(57)【要約】      （修正有）【課題】比例圧力コントローラの出口ポートでのゼロ圧力を達成する。【解決手段】比例圧力コントローラ１０は、入口ポート２８、出口ポート３０及び排出ポート３２を有する本体を備える。充填バルブ５４は、入口ポート内の加圧流体と連通する。放出バルブ５６は、充填バルブからの加圧流体と連通する。入口ポペットバルブ３６は、充填バルブからの加圧流体によって開く。排出ポペットバルブ８０は閉じられると、排出ポートからの加圧流体を隔離する。入口ポペットバルブが開くと、流出流路８８は加圧流体と連通し、出口ポート及び排出／流出共通流路８６と連通する。隔離バルブアセンブリ１１０が、入口ポートからの流体または排出ポートへの流体の流れを選択的に隔離し、ゼロ圧力状態を実現する。【選択図】図１
2017162460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
比例圧力コントローラであって、
入口流路、流出流路、排出／流出共通流路、および排出流路を備える本体と、
前記入口流路に開口する前記本体中の入口ポートと、
前記流出流路と前記排出／流出共通流路とに開口する前記本体中の出口ポートと、
前記排出流路に開口する前記本体中の排出ポートと、
前記入口流路と前記流出流路とを接続する前記本体中の入口バルブキャビティと、
前記入口バルブキャビティ内に摺動自在に設けられ、前記入口流路と前記流出流路との間の流体の流れを制御するよう動作可能な入口ポペットバルブと、
前記排出／流出共通流路と前記排出流路とを接続する前記本体中の排出バルブキャビティと、
前記排出バルブキャビティ中に摺動自在に配置され、前記排出／流出共通流路と前記排出流路との間の流体の流れを制御するよう動作可能な排出ポペットバルブと、
前記比例圧力コントローラの前記本体と一体とされ、前記本体内に前記出口ポートと流体を介して連通するように配置された隔離バルブキャビティと、前記隔離バルブキャビティ内に摺動自在に配置され隔離バルブ閉位置と隔離バルブ開位置との間で移動可能な隔離バルブ部材とを有する隔離バルブアセンブリと、
前記隔離バルブ閉位置及び前記隔離バルブ開位置間の前記隔離バルブ部材の移動を制御するアクチュエータとを備え、
前記隔離バルブ部材は、前記隔離バルブ部材が前記隔離バルブ閉位置にあるとき、流体が前記出口ポートを通って流れるのを防止し、前記隔離バルブ部材が前記隔離バルブ開位置にあるとき、流体が前記出口ポートを通って流れるのを許容することを特徴とする比例圧力コントローラ。
【請求項２】
請求項１に記載の比例圧力コントローラにおいて、前記隔離バルブキャビティは前記本体中に形成されたキャビティ壁によって形成され、前記隔離バルブキャビティは第１端部と、前記第１端部と対向する第２端部とを有することを特徴とする比例圧力コントローラ。
【請求項３】
請求項２に記載の比例圧力コントローラにおいて、前記隔離バルブアセンブリはさらに、
前記隔離バルブキャビティの前記キャビティ壁に沿って配置される第１弁座部材と、前記隔離バルブキャビティの前記キャビティ壁に沿って配置され前記第１弁座部材と長手方向に離隔される第２弁座部材と、
筐体中の出口ポートと流体を介して連通するよう配置され、前記流出流路及び前記排出／流出共通流路から前記出口ポートを通る流体を受けるよう機能可能な吸入ポートと、
長手方向において前記第１弁座部材と前記第２弁座部材との間に配置される第１排出ポートと、
第２排出ポートであって、前記吸入ポートと前記第２排出ポートとが、前記第１排出ポートの長手方向反対側に配置されるものと、
長手方向に離隔された位置において前記隔離バルブ部材から外向きに延びる第１及び第２弁座係合部材とを備えることを特徴とする比例圧力コントローラ。
【請求項４】
請求項３に記載の比例圧力コントローラにおいて、前記隔離バルブ部材の前記第１弁座係合部材は、前記隔離バルブ部材が前記隔離バルブ閉位置にあり、前記吸入ポートの流体を前記第１及び第２排出ポートの流体から隔離するときに、前記第１弁座部材と当接することを特徴とする比例圧力コントローラ。
【請求項５】
請求項３に記載の比例圧力コントローラにおいて、前記隔離バルブ部材の前記第１弁座係合部材は、前記第１弁座部材から離れる方向に変位して前記吸入ポートから前記隔離バルブキャビティを通って前記第１排出ポートに流体が流れるのを許容し、前記隔離バルブ部材の前記第２弁座係合部材は、前記隔離バルブ部材が前記隔離バルブ開位置にあるときに前記第２弁座部材に当接して、前記第２排出ポートを前記第１排出ポートから隔離することを特徴とする比例圧力コントローラ。
【請求項６】
請求項３に記載の比例圧力コントローラにおいて、前記隔離バルブアセンブリは、
前記隔離バルブキャビティの前記第１端部内で摺動自在となるように前記隔離バルブ部材に沿って配置される第１隔離バルブピストンであって、前記第１弁座係合部材が前記隔離バルブ部材に沿って前記第１隔離バルブピストンと前記第２弁座係合部材との間に長手方向に配置される第１隔離バルブピストンと、
前記第１隔離バルブピストンと反対側にかつ前記隔離バルブキャビティの前記第２端部内で摺動自在となるように前記隔離バルブ部材に沿って配置される第２隔離バルブピストンであって、前記第２弁座係合部材が前記隔離バルブ部材に沿って前記第２隔離バルブピストンと前記第１弁座係合部材との間に長手方向に配置される第２隔離バルブピストンとを備えることを特徴とする比例圧力コントローラ。
【請求項７】
請求項３に記載の比例圧力コントローラにおいて、前記隔離バルブアセンブリはさらに前記隔離バルブキャビティの前記第１端部に開口する隔離バルブ加圧チェンバを備え、前記アクチュエータはアクチュエータバルブとアクチュエータバルブ流路とを備え、前記アクチュエータバルブは前記入口流路と前記隔離バルブ加圧チェンバとに流体を介して連通するよう構成され、前記アクチュエータバルブは前記入口流路から流体を受け前記流体を前記隔離バルブ加圧チェンバに供給することにより前記隔離バルブ加圧チェンバを加圧するよう動作可能であり、前記アクチュエータバルブ流路は前記アクチュエータバルブと前記隔離バルブ加圧チェンバとの間に延びて前記流体を前記アクチュエータバルブから前記隔離バルブ加圧チェンバに伝えることを特徴とする比例圧力コントローラ。
【請求項８】
請求項７に記載の比例圧力コントローラにおいて、前記隔離バルブ部材は前記隔離バルブ閉位置に向けて付勢され、前記アクチュエータバルブによって前記隔離バルブ加圧チェンバを加圧することで前記隔離バルブ部材を前記隔離バルブ開位置に移動させることを特徴とする比例圧力コントローラ。
【請求項９】
請求項３に記載の比例圧力コントローラにおいて、前記隔離バルブアセンブリはさらに前記隔離バルブ部材を通って延び、前記隔離バルブキャビティの前記第１端部と前記第２排出ポートとを流体を介して常に連通させるベント流路を備えることを特徴とする比例圧力コントローラ。
【請求項１０】
請求項３に記載の比例圧力コントローラにおいて、さらに
前記本体内に前記入口バルブキャビティに隣接配置されたシリンダキャビティと、
前記シリンダキャビティ内に摺動自在に配置され、前記入口ポペットバルブに当接するよう構成され、前記シリンダキャビティ内で変位することで前記入口バルブキャビティ内で前記入口ポペットバルブを移動させるピストンとを備えることを特徴とする比例圧力コントローラ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の比例圧力コントローラにおいて、さらに
前記シリンダキャビティに開口する前記本体内のピストン加圧チェンバと、
前記入口流路と前記ピストン加圧チェンバとに流体を介して連通し、前記入口流路からの流体を受け、前記ピストン加圧チェンバに前記流体を供給することにより前記ピストン加圧チェンバを加圧するよう動作可能な充填バルブとを備え、
前記ピストン加圧チェンバに供給される前記流体は、前記ピストンに第１力を加えて、前記ピストンを前記シリンダキャビティ内で変位させ、前記充填バルブが前記ピストン加圧チェンバを加圧するとき、前記入口ポペットバルブを動かすよう機能可能であることを特徴とする比例圧力コントローラ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の比例圧力コントローラにおいて、さらに
前記排出バルブキャビティに開口する前記本体内の排出バルブ加圧チェンバを備え、
前記充填バルブは、前記排出バルブ加圧チェンバと流体を介して連通するよう構成され、前記充填バルブは前記排出バルブ加圧チェンバに前記流体を供給することにより前記排出バルブ加圧チェンバを加圧するよう機能可能であり、
前記排出バルブ加圧チェンバに供給される前記流体は、前記排出ポペットバルブに第２力を加えて前記排出ポペットバルブを閉じた状態に保持するよう機能可能であることを特徴とする比例圧力コントローラ。
【請求項１３】
請求項１２に記載の比例圧力コントローラにおいて、さらに
前記入口流路と前記充填バルブとの間に延び、前記流体を前記入口流路から前記充填バルブに伝える前記本体中の充填入口流路と、
前記充填バルブ、前記ピストン加圧チェンバ、及び前記排出バルブ加圧チェンバの間に延び、前記流体を前記充填バルブから前記ピストン加圧チェンバ及び前記排出バルブ加圧チェンバに伝える前記本体中の充填バルブ排出流路とを備えることを特徴とする比例圧力コントローラ。
【請求項１４】
請求項１３に記載の比例圧力コントローラにおいて、さらに
前記充填バルブ排出流路と前記排出流路とに流体を介して連通し、前記充填バルブ排出流路中の前記流体を前記排出流路に案内して、駆動時に、前記充填バルブ排出流路、前記ピストン加圧チェンバ、及び前記排出バルブ加圧チェンバ中の流体圧力が減少するように機能可能な放出バルブを備えることを特徴とする比例圧力コントローラ。
【請求項１５】
請求項１４に記載の比例圧力コントローラにおいて、さらに
前記放出バルブと前記排出流路との間に延び、前記放出バルブから前記排出流路に前記流体を伝える前記本体中の放出バルブ流路を備えることを特徴とする比例圧力コントローラ。
【請求項１６】
請求項１４に記載の比例圧力コントローラにおいて、さらに
前記放出バルブと、前記本体の外面に開口する放出バルブ排出ポートとの間に延びる、前記本体中の放出バルブ流路を備えることを特徴とする比例圧力コントローラ。
【請求項１７】
請求項１４に記載の比例圧力コントローラにおいて、さらに
前記放出バルブと前記隔離バルブアセンブリの前記第２排出ポートとの間に延びる、前記本体中の放出バルブ流路を備えることを特徴とする比例圧力コントローラ。
【請求項１８】
請求項１４に記載の比例圧力コントローラにおいて、前記放出バルブを駆動することによって生じる前記ピストン加圧チェンバ中の流体圧力の低下により、前記ピストンからの前記第１力が操作可能に低下することを特徴とする比例圧力コントローラ。
【請求項１９】
請求項１４に記載の比例圧力コントローラにおいて、前記放出バルブを駆動することで生じる前記ピストン加圧チェンバ内の流体圧力の低下により、前記排出ポペットバルブからの前記第２力が操作可能に低下し、前記本体の前記排出／流出共通流路中の流体により前記排出ポペットバルブに加えられる第３力に応じて前記排出ポペットバルブが開くのを許容することを特徴とする比例圧力コントローラ。
【請求項２０】
請求項１４に記載の比例圧力コントローラにおいて、さらに
前記充填バルブ排出流路内に配置され、第１圧力信号を出力するよう動作可能な第１圧力信号送信装置と、
前記第１圧力信号送信装置に電気的に接続され、前記第１圧力信号送信装置から前記第１圧力信号を受け、前記第１圧力信号に応じて前記充填バルブ、前記放出バルブ、及び前記アクチュエータバルブを制御するよう動作可能な制御システムとを備えることを特徴とする比例圧力コントローラ。
【請求項２１】
請求項２０に記載の比例圧力コントローラにおいて、さらに
前記流出流路内に配置され、第２圧力信号を出力するよう動作可能である第２圧力信号送信装置を備え、前記第２圧力信号送信装置は、前記制御システムに電気的に接続されて、前記制御システムが前記第２圧力信号送信装置から前記第２圧力信号を受け、前記第１圧力信号送信装置からの前記第１圧力信号と前記第２圧力信号送信装置からの前記第２圧力信号とに応じて、前記充填バルブ、前記放出バルブ、及び前記アクチュエータバルブの駆動を制御するよう動作可能であることを特徴とする比例圧力コントローラ。
【請求項２２】
比例圧力コントローラであって、
入口流路、流出流路、排出／流出共通流路、および排出流路を備える本体と、
前記入口流路に開口する前記本体中の入口ポートと、
前記流出流路と前記排出／流出共通流路とに開口する前記本体中の出口ポートと、
前記排出流路に開口する前記本体中の排出ポートと、
前記入口流路と前記流出流路とを接続する前記本体中の入口バルブキャビティと、
前記入口バルブキャビティ内に摺動自在に設けられ、前記入口流路と前記流出流路との間の流体の流れを制御するよう動作可能な入口ポペットバルブと、
前記排出／流出共通流路と前記排出流路とを接続する前記本体中の排出バルブキャビティと、
前記排出バルブキャビティ中に摺動自在に配置され、前記排出／流出共通流路と前記排出流路との間の流体の流れを制御するよう動作可能な排出ポペットバルブと、
前記比例圧力コントローラの前記本体と一体化された隔離バルブアセンブリであって、
前記出口ポートと流体を介して連通し、前記本体内の前記入口バルブキャビティと前記排出バルブキャビティとの間に配置される隔離バルブキャビティと、
前記隔離バルブキャビティ内に摺動自在に配置され、隔離バルブ閉位置と隔離バルブ開位置との間で移動可能な隔離バルブ部材とを有する隔離バルブアセンブリと、
前記隔離バルブ閉位置及び前記隔離バルブ開位置間の前記隔離バルブ部材の移動を制御するアクチュエータとを備え、
前記隔離バルブ部材は、前記隔離バルブ部材が前記隔離バルブ閉位置にあるとき、流体が前記出口ポートを通って流れるのを防止し、前記隔離バルブ部材が前記隔離バルブ開位置にあるとき、流体が前記出口ポートを通って流れるのを許容することを特徴とする比例圧力コントローラ。
【請求項２３】
比例圧力コントローラであって、
入口本体部と、排出本体部と、前記入口本体部と前記排出本体部との長手方向の間に位置する中央本体部と、前記入口本体部内に配置された入口流路と、前記入口本体部と前記中央本体部との間に延びる流出流路と、前記中央本体部と前記排出本体部との間に延びる排出／流出共通流路と、前記排出本体部内に配置される排出流路とを備える本体と、
前記入口流路に開口する前記入口本体部中の入口ポートと、
前記流出流路と前記排出／流出共通流路とに開口する前記中央本体部中の出口ポートと、
前記排出流路に開口する前記排出本体部中の排出ポートと、
前記入口流路と前記流出流路とを接続する前記入口本体部中の入口バルブキャビティと、
前記入口バルブキャビティ内に摺動自在に設けられ、前記入口流路と前記流出流路との間の流体の流れを制御するよう動作可能な入口ポペットバルブと、
前記排出／流出共通流路と前記排出流路とを接続する前記排出本体部中の排出バルブキャビティと、
前記排出バルブキャビティ中に摺動自在に配置され、前記排出／流出共通流路と前記排出流路との間の流体の流れを制御するよう動作可能な排出ポペットバルブと、
前記中央本体部と一体とされ、前記中央本体部内に前記出口ポートと流体を介して連通するように配置された隔離バルブキャビティと、前記隔離バルブキャビティ内に摺動自在に配置され隔離バルブ閉位置と隔離バルブ開位置との間で移動可能な隔離バルブ部材とを有する隔離バルブアセンブリと、
前記隔離バルブ閉位置及び前記隔離バルブ開位置間の前記隔離バルブ部材の移動を制御するアクチュエータとを備え、
前記隔離バルブ部材は、前記隔離バルブ部材が前記隔離バルブ閉位置にあるとき、流体が前記出口ポートを通って流れるのを防止し、前記隔離バルブ部材が前記隔離バルブ開位置にあるとき、流体が前記出口ポートを通って流れるのを許容することを特徴とする比例圧力コントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願開示は、空気圧系統に用いるのに適する比例圧力コントローラに関し、特に隔離バルブアセンブリを有する比例圧力コントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
本セクションは、必ずしも先行技術ではない本願開示に関連する背景情報を示すものである。
【０００３】
比例圧力コントローラは、しばしば移動して加圧流体を圧力被制御装置に排出可能とする内部メインバルブを有する。このような比例圧力コントローラは、圧力被制御装置での加圧流体の動作圧を制御する。メインバルブは、一般にソレノイド操作子を用いて再配置される。この構成では、比例圧力コントローラの重量及びコストが増大し、メインバルブを再配置するのに相当な電流が必要となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
公知の比例圧力コントローラは、また、しばしばシステムアンダーシュートまたはオーバーシュートを起こしやすい。メインバルブの質量及び動作時間のため、圧力被制御装置に対し、メインバルブを制御して加圧流体の流れを減少させ、または停止させる信号が発生するのが、早すぎたり遅すぎたりして、所望の動作圧に至らなかったり、所望の動作圧を超過したりする可能性がある。このような現象が起こると、ソレノイドアクチュエータを動作させる制御システムが、所望の動作圧を「捜索する」間に、高速開閉動作を開始する。「モーターボーティング（ｍｏｔｏｒ−ｂｏａｔｉｎｇ）」として知られるこの高速動作により、摩耗量、および比例圧力コントローラに関連する運転コストが増大する。
【０００５】
公知の比例圧力コントローラは、しばしば入口ポート、出口ポート、および排出ポートを備える。通常、高圧流体が入口ポートに供給され、比例圧力コントローラを通過した後、この流体が出口ポートを通って圧力被制御装置に流出し、余剰の流体圧力が排出ポートを通じて比例圧力コントローラからベントされる。公知の比例圧力コントローラに関連する別の問題は、出口ポートでのゼロ圧力状態が望まれる場合であっても、比例圧力コントローラの出口ポートでのゼロ圧力を達成することが困難なことである。比例圧力コントローラの出口ポートでゼロ圧力を達成できないことで、圧力被制御装置の動作及び／又は性能に悪影響が及ぶ可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本セクションは、開示事項の全般的概要を示すものであり、その範囲全体又はその特徴の全ての包括的開示ではない。
【０００７】
本願開示の一側面によれば、出口ポートでのゼロ圧力状態が望まれる場合に、比例圧力コントローラの出口ポートに圧力が加わる可能性を最小化する比例圧力コントローラが提供される。この比例圧力コントローラは、およそ本体と、入口ポペットバルブと、排出ポペットバルブと、隔離バルブアセンブリと、隔離バルブアセンブリを制御するアクチュエータとを備える。比例圧力コントローラの本体は、入口流路と、流出流路と、排出／流出共通流路と、排出流路とを備える。本体中の入口ポートは入口流路に開口し、本体中の出口ポートは流出流路と排出／流出共通流路とに開口し、本体中の排出ポートは排出流路に開口する。本体中の入口バルブキャビティは、入口流路と流出流路とを接続し、本体中の排出バルブキャビティは、排出／流出共通流路と排出流路とを接続する。入口ポペットバルブは入口バルブキャビティ内に摺動自在に配置され、排出ポペットバルブは、排出バルブキャビティ内に摺動自在に配置される。動作時、入口ポペットバルブは、入口流路と流出流路との間の流体の流れを制御し、排出ポペットバルブは、排出／流出共通流路と排出流路との間の流体の流れを制御する。
【０００８】
隔離バルブアセンブリは比例圧力コントローラの本体と一体化される。この隔離バルブアセンブリは、およそ隔離バルブキャビティと、隔離バルブキャビティ内に配置される隔離バルブ部材とを備える。隔離バルブキャビティは、本体内で、出口ポートと流体を介して連通するように配置される。隔離バルブ部材は、隔離バルブキャビティ内に摺動自在に配置される。動作時、この隔離バルブ部材は、隔離バルブキャビティ内で隔離バルブキャビティに対し、隔離バルブ閉位置と隔離バルブ開位置との間で移動する。比例圧力コントローラのアクチュエータは、隔離バルブ閉位置と隔離バルブ開位置との間の隔離バルブ部材の動きを制御する。隔離バルブ閉位置において、隔離バルブ部材は、比例圧力コントローラの本体中の出口ポートを通って流体が流出するのを防止する。これに対し、隔離バルブ開位置において、隔離バルブ部材は、出口ポートを通る流体の流れを許容する。有利なのは、この構成がコンパクトであり、圧力被制御装置に接続されるよう構成可能な出口ポートでのゼロ圧力状態を提供することである。
【０００９】
さらなる利用分野は、本願明細書に示される記載から明らかになるであろう。この概要における説明および特定の実施例は、説明のみを目的とするものであり、本願開示の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
ここに示される図面は、選択された実施形態の説明のみを目的とするものであり、可能な全ての実施を示すものではなく、本願開示の範囲を限定することを意図するものでもない。
【図１】本願開示にしたがって構成された例示的比例圧力コントローラの側面断面図。
【図２Ａ】図１の例示的比例圧力コントローラの別の側面断面図であって、例示的隔離バルブアセンブリによって、例示的比例圧力コントローラの本体中の入口ポートに流体が流入するのを防止している様子を示す図。
【図２Ｂ】図１の例示的比例圧力コントローラの別の側面断面図であって、例示的隔離バルブアセンブリが例示的比例圧力コントローラの本体中の入口ポートに流体を供給し、流体が例示的比例圧力コントローラの本体中の出口ポートから排出される様子を示す図。
【図２Ｃ】図１の例示的比例圧力コントローラの別の側面断面図であって、例示的比例圧力コントローラの本体中の流出流路と排出／流出共通流路との中の流体圧力が、例示的比例圧力コントローラの本体中の排出流路と排出ポートとを介して、流出流路と排出／流出共通流路とから流体を排出することによって下げられる様子を示す図。
【図３】本願開示にしたがって構成された別の例示的比例圧力コントローラの側面断面図。
【図４Ａ】図３の例示的比例圧力コントローラの別の側面断面図であって、例示的隔離バルブアセンブリによって、例示的比例圧力コントローラの本体中の出口ポートから流体が流出するのを防止している様子を示す図。
【図４Ｂ】図３の例示的比例圧力コントローラの別の側面断面図であって、例示的隔離バルブアセンブリによって、例示的比例圧力コントローラの本体中の出口ポートから流出する流体が排出されている様子を示す図。
【図４Ｃ】図３の例示的比例圧力コントローラの別の側面断面図であって、例示的比例圧力コントローラの本体中の流出流路と排出／流出共通流路との中の流体圧力が、例示的比例圧力コントローラの本体中の排出流路と排出ポートとを介して、流出流路と排出／流出共通流路とから流体を排出することによって下げられる様子を示す図。
【図５】本願開示にしたがって構成された別の例示的比例圧力コントローラの側面断面図。
【図６Ａ】図５の例示的比例圧力コントローラの別の側面断面図であって、例示的隔離バルブアセンブリによって、例示的比例圧力コントローラの本体中の出口ポートから流体が流出するのを防止している様子を示す図。
【図６Ｂ】図５の例示的比例圧力コントローラの別の側面断面図であって、例示的隔離バルブアセンブリによって、例示的比例圧力コントローラの本体中の出口ポートから流出する流体が排出されている様子を示す図。
【図６Ｃ】図５の例示的比例圧力コントローラの別の側面断面図であって、例示的比例圧力コントローラの本体中の流出流路と排出／流出共通流路との中の流体圧力が、例示的比例圧力コントローラの本体中の排出流路と排出ポートとを介して、流出流路と排出／流出共通流路とから流体を排出することによって下げられる様子を示す図。
【００１１】
いくつかの図面を通じて、対応する参照番号は、対応する部分を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
添付の図面を参照して、例示的実施形態をより詳細に説明する。
【００１３】
例示的実施形態を、本願開示を十全なものとし、当業者にその範囲を十分に伝えるよう示している。本願開示の実施形態の十全な理解を提供するため、具体的な構成要素、素子及び方法の例など、数多くの具体的詳細を記載している。当業者にとって、具体的な詳細を用いる必要はなく、例示的実施形態は多くの異なる形態で実装可能であり、また本願開示を限定するものと解釈すべきでないことは明らかであろう。いくつかの例示的実施形態において、公知の方法、公知の素子構造及び公知の技術は、詳細に記載されない。
【００１４】
本明細書中で用いられる用語は、具体的な例示的実施形態を記述することのみを目的とするものであり、限定的であることを意図しない。本明細書で使用される際、単数形は、明示されていない限り複数形も含むことを意図する。用語「備える」、「備えて」、「含んで」および「有して」は包括的であり、述べられた特徴、整数、工程、操作、要素、および／または部品の存在を特定する。しかし、１以上の特徴、整数、工程、操作、要素、部品および／または群の存在または追加を排除するものではない。本明細書で記載される方法工程、プロセスおよび操作は、実行順序として詳細に特定されない限り、必ずしも記載または図示された特定の順序で実行を要するものと解釈されるべきではない。追加工程または代替工程が用いられてもよいことも理解されるであろう。
【００１５】
要素または層が、他の要素または層「上に」ある、「に係合」、「に接続」または「に連結」すると記される場合、この要素または層は直接に他の要素または層上にあるか、係合、接続、または連結してもよい。または、介在要素または層があってもよい。一方、要素が、他の要素または層の「直接上に」ある、「に直接係合」、「に直接接続」または「に直接連結」すると記される場合、介在要素または層は存在しなくてよい。要素同士の関係を説明するのに使用される他の文言（例えば、「の間に」と「直接の間に」、「隣接して」と「直接隣接して」など）は、同様に解釈されるべきである。本明細書で用いられる際、用語「および／または」は１以上の関連づけられたリスト項目の全ての組み合わせを含む。
【００１６】
第一、第二、第三等の用語が各種要素、部品、領域、層および／または切断面を説明するために本明細書で使用されるが、これらの要素、部品、領域、層および／または切断面はこれらの用語により限定されるものではない。これらの用語は、ある要素、部品、領域、層および／または切断面を他の領域、層または切断面から区別するためにのみ使用されてもよい。本明細書で使用される際の「第一」「第二」のような用語および他の数に関する用語は、文脈で明示されない限り、配列または順序を意味しない。したがって、下記で論じられる第一要素、部品、領域、層および／または切断面は、実施例の教示から逸脱することなく第二要素、部品、領域、層および／または切断面と称されることも可能である。
【００１７】
「インナー」、「アウター」、「真下に」、「下に」、「下側の」「上に」、「上部に」等のような空間的に相対的な用語が、図示する際、ある要素または特徴と他の要素または特徴との関係の記載を容易にするために、本明細書で使われてもよい。空間的に相対的な用語は、図示される向きに加えて、使用時または操作時における装置の異なる向きを包含するとしてもよい。例えば、図の装置がひっくり返されると、他の要素または特徴の「下に」または「真下に」と記載される要素は、他の要素または特徴の「上に」置かれるだろう。このように、例示の用語「下に」は上と下両方への向きを包含することが可能である。装置は他方向に向かされてもよい（９０度回転または他の向きに）。本明細書で使用される空間関連記述子は適宜解釈される。
【００１８】
図１に示されるように、比例圧力コントローラ１０は、第１エンドキャップ１４と、第１エンドキャップ１４に対して反対側に配置された第２エンドキャップ１６とを有する本体１２を備える。第１及び第２エンドキャップ１４、１６は、本体１２に着脱可能に止着され、または固定的に接続されても良い。スペーサ部材１８を本体１２に設けても良く、この目的は、以下により詳細に説明される。コントローラ操作子２０を、中央本体部２２に、止着、または固定的に接続することによって接続可能である。本体１２は、さらに中央本体部２２とスペーサ部材１８との間に接続された入口本体部２４を、スペーサ部材１８が入口本体部２４と第２エンドキャップ１６の間に配置されるような形で備えても良い。本体１２は、さらに中央本体部２２と第１エンドキャップ１４との間に配置される排出本体部２６を備えても良い。選択的に、比例圧力コントローラ１０は、複数の比例圧力コントローラ１０を並べて配置可能なように、略矩形状ブロックとして設けられても良い。また、この形状により、マニフォルド構造中に比例圧力コントローラ１０を用いることが促進される。
【００１９】
いくつかの実施形態では、入口及び排出本体部２４、２６が、中央本体部２２に着脱可能かつシール可能に接続される。比例圧力コントローラ１０は、中央本体部２２にそれぞれ形成された入口ポート２８、出口ポート３０及び排出ポート３２を備えても良い。圧縮空気などの加圧流体３３を、出口ポート３０を介して比例圧力コントローラ１０から排出可能である。出口ポート３０は、本体１２内に形成された流出流路３４からの加圧流体３３に開口し、出口ポート３０に加圧流体３３が操作可能に流入する。流出流路３４は圧力均衡セグメント３４ａを備える。流出流路３４への流れは、入口ポペットバルブ３６によって隔離可能である。この入口ポペットバルブ３６は、長手方向キャビティ３９ａとベント流路３９ｂとを有する。入口ポペットバルブ３６は通常入口弁座３８に着座し、圧縮ばねなどの付勢部材４０によって、図１に示される着座位置に保持される。入口ポペットバルブ３６が閉じられると、流体は流出流路３４には流入することができない。付勢部材４０は、入口本体部２４の端部壁４１と当接することで定位置に保持可能とされ、入口ポペットバルブ３６内に形成される長手方向キャビティ３９ａ中に部分的に収容されることで反対側でも保持される。入口ポペットバルブ３６は、入口ポペットバルブ３６が入口バルブキャビティ４２内で、付勢部材４０が延びる入口バルブ閉方向「Ａ」と反対方向の入口バルブ開方向「Ｂ」とのそれぞれに軸方向摺動可能なように本体１２中の入口バルブキャビティ４２に収容される。入口ポペットバルブ３６が入口バルブ開方向「Ｂ」に移動する場合、入口ポペットバルブ３６は付勢部材４０を圧縮する。入口弁棒４３が入口ポペットバルブ３６に一体に接続され、入口ポペットバルブ３６から軸方向に延びる。入口弁棒４３の自由端はピストン４４に当接する。入口弁棒４３は、ピストン４４に当接する前に第１隔壁４５を通って摺動可能に配置され、入口ポペットバルブ３６の軸方向位置を制御し、入口ポペット弁座係合部材４６の入口弁座３８との閉位置での境界シールを促進する。入口ポペットバルブ３６は、入口ポペット弁座係合部材４６ａの反対側の、流出流路３４の圧力均衡セグメント３４ａと対向する対向面４６ｂを有する。入口ポペットバルブ３６の入口ポペット弁座係合部材４６ａと対向面４６ｂとは、等しい表面積を有する。したがって、入口ポペットバルブ３６は圧力均衡状態で動作する。加圧流体３３は、少なくとも一つの孔４７を介して、及び／又は入口弁棒４３を通過可能とする穴を介して第１隔壁４５を自由に流通可能である。この少なくとも一つの孔４７の大きさ及び数により、流出流路３４中の圧力がピストン４４、ひいてはピストンの移動速度に作用するのに必要な時間を制御することができる。この少なくとも一つの孔４７を通って作用する圧力により、ピストン４４を閉位置に向けて移動させる圧力付勢力が生じる。ピストン４４には、少なくとも一つの、いくつかの実施形態においては複数の、ピストン４４の周囲に形成された個別のシール溝４９内に収容される弾性Ｕ−カップシール４８を備えても良い。Ｕ−カップシール４８により、ピストン４４が本体１２内に形成されるシリンダキャビティ５０内で軸方向に摺動する際にピストン４４の周囲に流体圧力シールが形成される。
【００２０】
ピストン４４は、入口ポペットバルブ３６と同軸に入口バルブ閉方向「Ａ」または入口バルブ開方向「Ｂ」に移動する。第１隔壁４５は、シリンダキャビティ５０の第一境界（非圧力境界）を形成し、ピストン４４はシリンダキャビティ５０の第２境界（圧力境界）を形成する。ピストン４４は、第１隔壁４５が定位置に固定されることから、ピストン４４の端部５１が第１隔壁４５に当接するまで入口バルブ開方向「Ｂ」に移動可能である。ピストン４４は、孔４７を通って自由に流れる加圧流体３３によって形成される前述の圧力付勢力によって、第１隔壁４５と当接することによりシリンダキャビティ５０内に保持される。ピストン４４は、また、図１に示されるシリンダキャビティ５０の円筒状壁を越えて径方向に延びるスペーサ部材１８の一部とシリンダキャビティ５０の反対側の端部で当接することによってシリンダキャビティ５０内に保持される。Ｏ−リングなどの弾性シール部材５２ａを、入口ポペットバルブ３６の外周に沿って形成されたスロットまたは周方向溝５３ａ内に配置しても良い。弾性シール部材５２ａは、入口バルブキャビティ４２に接して入口ポペットバルブ３６をシールする。
【００２１】
入口ポペットバルブ３６内の長手方向キャビティ３９ａは、流出流路３４の圧力均衡セグメント３４ａに開口し、この圧力均衡セグメント３４ａと流体を介して連通する。ベント流路３９ｂは、長手方向キャビティ３９ａと入口バルブキャビティ４２との間に延びる。Ｏ−リングなどの別の弾性シール部材５２ｂを、入口ポペットバルブ３６の周囲に沿って外部に形成されたスロットまたは周方向溝５３ｂ内に配置しても良い。ベント流路３９ｂは、弾性シール部材５２ｂによってベント流路３９ｂが閉塞され、入口バルブキャビティ４２内の流体がベント流路３９ｂに流入するのが防止される形で、周方向溝５３ｂに開口する。入口ポペットバルブ３６の長手方向キャビティ３９ａ内の圧力が入口バルブキャビティ４２内の圧力よりも大きい場合、この差圧により弾性シール部材５２ｂがわずかに膨脹して、流体がベント流路３９ｂから流出可能となる。したがって、弾性シール部材５２ｂは、ベント流路３９ｂのための逆止弁として作用し、入口ポペットバルブ３６内の長手方向キャビティ３９ａから入口バルブキャビティ４２への一方向にベント流路３９ｂを通って流体を流出可能とするが、反対方向に（入口バルブキャビティ４２から入口ポペットバルブ３６内の長手方向キャビティ３９ａへ）は流出可能としない。したがって、このベント流路３９ｂと弾性シール部材５２ｂとの組み合わせにより、流出流路３４の圧力均衡セグメント３４ａと入口バルブキャビティ４２との間の差圧が解消される。
【００２２】
比例圧力コントローラ１０は、コントローラ操作子２０内の中央本体部２２に着脱自在に接続される充填バルブ５４と放出バルブ５６とのそれぞれにより操作可能である。入口ポート２８内に流入する圧縮空気などの加圧流体３３（図２Ａ−２Ｃ）は濾過され清浄化されても良い。出口ポート３０及び流出流路３４を介して比例圧力コントローラ１０に逆流しうる流体は、汚染された流体である可能性がある。いくつかの実施形態では、この充填及び放出バルブ５４、５６は、この潜在的に汚染された流体から隔離されて入口ポート２８を介して流入した加圧流体３３のみが充填バルブ５４及び放出バルブ５６を流れるようにされる。入口流路５８は、入口ポート２８と入口バルブキャビティ４２との間の加圧流体３３と連通する。いいかえれば、入口バルブキャビティ４２は、入口流路５８と流出流路３４とを接続する。したがって、入口流路５８は、通常閉じられても良い入口ポペットバルブ３６によって流出流路３４内の流体から隔離される。流体供給ポート６０が、入口流路５８と連通し、入口流路５８に開口する。流体供給ポート６０は、流出流路３４から隔離され、充填バルブ５４に加圧流体３３を供給する充填入口流路６２につながる。充填バルブ排出流路６４により、充填バルブ５４を通って流れる加圧流体３３が放出バルブ５６の入口及び複数の異なる流路に向かう流路が形成される。
【００２３】
これらの流路の一つとして、充填バルブ排出流路６４からの加圧流体３３を第２エンドキャップ１６内に形成されるピストン加圧チェンバ６８に案内されるピストン加圧流路６６がある。ピストン加圧チェンバ６８中の加圧流体３３により、ピストン４４のピストン端面７０に作用する第１力Ｆ１（図２Ｂ）が生じる。ピストン端面７０の表面積は入口弁座３８と当接する入口ポペットバルブ３６の表面積よりも大きいことから、充填バルブ５４が開き、またはさらに継続して開いた場合、ピストン端面７０上に作用する加圧流体３３によって生じる合力により、ピストン４４が入口バルブ開方向「Ｂ」に、入口弁座３８から離れる方向にまず移動し、またはさらに移動する（ｉｎｉｔｉａｌｌｙ  ｍｏｖｅ  ｏｒ  ｍｏｖｅ  ｆｕｒｔｈｅｒ）ことになる。これにより、最初に入口ポペットバルブ３６が開き、または入口バルブキャビティ４２を通る流れが増加して、加圧流体３３が流出流路３４に流入し、出口ポート３０で比例圧力コントローラ１０から流出する。したがって、比例圧力コントローラ１０は、出口ポート３０に流れがない場合には、入口ポート２８と出口ポート３０との間で加圧流体３３の流れを開始可能であり、加圧流体３３流れを連続して制御する必要がある場合には、比例圧力コントローラ１０は入口ポート２８と出口ポート３０との間の既存の加圧流体３３の流れの圧力を維持、増大または低減可能である。これらの動作は、以下により詳述される。
【００２４】
充填バルブ５４から、充填バルブ排出流路６４を通って排出された加圧流体３３の一部は、中央本体部２２の連結壁７４内に形成された排出バルブ加圧流路７２を通って排出バルブ加圧チェンバ７６に案内される。充填バルブ５４が開き、放出バルブ５６が閉じている場合、排出バルブ加圧流路７２を介して排出バルブ加圧チェンバ７６に収容される加圧流体３３は、排出ポペットバルブ８０の排出バルブ端面７８に対して第２力Ｆ２（図２Ｂ）を加えて排出ポペットバルブ８０を着座位置に保持する。
【００２５】
排出ポペットバルブ８０は、本体１２内に形成される排出バルブキャビティ８２内に摺動自在に配置される。排出ポペットバルブ８０は排出ポペット弁座係合部材８３を有し、この排出ポペット弁座係合部材８３は、排出ポペットバルブ８０の閉位置において排出バルブ弁座８４と当接する（図１参照）。排出ポペットバルブ８０が閉位置にある場合、流出流路３４から出口ポート３０を通って流れる加圧流体３３は、排出／流出共通流路８６にも流入する。閉位置において、排出ポペットバルブ８０は排出ポート３２から隔離されて、加圧流体３３が排出流路８８を通って排出ポート３２から流出するのを防止する。したがって、排出バルブ加圧チェンバ７６中の加圧流体３３によって排出ポペットバルブ８０の排出バルブ端面７８に加えられる第２力Ｆ２と略逆向きの第３力Ｆ３（図２Ｂ）が、排出／流出共通流路８６中の加圧流体３３によって排出ポペットバルブ８０に加えられる。排出バルブキャビティ８２は、排出／流出共通流路８６と排出流路８８との間に配置され、排出／流出共通流路８６と排出流路８８とを流体を介して接続する。
【００２６】
排出ポペットバルブ８０は、一体に接続され、軸方向に延びる排出弁棒９０を有する。排出弁棒９０は、弁棒収容部材９４の弁棒収容通路９２内に摺動自在に収容される。弁棒収容部材９４は、第２隔壁９６と第１エンドキャップ１４との間に配置される。第１隔壁４５と同様、加圧流体３３は、少なくとも一つの孔９７を介して第２隔壁９６を自由に流通可能である。（複数の）孔９７の大きさ及び数を制御することで、第２隔壁９６を挟んで圧力が均衡する速度が制御される。
【００２７】
中央本体部２２内の放出バルブ排出ポート１００を介して排出流路８８と連通する放出バルブ流出流路９８が放出バルブ５６の排出側に設けられる。この放出バルブ排出ポート１００は排出流路８８に開口していることから、放出バルブ５６が駆動された時、充填バルブ排出流路６４中の加圧流体３３を、排出流路８８に追い出すように動作する。なお、放出バルブ流出流路９８は、放出バルブ５６の閉状態では、排出バルブ加圧流路７２、充填バルブ排出流路６４、およびピストン加圧流路６６から隔離される。さらに、充填バルブ排出流路６４、ピストン加圧流路６６、排出バルブ加圧流路７２、及び放出バルブ流出流路９８は、充填バルブ５４が開いた状態では、流出流路３４及び排出／流出共通流路８６中の加圧流体３３から隔離される。したがって、これらの流路により、充填バルブ５４及び放出バルブ５６を、出口ポート３０の周囲に残る汚染されている可能性のある流体に曝すことなく、濾過された加圧流体３３を入口ポート２８から充填バルブ５４及び放出バルブ５６を通すことが可能となる。
【００２８】
この比例圧力コントローラ１０は、コントローラ操作子２０の内部または外部に配置され、充填及び放出バルブ５４、５６の双方と電気的に接続される回路基板１０１を備える。回路基板１０１で受信される充填または放出バルブ５４、５６の位置制御用の信号は、コントローラ操作子２０を通って延び接続プラグ１０４によってシールされても良い配線ハーネス１０２によって受信される。コントローラ操作子２０の外部にあっても良い制御システム１０６は、演算機能を実行し、回路基板１０１に指令信号を送信する。この回路基板１０１は、充填及び／又は放出バルブ５４、５６を制御して、出口ポート３０での流体圧力を制御する。比例圧力コントローラ１０及び制御システム１０６から／への制御信号は、制御信号インタフェース１０８によって伝えられる。この制御信号インタフェース１０８は、有線（例：配線ハーネス）接続であっても、無線（例：無線周波数または赤外線）接続などであって良い。選択的に、制御システム１０６は、制御信号インタフェース１０８を介して一つ以上の圧力信号送信装置１０９ａ、１０９ｂに電気的に接続されても良い。この一つ以上の圧力信号送信装置１０９ａ、１０９ｂは比例圧力コントローラ１０中の様々な場所に配置可能であるが、図１には、充填バルブ排出流路６４中に配置される第１圧力信号送信装置１０９ａと、流出流路３４中に配置される第２圧力信号送信装置１０９ｂとが示される。動作に際し、この第１及び第２圧力信号送信装置１０９ａ、１０９ｂはそれぞれ充填バルブ排出流路６４と流出流路３４内の流体圧力を測定し、測定された流体圧力に対応する第１及び第２圧力信号を生成する。第１及び第２圧力信号送信装置１０９ａ、１０９ｂは、この第１及び第２圧力信号を制御システム１０６に出力し、これにより第１及び第２圧力信号に応じて充填バルブ５４及び放出バルブ５６の駆動を制御する。
【００２９】
なお、比例圧力コントローラ１０の出口ポート３０で所望の流体圧力が得られない場合には、充填及び放出バルブ５４、５６、及び入口ポペット及び排出ポペットバルブ３６、８０の高速開閉動作が発生する可能性がある。この「モーターボーティング」として知られる状態は、比例圧力コントローラ１０が出口ポート３０で所望の圧力に補正しようとする際に起きる。第１及び第２圧力信号送信装置１０９ａ、１０９ｂを用いることで、第１圧力信号送信装置１０９ａによって検出される充填バルブ排出流路６４内の流体圧力と、第２圧力信号送信装置１０９ｂによって検出される流出流路３４内の流体圧力との間の差圧が測定可能である。迅速に機能する入口ポペット及び排出ポペットバルブ３５、３８（これらは差圧に応じるものではなく、制御信号を要しない）とならび、この比例圧力コントローラ１０によってもモーターボーティングの可能性軽減を促進可能である。
【００３０】
さらに図１を参照すると、比例圧力コントローラ１０はさらに隔離バルブアセンブリ１１０を備える。この隔離バルブアセンブリ１１０は、およそ隔離バルブキャビティ１１２と、この隔離バルブキャビティ１１２内に摺動可能に配置される隔離バルブ部材１１４とを備える。隔離バルブキャビティ１１２はキャビティ壁１１６によって形成され、第１端部１１８と、第１端部１１８の反対側に配置される第２端部１２０とを有する。この隔離バルブ部材１１４は、隔離バルブキャビティ１１２内で、隔離バルブ閉位置（図２Ａ）及び隔離バルブ開位置（ｆｉｇｕｒｅ２Ｂ）の間で移動可能である。この隔離バルブアセンブリ１１０は、第１隔離バルブピストン１２２と第２隔離バルブピストン１２４とを備える。第１隔離バルブピストン１２２は、隔離バルブキャビティ１１２の第１端部１１８内で摺動自在であるように隔離バルブ部材１１４に沿って配置される。第２隔離バルブピストン１２４は、第１隔離バルブピストン１２２の反対側に、隔離バルブキャビティ１１２の第２端部１２０内で摺動自在であるように隔離バルブ部材１１４に沿って配置される。第１隔離バルブピストン１２２と第２隔離バルブピストン１２４の双方は、隔離バルブキャビティ１１２のキャビティ壁１１６に接してシールする。隔離バルブアセンブリ１１０は、さらに一つ以上の隔離バルブ加圧チェンバ１２６ａ、１２６ｂを備える。図１では、一方の隔離バルブ加圧チェンバ１２６ａが隔離バルブキャビティ１１２の第１端部１１８に開口し、他方の隔離バルブ加圧チェンバ１２６ｂが隔離バルブキャビティ１１２の第２端部１２０に開口する。以下により詳細に説明されるように、隔離バルブ加圧チェンバ１２６ａ、１２６ｂ内の流体圧力によって、隔離バルブキャビティ１１２内の、隔離バルブキャビティ１１２に対する隔離バルブ部材１１４の動作及び位置が制御される。
【００３１】
隔離バルブアセンブリ１１０は、さらに第１弁座部材１２８と第２弁座部材１３０とを備える。第１及び第２弁座部材１２８、１３０は、第２弁座部材１３０が長手方向に第１弁座部材１２８と離隔されるように隔離バルブキャビティ１１２のキャビティ壁１１６に沿って配置される。隔離バルブアセンブリ１１０は吸入ポート１３２、第１排出ポート１３４、および第２排出ポート１３６を備える。吸入ポート１３２は隔離バルブキャビティ１１２に開口して、隔離バルブアセンブリ１１０の動作中に、入ってくる加圧流体３３の流れを受ける。第１排出ポート１３４は隔離バルブキャビティ１１２に開口し、第１弁座部材１２８と第２弁座部材１３０との間に長手方向に配置される。第２排出ポート１３６も隔離バルブキャビティ１１２に開口する。吸入ポート１３２と第２排出ポート１３６とは、第１排出ポート１３４を挟んで長手方向の反対側に配置される。すなわち、第１排出ポート１３４は、長手方向に吸入ポート１３２と第２排出ポート１３６との間に配置される。
【００３２】
隔離バルブアセンブリ１１０は、また第１弁座係合部材１３８と第２弁座係合部材１４０とを備える。第１及び第２弁座係合部材１３８、１４０は、長手方向に離隔した位置で隔離バルブ部材１１４から外側に向けて延びる。他の構成も可能であるものの、隔離バルブキャビティ１１２が（図１に示されるように）円筒ボアである場合、第１及び第２弁座係合部材１３８、１４０は隔離バルブ部材１１４から径方向外側に、かつ隔離バルブ部材１１４の周囲に環状に延びる。第１弁座係合部材１３８は、長手方向に第１隔離バルブピストン１２２と第２隔離バルブピストン１２４との間に配置される。第２弁座係合部材１４０は、長手方向に第１弁座係合部材１３８と第２隔離バルブピストン１２４との間に配置される。なお、第１及び第２弁座係合部材１３８、１４０、及び第１及び第２隔離バルブピストン１２２、１２４は、隔離バルブ部材１１４と一体形成されても良く、隔離バルブ部材１１４と接続され支持される別に形成された部品であっても良い。また、隔離バルブ部材１１４、第１及び第２隔離バルブピストン１２２、１２４、及び第１及び第２弁座係合部材１３８、１４０は横断面を有する。隔離バルブキャビティ１１２が円筒ボアである場合、隔離バルブ部材１１４、第１及び第２隔離バルブピストン１２２、１２４、及び第１及び第２弁座係合部材１３８、１４０の横断面は円形状であっても良い。一般に、隔離バルブ部材１１４の横断面は第１及び第２隔離バルブピストン１２２、１２４の横断面及び第１及び第２弁座係合部材１３８、１４０の横断面よりも小さい。第１及び第２隔離バルブピストン１２２、１２４の横断面は互いに大きさが等しくても等しくなくても良く、第１及び第２弁座係合部材１３８、１４０の横断面と大きさが等しくても等しくなくても良い。同様に、第１及び第２弁座係合部材１３８、１４０の横断面は、互いに大きさが等しくても等しくなくても良い。
【００３３】
比例圧力コントローラ１０は、さらに隔離バルブ閉位置と隔離バルブ開位置の間の隔離バルブ部材１１４の動作を制御するアクチュエータ１４２を備える。アクチュエータ１４２はいくつかの形態をとりうる。一つの例示的構成によれば、アクチュエータ１４２はアクチュエータバルブ１４４とアクチュエータバルブ流路１４６とを備える。アクチュエータバルブ１４４は、隔離バルブ加圧チェンバ１２６ａ、１２６ｂと流体を介して連通するよう構成される。また、アクチュエータバルブ１４４は、制御信号インタフェース１０８を介して制御システム１０６と電気的に接続されても良い。したがって、制御システム１０６は、第１及び第２圧力信号送信装置１０９ａ，１０９ｂから制御システム１０６が受信する第１及び第２圧力信号に応じてアクチュエータバルブ１４４の駆動を制御しても良い。動作中、アクチュエータバルブ１４４は入口流路５８から加圧流体３３を受け、加圧流体３３を隔離バルブ加圧チェンバ１２６ａ、１２６ｂに選択的に供給することによって、選択的に隔離バルブ加圧チェンバ１２６ａ、１２６ｂを加圧する。アクチュエータバルブ流路１４６はアクチュエータバルブ１４４と隔離バルブ加圧チェンバ１２６ａ、１２６ｂとの間に延び、これによりアクチュエータバルブ１４４から隔離バルブ加圧チェンバ１２６ａ、１２６ｂに加圧流体３３を運ぶよう構成される。
【００３４】
下記により詳細に説明されるように、アクチュエータバルブ１４４によって隔離バルブ加圧チェンバ１２６ａ、１２６ｂを加圧することで、隔離バルブ部材１１４が隔離バルブキャビティ１１２内で隔離バルブ開位置と隔離バルブ閉位置との間で移動する。隔離バルブ閉位置において、隔離バルブ部材１１４上に支持される第１弁座係合部材１３８は第１弁座部材１２８と当接して、吸入ポート１３２を第１及び第２排出ポート１３４、１３６中の流体から隔離する。隔離バルブ閉位置において、隔離バルブ部材１１４上に支持される第２弁座係合部材１４０は、第２弁座部材１３０と離隔されて、第１排出ポート１３４の流体が、第２排出ポート１３６からベント（すなわち排出）可能となるようにする。隔離バルブ開位置において、隔離バルブ部材１１４上に支持される第１弁座係合部材１３８は、第１弁座部材１２８から離れる方向に変位し、吸入ポート１３２から隔離バルブキャビティ１１２を通って第１排出ポート１３４に流体を流通可能とする。隔離バルブ開位置において、隔離バルブ部材１１４上に支持される第２弁座係合部材１４０は、第２弁座部材１３０と当接して、第２排出ポート１３６を第１排出ポート１３４の流体から隔離する。
【００３５】
比例圧力コントローラ１０の本体１２中の入口ポート２８および出口ポート３０のいずれかが、隔離バルブアセンブリ１１０の吸入ポート１３２及び第１排出ポート１３４のいずれかと流体を介して連通するような比例圧力コントローラ１０の様々な構造が考えられる。また、隔離バルブアセンブリ１１０は、比例圧力コントローラ１０の本体１２の内に（すなわち内部に）または外に（すなわち外部に）配置可能である。図１に示される例では、隔離バルブアセンブリ１１０の第１排出ポート１３４は、比例圧力コントローラ１０の本体１２中の入口ポート２８と流体を介して連通するよう構成される。加えて、隔離バルブアセンブリ１１０は比例圧力コントローラ１０の本体１２の外に配置される。この構成によれば、隔離バルブアセンブリ１１０は、比例圧力コントローラ１０の本体１２中の入口流路５８に入口ポート２８を介して加圧流体３３を選択的に供給するのに用いられる。他の構成は、下記に詳述される。
【００３６】
図２Ａ−２Ｃに、図１の比例圧力コントローラ１０の動作が示される。図２Ａにおいて、加圧流体３３は隔離バルブアセンブリ１１０の吸入ポート１３２に供給されている。隔離バルブアセンブリ１１０は、吸入ポート１３２中の加圧流体３３を比例圧力コントローラ１０の入口ポート２８、したがって入口流路５８から隔離している。したがって、比例圧力コントローラ１０の出口ポート３０の流体圧力は、図２Ａにおいてゼロである。図２Ａでは、アクチュエータバルブ１４４は、第２隔離バルブ加圧チェンバ１２６ｂに加圧流体３３を供給している。第２隔離バルブ加圧チェンバ１２６ｂ中の加圧流体３３により、第２隔離バルブピストン１２４に第４力Ｆ４が加えられ、これにより隔離バルブ部材１１４が隔離バルブ閉位置に変位する。隔離バルブ閉位置において、第１弁座係合部材１３８は第１弁座部材１２８と当接して、吸入ポート１３２の加圧流体３３が第１及び第２排出ポート１３４、１３６に流れないようにする。一方、隔離バルブ閉位置において、第２弁座係合部材１４０は第２弁座部材１３０と離隔され、第１排出ポート１３４に存在する任意の流体（すなわち、入口ポート２８及び入口流路５８中の任意の流体）が、第２排出ポート１３６を介して排出／吐出可能となるようにする。
【００３７】
図２Ｂにおいて、隔離バルブアセンブリ１１０の吸入ポート１３２に供給済みの加圧流体３３は、隔離バルブアセンブリ１１０と、比例圧力コントローラ１０の本体１２の入口ポート２８とを通り、入口流路５８に流入可能である。図２Ｂでは、アクチュエータバルブ１４４は、第１隔離バルブ加圧チェンバ１２６ａに加圧流体３３を供給している。第１隔離バルブ加圧チェンバ１２６ａ中の加圧流体３３により、第１隔離バルブピストン１２２に第５力Ｆ５が加えられ、これにより隔離バルブ部材１１４が隔離バルブ開位置に変位する。隔離バルブ開位置において、第１弁座係合部材１３８は第１弁座部材１２８と離隔されて、吸入ポート１３２の加圧流体３３を第１排出ポート１３４に流入可能とする。一方、隔離バルブ開位置において、第２弁座係合部材１４０は第２弁座部材１３０と当接して、吸入ポート１３２によって第１排出ポート１３４に供給済みの加圧流体３３を、第２排出ポート１３６に流入不能にする。
【００３８】
図２Ｂに示されるように、入口流路５８中の加圧流体３３は、流体供給ポート６０と充填入口流路６２とにも流入する。制御システム１０６は、放出バルブ５６が閉位置に維持された状態で、充填バルブ５４を開く信号を送る。充填バルブ５４が開くと、入口ポート２８中の加圧流体３３の一部が充填バルブ５４を通って充填バルブ排出流路６４に流入する。充填バルブ排出流路６４中の流体圧力が、いくつかの実施形態では圧力トランスデューサであっても良い第１圧力信号送信装置１０９ａによって検出される。充填バルブ排出流路６４中の加圧流体３３は、一部がピストン加圧流路６６を通ってピストン加圧チェンバ６８に向かう。ピストン加圧チェンバ６８中の加圧流体３３がピストン４４に第１力Ｆ１を加えることで、ピストン４４が入口バルブ開方向「Ｂ」に摺動する。ピストン４４は入口弁棒４３に作用して、入口ポペットバルブ３６を入口弁座３８から遠ざかる方向に押圧し、付勢部材４０を圧縮する。この入口ポペットバルブ３６の開動作により、入口流路５８中の加圧流体３３が、入口バルブキャビティ４２を通って流出流路３４に流入し、そこから出口ポート３０に流出可能となる。出口ポート３０を出た加圧流体は、ピストン操作子または類似の駆動装置などの圧力被制御装置（図示略）に案内されても良い。
【００３９】
第１隔壁４５は、ピストン４４の入口バルブ開方向「Ｂ」への摺動動作を停止させる当接面としても機能する。入口ポペットバルブ３６が開いている時間の長さを、第１圧力信号送信装置１０９ａによって検出される圧力と合わせて用いて、出口ポート３０での流体圧力を比例制御することができる。第１圧力信号送信装置１０９ａが充填バルブ排出流路６４内に配置されることから、この第１圧力信号送信装置１０９ａは、出口ポート３０に存在する可能性のある汚染物質から隔離される。これにより、汚染物質が、第１圧力信号送信装置１０９ａの圧力信号に影響をおよぼす可能性が低減する。上述のように、加圧流体３３が出口ポート３０を通って排出され、充填バルブ５４が開位置にあるとき、充填バルブ排出流路６４内の加圧流体３３の一部が排出バルブ加圧流路７２を通って排出バルブ加圧チェンバ７６に流れ込む。排出バルブ加圧チェンバ７６中の加圧流体３３は、排出バルブ端面７８に第２力Ｆ２を加え、排出ポペットバルブ８０を排出バルブ閉方向「Ｃ」に付勢することによって、排出ポペットバルブ８０を閉位置に保持する。加圧流体３３が出口ポート３０を通って流れる際、加圧流体３３の一部が排出／流出共通流路８６に流入する。排出／流出共通流路８６中の加圧流体３３は、排出ポペットバルブ８０に第３力Ｆ３を加える。排出ポペットバルブ８０に加えられる第３力Ｆ３は、第２力Ｆ２と略対向する。したがって、図２Ｂにおいて、第２力Ｆ２は、第３力Ｆ３よりも大きく、排出ポペットバルブ８０は閉じられたままとなる。
【００４０】
図２Ｃに示されるように、流出流路３４内で所望の圧力が第２圧力信号送信装置１０９ｂによって検出されると、充填バルブ５４が閉じるよう動かされる。所望の圧力を超過した場合、放出バルブ５６が開く方向に動かされる。制御システム１０６によって流出流路３４中の流体圧力を低下させる指令信号が生成された場合にも、放出バルブ５６が開く方向に動かされる。充填バルブ５４が閉じられると、充填入口流路６２中の加圧流体３３は、充填バルブ排出流路６４から隔離される。放出バルブ５６が開くと、排出バルブ加圧流路７２は、充填バルブ排出流路６４と放出バルブ流出流路９８とを介して排出流路８８にベントする。これにより、出口ポート３０と排出／流出共通流路８６での残りの流体圧力は排出バルブ加圧流路７２での流体圧力を超過し、排出ポペットバルブ８０を排出バルブ開方向「Ｄ」に並進させるよう付勢する。すなわち、図２Ｃにおいて、排出バルブ加圧チェンバ７６中の加圧流体３３によって排出ポペットバルブ８０の排出バルブ端面７８に加えられる第２力Ｆ２は、排出／流出共通流路８６中の加圧流体３３によって排出ポペットバルブ８０に加えられる第３力Ｆ３よりも小さい。同時に、ピストン加圧流路６６中の加圧流体３３は、充填バルブ排出流路６４及び放出バルブ流出流路９８を介して排出流路８８にベントする。これによりピストン４４、したがって入口ポペットバルブ３６に作用する第１力Ｆ１が低下し、付勢部材４０の付勢力によって入口ポペットバルブ３６を入口バルブ閉方向「Ａ」に戻し、入口ポペットバルブ３６を入口弁座３８に着座させる。第１隔壁４５を貫通して設けられた少なくとも一つの孔４７により、第１隔壁４５を挟んで流体圧力が均衡し、入口ポペットバルブ３６が閉じる際のピストン４４の摺動速度が上がる。
【００４１】
排出ポペットバルブ８０が排出バルブ開方向「Ｄ」に移動すると、排出ポペット弁座係合部材８３は排出バルブ弁座８４から離れる方向に移動し、加圧流体３３が排出／流出共通流路８６から、排出バルブキャビティ８２を通って排出流路８８に流入し、排出ポート３２から流出可能となる。第１圧力信号送信装置１０９ａによって検出される充填バルブ排出流路６４での流体圧力が所望の圧力に達し、放出バルブ５６が制御システム１０６から信号を受けて閉じる際、排出ポペットバルブ８０は、排出バルブ加圧チェンバ７６中の流体圧力が、排出／流出共通流路８６中の流体圧力を超えるまで、開位置のままである。これが起こった場合、排出バルブ加圧流路７２の流体圧力により、排出ポペットバルブ８０が排出バルブ閉方向「Ｃ」に移動し、排出バルブ弁座８４に着座する。
【００４２】
出口３０でのゼロ圧力状態が望まれる場合、隔離バルブアセンブリ１１０のアクチュエータバルブ１４４は、第２隔離バルブ加圧チェンバ１２６ｂに加圧流体３３を供給する。第２隔離バルブ加圧チェンバ１２６ｂ中の加圧流体３３により、第２隔離バルブピストン１２４に第４力Ｆ４が加えられ、これにより隔離バルブ部材１１４が隔離バルブ閉位置に戻る。隔離バルブ閉位置において、第１弁座係合部材１３８は第１弁座部材１２８と当接して、吸入ポート１３２の加圧流体３３が第１及び第２排出ポート１３４、１３６に流れないようにする。一方、隔離バルブ閉位置において、第２弁座係合部材１３８は第２弁座部材１３０と離隔され、第１排出ポート１３４に存在する任意の流体（すなわち、入口ポート２８及び入口流路５８中の任意の流体）が、第２排出ポート１３６を介して排出／吐出可能となるようにする。加圧流体３３の入口ポート２８への流れを切断することで、流出流路３４、排出／流出共通流路８６、充填バルブ排出流路６４、ピストン加圧流路６６、ピストン加圧チェンバ６８、排出バルブ加圧流路７２および排出バルブ加圧チェンバ７６中の残りの加圧流体３３は、排出流路８８と排出ポート３２とを通って排出される。これにより、比例圧力コントローラ１０が図２Ａに示された状態に戻る。
【００４３】
図３には、隔離バルブアセンブリ１１０’の吸入ポート１３２’が本体１２の出口ポート３０と流体を介して連通する別の比例圧力コントローラ１０’が示される。この変更に加え、隔離バルブアセンブリ１１０’全体が、上下方向に裏返されている（すなわち、図１に示される第１排出ポート１３４と同軸に通る軸を中心に１８０度回転されている）。この構成によれば、隔離バルブアセンブリ１１０’の吸入ポート１３２’は、出口ポート３０を通って流出流路３４及び排出／流出共通流路８６から流出する加圧流体を受け、第１排出ポート１３４は、加圧流体３３を圧力被制御装置（図示略）に供給する。比例圧力コントローラ１０’の残りの構造は、図１の比例圧力コントローラ１０を参照して説明されたものと略同じである。図１と同様、図３に示される隔離バルブアセンブリ１１０’は、比例圧力コントローラ１０’の本体１２の外に配置される。
【００４４】
図４Ａ−４Ｃに、図３の比例圧力コントローラ１０’の動作が示される。図４Ａにおいて、加圧流体３３は、比例圧力コントローラ１０’の入口ポート２８、したがって入口流路５８に直接供給されている。入口ポペットバルブ３６の入口ポペット係合部材４６ａは、入口ポペットバルブ３６に対して入口ポペットバルブ閉方向「Ａ」に作用する付勢部材４０によって入口弁座３８に保持される。図４Ａでは、アクチュエータバルブ１４４’は、第２隔離バルブ加圧チェンバ１２６ｂに加圧流体３３を供給している。第２隔離バルブ加圧チェンバ１２６ｂ中の加圧流体３３により、第２隔離バルブピストン１２４に第４力Ｆ４が加えられ、これにより隔離バルブ部材１１４が隔離バルブ閉位置に変位する。隔離バルブ閉位置において、第１弁座係合部材１３８は第１弁座部材１２８と当接して、本体１２の出口ポート３０中の残りの流体３３が、隔離バルブアセンブリ１１０’の吸入ポート１３２’から第１または第２排出ポート１３４’，１３６’に流れないようにする。一方、隔離バルブ閉位置において、第２弁座係合部材１４０は第２弁座部材１３０と離隔され、第１排出ポート１３４’に存在する任意の流体（すなわち、圧力被制御装置中の任意の流体）が、第２排出ポート１３６’を介して排出／吐出可能となるようにする。このように、隔離バルブアセンブリ１１０’の第１及び第２排出ポート１３４’，１３６’においてゼロ圧力状態が得られる。
【００４５】
図４Ｂに示されるように、入口流路５８中の加圧流体３３は、流体供給ポート６０と充填入口流路６２とに流入する。制御システム１０６は、放出バルブ５６が閉位置に維持された状態で、充填バルブ５４を開く信号を送る。充填バルブ５４が開くと、入口ポート２８中の加圧流体３３の一部が充填バルブ５４を通って充填バルブ排出流路６４に流入する。充填バルブ排出流路６４中の流体圧力は、第１圧力信号送信装置１０９ａによって検出される。充填バルブ排出流路６４中の加圧流体３３は、一部がピストン加圧流路６６を通ってピストン加圧チェンバ６８に向かう。ピストン加圧チェンバ６８中の加圧流体３３がピストン４４に第１力Ｆ１を加えることで、ピストン４４が入口バルブ開方向「Ｂ」に摺動する。ピストン４４は入口弁棒４３に作用して、入口ポペットバルブ３６を入口弁座３８から遠ざかる方向に押圧し、付勢部材４０を圧縮する。この入口ポペットバルブ３６の開動作により、入口流路５８中の加圧流体３３が、入口バルブキャビティ４２を通って流出流路３４に流入し、そこから出口ポート３０に流出可能となる。加えて、充填バルブ排出流路６４内の加圧流体３３の一部は、排出バルブ加圧流路７２を通って排出バルブ加圧チェンバ７６に流入する。排出バルブ加圧チェンバ７６中の加圧流体３３は、排出バルブ端面７８に第２力Ｆ２を加え、排出ポペットバルブ８０を排出バルブ閉方向「Ｃ」に付勢することによって、排出ポペットバルブ８０を閉位置に保持する。加圧流体３３が出口ポート３０を通って流れる際、加圧流体３３の一部が排出／流出共通流路８６に流入する。排出／流出共通流路８６中の加圧流体３３は、排出ポペットバルブ８０に第３力Ｆ３を加える。排出ポペットバルブ８０に加えられる第３力Ｆ３は、第２力Ｆ２と略対向する。したがって、図４Ｂにおいて、第２力Ｆ２は、第３力Ｆ３よりも大きく、排出ポペットバルブ８０は閉じられたままとなる。
【００４６】
図４Ｂでは、アクチュエータバルブ１４４’は、第１隔離バルブ加圧チェンバ１２６ａに加圧流体３３を供給している。第１隔離バルブ加圧チェンバ１２６ａ中の加圧流体３３により、第１隔離バルブピストン１２２に第５力Ｆ５が加えられ、これにより隔離バルブ部材１１４が隔離バルブ開位置に変位する。隔離バルブ開位置において、第１弁座係合部材１３８は第１弁座部材１２８と離隔されて、吸入ポート１３２’の加圧流体３３を第１排出ポート１３４’に流入可能とする。一方、隔離バルブ開位置において、第２弁座係合部材１４０は第２弁座部材１３０と当接して、吸入ポート１３２’によって第１排出ポート１３４’に供給済みの加圧流体３３が、第２排出ポート１３６’に流入不能にする。したがって、隔離バルブ開位置において、隔離バルブアセンブリ１１０’により加圧流体３３が出口ポート３０から流出し、隔離バルブキャビティ１１２を通って、第１排出ポート１３４’から圧力被制御装置（図示略）に流入可能となる。
【００４７】
図４Ｃに示されるように、流出流路３４内で所望の圧力が第２圧力信号送信装置１０９ｂによって検出されると、充填バルブ５４が閉じるよう動かされる。所望の圧力を超過した場合、放出バルブ５６が開く方向に動かされる。制御システム１０６によって流出流路３４中の流体圧力を低下させる指令信号が生成された場合、放出バルブ５６も開く方向に動かされる。充填バルブ５４が閉じられると、充填入口流路６２中の加圧流体３３は、充填バルブ排出流路６４から隔離される。放出バルブ５６が開くと、排出バルブ加圧流路７２は、充填バルブ排出流路６４と放出バルブ流出流路９８とを介して排出流路８８にベントする。これにより、出口ポート３０と排出／流出共通流路８６での残りの流体圧力は排出バルブ加圧流路７２での流体圧力を超過し、排出ポペットバルブ８０を排出バルブ開方向「Ｄ」に並進させるよう付勢する。すなわち、図４Ｃにおいて、排出バルブ加圧チェンバ７６中の加圧流体３３によって排出ポペットバルブ８０の排出バルブ端面７８に加えられる第２力Ｆ２は、排出／流出共通流路８６中の加圧流体３３によって排出ポペットバルブ８０に加えられる第３力Ｆ３よりも小さい。同時に、ピストン加圧流路６６中の加圧流体３３は、充填バルブ排出流路６４及び放出バルブ流出流路９８を介して排出流路８８にベントする。これによりピストン４４、したがって入口ポペットバルブ３６に作用する第１力Ｆ１が低下し、付勢部材４０の付勢力によって入口ポペットバルブ３６を入口バルブ閉方向「Ａ」に戻し、入口ポペットバルブ３６を入口弁座３８に着座させる。
【００４８】
排出ポペットバルブ８０が排出バルブ開方向「Ｄ」に移動すると、排出ポペット弁座係合部材８３は排出バルブ弁座８４から離れる方向に移動し、加圧流体３３が排出／流出共通流路８６から、排出バルブキャビティ８２を通って排出流路８８に流入し、排出ポート３２から流出するのを可能とする。第１圧力信号送信装置１０９ａによって検出される充填バルブ排出流路６４での流体圧力が所望の圧力に達し、放出バルブ５６が制御システム１０６から信号を受けて閉じる際、排出ポペットバルブ８０は、排出バルブ加圧チェンバ７６中の流体圧力が、排出／流出共通流路８６中の流体圧力を超えるまで、開位置のままである。これが起こった場合、排出バルブ加圧流路７２の流体圧力により、排出ポペットバルブ８０を排出バルブ閉方向「Ｃ」に移動させ、排出バルブ弁座８４に着座させる。
【００４９】
第１排出ポート１３４’でのゼロ圧力状態が望まれる場合（すなわち、圧力被制御装置へ供給される圧力）、隔離バルブアセンブリ１１０’のアクチュエータバルブ１４４’は、第２隔離バルブ加圧チェンバ１２６ｂに加圧流体３３を供給する。第２隔離バルブ加圧チェンバ１２６ｂ中の加圧流体３３により、第２隔離バルブピストン１２４に第４力Ｆ４が加えられ、これにより隔離バルブ部材１１４が隔離バルブ閉位置に戻る。隔離バルブ閉位置において、第１弁座係合部材１３８は第１弁座部材１２８と当接して、吸入ポート１３２’の加圧流体３３が第１及び第２排出ポート１３４’，１３６’に流れないようにする。一方、隔離バルブ閉位置において、第２弁座係合部材１３８は第２弁座部材１３０と離隔され、第１排出ポート１３４’に存在する任意の流体（すなわち、圧力被制御装置中の任意の流体）が、第２排出ポート１３６’を介して排出／吐出可能となるようにする。第１排出ポート１３４’を出口ポート３０および流出流路３４内の残りの加圧流体３３から隔離することで、隔離バルブアセンブリ１１０’は、圧力被制御装置（図示略）と流体を介して連通する第１排出ポート１３４’においてゼロ圧力状態を形成する。
【００５０】
図５には、隔離バルブアセンブリ１１０’の吸入ポート１３２’’が本体１２’’の出口ポート３０’’と流体を介して連通し直接隣接する別の比例圧力コントローラ１０’’が示される。この変更に加え、隔離バルブアセンブリ１１０’’は本体１２’’内に配置されて、よりコンパクトな比例圧力コントローラ１０’’を形成する。この構成によれば、隔離バルブアセンブリ１１０’’の吸入ポート１３２’’は、出口ポート３０’’を通って流出流路３４及び排出／流出共通流路８６から流出する加圧流体を受ける。アクチュエータ１４２’’のアクチュエータバルブ１４４’’は、本体１２’’の外の位置から、本体１２’’及び比例圧力コントローラ１０’’のコントローラ操作子２０の内部の位置に移動されている。このアクチュエータバルブ１４４’’は、充填入口流路６２とこの構成におけるただ一つの隔離バルブ加圧チャンバ１２６とに、アクチュエータバルブ流路１４６’’によって流体を介して連通するよう配置される。この隔離バルブ加圧チャンバ１２６は、隔離バルブキャビティ１１２’’の第２端部１２０に開口する。隔離バルブキャビティ１１２’’の第１端部１１８の他の隔離バルブ加圧チャンバは、隔離バルブ付勢部材１４８によって置き換えられている。限定的でない例として、隔離バルブ付勢部材１４８はコイルばねであっても良い。隔離バルブキャビティ１１２’’の第１端部１１８に真空が形成されるのを防止するため、隔離バルブ部材１１４’’は、隔離バルブ部材１１４’’を通って延びるベント流路１５０を備えることで、隔離バルブキャビティ１１２’’の第１端部１１８が第２排出ポート１３６’’と常時流体を介して連通するようにしても良い。
【００５１】
隔離バルブキャビティ１１２’’は、比例圧力コントローラ１０’’の中央本体部２２’’によって形成されてもよいが、図５では、隔離バルブキャビティ１１２’’は、比例圧力コントローラ１０’’の中央本体部２２’’中に収容される隔離バルブカートリッジ１５２によって形成される。第１及び第２弁座部材１２８’’，１３０’’は、隔離バルブカートリッジ１５２と一体でも良く、または別途形成された部品であっても良い。図５に示されるように、第１及び第２弁座部材１２８’’，１３０’’が別途形成される部品である場合には、第１及び第２弁座部材１２８’’，１３０’’は、隔離バルブカートリッジ１５２に接して封止するシールを有しても良い。同様に、第１及び第２隔離バルブピストン１２２，１２４は、隔離バルブカートリッジ１５２に接してシールしても良く、第１及び第２隔離バルブ端部キャップ１５４，１５６に接してシールしても良い。図５に示されるように、第１および第２隔離バルブピストン１２２，１２４が第１及び第２隔離バルブ端部キャップ１５４，１５６に接してシールする場合、第１隔離バルブ端部キャップ１５４は隔離バルブカートリッジ１５２と第１隔離バルブピストン１２２との間の隔離バルブキャビティ１１２’’の第１端部１１８に位置する一方、第２隔離バルブ端部キャップ１５６は、隔離バルブカートリッジ１５２と第２隔離バルブピストン１２４との間の隔離バルブキャビティ１１２’’の第２端部１２０に位置する。第１及び第２隔離バルブ端部キャップ１５４，１５６は、第１及び第２隔離バルブ端部キャップ１５４，１５６を隔離バルブカートリッジ１５２に対して封止するシールを有しても良い。図５中の排出流路８８’’の形状は、排出ポート３２’’が比例圧力コントローラ１０’’の第１エンドキャップ１４’’を貫通するように変形されている。最後に、比例圧力コントローラ１０’’の第２エンドキャップ１６’’は、ピストン加圧チェンバ６８と流体を介して連通するアキュムレータキャビティ１５８を有するように変形されている。アキュムレータキャビティ１５８は、充填バルブ５４が開いたとき、ピストン加圧チェンバ６８から加圧流体３３を受ける。比例圧力コントローラ１０’’の残りの構造は、図３の比例圧力コントローラ１０’を参照して説明されたものと略同じである。
【００５２】
図５に示された構成によれば、放出バルブ流路９８は、放出バルブ５６の排出側と排出流路８８’’との間に延びても良い。この構成では、放出バルブ排出ポート１００は直接排出流路８８’’に開口する。放出バルブ５６が開かれたとき、流体は放出バルブ流路９８を通って流れ、放出バルブ排出ポート１００から排出されて排出流路８８’’に流入する。別の構成では、比例圧力コントローラ１０’’は、放出バルブ５６と本体１２’’の外表面１２ａに開口する放出バルブ排出ポート１００’との間に延びる放出バルブ流路９８’を本体１２’’中に有する。放出バルブ５６が開かれたとき、流体は放出バルブ流路９８’を通って流れ、本体１２’’の外表面１２ａに沿って配置されたスタンドアロンポートである放出バルブ排出ポート１００’を介して本体１２’’から排出される。別の構成では、比例圧力コントローラ１０’’は、放出バルブ５６と隔離バルブアセンブリ１１０’’の第２排出ポート１３６’’との間に延びる放出バルブ流路９８’’を本体１２’’中に有する。この構成では、放出バルブ排出ポート１００’’は直接第２排出ポート１３６’’に開口する。放出バルブ５６が開かれたとき、流体は放出バルブ流路９８’’を通って流れ、放出バルブ排出ポート１００’’から排出されて第２排出ポート１３６’’の一つに流入する。
【００５３】
図６Ａ−６Ｃに、図５の比例圧力コントローラ１０’’の動作が示される。図６Ａにおいて、加圧流体３３は、比例圧力コントローラ１０’’の入口ポート２８、したがって入口流路５８に直接供給されている。入口ポペットバルブ３６の入口ポペット係合部材４６ａは、入口ポペットバルブ３６に対して入口ポペットバルブ閉方向「Ａ」に作用する付勢部材４０によって入口弁座３８に保持される。図６Ａに示されるように、隔離バルブ部材１１４’’は隔離バルブ閉位置に付勢される。より具体的に、隔離バルブ付勢部材１４８は第４力Ｆ４を第１隔離バルブピストン１２２に加え、これにより隔離バルブ部材１１４’’を隔離バルブ閉位置に向けて押圧する。隔離バルブ閉位置において、第１弁座係合部材１３８は第１弁座部材１２８’’と当接して、本体１２’’の出口ポート３０’’中の残りの流体３３が、隔離バルブアセンブリ１１０’の吸入ポート１３２’’から第１または第２排出ポート１３４’’，１３６’’に流れないようにする。一方、隔離バルブ閉位置において、第２弁座係合部材１４０は第２弁座部材１３０’’と離隔され、第１排出ポート１３４’’に存在する任意の流体（すなわち、圧力被制御装置中の任意の流体）が、第２排出ポート１３６’’を介して排出／吐出可能となるようにする。このように、隔離バルブアセンブリ１１０’’の第１及び第２排出ポート１３４’’，１３６’’においてゼロ圧力状態が得られる。
【００５４】
図６Ｂに示されるように、入口流路５８中の加圧流体３３は、流体供給ポート６０と充填入口流路６２とに流入する。制御システム１０６は、放出バルブ５６が閉位置に維持された状態で、充填バルブ５４を開く信号を送る。充填バルブ５４が開くと、入口ポート２８中の加圧流体３３の一部が充填バルブ５４を通って充填バルブ排出流路６４に流入する。充填バルブ排出流路６４中の流体圧力は、第１圧力信号送信装置１０９ａによって検出される。充填バルブ排出流路６４中の加圧流体３３は、一部がピストン加圧流路６６を通ってピストン加圧チェンバ６８に向かう。ピストン加圧チェンバ６８中の加圧流体３３がピストン４４に第１力Ｆ１を加えることで、ピストン４４が入口バルブ開方向「Ｂ」に摺動する。ピストン４４は入口弁棒４３に作用して、入口ポペットバルブ３６を入口弁座３８から遠ざかる方向に押圧し、付勢部材４０を圧縮する。この入口ポペットバルブ３６の開動作により、入口流路５８中の加圧流体３３が、入口バルブキャビティ４２を通って流出流路３４に流入し、そこから出口ポート３０に流出可能となる。加えて、充填バルブ排出流路６４内の加圧流体３３の一部は、排出バルブ加圧流路７２を通って排出バルブ加圧チェンバ７６に流入する。排出バルブ加圧チェンバ７６中の加圧流体３３は、排出バルブ端面７８に第２力Ｆ２を加え、排出ポペットバルブ８０を排出バルブ閉方向「Ｃ」に付勢することによって、排出ポペットバルブ８０を閉位置に保持する。加圧流体３３が出口ポート３０’’を通って流れる際、加圧流体３３の一部が排出／流出共通流路８６に流入する。排出／流出共通流路８６中の加圧流体３３は、排出ポペットバルブ８０に第３力Ｆ３を加える。排出ポペットバルブ８０に加えられる第３力Ｆ３は、第２力Ｆ２と略対向する。したがって、図６Ｂにおいて、第２力Ｆ２は、第３力Ｆ３よりも大きく、排出ポペットバルブ８０は閉じられたままとなる。
【００５５】
図６Ｂでは、アクチュエータバルブ１４４’’は、隔離バルブ加圧チェンバ１２６に加圧流体３３を供給している。第１隔離バルブ加圧チェンバ１２６中の加圧流体３３により、第２隔離バルブピストン１２４に第５力Ｆ５が加えられ、これにより隔離バルブ部材１１４’’が隔離バルブ開位置に変位し、隔離バルブ付勢部材１４８を圧縮する。隔離バルブ開位置において、第１弁座係合部材１３８は第１弁座部材１２８’’と離隔されて、吸入ポート１３２’’の加圧流体３３を第１排出ポート１３４’’に流入可能とする。一方、隔離バルブ開位置において、第２弁座係合部材１４０は第２弁座部材１３０’’と当接して、吸入ポート１３２’’によって第１排出ポート１３４’’に供給済みの加圧流体３３が、第２排出ポート１３６’’に流入不能にする。したがって、隔離バルブ開位置において、隔離バルブアセンブリ１１０’’により加圧流体３３が出口ポート３０’’から流出し、隔離バルブキャビティ１１２’’を通って、第１排出ポート１３４’’から圧力被制御装置（図示略）に流入可能となる。
【００５６】
図６Ｃに示されるように、流出流路３４内で所望の圧力が第２圧力信号送信装置１０９ｂによって検出されると、充填バルブ５４が閉じるよう動かされる。所望の圧力を超過した場合、放出バルブ５６が開く方向に動かされる。制御システム１０６によって流出流路３４中の流体圧力を低下させる指令信号が生成された場合、放出バルブ５６も開く方向に動かされる。充填バルブ５４が閉じられると、充填入口流路６２中の加圧流体３３は、充填バルブ排出流路６４から隔離される。放出バルブ５６が開くと、排出バルブ加圧流路７２は、充填バルブ排出流路６４と放出バルブ流出流路９８とを介して排出流路８８’’にベントする。これにより、出口ポート３０’’と排出／流出共通流路８６での残りの流体圧力は排出バルブ加圧流路７２での流体圧力を超過し、排出ポペットバルブ８０を排出バルブ開方向「Ｄ」に並進させるよう付勢する。すなわち、図６Ｃにおいて、排出バルブ加圧チェンバ７６中の加圧流体３３によって排出ポペットバルブ８０の排出バルブ端面７８に加えられる第２力Ｆ２は、排出／流出共通流路８６中の加圧流体３３によって排出ポペットバルブ８０に加えられる第３力Ｆ３よりも小さい。同時に、ピストン加圧流路６６中の加圧流体３３は、充填バルブ排出流路６４及び放出バルブ流出流路９８を介して排出流路８８’’にベントする。これによりピストン４４、したがって入口ポペットバルブ３６に作用する第１力Ｆ１が低下し、付勢部材４０の付勢力によって入口ポペットバルブ３６を入口バルブ閉方向「Ａ」に戻し、入口ポペットバルブ３６を入口弁座３８に着座させる。
【００５７】
排出ポペットバルブ８０が排出バルブ開方向「Ｄ」に移動すると、排出ポペット弁座係合部材８３は排出バルブ弁座８４から離れる方向に移動し、加圧流体３３が排出／流出共通流路８６から、排出バルブキャビティ８２を通って排出流路８８’’に流入し、排出ポート３２’’から流出するのを可能とする。充填バルブ排出流路６４での流体圧力が所望の圧力に達し、放出バルブ５６が制御システム１０６から信号を受けて閉じる際、排出ポペットバルブ８０は、排出バルブ加圧チェンバ７６中の流体圧力が、排出／流出共通流路８６中の流体圧力を超えるまで、開位置のままである。これが起こった場合、排出バルブ加圧流路７２の流体圧力により、排出ポペットバルブ８０を排出バルブ閉方向「Ｃ」に移動させ、排出バルブ弁座８４に着座させる。
【００５８】
第１排出ポート１３４’’でのゼロ圧力状態が望まれる場合（すなわち、圧力被制御装置へ供給される圧力）、隔離バルブアセンブリ１１０’’のアクチュエータバルブ１４４’’は、隔離バルブ加圧チェンバ１２６から加圧流体３３を放出する。これにより、隔離バルブ加圧チェンバ１２６中の加圧流体３３が第２隔離バルブピストン１２４に加えていた第１力Ｆ５が低下する。このように、隔離バルブ付勢部材１４８が第１隔離バルブピストン１２２に加える第４力Ｆ４により、隔離バルブ部材１１４が隔離バルブ閉位置に戻る。隔離バルブ閉位置において、第１弁座係合部材１３８は第１弁座部材１２８’’と当接して、吸入ポート１３２’’の加圧流体３３が第１及び第２排出ポート１３４’’，１３６’’に流れないようにする。一方、隔離バルブ閉位置において、第２弁座係合部材１３８は第２弁座部材１３０’’と離隔され、第１排出ポート１３４’’に存在する任意の流体（すなわち、圧力被制御装置中の任意の流体）が、第２排出ポート１３６’’を介して排出／吐出可能となるようにする。第１排出ポート１３４’’を出口ポート３０’’および流出流路３４内の残りの加圧流体３３から隔離することで、隔離バルブアセンブリ１１０’’は、圧力被制御装置（図示略）と流体を介して連通する第１排出ポート１３４’’においてゼロ圧力状態を形成する。
【００５９】
図面に示される構成は、限定的であることを意図しない。例えば、入口ポペットバルブ３６及び排出バルブポペットバルブ８０は対向するよう図示されるが、これらのポペットバルブは、製造業者の裁量により任意の構成で配置可能である。別の構成では、ポペットバルブを併設平行配置することも可能である。ポペットバルブは、双方のポペットバルブが同じ軸方向に着座し、同じ反対の軸方向に外れるように配置することも可能である。図面に示される構成は、したがって一部の例示的なものであり、考えられ実現可能な全ての構成ではない。同様に、比例圧力コントローラの別の実施形態として、充填バルブ５４、放出バルブ５６及びアクチュエータバルブ１４４として異なる種類のバルブを備えても良い。例えば、充填バルブ５４、放出バルブ５６及びアクチュエータバルブ１４４の一つ以上は、異なる動作特性を示しうる油圧作動、電磁作動または空気作動バルブであっても良い。
【００６０】
本願開示の比例圧力コントローラによっていくつかの利点が得られる。コントローラのメインフローバルブに関連するソレノイドアクチュエータを無くし、これらのバルブをポペットバルブで置き換えることで、充填及び放出バルブとしての小さな低いエネルギー消費のパイロットバルブを用いて、ポペットバルブを開閉するための圧力による駆動が得られる。これにより、比例圧力コントローラに必要なコスト及び動作電力が低減される。比例圧力コントローラの本体中に形成される流路を用いて加圧流体を移動させ（メインポペットバルブ流路と隔離された）ポペットバルブを駆動することで、比例圧力コントローラの出口の汚染された可能性のある流体がパイロットバルブに逆流して、その動作の妨げとなるのを防止できる。流路の一つを用いて、ポペットバルブの開いた一つに圧力を加えつつ、第２のポペットバルブを閉位置に維持することも可能である。圧力検出装置を隔離された流路の一つに配置することで、圧力検出装置を汚染物質から隔離して装置の圧力信号の精度が高まる。加えて、本願開示の比例圧力コントローラは、比例圧力コントローラの本体の出口ポート、ないし隔離バルブアセンブリの第１排出ポートでゼロ圧力状態を形成するように動作する。その動作の少なくとも一部の間にゼロ圧力状態を要する可能性のある比例圧力コントローラの本体の出口ポートと隔離バルブアセンブリの第１排出ポートのいずれかが、加圧流体を圧力被制御装置に供給するように構成されるのが好ましい。
【００６１】
実施形態に関する上記記載は、図解および説明の目的で提供される。網羅的または開示事項を限定することを意図しない。特定の実施形態の個別の要素または特徴は、一般にその特定の実施形態に限定されないが、適用可能な場合には、詳細に図示または説明されないとしても選択された実施形態で交換可能であり、使用可能である。同じものが多くの点で変更されてもよい。そのような変更は本発明からの逸脱とはみなされない。そのような修正は全て本発明の範囲内に含まれることが意図される。
【図１】
2017162460.tif 000003
【図２Ａ】
2017162460.tif 000004
【図２Ｂ】
2017162460.tif 000005
【図２Ｃ】
2017162460.tif 000006
【図３】
2017162460.tif 000007
【図４Ａ】
2017162460.tif 000008
【図４Ｂ】
2017162460.tif 000009
【図４Ｃ】
2017162460.tif 000010
【図５】
2017162460.tif 000011
【図６Ａ】
2017162460.tif 000012
【図６Ｂ】
2017162460.tif 000013
【図６Ｃ】
2017162460.tif 000014
【外国語明細書】
2017162460000001.pdf