(57)【要約】      （修正有）【課題】耐温度性を改良した小型の液体クロマトグラフィー用切替えバルブ、特に高速液体クロマトグラフィーに適する高圧切替えバルブの提供。【解決手段】この切替えバルブの中には複数のポートを持つ固定子２９があり、各ポートは夫々１つの導管と接続する。導管は夫々１つのポート端子３１と連結し、その他端は固定子の端面で所定のポート開口断面を有する。固定子端面と協働する端面を有する回転子２３の端面の溝は、回転子の回転位置に応じて固定子に対し所定の切り替え位置で、所定の複数のポート開口面を連結させる。加えて、回転子の駆動装置４５、及び、回転子の回転位置を検出し信号を発する装置５５を備える。この装置は回転する伝達部材５１を有し、この伝達部材は前端で回転子同軸に、または回転子と回転固定で同軸に連結された連結部材１５と連結されている。回転子の回転位置を検出する装置は、伝達部材の後方端の回転位置を検出する。【選択図】図１
2014038090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）中に複数のポートが形成されている固定子（２９）であって、各ポートがそれぞれ１つの導管により形成されていて、前記導管が、その一端においてそれぞれ１つのポート端子（３１）と連結されていて、その他端において前記固定子（２９）の固定子端面で所定のポート開口断面を有する、固定子（２９）と、
（ｂ）前記固定子端面と協働する回転子端面を有する回転子（２３）であって、前記回転子端面中には、少なくとも１つまたは複数の溝が形成されていて、前記溝は、前記回転子の回転位置に応じて、前記固定子に対して、少なくとも１つの所定の切り替え位置で、それぞれ所定の複数のポート開口断面を圧力封止的に連結させる回転子（２３）と、
（ｃ）前記回転子（２３）を回転駆動する駆動装置（４５，３７）と、
（ｄ）前記回転子（２３）の回転位置を検出する装置（５５）であって、前記回転子（２３）の絶対的または相対的な位置に対応する信号を生成する装置（５５）と
を備えた液体クロマトグラフィー用の切り替えバルブ、とりわけ高速液体クロマトグラフィー用の高圧切り替えバルブにおいて、
（ｅ）前記回転子（２３）の回転位置を検出する前記装置が、回転運動を行う伝達部材（５１）を有し、前記伝達部材（５１）は、前方端で、前記回転子（２３）または前記回転子（２３）と実質的に回転固定で連結された連結部材（１５）と回転固定で連結されていて、
（ｆ）前記回転子（２３）の回転位置を検出する前記装置は、前記回転子（２３）とは逆の領域中、好ましくは前記伝達部材（５１）の後方端部領域中で、前記伝達部材（５１）の回転位置を検出するように形成されていることを特徴とする高圧切り替えバルブ。
【請求項２】
前記伝達部材はロッド形状部材（５３）であることを特徴とする請求項１に記載の高圧切り替えバルブ。
【請求項３】
前記ロッド形状部材（５３）は、その後方端で、軸方向で前記回転子（２３）から逆の方向にある前記切り替えバルブ（１）の後方領域中にまで達するように、長く形成されていることを特徴とする請求項２に記載の高圧切り替えバルブ。
【請求項４】
前記切り替えバルブ（１）の前記後方領域が、前記回転子（２３）および前記固定子（２９）が存在する前記切り替えバルブの軸方向の前方領域に対して、所定の熱絶縁を有することを特徴とする請求項３に記載の高圧切り替えバルブ。
【請求項５】
前記伝達部材（５１）は、熱絶縁性の材料または熱伝導性が悪い材料からなり、例えばプラスチックまたはセラミック製であることを特徴とする上記請求項１〜４のいずれか１項に記載の高圧切り替えバルブ。
【請求項６】
前記駆動装置（３７，４５）は、軸方向で、前記回転子（２３）または前記回転子（２３）に連結された連結部材（１５）と境界を接するように設けられていて、前記伝達部材（５１）は前記駆動装置（３７，４５）を軸方向で貫通係合することを特徴とする上記請求項１〜５のいずれか１項に記載の高圧切り替えバルブ。
【請求項７】
前記ロッド形状で形成された伝達部材（５１）は、前記駆動装置（３７，４５）の中空出力シャフト（４３）を貫通係合することを特徴とする請求項６に記載の高圧切り替えバルブ。
【請求項８】
前記駆動装置（３７，４５）は、軸方向で前記回転子（２３）の方向を向いた遊星歯車機構を有し、ロッド形状で形成されている前記伝達部材（５１）は、前記遊星歯車機構の１つまたは複数の太陽歯車（３９，４１）を貫通係合することを特徴とする請求項７に記載の高圧切り替えバルブ。
【請求項９】
前記回転子（２３）の回転位置を検出する前記装置（５５）は、前記伝達部材（５１）の後方端領域に半径方向で配置されていることを特徴とする上記請求項１〜８のいずれか１項に記載の高圧切り替えバルブ。
【請求項１０】
前記回転子（２３）の回転位置を検出する前記装置（５５）は、前記伝達部材（５１）の後方端の正面側に配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の高圧切り替えバルブ。
【請求項１１】
前記回転子（２３）の回転位置を検出する前記装置（５５）は、前記伝達部材（５１）の後方端に回転固定で配置されたマーカー部材（５７’）とセンサー部材（５９’）とを有し、前記マーカー部材（５７’）は、好ましくは前記伝達部材（５１）の正面側の端部を越えて突出し、前記センサー部材（５９’）は、前記マーカー部材（５７’）の相対的または絶対的な回転位置を検出することを特徴とする請求項１０に記載の高圧切り替えバルブ。
【請求項１２】
前記マーカー部材（５７）は磁石部材（５７’2）であり、前記センサー部材（５９）はホールセンサー部材であり、前記ホールセンサー部材のセンサー面は、前記磁石部材（５７’2）の端面（５７’ａ）に対向し、前記磁石部材の位置を非接触で検出することを特徴とする請求項１１に記載の高圧切り替えバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求項１の前提部に記載の特徴を備えた液体クロマトグラフィー用の切り替えバルブ、とりわけ高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）用の高圧切り替えバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＰＬＣでは、検査されるべき試料が、クロマトグラフィーカラムに供給される高圧液流中に入れられねばならない。クロマトグラフィーカラムは、通常カラムオーブン中で一定の温度に保持されるが、この温度は１１０℃にまで達し、近い将来に１５０℃の領域にまで達する可能性がある。カラムを適切な温度に調節することで、ある決まった圧力でも、カラムを通る流れの流速値をより高くすることができる。これにより貫通時間がより短くなる。
【０００３】
サンプラー、すなわち試料を液体流中に入れる切り替えバルブと、カラムとの間の毛細管路を短くするために、切り替えバルブを、可能な限りカラムの近くに位置付ける、好ましくはカラムオーブンに接する位置またはカラムオーブンの中に位置付けることが望ましい。切り替えバルブは、したがって比較的高い耐温度性を有さねばならない。
【０００４】
切り替えバルブ、とりわけＨＰＬＣ用の高圧切り替えバルブの純粋に機械的な部品にとっては、耐温度性に関する問題はない、または非常にわずかであるが、電子部品における、とりわけ切り替えバルブの機械部分の回転位置を検出する時における所望の耐温度性を達成するのには問題が生じる。
【０００５】
試料を液体流中に入れる切り替えバルブは通常固定子を有し、この固定子中に、切り替えバルブに向かって液体を供給または切り替えバルブから液体を排出する複数の端子ポートが設けられている。ポートは導管を介して、（固定子の切り替え面で、例えば実質的に円筒状の固定子部材の端面で形成されている）開口断面と連結されている。回転子も切り替え面を有し、この切り替え面は固定子の切り替え面と協働し、回転子の切り替え面中には溝が形成されていて、この溝は、２つ以上の切り替え位置に応じて決定される開口断面、ないし固定子のポートを互いに連結させるのに役立つ。液体クロマトグラフィー、とりわけＨＰＬＣ中で生じる高い圧力がある場合でさえも、切り替え面の平面での密閉を達成するために、回転子と固定子とは十分高い押圧力で互いに押圧され合っていなければならない。
【０００６】
この種の切り替えバルブは、例えば特許文献１または特許文献２中に記載されている。
【０００７】
このように構築されたバルブでは、回転子（これは、通常例えばギアを備えた電動モータなどの適切な駆動ユニットによって回転駆動される）の位置を十分正確に検出し、これによって回転子と固定子とにより形成されている切り替え位置に十分正確に到達することが必要である。
【０００８】
公知の切り替えバルブは、このために回転子の位置認識を行う電子システムを有する。この電子システムは、通常、空間的に回転子の近辺に配置されている。回転子の位置は、この場合とりわけ光学的に検出されうる。この場合、回転子自体に光学的なマークが付けられ、このマークがフォトダイオードなどの光電検出器を用いて検出される。
【０００９】
しかし、この種の光電センサーを用いることにより、または電気（例えば容量）センサーを用いることによっても、７０℃を明らかに上回る温度においては問題が生じる。これゆえに、この種の切り替えバルブは完全にカラムオーブン中に位置付けられることはできず、少なくとも回転子と固定子とが設けられている切り替えバルブの頭部は、カラムオーブン中に位置付けることはできない。しかし、このようにこの頭部をカラムオーブン中に位置付けることが望まれる。この理由は、切り替えバルブはしばしばカラムオーブンの壁部に配置され、このためにカラムオーブンはその壁部中に、それぞれ１つの切り替えバルブを挿入しうる相応の切り欠き部を有するからである。この場合、切り替えバルブはカラムオーブンの内壁に接する位置にあり、ないし、カラムオーブンの内側空間中に突出し、これにより、毛細管を切り替えバルブの関連するポートへと接続することが可能になる。
【００１０】
上述の問題を解決するために回転子の移動をストッパーで制限し、その結果ストッパーにより制限された切り替え位置に正確に回転子を到達させることができることは公知である。しかし、これは２つの切り替え位置を有する切り替えバルブのみについて可能である。さらに、機械的なストッパーは、温度に応じたずれを考慮する目的で、位置検出装置の較正のために用いることができる。したがって、この種のバルブでは、適切なセンサー装置を用いて回転子に直接接する位置で、位置を検出する必要はない。
【００１１】
しかし、この種の切り替えバルブでは、較正プロセスを行う必要があり、この較正には相当なコスト、とりわけ時間的なコストが生じてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際公開２００９／１０１６９５号パンフレット
【特許文献２】米国特許出願公開２０１０／０２８１９５９  Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、本発明の課題は、耐温度性を改良し、しかし同時に小型の構造サイズを有する液体クロマトグラフィー用の切り替えバルブ、とりわけ高速液体クロマトグラフィー用の高圧切り替えバルブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の課題は、特許請求項１に記載の特徴により解決される。
【００１５】
本発明のさらなる構成は、従属請求項より明らかになる。
【００１６】
本発明は、以下の認識から出発している。すなわち、回転子の回転運動ないし回転子の絶対的な位置を、伝達部材を用いて切り替えバルブの軸方向後方領域に伝達することができ、その後、この領域で、この伝達部材の絶対的もしくは相対的な位置または回転運動を、回転子の回転位置を検出する装置を用いて検出するという認識から出発している。検出された位置に応じて、回転子の回転位置を検出する装置は信号を生成し、この信号は、とりわけ切り替えバルブの切り替え位置を自動的に駆動するために用いることができる。
【００１７】
回転子の回転位置を検出する位置を、切り替えバルブの後方領域に移動することにより、検出に必要な電子システムを、通常１５０℃までの温度にさらされる切り替えバルブの頭部領域から十分離れた領域中に設けることができる。
【００１８】
この後方領域は、とりわけ回転子が配置されている切り替えバルブの頭部領域から軸方向に距離をおくことができ、これにより、切り替えバルブの組み立て時にも、カラムオーブンの内側空間より外側にあるカラムオーブンの壁部中に、この後方領域が設けられている。バルブの頭部領域の温度が１５０℃である場合でも、センサー装置が設けられている後方領域では、温度は明らかにこれより低く、とりわけ、７０℃以下の温度範囲にあり、この温度範囲であれば、電子回路の耐温度性は難なく達成することができる。
【００１９】
この伝達部材は、好ましくは実質的に負荷なしで可動であり、この結果、伝達部材には、回転位置の不正確な検出を導いてしまうような重大なねじれ力は作用しない。
【００２０】
伝達部材は、その前端で、好ましくは回転子または回転子と実質的に回転固定で結合されている連結部材と同軸に回転固定で連結されている。これにより、回転子の回転運動は、容易にかつ狭い空間で後方領域に伝達可能となる。
【００２１】
本発明によれば、回転子（２３）の回転位置を検出する装置は、回転子（２３）とは逆の領域中、好ましくは伝達部材（５１）の後方端部領域中で、伝達部材（５１）の回転位置を検出するように配置されている。
【００２２】
本発明のある構成によれば、この伝達部材はロッド形状部材として形成されうる。このロッド形状部材の径はとりわけ数ミリメートルしかなく、かつ、このロッド形状部材は、その後方端で、軸方向で回転子から逆の方向にある切り替えバルブの後方領域中にまで達しうる。
【００２３】
この切り替えバルブの後方領域が、回転子および固定子が存在する切り替えバルブの軸方向の前方領域に対して、所定の熱絶縁を有することができる。とりわけ、切り替えバルブの筐体は、このために、切り替えバルブの後方領域より手前にある領域中で通気スリットを有し、その結果筐体および筐体中の部品の適切な通気により、冷却作用が生じる。
【００２４】
当然、このような中央領域中で、筐体中に配置された絶縁材料を用いて熱絶縁を行うこともできる。
【００２５】
この絶縁材料は、筐体の全断面にわたって伸張することができ、例えば絶縁板として形成することができ、この絶縁板は伝達部材が貫通するためにのみ開口を有する。
【００２６】
本発明のある構成によれば、伝達部材は熱絶縁性の材料または熱伝導性が悪い材料からなり、例えばプラスチックまたはセラミック製である。
【００２７】
伝達部材がロッド形状部材として形成されていて、この部材の径が数ミリメートル、例えば３ｍｍ未満、好ましくは２ｍｍ未満である場合には、相対的に熱伝導性が悪い金属として例えば特殊鋼を用いることができる。
【００２８】
本発明のさらなる構成によれば、切り替えバルブ用の駆動装置は、軸方向で、回転子または回転子に連結された連結部材が配置された領域と境界を接するように設けられる。この場合、本発明によれば、この伝達部材は、駆動装置を軸方向で貫通係合し、とりわけ回転子の軸と同軸で貫通係合するように形成されている。
【００２９】
駆動装置の駆動軸はこの場合中空に形成されていて、ロッド形状に形成された伝達部材はこの中空駆動軸を貫通係合する。
【００３０】
駆動装置は遊星歯車機構を有することができ、この遊星歯車機構は、駆動部そのものと、回転子が配置されているバルブ頭部との間に設けられている。駆動部そのものは、例えば電動モータとして、空気圧式アクチュエータまたは油圧アクチュエータとして形成されうる。伝達部材は、このような場合好ましくはロッド形状部材として形成されていて、遊星歯車機構の１つまたは複数の太陽歯車を貫通係合する（この歯車は、この目的のために中空軸を有する）。
【００３１】
これにより、極めて小型で単純な構造形態が得られる。
【００３２】
本発明のある構成によれば、回転子の回転位置を検出する装置は、伝達部材の後方端の領域中に半径方向に配置されうる。伝達部材またはこれと連結されたマーカー部材は、このために、その外周面にマーキングを有し、このマーキングが、同様に半径方向に配置されたセンサー部材により走査される。
【００３３】
本発明の別の実施形態によれば、回転子の回転位置を検出する装置は、伝達部材の後方端の正面側に配置されうる。
【００３４】
回転位置を検出する装置は、このために伝達部材の後方端に回転固定で配置されたマーカー部材を有することができ、このマーカー部材は、好ましくは伝達部材の正面側の端部を越えて突出する軸方向に配向された面を有する。この面上にマーキングを設けることができ、このマーキングはセンサー部材を介して検出可能で、その結果回転子の回転位置を検出する装置は、センサー部材の信号からマーカー部材の相対的または絶対的な回転位置を検出することができる。
【００３５】
これに関して、このマーカー部材は半径方向で磁化されたマーカー部材として形成することができる。センサー部材はホールセンサー部材として形成することができ、このホールセンサー部材のセンサー面は、磁石部材の端面に対向し、磁石部材の位置を非接触で検出する。
【００３６】
磁気マーカー部材（例えば、半径方向または直径上の磁化された磁石部材）と、ホールセンサー部材とを使用する利点は、これらの部品が同様に、極めて高い温度安定性を有するという点である。これらの部品から供給される電気信号は、したがって配線でつながっている上位の評価および制御ユニットにさらに送られ、このユニットは切り替えバルブの頭部からさらに距離をとることができる。
【００３７】
以下に、本発明を図面中に示す実施形態に基づいてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態の切り替えバルブを開いた透視図である。
【図２】本発明の第２実施形態の切り替えバルブそのもの（駆動装置はなし）を開いた透視図である。
【図３】本発明のさらなる実施形態の切り替えバルブを開いた透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１に提示された切り替えバルブ１は筐体３からなり、この筐体３は第１筐体部分５と第２筐体部分７とを有する。鉢状形状に形成された第２筐体部分７中には、例えば電動モータ形態の、駆動ユニット４５を収容することができる。第１筐体部分５中の上方領域には、切り替えバルブそのものが収容されていて、下方領域には駆動ユニット４５と結合されているギアユニット３７が収容されている。第１筐体部分５は、第１蓋部分１７および第２蓋部分３３により閉じられている。
【００４０】
切り替えバルブ１そのものは、固定子２９と、回転子２３と、軸受および押圧装置８とからなる。軸受および押圧装置８は、筐体３中で回転子２３を回転可能に軸支するため、および、回転子２３を固定子２９の方向に付勢する押圧力を発生させるために設けられている。この固定子２９は、切り替えられるべき媒体を供給ないし排出するために、固定子端面に、公知のように形成された端子ポート３１のポート開口断面を有する。固定子端面は、中に溝が形成されている回転子２３の回転子端面と協働する。固定子２９に対する回転子２３の相対的な角度位置に応じて、固定子端面中に設けられた溝がそれぞれ所定のポート開口断面と連結し、その結果それぞれ関連する端子ポート３１が液体連結される。
【００４１】
軸受および押圧装置８は、図１に提示した実施形態においては、軸受１１と、収容部分１３と、バネユニット２７と、連結ユニット１６とからなる。
【００４２】
第１筐体部分５はその内側空間中に肩部９を有し、この肩部９上にリング形状の軸受１１が軸方向で支持されている。この軸受１１は、軸方向で十分担持可能なラジアル軸受として形成されていて、例えば、接触玉軸受として形成されている。軸受１１上では、実質的に中空円筒状ないし鉢形状の収容部分１３が、そのフランジ（このフランジは、半径方向で筐体内部中を筐体３ないし筐体部分５のほぼ内壁にまで伸張している）で支えられ、その結果収容部分１３が軸方向で固定され、回転可動に軸支されている。このフランジないし軸受１１は、この場合に当然、妨げられない回転運動を可能にするように、相対的に互いに可動である部分が接触しないように形成されていなければならない。この提示された例では、したがって、軸受１１の外側リングと収容部分１３のフランジとの間に、軸方向に小さなリング形状間隙が設けられている。
【００４３】
連結部材１５と均等化部材２１とからなる連結ユニット１６は、実質的に中空円筒状ないし鉢形状に形成されていて、その下方領域で収容部分１３中に係合している。この連結部材１５の外側輪郭は、実質的に収容部分１３の内側空間の輪郭に一致する。したがって、連結部材１５は、収容部分１３により、軸方向に変位可能にガイドされる。
【００４４】
図１中で提示された切り替えバルブ１の実施形態では、収容部分１３の内側空間の内径は、連結部材１５の外径に実質的に一致するように選択されていて、その結果、連結部材１５が半径方向で収容部分１３に対して相対的に、したがってバルブ軸Ａに対して相対的に十分正確に芯出しされる。なぜならば、固定子２９がその長軸で（この軸は、固定子端面に対して垂直で、かつポートの開口断面に対して同軸に延伸する）、および回転子２３がその回転軸で可能な限り正確に調整されねばならず、その結果固定子軸と回転子軸とが一直線になる（バルブ軸を形成する）。同時に、連結部材１５の外径と収容部分１３の内径とを互いに適切に選択することにより、バルブ軸において連結部材１５が軸方向で正確に変位可能になる。しかし、これには、製造許容誤差が相応にわずかであることが必要条件となる。
【００４５】
図１で提示した切り替えバルブ１の実施形態においては、連結部材１５は、摩擦締結によってのみ、収容部分１３と回転固定で連結されていて、連結部材１５は、軸受１１を用いて収容部分１３と回転可動に軸支されている。摩擦締結に必要な押圧力は、回転子２３と固定子２９との間の境界面中で作用する押圧力ないし密閉力に一致し、この力はバネユニット２７により発生させられる力である。このバネユニットは、提示した実施形態中では、単一のリング形状のバネ部材として実現されている。当然単一のリング形状のバネ部材の代わりに、リング形状のバネ部材を積み重ねて用いることも可能である。
【００４６】
摩擦締結を実現するために、連結部材１５はその上方領域中でフランジを有する。このフランジは、連結部材１５の外周にわたって半径方向で外側に延在し、このフランジの下面がリング形状のバネ部材２７の形態を有するリング形状のバネユニット２７上に載置されている。このバネ部材２７は、連結部材１５の外壁と第１筐体部分５の内壁との間のリング形状領域中に配置されていて、収容部分１３のリング形状の端面で、ないし半径方向で外側方向に延在する収容部分１３のフランジの端面で支持されている。
【００４７】
連結部材１５と収容部分１３との間の回転固定連結は、この２つの部品間での形状締結によって行われることも可能で、とりわけ、収容部分１３の内壁部中で突起部または溝を形成することによって、かつ、連結部材１５の外周部において、この突起部または溝に対応して補完的な、したがって協働する溝または突起部を形成することによっても行うことができる。なかんずく、形状締結は、連結部材の軸方向移動が行われるように実現されねばならない。
【００４８】
連結部材１５と収容部分１３との間の回転固定連結は、収容部分１３とバネユニット２７との間の形状締結、および、バネユニット２７と連結部材１５との間の形状締結によって、間接的に行うことも可能である。
【００４９】
実質的に中空円筒状の第１筐体部分５中で、軸受および押圧装置８を軸方向に固定することは、第１筐体部分５の上方開口部中にねじ込まれた第１蓋部分１７を用いて行われる。第１蓋部分１７は、実質的にリング形状に形成されていて、その肩部１９で連結部材１５の上方端面（これも実質的に中空円筒状ないし鉢形状で形成されている）と重なる。連結部材１５の内側空間の径は、その下部領域中でより小さくなっている。連結部材１５の内部空間中では、ぐらつきロッド形態の均等化部材２１が設けられている。この均等化部材２１は、実質的に剛性および耐屈曲性を有する頭部領域と、この提示した実施形態では同様に実質的に剛性および耐屈曲性を有する足元領域と、この足元領域と頭部領域との間に設けられた屈曲領域とを有する。この均等化部材２１は、その下端ないし足元領域で、連結部材１５の内側空間中で支持されていて、その頭部領域の上方端面で、連結部材１５の上方のリング形状の端面からわずかに突出している。図１からわかるように、均等化部材２１ないしぐらつきロッドは、連結部材１５中に同軸で収容されていて、この連結部材１５自体は収容部分１３中に同軸で収容されている。均等化部材２１は、その足元領域で連結部材１５中に押し込まれうる。これにより、押し込まれた状態で、均等化部材２１の固定子２９側の端面を正確に加工することが可能である。とりわけ、連結部材１５のリング形状の端面に対する均等化部材２１の端面の突出も、押し込まれた状態で後の時点で加工することにより正確に設定することが可能である。
【００５０】
リング形状の第１蓋部分１７の中央の開口中に、回転子２３が収容されていて、円筒状の回転子２３の外径は、リング形状の蓋部分１７の内径と実質的に一致している。しかし、収容用の開口は、回転子２３をガイドするために役立つのではなく、筐体３ないし筐体部分５を、埃、湿度およびこれ以外の環境の影響に対して密閉するために役立つ。これに関して、凹部の内壁中に形成された溝中に、密閉リングを設けることができ、この密閉リングが回転子２３の外周壁を付勢し、これにより所望の密閉作用が達成される。回転子２３は、ピンないし連結ボルト２５用の孔の代わりに、適切な止まり穴も有することができる。これにより、軸受および押圧装置８が回転子端面に対して密閉されていて、例えば軸受および押圧装置８の内側から外側へ潤滑剤が漏れることがないという利点が生じる。
【００５１】
回転子２３は３つの軸回りの孔を有し、これらの孔はそれぞれ１つの連結ボルト２５を収容するために機能する。連結ボルト２５は、上方領域では、回転子２３中の関連する孔中に係合し、下方領域では、連結部材１５の端面中の対応する孔中に係合する。このようにして、回転子は連結部材１５と回転固定で結合される。同時に、回転子２３、およびこれに伴って回転子端面が、小さいけれども十分な角度範囲でぐらつき可能に保持されているように、回転子中の孔が形成されている。
【００５２】
第１蓋部分１７は、その上方領域中で固定子２９用の収容領域を有し、この収容領域も実質的に円筒状に形成されていて、半径方向で内側に傾いて延在する導管を複数個有する。この導管中に、第２蓋部分３３中にねじ込み可能な端子ポート３１の前端がそれぞれ到達する。複数の端子ポート３１のうち、図１中では１つの端子ポート３１しか提示されていないが、この理由は、これ以外の２つの端子ポートは、図面の取り除かれた部分中にあるからである。同様に、図１中には、複数の連結ボルト２５のうちの１つしか見えない。第２蓋部分３３がネジ３５で第１蓋部分１７に連結されると、第２蓋部分３３は固定子２９に重なり、この固定子２９をその固定子端面で回転子端面に対して押圧する。この場合、軸受１１および押圧装置８と第１筐体部分５と、および、第１蓋部分１７と第２蓋部分３３とは、十分な押圧力が発生させられるように互いに対して調整されている。当然、切り替えバルブ１を組み立てるために、第１蓋部分１７と第２蓋部分３３とをまず連結し、その後、蓋部分全体を、その中に保持される固定子２９と共に、筐体３ないし第１筐体部分５中にねじ込むこともできる。
【００５３】
バルブ頭部を組み立てるために、まず第１に軸受１１を、第１筐体部分５の内側空間中に入れる。続いて、収容部分１３と、バネユニット２７と、連結部材１５とを、その中に押し込まれた均等化部材２１と共に、第１筐体部分５中にはめ込む。続いて第１蓋部分１７をネジ止めし、その結果、上述の部品を第１筐体部分５の内側空間中に固定する。続いて回転子２３をはめ込むことができる。第１蓋部分１７は、その内側領域の軸方向厚みに関して以下のように形成されている。すなわち回転子２３を連結ボルト２５上に載せた後には、詳細には提示しない溝が設けられている回転子２３の上方端面が、蓋部分１７の端面側の表面からわずかに突出していて、この回転子２３の上方端面が固定子２９を支持するように形成されている。続いて固定子２９を回転子２３上に載せ、その結果端子ポート３１と連結された導管の開口断面が設けられている固定子２９の下方端面が、回転子２３の上方端面上に当接する。この場合に、固定子端面の中央領域（この中に、端子ポート３１の開口断面があり、かつ、この中央領域と、通常は全体として平坦である回転子端面とは密閉されねばならない）は、通常、固定子端面の周辺領域からわずかに隆起するように形成されているという点を考慮すべきである。したがって、回転子２３と固定子２９との密閉面は、固定子端面の隆起した領域の大きさによって決定される。
【００５４】
続いて第２蓋部分３３が乗せられるが、この第２蓋部分３３は、固定子２９の上面を付勢するように形成されている。第２蓋部分３３は、ネジ３５により第１蓋部分１７と連結され、これにより固定子２９が軸方向の力で付勢され、軸方向に作用する密閉力が十分発生し、ＨＰＬＣでは一般的であるような高圧力においてさえ、回転子２３中に設けられた溝が、固定子端面ないし固定子端面の中央の隆起した領域に対して密閉を行う。この場合に、押圧力は、リング形状のバネ部材の形態を有するバネユニット２７により、または、第２蓋部分３３のネジ止めにより発生させられる。
【００５５】
上述のように、この実施形態における均等化部材２１は、十分剛性を有する頭部領域と、十分剛性を有する足元領域とを有し、これらの領域は、連結部材１５から回転子２３へ伝達される押圧力下で変形されない、またはほぼ（弾性的には）変形されない。一方、この２つの領域の間にある円筒状の屈曲領域は弾性屈曲変形が可能であり、これにより、この均等化部材２１の上方端面が、回転子２３の均等化部材２１の方向を向いた面を付勢し、かつ回転子２３がぐらつき動作をする場合にはこれと共にぐらつくことができ、この際に均等化部材２１の上方端面と回転子２３との間の接触面中の押圧が、実質的に均等に分散されている。さらに均等化部材２１は回転子２３を同軸で付勢し、回転子２３が、その軸の周りで回転する時に、ぐらつき動作をする際においても、回転子２３と固定子２９との間のこれも同軸の押圧面中で、実質的に均等な押圧分布が発生するが、この理由は、固定子端面および／または回転子端面が、回転子２３の回転軸に正確に垂直には延在していないからである。
【００５６】
この場合、当然、均等化部材２１の屈曲領域も、所望の押圧力が回転子２３上に伝達されうる程度には耐圧性を有さねばならない。したがって、この領域は、軸方向で少なくともバネユニット２７と同様の剛性を有するように形成されていなければならない。単に十分な屈曲弾性が望まれるというだけである。
【００５７】
ここで、均等化部材２１の足元領域は、必ずしも耐屈曲性を有するように形成されるには及ばないという点を指摘すべきであろう。この領域は、屈曲領域の延長として形成することもでき、その結果、屈曲領域と足元領域とは、等しいかまたは非常に類似の特性を有する領域にまとめられている。しかし、足元領域が剛性を有する方が、押圧力を伝達する部材に対して（この場合には連結部材１５に対して）同軸での支持をしやすい。さらに、足元領域が剛性および耐屈曲性を有する方が、連結部材１５中への均等化部材２１の押し込みが容易になる。
【００５８】
別の不図示の実施形態では、頭部領域を特別に形成せず、屈曲領域と頭部領域とが、同じ断面を有しうる。
【００５９】
図２中に提示された本発明のバルブ１’の実施形態では、実質的に第１筐体部分５中に収容されている上方部分のみ、すなわちバルブそのもののみが提示されている。
【００６０】
この実施形態は、ほぼ図１の実施形態に等しく、実質的には２つの重要な点でのみ異なっている。
【００６１】
一方で、均等化部材２１’が異なって形成されている。他方で、連結ユニット１６’の芯合わせが、収容部分１３’中での連結部材１５’の軸方向に変位可能でかつ半径方向の固定的な軸支によって行われなくなる。
【００６２】
均等化部材２１’は、相対的に小さい径を有する円筒状の屈曲領域ではなく、長軸の周りで互いに９０度ずれている薄い箇所６３の形態を有する屈曲領域を２つ有する。図２で提示された実施形態では、この薄い箇所は一定の厚みを有し、かつ均等化部材２１’の長軸に対して平行かつ対称的に延在している。しかし、この薄い箇所６３を所望の適切な様式で形成することも可能であり、すなわち、この薄い箇所の表面に対して垂直方向で、ないし（対称面を対称に形成している実施形態では）この薄い箇所の縦伸び面に対して垂直方向で、それぞれ十分な屈曲弾性が確保されるような様式で形成することも可能である。互いに垂直に延在する適切な振動軸を有する事実上の固体式継ぎ手として形成されるように、この薄い箇所６３の軸方向長さを短くすることも可能である。
【００６３】
したがって、このように作られた均等化部材２１’は、回転子２３のぐらつき動作も可能にし、同時に、必要な軸方向の押圧力を回転子２３に伝達する。
【００６４】
連結ユニット１６’の芯出しをするために、連結部材１５’の外径は、収容部分１３’の内側空間の内径よりもわずかにより小さくなるように選択されていて、この結果、連結部材１５’の予めの芯出しがなされ、したがって、連結ユニット１６’および回転子２３とも、収容部分１３’に対して相対的に半径方向で予めの芯出しがなされる。
【００６５】
これも皿バネとして形成されたリング形状のバネユニット２７は、その外周部で、半径方向に伸張している収容部分１３’のフランジの軸方向に周回する縁部６５で支持されている。バネユニット２７のリング形状の空間の内側面で、バネユニット２７は、連結部材１５’の外周部を付勢し、連結部材１５’の関連する領域での径は、負荷がかかっていない状態でもすでに、バネユニット２７の内径と実質的に等しい。切り替えバルブ１’を組み立てる際には、バネユニット２７は、軸方向に互いに押圧し合い、その結果その内径が小さくなり、バネユニット２７は連結部材１５’を半径方向で内向きの力で付勢し、このようにして連結ユニット１６’の芯出しが行われる。
【００６６】
切り替えバルブ１’のこれ以外の機能性は、図１に提示した切り替えバルブ１の機能性と同じで、これについての説明は、上述の説明を参考にされたい。
【００６７】
これ以降の説明は、図１および図２の切り替えバルブ１，１’の双方の変形例について有効であり、この説明は図１のみを参照して行うが、図２の実施形態へも同様に転用されうる。
【００６８】
図１に提示した実施形態では、第１筐体部分５の下方領域に遊星歯車機構が設けられていて、この遊星歯車機構は、提示した実施形態では、２つの伝達段を有する。遊星歯車機構の形態のギアユニットは、したがって２つの太陽歯車３９，４１を有し、これらはそれぞれ中空軸を有する。太陽歯車３９の中空軸中には、駆動ユニット４５の中空円筒状の出力シャフト４３がはめ込まれている。この太陽歯車３９は、出力シャフト４３と回転固定で連結されている。駆動ユニット４５とギアユニット３７とは、共に切り替えバルブ１の回転子２３を回転運動させる駆動装置を形成する。
【００６９】
遊星歯車機構の第２段の３つの遊星歯車４７のうちで、図１中では１つの遊星歯車４７しか見えない。各遊星歯車４７は同軸ピン４９を有し、この同軸ピン４９は、収容部分１３の壁部の下方正面側で、対応する収容孔中に係合している。このようにして、各遊星歯車４７ないしこれにより遊星歯車装置の全出力部は、収容部分１３と連結されていて、この結果収容部分１３は回転駆動されうる。
【００７０】
駆動ユニット４５の中空円筒状の出力シャフト４３と、太陽歯車４１とを通って、ロッド形状部材５３の形態を有する伝達部材５１がガイドされている。このロッド形状部材５３は、その上方端で、連結部材１５の下方収容開口中に係合し、例えば接着または溶接などにより、連結部材１５と回転固定で連結されている。
【００７１】
図１から明らかなように、ロッド形状部材５３は、ギアユニット３７と駆動ユニット４５とから形成された駆動装置を貫通係合し、その下端で、第２筐体部分７の底面中にある収容部中に支持されている。
【００７２】
この場合、ロッド形状部材５３は、回転子２３の各回転運動を共に行う。この回転運動には摩擦力がかけられているが、これ以外は負荷なく行われる。これによりロッド形状部材内部では、事実上ねじれ力は発生せず、その結果ロッド形状部材５３の下端の回転位置は、回転子２３の回転位置の正確なコピーとなる。
【００７３】
ここで、この正確なコピーには、回転子２３が連結ボルト２５を介して連結部材１５と連結する際に生じる遊びが存在するという点に言及するべきであろう。この理由は、回転子２３中の収容孔は、回転子２３のわずかなぐらつき動作を可能にするように、連結ボルト２５の外径よりもわずかにより大きくなければならないからである。これは、製造許容誤差および／または組み立て許容誤差（この結果、回転子２３の端面と固定子２９の端面とが正確に位置合わせされない）を補償するために必要である。このぐらつき動作は、回転子２３がその下方端面で均等化部材ないしぐらつきロッド２１の端面上に載置されることにより可能になる。このロッドが、均等化部材２１を介して連結部材１５から回転子２３上に伝達されなければならない軸方向の大きな力によって、必要なわずかな範囲内で変形可能であるように、このロッドのサイズが決定されている。
【００７４】
これに対して、上述のように、ロッド形状部材５３の回転運動は、ほぼ負荷がかからないように行われる。
【００７５】
下方領域では、すなわち駆動ユニット４５の後方領域では、回転子２３の回転位置を検出する装置５５が設けられている。この装置５５はマーカー部材５７を有し、このマーカー部材５７は、その下方領域中でロッド形状部材５３と連結されている。このマーカー部材５７はこのために中央孔を有し、この中央孔を通ってロッド形状部材５３が伸張している。固定は、例えば接着またはつまみネジを用いて行われうる。さらに、回転子２３の回転位置を検出する装置５５はセンサー部材５９を有し、このセンサー部材５９は円筒状のマーカー部材５７の外周面に実質的に対向するように配置されている。マーカー部材５７は、その外周面に沿って、例えば磁気マークもしくは光学マークまたはマーキングを有し、この外周面の動きないし位置がセンサー部材５９によって検出される。センサー部材５９の信号は、詳細には提示されていない評価および制御ユニットに供給されうる。回転子２３が所定の回転位置に制御されるように、この評価および制御ユニットは、回転子２３の回転位置を検出する装置の信号に応じて、駆動ユニット４５を駆動しうる。
【００７６】
マーカー部材５７およびセンサー部材５９は、例えば、磁気的または光学的な位置検出が行われるように形成されうる。センサー部材５９としては、例えば適切な磁気マーカー部材５７の磁気マークを検出するホールセンサーが適している。光学検出器ないし光学センサー部材５９としては、例えばフォトダイオードが用いられうるが、このフォトダイオードは、関連する光学マーカー部材５７の光学マークから反射された光を検出する。これに関して、マーカー部材５７の光学マークが、例えばＬＥＤから放射されてもよい。
【００７７】
原理的には、回転子２３の回転位置を検出する装置５５は、ロッド形状部材５３の形態の伝達部材５１の外周位置ないし外周移動を検出し、適切な信号を生成することができる装置であればいずれの装置でも適している。
【００７８】
マーカー部材５７上に適切なマークを設けることにより、所定の初期値に対する絶対的な回転位置も、相対的な回転位置も決定することが可能である。
【００７９】
ある不図示の実施形態では、回転子２３の回転位置を検出する装置５５は、伝達部材５１ないしロッド形状部材５３がポテンショメータを作動させ、好ましくは、ポテンショメータの滑り接触を作用させるようにも形成されうる。この実施形態では位置検出は非接触では行われないが、しかし、この検出は極めて容易にコスト効率良く実現可能である。
【００８０】
図３に提示された切り替えバルブ１の実施形態では、図１の実施形態とは、実質的に以下の点のみが異なっている。すなわち、回転子２３の回転位置を検出する装置５５が、ロッド形状部材５３の下端に半径方向に配置されているのではなく、軸方向に配置されている。この装置５５はこのためにマーカー部材５７’を有し、このマーカー部材５７’も同軸孔を有し、この同軸孔中にロッド形状部材５３の下端が係合する。マーカー面そのものないしマーカーは、このマーカー部材５７’では、図１の実施形態の場合のように、半径方向で外側を向いた外周面には設けられておらず、下側を向いた端面５７’ａに設けられている。
【００８１】
図３に示されているように、マーカー部材５７’は２つの部品から形成可能であり、収容部分５７1を有し、この収容部分５７1は、正面側で鉢状形状の凹部を有し、この凹部中に、マーカー部材そのもの、例えば半径方向で磁化された永久磁石５７’2が配置され、保持されている。
【００８２】
ロッド形状部材５３の保持およびガイドは、図３に提示された実施形態では、連結部材１５での固定と、出力シャフト４３ないし太陽歯車３９および４１を貫通係合することのみにより行われる。当然、ロッド形状部材５３の軸支およびガイドは、追加的にまたは筐体部分７中のみで行われうる。
【００８３】
マーカー部材５７’の端面５７’ａに対しては、ホールセンサーチップの形態を有するセンサー部材５９’が配置されていて、これは、半径方向で磁化された永久磁石５７2の（半径方向に延在する）磁気マーカーを検出することができる。センサー部材５９’は、導体板６１上に設けられていて、この上に、評価を行いかつ回転子２３の絶対的または相対的位置を表す信号を生成する電子システムも設けられている。
【００８４】
この装置５５ないし評価電子システムが、切り替えバルブ１の軸上方向の後方端部領域にあるので、図１〜３の全ての実施形態中で、切り替えバルブを、その前方頭部領域（例えば、第１筐体部分５全体を含む）と共にカラムオーブンの壁中に挿入することができる。装置５５が上述の位置に置かれるので、センサー装置ないし適切な評価電子システムが許容されないような高温にさらされない。
【００８５】
この場合、当然、図１の実施形態においても、第２筐体部分７の下方底部領域中に、適切なアナログまたはデジタル信号（この信号は、デジタルまたはアナログ信号の形態で回転子２３の位置を表す）を生成する評価電子システムないし検出電子システムが設けられうる点を指摘すべきであろう。
【００８６】
さらに、この構造形態は、回転子２３の回転位置を検出する装置５５が軸方向で後方領域中に設けられていて、全体として非常に小型の構造形態を達成可能であるという利点を有する。とりわけ、この構造形態は、半径方向の広がりに関して、適切な装置５５を設けることにより拡大されない。これにより、この種の切り替えバルブ１を複数個、軸に対して非常にわずかな間隔で位置決めすることが可能になり、例えば、カラムオーブンの壁部中にはめ込むことが可能になる。
【符号の説明】
【００８７】
１：切り替えバルブ                            ３：筐体
５：第１筐体部分                              ７：第２筐体部分
８：軸受および押圧装置                        ９：肩部
１１：軸受                                    １３、１３’：収容部分
１５、１５’：連結部材                        １６、１６’：連結ユニット
１７：第１蓋部分                              １９：肩部
２１：均等化部材／ぐらつきロッド              ２１’：均等化部材
２３：回転子                                  ２５：連結ボルト
２７：バネ部材（バネユニット）                ２９：固定子
３１：端子ポート                              ３３：第２蓋部分
３５：ネジ                                    ３７：ギアユニット
３９、４１：太陽歯車                          ４３：出力シャフト
４５：駆動ユニット                            ４７：遊星歯車
４９：同軸ピン                                ５１：伝達部材
５３：ロッド形状部材                          ５５：回転子の回転位置を検出する装置
５７、５７’：マーカー部材                    ５９、５９’：センサー部材
５７1’：収容部分                            ５７2’：永久磁石
５７’ａ：端面                                ６１：導体板
６３：薄い箇所                                ６５：縁部バルブ軸
【図１】
2014038090.tif 000003
【図２】
2014038090.tif 000004
【図３】
2014038090.tif 000005