JPH01501770A - ノズルおよびこの型のノズルを使用する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ノズルおよびこの型のノズルを使用する装置技術分野 本発明は、ノズル、すなわち油圧系または空気圧系の中に配置されこの系の中を 流れる流体の送出量を制限または調節するように校正された孔を有する部品に関 するものである。

背景技術 エンジンの燃料噴射装置、またはジヤツキあるいは弁など、さらには一部の要素 または系全体の受ける振動あるいはこれらの要素または系によって発生される振 動を減衰させる装置において、ノズルが配備されている。

しかし、これら種々の用途に使用されるノズルは、校正された孔の入り口と出口 の間の差圧の平方根に比例する送出量を有するという欠点がある。さらに詳しく は、送出量は、差圧の平方根と孔の面積との積に比例する。

このような特性は、若干の場合、特にノズルを送出量制御ループに使用してノズ ルの出口に特定の送出量を得ようとする場合に問題がある。この場合、送出量を ある値に対して２倍にしようとすれば、前記の値に対応する差圧は４倍に成され なければならない。これは、例えばノズルの出口孔が一定圧の区域に配置されて いれば、送出量の変動を生じるために入り０圧を変動させなければならない事を 意味する。またもし出口圧が入り０圧と比較して低ければ、送出量を２倍するた めに入り０圧を実際上４倍する必要のある事を意味する。

この型のノズルの場合、噴射器の入り口に必要な圧力は殆ど指数関数的に増大し 、この値が高くなった時、送出量の相当の変動を得るために入り０圧の大幅な変 動が必要となる。ところで、入り０圧は油圧回路または空気圧回路の上流に配置 された手段によって与えられるので、その結果、これらの手段を作動させるに必 要なエネルギーも殆ど指数関数的に増大する。前記の手段が完全なものでなくそ の使用期間中の効率が一定でないから、実際の送出量および／または入力値が前 記手段によって与えられるべき定格値と相違するに従って、この手段に加えられ るエネルギーとその発生するエネルギーとの差異がますます増大する。

本発明のノズルはこのような欠点を有しない。

発明の開示 本発明によるノズルは、流体を通す孔の寸法がその入り口と出口の間の差圧に対 応して変動するように成す手段を含む。

本発明の他の特徴によれば、ノズルは平坦部を有し、この平坦部を通して少なく とも２本の切れ目が作られて少なくとも１つの舌部を画成し、この舌部は流体の 通路に配置されて、その両側に差圧が存在する時に弾性的に曲げられるように設 計される。

本発明の他の特徴１；よれば、舌部の両側に差圧が存在しない時に、舌部の面と この舌部を含む平坦部の面とが同一面となり、また差圧が存在する時、舌部は低 圧区域に向かって曲げられる。

従って、単数または複数の舌部が不作動位置にある時、流体を通す孔はその最小 限サイズにある。この場合、孔の面積は、平坦部に作られた切れ目の合計面積に 相当する。差圧が増大するに従って、舌部が曲げられて、流体通路の断面が増大 する。従って送出量は、断面が変動されなかった場合よりも大になる。

ノズルの１実施態様においては、差圧の関数としての送出量曲線の少なくとも一 部が線形となり、この区域において送出量が入り口と出口との間の差圧に正比例 するように切れ目が作られる。

本発明の主目的は、平坦部を有し、この平坦部を通して少なくとも２本の切れ目 が形成されて少なくとも１つの舌部を画成し、この舌部は流体の通路内に配置さ れて弾性的に曲げられる事ができ、従ってその両側に差圧の存在する時に流体通 路の断面を増大するように成されたノズルにおいて、各切れ目はそれぞれ平坦部 の両側面に１つづつ配置された相互に平行な２本のグループを含み、またこのグ ループと同長のスリットを含むノズルにある。

図面の簡単な説明 本発明の特徴ならびに効果は、添付された図面に記載されたいくつかの実施例か ら明らかになるであろう。

−第１図は従来のノズルの差圧の関数としての送出量曲線図、 一’Ａ２ａ図は第２ｂ図は従来のノズルのそれぞれ平面図と断面図、 一節３ａ図、第３ｂ図、第４図、第５ａ図および第５ｂ図は本発明によるノズル の種々の実施態様を示す平面図および断面図、 一第６ａ図と第６ｂ図は本発明による好ましい実施態様のそれぞれ平面図および 断面図、 −節７図は第６図のノズルの送出量差圧曲線図、−第８図と第９図は本発明によ る少なくとも１つのノズルを含む装置の実施態様の分解図および特性曲線図であ る。

発明を実施するだめの最良の形態 第１図は従来のノズルの入り口と出口の間の差圧ｄｐの関数としての送出量Ｑの 曲線Ｑ（ｄｐ）を示す。

この型のノズルにおいては、送出量Ｑの式はＱ−ｋ。

Ｓ、ｄｐの形を取る。ここにｋは特に流体系中を流れる流体の性質に関連した係 数、Ｓはノズルの孔の断面積である。この曲線の原点からの距離と共に、すなわ ち差圧が増大するに従って、曲線の傾斜が減少する事が分かる。

二の事は、この型のノズルを送出量Ｑの調整器として使用しようとする場合に、 入り口と出口の間の差圧が高い時に送出量Ｑの調整がますます困難になる事を示 す。第２ａ図と第２ｂ図は、従来技術のノズルの平面図であって、その入り口と 出口の間の差圧ｃｉｐの関数としての送出量Ｑの曲線は第１図の曲線である。第 ２ｂ図は第２ａ図のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

−例としてのこのノズルは、油圧系または空気圧系の中を流れる流体の回路に配 置された平坦部２１を含む。

この回路部分を例えば管２２とする。

ノズルの有効部分は、この管２２の中に配置された平坦部２１を通して作られた 孔２３である。送出ｍＱはこの孔の断面積に依存し、従ってノズルの入り口と出 口の間の差圧（Ｐｅ−Ｐｓ）の平方根に比例する。

第３ａ図と第３ｂ図は、従来技術の課題を解決する事のできる本発明によるノズ ルの第１実施態様を示す。第３ｂ図は、流体流が形成された時の第３ａ図のＡ− Ａ線に沿った断面図である。

このノズルは、本質的に片面に圧力を加えられた時に弾性によって変形する２枚 の舌部３１，３２を備えた平坦部３０から成る。これらの舌部は、平坦部がら成 る３本の切れ目３３，３４．３５を作る事によって得られる。

２本の切れ目３３．３４は相互に平行であり、第３の切れ目３５がこれらの切れ 目３３．３４に対して垂直であって、その中点に接合する。このようにして、平 面において（第３ａ図）、切れ目はＨ型を成し、２個の舌部３１．３２が相互に 対向する。

入り０圧Ｐｅと出口圧Ｐｓの差圧が舌部の弾性強さを超えるに十分となれば、こ れらの舌部が片寄らされて、最初は切れ目の断面を有していた孔がその断面を増 大する。このようにして、一定の差圧から、送出量Ｑは孔の断面が一定である場 合よりも大となる。

第４図は、平坦部４０上に４個の三角形状舌部４１゜４２．４３．４４を形成し た他の実施態様を示す。これらの舌部は、例えば中点において相互に交差した２ 本の切れ目４５．４６を切り出す事によって得られる。

好ましくは第４図に図示のように、切れ目４５．４６は同長を有し、相互に垂直 である。故に、この場合には４個の舌部は同一形状と同一面積を有する。しかし 、切れ目の数を増大し、これらの切れ目を同等角度で交差させる事によって、舌 部の数を増大させる事ができる。

前記の場合と同様に、差圧が舌部の曲げの下限を超えると、流体路の断面が増大 する。

第５ａ図と第５ｂ図は他の実施態様を示し、第５ｂ図は差圧が存在する場合の第 ５ａ図のノズルのＡ−Ａ断面図である。

この場合、平坦部５０の中に３本の切れ目５２．　５３゜５４を作る事によって 長方形舌部５１を作る事ができる。

これらの切れ目の２本は相互に平行であり、第３切れ目は他の２本の切れ目の一 端と接合する。

第５ｂ図に図示のように、差圧が舌部５１の曲げの下限を超えた時にこの舌部５ １が曲げられ、差圧がこの下限を超えて増大するに従って、流体を通す孔の断面 積が増大する。

前記のそれぞれの実施態様は、差圧が舌部の曲げの下限を超えた時に、流体流の 孔が一定断面積を保持する場合よりも大きい送出量Ｑを生じる事を可能にする。

故に、送出量Ｑを所定値だけ増大させるに必要なエネルギーが従来のノズルの場 合より小となり、従って本発明によるノズルは従来のノズルよりも使いやすい。

第６ａ図と第６ｂ図は本発明によるノズルの好ましい実施態様を示す平面図と断 面図であって、第６ｂ図は第６ａ図のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、この断面 は前記の切れ目にも適用される。

このノズルの平坦部６０の中には１個の三角形舌部６１が形成されている。その ため、平坦部６０の中に、相互に鋭角を成し共通末端を有する２本の切れ目６２ ゜６３が切り出されている。

ノズルをその周囲の要素に固着するため、平坦部６０の縁に隣接して少なくとも ２個の孔６４．６５が備えられ、ネジまたはその他の同等機能の部材を通す事が できる。他の固着手段も考慮される。

他の実施態様の前記の第３ａ図、第４図および第５ａ図には、このような孔また は同等の手段が図示されていないが、これらの手段は当然に配備される。

切れ目６２．６３は第６ａ図に図示のように直線であって、平坦部の断面におい て第６ｂ図の形状を有す局。

各切れ目が平坦部６０の相互に平行な両側面を接続し、図示のように両側面のグ ループ６８．６９がスリット６１０によって接続されている。

好ましくは、グループ６８と６９の軸線は相互に平行である。好ましくは、前記 の軸線は平坦部６００両側面に垂直な同一面上にあり、また両側のグループを接 続するスリット６１０の長手方軸線がこれらのグループの軸線に対して平行であ る。

好ましい実施態様において、グループ６８．６９は第６ｂ図に図示のように臼型 を成す。このため、各グループ６８．６９は３側壁を有し、その２側壁はグルー プ軸線に対して垂直な面に関して対称的であり、第３側壁はその底部を成す。

グループの側面を成す側壁の間に、４５″または４５″以上の所定の鋭角を成す 。底部を成す側壁は丸い形状を有し、２グループ６８．６９を接合するスリット ６１０がこの底部の中央に開く。従って、この底部を成す側壁はスリット６１０ によって相互に分離された丸い２単壁体から成る。このスリットはグループと同 一長を有する。

三角形舌部を成す前記の特殊のスリットとグループは前述の本発明の主旨の範囲 内のノズル型式について実施できる事は明らかである。

それぞれ臼型の断面を有するグループから成る２本のスリットの間に画成された 三角形舌部を有する実＊！！様は、前記の実施態様と比較してさらに他の利点を 有する。

この実施態様は、差圧の関数として、その作動範囲の少なくとも一部において直 線的な送出量曲線を生じる事ができる。

この曲線７１を第７図において実線で示す。破線で示す他方の曲線７２は従来の ノズルの特性曲線である。

本発明のノズルの好ましい実施態様の曲線７１は、相異なる曲率の３部分Ａ、Ｂ 、Ｃから成る。

原点と差圧ｄｉｐの間の部分Ａは、差圧が舌部の曲げの下限に達しないので舌部 ６１が曲げられない間隔に対応する。この部分Ａにおいては、孔の断面積は一定 であるから曲率は従来ノズルの曲率を有する。

従ってもし曲線７２を生じる従来ノズルが舌部の曲がり始める前の本発明のノズ ルの孔と同一の一定断面積を有するなら、本発明のノズルの曲線７１の部分Ａは 曲線７２の初期部分と同一である。曲線７１の差圧値ｄｉｐとｄ２ｐとの間の部 分Ｂは線形部分である。この部分Ｂにおいて、送出量Ｑは差圧の変動に正比例す る。この特性は特に有益である。なぜかならば、送出量Ｑの調節ループにおいて この型のノズルを前記の直線部分において作動させて非常に簡単に使用すること ができ、対応のサーボコントロールまたは制御要素の使用が簡単になるからであ る。

曲線７１の部分Ｃは、舌部６１がその最大曲げ度に達した瞬間から観察される部 分である。この場合、流体流の孔は一定であって、送出量Ｑは差圧の平方根ば比 例するようになる。この実施例において、舌部は差圧ｄ２ｐにおいて最大曲げに 達する。

ノズルの入り口と出口との間の差圧ｄｐの関数としての送出量Ｑの曲線は、本質 的にノズルの素材に依存し、他方において孔の初断面積、すなわち切れ目の断面 積に依存している。

孔の初断面積が小さい程、また舌部の弾性が大である程、舌部の曲げが急速に開 始される。ノズルの使用目的に応じて、これらのパラメータを操作することによ って曲線７１の部分Ａの曲率を減少させまたは増大する事ができる。

好ましくは三角形舌部６１を含むノズルは銅の円形平坦部６０から成る。

この実施態様において、平坦部６０は１６ｍｍの直径と、約１鰭の厚さを有する 。２本のスリットは相互に約３０°の角度を成し、約ＩＣ１ａｍの長さを有する 。各グループ６８，６９の側面を成す側壁は相互に約９０°の角度を成し、グル ープの底部を成す壁体の曲率半径は約０．１５ｍｍである。両グループを接続す るスリット６１０は幅０．１ａ＋ｓ、長さ１０ｍ５であり、平坦部の側面６６． ６７とスリット６１０を有するグループの交点との間の深さは約０．４５＋ｎ＋ ｅである。

好ましくは、ノズルは鋼で作製され、グループとスリットは本発明によるすべて の型のノズルにおいて電食加工される。さらにグループの側面の形直し処理はグ ループとスリットが製造されたのちに実施される。

第３ａ図、第４図、第５ａ図および第６ａ図は、それぞれのノズルの構成素材の 繊維の主方向を示すための二重矢印を有する。従って、一部の図において２本の スリットの自由端を結ぶ細い線で示された舌部の曲げ軸線は繊維の主方向に対し て常に少なくとも４５″′の角度を成している。これは、第１には、舌部の弾性 が十分になるためであり、第２には繊維に沿った破断の危険を防止するためであ る。

第８図と第９図は本発明による少なくとも２個のノズルを含む装置の実施態様に 関するものである。相異なる合成曲線を得るため、すなわち相異なる特性を有す る曲線を得るため、少なくとも２個の類似ノズルの組合せを使用する事ができる 。

第８図は本発明の好ましい実施態様による３個のノズルを含む装置の分解図であ る。

これら３個のノズルはそれぞれ平坦部８１．８３．８５と舌部８１０．８３０お よび８５０を有する。これらの舌部の曲げを可能にするため、２個の隣接舌部を 分離するように介在部材が配置されている０各介在部材は〜それぞれウィンド８ ２０．８４０を有する平坦部８２・８４から成る。このウィンドは舌部が曲がる 際にその中を通過させる。このような介在部材が存在しなければ、２個の隣接ノ ズルの側面が接触して、舌部の曲げが生じ得ないであろう。

さらに、これらの要素を相互に、また対応の油圧系または空気圧系の要素に対し て、図示されない適当手段によって固着するため、各ノズルおよび各介在部材の 中に少なくとも二つの孔８１１．８１２．８２１．８２２・・・８５１．８５２ が配備されている。

前記の固着手段はネジ、スタッドまたはその他の同様の機能を実施する部材とす る事ができる。

好ましくは、第８図に図示のように装置が少なくとも２個の同形ノズルを含む場 合、これらの舌部は相互に平行に配置されるが、その先端が同一方向に向けられ ないように配置される。第８図の実施態様においては、２個の隣接舌部は相互に １８０”片寄らされている。このような配置は、作動中の構造に対して最適の応 力分布を生じる。

介在要素の中に作られたウィンドは、対応のノズルの面に対するその垂直投影の 少なくとも１・本の真っすぐな辺がスリットの自由端を通るように設計されてい る。従って、ノズルが２個の介在要素の間に配置されたときに、これら２個の介 在要素のウィンドの真っすぐな辺が舌部の曲げ軸線に一致して、舌部の運動が完 全に制御される。

１個の介在要素によって分離された２個の隣接舌部の角度的片寄りを可能にする ため、制御介在要素のウィンドは少なくとも二つの真っすぐな辺を有しなければ ならない。また１８０度の片寄りを可能とするためには、これら２辺は相互に対 向し平行でなければならない。

第８図において、ウィンドは正方形を成し、ノズルに対するその辺の投影は破線 で示されている。ノズルは相互に１８０’片寄らされているが、この正方形の窓 は２個の隣接ノズルの９０６の片寄りを可能とする。

図示されない実施態様において、これらのウィンドを長方形とし、その場合、舌 部の曲げ軸線の支持体として長方形の小道を使用する事によって舌部を１８０” 片寄らせる事ができる。

少なくとも２個の同形ノズルを使用する事により、差圧を増大しながら同一の送 出量を得る事ができ、あるいは１個のノズルを用いる場合と同一の差圧を維持し ながら送り量を低下させる事が可能である。

第９図は好ましくは実施態様による１個のノズルの差圧ｄｐの関数としての送出 量Ｑの第１曲線９１を示す。

この第１曲線９１に対して、それぞれこの曲線と同一の特性または類似の特性を 有する少なくとも２個の好ましい実施態様によるノズルを組合せて使用した場合 の送出量Ｑの第２曲線９２が示されている。

これらの曲線から明らかなように、単一のノズルは差圧ｄ３ｐに対して送出量Ｑ １を生じるのに対して、少なくとも２個の同形のノズルから成る装置は差圧ｄ３ ｐより大なる差圧ｄ４ｐに対して同一の送出量Ｑ１を生じる。

さらに、同一の差圧ｄ５ｐに対して、少なくとも２個の同形ノズルを有する装置 の送出量Ｑ２は単一ノズルのＱ３より低い。

従って少なくとも２個の同形ノズルの組合せは、より適応性のある設定特性を有 する装置を極めて容易に得る事を可能にする。

一般に、既知の特性曲線を有する相異なるノズルを組合せて特定の特性を得る事 が可能である。従って本発明は、容易に計算できる伝送機能を育する装置の製造 を可能にするので極めて有益である。

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Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも２個の切れ目を形成された平坦部を含み、これらの切れ目が少な くとも一つの舌部を画成し、この舌部は流体の通路に配置されて弾性的に曲げら れるように設計され、このようにして舌部の両側に差圧が存在する時に流体通路 の断面積を増大するように成されたノズルにおいて、各切れ目は２本のグループ を含み、このグループは平坦部の各側面に一つづつ配置されて相互に平行であり 、またグルーブと同長のスリットを含む事を特徴とするノズル。
2. ２．各グルーブが３平坦側壁を有し、これらの側壁は両側の側面と、底部を成す 丸い第３側面とを形成する事を特徴とする請求項１によるノズル。
3. ３．前記スリットはグルーブ底部を成す各側壁の中央に開く事を特徴とする請求 項２によるノズル。
4. ４．グルーブの両側面を成す平坦側壁が少なくとも４５°の角度を成す事を特徴 とする請求項２によるノズル。
5. ５．グループの両側面を成す平坦側壁が少なくとも９０°の角度を成す事を特徴 とする請求項４によるノズル。
6. ６．スリットに達するまでのグルーブの深さは約０．４５ｍｍである事を特徴と する請求項４によるノズル。
7. ７．スリットの幅は約０．１ｍｍである事を特徴とする請求項６によるノズル。
8. ８．　繊維材料から成る事を特徴とする請求項１によるノズル。
9. ９．舌部の曲げ軸線と材料の繊維方向との間に少なくとも４５°に等しい角度が 存在する事を特徴とする請求項８によるノズル。
10. １０．鋼から成る事を特徴とする請求項１によるノズル。
11. １１．ノズルをその周囲の要素に固着する手段を含む事を特徴とする請求項１に よるノズル。
12. １２．前記手段は、ネジおよび／またはスタッドを通す事のできる少なくとも２ 個の孔を含む事を特徴とする請求項１１によるノズル。
13. １３．請求項１による少なくとも２個のノズルを相互に近接配置して含む装置。
14. １４．請求項１による少なくとも２個の同形ノズルを含む装置。
15. １５．２個のノズル間に介在部材を含み、この介在部材は、ノズルを適正に作動 させるために穿孔されたウインドを備えた平坦部から成り、この介在部材をその 分離する２個のノズルに固着するための手段を含む事を特徴とする請求項１３に よる装置。
16. １６．前記ウインドは、舌部の曲げ軸線に一致する少なくとも一つの真っすぐな 辺を含む事を特徴とする請求項１５による装置。
17. １７．前記ウインドは相互に平行な少なくとも二つの真っすぐな辺を有する事を 特徴とする請求項１６による装置。
18. １８．前記ウインドは正方形または長方形などの四辺形の形状を有する事を特徴 とする請求項１７による装置。