JPH102435A

JPH102435A - エアーマット用のロータリー弁

Info

Publication number: JPH102435A
Application number: JP8178496A
Authority: JP
Inventors: Taku Misu; 卓三栖
Original assignee: YUNIBAASU KK
Current assignee: YUNIBAASU KK
Priority date: 1996-06-18
Filing date: 1996-06-18
Publication date: 1998-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】ショック性の動きが解消されると共に、安価
で簡易な波動式エアーマットを実現するロータリー弁を
提供する。【解決手段】固定円盤１には、導入口11と導出口12,1
3,14とが径方向外側に向けて形成され、導入口11は連絡
穴11a,11b,11c に連通し、導出口12,13,14は連絡穴12a,
13b,14c に連通しており、これらの円盤中心からの距離
は、連絡穴11a,11b,11c の円盤中心からの距離に一致し
ており、回転円盤2 には、同心円状に連通溝20a,20b,20
c と排出溝21a,21b,21c と排出穴22a,22b,22c とが形成
されていて、連通溝と排出溝の半径は、連絡穴11a,11b,
11c の円盤中心からの距離に一致しており、連通溝の開
口角θ_A，θ_B，θ_Cは、エアー導入口とエアー導出口
との開口角a,b,c に対応して設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３系統以上のエア
ー室（セル）を有する波動式エアーマットに用いるロー
ター弁に関し、特に、円滑な波動運動を実現させる簡易
なローター弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】床ずれ防止用のエアーマットには、静止
タイプと波動タイプとがあるが、その中でも波動タイプ
が主流をなしている。波動タイプのエアーマットは、二
系統のエアー室（セル）によって構成されており、それ
ぞれが交互に膨張と収縮とを繰り返して、患者の体圧分
散を促して血液循環を良くし、床ずれの発症を防止して
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この波
動タイプのエアーマットには、僅かとはいえ膨張収縮に
よるショック性の動きがあり、患者の接触面にショック
性の圧力が加わってしまうという問題がある。そして、
専門家の意見として、身体の重要器官を手術した後や脊
髄損傷などのように絶対安静を要する患者には、波動式
エアーマットの使用は避けるべきではないかと指摘され
ている。かかる指摘を考慮して、三系統の波動式エアー
マットも提案されているが、現在までに提案されている
エアーマットは、給気分配装置が相当に複雑であり、こ
れに伴って生産コストも高騰化してしまうという問題点
がある。本発明は、この問題点に着目してなされたもの
であって、ショック性の動きが解消されると共に、安価
で簡易な波動式エアーマットを実現するロータリー弁を
提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、固定円盤と回転円盤とを互いの開口部を
対向させて重ね合わせ、前記各円盤の中心に挿入した回
転軸によって、前記回転円盤を所定の角速度で回転させ
るロータリー弁であって、前記固定円盤には、単一のエ
アー導入口と、Ｎ個のエアー導出口とが径方向外側に向
けて形成され、前記エアー導入口は、前記固定円盤の回
転円盤側表面に開口したＮ個の導入用連絡穴に連通して
おり、前記Ｎ個のエアー導出口は、前記固定円盤の回転
円盤側表面に開口した各１個の導出用連絡穴にそれぞれ
連通しており、合計Ｎ個の前記導出用連絡穴は、円盤中
心からの距離が、それぞれ、前記Ｎ個の導入用連絡穴の
円盤中心からの距離に一致しており、前記回転円盤に
は、同心円状にＮ個の扇状の連通溝が形成されていて、
前記各連通溝の半径は、それぞれ、前記Ｎ個の導入用連
絡穴の円盤中心からの距離に一致しており、前記各連通
溝の開口角は、前記エアー導入口と前記エアー導出口と
の開口角に対応して設定されている。本発明において、
固定円盤の開口部は、導入用連絡穴と導出用連絡穴であ
り、回転円盤の開口部は、連通溝である。また、回転円
盤の開口部として、連通溝に加えて排出溝を設けて、そ
の中に排出穴を設けても良い。

【０００５】

【発明の実施の態様】以下、実施例に基づいて、この発
明を更に詳細に説明する。本発明のロータリー弁は、下
部固定円盤１と上部回転円盤２とを重ね合わせ、各円盤
１，２の中心に回転軸を挿入して構成されている。この
回転軸は、減速ギアーモーターによって、３６°／分の
角速度で回転しているので、上部回転円盤２は、この回
転軸の回転に合わせて１０分間で一回転する。

【０００６】（１）〔実施例１〕…三系統の場合図１は、下部に位置する合成樹脂製の固定円盤１を図示
したものである。図示の通り、固定円盤１には、エアー
導入口１１と、３つのエアー導出口１２，１３，１４
が、径方向外側に向けて突出形成されている。ここで、
エアー導出口１２，１３，１４とエアー導入口１１の開
口角度は、それぞれａ，ｂ，ｃである。エアー導入口１
１は、図１（ｂ）に示すように、エアー導入方向に直交
する連絡穴１１ａ，１１ｂ，１１ｃに連通している。エ
アー導出口１２，１３，１４も同様であって、エアー導
出方向に直交する連絡穴１２ａ，１３ｂ，１４ｃに連通
している。この連絡穴１１ａ，１１ｂ，１１ｃと連絡穴
１２ａ，１３ｂ，１４ｃとは、同一の開口径を有してお
り、連絡穴１１ａと１２ａとは、同一半径（＝Ｒａ）線
上に位置している。同様に、連絡穴１１ｂと１３ｂ、及
び連絡穴１１ｃと１４ｃも、同一半径（＝Ｒｂ，Ｒｃ）
線上に位置している。なお、固定円盤１の中心には、回
転軸を遊嵌させるための貫通穴１６が形成されている。
また、固定円盤１のエアー導入口１１には、エアーポン
プからのエアーが常に供給されており、エアー導出口１
２，１３，１４は、それぞれ、第１系統〜第３系統のエ
アー室Ａ，Ｂ，Ｃに接続されている。

【０００７】図２は、上部に位置する合成樹脂製の回転
円盤２を図示したものである。図示の通り、回転円盤２
の半径Ｒａの位置には、連絡穴１１ａ，１２ａと同一幅
に形成された扇状の連通溝２０ａと排出溝２１ａが設け
られている。そして、排出溝２１ａの中央には、回転円
盤２を貫通して排出穴２２ａが形成されている。なお、
図示の状態では、連通溝２０ａや排出溝２１ａが上向き
に開口しているが、実際には、回転円盤２を上下反転さ
せて、図１の固定円盤１に重ね合わせることになる。そ
して、半径Ｒａは、固定円盤１の連絡穴１１ａ，１２ａ
の中心からの距離と同一に設定されているので、回転円
盤２と固定円盤１の位置関係によっては、連絡穴１１ａ
→連通溝２０ａ→連絡穴１２ａの吸入通路や、連絡穴１
２ａ→排出溝２１ａ→排出穴２２ａの排出通路が形成さ
れることになる。他の部分についても同様であって、回
転円盤２の半径Ｒｂの位置には、連絡穴１１ｂ，１３ｂ
と同一幅に形成された扇状の連通溝２０ｂと排出溝２１
ｂが設けられ、排出溝２１ｂの中央には、排出穴２２ｂ
が形成されている。なお、半径Ｒｂは、固定円盤１の連
絡穴１１ｂ，１３ｂの中心からの距離と同一である。同
様に、回転円盤２の半径Ｒｃの位置には、連絡穴１１
ｃ，１４ｃと同一幅に形成された扇状の連通溝２０ｃと
排出溝２１ｃが設けられ、排出溝２１ｃの中央には、排
出穴２２ｃが形成されている。なお、半径Ｒｃは、固定
円盤１の連絡穴１１ｃ，１４ｃの中心からの距離と同一
である。そして、回転円盤２の中心には、回転軸を挿入
するための貫通穴２３が形成されている。

【０００８】図３は、連通溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃ
や、排出溝２１ａ，２１ｂ，２１ｃの位置を詳細に図示
したものである。図示の通り、連通溝２０ａの開口角は
θ_Aであり、連通溝２０ａの終端部から角度θ₁を隔て
て、開口角θの排出溝２１ａが形成されている。連通溝
２０ｂは、基準位置ＳＴから角度Φ_B離れた位置を基端
部として、開口角θ_Bに形成されている。そして、連通
溝２０ｂの終端部から角度θ₂を隔てて、開口角θの排
出溝２１ｂが形成されている。同様に、連通溝２０ｃ
は、基準位置ＳＴから角度Φ_C離れた位置を基端部とし
て、開口角θ_Cに形成されている。また、連通溝２０ｃ
の終端部から角度θ₃を隔てて、開口角θの排出溝２１
ｃが形成されている。

【０００９】続いて、本発明のロータリー弁の定常状態
の動作内容について説明する。なお、連通溝２０ａの基
端部が、エアー導入口１１の位置に一致した状態（Ｓ
Ｔ）から説明を開始するが、回転円盤２は、ω（＝３６
°／分）の角速度で回転しており１０分間で一回転す
る。連通溝２０ａの基端部がエアー導入口１１の位置に
一致してから、回転円盤２が反時計方向に更に角度ａだ
け回転すると、図４の状態となって給気動作が開始され
る。なお、角度ａは、導入口１１と導出口１２の開口角
度である。明らかなように、図４の状態では、導入口１
１から導入されたエアーは、連絡穴１１ａ→連通溝２０
ａ→連絡穴１２ａの吸入通路を介して、エアーマットの
第１エアー室Ａに供給されるので、第１エアー室Ａは膨
張してゆくことになる。そして、この給気動作は、図４
の状態から、回転円盤２が更に（θ_A−ａ）の角度だけ
回転するまで持続される。

【００１０】回転円盤２が、図４の状態から（θ_A−
ａ）だけ回転すると、連絡穴１１ａと連通溝２０ａとが
非重合状態となるので、その後は、給気動作が停止され
て第１エアー室Ａの膨張状態が維持される。この給気停
止状態のまま、回転円盤２が更に反時計方向に回転する
と、やがて排出溝２１ａが連絡穴１２ａの位置に達する
ことになる。そして、その後は、連絡穴１２ａ→排出溝
２１ａ→排出穴２２ａの排出通路を介して、第１エアー
室Ａのエアーが排気され、第１エアー室Ａは収縮してゆ
くことになる。なお、この排気動作は、排出溝２１ａの
開口角θの時間分だけ持続されるが、ａ＞θに設定され
ているので、排出溝２１ａを介して、連絡穴１１ａと連
絡穴１２ａとが連通することはない。以上の動作をまと
めると、図７（Ａ）の通りである。基準状態ＳＴから回
転円盤２が角度ａだけ回転すると給気動作が開始され、
回転円盤２が角度（θ_A−ａ）だけ回転する間、給気動
作が持続される。その後、回転円盤２が角度（θ₁＋
ａ）だけ回転する間、給気動作が停止され、その後、回
転円盤２が角度θだけ回転する間に排気動作が行われ
る。

【００１１】図３に示すように、連通溝２０ｂは、基準
位置ＳＴから角度Φ_Bだけ離れて形成されているので、
連通溝２０ａの基端部がエアー導入口１１の位置に達し
てから、さらに角度Φ_Bの時間分だけ遅れて、連通溝２
０ｂの基端部が連絡穴１１ｂに重合する。この状態か
ら、回転円盤２が反時計方向に角度ｂだけ更に回転する
と、図５の状態となって給気動作が開始される。なお、
角度ｂは、導入口１１と導出口１３の開口角度である。
図５の状態では、導入口１１から導入されたエアーは、
連絡穴１１ｂ→連通溝２０ｂ→連絡穴１３ｂの吸入通路
を介して、エアーマットの第２エアー室Ｂに供給される
ので、第２エアー室Ｂは膨張してゆくことになる。そし
て、この給気動作は、図５の状態から、回転円盤２が更
に（θ_B−ｂ）の角度だけ回転するまで持続される。回
転円盤２が、図５の状態から（θ_B−ｂ）だけ反時計方
向に回転すると、連絡穴１１ｂと連通溝２０ｂとが非重
合状態となるので、その後は、給気動作が停止されて第
２エアー室Ｂの膨張状態が維持される。この給気停止状
態のまま、回転円盤２が更に反時計方向に回転すると、
やがて排出溝２１ｂが連絡穴１３ｂの位置に達すること
になり、その後は、連絡穴１３ｂ→排出溝２１ｂ→排出
穴２２ｂの排出通路を介して、第２エアー室Ｂのエアー
が排気され、第２エアー室Ｂは収縮してゆくことにな
る。この排気動作は、排出溝２１ｂの開口角θの時間分
だけ持続されるが、ｂ＞θに設定されているので、排出
溝２１ｂを介して、連絡穴１１ｂと連絡穴１３ｂとが連
通することはない。以上の動作をまとめると、図７
（Ｂ）の通りである。基準状態ＳＴから回転円盤２が角
度（Φ_B＋ｂ）だけ回転すると給気動作が開始され、回
転円盤２が角度（θ_B−ｂ）だけ回転する間、給気動作
が持続される。その後、回転円盤２が角度（θ₂＋ｂ）
だけ回転する間、給気動作が停止され、その後、回転円
盤２が角度θだけ回転する間に排気動作が行われる。

【００１２】図３に示すように、連通溝２０ｃは、基準
位置ＳＴから角度Φ_Cだけ離れて形成されているので、
連通溝２０ａの基端部がエアー導入口１１の位置に達し
てから、さらに角度Φ_Cの時間分だけ遅れて、連通溝２
０ｃの基端部が連絡穴１１ｃに重合する。この状態か
ら、回転円盤２が反時計方向に角度ｃだけ更に回転する
と、図６の状態となって給気動作が開始される。なお、
角度ｃは、導入口１１と導出口１４の開口角度である。
図６の状態では、導入口１１から導入されたエアーは、
連絡穴１１ｃ→連通溝２０ｃ→連絡穴１４ｃの吸入通路
を介して、エアーマットの第３エアー室Ｃに供給される
ので、第３エアー室Ｃは膨張してゆくことになる。そし
て、この給気動作は、図６の状態から、回転円盤２がさ
らに（θ_C−ｃ）の角度だけ回転するまで持続される。
回転円盤２が、図６の状態から（θ_C−ｃ）だけ反時計
方向に回転すると、連絡穴１１ｃと連通溝２０ｃとが非
重合状態となるので、その後は、給気動作が停止されて
第３エアー室Ｃの膨張状態が維持される。この給気停止
状態のまま、回転円盤２が更に反時計方向に回転する
と、やがて排出溝２１ｃが連絡穴１４ｃの位置に達する
ことになり、その後は、連絡穴１４ｃ→排出溝２１ｃ→
排出穴２２ｃの排出通路を介して、第３エアー室Ｃのエ
アーが排気され、第３エアー室Ｃは収縮してゆくことに
なる。この排気動作は、排出溝２１ｃの開口角θの時間
分だけ持続されるが、ｃ＞θに設定されているので、排
出溝２１ｃを介して、連絡穴１１ｃと連絡穴１４ｃとが
連通することはない。以上の動作をまとめると、図７
（Ｃ）の通りである。基準状態ＳＴから回転円盤２が角
度（Φ_C＋ｃ）だけ回転すると給気動作が開始され、回
転円盤２が角度（θ_C−ｃ）だけ回転する間、給気動作
が持続される。その後、回転円盤２が角度（θ₃＋ｃ）
だけ回転する間、給気動作が停止され、その後、回転円
盤２が角度θだけ回転する間に排気動作が行われる。

【００１３】回転円盤２の各値θ_A，θ₁，θ_B，
θ₂，θ_C，θ₃，θ，Φ_B，Φ_Cは、以上の動作内容
を踏まえて設定されている。今、給気動作の時間幅Ｔを、３系統とも統一するに
は、図７より、θ_A−ａ＝θ_B−ｂ＝θ_C−ｃ＝Ｔ ……（式１）でな
くてはならない。また、給気動作後の保持動作の時間幅Ｗを統一する
には、図７より、θ₁＋ａ＝θ₂＋ｂ＝θ₃＋ｃ＝Ｗ ……（式２）でな
くてはならない。第１系統での給気動作の後、時間幅Φを空けて第２
系統の給気動作に移り、第２系統での給気動作の後、時
間幅Φを空けて第３系統の給気動作に移り、第３系統で
の給気動作の後、時間幅Φを空けて第１系統の給気動作
に移るには、 Φ_B＋ｂ＝ａ＋（θ_A−ａ）＋Φ ……（式３） Φ_C＋ｃ＝（Φ_B＋ｂ）＋（θ_B−ｂ）＋Φ ……（式４）３６０＋ａ＝（Φ_C＋ｃ）＋（θ_C−ｃ）＋Φ ……（式５）でなくてはならない。（式３）〜（式５）に（式１）の関係を代入すると、 Φ_B＝ａ−ｂ＋Ｔ＋Φ Φ_C＝Φ_B＋ｂ−ｃ＋Ｔ＋Φ Φ_C＝３６０＋ａ−ｃ−Ｔ−Φ であるが、角度ａ，
ｂ，ｃの差を一定値ｘとすると、 Φ_B＝−ｘ＋Ｔ＋Φ ……（式３’） Φ_C＝Φ_B−ｘ＋Ｔ＋Φ ……（式４’） Φ_C＝３６０−２ｘ−Ｔ−Φ ……（式５’）となる。すると、（式３’）と（式４’）の関係から Φ_C＝２
Φ_B ……（式６）となる。また、（式３’）と（式
５’）の関係からΦ_C＝３６０−３ｘ−Φ_Bとなるか
ら、これに（式６）を代入すると、Φ_B＝１２０−ｘ
……（式７）となる。そして、（式７）を（式３’）に
代入すると、Ｔ＋Φ＝１２０ ……（式８）でなくては
ならないことが明らかとなる。

【００１４】以上より、今、ａ＝３０°，ｂ＝６０
°，ｃ＝９０°とすると（ｘ＝３０°）、（式７）と
（式６）より Φ_B＝９０°，Φ_C＝１８０°となる。
また、（式８）を考慮して、ここでは、給気動作の動作
幅Ｔを１００°、各系統の給気動作の遅延時間幅Φを２
０°に設定することにする。Ｔ＝１００°と設定したこ
とから、連通溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃの開口角度
θ_A，θ_B，θ_Cは、（式１）より、θ_A＝１３０°，
θ_B＝１６０°，θ_C＝１９０°となる。給気動作後の保持動作の動作幅Ｗも任意に設定でき
るが、製作上の問題から、θ₃は５０°程度は必要とな
るので、ここでは、Ｗ＝５０°＋９０°＝１４０°に設
定する。すると、これに対応して（式２）より、θ₁＝
１１０°，θ₂＝８０°となる。排気動作の動作幅θも任意であるが、例えば、θ＝
２０°に設定すれば良い。以上を整理すると、結局、ａ
＝３０°，ｂ＝６０°，ｃ＝９０°の場合には、Φ_B＝
９０°，Φ_C＝１８０°である必要があり（θ_A，θ_B，θ_C）＝（１３０°，１６０°，１９０
°）（θ₁，θ₂，θ₃）＝（１１０°，８０°，５０°）
に設定すると、給気動作幅Ｔ＝１００°、その後の保持
動作幅Ｗ＝１４０°、各系統の給気動作の遅延幅Φ＝２
０°、排気動作幅θ＝２０°の周期運動を実現できるこ
とになる。この場合には、三系統Ａ〜Ｃのエアー室は、
次の３種類の動作組合せ（給気＋排気＋膨張保持）＝２
０°、（給気＋収縮保持＋膨張保持）＝８０°、又は
（膨張保持＋収縮保持＋膨張保持）＝２０°のいずれか
の動作状態にあり、この３つの動作が循環しながら繰り
返されることになる（図７参照）。

【００１５】同様に、上述した設計式にしたがって設計
すると、ａ＝２０°，ｂ＝４０°，ｃ＝６０°の場合に
は、Φ_B＝１００°，Φ_C＝２００°である必要があ
り、（θ_A，θ_B，θ_C）＝（１２０°，１４０°，１６０
°）（θ₁，θ₂，θ₃）＝（１００°，８０°，６０°）
に設定すると、給気動作幅Ｔ＝１００°、その後の保持
動作幅Ｗ＝１２０°、各系統の給気動作の遅延幅Φ＝２
０°、排気動作幅θ＝２０°の周期運動を実現できるこ
とになる（図８参照）。この場合には、三系統Ａ〜Ｃの
エアー室は、次の３種類の動作組合せ（給気＋収縮保持
＋膨張保持）＝１００°、（膨張保持＋収縮保持＋排
気）＝２０°、又は（膨張保持＋給気＋収縮保持）＝１
００°のいずれかの動作状態にあり、この３つの動作が
循環しながら繰り返されることになる。なお、図７の場
合と異なり、給気動作と排気動作とが同時に生じること
がない。

【００１６】但し、以上はあくまでも理論値であり、実
際に使用しながら実験を繰り返した結果、ａ＝３０°，
ｂ＝６０°，ｃ＝９０°，θ＝２０°の場合、 Φ_B＝１００°，Φ_C＝２００° （θ_A，θ_B，θ_C）＝（１４０°，１６０°，１６０
°）（θ₁，θ₂，θ₃）＝（４０°，５０°，５０°）で
も所望の動作をすることが明らかとなった。

【００１７】（２）〔実施例２〕…四系統の場合４系統の場合も全く同様であり、固定円盤１と回転円盤
２を図示すると、図９と図１０の通りである。また、動
作内容を示すと図１１の通りである。今、給気動作の時間幅Ｔを、４系統とも統一するに
は、図１１より、θ_A−ａ＝θ_B−ｂ＝θ_C−ｃ＝θ_D−ｄ＝Ｔ ……
（式１１）でなくてはならない。また、給気動作後の保持動作の時間幅Ｗを統一する
には、図１１より、θ₁＋ａ＝θ₂＋ｂ＝θ₃＋ｃ＝θ₄＋ｄ＝Ｗ ……
（式１２）でなくてはならない。第１系統での給気動作の後、時間幅Φを空けて第２
系統の給気動作に移り、第２系統での給気動作の後、時
間幅Φを空けて第３系統の給気動作に移り、第３系統で
の給気動作の後、時間幅Φを空けて第４系統の給気動作
に移り、第４系統での給気動作の後、時間幅Φを空けて
第１系統の給気動作に移るには、 Φ_B＋ｂ＝ａ＋（θ_A−ａ）＋Φ ……（式１３） Φ_C＋ｃ＝（Φ_B＋ｂ）＋（θ_B−ｂ）＋Φ ……（式１４） Φ_D＋ｄ＝（Φ_C＋ｃ）＋（θ_C−ｃ）＋Φ ……（式１５）３６０＋ａ＝（Φ_d＋ｄ）＋（θ_D−ｄ）＋Φ ……（式１６）でなくてはならない。（式１３）〜（式１５）に（式１１）の関係を代入する
と、 Φ_B＝ａ−ｂ＋Ｔ＋Φ Φ_C＝Φ_B＋ｂ−ｃ＋Ｔ＋Φ Φ_D＝Φ_C＋ｃ−ｄ＋Ｔ＋Φ Φ_D＝３６０＋ａ−ｄ
−Ｔ−Φ であるが、角度ａ，ｂ，ｃ，ｄの差を一定値
ｘとすると、 Φ_B＝−ｘ＋Ｔ＋Φ ……（式１３’） Φ_C＝Φ_B−ｘ＋Ｔ＋Φ ……（式１４’） Φ_D＝Φ_C−ｘ＋Ｔ＋Φ ……（式１５’） Φ_D＝３６０−３ｘ−Ｔ−Φ ……（式１６’）とな
る。（式１３’）と（式１４’）の関係から Φ_C＝２Φ_B
……（式１７）（式１３’）と（式１５’）の関係からΦ_D＝３Φ_B …
…（式１８）となる。また、（式１３’）と（式１
６’）の関係Φ_D＝３６０−４ｘ−Φ_Bとなるから、こ
れに（式１８）を代入すると、４Φ_B＝３６０−４ｘよ
りΦ_B＝９０−ｘ ……（式１９）となる。そして、（式
１９）を（式１３’）に代入すると、Ｔ＋Φ＝９０ …
…（式２０）でなくてはならないことが明らかとなる。

【００１８】以上より、今、ａ＝２５°，ｂ＝５０
°，ｃ＝７５°，ｄ＝１００°とすると（ｘ＝２５
°）、（式１９）と（式１７）（式１８）より Φ_B＝
６５°，Φ_C＝１３０°，Φ_D＝１９５°となる。ま
た、（式２０）を考慮して、ここでは、給気動作の動作
幅Ｔを８０°、各系統の給気動作の遅延時間幅Φを１０
°に設定することにする。今、Ｔ＝８０°と設定したこ
とから、連通溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの開口
角度θ_A，θ_B，θ_C，θ_Dは、（式１１）より、θ_A
＝１０５°，θ_B＝１３０°，θ_C＝１５５°，θ_D＝
１８０°となる。給気動作後の保持動作の動作幅Ｗも任意に設定でき
るが、製作上の問題から、θ₄は５０°程度は必要とな
るので、ここでは、Ｗ＝５０°＋１００°＝１５０°に
設定する。すると、これに対応して（式１２）より、θ
₁＝１２５°，θ₂＝１００°，θ₃＝７５°となる。排気動作の動作幅θも任意であるが、例えば、θ＝
１０°に設定すれば良い。以上を整理すると、結局、ａ
＝２５°，ｂ＝５０°，ｃ＝７５°，ｄ＝１００°の場
合には、Φ_B＝６５°，Φ_C＝１３０°，Φ_D＝１９５
°である必要があり（θ_A，θ_B，θ_C，θ_D）＝（１０５°，１３０°，
１５５°，１８０°）（θ₁，θ₂，θ₃，θ₄）＝（１２５°，１００°，
７５°，５０°）に設定すれば、給気動作幅Ｔ＝８０
°、その後の保持動作幅Ｗ＝１５０°、各系統の給気動
作の遅延幅Φ＝１０°、排気動作幅θ＝１０°の周期運
動を実現できることになる（図１１参照）。

【００１９】この場合には、四系統Ａ〜Ｄのエアー室
は、次の４種類の動作組合せ（給気＋収縮保持＋膨張保
持＋膨張保持）＝５０°、（給気＋収縮保持＋排気＋膨
張保持）＝１０°、（給気＋収縮保持＋収縮保持＋膨張
保持）＝２０°、（膨張保持＋収縮保持＋収縮保持＋膨
張保持）＝１０°のいずれかの動作状態にあり、この４
つの動作が循環しながら繰り返されることになる。但
し、以上は、あくまでも理論値であり、実際に使用しな
がら実験を繰り返した結果、ａ＝２５°，ｂ＝５０°，
ｃ＝７５°，ｄ＝１００°，θ＝１０°の場合、 Φ_B＝７０°，Φ_C＝１３５°，Φ_D＝１５０° （θ_A，θ_B，θ_C，θ_D）＝（１１０°，１２５°，
１３０°，１３５°）（θ₁，θ₂，θ₃，θ₄）＝（１５°，１５°，２０
°，３０°）でも所望の動作をすることが明らかとなっ
た。

【００２０】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は、これに限定されるものではなく、各種の
変更が可能である。例えば、図２、図１０の回転円盤２
には、排気溝２１ａ，２１ｂ，２１ｃや、排気穴２２
ａ，２２ｂ，２２ｃが形成されているが、各エアー室に
適宜個数の小孔が設けられていて、常時、そこから少量
のエアーが噴出している場合には、回転円盤２の排気溝
や排気穴は不要である。このようなエアーマットの場合
には、図７において、吸気動作幅Ｔがそれぞれ（θ_A−
ａ）、（θ_B−ｂ）、（θ_C−ｃ）であり、残りは排気
動作となる。したがって、ａ＝３０°，ｂ＝６０°，ｃ
＝９０°，Ｔ＝１２０°に設定した場合には、（θ_A，
θ_B，θ_C）＝（１５０°，１８０°，２１０°）とす
れば良い。また、動作遅れ時間幅Φ＝２０°にするに
は、Φ_B＝１１０°，Φ_C＝２２０°である必要があ
る。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明では、固定
円盤には、単一のエアー導入口と、Ｎ個のエアー導出口
とが径方向外側に向けて形成され、エアー導入口は、固
定円盤の回転円盤側表面に開口したＮ個の導入用連絡穴
に連通しており、Ｎ個のエアー導出口は、固定円盤の回
転円盤側表面に開口した各１個の導出用連絡穴にそれぞ
れ連通しており、合計Ｎ個の導出用連絡穴は、円盤中心
からの距離が、それぞれ、Ｎ個の導入用連絡穴の円盤中
心からの距離に一致しており、回転円盤には、同心円状
にＮ個の扇状の連通溝が形成されていて、各連通溝の半
径は、それぞれ、Ｎ個の導入用連絡穴の円盤中心からの
距離に一致しており、各連通溝の開口角は、エアー導入
口とエアー導出口との開口角に対応して設定されてい
る。したがって、ショック性の動きが解消されると共
に、安価で簡易な波動式エアーマットを実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】３系統用のロータリー弁について、固定円盤の
平面図（ａ）とＡ−Ａ断面図（ｂ）を図示したものであ
る。

【図２】３系統用のロータリー弁について、回転円盤の
平面図（ａ）とＢ−Ｂ断面図（ｂ）を図示したものであ
る。

【図３】回転円盤の各部の寸法を詳細に図示したもので
ある。

【図４】ロータリー弁の動作を説明する図面である。

【図５】ロータリー弁の動作を説明する図面である。

【図６】ロータリー弁の動作を説明する図面である。

【図７】エアーマットの動作状態を図示したものであ
る。

【図８】エアーマットの動作状態を図示したものであ
る。

【図９】４系統用のロータリー弁について、固定円盤を
示す平面図である。

【図１０】４系統用のロータリー弁について、回転円盤
を示す平面図である。

【図１１】エアーマットの動作状態を図示したものであ
る。

【符号の説明】

１固定円盤２回転円盤 11 エアー導入口 12,13,14 エアー導出口 11a,11b,11c 導入用連絡穴 12a,13b,14c 導出用連絡穴 20a,20b,20c 連通溝ａ，ｂ，ｃ導入口と導出口の開口角 θ_A，θ_B，θ_C 連通溝の開口角

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定円盤と回転円盤とを互いの開口部を
対向させて重ね合わせ、前記各円盤の中心に挿入した回
転軸によって、前記回転円盤を所定の角速度で回転させ
るロータリー弁であって、前記固定円盤には、単一のエアー導入口と、Ｎ個のエア
ー導出口とが径方向外側に向けて形成され、前記エアー導入口は、前記固定円盤の回転円盤側表面に
開口したＮ個の導入用連絡穴に連通しており、前記Ｎ個
のエアー導出口は、前記固定円盤の回転円盤側表面に開
口した各１個の導出用連絡穴にそれぞれ連通しており、合計Ｎ個の前記導出用連絡穴は、円盤中心からの距離
が、それぞれ、前記Ｎ個の導入用連絡穴の円盤中心から
の距離に一致しており、前記回転円盤には、同心円状にＮ個の扇状の連通溝が形
成されていて、前記各連通溝の半径は、それぞれ、前記
Ｎ個の導入用連絡穴の円盤中心からの距離に一致してお
り、前記各連通溝の開口角は、前記エアー導入口と前記エア
ー導出口との開口角に対応して設定されていることを特
徴とするエアーマット用のロータリー弁。
【請求項２】前記回転円盤には、前記Ｎ個の連通溝と
同心円状にＮ個の排出溝が形成されていて、前記Ｎ個の
排出溝には、前記回転円盤の表裏面を貫通して小穴が形
成されていることを特徴とする請求項１に記載のエアー
マット用のロータリー弁。