JP2716926B2 - ロータリーバルブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はロータリーバルブに関す
る。さらに詳しくは、エアマットなどに用いられ、エア
供給の切り換えを静かに行なうことができるロータリー
バルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電動バルブの一例を図５に基づい
て説明する。この電動バルブは２つの円盤６１、６２を
摺動させて１つの吸入口６３と、２つの吐出口６４、６
５の切り換えを行なうものである。つまり、下円盤６１
に中心からの距離がＲ１である縦穴６７、６８と、中心
からの距離がＲ２である縦穴６９、７０を設け、縦穴６
７と６９は吸入口６３に連結させ、第一吐出口６４と縦
穴６８、第二吐出口６５と縦穴７０をそれぞれ連結す
る。

【０００３】また、上円盤６２の裏面には、図６に示さ
れるように、径の異なる２つの三日月溝、すなわち小径
Ｒ１を有する小三日月溝７１と大径Ｒ２を有する大三日
月溝７２が穿設されている。上円盤６２は、図示されな
いが駆動軸に連結されて回転し、小三日月溝７１、ある
いは大三日月溝７２によって同径の位置にある縦穴を交
互に連結し、吸入口６３から補給される空気を２つの吐
出口から交互に排出させる。つまり、図５に示されるよ
うに、小三日月溝７１が縦穴６７、６８を連結している
ときは吸入口６３から吸入された空気は小三日月溝７１
を通って第一吐出口６４から排出され、大三日月溝７２
が縦穴６９、７０を連結しているときは吸入口６３から
吸入された空気は大三日月溝７２を通って第二吐出口６
５から排出される。

【０００４】次に、エアマットについて図７および図８
に基づいて説明する。エアマットは、いわゆる寝たきり
になりがちな病人の、寝床とからだの接触部位の局部的
加圧増加による鬱血・発汗および不潔による床ずれを防
止したりあるいは治療するために使用されるものであ
る。つまり、ゴムまたは塩化ビニル樹脂などの袋に空気
を充填して、身体全体を浮かすようにして支持すると、
骨格突出部も筋肉部と共に凹凸に関係なく均圧に全面支
持がされるので床ずれが起こりにくいのである。

【０００５】従来の図８に示されるエアマットは、いか
だ状浮き袋３１にエアポンプ３２から空気を充填するも
のである。空気袋３１の上面に微小口３３を形成してお
くと空気を噴出させて体を乾燥させることも可能であ
る。このタイプのエアマットでは、空気袋３１の大きさ
は、常に一定に保たれており、この上で寝ている人の体
も常に静止状態にある。

【０００６】しかし、図７に示されるエアマットの空気
袋３１は、第一吐出口Ａに連結されるものと、第二吐出
口Ｂに連結されるものが交互に配設され、エアポンプ３
２から吸入される空気は電動バルブ３４によって切り換
えられ、空気袋Ａ，Ｂを交互に膨らますので身体にマッ
サージ効果を与えることができる。このタイプのエアマ
ットによれば、マッサージ作用により血行がよくなり、
血行障害が軽減され、床ずれ防止効果が飛躍的に向上す
るとされている。前述の図５に示される電動バルブはこ
のようなマッサージ作用のあるエアマットに使用される
ものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
電動バルブでは、上円盤と下円盤のすり合わせ面が大き
く、空気のもれをなくすために、厳密に密着性を保ちつ
つ摺動させなければならないので面精度を高くするため
コストが大であり、グリスなどを塗っても音が高く安眠
を妨げるという問題がある。また、ほぼ常時稼働状態に
あってグリス消耗による焼き付きがおきやすく耐用期間
が約２年と短く、故障発生率が高いという問題がある。
さらに、上円盤と下円盤のあいだの空気通路を通る空気
の圧力が大きいばあい、すり合わせ面が開き、空気漏れ
が発生する惧れもあり、三日月溝７１、７２の位置が限
定されるので、吸入口ノズル、および２つの吐出口ノズ
ルの方向も限定されるという問題もある。

【０００８】本発明は、叙上の事情に鑑み、静かでコス
トが安く、耐用年数の長いロータリーバルブを提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のロータリーバル
ブは、（ａ）内部に形成される円筒部の外周に１つの吸
入口および２つの吐出口をドーナツ型のロータリー空路
で連通するように構成されたケース、（ｂ）前記ケース
の円筒部の中央に回転自在に支持され、その円筒部内に
回転中心から外周までの距離が異なる大径部と小径部と
を有するカムが形成され、駆動軸に嵌着された円筒形状
のロータ、および（ｃ）該ロータの径方向に進退自在に
支持され、その先端が２つの吐出口を開閉する一対の弁
からなるロータリーバルブであって、前記弁がピン部と
弁プレートからなるとともに、該ピン部が前記ロータを
回転案内する円筒部に形成される連通孔に支持されてお
り、該ピン部の末端が前記カムの外周面に当接してなる
ことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明のロータリーバルブでは、ケースの中央
に内蔵されたロータが回転すると、弁が進退し、２つの
吐出口を交互に開閉する。

【００１１】

【実施例】以下、添付図面を参照しつつ本発明のロータ
リーバルブを説明する。図１は本発明のロータリーバル
ブの構成を示す分解説明図、図２は図１のＸ−Ｘ断面図
である。図１において、１はケース、２はロータ、３お
よび４は弁、８はロータリー空路、１０は吸入口、Ａは
第一吐出口、Ｂは第二吐出口、２２はカムである。

【００１２】ケース１は、下ケース５に上ケース６を螺
着したものである。下ケース５は、その中央部に円筒形
のロータ孔７が穿設され、その外周にドーナツ形状のロ
ータリー空路８が形設されている。また、下ケース５の
側面には吸入口ノズル９が垂直に突設され内部の吸入口
１０はロータリー空路８と連通している。さらに下ケー
ス５の側面には２つの吐出口ノズル１１、１２が螺着さ
れ、それによって形成される第一吐出口Ａおよび第二吐
出口Ｂは、下ケース５の側面に設けられた開口部１３、
１４を介してロータリー空路８と連通している。開口部
１３、１４の内部には後述するように弁３および弁４が
支持されている。また、図示されないが、下ケース２５
の裏面中央には駆動モータ１５の駆動軸１６が挿入され
る孔が穿設されている。さらに、上ケース６の裏面には
ロータリー空路８を密封するようにその当接箇所にゴム
などが貼付されている。

【００１３】ロータ２は、略円筒形状を呈し下ケース５
のロータ孔７に挿入される。その中心軸上に穿設された
孔１７には、下ケース５の裏面側から挿入される駆動軸
１６が挿入される。また、ロータ２の上面には孔１７と
直行する溝１８が設けられており、この溝１８に沿って
ロックピン２０が、駆動軸１６の先端のピン孔１９を貫
くように挿入されることによって、ロータ２は駆動軸１
６にしっかりと固定される。スプリング２１はロックピ
ン２０をロータ２に押えつけ、抜けないように駆動軸１
６を付勢する。また、ロータ２の中央部には、カム２２
が形成されている。

【００１４】カム２２は、図２に示されるように、回転
中心から外周までの距離が異なる大径部２３と小径部２
４とを有しており、回転することによって弁３および弁
４を進出させる。

【００１５】弁３および弁４は、ピン部２５と弁プレー
ト２６とからなり、スプリング２７によってカム２２の
ある方向に付勢される。

【００１６】開口部１３および開口部１４は、ロータリ
ー空路８に連通しており、その径が弁プレート２６より
小さくピン部２５より大きい連通口２９と、弁プレート
２６をカム２２のある方向に付勢するスプリング２７が
内設される弁口３０とからなる。そして、弁プレート２
６が連通口２９に当接しているときは、空気の吐出を塞
ぎ、弁プレート２６が連通口２９より離れると空気は連
通口２９から弁プレート２６の外周、または、図１に示
す切り込み２８を通って吐出口に至るようになってい
る。すなわち、弁口３０の径は、弁プレート２６より大
きく形成される必要があるが、弁プレート２６の外周に
切り込み２８があるときは、弁プレート２６が摺動しう
る大きさでもよい。その弁口３０内を弁プレート２６は
図面左右方向に移動可能であり、連通口２９を開閉す
る。なお、弁口３０には吐出口ノズル１１、１２が嵌着
され、第一吐出口Ａおよび第二吐出口Ｂが形成される。

【００１７】また、弁３および弁４のピン部２５が前記
ロータ２を回転案内する円筒部に形成される連通孔に支
持されており、また該ピン部２５の末端はカム２２の外
周面に当接し、図面左側のようにピン部２５の末端がカ
ム２２の大径部２３に当接すると、弁３は図面左方向に
進出し、スプリング２７の付勢力に抗して弁プレート２
６を押し出し連通口２９を開く。また、図面右側のよう
に、ピン部２５の末端がカム２２の小径部２４に至る
と、弁プレート２６はスプリング２７の付勢力によって
連通口２９に押し付けられてこれを閉じる。

【００１８】次に、前述のロータリーバルブをエアマッ
トに使用したときの作動について図３および図４に基づ
いて説明する。

【００１９】駆動モータ１５が駆動し、駆動軸１６が回
転すると、カム２２が回転する。そして、弁３および弁
４によって第一吐出口Ａおよび第二吐出口Ｂが交互に開
閉する。吸入口１０は図示されないエアポンプに連通し
ており、吸入口１０から吸入される空気はロータリー空
路８に補給される。そこで、図３に示されるように、弁
３が開くと、空気室３１のうち第一吐出口Ａと連通して
いるものが膨脹する。また、図４に示されるように、弁
４が開くと、空気室３１のうち第二吐出口Ｂと連通して
いるものが膨脹する。以上のように隣り合う空気室３１
が交互に収縮を繰り返す。このとき、ロータリーバルブ
の駆動部であるロータ２はケース１の内部にあり、すり
合わせ面が小さく、図５に示す従来の電動バルブの２つ
の円盤のように厳密に密着性を保たせつつ回転させる必
要がないので、ロータ２とケース１の摺動音はほとんど
発生せず、非常に静かでマッサージ効果のあるエアマッ
トを提供することができる。さらに、適当なインターバ
ルやタイミングで収縮するように駆動モータ１５を制御
するようにすればさらに快適なエアマットを提供するこ
とができる。

【００２０】また、図５に示す従来の電動バルブと比べ
て、従来のものでは面精度が１／１００ｍｍまで要して
いたものが１／１０ｍｍでよくなるためコストが小さく
なり、従来のものでは樹脂成形が困難であったものが、
樹脂で容易に成形できるようになる。またグリスを不要
とし、焼き付けがおこらないので寿命も約２倍の４年と
長くなり、故障が少なくなる。さらに、カム形状を変化
させることにより、吸入口ノズルおよび２つの吐出口ノ
ズルの方向のバリエーションを様々に考えることができ
る。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明のロータリ
ーバルブでは、ケース内部に回転するロータを設け、こ
のロータで弁を開閉させるようにしたので静かで、とく
にエアマットに使用されると安眠を妨げないマッサージ
効果のあるエアマットを提供することができる。また摺
動面が小さく高度な面精度を要しないためコストが安
く、耐用年数が長いロータリーバルブを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のロータリーバルブの組み立て説明図で
ある。

【図２】図１のロータリーバルブのＸ−Ｘ断面図であ
る。

【図３】図１のロータリーバルブの作動説明図である。

【図４】図１のロータリーバルブの作動説明図である。

【図５】従来の電動バルブの説明図である。

【図６】図５の電動バルブの上円盤の摺動面の説明図で
ある。

【図７】従来のエアマットの説明図である。

【図８】従来のエアマットの説明図である。

【符号の説明】 １ ケース ２ ロータ ３、４ 弁 ８ ロータリー空路 １０ 吸入口 １６ 駆動軸 ２２ カム ２３ 大径部 ２４ 小径部 Ａ 第一吐出口 Ｂ 第二吐出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−41158（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−103177（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−111877（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−108674（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）内部に形成される円筒部の外周に
   １つの吸入口および２つの吐出口をドーナツ型のロータ
   リー空路で連通するように構成されたケース、 （ｂ）前記ケースの円筒部の中央に回転自在に支持さ
   れ、その円筒部内に回転中心から外周までの距離が異な
   る大径部と小径部とを有するカムが形成され、駆動軸に
   嵌着された円筒形状のロータ、および （ｃ）該ロータの径方向に進退自在に支持され、その先
   端が２つの吐出口を開閉する一対の弁からなるロータリ
   ーバルブであって、 前記弁がピン部と弁プレートからなるとともに、該ピン
   部が前記ロータを回転案内する円筒部に形成される連通
   孔に支持されており、該ピン部の末端が前記カムの外周
   面に当接してなることを特徴とするロータリーバルブ。