JPH02229564A - 逆止弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体をポンプ室に進入できるようにする逆止弁
に関する。詳細には、弁はポンプの一駆動から次の駆動
まで特に再生可能な態様で開閉する様に設計されている
。弁は米国特許第４２４５９６７号に開示されているタ
イプの予圧縮ポンプに用いるのが有益である。

本発明による逆上弁の機能を特定するため、対応する従
来のポンプが以下に記載される。この記載は又、従来使
用されているような進入弁の欠点を示すものである。添
付図面の第１図における縦断面を参照して記載がなされ
ている。この図は、カプセル１０及びガスケット９ａと
９ｂを介して液体容器（図示せず）に密封的に固着され
る予圧縮ポンプを示す。ポンプは駆動時図示の垂直位置
に保持されていなければならない。

このため、従来の予圧縮ポンプは本質的にポンプシリン
ダ１によって保護される。シリンダ１の縮径端部ｌ２は
（一般に、図示しない管を介して）放出される液体供給
源に連通ずる。シリンダ１の端部１２と中空本体１ｌと
の間には、図示の例ではディスク状ガスケット３と該ガ
スケットを案内するスリーブ２とで構成された逆止弁が
ある。本体１１内ではピストン５が自由に動くことがで
きる。ピストンは外方シールリップ５ａを設けている。

これらのリップは逆止弁とで、本体１１の底部内で隔離
されたポンプ室１９を画成する。ピストン５はロツド４
を収容する中央開口５ｂを有し、ロツドはオリフィス４
ｂを介して側方に開口する盲通路４ａを有する。ロツド
４とピストン５は、スプリング７が圧縮された時にロツ
ド４をピストン５に対して移動できるように設計されて
いる。従って、オリフィス４ｂはピストン５によって閉
じられる第１図の位置から、ポンプ室１９に連通する位
置へ動くことができる、最後に、ポンプ室内にはスプリ
ング７よりも弱いリターンスプリング８と、ピストン５
とロッド４との間で極めて良好なシールを確保する本質
的な機能を果すリング６とがある。

使用者がロッド４を押し下げると、まずスプリング７か
らの駆動力によりピストン５がポンプシリンダ１の本体
１１内を下降する。しかしながら、この動きは非常に制
限されたものである。ガズヶット３が本体１１の底部か
ら突出する上向きリップ１ａに係合し、ポンプ室１９を
隔離する。従って、ポンプ室内に収容された液体の非圧
縮性のため、ピストン５のストロークが停止する一方、
室ｌ９内の圧力が上昇する。このように、使用者の操作
による主たる作用はスプリング７を圧縮することである
。ポンプ室１９内の圧力がスプリング７のこわさに対し
て或るしきい値に達した時に上記作用が起こる。このし
きい値は「予圧縮」ポンブとして参照されているポンプ
に起因するものであり、しきい値を超えると室１９がオ
リフィス４ｂと通路４ａを介して外部に連通されて、液
体を流出させることができる。それから、スプリング８
のコイルが圧縮される一方、室１９内の容積が減少され
る。リング６の底部６ａがスリーブ２の表面に当接する
まで、液体が放出し続ける。

次に、使用者がロッド４を押し下げるのを止める。まず
強いスプリング７がその初期位置に戻り、ロッド４をピ
ストン５の開口５ｂを通して上昇させる。この結果、オ
リフィス４ｂと通路４ａを介する外部への流路が閉じる
。その後、スプリング８が膨張し、ポンプ室１９内の圧
力が低下する。これにより、ガスケット３が案内スリー
ブ２の頂部まで吸い寄せられ、液体を収容している容器
の内部に室ｌ９を連通させる。従って、液体がガスケッ
ト３のまわりを通って室１９内へ進入する。スリーブ２
の頂部の突起２ｂは、ガスケット３がスリーブを貫通す
る中央穴２ａを塞ぐのを防止するるように働く。

ポンプ室ｌ９が初期寸法に戻ると、この室は再び液体で
満たされ、ガスケット３の両側での圧力は平衡状態に戻
る。第１図に示す従来の逆止弁では、重力がガスケット
３を本体１１の底部のリップに対して休止させるように
戻し、次回の駆動のために準備するようにポンプ室ｌ９
を隔離するものと思われる。

しかしながら、ガスケット３は必ずしも期待している程
にはその適正位置に戻るものではない。

ガスケットがスリーブ２内で傾斜して止まることがしば
しばある。その後に予圧縮ポンプが再び駆動される際、
ポンプ室１９は吸入される液体供給源と連通したままで
ある。従って、室ｌ９内の圧力は上昇せず、結果として
スプリング７が圧縮されず、液体放出通路が開かない。

この故障は特に気体を吸い込む時（例えばポンプの呼び
水入れ時）に起こる。この場合、ガスケット３が（例え
ば静電気の発生による）表皮効果によってスリーブ２の
頂部に固着したままとなる。

使用者の観点からすると、結果として生じた作動の乱れ
を奨励できないことは当然である。事実、正確な量で分
配されなければならない調剤物質に関しては、こめ欠点
はこの種のポンプを使用することを禁止することとなり
得る。又、この欠点はポンプの製造業者に問題を与える
。ポンプは市販されるに先立って試験され、ポンプ性能
を評価するのに一般に用いられる試験は、ポンプを空気
供給源に装着した後ポンプを３回駆動させることから成
る。このようにして空気供給源で生じた圧力低下が作動
良好と作動不良とを区別するための基準として用いられ
る。従って、試験中での空気の存在時においてガスケッ
ト３が適正に戻らないポンプは、ポンプの設計対象であ
る液体の存在時においては完璧に作動するものであって
も、廃棄される。従って、高い廃棄率は製造業者にとっ
て収入の重大な損失となる。

従って、本発明の進入弁は、特にポンプが気体の存在時
において作動される場合にポンプ作動における乱れを低
減しようとするものである。ガスケット３はボン，ブ室
１９と液体容器内部との連通を有効に防止するように常
時その適正位置に戻らなければならない。

このため、本発明は、ポンプ室を収容する本体部分と液
の供給源に連通ずる端部部分とを分離する内部挾搾部分
を有するポンプシリンダと、前記内部挾搾部分と共にハ
ウジングを画成するように前記本体部分の内部に密封的
に受けられている側壁と中央孔を開けられた端部を有す
る中空のスリーブと、前記ハウジングの内部に間隙をも
って受けられている円板の形のガスケットとの３つの構
成部分間の協働によって構成されている、ポンプ室内へ
噴霧液を進入させる逆止弁において、前記挾搾部分が前
記本体部分に隣接する側部で小傾斜のカップの形状に形
成してあること、前記スリーブの側壁が前記スリーブの
端部から先が開いており、膨出部分を局部的にそなえて
おり、かつ前記スリーブの側壁がこの膨出部分の両脇に
おいて厚さを減じていること、さらに、前記スリーブの
端部が舌部及び２つのリブを包含し、これら舌部及びリ
ブは前記スリーブの側壁から前記スリーブの中央孔へと
延在し、前記舌部は前記膨出部分と直径方向に対向して
おり前記スリーブの中央孔に隣接して増大した厚さを有
するものとし、前記リブは前記膨出部分及び前記舌部を
通る直径を中心として対称的に配設されてそのそれぞれ
が前記膨出部分の各側部において直径に鋭角をなしてい
ることを特徴とする逆止弁を提供している。

上述したタイプの予圧縮ポンプで行った試験中、逆止弁
は特に有効であることが判明した。上述した方法を用い
てポンプを試験した際、廃棄率が相当低下した。更に、
或るポンプストロークから他のポンプストロークまで放
出された液量は特に均一であることが判明した。最後に
、本発明の逆止弁を設けたポンプは、従来の重力作動式
弁では不可能であったが、逆さにして作動することがで
きる。

液体を噴霧させるポンプの室とともに用いられる本発明
にようる進入逆止弁の一例を添付図面に基づいて説明す
る。

第２図に示したポンプシリンダ１は第１図に示して前述
したような従来技術で使用されるものに非常に似ている
。説明の必要な差はシリンダ１の細い部分ｌ２に接続さ
れている本体１１のベースにおいて見られる。この場合
、担持リップ１ａは備えられていない。その代り、本体
ｌ１のベースは滑らかな内側壁１８を有している。しか
し、この壁は約１〜６度の角度で傾斜する円錐カップを
成すようわずかに傾斜している。噴霧しようとする液体
の供給部とポンプ室ｌ９との間の連通部ｌ３も又、断面
において従来のものと相違している。円筒状長さ部分の
両側に、ポンプ室１９へ及びカンの中に設けられた細い
部分ｌ２への連通部１３を定めている末広がり状の円錐
部がある。

従来技術にあるように、ポンプシリンダ１の底部分は密
着案内スリーブ２を受ける開口部１７を含んでいる。し
かし、このスリーブは別なものである。第３図及び第４
図は本発明にて使用したスリーブの形状を示している。

説明を続ける前に、そのスリーブは第２図と縮尺を違え
て示してあることを強調しておく。その縮尺は、スリー
ブの実寸が直径６　ｍｍ，高さ４ｍｍとする実寸大より
も相当大きくしてある。

本発明の実施例で示したスリーブ２は頂部２２よりも大
きい底部２ｌを有する中．空円筒の形状をしている（第
３図参照）。これら２つの部分の間の断面の変化は戻り
ばね１８が担持する肩部２３を定めている。スリーブ２
の内部はその頂部２２（開口２４）よりも底部２１（開
口２９）の方が大きい。これら２つの開口は中央孔２ａ
を介して連通状態に置かれる。

底部開口２９の内側壁の形状は本発明に関連して特に有
利である（第４図参照）。一般に、側壁２８はスリーブ
２のベースに向って約４度の角度で広がっている。しか
し、その側壁は小さく、内側に向けられた局部的な***
部２７を有している。***部の両側には、壁２８の厚さ
が局部的に薄くなっているのが認められよう。開口２９
の端部２６は平らである。これも又、３つの突起部を有
している。***部２７に対向して位置され、側壁２８か
ら中央孔２ａまで出ている舌部２５がある。第３図の断
面はこの舌部２５が孔ｚａ付近まで厚くなっていること
を示している。例えば、その面は端部２６の平面に関し
て１５度傾斜している。又、側壁２８から中央孔２ａま
で同様に延びている２つのリブ２ｂもある。これらのリ
ブは舌部２５及び***部２７の中央を通る直径に関して
対称に配置されている。これらの各軸線は前記直径と鋭
角を成している（例えば、約４０度）。

第４図に示した実施例では、側壁２８は２つのリブ２ｂ
の間の小さな孤にわたってわずかに厚さを薄くしてある
。

スリーブ２の開口２９内にはガスケット３を置くよう設
計されている。第５図には、第３図及び第４図のスリー
ブ２と同じ縮尺でガスケットが断面で示されている。こ
のガスケットは平面３１を有する小さなエラストマ又は
プラストマ（　ｐｌａｓｔｏｍｅｒ）ディスクによって
構成されている。このタイプのガスケットは穿孔によっ
て作られ、しばしば中央がいくらかくぼんだ縁部３２を
有するようにされる。

本発明の逆止弁は個々に上述した３つの品目を組立てる
ことによって構成される。第６図ないし第８図はどのよ
うに作動するかを説明している。

ガスケット３はこれが開口２９に位置されている時、空
気中にある。このとき、ガスケットはポンプシリンダ１
の本体ｌｌ内のカップ１８の底部に載っている（第６図
参照）。一度、ポンプが注入を行うと、ガスケット３は
液体中に浸漬されるが、ほとんど同じ位置にある。ガス
ケットを作っている物質がいくらかの液体を確かに吸収
して体積が増えるが、本発明のこの実施例では、小量、
例えば約１０％膨張することは、ガスケットにとって全
く許容できるものである。ガスケット３は比較的自由に
動けるようにしてあり、このため、すべて重力で作用さ
れるガスケットの作動特性を保持している。事実、うま
いぐあいに本ガスケットを安定させることができる。容
積が大きくなるに従い、以下の述べる機構が実施される
時、ガスケットと共にポンプシリンダ１とスリーブ２と
によって構成されているようなポンプ室ｌ９への逆止弁
はより迅速に閉じられる。

ポンプ室ｌ９の内圧が上昇すると、ガスケット３は第７
図に示したようにカップ１８に押圧される。

このようにして確立された大きな接触面積はガスケット
が良好なシールを与えることを保証している。ポンプ室
ｌ９内に入った液体はこのようにしてカンに戻る事から
妨げられている。ポンプ室１９の圧力が減少すると、ガ
ス゛ケットは吸引力によって上昇させられる。このとき
のガスケットは第８図に示した形状となる。舌部２５に
よって保持されたガスケットの部分はほぼ所定位置に止
まる一方、他の部分のガスケット３はリブ２ｂに当接す
るようになる。このようにして、物質は、孔１３を通り
、次いでガスケット３の縁部３２のまわりを通り、最後
にリブ２９間を通ってスリーブ２の中央孔２ａまで流れ
ることによってポンプ室ｌ９へ入ることができる。***
部２９は、ガスケット３が水平に移動したとしてもこの
流路が解放されていることを保証するものである。加え
て、***部の両側のスリーブ２の側壁２８の厚さを薄く
したことはこの流れで現われる非常に大きな水頭損失を
妨げている。最後に、室１９が再び一杯になると、ガス
ケット３が第７図に示した位置まで戻るのに何ら困難さ
はない。

スリーブ２の側壁２８に一般に広げられた形状を与える
ことにより、ガスケット３との接触面積は必要に応じて
制限される。従って、ガスケットがスリーブに付着又は
捕捉される危険はないので、ガスケットはカップ１８に
よって構成された座に確実に戻るのである。

結果として、本発明は従来と比較して幾つかの改善点を
提供する。

ガスケット３と本体１ｌのベースとの間の接触面積を、
担持リップｌａの代りにカップ２８を使用することによ
って７０％近く増加した。

ガスケット３を、舌部ｚ５によって垂直に保持した。

ガスケット３を、横の***部２７によって水平に案内し
た。

ガスケット３とスリーブ２の側壁２８との間の接触を、
広がっている側壁によって制限した。

流路を、スリーブ２の側壁２８の厚さを薄くすることに
よって局部的に広げた。

これら改善点の夫々は、中でも、弁の作動の特別な局面
を改善している。

閉じた時、弁は担持リップ１ａを与える困難さをなくす
ことによって良好なシール性を与える。

ガスケット３は必然的にその休息位置に戻り、特にその
戻りはもはや重力を使用せず、結果として、戻りに反対
する表皮効果はなくなる。

そして、ポンプ室１９へ物質を入れるときの水頭損失は
減少される。

総合的に、得られた結果は全く決定的なものである。例
えば予圧縮ポンプを頂部に取付けたカラム中に着色液を
吸引する試験では１０例行なって次の結果が得られた。

すなわち従来の弁を用いた場合着色液の上昇は３４ｃｍ
であり、本発明の弁の場合７３ｃｍであった。

試験再開時には、従来の弁をそなえたポンプでは液上昇
は４１ｃｍであり、本発明の弁を用いたポンブでは前と
同じの丁度７３ｃｍであった。

ポンプ室用のこの進入逆止弁は、吸引される空気が戻る
のを防止するようにしたポンプと非変形性の容器とを用
いた時に特に有利である。詳しくは述べないが、第１図
に軸断面を示したポンプは空気取入れ口を有する。換言
すると、そのシリンダ１には開口１４（第２図参照）が
穿孔してあり、この開口はピストン５の周辺の密封リッ
プ５ａが常時その直下にあるようなレベルに位置させて
ある。

このようにして、ピストン５がその休息位置に戻る時、
空気は容器（図示しない）へと進入することができる。

この容器上にポンプが密封的にクリンプ止めされている
のである。この結果、その中に残る供給液は大気圧に維
持される。

しかしながら、例えば若干の医薬のような液ではこれが
周囲の空気に触れることが好ましくない。

現今の傾向では、このような液を、分与ポンプによって
気密に閉じられた変形性の外皮を有する容器に充填する
ことを計っている。このためポンプには空気取入れ口を
持たないものとなる（すなわちシリンダ１は開口１４を
包含しない）。液が排出される度に、容器の体積が縮小
してゆき、従って容器の外皮が変形するのである。しか
しながら通常外皮は或る程度はこのような変形に対抗す
る。

この結果、容器の内部は大気圧よりも低い圧力に維持さ
れる。すなわち内圧Ｐ０は外皮の変形が増大するにつれ
漸増する量だけ大気圧よりも異なる圧力となる。

実施例の場合、ガスケット３は容器の内部をポンプ室か
ら隔離する役割を果たしている。ポンプ室への進入の過
渡段階において、このポンプ室はＰ２の圧力となる。こ
の圧力Ｐ２は容器の圧力Ｐ，よりも低い圧力（Ｐｏ＞Ｐ
ａ）である。このことは、慣性によって外皮は内容物の
減量に従い始めて、Ｐ０が液進入中にわたって容器の内
部に維持されることを推論させるものである。しかしな
がら、一旦ポンプ室が液で充填されてしまい、この結果
圧力Ｐ０がガスケットの両側において均等化されるよう
になると、外皮はその元の形状に戻るようになる。これ
はＰｓ　＜　Ｐｏとする時容器内部の圧力がＰ，に等し
くなる減小を生ずる効果を有する。すなわちこれは、ガ
スケット３が、ポンプ室内の圧力Ｐ０の維持に関与する
間カップ１８に対して下方に吸引されることを意味する
。これは、その本来の機能ゆえに内圧減小時に隔離能力
が悪くなるピストン５の密封リップ５ａに、印加される
応力を減小せしめるという良い効果を与えるものである
。この結果このような弁を用いた充填物質に対する空気
遮断保護はさ゛らに増大する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の進入弁を含む予圧縮ポンプの縦断面図、
第２図は本発明による進入逆止弁の第１要素を構成する
弁座を設けた第１図と同様の予圧縮ポンプを収容するポ
ンプシリンダの縦断面図、第３図は本発明による進入逆
止弁の第２要素を構成する案内スリーブの縦断面図、第
４図は第３図の案内スリーブを下方から見た図、第５図
は本発明による進入逆止弁の第３要素を構成するガスケ
ットの縦断面図、第６図ないし第８図は本発明による進
入逆止弁の縦断面図で、第６図はガスケットをポンプシ
リンダと案内スリーブ内に定置させた直後の状態を示す
図、第７図はポンプ室内に収容された物質を放出してい
る段階の図、第８図は物質を室内に進入させている段階
の図である。 １・・ポンプシリンダ、２・・スリーブ、３・・ガスケ
ット、・１１・・本体、ｌ２・・細い部分、ｌ３・・連
通部、１７・・開口部、１８・・壁、１９・・ポンプ室
、２５・・舌部、２７・・***部、２ｂ・・リブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ポンプ室を収容する本体部分と液の供給源に連通す
   る端部部分とを分離する内部挾搾部分を有するポンプシ
   リンダと、前記内部挾搾部分と共にハウジングを画成す
   るように前記本体部分の内部に密封的に受けられている
   側壁と中央孔を開けられた端部を有する中空のスリーブ
   と、前記ハウジングの内部に間隙をもって受けられてい
   る円板の形のガスケットとの３つの構成部分間の協働に
   よって構成されている、ポンプ室内へ噴霧液を進入させ
   る逆止弁において、前記挾搾部分が前記本体部分（１１
   ）に隣接する側部で小傾斜のカップ（１８）の形状に形
   成してあること、前記スリーブ（２）の側壁（２８）が
   前記スリーブ（２）の端部（２６）から先が開いており
   、膨出部分（２７）を局部的にそなえており、かつ前記
   スリーブ（２）の側壁（２８）がこの膨出部分（２７）
   の両脇において厚さを減じていること、さらに、前記ス
   リーブ（２）の端部（２６）が舌部（２５）及び２つの
   リブ（２ｂ）を包含し、これら舌部（２５）及びリブ（
   ２ｂ）は前記スリーブ（２）の側壁（２８）から前記ス
   リーブ（２）の中央孔（２ａ）へと延在し、前記舌部（
   ２５）は前記膨出部分（２７）と直径方向に対向してお
   り前記スリーブ（２）の中央孔（３ａ）に隣接して増大
   した厚さを有するものとし、前記リブは前記膨出部分（
   ２７）及び前記舌部（２５）を通る直径を中心として対
   称的に配設されてそのそれぞれが前記膨出部分（２７）
   の各側部において直径に鋭角をなしていることを特徴と
   する逆止弁。 ２　請求項１記載の逆止弁において、前記カップ（１８
   ）の傾斜が１度ないし６度の範囲内であることを特徴と
   する逆止弁。 ３　請求項１又は２に記載の逆止弁において、前記スリ
   ーブ（２）の側壁（２８）が前記スリーブ（２）の端部
   （２６）に対する法線に対し４度の角度で先が開いてい
   ることを特徴とする逆止弁。 ４　請求項１ないし３のいずれかに記載の逆止弁におい
   て、前記スリーブ（２）の側壁（２８）の減小した厚さ
   部分が前記リブ（２ｂ）間で前記膨出部分（２８）の両
   側で延在していることを特徴とする逆止弁。 ５　請求項１ないし４のいずれかに記載の逆止弁におい
   て、前記膨出部分（２７）と前記舌部（２５）とを通る
   直径と前記リブ（２ｂ）のそれぞれとの間の前記鋭角が
   大略４０度の角度であることを特徴とする逆止弁。 ６　請求項１ないし５のいずれかに記載の逆止弁におい
   て、前記舌部（２５）が前記スリーブ（２）の端部（２
   ５）に対し１５度の傾斜の面を有することを特徴とする
   逆止弁。 ７　請求項１ないし６のいずれかに記載の逆止弁におい
   て、前記ガスケット（３）が、液の存在の下で膨らみ容
   積で１０％まで増大するエラストマ又はプラストマで構
   成されていることを特徴とする逆止弁。 ８　請求項１ないし７のいずれかに記載の逆止弁におい
   て、前記ガスケット（３）が、ハウジング内で重力の影
   響の下で内方に動くことを保証するに充分な質量でバラ
   ストされたエラストマ又はプラストマで構成されている
   ことを特徴とする逆止弁。 ９　請求項１ないし８のいずれかに記載の逆止弁の利用
   であって、前記ポンプシリンダ（１）の本体部分（１１
   ）が米国特許第４２４５９６７号に記載の型式の予圧縮
   ポンプを受けていることを特徴とする利用。 １０　請求項９記載の利用であって、前記予圧縮ポンプ
   が空気取入れ口を持たないこと、及び前記予圧縮ポンプ
   が、変形可能な外皮を包含し前記液を収容する容器に密
   封的に固定されていることを特徴とする利用。