JPH04124126U

JPH04124126U - 弁装置

Info

Publication number: JPH04124126U
Application number: JP1992025031U
Authority: JP
Inventors: ズツターラルフ; ベールシユテツヒアールツツ
Original assignee: シーメンスアクチエンゲゼルシヤフト
Priority date: 1991-03-28
Filing date: 1992-03-25
Publication date: 1992-11-11
Also published as: FI921263A0; US5230625A; DK0505600T3; EP0505600A1; EP0505600B1; DE59104623D1; FI921263A

Abstract

(57)【要約】【目的】歯科用器具など水、血、唾液、歯物質などを
患者の口腔から吸い出す設備において吸込み空気流を制
御するために利用される弁装置において、空気流特に吸
込み流あるいは吸込み強さを種々に段階づけることがで
き、所望の段階を得るために制御信号の変換が電気制御
に関して損失なしにまたできるだけ少ない電気信号で実
現できるようにする。【構成】制御室２４内の圧力上昇を達成するために多
数の制御弁８〜１１が設けられ、これらの制御弁を介し
て制御室２４に空気が弁室２３よりも高い圧力で導入さ
れ、制御室に制御弁によって高い圧力を導入する有効流
路断面積Ｄ１〜Ｄ４が、各制御弁８〜１１が閉鎖機構２
２の部分的な閉鎖に対してしか作用しないように寸法づ
けられ、制御弁が選択的に個々に、群を成してあるいは
一緒に作動される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、貫流量を決定する弁を有し、この弁が閉鎖機構を有し、この閉鎖機構が一方では弁室を他方では制御室を画成し、制御室内の圧力変化によって弁室と制御室の圧力が同じある開放位置から、制御室内の圧力が高い閉鎖位置にもたらされるようにした、空気流設備において空気流の貫流量を制御するための、特に歯科用吸出し設備における吸込み流量を制御するための弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

かかる弁装置は、歯科用器具において水、血、唾液、歯物質などを患者の口腔から吸い出す設備において吸込み空気流量を制御するために利用される。ドイツ連邦共和国特許出願公開第２００５５６７号公報で公知の弁装置の場合、空気流の貫流量を決定する弁は負圧発生器の吸込み配管に配置されている。その弁は閉鎖機構としてダイアフラムを有している。このダイアフラムは弁ハウジングを、カバーで覆われた上側制御室と媒体の入口通路と出口通路とを有する本来の弁室である下側室とに仕切っている。制御室は連結配管を介して出口通路に接続されている。連結配管には負圧によって制御できる通気弁が接続されており、この通気弁は作動の際に制御室を大気に接続する。制御弁として作用するこの通気弁によって、弁室における貫流断面積は完全に開かれるか、閉じられるか、又は部分的に開かれる。

【０００３】この従来技術においては前記通気弁の代わりに、弁室と制御室との間の連結配管から別の配管が分岐し、この分岐配管の自由端が常に大気に接続され、必要な場合に作業者により制御するために閉鎖されるような弁装置も記載されている。吸込み流量を調整するために、この制御配管に作業者により操作される絞りを組み込むことが提案されている。この絞りによってダイアフラムの両側の圧力差が制御され、そのようにして媒体の貫流量が制御される。

【０００４】類似した構成を有する別の弁装置（ドイツ連邦共和国特許出願公開第３８２７１７６号公報参照）においては、電磁式パイロット弁あるいはダイアフラムに直接作用する通気弁を選択可能なクロック周波数で投入および遮断することにより、弁の上側制御室が間欠的に大気に接続される。かかる間欠的な制御は必然的に制御機構の機械的負荷を増大する。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の課題は冒頭に述べた形式の弁装置において、空気流量、特に吸込み流量あるいは吸込みの強さを種々に段階づけて調整することができ、しかも作業者が選択的に段階づけて調整できるようにすることにある。更に、所望の段階を得るために制御信号の変換が電気制御に関して損失なしに容易に実現できるようにすることにある。別の課題は、できるだけ少ない電気信号により吸込み強さを多くの段階で調整できるようにすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案によればこの課題は、冒頭に述べた形式の弁装置において、制御室内の圧力増加を達成するために多数の制御弁が設けられ、これらの制御弁を介して制御室に空気が弁室よりも高い圧力で導入され、制御室に制御弁によって高い圧力を導入する有効流路断面積が、各制御弁が閉鎖機構の部分的な閉鎖に対してしか作用しないように寸法づけられ、制御弁が選択的に個々に、群を成してあるいは一緒に作動されることによって解決される。

【０００７】

【考案の効果】

本考案の利点は、吸込み強さを個々の要求に合わせて調整できることにある。例えば、制御室における圧力増加を達成する流路断面積の選択によって種々の弁特性を得ることができる。その場合吸込み強さの可能調整数は制御弁の数に左右される。実施例において後述するように、４個の制御弁の場合に１６段階の吸込み強さの調整ができる。

【０００８】

【実施例】

以下図に示した実施例を参照して本考案を詳細に説明する。

【０００９】図１は、歯科用の吸出し設備の電気・空気圧回路を本考案に基づく弁装置に関連して示している。図１において１は負圧発生器であり、これは電動機２によって駆動され、ハンドピース３において公知のように分泌物などを吸い出すために用いられる吸込み流（負圧）を発生する。負圧発生器１ないしその電動機２は、別途にあるいはハンドピース３のホルダからの取り出しに関連して応動するスイッチ４によって投入および遮断される。スイッチ４を作動することによって、全体を符号６で示した弁装置の一部である電磁切換弁５が投入される。弁装置６は前記切換弁５の他に、負圧発生器１とハンドピース３との間の空気流の貫流量を制御する弁７と、４個の制御弁８〜１１とを有している。媒体の貫流量を制御する弁７は図２に断面図で詳細に示されている。この弁７はハンドピース３と負圧発生器１との間の吸込み配管１２に接続されている。吸込み配管１２には一般に吸い出された粒状物と液体とを分離する処置が施されているが、この処置は本考案にとって重要でないので図示されていない。

【００１０】４個の制御弁８〜１１は弁装置６の外部に配置された操作パネル１３で制御される。そのため操作パネル１３は各制御弁８〜１１に対応したスイッチＳ１〜Ｓ４、場合によっては弁の種々の切換方式に関する一覧表１４および予め選択できる吸込み強さを例えば％でデジタル表示するディスプレイ１５を有している。

【００１１】図２は弁装置６を断面図で示している。ハウジング半部１６、１７は両者を組立てた状態においてコンパクトな弁ユニットを形成する。下側ハウジング半部１７は適当な方式で吸込み配管１２に接続される入口接続短管１７ａおよび出口接続短管１７ｂを有している。上側ハウジング半部１６には、その中心の周りに切換弁５と４個の制御弁８〜１１が星形に配置して沈めて設けられている。そのためにハウジングは弁とそのカバー１９、２０を収容するための凹所１８を有している。弁５に対するカバー１９は密閉されており、従って弁５を大気に対して気密に閉じている。弁８〜１１に対するカバー２０は通気孔２１を備えている。媒体の貫流量を決定する弁７は閉鎖機構としてダイアフラム２２を有している。このダイアフラム２２は一方では入口接続短管１７ａと出口接続短管１７ｂとの間の弁室２３を、他方では制御室２４を画成している。貫流弁７はここでは閉鎖位置で示されている。この閉鎖位置においてダイアフラム２２は弁座２５に接触し、従って入口と出口との間の弁室２３を閉鎖している。

【００１２】ダイアフラム２２は制御室２４内の圧力変化によって切り換えられる。その投入および遮断は切換弁５を介して行われる。この切換弁５は作動状態において分岐配管２６を介して吸込み配管１２の負圧発生器１と弁７との間の配管部分を制御室２４に接続している。既に述べたように、切換弁５はハンドピース３のホルダから取り出しに関係して投入される。即ちハンドピース３をそのホルダから取り出した際に弁５は作動され、弁内に一体化されたコイル（図示せず）が通電される。その場合弁棒が弁座から持ち上がり、負圧発生器１に通じる吸込み配管と制御室２４とが直接接続される。制御室２４内に生ずる負圧によってダイアフラム２２は弁座２５から持ち上がる。ダイアフラム２２は弁５が作動していない状態において図示したようにハンドピース３と負圧発生器１との接続が遮断される。

【００１３】制御室２４内の圧力を増大し、これによってダイアフラム２２を開放位置から閉鎖位置にもたらすために、制御弁８〜１１は通気路２７を備えている。この通気通路２７は、弁の作動状態において制御室２４を通気孔２１を介して大気に接続し、弁の不作動状態においてその接続を遮断する。更に上側ハウジング半部１６の中心にもう１つの通気路２８が設けられている。この通気路２８は制御室２４を通気孔２１を介して常時大気に接続している。

【００１４】制御弁８〜１１の通気路２７、切換弁５および通気路２８の有効断面積は、それぞれそこに配置されているノズルＤ１〜Ｄ６で決定されている。その場合制御弁８〜１１にはそれぞれノズルＤ１〜Ｄ４が付設されている。ノズルＤ１〜Ｄ５の断面積はノズルＤ６と関連して圧力増加の大きさ従ってダイアフラム２２の位置を決定し、これによって貫流量および吸込み強さが個々に調整される。制御弁８〜１１に対するノズルＤ１〜Ｄ４の有効通気断面積は種々の規準に応じて段階づけられる。即ち、弁８〜１１に対するノズルＤ１〜Ｄ４は、その直径が線形あるいは二乗で段階づけられている孔によって形成されている。同様に、ノズルＤ１〜Ｄ４の横断面積を相応して段階づけることも考えられる。

【００１５】図４から図６において種々の弁特性およびこれによって得られる作用がグラフで示されている。図４は、制御にとって有効なノズル面積を吸込み強さの調整の関数として表した第１の弁特性、詳しくは４個のノズルＤ１〜Ｄ４に対してノズル断面積を二次関数で設計した際の弁特性を示している。この図にはノズルＤ１〜Ｄ４の直径が表示されている。図５のグラフは、図４に基づいてノズル面積を設計した際に得られる流量を吸込み強さの調整の関数として示している。そのグラフには、作動する弁に対応した吸込み強さの段階が示されている。ｎ個の制御弁が存在する場合に、２のｎ乗の段階、この実施例の場合には１６段階の吸込み強さの調整段階が可能である。グラフから分かるようにこの１６段階の吸込み強さの調整に対して、実質的に線形の弁特性および従って流量のほぼ線形の段階が生ずる。吸込み強さはそのようにして１６段階において最大流量から最小流量、場合によっては零まで調整できる。４個の制御弁のどれが作動されたかに応じて、大きなあるいは小さな通気断面積が生じ、これによって制御室２４内に相応した圧力上昇が生ずる。その場合ダイアフラム２２は、制御室２４と弁室２３との力がバランスする大きさまで開かれる。

【００１６】図６はノズルＤ１〜Ｄ３に対してノズル面積を二次関数で設計しノズルＤ４によって第２の作用点が与えられている弁特性を示している。そのグラフには一方では有効通気面積（Ａ／ｍｍ²）が、他方ではその際に貫流弁に生ずる流量（Ｖ／ｍ³／ｈ）が吸込み強さの調整の関数として示されている。このグラフから明らかなように、中央調整範囲（段階８と段階９）において有効通気面積の増大の急上昇が生ずる。なぜならばここでは、有効断面積が二次関数で段階づけられているノズルＤ１〜Ｄ３よりも大きな開口断面積を有するノズルＤ４がはじめて作動されるからである。制御室２４内ではそのようにして大きく圧力が増大し、これはダイアフラム２２をそれに対応して閉鎖方向に変位調整する。貫流弁における流量は従って段階９から意識的に強く減少される。このことは例えば、自発的に（例えばハンドピースによる）大きな吸込み容量から（例えば唾液吸引器による）小さな吸込み容量に切り換えることができるようにするためには、特に好都合である。

【００１７】弁特性の勾配は切換弁５のノズルＤ６における有効断面積の変化によって制御され、これによって制御弁が作動されていない状態（吸込み強さ調整１）における初期の流量が要求に合わされる。

【００１８】通気路２８を介して強制的に通気する代わりに、切換弁５において次のように通気することも考えられる。即ち、切換弁５の弁座が、その第１の弁座を開く（図２においてノズルＤ６の開放）弁棒が、その開放状態において、大気と接続する第２の弁座を閉じるかその逆に作用するように形成されている。この構造は、流れ損失が生ぜず、接続短管１７ｂにおける圧力損失を補償するために設けられる絞り２９が無用となるという利点を有している。

【００１９】本発明に基づく弁装置の上述した構造は特に有利であり、殊に非常にコンパクトな構造にできるが、本発明の枠内において別の構造にすることも可能である。即ち、ダイアフラムの代わりに空気圧式弁あるいはこの実施例の場合のように電磁弁を介して制御されるラム形弁体を設けることもできる。基本的には機械式に制御される制御弁を配置することもできる。

【００２０】４個の制御弁８〜１１の制御は４個のスイッチＳ１〜Ｓ４による代わりに個々のプラス／マイナス・スイッチによって対応した電子制御回路と関連して行うこともできる。その場合、個々に選択できる吸込み強さの調整はディスプレイ１５に最大流量に対する百分率で表示できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に基づく弁装置に関連した歯科用吸出し
装置に対する電気・空気圧回路の概略図。

【図２】本考案に基づく弁装置の断面図（図３のＩＩ−
ＩＩ線に沿った断面図）。

【図３】図２の弁装置の平面図。

【図４】二次関数でノズル面積を設計した４個の制御弁
による第１の弁特性図。

【図５】図４の制御弁による吸込み強さの調整と流量と
の関係を示した図。

【図６】流量を吸込み強さの調整の関数として示した弁
特性線図。

【符号の説明】

１負圧発生器２電動機３ハンドピース４スイッチ５電磁・切換弁６弁装置７貫流弁（流量制御弁）８〜１１制御弁１２吸込み配管１３操作パネル１４一覧表１５ディスプレイ１６上側ハウジング半部１７下側ハウジング半部１８凹所１９，２０カバー２１通気孔２２閉鎖機構（ダイアフラム）２３弁室２４制御室２５弁座２６分岐配管２７，２８通気路２９絞りＳ１〜Ｓ４スイッチＤ１〜Ｄ６ノズル

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】貫流量を決定する弁（７）を有し、この
弁（７）が閉鎖機構（２２）を有し、この閉鎖機構（２
２）が一方では弁室（２３）を他方では制御室（２４）
を画成し、制御室内の圧力変化によって弁室と制御室の
圧力が同じである開放位置から、制御室内の圧力が高い
閉鎖位置にもたらされるようにした、空気流設備におい
て空気流の貫流量を制御するための弁装置において、制
御室（２４）内の圧力増加を達成するために多数（ｎ
個）の制御弁（８〜１１）が設けられ、これらの制御弁
を介して制御室（２４）に空気が弁室（２３）よりも高
い圧力で導入され、制御室に制御弁によって高い圧力を
導入する有効流路断面積（Ｄ１〜Ｄ４）が、各制御弁
（８〜１１）が閉鎖機構（２２）の部分的な閉鎖に対し
てしか作用しないように寸法づけられ、制御弁が選択的
に個々に、群を成してあるいは一緒に作動されることを
特徴とする弁装置。
【請求項２】制御弁（８〜１１）に対応した有効流路
断面積（Ｄ１〜Ｄ４）が異なった大きさを有しているこ
とを特徴とする請求項１記載の弁装置。
【請求項３】有効流路断面積（Ｄ１〜Ｄ４）が、その
面積が二次関数で段階づけられている開口によって形成
されていることを特徴とする請求項２記載の弁装置。
【請求項４】（ｎ−１）個の弁の流路断面積（Ｄ１〜
Ｄ３）がその面積が二次関数で段階づけられている開口
によって形成され、もう１つの弁（Ｄ４）がそれらに比
べて大きな開口断面積を有し、これにより第２の作用点
が形成されていることを特徴とする請求項２記載の弁装
置。
【請求項５】弁室（２３）と制御室（２４）との圧力
をバランスするために切換弁（５）が設けられ、この切
換弁（５）が作動された際に制御室（２４）が弁室（２
３）に分岐配管（２６）を介して接続されることを特徴
とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の弁装
置。
【請求項６】制御弁（８〜１１）および切換弁（５）
が貫流弁（７）のハウジング部分（１６）の中に配置さ
れていることを特徴とする請求項５記載の弁装置。
【請求項７】弁（８〜１１）がハウジング部分（１
６）の凹所（１８）の中にハウジング中心の周りに星形
に配置されていることを特徴とする請求項６記載の弁装
置。
【請求項８】制御弁（８〜１１）および切換弁（５）
が電磁弁であり、貫流弁（７）の外部に配置された制御
パネル（１３）を介して作動されることを特徴とする請
求項７記載の弁装置。
【請求項９】電磁弁のプランジャがコイル体の中に、
貫流弁が開かれた場合に入口通路を閉鎖し、貫流弁が閉
じられた場合にこれを開放するように配置されているこ
とを特徴とする請求項８記載の弁装置。
【請求項１０】吸込み流を制御するために投入状態に
おいて弁室（２３）内に負圧が形成され、制御室（２
４）内の圧力増加が大気圧によって得られるような弁装
置において、常に大気に連通する通気路（２８）が設け
られ、この通気路（２８）の有効断面積（Ｄ５）が、制
御弁（８〜１１）が作動されていない場合にそれを介し
て行われる圧力バランスが閉鎖機構（２２）の大きな閉
鎖を生じないように寸法づけられていることを特徴とす
る請求項１ないし９のいずれか１つに記載の弁装置。