JP2017506779A - 双方向タイミング用の伝達要素装置 - Google Patents

Abstract

コントローラ３７によって操作される時限式装置の起動される表面１５に機械的に接続される双方向タイミング用の伝達要素装置であって、起動される表面１５は、反力に対して線形に移動可能である。伝達要素１は、操作媒体で満たされる伝達要素ブレーキシリンダ７を有する。伝達要素ブレーキシリンダ７の内部空間は、シーリング要素２３を有する線形に可動する伝達要素ピストン９によって、第１のチャンバ１９および第２のチャンバ２１に分けられる。伝達要素ピストン９は、方向ごとに別々に決定される程度の２つのチャンバ１９、２１間の操作媒体の流れを確実にするための開口２５、２７を備える。伝達要素ピストン９は、コントローラ３７に構造的に固定される一方で、伝達要素１の出口部分５は、起動される表面１５と押圧接触している。【選択図】図４

Description

本発明は、コントローラによって操作される時限式装置の起動される表面に機械的に接続される双方向タイミング用の伝達要素装置であって、起動される表面は、反力に対して線形に移動可能である、伝達要素装置に関する。

バルブのタイミングおよび安全な閉鎖を取り扱う多くの発明がある。しかし、本発明の着想を与えた理由は、タイミング（特にバルブのための）が通常一方向であるということである。すなわち、移動の方向に関して、主に閉鎖するタイミングが重要である。これは、開放時間も自然に制限するが、しかし、操作要素（例えば押しボタン）が系統的に（特に衝撃のような）、すなわち、操作要素がゼロ設定に戻るときの時間から介入する場合だけである。例えば、本発明の出願人に譲渡された特許文献１において、図７Ａおよび図７Ｂは、時限式のフィーダバルブを示す。ここでは、バルブステム４’（この例では操作要素も示す）とバルブ１との間に直接接続が存在する。この解決策の不利な点は、操作要素が動けなくて、次いでバルブ１が閉鎖可能でない場合には、例えば、タップが水（媒体）の重要な浪費に結果としてなる開放したままであるということである。操作要素とバルブとの間の接続は、例えば適切な機械式タイミング要素を取り付けることによって、間接的にならなければならない。この構造は、それの長期の開放が防止される一方で、バルブを開放することが可能でなければならない。

装置（またはその要素の１つ）のタイミングは、操作要素の位置に、またはそれのオペレータに実質的に依存する、そして、信頼できない操作を引き起こす場合があり、または、不正確な機能性に結果としてなる場合がある。すなわち、例えば操作要素が動けなくなること、押されたままになること、外にくさびでとめること、の操作要素の機能のいかなる欠陥も、バルブが必要に応じて自動的に閉鎖するのを妨げる誤ったタイミングに結果としてなる。この場合には、装置は閉鎖しない。そしてそれは、単に技術的問題であるだけでなく、重要な無駄を意味し、そして環境被害も生じさせる。それを要約すると、媒体の抵抗（引っ張り）に起因して動力の伝達が間接的に起こることにより、たとえ操作要素（例えば押しボタン）が押し込まれたままになった場合でさえ、本発明（すなわち、伝達要素を取り付けること）によって、装置は閉鎖することを、これは意味する。

操作要素の故障によってだけでなく、コントロール開口を詰まらせる場合がある汚染によっても、信頼できない、漠然とした閉鎖は、生じる場合がある。本発明は、この課題を解決することができる。というのも、伝達要素を固定的に取り付けることによって、それはタイミングにも適していて、そして、汚染されて、危険で、冷たくてまたは熱い場合がある媒体の制御空間から装置が切り離されてよい効果をそれが有するからである。それは、伝達要素の制御媒体が無菌のままでありえることを意味する。このように、信頼性が高い操作は、保証される。

米国特許第７，１７５，１５４号

これらの２つの課題を解決するために、本発明は、閉鎖する位置を計時することができて、開放期間を制限することもできる双方向タイミング用の伝達要素を提案する。装置は、両方の課題を除去するために適用可能である。

上記の課題にしたがって本発明の目的を達成するために、記載された伝達要素は、紹介の部分に設けられる。伝達要素は、液体状または気体状の操作媒体で満たされる伝達要素ブレーキシリンダを有する。伝達要素ブレーキシリンダの内部空間は、シーリング要素を備える線形に可動する伝達要素ピストンによって、第１のチャンバおよび第２のチャンバに分けられる。さらに、伝達要素ピストンは、２つの方向のために別々に決定される程度（ｅｘｔｅｎｔ）の第１のチャンバと第２のチャンバとの間の操作媒体の流れを確実にするための開口を備える。伝達要素ピストンは、コントローラに構造的に固定される一方で、伝達要素の出口部分と起動される表面との間には、押圧接触がある。

別の実施形態では、伝達要素は、逆に配置される。すなわち、伝達要素ピストンの起動軸は、起動される表面と押圧接触によって接触する一方で、出口部分自体は、コントローラを表す。

装置は、バルブと共にだけでなく、例えば警報のための電気的押しボタンのような他のスイッチングシステム、あるいは、くさびでとめられた押しボタン、または不必要な操作を生じさせる他の機械的構造の場合においても使用することができる。

本発明の好ましい実施形態は、添付図面を参照して記載される。

図１は、そのゼロ設定における本発明の第１実施形態の断面図である。 図２は、起動位置における図１の実施形態を示す。 図３は、タイミングが終了するときの位置における図２の実施形態を示す。 図４は、バルブを制御するために適用できる別の実施形態の断面図である。 図５は、外部固定要素によってバルブに取り付けられるさらなる実施形態の断面図である。 図６は、起動させている表面の位置が前述の実施形態に示される位置と異なるさらなる実施形態の断面図である。 図７は、本発明による伝達要素がバルブの内側部に組み込まれるさらなる実施形態の断面図である。 図８は、Ｏリングと結合される伝達要素ピストンの断面図である。 図９は、図８のＯリングの第１の位置およびフロースルーのための関連する開口の形成を示す断面図である。 図１０は、図８のＯリングの第２の位置およびフロースルーのための関連する開口の形成を示す断面図である。 図１１は、超小型バルブが伝達要素ピストンに組み込まれる実施形態の断面図である。 図１２は、超小型バルブが伝達要素ピストンに組み込まれて、エッジシーリングを備える実施形態の断面図である。 図１３は、コントロール開口が伝達要素ピストンに組み込まれて、エッジシーリングを備える実施形態の断面図である。 図１４は、伝達要素がロッドアセンブリによって起動される表面に接続しているさらなる実施形態を示す。 図１５は、伝達要素がバルブの出口側に組み込まれるさらなる実施形態を示す。 図１６は、伝達要素が均一化ボアホールを備えて、バルブの入口側に組み込まれるさらなる実施形態を示す。 図１７は、寸法取りされたコントロール開口が形成されるさらなる実施形態を示す。 図１８は、伝達要素が前述の実施形態と比較して逆に組み込まれるさらなる実施形態を示す。

図１は、力がコントローラ（例えば押しボタン）３７上に適用されないときに、ばね１１および１７により決定される静止状態における、本発明による伝達要素を示す。起動軸１３および伝達要素ブレーキシリンダ７は、図１に示すことができる。起動される表面１５に接続される起動する部分４５は、例えば、本例において静止状態（すなわち縦方向変位のその可能な範囲を考慮している位置Ｌ０）にあるバルブコントロールロッドでよい。

図２において、同じ装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）を見ることができる。しかし、ここでは、伝達要素１は、コントローラ３７に適用される力Ｆ１に起因して位置がずれる。伝達要素ブレーキシリンダ７の内部空間は、液体状または気体状の操作媒体を充填され、そして、シーリング要素２３を備える伝達要素ピストン９によって、第１のチャンバ１９および第２のチャンバ２１に分けられる。変位ばね１７が押圧されるのに起因して、起動される表面１５に接続された起動される対応する部分４５は、長さＬ１だけ位置がずれる。したがって、起動軸１３は、伝達要素ピストン９に固定され、コントローラ３７上に作用している力Ｆ１は、起動軸１３を通して、伝達要素ピストン９上にも作用する。伝達要素ブレーキシリンダ７および後述するシーリング要素２３によってもたらされる部分的な緊張のために、ばね１１は、そのベース位置のままである。このように、シリンダ内の媒体は、フロースルーＡ１だけを確実にする開口２５を通して、第１のチャンバ１９から第２のチャンバ２１へと流れることができる。開口２５により確実にされて決定された抑制されたフロースルーは、大きな抵抗を意味する。そしてその結果、伝達要素ピストン９の変位は、伝達要素ブレーキシリンダ７において遅くなる。媒体の抵抗に起因して、伝達要素１も位置がずれ、そして、それが長さＬ１だけ位置がずれるように、その出口部分５は、起動される表面１５上に機械的に作用する。

図３において、本発明による上記した装置の第３の基本的な状態が示される。操作力Ｆ１は、まだコントローラ３７上に作用する。それと共に、起動軸１３および伝達要素ピストン９は、圧入されたままであり、移動しない。この場合には、ばね１１により働く力が力Ｆ２およびばね１７により働く力の合計よりも小さいので、例えばコントロールバルブにより働く力Ｆ２に起因してばね１７が作用するにつれて、起動される表面１５に固定された起動される部分４５は、そのベース位置（ゼロ設定）Ｌ０に戻る。この変位を達成するために、伝達要素ブレーキシリンダ７内の媒体は、フロースルーＡ２を確実にする開口２７を通して、チャンバ２１から第１のチャンバ１９へと流れなければならない。好ましくは、この場合、開口２７により確実にされるフロースルーＡ２は、開口２５により確実にされるフロースルーＡ１よりもより大きい。したがって、媒体の抵抗はより小さいので、この方向における変位上のブレーキ効果は、意味がない。力Ｆ１の適用が終了すると、ばね１１は、伝達要素１を図１に示される静止状態にあるそのベース位置へと戻す。そして、プロセスは、再び開始することができる。

前述の考察を要約するために、以下は、言われることができる。本発明は、双方向タイミングのための伝達要素装置である。それは、コントローラ３７によって操作される時限式装置の起動される表面１５に機械的に接続していて、起動される表面は、反力に対して線形に移動可能である。伝達要素１は、液体状または気体状の操作媒体で満たされる伝達要素ブレーキシリンダ７を有する。伝達要素ブレーキシリンダ７の内部空間は、シーリング要素２３を備える線形に移動する伝達要素ピストン９によって、第１のチャンバ１９および第２のチャンバ２１に分けられる。伝達要素ピストン９は、第１のチャンバ１９と第２のチャンバ２１との間で２つの方向に別々に決定される程度Ａ１およびＡ２において、操作媒体の流れを確実にするための開口２５、２７を備える。伝達要素ピストン９とコントローラ３７とが一緒に固定して造られる一方で、伝達要素１の出口部分５と起動される表面１５との間は、プッシュ接触である。

図４において、本発明による装置の可能な応用が示される。この例では、伝達要素１は、バルブ３５の開放をコントロールする。垂直矢印は、バルブ３５によりコントロールされる媒体（例えば水道水）の流れ方向を示す。コントローラ３７に作用している操作力は、起動軸１３を通して伝達要素１を操作する。伝達要素１は、操作力を、起動される表面１５に間接的に伝達し、次いで、定義済みのタイミングにしたがって図１、図２および図３を参照して述べられたようにコントロールされるバルブ３５を開放する。

本発明による伝達要素は、操作要素の故障（例えばコントローラ３７が押し込まれたままであるとき）から生じる課題を除去することが可能である。バルブおよびそれらのタイミングのための装置にその後適合されることもできる。この用途のための例は、図５に示される。この例では、伝達要素１は、別々のユニットとしてバルブ３５に外部的に配置される。このように、伝達要素のタイミング機構は、バルブ３５を通って流れる汚染されたまたは危険な、例えば腐食性のまたは熱いか冷たい媒体から保護されることができる。伝達要素１は、その変位が防止されるように、固定要素４３によってバルブ３５に結合される。コントローラ３７上に間接的に作用している操作力は、起動軸１３を通して伝達要素１を操作する。この例では、伝達要素ブレーキシリンダ７の媒体は、「大きな」フロースルーＡ１を確実にする開口２５を通る、および「小さい」フロースルーＡ２を確実にする開口２７を通る、各方向の異なる割合で流れる。フロースルーの異なる程度から生じるブレーキ効果のために、それは、逆方向よりも一方向においてよりゆっくり（時間をかけて）流れる。コントローラ３７を押圧することそしてバルブ３５を開放することも、コントローラ３７が解除されるときにばね１１および１７によって誘導されるベース位置（ゼロ設定）に戻るよりも短い時間に起こる。

図６は、応用のための他の可能な実施形態を示す。ここで、バルブ３５は、伝達要素１によって開放されることができる補助バルブを備える時限式のバルブである。伝達要素１は、その変位が防止されるように、固定要素４３によってバルブ３５に結合される。このように、伝達要素１は、流れ媒体の経路の中で取り出される。

図７に示される例において、伝達要素１は、別々のユニットとしてバルブ３５に組み込まれる。この例では、コントローラ３７は、押しボタンばね３９を備えるバルブ３５の押しボタンとして実現される。

図８において、本発明による伝達要素１は、可能性がある伝達要素ピストン９を備えて見られることができる。本実施形態において、シーリング要素２３は、Ｏリングである。

図９および図１０において、図８による伝達要素ピストン９とシーリング要素２３との間の双方向の流れの、異なるがしかし明確な程度（ｅｘｔｅｎｔ）を確実にするための可能な実施形態が示される。シーリング要素２３を受け入れるための伝達要素ピストン９に形成される溝の壁には、１つ以上のより小さいチャネル、スリットが切られる。その弾力性が制限されるＯリングは、完全にそれらを満たすことができるわけではない。このように、シーリング要素２３が図９に示されるように左に、次いで図１０に示されるように右に動くときに、溝は、完全に閉鎖されるわけでなく、フロースルーＡ１およびＡ２を可能にする。当然に、双方向のフロースルーのコントロールを確実にする開口２５および２７は、さまざまな方法において形成されてよい。それを要約すると、図９は、伝達要素ピストン９上に作用している力Ｆ１の効果としての（「小さい」）フロースルーＡ１（細い点線）を確実にする開口２５にそれが近づくときの位置におけるＯリングとしてのシーリング要素２３を示す。この位置において、伝達要素ピストン９の２つの側での媒体のフロースルーの程度は、図１０に示されるその他の位置においてよりもより小さい。図１０は、伝達要素ピストン９上に作用している力Ｆ２の効果としての（「大きい」）フロースルーＡ１（太い点線）を確実にする開口２７にそれが近づくときの位置におけるＯリングとしてのシーリング要素２３を示す。この位置において、伝達要素ピストン９の２つの側での媒体のフロースルーの程度は、図９に示されるその他の位置においてよりもより大きい。開口２５および２７の寸法比率および形状は、任意でもよい。

伝達要素ピストン９の２〜３の可能な実施形態は、図１１、図１２および図１３に示される。

図１１の実施形態において、フロースルーの異なる程度は、伝達要素１の伝達要素ピストン９において形成されるマイクロ・ピストン２９によって確実にされる。

図１２は、その伝達要素ピストン９が一方向シーリング用だけに適したエッジシーリング３１を備える伝達要素１を示す。他方向におけるフロースルーのコントロールは、マイクロ・ピストン２９によって起こる。２つの方向におけるフロースルーの程度の差が大きくなければならないときに、この解決策は、特に有利である。

図１３において、伝達要素１の伝達要素ピストン９は、いかなる種類の幾何学的図形（例えばボアホール、円錐ボアホール、など）として形成されてもよい、寸法取りされたコントロール開口３３を備える。

図１４に示す実施形態では、伝達要素１の伝達要素ブレーキシリンダ７は、より良好なスペース利用のためのロッドアセンブリ４７に組み込まれる。ロッドアセンブリ４７は、バルブ３５の起動される表面１５に接触する。

図１５において、伝達要素１は、別々のユニットとしてバルブ３５の出口側に組み込まれる。

図１６に示す実施形態では、寸法取りされたコントロール開口３３は、伝達要素ブレーキシリンダ７において形成される。このコントロール開口３３がピストンにおいてまたはピストンにおいてのみ形成されることを意図しない場合、伝達要素ブレーキシリンダ７は、開口２５、２７と一緒に、またはそれらと独立してさえ、本発明によるコントロールプロセスを実現するために適している。ボアホールは、よく定義された、節度のある、抑制されたフロースルーを確実にするいかなる種類のコントロール要素とも、置き換えられてよい。

図１７において、伝達要素１は、バルブ３５の入口側に組み込まれる。加えて、ボリュームの違いを等しくするためにおよび／または圧力差を生じるために、伝達要素ブレーキシリンダ７は、均一化ボアホール４１を備える。均一化ボアホール４１は、コントロールのために使用されることもできる。

図１８は、伝達要素１が逆に組み込まれる実施形態を示す。ここで、起動軸１３は、起動される表面１５に接触する。この場合には、伝達要素出口部５は、押しボタンとして機能してよい。

図１、図２、図３および図５、図６、図７において、本発明による装置の主要な機能は、示された。

図８〜図１３に示されるシーリング要素、コントロール開口２５、２７、マイクロ・ピストン２９および／またはコントロール開口３３からのどの１つでも、それらのいずれかと組み合わされてよい。異なる解決策も、可能である。例えば、伝達要素ピストン９は、膜システムと置き換えられることができる。

図１〜図１８に示した実施形態およびそれらのバリエーションは、タイミングバルブ・コントロールだけに適切であるのでなく、それらは、タイミングまたはタイミングの継続が必要とされるいかなる場合においても使用されることができる。伝達要素１は、独立して使用されてよく、または、装置の一部を形成して組み込まれてもよい。例として、電気的スイッチ（例えばベル押しボタン）は、一定のベル鳴動時間を生じると述べられることができる。

Claims (11)

1. コントローラ（３７）によって操作される時限式装置の起動される表面（１５）に機械的に接続される双方向タイミング用の伝達要素装置であり、前記起動される表面（１５）は、反力に対して線形に移動可能である、伝達要素装置であって、伝達要素（１）は、液体状または気体状の操作媒体を充填される伝達要素ブレーキシリンダ（７）を有し、前記伝達要素ブレーキシリンダ（７）の内部空間は、シーリング要素（２３）を備える線形に可動する伝達要素ピストン（９）によって、第１のチャンバ（１９）および第２のチャンバ（２１）に分けられ、前記伝達要素ピストン（９）は、方向ごとに別々に決定される程度（Ａ１、Ａ２）における前記第１のチャンバ（１９）と前記第２のチャンバ（２１）との間の前記操作媒体の流れを確実にするための開口（２５、２７）を備え、前記伝達要素ピストン（９）は、前記コントローラ（３７）に構造的に固定される一方で、前記伝達要素（１）の出口部分（５）は、前記起動される表面（１５）と押圧接触している、ことを特徴とする、伝達要素装置。
2. 前記時限式装置は、バルブ（３５）であることを特徴とする、請求項１に記載の伝達要素装置。
3. 前記時限式装置は、電気的スイッチであることを特徴とする、請求項１に記載の伝達要素装置。
4. 前記シーリング要素（２３）は、Ｏリングであり、方向ごとに別々に決定される程度（Ａ１、Ａ２）における前記操作媒体の流れを確実にするための前記開口（２５、２７）のうちの少なくとも１つは、前記伝達要素ピストン（９）の前記Ｏリングを受け入れるために形成される溝の壁に切られる１つ以上の小さいチャネル、スリットによって形成される、ことを特徴とする、請求項１に記載の伝達要素装置。
5. 方向ごとに別々に決定される程度（Ａ１、Ａ２）における前記操作媒体の流れを確実にするための前記開口（２５、２７）のうちの少なくとも１つは、前記伝達要素ピストン（９）において配置されるマイクロ・ピストン（２９）であることを特徴とする、請求項１に記載の伝達要素装置。
6. 方向ごとに別々に決定される程度（Ａ１、Ａ２）における前記操作媒体の流れを確実にするための前記開口（２５、２７）のうちの少なくとも１つは、前記伝達要素ブレーキシリンダ（７）において形成されるコントロール開口（３３）であることを特徴とする、請求項１に記載の伝達要素装置。
7. 前記伝達要素装置は、前記バルブ（３５）に組み込まれることを特徴とする、請求項２に記載の伝達要素装置。
8. 前記伝達要素装置は、外部固定要素（４３）によって前記時限式装置に結合されることを特徴とする、請求項１に記載の伝達要素装置。
9. 前記伝達要素ブレーキシリンダ（７）は、前記起動される表面（１５）に接触するロッドアセンブリ（４７）に組み込まれることを特徴とする、請求項１に記載の伝達要素装置。
10. 前記伝達要素ブレーキシリンダ（７）は、均一化ボアホール（４１）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の伝達要素装置。
11. コントローラ（３７）によって操作される時限式装置の起動される表面（１５）に機械的に接続される双方向タイミング用の伝達要素装置であり、前記起動される表面（１５）は、反力に対して線形に移動可能である、伝達要素装置であって、伝達要素（１）は、液体状または気体状の操作媒体を充填される伝達要素ブレーキシリンダ（７）を有し、前記伝達要素ブレーキシリンダ（７）の内部空間は、シーリング要素（２３）を備える線形に可動する伝達要素ピストン（９）によって、第１のチャンバ（１９）および第２のチャンバ（２１）に分けられ、前記伝達要素ピストン（９）は、方向ごとに別々に決定される程度（Ａ１、Ａ２）における前記第１のチャンバ（１９）と前記第２のチャンバ（２１）との間の前記操作媒体の流れを確実にするための開口（２５、２７）を備え、前記伝達要素ピストン（９）の起動軸（１３）は、前記起動される表面（１５）と押圧接触している一方で、前記伝達要素（１）の出口部分（５）は、前記コントローラ（３７）を表す、ことを特徴とする、伝達要素装置。
    
    

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