JP2000146015A - パイロット作動圧力弁 - Google Patents
パイロット作動圧力弁Info
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- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D16/00—Control of fluid pressure
- G05D16/04—Control of fluid pressure without auxiliary power
- G05D16/10—Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger
- G05D16/103—Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger the sensing element placed between the inlet and outlet
- G05D16/106—Sleeve-like sensing elements; Sensing elements surrounded by the flow path
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
- F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
- F16K17/04—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded
- F16K17/10—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded with auxiliary valve for fluid operation of the main valve
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧力上昇率を制限して、装置の始動時に生ず
る過剰圧力を除くパイロット作動圧力弁を提供する。 【解決手段】 弁40は入口42と、入口にその一端をシー
ルしつつ結合した中空円筒の主ボデー23と、主ボデー内
に摺動可能に組込まれるスリーブ14を有するパイロット
室24と、パイロット室の他端に隣接し、主ボデーの他端
に結合する弁の作動圧を変えるための圧力調整装置48と
を含む。主オリフィス18を通過した加圧流体が主室30を
満たして、入口圧力が、ばね与圧を受けたパイロットボ
ール15を開くに十分な設定入口圧力を超えると、加圧流
体はダンピングオリフィス22を通じて排出される。入口
圧力が作動圧を超えると、弁から供給タンク側に排出す
る出口ポート2 が開かれる。また、加圧流体はパイロッ
ト室から制御オリフィス7 を通過して負荷室32の中に流
入し、自動的に弁の作動圧を変える。
る過剰圧力を除くパイロット作動圧力弁を提供する。 【解決手段】 弁40は入口42と、入口にその一端をシー
ルしつつ結合した中空円筒の主ボデー23と、主ボデー内
に摺動可能に組込まれるスリーブ14を有するパイロット
室24と、パイロット室の他端に隣接し、主ボデーの他端
に結合する弁の作動圧を変えるための圧力調整装置48と
を含む。主オリフィス18を通過した加圧流体が主室30を
満たして、入口圧力が、ばね与圧を受けたパイロットボ
ール15を開くに十分な設定入口圧力を超えると、加圧流
体はダンピングオリフィス22を通じて排出される。入口
圧力が作動圧を超えると、弁から供給タンク側に排出す
る出口ポート2 が開かれる。また、加圧流体はパイロッ
ト室から制御オリフィス7 を通過して負荷室32の中に流
入し、自動的に弁の作動圧を変える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は流体システムにおけ
る圧力調整弁に関し、特に、そのシステムにおける圧力
スパイクと流体衝撃を除くパイロット作動圧力弁の発明
に関する。
る圧力調整弁に関し、特に、そのシステムにおける圧力
スパイクと流体衝撃を除くパイロット作動圧力弁の発明
に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧力リリーフ弁は、それが組みこまれた
装置に過剰圧力が生ずると、急速に開弁するようになっ
ている。これらの弁は、加圧された流体を供給タンクや
リザーバにある程度戻すことによって調整する構造的特
徴を有する。差動ピストンリリーフ弁やパイロット作動
リリーフ弁等の、全ての従来のリリーフ弁は、それが装
置に組み込まれると重要な欠点を伴う。流体アクチュエ
ータ、シリンダー、モータを始動させるような流体装置
の起動時には、実際に、瞬時に圧力が上昇する。この流
体スパイクが、結果的には、流体装置の流体モータを極
めて急速に起動させてしまう。この作動上の限界は装置
にとって有害であるばかりでなく、結果的には装置をあ
まりにも急激に始動するので問題を生ずることになる。
装置に過剰圧力が生ずると、急速に開弁するようになっ
ている。これらの弁は、加圧された流体を供給タンクや
リザーバにある程度戻すことによって調整する構造的特
徴を有する。差動ピストンリリーフ弁やパイロット作動
リリーフ弁等の、全ての従来のリリーフ弁は、それが装
置に組み込まれると重要な欠点を伴う。流体アクチュエ
ータ、シリンダー、モータを始動させるような流体装置
の起動時には、実際に、瞬時に圧力が上昇する。この流
体スパイクが、結果的には、流体装置の流体モータを極
めて急速に起動させてしまう。この作動上の限界は装置
にとって有害であるばかりでなく、結果的には装置をあ
まりにも急激に始動するので問題を生ずることになる。
【０００３】「穏やかな始動」の特徴を請求した調整弁
の特許は、Kosarzeckiによるアメリカ特許第4,653,527
、Sagawaによるアメリカ特許5,050,636 、DiBartolo
によるアメリカ特許第5.381,527 号に開示されている。
これらの、それぞれの先行技術における圧力弁において
は、その弁に流入する加圧流体が、弁の最大設定作動圧
を増加させるばねに対して、更なる荷重を加えるように
内部ピストンを動かすようにしている。
の特許は、Kosarzeckiによるアメリカ特許第4,653,527
、Sagawaによるアメリカ特許5,050,636 、DiBartolo
によるアメリカ特許第5.381,527 号に開示されている。
これらの、それぞれの先行技術における圧力弁において
は、その弁に流入する加圧流体が、弁の最大設定作動圧
を増加させるばねに対して、更なる荷重を加えるように
内部ピストンを動かすようにしている。
【０００４】上記それぞれの原理に関わるリリーフ弁の
一般的技術的問題は、入口圧力にほぼ比例して変化す
る、パイロットオリフィス通過時の極めて高い圧力低下
から生ずる。高い入口圧力時あるいは突然の圧力上昇時
においては、ゆっくりと圧力が上昇する低圧時に比べ
て、弁の設定は、はるかに速くなる。技術的に妥当な流
れを得るために、KazarzeckiとDiBartolo とも、線やピ
ンを孔部に用いて有効スロットル径を減少させ、極めて
小さい環状の領域を確保するようにしている。しかしな
がら、この構成を通過する流れは粘性に敏感となる。
一般的技術的問題は、入口圧力にほぼ比例して変化す
る、パイロットオリフィス通過時の極めて高い圧力低下
から生ずる。高い入口圧力時あるいは突然の圧力上昇時
においては、ゆっくりと圧力が上昇する低圧時に比べ
て、弁の設定は、はるかに速くなる。技術的に妥当な流
れを得るために、KazarzeckiとDiBartolo とも、線やピ
ンを孔部に用いて有効スロットル径を減少させ、極めて
小さい環状の領域を確保するようにしている。しかしな
がら、この構成を通過する流れは粘性に敏感となる。
【０００５】それぞれの装置の可動ピストンの摩擦は、
作動圧を増加させるパイロットばねに荷重をかける際に
生じる他の問題の原因となる。従来技術においては、高
圧と低圧が同時に存在しているので、可動ピストンは高
圧を低圧に対してシールしなければならない。DiBartol
o は弁を通過する時の全圧力低下にあわせて2 個のシー
ルを用いた。その結果生ずる摩擦は弁の効率に大きな影
響を及ぼす。かくして、DiBartolo は、パイロットばね
に負荷するピストンの有効面積を増加しなければならな
かった。この構成によって、ピストンは、実際の装置の
入口圧力よりもかなり低い圧力で、弁の設定作動圧を増
加できるようになってきた。その結果、弁はしばしば早
過ぎる時期に最大に設定されてしまい、そのため減衰や
「穏やかな始動」といった特徴を失ってしまった。
作動圧を増加させるパイロットばねに荷重をかける際に
生じる他の問題の原因となる。従来技術においては、高
圧と低圧が同時に存在しているので、可動ピストンは高
圧を低圧に対してシールしなければならない。DiBartol
o は弁を通過する時の全圧力低下にあわせて2 個のシー
ルを用いた。その結果生ずる摩擦は弁の効率に大きな影
響を及ぼす。かくして、DiBartolo は、パイロットばね
に負荷するピストンの有効面積を増加しなければならな
かった。この構成によって、ピストンは、実際の装置の
入口圧力よりもかなり低い圧力で、弁の設定作動圧を増
加できるようになってきた。その結果、弁はしばしば早
過ぎる時期に最大に設定されてしまい、そのため減衰や
「穏やかな始動」といった特徴を失ってしまった。
【０００６】Kosarzeckiは、スプール式ピストンにおい
てゴムのシールの使用を避けて、弁の摩擦を減少させ
た。この装置は高度に摩擦を減らすが、Kosarzeckiはな
お、ばね荷重式ピストンの有効面積を主ピストンよりも
10％増加させることを推奨している。その結果、もし入
力圧力がある時間安定して続けば、弁の設定は10％ほど
実際の圧力より高くなる。更に、突然の圧力上昇の場合
には、Kosarzeckiの弁は最初は閉じてしまい、圧力のピ
ークは除かれない。更に、この弁は、弁の側方からノー
ズに作動圧が開放されるということを意味する「側方か
らノーズ」流路のためにのみ作動する。カートリッジ弁
への好ましい流れは、多くの実用的理由から「ノーズか
ら側方」にあるべきである。
てゴムのシールの使用を避けて、弁の摩擦を減少させ
た。この装置は高度に摩擦を減らすが、Kosarzeckiはな
お、ばね荷重式ピストンの有効面積を主ピストンよりも
10％増加させることを推奨している。その結果、もし入
力圧力がある時間安定して続けば、弁の設定は10％ほど
実際の圧力より高くなる。更に、突然の圧力上昇の場合
には、Kosarzeckiの弁は最初は閉じてしまい、圧力のピ
ークは除かれない。更に、この弁は、弁の側方からノー
ズに作動圧が開放されるということを意味する「側方か
らノーズ」流路のためにのみ作動する。カートリッジ弁
への好ましい流れは、多くの実用的理由から「ノーズか
ら側方」にあるべきである。
【０００７】Sagawaの特許では、負荷されるピストン部
の摩擦を、同様にゴムシールなしのスプールタイプピス
トンを用いて低減している。しかし、Sagawaは、また、
この装置に面積の差を取り入れたが、ピストンとスプー
ルの２種の直径に対して極めて精度の高い製造と同心度
を要求している。これらの先行技術の穏やかな始動弁は
直接作動型のリリーフ弁である。
の摩擦を、同様にゴムシールなしのスプールタイプピス
トンを用いて低減している。しかし、Sagawaは、また、
この装置に面積の差を取り入れたが、ピストンとスプー
ルの２種の直径に対して極めて精度の高い製造と同心度
を要求している。これらの先行技術の穏やかな始動弁は
直接作動型のリリーフ弁である。
【０００８】これに対して、本発明はパイロット作動リ
リーフ弁である。他のパイロット作動リリーフ弁のよう
に、パイロット室の圧力は制御された圧力よりもかなり
低い。しかし、負荷機構においては常にかなり高い圧力
が負荷される。本発明では、弁設定を変える機構は、弁
のパイロット側にあるので、この機構には従来の弁より
もかなり低い圧力がかかる。このことは、弁の設定を低
速かつ低ヒステリシスで変えることを可能にしている。
リーフ弁である。他のパイロット作動リリーフ弁のよう
に、パイロット室の圧力は制御された圧力よりもかなり
低い。しかし、負荷機構においては常にかなり高い圧力
が負荷される。本発明では、弁設定を変える機構は、弁
のパイロット側にあるので、この機構には従来の弁より
もかなり低い圧力がかかる。このことは、弁の設定を低
速かつ低ヒステリシスで変えることを可能にしている。
【０００９】本発明に関連する基本原理は、パイロット
室の圧力と入口圧力の増加率に限界を与えることにあ
る。これは、極めて低い圧力下のパイロット室におけ
る、可変ばね負荷機構の位置決めによって多くは達成さ
れ、その機構は、パイロット室のばねにその最大圧力を
設定するに充分な与圧を与えている。更に、本件発明に
よって開放されたときの作動圧は、弁の入口ポートにお
ける実際の圧力にゆっくりと追従していく。急激に装置
内圧力が上昇して、入口圧力が弁の設定値の最大値を超
えると、設定値と実際の圧力が再び同一になるまで弁は
開かれる。かくして、流れが弁の容量を越えなければ，
弁の入口圧力は、弁それ自体が設定している作動圧に急
速には上昇しない。
室の圧力と入口圧力の増加率に限界を与えることにあ
る。これは、極めて低い圧力下のパイロット室におけ
る、可変ばね負荷機構の位置決めによって多くは達成さ
れ、その機構は、パイロット室のばねにその最大圧力を
設定するに充分な与圧を与えている。更に、本件発明に
よって開放されたときの作動圧は、弁の入口ポートにお
ける実際の圧力にゆっくりと追従していく。急激に装置
内圧力が上昇して、入口圧力が弁の設定値の最大値を超
えると、設定値と実際の圧力が再び同一になるまで弁は
開かれる。かくして、流れが弁の容量を越えなければ，
弁の入口圧力は、弁それ自体が設定している作動圧に急
速には上昇しない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、流体装置の圧力スパイクと圧力上昇率を本質的に制
限するパイロット作動圧力弁を提供することである。本
発明の他の目的は、弁の設定する流体の最大圧力を超え
ないように装置の圧力を制限する圧力弁を提供すること
である。
は、流体装置の圧力スパイクと圧力上昇率を本質的に制
限するパイロット作動圧力弁を提供することである。本
発明の他の目的は、弁の設定する流体の最大圧力を超え
ないように装置の圧力を制限する圧力弁を提供すること
である。
【００１１】他の本発明の目的は、弁の設定する最大値
を超えないように装置の圧力上昇率を制限する圧力弁を
提供することである。他の本発明の目的は、上記特徴を
有する実施形態、例えば、圧力リリーフ弁、ベントリリ
ーフ弁、キックダウンリリーフ弁等の圧力弁を提供する
ことである。
を超えないように装置の圧力上昇率を制限する圧力弁を
提供することである。他の本発明の目的は、上記特徴を
有する実施形態、例えば、圧力リリーフ弁、ベントリリ
ーフ弁、キックダウンリリーフ弁等の圧力弁を提供する
ことである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、圧力上昇率に
制限を与え、実質的に過剰な圧力スパイクを除くパイロ
ット作動圧力弁に関する。弁は以下のものを含む、即
ち、入口、一端部において入口にシール状態で接続する
中空円筒の主ボデー、主ボデーの中に摺動可能に組込ま
れるスリーブを有するパイロット室、パイロット室の他
端に隣接し、主ボデーの他端に接続し、弁の最小作動圧
を選択するための作動圧調整装置。加圧流体を主オリフ
ィスを介して計量しつつ通過させ受いれる主室であっ
て、ばね与圧が負荷されたパイロットボールを、ダンピ
ングオリフィスの下流側に開くに充分な、事前に選択さ
れた弁の作動圧を、入口圧力が超える時に、ダンピング
オリフィスを通して流体を排出するようにした主室。
制限を与え、実質的に過剰な圧力スパイクを除くパイロ
ット作動圧力弁に関する。弁は以下のものを含む、即
ち、入口、一端部において入口にシール状態で接続する
中空円筒の主ボデー、主ボデーの中に摺動可能に組込ま
れるスリーブを有するパイロット室、パイロット室の他
端に隣接し、主ボデーの他端に接続し、弁の最小作動圧
を選択するための作動圧調整装置。加圧流体を主オリフ
ィスを介して計量しつつ通過させ受いれる主室であっ
て、ばね与圧が負荷されたパイロットボールを、ダンピ
ングオリフィスの下流側に開くに充分な、事前に選択さ
れた弁の作動圧を、入口圧力が超える時に、ダンピング
オリフィスを通して流体を排出するようにした主室。
【００１３】流体の入口圧力が作動圧を超えると、弁か
ら供給タンクに加圧流体を戻して圧力を排出できるよう
に、入口は主オリフィスの上流に出口ポートを開く。加
圧された流体は、また、制御オリフィスを介してパイロ
ット室から負荷室に計量されて流され、弁の作動圧は最
大設定圧力までの範囲でさらに自動的に変えることがで
きる。加圧流体の流体圧が比較的低いパイロット圧を超
えると、リリーフ弁は、加圧流体を前記パイロット室か
ら排出する。
ら供給タンクに加圧流体を戻して圧力を排出できるよう
に、入口は主オリフィスの上流に出口ポートを開く。加
圧された流体は、また、制御オリフィスを介してパイロ
ット室から負荷室に計量されて流され、弁の作動圧は最
大設定圧力までの範囲でさらに自動的に変えることがで
きる。加圧流体の流体圧が比較的低いパイロット圧を超
えると、リリーフ弁は、加圧流体を前記パイロット室か
ら排出する。
【００１４】
【発明の実施の形態】初めに、図１、図２を参照して、
好ましい実施形態の概略を40に示す。このパイロット作
動圧力弁40は一般には４つの部品から構成される。即
ち、入口部材42、細長い形状をした円筒の主ボデー44、
パイロット室部材46と圧力調整部材48である。
好ましい実施形態の概略を40に示す。このパイロット作
動圧力弁40は一般には４つの部品から構成される。即
ち、入口部材42、細長い形状をした円筒の主ボデー44、
パイロット室部材46と圧力調整部材48である。
【００１５】主ボデー44は、その一方端部で、入口部材
から長手方向に伸び、その入口部材42とはシール結合さ
れる。パイロット室部材46は、主ボデー44内で、長手方
向の限定された範囲で摺動可能に組み付けられ、パイロ
ット室24の側壁を形成する円筒状スリーブ14を有してい
る。スリーブ14は、入口部材42の一部として、移動しな
いように固定されたリテーナ26に結合され、長手方向に
伸びている。圧力調整部材48は、図１に示すように、主
ボデー44の他方端部に、シールされてねじ止め結合さ
れ、更に前記パイロット室部材46の他方端部にも結合さ
れる。
から長手方向に伸び、その入口部材42とはシール結合さ
れる。パイロット室部材46は、主ボデー44内で、長手方
向の限定された範囲で摺動可能に組み付けられ、パイロ
ット室24の側壁を形成する円筒状スリーブ14を有してい
る。スリーブ14は、入口部材42の一部として、移動しな
いように固定されたリテーナ26に結合され、長手方向に
伸びている。圧力調整部材48は、図１に示すように、主
ボデー44の他方端部に、シールされてねじ止め結合さ
れ、更に前記パイロット室部材46の他方端部にも結合さ
れる。
【００１６】一般的には、入口部材42は装置の圧力に加
圧された流体が流入する構成をとる。主室30には、主オ
リフィス18を通過し計量されたパイロット流量の流体が
入口ポート1 から流入し、弁の入口圧力が、与圧で閉じ
られているパイロットボールを浮かせて開口するに充分
な圧力になると、主室30から、ダンピングオリフィス22
を通過させ、リテーナ26を介してパイロット室24に流入
する。
圧された流体が流入する構成をとる。主室30には、主オ
リフィス18を通過し計量されたパイロット流量の流体が
入口ポート1 から流入し、弁の入口圧力が、与圧で閉じ
られているパイロットボールを浮かせて開口するに充分
な圧力になると、主室30から、ダンピングオリフィス22
を通過させ、リテーナ26を介してパイロット室24に流入
する。
【００１７】主室30は、圧縮ばね17を含み、入口ポート
1 と出口ポート2 の流通が遮断されている図1 では、閉
じた状態に配置される主ピストン20の頭部を支持してい
る。事前に設定した弁の作動圧を超えて入口圧力が増加
すると、流体は主ばね17に打ち勝つには十分な圧力低下
が主オリフィス18を通過するときに生ずる。それによっ
て，加圧流体は直接入口ポート1 から出口ポート2 に流
れ、低圧かあるいは零圧力でタンクかリザーバに戻され
る。
1 と出口ポート2 の流通が遮断されている図1 では、閉
じた状態に配置される主ピストン20の頭部を支持してい
る。事前に設定した弁の作動圧を超えて入口圧力が増加
すると、流体は主ばね17に打ち勝つには十分な圧力低下
が主オリフィス18を通過するときに生ずる。それによっ
て，加圧流体は直接入口ポート1 から出口ポート2 に流
れ、低圧かあるいは零圧力でタンクかリザーバに戻され
る。
【００１８】入口ポート1 の加圧流体は、主ピストン20
の一端でかつ中央部に位置する主オリフィス18を通って
低流量で流入する。主オリフィスの好適な直径は約0.76
2mm(0.03インチ) である。主室30が流体で満たされる
と、主室30の圧力は徐々に入口ポート1 の装置の圧力に
等しくなる。加圧された流体は、同様に、リテーナ26に
おける長手方向通路27の中央部に位置するダンピングオ
リフィス22を通って主室30から流れる。入口流体圧が上
昇して、パイロット室ばね13の与圧によって最初に設定
された圧力に達すると、パイロット室24中のパイロット
ボール15はパイロット室ばね13の与圧に抗して離座す
る。その後、パイロット室24全体は、事前に確定されて
いるパイロット室の圧力を超えない圧力で、好ましく
は、以下に説明する約15.8kg/cm2 (225 ポンド/ 平方イ
ンチ) の加圧流体で満たされる。
の一端でかつ中央部に位置する主オリフィス18を通って
低流量で流入する。主オリフィスの好適な直径は約0.76
2mm(0.03インチ) である。主室30が流体で満たされる
と、主室30の圧力は徐々に入口ポート1 の装置の圧力に
等しくなる。加圧された流体は、同様に、リテーナ26に
おける長手方向通路27の中央部に位置するダンピングオ
リフィス22を通って主室30から流れる。入口流体圧が上
昇して、パイロット室ばね13の与圧によって最初に設定
された圧力に達すると、パイロット室24中のパイロット
ボール15はパイロット室ばね13の与圧に抗して離座す
る。その後、パイロット室24全体は、事前に確定されて
いるパイロット室の圧力を超えない圧力で、好ましく
は、以下に説明する約15.8kg/cm2 (225 ポンド/ 平方イ
ンチ) の加圧流体で満たされる。
【００１９】加圧流体はパイロット室24に流入して満た
した後、加圧流体中に含まれて流入した極めて微量な室
内の空気は、サイドスリーブ14を貫通している好ましく
は0.406mm(0.016 インチ) の直径のドレーンオリフィス
3 から排出される。オリフィス直径はドレーンオリフィ
ス3 を通過する流量のみでは主ピストン20が開かないよ
うに充分に小さく設定されている。スリーブ14の外側円
筒面と主ボデー23の内側円筒面間に形成される隙間28
は、主ボデー23の一端に隣接し、その主室を貫通して形
成したリリーフ孔6 を通して、ドレーンオリフィス3 か
らの流体と空気を、弁から排出するために設けられてい
る。
した後、加圧流体中に含まれて流入した極めて微量な室
内の空気は、サイドスリーブ14を貫通している好ましく
は0.406mm(0.016 インチ) の直径のドレーンオリフィス
3 から排出される。オリフィス直径はドレーンオリフィ
ス3 を通過する流量のみでは主ピストン20が開かないよ
うに充分に小さく設定されている。スリーブ14の外側円
筒面と主ボデー23の内側円筒面間に形成される隙間28
は、主ボデー23の一端に隣接し、その主室を貫通して形
成したリリーフ孔6 を通して、ドレーンオリフィス3 か
らの流体と空気を、弁から排出するために設けられてい
る。
【００２０】入口ポート1 における実際の圧力に弁を維
持するために、パイロット室24に負荷される必要な流量
は、主ばね17に抗して主ピストンを移動するに必要な流
量よりは少ない。パイロット室の比較的低い圧力は、リ
リーフボール11に負荷するリリーフばね10によって決め
られる値を超えない圧力である。付加的には、その圧力
に加圧された流体は、制御オリフィス7 を通って、パイ
ロット室24から負荷室32を満たすように流れる。また、
その加圧流体は、図2 に示すスリーブ23の直径の表面積
と同じ14a, 14b, 14c,の表面に向かって流れる。
持するために、パイロット室24に負荷される必要な流量
は、主ばね17に抗して主ピストンを移動するに必要な流
量よりは少ない。パイロット室の比較的低い圧力は、リ
リーフボール11に負荷するリリーフばね10によって決め
られる値を超えない圧力である。付加的には、その圧力
に加圧された流体は、制御オリフィス7 を通って、パイ
ロット室24から負荷室32を満たすように流れる。また、
その加圧流体は、図2 に示すスリーブ23の直径の表面積
と同じ14a, 14b, 14c,の表面に向かって流れる。
【００２１】負荷室の表面積がリテーナ26の端部26a の
表面積よりも広いので、パイロット室の流体圧を増加さ
せるように、リテーナ26方向にスリーブ14を動かし、パ
イロット室ばね13に圧縮力を与えてパイロットボール15
に対する圧力を上げる。このように充分な圧力差を生ず
る領域を設ける構成によって、パイロットボール15を離
座させる圧力を上昇させる主室30内の作動圧は、パイロ
ット室の圧力とともに、その最大の設定値に達するま
で、その弁の作動圧を調整するように増加する。
表面積よりも広いので、パイロット室の流体圧を増加さ
せるように、リテーナ26方向にスリーブ14を動かし、パ
イロット室ばね13に圧縮力を与えてパイロットボール15
に対する圧力を上げる。このように充分な圧力差を生ず
る領域を設ける構成によって、パイロットボール15を離
座させる圧力を上昇させる主室30内の作動圧は、パイロ
ット室の圧力とともに、その最大の設定値に達するま
で、その弁の作動圧を調整するように増加する。
【００２２】このようにして、パイロット室ばねの最小
の力がパイロットボール15を着座方向に押しているが、
その圧力は非常に低く、零圧力かパイッロト室圧であ
る。この圧力は負荷室32内に設けたリリーフばね室36の
フランジ34が図示するように接触することによって達成
される。一方、弁の最大圧力はフランジ34とスリーブ14
が、負荷室32の反対端部で矢印B 方向に動き、負荷表面
14a, 14b, 14c,にかかるパイロット圧を増加させること
によって達成される。
の力がパイロットボール15を着座方向に押しているが、
その圧力は非常に低く、零圧力かパイッロト室圧であ
る。この圧力は負荷室32内に設けたリリーフばね室36の
フランジ34が図示するように接触することによって達成
される。一方、弁の最大圧力はフランジ34とスリーブ14
が、負荷室32の反対端部で矢印B 方向に動き、負荷表面
14a, 14b, 14c,にかかるパイロット圧を増加させること
によって達成される。
【００２３】重要なことは、スリーブ14がパイロット室
ばねの最大与圧を設定するまで移動するときの速度は制
御オリフィス7 を通過する流量によって決定されること
である。更に、パイロット室24中に発生した圧力はパイ
ロット室ばね13に与圧を与え、入口ポート1 の瞬間的圧
力に等しくする弁40の圧力を設定する。例えば、好適な
実施形態では、パイロット圧に対する有効面積は、環状
の面積差を確定するスリーブ23の開放端面29に関係して
いる。スリーブ23の外径は17.4mm(0.685インチ) で、ス
リーブ23の内径とリテーナ26の外径は、12.7mm(0.500イ
ンチ) である。面積は、約0.0121kg/cm2 (0.172 ポンド
/ 平方インチ) である。
ばねの最大与圧を設定するまで移動するときの速度は制
御オリフィス7 を通過する流量によって決定されること
である。更に、パイロット室24中に発生した圧力はパイ
ロット室ばね13に与圧を与え、入口ポート1 の瞬間的圧
力に等しくする弁40の圧力を設定する。例えば、好適な
実施形態では、パイロット圧に対する有効面積は、環状
の面積差を確定するスリーブ23の開放端面29に関係して
いる。スリーブ23の外径は17.4mm(0.685インチ) で、ス
リーブ23の内径とリテーナ26の外径は、12.7mm(0.500イ
ンチ) である。面積は、約0.0121kg/cm2 (0.172 ポンド
/ 平方インチ) である。
【００２４】このことは、パイロット室圧の15.82kg/cm
2 (225ポンド/ 平方インチ) が17.24kg( 38 ポンド) の
力をパイロット室ばね13に対して加え、これが、パイロ
ットボール15に作用する。パイロットボールシートの直
径は、2.34mm(0.092インチ)で、これが有効面積0.00046
kg/cm2 (0.0066 ポンド/ 平方インチ) を有する。パイ
ロットばね力17.24kg( 38 ポンド) は、弁の操作圧404.
7kg/cm2 (5757 ポンド/ 平方インチ) で弁の設定を行
う。パイロット室24の圧力である15.82kg/cm2 (225ポン
ド/ 平方インチ) をこの設定値に加えると、最大の作動
圧は約42.18kg/cm 2 (6000 ポンド/ 平方インチ) とな
る。
2 (225ポンド/ 平方インチ) が17.24kg( 38 ポンド) の
力をパイロット室ばね13に対して加え、これが、パイロ
ットボール15に作用する。パイロットボールシートの直
径は、2.34mm(0.092インチ)で、これが有効面積0.00046
kg/cm2 (0.0066 ポンド/ 平方インチ) を有する。パイ
ロットばね力17.24kg( 38 ポンド) は、弁の操作圧404.
7kg/cm2 (5757 ポンド/ 平方インチ) で弁の設定を行
う。パイロット室24の圧力である15.82kg/cm2 (225ポン
ド/ 平方インチ) をこの設定値に加えると、最大の作動
圧は約42.18kg/cm 2 (6000 ポンド/ 平方インチ) とな
る。
【００２５】本件発明の詳細構造は図2 の拡大部分Ａに
示すように、本件発明の利点である現実の「穏やかなス
タート」を提供する。パイロット室24が実質的に加圧流
体で満たされると、図示されるようなパイロットばね10
により着座し、シールしているリリーフボール11が離座
される力が生ずる。この最大パイロット室圧は、好まし
くは約15.82kg/cm2 (225ポンド/ 平方インチ) である。
パイロット室24の流体圧の上昇はリリーフボール11が開
くパイロット圧まであがり、すでに述べたパイロット室
ばね13を、自動的に更なる圧縮力に調整する。パイロッ
ト室24のパイロット圧がある値に達してリリーフボール
11が離座した時、加圧流体はパイロット室から横穴2
と、主ボデー23とスリーブ14間の隙間28に沿って流れ、
リリーフ孔6 を通って弁から排出される。この構成によ
って、パイロット室24のパイロット圧は事前に設定した
有効なパイロット圧約15.82kg/cm2 (225ポンド/ 平方イ
ンチ) この圧力は、図２でＢの矢印方向に負荷室32中の
フランジ34が動いて、その最大になるまで、パイロット
室ばね13に与圧を与えて生じさせたものであるが、この
値を超えないようにできる。かくして、作動圧とパイロ
ット圧の拡大比率は、少なくとも10から1 で、好ましく
は25対1 のように高い比率になる。
示すように、本件発明の利点である現実の「穏やかなス
タート」を提供する。パイロット室24が実質的に加圧流
体で満たされると、図示されるようなパイロットばね10
により着座し、シールしているリリーフボール11が離座
される力が生ずる。この最大パイロット室圧は、好まし
くは約15.82kg/cm2 (225ポンド/ 平方インチ) である。
パイロット室24の流体圧の上昇はリリーフボール11が開
くパイロット圧まであがり、すでに述べたパイロット室
ばね13を、自動的に更なる圧縮力に調整する。パイロッ
ト室24のパイロット圧がある値に達してリリーフボール
11が離座した時、加圧流体はパイロット室から横穴2
と、主ボデー23とスリーブ14間の隙間28に沿って流れ、
リリーフ孔6 を通って弁から排出される。この構成によ
って、パイロット室24のパイロット圧は事前に設定した
有効なパイロット圧約15.82kg/cm2 (225ポンド/ 平方イ
ンチ) この圧力は、図２でＢの矢印方向に負荷室32中の
フランジ34が動いて、その最大になるまで、パイロット
室ばね13に与圧を与えて生じさせたものであるが、この
値を超えないようにできる。かくして、作動圧とパイロ
ット圧の拡大比率は、少なくとも10から1 で、好ましく
は25対1 のように高い比率になる。
【００２６】弁40の最大設定圧を変更するための圧力調
整部材48は、弁40の長手方向又は軸方向にねじ込み可能
にしてあり、また、スリーブ14を関連して動かすように
してある。このスリーブの動きはパイロット室ばね13の
圧縮与圧を変化させ、パイロットボール15に加えられる
与圧を比例的に変化させる。要約すると、本件発明は、
作動圧の調整可能な範囲内で圧力上昇率に限界を与え、
さらに、相互に組合う弁と装置内の最大圧に限界を持た
せるものである。この圧力上昇率に限度をもたせたの
で、圧力スパイク、流体衝撃がこの弁によって除かれ
る。ゆっくりと開弁する時の作動圧は、入口ポート1 の
圧力に従う。作動圧の上に突然圧力上昇が加わる時に
は、弁の作動圧と現実の作動圧とが等しくなるまで、加
圧流体はポート2 を通過して排出される。さらに、弁に
流入する流体の流れが、弁それ自身の容量を越えないか
ぎり、圧力は弁により設定された作動圧よりも速くは上
昇できない。
整部材48は、弁40の長手方向又は軸方向にねじ込み可能
にしてあり、また、スリーブ14を関連して動かすように
してある。このスリーブの動きはパイロット室ばね13の
圧縮与圧を変化させ、パイロットボール15に加えられる
与圧を比例的に変化させる。要約すると、本件発明は、
作動圧の調整可能な範囲内で圧力上昇率に限界を与え、
さらに、相互に組合う弁と装置内の最大圧に限界を持た
せるものである。この圧力上昇率に限度をもたせたの
で、圧力スパイク、流体衝撃がこの弁によって除かれ
る。ゆっくりと開弁する時の作動圧は、入口ポート1 の
圧力に従う。作動圧の上に突然圧力上昇が加わる時に
は、弁の作動圧と現実の作動圧とが等しくなるまで、加
圧流体はポート2 を通過して排出される。さらに、弁に
流入する流体の流れが、弁それ自身の容量を越えないか
ぎり、圧力は弁により設定された作動圧よりも速くは上
昇できない。
【００２７】他のパイロットリリーフ弁のように、この
弁はパイロット室の圧力は低い。穏やかな始動の機構の
重点は以下の3 点である。 a.オリフィス7 を通過する最大圧力の低下は僅か15.82k
g/cm2 (225ポンド/ 平方インチ) である。「穏やかに始
動する」本件バルブとその他の同様なバルブとの差異
は、低流量の流れが、負荷室32に流れ込むことである。
他のバルブは、バルブの設定を決めるピストンやスリー
ブの移動を制御しているオリフィスを通過するときに
は、典型的な場合で42.18kg/cm2 (6000 ポンド/ 平方イ
ンチ) までもの圧力差が生ずる。このオリフィス7 を通
過して負荷室に流れる流量が、弁の設定値が変化する時
の速度を決めている。その設定の変化の速度はポート1
における圧力上昇率と同じである。
弁はパイロット室の圧力は低い。穏やかな始動の機構の
重点は以下の3 点である。 a.オリフィス7 を通過する最大圧力の低下は僅か15.82k
g/cm2 (225ポンド/ 平方インチ) である。「穏やかに始
動する」本件バルブとその他の同様なバルブとの差異
は、低流量の流れが、負荷室32に流れ込むことである。
他のバルブは、バルブの設定を決めるピストンやスリー
ブの移動を制御しているオリフィスを通過するときに
は、典型的な場合で42.18kg/cm2 (6000 ポンド/ 平方イ
ンチ) までもの圧力差が生ずる。このオリフィス7 を通
過して負荷室に流れる流量が、弁の設定値が変化する時
の速度を決めている。その設定の変化の速度はポート1
における圧力上昇率と同じである。
【００２８】b.スリーブ部材46の端部近傍にあるシール
60と62では、最大で15.82kg/cm2 (225ポンド/ 平方イン
チ) の圧力差しか生じない。他の設計では約42.18kg/cm
2 (6000 ポンド/ 平方インチ) で、その27倍もある。こ
のような、かなり低い摩擦と低いヒステリシスに変える
ことができることで、本発明は他の先行技術のバルブを
凌駕している。
60と62では、最大で15.82kg/cm2 (225ポンド/ 平方イン
チ) の圧力差しか生じない。他の設計では約42.18kg/cm
2 (6000 ポンド/ 平方インチ) で、その27倍もある。こ
のような、かなり低い摩擦と低いヒステリシスに変える
ことができることで、本発明は他の先行技術のバルブを
凌駕している。
【００２９】c.パイロット圧はまた、弁が作動する間は
流量損失を決定している。ポート1の圧力が、その弁に
よって決定される圧力上昇率の限度内にあると仮定すれ
ば、ポート1 における実際の圧力に設定するように弁は
調整される。それは、パイロット室に圧力をかけること
によってなされる。パイロット室が加圧されることは、
パイロット流がオリフィス3 を通って流れ出る原因とな
る。パイロット室の圧力が低ければ、それだけ流量損失
は低くなる。
流量損失を決定している。ポート1の圧力が、その弁に
よって決定される圧力上昇率の限度内にあると仮定すれ
ば、ポート1 における実際の圧力に設定するように弁は
調整される。それは、パイロット室に圧力をかけること
によってなされる。パイロット室が加圧されることは、
パイロット流がオリフィス3 を通って流れ出る原因とな
る。パイロット室の圧力が低ければ、それだけ流量損失
は低くなる。
【００３０】次に実施形態の一つを説明すると、ポート
1 の圧力を210kg/cm2 (3000 ポンド/ 平方インチ) と仮
定すると、パイロット流は、パイロット室24を7.73kg/c
m2 (110 ポンド/ 平方インチ) に加圧する。7.73kg/cm2
に有効面積1.109cm2 (0.172 平方インチ) を乗じて8.57
kg(18.9ポンド) 。この8.57kg(18.9 ポンド) を、パイ
ロットボールの有効表面積0.0426cm2(0.0066平方イン
チ）で除せば約203kg/cm2 （約2890ポンド/ 平方イン
チ) 、これに7.73kg/cm2 (110 ポンド/ 平方インチ) を
加えて210kg/cm2 (3000 ポンド/ 平方インチ) 、圧力比
は約27対1 となる。
1 の圧力を210kg/cm2 (3000 ポンド/ 平方インチ) と仮
定すると、パイロット流は、パイロット室24を7.73kg/c
m2 (110 ポンド/ 平方インチ) に加圧する。7.73kg/cm2
に有効面積1.109cm2 (0.172 平方インチ) を乗じて8.57
kg(18.9ポンド) 。この8.57kg(18.9 ポンド) を、パイ
ロットボールの有効表面積0.0426cm2(0.0066平方イン
チ）で除せば約203kg/cm2 （約2890ポンド/ 平方イン
チ) 、これに7.73kg/cm2 (110 ポンド/ 平方インチ) を
加えて210kg/cm2 (3000 ポンド/ 平方インチ) 、圧力比
は約27対1 となる。
【００３１】性能曲線についても言及すれば、図３に
は、典型的従来技術の油圧リリーフ弁で、穏やかな始動
機構のないものが実際に試験された結果を示した。弁の
作動油圧は50で示されるように、約246kg/cm2 (3500 ポ
ンド/ 平方インチ) である。この液圧は、繰り返し従来
技術の弁の入口ポートに負荷され、装置の圧力はミリ秒
の時間軸で記録された。典型的な有害液圧スパイクが、
実際に瞬間的に生じた例を52に示す。その圧力はそれぞ
れの圧力サイクルの初期状態に生じ、379.6kg/cm2 (540
0 ポンド/ 平方インチ) の値に達し、従来の弁で意図し
た作動圧の50％以上上昇している。
は、典型的従来技術の油圧リリーフ弁で、穏やかな始動
機構のないものが実際に試験された結果を示した。弁の
作動油圧は50で示されるように、約246kg/cm2 (3500 ポ
ンド/ 平方インチ) である。この液圧は、繰り返し従来
技術の弁の入口ポートに負荷され、装置の圧力はミリ秒
の時間軸で記録された。典型的な有害液圧スパイクが、
実際に瞬間的に生じた例を52に示す。その圧力はそれぞ
れの圧力サイクルの初期状態に生じ、379.6kg/cm2 (540
0 ポンド/ 平方インチ) の値に達し、従来の弁で意図し
た作動圧の50％以上上昇している。
【００３２】本件発明では同一条件の入口圧力であった
が、この弁の作動圧は54に示すように、約351.5kg/cm2
(5000 ポンド/ 平方インチ) であった。56では圧力スパ
イクは生じているが、僅か約263.6kg/cm2 (3750 ポンド
/ 平方インチ) で、意図した作動圧54に比べて充分低い
値である。58に示す圧力は徐々に単調に増加している。
この圧力上昇は、パイロットボール15が離座し、パイロ
ット室24のパイロット圧の流体がその作動圧の最大値ま
で上昇あるいは調整される後に生ずる。かくして、全て
の装置の衝撃、有害な過剰圧力が本件発明により除去さ
れる。
が、この弁の作動圧は54に示すように、約351.5kg/cm2
(5000 ポンド/ 平方インチ) であった。56では圧力スパ
イクは生じているが、僅か約263.6kg/cm2 (3750 ポンド
/ 平方インチ) で、意図した作動圧54に比べて充分低い
値である。58に示す圧力は徐々に単調に増加している。
この圧力上昇は、パイロットボール15が離座し、パイロ
ット室24のパイロット圧の流体がその作動圧の最大値ま
で上昇あるいは調整される後に生ずる。かくして、全て
の装置の衝撃、有害な過剰圧力が本件発明により除去さ
れる。
【００３３】更に別の実施形態においては、上記のよう
な基本的構造は、意図した発明の範囲内であれば、容易
に変更し得る。一つの代替実施形態はベントリリーフ弁
の形式をとるもので、主ボデー23に他の出口ポートを設
けた例である。その主ボデーの出口ポートは、ダンピン
グオリフィス22とパイロットボール15の間に位置する貫
通孔に接続される。これにより、ピストン20から出口ポ
ート2 への圧力は、まったく鋭さのない初期圧力になる
が、これも主ばね17の与圧に依存している。この弁では
ダンピングオリフィス22の下流に逃がされるようになっ
ているので、出口ポート2 における第2 のパイロットリ
リーフ弁は遠隔制御できる。この第3 のポートを選択的
に閉じることにより、上記したように、弁の設定は、最
小の圧力設定まで迅速になされる。もし、入口ポート1
の圧力が更に上昇すれば、弁は先に述べたように、圧力
増加率を制限する。
な基本的構造は、意図した発明の範囲内であれば、容易
に変更し得る。一つの代替実施形態はベントリリーフ弁
の形式をとるもので、主ボデー23に他の出口ポートを設
けた例である。その主ボデーの出口ポートは、ダンピン
グオリフィス22とパイロットボール15の間に位置する貫
通孔に接続される。これにより、ピストン20から出口ポ
ート2 への圧力は、まったく鋭さのない初期圧力になる
が、これも主ばね17の与圧に依存している。この弁では
ダンピングオリフィス22の下流に逃がされるようになっ
ているので、出口ポート2 における第2 のパイロットリ
リーフ弁は遠隔制御できる。この第3 のポートを選択的
に閉じることにより、上記したように、弁の設定は、最
小の圧力設定まで迅速になされる。もし、入口ポート1
の圧力が更に上昇すれば、弁は先に述べたように、圧力
増加率を制限する。
【００３４】他の実施形態は、図１、図2 、に示す、リ
リーフボール11と横穴2 を経由して第2 のポートに通ず
る方式よりも、主ボデー23を貫通する第3 のポートを有
するシーケンス弁の形式を有するものである。このよう
なシーケンス型の弁は、液圧アクチュエータの動きを制
御するために使用されてきたが、もしも、最初のアクチ
ェータが完全に伸展したために入口ポート1 の圧力が上
昇した場合には、弁は開き、ポート2 に接続される他の
アクチュエータは動き始める。通常のシーケンス弁は、
前記したように第1 のアクチュエータが機械的に停止す
るような場合に、その衝撃により突然に開くが、本件発
明の適用で円滑な遷移状態を保証することができる。
リーフボール11と横穴2 を経由して第2 のポートに通ず
る方式よりも、主ボデー23を貫通する第3 のポートを有
するシーケンス弁の形式を有するものである。このよう
なシーケンス型の弁は、液圧アクチュエータの動きを制
御するために使用されてきたが、もしも、最初のアクチ
ェータが完全に伸展したために入口ポート1 の圧力が上
昇した場合には、弁は開き、ポート2 に接続される他の
アクチュエータは動き始める。通常のシーケンス弁は、
前記したように第1 のアクチュエータが機械的に停止す
るような場合に、その衝撃により突然に開くが、本件発
明の適用で円滑な遷移状態を保証することができる。
【００３５】他の代替実施形態はキックダウンリリーフ
弁の形式をとり、主室30からピストン20の座の表面に伸
びた横穴に関連している。この実施形態は、また、主オ
リフィス18を省いているので、弁の入口ポートにおける
圧力上昇率が最大値を超える場合には、この弁は開く
か、開いたままになる。提案されたピストンにおける横
穴には、ポート1 の圧力よりはるかに低い圧力しかかか
らないので、弁は一度開くと、開いたままになる。その
理由は、ポート1 と2 の間を移動する流体のように、横
穴端部を横切る流量が多いからである。
弁の形式をとり、主室30からピストン20の座の表面に伸
びた横穴に関連している。この実施形態は、また、主オ
リフィス18を省いているので、弁の入口ポートにおける
圧力上昇率が最大値を超える場合には、この弁は開く
か、開いたままになる。提案されたピストンにおける横
穴には、ポート1 の圧力よりはるかに低い圧力しかかか
らないので、弁は一度開くと、開いたままになる。その
理由は、ポート1 と2 の間を移動する流体のように、横
穴端部を横切る流量が多いからである。
【００３６】全ての代替実施形態は、図2 に示すよう
に、パイロット室の反対端部で、リリーフ弁の構成と関
連付けられているので、これらは、実際の弁の作動圧を
超える始動時の過剰圧、即ちスパイクのない「穏やかな
スタート」を実現している。本発明の更なる代替的実施
形態は、外部の主たるステージにパイロット作動させる
というこの発明にとって、必須の要件に関する形をとっ
ている。これを完遂させるため、本発明の主室30は通常
タイプのパイロット作動リリーフ弁の主室と接続され
る。発明そのものは主ステージなしに構成される。即
ち、主ピストン20、そのばね17、ダンピングオリフィス
22はないし、スリーブ14の貫通穴もない。
に、パイロット室の反対端部で、リリーフ弁の構成と関
連付けられているので、これらは、実際の弁の作動圧を
超える始動時の過剰圧、即ちスパイクのない「穏やかな
スタート」を実現している。本発明の更なる代替的実施
形態は、外部の主たるステージにパイロット作動させる
というこの発明にとって、必須の要件に関する形をとっ
ている。これを完遂させるため、本発明の主室30は通常
タイプのパイロット作動リリーフ弁の主室と接続され
る。発明そのものは主ステージなしに構成される。即
ち、主ピストン20、そのばね17、ダンピングオリフィス
22はないし、スリーブ14の貫通穴もない。
【００３７】本発明の中で、何が最も実用的で好ましい
実施形態かを理解できるように、上記に示し記載してき
たが、それらは発明の範囲内から始まることは分かって
いる。従って、詳細な記述に限定されるわけでもなく、
全ての均等な装置や道具が含まれる請求の範囲全体に及
ぶ。
実施形態かを理解できるように、上記に示し記載してき
たが、それらは発明の範囲内から始まることは分かって
いる。従って、詳細な記述に限定されるわけでもなく、
全ての均等な装置や道具が含まれる請求の範囲全体に及
ぶ。
【図１】本件発明の実施形態の側面断面図である。
【図２】図１の領域A の拡大図である。
【図３】従来型圧力弁における典型的な流体圧力の時間
変化を示す図である。
変化を示す図である。
【図４】図３と同様に記録された、本件発明における流
体圧力の時間変化を示す図である。
体圧力の時間変化を示す図である。
ポート１…入口ポート ポート２…出口ポート ２…横穴 ３…ドレーンオリフィス ６…リリーフ孔 ７…制御オリフィス 11…リリーフボール 13…パイロット室ばね 14…スリーブ 15…パイロットボール 17…主ばね 18…主オリフィス 20…主ピストン 22…ダンピングオリフィス 24…パイロット室 26…リテーナ 30…主室 32…負荷室 34…フランジ 40…パイロット作動圧力弁 42…入口部材 44…主ボデー 46…パイロット室部材 48…圧力調整部材
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１０月２８日（１９９９．１０．
２８）
２８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】入口ポート１における実際の圧力に弁を維
持するために、パイロット室24に負荷される必要な流量
は、主ばね17に抗して主ピストンを移動する必要な流量
よりは少ない。パイロット室の比較的低い圧力は、リリ
ーフボール11に負荷するリリーフばね10によって決めら
れる値を超えない圧力である。付加的には、その圧力に
加圧された流体は、制御オリフィス7 を通って、パイロ
ット室24から負荷室32を満たすように流れる。また、そ
の加圧流体は、図2 に示すスリーブ14の直径の表面積と
同じ14a, 14b, 14c,の表面に向かって流れる。
持するために、パイロット室24に負荷される必要な流量
は、主ばね17に抗して主ピストンを移動する必要な流量
よりは少ない。パイロット室の比較的低い圧力は、リリ
ーフボール11に負荷するリリーフばね10によって決めら
れる値を超えない圧力である。付加的には、その圧力に
加圧された流体は、制御オリフィス7 を通って、パイロ
ット室24から負荷室32を満たすように流れる。また、そ
の加圧流体は、図2 に示すスリーブ14の直径の表面積と
同じ14a, 14b, 14c,の表面に向かって流れる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】重要なことは、スリーブ14がパイロット室
ばねの最大与圧を設定するまで移動するときの速度は制
御オリフィス7 を通過する流量によって決定されること
である。更に、パイロット室24中に発生した圧力はパイ
ロット室ばね13に与圧を与え、入り口ポート1 の瞬間的
圧力に等しくする弁40の圧力を設定する。例えば、実施
形態では、パイロット圧に対する有効面積は、環状の面
積差を確定するスリーブ14の開放端面29に関係してい
る。スリーブ14の外径は17.4ｍｍ（0.685 インチ）で、
スリーブ14の内径とリテーナ26の外径は12.7ｍｍ（0.50
0 インチ）である。面積は、0.0121kg/cm （0.172 ポン
ド/ 平方インチ）である。
ばねの最大与圧を設定するまで移動するときの速度は制
御オリフィス7 を通過する流量によって決定されること
である。更に、パイロット室24中に発生した圧力はパイ
ロット室ばね13に与圧を与え、入り口ポート1 の瞬間的
圧力に等しくする弁40の圧力を設定する。例えば、実施
形態では、パイロット圧に対する有効面積は、環状の面
積差を確定するスリーブ14の開放端面29に関係してい
る。スリーブ14の外径は17.4ｍｍ（0.685 インチ）で、
スリーブ14の内径とリテーナ26の外径は12.7ｍｍ（0.50
0 インチ）である。面積は、0.0121kg/cm （0.172 ポン
ド/ 平方インチ）である。
Claims (6)
- 【請求項１】 パイロット作動圧力弁であって、細長い
形状の入口部材と、その一端では前記入口部材にシール
結合し、前記入口部材から長手方向に細長い形状をした
中空円筒形の主ボデーと、パイロット室を有し、前記主
ボデーの円筒内部に組込まれ、その一端は前記入口部材
から長手方向に細長い形状をしたパイロット室部材と，
前記主ボデーの他端で、かつ前記パイロット室部材の他
端で、調整可能なようにシール結合される圧力調整部材
と、 前記入口部材であって、その一方端部の入口ポートと、
出口ポートと、前記入口部材の他端にシール結合される
リテーナと、前記入口部材内に摺動可能に組込まれるピ
ストンと、前記リテーナと前記ピストン間の中心部に形
成される主室の内部に位置し、かつ主室に沿って長手方
向に張設された主ばねとを有する前記入口部材と、 前記主室の一方端部を形成し、前記入口ポートにおける
相対的に少量の加圧流体を計量して受入れ、前記主室を
満たすようにした、前記入口ポートに隣接する主オリフ
ィスを有する前記ピストンのヘッドと、 前記主室における相対的に少量の加圧流体を前記主室か
ら前記パイロット室の中に計量して受け入れ、長手方向
に伸展し、前記主室と流体的に接続するダンピングオリ
フィスを含む前記リテーナと前記弁の最大作動圧と等圧
になるようにあらかじめ設定された入口圧力に入口圧力
が達するまでは、前記ピストンに与圧を負荷して、前記
入口ポートをシールする前記主ばねであって、その設定
圧に到達すると、前記ピストンは前記主ばねに抗して軸
方向に移動して開口し、加圧流体を前記入口ポートへ流
入させ、前記出口ポートから直接前記弁の外に排出され
るようにした前記主ばねと、 前記パイロット室部材の細長い形状のスリーブ内におい
て、前記主室内で初期に設定された流体圧力に達するま
で、その一端でパイロットボールに対して負荷してパイ
ロット室をシールする、細長い形状をした、パイロット
室ばねを含む前記パイロット室部材と、 前記圧力調整部材によって軸方向の位置決めが可能な前
記スリーブであって、前記主ボデー内で、前記パイロッ
ト室ばねの長さを変え、それによって前記パイロットボ
ールが離座するに必要な入口圧力の初期設定値を変える
ようにした前記スリーブと、 リリーフボールに対して、リリーフばねの一端で与圧を
負荷することにより前記パイロット室と流体接続が封じ
られる横穴と、前記パイロット室内のあらかじめ選定さ
れたパイロット圧で離座する前記リリーフボールと、離
座すると加圧流体が前記パイロット室から前記横穴を通
り、前記主ボデー内のリリーフ孔を通って前記弁の出口
に排出され、それによって前記パイロット室内のパイロ
ット圧力が、実質的に前記弁の作動圧以下になるように
された前記スリーブと、 制御オリフィスを含む前記スリーブであって、該制御オ
リフィスは、前記パイロット室内の相対的に少量の加圧
流体を計量しつつ、前記パイロット室から前記スリーブ
の他端と前記圧力調整部材の間に形成される負荷室を満
たすようにされた前記スリーブと、 リテーナの有効受圧面積よりも大きい有効受圧面積を有
する前記負荷室であって、それによって、前記スリーブ
が弁の作動圧の最大と最小の圧力の間で、選択的に弁の
作動圧を変えるように、前記パイロット室ばねに対して
可動的に負荷できるようにした、前記負荷室とを備えた
パイロット作動圧力弁。 - 【請求項２】 更に、前記スリーブ中の比較的少量の加
圧流体と前記パイロット室中の空気を前記パイロット室
から低速で計量しつつ前記主ボデー内のリリーフ孔を通
って前記弁から排出するようにしたドレーンオリフィス
を備えた請求項１のパイロット作動圧力弁。 - 【請求項３】 細長い形状をした入口手段と、その一端
では前記入口手段にシール結合し、前記入口手段からは
長手方向に延びる細長い形状をした中空円筒の主ボデー
手段と、パイロット室を有し、前記主ボデー手段の円筒
内に組込まれ、長手方向に前記入口手段から延びる、細
長い形状をしたパイロット室手段と、前記主ボデー手段
の他端に結合し、前記パイロット室手段の他端に隣接し
て、前記弁のあらかじめ選択された最大作動圧に調節す
るための作動圧力調整手段と、 主オリフィスを通って、最初のパイロット流体の流量
で、主室の一端に加圧流体を受け入れるようにした主入
口手段であって、また、前記主室の他端でダンピングオ
リフィスの下流に位置し、ばねで与圧をかけられた、前
記主入口手段のパイロットボールであって、そのボール
を開くに充分な、事前に選択した圧力レベルを前記主室
の圧力が超えたときに、加圧流体を第２のパイロット流
量で、前記主室から前記ダンピングオリフィスを通って
排出するようにした前記主入口手段と、 事前に選択された作動圧を入口圧力が超えるときに、前
記弁から加圧流体が排出されるように、主オリフィスの
上流の出口ポートを開くようにした前記主入口手段と、 前記パイロット室が実質的に加圧流体で満たされて、前
記パイロットボールが開く時に、前記パイロット室手段
のシールされたパイロット室の内部に向け前記ダンピン
グオリフィスを通って、前期入口手段から加圧流体を排
出するための、また、前記パイロットボールに抗して閉
め側に与圧する可変ばねを働かせるための前記パイロッ
ト室手段と、 前記パイロット室手段と前記圧力調整手段との間に位置
している負荷室の中に、制御オリフィスを通って前期パ
イロット室から加圧流体を排出するための前記パイロッ
ト室手段であって、 前記主ボデー手段内で軸方向に移動することによって、
前記パイロットボールに対して負荷する閉じ側の与圧を
比例的に増加させ、かくして前記弁の作動圧を比例的に
変化させる、前期パイロット室手段と、 また、流体の入口圧力よりも実質的に低いパイロット室
圧力を、前記パイロット室内の流体圧が超える時に、加
圧流体を前記パイロット室から、また前記弁から排出す
るリリーフ弁手段を有する前記パイロット室手段とを備
えたパイロット作動圧力弁。 - 【請求項４】 前記パイロット室内の比較的少量の加圧
流体と空気を、前記パイロット室と前記弁から計量しつ
つ低速で排出する、前記パイロット室手段におけるドレ
ーンオリフィスを備えた請求項第３項記載のパイロット
作動圧力弁。 - 【請求項５】 細長い形状をした入口部材と、その一端
で前記入口部材とシール結合され、他端では前記入口部
材から軸方向に細長い形状の中空円筒主ボデーと、パイ
ロット室を有し、前記主ボデーの中空内に組込まれ、一
端では前記入口部材から軸方向に延びる細長い形状をし
たパイロット室部材と、前記パイロット室部材の他端に
おいて、前記主ボデーの他端に調整可能にシール結合さ
れた圧力調整部材と、その一端に入口ポートを有する前
期入口部材と、出口ポートと、前記入口部材の他端にシ
ール結合するリテーナと、前記入口部材の内部に摺動可
能に組込まれたピストンと、前記リテーナと前記ピスト
ンとの間で、中心部に形成され、主室内でかつ主室に沿
って軸方向に伸展する主ばねと、相対的に少量の前記入
口ポートにおける加圧流体を計量しつつ前記主室を満た
すようにした前記入口ポートと、前記主室に流体的に接
続し、軸方向に細長い形状をするダンピングオリフィス
を含む前記リテーナであって、そのダンピングオリフィ
スは相対的に少量の前記主室における加圧流体を前記主
室から計量しつつ前記パイロット室に流すようにされて
いる前記リテーナと、 前記弁の最大圧と等圧に予め設定された設定圧力に入口
圧力が到達するまでは、前記入口ポートに対して、ピス
トンをシール側に与圧負荷する前記主ばねであって、そ
の前記ピストンは、設定圧力では前記主ばねに抗して軸
方向に動くことにとって開口され、加圧流体を前記入口
ポートに流入させ、前記出口ポートから前記弁の出口に
直接排出するようにされている前記主ばねと、 前記主室内部の作動圧に達するまでは、前記ダンピング
オリフィスを通過した流体をシールするパイロットボー
ルに対して、前記パイロット室部材の細長い形状をした
スリーブ内で、ばねの一端で負荷するようにした、細長
い形状うぃをしたパイロットばねを有する前記パイロッ
ト部材と、前記スリーブの他端と前記圧力調整部材の間
に形成され、前記パイロット室の相対的に少量の加圧流
体を前記パイロット室から計量しつつ負荷室を満たすよ
うにした制御オリフィスを含む前記スリーブと、 弁の作動圧の最小、最大間で、弁の作動圧を選択的に変
えるための前記パイロット室ばねに対して、前記スリー
ブが可動的に負荷できるように、前記リテーナの有効断
面積よりも大なる有効断面積を有する前記負荷室と、 改良部分であって、リリーフばねの他端部が前記スリー
ブの他端て支持され、前記リリーフばねの一端がリリー
フボールに係合し与圧を負荷して、前記パイロット室と
流体的に接続している横穴を閉じている前記スリーブ
と、 前記弁の作動圧よりも実質的に低い、前記パイロット室
内のパイロット圧において、前記リリーフボールが離座
して、前記横穴と前記主ボデーのリリーフ孔を通って前
記パイロット室から加圧流体を排出するようにした前記
リリーフボールとを備えたパイロット作動圧力弁におい
て、 前記スリーブ内のドレーンオリフィスであって前記パイ
ロット室から計量しつつゆっくりと相対的に少量の加圧
流体と空気を流し、前記主ボデー内のリリーフ孔から前
記弁に排出するようにした前記ドレーンオリフィスとを
備えたパイロット作動圧力弁。 - 【請求項６】 細長い形状をした入口手段と、一端でシ
ール結合され前記入口手段から伸展する中空円筒の主ボ
デー手段と、パイロット室を有し、前記主ボデーの円筒
内部に組込まれ前記入口手段から軸方向に伸展する細長
い形状をしたパイロット室手段と、 主オリフィスを通った加圧流体を最初のパイロット流量
で主室の一端に受けいれ、また、前記主室の他端におい
て、前記主室の流体圧力が、前記主入口手段のばね与圧
を負荷されたパイロットボールを開くに十分な、事前に
選択された圧力を超える時に、前記主室から加圧流体を
排出するようにした前記主入口手段と、 更に、入口圧力が予め選択された作動圧を超えた時に、
前記主オリフィスの上流側に出口ポートを開き、前記弁
から加圧流体を排出するための前記主入口手段と、 前記パイロットボールに対して、閉じ側の可変ばね与圧
を与え、また、前記パイロットボールが開かれ、それに
よってパイロット室が実質的に加圧流体で満たされる時
に、前記パイロット室手段の内部のシールされた前記パ
イロット室内に、前記主入口手段から加圧流体を排出す
るようにした前記パイロット室手段と、 また、前記パイロット室手段の他端に位置する負荷室内
部に制御オリフィスを通って前記パイロット室から加圧
流体を排出し、それによって、前記パイロット室手段が
前記主ボデー手段内で軸方向に移動し、パイロットボー
ルに対するばね与圧による閉じ側圧力を比例的に増加さ
せるパイロット室手段と、 また、流体入口圧力よりも実質的に低いパイロット室圧
を前記パイロット室内の流体圧が超える時に前記パイロ
ット室から加圧流体を排出するためのリリーフ弁手段を
含む、前記パイロット室手段と、 前記パイロット室から、前記パイロット室の少量の加圧
流体を計量しつつ低速で流すようにしたドレーンオリフ
ィスであって、それによって、前記弁の作動圧以下に入
口圧力が下がる時にはいつも、前記弁が自動的にリセッ
トされるようにした、前記パイロット室手段に操作可能
に結合されたドレインオリフィスとを備えたパイロット
作動圧力弁。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/189613 | 1998-11-09 | ||
| US09/189,613 US6039070A (en) | 1998-11-09 | 1998-11-09 | Pilot operated pressure valve |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000146015A true JP2000146015A (ja) | 2000-05-26 |
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-
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