JP4302302B2

JP4302302B2 - Direct acting relief valve

Info

Publication number: JP4302302B2
Application number: JP2000253621A
Authority: JP
Inventors: 卯應郭; 智可至井元; 精一永田
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2000-08-24
Filing date: 2000-08-24
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2020-08-24
Also published as: JP2002061762A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直動型リリーフ弁に関するものであり、特に、安定したダンピング力が得られ、しかも、オーバライド特性等の静特性のばらつきを抑えられる直動型リリーフ弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の直動型リリーフ弁としては、特開平４−３２７０７３号公報に記載されたものがある。
【０００３】
この直動型リリーフ弁は、スプリングでハウジングのバルブシートに押付けられるポペット弁体の先端側を延長してハウジングの穴に摺動自在に嵌合させ、この嵌合部に第２リリーフ弁を形成して、開弁時に第１リリーフ弁に生ずるフローフォースを、第２リリーフ弁の作動でポペット弁体先端部に生じる圧力により得られる軸方向力で相殺するようにして、オーバライド特性を向上するようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この直動型リリーフ弁にあっては、ポペット弁体の先端側はハウジングに摺動自在に嵌合されて軸方向に案内されるものであるが、バルブシートに着座する弁体部はハウジングから半径方向には拘束されない、所謂片持ち構造であるため、横方向の振れやリリーフ噴流に基づく横力、出口の非対称性の影響、ポペット弁体の倒れ（傾き）の影響を受けやすいものとなっていた。
【０００５】
また、ポペット弁体の軸方向への移動に対しても、減衰を与える手段を備えていないため、過渡的な状態で安定性に欠けるものであった。
【０００６】
上記不具合を解消するよう特開平９−１９６１９２号公報の直動型リリーフ弁にあっては、ポペット弁体がハウジングの穴に摺動自在に嵌合され、ポペット弁体を閉弁方向に付勢するスプリングを内蔵するスプリング室と排出ポート側とはダンピングオリフィスを有する通路を介して連通させている。なお、ポペット弁体が最大開口位置に移動する場合には、前記ダンピングオリフィスをバイパスしてスプリング室と排出ポート側とが連通するようにして、スプリング室内に溜まった空気を抜けやすくしている。
【０００７】
しかしながら、この直動型リリーフ弁にあっても、ダンピングオリフィスを有する通路はポペット弁体を軸方向に貫通して弁体部の肩部に開口しており、ポペット弁体の回転位置によっては、流出ポートへのリリーフ噴流を受けやすい位置とそうでない位置にあるかにより、言い換えると、ポペット弁体の回転位置即ちダンピングオリフィスを持つ通路の開口位置の回転方向への移動により、リリーフ弁のオーバライド特性が変化し、バラツク不具合を有する。
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、安定したダンピング力が得られ、しかも、オーバライド特性等の静特性のバラツキを抑えた直動型リリーフ弁を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、小径穴と大径穴とからなり、小径穴を高圧の入口ポートに連通させて一次圧室とすると共に大径穴を比較的低圧の排出ポートに連通させ、両穴の段付部にバルブシートが形成されたハウジングと、前記バルブシートに接離可能な弁体部および前記大径穴内面に微小な環状隙間をもって臨むツバ部を備えたポペット弁体と、前記ハウジングの大径穴内に配置され、ポペット弁体を前記バルブシートに着座するよう背後から付勢するスプリングと、前記ポペット弁体のツバ部で画成された大径穴内の前記スプリングが配置されたスプリング室を前記環状隙間を介して排出ポート側の二次圧室に連通させて形成したダンパとから構成している。
【００１０】
また、前記ツバ部は、排出ポート側の第１ツバ部とスプリング室側の第２ツバ部と両ツバ部間の溝部とで構成され、第１ツバ部と大径穴内面との環状隙間を第２ツバ部と大径穴内面との環状隙間と同等かもしくは大きく設定する。
【００１１】
そして、前記溝部は、第２ツバ部外周もしくは第２ツバ部と対向する大径穴内面に円周方向の位置を異ならせて設けた切欠きと第２ツバ部と大径穴内面の環状隙間とでスプリング室に連通することを特徴とする。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、前記溝部は、ポペット弁体に設けた連通路と第２ツバ部と大径穴内面の環状隙間とでスプリング室に連通することを特徴とする。
【００１３】
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記ポペット弁体は、その弁体部先端に前記小径穴に摺動自在に嵌合し且つ小径穴内で一次圧室を画成する摺動部を具備することを特徴とする。
【００１４】
第４の発明は、第３の発明において、前記摺動部は、前記小径穴の端部を画成して摺動部と小径穴との隙間を介して一次圧室に連通する第２のダンパを形成することを特徴とする。
【００１５】
第５の発明は、第１ないし第４の発明のいずれか一つにおいて、前記ポペット弁体は、スプリング室に面する背面に大径穴の軸方向に延びるロッド部を備え、このロッド部の端部はハウジングに摺動自在に案内されていることを特徴とする。
【００１６】
【発明の効果】
したがって、第１の発明は、微小な環状隙間をもって大径穴内面に臨むツバ部をポペット弁体に設けたため、ポペット弁体の移動に伴うスプリング室への作動流体の流入・排出時に作動流体がこの微小な環状隙間を通過することで、ポペット弁体を大径穴内面から浮き上がらせるよう機能し、ポペット弁体の半径方向への振れや傾きを抑制し、ポペット弁体の姿勢を中立に戻そうとするアライメント機能を有する。また、ポペット弁体の傾き可能な角度（倒れ角）が制限される。
【００１７】
このアライメント機能は、作動流体がバルブシートと弁体部との間を通過して排出ポートに至るリリーフ噴流によってポペット弁体には横方向に押す横力や斜め方向の傾け力が作用するがこの振れや傾きに対抗して姿勢を中立に維持させる。
【００１８】
また、スプリング室の作動流体は前記環状隙間を介して排出ポートに通じる二次圧室に連通しているため、ポペット弁体の軸方向の移動に対してそれを抑制する減衰力を発生し、ポペット弁体の動きに対してダンピング効果を発揮する。
【００１９】
また、前記ツバ部が第１，第２ツバ部と両ツバ部間の溝部とで構成されるため、作動流体が環状隙間を通過する際は流速が速く静圧は低いが、環状隙間に比較して大きい容積の溝部に流入すれば流速が大きく落ちてその分静圧が高くなり、ポペット弁体を大径穴の内壁面によってバランスさせる静圧軸受けの効果がある。
【００２０】
また、第１ツバ部と大径穴内面との環状隙間を第２ツバ部と大径穴内面との環状隙間と同等かもしくは大きく設定しているため、二次圧室での圧力変動を当該環状隙間で遮断して、溝部およびそれに連なるスプリング室内の圧力変動を少なくできる。
【００２１】
しかも、前記溝部は第２ツバ部外周の環状隙間と第２ツバ部外周もしくは大径穴内面に設けた切欠きを介してスプリング室に連通しているため、チョークとして機能する部分が少ないため、油温による動粘度変化の影響を低減できる。
【００２２】
また、第１ツバ部外周の環状隙間により、溝部は二次圧室から画成されているため、リリーフ噴流により二次圧室内で円周方向に圧力値に偏りがある（圧力分布が存在する）場合、第２ツバ部外周もしくは第２ツバ部と対向する大径穴内面に設ける切欠きの円周方向位置が変わっても、スプリング室の圧力変動を低減できる。
【００２３】
第２の発明では、前記溝部は連通路と第２ツバ部外周の環状隙間とでスプリング室に連通しているため、穴加工のみでダンピングオフィスが形成できるため、製作が容易で製作コストを低減できる。
【００２４】
第３の発明では、前記ポペット弁体は前記小径穴に摺動自在な先端の摺動部を有するため、小径穴に摺動自在に嵌合する摺動部でポペット弁体の先端部が案内されることで、ポペット弁体の倒れ角が制限されやすく、横方向の振動等の影響を低減でき、より一層精度の高いものとすることができる。
【００２５】
第４の発明では、前記摺動部は前記小径穴の端部との間で摺動部周りの隙間を介して一次圧室に連通する第２のダンパを形成しているため、ポペット弁体の軸方向の移動を第１のダンパと共に抑制する。
【００２６】
第５の発明では、前記ポペット弁体はロッド部によりハウジングに摺動自在に案内されるため、ポペット弁体のツバ部と大径穴内面との環状隙間によるアライメント機能と相俟って、ポペット弁の振れや倒れを確実に防止できる。
【００２７】
【発明の実施の態様】
以下、本発明の実施態様を添付図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１は、本発明の直動型リリーフ弁の第１の実施態様を示す。
【００２９】
図１において、１０は段付形状のハウジングを示し、小径開口端が球形のプラグ１１で閉塞され、比較的高圧の一次圧を入口ポート１２より導入する小径穴１３、およびこの小径穴１３と同軸上にバルブシート１４を挟んで位置し、大径開口端が筒状の調整プラグ１５で閉塞され、排出ポート１６が開口する大径穴１７を有する。
【００３０】
３０はポペット弁体を示し、前記バルブシート１４に接離可能な円錐形の弁体部３１を備え、この弁体部３１の先端側には、ステム部３２を介して小径穴１３内面に摺動可能に嵌合する摺動部３３が配置される。この摺動部３３でハウジング１０の小径穴１３の内部は入口ポート１２が開口した一次圧室２５と、この一次圧室２５に摺動部３３と小径穴１３との間の図示しない微小隙間を介して連通するダンパ室２６とに区画される。
【００３１】
また、この弁体部３１の後端側には、拡径したランド部３４とこのランド部３４に隣接して大径穴１７内周に微小な環状隙間δをもって外周が臨むツバ部３５とが形成され、ツバ部３５の背面には後述するスプリング３７の一端に係合するロッド部３６が設けられている。
【００３２】
スプリング３７は、ポペット弁体３０のロッド部３６周りに一端が係合し、他端は捩じ込み深さを調節可能な前記調節プラグ１５に着座している。なお、１８は、前記調節プラグ１５のロックナット、１９はシールリング、２０はワッシャである。
【００３３】
また、調節プラグ１５で閉塞されるハウジング１０の大径穴１７の内部は、ポペット弁体３０のツバ部３５により、スプリング３７が配置されるスプリング室２７と排出ポート１６に連通する二次圧室２８とに区画され、スプリング室２７はポペット弁体３０のツバ部３５による微小な環状隙間δをオリフィスとして二次圧室２８と連通するダンパ室に構成される。
【００３４】
そして、リリーフ弁のセット圧力は、スプリング３７の初期セット荷重とバルブシート１４のシート面積（受圧面積）で決定でき、スプリング３７の所期セット荷重は調節プラグ１５のねじ込み深さを加減することにより調節できる。
【００３５】
次に、作用を説明する。
【００３６】
今、入口ポート１２を介して一次圧室２５に導かれた作動流体の圧力が、スプリング３７のセット荷重に相当する圧力よりも低ければ、ポペット弁体３０は図示するノーマル状態（閉弁状態）を維持して、弁体部３１はバルブシート１４への着座している。
【００３７】
前記一次圧室２５の圧力が、スプリング３７のばね力に相当する圧力よりも高くなれば、ポペット弁体３０がスプリング３７に抗して移動し、ハウジング１０のバルブシート１４から弁体部３１を離脱させて開く。従って、入口ポート１２側の一次圧室２５の圧力流体が二次圧室２８へ流入し、排出ポート１６へ流れる。
【００３８】
この開弁時において、スプリング室２７の作動流体はポペット弁体３０の開弁方向（もしくは閉弁方向）への移動に対してポペット弁体３０のツバ部３５とハウジング１０の大径穴１７との間の環状隙間δを介して二次圧室２８に排出（もしくは吸入）することでポペット弁体３０の移動を抑制するダンパ機能を発揮する。
【００３９】
また、小径穴１３と摺動部３３とで形成されたダンパ室２６も上記ポペット弁体３０の移動に伴い拡張収縮され、作動流体は摺動部３３と小径穴１３内面との間の環状隙間を通過することで減衰されるため、ポペット弁体３０の移動を抑制する第２のダンパとして機能する。
【００４０】
そして、ポペット弁体３０のツバ部３５とハウジング１０の大径穴１７内面との間の環状隙間δは、ポペット弁体３０の移動に伴うスプリング室２７への作動流体の流入・排出時に作動流体が通過することで、ポペット弁体３０を大径穴１７内面から浮き上がらせるよう機能し、ポペット弁体３０の半径方向への振れや傾きを抑制し、ポペット弁体３０を直立した中立状態に維持しようとするアライメント機能を発揮する。
【００４１】
このアライメント機能は、作動流体がバルブシート１４と弁体部３１との間を通過して排出ポート１６に至るリリーフ噴流によってポペット弁体３０には横方向に押す横力や斜め方向の傾け力が作用しても、これに対抗して上記中立状態に維持しようとする。
【００４２】
出願人の実験によれば、ツバ部３５と大径穴１７内面との環状隙間（直径の差）δは、δ≦Ｄ×（１／３０）とすることで、ポペット弁体３０の振れ、倒れを確実に防止できることを解明した。なお、Ｄは大径穴１７の内径である。
【００４３】
なお、ポペット弁体３０の弁体部３１は上記図１に記載したものの他、例えば、図２に示すように、ツバ部３５と隣接するランド部３４を取り除き、弁体部３１のテーパをさらに延長することで、前記ランド部３４の機能を持たせるようにしたものでもよい。
【００４４】
また、上記ポペット弁体３０のアライメントは、小径穴１３に摺動自在に嵌合する摺動部３３でポペット弁体３０の先端部が案内されることで、より一層精度の高いものとすることができる。
【００４５】
図２に示すポペット弁体では、バルブシート１４と弁体部３１との間からの噴流を弁体部３１のテーパの延長した部分で外方へ案内するため、上記噴流による乱れを少なくできる。従って、二次圧室２８へ環状隙間δを介して連通しているスプリング室２７の圧力変動を更に小さくできスプリング室２７を利用するダンピング効果を安定させると共に、その流体力を調整することが可能となり、オーバライド特性等の静特性を改善できる特徴を持つ。
【００４６】
また、スプリング室２７は上記環状隙間δを通して二次圧室２８へ連通させるだけでなく、図３に示すようにスプリング室２７を排出ポート１６の下流に連通穴２４を介して連通させてもよい。このようにするとこの連通穴２４を介して直接流体または混入のエアを外部へ排出できる。
【００４７】
そして、ツバ部３５と大径穴１７との環状隙間δのみでダンピング効果を調整するよりも、さらに連通穴２４を加えることで、ポペット弁体３０の振れ倒れ防止の機能のために必要な開口面積に限定される環状隙間δに加えて、連通穴２４とのトータルの開口面積を選択できて、減衰力の調整がしやすくできる。
【００４８】
図４は本発明の直動型リリーフ弁の第２の実施態様を示し、ポペット弁体３０のツバ部を２個設けたものである。
【００４９】
図４において、ポペット弁体３０は二次圧室２８側のツバ部を第１ツバ部３８、スプリング室２７側のツバ部を第２ツバ部３９として２個のツバ部３８，３９を小径の溝部４０を挟んで配置し、第１ツバ部３８と大径穴１７内面との環状隙間δ１を第２ツバ部３９と大径穴１７内面との環状隙間δ２と同等もしくは大きく形成している。
【００５０】
この構成によれば、溝部４０がスプリング室２７と二次圧室２８との間において上記二つの環状隙間（オリフィス）δ１，δ２に挟まれているため、作動流体が環状隙間δ１，δ２を通過する際は流速が速く静圧は低いが、環状隙間δ１，δ２に比較して大きい容積の溝部４０に流入すれば流速が大きく落ちてその分静圧が高くなる。この現象は通称静圧軸受けの機能であり、これによりポペット弁体３０を大径穴１７の内壁面から更に離間させてセンタリングする機能を高める。
【００５１】
また、二次圧室２８に直接臨む第１ツバ部３８の大径穴１７内面との環状隙間δ１をスプリング室２７側の第２ツバ部３９の環状隙間δ２と同等かより広くすることで、二次圧室２８での圧力変動を当該環状隙間δ１で遮断して、溝部４０およびそれに連なるスプリング室２７内の圧力変動を少なくできる。
【００５２】
上記態様では、溝部４０とスプリング室２７との間とは第２ツバ部３９の外周の環状隙間δ２を介して連通させているが、連通形態としてはこの例に限られず、図５ないし図７に示すごとき変形例がある。
【００５３】
図５においては、第２ツバ部３９外周の環状隙間δ２と第２ツバ部３９の円周上等間隔に配置した切欠き４１とにより構成したものであり、図６においては、第２ツバ部３９外周の環状隙間δ２と第２ツバ部３９と対向するハウジング１０の大径穴１７内面に円周上等間隔に配置した切欠き２１とにより構成したものである。なお、切欠き２１は等間隔に設けなくてもよい。
【００５４】
これらの構成によれば、切欠き４１，２１が軸方向の短いオリフィスであるため、油温による動粘度変化の影響を低減できる。
【００５５】
また、第１ツバ部３８外周の環状隙間δ１により、溝部４０は二次圧室２８から画成されているため、リリーフ噴流により円周方向に二次圧室２８内で圧力値に偏りがある（ポペット弁体の表面に圧力分布がある）場合、第２ツバ部３９外周もしくは第２ツバ部３９と対向する大径穴１７内面に設ける切欠き４１，２１の円周方向位置が変わっても、スプリング室２７の圧力変動を低減できる。
【００５６】
図７においては、第２ツバ部３９外周の環状隙間δ２に加えて、溝部４０に設けた直径方向の横穴４２とこの横穴４２に連通しスプリング室２７に開口する縦穴４３とで連通路４４を構成したものである。
【００５７】
この構成によれば、穴加工のみでダンピングオフィスのための連通路４４が形成できるため、製作が容易で製作コストを低減できる。
【００５８】
図８ないし図１０は、ポペット弁体３０の先端側の第２ダンパーの変形例を夫々示す。
【００５９】
図８においては、ハウジング１０の小径穴１３の開口端部をプラグ１１で閉塞することに代えて、ハウジング１０の小径穴１３を開口のない盲穴で形成したものであり、盲栓等を必要とせず、その分安価に構成したものである。
【００６０】
図９においては、ダンパ室２６と一次圧室２５を摺動部３３外周の環状隙間を通して連通するのでなく、ダンパ室２６はダンパオリフィス２２を介して別の通路等に連通されるものであり、この場合には、入口ポート１２の上流部や排出ポート１６の下流部等に連通させることができる。
【００６１】
また、図１０に示すものは、小径穴１３の開口端をそのまま開放するものであり、スプリング室２７によるダンパの減衰力が充分であれば、小径穴１３の開口端に盲栓等の閉塞手段を設ける必要がないため、構造を簡素化でき小型化が可能である。
【００６２】
図１１ないし図１３は本発明の第３の実施態様を示すもので、ポペット弁体３０の弁体部３１から先端側に設けられていた摺動部を具備しない直動リリーフ弁に本発明を適用したものである。
【００６３】
図１１において、ポペット弁体３０はハウジング１０のバルブシート１４に接離可能な円錐状の弁体部３１とハウジング１０の大径穴１７内に環状隙間δ１，δ２を持って臨む第１，第２ツバ部３８，３９と、この第１，第２ツバ部３８，３９間の溝部４０とで構成されている。そして、溝部４０は直径方向の横穴４２および横穴４２に連通しスプリング室２７に開口する縦穴４３からなる連通路４４によりスプリング室２７に連通する構成およびその他の構成は図７に示す例と同様である。
【００６４】
図１２においては、ポペット弁体３０はハウジング１０のバルブシート１４に接離可能な球状の弁体部３１を有する点のみが図１１と異なり、その他の構成は図１１と同様である。
【００６５】
図１３においては、ポペット弁体３０は前記図５と同様に第２ツバ部３９外周部に切欠き４１を設けると共にハウジング１０のバルブシート１４に接離可能なブロック状のシート弁で弁体部３１が構成される点のみが図１１と異なり、その他の構成は図１１と同様である。
【００６６】
これら図１０ないし図１３に示す態様においては、先端にガイド機能がないため、ポペット弁体３０のツバ部３８，３９とハウジング１０の大径穴１７内面との環状隙間δ１，δ２をよりタイトな構成とする必要があり、ポペット弁体３０にツバ部を一個だけ設ける場合には、この環状隙間（直径の差）δを、δ≦Ｄ×（１／７５）となるよう形成すれば、ポペット弁体３０の振れおよび倒れを、上記した先端の案内機能のある図１ないし図１０の各例と同じにすることができる。
【００６７】
なお、図１３に鎖線図示したように、ポペット弁体３０のロッド部３６を延長して、調整プラグ１５に設けた案内穴２３に摺動自在に嵌合させて案内させることもでき、この案内構造を図１１および図１２に示す例にも適用すると、本発明によるポペット弁体３０のツバ部３５，３８，３９と大径穴１７内面との環状隙間δ，δ１，δ２によるアライメント機能と相俟って、ポペット弁体３０の振れや倒れを確実に防止できる。
【００６８】
また、上記案内構造を図１ないし図１０に示すハウジング１０の小径穴１３とポペット弁体３０の摺動部３３とにより構成される案内部に代えて用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様を示す直動型リリーフ弁の断面図である。
【図２】図１の変形例を示す直動型リリーフ弁の断面図である。
【図３】図１における他の変形例を示す直動型リリーフ弁の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施態様を示す直動型リリーフ弁の断面図である。
【図５】図４の変形例の直動型リリーフ弁を示す断面図ａ）およびａ）図のＶ−Ｖ断面図ｂ）である。
【図６】図４の他の変形例の直動型リリーフ弁を示す断面図ａ）およびａ）図のVI−VI断面図ｂ）である。
【図７】図４の更に他の変形例の直動型リリーフ弁を示す断面図ａ）およびａ）図のVII−VII断面図ｂ）である。
【図８】図４の第２ダンパ部の変形例の直動型リリーフ弁を示す断面図である。
【図９】図４の第２ダンパ部の他の変形例の直動型リリーフ弁を示す断面図である。
【図１０】図４の第２ダンパ部の更に他の変形例の直動型リリーフ弁を示す断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施態様を示す直動型リリーフ弁の断面図である。
【図１２】図１１の変形例の直動型リリーフ弁の断面図である。
【図１３】図１１の他の変形例の直動型リリーフ弁の断面図である。
【符号の説明】
１０ハウジング
１２入口ポート
１３小径穴
１４バルブシート
１５調整プラグ
１６排出ポート
１７大径穴
２１，４１切欠き
２３案内穴
２５一次圧室
２６ダンパ室
２７スプリング室
２８二次圧室
３０ポペット弁体
３１弁体部
３３摺動部
３５ツバ部
３６ロッド部
３７スプリング
３８第１ツバ部
３９第２ツバ部
４０溝部
４２横穴
４３縦穴
４４連通路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a direct-acting relief valve, and more particularly to a direct-acting relief valve that can obtain a stable damping force and can suppress variations in static characteristics such as an override characteristic.
[0002]
[Prior art]
As this type of direct acting relief valve, there is one described in Japanese Patent Laid- Open No. 4-327073 .
[0003]
This direct-acting relief valve extends the tip of the poppet valve body that is pressed against the valve seat of the housing by a spring and is slidably fitted into a hole in the housing, and a second relief valve is formed at this fitting portion. Thus, the flow force generated in the first relief valve when the valve is opened is canceled by the axial force obtained by the pressure generated in the tip portion of the poppet valve body by the operation of the second relief valve, so that the override characteristic is improved. It is a thing.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this direct acting relief valve, the tip end side of the poppet valve body is slidably fitted to the housing and guided in the axial direction, but the valve body portion seated on the valve seat is Because it is a so-called cantilever structure that is not constrained in the radial direction from the housing, it is susceptible to lateral deflection and lateral force due to relief jets, asymmetry of the outlet, and poppet valve body tilting (tilting) It was.
[0005]
Further, since there is no means for giving attenuation to the movement of the poppet valve body in the axial direction, the poppet valve body lacks stability in a transient state.
[0006]
In the direct acting relief valve disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-196192, the poppet valve body is slidably fitted into the hole of the housing to urge the poppet valve body in the valve closing direction. The spring chamber containing the spring to be connected and the discharge port side communicate with each other via a passage having a damping orifice. When the poppet valve body moves to the maximum opening position, the damping orifice is bypassed so that the spring chamber communicates with the discharge port side so that air accumulated in the spring chamber can be easily released.
[0007]
However, even in this direct acting relief valve, the passage having the damping orifice passes through the poppet valve body in the axial direction and opens in the shoulder portion of the valve body portion, and depending on the rotational position of the poppet valve body, Override characteristics of the relief valve depending on whether it is in a position where it is susceptible to the relief jet to the outflow port or not, in other words, the rotational position of the poppet valve body, that is, the opening position of the passage having the damping orifice in the rotational direction. Changes and has a variation defect.
[0008]
Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a direct-acting relief valve that can obtain a stable damping force and suppress variation in static characteristics such as override characteristics.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The first invention comprises a small-diameter hole and a large-diameter hole. The small-diameter hole communicates with a high-pressure inlet port to form a primary pressure chamber, and the large-diameter hole communicates with a relatively low-pressure discharge port. A housing in which a valve seat is formed in a stepped portion, a valve body portion that can be brought into contact with and separated from the valve seat, and a poppet valve body that has a flange portion facing a small annular gap on the inner surface of the large-diameter hole; A spring chamber disposed in the large-diameter hole and energizing the poppet valve body from behind so as to seat on the valve seat, and a spring chamber in which the spring in the large-diameter hole defined by the flange portion of the poppet valve body is disposed And a damper formed by communicating with the secondary pressure chamber on the discharge port side through the annular gap .
[0010]
In addition, the flange portion includes a first flange portion on the discharge port side, a second flange portion on the spring chamber side, and a groove portion between both flange portions, and an annular gap between the first flange portion and the inner surface of the large-diameter hole. It is set to be equal to or larger than the annular clearance between the second flange portion and the inner surface of the large-diameter hole .
[0011]
In addition, the groove portion includes a notch provided on the outer periphery of the second flange portion or the inner surface of the large-diameter hole facing the second flange portion with a different circumferential position, and an annular gap between the second flange portion and the inner surface of the large-diameter hole. And communicates with the spring chamber.
[0012]
According to a second invention, in the first invention, the groove portion communicates with the spring chamber by a communication passage provided in the poppet valve body, a second flange portion, and an annular gap on the inner surface of the large-diameter hole.
[0013]
A third invention is Oite the first or second aspect, the poppet valve body defining a primary pressure chamber in slidably fitted to and the small diameter hole in the small-diameter hole in the valve body tip The sliding part which comprises is characterized by comprising.
[0014]
In a fourth aspect based on the third aspect , the sliding portion defines an end portion of the small diameter hole and communicates with the primary pressure chamber through a gap between the sliding portion and the small diameter hole. A damper is formed.
[0015]
According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, the poppet valve body includes a rod portion extending in the axial direction of the large-diameter hole on a back surface facing the spring chamber. The end portion is slidably guided by the housing.
[0016]
【The invention's effect】
Accordingly, in the first invention, since the poppet valve body is provided with the flange portion facing the inner surface of the large-diameter hole with a small annular gap, the working fluid is not discharged when the working fluid flows into and out of the spring chamber as the poppet valve body moves. By passing through this minute annular gap, the poppet valve body functions to lift from the inner surface of the large-diameter hole, suppressing the poppet valve body from swinging and tilting in the radial direction, and returning the poppet valve body to its neutral position. It has an alignment function to do so. In addition, the tiltable angle of the poppet valve body is limited.
[0017]
This alignment function has a lateral force that pushes the poppet valve body in a lateral direction and a tilting force in an oblique direction by a relief jet that passes between the valve seat and the valve body part and reaches the discharge port. Maintain a neutral posture against swinging and tilting.
[0018]
In addition, since the working fluid in the spring chamber communicates with the secondary pressure chamber that communicates with the discharge port through the annular gap, a damping force that suppresses the movement of the poppet valve body in the axial direction is generated. Demonstrates a damping effect against the movement of the poppet valve body.
[0019]
In addition, since the flange portion is composed of the first and second flange portions and the groove portion between both flange portions, when the working fluid passes through the annular gap, the flow velocity is high and the static pressure is low, but compared with the annular gap. Then, if it flows into a large volume groove, the flow velocity is greatly reduced and the static pressure is increased accordingly, and there is an effect of a static pressure bearing that balances the poppet valve body with the inner wall surface of the large-diameter hole.
[0020]
In addition, since the annular clearance between the first flange portion and the inner surface of the large-diameter hole is set to be equal to or larger than the annular clearance between the second flange portion and the inner surface of the large-diameter hole, the pressure fluctuation in the secondary pressure chamber It is possible to reduce the pressure fluctuation in the groove portion and the spring chamber connected thereto by blocking with the annular gap.
[0021]
Moreover, since the groove portion communicates with the spring chamber via the annular clearance on the outer periphery of the second flange portion and the notch provided on the outer periphery of the second flange portion or the inner surface of the large-diameter hole, there are few portions that function as chokes. The influence of kinematic viscosity change due to oil temperature can be reduced.
[0022]
In addition, since the groove is defined by the secondary pressure chamber due to the annular clearance around the outer periphery of the first flange, the pressure value is biased in the circumferential direction in the secondary pressure chamber due to the relief jet (the pressure distribution exists) ), The pressure fluctuation of the spring chamber can be reduced even if the circumferential position of the notch provided on the outer periphery of the second collar part or the inner surface of the large-diameter hole facing the second collar part changes.
[0023]
In the second invention, since the groove portion communicates with the spring chamber by the communication passage and the annular gap on the outer periphery of the second flange portion, a damping office can be formed only by drilling, so that the production is easy and the production cost is reduced. it can.
[0024]
In the third aspect of the invention, since the poppet valve body has a sliding portion at the tip slidable in the small diameter hole, the tip portion of the poppet valve body is guided by the sliding portion slidably fitted in the small diameter hole. As a result, the tilt angle of the poppet valve body can be easily limited, the influence of lateral vibration and the like can be reduced, and the accuracy can be further improved.
[0025]
In the fourth invention, since the sliding portion forms a second damper communicating with the primary pressure chamber through a gap around the sliding portion with the end portion of the small diameter hole, the poppet valve body The movement in the axial direction is suppressed together with the first damper.
[0026]
In the fifth invention, since the poppet valve body is slidably guided to the housing by the rod portion, the poppet valve body is coupled with the alignment function by the annular gap between the flange portion of the poppet valve body and the inner surface of the large-diameter hole. It can reliably prevent the valve from swinging or falling.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0028]
FIG. 1 shows a first embodiment of a direct acting relief valve of the present invention.
[0029]
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a stepped housing, whose small diameter opening end is closed by a spherical plug 11, a small diameter hole 13 for introducing a relatively high pressure primary pressure from an inlet port 12, and a coaxial with the small diameter hole 13. The large-diameter hole 17 is located above the valve seat 14, the large-diameter opening end is closed by a cylindrical adjustment plug 15, and the discharge port 16 is open.
[0030]
Reference numeral 30 denotes a poppet valve body, which is provided with a conical valve body portion 31 that can be brought into contact with and separated from the valve seat 14. The valve body portion 31 is slid on the inner surface of the small-diameter hole 13 via a stem portion 32. A sliding portion 33 that is movably fitted is disposed. The inside of the small diameter hole 13 of the housing 10 at the sliding portion 33 has a primary pressure chamber 25 in which the inlet port 12 is opened, and a small gap (not shown) between the sliding portion 33 and the small diameter hole 13 in the primary pressure chamber 25. And a damper chamber 26 communicating with each other.
[0031]
Further, on the rear end side of the valve body portion 31, there are a land portion 34 having an enlarged diameter and a flange portion 35 adjacent to the land portion 34 and facing the outer periphery with a small annular gap δ on the inner periphery of the large-diameter hole 17. A rod portion 36 that is formed and engages with one end of a spring 37 to be described later is provided on the back surface of the flange portion 35.
[0032]
One end of the spring 37 is engaged with the periphery of the rod portion 36 of the poppet valve body 30 and the other end is seated on the adjusting plug 15 capable of adjusting the screwing depth. Reference numeral 18 denotes a lock nut of the adjusting plug 15, 19 denotes a seal ring, and 20 denotes a washer.
[0033]
In addition, the inside of the large-diameter hole 17 of the housing 10 closed by the adjustment plug 15 is connected to a spring chamber 27 in which a spring 37 is disposed and a secondary pressure chamber communicating with the discharge port 16 by a flange portion 35 of the poppet valve body 30. The spring chamber 27 is configured as a damper chamber that communicates with the secondary pressure chamber 28 using a small annular gap δ formed by the flange portion 35 of the poppet valve body 30 as an orifice.
[0034]
The set pressure of the relief valve can be determined by the initial set load of the spring 37 and the seat area (pressure receiving area) of the valve seat 14, and the desired set load of the spring 37 is adjusted by adjusting the screwing depth of the adjustment plug 15. Can be adjusted.
[0035]
Next, the operation will be described.
[0036]
If the pressure of the working fluid led to the primary pressure chamber 25 through the inlet port 12 is lower than the pressure corresponding to the set load of the spring 37, the poppet valve body 30 is in the normal state (closed state) shown in the figure. Thus, the valve body 31 is seated on the valve seat 14.
[0037]
When the pressure in the primary pressure chamber 25 becomes higher than the pressure corresponding to the spring force of the spring 37, the poppet valve body 30 moves against the spring 37 and moves the valve body portion 31 from the valve seat 14 of the housing 10. Open and leave. Accordingly, the pressure fluid in the primary pressure chamber 25 on the inlet port 12 side flows into the secondary pressure chamber 28 and flows into the discharge port 16.
[0038]
When the valve is opened, the working fluid in the spring chamber 27 moves to the flange portion 35 of the poppet valve body 30 and the large-diameter hole 17 of the housing 10 against the movement of the poppet valve body 30 in the valve opening direction (or valve closing direction). A damper function that suppresses the movement of the poppet valve body 30 by discharging (or sucking) into the secondary pressure chamber 28 via the annular gap δ between them is exhibited.
[0039]
The damper chamber 26 formed by the small-diameter hole 13 and the sliding portion 33 is also expanded and contracted with the movement of the poppet valve body 30, and the working fluid is an annular gap between the sliding portion 33 and the small-diameter hole 13 inner surface. Therefore, it functions as a second damper that suppresses the movement of the poppet valve body 30.
[0040]
The annular gap δ between the flange portion 35 of the poppet valve body 30 and the inner surface of the large-diameter hole 17 of the housing 10 causes the working fluid to flow when the working fluid flows into and out of the spring chamber 27 as the poppet valve body 30 moves. , The poppet valve body 30 functions to be lifted from the inner surface of the large-diameter hole 17, and the poppet valve body 30 is prevented from swinging and tilting in the radial direction, and the poppet valve body 30 is maintained in an upright neutral state. Demonstrate the alignment function you want to try.
[0041]
In this alignment function, the poppet valve body 30 is laterally pressed by a relief jet that passes between the valve seat 14 and the valve body portion 31 and reaches the discharge port 16. Even if it acts, it tries to maintain this neutral state against this.
[0042]
According to the experiment by the applicant, the annular gap (diameter difference) δ between the flange portion 35 and the inner surface of the large-diameter hole 17 is δ ≦ D × (1/30). It was clarified that the fall could be surely prevented. D is the inner diameter of the large-diameter hole 17.
[0043]
In addition to the valve body portion 31 of the poppet valve body 30 described above in FIG. 1, for example, as shown in FIG. 2, the land portion 34 adjacent to the flange portion 35 is removed, and the taper of the valve body portion 31 is further increased. By extending, the function of the land portion 34 may be provided.
[0044]
Further, the alignment of the poppet valve body 30 is made more accurate by the tip portion of the poppet valve body 30 being guided by the sliding portion 33 slidably fitted in the small diameter hole 13. Can do.
[0045]
In the poppet valve body shown in FIG. 2, since the jet flow between the valve seat 14 and the valve body portion 31 is guided outward by the portion where the taper portion of the valve body portion 31 is extended, the disturbance due to the jet flow can be reduced. Therefore, the pressure fluctuation of the spring chamber 27 communicating with the secondary pressure chamber 28 via the annular gap δ can be further reduced, the damping effect using the spring chamber 27 can be stabilized, and the fluid force can be adjusted. Thus, it has a feature that can improve static characteristics such as override characteristics.
[0046]
Further, the spring chamber 27 not only communicates with the secondary pressure chamber 28 through the annular gap δ, but the spring chamber 27 may communicate with the downstream of the discharge port 16 via the communication hole 24 as shown in FIG. . In this way, the fluid or mixed air can be directly discharged to the outside through the communication hole 24.
[0047]
The opening required for the function of preventing the poppet valve body 30 from falling down is added by adding the communication hole 24 rather than adjusting the damping effect only by the annular gap δ between the flange portion 35 and the large-diameter hole 17. In addition to the annular gap δ limited to the area, the total opening area with the communication hole 24 can be selected, and the damping force can be easily adjusted.
[0048]
FIG. 4 shows a second embodiment of the direct acting relief valve of the present invention, in which two flange portions of the poppet valve body 30 are provided.
[0049]
In FIG. 4, the poppet valve body 30 has two flange portions 38, 39 having a small diameter, with the flange portion on the secondary pressure chamber 28 side serving as a first flange portion 38 and the flange portion on the spring chamber 27 side serving as a second flange portion 39. The annular gap δ1 between the first flange portion 38 and the inner surface of the large-diameter hole 17 is formed so as to be equal to or larger than the annular clearance δ2 between the second flange portion 39 and the inner surface of the large-diameter hole 17.
[0050]
According to this configuration, since the groove portion 40 is sandwiched between the two annular gaps (orifices) δ1 and δ2 between the spring chamber 27 and the secondary pressure chamber 28, the working fluid passes through the annular gaps δ1 and δ2. In this case, the flow velocity is high and the static pressure is low, but if it flows into the groove portion 40 having a volume larger than that of the annular gaps δ1 and δ2, the flow velocity is greatly reduced and the static pressure is increased accordingly. This phenomenon is a function of a so-called static pressure bearing, which enhances the function of centering the poppet valve body 30 further away from the inner wall surface of the large diameter hole 17.
[0051]
Further, by making the annular clearance δ1 between the inner surface of the large-diameter hole 17 of the first flange portion 38 directly facing the secondary pressure chamber 28 equal to or wider than the annular clearance δ2 of the second flange portion 39 on the spring chamber 27 side, The pressure fluctuation in the secondary pressure chamber 28 is blocked by the annular gap δ1, and the pressure fluctuation in the groove 40 and the spring chamber 27 connected thereto can be reduced.
[0052]
In the above embodiment, the groove portion 40 and the spring chamber 27 communicate with each other via the annular gap δ2 on the outer periphery of the second flange portion 39. However, the communication form is not limited to this example, and FIGS. There are variations as shown in FIG.
[0053]
In FIG. 5, it is comprised by the cyclic | annular clearance gap 2 of the outer periphery of the 2nd collar part 39, and the notch 41 arrange | positioned at equal intervals on the circumference of the 2nd collar part 39. In FIG. 39 is formed by an annular gap δ2 on the outer periphery and notches 21 arranged at equal intervals on the inner surface of the large-diameter hole 17 of the housing 10 facing the second flange 39. The notches 21 do not have to be provided at regular intervals.
[0054]
According to these structures, since the notches 41 and 21 are short axial orifices, the influence of the kinematic viscosity change due to the oil temperature can be reduced.
[0055]
Further, since the groove portion 40 is defined by the secondary pressure chamber 28 by the annular gap δ1 on the outer periphery of the first flange portion 38, the pressure value is biased in the secondary pressure chamber 28 in the circumferential direction by the relief jet. If there is a pressure distribution on the surface of the poppet valve body, even if the circumferential position of the notches 41 and 21 provided on the outer periphery of the second flange 39 or the inner surface of the large-diameter hole 17 facing the second flange 39 changes. The pressure fluctuation in the spring chamber 27 can be reduced.
[0056]
In FIG. 7, in addition to the annular gap δ <b> 2 on the outer periphery of the second flange 39, a communication path 44 is formed by a diametrical horizontal hole 42 provided in the groove 40 and a vertical hole 43 that communicates with the horizontal hole 42 and opens into the spring chamber 27. It is composed.
[0057]
According to this configuration, since the communication path 44 for the damping office can be formed only by drilling, the manufacturing is easy and the manufacturing cost can be reduced.
[0058]
8 to 10 show modifications of the second damper on the tip side of the poppet valve body 30, respectively.
[0059]
In FIG. 8, instead of closing the opening end of the small-diameter hole 13 of the housing 10 with the plug 11, the small-diameter hole 13 of the housing 10 is formed as a blind hole without an opening, and a blind plug or the like is required. However, it is configured so as to be inexpensive.
[0060]
In FIG. 9, the damper chamber 26 and the primary pressure chamber 25 are not communicated with each other through the annular gap on the outer periphery of the sliding portion 33, but the damper chamber 26 is communicated with another passage or the like via the damper orifice 22. In this case, it can communicate with the upstream part of the inlet port 12, the downstream part of the discharge port 16, etc.
[0061]
10 opens the opening end of the small diameter hole 13 as it is, and if the damping force of the damper by the spring chamber 27 is sufficient, the opening end of the small diameter hole 13 has a closing means such as a blind plug. Therefore, the structure can be simplified and the size can be reduced.
[0062]
FIGS. 11 to 13 show a third embodiment of the present invention. The present invention is applied to a direct-acting relief valve that does not have a sliding portion provided on the distal end side from the valve body portion 31 of the poppet valve body 30. It is applied.
[0063]
In FIG. 11, the poppet valve body 30 has first and first conical valve body portions 31 that can come into contact with and separate from the valve seat 14 of the housing 10 and first and first annular spaces δ 1 and δ 2 that face the large-diameter holes 17 of the housing 10. It is comprised by the 2 collar parts 38 and 39 and the groove part 40 between these 1st, 2nd collar parts 38 and 39. As shown in FIG. The groove 40 communicates with the spring chamber 27 by a communication passage 44 including a horizontal hole 42 in the diameter direction and a vertical hole 43 that communicates with the horizontal hole 42 and opens into the spring chamber 27, and other configurations are the same as the example shown in FIG. is there.
[0064]
In FIG. 12, the poppet valve body 30 is different from FIG. 11 only in that it has a spherical valve body portion 31 that can contact and separate from the valve seat 14 of the housing 10, and the other configuration is the same as FIG. 11.
[0065]
In FIG. 13, the poppet valve body 30 is a block-shaped seat valve provided with a notch 41 on the outer peripheral portion of the second flange portion 39 as in FIG. 5 and capable of coming into contact with and separating from the valve seat 14 of the housing 10. 11 is different from FIG. 11 only in that 31 is configured, and other configurations are the same as those in FIG.
[0066]
10 to 13, since there is no guide function at the tip, the annular gaps δ1, δ2 between the flange portions 38, 39 of the poppet valve body 30 and the inner surface of the large-diameter hole 17 of the housing 10 are tighter. When the poppet valve body 30 is provided with only one brim portion, if the annular gap (diameter difference) δ is formed so that δ ≦ D × (1/75), the poppet The swaying and falling of the valve body 30 can be made the same as in each of the examples of FIGS.
[0067]
13, the rod portion 36 of the poppet valve body 30 can be extended and slidably fitted into the guide hole 23 provided in the adjustment plug 15 to be guided. When the structure is also applied to the examples shown in FIGS. 11 and 12, the alignment function and the phase by the annular gaps δ, δ1, δ2 between the flange portions 35, 38, 39 of the poppet valve body 30 according to the present invention and the inner surface of the large-diameter hole 17 are compatible. As a result, the poppet valve body 30 can be reliably prevented from swinging or falling.
[0068]
Further, the above guiding structure can be used in place of the guiding portion constituted by the small diameter hole 13 of the housing 10 and the sliding portion 33 of the poppet valve body 30 shown in FIGS.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a direct acting relief valve showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a direct acting relief valve showing a modification of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a direct acting relief valve showing another modification of FIG.
FIG. 4 is a sectional view of a direct acting relief valve showing a second embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view a) showing a direct acting relief valve of a modification of FIG. 4, and a VV cross-sectional view b) of FIG.
6 is a sectional view a) showing a direct acting relief valve of another modification of FIG. 4 and a sectional view VI-VI b) of FIG.
7 is a sectional view a) showing a direct acting relief valve of still another modified example of FIG. 4 and a sectional view VII-VII b) of FIG.
8 is a cross-sectional view showing a direct acting relief valve of a modification of the second damper portion of FIG.
9 is a cross-sectional view showing a direct acting relief valve of another modification of the second damper portion of FIG.
10 is a cross-sectional view showing a direct acting relief valve of still another modified example of the second damper portion of FIG.
FIG. 11 is a sectional view of a direct acting relief valve showing a third embodiment of the present invention.
12 is a cross-sectional view of a direct acting relief valve of a modification of FIG.
13 is a cross-sectional view of a direct acting relief valve of another modification of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Housing 12 Inlet port 13 Small diameter hole 14 Valve seat 15 Adjustment plug 16 Exhaust port 17 Large diameter hole 21,41 Notch 23 Guide hole 25 Primary pressure chamber 26 Damper chamber 27 Spring chamber 28 Secondary pressure chamber 30 Poppet valve body 31 Valve Body part 33 Sliding part 35 Collar part 36 Rod part 37 Spring 38 First brim part 39 Second brim part 40 Groove part 42 Horizontal hole 43 Vertical hole 44 Communication path

Claims

It consists of a small-diameter hole and a large-diameter hole. The small-diameter hole communicates with the high-pressure inlet port to form the primary pressure chamber, and the large-diameter hole communicates with the relatively low-pressure discharge port. A housing formed with,
A poppet valve body provided with a valve body portion that can come into contact with and separate from the valve seat, and a flange portion that faces the inner surface of the large-diameter hole with a minute annular gap;
A spring disposed in the large-diameter hole of the housing and biasing the poppet valve body from behind so as to seat the valve seat on the valve seat;
It is composed of a damper formed by communicating a spring chamber in which the spring in the large-diameter hole defined by the flange portion of the poppet valve body is communicated with the secondary pressure chamber on the discharge port side through the annular gap. ,
The flange part is composed of a first flange part on the discharge port side, a second flange part on the spring chamber side, and a groove part between both flange parts, and a second annular gap between the first flange part and the inner surface of the large-diameter hole is formed. Set to be equal to or larger than the annular clearance between the flange and the inner surface of the large-diameter hole.
The groove portion is formed by a notch provided in the outer periphery of the second flange portion or the inner surface of the large-diameter hole facing the second flange portion with a different circumferential position, and an annular gap between the second flange portion and the inner surface of the large-diameter hole. A direct acting relief valve that communicates with a spring chamber .

2. The direct acting relief valve according to claim 1, wherein the groove portion communicates with the spring chamber through a communication passage provided in the poppet valve body, a second flange portion, and an annular gap in the inner surface of the large-diameter hole .

The poppet valve body according to claim 1 or claim, characterized by comprising a sliding portion defining a primary pressure chamber and slidably fitted into the small-diameter hole in the valve body tip and in the small-diameter hole Item 3. The direct acting relief valve according to Item 2 .

The sliding unit, according to claim 3, characterized in that to form the second damper communicating with the primary pressure chamber through the clearance between the sliding portion and the small-diameter hole defines an end portion of the small-diameter hole direct-acting relief valve according to.

The poppet valve body includes a rod portion extending in the axial direction of the large-diameter hole on a back surface facing the spring chamber, and an end portion of the rod portion is slidably guided by the housing. The direct acting relief valve according to any one of claims 1 to 4.