JPH08505100A - 液圧減圧弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 騒音の極めて低い減圧弁を得るという本発明の目的は、弁閉塞部材（３６）が、その端部に球状セグメント（４２）が形成され、その径が制御ピストン（１０）の内側ボア（３２）の径に適合する軸方向案内タペット（４０）を有することによって達成される。他方の弁タペット（３８）及び流体通路断面部の有効寸法とによって，弁閉塞部材の軸方向及び径方向の振動は、効果的に低減或いは除去される。減圧弁の緊密性を増大させるために、例えば閉塞部材は２つの閉塞部を備え、その一方はゴム材からなり、他方は金属材からなる。金属閉塞部は確実な圧力制御を確保するのに対し、ゴム閉塞部は緊密性を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】 液圧減圧弁 本発明は主請求項の前提部分に示す液圧減圧弁に関する。 独国特許出願（DE-36 33 969 A1）には一般的な減圧弁が示されている。この 減圧弁は異なる圧力が供給される３つのチャンバを備えている。第１のチャンバ ，即ち入口チャンバは、高圧アキュムレータに接続されており、隣接する第２の チャンバ及び出口チャンバとは、ハウジング上の弁座及び入口側に配置された球 状の弁閉塞部材からなる弁装置によって，隔離遮断されている。上記弁閉塞部材 は、圧縮ばねによって弁閉方向に付勢される。第２のチャンバは、第３のチャン バ，制御チャンバとフローティングピストンによって，隔離遮断されている。上 記フローティングピストンは、制御チャンバから，弁閉塞部材に向かう軸方向の タペットを有し、圧縮ばねによって弁開方向に付勢されている。制御チャンバは 、液圧ブレーキパワーブースタの制御圧力側に臨んでいる。このタイプの減圧弁 は、現実に，その作動力を最小にすることが要求される高さの圧力においてのみ ，液圧パワーブースタによって作動される液圧ブレーキパワーブースタの環状チ ャンバに一定量の圧力を供給する機能を有する。 弁機能を確保するため，全ての環状チャンバは、弁を介して多量の流体が侵入し 得るように大きくすることが必要とされる。しかしながら，球状閉塞部材のセン タリングが不可能で あるという欠点がある。これは、圧力流体の乱流の発生によって，ボールが径方 向及び軸方向に振動することに起因する。これらの振動によって、減圧弁の作動 時，大きな音に発展する。 本発明は騒音が最小限の減圧弁を提供することを目的とする。 上記目的は主請求項が特徴とする構成によって達成される。閉塞部材は、自由 に動くことなく，軸方向に移動可能な球状ジョイントの形態で設けられる。 球状セグメントを圧力流体の通路に配置しないことによって，タペットの振動 を誘発しない。 弁が開かれた状態、即ち弁に流体が侵入する時はいつでも，弁閉塞部材とハウ ジングの端部壁との間に摩擦係合する第２のタペットによって除去される。この 第２タペットは弁閉塞部材或いはハウジングの端部壁に取付けることができる。 自動閉鎖式の圧力流体弁はそさの信頼性を高める。とりわけ，出口側のハウジン グの端部壁で起きる反対方向の流れに対し有効である。 減圧弁の閉じた状態における緊密性を高めるためには種々可能な手段がある。 閉塞部材とハウジング部間の形状的なロックは、そのより大きな順応力に帰着 するもので、高圧において制御ピストンに作用し，弁座と閉塞部材間におけるよ り高い封止力をもたらす。 さらに有利な展望としては，２部材からなる閉塞部材の使 用がある。金属材の閉塞部材は確実な減圧を保証する一方，別の弾性高分子材料 の閉塞部材は減圧弁の緊密性を高める。 都合のよいことに，弾性高分子材料の閉塞部材は閉塞圧力が過剰の時に限り， 弁座に対し接触するように動くことにある。これは、最初に，閉塞圧力が、金属 閉塞部材により極めて精密に決定され、それによって，ピストンの継続的な移動 時に限り，上記弾性閉塞部材が封止接触することになる。弁開放時，その順序は 逆になる。最初，弾性閉塞部材が弁座から持ち上げられ、その後にのみ，即ち閉 塞圧力が確実に達した時，金属閉塞部材は弁座から持ち上げられる。 さらに有利な特徴部分については、４つの図面を参照して示す好ましい実施例 の記載に基き、以下に説明する。 図面において， 第１図は本発明の液圧減圧弁を示す図である。 第２図〜第４図は本発明の液圧減圧弁において，緊密性を増大するための配置 構成を示す図である。 第１図において，ボア４はハウジング２内に設けられ、ハウジング内部に向か って，断面が狭められた２つの段部を有する。制御ピストン１０は３つの圧力流 体チャンバを区画形成している。ボア４はスナップリング８で保持されているカ バー６により，外方に対し閉塞シールされている。 上記ボア内において，制御ピストン１０は摺動可能に支持され、その中間部及 び小断面部はボア壁に対しシールされており、３つの圧力流体チャンバを区画形 成している。ハウジング内部に面するピストン端部の壁１２は、制御チャンバ１ ４を形成し、制御ポート１６を介して，液圧ブースタの制御圧力下に対向位置し ている。２つのピストンシール１８，２０間に介在する入口チャンバ２２は、入 口２４を介して液圧高圧アキュムレータに接続される。出口チャンバ２６は、カ バー６と入口チャンバ２２間に配置されている。出口チャンバ２６内の圧力はさ らに出口２８を介して，液圧ブースタに供給される。 ピストンシール１８，２０における制御ピストン１０の面積比は、圧力が、出 口チャンバ２６において最大有効面積を有し、かつ閉方向に作動するように選定 され、それによって弁は、圧力が限度を越えた後，閉じ、弁ばね４８の力を減じ た制御ばね５０の力を発生する。そしてより高い入口圧力の存在下で，出口圧力 は上記面積比に応じて比例的に減少する。 制御ピストン１０は、出口側の前端部３０からピストンシール１８まで延出す る内部ボア３２を有し、このボアは入口チャンバ２２を制御チャンバ１４から分 離すると共に，端部が閉ざされたボアを形成している。弁座３４は上記前端部３ ０に取着されており、内部ボア３２内に配置された閉塞部材３６と相互に作用す る。閉塞部材３６には弁座３４を通って，カバー６方向に延びる弁タペットが設 けられており、このタペットは弁が開かれた状態で，カバー６に接触する。カバ ー６から離れた側において，上記閉塞部材３６は、内部ボア３２と殆ど同長の軸 方向に延びる案内タペット４０を備えており、その端部に球状セグメントを有す る。上記球状セグメント４２の径方向の曲率は内部ボア３２の軸方向における曲 率 に適合しており、球状セグメント４２は入口チャンバ２２の軸方向部分に配置さ れている。 制御ピストン１０は入口チャンバ２２から内部ボア３２への径方向通路４４， ４６を有し、これら通路は球状セグメント４２の軸方向前方及び後方に配置され 内部ボア３２を連通するように機能する。このような配置によって，球状セグメ ントはオーバフロされ軸方向の流体圧力に晒されることはない。さらに，無圧の 流体通路がその周囲に形成されるので、流体運動による振動は発生しない。弁閉 止方向においては，閉塞部材４２が内部ボア３２の段部に圧縮されている弁ばね ４８によって行われる。制御チャンバ１４内の圧力が付加されると，制御ばね５ ０は弁開放方向に制御ピストン６を作動させる。制御ばね５０は、出口チャンバ ２６内に設けられ、一方の端部はボア４の段部に支持され、他端部は制御ピスト ン６のカバー側前端部３０近傍における径方向外周に突出する突出部５２に支持 される。弁開放時，カバー側にある上記突出部５２は、カバー６の外周に設けら れたスペーサ部材５４に接触するように動く。それによって，出口２８に対する 圧力流体の自由な接続が形成される。 ボア４に面するカバー６の内側５６は椀状をなし、その縁部に上記スペーサ部 材５４が形成されている。弁座３４に侵入する圧力流体の流れは径方向外方及び 軸方向後方に偏向され、その結果，圧力流体の流れは、弁を閉じる方向に制御ピ ストン１０の突出部５２に作用する。 流体が侵入する弁の断面は、弁閉塞部材が２つの支持点を 有しているので，比較的大きく設定することできる。ボアに緊密に合致する丸み をもった球状セグマントは、極めて狭い角度の領域において弁閉塞部材の径方向 の振動を許容するのみである。しかしながら，このよな径方向の振動は、カバー ６上への弁タペット３８の接触によって防止される。大きな流れの断面により， 圧力流体の放物線的な速度の変化が生じ、流体が流入する全てのチャンバ内にお いて弁閉塞部材３６に対し，軸方向に直角な力が働く。それによって，軸方向の 振動は減じられる。又，径方向の振動は、径方向の振動によって生じる摩擦力の 増大により、大幅に減少される。弁への流体の侵入が速ければ速いい程，カバー ６上における弁タペット３８の摩擦係合が密接になり、それによって振動の傾向 はさらに縮小される。 本発明によれば，異なる騒音減衰装置が組合わされ、それらが合体して，大量 の流体の流れにも拘らず、静かに作動する減圧弁装置を提供することができる。 減圧弁は加圧されない状態で開かれる。突出部５２は、弁閉塞部材３６が弁タ ペット３８によって弁座３４から離間するようにスペーサ部材に係合する。制御 チャンバ内の圧力及び制御ばね５０の力によって決定される圧力が、初期圧力を 越えると、閉塞圧力に達し，制御ピストン１０は、弁座３４が閉塞部材３６に当 接する図示の位置を取るまで，制御チャンバ１４の方向に移動する。 ２つの部材，即ち閉塞部材３６と弁座３４は、形状的に弁装置の緊密性を確保 し、又一方，これら２つの部材間の係合 力は専ら弱い弁ばね４８によって決定されるために、リークが生じることがある 。しかしながら，減圧弁が確実に閉じない場合，制御ピストン１０は、出口チャ ンバ２６内の圧力がさらに若干上昇することになり、その結果，それが制御チャ ンバ１４の後部壁に当接するまで移動し続ける。その後，出口チャンバ２６の圧 力は、上記弁が適切に作動しなくなるような高さに達するまで，次第に増大する 。 減圧弁の緊密性を高めるための構成が以下の図面に示されている。これら図示 の断面部は第１図のものに交互に挿入することができる。第２図乃至第４図にお ける参照番号は、同一機能を有する部材には１００を加算して示されている。 第２図において，閉塞部材１３６は、弁座１３４を通して延出する接続部１５ ８を有する。上記接続部１５８は、保持部材１６２上に形成されたねじボルト１ ６４が螺合する内側ねじ１６０が設けられている。保持部材１６２はサークリッ プ１６６によりカバー１０６に取り付けられている。上記接続部１５８には、外 気に対し遮断するためにリングシール１６８が設けられている。 閉塞部材１３６はカバー１０６と確実に係合し、図示のごとき方法で，軸方向 に対し不動に取り付けられている。閉塞圧力に達し，弁座１３４が閉塞部材１３ ６係合するように移動すると、図示の位置に達し、その位置は圧力が継続的に上 昇するので変わらない。その結果，弁座１３４が閉塞部材１３６に接することに よる力は継続的な圧力の増大と共に，高まる。従って弁の緊密性は第１図のもの に比し高められる。 リークの問題は第３図において別途解決される。 この構造において，閉塞部材２３６は２つの閉塞部２６８及び２７０を備えてい る。金属材からなる閉塞部２７０が、例えばゴムのような弾性材からなる閉塞部 ２６８の外側径方向に配置されている。 閉塞部２６８は閉塞部材２３６の円筒状凹部２７２内に設けられている。この 閉塞部２６８は、中間ばね２７４によって弁座２３４の方向に付勢され，閉塞部 ２７０に対し移動可能になっている。上記中間ばね２７４は、別に，凹部２７２ の底部に当接する支持プレート２７６を保持する。 弁が閉じられる時，金属閉塞部２７０は弁座２３４の縁部に押し付けられ、弾 性閉塞部２６８は弁座２３４の表面に押し付けられる。弁が開く時，制御ピスト ン２１０はカバー２０６方向に移動する。弁タペット２３８はカバー２０６との 係合により，弁座２３４から挙上する。 制御ピストンがさらに移動し，閉塞部２６８が支持プレート２７６上に当接す ると、金属閉塞部２７０は弁座２３４から離れる。これらの動作は弁が閉じる逆 の順序においても行われる。閉塞部材の動きを安定にするため，案内ラグ２７８ が閉塞部材２３６に形成されており、該ラグは制御ピストン２１０の内側壁に沿 って摺動する。 弁操作として望ましい閉塞様式は、確実な減圧作用が専ら金属閉塞部２７０に よってなされるのに対し，弾性閉塞部材２６８は弁の緊密性を増大させることに のみ機能し、制御機能は何等，行わせるものではないという利点を有する。それ 故，弾性閉塞部２６８は、金属閉塞部が完全に密閉せず、従って制御ピストンが さらに移動する場合にのみ，当接する。第４図の配置構成の基本は、第３図の配 置構成の基本と類似している。第３図に比し，第４図における最も重要な相違点 は、金属閉塞部が弾性閉塞部内に配置されていることである。 第３図のように，閉塞部３３６も又，制御ピストン３１０の内側壁に沿って摺 動可能な案内ラグ３７８を備えている。この構成においても，弾性閉塞部３６８ は弁座３３４の面に押し付けられるのに対し，金属閉塞部３７０は弁座３３４の 縁部に押し付けられる。 しかしながら第３図とは対照的に，第４図における弁タペット３３８はカバー ３０６に形成されている。弁タペット３３８はその端部にかけて段状にテーパー をなしている。その最も細い部分に，金属閉塞部３７０が軸方向移動可能に密接 して案内支持されている。閉塞部３７０は中間ばね３７４によって，弁座３３４ 方向に作用する。 上記弁タペット３３８は凹部３７２の底部に当接しているので、制御ピストン ３１０がカバー３０６へと移動すると、最初に弾性閉塞部３６８が弁座から持ち 上がる。弁タペット３３８の段部が金属閉塞部３７０に達した後のみ、上記閉塞 部は弁座の縁部から離れる。 第３図及び第４図による実施例には複雑な組立て作業が必要とされるが、多く の利点が提供されることはこれら実施例双方に共通している。圧力は専ら金属閉 塞部２７０及び３７０によって制御される。この弁のシールにリークが生じる場 合のみ，制御ピストン２１０或いは３１０は移動を継続し、それによって弾性閉 塞部２６８或いは３６８は弁座２３４或いは３３４と当接する方向に動く。従っ て，液圧減圧弁としての騒音低減能力は、このゴムシールが別に設けられたこと によっては阻害されない。加えて，弁の緊密性に対する信頼性は常に保証される 。弾性閉塞部は流体の流れを制御する必要がないので，弁操作は疲労を増大させ ることなく、結果的には，弁座における構造的ストレスは第２図のものに比し， 大幅に減じられる。 参照番号のリスト ２ ハウジング ４ ボア ６ カバー ８ サークリップ １０ 制御ピストン １２ ピストン端部壁 １４ 制御チャンバ １６ 制御ポート １８ ピストンシール ２０ ピストンシール ２２ 入口チャンバ ２４ 入口 ２６ 出口チャンバ ２８ 出口 ３０ 前端部 ３４ 弁座 ３６ 閉塞部材 ３８ 弁タペット ４０ 案内タペット ４２ 球状セグメント ４４ 通路 ４６ 通路 ４８ 弁ばね ５０ 制御ばね ５２ 突出部 ５４ スペーサ部材 ５６ 内側 １０６ カバー １３４ 弁座 １３６ 閉塞部材 １５８ 接続部 １６０ 内側ねじ １６２ 保持部材 １６４ ねじ付きボルト １６６ サークリップ ２０６ カバー ２１０ 制御ピストン ２３４ 弁座 ２３６ 閉塞部材 ２３８ 弁タペット ２６８ 閉塞部 ２７０ 閉塞部 ２７２ 凹部 ２７４ 中間ばね ２７６ 保持プレート ２７８ 案内ラグ ３０６ カバー ３１０ 制御ピストン ３３４ 弁座 ３３６ 閉塞部材 ３３８ 弁タペット ３６８ 閉塞部 ３７０ 閉塞部 ３７２ 凹部 ３７４ 中間ばね ３７８ 案内ラグ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ハウジングに、入口チャンバと出口チャンバ、及び上記入口チャンバと出口 チャンバ間に介在し、制御ピストンによって作動される弁装置と、弁を開く方向 に制御ばねの力、及び制御圧力によって作動する制御ピストンとを有する液圧減 圧弁において、上記弁装置の閉塞部材（３６）が、上記制御ピストン（１０）の 内側ボア（３２）内に設けられ、第１の軸方向タペット（案内タペット４０）を 有し、その閉塞部材（３６）から離れた端部に，球状セグメント（４２）が形成 され、その径は上記内側ボア（３２）の径に適合するように形成されていること を特徴とする液圧減圧弁。 ２．前記球状セグメント（４２）は、全ての側で入口チャンバ内の圧力に露出さ れ、その周囲に無圧の流体通路が設けられていることを特徴とする請求項１に記 載の液圧減圧弁。 ３．前記閉塞部材（３６）とハウジング端部壁（カバー６）間に介在する第２の 軸方向タペット（弁タペット３８）は、弁座（３４）を通って延び，制御ピスト ン（１０）に取着され、上記弁装置が開放される時，閉塞部材（３６）とハウジ ング端部壁（６）間における摩擦係合を提供することを特徴とする請求項１又は 請求項２に記載の液圧減圧弁。 ４．閉塞部材（１３６）が、弁座（１３４）を通って延び，制御ピストン（１１ ０）に取着されている接続部（１５８）によって、ハウジング端部壁（カバー１ ０６）に接続固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液 圧減圧弁。 ５．ハウジング端部壁（６，１０６，２０６，３０６）が、出口チャンバ（２６ ）を区画形成すると共に，椀状に形成され、それによって圧力流体が弁座（３４ ，１３４，２３４，３３４）を介して径方向外方に流れ、次いで，軸方向に偏向 されることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の液圧減圧弁。 ６．閉塞部材（２３６，３３６）が、互いに移動可能な２つの閉塞部（２６８， ２７０；３６８，３７０）を備え、一方の閉塞部（２６８，３６８）が弾性材か らなり、他方の閉塞部（２７０，３７０）が金属材からなることを特徴とする前 記請求項のいずれか１項に記載の液圧減圧弁。 ７．弾性材からなる前記閉塞部（２６８，３６８）は、金属閉塞部（２７０，３ ７０）が弁座（２３４，３３４）に押し付けられる場合のみ，弁座（２３４，３ ３４）と係合する方向に移動可能であることを特徴とする請求項６に記載の液圧 減圧弁。