JPH06510107A - 加圧流体用の電気作動バルブ - 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】 加圧流体用の電気作動バルブ 本発明は加圧流体のための電気的に作動されるバルブ、特に衛生設備用のバルブ に関するものであり、 ａ）流体のための入口通路と出口通路とを倉むハウジングと、ｂ）ハウジングの 入口通路と出口通路との間に配設された閉鎖部材と、 Ｃ）供給さｔまた制御電圧に従って開放位置又は閉鎖位置に閉鎖部材を位置させ るための電気的作動手段とを具備する。

公知の電気的作動バルブは概して電気的に作動するソレノイドバルブである。最 も簡単な場合において密閉部材を磁気的に直接制御する電流により磁力を発生す るコイルを具備することを意味する。

しかしながら電流は、この簡単な構造が多くの応用に使用されえないという点で 重要である。故に大抵、パイロット制御された電磁バルブが使用され、ここでは 電流により磁力を発生するコイルは流体作動断面は比較的小さいパイロットバル ブだけを制御する。制御部材は可撓性ダイヤフラムによって形成され、そこに配 設されたパイロットバルブの開いた状態又は閉じた状態に従って、制御されるべ き流体の圧力の制御の下に、開く動き又は閉じる動きがされる。しかしながら、 このようなバルブでさえも比較的大きい動力を必要とするのでバッテリーを動力 源とする応用において限定がある。更に比較的小さな断面のパイロットバルブ、 特に可撓性ダイヤフラムのパイロット開口部は簡単に詰まってしまう。これは特 に、制御された流体が温水の場合にあてはまり、炭酸カルシウムの堆積の危険性 がこのような水に形成される。更に、磁気コイルは費用がかかり且つ大きい部品 である。ダイヤフラムは経時変化して脆くなる傾向がある。

本発明の目的は、コンパクトで少量のエネルギのみを消費する低コストの部品か らなる、上記で参照された種類の電気的に作動するバルブを提供することである ・ 本発明の第１の特徴に従うと、この目的は、ハウジングとシール状態で共働する 回転子として形成され且つ閉鎖部材が入口通路と出口通路との間の流路に配設さ れるような付加的な特徴によって解決され、前記回転子は、流体の圧力下及び入 口通路から出口通路までの流体の回転移送部分において回転可能であり、電気的 な作動手段は、回転子と連結するブレーキとして形成され且つ回転の可能性を制 御し、そのブレーキは、２つの電極の間に配役された電気粘性流体によって形成 される電気的に制御される媒体を有する。

電気粘性流体はそれ自体知られている。このような流体の例は欧州特許第Ａ　０ １９１５８５号、西独特許式３５３６９３４号、又は欧州特許式〇３１９２０１ 号で記述される。電気粘性流体は、電気場を供給することによってその粘性が流 体の状態と固体の状態の間で連続的に変化するような材料である。このような流 体の主な応用は主に自動車構造体の中の、例えば西独特許第Ｃ３３３６９６５号 で開示されている油圧エンジンベアリング又は西独特許第Ｃ３７０９４４７号で 開示される油圧振動ダンパーの中の種々の部品の動きの可変油圧ダンピングであ った。

本発明の第１の特徴に従うと、電気粘性流体は提供された制御電圧によって制御 されるブレーキに使用され、そのブレーキは流体の流量を形成する回転子の可動 性を制御する。仮にその粘性が低いと、回転子はバルブを通って流れる流体の影 響で回転するように事実上自由であり、それによって最大流量が確立される。仮 に制御電圧が高くされ、故に電気粘性流体の粘性が大きくなると、ブレーキが始 動して作動状管になる。回転子の回転はバルブを通る流体の流れに応じて減少す る。制御電圧はブレーキの電気粘性流体が本質的に剛性である値まで高められつ る。それから回転子は回転することに対して完全に妨害される。回転子とハウジ ングとの間の理想的なノール状諒を考慮して、それからバルブは密閉される。

このようなバルブの構造が非常に簡単であることが注目されるべきであり、これ には高価な且つ大容量のコイルは使用されない。必要な動力は比較的小さく、「 ピーク電流ｊはスイッチを入れたり切ったりするサイクルの間で必要とされない 。電気粘性流体の高い粘性剛性状態を維持するために必要とされる小電流は太陽 電池によって容易に提供されえる。この場合、比較的小さいバッテリーのみが電 気エネルギの中間貯蔵のために必要である。バルブを閉じるために必要な仕事は 供給された電気エネルギにょ７てなされるのではなく、制御されるべき流体の圧 力からのみ得られる。バルブの内部の流体を導く通路の断面は非常に大きく選択 され、故に望ましくない制限効果がなく、且つ詰まってしまうような狭い断面で はない。

好ましいこのような実施例において、ブレーキはブレーキ輪を具備し、そのブレ ーキ輪は電気粘性流体で満たされたブレーキ室に回回転子は流体の部分を移送す るための窪んだ複数のポケットと形成される周囲表面を有しうる。ハウジングに 関して回転子のソールは本実施例では前記窪んだポケットの間に位置された分離 壁の外側面によって達成される。

仮に回転子が円錐台形であるならば、ハウジングに関連するシールは容易である 。というのもその直径の許容誤差が回転子の軸線方向の動きによって相殺され得 るからである。

本発明の更なる特徴に従うと、周囲表面を形成する回転子の少なくとも一部分は 硬い材料、例えばセラミックス材料から作られる。

このようなセラミックス材料は衛生設備用のバルブの制御ディスクと連結して既 に広くしばしば使用される。セラミックス材料は良好なシール及び摺動特性と高 摩損対抗性とを組み合わせる。

ハウジングに配設された、且つ回転子の周囲表面にシール状態で係合する静止挿 入部材を介してハウジングに関して回転子をシールする利点がある。

更に回転子に近い挿入部材の少なくとも部分が硬い材料、例えばセラミックス材 料から作られえる。

電気エネルギの供給が結果として不足する時、又は非常に長期間の作動させない 間、バルブの信頼できる密閉を確実にするにあたり、手動で動作するラッチ手段 が好ましく、そのラッチ手段は電気粘性ブレーキとはかかわりなく回転する回転 子の能力を妨害する。

このラッチ手段は軸線方向に可動なピンを具備し、そのピンはトルク伝達連結具 を提供するために回転子に対応する開口部に導かれる。交替する軸線方向に可動 なピンはスナップ作動によって非作動位置とラッチ位置のそれぞれに固定される 。

請求項１で参照される、且つ上記の本発明の第１の特徴は特に簡単な全体構造に よって特徴付けられる。しかしながら幾つかの場合において、ある程度の努力は ハウジングに関連する回転子のシールを確実にするために必要とされる。このよ うなことは、バルブが滴ることのない密閉状態を有する必要が必ずしもないよう な全ての場合で放棄されうる。

上記で参照された技術目的を解決する本発明の第２の実施例は滴ることのないバ ルブの密閉状態を得るの上で困難さがない。この実施例は ｄ）入口通路と出口通路の間に延びる流路が流体の圧力下で回転可能な回転子と 設けられ、 ｅ）ギア手段が、回転子の回転動作から、開放位置と閉鎖位置との間で閉鎖部材 を動かすための閉鎖部材の制御動作を得るために提供され、 ｆ）作動手段が、回転子と密閉要素との間に延びる動力伝達路に配設された電気 粘性クラッチによって形成され、そのクラッチは電極の間に位置された電気粘性 流体によって形成された電気的に制御される媒体を含むことによって特徴付けら れる。

この実施例において、回転子は閉鎖部材を形成せず、単に駆動手段として使用さ れ、回転子はギア手段を経由して開放位置及び閉鎖位置の間で密閉要素を動かす 。この目的のために、バルブのハウジングに関する回転子の完全なシールは必要 ない。仮にバルブを通って流れる流体が回転子に対して回転動作を効果的に伝え るならば十分である。流体の流れの量は分離した閉鎖部材の位置によって決定さ れ、その分離した閉鎖部材は概して公知のタイプである。回転子と閉鎖部材との 間に延びる動力伝達路に配設された電気粘性クラッチのスイッチ状管は、回転子 がｒ働いていない（ｉｄｌｅ）Ｊに変わる、つまり回転子の回転が閉鎖部材の位 置に何の影響も与えない状態に変わるか、又は回転子の回転が閉鎖部材の位置を 変化させる状態に変わるかによって決まる。本発明のこの第２の実施例で得られ る利点は、１１１の実施例に関連して既に言及されたものに概して対応する事実 とは別である。

閉鎖部材は、動力貯蔵要素、例えばスプリング手段を介してバルブの開口方向に 対して軍勢されるのが好ましい。閉鎖部材の閉鎖位置への動きは回転子の回転に よって得られ、電気粘性クラッチはｒ係合される（ｅｎｇａｇｅｄ）Ｊ　ａ逆に 、動力貯蔵要素は電気粘性クラッチがｒ解放されたＪ後に開放位置に閉鎖部材を 戻す。

仮に閉鎖部材が可動ディスクから形成され、動力貯蔵要素がスプリング手段から 形成されるならば特に有利である。

概しである回転方向への回転子の回転を避りるための提供物が作られるべきであ る。これは、スプリング手段の動作が、加圧流体による回転方向と反対方向に回 転子の回転を生じるような後退方向への動力の伝達を提供する状態が避けられる べきであることを意味する。

前記ある回転方向への回転子の回転を遮断する手段はギア手段によって形成さ第 １、そのギア手段はその伝達率のために、スプリング手段が後退方向に回転子を 回転することを妨害するであろう。普通は、ギア手段は、回転子の複数の回転が 閉鎖位置及び開放位置の間の閉＠部材の全体の動きに一致するように、回転子の 回転をかなり減少しなければならない。このような場合概してスプリング手段に よって提供された、且つギア手段の出カンヤフトで作動する動力は回転子に対す る動きを伝えるのに十分ではない。

代替的な実施例において、前記ある回転方向に回転子の回転を遮断する前記手段 はそれ自体知られている構造的構成であるワンウェイクラッチによって形成され える。

電気粘性連結具はギア手段と閉鎖部材との間の動力伝達路に配設される。この場 合、このクラッチの入力部分と出方部分との間の相対動作は全体的に比較的小さ い移動を示し、特に電気エネルギを供給するケーブルを考慮して有利な角度位置 に比較的小さい変化を示す。

電気粘性クラッチは電気粘性流体で満たされたクラッチハウジングのクラッチ室 に回転可能に配設されたクラッチ輪を具備する。

クラッチ室の断面は円形とは異なる輪郭を有することが好ましい。

これは特に、電気粘性流体が剛性状轢である時に確動的なロックを提供する。

本発明の第２の実施例でも既に説明された理由から、手動で動作可能なラッチ手 段が動きに対して閉鎖部材を安定させるために提供されるべきである。

本発明の実施例は図面を参照しながらより詳細に以下で説明される。

図１は図２のＩ−１線に沿った、加圧流体の流れを制御するバルブの第１実施例 の断面図である。（回転子は断面になっていない。） 図２は図１のバルブのＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。

図３は図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った、バルブの第２実施例の断面図である。

（回転子、ギア手段及びブレーキ輪は断面になっていない） 図４は図３のバルブのＴＶ−ＴＶ線に沿った断面図である。

図５は図３のバルブの電気粘性クラッチのｖ−■線に沿った断面図である。

図１及び図２に示されたバルブは、完全に閉じた状態と最大流量の状態との間の 範囲を通して連続的に、加圧流体、特に水の流量を制御するのに適する。バルブ はハウジングｌを有し、該／Ｓウノングは３つのハウジング部分１ａ、ｌｂ、Ｉ ｃに分割されている。ハウジング部分は全てのハウジング部分１ａ、Ｉｂ＋　Ｉ ｃに設けられた穴４．５を通って延びるネノ２．３を介して連結されている。

ハウジングｌのハウジング部分１ａにおいて、入口通路６は加圧流体を受け入れ るように設けれている。入口通路と共軸線上に出口通路７がある。ハウジングｌ の入口通路６と出口通路７との間に、回転子室８は２つの通路６．７の軸線から ずれて、すなわち偏心して形成される。回転子室８は円錐台状であり、つまりそ れは円形の断面であり、該断面はハウジング部分１ａの上方端面から底部９に向 かって小さくなっている。回転子室８の周囲面はセラミックス材料から作られた 挿入部材１０によって覆われている。回転子室８の内面は高水準の研磨レベルで 研磨されており、それによってそれはノール表面として使用される。

挿入部材ＩＯは、通路６及び７と共軸線上にあって通路６及び７と同じ直径を有 する通過開口部１１．１２と形成される。

回転子室８の上方端部（図２で見られる）において、挿入部材１０はハウジング 部分１ａのショルダー１４の上にある半径方向に突出した環状フランジ１３を形 成される。

回転子室８の内部において、相補形状の、つまり円錐台形の回転子１５が回転可 能に配設される。回転子１５はセラミックス材料から完全に作られ、又は少なく ともその外面がセラミック材料から作られる。挿入部材１０の内周面に係合する 回転子１５の周囲面は高い質のシールのために研磨される。挿入部材１０及び回 転子１５の係合する周囲面の円錐形状のために、これら２つの部品は互いに容易 にノールされる。

回転子１５は、細長い実質的に半径方向へ延びる分１１７によって分割される複 数の室１６を具備する。

回転子１５の上方端面において、確動トルク伝達駆動連結部１８が回転子を共軸 線上のブレーキ輪１９に連結するために設けられる。

ブレーキ輪１９は、ハウジング部分１ｂの共軸線の穴２０を通って密閉されて延 びるハブ部分１９ａを具備する。

穴２０はハウジング部分１ｂの上方端面に向かって開口しているブレーキ室２１ に変わる。ブレーキ室２１は電気粘性流体２２で満たされる。

羽根１９ｂはブレーキ輪１９のハブ部分１９ａと一体的に形成され、その羽根は ブレーキ輪１９が回転すると電気粘性流体２２の中で動かされる。

ブレーキ室２１の上方端部は第３のハウジング部分１ｃを介して上方向で密閉さ れる。

金属電極２３．２４はハウジング部分１ｅによって形成されるブレーキ室２１の 上方端面とハウジング部分１ｂによって形成される下方環状端面との上にそれぞ れ横たわる。電極２３．２４は高電圧供給部２５に連結される。直流電圧源又は 交流電圧源である高電圧供給部２５によって提供される電圧は、電気粘性流体２ ２が流体となる下方値、特に０の値と、電気粘性流体２２が固体状ヤを呈する最 大値との間で連続的に調整される。

上記のバルブは下記のように作動する。

高電圧供給部２５によって提供された電圧が下方値にセットされ、ブレーキ室２ １に含まれる電気粘性流体２２が流体の状態である間は、回転子室８内の回転子 １５の回転は妨げられない。故に入口通路６、回転子室８及び出口通路７を通る 加圧流体の流れが本質的に限定されず、流体のこのような流れは回転動作を回転 子１５に伝える。入口通路６から出口通路７までの流体の移送は、回転子１５に 形成された異なるポケット１６の１つに各々が含まれるｒ部分ｊで達成される。

回転子１５の回転と対向する摩擦ツノを減らすことを考慮すると、回転子１５が 静止部分、特に挿入部材！０に係合する全ての表面はできるだけ小さく選択され 、且つ望まれるならば円滑にされる。

水の流れの減少が望まれるならば、高電圧供給部２５によって提供される電圧を 高くする。こうすることによりブレーキ室２１に含まれた電気粘性流体２２の粘 性の増加が、ブレーキ輪１９の羽根１９ｂの動きに対して抵抗力の増加を提供す る。故に制動作動が電気粘性流体２２の粘性に従って得られる。バルブを通る流 体の流量はブレーキ輪１９の制動作動及び流体の圧力によって決定される。

バルブを通る流体の流れが完全に遮断されるべきであるならば、高電圧供給部２ ５によって提供される電圧は、ブレーキ室２２に含まれる電気粘性流体の完全に 動かない状態を得るのに十分な程度まで高められる。こうすることによりブレー キ室２１に配設されたブレーキ輪１９の羽根１９ｂが完全に停止する。従って回 転子室８に配設された回転子室は更に動くことはない。常に幾つかが挿入部材Ｉ Ｏに係合する個々のポケット１６の間に位置された回転子１５の分割壁１７を設 けることによって、入口通路６及び出口通路７の流路は遮断され、故にバルブは 密閉される。

図２の下方部分は、高電圧供給部を停止するか又は長期間にわたってバルブを閉 じることが望まれる場合に、バルブから独立した密閉をするための手段を示して いる。これらの手段は、多角形端部分を有し且つハウジング１に形成された相補 断面の通過開口部９１を通り延びる手動で作動する制御ビン９０を具備する。制 御ビン９゜の端部分は、回転子１５の下方端面に形成された対応する多角形凹部 ９２に導かれ、故に回転子１５の回転を不可能にする。２つの周囲溝９３．９４ が制御ビン９０に設けられ、制御ビン９ｏは、それぞれ図面に示されるラッチ位 置及び非作動位置に制御ビンを掛は金で止めることを考慮すると、Ｏリングと共 働する。Ｍ御ビン９ｏの外側端部はハンドル９６を有する。

図３から図５までには、加圧流体の流れを制御するためのバルブの１３１２の実 施例が示されている。この実施例もまた、入口通路！０６及び出口通路１０７と 形成されたハウジング１０１を具備し、出口通路１０７は入口通路１０６の軸線 に対して垂直方向に延びる。

入口通路１０６は図１及び図２で示される実施例と同様に回転子室１０８に変わ る。比較してみると、回転子室１０８は円筒形状である、つまり回転子室１０８ の軸線方向に沿って一様な断面を有する。

回転子室１０８もやはり入口通路１０６の軸線から外れている。示された実施例 において、回転子室の水平断面は図４の水平断面に示されるように入口通路１０ ６の半円形拡張部として形成される。回転子１１５は回転子室１０８の中に回転 可能に配設される。それはハブ部分１１５ａと障数の半径方向の羽根１１５ｂを 有する。回転子＋１５の羽根１１５ｂは回転子室１０８の内壁にシール状態で係 合する必要はない。これらの部品の間には間隙さえあり、唯一必要なのは、回転 子＋１５が入口通路１０６から排出された流体によって回転されるようにこの間 隙が小さいということである。

共軸方向に延びる入口通路１０６は、回転子室１０８と、出口通路１０７を囲む 凹部１４０との間に延び、その凹部１４０は、軸線方向で見られ且つ図４の水平 断面で示されるように円形の幾何学的形状である。Ｉｌｌ制御ディスク１４２は 凹部１４０に挿入され、０リング１４１はその間に配設される。故に第１１Ｍ１ １デイスク！４２はハウジング１０１に関して回転されえない。第１＠御デイス ク１４２は、第１制御デイスク１４２の上方円形端面からその下方円形端面まで 延びる２つの通過開口部１４３，１４４（図４の破線で示される）を有する。そ の上方に向いた第１制御デイスク１４２の端面は高い買に研磨されているのでシ ール表面を形成する。

円形の第２制御デイスク＋５０は第１制御デイスクの上に配設され、下記でより 詳細に記述される方法で分離駆動シャフト１６０を介して静止した第１制御デイ スクに関して回転されえる。！ｌ！２制御ディスク１５０もまた、第２制御デイ スク１５０の回転によって異なる位置にセットされる２つの通過開口部１５６， １５７を具備し、そこでその通過開口部１５６．１５７と第１制御デイスクの通 過開口部１４３，１４４との重なりの大きい又は少ない程度が得られる。

第１制御デイスク１４２に関する第２制御デイスク１５０の回転は下記のような 回転子１１５を介して得られる。

図３に示されるように１回転子１１５のハブ部分１１５ａはハウジング１０１を 越えて、もちろん／−ル手段が設けられて、突出する。ハブ部分１１５ａの外側 端部は比較的小さい直径の第１ギア１６１を有する。その第１ギア１６１は第２ 制御デイスク１５０に関連する分離駆動シャフト１６０の外側部分１６０ａによ って保持されるより大きい直径の第２ギア１６２と共働する。分離駆動シャフト １６０の外側部分＋６０ａは、１７０で全体的に示される電気粘性クラッチを介 してその内側部分１６０ｂに連結される。電気粘性クラッチ＋７０は電気粘性流 体１２２で満たされたクラッチ室と形成されたハウジング１７１を具備する。ハ ウジング１７１は分離駆動シャフト１６０の内部部分１６０ｂと同軸であり、且 つそれに剛性的に連結されるので、これら２つの部分は常に一緒に回転する。

分離駆動シャフト１６０の外側部分１６０ａはハウジング１７１の上方端ｇｉ（ 図３で見られる）に設けられた穴を通りシール状態で延びる。クラッチ室１２１ の内部の部分は、電気粘性流体１２２を通り多かれ少なかれ自由に動く外側に延 びる羽根を含むクラッチ輪及び下方表面において設けられ、その電極１２３．１ ２４は可撓性ケーブル１７２，１７３を介して高電圧供給部＋２５に連結される 。

図５に示されるように、材料１７４の静止ウェブは内側の方向で半径方向にクラ ッチ室１２１の中に突出する。このように提供することによって、クラッチの駆 動する部材とクラッチの駆動された部材との間の、動力伝達が改善される。

電気粘性クラッチ＋７０のハウジング＋７１の下方端面は、分離駆動／セット１ ６０の内部部分１６０ｂ及び電気粘性クラッチ１７０のハウジング１７１が、従 って第２制御デイスク１５０がバルブの開口位置に対して不勢されるように、螺 旋スプリング１８０を介してバルブのハウジング１０１の外側表面と連結される 。故に、流体の供給のない普通の又は無圧力状態では第２制御デイスク１５０は 開放位置（比較してみると、図４ではバルブの閉鎖位置が示される）にある。

上記のバルブは以下のように作動する。

初めに、バルブの完全に開いた状態から完全に閉じた状態への転換を記述する。

バルブの開放位置において、高電圧供給部１２５からの電圧出力は最も低い作動 値、特に０の値を有する。これによりクラッチ室＋２１に含まれた電気粘性流体 １２２は流体の状態を呈する。込口通路＋０６を通って流れる流体が回転子１１ ５に回転作動を伝え、且つその回転が回転子１１５のハブ部分１１５ａとギア１ ６１及び１６２とを通り分離駆動シャフト１６０の外側部分１６０ａに移される と同時に、分離駆動シャフト１６０の外側部分１６０ａと一体的に形成された羽 根＋１９が電気粘性流体１２２の中で本質的に自由に動き、分離駆動シャフト１ ６０の内側部分１６０ｂはその外側部分！６０’ａから機械的に分離される。故 にこれらの羽根＋１９によるハウジング１７１へのトルクの移動はさほどない。

従って流体は入口通路１０６と制御ディスク１４２，１５０の整列された通過開 口部１５６．１５７．１４６．１４７とを通り、出口通路＋０７に達するまで流 れることができる。

バルブを閉じることが望まれるならば、高電圧供給部＋２５はクラッチ室１２１ に含まれた電気粘性流体１２２が剛性の状態をとる最も高い電圧にセットされる 。動力伝達路は分離駆動シャフト１６０の外側部分！６Ｑａと内側部分１６０ｂ の間に確立される。故に回転子＋１５の回転は第２制御デイスク１５０に伝えら れ、当接手段のよって形成される閉鎖位置が達成されるまで第２制御デイスク１ ５０は螺旋スプリング＋８０の不勢される状態をなくすまで回転される。可動な 制御ディスク１５０の閉じる動きは、バルブを通って流れる流体の流れが次第に 小さくなり、回転子１１５の回転も次第に遅くなるので、全体の移動の最終部分 においてより遅くなる。

このような効果は、従来技術のソレノイド作動バルブにおいて直面する圧力変化 が安全に避けられるので望ましく、上記のタイプのバルブで流体の流れがそれ自 身を遮断する。

ギア１６１及び１６２によって形成された伝達をするとき、電気粘性流体１２２ が剛性状態にあるときに、反対にバルブが開く方向へ第２制御デイスクの動きを 引き起こすような螺旋スプリング１８０による回転子１１５の反対方向への回転 を排除するセルフロック特性を得るために注意がなされる。

一方で回転子１１５のこの望ましくない反対方向への動きは公知のタイプのワン ウェイクラッチを提供することによって避けられる。

バルブが再び開かれるべきであるならば、高電圧供給部によって提供される電圧 は初めの最も低い作動値に一致して下げられる。分離駆動シャフト１６０の外側 部分１６０ａと内側部分１６０ｂとの間の動力伝達路は遮断される。螺旋スプリ ング１８０の作動下で、可動な制御ディスク＋５０は開口位置に戻るように回転 される。故に入口通路１０６と出口通路＋０７との間に延びる自由な流体路が再 び確立される。

上記のバルブにおいて、高電圧供給部１２５によって提供された電圧の中間値を 適切に選択することによってバルブの完全に閉鎖位置と完全に開放位置との間に ある中間の開いた状態が確立される。

電圧が電気粘性流体＋２２の粘性を上昇させる電極＋２３及び１２４に適用され 、しかしながら電気粘性流体１２２はその剛性の状轢を示さないならば、電気粘 性流体！２２内で回転する羽根１１９は粘性に依存する電気粘性クラッチ１７０ のハウジング１７１に予め定められたトルクを移し、そのトルク移動は透過剪断 力である。

このようなトルクの下では、電気粘性クラッチ１７０のハウジング＋７１と第２ 制御デイスク１５０とは螺旋スプリング１８０がある程度引っ張られるころで与 えられた量によって回転され、そこでは螺旋スプリング！８０によって提供され たトルクは剪断力によって提供されたトルクと正確に同じであり、これら２つの トルクの方向は反対である。高電圧供給部＋２５によって提供された電圧を連続 的に増加することによって、完全に開放位置と完全に閉鎖位置の間のバルブの全 ての望ましい中間の位置は剪断力に依存する粘性と螺旋スブリノグ１８０の作動 に依存する角度との対向する寄与の下に確立される。勿論、図３から図５に示さ れた実施例には、高電圧供給部１２５が停止し又はスイッチが切られるとき、反 対方向に又はバルブの開放位置に可動な制御ディスクの望ましいましくない動き を排除する安全手段が設けられる。

電気粘性流体の剛性の状轢を維持するのに必要な電流は、既に上述で指摘したよ うに非常に小さい。故に高電圧供給部は、使用者に対するいかなる危険が衛生設 備用の目的でバルブを使用する上でさえ排除された信頼性があるように高抵抗電 圧供給部として選ばれえる。

電気的に作動されるバルブの記載された実施例において、完全にバルブを閉じる ために必要なエネルギは、流れる流体の圧力から全体的に得られる。電気エネル ギは電気粘性流体の粘性状管を維持するために必要な非常に小さい程度に単に使 用される。現代の電気粘性流体が非常に小さな電導性だけをみせ、且つ使用され る流体の体積が非常に小さく保たれえるので、これらのバルブの電力の必要量は 非常に低い。故にこれらバルブは、関連する大陽光蓄電ユニットを結局は有する バッテリーと使用するのに特に適する。更に全ての流路は、パイロット開口部が 必要ないので様々な大きさになりえる。

Ｆ′Ｇ、２ ＦＩＧ、Ｌ４ 国際調査報告 ｐｃ丁／ＥＰ　９２１０１１１４０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ａ）流体の入口通路と出口通路とを含むハウジングと、ｂ）前記ハウジング の前記入口通路と前記出口通路との間に配設された閉鎖部材と、 ｃ）供給された制御電圧に従って開放位置又は閉鎖位置に前記閉鎖部材を位置さ せるための電気的作動手段とを具備する加圧流体用の電気的作動バルブ、特に衛 生設備用のバルブにおいて、ｄ）前記閉鎖部材が、前記ハウジング（１）と密封 可能に共衝する回転子（１５）として形成され、且つ前記入口通路（６）と前記 出口通路（７）との間の流路に配設され、前記回転子が流体の圧力下で回転可能 であり、且つ回転に際して前記入口通路（６）から前記出口通路（７）まで流体 の部分を移送し、ｅ）前記電気的作動手段が前記回転子（１５）に連結され、且 つ前記回転子（１５）の回転能力を制御するブレーキ（１９，２１，２２）とし て形成され、２つの電極（２３，２４）の間に配設された電気粘性流体（２２） によって形成された電気的に制御された媒体を有することを特徴とする電気作動 バルブ。 ２．前記ブレーキ（１９，２１，２２）が、前記電気粘性流体（２２）を含むブ レーキ室（２１）に回転可能に配設され、且つ前記回転子（１５）に連帯された ブレーキ輪（１９）を具備することを特徴とする請求項１従った電気作動バルブ 。 ３．前記ブレーキ輪（１９）が前記回転子（１５）と共軸線上に配設され、且つ 確動トルク伝達ブラグイン連結具（１８）を介して前記回転子（１５）に連結さ れることを特徴とする請求項２に従った電気作動バルブ。 ４．前記回転子（１５）の周囲表面が前記流体の移送のためのへこまされた複数 のポケット（１６）を形成されることを特徴とする請求項１から請求項３の１つ に従った電気作動バルブ。 ５．前記回転子（１５）が円錐台の形状であることを特徴とする前記請求項の１ つの電気作動バルブ。 ６．周囲表面を形成する前記回転子（１５）の少なくとも一部分がセラミックス 材料から作られることを特徴とする前記請求項の１つの電気作動バルブ。 ７．前記回転子（１５）が、前記ハウジング（１）に配設された、且つ前記回転 子（１５）の周囲表面と密封可能に摺動する状態で共衝する静止挿入部材（１０ ）を介して前記ハウジング（１）に関してシールされることを特徴とする前記請 求項の１つの電気作動バルブ。 ８．前記回転子（１５）に隣接した前記静止挿入部材（１０）の一部がセラミッ ケス材料から作られることを特徴とする請求項１に従った電気作動バルブ。 ９．電気的な前記ブレーキ（１９，２１，２２）の作動とは独立的に、回転に対 して前記回転子（１５）を停止するための手動で操作可能なラッチ手段（９０， ９２）によって特徴付けられる前記請求項の１つの電気作動バルブ。 １０．前記ラッチ手段が、前記回転子（１５）に形成された対応する開口部（９ ２）に確実に係合するのに適した軸線方向に可動なピン（９０）を具備すること を特徴とする請求項９に従った電気作動バルブ。 １１．前記軸線方向に可動なピン（９０）が、スナップ作動によって非作動位置 及びラッチ位置のそれぞれに固定されえることを特徴とする請求項１０に従った 電気作動バルブ。 １２．ａ）流体の入口通路と出口通路とを含むハウジングと、ｂ）前記入口通路 と前記出口通路との間の前記ハウジングに配設された閉鎖部材と、 ｃ）供給された制御電圧に従って開放位置又は閉鎖位置に前記閉鎖部材を位置さ せるための電気的作動手段とを具備する加圧流体用の電気的作動バルブ、特に衛 生設備用のバルブにおいて、ｄ）流体の圧力下で回転可能な回転子（１１５）が 、前記入口通路（１０６）と前記出口通路（１０７）の間に延びる流路に配設さ れ、 ｅ）ギア手段（１６１，１６２）が、前記回転子（１１５）の回転動作から、開 放位置と閉鎖位置との間で前記閉鎮部材（１５０）を動かさなければならない前 記閉鎖部材（１５０）の制御動作を得るために設けられ、 ｆ）前記作動手段が、前記回転子（１１５）と前記閉鎖部材との間に延びる動力 伝達路に配設され、且つ２つの電極（１２３，１２４）の間に配設された電気粘 性流体（１２２）によって形成された電気的に作動される媒体を含む電気粘性ク ラッチ（１７０）を具備することを特徴とする電気作動バルブ。 １３．前記閉鎖部材（１５０）が、スプリング手段（１８０）によってバルブの 作動方向に不勢されることを特徴とする請求項１２に従った電気作動バルブ。 １４．前記閉鎖部材（１５０）が回転可能なディスクによって形成され、前記ス プリング手段（１８０）が螺旋スプリングによって形成されることを特徴とする 請求項１３に従った電気作動バルブ。 １５．１つの方向に前記回転子（１１５）の回転を遮断するように手段が提供さ れることを特徴とする請求項１２から請求項１４の１つに従った電気作動バルブ 。 １６．前記１つの方向に前記回転子（１１５）の回転を遮断する前記手段がギア 手段（１６１，１６２）によって形成され、該ギア手段（１６１，１６２）は、 伝達率のために、前記スプリング手段が戻る方向へ回転子（１１５）を回転する であろうことを遮断することを特徴とする請求項１３から請求項１５の１つに従 った電気作動バルブ。 １７．前記１つの方向に前記回転子（１１５）の回転を遮断する前記手段がワン ウェイクラッチによって形成されることを特徴とする請求項１３から請求項１５ の１つに従った電気作動バルブ。 １８．前記電気粘性クラッチ（１７０）が前記ギア手段（１６１，１６２）と前 記閉鎖部材（１５０）との間に延びる動力伝達路に配設されることを特徴とする 請求項１２から請求項１７の１つに従った電気作動バルブ。 １９．電気粘性連結具（１１７）がクラッチハウジング（１７１）のクラッチ室 （１２１）に回転可能に配設されたクラッチ輪（１１９）を含み、前記クラッチ 室が前記電気粘性流体（１２２）で満たされることを特徴とする請求項１２から 請求項１８の１つに従った電気作動バルブ。 ２０．前記クラッチ室（１２１）の横手断面が円とは異なる輪郭を有することを 特徴とする請求項１９に従った電気作動バルブ。 ２１．手動で操作可能なラッチ手段が前記閉鎖部材（１５０）の動きを遮断する ために提供されることを特徴とする請求項１２から請求項２０の１つに従った電 気作動バルブ。