(57)【要約】バルブシート（１１）及びバルブ要素に連結された直線的に移動可能なバルブステム（１８）で封止したバルブ要素（６）を備える、遮断弁を有する圧力をかけたシリンダ。レバー（２７）は、旋回軸（Ｌ）の周りのレバーの回転がバルブ要素の直線運動を生じるように、偏心継手（３８）を介してバルブステムに連結される。偏心継手とバルブステムとの間に、バルブの開口部の方向に遊びの量（３９）がある。弾性部材（５０）は、バルブが閉鎖されたときに偏心継手に付勢力を提供し、偏心継手と、よってレバーを完全に閉鎖された位置に保持する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮断弁を有する圧力をかけたシリンダであって、
前記バルブシートで封止するバルブ要素と、
前記バルブ要素に連結されたバルブステムであって、選択的に前記バルブを開放するために、前記バルブシートの方向へ、及びその逆の方向へ前記バルブ要素を選択的に移動するために直線に移動可能なバルブステムと、
旋回軸の周りのレバーの回転が前記バルブ要素の直線運動を生じるように、偏心継手を介して前記バルブステムに連結されたレバーと、を備え、前記偏心継手と前記バルブステムとの間に、前記バルブの開口部の方向に遊びの量があり、前記シリンダはさらに、前記バルブが閉鎖されたときに前記偏心継手に付勢力を提供する弾性部材を備え、前記偏心継手と、よって完全に閉鎖された位置における前記レバーを保持する。
【請求項２】
前記遊びは、前記バルブステム内の細長い溝に連結されるピンを有する前記偏心継手によって提供される、請求項１に記載の圧力をかけたシリンダ。
【請求項３】
前記レバーにかかる前記弾性部材によって提供される前記力は、一旦前記バルブ要素が開放しはじめると減少するよう調整される、請求項１〜２のいずれか一項に記載のシリンダ。
【請求項４】
前記バルブ要素及びバルブステムは、バルブ本体内に収容され、前記弾性部材が前記バルブ本体にぴったりと合う、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシリンダ。
【請求項５】
前記弾性部材は、前記偏心継手の一部である連結ピンを付勢するばねクリップである、請求項４に記載のシリンダ。
【請求項６】
前記遊びの量は、２ｍｍ未満であり、好ましくは約１ｍｍである、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシリンダ。
【請求項７】
前記弾性部材により提供された前記最大力が７０Ｎ未満であり、より好ましくは５０Ｎ未満である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシリンダ。
【請求項８】
前記バルブ要素は、ばねによって付勢される、請求項１〜７のいずれか一項に記載のシリンダ。
【請求項９】
前記レバーは、前記閉鎖位置から前記開放された位置へと移動する上死点位置を通過するように構成され、前記ばねが前記開放位置において前記レバーを付勢して開放するように配置される、請求項８に記載のシリンダ。
【請求項１０】
前記弾性部材によって生成されたピーク力は、１０％未満であり、好ましくは前記ばねによって生成された前記ピーク力は５％未満である、請求項８または請求項９に記載のシリンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮断弁を有する圧力をかけた流体用容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、特に、例えば医療用ガス、溶接ガスなどのような、使用するための圧力をかけたガスシリンダに関する。
【０００３】
このようなシリンダは、従来、ガードによって保護されているシリンダの上部において、遮断弁が提供されている。バルブは、ねじ機構の回転によるシートの方向へ、及びその逆の方向へ移動されるバルブ要素を有する。これは、バルブ本体において、雌ねじ山と噛み合わせる雄ねじを備えたハンドホイールで構成される。そのためユーザは、遮断弁をハンドホイールを回転させることによって開閉し、バルブ要素を上下させることが可能である。
【０００４】
このような機構が広く使用されているものの、いくつもの問題がある。ハンドホイールは、複数回、回転させる必要があり、これは時間がかかり、特にガードが所定の位置にあるときには、手が届かない。さらに、完全に開放され、または完全に閉鎖された位置で固定され得る。通常、矢印がユーザに開閉の方向を示すためにホイールに示されているが、ホイールの現在の位置を視覚により判断することは困難であり、そのためユーザは、例えば既に完全に開放したバルブを開こうとし、誤ってバルブが固定されていると信じてしまう。
【０００５】
さらに困難なのは、位置を明瞭に示すものがないという事実は、バルブが完全に閉鎖された位置に達したことを示す指標がないため、ユーザが完全にバルブを閉じない可能性があり、それによって容器から意図せずに漏洩してしまうことに繋がることである。
【０００６】
これらの問題のいくつかは、ハンドホイールの代わりにレバーを使用することによって克服されている。
【０００７】
レバーとともに、レバーの回転運動をバルブステムの直線運動及びバルブ要素に伝えるカムやクランクのような偏心継手が必要とされる。この継手において、いくつかの構成要素があり得る。それらのすべては継手に公差の問題を生じさせるであろう。また、偏心継手及びバルブ要素自体の様々な構成要素が、摩耗にさらされ、寸法に変動が生じる。これに対処するために、偏心継手とバルブステムとの間で直線に遊びの量が導入され、たとえ摩耗してもバルブ要素がバルブに正しく配置することを確実にする。これは、バルブステムに係合せずに、バルブステム／要素を閉鎖する方向に、短い距離を移動するために継手に自由度の形態をとる。
【０００８】
しかしながら、この結果として、バルブが閉鎖されるとき、レバーは、バルブ要素に係合する前に短い距離を持ち上げられる必要がある。これは、レバーをがたつかせ、移動の間騒音がでる可能性があり、もし長い間繰り返されると損傷を受ける結果にさえなることを意味する。さらに、これはバルブ閉鎖機構の品質が悪いという認識を与える。
【０００９】
本発明によれば、遮断弁を有する圧力をかけたシリンダが提供され、前記遮断弁は、バルブシートで封止したバルブ要素と、バルブ要素に連結されたバルブステムであって、選択的にバルブを開放するために、バルブシートの方向へ、及びその逆の方向へ選択的にバルブ要素を移動するために直線に移動されることが可能なバルブステムと、旋回軸の周りのレバーの回転がバルブ要素の直線運動を生じるように、偏心継手を介してバルブシートに連結されたレバーと、を備え、偏心継手とバルブステムとの間に、バルブの開口部の方向に遊びの量があり、シリンダはさらに、バルブが閉鎖されたときに偏心継手に付勢力を提供する弾性部材を備え、偏心継手と、よって完全に閉鎖された位置に向くレバーを保持する。
【００１０】
弾性部材を提供して偏心継手及び完全に閉鎖された位置にあるレバーを保持することによって、弾性部材はレバーをがたつかせる傾向にある、いかなる小さな力の大きさにも抵抗するだろう。さらに、弾性部材は、レバーが閉鎖位置にあるときに偏心継手を付勢するために供されるため、比較的小さな付勢力を提供し得る。これはバルブ要素を閉鎖するために付勢力に資する必要がないからである。これは比較的弱い力を提供するため、レバーを開放するときに、ユーザにとってこの弾性部材の力を克服することは容易である。これを支援するために、好ましくは、レバーにかかる弾性部材によって提供される力は、一旦バルブ要素が開放しはじめると減少するよう調整される。
【００１１】
弾性部材は内部のものであってよい。しかしながら、好ましくは、バルブ要素及びバルブステムは、バルブ本体内に収容され、弾性部材がバルブ本体にぴったりと合う。弾性部材が損傷を受けた場合には、次に取り替えることが容易である。より好ましくは、弾性部材は、偏心継手の一部である連結ピンを付勢するばねクリップである。
【００１２】
例えば、遊びの量が、横方向に細長い偏心継手内の溝に係合する突起を有するバルブ要素によって提供され得る。しかしながら、好ましくは、この遊びは、ピンを有する偏心継手によって提供され、バルブステム内の細長い溝に連結される。遊びの量は、好ましくは２ｍｍ未満であり、好ましくは約１ｍｍである。
【００１３】
弾性部材は、バルブが閉鎖されたときの偏心継手においては、好ましくは７０Ｎ未満の力を提供し、より好ましくは５０Ｎ未満の力を提供する。
【００１４】
バルブ要素は、ばねによって付勢され、閉鎖されることが好ましい。より好ましくは、レバーは、閉鎖位置から開放位置へと移動する上死点位置を通過するように構成され、ばねが開放位置においてレバーを付勢して開放するように配置される。この場合、好ましくは、弾性部材によって生成されたピーク力は、１０％未満であり、好ましくは、ばねによって生成されたピーク力は５％未満である。ばねは、レバーが完全に開放または閉鎖された位置から期せずして弾き出されるのを防ぐ強固な双安定性の配置を提供する。弾性部材は、閉鎖位置におけるレバーのがたつきを防ぐが、そうでない場合には、レバーの操作に過度に影響を与える。
【００１５】
本発明によるシリンダの例は、添付図面を参照して記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】シリンダ及びバルブ本体の上部を通る断面図である。
【図２】図１におけるＩＩからＩＩの線に沿った断面図である。
【図３】バルブ本体の斜視図である。
【図４】図１の上部をさらに詳細に示す。
【図５】は、リターンスプリングをより詳細に示すバルブ本体の上部の正面図を示す。
【図６】図５に類似した側面図である。
【図７Ａ】図７Ａ〜７Ｃは、ばねクリップ、ばね及びそれぞれを結合させた２つの、角変位に対してユーザが感じた力を示すグラフである。
【図７Ｂ】図７Ａ〜７Ｃは、ばねクリップ、ばね及びそれぞれを結合させた２つの、角変位に対してユーザが感じた力を示すグラフである。
【図７Ｃ】図７Ａ〜７Ｃは、ばねクリップ、ばね及びそれぞれを結合させた２つの、角変位に対してユーザが感じた力を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
流体シリンダは、圧力をかけた流体とバルブ本体２用のシリンダ本体１で構成される。シリンダ１は、バルブ本体２の下部の外表面上の雄ねじ山４に噛みあわせる雌ねじ山３が提供される。
【００１８】
バルブ本体は、バルブ本体２を通って中央で上方に延在する軸方向のガス排出路５を有する。ガス排出路５を通過する流れは、選択的にガス排出ポート７への流れを妨げるバルブ要素６によって制御される。圧力をかけたバルブ要素６の側面の側方ポート８は、当該技術分野において周知であるように、圧力計Ｇに通じる。
【００１９】
圧力をかけたガス流路は、内側９及び外側１０の高圧Ｏリング封止によって、バルブ要素６の上方で封止される。
【００２０】
バルブ要素６をシート１１から持ち上げると、シリンダからガス流路を選択的に開閉する。
バルブ要素６を持ち上げる機構について説明する。
【００２１】
バルブ要素６は、ばね１５によって付勢し閉鎖され、その上端部は、バルブ本体における肩１６に対して支承し、その底部は、バルブステム１８の一部を形成する環状フランジ１７に対して支承する。図面にて示すように、バルブステム１８は、主ステム１９と、バルブ要素保持部材２０と、バルブ要素継手２１とを備え、それらのすべてはしっかりと一緒に固定されている。
【００２２】
ばね１５の作用に対してバルブ要素６を開放するために、レバー機構が提供される。これは一対のボス２８とシャーピン２９を介して接続されたレバー２７を備え、固定されたレバー軸Ｌの周りのシャフト３１で回転可能である。シャーピンはシャフト３１の両端からボス２８へ突出し、バルブ機構を開放方向のレバー軸Ｌの周りの予期しない力から保護する。
【００２３】
止具４０はバルブ本体２から突出し、閉鎖位置でレバー２７用の止具として作用する。レバー２７の一部は、レバー上の望まない閉じ力が、バルブ要素にではなく、止具４０に伝達されるように、止具４０に対して支承する。
【００２４】
シャフトは、図４に最良に示されるように、バルブ本体の上部でそれぞれのボス３３の軸受３２に取り付けられる。偏心ピン３５は、シャフト３１の中心部を形成し、レバー軸Ｌから外れた偏心軸Ｅの周りで回転するように取り付けられ、レバー２７が操作されると移動する。連結部材３７は、回転可能に偏心ピン３５にピン軸受を介して取り付けられ、下部で連結ピン３８へと延在する。連結ピン３８は、バルブ要素連結部材２１内の細長いオリフィス３９を通って延在し、連結される
【００２５】
これは、クランク配置を提供し、その上で、図１及び図４に示される休止位置から昇降レバー２７を上げると、連結ピン３８、したがってバルブ要素が初めに下方に移動し、それによってばね１５を圧縮させる。これは、ばね力をバルブが開かれ得る前に克服し、バルブが閉鎖位置で固定されることを確実にする。一旦、レバー２７がオーバーセンター位置に達すると、レバーによって印加された連結ピン３８への力の方向は逆になり、これにより、シリンダ内の初期圧縮とガス圧力によってばね内に蓄積されたエネルギーと一緒に、バルブ要素６が音を立てて開く。
【００２６】
図２及び図５から特に理解できるように、バルブが閉鎖位置にあることを示し、このピンと細長いオリフィス３０との間の連結ピン３８の上方にクリアランスがある。この結果として、レバー２７の初期の移動は、ほぼ抵抗力がなく、そのため細長いオリフィス３９内の連結ピン３８を持ち上げることが容易にできる。これにより、レバーが移動中にがたつく可能性がある。
【００２７】
これを防ぐため、ばねクリップ５０が提供される。図２から図６の組み合わせから示されるように、ばねクリップ５０は、バルブ本体の片面上の細長いボス５１及び反対側の一対のボス５２の下に保持されている。
【００２８】
しかしながら、必要に応じて何れかの側に１つまたは２つのボスがあり得る。
【００２９】
図４から図６に示されるように、ばねクリップ５０は、連結ピン３８の両端上に延在し、溝５３内に保持される。図４から最良に見ることが出来るように、ばねクリップ５０の存在は、連結ピン３８上に約５０Ｎの付勢力を下方に提供し、連結ピン３８は、いかなる小さな力の影響も受けにくく、その他の場合にはレバー２７を振動する傾向にある。
【００３０】
開放操作について、より詳細に図７Ａから図７Ｃを参照して説明する。これらは様々な角度位置におけるレバーをユーザが感じる力を示すグラフである。図７Ａは、ばねクリップ５０に起因する力を示す。図７Ｂは、ばね１５に起因する力を示し、図７Ｃは合力を示す。ばね１５の目的は、バルブ要素６に比較的強い付勢力を提供する強い双安定性力を提供し、次に、レバーが開放されるときにバルブを開いたままにする付勢力を提供し、レバーは、閉鎖位置から開放位置へと移行する上死点位置を通過する。そのため、このばねは、バルブを開閉位置で保持し、バルブが不意に開いたり閉じたりするのを防ぐ。ばねクリップ５０は、単に、継手上に比較的弱い付勢力を与えるために提供され、したがって、閉鎖位置にあるとき、レバーががたつくのを防ぐ。
【００３１】
これは図７Ａより明らかであり、このようながたつきを防止するのに十分な、完全に閉鎖された位置において、小さな力を生じるばねクリップ５０を示す。この力はその後、レバーが開かれるに従い、徐々に減少し、その目的は、連結ピン３８が一旦細長いオリフィス３０の上部に達すると、ばねクリップからできるだけ小さな力を提供することである。
【００３２】
それに対し、ばね５０によって提供された力は、ピン３８が細長いオリフィス３０の上に移動するため、当初は０である。一旦、溝の上部に達すると、ピンは図７Ｂに示されたように、力において急激な上昇を提供するばね１５の力に対して、バルブ要素を持ち上げはじめる。ユーザが体験する力は、次に、ハンドルが上死点に近づくに従い、急に減少する。上死点を通過する際に、ばねは、ハンドルを音をたてて開く。これは図７Ｂ及び図７Ｃに、軸を横切る力曲線によって示され、完全に開く位置の直前にマイナスになる。
【００３３】
図７Ｃからわかるように、ばねクリップは、完全に閉鎖された位置から反対の方向のレバーの運動の第１部分の間以外に、ほとんど影響がない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【国際調査報告】
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