特許 6491209 ベンチュリ効果を使用して真空吸引力を生成するためのアスピレータにおける流れ制御

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6491209

(24)【登録日】2019年3月8日

(45)【発行日】2019年3月27日

(54)【発明の名称】ベンチュリ効果を使用して真空吸引力を生成するためのアスピレータにおける流れ制御

(51)【国際特許分類】

   F04F 5/48 20060101AFI20190318BHJP

   F04F 5/20 20060101ALI20190318BHJP

   F04F 5/46 20060101ALI20190318BHJP

   F04F 5/54 20060101ALI20190318BHJP

【ＦＩ】

   F04F5/48 A

   F04F5/20 C

   F04F5/46 B

   F04F5/54

【請求項の数】20

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2016-538071(P2016-538071)

(86)(22)【出願日】2014年12月10日

(65)【公表番号】特表2016-540159(P2016-540159A)

(43)【公表日】2016年12月22日

(86)【国際出願番号】US2014069528

(87)【国際公開番号】WO2015089177

(87)【国際公開日】20150618

【審査請求日】2017年12月4日

(31)【優先権主張番号】61/914,061

(32)【優先日】2013年12月10日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】512309299

【氏名又は名称】デイコ アイピー ホールディングス，エルエルシー

【氏名又は名称原語表記】ＤＡＹＣＯ ＩＰ ＨＯＬＤＩＮＧＳ，ＬＬＣ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】キース・ハンプトン

(72)【発明者】

【氏名】ディヴィッド・フレッチャー

(72)【発明者】

【氏名】ブライアン・エム・グレイチェン

(72)【発明者】

【氏名】レックス・ブラヴォ

(72)【発明者】

【氏名】ジェームズ・エイチ・ミラー

(72)【発明者】

【氏名】マット・ギルマー

(72)【発明者】

【氏名】アンドリュー・ニーデルト

【審査官】 田谷 宗隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１４６０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４４４６８８７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｆ ５／４８

Ｆ０４Ｆ ５／２０

Ｆ０４Ｆ ５／４６

Ｆ０４Ｆ ５／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

真空吸引力を生成するためのアスピレータであって、
流体通路を規定するためのハウジングであるとともに、前記流体通路が、大径開口から小径開口へと漸次的にテーパー形状をなす第１テーパー形状部分と、大径開口から小径開口へと漸次的にテーパー形状をなす第２テーパー形状部分と、を備え、前記第１テーパー形状部分と前記第２テーパー形状部分とが、それらの前記小径開口どうしを対向させつつ、互いに向けて収束している、ハウジングと；
前記第１テーパー形状部分と前記第２テーパー形状部分との間に配置されているとともに前記第１テーパー形状部分と前記第２テーパー形状部分とに対して流体連通したゲートであるとともに、真空吸引ポートに対して流体連通したベンチュリ開口を有した第１ベンチュリチューブと、前記真空吸引ポートに対して流体連通したベンチュリ開口を有した第２ベンチュリチューブと、を備えてなり、前記第１ベンチュリチューブが、この第１ベンチュリチューブを通して流体が流れた際には、真空吸引力を生成し、前記第２ベンチュリチューブが、この第２ベンチュリチューブを通して流体が流れた際には、真空吸引力を生成する、ゲートと；
前記ゲートに対して連結されたアクチュエータであるとともに、前記第１ベンチュリチューブまたは前記第２ベンチュリチューブを前記第１テーパー形状部分および前記第２テーパー形状部分の前記小径開口に対して選択的に位置合わせさせるように前記ゲートを駆動する、アクチュエータと；
を具備している、
ことを特徴とするアスピレータ。

【請求項2】

請求項１記載のアスピレータにおいて、
前記ゲートが、さらに、前記第１テーパー形状部分と前記第２テーパー形状部分との間の流体連通を阻止するための固体表面を備え、
前記アクチュエータが、さらに、前記固体表面または前記第１ベンチュリチューブまたは前記第２ベンチュリチューブを前記第１テーパー形状部分および前記第２テーパー形状部分の前記小径開口に対して選択的に位置合わせさせる、
ことを特徴とするアスピレータ。

【請求項3】

請求項１記載のアスピレータにおいて、
前記第１ベンチュリチューブが、前記流体通路の前記第１テーパー形状部分から前記第２テーパー形状部分へと流体が流れた際に真空吸引力を生成し、
前記第２ベンチュリチューブが、前記流体通路の前記第２テーパー形状部分から前記第１テーパー形状部分へと流体が流れた際に真空吸引力を生成する、
ことを特徴とするアスピレータ。

【請求項4】

請求項１記載のアスピレータにおいて、
前記第１ベンチュリチューブが、選択された際には、前記アスピレータを通して第１質量流速を生成し、
前記第２ベンチュリチューブが、選択された際には、前記アスピレータを通して第２質量流速を生成し、
前記第２質量流速が、前記第１質量流速とは異なるものとされている、
ことを特徴とするアスピレータ。

【請求項5】

請求項４記載のアスピレータにおいて、
前記第１ベンチュリチューブを通しての流れの向きと前記第２ベンチュリチューブを通しての流れの向きとが、互いに同じとされている、
ことを特徴とするアスピレータ。

【請求項6】

請求項１記載のアスピレータにおいて、
前記ゲートが、第１ゲート部材と、第２ゲート部材と、これら第１ゲート部材および第２ゲート部材の間に配置されたバイアス部材と、を備え、
前記バイアス部材が、前記第１ゲート部材および前記第２ゲート部材を、互いに離間する向きに付勢するとともに、前記ハウジングのうちの、前記ゲートを内包しているゲートハウジング部分に対して押圧している、
ことを特徴とするアスピレータ。

【請求項7】

請求項６記載のアスピレータにおいて、
前記バイアス部材が、無端弾性部材、あるいは、１つまたは複数のスプリング、とされている、
ことを特徴とするアスピレータ。

【請求項8】

請求項７記載のアスピレータにおいて、
前記無端弾性部材の付勢力が、前記無端弾性部材と前記第１ゲート部材との間のシール関係を生成するとともに、前記無端弾性部材と前記第２ゲート部材との間のシール関係を生成する、
ことを特徴とするアスピレータ。

【請求項9】

請求項６記載のアスピレータにおいて、
前記第１ベンチュリチューブが、内側開口を有した第１ゲート上側穴と、内側開口を有した第２ゲート上側穴と、を有し、
前記第２ベンチュリチューブが、内側開口を有した第１ゲート下側穴と、内側開口を有した第２ゲート下側穴と、を有し、
前記第２ゲート上側穴の前記内側開口が、前記第１ゲート上側穴の前記内側開口よりも大径とされ、これにより、前記第１ゲート上側穴から、前記第１ゲート部材と前記第２ゲート部材との間のギャップを通して、前記第２ゲート上側穴内へと、流体が流れた際には、前記第１ベンチュリチューブが、真空吸引力を生成し、
前記第２ゲート下側穴の前記内側開口が、前記第１ゲート下側穴の前記内側開口よりも小径とされ、これにより、前記第２ゲート下側穴から、前記第１ゲート部材と前記第２ゲート部材との間のギャップを通して、前記第１ゲート下側穴内へと、流体が流れた際には、前記第２ベンチュリチューブが、真空吸引力を生成する、
ことを特徴とするアスピレータ。

【請求項10】

請求項１記載のアスピレータにおいて、
さらに、前記第２テーパー形状部分と交差するバイパスポートを具備している、
ことを特徴とするアスピレータ。

【請求項11】

請求項８記載のアスピレータにおいて、
前記ゲートが、真空吸引ベントを備え、
この真空吸引ベントが、前記真空吸引ポートと、前記第１ベンチュリチューブの前記ベンチュリ開口と、前記第２ベンチュリチューブの前記ベンチュリ開口と、に対して流体連通している、
ことを特徴とするアスピレータ。

【請求項12】

真空吸引力を生成するためのアスピレータを備えたエンジンシステムであって、
エア供給源に対して接続された原動部分と、エンジンの吸気マニホールドに対して接続された排気部分と、を備えたアスピレータと；
流体通路を規定するためのハウジングであるとともに、前記流体通路が、大径開口から小径開口へと漸次的にテーパー形状をなす第１テーパー形状部分と、大径開口から小径開口へと漸次的にテーパー形状をなす第２テーパー形状部分と、を備え、前記第１テーパー形状部分と前記第２テーパー形状部分とが、それらの前記小径開口どうしを対向させつつ、互いに向けて収束している、ハウジングと；
前記第１テーパー形状部分と前記第２テーパー形状部分との間に配置されているとともに前記第１テーパー形状部分と前記第２テーパー形状部分とに対して流体連通したゲートであるとともに、真空吸引ポートに対して流体連通したベンチュリ開口を有した第１ベンチュリチューブと、前記真空吸引ポートに対して流体連通したベンチュリ開口を有した第２ベンチュリチューブと、を備えてなり、前記第１ベンチュリチューブが、この第１ベンチュリチューブを通して流体が流れた際には、真空吸引力を生成し、前記第２ベンチュリチューブが、この第２ベンチュリチューブを通して流体が流れた際には、真空吸引力を生成する、ゲートと；
前記ゲートに対して連結されたアクチュエータであるとともに、前記第１ベンチュリチューブまたは前記第２ベンチュリチューブを前記第１テーパー形状部分および前記第２テーパー形状部分の前記小径開口に対して選択的に位置合わせさせるように前記ゲートを駆動する、アクチュエータと；
を具備している、
ことを特徴とするエンジンシステム。

【請求項13】

請求項１２記載のエンジンシステムにおいて、
前記ゲートが、さらに、前記第１テーパー形状部分と前記第２テーパー形状部分との間の流体連通を阻止するための固体表面を備え、
前記アクチュエータが、さらに、前記固体表面または前記第１ベンチュリチューブまたは前記第２ベンチュリチューブを前記第１テーパー形状部分および前記第２テーパー形状部分の前記小径開口に対して選択的に位置合わせさせる、
ことを特徴とするエンジンシステム。

【請求項14】

請求項１２記載のエンジンシステムにおいて、
前記第１ベンチュリチューブの前記ベンチュリ開口が、前記第１テーパー形状部分から前記第２テーパー形状部分へと前記流体通路を通して流体が流れた際に真空吸引力を生成し、
前記第２ベンチュリチューブの前記ベンチュリ開口が、前記第２テーパー形状部分から前記第１テーパー形状部分へと前記流体通路を通して流体が流れた際に真空吸引力を生成する、
ことを特徴とするエンジンシステム。

【請求項15】

請求項１２記載のエンジンシステムにおいて、
前記第１ベンチュリチューブが、選択された際には、前記アスピレータを通して第１質量流速を生成し、
前記第２ベンチュリチューブが、選択された際には、前記アスピレータを通して第２質量流速を生成し、
前記第２質量流速が、前記第１質量流速とは異なるものとされている、
ことを特徴とするエンジンシステム。

【請求項16】

請求項１５記載のエンジンシステムにおいて、
前記第１ベンチュリチューブを通しての流れの向きと前記第２ベンチュリチューブを通しての流れの向きとが、互いに同じとされている、
ことを特徴とするエンジンシステム。

【請求項17】

請求項１２記載のエンジンシステムにおいて、 前記ゲートが、第１ゲート部材と、第２ゲート部材と、これら第１ゲート部材および第２ゲート部材の間に配置されたバイアス部材と、を備え、
前記バイアス部材が、前記第１ゲート部材および前記第２ゲート部材を、互いに離間する向きに付勢するとともに、内部において前記ゲートが並進移動可能とされたゲート経路を規定するゲートハウジング部分に対して押圧している、
ことを特徴とするエンジンシステム。

【請求項18】

請求項１７記載のエンジンシステムにおいて、
前記バイアス部材が、無端弾性部材、あるいは、１つまたは複数のスプリング、とされている、
ことを特徴とするエンジンシステム。

【請求項19】

請求項１２記載のエンジンシステムにおいて、
前記真空吸引ポートが、真空吸引力を必要とするデバイスに対して接続されている、
ことを特徴とするエンジンシステム。

【請求項20】

真空吸引力を生成するためのアスピレータであって、
流体通路を規定するためのハウジングであるとともに、前記流体通路が、大径開口から小径開口へと漸次的にテーパー形状をなす第１テーパー形状部分と、大径開口から小径開口へと漸次的にテーパー形状をなす第２テーパー形状部分と、を備え、前記第１テーパー形状部分と前記第２テーパー形状部分とが、それらの前記小径開口どうしを対向させつつ、互いに向けて収束している、ハウジングと；
前記第１テーパー形状部分と前記第２テーパー形状部分との間に配置されているとともに前記第１テーパー形状部分と前記第２テーパー形状部分とに対して流体連通したゲートであるとともに、第１穴と第２穴とを備え、前記第１穴が、この第１穴の一部に、前記第１テーパー形状部分から前記第２テーパー形状部分へと前記第１穴を通して流体が流れた際に真空吸引力を生成するベンチュリ開口を有し、前記第２穴が、この第２穴の一部に、前記第２テーパー形状部分から前記第１テーパー形状部分へと前記第２穴を通して流体が流れた際に真空吸引力を生成するベンチュリ開口を有し、前記第１穴内の前記ベンチュリ開口と前記第２穴内の前記ベンチュリ開口とが、真空吸引ポートに対して流体連通している、ゲートと；
前記ゲートに対して連結されたアクチュエータであるとともに、前記第１穴または前記第２穴を前記第１テーパー形状部分および前記第２テーパー形状部分の前記小径開口に対して選択的に位置合わせさせるように前記ゲートを駆動する、アクチュエータと；
を具備している、
ことを特徴とするアスピレータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０１３年１２月１０日付けで出願された米国特許予備出願第６１／９１４，０６１号明細書の優先権を主張するものである。この文献の記載内容は、参考のためここに組み込まれる。

【0002】

本発明は、ベンチュリ効果を使用して真空吸引力を生成するためのアスピレータに関するものであり、より詳細には、エンジンの様々な動作状態のためにベンチュリ効果の制御を提供し得るよう、エンジンに対して接続されたそのようなアスピレータに関するものである。

【背景技術】

【0003】

エンジンは、例えば自動車エンジンは、ダウンサイズされてブーストされている。これにより、エンジンから利用可能な真空吸引力が低減している。この真空吸引力は、自動車ブレーキブースターによる使用も含めて、多くの潜在的な用途を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】本明細書には、先行技術文献は記載されていない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記の真空吸引力の不足に対する１つの解決手法は、真空吸引ポンプを設置することである。しかしながら、真空吸引ポンプは、大きなコストを必要とするものであるとともに、エンジンに対しての重量負担が大きい。真空吸引ポンプの電力消費は、追加的な発電機容量を必要とし、真空吸引ポンプの効率の悪さが、燃費の改善効果に悪影響を与えてしまう。

【0006】

他の解決手法は、スロットルに対して平行なエンジンエア流通路であるとともに吸気リークと称されるようなエンジンエア流通路を形成することにより真空吸引力を生成するアスピレータを使用することである。このリーク流は、真空吸引力を生成するベンチュリを通過する。既存のアスピレータに関する問題点は、アスピレータによって生成し得る真空吸引質量流量に制限があることであり、アスピレータが消費するエンジンエアの量に制限があることである。

【0007】

個別の真空吸引源は、エンジンがブースト中に、あるいは、不適切なマニホールド真空度でもってエンジンが動作している際に、自動車システムを動作させる必要がある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

一見地においては、真空吸引力を生成するためのアスピレータが開示され、特に、エンジンのブースト状況下でも吸気マニホールド真空状況下でも真空吸引力を生成するための流れ制御を提供し得るとともに、アスピレータを通しての質量流速の制御を提供し得るアスピレータが開示される。アスピレータは、ブースト時でも吸気マニホールド真空時でも真空吸引力を提供することができる。ブースト時でも吸気マニホールド真空時でも真空吸引力を生成するためには、非雰囲気圧力の印加を、アスピレータの排気端部から原動端部へと切り換える必要がある、あるいは、適正な動作を確保し得るよう、個別のアスピレータに、一方向バルブを設ける必要がある。これは、本出願人による２０１３年１２月１１日付けで出願された米国特許予備出願第６１／９１４，７２４号明細書に記載されている。これに加えて、いくつかの状況においては、流れを阻止し得るよう、個別の閉塞バルブが必要とされる。

【0009】

本発明は、アスピレータに関するものであり、アスピレータは、双方向の流れ制御も含めて、真空吸引力を生成するための流れ制御を提供することができる。アスピレータは、自動車の中の、真空吸引力を必要とするデバイスに対して接続することができる。アスピレータは、このデバイスに対して、各アスピレータの延在長さにわたって延在する通路を通してのエア流によって、真空吸引力を生成する。アスピレータは、ゲートアセンブリの駆動制御によって、原動ポートから排気ポートに向けて流体が流れる際にベンチュリ効果を生成し得るよう構成されているとともに、排気ポートから原動ポートに向けて流体が流れる際にもベンチュリ効果を生成し得るよう構成されている。アセンブリは、流体通路を規定するためのハウジングを具備している。流体通路は、大径開口から小径開口へと漸次的にテーパー形状をなす第１テーパー形状部分と、大径開口から小径開口へと漸次的にテーパー形状をなす第２テーパー形状部分と、を備え、第１テーパー形状部分と第２テーパー形状部分とは、それらの小径開口どうしを対向させつつ、互いに向けて収束している。アスピレータは、第１テーパー形状部分と第２テーパー形状部分との間に配置されているとともに第１テーパー形状部分と第２テーパー形状部分とに対して流体連通したゲートを具備している。これにより、ベンチュリ効果の流れ制御を提供することができる。

【0010】

ゲートは、真空吸引ポートに対して流体連通したベンチュリ開口を有した第１ベンチュリチューブと、真空吸引ポートに対して流体連通したベンチュリ開口を有した第２ベンチュリチューブと、を備えている。第１ベンチュリチューブは、この第１ベンチュリチューブを通して流体が流れた際には、真空吸引力を生成し、第２ベンチュリチューブは、この第２ベンチュリチューブを通して流体が流れた際には、真空吸引力を生成する。ゲートは、さらに、第１テーパー形状部分と第２テーパー形状部分との間の流体連通を阻止するための固体表面を備えることができる。アスピレータは、ゲートに対して連結されたアクチュエータを具備している。アクチュエータは、ゲートを駆動することにより、第１ベンチュリチューブまたは第２ベンチュリチューブまたは固体表面を、第１テーパー形状部分および第２テーパー形状部分の小径開口に対して選択的に位置合わせさせる。一実施形態においては、ハウジングは、さらに、内部においてゲートが並進移動可能とされたゲート経路を規定するゲートハウジング部分を有することができる。

【0011】

他の見地においては、第１ベンチュリチューブは、流体通路の第１テーパー形状部分から第２テーパー形状部分へと流体が流れた際に真空吸引力を生成し、第２ベンチュリチューブは、流体通路の第２テーパー形状部分から第１テーパー形状部分へと流体が流れた際に真空吸引力を生成する。

【0012】

他の見地においては、ゲートアセンブリ内の第１ベンチュリチューブは、選択された際には、アスピレータを通して第１質量流速を生成し、ゲートアセンブリ内の第２ベンチュリチューブは、選択された際には、アスピレータを通して第２質量流速を生成する。一実施形態においては、第２質量流速は、第１質量流速とは異なるものとされる。他の見地においては、第１ベンチュリチューブを通しての流れの向きと第２ベンチュリチューブを通しての流れの向きとは、互いに同じとされる。

【0013】

他の見地においては、ゲートは、第１ゲート部材と、第２ゲート部材と、これら第１ゲート部材および第２ゲート部材の間に配置されたバイアス部材と、を備え、バイアス部材は、第１ゲート部材および第２ゲート部材を、互いに離間する向きに付勢するとともに、ハウジングのうちの、ゲートを内包しているゲートハウジング部分に対して押圧してシール関係とする。バイアス部材は、無端弾性部材、あるいは、１つまたは複数のスプリング、とすることができる。他の見地においては、無端弾性部材の付勢力は、無端弾性部材と第１ゲート部材との間のシール関係を生成するとともに、無端弾性部材と第２ゲート部材との間のシール関係を生成する。

【0014】

他の見地においては、第１ベンチュリチューブは、内側開口を有した第１ゲート上側穴と、内側開口を有した第２ゲート上側穴と、を有し、第２ベンチュリチューブは、内側開口を有した第１ゲート下側穴と、内側開口を有した第２ゲート下側穴と、を有している。第２ゲート上側穴の内側開口は、第１ゲート上側穴の内側開口よりも大径とされ、これにより、第１ゲート上側穴から、第１ゲートと第２ゲートとの間のギャップを通して、第２ゲート上側穴内へと、流体が流れた際には、第１ベンチュリチューブは、真空吸引力を生成することができる。第２ゲート下側穴の内側開口は、第１ゲート下側穴の内側開口よりも大径とされ、これにより、第２ゲート下側穴から、第１ゲートと第２ゲートとの間のギャップを通して、第１ゲート下側穴内へと、流体が流れた際には、第２ベンチュリチューブは、真空吸引力を生成することができる。

【0015】

他の見地においては、アスピレータは、さらに、第２テーパー形状部分と交差するバイパスポートを具備することができる。他の見地においては、ゲートは、真空吸引ベントを備えることができ、この真空吸引ベントは、真空吸引ポートと、第１ベンチュリチューブのベンチュリ開口と、第２ベンチュリチューブのベンチュリ開口と、に対して流体連通している。

【0016】

他の見地においては、エンジンシステムが開示され、このエンジンシステムは、真空吸引力を生成するためのアスピレータを具備している。アスピレータは、エア供給源に対して接続された原動部分と、エンジンの吸気マニホールドに対して接続された排気部分と、を備えている。アスピレータは、流体通路を規定するためのハウジングを具備することができ、流体通路は、大径開口から小径開口へと漸次的にテーパー形状をなす第１テーパー形状部分と、大径開口から小径開口へと漸次的にテーパー形状をなす第２テーパー形状部分と、を備え、第１テーパー形状部分と第２テーパー形状部分とは、それらの小径開口どうしを対向させつつ、互いに向けて収束している。アスピレータは、第１テーパー形状部分と第２テーパー形状部分との間に配置されているとともに第１テーパー形状部分と第２テーパー形状部分とに対して流体連通したゲートを具備している。ゲートは、真空吸引ポートに対して流体連通したベンチュリ開口を有した第１ベンチュリチューブと、真空吸引ポートに対して流体連通したベンチュリ開口を有した第２ベンチュリチューブと、を備えている。第１ベンチュリチューブは、この第１ベンチュリチューブを通して流体が流れた際には、真空吸引力を生成し、第２ベンチュリチューブは、この第２ベンチュリチューブを通して流体が流れた際には、真空吸引力を生成する。アスピレータは、ゲートに対して連結されたアクチュエータを具備し、アクチュエータは、ゲートを駆動することによって、第１ベンチュリチューブまたは第２ベンチュリチューブまたは固体表面を、第１テーパー形状部分および第２テーパー形状部分の小径開口に対して選択的に位置合わせさせる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明によるアスピレータの一実施形態を示す長手方向の側断面図であって、アスピレータは、内部でベンチュリ効果の双方向制御を提供するゲートを具備している。

【図2】図１のアスピレータのゲート部分を示す長手方向の側断面図であって、第１ベンチュリ効果位置とされたゲートを図示している。

【図3】図１のアスピレータのゲート部分を示す長手方向の側断面図であって、第２ベンチュリ効果位置とされたゲートを図示している。

【図4】本発明によるアスピレータの他の実施形態を示す長手方向の側断面図であって、アスピレータは、内部でベンチュリ効果の流れ制御を提供するゲートを具備している。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下の詳細な説明は、添付図面に図示された例示を参照して、本発明の一般的な原理を例示している。添付図面においては、同一の構成部材に対してまた機能的に同様の構成部材に対して、同じ参照符号が付されている。

【0019】

本明細書においては、「流体」という用語は、液体や、懸濁液や、コロイドや、ガスや、プラズマや、これらの組合せ、を意味している。

【0020】

例えば上や下や上側や下側等といったような相対的な用語は、添付図面に図示された様々な特徴点の向きに関して、それら特徴点どうしの相対的な配置関係を説明するために、便宜的に使用されているに過ぎない。それら用語は、図示された向きに本発明が制限されるものと解釈されるべきではない。

【0021】

図１は、エンジンにおいて使用するための、例えば自動車エンジンにおいて使用するための、アスピレータ１００の一実施形態を示している。アスピレータ１００は、ボディ１０６と、ゲートアセンブリ１７０と、を具備している。ボディ１０６は、通路１０４を規定しているとともに、エンジンに対して連結可能とされた３つ以上のポートを有している。ゲートアセンブリ１７０は、通路１０４を通しての流れを制御する。図１に示すように、ポートは、（１）一実施形態においては、エンジンのスロットルの上流側において得られたエンジン吸気エアクリーナーからの清浄エアを供給する原動ポート１０８と、（２）付加的な一方向バルブ１１１を介して、真空吸引力を必要とするデバイス１０２に対して接続可能とされた真空吸引ポート１１０と、（３）一実施形態においては、エンジンのスロットルの下流側に配置されたエンジン吸気マニホールドに対して接続された排気ポート１１２と、付加的には、（４）バイパスポート１１４と、を備えている。一実施形態においては、真空吸引力を必要とするデバイス１０２は、自動車ブレーキブーストデバイスである。真空吸引を必要とするデバイス１０２は、また、真空リザーバとすることもできる。バイパスポート１１４は、真空吸引力を必要とするデバイス１０２に対して接続し得るとともに、付加的には、このバイパスポート１１４と、真空吸引力を必要とするデバイス１０２と、の間の流体流通路１２２内に設けられた一方向バルブ１２０を有することができる。

【0022】

アスピレータ１００の通路１０４は、図１に示すように、中央の長手方向軸線Ｂを有している。通路１０４は、ボディ１０６の原動部分１１６内に第１テーパー形状部分１２８と、ボディ１０６の排気部分１４６内に第２テーパー形状部分１２９と、を有している。ここで、第１テーパー形状部分１２８と第２テーパー形状部分１２９とは、これら第１テーパー形状部分１２８と第２テーパー形状部分１２９との間に配置されたゲートアセンブリ１７０に対して、端部どうしを対向させて（原動部分１１６の導出端部１３２と、排気部分１４６の導入端部１３４と、を対向させて）、位置合わせされている。ゲートアセンブリ１７０は、原動部分１１６と排気部分１４６との間の流体連通を制御する。導入端部１３０，１３４（あるいは、導出端部１３２，１３１）は、円形や楕円形や矩形や多角形といったような形状を有することができ、導入端部から延在する連続的な漸次的にテーパー形状とされた内部通路は、限定するものではないけれども、双曲面形状あるいは円錐形状を規定することができる。

【0023】

ボディ１０６は、以下においてはハウジングと称し得るものであって、ゲートハウジング１７１を備えている。ゲートハウジング１７１は、対向壁２０４，２０６を有したゲート経路２０２を規定している。ゲートハウジング１７１は、以下においては、ゲートハウジング部分と称することができる。ゲートアセンブリ１７０は、ゲートハウジング１７１内に配置し得るとともに、ゲート経路２０２に沿って並進移動可能とすることができる。ゲート経路２０２は、一般に、アスピレータ１００の中央長手方向軸線Ｂに対して垂直なものとすることができる。ゲートアセンブリ１７０は、以下においては、ゲートと称し得るものであって、第１穴と第２穴とを備えている。第１穴は、図１において上側穴１８４，１８５の組合せによって示すように、第１穴の一部に、この第１穴を通して流体が流れた際に真空吸引力を生成するベンチュリ開口２３１を有している。上側穴１８４，１８５は、真空吸引ポート１１０に対して流体流通したベンチュリ開口２３１を有した第１ベンチュリチューブを構成している。第２穴は、図１において下側穴１８６，１８７の組合せによって示すように、第２穴の一部に、この第２穴を通して流体が流れた際に真空吸引力を生成するベンチュリ開口２３２を有している。下側穴１８６，１８７は、真空吸引ポート１１０に対して流体流通したベンチュリ開口２３２を有した第２ベンチュリチューブを構成している。

【0024】

一実施形態においては、第１穴１８４，１８５内のベンチュリ開口２３１は、通路１０４を通して流体が第１の向きに流れた際に、例えばアスピレータ１００の原動部分１１６からアスピレータ１００の排気部分１４６へと流れた際に、真空吸引力を生成する。また、第２穴１８６，１８７内のベンチュリ開口２３２は、通路１０４を通して流体が第１の向きとは逆向きの第２の向きに流れた際に、例えばアスピレータ１００の排気部分１４６からアスピレータ１００の原動部分１１６へと流れた際に、真空吸引力を生成する。

【0025】

一実施形態においては、第１穴１８４，１８５は、アスピレータ１００を通して第１質量流量を生成し得るようなサイズとすることができ、第２穴１８６，１８７は、アスピレータ１００を通して、第１質量流量とは異なる第２質量流量を生成し得るようなサイズとすることができる。第１質量流量および第２質量流量を使用することにより、アスピレータ１００を通しての様々な質量流速を提供することができる。例えば、第２穴１８６，１８７は、第１穴１８４，１８５と比較して、より小さなサイズのものとすることができる。これにより、アスピレータを通しての流体／エアの質量流れを妨害し得るとともに、エンジン吸気マニホールドに対してのエアの質量流速を制限することができる。

【0026】

一実施形態においては、第１穴１８４，１８５および第２穴１８６，１８７は、様々な真空吸引圧力を生成し得るように構成することができる。第１穴１８４，１８５は、第１穴１８４，１８５が、ベンチュリ開口２３１を超えて流れる流体の流速を第１速度とするような、テーパー形状とすることができる。第２穴１８６，１８７は、第２穴１８６，１８７が、ベンチュリ開口２３２を超えて流れる流体の流速を第２速度とするような、テーパー形状とすることができる。第２速度は、第１速度とは異なるものとすることができ、これにより、第１穴１８４，１８５内においてベンチュリ開口２３１によって生成される真空吸引圧力とは異なる真空吸引圧力を得ることができる。第１穴１８４，１８５は、第１最狭断面（第１プロファイル）に向けたテーパー形状とすることができ、これにより、第１穴１８４，１８５内のベンチュリ開口２３１を通しての第１流体速度を得ることができる。第２穴１８６，１８７は、第２最狭断面（第２プロファイル）に向けたテーパー形状とすることができ、これにより、第２穴１８６，１８７内のベンチュリ開口２３２を通しての第２流体速度を得ることができる。ゲートアセンブリ１７０は、図１に示すように、固体表面を有することができる。これにより、アスピレータ１００の原動部分１１６と排気部分１４６との間の流体流通を妨害することができる。ゲートアセンブリ１７０は、ゲート経路２０２内に着座した単一のまたは複数のゲート部材とすることができる。

【0027】

図１に示すように、ゲートアセンブリ１７０は、以下においてはスプリング付きゲートと称し得るものであって、第１ゲート部材１７２と、第２ゲート部材１７４と（これらは、ゲート１７５として総称される）、これらの間に受領されたバイアス部材と、を備えている。一実施形態においては、バイアス部材は、図１に示すように、無端弾性バンド１７６とされる。無端弾性バンド１７６は、第１ゲート部材１７２と第２ゲート部材１７４との間に介装されるものとして、説明することができる。２つのゲート部材とこれらの間に配置された無端弾性バンドとを備えてなるゲートアセンブリの例は、本出願人による２０１４年４月２９日付けで出願された米国特許予備出願第１４／４７３，１５１号明細書に記載されている。この文献の記載内容は、参考のためここに組み込まれる。各ゲート部材１７２，１７４は、それぞれ、他方のゲート部材に対向する表面（以下においては、内表面１８０，１８１と称される）の一部として、トラック１７８，１７９を有している。各トラック１７８，１７９は、内部に、無端弾性バンド１７６の一部を受領している（着座させている）。無端弾性バンド１７６は、バイアス部材であって、第１ゲート部材１７２と第２ゲート部材１７４とを互いに離間する向きに付勢する。これにより、各外側表面１８２，１８３を、ゲートハウジング１７１によって規定されたゲート経路２０２の対向壁２０４，２０６に対して、押圧している。無端弾性バンド１７６による付勢力は、第１ゲート部材１７２と第２ゲート部材１７４との間における無端弾性バンド１７６の圧縮の結果とすることができる。

【0028】

次に、図２に示すように、無端弾性バンド１７６は、全体的に楕円形状とすることができる。これにより、開放スペースを規定する内周縁２２０と、外周縁２２２と、互いに反対側に位置した第１側面２２４および第２側面２２６と、を有している。無端弾性バンド１７６は、第１側面２２４を一方のトラック１７８内に受領させた状態でかつ第２側面２２６を他方のトラック１７９内に受領させた状態で、第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４のトラック１７８，１７９内に受領される。無端弾性バンド１７６がトラック１７８，１７９内に着座したときには、第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４は、ギャップを規定する距離Ｄの分だけ、互いに離間される。このギャップにより、流体は、無端弾性バンド１７６を押圧して流れることができる。無端弾性バンド１７６は、径方向に膨張可能であり、これにより、無端弾性バンド１７６を径方向外向きに膨脹させることができ、無端弾性バンド１７６の外周縁２２２と、図２に示す第１位置や図３に示す第２位置といったような開放状態に応じてゲート１７５を通して流体が流れる際の第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４のトラック１７８，１７９の一部と、の間のシールを形成する。このシール係合は、アクチュエータ２１０内への流体のリークを低減させるあるいは防止する。これにより、ゲート１７５を、より大きなリーク耐性を有したものとすることができる。トラック１７８，１７９は、無端弾性バンド１７６を、第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４の外周縁から離間したところに嵌め込み得るように配置されている。この構成は、第１ゲート部材１７２と第２ゲート部材１７４との間において無端弾性バンド１７６の外周縁２２２まわりにチャネル２５４を規定する。これにより、ゲート経路２０２内においてスプリング付きゲート２２８まわりの流体流通を可能とする。

【0029】

無端弾性バンド１７６は、また、ゲートを、製造の許容誤差に鈍感なものとする、特に、ゲート経路２０２の寸法の許容誤差に鈍感なものとする。ゲート経路２０２は、典型的には、ゲート１７５の非設置時の幅よりも小さな幅を有するものとして形成される。したがって、無端弾性バンド１７６は、ゲート１７５がゲート経路２０２（あるいは、ポケット）内に挿入されたときには、第１ゲート部材１７２と第２ゲート部材１７４との間において圧縮される。ポケット２０２内に挿入された（楔止めされた）ときに第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４に対して作用する無端弾性バンド１７６の付勢力は、それぞれのゲート部材を、ポケットの壁に対してシール係合するように付勢する。これにより、リークを低減することができるあるいは阻止することができる。

【0030】

図４に示すように、他の実施形態においては、バイアス部材は、第１ゲート部材１７２と第２ゲート部材１７４との間に介装された１つまたは複数のスプリング１７６’とされる。スプリング１７６’は、コイルスプリングやリーフスプリングやトーションスプリングや他のスプリングやこれらの組合せとすることができる。各ゲート部材１７２，１７４は、他方のゲート部材に対向した表面（以下においては、内表面１８０，１８１と称される）の一部として、１つまたは複数の部分穴１７８’，１７９’を有している。各部分穴１７８’，１７９’は、スプリング１７６’の一部を内部に受領している（着座させている）。スプリング１７６’は、第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４を、互いに離間させる向きに付勢する。これにより、各外側表面１８２，１８３を、ゲートハウジング１７１によって規定されたゲート経路２０２の対向壁２０４，２０６に対して、押圧している。スプリング１７６’による付勢力は、第１ゲート部材１７２と第２ゲート部材１７４との間におけるスプリング１７６’の圧縮の結果とすることができる。スプリング１７６’は、１つまたは複数の隙間２３０を有することができる。隙間２３０は、スプリング１７６’のコイルどうしの隙間とすることができる、あるいは、スプリング１７６’と第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４内の部分穴１７８’，１７９’との間の隙間とすることができる。

【0031】

図１〜３に示すように、第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４の各々は、上側穴１８４，１８５と下側穴１８６，１８７とを有している。他の実施形態においては、第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４は、貫通している３つの穴を有することができる。図１〜３に戻ると、第１ゲート部材１７２は、貫通している上側穴１８４と下側穴１８６とを有している。上側穴１８４および下側穴１８６（あるいはこれに代えて、第１穴および第２穴）は、図面上において水平方向を向いて、第１ゲート部材１７２を貫通した向きとされている。上側穴１８４および下側穴１８６（あるいはこれに代えて、第１穴および第２穴）の各々は、通路１０４の長手方向軸線Ｂに対して全体的に平行とされた中央長手方向軸線を有している。上側穴１８４は、第１ゲート部材１７２の外表面１８２に外側開口１９０を有しているとともに、第１ゲート部材１７２の内表面１８０に内側開口１９１を有している。外表面１８２は、ゲートハウジング１７１に向けて外側を向いており、内表面１８０は、第２ゲート部材１７４の内表面１８１を向いている。外側開口１９０は、内側開口１９１よりも大きなものとされており、双方の開口は、円形や楕円形や矩形や他の多角形といったような形状を有することができる。上側穴および下側穴は、外側開口１９０と内側開口１９１との間にわたって延在する連続的な漸次的なテーパー形状を有した穴とされている。穴は、限定するものではないけれども、双曲面形状あるいは円錐形状を規定することができる。下側穴１８６は、第１ゲート部材１７２の内表面１８０に内側開口１９２を有しているとともに、第１ゲート部材１７２の外表面１８２に外側開口１９３を有している。この場合、内側開口１９２は、外側開口１９３よりも小さなものとされており、双方の開口は、円形や楕円形や矩形や他の多角形といったような形状を有することができる。上側穴および下側穴は、内側開口１９２と外側開口１９３との間にわたって延在する連続的な漸次的なテーパー形状を有した穴とされている。穴は、限定するものではないけれども、双曲面形状あるいは円錐形状を規定することができる。

【0032】

第２ゲート部材１７４は、貫通している上側穴１８５と下側穴１８７とを有している。上側穴１８５および下側穴１８７は、図面上において水平方向を向いて、第２ゲート部材１７４を貫通した向きとされている。上側穴１８５および下側穴１８７の各々は、通路１０４の長手方向軸線Ｂに対して全体的に平行とされた中央長手方向軸線を有している。上側穴１８５は、第２ゲート部材１７４の内表面１８１に内側開口１９４を有しているとともに、第２ゲート部材１７４の外表面１８３に外側開口１９５を有している。外表面１８３は、ゲートハウジング１７１に向けて外側を向いており、内表面１８１は、第２ゲート部材１７４の内表面１８１を向いている。内側開口１９４は、外側開口１９５よりも小さなものとされており、双方の開口は、円形や楕円形や矩形や他の多角形といったような形状を有することができる。上側穴および下側穴は、内側開口１９４と外側開口１９５との間にわたって延在する連続的な漸次的なテーパー形状を有した穴とされている。穴は、限定するものではないけれども、双曲面形状あるいは円錐形状を規定することができる。下側穴１８７は、第２ゲート部材１７４の外表面１８３に外側開口１９６を有しているとともに、第２ゲート部材１７４の内表面１８１に内側開口１９７を有している。この場合、外側開口１９６は、内側開口１９７よりも大きなものとされており、双方の開口は、円形や楕円形や矩形や他の多角形といったような形状を有することができる。上側穴および下側穴は、内側開口１９２と外側開口１９３との間にわたって延在する連続的な漸次的なテーパー形状を有した穴とされている。穴は、限定するものではないけれども、双曲面形状あるいは円錐形状を規定することができる。ゲートアセンブリ１７５の上側穴および下側穴は、いくつかの実施形態においては、第１穴と第２穴との間の空間的関係を限定することなく、第１穴および第２穴と称することもできる。

【0033】

図１〜３に示すように、動作時には、ゲートアセンブリ１７０は、通路１０４に対して垂直な向きに、並進移動可能とされている。ゲート１７５の並進移動は、第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４に対して連結されたアクチュエータ２１０によって可能とされている。アクチュエータ２１０は、図４に示すように第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４に対して直接的に連結することができる、あるいは、図１に示すように第１連結部材２１３および／または第２連結部材２１４を介して連結することができる。アクチュエータ２１０は、通路１０４内の流れを可能とする位置や通路１０４内の流れを阻止する位置といったような様々な位置の間にわたって、ゲート１７５を移動させ得る任意のデバイスとすることができる。一実施形態においては、アクチュエータ２１０は、本出願人による２０１４年５月１５日付けで出願された米国特許予備出願第１４／２７７，８１５号明細書に記載された油圧アクチュエータや、本出願人による２０１４年４月２９日付けで出願された米国特許予備出願第１４／４７３，１５１号明細書に記載されたソレノイドアクチュエータや、米国特許出願公開第２０１２／０２５６１１１号明細書に記載された回転移動から往復移動へのアクチュエータ、とすることができる。これら文献の記載内容は、参考のためここに組み込まれる。

【0034】

図１〜３に示すように、ゲート１７５は、少なくとも３つの位置を有している。すなわち、（１）図１に示すような流れ阻止位置であるとともに、第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４の固体表面が、通路１０４の原動部分１１６の導出端部１３２に対しておよび通路１０４の排気部分１４６の導入端部１３４に対して付勢された、流れ阻止位置と、（２）図３に示すような第１流れ位置であるとともに、第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４の上側穴１８４，１８５が、互いに位置合わせされているとともに通路１０４に対して位置合わせされていて、第１ベンチュリチューブを通しての流体流れが可能とされた、第１流れ位置と、（３）図２に示すような第２流れ位置であるとともに、第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４の下側穴１８６，１８７が、互いに位置合わせされているとともに通路１０４に対して位置合わせされていて、第２ベンチュリチューブを通しての流体流れが可能とされた、第２流れ位置と、を有している。一実施形態においては、第１流れ位置を使用することにより、第１の向きにおける流体流れに関して、例えば原動部分１１６から排気部分１４６への向きにおける流体流れに関して、真空吸引力を生成することができる。また、第２流れ位置を使用することにより、逆向きにおける流体流れに関して、例えば排気部分１４６から原動部分１１６への向きにおける流体流れに関して、真空吸引力を生成することができる。一実施形態においては、第１流れ位置および第２流れ位置は、同じ向きにおける流体流れに関して使用されるけれども、互いに異なる内部プロファイルを有していることのために互いに異なる質量流速を生成する。

【0035】

動作時には、アスピレータ１００は、ゲートアセンブリ１７０の上側穴１８４，１８５と下側穴１８６，１８７とのいずれかを通して流体が流れる際には、ベンチュリ効果を生成する。一実施形態においては、上側穴１８４，１８５は、第１の向きにおける流体流れに関してベンチュリ効果を生成し、下側穴１８６，１８７は、第１の向きとは逆向きの第２の向きにおける流体流れに関してベンチュリ効果を生成する。

【0036】

図２に示すように、下側穴１８６，１８７を通しての流れは、原動ポート１０８から排気ポート１１２に向けての流れとされる。第１テーパー形状部分１２８は、大径端部１３０から、原動部分１１６の大径端部１３０よりも小さい、第１ゲート部材１７２の下側穴１８６の内側開口１９２へと、連続的なテーパー形状を形成する。第１テーパー形状部分１２８に沿ってのおよび下側穴１８６に沿ってのこの断面プロファイルの変化は、流体が通過する際に、流体の流速を増大させる。大径端部１３０、および、第１ゲート部材１７２の下側穴１８６の内側開口１９２は、円形や楕円形や矩形や他の多角形といったような形状を有することができる。その内部は、大径端部１３０から下側穴１８６の内側開口１９２にかけて、連続的に漸次的にテーパー形状となっている。内部の形状は、限定するものではないけれども、双曲面形状や円錐形状を規定することができる。大径端部１３０と比較しての、内側開口１９２のサイズは、アスピレータ１００を通して流れる際に原動エアがどの程度の速度を得るかに応じて、決定される。

【0037】

第１ゲート部材１７２の下側穴１８６の内側開口１９２のところにおいては、流体流れは、第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４の間のギャップＤに入り、その後、第１ゲート部材１７２の下側穴１８６の内側開口１９２よりも大径の開口とされた、第２ゲート部材１７４の下側穴１８７の内側開口１９７へと入る。ゲート１７５を貫通する下側穴１８６，１８７が、第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４の内表面１８０，１８１の間のギャップのところにおいて、プロファイル変化を有していることのために、そのギャップは、ベンチュリ開口２３２を構成する。このベンチュリ開口２３２は、原動ポート１０８から排気ポート１１２に向けて下側穴１８６，１８７を通して流体が流れる際に、ベンチュリ開口２３２のまわりに真空吸引力を生成する。第２ゲート部材１７４の下側穴１８７の内側開口１９７から、第２ゲート部材１７４の下側穴１８７の内表面および第２テーパー形状部分１２９の内表面は、排気ポート開口１３１の大径開口のところまで、連続的にかつ漸次的にテーパー形状を形成している。内側開口１９７は、円形や楕円形や矩形や他の多角形といったような形状を有することができる。その内部は、第２ゲート部材１７４の下側穴１８７の内側開口１９７から排気ポート開口１３１にかけて、連続的に漸次的にテーパー形状となっている。内部の形状は、限定するものではないけれども、双曲面形状や円錐形状を規定することができる。下側穴１８６，１８７は、第２ベンチュリチューブを構成する。この第２ベンチュリチューブのベンチュリ開口２３２のところで生成される真空吸引力は、第１ゲート部材１７２のベント２１２を通して真空吸引ポート１１０に対して伝達される。これにより、真空吸引ポート１１０から、第２ゲート部材１７４の下側穴１８７内へと、追加的な流体を吸引することができる。ベント２１２は、第１ゲート部材１７２内に延在するものとして図示されているけれども、それに代えて、ベント２１２は、第２ゲート部材１７４内に配置することもできる。

【0038】

図３に示すように、上側穴１８４，１８５を通しての流れは、排気ポート１１２から原動ポート１０８に向けての流れとされる。これは、下側穴１８６，１８７に関して上述した向きとは、逆向きである。第２テーパー形状部分１２９は、大径端部１３１から、図１，３に示すように排気部分１４６の大径端部１３１よりも小さい、第２ゲート部材１７４の上側穴１８５の内側開口１９４へと、連続的なテーパー形状を形成する。第２テーパー形状部分１２９に沿ってのおよび上側穴１８５に沿ってのこの断面プロファイルの変化は、流体が通過する際に、流体の流速を増大させる。大径端部１３１、および、第２ゲート部材１７４の上側穴１８５の内側開口１９４は、円形や楕円形や矩形や他の多角形といったような形状を有することができる。その内部は、大径端部１３１から上側穴１８５の内側開口１９４にかけて、連続的に漸次的にテーパー形状となっている。内部の形状は、限定するものではないけれども、双曲面形状や円錐形状を規定することができる。大径端部１３１と比較しての、内側開口１９４のサイズは、アスピレータ１００を通して流れる際に原動エアがどの程度の速度を得るかに応じて、決定される。

【0039】

第２ゲート部材１７４の上側穴１８５の内側開口１９４のところにおいては、流体流れは、第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４の間のギャップＤに入り、その後、第２ゲート部材１７４の上側穴１８５の内側開口１９４よりも大径の開口とされた、第１ゲート部材１７２の上側穴１８４の内側開口１９１へと入る。ゲート１７５を貫通する上側穴１８４，１８５が、第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４の内表面１８０，１８１の間のギャップのところにおいて、プロファイル変化／寸法変化を有していることのために、そのギャップは、ベンチュリ開口２３１を構成する。このベンチュリ開口２３１は、排気ポート１１２から原動ポート１０８に向けて上側穴１８４，１８５を通して流体が流れる際に、ベンチュリ開口２３１のまわりに真空吸引力を生成する。第１ゲート部材１７２の上側穴１８４の内側開口１９１から、第１ゲート部材１７２の上側穴１８４の内表面および第１テーパー形状部分１２８の内表面は、原動ポート開口１３０の大径開口のところまで、連続的にかつ漸次的にテーパー形状を形成している。上側穴１８４の内側開口１９１および原動開口１３０は、円形や楕円形や矩形や他の多角形といったような形状を有することができる。その内部は、連続的に漸次的にテーパー形状となっている内部プロファイルは、限定するものではないけれども、双曲面形状や円錐形状を規定することができる。上側穴１８４，１８５は、第１ベンチュリチューブを構成する。この第１ベンチュリチューブのベンチュリ開口２３１のところで生成される真空吸引力は、第１ゲート部材１７２のベント２１２を通して真空吸引ポート１１０に対して伝達される。これにより、真空吸引ポート１１０から、第２ゲート部材１７４の上側穴１８４内へと、追加的な流体を吸引することができる。下側穴１８６，１８７が、原動部分１１６から排気部分１４６への流体流れに対してベンチュリ効果を生成し得るものとして説明し、上側穴１８４，１８５が、逆向きの流体流れに対してベンチュリ効果を生成し得るものとして説明したけれども、それに代えて、流体の流れの向きは、逆とすることができる。すなわち、上側穴１８４，１８５は、原動部分１１６から排気部分１４６への流体流れに対してベンチュリ効果を生成し得るとともに、下側穴１８６，１８７は、逆向きの流体流れに対し
てベンチュリ効果を生成することができる。

【0040】

図４の実施形態においては、上側穴１８４，１８５を通っての流体流れと、下側穴１８６，１８７を通っての流体流れとは、互いに同じ向きとされている、例えば、原動部分１１６から排気部分１４６への流れとされている。下側穴１８６，１８７は、上側穴１８４，１８５とは異なる形状および寸法を有することができる。これにより、下側穴１８６，１８７がベンチュリ開口２３２のところにおいて生成する質量流速および／または真空吸引効果は、上側穴１８４，１８５がベンチュリ開口２３１のところにおいて生成する質量流速および／または真空吸引効果と比較して、異なるものとされている。

【0041】

図４に示すように、ゲートアセンブリ１７０の上側穴１８４，１８５および下側穴１８６，１８７は、原動部分１１６から排気部分１４６への流れに関して真空吸引力を生成し得るよう構成されている。上側穴１８４，１８５は、上側穴１８４，１８５内のベンチュリ開口２３１のところにおいて、第１真空吸引力（第１真空吸引圧力）および／または第１質量流速を生成し得るよう構成されている。上側穴１８４，１８５は、ベンチュリ開口２３１を有した第１ベンチュリチューブを構成する。ゲートアセンブリ１７０が、通路１０４内に上側穴１８４，１８５を位置させるように配置されたときには（図４は、上側穴１８４，１８５が通路１０４に対して位置合わせされた状況ではなく、下側穴１８６，１８７が通路１０４に対して位置合わせされた状況を図示しているけれども）、テーパー形状部分１２８は、大径端部１３０から、原動部分１１６の大径端部１３０よりも小さい、第１ゲート部材１７２の上側穴１８４の内側開口１９１へと、連続的なテーパー形状を形成する。テーパー形状部分１２８に沿ってのおよび上側穴１８４に沿ってのこの断面プロファイルの変化は、流体が通過する際に、流体の流速を増大させる。大径端部１３０、および、第１ゲート部材１７２の上側穴１８４の内側開口１９１は、アスピレータ１００を通して流れる際に原動エア（流体）がどの程度の速度を得るかを決定する。第１ゲート部材１７２の上側穴１８４の内側開口１９１のところにおいては、流体流れは、第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４の間のギャップＤに入り、その後、第１ゲート部材１７２の内側開口１９１よりも大径の開口とされた、第２ゲート部材１７４の上側穴１８５の内側開口１９４へと入る。ゲート１７５を貫通する上側穴１８４，１８５が、第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４の内表面１８０，１８１の間のギャップのところにおいて、プロファイル変化を有していることのために、そのギャップは、ベンチュリ開口２３１を構成する。このベンチュリ開口２３１は、原動ポート１０８から排気ポート１１２に向けて上側穴１８４，１８５を通して流体が流れる際に、ベンチュリ開口２３１のまわりに真空吸引力を生成する。

【0042】

第１ゲート部材１７２の上側穴１８４の内側開口１９１と第２ゲート部材１７４の上側穴１８５の内側開口１９４との間における断面形状（プロファイル）の変化および／または寸法変化は、上側穴１８４，１８５によって生成されるベンチュリ効果の大きさを決定し、これにより、第１真空吸引力を決定する。上側穴１８４，１８５の寸法および／または断面形状は、また、アスピレータ１００を通しての第１質量流速を決定することができる。

【0043】

図４に示すように、ゲートアセンブリ１７０が、通路１０４内に下側穴１８６，１８７を位置させるように配置されたときには、下側穴１８６，１８７内のベンチュリ開口２３２のところにおいて、第２真空吸引力（第２真空吸引圧力）および／または第２質量流速を生成することができる。下側穴１８６，１８７は、ベンチュリ開口２３２を有した第２ベンチュリチューブを構成する。テーパー形状部分１２８は、原動ポート１０８のところの大径導入端部１３０から、この大径導入端部１３０よりも小さい、第１ゲート部材１７２の下側穴１８６の内側開口１９２へと、連続的なテーパー形状を形成する。通路１０４の原動部分１１６に沿ってのおよび第１ゲート部材１７２の下側穴１８６に沿ってのこの断面プロファイルの変化は、流体が通過する際に、流体の流速を増大させる。大径導入端部１３０および内側開口１９２の各プロファイルは、アスピレータ１００を通して流れる際に原動エア（流体）がどの程度の速度を得るかを決定し、アスピレータ１００を通しての流体の質量流速に対して影響を与えることができる。

【0044】

第１ゲート部材１７２の下側穴１８６の内側開口１９２のところにおいては、流体流れは、第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４の間のギャップＤに入り、その後、第１ゲート部材１７２の下側穴１８６の内側開口１９２よりも大径の開口とされた、第２ゲート部材１７４の下側穴１８７の内側開口１９７へと入る。ゲート１７５を貫通する下側穴１８６，１８７が、第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４の内表面１８０，１８１の間のギャップのところにおいて、プロファイル変化を有していることのために、そのギャップは、ベンチュリ開口２３２を構成する。このベンチュリ開口２３２は、原動ポート１０８から排気ポート１１２に向けて下側穴１８６，１８７を通して流体が流れる際に、ベンチュリ開口２３２のまわりに真空吸引力を生成する。

【0045】

第１ゲート部材１７２の下側穴１８６の内側開口１９２と、第２ゲート部材１７４の下側穴１８７の内側開口１９７と、の間における断面形状（プロファイル）の変化および／または寸法変化は、下側穴１８６，１８７によって生成されるベンチュリ効果の大きさを決定し、これにより、第２真空吸引力を決定する。下側穴１８６，１８７の寸法および／または断面形状は、また、アスピレータ１００を通しての第２質量流速を決定することができる。

【0046】

上側穴１８４，１８５と下側穴１８６，１８７との間の断面形状（プロファイル）および／または寸法の相違は、第１真空吸引力と第２真空吸引力との相違をもたらすことができる。上記の様々な実施形態は、アスピレータ１００を使用しているエンジンシステムからの様々な動作要求に応じて、様々な真空吸引圧力を提供することができる。上側穴１８４，１８５と下側穴１８６，１８７との間の断面形状（プロファイル）および／または寸法の相違は、また、アスピレータ１００を通しての第１質量流速と、アスピレータ１００を通しての第２質量流速と、の相違をもたらすことができる。このことは、とりわけ、追加的な流れ制御バルブを必要とすることなく、エンジン吸気マニホールドに対してのエアの質量流速を制御し得るという利点をもたらす。

【0047】

図４に示すように、スプリング１７６’は、第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４を互いに離間する向きに付勢しており、第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４の間にギャップＥを形成している。スプリング１７６’は、１つまたは複数の隙間２３０を有している。隙間２３０により、流体を、スプリング１７６’の間を通過させることができる。よって、第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４のいずれかに配置されたベント２１２（図１〜３に図示されている）を設ける必要がない。隙間２３０は、スプリング１７６’をなすコイルどうしの間の隙間とすることができる、および／または、スプリング１７６’と、第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４の部分穴１７８’，１７９’と、の間の隙間とすることができる。図４に示すように、ゲートアセンブリ１７０の上側穴１８４，１８５と下側穴１８６，１８７とのいずれかのところで生成された真空吸引力は、ギャップＥへと伝達され、さらに、このギャップＥから、スプリング１７６’の隙間２３０を通して、あるいは、スプリング１７６’と第１ゲート部材１７２および第２ゲート部材１７４との間の隙間を通して、真空吸引ポート１１０へと伝達される。通路１０４と真空吸引ポート１１０との間の流体連通により、追加的な流体を、真空吸引ポートから第２ゲート部材１７４の上側穴１８５内へとまたは下側穴１８７内へと、吸引することができる。

【0048】

アスピレータ１００の付加的なバイパスポート１１４は、第２テーパー形状部分１２９に対して流体連通可能であるようににして、上記の排気部分１４６に対して交差することができる。図１に示すように、バイパスポート１１４は、導出端部１３１の近傍においてなおかつ導出端部１３１よりも下流側において、第２テーパー形状部分１２９に対して交差することができる。ボディ１０６は、その後（すなわち、バイパスポートの交差箇所よりも下流側において）、排気ポート１１２において終端するまで一様な円筒形状を継続することができる、あるいは、第２テーパー形状部分１２９の導出端部１３１から排気ポート１１２までの内表面上にわたって連続的に漸次的なテーパー形状を有することができる。ボディ１０６のその部分がテーパー形状であれば、バイパスポート１１４の性能を改良することができる。各ポート１０８，１１０，１１２，１１４の各々は、外表面上にコネクタを有することができる。これにより、アスピレータ１００を、ホースに対して、あるいは、エンジンの他の特徴物に対して、連結することができる。図１の実施形態においては、ゲート経路２０２は、ボディの中央長手方向軸線Ｂに対して垂直な中央長手方向軸線Ｃを有している。付加的なバイパスポート１１４は、同様に、ボディの中央長手方向軸線Ｂに対して垂直な中央長手方向軸線Ａを有している。

【0049】

本発明によるアスピレータ１００は、駆動されるゲートアセンブリ１７０を具備したものであって、アスピレータ１００を通して流体がいずれかの向きに流れた際には、
エンジンがブースト状態であるかあるいはマニホールド真空度合いが不適切な動作状態であるかにかかわらず、真空吸引力を生成することができる。これにより、アスピレータ１００は、エンジンシステムの真空吸引力要求に応えるために必要な構成部材に関する数やコストを低減することができる。これにより、とりわけ、コストを低減し得るとともに、エンジンシステムの効率を増大させることができる。さらには、アスピレータ１００により、アスピレータ１００を通してエンジン吸気マニホールドへと流れる流体の質量流速を制御することができる。これにより、とりわけ、エンジン吸気マニホールドに対してのエア流の制御に関するコストを低減することができる。

【符号の説明】

【0050】

１００ アスピレータ
１０２ 真空吸引力を必要とするデバイス
１０４ 流体通路
１０６ ボディ
１１０ 真空吸引ポート
１２８ 第１テーパー形状部分
１２９ 第２テーパー形状部分
１７０ ゲートアセンブリ
１７１ ゲートハウジング
１７２ 第１ゲート部材
１７４ 第２ゲート部材
１７６ 無端弾性バンド（バイアス部材）
１７６’ スプリング（バイアス部材）
１８４ 上側穴、第１穴
１８５ 上側穴、第１穴
１８６ 下側穴、第２穴
１８７ 下側穴、第２穴
２０２ ゲート経路
２１０ アクチュエータ
２３１ ベンチュリ開口
２３２ ベンチュリ開口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】