(57)【要約】ソレノイドバルブは、ハウジング内に収容されるスプールを含む。スプールはハウジング内で複数の位置に移動するようになっている。ハウジングは、供給ポートと排出ポートと、出口ポートと、を含む。スプールが所定の場所にあるとき、2つの出口ポートが互いに対して流体連通している。2011508862.tif 000003
2011508862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一端部と;
第二端部と;
供給ポートと排出ポートと出口ポートとを備える複数のポートと
を備えるハウジングと、
前記ハウジング内に収容され、該ハウジング内を第一位置から第二位置へ、および第三位置へ移動するようになっているスプールとを備えるシステムであって、
前記第二位置は前記第一位置と前記第三位置との間にあり;かつ
前記スプールが前記第二位置にあるときに、第一出口ポートが第二出口ポートと流体連通する、
前記システム。
【請求項２】
第一出口ポートが、第二出口ポートに隣接している、請求項1記載のシステム。
【請求項３】
スプールが、ハウジング内で水平にスライドするようになっている、請求項1記載のシステム。
【請求項４】
スプールが、ハウジング内で回転するようになっている、請求項1記載のシステム。
【請求項５】
アクチュエータをさらに備える請求項１記載のシステムであって;
前記アクチュエータが、第一の側と第二の側とを備え;
第一出口ポートが、前記アクチュエータの前記第一の側と連通しており;かつ
第二出口ポートが、前記アクチュエータの前記第二の側と連通している、
前記請求項1記載のシステム。
【請求項６】
第一の力をアクチュエータにかけるようになっている第一付勢部材と、第二の力を該アクチュエータにかけるようになっている第二付勢部材と
をさらに備える、請求項5記載のシステム。
【請求項７】
スプールが第一位置にあるときに:
供給ポートが第一出口ポートと流体連通し、かつ排出ポートが第二出口ポートと流体連通し;
前記スプールが第三位置にあるときに:
供給ポートが前記第二出口ポートと流体連通し、かつ排出ポートが前記第一出口ポートと流体連通している、
請求項1記載のシステム。
【請求項８】
スプールが第一位置にあるとき、該スプールはハウジングの第一端部近傍にあり;
前記スプールが第三位置にあるとき、該スプールはハウジングの第二端部近傍にある、
請求項1記載のシステム。
【請求項９】
複数のポートが、ハウジングを通って延び、
スプールが、前記複数のポートと位置合わせされるようになっている複数の凹部を備える、
請求項1記載のシステム。
【請求項１０】
凹部がスプールの周囲に沿って延びる、請求項9記載のシステム。
【請求項１１】
スプールが、ハウジング内で水平にスライドするようになっており、それによって、該スプールが第一位置にあるときにはポートの第一セットが互いに流体連通でき、該スプールが第二位置にあるときにはポートの第二セットが互いに流体連通でき、該スプールが第三位置にあるときにはポートの第三セットが互いに流体連通できる、請求項10記載のシステム。
【請求項１２】
凹部がスプールに沿って長手方向に延びる、請求項9に記載のシステム。
【請求項１３】
スプールが、ハウジング内で回転するようになっており、それによって、該スプールが第一位置にあるときにはポートの第一セットが互いに流体連通でき、該スプールが第二位置にあるときにはポートの第二セットが互いに流体連通でき、該スプールが第三位置にあるときにはポートの第三セットが互いに流体連通できる、請求項12記載のシステム。
【請求項１４】
一定の流体量を備えるケーシングと、前記ケーシング内に配置され、前記流体量を第一の流体量と第二の流体量とに分けるアクチュエータとを備えるアクチュエータアセンブリと、
前記アクチュエータアセンブリと流体連通しているソレノイドバルブアセンブリと
を備える、システムであって、
前記ソレノイドアセンブリを第一位置、第二位置、または第三位置に配置することができ;
前記ソレノイドアセンブリが前記第一位置または前記第三位置にあるときには、前記第一の流体量は前記第二の流体量と流体連通しておらず;かつ
前記ソレノイドアセンブリが前記第二位置にあるときに、前記第一の流体量は前記第二の流体量と流体連通している、
前記システム。
【請求項１５】
流体供給システムをさらに備え、
ソレノイドバルブアセンブリが第一位置にあるとき、前記流体供給システムは第一の流体量と流体連通しており、
ソレノイドバルブアセンブリが第三位置にあるとき、前記流体供給システムは第二の流体量と流体連通している、請求項14記載のシステム。
【請求項１６】
ソレノイドバルブアセンブリが、ハウジング内で水平にスライドするようになっているスプールを備える、請求項14記載のシステム。
【請求項１７】
ソレノイドバルブアセンブリが、ハウジング内で回転するようになっているスプールを備える、請求項14記載のシステム。
【請求項１８】
第一の流体量をアクチュエータの第一の側に有し、第二の流体量を該アクチュエータの第二の側に有する、アクチュエータを備えるアクチュエータアセンブリと、
複数のポートを備えるスリーブを備えるソレノイドバルブとを備える、システムであって、
前記ソレノイドバルブは前記アクチュエータアセンブリと流体連通しており;
第一ポートが前記アクチュエータと流体連通しており;
第二ポートが前記アクチュエータと流体連通しており;かつ
前記第一ポートが前記第二ポートと隣接している、
前記システム。
【請求項１９】
流体供給と、
前記流体供給と流体連通している第三ポートと、
環境に対して放出するようになっている第四ポートと
をさらに備える、請求項18記載のシステム。
【請求項２０】
アクチュエータがピストンを備え、
前記アクチュエータが、前記ピストンの第一の側と係合するようになっている第一付勢部材を備え、かつ
前記アクチュエータが、前記ピストンの第二の側と係合するようになっている第二付勢部材を備える、
請求項18記載のシステム。
【請求項２１】
ソレノイドバルブが、スリーブ内に配置されるスライド部材を備え;
前記スライド部材が、前記スリーブの第一端部近傍の第一位置から、該スリーブの第二端部近傍の第二位置へとスライドするようになっており;
スライドバルブが前記第一位置と前記第二位置との間の第三位置にあるとき、第一ポートと第二ポートとは互いに流体連通している、
請求項18記載のシステム。
【請求項２２】
外部表面と;
内側ボアを形成する内部表面と;
第一端部と;
第二端部と;
供給ポートと;
排出ポートと;
第一出口ポートと;
第二出口ポートと
を備えるハウジングであって、
前記供給ポート、前記排出ポート、前記第一出口ポート、及び前記第二出口ポートがそれぞれハウジングの前記外部表面から該ハウジングの前記内部表面まで延びる、前記ハウジングと、
一対の隣接するポートの間の流体連通を阻むようになっている複数の封止部材と、
一対の隣接するポートの間の流体連通を可能にするようになっている複数の凹部とを備え、スライド部材が前記第一端部と前記第二端部との間の中間位置にあるときに、第一凹部が、前記第一出口ポートと前記第二出口ポートとの間の連通を可能にする、前記内側ボア内に収容されるスライド部材と
を備える、システム。
【請求項２３】
第一バルブ位置と、第二バルブ位置と、第三バルブ位置とを備える三位置ソレノイドバルブと;
前記三位置ソレノイドバルブに結合されている複動空気圧アクチュエータと;
前記複動空気圧アクチュエータに結合されている流体供給とを備えるシステムであって、
前記複動空気圧アクチュエータが中間ストローク位置に付勢され;
前記複動空気圧アクチュエータが、第一シリンダ室と、第二シリンダ室とを備え;
前記第一バルブ位置が、前記第一シリンダ室を前記流体供給と結合し、前記第二シリンダ室を大気に結合し;
前記第二バルブ位置が、前記第一シリンダ室と前記第二シリンダ室とを一緒に結合し;かつ
前記第三バルブ位置が、前記第二シリンダ室を前記流体供給と結合し、前記第一シリンダ室を大気と結合する、
前記システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載
米国政府は、国防総省からの助成金番号N660001-06-8005JHUAPLの下に為された本発明の権利を保有することが出来る。
【０００２】
発明の分野
本開示は、流体圧駆動アクチュエータの位置を制御するのに用いられるソレノイドバルブアセンブリに関する。より具体的には、本開示は、アクチュエータアセンブリの一部からの流体をアクチュエータアセンブリの他の部分で再利用するソレノイドバルブアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
背景情報
一般的なソレノイドバルブシステムでは、バイナリ型の流体圧駆動位置決めシステムが用いられ、該システムではソレノイドバルブは2つまたは3つの位置の一つに方向付けられる。既存の二位置バルブの多くでは、ソレノイドは複動ピストンでアクチュエータアセンブリに結合される。ソレノイドバルブが第一位置にあるとき、空気（またはその他の流体）はピストンの一方の側に方向付けられ、その際、ピストンの第二の（反対）側の空気が大気に放出される。ソレノイドバルブが第二位置にあるとき、空気はピストンの第二の側に方向付けられ、その際、ピストンの第一の側の空気が大気に放出される。このような例において、本質的に、ピストンの一方の側の空気の全体量がピストンストローク毎に大気に放出される。したがって、このような設計では、ピストンを駆動するために比較的大量の空気を必要とする。
【０００４】
一般的な三位置ソレノイドバルブシステムは、上述の二位置システムと同様に動作する。しかし、特定の例においてはソレノイドバルブを、アクチュエータへの空気を効果的に遮断する第三位置に配置することが出来る。上述の二位置バルブの場合には、本質的に、ピストンの一方の側の空気の全体量がピストンストローク毎に大気に放出される。
【０００５】
したがって、アクチュエータの移動中に、一般的には大気に放出される空気の一部を捕らえるソレノイドバルブとアクチュエータシステムを提供することが望ましい。捕らえられた空気はアクチュエータの反対側に方向付けられ、それによってアクチュエータを方向付けるのに必要とされる空気の量が減る。また、大きな修正なしに、既存のソレノイドバルブシステムと交換できるように組み込めるソレノイドバルブを提供することも望ましい。
【発明の概要】
【０００６】
概要
本開示の例示的な態様は、ソレノイドバルブの位置が変わるときに、アクチュエータの一方の側からの流体をアクチュエータの別の側へと再利用するようになっているソレノイドバルブシステムを備える。特定の態様は、第一端部と、第二端部と、供給ポートと排出ポートと出口ポートとを備える複数のポートと、を有するハウジングと、該ハウジング内に収容され、ハウジング内を第一位置から第二位置へ、および第三位置へ移動するようになっているスプールと、を有するシステムを備える。特定の態様において、第二位置は第一位置と第三位置との間にあり、スプールが第二位置にあるときに、第一出口ポートが第二出口ポートと流体連通する。特定の態様において、第一出口ポートは、第二出口ポートに隣接しており、および/またはスプールは、ハウジング内で水平にスライドするようになっている。他の態様においては、スプールは、ハウジング内で回転するようになっている。特定の態様においては、該システムはアクチュエータを備え、該アクチュエータは、第一の側と第二の側とを備え、第一出口ポートは、アクチュエータの第一の側と連通しており、第二出口ポートは、アクチュエータの第二の側と連通している。
【０００７】
特定の態様は、第一の力をアクチュエータにかけるようになっている第一付勢部材と、第二の力をアクチュエータにかけるようになっている第二付勢部材と、を備える。特定の態様においては、スプールが第一位置にあるときに、供給ポートが第一出口ポートと流体連通し、かつ排出ポートが第二出口ポートと流体連通する。特定の態様においては、スプールが第三位置にあるときに、供給ポートが第二出口ポートと流体連通し、かつ排出ポートが第一出口ポートと流体連通している。
【０００８】
特定の態様においては、スプールが第一位置にあるとき、スプールはハウジングの第一端部近傍にあり、スプールが第三位置にあるとき、スプールはハウジングの第二端部近傍にある。特定の態様においては、複数のポートはハウジングを通って延び、スプールは、複数のポートと位置合わせされるようになっている複数の凹部を備える。特定の態様においては、凹部はスプールの周囲に沿って延び、別の態様においては、凹部はスプールに沿って長手方向に延びる。
【０００９】
特定の態様においては、スプールは、ハウジング内で水平にスライドするようになっており、それによって、スプールが第一位置にあるときにはポートの第一セットが互いに流体連通でき、スプールが第二位置にあるときにはポートの第二セットが互いに流体連通でき、スプールが第三位置にあるときにはポートの第三セットが互いに流体連通できる。
【００１０】
特定の態様においては、スプールは、ハウジング内で回転するようになっており、それによって、スプールが第一位置にあるときにはポートの第一セットが互いに流体連通でき、スプールが第二位置にあるときにはポートの第二セットが互いに流体連通でき、スプールが第三位置にあるときにはポートの第三セットが互いに流体連通できる。
【００１１】
他の例示的な態様は、アクチュエータアセンブリと、ソレノイドバルブアセンブリとを備えるシステムを備える。特定の態様では、アクチュエータアセンブリは、一定の流体量を備えるケーシングと、ケーシング内に配置され、流体量を第一の流体量と第二の流体量とに分けるアクチュエータと、アクチュエータアセンブリと流体連通しているソレノイドバルブアセンブリと、を備える。特定の態様においては、ソレノイドアセンブリを第一位置、第二位置、または第三位置に配置することができ、ソレノイドバルブアセンブリが第一位置または第三位置にあるときに、第一の流体量は第二の流体量と流体連通しておらず、ソレノイドバルブアセンブリが第二位置にあるとき、第一の流体量は第二の流体量と流体連通している。
【００１２】
特定の態様は、流体供給システムをさらに備え、ソレノイドバルブアセンブリが第一位置にあるとき、流体供給システムは第一の流体量と流体連通しており、ソレノイドバルブアセンブリが第三位置にあるとき、流体供給システムは第二の流体量と流体連通している。特定の態様においては、ソレノイドバルブアセンブリは、ハウジング内で水平にスライドするようになっているスプールを備えるが、他の態様においては、ソレノイドバルブアセンブリは、ハウジング内で回転するようになっているスプールを備える。
【００１３】
特定の態様は、アクチュエータアセンブリとソレノイドバルブとを備えたシステムを備え、アクチュエータアセンブリは、第一の流体量をアクチュエータの第一の側に有し、第二の流体量をアクチュエータの第二の側に有するアクチュエータを備え、ソレノイドバルブは複数のポートを備えるスリーブを有する。特定の態様においては、ソレノイドバルブはアクチュエータアセンブリと流体連通しており、第一ポートがアクチュエータと流体連通しており、第二ポートがアクチュエータと流体連通しており、第一ポートが第二ポートと隣接している。特定の態様は、流体供給と、該流体供給と流体連通している第三ポートと、環境に対して放出するようになっている第四ポートと、をさらに備える。特定の態様においては、アクチュエータは、ピストンと、ピストンの第一の側と係合するようになっている第一バネと、ピストンの第二の側と係合するようになっている第二バネと、を備える。
【００１４】
特定の態様においては、ソレノイドバルブは、スリーブ内に配置されるスライド部材を備え、スライド部材は、スリーブの第一端部近傍の第一位置から、スリーブの第二端部近傍の第二位置へとスライドするようになっており、スライドバルブが第一位置と第二位置との間の第三位置にあるとき、第一ポートと第二ポートとは互いに流体連通している。
【００１５】
特定の態様は、外部表面と、内側ボアを形成する内部表面と、第一端部と、第二端部と、供給ポートと、排出ポートと、第一出口ポートと、第二出口ポートと、を有するハウジングを備え、供給ポートと、排出ポートと、第一出口ポートと、第二出口ポートとはそれぞれハウジングの外部表面からハウジングの内部表面まで延びる。特定の態様は、内側ボア内に収容され、一対の隣接するポートの間の流体連通を阻むようになっている複数の封止部材と、一対の隣接するポートの間の流体連通を可能にするようになっている複数の凹部と、を備えるスライド部材をさらに備え、スライド部材が第一端部と第二端部との間の中間位置にあるときに、第一凹部が、第一出口ポートと第二出口ポートとの間の連通を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第一位置にあるソレノイドバルブとアクチュエータアセンブリの例示的な態様の断面図を示す。
【図２】第二位置おける図1の態様の断面図を示す。
【図３】第三位置おける図1の態様の断面図を示す。
【図４】第一位置にあるソレノイドバルブとアクチュエータアセンブリの例示的な態様の断面図を示す。
【図５】第二位置おける図4の態様の断面図を示す。
【図６】第三位置おける図4の態様の断面図を示す。
【図７】ソレノイドバルブアセンブリの例示的な態様の分解図を示す。
【図８】第一位置における図7の態様のアセンブリ図を示す。
【図９−Ａ】図8の態様の第一断面図を示す。
【図９−Ｂ】図8の態様の第二断面図を示す。
【図９−Ｃ】図8の態様の第三断面図を示す。
【図９−Ｄ】図8の態様の第四断面図を示す。
【図１０】第二位置における図7の態様のアセンブリ図を示す。
【図１１−Ａ】図10の態様の第一断面図を示す。
【図１１−Ｂ】図10の態様の第二断面図を示す。
【図１１−Ｃ】図10の態様の第三断面図を示す。
【図１１−Ｄ】図10の態様の第四断面図を示す。
【図１２】第三位置における図7の態様のアセンブリ図を示す。
【図１３−Ａ】図12の態様の第一断面図を示す。
【図１３−Ｂ】図12の態様の第二断面図を示す。
【図１３−Ｃ】図12の態様の第三断面図を示す。
【図１３−Ｄ】図12の態様の第四断面図を示す。
【図１４】第四位置おける図1の態様の断面図を示す。
【図１５】第一位置にあるソレノイドバルブアセンブリの例示的な態様の断面図を示す。
【図１６】第二位置にあるソレノイドバルブアセンブリの例示的な態様の断面図を示す。
【図１７】第三位置にあるソレノイドバルブアセンブリの例示的な態様の断面図を示す。
【図１８】第四位置にあるソレノイドバルブアセンブリの例示的な態様の断面図を示す。
【図１９】第五位置にあるソレノイドバルブアセンブリの例示的な態様の断面図を示す。
【図２０】第一位置にあるソレノイドバルブアセンブリの例示的な態様の断面図を示す。
【図２１】第二位置にあるソレノイドバルブアセンブリの例示的な態様の断面図を示す。
【図２２】第三位置にあるソレノイドバルブアセンブリの例示的な態様の断面図を示す。
【図２３】第四位置にあるソレノイドバルブアセンブリの例示的な態様の断面図を示す。
【図２４】第五位置にあるソレノイドバルブアセンブリの例示的な態様の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
例示的な態様の詳細な説明
ここで、図1〜3を参照すると、本開示の例示的な態様は、スリーブすなわちハウジング110と、スライド部材すなわちスプール120とを備えるソレノイドバルブ100を備える。本態様においては、バルブ100はアクチュエータアセンブリ130と、流体供給システム140とに結合される。示されている態様においては、アクチュエータアセンブリ130は、ケーシング131と、（ロッド137とピストン135とを有する）アクチュエータ132と、第一付勢部材133と、第二付勢部材134と、を備える。特定の態様において、第一付勢部材133と、第二付勢部材134とは圧縮バネであってもよい。示されている態様においては、アクチュエータ132のピストン135は、ケーシング131内に包含される流体量を2つの別々の流体量（ピストン135の両側にそれぞれ一つずつ）に分ける。線形アクチュエータが図示されているが、他の態様では、回転アクチュエータ（不図示）などの異なる構造を備えてもよい。回転アクチュエータの態様は、ケーシング内に包含される流体を、2つの流体量に分けるアクチュエータを備えてもよい。このとき、アクチュエータの第一の側が第一の流体量と流体連通し、アクチュエータの第二の側が第二の流体量と流体連通する。しかし、回転アクチュエータ態様では、アクチュエータは直線にスライドするのでなく、ケーシング内で回転するようになっており、付勢部材は、圧縮バネでなく、ねじりバネであってもよい。
【００１８】
本例示的な態様においては、流体供給システム140は貯蔵部141を備える。他の態様においては、流体供給システムは、流体を圧縮して貯蔵部140に供給するコンプレッサまたはポンプ（不図示）を備えてもよい。特定の例示的な態様においては、流体供給システム140は空気を包含してもよいし、他の態様では、流体供給システムは、液体（例えば、作動液）を含む他の流体を備えてもよい。
【００１９】
本例示的な態様において、ハウジング110は左端部151と、右端部149と、外壁129と、内側ボア119と、外壁120を通って内側ボア119まで延びる一連のポート111〜118および121〜128と、を備える。反対の位置を占める対となるポート（111と121、112と122、…、118と128）は、外部流路（不図示）を介して接続され、したがって、同じポートであるとみなすことができることに留意されたい。本態様においては、排出ポート111/121および118/128は大気に排出し、供給ポート113/123および116/126は結合システム163を介して流体供給システム140に結合される。本例示的な態様において、出口ポート112/122、114/124、115/125および117/127はアクチュエータアセンブリ130と流体連通している。他の例示的な態様において、出口ポート112/122、114/124、115/125および117/127は図1〜3の態様で示した構造とは異なる構造のアクチュエータアセンブリと流体連通していてもよい。非限定的に、このような他の構造の例示的な態様は、本開示における追加の図面に示されている。本明細書において用いられる場合、「出口ポート」の語は、アクチュエータに結合されて、出口ポートとアクチュエータとの間に流体連通を提供することができる任意のポートを含むものと一般に理解される。
【００２０】
図を明瞭にするため、図1においてポート121〜128のみが外部要素に結合されるように示されている。図1に示されるように、出口ポート122および124は、ピストン135の左側のケーシング131に結合システム161を介して結合される。また、図1に示されるように、出口ポート125および127は、ピストン135の右側のケーシング131に結合システム162を介して結合される。例示的な態様において、結合システム161、162および163は、チューブシステム、パイプシステム、又はその他の任意の流体連通を要素間に提供するために用いられる周知のシステムを備えてもよい。
【００２１】
図1に示されるように、スプール120は、一連の凸部または凹部145〜147を備える外表面148を備える。内側ボア119内のスプール120の位置に応じて、外表面148、または凹部145〜147がポート111〜118および121〜128の一つまたは複数に位置合わせされる。図1に示されるように、スプール120はハウジング110の左端部151の方に配置されている。この位置において、凹部145はポート111/121および112/122と位置合わせされ、それによって、ポート111/121と112/122とは互いに流体連通される。図1に示される例示的な態様において、凹部146はポート114/124と位置合わせされる。また、図1に示されるように、凹部147はポート116/126および117/127と位置合わせされ、それによって、ポート116/126と117/127とは互いに流体連通される。さらに、外表面148は、ポート113/123、115/125、および118/128と位置合わせされ、それによってこれらのポートのそれぞれは他のポートと分離される。示されている例示的な態様において、外表面148は、内側ボア119内に精密嵌合しており、それによって流体はポート113/123、115/125、および118/128から他のポートに流れることが制限される。その結果、ポート113/123、115/125、および118/128は、他のポートとは流体連通していない。
【００２２】
先に述べたように、排出ポート111/121および118/128は大気に対して排出または放出するもので、出口ポート112/122および114/124はピストン135の左側のケーシング131（すなわち、ケーシング131の左側）に結合される。スプール120が図1に示される位置にあるとき、ピストン135の左側のケーシング131の部分は大気に放出される。したがって、ケーシング131の左部分における流圧は、本質的に大気圧とされる。先に述べたように、供給ポート116/126は流体供給システム140に結合され、出口ポート117/127はピストン135の右のケーシング131の部分（すなわち、ケーシング131の右側）に結合される。図1に示される位置においては、供給ポート116/126は出口ポート117/127と流体連通しており、したがって、ケーシング131の右側を、本質的に流体供給システム140の圧力と同じ、または近くする。
【００２３】
図1に示される態様において、流体供給システム140内の圧力は大気圧よりも高い。したがって、ケーシング131の右側の圧力はケーシング131の左側の圧力よりも高い。ピストン135に差圧（differential pressure across piston 135）があることによって、ピストン135はケーシング131内で左に移動する。示されている態様では、付勢部材133および134もピストン135に力をかける。ピストン135の両側の流圧の差によって、付勢部材134が圧縮される（これがピストン135に力をかけてピストン135を右に付勢する）。図1に示される位置において、付勢部材133はピストン135に対する右または左いずれかへの力となり得る。
【００２４】
ここで、図2を参照すると、スプール120が左端151と右端149との中間位置に配置されているソレノイドバルブ100が示されている。この位置において、凹部145は出口ポート112/122と位置合わせされているが、出口ポート112/122は、他のポートから分離されている。さらに、凹部147は出口ポート117/127と位置合わせされているが、出口ポート117/127もまた他のポートから分離されている。図2の位置において示されるように、凹部146は出口ポート114/124および115/125に位置合わせされており、それによってこれらのポートは互いに対して流体連通している。先に述べたように、出口ポート114/124はケーシング131の左側と流体連通しており、出口ポート115/125はケーシング131の右側と流体連通している。図2に示される位置においては、ケーシング131の左側は、ケーシング131の右側と流体連通している。また、図2に示されるように、外表面148は、大気に放出するための排出ポート111/121および118/128を遮断している。したがって、ケーシング131の右側およびケーシング131の左側は大気に放出されない。
【００２５】
スプール120が図1に示される位置から図2に示される位置に移動すると仮定すると、流体はケーシング131の右側からケーシング131の左側に流れるであろう。図1に示される態様の詳解において述べたように、ケーシング131の左側は本質的に大気圧であり、ケーシング131の右側は本質的に大気圧より高い流体供給システム140の圧力である。スプール120が図2に示される位置に移動すると、ケーシング131の左側はもはや大気には放出されず、ケーシング131の右側はもはや流体供給システム140とは流体連通していない。スプール120が図2に示される位置に移動した後、ケーシング131の左側はケーシング131の右側と流体連通する。初めは、ケーシング131の右側はケーシング131の左側の圧力より高いので、流体はケーシング131の右側から左側に流れるであろう。より具体的には、流体はケーシング131の右側から結合システム162、出口ポート115/125、凹部146、出口ポート114/124、結合システム161を通ってケーシング131の左側に流れるであろう。このように、ケーシング131の右側からの流体はケーシング131の左側に方向付けられ、すなわち再利用される。これによって、ピストン131の右側の流圧は低減し、ピストン131の左側の流圧は増加する。ピストン135の両側の圧力が均衡に近づくと、付勢部材134はピストン131に力をかけて図2に示されるように右に移動させるであろう。図2に示される構造では、付勢部材133はピストン131に対して左への力をかける。しかし、特定の例示的な態様においては、付勢部材134は付勢部材133の力を圧倒するほどの大きさの対抗力をかけることができる。例えば、付勢部材133および134が同等の圧縮バネである場合、ピストンにかけられる力の差（圧力が同じであっても、ピストンの左側の面積がピストンロッドの面積によって右側の面積より小さいことによる）を相殺するように、付勢部材134が付勢部材133よりも大きな量だけ圧縮される限り、付勢部材134は付勢部材133よりも大きい力をかけ、それによって、ピストンは均衡状態になる。
【００２６】
ここで、図3を参照すると、ソレノイドバルブ100のスプール120がハウジング110の右端部149近傍の位置に示されている。この位置において、凹部146はポート115/125と位置合わせされているが、ポート115/125は他のポートから分離される。さらに、凹部147は、ポート117/127および118/128と位置合わせされており、それによって（ケーシング131の右側に結合されている）ポート117/127は大気に放出される。図3に示される位置では、凹部145はポート112/122および113/123と位置合わせされており、それによって（ケーシング131の左側に結合されている）ポート112/122は流体供給システム140と流体連通している。この位置において、ケーシング131の左側はケーシング131の右側よりも高圧であり、ピストン135はケーシング131の右側に移動する。
【００２７】
その後、スプール120は図3に示される位置から図2に示される位置へと移動し、サイクルが繰り返されることができる。このように、ピストン135は、ハウジング110内のスプール120の位置に基づいてケーシング131内を移動することができる。スプール120は、電磁石コイル（不図示）、その他の当技術分野において公知のソレノイドバルブを位置決めする機構によって、ハウジング110内を移動することができる。図1〜3に示される態様ではハウジング110とスプール120が円筒構造で示されているが、他の態様では断面が円ではない異なる構造であってもよい。例えば、ハウジング110およびスプール120の断面は四角形やその他の多角形の形状であってもよい。
【００２８】
ここで、図4〜6を参照すると、ソレノイドバルブシステム200の代替の態様は、ハウジング210と、スプール220と、（ロッド237とピストン235とを有する）アクチュエータアセンブリ230と、流体供給システム240とを備える。ソレノイドバルブシステム200はソレノイドバルブシステム100とほぼ同等であるが、ソレノイドバルブシステム200はソレノイドバルブシステム100とは異なる数および構造のポートを備え、スプール200に形成される凹部はスプール100の凹部とは構造が異なる。具体的には、図4に示される例示的な態様は8つではなく7つのポートを備える。図1〜3に示される態様では2つの供給ポートが含まれるのとは異なり、ソレノイドバルブシステム200は、流体供給システム240に結合される単一の供給ポート213/223を備える。ソレノイドバルブシステム200の他の局面はソレノイドバルブシステム100とほぼ同等である。したがって、ソレノイドバルブシステム200における同様の機能および要素は、図1〜3において用いられるものと同様の参照符号で示される（ただし、図4〜6の参照符号は「1」ではなく「2」で始まる）。
【００２９】
図4に示されるように、スプール220はハウジング210の左端部251近傍にある。この位置において、凹部245は、ケーシング231の左側と流体連通している排出ポート211/221およびポート212/222と位置合わせされる。したがって、ケーシング231の左側はほぼ大気圧である。また、図4に示されるように、ケーシング231の右側と流体連通している凹部246は供給ポート213/223およびポート215/225と位置合わせされる。したがって、ケーシング231の右側はほぼ流体供給システム240の圧力である。図4に示されるように、凹部247は他のポートから分離された（ケーシング231の左側と流体連通している）ポート214/224を有する。図4に示す構造においては、ピストン235はケーシング231の左側に押し付けられている。
【００３０】
ここで、図5を参照すると、スプールが左端部251と右端部249との間の、より中心に近い位置に移動している。この位置において、凹部245は分離されたポート212/222を有し、凹部246は分離されたポート215/225を有する。さらに、凹部247は（ケーシング231の左側と流体連通している）ポート214/224および（ケーシング231の右側と流体連通している）ポート217/227と位置合わせされている。その結果、ケーシング231の左側はケーシング231の右側と流体連通し、ピストン235の流圧の差は均衡に近づく。その結果、付勢部材234はピストン235を図5に示される位置に付勢する。
【００３１】
ここで、図6を参照すると、スプール220はハウジング210の右端部249近傍の位置に示されている。この位置において、凹部245は、供給ポート213/223および左側のポート212/222と位置合わせされる。凹部246は排出ポート218/228および右側のポート215/225と位置合わせされる。また、図6に示されるように、凹部247は右側のポート217/227と位置合わせされ、これを分離する。この位置において、ケーシング231の左側は流体供給システム240と流体連通しており、ケーシング231の右側は大気に放出される。ピストン235はケーシング231の右側の方に移動させられるであろう。
【００３２】
図1〜3の態様と同様に、図4〜6に示される位置はサイクルとされることができ、それによってピストン235はケーシング231の一方の端部に近い位置から他方の端部の方へ移動し、また戻るように移動する。
【００３３】
ここで、図7〜13を参照すると、ソレノイドバルブシステム300の例示的な態様は回転構造を備える。ソレノイドバルブシステム300は、先に述べた態様におけるアクチュエータアセンブリ130または230と同様のアクチュエータアセンブリ（不図示）に結合されることができる。ソレノイドバルブシステム300はまた、先に述べた態様における流体供給システム140または240と同様の流体供給システムに結合されてもよい。図7〜13の態様は、（先に述べた態様において示されたようなスプールの代わりに）ハウジング310と回転部材320とを備える。回転部材320はハウジング310内で回転し、回転部材320の外表面上の凸部または凹部345〜348をハウジング310内のポートと位置合わせする。
【００３４】
ハウジング310は第一端部351および第二端部329と、それらの間に分散配置された一連のポートとを備える。本所定の態様において、ハウジング310は、第一端部351近傍の一連の供給ポート321と、第二端部329近傍の一連の排出ポート323とを備える。ハウジング310はさらに、供給ポート321近傍の一連の第一アクチュエータポート325と、第一アクチュエータポート325および排出ポート323の間の一連の第二アクチュエータポート322とを備える。ハウジング310はさらに、種々のポート同士の間の一連の封止部材すなわち凸状部305を備える。凸状部305は、種々のポートと（アクチュエータシステムや流体供給システムなどの）外部システムとの間の流体連通を阻むために、一組のポートが隣接する組のポートから分離されることを可能にする。明瞭にするために、図7および8では、すべての凸状部305には符号を付さない。
【００３５】
示されている態様において、回転部材320は第一端部301と、第二端部302とを備える。第一端部301は、ソレノイドアクチュエータ（不図示）が回転部材320を回転させることを可能にする係合部材303を備える。この態様において、回転部材320はその外周面に沿って一連の凹部345〜348を備える。凹部345および347は約180度離れており、長手方向において位置合わせされている（すなわち、これらの凹部はほぼ同じ長さであり、第一端部301および第二端部302からほぼ同じ距離にある）。同様に、凹部346および348は約180度離れており、長手方向において位置合わせされている。
【００３６】
ここで、図8を参照すると、ハウジング310および回転部材320のアセンブリ図が、回転部材320がハウジング310内の所定の位置にある状態で示されている。具体的には、回転部材320は、第一アクチュエータポート325が排出ポート323と流体連通し、第二アクチュエータポート322が供給ポート321と流体連通するように位置づけられる。ここで、図9-Aを参照すると、図8の線9-Aに沿った断面図が、供給ポート321と位置合わせされた凹部345および347を示す。ここで、図9-Bを参照すると、図8の線9-Bに沿った断面図が、第一アクチュエータポート325と位置合わせされた凹部346および348を示す。ここで、図9-Cを参照すると、図8の線9-Cに沿った断面図が、一対の第二アクチュエータポート322と位置合わせされた凹部345および347を示す。最後に、図9-Dを参照すると、図8の線9-Dに沿った断面図が、一対の排出ポート323と位置合わせされた凹部346および348を示す。
【００３７】
したがって、回転部材320が図8に示される位置にある状態で、第一アクチュエータポート325は排出ポート323と（凹部346および348を介して）流体連通している。さらに、第二アクチュエータポート322は、供給ポート321と（凹部345および347を介して）流体連通している。特定の態様において、流体供給システムは供給ポート321と流体連通し、排出ポート323は大気に放出することができる。さらに、第一アクチュエータポート325はアクチュエータアセンブリの一方の側と流体連通し、第二アクチュエータポート322はアクチュエータアセンブリの反対側と流体連通することができる。このような態様において、回転部材320を図8に示される位置に配置すると、アクチュエータをアクチュエータアセンブリの一方の側に（図1に示されるアクチュエータアセンブリ130の位置と同様に）移動させることができる。
【００３８】
ここで、図10を参照すると、回転部材320は、図8に示される位置とは異なる位置になるように回転している。具体的には、回転部材320は第一アクチュエータポート325が第二アクチュエータポート322と流体連通するように回転している。さらに、供給ポート321は、第一アクチュエータポート325と第二アクチュエータポート322のいずれとも流体連通していない。同様に、排出ポート323は、第一アクチュエータポート325と第二アクチュエータポート322のいずれとも流体連通していない。
【００３９】
ここで、図11-Aを参照すると、図10の線11-Aに沿った断面図が、いかなる供給ポート321とも位置合わせされていない凹部345および347を示す。ここで、図11-Bを参照すると、図10の線11-Bに沿った断面図が、一対の第一アクチュエータポート325と位置合わせされた凹部345および347を示す。また、図11-Bに示されるように、凹部346および348は第一アクチュエータポート325の他の対と位置合わせされている。
【００４０】
ここで、図11-Cを参照すると、図10の線11-Cに沿った断面図が、一対の第二アクチュエータポート322と位置合わせされた凹部345および347を示す。また、図11-Cに示されるように、凹部346および348は第二アクチュエータポート322の他の対と位置合わせされている。最後に、図11-Dを参照すると、図10の線11-Dに沿った断面図が、いかなる排出ポート323とも位置合わせされていない凹部346および348を示す。
【００４１】
したがって、回転部材320が図10の位置にある状態で、第一アクチュエータポート325は第二アクチュエータポートと（凹部345、346、347、および348を介して）流体連通している。さらに、供給ポート321および排出ポート323はいかなるポートとも流体連通しておらず、したがって、効果的に封止されている。先に説明したように、第一アクチュエータポート325はアクチュエータアセンブリの一方の側と流体連通し、第二アクチュエータポート322はアクチュエータアセンブリの反対側と流体連通することができる。このような態様において、回転部材320を図10に示される位置に配置すると、アクチュエータをアクチュエータアセンブリの中間位置（図2に示されるアクチュエータアセンブリ130の位置と同様）に移動させることができる。
【００４２】
図12を参照すると、回転部材320は、図10に示される位置とは異なる位置になるように回転している。具体的には、回転部材320は、第一アクチュエータポート325が供給ポート321と流体連通し、第二アクチュエータポート322が排出ポート323と流体連通するように位置づけられる。ここで、図13-Aを参照すると、図12の線13-Aに沿った断面図が、一対の供給ポート321と位置合わせされた凹部345および347を示す。ここで、図13-Bを参照すると、図12の線13-Bに沿った断面図が、第一アクチュエータポート325と位置合わせされた凹部345および347を示す。ここで、図13-Cを参照すると、図12の線13-Cに沿った断面図が、一対の第二アクチュエータポート322と位置合わせされた凹部346および348を示す。最後に、図13-Dを参照すると、図12の線13-Dに沿った断面図が、一対の排出ポート323と位置合わせされた凹部346および348を示す。
【００４３】
したがって、回転部材320が図12の位置にある状態で、第一アクチュエータポート325は供給ポート321と（凹部345および347を介して）流体連通している。さらに、第二アクチュエータポート322は、排出ポート323と（凹部346および348を介して）流体連通している。先に説明したように、流体供給システムは供給ポート321と流体連通し、排出ポート323は大気に放出することができる。さらに、第一アクチュエータポート325はアクチュエータアセンブリの一方の側と流体連通し、第二アクチュエータポート322はアクチュエータアセンブリの反対側と流体連通することができる。このような態様において、回転部材320を図12に示される位置に配置すると、アクチュエータをアクチュエータアセンブリの一方の側、すなわち回転部材320が図8に示される位置にあるときのアクチュエータ位置とは反対（図3に示されるアクチュエータアセンブリ130の位置と同様）に移動させることができる。
【００４４】
本開示に包含される図面は精確な縮尺ではないことは理解されるものであり、種々の構成要素の形状は、望ましい流体力学と駆動タイミングとを提供するように選択することができる。図1〜3および4〜6に示される態様においては、出口ポートは、供給ポートおよび排出ポートの中間位置において供給ポートおよび排出ポートの両方と流体連通されてもよい。例えば、スプール120が図14に示される位置にあるとき、出口ポート112/122、114/124、115/125、および117/127は排出ポート111/121および供給ポート116/126と流体連通している。望ましい場合には、スプール120が移動する間に、出口ポートが排出ポートおよび供給ポートから遮断されるように、スプールを構成することができる。ここで、図15〜19を参照すると、ソレノイドバルブ400は、スリーブすなわちハウジング410内のスライド部材すなわちスプール420を備える。ソレノイドバルブ400は、外表面448と、凹部445、446、および447の形状が異なることを除けば図1〜3に示される態様とほぼ同等である。同様の要素には、図1〜3に示される要素と同様の符号が付される。ただし、符号は「1」ではなく「4」で始まる。ソレノイドバルブ400もまた、図1〜3に示されるソレノイドバルブと同様にアクチュエータシステム（明瞭にするため不図示とする）に結合されることができる。したがって、出口ポート412/422および414/424は、出口ポート415/425および417/427と同様に、互いに流体連通している。
【００４５】
図15に示されるように、スプール420は最も左の位置にあり、出口ポート412/422および414/424は排出ポート411/421と流体連通している。さらに、出口ポート415/425および417/427は供給ポート416/426と流体連通している。図16に示される位置において、スプール420はやや右にずれており、すべてのポートが互いから分離されている。スプール420がさらに右にずれると、図17に示される中央位置に近づき、出口ポート412/422、414/424、415/425、および417/427は互いに対して流体連通する（しかし、排出ポート411/421および418/428と、供給ポート413/423および416/426とからは分離される）。図18に示されるようにスプール420がさらに右にずれると、すべてのポートが再び互いから分離される。最後に、スプール420は図19に示されるように最も右の位置に近づき、出口ポート412/422および414/424は供給ポート413/423と流体連通している。さらに、出口ポート415/425および417/427は排出ポート418/428と流体連通している。要約すると、図15〜19に示される態様は、図1〜3に示される態様とほぼ同等であるが、スプール420と外表面448の形状（凹部445、446、および447の長さおよび間隔を含む）は修正されている。修正によって、スプール420は、最も左の位置と最も右の位置との間でより長い距離を動かなければならず、スプール420の特定の位置においてすべてのポートが分離される。
【００４６】
ここで、図20〜24を参照すると、図4〜6に示されている態様の修正されたバージョンも、より長い距離を動くスプールを備え、スプールが中間位置にあるときにはすべてのポートを分離可能である。同様の要素には、図4〜6に示される要素と同様の符号が付される。ただし、符号は「2」ではなく「5」で始まる。ソレノイドバルブ500は、外表面548と、凹部545、546、および547の形状が異なることを除けば図4〜6に示される態様とほぼ同等である。
【００４７】
図20の最も左の位置に示されるように、出口ポート512/522および516/526は排出ポート511/521と流体連通している。さらに、出口ポート514/524および517/527は供給ポート513/523と流体連通している。スプール520が右に移動し図21に示される位置にくると、すべてのポートが分離される。スプール520が図22に示される中央位置に移動すると、出口ポート512/522、514/524、516/526、および517/527は流体連通する（そして、排出ポート511/521および515/525と、供給ポート513/523とから分離される）。スプール520が右に移動し図23に示される位置にくると、すべてのポートが分離される。スプール520が図24に示されるように最も右の位置に移動するとき、出口ポート512/522および516/526は供給ポート513/523と流体連通している。さらに、出口ポート514/524および517/527は排出ポート515/525と流体連通している。
【００４８】
本開示においては、「右」および「左」の語は便宜上用いられるものであり、関連する図面に対して明瞭にするために用いられるものである。このような記述が限定的なものでなく、他の例示的な態様では他の構造（例えば鉛直）を備えてもよいことが当業者によって理解される。
【００４９】
本明細書において例示的な態様が説明されたが、本発明の範囲から逸脱することなく、システムおよび装置を種々に修正できることが理解されるであろう。例えば、ポートの数は、他の態様では異なってもよい。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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