JPH08320074A - ポペット弁用弁境界部構造 - Google Patents

ポペット弁用弁境界部構造

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JPH08320074A JP8124825A JP12482596A JPH08320074A JP H08320074 A JPH08320074 A JP H08320074A JP 8124825 A JP8124825 A JP 8124825A JP 12482596 A JP12482596 A JP 12482596A JP H08320074 A JPH08320074 A JP H08320074A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポペット弁の弁境界部を流通する流体の静圧
を蒸気圧よりも高く維持し、ポペット弁の騒音を実質的
に除去すること。 【解決手段】 ポペット弁用弁境界部構造が、ハウジン
グ１２、すなわち、該ハウジングの一端に設けられた、
第１のボア４０と、より小さな第２のボア４２とを有
し、前記第２のボアから外側へ前記第１のボアに向かっ
て広がる斜面４４を設けて弁座４６を形成したハウジン
グと、ポペット１４、すなわち、前記ハウジングの第１
のボア内に摺動自在に配設され、端面３０を備えた端部
２４と、概ね前記端面に隣接させて設けられた斜面３４
と、前記端面と前記斜面との間に設けられた凸状螺旋曲
面３２とを有するポペットとを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的にポペット型
の油圧弁に関し、更に詳細には、ポペット弁におけるポ
ペットと弁座との間の弁境界部の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のポペット弁装置では、弁境界部を
横断して流れる流体の静圧が低下して気泡が発生するの
で、流体の流れによる騒音が発生する。この騒音は、弁
境界部を流れる流体の流速が急激にに増加、減少して、
この流体に取り込まれた気泡が急激に潰れるために生じ
る。周知となっていることではあるが、弁境界部はオリ
フィスを形成し、オリフィスの寸法が小さくなるので、
このオリフィスを横断する流体の流速は急激に増加す
る。流速が増加することにより、そこを横断する流体の
静圧が低下する。流体がオリフィスまたは弁境界部を横
断する際、流体の温度が高いほど気泡が発生し易くな
る。また、鋭角な角やエッジでもしばしば静圧が低下す
る。動圧を制御して壁面からの流体の剥離を防止し、弁
境界部での静圧を蒸気圧よりも高く維持することが望ま
しい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の問題を
克服することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、ハウジング、
すなわち、該ハウジングの一端に設けられた、第１のボ
アと、より小さな第２のボアとを有し、前記第２のボア
から前記第１のボアに向かって外側へ広がる斜面を設け
て弁座を形成したハウジングと、ポペット、すなわち、
前記ハウジングの第１のボア内に摺動自在に配設され、
端面を備えた端部と、概ね前記端面に隣接させて設けら
れた斜面と、前記端面と前記斜面との間に設けられた凸
状螺旋曲面とを有するポペットとを具備するポペット弁
用弁境界部構造を要旨とする。
【０００５】本発明によるポペット弁の弁境界部構造
は、そこを流通する流体の静圧を蒸気圧よりも高く維持
し、そこを横断する流体によるポペット弁の騒音が実質
的に除去される。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、ポペット弁１
０は、ハウジング１２と、ポペット１４と、バネ１６
と、バネ室１７と、バネ保持部材１８とを具備してい
る。バネ保持部材１８には開口部２０が形成されてい
る。ポペット１４は、外周２２と、端部２４と、カウン
タボア２６と、複数の開口部２８とを有している。端部
２４は、端面３０と、端面３０に隣接した凸状湾曲面３
２と、凸状湾曲面３２から外周２２へ向けて延びる斜面
３４とを有している。斜面３４と外周２２との間を段差
または異なる角度の他の斜面で接続してもよい。複数の
開口部２８は、ポペット１４において、斜面３４とカウ
ンタボア２６との間の領域に形成されている。本実施形
態において、凸状の湾曲面３２は、長手方向に半径が増
加する凸状螺旋面から形成されている。然しながら、本
発明の本質から逸脱することなく一定半径の湾曲面を用
いることもできる。
【０００７】ハウジング１２には、第１のボア４０と、
相対的に小さな第２のボア４２とが形成されている。第
２のボア４２から第１のボア４０に向けて斜面４４が形
成されている。本実施形態の構成では、斜面４４は第１
のボア４０に接続されているが、然しながら、斜面４４
と第１のボア４０との間を平面（flat surface）または
異なる角度の他の斜面で接続してもよい。第２のボア４
２と斜面４４は共働して弁座４６を形成する。ハウジン
グ１２の弁座４６には、第２のボア４２と斜面４４との
間に、第２の凸状湾曲面５０が配設されている。本実施
形態では、第２の湾曲面３２は、長手方向に半径が増加
する凸状螺旋面から形成されている。然しながら、本発
明の本質から逸脱することなく一定半径の湾曲面を用い
ることもできる。ポペット弁１０において、ポペット１
４の端部２４と、第１のボア４０の底部と、ハウジング
１２の斜面４４により流体室４８が形成される。
【０００８】バネ１６は、ハウジング１２において、ポ
ペット１４のカウンタボア２６の底面とバネ保持部材１
８との間のバネ室１７内に配設されている。バネ保持部
材１８は、溶接、圧入、ピンによる固定、ネジ等周知の
方法によりハウジングに取り付けられる。
【０００９】図２に、弁座４６、すなわち、図１におい
て参照番号２で指示する部分の拡大図を示す。既述した
ように、第１の凸状湾曲面３２は、半径が連続的に変化
する螺旋状の湾曲面である。本実施形態の構成では、こ
の湾曲面の半径は、輪郭が形成されるとき、螺旋の軸線
方向に連続的に増加している。第１の湾曲面３２は端面
３０および斜面３４に連続的に接するように形成されて
いる。第１の凸状螺旋湾曲面３２の最も小さな半径は端
面３０との接点における半径である。
【００１０】第２の凸状湾曲面５０もまた、半径が連続
的に変化する螺旋状の曲面から形成されている。第２の
凸状螺旋曲面５０は第２のボア４２およびハウジング１
２の斜面４４に接するように形成されている。凸状螺旋
曲面５０の最も小さな半径は第２のボア４２との接点に
おける半径である。
【００１１】図示する閉鎖位置において、ポペット１４
は第１の凸状螺旋面３２の両端の中間の点で弁座４６に
接触している。第１の凸状螺旋面３２に沿う中間点は、
概ね第２の凸状螺旋面５０とハウジング１２の斜面４４
との間の接点において弁座４６と接触している。
【００１２】図３を参照すると、ポペット弁１４は弁座
４６から離反し、両者間を流体が流通できる位置におい
て図示されている。流体の流れを代表する二点鎖線で示
すように、ここを通過する流れはベンチュリー管内の流
のような形態となり、気泡を生じさせる局所的な低圧の
発生が低減される。
【００１３】本発明の本質から逸脱することなく種々の
形態にて実施することができる。例えば、既述の実施形
態では単純な直列型の逆止弁であったが、弁座４６と係
合するポペット１４を有する多くの他の形態の弁におい
ても用いることができる。同様に、ポンプペット１４に
は複数の開口部２８が形成されているが、流体室４８と
連通する他のポートをハウジング１２に形成して流体を
流通させてもよい。
【００１４】以下、作用を説明する。バネ１６により、
ポペット１４の端部２４が弁座４６に押圧され、流体室
４８から第２のボア４２への流体の流れが遮断される。
バネ室に付与される流体の圧力が、ポペット１４を弁座
４６へ押圧する力を増加させ、流体室４８と第２のボア
４８との間に、より積極的なシールが得られる。
【００１５】第２のボア４２内の流体の圧力により発生
しポペット１４の端面３０に作用する力が、バネ１６に
よる力とポペット１４の他端に作用する流体の圧力によ
る力の合計よりも大きくなると、ポペットは弁座４６か
ら離反する方向に移動し始める。ポペット１４と弁座４
６との間の開度は、弁境界部を横断する圧力差と、そこ
を流通する流体の流量とに大きく依存している。
【００１６】ポペット１４が弁座４６から離反動作する
と、小さなオリフィスが形成され、そこを流体が流通す
る。周知のように、小さなオリフィスを通過する流体の
流速は急速に増加する。オリフィスが小さければ速度は
それだけ大きくなる。図３に示すように、本発明におい
て流体の流れは壁面から剥離していない。これは、流れ
の経路の方向が急激に変化していないことによる。図示
するように、流体の経路領域は第１の凸状螺旋曲面３２
と、弁座４６の最も外側部分とにより形成される。最も
小さな領域で流速が最大となる。この最も小さくなる領
域から流体が流出すると、急激に流れの方向が変化する
ことなく、流れの経路は連続的に拡大する。既述したよ
うに、高速流体の流れの方向が急激に変化すると、弁境
界部で静圧が低下する。静圧を蒸気圧よりも高く維持す
ることにより、弁境界部を横断する流体により発生する
騒音が除去または実質的に低減される。
【００１７】以下、一例を挙げる。０から約３００ｌ／
ｍｉｎ（７８ｇｐｍ）の流量範囲と、１０３５ｋＰａ
（１５０ｐｓｉ）のクラッキング圧の設定を有するポペ
ット弁１０が使用された。第１の凸状螺旋曲面３２の最
も小さな半径は、約２．８０ｍｍ（０．１１０ｉｎ）で
あり、ポペット１４の斜面３４との接点へ向けて漸次増
加する。第２の凸状螺旋曲面５０の最も小さな半径は、
約１．８０ｍｍ（０．０７０ｉｎ）であり、ハウジング
１２のの斜面４４との接点へ向けて漸次増加する。上記
の寸法は、本発明の本質から逸脱することなく変化させ
ることができる。同様に、異なる流量設定かつ／または
異なる差圧設定のポペット弁に対して、弁境界部からの
騒音を除去または実質的に低減するために、第１と第２
の凸状湾曲面３２、５０の寸法を変えることもできる。
【００１８】
【発明の効果】上述したように、本発明による弁境界部
構造によれば、そこを流通する流体から発生する騒音を
除去または実質的に低減することに有効なポペット弁用
弁境界部構造が提供される。本発明の他の目的および利
点は、図面、開示、クレームから明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるポペット弁の略断面図
である。
【図２】図１において参照番号２で指示する部分、すな
わち、弁境界部の拡大図であり閉鎖位置を示す図であ
る。
【図３】図１において参照番号２で指示する部分、すな
わち、弁境界部の拡大図でありポペットが弁座から離反
した位置を示す図である。
【符号の説明】
１０…ポペット弁 １２…ハウジング １４…ポペット ２４…ポペットの端部 ３０…ポペットの端面 ３２…第１の凸状螺旋湾曲面 ３４…ポペットの斜面 ４０…第１のボア ４２…第２のボア ４４…ハウジングの斜面 ４６…弁座 ５０…第２の凸状螺旋湾曲面

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポペット弁用弁境界部構造において、 ハウジング、すなわち、該ハウジングの一端に設けられ
    た、第１のボアと、より小さな第２のボアとを有し、前
    記第２のボアから前記第１のボアに向かって外側へ広が
    る斜面を設けて弁座を形成したハウジングと、 ポペット、すなわち、前記ハウジングの第１のボア内に
    摺動自在に配設され、端面を備えた端部と、概ね前記端
    面に隣接させて設けられた斜面と、前記端面と前記斜面
    との間に設けられた凸状螺旋曲面とを有するポペットと
    を具備するポペット弁用弁境界部構造。
  2. 【請求項２】 前記凸状螺旋曲面の半径は、前記端面と
    の接点において最も小さくなっている請求項１に記載の
    ポペット弁用弁境界部構造。
  3. 【請求項３】 前記ハウジングの斜面と前記第１のボア
    と、前記ポペット弁の端部とにより前記ハウジングに流
    体室が形成される請求項２に記載のポペット弁用弁境界
    部構造。
  4. 【請求項４】 前記ポペットが、他方端部に設けられた
    カウンタボアと、該カウンタボアと前記流体室との間に
    設けられた複数の開口部とを有する請求項３に記載のポ
    ペット弁用弁境界部構造。
  5. 【請求項５】 前記ハウジングにおいて前記第２のボア
    と反対側の端部に、開口部を有するバネ保持部材が固定
    されており、前記ポペットのカウンタボアの底面と前記
    バネ保持部材との間にバネが配設されて成る請求項４に
    記載のポペット弁用弁境界部構造。
  6. 【請求項６】 前記弁座において前記第２のボアと前記
    斜面との間に第２の凸状湾曲面が配設されている請求項
    ３に記載のポペット弁用弁境界部構造。
  7. 【請求項７】 前記凸状曲面は螺旋面である請求項６に
    記載のポペット弁用弁境界部構造。
  8. 【請求項８】 前記第２の凸状螺旋曲面は前記第２のボ
    アとの接点において半径が最も小さくなっている請求項
    ７に記載のポペット弁用弁境界部構造。
  9. 【請求項９】 前記ハウジングの斜面は所定の接点にお
    いて前記第２の凸状螺旋曲面に接続されている請求項８
    に記載のポペット弁用弁境界部構造。
  10. 【請求項１０】 前記ポペットが概ね前記第１の凸状螺
    旋曲面に沿った中間点において前記弁座に接触する請求
    項９に記載のポペット弁用弁境界部構造。
  11. 【請求項１１】 前記ポペットの概ね中間点が、前記ハ
    ウジングの前記第２の凸状螺旋曲面と前記斜面との間の
    接点に概ね隣接する位置において前記弁座と接触する請
    求項１０に記載のポペット弁用弁境界部構造。
  12. 【請求項１２】 前記ポペットが、他方端部に設けられ
    たカウンタボアと、該カウンタボアと前記流体室との間
    に設けられた複数の開口部とを有する請求項１１に記載
    のポペット弁用弁境界部構造。
  13. 【請求項１３】 前記ハウジングにおいて前記第２のボ
    アと反対側の端部に、開口部を有するバネ保持部材が固
    定されており、前記ポペットのカウンタボアの底面と前
    記バネ保持部材との間にバネが配設されて成る請求項１
    ２に記載のポペット弁用弁境界部構造。
JP12482596A 1995-05-18 1996-05-20 ポペット弁用弁境界部構造 Expired - Lifetime JP3866327B2 (ja)

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