(57)【要約】  本発明は、第１の態様によると、多方弁に関し、この多方弁は、制御圧チャネル（５）と、第１の開口部（１２）と上記の制御圧チャネル（５）との間に延びる第１の制御流体チャネル（１１）と、第２の開口部（１４）と上記の制御圧チャネル（５）との間に延びる第２の制御流体チャネル（１３）と、上記の第１の制御流体チャネル（１１）および上記の第２の制御流体チャネル（１３）に配置されている弁体装置（１５）と、駆動部材（７）および電機子（８）を有する電気制御装置（６）とを含む。電機子は、上記の駆動部材（７）の作用で、非作動位置と作動位置との間を前後に変位可能であり、ここでは、多方弁（１）が、電機子（８）が非作動位置から作動位置まで移動することによって、第１の制御流体チャネル（１１）が閉止しかつ第２の制御流体チャネル（１３）が開口している作動位置まで弁体装置（１５）を変位させるように構成されており、電気制御装置（６）が、上記の電機子（８）に接続されている駆動本体（１７）と、電機子（８）と上記の駆動本体（１７）との間に配置されているばね部材（１８）とをさらに備える。多方弁は、電機子（８）が作動位置にある場合、駆動本体（１７）が弁体装置（１５）および圧縮状態にあるばね部材（１８）に当接するように構成されていることを特徴とする。第２の態様によると、本発明は、この種の多方弁を含むアクチュエータに関する。【選択図】図２
2018513952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御圧チャネル（５）を備え、前記制御圧チャネル（５）を介して調整可能な制御圧を伝えるように構成されている、対象物の軸方向変位のためのアクチュエータに役立つ多方弁であって、前記多方弁（１）が、
−  第１の開口部（１２）と前記制御圧チャネル（５）との間に延びる第１の制御流体チャネル（１１）と、
−  第２の開口部（１４）と前記制御圧チャネル（５）との間に延びる第２の制御流体チャネル（１３）と、
−  前記第１の制御流体チャネル（１１）および前記第２の制御流体チャネル（１３）に配置されている弁体装置（１５）と、
−  駆動部材（７）および電機子（８）を有する電気制御装置（６）と、を備え、
前記電機子（８）は、前記駆動部材（７）の作用で、非作動位置と作動位置との間を前後に変位可能であり、前記多方弁（１）は、前記電機子（８）が前記非作動位置から前記作動位置まで移動することによって、前記弁体装置（１５）を前記第１の制御流体チャネル（１１）が閉止し前記第２の制御流体チャネル（１３）が開口している作動位置まで変位させるように構成されており、前記電気制御装置（６）が、前記電機子（８）に接続されている駆動本体（１７）と、前記電機子（８）と前記駆動本体（１７）との間に配置されているばね部材（１８）とをさらに備え、前記駆動本体（１７）が前記第１の制御流体チャネル（１１）に配置されており、前記電機子（８）が前記作動位置にある場合、前記駆動本体（１７）が前記弁体装置（１５）および圧縮状態にある前記ばね部材（１８）に当接するように構成されていることを特徴とする、多方弁。
【請求項２】
前記弁体装置（１５）が、前記第２の制御流体チャネル（１３）が閉止し前記第１の制御流体チャネル（１１）が開口している非作動位置に向かう方向に偏倚される、請求項１に記載の多方弁。
【請求項３】
前記第１の制御流体チャネル（１１）が制御流体出口チャネルによって構成され、前記第１の開口部（１２）が制御流体出口によって構成されている、請求項１または２に記載の多方弁。
【請求項４】
前記第２の制御流体チャネル（１３）が制御流体入口チャネルによって構成され、前記第２の開口部（１４）が制御流体入口によって構成されている、請求項１から３のいずれかに記載の多方弁。
【請求項５】
前記第２の開口部（１４）が制御流体源（ＨＰ）に接続されるように構成され、前記第１の開口部（１２）が制御流体シンク（ＬＰ）に接続されるように構成されている、請求項１から４のいずれかに記載の多方弁。
【請求項６】
前記電機子（８）がその自由端に、前記駆動本体（１７）および前記ばね部材（１８）を収容するキャビティ（２２）を備える、請求項１から５のいずれかに記載の多方弁。
【請求項７】
前記ばね部材（１８）がコイルばねによって構成されている、請求項１から６のいずれかに記載の多方弁。
【請求項８】
前記弁体装置（１５）が、前記第１の制御流体チャネル（１１）に配置されている第１の弁体（１９）と、前記第２の制御流体チャネル（１３）に配置されている第２の弁体（２０）とを備え、前記多方弁（１）は、前記電機子（８）が前記非作動位置から前記作動位置まで移動することによって、前記第１の弁体（１９）を前記第１の制御流体チャネル（１１）が閉止している作動位置まで変位させ、前記第２の弁体（２０）を前記第２の制御流体チャネル（１３）が開口している作動位置まで変位させるように構成されている、請求項１から７のいずれかに記載の多方弁。
【請求項９】
前記第１の弁体（１９）が球形である、請求項８に記載の多方弁。
【請求項１０】
前記第２の弁体（２０）が球形である、請求項８または９に記載の多方弁。
【請求項１１】
前記電気制御装置（６）が電磁装置によって構成されている、請求項１から１０のいずれかに記載の多方弁。
【請求項１２】
前記電磁装置（６）の前記駆動部材（７）がコイルによって構成されている、請求項１１に記載の多方弁。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれかに記載の多方弁（１）を備えることを特徴とする、対象物の軸方向変位のためのアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、少なくとも１つの調整可能な制御圧を、機器、機械、装置などに伝えるように構成されている多方弁に関する。本発明は、特に、対象物の軸方向の変位に適したアクチュエータに役立つ多方弁に関する。
【０００２】
本発明の多方弁は、制御圧チャネルと、第１の開口部と上記の制御圧チャネルとの間に延びる第１の制御流体チャネルと、第２の開口部と上記の制御圧チャネルとの間に延びる第２の制御流体チャネルと、上記の第１の制御流体チャネルおよび上記の第２の制御流体チャネルに配置されている弁体装置と、駆動部材および電機子を有する電気制御装置とを含む。電機子は、上記の駆動部材の作用で、非作動位置と作動位置との間を前後に変位可能であり、ここでは、多方弁が、電機子が非作動位置から作動位置まで移動することによって、第１の制御流体チャネルが閉止しかつ第２の制御流体チャネルが開口している作動位置まで弁体装置を変位させるように構成されており、電気制御装置が、上記の電機子に接続されている駆動本体と、電機子と上記の駆動本体との間に配置されているばね部材とをさらに備える。
【０００３】
第２の態様によると、本発明は、対象物の軸方向変位用アクチュエータに関する。このアクチュエータは、特に、内燃機関用のガス交換バルブアクチュエータとして使用されることが提案されており、アクチュエータは、内燃機関のシリンダに対して空気の供給および排出をそれぞれ制御する１つ以上の入口弁または出口弁を駆動する。したがって、本発明のアクチュエータは、エンジン弁を駆動させるのに特に適しており、それによって、内燃機関に１つ以上のカムシャフトが不要となる。
【背景技術】
【０００４】
電気制御装置によって変位する弁体装置を有する多方弁は、いくつかの用途で知られている。多方弁の第１の状態では、第１の開口部が制御圧チャネルと流体連通しており、多方弁の第２の状態では、第２の開口部が制御圧チャネルと流体連通している。このように、２つの異なる制御圧レベルが交替可能である。
【０００５】
たとえば、米国特許出願公開第２００７／１９３６３９号文献を参照することができる。この文献は、滑り弁タイプの弁体装置を有するような多方弁を開示している。しかし、このタイプの多方弁は、制御流体が弁体装置を越えて不要に漏洩して、機器、機械、装置などを駆動する／機器、機械、装置などに役立つ制御圧のレベルが不正確となるために、たとえば２０〜２５バールなどの高い制御流体圧力を備える用途には適していない。
【０００６】
この漏洩の問題を克服しようとする試みが、シート弁タイプの弁体装置を有する多方弁を記載するＤＥ３６２１５５９文献に開示されている。シート弁タイプの弁体装置を含む、知られている多方弁が持つ大きな問題点とは、ソレノイドの電機子および弁体装置の全質量が、状態の変化に関連して長期間弁座に反発し、状態の変化が不正確となり、通風（ｄｒａｕｇｈｔ）／状態の変化の漏洩につながり、このことが、ひいては機器、機械、装置などを駆動する／機器、機械、装置などに役立つ制御圧が不正確なレベルになることである。
【０００７】
米国特許第４６１１６３１号は、制御圧チャネルおよび２つの制御流体チャネルと、駆動ユニットによって駆動する弁体とを備える多方弁であって、駆動ユニットは、電機子と、電機子を前後に変位させるように構成されている駆動部材とを含む、多方弁を開示している。駆動ユニットは、上記の電機子に接続されている駆動本体と、電機子と駆動本体との間に配置されているばね部材とを備える。シール／案内部材が、弁体と駆動本体との間に配置されているものとする。この多方弁は、それぞれの死点まで変位した後で停止するのに長い時間がかかるであろう極めて大きく重い弁体を備える。駆動本体およびばねの目的は、電機子のストローク長と弁体のストローク長との公差ずれを単に補うだけである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、対象物を軸方向に変位させるためのアクチュエータに役立つのに適した既知の多方弁の前述の欠点および難点を除き、かつ改良された多方弁を提供することを目的とする。本発明の基本的な目的は、弁体装置の明確な状態の変化を有する最初に定義したタイプの改良された多方弁を提供することであり、ひいては、多方弁が役立つ機器、機械、装置などの精度が増すことになる。
【０００９】
本発明の別の目的は、弁体装置がより短いストローク長を有することとなる多方弁を提供することであり、ひいては、よりコンパクトな設計になり、状態の変化がより速くより明確となり、電気制御装置のエネルギー消費が低くなることになる。
【００１０】
本発明の別の目的は、弁体装置に関する公差の要求が低い多方弁を提供することである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、少なくとも基本的な目的は、独立請求項において定義されている特徴を有する、最初に定義された多方弁およびアクチュエータを用いて達成される。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項にさらに定義されている。
【００１２】
本発明の第１の態様によると、最初に定義されているタイプの多方弁が提供されており、この多方弁は、駆動本体が上記の第１の制御流体チャネルに配置されており、駆動本体は弁体装置に当接するように構成されており、電機子が作動位置にある場合にばね部材は圧縮状態にあることを特徴とする。本発明の第２の態様によると、対象物の軸方向の変位に適したアクチュエータが提供されており、アクチュエータが本発明の多方弁を含むことを特徴とする。
【００１３】
したがって、本発明は、多方弁が非作動状態から作動状態に変化するときに第１の制御流体チャネルを閉止する部品、すなわち電機子と弁体装置の質量を減少させることによって、経時変化が比例して減少するという洞察に基づく。それに加えて、多方弁が作動状態から非作動態に変化するときの経時変化もまた、減少することとなる。
【００１４】
駆動本体と弁体との間に中間要素がないことが有利である。変位するものであり、とりわけその変位後に急速に停止する中間要素は、重量を増加させる。駆動本体が第１の制御流体チャネルに配置されていることにより、電機子および駆動部材が変位することになる場合に、駆動部材が第１の制御流体チャネルにある圧力に逆らって作用してはならないこととなる。
【００１５】
本発明の好ましい一実施形態によると、電機子が、その自由端に、上記の駆動本体および上記のばね部材を収容するキャビティを含む。
好ましい一実施形態によると、弁体装置が、上記の第１の制御流体チャネルに配置されている第１の弁体と、上記の第２の制御流体チャネルに配置されている第２の弁体とを備え、多方弁は、電機子が非作動位置から作動位置に移動することによって、第１の弁体を第１の制御流体チャネルが閉止されている作動位置まで変位させ、かつ第２の弁体を第２の制御流体チャネルが開口している作動位置まで変位させるように構成されている。
【００１６】
本発明のさらなる利点および特徴は、他の従属請求項から、かつ好ましい実施形態の以下の詳細な記載から明らかである。
本発明の上述および他の特徴および利点をより完全に理解することは、同封の図面を参照しつつ、好ましい実施形態の以下の詳細な記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の多方弁、アクチュエータ、およびガス交換バルブの概略図である。
【図２】第１の実施形態による多方弁の概略図であり、多方弁が非作動状態にある。
【図３】図２による多方弁の概略図であり、多方弁は作動状態にある。
【図４】第２の実施形態による多方弁の概略図であり、多方弁は作動状態にある。
【図５】第３の実施形態による多方弁の概略図であり、多方弁は作動状態にある。
【図６】第４の実施形態による多方弁の概略図であり、多方弁は作動状態にある。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、対象物３を軸方向に変位させるためのアクチュエータ２に役立つのに適した、全体を１で表した多方弁に関し、さらには、このような多方弁１を含むアクチュエータ２に関する。
【００１９】
まず図１を参照すると、本発明の多方弁１と、内燃機関のアクチュエータ２およびガス交換バルブ３の第１の実施形態を概略的に開示している。装置の相互のサイズが一定の比率でないことが指摘されるべきである。さらに指摘されるべきであるのは、多方弁１が、アクチュエータ２の外側に位置するように描かれおり、このことは十分に考え得ることであるが、なお好ましいのは、多方弁１がアクチュエータ２内に完全に、または、部分的に位置していることである。
【００２０】
多方弁１は、アクチュエータ２に（またはその他の任意の適した機器、機械、装置などに）調整可能な制御圧を伝えるように構成されており、ここでは、アクチュエータ２が対象物３（たとえばエンジン弁）を変位させる。多方弁１は、パイロット弁の名前でも知られている。アクチュエータ２は、好ましくは、ガスまたはガス混合物によって駆動する、いわゆる空圧アクチュエータである。
【００２１】
次に、多方弁１の本質的な特徴を、図２および図３を参照しつつ記載する。図２および図３は、非作動状態および作動状態のそれぞれにある多方弁１の第１の実施形態を開示する。
【００２２】
多方弁１は、電気制御されており、バルブハウジング４と、上記のバルブハウジング４から延びており、アクチュエータ２に接続されるように構成されている制御圧チャネル５とを備える。多方弁１は、上記の制御圧チャネル５を介して調整可能な制御圧（ＣＰ）を伝えるように構成されている。多方弁１が第１の状態にあるとき、第１の制御圧が制御圧チャネル５に伝えられ、多方弁１が第２の状態にあるとき、第２の制御圧が制御圧チャネル５に伝えられる。それによって、２つの異なる制御圧レベルを交替する。電気制御されるということは、多方弁１が全体を６で表した電気制御装置を含むことを意味する。電気制御装置は、ソレノイドなどの電磁装置、または圧電ユニットなどの電子機械的デバイスによって、好ましくは構成されている。電気制御装置は、駆動部材７および電機子８を備え、この電機子８は、上記の駆動部材７の作用で、非作動位置（図２）と作動位置（図３）との間を前後に変位可能である。電気制御装置６の駆動部材７が運転中でない場合、電機子８は非作動位置にあり、駆動部材７が運転中の場合、電機子８は作動位置まで変位する。この電磁装置の実施形態では、駆動部材７がコイルにより構成されており、電流がコイルを通って伝導すると生じる磁界の効果で、電機子８が上記のコイル７に対して変位可能である。したがって、電機子８は、磁気材料から製造される。電気機械的デバイス（開示せず）の実施形態では、駆動部材７はたとえば圧電部材により構成され、電機子８は上記の圧電部材によって変位可能である。というのは、駆動部材７は加えられた電流により形状を変えたために、機械的に電機子８を変位させるからである。以下、本明細書において、多方弁は電磁装置６を含んで記載されているが、それに限定されない。
【００２３】
開示された実施形態による電機子８は、電機子８が非作動位置にある場合に第１の停止面１０ａに当接する第１の縁／フランジ９ａと、電機子８が作動位置にある場合に第２の停止面１０ｂに当接する第２の縁／フランジ９ｂとを有する。すなわち、多方弁１は、非作動位置および作動位置をそれぞれ十分に画定するために、電機子８用の機械的死点停止部を含む。電機子８が反発することを防止すること、ならびにノイズおよび損耗を最小限に抑えることによって、電機子８を停止させるために、ゴムダンパ（開示せず）が、電機子８の第１の縁９ａと第１の停止面１０ａとの間の界面に、かつ／または、第２の縁９ｂと第２の停止面１０ｂとの間の界面に好ましくは配置されている。それに加えて、多方弁１に電流がなく／電流が通じていない場合に電機子８を戻すために、ばね部材（開示せず）が、その非作動位置に向かう方向に電機子８を偏倚させてもよい。このばね部材は、電機子８の第２の縁９ｂと第２の停止面１０ｂとの間に好ましくは配置されており、電機子８が作動位置をとると、ばね部材が底部に達する。しかし、考え得るのは、多方弁１が図に示すように向けられると、電機子８が重力のためにその非作動位置をとることである。多方弁１は、第１の開口部１２と上記の制御圧チャネル５との間に延びる第１の制御流体チャネル１１と、第２の開口部１４と上記の制御圧チャネル５との間に延びる第２の制御流体チャネル１３とをさらに備える。
【００２４】
好ましくは、第１の制御流体チャネル１１が制御流体出口チャネルにより構成され、第１の開口部１２が制御流体出口により構成されている。第１の開口部１２は、圧力流体シンク（ＬＰ）に接続されるように構成されている。好ましくは、第２の制御流体チャネル１３が制御流体入口チャネルにより構成され、第２の開口部１４が制御流体入口により構成されている。第２の開口部１４は、圧力流体源（ＨＰ）に接続されるように構成されている。圧力流体は、好ましくはガス、または空気などのガス混合物である。
【００２５】
圧力流体源は、内燃機関に属する圧縮機であってもよく、付属物のタンクが有っても無くてもよく、または圧力タンクだけ備えていてもよい。圧力流体シンクは、たとえば圧縮機まで戻る導管など、圧力流体源で発生した圧力よりも低い圧力を有する任意の位置であってもよく、圧力流体シンク（ＬＰ）は、たとえば圧力が４〜６バールであり、圧力流体源（ＨＰ）は、たとえば圧力が１５〜２５バールである。
【００２６】
多方弁１は、弁体装置を含む。弁体装置は、全体を１５で表し、バルブハウジング４内に配置されており、より正確には、上記の第１の制御流体チャネル１１内および上記の第２の制御流体チャネル１３内に配置されている。上記の第１の制御流体チャネル１１内に配置されているという表現が意味するのは、弁体装置１５の位置を過ぎた第１の制御流体チャネル１１における制御流体の流れを制御するように、弁体装置１５が構成されている、すなわち、第１の制御圧チャネル１１をそれぞれ開閉するように配置されているということである。第２の制御流体チャネル１３もまた同様であり得ることを認識されたい。弁体装置１５は、好ましくは耐酸鋼から製造され、したがって、さらに、より高耐摩耗性かつより低耐摩耗性の他の材料が考え得る。
【００２７】
多方弁１は、非作動位置から作動位置まで電機子８が移動することによって、第１の制御流体チャネル１１が閉止し第２の制御流体チャネル１３は開口している作動位置まで、弁体装置１５を変位させるように構成されている。したがって、弁体装置１５がその非作動位置にある場合には、第１の制御流体チャネル１１が開口し、第２の制御流体チャネル１３が閉止しており、弁体装置１５がその作動位置にある場合には、第１の制御流体チャネル１１は閉止され、第２の制御流体チャネル１３は開口している。
【００２８】
開示されている実施形態では、弁体装置１５はその非作動位置に向かって偏倚し、ここでは、ばね１６によって、第２の制御流体チャネル１３が閉止し、第１の制御流体チャネル１１は開口している。しかし、多方弁１が図面で開示されているように向いている場合には、弁体装置１５は重力によって、その非作動位置をとることが考え得る。
【００２９】
電気制御装置６が、上記の電機子８に接続されている駆動本体１７と、電機子８と上記の駆動本体１７との間に配置されているばね部材１８とを含むことが、本発明に必須である。駆動本体１７は、弁体装置１５に当接するように構成されており、電機子８が作動位置にある場合、ばね部材１８が圧縮状態にある。ばね部材１８は、駆動本体１７と電機子８との間の相互の軸方向変位を許容し、同時に、駆動本体１７は電機子８から離れる方向に偏倚する。
【００３０】
電機子８が非作動位置にある場合、駆動本体１７は、弁体装置１５からある距離をおいて位置していてもよい。開示されていない一実施形態によると、電機子８が非作動位置にある場合、電機子８は弁体装置１５に向かう方向に偏倚される、すなわち、駆動本体１７は、その作動位置に向かう方向に弁体装置１５を変位させることなく、弁体装置１５に当接する。
【００３１】
電機子８が非作動位置にある場合、ばね部材１８は、電機子８が作動位置にある圧縮状態に関連して拡張するが、ばね部材１８が完全に荷重がかからない状態まで拡張される必要はない。ばね部材１８は、好ましくはコイルばねによって構成されている。最も好ましい実施形態によると、電機子８が非作動位置にありばね要素１８が拡張状態にある場合に、ばね部材１８が偏倚する。偏倚度は、ばね部材１８が圧縮していない状態で、駆動本体１７と弁体装置１５とを直接的に接触させると弁体装置１５が変位し始めるのに十分な大きさが好ましく、弁体装置１５がその作動位置になると、ばね部材１５は圧縮し始める。換言すると、弁体装置１５が非作動位置から作動位置まで変位すると、電機子８および駆動本体１７が「固定」ユニットの作用を有し、弁体装置１５が作動位置をとると、駆動本体１７は電機子８から分離されてばね部材１８が圧縮される。駆動本体１７によって駆動する弁体装置１５が、第１の制御流体チャネル１２が閉止している作動位置に到達すると、電機子８の第２の縁９ｂが第２の停止面１０ｂに直接的または間接的に当接するまで電機子８がさらなる距離を進み、そこで、ばね１８が締付けられる／圧縮される。電機子８は弁体装置１５に当接することはなく、ばね部材１８が底部に達することはない。
【００３２】
駆動本体１７の質量が電機子８の質量よりもはるかに少なく、好ましくは１／３０未満、最も好ましくは１／４０未満のため、駆動本体１７および弁体装置１５が定置するのにかかる時間、すなわち弁体装置１５がなお作動位置に停止しており、第１の制御流体チャネル１１が閉止されている時間が、大幅に減少する。したがって、電機子８を弁体装置１５に対して直接的に作用させる代わりに、駆動本体１７およびばね１８を使用して弁体装置１５を駆動させることにより、第１の反発から停止までの時間が、駆動本体１７と電機子８との重量関係に比例して減少する。
【００３３】
本発明および上述の重量関係に基づく第１の反発から停止までの時間は、弁体装置１５に対して直接的に作用する同じ電機子８を備えたある用途における、第１の反発から停止までの時間の１／５０から１／３０の範囲内にある。それに加えて、本発明および上述の重量関係に基づく反発／振幅の高さは、大幅に減少することとなり、弁体装置１５に対して直接的に作用する同じ電機子８を備えたある用途における反発の高さの１／１０から１／５の範囲内の反発の高さを有する。それに加えて、反発の頻度が大幅に増加する。すべては共に明確な状態の変化を伴い、状態の変化の漏洩は、この文脈において、ごくわずかとなるか完全になくなり、それによって、認知可能な負の効果が制御圧チャネル５で生じることはない。
【００３４】
作動状態から非作動状態に変化しようとしている多方弁１に関連して、以下のことが発生することとなる。電気制御装置６が非作動になると、すなわち、駆動部材７への電力が切れると、電機子８は、作動位置から非作動位置にその変位を始める。電機子８が停止から加速し、駆動部材８の作用が次第になくなる間、ばね部材１８の拡張中に駆動本体１７が弁体装置１５を作動位置に保つ。駆動本体１７が作動位置から非作動位置までその変位を始めると、電機子８は、駆動本体１７の停止からの加速が電機子８の第１の加速よりもかなり高くなる有意な速度を得る。このことにより、ひいては、弁体装置１５は作動位置から非作動位置まではるかに早く戻ることが許容されるようになる。したがって、明確な状態の変化および状態の変化の漏洩は、この文脈において、ごくわずかとなるか完全になくなり、それによって、認知可能な負の効果が制御圧チャネル５で生じることはない。
【００３５】
好ましい一実施形態によると、図２および図３に開示されているように、弁体装置１５は、上記の第１の制御流体チャネル１１に配置されている第１の弁体１９と、上記の第２の制御流体チャネル１３に配置されている第２の弁体２０とを備える。上記の第１の弁体１９は、開示されている実施形態では、上記の第２の弁体２０から分離している。それによって、多方弁１は、電機子８が非作動位置から作動位置まで移動するによって、第１の弁体１９を第１の制御流体チャネル１１が閉止している作動位置まで変位させ、かつ、第２の弁体２０を第２の制御流体チャネル１３が開口している作動位置まで変位させるように構成されている。より正確に言うと、駆動本体１７は、第１の弁体１９に対して作用し、ひいては、第２の弁体２０に対して作用する。本実施形態では、弁体装置１５は、２つの互いに分離しているそれぞれの弁体１９および２０により構成されており、好ましいのは、電機子８が非作動位置にある場合には、第１の（最も近い）弁体１９が第２の弁体２０と同様に駆動本体１７と接触することができないような距離で、駆動本体１７が第２の（最も遠くの）弁体２０から配置されていることである。多方弁の向きによって、第１の弁体１９は、駆動本体１７に対して、または第２の弁体２０に対して載置されてもよく、あるいは駆動本体１７と第２の弁体２０との間を弛めていてもよい。このことによって、電機子８および駆動本体１７には速度、またそれによって、第２の弁体２０が押し込まれて／衝突される前の運動量を得る時間を有することで、弁体装置の状態の変化の速度が上がることとなる。
【００３６】
好ましくは、第１の弁体１９および第２の弁体２０がそれぞれ球形である。一代替実施形態によると、第１の弁体１９および／または第２の弁体２０が、切頭円錐の形状を呈していてもよい。別の代替実施形態によると、第１の弁体１９および／または第２の弁体２０が、丸先を有する１本のロッドのような半球形の端部を有する長方形の基本的な形状を呈していてもよい。球形の弁体を有する利点は、これらがあらゆる方向に自由に回転できることであり、実際には、弁体がその対応する弁座に接触するたびに、球形の本体が新規な位置になることである。このことにより、弁座と同様に弁体に均一に荷重がかかり摩耗することとなる。極めて高品質の球形の弁体は、非球形の弁体に対して製造が比較的安い。
【００３７】
ここで、多方弁１の第２の実施形態を開示している図４を参照する。他の実施形態に対する差異のみを記載する。
本実施形態では、弁体装置１５が結合部材により構成されている。弁体装置１５の第１の弁体１９および第２の弁体２０が、互いに接続され、互いに共同で変位可能である。開示されていない一実施形態では、第１の弁体１９および第２の弁体２０が、互いに直接的に８の字状に接続されている。図４に開示されている実施形態では、第１の弁体１９および第２の弁体２０が、ダンベルのような中間ロッド２１によって、互いに間接的に接続されている。これらの実施形態では、弁体装置１５は一体型の本体により構成されているが、電機子８が非作動位置にある場合、駆動本体１７が弁体装置１５からある距離をおいて配置されていることが好ましい。このことによって、電機子８および駆動本体１７には速度、またそれによって、これらが弁体装置１５を押し込み／弁体装置１５に衝突する前の運動量を得る時間を有することで、弁体装置の状態の変化の速度が上がることとなる。
【００３８】
好ましくは、電機子８が、その自由端に、駆動本体１７およびばね部材１８を収容するキャビティ２２を含む。このキャビティ２２は、たとえば、図２および図３に開示されているように、電機子８内の中ぐりであってもよく、または、図４に開示されているように、電機子８に取付けられて電機子８の一部分を形成するスリーブ２３を用いて設けられてもよい。キャビティ２２は、電機子８が非作動位置にある場合に駆動本体１７がキャビティ２２内に保たれるように設計されている。
【００３９】
一代替実施形態によると、多方弁１の第３の実施形態を開示する図５を参照すると、ばね部材１８が電機子８に接続されており、たとえば、最も外部のばねを電機子８のピン２４と駆動本体１７のばね２５とにそれぞれ押圧するようにすることによって、駆動本体１７がばね部材１８に接続されている。別の代替実施形態によると、多方弁１の第４の実施形態を開示する図６を参照すると、駆動本体１７が電機子８の孔２６に入子式に配置されているロッドにより構成されている。ばね部材１８が孔２６の底部に位置している。他の同等の解決策も同様に考え得る。
【００４０】
本発明のあり得る変更
本発明は、上記の記載および図面に示された実施形態のみに限定されず、これらは説明や例示の目的のみを有する。この特許出願は、本明細書に記載された好ましい実施形態のすべての変更および変形をカバーすることを意図しており、本発明は、その結果として、添付の特許請求の範囲の表現により定義され、その機器は、添付の特許請求の範囲内のすべての種類の方法で変形され得る。
【００４１】
上方、下方、上部、下部など等の用語に関する／関連するすべての情報は、参照符号が正しい方式で読まれ得るように方向づけられる図面と共に、図に従って方向づけられる機器と共に解釈される／読まれるべきであることも指摘されるべきである。したがって、類似の用語は、図示の実施形態における相対的な関係のみを示し、本発明による機器が他の構成／設計を備える場合はその関係は変更され得る。
【００４２】
具体的な実施形態からの特徴が他の実施形態の特徴に組み合わされ得ることが明確に言及されていなかったとしても、これは可能であるときは明らかなものとしてみなされるべきであることが指摘されるべきである。
【図１】
2018513952.tif 000003
【図２】
2018513952.tif 000004
【図３】
2018513952.tif 000005
【図４】
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【図５】
2018513952.tif 000007
【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年2月15日(2017.2.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、少なくとも１つの調整可能な制御圧を、機器、機械、装置などに伝えるように構成されている多方弁に関する。本発明は、特に、対象物の軸方向の変位に適したアクチュエータに役立つ多方弁に関する。
【０００２】
本発明の多方弁は、制御圧チャネルと、第１の開口部と上記の制御圧チャネルとの間に延びる第１の制御流体チャネルと、第２の開口部と上記の制御圧チャネルとの間に延びる第２の制御流体チャネルと、上記の第１の制御流体チャネルおよび上記の第２の制御流体チャネルに配置されている弁体装置と、駆動部材および電機子を有する電気制御装置とを含む。電機子は、上記の駆動部材の作用で、非作動位置と作動位置との間を前後に変位可能であり、ここでは、多方弁が、電機子が非作動位置から作動位置まで移動することによって、第１の制御流体チャネルが閉止しかつ第２の制御流体チャネルが開口している作動位置まで弁体装置を変位させるように構成されており、電気制御装置が、上記の電機子に接続されている駆動本体と、電機子と上記の駆動本体との間に配置されているばね部材とをさらに備える。
【０００３】
第２の態様によると、本発明は、対象物の軸方向変位用アクチュエータに関する。このアクチュエータは、特に、内燃機関用のガス交換バルブアクチュエータとして使用されることが提案されており、アクチュエータは、内燃機関のシリンダに対して空気の供給および排出をそれぞれ制御する１つ以上の入口弁または出口弁を駆動する。したがって、本発明のアクチュエータは、エンジン弁を駆動させるのに特に適しており、それによって、内燃機関に１つ以上のカムシャフトが不要となる。
【背景技術】
【０００４】
電気制御装置によって変位する弁体装置を有する多方弁は、いくつかの用途で知られている。多方弁の第１の状態では、第１の開口部が制御圧チャネルと流体連通しており、多方弁の第２の状態では、第２の開口部が制御圧チャネルと流体連通している。このように、２つの異なる制御圧レベルが交替可能である。
【０００５】
たとえば、米国特許出願公開第２００７／１９３６３９号文献を参照することができる。この文献は、滑り弁タイプの弁体装置を有するような多方弁を開示している。しかし、このタイプの多方弁は、制御流体が弁体装置を越えて不要に漏洩して、機器、機械、装置などを駆動する／機器、機械、装置などに役立つ制御圧のレベルが不正確となるために、たとえば２０〜２５バールなどの高い制御流体圧力を備える用途には適していない。
【０００６】
この漏洩の問題を克服しようとする試みが、シート弁タイプの弁体装置を有する多方弁を記載するＤＥ３６２１５５９文献に開示されている。シート弁タイプの弁体装置を含む、知られている多方弁が持つ大きな問題点とは、ソレノイドの電機子および弁体装置の全質量が、状態の変化に関連して長期間弁座に反発し、状態の変化が不正確となり、通風（ｄｒａｕｇｈｔ）／状態の変化の漏洩につながり、このことが、ひいては機器、機械、装置などを駆動する／機器、機械、装置などに役立つ制御圧が不正確なレベルになることである。
【０００７】
米国特許第４６１１６３１号は、制御圧チャネルおよび２つの制御流体チャネルと、駆動ユニットによって駆動する弁体とを備える多方弁であって、駆動ユニットは、電機子と、電機子を前後に変位させるように構成されている駆動部材とを含む、多方弁を開示している。駆動ユニットは、上記の電機子に接続されている駆動本体と、電機子と駆動本体との間に配置されているばね部材とを備える。シール／案内部材が、弁体と駆動本体との間に配置されているものとする。この多方弁は、それぞれの死点まで変位した後で停止するのに長い時間がかかるであろう極めて大きく重い弁体を備える。駆動本体およびばねの目的は、電機子のストローク長と弁体のストローク長との公差ずれを単に補うだけである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、対象物を軸方向に変位させるためのアクチュエータに役立つのに適した既知の多方弁の前述の欠点および難点を除き、かつ改良された多方弁を提供することを目的とする。本発明の基本的な目的は、弁体装置の明確な状態の変化を有する最初に定義したタイプの改良された多方弁を提供することであり、ひいては、多方弁が役立つ機器、機械、装置などの精度が増すことになる。
【０００９】
本発明の別の目的は、弁体装置がより短いストローク長を有することとなる多方弁を提供することであり、ひいては、よりコンパクトな設計になり、状態の変化がより速くより明確となり、電気制御装置のエネルギー消費が低くなることになる。
【００１０】
本発明の別の目的は、弁体装置に関する公差の要求が低い多方弁を提供することである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、少なくとも基本的な目的は、独立請求項において定義されている特徴を有する、最初に定義された多方弁およびアクチュエータを用いて達成される。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項にさらに定義されている。
【００１２】
本発明の第１の態様によると、最初に定義されているタイプの多方弁が提供されており、この多方弁は、駆動本体が上記の第１の制御流体チャネルに配置されており、駆動本体は弁体装置に当接するように構成されており、電機子が作動位置にある場合にばね部材は圧縮状態にあることを特徴とする。本発明の第２の態様によると、対象物の軸方向の変位に適したアクチュエータが提供されており、アクチュエータが本発明の多方弁を含むことを特徴とする。
【００１３】
したがって、本発明は、多方弁が非作動状態から作動状態に変化するときに第１の制御流体チャネルを閉止する部品、すなわち電機子と弁体装置の質量を減少させることによって、経時変化が比例して減少するという洞察に基づく。それに加えて、多方弁が作動状態から非作動態に変化するときの経時変化もまた、減少することとなる。
【００１４】
駆動本体と弁体との間に中間要素がないことが有利である。変位するものであり、とりわけその変位後に急速に停止する中間要素は、重量を増加させる。駆動本体が第１の制御流体チャネルに配置されていることにより、電機子および駆動部材が変位することになる場合に、駆動部材が第１の制御流体チャネルにある圧力に逆らって作用してはならないこととなる。
【００１５】
本発明の好ましい一実施形態によると、電機子が、その自由端に、上記の駆動本体および上記のばね部材を収容するキャビティを含む。
好ましい一実施形態によると、弁体装置が、上記の第１の制御流体チャネルに配置されている第１の弁体と、上記の第２の制御流体チャネルに配置されている第２の弁体とを備え、多方弁は、電機子が非作動位置から作動位置に移動することによって、第１の弁体を第１の制御流体チャネルが閉止されている作動位置まで変位させ、かつ第２の弁体を第２の制御流体チャネルが開口している作動位置まで変位させるように構成されている。
【００１６】
本発明のさらなる利点および特徴は、他の従属請求項から、かつ好ましい実施形態の以下の詳細な記載から明らかである。
本発明の上述および他の特徴および利点をより完全に理解することは、同封の図面を参照しつつ、好ましい実施形態の以下の詳細な記載から明らかである。
【００１７】
従来技術のさらなる説明
文献米国特許３７９９２０３号明細書は、他方弁を開示している。この他方弁は、弁ハウジングを備え、弁ハウジングは、弁ハウジングの外側表面から中央ボアに延在する複数の流体ポートを有する。相互接続されたバルブ本体構成（スプール、バルブ部材、及びばねハウジングを有する）は、交互に作動される二つのソレノイドによって、中央ボア内を往復に変位されるように構成される。各ソレノイドは電機子を有し、ばね部材はバルブ本体構成と電気子との間に配置される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の多方弁、アクチュエータ、およびガス交換バルブの概略図である。
【図２】第１の実施形態による多方弁の概略図であり、多方弁が非作動状態にある。
【図３】図２による多方弁の概略図であり、多方弁は作動状態にある。
【図４】第２の実施形態による多方弁の概略図であり、多方弁は作動状態にある。
【図５】第３の実施形態による多方弁の概略図であり、多方弁は作動状態にある。
【図６】第４の実施形態による多方弁の概略図であり、多方弁は作動状態にある。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、対象物３を軸方向に変位させるためのアクチュエータ２に役立つのに適した、全体を１で表した多方弁に関し、さらには、このような多方弁１を含むアクチュエータ２に関する。
【００２０】
まず図１を参照すると、本発明の多方弁１と、内燃機関のアクチュエータ２およびガス交換バルブ３の第１の実施形態を概略的に開示している。装置の相互のサイズが一定の比率でないことが指摘されるべきである。さらに指摘されるべきであるのは、多方弁１が、アクチュエータ２の外側に位置するように描かれおり、このことは十分に考え得ることであるが、なお好ましいのは、多方弁１がアクチュエータ２内に完全に、または、部分的に位置していることである。
【００２１】
多方弁１は、アクチュエータ２に（またはその他の任意の適した機器、機械、装置などに）調整可能な制御圧を伝えるように構成されており、ここでは、アクチュエータ２が対象物３（たとえばエンジン弁）を変位させる。多方弁１は、パイロット弁の名前でも知られている。アクチュエータ２は、好ましくは、ガスまたはガス混合物によって駆動する、いわゆる空圧アクチュエータである。
【００２２】
次に、多方弁１の本質的な特徴を、図２および図３を参照しつつ記載する。図２および図３は、非作動状態および作動状態のそれぞれにある多方弁１の第１の実施形態を開示する。
【００２３】
多方弁１は、電気制御されており、バルブハウジング４と、上記のバルブハウジング４から延びており、アクチュエータ２に接続されるように構成されている制御圧チャネル５とを備える。多方弁１は、上記の制御圧チャネル５を介して調整可能な制御圧（ＣＰ）を伝えるように構成されている。多方弁１が第１の状態にあるとき、第１の制御圧が制御圧チャネル５に伝えられ、多方弁１が第２の状態にあるとき、第２の制御圧が制御圧チャネル５に伝えられる。それによって、２つの異なる制御圧レベルを交替する。電気制御されるということは、多方弁１が全体を６で表した電気制御装置を含むことを意味する。電気制御装置は、ソレノイドなどの電磁装置、または圧電ユニットなどの電子機械的デバイスによって、好ましくは構成されている。電気制御装置は、駆動部材７および電機子８を備え、この電機子８は、上記の駆動部材７の作用で、非作動位置（図２）と作動位置（図３）との間を前後に変位可能である。電気制御装置６の駆動部材７が運転中でない場合、電機子８は非作動位置にあり、駆動部材７が運転中の場合、電機子８は作動位置まで変位する。この電磁装置の実施形態では、駆動部材７がコイルにより構成されており、電流がコイルを通って伝導すると生じる磁界の効果で、電機子８が上記のコイル７に対して変位可能である。したがって、電機子８は、磁気材料から製造される。電気機械的デバイス（開示せず）の実施形態では、駆動部材７はたとえば圧電部材により構成され、電機子８は上記の圧電部材によって変位可能である。というのは、駆動部材７は加えられた電流により形状を変えたために、機械的に電機子８を変位させるからである。以下、本明細書において、多方弁は電磁装置６を含んで記載されているが、それに限定されない。
【００２４】
開示された実施形態による電機子８は、電機子８が非作動位置にある場合に第１の停止面１０ａに当接する第１の縁／フランジ９ａと、電機子８が作動位置にある場合に第２の停止面１０ｂに当接する第２の縁／フランジ９ｂとを有する。すなわち、多方弁１は、非作動位置および作動位置をそれぞれ十分に画定するために、電機子８用の機械的死点停止部を含む。電機子８が反発することを防止すること、ならびにノイズおよび損耗を最小限に抑えることによって、電機子８を停止させるために、ゴムダンパ（開示せず）が、電機子８の第１の縁９ａと第１の停止面１０ａとの間の界面に、かつ／または、第２の縁９ｂと第２の停止面１０ｂとの間の界面に好ましくは配置されている。それに加えて、多方弁１に電流がなく／電流が通じていない場合に電機子８を戻すために、ばね部材（開示せず）が、その非作動位置に向かう方向に電機子８を偏倚させてもよい。このばね部材は、電機子８の第２の縁９ｂと第２の停止面１０ｂとの間に好ましくは配置されており、電機子８が作動位置をとると、ばね部材が底部に達する。しかし、考え得るのは、多方弁１が図に示すように向けられると、電機子８が重力のためにその非作動位置をとることである。多方弁１は、第１の開口部１２と上記の制御圧チャネル５との間に延びる第１の制御流体チャネル１１と、第２の開口部１４と上記の制御圧チャネル５との間に延びる第２の制御流体チャネル１３とをさらに備える。
【００２５】
好ましくは、第１の制御流体チャネル１１が制御流体出口チャネルにより構成され、第１の開口部１２が制御流体出口により構成されている。第１の開口部１２は、圧力流体シンク（ＬＰ）に接続されるように構成されている。好ましくは、第２の制御流体チャネル１３が制御流体入口チャネルにより構成され、第２の開口部１４が制御流体入口により構成されている。第２の開口部１４は、圧力流体源（ＨＰ）に接続されるように構成されている。圧力流体は、好ましくはガス、または空気などのガス混合物である。
【００２６】
圧力流体源は、内燃機関に属する圧縮機であってもよく、付属物のタンクが有っても無くてもよく、または圧力タンクだけ備えていてもよい。圧力流体シンクは、たとえば圧縮機まで戻る導管など、圧力流体源で発生した圧力よりも低い圧力を有する任意の位置であってもよく、圧力流体シンク（ＬＰ）は、たとえば圧力が４〜６バールであり、圧力流体源（ＨＰ）は、たとえば圧力が１５〜２５バールである。
【００２７】
多方弁１は、弁体装置を含む。弁体装置は、全体を１５で表し、バルブハウジング４内に配置されており、より正確には、上記の第１の制御流体チャネル１１内および上記の第２の制御流体チャネル１３内に配置されている。上記の第１の制御流体チャネル１１内に配置されているという表現が意味するのは、弁体装置１５の位置を過ぎた第１の制御流体チャネル１１における制御流体の流れを制御するように、弁体装置１５が構成されている、すなわち、第１の制御圧チャネル１１をそれぞれ開閉するように配置されているということである。第２の制御流体チャネル１３もまた同様であり得ることを認識されたい。弁体装置１５は、好ましくは耐酸鋼から製造され、したがって、さらに、より高耐摩耗性かつより低耐摩耗性の他の材料が考え得る。
【００２８】
多方弁１は、非作動位置から作動位置まで電機子８が移動することによって、第１の制御流体チャネル１１が閉止し第２の制御流体チャネル１３は開口している作動位置まで、弁体装置１５を変位させるように構成されている。したがって、弁体装置１５がその非作動位置にある場合には、第１の制御流体チャネル１１が開口し、第２の制御流体チャネル１３が閉止しており、弁体装置１５がその作動位置にある場合には、第１の制御流体チャネル１１は閉止され、第２の制御流体チャネル１３は開口している。
【００２９】
開示されている実施形態では、弁体装置１５はその非作動位置に向かって偏倚し、ここでは、ばね１６によって、第２の制御流体チャネル１３が閉止し、第１の制御流体チャネル１１は開口している。しかし、多方弁１が図面で開示されているように向いている場合には、弁体装置１５は重力によって、その非作動位置をとることが考え得る。
【００３０】
電気制御装置６が、上記の電機子８に接続されている駆動本体１７と、電機子８と上記の駆動本体１７との間に配置されているばね部材１８とを含むことが、本発明に必須である。駆動本体１７は、弁体装置１５に当接するように構成されており、電機子８が作動位置にある場合、ばね部材１８が圧縮状態にある。ばね部材１８は、駆動本体１７と電機子８との間の相互の軸方向変位を許容し、同時に、駆動本体１７は電機子８から離れる方向に偏倚する。
【００３１】
電機子８が非作動位置にある場合、駆動本体１７は、弁体装置１５からある距離をおいて位置していてもよい。開示されていない一実施形態によると、電機子８が非作動位置にある場合、電機子８は弁体装置１５に向かう方向に偏倚される、すなわち、駆動本体１７は、その作動位置に向かう方向に弁体装置１５を変位させることなく、弁体装置１５に当接する。
【００３２】
電機子８が非作動位置にある場合、ばね部材１８は、電機子８が作動位置にある圧縮状態に関連して拡張するが、ばね部材１８が完全に荷重がかからない状態まで拡張される必要はない。ばね部材１８は、好ましくはコイルばねによって構成されている。最も好ましい実施形態によると、電機子８が非作動位置にありばね要素１８が拡張状態にある場合に、ばね部材１８が偏倚する。偏倚度は、ばね部材１８が圧縮していない状態で、駆動本体１７と弁体装置１５とを直接的に接触させると弁体装置１５が変位し始めるのに十分な大きさが好ましく、弁体装置１５がその作動位置になると、ばね部材１５は圧縮し始める。換言すると、弁体装置１５が非作動位置から作動位置まで変位すると、電機子８および駆動本体１７が「固定」ユニットの作用を有し、弁体装置１５が作動位置をとると、駆動本体１７は電機子８から分離されてばね部材１８が圧縮される。駆動本体１７によって駆動する弁体装置１５が、第１の制御流体チャネル１２が閉止している作動位置に到達すると、電機子８の第２の縁９ｂが第２の停止面１０ｂに直接的または間接的に当接するまで電機子８がさらなる距離を進み、そこで、ばね１８が締付けられる／圧縮される。電機子８は弁体装置１５に当接することはなく、ばね部材１８が底部に達することはない。
【００３３】
駆動本体１７の質量が電機子８の質量よりもはるかに少なく、好ましくは１／３０未満、最も好ましくは１／４０未満のため、駆動本体１７および弁体装置１５が定置するのにかかる時間、すなわち弁体装置１５がなお作動位置に停止しており、第１の制御流体チャネル１１が閉止されている時間が、大幅に減少する。したがって、電機子８を弁体装置１５に対して直接的に作用させる代わりに、駆動本体１７およびばね１８を使用して弁体装置１５を駆動させることにより、第１の反発から停止までの時間が、駆動本体１７と電機子８との重量関係に比例して減少する。
【００３４】
本発明および上述の重量関係に基づく第１の反発から停止までの時間は、弁体装置１５に対して直接的に作用する同じ電機子８を備えたある用途における、第１の反発から停止までの時間の１／５０から１／３０の範囲内にある。それに加えて、本発明および上述の重量関係に基づく反発／振幅の高さは、大幅に減少することとなり、弁体装置１５に対して直接的に作用する同じ電機子８を備えたある用途における反発の高さの１／１０から１／５の範囲内の反発の高さを有する。それに加えて、反発の頻度が大幅に増加する。すべては共に明確な状態の変化を伴い、状態の変化の漏洩は、この文脈において、ごくわずかとなるか完全になくなり、それによって、認知可能な負の効果が制御圧チャネル５で生じることはない。
【００３５】
作動状態から非作動状態に変化しようとしている多方弁１に関連して、以下のことが発生することとなる。電気制御装置６が非作動になると、すなわち、駆動部材７への電力が切れると、電機子８は、作動位置から非作動位置にその変位を始める。電機子８が停止から加速し、駆動部材８の作用が次第になくなる間、ばね部材１８の拡張中に駆動本体１７が弁体装置１５を作動位置に保つ。駆動本体１７が作動位置から非作動位置までその変位を始めると、電機子８は、駆動本体１７の停止からの加速が電機子８の第１の加速よりもかなり高くなる有意な速度を得る。このことにより、ひいては、弁体装置１５は作動位置から非作動位置まではるかに早く戻ることが許容されるようになる。したがって、明確な状態の変化および状態の変化の漏洩は、この文脈において、ごくわずかとなるか完全になくなり、それによって、認知可能な負の効果が制御圧チャネル５で生じることはない。
【００３６】
好ましい一実施形態によると、図２および図３に開示されているように、弁体装置１５は、上記の第１の制御流体チャネル１１に配置されている第１の弁体１９と、上記の第２の制御流体チャネル１３に配置されている第２の弁体２０とを備える。上記の第１の弁体１９は、開示されている実施形態では、上記の第２の弁体２０から分離している。それによって、多方弁１は、電機子８が非作動位置から作動位置まで移動するによって、第１の弁体１９を第１の制御流体チャネル１１が閉止している作動位置まで変位させ、かつ、第２の弁体２０を第２の制御流体チャネル１３が開口している作動位置まで変位させるように構成されている。より正確に言うと、駆動本体１７は、第１の弁体１９に対して作用し、ひいては、第２の弁体２０に対して作用する。本実施形態では、弁体装置１５は、２つの互いに分離しているそれぞれの弁体１９および２０により構成されており、好ましいのは、電機子８が非作動位置にある場合には、第１の（最も近い）弁体１９が第２の弁体２０と同様に駆動本体１７と接触することができないような距離で、駆動本体１７が第２の（最も遠くの）弁体２０から配置されていることである。多方弁の向きによって、第１の弁体１９は、駆動本体１７に対して、または第２の弁体２０に対して載置されてもよく、あるいは駆動本体１７と第２の弁体２０との間を弛めていてもよい。このことによって、電機子８および駆動本体１７には速度、またそれによって、第２の弁体２０が押し込まれて／衝突される前の運動量を得る時間を有することで、弁体装置の状態の変化の速度が上がることとなる。
【００３７】
好ましくは、第１の弁体１９および第２の弁体２０がそれぞれ球形である。一代替実施形態によると、第１の弁体１９および／または第２の弁体２０が、切頭円錐の形状を呈していてもよい。別の代替実施形態によると、第１の弁体１９および／または第２の弁体２０が、丸先を有する１本のロッドのような半球形の端部を有する長方形の基本的な形状を呈していてもよい。球形の弁体を有する利点は、これらがあらゆる方向に自由に回転できることであり、実際には、弁体がその対応する弁座に接触するたびに、球形の本体が新規な位置になることである。このことにより、弁座と同様に弁体に均一に荷重がかかり摩耗することとなる。極めて高品質の球形の弁体は、非球形の弁体に対して製造が比較的安い。
【００３８】
ここで、多方弁１の第２の実施形態を開示している図４を参照する。他の実施形態に対する差異のみを記載する。
本実施形態では、弁体装置１５が結合部材により構成されている。弁体装置１５の第１の弁体１９および第２の弁体２０が、互いに接続され、互いに共同で変位可能である。開示されていない一実施形態では、第１の弁体１９および第２の弁体２０が、互いに直接的に８の字状に接続されている。図４に開示されている実施形態では、第１の弁体１９および第２の弁体２０が、ダンベルのような中間ロッド２１によって、互いに間接的に接続されている。これらの実施形態では、弁体装置１５は一体型の本体により構成されているが、電機子８が非作動位置にある場合、駆動本体１７が弁体装置１５からある距離をおいて配置されていることが好ましい。このことによって、電機子８および駆動本体１７には速度、またそれによって、これらが弁体装置１５を押し込み／弁体装置１５に衝突する前の運動量を得る時間を有することで、弁体装置の状態の変化の速度が上がることとなる。
【００３９】
好ましくは、電機子８が、その自由端に、駆動本体１７およびばね部材１８を収容するキャビティ２２を含む。このキャビティ２２は、たとえば、図２および図３に開示されているように、電機子８内の中ぐりであってもよく、または、図４に開示されているように、電機子８に取付けられて電機子８の一部分を形成するスリーブ２３を用いて設けられてもよい。キャビティ２２は、電機子８が非作動位置にある場合に駆動本体１７がキャビティ２２内に保たれるように設計されている。
【００４０】
一代替実施形態によると、多方弁１の第３の実施形態を開示する図５を参照すると、ばね部材１８が電機子８に接続されており、たとえば、最も外部のばねを電機子８のピン２４と駆動本体１７のばね２５とにそれぞれ押圧するようにすることによって、駆動本体１７がばね部材１８に接続されている。別の代替実施形態によると、多方弁１の第４の実施形態を開示する図６を参照すると、駆動本体１７が電機子８の孔２６に入子式に配置されているロッドにより構成されている。ばね部材１８が孔２６の底部に位置している。他の同等の解決策も同様に考え得る。
【００４１】
本発明のあり得る変更
本発明は、上記の記載および図面に示された実施形態のみに限定されず、これらは説明や例示の目的のみを有する。この特許出願は、本明細書に記載された好ましい実施形態のすべての変更および変形をカバーすることを意図しており、本発明は、その結果として、添付の特許請求の範囲の表現により定義され、その機器は、添付の特許請求の範囲内のすべての種類の方法で変形され得る。
【００４２】
上方、下方、上部、下部など等の用語に関する／関連するすべての情報は、参照符号が正しい方式で読まれ得るように方向づけられる図面と共に、図に従って方向づけられる機器と共に解釈される／読まれるべきであることも指摘されるべきである。したがって、類似の用語は、図示の実施形態における相対的な関係のみを示し、本発明による機器が他の構成／設計を備える場合はその関係は変更され得る。
【００４３】
具体的な実施形態からの特徴が他の実施形態の特徴に組み合わされ得ることが明確に言及されていなかったとしても、これは可能であるときは明らかなものとしてみなされるべきであることが指摘されるべきである。
【国際調査報告】
2018513952.tif 000009
2018513952.tif 000010