(57)【要約】  プラグ体の軸方向移動により開閉動作の位相を調整することで流量を調整するプラグ弁であって、パワーディスク（１）、ベアリング（２）、内スプライン（３）、外スプライン（４）、弁軸（５）、プッシングリング（６）、プッシングフォーク（７）、プラグ体（８）、弁体（１０）を含む；プラグ体（８）、弁軸（５）、プッシングリング（６）、外スプライン（４）は一体的で、パワーディスク（１）及び内スプライン（３）との間はスプライン連結である；プラグ体（８）に左が狭く右が広い形状の異形貫通孔（９）が設けられ、弁体には径方向の弁体貫通孔（１１）が設けられ、弁体貫通孔（１１）は同じ軸方向位置のプラグ体異形貫通孔（９）に対応し、流路の開閉動作を制御できる開閉部材を形成する；プッシングフォーク（７）が軸方向に右へ移動または左へ移動することによって、回転中のプッシングリング（６）、弁軸（５）、プラグ体（８）を右へ移動または左へ移動させる。 【選択図】図２
2020530091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラグ体の軸方向移動により開閉動作の位相を調整することで流量を調整するプラグ弁
であって、
パワーディスク（１）を含み、前記パワーディスク（１）はベアリング（２）の支持下において回転し、一端は内スプライン（３）により外スプライン（４）とマッチし、前記外スプライン（４）は弁軸（５）によりプラグ体（８）に連結し、前記弁軸（５）上にはプッシングリング（６）が設けられ、前記プッシングリング（６）はプッシングフォーク（７）の係合溝中に係合し、前記プッシングフォーク（７）が軸方向に運動する時、それに従って、外スプライン（４）、弁軸（５）、プッシングリング（６）及びプラグ体（８）が軸方向に運動する；
前記プラグ体（８）と弁体（１０）はマッチし、さらに弁体（１０）内で回転し、前記プラグ体（８）上にはプラグ体異形貫通孔（９）が設けられ、前記プラグ体異形貫通孔（９）は径方向でプラグ体（８）を貫通し、前記弁体（１０）上には弁体貫通孔（１１）が設けられ、前記弁体貫通孔（１１）はペアで設置され、径方向上で弁体（１０）を貫通する；  
前記プラグ体異形貫通孔（１０）の形状は左が狭く右が広いものである、前記プラグ弁。
【請求項２】
前記パワーディスク（１）は円盤で、駆動装置により回転し、左側が円柱体で、ベアリング（２）上に支持され、且つ最も左側で内スプライン（３）に連結することを特徴とする、請求項１に記載の前記プラグ体の軸方向移動により開閉動作の位相を調整することで流量を調整するプラグ弁。
【請求項３】
前記内スプライン（３）は花びら状の突起があり、前記外スプライン（４）には花びら状の凹溝が設けられ、前記内スプライン（３）は外スプライン（４）軸方向に沿って、花びら状の凹溝内において軸方向に運動することを特徴とする、請求項１に記載の前記プラグ体の軸方向移動により開閉動作の位相を調整することで流量を調整するプラグ弁。
【請求項４】
前記弁軸（５）は円柱体で、前記プッシングリング（６）は円環体で、弁軸（５）と軸をともにして一体となり、前記プッシングフォーク（７）はＵ型係合溝であることを特徴とする、請求項１に記載の前記プラグ体の軸方向移動により開閉動作の位相を調整することで流量を調整するプラグ弁。
【請求項５】
前記プラグ体（８）は円柱体であり、弁体（１０）の円管状体と協働で開閉動作を行うことを特徴とする、請求項１に記載の前記プラグ体の軸方向移動により開閉動作の位相を調整することで流量を調整するプラグ弁。
【請求項６】
前記弁体貫通孔（１１）は弁体（１０）の軸方向に沿って六組十二個設けられ、各組の弁体貫通孔（１１）は一つのプラグ体異形貫通孔（９）に対応し、前記プラグ体異形貫通孔（９）はプラグ体（８）の軸方向に沿って六個設置され、且つ円周方向において位相をずらしていることを特徴とする、請求項１に記載の前記プラグ体の軸方向移動により開閉動作の位相を調整することで流量を調整するプラグ弁。
【請求項７】
前記弁体貫通孔（１１）は六組十二個設けられ、前記プラグ体異形貫通孔（９）は六個設けられ、各組の弁体貫通孔（１１）とそれぞれのプラグ体異形貫通孔（９）はそれぞれ軸方向において位置揃えしていることを特徴とする、請求項６に記載の前記プラグ体の軸方向移動により開閉動作の位相を調整することで流量を調整するプラグ弁。
【請求項８】
前記弁体貫通孔（１１）は弁体（１０）の円周に沿って三組六個設けられ、径方向において弁体（１０）を通過し、前記プラグ体異形貫通孔（９）は一組二個設けられ、弁体貫通孔（１１）の軸方向位置に対応していることを特徴とする、請求項１に記載の前記プラグ体の軸方向移動により開閉動作の位相を調整することで流量を調整するプラグ弁。
【請求項９】
前記プラグ体（８）内に中心中空管（１２）が設けられ、前記中心中空管（１２）とプラグ体異形貫通孔（９）は導通され、前記中心中空管（１２）の右端には一組二個の径方向を貫通するプラグ体方形貫通孔（１５）が設けられ、前記プラグ体異形貫通孔（９）とプラグ体方形貫通孔（１５）は軸方向に沿って左から右に設置され、前記弁体（１０）上において、プラグ体方形貫通孔（１５）と対応する軸方向位置にリング状凹溝が設けられ、前記リング状凹溝は環状の流体供給キャビティ（１４）が設けられ、前記流体供給キャビティ（１４）はリング状凹溝上の流体入口（１３）により外と導通されることを特徴とする、請求項８に記載の前記プラグ体の軸方向移動により開閉動作の位相を調整することで流量を調整するプラグ弁。
【請求項１０】
前記弁体貫通孔（１１）は三組六個設けられ、且つ均一に弁体（１０）の同じ軸方向位置の円周上に設けられていることを特徴とする、請求項８に記載の前記プラグ体の軸方向移動により開閉動作の位相を調整することで流量を調整するプラグ弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラグ弁（Ｐｌｕｇ  ｖａｌｖｅ）の技術分野に係るものであり、プラグ体に異形貫通孔を用いて、プラグ体が軸方向に右へ移動または左へ移動することができ、プラグ体が定速回転する際に開閉動作の位相を調整でき、流体圧差が変化しない条件下において流体流量を調整できるプラグ弁に係る。
【背景技術】
【０００２】
プラグ弁は回転によりプラグ体上の通路口と弁体上の通路口とを同じまたは異なるようにすることで、開（オープン）または閉（クローズ）を実現するバルブである。プラグ弁は広く油田の開発、輸送及び精錬設備中に使用され、広く工業において使用されるものである。
【０００３】
プラグ弁は貫通孔のあるプラグ体を開閉部材とするバルブである。プラグ体は弁軸と共に回転し、これにより開閉動作を実現する。プラグ弁の重要特性は多通路構造に適用しやすく、一つのバルブで一つまたは複数の異なる流路を得ることができる。配管システムの設計を簡素化し、バルブの使用量及びその連結部材を減らすことができる。
【０００４】
従来のプラグ弁は弁体、プラグ体、弁軸のある手動ハンドルからなり、プラグ体は円柱体であり、ラジカル方向（径方向）上に貫通孔を有し、弁体は円管状であり、ラジカル方向上に貫通孔を有し、弁体はプラグ体と密接に接触し、手動ハンドルは９０℃範囲内において往復回転し、弁軸と共にプラグ体が回転して、プラグ体貫通孔の位相を改変し、プラグ体貫通孔と弁体貫通孔が開閉部材を形成する。図８を参照すること。欠点は、往復回転において、開弁点、閉弁点、開弁位相が改変できないことである。
【０００５】
従来のプラグ弁の開閉動作のプロセスは図９のＤ−Ｄ断面のプラグ体位相の連続変化図を参照すること。図９において左から右に順次、第一位相１、第二位相２、第三位相３、第四位相４及び第五位相５である。第一位相はバルブが完全に閉じている状態から始まり、プラグ体が順時計周りに３０度回転することで第二位相、バルブ開弁点となる。プラグ体がさらに順時計周りに６０度回転することで第三位相となり、バルブが全開となる。それからプラグ体は逆時計周りに６０度回転して第四位相となり、バルブバルブ閉弁点となる。プラグはさらに逆時計周りに３０度回転して第五位相となり、第一位相と同じであり、バルブは完全に閉じている状態となる。
【０００６】
従来のバルブ弁において、調整によりバルブの流体流量を変えるには、二種類の方法がある。一つ目は開閉サイクル内において時間帯（ｐｅｒｉｏｄ）を分けることによりプラグ体の回転速度を改変させ、プラグ体の開弁期間を長くすることでより多くの流体を通過させる。二つ目は流体圧差を変えること、例えば流体の上流に増圧装置を設け、流体の上流と下流の間の圧の差を大きくし、同じ開弁位相内においてより多くの流体がバルブを通過するようにする。この二種類の方法はいずれも複雑な変速または変圧設備により支えられる必要があり、使用は限定される。
【０００７】
プラグ体に異形貫通孔を用いて、プラグ体が軸方向に右へ移動または左へ移動でき、プラグ体が定速回転する際に開閉動作の位相を調整でき、流体圧差が変化しない条件下において流体流量を調整できるプラグ弁が必要とされている。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の目的は、プラグ体に異形貫通孔を用いて、プラグ体が軸方向に右へ移動または左へ移動することができ、プラグ体が定速回転する際に開閉動作の位相を調整でき、流体圧差が変化しない条件下において流体流量を調整できるプラグ弁を提供することである。
【０００９】
プラグ体の軸方向移動により開閉動作の位相を調整することで流量を調整するプラグ弁（Ｐｌｕｇ  ｖａｌｖｅ）であって、パワーディスク（ｐｏｗｅｒ  ｄｉｓｋ）、ベアリング（ｂｅａｒｉｎｇ）、内スプライン（ｉｎｎｅｒ  ｓｐｌｉｎｅ）、外スプライン（ｏｕｔｅｒ  ｓｐｌｉｎｅ）、弁軸（ｖａｌｖｅ  ｓｔｅｍ）、プッシングリング（pushing ring,またはｐｕｓｈｉｎｇ  ｂｌｏｃｋ）、プッシングフォーク（ｐｕｓｈｉｎｇ  ｆｏｒｋ）、プラグ体（ｐｌｕｇ  ｂｏｄｙ）、弁体（ｖａｌｖｅ  ｂｏｄｙ）を含む。その特徴は、プラグ体、弁軸、プッシングリング、外スプラインは一体的で、パワーディスク、内スプラインとの間はスプライン連結である。ベアリングは弁体に固定される。パワーディスク、内スプラインは回転のみできる。プラグ体、弁軸、プッシングリング、外スプラインはパワーディスクと同じ位相で回転すると同時に、軸方向に左へ移動または右へ移動できる。
【００１０】
前記パワーディスクは円盤であり、動力源につられて（伝達されて）回転し、左は円柱体で、ベアリング上に支持され、内スプラインに連結されている。パワーディスクはベアリングの支持下において回転し、軸方向に移動しない。
【００１１】
前記プラグ体は円柱体であり、プラグ体は軸方向に沿って異形貫通孔（ｓｈａｐｅｄ  ｔｈｒｏｕｇｈ  ｈｏｌｅ）が設けられ、プラグ体異形貫通孔はプラグ体の径方向に沿って設置される。前記プラグ体異形貫通孔とは、該貫通孔の異なる軸位置における円周方向サイズが異なり、形状は左が狭く右が広いものである。プラグ体は弁軸を通じて外スプラインに連結し、弁軸上にプッシングリングが設けられ、プッシングリングはプッシングフォークの係合溝中にあり、プッシングリングとプッシングフォークは相対的に低い抵抗力で設置され、プッシングリングはプッシングフォーク係合溝中において回転する。プッシングフォーク軸方向に沿って右へ移動または左へ移動する際、プッシングリング、弁軸、プラグ体及び外スプラインも軸方向に沿って右へ移動または左へ移動する。
【００１２】
前記スプライン連結は従来ある成熟した機械構造であり、内スプラインと外スプラインに軸方向に対して移動するようにスライドでき、両者の回転速度は同じである。前記弁軸は円柱体で、前記プッシングリングは円環体で、弁軸と軸を共にして連結される。前記プッシングフォークはＵ型係合溝で、左右に移動するが回転しない。
【００１３】
前記弁体は円管状体であり、弁体内壁とプラグ体の外壁は密接に接触している。弁体には複数組の径方向の貫通孔が設けられ、各組の弁体貫通孔（ｖａｌｖｅ  ｔｈｒｏｕｇｈ  ｈｏｌｅ）は同じ軸方向の位置のプラグ体異形貫通孔に対応し、流路の開閉動作を制御する開閉部材を形成する。
【００１４】
本発明は二つの構造形式（実施形態）がある。
【００１５】
本発明の実施形態の一つにおいて、弁体軸方向に沿って順次、六組十二個の弁体貫通孔が設けられ、各組は一つが上で一つが下で、径方向の向かい合う二個の弁体貫通孔が設けられる。プラグ体は左から右に六個のプラグ体異形貫通孔が設けられ、六個の異形貫通孔の軸方向位置はそれぞれ六組の弁体貫通孔の軸方向位置に対応し、弁体貫通孔とともに六ペアの開閉部材を形成し、六個のプラグ体異形貫通孔はバルブ全開時のプラグ体の相位は実際のニーズに応じて位相が互いにずれるように設置される。図２に示す通りである。
【００１６】
本発明の一つの実施形態において、パワーディスクはベアリングに支えられ動力源につられて（伝動されて）回転し、内スプラインにつられて（伝動されて）外スプラインが回転し、このためプラグ体、弁軸、プッシングリングはパワーディスクと同じ位相で回転する。回転中において、各プラグ体異形貫通孔と各弁体貫通孔がともに形成する各開閉部材は異なる開弁点、閉弁点、開弁位相を有する。プラグ体が回転する際、プッシングフォークが軸方向において左へ移動または右へ移動し、回転中のプッシングリング、弁軸、プラグ体がそれに従って右へ移動または左へ移動するように制御する。弁体貫通孔とともに開閉部材を形成する六個のプラグ体異形貫通孔の軸方向における位置及び円周方向のサイズは変化し、六ペアの開閉部材の開弁点、閉弁点、開弁位相が変化し、これにより位相を調整し、これにより流体の流量を調整する。実施形態一は、上下の径方向が連通する複数の流路における開閉動作相位の開閉制御に用いられる。プラグ体が一周回転した場合、六個の上下径方向（ｒａｄｉａｌ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）が連通する流道はそれぞれ二回開閉される。
【００１７】
図２の左側の一個目のプラグ体異形貫通孔と左側の一つ目の弁体貫通孔が形成する一ペア目の開閉部材的プラグ体の位相調整効果を例とする。プラグ体が定速回転する際にプッシングフォークが軸方向において右へ移動または左へ移動することで形成する開弁点、閉弁点、開弁位相の二種類の相位調整効果は図３及び図５を参照すること、以下は対比説明である。
【００１８】
図３Ａ−Ａ断面のプラグ位相連続変化図は、連続的に変化する五種類のプラグ体位相について示している。図において左から右に順次、第一位相１、第二位相２、第三位相３、第四位相４及び第五位相５である。プラグ体が均速に回転する際、プッシングフォークは右へ移動する。第一位相はバルブが全部閉じている状態から始まり、プラグ体は準時計周りに３０度回転して第二位相、バルブ開弁点となる。プラグ体がさらに順時計周りに６０度回転して第三位相になり、バルブは全開となる。プラグ体がさらに順時計周りに６０度回転して第四位相になり、バルブ閉弁点となる。プラグ体がさらに順時計周りに３０度回転して第五位相となり、第一位相と同じで、バルブは全部クローズとなる。バルブ開弁位相は全部で１２０度である。
【００１９】
図５Ｂ−Ｂ断面のプラグ位相連続変化図は連続的に変化する五種類のプラグ体位相を示し、図中において左から右に順次、第一位相１、第二位相２、第三位相３、第四位相４及び第五位相５である。プラグ体が定速回転する際、プッシングフォークは左へ移動する。第一位相はバルブが全部クローズ（閉）する状態から始まり、プラグ体が順時計周りに２５度回転して第二位相、バルブが開弁点となる。プラグ体がさらに順時計周りに６５度回転して第三位相となり、バルブは全開となる。プラグ体が順時計周りにさらに６５度回転して第四位相となり、バルブは全閉となる。プラグ体がさらに順時計周りに２５度回転して第五位相となり、第一位相と同じで、バルブが全閉となる。バルブの開弁位相は全部で１３０度である。プッシングフォークが右に移動する際のＡ−Ａ断面のプラグ体相位連続変化図と比べて、本図中においてプッシングフォークが左に移動する際のＢ−Ｂ断面のプラグ位相連続変化図において、開弁点位相は５度前倒しとなり、閉弁点位相は５度遅延し、開弁位相は全体で１０度延長される。これは第一ペアの開閉部材の二種類の位相調整効果である。
【００２０】
プッシングフォークが軸方向において右へ移動または左へ移動する際、他の五個のプラグ体異形貫通孔は五組の弁体貫通孔と他の五ペアの開閉部材を形成し、その開弁点、閉弁点、開弁位相の二種類の相位調整効果は第一ペアの開閉部材の二種類の位相調整効果と同じである。
【００２１】
本発明の実施形態二において、弁体の左側に三組六個の弁体貫通孔が設けられている。三組六個の弁体貫通孔は同じ軸方向において円周方向に沿って均一に配置される。弁体の右側に内側が３６０度中空のリング状凹溝状の流体供給キャビティを設け、常にオープンとなっている流体入口を設置して流体が随時充分量で流体供給キャビティに流入するようにする。プラグ体は中心中空管（プラグ体の中心に位置する中空の管,central hollow pipe）を有する円柱体であり、プラグ体の左側に一組二個の径方向に向かい合うプラグ体異形貫通孔を形成し、弁体貫通孔とともに一ペアの多孔開閉部材を形成する。プラグ体の右側に一組二個の径方向に向かい合うプラグ体方形貫通孔を形成し、流体供給キャビティと常にオープンとなっている流道を形成し、流体が随時充分量でプラグ体の中心中空管に流入するようにする。図４を参照すること。
【００２２】
本発明の実施形態二のパワーディスクはベアリング支持下において動力源により（伝動されて）回転させられ、内スプラインにより（伝動されて）外スプラインが回転し、そのためプラグ体、弁軸、プッシングリングとパワーディスクは同じ位相で回転する。回転中において、プラグ体の異形貫通孔と各弁体の貫通孔がともに形成する開閉部材は、それぞれの弁体貫通孔の開閉動作において異なる開弁点、閉弁点、開弁位相を有する。
【００２３】
実施形態一と同じ原理により、本発明の実施形態二のプラグ体が回転する際、プッシングフォークが軸方向に沿って右へ移動または左へ移動し、それに伴い回転中のプッシングリング、弁軸、プラグ体が右へ移動または左へ移動するように制御する。六個の弁体貫通孔とともに開閉部材を形成する二個のプラグ体異形貫通孔の軸方向の位置の円周方向サイズは変化し、六個の弁体貫通孔の開弁点、閉弁点、開弁位相（opening travel phase）は変化し、これにより位相を調整し、これにより流体流量を制御する。実施形態二は一つの主流路から六つの支流路に流体をタイミング別（時間帯別）に輸送しさらに開閉動作の位相の開閉制御を必要とする場合に用いられる。主流路は流体入口、流体供給キャビティ、プラグ体方形貫通孔、プラグ体中心中空管であり、六個の支路流道は六個の弁体貫通孔である。プラグ体が一周回転すると、六個の弁体貫通孔はそれぞれ二回開閉する。
【００２４】
本発明のプラグ体は異形貫通孔を用いて、プッシングフォークが軸方向において右へ移動または左へ移動し、それに伴いプラグ体異形貫通孔が軸方向において右へ移動または左へ移動するように制御することで、プラグ体が定速回転する際に開閉動作の位相を調整し、流体が変わらない条件下において流体流量を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態一における、弁体、プッシングフォーク、ベアリング部分を含まない透視模式図である。
【図２】本発明の実施形態一における、プッシングフォークが右へ移動する際の軸方向の垂直面の断面図である。
【図３】Ａ−Ａ断面のプラグ体の位相連続変化図である。
【図４】本発明の実施形態一における、プッシングフォークが左へ移動する際の軸方向の垂直面の断面図である。
【図５】Ｂ−Ｂ断面のプラグ体の位相連続変化図である。
【図６】本発明の実施形態二における、プッシングフォークが右へ移動する際の軸方向の垂直面の断面図である。
【図７】Ｃ−Ｃ断面図である。
【図８】従来のプラグ弁の軸方向の垂直面断面図である。
【図９】Ｄ−Ｄ断面のプラグ体の位相連続変化図である。
【００２６】
図１、図２、図４、図６、図７、図８において、１はパワーディスク（図１において１は手動ハンドル）、２はベアリング、３は内スプライン、４は外スプライン、５は弁軸、６はプッシングリング、７はプッシングフォーク、８はプラグ体、９はプラグ体異形貫通孔、１０は弁体、１１は弁体貫通孔、１２はプラグ体中心中空管、１３は流体入口、１４は流体供給キャビティ、１５はプラグ体方形貫通孔である。
【００２７】
図３、図５、図９において、１は第一位相、２は第二位相、３は第三位相、４は第四位相、５は第五位相である。各図において各プラグ弁はいずれも横置きであり、左側が弁体とプラグ体、右側がパワーディスクで、実際使用される際プラグ弁は必要に応じて縦置き、斜め置き等が可能である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に図面及び具体的な実施例を参照し、本発明に対してさらに説明を行う。
【実施例１】
【００２９】
本発明のプラグ体の軸方向移動により開閉動作の位相を調整することで流量を調整するプラグ弁であって、実施形態一は、直列三気筒のピストン式エンジンの吸気弁、排気弁として使用できる。
【００３０】
プラグ体の軸方向移動により開閉動作の位相を調整することで流量を調整するプラグ弁であって、実施形態一は、パワーディスク１、ベアリング２、内スプライン３、外スプライン４、弁軸５、プッシングリング６、プッシングフォーク７、プラグ体８、弁体１０を含む。
【００３１】
パワーディスク１は円盤で、左側は円柱体であり、ベアリング２上に支持され、内スプライン３に連結されている。パワーディスク１はベアリング２の支持下において回転し、軸方向に移動しない。プラグ体８は円柱体で、プラグ体８上の軸方向に沿って六個のプラグ体異形貫通孔９が設けられ、プラグ体異形貫通孔とは、該貫通孔が軸方向の異なる位置における円周方向サイズが異なり、即ち貫通孔のサイズは軸方向に沿って大きさが変化するものである。プラグ体８は弁軸５により外スプライン４に連結し、弁軸５上にはプッシングリング６が設けられ、プッシングリング６はプッシングフォーク７の係合溝中に位置し、プッシングリング６とプッシングフォーク７は相対的に低い抵抗力で設置され、プッシングリング６はプッシングフォーク７の係合溝中において回転する。プッシングフォーク７が軸方向に沿って右へ移動または左へ移動する際、それに伴いプッシングリング６、弁軸５、プラグ体８及び外スプライン４が軸方向に沿って右へ移動または左へ移動する。（プッシングロッド（pushing rod）及びプッシング溝（pushing groove）の組み合わせを持ってプッシングフォークとプッシングリングの組み合わせの替わりとする案はよくあるが、作用は同じである。）内スプライン３と外スプライン４は軸方向に対して移動するようにスライドし、両者の回転速度は同じである。弁軸５は円柱体で、プッシングリング６は円環体で、弁軸５と同じ軸で一体となっている。プッシングフォーク７はＵ型係合溝で、左右に移動するが回転しない。弁体１０は円管状体で、弁体１０の内壁とプラグ体８の外壁は密接に接触している。弁体１０には六組十二個の径方向の貫通孔１１が設けられ、各組の弁体貫通孔１１は同じ軸方向の位置のプラグ体異形貫通孔９に対応し、流路の開閉動作を制御する開閉部材を形成する。
【００３２】
弁体１０の軸方向に沿って順次、六組十二個の弁体貫通孔１１を設け、各組には一つが上で一つが下の、径方向の向かい合う二個の弁体貫通孔がある。プラグ体８は左から右に六個のプラグ体異形貫通孔９が設けられ、六個のプラグ体異形貫通孔９の軸方向における位置はそれぞれ六組の弁体貫通孔１１の軸方向位置に対応し、弁体貫通孔１１とともに六ペアの開閉部材を形成し、六個のプラグ体異形貫通孔９はバルブが全開する際のプラグ体相位が実際のニーズに応じて円周方向位相がずれるように設置されている。本実施例は三気筒エンジンの各気筒の吸気弁排気弁の開閉動作のニーズに応じて円周方向の位相位置がずれているものである。
【００３３】
本実施例１のプラグ弁を直列三気筒エンジンのシリンダヘッド中に置き、プラグ体８の回転軸線とエンジンの直列三気筒の配置線が平行となるようにし、バルブ体１０とベアリング２はエンジンのシリンダヘッドと固定接続される。六組の弁体貫通孔１１中において、左から第一、第三、第五組の貫通孔はそれぞれ三つのシリンダの気体進入管路において、第一シリンダ、第二シリンダ、第三シリンダの吸気弁とし、左から第二、第四、第六組の貫通孔を三シリンダの気体排出管路中において第一シリンダ、第二シリンダ、第三シリンダの排気弁とする。エンジンが作動する際の、各シリンダの作動順番、各シリンダの吸気弁排気弁が必要とする全開位相に従って、各プラグ体の異形貫通孔９が全開する際の円周方向上の位相を設置し、各シリンダにおいて吸気弁排気弁をオープンにする際に対応のプラグ体異形貫通孔９を弁体貫通孔１１と共にオープンする位相にし、各シリンダにおいて吸気弁排気弁をクローズにする際に対応のプラグ体異形貫通孔９を弁体貫通孔１１とともに閉鎖する位相にする。エンジンが作動する際に吸気弁、排気弁の開弁点、閉弁点、開弁位相の必要に応じてプラグ体異形貫通孔９の各軸方向の位置における円周方向サイズを変化させ、即ち吸気弁排気弁の調整のニーズに応じて異形貫通孔を片方が大きく片方が小さい形状にし、異形貫通孔を吸気弁排気弁が必要とする位相に応じて対応の形状に変化させる。プッシングフォーク７が制御系の制御により軸方向に沿って右へ移動または左へ移動するようにする。パワーディスク１はタイミングベルトによりクランクシャフトタイミングギアと連結し、クランクシャフトが四周回転すると、パワーディスク１は一周回転し、プラグ体８は同じ相位で一周回転し、各吸気弁排気弁はそれぞれ二回開閉する。
【００３４】
本実施例１のエンジンが作動する際、パワーディスク１はベアリング２の支持下においてベルト伝動によりクランクシャフトに従って回転する。プラグ体８、弁軸５、プッシングリング６及びパワーディスク１は同じ位相で回転する。プラグ体８が回転する際、プッシングフォーク７が軸方向において右へ移動または左へ移動し、回転中のプッシングリング６、弁軸５、プラグ体８がそれに伴って右へ移動または左へ移動するようにする。弁体貫通孔１１と共に開閉部材を形成する六個のプラグ体異形貫通孔９の軸方向の位置に対応して円周方向サイズが変化し、六ペアの開閉部材の開弁点、閉弁点、開弁位相が変化し、これにより位相を調整し、これにより流体流量を調整する。本実施例１においては各シリンダの吸気弁排気弁の開閉動作位相及び吸気排気流量を調整している。
【００３５】
プッシングフォーク７を右に移動させることでプラグ体８が右に移動するようにし、各プラグ体の異形貫通孔９中の左側の比較的小さい円周方向サイズ貫通孔と対応の弁体貫通孔１１が協働し、第一、第三、第五吸気弁の開弁点相位が相対的に遅延され、閉弁点相位が比較的前倒しされ、開弁位相が比較的短く、第二、第四、第六の開閉部材の排気弁の開弁点相位が相対的に遅延され、閉弁点相位が比較的前倒しされ、開弁位相が比較的短縮されたものを形成する。このようなエンジンの吸気排気位相の調整変化はエンジンが低速で大トルクな性能を発揮することに有利である。図２を参照すること。プッシングフォーク７を左へ移動させることでプラグ体８が左へ移動するようにし、各プラグ体の異形貫通孔９中の右側の比較的大きい円周方向サイズの貫通孔は対応の弁体貫通孔１１と協働して、第一、第三、第五吸気弁の開弁点相位が相対的に前倒しで、閉弁点相位が比較的遅延し、開弁位相が比較的長く、第二、第四、第六の開閉部材の排気弁の開弁点相位が相対的に前倒し、閉弁点相位が比較的遅延し、開弁位相が比較的延長されるものを形成する。このようなエンジンの吸気排気の位相の調整変化はエンジンが高速で大パワーの性能を発揮することに有利である。図４を参照すること。
【００３６】
本発明のプラグ体の軸方向移動により開閉動作の位相を調整することで流量を調整するプラグ弁を採用し、実施形態一はエンジンの吸気弁排気弁として、異なるシリンダ数のエンジンに適用される。従来のカムシャフトシフタ式（camshaft ejector type）の吸気弁排気弁に比べて構造が簡単で、自重が減少し、エネルギー消耗が減る。エンジンが稼働する際、本実施例１のような吸気弁排気弁はプッシングフォークが軸方向において右へ移動または左へ移動することで吸気弁排気弁の開閉動作相位を調整し、吸気排気の流量を調整し、従来のエンジンの可変タイミング、可変開弁のガスバルブシステムに相当する。
【実施例２】
【００３７】
本発明はプラグ体の軸方向移動により開閉動作の位相を調整することで流量を調整するプラグ弁であって、実施形態二は一つの主流路から六つの支流路に流量を分配するバルブである。
【００３８】
プラグ体の軸方向における移動により開閉動作の位相を調整することで流量を調整するプラグ弁であって、実施形態二はパワーディスク１、ベアリング２、内スプライン３、外スプライン４、弁軸５、プッシングリング６、プッシングフォーク７、プラグ体８、弁体１０を含む。
【００３９】
パワーディスク１は円盤で、左側が円柱体で、ベアリング２に支持され、内スプライン３に連結される。パワーディスク１はベアリング２の支持下において回転し、軸方向において移動しない。プラグ体８は円柱体で、プラグ体上の軸方向に沿って一組二個の異形貫通孔９が設けられ、異形貫通孔とは、該貫通孔の異なる軸方向の位置に対応する円周方向のサイズが異なり、即ち貫通孔サイズは軸方向に沿って大小が変化する。プラグ体８は弁軸５により外スプライン４に連結し、弁軸４にプッシングリング６が設けられ、プッシングリング６はプッシングフォーク７の係合溝中に位置し、プッシングリング６とプッシングフォーク７は比較的低い抵抗力で設置され、プッシングリング６はプッシングフォーク７の係合溝中において回転する。プッシングフォーク７が軸方向に沿って右へ移動または左へ移動する際、プッシングリング６、弁軸５、プラグ体８及び外スプライン４の軸方向に沿って右へ移動または左へ移動する。（プッシングロッド及びプッシング溝（pushing groove）の組み合わせを持ってプッシングフォークとプッシングリングの組み合わせの替わりとする案はよくあるが、作用は同じである。）内スプライン３と外スプライン４は軸方向に移動するようにスライドし、両者の回転速度は同じである。弁軸５は円柱体で、プッシングリング６は円環体であり、弁軸５と軸を共にした一体的である。プッシングフォーク７はＵ型係合溝であり、左右に移動するが回転しない。弁体１０は円管状体であり、弁体１０の内壁とプラグ体８の外壁は密接に接触している。弁体１０の左側には三組六個の弁体貫通孔１１が設置され、三組六個の弁体貫通孔１１は弁体１０の同じ軸方向位置において円周方向に沿って均一に配置される。弁体１０の右側には内側が３６０度の内空環環状凹槽状の流体供給キャビティ１４を形成し、さらに常にオープンとなっている流体入口１３を設け、流体が随時充分量で流体供給キャビティ１４に流入するようにする。プラグ体８は中心中空管の円柱体であり、プラグ体８の左側に一組二個の径方向に向かい合うプラグ体異形貫通孔９が設けられ、弁体貫通孔１１とともに一ペアの多孔開閉部材を形成する。プラグ体８の右側に一組二個の径方向において向かい合う方形貫通孔１５を形成し、流体供給キャビティ１４とともに常にオープンとなっている流道を形成し、流体が随時充分量でプラグ体中心中空管１２に流入するようにする。
【００４０】
本発明の実施形態二のパワーディスク１はベアリング２の支持下において動力源につられて回転し、内スプライン３により（伝動されて）外スプライン４が回転し、このため此プラグ体８、弁軸５、プッシングリング６とパワーディスク１は同じ位相で回転する。回転中において、二個のプラグ体異形貫通孔９と各弁体貫通孔１１がともに形成する開閉部材はそれぞれの弁体貫通孔１１の開閉動作に対して異なる開弁点、閉弁点、開弁位相を有する。
【００４１】
プラグ体８が回転する際、プッシングフォーク７が軸方向に沿って左へ移動または右へ移動し、回転中のプッシングリング６、弁軸５、プラグ体８は右へ移動または左へ移動するように制御する。六個の弁体貫通孔１１と組み合わせて多孔開閉部材を形成する二個のプラグ体異形貫通孔９の軸方向の位置に対応する円周方向のサイズは変化し、これに伴い六個の弁体貫通孔１１の開弁点、閉弁点、開弁位相は変化し、これにより位相を調整し、これにより流体流量を調整する。本実施例２は一つの主流路から六つの支流路に流量を分配し且つ開閉動作の位相を調整して流量を調整バルブに用いることができる。弁体貫通孔１１を他の数量にするとき、他の数の支流路に流量を分配する。必要に応じて、プラグ体の異形貫通孔９は他の数量等の設置方式を用いることもできる。
【００４２】
本実施例２のプラグ体８はプラグ体異形貫通孔９を用いて、プッシングフォーク７が軸方向において右へ移動または左へ移動することで、プラグ体の異形貫通孔９が軸方向に沿って右へ移動または左へ移動するように制御し、プラグ体８が定速回転する際に各開閉部材の開閉動作相位は調整でき、流体圧差が変わらない条件下において各支流道の流体流量は調整できる。
【００４３】
以上において本発明の基本原理、主な特徴及びメリットについて示した。当業者は以下のように理解すべきである。本発明は前記実施例によって制限されず、前記実施例及び明細書に記載されているのは本発明の原理であり、本発明の精神及び範囲を離脱しない前提において、本発明はさらなる各種バリエーション及び改良を有し、これらのバリエーションと改良はいずれも保護が求められる本発明の範囲内に属する。本発明が保護を求める範囲は添付の請求の範囲及びその均等的な範囲によって決められる。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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