(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側チャンバ壁（１５６、１８５、２３８、３７３）によって画定された長形チャンバ（１６２、１８６、２３１、３７５、４００）と、前記チャンバ内にあって、前記チャンバの少なくとも第１及び第２長手位置の間を前記チャンバ壁に対して密封状に移動可能であるピストンとを含むピストン及びチャンバ組み合わせ体であって、
前記チャンバは、前記チャンバの前記第１及び第２長手位置で異なった断面積及び異なった周長を有するとともに、前記チャンバの前記第１及び第２長手位置の間の中間長手位置では少なくともほぼ連続的に異なる断面積及び異なる周長を有する断面を備えており、前記第２長手位置での断面積および周長は、前記第１長手位置の断面積および周長より小さく、
前記ピストンは、コンテナ（２０８、２０８’、２１７、２１７’、２２８、２２８’、２５８、２５８’、３７２、３７２’、４５０、４５０’）であって、弾性変形可能であって、それによって、前記ピストンが前記第１長手位置と前記第２長手位置との間を前記チャンバの前記中間長手位置を通って相対移動する間、前記ピストンを前記チャンバの前記異なる断面積および異なる周長に適応させ、前記ピストンの異なる断面積および周長を与える、コンテナを備え、
前記ピストンは、前記第２長手位置における前記ピストンの周長が前記チャンバ（１６２、１８６、２３１、３７５、４００）の周長とほぼ同じとなる、応力のない不変形状態において、前記コンテナ（２０８、２０８’、２１７、２１７’、２２８、２２８’、２５８、２５８’、３７２、３７２’、４５０、４５０’）の製造寸法を有するように作製され、
前記コンテナは、その製造寸法から前記チャンバの前記長手方向を横断する方向に拡張可能であり、それによって、前記ピストンが前記第２長手位置から前記第１長手位置に相対移動する間、前記ピストンをその製造寸法から拡張させる組み合わせ体。
【請求項２】
前記コンテナ（２０８、２０８’、２１７、２１７’、２２８、２２８’、２５８、２５８’、 ３７２、３７２’、４５０、４５０’）は膨張可能であり、
前記コンテナは前記ピストンの異なる断面積及び周長を与えるよう弾性変形可能かつ膨張可能である請求項１に記載の組み合わせ体。
【請求項３】
前記チャンバの前記第２長手位置における断面積は、前記チャンバの前記第１長手位置における断面積の９８％〜５％の間である請求項１または２に記載の組み合わせ体。
【請求項４】
前記チャンバの前記第２長手位置における断面積は、前記チャンバの前記第１長手位置における断面積の９５％〜１５％である請求項１または２に記載の組み合わせ体。
【請求項５】
前記チャンバの前記第２長手位置における断面積は、前記チャンバの前記第１長手位置における断面積の約５０％である請求項１または２に記載の組み合わせ体。
【請求項６】
前記コンテナ（２０８、２０８’、２１７、２１７’、２２８、２２８’、２５８、２５８’、３７２、３７２’、４５０、４５０’）は、変形可能な材料（２０５、２０６）を含む請求項１に記載の組み合わせ体。
【請求項７】
前記変形可能な材料（２０５、２０６）は、水、蒸気及び／または気体、あるいは気泡体などの流体、または流体の混合体である請求項６に記載の組み合わせ体。
【請求項８】
前記変形可能な材料は、ばねを有するばね力作動式装置を含む請求項１に記載の組み合わせ体。
【請求項９】
前記コンテナは、長手方向の断面において、前記チャンバ（１６２、１８６、２３１、３７５，４００）の前記第１長手位置にある時、第１形状を有し、前記第１形状は、前記チャンバの前記第２長手位置にある時の前記コンテナの第２形状と異なる請求項６に記載の組み合わせ体。
【請求項１０】
前記変形可能な材料（２０６）の少なくとも一部は、圧縮性であり、前記第１形状は、前記第２形状の面積より大きい面積を有する請求項９に記載の組み合わせ体。
【請求項１１】
前記変形可能な材料（２０６）は、少なくともほぼ非圧縮性である請求項９に記載の組み合わせ体。
【請求項１２】
前記コンテナは、或る所定の圧力値まで膨張可能である請求項６に記載の組み合わせ体。
【請求項１３】
前記圧力はストローク中一定のままである請求項１２に記載の組み合わせ体。
【請求項１４】
前記ピストン（２０８、２０８’、２１７、２１７’、２２８、２２８’、２５８、２５８’、３７２、３７２’、４５０、４５０’）は、前記変形可能なコンテナと連通した閉鎖空間（２１０、２４３）を有し、前記閉鎖空間（２１０、２４３）は可変体積を有する請求項６〜１３のいずれか一項に記載の組み合わせ体。
【請求項１５】
前記体積は調節可能である請求項１４に記載の組み合わせ体。
【請求項１６】
前記第１閉鎖空間（２１０）は、ばね付勢式圧力調整ピストン（１２６）を備えている請求項１４に記載の組み合わせ体。
【請求項１７】
さらに、前記第１閉鎖空間（２１０）の体積を画定して、前記第１閉鎖空間（２１０）内の流体の圧力と前記第２閉鎖空間（２４３）内の圧力とを関係づける手段（１２６、１９５、２４６、２４８、２４９、２７３、２７４）を備えている請求項１４に記載の組み合わせ体。
【請求項１８】
前記画定手段（１２６、１９４、１９５、２４６、２４８、２４９、２７３、２７４）は、前記コンテナ（２０８，２０８’、２１７，２１７’、２２８，２２８’、２５８，２５８’、３７２，３７２’）のストローク中の前記第１閉鎖空間（２１０）内の圧力を画定するようになっている請求項１７に記載の組み合わせ体。
【請求項１９】
前記画定手段（１２６、１９５、２４６、２４８、２４９、２７３、２７４）は、ストローク中の前記第１閉鎖空間（２１０）内の圧力を少なくともほぼ一定に画定するようになっている請求項１７に記載の組み合わせ体。
【請求項２０】
前記ばね付勢式圧力調整ピストン（１２６）は、外部圧力源の流体を前記第１閉鎖空間（２１０）に流すことができるチェックバルブ（２４２）である請求項１６に記載の組み合わせ体。
【請求項２１】
外部圧力源からの前記流体は、外部圧力源から膨張バルブ、好ましくはばねにより付勢されたコアピン（２４５）を有するバルブ、たとえば、シュレーダバルブ（２４１）を通って前記第２閉鎖空間（２４３）に流入することができる請求項２０に記載の組み合わせ体。
【請求項２２】
前記ピストン（２４８）は、少なくとも１つのバルブ（２６０）と連通している請求項１に記載の組み合わせ体。
【請求項２３】
前記ピストンは圧力源を備えている請求項２２に記載の組み合わせ体。
【請求項２４】
前記バルブは、膨張バルブ、好ましくはばねにより付勢されたコアピン（２４５）を有するバルブ、たとえば、シュレーダバルブ（２６０）である請求項２２に記載の組み合わせ体。
【請求項２５】
前記バルブはチェックバルブである請求項２２に記載の組み合わせ体。
【請求項２６】
前記チャンバ（１６２、１８６、２３１）の足部（２６２）は、少なくとも１つのバルブ（２６３、２６９）に接続されている請求項１に記載の組み合わせ体。
【請求項２７】
前記出口バルブは、膨張バルブ、好ましくはばねにより付勢されたコアピン（２４５）を有するバルブ、たとえば、シュレーダバルブ（２６３）であり、前記バルブの閉鎖時に、前記コアピンは前記チャンバ（１６２、１８６、２３１）の方へ移動する請求項２６に記載の組み合わせ体。
【請求項２８】
前記バルブ（２６０、２６３）の前記コアピン（２４５）は、前記バルブを開閉するアクチュエータに連結されている請求項２４または２６に記載の組み合わせ体。
【請求項２９】
前記アクチュエータは、ばね力作動式バルブコアピンを有するバルブと協働するバルブアクチュエータであり、前記アクチュエータは、
圧力媒体源に接続されるハウジングを備えており、
前記ハウジング内に、
作動させるバルブを収容するカップリング部分と、
所定のシリンダ壁直径のシリンダ壁によって周囲を包囲されたシリンダであって、第１シリンダ端部と、前記カップリング部分から前記第１シリンダ端部より遠く離れた位置にある第２シリンダ端部とを有するシリンダと、
前記シリンダ内に移動可能に配置されており、作動ピンに固定的に結合されて、前記カップリング部分内に収容された前記バルブの前記ばね力作動式バルブコアピンに係合するピストンと、
導通チャネルであって、
前記ピストンが、前記第１シリンダ端部から第１所定距離の位置である第１ピストン位置へ移動する時、前記シリンダから前記カップリング部分へ圧力媒体を導通させ、
前記シリンダ及び前記カップリング部分の間での圧力媒体の前記導通は、前記ピストンが、前記第１シリンダ端部から前記第１距離より長い第２所定距離の位置である第２ピストン位置へ移動する時には阻止される
導通チャネルと、
を備え、
前記導通チャネルは、前記シリンダ壁内に配置され、前記所定のシリンダ壁直径を有するシリンダ壁部分で前記シリンダに開いており、
前記シリンダ中の前記ピストンは、前記シリンダ壁部分に密封状にはまる密封エッジを設けたピストンリングを有しており、それによって、前記ピストンの前記第２位置では前記チャネルへの前記圧力媒体の前記導通を阻止し、また、前記ピストンの前記第１位置では前記チャネルを開く請求項２８に記載の組み合わせ体。
【請求項３０】
前記アクチュエータは、ばね力作動式バルブコアピンを有するバルブと協働するバルブアクチュエータであり、
圧力媒体源に接続されるハウジングを備えており、
前記ハウジング内に、
作動させるバルブを収容するカップリング部分と、
所定のシリンダ壁直径のシリンダ壁によって周囲を包囲されたシリンダであって、第１シリンダ端部と、前記カップリング部分から前記第１シリンダ端部より遠く離れた位置にあって、前記圧力源から圧力媒体を収容するように前記ハウジングに連結された第２シリンダ端部とを有するシリンダと、
前記シリンダ内に移動可能に配置されており、作動ピンに固定されて、前記カップリング部分内に収容された前記バルブの前記ばね力作動式バルブコアピンに係合するピストンと、
前記第２シリンダ端部及び前記カップリング部分の間の導通チャネルであって、それによって、前記ピストンが前記第１シリンダ端部から第１所定距離の位置である第１ピストン位置へ移動する時、前記第２シリンダ端部から前記カップリング部分へ圧力媒体を導通させ、また、前記ピストンが、前記第１シリンダ端部から、前記第１距離より長い第２所定距離の位置である第２ピストン位置へ移動する時、前記第２シリンダ端部及び前記カップリング部分の間での圧力媒体の導通を阻止する、導通チャネルと、
を有しており、
前記導通チャネルは、前記シリンダ壁内に配置され、前記所定のシリンダ壁直径を有するシリンダ壁部分で前記シリンダに開いたチャネル部分を有しており、
前記シリンダ中の前記ピストンは、前記シリンダ壁部分に密封状にはまる密封エッジを設けたピストンリングを有しており、前記ピストンリングの前記密封エッジは、前記第２ピストン位置では前記チャネル部分と前記第２シリンダ端部との間に位置し、それによって、前記第２ピストン位置では前記第２シリンダ端部から前記チャネルへの前記圧力媒体の前記導通を阻止し、また、前記第１ピストン位置では前記チャネル部分と前記第１シリンダ端部との間に位置し、それによって、前記第１ピストン位置では前記チャネルを前記第２シリンダ端部に開く請求項２８に記載の組み合わせ体。
【請求項３１】
前記アクチュエータは、コンテナ形式のピストンの内部に加圧空気を選択的に供給するコンテナ形式のピストン圧力管理システム用のアクチュエータバルブであり、前記バルブは、
前記加圧流体と前記コンテナ形式のピストンの内部との両方に開いている円筒状の中央流路を有するバルブ本体と、
閉鎖時に前記中央流路を阻止するとともに開放時に流体を流す、前記中央流路に密封状に収容される、ばねにより付勢されたチェックバルブと、
ばねにより付勢されたピストンであって、
前記チェックバルブよりも上方で前記流路内に摺動可能に収容され、
前記加圧流体が供給される時にオフ位置から前記チェックバルブに向かってオン位置に摺動し、
前記加圧流体が取り除かれる時に再びオフ位置に摺動し、
無制限摺動を可能にするには十分であるが、前記ピストン及び前記中央流路表面の間の加圧流体の漏れを防止するのには厳密に十分とは言えないクリアランスを有する前記中央流路の表面と係合する
ばねにより付勢されたピストンと、
前記ピストンにより保持されるとともに、前記ピストンが前記オン位置に移動する時に前記チェックバルブを開いて、前記チェックバルブ及び前記コンテナ形式のピストンの内部に加圧流体を通過させるように前記チェックバルブと係合可能であるステムと、
固定プラグであって、
前記固定プラグは前記チェックバルブ及びピストンの間の前記中央流路内にあり、
前記チェックバルブ及びピストンの間の前記中央流路を通って前記ステムが伸び、前記ステムは通常は前記ピストンから軸方向に離間しているがオン位置では前記ピストンに当接し、
前記固定プラグは、前記ピストンが移動する際に前記ピストンを越えて漏れる加圧流体が、前記プラグ及びピストンの間で圧縮して移動が遅くならないように、大気から前記プラグ及び前記ピストンの間の空間に延びる通気路を、径方向において前記ステムの近傍である通気点に有する
固定プラグと、
前記チェックバルブが開いている時に前記ピストンを越えて漏れる加圧流体が大気に排出されないように、前記ピストン及びプラグが当接する時に前記ピストン及びプラグの間で圧縮される、前記通気点を取り囲む円形の圧縮シールと、
を備えた請求項２８に記載の組み合わせ体。
【請求項３２】
前記アクチュエータは、コンテナ形式のピストンの内部に加圧流体を選択的に供給するコンテナ形式のピストン圧力管理システム用のアクチュエータバルブであり、前記バルブは、
前記加圧流体と前記コンテナ形式のピストンの内部との両方に開いている円筒状の中央流路を有するバルブ本体と、
閉鎖時に前記中央流路を阻止するとともに開放時に流体を流す、前記中央流路に密封状に収容される、ばねにより付勢されたチェックバルブと、
ばねにより付勢されたピストンであって、
前記チェックバルブよりも上方で前記流路内に摺動可能に収容され、
前記加圧流体が供給される時にオフ位置から前記チェックバルブに向かってオン位置に摺動し、
前記加圧流体が取り除かれる時に再びオフ位置に摺動し、
無制限摺動を可能にするには十分であるが、前記ピストン及び前記中央流路表面の間の加圧流体の漏れを防止するのには厳密に十分とは言えないクリアランスを有する前記中央流路の表面と係合する
ばねにより付勢されたピストンと、
前記ピストンにより保持されるとともに、前記ピストンが前記オン位置に移動する時に前記チェックバルブを開いて、前記チェックバルブ及び前記コンテナ形式のピストンの内部に加圧流体を通過させるように前記チェックバルブと係合可能であるステムと、
前記中央流路内に当接する環状外側ディスク及び環状内側ディスクであって、
環状外側ディスク及び環状内側ディスクは、前記チェックバルブ及びピストンの間の前記中央流路内にプラグを形成し、
前記チェックバルブ及びピストンの間の前記中央流路を通って前記ステムが伸び、
前記ピストンは、通常は前記外側ディスクから軸方向に離間しているが、オン位置では前記プラグに当接し、
前記外側ディスクは、径方向において前記ステムの近傍に、前記内側ディスク内の一連のノッチに向けて開いた、一連の孔を有し、
前記外側ディスクは、前記一連の孔を有することによって、前記ピストンが移動する際に前記ピストンを越えて漏れる加圧流体が前記プラグ及びピストンの間で圧縮して移動が遅くならないように、大気から前記プラグ及びピストンの間の空間に延びる通気路を形成する、
環状外側ディスク及び環状内側ディスクと、
前記チェックバルブが開いている時に前記ピストンを越えて漏れる加圧流体が大気に排出されないように、前記ピストン及びプラグが当接する時に前記ピストン及びプラグの間で圧縮される、前記孔を取り囲む円形の圧縮シールと、
を備えた請求項２８に記載の組み合わせ体。
【請求項３３】
膨張バルブに接続するための作動ピンは、
圧力源に接続されるハウジングを備えており、
前記ハウジング内に、
中心軸と、前記作動ピンが接続される前記膨張バルブの外径にほぼ対応する内径とを有する接続穴と、
シリンダと、前記シリンダおよび前記圧力源の間に液体媒体を導通する手段と
を備え、
前記作動ピンは、
前記膨張バルブの中央ばね力作動式コアピンと係合するように配置され、
カップリング穴に連接して、その中心軸と同軸にハウジング内に位置するように配置され、
第１のピストン位置及び第２のピストン位置の間を移動可能である前記シリンダ内に配置されるピストンを有するピストン部を含み、
前記作動ピンはチャネルを含み、
前記ピストン部は、第１端部及び第２端部を含み、前記ピストンは前記第１端部に位置し、前記チャネルは前記第１端部に開口を有し、
バルブ部は前記チャネル内を移動可能であり、第１バルブ位置及び第２バルブ位置の間において、前記バルブ部の表面に作用する力の差により駆動可能であり、前記第１バルブ位置は前記開口を開いたままにし、前記第２のバルブ位置は前記開口を閉鎖し、
前記ピストン部の頂部は、前記バルブ部のシール面用にバルブシートを形成する請求項２８に記載の組み合わせ体。
【請求項３４】
前記バルブアクチュエータは、膨張バルブに接続する作動ピンであり、
前記組み合わせ体は、
ハウジングと、
前記ハウジング内に、膨張バルブと結合する、中心軸及び外側開口を有するカップリング穴と
を有し、
前記カップリング穴に結合される時に前記膨張バルブを位置決めする位置決め手段と、
前記カップリング穴と同軸に配置された作動ピンであって、前記膨張バルブの中央ばね力作動式コアピンを押圧する作動ピンと、
圧力源に接続される圧力ポートが設けられたシリンダ壁を有するシリンダと
を備え、
前記作動ピンは、前記位置決め手段に対し近位ピン位置及び遠位ピン位置の間でシフト可能であり、それにより、前記膨張バルブが前記位置決め手段により位置決めされる際、その遠位ピン位置において前記膨張バルブの前記コアピンを押圧するとともにその近位ピン位置において前記膨張バルブの前記コアピンの係合を解除するようにし、
前記作動ピンは、ピストンと結合し、
前記ピストンは、前記シリンダ内に摺動可能に配置され、
前記ピストンは、前記近位ピン位置に対応する近位ピストン位置及び前記遠位ピン位置に対応する遠位ピストン位置の間を移動可能であり、
前記ピストンは、前記シリンダの前記圧力ポート及び前記カップリング穴の間に配置され、
前記ピストンは、前記圧力源から前記シリンダに供給される圧力により、その近位ピストン位置からその遠位ピストン位置に駆動可能であり、
その流量調整手段が、前記シリンダ内における前記ピストンの位置に応じて、前記圧力源及び前記カップリング穴の間の流路を選択的に阻止または開放するために設けられ、
前記流量調整手段は、前記近位ピストン位置にて前記流路が阻止され、少なくとも前記膨張バルブが前記位置決め手段により位置決めされる時に前記遠位ピストン位置にて前記流路が開放されるようになっている、請求項２８に記載の組み合わせ体。
【請求項３５】
前記ピストンは、所定の圧力レベルを得るための手段を有する請求項２２に記載の組み合わせ体。
【請求項３６】
前記バルブは放出バルブである請求項２２または３５に記載の組み合わせ体。
【請求項３７】
前記圧力が或る所定の圧力値を超えた時、前記チャネル（２８６）を前記バルブアクチュエータ（３１５）の上方で閉鎖するばね力作動式キャップ（３１２、３１２’）を備えた請求項３５に記載の組み合わせ体。
【請求項３８】
チャネルが開閉可能であって、前記チャネルは、前記チャンバ（１８６）と、前記バルブアクチュエータ（２６１）及び前記コアピン（２４５）の間の空間（３０５、３０６、３０７）とを接続し、
ピストン（２９２）が、前記チャネルの開放位置（２９４）及び閉鎖位置（２９５）の間を移動可能であり、
前記ピストン（２９２）の移動は、前記ピストン（２０８、２０８’、２１７、２１７’、２２８、２２８’、２３８、２３８’、４５０、４５０’）内の圧力の測定の結果に従って操作されるアクチュエータ（３６３）によって制御される請求項３５に記載の組み合わせ体。
【請求項３９】
チャネル（２９７）が開閉可能であって、前記チャネルは、前記チャンバ（１８６）と、前記バルブアクチュエータ（２６１）及び前記コアピン（２４５）の間の空間（３０５、３０６、３０７）とを接続する請求項２７に記載の組み合わせ体。
【請求項４０】
ピストン（２９２）が、前記チャネルの開放位置（２９４）及び閉鎖位置（２９５）の間を移動可能である請求項２７または３９に記載の組み合わせ体。
【請求項４１】
前記ピストン（２９２）は、アクスル（２６４）回りに不作動位置（２７７）から作動位置（２７７’）へ、またはその逆に回転する作業者操作ペダル（２６５）によって作動させる請求項４０に記載の組み合わせ体。
【請求項４２】
前記ピストン（２９２）は、前記ピストン（２０８、２０８’、２１７、２１７’、２２８、２２８’、２３８、２３８’、４５０、４５０’）内の圧力の測定の結果に従って操作されるアクチュエータ（３６６）によって制御される請求項４０に記載の組み合わせ体。
【請求項４３】
さらに、前記閉鎖空間（３２５）の体積を画定する手段（３２１、３２２、３２３、３２４）を備え、それによって、前記閉鎖空間（２１０）内の流体の圧力と、ストローク中に前記ピストン（２０８、２０８’）に作用する圧力とを関係づける請求項１４に記載の組み合わせ体。
【請求項４４】
前記ピストン（１４８、１４９）が前記チャンバ（２１６）の前記第２長手位置から前記チャンバの前記第１長手位置へ、またはその逆に移動する間、前記気泡体または流体は、周囲大気の最高圧より高い圧力を前記コンテナ内に与えるようになっている請求項７〜１９のいずれか一項に記載の組み合わせ体。
【請求項４５】
圧力源（７０１）を備えている請求項２に記載の組み合わせ体。
【請求項４６】
圧力源（７０１）は、前記コンテナ（２０８、２０８’、２１７、２１７’、２２８、２２８’、２３８、２３８’、４５０、４５０’）の圧力レベルよりも高い圧力レベルを有する請求項４５に記載の組み合わせ体。
【請求項４７】
圧力源（７０１）は、出口バルブ（７０４）及び入口バルブ（７０２）により前記コンテナ（２０８、２０８’、２１７、２１７’、２２８、２２８’、２３８、２３８’、４５０、４５０’）と連通する請求項４５に記載の組み合わせ体。
【請求項４８】
前記出口バルブ（７０４）は、膨張バルブ、好ましくはばねによって付勢されたコアピンを有するバルブ、たとえば、シュレーダバルブであり、前記コアピンは、前記バルブを閉鎖する時に前記圧力源（７０１）の方に移動する請求項４７に記載の組み合わせ体。
【請求項４９】
前記入口バルブ（７０２）は、膨張バルブ、好ましくはばねによって付勢されたコアピンを有するバルブ、たとえば、シュレーダバルブであり、前記コアピンは、前記バルブを閉鎖する時に前記コンテナ（２０８、２０８’、２１７、２１７’、２２８、２２８’、２３８、２３８’、４５０、４５０’）の方に移動する請求項４７に記載の組み合わせ体。
【請求項５０】
チャネル（２９７）が開閉可能であって、前記チャネルは、前記チャンバ（７０８）と、前記バルブアクチュエータ（２６１）及び前記コアピン（２４５）の間の空間（３０５、３０６、３０７）とを接続する請求項４８に記載の組み合わせ体。
【請求項５１】
チャネル（２９７）が開閉可能であって、前記チャネルは、前記チャンバ（７０７）と、前記バルブアクチュエータ（２６１）及び前記コアピン（２４５）の間の空間（３０５、３０６、３０７）とを接続する請求項４９に記載の組み合わせ体。
【請求項５２】
ピストン（２９２）が、前記チャネルの開放位置（２９２）及び閉鎖位置（２９２’）の間を移動可能である請求項５０または５１に記載の組み合わせ体。
【請求項５３】
チャネル（２９７）が開閉可能であって、前記チャネルは、前記チャンバ（７０８）と、前記バルブアクチュエータ（２６１）及び前記コアピン（２４５）の間の空間（３０５、３０６、３０７）とを空間（７１２）を介して接続し、
ピストン（２９２）が、前記チャネルの開放位置（２９２）及び閉鎖位置（２９２’）の間を移動可能であり、
前記ピストン（２９２）の移動は、前記ピストン（２０８、２０８’、２１７、２１７’、２２８、２２８’、２３８、２３８’、４５０、４５０’）内の圧力レベル及び前記圧力源（７０１）の圧力レベルの測定の結果に従って操作されるアクチュエータ（７２２）によって制御される請求項４８に記載の組み合わせ体。
【請求項５４】
チャネル（２９７）が開閉可能であって、前記チャネルは、前記チャンバ（７０７）と、前記バルブアクチュエータ（２６１）及び前記コアピン（２４５）の間の空間（３０５、３０６、３０７）とを空間（７１０）を介して接続し、
ピストン（２９２）が、前記チャネルの開放位置（２９２）及び閉鎖位置（２９２’）の間を移動可能であり、
前記ピストン（２９２）の移動は、前記ピストン（２０８、２０８’、２０８’、２１７、２１７’、２２８、２２８’、２３８、２３８’、４５０、４５０’）内の圧力の圧力レベル及び前記圧力源（７０１）の圧力レベルの測定の結果に従って操作されるアクチュエータ（７２３）によって制御される請求項４９に記載の組み合わせ体。
【請求項５５】
前記コンテナの壁は、強化手段を有する弾性変形可能な材料を含む請求項６に記載の組み合わせ体。
【請求項５６】
強化巻線は、５４°４４’と異なったブレード角を有する請求項５５に記載の組み合わせ体。
【請求項５７】
前記強化手段は織物強化材を有し、前記織物強化材は、第１長手位置に移動する時に前記コンテナを拡張可能であり、第２長手位置に移動する時に収縮可能である請求項５５または５６に記載の組み合わせ体。
【請求項５８】
前記ピストンは、複数の加硫空洞を有する製造システムにより作製され得る請求項５７に記載の組み合わせ体。
【請求項５９】
前記強化手段は繊維を有し、前記繊維は、第１長手位置により大きく移動する時に前記コンテナを拡張可能であり、第２長手位置に移動する時に収縮可能である請求項５５または５６に記載の組み合わせ体。
【請求項６０】
前記ピストンは、複数の加硫空洞８０１を有する製造システムにより製造されることができ、
前記繊維８０２が前記キャップ８００の内側に押圧されている間、前記繊維８０２は、異なる速度で前記繊維８０２及び前記キャップ８００が回転することにより、前記キャップ８００の前記空洞８０１に取り付けられる請求項５９に記載の組み合わせ体。
【請求項６１】
前記繊維は、格子状効果に従って配置されている請求項５９に記載の組み合わせ体。
【請求項６２】
前記強化手段は、前記コンテナ内に配置された可撓性材料を有し、
前記強化手段は、共通部材に回転可能に留め付けられた複数の少なくともほぼ弾性的な支持部材を備え、
前記共通部材は、前記コンテナの外皮に連結されている請求項５５に記載の組み合わせ体。
【請求項６３】
前記部材及び／または前記共通部材は、膨張可能である請求項６２に記載の組み合わせ体。
【請求項６４】
前記コンテナの壁にかかる圧力は、ばね力作動式装置により形成される請求項１または２に記載の組み合わせ体。
【請求項６５】
前記ピストンは、前記コンテナの外側に配置される強化材を有する請求項１または２に記載の組み合わせ体。
【請求項６６】
前記コンテナ３７２、３７２’は、シリンダ内で先細の壁３７２の周りを移動する請求項１または２に記載の組み合わせ体。
【請求項６７】
前記チャンバは膨出しており、ストローク中、作動力が、設定された最大力に接する請求項１または２に記載の組み合わせ体。
【請求項６８】
請求項１に記載の組み合わせ体、または
湾曲可能な壁を有するコンテナを有するピストンの組み合わせ体、または
高摩擦力により収縮することが可能な強化材を有する、前記チャンバの第１長手位置の周長の寸法とほぼ同じ製造寸法を有するコンテナを有するピストンの組み合わせ体
であって、
異なる断面積の断面が異なる断面形状を有し、
前記チャンバ（１６２）の断面形状の変化は、前記チャンバ（１６２）の第１及び第２長手位置の間で少なくともほぼ連続しており、
前記ピストン（１６３）は、さらに、それ自体及びシーリング手段を前記異なる断面形状になるように設計されている、組み合わせ体。
【請求項６９】
前記第１長手位置での前記チャンバ（１６２）の断面形状は、少なくともほぼ円形であり、
前記第２長手位置での前記チャンバ（１６２）の断面形状は、細長形状、たとえば長円であり、第１寸法であって、前記第１寸法に対して或る角度での寸法の少なくとも２倍、たとえば少なくとも３倍、好ましくは少なくとも４倍である第１寸法を有する、請求項６８に記載の組み合わせ体。
【請求項７０】
前記第１長手位置での前記チャンバ（１６２）の断面形状は、少なくともほぼ円形であり、
前記第２の長手位置での前記チャンバ（１６２）の断面形状は、複数のほぼ細長部分、たとえば丸い突出形状の部分を有する、請求項６８または６９に記載の組み合わせ体。
【請求項７１】
前記第１の長手位置での前記シリンダ（１６２）の断面形状の第１周長は、前記第２長手位置での前記チャンバ（１６２）の断面形状の第２周長の８０〜１２０％、たとえば８５〜１１５％、好ましくは９０〜１１０、たとえば９５〜１０５、好ましくは９８〜１０２％に等しい請求項６８または６９に記載の組み合わせ体。
【請求項７２】
前記第１及び第２周長は、少なくともほぼ同一である請求項７０に記載の組み合わせ体。
【請求項７３】
内側チャンバ壁によって画定された長形チャンバ（２３１）と、前記チャンバ内にあって、前記チャンバ内を密封状に移動可能であるピストンとを含むピストン及びチャンバ組み合わせ体であって、
前記ピストン（２３０）は、前記チャンバ（２３１）内を少なくとも前記チャンバの第２長手位置から前記チャンバの第１長手位置へ移動可能であり、
前記チャンバ（２３１）は、前記第１及び第２長手位置の間で前記チャンバ壁の長さの少なくとも一部に沿って弾性変形可能な内壁（２３８）を有しており、
前記チャンバ（２３１）は、前記チャンバの前記第１長手位置に、前記ピストン（２３０）がその位置にある時に第１断面積を有し、前記第１断面積は、前記チャンバ（２３１）の前記第２長手位置での、前記ピストン（２３０）がその位置にある時の第２断面積より大きく、前記チャンバ（２３１）の断面積の変化は、前記ピストン（２３０）が前記第１及び第２長手位置の間を移動する時、前記第１及び第２長手位置の間で少なくともほぼ連続しており、
前記ピストンは、前記ピストンのストローク中に互いに適応する可変幾何学的形状を有する、弾性的に膨張可能なコンテナを有し、それによって、連続して密封を行うことができ、また、前記ピストンは、前記チャンバの前記第２長手位置にある時、それの製造寸法を有するピストン及びチャンバ組み合わせ体。
【請求項７４】
前記ピストン（２３０）は、少なくともほぼ非圧縮性材料で形成されている請求項７３に記載の組み合わせ体
【請求項７５】
前記ピストン（２３０）は、前記長手軸に沿った断面が、前記チャンバ（２３１）の前記第１長手位置から前記チャンバの前記第２長手位置に向かう方向に先細になった形状を有する請求項７３または７４に記載の組み合わせ体。
【請求項７６】
前記シリンダ（２３１）の前記壁（２３８）と前記中心軸（２３６）との間の角度
【数１】
0004560482.tif 000008
は、少なくとも前記ピストン（２３０）の前記先細の壁と前記チャンバ（２３１）の前記中心軸（２３６）との間の角度
【数２】
0004560482.tif 000009
より小さい請求項７５に記載の組み合わせ体。
【請求項７７】
前記チャンバ（２３１）は、
前記内壁（２３８）を包囲する外側支持構造部（２３４）と、
前記外側支持構造部（２３４）及び前記内壁（２３８）によって画成された空間に保持された流体（２３２、２３３）と、
を有する請求項７３に記載の組み合わせ体。
【請求項７８】
前記外側支持構造部（２３４）及び前記内壁（２３８）によって画成された前記空間は、膨張可能である請求項７７に記載の組み合わせ体。
【請求項７９】
前記ピストン（４５０’）は、変形可能な材料を有するとともに請求項７〜１７に従って構成された弾性変形可能なコンテナを備えている請求項７３に記載の組み合わせ体。
【請求項８０】
流体を圧送するポンプであって、
請求項１〜７９のいずれか一項に記載の組み合わせ体と、
前記チャンバの外側の位置から前記ピストンに係合する手段と、
前記チャンバに接続されており、バルブ手段を有する流体入口と、
前記チャンバに接続された流体出口と、
を備えたポンプ。
【請求項８１】
前記係合手段は、前記ピストンが前記チャンバの前記第１長手位置にある外側位置と、前記ピストンが前記チャンバの前記第２長手位置にある内側位置とを有する請求項８０に記載のポンプ。
【請求項８２】
前記係合手段は、前記ピストンが前記チャンバの前記第２長手位置にある外側位置と、前記ピストンが前記チャンバの前記第１長手位置にある内側位置とを有する請求項８０に記載のポンプ。
【請求項８３】
請求項１〜８０のいずれか一項に記載の組み合わせ体と、
前記チャンバの外側の位置から前記ピストンに係合する手段と、
を備えており、前記係合手段は、前記ピストンが前記チャンバの前記第１長手位置にある外側位置と、前記ピストンが前記第２長手位置にある内側位置とを有するショックアブソーバ。
【請求項８４】
さらに、前記チャンバに接続されており、バルブ手段を有する流体入口を備えた請求項８３に記載のショックアブソーバ。
【請求項８５】
さらに、前記チャンバに接続されており、バルブ手段を有する流体出口を備えた請求項８３または８４に記載のショックアブソーバ。
【請求項８６】
前記チャンバ及び前記ピストンは、流体を含んで少なくともほぼ密封されたキャビティを形成しており、前記流体は、前記ピストンが前記チャンバの前記第１長手位置から前記第２長手位置へ移動する時、圧縮される請求項８３または８４のいずれか一項に記載のショックアブソーバ。
【請求項８７】
さらに、前記ピストンを前記チャンバの前記第１長手位置の方へ付勢する手段を備えた請求項８３〜８６のいずれか一項に記載のショックアブソーバ。
【請求項８８】
請求項１〜８０のいずれか一項に記載の組み合わせ体と、
前記チャンバの外側の位置から前記ピストンに係合する手段と、
前記チャンバ内に流体を導入し、それによって前記ピストンを前記チャンバの前記第１長手位置及び前記第２長手位置の間で変位させる、導入手段と、
を備えたアクチュエータ。
【請求項８９】
前記チャンバに接続されており、バルブ手段を有する流体入口をさらに備えた請求項８８に記載のアクチュエータ。
【請求項９０】
前記チャンバに接続されており、バルブ手段を有する流体出口をさらに備えた請求項８８または８９に記載のアクチュエータ。
【請求項９１】
さらに、前記ピストンを前記チャンバの前記第１長手位置または前記第２長手位置の方へ付勢する手段を備えた請求項８８または８９のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項９２】
前記導入手段は、前記チャンバ内に加圧流体を導入する手段を有する請求項８８または８９のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項９３】
前記導入手段は、前記チャンバ内に、ガソリンまたはディーゼルなどの可燃性流体を導入するようになっており、
さらに、前記アクチュエータは、前記可燃性流体を燃焼させる手段を備えている請求項８８または８９のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項９４】
前記導入手段は、前記チャンバに拡張可能な流体を導入するようになっており、
前記アクチュエータは、前記拡張可能な流体を拡張する手段をさらに備えた請求項８８または８９のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項９５】
さらにクランクを備えており、前記ピストンの移動を前記クランクの回転に変換するようにした請求項８８または８９のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項９６】
請求項１〜７９のいずれか一項に記載の組み合わせ体を備えたモータ。
【請求項９７】
パワーユニットであって、
請求項１〜７９のいずれか一項に記載の組み合わせ体と、
パワー源と、
パワー装置と
を備えたパワーユニット。
【請求項９８】
移動可能である請求項９７に記載のパワーユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
内側チャンバ壁によって画定された長形チャンバと、このチャンバ内にあって、該チャンバの少なくとも第１及び第２長手位置の間を上記チャンバに対して密封状に移動可能である、ピストンと、を含むピストン及びチャンバ組み合わせ体であって、該チャンバは、該チャンバの第１及び第２長手位置で異なった断面積及び異なった周長を有するとともに、第１及び第２長手位置の間の中間長手位置では少なくともほぼ連続的に異なる断面積及び異なる周長を有する断面を備えており、第１長手位置での断面積は、第２長手位置での断面積より大きくなっており、上記ピストンは、内側チャンバ壁に対して密封接触する弾性変形可能なコンテナ壁を有するコンテナを有し、該コンテナは、弾性変形可能かつ膨張可能であることで、ピストンの異なる断面積及び周長を与え、第１及び第２の長手位置の間の、上記チャンバの上記中間長手位置を介する上記ピストンの相対移動の間、上記チャンバの上記異なる断面積及び異なる周長に適合するようになっている。
【０００２】
記載される膨張バルブは、或る密閉体積の膨張を可能にするバルブであり、ダンロップ−ウッズバルブ(Dunlop-Woods valve)、スクラベランドバルブ(Sclaverand valve)及びシュレーダバルブ(Schrader valve)とすることができる。これらは、閉鎖チャンバ（たとえば車両のタイヤ）の膨張に使用される。上述の最後の２つのバルブ形式は、ばね力作動式バルブコアピンを有し、このピンを押圧して開くことによって、チャンバの膨張及び収縮を行うことができる。バルブコアピンの押圧は、手動操作することによるか、流体の圧力によるか、作動ピンまたはバルブアクチュエータ等の装置によって行うことができる。上述の最初の２つのバルブ形式は、流体の圧力だけで開くことができるが、上述の最後の形式は、装置によって開放するのが最善であり、そうでなければ、ピンの押圧に高圧が必要な場合がある。
【背景技術】
【０００３】
［発明の背景］
本発明は、ピストンがチャンバに対して密封状に移動可能である時、ストローク中にピストン、具体的には弾性変形可能なコンテナ壁を有するコンテナを備えたピストンと、長手方向に断面積の大きさが異なる長形チャンバ、具体的には異なった周長を有する長形チャンバの壁との間に少なくとも詰まりを回避できる程度に小さい摩擦力を得るという問題に対する解決策に関する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
国際公開第００／７０２２７号パンフレットの図６、図８及び図９〜図１２の実施形態の問題は、異なった周長の断面を有するチャンバの小さい断面部分にピストンが詰まる可能性があることである可能性がある。詰まりは、ピストンの壁の材料の高摩擦力によって起き得る。これらの力は主に、ピストンがチャンバの、最大断面積を有する第１長手位置から断面積及び周長が小さくなった第２長手位置へ移動する時、ピストンの壁の材料（複数可）が圧縮されることによって発生し得る。本特許出願の図１〜図３は、チャンバ内に内圧がある場合、またはない場合で、不動状態のチャンバ内における、コンテナを有する不動状態のピストンの高摩擦力の例を示している。その結果、ピストンとチャンバの壁との間に大きい接触圧力が生じ、詰まりが発生し得る。
【０００５】
さらなる問題は、国際公開第００／７０２２７号パンフレットのコンテナを有するピストンの実施形態では流体が漏れるため、それらの密封能力が変化し得ることである可能性がある。弾性変形可能な壁を有するコンテナを備えたピストンの場合の上記問題に対する解決策では、内圧によって密封力を発生するので、漏れが重要な問題になり得る。
【０００６】
［発明の目的］
本目的は、チャンバが異なった断面積を有し、これらの断面の周長が異なる時、密封状に移動することができるピストン及びチャンバの組み合わせ体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［発明の概要］
第１態様では、本発明は、ピストン及びチャンバの組み合わせ体であって、
コンテナが、弾性的に拡張可能であり、かつ応力のない不変形状態の製造寸法におけるその周長が、上記第２長手位置にある時のコンテナの内側チャンバ壁の周長とほぼ同じであるようにされる、ピストン及びチャンバの組み合わせ体に関する。
【０００８】
本コンテキストでは、断面は好ましくは、長手軸に垂直（横方向）にとったものである。
【０００９】
好ましくは、第２断面積は、第１断面積の９８〜５％、たとえば、９５％〜７０％である。一定の状況では、第２断面積は、第１断面積の約５０％である。
【００１０】
この組み合わせ体を実現するために、多くの異なった技術を使用することができる。これらの技術については、本発明の以下の態様に関連してさらに説明する。
【００１１】
そのような技術の１つは、ピストンが、変形可能な材料を有するコンテナを備えたものである。
【００１２】
そのような状況では、変形可能な材料は、水、蒸気及び／または気体、あるいは気泡体(foam)などの流体または該流体の混合体にすることができる。この材料、またはその一部は、気体か、水及び気体の混合体などで、圧縮性であってもよく、あるいは少なくともほぼ非圧縮性であってもよい。
【００１３】
変形可能な材料はまた、ばね等のばね力作動式装置とすることができる。
【００１４】
したがって、コンテナは、異なる断面積及び異なる周寸法を有するチャンバの壁に対し密封を行うように調整可能であり得る。
【００１５】
これは、ピストンの（応力のない不変形の）製造寸法に、チャンバの断面の最小断面積の周長にほぼ等しい寸法を選択して、より大きい周長を有する長手位置へ移動する時にそれを拡張させることによって、また、逆方向に移動する時に収縮させることによって、達成することができる。
【００１６】
また、これは、ピストンとチャンバの壁との間に一定の密封力を保持する手段を設けることによって、すなわち、ピストンの内圧をある所定レベル（複数可）に保持し、ストローク中はそのレベルを一定に保持することによって達成することができる。ある大きさの圧力レベルは、断面の周長の差と、最小周長の断面で適当な密封を得られる可能性とによって決まる。その差が大きく、妥当な圧力レベルが、最小周長で適当な密封力を得るには高すぎる場合、ストローク中に圧力の変化がある場合がある。これには、ピストンの圧力管理が必要である。実用されている材料は通常は密(tight)ではないので、特に超高圧を使用する時、膨張用のバルブを使用するなどによって、この圧力を維持できるようにしなければならない。この圧力を得るためにばね力作動式装置が用いられる場合、バルブは不要となる場合がある。
【００１７】
チャンバの断面積が変化する時、コンテナの体積も変化する場合がある。したがって、チャンバの長手方向の断面において、コンテナは、第１長手方向に第１形状を、第２長手方向に第２形状を有し、第１形状は第２形状と異なり得る。１つの状況では、変形可能な材料の少なくとも一部が圧縮性であり、第１形状が、第２形状の面積より大きい面積を有する。この状況では、コンテナの全体積が変化し、それにより、流体も圧縮性でなければならない。その代替として、または任意に、ピストンが、変形可能なコンテナと連通した閉鎖空間を備え、この閉鎖空間が可変体積を有するようにしてもよい。それにより、変形可能なコンテナの体積が変化する時、閉鎖空間が流体を収容または放出することができる。そのようにして、コンテナの体積の変化が自動的に調節可能である。その結果、ストローク中はコンテナ内の圧力が一定になる場合がある。
【００１８】
また、閉鎖空間は、ばね付勢式ピストンを有することができる。このばねは、ピストン内の圧力を画定することができる。閉鎖空間の体積は、変化することができる。そのようにして、コンテナの圧力全体または最大／最小圧力を変更することができる。
【００１９】
閉鎖空間が第１及び第２閉鎖空間に分割されている時、それらの空間はさらに、第１閉鎖空間内の流体の圧力が第２閉鎖空間内の圧力に関係するように、第１閉鎖空間の体積を画定する手段を備えている。第２閉鎖空間は、たとえば、バルブ、好ましくはシュレーダバルブのような膨張バルブによって膨張可能にしてもよい。たとえばコンテナの壁からの漏れによる、コンテナ内での考えられ得る圧力降下は、画定手段による第２閉鎖空間の膨張により釣り合わされることができる。画定手段は、各閉鎖空間内に１つずつ設けられた１対のピストンとすることができる。
【００２０】
この画定手段は、第１閉鎖空間内およびコンテナ内の圧力をストローク中は少なくともほぼ一定に画定することができる。しかし、画定手段によってコンテナ内のいずれの圧力レベルも画定することができ、たとえば、ピストンが移動する際にコンテナ壁が第１長手位置で非常に大きい断面積まで拡張して、現在の圧力値での接触面積および／または接触圧力が、適当な密封を維持するには小さすぎる時、圧力上昇が必要となる場合がある。画定手段は、各閉鎖空間内に１つずつ設けられた１対のピストンにすることができる。第２閉鎖空間を一定圧力レベルまで膨張させることによって、コンテナの、従って第２閉鎖空間の体積も増加するにもかかわらず、圧力上昇を第１閉鎖空間およびコンテナに伝達することができる場合がある。これは、たとえば、ピストンロッドを異なった断面積にしたピストン及びチャンバ（第２閉鎖空間）の組み合わせ体によって達成することができる。圧力降下も、設計可能である。
【００２１】
ピストンの圧力管理は、閉鎖空間内の流体の圧力をチャンバ内の流体の圧力と関係づけることによっても達成することができる。チャンバと連通する閉鎖空間の体積を画定する手段を設けることによって。このようにして、変形可能なコンテナの圧力を変化させることによって、適当な密封状態を得ることができる。たとえば、簡単な方法として、コンテナが第２長手位置から第１長手位置へ移動している時、閉鎖空間内の圧力を画定することができる画定手段を上昇させる。この状況では、（変形可能なコンテナ内の流体が逃げないようにするために）２つの圧力の間に簡単なピストンを設けることができる。
【００２２】
実際に、ピストンが移動するチャンバを、組み合わせ体の主チャンバと同様に先細にすることができることから、このピストンを使用することによって、圧力の間にいずれの関係も定めることができる。
【００２３】
ピストンロッドからコンテナに直接移動可能な装置はまた、コンテナ内の体積及び／または圧力を変えることができる。
【００２４】
ピストンは、膨張のためのバルブを有さないか、またはこれと連通しない（閉鎖系システム）ことが可能であり、あるいは、膨張のためのバルブを有するか、またはこれと連通することも可能である。ピストンが膨張バルブを有していない場合、流体はコンテナの壁の材料に対し不透過性とすることができる。その場合、取り付けプロセスの一工程は、流体をピストン容積内に入れた後、かつ、チャンバの第２長手位置に配置された後で、コンテナの体積を恒久的に閉鎖するというものにすることができる。達成可能なピストン速度は、第１閉鎖チャンバに、大きすぎる摩擦を受けずに大量の流体流が出入することがどの程度可能かに依存し得る。ピストンが膨張バルブを有する場合、コンテナの壁は流体に対し透過性とすることができる。
【００２５】
ピストンに含まれる圧力源によってコンテナを膨張させることができる。または、外部圧力源、たとえば、組み合わせ体の外部にあるものによって、及び／またはチャンバが圧力源そのものである時。いずれの解決策も、ピストンと連通したバルブを必要とする。このバルブは好ましくは、膨張バルブであり、シュレーダバルブが最も良い。または、一般的に、ばね力作動式バルブコアを有するバルブである。シュレーダバルブは、ばね付勢式バルブコアピンを有し、ピストン内の圧力に関係なく閉鎖し、あらゆる種類の流体がそれを流れることができる。しかし、それは別のバルブ形式、たとえば、チェックバルブでもよい。
【００２６】
コンテナは、ばね付勢式調整ピストンがチェックバルブとして作動する閉鎖空間を通して膨張することができる。流体は、圧力源、たとえば外部の圧力源や、たとえば内部圧力コンテナ(internal pressure container)から、ばね付勢式ピストンのピストンロッドの軸受内の長手ダクトを通って流れることができる。
【００２７】
閉鎖空間が第１及び第２閉鎖空間に分割されている時、第２閉鎖空間がそれを通って第１閉鎖空間に通じる膨張を阻止するため、チャンバを圧力源として膨張が行われてもよい。チャンバは、チャンバの足部に入口バルブを有することができる。コンテナを膨張させるために、膨張バルブ、たとえば、シュレーダバルブのような、ばね力作動式バルブコアを有するバルブをアクチュエータと共に使用することができる。これは、国際公開第９６／１０９０３号パンフレットまたは国際公開第９７／４３５７０号パンフレットに従った作動ピンか、国際公開第９９／２６００２号パンフレットまたは米国特許第５０９４２６３号明細書に従ったバルブアクチュエータにすることができる。バルブのコアピンは、閉鎖時にチャンバの方へ移動する。上記で引用した国際公開文献による作動ピンは、ばね力作動式バルブコアを開く力が非常に小さいため、膨張が手動式ポンプにより容易に行われることができるという利点を有する。米国特許において引用したアクチュエータは、通常の圧縮機の力を必要とする可能性がある。
【００２８】
チャンバ内の作動圧力がピストン内の圧力より高い時、ピストンが自動的に膨張してもよい。
【００２９】
チャンバ内の作動圧力がピストン内の圧力より低い時、たとえば、チャンバの足部内の出口バルブを一時的に閉鎖することによって、高圧を得る必要がある。バルブが、たとえば、国際公開第９９／２６００２号パンフレットに従ったバルブアクチュエータによって開くことができるシュレーダバルブである時、これは、チャンバと、バルブアクチュエータ及びバルブのコアピンの間の空間とを接続してチャネルの形のバイパスを生じることによって、達成することができる。このバイパスは、開いたり（シュレーダバルブが閉じたままである）閉じる（シュレーダバルブが開く）ことができ、可動ピストンなどによって行うことができる。このピストンの移動は、手動で、たとえば、アクスル回りに不作動位置から作動位置へ、またはその逆に作業者が回転させるペダルによって行うことができる。それはまた、チャンバ及び／またはコンテナ内の圧力測定の結果によって始動するアクチュエータなどの他の手段によって行うこともできる。
【００３０】
コンテナ内に所定圧力を得ることは、手動で行うことができ、作業者は、コンテナ内の圧力を測定している圧力計、たとえばマノメーターから情報を得る。また、たとえば、流体の圧力が所定の最大圧力を超えると流体を開放する、コンテナ内の放出バルブによって、それを自動的に行うこともできる。また、圧力がある所定の圧力値を超える時、バルブアクチュエータの上方で圧力源からのチャネルを閉じるばね力作動式キャップによって達成することもできる。別の解決策として、チャンバの出口バルブの閉鎖可能なバイパスという同様な解決策があり、これにはコンテナ内で圧力測定を行うことが必要であるが、これによって、コンテナの、たとえばシュレーダバルブの、国際公開第９９／２６００２号パンフレットに従ったバルブアクチュエータのバイパスを所定の圧力値で開閉するアクチュエータを操作することができる。
【００３１】
上記解決策は、国際公開第００／６５２３５号パンフレット及び国際公開第００／７０２２７号パンフレットに示されたものを含めた、コンテナを有するいずれのピストンにも適用することができる。
【００３２】
１つのかかる技術は、ピストンが弾性変形可能なコンテナ壁を有するコンテナを有するものである。
【００３３】
断面の周長の寸法を変えることで始まるコンテナ壁の拡張または収縮は、コンテナ壁を３次元に強制的に拡張または収縮させる強化材(reinforcement)を選択することにより可能にすることができる。したがって、コンテナ壁及びチャンバ壁の間には余分な材料は残らない。
【００３４】
接触長さ（長手方向に伸張する）を制限するために、適した強化材を選択することにより、ピストンに対するチャンバ内の圧力の影響に耐えることができる。コンテナ壁の強化材は、コンテナ壁内に配置されてもよく、及び／またはコンテナ壁内に配置されなくともよい。
【００３５】
コンテナ壁内の強化材は、織物材料からなることができる。この織物材料は１つの層であってもよいが、強化材を取り付けやすくすることができるように、互いに交差する少なくとも２つの層であることが好ましい。層は、たとえば織成または編成されることができる。織り糸は、互いに密接して異なる層にたくわえられる（lay in）ため、弾性材料からなることができる。層は、たとえばゴム等の弾性材料からなるたとえば２つの層内で加硫され得る。コンテナが製造寸法を有する場合、壁の弾性材料だけでなく強化材も応力のない不変形状となる。コンテナの強化壁の拡張により織り糸が伸張するにつれて交差点の間の距離（＝ステッチ寸法）が大きくなり、収縮により織り糸が収縮するにつれてステッチ寸法が小さくなる。チャンバ壁に対するコンテナ壁の密封は、或る一定の圧力にコンテナを加圧することにより達成することができる。これにより、ステッチサイズが少しずつ大きくなるように織り糸が少しずつ伸張することになる。コンテナ壁の接触により、接触長さが長くなりすぎないように、内圧がコンテナを拡張させることを防ぎ、それにより詰まりを回避する。
【００３６】
編成された強化材は、たとえば弾性糸及び／または弾性湾曲可能な糸からなることができる。コンテナ壁の拡張は、編成の湾曲ループ（bended loop）を伸張することにより行うことができる。伸張したループは、コンテナ壁が収縮する時に不変形状態に戻ることができる。
【００３７】
織物強化材は、製造ライン上で製造され、そこでは、織成または編成された織物強化材がシリンダとして２つの弾性材料層内にたくわえられる。最小のシリンダ内に、キャップが連続トップダウン方式（a sequence top-down-top-down）等で保持されるバー(bar)が配置され、バー上をこれらのキャップが移動することができる。製造ラインの最後に、加硫オーブンが保持される。該オーブンの内部は、応力のない不変形状態のコンテナの寸法及び形状を有することができる。オーブンの内部にあるシリンダの一部は、長さが切断されており、２つのキャップがシリンダの両端に配置され、そこで保持される。オーブンを閉め、１００℃を超える蒸気に晒しかつ高圧にする。約１、２分後、オーブンを開けると、コンテナ壁が、その内部で２つのキャップが加硫され、作製され準備されている。微小の加硫リード時間(minutes lead time)を用いるために、たとえば回転または並進する２つ以上のオーブンが存在してもよく、これらオーブンはすべて、製造ラインの最後で終了する。加硫時間として搬送リード時間を用いて、製造ライン自体が２つ以上のオーブンを有することも可能である。
【００３８】
コンテナの繊維強化壁の作製も同様に行われることができる。強化繊維は、たとえば射出成形（たとえば組付け用ソケット（assembling socket））により、またはストリング（string）切断により作製されることができ、その後、組付け用ソケットの両端に設置される。これらのオプションは容易に連続して作製され得る。残りについての製造プロセスは、織物強化材に関して上述した製造プロセスと同様である。
【００３９】
弾性変形可能なコンテナを有するピストンはまた、壁の内部に配置されていない強化手段、たとえば、コンテナの壁に連結された、膨張可能であるか、そうでない複数の弾性アームを有することができる。膨張可能である時、強化材は、チャンバ内の圧力によるコンテナの壁の変形を制限することもできる。
【００４０】
別の態様は、コンテナ壁の外側の強化材である。
【００４１】
本発明の別の態様は、ピストン及びチャンバの組み合わせ体に関するものであり、
チャンバは、長手軸を有する長形チャンバを画定しており、
ピストンは、チャンバ内を少なくとも第２長手位置から第１長手位置へ移動可能であり、
チャンバは、第１及び第２長手位置の間で内側チャンバ壁の少なくとも一部に沿って弾性変形可能な内壁を有しており、
チャンバは、該チャンバの第１長手位置において、ピストンがその位置にある時、第１断面積を有し、該チャンバの第２長手位置において、ピストンがその位置にある時、第２断面積を有し、第１断面積は第２断面積より大きく、チャンバの断面の変化は、ピストンが第１及び第２長手位置の間を移動する時、第１及び第２長手位置の間で少なくともほぼ連続している。
【００４２】
したがって、ピストンがチャンバの断面変化に適応する組み合わせ体の代わりに、この態様は、適応能力を有するチャンバに関する。
【００４３】
当然ながら、ピストンは、少なくともほぼ非圧縮性材料で形成することができるか、組み合わせ体を適応性のあるチャンバ及び適応性のあるピストン、たとえば、上記態様に従ったピストンなどで作製することができる。
【００４４】
好ましくは、ピストンは、長手軸に沿った断面において、第２長手位置に向かう方向に先細になる形状を有する。
【００４５】
適応性のあるチャンバを提供する好適な方法は、チャンバに、
内壁を包囲する外側支持構造部と、
外側支持構造部と内壁とによって画定された空間に保持された流体とを設ける方法である。
【００４６】
そのようにして、流体または流体の組み合わせの選択が、チャンバの特性、たとえば、壁とピストンとの間の密封状態や必要な力などの画定を助けることができる。
【００４７】
本願発明のさらに別な特徴によるピストンとチャンバの組み合わせ体のチャンバは長軸を具えた長形チャンバであり、
第１長手位置で第１断面形状および面積を有し、第２長手位置で第２断面形状および面積を有しており、第１断面形状は第２断面形状とは異なり、第１長手位置と第２長手位置との間のチャンバの断面形状は少なくとも実質的に連続的に変化しており、
ピストンは、チャンバの第１長手位置から第２長手位置に移動する際、チャンバの断面に自身を適応させるようになっているものである。
【００４８】
非常に特徴的なことは、異なる形状、例えば、幾何学形状が周囲長と面積との間で変動する関係を有していることである。また、２形状の変化は連続的であり、チャンバは１つの長手位置で１つの断面形状を有し、別の長手位置で別の断面形状を有するが、チャンバ内の表面の滑らかな変化は維持されている。
【００４９】
ここで言う“断面形状”とはサイズに関係のない全体的な形状のことである。例えば、２つの円は半径が異なっても同一形状である。
【００５０】
好適には、第１断面積は第２断面積の少なくとも２％、少なくとも５％、好適には少なくとも１０％、例えば、少なくとも２０％、好適には少なくとも３０％、例えば、少なくとも４０％、好適には少なくとも５０％、例えば、少なくとも６０％、好適には少なくとも７０％、例えば、少なくとも８０％、例えば少なくとも９０％、例えば少なくとも９５％大きい。
【００５１】
１好適実施例においては、第１断面形状は略円形であり、第２断面形状は、例えば、長円、楕円のごとき長体であり、第１寸法は第２寸法の少なくとも２倍、例えば、少なくとも３倍、好適には少なくとも４倍の寸法である。
【００５２】
別な好適実施例では、第１断面形状は略円形であり、第２断面形状は、複数のほぼ細長部分、たとえば丸い突出形状の(lobe-shaped)部分を有している。
【００５３】
第１長手位置の断面でチャンバの第１周囲は第２長手位置の断面の第２周囲の８０〜１２０％、例えば、８５〜１１５％、好適には９０〜１１０％、例えば、９５〜１０５％、好適には９８〜１０２％の長さであるとき、多くの利点が得られる。しかし、シール材料が充分なシール状態を提供しつつ、同時にその寸法を変動させなければならないという事実により、変動寸法を有した壁に対してシール状態を提供することは一般的には容易ではない。しかし、周囲の長さが少々変動するだけであればシール状態のコントロールは比較的に容易な場合がある。好適には第１周囲と第２周囲は略同一長であり、シール材料は曲がるだけで大きく伸びたり縮んだりしない。
【００５４】
あるいは、周囲長を多少変動さえることができ、シール材料を曲げたり変形させるとき、一方側を縮めて他方側を伸ばさせる。シール材料が自動的に“選択”できるような周囲形状を提供することが望ましい。
【００５５】
この組み合わせの形式に用いることができるピストンの１つの形式は、変形可能なコンテナを有するピストンを含むものである。コンテナは、弾性にまたは非弾性に変形可能とすることができる。最後の方法では、コンテナ壁はチャンバ内を移動するとともに湾曲することができる。チャンバの第１長手位置の周長の寸法とほぼ同じ製造寸法を有する、高摩擦力による収縮を可能にする強化材タイプを有する弾性変形可能なコンテナも、この組み合わせの形式に用いることができ、とくにピストンの速度を高くして用いられる。
【００５６】
チャンバの第２長手位置の周長の寸法とほぼ同じ製造寸法を有する、弾性変形可能なコンテナも用いることができる。このようなコンテナは、コンテナ壁の一部が強化材タイプの外皮を有し、これによってチャンバの長手横断面におけるその部分のチャンバの中心軸からの距離が異なることを可能にする。
【００５７】
組み合わせ体をどこから見るかに応じて、ピストン及びチャンバの一方を静止させ、他方を移動させるか、両方を移動させてもよいことは、明らかである。これは、組み合わせ体の機能性にまったく影響を与えない。
【００５８】
ピストンは、内壁及び外壁上を摺動することもできる。内壁は、先細形状を有してもよいが、外壁は円筒形である。
【００５９】
当然ながら、本組み合わせ体は、ピストンの移動を、必要とされかつ使用される力に合わせる追加方法を与える新規な方法に主に焦点を合わせていることから、多くの目的に使用することができる。実際に、組み合わせ体を特定の目的及び／または力に合わせるために、断面の面積／形状をチャンバの長さに沿って変化させることができる。１つの目的は、女性またはティーンエイジャが使用するポンプでありながら、一定の圧力を与えることができるポンプを提供することである。そのような場合、ピストンのどの位置で人がどのような力を与えることができるかを決定することによって、人間工学的に改良されたポンプが必要であり、それにより、適当な断面積／形状のチャンバが提供される場合がある。
【００６０】
本組み合わせ体の別の用途は、ショックアブソーバであり、その場合、ある衝撃（力）がどのような移動を必要とするかを面積／形状が決定する。また、チャンバに導入された流体の量が、流体の導入前のピストンの実際の位置に応じてピストンに異なった移動を与える場合、アクチュエータが提供されてもよい。
【００６１】
実際に、ピストンの性質、第１及び第２長手位置の相対位置、及びチャンバに連結されたいずれものバルブの配置によって、異なった圧力特性及び異なった力特性を有するポンプ、モータ、アクチュエータ、ショックアブソーバなどを提供することができる。
【００６２】
チャンバ及びピストンの組み合わせ体の好適な実施形態を、ピストンポンプに使用する例で説明してきた。しかし、ポンプ、アクチュエータ、ショックアブソーバまたはモータの用途の種類を決定し得るものは、主にチャンバのバルブ配置と共に、いずれの物または流体が移動を開始するのかということであるので、これは、本発明の範囲をその用例に制限するものではない。ピストンポンプの場合、媒体がチャンバに吸い込まれ、その後、チャンバはバルブ機構によって閉鎖される。媒体は、チャンバ及び／またはピストンの移動によって圧縮され、その後、バルブがこの圧縮媒体をチャンバから流出させることができる。アクチュエータの場合、媒体がバルブ機構によってチャンバ内に押し込まれ、ピストン及び／またはチャンバが移動して、取り付けられた装置の移動を開始することができる。ショックアブソーバの場合、チャンバを完全に閉鎖して、圧縮性媒体をチャンバ及び／またはピストンの移動によって圧縮することができる。その場合、非圧縮性媒体をチャンバ内に収容することができる、たとえば、動的摩擦を与えることができる幾つかの小さいチャネルをピストンに設けることによって、移動を減速することができる。
【００６３】
さらに、本発明は、媒体を使用してピストン及び／またはチャンバを移動させ、たとえばモータ内でのように、それを軸回りに回転させる推進用途に使用することもできる。いかなる種類の(Any kind of)
【００６４】
本発明に従った原理は、上記用途のすべてに適用可能である。本発明の原理は、上記のピストンポンプ以外の空気圧及び／または液圧用途にも使用することができる。
【００６５】
したがって、本発明は、流体を圧送するポンプであって、
上記態様のいずれかに従った組み合わせ体と、
チャンバの外側の位置からピストンに係合する手段と、
チャンバに接続されており、バルブ手段を有する流体入口と、
チャンバに接続された流体出口と、
を備えたポンプに関する。
【００６６】
１つの状況では、係合手段は、ピストンが第１長手位置にある外側位置と、ピストンが第２長手位置にある内側位置とを有し得る。この形式のポンプは、加圧流体が望まれる場合に好適である。
【００６７】
別の状況では、係合手段は、ピストンが第２長手位置にある外側位置と、ピストンが第１長手位置にある内側位置とを有し得る。この形式のポンプは、圧力は実質的に望まれず単に流体の搬送が望まれるだけの場合に好適である。
【００６８】
ポンプが床及びピストン／係合手段上に立設し、押し下げられることにより空気等の流体を圧縮するようになっている状況では、最大圧力は、人間工学的に、ピストン／係合手段／ハンドルの最下位置に提供され得る。したがって、第１状況では、このことは、最大圧力が最下位置に見られることを意味する。第２状況では、このことは単に、最大面積、したがって最大体積が最下位置に見られることを意味する。しかしながら、これを超える圧力が、たとえばタイヤにおいてタイヤのバルブを開くために必要とされるという事実によって、結果として得られる圧力がバルブを開け、より大きい断面積がより多くの流体をタイヤに押し込むようにするため、係合手段の最下位置の直前(shortly before)に最小の横断面積が望まれる可能性がある。
【００６９】
本発明に従ったポンプは、従来のピストン−シリンダ組み合わせ体に基づく匹敵し得るポンプよりも実質的に少ない作動力を用い得るため、たとえば水ポンプはより深いところから水を引き出すことができる。この特徴は、たとえば発展途上国において非常に有意義である。また、圧力差がほぼゼロである時に液体を圧送する場合、本発明に従ったチャンバは別の機能を有することもできる。チャンバの適切な設計により、たとえば図１７Ｂ及び図１７Ａそれぞれに従った圧力差が存在するごとくに、使用者の物理的必要性（人間工学的な）に応じることができる。このことはまた、バルブの使用により達成することができる。
【００７０】
本発明はまた、シリンダに対し密封を行うピストン、ならびに先細のシリンダに関する。ピストンは、弾性変形可能なコンテナを有してもよく、または有していなくてもよい。結果として得られるチャンバは、断面積が異なる周寸法を有するか、またはこれらが同一であることができる形式のものとすることができる。ピストンは、複数のピストンロッドのうち１つ(one of more)を有することができる。また、外側のシリンダも同様に円筒形または先細とすることができる。
【００７１】
本願発明はショックアブソーバにも関係し、ショックアブソーバは、
前述の組み合わせ態様のいずれかによる組み合わせ体と、
チャンバの外側からピストンに係合する手段であって、ピストンが第１長手位置にあるとき外側位置を有し、第２長手位置にあるとき内側位置を有する係合手段とを含んでいる。
【００７２】
アブソーバはチャンバに接続された流体入口とバルブ手段とをさらに含んでもよい。
【００７３】
アブソーバは、チャンバに接続され、バルブ手段を備えた流体出口を含んでもよい。
【００７４】
チャンバとピストンが、流体を含んで少なくともほぼ密閉されたキャビティ(cavity)を形成することが望ましい。この流体は、ピストンが第１長手位置から第２長手位置に移動するときに圧縮される。
【００７５】
通常は、アブソーバはピストンを第１長手位置側に押圧するバイアス手段を含んでいる。
【００７６】
本願発明はアクチュエータにも関する。このアクチュエータは、
前述の組み合わせ態様のいずれかによる組み合わせ体と、
チャンバの外側の位置からピストンに係合する手段と、流体をチャンバ内へ導入し、ピストンを第１長手位置と第２長手位置との間で移動させる手段とを含んでいる。
【００７７】
アクチュエータはチャンバに接続された流体入口とバルブ手段とを含むことができる。
【００７８】
チャンバに接続された流体出口とバルブ手段とをさらに提供できる。
【００７９】
加えて、アクチュエータはピストンを第１長手位置または第２長手位置方向に押圧するバイアス手段を含むことができる。
【００８０】
本発明は、モータであって、
上述した組み合わせ体の態様のいずれかに従った組み合わせ体、を有するモータに関する。
【００８１】
最終的に、本発明はまた、たとえばパラシュートにより可動とすることが好ましいパワーユニット、すなわち移動式パワーユニット(M(ovable) P(ower) U(nit))に関する。かかるユニットは、任意の種類のパワー源、好ましくは少なくとも一組の太陽電池、及びパワー装置、たとえば本発明に従ったモータを備え得る。たとえば本発明に従ったポンプ、及び／または、本発明に従ったピストン及びチャンバ組み合わせ体を備える装置の低作動力から得られる過剰なエネルギーを利用した任意の他の装置等、少なくとも１つのサービス装置が存在し得る。作動力が非常に低いことにより、本発明に基づく装置の構成が従来のピストン−チャンバ組み合わせ体に基づく装置の構成よりも軽い重量で構成されることができるため、パラシュートによりＭＰＵを搬送することが可能であり得る。
【００８２】
以上に記載したさまざまな実施形態は、説明のためにすぎず、本発明を制限すると解釈されるべきではない。当該技術分野の専門家であれば、本明細書に説明かつ記載された例としての実施形態及び用例に厳密に従うことなく、また、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明に加えることができるさまざまな改変、変更及び部材の組み合わせを容易に認識できるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８３】
次に、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を説明する。
【００８４】
［好適な実施形態の説明］
図１Ａは、非加圧チャンバ１の第１長手位置にあって、その位置では一定半径の円形断面を有する、不動状態の非加圧ピストン５の長手断面図を示す。ピストン５は、この第１長手位置でのチャンバ１の直径に近い製造寸法を有してもよい。ある圧力レベルまで加圧された時のピストン５＊が示されている。ピストン５＊の内部の圧力によって、一定の接触長さが生じる。
【００８５】
図１Ｂは、図１Ａのピストン５＊の接触圧力を示す。この長手位置では、ピストン５＊が詰まる。
【００８６】
図２Ａは、非加圧チャンバ１の第１長手位置にある不動状態の非加圧ピストン５と、その非加圧チャンバ１の第２長手位置にあるピストン５’との長手断面図を示しており、チャンバは、第１及び第２長手位置の両方において、一定半径の円形断面を有する。ピストン５は、この第１長手位置でのチャンバ１の直径に近い製造寸法を有してもよい。ピストン５’は、非加圧状態のピストン５が第２長手位置の小さい断面部分にはめ込まれたところを示している。
【００８７】
図２Ｂは、第２長手位置でチャンバの壁に当たるピストン５’の接触圧力を示す。この長手位置では、ピストン５’が詰まる可能性がある。
【００８８】
図２Ｃは、非加圧チャンバ１の第１長手位置にある不動状態の非加圧ピストン５と、その非加圧チャンバ１の第２長手位置にあるピストン５’との長手断面図を示しており、チャンバは、第１及び第２長手位置の両方において、一定半径の円形断面を有する。ピストン５は、この第１長手位置でのチャンバ１の直径に近い製造寸法を有してもよい。ピストン５’＊は、図１Ａのものと同一レベルまで加圧されたピストン５が第２長手位置の小さい断面部分にはめ込まれたところを示している。
【００８９】
図２Ｄは、第２長手位置でチャンバの壁に当たるピストン５’＊の接触圧力を示す。この長手位置では、ピストン５’＊が詰まり、摩擦力は７２ｋｇである可能性がある。
【００９０】
図３Ａは、図１Ａのピストン５と、図１Ａのピストン５＊と同じ圧力レベルまで加圧された時の変形ピストン５”＊とを示している。変形は、主に経線方向（チャンバの長手方向）である伸張を制限する手段をピストンが備えていない時、チャンバ１＊内の圧力によって起きる。
【００９１】
図３Ｂは、接触圧力を示す。この長手位置では、ピストン５”＊が詰まる可能性がある。
【００９２】
図４Ａは、円形断面を有する非加圧チャンバ１０の第２長手位置にあるピストン１５の長手断面図を示す。ピストン１５は、この第２長手位置でのチャンバ１０の直径に近い製造寸法を有してもよい。ピストン１５’＊は、あるレベルまで加圧された変形ピストン１５を示す。変形は、（チャンバの断面上の）フープ(hoop)方向のヤング係数が、経線方向（チャンバの長手方向）のものより低く選択されていることによる。
【００９３】
図４Ｂは、ピストン１５’＊の壁に対する接触圧力を示す。これは、妥当な摩擦力（４．２ｋｇ）と適当な密封とを生じる。
【００９４】
図４Ｃは、非加圧室１０の第２長手位置（製造寸法）にあるピストン１５の長手断面図を示しており、第１長手位置で１５”＊が加圧された時(when pressurized 15"＊)、ピストン１５”＊は、ピストン１５’＊がチャンバ１０の第２長手位置にある時（図４Ａ）と同じ圧力を有してもよい。また、ここではフープ方向及び経線方向の変形が異なっている。
【００９５】
図４Ｄは、ピストン１５”＊の壁に対する接触圧力を示す。これは、妥当な摩擦力（０．７ｋｇ）と適当な密封とを生じる。
【００９６】
したがって、弾性変形可能なコンテナを有するピストンを、同一の内圧を有しながら、本実施例で選択した断面の直径の範囲内で、小断面積部分から大断面積部分へ密封状に移動させることができる。
【００９７】
図５Ａは、非加圧チャンバ１０の第２長手位置にあるピストン１５（製造寸法）及びピストン１５’＊の長手断面図を示す。ピストン１５’＊は、ピストン１５を加圧した時のピストン１５の変形構造を示している。ピストン１５、１５’＊は、下端部で想像上のピストンロッドに取り付けられて、チャンバ圧力が加わる間のピストンの移動を防止できるようにしている。
【００９８】
図５Ｂは、図５Ａのピストン１５’＊の接触圧力を示す。これは、移動を可能にする（摩擦力は４．２ｋｇ）程度に低く、密封に適している。
【００９９】
図５Ｃは、加圧チャンバ１０＊の第２長手位置にあるピストン１５（製造寸法）、及び、チャンバ圧力で加圧されて変形したピストン１５”＊の長手断面図を示す。ピストン１５、１５’＊は、下端部で想像上のピストンロッドに取り付けられて、チャンバ圧力が加わる間のピストンの移動を防止できるようにしている。変形したピストン１５”＊は、不変形ピストン１５’の長さの約２倍である。
【０１００】
図５Ｄは、図５Ｃのピストン１５”＊の接触圧力を示す。これは、移動を可能にする（摩擦力は３．２ｋｇ）程度に低く、密封に適している。
【０１０１】
したがって、加圧時弾性変形可能なコンテナを有するピストンにチャンバ圧力を加えた時、少なくとも最小断面積を有する長手位置でも同様に密封状に移動することができる。加えられたチャンバ力による伸張が大きく、これを制限する必要がある場合がある。
【０１０２】
図６〜図９は、ピストンの外皮の伸張の制限を扱っており、この制限により、適した密封を可能にするのに十分に小さい接触面積、及びピストンの移動を可能にするのに十分に低い摩擦力を得ることができる。この制限は、コンテナがチャンバ内の圧力に晒されるまたは晒されない場合に長手方向への伸張の制限を含み、チャンバの第２の長手位置から第１長手位置に移動する際に横断方向への膨張を可能にし、また、特に、これとは逆に移動する際に収縮を可能にする。
【０１０３】
コンテナ形式のピストンの壁の長手方向の伸張は、幾つかの方法で制限することができる。それは、たとえば、織物及び／または繊維強化材などを使用してコンテナの壁を強化することによって行うことができる。また、コンテナのチャンバの内部に拡張体を配置し、それをコンテナの壁に連結しながら、それの拡張を制限することによっても行うことができる。他の方法も使用することができ、たとえば、コンテナの２つの壁の間のチャンバの圧力管理、コンテナの上方の空間の圧力管理などである。強化材はピストンの外部に位置してもよい。
【０１０４】
コンテナの壁の拡張挙動は、使用する伸張制限のタイプによって決定されてもよい。さらに、拡張しながらピストンロッド上を移動するピストンの保持(keeping)は、機械的ストップによって案内することができる。そのようなストップの配置は、ピストン及びチャンバ組み合わせ体の使用状況によって決定されてもよい。これは、拡張し、かつ／または外力を受けながら、コンテナがピストンロッド上を案内される場合にも当てはまる場合がある。
【０１０５】
あらゆる種類の流体を使用することができ、圧縮性及び非圧縮性媒体の組み合わせ、圧縮性媒体だけ、または非圧縮性媒体だけでもよい。
【０１０６】
コンテナの寸法の変化は、製造寸法である最小断面積から相当に大きく、最大断面積で拡張するので、コンテナ内のチャンバと、たとえば、ピストンロッド内の第１閉鎖空間との連通が必要となる場合がある。チャンバ内の圧力を維持するために、コンテナのチャンバの体積の変化中も、第１閉鎖空間が同様に加圧されてもよい。少なくとも第１閉鎖空間の圧力管理が必要となる場合がある。
【０１０７】
図６Ａは、凹状壁１８５を有するチャンバ１８６と、チャンバ１８６の第１長手位置にあるコンテナ２０８及びチャンバ１８６の第２長手位置にある同じコンテナ２０８’を有する膨張ピストンとの、長手方向断面図を示す。チャンバ１８６の中心軸１８４。コンテナ２０８’は、加圧された時の、ほぼその製造寸法である寸法を示し、壁１８７の外皮１８８内に織物強化材１８９を有する。チャンバ１８６の第２長手位置から開始されるストローク中、織物強化材１８９及び／またはコンテナ２０８の外部の機械的ストップ１９６などにすることができるストップ構造、及び／または別のストップ構造がストローク中の移動を停止させるまで、コンテナの壁１８７が拡張する。したがって、コンテナ２０８の拡張。チャンバ１８６内の圧力に応じて、チャンバ１８６内の圧力によってコンテナの壁の長手方向の伸張が起きる場合がある。しかし、織物強化材の第一の主たる機能は、コンテナ２０８の壁１８７のこの長手方向の伸張を制限することである。この結果、接触面積１９８が小さくなる。織物強化材１８９の第二の主たる機能は、コンテナが第２長手位置に移動する際、収縮できるようにする（拡張が必要な際はその逆）ことである。ストローク中、コンテナ２０８、２０８’内の圧力が一定のままである場合がある。この圧力は、ストローク中のコンテナ２０８、２０８’の体積の変化によって、したがって、チャンバ１８６の断面の周長の変化によって決まる。また、ストローク中に圧力が変化することもできるであろう。また、チャンバ１８６内の圧力に応じて、またはそれに関係なく、ストローク中に圧力が変化することもできるであろう。
【０１０８】
図６Ｂは、チャンバ１８６の第１長手位置にある拡張したピストン２０８の第１実施形態を示す。コンテナの壁１８７は、可撓性材料製の外皮１８８で形成されており、この材料は、たとえば、拡張および縮小できるようにする、織物強化材１８９を有するゴム形式などにすることができる。中心軸１８４に対する織物強化材の方向（＝ブレード角）は、５４°４４’と異なっている。ストローク中のピストンの寸法の変化は、必ずしも図示のように同一形状に生じるわけではない。拡張により、コンテナの壁の厚さは、チャンバ１８６の第２長手位置にある時の製造時と同じコンテナ厚さより薄い場合がある。壁１８７の内側に不透過層１９０が存在してもよい。それは、コンテナ２０８、２０８’の上部のキャップ１９１及び底部のキャップ１９２内に緊密状に押し込まれている。これらのキャップの詳細は示していないが、いずれの組み立て方法も使用することができ、これらは、コンテナの壁の厚さの変化に適応することができてもよい。両キャップ１９１、１９２は、ピストンロッド１９５上を移動及び／または回転することができてもよい。これらの移動は、さまざまな装置で、たとえば、図示しないさまざまな種類の軸受によって行うことができる。コンテナの上部のキャップ１９１は、上下に移動してもよい。コンテナ２０８の外側でピストンロッド１９５上にあるストップ１９６が、コンテナ２０８の上方移動を制限する。底部のキャップ１９２は、ストップ１９７によって上方移動が防止されるため、下方にだけ移動することができ、本実施形態は、ピストンの下方のチャンバ１８６内に圧力を有するピストンチャンバ装置に使用されると考えることができる。複動ポンプや真空ポンプなどの他の形式のポンプでは他のストップ構造が可能であり、設計仕様だけによって決まる。ピストンロッドに対するピストンの相対移動を許可する、かつ／または制限する他の構造もある。密封力の調整は、コンテナ内の非圧縮性流体２０５及び圧縮性流体２０６の組み合わせ（いずれも単独でもよい）で行うことができ、コンテナのチャンバ２０９を、ピストンロッド１９５内のばね力作動式ピストン１２６を有する第２チャンバ２１０と連通させてもよい。流体は、穴２０１を通ってピストンロッドの壁２０７を自由に流れて通り抜けることができる。第２チャンバを第３チャンバ（図１２を参照）と連通させることも可能であるが、コンテナ内の圧力は、チャンバ１８６内の圧力よって決定されてもよい。コンテナは、ピストンロッド１９５を介して、かつ／またはチャンバ１８６と連通することによって、膨張可能であってもよい。この上部のキャップ及びこの底部のキャップ内のＯリング２０２、２０３などが、それぞれキャップ１９１、１９２をピストンロッドに対して密封する。ピストンロッド１９５の端部の螺着アセンブリとして示されたキャップ２０４が、このピストンロッドを締め付ける(thighthens)。コンテナの壁に求められる移動に応じて、ピストンロッド上の他の箇所にも同様なストップを配置することができる。コンテナの壁とチャンバの壁との間の接触面積１９８。
【０１０９】
図６Ｃは、チャンバの第２長手位置での図６Ｂのピストンを示している。上部のキャップ１９１は、ストップ１９６から距離ａ’にわたって移動する。ばね力作動式バルブピストン１２６は、距離ｂ’にわたって移動している。底部のキャップ１９２は、ストップ１９７に隣接した位置に示されており、チャンバ１８６内のピストンより下に圧力がある場合、チャンバ１８６はストップ１９７に押し付けられ得る。圧縮性流体２０６’及び非圧縮性流体２０５’。
【０１１０】
図６Ｄは、３次元図であり、織物材料の強化材マトリックスを示し、チャンバ１８６内を密封状に移動している時に、コンテナ２０８、２０８’の壁の弾性的な膨張及び収縮を可能にする。
【０１１１】
織物材料は、弾性であり、互いに重なるように別々の層に織成され得る。層は互いに織組され（lay woven）てもよい。２つの層の間の角度は、５４°４４’と異なり得る。材料のタイプ及び厚みが層すべてに対して同じであり、層の数までも同じであるとともに各方向のステッチサイズも等しい場合、コンテナ壁の膨張及び収縮は、ＸＹＺ方向に等しい。膨張する場合、ステッチｓｓ及びｔｔがそれぞれマトリックスの方向のそれぞれに大きくなり、収縮する場合、これらのステッチは小さくなる。糸の材料が弾性であり得るため、機械的ストップ等の別の装置が、膨張を停止するのに必要となる場合がある。これは、チャンバの壁及び／または図６Ｂに示すようにピストンロッド上に示した機械的ストップとすることができる。
【０１１２】
図６Ｅは、３次元図であり、図６Ｄの強化材マトリックスが膨張したものを示している。ステッチｓｓ及びｔｔはステッチＳＳ’及びｔｔ’よりも大きい。収縮の結果、図６Ｄに示すマトリックスを得ることができる。
【０１１３】
図６Ｆは、３次元図を示し、織物材料の強化材マトリックスを示し、この強化材マトリックスは、非弾性糸（ただし弾性湾曲可能である）からなることができ、互いに重なるように別々の層に織成されるか、互いに編成される。コンテナが製造寸法にあり、加圧もされており、チャンバの第２長手位置に配置されている場合、利用できる各ループ７００の余分な長さにより、膨張が可能である。各方向のステッチｓｓ’’及びｔｔ’’。コンテナの壁が膨張している時、非弾性材料（ただし弾性湾曲可能である）は、コンテナ２１７の壁１８７の最大膨張を制限し得る。密封を維持するために、ピストンロッド１９５上のコンテナ２１７の移動を、たとえばストップ１９６により停止することが必要である場合がある。かかるストップ１９６がなければ、バルブを形成する可能性が与えられる可能性がある。
【０１１４】
図６Ｇは、３次元図であり、図６Ｆの強化材マトリックスが膨張したものを示している。ステッチｓｓ’’’及びｔｔ’’’は、ステッチｓｓ’’及びｔｔ’’よりも大きい。収縮の結果、図６Ｆに示すマトリックスが得られる。
【０１１５】
図６Ｈは、弾性変形可能なコンテナを含むピストンの製造プロセスの３つの段階Ｉ、ＩＩ、及びＩＩＩを示している。ロッド６００の上に、ゴムマンシェット(manchet)６０１が配置され、ゴムマンシェットの上に強化マンシェット６０２（たとえば図６Ｅ〜図６Ｇのものに従ったもの）が配置される。最後に挙げたマンシェットの上には、別のゴムマンシェットが配置されている。マンシェット６０１及びロッドの間に、１つまたは複数のキャップ６０４が配置され得る。これらすべてはロッド６００上を摺動し得る。ロッド６００は、中空であり、高圧蒸気源に接続され得る。段階ＩＩ：加圧蒸気がオーブン６０６の空洞６０８に、ロッドの端部に位置し得る出口６０５より入ることができる。完全なゴム／強化マンシェット６０７の一片が切断され、ロッド６００上で搬送されて空洞６０８に入ることができる。次に、この空洞は閉鎖され、加圧蒸気がこの空洞に射出される。キャップ６０４上へのコンテナ壁の取り付けを含め、加硫が行われ得る。マンシェットは、湾曲の形態をとることができる。加硫後、空洞は開放され、次に、製造寸法を有するコンテナが押し出される（ＩＩＩ）。ピストンの加硫時の間を用いて、他のピストンも製造するために、いくつかの方法が使用され得る。ゴムマンシェット６０７（完全体(complete)：織物強化材を含む）の膨出(bulging)は、加硫の前に行われ得る。次に、ロッド６００は、複数部分に分割することができ、それぞれほぼコンテナの高さの製造寸法にある。複数部分はそれぞれが空洞に入る前に主要ロッドから切断され得る。さらに／または、複数の空洞は、製造供給ラインの最後に存在することができ、立設し（stand）、完全なマンシェット６０７を受け取ってそれを加硫し得る。これは、製造給送ラインの最後へ向かって及び該最後から回転及び／または並進する空洞により達成され得る。複数の加硫空洞が製造供給ラインに統合されることも可能である。
【０１１６】
図７Ａは、凹状壁１８５を有するチャンバ１８６と、チャンバの第１長手位置にあるコンテナ２１７及び第２長手位置にある同じコンテナ２１７’を有する膨張ピストンとの長手方向断面図を示している。コンテナ２１７’は、加圧された状態にあり、ほぼ製造寸法を示している。
【０１１７】
図７Ｂは、チャンバの第１長手位置において拡張したピストン２１７を示している。コンテナの壁２１８は、弾性材料製の外皮２１６で形成されており、この材料は、たとえば、コンテナ壁２１８を拡張させることができる、「格子状効果(Trellis Effect)」に従って繊維強化材２１９を有するゴム形式などにすることができる。中心軸１８４に対する繊維の方向（＝ブレード角）は、５４°４４’と異なり得る。コンテナ２１７の壁２１８とチャンバ１８６の壁１８５との間の接触面積２１１。拡張により、コンテナの壁の厚さは、第２長手位置にある時の製造時と同じコンテナ厚さより薄い場合がある、必ずしも非常に異なるとは限らない。壁１８７の内側に不透過層１９０が存在してもよい。それは、コンテナ２１７、２１７’の上部のキャップ１９１及び底部のキャップ１９２内に緊密に押し込まれていてもよい。これらのキャップの詳細は示していないが、いずれの組み立て方法も使用することができ、これらは、コンテナの壁の厚さの変化に適応することができる可能性がある。両キャップ１９１、１９２は、ピストンロッド１９５上を移動及び／または回転してもよい。これらの移動は、たとえば、図示しないさまざまな種類の軸受のようなさまざまな方法によって行うことができる。上部のキャップ１９１は、ストップ２１４によって移動が停止されるまで、上下に移動してもよい。底部のキャップ１９２は、ストップ１９７によって上方移動が防止されるため、下方にだけ移動することができ、本実施形態は、チャンバ１８６内のピストンの下方に圧力を有するピストンチャンバ装置に使用されると考えることができる。複動ポンプや真空ポンプなどの他の形式のポンプでは他のストップ構造が可能であり、設計仕様だけによって決まる。ピストンロッドに対するピストンの相対移動を許可する、かつ／または制限する他の構造もある。
【０１１８】
ストロークの間、コンテナ２１７、２１７’内の圧力は一定であってもよい。ストローク中にこの圧力が変化し得るものであってもよい。密封力の調整は、コンテナ内の非圧縮性流体２０５及び圧縮性流体２０６の組み合わせ（いずれも単独でもよい）で行うことができ、コンテナ２１７、２１７’のチャンバ２１５を、ピストンロッド１９５内のばね力作動式ピストン１２６を有する第２チャンバ２１０と連通させてもよい。流体は、穴２０１を通ってピストンロッドの壁２０７を自由に流れて通り抜けることができる。第２チャンバを第３チャンバ（図１０を参照）と連通させることも可能であるが、コンテナ内の圧力は、チャンバ１８６内の圧力よって決定されてもよい。コンテナは、ピストンロッド１９５を介して、かつ／またはチャンバ１８６と連通することによって、膨張可能であってもよい。この上部のキャップ及びこの底部のキャップ内のＯリング２０２、２０３などが、それぞれキャップ１９１、１９２をピストンロッドに対して密封する。ピストンロッド１９５の端部の螺着アセンブリ(screwed assembly)として示されたキャップ２０４が、このピストンロッドを締め付ける。
【０１１９】
図７Ｃは、チャンバ１８６の第２長手位置における図７Ｂのピストンを示している。キャップ１９１は、ストップ２１６から距離ｃ’にわたって移動する。ばね力作動式バルブピストン１２６は、距離ｄ’にわたって移動している。底部のキャップ１９２は、ストップ１９７に隣接した位置に示されており、チャンバ１８６内に圧力がある場合、１９２はストップ１９７に押し付けられる。コンテナ内で体積が変化する可能性がある圧縮性流体２０６’及び非圧縮性流体２０５’。
【０１２０】
図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃは、強化材が、屈曲可能であって、互いに交差しない強化材「柱」パターンで布設できるいずれの種類の強化手段でもよい点を除いて、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃと同様にすることができる、ピストンの構成を扱う。このパターンは、チャンバ１８６の中心軸１８４に平行であるものでも、強化手段の一部が中心軸１８４を通る平面上にあるものでもよい。
【０１２１】
図８Ａは、チャンバ１８６の第１長手位置にあるコンテナ２２８、及びチャンバ１８６の第２長手位置にあるコンテナ２２８’（加圧されていない製造寸法を有する場合は加圧される）を有する、膨張可能なピストンを示している。
【０１２２】
図８Ｂは、チャンバ１８６の第１長手位置にあるコンテナ２２８を示している。コンテナの壁２２１は、弾性材料２２２、２２４及び強化手段２２３（たとえば繊維）を含む。不透過層２２６が存在してもよい。コンテナ２２８とチャンバ１８６の壁１８５との間の接触面積。
【０１２３】
図８Ｃは、チャンバ１８６の第２長手位置にあるコンテナ２２８’を示している。接触面積２２５’は、接触面積２２５よりもわずかに大きくともよい。上部のキャップ１９１は、ストップ２１４からｅ’移動している。
【０１２４】
図８Ｄは、それぞれチャンバ１８６の第１長手位置及び第２長手位置にある、それぞれ強化手段２２３及び２２３’’を有するピストン２２８及び２２８’それぞれの上面図を示している。
【０１２５】
図８Ｅは、それぞれチャンバ１８６の第１長手位置及び第２長手位置にある、それぞれ強化手段２２９及び２２９’の代替的な一実施形態をそれぞれ有するピストン２２８及び２２８’のものと同様のピストンの上面図を示している。強化手段の一部は、チャンバ１８６の長手方向に中心軸１８４を通る平面になくともよい。図８Ｆは、チャンバ１８６の中心軸１８４を通らない平面にコンテナの壁内に強化材２２７及び２２７’を有する２２８及び２２８’のものと同様のピストンの上面図を示している。ストローク中、コンテナの壁は、中心軸１８４を中心に向きを変える。
【０１２６】
図８Ｇは、繊維８０２をキャップ８００の空洞８０１内に取り付けることができる方法を概略的に示している。これは、中心軸８０３を中心にキャップ及び繊維（それぞれ各自の速度を有し得る）を回転させるとともに、繊維８０２を空洞８０１の方に押し込むことによって達成することができる。
【０１２７】
図９Ａは、凸状壁１８５を有するチャンバ１８６と、ストロークの初めにあるコンテナ２３８及びストロークの終わりにある同じコンテナ２３８’を有する膨張ピストンとの長手断面図を示す。第２長手位置の加圧コンテナ２３８’。
【０１２８】
図９Ｂは、複数の少なくとも弾性変形可能な支持部材２５４によって強化された外皮を有するピストン２５８の長手断面図を示しており、支持部材２５４は、これらのピストン２５８、２５８’の外皮２５２に連結された共通部材２５５に回転可能に留め付けられている。これらの部材は緊張状態にあり、材料の硬度に応じて、一定の最大伸張長さを有する。この制限された長さが、このピストンの外皮２５２の伸張を制限する。共通部材２５５は、ピストンロッド１９５上をスライド手段２５６で摺動することができる。その他の部分は、ピストン２０８、２０８’の構造と同様である。接触領域２５３。
【０１２９】
図９Ｃは、ピストン２５８’の長手断面図を示す。接触領域２５３’。
【０１３０】
図１０〜図１２は、コンテナ内の圧力の管理を扱っている。弾性変形可能な壁を設けた膨張コンテナを有するピストンの圧力管理は、ピストン及びチャンバ組み合わせ構造の重要な部分である。密封を適当なレベルに維持するために、圧力管理は、コンテナ内の圧力の維持と関係がある。すなわち、各ストローク中、コンテナの体積が変化することを意味する。また、長期的には、コンテナからの漏れがコンテナ内の圧力を低下させることが、密封能力に影響する場合がある。流体の流れが、解決策となる場合がある。ストローク中に体積が変化する時、コンテナに対する流入または流出、及び／またはそのようにしたコンテナへの流入（膨張）。
【０１３１】
コンテナの体積の変化は、たとえば、ピストンロッドの穴などを通してコンテナと連通した第１閉鎖空間の体積の変化と釣り合わせることができる。圧力も同時に釣り合わせることができ、これは、第１閉鎖空間内に配置できるばね力作動式ピストンによって行うことができる。ばね力は、ばね、または加圧閉鎖空間、たとえば、１対のピストンによって第１閉鎖空間と連通した第２閉鎖空間によって発生することができる。ピストンの各々によって、たとえば、第２閉鎖空間とその内部のピストンとの組み合わせによって、いずれの種類の力伝達も行うことができ、その結果、ピストン対が第１閉鎖空間内に向かって進む時、たとえば、流体が第１閉鎖空間からコンテナ内へ移動する時、第１閉鎖空間内のピストンに加わる力は等しいままであるが、第２閉鎖空間内のピストンに加わる力は減少する。これは、第２閉鎖空間内でｐ・Ｖ＝一定にうまく適合する。ストロークの全体または一部におけるコンテナのチャンバ内の圧力の調整も、チャンバとコンテナのチャンバとの連通によって行うことができる。このことはすでに、国際公開第００／６５２３５号パンフレット及び国際公開第００／７０２２７号パンフレットに記載されている。
【０１３２】
コンテナは、ピストン内のバルブ及び／またはピストンロッドのハンドルによって膨張させることができる。このバルブは、チェックバルブか、膨張バルブ、たとえば、シュレーダバルブにすることができる。コンテナは、チャンバと連通したバルブを通して膨張させてもよい。膨張バルブを使用する場合、漏れを確実に防止できること、及びあらゆる流体を制御できることから、シュレーダバルブが好ましい。膨張を可能にするために、たとえば、国際公開第９９／２６００２号パンフレットまたは米国特許第５０９４２６３号明細書に開示されているようなバルブアクチュエータが必要となる場合がある。国際公開第９９／２６００２号パンフレットのバルブアクチュエータは、非常に小さい力により膨張させることができ、したがって、手動で膨張させる場合に非常に実用的であるという利点を有する。さらに、ばね力作動式バルブコアを有するバルブと組み合わせることによって、等しい圧力レベルに達した時にバルブが自動的に閉鎖する。
【０１３３】
閉鎖空間からコンテナ内への（その逆の移動の場合もある）加圧体積の流れがかなりの量である場合、閉鎖空間の体積よりも体積が大きい圧力／体積源、及びコンテナ内の圧力と等しいか、それよりも低いか、またはそれよりも高い圧力レベルを有することが好ましい場合がある。最後に挙げた例では、圧力源の体積は、コンテナの圧力レベルと等しい圧力レベルを有する圧力源に比して低減し得る。
【０１３４】
圧力源の圧力レベルがコンテナ内の圧力レベルよりも高い場合、ストローク中、圧力／体積源とコンテナとの間の流れはバルブ手段により操作され得ることが必要であり得る。これらのバルブは、作動されることができるばね力作動式コアピンを有し得る。アクチュエータは、流れが連続的に変化してもバルブを開／閉することができる。一例は、漏れによる圧力降下によってコンテナを膨張させる（次ページを参照）のに用いられる同様の構成である。他のバルブの形式及びバルブ操作の策も可能である。これはまた、所定レベルでコンテナ内の圧力レベルを連続して維持する方法ともなり得る。
【０１３５】
チャンバと連通したバルブを設けることによって、コンテナ内の圧力がチャンバ内の圧力より低い時、コンテナを自動膨張させることができる。これが当てはまらない時、チャンバ内のコンテナの第２長手位置付近のチャンバの出口バルブを閉鎖することによって、チャンバ内にそのような高圧を一時的に発生させることができる。この開閉は手動で、たとえば、バルブアクチュエータ（国際公開第９９／２６００２号パンフレット）と、たとえば、シュレーダバルブとの間の空間と連通したチャネルを開くペダルによって行うことができる。開放時に、バルブアクチュエータは移動するが、バルブのばね力作動式コアピンを押圧するだけの力はないため、シュレーダバルブは開放することができず、したがって、チャンバは閉鎖して、コンテナを膨張させることができる高圧が増大する場合がある。チャネルが閉鎖される時、アクチュエータは、国際公開第９９／２６００２号パンフレットに開示されているように機能する。作業者は、圧力計、たとえばマノメーターによってコンテナ内の圧力を検査することができる。この出口バルブの開閉を自動的に行ってもよい。これは、圧力の測定結果が所定値より低い時、何らかの信号によって出口の閉鎖を開始するいずれの手段によっても行うことができる。
【０１３６】
ある所定値までのコンテナの自動膨張は、チャンバと連通したバルブと、たとえば、コンテナの放出バルブとの組み合わせによって行うことができる。それは、ある所定の圧力値で、たとえば、コンテナの上方の空間またはチャンバに放出する。別の選択肢として、所定の圧力値に達する時に、国際公開第９９／２６００２号パンフレットのバルブアクチュエータを、たとえば、それをばねと組み合わせることによって、最初に開くことができる。別の選択肢として、圧力が所定値を超える値に達した時、バルブアクチュエータに通じた開口を、たとえば、ばね力作動式ピストンまたはキャップによって閉鎖することができる。または、図１１Ｅのピストン２９２を手段と組み合わせて、圧力がある値になった時（図示せず）に、ピストンがチャネル２９７を開くようにすることによって。
【０１３７】
図１０Ａは、図６Ａ〜図６Ｃに従ったコンテナ２０８、２０８’を有するピストン及び中心軸１８４を有するチャンバ１８６を備えたピストン及びチャンバシステムを示している。ここに記載した膨張及び圧力管理は、コンテナを有する他のピストンにも使用することができる。コンテナ２０８、２０８’は、ハンドル２４０内のバルブ２４１、及び／またはピストンロッド１９５内のバルブ２４２(valve 242 the piston rod 195)を通して膨張させることができる。ハンドルを使用しないで、たとえば、回転アクスルにする場合、それを中空にして、たとえば、シュレーダバルブと連通させることができる。バルブ２４１は、ブッシュ２４４及びバルブコア２４５を有する膨張バルブ、たとえば、シュレーダバルブにすることができる。ピストンロッド１９５内のバルブは、可撓性ピストン１２６を有するチェックバルブにすることができる。チェックバルブ２４２とコンテナ２０８、２０８’のチャンバ２０９との間のチャンバは、先に「第２」チャンバ２１０として記載したものである。圧力計２５０が、コンテナ内の圧力を制御することができ、これ以上の詳細は記載しない。この圧力計を使用して、チャンバ１８６内の圧力を制御してもよい。コンテナ２０８、２０８’のチャンバ２０９が、ある所定の圧力値に調節することができる放出バルブ（図示せず）を有することも可能である。放出された流体は、チャンバ２０９及び／または空間２５１へ送られてもよい。
【０１３８】
図１０Ｂは、膨張バルブ２４１の代替的な選択肢を示している。ハンドル２４０内の膨張バルブ２４１の代わりに、バルブコア２４５を伴わないでブッシュ２４４だけを設けて、これによって圧力源に接続することができる。
【０１３９】
図１０Ｃは、チェックバルブ１２６のロッド２４７の軸受２４６の詳細を示している。軸受２４６は、流体がロッド２４７の周囲を通過できるようにする長手ダクト２４９を有する。ばね２４８が、第２チャンバ２１０内の流体に圧力を加えることができる。ストップ２４９。
【０１４０】
図１０Ｄは、チェックバルブ２４２の可撓性ピストン１２６の詳細を示している。ばね２４８が、ピストン１２６に圧力を加え続ける。
【０１４１】
図１０Ｅは、コンテナの圧力レベルを超える圧力を有し得る圧力源７０１を示している。たとえばバルブアクチュエータ７０３を有する入口バルブ７０２（図示の構成７０９は図１１Ｅの構成（２９２、２９７）と同様である）、及びたとえばバルブアクチュエータ７０５を有する出口バルブ７０４（図示の構成７１１は図１１Ｅの構成（２９２、２９７）と同様である）。空間７１０はチャンバ７０７に接続され、空間７１２はチャンバ７０８に接続される。バルブ７０２及び７０４は、ピストンロッド７０６に取り付けることができ、これらバルブは２つのチャンバ７０７及び７０８に分割され得る。
【０１４２】
図１０Ｆは、２つのブラックボックスがそれぞれ、外部信号により操作可能であり得るバルブ機構を有して示されている図１０Ｅの構成を示す。操作７１５はそれぞれ、チャンバの異なる長手位置にあるピストンの内部から圧力信号７１６及び７１７を受け取る。ステアリング７１５はそれぞれ、出口バルブ機構７２０のアクチュエータ７２２及び入口バルブ機構７２１のアクチュエータ７２３に信号７１８及び７１９を送信し得る。このバルブ及びバルブ操作機構は、図１１Ｆに示すものと同様であり得る。
【０１４３】
図１１Ａは、図６Ａ〜図６Ｃに従った、コンテナ２４８、２４８’（その中心部はコンテナ２０８、２０８’と同一である）を有するピストン及び中心軸１８４を有するチャンバ１８６を備えたピストン及びチャンバシステムを示している。ここに記載した膨張及び圧力管理は、コンテナを有する他のピストンにも使用することができる。コンテナ２４８、２４８’は、チャンバ１８６と連通したバルブを通して膨張させることができる。このバルブは、図１０Ａ、図１０Ｄに従ったチェックバルブ２４２でもよいが、膨張バルブ、好ましくはシュレーダバルブ２６０でもよい。第１閉鎖空間２１０は、穴２０１によってコンテナ内のチャンバ２０９と連通している一方、第１閉鎖空間２１０は、ピストン機構を介して第２閉鎖空間２４３と連通しており、この第２閉鎖空間は、たとえば、ハンドル２４０内に配置することができるシュレーダバルブ２４１のような膨張バルブなどを通して膨張させることができる。バルブは、コアピン２４５を有する。ハンドルを使用しないで、たとえば、回転アクスルにする場合、それを中空にして、シュレーダバルブをこのチャネル（図示せず）と連通させることができる。シュレーダバルブ２６０は、国際公開第９９／２６００２号パンフレットに従ったバルブアクチュエータ２６１を有する。チャンバ１８６の足部２６２に出口バルブ２６３、たとえば、シュレーダバルブを設けることができ、これは、国際公開第９９／２６００２号パンフレットに従った別のバルブアクチュエータ２６１を備えることができる。出口バルブ２６３を手動で操作するために、足部２６２に、それのアクスル２６４回りに角度αだけ回転することができるペダル２６５を備えることができる。ペダル２６５は、ペダル２６５の上部の非円形穴２７５にはまったアクスル２６６によって、ピストンロッド２６７に連結されている。足部２６２は、チャンバ１８６用の入口バルブ２６９（図示せず）を有する。（概略的に図示された）ばね２７６が、ペダル２６５を初期位置２７７に保持し、この位置では、出口バルブが開放状態に保持される。ペダル２６５が作動位置２７７’の時、出口バルブが閉鎖状態に保持される。出口チャネル２６８。
【０１４４】
図１１Ｂは、第１閉鎖空間２１０及び第２閉鎖空間２４３の間の、１対のピストン２４２、２７０による連通を詳細に示している。ピストン対のピストンロッド２７１が、軸受２４６によって案内される。軸受２４６内の長手ダクト２４９によって、軸受２４６とピストン２４２及び２７０との間の空間から流体を移送することができる。ばね２４８を設けることができる。内部壁１９４を有するピストン形コンテナ２４８、２４８’のピストンロッド１９５。ピストン２４２、２７０は、内部壁１９４上で密封する。
【０１４５】
図１１Ｃは、ピストン形コンテナ２４８、２４８’のピストンロッド２７２の変更形の壁２７３を示しており、これは、チャンバ１８６の中心軸１８４に対して角度βをなす。ピストン２７４は概略的に図示されており、ピストンロッド２７２の内部の断面積の変化に適応することができる。
【０１４６】
図１１Ｄは、ハウジング２８０を組み付けたピストン２４８’を示している。ハウジングは、コアピン２４５を備えたシュレーダバルブ２６０を有する。バルブアクチュエータ２６１がコアピン２６１を押圧しているように図示されており、その間、流体がチャネル２８６、２８７、２８８及び２８９を通ってバルブ２６０に流入する。コアピン２４５が押圧されていない時、ピストンリング２７９が内側シリンダ２８３の壁２８５を密封することができる。内側シリンダ２８３は、シール２８１及び２８４によってハウジング２８０及びシリンダ２８２の間に密封状に封入することができる。チャンバ１８６。
【０１４７】
図１１Ｅは、コアピン２４５を有する出口バルブ２６３の構造を示しており、図面ではコアピンが、バルブアクチュエータ２６１によって押圧されていることを示す。流体が、チャネル３０４、３０５、３０６及び３０７を通って、開放したバルブに流れることができる。内側シリンダ３０２は、シール２８１及び２８４によってハウジング３０１及びシリンダ３０３の間に密封状に封入されている。中心軸２９６を有するチャネル２９７が、内側シリンダ３２の壁、シリンダ３０３の壁及びハウジング３０１の壁に貫設されている。ハウジング３０１の外側で、チャネル２９７の開口３０８は拡大部分３０９を有し、これは、ピストン２９２を上部２９４で閉鎖位置２９２’に密封することができる。ピストン２９２は、チャネル２９７と同一の中心軸２９６を有することができる別のチャネル２９５内を移動することができる。軸受２９３は、ピストン２９２のピストンロッド２６７用(The bearing 293 for the pisutonn rod 267 of the piston 292)。ピストンロッド２６７は、ペダル２６５（図１１Ａ）または（図１１Ｅに概略的に図示された）他のアクチュエータに接続することができる。
【０１４８】
図１１Ｆは、図１１Ｄのピストン２４８’及び膨張機構３６８と共に、図１１Ｅの出口バルブを制御する機構３６９を示している。ここでは膨張機構３６８は、図１１Ｅのバルブを制御する機構３７０も備えている。これは、所定圧力に達した時にバルブを閉鎖し、圧力が所定値より低い時にバルブを開放できるようにして行うことができる(This may be done to enabling ...)。信号３６０が変換器３６１で処理され、変換器３６１が信号３６２をアクチュエータ３６３に送り、アクチュエータ３６３は作動手段３６４によってピストン２９２を作動させる。
【０１４９】
チャンバの作動圧力が、ピストン内の圧力の所定値より低い時、出口バルブ２６３の開閉を制御する機構３６９を別のアクチュエータ３６３によって、変換器３６１からの信号３６５によって始動する手段３６７を介して制御することができる。変換器３６１及び／または３６６に信号３７１を送るチャンバの測定値が、チャンバ内の実際の圧力がピストンの作動圧力より低いか否かを自動的に検出することができる。ピストンの圧力が所定圧力より低い時、これは特に役立つ。
【０１５０】
図１１Ｇは、バルブアクチュエータ３１５のハウジング３１１に接続されるばね３１０を有するキャップ３１２、３１２’を概略的に示している。ばね３１０は、開口３１４を密封状に閉鎖状態に保つことができる。シリンダ２８２を有するキャップ３１２の接触面積３１３（図１１Ｄ）。チャンバからキャップ３１２にかかる力が大きくなる場合、キャップは、チャンバの媒体（単数／複数）によりキャップにかかる力が等しくなるまで、キャップ３１２’が示されている位置に移動し得る。ばね３１０は、バルブコアピン２４５を押圧する圧力の最大値を決定することができる。シュレーダバルブ２６０。
【０１５１】
図１２は、長形ピストンロッド３２０を示しており、その内部において、１対のピストン３２１、３２２が、軸受３２４内を移動することができるピストンロッド３２３の端部に配置されている。
【０１５２】
図１３Ａ、図１３Ｂ及び図１３Ｃは、横断面の面積が異なる弾性変形可能な壁を有する加圧チャンバを備えたポンプと、固定の幾何学形状を有するピストンとの組み合わせ体を示している。たとえば固定の幾何学的寸法を有するシリンダなどのハウジング内に、膨張チャンバが配置され、これは、流体（非圧縮性及び／または圧縮性流体）によって膨張可能である。このハウジングをなくすことも可能である。膨張壁は、たとえば、ライナ−繊維−カバー複合材を有するか、さらに不透過性外皮を追加。ピストンのシール表面の角度は、移動に平行な軸に対するチャンバの壁の対応角度よりわずかに大きい。これらの角度の差と、（チャンバの壁内に、たとえば、粘性非圧縮性流体を有すること、及び／またはピストンについて示したものと同様なものにすることができる負荷調整手段の適当な調整によって）ピストンによる壁の瞬時変形がわずかに遅れて起きることとによって、密封エッジが得られ、２つのピストン及び／またはチャンバ位置の間の移動中、それからチャンバの中心軸までの距離が変化してもよい。これは、ストローク中の断面積変化をもたらし、それによって設計可能な作動力を与える。しかし、移動方向でのピストンの断面積を同一にするか、チャンバの壁の角度に対して負の角度を付けることができ、これらの場合、ピストンの「ノーズ」を丸めてもよい。最後に挙げた例では、断面積変化を、またそれによって設計可能な作動力を与えることがもっと困難になる場合がある。チャンバの壁には、図１２Ｂに示されたものなどのすでに示したすべての負荷調整手段を備えることができ、また、必要ならば、形状調整手段を備えることができる。チャンバ内のピストンの速度は、密封に影響を与える場合がある。
【０１５３】
図１３Ａは、チャンバ２３１内の４つのピストン位置にあるピストン２３０を示す。膨張壁の周囲に、固定の幾何学的寸法を有するハウジング２３４が。この壁２３４の内部に、圧縮性流体２３２及び非圧縮性流体２３３。壁を膨張させるためのバルブ機構（図示せず）を設けることができる。ピストンの非圧縮側部の形状は、密封エッジの原理を示すための一例にすぎない。図示の横断面においてストロークの終わり及び初めでの密封エッジの間の距離は、約３９％である。長手断面の形状は、図示のものと異なってもよい。
【０１５４】
図１３Ｂは、ストロークの開始後のピストンを示している。密封エッジ２３５と中心軸２３６との距離がｚ１である。ピストンの密封エッジ２３５とチャンバの中心軸２３６との間の角度がξ。チャンバの壁と中心軸２３６との間の角度がｖ。角度ｖは、角度ξより小さく示されている。密封エッジ２３５は、角度ｖが角度ξと同程度の大きさになるようにする。
ピストンの他の実施形態は示されていない。
【０１５５】
図１３Ｃは、ストローク中のピストンを示している。密封エッジ２３５と中心軸２３６との距離がｚ２であり、この距離はｚ１より小さい。
【０１５６】
図１３Ｄは、ストロークのほぼ終わりにあるピストンを示している。密封エッジ２３５と中心軸２３６との距離がｚ３であり、この距離はｚ２より小さい。
【０１５７】
図１４は、可変の２−２８の幾何学的形状を有するチャンバの壁及びピストンの組み合わせ体を示し、これらの形状は、ポンプストローク中に互いに適応して、連続した密封が得られるようにする。それは、チャンバの第２長手位置で製造寸法を有する。ここで、非圧縮性媒体２３７だけを有する図１３Ａのチャンバが示され、ピストン４５０はストロークの初めに示されているのに対して、ピストン４５０’は、ストロークの終了直前に示されている。寸法が変化することができるピストンの他のすべての実施形態も、ここで使用することができる。ピストンの速度及び媒体２３７の粘度を適当に選択することは、作動にプラス効果を有する場合がある。図１４に示されたチャンバの長手断面形状を異なったものにすることもできる。
【０１５８】
図１５Ａ〜図１５Ｆは、一定の周寸法を有する、異なる寸法の断面積を有するチャンバの実施形態を示している。これは、国際公開第００／７０２２７号パンフレットの引用したピストンの詰まり問題に対する別の解決策である。請求項１に記載のピストンはまた、外皮の強化材により、チャンバの長手方向横断面において、コンテナの壁の各部がチャンバの中心軸から異なる距離を有することが可能になる場合（たとえばチャンバの中心軸とほぼ平行となる図８Ｄの強化材の配置において）、また、強化材がたとえば弾性糸（図６ｄ、図６Ｅ）または図６Ｆ、６Ｇに示す弾性糸からなり、それぞれ個々のサイズが可能となる場合に、これらの特定のチャンバにおいて十分に機能することができる。図９Ａ、図９Ｂに示すものもまた、十分に機能することができる。チャンバの第１長手位置の周長の寸法とほぼ同じ製造寸法を有する、高摩擦力による収縮を可能にする強化材を有する弾性変形可能なコンテナまたは非弾性に変形可能な(non-elastically deformable)コンテナを有するピストンが、かかるチャンバ内を詰まらずに移動することができるが、断面が異なる周寸法を有するチャンバ内では詰まる可能性がある。コンテナの強化材のブレード角(braid angle)が５４°４４’となり得る場合、そうでなければ弾性変形可能であるコンテナが非弾性に変形可能となる、すなわち可撓性変形可能(flexible deformable)となるが、その場合は湾曲し得るため、これらのチャンバ内では詰まりが起こらない可能性がある。移動方向の２つの位置の間のピストン及び／又はチャンバの横断面積の変化を連続的とし、変化が大きくて漏出につながれば、断面の他のパラメータの変更を最小にすることは有利である。これは、例えば、円形断面（固定形状）を使用して説明できる。この円形断面は周囲がπＤであり、面積は（１／４）πＤ２（Ｄは直径）である。すなわち、Ｄの減少は円周の一次形態の減少をもたらし、面積の二次形態減少をもたらす。周囲の長さを維持して面積だけを減少させることも可能である。形状が固定されていれば、所定の最小面積が存在する。形状がパラメータである高等数学計算は以下に提供したフーリエ級数式で行うことができる。チャンバ及び／又はピストンの横断面はどのような形状でもよく、少なくとも１本の曲線で定義できる。曲線は閉鎖しており、２つのユニークなモジュラーパラメータ化フーリエ級数式で定義される。
【０１５９】
【数１】
0004560482.tif 000002
【０１６０】
Ｃｐ＝ｆ（ｘ）のコサイン加重平均値
ｄｐ＝ｆ（ｘ）のサイン加重平均値
ｐ＝三角法縦横比のオーダー
【０１６１】
図１５Ａ、１５Ｅは下記の公式で異なるパラメータセットを使用した曲線の例を図示している。これらの例では、２つのパラメータのみが使用されている。さらに多くの係数が使用されれば最良曲線を見つけることが可能である。それらは他の重要な要求を満たす。例えば、曲線が最大半径及び／又は所定の最大値を超えない前提で、シール部の最大張力を有している曲線移行部が得られる。次の例を挙げる。図１５Ｆは最良化凸曲線と非凸曲線を図示している。これらは規制下の平面の境界領域の可能な変形に使用される。規制条件とは境界曲線の長さが固定されており、その曲率が最小となることである。開始面積と開始境界長を使用することで、所定の望む目標面積に対する最小曲率を得ることができる。
【０１６２】
チャンバの主として縦断面に図示されているピストンは横断面の境界曲線が円形である場合に対するものである。すなわち、チャンバが、例えば図１５Ａ、１５Ｅ、１５Ｆの非円形に従って横断面を有している場合には、ピストンの縦断面は異なってもよい。
【０１６３】
全種類の閉鎖曲線はこの公式で示される。例えば、Ｃ曲線（ＰＣＴ／ＤＫ９７／００２２３、図１Ａ）。これら曲線の１つの特徴は、断面の線が数学極から引かれると、その直線は曲線と少なくとも１回交わる。断面では曲線は直線に対して対称であり、シングルフーリエ級数によって発生が可能である。ピストンまたはチャンバは横断面の曲線が、数学極を通過する断面に存在する直線に対して対称であるときに容易に提供できる。このような通常の曲線はシングルフーリエ級数で定義できる。
【０１６４】
【数２】
0004560482.tif 000003
【０１６５】
ｃｐ＝ｆ（ｘ）の加重平均値
ｐ＝三角法縦横比のオーダー
【０１６６】
直線が数学極から引かれると、曲線と１回だけ交わる。
チャンバ及び／又はピストンの断面の特定形状断面は次の式で定義される。
【０１６７】
【数３】
0004560482.tif 000004
【０１６８】
ｃｐ＝ｆ（ｘ）の加重平均値
ｐ＝三角法縦横比のオーダー
【０１６９】
極座標のこの断面は次の式で表される。
【０１７０】
【数４】
0004560482.tif 000005
【０１７１】
ここで
ｒ＝アクティベートピンの円形断面の“花弁”の制限
ｒ０＝アクティベートピンの軸周囲の円形断面の半径
ａ＝“花弁”の長さのスケールファクター
ｒ最大＝ｒ０＋ａ
ｍ＝“花弁”幅の定義用パラメータ
ｎ＝“花弁”数の定義用パラメータ
＝曲線を囲む角度
【０１７２】
入口は、ピストン手段のシール部の特性に鑑みてストロークの終了部に近く配置される。
【０１７３】
これら特定のチャンバはインジェクション成型で製造が可能である。スーパープラスチック成型法でアルミニウムシートを熱し、空気圧でプレスして成型させることもできる。
【０１７４】
図１５Ａは面積が減少するチャンバの横断面図である。この周囲の長さは一定である。これらは２つのユニークなモジュラーパラメータ化フーリエ級数式で定義される。左上部はこの級数の開始断面である。使用されるパラメータセットは図の底部に示されている。この級数は横断面の減少面積を示している。太字の数字は異なる形状の減少する断面積を示す。断面底部右側の形状の面積は上部左の約２８％である。
【０１７５】
図１５Ｂはチャンバ１６２の縦断面を示している。横断面積は中央軸に沿った周囲によって変化する。ピストンは１６３である。チャンバは壁部分１５５、１５６、１５７、１５８の横断面の異なる断面積の部分を有している。壁部分の間の移行部は１５９、１６０、１６１で示されている。Ｇ−Ｇ、Ｈ−Ｈ、Ｉ−Ｉ断面も図示されている。Ｈ−Ｈ断面１５２はＧ−Ｇ断面の９０〜７０％の面積である。
【０１７６】
図１５Ｃは図７ＧのＨ−Ｈ横断面１５２を図示しており、比較のＧ−Ｇ断面１５０を点線で図示している。断面Ｈ−Ｈは断面Ｇ−Ｇの約９０〜７０％の面積である。滑らかな移行部１５１が提供されている。また、チャンバの最小部分はＧ−Ｇ断面積の約５０％である。
【０１７７】
図１５Ｄは図７Ｇの横断面Ｉ−ＩをＧ−Ｇ断面と比較するために点線で図示している。Ｉ−Ｉ断面はＧ−Ｇ断面の約７０％の面積である。移行部１５３は滑らかである。チャンバの最小部分も図示されている。
【０１７８】
図１５Ｅは面積が減少する一連のチャンバの横断面を図示している。周囲の長さは一定である。これらは２つのユニークなモジュラーパラメトリー化フーリエ級数式で定義される。上部左は級数の開始断面である。使用されるパラメータセットは図の底部に示されている。この級数は横断面の減少面積を示すが、周囲を一定に保つことで面積を増加させることも可能である。太字の数字は異なる形状の減少する断面積を示す。断面積は開始面積の約４９％である。
【０１７９】
図１５Ｆは境界曲線の所定の固定長のために最良化された凸曲線と、最小曲率を示している。曲率の最小半径の一般式は図７Ｌの図に示す最大曲率に対応して次のようになる。
【０１８０】
【数５】
0004560482.tif 000006
【０１８１】
長さｙは次の式で決定される。
【０１８２】
【数６】
0004560482.tif 000007
【０１８３】
ただし
ｒ＝最小曲率半径
Ｌ＝境界長＝定数
Ａ１＝開始領域面積Ａ０の減少値
【０１８４】
図３Ｄの実施例：領域面積Ａ０＝π（３０）２と境界長Ｌ＝６０π＝１８８．５。半径３０のディスクの面積と境界長に対応。この長さは定数。面積はＡｌに減少。望む最終形状は面積Ａ１＝π（１９／２）２＝２８３．５。最小境界曲率を具えた凸曲線は次のようになる。
ｒ＝１．５４
κ＝１／ｒ＝０．６５
ｘ＝８９．４
図示する曲線は規模の問題ではなく(not on scale)、原理のみを示す。
【０１８５】
ピストンの壁へのシール状態を改善させるように直線を曲線と交換することでさらに改善させることができる。
【０１８６】
図１６は、ピストンが、たとえば中心軸３７０の中心に図示した、シリンダ壁３７４及び先細の壁３７３内のチャンバ３７５内を移動している弾性変形可能なコンテナ３７２を有する組み合わせ体を示している。ピストンは少なくとも１つのピストンロッド３７１に掛止している(is hanged up）。コンテナ３７２及び３７２’が上記チャンバの第２長手位置（３７２’）及び第１長手位置（３７２）に示されている。
【０１８７】
本明細書において開示されたすべての解決策は、一定の周寸法を有する断面を有するチャンバが詰まり問題に対する解決策となることができる形式のピストンと組み合わせることもできる。
【０１８８】
図１７Ａは、壁４０１内の凸状(convex)チャンバ４００を示している。「ｓ」はストロークを示す。
【０１８９】
図１７Ｂは、図１７Ａに示した方向における力−ストロークのグラフを示している。この曲線は、流体の取入れ口がチャンバのほぼ第１長手位置にあり、放出口がチャンバのほぼ第２長手位置にあり、操作者がストロークで圧送している場合の、力の最適化された変化を示している。この曲線は、圧送ストロークのほぼ終わりに最大作動力に接する。
【０１９０】
図１８Ａは、パラシュート５０１により、及びホイール５０２により可動に示された移動式パワーユニット５００の一例を示している。
【０１９１】
図１８Ｂは、上部の一組の太陽電池５０３及びモータ５０４からなるパワーユニットを有する移動式パワーユニット５００を示している。さらに、水ポンプ５０５、及びコンプレッサ５０６。操作ユニット５０７。
【図面の簡単な説明】
【０１９２】
【図１Ａ】非加圧シリンダの第１長手位置にあって、製造寸法に示されている時、及び加圧された時の不動状態のピストンの長手断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの加圧ピストンがシリンダの壁に当たる接触圧力を示す図である。
【図２Ａ】シリンダの第１（右側）及び第２（左側）長手位置における、非加圧状態にある図１Ａのピストンの長手断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａのピストンが第２長手位置でシリンダの壁に当たる接触圧力を示す図である。
【図２Ｃ】シリンダの第２長手位置にある図１Ａのピストンの、図１Ａと同一の圧力レベルに加圧された時、及び第１長手位置の（製造）寸法にある時の長手断面図である。
【図２Ｄ】図２Ｃのピストンが第２長手位置でシリンダの壁に当たる接触圧力を示す図である。
【図３Ａ】シリンダの第１長手位置にある図１Ａのピストンの、製造寸法に示されている時、及びチャンバ内の圧力を受けながら加圧された時の長手断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａのピストンがシリンダの壁に当たる接触圧力を示す図である。
【図４Ａ】本発明に従った不動状態のピストンの、非加圧シリンダの第２長手位置にあって、製造寸法に示されている時、及び一定レベルに加圧された時の長手断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの加圧ピストンがシリンダの壁に当たる接触圧力を示す図である。
【図４Ｃ】本発明に従った不動状態のピストンの、シリンダの第２長手位置にあって製造寸法に示されている時、及び第１長手位置にあって図４Ａと同一の圧力レベルに加圧された時の長手断面図である。
【図４Ｄ】図４Ｃのピストンがシリンダの壁に当たる接触圧力を示す図である。
【図５Ａ】加圧シリンダの第２長手位置にある図４Ａのピストンの、製造寸法にある時、及び加圧された時の長手断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａの加圧ピストンがシリンダの壁に当たる接触圧力を示す図である。
【図５Ｃ】シリンダの第２長手位置にある図４Ａのピストンの、製造寸法にある時、及びシリンダから圧力を受けながら加圧された時の長手断面図である。
【図５Ｄ】図５Ｃのピストンがシリンダの壁に当たる接触圧力を示す図である。
【図６Ａ】異なった固定の横断面積を有するチャンバと、織物強化材を有してストローク中に寸法が半径方向及び軸方向に変化する第１実施形態のピストンであって、ピストン機構が加圧時のストロークの初めと終わりとに示され、ストロークの終わりで非加圧時に製造寸法を有するピストンとの長手断面図である。
【図６Ｂ】ストロークの初めの図６Ａのピストンの拡大図である。
【図６Ｃ】ストロークの終わりの図６Ａのピストンの拡大図である。
【図６Ｄ】コンテナが拡張される時のコンテナ壁内に位置する、弾性織物材料の強化材マトリックスの３次元図である。
【図６Ｅ】コンテナ壁が拡張した時の図６Ｄのパターンを示す図である。
【図６Ｆ】ピストンが拡張した時のコンテナ壁内に位置する、非弾性織物材料の強化パターンの３次元図である。
【図６Ｇ】コンテナ壁が拡張した時の図６Ｆのパターンを示す図である。
【図６Ｈ】織物強化材を有するピストンの製造詳細を示す図である。
【図７Ａ】異なった固定の横断面積を有するチャンバと、繊維強化材（「格子状効果」）を有してストローク中に壁の弾性材料の寸法が半径方向及び軸方向に変化する第２実施形態のピストンであって、ピストン機構がストロークの初めと、ストロークの終わりとに示された（加圧されていない製造寸法を有する場合は加圧される）ピストンとの長手方向断面図である。
【図７Ｂ】ストロークの初めの図７Ａのピストンの拡大図である。
【図７Ｃ】ストロークの終わりの図７Ａのピストンの拡大図である。
【図８Ａ】異なる周長を有する異なった固定の横断面積を有するチャンバと、（「格子状効果」がない）繊維強化材を有してストローク中に壁の弾性材料の寸法が半径方向及び軸方向に変化する第３実施形態のピストンであって、ピストン機構が第１長手位置と、第２長手位置とに示された（加圧されていない製造寸法を有する場合は加圧される）ピストンとの長手方向断面図である。
【図８Ｂ】ストロークの初めの図８Ａのピストンの拡大図である。
【図８Ｃ】ストロークの終わりの図８Ａのピストンの拡大図である。
【図８Ｄ】壁内に、中心軸を通る平面に強化材を有する図８Ａのピストンの上面図である。左側は第１長手位置におけるもの、右側は第２長手位置におけるものである。
【図８Ｅ】壁内に、部分的に中心軸を通り、部分的に中心軸外にある平面に強化材を有する、図８Ａと同様のピストンの上面図である。左側は第１長手位置におけるもの、右側は第２長手位置におけるものである。
【図８Ｆ】壁内に、中心軸を通らない平面に強化材を有する、図８Ａと同様のピストンの上面図である。左側は第１長手位置におけるもの、右側は第２長手位置におけるものである。
【図８Ｇ】繊維強化材を有するピストンの製造詳細を示す図である。
【図９Ａ】異なる周長を有する異なった固定の横断面積を有するチャンバと、膨張可能にすることができる触手によってコンテナ壁の伸張を制限する「オクトパス(octopus)」装置を有する第４実施形態のピストンであって、ピストン機構がチャンバの第１長手位置と、チャンバの第２長手位置とに示された（加圧されていない製造寸法を有する場合は加圧される）ピストンとの長手方向断面図である。
【図９Ｂ】チャンバの第1長手位置での図９Ａのピストンの拡大図である。
【図９Ｃ】チャンバの第２長手位置での図９Ａのピストンの拡大図である。
【図１０Ａ】ピストンの内側の圧力を、たとえば、ハンドル内に配置されたシュレーダバルブ及び／またはピストンロッド内のチェックバルブを介した膨張によって変化させることができ、また、閉鎖空間をストローク中のピストンの体積変化と釣り合わせた、図６の実施形態を示す図である。
【図１０Ｂ】膨張バルブの代わりに、外部圧力源に接続することができるブッシュを示す図である。
【図１０Ｃ】チェックバルブのロッドの案内の詳細図である。
【図１０Ｄ】ピストンロッド内のチェックバルブの可撓性ピストンを示す図である。
【図１０Ｅ】図１０Ａ〜図１０Ｄの閉鎖空間の体積が圧力源及び該圧力源からピストンを膨張させる入口バルブ、ならびに圧力源に対し圧力を開放する出口バルブにより交換されている（図１１Ｄによるバルブ−バルブアクチュエータ組み合わせ体の詳細が拡大されている）図６の実施形態を示す図である。
【図１０Ｆ】操作可能（steerable）バルブ及びジェットまたはノズルが存在する（ブラックボックスとして示す）図１０Ｅの実施形態を示す図である。
【図１１Ａ】ストローク中、ピストンの内側の圧力を一定に維持することができ、また、ハンドル内に配置されたシュレーダバルブを通して第２閉鎖空間を膨張させて、ピストン機構によって第１閉鎖空間と連通させることができ、ピストンは、シュレーダバルブ及びバルブアクチュエータ機構によって、圧力源としてチャンバの圧力を使用して膨張させることができる一方、チャンバの出口バルブは回転ペダルによって手動操作することができる、図６の実施形態を示す図である。
【図１１Ｂ】第２及び第１閉鎖空間の間を連通させているピストン機構及びそれの軸受を示す図である。
【図１１Ｃ】ピストンロッドの内部で長手方向に変化する断面積に適応する変更形ピストン機構を示す図である。
【図１１Ｄ】ストロークの終わりの図１１Ａのピストンの膨張機構の拡大図である。
【図１１Ｅ】出口バルブの開閉を行うバルブアクチュエータ用のバイパス機構の拡大図である。
【図１１Ｆ】出口バルブの自動開閉機構の拡大図であって、ピストン内に所定の圧力値を得るための同様なシステムを（点線で）示す図である。
【図１１Ｇ】バルブアクチュエータ及びばね力作動式キャップの組み合わせを有し、これによってピストンをチャンバからある所定の圧力に自動的に膨張させることができる、図１１Ａのピストンの膨張機構の拡大図である。
【図１１Ｈ】バルブアクチュエータ、及びバルブアクチュエータのピストンの下に配置されたばねの組み合わせ体を備えた、図１１Ｇのものの代替的な解決策を示す図である。
【図１２】コンテナ内の圧力が、チャンバ内の圧力によって決まる構造を示す図である。
【図１３Ａ】異なった横断面積を有する弾性または可撓性壁を備えたチャンバと、固定の幾何学的寸法のピストンとの長手断面図であって、それらの組み合わせ体の構造をポンプストロークの初めと終わりとに示す図である。
【図１３Ｂ】ポンプストロークの初めの組み合わせ体の構造の拡大図である。
【図１３Ｃ】ポンプストローク中の組み合わせ体の構造の拡大図である。
【図１３Ｄ】ポンプストロークの終わりの組み合わせ体の構造の拡大図である。
【図１４】異なった横断面積を有する弾性または可撓性壁を備えたチャンバと、可変幾何学的寸法のピストンとの長手断面図であって、それらの組み合わせ体の構造をストロークの初め、ストローク中、およびストロークの終わりに示す図である。
【図１５Ａ】加圧チャンバのフーリエ級数展開により横断面積が縮小しているが、周寸法は一定のままである、横断面の例を示す図である。
【図１５Ｂ】ポンプストローク中に、面積は縮小するが周はほぼ一定のままであるか、または、面積は縮小するが周はそれよりもわずかな程度に縮小するように設計される、固定の横断面を有する長手方向断面を有する、図７Ａの加圧チャンバの変形形態を示す図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｂの長手方向断面の横断面Ｇ−Ｇ（点線）及びＨ−Ｈを示す図である。
【図１５Ｄ】図１５Ｃの長手方向断面の横断面Ｇ−Ｇ（点線）及びＩ−Ｉを示す図である。
【図１５Ｅ】加圧チャンバのフーリエ級数展開により横断面積が縮小しているが周寸法は一定のままである、横断面の別の例を示す図である。
【図１５Ｆ】或る一定の制約下での横断面の最適な膨出形状の一例を示す図である。
【図１６】シリンダの先細の芯（tapered center）の上をピストンが移動中である、組み合わせ体を示す図である。
【図１７Ａ】圧送目的及び手動操作のために人間工学的に最適化されたチャンバを示す図である。
【図１７Ｂ】対応する力−ストロークのグラフである。
【図１８Ａ】パラシュートで吊り下げられている移動式パワーユニットの一例を示す図である。
【図１８Ｂ】移動式パワーユニットの詳細を示す図である。
【図１Ａ】
0004560482.tif 000010
【図１Ｂ】
0004560482.tif 000011
【図２Ａ】
0004560482.tif 000012
【図２Ｂ】
0004560482.tif 000013
【図２Ｃ】
0004560482.tif 000014
【図２Ｄ】
0004560482.tif 000015
【図３Ａ】
0004560482.tif 000016
【図３Ｂ】
0004560482.tif 000017
【図４Ａ】
0004560482.tif 000018
【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
0004560482.tif 000020
【図４Ｄ】
0004560482.tif 000021
【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
0004560482.tif 000023
【図５Ｃ】
0004560482.tif 000024
【図５Ｄ】
0004560482.tif 000025
【図６Ａ−Ｃ】
0004560482.tif 000026
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図６Ｈ】
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【図７Ａ−Ｃ】
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【図８Ａ−Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
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【図９Ａ−Ｃ】
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【図１０Ａ−Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１０Ｆ】
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【図１１Ａ−Ｅ】
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【図１１Ｆ】
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【図１１Ｇ】
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【図１２】
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【図１３Ａ−Ｄ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｆ】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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