(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吹出しから吸込みまでの流体の流れを制御するためのバルブ装置であって、
上面を有するベース手段で、この上面からこのベース手段を通って伸び、覆われていないとき、この吹出しから吸込みまでの流体の流れを可能にする開口を有するベース手段、
このベース手段の上面と接触している第１部分、およびこの第１部分から前方に伸び、次に上方に伸び、およびこの第１部分の少なくとも一部の上を後方に伸びる第２部分を備え、このベース手段上に配置された細長い柔軟なバンド手段、
この開口をこのバンド手段の第１部分で覆いそれによってこの開口を通る流体の流れを防止するために、このバンド手段の第２部分を前方に動かすために、また、この開口の第１部分での覆いを外しそれによってこの開口を通る流体の流れを許可するために、このバンド手段の第２部分を後方に動かすために、この第２部分に結合された制御手段、
このバンド手段の第２部分に直接に接続される索であり、索は制御手段に向かう方向に延びてバンド手段の第２部分は索を介して動かされる索、および、
付勢手段であり、前記制御手段に向かう方向の反対方向に付勢手段に向かって延びるこの索に接続されてこのバンド手段をこの制御手段から離れる方向に引張って、バンド手段の第２部分は付勢手段に抗して制御手段により動かされる付勢手段、
を含む装置。
【請求項２】
請求項１によるバルブ装置に於いて、上記開口が前方向および後方向に細長く、それでこのバンド手段の第２部分を前方に動かしたとき、第１部分が上記開口を越えて連続的に覆い、またはこのバンド手段の第２部分を後方に動かしたとき、この第１部分がこの開口を越えずに連続的に覆う装置。
【請求項３】
請求項２によるバルブ装置に於いて、この開口の幅が一端からもう一端まで変る装置。
【請求項４】
請求項３によるバルブ装置に於いて、この開口の幅が前方向に徐々に増加する装置。
【請求項５】
請求項３によるバルブ装置に於いて、この開口の幅が前方向に徐々に減少する装置。
【請求項６】
請求項１によるバルブ装置に於いて、この開口がこのベース手段の中で横に離間した複数の開口を含む装置。
【請求項７】
請求項６によるバルブ装置に於いて、上記複数の開口が前方向および後方向に細長い装置。
【請求項８】
請求項１によるバルブ装置に於いて、この開口がこのベース手段の中で前方および後方に離間した複数の開口を含む装置。
【請求項９】
請求項１によるバルブ装置に於いて、この開口が複数の開口を含み、その幾つかは他の開口から横に離間し、およびその幾つかは更に他の開口から前方および後方に離間し、全てこのベース手段にある装置。
【請求項１０】
請求項１によるバルブ装置に於いて、上記上面が平坦である装置。
【請求項１１】
請求項１によるバルブ装置に於いて、このバンド手段を金属、ゴムおよびプラスチックから成るグループから選択した材料で作った装置。
【請求項１２】
請求項１によるバルブ装置に於いて、上記制御手段が、
このバンド手段の第２部分に結合され、第１圧力に応じて前方におよび第２圧力に応じて後方に動き得るピストン手段、並びに
このピストン手段に選択的に第１圧力または第２圧力を加えるための圧力発生手段、
を含む装置。
【請求項１３】
請求項１によるバルブ装置に於いて、上記制御手段が、
このバンド手段の第２部分に結合され、ソレノイド第１付勢状態に応じて前方に、およびソレノイド第２付勢状態に応じて後方に動き得るソレノイド手段、並びに
このソレノイド手段を選択的にこのソレノイド第１付勢状態またはソレノイド第２付勢状態に付勢するための手段、
を含む装置。
【請求項１４】
請求項１によるバルブ装置に於いて、上記制御手段が、
このバンド手段の第２部分に結合され、それを第１信号に応じて前方におよび第２信号に応じて後方に動かすための電気モータ手段、並びに
この電気モータ手段に選択的にこの第１信号または第２信号を供給するための手段、
を含む装置。
【請求項１５】
流体源から吸込みへの流体の流れを制御する弁装置であって、
限定された領域を形成する上表面と、この上表面から貫通して形成される少なくとも一つの開口と、を有して流体がこの開口を通過して流れることを可能にするベース手段、
ベース手段の上表面に接触し当該上表面により形成される限定された領域内で当該上表面に取り付けられる第一端と、この第一端の前方に延びこの第一端から上方および後方に延びる第二端と、を有する柔軟なバンド手段、
上記限定された領域外の地点でこの第二端に接続されてこの第二端を動かして、上記バンド手段で上記開口を覆って開口を通る流体の流れを防止し、或いは、上記バンド手段による上記開口の覆いを外して開口を通る流体の流れを可能にする制御手段、
このバンド手段の第２部分に直接に接続される索であり、索は制御手段に向かう方向に延びてバンド手段の第２部分は索を介して動かされる索、および、
付勢手段であり、前記制御手段に向かう方向の反対方向に付勢手段に向かって延びるこの索に接続されてこのバンド手段をこの制御手段から離れる方向に引張って、バンド手段の第２部分は付勢手段に抗して制御手段により動かされる付勢手段、を含む弁装置。
【請求項１６】
請求項１５による弁装置に於いて、上記上表面は、この上表面上に配置されて流体源から前記開口への流体を受けるマニホールドを備え、このマニホールドは、後方に配置されるスロットを有してこのスロットを通って前記第二端は滑りながら延び、更にマニホールドはこのスロットの回りで延びてマニホールドの外側からマニホールドの内側をシールするシール手段を備える、弁装置。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
この発明は、一般的には、バルブおよびアクチュエータ用機械的制御装置に関し、特に、流体の移動を制御するために、または流体の移動によって制御されるために柔軟な可動バンドを使う装置に関する。
ロボット技術、製造工程の制御、あらゆる種類の流体の取扱いおよび輸送等に於いては、機械部品の移動および位置決めを制御することが屡々必要である。例えば、ロボットシステムでは、アーム、フィンガまたはその他の掴み要素等のような部品の移動および位置決めを制御することが必要である。機械部品の移動および位置決めの制御では、移動が正確で流動的であるのが望ましい。この機械システムが、水中から大気圏外空間までの多種多様な環境で作動できることも望ましい。
機械部品の移動および位置決めの制御への一つのアプローチは、検知、制御、情報処理および作動の諸機能を行うために流体力学現象を使用する技術である、フルイディクスを使うことである。勿論、流体を使用する際は、複雑に多様なバルブが必要であり、これらのバルブは、確実、正確であり、願わくは製造および使用が経済的であるべきである。
発明の概要
この発明の目的は、単純で、効率的および確実な、バンドで制御するバルブ／アクチュエータを提供することである。
この発明の他の目的は、コンパクトで可動部品の少ない、そのようなバルブ／アクチュエータを提供することである。
この発明の更なる目的は、滑動する、摩擦発生部品の必要のない、そのようなバルブ／アクチュエータを提供することである。
広範囲の環境で使える、そのようなバルブ／アクチュエータを提供することもこの発明の目的である。
この発明の更に他の目的は、作動エネルギーが少ししか要らない、そのようなバルブ／アクチュエータを提供することである。
この発明のその上の更なる目的は、そのようなバルブ／アクチュエータを提供することである。
この発明の上記およびその他の目的は、製造に費用が掛らず、使用が容易な、そのようなバルブ／アクチュエータを提供することである。
この発明の上記およびその他の目的は、吹出しから吸込みまでの流体の流れを制御するためのバルブの特定の実施例によって達成され、そのバルブは、上面を有するベースで、この上面からベースを通って伸び、覆われていないとき、この吹出しからベースを通って吸込みまでの流体の流れを可能にする開口を有するベースを含む。このベース上に配置されている、細長い柔軟なバンドも含み、このバンドの第１部分は、ベースの上面と接触していて、このバンドの第２部分は、この第１部分から前方に伸び、次に上方に伸び、およびこの第１部分の少なくとも一部の上を後方に伸びる。最後に、制御機構がこのバンドの第２部分に結合されていて、この開口をこのバンドの第１部分で、それぞれ、覆いまたは覆いを取り、それによって、それぞれ、この開口を通る流体の流れを阻止または許可するために、このバンドの第２部分を選択的に前方または後方に動かす。
この発明の一つの態様によれば、この開口は、この開口を貫流させられる流体の量がこの開口の覆いを取る程度に依存するように、前方向および後方向に、幅が変って細長く作ってもよい。
この発明の他の態様によれば、複数の吸込みへ流れる流体の制御ができるように、複数の開口を設けてもよい。
この発明の更に他の態様では、このベースを円筒形、環状、または単純に平坦および線形に作り、上面を類似の形状にしてもよい。従って、このバンドは、動いて、選択的にこのベースの上面を覆いまたは覆いを取るような形状にされるだろう。
この発明の更なる態様では、このベース、柔軟なバンドおよび制御機構の組合せおよび構造をアクチュエータとして機能するように適合させることができる。例えば、上に説明したバンドの第１部分と第２部分の間の容積に通ずる、加圧ガス源を設けることによって、およびこの容積の全ての他の側面を閉鎖することによって、この容積に供給したガスがバンドを前方に動かす。すると、このバンドの第２部分に物体を結合することが、このバンドの第１部分と第２部分の間の容積にガスを供給するだけで、この物体を動かす（作動させる）結果となる。
【図面の簡単な説明】
この発明の上記およびその他の目的、特徴および利点は、添付の図面に関連して提示する、以下の詳細な説明を検討すれば明白となろう。それらの図面で：
図１Ａおよび図１Ｂは、それぞれ、本発明の原理に従って作ったバンド制御装置を使うバルブの透視図および側面立面図であり；
図２は、本発明に従って作った、二方可変バルブ／アクチュエータの側面断面図であり；
図３は、本発明に従って作った、四方可変バルブ／アクチュエータの側面断面図であり；
図４は、本発明に従って作った、二バンド線形アクチュエータの側面断面図であり；
図５は、本発明に従って、流体の流量差制御のために連続バンドを使うバルブの側面断面図であり；
図６は、本発明に従って、流体の流れを制御するために二つの連続バンドを利用するバルブの透視、部分切取り図であり；
図７は、本発明に従って、複数の開口を通る流れを制御するために、柔軟なバンドを利用するバルブの透視、部分切取り図であり；
図８は、本発明に従って、幅がバンドの移動方向に徐々に変化するオリフィスを通る流体の流れを制御するために、柔軟なバンドを利用するバルブの透視、部分切取り図であり；
図９は、本発明に従って、移動が回転可能要素によって制御される柔軟なバンドを利用するバルブのもう一つの実施例の端面断面図であり；
図１０Ａおよび図１０Ｂは、それぞれ、本発明に従って、環状の柔軟なバンドを利用するバルブの透視図および側面立面図であり；
図１１は、本発明に従って、二つの連続バンドを利用する四方バルブの端面断面図であり；
図１２は、本発明に従って、回転制御要素を利用する、流量差制御用バルブのもう一つの実施例の側面断面図であり；
図１３は、本発明に従って作った、対向力、回転アクチュエータの側面断面図であり；
図１４は、本発明に従って作った、四バンドアクチュエータの側面断面図であり；
図１５は、本発明に従って作った、二バンド回転アクチュエータの側面断面図であり；
図１６は、本発明に従って作った、四方、二連続バンドバルブ／アクチュエータの側面断面図であり；
図１７は、本発明に従って作った、バンドアクチュエータで制御するバンドバルブの側面概略図であり；
図１８は、本発明に従って作った、ソレノイドで制御するバンドバルブの側面概略図であり；
図１９は、本発明に従って作った、ボイスコイルで制御するバンドバルブの側面概略図であり；および
図２０は、本発明に従って作った、モータで制御するバンドバルブの側面概略図である。
詳細な説明
図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、本発明に従って、バンド制御を利用するバルブの一つの実施例が示されている。このバルブは、細長く、柔軟なバンド８を含み、その一端８ａは、適当な接着剤、ピンまたはその他の締結手段によって、一般的に平面の上面を有するベース１２に固定されている。ベース１２に作られているのは、このベース１２の上面からその下面まで伸びる、１対の細長い開口１６および２０（開口は多くても少なくてもよい）である。ベース１２の上面の上に配置されているのは、カバー２４で、それは流体を受け且つそれをこのカバー２４内の容積に導くための流体入口２８を有する。スロット３２がカバー２４の後部に作られていて、図示のように、バンド８の自由端８ｂにそこを貫通させる。シール３６がスロット３２に作られていて、流体がカバー２４内から出るのを防ぎながら、バンド８に滑動運動させる。実際には、バンド８が固定端８ａから前方に伸び、次に上方および後方に伸びてスロット３２から出て自由端８ｂで終る。
バンド８を支持するために、一般的に剛性円筒形のインサート１０をこのバンドの折目に配置し、バンドの自由端８ｂが（前方または後方に）動くと、この円筒形インサートがバンドと共に回転してバンドの剛性をある程度維持するようにしてもよい。これは、そうしないと流量がバンドを曲げがちである、高流量のバルブで特に有用だろう。この円筒形インサートの設備は、何時流れを始めおよびそれを何時終るかに関して非常に正確である必要なあるバルブにも有用だろう。この円筒形インサート１０は、この円筒形インサート上およびこの円筒形インサートと接触するバンドの部分上に荒した外面を設け、摩擦がそれを適所に保持するようにする等によって、静電的に適所に保持することができる。
バンド８の自由端８ｂの前方または後方移動は、開口１６および２０がバンドによって覆われる程度、従って流体がカバー２４内から開口１６および２０を通って流出できる量を決める。特に、バンド８の自由端８ｂを前方に動かすと、バンドの多くが開口１６および２０を覆い、それで少ない流体しかカバー２４内からそこを通って流出できず、一方、バンド８の自由端８ｂを後方に動かすと、開口１６および２０の多くが覆いを取られ、多くの流体が流出できる。説明した方法で、バンド８の移動および位置決めによって、入口２８を貫流して開口１６および２０から流出する流体の量を制御する。
バンド８は、何か適当な柔軟であるが丈夫な材料、例えば、ステンレスのような金属、またはニトリルゴム、プラスチックのようなゴムで構成してもよい。バンド８、ベース１２および円筒形インサート１０は、微細製作技術を使って製作し、ベース１２および円筒形インサート１０をシリコン、ステンレスのような金属、プラスチックで作ってもよい。カバー２４は、例示としてプラスチックで作ってもよい。シール３６は、米国特許第５，６３２，６０６号に記載されているような括約筋シール、またはその他の適当なシールでもよい。
図２は、中央円筒形室４０並びにハウジング４４ａおよび４８ａが形成する二つの関連室４４および４８を有し、底壁４４ｃに作った開口４４ｂが室４４と室４０の間の連絡を可能にし、開口４８ｂが室４０と室４８の間の連絡を可能にする、二方可変バルブ／アクチュエータの側面断面図である。入口５２が加圧流体源（図示せず）からの流体の室４４への導入を可能にし、底壁４８ｃに作った出口開口５６が室４８からの流体の退出を可能にする。それぞれ、室４４および４８の底壁４４ｃおよび４８ｃは、一般的に平面である。
柔軟なバンド６０を、一端を底壁４４ｃに取付け、他端を前方、上方および次に後方に、全体として図示するように、ハウジング４４ａのシールの付いた開口６４から外に伸して配置し、このバンドの自由端を前方に（図２で右に）動かすと、このバンドが開口４４ｂを覆い、流体が室４４から室４０へ流れるのを防ぐようにする。柔軟なバンド６８を、一端を底壁４８ｃに取付け、他端を前方、下方および次に後方に、再び図示するように、ハウジング４８ａのシールの付いた開口７２から外に伸して配置する。このバンド６８の自由端を前方に動かすと、このバンドが開口５６を覆い、流体が室４８から出るのを阻止する。バンド６０かバンド６８のどちらかを後方に動かすと、それぞれの開口４４ｂまたは５６の覆いを取って流体を貫流させる。
円筒形室４０の中を前方または後方に滑動するように配置されているのは、作動可能ピストン７６である。このピストンは、次に、このピストンを前方または後方に動かすとき、例えば、ある作業を行うために、前方か後方へ動くべき物体または要素に結合してもよい。ピストン７６は、バンド６８が出口開口５６を覆うために前方に動いたとき、およびバンド６０が開口４４ｂの覆いを取るために後方に動いたとき、後方に（図２で左に）動かされ、それによって流体を入口５２に入れて室４０を満たし且つ加圧するようにしてもよい。室４０を加圧すると、ピストン７６は、後方に動かされる。ピストン７６が後方に所望の距離動かされてから、バンド６８を後方に動かして、出口開口５６の覆いを取って流体を逃してもよい。これは、室４０内の圧力を解放してピストン７６がもう後方に押されないようにする。ピストン７６の再度の前方移動は、それが結合されている物体によって行われるだろう。
説明した方法で、バンドバルブの組合せがピストン７６を作動させ、それを、次に、他の物体または要素を動かしまたは作動させるために使ってもよい。
図３は、ピストン８０を、次に議論するように、選択的に前方（図３で右に）または後方に（図３で左に）動かすことができる、四方可変バルブ／アクチュエータの側面断面図である。ピストン８０は、上壁８４ａおよび底壁８４ｂを含む壁によって作った、一般的に円筒形の室８４内に配置する。前方端壁８４ｃおよび後方端壁８４ｄが室８４の囲いを完成する。シール８８を備える開口が後方端壁８４ｄに作られていて、ピストン８０のロッド８０ａを室８４から滑動可能に突出させる。
それぞれ、制御バンド９２ａおよび９４ａを含む、１対のバンドバルブ９２および９４を室８４の上壁８４ａ上に配置し、上壁８４ａに作った開口９２ｂおよび９４ｂを通るこれらのバンドバルブからの流体の流れを制御し、それによって室８４へのそのような流体の流れを制御する。バンドバルブ９２および９４は、図１Ａおよび図１Ｂに示すものと同様に構成する。
それぞれ、制御バンド９６ａおよび９８ａを備える、第２対のバンドバルブ９６および９８を、図２のバンドハウジング４８ａに類似する方法で、室８４の底壁８４ａ上に配置する。バンドバルブ９６および９８は、開口９６ｂおよび９８ｂを通る流体の流れを制御し、それによって、それぞれ、底壁８４ｂに作った開口９６ｃおよび９８ｃを通る室８４からからの流体の流出を制御する。
バンド９２ａおよび９４ａは、バルブ制御要素１０２によって一緒に結合して、このバルブ制御要素を前方に（図３で右に）かまたは後方に（図３で左に）動かすと、バンド９２ａおよび９４ａは、それぞれ、開口９４ｂの覆いを取り且つ開口９２ｂを覆うように、または開口９４ｂを覆い且つ開口９２ｂの覆いを取るように動かされる。同様に、バルブ制御要素１０６を両バンド９６ａおよび９８ａに結合して、それぞれ、開口９６ｂおよび９８ｂを通る、従って、それぞれ、開口９６ｃおよび９８ｃを通る流体の流出を制御する。次に、図３の四方可変バルブ／アクチュエータの作用を議論する。
もし、ピストン８０を後方に（図３で左に）動かしたいなら、制御要素１０２を前方に（図３で右に）動かして開口９２ｂを覆い且つ開口９４ｂの覆いを取って流体を圧力でこのピストンの前方側の室８４に流れ込ませる。また、制御要素１０６を後方に（図３で左に）動かして開口９６ｂの覆いを取って流体をそこから流出させ、および開口９８ｂを覆って流体の流出を防ぎ、圧力をピストン８０ａの前方側に掛けてそれを望み通りに後方に押しやる。このピストンを前方に（右に）押しやるためには、制御要素１０２および１０６を上に説明したのとは反対方向に動かす。この様にして、ピストン８０を後方か前方に選択的に動かして、ある外部要素を作動させてもよい。
図４は、離間し且つ一般的に互いに平行な、１対のベース要素１５２および１５６を含む、二バンド線形アクチュエータの側面断面図である。１対の細長く、柔軟なバンド１６０および１６４を、各々一端でそれぞれのベース要素１５２および１５６の側面に結合して、それぞれのベース要素の表面に沿って前方に伸し、次に内方および後方に伸して、図４に示すように、そこで他端を一緒に結合する。バンド１６０および１６４のこれらの他端は、選択的に、流体源１７０からの加圧流体の制御の下で前方に（右に）動かすか、または流体圧を解放しまたは流体源１７０に受け戻したときに、ばね１７４の力によって後方に戻すかすべき物体１６８に連結する。この流体圧源１７０は、流体圧管路１７０ａおよび１７０ｂによって後端壁１７２および１７４から、端壁１７２および１７４、ベース要素１５２および１５６、バンド１６０および１６４、並びにベース要素１５２および１５６の間にその両側に伸び且つバンド１６０および１６４の対向する縁と滑り接触している側壁（その一つ１７６だけを示す）が形成する容積へ接続されている。
バンド１６０および１６４の折目に配置されているのは、中空弾性シリンダ、それぞれ、１６２および１６６である。これらのシリンダ１６２および１６６は、バンドハウジングの側壁間に伸び、その一つ１７６だけを示す。実際には、弾性中空シリンダ１６２および１６６は、流体が容積１７２ａおよび１７４ａからシリンダ１６２および１６６並びにバンドを通過してハウジングの前方部へ流れるのを防ぐためにシールを備える。シリンダ１６２および１６６が弾性ゴムまたはプラスチック作れて、更に尚多くの軸方向コンプライアンスを与えるために軸方向に離間したスロットを備えられるのが都合がよい。
先に示したように、物体１６８を前方に動かしたいとき、流体圧源１７０によって加圧流体を容積１７２ａおよび１７４ａに供給してバンド１６０および１６４を前方に動かし、それによって物体１６８を前方に引く。もし、物体１６８を後方に動かしたいときは、流体圧源１７０が容積１７２ａおよび１７４ａから流体を引込め手、ばねに物体１６８を後方に戻させる。
図５は、本発明に従って、流体の流量差制御のために連続バンドを使うバルブの側面断面図である。このバルブは、平面ベース１８４で離間したチャンネル１８６ａおよび１８６ｂを通る流体の流れを制御するためのバルブ制御ハンドル１８０を含む。柔軟なバンド２００をループに作り、チャンネル１８６ａおよび１８６ｂが配置されている場所を前後に転がるように、ベース１８４の上面１９６上に配置する。柔軟な上ハウジング１９８を、ベース１８４の上面１９６、およびバンド２００を囲み、並びに制御ハンドル１８０の周りをシールするように作る。流体入口１９４が流体をハウジング１９８の中へ導入可能にする。
作動する際、ハンドル１８０を右に動かすと、チャンネル１８６ａの覆いが取られ、１８６ｂが覆われて、流体にチャンネル１８６ａを貫流させる。ハンドル１８０を左に動かすと、両チャンネル１８６ａおよび１８６ｂが覆われ（図５に示すように）、流体がこれらのチャンネルを貫流するのを防ぎ、ハンドル１８０を上方に動かすと、両チャンネル１８６ａおよび１８６ｂの覆いが取られ、流体に両方を貫流させる。（このバンド２００は、チャンネル１８６ａおよび１８６ｂの間の１点でベース１８４の上面１９６に結合されている。）説明した方法で、単一制御ハンドル１８０を使うことによって、図５のバルブを流体にチャンネル１８６ａおよび１８６ｂのどちらかを貫流させ、これらのチャンネルのどちらも貫流させず、またはこれらのチャンネルの両方を貫流させるように操作できる。
図６は、ジョイスティック２０４によって流体の流れを制御するために二つの連続バンドを利用するバルブの透視、部分切取り図である。このバルブは、平面ベース２０８を含み、それに、図示するように、交差する仮想線に沿って配置した４対（または単一でもよい）の開口２１２、２１６、２２０および２２４が作られている。このベース２０８の上面２２８に配置されているのは、二つの柔軟なバンド２３２および２３６で、共にループに作られ、互いに十字形に配置されている。ジョイスティック２０４は、バンド２３６の開口２４０およびバンド２３２の開口２４４を貫通して上方に伸びるように、ベース２０８に枢動するように固定されている。バンド２３２および２３６のどちらも横に曲げずにジョイスティック２０４を動かせるように、開口２４０および２４４は、図６に示すように、それぞれのバンドに横におよび互いに関して十字形に作られている。それで、ジョイスティック２０４は、バンド２３６を横に曲げることなくバンド２３２を動かすために、開口の対２１６または２２４の方へ動かしてそれを覆うことができる。同様に、このジョイスティックは、バンド２３２を横に曲げることなくバンド２３６を動かすために、開口の対２１２または２２６の方へ動かしてそれを覆うことができる。ジョイスティック２０４の、従ってバンド２３２および２３６のそのような移動は、対向して配置した開口の対の１対を覆い、他方対向する対の他の覆いを取り、横の対を開いたままにする（または、もし、これらのバンドが中立位置にあるとき、彼らの開口が全てバンドの下に配置されているなら、横の開口は覆われたままだろう）。
柔軟なハウジング２５０（図６に部分形で示す）が、図５のハウジングに類似する方法で、ベース２０８の上面２２８を囲み、ジョイスティック２０４の周りをシールする。ハウジング２５０内の容積への流体入口も図５に示すものに類似して設けてもよい。
図７は、例えば、ピストンのような複数の作動可能要素を制御するために、複数の開口を通る流れを制御するように、柔軟なバンドを利用するバルブの透視、部分切取り図である。このバルブは、制御要素７４に結合した柔軟なバンド３７０を含み、その制御要素によってこのバンド３７０を前後に動かす。バンド３７０は、先に説明したように、一端でベース３７８に取付け、他端が前方、上方および次に後方に伸び、ハウジング３８０のシールの付いた開口から外に出る（図７には部分形でしか示さないが、図１〜図３のハウジングと同様に配置されている）。図示しないが、図１Ａおよび図１Ｂのシリンダ１０に類似するシリンダをバンド３７０の折目に配置することができる。
ベース３７８に作られているのは、このベースの仮想格子の選択した交点に位置する複数の開口であり、バンド３７０がこのベース上を転動すると、開口の異なる組合せが覆いを取られまたは覆われて、先に議論したようにハウジング３８０に導入される流体の流れを、それぞれ、貫流させ、または阻止する。
図８は、幅がバンドの移動方向に徐々に変化するオリフィスを通る流体の流れを制御するために、柔軟なバンドを利用するバルブの透視、部分切取り図である。このバルブは、ベース４２４を含み、それに図示のように幅が変る細長い開口４３６が作られている。バンド４２０が、先に議論したように、ベース４２４の上面を転動しおよびそこを開くように配置されている。ハウジング４３０がベース４２４の上に作られていて、バンド４２０が、やはり先に議論したように、このハウジングの後部のシールの付いた開口から伸びる。
バンド４２０がベース４２４の上面に重なるときにその位置を制御することによって、ベースの開口４３６を貫流する流体の量を制御することができる。更に、開口４３６の幅がバンドの移動方向に変るので、開口４３６を貫流する流体の量がバンド４２０の移動の大きさの非線形関数である。
図９は、本発明に従って、移動が回転可能要素によって制御される柔軟なバンドを利用するバルブのもう一つの実施例の端面断面図である。このバルブは、中空シリンダ５００を含み、その中に、端壁５１２のシールの付いた開口を通って（紙面から）伸びる軸５０８を有する、もう一つのシリンダ５０４が回転するように配置されている。もう一つの端壁がシリンダ５０８の反対側にあって上記反対側をシールする。入口開口５１６が中空シリンダ５００の一つの位置に作られていて、出口開口５２０がこの中空シリンダ５００の円周方向に離間した位置に作られている。柔軟なバンド５２４を中空シリンダ５００と内側回転可能シリンダ５０８の間に配置し、一端５２４ａを中空シリンダ５００の内壁に、および他端５２４ｂを回転可能シリンダ５０８に取付ける。
入口５１６から出口５２０への流体の流れの制御をシリンダ５０８の回転によって行い、反時計方向に回転したとき、バンド２４が出口５２０の覆いを取って流体を貫流させ、時計方向に回転したとき、バンド５２４が出口５２０を覆って流体の流れを阻止する。
図１０Ａおよび図１０Ｂは、それぞれ、環状の柔軟なバンドを利用するバルブの透視図および側面立面図を示す。バンド２８０を折畳み、ベース２８８の上面２８４と、軸２９６（図１０Ｂ）で回転するように取付けた円板２９２の下面の両方に接触させる。ハウジング２９４をベース２８８、バンド２８０、円板２９２の回りに作り、軸２９６の周りをシールする。チャンネル２９８ａおよび２９８ｂをベース２８８に、図１０Ａで最も良く分るように、部分円に作って、軸２９６、従って円板２９２を回転すると、円板２９２と接触しているバンド２８０の部分をこの円板で運んで、このバンドの下部がチャンネル２９８の異なる部分を徐々に覆いまたは覆いを取るようにする。バンド２８０は、例示として円板２９２の下面に固定してもよいが、適当に作ったバンドでは、円板の下面へのバンド２８０の保持を静電的引力、液体の薄膜による表面張力、磁化等によって達成できる。バンド２８０を円板２９２とベース２８８の上面２８４のどちらにも取付けないときは、それは半径方向に自動調心し、即ち、軸２９６の回りに自動的に均一に離間するだろう。
図１０Ａおよび図１０Ｂのバルブは、勿論、軸２９６をバンド２８０がチャンネル２９８ａおよび２９８ｂを覆うかまたは覆いを取るように回転することによって、入口２９９からこれらのチャンネルを通る流体の流れを制御可能にする。
図１１は、回転要素によって制御する四方バルブ／アクチュエータを示す。このバルブ／アクチュエータは、中空シリンダ３１０を含み、その中に内側シリンダ３０４が回転可能に配置されている。ループに作った、二つの柔軟なバンド３１６および３１８がシリンダ３０４とシリンダ３１０の間に、固定軸線を有する車軸３２０の回りにシリンダ３０４を回転すると、シリンダ３１０の内面およびシリンダ３０４の外面を転動するように配置する。この車軸は、シールの付いた開口を通って端壁から外に伸び、この車軸、従ってシリンダ３０４を回転可能にする。
加圧流体源３０６が開口３０７からシリンダ３１０および３０４間の内部空間に流体を供給する。仕切り壁３０８ａおよび３０８ｂがシリンダ３１０内に別々の容積３０９および３１１を作り、それらの間の連通を阻止する。容積３１１は、仕切り壁３０８ｃによって更に容積３１１ａおよび３１１ｂに分割される。導管３１２および３１３がシリンダ３１０の壁の円周方向に離間した開口に結合され、流体を作動可能中空シリンダ３１７へ、その中に滑動可能に配置されたピストン３１９のそれぞれの対向する側に送る。導管３１４および３１５が流体をこの作動可能シリンダ３１７のピストン３１９のそれぞれの対向する側から開口を通して容積３１１ａおよび３１１ｂへ戻す。流体は、容積３１１ａを出て導管３１７を経て吸込み３２２へ流れてもよく、流体は、容積３１１ｂを出て導管３１９を経て吸込み３２２へ流れてもよい。
作動する際、シリンダ３０４を時計方向に回転すると、バンド３１８が同様に時計方向に転動し、バンド３１６も時計方向に転動して流体が導管３１９を通って吸込み３２２へ流れるのを阻止するので、流体に導管３１２を通ってシリンダ３１７のピストン３１９の左側に流れさせ、このピストン３１９の左側に圧力が貯まってそれを右に動かす。シリンダ３０４を反時計方向に回転すると、両バンド３１６および３１８が同様に時計方向に回転して、バンド３１８は、流体が導管３１２を通って流れるのを防ぐが、流体を導管３１３からシリンダ３１７のピストン３１９の右の容積へ流れさせる。バンド３１６が導管３１７を通って吸込み３２２へ流れる流体を阻止する位置へ動いているので、ピストン３１９の右側に貯まる圧力がそれを左方に押しやる。ピストンロッド３１９ａが、作動すべき物体または要素に結合するために、シール３１７ａの付いた開口から外に伸びる。
シリンダ３１０の端を覆う端壁（図示せず）がバンド３１６および３１８の縁から離間して流体がこれらのバンドの縁を流過できることに注意すべきである。
図１２は、回転制御要素を利用する、流量差制御用バルブのもう一つの実施例の側面断面図である。特に、ループに作ったバンド３２６を、１対の直線的に離間したチャンネル３３０および３３２が作られているベース３２８の表面上で前後に転動させるために、シリンダ３２４が固定軸線３２５回りに回転するように配置されている。ハウジング３３４をベース３２８、バンド３２６およびシリンダ３２４の上に配置し、この軸線３２５と一致する軸がこのハウジングの側面のシールの付いた開口から突出し、シリンダ３２４をこのハウジングの外部から回転可能にする。入口３３６を作ってハウジング３３４の内部に流体を供給する。
作動する際、シリンダ３２４を反時計方向に回転すると、それはバンド３２６を右に転動させてチャンネル３３２の覆いを取り且つチャンネル３３０を覆い、一方このシリンダを時計方向に回転すると、チャンネル３３０の覆いを取り且つチャンネル３３２を覆う。この様にして、流体をどちらかのチャンネル３３０または３３２から選択的に導くことができる。
図１３は、２対の柔軟なバンド６０４および６０８を、それぞれ、室６０４ａおよび６０８ａの中に図４の装置と同様な方法で配置した、対向力回転アクチュエータの側面断面図である。ここでは、バンド対６０４の接合した端６０４ｂおよびバンド対６０４の接合した端６０４ｂを、回転するように配置したシリンダ６１２の外側に結合する。レバー６１６をシリンダ６１２に取付け、それでこのシリンダが回転すると、このレバーも同様に回転する。
加圧流体源６２０がバンド対６０４の形成する容積６０４ｃに流体を供給し、且つバンド対６０８の形成する容積６０８ｃから流体を引込めると、シリンダ６１２を時計方向に回転させる。この容積６０８ｃへの流体の供給は、バンド対６０４を右に動かして接合端６０４ｂを引き、それによってシリンダ６１２を時計方向に回転する。このシリンダの反時計方向の回転は、流体源６２０が容積６０８ｃに流体を供給し、容積６０４ｃから流体を引込めることによって行われる。この様にして、シリンダ６１２およびレバー６１６の回転作動を対向する対のバンドを使うことによって実行できる。
図１４は、物体６４０を動かすための二バンドアクチュエータの側面断面図である。ここでは、ハウジング６４４が拡大部６４４ａおよび縮小部６４４ｂ、並びに側壁（図示せず）を含む。１対のバンド６５０および６５４を各々ループにし、バンド６５０の一端をハウジング壁６６０の内面に取付け、他端を下方、後方および次に前方にループにし、そこでそれをハウジング６４４の縮小部６４４ｂの壁６６４の内面に取付ける。他のバンド６５４は、同様に壁６６６の内面に取付けた一端を含み、他端がハウジング６４４の縮小部６４４ｂの壁６７０の内面に取付けられている。二つのバンド６５０および６５４は、一般的にハウジング６４４の中央で接触し、そこでそれらは物体６４０に結合した直線バンドまたはバー６７４に接合される。
バー６７４、従って物体６４０を図１４で右に動かすためには、源６７８からの流体を、それぞれ、バンド６５０および６５４が形成する容積６８２および６８６に供給し、これらの容積の中の圧力は、バンドの左側が形成するより右側が形成する大きい表面積に作用するので、これらのバンドを右に動かす。バンド６７４、従って物体６４０は、外部手段によって左方に動かす。
図１５は、二つのバンドの接合部を、これらのバンドとハウジング７１６が形成する容積７１２の中の圧力に依って回転するように配置したシリンダ７０８の外面に結合することを除いて、図４の装置に類似する、二バンド回転アクチュエータの側面断面図である。シリンダ７０８を取付ける車軸７２０がこのハウジングの片側のシールの付いた開口から突出する。
加圧流体源７２４からの流体を容積７１２に供給すると、このバンド対が左に動かされ、従ってシリンダ７０８を時計方向に回転させ、車軸７２０を廻し、それによって回転作動をもたらす。このバンド対は、車軸７２０の反時計方向の外部回転によってへ動かされる。
図１６は、四方、二連続バンドバルブ／アクチュエータの側面断面図であり、そこでは１対のベース８７４および８９０がベース８７４上に配置された連続ループバンド８６４およびベース８９０上に配置された連続ループバンド８６８を備える。導管８７２および８７６がベース８７４を貫通しその上面まで伸び、作動シリンダ８７３までも伸びる。ピストン８７５がこの作動シリンダ８７３に配置されていて、このピストンからこのシリンダの一端壁のシールの付いた開口を通って外部まで伸びるロッド８７５を含む。ハウジング８７９が、先の装置と同様に、ベース８７４上に配置されていてバンド８６４を囲む。１対の導管８８６および８８８がベース８９０を貫通しその上面まで伸び、今すぐ議論するように、流体の排出を可能にする。導管８８１がシリンダ８７３の内部のピストン８７５の左をベース８９０上に配置されたハウジング８８５の内部の片側に結合する。もう一つの導管８８３がシリンダ８７３の内部のピストン８７５の他の側をハウジング８８５の内部の他の側に結合する。結合バー８８７がバンドループ８６４およびバンドループ８６８の頂上に取付けられていて、バー８８７を右か左に動かすと、両バンドをそれぞれのベース８７４および８９０の表面上で転動させる。
ピストン８７５、従ってロッド８７７を作動させるためには、特にこのピストンおよびロッドを右に動かすためには、（ハウジング８７９および８８５のそれぞれの開口を貫通する）結合バー８８７を右に動かし、バンド８６４および８６８を右に転動させ、それで源８８９からの流体がハウジング８７９に流入し、（バンド８６４による覆いを取られた）導管８７２を通ってシリンダ８７３の中へピストン８７５の左の容積に入る。これは、勿論、このピストン、従ってロッド８７７を右へ動かす。この流体は、バンド８６８が出口導管８８８を覆っているので、ピストン８７５の左の容積から導管８８１を通っては流出できない。
結合バー８８７を左に動かし、バンド８６４および８６８を左に転動させると、流体がハウジング８７９の内部から導管８７６を通ってシリンダ８７３の容積のピストン８７５の右へ流れる。これは、このピストンを左に動かし、ロッド８７７も左に動かす。流体は、出口導管８８６が覆われていて導管８８３の中の流体がそこを貫流するのを防ぐので、シリンダ８７３の中のこの容積から流出できない。それで、結合ロッド８８７を右または左へ選択的に動かすことによって、ピストン８７５およびロッド８７７をそれぞれ右または左へ動かすことができる。
図１７ないし図２０は、説明したバンドバルブのバンドの自由端を動かし、それによってこれらのバルブの作動を制御するための異なる機構を示す。図１７は、バンドアクチュエータで制御するバンドバルブの側面概略図であり、そこでは２対のバンド９０４および９０８を、このハウジングの端壁から突出するバンド対９０４の接合した端を、一般的中間点９１２でバンド対９０８の接合した端に結合することを除いて、図４の装置に類似する方法で、それぞれハウジング９０４ａおよび９０８ａに配置する。この中間点９１２をバー９１６に結合し、それを、次に、板９２０に結合し、その板の下面にバンド９２４の一端が結合されている。バンド９２４の他端は、開口９３２が作られているベース９２８の上面に取付けられている。
源９３６からバンド対９０４が形成する容積へ加圧流体を供給すると、そのバンド対が左へ動かされ、それによってバー９１６および板９２０を左に動かし、バンド９２４を開口９３２の上から巻いて流体にそこを貫流させる。流体源９３８からバンド対９０８が形成する容積へ加圧流体を供給すると、このバンド対が右へ動かされ、それによってバンド９２４を右に動かして開口９３２を覆って流体のそこの貫流を防ぐ。
図１８は、ソレノイドで制御するバンドバルブを示し、そこではソレノイド９５４の可動コア要素９５０が板９５８に取付けられ、その下側に柔軟なバンド９６４の一端が取付けられている。このバンド９６４の他端は、開口９６８が作られているベース９６６の上面に取付けられている。板９５８の他端は、ばね９６２に接続されている。
作動する際、ソレノイド９５４を付勢すると、コア要素９５０をこのソレノイド内の中心位置へ引き、板９５８を左に引き、従ってバンド９６４を開口９６８の上から巻いて流体にそこを貫流させる。ソレノイド９５４を消勢すると、ばね９６２が板９５８を引き、次に、それが可動コア要素９５０を引いてバンド９６４を右に動かし、開口９６８を覆う。
図１９は、ボイスコイルで制御するバンドバルブを示し、そこでは電流源９７２の制御の下で作動する、ボイスコイル９７０が、ワイヤコイル９７４を巻いたアーマチュア９７３を左または右に動かす。このアーマチュア９７３は、制御バー９７４に結合され、次に、それが柔軟なバンド９７８の一端に結合されている。このバンド９７８の他端は、開口９８２が作られているベース９８１の上面に取付けられている。コイル９７４に供給する電流の方向に依って、アーマチュア９７３が左に動かされ、それによってバンド９７８を左に動かして開口９８２の覆いを取る。ばね９８０がバンド９７８を右に動かして開口９８２を覆う。この様にして、開口９８２を通る流体の流れを制御する。
図２０は、モータで制御するバンドバルブを示し、そこでは索９９０をモータ９９１ａのロータ９９１の周りに巻き、この索をバンド９９２の自由端に取付ける。このバンドの他端は、開口９９６が作られているベース９９５の上面に取付ける。この索９９０は、ばね９９４にも取付け、この索、従ってバンド９９２を前方に動かして、開口９９６を覆い、そこを流れる流体を阻止する。モータ９９１ａを作動してロータ９９１を回転させると、索９９０を後方に引き、このロータの周りに巻き、それによってバンド９９２を後方に動かして開口９９６の覆いを取る。
上に説明した装置は、本発明の原理の適用の例示に過ぎないことを理解すべきである。多数の修正形および代替装置が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、当業者によって工夫されるやも知れず、それで添付の請求項は、そのような修正形および装置を包含する意図である。
【図１Ａ】
0004384267.tif 000002
【図１Ｂ】
0004384267.tif 000003
【図３】
0004384267.tif 000004
【図２】
0004384267.tif 000005
【図４】
0004384267.tif 000006
【図５】
0004384267.tif 000007
【図６】
0004384267.tif 000008
【図７】
0004384267.tif 000009
【図８】
0004384267.tif 000010
【図９】
0004384267.tif 000011
【図１０Ａ】
0004384267.tif 000012
【図１０Ｂ】
0004384267.tif 000013
【図１１】
0004384267.tif 000014
【図１２】
0004384267.tif 000015
【図１３】
0004384267.tif 000016
【図１４】
0004384267.tif 000017
【図１５】
0004384267.tif 000018
【図１６】
0004384267.tif 000019
【図１７】
0004384267.tif 000020
【図１８】
0004384267.tif 000021
【図１９】
0004384267.tif 000022
【図２０】
0004384267.tif 000023