JP2012527592A - 空気圧駆動のパイロットバルブ - Google Patents

Abstract

空気モータの操作を制御するために用いられる四方バルブは、パイロットバルブ等によって空気圧で作動される。パイロットバルブ２０の上流側の圧力低下にかかわらず、高圧の空気／信号ポート部２２において制限を作り出すことによって、パイロットバルブ２０は正しく機能する一方、一旦パイロットバルブ２０が作動すれば、十分な流れをも許容する。ポペットバルブ２８の上にあるパイロットバルブ２０の入口部３０を制限する付加的なスライドバルブ２４が、パイロットバルブ２０に取り付けられる。スライドバルブ２４はさらなる圧力低下を生み出す。図３を参照。一旦作動ピン３２がポペットバルブ２０に接触すると、その余分な圧力低下によってパイロットバルブ２０が強制的に開状態となり、ヒステリシスが生まれる。一旦パイロットバルブ２０が開状態となると、スライドバルブ２４が動いて高圧ポート部２２の覆いが外れ、制限が取り除かれ、確実に主の四方バルブ１０が適切に作動する。

Description

技術分野
本願は、２００９年５月１９日に出願された米国特許出願番号６１／１７９，４２２号の利益を主張しており、その内容は参照によりここに導入される。

背景技術
空気モータの操作を制御するのに使用される四方バルブは、機械的に操作されるか又は空気圧で操作されるかのいずれかである。バルブが空気圧で操作される場合、バルブはパイロットシステムによって作動され、通常は、ポンプがその行程の一端又はもう一方の端にある時を検知する一対のパイロットバルブを有する。図１を参照。

パイロットバルブを空気圧で戻り止めして所望のヒステリシスを得るための現行の方法は、ストレージスプリング及びポペットバルブを組み込んでいる。図２を参照。バルブが停止しているときは、ポペットバルブより上の空気圧は、ポペットバルブより下の、通常は大気圧である空気圧より高い。この圧力差によって、バルブを閉じ続ける正味の力が生まれる。バルブを作動させるために、作動ピンが押され、作動ピンがポペットバルブと接触するまでストレージスプリングを押し込む。このとき、バルブは開き始め、ポペットバルブより上の圧力は低下し始めることになる。上の圧力が低下すると、バルブを閉じ続ける力はもはや存在せず、ストレッジスプリングは外方に拡がって元の長さに戻り、バルブを開いた状態にし、それによって所望のヒステリシスが得られる。

この方法では、システムの大きさや漏れ等のような変化量によって、ポペットバルブより上の圧力が低下しないときに問題が発生する。すなわち、圧力が低下しないと、パイロットバルブは開いた状態にならず、所望のヒステリシスは得られない。

発明の開示
本発明によって、バルブが一旦作動されると、バルブの流れに影響を与えることなく制御する空気圧回路とは独立に、適切にバルブを開状態にし、かつ空気圧による戻り止め付きバルブのヒステリシスを増大させることができる。

本発明は、パイロットバルブの上流側の圧力低下にかかわらず高圧の空気／信号ポート部に制限を設けることによって正しく機能する一方、一旦バルブが作動すれば十分な流れをも許容することが可能となる。

パイロットバルブには、ポペットバルブの上にあるパイロットバルブの入口部を制限するスライドバルブが付加的に取り付けられる。このスライドバルブはさらなる圧力低下を生じさせる。図３を参照。一旦作動ピンがポペットバルブに接触すると、この余分な圧力低下によってパイロットバルブは強制的に開状態になり、ヒステリシスを生じさせる。そして、一旦パイロットバルブが開状態になると、スライドバルブが動いて高圧ポート部の覆いが外れ、それによって制限が取り除かれて、確実に主の四方バルブが適切に作動する。

本発明のこれらの及び他の目的並びに利点は、添付の図とともに記載された以下の記述によってより十分に理解されるであろう。そして、添付の図において、同様の参照番号は幾つかの図を通じて同一部品又は類似部品を参照している。

図面の簡単な説明
従来技術の空気圧モータバルブシステムを示している。 図１のような従来技術で利用されているパイロットバルブを示している。 本発明のパイロットバルブを示している。

発明を実施するための最良の形態
空気モータの操作を制御するために、四方バルブ１０が一般に用いられており、空気作動可能となっている。そのような四方バルブ１０は一般的に良く知られている。四方バルブ１０はパイロットシステムによって作動する。パイロットシステムは、通常、ポンプ（ピストン１６又は他の部材）がポンプの行程の一端又はもう一方の端にあるときを検知するパイロットバルブ１４のペアを有している。図１を参照。従来技術のパイロットバルブは、図１及び２に示されているように、１４と付されており、一方、本願のパイロットバルブは、図３に示されているように、２０と付されている。従来技術のパイロットバルブ１４と本願のパイロットバルブ２０との類似部分については、同一の番号が付されている。

従来技術のパイロットバルブ１４は、高圧空気の入口ポート部３０とともにポペットバルブ２８を備えたハウジング２６を有する。作動ピン３２は、その動きを強制するポペットバルブ２８の底面部に作動ピン３２が接触するまで、ポペットバルブ２８の底面部の中を滑らかに動く。上部スプリング３４は、ポペットバルブ２８を下方に付勢し、ハウジング２６の座部３８に対して密閉Oリング３６を押圧する。（エネルギー）ストレージスプリング４０は、作動ピン３２をポペットバルブ２８から遠ざける方向に付勢する。そして、低圧排出ポート部４２によって、パイロットバルブからの排気が成される。高圧の空気／信号ポート部２２は、四方バルブ１０に接続される。

パイロットバルブ１４には、幾らかのヒステリシスがあるのが理想的である。パイロットバルブ１４のヒステリシスによって、空気モータ１２が方向を切り換えるときに、パイロットバルブ１４が直ちに閉じず、主の四方バルブ１０を適切に作動させるのに十分に長くパイロットバルブ１４が開いていることを確実にし、その性能を向上させるのに役立つ。

本発明のパイロットバルブ２０は、パイロットバルブ２０の上流側での圧力低下にかかわりなく、高圧の空気／信号ポート部２２での制限を作り出すことによって正しく機能する一方、一旦パイロットバルブ２０が作動すれば十分な流れをも許容することが可能となる。

パイロットバルブ２０には、ポペットバルブ２８の上にあるパイロットバルブ２０の入口部３０を制限するスライドバルブ２４が付加的に取り付けられる。このスライドバルブ２４はさらなる圧力低下を生じさせる。図３を参照。一旦作動ピン３２がポペットバルブ２０に接触すると、この余分な圧力低下によってパイロットバルブ２０は強制的に開状態になり、ヒステリシスを生じさせる。そして、一旦パイロットバルブ２０が開状態になると、スライドバルブ２４が動いて高圧ポート部２２の覆いが外れ、それによって制限が取り除かれて、確実に主の四方バルブ１０が適切に作動する。

以下の特許請求の範囲によって規定される本発明の精神及び範囲から逸脱しないで、種々の修正及び変更がパイロットバルブに対して想定することが可能である。

Claims (2)

1. 空気モータの四方バルブを制御するのに用いるパイロットバルブであって、前記パイロットバルブは、作動ピン、ポペットバルブ、入口ポート部、信号ポート部、ストレージスプリング、及び上部スプリングを備えており、
   前記ポペットバルブの上にある前記パイロットバルブの前記入口ポート部を制限し、かつ圧力低下を生じさせるために、前記パイロットバルブにスライドバルブが取り付けられているパイロットバルブ。
2. 前記スライドバルブは、前記パイロットバルブの上流側での圧力低下にかかわらず、前記信号ポート部において制限を生み出す一方、一旦パイロットバルブが作動すれば十分な流れをも許容する請求項１に記載のパイロットバルブ。

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