JPH048672B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般に絞り装置ことに、流体圧力装
置に使用され、この流体圧力装置内の流体圧力に
より自動的に作動する往復動絞り装置に関する。

流体圧力装置用の普通の絞り装置は、オリフイ
ス内に位置する針金片を備え、このオリフイスの
寸法を縮小することにより、このオリフイスを通
る流体の流量を調整する。オリフイス内の針金片
を選択的に往復動させ、オリフイスを汚染物の付
着から防ぐと共にオリフイスを通る流体の所定の
流量を保つ。このようにして、このような流体圧
力装置のオリフイスに汚染物が詰まるのを防ぐの
にフイルタやスクリーンの必要がなくなる。

このような流体圧力装置内の針金片の自動往復
運動は、変化する流体圧力のもとに針金片を自動
往復運動させるピストンに針金片を取付けること
により生じさせられる。これ等の構造においては
ピストンは、一方向にばね荷重を加えられ反対方
向に圧力作動する。圧力を使用し、ピストンを動
かし、針金片をばねの付勢力に逆つて固定する。

これ等の絞り装置は、若干の流体圧力装置では
満足の得られる動作をするが、これ等の絞り装置
は複数であり、複数の部品と、他の流体圧力装置
に従来利用できるよりもはるかに大きい空間とを
必要とする。

本発明は、流体通路に形成した絞りオリフイス
を経て可動な針金片を備えた流体圧力装置用絞り
装置にある。オリフイスの互いに対向する側に存
在する可変の圧力により針金片をオリフイスに対
し往復運動させる。針金片はつる巻ばねの一体部
分として形成する。本発明絞り装置は、簡単でこ
じんまりした普通の流体圧力装置にほとんど又は
全く変更を行わないで容易に適合するようにする
ことができる。

以下本発明流体装置の実施例を添付図面につい
て詳細に説明する。

第１図には流体通路１２と、流体通路１２の互
いに対向する側にそれぞれ位置させた第１及び第
２の圧力室１４，１６とを備えた流体圧力装置ハ
ウジング１０の一部を示してある。各圧力室１
４，１６は流体圧力装置の適当な圧力供給管路及
び排出管路に連結するようにして種々の部品の動
作を制御する。

流体通路１２は、圧力室１４に連通する開いた
一端部と圧力室１６に連通する直径の細いオリフ
イス２０とを備えている。すなわち流体通路１２
は各圧力室１４，１６を連結する漏れ路として作
用する。流体流量は、各圧力室１４，１６間で調
整され、絞り装置２２に制御される。絞り装置２
２は、流体通路１２内に位置し、オリフイス２０
を貫いて延びている。絞り装置２２は、直径を細
くしたオリフイス２０の中心を貫いて突出し、軸
線方向に互いに間隔を置いた２つの端部部分２
３，２５を持つ軸線方向に延びる針金片２４を備
えている。端部部分２３は圧力室１４内の圧力に
露出するが、端部部分２５は調整端部を構成し圧
力室１６内の圧力に露出する。針金片２４の端部
部分２３は、軽いつる巻圧縮ばね（以下単にばね
と呼ぶ）２６の一部であり半径方向に延びる腕部
分２７によりばね２６に連結してある。流体通路
１２には、ばね２６、従つて絞り装置２２を位置
決めする互いに間隔を置いた衝合部分を設けてあ
る。好適とする実施例では一方の衝合部分は、流
体通路１２の開いた端部に形成した適当なみぞ内
に位置させた止め輪２８から成つているが、他方
の衝合部分は、通路１２のオリフイス端部に設け
た壁２９から成つている。止め輪２８及び壁２９
は、ばね２６の互いに対向する端部の受け座とし
て作用し、従つて針金片２４を細いオリフイス２
０内に弾性的に位置決めし保持する作用をする。
ばね２６がその全伸長位置、すなわち自由状態に
あつても、針金片２４は室１６内に所定の距離だ
け突出し従つて針金片２４はオリフイス２０から
はずれることがない。

好適とする実施例ではばね２６のつる巻部分
は、半径方向に延びる腕部分２７により針金片２
４に一体に連結してある。腕部分２７は圧縮つる
巻ばね端部のうちの一方の一体の延長部分として
構成され、ばね中心に向い突出している。針金片
２４は腕部分２７に対し直角に折曲げばね２６の
中心を貫いて軸線方向に延びるようにする。針金
片２４の長さは、その自由端部部分すなわち調整
用の端部部分２５が、つねにオリフイス２０を相
当な距離だけ越えるように、すなわち針金片２４
がどの動作位相中にもオリフイス２０から全くは
ずれることがないように選定される。

前記した所から明らかなようにばね２６のつる
巻部分直径を変えると針金片に異る荷重が加わ
る。好適とする実施例ではばね２６の取付け荷重
は比較的短い時限にわたり公称約0.11（11/100）
1bを確実に保つのにとようど十分である。

予荷重は、どのような著しい動作条件中にも、
ばね針金片２４が確実に動くように最低に維持さ
れる。ばね２４の動きは、ばね２６のばね率
（spring rate）を最低にすることにより最高にな
るのはもちろんである。たとえばばね２４が動き
始めるのに必要な差圧は次の通りである。

（PB−PA）＝ばね予荷重／（面積） この式で PBは圧力室１４内の圧力であり、 PAは圧力室１６内の圧力であり、 面積は針金片２４の横断面積である。

第２図は針金片２４を動かすのに十分な或る差
圧における絞り装置を示す。針金片２４の軸線方
向の動きは次のように計算することができる。

距離＝（PB−PA）（面積）／ばね率 針金片の横断面積とばね率とは、正常な装置動
作によりオリフイス２０内で針金片２４の往復運
動を生じさせるのに十分な差圧変動が生ずる。こ
の運動により針金片２４及びオリフイス２０間に
大きすぎて適合しにくい粒子をオリフイス２０か
ら追出す。

従つて第１図及び第２図に明らかなように、圧
力室１４内の圧力が圧力室１６内の圧力より高い
ときは、ばねの端部部分２３に、針金片２４をオ
リフイス２０に向つて押す正味の力が加わる。こ
の力がばね２６の取付け荷重に打勝つと、針金片
２４はオリフイス２０に対して動く。圧力室１
４，１６間の差圧が変化するのに伴い、互いに対
向する端部部分２３，２５に加わる力も変化し針
金片２４をオリフイス２０に対し出入させる。し
かしどのような場合にも、針金片２４はオリフイ
ス２０から全く抜け出すことはない。

第１図に示すように通常の静的位置では、ばね
２６は止め輪２８及びハウジング壁２９の間で圧
縮され、針金片２４は直径を細くしたオリフイス
２０の中心を貫いて突出し、針金片２４の自由端
部は圧力室１６内に所定の距離だけ延びる。この
位置では針金片２４の円筒形外面は、通路１２を
経て圧力室１４，１６間を流れる任意の流体に露
出する流体連関面である。ばね２６に加わる予荷
重は、通常ばね２６の左端部（第１図）を止め輪
２８に向い付勢するが、圧力室１４内の圧力が増
すのに伴い流体通路１２を通る流体の流量も増
す。圧力室１４内の圧力が低下すると、ばね２６
の荷重が応答して針金片２４をそのもとの位置に
押しもどす。従つて圧力室１４，１６間の差圧が
変ると、針金片２４はオリフイス２０内で動き汚
染物による詰まりの感度が低下する。針金片２４
はこのような動作中に絶えずオリフイス２０内に
保持されるから、針金片２４はオリフイス２０を
経て絶えず清浄な状態になり同時に所望の流体流
量を保つ。

すなわち動作中に圧力室１４内の圧力が圧力室
１６より高いときは、針金片２４を直径を細くし
たオリフイス２０に向い押す正味の力が得られる
のは明らかである。この力がばね２６の取付け荷
重に打勝つときは、針金片２４は直径を細くした
オリフイス２０に対して動く。圧力室１４，１６
間の差圧が変るに伴い、針金片２４は直径を細く
したオリフイス２０内で前後に動き、オリフイス
２０を、これに詰まりやすい汚染物が付着しない
ようにし、これと同時にオリフイス２０を経て所
定の流体流量を保つ。

第３図には第１図及び第２図に示した絞り装置
２２の原理を使うカートリツジ４０を例示してあ
る。カートリツジ４０は、第４図に示したような
方向制御弁４２に使用される。方向制御弁４２
は、シリンダの伸縮を制御し、可逆流体左原動機
を制御し、又は他の循環路動作の順序を定めるよ
うにした普通の手動弁機構である。

簡単に述べると方向制御弁４２は、軸線方向に
延びる穴４６と、１対の制御口４８，５０と各制
御口４８，５０をよく知られているようにして圧
力供給部（図示していない）に又は排出部（図示
していない）に連結する適当な流入ダクト又は排
出ダクトとを持つ弁体４４を備えている。標準の
４方３位置スプール弁５２（以下単にスプール弁
と呼ぶ）は穴４６内に適当に納めてある。スプー
ル弁５２は心合わせ装置５４により中立位置に弾
性的に心合わせする。心合わせ装置５４は、スプ
ール弁５２の一端部に連結され、他方のスプール
弁端部に連結したレバー作動手段５６により種々
の作動位置に手動で駆動される。スプール弁５２
には適当な丘部及びみぞを形成して当業者にはよ
く知られているように各制御弁４８，５０を入口
６０，６２又は排出口６４，６６に選択的に連結
するようにしてある。

制御口４８には各入口６０，６０Ａの間に普通
の逆止め弁アセンブリ６８を配置してある。入口
６０内の装置圧力が低すぎて、制御口４８又は制
御口５０内の荷重を高めることができないので、
スプール弁５２を制御口４８又は制御口５０の荷
重を高めるように動かすときに、逆止め弁アセン
ブリ６８は上昇した荷重が低下しないようにす
る。

第３図に明らかなようにカートリツジ４０は制
御口５０を経て入口６２及び排出口６６の間に取
付ける。カートリツジ４０の目的は入口６２内の
過度の圧力に応答して入口６２から排出口６６に
流体をそらせることにより入口６２を過圧から保
護することである。カートリツジ４０は、入口６
２と排出口６６との間に延びる円筒形の柄部分４
１を備えている。心棒部分４１には円筒形の外方
穴４３及び直径の細い内方穴４５から成る中心の
流体通路１２′を形成してある。外方穴４３は入
口６２に開口するが、内方穴４５は複数の半径方
向に延びる横穴７０により排出口６６に連通す
る。この実施例では流体流量は、入口６２、排出
口６６間で調整され、流体通路１２′内に位置す
る絞り装置２２により制御される。絞り装置２２
は、第１図及び第２図に示した絞り装置と構造及
び動作が同じである。ばね２６のつる巻部分は、
外方穴４３の外端部に摩擦ばめしたく字形の割り
スリーブ２８′と、直径を細くした内方穴４５に
より形成した肩部に当てがつた座板２９′との間
で流体通路１２′に位置させてある。座板２９′は
第１図及び第２図のオリフイス２０と同等の直径
を細くしたオリフイス２０′を形成してある。こ
の実施例では通路１２′に設けた互いに間隔を置
いた衝合部分は、割りスリーブ２８′の内端部と、
座板２９′の対向する内面とから成つている。こ
れ等の衝合部分は、それぞれ第１図及び第２図の
止め輪２８及び壁２９に対応する。従つて第１図
及び第２図の実施例の場合と同様にその組立てた
位置でばね２６は割りスリーブ２８′及び座板２
９′の間で予荷重を加えられ、針金片２４は座板
２９′に形成した直径を細くしたオリフイス２
０′の中心を貫いて延びる。針金片２４の長さは、
その自由端部部分２５が内方穴４５内に所定の距
離だけ延び、種々の動作段中にオリフイス２０′
から全く抜け出すことがないような寸法にしてあ
る。さらにこの実施例では入口６２は第１図及び
第２図の圧力室１４に相当し又排出口６６は圧力
室１６に相当する。すなわち入口６２の圧力が排
出口６６内の圧力より高いときは、針金片の端部
部分２３に正味の力が加わり針金片２４をオリフ
イス２０′に向つて押す。各入口６２、排出口６
６間の差圧が変るに伴い互いに対向する端部部分
２３，２５に加わる力も又変ることにより、針金
片２４をオリフイス２０′に対し出入させるが、
針金片２４はオリフイス２０′から全く抜け出す
ことはない。

本流体装置がリントのような繊維汚染物を受け
取る場合には、構造を変更しこのような汚染物が
絞り装置の自由端部に付着しないようにする必要
がある。このような問題を解決する変型を第５図
及び第６図について述べる。

第５図にはそれぞれ流体通路１１２の互いに対
向する側に位置させた第１及び第２の圧力室１１
４，１１６を備えた流体圧力装置ハウジング１１
０の一部を示してある。

流体通路１１２は、圧力室１１４に連通する開
いた一端部と圧力室１１６に連通するように直径
を細くしたオリフイス１２０に合体する直径を広
げたテーパ付き穴７２とを持つ。流体流量は、流
体通路１１２内に位置させた絞り装置１２２によ
り各圧力室１１４，１１６間で制御し調整する。
この例では絞り装置１２２は軸線方向に延びる針
金片１２４を備えている。針金片１２４は停止時
にテーパ付穴７２内の中心に突出するが直径を細
くしたオリフイス１２０への入口から短い距離だ
け間隔を置いている。前記実施例の場合と同様に
軸線方向に延びる針金片１２４は軸線方向に互い
に間隔を置いた２つの端部部分１２３，１２５を
持ち、端部部分１２３は半径方向に延びる腕部分
１２７により軽量なつる巻形圧縮ばね１２６に一
体に連結してある。止め輪１２８及び端部壁１２
９の形の互いに間隔を置いた衝合部はばね１２６
を流体通路１１２内に弾性的に位置させる。

この実施例では圧力室１１４内の圧力が、圧力
室１１６内の圧力より高いときは、ばね１２６が
圧縮され、針金片１２４の調整用の端部部分１２
５を直径を細くしたオリフイス１２０を経て圧力
室１１６に向い動かす。各圧力室１１４，１１６
間の差圧が変るに伴い、ばね１２６が伸長するこ
とにより針金片１２４を反対方向に動かし、調整
用の端部１２５を直径を細くしたオリフイス１２
０から針金片１２４のもとの位置に引きもどす。
針金片１２４の端部部分１２５がテーパ付き穴７
２内に後退すると、リントのような繊維汚染物が
直径の大きいテーパ付き穴７２を経て直径を細く
したオリフイス１２０から自由に押し流される。

第６図には別の変型を示してある。この構造
は、リントのような繊維汚染物が絞り装置の調整
用の端部部分に付着しないようにする能動装置を
示す。この構造は第３図に例示したのと同様なカ
ートリツジ１４０内に協働させて示してある。カ
ートリツジ１４０の心棒部分１４１には中心の流
体通路１１２′を形成してある。中心通路１１
２′は円筒形外方穴１４３及び直径を細くした内
方穴１４５を備えている。絞り装置１２２′は、
流体通路１１２′内に位置させられ、流体通路１
１２′を通る流体流量を調整し制御する。ばね１
２６′のつる巻部分は、座板１２８′，１２９′の
形の軸線方向に互いに間隔を置いた衝合部分によ
り流体通路１１２′内に弾性的に位置させる。座
板１２８′は直径を広げた中心通路を持つが、座
板１２９′は直径を細くした中心のオリフイス１
２０′と半径方向に互いに間隔を隔てた複数の貫
通路７４とを持つ。円筒形の外方穴１４３の底部
には、細い方の直径の穴７８に合体する直径を広
げたテーパ付き穴１７２を持つ環状片７６を位置
させてある。互いに協働する穴１７２，７８は座
板１２９の直径を細くしたオリフイス１２０′に
軸線方向に整合する。座板１２９はスペーサ８０
により環状片７６から間隔を置き、これ等の間に
座板の貫通路７４に連通する室８２を形成する。
この実施例では円筒形スリーブ８４はばね１２
６′のつる巻部分を囲み、ばね１２６′の互いに対
向する端部が座板１２８′，１２９′に衝合し各座
板１２８′，１２９′を軸線方向に互いに間隔を置
いた関係に保持する。流体通路１１２′の外端部
にナツト８６をねじ込み、座板１２８′に当てが
い、各部品を組立てた関係に保持する。ナツト８
６には中心穴を形成し、この中心穴は適当な工具
を受入れ、ナツト８６を締付け又流体の流れ通路
として作用する。

組立て位置でばね１２６′は各座板１２８′，１
２９′の間に予荷重を加える。そして針金片１２
４′の調整用の端部部分１２５′は、直径を細くし
たオリフイス１２０′内に延びている。絞り装置
１２２′が停止していると又は差圧が最低である
と、端部部分１２５′は、これが直径を細くした
オリフイス１２０′のわずかに内方に位置しすな
わちオリフイス１２０′を全く貫いて突出しない
ように位置させる。

動作時に差圧が上昇するに伴い、座板１２９′
の貫通路７４と、直径を細くしたオリフイス１２
０′を経てこの差圧により生ずる流れにより針金
片１２４′に差圧が加わる。この差圧は針金片１
２４′の横断面に作用し、ばね１２６′を圧縮する
ことにより、調整用の端部部分１２５′を環状片
７６のテーパ付き穴１７２内に動かす。低い差圧
のもとではばね１２６′が伸長し、針金片１２
４′が端部部分１２５′をテーパ付き穴１７２から
直径を細くしたオリフイス１２０′に向い後退さ
せる。この場合針金片の端部部分１２５′のまわ
りを包む汚染物は、端部部分１２５′を直径を細
くしたオリフイス１２０′内に引きもどす際に座
板１２９′の内壁からはがれる。はがれた汚染物
は、ブツシング内の互いに協働する穴１７２，７
８を経て自由に流し出される。

つる巻ばねの代りに他の種類の弾性手段を使つ
てもよく、又弾性手段を流通路に確実に保つのに
他の種類の保持手段を使つてもよい。

又前記したように所望に応じばねに異る予荷重
を加えるのに弾性手段を変えてもよく、たとえば
つる巻ばねの巻き数を増加し又は針金直径を増し
てもよい。

以上述べた所から明らかなように本発明の利点
は弾性手段及び調整装置の複合の関係から得られ
る。この構造により、多くの種類の流体圧装置の
流通路に使われオリフイスを通る流体の所定流量
を調整しこれと同時に汚染物により絞りオリフイ
スを通る流れを妨げないようにする成績を得るこ
とのできる自動流量調整装置が得られる。さらに
弾性部片及び調整装置を前記のように組合わせる
ことにより、所望の成績を得るのに従来必要とさ
れるような複雑な装置を必要としない簡単でこじ
んまりした構造が得られる。

以上本発明をその実施例について詳細に説明し
たが本発明はなおその精神を逸脱しないで種々の
変化変型を行うことができるのはもちろんであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による絞り装置を利用する流体
装置の１実施例の部分縦断面図、第２図は第１図
を別の動作位置で示す部分縦断面図である。第３
図は本発明流体装置を使うカートリツジを一部を
縦断面にして示す側面図、第４図は第２図のカー
トリツジを利用する流体圧制御弁の縮小縦断面
図、第５図は本発明流体装置の変型の部分縦断面
図、第６図は本発明流体装置の他の変型を使うカ
ートリツジの部分縦断面図である。 １０……流体装置ハウジング、１２……流体通
路、１４……針金片、２０……オリフイス、２
３，２５……端部部分、２６……ばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (イ)流体を流通させるために、常に開いている
   対向端部を持つ流体通路と、(ロ)オリフイスと、軸
   線方向に互いに間隔を置いた２つの端部部分を持
   ち、前記オリフイス内に延びることのできる針金
   片とから成り、前記流体通路内に設けた絞り装置
   と、(ハ)前記針金片を、前記オリフイスに対し軸線
   方向に付勢する弾性手段とを備えた流体装置にお
   いて、前記針金片の直径を、全体にわたつて一定
   にし、前記針金片の両端部部分のうちの一方の端
   部部分は、前記オリフイスの一方の側の流体に露
   出させられ、他方の端部部分は、前記オリフイス
   の他方の側の流体に露出させられることにより、
   前記針金片の各端部部分に作用する流体により、
   この針金片に加えられる差圧が付勢力を越えると
   きは、前記針金片が前記弾性手段の力に逆らつて
   軸線方向に動くことができるようにしたことを特
   徴とする流体装置。 ２ 前記針金片が、全部の動作条件のもとで前記
   オリフイスを完全に貫いて延びるのに十分な長さ
   を持つようにした、特許請求の範囲第１項記載の
   流体装置。 ３ 前記オリフイスを協働するテーパ付き穴を備
   え、このテーパ付き穴内に前記針金片が突出する
   ようにした、特許請求の範囲第１項記載の流体装
   置。 ４ 前記弾性手段が、前記針金片に連結したつる
   巻形圧縮ばねから成る、特許請求の範囲第１項記
   載の流体装置。 ５ 前記つる巻形圧縮ばねが、互いに間隔を置い
   た端部を持ち、前記針金片が、前記つる巻形圧縮
   ばねの一方の端部に連結されると共に、このつる
   巻形圧縮ばねのつる巻部分を貫いて延びるように
   した、特許請求の範囲第４項記載の流体装置。 ６ 前記流体通路に、前記つる巻形圧縮ばねの端
   部がすえつけられる互いに間隔を置いた１対の衝
   合部分を設けた、特許請求の範囲第５項記載の流
   体装置。 ７ 前記両衝合部分のうちの一方の衝合部分を、
   前記流体通路の一端部に形成した一体の肩部によ
   り構成し、他方の衝合部分を、前記流体通路の他
   端部に取付けた座板により構成した、特許請求の
   範囲第６項記載の流体装置。 ８ 前記オリフイスを、前記両衝合部分のうちの
   一方の衝合部分に形成した、特許請求の範囲第６
   項記載の流体装置。 ９ 前記オリフイスと、前記テーパ付き穴とを、
   前記両衝合部分のうちの一方の衝合部分に形成し
   た、特許請求の範囲第６項記載の流体装置。