JPH02500680A - 複合スプール弁のアーマチアにエア・ギャップを形成する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 複合スプール弁のアーマチアに エア・ギャップを形成する装置 技術分野 本発明は、電気及び空気力によって作動される方式のスプール弁に係り、より詳 細には、これらの弁の適当な組立体を支援するための装置に関する。

背景技術 前記装置を直接開発するためのスプール弁を第１図に示す。このスプール弁は米 国特許出願節８９２，３０３号の対象となっているものであり、この装置は、完 全に組み上げた状態で本明細書に引用されて、本発明の部分を構成する。コア・ アッセンブリとコイルとを有するアーマチアによって電気及び機械的に駆動され るタイプの全てのスプール弁は、殆どの場合、構成部材の構造が類似している。

この弁は空気力で作動する方式であり、通常の場合にミサイルに使用されるから 、全く漏洩しないものにすることが非常に重要であり、このスプール弁が休止し ている状態の時には、このスプールの中心とスリーブ・ポートの中心とが適当に 一致しなければならない。さらに、このスプールのニニートラル位置、又はオフ の位置から移動する距離の総和が０．０７６２ないし０．１２７ミリメードル（ ０，００３ないし０．００５インチ）であり、応答時間が非常に重要であるから 、面タイプのアーマチアとコア組立体との間のエア・ギャップの精度を高くする ことが致命的といえるほどに重要である。

本発明は、この弁のスリーブポートに対するスプールの位置を、スプール弁が休 止状態の時のガスの漏洩を最少になるようにする装置を提供することを目的とし ている。さらに、本発明は、アーマチアの面がスプールの中心線に対して直角で あり、コアの面に平行である時に、アーマチアとコアの組立体との間に最適のエ ア・ギャップを形成し得るように調節することができる装置を提供することを目 的としている。

発明の開示 本発明は、前記目的を達成するために、ガスの供給源をガス流量測定装置と共に 前記弁の圧力入力ポートに接続するための第１の装置と、前記弁の第１のシリン ダポートと第２のシリンダポートとを並列に連結するための第２の装置とを有し 、前記弁本体部を支持する装置と；前記第１の装置をガス供給源に接続し、前記 ガス流量測定装置を用いてガスの流量を測定している間、前記弁本体部の内部に おける前記弁のスプールの移動及び固定を行う装置と；前記スプール上を摺動さ せて前記アーマチアと前記ソレノイドのコア組立体との間にエアーギャップを設 定している間、前記アーマチアを前記弁本体部から離れた位置に支持する装置と を有する構造であって：圧力入力ボートと第１シリンダボートと第２シリンダボ ートとを有する複合型のスプールタイプの弁のソレノイドのコア組立体に対して 弁本体部の孔のスプールを位置決めすると共にアーマチアのニア・ギャップを設 定する装置を提供するものである。

これを要約すれば、本発明の装置は、スプール弁を支持する留め具を設け、この 留め具を用いてスプール弁の第１のシリンダ・ポート及び第１のシリンダ・ポー トをガスの供給源に接続し、適当な装置を用いてガスの流量を測定することによ って、前記目的を達成することができる。この装置にはさらに、ガスの流量を測 定する時にスプール弁の本体部の中のスプールを移動させる装置と、前記スプー ルを任意の位置に固定する装置とが取り付けられる。さらに、アーマチアをスプ ールに支持する支持装置が設けられ、この支持装置を用いて、スプール弁を組み 立てる時に、アーマチアとソレノイドのコア組立体との間に、エア・ギャップを 高い精度で形成することができる。このソレノイドが組立体の精度を向上させる ための工具である場合には、このソレノイドは容易に取り外し得るものでなけれ ばならないことは勿論のことである。

図面の簡単な説明 第１図は本明細書において詳細に説明する装置の組立体の断面図、 第２図は図に示す基準線を基準として組み立てられる弁の外形を有する本発明の 詳細な説明図、第３図はアーマチアのエア・ギャップを設定するための装置の断 面図、 第４図はアーマチアの二面図である。

発明を実施するための最良の形態 本発明の装置に使用する弁１５を第１図に示す。この弁１５は空気力作動方式で あり、複合型である。この弁１５は弁本体部１６を有し、この弁本体部１６は摺 動型スプール１８をスリーブ１７の孔１９の中に支持している。スプール１８は １対のランド２０を有し、このランド２０は、スプール１８が中央の位置、すな わち閉じられる位置にある時に、この２つのランド２０が第１の荷重と第２の荷 重との間、すなわち第１のシリンダ・ボート２１と第２のシリンダ・ボート２２ との間で並ぶように、又はこの第１のシリンダ・ボート２１及び第２のシリンダ ・ボート２２を覆うことができるように配設されている。これらの装置を、環状 のリリーフ２４と、第１のシリンダの通路２５及び第２のシリンダの通路２６を 有する部材と共に図に示す。この図に示した装置は環状の０リングの溝２８を有 し、二〇〇リングの溝２８はこの図に示した装置をアクチュエータに固定するた めに使用されるものである。この外部に接続する部分は、勿論、設計の際に選択 すべき事項であり、この接続部分を螺合させる構造にすることが好ましい場合も あり得る。また、圧力ボート２９も環状のリリーフ２４を含んでおり、その通路 及び外部に接続する部分は図の紙面に対して回転した状態で示しである。これに 対して、圧力は、ボート２９へのリリーフ２４を通り、圧力ポート２９を通って 、チャンバ、すなわち孔１９とランド２０を用いて示しであるチャンバの中に入 る。また、外部への逃気を行うための接続部３０は防塵装置３３を含んでいる。

この防塵装置３３は逃気口３１に接続されており、前記逃気接続に塵埃が入るの を防止する作用を行っている。

ボート２１及びボート２２は実際には４つの長孔であり、この４つの長孔はスリ ーブ１７の孔１９の中で等間隔に配設されている。スプールのストロークは０． ０７６２ないし０．１２７ミリメードル（０，００３ないし０．００５インチ） であり、この値は長孔２１及び長孔２２の幅の約５パーセントであるから、この 対称形の長孔は、長孔の狭いほうの側部を通って流入する流れを絞り、長孔の広 いほうの側部を通って流圧する流れを絞る作用をすることができる。代表的な場 合には、このような４つの長孔は、それぞれスリーブ１７の中で２つのランド２ ０に対して対向するように位置決めされている。

アーマチア３２は面タイプのソレノイドであり、このアーマチア３２はスプール １８の離れた位置にある両端部に接続されている。このアーマチア３２は軸部分 ３４と面部分３５とから成り、この面部分３５は軸部分３４に直角であって、孔 ３６を含んでいる。この孔３６はアーマチアの重量を最少にするために設けられ ている孔である。アーマチア３２はスプール１８に適当な接着剤、例えばロック タイト（登録商標）６０９で固着されている。このロックタイト６０９は、ロッ クタイト社（アメリカ合衆国コネチカット州二二一イングトン、０６１１１）か ら入手することが可能である。円周の細い溝、すなわち円形の細い溝を形成する ように機械加工して、スプールの表面とアーマチアとを整合させ得る形状にする ことは好ましいことである。このような形状にすることによって、この組立体を 、アーマチア３２０面３５からスプール１８の遠いほうの端部３８を突出した構 造にすることができる。

コア組立体３９は螺旋形のコイル４０から成っており、このコイル４０はコアの 磁性材料で被覆されており、このコアの磁性材料は２つのジャケット、すなわち 内側のジャケット４１と外側のジャケット４２である。また、コア組立体３９は ギャップ４４を有する。コア組立体３９の一方の端部は弁本体部１６の内部に整 合して、端部キャップ４６によって支持されており、この端部キャップ４６は断 面形状が矩形であって、弁本体部をコア組立体にボルト（図示せず）で固定する 作用をしている。

また、アーマチア３２は、組立の際にエア・ギャップ４５．４５ａを２箇所に形 成するように配設される。このような構造にすることによって、磁束の経路を、 コアを横断し、エア・ギャップ４５．４５ａを経由してアーマチアを貫く形状に 形成することかでき、この経路を通る磁力に作用によって、コア組立体の初期の 牽引力を増大させることができる。端部キャップ４６はねじ孔４８を含んでおり 、このねじ孔４８は端部キャップ４６の縦軸線上に設けられている。さらに、こ の端部キャップ４６はフロースブールの中央の位置決めを行う停止具、すなわち センタリングストップ４９を含んでおり、このフロースブールのセンタリングス トップ４９は調節することができるものである。

フロースブールのセンタリングストップ４９はハウジング５０を有し、このハウ ジング５０は外面にねじ部を有し、このねじ部は端部キャップ４６のねじ孔４８ に整合している。ハウジング５０は貫通孔を有し、この貫通孔は一方の端部か細 くなっている形状であり、この細くなっている端部に肩部５１が設けられており 、また、その反対側の端部の内側にはねじ部が設けられている。また、ハウジン グ５０の内側にはタペット５２が設けられており、このタペット５２は肩部５１ とスプリング５５に係合している。さらに、栓５４はねじ部を有し、この栓５４ は長孔５３と端部５６とを有し、この端部５６１；は肩部が設けられている。こ の栓５４はスプリングと同軸であり、スプリング５５の初期荷重を調節すること ができるものであり、ケージ付きのスプリング組立体を形成している。また、フ ロースブールのセンタリングストップ４９は長孔５７を用いて調節することがで き、この調節によって、タペット５２をフロースプール１８の遠いほうの端部３ ８に対して位置決めすることができ、さらに、栓５４を調節することによって、 タペット５２１；作用する初期荷重を独立に調節することができる。このような 構造にすれば、いかなるタイプの加速環境においても、弁のコマンドがなくとも 、フロースブールのセンタリングストップのフロースブールを中央の位置に固定 し、この作用とベルヌイ力との協働によって、スプール止位置に戻す力を発生さ せ、これらのカによって、ソレノイドをドロップアウトさせる時にスプールを迅 速に中央の位置に戻し、許容誤差の精度を高めることを必要とすることなく、弁 の最終位置を容易に調節することができる。

高圧ガスの供給源は圧力ポート２９（細部は図示せず）に接続されており、これ に対して、第１のシリンダの通路２５及び第２のシリンダの通路２６は反対側の シリンダに接続されており、この反対側のシリンダは前記圧力ポートとバランス している。左側のソレノイドは通電された時に、図に示すように、フロースプー ル１８を左側に移動させて、フロースブールのセンタリングストップ４９の中の スプリング５５を圧縮する。スプール１８を移動させれば、高圧ガスをシリンダ １に流入させることか可能になり、これと同時に、高圧ガスを第２のシリンダボ ート２２から、逃気口３１を経由して、外部の逃気口３０に流出させることがで きる。この時に、この排出ガスがコア組立体３９を冷却することは、改めて説明 するまでもないことである。前記ソレノイドに対して通電を行わない時には、左 右の調節可能のフロースブールセンタリングストップ４９がフロースブールを再 び中央に戻し、フローポート２１．２２を覆って、ガスの流れを遮断する。スプ ール１８がどちらの方向に移動するにしても、その移動距離の総和が０．０７６ ２ないし０．１２７ミリメードル（０，００３ないし０．００５インチ）である から、スプリング５５０作用によって発生する中央に復帰させるだめの初期荷重 を基本的に一定に維持することができる。

スプール１８のニュートラルの位置、又は、オフポジションの位置から、１方向 に完全に移動するためのストロークが０．０７６２ないし０．１２７ミリメード ル（０，００３ないし０．００５インチ）に過ぎない距離であるから、アーマチ ア３２とコア組立体３９との間のエア・ギャップ４５を設定することは致命的と いえるほど非常に重要である。このエア・ギャップは百分の数十ミリメートル（ 十分の数十インチ）未満の範囲内に維持する必要があり、それと同時に、アーマ チア３２とコアの表面との間の振れを百分の数十ミリメートル（十分の数十イン チ）未満の範囲内に限定しなければならない。

これらの致命的な寸法を維持するためには、スプールスリーブの孔６５を作るた めに使用した装置を用いて、第２図に示す直径Ｃをセンタ・ポーリングする。こ のセンタ・ポーリングは、弁本体部の肩部の面Ａで、コア組立体の面４７の底部 をスプールの移動経路に対して直角にするように行う。

第２図に調節装置を示す。この調節装置は流量測定に基づいてスプールを中央位 置に固定するために使用するものである。この調節装置を使用する時には、弁本 体部１６を留め具の基部に取り付け、その後に、スプールのランド２０をトリム して弁本体部（第１図）のボート２１．２２に正確に整合させ、その後に、スプ ール１８を孔１９に挿入する。アーマチア３２をスプール１８の端部３８上で磁 性取付は部材６０と共に摺動させる。その後に、流量計を介して、低圧ガス供給 源を弁本体部１６の圧力ポート２９に接続し、ボート６３．６４をそれぞれ第１ のシリンダの通路２５、及び第２のシリンダの通路２６に並列に接続しく第１図 ）、マイクロメータ型調節装置６１の蝶ねじ６２を、ボート６３．６４に流入す るガスの流量が最少になるまで回転させることによってスプール１８を位置決め する。これによって、弁のニュートラルの位置、すなわちオフ・ポジションを位 置決めすることができ、この位置に、マイクロメータ型調節装置６１を用いて弁 のスプールを固定する。その後に、磁性取付は板６０を弁本体部１６に、留め具 ６６を用いて固定する。この留め具６６は磁性を有しているから、この磁性の作 用でアーマチア３２を磁性取付は部材６０の面Ｂに保持する。このようにすれば 、寸法Ｘ（第３図）を前記取付は部材に適当な許容誤差で精密に維持することが でき、コア組立体３９を磁性取付は部材６０の面りに取り付ける時に、エア・ギ ャップの寸法を自動的に前記寸法にすることができる。アーマチア３２をスプー ル１８に対して割り出す時には、スプール１８の離れているほうの端部３８とア ーマチア３２の内面とが交差する部分に、ロックタイト又はこれと同等の接着剤 を１滴加えて、このスプール１８の端部３８をアーマチア３２の内部に、「芯」 のような構造を維持できるように結合させる。この結合のための取付けをジグを 用いて行い、その後に、この組み合わせた部材を、ジグに取り付けたままの状態 で、摂氏６５．５６度（華氏１５０度）で２時間加熱して、接着剤をキニアさせ る。このような方法によって、アーマチアを、ソレノイドのストロークを有する フロースブールに対して、磁性取付は部材６０に示すような寸法Ｘに正確に設定 できるように、割付けすることができる。

本発明の装置は、具体的には、図に示した複合型弁と共に使用するために開発し たものである。通常の場合、面タイプのアーマチアを使用する複合スプール型制 御弁は全て類似しており、装置をこのような構造にするのが効果的である。図を 参照して説明した形態は例示的なものであって、本発明を限定するためのもので はない。この形態の実施例は、以上説明した本発明の特殊な形状、構造、又は構 造体を限定することを意図しているものではなく、本発明の範囲内で各種の改良 を施すことが可能なものである。

ＦＩＧ、　Ｉ ＦＩＧ、　２ ＦＩＧ、　４ 国際調査報告

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．ガスの供給源をガス流量測定装置と共に前記弁の圧力入力ポートに接続する ための第１の装置と、前記弁の第１のシリンダポートと第２のシリンダポートと を並列に連結するための第２の装置とを有し、前記弁本体部を支持する装置と； 前記第１の装置をガス供給源に接続し、前記ガス流量測定装置を用いてガスの流 量を測定している間、前記弁本体部の内部における前記弁のスプールの移動及び 固定を行う装置と； 前記スプール上を摺動させて前記アーマチアと前記ソレノイドのコア組立体との 間にエア・ギャップを設定している間、前記アーマチアを前足弁本体部から離れ た位置に支持する装置とを有する構造であって：圧力入力ポートと第１シリンダ ポートと第２シリンダポートとを有する複合型のスプールタイプの弁のソレノイ ドのコア組立体に対して弁本体部の孔のスプールを位置決めすると共にアーマチ アのエア・ギャップを設定する装置。
2. ２．前記弁本体部の中で前記弁のスプールを移動及び固定させる装置が、前記ス プールの反対側の端部に突き当てられるように並ぶマイクロメータ調節装置であ る請求の範囲第１項に記載の装置。
3. ３．前記弁を支持する装置が、前記弁の第１のシリンダポート及び第２のシリン ダポートから出るガス流を組み合わせて測定する装置を含んでいる請求の範囲第 １項に記載の装置。
4. ４．前記アーマチアを支持するための装置が磁力を有する取付け装置を備えてお り、前記取付け装置が前記弁本体部の孔に直角な面に位置決めされ、前記弁本体 部の孔に直角な面も前記コア組立体を取り付ける面であり、前記取付け装置が段 差のある面を有し、前記段差のある面が前記磁性アーマチアを支持し、前記段差 のある面が前記アーマチアの所要のストロークに正確に等しく、この構造によっ て、前記アーマチアを前記スプールに取り付けた後に、前記取付け装置を容易に 移動させることができる請求の範囲第１項に記載の装置。
5. ５．前記アーマチアを支持するための装置が：蝶ねじによって駆動されてそれぞ れ前記弁のスプールと並ぶと共に前記スプールをどちらの方向にも移動させて調 節することが可能であり、かつ、前記弁のニュートラルの位置、又は、オフ・ポ ジションを最適にするための前記第１のシリンダポートと第２のシリンダポート とにおけるガスの流量に応じて所要の位置に固定することができるマイクロメー タ調節装置と； 前記コア組立体を取り付けるための面を兼ねている前記弁本体部の孔に直角な面 を位置決めし、前記アーマチアを支持するために段差のある面を有し、前記段差 のある面が前記アーマチアの所要のストロークに正確に等しい取付け装置と； 前記アーマチアを前記取付け装置に取り付け、前記アーマチアを前記スプールに 直角に取り付けた後に、前記取付け装置を容易に取り外すことができる装置とを 有する請求の範囲第２項に記載の装置。