(57)【要約】  剛性の圧力平衡化構成部品（３３）に関連して動く弁（３４）を有する制御弁（３２）。圧力平衡化構成部品（３３）及び弁（３４）は、弁挿入体（４７）によって連結されている。制御弁（３２）は、同様な圧力を圧力平衡化構成部品（３３）及び弁（３２）の両方に作用させるための圧力平衡化構成部品（３３）を有する。剛性の材料を使用することにより、圧力平衡化構成部品（３３）の耐久性は増大する。圧力平衡化構成部品（３３）は、アクチュエータ（３１）の一部、又はアーマチュア（４５）の一部として形成される。
2009518587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口及び出口を有し、前記入口と前記出口との間に弁部材が配置された弁体と、
前記弁に動作可能に連結されたアクチュエータと、
前記アクチュエータの剛性の可動圧力平衡化構成部品と
を備え、
前記剛性の可動圧力平衡化構成部品が１つ以上のチャンバを画定する、制御弁。
【請求項２】
前記１つ以上のチャンバが、前記弁部材に作用する圧力と同じ圧力を受ける請求項１に記載の制御弁。
【請求項３】
前記剛性の可動圧力平衡化構成部品が、前記弁体に動作可能に連結される請求項１に記載の制御弁。
【請求項４】
前記剛性の可動圧力平衡化構成部品が、前記アクチュエータの可動構成部品と一体化される請求項１に記載の制御弁。
【請求項５】
前記アクチュエータの前記可動構成部品がアーマチュアである請求項４に記載の制御弁。
【請求項６】
前記剛性の可動圧力平衡化構成部品が、前記アクチュエータの前記可動構成部品に取り付けられた別個の構成部品である請求項４に記載の制御弁。
【請求項７】
前記アクチュエータの前記可動構成部品がアーマチュアである請求項６に記載の制御弁。
【請求項８】
前記剛性の可動圧力平衡化構成部品が、前記アクチュエータの磁性部分の範囲内に位置する請求項１に記載の制御弁。
【請求項９】
前記磁性部分が、巻回コイル、ボビン、アーマチュア、極片、極片ワッシャ、ケース又は磁束片の少なくとも１つを含む請求項８に記載の制御弁。
【請求項１０】
前記可動圧力平衡化構成部品が、前記アクチュエータの荷重支持面の一部である請求項１に記載の制御弁。
【請求項１１】
前記弁及び前記剛性の圧力平衡化構成部品が、圧力源にさらされる略同一の領域を有する請求項１に記載の制御弁。
【請求項１２】
前記剛性の可動圧力平衡化構成部品が前記アクチュエータ内に収容されている請求項１に記載の制御弁。
【請求項１３】
前記剛性の可動圧力平衡化構成部品が、前記弁に動作可能に連結される請求項１２に記載の制御弁。
【請求項１４】
アーマチュアと、
入口及び出口を有し、前記入口と前記出口との間に弁部材が配置された弁体であって、前記弁部材が領域を画定し、前記アーマチュアと共に動くことができる弁体と、
前記アーマチュアに連結され、１つ以上のチャンバ部分を形成する剛性の可動圧力平衡化構成部品であって、前記圧力平衡化構成部品が、前記アーマチュアと共に動くことができる領域を画定し、前記剛性の圧力平衡化構成部品及び前記弁部材の両方に対して同様の圧力を発生させる剛性の可動圧力平衡化構成部品と
を備える制御弁。
【請求項１５】
前記剛性の圧力平衡化構成部品及び前記弁体が、弁挿入体によって連結される請求項１４に記載の制御弁。
【請求項１６】
弁挿入体、ステム及びアーマチュアをさらに備える請求項１４に記載の制御弁であって、前記圧力平衡化構成部品が機能するように圧力を前記少なくとも１つの通路を通して連通させることができるように、前記弁挿入体、前記ステム、及び前記アーマチュアが少なくとも１つの通路を有する、制御弁。
【請求項１７】
アクチュエータをさらに備え、前記圧力平衡化構成部品が前記アクチュエータの一部である請求項１４に記載の制御弁。
【請求項１８】
前記圧力平衡化構成部品が前記アクチュエータの荷重支持面の一部である請求項１７に記載の制御弁。
【請求項１９】
前記圧力平衡化構成部品が前記アクチュエータの磁性部分の一部である請求項１７に記載の制御弁。
【請求項２０】
前記磁性部分が、巻回コイル、ボビン、アーマチュア、極片、極片ワッシャ、ケース又は磁束片のうちの少なくとも１つを含む請求項１９に記載の制御弁。
【請求項２１】
アクチュエータと、
前記アクチュエータの一部であり、かつ前記アクチュエータ内に少なくとも部分的にチャンバを画定する圧力平衡化構成部品と、
弁部材であって、前記圧力平衡化構成部品及び前記弁部材が弁挿入体によって連結され、同様の圧力が前記圧力平衡化構成部品及び前記弁部材の両方にかかる弁部材と
を備える制御弁。
【請求項２２】
弁挿入体、ステム及びアーマチュアをさらに備える請求項２１に記載の制御弁であって、前記圧力平衡化構成部品が機能するように圧力を前記少なくとも１つの通路を通して連通させることができるように、前記弁挿入体、前記ステム、及び前記アーマチュアが少なくとも１つの通路を有する、制御弁。
【請求項２３】
前記圧力平衡化構成部品が前記アクチュエータの一部である請求項２１に記載の制御弁。
【請求項２４】
前記圧力平衡化構成部品が前記アクチュエータの荷重支持面の一部である請求項２１に記載の制御弁。
【請求項２５】
前記圧力平衡化構成部品が前記アクチュエータの磁性部分の一部である請求項２１に記載の制御弁。
【請求項２６】
前記磁性部分が、巻回コイル、ボビン、アーマチュア、極片、極片ワッシャ、ケース又は磁束片のうちの少なくとも１つを含む請求項２５に記載の制御弁。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２００５年１２月１日に出願された米国仮特許出願第６０／７４１、２５９号の利益を主張する。上記出願の開示内容は、参照によって本明細書に援用される。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、同様の圧力を圧力平衡化構成部品及び弁にかけるように圧力を連通させる圧力平衡化構成部品を備えた制御弁に関する。
【背景技術】
【０００３】
アクチュエータは、様々な装置を制御するために一般に使用されている。アクチュエータは、弁を動かして位置を定めるために必要な力を与える。弁を通る流れを生じさせる、入口と出口との間の圧力差は、アクチュエータの力に対抗する弁にかかる力を発生させ得る。これには、より大きく、より高価なアクチュエータが必要になる可能性がある。圧力差によって生じる力は、可撓性包旋部を備えたダイヤフラムを使用することにより減らすことができる。ダイヤフラムの外周は、アクチュエータ／弁の内側で固定かつ封止される。ダイヤフラムの内側部分は、弁ステム又はアーマチュアなどの弁と一体になった可動構成部品に固定かつ封止される。ダイヤフラムの可撓性包旋部によって、弁はそのストロークにわたって動くことができる。
【０００４】
ダイヤフラムより上方の封止された空胴は、入口において弁に作用するのと同じ圧力を受ける。通路が、弁挿入体などの構成部品の中に形成されてもよい。ダイヤフラムの有効面積及び面積弁は、ほぼ等しくされる。弁及びダイヤフラムに作用する、圧力によって生じる力は、互いに相殺し、より高い力のアクチュエータの必要性を減らしたり無くしたりする。ダイヤフラムの不利な点は、高圧と運動の応力とによって生じる包旋部への潜在的な損傷である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧力が高い場合、ダイヤフラムは膨張し、損傷を被る可能性がある。これが発生した場合、その結果は、弁を開放せしめる、あるいは、弁の入口と出口との間に漏れを生じさせるであろう破損であり得る。それ故、ダイヤフラムを使用しないで圧力を平衡させる方法を有さねばならないことは望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、圧力平衡化構成部品に関連して動く弁を有する制御弁に関する。圧力平衡化構成部品と弁は、弁挿入体によって連結される。制御弁は、圧力平衡化構成部品及び弁の両方に同様な圧力を作用させるために圧力平衡化構成部品を有する。対向する力が、互いに相殺し、弁を作動させるために必要な力を減少させる。圧力平衡化構成部品は、その耐久性を増加させる剛性の材料で作られ得る。圧力平衡化構成部品は、アクチュエータの一部またはアーマチュアのようなアクチュエータの可動構成部品の一部として形成される。
【０００７】
本発明の更なる適用分野は、以下に掲げた詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明及び特定の実施例は、本発明の好ましい実施の形態を示す一方で、単に説明のみを目的とするものであり、本発明の範囲を制限することを意図するものではないことを理解するべきである。
【０００８】
本発明は、詳細な説明および添付の図面から、より深く理解することができるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
好ましい実施形態についての下記説明は、本質的には単なる例示であり、発明及びその適用又はその使用に関して限定しようとするものでは決してない。
【００１０】
図１を参照して、アクチュエータは３１で全体として示され、かつ制御弁は３２で全体として示される。アクチュエータ３１及び制御弁３２は圧力平衡化構成部品３３を有し、その圧力平衡化構成部品は圧力補償のために使用される。圧力平衡化構成部品３３は、より耐久性があるようにするために、剛性の材料でできている。鋼、黄銅、青銅、アルミニウム又はプラスチックのような材料が使用され得る。弁挿入体４７は、エラストマ材料で外側被覆される弁部分３４を有する。圧力平衡化構成部品３３及び弁３４はほぼ同じ直径を有し、それによって、弁３４の領域に作用する圧力が、圧力平衡化構成部品３３の領域に作用している圧力によって対抗される。これにより、制御弁３２は平衡が保たれている。
【００１１】
アクチュエータ３１は、磁気ワイヤ３７で巻かれ、かつ端子３８によって終端するボビン３６を有する。ボビン３６は、極片３９、極片ワッシャ４０、ケース４１及び磁束片４２を備えている磁気構造を有する。アクチュエータ３１及びアクチュエータ３１の構成部品の全ては、プラスチックオーバーモールド４３の中にカプセル封入されている。
【００１２】
極片３９は、ブッシュ４４を受けるカウンターボアを有する。アーマチュア４５および、ブッシュ４４と滑りばめするために前記アーマチュア４５のボアから延在するステム４６は極片３９と同軸である。ステム４６は、アーマチュア４５に圧入される別個の構成部品として示されている。それは、弁挿入体４７の軸部分４８を伸ばすことにより、弁挿入体４７の一部としても形成され得る。次に、圧力平衡化構成部品３３は、磁束部分４２内のボア４９の中のオーバーモールド４３に滑りばめされ得る。環状の隙間を通過し得る流れの漏れ量を抑制するために、圧力平衡化構成部品３３の外径とボア４９の内径との間は締りばめとなっている。
【００１３】
アクチュエータ３１は、弁体５６に取り付けられて、締結具５４によって保持されている。Ｏリング５５が、アクチュエータ３１と弁体５６との間を封止する。さらに、ステム４６及びブッシュ４４と同軸である圧縮ばね５７が、弁３４を弁体５６の座に着座させ、かつ弁体入口５８と弁体出口５１との間の流れを遮断する付勢力を与える。
【００１４】
従って、充分な電流が端子３８に印加されると、磁場及び発生する磁力が、アーマチュア４５および関連する弁構成部品を弁座から離れるように軸方向に移動させる。この結果、弁挿入体４７及びシール３４が弁体５６の座から離れるように移動するとき、入口５８と出口５１との間の流れが生じる。
【００１５】
さらに、圧力を平衡化する方法が、同様な圧力を圧力平衡化構成部品３３及び弁３４の両方に作用させるために使用される。圧力平衡化構成部品３３は、オーバーモールド４３内でチャンバ５０と３５を、そして、出口５１を分ける。弁挿入体４７、ステム４８及びアーマチュア４５は圧力を連通するために通路５２、５３を有する。したがって、弁挿入体４７及び弁３４の領域に作用する圧力が、チャンバ５０及び圧力平衡化構成部品３３へ連通される。弁挿入体４７及び弁３４上に作用する結果として生じる力は、圧力平衡化構成部品３３上に作用する結果として生じる力に対抗し平衡する。この結果さらに、剛性の圧力平衡化構成部品３３が圧力補償のために使用されるので、アクチュエータ３１が減少した力で作動することになる。
【００１６】
図３を参照すると、アクチュエータ３１および制御弁３２の代替実施形態が示されている。この実施形態において、圧力平衡化構成部品３３は、アーマチュア４５と別個の構成部品である。したがって、圧力平衡化構成部品３３及びアーマチュア４５は、好ましくは、圧入されることによって、又は他の適切な連結方法によって互いに連結される。これにより、より効率的であり得る構成部品及び組立体の代替製造プロセスが可能となる。
【００１７】
本発明の記載は、本質的には単なる例示であり、したがって本発明の要旨から逸脱しない変更は、本発明の範囲内にあるように意図されている。そのような変更は、本発明の精神及び範囲からの逸脱とはみなされない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】アクチュエータ及び制御弁の断面図である。
【図２】アクチュエータ及び制御弁の代替実施形態の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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