JP2020122572A5

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Publication number: JP2020122572A5
Application number: JP2020009854A
Authority: JP
Filing date: 2020-01-24
Publication date: 2023-01-23
Anticipated expiration: 2040-01-24

Claims

流量制御弁であって、
弁本体遠位端部と、弁本体近位端部と、長手軸に沿って延出するポペットボアと、前記弁本体遠位端部に配置される弁座とを有する弁本体と、
前記弁本体を通って前記ポペットボアまで延びる入口と、内面を有し、前記弁本体を通って前記ポペットボアまで延びる出口と、ねじ付ボアを有するドライブヘッドと、
ポペット遠位端部およびポペット近位端部を有するポペットとを備え、前記ポペットボアに摺動可能に設けられる弁部材と、
前記ドライブヘッドの前記ねじ付ボアと螺合するシャフトを有するステッピングモータであって、閉位置と開位置の間で、前記長手軸に平行な長手方向に前記弁部材を変位させるように作動するステッピングモータと、
前記弁部材は、前記閉位置において前記弁座と当接し、前記開位置において前記弁座から離れるように変位する弁座係合面を備え、
前記長手軸に沿って、前記弁部材の移動に応じて撓むように、前記弁本体および前記弁部材の間に延出し、前記弁本体および前記弁部材に接続されるダイアフラムと、
前記弁部材が前記閉位置にあるとき、前記ポペット遠位端部から突出し、前記出口に少なくとも部分的に収容される、前記ポペットに搭載された流量制御針であって、前記出口の前記内面と協働し、前記弁部材が前記閉位置および前記開位置の間を移動する際にサイズが変化する出口流量オリフィスを規定する流量制御針と、
を備え、
前記流量制御針は、前記ポペット遠位端部に対して調整可能な長手方向位置を有し、製造公差および摩耗によるばらつきを調整することを特徴とする流量制御弁。
請求項１に記載の流量制御弁において、
前記流量制御針は、流量制御針遠位端部と流量制御針近位端部の間に延びていることを特徴とする流量制御弁。
請求項２に記載の流量制御弁において、
前記流量制御針遠位端部は、前記出口の前記内面と協働し、前記弁部材の長手方向位置に応じて、サイズが変わる前記出口流量オリフィスの断面積を規定するテーパー面を有することを特徴とする流量制御弁。
請求項３に記載の流量制御弁において、
前記テーパー面により、前記流量制御針遠位端部を切頭円錐形状とすることを特徴とする流量制御弁。
請求項４に記載の流量制御弁において、
前記出口の前記内面は、傾斜した漏斗形状を有することを特徴とする流量制御弁。
請求項５に記載の流量制御弁において、
前記弁部材が前記閉位置にあるとき、前記流量制御針遠位端部の前記テーパー面の少なくとも一部は、前記出口の前記内面に当接し、前記流量制御針遠位端部の前記テーパー面は、前記長手軸に対して第１の角度で配置され、前記出口の前記内面は、前記長手軸に対して第２の角度で配置されることを特徴とする流量制御弁。
請求項６に記載の流量制御弁において、
前記第１の角度は、前記弁部材が前記閉位置にある際の拘束を防止するように、前記第２の角度と少なくとも１度異なることを特徴とする流量制御弁。
請求項４に記載の流量制御弁において、
前記流量制御針は、長手方向に見て前記流量制御針遠位端部と前記流量制御針近位端部の間に配置され、より大きな直径からより小さな直径に移行する径方向段差を備えることを特徴とする流量制御弁。
請求項４に記載の流量制御弁において、
前記出口の前記内面は、円筒形状を有することを特徴とする流量制御弁。
請求項２に記載の流量制御弁において、
前記ポペットは、前記長手軸に沿って前記ポペット遠位端部まで延出するポペットボアを有することを特徴とする流量制御弁。
請求項１０に記載の流量制御弁において、
前記ポペットのポペットボアは、雌ねじを有し、
前記流量制御針近位端部は、前記雌ねじと螺合して、前記ポペットのポペットボアに収容されることを特徴とする流量制御弁。
請求項１１に記載の流量制御弁において、
前記流量制御針遠位端部は、前記ポペットのポペットボア内で前記流量制御針を回転させることで、前記流量制御針遠位端部と前記ポペット遠位端部の間で測定される長手方向距離を変化させるように前記ポペットのポペットボア内で前記流量制御針の回転調整を可能にする工具インタフェースを有することを特徴とする流量制御弁。
請求項１０に記載の流量制御弁において、
前記流量制御針近位端部は、前記ポペットのポペットボア内に収容されることを特徴とする流量制御弁。
請求項２に記載の流量制御弁において、
前記流量制御針は、前記流量制御針遠位端部で変化する直径を有することを特徴とする流量制御弁。
請求項１に記載の流量制御弁において、
前記弁座係合面は、前記ポペット遠位端部に配置され、前記流量制御針の径方向外側にあることを特徴とする流量制御弁。
請求項１に記載の流量制御弁において、
前記弁座および前記弁座係合面の少なくとも１つは、弾性材料で形成されることを特徴とする流量制御弁。
請求項１に記載の流量制御弁において、
前記ポペットは、前記ポペット遠位端部を規定する第１ポペットセグメントと、前記第１ポペットセグメントと前記ドライブヘッドの間に延びる第２ポペットセグメントと、を備え、
前記ダイアフラムの一部は、前記第１ポペットセグメントと前記第２ポペットセグメントの間で締め付けられることを特徴とする流量制御弁。
請求項１に記載の流量制御弁において、
前記ポペットは、前記ドライブヘッドから離され、前記ポペット近位端部は、前記ポペットを前記ドライブヘッド側へ付勢する付勢部材により、前記ドライブヘッドと接触して保持されることを特徴とする流量制御弁。
流量制御弁であって、
長手軸を規定する弁本体を備え、
前記弁本体は、弁本体遠位端部を規定する第１弁本体部と、弁本体近位端部を規定する第２弁本体部とを有し、
前記弁本体は、前記第１および第２弁本体部を通って、前記長手軸に沿って同軸状に延出するポペットボアを有し、
前記第１弁本体部は、前記弁本体遠位端部に配置される弁座を備え、
前記ポペットボアは、ボア直径を有し、
前記流量制御弁は、さらに、前記ポペットボアに摺動可能に配置され、前記長手軸と同軸上に配列される弁部材を備え、
前記弁部材は、ドライブヘッドとポペットを備え、
前記ポペットは、ポペット遠位端部を規定する第１ポペットセグメントと、ポペット近位端部を規定する第２ポペットセグメントとを備え、
前記第１ポペットセグメントは、前記第１弁本体部に摺動可能に収容され、
前記第２ポペットセグメントは、前記第２弁本体部に摺動可能に収容され、前記第１ポペットセグメントと前記ドライブヘッドの間に長手方向に延出し、
前記ドライブヘッドは、ねじ付ボアを有し、
前記流量制御弁は、さらに、前記弁本体近位端部に接続されるドライブアダプタを備え、
前記ドライブアダプタは、前記ドライブヘッドの少なくとも一部を収容するヘッド収容キャビティを備え、
前記流量制御弁は、さらに、前記ドライブアダプタに接続されるステッピングモータを備え、
前記ステッピングモータは、前記ドライブヘッドの前記ねじ付ボアと螺合するシャフトを回転させ、閉位置と開位置の間の長手方向位置の範囲内にわたって、前記長手軸に平行な長手方向に前記弁部材を変位させるように作動し、
前記流量制御弁は、さらに、前記ポペットボアから前記弁本体の孔開き面まで、前記弁本体を貫通して延出する入口と、
前記流量制御弁は、さらに、前記ポペットボアから前記弁本体の端面まで、前記弁本体を貫通して延出する出口と、を備え、
前記出口は、前記長手軸と同軸に揃って配置され、
前記弁部材は、前記ポペット遠位端部に、前記閉位置で前記弁座と接触し、前記開位置で前記弁座から離れるよう変位する弁座係合面を規定する弁座係合部材を備え、
前記弁座係合部材は、弾性材料で形成され、
前記ステッピングモータの前記シャフトを第１回転方向に回転させることにより、前記ポペットボア内の前記弁部材を前記閉位置から前記開位置へ長手方向に変位させ、前記シャフトを逆の第２回転方向に回転させることにより、前記弁部材を前記開位置から前記閉位置に戻し、
前記ステッピングモータの前記シャフトは、前記ステッピングモータの増分インクリメンタルな回転により、前記ドライブヘッドの前記ねじ付ボア内で回転され、前記弁部材を前記長手方向に増分インクリメンタルに並進させるよう、前記ステッピングモータに接続され、前記ステッピングモータから延出するねじ軸であり、
前記弁部材は、前記ドライブヘッドから離され、前記ポペット近位端部は、前記弁部材を前記ドライブヘッド側へ付勢する付勢部材により、前記ドライブヘッドと接触して保持され、
前記付勢部材は、前記ポペットボア内の前記弁本体の肩部と、前記第２ポペットセグメントのフランジの間に配置されるばねであり、
前記流量制御弁は、さらに、前記長手軸に沿った前記弁部材の移動に応じて撓むように、前記弁部材の前記第１ポペットセグメントと前記第２ポペットセグメントの間に収容され、前記弁本体から内側へ延出するダイアフラムと、
前記ダイアフラムを前記第１ポペットセグメントと前記第２ポペットセグメントの間に締め付け可能とする、前記第１ポペットセグメントと前記第２ポペットセグメントの間のねじ接続部と、を備え、
前記弁部材の前記第１ポペットセグメントは、前記長手軸に沿って、前記ポペット遠位端部まで延出するポペットボアを備え、
前記出口は、内面を有し、
前記流量制御弁は、さらに、前記第１ポペットセグメントに搭載され、前記ポペット遠位端部から突出し、前記弁部材が前記閉位置にあるとき前記出口に少なくとも一部は収容される流量制御針を備え、
前記流量制御針は、前記長手軸に沿って、流量制御針遠位端部と流量制御針近位端部の間に延出し、
前記流量制御針遠位端部は、前記出口内に同心円状に整列し、
前記流量制御針遠位端部は、前記出口の前記内面と協働し、前記弁部材が前記閉位置と前記開位置の間を移動する際、サイズが変わる出口流量オリフィスを規定するテーパー面を有し、
前記出口流量オリフィスは、前記弁部材の前記長手方向位置によってサイズが変わる断面積を有し、
前記流量制御針は、前記流量制御針遠位端部で変化する直径を有し、
前記テーパー面は、前記流量制御針遠位端部を切頭円錐形状とし、前記流量制御針遠位端部と前記流量制御針近位端部の間に長手方向に配置されて、前記流量制御針の前記直径が、より大きな直径からより小さな直径に移行する径方向段差を形成し、
前記出口の前記内面は、円筒形状を有し、
前記流量制御針遠位端部の前記テーパー面の少なくとも一部は、前記弁部材が前記閉位置にあるとき前記出口の前記内面と接触し、
前記流量制御針は、前記弁部材の長手方向変位とは関係なく前記出口流量オリフィスの前記断面積の前記サイズを調整可能なように、前記ポペット遠位端部に対して調整可能な長手方向位置を有することを特徴とする流量制御弁。
流量制御弁であって、
長手軸を規定する弁本体を備え、
前記弁本体は、弁本体遠位端部を規定する第１弁本体部と、弁本体近位端部を規定する第２弁本体部とを有し、
前記弁本体は、前記第１および第２弁本体部を通って、前記長手軸に沿って同軸状に延出するポペットボアを有し、
前記第１弁本体部は、前記弁本体遠位端部に配置される弁座を備え、
前記ポペットボアは、ボア直径を有し、
前記流量制御弁は、さらに、前記ポペットボアに摺動可能に配置され、前記長手軸と同軸上に配列される弁部材を備え、
前記弁部材は、ドライブヘッドとポペットを備え、
前記ポペットは、ポペット遠位端部を規定する第１ポペットセグメントと、ポペット近位端部を規定する第２ポペットセグメントとを備え、
前記第１ポペットセグメントは、前記第１弁本体部に摺動可能に収容され、
前記第２ポペットセグメントは、前記第２弁本体部に摺動可能に収容され、前記第１ポペットセグメントと前記ドライブヘッドの間に長手方向に延出し、
前記ドライブヘッドは、ねじ付ボアを有し、
前記流量制御弁は、さらに、前記弁本体近位端部に接続されるドライブアダプタを備え、
前記ドライブアダプタは、前記ドライブヘッドの少なくとも一部を収容するヘッド収容キャビティを備え、
前記流量制御弁は、さらに、前記ドライブアダプタに接続されるステッピングモータを備え、
前記ステッピングモータは、前記ドライブヘッドの前記ねじ付ボアと螺合するシャフトを回転させ、閉位置と開位置の間の長手方向位置の範囲内にわたって、前記長手軸に平行な長手方向に前記弁部材を変位させるように作動し、
前記流量制御弁は、さらに、前記ポペットボアから前記弁本体の孔開き面まで、前記弁本体を貫通して延出する入口と、
前記流量制御弁は、さらに、前記ポペットボアから前記弁本体の端面まで、前記弁本体を貫通して延出する出口と、を備え、
前記出口は、前記長手軸と同軸に揃って配置され、
前記弁部材は、前記ポペット遠位端部に、前記閉位置で前記弁座と接触し、前記開位置で前記弁座から離れるよう変位する弁座係合面を規定する弁座係合部材を備え、
前記弁座係合部材は、弾性材料で形成され、
前記ステッピングモータの前記シャフトを第１回転方向に回転させることにより、前記ポペットボア内の前記弁部材を前記閉位置から前記開位置へ長手方向に変位させ、前記シャフトを逆の第２回転方向に回転させることにより、前記弁部材を前記開位置から前記閉位置に戻し、
前記ステッピングモータの前記シャフトは、前記ステッピングモータの増分インクリメンタルな回転により、前記ドライブヘッドの前記ねじ付ボア内で回転され、前記弁部材を前記長手方向に増分インクリメンタルに並進させるよう、前記ステッピングモータに接続され、前記ステッピングモータから延出するねじ軸であり、
前記弁部材は、前記ドライブヘッドから離され、前記ポペット近位端部は、前記弁部材を前記ドライブヘッド側へ付勢する付勢部材により、前記ドライブヘッドと接触して保持され、
前記付勢部材は、前記ポペットボア内の前記弁本体の肩部と、前記第２ポペットセグメントのフランジの間に配置されるばねであり、
前記流量制御弁は、さらに、前記長手軸に沿った前記弁部材の移動に応じて撓むように、前記弁部材の前記第１ポペットセグメントと前記第２ポペットセグメントの間に収容され、前記弁本体から内側へ延出するダイアフラムと、
前記ダイアフラムを前記第１ポペットセグメントと前記第２ポペットセグメントの間に締め付け可能とする、前記第１ポペットセグメントと前記第２ポペットセグメントの間のねじ接続部と、を備え、
前記弁部材の前記第１ポペットセグメントは、前記長手軸に沿って、前記ポペット遠位端部まで延出するポペットボアを備え、
前記出口は、内面を有し、
前記流量制御弁は、さらに、前記第１ポペットセグメントに搭載され、前記ポペット遠位端部から突出し、前記弁部材が前記閉位置にあるとき前記出口に少なくとも一部は収容される流量制御針を備え、
前記流量制御針は、前記長手軸に沿って、流量制御針遠位端部と流量制御針近位端部の間に延出し、
前記流量制御針遠位端部は、前記出口内に同心円状に整列し、
前記流量制御針遠位端部は、前記出口の前記内面と協働し、前記弁部材が前記閉位置と前記開位置の間を移動する際、サイズが変わる出口流量オリフィスを規定するテーパー面を有し、
前記出口流量オリフィスは、前記弁部材の前記長手方向位置によってサイズが変わる断面積を有し、
前記流量制御針は、前記流量制御針遠位端部で変化する直径を有し、
前記テーパー面は、前記流量制御針遠位端部を切頭円錐形状とし、前記流量制御針遠位端部と前記流量制御針近位端部の間に長手方向に配置されて、前記流量制御針の前記直径が、より大きな直径からより小さな直径に移行する径方向段差を形成し、
前記出口の前記内面は、傾斜した漏斗形状を有し、
前記流量制御針遠位端部の前記テーパー面の少なくとも一部は、前記弁部材が前記閉位置にあるとき前記出口の前記内面と当接し、
前記流量制御針遠位端部の前記テーパー面は、前記長手軸に対して第１の角度で配置され、前記出口の前記内面は、前記長手軸に対して第２の角度で配置され、
前記第１の角度は、前記弁部材が前記閉位置にある際に拘束されるのを防止するように、前記第２の角度と少なくとも１度異なり、
前記第１ポペットセグメントのポペットボアは、雌ねじを有し、
前記流量制御針近位端部は、前記雌ねじと螺合して、前記第１ポペットセグメントのポペットボアに収容され、
前記流量制御針遠位端部は、前記第１ポペットセグメントのポペットボア内で前記流量制御針を回転させることにより、前記流量制御針遠位端部と前記ポペット遠位端部の間で測定される長手方向距離が変化するように前記第１ポペットセグメントのポペットボア内で前記流量制御針の回転調整を可能にする工具インタフェースを有することを特徴とする流量制御弁。