JP4110315B2 - 逆止弁および逆流防止機能付き連結システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は逆止弁および逆止弁を備える逆流防止機能付き連結システムに関するものである。
【従来の技術】
【０００２】
従来から、水や油のような流体および、粉砂糖や粉末状の薬剤や複写機のトナーなどのような粉体を製造時や使用時に運搬したり吐出したりする際の逆流を防止するため、様々な種類の逆止弁が容器や管内に組み込まれて使用されている。また、ここでいう流体には、液体以外に気体も含まれる。逆止弁は、単に逆流を防止するための機能だけを要求されるものであるか、容器や管内の粉体又は流体がこぼれ落ちないように蓋をする機能までも兼ね備えたものであるかなどの機能の違いに応じて、また、容器や管内の粉体又は流体の圧力や粉体の粒子径や流体の粘性などの様々な条件に応じて、構造や形状を変える。
【０００３】
例えば、高圧ガスを予め充填したスプレー容器において、スプレー容器内の高圧ガスが充填口から逆流することを防いでおく必要があり、高圧ガスの逆流を防ぐための逆止弁の構成の一つに、コイルばねによって付勢された球体を用いた構造を有するのものがある。
上述のような逆止弁の機構は、逆止弁を構成するために比較的多くの部品を用い、そのため組み立て工程も複雑化している。特に、容量の小さな容器に用いる場合には、部品を微細化するとともに組み立て工程にも精度を高めることが要求されるため、上述のような逆止弁構造を用いたのでは、安価に製造することは難しくなる。
さらに、コイルばね等により付勢されていると、逆流防止機能を解除する機構を設ける場合、球体を押すために大きな力を必要とすることから、逆流防止解除機構が複雑になるかあるいは取扱が容易ではなくなる。
【０００４】
一方、小さな応力の変化にも応答して管路の流体の逆流を防止する目的で、フランジ型の逆止弁が管路内に挿入されて用いられる場合がある。小さなものは、上面と下面にそれぞれ流入口と流出口を有する円筒状のキャビティ内に、プラスチックのフィルムを円盤状に打ち抜いたものを封入した構造になっているものがある。円筒状のキャビティ内の上面側を平坦にし、下面側に流出口に繋がる溝を複数放射状に形成しておくことで比較的簡単に逆流防止機構を構成することができる。しかし、この場合でもキャビティを形成するために接着等の工程が必要になり、製造に時間がかかり製造コストを十分に引き下げることができない。また、このような機構の場合には、流体の漏れを防ぐ機能が弱くなる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の逆止弁は以上説明したような構造を有するために、逆流を防ぐとともに蓋をする機能を備え、更に逆止弁を含む連結システムにおいて逆流防止機能を解除する機能まで実現させようとすると、複数の部材を組み合わせているため構造が複雑になり易く、また価格が高くなるという問題がある。
【０００６】
本発明は上記の問題点を解消するためになされたものであり、逆止弁をワンピース構成にすることにより着脱が容易でしかも比較的安価なものにできるとともに、粉体又は流体の漏れの少ない逆止弁および連結システムを提供することを目的とする。
さらには、逆流防止機能を解除する際に要する応力を小さくして、逆流防止機能を解除し易くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段および効果】
【０００７】
第１の発明に係る逆止弁は、管の開口部における粉体又は流体の逆流を防止する逆止弁であって、開口部に嵌り込んで該開口部を閉鎖するための栓部と、栓部の周囲に栓部と一体的に成形された膜状弾性体と、膜状弾性体と一体的に設けられ、粉体又は流体から栓部に対して逆流方向に掛かる圧力がほぼ零の状態においても栓部で開口部を閉鎖させるために膜状弾性体を変形させつつ管の外周を覆い包むように把持する把持部とを備え、開口部を通過する粉体又は流体の通路となる通過孔が膜状弾性体に設けられていることを特徴とする。
この場合、栓部と膜状弾性体と把持部とが一体的に設けられワンピースになっていることから、製造しあるいは使用する際に余分な手間が省け安価な逆止弁を提供できるという効果を奏する。
また、瓶の口にキャップを着脱するうに、管に逆止弁を押し嵌めて把持部で覆い包むように把持させることができるので、着脱を簡単に行えるという効果がある。
【０００８】
第２の発明に係る逆止弁は、第1の発明の逆止弁において、開口部が円形であり、栓部は、開口部に密接する領域が球面状に成形されていることを特徴とするものである。
この場合、栓部が傾いて開口部を閉鎖する場合であっても、開口部に密接する領域が球面状部であることから開口部と接する部分が常に円形であって隙間が生じず、従って逆流防止の対象である流体や粉体が漏れることを防止できるという効果を奏する。
【０００９】
第３の発明に係る逆止弁は、第１の発明の逆止弁において、栓部は、開口部に密接する領域が弾性体であるものである。
この場合、栓部が傾いて開口部を閉鎖する場合であっても、開口部に密接する領域が弾性体であることから開口部の形状に合わせて変形するため隙間が生じず、従って逆流防止の対象である流体や粉体が漏れることを防止できるという効果を奏する。
【００１０】
第４の発明に係る逆止弁は、第３の発明の逆止弁において、栓部は、開口部に密接する領域が発泡体であるものである。
この場合、栓部が変形し易く、特に粉体の場合に、開口部と栓部との隙間で粉体が押し固められるのを防止することができる。
【００１１】
第５の発明に係る逆流防止機能付き連結システムは、粉体又は流体を流通させるための開口部を有する雌コネクターと、雌コネクターに取り付けられて開口部における粉体又は流体の逆流を防止する逆止弁と、雌コネクターに挿入され開口部を流れる粉体又は流体を導く管状部を有する雄コネクターとからなる連結システムであって、逆止弁が、開口部に嵌り込んで該開口部を閉鎖するための栓部と、栓部の周囲に栓部と一体的に成形された膜状弾性体と、粉体又は流体から栓部に対して逆流方向に掛かる圧力がほぼ零の状態においても栓部で開口部を閉鎖させるために膜状弾性体を変形させて雌コネクターに留める取付部とを備え、膜状弾性体は開口部を通過する粉体又は流体の通路となる通過孔を有し、取付部は逆止弁を管状部の先端で押し上げて栓部が開口部から開放されている状態において、逆止弁および雄コネクターの少なくとも一方には、通過孔を通過した粉体又は流体を流すため管状部の先端開口部と逆止弁の間に隙間を形成するための構造が形成されているものである。
この場合、膜状弾性体によって栓部を支えるので管状部で逆止弁を押し上げるのに必要な力を小さくできると共に、管状部の先端開口部と逆止弁の間に隙間が生じるため、雄コネクターと逆止弁の形状を簡単化して小型化しやすくなるという効果を奏する。
【００１２】
第６の発明に係る逆流防止機能付き連結システムは、第５の発明の逆流防止機能付き連結システムにおいて、繋止部が雌コネクターの開口部周辺を覆い包むように把持する把持部を含むものである。
この場合、瓶の口にキャップをはめ込むように、管に逆止弁を押し嵌めて把持部で覆い包むように把持させることができるので、装着を簡単に行えるという効果がある。
【００１３】
第７の発明に係る逆流防止機能付き連結システムは、第６の発明の逆流防止機能付き連結システムにおいて、開口部が円形であり、栓部は、開口部に密接する領域が球面状に成形されているものである。
この場合、栓部が傾いて開口部を閉鎖する場合であっても、開口部に密接する領域が弾性体であることから開口部の形状に合わせて変形するため隙間が生じず、従って逆流防止の対象である流体や粉体が漏れることを防止できるという効果を奏する。
【００１４】
第８の発明に係る逆流防止機能付き連結システムは、第６の発明の逆流防止機能付き連結システムにおいて、栓部は、開口部に密接する領域が弾性体で形成されているものである。
この場合、栓部が傾いて雌コネクターの開口部を閉鎖する場合であっても、開口部に密接する領域が弾性体であることから開口部の形状に合わせて変形するため隙間が生じず、従って逆流防止の対象である流体や粉体が漏れることを防止できるという効果を奏する。
【００１５】
第９の発明に係る逆流防止機能付き連結システムは、第８の発明の逆流防止機能付き連結システムにおいて、栓部は、開口部に密接する領域が発泡体であるものである。
この場合、栓部が変形し易く、特に粉体の場合に、開口部と栓部との隙間で粉体が押し固められるのを防止することができる。
【発明の実施の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態に係る逆止弁および、その逆止弁を用いた逆流防止機能付きの連結システムについて図を用いて説明する。
図1は、本発明の一実施例に係る逆止弁の平面図である。図2は、図1のＩ−Ｉ線断面図である。図3は、本発明の一実施例に係る逆止弁の底面図である。
図１乃至図３に示すように、逆止弁１は、円板状の膜状弾性体２と、膜状弾性体２に形成された通過孔３と、膜状弾性体２の裏面中心部に形成された半球状の球面状部４と、球面状部４の先に形成された平面十字形状の受け部５と、膜状弾性体２の周囲に形成されて裏面側に延びる側面円筒状部６と、側面円筒状部６の端部内周囲側に形成されたリング状のリブ7とを備えている。
【００１７】
膜状弾性体２は、ゴムなどのエラストマーからなることが好ましい。膜状弾性体２は必ずしも円板状である必要はなく、例えば薄く細い膜が中心から放射状に延びる構成であっても良く、図示した形状に限定されるものではない。膜状弾性体２の厚みは、粉体や流体の性状並びに閉止する粉体や流体の圧力等に応じて適宜設計されるものである。
通過孔３は、ここでは、膜状弾性体２の一部に穴を開けることによって形成されている。通過孔３の形状や大きさも設計事項であるが、通過孔３を大きくすると膜状弾性体２が変形した際に生じる応力も小さくなる。
【００１８】
球面状部４は、膜状弾性体２と同時に成形することが好ましく、さらに膜状弾性体２と同じ材料によって形成することが好ましい。球面状部４は、後述する雌コネクターの開口部に嵌り込むのであるが、嵌り込んだ際に確実に開口部を閉鎖できるように適度な弾性があることが好ましい。球面状部４は、少なくとも開口部に当接する部分の近傍が球状であればよく、全体が半球の形をしている必要はない。
球面状部４の開口部に当接する領域が球状であることによって、多少球面状部４が傾いた状況で開口部に嵌り込んでも、開口部と球面状部４との間に隙間ができず、粉体や流体が漏れ難くなる。
【００１９】
球面状部４の先端には、平面形状が十字型をした受け部５が形成されている。十字を構成している２本の線の長さが少なくとも後述する雄コネクターの内径より長く形成され、雄コネクターが球面状部４の先端に当接した際に、雄コネクターは受け部５の２本の線における４つの端部で支えられる。
雄コネクターが受け部５に当接しても雄コネクターと球面状部４との間に、粉体又は流体が通過できる隙間が形成される。
【００２０】
側面円筒状部６は、円板状の膜状弾性体２の外径に連絡しており、円板状の膜状弾性体２の端部から裏面側に向かって延びている。側面円筒状部６は、弾性体で成形されることが好ましく、膜状弾性体２と同じ材質で膜状弾性体２と同時に成形されることが更に好ましい。
側面円筒状部６は、後述する雌コネクターの円筒形凸部の外径よりも狭い内径を有することが好ましい。それにより、逆止弁１を雌コネクターに取り付けたときに、側面円筒状部６が雌コネクターの円筒形凸部の周囲に密接するので、円筒形凸部と側面円筒状部６との隙間から粉体又は流体が漏れることを防止することができる。
【００２１】
側面円筒状部６の端部にはリング状のリブ７が形成されている。リブ７は、弾性体で成形されることが好ましく、側面円筒状部６と同じ材質で側面円筒状部６と同時に成形されることが更に好ましい。
リング状のリブ７は、後述する雌コネクターの円筒形凸部に形成されているリング状の溝に嵌め込まれる。リング状の溝にリブ７が嵌ることによって、逆止弁１が雌コネクターに繋止される。
【００２２】
図4は、雌コネクターの形状を示す一部破断側面図である。
図4に示す雌コネクター８には、円筒形の凸部９が形成されている。図4に示す破断面は、円筒状の凸部９の中心軸を通り、図面に平行な面である。
雌コネクター８には、中心部を通る流通路が形成されており、雌コネクター８の上面に開口部１０が形成されている。
開口部１０には、逆止弁１の球面状部４が嵌る。この球面状部４が弾性体で形成されていると、球面状部４が開口部１０に密接でき、粉体又は流体の漏れを防止することができる。
特に、粉体の場合には、球面状部４が発泡体で形成されることが好ましい。発泡体で形成されることにより、球面状部４と開口部１０との間で粉体が押し固められることを防止することができる。また、発泡体の場合には、開口部１０に付着した粉体によって球面状部４の表面に傷がつき難くなる。
【００２３】
図５および図６は、逆止弁と、雌コネクターの円筒状凸部９との関係を説明するための図である。図５に示すように、凸部９の外径よりも、側面円筒状部６の内径の方が小さく成形されている。さらに、球面状部４と開口部１０とが当接している箇所と溝１１の上面との高低差が、球面状部４と開口部１０とが当接している箇所とリブ７の上面との高低差よりも大きく設計されている。
図６に示すように、逆止弁１を開口部１０に被せて、側面円筒状部６を拡張しつつリブ７が溝１１に嵌り込むまで押し下げる。それにより、膜状弾性体２が変形し延伸して側面円筒状部６と膜状弾性体２とが雌コネクター８の凸部９を抱きかかえるように球面状部４を開口部１０に密接させることができる。
図６に示すように、側面円筒状部６が凸部９を覆い包むように把持することにより、逆止弁１が雌あコネクター８に取り付けられるが、側面円筒状部６には穴が開いていてもよく、例えば側面円筒状部６は巣の子状であってもよい。
【００２４】
次に、図７および図８を用いて、雄雌のコネクターと雌コネクターと逆止弁とからなる連結システムの動作について説明する。図７と図８とは互いに異なる角度の断面を示す図である。図７および図８に示すように、雄コネクターは、管状部１２と、管状部１２を雌コネクターの流路側壁に密着させるためのＯリング１３とを備えて構成されている。
図７および図８は、雄コネクターの管状部１２の先端で逆止弁1の受け部５を押し上げている状態を示している。このとき、膜状弾性体２および側面筒状部６とが弾性変形を起こして逆止弁1が持ち上がり、球面状部４と開口部１０との間に隙間が生じる。
このとき、図８に示すように、通過孔３から流入した流体又は粉体が管状部１２と逆止弁１との隙間を通って管状部１２の先端から流入する。
【００２５】
上記のような構成にすることにより、通過孔３から管状部１２の先端までの距離を短くでき、流体又は粉体が雌コネクター８から受ける抵抗が少なくなり、流体又は粉体が流れ易くなる。
また、雄コネクターの管状部１２の長さを短くできるので、管状部１２の側壁などに穴を設ける場合に比べて、連結システムをコンパクトに設計することが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施例による逆止弁の構成を示す平面図である。
【図２】 図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図３】 図１に示す逆止弁の底面図である。
【図４】 雌コネクターの構成を示す一部破断側面図である。
【図５】 雌コネクターへの逆止弁の装着を説明するための図である。
【図６】 雌コネクターへの逆止弁の装着を説明するための図である。
【図７】 連結システムの動作を説明するための断面図である。
【図８】 連結システムの動作を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１ 逆止弁、２ 膜状弾性体、３ 通過孔、４ 球面状部、５ 受け部、６ 側面円筒状部、７ リブ、８ 雌コネクター、９ 凸部、１０ 開口部、１１ 溝、１２ 管状部、１３ Ｏリング。

Claims (9)

1. 粉体又は流体を流通させるための開口部を有する雌コネクターと、前記雌コネクターの前記開口部に挿入されて前記開口部を流れる粉体又は流体を導く管状部を有する雄コネクターとを備えた連結システムにおいて、前記雌コネクターに取り付けられて前記開口部における粉体又は流体の逆流を防止する逆止弁であって、
   前記開口部に嵌り込んで該開口部を閉鎖するための栓部と、
   前記栓部の周囲に前記栓部と一体的に設けられ、前記開口部を通過する粉体又は流体の通路となる通過孔を有する膜状弾性体と、
   前記膜状弾性体を、粉体又は流体から前記栓部に対して逆流方向に掛かる圧力がほぼ零の状態においても前記栓部で前記開口部を閉鎖しうるように変形させつつ前記雌コネクターに留める取付部とを備えたものにおいて、
   前記栓部が、前記管状部の先端で押し上げられることによって前記開口部を開放している状態において、前記管状部の先端開口部との間に粉体又は流体が流れる隙間を形成しうる受け部を有していることを特徴とする逆止弁。
2. 前記受け部は、平面よりみて十字形をした凸状のものであって、十字を構成している２本の線の長さが少なくとも前記管状部の内径より長く形成されていることを特徴とする、請求項１記載の逆止弁。
3. 前記開口部が円形であり、前記栓部は、前記開口部に密接する領域が球面状に成形されていることを特徴とする、請求項１または２記載の逆止弁。
4. 前記栓部は、前記開口部に密接する領域が弾性体であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の逆止弁。
5. 前記栓部は、前記開口部に密接する領域が発泡体で形成されていることを特徴とする、請求項４記載の逆止弁。
6. 前記膜状弾性体は、前記栓部と同じ材料によって前記栓部と同時に成形されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載の逆止弁。
7. 前記取付部は、前記膜状弾性体と一体的に設けられて前記雌コネクターの前記開口部周辺を覆い包むように把持する把持部を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１つに記載の逆止弁。
8. 前記把持部は、前記膜状弾性体と同じ材料によって前記膜状弾性体と同時に成形されていることを特徴とする、請求項７記載の逆止弁。
9. 粉体又は流体を流通させるための開口部を有する雌コネクターと、前記雌コネクターに取り付けられて前記開口部における粉体又は流体の逆流を防止する逆止弁と、前記雌コネクターの前記開口部に挿入されて前記開口部を流れる粉体又は流体を導く管状部を有する雄コネクターとからなり、前記逆止弁が請求項１〜８のいずれか１つに記載の逆止弁によって構成されていることを特徴とする、連結システム。

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