JP2011524963A5 - - Google Patents

Description

図４は、バルブカートリッジ４０と、バルブステム４２と、バルブスプリング４４と、バルブシール６６とを含むシールリテイニングバルブ２６の分解図である。
バルブカートリッジ４０は、収容孔６７と、雄ネジ６８と、排出口６９と、カートリッジシール７０Ａ，７０Ｂとキャッスルトップ７２を有する円筒形状で構成されている。

キャッスルトップ７２は、凸壁（或いはフランジ部）７４と、凹み（或いは貝殻形状部）部７６とからなる凹凸状エッジで構成されている。具体例に示すように、凹み部７６は、バルブカートリッジ４０の本体の端部から半円状に切り取られ、収容孔６７の中へ横方向の入口通路を形成している。凸壁７４は、凹み部７６の間で突出するバルブカートリッジ４０の本体の一部であって、湾曲した側面と平らな上面とで形成されている。従って、凹凸状エッジは、頂部が切り詰められた波状に形成されている。他の具体例として、キャッスルトップ７２は、他の形態を有してもよく、図７に関連するような、バルブカートリッジ４０の円筒形状の端部に側壁を通る複数の入口通路を形成したものであってもよい。

排出口６９は、液体が収容孔６７に入り、バルブステム４２を介してバルブ２６から離れることを可能とする複数の放出通路すなわち排出通路を構成する。
バルブステム４２は、スプリング穴７８と、作動部８０と、分配部８２と、第１シール部８４Ａと、第２シール部８４Ｂと、第１ステムシール８６Ａと、第２ステムシール８６Ｂと、バルブシール６６とを備えている。

バルブスプリング４４は、バルブステム４２のスプリング穴７８内に遊挿されている。一方、バルブステム４２は、バルブカートリッジ４０の収容孔６７内に摺動可能に嵌挿されている。詳しくは、第１及び第２シール部８４Ａ，８４Ｂは、排出口６９の上下に位置する収容孔６７内に接するような外径を有している。

しかしながら、第１及び第２シール部８４Ａ，８４Ｂは、バルブステム４２とバルブカートリッジ４０との間で流体の流れを防ぐようには収容孔６７内にそれほどきつく挿入されていない。
上記の第２ステムシール８６Ｂとバルブシール６６は、バルブステム４２を周回するシール溝に設けられ、バルブカートリッジ４０内で分配部８２を封鎖する。

カートリッジシール７０Ａ及び７０Ｂ（図４参照）は、バルブカートリッジ４０に抗してバルブボア９６の下端を封鎖し、一方第１ステムシール８６Ａ（図４参照）は、バルブステム４２に抗してバルブボア９６の上端を封鎖するようにしている。
バルブステム４２の作動部８０は、トリガーレバー２０と当接するようにバルブカートリッジ４０の収容孔６７（図４参照）から延びている。

バルブスプリング４４は、バルブステム４２のスプリング穴７８に挿入されている。
バルブステム４２は、バルブカートリッジ４０の収容孔６７に挿入されている。
バルブカートリッジ４０は、プラットホーム１２のバルブボア９６に挿入されており、下部１１０と上部１１２とを構成している。

高圧流体通路３９からの流体は、バルブボア９６の上部１１２に供給され、バルブステム４２の第１シール部８４Ａを取り囲み、凹み部７６を満たす。
バルブシール６６は、流体の収容孔６７への流入を防止し、カートリッジシール７０Ｂは流体のプラットホーム１２とバルブカートリッジ４０との間での流通を防止している。

バルブステム４２の第１シール部８４Ａは、バルブカートリッジ４０の収容孔６７に対して封鎖せず、流体はシール溝１１４への流入が許容され、その結果、高圧流体通路３９内の流体からの圧力がバルブシール６６に加わる。
バルブシール６６は、バルブカートリッジ４０の本体によって、シール溝１１４と収容孔６７とを封鎖するように圧縮され、シール溝１１４内に保持される。従って、流体は、収容孔６７或いは下部１１０及び最終的には低圧流体通路６２から妨げられている。

トリガーレバー２０（図５参照）は、凹み部７６と高圧流体通路３９と流体連通するよう分配部８２を押し込むために収容孔６７内でバルブステム４２を上方に移動させるべく作動される。
図６Ｂは、図５のシールリテイニングバルブ２６の拡大部を示す図であって、シールリテイニングバルブ２６を通過した流体の流れを可能とするためにバルブカートリッジ４０内でバルブステム４２が開位置にある場合の図である。

カートリッジシール７０Ｂは、バルブカートリッジ４０の外周面と収容孔６７の上部１１２との間の封鎖を保持している。そして、第１ステムシール８６Ａと第２ステムシール８６Ｂ（図４参照）は、それぞれプラットホーム１２とバルブカートリッジ４０との封鎖を保持している。従って、分配部８２が、排出口６９に開かれて、高圧流体通路３９からの流体は、バルブステム４２とバルブカートリッジ４０との間の排出口及び最終的には低圧流体通路６２（図５参照）に流れることが可能となる。

図６Ｂは、高圧流体通路３９からの最大の液体量を収容孔６７に流れることが可能となるようなバルブステム４２の全開或いは全開近傍を示している。
図６Ａから図６Ｂまでのバルブステム４２に位置変化は、シールリテイニングバルブ２６のストローク範囲を規定している。

バルブシール６６は、バルブカートリッジ４０から離れて位置しており、また流体が高圧流体通路３９と低圧流体通路６２との間の圧力差によって押されて流れる方向から離れて位置している。開位置では、バルブシール６６上に作用する力の合計は、バルブシール６６がシール溝１１４の中で着座し保持するように作用する。例えば、バルブシール６６の本来の弾力性は、バルブシール６６をバルブステム４２の内方に向かって引っ張っている。高圧流体からバルブシール６６に作用する力は、さらにシール溝１１４の中へバルブシール６６を押し込める内方への力を引き起こす。流体は、バルブシール６６を囲んで外へ向かう圧力を発生させるようにシール溝１１４の中でさらにバルブシール６６の周囲を流れる。しかしながら、バルブシール６６は、流体の流れの方向から離れて配置されているので、外側方向への力が流体とバルブシール６６によって発生する内側方向への力に打ち勝つには十分ではない。従って、バルブシール６６は、シール溝１１４の中で着座し保持される。

図７は、図５のシールリテイニングバルブ２６の拡大部を示す図であって、分配部８２が高圧流体通路３９に開かれる直前でのバルブステム４２がキャッスルトップバルブカートリッジ４０の中の中間位置にある場合の図である。示された中間位置では、シール溝１１４は、凸部７４に隣接して位置している。従って、凹み部７６は、バルブシール６６をバルブカートリッジ４０の内面に連続的に接しないようにしている。即ち、バルブステム４２と、バルブシール６６と、バルブカートリッジ４０との間のシールは、部分的に破れており、流体は、凹み部７６を通過してバルブシール６６の下側を通過することが可能となる。そのようにして、流体は、シールリテイニングバルブ２６のバルブステム４２とバルブカートリッジ４０との間を通過して流れ始める。

流体の流れによるバルブシール６６における圧力差は、バルブシール６６の弾性力に打ち勝つような、全体としてバルブシール６６に外方向への力を与える。バルブシール６６は、凸部７４に接して位置しているので、バルブステム４２がストローク範囲の通過を続ける際、流体圧力によるバルブシール６６の伸び、シール溝１１４からの離脱や、分配部８２への押し下げが防止される。凸部７４は、図６Ｂに示されるように、バルブシール６６が流体の流路の上方の外に十分に移動し、分配部８２が高圧流体通路３９に流体的に接続されるまで、シール溝１１４の中にバルブシール６６を押えるために流体の外方向の力を打ち消している。このように、凸部７４と凹み部７６は、バルブステム４２の全開位置から全閉位置までの移行中におけるバルブシール６６における圧力差を減少させている。特に、凸部７４は、分配部８２が凹み部７６に開かれるまでバルブシール６６を押えている。

凸部７４は、収容孔６７の中にバルブカートリッジ４０の挿入を容易にさせるために外側面取り部１１６を有している。
収容孔６７の中では、バルブカートリッジ４０は、凸部７４を取り囲むバルブカートリッジ４０の端面が高圧流体通路３９の周囲とほぼ揃うよう配設されている。そして、排出口６９は、下部１１０の中に配設されている。

下部１１０は、流体が排出口６９を通過して流れるのを可能とするように上部１１２より大きな直径を有している。
また、凸部７４は、収容孔６７の内部にバルブステム４２の移動及びシール溝１１４が凸部７４の通過を容易にさせるために内側面取り部１１８を有している。
バルブステム４２は、分配部８２が排出口６９と位置が揃うように、またトリガーレバー２０によって凹み部７６と位置が揃うよう移動可能にバルブカートリッジ４０の内部に配設されている。

凹み部７６は、凸部７４がシール溝１１４の中にバルブシール６６を閉じこめ、流体がバルブシール６６の下側を通りバルブカートリッジ４０とバルブステム４２との間の境界面に達するよう、シール溝１１４の高さより深く形成されている。それによって、バルブシール６６を横切る圧力差を減少させている。シール溝１１４は、収容孔６７が高圧流体通路３９に最初に開かれ、例えば分配通路８２が最初に凹み部７６に開かれ、流体の圧力がバルブシール６６の弾性力に打ち勝とうとするときに、凸部７４がストローク範囲の部分に渡ってバルブシール６６を拘束できるようにバルブステム４２の分配部８２から凸部７４の高さより小さい距離ｄだけ離間して配置されている。他の具体例では、シール溝１１４は、バルブシール６６が収容孔６７の下向きの流れと収容孔６７が最初に高圧流体通路３９に開かれるときのストローク範囲の部分での結合した圧力とで遠くへ押されるように分配部８２から凸部７４の高さよりも大きな距離だけ離間して配置されている。分配通路８２が高圧流体通路３９に収容孔６７をより完全に開くとき、バルブシール６６は、流れ方向と流体の結合した圧力からバルブボア９６の中でさらに遠くに押し上げられる。従って、凸部７４の必要性が減少する。

凸部７４と凹み部７６の高さは、分配部８２が凹み部７６に開く前に、流体からの力がバルブシール６６に最も激しく作用する高圧流体通路３９の下及び下部の近傍にてバルブシール６６を押えるように寸法が決定されている。

しかしながら、この弾力性は、シールリテイニングバルブ２６の内側にて流体の圧力によりシール溝１１４からバルブシール６６をより容易に移動させる。凸部７４は、バルブステム４２が開かれているときにバルブシール６６を拘束し、一方バルブシール６６の弾力性は、バルブステム４２が閉じられているときに収容孔６７を封鎖する。従って、シール保持力向上を目的とするための、弾力性を低減し低圧力差及び低温度でのシール能力が低減するような高硬度デュロメーターシールを使用する必要がない。高弾性力シールの使用は、凸部７４によって可能となり、バルブステム４２とバルブカートリッジ４０との間の寸法公差の低減を可能とし、製造を容易にしてコストを低減する。更にシール保持機能は、高圧力流体で携帯式流体分配装置１０を使用することを可能としている。本発明の利点は、凹凸状エッジを有したキャッスルトップのバルブカートリッジに関して説明されているが、その他の実施例は、その他の形状のシール保持機構を構成している。

図８は、穴あきトップ１２０とボア１２２を有している本発明のシールリテイニングバルブ２６のバルブカートリッジ４０の第２実施例を示す。
バルブカートリッジ４０は、収容孔６７と、雄ネジ６８と、排出口６９と、カートリッジシール７０Ａ，７０Ｂとを有した一般に円筒形状の本体のように、図４に記載されたバルブカートリッジ４０と類似した特徴を含んでいる。しかしながら、キャッスルトップ４２は、穴あきトップ１２０に置き換えられている。

穴あきトップ１２０は、バルブカートリッジ４０の本体の終端に形成されたボア１２２を含んでいる。
実施例に示すように、ボア１２２は、収容孔６７の中に流入通路を形成する円形の穴で構成されている。このように、ボア１２２は、バルブカートリッジ４０の本体の部分に間隔をあけて設けられている。ボア１２２は、バルブシール６６の下側に流体を流すことを可能にするという点で凹み部７６の機能と同様の機能を行っている。一方、凸部７４と同様にボア１２２間のバルブカートリッジ４０の本体の突き出た部分は、バルブシール６６の半径方向外側への膨張を抑制している。

Claims (22)

1. 第１端壁及び第２端壁と、前記第１端壁と前記第２端壁との間に延びる細長い側壁とを有するカートリッジボディと、前記第１端壁から前記第２端壁までカートリッジボディを通り縦に延びるボアと、前記側壁を通り前記第１端壁に近接して前記ボアに延び、前記第１端壁に凹凸状エッジを形成する複数の断続入口通路と、前記側壁を通り前記第１端壁と第２端壁との間で前記ボアに延びる出口通路とを含むバルブカートリッジと、
   前記第１端壁と前記第２端壁に近接して前記ボアを閉鎖するために前記カートリッジボディ内に配設される細長い本体と、前記細長い本体の中間位置に設けられ、前記出口通路に近接するように配設される首部と、前記細長い本体の外周面に外接されるシール溝とを含むバルブステムと、
   前記ボアと前記細長い本体との間を封鎖するように前記シール溝内に配設されるバルブシールとを備え、
   前記バルブステムは、前記首部が液体的に前記断続入口通路と接続するために前記ボアの中で滑動可能に設けられ、前記断続入口通路は、前記バルブシールが前記ボアの中に位置されているとき前記側壁に向けて前記シール溝を液体的に開くように構成されることを特徴とするバルブ。
2. 前記凹凸状エッジは、複数の半円形状の貝殻形状部と、前記貝殻形状部の間の複数のフランジ部とで構成されることを特徴とする、請求項１に記載のバルブ。
3. 前記複数の断続入口通路は、前記シール溝が前記断続入口通路を通り過ぎて移動するとき、前記断続入口通路に前記首部が開かれるまで、前記側壁に向けて前記シール溝が液体的に開くように位置されることを特徴とする、請求項１に記載のバルブ。
4. 前記複数の断続入口通路の間の前記カートリッジボディの部分は、前記断続入口通路に前記首部が開かれるまで前記シール溝からの前記バルブシールの移動を抑制することを特徴とする、請求項３に記載のバルブ。
5. 前記複数の断続入口通路のそれぞれの高さは、前記バルブシールと前記首部との間の距離とほぼ等しいことを特徴とする、請求項３に記載のバルブ。
6. 前記複数の断続入口通路のそれぞれは、前記シール溝の高さよりも高い高さを有することを特徴とする、請求項３に記載のバルブ。
7. 前記断続入口通路は、前記シール溝が前記断続入口通路を通り過ぎて移動するとき、前記ボア、前記バルブシール及び前記細長い本体との間で形成される前記シールを分断することを特徴とする、請求項１に記載のバルブ。
8. 前記断続入口通路は、前記シール溝が前記断続入口通路を通り過ぎて移動するとき、前記バルブシールを横切る圧力差を徐々に減少することを特徴とする、請求項１に記載のバルブ。
9. 前記断続入口通路は、前記シール溝が前記断続入口通路を通り過ぎて移動するとき、流体が前記ボアと前記細長い本体との間を流れるように前記バルブシールの下部に流れることを許可することを特徴とする、請求項１に記載のバルブ。
10. 外周面を有するステムボディと、前記外周面の周囲に形成される分配凹み部と、前記外周面の周囲に形成されるシール溝とを有するバルブステムと、
    前記シール溝内に配設されるバルブシールと、
    細長い側面を有するカートリッジボディと、前記カートリッジボディと前記ステムボディとの間に前記分配凹み部が排出通路を形成するように前記ステムボディの前記外周面が接触し移動するよう内部に配設され、前記カートリッジボディを通って縦に延びる受け口と、前記排出通路を交差して前記バルブカートリッジ内に延びる排出口と、前記受け口の中で前記シール溝に前記細長い側面を当接して構成される流路と、前記シール溝の中に前記バルブシールを保持するために配設され、前記流路の近傍に配設される保持部材とからなる前記カートリッジボディの端部に不均一のエッジを備え、バルブカートリッジ端部の近傍に配設されるシール保持機構とを含むバルブカートリッジとで構成されることを特徴とする線形作動バルブ。
11. 前記シール保持機構は、前記バルブカートリッジ端部の凹凸状トップからなることを特徴とする、請求項１０に記載の線形作動バルブ。
12. 前記凹凸状トップは、前記流路を形成する複数の凹み部と、前記保持部材を形成する複数の凸部とで構成されることを特徴とする、請求項１１に記載の線形作動バルブ。
13. 前記バルブステムは、前記排出通路を通って前記排出口に前記流路を液体的に接続するために前記受け口の中で滑動可能に配設され、前記保持部材は、前記排出口が前記流路をあけるまで前記シール溝の中に前記バルブシールを保持するよう構成されることを特徴とする、請求項１０に記載の線形作動バルブ。
14. 圧縮流体供給源に接続するための上流端と、分配配管を有する下流端とを含む内部通路を備えるプラットホームと、
    第１端壁と第２端壁と、前記第１端壁と前記第２端壁との間に延びる細長い側壁とを有するカートリッジボディと、前記カートリッジボディを通って縦に延びるボアと、前記ボアに前記細長い側壁を通って延び、前記第１端壁に凹凸状エッジを形成する複数の断続入口通路と、前記ボアに前記細長い側壁を通って延びる出口通路とを含むバルブカートリッジと、前記第１端壁と前記第２端壁とに近い前記ボアを閉じるために前記バルブカートリッジの中に配設される細長い本体を含むバルブステムと、前記出口通路に面するように形成される前記細長い本体の首部と、前記細長い本体の外周面を取り囲むように形成されるシール溝と、前記ボアと前記細長い本体との間を封鎖するために前記シール溝に配設されるバルブシールとを含み、前記上流端と前記下流端との間の前記プラットホームに取り付けられ、前記バルブシールは前記ボアの中に配設され、前記細長い側壁に前記シール溝が液体的に開かれるよう構成され、前記断続入口通路と前記首部が液体的に接続するよう前記ボアの中で前記バルブステムが滑動可能なシールリテイニングバルブと、
    閉位置に前記シールリテイニングバルブを偏らせるために前記バルブステムと前記プラットホームとの間に配設されるバルブスプリングと、
    前記シールリテイニングバルブを開くために前記バルブカートリッジの中で前記バルブステムを作動させるよう構成され、前記プラットホームに取り付けられるトリガーとで構成されることを特徴とする流体分配計量器。
15. 前記流体分配計量器に流体の流量を表示するためのディスプレイと、ユーザーインターフェースと、通信回路とで構成され、前記プラットホームに取り付けられる計量電子部品と、
    前記内部通路を通った流体の体積流量を計測するために前記計量電子部品に接続され、前記内部通路に配設される計量装置と、
    前記計量電子部品と前記トリガーとに接続され、前記バルブステムを作動させるのを防止するために配設されるトリガーリリース機構とを更に含んで構成されることを特徴とする、請求項１４に記載の流体分配計量器。
16. 第１端壁及び第２端壁と、前記第１端壁と前記第２端壁との間に延びる細長い側壁とを有するカートリッジボディと、前記第１端壁から前記第２端壁までカートリッジボディを通り縦に延びるボアと、前記側壁を通り前記第１端壁に近接して前記ボアに延びる複数の断続入口通路と、前記側壁を通り前記第１端壁と第２端壁との間で前記ボアに延びる出口通路とを含むバルブカートリッジと、
    前記第１端壁と前記第２端壁に近接して前記ボアを閉鎖するために前記カートリッジボディ内に配設される細長い本体と、前記細長い本体の中間位置に設けられ、前記出口通路に近接するように配設される首部と、前記細長い本体の外周面に外接されるシール溝とを含むバルブステムと、
    前記ボアと前記細長い本体との間を封鎖するように前記シール溝内に配設されるバルブシールとを備え、
    前記バルブステムは、前記首部が液体的に前記断続入口通路と接続するために前記ボアの中で滑動可能に設けられ、前記断続入口通路は、前記バルブシールが前記ボアの中に位置されているとき前記側壁に向けて前記シール溝を液体的に開くように構成され、
    前記複数の断続入口通路は、前記シール溝が前記断続入口通路を通り過ぎて移動するとき、前記断続入口通路に前記首部が開かれるまで、前記側壁に向けて前記シール溝が液体的に開くように位置されることを特徴とするバルブ。
17. 前記複数の断続入口通路の間の前記カートリッジボディの部分は、前記断続入口通路に前記首部が開かれるまで前記シール溝からの前記バルブシールの移動を抑制することを特徴とする、請求項１６に記載のバルブ。
18. 前記複数の断続入口通路のそれぞれの高さは、前記バルブシールと前記首部との間の距離とほぼ等しいことを特徴とする、請求項１６に記載のバルブ。
19. 前記複数の断続入口通路のそれぞれは、前記シール溝の高さよりも高い高さを有することを特徴とする、請求項１６に記載のバルブ。
20. 前記複数の断続入口通路は、前記第１端壁に穴あきエンドを形成してなることを特徴とする、請求項１６に記載のバルブ。
21. 前記穴あきエンドは、複数の円形の穴で構成されることを特徴とする、請求項２０に記載のバルブ。
22. 前記複数の断続入口通路は、前記第１端壁に、複数の半円形状の貝殻形状部と、前記貝殻形状部の間の複数のフランジ部とで構成される凹凸状エッジを形成してなることを特徴とする、請求項１６に記載のバルブ。