JPS59501957A - 流体圧ヒユ−ズバルブ組立体 - 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】 流体圧ヒユーズバルブ組立体 発明の背景： 本発明は、許容しうる圧力損失でもってシステムの最大流量を通過させ、予め定 めた最大流量を越える流れに応答して閉鎖するタイプの流体圧ヒユーズに関する 。

本発明による流体圧ヒユーズは、流量が徐々に増加して引金（トリガ）となる流 量に達した場合にも、そして、流体圧ヒユーズに関連する流体導管やシステムの 他の要素が故障して流量が急速に増加した場合にも、それに応答して閉じる。望 ましい性能を得るためには、液体粘度の変化や衝撃および振動のような外的影響 のせいでトリガ流量が低くなることによ！ｌｌ該トリガ流量がシステムの最大流 量以下になってはならなＧ）。トリガ流量の許容できる低下の程度は、トリガ流 量の平均値とシステムの最大流量との差の値に依存する。例を挙げていうと、ト リガ流量の平均値がシステムの最大流量の２０％増であるとすると、平均値から のトリガ流量の゛偏差はシステムの最大流量の２０％以下の匝でなければならな い。したがって、トリガ流量の平均値とシステムの最大流量との差を太きくし、 ｌた、粘性、衝撃および振動の影響を最小にした万が有利である。

関連する従来技術についていうと、ジャクノンＣＪａｃｋｓｏｎ）の米国特許ｇ 　３，７４１，２４１号では、バネによって開状態に偏倚され且つ閉鎖装置の前 後の圧力降２　持表ｑｓａ−５０１ｇｓ７（４） 下によって閉鎖されるように作動するシャット・オフ装置が利用されている。筐 た、チルマン（７’１ｌｒｎａｎ）の米国特許第３．４７６．１４１号およびウ ォーターマ準αｔｅ需αｎ）の米国特許第２，８２１．２０９号では、シャット ・オフ装置とともに一連の固定オリフィスを利用している。チルマンおよびウォ ーターマンのいづれの特許においても、固定オリフィスの前後の圧力降下は、シ ャット・オフ装置の前後の圧力降下をもたらす力とほぼ同じ大きさの力を生せし め、したがってこれらのヒユーズは、たとえ固定オリフィスが粘性に対して感応 しないようにされていても、ヒユーズとしては粘性に対して感応性の高いものと なってしまう。通常の液体作動における粘性変化は、１００以上のファクタでこ れらのヒユーズのシャット・オフ流量を変える。

発明の概要 本発明は、加圧流体を保持し且つ流体圧力によって弾性的に拡張される構成要素 を有するシステムに使用するためのバルブ組立体であって、該パルプ組立体の上 流における／ステムの構成要素の弾性的収縮および／または流体の減圧に起因し て流体の圧力が減小している間に作動して、バルブ組立体の下流に８けるシステ ムの構成要素の故障に基づくシステム内の流体圧力の急速な減小時に流体の流れ を阻止するような新規にして改良されたパルプ組立体を提供することを目的とす る。

本発明のもうひとつの目的は、バルブ組立体が使用される／ステムの最大出力流 量よシもたなシ上にトリガ流量すなわちスナップ作動流量がセットされ、流体の 急速に減圧された流れによっても、また、流体の流量が徐々に増加して予め定め たトリガ流量に達することによつｔも作動可能な新規にして改良されたバルブ組 立体すなわちヒユーズバルブを提供することにある。

本発明のもうひとつの目的は、粘性に対して不感応であシ、広い粘性の範囲にわ たってトリガ流量レベルの変化が最小であるヒユーズバルブを提供することにち る。

本発明のもうひとつの目的は、閉鎖移動の軸に沿い且つ流体の流れの方向に沿っ た外的衝撃に対して感応性の低イヒューズバルプを提供することにある。

不発明のもうひとつの目的は、大きな予負荷を加えられた大きなバネ率を有する 偏倚バネを適合させることができ、一方では可変オリフィスの前後の差圧がトリ ガ流量レベルにおいて比較的低いようなヒユーズバルブ組立体することにある。

本発明のもうひとつの目的は、低い差圧で大きな閉鎖作動力を生じきせることか でき、閉鎖作動ストロークに関するこの閉鎖作動力の変化率が、収束面の収束率 によって決められ、その結果、閉鎖部材の加速度が制御窟ｎることになるような ヒユーズバルブを提供することにある。

本発明のもうひとつの目的は、閉鎖部材が閉鎖時点の直前で大きな減速力を受け るようになされたヒユーズバルブを提供することにある。

本発明のもうひとつの目的は、閉鎖部材が、直径に対して長さの割合が短かい単 一のベアリングによって案内される一万で、加速されるような、ヒユーズバルブ を提供することにある。

本発明のもうひとつの目的は、閉鎖部材が着座において制限された自由形式の整 合を与えられるようなヒユーズバルブを提供することにある。

本発明のもうひとつの目的は、外部で調節可能なバイパスを備えたヒユーズバル ブを提供することにある。

本発明のもうひとつの目的は、内圧ピーク値限界制御機能を有するヒユーズバル ブ組立体を提供することにある。

本発明のもうひとつの目的は、ヒユーズバルブが開位置にあるときにバルブを閉 鎖位置の方へと付勢する力を発生させる一対の部分を有するヒユーズバルブを提 供することにある。

本発明の上述した目的２よひその地の目的、ならびに本発明のもたらす利益は、 流体圧／ステムに使用される新規なヒユーズバルブであって、拉かい間隔の液体 減圧流れによって完全に閉鎖されるようトリガ作動され、トリガ流量謳がシステ ムの最大流量よりも実質的に上であるようなヒューズバノにブによって達成され る。ヒユーズバルブは、鋭どいエランを有する２つのディスクを備えている。こ れらのディスクは円錐形の封止面によって互いに分離されており、該封止面は、 ２つの環状の粘性不感応性のオリフィスを形成している、該オリフィスは、ヒユ ーズバルブの孔の収束回転面に関して直列に配列されている。円錐形封止面が、 収束面を介して達成されるように、トリガ点を通過してその加速度を厳密に制御 されることにより、閉鎖時間は非常に短かくて済み、閉鎖時間中にヒユーズバル ブの下流側へと流れる液体の量は最小とされる。円錐形封止面が着座する直前に 、該封止面は急速に且つ非常に制御された状態で減速される。円錐形封止面整合 用のガイドは、液体圧力によって円錐面を円形エツジ上に着座せしめ、円錐面は 全周にわたって封止接触することになる。ヒユーズバルブは調節可能なバイパス と内圧ピーク値限界制御賊能とを備えている。

図面の説明： 本発明の付加的な目的は、添付図面に示し、また後述される望ましい実施例を参 照することにより明らかとなろう。

第１図は本発明の特徴全具現化した流体ヒユーズの長手方向断面図であり、可動 要素は開位置および閉鎖位置の双方について示しである。

第２図は第１図の１−１断面図である。

第３図は巣１図の面内における拡大断片長手方向断面・図であり、オリアイスの 上流におけるヒユーズの幾何学的に画定された流れ領域を示している。

第・１図は第１図の面内における拡大断片長手方向断面図でアシ、オリスイスの 下流におけるヒユーズの幾何学的に画定された流れ領域を示している。

第５α図ないし第５Ｃ図は第１図の面内における断片長手方向断面図であり、可 動要素が、第１図に示した全開位置と全閉位置との間における３つの位置にある 状態を、それぞれが表わしている。

第６図は、内部にオーバーブレツ／ヤー・リリーフバルブを備えた第１図のもの と同じシャフトの拡大長手方向断面図である。

第７図は第６図における２−２矢視図である。

第８図は第６図における３−３断面図である。

纂９図は、流体の流量が徐々に増加してトリガ流量になることにより生ずる、作 動ストローク中の流体ヒユーズにおけるバルブの位置と、バルブに加わる流体圧 およびバネの力との関係を示すグラフである。

第１０図は、流体ヒユーズにおけるバルブ部材のすぐ上流の流体圧力の大きさと 、以前はスタティックであったシステムにおける流体の減圧時に開位置から閉鎖 位置へとバルブ部材を動かすのに必要な時間の長さの関数としてのバルブ部材の 移動速度とを示すグラフである。

第１１図は、作動ストローク中の流体ヒユーズのバルブの位置と、以前はスタテ ィックであったシステムにおける流体の減圧時にバルブに加わる閉鎖力およびバ ネ力の太き舌との関係を示すグラフである。

発明の詳細な説明： 第１図には本発明により構成された迅速作動バルブ組立体すなわち体流ヒユーズ が示でれている。バルブ組立体はハウジング１０を含み、該ハウジング１０は、 入口孔１１、伝達孔１２、スロット付壁１３、スペース孔１４、円錐孔１５、オ リフィス開孔１６、壁１７、円錐孔１８、出口孔１９、および放出孔２０を有し ている。

第２図に示すように、スロット付壁１３は互いに区分けされた開口２１αないし ２１ｄを有している。開口２１αないし２１ｄは、ガイドベアリング２３を支持 するアーム２２ｃＬないし２２ｄ間に形成されている。

バルブ部材Ｖは・・ウジフグ１０内に設けられている。

バルブ部材Ｖはバルブステムすなわちシャフト２４を有している。７ヤフト２４ はガイドベアリング２３のランニングクリアランスに適合している。バルブ部材 Ｖはまた、円筒形カラー（鍔）２５、シャット・オフ円錐体２６および先端円柱 体２７を備えている。これらはシャフト２４と一体に形成されている。シャフト ２４はバネスリーブ２８２よびバネキャップ２９を通って上流へ延び、ネジ付円 柱ｔ＊３０で終端している。バネ３１はスリーブ２８のフランジ３２およびキャ ンプ２９によってシセフト２４と同軸に保持されており、円柱体３０に係合する ナツト３３によって押えられている。ベアリング２３の孔は、円錐形の除去部３ ４によって、壁１３の厚きより灼刀、＜　Ｚ：ｒ−ａ、ｎている。シャフトのカ ラー２５は円錐体２６の基部を形成する壁３５に接合されている。

壁３５と円錐体２６との円形状交差領域は、第３図に示すように、円錐形孔１５ と協働して、大きさが可変のオリフィス３６を形成する。オリフィス３６の流れ 領域は、孔１５に対して垂直であり且つ孔１５から円錐体２６と壁３５との交差 部によって画成された円形エツジまで延びている円錐面の領域である。破線は円 錐面を画成する領域の線要素を示す。

同様に、第４図に示すように、オリフィス３８の領域は、孔１８に対して垂直で あり且つ孔１８から円柱体２７と円錐斜面３７との円形の交差部まで延びている 円錐面の領域である。破線は円錐面を画成する領域の線要素を聚わす。このよう に画成されたオリフィス領域は、円形エツジと円錐形孔との間の最小流れ領域で ある。

ヒユーズが第１図の上半分に示したような開状態にあるとき、流体は矢印で示す ごとく、・・ウジング１０の上流側のシステム構成要素から孔１１．１２を通り 、壁１３内の開口２１αないし２１ｄおよびスペース孔１４を通ってオリフィス ３６まで自由に流れる。オリフィス３６による流れ抵抗のため、流れは孔１６内 に入るときに減圧される。円錐体２６および孔１５の表面は、オリフィス３６か ら孔１６内へと一様に拡張する流路を与える。したがって開状態ではオリフィス ３６からオリフィス３８までは実質的に損失のない流れが与えられる。オリフィ ス３８による流れ抵抗のため、流れは孔１９内に入るときに減圧される。孔１９ は、ハウジング１０の下流側のシステム構成要素と流体連通するよう連結されて いる。

壁３５と円錐体２６との交差部によって形成された円形エツジと、円柱体２７と 円錐体３７との交差部によって形成された円形エツジとは、比較的鋭どく、した がってオリフィス３６および３８は粘性に対して不感応である。また、トリガ流 量すなわちパルプＶが閉鎖位置へとスナップ作動するときの流量の粘性不感は性 は、オリスイス３６の面積に対するオリフィス３８の面積の開状態における比率 には無関係である。オリフィス３６の前後の圧力降下分は円錐体２６の基部全体 の領域と等しい面積の領域に作用し、オリフィス３８０前後の圧力降下分は円柱 体２７の端面の領域と等しい面積の領域に作用することは、数学的に明らかにす ることができる。閉鎖力は、オリスイス３６およびオリフィス３８の前後の圧力 降下により生じた力を合せたものである。バネ３１によって与えられねばならな い偏倚力は、トリガ流量における２つのオリフィス圧力降下によって生じた力の 合計に等しい。第１図に示すように、円錐体２６の基部の面積は円柱体２７の端 面の面積よりも実質的に大きい。したがって、オリフィス３６０前後の圧力降下 は偏倚負荷に加勢する。さらに、円錐体２６の基部が広い面積を有することによ り、比較的低い圧力降下を伴いつつ大きな偏倚負荷を利用することができる。

バネ３１に加わる最大負荷は、偏倚力と圧縮力とを足したものである。圧縮負荷 は、開位置から閉位置までのシャフト２４０ストロークとバネ３１のバネ率との 積である。ストロークは、壁１７と円錐形孔１８とを円錐体２６の方へ移動させ ることにより短かくすることができるが、このような変化は同時にオリフィス３ ８の面積を減小させることになシ、丑た、偏倚力を増加させることになる。予め 定められた諸条件のもとでは、この反作用効果は最大パイ・負荷を減小させるが 増大させることになる。バネ率がある与えられた値であり、幾何学的諸条件が決 められているとすると、最大バネ負荷に対するオリスイス３８の与える影響が最 小となるような、オリフィス３８の開位置における面積というものが数学的にめ られる。このオリフィスの大きさから決する偏倚力は、可能なかきり大きなトリ ガ流量を生せしめ、与えられた幾何学的諸条件のもとで得られる最大システム流 量での最大トリガ衝撃抵抗を生む。

大きな負荷には大きなバネ率が必要であるというのがバネの特性である。この特 性のため、従来の非トリガ形式のヒユーズにおいて大きな偏倚負荷を利用するこ とは非常に難かしかった。本発明によるヒユーズは、負のバネ率効果を生じさせ るよう、オリフィス面積を閉鎖方向への移動とともに減じることにより流体の閉 鎖力を増大させることによって、トリガ作動させる。負のバネ率効果によってバ ルブ部材Ｖを急速にスナップ作動させて閉じるところのトリガ作動は、流体ヒユ ーズ内で物理的に１ 認識しうる大きなバネ偏倚負荷を伴う。必要とされるのは、１扁倚バネ率を、流 体圧の負のバネ率よりも小さくすることだけである。我々の研究によれば、負の バネ率は、特徴的に且つ実質的に、現在の冶金学が適用可能なワイヤスプリング において許容する値よシも太きい。偏倚バネ力を大きくすることにより、軸方向 衝撃に対する閉鎖方向の抵抗は大きくなり、ぼた、バネ率を大きくすることによ り、通常の作動状態で生じる振動数帯域での共振は防止される。

蕗１図かられかるように、開状態において、バネ力はスリーブ２８の基部とカラ ー２５とを壁１３の両側に挾持する。この挾持作用によりシャフト２４は壁１３ に垂厘に保持され、同時に孔２３はシャフト２４を下流側の孔と同軸となるよう に保持する。トリガ流量に達すると、カラー２５は壁１３から離れるように移動 する。この状態において、／ヤフトハ孔２３の軸に関して自由に回動できる。こ の劾きは孔２３が隙間を有していることおよび短かいことにより許容される。ス リーブのフランジ３７は符号３９で示すように背面を除去さｉｚで小径とさ、ｉ ｔでいる。これにより、シャフトの角度方向たわみに対するスリーブの抵抗は減 じられる。一時的な閉鎖の間、円錐体および孔の対象性により、スリーブ２８の 角度方向抵抗に打勝つのに充分な横方向力の発生は妨げられる。

Ｈ座の際に生じる横方向力はこの抵抗に容易に打勝つ。

円錐体２６の円ｇ角は孔１８の円錐角よりも太きい。こ２ の理由により、円錐体２６は壁１７と円錐形孔１８との円形交差部上に着座する 。もし、シャフト２４と孔２３との間のランニングクリアランスのために、ぼた は下流側の孔に対して孔２３がわづかに偏心しているために、円柱体２７の斜面 ３７が円錐形孔１８の５！を打つとしても、シャフトが回動自在なので、円柱体 ２７は滑動して孔１９内に入りこむことができる。第１図および第５Ｃ図に示す ように、着座の直前および後において、／ギフト２４は、２つの軸方向に互いに 間隔をあけた孔２３および１９と係合することによって軸整合を保持される。

シャフトと孔との間に間隙があることおよび軸方向の係合部が短かいことにより 、円錐体２６は圧力によって横方向および軸まわり回転方向に移動して全周が着 座することができる。

閉じ方向への移動によるオリスイス領域の減少による液圧閉じ力の増加割合がそ の移動によるノくネカの増加よりも太きいためヒユーズが作動し、すなわちばち んと閉じられる。このトリガ作用は加速のみをもたらし遮断時のガ壊的衝撃をも たらす恐れかある。本発明のヒユーズがａ断時の破壊的衝撃を防止Ｔるための高 い減速をもたらす方法は第５α図乃至ｆｇＳｃ図を参り、して説明きれる。

＄５α図において、円錐体および円柱体アセンブリは概ねストローク半ばにある 。トリガ作用のこの点においては加速は高速度を生じさせる。オリフィス３６お よびオリフィス３８０間に形成される室中の流れ成分は　流れｌ３ はオリフィス３６を通って流入し、流れは円錐体２６により吸引きれそして流れ はオリフィス３８を通って出ていく。オリフィス３６旧よび３７は依然比較的大 きいのでオリフィス３８を出ていく流れはオリフィス３６を通って流入する流れ と円錐体２６により吸入される流れとの合計である。この流れの分配により２つ のオリフィス間の圧力が上昇される。圧力上昇はオリフィス３６からの流入量を 減少させてオリフィス３８〃・らの流出量を増大させ、また圧力の上昇は加速を 減少させる。第５ｂ図に示された位置にてオリフィス３８はほとんどそのすきま 領域に低減され、−万オリフイス３６の領域は十分そのすきま領域以上である。

この場合オリフィス３８の高い抵抗が円錐体２６によシ吸引された流れをオリフ ィス３６全通して排出きせる。この光れの逆転によりオリフィス間の圧力がオリ フィス３６よシ上流の圧力よりも高くされ、そして減速が生じる。ｉ５Ｃ図に示 でれる位置にてはヒユーズは遮断状態にほぼ近い。オリフィス３８のすきまおよ び径はかなシ小さいためオリフィス３８の抵抗はオリフィス３６よりもかなり高 い。流れはほとんどオリフィス３８から流出せず円錐体２６により吸引された泥 れの実質的に全てがオリフィス３６を通って後方へと通過する。円錐体２６に作 用する圧力はオリスイス３６の上流の圧力よりもかなり高く、そのためたいへん 高い減速が生ずる。第１図下半分に示された閉じ状態において衝撃速度は閉じ瞬 間に達成されるピーク速度に比ぺわずかでしかない。当業者にとっては急停止作 用の程度はオリフィス３６および３８の最小領域ゾーンにおける移動長さの変化 により変化しうろことが明らかであろう。第５ａ図乃至第５Ｃ図からさらにシャ フト２４の移動期間中シャフトは孔２３のみによって半径方向に拘束されること が分る。かくして、わずかな不整合があってもシャフト２４は拘束されない。

流体フユーズが開位置にあるとき、円錐体２６（＊３図）および壁３５の交差箇 所に形成された鋭い縁は収束面すなわち円錐状内径１５の太径端部と協働して第 １の可変寸法オリフィス３６を形成する。円筒状表面２７（第４図）および円錐 状光面３７の間の交差箇所は収束面すなわち円錐面１８の太径端部と協働して第 ２の可変寸法オリフィス３８を形成する第２の鋭い縁を形成する。

バルブが開位置の時（第１図の上側に示す）、オリフィス３６および３８を横切 っての圧力低下はこの圧力低下に比例したバルブへの閉じ力をもたらす。バルブ が開位置でのオリフィス３６および３８を横切っての閉じ力はバルブが比収的短 い作動ストロークと強い偏倚バネ３１を有することを可能とする。

第１図を参照すると手動バイパス制御スクリュ４０は六角頭部４１および溝４３ とＱ　ＩＪソング４を内部に有するＯリング円柱体４２を有する。一体ねじ４５ および円錐状軸４６が円柱体４５から同軸に延伸する。円柱体４２およびねじ４ ５がハウジング１０の内部でそれぞれ５ 孔４７および４８と組み合わされる。・・ウジング１０の内部の軸室４９が円錐 状遷移部分５１を介して同軸通路５０と結合する。軸４６の円錐部５２は円錐状 遷移部分５１と組み合さる。通路５０は通路５３を介して孔１６と連通する。畑 室４９は通路５４および５５を介して孔１９と連通ずる。もし遮断が生じてライ ンが交換もしくは修理されると、とられれた圧力が円錐体２６を遮断位置に保持 し、ヒユーズは円錐体５２をシートから後退させることによシ開状態に再セット されうる。次に流れは円錐体２６および孔１６の間のすきまを通じて通過し、通 路５４および５５を通じて下流ラインへ流れる。円錐体２６および孔１６の間の すきま領域は径が大きいため比較的大きく、そのため流量は目的に対し十分でる ることに注目すべきである。第１図に示されたバイパスバルブの構成は単に代表 例である。本発明の意図された範囲から逸脱することなくこのバイパス方法の多 くの機械的変更が可能である。

男６図乃至第８図を参照すると、シャフト２４は過大圧すＩＪ−７バルブを収容 するため孔を設けられている。

５６と連通ずる。バルブガイド孔５８はシャフト２４の下流側端部からオリフィ ス５６へ延伸する。バルブピストン５９は筒状体６０および円錐体６１を有し、 孔５８と摺動可能に組み合される。バネ６２はピストン５９のボタン６３により 同軸に保持され、また反対側端部にお６ いては保持ねじ６５のボタン６４によシ同細に保持される。保持ねじ６５は筒状 体６６を有し孔５８内側のねじと組み合される。円錐体６１のオリフィス５７に より露出された領域に作用している圧力がバネ６２の偏倚力よりも大きな力を生 じさせるとピストン５９は下流方向へ移動し、円錐体６１をオリフィス５７の封 止位置から離脱させる。オリフィス５７からの流れは筒状体６０を貫通して通過 し、さらに孔５８内部のバネ６２の外側を通過する。保持ねじ６５の筒状体６６ を貫通して排出がなされる。筒状体６０を貫通しての流れがバネ６２をさらに圧 縮させ、これによりバネを密着高はへと変位させる。

この構成においてはバネのコイルを貫通しての訛れ通路は使用されず、またこの 理由によシバネは影響なく完全に閉じることができる。

本発明に従って構成された流体ヒユーズは多くの異なった／ステムにて使用され 、また多くの異なった作動条件の下で作動されうる力瓢　この流体ヒユーズは下 記の時点で作動する、即ち：（１）　ヒユーズを貫通して流れる液体流量が次第 に増加してトリガー流量になった時、または（２）　ヒユーズが関係している／ ステムの導管あるいは他の構成部品の破損により液体流量の突然の増加があった とき。いずれの場合も、バルブ部材は第１図の上側に示された開位置から第１図 の下側に示された閉位置へ迅速に移動する。

バルブ部材が、ヒユーズを介して流体が流れる開き位ｌ７ 置にあるとき、バルブ部材は、流体圧力と共にバネ３１の偏倚力に抗して開き位 置から閉じ位置に偏倚され、その流体圧力の大きさは二つのオリスイス３６と３ ８とを横切る圧力降下の大きさの関数である。このように、バルブ部材が開き位 置にあるときオリフィス３６を横切って圧力降下が存在する。この圧力降下はバ ルブ部材に流体の力を加えてバルブ部材を閉じ位置に向って偏倚する。

加えて、オリフィス３８を横切って圧力降下が存在する。

オリフィス３８を横切る圧力降下の効果はバルブ部材が開き位置にあるときバル ブ部材に加えられる流体圧の力を増加する。

二つのオリフィス３６および３８を横切る圧力降下によシ、バルブ部材は、バル ブ部材が開き位置にあって流体が流れている間、バネの力に抗して閉じ位置に向 って偏倚される。この流体の力は、トリガ流量に至ったときバルブ部材が開き位 置から閉じ位置に急速に動けるようにしている。流体の流量が徐々にトリガ流量 まで増加すると、バルブ部材を閉じ位置に偏倚している流体圧の力は、その力が バルブ部材を開き位置に偏倚しているバネの力とちょうど等しくなるまで、徐々 に増加する。流体の力のそれ以上の増加は、バルブ部材に加えられる流体圧の力 の影響の下でバルブ部材を開き位置から閉じ位置にトリガ作動又はスナップ作動 させることになる。

円錐形ヘッド２６のシャープエツジ部分と収束面１５との相互作用によシかつ円 柱体２７の７ヤ一プエツジ部分と収束面１８との間の相互作用によシ、所定のト リガ流量においてバルブ部材に加えられる流体圧の力は、バルブ部材が開き位置 から離れるとき第９図に曲線７０で示される非線形の方法で、急激に増加する。

この増加する流体圧の力はバルブ部材を開じ位置に向って加速し、ヒユーズ組立 体を急速に動作させる。偏倚バネ３１によってバルブ部材に開き方向に加えられ る力は、第９図に曲線７２によって示される線形の方法で増加する。

開き位置から閉じ位置へのバルブ部材のストロークの初期の位置の間、バルブ部 材のヘッドのシャープエツジと収束面１５および１８との間の相互の作用は、バ ルブ部材に対する流体圧の力を、バルブ部材の動作を増加させる割合で、増加さ せる。これによシ閉じ方向への流体圧の力（グ、バルブ部材のストロークの初期 の位置の間、開き方向へのばねの力よりも急激に増加する。このように、バルブ 部材のストロークの初期位置の間、開き位置から離れるバルブ部材の運動の各々 の増加に対し、バルブ部材に加えられる流体圧の力がバルブ部材に加えられるバ ネの力を越える量は、バルブ部材が開き位置から更に動くように増加する割合で 、増加する。これは、流体ヒユーズを通る流体の流量がトリガ流量をわずかに超 過する流量まで徐々に増加されても起る。

バルブ部材が閉じ位置に向う経路のほぼ２動いた後、バルブ部材は収束面１８０ 大径端の円形コーナ七係合するので、バルブ部材の変形を減少するように減速さ れる。

９ バルブ部材の減速は、Ｍ５Ａ、５Ｂおよび５Ｃ図に関連して前述した方法で二つ のオリフィス３６と３８との間の圧力の上昇による。

二つのオリフィスの間の流体圧の力の上昇はバルブ部材の合計の又は正味の流体 圧の力を、第９図で曲線７０によって示される方法で、ストロークの最終位置の 間増加はせる。偏倚バネは圧縮され続けるので、バルブ部材に対するバネの力は 流体圧の力が減少する間も増加する。

これによりバルブ部材はストロークの最終位置の間に急速に減速する。

バルブ部材の大きな作動ストロークの間、円錐状バルブ表面２６および端面３５ におけるシャープな円形エツジは円錐状・・ウジンダ面１５０半径方向内方に配 置されている。同様にバルブ部材３７の大きな作動ストロークの間、円錐状ベベ ル３７および先端円柱体におけるシャープな円形エツジは円錐状−・ウジング面 １８の半径方向内側に配置されている。それ故に、バルブ部材の大きな作動スト ロークの間、オリフィス３６および３８は、シャープな円形バルブエツジが円錐 状・・ウジング面１５および１８の大径端部に隣接するその開き位置から円錐状 ハウジング面の小径端部に隣接するその閉じ位置に動くとき、大きさが減少する 。

開き状態から閉じ状態への第１図の流体ヒユーズの前述の動作に、トリガ流量を 超過する流量への流体ヒユーズを介する流量の漸次の増加に応答する流体ヒユー ズの０ 動作に関係する。しかしながら、流体ヒユーズは、流体ヒユーズの下流側の流体 導管又は他の構成要素が破損して流量が急激に増加するような環境の下で重要な 保護を与えることが証明される。システムの構成要素の破損に先だって、ホース 、金属チューブおよび（又は）取付は具のようなシステムの構成要素の全ては、 これらの要素内に入っている流体の圧力によって弾力的に拡げられる。

更に重要なことには、ガスであろうと液体であろうと構成要素内の液体は圧縮さ れる。

異なる二つの環境の下でヒユーズ組立体の下流側における構成要素の突然の破損 があシ得る。このように、構造上の破損は、（１）破損の直前にシステムを介し て流体の流れがないとき、（２）破損の直前にシステムを介して液体の通常の作 動流がないときに起る。どちらの環境の下でもヒユーズ組立体の下流のシステム の構成要素の破損があると、ヒユーズ組立体の下流のシステムの構成要素内の流 体圧は、急激に減少される。これにより流体ヒユーズを横切る圧力降下は急激に 減少する。流体ヒユーズを横切る増加でれた圧力降下によシ流体ヒユーズを通す 流体の流れは急激に増加する。液体の流れの増加は、流体ヒユーズの上流側のシ ステムの構成要素内に収容された液体の膨張および流体ヒユーズの上流のシステ ムの構成要素の弾性構造による。

流体の膨張と系統の構造要素の弾性的収縮との結合は、ここで減圧流体流と称す るものを招来する。すなわち、２１ ヒユーズから下流の系統の要素の一つが突然破損する前は、例えばホース、金属 管及び／或は取付は片のような、系統の全構造要素が該要素中に含まれる流体の 圧力によって弾性的に膨張せしめられる。さらに重要なことには、系統の全構造 要素中における流体が、流体圧力によって圧縮される。ヒユーズ集合体の下流に ある。系統の全構造要素の一つが破損した時には、系統中の流体は突然膨張して 系統の諸要素が突然収縮し、その結果、減圧流体流が生じて流量が非常に大きく なる。勿論、この減圧流体流を生じている間の比較的大きい流量は、系統中の流 体の減圧及び系統の構造要素の弾性的収縮に要する極めて短かい時間より長くは 維持され得ない。

系統中の流体が静止している時、すなわち流体ヒユーズを通る流体がない時には 、系統の一つの要素が突然破損すれば、該流体ヒユーズは減圧流体流のみによっ て作動せしめられることになる。減圧流体流は、ノくルブ果合体すなわち流体ヒ ユーズ（第１図）を作動させ、減圧流体流が無くなる前に短時間で閉鎖状態とす る。そのためバルブ部材は一つの連続する作動行程を通じて迅速に減圧流体流に よって動かされ、第１図中の上方に示される開放位置から第１図中の下方に示さ れる閉鎖位置に至る。

もしもヒユーズ集合体が減圧流体流の無くなる前に閉鎖されないならば、減圧流 体流が終った後にノ灼しブ部材に加えられる流体圧力はバネの力に打克つには不 充分とがり、流体ヒユーズは閉ぢるであろう。

系統中の流体が静止し、そして流体ヒユーズの下流の構造要素が破損した時、例 えば導管が破れた時等には、流体ヒユーズの上流にある流体の減圧及び流体ヒユ ーズの上流にある系統の構造要素の弾性的収縮は、減圧ひ流の突然のサージを生 じさせる。この減圧流体流の突然のサージは、バルブ部材の円錐部すなわち頭部 端２６に対して流体の力を与え、バルブ部材を開放位置から閉鎖位置に迅速に動 かすようにする。静止系統の下流における破損に対する、圧縮された油及び溶解 補助成分の圧力的応答については、本発明に従って作られた実験的模型による試 験によって得られたものが第１０図及び第１１図に示されている。すなわち減圧 流体流は、バルブ部材の上流すなわち転送孔１２及び入口孔１１（第１図）にお ける流体圧力が第１０図の曲勝７８によって示される仕方において減少するよう にさせる。この圧力減少は、ヒユーズ集合体を通る流体の減圧流に由来するもの である。

前述した、バルブ部材と収束表面１５及び１８との間に形成キれる二つの尖鋭端 付きオリフィス３６及び３８の間の相互作用のために、減圧流体流の開始の際バ ルブ部材に対して加えられる流体圧力は、バルブ部材を閉鎖位置に向って急速に 加速させる。バルブ部材の速度は、第１０図の曲線７６において見られるように 、バルブ部材の初めの行程の間増大する。開放位置から閉鎖位置に向わせるこの バルブ部材の迅速な加速は、バルブ部材の上３ 流側の圧力が、第１０図中の曲線７８において見られるような仕方で減少してい ても生ずる。

流体流の力及びバルブ部材の上流の流体圧力により、行程の初めの間バルブ部材 に対して加えられる全閉鎖力すなわち実質閉鎖力は、減圧流体流がある間、第１ １図中の曲線８４によって示されるような仕方において減少する。流体ヒユーズ の上流における流体圧力が、第１０図の曲線７８に示される仕方によって減少し つつある時でも、バルブ部材に与えられる全閉鎖力は、流体運動量の変化の結果 としての流体の力により、バルブ部材の作動行程の初めの部分において、第１１ 図の曲線８４に見られるような、より緩かな割合において減少する。このことは 、流体がオリフィス３６及び３８を通る間及び他の流体流の影響により加速され るからである。そのため、バルブ部材は、流体流の最初の減圧及びバルブ部材材 の閉鎖位置に向う運動の間、第１０図の曲線７６で示される比較的高い速度まで 迅速に加速されることになる。

減圧流体流が生じている間閉鎖位置に向って半分より僅かに少なく動かされた後 、バルブ部材は減速される。

このことは、収束する表面の、直径の大きな方の端部の円形隅部と係合する時に バルブ部材の変形を少くするために行われる。バルブ部材の減速は、二つのオリ フィス３６及び３８の間の圧力の上昇による。

減圧流体流の影響の下にバルブ部材がその行程の部分を通る間に、円錐部２６に よってポンプ作用を受ける流４ れは、高圧の流体が二つのオリフィス３６及び３８の間に補足されるようにされ 、そのためバルブ部材に対して、全圧力すｈわち実質的圧力が反転して加えられ るようにさせる。そのため、第１１図中の曲線８４によって示されるように、作 動行程の初めの部分における、バルブ部材に対する流体圧力は、該バルブ部材を 閉鎖位置に押し付ける正の力から、該バルブ部材を開放位置に押し戻すようにす る負の力に変化する。比較的大きな負の流体圧力すなわち反転流体圧力は、第５ Ｂ図中の流体の反転流の時に生ずる。この反転流体圧力はバネの力に附加され、 第１０図の曲線７６に見られるように、行程の初めの部分における非常に高い速 度から、閉鎖の直前における比較的低い速度までバルブ部材を減速せしめる。

バルブ部材の行程の初めの部分で該バルブ部材に加えられる流体圧力の反転（第 １１図の曲線８４参照）は、バルブ部材の、最大の割合における減速を生じさせ 、その割合は、開放行程の初めにおけるバルブ部材の加速の最大の割合よりも大 である。すなわち、減圧流体流に関する作動特性が第１０図及び第１１図に示さ れているような流体ヒユーズに関しては、バルブ部材は、開放位置から、約０． ０００３５秒の間に、１秒間はぼ４７５吋の速度まで加速される。し刀・しなが らこのバルブ部材は、１秒間はぼ４７５吋の速度から、はぼ０．０００１０秒の 間に、１秒間はぼ１４０吋の速度まで減速せしめられる。

バルブ部材の減速は、その後よシ緩かな割合において継２５ 続し、パルプ部材に対する流体圧力は、着座して拘束される時の圧力低下による バルブ部材の最終的閉鎖運動において正となる。（第１１図の曲線８４参照。） 第１０図及び第１１図に示されている如き作動特性を有するバルブ部材は、前述 した静的システムにおける減圧流体の流れの影響のみを受けて、約０．０００９ ２秒の間に、開位置から閉位置に移動する。パルプの閉鎖は、減圧流体流が涸渇 する前に起こシ、従って、約１５７５ｐｓｉの流体圧力はシステム内の流体ヒユ ーズの上流側で固定される（ｕｌ　０図の曲線７８を参照）。もし、流体ヒユー ズがもつとゆつくシ応答、例えば約０．００５秒で応答するとすると、減圧流体 流は全て個喝せしめられ、且つ流体ヒユーズは閉鎖されないこととなる。本発明 の流体ヒユーズの急速作動によって、バルブ部材は、流体流のく威圧中に閉鎖し 、それによって、システムから失なわれる流体の量を最小とじ且つシステムの保 護は最大限に行なわれる。

本発明の流体ヒユーズは減圧流体流の影響のみを受けて作動せしめられるため、 かかる流体ヒユーズは、流体が圧力によシ流れるようなシステム、あるいは、流 体が静的であり且つシステム内の構造的要素が突然破損した時の圧力降下により 作動するようにされたシステムのいずれにも使用可能である。いずれのシステム の場合も、流体ヒユーズの下流側において構造的要素が破損した場合、流体ヒユ ーズの上流側の流体圧力が減少するため、大きな流体圧力の損失が流体ヒユーズ 及び減圧流体流に発生する。流れシステムにおいて、流体ヒユーズの下流側の構 造的要素の破損直前における流体ヒユーズの通常の作動流は、減圧流体流に付加 される。このような状況において、減圧流体流は、所要の付加流を提供し、それ によって、流体ヒユーズは作動せしめられる。

上述の記載によって、本発明の流体ヒユーズは、多くの異なった作動状況下にお いてシステムを保護するものであることが理解されるであろう。すなわち、流体 ヒユーズは、流体流が徐々に所望のトリガ流を超えて増加したときそれに応答し て完全閉位置にカチッと、又はトリガー的に切り換わる。本発明の流体ヒユーズ は、また流体ヒユーズ内の流れが静的なものであっても、あるいは通常の作動割 合で流れる型式のものであっても、／ステムの管又は他の構造的要素が破損した 時の流体流の突然の増加に応答して閉鎖する。流体ヒユーズの下流側においてシ ステムの構造的要素が突然破損すると、流体ヒユーズはその結果生じる流体流の 減圧中にその閉位置にカチノと、又はトリガー的に切り換わる。

開位置から閉位置へのバルブ部材の烏速な切換は、流体ヒユーズを通る流体流上 の２つのオリフィス３６．３８の複合効果によって引き起とされる。すなわち、 流体ヒユーズがその開位置にあり且つ流体が流体ヒユーズを貫通して流れる時、 オリフィス３６．３８を横断する圧力降下が存在する。これら流体の圧力損失の 数台効果によ７ って、バルブ部材をその閉位置に偏倚する流体圧力を発生させる。

通常の作動状況下においては、流体ヒユーズを通る流体によりバルブ部材に加え られる流体圧力は、バネの力よりも小さく、従って、バルブ部材はその開位置に とどまっている。しかしながら、流体の流れが徐々に増加して所定のトリガー流 量よりも大きくなった時、あるいは、流体の減圧が突然起った時、バルブ部材に 対する流体圧力はバネの偏倚力を超えて増加する。その結果、バルブ部材はその 閉位置に向って移動する。バルブ部材がその閉位置に移動する時、バルブ部材の 鋭い端縁部分は収束する表面１５．１８と協働しオリフィス３６．３８を横断す る流体の圧力降下を増加させ、それによって、バルブ部材をその閉位置に急速に 移動させる。

本発明の好ましい実施例について図解し且つ詳細に述べてきたが、本発明はそれ ら形態に限定されるものではなく本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の 修正、変更が可能である。

浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、５ａ　ＦＩＧ、５ｂ　ＦＩＧ、５ｃＦＩＧ、９ ＦＩＧ、ｆＯ ＦＩＧ、１１ ご特許庁長官上　；晋　主　殿 ノＬＪｓＡ−１ １、事件の表示 Ｚ補正の内容 手続補正書 特許庁長官　志　賀　学　殿 １、事件の表示 ＰＣＴ／ＵＳ　８３１０１３２０ ２、発明の名称 流体圧ヒユーズパルプ組立体 ６、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所 ４、代理人 ５、補正の対象 明細書の〔特許請求の範囲〕の馴 （別紙） 本願の請求の範囲の記載を下記のとおりに前止する。

「１．予め定められた流量を越える流体の流れを阻市するよう作動可能なパルプ 組立体であって、第１の面領域と該第１の面領域の下流側にある第２の面領域と を備えた流体連通用のハウジングと、該ハウジング内に配置されて開位置と前記 ハウジングを通過する流体の流れを阻市する閉位置との間を移動可能なバルブ部 材と、該パルプ部材に力を加えて前記開位置へと付勢するためのバネ手段とを含 むバルブ組立体において、前記バルブ部材は、該バルブ部材が開位置にある状態 で前記ハウジングを通って流体が流れている間に第１の流体圧力降下が前後で生 じるような第１のオリフィスを前記第１の面領域と協働して形成する第１の部分 °を有しており、また前記バルブ部材は、該バルブ部材が開位置にある状態で前 記ハウジングを通って流体が流れている間に第２の流体圧力降下が前後で生じる ような第２のオリフィスを前記第２の面領域と協働して形成するよう前記第１の 部分（１） の下流側に配置された第２の部分を有しており、また前記バルブ部材は、バネ力 に抗し、該バルブ部材が開位置にある状態で前記ハウジングを通って流体が流れ ている間の前記第１および第２の流体圧力降下の大きさの関数として表わされる 流体圧力の力によって、開位置から閉位置の方へと付勢されるようになされてい る、バルブ組立体。

２、前記第１の面領域は、軸方向の全長にわたって円形の横断面を有しており、 且つ大径端部から該大径端部の下流側に配置された小径端部へ向かうにつれて半 径方向内方に収束しており、前記第１のオリフィスは、前記バルブ部材が開位置 から閉位置に向かって移動するにつれてその大きさを減じ、前記第１の圧力降下 の大きさと、前記バＪＶプ部材を閉位置へと付勢する前記流体圧力の力の大きさ とを増加させるようになされている請求の範囲第１項に記載のバルブ組立体。

３、前記バルブ部材の前記第１の部分は、前記パルプ部材が開位置にあるときに は前記第１の面領域の大径端部に隣接して位置づけられ、前記パル（２） プ部材が閉位置にあるときには前記第１の面領域の小径端部に隣接して位置づけ られるようにな°され、前記バルブ部材の前記第１の部分はまた、前記バルブ部 材が開位置から閉位置へと少なくとも大部分の行程にわたって移動している間に 前記第１の面領域の半径方向内方に位置づけられるようになされている請求の範 囲第２項に記載のバルブ組立体。

４、前記バルブ部材の前記第１の部分は、前記第１の面領域と協働して前記第１ のオリフィスを形成し且つ流体の粘性に実質的に関係なく前記第１のオリフィス の前後の前記第１の圧力降下を生ぜしめる鋭どいエツジを含んでいる請求の範囲 第３項に記載のバルブ組立体。

５、前記第２の面領域は、軸方向の全長にわたって円形の横断面を有しており、 且つ大径端部から該大径端部の下流側に配置された小径端部へ向かうにつれて半 径方向内方に収束しており、前記第２のオリフィスは、前記バルブ部材が開位置 から閉位置に向かって移動するにつれてその大きさを（３） 減じ、前記第２の圧力降下の大きさと、前記バルブ部材を閉位置へと付勢する前 記流体圧力の力の大きさとを増加させるようになされている請求の範囲第２項に 記載のバルブ組立体。

６、前記バルブ部材の前記第１の部分は、前記バルブ部材が開位置にあるときに は前記第１の面領域の大径端部に隣接して位置づけられ、前記バルブ部材が閉位 置にあるときには前記第１の面領域の小径端部に隣接して位置づけられるように なされ、前記バルブ部材の前記第２の部分は、前記バルブ部材が開位置にあると きには前記第２の面領域の大径端部に隣接して位置づけられ、前記バルブ部材が 閉位置にあるときには前記第２の面領域の小径端部に隣接して位置づけられるよ うになされ、前記バルブ部材の前記第１および第２の部分は、前記バルブ部材が 開位置から閉位置へと少なくとも大部分の行程にわたって移動している間に前記 第１およδ第２の面領域のそれぞれの半径方向内方に位置づけられるようになさ れている請求の範囲第５項に記載のバルブ組立体。

（４） ７、前記バルブ部材の前記第１の部分は、前記第１の面領域と協働して前記第１ のオリフィスを形成し且つ流体の粘性に実質的に関係なく前記第１のオリフィス の前後の前記、第１の圧力降下を生ぜしめる第１の鋭どいエツジを含んでおり、 前記バルブ部材の前記第２の部分は、前記第２の面領域と協働して前記第２のオ リフィスを形成し且つ流体の粘性に実質的に関係なく前記第２のオリフィスの前 後の前記第２の圧力降下を生せしめる第２の鋭どいエツジを含んでいる請求の範 囲第６項に記載のバルブ組立体。

８、前記ハウジングが、前記第２の面領域の大径端部知隣接してバルブシートを 形成する手段を備えており、前記バルブ部材は、該バルブ部材の前記第１および 第２の部分間に配置されて前記バルブ部材が閉位置にあるときに前記バルブシー トと係合するための面手段を備えている請求の範囲第５項に記載のバルブ組立体 。

９、前記ハウジングが、前記第１および第２の面領域間に位置づけられた中間面 領域を備えており、（５） 前記弁部材は、前記バルブ部材の前記第１および第２の部分間に配置されて前記 中間面領域と協働する面領域であって、前記バルブ部材が閉位置に達１−て該バ ルブ部材の移動速度を減する直前に前記第１のオリフィスを通して流体の逆流を ひきおこすための面領域を備えている請求の範囲第５項に記載のバルブ組立体。

１０、前記バルブ部材に加えられる流体圧力の力は、該バルブ部材が開位置から 作動ストロークの最初の部分を通って閉位置へと移動するにつれて該バルブ部材 を有効に加速可能であり、前記バルブ組立体はさらに、前記バルブ部材が作動ス トロークの最後の部分を通って移動する際に前記バルブ部材を減速して該バルブ 部材が閉位置に達する前に該バルブ部材の速度を減するようにするための減速手 段を備えている請求の範囲第５項に記載のバルブ組立体。

１１、前記バルブ部材に加えられる流体圧力の力は、該バルブ部材が開位置から 作動ストロークの最初の部分を通って閉位置へと移動するにつれて該バ（６） ルブ部材を有効に加速可能であり、前記バルブ組立体はさらに５前記バルブ部材 が作動ストロークの最後の部分を通って移動する際に前記バルブ部材を減速して 該バルブ部材が閉位置に達する前に該バルブ部材に加えられる流体圧力の力を反 転させるための反転手段を備えている請求の範囲第５項に記載のバルブ組立体。

１２　前記第１のオリフィスの上流側の位置と前記第２のオリフィスの下流側の 位置との間に延びて前記第１のオリフィスの上流側の流体圧力を制限するための 圧力ピーク値制限手段をさらに備えている請求の範囲第５項に記載のバルブ組立 体。

１３、開位置と閉位置との間において前記第１の面領域の上流側の前記ハウジン グの一部を前記第２の面領域の下流側の前記ハウジングの一部に流体連通せしめ るよう連結可能なバイパス手段をさらに備えている請求の範囲第５項に記載のバ ルブ組立体。

１４゜前記バルブ部材の前記第１および第２の部分が、前記第１および第２の面 領域と協范じて流体゛の（７） 粘性に実質的に関係なく前記第１および第２のオリフィスの前後の前記第１およ び第２の圧力降下を生ぜしめろ鋭どい円形のエツジを有している請求の範囲第１ 項に記載のパルプ組立体。

１５、加圧流体を保持し且つ流体圧力によって弾性的に拡張される構成要素を有 するシステムに使用するためのバルブ組立体であって、該バルブ組立体の上流側 におけるシステムの構成要素と流体連通ずるごと（連結するようになされた入口 と前記バルブ組立体の下流側におけるシステムの構成要素と流体連通するごとく 連結するようになされた出口とを有する）・ウジングと、該・・ウジングの上流 側におけるシステムの構成要素の弾性的収縮および／または流体の減圧に起因し て流体の圧力が減小している間に作動して、前記ハウジングの下流側におけるシ ステムの構成要素の故障に基づくシステム内の流体圧力の急速な減小時に前記ハ ウジングを通る流体の流れを阻止するごとくなされたパルプ手段であってバルブ 部材を含むパルプ手段と、前記パルプ部材を閉位置から離して開位置（８） へ向けるように付勢するよう該バルブ部材に連結されたバネ手段とを含むバルブ 組立体において、前記バルブ部材は、前記ハウジング内に配置され且つ開位置と 前記バルブ部材に加えられる流体圧力の力の影響のもとに前記ハウジングを通る 流体の流れが阻止される閉位置との間を移動可能であり、前記バルブ部材はまた 、前記ハウジングの下流側の構成要素の故障に基づいて生ずる流体の減圧の際に 前記バネ手段の力に抗して開位置から閉位置へと移動可能である迅速作動パルプ 組立体。

１６、前記パルプ手段が、異なる粘性の流体が減圧された際に前記バルブ部材が 開位置から閉位置まで移動できるようシステム内の流体の粘性に実質的に関係な く前記バルブ部材を開位置から閉位置へと移動せしめることのできる手段を備え ている請求の範囲第１５項に記載のバルブ組立体。

１７、前記パルプ手段が、前記ハウジングの下流側のシステムの構成要素の故障 時および前記ハウジングの上流側のシステムの構成要素の弾性的収縮時Ｋ　ｉｔ 体が減圧しはじめる際に前記バルブ部材が（９） 開位置から離れて移動するときに該バルブ部材を閉位置へ向けて迅速に移動させ るよう該バルブ部材の速度を高めろための手段を備えている請求の範囲第１５項 に記載のバルブ組立体。

１８、流体が減圧している間に前記バルブ部材が閉位置に達する直前に該バルブ 部材の速度を減じるための手段をさらに備えている請求の範囲第１７項に記載の バルブ組立体。

１９、前記バネ手段は、前記バルブ部材が開位置にあるときに該バルブ部材に第 １のバネ力を加えることができ、該第１のバネ力は、システムの通常の作動時に 前記バルブ部材に加えられるいかなる流体圧力の力よりも実質的に大きく、シス テムの構成要素に対する衝撃に起因するような軸方向力を前記バルブ部材が受け たときに該バルブ部材を開位置に維持可能である請求の範囲第１５項に記載のバ ルブ組立体。

２０、前記パルプ手段が、前記バルブ部材が開位置から移動経路の最初の部分に 沿って閉位置へ向かって移動する際に該バルブ部材を最大速度と最小；１０） 速度との間で加速し且つ前記バルブ部材が移動経路の最後の部分に沿って閉位置 へ回かつて移動する際に該バルブ部材を最大速度と最小速度との間で減速するた めの手段を備えており、前記バルブ部材が閉位置に達する前に、該バルブ部材の 最大加速度よりも実質的に大きい最大減速度乞有している請求の範囲第１５項に 記載のバルブ組立体０２１、前記パルプ手段が、前記ハウジング上に配置され且 つ全範囲にわたって円形横断面を有している内方収束オリアイス面を含んでおり 、前記バルブ部材は、前記バルブ部材が開位置にあるときには前記収束オリフィ ス面の大径端部に隣接して位置づけられ且つ前記バルブ部材が閉位置にあるとき には前記収束オリフィス面の小径端部に隣接して位置づけられる半径方向外方に 拡がった円形エツジ部を有しており、該円形エツジ部は、前記バルブ部材が開位 置から開位置へと少なくとも大部分にわたって移動する間は前記収束オリフィス 面の半径方向内方に位置づけられる請求の範囲第１５項に記載のバルブ組立体。

（Ｉｆ） ２２、前記パルプ手段が、前記収束オリフィス面の小径端部から下流の位置にて ハウジング上にバルブシートを備えており、前記バルブ部材は、軸方向全長にわ たって円形横断面を有する円方収束外側面を有しており、前記バルブ部材の前記 円形エツジ部は、前記バルブ部材の前記外側面の大径端部によって形成されてお り、前記バルブ部材の前記内方収束外側面は、前記バルブ部材が開位置にあると きに前記収束オリフィス面の小径端部の下流側に延び且つ前記バルブ部材が閉位 置にあるときに前記バルブシートと衝合するように位置づけられる小径端部を有 しており、前記バルブ部材の前記円形エツジ部が、前記バルブ部材が閉位置にあ るときに前記収束オリアイス面の小径端部に隣接して位置づげされる請求の範囲 第２１項に記載のバルブ組立体。

２３、前記バルブ部材は、少なくともその一部が円形＠断面ア有している頭部と 、該頭部の軸方向外方に延びている細長いステム部とｔ有しており、前記バネ手 段は、前記ステム部に対して入れ子関（１２１ 係に配置されたコイルバネと、該コイルバネの第１の端部を前記システム部に対 して軸方向移動しないように保持するための第１の保持手段と、前記コイルバネ の第２の端部な前記く・ウジングに対して軸方向に移動しないように保持するた めの第２の保持手段とを含んでおり、前記第１の保持手段は、前記バルブ部材が 開位置から閉位置へと移動するときに前記コイルバネを圧縮するよう前記ステム 部によって前記第２の保持手段の方へと移動可能である請求の範囲第１５項に記 載のバルブ組立体。

２４　前記バルブ組立体が、前記ステム部と係合して前記バルブ部材の移動を開 位置と閉位置との間で案内するためのガイド手段を備えており、前記ステム部お よび前記ガイド手段は、前記ステム部の長手軸が前記パルプ手段の中心軸と整合 するところの整合位置と、前記ステム部の長手軸が前記パルプ手段の中心軸に対 して鋭角で傾斜しているところの傾斜位置との間を移動可能である請求の範囲第 ２３項に記載のバルブ組立体。

Ｃ１３） 国際調査報告 ２５、前記バルブ部材は作動ストロークを通して開位置から閉位置まで移動可能 であり、前記バルブ部材は、該バルブ部材の閉位置の方へ向けられた流体圧力の 力の影響のもとで作動ストロークの最初の部分を通って移動可能であり、前記バ ルブ組立体はさらに、流体が依然として減圧されている場合で作動ストロークの 最後の部分の少なくとも一部において前記バルブ部材に加えられる流体圧力の力 の方向を反転させ、それによって前記バルブ部材が閉位置に達する前に該バルブ 部材の速度を減じるようにするための手段を備えていることを特徴とする請求の 範囲第１５項に記載のバルブ組立体。」 （１４）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、予め定められた流量を越える流体の流れを阻止するよう作動可能なバルブ組 立体であって、第１の面領域と該第１の面領域の下流側にある第２の面領域とを 備えた流体連通用の・・ウジングと、該ハウジング内に配置されて開位置と前記 ハウジングを通過する流体の流れを阻止する閉位置との間を移動可能なパルプ部 材と、該パルプ部材に力を加えて前記開位置へと付勢するためのバネ手段とを含 むバルブ組立体において、前記パルプ部材は、該パルプ部材が開位置にある状態 で前記ハウジングを通って流体が流れている間に第１の流体圧力降下が前後で生 じるような第１のオリフィスを前記第１の面領域と協働して形成する稟１の部分 を有しており、また前記パルプ部材は、該パルプ部材が開位置にある状態で前記 ・・ウジングを通って流体が流れている間に第２の流体圧力降下が前後で生じる ような第２のオリフィスを前記第２の面領域と協働して形成するよう前記第１の 部分の下流側に配置された第２の部分を有しておシ、また前記パルプ部材は、バ ネ力に抗し、該パルプ部材が開位置にある状態で前記・・ウジングを通って流体 が流れている間の前記第１および第２の流体圧力降下の大きさの関数として表へ と付勢されるようになされている、ノ（ルプ組立体。 ２、前記第１の面領域は、軸方向の全長にわたって円形の横断面を有しており、 且つ大径端部から該大径端部の９ 下流側に配置された小径端部へ向かうにつれて半径方向内方に収束しておシ、前 記第１のオリスイスは、前記パルプ部材が開位置から閉位置に向かって移動する につれてその大きさを減じ、前記第１の圧力降下の大きさと、前記パルプ部材を 閉位置へと付勢する前記流体圧力の力の大きさとを増加させるようになされてい る請求の範囲第１項に記載のバルブ組立体。 ３、前記パルプ部材の前記第１の部分は、前記パルプ部材が開位置にあるときに は前記第１の面領域の大径端部に隣接して位置づけられ、前記パルプ部材が閉位 置にあるときには前記第１の面領域の小径端部に隣接して位置づけられるように なされ、前記パルプ部材の前記第１の部分はまた、前記パルプ部材が開位置から 閉位置へと少なくとも大部分の行程にわたって移動している間に前記第１の面領 域の半径方向内方に位置づけられるようになされている請求の範囲第２項に記載 のバルブ組立体。 ４、前記パルプ部材の前記第１の部分は、前記第１の面領域と協働して前記第１ のオリフィスを形成し且つ流体の粘性に実質的に関係なく前記第１のオリフィス の前後の前記第１の圧力降下を生ぜしめる鋭どいエツジを含んでいる請求の範囲 第３項に記載のバルブ組立体。 ５、前記第２の面領域は、軸方向の全長にわたって円形の横断面を有しており、 且つ大径端部から該大径端部の下流側に配置された小径端部へ向かうにつれて半 径方向内方に収束しており、前記第２のオリフィスは、前記バ３０ ルブ部材が開位置から閉位置に向がって移動するにつれてその大きさを減じ、前 記第２の圧力降下の大きさと、前記バルブ部材を閉位置へと付勢する前記流体圧 力のカの大きさとを増加させるようになされている請求の範囲第２項に記載のバ ルブ組立体。 ６、前記バルブ部材の前記第１の部分は、前記バルブ部材が開位置にあるときに は前記第１の面領域の大径端部に隣接して位置づけられ、前記バルブ部材が閉位 置にあるときには前記第１の面領域の小径端部に隣接して位置づけられるように なされ、前記バルブ部材の前記第２の部分は、前記バルブ部材が開位置にあると きには前記第２の面領域の大径端部に隣接して位置づけられ、前記バルブ部材が 閉位置にあるときには前記第２の面領域の小径端部に隣接して位置づけられるよ うになされ、前記バルブ部材の前記第１および第２の部分は、前記バルブ部材が 開位置から閉位置へと少な゛くとも大部分の行程にわたって移動している間に前 記第１および第２の面領域のそれぞれの半径方向内方に位置づけられるようにな されている請求の範囲第５項に記載のバルブ組立体。 ７、前記バルブ部材の前記第１の部分は、前記第１の面領域と協動して前記第１ のオリフィスを形成し且つ流体の粘性に実質的に関係な（前記第１のオリフィス の前後の前記第１の圧力降下を生せしめる第１の鋭どいエツジを含んでおシ、前 記バルブ部材の前記第２の部分は、前記第２の面領域と協働して前記第２のオリ フィスを形成し且つ流体の粘性に実質的に関係なく前記第２のオリフィスの前後 の前記第２の圧力降下を生ぜしめる第２の鋭どいエツジを含んでいる請求の範囲 第６項に記載のパル隣接してバルブノートを形成する手段を備えており、前記バ ルブ部材は、該バルブ部材の前記第１および第２の部分間に配置されて前記バル ブ部材が閉位置にあるときに前記バルブシートと係合するための面子段を備えて いる請求の範囲第５項に記載のバルブ組立体。 ９、前記ハウジングが、前記第１および第２の面領域間に位置づけられた中間面 領域を備えており、前記弁部材は、前記バルブ部材の前記第１および第２の部分 間に配置されて前記中間面領域と協働する面領域であって、前　□記パルプ部材 が閉位置に達して該バルブ部材の移動速度を減する直前に前記第１のオリスイス を通して流体の逆流をひきおこすための面領域を備えている請求の範囲第５項に 記載のバルブ組立体。 １０、前記バルブ部材に加えられる流体圧力のカは、該バルブ部材が開位置から 作動ストロークの最初の部分を通って閉位置へと移動するにつれて該バルブ部材 を有効に加速可能であり、前記バルブ組立体はさらに、前記バルブ部材が作動ス トロークの最後の部分を通って移動する際に前記バルブ部材を減速して該バルブ 部材が閉位置に達する前に該バルブ部材の速度を減するようにするため２ の減速手段を備えている請求の範囲第５項に記載のバルブ組立体。 １１、前記バルブ部材に加えられる流体圧力のカは、該バルブ部材が開位置から 作動ストロークの最初の部分を通って閉位置へと移動するにつれて該バルブ部材 を有効に加速可能でアシ、前記バルブ組立体はさらに、前記バルブ部材が作動ス トロークの最後の部分を通って移動する際に前記バルブ部材を減速して該バルブ 部材が閉位置に達する前、に該バルブ部材に加えられる流体圧力のカを反転させ るための反転手段を備えている請求の範囲第５項に記載のバルブ組立体。 皿　前記第１のオリフィスの上流側の位置と前記第２のオリフィスの下流側の位 置との間に延びて前記第１のオリフィスの上流側の流体圧力を制限するための圧 力ピーク値制眼手段を享らに備えている請求の範囲第５項に記載のバルブ組立体 。 １３、開位置と閉位置との間において前記第１の面領域の上流側の前記ハウジン グの一部を前記第２の面領域の下流側の前記ハウシングの一部に流体連通せしめ るよう連結可能なバイパス手段をさらに備えている請求の範囲第５項に記載のバ ルブ組立体。 １４、前記バルブ部材の前記第１および第２の部分が、前記第１および第２の面 領域と協働して流体の粘性に実質的に関係なく前記第１および第２のオリフィス の前後の前記第１　：ｆ６よび語２の圧力降下を生ぜしめる鋭どい円形３ のエツジを有している請求の範囲第１項に記載のバルブ組立体。 巧、加圧流体を保持し且つ流体圧力によって弾性的に拡張される構成要素を有す るシステムに使用するためのバルブ組立体であって、該バルブ組立体の上流側に おける／ステムの構成要素と流体連通するごとく連結するようになされた入°口 と前記バルブ組立体の下流側における／ステムの構成要素と流体連通ずるごとく 連結するようになされた出口とを有するハウジングと、該ハウジングの上流側に おけるシステムの構成要素の弾性的収縮および／または流体の減圧に起因して流 体の圧力が減小している間に作動して、前記ハウジングの下流側におけるシステ ムの構成要素の故障に基づく／ステム内の流体圧力の急速な減小時に前記ハウジ ングを通る流体の流れを阻止するごとくなされたバルブ手段であってバルブ部材 を含むバルブ手段と、前記バルブ部材を閉位置から離して開位置へ向けるように 付勢するよう該バルブ部材に連結されたバネ手段とを営むバルブ組立体において 、前記バルブ部材は、前記ハウジング内に配置され且つ開位置と前記バルブ部材 に加えられる流体圧力の力の影響のもとに前記・・ウンングを通る流体の流れが 阻止される閉位置との間を移動可能であり、前記バルブ部材はまた、前記ハウジ ングの下流側の構成要素の故障に基づいて生ずる流体の減圧の際に前記バネ手段 の力に抗して開位置から閉位置−・と移動可能である迅速作動バルブ組立体。 １６、前記パルプ手段が、異なる粘性の流体が減圧された際に前記パルプ部材が 開位置から閉位置１で移動できるようシステム内の流体の粘性に実質的に関係な く前記バルブ部材を開位置から閉位置へと移動せしめることのできる手段を備え ている請求の範囲第１５項に記載のパルプ組立体。 １７、前記パルプ手段が、前記ハウジングの下流側のシステムの構成要素の故障 時および前記・・ウジングの上流側のシステムの構成要素の弾性的収縮時に流体 が減圧しはじめる際に前記バルブ部材が開位置から離れて移動するときに該バル ブ部材を閉位置へ向けて迅速に移動させるよう該バルブ部材の速度を高めるだめ の手段を備えている請求の範囲第１５項に記載のバルブ組立体。 １８、流体が減圧している間に前記バルブ部材が閉位置に達する直前に該バルブ 部材の速度を減じるための手段をざらに備えている請求の範囲第１７項に記載の バルブ組立体。 四、前記バネ手段は、前記バルブ部材が開位置にあるときに該バルブ部材に第１ のバネ力を加えることができ、該第１のバ不力は、システムの通常の作動時に前 記バルブ部材に加えられるいかなる流体圧力の力よりも実質的に大きく、システ ムの構成要素に対する衝撃に起因するような軸方向力を前記バルブ部材が受けた ときに該バルブ部材を開位置に維持可能である請求の範囲第１５項に記載のバル ブ組立体。 ２０、前記バルブ手段力瓢前記バルブ部材が開位置から移動経路の最初の部分に 沿って閉位置へ向かって移動する際に該バルブ部材を最大速度と最小速度との間 で加速し且つ前記バルブ部材が移動経路の最後の部分に沿って閉位置へ向かって 移動する際に該バルブ部材を最大速度と最小速度との間で減速するための手段を 備えており、前記バルブ部材が、閉位置に達する前に、該バルブ部材の最大加速 度よりも実質的に大きい最大減速度を有している請求の範囲第１５項に記載のバ ルブ組立体。 ２１、前記バルブ手段が、前記ハウジング上に配置され且つ全範囲にわたって円 形横断面を有している内方収束オリフィス面を含んでおシ、前記バルブ部材は、 前記バルブ部材が開位置にあるときには前記収束オリフィス面の大径端部に隣接 して位置づけられ且つ前記バルブ部材が閉位置にあるときには前記収束オリフィ ス面の小径端部に隣接して位置づけられる半径方向外方に拡がった円形エツジ部 を有しておシ、該円形エツジ部は、前記バルブ部材が開位置から閉位置へと少な くとも大部分にわたって移動する間は前記収束オリフィス面の半径方向内方に位 置づけられる請求の範囲第１５項に記載のバルブ組立体。 ２２、前記パルプ手段が、前記収束オリフィス面の小径端部から下流の位置にて ハウジング上にパルプ／　ｂ’に備えておシ、前記バルブ部材は、軸方向全長に わたって円形横断面を有する内方収束外側面？有しており、前記バ６ ルプ部材の前記円形エツジ部は、前記バルブ部材の前記外側面の大径端部によっ て形成されており、前記バルブ部材の前記内方収束外側面は、前記バルブ部材が 開位置にあるときに前記収束オリフィス面の小径端部の下流側に延び且つ前記バ ルブ部材が閉位置にあるときに前記パルプノートと衝合するように位置づけられ る小径端部を有しておシ、前記バルブ部材の前記円形エツジ部が、前記バルブ部 材が閉位置にあるときに前記収束オリフィス面の小径端部に隣接して位置づけさ れる請求の範囲第２１項に記載のバルブ組立体。 ２３、前記バルブ部材は、少なくともその一部が円形横断面を有している頭部と 、該頭部の軸方向外方に延びている細長いステム部とを有しておシ、前記バネ手 段は、前記ステム部に対して入れ子関係に配置されたコイルバネと、該コイルバ ネの第１の端部を前記システム部に対して軸方向移動しないように保持するため の第１の保持手段と、前記コイルバネの第２の端部を前記ハウジングに対して軸 方向に移動しないように保持するための第２の保持手段とを含んでおり、前記第 １の保持手段は、前記バルブ部材が開位置から閉位置へと移動するときに前記コ イルバネを圧縮するよう前記ステム部によって前記第２の保持手段の方へと移動 可能である請求の範囲第１５項に記載のバルブ組立体。 ２・１．前記バルブ組立体が、前記ステム部と係合して前記バルブ部材の移動を 開位置と閉位置との間で案内するた７ めのガイド手段を備えており、前記ステム部および前記ガイド手段は、前記ステ ム部の長手軸が前記バルブ手段の中心軸と整合するところの整合位置と、前記ス テム部の長手軸が前記パルプ手段の中心軸に対して鋭角で傾斜しているところの 傾斜位置との間を移動可能である請求の範囲第２３項に記載のバルブ組立体。 ２５、前記バルブ部材は作動ストロークを通しｔ開位置から閉位置まで移動可能 であシ、前記バルブ部材は、該バルブ部材の閉位置の方へ向けられた流体圧力の 力の影響のもとて作動ストロークの最初の部分を通って移動可能であシ、前記バ ルブ組立体はさらに、流体が依然として減圧されている場合で作動ストロークの 最後の部分の少なくとも一部において前記バルブ部材に加えられる流体圧力の力 の方向を反転させ、それによって前記バルブ部材が閉位置に達する前に該バルブ 部材の速度を減じるようにするための手段を備えていることを特徴とするバルブ 組立体。 浄＠（内容に変更なし）　、