JP2019518169A - 真空を発生させるための装置におけるバイパスバルブ - Google Patents

Abstract

ベンチュリー間隙を有する管路を画定するハウジングを有するベンチュリーデバイスが開示される。ベンチュリー間隙の下流にあってそれをバイパスさせるのがバイパスチェックバルブであり、これは、第１のシートと、第２のシートと、入口ポートと、少なくとも二つの出口ポートと、第１のシートに当接した閉位置と第２のシートに当接した開位置との間で並進移動可能な内部キャビティ内に着座させられたシール部材とを有する内部キャビティを画定する。バイパスチェックバルブの二つの出口ポートは、管路の上端から距離をおいて配置された対向する位置で管路に入り、管路の上端はハウジングの正中矢状面に配置される。さらに、ベンチュリー間隙の下流および二つの出口ポートのそれぞれの上流のテーパーセクションから、二つの出口ポートの下流の排出セクションへの移行部は、管路の徐々に連続的に先細になる内面を形成する。

Description

本出願は、その全体が参照により本明細書中に組み込まれる、２０１６年６月１４日に出願された米国仮出願第６２／３４９，７８７号の利益を主張する。

本出願は、ベンチュリー効果を用いて真空を発生させる装置に関し、より詳しくは、ある条件下で装置の排出領域へのより大きな体積流量を可能にする改良されたバイパスポートに関する。

エンジン、例えば車両エンジンは、真空を発生させるためのアスピレーターまたはエジェクターを含むことが知られている。典型的には、アスピレーターは、エンジン空気の一部をベンチュリーを通って移動させることによって、エンジンマニホールド真空よりも低い真空を発生させるために使用される。ベンチュリーを通る高速の空気流は、例えば燃料蒸気パージシステムまたはブレーキブーストデバイスを含む真空アシストを必要とする関連デバイスから流体を引き出すことができる圧力降下を発生させることが知られている。アスピレーターは、このアスピレーターを通る流れの方向を調節するために、ベンチュリーと、真空アシストを必要とするデバイスとの間にチェックバルブを含むことがある。

アスピレーターにバイパスバルブを設けて、ある条件の間に、アスピレーターを通過する流量を増加させることが知られている。例えば、非常に短い時間内に、アスピレーターに取り付けられたデバイスから流体をパージまたは吸い出すことが望ましい場合がある。アスピレーター内のベンチュリー管は著しい圧力降下を、したがって真空を発生させることがあるが、ベンチュリーの小さな寸法は、デバイスが所望されるほど素早くパージされ得ないように、流れの体積を制限することがある。したがって、アスピレーターには第２の流路またはバイパスが設けられ、特定の条件下で高圧から低圧へのより大きな流動体積を可能にする。例えば、真空アシストを必要とするデバイスの圧力がアスピレーターの出口圧力、すなわち典型的にはマニホールド圧力よりも高い場合、ベンチュリーの働きに関係なく、圧力勾配によりバイパスを通る流れがもたらされるようにバイパスバルブが開く。バイパスを通るこの流れは、真空アシストを必要とする取り付けられたデバイスのより迅速なパージをもたらすベンチュリーを通る流れに追加されるものである。

同時係属米国特許出願公開第２０１５／００９６６３７号のような公知のアスピレーターでは、バイパスバルブを通るポート開口は、それを通って流体がベンチュリー出口からアスピレーター排出出口まで流れる流路の上端に配置される。このポート開口の位置は制限を受け、それを通って流体が流れることが可能なバイパスポートのサイズを制限する。いくつかの用途では、上端バイパスポートを通る流動面積が十分でない場合がある。上端開口のサイズを単に増大させることは許容できる解決策ではない。したがって、より大きな流量を有する改良されたバイパスバルブを備えた新規なアスピレーター設計が必要とされている。

本発明によれば、一つ以上のバイパスポートが、上端にではなく、排出経路の側面に設けられる。排出経路の断面形状のために、排出経路の側面に一つ以上のバイパスポートを配置することは、改良された動作のための、より大きな流動面積を提供する。加えて、バイパスポートを排出経路の上端から側面に再配置することにより、排出経路プロファイルの改良が可能となり、内壁からの流れ剥離を発生させる断面積の急激な変化、そして乱流およびノイズを生じる望ましくない作用が低減または排除される。

一態様では、管路を画定すると共に管路内にベンチュリー間隙を有するハウジングを有するベンチュリーデバイスが開示される。ベンチュリー間隙の下流にあってそれをバイパスさせるのは、第１のシートと、第２のシートと、入口ポートと、少なくとも二つの出口ポートとを有する内部キャビティを画定するバイパスチェックバルブである。バイパスチェックバルブの全てのポートは、その内部キャビティと流体連通状態であり、略平坦なディスクのようなシール部材が内部キャビティ内に着座させられる。シール部材は、付勢部材の助けなしに、ベンチュリーデバイス内の圧力差に応答して、第１のシートに当接した閉位置と第２のシートに当接した開位置との間で並進移動可能である。バイパスチェックバルブの二つの出口ポートは、管路の上端から距離をおいて配置された対向位置で管路に入るが、これはハウジングの正中矢状面に位置する。さらに、ベンチュリー間隙の下流でかつ二つの出口ポートのそれぞれの上流のテーパーセクションから、二つの出口ポートの下流の排出セクションへの移行部は、管路の徐々に連続して先細になる内面を形成する。

一つの実施形態では、二つの出口ポートは正中矢状面に対して略垂直に配置され、管路はバイパスチェックバルブの内部キャビティ内に露出長さを有し、二つの出口ポートはこの露出長さの概ね中間点に配置される。

別の実施形態では、管路は、バイパスチェックバルブの内部キャビティ内に露出長さを有し、かつ、二つの出口ポートは、概ねこの露出長さの中間点に近接して存在し、この中間点の下流で管路に入る。

上記実施形態の全てにおいて、管路の上端から二つの出口ポートのそれぞれの始端までの距離は、正中矢状面に対して鋭角をなし、二つの出口ポートのそれぞれは、管路の内面の周りで管路の上端から離れるように下方へと延び、二つの出口ポートは、管路の底部に一つの連続した出口ポートを形成するように出会って結合し、底部はハウジングの正中矢状面において上端に対向する。

上記実施形態の全てにおいて、二つの出口ポートのそれぞれは、出口ポートから管路の排出出口へと延びる管路の内面に陥凹流路を含む。陥凹流路のそれぞれは、出口ポートから排出出口に向かって開拡することができ、それらは正中矢状面に対して略平行である。

上記実施形態の全てにおいて、二つの出口ポートのそれぞれは、管路の排出出口の横断面積よりも小さな横断面積を有する。

上記実施形態の全てにおいて、以下の特徴の一つまたは組み合わせがベンチュリーデバイスに存在する。（ｉ）管路の内面は、楕円形状、略矩形状または多角形状の管路入口から管路の円形排出出口へと移行する。（ii）第２のシートは、二つの出口ポートの周りに円周方向に間隔を置いて配置されたバイパスチェックバルブの内部キャビティ内へと延びる複数のフィンガーによって画定される。（iii）ハウジングは内部キャビティ内に延びるピンを含み、シール部材は貫通孔を含み、ハウジングのピンは、このピンに沿ったシール部材の並進移動のためにシール部材の孔に挿入される。（iv）ベンチュリー間隙と流体連通する吸い込みポートを通る流体の流れを制御する第２のチェックバルブ。

別の態様では、真空発生のための上記ベンチュリーデバイスのいずれかを含む内燃エンジンが開示される。ベンチュリーデバイスは、真空を必要とするデバイスと流体連通するように接続され、管路の原動入口は、ブースト圧力源または大気圧エンジン源のいずれかと流体連通するように接続される。

真空を発生させるための既知のデバイスの側方から見た透視図である。 図１の真空を発生させるためのデバイスの長手方向側断面図である。 図１の真空を発生させるためのデバイスの下側ハウジング部分の平面図である。 図１の真空を発生させるためのデバイスの排出ポートからの下側ハウジング部分の端面図である。 真空を発生させるためのデバイスの第１実施形態の側方から見た斜視図である。 図５の真空を発生させるためのデバイスの下側ハウジング部分の上方から見た斜視図である。 図５の真空を発生させるためのデバイスの側方から見た斜視断面図である。 図６の真空を発生させるためのデバイスの排出ポートからの下側ハウジング部分の端面図である。 真空を発生させるためのデバイスの第２実施形態の下側ハウジング部分の上方から見た斜視図である。 図９の真空を発生させるためのデバイスの下側ハウジング部分の長手方向断面図である。 図９の真空を発生させるためのデバイスの排出ポートからの下側ハウジング部分の端面図である。

以下の詳細な説明は、本発明の一般的な原理を説明するものであり、その例が添付図面にさらに示されている。図面において、同様の参照数字は同一または機能的に類似の要素を示す。

本明細書で使用されるとき、「流体」とは、液体、懸濁液、コロイド、ガス、プラズマまたはそれらの組み合わせを意味する。

図１は、Daycoの米国特許出願公開第２０１５／００９６６３７号に開示されているタイプの真空を発生させるためのデバイスの外観図である。概して参照数字１００で特定されるデバイスは、エンジン、例えば車両のエンジンにおいて使用されるものである。エンジンは、内燃エンジンであってもよく、車両またはエンジンは、典型的には、真空を必要とするデバイスを含む。本明細書において特定されるエンジンの特定のコンポーネントを表すために含まれるいくつかのボックスを除いて、エンジンおよびその全てコンポーネントおよび／またはサブシステムは図示されておらず、エンジンコンポーネントおよび／またはサブシステムは車両エンジンに一般的に見られるものを含んでいてもよいと理解される。これらのタイプの装置は、原動ポートが大気圧に接続された状態で使用される場合には「アスピレーター」と呼ばれ、原動ポートが例えばターボチャージャーまたはスーパーチャージャーからの増大した圧力に接続される場合には「エジェクター」と呼ばれる。

図１および図２を参照すると、真空を発生させるためのデバイス１００は真空を必要とするデバイス１０２に接続可能である。真空を発生させるためのデバイス１００は、ベンチュリー効果を発生させるように設計された通路１４４を通る空気の流れによって、上記デバイス１０２のために真空を発生させる。真空を発生させるためのデバイス１００は、図示されるように上側ハウジング部分１０４と下側ハウジング部分１０６とから形成されたハウジング１０１を含む。上側および下側部分の表記は、説明のための、紙面上に配向されるような図面に関連したものであり、エンジンシステムで利用される場合には図示の向きには限定されない。好ましくは、上側ハウジング部分１０４は、音波溶接、加熱または両者間に気密シールを形成するためのその他の従来の方法によって、下側ハウジング部分１０６に結合される。

下側ハウジング部分１０６は複数のポートを含む通路１４４を画定し、そのいくつかは、エンジンのコンポーネントまたはサブシステムに接続可能である。ポートは、（１）典型的にはエンジンのスロットルの上流で得られるエンジンインテークエアクリーナー１７０から清浄な空気を供給することができる原動ポート１０８と、（２）チェックバルブ１１１を介して真空を必要とするデバイス１０２に接続可能な吸い込みポート１１０と、（３）エンジンのスロットルの下流でエンジンインテークマニホルード１７２に接続可能な排出ポート１１２と、（４）バイパスポート１１４とを含む。チェックバルブ１１１は、好ましくは、流体が吸い込みポート１１０から作動デバイス１０２へと流れるのを防止するように配置される。一実施形態では、真空を必要とするデバイス１０２は、車両ブレーキブースト装置である。バイパスポート１１４は、真空を必要とするデバイス１０２に接続されてもよく、任意選択で、それらの間の流体流路にチェックバルブ１２０を含んでいてもよい。チェックバルブ１２０は、好ましくは、流体がバイパスポート１１４から作動デバイス１０２へと流れるのを防止するように配置される。

図２および図３に示すように、下側ハウジング部分１０６は下側バルブシート１２４，１２６を含む。空気通路１４４との空気流連通を可能にするために、各下側バルブシート１２４，１２６にはそれぞれ孔１３２，１３３が形成される。各下側バルブシート１２４，１２６は、その上面から上方に延びる複数の半径方向に離間されたフィンガー１３４，１３５を含む。半径方向に離間されたフィンガー１３４，１３５は、バルブが開いて流れを許容するとき、シール部材１３６，１３７を支持する役割を果たす。図２に最もよく示されているように、上側ハウジング部分１０４は、下側ハウジング部分１０６に対してあるいはそれと嵌合するように構成されており、チェックバルブ１１１，１２０を形成する。上側ハウジング部分１０４は、その長さに沿って延びる通路１４６を画定すると共に複数のポートを画定し、そのいくつかはエンジンのコンポーネントまたはサブシステムに接続することができる。ポートは、（１）キャップ１７４で蓋がされてもよくあるいはエンジンのコンポーネントまたはサブシステムに接続されてもよい第１のポート１４８と、（２）下側ハウジング部分１０６内の吸い込みポート１１０と流体連通すると共にその間にシール部材１３６が配置される第２のポート１５０と、（３）下側ハウジング部分１０６のバイパスポート１１４と流体連通すると共にその間にシール部材１３７が配置される第３のポート１５２（チャンバー／キャビティ１６７のための入口ポートの一部）と、（４）アスピレーターチェックバルブアセンブリを、真空を必要とするデバイス１０２に対して接続する入口として機能し得る第４のポート１５４とを含む。各ポート１０８，１４８，１１２および１５４のそれぞれは、通路１４４をホースまたはエンジンのその他の機構に接続するための、その外面上のコネクター機構を含んでいてもよい。

図２に示すように、上側ハウジング部分１０４は上側バルブシート１２５，１２７を含む。各上側バルブシート１２５，１２７は、連続外壁１６０，１６１および底壁１６２，１６３によって画定される。両方の上側バルブシート１２５，１２７は、それぞれ底壁１６２，１６３から下方へと下側ハウジング部分１０６に向かって延在するピン１６４，１６５を含むことができる。ピン１６４，１６５は、下側バルブシート１２４と嵌合された上側バルブシート１２５によって画定されると共に下側バルブシート１２６と嵌合された上側バルブシート１２７によって画定されるキャビティ１６６，１６７内で、シーリング部材１３６，１３７の並進移動のためのガイドとして機能する。したがって、各シーリング部材１３６，１３７は、そのそれぞれのキャビティ１６６，１６７内でのピン１６４，１６５の収容のためのサイズとされかつそれ自体に設けられた貫通孔を含む。

真空を発生させるためのデバイス１００がエンジンシステムに接続されると、例えば図２に示すように、チェックバルブ１１１および１２０は以下のように機能する。エンジンが作動すると、インテークマニホールド１７２は、通路１４４を通り、排出ポート１１２から原動ポート１８０内へと空気を引き込む。これにより、チェックバルブ１１１，１２０および通路１４６に部分的な真空が生じ、シール１３６，１３７を複数のフィンガー１３４，１３５に当接するよう下方に引き込む。フィンガー１３４，１３５が間隔を置いて設置されているために、通路１４４から通路１４６への流体の流れが許容される。エンジンの作用によって生成される部分的な真空は、少なくとも真空を必要とするデバイス１０２の動作の真空アシストに役立つ。

典型的な内燃エンジンにおける空気流システムは、エンジンが動作するとき、適切な燃料燃焼を助けるために気化器または燃料噴射器の空気インテークポートを経て空気を引き込む部分的な真空が生成される、という原理に基づいて作動する。この真空は、車両内の真空アシストサブシステムを、特にブレーキ、燃料蒸気キャニスターパージシステム、自動変速機、そして最近ではエアコンを補完するのに有用であることが判明している。真空を発生させるためのデバイス１００は、主通気路とサブシステムとの間の接続を提供することができ、そしてサブシステムからの背圧によって主通気路を通る空気流が乱されることを抑制するように機能し得る。

再び図２および図４を参照すると、下側ハウジング部分１０６の通路１４４は、下側ハウジング部分１０６の排出セクション１８１の第２のテーパー部分１８３（本明細書では排出コーンとも呼ばれる）に結合された第１のテーパー部分１８２（本明細書では原動コーンとも呼ばれる）を含む中心長手方向軸線に沿った内部寸法を有する。ここで、第１のテーパー部分１８２および第２のテーパー部分１８３は、端部同士を突き合せた状態で（原動コーン１８２の出口端部１８４と排出コーン１８３の入口端部１８６とを突き合せた状態で）整列させられている。入口端部１８８，１８６および出口端部１８４，１８９は断面が楕円形であり、その間に（入口から出口へと）延びる、徐々に連続的に先細になる内部寸法は双曲線プロファイルを画定する。

さらに図２を参照すると、第２のテーパー部分１８３は、より小さな寸法の入口端部１８６から、より大きな寸法の出口端部１８９へと、徐々に連続的に先細になる。バイパスポート１１４は、出口端部１８９に隣接するが出口端部１８９の下流にある排出セクション１８１と交差し得る。第２のテーパー部分１８３の出口端部１８９の下流に配置された部分１９０における排出セクション１８１のプロファイルは、それが排出出口１１２で終端するまで、円形断面を有する円錐形のプロファイルを有する。第２のテーパー部分１８３の内面は、その全長に沿って概ね連続的に滑らかであり、すなわち空洞は略円筒形であり、この円筒の底面は出口端部１８９および排出ポート１１２である。このプロファイルは、第２のテーパー部分１８３のプロファイルが排出ポート１１２まで継続する場合にさもなければ可能であろうものよりも大きなバイパスポート１１４を提供するために使用される。特に、上記プロファイルの通路１４４の第２のテーパー部分１８３内への上端開口、図３の孔１３３は、所望の性能のための十分な流量を持たない小さな楕円形のポートのみを提供するであろう。排出セクション１８１の部分１９０のプロファイルを変更することは、欠点がないわけではない。出口端部１８９における断面の急激な変化は、流れの剥離、性能低下およびノイズをもたらす。さらに、通路１４４内の単一の上端開口、孔１３３のサイズは、依然として、バイパスポート１１４からの所望の流動量のためには不十分である。したがって、性能を犠牲にすることなくまたは断面の急激な変化を必要とすることなく、より大きな流動量を提供する。改良されたバイパスポートについて以下で詳しく説明する。

ここで図５ないし図８を参照すると、改良されたバイパスポート２１４を有する新規な真空を発生させるためのデバイス２００が示されている。図１ないし図４に示す真空を発生させるためのデバイス１００と同様、真空を発生させるためのデバイス２００は、上側ハウジング部分２０４および下側ハウジング部分２０６から形成されたハウジング２０１を含み、エンジンシステムにおいて同様に機能する。図７を参照すると、上側ハウジング部分２０４は通路２４６を画定する。下側ハウジング部分２０６は、管路２４５の内部構造である通路２４４を画定する。上側ハウジング部分２０４および下側ハウジング部分２０６は、互いにかみ合って、通路２４４および２４６をつなぐチェックバルブ２１１および２２０を形成する。上側ハウジング２０４および下側ハウジング２０６のそれぞれ、そしてハウジング２０１の全体は、組み立てられたとき、デバイス２００を左右の鏡像へと分割する（図６において符号が付された）正中矢状面ＭＳＰを有する。

図７から最もよく分かるように、上側ハウジング部分２０４は、その長さに沿って延びる通路２４６を画定すると共に複数のポートを画定し、そのいくつかはエンジンのコンポーネントまたはサブシステムに接続可能である。当該ポートは、（１）塞がれてもあるいはエンジンコンポーネントに接続されてもよい第１のポート２４８と、（２）この実施形態では、下側ハウジング部分２０６における、ベンチュリー間隙２１０’を取り囲むと共にこれを含む全領域である、吸い込みポートと流体連通状態の第２のポート２５０と、（３）バイパスチェックバルブ２２０の入口ポートである第３のポート２１４と、（４）真空アシストを必要とするデバイスに、真空を発生させるためのデバイス２００を接続する入口として機能することができる第４のポート２５４とを含む。各ポートのそれぞれは、通路２４４をエンジンのホースまたはその他の機構に、または下側ハウジング部分２０６に接続するために、その外面上にコネクター機構を含むことができる。上側ハウジング部分２０４は、上側バルブシート２２５，２２７を含む。両方の上側バルブシート２２５，２２７は、下側ハウジング部分２０６に向かって内部キャビティ内へと下方に延びるピン２６４，２６５を含むことができる。ピン２６４，２６５は、下側バルブシート２２４と嵌合された上側バルブシート２２５によって画定されると共に下側バルブシート２２６と嵌合された上側バルブシート２２７によって画定されるキャビティ２６６，２６７内で、シーリング部材２３６，２３７の並進移動のためのガイドとして機能する。したがって、各シーリング部材２３６，２３７は、そのそれぞれのキャビティ２６６，２６７内でのピン２６４，２６５の収容のためのサイズとされかつそれ自体に設けられた貫通孔を含む。

図６および図７を参照すると、下側ハウジング部分２０６は、管路２４５を画定し、この管路内にベンチュリー間隙２１０’を画定する。下側ハウジング部分２０６は、（１）原動ポート２０８と、（２）吸い込みポートとして作用するベンチュリー間隙２１０’と、（３）排出出口ポート２１２と、（４）少なくとも二つのバイパス出口ポート２３１，２３３とを含む複数のポートを形成する。下側ハウジング部分２０６は下側バルブシート２２４，２２６を含み、ベンチュリー間隙２１０’が下側バルブシート２２４に形成され、かつ、通路２４４との流体連通を可能とするために少なくとも二つの出口ポート２３１，２３３が下側バルブシート２２６に形成されている。各下側バルブシート２２４，２２６は、その上面から上方に延びる複数の半径方向に離間したフィンガー２３４，２３５を含む。この半径方向に離間したフィンガー２３４，２３５は、バルブが開いて流れを許容するとき、シール部材２３６，２３７（図７）をそれぞれ支持するように作用する。下側バルブシート２２６は、ベンチュリー間隙２１０’の下流に配置されかつそれをバイパスさせるバイパスチェックバルブ２２０の一部を形成する。少なくとも二つの出口ポート２３１，２３３は、管路２４５の上端２５０から（図６において符号が付された）距離Ｄを置いて配置された対向位置で管路２４５に入り、管路２４５の上端２５０は、ハウジング２０１の（または、この場合にも同じ正中矢状面であるが、下側ハウジングセクション２０６の）正中矢状面ＭＳＰに配置される。管路２４５は、ベンチュリー間隙２１０’の下流でかつ二つの出口ポート２３１，２３３のそれぞれの上流の第２のテーパーセクション２８３から、二つの出口ポート２３１，２３３の下流の排出セクション２８５まで、概ね滑らかな移行部を有し、すなわちこの移行部は、管路２４５のための徐々に連続的に先細になる内面を画定する。

管路２４５の通路２４４は、中心長手方向軸線Ａに沿った内部寸法を有し、これは、第２のテーパー部分２８３（本明細書では排出コーンとも呼ばれる）に結合された第１のテーパー部分２８２（本明細書では原動コーンとも呼ばれる）を含む。ここで、第１のテーパー部分２８２および第２のテーパー部分２８３は、端部を突き合わせて（原動コーン２８２の出口端部２８４と排出コーン２８３の入口端部２８６とを突き合わせて）整列させられている。図８に示すように、少なくとも出口端部２８４および入口端部２８６は断面が楕円形であり、その間に（入口から出口へと）延びる徐々に連続的に先細になる内部寸法は双曲線プロファイルを画定する。第２のテーパー部分２８３は、より小さな寸法の入口端部２８６から、より大きな寸法の排出出口２１２まで徐々に連続的に先細になり、少なくとも二つのバイパスポート２３１，２３３はその間の任意の位置に配置される。入口端部２８６の一方または両方の内部断面は、好ましくは楕円形であるが、同時係属中の米国特許出願第１４／２９４，７２７号に教示されているように、略矩形状またはその他の多角形状であってもよい。排出出口２１２の内部断面は円形であることが好ましい。少なくとも二つのバイパスポート２３１，２３３の下流に位置する管路２４５の内面の少なくとも一部のプロファイルは、それが排出ポート２１２で終端するまで、円形断面を有する円錐形プロファイルを有する。

図６ないし図８を参照すると、二つの出口ポート２３１，２３３は正中矢状面ＭＳＰに対して略垂直に配置されており、上述したように、管路２４５の上端２５０から距離Ｄだけ離れて配置された対向位置において管路２４５に入る。図６に最もよく示されるように、管路２４５は、バイパスチェックバルブ２２０の内部キャビティ２６７内に露出長さＬを有し、二つの出口ポート２３１，２３３は、この露出長さＬの略中間点に配置される。一実施形態では、二つの出口ポート２３１，２３３は、露出長さＬの中間点に概ね近接して配置される（そこから延びる）が、真空を発生させるためのデバイス３００を参照すると、図９および図１０に見られるように中間点の下流で管路２４５に入る。管路２５０の上端から二つの出口ポート２３１，２３３のそれぞれの始端までの距離は、図８に示されるように、正中矢状面ＭＳＰに対して鋭角θを形成する。二つの出口ポート２３１，２３３のそれぞれは、管路２４５の内面の周りで管路２４５の上端２５０から離れるように下方へと延在する。

次に、図９ないし図１１を参照すると、改良されたバイパスポートを有する真空を発生させるためのデバイス３００の第２実施形態が示されている。真空を発生させるためのデバイス２００（特に図５）と同様、デバイス３００は同じ外観を呈し、上側ハウジング部分２０４および（内部は図６ないし図８に示されるものと異なるので３０６で示す）下側ハウジング部分から形成されたハウジング２０１を有する。デバイス３００は、上述したエンジンシステムにおいて同じように機能する。図１０を参照すると、下側ハウジング部分３０６は通路３４４、管路２４５の内部構造を画定する。上側ハウジング２０４および下側ハウジング３０６のそれぞれ、そしてハウジング２０１の全体は、組み立てられたとき、デバイス３００を左右の鏡像へと分割する（図９において符号が付された）正中矢状面ＭＳＰを有する。

さらに図９ないし図１１を参照すると、下側ハウジング部分３０６は、管路３４５を、そしてこの管路内にベンチュリー間隙３１０’を画定する。下側ハウジング部分３０６は、（１）原動ポート３０８と、（２）吸い込みポートとして作用するベンチュリー間隙３１０’と、（３）排出出口ポート３１２と、（４）少なくとも二つのバイパス出口ポート３３１，３３３とを含む複数のポートを形成する。下側ハウジング部分３０６は下側バルブシート３２４，３２６を含み、ベンチュリー間隙３１０’が下側バルブシート３２４に形成され、かつ、通路３４４との流体連通を可能とするために少なくとも二つの出口ポート３３１，３３３が下側バルブシート３２６に形成されている。各下側バルブシート３２４，３２６は、その上面から上方に延びる複数の半径方向に離間したフィンガー３３４，３３５を含む。この半径方向に離間したフィンガー３３４，３３５は、バルブが開いて流れを許容するとき、（図７に示す）シール部材３３６，３３７をそれぞれ支持するように作用する。下側バルブシート３２６は、ベンチュリー間隙３１０’の下流に配置されかつそれをバイパスさせるバイパスチェックバルブ３２０の一部を形成する。少なくとも二つの出口ポート３３１，３３３は、管路３４５の上端３５０から（図９において符号が付された）距離Ｄを置いて配置された対向位置で管路３４５に入り、管路３４５の上端３５０は、ハウジング３０１の（または、この場合にも同じ正中矢状面であるが、下側ハウジングセクション３０６の）正中矢状面ＭＳＰに配置される。管路３４５は、ベンチュリー間隙３１０’の下流でかつ二つの出口ポート３３１，３３３のそれぞれの上流の第２のテーパーセクション３８３から、二つの出口ポート３３１，３３３の下流の排出セクション３８５まで、概ね滑らかな移行部を有し、すなわちこの移行部は、管路３４５のための徐々に連続的に先細になる内面を画定する。

管路３４５の通路３４４は、第２のテーパー部分３８３（本明細書では排出コーンとも呼ばれる）に結合された第１のテーパー部分３８２（本明細書では原動コーンとも呼ばれる）を含む中心長手方向軸線Ａに沿った内部寸法を有する。ここで、第１のテーパー部分３８２および第２のテーパー部分３８３は、端部同士を突き合せた状態で（原動コーン３８２の出口端部３８４と排出コーン３８３の入口端部３８６とを突き合せた状態で）整列させられている。図１１に示すように、少なくとも出口端部３８４および入口端部３８６は断面が楕円形であり、その間に（入口から出口へと）延びる、徐々に連続的に先細になる内部寸法は双曲線プロファイルを画定する。第２のテーパー部分３８３は、より小さな寸法の入口端部３８６から、より大きな寸法の排出出口３１２へと、徐々に連続的に先細になり、少なくとも二つのバイパスポート３３１，３３３がそれらの間の任意の位置に配置される。出口端部３８４および入口端部３８６の一方または両方の内部断面は、好ましくは楕円形であるが、同時係属中の米国特許出願第１４／２９４，７２７号に教示されているように、略矩形状またはその他の多角形状であってもよい。排出出口３１２の内部断面は円形であることが好ましい。少なくとも二つのバイパスポート３３１，３３３の下流に配置された管路３４５の内面の少なくとも一部のプロファイルは、それが排出ポート３１２において終端するまで、円形断面を有する円錐形のプロファイルを有する。

二つの出口ポート３３１，３３３は、正中矢状面ＭＳＰに対して略垂直に配置され、そして上述したように、管路３４５の上端３５０から距離Ｄだけ離れて置かれた対向位置において管路３４５に入る。図９に最もよく示されるように、管路３４５は、下側バルブシート３２６の内部キャビティ内に露出長さＬを有し、二つの出口ポート３３１，３３３は、この露出長さＬの略中間点に配置される。ここで、二つの出口ポート３３１，３３３は、露出長さＬの中間点に概ね近接して配置される（そこを起点とする）が、図１０から最もよく分かるように、この中間点の下流で管路３４５に入る。管路３５０の上端から二つの出口ポート３３１，３３３のそれぞれの始端までの距離は、図１１に示されるように、正中矢状面ＭＳＰに対して鋭角θを形成する。二つの出口ポート３３１，３３３のそれぞれは、管路３４５の上端３５０から離れるように下方へと、排出出口３１２に向かって、ある角度をなして延在する。この実施形態では、二つの出口ポート３３１，３３３のそれぞれは、図１１において３５２ａおよび３５２ｂで示された陥凹流路３５２を含んでいる。各陥凹流路３５２ａ，３５２ｂは管路３４５の内面にあり、出口ポートから排出出口３１２に向かって延びている。図示の実施形態では、各陥凹流路３５２ａ，３５２ｂは、それぞれ出口ポート３３１，３３３から排出出口３１２に向かって開拡しているが、これに限定されるものではない。また、陥凹流路３５２のそれぞれは、正中矢状面ＭＳＰに対して概ね平行である。

本明細書に開示される実施形態のそれぞれにおいては、二つの出口ポート２３１，２３３および３３１，３３３のそれぞれは、上記管路の排出出口２１２，３１２の横断面積よりも小さい横断面積を有することができる。また、二つの出口ポート２３１，２３３および３３１，３３３は管路２４５，３４５の底部で合流してもよく、この底部は、ハウジング２０１の正中矢状面ＭＳＰにおいて上端２５０，３５０と対向し、一つの連続した出口ポートを形成する。

本明細書におけるさまざまな実施形態のそれぞれは、デバイスを通って流れる流体の再循環およびそれに起因する圧力降下（これは生じるのが許容される場合にはバイパスを通る流量を減少させる）が起きにくい改良されたバイパスポートを有する、真空を発生させるためのデバイスを提供する。

本発明を詳細に、そしてその好ましい実施形態を参照して説明してきたが、特許請求の範囲において規定される本発明の範囲から逸脱することなく変更および変形が可能であることは明らかであろう。

１００ 真空を発生させるためのデバイス
１０１ ハウジング
１０２ 作動デバイス
１０４ 上側ハウジング部分
１０６ 下側ハウジング部分
１０８ 原動ポート
１１０ 吸い込みポート
１１１ チェックバルブ
１１２ 排出ポート
１１４ バイパスポート
１２０ チェックバルブ
１２４ 下側バルブシート
１２５ 上側バルブシート
１２６ 下側バルブシート
１２７ 上側バルブシート
１３２，１３３ 孔
１３４，１３５ フィンガー
１３６，１３７ シール部材
１４４ 空気通路
１４６ 通路
１４８ 第１のポート
１５０ 第２のポート
１５２ 第３のポート
１５４ 第４のポート
１６０，１６１ 連続外壁
１６２，１６３ 底壁
１６４，１６５ ピン
１６６，１６７ キャビティ
１７０ エンジンインテークエアクリーナー
１７２ エンジンインテークマニホルード
１７４ キャップ
１８０ 原動ポート
１８１ 排出セクション
１８２ 第１のテーパー部分（原動コーン）
１８３ 第２のテーパー部分（排出コーン）
１８４ 出口端部
１８６ 入口端部
１８８ 入口端部
１８９ 出口端部
２００ 真空を発生させるためのデバイス
２０１ ハウジング
２０４ 上側ハウジング部分
２０６ 下側ハウジング部分
２０８ 原動ポート
２１０’ ベンチュリー間隙
２１１ チェックバルブ
２１２ 排出出口ポート
２１４ バイパスポート
２２０ バイパスチェックバルブ
２２４ 下側バルブシート
２２５ 上側バルブシート
２２６ 下側バルブシート
２２７ 上側バルブシート
２３１，２３３ バイパス出口ポート
２３４，２３５ フィンガー
２３６，２３７ シール部材
２４４ 通路
２４５ 管路
２４６ 通路
２４８ 第１のポート
２５０ 上端
２５４ 第４のポート
２６４，２６５ ピン
２６６ キャビティ
２６７ 内部キャビティ
２８２ 第１のテーパー部分（原動コーン）
２８３ 第２のテーパー部分（排出コーン）
２８４ 出口端部
２８５ 排出セクション
２８６ 入口端部
３００ 真空を発生させるためのデバイス
３０１ ハウジング
３０６ 下側ハウジング部分
３０８ 原動ポート
３１０’ ベンチュリー間隙
３１２ 排出出口ポート
３２０ バイパスチェックバルブ
３２４，３２６ 下側バルブシート
３３１，３３３ バイパス出口ポート
３３４，３３５ フィンガー
３３６，３３７ シール部材
３４４ 通路
３４５ 管路
３５０ 上端
３５２，３５２ａ，３５２ｂ 陥凹流路
３８２ 第１のテーパー部分（原動コーン）
３８３ 第２のテーパー部分（排出コーン）
３８４ 出口端部
３８５ 排出セクション
３８６ 入口端部

Claims (17)

1. ベンチュリーデバイスであって、
   管路を画定すると共に、前記管路内にベンチュリー間隙を画定するハウジングと、
   前記ベンチュリー間隙の下流に配置されると共に前記ベンチュリー間隙をバイパスさせるバイパスチェックバルブと、
   を具備し、
   前記バイパスチェックバルブは、内部キャビティであって、第１のシートと、第２のシートと、入口ポートと、少なくとも二つの出口ポートであって全てのポートが前記内部キャビティと流体連通する少なくとも二つの出口ポートと、前記内部キャビティ内のシール部材と、を有する前記内部キャビティを画定し、前記シール部材は、前記第１のシートに当接した閉位置と、前記第２のシートに当接した開位置との間で並進移動可能であり、
   前記二つの出口ポートは、前記管路の上端から距離をおいて配置された対向する位置で前記管路に入り、前記管路の上端は前記ハウジングの正中矢状面に配置され、前記ベンチュリー間隙の下流および前記二つの出口ポートのそれぞれの上流のテーパーセクションから、前記二つの出口ポートの下流の排出セクションへの移行部は、前記管路の徐々に連続的に先細になる内面を形成する、ベンチュリーデバイス。
2. 前記二つの出口ポートは、前記正中矢状面に対して略垂直に配置される、請求項１に記載のベンチュリーデバイス。
3. 前記管路は、前記バイパスチェックバルブの前記内部キャビティ内に露出長さを有し、かつ、前記二つの出口ポートは、前記露出長さの略中間点に配置される、請求項２に記載のベンチュリーデバイス。
4. 前記管路は、前記バイパスチェックバルブの前記内部キャビティ内に露出長さを有し、かつ、前記二つの出口ポートは、前記露出長さの中間点に略最も近接して存在すると共に前記中間点の下流で前記管路に入る、請求項１に記載のベンチュリーデバイス。
5. 前記管路の上端から前記二つの出口ポートのそれぞれの始端までの距離が、前記正中矢状面に対して鋭角をなす、請求項１に記載のベンチュリーデバイス。
6. 前記二つの出口ポートのそれぞれは、前記管路の前記内面の周りで前記管路の上端から離れるように下方へと延びる、請求項５に記載のベンチュリーデバイス。
7. 前記二つの出口ポートが、前記管路の底部に一つの連続した出口ポートを形成するように出会って結合し、前記底部は前記ハウジングの前記正中矢状面において前記上端に対向する、請求項５に記載のベンチュリーデバイス。
8. 前記二つの出口ポートのそれぞれは、前記出口ポートから前記管路の排出出口に向かって延在する前記管路の前記内面に陥凹流路を含む、請求項１に記載のベンチュリーデバイス。
9. 各陥凹流路は、前記出口ポートから前記排出出口に向かって開拡する、請求項８に記載のベンチュリーデバイス。
10. 各陥凹流路は前記正中矢状面と略平行である、請求項８に記載のベンチュリーデバイス。
11. 前記二つの出口ポートのそれぞれは、前記管路の排出出口の横断面積よりも小さな横断面積を有する、請求項１に記載のベンチュリーデバイス。
12. 前記管路の前記内面が、楕円形状、略矩形状または多角形状の管路入口から前記管路の円形排出出口へと移行する、請求項１に記載のベンチュリーデバイス。
13. 前記第２のシートは、前記二つの出口ポートの周りに円周方向に間隔を置いて配置された前記バイパスチェックバルブの前記内部キャビティ内へと延びる複数のフィンガーによって画定される、請求項１に記載のベンチュリーデバイス。
14. 前記ハウジングは前記内部キャビティ内に延びるピンを含み、前記シール部材は貫通孔を含み、前記ハウジングの前記ピンは、前記ピンに沿った前記シール部材の並進移動のために前記シール部材の前記孔に挿入される、請求項１に記載のベンチュリーデバイス。
15. 前記ベンチュリー間隙と流体連通する吸い込みポートを通る流体の流れを制御する第２のチェックバルブをさらに備える、請求項１に記載のベンチュリーデバイス。
16. 請求項１に記載のベンチュリーデバイスを備える内燃エンジン。
17. 前記ベンチュリーデバイスは、真空を必要とするデバイスと流体連通するように接続され、かつ、前記管路の原動入口は、ブースト圧力源または大気圧エンジン源のいずれかと流体連通するように接続される、請求項１６に記載の内燃エンジン。

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