JP2008286794A - 圧力指示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、加圧装置における圧力を示す装置を提供することを目的とする。
【解決手段】圧力指示装置は、ガス通路を含むケースと、ケースにより保持された可動指示計と、を含む。指示計は、ガス通路における圧力が予め定められた最小圧力以上である場合、ケースの位置部から突出した指示計の端部と、ガス通路とに液体が流れるように通じている端部を有している。スプリングは、ガス圧が予め定められた最小圧力を下回るときに、指示計を収縮させ得る。
【選択図】図３

Description

本願は、米国に２００７年５月１５日付で提出された米国仮出願第６０／９３８，１０４号に基づく優先権を主張する。

本発明は、加圧装置（pressurized device）、より具体的には、加圧装置用に供される圧力指示装置（pressure indicating device）に関する。

様々な加圧装置が産業において用いられ、そのような装置における圧力を測るための様々な技術が開発されている。例えば、ガススプリング（gas spring）は一種の加圧装置で、板金部分を形成するための圧力ダイにおける地金板（metal blank）用の締め付けリング（clamping ring）のような本体の移動に抵抗するために通常用いられるものである。これらのスプリングは概してシリンダ内にスライド自在に受容されると共に、窒素のようなガスで満たされた圧力室（pressure chamber）を形成するピストンで構成されている。

圧力室をガスで満たすために、加圧ガス(pressurized gas)はシリンダにおいて、フィルタ弁（filter valve）を通じて圧力室の内部に導入される。ここで、前記作業は、圧力室内のガス圧が予め定められた最小圧力、例えば、２００ないし２，０００ＰＳＩを満たし、または、それを上回るまでに続く。これは、ピストンの第１の端部において加圧されたクッション（pressurized cushion）を提供して、かかるピストンの別の端部に加えられた力がピストンの第１の端部に対して作用する加圧ガスの力を上回る場合、ピストンがその収縮位置（retracted position）に向かって移動するようにする。通常の場合、ピストンがその収縮位置に近づくと、それにより、ガス室の体積（volume）が減少し、そのガス室内の圧力が増加し、たとえば、５，０００psi以上にまで増加し得る。

一部の場合、圧力室内のガス圧は予め定められた最小圧力を下回る程度に減少するが、それは、例えば、ガススプリングにおけるシールが磨耗したか、あるいは、劣化したからである。操作者は、作業を中断し、ガススプリングの回りにある障害物（obstruction）を取り除き、前記圧力装置からガススプリングを除去し、そして、外部装置を用いて適当な最小圧力についてガススプリングを評価する、といった、手法が現在とられている。例えば、操作者は、ガススプリングのポート（port）内へ栓を抜き、かつ、そこの圧力の標本を取るために圧力計器（pressure gage）を使用し得る。その他にも、操作者は、ガススプリングと可動構成要素との間に負荷セル（load cell）を配置させ、この負荷セルの読取りに基づいてガススプリングにおけるガス圧を推測するということも可能である。さらに、ブルドン管（Bourdon tube）のようなアナログ圧力監視装置を、ガススプリングの圧力室と液体が流れるように設けることも考えられる。

本発明は、加圧装置における圧力を示す装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために、次のような加圧装置を提供する。この加圧装置は、例えば、圧力室の少なくとも一部を形成すると共に、前記圧力室に液体が流れるように設けられた通路を備えた壁を有しているハウジングと、前記圧力室における圧力が予め定められた最小圧力を下回っていることが視認できるように前記通路に配置されている圧力指示装置と、を有する。

また、本発明は、ガス通路を有するケースと、前記ガス通路に液体が流れるように通じている端部を有する前記ケースにより保持され、かつ、前記ガス通路における圧力が予め定められた最小圧力以上であるときに、前記ケースの一部から突出した形態をなす端部を有する可動指示計と、前記ガス通路における圧力が前記予め定められた最小圧力を下回るときに、前記指示計を収縮させるスプリングと、を有する圧力指示装置を提供する。

本発明に係る加圧装置または圧力指示装置を使用することで、作業者は加圧装置における圧力状態を容易に確認し、素早くそれに応じた措置をとることが可能となる。

前述した本発明の課題、目的、特徴、および、効果は、特許請求の範囲、後述する発明を実施するための最良の形態、および、添付された図面から明らかになる。

図面に基づいてより詳細に説明すると、図１は、圧力作業を行なう間に、ダイ構成要素の移動または運動に抵抗し、または、それを偏らせるために用いられる例示的なガススプリング１０の形を取っている加圧装置の一例を示している。このようなガススプリング１０は、本体の移動に抵抗し、または、本体を予め定められた位置に向かって移動させるのに装置が必要となるような場合にも使用され得る。ガススプリング１０はホースを介して外部にある加圧ガス供給部に接続されているか、または、ガスの任意の中央供給装置に依存することなく、独立した(standalone)装置、または、内臓タイプ（self-contained）の装置であり得る。

ガススプリング１０は、箔押し（stamping press）ダイ構成要素（図示しない）と、ハウジング１４とを接触させてピストンアセンブリ１２を保持する目的で使用され得る。ピストンアセンブリ１２は、ガススプリング１０の長手方向の軸Ｌに沿って完全に移動された位置(displaced position)と、完全に拡張された位置（extended position）との間を往復運動するように設けられたピストン１６を含み得る。

ガススプリング１０はまた、ハウジング１４により保持されて、ガススプリング１０の内圧を指示する圧力指示装置１８を含む。一実施例において、圧力指示装置１８は、ガススプリング1０のガス圧が最小圧力であるか、または、それを上回るかを視覚的に示すものである。例えば、圧力指示装置１８は、圧力指示装置の進行/止まりタイプ（go/no-go type）で、新しいタイプの加圧装置若しくはガススプリングのデザイン、または、既存の加圧装置またはガススプリングデザインに使用するに適したものであり得る。進行/止まりタイプの装置は、概してオン／オフ、または、成功／失敗（pass-fail）などのような２通りの読み取りタイプ（binary type of reading）を提供する装置を含み得る。そのほかに、圧力指示装置１８は、段階状圧力レベル（graduated pressure level）として“進行”という読み取り値と、“止まり”という読み取り値との間にある多数の圧力レベルを提供するものであり得る。

図２を参照すると、圧力指示装置１８は指示計（indicator）２０と、前記指示計２０を支持すると共に、ガススプリングのハウジング１４（図１）に圧力指示装置１８を取り付けるケース２２と、を有する。この指示計２０は単一の構成要素または多数の構成要素からなり得るし、指示計の端部２４を有し得る。その指示計の端部２４は、進行状態においては、ケース２２の端部２６を超えて突出しており、ガススプリング１０において予め定められた最小圧力以上の圧力が存在することを視覚的に示す役割をする。

図２を参照すると、ケース２２は、指示計２０を少なくとも部分的に支持し得る第１の本体２８と、第１の本体２８を支持し、指示計２０を部分的に支持し、そして、ガススプリングのハウジング１４（図１）に圧力指示装置１８を接続させる第２の本体３０と、を含み得る。この第１の本体２８は、ガススプリングのハウジング１４（図１）に対して指示計をシールするために用いられるシール３２と、第１の本体２８のトラバース壁３６（traverse wall）における指示計の通路（indicator passage）３４と、を有し得る。第２の本体３０は、ガススプリングのハウジング１４（図１）に係合するために一端部における内部ねじ式雄接続金具（internal threaded male fitting）３８と、この接続金具３８に隣接したシール４０と、反対側の端部におけるスロット（slot）のような取り付け工具部材（installation tooling feature）４２と、第１の本体２８に対して第２の本体３０を（その内部において）結合させるために両方の端部間に設けられた円周方向に連続的にクリンプされた部分（circumferentially continuous crimped portion）４４と、を有し得る。これについては以下により詳細に説明する。

第２の本体３０は、別途の構成要素（separate component）の代わりに、加圧装置の一部をなすものであっても良い。言い換えれば、第２の本体３０は、加圧装置に統合され、そして、第１の本体２８、および、その他の構成要素は前記加圧装置に直接組み立てられることもあり得る。

図３を参照すると、ガススプリングのハウジング１４は、端壁のようなトラバース壁（traverse wall）４６と、そのトラバース壁４６から軸方向に延設されている軸方向の壁（axial wall）４８と、を有し得る。本明細書に使用される場合に、用語“トラバース（traverse）”とは、軸方向に対してある角度をなしている配向（orientation）という意味を含む。言い換えれば、トラバース部材（traverse feature）とは、ガススプリング１０の長手方向の軸Ｌに垂直して配されたものであるか、または、長手方向の軸Ｌに対して０から１８０°に至る任意の角度をなして配されたものであり得る。いずれにしても、壁４６，４８は、ピストンアセンブリ１２が少なくとも部分的に配され得る、開放された端部を有するシリンダ（open-ended cylinder）を形成し得る。ハウジング１４は円筒形または任意の適当な形状を有し得る。

ハウジング１４はシリンダと（液体が流れるように）連絡しているトラバース壁４６に配された１つ以上の通路を有し得る。第１の通路５０は、図示したようなトラバース壁４６の一部を通して実質的に軸方向には延設されているか、または、アングル（angle）上に配されている。しかし、第１の通路５０は、そのような配置に限られるものではない。同様に、フィラー（filler）、または、第２の通路５２は、第１の通路５０と液体が流れるように連絡しているトラバース壁４６に配され、そして、図示したように実質的にトラバース方向に延設されているか、または、アングル上に配されている。同じく、フィラーまたは第２の通路５２の位置または配置は前記構造に限られるものではない。同様に、第３の、または、ガス通路５４は、第１および第２の通路５０，５２の一方または両方に液体が流れるようにそれ（ら）と連絡しているトラバース壁４６に配され得る。第３の通路５４は、実質的にトラバース方向に延設されているか、または、アングル上に配されており、そして、図示したように第２の通路５２と同軸上に配されている。しかし、第３の通路５４の配置または位置は前記構成または配置に限られるものではない。第３の通路５４は、図示したように、カウンタボアを有する通路（counterbored passage）であり得る。第３の通路５４および圧力指示装置１８は、図示したように、トラバース方向に配置され得る。例えば、第３の通路５４および圧力指示装置１８は、約３０から約３００ｍｍの直径、または、それ以上の直径を有するガススプリング内に配置され得る。しかし、第３の通路５４および圧力指示装置１８は、前述の構成に代わって、直径が３０ｍｍより小さい、より小さいタイプのガススプリングにおいては概して軸方向に配置され得る。

ピストンアセンブリ１２は、ハウジング１４にピストン１６を取り付けるための任意の適当な構成要素を含み得る。例えば、ピストンアセンブリ１２はハウジング１４内にピストン１６を移動可能に取る付けるための軸受およびシールカートリッジ（bearing and seal cartridge）５６と、ハウジング１４に対して軸受およびシールカートリッジ５６を保持する保持リング５８と、を含み得る。ピストンアセンブリ１２はカートリッジ５６により保持され、かつ、カートリッジ５６とピストン１６との間に配されて、汚染物質からピストンアセンブリの内部を保護する役割をするダストカバー６２、および、ワイパー（wiper）６０を含み得る。このようなピストンアセンブリ１２は、さらに、ハウジング１４に対してこのアセンブリ１２をシールする円周方向に連続的に設けられたシール(circumferentially continuous seal)６４を含み得る。いずれの場合においても、ピストンアセンブリ１２およびハウジング１４は組み合わせられ、圧力室（ここで、圧力室の体積はピストン１６の軸方向における位置によって変わる。）を形成し得る。
ガススプリング１２は、一方向弁（one-way valve）または逆止め弁（check valve）のような投入またはフィラー弁（charging or filler valve）６８を含みえるが、そその弁は第２の通路５２の中に挿入され得る。フィラー弁６８は、ガスが第２および第１の通路５２，５０を通じて圧力室６６の内部へ入るようにし、ガスが第１および第２の通路５０，５２を通じて圧力室６６から抜けないようにする。さらに、ガススプリング１０は、第２の通路５２をシールするポートプラグ（port plug）７０を含み得る。そのポートプラグ７０は、第２の通路５２の内部に挿入され、部分的にはそのカウンタボア内に配置され得る。

図３〜５を参照すると、圧力指示装置１８は、ガススプリングのハウジング１４の、カウンタボアを有する第３の通路５４内に受容される。図示したように、圧力指示装置１８は、ガススプリングのハウジング１４の外殻部（outer envelope）内に設けられている。より具体的に、指示計２０が図３に示したような完全に拡張された位置にある場合であっても、圧力指示装置１８はハウジング１４に取り付けられて、前記圧力指示装置１８は少なくとも、直径Ｒにより示したように、ハウジング１４の直径または外周（outer periphery）の半径方向の内側、または、それと同一平面上に存在する。図４は、指示計２０が、（圧力指示装置１８の進行状態に従って）その完全に拡張された位置においてハウジング１４の外周と重なっている別の実施形態を示している。図５は、ガススプリング１０の内圧が予め定められた最小圧力を下回り、そして、指示計（図示しない）が圧力指示装置１８の第１の本体２８内に収縮されて、操作者には見えない“止まり”状態を示している。図３〜５は、拡張されたときに指示計２０および圧力指示装置１８の端部２６が見えるようにするために設けられたガススプリングハウジング１４のリリーフ部（relieved portion）１５を示している。

図３〜６を参照すると、第２の本体３０は、そのねじ式端部において入口通路７２を有しているので、指示計２０の前端（forward end）７４を保持すると共に、ガススプリングの圧力室６６（図３）からガスが抜けるようになっている。したがって、指示計２０の前端７４は圧力室６６のガス圧に露呈している。第２の本体３０は、１つ以上のねじ式位置決めねじ通路（threaded set screw passage）７６を含んで、１つ以上の位置決めねじ７８、および、開口端（open end）８０を保持して、第１の本体２８を受容する。

第１の本体２８は、第２の本体３０のクリンプされた部分（crimped portion）４４を受容して、本体２８、３０を軸方向に保持すると共に、本体２８，３０間の回転運動を可能とする円周方向に連続的に設けられた溝（groove）８２を含む。第１の本体２８の端部２６は、穴などのような調整工具部材（adjustment tooling feature）８４を含み得る。このような調整工具部材８４は、後述するが、圧力指示装置１８を調整する際に、第１の本体２８の回転（運動）を可能とするものである。

圧力指示装置１８は、更なる構成要素を含み得る。例えば、中間プレート（intermediate plate）８６は、２つの本体２８，３０間に配され、かつ、第２の本体３０の位置決めねじ通路（set screw passage）７６において保持された位置決めねじ７８に係合するに適したものである。また、スプリングプレート８８は、２つの本体２８，３０間に設けられた指示計２０の中に挿入され、１つ以上のガイドピン９０は、スプリングプレート８８の移動をガイドする第２の本体３０により保持され、そして、スプリング９２は、第１の本体２８とスプリングプレート８８との間に配置されて、指示計２０を３０に向かって止まり位置に偏向させる。スプリング９２は、ガススプリング１０（図３）のガス室６６におけるガス圧が予め定められた最小圧力値を下回る程度にまで下がった場合、指示計２０を止まり位置に移動させる力を提供するように選択される。任意のタイプのスプリングが用いられるが、例えば、示したようなコイル状の圧縮スプリングが用いられる。より具体的に、スプリング９２は、線状または非線状のバネ定数（spring rate）を有し得る。さらに、円周方向に連続的に設けられたシール９４は、指示計２０と、第２の本体２８との間に保持されて、圧縮ガス（即ち、加圧ガス）が指示計２０とケース２２との間において下流に逃げないようになっている。バックアップリング９６は中間プレート８６と、シール９４との間に配置されて、指示計２０をガイドすると共に、シール９４の押し出し（extrusion）を防止する役割をする。

指示計２０は、指示計２０の回帰運動（return movement）を制限する第１の肩部９８と、シール９４と協力するために肩部９８と前端７４との間に設けられたシールステム（seal stem）１００と、を有し得る。指示計の端部７４は第１の本体２８の指示計通路（indicator passage）３４を通して延設されており、そして、指示計の端部２４と、通路３４とは、それぞれフラット（flat）のような抗回転部材（anti-rotation feature）１０２，１０３を有しており、それにより、トルクを伝達すると共に、それらの間に起こり得る相対的な回転運動を防止する役割を果たす。したがって、第２の本体３０に対する第１の本体２８の回転運動は指示計２０の回転を引き起こす。指示計２０は、さらに、指示計２０の端部２４に隣接して配置された第２の肩部１０４を含んで、指示計の先行運動（advance movement）を制限することができる。このような指示計２０は、外側のねじ式部分（externally threaded portion）１０６を含んで、スプリングプレート８８の内側のねじ山（internal thread）１０８にねじ止めすることができる。

図３を参照すると、ガススプリングのハウジング１４に圧力指示装置１８を設けるために、取り付け工具（installation tool）Ｔが用いられる。その工具Ｔは、それがガススプリングのハウジング１４に組み立てられ、かつ、目盛りが付けられた後に、圧力指示装置１８によるテンパリング現状（tempering）を防止するために特別にデザインされたものである。したがって、工具Ｔは、開口端（open end）Ｏにおけるラグ（lug）のような１つ以上の位置決め部材Ｆを含み得る。前記位置決め部材Ｆは、圧力指示装置１８が部分的に機構Ｔの開口端内へ挿入されるときに、第２の本体３０の一つ以上の位置決め部材４２（図２および６）に係合するものであり得る。ラグＦは３つであってもよく、そして、円周方向に間隔を置いて、等距離に、または、その他の適当な様式で配置され得る。

工具Ｔおよび圧力指示装置１８は、ケース２２のねじ式接続金具３８が第３の通路５４に挿入され、ねじ止めされるように、ガススプリングのハウジング１４に取り付けられている（即ち、組み立てられている）。その後、工具Ｔおよび圧力指示装置１８は、第２の本体３０とハウジング１４との間に設けられたシール４０が適当に圧縮されるまでに回転される。その後、工具Ｔはカウンタボアを有する第３の通路５４から撤退されて、圧力指示装置１８とハウジング１４との間に設けられた、円周方向に連続的に設けられたシール３２がカウンタボアを有する通路５４をシールし、それにより、汚染物質が通路５４に入ることを防止することが可能となる。圧力指示装置１８のデザインは、モジュール式であり得るが、その場合に、取り付け工具Ｔを用いて容易に除去でき、かつ、必要に応じ、その他の圧力指示装置に置き換えられる。

使用の際に、圧力室６６の内圧が予め定められた圧力を下回る場合、スプリングにより指示計２０に課された力は、ガス圧により指示計２０に課された力を上回ることになり、それにより、指示計２０は止まり、または、回帰位置（return position）に移動する。図４を参照すると、進行位置において、（指示計２０の）指示計の端部２４はケース２２の端面（end surface）２６を超えて突出し得るが、例えば、約０．５〜３ｍｍ突出して設けられ得る。言い換えれば、指示計の端部２４は、ケースの一部２６から突出するように設けられ、より具体的には、ケース２６から突出することで、ガススプリング１０において予め定められた最小圧力以上の圧力が存在することを視覚的に表示する役割を果たす。

それとは対照的に、止まり位置においては、（指示計２０の）指示計の端部２４は、ケース２２と同一平面上にあるか、またま、ケース２２の内部でくぼみ（凹部）を形成していて、（図５に示したように）操作者は圧力指示装置１８が止まり状態にあることを視覚により確認することができる。即ち、指示計の端部２４はケース２２の内部に後退（収縮）可能となっており、それにより、ガススプリング１０における予め定められた（少なくとも）最小圧力の不在を視覚的に表示する役割を果たす。

図６を参照すると、圧力指示装置１８を調整するために、スプリング９２は最初からまたは事前に組み込まれて（preloaded）、スプリング９２により指示計２０に課された力を改変することができる。スプリング９２を最初からまたは事前に組み込むために、調整工具（図示しない）を用いて、第１の本体２８の一部、例えば、調整工具部材８４に係合すると共に、第２の本体３０に対して第１の本体２８を回転させる。指示計２０と第１の本体２８の各々のトルク伝達部材（torque transmitting feature）１０２と１０３があるので、第１の本体２８の回転は指示計２０の回転を引き起こすことになる。また、スプリングプレート８８はガイドピン（または、複数のピン）により回転可能に固定されると共に、指示計２０上にねじ止めされているので、指示計２０の回転は、スプリングプレート８８が、スプリング９２に向かって、または、そこから離れる方向に指示計に沿って軸方向にねじ山を形成することでスプリング９２を圧縮するか、または、スプリングプレート８８の拡張を可能とする。したがって、スプリング９２は、最初からまたは事前に任意の角度で組み込まれて、指示計２０に加えられた回帰力（return force）を変えることが可能になっている。

圧力指示装置１８の調整作業が行われた後（例えば、ガススプリング１０が製作される工場において調整作業が行われた後）、その圧力指示装置１８は更なる調整が行なわれないようにするのが望ましい場合がある。したがって、いったん調整が完了したならば、位置決めねじ（または、複数の位置決めねじ）７８を中間プレート７６に対して締め付けて中間プレート７６に対して力を課し、さらに、第１の本体２８の端部に対して締め付けて本体３０，２８のそれぞれのクリンプされた部分４４と溝８２とを摩擦により軸方向に係合させて、それらの間に相対的な回転運動が起こらないようにすると共に、圧力指示装置１８に起こり得るテンパリングを防止する。したがって、位置決めねじ（または、複数の位置決めねじ）７８と、中間プレート７６とは本体２８，３０との間に起こり得る相対的な回転運動を防止することができる。別の実施形態において、１つ以上の位置決めねじ７８は、第２の本体３０の端部に直接力を加えるように設けられているか、または、第１および第２の本体２８，３０を互いにロックするようにケース２２を通して半径方向に配向された位置決めねじを含んでいる。言い換えれば、任意の適当な装置または配列（arrangement）を用いて、本体２８，３０間に起こり得る相対的な回転運動を防止することができる。そのような装置は、圧力指示装置１８をロックして、振動などによる意図されたものでない変化または移動を防ぐことができる。

図７〜２０は、圧力指示装置に係る幾つかの実施例を示している。これらの実施例は図１〜６に示した実施例と多くの点において類似している。それらの間に共通した構成要素については、同じ符号を付して表した。さらに、それらの実施例に関する詳細な説明は、相互に参考されるものとし、共通する構成要素についての説明は省略する。

図７〜９を参照すると、別の圧力指示装置３１８に係る実施例は、概して第１の本体３２８と、前記第１の本体３２８を保持する第２の本体３３０を有するケース３２２を含み得る。このような装置３１８はまた、ケース３２２により保持された指示計３２０と、指示計３２０と協力する、第１の本体３２８により保持されたフラグ（flag）３２５と、を有し得る。

フラグ３２５は、指示計３２０の長さに対してトラバース方向に移動可能な実質的に平面状の構成要素または機械装置を含み得る。フラグ３２５は第１の本体３２８によりスライド自在に保持されて、一位置において加圧状態を指示する第１または“進行"というしるし（indicia）３２５ａを露呈し、そして、別の位置において望まれる加圧水準に達していない状態を指示する第２または“止まり"というしるし３２５ｂ（例えば、“低い（ＬＯＷ）”）を露呈する。例えば、図７に示したように、第１の本体３２８はフラグ３２５の所定の部分を受容するチャネル３２８ａを含んで、フラグ３２５はトラバース方向に第１の本体３２８によりスライド自在に保持され得る。

図１０を参照すると、指示装置３１８はフラグ３２５を保護するカバー３２７を含み得るが、ここで、フラグ３２５は透明なものであっても良く、あるいは、適当なプラスチックまたはガラス材で構成されていても良い。カバー３２７は適当な様式で第２の本体３３０の端部により保持され、その端部にねじ止めされ、または、スナップ式で取り付けられている（snap-fit）。

指示装置３１８は、その止まり位置に向かってフラグ３２５を偏向させる適当な任意の装置またはコイル状の圧縮スプリングのようなスプリング３２９を含み得る。本明細書において使用する場合、用語“スプリング”は偏向力（bias force）を加えることが可能な任意の適当な装置または構成要素を含み得る。組立ての際に、スプリング３２９はその一端部においてフラグ３２５の一部と、その他端部において第２の本体３３０の一部との間を動作可能につなぐように設けられ得る。

指示装置３１８において、第２の本体３３０は、ねじ山（スレット）３８２、または、第１の本体におけるその他の任意の適当な接続部材（または、複数の接続部材）（engagement feature）を受容するねじ山（スレッド）３４４またはその他の任意の適当な接続要素を含んで、ケース３２２の例示的な構成（図７）における本体３２８，３３０を取り付ける。指示装置３１８はまた、圧力指示計３２０と、ねじ山４０６，４０８を用いるなどして任意の適当な様式で指示計３２０に取り付けたスプリングプレート３８８と、第１の本体３２８とプレート３８８との間に置かれたスプリング３９２と、を含み得る。指示装置３１８は、さらに、シール３９４と、バックアップリング（backup ring）３９６と、ブッシング（bushing）３９５と、を有し得るが、それらの構成要素はすべて指示計３２０と、第２の本体３３０との間に設けられた第２の本体３３０により保持され得る。最後に、第２の本体３３０は装置３１８のねじ式端部において表面シール（face seal）３４０を有し得る。

図１０に示したような別の実施例において、指示装置３１８’は相互係合部材（interengagement feature）、または、抗回転部材(anti-rotation element)を含み得る第２の本体３２８’と、スプリングプレート３８８’と、を有し得る。例えば、スプリングプレート３８８’はその外周（outer perimeter）上に１つ以上のフラット（flat）３８９’を有し、そして、第１の本体３２８’はその内周（inner perimeter）上に１つ以上のフラット３２８ｂ’を含み得る。さらに、指示計３２０’は装置３１８’を最初からまたは事前に組み込むための工具と協力する係合部材（engagement feature）を含み得る。そのような目的については以下で詳細に説明する。係合部材３２１’はスロット（slot）、フラット、６角形の受け口（hex socket）、または、工具が指示計３２０’を回転させるようにすることができる任意の適当なその他の要素を含み得る。

図１１および１２を参照すると、第１の本体３２８は本体３２８のトラバース壁において指示計の通路３３４を含み得る。ここで、本体３２８は、装置３１８が加圧されたときに、それを通った（指示計３２０の）指示計の端部３２４を受容するように設けられている。したがって、指示計の端部３２４は、例えば、ケース３２２の一部から突出して設けられている。同様に、フラグ３２５は指示計３２０の端部３２４を受容すると共に、図１１に示したような進行位置にフラグ３２５を保持できるポケット３３１を含み得る。フラグ３２５はまた、その中にスプリング３２９を少なくとも部分的に受容するトラバース方向のポケット３３３を含み得る。

使用の際に、装置３１８は特定の負荷（load）または圧力正格（pressure rating）が予め決められたタイプ（即ち、外部的な調整が不要なタイプ）であっても良い。例えば、スプリング３９２に対する事前ロード（preload）、および、バネ定数（spring rate）は、装置３１８のメーカなどにより予め定められたものであり得る。バネ定数は異なるスプリングを使用することで変えることができるし、事前ロードは、指示計３２０におけるスプリングプレート３８８の位置を調整して、スプリング３９２を様々な程度で圧縮させることにより、変えることができる。いったん指示計３２０が、事前ロードをセットするために指示計３２０における所定の位置に調整された場合、プレート３８８および指示計３２０は、例えば、接着剤、タック溶接（tack welding）、または、クリンピングなどして互いに固定され得る。したがって、装置３１８は、いったん装置３１８が工場から出荷された後は、事前ロードのテンパリングができないようになっているものであっても良い。

一方で、図１０Ａに示したような実施例において、装置３１８’の事前ロードは、現場において調整可能な構造を採用している。スプリング３９２に対する事前ロードを調整し、または、そのような事前ロードを加えるために、調整工具（図示しない）を用いて指示計３２０’の係合部材（または、複数の係合部材）３２１’を係合させると共に、第１の本体３２８に対して指示計３２０’を回転させる。スプリングプレート３８８’が、スプリングプレート３８８’および第１の本体３２８’のそれぞれのトルク伝達部材により回転可能に固定され、かつ、スプリングプレート３８８’が指示計３２０’にねじ止めされているので、指示計３２０’の回転は、スプリングプレート３８８’がスプリング３９２に向かって、または、そこから離れる方向に指示計３２０’に沿って軸方向に通し（挿入され）、それにより、スプリング３９２を圧縮し、または、それを拡張させる。したがって、スプリング３９２は工場などにおいて事前に組み込まれているか（即ち、ロードされているか）、または、（作業などが行われる）現場などで必要な角度で組み込まれて（即ち、ロードされて）、指示計３２０’に加えられた回帰力を変えることが可能である。

図１１および１２を参照すると、装置３１８は、ガススプリング（図示しない）または任意のそのほかの適当な加圧装置に対して適当な位置においてつなぐことができる。いったん適当につなげられると、カバー３２７は除去されても良く、そして、（指示計３２０の）指示計の端部３２４がフラグ３２５のポケット３３１内へ進むまでに、フラグ３２５がスプリング３２９に課された力に対して（対抗して、あるいは、備えて）収縮されることもあり得る。この時点において、フラグ３２５はセットされ、装置３１８は十分な加圧状態を示し、そして、カバー３２７は再び取り付けられる。

加圧装置における圧力が所定の圧力（即ち、加圧）レベル未満に下がった場合、スプリング３９２の力は、装置３１８の指示端部（indicating end）から離れる方向に指示計３２０を移動させか、または、収縮させる。したがって、指示計３２０の端部３２４はフラグ３２５のポケット３３１から移動され、そして、スプリング３２９はフラグ３２５をもとの進行位置から止まり位置（図１２）に移動させるか、または、スライドさせる。この時点において、操作者は、装置３１８が無圧力状態または低圧力状態を示していることを確認し、適当な措置をとることができる。指示装置３１８と連結した加圧装置がいったん再び加圧されると、フラグ３２５は前述の通りリセット（reset）され得る。

図１３〜１５を参照すると、別の例示的な圧力指示装置５１８は、実質的に図７〜１２に示した装置３１８に類似したものであるが、より少ない構成要素が用いられた点と、シーリング配置が異なる点において装置３１８と相違する。概して、装置５１８は第１の本体５２８と、その第１の本体５２８を保持する第２の本体５３０と、第１の本体により保持され得るフラグ５２５と、フラグ５２５と協力する、ケースにより保持された指示計５２０と、含み得る。指示計５２０はケース５２２の一部から突出した指示計の端部５２４を含み得る。フラグ５２５は第１の本体５２８のチャネル５２８aの中にスライド自在に保持され得る。ここで、第１の本体５２８は、フラグ５２５の一部を受容して、第１の本体５２８により横切る方向に（即ち、トラバース方向に）スライド自在に保持され得る。

この装置５１８における相違点の１つは、第１の本体５２８の一端部と、第２の本体５３０の内底面（inside bottom surface）との間に軸方向に配置されたシールプレート（sealing plate）５８６を含むことである。フラグ５２５と、第１の本体５２８はアルミニウムからなり得るが、このとき、アルミニウムなどは陽極酸化（処理）されて、フラグ５２５と本体５２８との間において対比色を提供し得る。第２の本体５３０は強度に優れたスチールからなり得る。シールプレート５８６は真ちゅう（brass）からなることもあり得るが、ここで、真ちゅうは、第２の本体５３０との間に表面損傷（marring）またはそののかの損傷を殆どもたらすことなく、そして、狭い偏差範囲において加えられた圧力を支持するに十分な強度を有するように、第２の本体５３０と密着した形態で支持されている。シールプレート５８６はシール３９４用の優れたバックアップ支持体を提供することができる。前述した構成要素は前述の材料に限られることなく、任意の適当な材料で構成され得る。

図１６〜１９を参照すると、更なる別の圧力指示装置７１８は図１３〜１５に示した装置５１８と実質的に類似しているが、両者は、装置７１８が異なるフラグ構成または配列を有している点において異なっている。概して、装置７１８は一般的に第１の本体７２８、および、その第１の本体７２８を保持する第２の本体７３０を含むケース７２２と、第１の本体７２８により保持され得るフラグ７２５と、ケースにより保持され、かつ、フラグ７２５と協力する指示計７２０と、を含み得る。

前述の別の実施例におけるフラグ３２５，５２５はスライド自在に保持されているが、この実施例におけるフラグ７２５は回転可能に（pivotably）保持されている。例えば、フラグ７２５はファスナーのようなピボット（pivot）７２８ａにより第１の本体７２８に回転可能に連結しているものであり得る。前記ファソナーはフラグ７２５における通路を通して延設され、第１の本体７２８の端部へ挿入され得る。

図１７および１８を参照すると、第１の本体７２８は、本体７２８のトラバース端部７３６に指示計の通路７３４を含んで、装置７１８が加圧されたときに、（指示計７２０の）指示計の端部７２４を受容することができるようになっている。その指示計７２０は、ケース７２２の一部から突出した構造を有し得る指示計の端部７２４を含み得る。図１６に示したように、フラグ７２５は、ポケット７３１を含んで指示計７２０の端部７２４を受容すると共に、図１６および１７に示したような進行位置にフラグ７２５を保持することが可能である。ポケット７３１は図示したようなフラグ７２５の側面(lateral side)を含んでも良く、または、指示計７２０と向かい合っているフラグ７２５の底面に設けられた長手方向の凹部（recess）（図示しない）であっても良い。

指示装置７１８は、さらに、トーションスプリング（即ち、ねじればね）のようなスプリング７２９、または、止まり位置に向かってフラグ７２５を偏向させるそのほかの適当な装置を含み得る。スプリング７２９はフラグ７２５の一面に連結した第１のまたは可動脚７２９ａと、ケース７２２に連結した第２のまたは停止脚７２９ｂと、ピボット７２８を中心に適当に配されたコイル７２９ｃと、を含み得る。したがって、フラグ７２５がセットされ、指示計７２０が無圧常態または低圧状態に起因して収縮したときに、フラグ７２５はスプリング７２９の偏向力（bias force）の下で時計回り方向にピボットし得るが、それにより、止まりというしるし７２５ｂが露呈する。図１９は、スプリング７２９に係る別の実施例を示すが、ここで、スプリング７２９は、フラグ７２５の一部に連結した可動端部７２９ａ’と、ケース７２２に適当に結合した停止端部７２９ｂ’と、を有するコイル状のテンションスプリング（tension spring）７２９’であり得る。

図２０は、電気フラグの構成または配列が用いられた点を除き、前述した装置と実質的に類似した別の圧力指示装置を示す。この装置９１８は第１の本体９２８と、第１の本体９２８とを保持し得る第２の本体９３０とを含むケース９２２、および、ケース９２２により保持された指示計９２０を有する。

装置９１８は、第１の本体９２８により保持され得る電気フラグ９２５を含んで、加圧装置における圧力が予め定められた最小圧力以上であるか否かを示す電気信号を提供することができる。電気フラグ９２５は、実質的に電気的構成要素若しくは装置、または、電気機械装置などを含み得る。例えば、第１の本体９２８は、フラグ９２５の一部を受容する１つ以上のチャネル９２８ａを含んで、フラグ９２５が第１の本体９２５により移動できるように（removably）保持され得る。フラグ９２５は第１の本体９２８に連結され、そして、指示計９２０を受容するポケット９３１を含むハウジングを含み得る。フラグ９２５はフラグハウジング９３５により保持され、かつ、指示計９２０の端部９２４により作動可能となるように配置されたセンサ９３７を含み得る。このような指示計の端部９２４はケース９２２の一部から突出した構造物であり得る。

より具体的に、センサ９３７は、装置９１８が加圧されたときに指示計９２０により移動され得るアクチュエータ９４１を含み得る。センサ９３７は、適当な電源供給装置（図示しない）と、光、遠隔コンピュータモニターなどのような電気ディスプレイ（図示しない）とを含み得る。センサ９３７は、正常的に開放されたタイプか、または、正常的に閉じたタイプの装置であり得る。ここで、装置９１８の加圧が起こった場合に、光または信号の存在または不在をもたらす。言い換えれば、指示計９２０と、センサ９３７との相互作用の結果、進行信号（例えば、光がオンされた状態）、または、止まり信号（例えば、光がオフされた状態）が生じる。（進行信号と、光のオンオフとは逆の関係になっていてもかまわない。）センサ９３７はホニーウェル（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ）社製の商品名マイクロスイッチ（ＭＩＣＲＯ ＳＷＩＴＣＨ）、または、そのほかの適当な装置であり得る。１つの例を挙げるならば、センサ９３７は、ホール効果センサ（Hall-effect sensor）のような近接センサまたはスイッチであり得る。

図７〜２０に示した圧力指示装置は図１〜６に示した装置に比べて、操作において応答性に優れたものであり得る。図１〜６に示す装置において、指示計ピン（indicator pin）それ自体は操作者に見られて、操作者は圧力指示装置の状態を知ることができる。したがって、指示計がより多く移動すればするほど（即ち、移動量が多ければ多いほど）、操作者は装置の状態における変化を把握しやすくなる。しかしながら、後述するが、指示計がより多く移動（または、変化）するというのは、バネ力の変動範囲が広いということと、圧力の損失または低下として示された点における正確さが衰えることを意味する。図７〜２０において、バネ力の変動範囲は少ないほうを使用し得る。

特に、構成要素の許容差（tolerance）、シールの摩擦、および、スプリングのバネ定数などを考えると、より小さい力を有する指示計スプリングを使用することにより、圧力指示装置の指示計の最初の位置と最終的に移動した位置との間における変動性をより少なくすることができる。例えば、圧力指示装置の様々な構成要素の許容差および構成要素の玉突き衝突（stackup）により、指示計は最小値０．０２”だけフラグを移動させるか、または、リリーズする。バネ定数（Ｋ）ｘ移動量（travel）＝バネ力(spring force)の範囲またはバンド(band)であるので、より低いバネ定数（よりフラットなｘ−ｙ曲線）は、より低いバネ力を得るにあたって望ましい。より低いバネ定数を補うために、より大きい事前ロードをかかるスプリングに適用することができる。したがって、加圧装置の圧力損失におけるより少ない差異が、圧力指示装置を移動させるバネ力を克服し、圧力損失を減らすのに必要となる。

本発明は、現在好ましいと考えられるいくつかの実施例に基づいて説明されたが、このほかの実施例も含む。例えば、本明細書に記載した圧力指示装置は任意の加圧装置であり得るし、本明細書に記載したガススプリングに制限されるものではない。例えば、圧力指示装置は加圧導管、タンク、シリンダ、アクチュエータなどと共に使用され得る。本発明は、本発明の全ての等価物や派生物などを含む。本明細書に記載した用語はあくまでも説明のために用いられただけで、それらに限定されるものではない。本発明は、本発明の本質を離れない範囲における全ての実施形態およびその変形形態などを含む。

圧力指示装置を含むガススプリングに係る例示的な形態を示す側面図である。 図１の圧力指示装置を拡大した斜視図である。 図１の線３−３に沿ったガススプリングの断面図であり、ここには、圧力指示装置、フィラー弁、例示的なピストンアセンブリなどが図示されている。 図３のガススプリングの部分拡大図で、進行または拡張位置にある圧力指示装置を示している。 図３のガススプリングの部分拡大図で、止まりまたは収縮位置にある圧力指示装置を示している。 図１の圧力指示装置の（４分の１；quarter-sectional）部分断面図である。 圧力指示装置の別の実施例の（４分の１）部分断面図である。 図７の圧力指示装置の上面図で、フラグが進行状態にあることを示している。 図７の圧力指示装置の別の上面図で、フラグが止まり位置にあることを示している。 図１０は、図７の圧力指示装置の拡大斜視図である。図１０Ａは、図７の装置を改変した実施例の部分分解斜視図である。 図８の線１１−１１に沿った図７の圧力指示装置の断面図である。 図９の線１２−１２に沿った図７の圧力指示装置の断面図である。 圧力指示装置に係る別の実施例の端面斜視図である。 図１３の装置の断面図である。 図１４の観点に対して９０°の角度をなして取った図１３の装置の断面図である。 圧力指示装置の別の実施例の上面図である。 線１７−１７に沿った図１６の装置の断面図である。 線１８−１８に沿った図１６の装置の断面図である。 図１６の装置を改変した実施例の上面図である。 圧力指示装置の別の実施例の部分断面図である。

符号の説明

１０ ガススプリング
１２ ピストンアセンブリ
１４ ガススプリングのハウジング
１６ ピストン
１８ 圧力指示装置
２０ 指示計
２２ ケース
２４ 指示計の端部
２６ ケースの端部
２８ 第１の本体
３０ 第２の本体
３２ シール
３４ 指示計の通路
３６ 第１の本体のトラバース壁
３８ ねじ式雄接続金具
４０ シール
４２ 取り付け工具部材
４４ クリンプされた部分
４６ トラバース壁
４８ 軸方向の壁
５０ 第１の通路
５２ 第２の通路
５４ ガス通路（第３の通路）
５６ 軸受けおよびシールカートリッジ
５８ 保持リング
６０ ワイパー
６２ ダストカバー
６４ シール
６６ 圧力室

Claims (16)

1. 圧力室の少なくとも一部を形成すると共に、前記圧力室に液体が流れるように設けられた通路を備えた壁を有している、ハウジングと、
   前記圧力室における圧力が予め定められた最小圧力を下回っていることが視認できるように前記通路に配置されている圧力指示装置と、
   を有することを特徴とする加圧装置。
2. 前記圧力指示装置が、前記加圧装置のハウジングの外殻部に設けられた、進行状態および止まり状態を有する装置であることを特徴とする請求項１に記載の加圧装置。
3. 前記圧力指示装置が、前記圧力指示装置を前記ハウジングに取り付けるケースと、前記ケースにより保持されている、端部を有する、指示計と、を有し、
   前記指示計の端部が、前記加圧装置における圧力が前記予め定められた最小圧力以上であることが視認できるように、前記ケースから突出した形態をなすことができ、そして、
   前記指示計の端部が、前記加圧装置における圧力が前記予め定められた最小圧力を下回っていることが視認できるように、前記ケース内に収縮した形態をなすことができる
   ことを特徴とする請求項１に記載の加圧装置。
4. 前記圧力指示装置が、ケースと、前記ケースにより保持されている、端部を有する、指示計と、前記ケースにより保持されている、前記指示計の端部と相互作用する、フラグと、を有するように設けられ、
   前記フラグが、前記加圧装置における圧力が前記予め定められた最小圧力以上であることが視認できるように設けられ、そして、
   前記指示計が、前記ケース内に収縮されて、前記フラグを移動させることで、前記加圧装置における圧力が前記予め定められた最小圧力を下回っていることが視認できるように設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の加圧装置。
5. 前記圧力指示装置が、ケースと、前記ケースにより保持されている、端部を有する、指示計と、前記ケースにより保持されて前記指示計の端部と相互作用し、かつ、前記加圧装置における圧力が前記予め定められた最小圧力以上であるか否かについて電気信号を提供する電気フラグと、を有していることを特徴とする請求項１に記載の加圧装置。
6. ガス通路を有するケースと、
   前記ガス通路に液体が流れるように通じている端部を有する前記ケースにより保持され、かつ、前記ガス通路における圧力が予め定められた最小圧力以上であるときに、前記ケースの一部から突出した形態をなす端部を有する、可動指示計と、
   前記ガス通路における圧力が前記予め定められた最小圧力を下回るときに、前記指示計を収縮させるスプリングと、
   を有していることを特徴とする圧力指示装置。
7. 前記ケースが、前記指示計の端部を支持する第１の本体と、前記第１の本体を保持して前記指示計の端部を受容し、かつ、加圧装置に前記圧力指示装置を接続させる第２の本体と、前記指示計に対するねじ山を有するスプリングプレートと、前記第２の本体により保持され、かつ、前記スプリングプレートに係合して前記スプリングプレートの回転を妨げる、１つ以上のガイド部材と、前記第１の本体の一部と前記スプリングプレートとの間において前記ケースにより保持されているスプリングと、前記指示計と前記第１の本体との間にトルクを伝達するように、前記指示計および前記第１の本体にそれぞれ設けられているトルク伝達部材と、を有し、
   前記スプリングプレートが、前記ガイド部材により回転可能に固定され、そして、
   前記第２の本体に対する第１の本体の回転が前記指示計の回転運動を引き起こして、前記スプリングプレートが前記スプリングに向かって、または、前記スプリングから離れる方向に前記指示計に沿って移動されて、前記スプリングが拡張、または、収縮されて、前記指示計に加えられた回帰力が変えられるように、前記スプリングが事前にロードされている
   ことを特徴とする請求項６に記載の圧力指示装置。
8. 前記圧力指示装置が、ケースと、前記ケースにより保持されている、端部を有する、指示計と、前記ケースにより保持されている、前記指示計の端部と相互作用する、フラグと、を有するように設けられ、
   前記フラグが、前記加圧装置における圧力が予め定められた最小圧力以上であることが視認できるように設けられ、そして、
   前記指示計が、前記フラグの移動により、前記加圧装置における圧力が前記予め定められた最小圧力を下回っていることが視認できるように、前記ケース内に収縮自在に設けられている
   ことを特徴とする請求項６に記載の圧力指示装置。
9. 前記ケースが、前記フラグが前記ケースによりスライド自在に保持されるように、前記フラグの一部を受容するチャネルを有していることを特徴とする請求項８に記載の圧力指示装置。
10. 前記圧力指示装置が、前記ケースと、前記フラグとに連結され、かつ、前記ケースにより回転可能に保持されたピボットを有していることを特徴とする請求項８に記載の圧力指示装置。
11. 前記圧力指示装置の事前ロード値が、現場において調整することができるようにされていることを特徴とする請求項８に記載の圧力指示装置。
12. 前記圧力指示装置が、前記指示計にねじ止めされたスプリングプレートと、前記ケースと前記スプリングプレートとの間において前記ケースに保持されて、前記指示計に作用する加圧ガスの力に対抗する力を前記指示計に課すスプリングと、を有し、
    前記スプリングプレート、または、前記ケースのうち１つ以上が、前記スプリングプレートと、前記ケースとの間における相対的な回転運動を防止できるように、１つ以上の抗回転部材を有し、そして、
    前記指示計が回転することで、前記スプリングプレートが、前記スプリングの拡張または収縮状態をもたらすように前記スプリングに向かって、または、前記スプリングから離れる方向に移動されて、前記指示計の回帰力が変えられる
    ことを特徴とする請求項１１に記載の圧力指示装置。
13. 前記圧力指示装置が、前記圧力指示装置の事前ロード値のテンパリングを妨げるように設けられていることを特徴とする請求項８に記載の圧力指示装置。
14. 前記圧力指示装置が、前記指示計の端部を支持する第１の本体と、前記第１の本体を保持して前記指示計の第２の端部を受容し、かつ、加圧装置に前記圧力指示装置を接続させる第２の本体と、前記第１の本体と前記第２の本体との間に軸方向に配置されているシールプレートと、を有していることを特徴とする請求項８に記載の圧力指示装置。
15. 前記圧力指示装置が、ケースと、前記ケースにより保持されている、端部を有する、指示計と、前記ケースにより保持されて前記指示計の端部と相互作用し、かつ、前記圧力装置における圧力が予め定められた最小圧力を下回っていることを示す電気信号を提供する電気フラグと、を有していることを特徴とする請求項６に記載の圧力指示装置。
16. 前記電気フラグが、前記ケースに連結されたハウジングと、前記ハウジングに保持され、かつ、前記指示計の端部により操作可能に配置されたセンサと、を有していることを特徴とする請求項１５に記載の圧力指示装置。

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