JPS6213801A - 比例増巾器 - Google Patents

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】 〔発明の要約〕 比例増巾器は、出力の弱い制御部材（Ｍ）の回転運動を
ピストンロッド（９）の直線運動に変換する。制御部材
（Ｍ）は差動ねじ山（１２）を介してねじスピンドル（
１１）と接続され、このねじスピンドルは作動ピストン
（５）に設けられたスピンドルナット（１０）に係合す
る。

作動ピストン（５）に作用する圧力流体は、制）師部材
（Ｍ）およびねじスピンドル（１１）と作用接続された
制御縁部（１，２）を備える制御ピストン（１６）を介
して制御することができる。

制御縁部（１）の遮蔽により、制御部材（Ｍ）の始動器
を調和することができ、これにより強度に加速されかつ
極めて迅速なピストンロッド（９）の位置移動が可能と
なる。

この比例増巾器は、たとえば大型ディーゼルエンジンに
おける燃料注入のための強度に加速されかつ極めて迅速
な電子制御しうる位置移動に利用することができる。

〔発明の属する技術分野〕

本発明は、特許請求の範囲第１項の上位概念にしたがう
比例増巾器に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

この種類の比例増巾器は、たとえばスイス特許第５９４
１４１号公報に記載されている。この種の比例増巾器に
おいては、一方向または他方向における制御ピストンの
最小の軸方向変位に際し、既に両シリンダ室の一方に対
し圧力油の流れが生じて、作動ピストンを運動させる。

これにより速度の遅い制御部材の始動器および制動期が
、作動ピストンの始動に直接伝達される。たとえば、大
型ディーゼルエンジン或いは打抜装置およびプレスにお
ける燃料注入に必要とされるような極めて迅速かつ正確
に制御された位置移動は、したがってこの種の比例項ｉ
Ｊ器では達成することができない。

〔発明の目的〕

したがって本発明の目的は、強度に加速され（２００ｍ
／　ｓ’　　まで）かつ極めて迅速（２００ｍ／　ｍｉ
ｎまで）な電子制御しうる位置移動を達成することがで
き、しかも簡単かつ安価な構造を有する比例増巾器を提
供することである。

〔発明の要点〕

上記目的は本発明によれば、特許請求の範囲第１項の特
徴部分に記載した構成により達成される。好適具体例に
ついては、特許請求の範囲の実ｆｉ！態様項に記載する
。制御弁に対する覆いはそれ自体公知であり、これはし
かしながら極めて小さく約０．２ｍｍまでであって、そ
の目的は後続する装置の安定性を改善することである。

勿論、この改善は精度を犠牲にして達成される。

本発明による比例増巾器は、制御部材の始動期を作動ピ
ストンがその作動行程を弾丸状に行なうよう調和されて
いるという利点を有する。

特に燃料注入のためにこの比例増中器を使用すれば、注
入量および注入開始の直接的かつ正確な電子制御が簡単
な手段で可能となる。

〔発明の実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明を実施例につき詳細に
説明する。

第１図に示したように、比例増中器は、実質的にたとえ
ばステップモータまたは直流モータのような制御部材Ｍ
と、液圧制御弁１４と、流体シリンダ３８とから構成さ
れる。制御部材Ｍの作動軸２７は軸方向弾力的かつ回転
固定的なカンプリング２６を介して制御軸２５に接続さ
れ、この制御軸２５は差動ねじ山１２を介してねじスピ
ンドル１１に接続される。ピストンロッド９を注入ピス
トン４６に配置し、このピストン４６を注入シリンダ４
８内で案内する。制御　　　　　　　御弁１４は弁ハウ
ジング１３で構成され、この弁ハウジングにはリング溝
部５７とリングリブ４５と制御縁部１，２とを設けた軸
方向に移動自在な制御ピストン１６を配置する。圧力油
供給源Ｐと接続した中心入口導管１７が制御弁１４に達
して、制御ピストン１６の位置に応じて制御油がチャン
ネル１９を介して液圧シリンダ３８の後部圧力室２１中
へ達しうるようにする。

液圧シリンダ３８は制御シリンダ６で構成され、そ、の
一端部をシリンダカバー７により閉鎖すると共に、他端
部を弁カバー２３と接続する。

シリンダ孔部４には回転しないように確保された作動ピ
ストン５　（詳細には図示せず）を設け、このピストン
をカバー７を貫通するピストンロッド９の内側端部に配
置する。ピストンロッド９は軸方向孔部８を有し、そこ
に軸方向の遊びがないようにスピンドルナツト１０を支
承し、そのねじ山をねじスピンドルＩＩのねじに係合さ
せる。ねじスピンドル１１は、遊びをもって孔部８中へ
突入すると共に弁カバー２３に支承される。

駆動軸２５がカンプリング２６を介して制御部材Ｍによ
り左方向に回転すると、作動ねじ山１２から外れて制御
ピストン１６と共に左方向へ連動して、弁ハウジング１
３におけるリングリフ４５　の内面４４により゛遮蔽さ
れた制御縁部１を露出させ、かつ生じた間隙部を介して
圧力流体を圧力油供給源Ｐから入口導管１７およびチャ
ンネル１９を介して後部圧力室２１に達せしめ、作動ピ
ストン５を作動行程を行なうように右方向へ移動させ、
同時に圧力流体を前部圧力室２０から導管１８を介して
貯槽Ｒまで戻す。制御縁部ｌの遮蔽は、制御部材Ｍの胎
動期５０．５３に際し入口導管１７から後部圧力室２１
への圧力流体の通過を遮断し続けるという効果を有する
。

この遮蔽物の寸法により制御縁部１が露出される時点を
簡単な方法で制御することができる。

制御部材Ｍの左回転が持続されると、作動行程は作動ピ
ストン５の移動によってシリンダカバー７における固定
停止部４９にて終端し、この間制御部材Ｍは制動期５２
．５５を行なう。

次いで、制御部材Ｍはそれ自体公知の方法で復帰行程を
行ない、これはたとえば図示したような２縁部制御にお
ける復帰ばね４７を介して行なわれる。

制御縁部１の遮蔽により、復帰行程に際してはもはや正
確な位置決定が可能でなくなる。何故なら、遮蔽された
制御縁部１において制御ビスＩ・ン１６の変位は、作動
ピストン５に対し作用を及ぼさないからである。それに
もかかわらず、作動ピストン５の出発位置における制御
部材Ｍの所望値に対応する絶対正確な位置決定を可能に
するため、制御縁部１にはスロットルを有するバイパス
を設ける。このスロットルを介し、作動ピストン５の復
帰行程に際し正確な位置決定に必要とされただけの液圧
流体が通過する。

第３図に示したように、リングリブ４５の外面５６にリ
ングチャンネル４１を設け、制御縁部１から離間した側
のリングチャンネル４１の縁部は補助制御縁部４０を形
成する。制御縁部１と補助制御縁部４１とは、制御ピス
トン１６の変位位置においてリングリブ３０と共に制御
開口部３３を形成する。同様に、制御縁部２はリングリ
ブ３１と共に制御開口部３２を形成する。リング溝部５
７からリングチャンネル４１への液圧流体の通過は、リ
ングリブ４５における側部流人開口部４２．４３を介し
て行なわれる。第４ａ図に示した第１の実施例によれば
、流入開口部４２．４３は１個もしくはそれ以上の軸方
向孔部４２から構成され、また第４ｂ図および第４Ｃ図
に図示した第２の実施例によれば、リングリフ゛４５に
おける１１固もしくはそれ以上の切除された切欠部４３
で構成する。流入開口部の個数および寸法は、作動ピス
トン５の復帰行程に際し正確な位置決定に必要とされる
だけの量の液圧流体が流過するように決定される。

１夏帰行程の際の位置決定に必要とされる液圧流体の量
を、リング溝部５７からチャンネル５８中へ案内する。

別の実施例を第５図に示す。

ここでは、リング溝部５７とチャンネル５８との間にス
ロットルを組み込む。このスロットル４６の寸法は、上
記の要件を満たすべきである。

第２ａ図のグラフは、時間ｔの関数として制御部材Ｍの
回転速度Ｖの経過を例示している。

明らかに、速度Ｖは胎動期５０から最大速度５１まで増
大し、この最大速度５１は所定時間にわたりほぼ一定に
保たれ、次いで制動量５２に入って制御部材Ｍが速度０
に達する。

第２ｂ図のグラフはさらに、作動行程における時間ｔの
関数として制御部材Ｍの回転角度Ｓを例示している。制
御部材Ｍの３種の移動期に対応して、胎動期５３と直線
角度増加５４を示す期間５４と制動量５５とが見られる
。

点線で示した胎動期５３において制御縁部１が遮断され
、したがって作動ピストン５は限界位置６０に達して制
御縁部ｌがリング溝部５７をチャンバ５８と連通させる
まで静止する。この限界位置６０は、実質的に制御縁部
１の遮断程度によって決定される。制御開口部３３を介
する自由な流通は、制御部材の最大速度にほぼ達する領
域で開始される。上限位置６１は作動ピストン５が停止
部４９に当接した際に到達され、これにより制御部材の
制動量５５はもはやピストン５の作動時間に入らない。

〔発明の効果〕

本発明によれは、強度に加速され、かつ極めて迅速な電
子制御しうる位置移動を達成することができ、しかも簡
単かつ安価な構造を有する比例増中器が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による比例増中器の縮断面図、第２ａ図
は時間の関数として位置移動の際の制御部材の回転速度
を示す特性曲線図、第２ｂ図は位置移動の際の図示した
遮蔽領域を有する制御部材の回転角度を示す特性曲線図
、第３図は制御ピストンの１部および弁ハウジングの１
部の拡大図 第４ａ図は第１の実施例による制御縁部、第４ｂ図は第
２の実施例による制御縁部のそれぞれ略図、 第４Ｃ図は第２の実施例による制御縁部の軸方向平面図
、 第５図はハウジングにおけるスロットルの組み込みを示
す略図である。 １．２．、、制御縁部　　　　４０６．シリンダ孔部５
００．ピストン　　　　　６０６．シリンダ７０１．シ
リンダカバー　８１０．孔部９９０．ロッド　　　　　
１０．、、ナンド１１、、、スピンドル　　　１２．　
、　、ねじ山１３、、、ハウジング　　　１４．、、弁
１６、、、ピストン　　　　１７．１８．、、導管１９
、、、チャンネル　　　２０，２１．、、圧力室２３、
、、カバー　　　　　２５．、、軸２６、、、カップリ
ング　　２７．、、軸３０．３１．、、リングリブ　　
３２，３３．、、開口部３８、、、シリンダ　　　　４
０，４１．、、チャンネル４２．４３．、、開口部　　
　　４５．　、　、リングリブ４６、、、ビスｉ・ン　
　　　４７．、、ばね４８．　、　、シリンダ　　　　
４９．　、　、停止部５０、、、胎動期　　　　　５１
．、、最大速度５２、、、制動期　　　　　５３．、、
胎動期５４、、、角度増加　　　　５５．、、制動期５
６、、、リングリブ　　　５７．、、溝部５８、、、チ
ャンネル　　　６０．、、限界位置６１、、、上限位置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）制御部材（Ｍ）における弱出力の回転運動を作動
   ピストン（５）のピストンロッド（９）における直線運
   動に変換する比例増巾器からなり、前記制御部材（Ｍ）
   を駆動軸（２５）と差動ねじ山（１２）とを介してねじ
   スピンドル（１１）と接続し、このねじスピンドルを作
   動ピストン（５）に設けたスピンドルナット（１０）に
   係合させ、さらに作動ピストン（５）に対し作用する圧
   力流体を制御部材（Ｍ）と差動ねじ山（１２）とから作
   用を受ける制御弁（１４）における制御縁部（１、２）
   を設けた制御ピストン（１６）の軸方向変位によって制
   御自在とし、前記制御縁部 （１、２）を弁ハウジング（１３）のリングリブ（３０
   、３１）に連携させかつ制御ピストン（１６）の変位に
   際し制御縁部（１、２）と対応するリングリブ（３０、
   ３１）との間の各制御開口部（３２、３３）を開放させ
   るよう構成した比例増巾器において、ピストン（５）の
   第１側（２１）に対する圧力源（Ｐ）の接続を制御する
   第１制御縁部（１）を制御部材（Ｍ）の全始動期間にわ
   たり１方向にピストン（５）を移動させるよう対応のリ
   ングリブ（３０）によって遮蔽し、かつ圧力源 （Ｐ）と第１ピストン側（２１）との間にはさらにスロ
   ットル（３４、４２、４３）を有するバイパスを設けて
   、第１ピストン側（２１）と戻り部（Ｒ）との接続を制
   御する第２縁部（２）をピストン（５）の静止に際し遮
   蔽しないようにすると共に、ピストン（５）が正確に画
   成された出口位置を有するようにしたことを特徴とする
   比例増巾器。
2. （２）第１制御縁部（１）に対する制御開口部（３３）
   を、制御部材（Ｍ）の最大回転速度（５１）に達した際
   初めて開放することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の比例増巾器。
3. （３）スロットル（４２、４３）を制御ピストン（１６
   ）に配置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の比例増巾器。
4. （４）スロットル（４２、４３）を、制御ピストン（１
   ６）に設けた孔部（４２）または切除部（４３）によっ
   て形成したことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
   の比例増巾器。
5. （５）孔部（４２）または切除部（４３）を、第１制御
   縁部（１）に対し隣接配置した制御ピストン（１６）の
   外周溝部（４１）に開口させ、この外周溝部により補助
   制御縁部（４０）を形成したことを特徴とする特許請求
   の範囲第４項記載の比例増巾器。
6. （６）スロットル（３４）を、弁ハウジング（１３）に
   おけるバイパス導管（３５）に設けたことを特徴とする
   特許請求の範囲第３項記載の比例増巾器。
7. （７）作動ピストン（５）を、前記一方向における作動
   工程の後に、制動されてない速度にて固定のまたは液圧
   緩衝された停止部（４９）に当接させ、次いで制御部材
   （Ｍ）が制動期を開始することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項乃至第６項のいずれかに記載の比例増巾器。