(57)【要約】【課題】軌道運動は、同様のサイズの回転バルブに比べて極めて相対運動が遅く極めて摩擦が少ない、吸排出機能のための直動式バルブ動作を提供する。【解決手段】斜板型または章動型のポンプ、および中心軸周辺にアキシアルピストンが配置されたコンプレッサなどの複数のシリンダを有するポンプ、コンプレッサ、空気圧または油圧モータであって、軌道バルブが偏心部及び軸受部を介してシャフトに接続され、シャフトの回転によりシャフトの軸の周りで軌道運動を生じる。受動フラッパまたはポペット型のバルブの開閉が必要とされる圧力差に依存することなく、軌道バルブの表面の溝は、最適な性能のために、バルブ板内に固定した吸入ポート及び排出ポートを備える各シリンダ内のポートに交互に接続する。【選択図】図５Ａ
2008513649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシリンダと、複数のシリンダポートと、複数のピストンと、回転シャフトと、少なくとも１つの排出ポートと１つの吸入ポートを有するハウジングと、少なくとも１つの排出ポートと１つの吸入ポートを有する区画と、少なくとも１つの前記シリンダポートに偏心部及び軌道バルブを有し、前記シャフトが偏心部と結合し、前記偏心部が前記軌道バルブと結合した往復ポンプ、コンプレッサ、及び空気圧または油圧モータにおいて、
前記軌道バルブは、
複数の空洞と、
前記複数の空洞のうちの第１の空洞が前記複数のシリンダポートのうち前記シリンダポートの最初の１つに流体連絡し、前記第１の空洞はまた前記区画の少なくとも１つの吸入ポートまたは排出ポートと流体連絡し、前記複数の空洞のうちの第２の空洞が前記区画の前記少なくとも１つの吸入ポートまたは１つの排出ポートとの流体連絡を遮断される、第１の流体ポーティング位置と、
前記複数の空洞のうちの第２の空洞が前記第１のシリンダポートに流体連絡し、前記第１の空洞は前記第１のシリンダポートとの流体連絡を遮断され、前記第２の空洞が前記ハウジングの前記吸入ポートまたは排出ポートのいずれかと流体連絡し、前記第２の空洞が前記区画の前記少なくとも１つの吸入ポートまたは１つの排出ポートとの流体連絡を遮断される、第２の流体ポーティング位置と、
前記シャフトの回転の間、前記軌道バルブは軌道経路に沿って前記第１の流体ポーティング位置から第２の流体ポーティング位置まで移動し、前記少なくとも１つの排出ポートまたは１つの吸入ポートと少なくとも１つのシリンダポートが軌道バルブの同じ側にあることを特徴とする往復ポンプ、コンプレッサ、及び空気圧または油圧モータ。
【請求項２】
前記軌道バルブは更に第１の接面と前記第１の接面の反対側に位置する第２の接面からなり、
前記第２の空洞は、前記第２の接面を通過することなく前記第１の接面に延びることを特徴とする請求項１に記載のポンプ、コンプレッサ、及び空気圧または油圧モータ。
【請求項３】
上記において、前記軌道バルブは更に第１の接面と反対側に位置する第２の接面からなり、
前記第２の空洞は前記第１の接面に延び前記第２の接面を通過して、前記軌道バルブを通過する通過開口部を提供する。
【請求項４】
中心軸周辺に配置されたシリンダ内で往復する複数のピストンと、シリンダ内のピストンの往復運動により変化するシリンダの体積と連通するシリンダごとに少なくとも１つのポートを有する壁を有する、往復ポンプ、コンプレッサ、及び空気圧または油圧モータであって、
中心軸に対して実質的に軌道運動を行う中心駆動シャフト上の偏心部に回転可能に接続された軌道バルブからなり、軌道バルブは壁に対向するバルブの側面に空洞を有し、壁はバルブ内の少なくとも１つの空洞を通じてシリンダポートに連通する２つのシリンダ間の少なくとも１つの吸入ポートと、２つのシリンダ間で少なくとも１つの排出ポートを有し、バルブが壁に対して軌道運動する際に空洞が適切なシリンダポートと吸入または排出ポートを通過し、ピストンのストロークがタイミング調整された連続動作で流体の吸入および排出を提供することを特徴とする改良を備えた往復ポンプ、コンプレッサ、及び空気圧または油圧モータ。
【請求項５】
空洞は互いに同心円上に配置され、バルブの中心軸の中心となっている環状溝であり、バルブはその角度方向が適切な吸排出ポートを有するシリンダポートの相互接続に影響することなく自由に回転することを特徴とする請求項４に記載の改良。
【請求項６】
空洞は主に弧状の部分であり、特定のシリンダポートと特定の吸入及び排出ポート間で相互接続する個々の長さを有しており、ディスクは、弾性部材の使用によりポンプまたはモータのハウジングに対してその回転が抑制されることを特徴とする請求項４に記載の改良。
【請求項７】
軸バネ付勢力が軌道バルブとハウジングの間に提供されることを特徴とする請求項１に記載の改良。
【請求項８】
同一のポンプ又はモータ内に設けられた圧力及び真空シリンダの組み合わせを相互接続するのに十分な数の空洞とポートが提供されることを特徴とする請求項４に記載の改良。
【請求項９】
複数のシリンダと、複数のシリンダポートと、複数のピストンと、回転シャフトと、少なくとも１つの排出ポートと１つの吸入ポートを有するハウジングと、少なくとも１つの排出ポートと１つの吸入ポートを有する区画と、少なくとも１つの前記シリンダポートに偏心部及び軌道バルブを有し、前記シャフトが偏心部と結合し、前記偏心部が前記軌道バルブと結合した往復ポンプ、コンプレッサ、及び空気圧または油圧モータにおいて、
前記軌道バルブは、
複数の空洞と、
前記複数の空洞のうちの第１の空洞が前記複数のシリンダポートのうち前記シリンダポートの最初の１つに流体連絡し、前記第１の空洞はまた前記区画の少なくとも１つの吸入ポートまたは排出ポートと流体連絡し、前記複数の空洞のうちの第２の空洞が前記区画の前記少なくとも１つの吸入ポートまたは１つの排出ポートとの流体連絡を遮断される、第１の流体ポーティング位置と、
前記複数の空洞のうちの第２の空洞が前記第１のシリンダポートに流体連絡し、前記第１の空洞は前記第１のシリンダポートとの流体連絡を遮断され、前記第２の空洞が前記ハウジングの前記吸入ポートまたは排出ポートのいずれかと流体連絡し、前記第２の空洞が前記区画の前記少なくとも１つの吸入ポートまたは１つの排出ポートとの流体連絡を遮断される、第２の流体ポーティング位置と、
前記シャフトの回転の間、前記軌道バルブは軌道経路に沿って前記第１の流体ポーティング位置から第２の流体ポーティング位置まで移動し、前記軌道バルブは第１の面とそれに対向する第２の面を有し、前記面のうち１つのみがポートを有する面と接していることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００４年９月１５日提出の米国仮出願60/610,013に基づく優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、真空ポンプ及びコンプレッサを含む往復ポンプ内の吸排出のポーティング用のバルブに関し、特に、斜板(swashplate)型、章動(nutating)型または手動ピストン(wobble-piston)型のポンプまたは中心軸周辺にアキシアルピストンが配置されたポンプのような多筒ポンプに関する。
【背景技術】
【０００３】
フラッパ(flapper)、ポペット(poppet)、または傘形バルブ等の受動バルブは、往復ピストンポンプ用の吸排出ポーティングに使用される。フラッパバルブは通常、薄く平坦な部材で作られている。ステンレス鋼は高圧フラッパバルブの用途に、エラストマは小型の低圧フラッパバルブの用途に使用されてきた。ポペットバルブは通常、バネを使用してバルブ板に対して付勢された、より固い部材で作られている。傘形バルブは通常エラストマ部材で形成され、いくつかの小さな孔を覆いつつ、バルブ板に対してバルブ自体を維持するための内蔵設置方法を含む。これらの各受動バルブ機構は、流体が一方向にのみ通過できるように、バルブに対して作用する流体圧力によって動作する。
【０００４】
受動バルブ機構は、反応できる速度に制限され、より高速では更に制限され効果が低減する傾向がある。
【０００５】
直動式バルブ機構は公知である。Cardillo（米国特許第5,058,485号）は、液圧斜板型ポンプ用の直動式軌道リングバルブを開示する。White（米国特許第4,877,383号）は、ジロータ（gerotor）装置用の軌道バルブなどの直動式バルブを開示する。米国特許第6,224,349号は、斜板型ポンプ用の直動式軌道バルブを開示する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、受動バルブ機構で現在可能な範囲よりも高速の範囲でより高いポンプ効率を提供する、コンプレッサ及び真空ポンプを含む往復ピストンポンプ用の直動式軌道バルブ機構を提供する。
【０００７】
本発明は、吸入ポートと排出ポートを分離するために、交互にシリンダポートの経路を決定する単独の軌道バルブ部材を使用することで、吸入及び排出バルブ双方の機能を提供する。更に、単独の軌道バルブ部材は、多筒機構の同一のバルブ板に接続された個別の圧力及び真空シリンダ用のポート経路を備えてもよい。
【０００８】
本発明は、ねじり運動を引き起こす静止摩擦条件下でのわずかな回転を許容することにより、回転バルブと比較して軌道バルブとバルブ板の摩擦こう着面をより容易に分離するという機械的利点が生じ、必要とされる最終的な回転力と軌道バルブ部材に関連する摩擦損失を低減する。
【０００９】
本発明の一実施例において、吸排出の経路決定は、軌道バルブ内の同心溝を使用して、バルブ板の吸排出ポートとバルブ板のシリンダポートを相互接続することによって達成される。他の実施例において、本発明は、吸排出の経路に、軌道バルブ部材内の個別で非同心の溝部分を設ける。この場合、軌道バルブは、弾性部材によって回転が抑制される。
【００１０】
本発明の特徴、目的及び利点といった本発明の前記及び他の態様は、図面の簡単な説明、詳細な説明、添付図面及び添付のクレームから明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１〜５ｂを参照して、章動型または手動ピストン型のコンプレッサまたはポンプ１００はハウジング１０２を有する。ハウジング１０２はクランクケース容積１０４を内包する。ポンプはハウジング内に特定の主な駆動部品を有する。ハウジング内の主な駆動部品は、シャフト１８、偏心部６４、偏心軸受部６２、揺動部材６０、及び十字型自在継ぎ手５６を含む。自在継ぎ手５６は、コネクタ５９にジャーナル接続または結合された２本の相対するアームと、揺動またはヨーク部材６０とジャーナル接続または結合されたその他の２本の相対するアームを有する。
【００１２】
揺動部材６０は互いに同一の３本のアーム７４を有する。１本のアーム７４のみ図示されている。各アームは端部にボールヘッド７６を有する。
【００１３】
ポンプ１００はすべて同一の３つのピストンを有する。１つのピストン１４ａ，１４ｂのみが完全に図示されている。各ピストンはピストンヘッド１４ｂ及びピストンロッド１４ａを有する。各ピストンロッド１４ａは中空であり、半ソケット７８を含んでいる。各揺動部材のボールヘッド７６は半ソケット７８を介してピストンロッド１４ａに結合されている。
【００１４】
図７及び９に見られるように、各ピストンはそれぞれシリンダ２０ａ，２０ｂ，及び２０ｃに結合している。各シリンダはシリンダポート２８ａ，２８ｂ，及び２８ｃに結合している。図７，８及び９を参照されたい。シリンダポート２８ａ，２８ｂ，および２８ｃはそれぞれ、細長いシリンダ溝ポート部２８ａ”，２８ｂ”，及び２８ｃ”と、中心に位置する小さな楕円形のシリンダ通過ポート部２８ａ’、２８ｂ’、及び２８ｃ’からなる。小さな楕円形の部分は、実際にバルブ板を通過するシリンダポートの唯一の部分である。自在継ぎ手５６の中心は、シャフト軸中心線１８ａに沿って配置される。
【００１５】
ポンプ１００の動作中、駆動シャフト１８は、モータ５８により回転され、その固定子はエンドカバー５２に固定され、エンドカバー５２は壁１０３を介してハウジング１０２に固定され、軌道バルブ１６、軌道バルブ偏心部３０、軌道バルブ偏心軸受部３２及びカウンターモーメント質量５４を内包する。
【００１６】
駆動シャフト１８が回転することで、偏心部６４が軸受部６２を介して揺動部材６０を揺動させ、それにより、ロッド１４ａを主に往復運動で駆動させる。軌道バルブ偏心軸受部３２を介して動作する軌道バルブ偏心部３０は、バルブ板２５に対して摺動するので、シャフト中心線１８の周囲で軌道バルブ１６の軌道運動を生じさせる。軌道バルブ１６の２つの同心溝２２及び２４は、吸入ポート２７及び排出ポート２６に連続した流体通路を提供するため、シリンダポート２８ａ，２８ｂ，２８ｃ上を交互に摺動する。図９、１０ａ〜１０ｅを参照されたい。溝２２は圧溝または排出溝であり、溝２４は吸入溝であるとしてもよい。図５ａ及び５ｂの破線は、図９に示された排出ポート２６と図５ａに示されたチューブコネクタ４６の間の流体通路を示す。流体の吸入は、希釈室４８のポート４４から、ポート４２を通じてクランクケース室１０４へ、更にバルブ吸入ポート２７を通じた経路をとる。図５ａ及び５ｂの矢印は、流体の流れる方向を示す。
【００１７】
図５ａ及び５ｂは、シリンダ通過ポート２８ａが排出溝２２または吸入溝２４にもはや接続されない、上死点位置にあるピストンロッド１４ａを示す。
【００１８】
次に、特に図１０ａ〜１０ｅを参照すると、更に軌道バルブのシーケンス（連続動作）を見ることができる。これらの図では、参照を簡略化するために、１つのシリンダ２０ａおよびそれに関連するシリンダポート２８ａのみが図示される。また、参照を簡略化するために、突起１６ｃは図示されない。シリンダが互いに１２０度位相がずれる場合を除いて、他のシリンダ２０ｂ，２０ｃはそれぞれ全く同一の連続動作を経る。シリンダ側からバルブ板１６を見た場合、軌道バルブ１６の方向は矢印７０により示され、左回りとなっている。連続動作中の軌道バルブ１６に対するシャフト１８の角度方向は、黒塗り部分３０ａで示されている。このように、回転度はピストンの位置に相関させることができる。
【００１９】
図１０ａ〜１０ｅが軌道バルブの連続動作をどのように説明しているかについての下記の記載を理解する際に、偏心部３０によって連続動作させられる軌道バルブは、ピストンに対しては、ピストンの運動と９０度位相がずれることに留意されたい。連続動作の開始時である図１０ａでは、ピストンは上死点（TDC）位置にある。図５ａ及び５ｂを参照されたい。シリンダポート２８ａは排出溝または圧溝２２あるいは吸入溝２４のいずれとも連通していない。吸入溝２４はシリンダポート２８ａと連通できる状態にある。図１０ａにおいて、軌道バルブ１６の中心１６ａは左に移動することが示されている。シャフト１８の中心線に方向を合わせた「ｘ、ｙ」グラフ１７を図１０ａ上に重ね合わせたとすれば、移動方向は「−ｘ」となるだろう。移動量は、シャフト中心線１８ａから軌道バルブ偏心部３０までのオフセット３０ｂ（図１３）により決定される。ロッド１４ａが上死点位置にある場合、軌道バルブ１６の中心１６ａはｙ軸に沿って移動しない。このように、軌道バルブの中心１６ａはシャフト１８に対して垂直に中心に配置される。上死点位置では、軌道バルブの中心１６ａは、図１０ａに示されるトップシリンダ２０ａから主に９０度左回りしたところに位置している。
【００２０】
連続動作中の図１０ｂに進むと、ピストンはシリンダ２０ａの下方途中（バルブ板２５から離れて）まで移動している。シリンダ通過溝２８ａ”は吸入溝２４と連通する。次に、図１０ｃでは、ピストンはバルブ板２５からの最大距離である下死点（BDC）まで移動している。シリンダポート２８ａは、吸入溝２４あるいは圧溝２２のいずれとも連通していない。ピストンが下死点位置から上りストロークのほぼ中心の位置に移動するため、シリンダ通過ポート２２８ａ’は、吸入溝あるいは排出溝のいずれとも連通しない。これにより、排出溝内の圧力のレベルとほぼ同等レベルまでシリンダ内の圧力を増加させることが可能となる。次に、図１０ｄでは、ピストンはシリンダの上方途中まで、即ち、上り行程と最大圧縮点の中間へ移動している。最後に、図１０ｅでは、ピストンは上死点の前方４５度にある。シリンダポート２８ａはシリンダ溝部２８ａ”を通過して、排出溝または圧溝２２に開かれている。ピストンが上死点の前方４５度にある場合の、他のポート２８ｂ，２８ｃの相対的な位置は図９に示されている。
【００２１】
上記に説明した連続動作では、軌道バルブ１６の軸に対する回転が抑制されることはないが、溝２２と２４が円形であるため、軌道バルブ１６の軸に対する回転は動作に影響しないが、軌道バルブは軌道運動しつつ回転することができる。更に、軸受部３２とバルブ板２５に対する軌道バルブ１６の摩擦の組み合わせにより、ほんのわずかの回転を伴う大きな軌道運動がもたらされるだろう。更に、溝２２と２４は、通過スペースを形成するように軌道バルブを通過してない。
【００２２】
溝部分２８ａ”と通過部分２８ａ’を有するシリンダポートを使用することは、単純な通過ポートを使用することよりも有利であると考えられる。また、外側の溝に対して内側の溝２２を排出溝２２として有することは、内側の溝を形成する表面積が外側の溝より少ない点で有利であると考えられる。領域を小さくすることにより流体圧力による軌道バルブ１６への力が低減する。しかし、軌道バルブ１６は外側の溝を排出溝として構成することもできる。
【００２３】
本発明の実施形態によるポンプに含み得る更なる特徴は、エンドカバー５２等のハウジングに取り付けられた固定構造と軌道バルブ１６との間に提供される軸バネ付勢力８６である。バネは、（１）バルブ板２５に接触する軌道バルブ１６の表面の領域に作用する流体圧力と、（２）軌道バルブ封止面に対向する軌道バルブ表面に作用する流体圧力との間の差により生じる純離脱力の克服に役立つ。バネは、溝２２及び２４に囲まれたランド領域とハウジング１０２のバルブ板２５の間の封止を確実にする。または、軸方向に伸びた１または複数のバネは、軌道バルブ１６と偏心部３０の間の付勢力を提供することができる。軌道バルブの付勢を改善するために、同心溝を有するバルブ表面に対向するバルブの端部壁面に、周突起１６ｃが設けられる。周突起は、バネ８６の端部コイルを受ける空間を画定する。もちろん突起は連続している必要はない。突起に代わる手段として、バネの端部コイルを受けるための溝を設けてもよい。便宜上、バネ８６は、実際の相対的な巻き状態及び屈曲状態では図示されていない。
【００２４】
図１２ａ及び１２ｂに関して、溝部分と通過部分の組み合わせを備えた区分化された軌道バルブを用いた他の実施例が示されている。関連するバルブ２２５は３つのシリンダを有するが、便宜上、１つのシリンダ２２０ａのみ図示する。バルブ板は３つのシリンダポートを有するが、これもまた便宜上、溝部分２２８ａ”と通過部２２８ａ’からなるポート２２８ａのみ図示する。バルブ板は更に３つの排出ポートを有し、便宜上、１つの２２６ａのみ図示する。
【００２５】
図１２ｂ及び１２ａに示された軌道バルブ２１６は、３つの吸入部分２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃを有し、それぞれが３つのシリンダの１つのみに関連する。示された実施例では、吸入部２２４ａはシリンダ２２０ａと関連する。吸入部分は完全に軌道バルブを貫通する。通過開口部としての吸入部分を有することにより、関連するシリンダポートへの直接吸入が可能になり、従って、バルブ板に吸入ポートを設ける必要性がなくなる。
【００２６】
図１２ａ及び１２ｂの軌道バルブもまた、３つの溝付きの区分化された排出ポートを有する。便宜上、排出ポート２２２ａのみ図示する。各排出ポート部分は、シリンダ及びシリンダポートのみに関連する。示された実施例では、溝付き排出部分２２６ａは、シリンダ２２８ａ及びシリンダポート２２０ａと関連する。排出部分は軌道バルブを貫通しない。軌道バルブは、図５ａ及び５ｂに示された突起１６ｃと同様の突起を有する。便宜上、突起は図１２ａ及び１２ｂには図示されない。
【００２７】
図１２ａ及び１２ｂの実施例は軌道バルブを通過する吸入部分を示しているが、吸入部分は軌道バルブを通過する必要はない。この場合には、バルブ板を通過する適切な吸入ポートが設けられなくてはならない。更に、この場合、通過孔として排出部分を有することが可能であり、これによりバルブ板に排出ポートを設ける必要がなくなる。この場合、軌道バルブが内包される空洞は圧力封止されなければならない。バネ８６のような外部付勢力部材の必要性をなくすために、空洞内で増加できる圧力はバルブ板と軌道バルブの間のネット離脱力を克服するのに十分なものとすることができる。付勢力として動作することが出来る圧力の量は、軌道バルブとバルブ板の間に過度の摩擦力を引き起こすほど大きくてはならない。圧力は、空洞内の圧力調整ポート等またはいくつかの他の圧力調整器によって調整することができる。
【００２８】
軌道バルブ２１６のハウジングに対する回転は、オールダム継手、１つまたはそれ以上の遊びクランク機構、１つまたはそれ以上のねじりバネ、１つまたはそれ以上の板バネ、ディスクと固定されたハウジングの間に別々に取り付けられた、あるいはディスク自体に一体型部材として一体化されたその他の弾性機構を含むがそれに限定されない、いくつか可能な方法の使用により、防止しなければならない。便宜上、図１２ｂの斜視図にのみ、４本の一体型可撓弾性アーム２１６ｄを図示する。
【００２９】
バネ８６及び突起１６ｃと同様のバネ及び突起もまた、弾性回復の形成に使用することができる。この場合、バネの端部コイルを受けるために使用される突起は、周突起が、端部コイルが空洞にスナップフィットできる空洞を形成するように寸法を決定される。スナップフィットは、偏心部によって軌道バルブに伝達されたねじり力に十分抵抗しうる摩擦嵌めあい（フィット）を備えた軌道バルブにバネを結合するのに役立つ。溝がバネを受けるために使用されるときには、溝はバネの端部を受ける空洞を有し、それにより軌道バルブの回転が制限される。
【００３０】
図１２ａ及び１２ｂに関して、軌道バルブ２１６は圧縮シリンダ及び真空シリンダを有するポンプと共に使用することができる。シリンダは圧縮シリンダと真空シリンダの組み合わせである。各シリンダは軌道バルブ吸入／排出空洞の組み合わせに関連し、これは溝または通過ポートの組み合わせでもよい。バルブ板及び軌道バルブは、同一のポンプ内に設けられた圧力シリンダ及び真空シリンダと連続動作するバルブ板の適切な吸入または排出ポートを相互接続し、別々の流体回路を有した真空及び圧力ポンプ能力の双方を提供し、あるいは、圧力または真空流体源及び/または電気モータの組み合わせのいずれかを用いたポンプとモータの組み合わせを提供するように、構成されている。
【００３１】
図１３に関して、偏心部３０は、軌道バルブ１６の軌道運動により生じる一次径方向動態力を動的に平衡させるカウンターウェイトとして動作する部分（図示せず）を含む。この場合、カウンターモーメント質量５４は、ポンプまたはモータの一次駆動機構不平衡モーメントと、２つの異なる軸平面に位置する軌道バルブとその偏心カウンター質量によって生じる不平衡モーメントの両方を動的に平衡させるカウンターモーメント質量を含む。
【００３２】
また本発明の更に他の特徴として、軌道バルブ偏心部３３０は偏心部６４としてバルブ板３２５と同一の側にある。図１１を参照されたい。この場合、偏心部３３０は偏心部６４に直接結合される。偏心部６４は偏心軸受部３３２を介して偏心部３３０に軌道運動を伝達する。偏心部３３０は結合器３００により軌道バルブ３１６に軌道動作を伝達する。
【００３３】
軌道バルブ空洞２２，２４は溝２２，２４として説明されているが、それらはまた、通路、流路、または導管であってもよい。更に、２２と２４の双方が溝として説明されているが、溝と通過開口部の組み合わせからなるものでもよい。この場合、バルブ板のポーティングは、図１２ａ，１２ｂに関して説明された原則に従う。軌道バルブは、図示された、または説明されたもの以外のさまざまな形状を有してもよい。また、バルブ板及びハウジングも開示されたもの以外のさまざまな形状を有してもよい。
【００３４】
結合という用語は、直接的及び間接的結合の双方が対象となるよう包括的に使用されていることに留意されたい。例えば、シャフト１８は、間接的結合を介して揺動部材６０と結合される。また、軸も間接的結合を介してピストン１４ａ，１４ｂと結合される。
【００３５】
本発明の様々な実施例を相当詳細に説明した。説明した実施例に対する多くの修正及び変形は当業者には明らかである。従って、本発明は以上説明した実施例に限定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明の一実施例の特徴を備えた往復ポンプの斜視図である。
【図２】図２は、図１のポンプの側面図である。
【図３】図３は、図１の往復ポンプの平面図である。
【図４】図４は、図１の往復ポンプの底面図である。
【図５Ａ】図５ａは、図２の切断線５−５に沿った断面図である。
【図５Ｂ】図５ｂは、図１の断面の斜視図である。
【図６Ａ】図６ａは、２つの同心溝を有するバルブの表面を見たときの、図１のポンプの軌道バルブの斜視図である。
【図６Ｂ】図６ｂは、図６の軌道バルブの溝付き面の平面図である。
【図７】図７は、突出した３つのシリンダを有するバルブ板の表面を見たときの、図１のポンプのバルブ板の斜視図である。図の便宜上、板は、図５ａ，５ｂに示されるように、実際の円形とは対照的にほぼ矩形で示されている。
【図８】図８は、図７に示された面の反対側の表面を見たときの、図７のバルブ板の斜視図である。
【図９】図９は、図１のポンプの部品のアセンブリの表面平面図であり、アセンブリは３つのシリンダを有するバルブ板、軌道バルブ、及び軌道バルブにバルブ板を接続する偏心部を有する。便宜上、図５に示される軌道バルブの周突起は図示されておらず、また図の便宜上、バルブ板は、図５ａ，５ｂに示されるように実際の円形とは対照的にほぼ矩形で示されており、図はポンプのモータ端部に向かい、モータの反対側のポンプ端部から離れ、突出したシリンダを有するバルブ板の表面に入るところを示す。
【図１０Ａ】図１０ａは、図９とほぼ同一の平面図であり、便宜上、１つのシリンダとそれに関連するシリンダポートのみ示される。図は、ピストンの規定の位置に対する軌道バルブの連続動作を示している。
【図１０Ｂ】図１０ｂは、一般に図９と同様の平面図であり、便宜上、１つのシリンダとそれに関連するシリンダポートのみ示される。図は、ピストンの記述の位置に対する軌道バルブの配列を示している。
【図１０Ｃ】図１０ｃは、一般に図９と同様の平面図であり、便宜上、１つのシリンダとそれに関連するシリンダポートのみ示される。図は、ピストンの記述の位置に対する軌道バルブの配列を示している。
【図１０Ｄ】図１０ｄは、一般に図９と同様の平面図であり、便宜上、１つのシリンダとそれに関連するシリンダポートのみ示される。図は、ピストンの記述の位置に対する軌道バルブの配列を示している。
【図１０Ｅ】図１０ｅは、一般に図９と同様の平面図であり、便宜上、１つのシリンダとそれに関連するシリンダポートのみ示される。図は、ピストンの記述の位置に対する軌道バルブの配列を示している。
【図１１】図１１は、本発明の他の実施例のポンプの長軸に沿った部分断面図であり、ポンプは、図５ａの軌道バルブの配置に対してバルブ板の反対側に軌道バルブ偏心部を有する。
【図１２Ａ】図１２ａは、図１に示された型のポンプの部品のアセンブリの表面平面図である。図は、アセンブリが多筒バルブ板を有する本発明の他の実施例を示しており、便宜上、１つのシリンダのみを表示している。複数に区分された吸入通過ポート及び複数に区分された排出溝を有する軌道バルブについてもまた、便宜上、１つの排出部分のみを示している。そして、軌道バルブにバルブ板を接続する偏心部について、図は、ポンプのモータ端部に向かい、モータの反対側のポンプの端部から離れ、突出するシリンダを有するバルブ板の表面に入るところを示す。
【図１２Ｂ】図１２ｂは、図１２ａで示されるアセンブリの斜視図であり、便宜上、この斜視図の軌道バルブから突出して示されるアームは、図１２ａの平面図で省略されている。
【図１３】図１３は、図１のポンプの軌道バルブ偏心部の上面斜視図である。
【図１４】図１４は、一緒に組み立てられた図１のシャフト、軌道バルブ偏心部、及び軌道バルブの端部の斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１４a  ピストンロッド
１６  軌道バルブ
１６a，１６ｃ  突起
１８  シャフト
１８a  シャフト中心線
２０a，２０ｂ，２０ｃ  シリンダ
２２，２４  同心溝
２５  バルブ板
２６  排出ポート
２７  吸入ポート
２８a，２８ｂ，２８ｃ  シリンダポート
２８a’，２８ｂ’，２８ｃ’  シリンダ通過ポート部
２８a”，２８ｂ”，２８ｃ”  シリンダ溝ポート部
３０  軌道バルブ偏心部
３０a  軌道バルブ１６に対するシャフト１８の角度方向
３０ｂ  オフセット
３２  軌道バルブ偏心軸受部
４２，４４  ポート
４６  チューブコネクタ
４８  希釈室
５２  エンドカバー
５４  カウンターモーメント質量
５６  自在継ぎ手
５８  モータ
５９  コネクタ
６０  揺動部材
６２  偏心軸受部
６４  偏心部
７０  矢印
７４  アーム
７６  ボールヘッド
７８  半ソケット
８６  バネ
１００  ポンプ
１０２  ハウジング
１０３  壁
１０４  クランクケース室
２１６  軌道バルブ
２１６d  一体型可撓弾性アーム
２２０a  シリンダ
２２２a  排出ポート
２２４a，２２４ｂ，２２４c  吸入部分
２２５，２２６a  排出ポート
２２８a  ポート
２２８a’  通過部
２２８a”  溝部分
３００  結合器
３１６  軌道バルブ
３２５  バルブ板
３３０  軌道バルブ偏心部
３３２  偏心軸受部
【図１】
2008513649.tif 000003
【図２】
2008513649.tif 000004
【図３】
2008513649.tif 000005
【図４】
2008513649.tif 000006
【図５Ａ】
2008513649.tif 000007
【図５Ｂ】
2008513649.tif 000008
【図６Ａ】
2008513649.tif 000009
【図６Ｂ】
2008513649.tif 000010
【図７】
2008513649.tif 000011
【図８】
2008513649.tif 000012
【図９】
2008513649.tif 000013
【図１０Ａ】
2008513649.tif 000014
【図１０Ｂ】
2008513649.tif 000015
【図１０Ｃ】
2008513649.tif 000016
【図１０Ｄ】
2008513649.tif 000017
【図１０Ｅ】
2008513649.tif 000018
【図１１】
2008513649.tif 000019
【図１２Ａ】
2008513649.tif 000020
【図１２Ｂ】
2008513649.tif 000021
【図１３】
2008513649.tif 000022
【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年5月16日(2007.5.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシリンダと、複数のシリンダポートと、複数のピストンと、回転シャフトと、少なくとも１つの排出ポートと１つの吸入ポートを有するハウジングと、少なくとも１つの排出ポートと１つの吸入ポートを有する区画と、少なくとも１つの前記シリンダポートと、偏心部及び軌道バルブを有し、前記シャフトが偏心部と結合し、前記偏心部が前記軌道バルブと結合した機構において、
前記軌道バルブは、
複数の空洞と、
前記複数の空洞のうちの第１の空洞が前記複数のシリンダポートのうち前記シリンダポートの最初の１つに流体連絡し、前記第１の空洞はまた前記区画の少なくとも１つの吸入ポートまたは排出ポートと流体連絡し、前記複数の空洞のうちの第２の空洞が前記区画の前記少なくとも１つの吸入ポートまたは１つの排出ポートとの流体連絡を遮断される、第１の流体ポーティング位置と、
前記複数の空洞のうちの第２の空洞が前記第１のシリンダポートに流体連絡し、前記第１の空洞は前記第１のシリンダポートとの流体連絡を遮断され、前記第２の空洞が前記ハウジングの前記吸入ポートまたは排出ポートのいずれかと流体連絡し、前記第２の空洞が前記区画の前記少なくとも１つの吸入ポートまたは１つの排出ポートとの流体連絡を遮断される、第２の流体ポーティング位置と、
前記シャフトの回転の間、前記軌道バルブは軌道経路に沿って前記第１の流体ポーティング位置から第２の流体ポーティング位置まで移動し、前記少なくとも１つの排出ポートまたは１つの吸入ポートと少なくとも１つのシリンダポートが軌道バルブの同じ側にあることを特徴とする機構。
【請求項２】
前記軌道バルブは更に第１の接面と前記第１の接面の反対側に位置する第２の接面からなり、
前記第２の空洞は、前記第２の接面を通過することなく前記第１の接面に延びることを特徴とする請求項１に記載の機構。
【請求項３】
前記軌道バルブは更に第１の接面と反対側に位置する第２の接面からなり、
前記第２の空洞は前記第１の接面に延び前記第２の接面を通過して、前記軌道バルブを通過する通過開口部を提供する請求項１に記載の機構。
【請求項４】
中心軸周辺に配置されたシリンダ内で往復する複数のピストンと、シリンダ内のピストンの往復運動により変化するシリンダの体積と連通するシリンダごとに少なくとも１つのポートを有する壁を有する機構であって、
中心軸に対して実質的に軌道運動を行う中心駆動シャフト上の偏心部に回転可能に接続された軌道バルブからなり、軌道バルブは壁に対向するバルブの側面に空洞を有し、壁はバルブ内の少なくとも１つの空洞を通じてシリンダポートに連通する２つのシリンダ間の少なくとも１つの吸入ポートと、２つのシリンダ間で少なくとも１つの排出ポートを有し、バルブが壁に対して軌道運動する際に空洞が適切なシリンダポートと吸入または排出ポートを通過し、ピストンのストロークがタイミング調整された連続動作で流体の吸入および排出を提供することを特徴とする機構。
【請求項５】
空洞は互いに同心円上に配置され、バルブの中心軸の中心となっている環状溝であり、バルブはその角度方向が適切な吸排出ポートを有するシリンダポートの相互接続に影響することなく自由に回転することを特徴とする請求項４に記載の機構。
【請求項６】
空洞は主に弧状の部分であり、特定のシリンダポートと特定の吸入及び排出ポート間で相互接続する個々の長さを有しており、ディスクは、弾性部材の使用によりハウジングに対してその回転が抑制されることを特徴とする請求項４に記載の機構。
【請求項７】
軸バネ付勢力が軌道バルブとハウジングの間に提供されることを特徴とする請求項１に記載の機構。
【請求項８】
同一の機構内に設けられた圧力及び真空シリンダの組み合わせを相互接続するのに十分な数の空洞とポートが提供されることを特徴とする請求項４に記載の機構。
【請求項９】
複数のシリンダと、複数のシリンダポートと、複数のピストンと、回転シャフトと、少なくとも１つの排出ポートと１つの吸入ポートを有するハウジングと、少なくとも１つの排出ポートと１つの吸入ポートを有する区画と、少なくとも１つの前記シリンダポートと、偏心部及び軌道バルブを有し、前記シャフトが偏心部と結合し、前記偏心部が前記軌道バルブと結合した機構において、
前記軌道バルブは、
複数の空洞と、
前記複数の空洞のうちの第１の空洞が前記複数のシリンダポートのうち前記シリンダポートの最初の１つに流体連絡し、前記第１の空洞はまた前記区画の少なくとも１つの吸入ポートまたは排出ポートと流体連絡し、前記複数の空洞のうちの第２の空洞が前記区画の前記少なくとも１つの吸入ポートまたは１つの排出ポートとの流体連絡を遮断される、第１の流体ポーティング位置と、
前記複数の空洞のうちの第２の空洞が前記第１のシリンダポートに流体連絡し、前記第１の空洞は前記第１のシリンダポートとの流体連絡を遮断され、前記第２の空洞が前記ハウジングの前記吸入ポートまたは排出ポートのいずれかと流体連絡し、前記第２の空洞が前記区画の前記少なくとも１つの吸入ポートまたは１つの排出ポートとの流体連絡を遮断される、第２の流体ポーティング位置と、
前記シャフトの回転の間、前記軌道バルブは軌道経路に沿って前記第１の流体ポーティング位置から第２の流体ポーティング位置まで移動し、前記軌道バルブは第１の面とそれに対向する第２の面を有し、前記面のうち１つのみがポートを有する面と接していることを特徴とする機構。
【請求項１０】
前記機構は、往復ポンプ、コンプレッサ、空気圧モータ及び油圧モータのいずれか１つであることを特徴とする請求項１に記載の機構。
【国際調査報告】
2008513649.tif 000024