JPH08320074A - ポペット弁用弁境界部構造 - Google Patents
ポペット弁用弁境界部構造Info
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Abstract
を蒸気圧よりも高く維持し、ポペット弁の騒音を実質的
に除去すること。 【解決手段】 ポペット弁用弁境界部構造が、ハウジン
グ12、すなわち、該ハウジングの一端に設けられた、
第1のボア40と、より小さな第2のボア42とを有
し、前記第2のボアから外側へ前記第1のボアに向かっ
て広がる斜面44を設けて弁座46を形成したハウジン
グと、ポペット14、すなわち、前記ハウジングの第1
のボア内に摺動自在に配設され、端面30を備えた端部
24と、概ね前記端面に隣接させて設けられた斜面34
と、前記端面と前記斜面との間に設けられた凸状螺旋曲
面32とを有するポペットとを具備する。
Description
の油圧弁に関し、更に詳細には、ポペット弁におけるポ
ペットと弁座との間の弁境界部の構造に関する。
横断して流れる流体の静圧が低下して気泡が発生するの
で、流体の流れによる騒音が発生する。この騒音は、弁
境界部を流れる流体の流速が急激にに増加、減少して、
この流体に取り込まれた気泡が急激に潰れるために生じ
る。周知となっていることではあるが、弁境界部はオリ
フィスを形成し、オリフィスの寸法が小さくなるので、
このオリフィスを横断する流体の流速は急激に増加す
る。流速が増加することにより、そこを横断する流体の
静圧が低下する。流体がオリフィスまたは弁境界部を横
断する際、流体の温度が高いほど気泡が発生し易くな
る。また、鋭角な角やエッジでもしばしば静圧が低下す
る。動圧を制御して壁面からの流体の剥離を防止し、弁
境界部での静圧を蒸気圧よりも高く維持することが望ま
しい。
克服することを目的としている。
すなわち、該ハウジングの一端に設けられた、第1のボ
アと、より小さな第2のボアとを有し、前記第2のボア
から前記第1のボアに向かって外側へ広がる斜面を設け
て弁座を形成したハウジングと、ポペット、すなわち、
前記ハウジングの第1のボア内に摺動自在に配設され、
端面を備えた端部と、概ね前記端面に隣接させて設けら
れた斜面と、前記端面と前記斜面との間に設けられた凸
状螺旋曲面とを有するポペットとを具備するポペット弁
用弁境界部構造を要旨とする。
は、そこを流通する流体の静圧を蒸気圧よりも高く維持
し、そこを横断する流体によるポペット弁の騒音が実質
的に除去される。
0は、ハウジング12と、ポペット14と、バネ16
と、バネ室17と、バネ保持部材18とを具備してい
る。バネ保持部材18には開口部20が形成されてい
る。ポペット14は、外周22と、端部24と、カウン
タボア26と、複数の開口部28とを有している。端部
24は、端面30と、端面30に隣接した凸状湾曲面3
2と、凸状湾曲面32から外周22へ向けて延びる斜面
34とを有している。斜面34と外周22との間を段差
または異なる角度の他の斜面で接続してもよい。複数の
開口部28は、ポペット14において、斜面34とカウ
ンタボア26との間の領域に形成されている。本実施形
態において、凸状の湾曲面32は、長手方向に半径が増
加する凸状螺旋面から形成されている。然しながら、本
発明の本質から逸脱することなく一定半径の湾曲面を用
いることもできる。
相対的に小さな第2のボア42とが形成されている。第
2のボア42から第1のボア40に向けて斜面44が形
成されている。本実施形態の構成では、斜面44は第1
のボア40に接続されているが、然しながら、斜面44
と第1のボア40との間を平面(flat surface)または
異なる角度の他の斜面で接続してもよい。第2のボア4
2と斜面44は共働して弁座46を形成する。ハウジン
グ12の弁座46には、第2のボア42と斜面44との
間に、第2の凸状湾曲面50が配設されている。本実施
形態では、第2の湾曲面32は、長手方向に半径が増加
する凸状螺旋面から形成されている。然しながら、本発
明の本質から逸脱することなく一定半径の湾曲面を用い
ることもできる。ポペット弁10において、ポペット1
4の端部24と、第1のボア40の底部と、ハウジング
12の斜面44により流体室48が形成される。
ペット14のカウンタボア26の底面とバネ保持部材1
8との間のバネ室17内に配設されている。バネ保持部
材18は、溶接、圧入、ピンによる固定、ネジ等周知の
方法によりハウジングに取り付けられる。
て参照番号2で指示する部分の拡大図を示す。既述した
ように、第1の凸状湾曲面32は、半径が連続的に変化
する螺旋状の湾曲面である。本実施形態の構成では、こ
の湾曲面の半径は、輪郭が形成されるとき、螺旋の軸線
方向に連続的に増加している。第1の湾曲面32は端面
30および斜面34に連続的に接するように形成されて
いる。第1の凸状螺旋湾曲面32の最も小さな半径は端
面30との接点における半径である。
的に変化する螺旋状の曲面から形成されている。第2の
凸状螺旋曲面50は第2のボア42およびハウジング1
2の斜面44に接するように形成されている。凸状螺旋
曲面50の最も小さな半径は第2のボア42との接点に
おける半径である。
は第1の凸状螺旋面32の両端の中間の点で弁座46に
接触している。第1の凸状螺旋面32に沿う中間点は、
概ね第2の凸状螺旋面50とハウジング12の斜面44
との間の接点において弁座46と接触している。
46から離反し、両者間を流体が流通できる位置におい
て図示されている。流体の流れを代表する二点鎖線で示
すように、ここを通過する流れはベンチュリー管内の流
のような形態となり、気泡を生じさせる局所的な低圧の
発生が低減される。
形態にて実施することができる。例えば、既述の実施形
態では単純な直列型の逆止弁であったが、弁座46と係
合するポペット14を有する多くの他の形態の弁におい
ても用いることができる。同様に、ポンプペット14に
は複数の開口部28が形成されているが、流体室48と
連通する他のポートをハウジング12に形成して流体を
流通させてもよい。
ポペット14の端部24が弁座46に押圧され、流体室
48から第2のボア42への流体の流れが遮断される。
バネ室に付与される流体の圧力が、ポペット14を弁座
46へ押圧する力を増加させ、流体室48と第2のボア
48との間に、より積極的なシールが得られる。
しポペット14の端面30に作用する力が、バネ16に
よる力とポペット14の他端に作用する流体の圧力によ
る力の合計よりも大きくなると、ポペットは弁座46か
ら離反する方向に移動し始める。ポペット14と弁座4
6との間の開度は、弁境界部を横断する圧力差と、そこ
を流通する流体の流量とに大きく依存している。
と、小さなオリフィスが形成され、そこを流体が流通す
る。周知のように、小さなオリフィスを通過する流体の
流速は急速に増加する。オリフィスが小さければ速度は
それだけ大きくなる。図3に示すように、本発明におい
て流体の流れは壁面から剥離していない。これは、流れ
の経路の方向が急激に変化していないことによる。図示
するように、流体の経路領域は第1の凸状螺旋曲面32
と、弁座46の最も外側部分とにより形成される。最も
小さな領域で流速が最大となる。この最も小さくなる領
域から流体が流出すると、急激に流れの方向が変化する
ことなく、流れの経路は連続的に拡大する。既述したよ
うに、高速流体の流れの方向が急激に変化すると、弁境
界部で静圧が低下する。静圧を蒸気圧よりも高く維持す
ることにより、弁境界部を横断する流体により発生する
騒音が除去または実質的に低減される。
min(78gpm)の流量範囲と、1035kPa
(150psi)のクラッキング圧の設定を有するポペ
ット弁10が使用された。第1の凸状螺旋曲面32の最
も小さな半径は、約2.80mm(0.110in)で
あり、ポペット14の斜面34との接点へ向けて漸次増
加する。第2の凸状螺旋曲面50の最も小さな半径は、
約1.80mm(0.070in)であり、ハウジング
12のの斜面44との接点へ向けて漸次増加する。上記
の寸法は、本発明の本質から逸脱することなく変化させ
ることができる。同様に、異なる流量設定かつ/または
異なる差圧設定のポペット弁に対して、弁境界部からの
騒音を除去または実質的に低減するために、第1と第2
の凸状湾曲面32、50の寸法を変えることもできる。
構造によれば、そこを流通する流体から発生する騒音を
除去または実質的に低減することに有効なポペット弁用
弁境界部構造が提供される。本発明の他の目的および利
点は、図面、開示、クレームから明らかとなる。
である。
わち、弁境界部の拡大図であり閉鎖位置を示す図であ
る。
わち、弁境界部の拡大図でありポペットが弁座から離反
した位置を示す図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 ポペット弁用弁境界部構造において、 ハウジング、すなわち、該ハウジングの一端に設けられ
た、第1のボアと、より小さな第2のボアとを有し、前
記第2のボアから前記第1のボアに向かって外側へ広が
る斜面を設けて弁座を形成したハウジングと、 ポペット、すなわち、前記ハウジングの第1のボア内に
摺動自在に配設され、端面を備えた端部と、概ね前記端
面に隣接させて設けられた斜面と、前記端面と前記斜面
との間に設けられた凸状螺旋曲面とを有するポペットと
を具備するポペット弁用弁境界部構造。 - 【請求項2】 前記凸状螺旋曲面の半径は、前記端面と
の接点において最も小さくなっている請求項1に記載の
ポペット弁用弁境界部構造。 - 【請求項3】 前記ハウジングの斜面と前記第1のボア
と、前記ポペット弁の端部とにより前記ハウジングに流
体室が形成される請求項2に記載のポペット弁用弁境界
部構造。 - 【請求項4】 前記ポペットが、他方端部に設けられた
カウンタボアと、該カウンタボアと前記流体室との間に
設けられた複数の開口部とを有する請求項3に記載のポ
ペット弁用弁境界部構造。 - 【請求項5】 前記ハウジングにおいて前記第2のボア
と反対側の端部に、開口部を有するバネ保持部材が固定
されており、前記ポペットのカウンタボアの底面と前記
バネ保持部材との間にバネが配設されて成る請求項4に
記載のポペット弁用弁境界部構造。 - 【請求項6】 前記弁座において前記第2のボアと前記
斜面との間に第2の凸状湾曲面が配設されている請求項
3に記載のポペット弁用弁境界部構造。 - 【請求項7】 前記凸状曲面は螺旋面である請求項6に
記載のポペット弁用弁境界部構造。 - 【請求項8】 前記第2の凸状螺旋曲面は前記第2のボ
アとの接点において半径が最も小さくなっている請求項
7に記載のポペット弁用弁境界部構造。 - 【請求項9】 前記ハウジングの斜面は所定の接点にお
いて前記第2の凸状螺旋曲面に接続されている請求項8
に記載のポペット弁用弁境界部構造。 - 【請求項10】 前記ポペットが概ね前記第1の凸状螺
旋曲面に沿った中間点において前記弁座に接触する請求
項9に記載のポペット弁用弁境界部構造。 - 【請求項11】 前記ポペットの概ね中間点が、前記ハ
ウジングの前記第2の凸状螺旋曲面と前記斜面との間の
接点に概ね隣接する位置において前記弁座と接触する請
求項10に記載のポペット弁用弁境界部構造。 - 【請求項12】 前記ポペットが、他方端部に設けられ
たカウンタボアと、該カウンタボアと前記流体室との間
に設けられた複数の開口部とを有する請求項11に記載
のポペット弁用弁境界部構造。 - 【請求項13】 前記ハウジングにおいて前記第2のボ
アと反対側の端部に、開口部を有するバネ保持部材が固
定されており、前記ポペットのカウンタボアの底面と前
記バネ保持部材との間にバネが配設されて成る請求項1
2に記載のポペット弁用弁境界部構造。
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