JPH074564A - 流体の絞り機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 弁ボディ側を特殊な形状にすることなしに絞
りを通過した流体によって発生する騒音を防止できるよ
うにする。 【構成】 メータアウトポペット（弁体）１３に、流体
を外周面１６ａ側から内部に絞って流出させるための絞
り流路１５を弁ボディ１１のシート１２に近接させて形
成すると共に、その絞り流路１５から流出した流体を衝
突させる壁１９と、通路面積が絞り流路１５の通路面積
に対して大きく形成された拡大流路２１とを設け、流体
を絞ってメータアウトポペット１３内に流出させた直後
に壁１９に衝突させ、さらに通路面積の大きな拡大流路
２１を通すことによって、弁ボディ１１側を特殊な形状
にすることなしに、流体の流速をキャビテーションが発
生しない流速にまで遅めて騒音の発生を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、油圧回路におけるプ
レッシャポートとタンクポートとの間の流体の流れを、
弁ボディに形成したシートとその弁ボディ内に摺動可能
に設けたスプール又はポペット等の弁体との間隙による
絞りで制御するようにした流体の絞り機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、メータアウト回路に設ける絞りと
しては、例えば図１０に示すように、弁ボディ１に形成
したシート２と、その弁ボディ１内に矢示Ａ方向に摺動
自在に嵌入させたポペット３との間隙によって形成する
可変絞り部４がある。

【０００３】その可変絞り部４を形成するポペット３
は、先端側に外周面の円周方向に１８０゜異なる位置か
ら軸線方向に細い切欠き溝５，５を内部で合流するよう
に形成して、ポペット３を図で上方へ移動させることに
よって絞りを開いたときに、プレッシャポートＰからの
圧油がその２箇所の切欠き溝５，５からポペット３内へ
流出し、それが互いに合流してタンクポートＴへ流れて
いくようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな可変絞り部を通過する流体は、圧力が高いプレッシ
ャポートＰから圧力の低いタンクポートＴへ流れていく
ため、その流速がキャビテーションの発生する高速流と
なったときに騒音が発生してしまうという問題点があっ
た。

【０００５】そこで、このようなメータアウト回路に設
ける可変絞り部では、例えば図１１に示すように、弁ボ
ディ１のシート２とポペット６とによって形成される可
変絞り部４の流出方向下流側のポペット６以外の部分
に、壁７及びカラー状の壁８を流体の流出経路上に沿っ
て設け、プレッシャポートＰから可変絞り部４を通過し
てタンクポートＴへ流出する流体を、その流出過程で壁
７及び８に衝突させることによって流速をキャビテーシ
ョンが発生しないまでに遅めて騒音の発生を防止したり
していた。

【０００６】ところが、このようにポペットを出た後の
流体を壁等に衝突させて流速を遅める場合には、弁ボデ
ィ側に複数の壁等を設ける必要がある等、弁ボディ側に
抜本的な改良が必要となる。しかし、弁ボディを特殊な
形状にするとコスト的に高価なものになってしまう。ま
た、このように複数の壁等を設けることによって流体の
流速を遅めて騒音対策をする方法の場合には、物理的に
困難であるということもあった。

【０００７】この発明は上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、弁ボディ側を特殊な形状にすることなしに
絞りを通過した流体によって発生する騒音を防止できる
ようにすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するため、上述したような流体の絞り機構におい
て、弁体に、流体を外周面側から内部に絞って流出させ
るための絞り流路をシートに近接させて形成すると共
に、その絞り流路から流出した流体を衝突させる壁と、
通路面積が上記絞り流路の通路面積に対して大きく形成
され、その絞り流路を通して流出した流体をさらに流出
方向へ導く拡大流路とを設けたものである。また、上記
流体の絞り機構において、上記絞り流路を弁体の外周面
からの深さが、絞りの開度が大きくなるにしたがって深
くなるように形成するとよい。

【０００９】

【作用】このように構成した流体の絞り機構によれば、
流体は弁ボディのシートと弁体に形成した絞り流路とに
よって絞られて弁体内に流出した直後に壁に衝突し、さ
らに絞り流路の通路面積に対して大きな通路面積の拡大
流路を通って流出するので、絞りを通過した直後にその
流速がキャビテーションの発生しない流速にまで遅めら
れるため騒音が発生しない。また、上記絞り流路の弁体
外周面からの深さが、絞りの開度が大きくなるにしたが
って深くなるように形成すれば、絞りの開度が変化して
も広い範囲で騒音効果が得られるようになる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて具
体的に説明する。図１はこの発明による流体の絞り機構
の一実施例を説明するための弁ボディと弁体を示す縦断
面図、図２はその絞り機構を構成する弁体であるメータ
アウトポペットを正面と側面の２面で示す図、図３はそ
のメータアウトポペットを弁ボディ内に組み込んでメー
タアウトエレメント部を構成した一例を示す概略図であ
る。

【００１１】この流体の絞り機構は、図１に示す弁ボデ
ィ１１のシート１２と、その弁ボディ１１内に形成した
摺動穴１１ａ内に摺動可能に設けた弁体であるメータア
ウトポペット１３との間隙で、流体である油の流れを絞
る可変絞り１４を形成する。

【００１２】そのメータアウトポペット１３は、図２に
示すように全体が略円柱状に形成されていて、先端側に
可変絞り１４を形成するための絞り流路１５を有する柱
状部１６を形成し、長手方向の略中央にはテーパ面を有
する鍔部１７を形成して、さらに後端側に大径部１８を
形成している。

【００１３】柱状部１６の絞り流路１５は、流体である
油を外周面１６ａ側から内部に絞って流出させるための
流路であり、鍔部１７のテーパ面の終端から柱状部１６
の外周面に若干入り込んだシート１２（図１）に近接す
る位置に、円周方向に１８０°対称な位置（図２の
（ａ）参照）で図２の（ｂ）に示すように柱状部１６の
先端まで細い一定の溝幅で軸線方向に沿ってそれぞれ形
成している。

【００１４】また、そのメータアウトポペット１３の柱
状部１６の内部には、図１に明示するように、その２つ
の独立した絞り流路１５から流出した油を衝突させる壁
１９と、通路面積が絞り流路１５の通路面積に対して大
きく形成され、その絞り流路１５を通して流出した油を
さらにタンクポートＴ側の流出方向へ導く拡大流路２１
を設けている。

【００１５】また、このメータアウトポペット１３に
は、後端側内部に室２２を形成すると共に、その室２２
から柱状部１６の先端まで貫通する孔１３ａを形成して
いる。このメータアウトポペット１３は、油圧回路のメ
ータアウトエレメント部を構成する際に、例えば図３に
示すように弁ボディ１１の摺動穴１１ａ内に摺動可能に
嵌装される。

【００１６】その弁ボディ１１の摺動穴１１ａ内には、
図３で左方側にバネ受け２３を固定し、そのバネ受け２
３の中心に形成したステム穴にステム２４を摺動自在に
嵌入させ、そのステム２４の先端側にパイロット用ポペ
ット２５を固定すると共に可動側バネ受け２６を嵌入さ
せ、その可動側バネ受け２６と固定側のバネ受け２３と
の間に圧縮コイルスプリング２７を介装している。

【００１７】したがって、ステム２４は、通常の状態に
おいて圧縮コイルスプリング２７の付勢力によって図３
で右方に押し出され、その先端のパイロット用ポペット
２５が弁内シート２８に圧接する。弁ボディ１１の摺動
穴１１ａの図３で左方側には、摺動穴１１ａよりも小径
に形成したピストン穴１１ｂを形成して、そのピストン
穴１１ｂ内にピストン２９を摺動自在に嵌装している。
そして、そのピストン２９の中央に形成した貫通孔にス
テム２４の後端側を摺動自在に嵌入させ、そのステム２
４の後端部にヘッド３１を一体に固定している。

【００１８】ピストン穴１１ｂは、パイロットポートＰ
Ｐに連通し、そのピストン穴１１ｂのヘッド３１よりも
図３で左方側はドレンポートＤに連通している。また、
弁ボディ１１にはプレッシャポートＰが形成されてい
て、そのプレッシャポートＰがシート１２と絞り流路１
５とによる可変絞り１４を介してタンクポートＴに連通
するようになっている。

【００１９】なお、摺動穴１１ａはプレッシャポートＰ
に、途中にオリフィス３２を設けた油路３３を介して連
通している。この油圧回路のメータアウトエレメント部
は、パイロット圧力によってコントロールされるプレッ
シャポートＰとタンクポートＴの間の可変絞り１４で、
プレッシャポートＰからの油の流れを制御する。

【００２０】例えば、パイロットポートＰＰよりパイロ
ット圧力を作用させると、その圧力がピストン２９の図
３で右端面に作用するためそれが左方へ移動する。する
と、そのピストン２９がステム２４と一体のヘッド３１
を図で左方へ移動させるため、ステム２４が圧縮コイル
スプリング２７の付勢力に抗して同方向に移動される。

【００２１】そのステム２４の移動により、パイロット
用ポペット２５が弁内シート２８から離れると、室２２
内の油が孔１３ａを通ってタンクポートＴへ流出するた
め、室２２とプレッシャポートＰとの間に圧力差が発生
し、それによってメータアウトポペット１３が図３で左
方に移動する。すなわち、メータアウトポペット１３が
ステム２４の移動に追従する。すると、それまで絞り流
路１５がシート１２によって塞がれていた可変絞り１４
が開き、プレッシャポートＰの油がその可変絞り１４を
通ってタンクポートＴへ流出する。

【００２２】一方、パイロット圧力が低下すると、ピス
トン２９とステム２４はその圧力降下に見合った分だけ
圧縮コイルスプリング２７の付勢力によって図３で右方
に押し戻され、それによってメータアウトポペット１３
がそれに追従して同動し、プレッシャポートＰから可変
絞り１４を通ってタンクポートＴへ流出する油が絞られ
る。

【００２３】ところで、図１０で説明したように、可変
絞りを通過する流体は圧力が高いプレッシャポートＰか
ら低いタンクポートＴへ流れるため、その流速がキャビ
テーションの発生する高速流になった場合には騒音が発
生してしまうということがあった。

【００２４】しかしながら、この実施例による流体の絞
り機構は、図１に明示するように２箇所の可変絞り１４
を通過した後の油を、２つの独立した絞り流路１５を通
してメータアウトポペット１３内へ流出させ、その流出
直後にメータアウトポペット内の壁１９に衝突させ、さ
らに絞り流路１５の通路面積に対して大きな通路面積の
拡大流路２１を通してその油をタンクポートＴへ流出さ
せるので、絞りを通過した直後にその流速をキャビテー
ションの発生しない流速にまで遅めることができるため
騒音が発生しない。

【００２５】また、その流速を遅めるための壁を、従来
の流体の絞り機構に見られるような弁ボディ側に設ける
ようなことをせずに、メータアウトポペット内に形成す
るようにしたので、弁ボディを特殊な形状にする必要が
ない。

【００２６】図４及び図５は従来品と上述した実施例に
よるメータアウトポペットを使用した油圧回路の騒音を
比較するために行なった周波数分析結果をグラフにして
示す図である。この実験データは、測定条件を弁差圧１
５０kgf／cm2、パイロット圧力２０kgf／cm2 以上、使
用作動油ＩＳＯ ＶＧ ３２、油温５０〜７０°Ｃ で、
タンクポート側の背圧を０〜２０kgf／cm2の範囲で５段
階に変化させて行なったものである。

【００２７】図に各実験結果をグラフで示すように、い
ずれの背圧においても上述した実施例によるメータアウ
トポペットを使用した流体の絞り機構は、従来のものを
使用した場合に比べて騒音が低下している。図６は絞り
流路から流出した流体を衝突させる壁の形状を異ならせ
たポペットを使用するようにした流体の絞り機構の実施
例を主要な部分のみ示す断面図であり、図１に対応する
部分には同一の符号を付してある。

【００２８】この流体の絞り機構は、メータアウトポペ
ット１３′の柱状部１６の先端に、傘状の壁３９を一体
に形成し、２か所に形成している絞り流路１５，１５か
らポペット内に流出した流体（油）をその壁３９に衝突
させるようにした点が、図１の実施例と異なる。

【００２９】このようにすれば、可変絞り１４を通過し
た油は、最初に壁１９に衝突して流速が遅められた後、
すぐに傘状の壁３９に衝突してさらに流速が遅められる
ので、キャビテーションが発生しない流速にまでより確
実に遅められる。そして、その傘状の壁３９は、メータ
アウトポペット１３′の柱状部１６の先端に一体に形成
してあるので、それを製作時に組み付ける必要もないの
で手間が省ける。

【００３０】図７はポペットの絞り流路の溝形状をさら
に異ならせた実施例を主要な部分のみ示す断面図であ
り、図１に対応する部分には同一の符号を付してある。
この流体の絞り機構は、絞り流路１５を弁体であるメー
タアウトポペット１３″の外周面１６ａからの深さＨ1
〜Ｈ3 が、可変絞り１４の絞りの開度が大きくなるにし
たがって深くなるよう溝深さを段階的に変えている。

【００３１】このようにすれば、絞りの開度が変化して
も広い範囲で騒音効果が得られるようになる。なお、メ
ータアウトポペット（弁体）に形成する絞り流路は、そ
の数を２個に限るものではなく、３個以上あるいは１個
であってもよい。

【００３２】また、その絞り流路の形状は、図８の
（ａ）に正面図を、図８の（ｂ）にそのＡ−Ａ線に沿う
断面を示すように、単に丸孔の絞り流路３５としてもよ
いし、図９に示すように丸孔とスリット状の溝とを組み
合わせた絞り流路４５としたり、それ以外の形状にする
こともできる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明による流
体の絞り機構は、弁ボディのシートと弁体の絞り流路と
で流体を絞って弁体内に流出させ、それを弁体に形成し
た壁に衝突させてさらに拡大流路に流出させることによ
り、絞りを通過した直後にキャビテーションが発生しな
い流速にまで遅めてしまうので、弁ボディ側を特殊な形
状にすることなしに騒音の発生を防止することができ
る。

【００３４】また、上記絞り流路を弁体の外周面からの
深さが、絞りの開度が大きくなるにしたがって深くなる
ように形成すれば、絞りの開度が変化しても広い範囲で
騒音効果が得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による流体の絞り機構の一実施例を説
明するための弁ボディと弁体を示す縦断面図である。

【図２】その絞り機構を構成する弁体であるメータアウ
トポペットを正面と側面の２面で示す図である。

【図３】そのメータアウトポペットを弁ボディ内に組み
込んでメータアウトエレメント部を構成した一例を示す
概略図である。

【図４】従来品とこの発明による流体の絞り機構に使用
するメータアウトポペットを使用した場合の騒音を比較
した周波数分析結果の一部を示す図である。

【図５】図４の残りの周波数分析結果を示す図である。

【図６】絞り流路から流出した流体を衝突させる壁の形
状を異ならせた実施例を示す断面図である。

【図７】絞り流路の溝形状をさらに異ならせた実施例を
示す断面図である。

【図８】絞り流路を丸孔にした例を正面と断面の２面で
示す図である。

【図９】丸孔とスリット溝で形成した絞り流路の例を示
す斜視図である。

【図１０】従来の流体の絞り機構の一例を示す断面図で
ある。

【図１１】従来の流体の絞り機構の異る例を示す断面図
である。

【符号の説明】

１１ 弁ボディ １２ シート １３，１３′，１３″ メータアウトポペット(弁体) １４ 可変絞り １５，３５，４５ 絞り流路 １６ａ 外周面 １９，３９ 壁 ２１ 拡大流路

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【手続補正書】

【提出日】平成５年７月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１０】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁ボディのシートとその弁ボディ内に摺
   動可能に設けられた弁体との間で流体の流れを絞る流体
   の絞り機構において、 前記弁体に、流体を外周面側から内部に絞って流出させ
   るための絞り流路を前記シートに近接させて形成すると
   共に、該絞り流路から流出した流体を衝突させる壁と、
   通路面積が前記絞り流路の通路面積に対して大きく形成
   され、該絞り流路を通して流出した流体をさらに流出方
   向へ導く拡大流路とを設けたことを特徴とする流体の絞
   り機構。
2. 【請求項２】 請求項１記載の流体の絞り機構におい
   て、前記絞り流路を前記弁体の外周面からの深さが、絞
   りの開度が大きくなるにしたがって深くなるように形成
   したことを特徴とする流体の絞り機構。