つの位置と を占めることが出来、エンジンサイクル中、シリンダ部材を作動させる方法を判 断し、それに基づいてスプールの所望の位置及び位置決め手段内の可動部分の所 望の位置を判断する、エンジン制御コンピュータ（１６）により電気で作動され る位置決め手段（２３）により前記スプールが調節可能である、大型の２ストロ ーク内燃機関にして、 前記位置決め手段が、前記スプールの限界位置の間の距離に対応する距離に亙 っ て該スプールの長手方向に変位可能である、巻線を有する可動部分（５６）を備 えるリニア・モータであることを特徴とする大型の２ストローク内燃機関。 ７．請求の範囲第６項に記載の内燃機関にして、 前記スプール弁が請求の範囲第１項乃至第５項の何れかの項に記載したような 設計とされること特徴とする内燃機関。 ８．請求の範囲第４項又は第５項に記載のスプール弁を備える、請求の範囲第 ７項に記載の内燃機関にして、エンジンの電子制御装置が故障したとき、エンジ ンのクランクシャフトと同期化状に回転する制御カムの動きに従動するロッド（ ６７）を介してパイロット・スプールが作動可能であることを特徴とする内燃機 関。