(57)【要約】      （修正有）【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１
2005076576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁本体に形成された第１スプール孔と、
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。
【請求項２】
請求項１記載の舶用スプール弁において、前記第１ピストンよりも前記弁本体の中心側に、スリーブを配置し、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通路とを形成し、前記パイロットスプールを前記スリーブ内に摺動自在に挿入し、前記パイロットスプールの摺動によって第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、前記圧力室への前記圧力流体の供給排出を制御する舶用スプール弁。
【請求項３】
請求項１または２記載の舶用スプール弁において、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スプール孔と、この第２スプール孔に挿入され、弁本体に当接する第２ピストンと、第２ピストンにより前記スプール内に区画された第２圧力室と、この第２圧力室と前記圧力源とを連通する第４通路とからなる舶用スプール弁。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の舶用スプール弁において、前記戻り手段として、前記スプールと前記パイロットスプールとの間にフィードバックバネを配置すると共に、前記電磁式駆動部が比例ソレノイドである舶用スプール弁。
【請求項５】
請求項４記載の舶用スプール弁において、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よりも大きい舶用スプール弁。
【請求項６】
請求項２記載の舶用スプール弁において、第１通路が、切欠部と角孔とによって形成されている舶用スプール弁。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれか記載の舶用スプール弁において、前記検出手段として、前記スプールにストロークセンサを設け、このストロークセンサからの信号と、制御信号とに基づいて前記電磁式駆動部を制御する舶用スプール弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
【特許文献１】特表平８−５１１０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【発明の効果】
【００１８】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１の実施形態の舶用スプールにおいて燃料供給用アクチュエータポートとタンクポートが接続され、排気用アクチュエータポートとポンプポートとが接続された状態を示す縦断面正面図である。
【図２】図１の舶用スプール弁において燃料用アクチュエータポートとタンクポートが接続され、排気用アクチュエータポートとポンプポートが接続された状態を示す縦断面正面図である。
【図３】図１の舶用スプール弁において燃料用アクチュエータポートが中立状態とされ、排気用アクチュエータポートタンクポートとが接続された状態を示す縦断面正面図である。
【図４】図１の舶用スプール弁において燃料用アクチュエータポートとタンクポートが接続され、排気用アクチュエータポートとタンクポートが接続された状態を示す縦断面図である。
【図５】図１の舶用スプール弁のパイロット部付近の拡大縦断面正面図である。
【図６】図１の舶用スプール弁のパイロット部付近の縦断側面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の舶用スプールのパイロット部付近を示す縦断正面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の舶用スプールの縦断正面図である。
【符号の説明】
【００５３】
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）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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