(57)【要約】  双方向の操作ができる弁(１０)は、第１のポート(１８)と第２のポート(２０)とを持ったハウジング(１２)を含む。この弁はまた、第１のポートと第２のポートとの間の流体の流れを計測することができる第１の弁部材(１４)を含む。さらに、この弁は制御チャンバ(４２)に供給される流体を用いて第１の弁部材の位置を制御するために操作可能である弁制御装置(１６)を含む。この弁制御装置は、制御チャンバへの流体の流れと、そしてまた制御チャンバからの流体の流れを計測するために操作可能である付加弁部材(６６)を含む。この付加弁部材は、制御チャンバからの流体の流れを計測するために操作可能であるパイロットポペット(６６)を含む。弁制御装置は、付加弁部材の位置を第１の弁部材の位置の結果として制御するため、第１の弁部材(１４)とパイロットポペット(６６)との間に圧縮ばね(８２)を有し、第１の弁部材(１４)の望まざる動きが減衰させられるようになっている。
2009540252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のポート(１８)および第２のポート(２０)を有するハウジング(１２)と、
前記第１のポートと前記第２のポートとの間の流体の流れを計測するために操作可能である第１の弁部材(１４)と、
前記第１の弁部材の位置を制御チャンバ(４２)に供給される流体の少なくとも一部を用いて制御するために操作可能である弁制御装置(１６)と
を具え、前記弁制御装置は、
前記制御チャンバへの流体の流れならびに前記制御チャンバからの流体の流れを計測するために操作可能である１つ以上の付加弁部材(６６)を含み、この付加弁部材は、前記制御チャンバからの流体の流れを計測するために操作可能であるパイロットポペット(６６)を含み、
前記弁制御装置は、前記１つ以上の付加弁部材の少なくとも１つの位置を前記第１の弁部材の位置の結果として少なくとも部分的に制御するために操作可能であることを特徴とする弁(１０)。
【請求項２】
前記パイロットポペットもまた、前記制御チャンバ内への流体の流れを計測するために操作可能であることを特徴とする請求項１に記載の弁。
【請求項３】
前記弁制御装置は、前記パイロットポペットの位置を前記第１の弁部材の位置の結果として少なくとも部分的に制御するために操作可能であることを特徴とする請求項２に記載の弁。
【請求項４】
前記パイロットポペットが少なくとも１つの位置の範囲内にある場合、このパイロットポペットは、
当該パイロットポペットが第１の方向(３２)に移動している場合に前記制御チャンバの外への流体の流れに対する抵抗を減少させると共に前記制御チャンバ内への流体の流れに対する抵抗を増大させる一方、
該パイロットポペットが第２の方向(３０)に移動している場合に前記制御チャンバの外への流体の流れに対する抵抗を増大させると共に前記制御チャンバ内への流体の流れに対する抵抗を減少させる
ために操作可能であることを特徴とする請求項２に記載の弁。
【請求項５】
前記制御チャンバ(４２)が第３のポート(５６)および第４のポート(４８)を含み、
前記パイロットポペットが軸線(２８)に沿って移動可能であり、
前記パイロットポペットは、前記第３のポートと組み合わされて第２の弁座(７２)に当接するために操作可能である第１の弁座(７０)を含み、
前記弁制御装置は、前記第１の弁座と前記第２の弁座との間の距離を調整するため、前記パイロットポペットの位置を前記軸線に沿って調整することによって前記第３のポートを通る流体の流れに対する抵抗を調整するために操作可能であり、
前記軸線に沿った前記パイロットポペットの少なくとも１つの位置において、前記パイロットポペットの側面(７４)が前記第４のポートの少なくとも一部を塞ぎ、前記側面が前記第４のポートを塞ぐこの面積は、前記軸線に沿った前記パイロットポペットの位置の結果である
ことを特徴とする請求項１に記載の弁。
【請求項６】
前記第１の弁部材は、前記第１のポートと前記第２のポートとの間の通路(２２)と組み合わされる第４の弁座(２６)に当接するために操作可能である第３の弁座(２４)を有するポペットであることを特徴とする請求項５に記載の弁。
【請求項７】
第１のポート(１８)および第２のポート(２０)を持ったハウジング(１２)を有する弁(１０)を操作する方法であって、
前記第１のポートと前記第２のポートとの間の流体の流れの少なくも一部を第１の弁部材(１４)の位置を制御することにより計測することを含み、
前記第１の弁部材の位置を制御することは、１つ以上の付加弁部材(６６)を用いて制御チャンバ(４２)への流体の流れおよびこの制御チャンバからの流体の流れを計測することと、パイロットポペット(６６)を用いて前記制御チャンバからの流体の流れを計測することとを含み、この方法は、
前記１つ以上の付加弁部材の少なくとも１つの位置を前記第１の弁部材の位置の結果として少なくとも部分的に制御することをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
前記制御チャンバへの流体の流れおよび前記制御チャンバからの流体の流れを１つ以上の付加弁部材を用いて計測することは、前記パイロットポペットを用いて前記制御チャンバからの流体の流れを計測することに加え、前記パイロットポペットを用いて前記制御チャンバからの流体の流れを計測することを含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記パイロットポペットを用いて前記制御チャンバからの流体の流れおよび前記制御チャンバへの流体の流れを計測することは、
前記パイロットポペットを第１の方向(３２)に動かすことにより、前記パイロットポペットから制御チャンバの外への流体の流れに対する規制を減少させる一方、前記パイロットポペットから前記制御チャンバ内への流体の流れに対する規制を増大させることと、
前記パイロットポペットを第２の方向(３０)に動かすことにより、前記パイロットポペットから前記制御チャンバの外への流体の流れに対する規制をある増大させる一方、前記パイロットポペットから前記制御チャンバ内への流体の流れに対する規制を減少させることと
を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記パイロットポペットを用いて前記制御チャンバからの流体の流れおよび前記制御チャンバへの流体の流れを計量することは、前記パイロットポペットの位置を軸線(２８)に沿って調整することを含み、これによって前記パイロットポペットの弁座(７０)と前記制御チャンバの第１のポート(５６)と組み合わされる弁座(７２)との間の距離と、そしてまた前記パイロットポペットの側面(７４)が前記制御チャンバの第２のポート(４８)を塞ぐ面積とを調整することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２００６年６月１６日に提出された米国特許出願第１１／４５３，９０４号に関する優先権を主張し、その内容がこれを参照することによってこの明細書に組み入れられる。
【０００２】
本開示は、弁、より詳細には流体制御弁に関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの弁は、この弁を通る流体の流れを計測するための弁部材と、この弁部材の位置を制御するための弁制御装置とを有する。いくつかの弁制御装置は、弁部材の位置を制御するために流体を使っている。例えば、いくつかの弁制御装置は制御チャンバに流体を供給し、この流体は、弁部材に対する他の力を打ち消すように、弁部材に力を加える。このような弁制御装置は、制御チャンバから流体の排出を計測することにより、制御チャンバ内の流体圧をしばしば制御している。この弁制御装置は、流体が弁部材を１方向に駆動するように、制御チャンバからの流体の排出を抑制して制御チャンバ内に高圧の流体を作り出すことができる。逆に、この弁制御装置は、制御チャンバからの流体の排出を増大させて制御チャンバ内の流体圧を減少させることにより、弁部材を反対方向に駆動するための他の力を与えることができる。
【０００４】
不幸にも、多くのこのような弁制御装置は、制御チャンバへの流体の供給を計測するための措置を含んでいない。いくつかの状況において、このような弁制御装置は、弁部材を１つの方向に急速に移動させることができるが、弁を反対方向に急速に移動させることができない可能性がある。このような弁制御装置は、制御チャンバに流体を比較的速い割合で供給するように形成されている場合、弁制御装置は制御チャンバからの排出を抑制することにより、制御チャンバ内の流体で弁部材を急速に駆動させることができる可能性がある。しかしながら、このような弁制御装置は、弁部材を制御チャンバ内の流体に対して反対方向に駆動するための他の力を与えるため、制御チャンバからの流体を供給割合よりも充分に大きな割合で排出させることができない可能性がある。逆に、相対的に低い割合にて制御チャンバに流体を供給するように形成された弁制御装置は、制御チャンバに供給される流体と同じ低い割合でしか弁部材を駆動できない可能性がある。
【０００５】
Schexnavder への特許文献１は、制御チャンバから出る流体の流れを計測することに加え、制御チャンバへの流体の流れを計測するための措置を持つ流体制御弁を示している。特許文献１に示した弁は本体を含み、この本体は、これを通って延在する通路によって接続した第１のポートと第２のポートとを持つ。この弁はまた、ポート間に流体の流れを計測するためのポペット弁部材を含む。さらに、この弁は、ポペット弁部材に隣接して配された制御チャンバを含む。特許文献１の弁は、制御チャンバ内の流体圧がポペット弁部材を第１のポートの流体圧に対して閉止位置の方に付勢するように形成されている。特許文献１の弁はまた、流体を第１のポートから制御チャンバまで供給するための措置と、流体を制御チャンバから第２のポートまで排出させるための措置とを含む。これらの措置は、第１のポートから制御チャンバへの流体の流れと、制御チャンバから第２のポートへの流体の流れとの両方を計測するスプールを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５,４２１,５４３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の弁は、制御チャンバへの流体の流れと、制御チャンバの外への流体の流れとを計測するスプールを含むけれども、ある特定の欠点が残存する。例えば、スプールは漏れる可能性があり、制御チャンバからの排出が望ましくない場合、実施を危うくする可能性がある。さらに、この弁は流体を第１のポートから制御チャンバまで供給することができるだけであるので、第１のポートの圧力が第２のポートの圧力よりも高い場合にのみ、弁はポペット弁部材の位置を制御することが可能である。
【０００８】
本開示の弁は、上述した１つ以上の問題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
開示した一実施形態は、第１のポートと第２のポートとを持ったハウジングを有する弁に関する。この弁はまた、第１のポートと第２のポートとの間の流体の流れを計測するために操作可能である第１の弁部材を有することができる。さらに、この弁は第１の弁部材の位置を制御チャンバに供給される流体の少なくとも一部を用いて制御するために操作可能である弁制御装置を有することができる。この弁制御装置は、制御チャンバへの流体の流れならびに制御チャンバからの流体の流れを計測するために操作可能である１つ以上の付加弁部材を有することができる。１つ以上の付加弁部材は、制御チャンバからの流体の流れを計測するために操作可能であるパイロットポペットを含むことができる。弁制御装置は、１つ以上の付加弁部材の少なくとも１つの位置を第１の弁部材の位置の結果として少なくとも部分的に制御するために操作可能であってよい。
【００１０】
他の実施形態は、第１のポートと第２のポートとを持ったハウジングを有する弁を操作する方法に関する。この方法は、第１の弁部材の位置を少なくとも部分的に制御することによって、第１のポートと第２のポートとの間の流体の流れを計量することを含むことができる。第１の弁部材の位置を制御することは、制御チャンバへの流体の流れを計測し、制御チャンバからの流体の流れを１つ以上の付加弁部材を用いて計測することを含み、パイロットポペットを用いて制御チャンバからの流体の流れを計測することを含むことができる。この方法はまた、１つ以上の付加弁部材の少なくとも１つの位置を第１の弁部材の位置の結果として少なくとも部分的に制御することを含むことができる。
【００１１】
さらなる実施形態は、第１のポートと第２のポートとを持ったハウジングを有する弁に関する。この弁はまた、第１のポートと第２のポートとの間の流体の流れを計測するために操作可能である第１の弁部材を含むこともできる。さらに、この弁は第１の弁部材の位置を制御チャンバに供給される流体を少なくとも部分的に用いて制御するために操作可能である弁制御装置を含むことができる。この弁制御装置は、第１のポートと制御チャンバとの間に接続される第１の供給通路を含むことができ、この第１の供給通路は、第１のポートから制御チャンバへの流体の流れを可能にする第１の逆止弁を含む。弁制御装置はまた、第２のポートと制御チャンバとの間に接続される第２の供給通路を含むことができ、この第２の供給通路は、第２のポートから制御チャンバへの流体の流れを可能にする第２の逆止弁を含む。さらに、弁制御装置はまた、制御チャンバに接続していて１つ以上の排出通路を有してもよい。弁制御装置は第１の供給通路を通る制御チャンバへの流体の流れと、第２の供給通路を通る制御チャンバへの流体の流れとを計測するために操作可能である１つ以上の付加弁部材を含むことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の操作状態における本開示による弁の一実施形態の断面図である。
【図２】第２の操作状態における図１に示した弁の断面図である。
【図３】第３の操作状態における図１に示した弁の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本開示による弁１０の一実施形態を例示する。弁１０は、ハウジング１２と、弁部材１４と、弁制御装置１６とを含むことができる。ハウジング１２は、ポート１８と、ポート２０と、ポート１８，ポート２０間に延在する通路２２とを含むことができる。図１に示すように、ハウジング１２はまた、種々の他の特徴を含むことができる。
【００１４】
弁部材１４は、通路２２を通る流体の流れを計測するために形成されることができる。図１に示すように、弁部材１４はポペットであってよい。弁部材１４は、ハウジング１２の弁座２６にシール状態で当接するように形成された弁座２４を含むことができる。弁座２４は、概ね方向３２の方に面し、弁座２６は概ね反対方向３０に面することができる。弁部材１４はまた、方向３０に面した面３４，３６を含むことができる。さらに、弁部材１４は方向３２に面した面３８を含むことができる。さらに、弁部材１４は弁座２４の周りに延在して方向３２に概ね面した面３９を含むことができる。さらにまた、弁部材１４は弁座２４により仕切られて方向３２に概ね面した面４０を含むことができる。弁１０は、弁部材１４の往復移動を方向３０，３２の軸線２８に沿って摺動するように規制する措置を含むことができる。例えば、図１が示すように、軸線２８と平行に延在するハウジング１２の面が軸線２８と平行に延在する弁部材１４の案内面であってよい。
【００１５】
弁部材１４の種々の部分は、相互に種々の大きさを有することができる。いくつかの実施形態において、面３６，３８，３９，４０は、方向３０に面する面３４の面積とほぼ等しい方向３２に面する正味面積を集合的に有することができる。さらに、いくつかの実施形態において、方向３２に面する面４０の面積は、方向３０に面する面３４の面積の半分にほぼ等しくてよい。このような実施形態において、面３６，３８，３９は、方向３２に面する面４０の面積とほぼ等しい方向３２に面する正味面積を有することができる。
【００１６】
弁部材１４は、弁座２４が弁座２６から離された場合にポート１８とポート２０との間の流体の流れを可能にする種々の方法にて形成されることができる。例えば、いくつかの実施形態において、弁部材１４は流体が流れ通ることができる計測経路２７を含むことができる。
【００１７】
制御チャンバ４２に供給される流体を少なくとも部分的に用いて弁部材１４の位置を制御するように、弁制御装置１６を形成することができる。図１が示すように、いくつかの実施形態において、制御チャンバ４２は、面３４の如き、弁部材１４の１つ以上の面に隣接するハウジング１２によって画成されることができる。制御チャンバ４２に加え、弁制御装置１６は、制御チャンバ４２に対する流体の流出入を導くための措置を含むことができる。例えば、弁制御装置１６は供給通路４４，４６と排出通路５２，５４とを含むことができる。各供給通路４４，４６は、制御チャンバ４２のポート１８，２０とポート４８，５０との間に接続されることができる。供給通路４４は、ポート１８からポート４８を通って制御チャンバ４２までの流体の流れを可能にするために操作可能である逆止弁５８を含むことができる。同様に、供給通路４６は、ポート２０からポート５０を通って制御チャンバ４２までの流体の流れを可能にするために操作可能である逆止弁６０を含むことができる。制御チャンバ４２のポート１８，２０とポート５６との間に各排出通路５２，５４を接続することができる。排出通路５２は、ポート５６からポート１８への流体の流れを可能にするために形成された逆止弁６２を含むことができ、排出通路５４は、ポート５６からポート２０への流体の流れを可能にするために操作可能である逆止弁６４を含むことができる。
【００１８】
弁制御装置１６はまた、制御チャンバ４２に対する流体の流出入を計測するために操作可能である１つ以上の弁部材を含むことができる。例えば、図１が示すように、弁制御装置１６は、パイロットポペット６６と弁部材６８とを含むことができる。パイロットポペット６６は、ポート５６と関連した弁座７２にシール状態で当接するように形成される弁座７０を有することができる。弁１０は、パイロットポペット６６の往復移動を軸線２８の如き軸線に沿って摺動するように規制するための措置を含むことができる。図１が示すように、いくつかの実施形態において、軸線２８に平行に延在するハウジング１２の面は、同様に軸線２８と平行に延在するパイロットポペット６６の側面を案内することができる。
【００１９】
弁座７０が弁座７２から離れる場合、制御チャンバ４２と排出通路５２，５４との間で流体の流れを可能にする種々の方法でパイロットポペット６６を形成することができる。例えば、いくつかの実施形態において、パイロットポペット６６は、制御チャンバ４２からパイロットポペット６６とハウジング１２との間の空隙７１まで延在する通路６７を含むことができ、パイロットポペット６６は計測経路７３を含むことができる。
【００２０】
いくつかの実施形態において、パイロットポペット６６は、制御チャンバ４２に対する流体の流出入を計測するために形成された１つ以上の側面を含むことができる。例えば、パイロットポペット６６は、ポート４８，５０を通る流体の流れを計測するために形成された側面７４を含むことができる。図１が示すように、いくつかの実施形態において、側面７４は、各ポート４８，５０を横切って移動可能である端部７５を有することができる。代わりに、側面７４は、ポート４８，５０を横切って移動可能である１つ以上の開口（示せず）を含むことができる。
【００２１】
パイロットポペット６６はまた、開口７８から開口８０まで延在する通路７６を含むことも可能である。開口７８は、制御チャンバ４２と直に流体連通状態であってよい。弁座７０が弁座７２にシール状態で当接した場合、開口８０は制御チャンバ４２に通路７６を介してのみ接続されることができる。通路７６を通る流体の流れを計測するように弁部材６８を形成することができる。弁制御装置１６は、弁部材６８が図１に示すように通路７６を塞ぐように、弁部材６８を方向３０に付勢するばね６９を含むことができる。
【００２２】
弁制御装置１６はまた、パイロットポペット６６と弁部材６８を移動させるための種々の措置を含むことができる。例えば、弁制御装置１６は、パイロットポペット６６と弁部材６８とを駆動するためのアクチュエータ８４を含むことができる。アクチュエータ８４は、パイロットポペット６６と弁部材６８とに当接するように形成されたプランジャ８６を有する電磁石であってよい。作動時、アクチュエータ８４はプランジャ８６を方向３２に駆動し、それによって弁部材６８とパイロットポペット６６とを方向３２に駆動することができる。プランジャ８６は、パイロットポペット６６に係合してこれを方向３２に駆動する前に、弁部材６８に係合してこれを方向３２に駆動するように形成されることができる。
【００２３】
いくつかの実施形態において、パイロットポペット６６の位置を弁部材１４の位置の結果として少なくとも部分的に制御するように弁制御装置１６を形成することができる。例えば、弁制御装置１６は、弁部材１４とパイロットポペット６６との間に圧縮されたばね８２を含むことができる。ばね８２は、アクチュエータ８４によってパイロットポペット６６に加えられる任意の力に対し、パイロットポペット６６を方向３０に付勢することができる。同様に、ばね８２は弁部材１４を方向３２に付勢することができる。
【００２４】
弁１０は、図１に示した形態に限定されない。例えば、弁部材１４の面は、上述したものと異なる相対的寸法を有することができる。さらに、弁部材１４は、ポペット以外のスプールの如き種類の弁部材であってよい。さらに加え、弁制御装置１６を図１に示したものと異なって形成することができる。いくつかの実施形態において、弁部材１４が制御チャンバ４２に隣接した面３４を有するのではなく、弁制御装置１６が制御チャンバ４２に隣接する面を有し、直接または間接的に弁部材１４に接続される付加駆動部材を含むことができる。さらに、１つ以上の供給通路４４，４６および排出通路５２，５４は、ハウジング１２を通るのではなく、弁部材１４を通って延在することができる。さらにまた、弁制御装置１６は、供給通路４６および排出通路５４を省略したり、図１に示されない供給および排出通路を含んだりすることができる。
【００２５】
さらに、いくつかの実施形態において、ポート５６を通って制御チャンバ４２に流体を供給し、かつ制御チャンバ４２からポート４８，５０を通って流体が排出されるのではなく、ポート４８，５０を通して流体を制御チャンバ４２に供給し、制御チャンバ４２からポート５６を通って流体が排出するように、弁制御装置１６を形成することができる。弁制御装置１６は、このようにするための種々の形態を含むことができる。例えば、供給通過４４，４６がポート４８，５０まで延在するのではなく、ポート１８、２０からポート５６まで延在することができ、排出通路５２，５４がポート５６から延在するのではなく、ポート４８，５０からポート１８，２０まで延在することができる。
【００２６】
弁制御装置１６はまた、制御チャンバ４２に対する流体の流出入を計測するために弁部材の異なる構成を有することができる。例えば、弁制御装置１６は、制御チャンバ４２に対する流体の流出入を計測するための多数の弁部材をパイロットポペット６６の代わりに含むことができる。
【００２７】
弁制御装置１６はまた、パイロットポペット６６の位置を制御するために異なる措置を含むことも可能である。例えば、アクチュエータ８４が電磁石ではなく、液圧または空圧アクチュエータの如き種類のアクチュエータであってよい。さらに、弁制御装置１６は、パイロットポペット６６の位置を弁部材１４の位置の結果として少なくとも部分的に制御するためのばね８２以外の措置を含むことができる。弁制御装置１６は、パイロットポペット６６と弁部材１４との間に接続される異なる種類の力伝達機構を含むことができる。さらに、いくつかの実施形態において、弁制御装置１６は、弁部材１４の位置を検出する位置検出器と、アクチュエータ８４をこの位置検出器の出力信号の結果として少なくとも部分的に制御するための情報処理部品とを含むことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
弁１０は、流体の流れの制御が必要とされるどこにでも用途を有することができる。ハウジング１２の各ポート１８，２０は、弁１０への流体の供給および／または弁からの流体の受け入れのために１つ以上の部品に接続されることができ、これらはポンプ，弁，流体駆動アクチュエータ，リザーバーを含むがそれに限定されない。
【００２９】
アクチュエータ８４が作動していない場合、弁１０は、図１に示した操作状態を有することができ、弁部材１４がポート１８，２０間での流体の流れを実質的に阻止することができる。アクチュエータ８４がパイロットポペット６６または弁部材６８に力を加えていない場合、ばね８２はパイロットポペット６６の弁座７０を弁座７２に対して保持することができ、弁部材６８が通路７６を塞ぐことができる。これは、制御チャンバ４２と排出通路５２，５４との間に流体連通を阻止する。
【００３０】
このような状況の下で、供給通路４４，４６の一方は、制御チャンバ４２と流体連通状態になろう。ポート１８における流体圧がポート２０における流体力よりも高い場合、逆止弁５８はポート１８から制御チャンバ４２までの流体連通を与えるのに対し、逆止弁６０は制御チャンバ４２からポート２０への流体連通を阻止しよう。ポート２０での流体圧がポート１８での流体圧よりも高い場合、逆止弁５８，６０はポート２０から制御チャンバ４２までの流体連通を与える一方、制御チャンバ４２からポート１８への流体連通を阻止しよう。これは、制御チャンバ４２内の流体圧がポート１８，２０における流体圧とほぼ等しくなることを確実にする。結果として、面３４を押し付けるばね８２との組み合わせにおいて、面３４を押し付ける制御チャンバ４２内の流体は、弁部材１４の弁座２４を弁座２６に対して保持し、それによってポート１８，２０間の流体連通をほぼ阻止する。
【００３１】
弁１０が図１に示した状態にある場合、パイロットポペット６６の種々の面に接する流体は、パイロットポペット６６に対して不安定な力を加え、弁座７０を弁座７２に対して付勢することができる。制御チャンバ４２内の高圧流体は、ハウジング１２の他の部分における流体がパイロットポペット６６に対して方向３２に加えるよりも、パイロットポペット６６対してより高い力を方向３０に加えることができる。いくつかの状況において、パイロットポペット６６に作用する不安定な流体力がアクチュエータ８４の力容量よりも大きくてよい。
【００３２】
プランジャ８６は、パイロットポペット６６に係合する前に弁部材６８に係合するように形成されているので、アクチュエータ８４がプランジャ８６を方向３２に駆動すると、パイロットポペット６６に対する流体力は、プランジャ８６がパイロットポペット６６に係合する前に釣り合うことができる。図２が示すように、プランジャ８６が弁部材６８に係合してこれを方向３２に駆動すると、弁部材６８は通路７６を通る流体連通を与えることができる。これは、制御チャンバ４２内の高圧流体が通路７６を通って制御チャンバ４２の反対側のパイロットポペット６６の端部まで連通することを可能にすることができ、それによってパイロットポペット６６に対する流体力をほぼ平衡にする。
【００３３】
パイロットポペット６６に対する流体力がほぼ平衡になると、アクチュエータ８４はパイロットポペット６６を直ちに方向３２に駆動することができる。図３に示すように、これは、弁座７０を弁座７２から離すことができる。弁座７０が弁座７２から離されると、流体は制御チャンバ４２から通路６７を通り、空隙７１を通り、計測経路７３を通り、ポート５６を通って排出通路５２，５４まで流れることができる。さらに、パイロットポペット６６の方向３２への移動は、側面７４がポート４８，５０を少なくとも部分的に塞ぐことができる。結果として、パイロットポペット６６の側面７４は、ポート４８またはポート５０を通った制御チャンバ４２への流体の流れを食い止めることができる。
【００３４】
制御チャンバ４２内への流体の流れに対してパイロットポペット６６が与える抵抗と、制御チャンバ４２からの流体の流れに対してパイロットポペット６６が与える抵抗とは、共にパイロットポペット６６の軸線２８に沿った位置に伴って変化することができる。アクチュエータ８４がパイロットポペット６６を方向３２に駆動すると、弁座７０，７２間の距離が増大可能であり、側面７４がポート４８、５０を増大延在部に対して塞ぐことができる。従って、アクチュエータ８４がパイロットポペット６６を方向３２に駆動すると、パイロットポペット６６は、ポート５６を通る制御チャンバ４２外への流体の流れに対する抵抗の減少と、ポート４８，５０を通る制御チャンバ４２への流体の流れに対する抵抗の増大とをもたらす。逆に、パイロットポペット６６が方向３０に動いた場合、パイロットポペット６６は、ポート５６を通る制御チャンバ４２外への流体の流れに対する抵抗の増大と、ポート４８，５０を通る制御チャンバ４２への流体の流れに対する抵抗の減少とをもたらす。
【００３５】
結果として、方向３２へのパイロットポペット６６の駆動は、弁部材１４が方向３０に移動することをもたらす。ポート５６を通る流れに対する抵抗が減少すると、高圧流体が制御チャンバ４２から排出通路５２，５４の一方を通ってポート１８，２０の何れか低い流体圧を有する方に流れることができる。これは、制御チャンバ４２内の圧力を減少させることを可能にする。ポート４８，５０を通る流体の流れを規制することは、制御チャンバ４２からの流体の流出に対する流体の流入割合を減少させることにより、制御チャンバ４２内の圧力をさらに減少させることを可能にする。制御チャンバ４２内の圧力が減少すると、弁座２４，面３８，面４０に作用する流体の力は、制御チャンバ４２内の流体の力を結局は克服して弁部材１４を方向３０に駆動することができ、弁座２４を弁座２６から引き離し、ポート１８，２０間の流れを可能にする。
【００３６】
弁座２４が弁座２６から離れると、ポート１８，２０での流体圧の変化は、弁部材１４の望ましくない動作をもたらす傾向を有する可能性がある。弁制御装置１６は、パイロットポペット６６の位置を弁部材１４の位置の結果として少なくとも部分的に制御することにより、弁部材１４のこのような望ましくない動きを抑制することができる。ポート１８、２０での圧力変動が弁部材１４を方向３０に動かした場合、ばね８２はパイロットポペット６６を方向３０に駆動することができ、弁部材１４を方向３２に戻り駆動するように制御チャンバ４２内の圧力の増大をもたらす。逆に、ポート１８，２０での圧力変動が弁部材１４を方向３２に動かした場合、ばね８２はパイロットポペット６６が方向３２に動くことを可能にすることができ、弁部材１４を方向３０に戻り駆動するようにポート１８，２０の圧力を可能にし、制御チャンバ４２内の圧力の減少をもたらす。
【００３７】
弁１０は、アクチュエータ８４によるパイロットポペット６６への力の適用を停止することにより、図１に示した操作状態に戻すことができる。アクチュエータ８４がパイロットポペット６６に対して力を加えないと、ばね８２は、弁座７０が弁座７２に当接するまでパイロットポペット６６を方向３０に駆動することができ、側面７４がポート４８，５０を露出させる。結果として、制御チャンバ４２内の圧力が上昇し、弁座２４が弁座２６に当接するまで弁部材１４を方向３２に駆動することができる。
【００３８】
開示した実施形態は、多数の動作利点をもたらすことができる。これらが制御チャンバ４２からの流体の排出の増大と、制御チャンバ４２への流体の供給の減少とを同時に操作可能であるので、開示した弁制御装置１６は、弁部材１４を方向３０へと急速に移動させることが可能である。逆に、制御チャンバ４２からの流体の排出を減少させると同時に、制御チャンバ４２への流体の供給を増大させることにより、弁制御装置１６は弁部材１４を方向３２へと急速に移動させることができる。
【００３９】
さらに、開示した実施形態の弁１０は、閉じた場合に最小の漏れを経験することができる。弁座２４，２６は、非常に緊密な封止をもたらすことができ、通路２２を通るポート１８，２０間の流体の流れを阻止する。同様に、弁座７０，７２および弁部材６８は、非常に緊密な封止を阻止することができ、流体が制御チャンバ４２から漏出するのを阻止する。
【００４０】
さらにまた、供給通路４４および供給通路の４６の両方を有することは、弁１０の双方向操作を与えることができる。上述したように、供給通路４４，４６は、ポート１８，２０のより高い圧力の方から制御チャンバ４２への流体の流れを与えることができる。これは、ポート１８，２０がより高い流体圧を有するにもかかわらず、弁制御装置１６は弁部材１４の位置の全体に亙り制御を実行することを可能にしよう。結果として、弁１０は、ポート１８の圧力がポート２０の圧力よりも時々高かったり、時々低かったりする用途において用いることができる。
【００４１】
種々の修正および変更が開示範囲から逸脱することなくこの弁および方法においてなされることができることは、当業者らにとって明らかであろう。開示した弁および方法の他の実施形態は、この明細書の考察およびここに開示した弁および方法の実施から当業者らにとって明らかであろう。明細書および実施形態が単なる例示として考慮され、真の開示範囲が以下の特許請求の範囲およびそれらの均等物によって示されていることを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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