(57)【要約】  特に、安全シャットオフ機能を有するガス弁（１１）に適したバルブアクチュエータ（１０）は、ギア部（１５）を介してバルブを開閉する電気モータ（１２）を備える。電圧供給デバイス（１９）は、電気モータ（１２）の動作のために含まれ、入力整流器回路と、例えば、コンデンサＣとを有する。コンデンサＣに蓄えられた電圧から、電気モータ（１２）を動かすためのエネルギーを取得する。電源電圧が切れた後、バルブ（１１）があまりにも長い間開弁したままにならないように、スイッチオフデバイス（３４）が設けられ、電圧がなくなった後に、電気モータ（１２）へのエネルギーの流れを断つ。このように、バルブアクチュエータは、かなり広範囲な動作電圧用に設計することができ、使用電圧の大きさにかかわらず、一様に短い閉弁時間が保証される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に、安全シャットオフ機能を有するガス弁（１１）用のバルブアクチュエータ（１０）であって、
ギア部（１５）を介して閉弁部材（１３）に接続される電気モータ（１２）と、
電圧供給デバイス（１９）とを有し、
交流または直流電圧入力端子と直流電圧出力端子とを含む入力整流器回路（２１）と、
前記直流電圧出力端子に接続された電圧バッファデバイス（２４）と、
前記電気モータ（１２）の動作のためのモータ制御回路（２５）と、
前記入力端子（２０）にかかる電圧がなくなった後の所定期間（Δｔ）内に前記電圧バッファデバイス（２４）から前記電気モータ（１２）へのエネルギーの流れを断つように設計されたスイッチオフデバイス（３４）とを備える
バルブアクチュエータ。
【請求項２】
前記入力整流器回路（２１）は、ブリッジ整流器回路、または、少なくとも逆極性保護ダイオードである
請求項１に記載のバルブアクチュエータ。
【請求項３】
前記電圧バッファデバイス（２４）は、コンデンサ（Ｃ）である
請求項１または２に記載のバルブアクチュエータ。
【請求項４】
前記電圧バッファデバイス（２４）は、最小入力電圧で入力電圧期間を補うのに少なくとも十分なバッファ容量を備える
請求項１〜３のいずれか１項に記載のバルブアクチュエータ。
【請求項５】
前記モータ制御回路（２５）は、直流電圧入力端子（２６）とモータ巻線出力端子（２７）とを備える
請求項１〜４のいずれか１項に記載のバルブアクチュエータ。
【請求項６】
前記モータ制御回路（２５）は、入力側に、ＤＣリンク（２９）に給電する直流電圧変換器（２８）を備え、前記モータ巻線出力端子（２７）側に、インバータ（３０）を備える
請求項１〜５のいずれか１項に記載のバルブアクチュエータ。
【請求項７】
前記直流電圧変換器（２８）は、スイッチングコンバータ、特に、フライバックコンバータである
請求項６に記載のバルブアクチュエータ。
【請求項８】
前記フライバックコンバータは、フライバックコンバータスイッチング素子（３８）を制御する制御回路（４０）を備える
請求項７に記載のバルブアクチュエータ。
【請求項９】
前記モータ制御回路（２５）は、前記モータ巻線出力端子（２７）側に、前記モータ（１２）の発電機動作用モータダンピング回路（３２）を備える
請求項１〜８のいずれか１項に記載のバルブアクチュエータ。
【請求項１０】
前記スイッチオフデバイス（３４）は、前記所定期間（Δｔ）が経過するとすぐにスイッチオフ信号を生成するように設計されたタイマ（３５）を含む
請求項１〜９のいずれか１項に記載のバルブアクチュエータ。
【請求項１１】
前記スイッチオフデバイス（３４）は、前記電圧バッファデバイス（２４）と前記モータ制御回路（２５）との間に配置されたスイッチ（３６）を備える
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のバルブアクチュエータ。
【請求項１２】
前記スイッチオフデバイス（３４）は、前記直流電圧変換器（２８）と前記モータ制御回路（３０）との間に配置されたスイッチ（３６）を備える
請求項６に記載のバルブアクチュエータ。
【請求項１３】
前記スイッチオフデバイス（３４）は、前記フライバックコンバータスイッチング素子（３８）の動作を遮断するために、前記フライバックコンバータスイッチング素子（３８）の前記制御回路（４０）に接続されたスイッチ（３６）を備える
請求項８に記載のバルブアクチュエータ。
【請求項１４】
前記スイッチ（３６）は、フライバックコンバータスイッチング素子（３８）を制御するために、制御信号線に接続される
請求項６に記載のバルブアクチュエータ。
【請求項１５】
前記スイッチ（３６）は、前記フライバックコンバータスイッチング素子（３８）を制御するために、前記制御回路（４０）の動作電圧供給線に接続される
請求項８に記載のバルブアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、バルブ、特に、安全シャットオフ機能を有するガス弁に適したバルブアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
原理上、モータが無電流のときに閉弁ばねが閉弁部材を閉弁位置に移動させるものを含む電動制御バルブは知られている。
【０００３】
例えば、独国特許出願公開第１０２００９０１２４０５号明細書は、閉弁部材を電気モータによりギア部を介して作動させるバルブアクチュエータを開示している。この電気モータは、ステッピングモータとして形成され、閉弁部材を閉弁ばねの力に逆らって弁座から離れる方向に移動させ、ある位置で保持するのに適している。ギア部は、自己ロッキングしないので、ステッピングモータが無電流のときは、閉弁ばねがバルブを閉じることができる。
【０００４】
任意のバルブタイプを広く適用するという意味で、バルブアクチュエータは可変電圧で動作できることを望まれることが多い。例えば、１００Ｖ／６０Ｈｚの電圧でバルブが開弁するシステムが存在する。他のシステムでは、２３０Ｖ／５０Ｈｚの電圧を用いてバルブを開弁する。統一されたバルブとバルブアクチュエータとを有するこのようなシステムを装備できることが望ましい。
【０００５】
しかしながら、特に、安全要件があるガス弁の場合は、電圧が切れるとすぐにバルブが実際に閉弁することを保証するだけでなく、さらに、所定期間内に閉弁処理が完了することも保証しなければならない。
【発明の概要】
【０００６】
これは、一方では、例えば、１００Ｖから２３０Ｖの広い電圧範囲で用いることができ、他方では、任意の最大閉弁時間を順守可能にするバルブアクチュエータを提供するという目的をもたらす。
【０００７】
この目的は、請求項１に係るバルブアクチュエータを用いて達成される。
【０００８】
本発明に係るバルブアクチュエータは、ギア部を介して閉弁部材に接続される電気モータ１８を備える。さらに、通常、閉弁部材に対して閉弁方向に作用する閉弁ばねが設けられる。このように、バルブは、モータ駆動なしでも受動的に閉弁される。つまり、閉弁処理の時点では、電気モータは、ギア部を介して閉弁ばねによって駆動される。電気モータが能動的に動作する場合、交流電圧入力端子と直流電圧出力端子とを有する入力整流器回路を備えた電圧供給デバイスに、例えば、入力整流器回路の直流電圧出力端子に接続された電解コンデンサなどのコンデンサの形で電圧バッファデバイスが設けられる。電気モータを動かすモータ制御回路は、電圧バッファデバイスの箇所に提供される。モータ制御回路は、電気モータを動作方向に回転させるように、または、電気モータを任意の位置に保持するように、直流電圧バッファデバイスによって供給された直流電圧から電気モータ用の制御パルスを生成する。電気モータは、多相ステッピングモータであることが好ましい。いずれの場合もコギングトルクは非常に小さいので、閉弁ばねは、ギア部内に存在するコギングトルクと摩擦の両方に確実に打ち勝つことができる。
【０００９】
バルブアクチュエータは、さらに、入力整流器回路にかかる電圧がなくなった後の固定期間内に電圧バッファデバイスからモータへのエネルギーの流れを断つように設計されたスイッチオフデバイスを含む。この手段により、たとえ、電圧バッファデバイスがまだ放電されていない、または、十分に放電されていなくても、電気モータを無電流状態に切り替えることが可能になる。したがって、最小印加入力電圧で少なくとも１つの主電源半波、好ましくは、主電源全期間（例えば２０ｍｓ）を補うのに十分な容量の電圧バッファデバイスを設計する可能性がでてくる。その一方、電圧バッファデバイスは、最大印加電圧（例えば、２６５Ｖ）の場合には非常に多くのエネルギーを含むので、電気モータは、モータ制御回路を介して、入力電圧が切られた後の所望最大閉弁時間よりも長く開弁位置にとどまると考えられる。スイッチオフデバイスにより、入力電圧が高いことで引き起こされるこのようなバルブの閉弁遅延を避けられる。このように、本発明に係るバルブアクチュエータは、処理可能な入力電圧に対して特にロバストである。つまり、バルブの閉弁反応時間が、入力電圧の大きさに関係なく、任意の期間（例えば、８０ｍｓ）内であることを保証する。これは、閉弁反応時間内に、バルブが閉弁処理を始める、すなわち、閉弁部材が弁座の方向に移動し始めることを意味する。
【００１０】
入力整流器回路は、電圧バッファデバイスとしてのコンデンサに出力端子が接続されるブリッジ整流器回路、例えば、グレーツブリッジでもよい。コンデンサに接続されたモータ制御回路は、対応する直流電圧入力端子と、例えば２以上のモータ巻線を接続できるモータ巻線出力端子とを備える。電圧バッファデバイスは、グレーツブリッジからの直流電圧を平滑化し、バッファデバイスの容量は、最小電圧で少なくとも１つの主電源期間、または、少なくとも１つの主電源半波を補うための要件に基づいて規定される最小値よりも大きい。電圧バッファデバイスの実際の容量は、この最小値の倍数になり得る。
【００１１】
モータ制御回路は、入力側に、例えば、ＤＣリンクに給電するフライバックコンバータまたは別の変換器回路の形で直流電圧変換器を含むことが好ましい。インバータは、ＤＣリンクに接続され、モータ巻線に給電し、さらに、そこで電流を調整することが好ましい。ＤＣリンクは、入力電圧が、例えば１００〜２３０Ｖの、好ましくは公差を加えた許容範囲内ならば、電圧が実質的に一定であるように電圧制御されることが好ましい。電圧制御は、直流電圧変換器によって行われてもよい。このため、直流電圧変換器は、ＤＣリンクに接続された、電圧センサ入力端子を有する制御回路を備えてもよい。さらに、制御回路は、電圧変換器における電流をモニタリングして閾値を超えた場合に電流を切るために、電流センサ入力端子を備えてもよい。
【００１２】
さらに、モータ制御回路は、モータの発電機動作用モータダンピング回路を含んでもよい。したがって、モータが蓄える運動エネルギーを制限するため、かつ、バルブが素早く閉弁し過ぎないように、閉弁ばねにより駆動されて発電機動作で動いているモータの速度を確実に制限することができる。ダンピング回路は、共振回路でもよい。当該共振回路の共振周波数は、モータが所望の閉弁速度で動く場合、モータの巻線で生じる周波数の上にある。
【００１３】
スイッチオフデバイスは、電圧バッファデバイスからモータへのエネルギーの流れを断ち、少なくとも１つのスイッチ、好ましくは、常閉接点を備えることが好ましい。このスイッチは、通常閉じており、バルブアクチュエータの給電電圧がなくなった直後にだけ開く。しかしながら、主電源異常を補うために、少なくともある期間、例えば、２０ｍｓ、好ましくはより長く、例えば、４０ｍｓ間は閉じたままでなければならない。常閉接点は、電圧バッファデバイスとモータ制御回路との接続部に配置されてもよい。もしくは、常閉接点は、モータ制御回路のＤＣリンクに入れられてもよい。ここで、ＤＣリンクは、電圧リンクに配置される電圧バッファ（コンデンサ）の後方、つまり、そのモータ側に同様に配置されることが好ましい。もしくは、モータ制御回路の別のポイント、例えば、直流電圧変換器にスイッチを設けて、対応するスイッチオフ信号をスイッチが受信するとすぐに、直流電圧変換器の動作を抑制してもよい。例えば、スイッチは、フライバックコンバータスイッチング素子の制御信号を短絡させてもよいし、この制御信号を生成させないようにしてもよい。このため、フライバックコンバータ制御回路の制御信号は、電圧センサ入力端子または電流センサ入力端子などにおいて、例えば、スイッチオフデバイスが、対応する電流または電圧センサ入力端子で過電流または過電圧を見せかける点で影響を受ける。
【００１４】
もしくは、スイッチオフデバイスのスイッチを、フライバックコンバータ制御回路の動作電圧を切るために設けて、フライバックコンバータ制御回路を短絡させるか、ＤＣリンクを短絡させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明の好適な実施の形態のさらなる詳細は、図面、明細書、または、請求項から明らかになる。
【図１】図１は、本発明に係るバルブアクチュエータの簡略回路図を示している。
【図２】図２は、発電機動作に対して任意選択で設けられるモータダンピング回路を示している。
【図３】図３は、スイッチオフデバイスを、簡略化した実施の形態１で詳細に示している。
【図４】図４は、スイッチオフデバイスの別の実施の形態を、各ケースにおいて図式的に詳細に示している。
【図５】図５は、スイッチオフデバイスの別の実施の形態を、各ケースにおいて図式的に詳細に示している。
【図６】図６は、スイッチオフデバイスの別の実施の形態を、各ケースにおいて図式的に詳細に示している。
【図７】図７は、図４におけるバルブアクチュエータのより詳細な回路図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、電気モータ１２で駆動する閉弁部材１３を少なくとも１つ備える、バルブ１１用のバルブアクチュエータ１０を示している。電気モータ１２のロータ１４は、ギア部１５を介して閉弁部材１３に接続され、当該ギア部は、図１では単に２つの破線でシンボル化されており、閉弁部材１３に対して閉弁方向に、つまり、弁座１６に向けて予め負荷をかける閉弁ばね（図示せず）を含んでいる。電気モータ１２は、電圧供給デバイス１９に接続された巻線１７、１８を少なくとも２つまたはそれ以上有するステッピングモータであることが好ましい。電気モータ１２および電圧供給デバイス１９は共に、筺体内でバルブ１１に取り付け可能で、入力端子２０を介して制御可能なバルブアクチュエータ１０を形成する。入力端子２０は二極である。入力端子に電圧がなければ、バルブ１１は閉弁する。入力端子に電力供給されると、バルブ１１は開弁する。ここで、入力端子２０は、例えば、１００Ｖから２４０Ｖの公称電圧の入力電圧用に設計され（つまり、例えば、８５Ｖから２６５Ｖで動作できる）、この範囲内の電圧を入力端子２０にかけたときにバルブ１１は動作する。それに対し、この電圧がなくなるとバルブ１１は閉弁する。
【００１７】
電圧供給デバイス１９は、バルブユニットが交流電圧動作用であれば、必要に応じて入力整流器回路２１を含み、その交流電圧入力端子は、必要に応じて干渉防止フィルタ手段２２（図７）を介して入力端子２０に接続される。入力整流器回路は、ブリッジ整流器などでもよい。また、入力整流器回路は、直流電圧動作の場合、入力線の長手方向に配置された少なくとも１つのダイオードの形をした逆極性保護手段で置き換えることができる。逆極性保護手段は、直流電圧入力端子と直流電圧出力端子とを有する。直流電圧動作用のバルブユニットは、例えば、１２Ｖから３６Ｖの電圧範囲用に設計できる。
【００１８】
入力整流器回路２１（または、逆極性保護手段）の直流電圧出力端子は、直流電圧回路２３に接続され（図７）、当該直流電圧回路２３は、例えば、単一のコンデンサまたは複数のコンデンサＣの形をした電圧バッファデバイス２４を含む。電圧バッファデバイス２４を用いて直流電圧回路２３の電圧を平滑化する。当該直流電圧回路は、入力電圧の少なくとも１つの期間の間、印加可能な最小入力電圧（例えば、８５Ｖまたは１００Ｖの交流電圧）で電気モータ１２への電流供給を維持するような大きさであることが好ましい。このため、コンデンサ２４の静電容量は、通常、５０から１００μＦの間である。しかしながら、これより大きくてもよい。
【００１９】
電圧バッファデバイス２４は、モータ制御回路２５に給電し、当該モータ制御回路２５は、電圧バッファデバイス２４に接続された直流電圧入力端子２６を備える。出力側で、モータ制御回路は、モータの巻線１７、１８用の接続部を有するモータ巻線出力端子２７を備える。モータ制御回路２５は、直流電圧変換器２８を含み、当該直流電圧変換器２８は、直流電圧入力端子２６に接続され、出力側でＤＣリンク２９に給電する。これは、同様にして、バッファコンデンサＣ１を含んでもよい。直流電圧変換器２８は、任意の適切な変換器、例えば、フライバックコンバータでもよい。
【００２０】
ＤＣリンク２９の直流電圧は、インバータ３０を介して、モータ巻線出力端子２７に出力される電流および電圧に変換される。インバータ３０は、任意の適切なインバータ、例えば、複数のインバータブリッジを有するフルブリッジインバータでもよい。図２は、モータ巻線１７用の、このようなインバータブリッジ３１を概略的に示している。インバータブリッジ３１は、複数の電気スイッチ、例えば、モータ巻線１７において所望の電流の流れが実現されるように開閉する４つの電気スイッチを含む。また、モータ１２が発電機動作の場合において速度依存のブレーキ効果を生むために、切替手段３３と共振コンデンサＣＲとを含むダンピング回路３２を設けてもよい。このため、切替手段３３は、モータ巻線１７および共振コンデンサＣＲが共振回路を形成するように切り替えられる。
【００２１】
同様のダンピング回路を、複数のモータ巻線または全てのモータ巻線に対して設けてもよい。
【００２２】
電圧供給デバイス１９は、スイッチオフデバイス３４を含み、当該スイッチオフデバイス３４を用いて、入力電圧が切れた途端に電圧バッファデバイス２４からモータ１２へのエネルギーの流れを断つ。モータ制御回路２５に先立って、または、モータ制御回路２５内でエネルギーの流れを断つことができる。このように、入力端子２０で入力電圧が切られた場合には、スイッチオフデバイスを用いて、電圧バッファデバイス２４に溜まっていると考えられる電荷に関係なく、モータ巻線１７、１８への給電を停止する。
【００２３】
スイッチオフデバイス３４は、適切なスイッチ３６、例えば、リレー接点、または、ＭＯＳＦＥＴトランジタなどの電気スイッチを含み、当該スイッチは、入力端子２０にかかる電圧によって制御される。このため、片方が入力端子２０に接続され、他方がスイッチオフデバイス３４のスイッチ３６に接続されたタイミング回路３５を用いる。
【００２４】
この点について述べたバルブアクチュエータ１０は、以下のように動作する。
【００２５】
まず、しばらくの間、入力端子２０に電圧はかかっていなかったとする。閉弁部材１３は弁座１６に置かれている、つまり、バルブ１１は閉弁している。
【００２６】
ここで、例えば、８５Ｖから２６５Ｖ（または、１２Ｖから３６Ｖ）の所定電圧範囲内にある電源電圧が入力端子２０に印加される場合、直流電圧が電圧バッファデバイス２４でかなり迅速に立ち上がり、閉スイッチ３６を介してモータ制御回路２５に印加される。当該モータ制御回路が制御パルスをモータ１２に出力すると、モータ１２は始動してバルブ１１を閉弁ばねの力に逆らって開弁し、開弁位置で保持する。
【００２７】
ここで、バルブ１１を閉弁する場合は、入力端子２０に印加されている電源電圧を切る（つまり、入力端子２０は電圧なし）。しかしながら、電圧バッファデバイス２４から出力される電圧は、最初モータ制御回路２５に供給され続けており、モータ１２は、最初開弁位置を保持したままである。タイミング回路３５によって予め規定された保持時間、例えば、数十ｍｓ（２０または３０ｍｓなど）が過ぎた時点で、タイミング回路３５はスイッチ３６を開き、モータ制御回路２５は、コンデンサＣの残留電荷に関係なく、無電流になる。このように、巻線１７、１８も無電流になり、ここで、閉弁ばねの力でモータ１２のロータ１４を逆回転させる。閉弁部材は閉弁位置に移動する。
【００２８】
閉弁処理の間、ロータ１４が過剰な高速速度を取らないように、図２に係るダンピング回路３２を作動させてもよい。この場合、コンデンサＣＲは巻線１７または１８に相互接続される。回転しているロータ１４は共振回路を励振させ、そこで生じた電流がロータ１４の回転を妨げる。
【００２９】
スイッチオフデバイス３４を用いることで、電圧バッファデバイス２４のコンデンサＣは、蓄電効果により許容範囲を超えてバルブ１１の閉弁を遅延させないように大きな容量を有する。さらに、バルブ１１の閉弁は、入力端子２０にかかる電圧の大きさに関係なく一様に決まることが実現される。特に、電圧バッファデバイス２４の放電時間が結果的に長くなるために、高入力電圧を用いることで別途生じると考えられる閉弁の遅延が避けられる。
【００３０】
スイッチオフデバイス３４のスイッチ３６は、電圧バッファデバイス２４とモータ制御回路２５との接続線における常閉接点として構成されてもよい。図３に示すように、スイッチ３６は、トランジスタ、または、より信頼性を要するのであれば、複数のトランジタ３６ａ、３６ｂからなる直列回路でもよい。
【００３１】
しかしながら、電圧バッファデバイス２４とモータ１２との間のエネルギーの流れは、別のポイントで断つことも可能である。このため、図４は、直流電圧変換器２８をシャットダウンしてエネルギーの流れを断つ実施の形態を示している。直流電圧変換器２８は、例として、変換器用変圧器３９に電流を流したり遮断したり交互に行うスイッチング素子３８を有するフライバックコンバータ３７として形成されてもよい。スイッチング素子３８は、制御回路４０で制御される。当該制御回路４０は、制御のために電流供給が必要である。このため、補助巻線４１が変換器用変圧器３９に設けられる。当該補助巻線から、ダイオードＤを介して、始動補助としては抵抗器Ｒを介して、コンデンサ４２に電流が伝わる。当該コンデンサは、制御回路４０用の動作電圧を出力する。スイッチ３６は、直流電圧変換器２８を動作させるのであれば制御回路４０用の電源電圧を解放し、直流電圧変換器２８がＤＣリンク２９にエネルギーを与えるべきでない場合は、電圧を遮断、つまり、電圧を切る。
【００３２】
この回路変形例の機能は、図１と合わせて説明されるものに対応する。入力端子２０で動作電圧が切られるとすぐに、タイマ３５は稼働し始めて、所定期間Δｔが過ぎるとスイッチ３６を開け、直流電圧変換器２８をシャットダウンすることにより電圧バッファデバイス２４からモータ１２までのエネルギーの流れを抑制する。
【００３３】
一部変更した変形例を図５に示す。この図において、スイッチ３６は、エネルギーの流れが断たれるとすぐにスイッチング素子３８の制御パルスを遮断するために設けられる。先に述べた各実施の形態では、スイッチ３６は、所望のスイッチオフ時間で開かれていたが、この場合は閉じられている。このように、スイッチ３６は、制御信号線を介してスイッチング素子３８のゲートまで伝えられる制御パルスを短絡させ、スイッチング素子３８が属する直流電圧変換器２８の動作を抑制する。
【００３４】
さらなる変形例を図６に示す。そこでは、スイッチオフデバイス３４に属するスイッチ３６がＤＣリンク２９に設けられ、スイッチ３６は、バッファコンデンサＣ１とインバータ３０との間に配置されることが好ましい。また、この回路変形例では、スイッチオフの瞬間から、ＤＣリンク２９のバッファコンデンサＣ１に蓄えられたエネルギーがインバータ３０から切り離され、インバータはその時点で動作を中止するのでモータ１２への給電が停止する。
【００３５】
図７は、特に、タイマ３５のさらなる詳細を、図４に係る実施の形態の例に基づいて、その説明をさらに参照しながら示している。
【００３６】
タイマ３５は、入力端子２０にかかる電源電圧を分岐させる。このタイマは、抵抗器４４を介して、電圧制限ＺダイオードＤｚと、これに並列接続されたコンデンサ４５とで設けられる。安全性および信頼性のために、全ての実施の形態において、２以上のコンデンサ４５を互いに並列接続してもよい。
【００３７】
少なくとも１つの放電抵抗器が、コンデンサ４５に並列接続される。本実施の形態の例では、放電抵抗器は、分圧器となる２つの抵抗器４６、４７の直列接続により形成される。直列接続で規定される放電電流と分圧比との両方を用いて、ゲートが分圧器に接続されたトランジスタ４８のスイッチオフの瞬間を決定する。当該トランジスタ４８のソースは、接地され、ドレインは、スイッチ３６として用いられるＰＭＯＳトランジスタ４９のゲートに接続される。これは、トランジスタ４８のゲートにおける電圧がスイッチング閾値を超えている限り、導電性がある。逆に、電圧がスイッチング閾値より低ければ、ＰＭＯＳトランジスタ４９は、ゲートが抵抗器５０を介してソース接点に接続するため、遮断する。もしくは、ＰＭＯＳトランジスタの代わりに、バイポーラトランジスタを設けてもよい。
【００３８】
なお、記載した全ての実施の形態において、単一の半導体スイッチの代わりに、２以上の半導体スイッチの直列接続を設けてもよく、特にタイミング回路３５においては、信頼性を向上させるために各制御デバイスを二重化して設けてもよい。また、記載した全ての実施の形態において、半導体スイッチの代わりに、別のスイッチを設けてもよい。
【００３９】
特に、安全シャットオフ機能を有するガス弁１１に適したバルブアクチュエータ１０は、ギア部１５を介してバルブを必要に応じて開閉する電気モータ１２、特にステッピングモータを備える。バルブアクチュエータ１０の一部である電圧供給デバイス１９は、電気モータ１２の動作に必要である。当該電圧供給デバイスは、入力整流器回路２１と、例えば、コンデンサＣという形で、入力整流器回路２１に接続されたバッファデバイス２４とを有する。コンデンサＣに蓄えられた電圧から、モータ制御回路２５は、電気モータ１２を動かすためのエネルギーを取得する。
【００４０】
入力端子２０の電源電圧が切れた後、バルブ１１があまりにも長い間開弁したままにならないように、スイッチオフデバイス３４が設けられる。当該スイッチオフデバイス３４は、入力端子２０で電圧がなくなった後に、電圧バッファデバイス２４から電気モータ１２へのエネルギーの流れを断つ。このように、バルブアクチュエータは、例えば、８５Ｖから２６５Ｖのかなり広範囲な動作電圧用に設計することができ、使用電圧の大きさにかかわらず、一様に短いスイッチオフ時間、つまり、閉弁時間が保証される。
【符号の説明】
【００４１】
１０  バルブアクチュエータ
１１  バルブ
１２  電気モータ／ステッピングモータ
１３  閉弁部材
１４  ロータ
１５  ギア部
１６  弁座
１７、１８  巻線
１９  電圧供給デバイス
２０  入力端子
２１  入力整流器回路
２２  干渉防止フィルタ手段
２３  直流電圧回路
２４  電圧バッファデバイス
Ｃ  コンデンサ
２５  モータ制御回路
２６  直流電圧入力端子
２７  モータ巻線出力端子
２８  直流電圧変換器
２９  ＤＣリンク
Ｃ１  バッファコンデンサ
３０  インバータ
３１  インバータブリッジ
３２  ダンピング回路
３３  切替手段
ＣＲ  共振コンデンサ
３４  スイッチオフデバイス
３５  タイミング回路、タイマ
３６、３６ａ、３６ｂ  スイッチ、トランジスタ
３７  フライバックコンバータ
３８  スイッチング素子
３９  変換器用変圧器
４０  制御回路
４１  補助巻線
Ｄ  ダイオード
Ｒ  抵抗器
Δｔ  所定期間
４２  コンデンサ
４３  整流器
４４  抵抗器
Ｄｚ  Ｚダイオード
４５  コンデンサ
４６、４７  抵抗器
４８  トランジスタ
４９  ＰＯＭＳトランジスタ
５０  抵抗器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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