(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
比例弁(１００)であって、
１以上の流入ポート(１３５)と流出孔(１２３)を含む本体(１０２)内で、移動可能でありポペット(１０７)を含む電機子(１０４)と、
突出した弁座構造(１１９)上に位置し、前記の１以上の流入ポート(１３５)及び流出孔(１２３)と流体が行き来可能なバルブオリフィス(１３０)を含む弁座(１２０)であって、流出孔(１２３)の開口を規定する弁座（１２０）と、
前記ポペット(１０７)から延びて、前記弁座(１２０)を囲む流れフランジ壁(１１７)を含み、前記流れフランジ壁(１１７)と前記弁座構造(１１９)の間に所定断面の流入領域のフランジ流入チャンネル(１２９)を形成する流れフランジ(１１６)を備え、
前記ポペット(１０７)は前記流入チャンネル(１２９)によって付与される所定断面の流入領域を変更せずに、全閉位置と全開位置の間を移動する、比例弁(１００)。
【請求項２】
前記流れフランジ(１１６)は、前記ポペット(１０７)に固定されている、請求項１に記載の比例弁(１００)。
【請求項３】
前記流れフランジ(１１６)は、前記ポペット(１０７)内に形成されている、請求項１に記載の比例弁(１００)。
【請求項４】
前記流れフランジ壁(１１７)は、前記弁座構造(１１９)の側部に対して平行である、請求項１に記載の比例弁(１００)。
【請求項５】
前記流れフランジ壁(１１７)の形状は、前記弁座構造(１１９)の形状に対応している、請求項１に記載の比例弁(１００)。
【請求項６】
前記流れフランジ(１１６)の前記流れフランジ壁(１１７)は、弁開き変位した前記ポペット(１０７)の所定部分について前記弁座構造(１１９)を囲むことを保つ所定高さにある、請求項１に記載の比例弁(１００)。
【請求項７】
前記流れフランジ(１１６)の前記流れフランジ壁(１１７)は、前記ポペット(１０７)が最大の弁開き変位にあっても、前記弁座構造(１１９)を囲むことを保つ所定高さにある、請求項１に記載の比例弁(１００)。
【請求項８】
前記流出孔(１２３)の流出孔断面領域Ａ５は、前記バルブオリフィスのバルブオリフィス断面領域Ａ２よりも大きい、請求項１に記載の比例弁(１００)。
【請求項９】
比例弁(１００)であって、
１以上の流入ポート(１３５)と流出孔(１２３)を含む本体(１０２)内で、移動可能でありポペットを含む電機子(１０４)と、
突出した弁座構造(１１９)上に位置し、前記の１以上の流入ポート(１３５)と流出孔(１２３)と流体が行き来可能なバルブオリフィス(１３０)を含む弁座(１２０) であって、流出孔(１２３)の開口を規定する弁座（１２０）と、
前記ポペット(１０７)から延びて、前記弁座(１２０)を囲む流れフランジ壁(１１７)を含み、前記流れフランジ壁(１１７)と前記弁座構造(１１９)の間に所定断面の流入領域のフランジ流入チャンネル(１２９)を形成する流れフランジ(１１６)と、
前記ポペット(１０７)は前記流入チャンネル(１２９)によって付与される所定断面の流入領域を変更せずに、全閉位置と全開位置の間を移動し、
前記流出孔(１２３)の流出孔断面領域Ａ５は、前記バルブオリフィス(１３０)のバルブオリフィス断面領域Ａ２よりも大きい、比例弁(１００)。
【請求項１０】
前記流れフランジ(１１６)は、前記ポペット(１０７)に固定されている、請求項９に記載の比例弁(１００)。
【請求項１１】
前記流れフランジ(１１６)は、前記ポペット(１０７)内に形成されている、請求項９に記載の比例弁(１００)。
【請求項１２】
前記流れフランジ壁(１１７)は、前記弁座構造(１１９)の側部に対して平行である、請求項９に記載の比例弁(１００)。
【請求項１３】
前記流れフランジ壁(１１７)の形状は、前記弁座構造(１１９)の形状に対応している、請求項９に記載の比例弁(１００)。
【請求項１４】
前記流れフランジ(１１６)の前記流れフランジ壁(１１７)は、弁開き変位した前記ポペット(１０７)の所定部分について前記弁座構造(１１９)を囲むことを保つ所定高さにある、請求項９に記載の比例弁(１００)。
【請求項１５】
前記流れフランジ(１１６)の前記流れフランジ壁(１１７)は、前記ポペット(１０７)が最大の弁開き変位にあっても、前記弁座構造(１１９)を囲むことを保つ所定高さにある、請求項９に記載の比例弁(１００)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
１．発明の分野
本発明は弁(バルブ)の分野に関し、特に比例弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
２．従来技術の記載
比例弁は、連続的な範囲の流量を出力する可変流れ弁である。比例弁では、バルブ開き量は関連するバルブ駆動ソレノイド内のソレノイド電流に比例する。その結果、比例弁は、ゼロからバルブの最大流れまでの範囲の、規制された流体流れを提供することができる。
図１は、従来技術の比例弁を示す。従来技術の比例弁にて、移動可能なソレノイドの電機子は弁座に接して閉鎖する。ポペットは弁座から離れて弁を開き、流れを許す。ポペットは最大の開き変位までの任意の距離だけ弁座から移動される。
【０００３】
比例弁は、バルブ電機子を開くために磁力を生成する電磁弁を含む。図に示す実施形態の比例弁にて、電磁力はバネによって生成される付勢力と反対に作用し、付勢力はバルブ電機子をノーマリ閉位置に保持する。バルブ電機子のポペットを開位置に移動させるために、電磁力はバネ力を超えなければならない。
しかし、バルブ電機子が少量でも開いている場合のように、流体が流れている場合、流体の静圧及び/又は動圧がまた、バルブ電機子に作用する。小さなマッハ数の流れについては、ベルヌーイの圧縮可能な流れのための方程式が、従来技術の弁の流体の静圧を決定するために使用され得る。
ベルヌーイの方程式は以下の構成である。
ｖ２/２+Ψ+Ｐ/ρ＝定数
【０００４】
静圧はＰで定義され、流速はｖである。ρの項は流体の密度である。ここではρは一定と想定されている。Ψの項は流線上と考えられる点における力ポテンシャル、例えば地球の重力による力ポテンシャルであり、ｇは重力加速度であり、ｚは基準面上の高度であり、ΨはΨ＝ｇｚと定義される。動的流体圧は(ρ/２＊ｖ２)で定義される。
【０００５】
コアンダ効果は、近隣の面、又は流体の噴流に向かって引かれる面に引き寄せられる流体の性向を含む。コアンダ効果は従来技術のバルブ電機子/ポペットの動作に影響する。流体が弁を通って流れないとき、弁内には静の流体圧のみが存在する。流体が流れると、静圧は減少し、動的な流体圧は増加する。動圧が生じる領域にあるバルブ電機子は、弁座の方向に静圧力を受け、従って弁座に押し付けられがちである。このコアンダ効果は、バルブ電機子の比較的小さな開き変位でのみ動的又は有効である。
バルブ電機子が開き方向に移動し、オリフィスＡ２を開くと、有効なオリフィス領域Ａ２‘は減少し、これは開き力Ｆ＝((Ａ１-Ａ２)＊Ｐ１)が大きくなり、バルブ電機子を全開位置に押すことを意味する。その結果、流れ力(即ち、コアンダ効果)がバルブ電機子を安定させるのに役立つ場合、静的な力平衡はバルブ電機子/ポペットの小さな開きでのみ可能である。
【０００６】
更に、流れが速い場合、Ｐ２からＰ２‘までの圧力低下がある。しかし、流体流れが速くなると、圧力Ｐ２’は増加するだろう。従って、従来技術の比例弁の直線状で左右対称(regular)の流出孔は、更なる開き力(Ａ２‘＊Ｐ２’)を生成する。バルブ電機子が完全に開かれた位置にある場合、この更なる開き力は、バルブ電機子に対して押し付ける効果の根本的原因である。
従来技術の比例弁には欠点がある。ポペットと弁座の間の駆動距離は、従来技術の比例弁に影響を与える。従来技術のポペットがソレノイドコイルの通電によって上方へ移動される場合、その後、有効圧力領域は増加され、増加した開き力はポペットの面に作用し、図中で上向きの力を生成する。
流れは従来技術のポペット部材の真下の動圧を変更することができ、また、動圧はポペットの開き力およびポペットの開き変位に影響する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
生じる力により、従来技術の比例弁の正確な制御が困難になり、ポペットの真下の増加した動圧によって、ポペットが更に望まれない量だけ開けられると、従来技術の比例弁のポペットは正確な比例流れを維持しないかもしれない。従って、圧力は従来技術の比例弁を通る流体の流速に影響を与え、従来技術の比例弁の正確さを減じ、信頼性を減じる。
ある開き距離を過ぎると、従来技術の比例弁は、ポペットが制御できない条件を経験し、或いはソレノイド開き力が増加した動圧だけ増える場合、ポペットは部分的な駆動状態から完全に開いた駆動状態まで行く。その結果、ソレノイドはポペットの変位にて更に小さな変化を作ることが出来ない。更に、幾つかの条件下では、動的な圧力によってポペットは全開位置に押し付けられるように作動する。
従って、流体流れがポペットの位置や変位に殆ど影響しない、改善された比例弁が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明の態様
発明の幾つかの態様において、比例弁は、
１以上の流入ポートと流出孔を含む本体内で、移動可能でありポペットを含む電機子と、
突出した弁座構造上に位置し、前記の１以上の流入ポート及び流出孔と流体が行き来可能なバルブオリフィスを含む弁座と、
前記ポペットから延びて、前記弁座を囲む流れフランジ壁を含み、前記流れフランジ壁と前記弁座構造の間に所定断面の流入領域のフランジ流入チャンネルを形成する流れフランジを備え、
前記ポペットは前記流入チャンネルによって付与される所定断面の流入領域を変更せずに、実質的な閉じ位置と実質的な開き位置の間を移動する。
【０００９】
前記流れフランジは、前記ポペットに固定されているのが好ましい。
前記流れフランジは、前記ポペット内に形成されているのが好ましい。
前記流れフランジ壁は、前記弁座構造の側部に対して実質的に平行であるのが好ましい。
前記流れフランジ壁は、前記弁座構造の側部に対して傾いているのが好ましい。
前記流れフランジ壁の形状は、前記弁座構造の形状に実質的に対応しているのが好ましい。
前記流れフランジの前記流れフランジ壁は、弁開き変位した前記ポペットの所定部分について前記弁座構造を囲むことを保つ所定高さにあるのが好ましい。
前記流れフランジの前記流れフランジ壁は、前記ポペットが最大の弁開き変位にあっても、前記弁座構造を囲むことを保つ所定高さにあるのが好ましい。
前記流出孔の流出孔断面領域Ａ５は、バルブオリフィスのバルブオリフィス断面領域Ａ２よりも大きいのが好ましい。
【００１０】
発明の幾つかの態様において、比例弁は、
１以上の流入ポートと流出孔を含む本体内で、移動可能でありポペットを含む電機子と、
突出した弁座構造上に位置し、前記の１以上の流入ポートと流出孔と流体が行き来可能なバルブオリフィスを含む弁座と、
前記ポペットから延びて、前記弁座を囲む流れフランジ壁を含み、前記流れフランジ壁と前記弁座構造の間に所定断面の流入領域のフランジ流入チャンネルを形成する流れフランジと、
前記流出孔に形成された流出孔肩部を備え、
前記ポペットは前記流入チャンネルによって付与される所定断面の流入領域を変更せずに、実質的な閉じ位置と実質的な開き位置の間を移動し、
前記流出孔の流出孔断面領域Ａ５は、バルブオリフィスのバルブオリフィス断面領域Ａ２よりも大きい。
【００１１】
前記流れフランジは、前記ポペットに固定されているのが好ましい。
前記流れフランジは、前記ポペット内に形成されているのが好ましい。
前記流れフランジ壁は、前記弁座構造の側部に対して実質的に平行であるのが好ましい。
前記流れフランジ壁は、前記弁座構造の側部に対して傾いているのが好ましい。
前記流れフランジ壁の形状は、前記弁座構造の形状に実質的に対応しているのが好ましい。
前記流れフランジの前記流れフランジ壁は、弁開き変位した前記ポペットの所定部分について前記弁座構造を囲むことを保つ所定高さにあるのが好ましい。
前記流れフランジの前記流れフランジ壁は、前記ポペットが最大の弁開き変位にあっても、前記弁座構造を囲むことを保つ所定高さにあるのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
全ての図面について同じ符号は同じ要素を示す。図面は必ずしも縮尺通りでないことは理解されるべきである。
【図１】図１は従来技術の比例弁である。
【図２】図２は本発明に従った比例弁を示す。
【図３】図３は比例弁を示し、電機子及びポペットは弁座に対して閉塞又は阻止位置に移動している。
【図４】図４は比例弁を示し、流れフランジはポペットの一部を備える。
【図５】図５は比例弁を示し、流れフランジ壁は弁座構造の側部に対して傾いている。
【図６】図６は本発明の実施形態に従った、比例弁の領域関係を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図２-図６及び下記の記載には、本発明の最良のモードを実施及び利用する方法を当業者に教示するための具体的な例示の実施形態が示されている。本発明の原理を教示するために、従来技術の一部が単純化または省略されている場合もある。当業者は、これらの実施形態の変形例も本発明の範囲に含まれることを理解するだろう。また、当業者にとって明らかなように、本発明の種々の変形例をさまざまな方法で組み合わせることが出来ることも理解するだろう。従って、後述の実施形態は、後述の具体的な例に限定されるものではなく、特許請求の範囲およびその均等物によってのみ限定されるものである。
【００１４】
図２は、本発明に従った比例弁１００を示す。比例弁１００は１以上の流入ポート１３５と流出孔１２３を含む本体１０２を備える。移動可能な電機子１０４が、ソレノイドコイル(図示せず)の影響の下、本体１０２内を往復移動可能に構成されている。電機子１０４は弁座１２０に接するように構成されたポペット１０７を含む。電機子１０４のポペット１０７は、弁座１２０に形成されたバルブオリフィス１３０を閉塞し開放する。
結果として、流体は１つ以上の流入ポート１３５を通じて比例弁１００に入り、バルブオリフィス１３０を通って選択的に入り且つ規制されて、流出孔１２３を介して比例弁を出る。
【００１５】
ポペット１０７はポペットシール１０８を含む。ポペットシール１０８は柔軟、弾力があり及び/又は圧縮可能な材料から構成され、ポペット１０７が閉塞位置に入れられて、弁座１２０に接する時に、少なくとも多少部分的に弁座１２０に一致する。
示された実施形態にて、付勢デバイス１１４が位置して、電機子１０４に下向き(即ち、閉じ)の力を付与する。付勢デバイス１１４はバネかコイルバネを備える。或いは、付勢デバイス１１４は他の適切な付勢するデバイスも含む。電機子は付勢フランジ１０５を含み、付勢デバイス１１４は本体１０２と付勢フランジ１０５の間を延びて、その間に保持される。
【００１６】
図に示す比例弁１００は、ノーマリ閉じ(ＮＣ)弁１００を備え、付勢デバイス１１４は電機子１０４に閉じ付勢力を付与する。或いは、付勢デバイス１１４は比例弁がノーマリ開き(ＮＯ)弁を備えるように構成されて、付勢デバイス１１４は電機子１０４に開き付勢力を付与する。
弁座１２０は弁座構造１１９の一部を含む。弁座構造１１９はベース領域から延びる突出構造を備える。弁座構造１１９は円形/円筒形を含むあらゆる所望の形状を有するが、所望の他の形状に形成され得る。ポペット１０７は正確に又は大凡弁座構造１１９の形状に一致する。
【００１７】
弁座構造１１９のベース領域は示す如く、傾いたベース面を有する。或いは、弁座構造１１９は略平坦な面(図示せず)から突出する。弁座構造１１９は弁座１２０を終端とし(terminate)、弁座１２０は略平坦な接触面を含み、又は傾いた接触面を含む。
示された実施形態におけるポペット１０７は流れフランジ１１６を含む。流れフランジ１１６は流れフランジ壁１１７及び流れフランジベース１１８を含む。示された実施形態における流れフランジ壁１１７は、弁座構造１１９の側部に対して略平行である。
【００１８】
流れフランジ壁１１７の形状は、弁座構造１１９の形状に大凡対応している。流れフランジ壁１１７の形状は弁座構造１１９の形状に正確に対応している。流れフランジ１１６は略中空構造であり、フランジは下向き且つ弁座１２０の回りに延びるが、フランジ流入チャンネル１２９は弁座１２０から流れフランジ１１６を分離している。流体はフランジ流入チャンネル１２９を流れ、従って、流れフランジ１１６と弁座１２０の構造の間を流れる。
【００１９】
流れフランジ壁１１７は所定の高さを有する。流れフランジ壁１１７は、流れフランジ壁１１７がポペット１０７のバルブ開き変位の所定部分の弁座構造１１９を囲むことを維持するような所定高さを有する。流れフランジ壁１１７は、ポペット１０７の最大開き変位でさえ、流れフランジ壁１１７が弁座構造１１９を囲むことを維持するような所定高さを有する。流れフランジ壁１１７は、流れフランジ壁１１７がいつでも弁座１２０を囲む所定高さである。
従って、ポペット１０７がバルブオリフィス１３０を閉鎖しているか、ポペット１０７が弁座１２０から最大の変位距離だけ離れている(即ち、比例弁１００は最大量開いている)かどうかにかかわらず、流れフランジ壁１１７は、フランジ流入チャンネル１２９を維持する。
【００２０】
その結果、フランジ流入チャンネル１２９は弁座１２０に対する位置又は変位に関わらず、一定の流入断面領域を備える。ポペット１０７はフランジ流入チャンネル１２９によって付与された所定の流入断面領域を変えることなく、略全開位置と略全閉位置との間を移動するように構成されている。
従って、比例弁１００の流入断面領域は、ポペット１０７の位置又は変位によっては変化しない。流入断面領域は従って、流体の流入に影響せず、流入流体の動圧に影響しない。
【００２１】
流れフランジ１１６は、電機子１０４のポペット１０７に取り外し不能に又は取り外し可能に添付される別個の要素を含む。流れフランジ１１６は、接着剤の使用、溶接あるいは他の熱の結合方法の使用、あるいは固定具によって、圧縮嵌合または摩擦嵌合を含む任意の方法でポペット１０７に添付される。この列挙は完全ではなく、流れフランジ１１６が他の方法でポペット１０７に取り付けられるかが考慮される。或いは、流れフランジ１１６は電機子１０４の一部として形成されるかもしれないし、ポペット１０７内に形成され得る(図４及び添付の文章を参照)。
ポペット１０７の接触面領域の動的な流体圧を下げることによって、電機子１０４上の上向きの力は小さくなり、流体の速度及び/又は動圧は電機子１０４の位置及び変位に与える効果は小さくなる。
【００２２】
示された実施形態における流出孔１２３は、流出孔肩部１２６を備え、流出孔１２３は断面領域がバルブオリフィス１３０よりも大きい。その結果、バルブオリフィス１３０、次に流出孔１２３を通って流れる流体は第１の断面領域の断面形から、より大きな断面領域を有する孔に移行する。その結果、流体流れが流出孔１２３を通過すると、流体流れは拡がることが出来る。その結果、流入断面領域が大きくなる故に、流体が減速を被る。
【００２３】
流体が流出孔１２３を通ると、流出孔１２３の流出孔肩部１２６は流体の流出に乱流を誘引する。流体が流出孔１２３を通ると、流出孔１２３の流出孔肩部１２６は流体の拡張を可能にする。
流れフランジ１１６及び流出孔１２３は協働して、比例弁１００を介して更に望ましい流体流れ特性を付与する。流れフランジ１１６は、流体がバルブオリフィス１３０を通過する前に、流体流れの速度を上げ、一方、流出孔１２３及び流出孔肩部１２６は、流体がバルブオリフィス１３０を通過した後に、流体流れの速度を有利に減速する。流れフランジ１１６は、流体がバルブオリフィス１３０を通過する前に、流体流れの動圧を上げ、一方、流出孔１２３及び流出孔肩部１２６は、流体がバルブオリフィス１３０を通過した後に、流体流れの動圧を有利に減じる。
【００２４】
示される幾つかの実施形態にて、流れフランジ１１６及び弁座構造１１９は鋭い角又は縁を特徴とする。或いは、流れフランジ１１６及び弁座構造１１９の角又は縁の幾つか又は全てが、丸み付けられ、滑らかにされ、一層空気力学の方法で形作られる。これはバルブオリフィス１３０も含む。
流れフランジ１１６及び弁座構造１１９の角及び縁の形状は、乱流を生じるか増加させ、又は所定の流れ箇所にて乱流を生じるか増加させるように構成される。幾つかの実施形態において、流れフランジ１１６及び弁座構造１１９の角及び縁の形状は、所定の乱流パターン又は乱流プロフィールを生成するように形作られる。或いは、流れフランジ１１６及び弁座構造１１９の角及び縁の形状は、乱流を減じ、又は所定の流れ箇所にて乱流を減じるように構成されている。
【００２５】
幾つかの実施形態において、１以上の流入ポート１３５が流れフランジ壁１１７の底部上の領域に位置し、該１以上の流入ポート１３５を設置することにより、流路長さは長くなる。１以上の流入ポート１３５は流れフランジ壁１１７の底部に対して、所望の箇所に置かれることは理解されるべきである。
示された実施形態にて、バルブ電機子が部分的にのみ開いている限り、コアンダ効果がまだ生じて有効となる。本発明の実施形態と従来技術の比例弁との差は、流れフランジ１１６がＰ１からＰ１‘までの圧力降下を生じさせることである。従って、従来技術の比例弁の開き力((Ａ１―Ａ２’)＊Ｐ１)は、((Ａ１―Ａ４＊Ｐ１＋(Ａ４―Ａ２‘)＊Ｐ１’)に減じられる。ポペット１０７に作用する他の力と一緒に開き力を減じることで力の平衡が可能になる。また、コアンダ効果による流れ力が作用して、ポペット１０７を閉じ方向に安定させると、コアンダ効果の力は最小であり、ポペット１０７に僅かな効果を有する。
【００２６】
更に、流出孔肩部１２６はポペット１０７上の流れ力を減じる。流出孔領域をＡ２からＡ５(図６を参照)に拡張することは、Ｐ２’とＰ２の間で生じる圧力降下を減じる。流出孔肩部１２６における圧力Ｐ２‘は、流出孔１２３における圧力Ｐ２よりも僅かに大きい。Ｐ２’からＰ２への圧力降下の減少は、ポペット１０７上に作用する押し付け力を減じる。
【００２７】
図３は比例弁１００を示しており、電機子１０４及びポペット１０７が弁座１２０に対して閉塞又は阻止位置に移動した。図から流れフランジ１１６がバルブオリフィス１３０の閉鎖に影響しないことが判る。更に図から、フランジ流入チャンネル１２９は断面領域と向きの両方が、本質的に変わらないことが判る。
図４は、流れフランジ１１６がポペット１０７の一部を備える、比例弁１００を示す。流れフランジ１１６はこの実施形態では電機子１０４と同じ材料から作られる。流れフランジ１１６の動作原理は同じままである。
【００２８】
図５は、流れフランジ壁１１７が弁座構造１１９の側部に対して傾いている比例弁１００を示す。角度は流れフランジ壁１１７の内面が弁座構造１１９に向かう角度、又は弁座構造１１９から離れる角度である。その結果、流れフランジ壁１１７の内面はもはや、弁座構造１１９の側部とは実質的に平行ではない。その結果、フランジ流入チャンネル１２９は流れ断面領域が減じ、流れ速度を加速し、更にバルブオリフィス１３０の上流に動的な流体圧を下げる。
或いは、流れフランジ壁１１７は非均一の形状に作られる。図に示されるように、流れフランジ壁１１７は頂部が底部よりも厚く、傾いた内面を形成している。或いは、流れフランジ壁１１７は底部又は流れフランジ壁１１７の頂部と底部の間で厚くなっている。
【００２９】
図６は、本発明の実施形態に従った比例弁１００の領域関係を示す。比例弁１００は電機子の断面領域Ａ１を有する。比例弁１００はバルブオリフィス断面領域Ａ２を有する。比例弁１００は弁座断面領域Ａ３を有する。比例弁１００は流れフランジ断面領域Ａ４を有する。比例弁１００は流出孔断面領域Ａ５を有する。
流入領域Ａｉｎｆｌｏｗは、流れフランジ断面領域Ａ４と弁座断面領域Ａ３の差である(Ａｉｎｆｌｏｗ＝Ａ４―Ａ３)。流入領域Ａｉｎｆｌｏｗは、ポペット１０７の動きでは変化しない。従って、流体の速度は、ポペット１０７と弁座１２０の間の開き距離の変更とともに変化しない。その結果、ポペット１０７に上向きに作用する動的な流体圧は本質的に一定のままである。
【００３０】
流出孔断面領域Ａ５は、バルブオリフィス断面領域Ａ２よりも大きいことが判る。領域の差は、流出孔肩部１２６の大きさを含む。領域の差は、流体がバルブオリフィス１３０から流出孔１２３に流れるときに、流体の流速がどれだけ変化するかに影響を与える。
比例弁１００は従来技術とは異なる。比例弁１００の流れフランジ１１６は、流体流れを特定の領域/方向から入らせ、流体はポペット領域内に単に直線状且つ直接に流れることを許されない。
【００３１】
比例弁１００の流れフランジ１１６は、バルブポペット１０７の弁座１２０に対する位置に係らず、一定の流入領域を示す。比例弁１００の流れフランジ１１６により、流入流体はバルブオリフィス１３０を通過する前に、速度が増加する。比例弁１００の流れフランジ１１６により、流入流体は流体の流速が増加した故に、低い動圧を有する。
比例弁１００の段状の流出孔１２３は、肩部を含んで、流出孔１２３は断面領域がバルブオリフィス１３０よりも大きい。比例弁１００の段状の流出孔１２３により、流体はバルブオリフィス１３０を通過した後に、拡張する。比例弁１００の段状の流出孔１２３により、流体がバルブオリフィス１３０を通過した後に、流体の速度は減速し、流体の拡張を許し、流れの減速の結果として動圧が増加する。
【００３２】
所望ならば、本発明の様々な実施形態が、いくつかの利点を提供すべく実施される。比例弁１００の一定の流入断面領域により、流体が弁座１２０に直面する前に流速が増加する。比例弁１００の一定の流入断面領域により、流体が弁座１２０に直面する前に、流体の動圧が減じられる。比例弁１００の減少した流体動圧により、ポペット１０７に作用する流体の動的な力は減少する。
比例弁１００の減少した流体動圧により、ポペットに働く不安定な力を減じ、電機子とポペットには、主としてバネ及びソレノイドコイルの力が作用し、流れのより正確な比例制御に帰着する。
【００３３】
比例弁１００の流出孔１２３の流出断面領域が増加することにより、流体が流体が弁座１２０に直面した後に、流速が増加する。比例弁１００の流出孔１２３の流出断面領域が増加することにより、流体が弁座１２０に直面した後に、流体の動圧が増加する。
【００３４】
上記実施形態の詳細な説明は、発明者が本説明の範囲内にあると考えられる全実施の形態の説明を網羅しているわけではない。実際、上記実施形態のある構成要素を様々に他と結合したり省略したりしてさらに別の実施の形態を作り、そのような別の実施の形態が本説明の範囲や教示に該当すると、当業者は判るであろう。また、上記実施形態が全体的にまたは一部において結合されて、本説明の範囲および教示内における別の実施の形態を作ることができることは、当業者にとっては明らかであろう。
従って、説明のために具体的な実施の形態をここで挙げたが、本説明の範囲であればさまざまな同等の修正が可能であることは、当業者なら判るであろう。ここで挙げた技術は、添付図面で示された上記実施の形態に関わらず、他のデバイス及び方法に適用可能である。よって、上記実施の形態の範囲は、以下の特許請求の範囲により定められるべきである。
【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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