JPS6124885A

JPS6124885A - ポペツトリフト量制御機構

Info

Publication number: JPS6124885A
Application number: JP14733784A
Authority: JP
Inventors: Michiyasu Muraoka; 村岡　通康; Chiharu Matsunaga; 松永　千春; Takashi Araya; 隆新家
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1984-07-16
Filing date: 1984-07-16
Publication date: 1986-02-03
Also published as: JPH0444152B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明はポペット弁に関し、一層詳細にはポペット弁の
ポペットリフト量を制御するためのポペットリフト量制
御機構に関する。

一般に、ポペット弁においてそのリフト量を制御するた
めに、ポペットの−、方を弁座に接するよう構成すると
共に他方側にポペッ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ットが移
動し、前記ポペットの他方側が前記制限装置に当接じて
ポペットの開口度が決定される。すなわち、このような
構成では、ポペッ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。

従って、負荷に応じて圧油の流量を変えるために、ポペ
ッ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、ポペットのリフト
量を調整しようとすると、リフト制限装置、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、このポペッ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、従って、
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。

一方、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、ポペットに同軸的にパイロットスプ
ールを配設し、このパイロットスプールをソレノイドと
ばねによって変位させてリフト量を制御したり、あるい
は、ステッピングモータとカムとをポペット弁に組み込
み、このステッピングモータの回転力と偏心カムによっ
てパイロットスプールを変位させ、ポペットを位置決め
する方法も採用されつつある。

然しなから、ポペットの変位量はパイロットスプールの
変位量と同量であるために、ボペ７１−の変位量を大き
く選択した場合にはパイロットスプールの変位量も大き
くしなければならず、この結果、次のような欠点も指摘
されていた。

先ず、ソレノイドとばねを使う場合にはソレノイド自体
が大型化するために特に消費電力が大きくなり、また、
位置決めのための誤差が生じる懸念がある。従って、精
度の高いポペット弁の制御が困雑になる。

一方、ステッピングモータとカムとを組み込む方法にあ
っては、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選択されなければなら
ない。この種のモータは一般的に大型であり、従って、
それによって消費される電力も大とならざるを得ない。

本発明は、前記の種々の問題点を克服するためになされ
たものであって、バイロフトスプールの上方並びに下方
に夫々コイルスプリングを介装し、このコイルスプリン
グのばね定数の選択によってポペットのストロークを任
意に設定し、しかも、大ストロークを得ることが可能な
ポペットリフト量制御機構を提供することにある。

また、この機構によって、パイロットスプール駆動用の
ソレノイド、あるいはステッピングモータ等を小型化し
、その消費電力を極めて低く抑えることが可能なポペッ
トリフト量制御機構番提供することにある。

次に、本発明に係るポペッ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図において参照符号ｌＯはポペット弁を示し、この
ポペット弁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、ボー）Ｐ２に連通する孔部１８が形成
される。

一方、上部本体１４にはボートＰ３に通じる孔部２０が
形成されると共に（第２図参照）、タンク２２に連通ず
る孔部２４が形成される。さらにまた、前記上部本体１
４の上端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３０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ッ
トスプール４４が介装される。パイロットスプール４４
はその下端部に環状溝４６を画威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３
４と前記パイロットスプール４４との間、すなわち、ボ
ス４０の下方には可動スリーブ５ｏ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
ット５２が摺動自在に配設されると共に、そのポペット
５２の上端部にはポペットスリーブ５４が嵌着され、前
記第２スリーブ３４の下端部と前記ポペットスリーブ５
４の上面との間に制御圧室５６が画成される。ポペット
５２の下端部はテーパ状に形成され、前記第１スリーブ
３２の弁座部と係合するよう構成しておく。

また、前記ポペット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５
０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、その上方にはポペット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によって閉塞されるが、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には孔部２０と連通する通
路７４が形成され、さらに第２スソープ３４番こは通路
７４と連通する１ｆｆｌ路７６が形成される（第２図参
照）。なお、可動スリーブ５０には前記パイロットスプ
ール４４の環状溝４６と連通ずる環状溝７８および制御
圧室５０と連通する通路を形成しておく。さらに−また
、ハウジング２８の内部にはパルスモーク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、この連結棒８
４の一端部がパイロットスプール４４の先端部と係合す
る。

次に、前記の構成からなるポペット弁の作用並びに効果
を説明する。

第１図において、ポペット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
ットスプール４４も下降位置にあり、制御圧室５６は前
記パイロ７トスプール４４の環状溝４６を介して孔部２
０に連通している。この孔部２０より前記制御圧室５６
に給油がなされ、制御圧室５６に導入されるために油圧
がポペットスリーブ５４の上端部より下方向に作用する
。この時、ポペット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、ポペット５２の下端部
面積よりポペットスリーブ５４の上端部面積を広く選択
しておけば、ポペット５２は下方向に押圧されることに
なる。従って、ポペット５２の下端テーバ部は第１スリ
ーブ３２の弁座部に圧接され、孔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
パイロットスプール４４が上昇する。

ここで前記パイロットスプール４４の絞り４８が可動ス
リーブ５０の孔部８０より上側に位置すると、孔部２０
からの給油は絞り４８により阻止されるが、制御圧室５
６はポペット５２の孔６０を介して通路６６に連通する
。通ｌｉ！８６６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１
６からの油圧力が優るようになるためにポペット５２は
上方に変位する。また、前記ポペット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が収縮し
、可動スリーブ５０は上方へ変位する。この時、室３６
内の油はボ可動スリーブ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の孔部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ット５２は下方に変位す
る。このポペット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の孔部８０がパイロット
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。また、可動スリーブ５０の変位量はパイロッ
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によりパイロットスプール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
りポペット５２の開口度は増加または減少する。ここで
ポペット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のばね定数をに１
、第２スプリング６２のばね定数ヲに２とし、可動スリ
ーブ５０の変位量をＸ、ポペット５２の変位量をｙとす
ると、Ｘ　／　Ｖ　＝ｋｌ／　（ｋｌ　＋に２）という関係式
が成り立つ。

この式からポペット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６
２に使用すれば、ポペット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。

以上、本発明によれば、ポペット変位量はパイロットス
プールの変位およびコイルスプリングにより制御され、
このコイルスプリングのばね定数を適宜選択することに
よりポペットの変位量を任意に設定し、しかも大ストロ
ークを得ることが可能となる。このため、ポペット弁の
ポペットリフト量制御機構を構成するソレノイド、ステ
ンピングモータ等を小さくすることが出来、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・イロソ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、ステンピングモータ
とカム等の組み合わせによっ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・・ポペット弁　　　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　　２
７・・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　　　　４０・・ボス４２・・第１スプリング４４・・パイロットスプール４６・・環状溝　　　　　４８・・制御絞り５０・・可
動スリーブ　　５２・・ポペット５４・・ポペ、７トス
リーブ５６・・制御圧室　　　　５８・・調整ねし６０・・孔
　　　　　　　６２・・第２スプリング６４・・孔　　
　　　　　６６．６８・・通路７０・・盲栓　　　　　
　７２．７４．７６・・通路７８・・環状溝　　　　　
８０・・孔部８４・・連結棒

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ポペットに穿設された孔部に可動スリーブを配設
し、この可動スリーブの内部にアクチュエータの作用下
に変化するパイロットスプールを設け、前記可動スリー
ブの上端部および下端部に夫々弾性部材を介装し、前記
パイロットスプールの変位によりポペットと可動スリー
ブとを相対的に移動させて弁通路の開口度の制御を行う
よう構成することを特徴とするポペットリフト量制御機
構。
（２）特許請求の範囲第１項記載の機構において、前記
ポペットと可動スリーブの変位量は前記弾性部材のばね
定数により決定されることからなるポペットリフト量制
御機構。
（３）特許請求の範囲第１項または第２項記載の機構に
おいて、前記弾性部材として、コイルスプリングを用い
ることからなるポペットリフト量制御機構。