特許 6571083 ソレノイドアクチュエータによって移動可能なバネ装填式ゲートバルブ

(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】6571083

(24)【登録日】2019年8月16日

(45)【発行日】2019年9月4日

(54)【発明の名称】ソレノイドアクチュエータによって移動可能なバネ装填式ゲートバルブ

(51)【国際特許分類】

   F16K 3/18 20060101AFI20190826BHJP

   F16K 31/06 20060101ALI20190826BHJP

【ＦＩ】

   F16K3/18 Z

   F16K31/06 305L

   F16K31/06 305M

   F16K31/06 305K

【請求項の数】16

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2016-537897(P2016-537897)

(86)(22)【出願日】2014年8月29日

(65)【公表番号】特表2016-532837(P2016-532837A)

(43)【公表日】2016年10月20日

(86)【国際出願番号】US2014053435

(87)【国際公開番号】WO2015031770

(87)【国際公開日】20150305

【審査請求日】2017年7月21日

(31)【優先権主張番号】61/872,402

(32)【優先日】2013年8月30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】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】マット・ギルマー

(72)【発明者】

【氏名】ジェームズ・エイチ・ミラー

【審査官】 谿花 正由輝

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０２２０４１４２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０２８１６７３０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０３１３０２３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０２３０６４９０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開昭５３−０７８４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０２１９３０２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０５１９５７２２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０３１１３７５７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ ３／００ − ３／３６

Ｆ１６Ｋ ３１／０６ − ３１／１１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バネ装填式ゲートを備えたポケットによって第１セクションおよび第２セクションに分離された導管を具備したバルブ機構であって、前記バネ装填式ゲートはポケット内に載置されており、前記第１セクションおよび第２セクションの両方の内径は、前記ポケットに向かって漸次的に狭小化されたバルブ機構と；
前記バネ装填式ゲートに接続されたアクチュエータと；
少なくとも第１開放空間を形成した内周を備えた無継ぎ目弾性バンドと；
第１ゲート部材および第２ゲート部材であって、それらの開位置部において、各々が自身を通じた開口部を形成した第１ゲート部材および第２ゲート部材と；
を具備したバルブデバイスであって、
前記アクチュエータは、前記導管に対して開位置と閉位置との間で、前記バネ装填式ゲートを前記ポケット内に直線的に移動させ、
前記無継ぎ目弾性バンドは、前記第１ゲート部材と第２ゲート部材との間に挟まれており、前記無継ぎ目弾性バンドの開放空間は、前記第１および第２ゲート部材の両方の開口部と整列されるように配向されており、前記開放空間および開口部は、整列されて前記バネ装填式ゲートを通じた通路を形成し、
前記バネ装填式ゲートを通じた前記通路は、前記無継ぎ目弾性バンドが前記第１および第２ゲート部材の間に配置され、これにより前記第１および第２ゲート部材が所定の距離だけ互いに離間されて前記第１および第２ゲート部材の間に空間が形成され、これにより前記無継ぎ目弾性バンドの周囲に流体を流すためのチャネルが前記無継ぎ目弾性バンドの外面に沿って延びて画定されるように形成され、
前記第１ゲート部材は、前記第２ゲート部材の締結器受容部材に接続された締結器を含み、これにより前記第１および第２ゲート部材を一体に固定している
ことを特徴とするバルブデバイス。

【請求項2】

バネ装填式ゲートを備えたポケットによって第１セクションおよび第２セクションに分離された導管を具備したバルブ機構であって、前記バネ装填式ゲートはポケット内に載置されており、前記第１セクションおよび第２セクションの両方の内径は、前記ポケットに向かって漸次的に狭小化されたバルブ機構と；
前記バネ装填式ゲートに接続されたアクチュエータと；
少なくとも第１開放空間を形成した内周を備えた無継ぎ目弾性バンドと；
第１ゲート部材および第２ゲート部材であって、それらの開位置部において、各々が自身を通じた開口部を形成した第１ゲート部材および第２ゲート部材と；を具備した、バルブデバイスであって、
前記アクチュエータは、前記導管に対して開位置と閉位置との間で、前記バネ装填式ゲートを前記ポケット内に直線的に移動させ、
前記無継ぎ目弾性バンドは、前記第１ゲート部材と第２ゲート部材との間に挟まれており、前記無継ぎ目弾性バンドの開放空間は、前記第１および第２ゲート部材の両方の開口部と整列されるように配向されており、前記開放空間および開口部は、整列されて前記バネ装填式ゲートを通じた通路を形成し、
前記第１ゲート部材は、前記第２ゲート部材の締結器受容部材に接続された締結器を含み、これにより前記第１および第２ゲート部材を一体に固定しており、
前記第１および第２ゲート部材は、各々がそれらの後端から突出した接続部材を含み、該接続部材は、集合的に複数部品のソケットを一体となって形成し、前記複数部品のソケットは、前記バネ装填式ゲートがその中心長手軸の周りに３６０°以上回転することを可能にしている
ことを特徴とするバルブデバイス。

【請求項3】

前記締結器はラッチであり、前記締結器受容部材は、前記第２ゲート部材の留め部であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバルブデバイス。

【請求項4】

前記第１ゲート部材は、その後端に第１締結器およびその前端に第２締結器を含み、前記第２ゲート部材は、前記第１締結器の位置に対応する位置に位置決めされた第１締結器受容部材、および前記第２締結器の位置に対応する位置に位置決めされた第２締結器受容部材を含んでいることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバルブデバイス。

【請求項5】

前記第１および第２ゲート部材は、各々がそれらの後端から突出した接続部材を含み、該接続部材は、集合的に複数部品のソケットを一体となって形成し、前記複数部品のソケットは、前記バネ装填式ゲートがその中心長手軸の周りに３６０°以上回転することを可能にしていることを特徴とする請求項１に記載のバルブデバイス。

【請求項6】

前記無継ぎ目弾性バンドは、波状の外周と波状の内周とを備えるジャバラを備えた、ジャバラ状の弾性バンドであり、前記波状の外周と前記波状の内周とは、流れの方向に沿って交互に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバルブデバイス。

【請求項7】

前記無継ぎ目弾性バンドは、全体的に楕円形状または全体的に８の字形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバルブデバイス。

【請求項8】

前記第１ゲート部材は、その閉位置部において自身を通じた第２開口部を形成し、前記第２ゲート部材は、その閉位置部において、前記第１ゲート部材の第２開口部に向かって前記第２ゲート部材の内面から突出したプラグを含んでいることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバルブデバイス。

【請求項9】

前記通路を形成した前記第１および第２ゲート部材の各々の開口部は、前記導管の長手軸に全体的に直交するように配向されたその長手軸を伴って、全体的に長方形であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバルブデバイス。

【請求項10】

前記導管は、前記ポケットの近傍において全体的に円形または楕円形の内部寸法を有し、前記第１および第２ゲート部材の各々の開口部の面積は、前記導管の全体的に円形または楕円形の内部寸法の面積にほぼ等しい面積を有することを特徴とする請求項９に記載のバルブデバイス。

【請求項11】

前記アクチュエータは、前記バネ装填式ゲートを直線的に移動させるために、３ポンド以下の力を与えるソレノイドアクチュエータであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバルブデバイス。

【請求項12】

アクチュエータとバネ装填式ゲートアセンブリとを組み立てるための方法であって、該方法は、
ハウジング内に収容され且つ該ハウジングから突出したステムを備えたアクチュエータを提供するステップであって、前記ハウジングはフランジを含んだ、アクチュエータを提供するステップと；
バネ装填式ゲートを提供するステップであって、前記バネ装填式ゲートは、
少なくとも第１開放空間を形成した内周を備えた無継ぎ目弾性バンドと；
第１ゲート部材および第２ゲート部材であって、それらの開位置部において、各々が自身を通じた開口部を形成した第１ゲート部材および第２ゲート部材と；
を具備しており、
前記無継ぎ目弾性バンドは、前記第１ゲート部材と第２ゲート部材との間に挟まれており、前記無継ぎ目弾性バンドの開放空間は、前記第１および第２ゲート部材の両方の開口部と整列されるように配向されており、前記開放空間および開口部は、整列されて前記バネ装填式ゲートを通じた通路を形成し、
前記バネ装填式ゲートを通じた前記通路は、前記無継ぎ目弾性バンドが前記第１および第２ゲート部材の間に配置され、これにより前記第１および第２ゲート部材が所定の距離だけ互いに離間されて前記第１および第２ゲート部材の間に空間が形成され、これにより前記無継ぎ目弾性バンドの周囲に流体を流すためのチャネルが前記無継ぎ目弾性バンドの外面に沿って延びて画定されるように形成され、
前記第１ゲート部材は、前記第２ゲート部材の締結器受容部材に接続された締結器を含み、これにより前記第１および第２ゲート部材を一体に固定している、
バネ装填式ゲートを提供するステップと；
ポケットによって第１セクションおよび第２セクションに分離された導管を提供するステップであって、前記導管は嵌合フランジおよび前記ポケットに向かって漸次的に狭小化した第１セクションおよび第２セクションの両方の内径を備えた、導管を提供するステップと；
前記第１ゲート部材および第２ゲート部材を、それらの間に前記無継ぎ目弾性バンドを挟んで互いに締結させ、前記アクチュエータのステムの周りに各々の前記接続部材を配置して、組み立てられたバネ装填式ゲートを形成するステップと；
前記組み立てられたバネ装填式ゲートを前記導管のポケットと嵌合させるステップと；
前記ハウジングのフランジを前記導管の嵌合フランジにスピン溶接するステップと；
を含んでいることを特徴とする方法。

【請求項13】

アクチュエータとバネ装填式ゲートアセンブリとを組み立てるための方法であって、該方法は、
ハウジング内に収容され且つ該ハウジングから突出したステムを備えたアクチュエータを提供するステップであって、前記ハウジングはフランジを含んだ、アクチュエータを提供するステップと；
バネ装填式ゲートを提供するステップと；
ポケットによって第１セクションおよび第２セクションに分離された導管を提供するステップであって、前記導管は嵌合フランジおよび前記ポケットに向かって漸次的に狭小化した第１セクションおよび第２セクションの両方の内径を備えた、導管を提供するステップと；
第１ゲート部材および第２ゲート部材を、それらの間に前記無継ぎ目弾性バンドを挟んで互いに締結させ、前記アクチュエータのステムの周りに各々の前記接続部材を配置して、組み立てられたバネ装填式ゲートを形成するステップと；
前記組み立てられたバネ装填式ゲートを前記導管のポケットと嵌合させるステップと；
前記ハウジングのフランジを前記導管の嵌合フランジにスピン溶接するステップと；
を含み、
前記スピン溶接は、前記ハウジングを静止状態に保持するステップと、前記導管および前記組み立てられたバネ装填式ゲートを、前記アクチュエータのステムの周りに一体に少なくとも３６０°回転させるステップと、を含んでいる
ことを特徴とする方法。

【請求項14】

前記ハウジングのフランジは、全体的にＶ字状またはＷ字状のいずれかの断面プロファイルを有し、前記導管の嵌合フランジは、全体的にＶ字状またはＷ字状断面のいずれかの断面プロファイルを有し、前記フランジと前記嵌合フランジとは、異なった断面プロファイルを有することを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記スピン溶接は、前記ハウジングを静止状態に保持するステップと、前記導管および前記組み立てられたバネ装填式ゲートを、前記アクチュエータのステムの周りに一体に少なくとも３６０°回転させるステップと、を含んでいることを特徴とする請求項１２に記載の方法。

【請求項16】

前記アクチュエータは、ソレノイドアクチュエータであることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願
本発明は、２０１３年８月３０に出願された米国仮出願第６１／８７２，４０２号明細書の利得を主張するものであり、その内容は、参照によりここに含まれている。

【0002】

本願はバネ装填式ゲートバルブ、より具体的には、ソレノイド駆動バネ装填式ゲートバルブに関し、このバルブは、減少されたソレノイド作動力により空気または他の流体の流れを選択的に制御し、これによりソレノイドアクチュエータが従来想定されていたよりも小型となることを可能にしている。

【背景技術】

【0003】

自動車用エンジンにおいて、吸気マニュフォールド内で生み出された、または（例えば真空ポンプもしくは吸引器等の）真空発生器によって生み出された真空は、ごく普通に使用されて、パワーブレーキブースタのような空圧機器に動力供給する。発生器および／または機器のオン／オフは、ゲートバルブによって頻繁に制御され、ゲートバルブ内の剛体ゲートは、導管を横切って配置され、バルブを通る流体（この例示的機器においては空気）の流れを停止させる。自動化または「コマンド化」されたバルブでは、ゲートは一般的にソレノイドによって作動され、ソレノイドコイルに供給された電流に応じて開放または閉鎖される。これらのソレノイド駆動ゲートバルブは、コイルバネ、ダイヤフラム、または他の付勢要素も含む傾向にあり、それらの付勢要素は、ゲートを非駆動状態である「開放」または「通常閉」に向かってゲートを付勢する。付勢力は、ゲートを通常位置に戻すために、ゲートの移動に抵抗する摩擦力を超えなければならないので、且つソレノイド機構は、ゲートを能動的被駆動位置に移動させるために、これらと同等の摩擦力および任意の付勢力の両方を克服しなければならないので、摩擦力はより大きい必要なソレノイド作動力を必要とし、すなわち摩擦力が大きくなれば、より大きい／よりパワフルなソレノイドが必要とされる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

良好なシールは、一般的にゲートと導管の壁との間の干渉をある程度必要とする。したがって、信頼性の高い、高品質のシールを得るための（特に、妥当な公差内の部品の変化を考慮した場合の）設計的干渉の増大は、ゲートの移動に抵抗する摩擦力および必要なソレノイド作動力の両方を増大させる傾向にある。しかしながら、シールの信頼性および品質が、低い摩擦抵抗において維持され得るのであれば、ソレノイド作動力の減少は、ソレノイド機構に必要なサイズ、重量、および放熱を減少することを可能にし、したがって、ゲートバルブ全体としてのサイズ、重量、および要求される動力の減少を可能にする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

ここに開示されているのは、必要な作動力が減少され、信頼性が高く、高品質のシールを提供したソレノイド駆動ゲートバルブである。そのバルブは、ソレノイドコイルおよびバルブ機構に接続された電機子を含み、バルブ機構は接続開口部、その反対側に配置されたポケット、および必要であれば所定の距離を移動する、接続開口部を通じてポケット内を直線的に移動可能なバネ装填式ゲートアセンブリを含んでいる。バネ装填式ゲートアセンブリは、第１ゲート部材、第１ゲート部材と反対側の第２ゲート部材、および第１ゲート部材と第２ゲート部材との間に保持された無継ぎ目弾性バンドを含み、第１および第２ゲート部材は、直線的な往復移動のために、電機子に機械的に連結されている。一実施形態においては、この機械的連結器は、第１ゲート部材および第２ゲート部材の両方の後端から突出した接続部材を含み、これらは集合的に複数部品のソケットを形成し、このソケットは、バネ装填式ゲートが、その中心軸の周りに電機子に対して３６０°以上回転することを可能にしている。複数部品のソケットは、最も遠位の後端に全体的に環状の開口部を含み、全体的に環状の開口部に対してより近位の後端に大きいチャンバを含んでいる。

【0006】

一実施形態においては、第１および第２ゲート部材は、組み立てを容易にするために、特に導管のポケット内への挿入を容易にするために、互いに機械的に締結されている。機械的締結は、第２ゲート部材の締結器受容部材により第１ゲート部材の締結器が受容されることによって達成されており、これにより、第１および第２ゲート部材を一体に固定している。締結器はラッチであってよく、締結器受容部材は留め部であってよい。

【0007】

一実施形態においては、第１弾性無継ぎ目バンドは全体的に８の字形状であり、第１および第２ゲート部材の各々のトラック内に載置されている。別の実施形態においては、無継ぎ目弾性バンドはジャバラ状の弾性バンドであり、バンドは、それを通る流れの方向に対して横方向に配向され得る。

【0008】

一実施形態においては、第１ゲート部材は、その閉位置において自身を通じた第２開口部を形成し、第２ゲート部材は、その閉位置において、第１ゲート部材の第２開口部に向かって第２ゲート部材の内面から突出したプラグを含んでいる。

【0009】

別の態様においては、バルブデバイスが開示されており、バネ装填式ゲートおよびアクチュエータを含んでいる。アクチュエータは、ソレノイドアクチュエータであってよい。

【0010】

別の態様においては、バルブデバイスの組み立て方法が開示されている。この組み立てられたデバイスは、スピン溶接を使用して、アクチュエータを収容したハウジングに導管をシール接合するように製造され得る。その方法は、ハウジングから突出したステムを備えたハウジング内に収容されたアクチュエータ、組み立てられていないバネ装填式ゲート、および導管を提供するステップを含んでいる。ハウジングはフランジを含み、導管は嵌合フランジを含んでいる。その方法は、第１ゲート部材および第２ゲート部材を、それらの間に無継ぎ目弾性バンドを挟んで互いに締結させ、バネ装填式ゲートの各ゲート部材の接続部材が、ステムの周りに配置されて、組み立てられたバネ装填式ゲートを形成するステップを含んでいる。次に、組み立てられたバネ装填式ゲートは、ハウジングのフランジが導管の嵌合フランジに対して載置されるまで、またはその逆となるまで導管のポケットと嵌合される。次に、その方法は、ハウジングのフランジと導管の嵌合フランジとをスピン溶接するステップを含んでいる。

【0011】

弾性無継ぎ目バンドは、バネ装填式ゲートアセンブリがポケット内に締りばめを生じることを可能にし、それは単一の且つより高剛性の材料から構成された一体型ゲートを圧縮することにより生じるであろう摩擦力を生じさせず、狭い部品交差の必要性を減少している。スライド可能な機械的連結器は、バネ装填式ゲートアセンブリが、接続開口部とポケットの間でソレノイド機構およびゲートアセンブリと精密には整列されていない機械的連結器によって直線的に移動することを可能にしており、ゲートアセンブリの移動に抵抗する潜在的な摩擦抵抗をさらに減少させている。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】アクチュエータハウジングとバルブ機構とを含んだバルブを示した斜視図である。

【図2】バルブ機構の導管の長手軸且つ流れ方向に沿った、図１のバルブの断面を示した図であり、ゲートは能動的に駆動されて、開位置にある。

【図3】バルブ機構の導管の長手軸に沿った、図１および図２のバルブ機構の断面を示した図でありバルブは非駆動状態で、閉位置にある。

【図4】バルブ機構の導管の長手軸且つ流れ方向に直交した面に沿った、類似のバルブの実施形態の断面を示した図であり、ゲートは能動的に駆動されて、閉位置にある。

【図5】バルブ機構の導管の長手軸に直交した面に沿った、図４のバルブの断面をし得した図であり、ゲートは非駆動状態で、開位置にある。

【図6】吸引器ベースの真空発生器およびパワーブレーキブースタアセンブリに関連した、特別でない実施形態を示した線図である。

【図7】バネ装填式ゲートアセンブリの一実施形態を示した斜視図である。

【図8】バネ装填式ゲートアセンブリの一実施形態を示した底面図である。

【図9】バネ装填式ゲートアセンブリの一実施形態を示した側方断面斜視図である。

【図10】バネ装填式ゲートアセンブリの別の実施形態を示した側面からの斜視図である。

【図11】バネ装填式ゲートアセンブリの別の実施形態を示した側面からの分解斜視図である。

【図12】変形のバネ装填式ゲート部材の正面を示した図であり、一対のラッチ２８１が前後関係のために示されている。

【図13】変形のバネ装填式ゲート部材の側面の断面を示した図である。

【図14】変形のバネ装填式ゲート部材を示した上面からの斜視図である。

【図15】さらに別のバネ装填式ゲート部材の実施形態を示した側面からの斜視図である。

【図16】さらに別のバネ装填式ゲート部材の実施形態の正面を示した図である。

【図17】さらに別のバネ装填式ゲート部材の実施形態の長手方向断面を示した図である。

【図18】ジャバラ状の無継ぎ目弾性バンドの実施形態を示した図である。

【図19】図１８のジャバラ状の無継ぎ目弾性バンドの実施形態の長手方向断面を示した図である。

【図20】組み立てられたバネ装填式ゲートアセンブリを示した側方断面図である。

【図21】開位置にあるバネ装填式ゲートを備えた導管の起動端から見た端面を示した図である。

【図22】ゲートバルブの実施形態の、閉位置にある導管の長手軸に沿った断面を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下の詳細な記述は、本発明の一般的な原理を示すものであり、その例は、添付図に追加的に記載されている。図において、類似の参照符号は、同一のまたは機能的に類似した要素を示している。

【0014】

ここで使用された「流体」は、任意の液体、懸濁液、コロイド、気体、プラズマ、またはそれらの組み合わせを意味している。

【0015】

図１〜図３は、例えば吸気口からブレーキ真空ブーストシステム（brake vacuum boost system）への気流等の流体の流れを選択的に制御するように形成された、ゲートバルブ１００の一実施形態を示している。ゲートバルブ１００は、ソレノイドコイル１０４を備えたアクチュエータ１０３を収容したハウジング１０２、およびバルブ機構１２０に接続可能な電機子１０６を備え得る。電機子１０６は、ソレノイドコイル１０４内に受容された挿入端１０６ａ、および電流をコイルに供給した際にソレノイドコイル内により完全に受容される、隣接した本体部１０７を含んでいる。１つの構造において、挿入端１０６ａおよび本体部１０７は、例えば鉄含有合金またはフェライト含有複合材料のような、磁性体または常磁性体から製造されたシリンダであってもよい。別の構造においては、挿入端１０６ａおよび本体部１０７は、徐々に増大する引き込み力を提供するために、挿入端１０６ａから本体部１０７の方向にテーパとなった内側凹部１０８を備えたシリンダであってもよい。テーパは、引き込み力が、付勢要素１１０により生じた反対方向の付勢力よりも大きくなるように構成され得る。図２に示されたように、付勢要素１１０は、電機子１０６の本体部１０７を取り囲み且つソレノイドコイル１０４および非挿入端１０６ｂの両方に突き当たるコイルバネ１１２であってもよいが、付勢要素は、非挿入端に突き当たるもしくは連結されたダイヤフラムもしくは板バネ、または非挿入端に突き当たるもしくは連結されたリーフスプリング等とし得ることが理解される。図２２にしめされたように、ゲートバルブの別の実施形態は、電機子１０６の本体部１０７内のボア１１１に受容された付勢要素１１０を含むように示されている。当業者は、ソレノイドが他の付勢要素を含んだ双安定ソレノイドに置き換えられ得ることを理解するだろう。

【0016】

バルブ機構１２０は、電機子１０６に面した接続開口部１２４を形成し且つバネ装填式ゲートアセンブリ１２８を受容するためのポケット１２６に開口した導管１２２、およびポケット１２６内および接続開口部１２４内で直線的に移動可能なバネ装填式ゲートアセンブリ１２８を含んでいる。図２に見られているように、ポケット１２６は、導管１２２を第１セクション１２２ａおよび第２セクション１２２ｂに分離し、ポケット１２６に隣接した導管の端部は、バルブ開口部１２３を形成している。導管１２２は、長手軸「Ａ」に沿って両端からバルブ開口部１２３に向かって連続的に、漸次的にテーパ状にまたは狭小化したチューブであってもよく、それによりバルブ開口部１２３において最小内径を有する。導管経路のこの砂時計状の断面１２５は、開位置もしくは閉位置へのまたは開位置もしくは閉位置からの直線移動の際の、バネ装填式ゲートアセンブリ１２８の面に作用する摩擦力を減少している。導管１２２のこの漸次的な狭小化は、バルブに亘る圧力降下も最小化させる。図示された構造においては、長手軸「Ａ」に直交した断面は円形であるが、変形において断面１２７は（均一またはテーパの横径および共役径を有する）楕円、（均一またはテーパ状の幅を有する）多角形等であってもよい。

【0017】

図１〜図３の実施形態において、バネ装填式ゲートアセンブリ１２８は、内側凹部１０８内から突出したステム１１４によって、電機子１０６に機械的に連結されている。図２２の実施形態においては、ステム１１４は、電機子１０６の挿入端１０６ａから突出している。別の実施形態においては、ステム１１４は、ソレノイドコイル１０４および電機子１０６が、ステムをバルブ機構１２０および接続開口部１２４に向かって引くようにまたはそれらから離れるように引くように構成されているかに依存して、電機子１０６の非挿入端から突出していてもよい。図４および図５の実施形態に示されたように、ソレノイドコイル１０４、電機子１０６、付勢要素１１０、およびステム１１４の相対配置は変更されて、（さらに以下において論じられているように、バネ装填式ゲートアセンブリ１２８の詳細構造に依存して）ゲートバルブ１００を通常閉バルブから通常開バルブへ、またはその逆に変化させてもよい。ある構造において、ステム１１４は電機子１０６から一体部品として突出し得るが、他の構造においては、ステムは別の、好適に非磁性材料から製造されて取り付けられた突出部とし得る。

【0018】

ステム１１４の近位端１１４ａは、バネ装填式ゲートアセンブリ１２８に取り付けられているが、機械的連結器は、バネ装填式ゲートアセンブリ１２８が少なくとも導管の長手軸に平行な方向にスライド移動することを好適に可能にしており、特に、バネ装填式ゲートアセンブリ１２８の部材１３０と１３２との間に配置された、無継ぎ目弾性バンド１３４により加えられた付勢力に反応して移動する。ある構造においては、機械的連結器はレールシステム１６０を含み、このシステムは、バネ装填式ゲートアセンブリ１２８の部材１３０、１３２の、長手軸Ａに平行な方向におけるステム１１４に対するスライド移動を許容している。このスライド可能な機械的連結器は、アクチュエータ１０３がバネ装填式ゲートアセンブリ１２８を、導管１２２のいずれかの端部に向かってゲートアセンブリを引くことなくポケット１２６内に直線的に移動させることを可能にしている。ソレノイドコイル１０４、電機子１０６、および／またはステム１１４のバルブ機構１２０との決して完全ではない整列は、その経路からバネ装填式ゲートアセンブリ１２８の方向を変えようとし、したがって、ゲートアセンブリと導管１２２の壁との間の摩擦力を増大させる傾向にある。

【0019】

図２、図３、図７〜図９、図１０、および図１１に示された実施形態においては、レールシステム１６０は、ステム１１４の近位端１１４ａ近傍に配置されたガイドレール１６２を含み、その反対側に配置された軌道溝１６４を備えている。バネ装填式ゲートアセンブリ１２８はそれに対応して、ガイドレール１６２の周りを取り囲み且つ軌道溝１６４内に突出するように構成されたスライダ１６６を含んでいる。変化した構造においては、レールシステム１６０は逆であり、ステム１１４の近位端１１４ａ近傍にスライダ１６６が配置され、およびバネ装填式ゲートアセンブリ１２８の部材１３０、１３２が、それぞれガイドレール１６２および軌道溝１６４を備えていてもよい。

【0020】

図４および図５に示された実施形態においては、ステム１１４の近位端１１４ａは、拡大されたプレート状のヘッド１６７を含んでいる。図１２〜図１４により良好に示されているように、バネ装填式ゲートアセンブリ１２８の部材２３０´、２３２´は、複数部品のソケット２６８を集合的に形成し、このソケットは、ヘッド１６７の周囲を素早く動いて、バネ装填式ゲートアセンブリの直線移動の経路に直交した複数の方向のスライド移動を許容している。これに類似して、図２０のゲート部材４３０、４３２も、複数部品のソケット４６８を集合的に形成している。図２０および図２１に示されたように、プレート状のヘッド１６７は、ステム１１４の近位端１１４ａにおける環状フランジであってもよく、それ自体は、バネ装填式ゲートアセンブリ１２８、特に図１２〜図１４のバネ装填式ゲート２２８´´または図２０のバネ装填式ゲート４２８が、組み立ての際にステム１１４に対して３６０°以上回転自在である。

【0021】

図２および図３を参照すると、バルブ機構１２０は、接続開口部１２４と流体接続した排出ポート１７０を含み、以下にさらに詳細に記載されたように、バネ装填式ゲートアセンブリ１２８およびポケット１２６は、バネ装填式ゲートアセンブリを通過して漏れた流体を、ポケット内に排出する。例えばターボチャージが使用されて、空気を吸気マニュフォールド内に過給する自動車エンジンのような、より高度の動的流れ環境においては、ゲートバルブ１００全体で圧力差が大きく変化し、一時的に反転さえもし得る。ポケット１２６内に漏れた高圧空気は、ポケットを加圧し、ソレノイド作動力、付勢力、およびゲートバルブ１００内の予想された摩擦力を変化させる。ソレノイド機構およびポケット１２６の加圧における大きな差異は、バネゲート機構がポケット内で完全に直線的に移動して、バルブが部分的に開および部分的に閉状態に作動することを防止し得る。排出ポート１７０は、流体がシステム内に収容された場合に、流体がポケット１２６から導管の入口端部１２２ａに流れることを可能にするために、（図２〜図３に示されたように）導管１２２の内部に開放するか、または流体が周囲環境に放出された場合に、（図４〜図５に示されたように）バルブ機構１２０の外部に開放し得る。

【0022】

図６を参照すると、ゲートバルブ１００は、真空ブーストパワーブレーキシステム（vacuum boost power brake system）を通じた空気の流れを制御するために使用され得る。導管１２２は、入口端部１２２ａにおいて空気取り入れ口１８０に接続され、出口端部１２２ｂにおいて、図示された例では吸引器１９０である真空発生器に接続され得る。例示的なターボチャージエンジン構成においては、ターボチャージャおよび空気インタークーラ１８２は、吸気マニュフォールド１８４に供給された空気を加圧して、吸気マニュフォールド内の圧力が、入口端部１２２ａにおける圧力を越えるようにして、潜在的に吸引器１９０を通じて一時的に逆流させる。チェックバルブ１９２は、パワーブレーキブースタ１９４がその真空チャージを損なうことを防止しているが、吸引器１９０を通じた逆流は、出口端部１２２ｂにおける流体圧力を、入口端部１２２ａにおける圧力よりも高くすることが可能である。ターボチャージャは約１気圧（相対圧）のブースト圧を通例は供給し、入口端部１２２ａにおけるそのような高いブースト圧は、１気圧（絶対圧）よりも略低くなるので、この逆転した圧力の差異は、ゲートバルブ１００全体の一般的な圧力の差異よりも大きく成り得る。その結果、以下にさらに記載されたバネ装填式ゲートアセンブリ１２８の異なった実施形態は、いくつかの機器により適し得る。それに加えて、ゲートバルブ１００は、空気以外の流体を使用する非自動車機器を含んだ他の機器において使用され得ることを、当業者は理解するだろう。

【0023】

図７〜図９を参照すると、バネ装填式ゲートアセンブリの第１実施形態は、全体的に参照符号２２８として示されている。バネ装填式ゲートアセンブリ２２８は、第１ゲート部材２３０、第２ゲート部材２３２、第１ゲート部材２３０と第２ゲート部材２３２との間に受容された無継ぎ目弾性バンド２３４を含んでいる。無継ぎ目弾性バンド２３４は、第１ゲート部材２３０と第２ゲート部材２３２との間に挟まれたように記載され得る。図９に見られたように、第２ゲート部材２３２は、内面２５２の一部として、無継ぎ目弾性バンドの一部を受容するためのトラック２３６を含んでいる。一方で、図７〜図９には見えていないが、第１ゲート部材２３０もトラック２３６を含んでいる。一実施形態においては、弾性材料は、天然ゴムまたは合成ゴムである。

【0024】

第１ゲート部材２３０および第２ゲート部材２３２は、同一またはほぼ同じ部材とし得るが、その規則に本質的に限定されない。図７および図９に示されたように、第１ゲート部材２３０および第２ゲート部材２３２は同一であり、したがって、導管１２２の入口端部１２２ａまたは出口端部１２２ｂのいずれかに面した配置されることが可能である。このことは、導管１２２内の流体流れの方向にかかわらず、類似の性能を有するバルブを形成している。

【0025】

特に図７および図９を参照すると、第１ゲート部材２３０および第２ゲート部材２３２は、両方ともその内部に開口部２３３を備え、開口部は集合的に通路２２９を形成している。開位置において、図５に示されたように、バネ装填式ゲートアセンブリ２２８を通じた通路２２９は、導管１２２と整列されており、そこを通じて流体が流れることを可能にしている。通路２２９を備えたゲートの部分は、ここでは開位置部２４０（図７）として参照され、スライダ２６６の反対側に示された隣接した部分は閉位置部２４２として参照され、それは、閉位置に移動した場合、ゲート２２８のこの部分が、導管１２２を塞ぎ、そこを通じた流体流れを阻止するためである。この実施形態において、各ゲート部材２３０、２３２の閉位置部２４２は、略平滑な連続した外面２５０を備えている。開位置部２４０および閉位置部２４２は逆転されて、開位置部２４０がスライダ２６６の反対側に位置し、ゲートバルブのデザインを通常閉から通常開（またはその逆）に変更された第２手段を提供してもよい。

【0026】

第１実施形態において、無継ぎ目弾性バンド２３４は全体的に楕円形であり、これにより、開放空間を形成した内周２８２、外周２８４、ならびに対向した第１側２６８および第２側２８８を含んでいる。無継ぎ目弾性バンド２３４は、第１ゲート部材２３０および第２ゲート部材２３２のトラック２３６に受容され、第１側２８６が一方のトラック２３６内に受容され、第２側２８８が他方のトラック２３６内に受容されている。弾性バンド２３４が第１ゲート部材２３０および第２ゲート部材２３２のトラック内に載置された場合、第１ゲート部材２３０および第２ゲート部材２３２は、距離Ｄだけ互いに離間される（図７）。トラック２３６は、凹部に配置されまたははめ込まれ、無継ぎ目弾性バンド２３４は、さらにゲート部材の外周から離間されている。図８に見られたように、この構造は、第１ゲート部材２３０と第２ゲート部材２３２との間の無継ぎ目弾性バンド２３４の外面の周囲にチャネル２５４を形成し、このチャネルは、ポケット１２６内のバネ装填式ゲート２２８の周囲に流体を流すためのものである。排出ポート１７０が存在する場合、チャネル２５４はそこと流体連通となっている。チャネル２５４を介したこの排出は、導管１２２を通じた流体流れの方向に全体的に直交しており、電機子１０６が、ゲートをポケット内により完全に移動した場合、ポケット１２６から流体を排出させる。

【0027】

無継ぎ目弾性バンド２３４は、第１ゲート部材２３０と第２ゲート部材２３２との間で圧縮性であり、したがって、導管１２２を通じた流れの方向に平行に作用するバネとして機能する。それに加えて、無継ぎ目弾性バンド２３４は、導管１２２を通じて流れる流体によって無継ぎ目弾性バンド２３４に加えられた力に応じて、径方向外向きに拡張可能であり、無継ぎ目弾性バンド２３４と、第１ゲート部材２３０および第２ゲート部材２３２のトラック２３６の外壁部と、の間にシールを形成している。無継ぎ目弾性バンド２３４は、第１および第２ゲート部材を付勢して、ポケット１２６の反対側の壁とシール係合させる。

【0028】

動作の際、図２および図５に示されたような開位置にある、図７〜図９のバネ装填式ゲートアセンブリを参照すると、左から右にまたは右から左に流れる、導管を通じて流れる流体は、バネ装填式ゲートアセンブリ２２８の通路２２９を通過し、流体の圧力は、無継ぎ目弾性バンド２３４に作用する径方向外向きに向かった力を提供し、それにより無継ぎ目弾性バンドを押圧して、トラック２３６の外周とシール係合させる。このシール係合は、アクチュエータ１０３内への流体の漏れを減少または防止し、バネ装填式ゲートアセンブリ２２８を単一材料の均一な剛体ゲートよりもより漏れに抵抗する状態にしている。この実施形態は自然吸気エンジン、特に大気圧または準大気圧において導管１２２を通じて流れる空気とともに使用することに適している。しかしながら、一実施形態においては、導管１２２は、スーパーチャージ空気取り入れシステムのブースト圧側に接続され、無継ぎ目弾性バンド２３４によって提供された漏れの保護は、導管１２２を通じて流れる流体がポケット１２６内に圧力を生じさせることを防止することを補助しており、それが作用して、バネ装填式ゲートアセンブリ２２８（および電機子１０６等）を別の位置へ押圧するか、またはそうでなければアセンブリの制御された動作を遅らせ得る。スーパーチャージエンジン内のならびにバネ装填式ゲートアセンブリ２２８およびゲートバルブ１００により予想された圧力は、約５ｐｓｉ〜約３０ｐｓｉの間の範囲である。

【0029】

無継ぎ目弾性バンド２３４はゲートも構成し、このゲートは製造公差に対して、特にポケット１２６の寸法およびゲート部材２３０、２３２の厚さに関してより緩慢であり、それは無継ぎ目弾性バンドが存在しているためである。ポケット１２６は、一般的にバネ装填式ゲート２２８の無負荷時の幅よりも小さい幅を有するように形成され、締りばめを提供している。バネ装填式ゲートアセンブリ２２８においては、無継ぎ目弾性バンド２３４は、バネ装填式ゲート２２８がポケット１２６内に挿入された場合、第１ゲート部材２３０と第２ゲート部材２３２との間で圧縮される。ポケット１２６内に挿入された（押し込められた）場合の、無継ぎ目弾性バンドの第１および第２ゲート部材２３０、２３２へのバネ力または付勢作用は、個別の各ゲート部材を押圧して、ポケットの壁とシール係合させ、漏れを減少または防止する。最も重要なことに、剛体ゲート部材２３０、２３２の弾性係数または一部品の剛体ゲートの弾性係数に対して、無継ぎ目弾性バンドの概ねより低い弾性係数は、バネ装填式ゲートアセンブリ２２８に作用し且つその経路に沿ってアセンブリの直線動作に抵抗する垂直抗力が、概ねより小さくなることを意味している。このことは摩擦力を減少させ（摩擦力は垂直抗力と摩擦係数との積に等しい。）、したがって、必要なソレノイド作動力を減少させる。この利点は、以下に記載された他の実施形態にも等しくあてはまる。

【0030】

図１０および図１１を参照すると、参照符号２２８´で全体的に示されたバネ装填式ゲートアセンブリの第２実施形態が提供されており、それは、同様に第１ゲート部材２３０´、第２ゲート部材２３２´、および第１ゲート部材２３０´と第２ゲート部材２３２´との間に受容された無継ぎ目弾性バンド２３５を含んでいる。無継ぎ目弾性バンド２３５は、第１ゲート部材２３０´と第２ゲート部材２３２´との間に挟まれているように記載され得る。図９に見られたように、第２ゲート部材２３２´は、無継ぎ目弾性バンド２３５の一部を受容するための、内面２５２´の一部または凹部としてのトラック２３７を含んでいる。図１０および図１１には見られていないが、第１ゲート部材２３０´も、トラック２３７を含んでいる。両方のゲート部材２３０´および２３２´も、前述のように、ゲートアセンブリ２２８´を電機子１０６にスライド可能に連結するためのスライダ２６６´を含んでいる。しかしながら、前述のように、すべてのそのような実施形態において、部材２３０、２３０´、２３２、２３２´等は、ステム１１４のガイドレール１６２および軌道溝１６４に類似したガイドレールおよび軌道溝を交互に含むか、または環状プレートヘッド１６７を受容するための複数部品のソケット４６８を集合的に形成している。

【0031】

ここで、図１１に示されたように、無継ぎ目弾性バンド２３５は、弾性材料から成る全体的に８の字形状であり、これにより第１開放空間を形成した第１内周２７２、第２開放空間を形成した第２内周２７３、外周２７４、ならびに対向した第１側２７６および第２側２７８を含んでいる。無継ぎ目弾性バンド２３５は、第１ゲート部材２３０´および第２ゲート部材２３２´のトラック２３７内に受容され、第１側２７６は一方のトラック２３７内に受容され、第２側２７８は他のトラック２３７内に受容されている。無継ぎ目弾性バンド２３５が８の字形状であるので、トラック２３７も概して８の字形状である。無継ぎ目弾性バンド２３５が、第１ゲート部材２３０´および第２ゲート部材２３２´のトラック２３７内に載置された場合、第１ゲート部材２３０´および第２ゲート部材２３２´は距離Ｄ´だけ互いから離間される（図１０）。トラック２３７は、無継ぎ目弾性バンド２３５を、第１ゲート部材２３０´および第２ゲート部材２３２´の外周から所定の距離だけ窪ませて位置決めしている。

【0032】

図１０および図１１に示された実施形態においては、第１ゲート部材２３０´および第２ゲート部材２３２´は互いに構造的に異なっているが、両方がその内部に通路２２９´を集合的に形成した第１開口部２３３´を備え、その通路は、開位置において導管１２２と整列されて、流体がそこを通じて流れることを可能にする。ゲートのこの部分は、開位置部２４０´として参照され（図１０）、その部分に隣接した、スライダ２６６´の反対側は閉位置部２４２´として参照されており、これは、バネ装填式ゲートアセンブリ２２８´のこの部分が、閉位置に移動した場合、導管１２２を塞ぎ、流体がそこを通じて流れることを阻止するためである。この実施形態においては、第１ゲート部材２３０´の閉位置部２４２´は、そこを通じた第２開口部２４４を含んでいる。第２開口部は、第１開口部２３３´と略同一の寸法とされてもよい。第２ゲート部材２３２´は、その閉位置部２４２´において第２開口部を含んでいない。その代わり、第２ゲート部材２３２´の閉位置部２４２´は、略連続的な平滑な外面を備えている。第２ゲート部材２３２´は、その内面２５２´から突出したプラグ２５３を追加的に含んでいる。このプラグ２５３は、無継ぎ目弾性バンド２３５によって形成された第２開放空間の寸法内に嵌まり、少なくとも無継ぎ目弾性バンド２３５の第２内周２７３よりも小さい開口部を形成した、第１ゲート部材２３０´内の第２開口部２４４のサイズと同じ寸法とされている。プラグ２５３は、第２ゲート部材２３２´の内面２５２´の概略平滑な部分であってもよい。

【0033】

開位置において、通路２２９´を通じて流れる流体は、径方向外側に向いた、無継ぎ目弾性バンド２３５に作用する力を提供し、これにより無継ぎ目弾性バンドをトラック２３７の外周とシール係合状態にする。このシール係合は、アクチュエータ１０３およびポケット１２６内への流体の漏れを減少または防止し、図１０および図１１の実施形態のゲート２２８´が、単一部品の均質な剛体ゲートよりも漏れにより抵抗する状態にしている。

【0034】

閉位置において、導管１２２内の流体流れは、第１ゲート部材２３０´によって形成されたバネ装填式ゲート２２８´の側に向かう方向、すなわち第１ゲート部材２３０´が、ゲートバルブ１００の流入端１２２ａに面した方向とし得る。特に、流れのこの向きは、導管１２２がスーパーチャージ空気取り入れシステムのブースト圧側に接続され、且つ一般的にそこを通じた流れからブースト圧を停止させるように操作された場合に有利である。このことは、ブースト圧が第２開口部２４４を通過して、無継ぎ目弾性バンド２３５の第２内周２７３に向かってプラグ２５３によって導かれ、径方向外向きに無継ぎ目弾性バンドに作用して、バンドを第１ゲート部材２３０´および第２ゲート部材２３２´のトラック２３７に対してシール係合させるためである。第２開口部２４４の存在は、第１ゲート部材２３０´の外面の表面積を最小化しており、それにより、ブースト圧は導管１２２内の流れの方向に平行に作用する力を与え、無継ぎ目弾性バンド２３５を軸方向に圧縮することが可能である。ブースト圧が無継ぎ目弾性バンド２３５を軸方向に圧縮した場合、ゲート部材２３０´、２３２´の一方は、他方により接近するように移動し、距離Ｄ´を減少させ、ポケット１２６の１つの壁とゲート部材の壁との間にギャップを生じさせ、そこを通じて流体が漏れ得る。このことは所望しない結果である。したがって、ゲート部材２２８´に関して、略連続的な平滑な外面である第２ゲート部材２３２´に衝撃を与えるであろう方向における導管内の流れは、ブースト圧に関して所望しないものとなり得る。図６に示された例においては、反対向きの流れは、最も高い圧力が、ゲートバルブの流出側への、吸引器を横切った吸気マニュフォールド内のブースト圧に起因した、逆転した圧力差となりそうであるので、有利である。

【0035】

ここで、図１２〜図１４および図２０を参照すると、このまたは他の実施形態の変化形において、図１２〜図１４のゲート部材２３０´、２３２´および図２０のゲート部材４３０、４３２の一方は、ラッチ２８１、４８１を（個々に）含み、ゲート部材２３０´、２３２´の他方は、対応して配置された留め部２８３、４８３を（個々に）含み得る。図示されたように、一方が複数のラッチ２８１、４８１を含み、他方が複数の留め部を含み得るか、または各々が１つのラッチ２８１、４８１および１つの留め部２８３、４８３を含み、ラッチ２８１、４８１および留め部２８３、４８３はゲート部材２３０´、２３２´もしくは４３０、４３２の対向した端部に配置され、それに対応して相手側要素にも配置されてもよい。ラッチ２８１、４８１および留め部は、バネ装填式ゲートアセンブリ２２８´（もしくは１２８、２２８、４２８等）の組み立てにおいて、ポケット１２６内への挿入よりも前の組み立てられた構成において、積極的にアセンブリを保持することによって補助している。

【0036】

ここで図１５〜図１７を参照すると、（第１または第２ゲート部材のいずれかに向けられた流れとともに動作可能な）自在バネ装填式ゲートアセンブリが図示されており、参照符号３２８によって示されている。自在バネ装填式ゲート３２８は、図１０および図１１の実施形態と同じ第１ゲート部材２３０´、第１ゲート部材２３０´と同じ全体構成を備えた第２ゲート部材３３２、閉位置に関して必要な閉塞に寄与した内部ゲート部材３３４、第１ゲート部材２３０´と内部ゲート部材３３４との間に形成されたトラック内に配置された第１無継ぎ目弾性バンド３４６、および第２ゲート部材３３２と内部ゲート部材３３４との間に形成されたトラック内に配置された第２無継ぎ目弾性バンド３４８を備えている。図１６を見ると、第２ゲート部材３３２は、スライダ３６６、開位置部２４０´における第１開口部３３３、その閉位置部２４２´における第２開口部３４４を含み得る。内部ゲート部材３３４は、その開位置部２４０´において開口部３３６を含み、閉位置部２４２´を形成した略連続的な平滑な外面をその反対側に備え、その外面は、自在バネ装填式ゲート３２８が閉位置にある場合、導管を通じた流体の流れを塞ぐことが可能である。

【0037】

図１５〜図１７に実施形態においては、８の字形状の無継ぎ目弾性バンドが、第１ゲート部材２３０´および第２ゲート部材３３２の各々の２つの開口部のために好適である。８の字形状の無継ぎ目弾性バンド３４６、３４８は、前述のとおりである。ここで、第１無継ぎ目弾性バンド３４６は、内部ゲート部材３３４の第１トラック３５２内および第１ゲート部材２３０´のトラック２３７内の両方に載置され、それらのトラックは好適に８の字形状とされ、第１無継ぎ目弾性バンド３４６を受容する寸法とされている。同様に、第２無継ぎ目弾性バンド３４８は、内部ゲート部材３３４の第２トラック３５４内および第２ゲート部材３３２のトラック３３７内の両方に載置され、それらのトラックは好適に８の字形状とされ、第２無継ぎ目弾性バンド３４８を受容する寸法とされている。

【0038】

動作において、自在バネ装填式ゲート３２８は、開位置および閉位置において、図１０および図１１のバネ装填式ゲート２２８´の第１ゲート部材側に関して記載されたように作動する。自在バネ装填式ゲート３２８は、任意の特別な流れ方向を必要とすることなく、自然吸気エンジン、スーパーチャージエンジン、またはターボチャージエンジンに使用され得る。その普遍的性質および第１および第２ゲート部材の各々の閉位置部における表面積の減少の利点は、このゲート機能をゲートをシールするものとし、導管を通じた流れの方向にかかわらず、アクチュエータ１０３およびポケット１２６内の漏れを減少または防止していることである。この実施形態は、無継ぎ目弾性バンドの外面の周りに複数のチャネル２５４を提供して、存在している場合、アクチュエータと排出ポート１７０との間の流体連通を提供する利点も備えている。

【0039】

また、図１２〜図１４に示されたような、この変化形もしくは他の実施形態および図２０に示された実施形態において、図１２〜図１４のゲート部材２３０´、２３２´および図２０のゲート部材４３０、４３２は、各々がその後端２６０からアクチュエータ１０３のステム１１４に向かって突出した接続部材２７０を含んでいる。後端２６０は、ポケット１２６内へのゲートアセンブリの挿入の際に、前端２６２に相対している。接続部材２７０は、ステム１１４の一部を受容するための全体的に環状の開口部２７２を備えた複数部品のソケット２６８と、プレート状ヘッド１６７を受容するための、環状にも形成され得る大きいチャンバ２７４と、を集合的に形成している。複数部品のソケット２６８は、図２２に示されたような機械的連結器のステム１１４のヘッド１６７の周囲にスナップ係合する。複数部品ソケット２６８は、バネ装填式ゲートアセンブリ２２８´（または１２８、２２８等）の組み立てにおいて、ポケット１２６内への挿入よりも前に、ステム１１４に動的にアセンブリを保持することによって補助している。大きいチャンバ２７４は、一般的にステム１１４のプレート状ヘッド１６７よりも大きく、これによりバネ装填式ゲートアセンブリがステム１１４の周りに回転するためのクリアランスを提供している。前述の通り、このことは、バネ装填式ゲートアセンブリ２２８´、４２８が、組み立ての際にステム１１４に対して３６０°以上回転自在であるために、有利である。

【0040】

図１２および図１４を参照すると、１つ以上のゲート部材２３０´、２３２´は、配向部材２８６を含んでいてもよく、その部材は、ここに開示されたバネ装填式ゲートアセンブリのすべての実施形態に適用可能である。一実施形態においては、配向部材２８６は、１つ以上のゲート部材２３０´、２３２´の側部から外向きに突出したタブとし得る。したがって、ポケット１２６は、配向部材２８６を受容するための形状とされ且つそのためのサイズとされた配向部材受容部材（図示略）を備えている。配向部材２８６および配向部材受容部材は、任意のタイプのキーおよびキー溝構成であってよく、ポケットまたはゲートアセンブリのいずれかは、それらのいずれかの部品を備え得る。

【0041】

それに加えて、ポケット１２６への挿入を容易にするための任意のバネ装填式ゲートアセンブリは、図１３、図１４、および図２０に示されたようなテーパ付き脚２８８を含んでいてもよく、この脚は、いずれかまたは両方のゲート部材２３０´、２３２´、４３０、４３２の後端２６２から離れるように延びており、脚２８８のテーパは、ゲート部材の外面にあり、テーパは、全体的に同じゲート部材の内面と同一の面に向かった方向に内向きとなっている。

【0042】

ここで図２０を参照すると、バネ装填式ゲートアセンブリの第５実施形態が、全体的に参照符号４２８で示されており、同様に、第１ゲート部材４３０、第２ゲート部材４３２、ならびに第１ゲート部材４３０と第２ゲート部材４３２との間に受容され、ここでは図１８および図１９に関連して記載されたような無継ぎ目弾性バンド４３４を含んでいる。無継ぎ目弾性バンド４３４は、第１ゲート部材４３０と第２ゲート部材４３２との間に挟まれるように記載され得る。この実施形態においては、第１ゲート部材４３０および第２ゲート部材４３２の全体構成は、図１０および図１１に関連して記載された構成に対応している。第２ゲート部材４３２は、その内面４５２に一部としてのまたは凹部としてのトラック４３７を含み、第１ゲート部材４３０も同様であり、各トラック４３７は、一体に組み立てられた場合、無継ぎ目弾性バンド４３４の一部を受容し、第１ゲート部材４３０および第２ゲート部材４３２は、構造的に互いに異なっているが、両方が集合的に通路４２９を形成した第１開口部４３３を、その内部に備えている。この実施形態においては、閉位置は、第２ゲート部材４３２の内面４５２から突出したプラグ４５３と整列された、第１ゲート部材の第２開口部４４４によって形成されている。このプラグ４５３は、無継ぎ目弾性バンド４３４によって形成された第２開放空間の寸法内に嵌まり、少なくとも無継ぎ目弾性バンド４３４の対応した内周よりも小さい開口部を形成した、第１ゲート部材４３０内の第２開口部４４４のサイズと同じ寸法とされている。プラグ４５３は、第２ゲート部材４３２の内面４５２の概略平滑な部分であってもよい。

【0043】

ここに開示されたバネ装填式ゲートの各実施形態においては、図９および図１１に見られたように、無継ぎ目弾性バンドは、全体的に長方形断面を有する全体的に平滑なバンドとして記載された。しかしながら、無継ぎ目弾性バンドは、そのような構成に限定されない。別の実施形態においては、無継ぎ目弾性バンドは、図１８および図１９に見られたように、全体的に不規則な内面および外面を備え得る。この実施形態においては、無継ぎ目弾性バンドは、全体的にジャバラの無継ぎ目弾性バンド４３４として参照され、波状の外周４７４およびそれに対して反対となった波状の内周４７６を備えている。無継ぎ目弾性バンド４３４が全体的に８の字形状の構成である場合、８の字の中心を形成した横断部材４３５も波状である。横断部材４３５のジャバラおよびバンドの主部は、図１８および図１９に示されたように、導管を通じて流れる流体の方向に対して横方向に向けられており、これにより、無継ぎ目弾性バンド自身を通る。ジャバラの無継ぎ目弾性バンド４３４は、第１ゲート部材と第２ゲート部材との間で、バンドのより均一な圧縮に寄与するので、有利である。

【0044】

前述の通り、ここに開示された実施形態の多くの態様の利点の１つは、より小さいソレノイドアクチュエータが使用されて、開位置と閉位置との間でゲートを直線的に移動させることが可能なことである。特に、ここに開示されたバネ装填式ゲートの実施形態は、第１位置から第２位置（開から閉または閉から開）への直線的な移動のために、３ポンド未満の力を必要とし、ソレノイドアクチュエータから皆無かそれに近い保持力、すなわち戻りバネ力を超える十分な力を必要とする。一実施形態においては、ソレノイドアクチュエータは、それを内部に収容しているが、バネ装填式ゲートアセンブリまたは導管を収容していないハウジングを含み、約３５０グラム以下の重量しかないサイズとされている。別の実施形態においては、ソレノイドアクチュエータは、約２９０グラムの重量のサイズである。

【0045】

これらのより小さいソレノイドアクチュエータを許容したバルブデバイスの別の態様が、図２１に示されている。ここの任意の実施形態の第１および第２ゲート部材の各々の（図２０において示された）開口部４３３は、バネ装填式ゲートを通じた通路２２９、４２９を形成し、その開口部は全体的に長手軸Ｃを備えた長方形であり、軸Ｃは導管の長手軸Ａに対して全体的に直交するように配向されている。導管１２２は、ポケット１２６に近似した、全体的に円形または楕円形の内部寸法を有し、第１および第２ゲート部材の各々の開口部４３３の面積は、導管の全体的に円形または楕円形の内部寸法の面積とほぼ同じである。開口部４３３の長方形の形状は、完全開放または完全閉鎖に到達するのと同じだけ移動する必要のないゲートを提供し、移動距離が減少しているので、より小さい動力を必要とする。したがって、より小さいソレノイドが使用されてもよい。導管の内部寸法とほぼ同じ面積の開口部は、導管の内部寸法の面積と同じ面積またはその面積の±５％の面積を有する開口部である。ほぼ同じ面積を有することは、バネ装填式ゲートを通じた通路を形成した開口部が、ほぼ同じ導管の流れ面積を有することを意味している。

【0046】

図２２を参照すると、バルブデバイス５００が示されており、それは図１〜図３のデバイスに類似しており、類似の参照符号は、同様のまたは類似の部品を示している。バルブデバイス５００は、ソレノイドコイル１０４を備えたアクチュエータ１０３と、バルブ機構１２０に接続可能であり且つ電気コネクタ１０９に電気的に連結された電機子１０６と、を収容したハウジング５０２を含んでいる。図においてはコイルバネ１１２である付勢要素は、開位置または閉位置のいずれかにおいて、電機子１０６を付勢している。バルブ機構１２０は、電機子１０６に面した接続開口部１２４、およびポケット１２６内に直線的に移動可能なバネ装填式ゲートアセンブリ１２８を受容するためのポケット１２６への開口部を形成した導管１２２を含んでいる。ポケット１２６は、導管１２２を第１セクション１２２ａおよび第２セクション１２２ｂに分離し、ポケット１２６に隣接した導管の端部は、バルブ開口部１２３を形成している。導管１２２は、両方の端部からバルブ開口部１２３に向かって長手軸“Ａ”に沿って連続的に、漸次的にテーパのまたは狭小化されたチューブであってよく、これにより前述の通り、バルブ開口部１２３において最小内径を有する。

【0047】

ハウジング５０２は、ハウジングをバルブ機構１２０に、特に導管１２２に接続するためのフランジ５０４を含んでいる。これらの２つの部品の間は気密シールであることが望ましく、ここでは、ハウジング５０２のフランジ５０４を導管の保持フランジ５０６にスピン溶接することによって達成されている。導管は、ポケット１２６の接続開口部１２４の周りに配置された全体的に環状のフランジである嵌合フランジ５０４を含んでいる。ハウジング５０２のフランジ５０４は、全体的にＶ字状またはＷ字状の断面プロファイルを有し、導管１２２の嵌合フランジ５０６は、それに対して反対のプロファイルを有し得る。例えば、図２２に示されたように、ハウジング ５０２のフランジ５０４は、全体的にＷ字状の断面プロファイルであり、導管１２２の嵌合フランジ５０６は、全体的にＶ字状の断面プロファイルである。このように、Ｖ字状プロファイルのアームは、Ｗ字状プロファイルによって形成されたギャップ内に載置される。

【0048】

フランジ５０４と嵌合フランジ５０６とが互いに嵌合された場合、ハウジングまたは導管のいずれかは静止状態に保持され、他方の部品は、圧力の負荷とともにそれに対して３６０°以上回転され、一体に部品を溶接してもよい。ここで、少なくともフランジ５０４および嵌合フランジ５０６はプラスチック材料、一般的に熱可塑性プラスチックを含み、他方に関連して一方の部品を回転させることによって生じた圧力および摩擦によって、その材料は溶融して一体に溶接される。

【0049】

実施形態においては、バルブデバイスの組み立ては、スピン溶接ステップを含んでいる。方法は、ハウジングから突出したステムを備え且つフランジを備えたハウジング５０２のような、ハウジング内に収容されたアクチュエータ、組み立てられていないバネ装填式ゲート、および嵌合フランジを備えた、導管１２２のような導管を提供するステップを含んでいる。次に、方法は、第１ゲート部材と第２ゲート部材とを、それらの間に無継ぎ目弾性バンドが挟まれ、且つバネ装填式ゲートの各ゲート部材の接続部材が、ステムの周囲に配置されて組み立てられたバネ装填式ゲートを形成するように互いに締結するステップを含んでいる。次に、組み立てられたバネ装填式ゲートは、導管のポケットと嵌合され、ハウジングのフランジおよび導管の嵌合フランジは、一体にスピン溶接される。フランジおよび嵌合フランジは、図２２に関連して前述されたようなものであってよい。

【0050】

スピン溶接は、ハウジングまたは導管のいずれかを静止状態に保持するような形状および構成とされた固定ジグ、および固定ジグに対して回転可能な反対側のジグまたはチャックを提供するステップを含んでいる。チャックは、ハウジングまたは導管のいずれかを保持するような形状および構成とされている。一実施形態においては、固定ジグは、ハウジングを静止状態に保持するような形状および構成であり、チャックは、ハウジングに対して導管およびバネ装填式ゲートを一体に回転させるような形状および構成である。このスピン溶接は、導管および組み立てられたバネ装填式ゲートを、ハウジングに対して少なくとも３６０°回転させるステップを含み得る。

【0051】

実施形態は、それらの機器に限定されるものではなく、または図および記載に示された小サイン構成、部品の配列、およびステップの使用に限定されないことが理解されるべきである。図示された実施形態、構成、および変形の特徴は、他の実施形態、構成、変形、および改良において実行または統合されてよく、多様な方法において実施または実行され得る。

【0052】

さらに、別段の指示がない限り、ここに採用された用語および表現は、読者の利便性のために、示された本発明の実施形態を記載する目的のために選択されており、本発明を限定する目的のためではない。

【0053】

その好適な実施形態を参照することによって、本発明は詳細に記載されており、その改良および変形は、添付の請求項に定義された本発明の範囲から逸脱することなく可能であることが明らかである。

【符号の説明】

【0054】

１００ ・・・ゲートバルブ
１０２、５０２ ・・・ハウジング
１０３ ・・・アクチュエータ
１０４ ・・・ソレノイドコイル
１０６ ・・・電機子
１０７ ・・・隣接本体部
１０８ ・・・内側凹部
１１０ ・・・付勢要素
１１２ ・・・コイルバネ
１１４ ・・・ステム
１２０ ・・・バルブ機構
１２２ ・・・導管
１２３ ・・・バルブ開口部
１２４ ・・・接続開口部
１２６ ・・・ポケット
１２８、２２８、２２８´、４２８ ・・・バネ装填式ゲートアセンブリ
１３４、２３４、２３５、４３４ ・・・無継ぎ目弾性バンド
１６０ ・・・レールシステム
１６２ ・・・ガイドレール
１６４ ・・・軌道溝
１６６ ・・・スライダ
１６７ ・・・ヘッド
１７０ ・・・排出ポート
１８０ ・・・空気取り入れ口
１８２ ・・・ターボチャージャおよび空気インタークーラ
１８４ ・・・吸気マニュフォールド
１９０ ・・・吸引器
１９２ ・・・チェックバルブ
１９４ ・・・パワーブレーキブースタ
２２９、２２９´、４２９ ・・・通路
２３０、２３０´、４３０ ・・・第１ゲート部材
２３２、２３２´、３３２、４３２ ・・・第２ゲート部材
２３３ ・・・開口部
２３３´、３３３、４３３ ・・・第１開口部
２３６、２３７、４３７ ・・・トラック
２４０、２４０´ ・・・開位置部
２４２、２４２´ ・・・閉位置部
２４４、３４４、４４４ ・・・第２開口部
２５３、４５３ ・・・プラグ
２５４ ・・・チャネル
２６６、２６６´、３６６ ・・・スライダ
２６８、４６８ ・・・ソケット
２７０ ・・・接続部材
２７２ ・・・第１内周
２７３ ・・・第２内周
２７４ ・・・外周
２７６ ・・・第１側
２７８ ・・・第２側
２８１、４８１ ・・・ラッチ
２８３、４８３ ・・・留め部
２８６ ・・・配向部材
２８８ ・・・脚
３２８ ・・・自在バネ装填式ゲートアセンブリ
３３４ ・・・内部ゲート部材
３３６ ・・・開口部
３４６ ・・・第１無継ぎ目弾性バンド
３４８ ・・・第２無継ぎ目弾性バンド
５００ ・・・バルブデバイス
５０４ ・・・フランジ
５０６ ・・・嵌合フランジ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】