JPH023039B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、容積形ポンプから供給される流体
を、該ポンプの吐出側に連結された弁装置で周期
的に遮断することにより、前記流体の一部を出力
流体として需要側に供給し、かつ他の部分を還流
として圧力が無い状態で排出するように、低損失
で前記流体を分割する装置であつて、前記弁装置
の本体の穴の中に、駆動軸と２つの唇片状のシヤ
ツタとを有する回転シヤツタが配置され、さらに
前記弁装置には需要側に連結された少なくとも１
つの逆止弁を有する出力管と、ポンプの無圧力タ
ンクに連結された還流管とが接続され、前記回転
シヤツタが２つの対向するノズル開口を周期的に
開閉することによつて前記ポンプから供給される
流体を周期的に上記出力管または上記還流管に交
互に供給され、ノズル開口が開かれた際には前記
回転シヤツタの軸への静水圧が除去されるように
なつており、さらに、前記シヤツタの回転方向前
縁には切削角が設けられ、これにより作動時にノ
ズル開口が削られてシヤツタとノズル開口との間
に最適な隙間を形成されるようになつている装置
に関する。

〔従来技術〕

このような装置はスイス特許第594137号に記載
されている。第４図に基づいてこの装置を説明す
ると、ポンプ３から吐出された流体は、連結孔
４，４′を通り抜けて２つの異なる通路に流れる。
つまり、一方は孔６からノズル開口７を通過して
無圧力のタンク管１５に流れる通路であり、他方
は連結孔１０，１０′と逆止弁１２とを通過して
出力管９に流れる通路である。これらの異なる通
路はシヤツタ８，８′がノズル開口７，７′を開閉
することで選択され、ノズル開口７，７′が開か
れると流体はタンク管１５に流れ、ノズル開口
７，７′が閉じられると流体は出力管９に流れる。
この従来の装置の騒音レベルは、ノズル開口が製
作技術上簡単な円形である場合には、騒音圧力ピ
ークがポンプ本体及び配管によつて音響信号に変
えられるので、駆動中80dB(A)以下にすることは
できない。

この様な騒音は、シヤツタ８，８′がノズル開
口７，７′を開閉したり、連結孔４，４′および１
０，１０′を満たしている流体が急激に流れたり、
停止したりするために発生し、また、この流体の
急激な動きによる逆止弁１２の断続的な開閉動作
によつても生じ、さらに、シヤツタ８，８′及び
シヤフト１６の周期的な回転動作によつても生じ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は流量を変える時の効率を低下させるこ
となく騒音の発生を抑制することを目的とし、本
発明によれば、急激に加速したり制動したりする
流体の量および逆止弁の運動行程を減少させて、
簡単にしかも装置の機能を低下させることなく騒
音の発生を著しく低減させることができる。

〔問題を解決するための手段及び作用〕

本発明の第１手段は、ノズル開口と連通する需
要側の出力管に個別に逆止弁を設けて、回転シヤ
ツタがノズル開口を周期的に開閉する際に、加速
または制動する、流体の量を減少させることを特
徴とする。

本発明のこの第１手段による効果は、前記スイ
ス特許594137号に示されるように単一の逆止弁を
設けるかわりに、上記の第１手段のようにノズル
開口と需要側の出力管との間に個別に逆止弁を設
けることによつて発揮される。これによつて回転
シヤツタの切換段階において加速または制動すべ
き、逆止弁とノズル開口との間の供給流体の量を
減少させることができるとともに、逆止弁の弁行
程を小さくすることができる。この場合、逆止弁
はノズル筒のノズルフランジ内に組み込むのが望
ましい。この結果、ポンプから供給される流体
は、ノズル開口と、ノズル筒の中に配置された逆
止弁との間に流入するようになる。ノズル開口と
反対のノズル筒の端部は逆止弁の弁座として形成
される。

本発明の第２手段は、逆止弁の弁座を曲りくね
らせて形成することにより、供給流体の全量を通
すのに必要な逆止弁の弁行程を小さくすることを
特徴とする。

供給流体を通すための開口の大きさは、弁座の
周囲長さと逆止弁の軸方向への移動距離との積で
表わされる。このため、弁座を曲りくねらせて形
成すると、弁座の径をあまり大きくすることなく
弁座の周囲の長さを有効に長くとれることから、
供給流体全量を通すのに必要な逆止弁の弁行程を
従来の丸い弁座を用いるときよりも有効的に小さ
くすることができる。この結果、切換圧力のピー
クが低下して騒音値が減少する。

本発明の前記２つの手段を組み合わせることも
できる。

本発明の第３手段は、回転シヤツタの駆動軸内
に同時回転ばねを配置して、ばねが、回転シヤツ
タの軸方向位置を決定するために、回転シヤツタ
を駆動軸の軸方向に位置する回転しない軸方向調
整機構に押圧していることを特徴とする。

本発明の回転シヤツタの軸方向位置を決定する
装置によれば、スイス特許第594137号のころがり
軸受において残留する切換圧力ピークによつて引
き起こされる軸線方向の衝撃力、すなわち、回転
シヤツタの有害な微小振動に基づく騒音発生の原
因となる衝撃力を無くすことができる。これは回
転シヤフトの駆動軸の全長を利用してばねを収容
でき、軸の長さに対応してばねの長さを構成でき
るので、任意に調整された回転シヤツタの軸線方
向位置に関係する力の変動が非常に小さくなるか
らである。従つて、流量または圧力調整装置のよ
うな、乱れに敏感な調整機構は小さく構成するこ
とができる。

〔実施例〕

次に添付図面を参照しながら本発明の前記三つ
の手段に基づく実施例を説明する。

第１図に示すように、弁胴１はねじ（第１図に
は図示せず）により固定されたフランジＡを介し
てポンプ（第１図には図示せず）に連結されてお
り、このポンプから流出した流体は、連結孔４，
４′を通つてノズル筒６，６′に直接送り込まれる
ようになつている。ノズル開口７，７′が唇片状
のシヤツタ８，８′によつて閉じられる場合には、
流体は、ばね１１，１１′の付勢を受ける逆止弁
１２，１２′を押して弁の隙間を通り抜け、さら
に連結孔１０，１０′を通過して需要側継手９に
流出する。逆止弁１２，１２′はノズルフランジ
５，５′内に設けられ、かつ蓋２５，２５′の中に
固定された案内ピン２６，２６′によつて心決め
されている。シヤツタ８，８′が移動してノズル
開口７，７′が開かれた時には、流体はシヤツタ
ケーシング１３および弁孔１４の間の空間に流入
し、ここからタンク管１５を通つて無圧力状態で
排出される。ノズル開口７，７′がシヤツタ８に
よつて閉鎖された時には、流体は、連結孔４，
４′の出口と、ノズルフランジ５，５′内に設けら
れた逆止弁１２，１２′との間のノズル筒６，
６′に閉じ込められて加圧される。このため、ノ
ズル開口７，７′が開いた時に移動させなければ
ならない流体は連結孔４，４′の出口と、ノズル
開口７，７′との間のノズル筒６，６′にある分の
容量だけである。

このように急速に速度の変化が与えられる流体
の容量を減少させることにより、前述したよう
に、ノズル開口によつて発生する、流体の流れの
速度が変化する際の不利な圧力ピークは著しく減
少し、このため、残留する脈動を、たとえば装置
の需要側継手９に連結された高圧フイルタ２８の
壁の薄い容器２７によつても楽に吸収させること
ができる。

シヤツタケーシング１３および回転駆動装置自
体は前記スイス特許第594137号に記載されている
ものに対応するから詳細な説明は省略する。

第２図に示すように、前記スイス特許第594137
号の場合と同様に、弁胴１は、略図で表わされた
ポンプ３（歯車ポンプ）にフランジを介して連結
されている。ポンプ３から矢印によつて示される
ように送出された流体は連結孔４，４′を通つて
各ノズル筒６，６′に直接流入する。この場合ノ
ズル開口７，７′を有するノズル筒６，６′は相互
に相対するように位置している。シヤツタケーシ
ング１３を備えた回転シヤツタの角２２（図には
その一つを示す）を有するシヤツタ８，８′によ
つてノズル開口７，７′が閉じられると、流体は
ばね１１，１１′の付勢を受ける逆止弁１２，１
２′を押して弁に隙間を形成し、連結孔１０，１
０′を経由して需要側継手９に流出する。逆止弁
１２，１２′はノズルフランジ５，５′内に設けら
れ、かつ蓋２５，２５′の中に固定された案内ピ
ン２６，２６′によつて心決めされている。一方
ノズル開口７，７′が開かれると流体はシヤツタ
ケーシング１３と弁孔１４との間の空間に流入
し、ここからタンク管（第２図には図示せず）を
通り、無圧力状態で排出される。

シヤツタ８，８′を備えたシヤツタケーシング
１３は、ベルト車２１を有する駆動軸１６に対
し、ドツトを含む矢印で示す軸線方向に移動でき
るように、かつ、回転モーメントを伝達できるよ
うに連結されている。

シヤツタの角２２がノズル開口７，７′を閉じ
ると、この時まで、需要側継手９側からの圧力お
よびばね１１，１１′によつて加圧されて閉じて
いた逆止弁１２，１２′が直ちに開かれねばなら
ない。しかし、流体の全量が流れるために逆止弁
が開口するまでの間において、静止状態にある流
体に速度を与えるために、または、逆止弁１２，
１２′の弁を解放させるために流体の圧力は急激
に増加し、この増加分は、切換圧力ピークの一部
分となる。これは種々の理由により、特に騒音値
の観点からできるだけ低下させねばならない。

このために本発明においては、第２図に示すよ
うに、弁座３０，３０′を両方のノズル筒６，
６′の外方端部に設けてあり、弁座３０，３０′
は、環をノズル筒６，６′の出口の周囲に沿つて
曲りくねらせた、つまり、ラビリンス状に形成し
たもので、これによつて、弁座の外周の長さが有
効に大きくとれるようになる。

第５図に基づいてラビリンス状の弁座と丸い弁
座との周囲の長さの関係を説明すると、第５図に
は２種類のラビリンス状弁座Ｂ及びＢの一部
を用いて２つの状態及びを示してあり、状態
はラビリンス状弁座Ｂと丸弁座Ａとの関係
を説明するためのもので、状態はラビリンス状
弁座Ｂと丸弁座Ａとの関係を説明するための
である。図中、符合６，６′は内径Ｃ１のノズル
筒を示し、符合Ｃは内径Ｃ２、外径Ｃ２′の従来
の丸弁座を示し、また符合Ｄはラビリンス状弁座
Ｂ及びＢの外径b′に相当する外接円を示す。
ラビリンス状弁座Ｂは一周に８曲折部を有し、
ラビリンス状弁座Ｂは16曲折部を有するものと
して例示的にその一部を示してある。この弁座Ｂ
と同一の周囲長さを有する弁座を丸い弁座で形
成すると、一部を示してある内径ａ、外径ａ
′の大きさの丸弁座Ａになり、弁座Ｂに相
当するものはａ、外径ａ′の丸弁座Ａにな
る。つまり、具体的には、ラビリンス状弁座Ｂ
の外径と丸弁座Ａとの外径の比率は約１対1.4
となり、弁座Ｂと丸弁座Ａとの外径の比率は
１対2.3となり、特に丸弁座Ａは実際には使用
することができない程の大きさになることがわか
る。

一方、従来の丸弁座Ｃとラビリンス状弁座Ｂ
及び弁座Ｂとのそれぞれの周囲長さの比率は、
１対2.4及び約１対４となる。これから、径をあ
まり大きくすることなく、周囲長さを有効に大き
くとれることがわかる。

供給流体を通すための開口の大きさは、弁座の
周囲の長さと逆止弁の軸方向への移動距離との積
で表わされるので、弁座の周囲の長さが大きくと
れると流体を通過させるのに適した開口を得るた
めに逆止弁が移動しなければならない行程を少な
くすることができるようになる。このため、ラビ
リンス状の弁座を用いると、逆止弁１２，１２′
を小型軽量化することができるので、流体の急激
な移動、停止の変化に伴う圧力ピークを低下させ
ることができ、騒音値を減少させることができ
る。

本発明による逆止弁の弁座構造は単一の共通逆
止弁だけを有する前記スイス特許第594137号に対
しても使用することができる。しかしながら前述
のように二つのノズル筒の各個に逆止弁を対応さ
せて設けることによつて、移動・停止を行なう流
体の容量を減少させることができ、この結果、騒
音値をさらに低下させることができる。

前記スイス特許と対応するように第３図に軸線
方向断面図を示し、弁胴１には線図的に示された
容積形ポンプ３がフランジを介して連結されてお
り、このポンプは連結孔４の中に流体を送り入れ
る。連結孔４は二つのノズル筒（第３図には図示
せず）に連結されており、ノズル筒は、相対する
ように配置され、さらに、各々のノズル筒は、ノ
ズル筒の出口に設けられてばね付勢された逆止弁
を経て需要側継手９に連結されている。逆止弁は
第３図には図示されていないが、第１図において
説明したものと同じものである。

ノズル開口（第３図には図示せず）は第３図に
おいて縦断面で示された回転シヤツタにより交互
に開閉される。前記回転シヤツタは角２２を有す
るシヤツタ８を備えたシヤツタケーシング１３を
有している。ノズル開口がシヤツタ８によつて閉
じられると、流体は逆止弁を通り抜けて需要側継
手９に流入する。しかしながらノズル開口が開け
ば流体はシヤツタケーシング１３と、該ケーシン
グに対して設けられた弁胴１の孔との間の空間に
流入し、かつこの空間からタンク管１５を通つて
無圧力状態で線図的に示された貯蔵タンクに流入
する。

シヤツタケーシング１３は、キー１７を介して
駆動軸１６に連結され、駆動軸１６からの回転モ
ーメントが伝達される一方、軸線方向に移動でき
るようになつている。駆動軸１６にはベルト車２
１が固定されている。シヤツタケーシング１３は
その端部において針軸受２３により回転自在に保
持され、一方駆動軸１６はラジアル玉軸受２４に
よつて回転自在に保持されている。

第３図に示す装置においては、回転シヤツタの
軸線方向位置、つまり、シヤツタケーシング１３
の軸線方向位置は、ばね３１によつて、スライダ
３３と軸線方向調整機構３２との間に隙間が生じ
ないように押圧されることによつて決定される。
スライダ３３はシヤツタケーシング１３の先端に
螺合されてシヤツタケーシング１３とともに回転
し、また、シヤツタケーシング１３とともに軸線
方向に移動する。このため、軸線方向調整機構３
２が軸方向（第３図において左右方向）に移動す
るのに伴つて、シヤツタケーシングも軸線方向
（左右）に移動する。第３図に示す実施例におい
ては、軸線方向調整機構３２は、流量制限装置の
中に組込まれたつりあいピストンとして形成され
ている。ピストンの一つの作動面は弁胴１に螺合
された体部３４内に設けられた第１継手３５に連
結されており、また、この作動面と相対しかつこ
れと同じ大きさを有する他の作動面は第２継手３
６に連結されている。これら二つの継手３５，３
６は線図的に示されたオリフイス３７に連結され
ており、オリフイス３７は高圧フイルタ２８（第
３図には図示せず）を有する高圧フイルタ容器２
７を介して需要側継手９に連結されている。

オリフイス３７を介して調整機構３２に連結さ
れている継手３５，３６の一方の圧力が低下する
と、作動面に及ぼされる圧力差とばね３１の力と
が均衡を保つまでピストンが移動する。したがつ
て図示の装置によれば、調整機構３２と、シヤツ
タケーシング１３を備えた移動自在の回転シヤツ
タにより、オリフイス３７における圧力差をほぼ
一定に保持し、すなわち任意のオリフイス３７に
よつて予め定めた一定の流体流動を維持すること
ができる。

ケーシング３８はシヤツタケーシング１３の行
程が大である場合にばね３１を案内するためのも
のである。ばね３１の予荷重はベルト車２１の駆
動軸１６の端部に配置された、外部から手の届く
ねじ３９によつて調整することができる。

調整機構はなお圧力調整器となすことができ
る。さらにこの調整機構はスイス特許第594137号
に記載されているように手動スピンドルを有する
ものとすることができる。

前述のシヤツタケーシングがばねによつて移動
自在に保持されていることから軸線方向調整の可
能性を保持しつつ簡単な手段によつて、流体の圧
力が急変することによつて生ずる回転シヤツタの
望ましくない運動、したがつてわずらわしい騒音
の発生を阻止し得るものである。

〔発明の効果〕

本発明によると、流量を変えるときの効果を低
下させることなく騒音の発生を抑制することがで
き、具体的には、急激に加速したり制動したりす
る流体の量および逆止弁の運動行程を減少させ
て、また、流体の圧力が急変することによつて生
ずる回転シヤツタの望ましくない運動を緩和する
ことにより、筒単にしかも装置の機能を低下させ
ることなく騒音の発生を著しく低減させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は二つのノズル開口の各個が一つの逆止
弁と関連するようになつた装置の横断面図で、ス
イス特許第594137号の第１図に対応するものであ
り、同じ部材の比較を容易にするために該スイス
特許と同じ参照数字が使用されている。第２図は
二つのノズル筒の各々がラビリンス状弁座を有す
る一つの逆止弁と関連するようになつた装置の透
視断面図である。第３図は本発明に係る装置の駆
動軸の軸線に沿つた断面図で、この断面は前記ス
イス特許第594137号の第２図に示された断面に対
応している。第４図は従来の装置を示す横断図面
である。第５図は各種の弁座の周囲長さの関係を
説明するための簡略平面図である。 １…弁胴、３…ポンプ、４，４′，１０，１
０′…連結孔、５，５′…フランジ、６，６′…ノ
ズル筒、７，７′…ノズル開口、８，８′…シヤツ
タ、９…需要側継手、１１，１１′…ばね、１２，
１２′…逆止弁、１３…シヤツタケーシング、１
４…連結孔、１５…タンク管、１６…駆動軸、１
７…キー、２１…ベルト車、２２…シヤツタの
角、２３…針軸受、２４…ラジアル玉軸受、２
５，２５′…蓋、２６，２６′…案内ピン、２７…
容器、２８…高圧フイルタ、３０…弁座、３１…
ばね、３２…調整機構、３３…スライダ、３４…
体部、３５…第１継手、３６…第２継手、３７…
オリフイス、３８…ケーシング、３９…ねじ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 容積形ポンプから供給される流体を、該ポン
   プの吐出側に連結された弁装置で周期的に遮断す
   ることにより、前記流体の一部を出力流体として
   需要側に供給し、かつ他の部分を還流として圧力
   が無い状態で排出するように、低損失で前記流体
   を分割する装置であつて、前記弁装置の本体の穴
   の中に、駆動軸と２つの唇片状のシヤツタとを有
   する回転シヤツタが配置され、さらに前記弁装置
   には需要側に連結された少なくとも１つの逆止弁
   を有する出力管と、ポンプの無圧力タンクに連結
   された還流管とが接続され、前記回転シヤツタが
   ２つの対向するノズル開口を周期的に開閉するこ
   とによつて前記ポンプから供給される流体が周期
   的に上記出力管または上記還流管に交互に供給さ
   れ、ノズル開口が開かれた際には前記回転シヤツ
   タの軸への静水圧が除去されるようになつてお
   り、さらに、前記シヤツタの回転方向前縁には切
   削角が設けられ、これにより、作動時に前記ノズ
   ル開口が削られて前記シヤツタとノズル開口との
   間に最適な隙間が形成されるようになつている装
   置において、 前記ノズル開口と連通する需要側の出力管に個
   別に逆止弁を設けて、前記回転シヤツタが前記ノ
   ズル開口を周期的に開閉する際に加速または制動
   する、前記流体の量を減少させることを特徴とす
   る装置。 ２ 容積形ポンプから供給される流体を、該ポン
   プの吐出側に連結された弁装置で周期的に遮断す
   ることにより、前記流体の一部を出力流体として
   需要側に供給し、かつ他の部分を還流として圧力
   が無い状態で排出するように、低損失で前記流体
   を分割する装置であつて、前記弁装置の本体の穴
   の中に、駆動軸と２つの唇片状のシヤツタとを有
   する回転シヤツタが配置され、さらに前記弁装置
   には需要側に連結された少なくとも１つの逆止弁
   を有する出力管と、ポンプの無圧力タンクに連結
   された還流管とが接続され、前記回転シヤツタが
   ２つの対向するノズル開口を周期的に開閉するこ
   とによつて前記ポンプから供給される流体が周期
   的に上記出力管または上記還流管に交互に供給さ
   れ、ノズル開口が開かれた際には前記回転シヤツ
   タの軸への静水圧が除去されるようになつてお
   り、さらに、前記シヤツタの回転方向前縁には切
   削角が設けられ、これにより、作動時に前記ノズ
   ル開口が削られて前記シヤツタとノズル開口との
   間に最適な隙間が形成されるようになつている装
   置において、 前記逆止弁の弁坐を曲りくねらせて形成するこ
   とにより、前記供給流体の全量を通すのに必要な
   逆止弁の弁行程を小さくすることを特徴とする装
   置。 ３ 容積形ポンプから供給される流体を、該ポン
   プの吐出側に連結された弁装置で周期的に遮断す
   ることにより、前記流体の一部を出力流体として
   需要側に供給し、かつ他の部分を還流として圧力
   が無い状態で排出するように、低損失で前記流体
   を分割する装置であつて、前記弁装置の本体の穴
   の中に、駆動軸と２つの唇片状のシヤツタとを有
   する回転シヤツタが配置され、さらに前記弁装置
   には需要側に連結された少なくとも１つの逆止弁
   を有する出力管と、ポンプの無圧力タンクに連結
   された還流管とが接続され、前記回転シヤツタが
   ２つの対向するノズル開口を周期的に開閉するこ
   とによつて前記ポンプから供給される流体が周期
   的に上記出力管または上記還流管に交互に供給さ
   れ、ノズル開口が開かれた際には前記回転シヤツ
   タの軸への静水圧が除去されるようになつてお
   り、さらに、前記シヤツタの回転方向前縁には切
   削角が設けられ、これにより、作動時に前記ノズ
   ル開口が削られて前記シヤツタとノズル開口との
   間に最適な隙間が形成されるようになつている装
   置において、 前記回転シヤツタの駆動軸内に同時回転ばねを
   配置して、該ばねが、前記回転シヤツタの軸方向
   位置を決定するために、該回転シヤツタを、前記
   駆動軸の軸方向に位置する回転しない軸方向調整
   機構に押圧していることを特徴とする装置。