JP2011094775A - ポペット弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 押さえ部材を省略しても組み付け作業性のよいポペット弁を提供することを課題とする。
【解決手段】 シート部１ｂを形成した弁本体１の組み込み穴１ｃにポペット部材５を組み込むとともに、このポペット部材５は、上記シート部を開閉するポペット部５ａとこのポペット部に連続する胴部５ｂとからなり、上記弁本体１の組み込み穴１ｃの内周に環状凹部１ｅを形成し、ポペット部材５の上記胴部５ｂ外周には、ポペット部材５を上記組み込み穴１ｃに組み込んだ状態で上記環状凹部に対向する環状凹部５ｄを形成し、上記両環状凹部１ｅ、５ｄの対向部間に弾性リング６を介在させるとともに、この弾性リング６は、その組み付け状態で上記両環状凹部の境界線Ｓをまたぐ寸法を保持し、かつ、ポペット部材５の全閉位置から全開位置までのいずれにおいても、両環状凹部の軸方向のラップ長Ｌが上記弾性リング６の軸方向長さＤ以上に保たれる構成にした。
【選択図】 図１

Description

この発明は、本体にポペット部材を組み込んだポペット弁に関する。

従来から、弁本体に形成した組み付け穴にポペット部材を組み込み、ポペット弁を形成していたが、上記組み付け穴が下方に開口している場合、組み付け中にポペット部材が組み付け穴から脱落しないようにしなければならない。
そのため、従来は、例えば、図５に示すように、弁本体１の組み込み穴１ｃに挿入したポペット部材２の落下を防止する押さえ部材３を利用していた。
このポペット弁は、弁本体１に、通路１ａを形成するとともに、この通路中に設けたシート部１ｂに連続した組み込み穴１ｃを形成している。また、この組み込み穴１ｃの下方となる開口側には、上記組み込み穴１ｃより内径を大きくし、上記押さえ部材３を組み込む組み込み穴１ｄを形成している。

さらに、ポペット部材２は、上記シート部１ｂを開閉するポペット部２ａと胴部２ｂとからなり、胴部２ｂ内には通路２ｃを形成している。
また、押さえ部材３は筒状の部材で、軸方向に通路３ａを貫通させるとともに、外周に環状凹部３ｂを形成している。この環状凹部３ｂにはＯリング４を嵌めるようにしている。

そして、上記組み込み穴１ｃ内にポペット部材２を挿入し、Ｏリング４を環状凹部３ｂに嵌めた押さえ部材３を組み込み穴１ｄに挿入するようにしている。上記Ｏリング４は、組み込み穴１ｄに挿入したとき、図４に示すように押し潰されて、上記組み込み穴１ｄの内壁面に対して垂直な押圧力を発揮する寸法を備えている。このような押さえ部材３を組み込み穴１ｄのポペット部材２側の端部まで押し込むと、上記Ｏリング４と組み込み穴１ｄとの摩擦抵抗によって押さえ部材３がその位置を保持し、上記ポペット部材２が下方に脱落することを防止する。なお、図５のポペット部材２の位置は、ポペット部材２が上記シート部１ｂを開放する側のストローク端である。

上記のように、弁本体１の組み込み穴１ｃにポペット部材２を挿入し、押さえ部材３によってポペット部材２の脱落を防止してから、組み込み穴１ｄの開口側に、カバーなどの部材を組みつけて、ポペット弁を完成する。
完成したポペット弁は、上記ポペット部材２内の通路２ｃ及び押さえ部材３内の通路３ａが、例えば、図示しないカバー側の通路と連通し、このカバー側の圧力と、上記弁本体１に形成した通路１ａ側の圧力とのバランスによって、ポペット部材２がシート部１ｂを開閉するものである。

上記のように、組み込み穴１ｃに挿入したポペット部材２が脱落しないように押さえ部材３によって押さえた状態で、カバーなど、他部材を組み付けるようにしているので、作業者がポペット部材２を押さえながら他部材の組み付けを行なう必要がなく、組み付け作業性がよい。
なお、押さえ部材３は、図５のようにＯリング４の摩擦によって固定するだけでなく、組み込み穴１ｄに圧入して固定するものもあった。

特開２００３−２２７５７１号公報 特開２００８−１７５２８１号公報

上記したように、従来のポペット弁は、組み付け工程中に、組み込み穴１ｃに挿入したポペット部材２が脱落しないように、押さえ部材３を用いていた。このように押さえ部材３を必要とする分、部品点数が増えるとともに、組み付け工数も多くなって部品コストも、作業コストもかかってしまうという問題があった。
特に、上記ポペット弁を多数備えた油圧装置を形成する場合には、ポペット弁の数だけ押さえ部材３と、その組み付け工程が必要になるので、上記問題は無視できないものとなる。
この発明は、押さえ部材を省略しても組み付け作業性のよいポペット弁を提供することを課題とする。

第１の発明は、シート部を形成した弁本体の組み込み穴にポペット部材を組み込むとともに、このポペット部材は、上記シート部を開閉するポペット部とこのポペット部に連続する胴部とからなり、上記弁本体の組み込み穴の内周に環状凹部を形成し、ポペット部材の上記胴部外周には、このポペット部材を上記組み込み穴に組み込んだ状態で上記環状凹部に対向する環状凹部を形成し、上記両環状凹部との対向部間に弾性リングを介在させるとともに、この弾性リングは、その組み付け状態で上記両環状凹部の境界線をまたぐ寸法を保持し、かつ、ポペット部材の全閉位置から全開位置までのいずれにおいても、両環状凹部の軸方向のラップ長が上記弾性リングの軸方向長さ以上に保たれる構成にした点に特徴を有する。

第２の発明は、上記両環状凹部の対向間隔を、弾性リングの軸方向に直交する大きさよりも大きくした点に特徴を有する。
なお、上記軸方向とは、弁本体に組み込んだポペット部材のストローク方向のことである。
また、上記弾性リングの軸方向に直交する大きさとは、リングの外径ではなく、リングを構成する線状部材の太さのことである。

第１、第２の発明によれば、ポペット部材を、組み込み穴から脱落しないようにするための特別な押さえ部材を必要としない。そのため、部品点数や組み付け工数を少なくできる。従って、部品コストや、組み付けコストを抑えることができる。

しかも、弁本体の環状凹部とポペット部材の環状凹部のラップ長を、ポペットの全開位置から全閉位置までのいずれにおいても弾性リングの軸方向長さ以上になるようにしたので、ポペット部材がストロークして上記両環状溝のラップ長が変化したとしても、弾性リングの軸方方向長さより小さくなることはない。つまり、ポペット部材の可動範囲、いずれの位置においても、両環状凹部によって弾性部材を軸方向に圧縮することがない。もしも、上記両環状凹部のラップ長が弾性リングの軸方向長さよりも小さくて、弾性リングを圧縮すれば、弾性リングの弾性力が両環状凹部に対し、軸方向の力として作用することになる。このような力は、ポペット部材の移動に影響を与える。この発明では、上記軸方向の力が発生しない。従って、上記弾性リングによる軸方向の力がポペットの移動に影響を与えることがない。

第２の発明によれば、弾性リングの内周あるいは外周のいずれか一方は、両環状部材の対向面と接触しない状態を保つ。そのため、弾性リングと環状凹部との摩擦力がポペット部材のスムーズな移動を妨げることがない。

この発明の第１実施形態のシート部を開放したポペット部材のフルストローク位置を示した断面図である。 第１実施形態のポペット部材がシート部を閉じた状態を示した断面図である。 第１実施形態のポペット弁の組み付け途中の状態を示した断面図である。 第２実施形態のシート部を開放したポペット部材のフルストローク位置を示した部分断面図である。 従来のポペット弁の断面図である。

図１〜図３にこの発明の第１実施形態を示す。
この第１実施形態のポペット弁は、弁本体１の組み込み穴１ｃにポペット部材５を組み込んだもので、上記ポペット部材５が、図１に示す開状態と、図２に示す閉状態の間で軸方向に移動して、弁本体１に形成したシート部１ｂを開閉するものである。
なお、図１，図２は、ポペット弁の組み付けが完了した状態である。この状態では、図示していないキャップ部材によって、組み込み穴１ｃの開口を塞ぎ、図１に示す位置が、ポペット部材５のフルストローク位置である。

上記弁本体１には、通路１ａ、シート部１ｂ、組み込み穴１ｃを形成するとともに、組み付け穴の開口端近くに環状凹部１ｅを形成している。
一方、上記ポペット部材５は、上記シート部１ｂを開閉するポペット部５ａと、このポペット部５ａに連続する胴部５ｂとからなり、胴部５ｂの内側に通路５ｃを形成し、外周には環状凹部５ｄを形成するとともに、この環状凹部５ｄにはこの発明の弾性リングであるＯリング６を嵌めている。
なお、上記ポペット部材５に形成した環状凹部５ｄと弁体１に形成した環状凹部１ｅとは、ポペット部材５を組み込み穴１ｃに組み付けた状態で、互いに対向する位置関係を保っている。

また、ポペット部材５の環状凹部５ｄには、断面の直径をＤとするＯリング６を嵌めているが、このＯリング６は、図１，図２に示す組み付け状態で両環状凹部１ｅ，５ｄの境界線Ｓをまたぐ寸法を保持している。
さらに、図１に示すポペット部材５の全開位置から図２に示す全閉位置までのいずれの移動位置においても、上記両環状凹部１ｅ，５ｄの軸方向のラップ長ＬがＯリング６の軸方向長さ、すなわち直径Ｄ以上に保たれる構成にしている。

なお、上記ラップ長Ｌとは、ポペット弁におけるポペット部材５の移動過程で、弁本体１の環状凹部１ｅの開口とポペット部材５の環状凹部５ｄの開口とが重なっている部分の軸方向長さのことである。
さらにまた、上記両環状凹部１ｅ，５ｄの対向間隔Ｗを、Ｏリング６の軸方向に直交する大きさ、すなわち、直径Ｄよりも大きくしている。なお、上記対向間隔Ｗは、両環状凹部１ｅ，５ｄの底面間距離である。

上記ポペット弁の組み立て方法を以下に説明する。
まず、ポペット部材５の環状凹部５ｄに、環状凹部５ｄの直径と同等のリング内径を有するＯリング６を嵌める。次に、Ｏリング６を嵌めたポペット部材５を、弁本体１の組み込み穴１ｃに下端の開口から挿入する。このときＯリング６は、組み込み穴１ｃの内周で圧縮された状態で、組み込み穴１ｃ内を挿入方向先端に向かって進み、弁本体１の環状凹部１ｅに達したところで、圧縮状態が開放される。

そして、上記ポペット部材５とともに挿入されたＯリング６は、上記境界線Ｓをまたぐ寸法を保持しているので、ポペット部材５を弁本体１に組み付ける工程中、組み込み穴１ｃに挿入したポペット部材５が自重で下方に下がったとしても、図３に示すように上記Ｏリング６が境界線Ｓを越えて、弁本体１側の環状凹部１ｅの端部に引っかかり、組み付け中のポペット部材５が組み込み穴１ｃから脱落してしまうことを防止できる。
このように、組み込み穴１ｃに挿入したポペット部材５が弁本体１から脱落しない状態を維持できるので、カバーなどを取り付ける作業時にも不都合は生じない。

また、上記図示しないカバーなどを取り付けて完成したポペット弁のポペット部材５は、図１に示すシート部１ｂの全開状態から図２に示す全閉状態までの間で移動するが、上記したように、この間のいずれの位置にポペット部材５があるときも、上記両環状凹部１ｅ，５ｄの軸方向のラップ長ＬがＯリング６の軸方向長さ、すなわち直径Ｄ以上に保たれる。つまり、ポペット部材５が移動する過程で、Ｏリング６が軸方向に押しつぶされることがない。言い換えれば、Ｏリング６が両環状凹部１ｅ，５ｄに弾性力を作用させて、ポペット部材５の移動に影響を与えることがない。

さらに、ポペット部材５が軸方向に移動する際には、Ｏリング６が胴部５ｂとともに移動するが、上記両環状凹部１ｅ，５ｄの対向間隔Ｗを、Ｏリング６の直径Ｄよりも大きくしているので、Ｏリング６の外周が環状凹部１ｅに接触しない。
そのため、ポペット部材５とともにＯリングが移動する際に、Ｏリング６と弁本体１側の環状凹部１ｅとの間に摩擦力が発生することがない。従って、Ｏリング６がポペット部材５の移動に抵抗を与え、ポペット部材５のスムーズな移動を妨げることもない。

なお、上記第１実施形態では、ポペット部材５の胴部５ｂに形成した環状凹部５ｄの軸方向長さをＯリング６の断面円の直径Ｄよりも大きくしているが、上記軸方向長さはＯリング６が圧縮されないで嵌る大きさなら特に限定されない。
一方、弁本体１側の環状凹部１ｅは、上記ポペット部材５の可動範囲内において、上記環状凹部５ｄとのラップ長Ｌを直径Ｄ以上に保つ軸方向長さと位置とを備えている必要がある。

図４に示す第２実施形態は、弁本体１の組み込み穴１ｃに形成した環状凹部１ｅ内にＯリング６を嵌めた点が、上記第１実施形態と異なるポペット弁である。その他の構成は、図１に示す第１実施形態と同じである。そこで、同様の構成要素には第１実施形態と同じ符号を用いることにする。
なお、図４は弁本体１の組み込み穴１ｃにポペット部材５を組み付けて第２実施形態のポペット弁が完成し、ポペット部材５が全開位置にある状態を示した部分断面図である。
そして、この第２実施形態でも、弁本体１の組み込み穴１ｃに形成した環状凹部１ｅとポペット部材５の胴部５ｂに形成した環状凹部５ｄとは、組み付け状態で対向し、これら両環状凹部１ｅ，５ｄと、Ｏリング６の寸法関係は、上記第１実施形態と同じである。

すなわち、上記環状凹部１ｅに嵌められたＯリング６は、上記両環状凹部１ｅ，５ｄの境界線Ｓをまたぐ寸法を保持している。そのため、ポペット部材５を組み込み穴１ｃに挿入した状態で、ポペット部材５が弁本体１に対して下方に移動しても、上記両環状凹部１ｅ，５ｄ間にまたがったＯリング６によって、ポペット部材５が組み込み穴１ｃから脱落することを防止できる。
また、上記両環状凹部１ｅ，５ｄの軸方向のラップ長Ｌが、ポペット弁におけるポペット部材５の可動範囲内で、Ｏリング６の軸方向長さである直径Ｄ以上になるようにしている。そのため、ポペット部材５が軸方向に移動してシール部１ｂを開閉する過程で、Ｏリング６がポペット部材５に軸方向の力を作用させることはない。

さらに、上記両環状凹部１ｅ，５ｄの対向間隔Ｗも、Ｏリング６の軸方向に直交する大きさである直径Ｄよりも大きくしているので、ポペット部材５が移動する際に、Ｏリング６の内周がポペット部材５の胴部５ｂに接触しない。従って、上記胴部５ｂとＯリング６の内周とで摩擦力が発生することもない。

上記第１、第２実施形態のポペット弁では、ポペット部材５の組み付け作業中には、弾性リングであるＯリング６によって、ポペット部材５の脱落を防止できるが、組み付け完了後に、ポペット部材５が軸方向に移動する際には、上記Ｏリング６が、ポペット部材５の移動に影響を与えることがなく、ポペット部材５のスムーズな移動を妨げない。
このようなポペット弁は、従来のような押さえ部材３を用いないので、従来と比べて部品点数及び組み付け工数を少なくできる。

なお、上記実施形態では、弾性リングとして線状部分の断面が円形のＯリング６を用いているので、弾性リングの軸方向長さと、軸方向に直交する大きさとが、いずれも断面円の直径Ｄであるが、弾性リングの断面は円に限らず、どのような形状でもかまわない。
また、上記実施形態では、Ｏリング６が、両環状凹部の境界線Ｓをまたぐ寸法であるという条件（１）と、上記ラップ長ＬがＯリング６の軸方向長さである断面円の直径Ｄ以上であるという条件（２）と、両環状凹部の対向間隔ＷがＯリングの軸方向に直交する大きさである直径Ｄよりも大きいという条件（３）という３つの寸法条件を同時に満足している。ただし、この発明のポペット弁としては、上記条件（３）は必須ではない。

上記寸法条件（３）を満足しなければ、ポペット部材５が移動する際に、Ｏリング６が、環状凹部１ｅあるいは５ｄのいずれかと接触しながら相対移動することになる。そのため、接触面に摩擦力が発生し、ポペット部材５の移動に抵抗力を付与することになる。この抵抗力は、Ｏリング６が環状凹部の対向面間に挟まれて圧縮されることによって発生する弾性力の大きさに応じたものであるが、この弾性力は、上記対向間隔Ｗと上記直径Ｄとに応じて決まる一定の値なので、その大きさが大きすぎなければ、ポペット部材５の移動に対して、それほど問題にならない。

しかし、上記寸法条件（２）を満足しないで、上記ラップ長ＬがＯリング６の断面円の直径Ｄより小さくなった場合には、Ｏリング６に軸方向の圧縮力が作用し、各環状凹部１ｅ，５ｄの端部に軸方向の押圧力が発生することになる。この押圧力は、Ｏリング６の圧縮量に応じたもので、上記ラップ長Ｌに依存する。
一方で、上記環状凹部１ｅ，５ｄのラップ長Ｌは、ポペット部材５の移動位置に応じて変化することがあり、このようにポペット部材５の位置によってラップ長Ｌが変化して、このラップ長Ｌ内でＯリング６が圧縮されると、上記押圧力がポペット部材５の移動過程で変化することになる。

このように、ポペット部材５の位置に応じて軸方向の押圧力が変化すると、この押圧力の影響でポペット部材５の移動が不安定になる可能性がある。ポペット部材５の不安定な動きを防止するためには、上記の寸法条件（２）を満足することが必要である。
もちろん、上記両寸法関係（２）、（３）を同時に満足していれば、上記第１、第２実施形態のように、弾性リングがポペット部材の移動に影響することがなく、ポペット部材５のよりスムーズな移動を可能にする。

１ 弁本体
１ｂ シート部
１ｃ 組み込み穴
１ｅ 環状凹部
５ ポペット部材
５ａ ポペット部
５ｂ 胴部
５ｄ 環状凹部
６ Ｏリング
Ｄ （Ｏリングの断面円の）直径
Ｓ 境界線
Ｌ ラップ長
Ｗ 対向間隔

Claims (2)

1. シート部を形成した弁本体の組み込み穴にポペット部材を組み込むとともに、このポペット部材は、上記シート部を開閉するポペット部とこのポペット部に連続する胴部とからなり、上記弁本体の組み込み穴の内周に環状凹部を形成し、ポペット部材の上記胴部外周には、このポペット部材を上記組み込み穴に組み込んだ状態で上記環状凹部に対向する環状凹部を形成し、上記両環状凹部との対向部間に弾性リングを介在させるとともに、この弾性リングは、その組み付け状態で上記両環状凹部の境界線をまたぐ寸法を保持し、かつ、ポペット部材の全閉位置から全開位置までのいずれにおいても、両環状凹部の軸方向のラップ長が上記弾性リングの軸方向長さ以上に保たれる構成にしたポペット弁。
2. 上記両環状凹部の対向間隔を、弾性リングの軸方向に直交する大きさよりも大きくした請求項１に記載のポペット弁。

Images