JP4709225B2 - ロータリーバルブ - Google Patents
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Description
本発明は、ロータリーバルブに関するものであり、特に、膨張可能な装置への空気供給を制御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縮ガーメント（compression garment）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ために、医療用エアポンプからの空気供給を制御するようにロータリーバルブを使用することは、知られている。
多くのロータリーバルブにおいて、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つの部材内に組み込まれた複数のポート及び複数のチャネルによって決定される。該回転子及び該固定子は、平坦な組み合わせ面が気密シールを形成している状態で、バネ力によって互いに保持されている適切な硬質材料の円板である。
回転子が固定された固定子に対して回転する場合に、２つの部材の組み合わせ面における異なる複数のポートは、互いに接続され、それによって、前記ロータリーバルブを通じての圧縮空気の経路は変更される。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、設計され、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、径の大きいバルブは必要とされるが、該径の大きいバルブは、高価で製造することが難しく、該径の大きいバルブを駆動するために、高トルクのモータを必要とする。その上、複雑なポート接続を有する設計は、複数のポートの間に制限された離隔を生じさせ、不正確及び空気漏れに導く。
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。
それ故に、本発明は、膨張可能な装置への空気供給を制御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連通するための複数のポートと、空気源に接続するさらなるポートと、を有する固定子部材と、平面状表面を有し、且つ前記固定子部材の平面状表面と向かい合って回転可能に接触している第一の回転子部材であって、複数のポートと複数のチャネルとを有し、前記固定子部材と接触する場合に、前記さらなるポートから空気を供給される第一の回転子部材と、平面状表面を有し、且つ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第二の回転子部材であって、複数のチャネルと複数のポートとを有する第二の回転子部材と、前記第一の回転子部材と前記第二の回転子部材とを回転させるための少なくとも一つの駆動手段と、駆動するための制御装置であって、前記膨脹可能な装置への空気供給の継続期間を制御する制御手段と、を備えるロータリーバルブを提供する。
好ましくは、単一の駆動手段は、互いに対して、且つ前記固定子部材に対して、２つの回転子部材を回転させる。好ましい実施形態において、前記固定子部材に対して前記第一の回転子部材を移動させる前記駆動手段はまた、バルブ本体に固定された移動止めを当接している、前記回転子部材のうちの１つにあるアームによって、前記第二の回転子部材を駆動させることができ、前記当接は、前記回転子部材を前記アームとともに固定する一方、他方の回転子部材は、回転し続ける。
他の好ましい実施形態において、前記回転子部材は駆動手段によって駆動され、前記回転子部材の相対的な移動中に、大気中への空気の排出を可能にするように、ある位置で開放されることを可能にさせる。
また他の好ましい実施形態において、前記回転子部材の相対的な移動により、全てのポートが前記バルブ部材の一の位置において密封され、第２の位置において大気中に排気される。
本発明の他の態様において、本発明は、膨張可能な装置に対する空気供給を制御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協働する、ロータリーバルブを提供する。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協働しているベルトを含むことが好ましい。
本発明は、固定子と回転子とからなる従来のロータリーバルブが、電動モータギアボックスと、該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、本発明は、前記ギアボックスと前記結合装置とを、ギア又はベルト駆動系と交換するとの利点を有する。減少された部材数のために、システム全体は簡素化される。
好ましくは、回転子部材のギアの歯部の輪郭は、回転子部材の本体と一体部分とされる。ギア減速は、駆動モータ軸上の小ギア又はピニオン、及び回転子部材の外周にある大ギアの輪郭によって提供され、それによって、別個のギアボックスを有することなく、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のようにモータを回転子に接続するための付加的な結合装置は、必要とされない。
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であろう。
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がモータ１３の駆動軸１５に直接的に固定される状態で、前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の歯状の輪郭と係合し、回転子１１及び回転子１２を固定子１０に対して回転させる。回転子１１、１２は、モータによって任意の方向に駆動させることができる。好ましくは、回転子１１の外周の周りにある歯状の輪郭は、回転子１１と一体部分とされる。適切に引っ張られたベルト駆動装置１６は、２つのプーリー輪郭を接続し、各プーリーの輪郭における歯の相対数によって、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対応する駆動ピニオンと噛み合うように、その外周にスパーギアの輪郭を備えてもよい。
図２は、分解図において、向かい合って接触している固定子１０、及び回転子１１、１２の平面状表面を示す。バネ２１は、これらのバルブの部材を互いに押圧するために設けられる。
固定子の表面２２は、ポンプ（図示せず）からの加圧空気の導入のための中心孔２３を有する。前記ポンプは、固定子の表面２２の一側で、空気入り口２４に接続される。固定子の表面２２はまた、膨張可能な装置への接続のための出口ポート２８に接続された複数のポート２５を含む。
第一の回転子の表面２６は、固定子１０内の複数のポート２５、２８及び第二の回転子１２の複数のポート２９と協働するために、複数のポート３０を含む。第二の回転子の表面２７は、第一の回転子の複数のポート３０及び固定子の複数のポート２５、２８の組み合わせで空気の経路を選択するための複数のポート２９を含む。
作動中、第一の回転子及び／又は第二の回転子が回転される場合に、回転子１１、１２と固定子１０との間における気密の接合面における複数のチャネル及び複数のポートは、所望の膨張の順序によって必要に応じて、接続され、又は切断される。
第一の回転子１１と第二の回転子１２とは、モータ１３によって駆動される。いずれかの適切な一つ或いは複数のモータは、回転子１１、１２を駆動するために使用されることができる。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、該アーム３３は、第二の回転子１２の回転中に、バルブ本体にある当接部５と接触する状態になり、その結果、第二の回転子の移動が阻止される一方、第一の回転子が回転し続ける。
第一の回転子１１及び第二の回転子１２は、第一の回転子１１と第二の回転子１２との間に持ち上げカム輪郭６を有し、該持ち上げカム輪郭６は、この相対回転中に、第二の回転子１２を第一の回転子の面から離隔して持ち上げさせ、それによって気密シールが破壊され、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の反対方向への回転は、結果的に、アーム３３が当接部５から離れるように移動し、第二の回転子１２の表面が下向きに移動し、そしてカム輪郭６は、再び気密シール係合の状態になる。
また、２つの回転子１１、１２は、カム配置を有しておらず、２つの回転子１１、１２は、異なるポートの組み合わせを提供するために互いに対して回転し、且つ摺動し、それによって、一つの形態において、全てのポートは、密封され、もう一つの形態において、全てのポートは、大気中に排気する。さらに、第二の回転子１２は、複数の中間ポートを有してもよく、該複数の中間ポートは、２つの回転子がバルブへのポート接続のさらなる変更を提供するために、互いに対して移動されるにつれて変化する。
前記バルブは、複雑なポート接続又は空気経路選択が必要とされるいかなるタイプの膨張装置と結合して使用されることができ、前記バルブは、単純な方式でこれを実現する。
５ 当接部
６ 持ち上げカム輪郭
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 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
６ 持ち上げカム輪郭
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２０ 外周
２１ バネ
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２３ 中心孔
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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 (3)
- 膨張可能な装置への空気供給を制御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連通するための複数のポートと、空気源に接続するためのさらなるポートと、を有する固定子部材と、
平面状表面を有し、且つ前記固定子部材の前記平面状表面と向かい合って回転可能に接触している第一の回転子部材であって、複数のポートと複数のチャネルとを有し、前記固定子部材と接触する場合に、前記さらなるポートから空気を供給する第一の回転子部材と、
平面状表面を有し、且つ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第二の回転子部材であって、複数のチャネルと複数のポートとを有する第二の回転子部材と、
前記第一の回転子部材と前記第二の回転子部材とを回転させるための少なくとも一つの駆動手段と、
駆動するための制御手段であって、前記膨脹可能な装置への供給空気の継続期間を制御するための制御手段と、を備え、
単一の駆動手段は、互いに対して、且つ前記固定子部材に対して、前記第一の回転子部材と前記第二の回転子部材を回転させ、
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また、前記第二の回転子部材上のアームに対してバルブ本体上の当接部を当接することによって、前記第二の回転子部材を駆動させることができ、
前記アームに対する前記当接部の当接は、一方の回転子部材を前記アームとともに固定する一方、他方の回転子部材は、回転し続ける、ロータリーバルブ。 - 前記第一の回転子部材と前記第二の回転子部材との間のシールは、前記第一の回転子部材及び前記第二の回転子部材の相対的な移動中に、大気中への空気の排出を可能にするように、ある位置で開放されることを可能にさせる、請求項１に記載のロータリーバルブ。
- 前記第一の回転子部材及び前記第二の回転子部材の相対的な移動により、全てのポートがバルブ部材の一の位置において密封され、全てのポートが第２の位置において大気中に排気される、請求項１又は２に記載のロータリーバルブ。
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|---|---|---|---|
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