JP3978343B2 - ポペット弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、流入側流路と流出側流路との連通を遮断したり連通したりするポペット弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３に示す従来例は、ボディ１に組み付け孔２を形成するとともに、この組み付け孔２に流入側流路３と流出側流路４とを連通させている。
また、上記組み付け孔２には、弁体５とスプリングＳとを組み込むとともに、その開口部を閉塞部材６によって塞いでいる。
上記弁体５は、スプリングＳの弾性力によって、その弁部５ａをシート部７に押し付けるようにしている。そして、このように弁部５ａをシート部７に押し付けた状態で、流入側流路３と流出側流路４との連通を遮断するようにしている。また、この弁体５が、図示する状態からスプリングＳの弾性力に抗してリフトして、その弁部５ａがシート部７から離れると、流入側流路３と流出側流路４とが連通するようにしている。
【０００３】
上記流入側流路３には、油圧ポンプなどの圧力源を接続し、上記流出側流路４には、油圧シリンダなどのアクチュエータを接続するようにしている。
また、上記スプリングＳを組み込んだ室８には、図示していない外部パイロットの指令に応じた制御圧力を導くようにしている。この制御圧力によって、弁体５のリフト量を調整できるようにしている。
【０００４】
上記弁体５の先端側には、環状の突出部９を設けている。この突出部９は、その外径を流入側流路３の内径よりも僅かに小さくして、流入側流路３に挿入可能にしている。
また、上記突出部９の基端側には、連通孔１０を複数形成している。これら連通孔１０は、図示する状態から弁体５がリフトすると、流出側流路４に開口して、流入側流路３と流出側流路４とを連通する。このように連通孔１０を介して流入側流路３と流出側流路４とが連通すると、流入側流路３の圧油が、流出側流路４に供給される。
【０００５】
なお、上記のように流通孔１０を介して流入側流路３と流出側流路４とが連通するようにしたのは、弁体５がリフトしたときの開口面積を微調節することによって、流入側流路３から流出側流路４に流れ込む流量を微調節するためである。
【０００６】
次に、この従来例の作用を説明する。
図示する状態から、流入側流路３内の圧力が上昇して、弁体５に作用する図中上向きの推力が、スプリングＳの弾性力と室８のパイロット圧による図中下向きの推力よりも大きくなると、スプリングＳを撓ませながら弁体５が図中上方向に移動する。このようにして弁体５がリフトすると、その弁部５ａがシート部７から離れるとともに、連通孔１０が流出側流路４に開口する。そのため、この連通孔１０の開口面積に応じた流量が、流入側流路３→突出部９の内側→連通孔１０を介して流出側流路４に流れ込む。
以上のようにして、設定した圧力以上の圧油が、流出側通路３に接続した図示していないアクチュエータに供給されるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記弁体５がリフトしたときに、流入側通路３の圧油が連通孔１０を介して流出側流路４に流出するが、このとき流体は、図４に示すように、シート部７に沿って矢印Ａ方向に流出する。このようにして流体が矢印Ａ方向に流出すると、弁体５に流体力Ｆが作用する。この流体力Ｆは、流体の流れる方向θと反対方向に作用し、弁体５を閉じようとする。また、この流体力Ｆは、流出量に比例している。
【０００８】
そのため、上記従来例では、弁体５が大きくリフトして流出量が増加したときに、それに伴って増加する流体力Ｆの影響によって、弁体５が閉じてしまうことがあった。そして、このように弁体５が閉じることが原因で、流入側流路３から流出側流路４へ流れる流体の圧力損失が大きくなるという問題があった。
この発明の目的は、弁体のリフト量が多くなったときでも、弁体が閉じたりしないポペット弁を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、弁体を付勢手段によってシート部に押し付けるとともに、この弁体がシート部に押し付けられた状態で、流入側流路と流出側流路との連通を遮断するポペット弁において、上記弁体の先端に、環状の突出部を設けるとともに、この突出部を上記流入側流路に挿入してなり、しかも、この突出部の基端側に第１連通孔を径方向に形成するとともに、突出部の先端側には、上記第１連通孔よりも開口面積の大きい第２連通孔を、上記突出部の径方向において第１連通孔と対応する位置に形成し、かつ、上記流出側流路は弁体のリフト方向に直交する方向に設ける一方、上記シート部は流入側流路から流出側流路に向かって傾斜させてなり、弁体がリフトするとともに上記第２連通孔が上記シート部に開口したとき、第１連通孔から流出した流体によって、第２連通孔からシート部に沿って流出側流路に流出した流体の流れの向きを変える構成にしたことを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、上記第１の発明において、弁体が最上位置にリフトしたときに、シート部上面よりも上方に、第１連通孔が位置する構成にしたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１、図２にこの発明の実施形態を示すが、前記従来例と同じ構成要素については同じ符号を付して説明する。
図１に示すように、ボディ１に組み付け孔２を形成するとともに、この組み付け孔２に流入側流路３と流出側流路４とを連通させている。
また、上記組み付け孔２には、弁体５とスプリングＳとを組み込むとともに、その開口部を閉塞部材６によって塞いでいる。
【００１２】
上記弁体５は、スプリングＳの弾性力によって、その弁部５ａをシート部７に押し付けるようにしている。そして、このように弁部５ａをシート部７に押し付けた状態で、流入側流路３と流出側流路４との連通を遮断するようにしている。また、この弁体５が、図示する状態からスプリングＳの弾性力に抗してリフトして、その弁部５ａがシート部７から離れると、流入側流路３と流出側流路４とが連通するようにしている。
なお、上記スプリングＳが、この発明の付勢手段に相当するが、弁体５をシート部７に押し付けることができるのであれば、付勢手段はスプリングＳ以外もよい。
【００１３】
上記流入側流路３には、油圧ポンプなどの圧力源を接続し、上記流出側流路４には、油圧シリンダなどのアクチュエータを接続するようにしている。
また、上記スプリングＳを組み込んだ室８には、図示していない外部パイロットの指令に応じた制御圧力を導くようにしている。この制御圧力によって、弁体５のリフト量を調整できるようにしている。
【００１４】
上記弁体５の先端側には、環状の突出部１１を設けている。この突出部１１は、弁体５と一体に形成してもよいし、別部材からなる突出部１１を弁体５に固定するようにしてもよい。このようにした突出部１１は、その外径を流入側流路３の内径よりも僅かに小さくして、流入側流路３に挿入可能にしている。
また、上記突出部１１は、その基端側に小径の第１連通孔１２を径方向に複数形成している。さらに、この突出部１１の先端側には、大径の第２連通孔１３を複数形成している。
上記第１連通孔１２と第２連通孔１３は、図示する状態から弁体５がリフトすると、最初に第１連通孔１２が流出側流路４に開口し、その後、第２連通孔１３が流出側流路４に開口する。このようにして第１、第２連通孔１２、１３が流出側流路４に開口すると、各連通孔１２，１３を介して流入側流路３の圧油が、流出側流路４に供給されることになる。
【００１５】
次に、この実施形態の作用を説明する。
図１に示す状態から、流入側流路３内の圧力が上昇して、弁体５に作用する図中上向きの推力が、スプリングＳの弾性力と室８のパイロット圧による図中下向きの推力よりも大きくなると、スプリングＳを撓ませながら弁体５が図中上方向に移動する。このようにして弁体５がリフトすると、その弁部５ａがシート部７から離れるとともに、第１連通孔１２が流出側流路４に開口する。そのため、この第１連通孔１２の開口面積に応じた流量が、流入側流路３→突出部１１の内側→第１連通孔１２を介して流出側流路４に流れ込む。
【００１６】
上記の状態から弁体５がさらにリフトすると、第２連通孔１３も流出側流路４に開口する。そのため、この第２連通孔１３と上記第１連通孔１２とを介して流入側流路３の圧油が流出側流路４に流れ込むことになる。
図２は、弁体５が最も上昇した状態、すなわちフルリフトしたときの状態を示している。図示するように、第１連通孔１２から流出した圧油は、弁体５のリフト方向に対して垂直のＢ方向に流出している。これは、径方向に形成した第１連通孔１２を小径にして、流出する圧油の流速を上げるとともに、この圧油を流出する第１連通孔１２の位置を、シート部７の上面７ａよりも図面上方になるように設定しているからである。つまり、第１連通孔１２から高速で流出させた圧油を、シート部７によって遮ることなく、そのまま流出側流路４側に導くようにしている。
【００１７】
一方、第２連通孔１３から流出する圧油は、シート部７に沿ってＣ方向に流れている。これは、大径で開口面積の大きい第２連通孔１３から流出する圧油は、第１連通孔１２に比べて流速が遅く、しかも、この第２連通孔１３の対向する位置にシート部７が位置しているからである。
ただし、この第２連通孔１３からシート部７に沿ってＣ方向に流出した圧油は、第１連通孔１２からＢ方向に高速で流出した圧油によって、その流れの向きが変えられる。すなわち、第２連通孔１３からシート部７に沿って流出した圧油に、第１連通孔１２から高速で流出させた圧油をぶつけることによって、第２連通孔１３から流出した圧油の向きを、弁体５のリフト方向に対してほぼ垂直方向に曲げるようにしている。
【００１８】
このように第２連通孔１３から流出した圧油を、弁体５のリフト方向に対してほぼ垂直のＢ方向に向ければ、圧油の流出方向と反対方向に作用する流体力Ｆが、弁体５のリフト方向に対して垂直の方向となる。このように流体力Ｆを弁体５のリフト方向に対してほぼ垂直の方向にすれば、流体力Ｆによって弁体５に作用する閉じ方向の力がほとんどなくなる。そのため、弁体５のリフト量が多くなったときでも、流体力の影響で弁体５が閉じることはない。つまり、この実施形態によれば、弁体５が大きくリフトしたときに、流入側流路３から流出側流路４へ流れる流体の圧力損失が大きくなるという問題を防止できる。
【００１９】
また、この実施形態では、弁体５がフルリフトしたときに、第１連通孔１２がシート部７の上面７ａよりも上方に位置するようにしているが、第１連通孔１２がシート部７の上面７ａよりも下方にある場合でも、第１連通孔１２から圧油を高速で流出させているので、その勢いによって第２連通孔１３から流出する圧油の向きをある程度矢印Ｂ方向に向けることができる。つまり、第１連通孔１２がシート部７の上面７ａよりも上方に位置していなくても、弁体５に作用する閉じ方向の流体力を軽減することができる。
【００２０】
なお、この実施形態では、リフト量を調整可能にしているが、この発明としては、リフト量を調整可能にしなくてもよい。すなわち、室８を流出側流路４に接続して、通常のロードチェック弁と同様の構成にしてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
第１の発明によれば、径方向に形成した小径の第１連通孔から流出する圧油の向きを、弁体のリフト方向と垂直にするとともに、この第１連通孔から流出した圧油の勢いによって、第２連通孔から流出する圧油の向きも、弁体のリフト方向とほぼ垂直になるようにした。第１、第２連通孔から流出する圧油の向きを、弁体のリフト方向とほぼ垂直にしたので、閉じ方向の流体力が弁体にほとんど作用しない。
したがって、弁体のリフト量が多くなったときでも、弁体が閉じたりせず、弁体が閉じることによって生じていた圧力損失の増加を防止できる。
【００２２】
第２の発明によれば、弁体が最上位置にリフトしたときに、シート部上面よりも上方に第１連通孔が位置する構成にしたので、第１連通孔から流出する圧油がシート部によって遮られることがない。
したがって、第１連通孔から流出する圧油を、弁体のリフト方向に対してより垂直に流出させることができ、その分、弁体が閉じることをより防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の断面図である。
【図２】弁体５がリフトしたときの部分拡大図である。
【図３】従来例の断面図である。
【図４】弁体５がリフトしたときの部分拡大図である。
【符号の説明】
Ｓ この発明の付勢手段に相当するスプリング
３ 流入側流路
４ 流出側流路
５ 弁体
７ シート部
７ａ シート部上面
１１ 突出部
１２ 第１連通孔
１３ 第２連通孔

Claims (2)

1. 弁体を付勢手段によってシート部に押し付けるとともに、この弁体がシート部に押し付けられた状態で、流入側流路と流出側流路との連通を遮断するポペット弁において、上記弁体の先端に、環状の突出部を設けるとともに、この突出部を上記流入側流路に挿入してなり、しかも、この突出部の基端側に第１連通孔を径方向に形成するとともに、突出部の先端側には、上記第１連通孔よりも開口面積の大きい第２連通孔を、上記突出部の径方向において第１連通孔と対応する位置に形成し、かつ、上記流出側流路は弁体のリフト方向に直交する方向に設ける一方、上記シート部は流入側流路から流出側流路に向かって傾斜させてなり、弁体がリフトするとともに上記第２連通孔が上記シート部に開口したとき、第１連通孔から流出した流体によって、第２連通孔からシート部に沿って流出側流路に流出した流体の流れの向きを変える構成にしたことを特徴とするポペット弁。
2. 弁体が最上位置にリフトしたときに、シート部上面よりも上方に、第１連通孔が位置する構成にしたことを特徴とする請求項１記載のポペット弁。

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