JPS63502308A - 調整可能な流量調整バルブ - 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】 調整可能な流量調整バルブ 光貝■分団 本発明は、一般的には制御バルブに関し、さらに詳しく言えば、流量調整カート リッジ・バルブに関する。

１員及貨 今日、流量調整バルブは多くの分野に使用されている。一般に、このようなバル ブは、入口圧力の変化に係わりなく制御された流量あるいは調整された流量を提 供するようになっているものである。

多くの流量調整バルブでは、調整された流れが通過しなければならないオリフィ スを有するバルブ要素により調整が行なわれている。流れが変わるにしたがって 、オリフィス通過後の圧力降下が変化し、パルプ要素に変位力を作用させる。ま た、バルブ要素は、入口ポートとバイパス・ポートとの連通を順に制御する。入 口圧力の増加に伴ってオリフィス通過後の圧力降下が増加すると、バルブ要素は 入口をバイパス・ポートと連通させ、過剰の流体を排出する。

このタイプの従来の流量制御バルブのなかには調整された流量が調整可能である ものがある。一般に、これらのバルブは複雑で、流体システムの中で容易に取り 換えることはできない、とくに、最近のモジュール化をめる傾向にかんがみ、容 易に取り換えることができるカートリッジ・バルブは非常に好ましいものと考え られている。

カートリッジ・バルブは、通常、バルブ本体の中に調整構成要素を備えている。

バルブ本体自身は、ハウジング内に螺着されていることがしばしばである。カー トリッジ・バルブが着座すると、ハウジング内のポートはバルブ本体により画成 された関連のある流体通路と連通ずる。

いろいろな流量調整カートリッジ・バルブを利用することができるが、これらの バルブの流量を容易に調整することができないことがしばしばである。しかし、 場合によっては、制御要素に作用するばねの変位力を調整することにより調整ず みの流量を若干調整することができることがある。制御された流量を大幅に変更 することが必要な場合はほとんど、カートリッジ・バルブを所要の流量特性をも ったものと取り換えなければならない。

見所■塁！ 本発明は、バルブの調整ずみの流量をほぼゼロから流量制御オリフィスの最大の 大きさにより決定される最大流量まで調整することができる新しい改良された調 整カートリッジ・バルブを提供するものである。

好適した実施例においては、この発明の流体流量レギュレータは、未調整の流体 の流れを受け入れる入口手段とバイパス出口手段（１つまたは複数のポート）と 調整可能な一定の流れが排出される調整される出口手段（１つまたは複数のポー ト）を画成しているカートリッジ本体を備えている。カートリッジ本体は、調整 される出口手段で所定の流量を維持するため、入口とバイパス出口手段との連通 を制御するよう作動するスプール・テラセンブリを摺動可能に収容している。

スプール・アッセンブリは、入口手段と調整される出口手段を連通ずる通路を形 成しているチューブ状のスプール部材を備えている。スプール部材は、通路内で 制御オリフィスを画成するようスプール部材と協働する弁棒を担持している０本 発明によれば、弁棒はスプール部材といっしょに移動するが、バルブ本体の外側 から操作することができる。

本発明の特徴によれば、弁棒はスプール部材に螺入されていて、好適には一端に テーバ区画を備えており、該テーバ区画は制御オリフィスと一列に並んでいて、 弁棒の回転方向に応じてオリフィスの中へまたオリフィスから外に移動する。弁 棒を一方向に回すと、テーバ区画はオリフィスの中に移動し、したがってオリフ ィスの有効サイズが減少する０反対の方向に回すと、テーバ区画はオリフィスか ら移動し、したがって有効サイズが増加する。

有効オリフィス・サイズは調整流量を決定するので、ゼロと最大オリフィス・サ イズにより決定される所定の最大値との間で流量を変えることができる。好適し た実施例においては、テーバ区画がオリフィスから完全に移動するまで弁棒が回 転したとき、最大オリフィス・サイズに到達する。

本発明の特徴によれば、弁本体から外側に延在した構成部分を有する連結部材と 前記構成部分に接続されていて、前記ハウジング内に位置ぎめされている連結部 材によりバルブ本体の外側から弁棒を回すことができる。

とくに好適した実施例においては、弁棒は、弁棒と連結部材との間の相対的な摺 動を許容するが、相対的に回転運動を抑止する連結部材と保合可能な構成部分を 備えている。この構成によれば、外側の構成部分を回すと、弁棒に回転が生じ、 したがって有効制御オリフィス・サイズを変えることができる。

好適した実施例においては、連結部材は多角形に形成されたソケットを備えてい て、該ソケットは弁棒の一端に配置された補余的な形状の構造部分を摺動的に受 け支えている。とくに好適な実施例においては、ソケットは断面が六角形状であ り、弁棒上の構造部分は六角形状の頭部から°成っている。

弁棒上の構造部分と連結部材のソケットの間の係合はスプール・アンセンブリが 入口部の圧力変化に応じて移動し、入口手段とバイパス出口手段との間の連通状 態を変化させるが、弁棒はまだバルブ本体の外側から回転するようになっている 。

とくに好適した実施例においては、六角形の頭部と連結部材のソケットの間の保 合は、バルブ本体全体を構成する２つのバルブ本体の間に形成されたばね室の中 で行なわれる。、ばね室の中に収容されているばねは、入口手段とバイパス出口 手段との間の連通がとだえる位置に向かってスプール・アッセンブリを変位させ る。

制御オリフィス通過後の圧力降下が増大すると、ばねの力はスプール部材に作用 する圧力を増加させることにより釣り合い、入口手段をバイパス出口手段と連通 させ、このとき余剰の流体は排出される。

本発明の別の特徴によれば、スプール・アッセンブリとバルブ・ハウジングとの 間の相対的な回転は抑止されている。好適した実施例では、スプール部材は断面 が多角形を呈している区画を備えている。さらに、バルブ・ハウジングは前記区 画が摺動する補余的な形状の開口を有する構成部分を備えている。バルブ・ハウ ジングの構成は相対的な回転を阻止しているが、スプール・アソセ　−ンプリの 中での往復運動を抑止していない。さらに好適した構造においては、構成部分は 六角形の開口を有するワッシャ状の要素より成り、該要素は２つのバルブ部材の 間にしっかりと挟持されている。

本発明の補足的な特徴は、添付図面を参照して作成された以下の詳細説明を精読 することにより明らかとなり、より完全な理解が得られることであろう。

皿に呈皇広脱里 第１図は、本発明を実施したカートリッジ・バルブ・アッセンブリの側断面図で ある。

第２図は、第１図の２−２線で切断したバルブ・アッセンブリの断面図である。

第３図は、第１図の３−３線で切断した面より目視したバルブ・アッセンブリの 断面図である。

゛　した　のｉ　な舌゛日 第１図は、本発明の好適した調整可能な流量調整カートリッジ・バルブの全体の 構造を図示したものである。このバルブはバルブ本体（または“カートリッジ” ）１０を備えており、該バルブ本体１０は、第１の本体部材１２と該第１の本体 部材１２に螺着された第２の本体部材１４とから構成されている。

本体部材１２は、従来のものと同様、ハウジング（図示せず）に形成されたキャ ビティに螺着されるようになワている。この目的のため、ねじ区画１６とシール １８が設けられている。

本体部材１２は、密封要素２４と２６を取り付けるためのランド２０と２２を備 えている。密封要素２４と２６は上記のハウジングのキャビティ　（図示せず） の内側に形成された壁面と密封的に係合し、本体部分２８と３０と３２を互いに 分剤するよう機能している。゛ 本体部材１２は軸方向の設入３４を画成しており、該設入３４は本体部材１２を 通って延在している。穴３４の端部開口３４ａはバルブにはいる流体の入口を画 成している。本体部分３０に形穴３４と連通していて、流体のバイパス出口ボー トを画成している。本体部分３２に形成された円周方向に隔置されている複数の 通路３８が穴３４に開口していて、調整される出口ボートを画成している。

スプール・アッセンブリ５０が穴３４内に摺動可能に支持されていて、入口３４ ａからバイパス・ボート３０と調整されるボート３８への流体の連通を制御して いる。

スプール・アッセンブリ５０は、チューブ状のスプール部材５２と調整用弁棒５ ４を備えている。スプール部材５２は多段の穴５６を備えており、該多段の穴５ ６はスプール部材５２を通って軸方向に延在している。穴５６は１個所で狭くな っていて、この明細書では制御オリフィスと呼ばれているオリフィス５８を画成 している。（第１図で見て）オリフィス５８のすぐ右側に半径方向に延在した通 路６０が形成されている。通路６０はバルブ本体の穴３４をスプール部材の穴５ ６と連通させている。

スプール部材５２の外表面に画成されている環状の溝６２は、スプール部材５２ の半径方向の通路６０と本体部材１２の半径方向の通路３８との間で流体が容易 に連通ずるようにするためにスプール部材５２と穴３４の間に隙間領域を設けて いる。スプール部材の穴５６の直径は（第１図で見て）右側では太き（、そして ねじ区画７０を備えている。スプール部材５２は当接の雇７２ａを画成している 拡径部分７２を備えている肩７２ａは本体の穴３４の股部分と協働して、スプー ル部材５２の一番左側の位置を画成している。

上述のように、第２の本体部材１４は第１の本体部材１２に螺着されている。第 ２の本体部材１４は該第２の本体部材を半径方向に延在した段差穴を備えている とともに、大径部分８０と小径部分８２を有する。大径部分８０は、スプール部 材５２に変位力を作用させて、スプール部材５２を（第１図で見て）左に向かっ て、すなわち、入口３４が半径方向のボート３６から構成される装置に向かって スプール部材５２を押し動かすばね８４を保持するばね室ハウジングを画成して いる。ばねの力は、スプール部材５２上に形成された小径部分８８上に着座し、 小径部分８８により位置ぎめされている弁座８６を介してばね８４によりスプー ル部材５２に付加されている。

弁棒５４は、スプール部材５２上に形成された内螺子区画７０と螺子係合してい る螺子区画９０牽備えている。弁棒５４はまた、（第１図で見て）左端部に形成 されたテーパ端部または円錐端部９２を備えている。弁棒５４が回転すると、回 転方向に応じてテーパ区画すなわち端部９２がオリフィス弁座９８に向かってま たオリフィス弁座９８から離れる向きに移動する。テーパ端部９２は制御オリフ ィス５８の中に移動するに従って、オリフィス５８の有効サイズは減少する。弁 座９８とテーパ端部９２との間の協働により可変オリフィス・サイズが用意され る。

弁棒５４はカートリッジ・バルブ１０内に完全に位置ぎめされているが、スプー ル部材５２内の弁棒５４の位置は外側から修正することができる。この目的を達 成するため、調整部材１１０がバルブ部材１４によ・り回転可能に担持されてい る。

調整部材１１０は、本体部材１４０六８０を通って延在した幅の狭いロンド状の 区画１１２を備えている。ロンド状区画１１２は、ロック・ナツト１１４を受け 入れるようにされたねじ部分１１２ａを備えており、ロック・ナツト１１４によ り調整部材１１０の回転位置を固定することができる。調整部材１１０はまた、 穴の幅の広い部分８０（ばね室）内に位置ぎめされているソケット部材または連 結部材１１６を備えている。連結部材の外表面に形成された溝１２２の中にシー ル１２０が取り付けられている。シール１２０は穴の幅広部分８０の表面と密封 可能に係合し、穴の狭い部分８２を通って流体が漏洩することを抑止している。

連結部材またはソケット部材１１６は、好適には断面が六角形を呈している内側 のキャビティ１３０を画成している。連結部材１１６は、弁棒５４上のヘッド構 造部分１３４を摺動可能に受け支えていて、酸ヘッド構造部分１３４は、好適し た実施例においては、補余的な形状を呈しており、したがって断面は六角形であ る。弁棒５４の回転軸は調整部材１１０の軸とほぼ一致している。

第１図に示されているように、弁棒５４上に形成された六角形のヘッド１３４は 寸法的には内部キャビティ１３０より小さく設定されているので、弁棒５４とソ ケット１１６との間で相対的な摺動運動を行なうことができる。しかし、断面が 六角形を呈しているので、弁棒５４とソケフｌ−１１６は回転的に結合されてお り、したがって調整部材１１０を回転させると、弁棒５４が回転する。

図示の流量調整バルブを調整するため、ロック・ナツト１１４がゆるめられるか あるいは取りはずされ、調整部材１１０を回すと、オリフィス５８と弁棒５４の テーパ端部９２の間に画成された有効オリフィスの寸法を変えることができる。

調整部材１１０と弁棒５４の回転を容易にするため、ロンド状区画１１２は六角 形のキー・キャビティまたはその他の構造部分をもつようにしてもよい。

オリフィス５８のサイズはもちろん、このようなオリフィス前後の圧力差を決定 するとともに、入口３４がら出口通路３８に流れる流量を決定する。一定の制御 オリフィス５８の寸法に対し、流体の流れが増加するにともなって、圧力降下も 増加し、したがって（第１図で見て）右側に向かってスプール部材５２を押し動 かそうとするスプール部材５２に作用する変位力を増加させ、ばね８４により付 加されるばねの力と対抗する。

十分な変位力が生じると、スプール５２は半径方向の通路３６を露出させ、入口 の流体は調整される流れの通路３８にバイパスし、これにより入口の圧力は低下 する。通路３６が露出する程度は入口圧力により決定される。入口の圧力が大き くなればなるほど、バイパス・ボート３６を通る流動は大きくなる。その結果、 調整ボートを通る流体の流れは、オリフィス５８に関する弁棒５４の位置により 決定されるので、一定の有効オリフィス・サイズに対しほぼ一定に保たれる。

図示の実施例においては、スプール部材５２は穴３４内で回転しないよう抑止さ れている。この特徴は、本体部材１２の内側に形成された段１４２に当接して挟 持されるワッシャ状の要素１４０により確保されている。ワッシャ状の要素１４ ０は、第２の本体部材１４により形成された端面１３６により適所に挟持されて いる。第２図に見れば判るように、要素１４０は六角形の開口１４４を画成して いる。スプール・アッセンブリ５０の拡径区画７２はわずかに小さい寸法で補余 的な形状に形成されているので、スプール５２と要素１４０の間の相対的な摺動 は抑止されていない。

しかし、これらの要素の六角形の断面はスプール５２が回転することを阻止して おり、したがって、スプール部材５２内において弁棒の位置が変わることを防止 している。

本発明は特定の実施例について説明されているが、以下に請求されているように 、本発明の精神または範囲から逸脱しない限り、当業者であれば本発明にいろい ろな変更を加えることができることは理解していただけよう。

国際調査報告 Ｉｎ＋ｅ＋＊畠喝＋ｅｎａｌＡ６−ｃａｌｌ＠Ｍｌｌｅ、９ｒ〒／ｒ＋’ｑ８６ １０２７８６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．所要の一定の流量に調整可能なタイプの流体流量レギュレータであって： −未調整の流体の流れを受け入れる入口手段と、調整可能な一定の流れが排出さ れる調整される出口手段と、バイパス出口手段を画放しているカートリフジ本体 と、−カートリッジ本体内に摺動可能に取り付けられていて、（１）前記入口手 段と前記調整される出口手段と連通している通路を形成しているチューブ状のス プール部材と、（２）該スプール部材内の弁棒とを備えているスプール・アッセ ンブリと、前記弁棒とスプール部材が両部材の間で通路内に制御オリフィスを画 成していることと、前記弁棒が制御オリフィスの固定のサイズを設定するようス プール部材に関し任意の選択された軸方向の固定位置に調整可能であることと、 サイズが固定され前記制御オリフィスを有する前記スプール・アッセンブリが、 スプール部材がバイパス出口手段をふさぎ、調整出口手段を露出させる第１の位 置と、スプール部材がバイパス出口手段を露出させ、調整出口手段をふさぐ第２ の位置との間で移動することができることと、−スプール・アッセンブリを前記 第１の位置に変位させるカートリッジ本体の手段と、 −カートリッジ本体内に取り付けられているとともに、弁棒の軸方向の位置を調 整して、所要の流量を設定するようカートリッジ本体の外側に延在した手段と より成る流量レギュレータ。 ２．調整手段が弁棒と非回転的に係合しているカートリッジ本体内に内側の部分 を備えていて、前記弁棒が前記内側の部分に関し軸方向に摺動ずることができる 請求の範囲第１項に記載の流量レギュレータ。 ３．弁棒がチューブ状のスプール部材に螺合されている請求の範囲第２項に記載 の流量レギュレータ。 ４．弁棒が端部部分を備えていて、弁棒の前記端部部分と前記調整手段が前記非 回転的な係合を行なう補余的な多角形の係合手段を備えている請求の範囲第３項 に記載の流量レギュレータ。 ５．スプール・アッセンブリがカートリッジ本体に関し非回転的に取り付けられ ている請求の範囲第４項に記載の流量レギュレータ。 ６．所要一定の流量に調整可能なタイプの流体流量レギュレータであって： −入口手段と調整される出口手段とバイパス出口手段を有する単一のカートリッ ジと、 −カートリッジ内に摺動可能に取り付けられ、調整可能な固定のサイズの内側の 制御オリフィスを画成している第１と第２の同軸の相互接続された部材と、前記 制御オリフィスのサイズが一定の流量を決定していることと、前記第１と第２の 部材の相対的な軸方向の位置が内側の制御オリフィスのサイズを設定するよう調 整可能であることと、サイズが固定された前記制御オリフィスを有する前記第１ と第２の部材が２つの出口手段をふさぎまた露出させるようカートリッジといっ しょに軸方向に移動可能であることと、−カートリッジ内に取り付けられていて 、前記第１と第２の部材の前記相対的な軸方向の位置を調整するようカートリッ ジの外側に延在した手段と より成る流量レギュレータ。７．調整手段が前記第１と第２の部材の一方と非回 転的に係合しているカートリッジ内の内側の部分を備えていて、前記一方の部材 が調整手段の前記内側の位置に関し軸方向に摺動可能である請求の範囲第６項に 記載の流量レギュレータ。 ８．第１と第２の部材が螺子により相互に結合されている請求の範囲第７項に記 載の流量レギュレータ。 ９．前記一方の部材が端部部分を備えていて、該端部部分と前記調整手段の内側 の部分が前記非回転的な係合を行なうよう補余的な多角形の係合手段を備えてい る請求の範囲第８項に記載の流量レギュレータ。 １０．前記第１と第２の部材のうちの他方がカートリッジに関し非回転的に取り 付けられている請求の範囲第９項に記載の流量レギュレータ。