JP2008519952A - ロータリーバルブ - Google Patents

Abstract

本発明は、膨張可能な装置に対する空気供給をコントロールするためのロータリーバルブであって、駆動プーリー（１４）が、直接、モータ（１３）の駆動軸（１５）に固定されているモータ（１３）により駆動される第一の回転子（１１）と第二の回転子（１２）を備える、ロータリーバルブである。駆動プーリー（１４）により駆動される歯付ベルト（１６）は、回転子（１１）と（１２）が固定子（１０）に対して回転するように、第一の回転子（１１）の歯状の外周輪郭と歯合している。第一及び／又は第二の回転子が回転する場合には、全てのポートが一つの位置において密封され、又は、全てのポートがもう一つの位置において大気中に排気することを含め、必要に応じて回転子（１１、１２）と固定子（１０）との間の気密の界面におけるチャネル及びポートを所望の膨張順序で接続／切断させる。

Description

本発明は、ロータリーバルブに関するものであり、特に、膨張可能な装置に対する空気供給をコントロールするロータリーバルブに関するものである。

従来、例えば、エアマットレス又は圧迫ガーメントのような膨張可能な装置に、圧縮空気を所定の順序で供給するように、ロータリーバルブにより医療用エアポンプからの空気供給がコントロールされることが知られている。

多くのロータリーバルブにおいては、所定の順序による圧縮空気の供給は、互いに対して回転する回転子と固定子という２つの部材に組み込まれているポート及びチャネルにより決定される。回転子及び固定子は、バネ力により密接して、平坦な合わせ面において気密シールが形成されている、適切な硬質材料の円板である。

回転子が固定した固定子に対して回転する場合に、２つの部材の合わせ面における異なるポートはすべて接続され、また、それにより圧縮空気がバルブを通過する経路は変更される。ポート接続は、膨張可能な装置にかかる所望の膨張順序に従うように、設計し製造されている。

ポート接続の順序は非常に巧妙であるが、必要な順序がさらに複雑になった場合に、径の大きいバルブが必要になるので、高価で製造し難く、且つ高トルクのモータで駆動する必要がある。その上、複雑なポート接続にかかる設計によりポートの間にはわずかのセパレーションが生じるため、不正確及び空気漏れになってしまう。

本発明は、前記従来の技術の欠点に鑑みてなされたもので、その改善を求めることをその目的とする。

そこで、本発明は、膨張可能な装置に対する空気供給をコントロールするためのロータリーバルブであって、平面状表面と、上記の膨張可能な装置にコミュニケーションする若干のポートと、空気源に接続する他方のポートとを有する固定子部材と、平面状表面を有し、上記固定子の平面状表面と向かい合って回転可能に接触している、ポートとチャネルを有し、上記固定子と接触する時に、上記の他方のポートより空気が供給される第一の回転子部材と、平面状表面を有し、上記の第一の回転子部材と向かい合って回転可能に接触している、チャネルとポートを有する第二の回転子部材と、上記の第一と第二の回転子を回転させる少なくとも一つの駆動手段と、上記装置に対する空気供給の継続期間を駆動しコントロールする制御手段と、を備えるロータリーバルブを提供する。

単一の駆動手段により、上記の２つの回転子部材を互いに対し回転させるとともに、上記固定子部材を回転させることが好ましい。好ましい実施形態において、上記固定子部材に対して上記の第一の回転子部材を移動させる上記駆動手段は、さらに前記第二の回転子部材を駆動させることができ、前記回転子部材の一方におけるアームが前記バルブ体に固定した移動止めに抗することによって、上記回転子部材と上記アームが止められるが、他方の回転子部材が回転を続ける。

他の好ましい実施形態において、上記回転子部材は駆動手段により駆動され、上記回転子部材の相対移動する間において、大気中に空気が排出されるように、ある位置において上記の第一と第二の回転子の間の密封状態が解除されることが可能になる。

また他の好ましい実施形態において、上記回転子部材の相対移動により、すべての上記ポートが上記バルブ部材の一つの位置において密封され、もう一つの位置において大気中に排気する。

本発明の他の局面において、本発明は、膨張可能な装置に対する空気供給をコントロールするためのロータリーバルブであって、固定子部材と、上記固定子と向かい合って回転可能に接触している、その外周表面に歯状の輪郭を具備する回転子部材と、上記回転子部材を駆動させる駆動手段とを備え、上記駆動手段は、上記回転子部材を駆動させるように、上記回転子部材の歯状の輪郭と連携して動作する、ロータリーバルブを提供する。上記駆動手段は、上記モータを駆動させるように、上記回転子部材の歯状の輪郭と連携して動作するベルトを含むことが好ましい。

固定子と回転子とからなる従来のロータリーバルブの場合、電動モータギアボックスと、ギアボックスの出力軸を回転子に接続する結合装置とによって、回転子を駆動させるが、本発明においては、上記ギアボックスと結合装置の代わりにギア又はベルト駆動系が用いられているという利点がある。よって、部材数が減少され、システム全体は簡素化される。

回転子部材のギヤの歯部の輪郭は、回転子主体と一体になった部分であることが好ましい。駆動モータ軸上の小ギア又はピニオン、及び回転子の外周にある大ギアの輪郭により、ギア減速を行なってもよい。これによって、別個のギアボックスを有していなくとも、ステップ-ダウン-ギア及び有効トルクの増加を実現することができる。また、従来技術によるシステムにおけるモータを回転子に接続する付加的な結合装置は必要ない。

以下、添付図面を参照して、実施形態により本発明について詳細に説明する。

添付図面を参照すると、ロータリーバルブは、図１に示すように、プレートに取り付けられ、モータ１３は、駆動プーリー１４が直接モータ１３の駆動軸１５に固定されるように、上記プレートに搭載している。歯付ベルト１６は、駆動プーリー１４により駆動され、第一の回転子１１の外周２０の歯状の輪郭と歯合して回転子１１と１２を固定子１０に対して回転させる。モータの調整により、任意の方向にも回転子１１、１２を駆動させることができる。回転子１１の外周の周りにある歯状の輪郭は、回転子１１と一体になった部分であることが好ましい。適当に引張ベルト駆動装置１６は、２つのプーリー輪郭に接続され、各プーリーの輪郭における歯の対応数により、ギア減速は実現される。

ベルト駆動装置１６の代わりに、回転子１１は、モータ１３の駆動軸に取り付けられた合わせ駆動ピニオンと歯合するように、その外周にスパーギアの輪郭を備えてもよい。

図２は、向かい合って接触している固定子１０、回転子１１、１２の平面状表面を示す分解図である。これらのバルブの部材を密接させるために、バネ２１が用いられることになる。

固定子の表面２２には、ポンプ（図示せず）からの加圧空気が入ることが可能になる中心孔２３がある。上記ポンプは、固定子の表面２２の一側にある空気入り口２４に接続されている。固定子の表面２２には、膨張可能な装置に接続されるように、出口ポート２８に接続している複数のポート２５がさらに組み込まれている。

第一の回転子の表面２６には、固定子１１内のポート２５、２８及び第二の回転子１２のポート２９と連携して動作するように、ポート３０が組み込まれている。第二の回転子の表面２７には、第一の回転子のポート３０と固定子のポート２５、２８と組み合わせる、空気経路を選択するポート２９が含まれている。

作動中、第一及び／又は第二の回転子が回転する場合に、必要に応じて、回転子１１、１２と固定子１０との間における気密の界面にあるチャネル及びポートを所望の膨張の順序で接続／切断させる。

第一の回転子１１と第二の回転子１２は、モータ１３により駆動される。いずれかの適切な一つ或いは複数のモータにより、回転子１１、１２を駆動させても良い。図３に示すような好ましい実施形態において、第二の回転子１２は、その外周にアーム３３を有しており、アーム３３は、第二の回転子１２の回転期間において、バルブ体にあるアバットメント５と接触することにより、第二の回転子の移動が引き止められるが、第一の回転子が回転を続ける。

第一の回転子１１と第二の回転子１２との間には、持ち上げカム歯６を備え、このカム歯６により、当該相対回転の間において、第二の回転子１２を持ち上げて第一の回転子の面から離れることによって、気密シールが破壊されて、圧縮空気を大気中に排出することが可能である。モータ１３による２つの回転子１１、１２を逆方向に回転させることによって、アーム３３が移動してアバットメント５から離れ、そしてカム歯６の作用がなくなって第二の回転子１２の表面が下がって移動することにより、再び気密シールの状態になる。

また、２つの回転子１１、１２にはカム歯が配置されていなくてもよい。この場合、２つの回転子１１、１２は互いに対して回転し摺動することによって、異なるポートの組み合わせが形成され、そのうち、一つの形態においては全てのポートが密封され、もう一つの形態においては全てのポートが無用の空気を大気中に排気する。さらに、第二の回転子１２は、バルブとのポート接続をさらに変化させるように、２つの回転子が互いに対して移動する際に変化する、中間ポートを有しても良い。

複雑なポート接続又は空気経路選択を必要とするいかなるタイプの膨張装置と結合して使用されても良い上記バルブは、簡単な方式により実現されるものである。

本発明によるロータリーバルブを示す模式図である。 図１におけるバルブを示す分解図である。 本発明の好ましい実施例による第一と第二の回転子を示す分解図である。

符号の説明

５ アバットメント
６ 持ち上げカム歯
１０ 固定子
１１ 第一の回転子
１２ 第二の回転子
１３ モータ
１４ 駆動プーリー
１５ 駆動軸
１６ 引張ベルト駆動装置
２０ 外周
２１ バネ
２２ 固定子の表面
２３ 中心孔
２４ 空気入り口
２５、２８ 固定子のポート
２６ 第一の回転子の表面
２７ 第二の回転子の表面
２９ 空気経路を選択するポート
３０ 第一の回転子のポート
３３ アーム

Claims (8)

1. 膨張可能な装置に対する空気供給をコントロールするためのロータリーバルブであって、
   平面状表面と、前記膨張可能な装置にコミュニケーションする若干のポートと、空気源に接続する他方のポートと、を有する固定子部材と、
   平面状表面を有し、前記固定子の平面状表面と向かい合って回転可能に接触している、ポートとチャネルを有し、前記固定子と接触する時に、前記他方のポートより空気が供給される第一の回転子部材と、
   平面状表面を有し、前記第一の回転子部材と向かい合って回転可能に接触している、チャネルとポートを有する第二の回転子部材と、
   前記第一と第二の回転子を回転させる少なくとも一つの駆動手段と、
   前記装置に対する供給空気の継続期間を駆動しコントロールする制御手段と、を備えるロータリーバルブ。
2. 単一の駆動手段により、前記２つの回転子部材を互いに対し回転させるとともに、前記固定子部材を回転させる、請求項１に記載のロータリーバルブ。
3. 前記固定子部材に対して前記第一の回転子部材を駆動させる前記駆動手段は、さらに前記第二の回転子部材を駆動させることができ、
   前記回転子部材の一方におけるアームが前記バルブ体に固定した移動止めに抗することによって、前記回転子部材と前記アームが止められるが、他方の回転子部材が回転を続ける、請求項２に記載のロータリーバルブ。
4. 前記回転子部材の相対移動する間において、大気中に空気が排出されることができるように、ある位置において前記第一と第二の回転子の間の密封状態が解除されることが可能になる、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のロータリーバルブ。
5. 前記回転子部材の相対移動により、全ての前記ポートが前記バルブ部材の一つの位置において密封され、全ての前記ポートがもう一つの位置において大気中に排気する、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のロータリーバルブ。
6. 膨張可能な装置に対する空気供給をコントロールするためのロータリーバルブであって、
   固定子部材と、
   前記固定子部材と向かい合って回転可能に接触している、その外周表面に歯状の輪郭を具備する回転子部材と、
   前記回転子部材を駆動させる駆動手段と、を備え、
   前記駆動手段は、前記回転子部材を駆動させるように、前記回転子部材の歯状の輪郭と連携して動作するロータリーバルブ。
7. 前記駆動手段は、前記モータを駆動させるように、前記回転子部材の歯状の輪郭と連携して動作するベルトを含む、請求項６に記載のロータリーバルブ。
8. 前記回転子部材のギヤの歯の輪郭は、前記回転子主体と一体になった部分である、請求項６または請求項７に記載のロータリーバルブ。

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