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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-01-09
(45)【発行日】2025-01-20
(54)【発明の名称】脈動発生装置
(51)【国際特許分類】
F16K 3/04 20060101AFI20250110BHJP
F04D 35/00 20060101ALI20250110BHJP
【ＦＩ】
F16K3/04 Z
F04D35/00
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2021092794
(22)【出願日】2021-06-02
(65)【公開番号】P2022185255
(43)【公開日】2022-12-14
【審査請求日】2023-12-06
(73)【特許権者】
【識別番号】000000239
【氏名又は名称】株式会社荏原製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100106909
【弁理士】
【氏名又は名称】棚井 澄雄
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100169764
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100167553
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 久典
(72)【発明者】
【氏名】信田 昌男
【審査官】高吉 統久
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－０７６６４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１８３９６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５２－０５７１９４（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１４－０２０４９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３８８５９８（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０４Ｄ ３５／００
Ｆ１６Ｋ ３／０４
Ｇ０１Ｍ ３／２６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動源と、前記駆動源に接続された軸体と、
前記軸体に設けられた弁体と、
流体の入口ポート及び出口ポートが形成された弁体収容室を有し、前記弁体を前記弁体収容室に非接触状態で収容した弁箱と、を備え、
前記弁体は、前記弁体収容室から所定のクリアランスに保たれて配置され、
前記弁体収容室は、
前記入口ポート及び前記出口ポートの一方が形成され、前記軸体の軸方向で前記弁体と軸方向クリアランスをあけて対向する軸方向対向面と、
前記入口ポート及び前記出口ポートの他方が形成され、前記軸体の半径方向で前記弁体と半径方向クリアランスをあけて対向する半径方向対向面と、を有する、ことを特徴とする脈動発生装置。
【請求項2】
前記弁体には、前記軸方向対向面と対向可能な位置に、前記軸方向クリアランスを調整する軸方向クリアランス調整プレートが設置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の脈動発生装置。
【請求項3】
前記弁体には、前記半径方向対向面と対向可能な位置に、前記半径方向クリアランスを調整する半径方向クリアランス調整リングが設置されている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の脈動発生装置。
【請求項4】
前記弁体には、前記入口ポートと対向可能な位置に、ポート開放孔が形成されている、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の脈動発生装置。
【請求項5】
前記ポート開放孔及び前記入口ポートの少なくとも一方に装着された流路形状変更部材を備える、ことを特徴とする請求項４に記載の脈動発生装置。
【請求項6】
前記流路形状変更部材を、前記軸体の軸方向で変位可能に支持する弾性部材を備える、ことを特徴とする請求項５に記載の脈動発生装置。
【請求項7】
前記ポート開放孔は、前記弁体に、前記軸体を中心とした周方向に沿って円弧状に形成されている、ことを特徴とする請求項４～６のいずれか一項に記載の脈動発生装置。
【請求項8】
前記ポート開放孔は、前記弁体に、前記軸体を中心とした周方向に間隔をあけて複数形成されている、ことを特徴とする請求項４～６のいずれか一項に記載の脈動発生装置。
【請求項9】
前記出口ポートは、前記弁体収容室に、前記軸体を中心とした周方向に間隔をあけて複数形成されている、ことを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の脈動発生装置。
【請求項10】
前記駆動源は、前記軸体を中心に前記弁体を回転又は揺動させる、ことを特徴とする請求項１～９のいずれか一項に記載の脈動発生装置。
【請求項11】
前記弁体の揺動において、全揺動範囲を決め、当該全揺動範囲内で揺動角度と揺動速度を任意に設定することで、任意かつ自在の圧力波形を形成する、ことを特徴とする請求項１０に記載の脈動発生装置。
【請求項12】
駆動源と、
前記駆動源に接続された軸体と、
前記軸体に設けられた弁体と、
流体の入口ポート及び出口ポートが形成された弁体収容室を有し、前記弁体を前記弁体収容室に非接触状態で収容した弁箱と、を備え、
前記弁体は、前記弁体収容室から所定のクリアランスに保たれて配置され、
前記駆動源は、前記軸体を中心に前記弁体を回転又は揺動させ、
前記弁体の揺動において、全揺動範囲を決め、当該全揺動範囲内で揺動角度と揺動速度を任意に設定することで、任意かつ自在の圧力波形を形成する、ことを特徴とする脈動発生装置。
【請求項13】
前記駆動源は、サーボアクチュエータを備える、ことを特徴とする請求項１～１２のいずれか一項に記載の脈動発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、脈動発生装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
下記特許文献１には、バルブ本体と、該バルブ本体に回転可能に収容されるローターと、該ローター又は前記バルブ本体に設けられた摺動面と摺動し該摺動面に押圧状態となるように構成された弁体とを備え、ローターの回転によりローターの流路と弁体の流路を連通又は閉止することで流体の流路切換を行うロータリーバルブが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第６０９３２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来から、流体の流れに脈動を発生させる脈動発生装置は公知である。例えば、上記ロータリーバルブにおいて、流路の連通又は閉止を周期的に繰り返すことで、流体の流れに脈動を発生させることができる。しかしながら、流路の連通又は閉止を行う弁体は、バルブ本体の摺動面に対して押圧状態であるため、摺動面から摩耗粉が発生する可能性がある。この摩耗粉は、流体に対するコンタミネーションとなる。また、摩耗により弁体における流路の形状が時間の経過とともに変化するため、脈動圧力の１周期の波形が経時的に変化してしまう。このことは、とりわけ細胞培養や医薬、食品加工機械をはじめとする清潔、清浄性、性状・性能不変性を要求される試験や装置の場合、試験の続行不可、周辺機器の破損のほか、その対応に多くの時間を要し、極めて大きな問題となる。
【0005】
また、ニードルバルブにおいても、流体の入口ポートの開口形状をテーパーに、それに対向する弁体の部分をニードルとして、弁体を軸方向に移動させることで、脈動を発生させることはできる。このタイプの場合、入口ポートと弁体のクリアランスは一定ではなく可変であり、弁体の軸方向の移動に応じて異なる。すなわち、弁体と入口ポートとの間において、流体が通過する流路断積の調整（負荷圧力範囲の調整）は、上述したロータリーバルブのような回転形に比較して困難になる。例えば、テーパー形状やニードル形状の場合、部材の形成時のテーパー角度の設定、製作や両者の同軸度の調整が難しくなる。
【0006】
また、このタイプの場合には、駆動源として、高分解能の軸方向の変位量制御が可能な比例ソレノイドや電動リニアアクチュエータなどを使用する必要がある。比例ソレノイドを使用する場合、入力信号に対する可動部変位量にヒステリシスが存在するので、精緻な開度制御のための制御回路が複雑になる。また、電動リニアアクチュエータの場合、駆動速度が遅いので、高周波数でのバルブ動作には向かない。
【0007】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、弁体等の摩耗による摩耗粉が流体に混入すること、すなわち、流体に対するコンタミネーションの発生を抑制でき、かつ任意の圧力範囲、周波数、圧力波形にて圧力脈動を発生することができる脈動発生装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様に係る脈動発生装置は、駆動源と、前記駆動源に接続された軸体と、前記軸体に設けられた弁体と、流体の入口ポート及び出口ポートが形成された弁体収容室を有し、前記弁体を前記弁体収容室に非接触状態で収容した弁箱と、を備え、前記弁体は、前記弁体収容室から所定のクリアランスに保たれて配置される。
【0009】
上記脈動発生装置においては、前記弁体収容室は、前記入口ポート及び前記出口ポートの一方が形成され、前記軸体の軸方向で前記弁体と軸方向クリアランスをあけて対向する軸方向対向面と、前記入口ポート及び前記出口ポートの他方が形成され、前記軸体の半径方向で前記弁体と半径方向クリアランスをあけて対向する半径方向対向面と、を有してもよい。
【0010】
上記脈動発生装置においては、前記弁体には、前記軸方向対向面と対向可能な位置に、前記軸方向クリアランスを調整する軸方向クリアランス調整プレートが設置されていてもよい。
【0011】
上記脈動発生装置においては、前記弁体には、前記半径方向対向面と対向可能な位置に、前記半径方向クリアランスを調整する半径方向クリアランス調整リングが設置されていてもよい。
【0012】
上記脈動発生装置においては、前記弁体には、前記入口ポートと対向可能な位置に、ポート開放孔が形成されていてもよい。
【0013】
上記脈動発生装置においては、前記ポート開放孔及び前記入口ポートの少なくとも一方に装着された流路形状変更部材を備えてもよい。
【0014】
上記脈動発生装置においては、前記流路形状変更部材を、前記軸体の軸方向で変位可能に支持する弾性部材を備えてもよい。
【0015】
上記脈動発生装置においては、前記ポート開放孔は、前記弁体に、前記軸体を中心とした周方向に沿って円弧状に形成されていてもよい。
【0016】
上記脈動発生装置においては、前記ポート開放孔は、前記弁体に、前記軸体を中心とした周方向に間隔をあけて複数形成されていてもよい。
【0017】
上記脈動発生装置においては、前記出口ポートは、前記弁体収容室に、前記軸体を中心とした周方向に間隔をあけて複数形成されていてもよい。
【0018】
上記脈動発生装置においては、前記駆動源は、前記軸体を中心に前記弁体を回転又は揺動させてもよい。
【0019】
上記脈動発生装置においては、前記弁体の揺動において、全揺動範囲を決め、当該全揺動範囲内で揺動角度と揺動速度を任意に設定することで、任意かつ自在の圧力波形を形成してもよい。
【0020】
上記脈動発生装置においては、前記駆動源は、サーボアクチュエータを備えてもよい。
【発明の効果】
【0021】
上記本発明の一態様によれば、流体に対するコンタミネーションの発生を抑制でき、かつ任意の圧力範囲、周波数、圧力波形にて圧力脈動を発生することができる脈動発生装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】一実施形態に係る脈動発生装置の概念図である。
【図2】一実施形態に係る脈動発生装置の斜視図である。
【図3】一実施形態に係る脈動発生装置の分解斜視図である。
【図4】一実施形態に係る弁体の（ａ）斜視図、（ｂ）平面図、（ｃ）部分断面図である。
【図5】一実施形態に係る脈動発生装置の具体的構成例を示す断面図である。
【図6】一実施形態に係る脈動発生装置の動作を説明する斜視図である。
【図7】一実施形態に係る脈動発生装置の具体的動作を説明する平面図である。
【図9】一実施形態に係る脈動発生装置において、弁体の揺動範囲内で揺動角度と揺動速度を任意に設定することで、任意かつ自在に圧力波形を形成した場合の出口ポートにおける流体の圧力変化を示すグラフである。
【図10】一実施形態の変形例に係る脈動発生装置の具体的構成例を示す断面図である。
【図11】一実施形態に係る弁体に軸方向クリアランス調整プレートを設置した場合の（ａ）斜視図、（ｂ）平面図、（ｃ）部分断面図である。
【図12】一実施形態の変形例に係る弁箱のポートブロックの斜視図である。
【図13】一実施形態の他の変形例に係る弁箱のポートブロックの分解斜視図である。
【図14】一実施形態の他の変形例に係る弁箱のポートブロックの分解斜視図である。
【図15】一実施形態の変形例に係る流路形状変更部材のバリエーションの一部を示す平面図である。
【図16】一実施形態の他の変形例に係る弁箱のポートブロックの分解斜視図である。
【図17】一実施形態に係る弁体に流路形状変更部材を装着した場合の（ａ）分解斜視図、（ｂ）平面図、（ｃ）部分断面図である。
【図18】一実施形態の変形例に係る弁体の（ａ）平面図、（ｂ）部分断面図である。
【図21】一実施形態の他の変形例に係る弁体の（ａ）平面図、（ｂ）部分断面図である。
【図24】一実施形態の他の変形例に係る弁箱のポートブロックの（ａ）平面図、（ｂ）Ａ－Ａ断面図である。
【図34】一実施形態の変形例に係る弁箱のケーシングの斜視図である。
【図35】一実施形態に係る脈動発生装置を用いた液圧回路を示す概念図である。
【図36】一実施形態に係る脈動発生装置を用いた液圧回路を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、一実施形態に係る脈動発生装置１の概念図である。
脈動発生装置１は、例えば、図１に示すように、圧力が一定の流体の流れに対し、脈動を発生させるものである。
図１は、一実施形態に係る脈動発生装置１の概念図である。
脈動発生装置１は、例えば、図１に示すように、圧力が一定の流体の流れに対し、脈動を発生させるものである。
【0024】
脈動を発生させる流体としては、水道水などの動粘度が低いもの（水道水は約１．０［ｍｍ２／ｓ］（２０℃）、約０．６６［ｍｍ２／ｓ］（４０℃））が好適である。なお、脈動を発生させる流体としては、一般的な油圧機器に使用される油圧作動油などの動粘度が高いもの（２０～５０ｍｍ２／ｓ（４０℃））であっても構わない。
【0025】
図２は、一実施形態に係る脈動発生装置１の斜視図である。図３は、一実施形態に係る脈動発生装置１の分解斜視図である。
図２に示すように、脈動発生装置１は、駆動源２と、軸体３と、弁体４と、弁箱５と、を備えている。
図２に示すように、脈動発生装置１は、駆動源２と、軸体３と、弁体４と、弁箱５と、を備えている。
【0026】
以下、軸体３の中心軸Ｏが延びる方向を軸方向という。また、中心軸Ｏと直交する方向を半径方向という。また、中心軸Ｏ周りに周回する方向を周方向という。
駆動源２は、例えば、サーボモータと、ギアボックスと、を有する。駆動源２は、軸体３を中心軸Ｏ周りに揺動または回転させる。
駆動源２は、例えば、サーボモータと、ギアボックスと、を有する。駆動源２は、軸体３を中心軸Ｏ周りに揺動または回転させる。
【0027】
軸体３は、中心軸Ｏに沿って軸方向に延びている。軸体３の一端部には、弁体４が設けられている。なお、図２及び図３に示す弁体４は、軸体３と一体成形されていているが、軸体３に取り付けられた別部品であってもよい。弁体４は、弁箱５の内部に収容されている。後述するように、弁体４と弁箱５のクリアランスは、所望のクリアランスで設定され、その位置関係は固定されている。軸体３の他端部は、弁箱５の外部に突出し、駆動源２と接続されている。
【0028】
図４は、一実施形態に係る弁体４の（ａ）斜視図、（ｂ）平面図、（ｃ）部分断面図である。
図４に示すように、弁体４は、弁本体４１と、ポート開放孔４２と、を有する。弁本体４１は、中心軸Ｏと同軸の円板状に形成されている。ポート開放孔４２は、弁本体４１を軸方向に貫通して形成されている。ポート開放孔４２は、弁箱５に形成された入口ポート６１と対向可能な半径位置に形成されている。
図４に示すように、弁体４は、弁本体４１と、ポート開放孔４２と、を有する。弁本体４１は、中心軸Ｏと同軸の円板状に形成されている。ポート開放孔４２は、弁本体４１を軸方向に貫通して形成されている。ポート開放孔４２は、弁箱５に形成された入口ポート６１と対向可能な半径位置に形成されている。
【0029】
弁本体４１の底面（弁箱５のポートブロック５ａ側を向く面）には、図４（ｃ）に示すように、コーティング層４３が形成されている。コーティング層４３は、ポートブロック５ａとの接触摺動に備え、予め、樹脂、セラミック、ダイアモンドなどの水潤滑下で低摩擦摩耗特性を有する材料によって形成されている。なお、コーティング層４３の低摩擦摩耗材料は、弁体４に形成されていなくても良く、使用流体や使用環境によりその形成の要否を判断する。
【0030】
図２に示すように、弁箱５は、ポートブロック５ａと、ケーシング５ｂと、カバー５ｃと、シールハウジング５ｄと、を有する。ポートブロック５ａ、ケーシング５ｂ、カバー５ｃ、及びシールハウジング５ｄで囲まれた空間は、弁体４を収容する弁体収容室６０を形成している。
【0031】
ポートブロック５ａは、中心軸Ｏと同軸の円板状に形成されている。ポートブロック５ａには、流体の入口ポート６１が形成されている。入口ポート６１は、弁体収容室６０に連通している。
【0032】
ケーシング５ｂは、中心軸Ｏと同軸の円筒状に形成されている。ケーシング５ｂの軸方向の一方の開口端は、ポートブロック５ａによって閉止されている。ケーシング５ｂには、半径方向に貫通する流体の出口ポート６２が形成されている。出口ポート６２は、弁体収容室６０に連通している。
【0033】
カバー５ｃは、中心軸Ｏと同軸の円板状に形成されている。カバー５ｃは、ケーシング５ｂの軸方向の他方の開口端を閉止している。カバー５ｃの半径方向の中心位置には、軸体３が貫通する貫通孔が形成されている。
【0034】
シールハウジング５ｄは、中心軸Ｏと同軸の円板状に形成されている。シールハウジング５ｄは、カバー５ｃに支持されている。カバー５ｃの半径方向の中心位置には、軸体３が貫通する貫通孔が形成されている。当該貫通孔には、軸体３を軸封する環状のシール７が配置されている。
【0035】
シールハウジング５ｄには、ベアリング６が支持されている。ベアリング６は、軸体３を中心軸Ｏ周りに回転可能に支持している。
上述したポートブロック５ａ、ケーシング５ｂ、弁体４、軸体３、カバー５ｃ、シールハウジング５ｄ、及びベアリング６は、図２に示すように、軸方向に組み合わせることができるようになっている。
上述したポートブロック５ａ、ケーシング５ｂ、弁体４、軸体３、カバー５ｃ、シールハウジング５ｄ、及びベアリング６は、図２に示すように、軸方向に組み合わせることができるようになっている。
【0036】
図５は、一実施形態に係る脈動発生装置１の具体的構成例を示す断面図である。
図５に示すように、脈動発生装置１は、駆動源２と、駆動源２に接続された軸体３と、軸体３に設けられた弁体４と、流体の入口ポート６１及び出口ポート６２が形成された弁体収容室６０を有し、弁体４を弁体収容室６０に非接触状態で収容した弁箱５と、を備えている。
図５に示すように、脈動発生装置１は、駆動源２と、駆動源２に接続された軸体３と、軸体３に設けられた弁体４と、流体の入口ポート６１及び出口ポート６２が形成された弁体収容室６０を有し、弁体４を弁体収容室６０に非接触状態で収容した弁箱５と、を備えている。
【0037】
弁箱５は、上述したポートブロック５ａ及びケーシング５ｂが一体となった有底筒状のケーシングブロック５１と、上述したカバー５ｃ及びシールハウジング５ｄが一体となった円板状のカバーハウジング５２と、上述したベアリング６を保持する円板状のベアリングハウジング５３と、を備えている。
【0038】
ポートブロック５ａ及びケーシング５ｂを一体とすることで、弁箱５の密閉性を高め、流体の外部流出を抑制することができる。また、カバー５ｃ及びシールハウジング５ｄを一体とすることで、弁箱５の密閉性を高め、流体の外部流出を抑制することができる。
【0039】
ケーシングブロック５１には、カバーハウジング５２がボルト５４を介して軸方向に締結されている。ケーシングブロック５１とカバーハウジング５２との合わせ面には、環状のシール７が配置されている。カバーハウジング５２には、ベアリングハウジング５３がボルト５５を介して軸方向に締結されている。
【0040】
カバーハウジング５２の半径方向の中心位置には、軸体３が貫通する貫通孔５２ａが形成されている。貫通孔５２ａの内壁面には、複数の凹部が形成され、軸体３を軸封する環状のシール７が軸方向に間隔をあけて複数配置されている。カバーハウジング５２には、上下のシール７の間で、貫通孔５２ａに連通する連通孔５２ｂが形成されている。
【0041】
連通孔５２ｂは、カバーハウジング５２の外周面から、貫通孔５２ａまで直線状に延びている。この連通孔５２ｂにおける流体の漏れを確認することで、シール７によって軸体３が適切に軸封されているか否かを確認することができる。また、連通孔５２ｂは、流体のドレン孔として利用することができる。
【0042】
なお、連通孔５２ｂは、１つに限るものではなく、複数形成しても構わない。また、軸体３と摺動するシール７の摺動面（リップ面）の断面形状は、矩形凹凸、台形凹凸、円形など各種ある中から適宜選択するとよい。
【0043】
ベアリングハウジング５３の半径方向の中心位置には、ベアリング６を収容する座ぐり孔５３ａが形成されている。ベアリング６は、軸体３の中心軸Ｏ周りの揺動又は回転を円滑に行わせる。ベアリング６の内輪は、軸体３に固定され、玉ころを介して、ベアリング６の外輪に支持されている。ベアリング６の外輪は、ベアリングハウジング５３に支持されている。
【0044】
ベアリング６の個数は、１個に限るものでなく、複数個を連装する場合もある。ベアリング６は、玉軸受のほか、円錐ころ軸受などのラジアル軸受、ラジアルスラスト軸受など、軸体３に作用する半径方向の荷重、軸方向の荷重に応じて適宜選択するとよい。
【0045】
ベアリングハウジング５３には、架台２３を介して駆動源２が支持されている。駆動源２としては、電動機、サーボモータをはじめとする、回転型アクチュエータを使用することができる。駆動源２は、回転軸２１と、回転軸２１と軸体３とを接続する軸カップリング２２と、を備えている。
【0046】
なお、駆動源２は、上述した回転型アクチュエータに変速機（ギアボックス）を組み合わせる場合もある。駆動源２としては、入力信号に対する可動部変位量にヒステリシスがなく、駆動速度が速くて、高周波数でのバルブ動作に向いているサーボモータをはじめとする、サーボアクチュエータが好ましい。
【0047】
駆動源２の運転制御には、インバータ、サーボドライバなどの可変制御機器を用いるとよい。駆動源２は、回転軸２１の揺動動作と回転動作の両動作を行える構成とすることが好ましい。なお、揺動動作の場合は、揺動範囲と揺動速度、揺動波形、回転動作の場合は回転数を任意に設定可能となるように、駆動源２と可変制御機器を構成するとよい。
【0048】
弁箱５の弁体収容室６０には、流体の入口ポート６１及び出口ポート６２が形成されている。入口ポート６１は、曲がり流路（エルボ流路）となっており、弁体４と対向する弁体収容室６０の軸方向対向面６０Ａに形成された第１流路６１ａと、ケーシングブロック５１の外周面から第１流路６１ａまで半径方向に延びる第２流路６１ｂと、を備えている。
【0049】
出口ポート６２は、弁体４と対向する弁体収容室６０の半径方向対向面６０Ｂに形成されている。出口ポート６２は、流体の流れにおいて、弁体４よりも下流側に位置している。
【0050】
弁体収容室６０には、弁体４が非接触状態で収容されている。具体的に、弁体４は、軸方向クリアランスＤ１をあけて弁体収容室６０の軸方向対向面６０Ａと対向している。また、弁体４は、半径方向クリアランスＤ２をあけて弁体収容室６０の半径方向対向面６０Ｂと対向している。
【0051】
軸方向クリアランスＤ１及び半径方向クリアランスＤ２は、圧力脈動負荷対象からの要求要件に応じて設定する。軸方向クリアランスＤ１及び半径方向クリアランスＤ２のいずれにおいても、クリアランスの増加に伴い、クリアランス通過流量が増加することは周知である。一方で、軸方向クリアランスＤ１及び半径方向クリアランスＤ２を確保することは、流体へのコンタミネーションを抑制するためには必要不可欠である。
【0052】
このため、脈動発生装置１においては、軸方向クリアランスＤ１及び半径方向クリアランスＤ２の少なくとも一方が、０．２ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、軸方向クリアランスＤ１及び半径方向クリアランスＤ２の少なくとも一方が、０．１ｍｍ以下であることがより好ましい。
【0053】
但し、軸方向クリアランスＤ１及び半径方向クリアランスＤ２が小さすぎると、脈動発生装置１の動作中において、弁体４と弁箱５とが摺動する場合もあり得る。このため、軸方向クリアランスＤ１及び半径方向クリアランスＤ２は、脈動を負荷する流体の性状および脈動発生装置１により圧力脈動を負荷する対象からの所要の要件などに応じて、適宜設定するとよい。
【0054】
軸方向クリアランスＤ１及び半径方向クリアランスＤ２の適切なクリアランスの設定方法としては、次のものが挙げられる。例えば、入口ポート６１にポート開放孔４２が重ならずに弁本体４１が重なる状態（閉状態）にしておき、出口ポート６２における流量が、入口ポート６１の流量の１０％未満、好ましくは５％未満、さらに好ましくは３％未満とするように、クリアランスを設定してもよい。
【0055】
また、例えば、所定の流量、圧力を脈動発生装置１に供給した状態で、入口ポート６１にポート開放孔４２が重なる状態（開状態）と、入口ポート６１に弁本体４１が重なる状態（閉状態）との圧力差が、目的とする圧力範囲（脈動発生装置１による圧力脈動負荷対象への圧力脈動の範囲）になるようにクリアランスを設定してもよい。
【0056】
続いて、上記構成の脈動発生装置１の動作について説明する。
【0057】
図６は、一実施形態に係る脈動発生装置１の動作を説明する斜視図である。図６においては、弁体４を揺動動作させている。
脈動発生装置１は、弁体４の揺動動作により、図６（ａ）に示す入口ポート６１にポート開放孔４２が重なる状態（開状態）と、図６（ｂ）に示す入口ポート６１にポート開放孔４２が重ならずに弁本体４１が重なる状態（閉状態）を切り替えることで、出口ポート６２から流出する流体の圧力と流量を変化させる。
脈動発生装置１は、弁体４の揺動動作により、図６（ａ）に示す入口ポート６１にポート開放孔４２が重なる状態（開状態）と、図６（ｂ）に示す入口ポート６１にポート開放孔４２が重ならずに弁本体４１が重なる状態（閉状態）を切り替えることで、出口ポート６２から流出する流体の圧力と流量を変化させる。
【0058】
図７は、一実施形態に係る脈動発生装置１の具体的動作を説明する平面図である。図８は、図７に示すように脈動発生装置１が動作したときの出口ポート６２における流体の圧力変化を示すグラフである。なお、図７に示す（１）～（４）の動作状態は、図８に示す（１）～（４）の圧力に対応している。
【0059】
図７に示す（１）の動作状態のとき、入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）が最大になる。この状態では、入口ポート６１から供給される流体の流量のほぼ総量が出口ポート６２から流出する。この際の出口ポート６２の流体圧力は、入口ポート６１の流体圧力から、脈動発生装置１内の固有の圧力損失（流路形状などに基づく内部圧力損失）を除いた圧力となる。また、弁体収容室６０内の通過流量のうち、弁体収容室６０内の漏れ流量（軸方向クリアランスＤ１及び半径方向クリアランスＤ２による流量損失）を除く流量が、弁体４のポート開放孔４２を通過する流量となる。
【0060】
図７に示す（２）の動作状態のとき、弁体４は、揺動動作を開始する状態にある。なお、弁体４は、（２）の動作状態から反時計回りに揺動動作を開始する。
図７に示す（２）～（３）の動作状態では、弁体４の揺動動作に応じて、入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）が減少する。この重合量の減少過程で、脈動発生装置１の流体の通過流量が減少する。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も減少する（図８参照）。
図７に示す（２）～（３）の動作状態では、弁体４の揺動動作に応じて、入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）が減少する。この重合量の減少過程で、脈動発生装置１の流体の通過流量が減少する。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も減少する（図８参照）。
【0061】
図７に示す（３）の動作状態のとき、入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）がゼロになる。そのため、脈動発生装置１の流体の通過流量は、軸方向クリアランスＤ１及び半径方向クリアランスＤ２を通過する流量（漏れ流量）のみになる。また同時に、漏れ流体の流れよるものを除き、ポート開放孔４２を通過する流量はほぼゼロになるので、出口ポート６２の流体圧力は圧力脈動周期の最低正圧になる（図８参照）。
【0062】
図７に示す（４）の動作状態のとき、弁体４は揺動動作を開始する状態にある。なお、弁体４は、（４）の動作状態から時計回りに揺動動作を開始する。
図７に示す（４）～（１）の動作状態では、弁体４の揺動動作に応じて、入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）が増加する。この重合量の増加過程で、脈動発生装置１の流体の通過流量が増加する。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も増加する（図８参照）。
図７に示す（４）～（１）の動作状態では、弁体４の揺動動作に応じて、入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）が増加する。この重合量の増加過程で、脈動発生装置１の流体の通過流量が増加する。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も増加する（図８参照）。
【0063】
このような弁体４の（１）～（４）の揺動動作を連続的に行うことで、入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）を変化させ、それによって脈動発生装置１の流体の通過流量と圧力を変化させ、結果、流体の流れに脈動を発生させることができる。なお、弁体４の揺動範囲と揺動速度を制御することで、入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）および重合量の時間当たりの変化量を調整し、脈動発生装置１の通過流体の時間（軸）に対する圧力波形を変更することができる。
【0064】
なお、入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量がゼロの時でも、入口ポート６１とポート開放孔４２と距離に依存して流体の通過流量と圧力は変化する。すなわち、圧力脈動負荷対象からの要求要件に応じて、弁体４の揺動範囲と揺動速度を制御することで、入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）および重合量の時間当たりの変化量を調整し、脈動発生装置１の通過流体の時間（軸）に対する圧力波形を形成することができる。
【0065】
図９は、一実施形態に係る脈動発生装置１において、弁体４の揺動範囲内で揺動角度と揺動速度を任意に設定することで、任意かつ自在に圧力波形を形成した場合の出口ポート６２における流体の圧力変化を示すグラフである。
図９に示す例の場合、弁体４の揺動範囲をＡ（度）からＦ（度）とし、
１．Ａ（度）～Ｂ（度）までをＲ（度/秒）の周速で弁体４を動作させ、
２．Ｂ（度）～Ｃ（度）までをＳ（度/秒）の周速で弁体４を動作させ、
３．Ｃ（度）～Ｄ（度）までをＴ（度/秒）の周速で弁体４を動作させ、
４．Ｄ（度）～Ｆ（度）までをＵ（度/秒）の周速で弁体４を動作させ、
５．Ｆ（度）～Ｅ（度）までをＶ（度/秒）の周速で弁体４を動作させ、
６．Ｅ（度）～Ｄ（度）までをＷ（度/秒）の周速で弁体４を動作させ、
７．Ｄ（度）～Ｃ（度）までをＸ（度/秒）の周速で弁体４を動作させ、
８．Ｃ（度）～Ａ（度）までをＹ（度/秒）の周速で弁体４を動作させる設定とし、
上記１～８の設定を周期的に弁体４に動作（揺動動作）させることで、図９に示す圧力波形を形成することができる。
図９に示す例の場合、弁体４の揺動範囲をＡ（度）からＦ（度）とし、
１．Ａ（度）～Ｂ（度）までをＲ（度/秒）の周速で弁体４を動作させ、
２．Ｂ（度）～Ｃ（度）までをＳ（度/秒）の周速で弁体４を動作させ、
３．Ｃ（度）～Ｄ（度）までをＴ（度/秒）の周速で弁体４を動作させ、
４．Ｄ（度）～Ｆ（度）までをＵ（度/秒）の周速で弁体４を動作させ、
５．Ｆ（度）～Ｅ（度）までをＶ（度/秒）の周速で弁体４を動作させ、
６．Ｅ（度）～Ｄ（度）までをＷ（度/秒）の周速で弁体４を動作させ、
７．Ｄ（度）～Ｃ（度）までをＸ（度/秒）の周速で弁体４を動作させ、
８．Ｃ（度）～Ａ（度）までをＹ（度/秒）の周速で弁体４を動作させる設定とし、
上記１～８の設定を周期的に弁体４に動作（揺動動作）させることで、図９に示す圧力波形を形成することができる。
【0066】
上述した本実施形態に係る脈動発生装置１は、図５に示すように、駆動源２と、駆動源２に接続された軸体３と、軸体３に設けられた弁体４と、流体の入口ポート６１及び出口ポート６２が形成された弁体収容室６０を有し、弁体４を弁体収容室６０に非接触状態で収容した弁箱５と、を備え、弁体４は、弁体収容室６０から所定のクリアランスに保たれて配置される。この構成によれば、弁体４を弁体収容室６０に非接触状態で収容しているため、弁体４と弁箱５との摺動部がゼロ若しくは殆どなく、摩耗粉の発生を抑え、流体へのコンタミネーションを抑制することができる。また、弁体４の摩耗がなく、弁体４における流路の形状が時間の経過とともに変化しないため、脈動圧力の１周期の波形が経時的に変化することなく、常に定められた波形の生成を繰り返すことができる。
【0067】
なお、脈動発生装置１は、以下のような構成も採用することができる。
【0068】
図１０は、一実施形態の変形例に係る脈動発生装置１の具体的構成例を示す断面図である。
図１０に示す脈動発生装置１は、軸方向クリアランスＤ１の大きさを調整するスペーサ５６を備えている。スペーサ５６は、環状に形成され、ベアリングハウジング５３の座ぐり孔５３ａに収容され、ベアリング６を支持している。
図１０に示す脈動発生装置１は、軸方向クリアランスＤ１の大きさを調整するスペーサ５６を備えている。スペーサ５６は、環状に形成され、ベアリングハウジング５３の座ぐり孔５３ａに収容され、ベアリング６を支持している。
【0069】
上記構成によれば、スペーサ５６の高さを変えることで、ベアリング６に支持された軸体３の高さ、すなわち、弁体４の高さを変更できる。このため、弁体４と弁体収容室６０の軸方向対向面６０Ａとの軸方向クリアランスＤ１を所望の寸法に調整することができる。このように軸方向クリアランスＤ１が調整されて脈動発生装置１に組み込まれると、もはや軸方向クリアランスＤ１の寸法を変更することはできず、脈動発生装置１として使用する時には軸方向クリアランスＤ１は所望の寸法に固定された状態である。
なお、上述した軸方向クリアランスＤ１の設定は、他に以下の４種の方法を採用してもよい。
なお、上述した軸方向クリアランスＤ１の設定は、他に以下の４種の方法を採用してもよい。
【0070】
・予めケーシングブロック５１の軸方向の深さ寸法を実測しておき、弁体４の高さを決定して設計及び製作を行う。
・予め弁体４の高さ寸法を実測しておき、ケーシングブロック５１の軸方向の深さを決定して設計及び製作を行う。
・製作後の実部品同士の現合合わせにより追加加工調整を行う。
・ケーシングブロック５１の軸方向の深さ寸法と、弁体４の高さ寸法を実測しておき、弁体４のケーシングブロック５１側の面（底面）に、目的とする軸方向クリアランスＤ１にするために厚みを調整した軸方向クリアランス調整プレートを設置する。
・予め弁体４の高さ寸法を実測しておき、ケーシングブロック５１の軸方向の深さを決定して設計及び製作を行う。
・製作後の実部品同士の現合合わせにより追加加工調整を行う。
・ケーシングブロック５１の軸方向の深さ寸法と、弁体４の高さ寸法を実測しておき、弁体４のケーシングブロック５１側の面（底面）に、目的とする軸方向クリアランスＤ１にするために厚みを調整した軸方向クリアランス調整プレートを設置する。
【0071】
図１１は、一実施形態に係る弁体４に軸方向クリアランス調整プレート５６Ａを設置した場合の（ａ）斜視図、（ｂ）平面図、（ｃ）部分断面図である。
この際、軸方向クリアランス調整プレート５６Ａには、弁体４に形成されたポート開放孔４２に相当する位置および口径と同一場所、同一形状にて開口部を設ける。また、軸方向クリアランス調整プレート５６Ａの設置方法は、接着、ねじ止め、嵌合などその方法は、流体の性状、圧力により選択するとよい。また、軸方向クリアランス調整プレート５６Ａの材質においても金属、樹脂など、流体の性状、圧力により選択するとよい。
この際、軸方向クリアランス調整プレート５６Ａには、弁体４に形成されたポート開放孔４２に相当する位置および口径と同一場所、同一形状にて開口部を設ける。また、軸方向クリアランス調整プレート５６Ａの設置方法は、接着、ねじ止め、嵌合などその方法は、流体の性状、圧力により選択するとよい。また、軸方向クリアランス調整プレート５６Ａの材質においても金属、樹脂など、流体の性状、圧力により選択するとよい。
【0072】
また、上述した半径方向クリアランスＤ２の調整においても、以下の４種の方法を採用してもよい。
【0073】
・予めケーシングブロック５１の内径の寸法を実測しておき、弁体４の外径の寸法を決定して設計及び製作を行う。
・予めケーシングブロック５１の内径の寸法および弁体４の外径の寸法を実測しておき、弁体４の大径部の外輪（外周面）に対し、半径方向クリアランスＤ２の調整値（狙い寸法）にする厚みの環状リング（半径方向クリアランス調整リング）を設定する。なお、環状リングの材質（金属や樹脂など）、設置方法（接着、ねじ止め、圧入、嵌合など）は、使用流体の性状、圧力により都度選択する。
・予め弁体４の外径の寸法を実測しておき、ケーシングブロック５１の内径を決定して設計及び製作を行う。
・製作後の実部品同士の現合合わせにより追加加工調整を行う。
・予めケーシングブロック５１の内径の寸法および弁体４の外径の寸法を実測しておき、弁体４の大径部の外輪（外周面）に対し、半径方向クリアランスＤ２の調整値（狙い寸法）にする厚みの環状リング（半径方向クリアランス調整リング）を設定する。なお、環状リングの材質（金属や樹脂など）、設置方法（接着、ねじ止め、圧入、嵌合など）は、使用流体の性状、圧力により都度選択する。
・予め弁体４の外径の寸法を実測しておき、ケーシングブロック５１の内径を決定して設計及び製作を行う。
・製作後の実部品同士の現合合わせにより追加加工調整を行う。
【0074】
図１２は、一実施形態の変形例に係る弁箱５のポートブロック５ａの斜視図である。
図１２に示すポートブロック５ａは、軸方向に貫通する入口ポート６１を有している。すなわち、この入口ポート６１は、直線流路の第１流路６１ａのみで形成されている。この構成によれば、入口ポート６１の流路に曲がり部がないため、流体通過中の圧力損失を抑制できる。
図１２に示すポートブロック５ａは、軸方向に貫通する入口ポート６１を有している。すなわち、この入口ポート６１は、直線流路の第１流路６１ａのみで形成されている。この構成によれば、入口ポート６１の流路に曲がり部がないため、流体通過中の圧力損失を抑制できる。
【0075】
なお、上述した図３に示すポートブロック５ａは、入口ポート６１が曲がり流路を形成しており、入口ポート６１の開口がポートブロック５ａの側面に設置され、流体配管が側面接続されるため、ポートブロック５ａの床面などへの設置（載置）が容易になる。
図１２に示すポートブロック５ａの場合は、流体配管が底面接続されることになるため、ポートブロック５ａを所定高さに支持する架台などを設置するとよい。
図１２に示すポートブロック５ａの場合は、流体配管が底面接続されることになるため、ポートブロック５ａを所定高さに支持する架台などを設置するとよい。
【0076】
図１３は、一実施形態の他の変形例に係る弁箱５のポートブロック５ａの分解斜視図である。
図１３に示すポートブロック５ａは、入口ポート６１に装着された流路形状変更部材７０を備えている。なお、図１３に示すポートブロック５ａは、入口ポート６１が曲がり流路を形成している。
図１３に示すポートブロック５ａは、入口ポート６１に装着された流路形状変更部材７０を備えている。なお、図１３に示すポートブロック５ａは、入口ポート６１が曲がり流路を形成している。
【0077】
図１３に示す入口ポート６１には、第１流路６１ａの開口周縁部に溝部６１ｃが形成されており、溝部６１ｃに流路形状変更部材７０が装着されるようになっている。流路形状変更部材７０は、溝部６１ｃに対し、嵌合、ねじ止めなどにより着脱可能に装着されている。
【0078】
なお、流路形状変更部材７０の着脱が不要の場合は、溝部６１ｃに対し、接着、溶接などにより装着されていてもよい。また、流路形状変更部材７０の溝部６１ｃに対する装着は、上記方法のみでなく、ポートブロック５ａに対して揺るぎや隙間なく、流路形状変更部材７０を装着できれば、どの方法を用いてもよい。
【0079】
流路形状変更部材７０は、入口ポート６１の開口形状と異なる開口部７１を備えている。この開口部７１の形状を任意に設定（形成）することで、弁体４の動作による流体通過面積（開口面積）の変化量を可変にして、脈動発生装置１への要求試験仕様や試験条件に応じた圧力流量変動（負荷圧力幅、負荷圧力変動波形）を供試体に与えることができる。
【0080】
図１４は、一実施形態の他の変形例に係る弁箱５のポートブロック５ａの分解斜視図である。
図１４に示すポートブロック５ａは、入口ポート６１が直線流路を形成しているが、この入口ポート６１の開口周縁部にも溝部６１ｃを設けることで、図１３と同じように流路形状変更部材７０を装着することが可能となる。
図１４に示すポートブロック５ａは、入口ポート６１が直線流路を形成しているが、この入口ポート６１の開口周縁部にも溝部６１ｃを設けることで、図１３と同じように流路形状変更部材７０を装着することが可能となる。
【0081】
図１５は、一実施形態の変形例に係る流路形状変更部材７０のバリエーションの一部を示す平面図である。
図１５（ａ）に示す流路形状変更部材７０は、平面視円形の開口部７１ａを備えている。
図１５（ｂ）に示す流路形状変更部材７０は、平面視楕円形の開口部７１ｂを備えている。
図１５（ａ）に示す流路形状変更部材７０は、平面視円形の開口部７１ａを備えている。
図１５（ｂ）に示す流路形状変更部材７０は、平面視楕円形の開口部７１ｂを備えている。
【0082】
【0083】
【0084】
【0085】
【0086】
なお、図１５に示した流路形状変更部材７０の形状はあくまでも一例であり、これらに限るものでなく、脈動発生装置１への要求仕様、動作条件に応じて、都度、計画、設計製作し、ポートブロック５ａに装着するとよい。装着の際には、流路形状変更部材７０の上面が、ポートブロック５ａの上面と凹凸なく水平面となるように設置することが好ましい。
【0087】
図１６は、一実施形態の他の変形例に係る弁箱５のポートブロック５ａの分解斜視図である。
図１６に示すポートブロック５ａは、流路形状変更部材７０を、軸体３の軸方向で変位可能に支持する弾性部材８０を備えている。
図１６に示すポートブロック５ａは、流路形状変更部材７０を、軸体３の軸方向で変位可能に支持する弾性部材８０を備えている。
【0088】
弾性部材８０は、例えば、ゴム、弾性樹脂、板バネなどであり、溝部６１ｃに収容され、流路形状変更部材７０を支持している。上記構成によれば、流路形状変更部材７０の上面が、ポートブロック５ａの上面と水平面となるように設置することが困難な場合で、弁体４が流路形状変更部材７０に接触摺動する可能性があるときに、弁体４との摺動接触やその直前の流体の圧力の高まりによって流路形状変更部材７０を弁体４から離れる方向に変位させることができる。
【0089】
なお、弾性部材８０は、流路形状変更部材７０が、弁体４に接触摺動した場合にも最小限の接触力を有するものを選択するとよい。これにより、流路形状変更部材７０が、弁体４に接触摺動した場合においても、本部位からの摩耗粉の発生を抑制することができる。なお、弾性部材８０は、ゴム、弾性樹脂、板バネなどがその例であるが、流路形状変更部材７０が弁体４に接触摺動した際の緩衝機能を有するものであれば、上記材質、形状に限るものではない。
【0090】
なお、流路形状変更部材７０は、３Ｄプリンタなどの加工機を使用して、ポートブロック５ａの入口ポート６１の開口部の形状を直接加工して形成してもよい。
【0091】
また、流路形状変更部材７０は、弁体４のポート開放孔４２に装着する構成であっても構わない。
図１７は、一実施形態に係る弁体４に流路形状変更部材７０を装着した場合の（ａ）分解斜視図、（ｂ）平面図、（ｃ）部分断面図である。
図１７に示すように、弁体４におけるポート開放孔４２のポートブロックとの対向面に、流路形状変更部材７０を装着してもよい。
図１７は、一実施形態に係る弁体４に流路形状変更部材７０を装着した場合の（ａ）分解斜視図、（ｂ）平面図、（ｃ）部分断面図である。
図１７に示すように、弁体４におけるポート開放孔４２のポートブロックとの対向面に、流路形状変更部材７０を装着してもよい。
【0092】
なお、図１７に示す弁体４の底面（ポートブロック５ａ側を向く面）には、図１７（ｃ）に示すように、コーティング層４３が形成されている。コーティング層４３は、ポートブロック５ａとの接触摺動に備え、予め、樹脂、セラミック、ダイアモンドなどの水潤滑下で低摩擦摩耗特性を有する材料によって形成されている。また、当該低摩擦摩耗材料は、弁体４に形成されていなくても良く、使用流体や使用環境によりその形成の要否を判断するとよい。
【0093】
図１８は、一実施形態の変形例に係る弁体４の（ａ）平面図、（ｂ）部分断面図である。
図１８に示す弁体４は、図１８（ａ）に示すように、中心軸Ｏを中心とする一対の円弧４１ａと、一対の円弧４１ａの両端で結ぶ一対の直線４１ｂと、によって外形が形成された弁本体４１を備えている。
図１８に示す弁体４は、図１８（ａ）に示すように、中心軸Ｏを中心とする一対の円弧４１ａと、一対の円弧４１ａの両端で結ぶ一対の直線４１ｂと、によって外形が形成された弁本体４１を備えている。
【0094】
弁本体４１の底面（ポートブロック５ａ側を向く面）には、図１８（ｂ）に示すように、コーティング層４３が形成されている。コーティング層４３は、ポートブロック５ａとの接触摺動に備え、予め、樹脂、セラミック、ダイアモンドなどの水潤滑下で低摩擦摩耗特性を有する材料によって形成されている。なお、当該低摩擦摩耗材料は、弁体４に形成されていなくても良く、使用流体や使用環境によりその形成の要否を判断するとよい。
【0095】
なお、弁本体４１自体が、上述した低摩擦摩耗特性を有する材料で形成されていてもよい。また、弁本体４１と対向するポートブロック５ａの上面が、上述した低摩擦摩耗特性を有する材料で形成されていても構わない。なお、流路形状変更部材７０が装着されている場合、この流路形状変更部材７０の表面又は材料自体が、上述した低摩擦摩耗特性を有する材料で形成されていても構わない。なお、当該低摩擦摩耗材料は、弁体４に形成されていなくても良く、使用流体や使用環境によりその形成の要否を判断するとよい。
【0096】
図１９は、図１８に示す弁体４を用いた場合の脈動発生装置１の具体的動作を説明する平面図である。図２０は、図１９に示すように脈動発生装置１が動作したときの出口ポート６２における流体の圧力変化を示すグラフである。なお、図１９に示す（１）～（４）の動作状態は、図２０に示す（１）～（４）の圧力に対応している。
【0097】
図１９に示す（１）の動作状態のとき、入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）が最大になる。この状態では、入口ポート６１から供給される流体の流量のほぼ総量が出口ポート６２から流出する。この際の出口ポート６２の流体圧力は、入口ポート６１の流体圧力から、脈動発生装置１内の固有の圧力損失（流路形状などに基づく内部圧力損失）を除いた圧力となる。また、弁体収容室６０内の通過流量のうち、弁体収容室６０内の漏れ流量（軸方向クリアランスＤ１及び半径方向クリアランスＤ２による流量損失）を除く流量が、弁体４のポート開放孔４２を通過する流量となる。
【0098】
図１９に示す（２）の動作状態のとき、弁体４は、揺動動作を開始する状態にある。なお、弁体４は、（２）の動作状態から反時計回りに揺動動作を開始する。
図１９に示す（２）～（３）の動作状態では、弁体４の揺動動作に応じて、入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）が減少する。この重合量の減少過程で、脈動発生装置１の流体の通過流量が減少する。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も減少する（図２０参照）。
図１９に示す（２）～（３）の動作状態では、弁体４の揺動動作に応じて、入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）が減少する。この重合量の減少過程で、脈動発生装置１の流体の通過流量が減少する。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も減少する（図２０参照）。
【0099】
図１９に示す（３）の動作状態のとき、入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）がゼロになる。そのため、脈動発生装置１の流体の通過流量は、軸方向クリアランスＤ１及び半径方向クリアランスＤ２を通過する流量（漏れ流量）のみになる。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も、漏れ流体の流れよるものを除き、ポート開放孔４２を通過する流量はほぼゼロになるので、出口ポート６２の流体圧力は圧力脈動周期の最低正圧になる（図２０参照）。
【0100】
図１９に示す（４）の動作状態のとき、弁体４は揺動動作を開始する状態にある。なお、弁体４は、（４）の動作状態から時計回りに揺動動作を開始する。
図１９に示す（４）～（１）の動作状態では、弁体４の揺動動作に応じて、入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）が増加する。この重合量の増加過程で、脈動発生装置１の流体の通過流量が増加する。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も増加する（図２０参照）。
図１９に示す（４）～（１）の動作状態では、弁体４の揺動動作に応じて、入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）が増加する。この重合量の増加過程で、脈動発生装置１の流体の通過流量が増加する。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も増加する（図２０参照）。
【0101】
このような弁体４の（１）～（４）の揺動動作を連続的に行うことで、入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）を変化させ、それによって脈動発生装置１の流体の通過流量と圧力を変化させ、結果、流体の流れに脈動を発生させることができる。なお、弁体４の揺動範囲と揺動速度を制御することで、入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）および重合量の時間当たりの変化量を調整し、脈動発生装置１の通過流体の時間（軸）に対する圧力波形を変更することができる。
また、このような弁体４の構造においても、上述した実施形態と同様に、弁体４の全揺動範囲を決め、全揺動範囲内で揺動角度と揺動速度を任意に設定することで、任意かつ自在の圧力波形を形成することができる。
また、このような弁体４の構造においても、上述した実施形態と同様に、弁体４の全揺動範囲を決め、全揺動範囲内で揺動角度と揺動速度を任意に設定することで、任意かつ自在の圧力波形を形成することができる。
【0102】
図２１は、一実施形態の他の変形例に係る弁体４の（ａ）平面図、（ｂ）部分断面図である。
図２１に示す弁体４は、図２１（ａ）に示すように、上述した図１８に示す弁本体４１よりも幅が狭い弁本体４１を備えており、且つ、この弁本体４１には、ポート開放孔４２が形成されていない。弁本体４１の底面（ポートブロック５ａ側を向く面）には、図２１（ｂ）に示すように、コーティング層４３が形成されている。なお、コーティング層４３は、弁体４に形成されていなくても良く、使用流体や使用環境によりその形成の要否を判断するとよい。
図２１に示す弁体４は、図２１（ａ）に示すように、上述した図１８に示す弁本体４１よりも幅が狭い弁本体４１を備えており、且つ、この弁本体４１には、ポート開放孔４２が形成されていない。弁本体４１の底面（ポートブロック５ａ側を向く面）には、図２１（ｂ）に示すように、コーティング層４３が形成されている。なお、コーティング層４３は、弁体４に形成されていなくても良く、使用流体や使用環境によりその形成の要否を判断するとよい。
【0103】
図２２は、図２１に示す弁体４を用いた場合の脈動発生装置１の具体的動作を説明する平面図である。図２３は、図２２に示すように脈動発生装置１が動作したときの出口ポート６２における流体の圧力変化を示すグラフである。なお、図２２に示す（１）～（４）の動作状態は、図２３に示す（１）～（４）の圧力に対応している。
【0104】
図２２に示す（１）の動作状態のとき、入口ポート６１が閉ざされ、軸方向クリアランスＤ１及び半径方向クリアランスＤ２を通過する流量（漏れ流量）のみになる。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も、漏れ流体の流れよるものを除き、ほぼゼロになる（図２３参照）。
【0105】
図２２に示す（２）の動作状態のとき、弁体４は揺動動作を開始する状態にある。なお、弁体４は、（２）の動作状態から反時計回りに揺動動作を開始する。
図２２に示す（２）～（３）の動作状態では、弁体４の揺動動作に応じて、入口ポート６１と弁箱５の間の開口面積が増加する。この重合量の増加過程で、脈動発生装置１の流体の通過流量が増加する。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も増加する（図２３参照）。
図２２に示す（２）～（３）の動作状態では、弁体４の揺動動作に応じて、入口ポート６１と弁箱５の間の開口面積が増加する。この重合量の増加過程で、脈動発生装置１の流体の通過流量が増加する。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も増加する（図２３参照）。
【0106】
図２２に示す（３）の動作状態のとき、入口ポート６１と弁箱５の間の開口面積が最大になる。この状態では、入口ポート６１から供給される流体の流量のほぼ全量が、出口ポート６２から流出する。この際の出口ポート６２の流体圧力は、入口ポート６１の流体圧力から、脈動発生装置１内の固有の圧力損失（流路形状などに基づく内部圧力損失）を除いた圧力となる。
【0107】
図２２に示す（４）の動作状態のとき、弁体４は、揺動動作を開始する状態にある。なお、弁体４は、（３）の動作状態から時計回りに揺動動作を開始する。
図２２に示す（４）～（１）の動作状態では、弁体４の揺動動作に応じて、入口ポート６１と弁箱５の間の開口面積が減少する。この重合量の減少過程で、脈動発生装置１の流体の通過流量が減少する。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も減少する（図２３参照）。
図２２に示す（４）～（１）の動作状態では、弁体４の揺動動作に応じて、入口ポート６１と弁箱５の間の開口面積が減少する。この重合量の減少過程で、脈動発生装置１の流体の通過流量が減少する。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も減少する（図２３参照）。
【0108】
このような弁体４の（１）～（４）の揺動動作を連続的に行うことで、入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）を変化させ、それによって脈動発生装置１の流体の通過流量と圧力を変化させ、結果、流体の流れに脈動を発生させることができる。なお、弁体４の揺動範囲と揺動速度を制御することで、入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）および重合量の時間当たりの変化量を調整し、脈動発生装置１の通過流体の時間（軸）に対する圧力波形を変更することができる。
また、このような弁体４の構造においても、上述した実施形態と同様に、弁体４の全揺動範囲を決め、全揺動範囲内で揺動角度と揺動速度を任意に設定することで、任意かつ自在の圧力波形を形成することができる。
また、このような弁体４の構造においても、上述した実施形態と同様に、弁体４の全揺動範囲を決め、全揺動範囲内で揺動角度と揺動速度を任意に設定することで、任意かつ自在の圧力波形を形成することができる。
【0109】
図２４は、一実施形態の他の変形例に係る弁箱５のポートブロック５ａの（ａ）平面図、（ｂ）Ａ－Ａ断面図である。
図２４に示すポートブロック５ａは、分岐した２つの第１流路６１ａを備える入口ポート６１を備えている。２つの第１流路６１ａは、中心軸Ｏを中心に点対称の位置関係を有している。
図２４に示すポートブロック５ａは、分岐した２つの第１流路６１ａを備える入口ポート６１を備えている。２つの第１流路６１ａは、中心軸Ｏを中心に点対称の位置関係を有している。
【0110】
入口ポート６１は、図２４（ａ）に示すように、第２流路６１ｂから直角方向両側に延びる分岐流路６１ｄを備えている。分岐流路６１ｄの両端には、それぞれ第１流路６１ａが接続されている。第１流路６１ａは、図２４（ｂ）に示すように、それぞれポートブロック５ａの上面まで延びている。
【0111】
なお、入口ポート６１の各第１流路６１ａに対して、第２流路６１ｂ及び分岐流路６１ｄを介して供給される流体が圧力、流量ともに均一に導入されるように、入口ポート６１の流路を形成するとよい。
【0112】
図２５は、図２４のポートブロック５ａの変形例を示す（ａ）平面図、（ｂ）Ｂ－Ｂ断面図である。
図２５に示すポートブロック５ａは、分岐した２つの第１流路６１ａの開口周縁部に、上述した流路形状変更部材７０を装着可能な溝部６１ｃが形成されている。
図２５に示すポートブロック５ａは、分岐した２つの第１流路６１ａの開口周縁部に、上述した流路形状変更部材７０を装着可能な溝部６１ｃが形成されている。
【0113】
なお、図２４又は図２５に示す入口ポート６１の第１流路６１ａは２つであるが、第１流路６１ａはこれに限るものではなく、３つ以上の場合もある。また、入口ポート６１の第２流路６１ｂは、ポートブロック５ａの側面に形成する以外に、ポートブロック５ａの底面に形成する場合もある。
【0114】
図２６は、図２４又は図２５のポートブロック５ａに対応する弁体４を示す（ａ）平面図、（ｂ）部分断面図である。
図２６に示す弁体４は、図２６（ａ）に示すように、軸体３を中心とした周方向に沿って円弧状に形成されたポート開放孔４２を備えている。弁本体４１の底面（ポートブロック５ａ側を向く面）には、図２６（ｂ）に示すように、コーティング層４３が形成されている。なお、コーティング層４３は、弁体４に形成されていなくても良く、使用流体や使用環境によりその形成の要否を判断するとよい。
図２６に示す弁体４は、図２６（ａ）に示すように、軸体３を中心とした周方向に沿って円弧状に形成されたポート開放孔４２を備えている。弁本体４１の底面（ポートブロック５ａ側を向く面）には、図２６（ｂ）に示すように、コーティング層４３が形成されている。なお、コーティング層４３は、弁体４に形成されていなくても良く、使用流体や使用環境によりその形成の要否を判断するとよい。
【0115】
ポート開放孔４２は、図２６（ａ）に示すように、眉型開口部であり、中心軸Ｏを中心とした１８０度の範囲に亘って形成されている。ポート開放孔４２が形成されていない範囲は、入口ポート６１を閉塞可能な閉塞部４５となっている。
【0116】
図２７は、図２４又は図２５のポートブロック５ａに対応する弁体４の変形例を示す（ａ）平面図、（ｂ）部分断面図である。
図２７に示す弁体４は、図２７（ａ）に示すように、中心軸Ｏを中心とした２７０度の範囲に亘って形成されている。ポート開放孔４２が形成されていない範囲は、入口ポート６１を閉塞可能な閉塞部４５となっている。
図２７に示す弁体４は、図２７（ａ）に示すように、中心軸Ｏを中心とした２７０度の範囲に亘って形成されている。ポート開放孔４２が形成されていない範囲は、入口ポート６１を閉塞可能な閉塞部４５となっている。
【0117】
図２６又は図２７に示す弁体４のポート開放孔４２は、ポートブロック５ａの２つの第１流路６１ａに対応する半径位置に形成されている。閉塞部４５は、弁体４の回転動作により発生する脈動の圧力、流量の範囲（上限、下限）を調整するものである。
【0118】
図２８は、図２７に示す弁体４を用いた場合の脈動発生装置１の具体的動作を説明する平面図である。図２９は、図２８に示すように脈動発生装置１が動作したときの出口ポート６２における流体の圧力変化を示すグラフである。なお、図２８に示す（１）～（１１）の動作状態は、図２９に示す（１）～（１１）の圧力に対応している。
【0119】
図２８に示す（１）の動作状態のとき、２つ入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）が最大になる。この状態では、２つの入口ポート６１から供給される流体の流量の総量が出口ポート６２から流出する。この際の出口ポート６２の流体圧力は、２つの入口ポート６１の流体圧力から、脈動発生装置１内の固有の圧力損失（流路形状などに基づく内部圧力損失）を除いた圧力となる。また、弁体収容室６０内の通過流量のうち、弁体収容室６０内の漏れ流量（軸方向クリアランスＤ１及び半径方向クリアランスＤ２による流量損失）を除く流量が、弁体４のポート開放孔４２を通過する流量となる。
【0120】
弁体４は、（１）の動作状態から反時計回りに回転動作を開始する。
図２８に示す（２）の動作状態では、弁体４の回転動作に応じて、２つの入口ポート６１の一方（紙面左側）とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）が減少する。この重合量の減少過程で、脈動発生装置１の流体の通過流量が減少する。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も減少する（図２９参照）。
図２８に示す（２）の動作状態では、弁体４の回転動作に応じて、２つの入口ポート６１の一方（紙面左側）とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）が減少する。この重合量の減少過程で、脈動発生装置１の流体の通過流量が減少する。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も減少する（図２９参照）。
【0121】
図２８に示す（３）の動作状態のとき、２つの入口ポート６１の一方（紙面左側）とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）がゼロになる。そのため、脈動発生装置１を通過する流体は、２つの入口ポート６１の他方（紙面右側）を通過する流体と弁体収容室６０内の漏れ流量（軸方向クリアランスＤ１及び半径方向クリアランスＤ２による流量損失）になるため、２つの入口ポート６１とポート開放孔４２とのトータルの重合量（流路開口面積）が減り、出口ポート６２の圧力、流量は最小となる（図２９参照）。
【0122】
図２８に示す（４）の動作状態のとき、弁体４の回転動作に応じて、２つの入口ポート６１の一方（紙面左側）とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）が増加する。この重合量の増加過程で、脈動発生装置１の流体の通過流量が増加する。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も増加する（図２９参照）。
【0123】
図２８に示す（５）の動作状態のとき、２つ入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）が最大になる。この状態では、脈動発生装置１の流体の通過流量が最大になる。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も最大になる（図２９参照）。
【0124】
図２８に示す（６）～（８）の動作状態のときも同様に、２つ入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）が最大になるため、脈動発生装置１の流体の通過流量が最大になる。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も最大になる（図２９参照）。
【0125】
図２８に示す（９）の動作状態では、弁体４の回転動作に応じて、２つの入口ポート６１の他方（紙面右側）とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）が減少する。この重合量の減少過程で、脈動発生装置１の流体の通過流量が減少する。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も減少する（図２９参照）。
【0126】
図２８に示す（１０）の動作状態のとき、２つの入口ポート６１の他方（紙面右側）とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）がゼロになる。そのため、脈動発生装置１を通過する流体は、２つの入口ポート６１の一方（紙面左側）を通過する流体と弁体収容室６０内の漏れ流量（軸方向クリアランスＤ１及び半径方向クリアランスＤ２による流量損失）になるため、２つの入口ポート６１とポート開放孔４２とのトータルの重合量（流路開口面積）が減り、出口ポート６２の圧力、流量は最小となる（図２９参照）。
【0127】
このような弁体４の（１）～（１１）の回転動作を繰り返し行うことで、入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）を変化させ、それによって脈動発生装置１の流体の通過流量と圧力を変化させ、結果、流体の流れに脈動を発生させることができる。なお、弁体４の回転速度および回転角ごとの（周）速度を制御することで、弁体４の一回転当たりの脈動発生装置１の通過流体の時間（軸）に対する圧力波形を自在に変更、設定することができる。
【0128】
図３０は、図２４又は図２５のポートブロック５ａに対応する弁体４の他の変形例を示す平面図である。
図３０に示す弁体４は、図２７（ａ）に示すように、中心軸Ｏを中心とした周方向に間隔をあけて複数のポート開放孔４２が形成されている。上記構成によれば、弁体４の回転動作時の１回転当たりの脈動回数（脈動周波数）を増加させることができる。
図３０に示す弁体４は、図２７（ａ）に示すように、中心軸Ｏを中心とした周方向に間隔をあけて複数のポート開放孔４２が形成されている。上記構成によれば、弁体４の回転動作時の１回転当たりの脈動回数（脈動周波数）を増加させることができる。
【0129】
すなわち、ポート開放孔４２の数を増やすことで、所望の脈動周波数を満たすための弁体４の回転数を下げることが可能となる。弁体４の回転数を下げることにより、軸体３を軸封するシール７の寿命が長期化することに加え、脈動発生装置１の駆動に要するエネルギーを低減させることが可能となる。
【0130】
図３１は、図３０の弁体４の２つのポート開放孔４２と、図２４のポートブロック５ａの２つの入口ポート６１との対向関係を示す部分断面図である。
図３１に示すように、弁体４の２つのポート開放孔４２は、互いに独立して、ポートブロック５ａの２つの入口ポート６１と対向している。なお、図３１に示すコーティング層４３は、弁体４に形成されていなくても良く、使用流体や使用環境によりその形成の要否を判断するとよい。
図３１に示すように、弁体４の２つのポート開放孔４２は、互いに独立して、ポートブロック５ａの２つの入口ポート６１と対向している。なお、図３１に示すコーティング層４３は、弁体４に形成されていなくても良く、使用流体や使用環境によりその形成の要否を判断するとよい。
【0131】
図３２は、図３０に示す弁体４を用いた場合の脈動発生装置１の具体的動作を説明する平面図である。図３３は、図３２に示すように脈動発生装置１が動作したときの出口ポート６２における流体の圧力変化を示すグラフである。なお、図３２に示す（１）～（６）の動作状態は、図３３に示す（１）～（６）の圧力に対応している。
【0132】
図３２に示す（１）の動作状態のとき、２つ入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）が最大になる。この状態では、２つの入口ポート６１から供給される流体のほぼ総量が出口ポート６２から流出する。この際の出口ポート６２の流体圧力は、２つの入口ポート６１の流体圧力から、脈動発生装置１内の固有の圧力損失（流路形状などに基づく内部圧力損失）を除いた圧力となる。また、弁体収容室６０内の通過流量のうち、弁体収容室６０内の漏れ流量（軸方向クリアランスＤ１及び半径方向クリアランスＤ２による流量損失）を除く流量が、弁体４のポート開放孔４２を通過する流量となる。
【0133】
弁体４は、（１）の動作状態から反時計回りに回転動作を開始する。
図３２に示す（２）の動作状態のとき、２つ入口ポート６１と２つのポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）は未だ最大である。この状態では、脈動発生装置１の流体の通過流量が最大になる。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も最大になる（図３３参照）。
図３２に示す（２）の動作状態のとき、２つ入口ポート６１と２つのポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）は未だ最大である。この状態では、脈動発生装置１の流体の通過流量が最大になる。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も最大になる（図３３参照）。
【0134】
図３２に示す（３）の動作状態では、弁体４の回転動作に応じて、２つの入口ポート６１と２つのポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）が減少する。この重合量の減少過程で、脈動発生装置１の流体の通過流量が減少する。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も減少する（図３３参照）。
【0135】
図３２に示す（４）の動作状態のとき、２つの入口ポート６１と２つのポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）がゼロになる。この状態では、脈動発生装置１の流体の通過流量が最小になる。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も最小になる（図３３参照）。
【0136】
図３２に示す（５）の動作状態のとき、弁体４の回転動作に応じて、２つの入口ポート６１と２つのポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）が増加する。この重合量の増加過程で、脈動発生装置１の流体の通過流量が増加する。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も増加する（図３３参照）。
【0137】
図３２に示す（６）の動作状態のとき、２つ入口ポート６１と２つのポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）が最大になる。この状態では、脈動発生装置１の流体の通過流量が最大になる。また同時に、出口ポート６２の流体圧力も最大になる（図３３参照）。
【0138】
このような弁体４の（１）～（６）の回転動作を繰り返し行うことで、２つの入口ポート６１と２つのポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）を変化させ、それによって脈動発生装置１の流体の通過流量と圧力を変化させ、結果、流体の流れに脈動を発生させることができる。なお、弁体４の回転速度および回転角ごとの（周）速度を制御することで、弁体４の一回転当たりの脈動発生装置１の通過流体の時間（軸）に対する圧力波形を自在に変更、設定することができる。
【0139】
なお、図４、図１１、図１７、図１８、図２１に示す弁体４および図３、図１２、図１３、図１４、図１６により構成においても、弁体４を回転動作させることで同様の効果を得られることは言うまでもない。
またこの際は、ポート開放孔４２は一つに限られるものではなく、圧力脈動負荷対象の要求要件に応じて、その個数と回転速度を設定するとよい。
またこの際は、ポート開放孔４２は一つに限られるものではなく、圧力脈動負荷対象の要求要件に応じて、その個数と回転速度を設定するとよい。
【0140】
図３４は、一実施形態の変形例に係る弁箱５のケーシング５ｂの斜視図である。
図３４に示すケーシング５ｂには、２つの出口ポート６２が形成されている。このように出口ポート６２の数は、１つに限られるものでなく、図３４に示すように２つ、または３つ以上であっても構わない。なお、出口ポート６２の口径は、脈動発生装置１に供給される流体の圧力と流量および弁体４と弁体収容室６０とのクリアランス（軸方向クリアランスＤ１及び半径方向クリアランスＤ２）に応じて設定するとよい。
図３４に示すケーシング５ｂには、２つの出口ポート６２が形成されている。このように出口ポート６２の数は、１つに限られるものでなく、図３４に示すように２つ、または３つ以上であっても構わない。なお、出口ポート６２の口径は、脈動発生装置１に供給される流体の圧力と流量および弁体４と弁体収容室６０とのクリアランス（軸方向クリアランスＤ１及び半径方向クリアランスＤ２）に応じて設定するとよい。
【0141】
出口ポート６２の口径の調整、設定により、脈動発生装置１からの脈動の圧力、流量の範囲（上限、下限）を調整することができる。
つまり、出口ポート６２の口径を小さくすれば、脈動発生装置１により生成される流体の圧力流量の範囲（上限、下限）は小さくなり、出口ポート６２の口径大きくすれば、脈動発生装置１により生成される圧力流量の範囲（上限、下限）は大きくなる。
出口ポート６２の口径を小さくすれば、入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）が最大のときにおいても、出口ポート６２の流路開口面積が制限されるため、脈動発生装置１により生成される圧力脈動（出口ポート６２を通過する圧力、流量）の最大値が制限される。
また、出口ポート６２の口径を大きくすれば、脈動発生装置１により生成される圧力脈動（出口ポート６２を通過する圧力、流量）の最大値は、入口ポート６１より流入する流量、圧力とほぼ同一の流量、圧力となる。
つまり、出口ポート６２の口径を小さくすれば、脈動発生装置１により生成される流体の圧力流量の範囲（上限、下限）は小さくなり、出口ポート６２の口径大きくすれば、脈動発生装置１により生成される圧力流量の範囲（上限、下限）は大きくなる。
出口ポート６２の口径を小さくすれば、入口ポート６１とポート開放孔４２との重合量（流路開口面積）が最大のときにおいても、出口ポート６２の流路開口面積が制限されるため、脈動発生装置１により生成される圧力脈動（出口ポート６２を通過する圧力、流量）の最大値が制限される。
また、出口ポート６２の口径を大きくすれば、脈動発生装置１により生成される圧力脈動（出口ポート６２を通過する圧力、流量）の最大値は、入口ポート６１より流入する流量、圧力とほぼ同一の流量、圧力となる。
【0142】
図３５は、一実施形態に係る脈動発生装置１を用いた液圧回路１００を示す概念図である。
図３５に示す液圧回路１００は、脈動発生装置１と、タンク１０１と、送液ポンプ１０２と、脈動容器１０３と、を備えている。タンク１０１、送液ポンプ１０２、脈動発生装置１、脈動容器１０３は、流体の流れに沿ってこの順に配管を介して接続されている。
図３５に示す液圧回路１００は、脈動発生装置１と、タンク１０１と、送液ポンプ１０２と、脈動容器１０３と、を備えている。タンク１０１、送液ポンプ１０２、脈動発生装置１、脈動容器１０３は、流体の流れに沿ってこの順に配管を介して接続されている。
【0143】
脈動容器１０３は、流体の流れに脈動を付加することで、その耐久性を評価する対象である。図３５に示す液圧回路１００では、送液ポンプ１０２によりタンク１０１内の流体を脈動発生装置１に供給し、脈動発生装置１の動作により、供給された流体の流れに脈動を発生させ、脈動容器１０３に作用させる。
【0144】
なお、図３５に示す液圧回路１００では、一つの脈動発生装置１にて複数の脈動容器１０３に対して脈動流体を供給する構成としているが、脈動容器１０３に対して各々個別に異なる脈動流体を供給するために、各脈動容器１０３に対し脈動発生装置１を個別に設置しても構わない。また、脈動発生装置１は、脈動容器１０３の上流側に設置しているが、下流側に設置しても同様に脈動容器１０３内の脈動流体の発生効果が得られる。
【0145】
図３６は、一実施形態に係る脈動発生装置１を用いた液圧回路１００を示す回路図である。
図３６に示す液圧回路１００は、タンク１０１、送液ポンプ１０２、脈動発生装置１、脈動容器１０３が配置された往路配管１００Ａと、脈動容器１０３からタンク１０１に戻る復路配管１００Ｂと、を備えている。
図３６に示す液圧回路１００は、タンク１０１、送液ポンプ１０２、脈動発生装置１、脈動容器１０３が配置された往路配管１００Ａと、脈動容器１０３からタンク１０１に戻る復路配管１００Ｂと、を備えている。
【0146】
往路配管１００Ａには、脈動発生装置１と脈動容器１０３との間に開閉バルブ１０４が設けられている。復路配管１００Ｂには、開閉バルブ１０５、逆流防止バルブ１０６、フィルタ１０７が設けられている。このため、脈動発生装置１を通り脈動容器１０３に供給排出された流体は、復路配管１００Ｂに導入され、フィルタ１０７を経由してタンク１０１に戻る。つまり、図３６に示す液圧回路１００は、流体の閉ループ回路を形成している。
【0147】
脈動容器１０３には、圧力検出器１０８が取り付けられている。そして、圧力検出器１０８の検出信号は、動ひずみ計１０９に入力され、データレコーダー１１０に保存されるようになっている。
【0148】
図３７～図４０は、図３６の液圧回路１００を用いて、脈動容器１０３内に圧力脈動を発生させたときの測定例を示すグラフである。
図３７のグラフは、脈動発生装置１の弁体４を所定の揺動角度で揺動させたときの、脈動容器１０３内の流体圧力の脈動幅の例を示している。
図３７のグラフは、脈動発生装置１の弁体４を所定の揺動角度で揺動させたときの、脈動容器１０３内の流体圧力の脈動幅の例を示している。
【0149】
図３８のグラフは、脈動発生装置１の弁体４の揺動角度を変更し、脈動容器１０３内の流体圧力の脈動幅を小さくした例を示している。
図３９のグラフは、脈動発生装置１の弁体４の揺動周波数を変更し、脈動容器１０３内の流体圧力の脈動周波数を高めた例を示している。
図４０のグラフは、脈動発生装置１の弁体４が入口ポート６１を閉塞している時間を長くし、脈動容器１０３内の流体圧力の波形を調整した例を示している。
図３９のグラフは、脈動発生装置１の弁体４の揺動周波数を変更し、脈動容器１０３内の流体圧力の脈動周波数を高めた例を示している。
図４０のグラフは、脈動発生装置１の弁体４が入口ポート６１を閉塞している時間を長くし、脈動容器１０３内の流体圧力の波形を調整した例を示している。
【0150】
以上のように、脈動発生装置１によれば、弁体４の動作を適宜制御することで、脈動容器１０３内の流体圧力の波形を任意に調整することができる。
【0151】
以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。
【0152】
例えば、上述した脈動発生装置１においては、入口ポート６１を出口ポート６２、出口ポート６２を入口ポート６１にしても所要の機能を実現することができる。また、脈動発生装置１は、図２や図５等に示すように、ケーシングブロック５１が下、カバーハウジング５２が上の状態で設置するのみならず、ケーシングブロック５１が上、カバーハウジング５２が下の天地逆さまの状態で設置してもよいし、垂直方向に９０度向きを変えて設置しても構わない。
【符号の説明】
【0153】
１ 脈動発生装置
２ 駆動源
３ 軸体
４ 弁体
５ 弁箱
５ａ ポートブロック
５ｂ ケーシング
５ｃ カバー
５ｄ シールハウジング
６ ベアリング
７ シール
２１ 回転軸
２２ 軸カップリング
２３ 架台
４１ 弁本体
４１ａ 円弧
４１ｂ 直線
４２ ポート開放孔
４３ コーティング層
４５ 閉塞部
５１ ケーシングブロック
５２ カバーハウジング
５２ａ 貫通孔
５２ｂ 連通孔
５３ ベアリングハウジング
５３ａ 座ぐり孔
５４ ボルト
５５ ボルト
５６ スペーサ
５６Ａ 軸方向クリアランス調整プレート
６０ 弁体収容室
６０Ａ 軸方向対向面
６０Ｂ 半径方向対向面
６１ 入口ポート
６１ａ 第１流路
６１ｂ 第２流路
６１ｃ 溝部
６１ｄ 分岐流路
６２ 出口ポート
７０ 流路形状変更部材
７１ 開口部
７１ａ 開口部
７１ｂ 開口部
７１ｃ 開口部
７１ｄ 開口部
７１ｅ 開口部
７１ｆ 開口部
７１ｇ 開口部
７１ｈ 開口部
７１ｉ 開口部
７１ｊ 開口部
８０ 弾性部材
１００ 液圧回路
１００Ａ 往路配管
１００Ｂ 復路配管
１０１ タンク
１０２ 送液ポンプ
１０３ 脈動容器
１０４ 開閉バルブ
１０５ 開閉バルブ
１０６ 逆流防止バルブ
１０７ フィルタ
１０８ 圧力検出器
１０９ 動ひずみ計
１１０ データレコーダー
Ｄ１ 軸方向クリアランス
Ｄ２ 半径方向クリアランス
Ｏ 中心軸
２ 駆動源
３ 軸体
４ 弁体
５ 弁箱
５ａ ポートブロック
５ｂ ケーシング
５ｃ カバー
５ｄ シールハウジング
６ ベアリング
７ シール
２１ 回転軸
２２ 軸カップリング
２３ 架台
４１ 弁本体
４１ａ 円弧
４１ｂ 直線
４２ ポート開放孔
４３ コーティング層
４５ 閉塞部
５１ ケーシングブロック
５２ カバーハウジング
５２ａ 貫通孔
５２ｂ 連通孔
５３ ベアリングハウジング
５３ａ 座ぐり孔
５４ ボルト
５５ ボルト
５６ スペーサ
５６Ａ 軸方向クリアランス調整プレート
６０ 弁体収容室
６０Ａ 軸方向対向面
６０Ｂ 半径方向対向面
６１ 入口ポート
６１ａ 第１流路
６１ｂ 第２流路
６１ｃ 溝部
６１ｄ 分岐流路
６２ 出口ポート
７０ 流路形状変更部材
７１ 開口部
７１ａ 開口部
７１ｂ 開口部
７１ｃ 開口部
７１ｄ 開口部
７１ｅ 開口部
７１ｆ 開口部
７１ｇ 開口部
７１ｈ 開口部
７１ｉ 開口部
７１ｊ 開口部
８０ 弾性部材
１００ 液圧回路
１００Ａ 往路配管
１００Ｂ 復路配管
１０１ タンク
１０２ 送液ポンプ
１０３ 脈動容器
１０４ 開閉バルブ
１０５ 開閉バルブ
１０６ 逆流防止バルブ
１０７ フィルタ
１０８ 圧力検出器
１０９ 動ひずみ計
１１０ データレコーダー
Ｄ１ 軸方向クリアランス
Ｄ２ 半径方向クリアランス
Ｏ 中心軸
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】