JP5778281B2 - ダイアフラム弁端部シールを有する圧力平衡弁 - Google Patents

Description

本願は、２０１１年９月６日付け特許出願第１３／２２６，１６１号に基づく優先権を主張し、２０１０年９月９日付け出願の米国仮出願代６１／３８１，３２０の利益を享受するものである。これらの出願の開示の全ては参照することにより、本願に含まれるものである。

本開示は、圧力平衡弁部材及び弁部材ダイアフラムシールを有する弁に関する。

このセクションは、必ずしも必要のない従来技術であるが、本開示に関係する背景情報を提供する。

電磁操作弁は公知であり、例えば選別機（sorters）、包装機（packaging machine）、フードプロセッサ（food processors）等の作業装置に用いる加圧空気等の流体を制御する。電磁作動弁を閉位置に保持するため、ばね等の付勢部材が知られている。

更に、例えばChorkeyに対する米国特許第４，５９８，７３６号における、閉位置と開位置との間での弁部材の移動にソレノイド組立体に必要とされる力を減少するために、加圧流体の入口圧力を弁内でバランスさせることが可能なことも公知である。公知の圧力平衡弁のデザインは幾つかの不都合な事項を有し、これには、弁部材の端部ピストンに設けられて移動シールを形成し、弁部材の摺動を可能とし、更に、Ｄリングの収容孔の表面仕上げに従属するするＯリング又はＤリング等の弁シールを含むことができる。しかし、これらのシールは、シールの磨耗又はピストンの移動を可能とするために圧力を等化するときに弁内に大気汚染物質が侵入しやすく、更に、弁が加圧されたときのクリープにも影響され易く、これは始動摩擦（break-away friction）を増大し、したがって弁を開く時間を長くする。弁組立体内の汚染物質としての湿気及び塵埃はソレノイド組立体内に侵入し、弁の固着、弁出力（valve power）の減少、開き時間（opening time）の遅れ、Ｄリングを損傷させる孔面に対する損傷、又は、漏洩を生じさせる可能性がある。

このセクションは、開示の一般的な概要を提供するものであり、その全範囲又はその全ての特徴を網羅的に開示するものではない。

複数の実施形態によると、ダイアフラムシールされた圧力平衡弁組立体は弁ボディとこの弁ボディに接続されるカートリッジとを含む。カートリッジは、入口ポートを出口ポートから分離する第１カートリッジデバイダと、カートリッジローディング端と、カートリッジローディング端に螺合可能な保持部材とを含む。弁ボディの長手方向軸に同軸状に摺動する弁部材は、保持部材内に部分的に摺動可能に収容される。弾性材料のダイアフラムが弁部材に固定され、保持部材とカートリッジローディング端との間に配置されたダイアフラムボディを有し、流体圧境界（boundary）を形成する。

他の実施形態によると、ダイアフラムシールされた圧力平衡弁組立体は、弁ボディとこの弁ボディに接続されたカートリッジとを含む。このカートリッジは、カートリッジローディング端を含む。保持部材がカートリッジローディング端に係合する。弁部材が弁ボディの長手方向軸に同軸状に摺動する。弾性材料の第１ダイアフラムが弁部材に接続され、弁部材から径方向外方に延び、保持部材とカートリッジローディング端との間に把持されたダイアフラムボディを有し、第１ダイアフラム流体圧境界を形成する。弾性材料の第２ダイアフラムが弁部材に接続され、第１ダイアフラムに対して弁部材の反対側端部で弁部材から径方向外方に延び、第１，第２調節可能保持部材間に把持されたダイアフラムボディを有し、第２ダイアフラム流体圧境界を形成する。

更に他の実施形態によると、ダイアフラムシールされた圧力平衡弁組立体が、弁ボディと、この弁ボディに接続されたカートリッジとを含む。このカートリッジは、入口ポートを出口ポートから分離する第１カートリッジデバイダと、カートリッジローディング端と、カートリッジローディング端に螺合する保持部材を含む。弁部材が、弁ボディの長手方向軸に同軸状に摺動する。弾性材料のダイアフラムがダイアフラムボディを有する弁部材に固定される。第１確実係合部材（positive engagement member）が保持部材から延び、第２確実係合部材がカートリッジローディング端から延び、第１確実係合部材に対して対向する。第１及び第２確実係合部材は、それぞれ部分的にダイアフラムのダイアフラムボディ内に埋設され、保持部材がカートリッジローディング端に螺合したときに、流体圧シールを形成する。

更に他の実施形態によると、ダイアフラムシールされた圧力平衡弁組立体は弁ボディと、この弁ボディに接続されたカートリッジとを含む。カートリッジは、入口ポートを出口ポートから分離する第１カートリッジデバイダと、カートリッジローディング端と、カートリッジローディング端に軸方向に調節可能に係合する保持部材と、弁ボディの長手方向軸に同軸状に摺動する弁部材とを含む。弁部材は、保持部材内に部分的に摺動可能に収容される。弁部材のピストン端は摺動可能かつ非密封状態で保持部材のシリンダ凹部内に収容される。弁部材にオーバーモールド（overmolded）された弾性材料のダイアフラムは、、保持部材とカートリッジローディング端との間に締付けられ（clasped）、流体圧境界を形成するダイアフラムボディを有する。

他の適用可能な領域は、ここに記載の説明から明らかとなる。この発明の概要における説明及び具体例は説明目的のみを意図したものであり、本開示の範囲を制限することを意図したものではない。

ここに示す図は、特定の実施形態の説明目的のみに向けたものであり、本開示の範囲を制限することを意図したものではない。

図１は、本開示のダイアフラム端シール付平衡弁組立体の前部立面図である。 図２は、図１の弁組立体の端部立面図である。 図３は、図２の部分３における横断前部立面図である。 図４は、弁部材の弁閉位置を示す、図３の領域４の横断前部立面図である。 図５は、更に弁開位置に移動した弁部材を含む、図４から変更した横断前部立面図である。 図６は、弁閉位置における平衡スプール弁の他の実施形態を示す、図５と同様な横断前部立面図である。 図７は、弁開位置で示す、変更された図６の横断前部立面図である。 図８は、複式流量分配装置に連絡した、複数の図１の圧力平衡弁を有するマニホルド組立体の斜視図である。 図９は、図３の実施形態から変更した他の実施形態の横断前部立面図である。 図１０は、この開示の他の実施形態を示す図３と同様な横断前部立面図である。 図１１は、図１０の領域１１の横断前部立面図である。 図１２は、２つのダイアフラムシールを有する、この開示の更に他の実施形態の図１０と同様な横断前部立面図である。

図面中、複数の図を通して、対応する参照数字は対応する部分を示す。

以下に、添付図面を参照して例示的な実施形態についてより詳細に説明する。

例示的な実施形態は、十分に、かつ当業者にその範囲を伝えることができるように提供するものである。種々の特定の詳細事項は、本開示の具体例を十分に理解するために、特定の部材、装置、及び方法の例として説明するものである。当業者であれば、特定の詳細事項を用いる必要のないこと、例示的な実施形態は種々の異なる形態で具体化可能なこと、いずれも本開示の範囲を制限するものでないことが明らかである。いくつかの例示的な実施形態では、周知の工程、周知の装置構造、及び周知の技術については詳細な説明を省略してある。

ここに使用する用語は、特定の例示的実施形態を説明するためだけのものであり、限定することを意図したものではない。ここに使用している単数形は、明確に指示されていない限り複数形を含むものである。「備える」、「備えている」、「含む」及び「有する」の語は、包括的なものであり、したがって、特徴、整数（integers）、工程、操作、要素及び／又は部材の存在を表明するものであり、他の１又は複数の特徴、整数（integers）、工程、操作、要素及び／又は部材の存在又は追加を除外するものではない。ここに記載の方法の工程、プロセス、及び操作は、実行の順序として特別指摘した場合を除き、検討又は説明した特定の順で必ず実行する必要があるとして構成したものではなく、更に、追加の又は他の工程も採用可能なことは明らかである。

要素（element）又は層（layer）が他の要素又は層に対して、「上に（on)」、「係合」、「接続」、又は「連結」の関係で言及されている場合は、他の要素又は層に直接的に、上に、係合、接続、又は連結された状態、又は、要素又は層が介在されている状態であり得ることをいう。逆に、要素又は層が他の要素又は層に対して、「直接上に」、「直接係合」、「直接接続」、又は「直接連結」の関係で言及されている場合は、介在する要素又は層がない状態であり得る。要素間の関係を説明するために使用されている他の語は、同様な態様（例えば「の間」と「直接の間」、「隣接」と「直接隣接」等）で理解されるべきものである。ここで使用されている「及び／又は」は関連して特定された項目の１つ又は複数のうちの幾つかの部材、及び、全ての部材を含む。

第１、第２、第３等の用語は種々の要素、部材、領域、層、及び／又は部分に使用されるが、要素、部材、領域、層、及び／又は部分はこれらの用語で限定されるものではない。これらの用語は、１の要素、部材、領域、層、又は部分を他の領域、層、又は部分から区別するためにのみ使用され得る。このような「第１」、「第２」及び他の数値的用語が使用されたときは、前後関係で明確に指示しない限り、順序又は配列を示唆するものではない。したがって、以下に説明する第１の要素、部材、領域、層、又は部分は、例示的実施形態の教示内容から離隔することなく、第２の要素、部材、領域、層、又は部分の用語とすることが可能である。

「内側」、「外側、「下側」、「下方」、「上側」、「上方」及び同様な空間的関係の用語は、１の要素又は特徴について、図で説明するように、他の要素又は特徴に対する関係を説明し易くするために用いられ得る。空間的関係の用語は、装置の他の配向（orientations）及び図に記載の配向に追加した配向を使用することもある。例えば、図の装置がひっくり返されると、他の要素又は特徴の「下側」又は「下方」として記載された要素は、他の要素又は特徴の「上側」に配向されることになる。したがって、「下側」の用語は、上側及び下側の双方の配向を含むことができる。したがって、ここに記載の他の配向（９０度回転され又は他に配向された）及び空間的関係を示す記述は、このように解釈されるものである。

図１及び２を参照すると、弁組立体１０は、第１端部に取外し可能に接続されたカートリッジ１４を有する弁ボディ１２と、反対側の第２端部で弁ボディ１２に取外し可能に接続された弁ヘッド１５とを含む。カートリッジ１４は、弁ボディ１２から取外すことができ、この内部の構成部品を交換することができる。

図３を参照すると、カートリッジ１４が弁ボディ１２に螺合したがって取外しできるように、ねじ接続部１６をカートリッジ１４に設けることができる。少なくとも１の電源コネクタ１８を弁ヘッド１５に設けることができ、弁組立体１０の電磁アクチュエータの作動の必要に応じて交流又は直流電源を供給するために電力接続部（図示しない）を受入れることができる。弁ヘッド１５は、弁ボディ１２のボディ端部２４に摩擦係合するのに適した接続リング部２２を用いて弁ボディ１２に取外し可能に接続されるキャップ部２０を含む。更に弁ボディ１２は、励磁されたときに電磁場を生成するために巻付けたワイヤを有するコイル２８囲みかつ収容するソレノイド容器（solenoid can）２６を有してもよい。コイルボビン３０がコイル２８の構造的支持体（structural support）を形成し、更に、電力コネクタ１８を受入れるのに適したものとなっている。電極片（pole piece）３２が、例えばボディ端部２４のねじ接続部を用いて、軸方向に調節可能に配置される。ブッシュ３４がコイルボビン３０と電極片３２との間に配置され、電極片３２の位置調整中の摺動を可能とする。ブッシュ３４は更に、コイル２８で形成される電磁場の保持／強化（retain / strengthen）を支援するブッシュフランジ３６を含む。圧縮ばね等の付勢部材３８が、弁組立体１０の作動を参照して以下により焼成に説明する目的のために、電極片３２内に保持されている。電極片３２は更に、電極片３２の両端で、コイルボビン３０内の流体を均等化するために適用可能な均圧通路（pressure equalizing passage）４０を含むことができる。ボビンフランジ４２が、コイルボビン３０に対して半径方向外方に延び、ブッシュフランジ３６に対して対向して配置される。したがって、ボビンフランジ４２もコイル２８を収納する。

アーマチャ収容部材４４がボビンフランジ４２の近部に配置され、ボビンフランジ４２に対して所定位置に保持される。アーマチャ収容部材４４の収容部材管状部４６は、コイルボビン３０の内孔内でブッシュ３４と実質的に同軸状に配向される。アーマチャ収容部材４４は、調節可能保持部材４８を用いて又は弾性部材４９により所定位置に保持される。調節可能保持部材４８はカートリッジ１４のねじ接続部１６に近接して螺合可能に収容され、したがって、カートリッジ１４が弁ボディ１２に螺合可能に接続されたときに、位置決めされる。Ｏリング等の弾性部材４９は、調節可能保持部材４８とアーマチャ収容部材４４との間に配置し、アーマチャ収容部材４４を（図３で見て右方に）ボビンフランジ３２に向けかつ付勢部材３８の付勢力と反対に付勢する。ネジ付接続部１６は、カートリッジ１４のカートリッジ接続端５０に形成され、したがって、調節可能保持部材４８を受入れる。

カートリッジ１４は更に、カートリッジローディング端５６とカートリッジ接続端５０との間の離隔した位置に第１及び第２カートリッジデバイダ（cartridge divider）５２，５４を含むことができる。調節可能弁座部材５８が、調節可能保持部材４８の一部として延び、第２カートリッジデバイダ５４内にこれに対して摺動可能かつ密封状態に収容される。調節可能弁座部材５８は、調節可能保持部材４８がカートリッジ接続端５０に収容されたときに、ねじ調節により軸方向に移動される。複数の実施形態ではポペット弁部材を規定する弁部材６０は、アーマチャ収容部材４４の収容部材管状部４６内に摺動可能に収容される管状形状のアーマチャ部６２を含む。したがって、コイル２８が励磁され又は無励磁にされたときに、弁部材６０は、弁組立体１０及び弁ボディ１２の長手方向軸６４に同軸状に摺動する。部製部材３８の付勢力は、弁部材６０が弁開方向Ｂと反対方向に移動されるコイル２８が無励磁となるまで、弁閉方向Ａに弁部材６０を常時付勢する。

Ｏリング又はＤリング等のシール部材６６は、アーマチャ部６２の周部の回りに形成されたスロット又は溝内に配置される。シール部材６６はアーマチャ部６２と調節可能保持部材４８の内孔壁６８との間に流体境界を形成する。シール部材６６は、弁部材６０が弁閉方向Ａ又は弁開方向Ｂのどちらかに移動したときに、アーマチャ部６２と調節可能保持部材４８との間の流体の境界を形成する。弁部材６０は更に、オーバーモールドされたゴム又は弾性材料部７１を含むことが可能な隆起弁座係合部（raised seat engagement portion）７０を含み、弁閉位置で第１カートリッジデバイダ５２に接触し、弁開位置で調節可能弁座部材５８に接触する。図３に示す弁閉位置では、入口ポート７２内の加圧流体は、出口ポート７４及び排気ポート７６のそれぞれから分離される。弁閉位置では、第２カートリッジデバイダ５４が出口ポート７４と排気ポート７６との間に配置され、調節可能弁座部材５８は排気ポート７６と流体連通する。

弁部材６０は更に、アーマチャ部６２に対向して形成されたピストン端７８を含む。ピストン端７８は、カートリッジローディング端５６に螺合接続された保持部材８０に摺動可能に収容される。ピストン端７８は摺動可能に配置されているが、保持部材８０に対してシールされてはおらず（すなわち、非密封状態に配置されている）、ピストン端７８と保持部材８０との間に流体境界部を形成するＯリング又はＤリング等のシールは存在しない。ピストン端７８と保持部材８０との間の摺動接触嵌合（sliding contact fit）が、組立体長手方向軸６４に対して弁部材６０を軸方向に整合させて維持するために形成される。弁組立体１０の保持部材８０の接続部で流体境界シールを形成するため、ダイアフラム８２は、弁部材６０に対し、物理的に固定、接着、または、ダイアフラム８２の製造中にオーバーモールドすることができ、弁部材６０から径方向外方に延びるダイアフラムボディ８３を有する。ダイアフラムボディ８３は、保持部材８０がカートリッジローディング端５６に螺合接続されたときに形成される圧縮力で、保持部材８０とカートリッジローディング端５６との間で圧縮され、物理的に締付けられる。ダイアフラムボディ８３は、長手方向軸６４に対して横方向に実質的に平坦で、弁部材の移動中にダイアフラムボディ８３が撓んだときに均一な装填（even loading）を提供する。ダイアフラム８２は入口ポート７２の近部に必要な流体境界部を形成し、したがって、大気汚染物がカートリッジ１４内に侵入するのを防止するため、ピストン端７８と保持部材８０との間にシール部材を必要としない。

更にカートリッジ１４は、カートリッジ１４をマニホルド（図８に示しかつ説明する）内に密封状態に収容可能とする複数のＯリング又はＤリングを含むことができる。これらのシール部材は、第１，第２，第３及び第４シール部材８４，８６，８８，９０のそれぞれを含む。第１シール部材８４はカートリッジローディング端５６に収容される。第２シール部材８６は第１カートリッジデバイダ５２に収容される。第３シール部材８８は第２カートリッジデバイダ５４に収容される。第４シール部材８８はカートリッジ接続端５０に収容される。第１，第２，第３及び第４シール部材８４，８６，８８，９０は、カートリッジ１４の周部の回りに形成された溝又はスロット内に収容され、入口ポート７２、出口ポート７４及び排気ポート７６のそれぞれの間に流体境界部を形成するのを支援する。

図４を参照すると、弁部材６０のピストン端７８は、組立体長手方向軸６４に同軸状の保持部材８０内に形成されたシリンダ凹部９４を規定する円筒壁９２に摺動接触する。上述のように、ピストン端７８の摺動嵌合（sliding fit）は、空気等の流体がピストン端７８を超えてダイアフラム８２に向け又は離隔するように流れるのを可能とし、弁組立体１０内で弁部材６０の軸方向の整合を維持する。保持部材８０は、接続ねじ９６を用いてカートリッジローディング端５６に調節可能に接続される。ダイアフラム８２は、保持部材８０の端面９７に形成されたカウンタボア９５内に実質的に収容され、ダイアフラム８２の厚さの一部が端面９７を超えて自由に延び、カートリッジローディング端５６の収容面９９に接触するのを可能とする。ダイアフラム８２の直径壁（diametrical wall）が、保持部材８０のカウンタボア９５の面から弁開位置Ｂに延びる第１確実係合部材（positive engagement member）９８と、カートリッジローディング端５６の収容面９９から弁閉方向Ａに延びる対向載置の第２確実係合部材１００との間で圧縮されるまで、保持部材８０は、弁開方向Ｂに螺合可能に挿入される。第１，第２確実係合部材９８，１００は、弾性的に撓み、したがって、ダイアフラム８２のダイアフラム直径壁１０１内に部分的に延び、ダイアフラム８２に摩擦係合し、同時に第１流体境界シールを形成する。ダイアフラム８２で形成される第２流体境界シールは、ダイアフラム８２が弁部材６０に物理的に固定、接着、結合又はオーバーモールドされたダイアフラム係合インターフェース１０２で規定される。

弁部材６０の隆起弁座係合部７０の弾性材料部７１は、弁閉位置を規定する第２カートリッジデバイダ５４に形成された第１弁座リング１０６に接触する第１係合面１０４を含む。第１係合面１０４と第１弁座リング１０６とは、入口ポート７２と出口ポート７４との間に流体境界を形成し、第１，第２確実係合部材９８，１００、更にダイアフラム係合インターフェース１０２で形成された流体境界と共に、弁閉位置における入口ポート７２内の加圧流体のための流体収容境界を形成する。

更に図４及び再度図３を参照すると、弁部材６０は、以下の条件（criteria）により、弁閉位置で「圧力平衡（pressure balanced）」として規定される。空気等の加圧空気が入口ポート７２内に受入れられると、流体圧は、弁閉方向Ａに向けて、ダイアフラム８２の流体に露出した径Ｃ、すなわち保持部材８０とカートリッジローディング端５６との間のシールされていない表面領域部、又は、ダイアフラム係合インターフェース１０２で弁部材６０に結合された領域に作用する。流体圧は更に、弁開方向Ｂに向けて、第１係合面露出径Ｄにわたり、弾性材料部７１の第１係合面１０４の部分に、反対方向に作用する。ダイアフラム８２の流体露出径Ｃは、第１係合面露出径Ｄと実質的に等しく、したがって、弁閉位置では、入口ポート７２内の流体圧は、弁閉方向Ａと弁開方向Ｂとの双方に等しく作用し、弁部材６０に平衡された力荷重を形成する。力荷重が平衡されるため、弁部材６０を閉位置から離隔する方向に移動するのに要する操作力（operating force）は、カートリッジ１４と接触している弁部材６０の静止摩擦力と、ダイアフラム８２を撓ませ、付勢部材３８を圧縮するために必要な力とを克服することが必要なだけである。

図５及び再度図３を参照すると、コイル２８が励磁され、弁部材６０が組立体長手方向軸６４と同軸状の弁開方向Ｂに軸方向移動されると、弁開位置が生成される。弁部材６０が弁開方向Ｂに移動したときに、ダイアフラム８２の撓み領域１０８が、ピストン端７８とシリンダ凹部９４との間に形成される流体圧境界を維持する。撓み領域１０８におけるダイアフラム８２の弾性撓み変形は、弁部材６０が弁開位置に向けて移動するときに、弁閉方向Ａに作用する付勢力も形成する。この付勢力は、弁部材６０が弁閉位置に戻るのを支援するのに利用できる。したがって、この弾性変形したダイアフラム８２の付勢力は、コイル２８が無励磁にされたときに、弁組立体１０の弁閉じ時間ｔを短くする。

第１係合面１０４が第１弁座リング１０６から移動するまで、弁部材６０が、弁開方向Ｂに向けて摺動すると、ポペット型流路（poppet flow channel)１１０が形成される。同時に、隆起弁座係合部７０の弾性材料部７１の第２係合面１１２が、調節可能弁座部材５８に形成された第２弁座リング１１４に接触する。第２係合面１１２と調節可能弁座部材５８との間の接触は、出口ポート７４内の流体を排気ポート７６から分離する。この後、入口ポート７２内の加圧流体は、ポペット型流路１１０を介して出口ポート７４に向けかつこの外に流れることができる。

更に図５及び再度図３を参照すると、弁部材６０は更に、以下の条件により、弁開位置で「圧力平衡（pressure balanced）」として規定される。空気等の加圧流体が入口ポート７２に受入れられると、流体圧は、前述のように、弁閉方向Ａに向けてダイアフラム８２の流体露出径Ｃに作用する。加圧流体は更に、弁開方向Ｂに向けて、第２係合面１１２と第２弁座リング１１４との間のインターフェースで、第２係合面露出径Ｅにわたり、隆起弁座係合部７０の弾性材料部７１に反対方向に作用する。ダイアフラム８２の流体露出径Ｃは、第２係合面露出径Ｅと実質的に等しく、したがって、弁開位置では、入口ポート７２からの流体圧は弁閉方向Ａと弁開方向Ｂとの双方に等しく作用し、弁部材６０にバランスされた流体力荷重が生成される。

先に説明したように、調節可能弁座部材５８は、弁閉方向Ａ又は弁開方向Ｂのいずれにも、組立体長手方向軸６４と同軸状に軸方向に調節可能である。これは、隆起した弁座係合部７０の全体移動を調節し、ポペット型流路１１０のサイズ、及び、弁組立体１０の弁開位置と弁閉位置との間の全体移動時間を増加又は減少することを可能とする。更に、第１係合面１０４と第２係合面１１２との一方又は双方は、金属材料面とすることができ、又は、ゴム又はポリマー材料等の弾性材料をオーバーモールドにより形成することができることにも注目される。弁部材６０が弁開位置に戻ったときに追加の流体境界シールを設けるために、Ｏリング又はＤリング等のシール部材１１８が、調節可能弁座部材５８とカートリッジ接続端５０の弁座部材インターフェース面１１６との間に配置される。

図６及び再度図３を参照すると、本開示の他の実施形態による弁組立体１２０はカートリッジ１２１を含み、これは弁ボディ１２に関してカートリッジ１４と置換可能である。カートリッジ１２１は、シリンダ壁第１スプール部材収容面１２４を有するカートリッジデバイダ１２２を含むようにカートリッジ１４を変更してある。スプール弁部材１２６はカートリッジ１４の弁部材６０に代わるもので、第１スプールリング１２８と第２スプールリング１３０とを含み、それぞれスプール弁部材１２６にオーバーモールドされた弾性材料で形成される。図６に示す弁閉位置では、第１スプールリング１２８の第１スプールリング係合面１３２は、カートリッジデバイダ１２２の第１スプール部材収容面１２４に接触する。これは、入口ポート１３４と、出口ポート１３６及び排気ポート１３８のそれぞれとの間の流体境界シールを形成する。ダイアフラム８２’が保持部材８０’とカートリッジローディング端５６’とに同様に接続され、入口ポート１３４内の加圧流体がピストン端７８’を介して又は超えて逃げることに対する流体圧境界シールを形成する。

図示の弁閉位置では、第１スプール流路１４０が第１スプールリング係合面１４２と調節可能弁座部材５８’との間に形成される。したがって、出口ポート１３６内の流体は排気ポート１３８から第１スプール流路１４０を介して通気される。先の実施形態と同様に、調節可能弁座部材５８’は軸方向に調節可能で、弁組立体１２０の弁開位置と弁閉位置との間に必要な移動を制御する。更に先の実施形態と同様に、第１，第２スプールリング１２８，１３０のそれぞれは金属材料、または、ゴム又はポリマー材料のようなオーバーモールドされた弾性材料でもよい。

図７を参照すると、スプール弁部材１２６が弁開方向Ｂに向けて軸方向に移動すると、ピストン端７８’が弁開方向Ｂに共に移動（co-displace）し、シリンダ凹部９４’の容積を増大し、ダイアフラム８２’を撓み領域１０８’で撓ませる。第１スプールリング係合面１３２は第１スプール部材収容面１２４との接触状態から移動され、第２スプール流路１４４を形成する。同時に、第２スプールリング１３０の第２スプールリング係合面１４２が第1カートリッジデバイダ５２’の第２スプール部材収容面１４６に接触し、出口ポート１３６と排気ポート１３８との間に流体境界を形成する。入口ポート１３４内の加圧流体は、これにより、弁開位置の出口ポート１３６から流れ出すことができ、ダイアフラム８２’と第２スプールリング係合面１４２とで流体圧境界が形成される。スプール弁部材１２６の弁開方向Ｂに向けた軸方向移動も、ダイアフラム８２’の撓み領域１０８’に付勢力を形成し、これは、弁が無励磁にされたときにスプール弁部材１２６の弁閉方向Ａへの戻りを支援する。

図８を参照すると、本開示の複数の弁組立体がスペース及びコストを節約する態様でマニホルドに一体的に接続され、複数の構成要素を弁組立体で操作することができる。例示的な実施形態では、複数の弁組立体１０がマニホルドブロック１４８のそれぞれのねじ付収容孔に螺合して接続されている。弁組立体１０は、第１，第２列１５０，１５２で示すように、実質的に平行な列に配置することができる。例示的な弁組立体グループ１５４で示すように、弁組立体１０のグループは１又は複数の流れ配分装置（flow distribution devices）１５６に一体的に接続することができる。この形態では、グループ１５４は８つの弁組立体１０を含み、これらの弁組立体はマニホルドブロック１４８およびデバイス装着ブロック１５８の内部流路（図示しない）で流れ配分装置１５６に一体的に接続される。弁組立体１０の他のグループは、順に流れ配分装置１５６’，１５６’’，１５６’’’のそれぞれに接続することができる。弁組立体及び流れ配分装置の数は図示の例示的な構造で制限されるものではなく、製造者が選択することができる。複数の弁組立体にグループ分けすることで、ワイヤハーネス（図示しない）で複数の弁組立体の電気的励磁に使用できるように、弁組立体に対する電気接続を容易に行える。

図９及び再度図３，５を参照すると、弁組立体１６０は弁組立体１０から変更されている。弁組立体１０の一体の弁部材６０が複数部材からなる弁部材組立体１６２に置き換えられている。弁部材組立体１６２はアーマチャ部１６４を有し、このアーマチャ部は、弁部材部１６６の雌ねじ付端部１７０に螺合接続可能なアーマチャ部１６４の雄ねじ付端部１６８を用いて、弁部材部１６６に螺合可能に接続される。ピストン部１７２が、ピストン部雄ねじ付コネクタ端１７４で、雌ねじ付端部１７０に対して反対側に位置する弁部材部１６６の雌ねじ付コネクタ端１７６に螺合接続される。ダイアフラム８２’はピストン部１７２にオーバーモールドされ、ピストン部１７２に一体的に接続されたピストン部材１７８はピストン端７８と同様な機能をなす。

弁組立体１０のシール部材６６は、スロット１８２において変更されたアーマチャ部１６４にオーバーモールドされた第２ダイアフラム１８０で置き換えられている。第２ダイアフラム１８０の反対側端部は、調節可能保持部材４８から変更された調節可能保持部材１８６と、コンタクト部材１８８との間に配置された凹部１８４内で圧縮されかつこの内部に配置されている。調節可能保持部材１８６のねじ付端部１９０は、カートリッジ接続端５０’に係合する雄ねじと、コンタクト部材１８８の雄ねじに係合する雌ねじとを有する。調節可能保持部材１８６とコンタクト部材１８８との双方は、ねじ接続部１６’でソレノイド容器２６’に螺合可能に接続されるカートリッジ接続端５０’内に、保持される。

第２ダイアフラム１８０は、図９に示す弁閉位置から図５に示す位置と同様な弁開位置に撓んだときに、ダイアフラム８２’と同様な付勢力を形成する、軸方向かつ弾性的可撓性の第２シール部材を形成する。第２ダイアフラム１８０は、シール部材６６に比して、アーマチャ部１６４との接続部で改善された流体シールを形成する。この追加の付勢力は、先に説明した弁閉じ時間ｔよりも短いか又は等しい、弁組立体１６０に対する弁閉じ時間ｔ２を提供する。第２ダイアフラム１８０を含むこの構造は、更に、指定の弁入口を他の弁ポートに移動させるのを可能とし、これにより、異なる弁機能（例えば、常時開又は常時閉構造）を付与し、更に電磁アクチュエータ内への汚染物の侵入を抑制する。

図１０及び再度図３，４を参照すると、他の実施形態による弁組立体２００が、ダイアフラム８２を保持するデザインから変更されたダイアフラム装着及び保持デザインを含んでいる。弁組立体２００は、弁組立体１０と同じ特徴を多く組込んでおり、したがって、相違点のみを以下に詳細に説明する。弁組立体２００は変更された弁部材２０２を提供するもので、これは、アーマチャ部６２とデザイン及び機能が同様であるが、弁部材６０から変更された弁部材２０２の対向又は第２端部を規定するダイアフラム取付端２０６を提供する、一体的に接続されたアーマチャ部２０４を含む。

ダイアフラム取付端２０６は、カートリッジローディング端２０８がダイアフラム取付端２０６を直接摺動可能に収容するように、カートリッジローディング端５６から変更されたカートリッジローディング端２０８に摺動可能に配置されている。保持部材２１０は、カートリッジローディング端２０８に螺合可能に係合しているが、保持部材８０から幾つかの態様で変更されており、これについて以下に詳細に説明する。弾力的、弾性的に撓んだ（resilient, elastically deflected）第２ダイアフラム２１２は第１ダイアフラム８２から変更されており、この第２ダイアフラム２１２は、対向端で圧縮係合を必要とし、したがって、ダイアフラム取付端２０６にオーバーモールド又は固着により固定されていない。ダイアフラム２１２をダイアフラム取付端２０６に固着することに代え、装着方向Ｈに向けて装着されたダイアフラム保持ファスナ２１４がダイアフラム取付端２０６にダイアフラム２１２を部分的に圧縮する。ダイアフラム２１２は更に、カートリッジローディング端及び保持部材２１０とのそれぞれのインターフェースで部分的に圧縮され、したがって、ダイアフラム２１２で２つの圧力境界が形成される。

図１１及び再度図３，４，１０を参照すると、Ｏリング又はＤリング等の保持部材シール２１６が、カートリッジローディング端２０８と保持部材２１０との間に設けられ、ダイアフラム２１２に加えて追加のシールの可能性を提供する。ダイアフラム取付端２０６からピストン端７８を排除することにより、保持部材２１０は、ダイアフラム２１２に対して装着及び着座させる際に保持部材２１０を軸回転させる六角ドライブ工具（図示しない）を収容する六角ドライブ開口（hex drive opening）２１８を含むことができる。金属対金属の接触がカートリッジローディング端２０８に対して保持部材２１０の完全着座位置で形成され、これは、保持部材端面２２０とカートリッジローディング端内壁２２２との間に生じる。この金属対金属の接触は、保持部材２１０の第１ダイアフラム係合面２２４がダイアフラム２１２に接触しかつ部分的に圧縮する位置で、ダイアフラム干渉領域（diaphragm interference zone）２２３を形成しかつ制限する。第１ダイアフラム係合面２２４は、カートリッジローディング端２０８に形成される第２ダイアフラム係合面２２６に対して対向して配置される。第１，第２ダイアフラム係合面２２４，２２６間のダイアフラム２１２の部分的な圧縮は、入口ポート７２’と六角ドライブ開口２１８における大気との間に第１圧力境界２２８を形成する。

カートリッジローディング端２０８は、組立体長手方向軸６４’に同軸状に整合したピストン収容孔２３２を含む。ダイアフラム保持ファスナ２１４がダイアフラム取付端２０６に螺合可能に係合したときに、ファスナヘッド２３４は、ファスナヘッド接触面２３６がピストン部材２３０のピストン部材接触面２３８に直接接触したときに、ダイアフラム２１２に直接接触しかつ部分的に圧縮する。ファスナヘッド接触面２３６とピストン部材接触面２３８との間の直接的な金属対金属の接触は、ダイアフラム２１２の部分的な圧縮を制限する。ダイアフラム保持ファスナ２１４は、ピストン部材２３０を通して形成されかつダイアフラム取付端２０６を部分的に通って組立体長手方向軸６４’に対して同軸状に延びるねじ付非貫通孔内に螺合可能に収容される、ファスナねじ付軸２４０を含む。ダイアフラム保持ファスナ２１４は、ファスナヘッド２３４に形成されてダイアフラム保持ファスナ２１４を軸回転しかつトルクを作用させるファスナヘッド２３４に形成される、ファスナドライブスロット２４４を含む。ファスナヘッド２３４は、保持部材２１０の保持部材凹部２４６内に配置され、六角ドライブ開口２１８よりも大きな径を有してもよく、したがって、ダイアフラム保持ファスナ２１４は、保持部材２１０の装着前に装着することができる。

ファスナヘッド２３４がダイアフラム２１２に接触しかつ部分的に圧縮するため、第２圧力境界２４８が入口ポート７２’内の流体と六角ドライブ開口２１８における大気との間に形成される。ダイアフラム２１２の部分的な圧縮は、ダイアフラム２１２の厚さの一部を収容する、ピストン部材接触面２３８内に形成されるダイアフラム収容カウンタボア２５２の深さで軸方向寸法を制限する第２ダイアフラム干渉領域（interference zone）２５０を形成する。第１，第２ダイアフラム干渉領域２２３，２５０は所定のダイアフラム圧縮を規定し、これは、復元可能ダイアフラム圧縮、したがって異なる弁組立体２００間の予測可能な（predictable）シール特性を促進（promote）する。所定のダイアフラム圧縮は、ダイアフラム２１２の厚さのほぼ５％から５０％又はそれ以上の間の範囲とすることができる。

図１２及び再度図３，４，９−１１を参照すると、弁組立体２５４は弁組立体２００から変更されており、ダイアフラム２１２’に対して弁部材の対向端に第２ダイアフラムを更に追加し、別体の非一体的に接続されたアーマチャ部材を形成している。ダイアフラム２１２’に設けられた多数の部材が、弁組立体２００に対して論じたものと同様であるため、相違についてのみ以下に説明する。弁組立体２５４は、弁組立体２５４の全長に沿って軸方向に延びる連続した通孔２５８を含む。第１ねじ付孔部２５９は、ねじ付非貫通孔２４２と同様であり、第２ねじ付孔部２６０は弁組立体２５４の対向端に形成され、アーマチャ部材２６４から軸方向に延びるアーマチャ部材ねじ付軸２６２を螺合可能に収容する。弁組立体２５４は更に、ピストン部材２３０’に対して弁組立体２５４の対向端に、第２ピストンを含む。

弁組立体２５４及びアーマチャ部材２６４を異なる構成部材に分離することにより、第２ピストン部材２６６のピストン部材第２接触面２６８がアーマチャ部材接触面２７０に直接接触したときに、接触面間にスペースが形成され、第１ダイアフラム部２７３において弾力的、弾性的可撓性材料第２ダイアフラム２７２を組み込み、部分的に圧縮することができる。第２ダイアフラム２７２のこの部分的圧縮は、第２ダイアフラム第１干渉領域２７４を形成する。対向する第２ダイアフラム部２７５は、第１調節可能保持部材２７７の第１ダイアフラム係合部材２７６と、第２調節可能保持部材２７９の第２ダイアフラム係合部材２７８との間に配置されかつこれらにより部分的に圧縮される。第２ダイアフラムのこの部分的圧縮は、第２ダイアフラム第２干渉領域２８０を形成する。第２ダイアフラム第２干渉領域２８０における第２ダイアフラム２７２の撓み量は、第１調節可能ホイール部材接触面２８２と第２調節可能保持部材接触面２８４との間に金属対金属の接触が生じたときに、制限される。第２ダイアフラム第１及び第２干渉領域２７４，２８０は更に、復元可能ダイアフラム圧縮したがって異なる弁組立体２５４間の予測可能なシール特性を促進する所定のダイアフラム圧縮を規定する。所定のダイアフラム圧縮は、第２ダイアフラム２７２の厚さのほぼ５％とほぼ５０％又はそれ以上との間の範囲とすることができる。第２ダイアフラム２７２のシーリングは、更に、Ｏリング又はＤリング等のシール部材２８６を第１調節可能保持部材２７７とカートリッジ接続端５０’との間に追加することにより、強化することができる。

凹部又はカウンタボア２８８がピストン部材第２接触面２６８に形成され、第２ダイアフラム２７２の第１ダイアフラム部２７３の一部を受け入れる。カウンタボア２８８は、ピストン部材第２接触面２６８とアーマチャ部材接触面２７０との間で金属対金属接触が生じたときの、第１ダイアフラム部２７３の圧縮量を予め定める。カウンタボア２８８は更に、第１ダイアフラム部２７３の破砕（crushing）を防止し、一方、弁閉又は開方向Ａ又はＢに向けて弁部材２５６が軸方向に移動する際、第２ダイアフラム部２７０を保持する確実なグリップを影響する。第２ダイアフラム２７０の材料の圧縮は、第３圧力境界シール及び第４圧力境界シール２９２のそれぞれを形成する。大気汚染物質及び／又は湿気がソレノイド部に侵入することに対して更にシールため、Ｏリング又はＤリング等のシール部材２９４を、第２調節可能保持部材２７９、カップリング接続端５０’の複式ねじ係合端２９６、及びアーマチャ収容部材１９８の交差部（intersection）に配置することができる。シール部材２９４は更に、部分的に圧縮されたときに付勢力を形成し、第２調節可能保持部材２７９とアーマチャ収容部材２９８との間に隙間空間を維持する。

再度図１２，９を参照すると、作動中、アーマチャ２６４に作用する磁力が弁部材２５６を弁開方向Ｂに向けて摺動可能に移動し、これにより、第１，第２ダイアフラム２１２’及び２７２の双方を撓ませる。第１，第２ダイアフラム２１２’，２７２の弾性撓み変形で形成される付勢力に加え、部分的に圧縮された付勢部材３８’による付勢力が、コイル２８が無励磁にされたときに、弁部材２５６の弁閉方向Ａに向けた弁部材２５６の戻りを支援するように作用する。押圧力は更に、弁組立体２５４に弁開位置及び弁閉位置の双方でバランスされる。ピストン部材２３０’に作用する流体圧力は、弁閉位置における隆起弁座係合部７０の弾性材料部７１’に作用する流体圧力と実質的に等しくかつ反対方向である。第２ピストン２６６に作用する流体圧力は、弁開位置における隆起弁係合部７０の弾性材料部７１’に作用する流体圧力と実質的に等しくかつ反対方向である。

本開示のダイアフラム弁部材端部シール付圧力平衡弁は種々の利点を提供する。弁部材の第１端に、オーバーモールド、固着又は圧縮等で弾性材料第１ダイアフラムを固定することにより、ダイアフラムはその径の回りを圧縮して圧力シールを形成することができ、固定インターフェースが第２圧力境界シールを形成する。他の実施形態では、弾性材料第２ダイアフラムが弁部材の基端又は第２端に配置され、弁部材が移動したときに、第１ダイアフラムと同様に、追加の付勢力を形成するように作用する。第１，第２ダイアフラムは、例えば弁閉位置のようなある位置で所定状態に配向されて実質的に平坦状、傾斜状（angular）又は弛緩状（relaxed）の状態とすることができるため、弁部材の次の移動はダイアフラムを弾力的に撓ませ、これにより、その後に弁部材が閉位置に戻るのを支援する付勢力を形成する。本開示の第１又は第２ダイアフラムは更に、弁部材端にＯリング又はＤリングを設ける必要をなくし、これは、弁部材が繰り返し行う摺動運動によるＯリング又はＤリングの摩擦磨耗を排除する。本開示の弁部材端面における確実係合部材及び／又はカウンタボアの使用は、ダイアフラムを部分的に圧縮する作用をなし、これにより、圧力境界を形成し、更に、ダイアフラムを摩擦で保持するように作用する。

実施形態の上述の説明は図示及び説明を目的としたものである。発明を網羅するものではなく、制限するものでもない。特定の実施形態においける要素又は特徴は一般的に特定の実施形態に制限されるものではなく、必要に応じて交換可能であり、具体的に示され又は記載されていない場合であっても、選択した実施形態に使用することが可能である。同様に、多くの態様で変更してもよい。このような変更は、この発明から逸脱したものと見なされるべきではなく、このような変更の全ては、本発明の範囲に含まれるべきものである。
なお、出願当初の特許請求の範囲の記載事項を、そのまま付記しておく。
［１］
弁ボディと、
この弁ボディに接続されたカートリッジとを備え、このカートリッジは、
カートリッジローディング端と、
カートリッジローディング端に係合する保持部材と、
弁ボディの長手方向軸に同軸状に摺動する弁部材と、
弁部材に接続されてこれから径方向外方に延び、保持部材とカートリッジローディング端との間に把持され、圧力境界を形勢するダイアフラムボディを有する弾性材料ダイアフラムとを含む、
ダイアフラムシールされる圧力平衡弁組立体。
［２］
更に、入口ポートを出口ポートから分離する第１カートリッジデバイダと、
出口ポートを排気ポートから分離する第２カートリッジデバイダと、
弁閉位置で第１カートリッジデバイダの第１弁座リングに接触する弁座部材の第１係合面とを含み、弁閉位置で、入口ポートが出口ポートから分離され、出口ポートと排気ポートとが互いに流体連通する、［１］に記載の圧力平衡弁組立体。
［３］
更に、カートリッジ内に軸方向に選択的に軸方向に配置され、第２カートリッジデバイダに対してシールされる弁座部材を含む、［２］に記載の圧力平衡弁組立体。
［４］
更に、弁部材の第２係合面と、
弁開位置で弁部材の第２係合面に接触する弁座部材内に形成される第２弁座リングと、
を含み、弁開位置で、入口ポートが出口ポートに流体連通し、出口ポートが排気ポートから分離される、［３］に記載の圧力平衡弁組立体。
［５］
弁部材は、更に、
保持部材のシリンダ凹部内に摺動可能に収容されるピストン端と、
ピストン端に対して対向して配向されるアーマチャ部とを含む、［１］に記載の圧力平衡弁組立体。
［６］
弁ボディは、更に、
コイルボビンと、
コイルボビンで保持されたコイルとを含み、
コイルが励磁されたときに、アーマチャ部がコイルで磁気的に作動され、ダイアフラムが保持部材とカートリッジローディング端との間に把持されてダイアフラムボディを弾性的に撓ませる弁開位置まで、弁部材の弁ボディの長手方向軸に同軸状に摺動する、［５］に記載の圧力平衡弁組立体。
［７］
弁部材のアーマチャ部が、弁開位置まで、弁ボディの長手方向軸に同軸状に摺動したときに、弁閉位置と弁開位置との間でダイアフラムボディが弾力的に撓んだときに、ダイアフラムで付勢力が形成され、この付勢力は、続いて弁部材の摺動を支援し、これにより、コイルが無励磁にされたときに、弁閉位置に達するまでの弁閉じ時間を減少する、［５］に記載の圧力平衡弁組立体。
［８］
ダイアフラムボディの流体露出面は、弁閉位置で第１係合面の第１係合面露出径と実質的に等しく、ダイアフラムボディの流体露出径は、弁開位置の第２係合面の第２係合面露出径と実質的に等しく、弁開位置と弁閉位置とのそれぞれで、弁部材の圧力平衡状態を規定する、［４］に記載の圧力平衡弁組立体。
［９］
更に、保持部材から延びる第１確実係合部材と、
カートリッジローディング端から延び、第１確実係合部材に対向して配向される第２確実係合部材とを含み、第１，第２確実係合部材はそれぞれダイアフラムの半径方向壁内に部分的に埋設され、流体圧シールを形成する、［１］に記載の圧力平衡弁組立体。
［１０］
更に、入口ポートを出口ポートから分離する第１カートリッジデバイダと、
出口ポートを排気ポートから分離する第２カートリッジデバイダと、
弁閉位置で第１カートリッジデバイダの第１収容面に接触し、入口ポートを出口ポートから分離し、出口ポートと排気ポートとを互いに流体連通する弁部材の第１スプールリングと、を含む、［１］に記載の圧力平衡弁組立体。
［１１］
更に、第２カートリッジデバイダに対して摺動可能にシールする軸方向調節可能弁座部材を含む、［１０］に記載の圧力平衡弁組立体。
［１２］
更に、弁座部材の第２スプールリングと、
弁開位置で、第２スプールリングで接触され、入口ポートを出口ポートに流体連通し、出口ポートを排気ポートから分離する、弁座部材の第２スプール部材収容面とを備える、［１１］に記載の圧力平衡弁組立体。
［１３］
ダイアフラムボディの流体露出径は、弁閉位置で、第１カートリッジデバイダの第１スプール部材収容面径と実質的に等しく、ダイアフラムボディの流体露出径は、弁開位置で、軸方向調整可能シール部材の第２スプール部材収容面径に実質的に等しく、これにより、弁開位置及び弁閉位置のそれぞれで、弁部材の圧力平衡状態を規定する、［１２］に記載の圧力平衡弁組立体。
［１４］
弁部材は、保持部材内に部分的に摺動可能に収容され、弁部材は、弁部材組立体のアーマチャ部に固定状態に接続された第２弾性材料ダイアフラムを有する弁部材組立体を含み、第２流体圧境界を形成する、［１］に記載の圧力平衡弁組立体。
［１５］
ダイアフラムは、弁部材に固定状態に接続される、［１］に記載の圧力平衡弁組立体。
［１６］
ダイアフラムは更に、弁部材の端部を規定するピストン部材と、ソレノイド流体圧境界を形成するピストン部材に係合するダイアフラム保持ファスナとの間に把持される、［１］に記載の圧力平衡弁組立体。
［１７］
更に、弁部材のピストン部材に接続されるアーマチャ部材と、
ピストン部材とアーマチャ部材との間に把持され、弁部材の径方向外方に延びる第１部分を有する弾性材料第２ダイアフラムとを含み、第２ダイアフラムは、第１，第２調節可能保持部材間に把持された第２部分を有する、［１］に記載の圧力平衡弁組立体。
［１８］
弁ボディと、
弁ボディに接続されたカートリッジとを備え、このカートリッジは、
カートリッジローディング端と、
カートリッジローディング端に係合する保持部材と、
弁ボディの長手方向軸に同軸状に摺動する弁部材と、
弁部材に接続されかつこれから径方向外方に延び、保持部材とカートリッジローディング端との間に把持され、第１ダイアフラム流体圧境界を形成するダイアフラムボディを有する、弾性材料第１ダイアフラムと、
第１ダイアフラムに対して弁部材の対向端で弁部材に接続されかつこれから径方向外方に延び、第１，第２調節可能保持部材間に把持され、第２ダイアフラム流体圧境界を形成するたダイアフラムボディを有する、弾性材料第２ダイアフラムと、を備えるダイアフラムシールされる圧力平衡弁組立体。
［１９］
更に、弁部材のピストン部材と、
ピストン部材に接続されたアーマチャ部材と、を含む、［１８］に記載の圧力平衡弁組立体。
［２０］
更に、ピストン部材とアーマチャ部材との間に把持され、弁部材から径方向外方に延びる第１部分を有する、弾性材料第２ダイアフラムを含む、［１９］に記載の圧力平衡弁組立体。
［２１］
更に、第１，第２調節可能保持部材を含み、
第２ダイアフラムは、第１，第２調節可能保持部材間に把持された第２部分を含む、［２０］に記載の圧力平衡弁組立体。
［２２］
第１ダイアフラムは更に、弁部材の第１端を規定するピストン部材と、ピストン部材に係合するダイアフラム保持ファスナとの間に把持される、［１８］に記載の圧力平衡弁組立体。
［２３］
弁ボディと、
弁ボディに接続されたカートリッジとを備え、このカートリッジは、
入口ポートを出口ポートから分離する第１カートリッジデバイダと、
カートリッジローディング端と、
カートリッジローディング端に螺合可能に係合する保持部材と、
弁ボディの長手方向軸に同軸状に摺動する弁部材と、
弁部材に固定され、弁部材から径方向に延びるダイアフラムボディを有する弾性材料ダイアフラムと、
保持部材から延びる第１確実係合部材と、カートリッジローディング端から延び，第１確実係合部材に対して対向する第２確実係合部材とを含み、第１，第２確実係合部材は、それぞれダイアフラムのダイアフラムボディ内に部分的に埋設され、保持部材がカートリッジローディング端に螺合可能に係合したときに、流体圧シールを形成する、ダイアフラムシールされる圧力平衡弁組立体。
［２４］
弁部材は、反対方向に向く第１，第２係合面を有する隆起係合部を含み、弁部材の第１係合面は、弁閉位置で、第１カートリッジデバイダの第１弁座リングに接触する、［２３］に記載の圧力平衡弁組立体。
［２５］
更に、出口ポートを排気ポートから分離する第２カートリッジデバイダを備え、
弁閉位置で、入口ポートが出口ポートから分離され、出口ポート及び排気ポートが互いに流体連通する、［２４］に記載の圧力平衡弁組立体。
［２６］
更に、弁部材のピストン端と、
保持部材のシリンダ凹部とを備え、ピストン端は、保持部材のシリンダ凹部内に非密封状態で摺動可能に収容され、弁ボディの長手方向軸上の弁部材の整合を支援する、［２３］に記載の圧力平衡弁組立体。
［２７］
弁部材は、それぞれダイアフラムボディの流体露出径に等しい径を有する第１，第２スプールリングを含み、弁開位置及び弁閉位置のそれぞれで弁組立体の圧力平衡状態を形成する、［２３］に記載の圧力平衡弁組立体。
［２８］
弁ボディと、
弁ボディに接続されるカートリッジとを備え、このカートリッジは、
入口ポートを出口ポートから分離する第１カートリッジデバイダと、
カートリッジローディング端と、
カートリッジローディング端に軸方向に調節可能に係合する保持部材と、
弁ボディの長手方向軸に同軸状に摺動し、保持部材内に部分的に摺動可能に収容される弁部材と、
保持部材のシリンダ凹部内に摺動可能かつ非シール状態に収容される弁部材のピストン端と、
弁部材にオーバーモールドされ、保持部材とカートリッジローディング端との間に把持されるダイアフラムボディを有し、流体圧境界を形成する、弾性材料ダイアフラムと、を含む、ダイアフラムシールされる圧力平衡弁組立体。
［２９］
弁部材は、更に、ピストン端に対向して配向されるアーマチャ部を備える、［２８］に記載の圧力平衡弁組立体。
［３０］
弁ボディは、
ソレノイド容器と、
ソレノイド容器内に収容されるコイルボビンと、
コイルボビンで保持されるコイルと、を含み、
弁部材のアーマチャ部は、弁ボディの長手方向軸に同軸状に摺動可能で、コイルが励磁されたときに、弁開位置に移動される、［２９］に記載の圧力平衡弁組立体。
［３１］
更に、コイルボビン内に軸方向に配置される電極片と、
電極片と弁部材のアーマチャ部分とに接触し、弁部材を弁閉位置に向けて付勢する付勢部材と、を備える、［３０］に記載の圧力平衡弁組立体。
［３２］
更に、出口ポートを排気ポートから分離する第２カートリッジデバイダを備え、
弁閉位置で、入口ポートが出口ポートから分離され、出口ポートと排気ポートとが互いに流体連通し、
弁開位置で、入口ポートが出口ポートに流体連通し、入口ポート及び出口ポートの双方が排気ポートから分離される、［２８］に記載の圧力平衡弁組立体。
［３３］
更に、保持部材から延びる第１確実係合部材と、カートリッジローディング端から延び、第１確実係合部材から反対側に面する第２確実係合部材とを含み、第１，第２確実係合部材のそれぞれは、ダイアフラムのダイアフラムボディ内に部分的に埋設され、保持部材がカートリッジローディング端に螺合可能に係合したときに圧力流体シールを形成する、［２８］に記載の圧力平衡弁組立体。

Claims (33)

1. 弁ボディと、
   この弁ボディに接続されたカートリッジとを備え、このカートリッジは、
   カートリッジローディング端と、
   カートリッジローディング端に係合する保持部材と、
   弁ボディの長手方向軸に同軸状に摺動する弁部材と、
   弁部材に接続されてこれから径方向外方に延び、保持部材とカートリッジローディング端との間に把持され、圧力境界を形勢するダイアフラムボディを有する弾性材料ダイアフラムとを含み、
   前記弁部材は、更に、保持部材のシリンダ凹部内に摺動可能に収容されるピストン端と、ピストン端に対して対向して配向されるアーマチャ部とを含み、
   前記弁部材のアーマチャ部が、弁開位置まで、弁ボディの長手方向軸に同軸状に摺動した際に、弁閉位置と弁開位置との間でダイアフラムボディが弾力的に撓んだときに、前記弾性材料ダイアフラムで付勢力が形成され、この付勢力は、続いて弁部材の摺動を支援し、これにより、コイルが無励磁にされたときに、弁閉位置に達するまでの弁閉じ時間を減少するものである、
   ダイアフラムシールされる圧力平衡弁組立体。
2. 更に、入口ポートを出口ポートから分離する第１カートリッジデバイダと、
   出口ポートを排気ポートから分離する第２カートリッジデバイダと、
   弁閉位置で第１カートリッジデバイダの第１弁座リングに接触する弁座部材の第１係合面とを含み、弁閉位置で、入口ポートが出口ポートから分離され、出口ポートと排気ポートとが互いに流体連通する、請求項１に記載の圧力平衡弁組立体。
3. 更に、カートリッジ内に軸方向に選択的に軸方向に配置され、第２カートリッジデバイダに対してシールされる弁座部材を含む、請求項２に記載の圧力平衡弁組立体。
4. 更に、弁部材の第２係合面と、
   弁開位置で弁部材の第２係合面に接触する弁座部材内に形成される第２弁座リングと、を含み、
   弁開位置で、入口ポートが出口ポートに流体連通し、出口ポートが排気ポートから分離される、請求項３に記載の圧力平衡弁組立体。
5. 弁ボディは、更に、
   コイルボビンと、
   コイルボビンで保持されたコイルとを含み、
   コイルが励磁されたときに、アーマチャ部がコイルで磁気的に作動され、ダイアフラムが保持部材とカートリッジローディング端との間に把持されてダイアフラムボディを弾性的に撓ませる弁開位置まで、弁部材の弁ボディの長手方向軸に同軸状に摺動する、請求項
   １に記載の圧力平衡弁組立体。
6. ダイアフラムボディの流体露出面は、弁閉位置で第１係合面の第１係合面露出径と実質的に等しく、ダイアフラムボディの流体露出径は、弁開位置の第２係合面の第２係合面露出径と実質的に等しく、弁開位置と弁閉位置とのそれぞれで、弁部材の圧力平衡状態を規定する、請求項４に記載の圧力平衡弁組立体。
7. 更に、保持部材から延びる第１確実係合部材と、
   カートリッジローディング端から延び、第１確実係合部材に対向して配向される第２確実係合部材とを含み、第１，第２確実係合部材はそれぞれダイアフラムの半径方向壁内に部分的に埋設され、流体圧シールを形成する、請求項１に記載の圧力平衡弁組立体。
8. 更に、入口ポートを出口ポートから分離する第１カートリッジデバイダと、
   出口ポートを排気ポートから分離する第２カートリッジデバイダと、
   弁閉位置で第１カートリッジデバイダの第１収容面に接触し、入口ポートを出口ポートから分離し、出口ポートと排気ポートとを互いに流体連通する弁部材の第１スプールリングと、を含む、請求項１に記載の圧力平衡弁組立体。
9. 更に、第２カートリッジデバイダに対して摺動可能にシールする軸方向調節可能弁座部材を含む、請求項８に記載の圧力平衡弁組立体。
10. 更に、弁座部材の第２スプールリングと、
    弁開位置で、第２スプールリングで接触され、入口ポートを出口ポートに流体連通し、出口ポートを排気ポートから分離する、弁座部材の第２スプール部材収容面とを備える、請求項９に記載の圧力平衡弁組立体。
11. ダイアフラムボディの流体露出径は、弁閉位置で、第１カートリッジデバイダの第１スプール部材収容面径と実質的に等しく、ダイアフラムボディの流体露出径は、弁開位置で、軸方向調整可能シール部材の第２スプール部材収容面径に実質的に等しく、これにより、弁開位置及び弁閉位置のそれぞれで、弁部材の圧力平衡状態を規定する、請求項１０に記載の圧力平衡弁組立体。
12. 弁部材は、保持部材内に部分的に摺動可能に収容され、弁部材は、弁部材組立体のアーマチャ部に固定状態に接続された第２弾性材料ダイアフラムを有する弁部材組立体を含み、第２流体圧境界を形成する、請求項１に記載の圧力平衡弁組立体。
13. ダイアフラムは、弁部材に固定状態に接続される、請求項１に記載の圧力平衡弁組立体。
14. ダイアフラムは更に、弁部材の端部を規定するピストン部材と、ソレノイド流体圧境界を形成するピストン部材に係合するダイアフラム保持ファスナとの間に把持される、請求項１に記載の圧力平衡弁組立体。
15. 更に、弁部材のピストン部材に接続されるアーマチャ部材と、
    ピストン部材とアーマチャ部材との間に把持され、弁部材の径方向外方に延びる第１部分を有する弾性材料第２ダイアフラムとを含み、第２ダイアフラムは、第１，第２調節可能保持部材間に把持された第２部分を有する、請求項１に記載の圧力平衡弁組立体。
16. 弁ボディと、
    弁ボディに接続されたカートリッジとを備え、このカートリッジは、
    カートリッジローディング端と、
    カートリッジローディング端に係合する保持部材と、
    弁ボディの長手方向軸に同軸状に弁開位置と弁閉位置との間を摺動する弁部材と、
    弁部材に接続されかつこれから径方向外方に延び、保持部材とカートリッジローディング端との間に把持され、第１ダイアフラム流体圧境界を形成するダイアフラムボディを有する、弾性材料第１ダイアフラムと、
    第１ダイアフラムに対して弁部材の対向端で弁部材に接続されかつこれから径方向外方に延び、第１，第２調節可能保持部材間に把持され、第２ダイアフラム流体圧境界を形成するたダイアフラムボディを有する、弾性材料第２ダイアフラムと、を備え、
    前記弁部材が弁閉位置から弁開位置に摺動するに応答して前記弾性材料第１ダイアフラムと前記弾性材料第２ダイアフラムのダイヤフラムボディが弾力的に撓んだときに、前記弾性材料第１ダイアフラムと前記弾性材料第２ダイアフラムによって付勢力が形成され、この付勢力は、前記弁部材の弁閉位置に戻る摺動を続いて支援することにより、弁閉じ時間を減少するものである、
    ダイアフラムシールされる圧力平衡弁組立体。
17. 更に、弁部材のピストン部材と、
    ピストン部材に接続されたアーマチャ部材と、を含む、請求項１６に記載の圧力平衡弁組立体。
18. 前記弾性材料第２ダイアフラムは、前記ピストン部材と前記アーマチャ部材との間に把持され、弁部材から径方向外方に延びる第１部分を有する、請求項１７に記載の圧力平衡弁組立体。
19. 前記第２ダイアフラムは、前記第１，第２調節可能保持部材間に把持された第２部分を含む、請求項１８に記載の圧力平衡弁組立体。
20. 第１ダイアフラムは更に、弁部材の第１端を規定するピストン部材と、ピストン部材に係合するダイアフラム保持ファスナとの間に把持される、請求項１６に記載の圧力平衡弁組立体。
21. 弁ボディと、
    弁ボディに接続されたカートリッジとを備え、このカートリッジは、
    入口ポートを出口ポートから分離する第１カートリッジデバイダと、
    カートリッジローディング端と、
    カートリッジローディング端に螺合可能に係合する保持部材と、
    弁ボディの長手方向軸に同軸状に弁開位置と弁閉位置との間を摺動する弁部材と、
    弁部材に固定され、弁部材から径方向に延びるダイアフラムボディを有する弾性材料ダイアフラムと、
    保持部材から延びる第１確実係合部材と、カートリッジローディング端から延び，第１確実係合部材に対して対向する第２確実係合部材とを含み、第１，第２確実係合部材は、それぞれダイアフラムのダイアフラムボディ内に部分的に埋設され、保持部材がカートリッジローディング端に螺合可能に係合したときに、流体圧シールを形成し、
    前記弁部材が弁閉位置から弁開位置に摺動するに応答して前記ダイヤフラムボディが弾力的に撓んだときに、前記弾性材料ダイアフラムによって付勢力が形成され、この付勢力は、前記弁部材の弁閉位置に戻る摺動を続いて支援することにより、弁閉じ時間を減少するものである、
    ダイアフラムシールされる圧力平衡弁組立体。
22. 弁部材は、反対方向に向く第１，第２係合面を有する隆起係合部を含み、弁部材の第１係合面は、弁閉位置で、第１カートリッジデバイダの第１弁座リングに接触する、請求項２１に記載の圧力平衡弁組立体。
23. 更に、出口ポートを排気ポートから分離する第２カートリッジデバイダを備え、
    弁閉位置で、入口ポートが出口ポートから分離され、出口ポート及び排気ポートが互いに流体連通する、請求項２２に記載の圧力平衡弁組立体。
24. 更に、弁部材のピストン端と、
    保持部材のシリンダ凹部とを備え、ピストン端は、保持部材のシリンダ凹部内に非密封状態で摺動可能に収容され、弁ボディの長手方向軸上の弁部材の整合を支援する、請求項２１に記載の圧力平衡弁組立体。
25. 弁部材は、それぞれダイアフラムボディの流体露出径に等しい径を有する第１，第２スプールリングを含み、弁開位置及び弁閉位置のそれぞれで弁組立体の圧力平衡状態を形成する、請求項２１に記載の圧力平衡弁組立体。
26. 弁ボディと、
    弁ボディに接続されるカートリッジとを備え、このカートリッジは、
    入口ポートを出口ポートから分離する第１カートリッジデバイダと、
    カートリッジローディング端と、
    カートリッジローディング端に軸方向に調節可能に係合する保持部材と、
    弁ボディの長手方向軸に同軸状に弁開位置と弁閉位置との間を摺動し、保持部材内に部分的に摺動可能に収容される弁部材と、
    保持部材のシリンダ凹部内に摺動可能かつ非シール状態に収容される弁部材のピストン端と、
    弁部材にオーバーモールドされ、保持部材とカートリッジローディング端との間に把持されるダイアフラムボディを有し、流体圧境界を形成する、弾性材料ダイアフラムと、を含み
    前記弁部材が弁閉位置から弁開位置に摺動するに応答して前記ダイヤフラムボディが弾力的に撓んだときに、前記弾性材料ダイアフラムによって付勢力が形成され、この付勢力は、弁閉じ時間を減少するために、前記弁部材の戻り摺動を続いて支援するものである、
    ダイアフラムシールされる圧力平衡弁組立体。
27. 弁部材は、更に、ピストン端に対向して配向されるアーマチャ部を備える、請求項２６に記載の圧力平衡弁組立体。
28. 弁ボディは、
    ソレノイド容器と、
    ソレノイド容器内に収容されるコイルボビンと、
    コイルボビンで保持されるコイルと、を含み、
    弁部材のアーマチャ部は、弁ボディの長手方向軸に同軸状に摺動可能で、コイルが励磁されたときに、弁開位置に移動される、請求項２７に記載の圧力平衡弁組立体。
29. 更に、コイルボビン内に軸方向に配置される電極片と、
    電極片と弁部材のアーマチャ部分とに接触し、弁部材を弁閉位置に向けて付勢する付勢部材と、を備える、請求項２８に記載の圧力平衡弁組立体。
30. 更に、出口ポートを排気ポートから分離する第２カートリッジデバイダを備え、
    弁閉位置で、入口ポートが出口ポートから分離され、出口ポートと排気ポートとが互いに流体連通し、
    弁開位置で、入口ポートが出口ポートに流体連通し、入口ポート及び出口ポートの双方が排気ポートから分離される、請求項２６に記載の圧力平衡弁組立体。
31. 前記弁部材の移動に応答して該ダイヤフラムボディが撓む際に前記弾性材料ダイヤフラムの均一な装填（even loading）を提供するために、前記ダイアフラムボディが、前記弁部材と前記保持部材との間に、長手方向軸に対して横方向に延びる請求項２６に記載の圧力平衡弁組立体。
32. 前記弁部材の摺動に応答して該ダイヤフラムボディが撓む際に均一な装填（even loading）を提供するために、前記ダイアフラムボディが、長手方向軸に対して横方向に平坦である請求項２１に記載の圧力平衡弁組立体。
33. 弁ボディと、
    この弁ボディに接続されたカートリッジとを備え、このカートリッジは、
    カートリッジローディング端と、
    カートリッジローディング端に係合する保持部材と、
    弁ボディの長手方向軸に同軸状に摺動する弁部材と、
    弁部材に接続されてこれから径方向外方に延び、保持部材とカートリッジローディング端との間に把持され、圧力境界を形勢するダイアフラムボディを有する弾性材料ダイアフラムとを含み、
    前記弁部材の移動に応答して該ダイヤフラムボディが撓む際に均一な装填（even loading）を提供するために、前記ダイアフラムボディが、長手方向軸に対して横方向に実質的に平坦である、
    ダイヤフラムシールされる圧力平衡弁組立体。

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