JPH05507339A - バルブ器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 バルブ器具 この発明は、壁をそなえたチェンバーを形成するバルブハウジングと、そのチェ ンバーへの入口およびチェンバーからの出口と、両端を有する長く延びた柔軟な 膜と、チェンバー内にある可動部材とよりなり、前記膜の２つの端のうちの一端 はバルブハウジングに取り付けられ、他端は前記可動部材に取り付けられている 少なくとも１つのバルブ装置から成るバルブ器具に関する。可動部材は、膜の他 端をチェンバー内で前後に移動させることにより、膜がチェンバーの出口の開口 部をおおう閉鎖の位置とチェンバーの出口の開口部があけられる開放の位置との 間のチェンバーの壁に巻きつけられるように配置される。流れの通路は、出口の 開口部があけられた時、流体が入口から出口まで流れるようにチェンバーの壁と 可動部材との間に形成される。

この種のバルブ器具は、たとえばＷ　Ｏ８２／　０１９２４で知られている。こ のバルブ器具では、可動部材は、その部材による膜の前記閉鎖と開放との位置間 の運動を与えるために、ある種の駆動装置により駆動されなければならない、そ のような駆動装置は５ある量のエネルギーを消費するが、そのエネルギーは、膜 の調整ごとに別個のエネルギー源から駆動装置に供給されねばならない。

本発明の目的は、前述した種類のバルブ器具、すなわち、それの操作には別個の エネルギー源からの比較的少量のエネルギーしか要らないバルブ器具を提供する ことである。

この目的は、最初に述べた種類のバルブ器具により得られるが、その器具は、可 動部材に、前記膜の他端に前記閉鎖および開放の位置間の移動の少なくとも可成 りの部分の間、前記流路内に延び、また流路内を移動するように配置された移動 部材が備えられていることを主な特徴とする。

このことは次のような利益をもたらすことになる。

すなわち、バルブ装置のチェンバーの出口の開口部を開くためには、別個のエネ ルギー源からのエネルギーは、膜が前記閉鎖位置から移動させられ、そのために 出口の開口部が一部開かれた時、入口から出口まで前記流路を流体が流れ始める ことにより移動部材が力を与えられるまで供給するだけでよいという利益が得ら れることになる。前記流体の力のもとで、移動部材は可動部材を動かし、その結 果膜は前記開放の位置まで完全に移動させられる。

移動部材は、前記膜他端の移動中、膜が出口の開口部を開き始めた時、前記流路 内にあり、移動部材の可動部材を駆動するための可動部材への影響が、前記流体 が流路を通って流れ始めると同時に利用されるように配置されることが望ましい 。

本発明によるバルブ器具の実施態様によれば、１個の電磁ステッピングモーター が、前記の膜他端の移動用に可動部材に接続されている。さらに、１個の電流源 が電磁ステッピングモーターに接続され、膜を前記閉鎖の位置から、膜が少なく ともチェンバー出口の開口部を開き始める程度にまで移動させられるようにステ ッピングモーターを駆動するようにされている。

前記電流源は、蓄電装置、たとえば、コンデンセーターで構成するのが有利であ る。その結果電磁ステッピングモーターは、移動部材による移動の間、蓄電装置 を充電するための発電機として動作する。その結果、バルブ器具操作のためのエ ネルギーは、腹が開放の位置から閉鎖の位置まで移動して戻る前に、チェンバー の流路内の流体の流れが止んでいるならば、この流体がチェンバー内の前記流路 を通って流れる時、実質的に前記流体の流れのエネルギーから採られる。

バルブ器具は、たとえば単一のバルブ装置で構成でき、また真空源を密閉空間に 接続するのに利用できる、この場合、真空源は、密閉空間がバルブ装置の入口に 接続されるのに対して、バルブ装置ので出口に接続される。この場合、膜が前記 開放の位置に移動するにつれて起きる流路中の流れは、真空が前記密閉空間内に 行き渡った時停止する。そして膜は流れの抵抗なく、前記閉鎖の位置に戻るよう 移動させることができるこの発明によるバルブ器具のさらに他の実施態様によれ ば、バルブ器具は２つのバルブ装置からなり、これらバルブ装置のうち、一方の 装置の出口は他方の装置のチェンバーと連絡しており、また、バルブ装置の可動 部材は、前記膜の他端を移動させ、前記他方の装置の出口が開放されている時、 前記一方の装置の出口が閉鎖され、逆の場合もできるように配置される。そのよ うな２つのバルブ装置を持つバルブ器具は３方向弁として利用できる。

前記２つのバルブ装置の可動部材は、相互に連結していることが適切である、そ の結果、流体の流れの勢いで両バルブ装置のうちの１つの装置の移動部材もまた 他のバルブ装置の可動部材を移動させ、そのため、該可動部材はそれの膜を閉鎖 の位置に移動させ、その逆も可能という利益が得られる。このようにして、この バルブ器具は、完全にそれ自体で運転できるように設計することができる。すな わち、バルブ器具に連結した圧力源からの十分なエネルギーは、バルブ器具の全 操作に要する電気エネルギーに変換できる。

この発明は、付属の図面を参照して、以下のようにより詳細に記述される。

図１は、この発明による、１つのバルブ装置からなるバルブ器具を示す。

図２ａは、図１の直線■−Ｈに沿う断面図を示す。

図３および４は、図２ａの直線■−］およびｒＶ−ＩＶに沿う断面図をそれぞれ 示す。

図２ｂは、図２ｉＬと同様の断面図を示すが、別の調整状態のバルブ装置に関す るものである。

図５および６は、図２ｂの直線Ｖ−■およびＶＩ−ＶＩに沿う断面図をそれぞれ 示す。

図７は、この発明による。２つのバルブ装置からなるバルブ器具を示す。

図８ａは、図７の直線■−■に沿う断面図を示す。

図９，１０およびｉｔは、それぞれ１図８ａの直線ＩＸ−ＩＸ、Ｘ−Ｘおよび１ １−Ｉ＋に沿う断面図を示す。

図８ｂは、図８ａと同様の断面図であるが、他の調整状態のバルブ装置に関する ものである。

そして、図１２．１３および１４は、それぞれ、図８ｂの直線＋２−１２．１３ −１３および１４−１４に沿う断面図を示す。

図１ないし６に示すバルブ器具１は、円形断面のチェンバー４を形作るバルブハ ウジング３を具備するバルブ装置２からなる。チェンバー４は、入口５と入口５ の前にある出口６を備えている（しかし、入口５と出口６は必ずしも相互に前に ある必要はない）０円筒形のボディー７は、軸８により、チェンバー４の中でこ れと共軸に旋回するように配置される。ボディー７の軸方向の長さと同じ長さく またはより短い長さ）の幅をもつ長く延びる曲がり易い膜９は、２つの端部の一 端がバルブハウジング３に取り付けられ、他端はボディー７に取り付けられてい る。膜９は１８０°曲げられ、その結果、膜９の一部はボディー７の外側表面に 接する一方、膜の他の部分はチェンバー４の円形の壁面に接することになる。ボ ディー７は前後に９０゜回すことにより、ボディー７に取り付けられた膜９の端 部は移動させられ、その結果、膜９がチェンバー４の出口６の開口部をおおう閉 鎖の位置（図６）と、チェンバー４の出口６の開口部が開かれる開放の位置（図 ４）との間をチェンバー４の壁面に巻きつけられるようになる。前記開放および 閉鎖の位置では、ボディー７はバルブハウジング上の肩（図面には示されていな い）に当り、この肩によりボディー７がそれ以上回転するのを防止する。

回転軸をもつボディー７は、このボディー７と同じ軸方向の長さを持ち、ボディ ー７から半径方向外側へ、チェンバー４の円形の壁面の非常に近くまで延びる翼 １０の形をした移動部材を備えている。その翼１０は、前記閉鎖の位置では、ボ ディー７の外側の面とノくルブハウジング３の円筒形の壁面との間に形成される 流路内で入口５と出口６の丁度中間にあり（図６）、また前記開放の位置では、 翼はチェンバー４内で、出口６の開口部を十分通過した処にくるようにボディー ７上に配置される（図４）。

軸８は、バルブ器具ｌのチェンバー１２中に延びる端部１１を備えている。端部 １１はチェンバー１２内に配置される電磁ステッピングモーター１４の回転子を 構成する永久磁石１３に連結している。ステッピングモーター１４は、制御装置 １５に接続され、これは再充電可能な蓄電池とフンデンセーター１７に接続され る。

バルブ器具１は次のように機能する。出口６は真空源（図示されていない）に連 結され、−万人口５は排気すべき密閉空間（図示されていない）に連結される、 最初、バルブ器具１は図２ｂ、５および６に示すように、閉鎖の位置にある。こ のバルブ器具を図２ａ。

３および４に示すように開放の位置に調整するために、制御装置１５はまず蓄電 池１６からのエネルギーでコンデンセーター１７を充電する。すると制御装置１ ５はコンデンセーター１７からのパルス電流でステラ図３に示される位置の方へ 時計回りに回転する９回転子１３が回転すると、ボディー７も軸８による時計回 ンバー４の円形の壁面から連続的に巻きはがされる。

膜９がチェンバー４で出口の開口部を開き始める時、前記密閉空間からの空気は チェンバー４内を入口５を通り出０６の方へ流れ始める。チェンバー４内の空気 の流れは翼ｌＯを出口６の方へ追いやり、それにより翼１０はボディー７を図４ に示す開放の位置に移動させる。翼１０によりボディー７が移動している間、ス テッピングモーター１４は発電機のように働き、制御装置はステッピングモータ ー１４で発生した電気エネルギーでコンデンセーター１７を充電する。

前記密閉空間が排気された時、チェンバー４を通過する空気の流れは止み、そし てバルブ器具１は、ステッピングモーター１４を回転子１３とボディー７が図２ ｂ、５および６に示される閉鎖の位置に戻るまで４分の１回転だけ反時計回りに 回転するように制御装置】５によりコンデンセーター１７からのパルス電流で動 かすことにより１図２ｂ、５および６に示す閉鎖の位置に戻るように調整され得 る。バルブ器具１をこの閉鎖の位置まで調整した後、コンデンセーター１７はま だ幾らかのエネルギーを残している。このことは。

図２ｔ、３および４による開放の位置へのバルブ器具１の次の調整では、比較的 少量のエネルギーしか蓄電池１６からコンデンセーター１７へ伝送される必要は 無いことを意味する。ある種の応用では、コンデンセーター１７はステッピング モーターで発生する非常に多量の電気エネルギーを受け取るので、コンデンセー ター１７は蓄電池１６を充電することができ、それによりバルブ器具は最初の開 放の位置へ調整した後は、それ自体で運転されるということが起り得る。

図７ないし１４に示されるバルブ器具１８は、図１ないし６によるバルブ器具１ にバルブ装置１９をさらに備えたもので構成される。これはバルブ装置２に類似 して形成され、それ故、入口２Ｉおよび出０２２を備えたチェンバー２０と、こ のチェンバー２０内で旋回するように配置されたボディー２３と、膜２４と、ボ ディー２３上の翼２５とを具備している。軸８は、ボディー２３が取り付けられ る軸の部分２６まで延びている。ボディー７と２３は、バルブ装置１９が開放の 時（Ｉｉｌｌｌ）バルブ装置２が閉鎖され（図１）、その逆にもなるような相対 位置に配置される。バルブ装置２の出口６はバルブ装置１９のチェンバー２０と 連絡している。

バルブ器具１８は、次のように、３方向弁として利用することができる。

入０５は大気に連絡し、出口２１は真空源（図示されていない）に連絡している 。一方、入口２２は密閉空間（図示されていない）に連絡し、この空間では大気 圧と真空とが交互に入れ替わる。

図７ないし１１に示されるボディー７と２３の位置では、前記密閉空間は、真空 源への出口２１が開放されているのに対し、出口６は閉鎖されているので、真空 源に通じている。前記空間が大気に通じ４るようにバルブ器具１８を図８ｂ、１ ２ないし１３に示されるボディー７と２３の位置に調整するために、制御装置１ ５は、バルブ器具ｌの機能に関連して前述したのと同じ方法でステッピングモー ター１４を動かす、その結果、ボディー７は、翼１０により図１３に示される位 置まで移動させられる。これと同時に、ボディー２３は図１４に示される位置ま で、肩の部分２６により回される。ボディー７と２３が最後に述べた位置にある と、前記密閉空間は、大気への出口６が開放されているのに対し出口２１は閉鎖 されているので、大気と通じる。

バルブ器具１８が図８ａ、９ないし１１に示されるボディー７および２３の位置 へ戻るように調整されている間、翼２５により移動させられるのはボディー２３ であり、それによって、ボディー７は軸８を用いて同時に回される。その結果、 コンデンセーター１７は、バルブ器具１８の各調整の間常に充電されることにな る。このようにして、これは必要な電気エネルギーの完全な自給になろう。

図面に示されたこの発明によるバルブ器具の実施態様は旋回する円筒形のボディ ーの形の可動部材を備えている。しかしながらその代りに、本発明によるバルブ 器具の各可動部材は往復運動するように配置することもできる。

Ｆｏｃｉ・匂　ＦＩＧ、　６ Ｆ＋ａ、　９　ＦｅＧ、　１１ ＦＩＧ、　１２　ＦＩＧ、　１４ 要　約　書 バルブ器具（１）は、チェンバー（４）と、チェン有する。少なくとも１つのバ ルブ装置からなる。チェンバー内の可動部材（７）は、膜（９）を移動させ、そ の結果この膜′が、チェンバー内で出口（６）の開口部をおおう閉鎖の位置とそ の出口の開口部が開けられる開放の位置との間を、チェンバーの壁に対して巻き つけられるように配置される。出口の開口部が開けられている時、流体が入口か ら出口まで流れるための流路が形成される。可動部材（７）は、前記流路の中に 延び、膜が前記閉鎖の位置と開放の位置との間を移動する少なくとも可成りの部 分の間、前記流路内を移動させられるように配置された移動部材（１０）を備え ている。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．壁のあるチェンバー（４，２０）を形成するバルブハウジング（３）と、チ ェンバーへの入口（５，２２）およびチェンバーからの出口（６，２１）と、チ ェンバー内に配置された２つの端部を持ち長く延びた柔軟な膜（９，２４）と、 同じくチェンバー内に配置された可動部材（７，２３）とを具備し、前記膜の一 端はバルブハウジングに取り付けられ、一方前記膜の他端は前記可動部材に取り 付けられ、また前記可動部材は、前記膜の他端をチェンバー内で前後に移動させ ることにより、膜がチェンバー出口の開口部をおおう閉鎖の位置と、チェンバー 出口の開口部があけられる開放の位置との間のチェンバーの壁に巻きつけられる ように配置され、また、流れの通路は、出口の開口部があけられた時、流体が入 口から出口まで流れるようにチェンバーの壁と可動部材との間に形成されている 、少なくとも１つのバルブ装置からなるバルフブ器具において、可動部材（７， ２３）は、前記膜の他端の前記閉鎖の位置と開放の位置との間を移動する少なく とも可成りの部分の間前記流路の中へ延び、また前記流路内を移動させられるよ うに配置された移動部材（１０，２５）を備えていることを特徴とするバルブ器 具（１，１８）。
2. ２．前記膜の他端の移動中、膜（９，２４）がＴ度出口（６，２１）の開口部を あけ始めた時、移動部材（１０，２５）が前記流路内にあるように配置された請 求項１記載のバルブ器具。
3. ３．前記膜の他端（９，２４）を移動させるために可動部材（７，２３）に連結 された電磁ステッピングモーターと、その電磁ステッピングモーターに接続され 、このモーターに、膜（９，２４）を前記閉鎖の位置から、膜が少なくともチェ ンバー出口（６，２１）の開口部をあけ始める程度まで移動させられるためのエ ネルギーを与えるようにされた電流源（１６，１７）とを有する先行請求項のい ずれかに記載のバルブ器具。
4. ４．前記電流源は，蓄電装置（１７）を含み、移動部材（１０，２５）による可 動部材の移動中、電磁ステッピングモーター（１４）がその蓄電装置を充電する ための発電機として動作する請求項３記載のバルブ器具。
5. ５．該蓄電装置がコンデンセーター（１７）である請求項４記載のバルブ器具。
6. ６．２つのバルブ装置（２，１９）からなり、該バルブ装置のうち１つの装置の 出口（６）は他のバルブ装置のチェンバー（２０）に連絡し、これらバルブ装置 の可動部材（７，２３，は、前記１つのバルブ装置の出口（６）が前記他のバル ブ装置の出口（２１）の開放時に閉鎖され、その逆にもなるように、膜（９，２ ４）の前記他端を移動させるように配置された先行請求項のいずれかに記載のバ ルブ器具。
7. ７．２つのバルブ装置（２，１９）の可動部（７，２３）が相互に連結されてい る請求項６記載のバルブ器具。