JP2003521658A - 気体用過剰圧力開放装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 エアクッションが充填される際、インジェクタ効果により弁チャンバの部分（２３）内にアンダープレッシャを確実に行うようにした過剰圧力開放装置である。ピストン（１９）を作動させることによって、充満したエアクッションからの所望の対抗圧力が、インジェクタ効果を停止させるまで、アンダープレッシャが圧力ばね（１１）の力に対抗し、これにより過剰圧力開放が閉鎖し、開口部内に過剰圧力開放を保持する。その結果、エアクッションは比較的高圧となり、従って高速で充填される。所望の圧力がエアクッション内に達した時、充填は自動的かつ安全に停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】

本発明は、請求項１の前文に記載したタイプの気体用過剰圧力解放装置に関す
るものである。

【０００２】 例えばコンテナ内でパレット上に載せた品物を固定するために、別個のパレッ
トどうしの間に、および／または、パレットと、コンテナや他の移送ユニットの
壁との間に典型的に生じる隙間内にエアクッションを配置して、膨張させる。

【０００３】 各エアクッションは、充填ガンにより、手作業にて圧縮空気で充填される。こ
れにより、作業者が故意にでなく、エアクッションを過度に充填してしまい、品
物を損傷したり、最悪の場合にはエアクッションが破裂してしまうという事態が
起こりかねない。エアクッションを膨張中に破裂させてしまうと、作業者が危険
に晒される。クッションが移送中に破裂した場合には、品物が損傷してしまう可
能性がある。

【０００４】 エアクッションは、品物におけるあらゆる動作を遅速または吸収するべく機能
するため、エアクッション内の圧力は、品物に課された負荷に従って増減する。
そのため、圧力、また必要に応じて過剰圧力を減じる安全弁をエアクッションに
設けることは不可能である。

【０００５】 出願人は、様々な圧力解放弁によるエアクッションの膨張の試験を実施した。
典型的には、エアクッション内の圧力は、例えば０．２バールでなければならな
い。試験により、圧力解放弁内の圧力の流れが乏しい場合には、０．２バールに
設定した圧力解放弁でエアクッションを充填するのに約１５分間かかることがわ
かった。圧力解放弁を使用しなければ約４５秒間でエアクッションを充填できる
が、この実施形態では、上述した、エアクッションが間違って破裂する危険が伴
う。

【０００６】

【背景技術】

スウェーデン発行の明細書第３５０．３２１号はチャージ弁を開示しており、
このチャージ弁は、例えば気体用の、通路付きのバイアスピストンを設けた、備
え付けの圧力開放部分を装備している。該ピストンを介して、所定の圧力に達す
るまで気体容器が充填される。この圧力に達すると、弁構造内のある範囲におけ
る差により、差動圧力が、ピストンを、ばね力に対して、強制的に元の位置へ移
動させ、気体を、圧力解放開口部を介して周囲環境へと排出させる。その結果、
気体容器が所望の圧力に充填された際に、チャージ弁が流入圧力を単に遮断する
ということがなくなる。

【０００７】 米国特許第５、４６２、０８１号は、自己規制過剰流動弁を開示している。通
常の流動状態では、流動媒体が、バイアスされたピストンを介して流れる。流量
の増加に伴い、流動力がピストンを上方へ強制移動し、これにより流動媒体が圧
力を発する範囲が増加する。その結果、ピストンの下で圧力が降下し、ピストン
が、再び下方に向かってバネ強制移動される。そのため、この弁は、特定の圧力
に達した際に充填を停止することができない。

【０００８】 米国特許第５、２１５、１１３号は、油圧式システム用の安全な遮断弁を開示
している。弁ハウジングには、バネと接した通過通路を備える弁部材が設けられ
ている。通常の動作中には、媒体はこれらの通路を通って流れる。弁にかかる圧
力が内部でバネ力を超えると、内部が前方へ強制移動され、通路を閉鎖し、これ
により通路を流れる流れが停止される。そのため、弁の放出側上に特定の圧力を
確実に保つことが問題ではない。

【０００９】 米国特許第４、１９２、３４３号は、バイアスされた中空パイロットピストン
を備えた圧力解放弁を開示している。入口側上の圧力媒体は小さい面に効果的で
あり、円錐形の弁をバネ力に対抗して戻し、弁を開口させる。次に、媒体が円錐
形弁の頭部を通過して流れ、ピストンの上面に圧力を発する。ピストンの上面範
囲が弁入口の面を超えるため、ピストンのバネ力がより容易に克服され、弁がよ
り容易に完全開口位置へと強制移動される。上述したように、懸案の弁は圧力解
放弁であり、エアクッションを膨張するためには使用できず、弁が入口側の圧力
を制御および解放する一方で、通常、出口側の圧力は気圧である。

【００１０】

【発明の概要】

本発明の目的は、エアクッションを、約４５秒間で迅速に膨張し、前述した、
間違ってエアクッションを過剰充填したり、破裂させる危険を回避することであ
る。

【００１１】 本発明によれば、圧力を所望の約０．２バールに減じるために、圧力解放弁で
はなく上述のタイプの過剰圧力解放装置を使用しており、本発明によれば、該過
剰圧力解放装置は、請求項１の特徴部分に記載した通りに適合されている。

【００１２】 過剰圧力解放装置の入口ポートは、圧力を例えば６．０バールにする別タイプ
の圧力解放弁と接続しており、一方で、過剰圧力開放装置の出口ポートは、空気
で膨張させるエアクッションと接続している。同出願人のデンマーク特許第１９
９６０１１４８号より知られる従来タイプの膨張弁を、エアクッション内に設け
てもよい。エアクッションをこのような膨張弁と接続させることにより、過剰圧
力解放装置からエアクッションへのアクセスが機械的に実行されるため、膨張弁
を開口するために圧力を必要としない。過剰圧力解放装置の入口ポートと上述の
圧力解放弁と間に設けられたハンドル操作式の空気解放弁（図示せず）が開口さ
れると、既述の例えば６．０バールの圧力が、弁本体に作用するバイアス手段か
らの力に対抗して、過剰圧力解放装置を瞬時に開口するため、圧縮空気が入口弁
シートと、隣接する弁本体の外端部とを通って流れ、さらに、入口端部の外縁に
設けられた該開口部を通り、過剰圧力解放装置の出口ポートにおける弁本体の出
口端部に設けられた出口通路内へと流れ、さらに、エアクッションの開口した膨
張弁内へと流れる。

【００１３】 空気が過剰圧力解放装置内を高速で流れてエアクッション内へと流入し、エア
クッションは例えば４５秒間で充填される。弁本体を通り、過剰圧力解放装置の
出口ポートへと流れる気流のインジェクタ効果により、アンダープレッシャが生
じ、これにより、出口ポートと弁チャンバの別のポートとの接続部を介して、弁
チャンバのこの部分内のアンダープレッシャが弁を、開口状態に維持するべく作
用する。エアクッション内の圧力が、例えば０．２バールの所望のレベルに達す
ると、出口ポート内に対抗圧力が生じてインジェクタ効果が停止され、これによ
り、弁チャンバ内の該別の部分内のアンダープレッシャが消滅するか、または若
干過度の圧力に変化する。弁チャンバの別の部分内で得られた過度の圧力と共に
、過剰圧力解放装置のバイアス手段が弁本体を強制移動し、その閉鎖位置を取ら
せ、これを維持させるため、過剰圧力解放装置がそれ以上の気体供給を停止する
。エアクッション内の空気圧力が所望の過度の圧力に達した際に、この作用によ
り迅速な効果が生じる。その結果、高速で安全な空気供給の閉鎖が得られる。弁
チャンバを２つの部分に分割するピストン手段が閉鎖に影響しないようにするた
めに、弁チャンバの該第１部分が周囲部分と連通している。

【００１４】 請求項２に記載したように、弁チャンバの第２部分と出口ポートの間の開口が
、弁本体の出口端部に円錐形の部分をインジェクタノズルとして設け、該出口端
部が弁ハウジングと共に、弁ハウジングと該弁本体の出口端部との間に、環状ア
クセス開口部を形成することが好ましい。

【００１５】 エアクッションによっては、開口に力を要する可撓性非戻り弁を備えているも
のもある。従って、本発明による過剰圧力解放装置は、ピストン手段を、請求項
３に記載のその開口位置へと強制移動する機械的手段を備え、該機械的手段は、
請求項４に記載の通りに有益に形成することができる。

【００１６】 次に、添付の図面を参照しながら本発明をより詳細に説明する。 それぞれの図面中で、同一の部分には同一の参照符号を付している。

【００１７】

【好ましい実施形態の詳細な説明】

本発明による過剰圧力解放装置の図１および図２に示す第１実施形態は弁ハウ
ジング１を備え、この弁ハウジング１は、入口弁シート３を設けた入口ポート２
、出口ポート４、そして、該ポート２、ポート４の間に弁チャンバ２２、２３を
備えている。

【００１８】 弁ハウジング１は、転置可能に配置された弁本体５を備えており、入口端部６
を有する弁本体５は、その外縁が、ぴったりと合致する開口部８内に滑動可能に
配置され、該開口部８が、入口ポート２と弁チャンバ間の弁ハウジング１の壁９
に設けられている。図示のように、壁９は、ねじ切り接続部１０の手段により、
弁ハウジング１に固定されている。圧力ばね１１の形式のバイアス手段が、弁シ
ート３の方向に向けて、弁本体５に圧力を発するため、過剰圧力解放装置は閉鎖
したままになり、弁本体５の入口端部６の外端部１２が、入口弁シート３に向か
う閉鎖位置に維持される。Ｏ形リング１３が、弁シートと接触して、該外端部１
２に設けられた溝内に保持されることで、密封接続を形成している。さらに、弁
ハウジングの第２溝内には第２Ｏ形リング１５が設けられ、該Ｏ形リングが、弁
本体５の入口端部６外縁と密封的に接触している。弁本体５は出口端部１６を備
えており、この出口端部１６は、出口ポート４内にて終端しており、また、外端
部１２の開放位置において気体圧力にアクセスするべく、入口端部６の外縁７に
設けられた１つまたはいくつかの開口部１８と連通した出口通路１７を備えてい
る。Ｏ形リング溝内にＯ形リング２０を備えたピストン手段１９が、弁チャンバ
を気密方法で２つの部分２２、２３に分割し、その第１部分２２は入口ポート２
と対向しており、また、第２部分２３は出口ポート４と対向している。ピストン
手段１９は、弁本体５と接続しているか、もしくはこれと一体に形成されている
。出口ポート４と対向している弁チャンバの第２部分２３は、弁本体５の出口端
部１６を包囲し、少なくとも１つの開口部または通路を介して出口ポート４と連
通している。

【００１９】 このような開口部または通路は、弁ハウジング１の壁を通る１つまたはそれ以
上の通路３３（図６および図７）であってよく、この壁は、例えば、弁チャンバ
の部分２３と出口ポート４の間の圧力ばね１１の内部に示す壁であってよい。弁
チャンバの第１部分は、弁ハウジング内の開口部２４を介して周囲と連通してお
り、ピストン手段１９が弁チャンバ内で運動している最中に、弁チャンバの第１
部分２２内で、該運動に影響する圧力変化が生じないようにする。

【００２０】 弁チャンバの第２部分と出口ポート４の間の開口部は、弁ハウジングの壁に設
けた開口部または通路３３から成っていてもよいが、図１〜図５の好ましい実施
形態に示す該開口部は、弁本体５の外端部１６に、インジェクタノズルとして円
錐形部分を備え、該外端部が、弁ハウジング１と弁本体５の該出口端部１６の間
で、弁ハウジング１と接続する環状アクセス開口部２５を形成することで得られ
る。環状アクセス開口部２５の範囲は、任意で、過剰圧力解放装置を開口した際
に徐々に縮小するようにしてもよい。しかし、弁チャンバの第２ポート２３から
出口ポート４へのアクセスが常に設けられるようにしなければならない点に留意
すること。

【００２１】 図２、図５に示すように、過剰圧力解放装置は、図示の状態になるまで空気を
通すために開口され、この状態で、ピストン手段上の外縁突起２６が弁ハウジン
グ１の内壁と接触する。この突起２６は、弁チャンバ全体の第２部分２３から出
口ポート４へのアクセスを確実に得るために、少なくとも１つの穴２７を設けて
いる。

【００２２】 最後に、過剰圧力解放装置の入口ポート２には、内部ねじ切り部分２８が設け
られており、これは、ハンドル操作式の空気解放弁（図示せず）に設けられた外
部ねじ切り部分と接続するものであり、空気解放弁には、圧力解放弁（図示せず
）を介して圧縮空気源から空気が供給され、この空気は例えば、エアクッション
が０．２バールの圧力を必要とすることが望ましい場合には６バールに設定でき
、あるいは、圧力０．１または０．３バールの圧力をエアクッションに各々供給
する場合には、それぞれ４〜５バール、または７〜８バールに設定できる。

【００２３】 さらに、過剰圧力解放装置の弁ハウジング１には、膨張弁をエアクッションと
接続するための外部ねじ切り部分２９が設けられている。膨張弁（図示せず）は
、例えば、同出願人によるデンマーク特許明細書第１９９６０１１４８号に開示
された従来タイプのものであってよい。

【００２４】 場合によっては、図６および図７の実施形態に示すように、圧力ばね１１を省
略して、弁の入口ポートと出口ポートにおける圧力状態により、過剰圧力弁の動
作を単独で制御できることがわかっている。さらに、この実施形態に示す通路３
３は、省略した圧力ばねに関連せず、数例において、図１〜図５に示す実施形態
から圧力ばね１１がやはり省略されている点に留意すべきである。圧力ばね１１
を省略できる場合は、過剰圧力弁の出口側の低圧に特に関連している。

【００２５】 過剰圧力解放は、空気開放弁（図示せず）からの、入口ポート２へ向かう例え
ば６．０の空気圧力が、弁本体５の外端部１２を弁シート３から開口位置へと強
制移動する方法で動作する。その結果、気体圧力が、入口端部６の若干大きな断
面範囲とアクセスし、これにより、さらに大きな力でも、弁本体５を、圧力ばね
１１からの圧力に対抗して、その開口位置の方向へ強制移動することができる。
次に、気体圧力が、入口端部６の外縁に設けられた開口部１８と、出口通路１７
とを通り、さらに、接続したエアクッション（図示せず）内へと流入する。入口
側における６．０バールという比較的高い圧力のために、エアクッションは、そ
の容量が２リットルであろうと３００リットルであろうと、約４５秒間で急速に
膨張する。膨張中に、出口端部１６周囲で、出口ポート４内で終端するインジェ
クタ効果によりアンダープレッシャが生じ、該アンダープレッシャが、弁チャン
バの第２部分２３へと拡散され、これが、過剰圧力解放装置の開口位置への維持
に貢献する。エアクッション内の圧力が、例えば０．２バールの所望の弁に達す
ると、出口ポート４内に対抗圧力が生じ、インジェクタ効果に対抗し、弁チャン
バの他方の部分２３へと拡散する。そのため、弁チャンバの第２ポート２３内で
、圧力ばね１１からの圧力と共にピストン手段１９に作用する特定の過度の圧力
が生じ、過剰圧力解放装置を閉鎖し、それ以上の空気供給を断つ。このようにし
てエアクッションが充填される。

【００２６】 図３〜図５は、エアクッションの内部にアクセスせずとも、過剰圧力解放装置
をエアクッションと共に使用できる手段を備えた過剰圧力解放装置の数例を示し
ている。このように、いくつかのエアクッションは、開口するための力を要する
可撓性非戻り弁を備えている。図３〜図５に示した過剰圧力解放装置は、棒３１
を備えたリング３０を設けており、このリング３０は、入口ポート２周囲の弁ハ
ウジング１上に配置され、また、この棒付きリングは、圧力ばね３２の力に対抗
してピストン手段１９と接触するべく強制移動され、該棒３１が弁ハウジング１
の壁９に設けられた開口部内を通過する。そのため、過剰圧力解放装置を手作業
で開口することが可能であり、これにより、強力なエアパルスによって、空気圧
力利得がエアクッションに直接アクセスすることが可能になり、その非戻り弁が
開口される。次に、リング３０が解放され、過剰圧力解放装置が、図１、図２の
過剰圧力解放装置と同じ方法で開口する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による閉鎖状態の過剰圧力解放装置の第１実施形態を示す。

【図２】 開口状態にある、図１と同一の過剰圧力解放装置を示す。

【図３】 閉鎖状態にある、本発明の過剰圧力解放装置の別の実施形態を示す。

【図４】 部分的に開口した状態の、図３に示した本発明による同一の実施形態を示す。

【図５】 開口した状態にある、図３および図４に示した本発明による同一の実施形態を
示す。

【図６】 図１のものに対応した本発明による実施形態を示すが、圧力ばねが省略されて
おり、弁ハウジングと弁本体の出口端部の間において、弁チャンバの第２部分を
環状アクセス開口部と接続する少なくとも１つの備え付き通路が設けられている
点が図１とは異なる。

【図７】 図６のものと同一の図であるが、過剰圧力解放装置が開口状態にある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気体用過剰圧力解放装置であり、弁ハウジング（１）を備え
   、入口弁シート（３）を備えた入口ポート（２）と、出口ポート（４）と、さら
   に、前記ポート（２、４）間に弁チャンバ（２２、２３）とを備えていて、前記
   弁ハウジング（１）がさらに、 −その転置可能に配置され、入口端部（６）を設けた弁本体（５）を備え、該
   弁本体（５）の外縁が、入口ポート（２）と弁チャンバ（２２、２３）間で、弁
   ハウジング（１）の壁（９）に設けられたぴったりと合致する開口部（８）内に
   滑動可能に配置されており、弁チャンバ（２２、２３）に対して密封され、入口
   弁シート（３）と対向した外端部（１２）が、弁本体（５）に作用するバイアス
   手段により、入口弁シート（３）に向かって閉鎖したまま保たれ、入口ポート（
   ２）における気体圧力が所定の気体圧力を超え、弁本体（５）を開口位置へと強
   制移動し、また、前記弁本体（５）が出口ポート（４）の端部に外部端部（１６
   ）を備え、気体圧力が入口端部（６）の開口位置にアクセスするために、出口通
   路（１７）が、入口端部（６）の外縁（７）に設けられた１つまたはいくつかの
   開口部（１８）と連通するまで継続し、 弁本体（５）と接続したピストン手段（１９）が、弁チャンバを気密方法にて
   ２つの部分（２２、２３）に分割し、第１部分（２２）が入口ポート（２）と対
   向し、第２部分（２３）が出口ポート（４）と対向し、出口ポート（４）と対向
   した該弁チャンバの第２部分（２３）が、弁本体（５）の出口端部（１６）を包
   囲し、少なくとも１つの開口部を介して出口ポート（４）と連通する一方で、弁
   チャンバの第１部分（２２）が周囲部分と連通していることを特徴とする過剰圧
   力解放装置。
2. 【請求項２】 弁チャンバの第２部分（２３）と出口ポート（４）の間の開
   口部が、弁本体（５）の出口端部に円錐形部分をインジェクタノズルとして設け
   ることにより得られ、前記出口端部が、弁ハウジング（１）と共に、弁ハウジン
   グ（１）と弁本体（５）の出口端部（１６）の間に環状アクセス開口部（２５）
   を形成することを特徴とする請求項１に記載の過剰圧力解放装置。
3. 【請求項３】 ピストン手段（１９）をその開口位置へと強制移動するため
   の機械的手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の過剰圧力解放
   装置。
4. 【請求項４】 前記機械的手段がリング（３０）を備えていて、弁ハウジン
   グ（１）上の、入口ポート（２）の周囲で軸的に転置可能に配置されており、ま
   た、棒（３１）を備えていて、弁ハウジングの壁（９）を通過し、圧力ばね（３
   ２）の力に対抗して、ピストン手段（１９）と接触させられることを特徴とする
   請求項３に記載の過剰圧力解放装置。