JP2581959B2 - スプール弁用スプール及びその製造方法 - Google Patents

スプール弁用スプール及びその製造方法

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JP2581959B2 JP63183731A JP18373188A JP2581959B2 JP 2581959 B2 JP2581959 B2 JP 2581959B2 JP 63183731 A JP63183731 A JP 63183731A JP 18373188 A JP18373188 A JP 18373188A JP 2581959 B2 JP2581959 B2 JP 2581959B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスプール弁用スプール及びその製造方法に関
するものである。
〔従来の技術〕
スプール弁のためのスプールは、スプール弁を流れる
流体の流れを制御するため摺動自在であり、弁本体内の
通路面上の少なくとも１つの環状ランド（land）に係合
する少なくとも１つの環状ランドを有する。弁を通る流
体の流れを制御するため外周から半径方向内方に延びる
前記ランドの側面にノッチを設けることは既知である。
コストの面でこのようなノッチはスプールの外周の２以
上の位置でスプールの半径方向に筒状の又は平行側面を
有するミリングカッターを導入（移動）することによっ
て形成している。
〔発明が解決しようとする課題〕
このようなスプール弁では、弁本体内に入口及び出口
位置に基因して弁を流れる流体の速度が変化する。即ち
スプールの角位置（angularposition）によって弁の入
口と出口間に一定の差圧が生じスプールの角位置を大き
くすれば流速が増加するようになるが、流速を大きくす
るためには大きなノッチを設けなければならず、このよ
うな大きなノッチを筒状カッターを用いて形成する場合
には隣接する一対のノッチ間に残されるスプール材部分
が少なくなり、機械的に弱くなるばかりでなく熱処理に
よって過剰に硬化され易い欠点があった。従来はこのよ
うな欠点を除くため流速を犠牲にしてノッチ間に許容で
きる壁厚部分が残されるようノッチの直径を選択してい
る。
ノッチの形状は、流れ全体がノッチを通して流れる初
期位置からスプールを移動したときノッチ内に含まれる
スプール外周の割合が次第に増加して流れがスプールの
全周において生ずるようスムーズに変更される形状とす
るのが好ましい。スプールの変位が大きくなればスプー
ルの全周で弁を通る流体の流れが制御されスプールの角
位置に対する流れの変化率が減少するようになる。既知
の平行側面ノッチ形状ではノッチを互いに接するように
して望ましいスムーズな変化を達成するためには流速を
犠牲にするか又はノッチ間のスプール材を好ましくない
形状としなければならない。
本発明の目的は上記の欠点を除去したスプール弁用ス
プール及びその製造方法を得るにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のスプール弁用スプールは、その側面に外周か
ら内方に延びるよう形成した互いに円周方向に離間して
いる少なくとも３個の部分的円錐ノッチを有する少なく
とも１つの環状ランドを有し、互いに隣接するノッチ間
の境界が半径方向長手方向に延びる縁を形成することを
特徴とする。
本発明のスプール弁用スプールの製造方法は、少なく
とも１つの環状ランドを有するスプールを得る工程と、
このランドの側面に外周から内方に延びる少なくとも３
個の円錐ノッチ部分を形成する工程とより成り、互いに
隣接するノッチ間の境界が半径方向長手方向に延びる縁
を形成することを特徴とする。ここで縁とは一本の線状
部分を指す。
前記部分的円錐ノッチを形成する回転軸はスプールの
軸と直交して延び、前記ノッチはスプールの半径方向に
導入される裁頭円錐切断端部分を有するミリングカッタ
ー等の工具によって形成される。
前記ノッチの少なくとも３個を前記ランドの外周に離
間して形成するのが好ましい。
前記少なくとも３個のノッチは互いに等しいサイズと
し前記ランドに等分して設ける。各ノッチの円錐角は
（360゜/N）±30゜（ここでＮはノッチの数）とするの
が好ましい。
前記ノッチは２以上の異なるサイズとし、前記ランド
に等分して設け、隣接する２個のノッチ間の角度がこれ
らノッチの円錐角の合計の半分としても良い。
少なくとも３個のノッチを等しいサイズとするか、２
以上の異なるサイズとするかに係わらず隣接するノッチ
がスプールの縦方向及び半径方向に延びる面内にある縁
によって分離されるようにするのが好ましい。
上記のようにすればスプールを有するスプール弁を流
れる流体の流速を最大ならしめることができると共に、
ノッチが部分的円錐形であるため前記縁が機械的に強く
なり且つ熱処理による過剰な硬化を少なくすることがで
きる。
尚、若し各ノッチを仕上操作、例えば最終グラインダ
ー仕上げした場合、このノッチ全体が前記ランドの外径
よりはみ出る大きさの直径の円錐部分で形成されるよう
にすればスプールの長さ方向にノッチ形成位置がづれる
可能性がある。この問題を解決するためには各ノッチの
外周部に前記ランドの側面の一部が三日月状に残るよう
にする。
好ましい実施例では、各ノッチが第１の円錐角を有す
る外側円錐部と、前記第１の円錐角より大きい円錐角を
有する半径方向内方の内側円錐部と、前記ランドの側面
の一部とを有するようにする。
各ノッチを形成するために用いるミリングカッターや
他の工具の切断端には、スプール弁を通る流れを向上す
るようノッチの半径方向内方端に馬蹄形のカットを形成
するため中空部分又は窪みを形成すれば良いことが認め
られた。
本発明のスプールは夫々少なくとも３個の前記ノッチ
を有する複数のランドを有する。
本発明のスプールを用いるスプール弁は通路を有する
弁本体を有し、本発明のスプールは前記通路内で摺動自
在である。前記通路は前記スプールの少なくとも１つの
環状ランドに協同する少なくとも１つの環状ランドをそ
の表面上に有する。ここで部分的円錐ノッチとは、360
゜に亘る円錐面ではなく120゜またはこれより小さい角
度範囲の円錐面のくぼみを指す。
〔実 施 例〕
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
第１図に示すようにスプール１は環状ランド２を有す
る。各ランド２はその側面に半径方向内方に延びる少な
くとも３個のノッチ３を有する。各ノッチ３は互いに等
しいサイズであり、その円錐角が360゜/N（ここでＮは
ノッチの数で、３または３以上）である外側円錐部４
と、その円錐角が前記外側円錐部４のそれより大きい内
側円錐部５とを有する。互いに隣接するノッチ３の外側
円錐部４は第２図に良く示すようにスプール１の長手方
向及び半径方向に延びる縁６によって分離されている。
また、第３図に示すように、上記縁６を形成するため互
いに接合される互いに隣接するノッチ3,3のなす角度７
は、上記縁６がノッチ間に残存する材料によって十分支
持されるようになる値とする。
更に、第２図、第４図に示すようにその円錐角が360
゜/Nであるノッチの場合、縁６の機械的強度は十分であ
り、且つ点８と９間でノッチ3,3間の角度７が一定の大
きさとなる。更に、各ノッチ３はランド２の側面の一部
をなす三日月状の部分10を有する。この部分10は第２図
に示すように点11と点12間に位置し、従って縁６におけ
るノッチの幾何学的形状に干渉することはない。各ノッ
チの前記部分10は、スプールがグラインダー等による直
径仕上処理を受けたときグラインダー等による切削面が
ランド２の軸方向にづれてノッチの縁が第４図の位置か
らランド２の軸方向に移動するのを阻止するように機能
する。
ノッチは放電腐食等の方法によって形成できる。然し
ながらノッチの好ましい形成方法では第図に示すように
その切断端部がノッチの前記部分10を形成するための筒
状部14と、ノッチの外側円錐部４を形成するための裁頭
円錐部15と、ノッチの内側円錐部５を形成するための裁
頭円錐部16とを有するミリングカッター13を用いる。裁
頭円錐部15の円錐角17は（360゜／ノッチの数以上の
数）±30゜である。ノッチ３はミリングカッター13をス
プール１の半径方向に導入し、ノッチ３の外側円錐部４
の軸をスプール１の半径方向に延ばることによって形成
される。
第６図Ａ〜Ｃはスプール１を弁本体20の通路19内の環
状ランド18に係合した状態を示す。第６図Ａは半円筒状
をなす従来既知のノッチ３を示す。このような従来のス
プールではノッチを互いに余り接近せしめればノッチ間
に残る材料の機械的強度が弱くなり、熱処理その他の間
に過剰に硬化されるようになる。又隣接するノッチ間に
十分な材料を形成せしめれば、係るスプールを有するス
プール弁を通る流体の流速を最大とすることができな
い。更にこのような形状のノッチを有するスプール弁で
は弁本体内の入口及び出口位置に基因して弁を流れる流
体の流速が変化する。即ちスプールの角位置によって弁
の入口と出口間に一定の差圧が生じスプールの角位置を
大きくしなければ流速を増加することができない欠点が
ある。斯くして第６図Ａに示す形状のノッチによれば流
速対スプール変位は第７図に示すカーブＡとなる。ノッ
チを互いに接合（blend）することにより第６図Ａのノ
ッチ形状を第６図Ｂのように変形することができる。こ
のノッチの形状変更によって第７図のカーブＢに示すよ
うに流速対スプール変位のカーブを改良できるがランド
18内からノッチ３が現れたとき流体のための面積が急激
に変化するようになる欠点がある。流速対スプール変位
のカーブは急勾配のカーブとして始まり、次いで始めの
カーブに接する直線に緩やかに移動するのが好ましい。
即ち、第６図Ｂの形状のノッチでは第７図のカーブＢと
なり、これは好ましいカーブではない。これに対し、第
６図Ｃに示す本発明の形状のノッチによれば好ましい第
７図のカーブＣが得られ、本発明のスプールを有するス
プール弁によれば最大の流速が得られるのみならず、ノ
ッチを流れる部分流からスプールの全外周を流れる全体
流迄流速をスムーズに変えることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明スプールの側面図、第２図はスプールの
ランドを示す横断面図、第３図はランドに形成したノッ
チの斜視図、第４図は第２図の４−４線断面図、第５図
はノッチを形成するためのミリングカッターの切断端部
の詳細図、第６図A,Bは従来のスプールのノッチ形状説
明図、第６図Ｃは本発明スプールのノッチ形状説明図、
第７図は従来及び本発明スプールのノッチによる流速特
性線図である。 １……スプール、2,18……環状ランド、３……ノッチ、
４……外側円錐部、５……内側円錐部、６……縁、７…
…角度、8,9,11,12……点、10……ランド側面の一部
分、13……ミリングカッター、14……筒状部、15,16…
…裁頭円錐部、17……円錐角、19……通路、20……弁本
体。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−7191（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−45679（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−163059（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭32−10963（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】その側面に外周から内方に延びるよう形成
    した互いに円周方向に離間している少なくとも３個の部
    分的円錐ノッチを有する少なくとも１つの環状ランドを
    有し、互いに隣接するノッチ間の境界が半径方向長手方
    向に延びる縁を形成することを特徴とするスプール弁用
    スプール。
  2. 【請求項２】前記部分的円錐ノッチを形成する回転軸が
    スプールの軸と直交している請求項１記載のスプール。
  3. 【請求項３】前記ノッチが互いに等しいサイズであり、
    前記ランドに等分されている請求項１記載のスプール。
  4. 【請求項４】前記各ノッチの円錐角が（360゜/N）±30
    ゜（ここでＮはノッチの数）である請求項３記載のスプ
    ール。
  5. 【請求項５】前記ノッチが２以上の異なるサイズであ
    り、前記ランドに等分されている請求項１記載のスプー
    ル。
  6. 【請求項６】隣接する２個のノッチの軸間の角度がこれ
    ら２個のノッチの円錐角の合計の半分である請求項５記
    載のスプール。
  7. 【請求項７】隣接するノッチがスプールの縦方向及び半
    径方向に延びる面内にある縁によって分離されている請
    求項3,4,5又は６記載のスプール。
  8. 【請求項８】前記各ノッチが前記ランドの外周面の一部
    分を占める請求項1,2,3,4,5,6または７記載のスプー
    ル。
  9. 【請求項９】前記スプール本体が前記部分的円錐ノッチ
    を互いに接合するための接合部を有する請求項1,2,3,4,
    5,6,7又は８記載のスプール。
  10. 【請求項１０】前記各ノッチが第１円錐角を有する外側
    円錐部と、前記第１円錐角より大きい第２円錐角を有す
    る内側円錐部とを有する請求項９記載のスプール。
  11. 【請求項１１】通路を有するスプール弁本体と、前記通
    路内で摺動可能なスプールとより成り、このスプールが
    外周から内方に延びるよう形成した互いに円周方向に離
    間している少なくとも３個の部分的円錐ノッチを有する
    少なくとも１つの環状ランドを有し、互いに隣接するノ
    ッチ間の境界が半径方向長手方向に延びる縁を形成する
    ことを特徴とするスプール弁。
  12. 【請求項１２】前記通路が前記少なくとも１つの環状ラ
    ンドに協同する少なくとも１つの環状ランドをその表面
    に有する請求項11のスプール弁。
  13. 【請求項１３】少なくとも１つの環状ランドを有するス
    プールを得る工程と、このランドの側面に外周から内方
    に延びる少なくとも３個の円錐ノッチ部分を形成する工
    程とにより成り、互いに隣接するノッチ間の境界が半径
    方向長手方向に延びる縁を形成することを特徴とするス
    プール弁用スプールの製造方法。
  14. 【請求項１４】前記ノッチがスプールの軸と直交する半
    径方向に導入された裁頭円錐端部を有するミリングカッ
    ターによって形成される請求項13記載のスプール弁用ス
    プールの製造方法。
  15. 【請求項１５】前記ミリングカッターが中空又は窪んだ
    切断端部を有する請求項14記載のスプール弁用スプール
    の製造方法。
  16. 【請求項１６】前記少なくとも３個のノッチが形成され
    た後最終グラインダー加工を行なう請求項13,14又は15
    記載のスプール弁用スプールの製造方法。
  17. 【請求項１７】前記少なくとも３個のノッチが形成され
    た後硬化処理される請求項13,14,15又は16記載のスプー
    ル弁用スプールの製造方法。
JP63183731A 1987-07-29 1988-07-25 スプール弁用スプール及びその製造方法 Expired - Lifetime JP2581959B2 (ja)

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