JP2023513089A - 高圧流体作動式装置の排出弁の又は排出弁に関する改良 - Google Patents

Abstract

【課題】高圧作動流体で作動する排出弁を含む装置が開示される。【解決手段】装置は、少なくとも部分的に側壁によって画定された作動室を含み、作動室は、作動室の第１端に又は第１端に向かって作動負荷を保持し、作動流体を受け入れて作動負荷の後面に作用し、作動室の第１端の反対側の第２端に又は第２端に向かって作動負荷を駆動させる。装置はまた、第２端に向かって作動負荷を移動させることにより少なくとも一部発生する圧力によって、作動負荷の前面から流体を受け入れる戻り室を含む。戻り室に流体連結された排出弁も設けられ、排出弁は、通常は、作動流体が作動室から出るのを阻止する閉鎖状態に付勢されており、戻り室からの高圧流体の受け入れ時に高圧流体によって開放し、作動流体を作動室から低圧位置に排出させ、作動流体は、作動室の側壁を通って排出弁に排出する。【選択図】図１

Description

本発明は、高圧流体作動式装置の排出弁およびトリガーに関する。特に、本発明は、限定するわけではないが、高圧であるか低圧であるかにかかわらず高圧流体作動式装置をトリガーし及び弁開閉する、ならびに該装置を動作させる排出弁およびトリガーのための装置および方法に関する。

高圧であるか低圧であるかにかかわらず、空気又は別の気体又は液体のような流体を使用して作動負荷を駆動する圧力システムがある。作動負荷は、往復動するピストンでもよく、射出される射出物、又は物体に圧力パルスで作用する圧力又は材料でもよい。このような用途では、高圧流体を、作動負荷に仕事をさせる領域、例えばワーキングチャンバに、高圧流体を導入する必要がある。高圧流体を作動負荷に導入する方法の１つは、作動負荷をリザーバ及び高圧流体源から直接的に又は間接的に隔離する弁による。弁は、例えば外部信号によるトリガーのように、事象のアクションによって開放する。この事象すなわち弁は、高圧流体の量を作動負荷に伝送し、再び弁を閉鎖し、次いで高圧流体が仕事を行う。例えば、高圧流体は膨張して作動負荷を作動室で駆動させる。
高圧の用途では、弁の開放は複雑となる。作用する力が非常に大きくなることがあり、このような弁を開放させる時間枠は非常に小さい。これは、高圧流体の最少容積から最大仕事を行う信頼性と効率的なシステムを提供するために、制御された反復可能なやり方で全て行わなければならない。

次いで、仕事が行われるとおよび／又は仕事の次のサイクルが発生する前に、作動負荷の背後に蓄積され又は残された圧力を排出させる必要がある。

例えば、限定されるわけではないが、作動室が閉鎖容積であるとき、作動負荷は、その作動室内を往復動するピストンである。きわめて効率的なシステムにおいてさえ、作動流体のほぼすべての圧力が作動負荷に仕事として作用するように利用され、例えば作動室の遠端に至るまでピストンを送ったときでも、作動負荷の背後には依然として残留圧力があり得る。この残留圧力は、作動負荷、例えばピストンが作動室で戻って次の作動サイクルを開始するのを阻止し又は緩慢にする。

別の例では、作動流体からの圧力を全てが利用され得るが、作動負荷が戻るときに、圧力が増大する。これは、ピストンを有する閉鎖容積の作動室において、または、開放端を有し、例えば射出物が、作動室内で前方負荷であり、作動室に押し込められるときにおいて、発生し得る。作動室が開放端であり得る例では、例えば射出物である作動負荷が、高圧流体に作用される前に、作動室内に挿入されるときに、背後で圧力を逃がす必要がある。

圧力を排出する必要性は、作動負荷が、「射出」位置への準備状態に戻ることを可能にするか、或いは作動負荷を最小抵抗で作動室内に挿入することを可能にするかにある。換言すると、作動負荷の戻りまたは挿入は、作動負荷が準備位置に移動するにつれて作動流体が占有する容積が減少するため、増大する圧力を生じる。

この「背圧」を減少させる排出弁の例は、例えば作動負荷の背後の残留高圧流体を使用してその始動位置に後退する入口弁を開放させる部材により、ポートが開放されるとき、入口弁を通して大気又は周囲環境に至る排出するものがある。しかしながら、このような開放部材と排気ポートを開放する必要性とを組み合わせは、幾つかの場合において所望のものより高い負荷を要し、なぜなら、開放部材は、開放部材を出射させるのに十分な力を有するスプリング等に抗して押し戻される場合があるからである。この適用では、作動負荷の戻りが妨げられるかもしれない。このような適用では、高圧流体が作動負荷に未だ仕事をしている間に、排気ポートが開放されるかもしれない。これは、高圧が大気に排気され、又は作動負荷に仕事をしている場合より周囲環境又は低い圧力を生じる。また、簡単な解決策であるが、複雑な密封および製造を創出し、全体の組み立てをコンパクトにする。

大きな力と、作動流体が依然として作動負荷に潜在的に作用している間に排出弁を開放することと関連する非効率の問題の幾つかを回避する、さらなる排気の解決策が知られている。しかしながら、これは、機械的に複雑になり、多数の密封要素を要し、製造および組み立ての問題があり、全体としてコンパクトな解決策ではない。

本明細書では、特許明細書、他の外部文書、又は他の情報源に言及しているが、これは一般的に、発明の特徴を議論するための文脈を提供することを目的とするものである。特記なき限り、このような外部文書又は情報源への言及は、如何なる裁判権においても、このような文書又はこのような情報源が従来技術であり、又は当該技術分野における一般的な通常の知識の一部を形成することの承認として解釈されるものではない。

本発明の目的は、高圧流体エンジン又は装置の改良された排出弁を提供すること、又は高圧流体エンジンのための低圧力開放を提供すること、又は上記の欠点を克服し、上記の要望を解決すること、又は少なくとも公衆に有用な選択肢を提供することにある。

第１の態様では、本発明は、高圧作動流体で作動する排出弁を含む装置であって、少なくとも部分的に側壁によって画定された作動室を備え又は含み、作動室が、作動室の第１端に又は第１端に向かって作動負荷を保持し、作動流体を受け入れて作動負荷の後面に作用し、作動室の第１端の反対側の第２端に又は第２端に向かって作動負荷を駆動させ、第２端に向かって作動負荷を移動させることにより少なくとも一部発生する圧力によって、作動負荷の前面から流体を受け入れる戻り室と、戻り室に流体連結された排出弁とを備え又は含み、通常は閉鎖状態に付勢されている排出弁が、作動流体が作動室から出るのを阻止するが、戻り室からの高圧流体の受け入れ時に高圧流体によって開放し、作動流体を作動室から低圧位置に排出させ、作動流体が、作動室の側壁を通って排出弁に排出する装置において、第２端から第１端に移動するとき、作動負荷の後面に形成される圧力を除去し又は減少させる装置が設けられる装置にある。

好ましくは、排出弁は、第１端と第２端との間に延びる長さ方向軸線に対して実質的に平行ではなく、長さ方向軸線に対して平行でない角度で作動流体を排出する。

好ましくは、作動室からの排出は、長さ方向軸線に対して直角に又はほぼ直角に行われる。
好ましくは、排出弁は、低圧に排出される前に、側壁から排出弁を通る流路に沿って排出室を少なくとも部分的に画定する。
好ましくは、正味の力は、閉鎖された付勢手段に打ち勝ち又は増大させるように排出弁に作用し、正味の力が、後面と流体連通する排出弁の第１の側および／又は前面と流体連通する排出弁の第２の側において、有効圧力面積又は圧力の変動のいずれかから生成される。
好ましくは、正味の力は時間によって変動する。
好ましくは、排出弁は長さ方向軸線に対して平行に摺動する。
好ましくは、作動流体が作動室から排出室内に流れると、排出室の圧力が排出弁を開放状態に保持する。
好ましくは、作動室を排出室に連結する流体連結ポート又はこれらのポートの総和は、排出室を低圧に連結するポートの寸法又は流量と同じ寸法又は流量のものではなく、これにより排出室への流出入量が異なる。
好ましくは、低圧は周囲環境である。

好ましくは、低圧から戻り室に至る逆止弁が設けられている。
好ましくは、排出弁の開放時に作動負荷の前面と作動負荷の後面との間で圧力の不均衡がある場合に、逆止弁が開放する。
好ましくは、逆止弁は、排出弁の排出室と戻り室との間に配置されている。
好ましくは、逆止弁は、Ｏリング、Ｘリング、リップシール、又は他の連続横断面又は可変横断面シール要素、又は戻り室から排出室への流れを阻止するが排出室から戻り室への流れを許容する可撓性又は不撓性の要素によって提供される。
好ましくは、逆止弁は、排出室内の圧力が戻り室内の圧力を超えるときに開放し、排出室内の圧力が再循環して作動負荷の前面に作用し、第１端に向かって駆動させるのを支援する。

好ましくは、戻り室は作動室の外部の周囲環境に配置される。
好ましくは、作動負荷は、ピストン又は類似物のような作動室内の拘束体であり、又は射出物又は類似物のような作動室から発射される非拘束体であり、又は作動室内で作動する圧力波である。
好ましくは、排出弁が第１端のところに又は第１端に向かって設けられる。

好ましくは、排出弁が長さ方向軸線に沿って移動することができる環状リングである。
好ましくは、リングは作動室の外側に位置する。
好ましくは、戻り室は、作動室から少なくとも一方の流体連結を経て高圧流体を受け入れる。
好ましくは、少なくとも１つの流体連結のうち第１の流体連結は、作動室の第２端のところに又は第２端に向かって設けられる。
好ましくは、少なくとも１つの流体連結のうち第２の流体連結は、第１端と第１流体連結との間に設けられる。
好ましくは、第２流体連結は作動室から戻り室に至る一方向弁を含む。
好ましくは、排出弁の作用面と作動室からの流体の受け入れ部との間で、戻り室内にバフルが設けられる。
好ましくは、バフルに少なくとも１個の孔が設けられ、バフルの反対側における圧力の発生と比較して作用面に向かう圧力の発生を遅くする。
好ましくは、投与弁に衝撃を与えて作動流体を投与室から作動室に送出する作動流体被動ハンマーが設けられる。
好ましくは、ハンマーは、被駆動室内において高圧の作動流体によって、ハンマーピストンによりトリガー室から分離されたハンマーの一方の側で投与弁に衝撃を与えるように駆動される。
好ましくは、ハンマーは、トリガー室と被駆動室との間において等圧力又は合力によって適所に保持される。
好ましくは、合力は、スプリングのような付勢手段によって少なくとも一部が提供される。
好ましくは、ハンマーを駆動させる作動流体は、投与室から来る。
好ましくは、 被駆動室を平衡させる作動流体は、投与室から選択的に送出される。
好ましくは、作動流体をトリガー室から排出させると、被駆動室の圧力の作用によって、ハンマーを投与弁に駆動させることができる。
好ましくは、スプール弁は、第１方向に摺動するとき、作動流体をトリガー室から排出させて装置を射出させ、第１方向の反対側の第２方向に摺動するとき、作動流体を投与室から配置させて装置を安全にする。
本発明の別の態様では、本発明は、排出弁を圧力流体装置に提供する方法であって、作動室内において、作動室の第１端から作動室の反対側の第２端に又は第２端に向かって、作動負荷の後面に作用する高圧流体を使用して、作動負荷を駆動させる工程と、作動負荷が作動室の第２端に向かって移動することによって少なくとも部分的に形成される圧力を、作動負荷の前面から戻り室内に受け入れる工程と、排出弁を開放する工程とを備え又は含み、これにより戻り室内の圧力が排出弁の作用面に作用し、排出弁が、開放時に、後面にある作動室内の作動流体を作動室から低圧位置にさせ、作動流体が作動室の側壁から排出弁に流出し、第２端から第１端に又は第１端に向かって移動するとき、作動負荷の前の圧力を減少させる方法にある。
好ましくは、排出弁は、第１端と第２端との間に延びる長さ方向軸線に対して実質的に平行ではなく、長さ方向軸線に対して平行でない角度で作動流体を排出する。
好ましくは、作動室からの排出は、長さ方向軸線に対して直角に又はほぼ直角に行われる。
好ましくは、排出弁は、低圧に排出される前に、側壁から排出弁を通る流路に沿って排出室を少なくとも部分的に画定する。
好ましくは、排出室面と作用面の面積が相違しており、排出室の圧力に基づいて排出弁に力が付与される。
好ましくは、排出弁の前後および内径と外径を密封することによって、排出室面が少なくとも部分的に得られる。
好ましくは、作動流体は作動室から排出室に流れ、これにより排出室の圧力が排出弁を開放状態に保持する。
好ましくは、作動室を排出室に連結する流体連結ポート又はこれらのポートの総和は、排出室を低圧に連結するポートの寸法又は流量と同じ寸法又は流量のものではなく、これにより排出室への流出入量が異なる。
好ましくは、低圧は周囲環境である。
好ましくは、低圧から戻り室に至る逆止弁が設けられている。
好ましくは、排出弁の開放時に作動負荷の前と作動負荷の後との間で圧力の不均衡がある場合に、逆止弁が開放する。
好ましくは、逆止弁は、排出室と戻り室との間において排出弁に配置されている。
好ましくは、逆止弁は、Ｏリング、Ｘリング、リップシール、又は他の連続横断面又は可変横断面シール要素、又は戻り室から排出室への流れを阻止するが排出室から戻り室への流れを許容する可撓性又は不撓性の要素によって提供される。
好ましくは、逆止弁は、排出室内の圧力が戻り室内の圧力を超えるときに開放し、排出室内の圧力が再循環して作動負荷の前面に作用し、第１端に向かって駆動させるのを支援する。

好ましくは、戻り室は作動室の外部の周囲環境に配置される。
好ましくは、作動負荷は、限定するわけではないがピストンのような作動室内の拘束体であり、又は限定するわけではないが射出物のような作動室から発射される非拘束体であり、又は作動室内で作動する圧力波である。
好ましくは、排出弁は第１端のところに又は第１端に向かって設けられる。
好ましくは、排出弁は、長さ方向軸線に沿って移動することができる環状リングである。
好ましくは、長さ方向軸線は作動室の主要軸線である。
好ましくは、リングは作動室の外側に位置する。
好ましくは、戻り室は、作動室から少なくとも一方の流体連結を経て高圧流体を受け入れる。
好ましくは、少なくとも１つの流体連結のうち第１の流体連結は、作動室の第２端のところに又は第２端に向かって設けられる。
好ましくは、少なくとも１つの流体連結のうち第２の流体連結は、第１端と第１流体連結との間に設けられる。
好ましくは、第２流体連結は、作動室から戻り室に至る一方向弁を含む。
好ましくは、排出弁の作用面と作動室からの流体の受け入れ部との間で、戻り室内にバフルが設けられる。
好ましくは、バフルに少なくとも１個の孔が設けられ、バフルの反対側における圧力の発生と比較して作用面に向かう圧力の発生を遅くする。
好ましくは、投与弁に衝撃を与えて作動流体を作動室に送出する作動流体被動ハンマーが設けられている。
好ましくは、ハンマーは、被駆動室内において高圧の作動流体によって、ハンマーピストンによりトリガー室から分離されたハンマーの一方の側で投与弁に衝撃を与えるように駆動される。
好ましくは、ハンマーは、トリガー室と被駆動室との間の等圧又は合力によって適所に保持されている。
好ましくは、合力は、スプリングのような付勢手段によって少なくとも一部が提供される。
好ましくは、作動流体をトリガー室から排出することにより、ハンマーは投与弁内に駆動される。
本発明の別の態様では、本発明は、少なくとも１の添付図面を参照して本明細書に記載された排出弁を含む装置にある。
本発明の別の態様では、本発明は、少なくとも１の添付図面を参照して本明細書に記載された排出弁を圧力流体装置に提供する方法にある。
本発明の別の態様では、本発明は、高圧力源から受け入れた高圧作動流体の装填を保持する投与室と、通常は閉鎖状態に付勢され、投与室を作動室から密封し、投与室における装填を保持する投与弁と、ピストンで作動され、ピストンの第１側に、投与室からの高圧流体を受け入れる被駆動室が設けられ、ピストンの第２側にトリガー室が設けられたハンマーと、高圧流体のトリガー室への供給又は高圧流体のトリガー室からの解放を選択的に行うトリガー弁とを備え又は含み、ハンマーが被駆動室とトリガー室の両方において高圧流体を有するとき、第１位置において力の平衡が保持され、高圧流体がトリガー室から解放されるとき、ハンマーが、第２位置にトリガー室に又は第２位置に向かってトリガー室に向かって駆動され、ハンマーが、第２位置に又は第２位置に向かって駆動されるとき、投与弁に当たり、投与弁を退出させて投与弁とトリガー弁を開封し、作動室が作動するように装填する、装置用の操作トリガーにある。
好ましくは、トリガー弁は、投与室から装填を解放し、装置の射出／装置によって行われる作動を阻止することもできる。
好ましくは、トリガー弁は、摺動スプール弁である。
好ましくは、トリガー弁は、少なくとも４つの位置、すなわち、高圧力源から投与室に装填される第１位置と、被駆動室とトリガー室の両方に高圧流体を装填し、ハンマーを平衡状態に保持する第２位置と、トリガー室において高圧流体が解放される第３位置と、投与弁において装填が解除される第４位置とを有する。
好ましくは、トリガー室は、投与室から装填される。
好ましくは、ハンマーは、第１摺動軸線に沿って摺動し、投与弁は、第２摺動軸線に沿って摺動する。
好ましくは、第１摺動軸線と第２摺動軸線は、平行又は同心である。
好ましくは、投与弁は、投与室を作動室から密封するため、環状リング密封面を有する環状リングである。
好ましくは、投与弁は、スプリングによって閉鎖状態に付勢されている。
好ましくは、ハンマーには、力の平衡を支援するため、第１側および／又は第２側に弾性要素が設けられている。
好ましくは、ハンマーは、投与弁又はトリガー室への高圧流体の戻りによって、少なくとも部分的に第１位置に又は第１位置に向かって戻される。
好ましくは、作動負荷は、ピストン又は類似物のような作動室内の拘束体であり、或いは射出物又は類似物のような作動室から発射される非拘束体であり、或いは作動室内で作動する圧力波である。
本発明の別の態様では、本発明は、高圧力源から受け入れた高圧作動流体の装填を保持する投与室と、通常は閉鎖状態に付勢され、投与室を作動室から密封し、投与室における装填を保持する投与弁と、ピストンで作動され、ピストンの第１側に、投与室からの高圧流体を受け入れる被駆動室が設けられ、第１側から密封されたピストンの第２側にトリガー室が設けられたハンマーと、高圧流体のトリガー室への供給又は高圧流体のトリガー室からの解放を選択的に行うトリガー弁とを備え又は含み、ハンマーが被駆動室とトリガー室の両方において高圧流体を有するとき、第１位置において力の平衡が保持され、高圧流体がトリガー室から解放されるとき、ハンマーが、第２位置にトリガー室に又は第２位置に向かってトリガー室に向かって駆動され、ハンマーが、第２位置に又は第２位置に向かって駆動されるとき、投与弁に当たり、投与弁を退出させて投与弁とトリガー弁を開封し、作動室が作動するように装填する、装置にある。
本発明の別の態様では、本発明は、高圧流体の装填を保持し、ハンマーと作動的に連結されたピストンの第１側と流体連通し、ピストンの第２側と選択的に流体連通する投与室を備え又は含み、第１側と第２側の両方に高圧流体が供給されるとき、ピストンが第１位置において力が平衡しており、ピストンの第２側から高圧が選択的に取り除かれ、付勢され第２位置に又は第２位置に向かって移動して作動する、高圧流体作動システムにある。
好ましくは、ハンマーは、第２位置に又は第２位置に向かって移動するとき、投与弁で作動し、そして投与弁を退出し、高圧流体を装填させて投与室から作動室に移動し、その後、作動室において装填物が作動する。
好ましくは、第１側と第２側のいずれか又は両方に弾性要素が設けられている。
好ましくは、高圧流体は、圧縮流体である。
好ましくは、高圧流体は、１５バールから９０バールの範囲にある。
好ましくは、高圧流体は、２０バールから６０バールの範囲にある。
好ましくは、高圧流体は、装置の動力を調整する範囲内に調節される。
好ましくは、流体はガスである。
本発明の別の態様では、本発明は、投与室に高圧流体を装填する工程と、高圧流体を用いてハンマーの第１側の被駆動室を装填する工程と、高圧流体を用いてハンマーの第２側のトリガー室を装填する工程とを備え又は含み、ハンマーが第１位置において力の平衡を保持するように、第１側と第２側がハンマーに作動的に連結されたピストンによって分離されており、高圧流体をトリガー室から解放して、ハンマーを第２位置に又は第２位置に向かって駆動させる工程と、ハンマーに衝撃を与えることによって投与弁を操作して、投与弁が作動室から投与室を密封する密封位置から、装填物が作動室に入って作動する開封位置に、投与弁を退出させる工程とを備え又は含む、装置を操作する方法にある。
好ましくは、ハンマーは、投与弁又はトリガー室への高圧流体の戻りによって、少なくとも部分的に第１位置に又は第１位置に向かって戻される。
好ましくは、被駆動室は、投与室から装填される。
好ましくは、トリガー室は選択的に、投与室から装填され、又はトリガー弁を介して解放される。
好ましくは、トリガー弁は、摺動スプール弁である。
好ましくは、トリガー弁は、投与室から装填を解放し、装置の射出／装置によって行われる作動を阻止することもできる。
本発明の別の態様では、本発明は、少なくとも１の添付図面を参照して本明細書に記載された装置用の操作トリガーにある。
本発明の別の態様では、本発明は、少なくとも１の添付図面を参照して本明細書に記載された装置にある。
本発明の別の態様では、本発明は、少なくとも１の添付図面を参照して本明細書に記載された高圧流体作動式システムにある。
本発明の別の態様では、本発明は、少なくとも１の添付図面を参照して本明細書に記載された装置を操作する方法にある。
本明細書で使用される語「および／又は」は、「および」、「又は」、又は両方を意味する。

本明細書で使用される名詞の語尾に記載される「(s)」は、名詞の複数形、単数形、および単複形を意味する。
本明細書で使用される語「備える（動名詞）」は、「～の少なくとも一部からなる」を意味する。当該語を含む本明細書における記載を解釈するとき、各記載における当該語によって始められる特徴は全て提示される必要があるが、他の特徴も示すことができる。「備える（動詞原形）」および「備える（過去分詞）」のような関連語も、同様な方法で解釈すべきである。
本明細書に開示された数の範囲（例えば、１～１０）への言及が、当該範囲内の全ての有理数（例えば、１、１．１、２、３、３．９、４、５、６、６．５、７、８、９、１０）および当該範囲内の任意の範囲の有理数（例えば、２～８、１．５～５．５、３．１～４．７）への言及も組み入れられることを意図している。
上記および下記の全ての出願、特許および刊行物に関する開示全体は、もしあれば、参考文献としてここに組み込まれる。
本発明はまた、本出願の明細書において独立して又は集合的に言及され又は表示された部品、要素および特徴、並びにこれらの部品、要素および特徴の２以上の任意の又は全ての組み合わせにあると概括的に言うことができ、本発明が関係する技術分野における公知の等価物を有する特定の整数についてここで言及されている場合には、このような公知の等価物も、独立して記載されているように、ここに組み込まれるものとみなされる。
本発明の他の態様は、単なる例示として提供される以下の記載を、添付図面を参照して読むことにより、明らかになるであろう。

次に、下記の図面を参照して本発明の好ましい形態について説明する。

図１は、本発明に適合する排出弁を含む高圧流体作動式装置の垂直方向断面図であって、排出弁が閉鎖し、作動負荷が第１端に又は第１端に向かって作動できる状態を示したものである。 図２は、図１の断面図と同様な図であって、作動流体の作用によって作動負荷が作動室に移動し、この移動の結果、圧力が排出弁を開放させた状態を示したものである。 図３（Ａ）は、戻り室内の逆止弁の詳細を示した図１と同様な図であって、作動負荷の前後間の圧力差を減少させ、逆止弁が閉鎖されている準備状態における作動負荷の良好な戻り行程を可能にする状態を示したものであり、図３（Ｂ）は、逆止弁が閉鎖された状態で作動負荷が作動室をまさに移動し始める状態を示したものであり、図３（Ｃ）は、作動負荷が室に戻り、作動負荷の前後間に圧力差がある場合に、逆止弁が開放する状態を示したものであり、図３（Ｄ）は、逆止弁の機能を果たすリード弁の等角図である。 図４は、本発明のエアエンジンの長さ方向軸線に沿った垂直横断面の同様な図であって、逆止弁が組み込まれた排出弁の別の変形例を示したものであり、エアエンジンが準備状態にあり、排出弁が閉鎖状態にあり、作動負荷が付勢される準備状態にある。 図５は、図４と同様な図であって、作動負荷が第２端に向かって作動室に送られ、排出弁が戻り室の圧力の作用によって開放されており、作動負荷の後ろの圧力を大気圧又は周囲環境に排出させ、作動室の側部からの排出ポートが明示されている。 図６は、図５と同様な図であって、作動室が開放し、閉鎖付勢手段に抗して作用する排出室の圧力によって開放状態に保持され、作動室を排気させる状態を示したものである。 図７は、図６と同様な図であって、排出弁に設けられた一方向逆止弁が開放して、戻り室への再循環を可能にする状態を示したものである。 図８は、図４の排出弁の拡大図であって、排出弁が閉鎖位置にあり、作動負荷が準備位置にあり、投与弁、ハンマーおよびハンマー用トリガーを示したものである。 図９は、図５の排出弁の拡大図であって、排出弁が開放位置にあり（作動負荷が作動室の下方にあるので、図示されていない）、排出室、排出流路、投与弁、ハンマーおよびハンマー用トリガーを示したものである。 図１０は、図６の排出弁の拡大図であって、排出弁が未だ開放しており、排出室の圧力によって開放状態に保持され、投与弁、ハンマーおよびハンマー用トリガーを示したものである。 図１１は、図７の拡大図であって、排出弁が開放しており、一方向逆止弁が移動して戻り室へのバイパスを再循環させ、作動負荷の前に正圧をさらに提供して準備位置への戻りを支援し、投与弁、ハンマーおよびハンマー用トリガーを示したものである。

次に図１～図１１を参照して、本発明の好ましい実施形態について説明する。高圧流体で作動する装置１が、第１の実施形態として図１に図示されており、図示されている例では、ネイルガン又はファスニングガンからのものである。 装置１は、作動室３に受け入れられる作動負荷４からなる。作動室の一部は、側壁３１によって画定されている。この例では、作動室は、一定の横断面を有しており、側壁３１を含んだ円筒形である。しかしながら、作動室３は、円形とは異なる横断面を有するものでもよく、限定するわけではないが、例えば楕円形、矩形又は他の形状のような所要の形状を採用してもよい。大半の事例では、作動室は、その長さに沿って一定の横断面を有している。 しかしながら、いくつかの特別な用途では、作動室の横断面を変えてもよく、作動負荷は、このような横断面の変化に適合することができる。

作動負荷４は、例えばネイル用のようなファスニングガンに使用されるような、又は害虫駆除トラップ、すなわち捕捉型に使用されるような、図示されるようなピストンでもよい。或いは、作動負荷４は、射出物又は作動室３から射出される同種のもののような非捕捉型でもよい。

図示される例では、作動負荷４は、ストライカー又はアンビル４３を支持するピストン２２である。ストライカー又はアンビル４３は、作動負荷４が移動することによって、ネイルのようなファスナに作用する。或いは、ストライカーは、異なる結果を得る異なる形態のものでもよく、例えば、エネルギーを有機体又は無機体に放出することによって、害虫などを除去するように平らに又は他の形状に形作られてもよい。
作動室３および装置１は、第１端５と第２端８とを有しており、作動負荷４は、後面９と前面７とを有している。作動負荷４は、作動の際、第１端５から第２端８まで移動する。

図示されるように、戻り室１０が設けられている。好ましい形態では、図示されるように、戻り室１０は環状であり、作動室３を取り囲んでいる。この構成では、側壁３１の外側すなわち外面は、例えば図２に図示されるように、戻り室１０の一部を画定する。しかしながら、戻り室１０は、他の形態を採用してもよく、作動室３の一部のみを取り囲むものでもよく、一部が側壁によって画定されていなくともよく、或いは側壁から切り離されていてもよい。例えば、図示されていないが、戻り室を別容積とし、可撓性のものであるかないかにかかわらず導管によって作動室に流動可能に取り付けてもよい。

戻り室１０は、少なくとも第２端８の付近から、作動室４と流体連通している。図示される例では、２つの流体連通路、すなわち、第２端８に隣接し又は第２端８に向かう第１流体連通路１７、および第２端８と第１端５との間の第２流体連通路１８が設けられている。

図１に図示されるように、排出弁２の作用面２８は、戻り室１０に流体連結されている。例えば図２に示されるＯリング３４のような弁部材３７が、作用面２８の一部を形成する。図示される例では、排出弁２は環状であり、弁摺動軸線（この例では、装置の長さ方向軸線１５）に沿って摺動し付勢することができる。この場合における長さ方向軸線は、移動線と平行な軸線、すなわち作動負荷の摺動軸線である。図示されている実施形態では、長さ方向軸線は、作動室の中央の主軸線となることもある。作用面２８は、弁摺動軸線（この例では、長さ方向軸線１５）に対して垂直な表面をもつ面であり、圧力が作用して排出弁の弁摺動軸線の方向に合力が作り出される面である。言い換えると、作用面は、排出弁の弁摺動軸線と直交する平面に位置する面である。

しかしながら、他の形態では、排出弁２は、環状リングである必要はなく、記載されているような排出弁の機能を果たすように流体連結されているものであればよい。例えば、排出弁は、上述のように流体連結されて同じ機能を果たすものであればよく、主本体に物理的に流体連結されていなくともよく、スプール弁等を用いてもよい。

排出弁２は通常、図１に示されるスプリングのような付勢手段２９によって、閉鎖状態に付勢されている。図１のような閉鎖位置１１における排出弁２は、作動室３の側壁３１の出口３０を閉鎖する。かくして、この実施形態および他の実施形態において、作動室３からの出口すなわち排出部は、装置１の長さ方向軸線に対して直角に又はほぼ直角に或いは長さ方向軸線に対して少なくとも平行にではない状態で、側壁を貫通する。
図示される実施形態、そして好ましくは全ての実施形態では、排出弁２は、作動室３の側壁３１を通って排出を受け入れ、その排出は、好ましくは、排出ポート３２を介して装置１の側部から排出される。しかしながら、他の形態では、排出の出口は、装置の別の領域を通るようにしてもよく、少なくとも作動室の側壁から排出されるようにしてもよい。
しかしながら、排出弁２を、戻り室１０から作動される別の弁装置にしてもよい。例えば、図示していないが、排出弁を、別の環状ピストン弁、又は他の型式の弁、例えば、作動室３又は戻り室１０に対して平行に又は一定の角度で作用するスプール弁にしてもよい。同様に、戻り室が作動室の周りの環状室として図示されているが、上述のように、排出弁に連結された別容積のものとしてもよい。このような構成は、多くの理由、例えば、限定するわけではないが、構成がコンパクトである必要性がない、すなわちスペースの制限で妨げられる必要性がない場合に、望ましいものとなる。
排出弁２は、図２に図示されるような開放位置１２にあるとき、図１の排出弁２の位置と比較して左方に摺動し、作動室３から出口３０を経て排出弁ポート３３を通り排出ポート２に至る出口すなわち流路が、矢印で図示されるように提供される。好ましい形態では、排出ポート３２は、低圧であり、例えば、大気又は周囲環境１４に至る。図示されるような排出ポート３２は、装置１のハウジング３６に設けられた孔である。
場合によっては、作動負荷が準備位置に至る第１端５に移動し即ち戻ると、後面９と比較して前面７が低圧になることがあるが、これは、後面９に作用する圧力差によるものである。これは、作動負荷が高速で移動し、作動流体の動的作用により均圧化、又は緩速運転で生ずる漏れが回避される場合に特に該当する。

この圧力差は、作動負荷４が第１端５に移動するのに抵抗する。これは、作動負荷４が第１端５に戻ってくるとき、作動流体がそこで捕捉され、作動負荷４の移動によって圧縮されるからである。戻り室１０および前面７が通常は閉鎖容積であるので、第１端５のところの準備位置に至る戻りのコンシステンシー、少なくとも戻り速度が減じられ、作動負荷を完全に戻すことが回避されることさえある。

このような例では、図３（Ａ）～図３（Ｄ）に図示されるように、リード弁２４のような、一方向弁すなわち逆止弁２３を設けてもよい。リード弁は、図示されるように平らな横断面の弾性リングであり、それ自体の弾性性状によって、通常は室ポート３５を閉鎖するように外方に付勢されている。これにより、戻り室１０の外側、又は少なくとも前面７の背後を低圧にして、室ポート３５を通って戻り室１０および前面７を均圧にし、後面９に対する圧力の不均衡を均等にする。弁２４は、所望の圧力差で開放するように、調整され又は選定される。

少なくとも図２および図５に図示されるように、作動室３から戻り室に至る一方向弁１９が設けられている。この一方向弁は、作動負荷が図２および図５に図示されるように第２端８まで又は第２端８に向かって移動するときのように、作動負荷４の背後が残留圧力に曝されるときに開放する。残留圧力がある場合には、残留圧力は、作動室３から一方向弁１９を経て戻り室１０に通される。かくして、装置は、作動負荷が第２端に至るまで又は第２端に向かって移動して仕事を行った圧力を捕捉し利用して、作動負荷４を第１端５に戻すことができる。
完全に密封されたシステムでは、これは、理論的には発生することはない。しかしながら、実際には、例えば前面７の前でアンビルポート４５からエアブリードが生じた場合には、作動負荷が例えば密封漏れによって第２端に向かって第２端又は周囲環境又は大気などに至る他の場所に移動するので、これが発生することがある。望ましくない圧力不均衡が生じて作動負荷の戻りが損なわれる場合には、このような逆止弁２３が利用される。

一方向弁すなわち逆止弁２３が組み込まれた排出弁の別の変形例が、図４～図１１に図示されている。この変形例では、一方向弁は、排出弁２に組み入れられており、実質的に、一方向弁により戻り室１０内に再循環される。

図１～図３に図示された変形例の全体構成は保持されており、（（図４に付加されている）横断面線をもつ）排出弁２は、排出室２１を有し、図５、図６、図９および図１０に図示されるような開放位置１２に移動する。排出室２１は、
図９に図示されるように排出弁２の開放位置１２において、排出弁ポート３３を介して作動室３の側壁に設けられた出口３０と流体連結している。排出室２１には、漏れ路が設けられ、すなわち図９および図１０に図示されるような排出部３２への流量差がある。排出室２１における流出入量の差又は排出室２１からの漏れ路を調整して、付勢手段２９に打ち勝つのに十分な排出室２１内の圧力を作り出す。付勢手段２９のばね定数が非常に小さい場合には、経路差又は漏れ路は、全般的に十分な力に合うように小さくする必要があるだけである。
かくして、排出弁２が開放するように作動すると、後面９と作動室３との間で捕捉される作動流体は、作動負荷４が第１端５に戻るので、作動室３を排出することができる。

投与弁４８が作動すると、作動流体は投与室５２から作動室に排出されるが、次にこれらの変形例について、図８～図１１を参照して説明する。加圧された作動流体６を投与室５２から作動室３に放出して作動負荷４を駆動させる投与弁４８の作動は、図４～図１１、特に図８～図１１に示される通りであり、トリガー弁５０によって制御される。

装置は、ハンマー４６を駆動する高圧流体（例えば、作動流体６）を有している。ハンマー４６は、この場合においても長さ方向軸線１５と平行に直線的に摺動することができ、図８ではハンマー４６が左方に、図９ではハンマー４６が右方に移動している。

図９を参照すると、ハンマー４６に被駆動室４９があり、ハンマー４７の右側に放出室４７があることが分かる。２つの室は、ハンマーピストン５１によって分離されており、 ハンマーピストン５１は、２つの室を互いに実質的に密封して、作動流体が一方の室から他方の室に流れるのを阻止する。

被駆動室４９には、投与室５２からポート５７を介して装填される。ポート５７に代えて、絞り要素、すなわち、バフル又は投与室５２から被駆動室４９への流れを制限する絞り部材（例えば小さなドリル孔）を用いてもよい。

放出室４７には、投与室５２から、すなわち投与室５２からポート５８、トリガー弁５０を経て放出路５６に至る経路を介して、装填される。したがって、トリガー弁５０は、選択的に、放出室４７に負荷をかけたり放出させたりする。トリガー弁５０は、少なくとも内径と外径との間で流れを許容するスペーサ６１によって間隔を隔てられた、図示されるようなＯリングを有している。

ハンマー４６は、ハンマー４６に作用する平衡力によって、適所に保持される。この力の平衡は、スプリングを補助的に用いるかどうかにかかわらず、摩擦力も考慮に入れて、被駆動室４９および放出室４７の圧力又は面積を変えることによって得られる。
図８では、装置は、射出の準備ができている。投与室５２には、高圧流体が満たされて準備ができており、ケージスプリング５４に接続された投与室５２内のこの圧力は、投与弁を遮断し着座状態に保持する。

投与弁４８は通常、圧力又はスプリング力のこれらの組み合わせ又は専らいずれか一方によって、閉鎖状態に付勢されている。投与弁４８を閉鎖するのにスプリング力が使用されている場合には、このスプリング力は、スプリングケージ５３と呼ばれる包囲要素を介して、投与弁４８に伝達される。スプリングケージ５３は、一端でケージスプリング５４を捕捉しており、 ケージスプリング５４は、圧縮状態にあり、図９で見ると右方にケージスプリング５３を付勢している。
スプリングケージ５３は、投与弁４８の一部でもよく、投与弁４８と分離していてもよい。

スプリングケージ５３の対向端は、投与弁４８に係合している。この場合には、スプリングケージの下部が投与弁４８に係合してケージスプリング５３に付勢力を伝達し、投与弁４８を閉鎖状態に保持する。
スプリングケージ５３は図９で見て投与弁４８の左方に投与室５２内に延びており、正確な閉鎖力を提供し投与弁４８のための距離を移動するのに十分なスプリング長さを付与する。必要に応じて、この長さを調整して閉鎖力を変えてもよい。スプリングケージ５３は、投与室から投与弁を経て作動室に至る制約されない流れを許容するポーティング５５を特徴としている。

ハンマー４６は、トリガー室４７内の圧力を、放出路５６を介して、図８に示される作動流体６の大気圧又は周囲環境圧のような低圧になるように（例えば、トリガー弁５０、本例ではスプール弁によって）放出することによって、作動される。ユーザが、例えばトリガー又はトリガー弁５０を駆動させる他の手段を操作して、作動させてもよい。この場合には、トリガーは、トリガー弁５０を図９の左方に駆動させて、放出路５６を介してトリガー室４６を空にする。
トリガー室４７が排出されると、「射出」シーケンスが開始する。トリガー室４７が放出されると、被駆動室４９（より高い圧）とトリガー室４７（放出されて周囲圧又は大気圧のような低圧になる）との間に圧力差が生ずる。
すると、被駆動室４９からの圧力がハンマー４６を駆動させて投与弁４８に衝撃を与え、直ちに投与弁４８を開放して、投与室５２から作動流体６に負荷をかけ、作動室４に流入させて作動負荷４を駆動させる。これにより、効率性とパッケージングの両方の点において、工具の利用可能な性能について有益な影響が与えられる。

次いで、トリガー室４７と被駆動室４９との間の合力に等しい圧力に戻すことによって、ハンマー４６は、射出準備状態（投与弁４８）に戻される。

さらに、ハンマー４６を、スプリング（図示せず）によって投与弁４８に向かって少なくとも部分的に駆動させてもよく、或いは投与弁４８に当たらないようにスプリング（図示せず）がハンマー４６を戻すようにしてもよい。ハンマー４６が跳ね返るように、ハンマー４６と投与弁４８との間で弾性的なエネルギー交換を生じさせてもよい。

トリガー弁５０が右方に移動されると、放出弁４７は再び加圧され、ハンマー４６をストライク位置への準備状態に戻すように移動し、トリガーシステムが直ちにリセットされる。

高圧空気動力工具の頻度は、「安全」な方法を必要とする。本発明のトリガー５０は、後述するような「安全」なエネルギー解放機能と、上述のような単一の可動体又は弁組立体内に作動する「射出」機能の両方を備えており、一方向に移動して作動し、反対方向に移動して安全を達成する。

トリガー弁５０は、ダブルアクション式空気動力トリガーであり、例えばネイルガンのようなファスニングツールに使用されるときに装置を安全にするため、作動流体６を投与室５２からポート５８を介して低圧安全位置（例えば、図示されるような大気又は周囲環境１４）に（図８で見て右方に）押して排出させる。このようにして、高圧縮空気のような作動流体の「装填」が投与室５２から取り除かれ、投与弁４８が開放していても、作動負荷４を駆動させるようには装填されていない。
しかしながら、トリガー弁５０が（図９で見て）左方に引っ張られると、作動流体がトリガー室から放出されて、装置１を射出させる。トリガー弁５０には、左方への漏れ路が設けられており、図示されるようにトリガー弁５０に作用してトリガー弁の開放速度を増加させる。
図４の排出弁２について、戻り室１０にバフル２６およびバフルポート２７が図示されている。これらは、圧力が排出弁２の作用面２８に対して増大する割合を調整するのに使用される。動的負荷を受けて、バフル２６の第２端８の側の圧力は、流れ又は圧力が第１流体連結１７から到来するときにバフル２６のバフルポート２７による流路寸法の減少のため、バフルの第１端５の側の圧力よりも迅速に形成される。バフルポート２７が小さくなればなるほど、作用面２８への戻り流体４２の圧力の増加は緩慢になる。

この実施形態における排出弁２の作用面２８は、一部が弁部材３７（この場合には、Ｏリング３４）によって形成されている。しかしながら、弁部材３７は、例えば、限定するわけではないが、Ｘリング、リップシール、又は他の連続又は可変横断面の密封要素で密封と開封を行うことができる他の適当な密封構造体を用いてもよい。作動負荷が作動室を第２端８に向かって下方に移動することによって戻り流体が押されるため、戻り室１０における圧力差が大きいとき、作用面２８すなわち弁部材３７（この場合には、Ｏリング３４）に作用して、図８に示されるような室間ポート４０が開封される。そうすることで、付勢手段２９による戻り室１０と排出弁２にある圧力との間の力の差により、排出弁２は、開放位置１２に又は開放位置１２に向かって（すなわち、図面において左方に）移動し、図９で示されるような開放位置を占める。開放時に、排出弁２は、排出弁室面３９と排出弁２の下面５９との間および周囲ハウジング３６の表面との間に、上述のような排出室２１を形成する。排出室面３９とハウジング３６の対向面は、圧力が作用して排出弁２を開放位置１２に摺動させ、又は開放位置１２に保持することができる作用面を形成する。排出弁２の摺動方向と平行な面の垂線は、作用面を形成して排出弁２を作動させ、排出弁を開放位置に維持する。この場合には、これらの作用面は、排出弁２の摺動方向に対して明らかに直交している。しかしながら、他の形態では、作用面は、それほど明らかに整列していなくともよく、摺動方向（この場合には主要軸線１５であるが、他の方向でもよい）に対して直角な有効面を有するものでもよい。

排出弁２の作用面２８および排出弁室面３９の寸法は、戻り室１０の圧力が排出弁を開放させる圧力以下に減少した場合であっても、排出弁２が排出室２１の圧力により開放状態を維持するように調整される。排出室２１の圧力は、排出弁２1の開放を保持し、必要ならば、さらに開放させるように作用することができる。シール３８を前後および排出弁２の内径上と外径上に使用して、圧力に対する異なる寸法領域を形成し、このように形成された異なる寸法領域で排出弁２０を作動させることによって、調整を行ってもよい。調整を支援するため、シール３８の摩擦レベルを使用してもよい。

排出弁２は通常、付勢手段２９、この場合にはスプリングによって閉鎖状態に付勢されている。付勢手段は、排出弁２が必要に応じて装置のタイミングに合わせて開放し、開放状態を保持し、閉鎖するように、戻り室１０内で経験する圧力および排出室２１内で経験する圧力に基づいて選定される。

図示されるような排出弁２は、シール３８（この場合にはＯリング）によって、外周と内周が密封されているが、任意の適当なシール部材および材料を使用してよい。

装置１の射出時に、非常に加圧された作動流体６が、例えば投与弁４８の開放によって、第１端５から作動負荷４の後面９に供給される。これにより、図４において矢印で示されるように、作動室の第２端８に向かって作動負荷４が送られる。

この変形例における排出弁２もリング状であり、排出弁ポート３３を形成するため、内周から外周に少なくとも１個、好ましくは数個の貫通孔が設けられている。

排出弁２はまた、図９に示されるように、排出弁室面３９を有する。通常、作用面２８における圧力差が付勢手段２９に完全に打ち勝つのに十分でないとき、排出弁は閉鎖する。しかしながら、この圧力差および流体が排出室２１に流出入し、漏れ路によって制限され、排出室２１および排出弁室面３９に作用すると、圧力が増大し、排出弁２を開放位置１２に保持する。かくして、作動負荷４が第１端５のところに又は第１端５に向かう準備位置に移動すると、作動負荷４の後面９における圧力差により、排出し続ける。

作動負荷４が第１端５に向かって作動室３まで移動し続けると、戻り室１０の圧力は、作動負荷４の後面９における圧力を下回る。これは、排出弁２が閉鎖状態１１に向かって移動するかもしれないので、作動負荷４の行程の終わり、すなわち第１端５に向かっていることが明らかである可能性が非常に高い。この場合には、排気室３３、例えば大気又は周囲環境と戻り室１０との間の圧力差になるであろう。この場合には、弁部材３７は開放し、図１１の矢印で図示されるように、流体４２を室内ポート４０を介して戻り室１０に移動させる。これは、作動負荷４が準備位置に戻るのをさらに支援する。
弁部材３７の摩擦レベルを低下させるため、例えば、流体の流れによって移動されるときにのみ、Ｏリング３４又は他の適当な形状のシールが押し込まれ圧縮されて、圧力差又は流れがない状態で通路が静的に閉鎖され、弁部材３７は、シーリングを行わず、殆ど又は全く摩擦が生じない。
次に、作動の方法について説明する。

排出弁を含んだ図１～図３の実施形態は同じように作動し、図３（Ａ）～図３（Ｄ）では、室ポート３５およびリード弁２４のような逆止弁２３を使用して再循環が追加されている。図４～図１１は同じ原理で作動し、排出弁自体の内部に再循環が設けられている。各図面において、作動負荷４の矢印は、移動方向を図示したものである。

外部機構による動作時に、限定するわけではないがエアのようなガスである作動流体を加圧して、図１～図１１に図示されるように、作動室３における作動負荷４の後面９に供給する。作動負荷が作動流体６によって第２端８に向かって付勢されるので、作動負荷６の供給部分は、作動シリンダ３および作動負荷４によって形成される急速形成容積内で膨張する。作動負荷４が作動室３のエア又は同様な流体を下方に移動させるので、作動室は、前面７の前に押し下げられる。その結果、ここでは便宜的に戻り流体４２と名付けられた、この流体は、第１流体連結１７又は第２流体連結１８のいずれかを通って戻り室１０に入る。
この例において図示されるように作動負荷４が拘束されると、前面７と作動室３によって画成される容積は、閉鎖状態になる。しかしながら、作動負荷を射出しようとする場合には、原理は依然として適用され、作動負荷が作動室３を下に移動するので、ピストンの前に流体の圧力波がある。流体連結１７、１８の形状が異なる場合には、この戻り流体４２の少なくとも一部が補足される。

戻り流体が戻り室に入ると、戻り流体は、排出弁２の作用面２８に作用する。作用面２８に作用する戻り流体４２の圧力が付勢力に打ち勝つと、付勢手段２９によって通常は閉鎖状態に付勢されている排出弁２は、開放状態にされる。これは、図１～図１１に図示された変形例と同じである。

次いで、排出弁２は、開放状態１２に又は開放状態１２に向かって移動する。次いで、戻り室１０の容積内の高圧流体は作動室３に戻り、作動負荷４を作動室に押し戻すように作用し、作動負荷４を第２端８から第１端５に戻す。

今や作動負荷４は、作動室３を第１端５に向かって自由に移動し始めることができる。或いは、作動負荷４が第１端５に移動するにつれて、作動室３、後面９および第１端５によって画定される容積により、作動負荷４の移動に抵抗する圧力が蓄積され、排出弁は今や開放状態１２となり、圧力が低圧、例えば大気又は周囲環境１４に排出される流路が提供される。しかしながら、おそらく低圧も適当であろう。
上述の排出弁２では、図２、図５、図６、図９および図１０に図示されるように、低圧に至る流路が排出流体４１として提供される。排出流体が燃焼ガスではないことは明らかであり、この排出流体はまさに、高圧から膨張して作動室３の容積に流入し、作動負荷４に作用する作動流体６である。

図１および図２では、排出流体４１用のこの開放した排出路は、作動負荷４が第１端５の準備位置に戻るのに十分なものである。

しかしながら、ある状況では、戻り室１０に低圧が生じ、作動負荷４が第１位置５に完全に戻るのが妨げられるかもしれない。
この場合には、再循環を可能にする図３（Ａ）～図３（Ｄ）および図４～図１１の変形例が使用される。
図３（Ａ）～図３（Ｄ）において、作動室３、第２端８および前面7によって画定される戻り室１０の容積に低圧が生ずる場合には、リード弁２４として図示されるような、逆止弁２３を備えた室ポート３５が設けられる。逆止弁は、戻り室１０の（例えば、大気圧又は周囲環境１４のような）外部の設計圧力差で開放し、再循環させて後面９との圧力差を減少させ、作動負荷を第１端５に確実かつ完全に移動させる。
図４～図１１の変形例では、排出弁２を開放状態に保持する拡張能力が追加され、戻り室１０に再循環させる排出弁２が組み込まれている場合と同様な原理で作動する。
図４～図１１の変形例もまた、戻り室１０において戻り流体圧力４２が作用面２８に作用して開放状態１２になった排出弁２を有する。作用面２８の一部は、移動する弁部材３７によって画定されており、弁部材はこの場合にはＯリング３４であり、作用面２８を密封し、（後述するように）開封するように移動することができる。作用面２８の密封時に、Ｏリング３４もまた、排出弁２に圧力を提供し、排出弁２を開放位置１２に移動させ、或いは排出弁２を開放位置１２にとどまるように支援する。

排出弁２が開放位置１２に移動すると、排出弁２は、排出弁室面３９と排出室２１のハウジングの内部との間に画定される。開放位置１２では、作動流体は、出口３０、そして排出弁ポート３３を通って排出室２１内に、次いで絞りすなわち漏れ路を介して排出部３２に至るように通ることができる。排出室２１からの絞りすなわち漏れ路の流量は、排出室２１内への流量よりも少なく、したがって排出弁２を開放位置１２に保持するように支援する圧力が形成される。

側壁出口３０から排出室２１に、次いで排出室２１から排出部３２に至る流路を、例えば漏れ路、又は排出室への流出入量を異ならせる別の絞り部によって、絞り調整してもよい。このバフリング又は絞りにより、圧力を排出室２１で増大させ、バフリング又は絞りを緩慢に解放して、排出弁２の開放時間の調整を支援する。

作動負荷４は、その際、戻り流体４２の作用により、上述のように、作動室３を第１端５に移動させることができる。

排出弁２の開放時間を増加させるため、そして開閉のための別の調整手段を提供するため、排出室２１、特に排出弁室面３９およびその対向面に作用する圧力の増大は、戻り室の圧力が排出弁２を閉鎖１１させるように減少した後であっても、排出弁を開放状態に保持し続ける。これにより、排出弁の開放時間が増加し、したがって作動負荷４が第１端に確実に戻される能力を増大させる。

さらに、排出弁には、排出室２１と戻り室１０との間に、好ましくは排出部３２と戻り室１０との間に、室間ポート４０が設けられる。この室間ポート４０には、好ましい実施形態では、弁部材３７が設置されている。かくして、排出室２１又は排出部３２と戻り室１０との間に圧力差があるとき、弁部材３７は開放し、戻り室に再循環させて、図７および図１１に図示されるように戻り流体４２を効果的に作用させる。かくして、排出弁２が閉鎖されていても、作動負荷４を第１端５に確実に戻して、作動準備状態にさせる。ポート４０を介して、作動流体は作動室２１又は周囲環境のいずれかから戻り室に流入する。

排出弁を第１端に又は第１端に向かって移動させると、組み立てが容易になり、部品点数が減少する。さらに排出部を側部排出部とすると、第１端のところで長さ方向軸線１５と平行に延びる軸線方向ポートと比較して、複雑度が減少する。この結果、部品の減少、コストの低減、組み立てやメンテナンスの容易さを伴ったコンパクトな構造体が得られる。
本発明に関する以上の記載は、本発明の好ましい形態を包含している。本発明の範囲から逸脱することなしに、本発明に修正を施してもよい。

Claims (54)

1. 高圧作動流体で作動する排出弁を含む装置であって、
   少なくとも部分的に側壁によって画定された作動室を備え又は含み、作動室が、作動室の第１端に又は第１端に向かって作動負荷を保持し、作動流体を受け入れて作動負荷の後面に作用し、作動室の第１端の反対側の第２端に又は第２端に向かって作動負荷を駆動させ、
   第２端に向かって作動負荷を移動させることにより少なくとも一部発生する圧力によって、作動負荷の前面から流体を受け入れる戻り室と、
   戻り室に流体連結された排出弁とを備え又は含み、通常は閉鎖状態に付勢されている排出弁が、作動流体が作動室から出るのを阻止するが、戻り室からの高圧流体の受け入れ時に高圧流体によって開放し、作動流体を作動室から低圧位置に排出させ、作動流体が、作動室の側壁を通って排出弁に排出する装置において、
   第２端から第１端に移動するとき、作動負荷の後面に形成される圧力を除去し又は減少させる装置が設けられる装置。
2. 排出弁が、第１端と第２端との間に延びる長さ方向軸線に対して実質的に平行ではなく、長さ方向軸線に対して平行でない角度で作動流体を排出する、請求項１に記載された装置。
3. 作動室からの排出が、長さ方向軸線に対して直角に又はほぼ直角に行われる、請求項１又は２に記載された装置。
4. 排出弁が、低圧に排出される前に、側壁から排出弁を通る流路に沿って排出室を少なくとも部分的に画定する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された装置。
5. 正味の力が、閉鎖された付勢手段に打ち勝ち又は増大させるように排出弁に作用し、正味の力が、後面と流体連通する排出弁の第１の側および／又は前面と流体連通する排出弁の第２の側において、有効圧力面積又は圧力の変動のいずれかから生成される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載された装置。
6. 正味の力が時間によって変動する、請求項５に記載された装置。
7. 排出弁が長さ方向軸線に対して平行に摺動する、請求項２に従属する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載された装置。
8. 作動流体が作動室から排出室内に流れると、排出室の圧力が排出弁を開放状態に保持する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載された装置。
9. 作動室を排出室に連結する流体連結ポート又はこれらのポートの総和が、排出室を低圧に連結するポートの寸法又は流量と同じ寸法又は流量のものではなく、これにより排出室への流出入量が異なる、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載された装置。
10. 低圧が周囲環境である、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載された装置。
11. 低圧から戻り室に至る逆止弁が設けられている、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載された装置。
12. 排出弁の開放時に作動負荷の前面と作動負荷の後面との間で圧力の不均衡がある場合に、逆止弁が開放する、請求項１１に記載された装置。
13. 逆止弁が、排出室と戻り室との間、又は排出部と戻り室との間において、排出弁に配置されている、請求項１１又は１２に記載された装置。
14. 逆止弁が、Ｏリング、Ｘリング、リップシール、又は他の連続横断面又は可変横断面シール要素、又は戻り室から排出室への流れを阻止するが排出室から戻り室への流れを許容する可撓性又は不撓性の要素によって提供される、請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載された装置。
15. 逆止弁が、排出室内の圧力が戻り室内の圧力を超えるときに開放し、排出室内の圧力が再循環して作動負荷の前面に作用し、第１端に向かって駆動させるのを支援する、請求項１１から請求項１４のいずれか１項に記載された装置。
16. 戻り室が作動室の外部の周囲環境に配置される、請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載された装置。
17. 作動負荷が、ピストン又は類似物のような作動室内の拘束体であり、或いは射出物又は類似物のような作動室から発射される非拘束体であり、或いは作動室内で作動する圧力波である、請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載された装置。
18. 排出弁が第１端のところに又は第１端に向かって設けられる、請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載された装置。
19. 排出弁が長さ方向軸線に沿って移動することができる環状リングである、請求項２に従属する請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載された装置。
20. リングが作動室の外側に位置する、請求項１９に記載された装置。
21. 戻り室が、作動室から少なくとも一方の流体連結を経て高圧流体を受け入れる、請求項１から請求項２０のいずれか１項に記載された装置。
22. 少なくとも１つの流体連結のうち第１の流体連結が、作動室の第２端のところに又は第２端に向かって設けられる、請求項２１に記載された装置。
23. 少なくとも１つの流体連結のうち第２の流体連結が、第１端と第１流体連結との間に設けられる、請求項２１に記載された装置。
24. 第２流体連結が作動室から戻り室に至る一方向弁を含む、請求項２３に記載された装置。
25. 排出弁の作用面と作動室からの流体の受け入れ部との間で、戻り室内にバフルが設けられる、請求項１から請求項２４のいずれか１項に記載された装置。
26. バフルに少なくとも１個の孔が設けられ、バフルの反対側における圧力の発生と比較して作用面に向かう圧力の発生を遅くする、請求項２５に記載された装置。
27. 排出弁を圧力流体装置に提供する方法であって、
    作動室内において、作動室の第１端から作動室の反対側の第２端に又は第２端に向かって、作動負荷の後面に作用する高圧流体を使用して、作動負荷を駆動させる工程と、
    作動負荷が作動室の第２端に向かって移動することによって少なくとも部分的に形成される圧力を、作動負荷の前面から戻り室内に受け入れる工程と、
    排出弁を開放する工程とを備え又は含み、これにより戻り室内の圧力が排出弁の作用面に作用し、排出弁が、開放時に、後面にある作動室内の作動流体を作動室から低圧位置にさせ、作動流体が作動室の側壁から排出弁に流出し、
    第２端から第１端に又は第１端に向かって移動するとき、作動負荷の前の圧力を減少させる、
    方法。
28. 排出弁が、第１端と第２端との間に延びる長さ方向軸線に対して実質的に平行ではなく、長さ方向軸線に対して平行でない角度で作動流体を排出する、請求項２７に記載された方法。
29. 作動室からの排出が、長さ方向軸線に対して直角に又はほぼ直角に行われる、請求項２７又は２８に記載された方法。
30. 排出弁が、低圧に排出される前に、側壁から排出弁を通る流路に沿って排出室を少なくとも部分的に画定する、請求項２７から請求項２９のいずれか１項に記載された方法。
31. 排出室面と作用面の面積が相違しており、排出室の圧力に基づいて排出弁に力が付与される、請求項２７から請求項３０のいずれか１項に記載された方法。
32. 排出弁の前後および内径と外径を密封することによって、排出室面が少なくとも部分的に得られる、請求項３１に記載された方法。
33. 作動流体が作動室から排出室に流れ、これにより排出室の圧力が排出弁を開放状態に保持する、請求項２７から請求項３２のいずれか１項に記載された方法。
34. 作動室を排出室に連結する流体連結ポート又はこれらのポートの総和が、排出室を低圧に連結するポートの寸法又は流量と同じ寸法又は流量のものではなく、これにより排出室への流出入量が異なる、請求項２７から請求項３３のいずれか１項に記載された方法。
35. 低圧が周囲環境である、請求項２７から請求項３４のいずれか１項に記載された方法。
36. 低圧から戻り室に至る逆止弁が設けられている、請求項３４から請求項４２のいずれか１項に記載された方法。
37. 排出弁の開放時に作動負荷の前面と作動負荷の後面との間で圧力の不均衡がある場合に、逆止弁が開放する、請求項４３に記載された方法。
38. 逆止弁が、排出室と戻り室との間において排出弁に配置されている、請求項４３又は４４に記載された方法。
39. 逆止弁が、Ｏリング、Ｘリング、リップシール、又は他の連続横断面又は可変横断面シール要素、又は戻り室から排出室への流れを阻止するが排出室から戻り室への流れを許容する可撓性又は不撓性の要素によって提供される、請求項４３から請求項４５のいずれか１項に記載された方法。
40. 逆止弁が、排出室内の圧力が戻り室内の圧力を超えるときに開放し、排出室内の圧力が再循環して作動負荷の前面に作用し、第１端に向かって駆動させるのを支援する、請求項４３から請求項４６のいずれか１項に記載された方法。
41. 戻り室が作動室の外部の周囲環境に配置される、請求項３４から請求項４７のいずれか１項に記載された方法。
42. 作動負荷が、限定するわけではないがピストンのような作動室内の拘束体であり、或いは限定するわけではないが射出物のような作動室から発射される非拘束体であり、或いは作動室内で作動する圧力波である、請求項３４から請求項４８のいずれか１項に記載された方法。
43. 排出弁が第１端のところに又は第１端に向かって設けられる、請求項３４から請求項４９のいずれか１項に記載された方法。
44. 排出弁が、長さ方向軸線に沿って移動することができる環状リングである、請求項３４から請求項５０のいずれか１項に記載された方法。
45. 長さ方向軸線が作動室の主要軸線である、請求項３４から請求項５１のいずれか１項に記載された方法。
46. リングが作動室の外側に位置する、請求項５１に記載された方法。
47. 戻り室が、作動室から少なくとも一方の流体連結を経て高圧流体を受け入れる、請求項３４から請求項５３のいずれか１項に記載された方法。
48. 少なくとも１つの流体連結のうち第１の流体連結が、作動室の第２端のところに又は第２端に向かって設けられる、請求項５４に記載された方法。
49. 少なくとも１つの流体連結のうち第２の流体連結が、第１端と第１流体連結との間に設けられる、請求項５４に記載された方法。
50. 第２流体連結が、作動室から戻り室に至る一方向弁を含む、請求項５６に記載された方法。
51. 排出弁の作用面と作動室からの流体の受け入れ部との間で、戻り室内にバフルが設けられる、請求項３４から請求項５７のいずれか１項に記載された方法。
52. バフルに少なくとも１個の孔が設けられ、バフルの反対側における圧力の発生と比較して作用面に向かう圧力の発生を遅くする、方法。
53. 少なくとも１の添付図面を参照して本明細書に記載された排出弁を含む装置。
54. 少なくとも１の添付図面を参照して本明細書に記載された排出弁を圧力流体装置に提供する方法。

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