JP6420214B2 - ピボットアームを設けたシャッタ弁 - Google Patents

Description

開示された本発明は弁システムの分野に幅広く関し、特に機械内の圧力調整および流体制御を行うシャッタ弁の分野に関する。

従来の弁に伴う問題の１つは、弁を通って流れる流体量を調整する機能がないことである。これは、ほとんどの従来の弁では典型的に開閉位置しか提供されないためである。流体の流れを完全に止める、つまりバルブを閉位置にすることによって圧力が急低下し、その結果システム内に衝撃波が起こりキャビテーション（空洞現象）が生じる可能性がある。これにより、弁と、さらにはシステム全体の寿命とが短くなる可能性がある。従来の弁に伴うその他の問題は、加圧されたシステム内で確実な密封を保つ能力がないことである。密封保持におけるこの不確実性は漏洩を生じさせる可能性がある。従来の弁に伴うさらに別の一般的な問題は、例えば特許文献１に示すようなバタフライ弁の場合、気体流または液体流のルーメン内に緊塞具が残ることで、流体の流れが阻害されることである。このアプローチは流体の流れを破壊させ、これによりキャビテーション発生の原因となる潜在的な流れが生じる。この負の結果も、完全に、弁、管、またはシステム全体の寿命を直接短縮してしまう。従来の弁に伴うさらに別の一般的な問題は、弁に空洞やポケットがあると、これがルーメンを通過する流体または気体によって満たされてしまうことである。これは食品と考えられる流体を扱う場合に問題となる。なぜなら、小さなポケット内に嵌った食品が腐敗あるいは劣化して、汚染を引き起こす可能性があるためである。さらに、食品用途で使用される弁は定期的なクリーニングを要する。そのため、食品が溜まってしまう空洞またはポケットの存在がバルブのクリーニングを困難にしてしまう。

特開平０５−１４１５４２号公報

上で述べた問題への１つの可能なアプローチは、緊塞具は気体または液体の流れを調整するために環状アレイ内で開閉する緊塞具を流れ領域のルーメン内に利用するアイリス弁を使用することである。これにより、弁が開位置にある時の、気体および液体の流れに対する障害が全て排除される。しかし、従来のアイリス弁は、特に加圧されたシステムにおいて、確実な密封を維持する上でのものと同じ問題を呈する。したがって、従来のアイリス弁の多くでは、適切に密封できないことによって生じる漏洩が伴う。従来のアイリス弁による不適切な密封は、アイリス弁の使用および有効寿命を限定してしまっていた。多くの場合、アイリス弁はこの問題のために幅広い産業で使用されることがなかった。

したがって、上で述べた従来技術に伴う問題を克服する必要があり、また特に、確実な密封を行えるより効率的な弁が必要である。

簡潔には、本発明の実施形態によれば、相手歯車または何らかの別の手段によって駆動される複数の歯車歯を設けているアクチュエータリングを備えた、圧力を調整し、流体の流れを制御するためのシャッタ弁を開示する。本発明のシャッタ弁は、各々がアクチュエータリングの内周内に固定されて、さらにヒンジピン用孔を備えた複数のアームピンボスをさらに設けている。シャッタ弁は、各々が第１端部と第２端部を備えた３つ以上のピボットアームをさらに設けており、ここで第１端部はアームピンボスのヒンジピン用孔に取り付けられている。シャッタ弁は３つ以上の緊塞具をさらに設けている。各緊塞具は、（ａ）外周の少なくとも一部に沿って舌片と溝の特徴部を設けた花弁型構造と、（ｂ）各緊塞具の前記花弁型構造の頂点に位置するフック要素と、（ｃ）ピボットアームの第２端部への蝶番式接続とを設けている。シャッタ弁はさらに、アクチュエータリング、ピボットアーム、緊塞具を保持するための空洞を画定するハウジングを設けている。

本発明の前出のまたその他の特徴および利点は、添付の図面に示されたとおりの本発明の好ましい実施形態の以下のより詳細な説明によって明らかになる。

すなわち、流体が通過する口径を調整することで、圧力調整と、弁を流れる流体量の制御とを可能にした、簡易タイプのシャッタ弁を提供することにより従来技術に伴う問題を解決する。

本発明に関する主題は、この明細書の最後の特許請求の範囲において特に指摘され、明確に主張される。前出およびその他の特徴、さらに本発明の利点は、添付図面と併せて提供される以下の詳細な説明から明らかになる。さらに、参照符号の一番左の桁は、その参照符号が最初に登場した図面を示す。

図１（Ａ）は、ハウジングの第２部分を除いた状態の、一実施形態によるシャッタ弁の展開斜視図である。図１（Ｂ）は、一実施形態によるシャッタ弁ハウジングの第１部分の斜視図である。図１（Ｃ）は、一実施形態によるシャッタ弁ハウジングの第２部分の斜視図である。 図２（Ａ）は、一実施形態によるアクチュエータリングの斜視図である。図２（Ｂ）は、一実施形態によるアクチュエータリングおよびベベル歯車の斜視図である。図２（Ｃ）は、一実施形態によるピボットアームおよび緊塞具を設けたアクチュエータリングの斜視図である。 図３は、一実施形態によるピボットアームの斜視図である。 図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、一実施形態による緊塞具の斜視図である。図４（Ｃ）は、一実施形態によるシャッタ弁の２つの緊塞具の断面図である。 図５（Ａ）は、ハウジングの第２部分を除いた状態の、一実施形態による開位置にあるシャッタ弁の正面図である。図５（Ｂ）は、ハウジングの第２部分を除いた状態の、一実施形態による閉位置にあるシャッタ弁の正面図である。

以下の詳細な説明は添付の図面を参照している。可能な場合には、図面中および以下の説明における同一または類似の要素を参照するために同一の参照符号を使用する。本発明の実施形態を説明するが、修正形、適合形、およびその他の実施態様も可能である。例えば、図面に示された要素に代替、追加、修正を加えたり、ここで説明する方法を代替、並べ替えによって、また、開示された方法に段階を追加することによって修正することができる。したがって、以下の詳細な説明は本発明を限定するものではない。逆に、本発明の正確な範囲は添付の特許請求の範囲によって定義される。

開示の実施形態は、流体が通過する口径を調整することで、圧力調整と、弁を流れる流体量の制御とを可能にした、簡易タイプのシャッタ弁を提供することにより従来技術に伴う問題を解決する。開示の実施形態はさらに、流体が通過するルーメンの調整が可能なシステムを提供することにより、従来技術を改善する。これにより、使用者は、圧力およびバルブを通過する流体を調節するために所望のサイズのルーメンを選択できるようになる。開示の実施形態はさらに、流体が通過するルーメンを、最終的に流体が流れる孔がなくなるまで段階的に小さくしてゆくことで弁を閉鎖し、システム内の急な圧力低下、衝撃波、およびキャビテーションを排除できるシステムを提供することにより従来技術を改善する。開示の実施形態はまた、様々なタイプの工程にわたり確実な密封を保てる能力を提供することによって従来技術を改善する。開示の発明はさらに、開位置にある弁を流体が障害なく通過できるようにすることによって従来技術を改善する。

開示の実施形態はさらに、ルーメンを通過する流体または気体で満たされる可能性がある弁の空洞および隙間を縮小または削減することによって従来技術を改善する。これにより、食品、ゴミ、その他の物質が小さいポケットに嵌ってそこで腐敗したり、滅菌を妨害することがなくなる。さらに、これにより、定期的なクリーニングを要する食品用途で使用する場合に、当該弁をクリーニングする工程が簡素化される。

図１Ａは、一実施形態による、ハウジングの第２部分（図１Ｃの下に示す）を除いたシャッタ弁１００の展開斜視図である。シャッタ弁１００は、第１部分１０５および第２部分１０７（図１Ａには示していない）を設けたハウジングを備えており、このハウジングについては図１Ｂ、図１Ｃで詳細に図示し、以下で説明する。さらに、ハウジングは中央孔１２０を画定している。中央孔は、ハウジングの両方の平面の中央に配置された円形の開口部によって画定されている。ハウジングの部品１０５、１０７は、アクチュエータリング１３０を保持する空洞とカバーを画定している。一実施形態（図２Ｂに示す）では、アクチュエータリングはベベル歯車上に配置された複数の歯車歯を備える。これらの歯車歯は、相手歯車（図示せず）によって、または、シャッタ弁のハウジング内でアクチュエータリングを遷移させたりアクチュエータリングを回転させるための回転エネルギーを発生させるその他任意の手段によって駆動される。さらに、別の実施形態（図示せず）では、アクチュエータリングは適切な手段、例えば歯車、ベルト、シャフトや、アクチュエータリングおよびひいては緊塞具の動作に必要な回転エネルギーを生成するその他何らかの装置によって駆動することができる。

アクチュエータリングには、以下でさらに説明する（図３の説明を参照）３本のピボットアーム１１０が旋回可能に結合している。ピボットアームには、以下でさらに説明する（図３の説明を参照）３つの緊塞具１１５が蝶番で取り付けられている。ピボットアームがアクチュエータリングと緊塞具に結合している様子については図２Ｃを参照されたい。３つの緊塞具はアクチュエータリングの内周に沿って円形アレイ状に配置されている。緊塞具は４つ以上使用してもよい点に留意する。３つの緊塞具は開位置と閉位置の間において集団的に配置できる。図１Ａでは、緊塞具は開位置において配置されている。開位置では、流体、固体、およびこれらの混合物がシャッタ弁１００の中央孔１２０を通過できるよう、緊塞具はアクチュエータリングの内周内に位置決めされる。

図１Ｂは、一実施形態によるシャッタ弁ハウジングの第１部分１０５の斜視図である。第１部分は、リムまたはリップ部１３５によって包囲された平面１２５を設けた実質的に平坦な円形体を画定している。リムまたはリップ部は、リップ部が平面から外方へ垂直に延びる形で平面から大きく突出している。平面を包囲しているリムはアクチュエータリング１３０を保持するための空洞を画定しており、アクチュエータリング１３０についてはより詳細に図２Ａに示し、以下で説明する。この空洞はピボットアームおよび緊塞具をさらに保持する。リムは平面と一体形成されていても、平面とリムを別々に製造し、その後結合させてもよい。リムの端に沿って複数のネジまたはボルトボス１４０が設けられており、ネジまたはボルトボス１４０には、第１部分１０５をハウジングの第２部分１０７と連結または結合するためのネジまたはボルトを受容する穴１４５が開いている。

平面１２５に沿って３つの壁付き突起１５０が形成されている。これらの壁付き突起は、緊塞具が移動する際に各々の緊塞具の側面が上を滑動する面を提供する。壁付き突起は、平面１２５から実質的に垂直に外方へ突出した、湾曲し実質的に矩形の棒を画定している。壁付き突起１５０の目的は、緊塞具がハウジング内で移動する時にその動作を案内することである。ハウジングの第１部分は面１２５の中央に位置した円形の孔をさらに画定して、中央孔１２０を画定している。中央孔の周囲を内部チャネル１５５で包囲することができ、内部チャネル１５５は中央孔１２０を囲むリングを形成し、さらに、リングから放射状に外方へ延びた３つの細長い湾曲形状の溝を設けている。内部チャネルは、互いに平行で面１２５の下に位置する２つの対向した側壁を画定している。さらに、面１２５に沿ったリムの内側に隣接して外部チャネル１６０を設けてよい。外部チャネルは面１２５の縁に隣接してリングを形成する。外部チャネルは、互いに平行で、面１２５の下に位置する２つの対向した壁を画定している。

図にはないが、Ｏリングと密封部を内部チャネル１５５および外部チャネル１６０の内部に挿入することができる。面１２５は円形の切り抜き部１６５をさらに設けてよい。これらの切抜き部は、各緊塞具をハウジングの面に旋回可能に取り付けられるようにするピン、ボルト、またはその他の旋回固定具を受容するために使用される。さらに、第１部分１０５は、シャッタ弁を他の装置または機器に接続できるようにするフランジ１７０を設けてもよい。一実施形態では、本体要素は管状本体を画定でき、この本体によって画定されたチャネルは中央孔１２０と連通している。

図１Ｃは、一実施形態によるシャッタ弁ハウジングの第２部分１０７の斜視図である。この第２部分はハウジングの第１部分と合致するまたはこれを覆い、これによってアクチュエータリング１３０、緊塞具、密封部、ピボットアームを保持するための空洞を画定する。第２部分１０７は、平面１２８を持った実質的に平坦な円形体をさらに画定する。平面１２８の縁に沿って複数のネジボスまたはボルトボス１４３が設けられており、これらのネジボスまたはボルトボスは、第１部分１０５を第２部分１０７と連結または結合するためのネジ、ボルト、その他の固定具を受容する孔１４８を備えている。この実施形態では、ネジボスはリム上に位置していない。しかし、別の実施形態（図示せず）では、第１部分と第２部分の両方に、アクチュエータリング、緊塞具、ピボットアームを収納する空洞を画定するリムが設けられている。面１２８に沿って３つの壁付き突起１５３が形成されている。別の実施形態（図示せず）では、緊塞具の数に対応した追加の壁付き突起を使用できる。壁付き突起は、各緊塞具が移動する時に各緊塞具の側面が上を滑動するための面を提供する。壁付き突起１５３の目的は、緊塞具がハウジング内で移動する時にその動作を案内することである。平面１３８は第２部分１０７を包囲しており、これにより第１部分１０５と合致する面が得られる。平面１３８は、ハウジングの第１部分１０５が第２部分１０７と合致した際に両部分１０５、１０７の間に挟まれた密封部が、ハウジング１０５、１０７によって作られた内部空洞を密封するという形で密封部と合致してよい。

各壁付き突起は、平面１２８から実質的に垂直に外方へ突出した、湾曲し実質的に矩形の棒を画定している。ハウジングの第２部分は面１２８の中央に位置した孔をさらに画定して、中央孔１２０を画定している。中央孔の周囲を内部チャネル１５８で包囲することができ、内部チャネル１５８は中央孔１２０を囲むリングを形成し、さらに、リングから放射状に外方へ延びた３つの細長い湾曲形状の溝を設けている。内部チャネルは、互いに平行で面１２８の下に位置する２つの対向した側壁を画定している。さらに、外部チャネル１６３は、面１２８の縁に隣接しその内側に位置したリングを形成している。外部チャネルは、互いに平行で、面１２８の下に配置されている２つの対向した壁によって画定されている。図にはないが、Ｏリングと密封部が内部チャネル１５８および外部チャネル１６３の内部に挿入されている。面１２８は円形の切り抜き部１６８をさらに設けてよい。これらの切抜き部は、各緊塞具をハウジングの面に旋回可能に取り付けられるようにするピン、ボルトを受容するために使用される。さらに、第２部分１０５は、シャッタ弁を他の装置または機器に接続できるようにする本体要素１７３を設けてもよい。一実施形態では、本体要素は管状本体を画定でき、この本体で画定されたチャネルは中央孔１２０と連通している。第１本体は面１２８本体の縁に沿ってスロット１８０を設けてよく、スロット１８０は、相手歯車や、シャッタ弁のハウジング内でアクチュエータリングを移動させる回転エネルギーを生成するその他の手段を受容する。

図２Ａは、一実施形態によるアクチュエータリング１３０の正面図である。アクチュエータリングは、平坦な頂面と、これと対向する平坦な底面と、そして平坦な側壁とを持った実質的に円形のリングを画定する。さらに、アクチュエータリングは密封部と合致する外方に向いた平面１３１を設けており、この平面１３１は、シャッタ弁の他の構成部品と共に密封部を形成するために非常に精密に製造される。アクチュエータリングは、適切かつ当業者に周知のあらゆる材料で形成できる。さらに、アクチュエータリングは平坦な肌理を持つ平坦な密封面を設けてよく、この密封面は適切な密封材料を備える。アクチュエータリングは、シャッタ弁のハウジングで画定された空洞内部に嵌合するサイズを有する。

アクチュエータリングは、アクチュエータリングの内周内に固定された３つのアームピンボス２０５を設けている。しかし、緊塞具を４つ以上使用する場合には、必要に応じて追加のアームピンボスを使用できる。内周はアクチュエータリングの内部側壁によって画定されている。この実施形態では、各アームピンボスは、アクチュエータリングの内部側壁から放射状内方へ延びた実質的に平坦な三角形の突起を画定している。各アームピンボスの頂点の付近にはヒンジピン用孔２０７が形成されている。各ヒンジピン用孔２０７は円形を画定しており、さらに、各ピボットアーム１１０を各アームピンボス２０５に蝶番接続する、または各アームピンボス２０５との蝶番式接続を設けるためのピンまたはその他の固定具を受容するように適合されている。図３でより詳細に示し、以下で説明しているように、各アームピンボスは、各ピボットアームのスロット３１５によって受容されるサイズを有する。

図２Ｂは、一実施形態によるアクチュエータリングとベベル歯車の斜視図である。図２Ｂは、本発明の一実施形態による、ベベル歯車２５０と、アクチュエータリング１３０と、アクチュエータリングの内周内に保持された構成部品とを示す。図２Ｂではシャッタ弁は開位置にある。ベベル歯車は複数の歯車歯を設け、アクチュエータリング付近に配置されている。ベベル歯車はアクチュエータリングと一体形成されるか、または溶接、固定具などによってアクチュエータリングに結合または固定されていてよい。別の実施形態（図示せず）では、歯車歯をアクチュエータリングと一体形成することができる。ベベル歯車は、相手歯車（図示せず）によって、またはハウジングの空洞内でアクチュエータリングを移動させる回転エネルギーを生成するその他の手段によって駆動される歯車歯を設ける。

同じく図２Ｂに、引き込み位置にある１本のピボットアーム１１０と緊塞具１１５を例示のみの目的で示す。ピボットアームと緊塞具は、シャッタ弁が開位置にある場合に引き込み位置に置かれる。緊塞具はピボットアームに旋回可能に取り付けられており、ピボットアームはアクチュエータリングのピボットアームボスに旋回可能に取り付けられている。開位置では、緊塞具の実質的にどの部分も中央孔を遮断しない。シャッタ弁は、アクチュエータリングの接線方向への力を付加することで開位置から閉位置へ移動する。図２Ｃは、３つの緊塞具のうち１つの大部分が中央孔の一部を遮断した状態で閉位置にあるシャッタ弁を示す。ベベルの歯車歯にアクチュエータリングの接線方向への力が付加されると、ハウジングの空洞内でアクチュエータリングが回転する。これによりピボットアームが回転することで緊締具が旋回し、緊塞具の舌片および溝要素が中央孔内に強制移動される。

図３は、一実施形態によるピボットアーム１１０の斜視図である。ピボットアームは、第１端部３１０およびこれと対向する第２端部３０５を設けた本体を画定する。第１端部は、２つの対向するピボットアーム側壁によって形成されたスロット３１５をさらに画定している。各スロットはアームピンボス２０５の頂点を受容するように寸法付けおよび適合されている。各ピボットアーム側壁は、ピボットアームチャネル３１２を画定する１対の合致した円形開口部を設けている。ピボットアームチャネル３１２は、ヒンジアームの第１端部をアームピンボスのヒンジピン用孔に蝶番式または旋回可能に取り付けるための固定具を受容するように適合されている。ヒンジアームの第２端部は円形ピボットアーム孔３２０を備えている。ピボットアームの第２端部は、各緊塞具の外周の一部に形成された緊塞具スロット３１０により受容されるように適合されている（図４Ａ〜図４Ｂを参照）。

図４Ａ、図４Ｂは、一実施形態によるシャッタ弁の緊塞具１１５の斜視図である。各緊塞具は、複数の側部によって画定された形状を有する花弁型構造を画定している。一実施形態では、各緊塞具のサイズと形状は等しいが、これは限定を意図したものではない。各緊塞具は、花弁型構造の外周の少なくとも一部に沿って舌片と溝の特徴部４００を画定している。この実施形態では、舌片と溝の特徴部は円周の２つの側部に配置されているが、これは限定を意図したものではない。この実施形態では、円周の１つの側部に舌片と溝の特徴部４００の舌片４０１が位置している。舌片は、花弁型構造の面から突出し、隣接した緊塞具の溝４０３内に嵌合するように適合された隆起部であってよい。円周の第２側部には、舌片と溝の特徴部４００の溝４０３が配置されている。各々の溝は２つの対向した側壁で画定されたチャネルであり、外周の第２の側部に配置されている。円周の溝４０３が配置された面は緊塞具の側面を画定し、この側面上を、ハウジングで構成された空洞の壁付き突起１５０、１５３が滑動する。舌片と溝の特徴部は、任意の適切な密封材から成る密封面をさらに備えている。舌片、溝要素、密封面は緊塞具間に密封を作り出すように適合されている。緊塞具は当業者に周知のあらゆる適切な硬質材料で製造できる。

各緊塞具はその外周の第３側部に緊塞具スロット４１０をさらに画定している。スロット４１０は２つの対向した側壁によって形成されている。緊塞具スロットはピボットアームの第２端部と蝶番的に接続する。緊塞具スロットは、対応するピボットアームの第２端部を、これが緊塞具の緊塞具スロット内に挿入される形で受容するように寸法付けおよび適合されている。各スロット４１０の側壁は、緊塞具チャネル４１１を画定する１対の合致する円形開口部を設けている。これにより、緊塞具チャネル４１１とピボットアームの第２端部の孔３２０とが整列することで、旋回可能な固定具またはピンが緊塞具と旋回アームを旋回可能に結合できるようになる。

各緊塞具の花弁型構造は、花弁型構造の頂点に位置するフック要素４０５をさらに画定している。フック要素はフックまたはくちばし型の花弁型構造を画定し、また、弁が閉位置にある時には他の緊塞具のフック要素と合致するように適合されている。図５Ｂを参照すると、閉位置時における全ての緊塞具１１５と、互いに合致してルーメン（中央孔）１２０を完全に閉鎖し、ルーメン（中央孔）１２０を通る流体の流れを排除する全ての緊塞具のフック特徴とを示している。

各緊塞具は、ハウジングの第１および第２部分で形成された空洞内に緊塞具を旋回可能に取り付けるためのピンまたは旋回可能な固定具を受容するように適合された円形の緊塞具チャネル４１２をさらに画定する。ピンまたはシャフトを円形の緊塞具チャネル４１２内、さらにハウジングの第１および第２部分の円形の切抜き部１６５、１６８内に挿入して、各緊塞具をハウジングに旋回可能に取り付けることができる。

図４Ｃは、一実施形態によるシャッタ弁１００の２つの合致する緊塞具の断面図である。図４Ｃは、花弁型構造の外周の少なくとも一部に沿って舌片と溝の特徴部４００を画定している各緊塞具を示す。緊塞具４８０の頂部には舌片と溝の特徴部４００の舌片４０１が設けられている。舌片４０１は、隣接する緊塞具４８１の溝４０３内に勘合するように適合された、花弁型構造の面から突出した隆起部である。溝４０３は２つの対向する側壁によって画定されたチャネルであり、この溝は、（シャッタ弁１００が閉位置にある時に（図５Ｂ参照））密封を作り出すべく、隣接する緊塞具４８０の舌片４０１を受容するように設計されている。舌片と溝の特徴部４００は、ゴム、プラスチック、ＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）、ビニル、およびこれらの任意の組み合わせなどから成る密封面４２１をさらに備える。舌片および溝要素と密封面は、緊塞具４８０、４８１の間に密封を作り出すように適合されている。

図５Ａは、ハウジングの第２部分１０７を取り除いた状態の、一実施形態による完全な開位置にあるシャッタ弁を正面から見た図である。この実施形態では、図５Ａ、図５Ｂは、緊塞具がアクチュエータリング１１０の内周周囲で円形アレイ状に配置されるよう、ピボットアーム１１０に蝶番式に結合された３つの緊塞具１１５を示している。別の実施形態では（図示せず）、４つ以上の緊締具を使用できる。図５Ａは開位置にあるシャッタ弁を示し、図５Ｂは完全な閉位置にあるシャッタ弁を示す。３つ以上の要素を開位置と閉位置の間において集団的に配置することができる。各緊塞具は、固定具によってピボットアームの第２端部に可動式または蝶番式に取り付けることができる。一実施形態では、固定具はピン、シャフト、または２つの部品間の旋回動作を可能にするその他の手段であってよい。上で説明したように、ピボットアームの第２端部のピボットアーム孔は、各緊塞具の外周の一部に設けたスロット４１０により受容されるように適合されている。図３は、各ピボットアームのスロットが、ピボットアームボス２０５に受容されるよう適合および寸法付けされた様子を示す。

図５Ａ、図５Ｂは複数の切り抜き部に受容された複数の要素５０５をさらに示す。要素５０５（例えばシャフトまたはピンであってよい）は、各緊塞具をハウジングの空洞に旋回可能に取り付けるために、ハウジングの第１および第２部分の切り抜き部１６５、１６８内に挿入できるように寸法付けされている。各要素５０５は各緊塞具と一体に形成するか、あるいは各緊塞具に個別に結合または固定することができる。

図５Ａ、図５Ｂは、平面１２５からほぼ垂直に外方へ突出した、湾曲し実質的に矩形のバーを画定する壁付き突起１５０をさらに示す。壁付き突起は、緊塞具が開位置と閉位置の間で移動する際に緊塞具の側面が滑動できる面を提供する。

この実施形態では、３つの緊塞具を開位置と閉位置の間において集団的に配置することができる。図５Ａに示すように、完全な開位置では、複数の緊塞具の各々は、中央開口部または孔１２０が遮断されず、流体、気体、物体が開口部を流動できる形で位置決めされている。力がアクチュエータリングに対して接線方向に働くと、アクチュエータリングがハウジングによって画定された空洞内で回転する。これにより、各ピボットアームが緊塞具の側面を各壁付き突起に対して移動させることで、各緊塞具が各壁付き突起に沿って滑動または滑走する。緊塞具は、アクチュエータリングの内周内の全ての孔を確実になくすために、各緊塞具が隣接の緊塞具と接触するまで壁付き突起１５０、１５３に沿って滑動を続ける。完全な閉位置にある場合には、各緊塞具の舌片および溝要素４００の各々の舌片４０１が隣接の緊塞具の溝４０３と合致する（図４Ｃ参照）。さらに、各緊塞具の各フック要素４０５は隣接の緊塞具のフック要素と接触して密封を形成する。

図５Ｂは閉位置にあるシャッタ弁を示す。シャッタ弁を閉位置から開放するには、アクチュエータリングに接線力（シャッタ弁を閉鎖するために付加されるものと反対の力）を付加して、アクチュエータリングがハウジング内で回転できるようにする。これによりピボットアームが各緊塞具を引っ張り、隣接の緊塞具から脱係合させる。その結果、各緊塞具の側面が壁付き突起上を滑動または滑走し、中央孔から離れる。上で述べたように、完全な開位置にある場合には、中央孔１２０は緊塞具のいかなる部分によっても遮断されない。圧力調整と流体制御を行うために、シャッタ弁を一部開位置または一部閉位置にすることが可能である。さらに、必要であれば、空洞内に追加のガスケット、Ｏリング、密封部をさらに利用して、流体密封を達成できる。

図５Ａは複数のワイパ５０２と細長要素５０３をさらに示す。各々の細長要素とワイパは密封材料から成ってよい。あるいは、各々の細長要素とワイパは、緊塞具の構成材料よりも展性に富んだ材料から成っていてもよい。１対のワイパが各緊塞具の頂面および底面に配置されている。弁を組み立てると、ワイパがハウジングの部品１０５、１０７の平面１２５、１２８と接触して、その結果、平面１２５、１２８との密封を形成する。このようにして、流体がワイパと平面１２５、１２８の間を通過することができない密封が作られる。これはハウジングによって作られた空洞内での流体の移動を制限する。

さらに、この実施形態では、３つの細長要素５０３が空洞内に配置されている。各細長要素は各緊塞具付近にある壁付き突起１５０、１５３の各々と当接する。各細長要素は密封材料から成ってよい。弁を組み立てると、各細長要素がハウジングの部品１０５、１０７の平面１２５、１２８と接触して、その結果、平面１２５、１２８との密封を形成する。こうして流体が細長要素と平面１２５、１２８の間を通過することができない密封が作られる。これもハウジングで作られた空洞内での流体の移動を制限する。

シャッタ弁が開位置にある場合（図５Ａに示す）、ワイパおよび細長要素は、隣接のワイパおよび細長要素が相互に接触して囲繞領域を形成するように位置決めされる。つまり、開位置では、一連のワイパおよび細長要素によって画定された周範囲が存在し、この周範囲は流体がそれ以上通過することが不可能な密封を形成する。この周範囲により画定された囲繞領域は、流体または気体がハウジングの空洞の一部内に流入することを阻止する密封を形成する。そのため、開位置にある弁は、ルーメンを通って移動する流体をハウジングの空洞の小さな領域内に留めることができる。

図５Ｂは閉位置にあるシャッタ弁を示す。閉位置において、近接し合うワイパと細長要素が相互に接触して小さな囲繞領域を形成する。つまり、閉位置では、一連のワイパと細長要素により画定される周範囲はより小さく、このより小さい周範囲が、流体がそれ以上通過することが不可能な密封を形成する。より小さい囲繞範囲は、流体または気体がハウジングの空洞の実質的部分に流入することを阻止する密封を形成する。上記のより小さい周範囲は、ルーメン（中央孔）１２０により画定された円形領域と実質的に同一である。したがって、閉位置では、弁はルーメンを通って移動する流体を実質的にルーメン内部に留めるだけで、ハウジングの空洞内への流入は阻止する。弁は、開位置から閉位置へ移動する際に、ハウジングの空洞内にある流体を実質的にルーメン領域内に排出する。

本発明の主題を構造的特徴および／または方法的行為に特有の文言で説明したが、添付した特許請求の範囲で定義された本発明の主題は、記載した具体的な特徴や行為に必ずしも限定されるものではないことが理解されるべきである。むしろ、上で述べた具体的な特徴や行為は、特許請求の範囲を実施する形態の例として開示される。

１００ シャッタ弁
１０５ 第１部分
１０７ 第２部分
１３０ アクチュエータリング
２０５ アームピンボス
１１０ ピボットアーム
１１５ 緊塞具
１２０ 中央孔
４００ 特徴部
４０１ 舌片
４０３ 溝
４０５ フック要素
４２１ 密封面

Claims (19)

1. 圧力を調整し流体の流れを制御するシャッタ弁であって、
   相手歯車によって駆動される複数の歯車歯を備えるアクチュエータリングと、
   各々が前記アクチュエータリングの内周内に固定されており、ヒンジピン用孔を備えた複数のアームピンボスと、
   各々が第１端部および第２端部を設けている３本以上のピボットアームであって、前記第１端部はアームピンボスのヒンジピン用孔に取り付けられる、３本以上のピボットアームと、
   ３つ以上の緊塞具であって、
   （ａ）外周の少なくとも一部に沿って舌片と溝の特徴部を設けた花弁型構造と、
   （ｂ）各緊塞具の前記花弁型構造の頂点に位置するフック要素と、
   （ｃ）ピボットアームの第２端部への蝶番式接続とを各々が備える、３つ以上の緊塞具と、
   前記アクチュエータリング、前記ピボットアーム、前記緊塞具を保持するための空洞を画定するハウジングとを備え、
   前記ハウジングは流体が通過可能な中央孔を画定し、
   前記３つ以上の緊塞具は前記中央孔を開放する開位置と前記中央孔を閉鎖する閉位置との間を移動可能であり、
   各緊塞具の前記フック要素はその緊塞具の側面から突出しており、
   前記３つ以上の緊塞具が前記閉位置に配置されたとき、各緊塞具の前記フック要素は他の緊塞具のフック要素と合致する、シャッタ弁。
2. 各緊塞具の前記花弁型構造は、その前記外周の少なくとも一部に沿って密封面をさらに備える、請求項１に記載のシャッタ弁。
3. 前記舌片と溝の特徴部の前記密封面は、ゴム、プラスチック、ＰＴＦＥ、ビニル、又はこれらの任意の組み合わせから成る、請求項２に記載のシャッタ弁。
4. 前記アクチュエータリングは平坦な肌理を持った平坦な密封面を備える、請求項３に記載のシャッタ弁。
5. 前記３つ以上の緊塞具は、前記アクチュエータリングの前記内周に沿って円形アレイ状に配置されている、請求項４に記載のシャッタ弁。
6. 前記閉位置において、各緊塞具の前記密封面は、前記アクチュエータリングの前記内周内のいかなる孔も確実に排除するために、近接する緊塞具と接触する、請求項５に記載のシャッタ弁。
7. 前記歯車歯に作用する力が前記アクチュエータリングを駆動することで、前記緊塞具を前記開位置と前記閉位置の間で移動させる、請求項６に記載のシャッタ弁。
8. 圧力を調整し流体の流れを制御するシャッタ弁であって、
   相手歯車によって駆動される複数の歯車歯を備えるアクチュエータリングと、
   各々が前記アクチュエータリングの内周内に固定されており、ヒンジピン用孔を備えた複数のアームピンボスと、
   各々が第１端部および第２端部を設けている３本以上のピボットアームであって、前記第１端部は、前記アクチュエータリングの回転動作によって前記ピボットアームが動作されるように、アームピンボスのヒンジピン用孔に蝶番的に取り付けられる、３本以上のピボットアームと、
   ３つ以上の緊塞具であって、
   （ａ）その外周の少なくとも一部に沿って舌片と溝の特徴部を設けた花弁型構造と、
   （ｂ）各緊塞具の前記花弁型構造の頂点に位置したフック要素と、
   （ｃ）前記ピボットアームの動作によって対応する緊塞具が動作する形でのピボットアームの第２端部への蝶番式接続と、
   （ｄ）ハウジングとの蝶番式接続とを各々が備える、３つ以上の緊塞具と、
   前記アクチュエータリング、前記ピボットアーム、前記緊塞具を保持するための空洞を画定しており、蝶番式接続を緊塞具に結合するための複数のヒンジピン用孔をさらに備えるハウジングとを備え、
   前記ハウジングは流体が通過可能な中央孔を画定し、
   前記３つ以上の緊塞具は前記中央孔を開放する開位置と前記中央孔を閉鎖する閉位置との間を移動可能であり、
   各緊塞具の前記フック要素はその緊塞具の側面から突出しており、
   前記３つ以上の緊塞具が前記閉位置に配置されたとき、各緊塞具の前記フック要素は隣接する緊塞具のフック要素と合致する、シャッタ弁。
9. 各緊塞具の前記花弁型構造は、その前記外周の少なくとも一部に沿った密封面をさらに備える、請求項８に記載のシャッタ弁。
10. 前記舌片と溝の特徴部の前記密封面は、ゴム、プラスチック、ＰＴＦＥ、ビニル、又はこれらの任意の組み合わせから成る、請求項９に記載のシャッタ弁。
11. 前記アクチュエータリングは平坦な肌理を持った平坦な密封面を備える、請求項１０に記載のシャッタ弁。
12. 前記３つ以上の緊塞具は、前記アクチュエータリングの前記内周に沿って円形アレイ状に配置されている、請求項１１に記載のシャッタ弁。
13. 前記閉位置において、各緊塞具の前記密封面は、前記アクチュエータリングの前記内周内の全ての孔を確実になくす形で近接の緊塞具と接触する、請求項１２に記載のシャッタ弁。
14. 前記歯車歯に作用する力が前記アクチュエータリングを駆動することで、前記緊塞具を前記開位置と前記閉位置の間で動作させる、請求項１３に記載のシャッタ弁。
15. 圧力を調整し流体の流れを制御するシャッタ弁であって、
    相手歯車によって駆動される複数の歯車歯を備えるアクチュエータリングと、
    各々が前記アクチュエータリングの内周内に固定されており、ヒンジピン用孔を備えた複数のアームピンボスと、
    各々が第１端部および第２端部を設けている３本以上のピボットアームであって、前記第１端部は、前記アクチュエータリングの回転動作によって前記ピボットアームが動作されるように、アームピンボスのヒンジピン用孔に蝶番的に取り付けられる、３本以上のピボットアームと、
    ３つ以上の緊塞具であって、
    （ａ）その外周の少なくとも一部に沿って舌片と溝の特徴部を設けた花弁型構造と、
    （ｂ）各緊塞具の前記花弁型構造の頂点に位置したフック要素と、
    （ｃ）前記ピボットアームの動作によって対応する緊塞具が動作する形でのピボットアームの第２端部への蝶番式接続と、
    （ｄ）ハウジングとの蝶番式接続とを各々が備える、３つ以上の緊塞具と、
    前記アクチュエータリング、前記ピボットアーム、前記緊塞具を保持するための空洞を画定するハウジングであって、
    （ａ）蝶番式接続を緊塞具に接続する複数のヒンジピン用孔と、
    （ｂ）前記空洞内の複数の壁付き突起であって、前記緊塞具が移動する際に前記壁付き突起が各緊塞具の主面に対して滑動する面を提供する、ハウジングとを備える、シャッタ弁。
16. 各緊塞具の前記花弁型構造は、その前記外周の少なくとも一部に沿って密封面をさらに備える、請求項１５に記載のシャッタ弁。
17. 前記舌片と溝の特徴部の前記密封面は、ゴム、プラスチック、ＰＴＦＥ、ビニル、又はこれらの任意の組み合わせから成る、請求項１６に記載のシャッタ弁。
18. 前記３つ以上の緊塞具が前記中央孔を閉鎖する前記閉位置に配置されたとき、各緊塞具の前記舌片と溝の特徴部は、他の緊塞具の前記舌片と溝の特徴部と合致する、請求項１に記載のシャッタ弁。
19. 前記３つ以上の緊塞具が前記中央孔を閉鎖する前記閉位置に配置されたとき、各緊塞具の前記舌片と溝の特徴部は、他の緊塞具の前記舌片と溝の特徴部と合致する、請求項８に記載のシャッタ弁。