JP2012522162A - 電子制御バルブ - Google Patents
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Abstract
Description
いくつかの実施形態において、回転可能なシャフトからのエネルギは、作動室の収縮行程中に作動室内で圧縮される作業流体を介して伝達され、第1の弾性要素に蓄積される。回転可能なシャフトからのエネルギは、作動室の収縮行程中に作動室内で圧縮される作業流体を介して伝達され、第2の弾性要素に蓄積されてもよい。第2の弾性要素に蓄積されたエネルギは、バルブ部材を第2の位置から第1の位置へ付勢するために、かつ同時に第1の弾性要素にエネルギを蓄積し、続いてバルブ部材を第1の位置から第2の位置へ付勢するために使用してもよい。回転可能なシャフトからのエネルギは、作動室の収縮行程中に作動室内で圧縮される作業流体を介して伝達され、第1の弾性要素と第2の弾性要素の両方に蓄積されてもよい。
第1の実施形態例において、上記されたような流体作用機械は、低圧バルブとして図2に概略図の形態で示される電子制御バルブ100を含む。
実施例2
第2の実施形態例において、上記されたような流体作用機械は、図3Aから3Cに低圧バルブとして概略図の形態で示される電子制御バルブ200を含む。
実施例3
第3の実施形態例において、上記されたような流体作用機械は、図4Aから4Cに概略図の形態で示される、低圧バルブとしての別の電子制御バルブ300を含む。
実施例4
図5を参照すると、第4の実施形態例は、クランクシャフト偏心器402と摺接するピストン400を含む。ピストンはシリンダ404内で往復運動し、シリンダと共に、周期的に変化する容積を有する作動室406を画定する。バルブアセンブリは、バルブステム412により電機子410に固定的に連結されるポペットバルブ部材408を含む。第1の弾性要素として機能する閉スプリング414は、バルブ体416および電機子を基準とする。電磁石418はバルブ体に対して電機子をラッチするための磁束を設けるために作動可能である。
実施例5
図6Aから6Cおよび図7は例5と類似の原理で動作する実施形態例を示す。しかしながら、バルブヘッド内で溝に係合する移動止めの代わりに、非係合可能なバルブ移動継手が、往復ピストンから延在して、バルブ移動部材として機能し、かつそれ自体が開スプリング454(第2の弾性部材として機能する)によりバルブヘッドに連結される、協働する第2のピン452と係合する第1のピン450により形成される。上死点において、第1のピンは第2のピンの内側に位置し、膨張行程中に、第1のピンは第2のピンの上外側に載り、第2のピンを外側に引っ張り、それによってバルブヘッドを開位置に付勢する開スプリングを充電する。開スプリングが伸びる一方で、閉スプリングは圧縮される。電機子はラッチされてバルブを開位置に保持し、続いて制御器の制御下でデラッチされ、その結果バルブは開スプリングの動きにより再び開く。
実施例6
非係合可能なバルブ移動継手は、往復機関とバルブ部材との間の直接機械的接触による以外で動作してもよい。図8に示される実施形態例において、バルブ部材408は、部分的にキャビティ462を画定する外部表面460を有する。プランジャ464が、往復ピストンから、プランジャに摺動可能に取り付けられ、強固なスプリング467によりバルブ部材408の方へ付勢されるキャビティ画定部材466へ延在する。プランジャ上の端部停止部472がキャビティ画定部材を捕捉する。閉スプリング474が電機子410を傾け、連結されたバルブ部材は閉じ、一方で電磁ラッチ476は制御器の制御下でバルブを制御可能に開いたままに保つ。
実施例7
図9は、作動室容積の各サイクル中に、バルブが必然的に第1の位置(この場合は閉じている)に移動する実施形態例を示す。
実施例8
図10Aから10Eを参照すると、さらなる例において、流体作用機械は、クランクシャフト偏心器602に摺接し、かつシリンダ604内を往復し、それによって周期的に変化する容積を有する作動室606を画定する中空のピストン600を含む。ピストンは、流体が偏心器の周りの低圧マニホールド608とピストンフット室609との間を自由に流れることを可能にするための流体通路607を含む。
実施例9
図11Aおよび11Bを参照すると、さらなる例において、流体作用機械はシリンダ702と共に、バルブ部材708により低圧マニホールド706から密閉される作動室704を形成する、偏心カムシャフト(図示せず)により周期的に動作する往復ピストン700を含む。永久磁石710は、使用時に電磁石712により制御可能に無効化され、磁気ラッチ716から、それ自体がバルブ部材に強固に連結され、かつそれを通る流体ポート715を有する電機子714を開放し、バルブが電機子に作用する閉スプリング718(第1の弾性部材として機能する)により閉じられることを可能にする。バルブ移動部材720が、開スプリング722(第2の弾性部材として機能する)を介して電機子にバルブを開く方向に作用する。
Claims (16)
- 流体作用機械のための電子制御バルブであって、前記バルブは、バルブ体と、第1の位置と第2の位置との間を移動可能なバルブ部材と、を含み、前記第1の位置と前記第2の位置のうちの一方は前記バルブが開く位置であり、もう一方は前記バルブが閉じる位置である、電子制御バルブにおいて、前記バルブは、流体作動機械の回転シャフトに連結される往復機関からエネルギを不連続的に受容して、前記受容したエネルギを使用して前記バルブ部材を前記第1の位置から前記第2の位置へ付勢するためのバルブ部材移動力を提供するよう動作可能なバルブ部材移動機構を含むことを特徴とする、電子制御バルブ。
- 前記バルブ部材移動機構は、流体作動機械の回転シャフトから受容したエネルギを蓄積し、前記蓄積したエネルギを使用して前記バルブ部材を前記第1の位置から前記第2の位置へ付勢するための前記バルブ部材移動力を提供するよう動作可能である、請求項1に記載の電子制御バルブ。
- 前記バルブ部材移動機構は、流体作動機械の回転シャフトから弾性位置エネルギとして受容したエネルギを蓄積するため、かつ前記蓄積した弾性位置エネルギを使用して前記バルブ部材移動力を提供するために配置される第1の弾性要素を含むか、またはこの弾性要素からなる、請求項1または2に記載の電子制御バルブ。
- 前記バルブ部材は、前記第1の弾性要素を介して前記往復機関に弾性的に連結される、請求項3に記載の電子制御バルブ。
- 前記バルブ部材移動機構は、流体作動機械の回転シャフトに連結される前記往復機関からエネルギを定期的に受容し、前記受容したエネルギを使用して前記バルブ部材を前記第1の位置から前記第2の位置へ付勢するための前記バルブ部材移動力を提供するよう動作可能である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子制御バルブ。
- 前記電子的に制御可能なバルブは、所定の時間中に、前記バルブ部材が前記第1の位置から前記第2の位置へ移動するかどうかを判断するよう制御可能な、請求項1〜5のいずれか一項に記載の電子制御バルブ。
- 前記電子制御バルブは、前記バルブ部材が前記第1の位置にある場合に係合可能な、電子的に制御可能なラッチをさらに含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の電子制御バルブ。
- 前記電子的に制御可能なラッチは、前記バルブ部材が前記第1の位置にある場合、前記バルブ部材または前記バルブ部材移動機構を保持するよう動作可能な永久磁石と、前記永久磁石の引力に打ち勝つ力を提供して前記ラッチを非係合するよう動作可能な電磁石と、を含む、請求項7に記載の電子制御バルブ。
- 前記バルブ部材を前記第2の位置から前記第1の位置へ傾けるよう、または、前記バルブ部材が前記第2の位置から前記第1の位置へ移動することを可能にする位置に前記バルブ移動部材を傾けるよう動作可能な第2の弾性要素をさらに含み、前記往復機関と前記バルブ移動部材の間の継手は回転シャフトからのエネルギを弾性位置エネルギとして前記第1の弾性要素と前記第2の弾性要素の両方に蓄積する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の電子制御バルブ。
- 前記往復機関は、前記バルブ部材と、または前記バルブ部材と係合するバルブ部材移動部材と係合して、前記バルブ部材を前記第2の位置から前記第1の位置へ移動し、続いて前記バルブ部材または前記バルブ部材移動部材それぞれから非係合し、前記バルブ部材が前記第1の位置から前記第2の位置に移動することを可能にするよう動作可能な、非係合可能なバルブ移動継手を含むか、またはそれに連結される、請求項1〜9のいずれか一項に記載の電子制御バルブ。
- 前記バルブは、前記往復機関から不連続的に受容した前記エネルギの位相を作動室容積のサイクルの位相と異なるものにする位相変換手段を含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の電子制御バルブ。
- 前記バルブは、前記第1の位置において開きかつ前記第2の位置において閉じる、請求項1〜11のいずれか一項に記載の電子制御バルブ。
- 周期的に変化する容積を有する作動室と、マニホールドと、回転可能なシャフトと、を含み、前記作動室は前記作動室の前記容積が前記回転可能なシャフトの回転と共に周期的に変化するように前記回転可能なシャフトに連結される流体作動機械において、請求項1〜12のいずれか一項に記載の電子制御バルブは、前記作動室と前記マニホールドとの間の流体の流れを調整するよう配置され、前記バルブ部材移動機構は、前記バルブ部材移動機構が前記回転可能なシャフトに連結される往復機関からエネルギを不連続的に受容するように前記回転可能なシャフトに連結されることを特徴とする、流体作動機械。
- 制御器をさらに含み、前記電子制御バルブは前記制御器により能動的に制御され、前記バルブ部材が前記第1の位置から前記第2の位置へ移動するかどうかは前記制御器によりサイクルバイサイクルベースで決定される、請求項13に記載の流体作動機械。
- 流体作動機械の作動室とマニホールドとの間の前記流体の流れを調整するために電子制御バルブを操作する方法であって、前記バルブは、バルブ体と、第1の位置と第2の位置との間を移動可能なバルブ部材と、を含み、前記第1の位置と前記第2の位置のうちの一方は前記バルブが開く位置であり、もう一方は前記バルブが閉じる位置である、方法において、前記方法は、流体作動機械の回転シャフトに連結される往復機関からエネルギを不連続的に受容するステップと、前記受容したエネルギを使用して前記バルブ部材を前記第1の位置から前記第2の位置へ付勢するよう作用するバルブ部材移動力を提供するステップと、を特徴とする、方法。
- 周期的に変化する容積を有する作動室と、マニホールドと、回転可能なシャフトと、往復機関と、を有する流体作動機械を操作する方法であって、前記作動室は、前記作動室の前記容積が前記回転可能なシャフトの回転と共に周期的に変化するよう前記回転可能なシャフトに連結され、前記往復機関は前記回転可能なシャフトに連結され、電子制御バルブが前記作動室と前記マニホールドとの間の流体の流れを調整するために配置され、前記バルブは、バルブ体と、第1の位置と第2の位置との間を移動可能なバルブ部材と、を含み、前記第1の位置と前記第2の位置のうちの一方は前記バルブが開く位置であり、もう一方は前記バルブが閉じる位置である、方法において、前記往復機関を介して前記流体作動機械の回転シャフトからエネルギを不連続的に受容するステップと、前記受容したエネルギを使用して前記バルブ部材を前記第1の位置から前記第2の位置へ付勢するよう作用するバルブ部材移動力を提供するステップと、を特徴とする、方法。
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