JP2016211562A5 - バルブアセンブリ及び当該バルブアセンブリを含む装置 - Google Patents

Description

「レイノルズ」の限定的流量損失を低減するために、本発明のスロットルボディマニホルドアセンブリは、少なくとも、以下の２つの特徴を有する。
１）複数の内側プレナムポートの結合されたシャドー断面積が、入力ポートシャドー断面積、並びに、出力ポートシャドー断面積以上である。
２）内側プレナムサイドゲートポートを取り囲んでいるケーシングの外側プレナム空洞は、出力ポートでのカーテン面積（出力ポートの外周×外側プレナム空洞の周壁と出力ポートとの間の半径方向の間隙）が出力ポート断面積よりも大きくなるように充分なサイズを有する。
これら２つのパラメータを維持すると、本発明のスロットル制御アセンブリを通じた圧力降下が最小化される、または、除去される。本発明のＤＬＡ大型ポートスロットル制御アセンブリは、既存のステップモータエンジン制御ユニットオペレーションパラメータによる電子制御に適している。従って、内側プレナム空洞の円周の周りに内部ポートを配置することによって、キャップナット上のバランスの取れた半径方向空気負荷を実現することができる（すなわち、実質的な半径方向側方負荷力は、実質的に零に等しい）。

バルブ構成部材は、第１の側と第２の側とを有しているキャップナットと、このキャップナットの一部として形成されている少なくとも１つの開口部と、キャップナットの一部として形成されている、外側円筒部分とを含んでいる。外側円筒部分は、周壁と滑り接触する。キャップナットの第１の側と第２の側での圧力バランスを取るために、空気が、キャップナットの一部として形成されている開口部を通って流れてもよい。キャップナットが開放位置と閉鎖位置との間で軸方向に動かされると、外側円筒部分が選択的に複数の内部ポートを遮断するように、キャップナットは動かされる。

この実施形態では、内部ポート２４は実質的に正方形の形状であり、一辺が９．０ミリメートルである。しかし、本発明の範囲内では、所望のフローコントロールのために、他の形状および直径が使用されてよい。各内部ポート２４の面積は変化してよいが、内部ポート２４の形状とは無関係に、これらの内部ポート２４を併せた面積は入力ポート１４の面積よりも大きく、また、これらの内部ポート２４を併せた面積は出力ポート１６の面積よりも大きい。従って、バルブ１０を通る空気の「レイノルズ」の限定的流量損失が低減されるまたは最小化される。また、内部ポート２４を包囲しているケーシング１２の外側プレナム空洞２０は、出力ポート１６でのカーテン面積（出力ポートの外周×外側プレナム空洞２０の周壁２２と出力ポート１６との間の半径方向の間隙）が、出力ポート１６の断面積よりも大きくなるように充分なサイズを有している。

Claims (19)

1. 装置であって、
   当該装置はバルブアセンブリを含んでおり、
   当該バルブアセンブリは、
   アクチュエータと、バルブ構成部材と、ケーシングとを含んでおり、
   前記バルブ構成部材は、開放位置と閉鎖位置との間で可動であり、かつ、前記アクチュエータに接続されており、
   前記ケーシングは入力ポートと出力ポートとを有しており、
   前記入力ポートと前記出力ポートとの間の空気の流れをコントロールするために、前記アクチュエータは、前記開放位置と前記閉鎖位置との間での前記バルブ構成部材の動きをコントロールし、
   前記装置は、さらに、
   前記ケーシングの一部として形成されており、かつ、前記入力ポートと流体連結される内側プレナム空洞と、
   前記ケーシングの一部として形成されており、かつ、前記出力ポートと流体連結される外側プレナム空洞と、
   前記ケーシングの一部として形成されており、かつ、前記内側プレナム空洞と前記外側プレナム空洞とを分ける周壁と、
   前記周壁の一部として形成されており、かつ、前記内側プレナム空洞と前記外側プレナム空洞との間に流体連結を提供する少なくとも１つの内部ポートと、
   を含んでおり、
   前記少なくとも１つの内部ポートの少なくとも一部を選択的にブロックするために、前記バルブ構成部材は前記周壁に沿って動いて、前記入力ポートから、前記内側プレナム空洞へと流れ、前記外側プレナム空洞へと流れ、かつ、前記出力ポートを通って流れる空気の流れをコントロールし、
   前記外側プレナム空洞は、前記内部ポートを包囲しており、かつ、前記外側プレナム空洞は、前記出力ポートにおけるカーテン面積、すなわち、前記出力ポートの外周と、前記外側プレナム空洞の周壁と前記出力ポートとの間の半径方向の間隙との積が、前記出力ポートの断面積よりも大きくなるようなサイズを有している、
   ことを特徴とする装置。
2. 前記少なくとも１つの内部ポートはさらに、前記周壁の一部として形成されている複数の内部ポートを含んでいる、請求項１記載の装置。
3. 前記バルブ構成部材はさらに、サイドゲートキャップナットを含んでいる、請求項１記載の装置。
4. 前記サイドゲートキャップナットはさらに、当該キャップナットの一部として形成されている少なくとも１つの開口部を含んでおり、
   空気は、前記キャップナットの一部として形成されている少なくとも１つの前記開口部を通って流れ、前記キャップナットの、前記アクチュエータ側に存在する第１の側と前記入力ポート側に存在する第２の側とでの圧力バランスを保つ、請求項３記載の装置。
5. 前記キャップナットはさらに、当該キャップナットの一部として形成され、かつ、前記周壁と滑り接触する外側円筒部分を含んでおり、
   前記キャップナットが前記開放位置と前記閉鎖位置との間で動かされると、前記外側円筒部分が選択的に前記少なくとも１つの内部ポートを遮断するように、前記キャップナットは動かされる、請求項３記載の装置。
6. 前記アクチュエータは前記バルブ構成部材を閉鎖位置へと動かすことにより、
   前記少なくとも１つの内部ポートは前記バルブ構成部材によって遮断され、
   空気が前記内側プレナム空洞から、前記外側プレナム空洞を通って、前記出力ポートへ流れることが阻止される、請求項１記載の装置。
7. 前記少なくとも１つの内部ポートを併せた面積は、前記出力ポートの面積よりも大きい、請求項１記載の装置。
8. 前記少なくとも１つの内部ポートを併せた面積は、前記入力ポートの面積よりも大きい、請求項１記載の装置。
9. バルブアセンブリであって、当該バルブアセンブリは、
   ケーシングと、
   前記ケーシングの一部として形成されている入力ポートと、
   前記入力ポートと選択的に流体連結されるように、前記ケーシングの一部として形成されている出力ポートと、
   前記ケーシングに接続されているアクチュエータと、
   前記アクチュエータに接続されており、かつ、前記アクチュエータによってコントロールされ、かつ、前記ケーシング内に、前記入力ポートと前記出力ポートとの間に配置されているバルブ構成部材と、
   前記バルブ構成部材と接触しており、前記ケーシングの一部として形成されている周壁と、
   前記周壁の一部として形成されている複数の内部ポートとを含んでおり、
   空気が前記入力ポートから、前記複数の内部ポートを通って、かつ、前記出力ポートを通って流れるように、前記アクチュエータは前記バルブ構成部材を開放位置へ動かし、
   前記バルブ構成部材が前記複数の内部ポートを遮断し、前記入力ポートから前記出力ポートへと空気が流れることを阻止するように、前記アクチュエータは前記バルブ構成部材を閉鎖位置へ動かし、
   前記バルブアセンブリは、さらに、
   前記ケーシングの一部として形成されており、かつ、前記バルブ構成部材が内部に配置されている内側プレナム空洞と、
   前記ケーシングの一部として形成されている外側プレナム空洞と、
   を含んでおり、
   前記周壁は、前記内側プレナム空洞と前記外側プレナム空洞とを分けており、
   前記バルブ構成部材が開放位置にある場合、前記複数の内部ポートが開放されることにより、前記内側プレナム空洞と前記外側プレナム空洞とが流体連結するように構成されており、
   前記外側プレナム空洞は、前記内部ポートを包囲しており、かつ、前記外側プレナム空洞は、前記出力ポートにおけるカーテン面積、すなわち、前記出力ポートの外周と、前記外側プレナム空洞の周壁と前記出力ポートとの間の半径方向の間隙との積が、前記出力ポートの断面積よりも大きくなるようなサイズを有している、
   ことを特徴とする、バルブアセンブリ。
10. 前記複数の内部ポートを併せた面積は、前記出力ポートの面積よりも大きい、請求項９記載のバルブアセンブリ。
11. 前記複数の内部ポートを併せた面積は、前記入力ポートの面積よりも大きい、請求項９記載のバルブアセンブリ。
12. 前記バルブ構成部材はさらに、キャップナットを含んでいる、請求項９記載のバルブアセンブリ。
13. 前記キャップナットはさらに、当該キャップナットの一部として形成されている少なくとも１つの開口部を含んでおり、
    空気は、前記キャップナットの一部として形成されている前記少なくとも１つの開口部を通って流れ、前記キャップナットの、前記アクチュエータ側に存在する第１の側と前記入力ポート側に存在する第２の側とでの圧力バランスを保つ、請求項１２記載のバルブアセンブリ。
14. 前記キャップナットはさらに、当該キャップナットの一部として形成されており、かつ、前記周壁と滑り接触する外側円筒部分を含んでおり、
    前記キャップナットが前記開放位置と前記閉鎖位置との間で動かされると、前記外側円筒部分が選択的に前記複数の内部ポートを遮断するように、前記キャップナットは動かされる、請求項１２記載のバルブアセンブリ。
15. スロットル制御バルブアセンブリであって、当該スロットル制御バルブアセンブリは、
    ケーシングと、
    前記ケーシングの一部として一体化して形成されている入力ポートと、
    前記ケーシングの一部として一体化して形成されている出力ポートと、
    前記ケーシングの一部として形成され、かつ、前記入力ポートと流体連結される内側プレナム空洞と、
    前記内側プレナム空洞内に配置されているバルブ構成部材と、
    前記ケーシングに接続されており、かつ、前記バルブ構成部材をコントロールするアクチュエータと、
    前記ケーシングの一部として形成され、かつ、前記出力ポートと流体連結され、かつ前記内側プレナム空洞と選択的に流体連結される外側プレナム空洞と、
    前記内側プレナム空洞と前記外側プレナム空洞とを分けるように、前記ケーシングの一部として形成されており、かつ前記バルブ構成部材と接触している周壁と、
    前記周壁の一部として一体化して形成されており、かつ、前記出力ポートと前記内側プレナム空洞との間、および、前記内側プレナム空洞と前記外側プレナム空洞との間に選択的な流体連結を提供する複数の内部ポートとを含んでおり、
    前記アクチュエータは、前記バルブ構成部材を動かして、前記複数の内部ポートを選択的に遮断して、前記入力ポートから前記出力ポートへの空気の流れをコントロールし、
    前記外側プレナム空洞は、前記内部ポートを包囲しており、かつ、前記外側プレナム空洞は、前記出力ポートにおけるカーテン面積、すなわち、前記出力ポートの外周と、前記外側プレナム空洞の周壁と前記出力ポートとの間の半径方向の間隙との積が、前記出力ポートの断面積よりも大きくなるようなサイズを有している、
    ことを特徴とする、スロットル制御バルブアセンブリ。
16. 前記複数の内部ポートが前記バルブ構成部材によって遮断され、空気が前記内側プレナム空洞から、前記外側プレナム空洞を通って、前記出力ポートへ流れることが阻止されるように、前記アクチュエータは前記バルブ構成部材を閉鎖位置へ動かす、請求項１５記載のスロットル制御バルブアセンブリ。
17. 前記複数の内部ポートを併せた面積は、前記出力ポートの面積よりも大きい、請求項１５記載のスロットル制御バルブアセンブリ。
18. 前記複数の内部ポートを併せた面積は、前記入力ポートの面積よりも大きい、請求項１５記載のスロットル制御バルブアセンブリ。
19. 前記バルブ構成部材は、さらに、
    前記アクチュエータ側に存在する第１の側と前記入力ポート側に存在する第２の側とを有しているキャップナットと、
    前記キャップナットの一部として形成されている少なくとも１つの開口部と、
    前記キャップナットの一部として形成されており、かつ、前記周壁と滑り接触する外側円筒部分とを含んでおり、
    空気は、前記キャップナットの一部として形成されている前記少なくとも１つの開口部を通って流れて、前記キャップナットの前記第１の側と前記第２の側とでの圧力バランスを保ち、前記キャップナットが開放位置と閉鎖位置との間で動かされると、前記外側円筒部分が選択的に前記複数の内部ポートを遮断するように、前記キャップナットは動かされる、請求項１５記載のスロットル制御バルブアセンブリ。