(57)【要約】  流量調整用バルブ装置（２０）は、流路（２６）を画成するハウジング（２２）と、流路内に配置されたスロットルバルブ素子（５０）と、スロットルバルブ素子に結合されかつ実質的に流路の外側に配置されたリンク機構（５２）とを有する。このような配置により、リンク機構は、流量調整用バルブ装置内の圧力勾配または圧力低下に対して殆ど影響を与えない。したがって、リンク機構は、流量調整用バルブ装置が流体を流体流入導管から流体流出導管まで比較的多量の流量をもって搬送するのを可能にする。
2007532835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状通路部分と回転通路部分とを備えた案内通路を画成するバルブ機構基板であって、長手方向軸線を有する流路を画成するハウジングに結合されるように構成されたバルブ機構基板、
前記案内通路内で前記バルブ機構基板に可動的に結合されたスロットルバルブ素子であって、前記ハウジングによって画成された流路内にほぼ位置するように構成されたスロットルバルブ素子面を備えたスロットルバルブ素子、および
前記スロットルバルブ素子に結合され、かつ前記ハウジングによって画成された流路外にほぼ位置するように構成されたリンク機構であって、
（１）前記スロットルバルブ素子面が前記長手方向軸線とほぼ直交する状態で、前記スロットルバルブ素子を前記直線状通路部分に沿って変位させ、
（２）前記スロットルバルブ素子を、前記流路の長手方向軸線に対して前記回転通路部分に沿って回転させるように構成される、
ように構成されたリンク機構、
を備えたことを特徴とする流量調整用バルブ装置。
【請求項２】
前記スロットルバルブ素子が、一端および他端を有するスロットルピンを備え、該スロットルピンの一端は、前記バルブ機構基板によって画成された前記案内通路内で前記バルブ機構基板に可動的に結合され、前記スロットルピンの他端は前記リンク機構に結合されてなることを特徴とする請求項１記載の流量調整用バルブ装置。
【請求項３】
前記リンク機構が、一端および他端を有するリンク素子と、回転軸線を画成するクランク素子と、前記回転軸線から偏位したクランクピンと備え、前記リンク素子の一端が前記スロットルピンの他端に結合され、かつ前記リンク素子の他端が前記クランクピンに結合されていることを特徴とする請求項２記載の流量調整用バルブ装置。
【請求項４】
前記リンク機構が、該リンク機構の回転軸線とほぼ一致する長手方向軸線を有するシャフトを備え、
前記スロットルバルブ素子が、前記シャフトに対して位置的関連を有するガイドブラケットを備えていることを特徴とする請求項１記載の流量調整用バルブ装置。
【請求項５】
前記リンク機構が、前記スロットルバルブ素子を前記案内通路の直線状通路部分に沿って変位させて流体流を計量することを特徴とする請求項１記載の流量調整用バルブ装置。
【請求項６】
前記案内通路の直線状通路部分が、バルブシート素子の直径の約１／４の長さを画成していることを特徴とする請求項５記載の流量調整用バルブ装置。
【請求項７】
前記リンク機構が、前記スロットルバルブ素子を前記案内通路の回転通路部分に沿って変位させて、流体流の圧力低下を調節することを特徴とする請求項１記載の流量調整用バルブ装置。
【請求項８】
長手方向軸線を有する流路を画成するハウジングを形成する工程であって、該ハウジングが前記流路の長手方向軸線とほぼ直交するように配置されたバルブシート素子を備えるものである工程、
前記ハウジングの基板内に案内通路を形成する工程であって、該案内通路は直線状通路部分と回転通路部分とを備えるものである工程、
スロットルバルブ素子を前記ハウジングに結合する工程であって、前記スロットルバルブ素子は、前記ハウジングによって画成された流路内にほぼ位置するスロットルバルブ素子面を備え、該スロットルバルブ素子は、前記案内通路内で前記バルブ機構基板に可動的に結合されるものである工程、
リンク機構を前記スロットルバルブ素子に結合する工程、および
前記リンク機構をほぼ前記流路外に配置する工程であって、該リンク機構は、
（１）前記スロットルバルブ素子面が前記長手方向軸線とほぼ直交する状態で、前記スロットルバルブ素子を前記直線状通路部分に沿って変位させ、
（２）前記スロットルバルブ素子を、前記バルブシート素子に対して前記回転通路部分に沿って回転させるように構成されてなるものである工程、
を有してなることを特徴とする流量調整用バルブ装置の作成方法。
【請求項９】
長手方向軸線を備えたシャフトを前記リンク機構に結合する工程であって、前記シャフトの長手方向軸線が前記リンク機構の回転軸線にほぼ一致している工程、および
前記スロットルバルブ素子のガイドブラケットを、前記シャフトに対して位置的関連を有するように配置する工程、
をさらに含むことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記スロットルバルブ素子のスロットルピンの一端を、前記ハウジングによって画成された前記基板内の案内通路に可動的に結合し、かつ前記スロットルピンの他端を、前記リンク機構に結合する工程、および
前記リンク機構のリンク素子の一端を、前記スロットルピンの他端に結合し、かつ該リンク素子の他端を、クランク素子のクランクピンに結合する工程であって、前記クランク素子は回転軸線を画成し、かつ前記クランクピンが前記回転軸線から偏位している工程、
をさらに含むことを特徴とする請求項８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量調整用ハイブリッド・バタフライバルブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
航空機の燃料装置に用いられているような従来のバタフライバルブは、燃料流路内でバルブプレート、すなわちスロットルプレートの位置を調節することによって、流路内の流体流量を制御している。例えば、バルブプレート面が流路内の流れと平行な方向を向いている開位置から、バルブプレート面が流路内の流れと直交する方向を向いている閉位置へのバルブプレートの回転により、流路内の流体流量を減少させている。
【０００３】
一般に、バタフライバルブがそのバルブプレートを閉位置に位置させているときには、バルブプレートの外縁が、流路内のＯリングなどのバルブシートに接触している。バルブプレートとバルブシートとの間のこのような接触により、流路を通る流体の流れを阻止するシールが生じる。しかしながら、バタフライバルブはバルブプレートを閉位置から開位置へ回転させ、かつ開位置から閉位置へ回転させるので、長い間には、バルブプレートがバルブシートを磨耗させ、これによって流路における漏れを防止するシール能力を劣化させることになる。
【０００４】
バルブプレートとバルブシートとの間の磨耗を規制するために、従来のバタフライバルブに見られるように、閉位置（例えば、流路内の流れに垂直で、バルブシートに対し平行）へのバルブプレートの回転と、バルブシートに対するバルブプレートの直線移動との双方を行なうように構成されたものがある。例えば、バルブシートに対してバルブプレートが、回転および直線変位の双方を行なうように構成されたバタフライバルブは、一般にカム機構を使用している。一般的なカム機構は、シャフトに結合されかつバルブプレートを固定したカム室内に取り付けられたたカムを備えている。例えば、バルブプレートが開位置から閉位置まで変位するときに、シャフトの回転につれてカムがカム室の一方の表面に係合して、流路内でバルブプレートを閉位置（例えば、流路内におけるバルブプレート面が流体の流れる方向に垂直）に回転させる。シャフトの回転が継続するにつれて、カムはカム室内で他方のカム室面に当接して回転する。カムのこのような回転は、バルブプレートをバルブシートに対して直線的に変位させ、かつバルブプレートを強制的にバルブシートに着座させ、これによって流路をシールする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、バルブシートに対するバルブプレートの回転と、バルブシートに対するバルブプレートの直線移動との双方を行なうように構成された従来のバタフライバルブの構成には、種々の欠点がある。上述のように、従来のバタフライバルブは、カム機構を利用して、バルブシートに対するバルブプレートの回転と直線変位とを行なっている。このようなカム機構は、一般に、バルブプレート面に結合し、流体の流路内に配置されている。
【０００６】
カム機構を流体の流路内に配置すると、動作時に流路内で圧力低下が生じる。例えば、カム機構が従来のバタフライバルブのバルブプレートを開位置に位置決めして、流路を通る流体の流量を最大にした場合、カム機構が流路を通る流体流を制限するかまたは遮る。このような遮りは、流入導管（例えば、流体がカム機構に接触する以前）と流出導管（例えば、流体がカム機構に接触した後）との間の圧力差（例えば、圧力低下を生じる）を増大させ、長い間には流入導管から流出導管へ流れる流体の流量を制限ないし減少させる。バルブを通る流体の流量の減少は、所定期間における流入導管から流出導管へ搬送される流体の総流量を減少させる。
【０００７】
さらに、バルブプレート面にカム機構が結合されていると、バタフライバルブ全体の特性が悪影響を受ける。例えば、バルブプレート面にカム機構が結合されていることによって、バルブプレートの質量が増大する。バルブプレートの質量の増大は、バルブプレートに関する慣性を増大させ、これによって、動作時のバルブプレートの応答性を低下させたり（例えば、バルブプレートにトルクを加えたときからバルブプレートが作動するまでの時間が長くなる）、バルブプレートを作動させるためにカム機構に加えられるトルクを増大させる必要が生じたりする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
これに対して、本発明の実施の形態は、上述した欠点を克服して、流路内の流体の流れを制御する機構を提供するものである。本発明の流量調整用バルブ装置は、流路を画成するハウジングと、この流路内に配置されたスロットルバルブ素子と、このスロットルバルブ素子に結合されかつ流路の実質的に外側に配置されたリンク機構とを有する。このような配置により、リンク機構は、流量調整用バルブ装置内の圧力勾配または圧力低下には殆ど影響を与えない。したがって、このリンク機構は、流量調整用バルブ装置が流体を流体流入導管から流体流出導管まで比較的大量の流量をもって搬送するのを可能にする。
【０００９】
一つの構成において、流量調整用バルブ装置は、流路を画成する長手方向軸線を有するハウジングを備えている。このハウジングは、流路の長手方向軸線とほぼ直交するバルブシート素子と、案内通路を画成する基板とを備えており、上記案内通路は直線状通路部分と回転通路部分とを有する。またこの流量調整用バルブ装置は、ハウジングによって画成された流路内に実質的に配置されたスロットルバルブ素子面を有するスロットルバルブ素子を備えている。このスロットルバルブ素子は上記案内通路内で上記基板に可動的に結合されている。さらにこの流量調整用バルブ装置は、スロットルバルブ素子に結合されかつ上記流路の実質的に外側に配置されたリンク機構を備えている。このリンク機構は、上記スロットルバルブ素子をバルブシート素子に対して上記直線状通路部分に沿って変位させるように構成され、ここではスロットルバルブ素子面が流路の長手方向軸線に対して実質的に直交する方向を向いている。またリンク機構は、上記スロットルバルブ素子をバルブシート素子に対して上記回転通路部分に沿って回転させるようにも構成されている。バルブシート素子に対するスロットルバルブ素子のこのような直線的および回転変位は、スロットルバルブ素子がバルブシート素子と擦れるのを最小限に抑え、これによりバルブシート素子の磨耗を最小限にして、スロットルバルブ素子がバルブシート素子に接触したときのバルブシート素子を通る流体の漏れ量を最小限にしている。
【００１０】
一つの構成においては、流量調整用バルブ装置がリンク機構に結合されたシャフトを備えており、このシャフトは、リンク機構の回転軸線とほぼ一致した長手方向軸線を有する。流量調整用バルブ装置のスロットルバルブ素子は、上記シャフトに対し位置的に関連付けられたガイドブラケットを備えている。リンク機構がスロットルバルブ素子を流路内で変位させるとき、上記シャフトに関連付けられたガイドブラケットは、流路内のスロットルバルブ素子の拘束された動作を補助して、スロットルバルブ素子の変位中における振動すなわち「フラッタ」を最小限に抑える。スロットルバルブ素子の「フラッタ」を最小限に抑えることにより、ガイドブラケットは、流量調整用バルブ装置内でスロットルバルブ素子が乱流を発生させるのを規制し、次いで流量調整用バルブ装置内でスロットルバルブ素子が開位置へ向かうときの圧力低下が増大するのを規制する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の前述した目的およびその他の目的、特徴および利点は、同一部分に同一の参照符号が付された添付図面に示されているような本発明の特定の実施の形態の説明から明らかになるであろう。
【００１２】
本発明の実施の形態は、流路内の流体流量を制御するための機構を提供するものである。流量調整用バルブ装置は、流路を画成するハウジングと、流路に配置されたスロットルバルブ素子と、このスロットルバルブ素子に連結され、かつ実質的に流路の外側に配置されているリンク機構とを備えている。この配置によって、リンク機構は、流量調整用バルブ装置内の圧力勾配または圧力低下に対して最少限の影響しか及ぼさない。しがって、リンク機構は、流量調整用バルブ装置が流体流入導管から流体流出導管へ比較的大量の流量をもって搬送するのを可能にする。
【００１３】
図１および図２は、ハウジング２２と流量調整バルブ機構２４とを備えた流量調整用バルブ装置２０の一例を示す。
【００１４】
量制御バルブ装置２０のハウジング２２は、流体流入導管３０と流体流出導管３２とを備え、流体流入導管３０は流体源（例えば流体供給タンク）に取付けられ、流体流出導管３２は流体供給先（例えば航空機の燃料タンク）に取付けられる。一つの構成においては、流体流入導管３０はハウジング２２によって画成された孔３４内に挿入されて、固定部材３６によってハウジング２２に取り付けられる。流体流入導管３０は、この導管３０とハウジング２２の内面４０（例えば孔３４を画成する面４０）との間に介装されたシールリング（例えばＯリング）４２を備え、ハウジング２２の外部への流体の漏れを最少限にする。さらに、流体流出導管３２（例えば、流体流入導管３０に対向する）は孔３４内に挿入されて、固定部材３８によってハウジング２２に連結される。流体流出導管３２は、この流体流出導管３２とハウジング２２の内面４０との間に介装されたシールリング（例えばＯリング）４２を備えている。
【００１５】
ハウジング２２内の孔３４は、ハウジング２２の長手方向軸線２８に沿った流路２６を画成している。特にハウジング２２は、このハウジング２２の長さ２９（例えば、流体流入導管３０から流体流出導管３２までの）に沿った断面形状（例えば、ほぼ円形の断面形状）を規定して、或る容積を画成する。ハウジング２２内のこの容積は、燃料流などの流体流２７を流体流入導管３０から流体流出導管３２まで搬送する流路２６を形成する。
【００１６】
ハウジング２２は、流路２６の軸線２８にほぼ直交する一つの面を画成するバルブシート素子４４を備えている。例えば図２に示された構成においては、バルブシート素子４４は、流体流出導管３２の周縁４６に連結されたシールリングまたはＯリングとして形成されている。このバルブシート素子４４は、流量調整用バルブ機構２４とともに、この流量調整用バルブ機構２４が閉位置にあるときの流体流出導管３２への流体２５の漏れを最少限にし、または阻止する。
【００１７】
流量調整用バルブ機構２４は、スロットルバルブ素子５０と、案内通路６０を画成するバルブ機構基板４８と、リンク機構５２とを備えている。流量調整用バルブ機構２４は、この流量調整用バルブ機構２４が閉位置にあるときに流量調整用バルブ装置２０を通る流体２５の漏れを最少限にするように構成されている。流量調整用バルブ機構２４はまた、流量調整用バルブ装置２０を通る流体流を計量するように構成されて、装置２０を流通する流体２５の流量を調節する。
【００１８】
ポペット弁などのスロットルバルブ素子５０は、ハウジング２２の流路２６内に配置されている。スロットルバルブ素子５０は、例えばほぼ平坦なスロットルバルブ素子面７０と、バルブシート素子４４の直径４５にほぼ等しい直径７３を画成するスロットルバルブ素子周縁部７２とを備えている。スロットルバルブ素子５０は、図２に示されているように、ハウジング２２によって画成された流路２６内に位置している。スロットルバルブ素子５０（例えば、スロットルバルブ素子面７０）が実質的に流路２６内に位置しているので、スロットルバルブ素子５０は流量調整用バルブ装置２０内で流体２５の流れを制御する。例えば、図２は、流体流入導管３０から流体流出導管３２までの流体２５の流れを最少限にする閉位置（例えば、スロットルバルブ素子周縁部７２がバルブシート素子４４に接触している）にあるスロットルバルブ素子５０を示す。
【００１９】
このスロットルバルブ素子５０は、バルブ機構基板４８に画成された案内通路６０内に可動的に結合されている。例えば、一つの構成においては、スロットルバルブ素子５０が、案内通路６０内に位置決めされたスロットルピン７４を備えている。このスロットルピン７４は、案内通路６０内に挿入された一端７６を備えている。スロットルバルブ素子５０が流路２６内に位置決めされているので（例えば、後述するリンク機構５２によって位置決めされているので）、スロットルピン７４は案内通路６０内を摺動する。スロットルピン７４と案内通路６０との係合により、スロットルバルブ素子５０（例えばスロットルバルブ素子面７０）は、後述するように、流路２６内で特定の方向に向けられる。
【００２０】
一つの構成において、バルブ機構基板４８は、第１基板４８−１と第２基板４８−２とを備えている。組立て時に、第１基板４８−１は、流路２６とほぼ直交するようにハウジング２に画成された第１開口部５４−１内に挿入される。第１基板４８−１は、ハウジング２２と第１基板４８−１との間に介装されたシールリング５５−１を備えてハウジング２２を通過する流体２５の漏れを最小限にし、かつ固定部材５６−１によってハウジング２２に結合されている。また、組立て時に、第２基板４８−２は、ハウジング２に画成された第２開口部５４−２（例えば、第１開口部５４−１と対向している）内に挿入される。第２基板４８−２は、ハウジング２２と第２基板４８−２との間に介装されたシールリング５５−２を備えてハウジング２２を通過する流体２５の漏れを最小限にし、かつ固定部材５６−２によってウジング２２に結合されている。バルブ機構基板４８は、スロットルバルブ素子５０のハウジング２２内への取付けを支援する。
【００２１】
バルブ機構基板４８に画成された案内通路６０は、動作時において流量調整用バルブ装置２０内のスロットルバルブ素子５０の位置および向きを制御するように構成されている。
【００２２】
例えば図３は、バルブ機構基板４８に画成された案内通路６０の平面図を示す（図１も参照）。この案内通路６０は、直線状通路部分６２と回転通路部分６４とを備えている。直線状通路部分６２は、ハウジング２２の長手方向軸線２８に対してほぼ平行に延び、かつバルブシート素子４４にほぼ直交している（例えば、バルブシート素子４４によって画成された面に直交している）。直線状通路部分６２は、スロットルバルブ素子５０の面７０が、バルブシート素子４４によって画成された面にほぼ平行でかつハウジング２２の長手方向軸線２８に直交する状態を保った態様で、バルブシート素子４４に対して、かつハウジング２２の長手方向軸線２８に対して、スロットルバルブ素子５０を直線的に案内するように構成されている。このような、バルブシート素子４４に対するスロットルバルブ素子５０の直線的変位は、バルブシート素子４４に対するスロットルバルブ素子５０の回転「擦れ」動作を最小限にして、バルブシート素子４４の磨耗を最小限にする。回転通路部分６４は、ウジング２２の長手方向軸線２８に対してほぼ９０°の円弧を形成している。回転通路部分６４は、スロットルバルブ素子５０を流路２６内で回転させて、流体流出導管３２に流れる流体２５の流量を調節するように構成されている。
【００２３】
一つの構成において、リンク機構５２は、第１リンク機構５２−１と第２リンク機構５２−２とを備えている。組立て時に、第１リンク機構５２−１はスロットルバルブ素子５０の一端８０−１（例えば下端）に取付けられ、第２リンク機構５２−２はスロットルバルブ素子５０の他端８０−２（例えば上端）に取付けられる。リンク機構５２−１，５２−２は対応するバルブ機構基板４８−１，４８−２内にそれぞれ位置決めされ、かつシャフト１００によって連結されている。
【００２４】
バルブ機構基板４８−１，４８−２に連結されたリンク機構５２−１，５２−２を用いると、流量制御用バルブ装置２０内で、スロットルバルブ素子５０の両端８０−１，８０−２（例えば、両端８０−１，８０−２に位置するスロットルピン７４）のハウジング２２への取付けが容易になる。リンク機構５２−１，５２−２が流路２６内におけるスロットルバルブ素子５０の位置を決めているので、スロットルバルブ素子５０の両端８０−１，８０−２をハウジング２２に取り付けることによって、リンク機構５２−１，５２−２およびバルブ機構基板４８−１，４８−２はスロットルバルブ素子５０の振動すなわち「フラッタ」を最小限にする。スロットルバルブ素子５０の「フラッタ」を最小限にすることによって、リンク機構５２−１，５２−２およびアセンブリ基板４８−１，４８−２は、動作時にスロットルバルブ素子５０が流量調整用バルブ装置２０内で乱流を発生させるのを規制する。リンク機構５２−１，５２−２およびアセンブリ基板４８−１，４８−２は、流量調整用バルブ装置２０内でスロットルバルブ素子５０が比較的正確な流量調整を行なうのを可能にする。
【００２５】
スロットルバルブ素子５０に結合されたリンク機構５２は、流路２６内におけるスロットルバルブ素子５０の位置および向きを決めるように構成されている。例えば、一つの構成において、リンク機構５２の一端６８はスロットルピン７４（例えば、スロットルバルブ素子５０の）の他端７８に連結され、リンク機構５２の他端６９は例えばモータに取り付けられている。作動時には、モータのモーターシャフトの回転がリンク機構５２を作動させる。リンク機構５２が作動されると、次にスロットルピン７４を案内通路６０に沿って変位させる。案内通路６０内のスロットルピン７４の位置は、流路２６内のスロットルバルブ素子５０の位置および向きを決定する。
【００２６】
例えば、流量調整用バルブ装置２０が、スロットルバルブ素子５０を全閉位置（例えば、スロットルバルブ素子５０の面７０が流体流２７に直交し、かつスロットルバルブ素子面７０の周縁部がバルブシート素子４４に接触している）から全開位置（例えば、スロットルバルブ素子５０の面７０が流体流２７とほぼ平行）まで変位させると仮定する。さらに、モーターシャフトの回転がリンク機構５２を作動させると仮定する。動作時には、そして図３を参照すると、リンク機構５２がスロットルピン７４を第１のピン位置９０から第２のピン位置９２まで直線状通路部分６２に沿って変位させてスロットルバルブ素子５０をバルブシート素子４４から隔離させる。
【００２７】
図４に示されているように（図１も参照）、このような変位時には、直線状通路部分６２がスロットルバルブ素子面７０をハウジング２２の長手方向軸線２２に対してほぼ直交し、かつバルブシート素子４４によって画成される平面に対してほぼ平行な状態を保つ（例えば、直線状通路部分６２はスロットルバルブ素子５０の動作を拘束する）。このような構成においては、スロットルバルブ素子５０は、流路２６を通って流体流出導管３２へ流れる流体２５の流量を計量する（例えば、流量調整用バルブ装置２０内の流れを計量する）。例えば、スロットルバルブ素子５０が流体の流量を計量するとき、スロットルバルブ素子５０によって、ハウジング２２内の実効流動面積（例えば、流体の流動に利用できる流路２６の断面積）が直線的に増大する。スロットルバルブ素子５０がバルブシート素子４４から離れるにつれて、スロットルバルブ素子５０によって、ハウジング２２を通過する流量が比較的直線的に増大（例えば、流量における直線的増大）する。
【００２８】
さらに、スロットルバルブ素子５０がバルブシート素子４４から離れるときに、スロットルバルブ素子５０を、バルブシート素子４４によって画成される平面に対してほぼ平行に保つことによって、リンク機構５２および案内通路６０の直線状通路部分６２が、バルブシート素子４４に対するスロットルバルブ素子５０の「擦れ」を最小限にする。長期に亘って使用しても磨耗は最小限なため、スロットルバルブ素子５０およびバルブシート素子４４は、スロットルバルブ素子５０が閉位置（例えば、図２に示されているような）にあるとき、流体のシールを保ち、これによって流体流出導管３２への漏れを最小限にする。
【００２９】
モータがリンク機構５２の作動を継続させるに伴う流量調整用バルブ装置２０のさらなる動作時に、リンク機構５２は、スロットルピン７４を案内通路６０の回転通路部分６４に沿って第２のピン位置９２から第３のピン位置９６まで変位させる。回転通路部分６４は、スロットルバルブ素子５０を、スロットルバルブ素子５０の面７０が流体流２７に対しほぼ直交する向き（例えば、計量位置）から流体流２７に対しほぼ平行な向き（例えば全開位置）まで回転させる。
【００３０】
図５に示されているように、リンク機構５２および回転通路部分６４は、スロットルバルブ素子５０をハウジング２２の長手方向軸線２８に関してほぼ９０°をなす円弧に沿って変位させる（図１も参照）。スロットルバルブ素子５０の回転時には、リンク機構５２および回転通路部分６４は、バルブシート素子４４とスロットルバルブ素子５０との間に一定の間隔（例えば、スロットルバルブ素子５０が第２のピン位置９２に位置決めされているときのバルブシート素子４４とスロットルバルブ素子５０との間の距離）を保って、バルブシート素子４４に対するスロットルバルブ素子５０の接触を規制する。バルブシート素子４４とスロットルバルブ素子５０との間の間隔を保つことにより、リンク機構５２および回転通路部分６４は、バルブシート素子４４に対するスロットルバルブ素子５０の「擦れ」を最小限にする。
【００３１】
また、リンク機構５２および回転通路部分６４が流路２６内でスロットルバルブ素子５０を回転させるにつれて、このような変位はスロットルバルブ素子５０の輪郭面積を減少させる（例えば、流路２６を塞ぐスロットルバルブ素子５０の断面積が減少する）。スロットルピン７４が、第２のピン位置９２から第３のピン位置９６まで変位するにつれて、スロットルバルブ素子５０は、流路２６を通る流量を保ちながら、流量調整用バルブ装置２０における圧力低下を減少させる（例えば、調製する）。流体流入出導管３０と流体流出導管３２との間の圧力低下を減少させることにより、スロットルバルブ素子５０は、ユーザーが航空機燃料などの流体を、航空機が備えている燃料タンクなどの燃料供給先に効率的に供給するのを可能にする。
【００３２】
例えば図２に示されているように、リンク機構５２は、ハウジング２２によって画成された流路２６のほぼ外側のハウジング２２内に配置されている。一つの構成におけるこのような配置は、リンク機構５２と、流路２６を流れる流体流２７との間の接触を最小限にする。例えば、動作中に（例えば、スロットルバルブ素子５０が「開」位置にあるとき）、流体２５は流体流入出導管３０から流路２６を通過して流体流出導管３２へ流れる。図２に示されているように、バルブ機構基板４８はリンク機構５２を収容し、かつ流路２６によって搬送される流体流２７の実質的に外側に（例えば、流路２６の実質的に外側に）リンク機構５２を（例えば、リンク機構５２の少なくとも一部を）を配置する。このような配置によって、リンク機構５２は、流体流入出導管３０から流体流出導管３２までの流路２６内の流体２５の流れを途絶させることはない。したがって、リンク機構５２が実質的に流路２６の外側に配置されていることは、流量調整用バルブ装置２０内における圧力低下の発生を最小限にし、流体流入出導管３０から流体流出導管３２まで流体２５を比較的大量の流量をもって流すことを可能にする。
【００３３】
再び図３を参照すると、一つの構成において、案内通路６０の直線状通路部分６２は、バルブシート素子４４の直径のほぼ１／４の長さ９４を備えている。図示のように、長さ９４は、第１のピン位置９０から第２のピン位置９２まで延びている。リンク機構５２がスロットルピン７４を第２のピン位置９２に移動させると、スロットルバルブ素子５０のスロットルバルブ素子面７０は、バルブシート素子４４の直径のほぼ１／４に対応する距離だけバルブシート素子４４から離れる。この位置において、バルブ機構２４は約２５％開き、スロットルバルブ素子５０は、流体流入出導管３０から流体流出導管３２までの流体２５のフルフロー（例えば最大流量）を可能にする。さらに、スロットルバルブ素子５０がこのような位置にあるときには、スロットルバルブ素子５０は、流体流入出導管３０と流体流出導管３２との間に或る圧力低下を生じさせる。流体流入出導管３０と流体流出導管３２との間に或る圧力低下を生じさせるとによって、スロットルバルブ素子５０は、航空機が備えている燃料タンクなどの燃料貯蔵場所から航空機燃料などの流体をユーザーが吸い出すことを可能にする。
【００３４】
図１および図２にはまた、リンク機構５２の構造も示されている。このリンク機構５２は、一端６８および他端６９を備えたリンク素子９８と、回転軸線１０４を画成するクランク素子１００と、回転軸線１０４からオフセットされたクランクピン１０６とを有する。リンク素子９８の一端６８はスロットルピン７４の他端７８に結合され、リンク素子９８の他端６９はクランクピン１０６に結合されている。一つの構成において、クランク素子１００は、このクランク素子１００の回転軸線１０４がシャフト１０２の長手方向軸線１０３とほぼ一致するように、クランクシャフト１０２と一体に形成されている。クランクシャフト１０２はモータに取りつけられて、リンク機構５２を作動させるように構成されている。
【００３５】
リンク機構５２のこのような構成は、比較的少ない部品しか備えていない（例えば、従来のバルブ装置と比較して）。リンク機構５２が少ない部品しか備えていないので、スロットルバルブ素子５０に付帯する質量が軽減される。スロットルバルブ素子５０の質量の最少化は、変位中のスロットルバルブ素子５０の応答性を向上させ、これによって、ロットルバルブ素子５０の流量調整用バルブ装置２０内における比較的正確な制御を可能にする。さらに、このリンク機構５２の構成は、案内通路６０に沿ったいずれの位置においてもスロットルバルブ素子５０の比較的正確な位置決めを行なう。したがって、リンク機構５２は、さらにスロットルバルブ素子５０が流量調整用バルブ装置２０内において比較的正確な流量調整を行なうことを可能にする。
【００３６】
動作時に、リンク機構５２は、図５に示されている「開」位置から、図４に示されている「計量」位置まで変位させ、次いで図２に示されている「閉」位置まで変位させ場合には、基板４８内においてシャフト１０２がクランク素子１００を回転軸線１０４の周りで回転させる。この回転は、クランクピン１０６およびリンク素子９８を回転軸線１０４の周りで変位させる。次に、リンク素子９８が、スロットルピン７４を回転通路部分６４内で第３ピン位置９６から第２ピン位置９２まで移動させ、その結果、スロットルバルブ素子５０の面７０がハウジング２２の長手方向軸線２８に対してほぼ直交状態となる。シャフト１０２が回転を継続しているので、クランク素子１００はクランクピン１０６を回転軸線１０４の周りで回転させ、これにより、リンク素子９８の一端６８がシャフト１０２から離れる方向に移動し、スロットルピン７４を直線状通路部分６２内で第２ピン位置９２から第１ピン位置９０まで移動させる。リンク素子９８がスロットルピン７４を第１ピン位置９０に変位させると、リンク機構５２はスロットルバルブ素子５０を（例えば、スロットルバルブ素子５０の周縁部を）バルブシート素子４４に着座させ、スロットルバルブ素子５０とバルブシート素子４４との間に比較的大きい着座圧力を生じさせる。この比較的大きい着座圧力は、流路２６内から流体流出導管３２へ漏れる流体２５の漏れ量を最小限にする。
【００３７】
図１および図２は、スロットルバルブ素子５０がシャフト１０２に位置的に関連付けられたガイドブラケット１１０を備えていることを示している。このガイドブラケット１１０は、例えばスロットルバルブ素子５０の一端８０においてスロットルバルブ素子５０と一体に形成された第１ブラケット素子１１２と第２ブラケット素子１１４とを備えている。リンク機構５２がスロットルバルブ素子５０を直線状通路部分６２に沿って変位させている場合には、ガイドブラケット１１０は、シャフト１０２との接触を保ちながらシャフト１０２に対しスライドする。したがって、ガイドブラケット１１０は、スロットルバルブ素子５０の直線的変位中は、スロットルバルブ素子５０の面７０の向きを、ハウジング２２の長手方向軸線に対してほぼ直交しかつバルブシート素子４４に対してほぼ平行に維持する機能を有する。リンク機構５２がスロットルバルブ素子５０を回転通路部分６４に沿って変位させるときには、ガイドブラケット１１０は、シャフト１０２との接触を保ちながらシャフト１０２に対して枢動する。
【００３８】
ガイドブラケット１１０は、スロットルバルブ素子５０の直線的変位または回転変位中におけるスロットルバルブ素子５０の拘束動作を補助する。従って、ガイドブラケット１１０は、リンク機構５２が流路２６内でスロットルバルブ素子５０を変位させるときの振動すなわち「フラッタ」を最小限にする。スロットルバルブ素子５０の「フラッタ」を最小限にすることにより、ガイドブラケット１１０は、流量調整用バルブ装置２０内での乱流の発生を規制する。このようにして、スロットルバルブ素子５０が開位置（例えば回転通路部分６４に沿った）にあるとき、流量調整用バルブ装置２０内の圧力低下には殆ど影響を与えず、流量調整用バルブ装置２０内の流体流の比較的正確な制御（例えば流量制御）を行なう。
【００３９】
以上、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照して詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲によって規定された本発明の精神および範囲から離れることなしに、種々の変更が可能なことは、当業者には理解されるであろう。
【００４０】
例えば、一つの構成においては、スロットルピン７４がこのスロットルピン７４と案内通路６０との間に配置されたブッシュ６６を備えている。一つの構成においては、このブッシュ６６がスロットルバルブ素子５０を案内通路６０にしっかりと係合させて、案内通路６０とスロットルピン７４との間に「間隙」が存在しないようにする。スロットルピン７４と案内通路６０との間の接触を保つことによって、ブッシュ６６は、スロットルバルブ素子５０が流路２６内で変位するときの振動を極めて小さくする。スロットルバルブ素子５０の振動が極めて小さいということは、動作時の流量調整用バルブ装置２０内における乱流の発生を規制し、スロットルバルブ素子５０が流量調整用バルブ装置２０の流体流の比較的正確な制御（例えば流量制御）を行なうことを可能にする。
【００４１】
図１および図２は、案内通路６０を画成するバルブ機構基板４８が、固定部材５６によってハウジングに結合されている構成を示している。これは一つの例示に過ぎない。別の構成では、ハウジング２２が、このハウジング２２と一体に形成されて案内通路６０を画成する基板を有する。リンク機構５２およびスロットルバルブ素子５０はハウジング２２の孔３４内に挿入されて、ハウジングの基板によって画成された案内通路６０に結合される。このような構成は、流量調整用バルブ装置２０の部品の数を減少させる。
【００４２】
上述のように、スロットルバルブ素子５０はスロットルピン７４を備えている。スロットルピン７４の一端は、基板４８によって画成された案内通路６０内に位置し、スロットルピン７４の他端７８はリンク機構５２に結合している。したがって、スロットルピン７４は、装置２０内において二重の役目を務めている。スロットルピン７４は、動作時においてスロットルバルブ素子５０の流路２６内での変位を可能にし、かつ動作時において流路２６内でスロットルバルブ素子５０を特定の向きに案内する補助をする。スロットルピン７４が二重の役目を務める単一部品として構成されているので、スロットルピン７４は、流量調整用バルブ装置２０を形成する部品の数を最小限にする。さらに、スロットルピン７４が、多数素子としてではなく、単一素子として構成されているので、スロットルピン７４がスロットルバルブ素子５０の質量を実質的に増大させることはない。したがって、スロットルピン７４のこの構成は、スロットルバルブ素子５０が、リンク機構５２によって与えられる変位させる力に対して比較的速やかに応答することを可能にし、これによって、スロットルバルブ素子５０が、流量調整用バルブ装置２０内での流体流の比較的正確な制御を行なうことを可能にする。
【００４３】
図２は、リンク機構５２およびバルブ機構基板４８の構成を示す。一つの構成においては、上述のように、リンク機構５２は、スロットルバルブ素子５０のスロットルピン７４に結合された一端６８と、クランクピン１０６を介してクランク素子１００に結合された他端６９とを有するリンク素子９８を備えている。図示のように、リンク素子９８、スロットルピン７４、およびクランクピン１０６は、実質的に開口部５４−１内に位置している。クランク素子１００、スロットルバルブ素子５０、およびシャフト１０２は、基板４８−１内のリンク素子９８、スロットルピン７４およびクランクピン１０６を拘束している。例えば、リンク素子９８、スロットルピン７４、およびクランクピン１０６が外れてしまった場合を想定する。クランク素子１００、スロットルバルブ素子５０、およびシャフト１０２は素子９８，７４，１０６を基板４８−１内に拘束しているので、このような拘束は、それら外れた素子９８，７４，１０６が流体流出導管３２に流入して、この流体流出導管３２の下流にある例えば航空機エンジンなどの部品に到達して、この部品を損傷するおそれを最小限にする。
【００４４】
図２は、＋Ｘ方向１２０に沿って流量調整用バルブ装置２０を通って流れる流体流２７を示す。上述のように、流量調整用バルブ装置２０は、＋Ｘ方向１２０に沿った流れを計量するものとして説明されている。別の構成においては、この流量調整用バルブ装置２０は、−Ｘ方向１２２（例えば、＋Ｘ方向１２０と反対の方向）に沿った流れを計量するように構成される。
【００４５】
このようなバリエーションは、本発明の実施の形態の範囲によって網羅されることを意図するものである。したがって、上述した本発明の実施の形態は限定を意図するものではない。そうではなく、本発明に対する限定は、添付の請求の範囲によってなされるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一つの実施の形態による流量調整用バルブ装置の分解図
【図２】図１の流量調整用バルブ装置の断面図
【図３】図１の流量調整用バルブ装置が備えている案内通路を示す図
【図４】流路内でスロットルバルブ素子が第１の位置にあるときの本発明の一つの実施の形態による流量調整用バルブ装置の一部切断斜視図
【図５】流路内でスロットルバルブ素子が第２の位置にあるときの本発明の一つの実施の形態による流量用バルブ調整装置の一部切断斜視図
【符号の説明】
【００４７】
２０    流量調整用バルブ装置
２２    ハウジング
２６    流路
３０    流体流入導管
３２    流体流出導管
４４    バルブシート素子
４８    バルブ機構基板
５０    スロットルバルブ素子
５２    リンク機構
６０    案内通路
６２    直線状通路部分
６４    回転通路部分
７４    スロットルピン
【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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【国際調査報告】
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2007532835.tif 000009