特許 7530970 パルスバルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-31

(45)【発行日】2024-08-08

(54)【発明の名称】パルスバルブ

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/40 20060101AFI20240801BHJP

   F16K 31/122 20060101ALI20240801BHJP

【ＦＩ】

F16K31/40 A

F16K31/122

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022517332

(86)(22)【出願日】2020-09-16

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-11-21

(86)【国際出願番号】 US2020050950

(87)【国際公開番号】W WO2021055389

(87)【国際公開日】2021-03-25

【審査請求日】2023-09-07

(31)【優先権主張番号】62/902,129

(32)【優先日】2019-09-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/021,283

(32)【優先日】2020-09-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】505296441

【氏名又は名称】エムエイシー・バルブス，インク

【氏名又は名称原語表記】ＭＡＣ ＶＡＬＶＥＳ，ＩＮＣ

【住所又は居所原語表記】３０５６９ ＢＥＣＫ ＲＯＡＤ，Ｐ．Ｏ．ＢＯＸ １１１，ＷＩＸＯＭ，ＭＩＣＨＩＧＡＮ ４８３９３，ＵＮＩＴＥＤ ＳＴＡＴＥＳ ＯＦ ＡＭＥＲＩＣＡ

(74)【代理人】

【識別番号】110000637

【氏名又は名称】弁理士法人樹之下知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】ジェンキンス レイ

(72)【発明者】

【氏名】ネフ マシュー

(72)【発明者】

【氏名】シモンズ ジェフリー

(72)【発明者】

【氏名】ウィリアムズ ケビン シー

【審査官】山崎 孔徳

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１６６６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１６２４６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０９８０２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ ３１／４０

Ｆ１６Ｋ ３１／１２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パルスバルブアセンブリであって、
円筒状のメインバルブ本体と、前記メインバルブ本体内部を軸に沿って延びるメインバルブ孔と、前記メインバルブ孔内に軸に沿って摺動可能に配置され閉位置と開位置との間を移動するメインバルブスプールとを備えるメインバルブと、
前記閉位置と前記開位置との間で前記メインバルブスプールを選択的に移動させるよう構成されるパイロットバルブとを備え、
前記メインバルブ本体は、前記メインバルブ孔とそれぞれ流体連通するよう配置される、前記円筒状のメインバルブ本体の周面近傍に配置され軸に沿って延び横方向に離隔された複数の流入孔と、前記複数の流入孔から径方向内側に配置された流出孔と、パイロットバルブ流入流路と、常時閉パイロットバルブ流出流路と、常時開パイロットバルブ流出流路とを備え、
前記メインバルブ本体は、前記メインバルブ孔の一端の、前記流入孔と前記流出孔とに流体連通する第一圧力室と、前記メインバルブ孔の反対端の、前記常時開パイロットバルブ流出流路と流体連通する第二圧力室とを備え、
前記メインバルブスプールは、前記メインバルブスプールが前記閉位置にあるとき前記流入孔と前記流出孔との間の流体フローを遮断し、前記メインバルブスプールが前記開位置にあるとき前記流入孔から前記流出孔への流体フローを許容するよう構成されるメインバルブ部材を備え、
前記パイロットバルブは、前記パイロットバルブの閉位置において、前記パイロットバ
ルブ流入流路と前記常時開パイロットバルブ流出流路との間が流体連通可能であり、これにより前記第二圧力室を加圧して前記メインバルブスプールを前記閉位置に維持して前記流入孔から前記流出孔への流体フローを防止し、
前記パイロットバルブは、前記パイロットバルブの開位置において、前記パイロットバルブ流入流路と前記常時開パイロットバルブ流出流路との間が流体連通不能とされ、かつ前記パイロットバルブ流入流路と前記常時閉パイロットバルブ流出流路との間が流体連通可能とされ、前記メインバルブスプールを前記開位置に移動して前記流入孔から前記流出孔への流体フローを許容するよう構成されることを特徴とするパルスバルブアセンブリ。

【請求項2】

請求項１に記載のパルスバルブアセンブリにおいて、前記メインバルブスプールは、前記第二圧力室内に配置され、前記メインバルブスプールが前記閉位置にあるとき前記第一圧力室と連通する第二圧力室流出孔を遮蔽するよう構成される第一ピストンと、前記第一圧力室に配置され、前記メインバルブスプールが前記閉位置にあるとき、前記流出孔を密閉する第二ピストンとを備え、
前記メインバルブスプールが前記開位置にあるとき、流体が前記第二圧力室から前記第二圧力室流出孔を通って前記第一圧力室に流入可能、かつ前記流出孔を通って前記メインバルブ本体から流出可能であることを特徴とするパルスバルブアセンブリ。

【請求項3】

請求項２に記載のパルスバルブアセンブリにおいて、前記パイロットバルブ流入流路と前記常時閉パイロットバルブ流出流路との間が流体連通可能とされ、前記メインバルブスプールを前記開位置に移動して前記流入孔から前記流出孔への流体フローを許容するとき、前記メインバルブスプールは、前記パイロットバルブに向かう方向に移動されて第二圧力室流出孔を開くことを特徴とするパルスバルブアセンブリ。

【請求項4】

請求項２に記載のパルスバルブアセンブリにおいて、前記メインバルブスプールが前記開位置にあるとき、前記複数の流入孔から流入する前記第一圧力室内の流体と前記第二圧力室流出孔から流入する流体とは前記流出孔から流出可能とされることを特徴とするパルスバルブアセンブリ。

【請求項5】

請求項２に記載のパルスバルブアセンブリにおいて、前記メインバルブスプールの周囲に配置され、前記メインバルブスプールを前記閉位置に付勢するばねをさらに備えることを特徴とするパルスバルブアセンブリ。

【請求項6】

請求項１に記載のパルスバルブアセンブリにおいて、前記パイロットバルブ流入流路は、前記複数の流入孔と連通することを特徴とするパルスバルブアセンブリ。

【請求項7】

請求項１に記載のパルスバルブアセンブリにおいて、前記常時開パイロットバルブ流出流路は、前記第二圧力室と連通して前記メインバルブスプールを前記閉位置に維持することを特徴とするパルスバルブアセンブリ。

【請求項8】

請求項７に記載のパルスバルブアセンブリにおいて、前記常時開パイロットバルブ流出流路は、前記メインバルブ本体に形成され、前記第二圧力室から区画する開口を介して前記第二圧力室と連通するキャビティと連通することを特徴とするパルスバルブアセンブリ。

【請求項9】

請求項１に記載のパルスバルブアセンブリにおいて、前記パイロットバルブは、パイロットバルブ部材が内部に配置されるパイロットバルブ孔が形成されるパイロットバルブ本体を備え、前記パイロットバルブ部材は、前記パイロットバルブ流入流路と前記常時開パイロットバルブ流出流路との間の流体を介した連通が許容される第一位置と、前記パイロットバルブ流入流路と前記常時閉パイロットバルブ流出流路との間の流体を介した連通が
許容される第二位置との間で前記パイロットバルブ部材を移動させるソレノイドによって駆動されることを特徴とするパルスバルブアセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本願は、２０１９年９月１８日に出願されたアメリカ仮出願番号６２／９０２，１２９を基礎とする２０２０年９月１５日に出願されたアメリカ特許出願番号１７／０２１，２８３の優先権を主張する。上記出願の開示事項全体を、本明細書で参照して援用する。

【0002】

本願開示は、集塵機またはプラスチックブロー成形機に利用可能なパルスバルブアセンブリに関する。

【背景技術】

【0003】

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提供する。

【0004】

パルスバルブアセンブリはクリーニング目的で集塵機に広く用いられる。集塵機は、環境中の塵、おがくずなどの微粒子を集めるための多様な用途に用いられる。一般の集塵機は、集塵機を通過する流体フロー（例：空気流）中に漂う塵を除去／捕集する一つまたは複数のフィルタ部材を備える。結果、集塵機から排出される流体フローには、塵および／またはその他の微粒子がほぼ含まれない。パルスバルブアセンブリは集塵機内で、高速の流体フロー（例：空気）のパルスまたは破裂（バースト）を生じさせ、これにより集塵機の一つまたは複数のフィルタ部材に作用して当該フィルタ部材から塵および／または他の微粒子を振り落とす、または吹き飛ばす圧力波を生じさせるのに用いられる。例えば、いくつかのシステムにおいて、集塵機は、パルスバルブアセンブリによって供給される空気パルスによりフィルタ部材を高速で膨張させ、その後に初期状態に収縮させるように構成される。この高速拡張／収縮が起こったとき、フィルタ部材上またはフィルタ部材内にたまった塵および／または他の微粒子は、フィルタ部材から脱落して集塵機内の収納容器に入り、これによりフィルタ部材がクリーニングされる。このクリーニング工程は、集塵機の稼働中に行われる可能性がある。パルスバルブアセンブリは、フィルタ部材を清浄に保つため、所定間隔で空気のパルスを提供するよう制御される。

【発明の概要】

【0005】

本セクションは、開示の概要を提供するものであり、完全な範囲またはその特徴の全ての包括的な開示ではない。

【0006】

本願開示の第一の側面によれば、メインバルブ本体と、メインバルブ本体内部を延びるメインバルブ孔と、メインバルブ孔内に摺動可能に配置され閉位置と開位置との間を移動するメインバルブスプールとを備えるメインバルブを備えるパルスバルブアセンブリが提供される。また、このパルスバルブアセンブリは、閉位置と開位置との間でメインバルブスプールを選択的に移動させるよう構成されるパイロットバルブを備える。メインバルブ本体は、それぞれメインバルブ孔と流体連通するよう配置される、流入孔と、流出孔と、パイロットバルブ流入流路と、常時閉パイロットバルブ流出流路と、常時開パイロットバルブ流出流路とを備える。メインバルブ本体は、メインバルブ孔の一端の、常時閉パイロットバルブ流出流路と流体連通する第一圧力室と、メインバルブ孔の反対端の、常時開パイロットバルブ流出流路と流体連通する第二圧力室とを備える。メインバルブスプールは、メインバルブスプールが閉位置にあるとき流入孔と流出孔との間の流体フローを遮断し、メインバルブスプールが開位置にあるとき流入孔から流出孔への流体フローを許容するよう構成されるメインバルブ部材を備える。パイロットバルブは、パイロットバルブの閉位置において、パイロットバルブ流入流路と常時開パイロットバルブ流出流路との間が流体連通可能であり、これにより第二圧力室を加圧してメインバルブスプールを閉位置に維持して流入孔から流出孔への流体フローを防止する。パイロットバルブは、パイロットバルブの開位置において、パイロットバルブ流入流路と常時開パイロットバルブ流出流路との間が流体連通不能とされ、かつパイロットバルブ流入流路と常時閉パイロットバルブ流出流路との間が流体連通可能とされ、これにより第一圧力室を加圧し、第二圧力室を減圧して、メインバルブスプールを開位置に移動して流入孔から流出孔への流体フローを許容するよう構成される。

【0007】

この構成により、パルスバルブを通る流路の屈曲の少ない、より高速のフローのバルブが提供され、これにより、より効率のよいパルスバルブが得られる点で好ましい。

【0008】

本願開示の第二の側面によれば、本願開示は、円筒状のメインバルブ本体と、メインバルブ本体内部を延びるメインバルブ孔と、メインバルブ孔内に摺動可能に配置され閉位置と開位置との間を移動するメインバルブスプールとを備えるメインバルブと、メインバルブスプールを閉位置と開位置との間で選択的に移動させるよう構成されるパイロットバルブとを備えるパルスバルブアセンブリを提供する。メインバルブ本体は、メインバルブ孔とそれぞれ流体連通する、円筒状のメインバルブ本体の周面近傍に配置され軸方向に延び横方向に離隔された複数の流入孔と、複数の流入孔から径方向内側に配置された流出孔と、パイロットバルブ流入流路と、常時閉パイロットバルブ流出流路と、常時開パイロットバルブ流出流路とを備える。メインバルブ本体は、メインバルブ孔の一端の、流出孔と流入孔と流体連通する第一圧力室と、メインバルブ孔の反対端の、常時開パイロットバルブ流出流路と流体連通する第二圧力室とを備える。メインバルブスプールは、メインバルブスプールが閉位置にあるとき流入孔と流出孔との間の流体フローを遮断し、メインバルブスプールが開位置にあるとき流入孔から流出孔への流体フローを許容するよう構成されるメインバルブ部材を備える。パイロットバルブは、パイロットバルブの閉位置において、パイロットバルブ流入流路と常時開パイロットバルブ流出流路との間が流体連通可能とされ、これにより第二圧力室を加圧してメインバルブスプールを閉位置に維持して流入孔から流出孔への流体フローを防止するよう構成される。またパイロットバルブは、パイロットバルブの開位置において、パイロットバルブ流入流路と常時開パイロットバルブ流出流路との間が流体連通不能とされ、かつパイロットバルブ流入流路と常時閉パイロットバルブ流出流路との間が流体連通可能とされ、メインバルブスプールを開位置に移動して流入孔から流出孔への流体フローを許容するよう構成される。

【0009】

第二の側面において、メインバルブスプールは、第二圧力室内に配置されメインバルブスプールが閉位置にあるとき第一圧力室と連通する第二圧力室流出孔を遮断するよう構成される第一ピストンと、第一圧力室内に配置され、メインバルブスプールが閉位置にあるとき流出孔を密閉する第二ピストンとを備え、メインバルブスプールが開位置にあるとき流体が第二圧力室から第二圧力室流出孔を通って第一圧力室に流出し、流出孔を通ってメインバルブ本体から排出可能とされる。

【0010】

第二の側面において、パイロットバルブ流入流路と常時閉パイロットバルブ流出流路との間が流体連通可能とされ、メインバルブスプールを開位置に移動して流入孔から流出孔への流体フローを許容するとき、メインバルブスプールは、パイロットバルブに向かう方向に移動されて第二圧力室流出孔を開く。

【0011】

第二の側面において、メインバルブスプールが開位置にあるとき、複数の流入孔から流入する第一圧力室内の流体と第二圧力室流出孔から流入する流体とは流出孔から流出可能とされる。

【0012】

第二の側面において、パルスバルブアセンブリは、メインバルブスプールの周囲に配置され、メインバルブスプールを閉位置に付勢するばねを備えてもよい。

【0013】

第二の側面において、パイロットバルブ流入流路は、複数の流入孔と連通する。

【0014】

第二の側面において、常時開パイロットバルブ流出流路は、第一圧力室と連通してメインバルブスプールを閉位置に維持する。

【0015】

第二の側面において、常時開パイロットバルブ流出流路は、メインバルブ本体に形成され、かつ、第二圧力室から区画する開口を介して第二圧力室と連通するキャビティと連通する。

【0016】

最後に、第二の側面において、パイロットバルブは、パイロットバルブ部材が内部に配置されるパイロットバルブ孔が形成されるパイロットバルブ本体を備え、パイロットバルブ部材は、パイロットバルブ流入流路と常時開パイロットバルブ流出流路との間の流体を介した連通が許容される第一位置と、パイロットバルブ流入流路と常時閉パイロットバルブ流出流路との間の流体を介した連通が許容される第二位置との間でパイロットバルブ部材を移動させるソレノイドによって駆動される。

【0017】

この構成により、パルスバルブを通る流路の屈曲の少ない、より高速のフローのバルブが提供され、これにより、より効率のよいパルスバルブが得られる点で好ましい。

【図面の簡単な説明】

【0018】

本発明の他の利点は、添付図面と合わせて検討したとき、下記の詳細な説明を参照することで本発明がよりよく理解されることで、容易に認識されるであろう。

【0019】

【図1】本願開示の原理にしたがったパルスバルブアセンブリの斜視図である。

【図2】図１に示されるパルスバルブアセンブリの底面斜視図である。

【図3】図１に示されるパルスバルブアセンブリの線Ａ－Ａに沿った斜視断面図である。

【図4】図１に示されるパルスバルブアセンブリの線Ａ－Ａに沿った斜視断面図である。

【図5】図１に示されるパルスバルブアセンブリの線Ａ－Ａに沿った斜視断面図である。

【図6】図１に示されるパルスバルブアセンブリの線Ａ－Ａに沿った斜視断面図である。

【図7】図１に示されるパルスバルブアセンブリの部分断面図である。

【図8】本願開示の原理にしたがったパルスバルブアセンブリの斜視図である。

【図9】図１に示されるパルスバルブアセンブリの底面斜視図である。

【図10】図８に示されるパルスバルブアセンブリの線Ａ－Ａに沿った斜視断面図である。

【図11】図８に示されるパルスバルブアセンブリの線Ａ－Ａに沿った斜視断面図である。

【図12】図８に示されるパルスバルブアセンブリの線Ａ－Ａに沿った斜視断面図である。

【図13】図８に示されるパルスバルブアセンブリの線Ａ－Ａに沿った斜視断面図である。

【図14】線Ｂ－Ｂに沿った図８に示されるパルスバルブアセンブリの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、添付図面を参照して、例示的実施形態をより十全に説明する。この例示的実施形態は、本開示が完全となり、当業者にその範囲を伝えるよう提供される。具体的要素、装置、および方法等の数多くの具体的詳細が述べられ、本願開示の実施形態の十全な理解を提供する。当業者にとって、具体的詳細が必ずしも用いられる必要はなく、例示的実施形態は多くの異なる形で実装されてよく、かつ具体的詳細および例示的実施形態のいずれも本願開示の範囲を限定するものと解釈される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、公知の工程、公知の装置構造、および公知の技術は詳細には述べられない。

【0021】

本明細書で用いられる用語は、特定の例示的実施形態を叙述するためだけのものであり、限定的であることを意図しない。本明細書で用いられる、「一つの（ａ、ａｎ）」および「この（ｔｈｅ）」という単数形は、文脈上、明らかに別の意味を示す場合を除き、複数形をも包含することを意図する可能性がある。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇおよびｈａｖｉｎｇ）」という用語は、両立的であり、したがって記載された特徴、整数、工程、操作、要素、および／または部品の存在を特定するが、他の一つまたは複数の特徴、整数、工程、操作、要素、部品および／またはこれらのグループの存在ないし付加を排除しない。本明細書に記載される方法工程、プロセス、および操作は、具体的に実行の順序として特定されない限り、これらが記述または図示される特定の順序で実行されることを必ず要求するものと解釈されてはならない。追加または代替的工程を用いてもよいことも理解されるべきである。

【0022】

ある要素または層が、別の要素または層「の上にある」、「と係合される」、「と接続される」、または「連結される」と記載される場合、直接、他の要素または層の上にあり、係合され、接続され、または連結されてもよく、または介在する要素または層があってもよい。これに対して、要素が別の要素または層「の上に直接あり」、「直接係合され」、「直接接続され」、または「直接連結される」と記載される場合、介在する要素または層はなくてもよい。要素間の関係を記述する他の用語も、同様に解釈されるべきである（例：「間に」と「直接間に」、「隣接して」と「直接隣接して」等）。本明細書で用いられる「および／または」との用語は、一つまたは複数の関連する挙げられた事物の任意かつすべての組み合わせを含む。

【0023】

本明細書中で第一、第二、第三などの用語が各種の要素、部品、領域、層、および／または部分を記述するのに用いられる可能性があるが、これらの要素、部品、領域、層、および／または部分は、これらの用語によって限定されるべきでない。これらの用語は、一つの要素、部品、領域、層、または部分を別の領域、層または部分と区別するためだけに用いられてもよい。「第一の」、「第二の」、および他の数値的用語は、本明細書中で用いられる場合、文脈上明確に示されない限り、順序または順番を暗示しない。したがって、下記に述べられる第一の要素、部品、領域、層、または部分は、例示的実施形態の開示事項を逸脱しない限りで、第二の要素、部品、領域、層、または部分と命名されてもよい。

【0024】

「内側」、「外側」、「下方」、「下」、「低い」、「上」、「上側」等の空間的な相対的表現は、図面に示される一つの要素または特徴と別の要素または特徴との関係を記述する便宜のために本明細書中で用いられてよい。空間的な相対的表現は、図面中で描かれる向きに加えて、使用中または操作中の装置の異なる向きを包含することを意図されてもよい。例えば、図面中の装置が裏返っている場合、他の要素または特徴の「下」または「下方」として記述される要素は、他の要素または特徴の「上」を向くことになる。したがって、「下」という例示的用語は、上および下の双方の向きを包含可能である。装置は別の向きになってもよく（９０度または他の向き）本明細書中で用いられる空間的相対的表現は、これに応じて解釈される。

【0025】

図１－７を参照して、本願開示の第一実施形態にかかるパルスバルブアセンブリ１０を説明する。パルスバルブアセンブリ１０は、円筒状のメインバルブ１２とパイロットバルブ１４（図３－７に図示）とを備える。メインバルブ１２は、円筒状のメインバルブ本体１６と、メインバルブ孔１８と、メインバルブスプール２０とを備える。メインバルブ孔１８は、メインバルブ本体１６内を軸２２に沿って延びる。メインバルブスプール２０はメインバルブ孔１８内に配置され、メインバルブ孔１８内を閉位置（図３および４）と開位置（図５－７、矢印Ｂによって表示）との間を移動（すなわち、摺動）可能である。

【0026】

メインバルブ本体１６は、軸方向に延び横方向に離隔した複数の流入孔２６と、軸方向に延び横方向に離隔し、複数の流入孔２６に対して径方向内側に配置される複数の流出孔２８とを備える取付インタフェース２４を有する。流入孔２６と流出孔２８の大きさおよび数、並びに流出孔２８が流入孔２６の径方向内側に配置されていることにより、バルブアセンブリ１０からの流体（例：空気）の出力パルスおよびフローの効率が向上する。この点に関し、流入および流出孔２６、２８の大きさに応じてパルスバルブ１０からパルス出力される流体（例：空気）の体積が増加し、流出孔２８が流入孔２６の径方向内側に配置されることで、パルスバルブ１０を通る流路の屈曲がより少ないものとなる。ベース（図示略）がメインバルブ本体１６の取付インタフェース２４にねじ１７によって接続されてもよい。このベースは、メインバルブ本体１６の流入孔２６と流体連通する入力部を提供し、加圧流体源（図示略）に接続され加圧流体源から加圧流体が流入するよう構成される。加圧流体源としては、例えば（これらに限られないが）、貯蔵タンク、ポンプ、およびコンプレッサが挙げられる。このベースの出力は、メインバルブ本体１６の流出孔２８と流体連通し、付属装置（図示略）に接続され、この付属装置に加圧流体を供給するよう構成される。付属装置としては（これに限られないが）、集塵機のノズルが挙げられる。

【0027】

メインバルブ本体１６は、また流入孔２６と連通するパイロット流入流路３０と、閉位置と開位置との間でスプール２０を駆動するのに用いられる常時閉パイロット流出流路３２（図７）と、常時開パイロット流出流路３４とを備える。パイロットバルブ１４が閉位置にあるとき、流体（例：空気）が流入孔２６からパイロット流入流路３０に移動すると、この流体は常時閉パイロット流出流路３２を迂回して常時開パイロット流出流路３４内に移動する。流入孔２６、流出孔２８、パイロット流入流路３０、常時閉パイロット流出流路３２、および常時開パイロット流出流路３４は、すべてメインバルブ孔１８と流体連通するよう配置される。

【0028】

メインバルブ本体１６のメインバルブ孔１８は、第一ピストン座３６と、第二ピストン座３８と、メインバルブ部材４０とを備える。メインバルブ本体１６内で、第二ピストン座３８は第一ピストン座３６と軸方向に離隔され、メインバルブ部材座４０は、軸方向において第一および第二ピストン座３６、３８の間に配置される。メインバルブスプール２０は、第一ピストン４２と、第二ピストン４４と、メインバルブ部材４６とを備える。第二ピストン４４は第一ピストン４２と軸方向に離隔され、メインバルブ部材４６は、軸方向において第一および第二ピストン４２、４４の間に配置される。第一ピストン４２は、メインバルブスプール２０が開位置および閉位置にあるとき第一ピストン座３６と摺動可能に当接して第一ピストン４２によりメインバルブスプール２０の一端に第一圧力室４８（図７）が形成されるように配置される。第一圧力室４８は、常時閉パイロット流出流路３２と流体連通するよう配置され、常時閉パイロット流出流路３２から加圧流体が流入する。第二ピストン４４は、メインバルブスプール２０が開位置および閉位置にあるとき第二ピストン座３８と摺動可能に当接して第二ピストン４４によりメインバルブ孔１８の反対端に第二圧力室５２が形成されるように配置される。第二圧力室５２は、常時開パイロット流出流路３４と流体連通するよう配置され、常時開パイロット流出流路３４から加圧流体が流入する。

【0029】

メインバルブ部材４６は、メインバルブスプール２０が閉位置（図３、４および７）にあるときメインバルブ部材座４０と当接する当接面５４を備える。この結果、メインバルブ部材４６は、メインバルブスプール２０が閉位置にあるとき、メインバルブ本体１６内の流入孔２６と流出孔２８との間の流体フローを遮断する。一方、メインバルブ部材４６は、メインバルブスプール２０が開位置（図５－７、矢印Ｂによって図示）にあるときメインバルブ部材座４０と軸方向に離隔される。この結果、メインバルブ部材４６は、メインバルブスプール２０が開位置にあるとき、流体がメインバルブ本体１６内の流入孔２６から流出孔２８に流れるのを許容する。必ずしも必要ではないが、メインバルブ１２は、メインバルブ孔１８の第二圧力室５２内に配置されるメインバルブスプリング５６を備える。このメインバルブスプリング５６は、第二ピストン４４に当接してメインバルブスプール２０を閉位置に向けて付勢する（図３および４）。この構成により、メインバルブ１２は、二方向の常時閉バルブとして動作する。

【0030】

パイロットバルブ１４は、メインバルブ本体１６の取付面５８に取り付けられる。パイロットバルブ１４は、取付面５８に固定されるパイロットバルブ本体６０と、ソレノイド駆動のパイロットバルブ部材６４を覆う蓋６２とを備える。パイロットバルブ部材６４は、パイロットバルブ孔６６に沿ってパイロットバルブ本体６０内を摺動して常時閉パイロット流出流路３２を開閉可能である。パイロットバルブ孔６６は、上述のように、パイロットバルブ部材６４が閉位置にあるとき、流体（例：空気）が流入孔２６からパイロット流入流路３０に、パイロット流入流路３０からパイロットバルブ孔６６内に、かつ常時開パイロット流出流路３４内に流入するようパイロット流入流路３０と常時開パイロット流出流路３４とに連通する。ソレノイド６８によりパイロットバルブ部材６４が駆動すると、この流体（例：空気）はパイロットバルブ孔６６から常時閉パイロット流出流路３２内に自由に流入し、メインバルブスプール２０を開位置に駆動する（図５および６）。パイロットバルブ１４は、本願開示の譲受人でもあるマックバルブ社（ＭＡＣ Ｖａｌｖｅｓ、Ｉｎｃ）に譲渡されたアメリカ特許出願番号１６／１９６，３１８に記載されたパイロットバルブであってもよい。アメリカ特許出願番号１６／１９６，３１８の開示事項の全体を本明細書で参照して援用する。あるいは、パイロットバルブ１４は、当業者に公知の任意の他の種類のパイロットバルブであってもよい。

【0031】

図７に最もよく示されるように、パイロットバルブ孔６６はメインバルブ孔１８の軸２２に直行する横軸７０に沿ってパイロットバルブ本体６０内を延びる。上述のように、パイロットバルブ部材６４はパイロットバルブ孔６６内に配置され、横軸７０に沿ってパイロットバルブ孔６６内部を移動（すなわち摺動）可能である。しかしながら、パイロットバルブ１４がメインバルブ１２に対して異なる位置および／または向きで実装される別の構成も可能である。

【0032】

パイロットバルブ１４は、パイロットバルブ孔６６内部において二つ以上の軸方向に離隔した位置の間でパイロットバルブ部材６４を駆動するソレノイド６８を備える。この結果、パイロットバルブ部材６４のパイロットバルブ孔６６内での位置により、加圧流体がパイロット流入流路３０から常時閉パイロット流出流路３２に流入可能か否かが決まる。

【0033】

パイロットバルブ部材６４は、第一弁頭７２と、第一弁頭７２から長手方向に離隔した第二弁頭７４とを備える。パイロットバルブ１４の閉位置（すなわち、常時閉パイロット流出流路３２に加圧流体が流入しないとき）では、第一弁頭７２はパイロットバルブ孔６６の第一弁座７６に当接し、第二弁頭７４はパイロットバルブ孔６６の第二弁座７８から長手方向に離隔される。この状態において、加圧流体は自由にパイロットバルブ流入流路３０を通ってパイロットバルブ１４内に流入し、パイロットバルブ１４（図示略）から常時開パイロットバルブ流出流路３４に流出する。このようにして、加圧流体は、常時開パイロットバルブ流出流路３４を介して第二圧力室５２に流入し、スプール２０をメインバルブ部材４６がメインバルブ孔面４０と係合する閉位置に付勢可能となる。

【0034】

パイロットバルブ１４の開位置（すなわち、常時閉パイロット流出流路３２への加圧流体の流入が許容されるとき）では、ソレノイド６８が通電されて、パイロットバルブ部材６４をソレノイド６８から離れる方向に付勢され、これにより第一弁頭７２が第一弁座７６から離れ、第二弁頭７４が移動してパイロットバルブ孔６６の第二弁座７８に当接する。この状態において、加圧流体は、常時開パイロットバルブ流出流路３４に流入することなく、自由にパイロットバルブ流入流路３０を通り、パイロットバルブ１４から流出して常時閉パイロット流出流路３２に流入する。このようにして、加圧流体は、第一圧力室４８に流入可能である一方、第二圧力室５２への到達が防止される。加圧流体が第二圧力室５２にないことから（あるいは、少なくとも第二圧力室５２内の流体が加圧されないことから）、第一圧力室４８内の加圧流体は、メインバルブ部材４６とメインバルブ部材座４０とが係合しなくなるようメインバルブスプール２０をパイロットバルブ１４から離れる方向（すなわち矢印Ｂの方向）に付勢するのに十分である。したがって、流入孔２６に流入する加圧流体は、流入孔２６からメインバルブ孔１８内に、またメインバルブ部材座４０を迂回して流出孔２８内に流入可能である。

【0035】

上述のパルスバルブ１０によって、パルスバルブ１０を通る流路の屈曲の少ない、より高速のフローのバルブが提供され、これにより、より効率のよいパルスバルブ１０が得られる。この点、流入孔２６と流出孔２８の大きさおよび数、並びに流出孔２８が流入孔２６の径方向内側に配置されていることにより、バルブアセンブリ１０からの流体（例：空気）の出力パルスおよびフローの効率が向上する。より具体的に、流入および流出孔２６、２８の大きさに応じてパルスバルブ１０からパルス出力される流体（例：空気）の体積が増加し、流出孔２８が流入孔２６の径方向内側に配置されることで、パルスバルブ１０を通る流路の屈曲がより少ないものとなる。

【0036】

図８－１４を参照して本願開示の第二実施形態を説明する。パルスバルブアセンブリ１００は、円筒状のメインバルブ１１２とパイロットバルブ１１４（図１０－１４に図示）とを備える。メインバルブ１１２は、円筒状のメインバルブ本体１１６と、メインバルブ孔１１８と、メインバルブスプール１２０とを備える。メインバルブ孔１１８は、メインバルブ本体１１６内を軸１２２に沿って延びる。メインバルブスプール１２０はメインバルブ孔１１８内に配置され、メインバルブ孔１１８内を閉位置と開位置（矢印Ｂによって表示）との間を移動（すなわち、摺動）可能である。

【0037】

メインバルブ本体１１６は取付インタフェース１２４を有し、この取付インタフェース１２４は、軸方向に延び横方向に離隔した複数の流入孔１２６と、複数の流入孔１２６に対して径方向内側に配置され取付インタフェース１２４の中央に配置される単一の流出孔１２８とを備える。流入孔１２６と流出孔１２８の大きさおよび数、並びに流出孔１２８が流入孔１２６の径方向内側に配置されていることにより、バルブアセンブリ１００からの流体（例：空気）の出力パルスおよびフローの効率が向上する。この点に関し、流入および流出孔１２６、１２８の大きさにより、パルスバルブ１０からパルス出力される流体（例：空気）の体積が増加し、流出孔１２８が流入孔１２６の径方向内側に配置されることで、パルスバルブ１００を通る流路の屈曲がより少ないものとなる。ベース（図示略）がメインバルブ本体１１６の取付インタフェース１２４にねじ１１７によって接続されてもよい。このベースは、メインバルブ本体１１６の流入孔１２６と流体連通する入力部を構成し、加圧流体源（図示略）に接続され加圧流体源から加圧流体が流入するよう構成される。加圧流体源としては、これらに限られないが、例えば、貯蔵タンク、ポンプ、およびコンプレッサが挙げられる。このベースの出力は、メインバルブ本体１１６の流出孔１２８と流体連通し、付属装置（図示略）に接続されこの付属装置に加圧流体を供給するよう構成される。付属装置としては、これに限られないが、集塵機のノズルが挙げられる。

【0038】

メインバルブ本体１１６は、流入孔１２６と連通するパイロット流入流路１３０を備える。この点に関し、流体（例：空気）が各流入孔１２６に流入すると、流体はパイロット流入流路１３０に流入してパイロットバルブ１１４に移動する前に、メインバルブスプール１２０を囲む第一室１３１内に集積する。メインバルブ本体１１６は、また閉位置と開位置との間でメインバルブスプール１２０を駆動するのに用いられる常時閉パイロット流出流路１３２（図１０－１４）と、常時開パイロット流出流路１３４とを備える。パイロットバルブ１１４が閉位置にあるとき、流体（例：空気）が流入孔１２６からパイロット流入流路１３０に移動すると、この流体は常時閉パイロット流出流路１３２を迂回して常時開パイロット流出流路１３４内に移動し、メインバルブ本体１１６に形成された開口１４１を介して常時開パイロット流出流路１３４と連通するキャビティ１３７を経由して第二室１３５を加圧し、これによりメインバルブスプール１２０を閉位置に保持する。流入孔１２６、流出孔１２８、パイロット流入流路１３０、常時閉パイロット流出流路１３２、および常時開パイロット流出流路１３４は、すべてメインバルブ孔１１８と流体連通するよう配置される。キャビティ１３７と第二圧力室１３５とに生じる余剰の圧力は、パイロットバルブ１１４に形成されたブリード流路１４３を通って排出可能とされてもよい。

【0039】

メインバルブ本体１１６のメインバルブ孔１１８は、第二室１３５内の第一ピストン座１３６と、第一室１３１内の第二ピストン座１３８とを備える。第二ピストン座１３８は、第一ピストン座１３６から軸方向に離隔される。メインバルブスプール１２０は、第一ピストン１４２と、第二ピストン１４４とを備える。第二ピストン１４４は、第一ピストン１４２に対して軸方向に離隔される。第一ピストン１４２は、メインバルブスプール１２０が開位置および閉位置にあるとき、第一ピストン座１３６と摺動可能に当接するよう配置される。

【0040】

第二圧力室１３５は、常時開パイロット流出流路１３４と流体連通するのに加え、パイロットバルブ１１４が開位置にあるとき常時閉パイロット流出流路１３２と流体連通して加圧流体が常時閉パイロット流出流路１３２から流入する。これによりメインバルブスプール１２０が駆動されて第一ピストン１４２をパイロットバルブ１１４に向く方向に動かしバルブ１００を開く。第二ピストン１４４は、第二ピストン座１３８と摺動可能に当接するよう配置され、流出孔１２８を密閉および開くのに用いられる。第一圧力室１３１は、流体流入孔１２６と連通するのに加え、第二圧力室流出孔１３９（図１４）を介して第二圧力室１３５とも連通し、バルブスプール１２０が開位置に移動する際、第一ピストン１４２と第二ピストン１４４とがそれぞれ矢印Ｂの方向に動いて第二室１３５と第一室１３１との間の流体連通を可能とし、流体が流出孔１２８を通ってバルブ１００から排出されるのを可能とする。バルブスプリング１５６がメインバルブ孔１１８の第二圧力室１３５内でバルブスプール１２０の周囲に配置されてもよい。このバルブスプリング１５６は、第一ピストン１４２に当接してメインバルブスプール２０を閉位置に向けて付勢する。この構成により、バルブ１００は、二方向の常時閉バルブとして動作する。

【0041】

パイロットバルブ１１４は、メインバルブ本体１１６の取付面１５８に取り付けられる。パイロットバルブ１１４は、取付面１５８に固定されるパイロットバルブ本体１６０と、ソレノイド駆動のパイロットバルブ部材１６４を覆う蓋１６２とを備える。パイロットバルブ部材１６４は、パイロットバルブ孔１６６に沿ってパイロットバルブ本体１６０内を摺動して常時閉パイロット流出流路１３２を開閉可能である。パイロットバルブ孔１６６は、上述のように、パイロットバルブ部材１６４が閉位置にあるとき、流体（例：空気）が流入孔１２６からパイロット流入流路１３０に、パイロット流入流路１３０からパイロットバルブ孔１６６内に、かつ常時開パイロット流出流路１３４内に流入するようパイロット流入流路１３０と常時開パイロット流出流路１３４とに連通する。ソレノイド１６８によりパイロットバルブ部材１６４が駆動すると、この流体（例：空気）はパイロットバルブ孔１６６から常時閉パイロット流出流路１３２内に自由に流入し、メインバルブスプール１２０を開位置に駆動する（図５および６）。パイロットバルブ１１４は、本願開示の譲受人でもあるマックバルブ社（ＭＡＣ Ｖａｌｖｅｓ、Ｉｎｃ）に譲渡されたアメリカ特許出願番号１６／１９６，３１８に記載されたパイロットバルブであってもよい。アメリカ特許出願番号１６／１９６，３１８の開示事項の全体を本明細書で参照して援用する。あるいは、パイロットバルブ１１４は、当業者に公知の任意の他の種類のパイロットバルブであってもよい。

【0042】

図１４に最もよく示されるように、パイロットバルブ孔１６６はメインバルブ孔１８の軸２２に直行する横軸７０に沿ってパイロットバルブ本体１６０内を延びる。上述のように、パイロットバルブ部材６４はパイロットバルブ孔６６内に配置され、横軸１７０に沿ってパイロットバルブ孔６６内部を移動（すなわち摺動）可能である。しかしながら、パイロットバルブ１１４がメインバルブ１１２に対して異なる位置および／または向きで実装される別の構成も可能である。

【0043】

パイロットバルブ１１４は、パイロットバルブ孔１６６内部において二つ以上の軸方向に離隔した位置の間でパイロットバルブ部材１６４を駆動するソレノイド１６８を備える。この結果、パイロットバルブ部材１６４のパイロットバルブ孔１６６内での位置により、加圧流体がパイロット流入流路１３０から常時閉パイロット流出流路１３２に流入可能か否かが決まる。

【0044】

パイロットバルブ部材１６４は、第一弁頭１７２と、第一弁頭１７２から長手方向に離隔した第二弁頭１７４とを備える。パイロットバルブ１１４の閉位置（すなわち、常時閉パイロット流出流路１３２に加圧流体が流入しないとき）において、第一弁頭１７２はパイロットバルブ孔１６６の第一弁座１７６に当接し、第二弁頭１７４はパイロットバルブ孔１６６の第二弁座１７８から長手方向に離隔される。この状態において、加圧流体は自由にパイロットバルブ流入流路１３０を通ってパイロットバルブ１１４内に流入し、パイロットバルブ１１４（図示略）から常時開パイロットバルブ流出流路１３４に流出する。このようにして、加圧流体は、常時開パイロットバルブ流出流路１３４とキャビティ１３７を介して第二圧力室１３５に流入して、スプール１２０を第一ピストン１４２がメインバルブ孔１１８の第一弁座１３６と係合する閉位置に付勢可能となる。

【0045】

パイロットバルブ１１４の開位置（すなわち、図１４に示されるように、常時閉パイロット流出流路３２への加圧流体の流入が許容されるとき）において、ソレノイド１６８が通電され、パイロットバルブ部材６４をソレノイド１６８に向かう方向に付勢すると、これにより第一弁頭１７２が第一弁座１７６から離れ、第二弁頭１７４が移動してパイロットバルブ孔１６６の第二弁座１７８に当接する。この状態において、加圧流体は（常時開パイロットバルブ流出流路３４に流入することなく）、自由にパイロットバルブ流入流路１３０を通って、パイロットバルブ１１４から流出して常時閉パイロット流出流路１３２に流入する。流体が常時閉パイロット流出流路１３２に流入するにつれ、常時閉流出流路１３２内で圧力が上昇して、第一および第二ピストン１４２および１４４が矢印Ｂの方向に移動する。第一ピストン１４２が矢印Ｂの方向に移動すると、流体は第二圧力室１３５に流入可能となり、第二圧力室流出孔１３９が開く。したがって、第二圧力室１３５に流入している流体は、第一圧力室１３１に流入可能となる。さらに、第二ピストン１４４も矢印Ｂの方向に動いて流出孔１２８を開くことから、第二圧力室流出孔１３９を介して第二圧力室１３５から第一圧力室１３１に入った加圧流体は、開いた流出孔１２８を通ってバルブ１００から流出可能である。加えて、流入孔１２６には、第一圧力室１３１に流入したとき、流出孔１２８から排出可能な流体が入力され続けることになる。このようにして、バルブ１００が開状態のとき、バルブ１００によって、より多くの流体パルスを出力可能となる。

【0046】

上述のパルスバルブ１００によって、パルスバルブ１００を通る流路の屈曲の少ない、より高速のフローのバルブが提供され、これにより、より効率のよいパルスバルブ１００が得られる。この点に関し、上述のように、バルブ１００から流出する流体の量は、メインバルブスプール１２０を開位置に駆動するのに必要な流体、並びに流入孔１２６からバルブ１００に流入し続ける流体の量を含む。

【0047】

上記の実施形態の記載は、説明および記述目的で提供されるものである。網羅的ないし開示事項を限定することを意図したものではない。具体的実施形態の個別の要素または機能は、広く当該具体的実施形態に限定されず、該当する場合、相互交換可能であり、具体的に示されない、または記載されない場合でも、選択された実施形態に用いることができる。同じことを、多くの形で変形してもよい。このような変形は開示事項からの逸脱としてとらえられるべきではなく、このような変形の全ては開示事項の範囲内に含まれることが意図される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】