JP7840903B2 - non-return valve - Google Patents
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Description
本発明は、一方向への流体の流れを許容し、当該一方向とは反対方向への流体の流れを禁止する逆止弁に関する。 This invention relates to a check valve that allows fluid flow in one direction and prohibits fluid flow in the opposite direction.
医療の分野において、一方向(順方向)への流体の流れ(順流)を許容し、当該一方向とは反対方向(逆方向)への流体の流れ(逆流)を禁止する逆止弁が用いられることがある。例えば、点滴などの輸液を行う場合、薬液を貯留した容器(例えば輸液バッグ)と患者の静脈に穿刺した留置針とをつなぐ流路上に、薬液の逆流を防止するために逆止弁が設けられることがある。 In the medical field, check valves are sometimes used that allow fluid flow in one direction (forward flow) and prohibit fluid flow in the opposite direction (reverse flow). For example, when administering intravenous fluids such as infusions, a check valve may be installed in the fluid path connecting the container holding the medication (e.g., an IV bag) to the indwelling needle inserted into the patient's vein to prevent backflow of the medication.
特許文献1に、医療用に使用しうる逆止弁が記載されている。この逆止弁は、流入路が形成された第1筐体と、流出路が形成された第2筐体とが組み合わされた筐体を備える。筐体内の、流入路と流出路との間の中空部(キャビティ)に弁体が配置されている。弁体は、円板形状の弾性体からなる。弁体に対して流入路側の流体の圧力と弁体に対して流出路側の流体の圧力とがバランスした初期状態では、弁体の外周領域が第1筐体の内面に環状に接触している。流体が流入路から中空部に流入すると、流入路側の流体の圧力が上昇する。弁体は第2筐体に向かって弾性的に曲げ変形し、弁体の外周領域が第1筐体の内面から離間する。その結果、流体は、流入路から流出路に向かって順方向に流れることができる。一方、流体が流出路から中空部に流入すると、流出路側の流体の圧力が上昇し、弁体の外周領域が全周にわたって第1筐体の内面に密着する。その結果、流出路から流入路に向かって逆方向に流体が流れるのが禁止される。 Patent Document 1 describes a check valve that can be used for medical purposes. This check valve comprises a housing that combines a first housing with an inlet passage and a second housing with an outlet passage. A valve body is positioned in the hollow portion (cavity) between the inlet and outlet passages within the housing. The valve body is made of a disc-shaped elastic body. In the initial state, when the fluid pressure on the inlet passage side and the fluid pressure on the outlet passage side are balanced relative to the valve body, the outer peripheral region of the valve body is in annular contact with the inner surface of the first housing. When fluid flows from the inlet passage into the hollow portion, the fluid pressure on the inlet passage side increases. The valve body elastically bends and deforms toward the second housing, and the outer peripheral region of the valve body separates from the inner surface of the first housing. As a result, the fluid can flow in the forward direction from the inlet passage to the outlet passage. On the other hand, when fluid flows from the outlet passage into the hollow portion, the fluid pressure on the outlet passage side increases, and the outer peripheral region of the valve body adheres tightly to the inner surface of the first housing around its entire circumference. As a result, fluid flow in the reverse direction from the outflow channel to the inflow channel is prohibited.
流体が逆止弁を順方向に流れるためには、弁体より流入路側での流体の圧力(上流側圧力)が、弁体を曲げ変形させるために必要な圧力(閾値)を超えるまで上昇する必要がある。例えばNICU(Neonatal Intensive Care Unit、新生児集中治療室)での輸液では、患者の体が小さいので、薬液はシリンジポンプなどを用いて低流速で投与される。シリンジポンプの下流側に逆止弁を設けた場合、シリンジポンプの運転開始後、上流側圧力が上記閾値を超えるまでに時間を要する。このため、シリンジポンプの運転を開始してから、薬液が逆止弁を通過して実際に患者に流入するまでのタイムラグが長くなる。また、上流側圧力が徐々に上昇して上記閾値を超えたとき、弁体が曲げ変形し、薬液は逆止弁を一気に流れる。このため、薬液はボーラス(bolus)投与となってしまい、シリンジポンプを用いたとしても薬液を一定の低流速で投与することが困難となる。このような薬液投与のタイムラグや薬液のボーラス投与は、投与される薬液によっては患者の循環動態に影響を及ぼしうるため、回避することが望まれる。 For a fluid to flow forward through a check valve, the fluid pressure on the inflow side of the valve body (upstream pressure) must rise to a threshold pressure required to bend and deform the valve body. For example, in intravenous fluid administration in a NICU (Neonatal Intensive Care Unit), because patients are small, medications are administered at a low flow rate using syringe pumps. If a check valve is installed downstream of the syringe pump, it takes time for the upstream pressure to exceed the threshold after the syringe pump starts operating. Therefore, there is a long time lag between the start of the syringe pump operation and the actual inflow of the medication through the check valve to the patient. Furthermore, when the upstream pressure gradually rises and exceeds the threshold, the valve body bends and deforms, and the medication flows through the check valve all at once. As a result, the medication is administered in a bolus, making it difficult to administer the medication at a constant low flow rate even when using a syringe pump. Such time lags in drug administration and bolus administrations should be avoided, as they can affect the patient's hemodynamics depending on the drug being administered.
一般に、上記のタイムラグやボーラス投与は、逆止弁の開弁性(弁体の開きやすさ)による影響を受ける。比較的低い上流側圧力で弁体が曲げ変形すれば、タイムラグやボーラス投与の問題は生じにくい。 Generally, the time lag and bolus administration described above are affected by the valve opening characteristics (ease of opening of the valve body) of the check valve. If the valve body bends and deforms at relatively low upstream pressures, problems with time lag and bolus administration are less likely to occur.
ところが、逆止弁の開弁性を向上させると、逆方向の流体の流れを禁止するという逆止弁の逆止性能が低下する。開弁性と逆止性能とはトレードオフの関係にあり、従来の逆止弁では、逆止性能を確保したまま開弁性を向上させることは困難であった。 However, improving the opening ability of a check valve reduces its check valve performance, which is the ability to prevent fluid flow in the reverse direction. There is a trade-off between opening ability and check valve performance, and with conventional check valves, it has been difficult to improve opening ability while maintaining check valve performance.
本発明の目的は、逆止性能を実用上問題のない程度に維持しながら開弁性が向上した逆止弁を提供することにある。 The object of this invention is to provide a check valve with improved opening performance while maintaining check valve performance to a level that is not problematic for practical use.
本発明の逆止弁は、第1流路及び第2流路に連通するキャビティが形成されたハウジングと、前記キャビティ内に配置された弁体とを備える。前記ハウジングは、前記第1流路が設けられた第1ハウジングと、前記第2流路が設けられた第2ハウジングとが、前記第1ハウジングと前記第2ハウジングとの間に前記キャビティが形成されるように接合されて構成されている。前記弁体は、前記第2ハウジングの前記第2流路の開口端に設けられた固定部に嵌入する突起と、前記突起から半径方向外向きに延びた弾性曲げ変形が可能な弾性膜とを備える。前記逆止弁は、前記第1流路から前記第2流路への流体の流れが許容されるように前記弾性膜の第1面と前記第1ハウジングとの間に隙間が形成される開状態と、前記第2流路から前記第1流路への流体の流れが禁止されるように前記弾性膜の前記第1面が前記第1ハウジングに環状に接触する閉状態とに変化する。前記弁体に対して前記第1流路側の流体の圧力と前記弁体に対して前記第2流路側の流体の圧力とがバランスした初期状態において、前記弾性膜の前記第1面の外周領域が前記第1ハウジングに環状に接触する。前記初期状態において、前記固定部によって規定される前記逆止弁の中心軸から前記外周領域の内周端までの距離が周方向において変化している。 The check valve of the present invention comprises a housing having a cavity communicating with a first passage and a second passage, and a valve body disposed within the cavity. The housing is configured by joining a first housing, which is provided with the first passage, and a second housing, which is provided with the second passage, such that the cavity is formed between the first housing and the second housing. The valve body comprises a projection that fits into a fixed portion provided at the opening end of the second passage of the second housing, and an elastic membrane that extends radially outward from the projection and is capable of elastic bending deformation. The check valve changes between an open state in which a gap is formed between the first surface of the elastic membrane and the first housing so as to allow fluid flow from the first passage to the second passage, and a closed state in which the first surface of the elastic membrane contacts the first housing in an annular manner so as to prohibit fluid flow from the second passage to the first passage. In the initial state where the fluid pressure on the first flow path side and the fluid pressure on the second flow path side are balanced relative to the valve body, the outer peripheral region of the first surface of the elastic membrane contacts the first housing in an annular manner. In this initial state, the distance from the central axis of the check valve, defined by the fixing portion, to the inner end of the outer peripheral region changes in the circumferential direction.
本発明の逆止弁が初期状態にあるとき、弁体の弾性膜の第1面の外周領域が第1ハウジングに環状に接触する。逆止弁の中心軸から外周領域の内周端までの距離が周方向において変化している。このため、弾性膜は、比較的低い上流側圧力で局所的に弾性曲げ変形することができる。したがって、本発明によれば、逆止性能を実用上問題のない程度に維持しながら開弁性が向上した逆止弁を提供することができる。 When the check valve of the present invention is in its initial state, the outer peripheral region of the first surface of the elastic membrane of the valve body contacts the first housing in an annular manner. The distance from the central axis of the check valve to the inner end of the outer peripheral region changes in the circumferential direction. Therefore, the elastic membrane can undergo localized elastic bending deformation at relatively low upstream pressures. Accordingly, the present invention provides a check valve with improved opening performance while maintaining check valve performance to a level that is not problematic for practical use.
(1)本発明の逆止弁は、第1流路及び第2流路に連通するキャビティが形成されたハウジングと、前記キャビティ内に配置された弁体とを備える。前記ハウジングは、前記第1流路が設けられた第1ハウジングと、前記第2流路が設けられた第2ハウジングとが、前記第1ハウジングと前記第2ハウジングとの間に前記キャビティが形成されるように接合されて構成されている。前記弁体は、前記第2ハウジングの前記第2流路の開口端に設けられた固定部に嵌入する突起と、前記突起から半径方向外向きに延びた弾性曲げ変形が可能な弾性膜とを備える。前記逆止弁は、前記第1流路から前記第2流路への流体の流れが許容されるように前記弾性膜の第1面と前記第1ハウジングとの間に隙間が形成される開状態と、前記第2流路から前記第1流路への流体の流れが禁止されるように前記弾性膜の前記第1面が前記第1ハウジングに環状に接触する閉状態とに変化する。前記弁体に対して前記第1流路側の流体の圧力と前記弁体に対して前記第2流路側の流体の圧力とがバランスした初期状態において、前記弾性膜の前記第1面の外周領域が前記第1ハウジングに環状に接触する。前記初期状態において、前記固定部によって規定される前記逆止弁の中心軸から前記外周領域の内周端までの距離が周方向において変化している。 (1) The check valve of the present invention comprises a housing having a cavity communicating with a first passage and a second passage, and a valve body disposed within the cavity. The housing is configured by joining a first housing having the first passage and a second housing having the second passage, such that the cavity is formed between the first housing and the second housing. The valve body comprises a projection that fits into a fixed portion provided at the opening end of the second passage of the second housing, and an elastic membrane that extends radially outward from the projection and is capable of elastic bending deformation. The check valve changes between an open state in which a gap is formed between the first surface of the elastic membrane and the first housing so as to allow fluid flow from the first passage to the second passage, and a closed state in which the first surface of the elastic membrane contacts the first housing in an annular manner so as to prohibit fluid flow from the second passage to the first passage. In the initial state where the fluid pressure on the first flow path side and the fluid pressure on the second flow path side are balanced relative to the valve body, the outer peripheral region of the first surface of the elastic membrane contacts the first housing in an annular manner. In this initial state, the distance from the central axis of the check valve, defined by the fixing portion, to the inner end of the outer peripheral region changes in the circumferential direction.
本発明において、「中心軸から前記外周領域の内周端までの距離が周方向において変化している」とは、中心軸から外周領域の内周端までの距離が周方向において一定ではないこと、即ち、中心軸に沿って見たとき、外周領域の内周端が、中心軸と同心の円形ではないことを意味する。 In this invention, "the distance from the central axis to the inner edge of the outer peripheral region changes in the circumferential direction" means that the distance from the central axis to the inner edge of the outer peripheral region is not constant in the circumferential direction; that is, when viewed along the central axis, the inner edge of the outer peripheral region is not a circular shape concentric with the central axis.
(2)上記(1)項の逆止弁において、前記中心軸に沿って見たとき、前記外周領域の前記内周端の形状は、楕円の一部を含んでいてもよい。かかる態様は、中心軸から外周領域の内周端までの距離が周方向において変化した逆止弁の構成を簡単化するのに有利である。 (2) In the check valve described in item (1) above, when viewed along the central axis, the shape of the inner end of the outer peripheral region may include a part of an ellipse. This embodiment is advantageous for simplifying the configuration of a check valve in which the distance from the central axis to the inner end of the outer peripheral region changes in the circumferential direction.
(3)上記(1)項又は上記(2)項の逆止弁において、前記中心軸に沿って見たとき、前記外周領域の前記内周端は、半円と半楕円とを組み合わせた形状を有していてもよい。かかる態様は、簡単な構成で逆止弁の開弁性を向上させるのに有利である。 (3) In the check valve described in item (1) or item (2) above, when viewed along the central axis, the inner end of the outer peripheral region may have a shape combining a semicircle and a semiellipse. Such an embodiment is advantageous for improving the opening performance of the check valve with a simple configuration.
(4)上記(1)項又は上記(2)項の逆止弁において、前記中心軸に沿って見たとき、前記外周領域の前記内周端は、楕円形であってもよい。かかる態様は、中心軸から外周領域の内周端までの距離が周方向において変化した逆止弁の構成を簡単化するのに有利である。 (4) In the check valve described in item (1) or item (2) above, the inner circumferential end of the outer peripheral region may be elliptical when viewed along the central axis. This configuration is advantageous for simplifying the structure of a check valve in which the distance from the central axis to the inner circumferential end of the outer peripheral region changes in the circumferential direction.
(5)上記(1)項の逆止弁において、前記中心軸に沿って見たとき、前記外周領域の前記内周端の形状は、略正多角形であってもよい。かかる態様は、逆止弁の開弁性と逆止性能とを良好にバランスさせるのに有利である。なお、本発明において「略正多角形」とは、正確な正多角形と、正多角形の頂点に略円弧(円弧及び楕円の一部を含む)を設けた変形多角形とを含む。 (5) In the check valve described in item (1) above, the shape of the inner end of the outer peripheral region may be a substantially regular polygon when viewed along the central axis. This configuration is advantageous for achieving a good balance between the opening and check valve performance of the check valve. In this invention, "substantially regular polygon" includes both exact regular polygons and deformed polygons in which substantially circular arcs (including parts of circular arcs and ellipses) are provided at the vertices of the regular polygon.
(6)上記(1)項~上記(5)項のいずれか一項の逆止弁において、前記中心軸に沿って見たとき、前記外周領域の前記内周端の形状は、略円弧と、前記略円弧に接続された凸部であって、前記略円弧よりも半径方向外向きまたは半径方向内向きに突出している前記凸部とを含んでいてもよい。かかる態様は、大幅な設計変更をすることなく、逆止弁の開弁性を更に向上させるのに有利である。 (6) In the check valve according to any one of the above items (1) to (5), when viewed along the central axis, the shape of the inner end of the outer peripheral region may include a substantially circular arc and a convex portion connected to the substantially circular arc, which protrudes radially outward or radially inward from the substantially circular arc. Such an embodiment is advantageous for further improving the opening performance of the check valve without requiring significant design changes.
以下に、本発明を好適な実施形態を示しながら詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。以下の説明において参照する図面は、説明の便宜上、本発明の実施形態を構成する主要部材を簡略化して示したものである。従って、本発明は以下の図面に示されていない任意の部材を備え得る。また、本発明の範囲内において、以下の図面に示された部材を変更または省略し得る。各実施形態の説明において引用する図面において、先行する実施形態で引用した図面に示された部材に対応する部材には、当該先行する実施形態の図面で付された符号と同じ符号が付してある。そのような部材については、重複する説明が省略されており、先行する実施形態の説明を適宜参酌すべきである。 The present invention will be described in detail below, with reference to preferred embodiments. However, it goes without saying that the present invention is not limited to the following embodiments. For the sake of clarity, the drawings referenced in the following description show simplified representations of the main components constituting the embodiments of the present invention. Therefore, the present invention may include any components not shown in the following drawings. Furthermore, within the scope of the present invention, components shown in the following drawings may be modified or omitted. In the drawings referenced in the description of each embodiment, components corresponding to those shown in the drawings referenced in a prior embodiment are denoted by the same reference numerals as those used in the drawings of the prior embodiment. For such components, redundant explanations are omitted, and the descriptions of the prior embodiments should be considered as appropriate.
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1にかかる逆止弁1の、中心軸1aを含む面での断面図である。逆止弁1は、内部にキャビティ31が形成されたハウジング30と、キャビティ31内に配置された弁体50とを備える。ハウジング30は、第1流路11が設けられた第1ハウジング10と、第2流路21が設けられた第2ハウジング20とが、第1ハウジング10と第2ハウジング20との間にキャビティ31が形成されるように接合されて構成される。キャビティ31は、第1流路11及び第2流路21のみを介して逆止弁1の外界と連通している。本例では、第1流路11、第2流路21、及び弁体50は同軸に配置され、これらに共通する軸が逆止弁1の中心軸1aである。
(Embodiment 1)
Figure 1 is a cross-sectional view of a check valve 1 according to Embodiment 1 of the present invention, in a plane including the central axis 1a. The check valve 1 comprises a housing 30 having a cavity 31 formed inside, and a valve body 50 disposed within the cavity 31. The housing 30 is constructed by joining a first housing 10, which is provided with a first passage 11, and a second housing 20, which is provided with a second passage 21, such that a cavity 31 is formed between the first housing 10 and the second housing 20. The cavity 31 communicates with the outside world of the check valve 1 only through the first passage 11 and the second passage 21. In this example, the first passage 11, the second passage 21, and the valve body 50 are arranged coaxially, and the axis common to them is the central axis 1a of the check valve 1.
本発明では、中心軸1aに直交する直線に沿った方向を「半径方向」という。半径方向において、中心軸1aに近い側を半径方向の「内」側、中心軸1aから遠い側を半径方向の「外」側という。中心軸1aの周りを回転する方向を「周方向」という。中心軸1aに平行な方向を「上下方向」という。上下方向において、第1流路11の側を「上」側、第2流路21の側を「下」側という。中心軸1aに垂直な平面に平行な方向を「水平方向」という。但し、「上下方向」及び「水平方向」は、本発明を説明する便宜のためのものであって、逆止弁1の実際の使用時の向きを意味するものではない。 In this invention, the direction along a straight line perpendicular to the central axis 1a is referred to as the "radial direction." Within the radial direction, the side closer to the central axis 1a is referred to as the "inner" side, and the side further from the central axis 1a is referred to as the "outer" side. The direction of rotation around the central axis 1a is referred to as the "circumferential direction." The direction parallel to the central axis 1a is referred to as the "vertical direction." Within the vertical direction, the side of the first flow path 11 is referred to as the "upper" side, and the side of the second flow path 21 is referred to as the "lower" side. The direction parallel to a plane perpendicular to the central axis 1a is referred to as the "horizontal direction." However, the terms "vertical direction" and "horizontal direction" are for convenience in explaining this invention and do not represent the actual orientation of the check valve 1 during use.
詳細は後述するが、逆止弁1は、流体が第1流路11、キャビティ31、第2流路21をこの順に流れるのを許容し、これとは逆に、流体が第2流路21、キャビティ31、第1流路11をこの順に流れるのを禁止するように構成されている。本発明では、第1流路11から第2流路21に向かう流体の流れの向きを「順方向」といい、第2流路21から第1流路11に向かう流体の流れの向きを「逆方向」という。また、流体の流れの向きにかかわらず、弁体50に対して第1流路11側を「上流側」といい、第2流路21側を「下流側」ということがある。 As will be explained in detail later, the check valve 1 is configured to allow the fluid to flow in the order of the first passage 11, cavity 31, and second passage 21, and conversely, to prohibit the fluid from flowing in the order of the second passage 21, cavity 31, and first passage 11. In this invention, the direction of fluid flow from the first passage 11 to the second passage 21 is called the "forward direction," and the direction of fluid flow from the second passage 21 to the first passage 11 is called the "reverse direction." Furthermore, regardless of the direction of fluid flow, the side of the valve body 50 facing the first passage 11 is sometimes referred to as the "upstream side," and the side facing the second passage 21 as the "downstream side."
図2Aは、逆止弁1の、第1ハウジング10側から見た分解斜視図である。図2Bは、逆止弁1の、第2ハウジング20側から見た分解斜視図である。 Figure 2A is an exploded perspective view of the check valve 1, seen from the first housing 10 side. Figure 2B is an exploded perspective view of the check valve 1, seen from the second housing 20 side.
図1及び図2Bに示されているように、第1ハウジング10のキャビティ31を規定する内面15は、第1流路11のキャビティ31側の開口から延びた第1内面13と、第1内面13の外側で第1内面13に隣接する第2内面14とを含む。第1内面13は、半径方向外側に向かって第2ハウジング20に接近するように傾斜した凹曲面である。第2内面14は、本実施形態1では半径方向に平行な平坦面であり、第1内面13を取り囲むように周方向に環状に連続している。第2内面14の外側に、第2ハウジング20に接合される接合部(第1接合部)18が形成されている。接合部18は、制限されないが、周方向に連続する環状の凸条(突起)または凹条(溝)を含んでいてもよい。 As shown in Figures 1 and 2B, the inner surface 15 defining the cavity 31 of the first housing 10 includes a first inner surface 13 extending from the opening of the first flow path 11 on the cavity 31 side, and a second inner surface 14 adjacent to the first inner surface 13 on its outer surface. The first inner surface 13 is a concave curved surface inclined radially outward to approach the second housing 20. In this embodiment 1, the second inner surface 14 is a flat surface parallel to the radial direction and is continuous in an annular manner in the circumferential direction, surrounding the first inner surface 13. A joint portion (first joint portion) 18 is formed on the outer surface of the second inner surface 14, which is joined to the second housing 20. The joint portion 18 may, but is not limited, include an annular convex (projection) or concave (groove) continuous in the circumferential direction.
図1及び図2Aに示されているように、第2ハウジング20の、第2流路21のキャビティ31側の開口端は、弁体50を保持する固定部23を構成する。中心軸1aに沿って見たとき、固定部23は中心軸1aと同心の円に沿っている。第2ハウジング20のキャビティ31を規定する内面は、固定部23から半径方向外側に向かって第1ハウジング10から離れるように傾斜した凸曲面25を含む。凸曲面25は、制限されないが、例えば円錐台面(円錐台の側面)であってもよい。凸曲面25には、半径方向に沿った複数の溝24が形成されている。複数の溝24は、中心軸1aに対して等角度間隔に配置されている。溝24は、第2流路21に連通し、凸曲面25の外周端にまで延びており、固定部23及び凸曲面25を周方向に分断している。溝24は、逆止弁1を順方向に(即ち、第1流路11から第2流路21へ)流れる流体の流路となりうる。溝24の数は、本実施形態1では3本であるが、本発明はこれに限定されず、これより多くても、少なくてもよい。凸曲面25の外側に、第1ハウジング10に接合される接合部(第2接合部)28が形成されている。接合部28は、制限されないが、周方向に連続する環状の凹条(溝)または凸条(突起)を含む。 As shown in Figures 1 and 2A, the opening end of the second housing 20 on the cavity 31 side of the second flow path 21 constitutes a fixed portion 23 that holds the valve body 50. When viewed along the central axis 1a, the fixed portion 23 is along a circle concentric with the central axis 1a. The inner surface defining the cavity 31 of the second housing 20 includes a convex curved surface 25 that slopes radially outward from the fixed portion 23, away from the first housing 10. The convex curved surface 25 is not limited, but may be, for example, a frustoconical surface (the side surface of a frustocone). A plurality of grooves 24 are formed in the convex curved surface 25 along the radial direction. The plurality of grooves 24 are arranged at equal angular intervals with respect to the central axis 1a. The grooves 24 communicate with the second flow path 21 and extend to the outer peripheral end of the convex curved surface 25, dividing the fixed portion 23 and the convex curved surface 25 in the circumferential direction. The grooves 24 can serve as fluid passages for fluid flowing forward through the check valve 1 (i.e., from the first passage 11 to the second passage 21). While there are three grooves 24 in this embodiment 1, the present invention is not limited to this, and there may be more or fewer grooves. A joint portion (second joint portion) 28, which is joined to the first housing 10, is formed on the outside of the convex curved surface 25. The joint portion 28 is not limited, but may include annular grooves or projections that are continuous in the circumferential direction.
第1ハウジング10及び第2ハウジング20は、外力によって実質的に変形しない程度の機械的強度(剛性)を有することが好ましい。具体的には、第1及び第2ハウジング10,20の材料は、ポリプロピレン、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエチレン、硬質ポリ塩化ビニル等の樹脂が好ましく、特にポリプロピレンが好ましい。第1及び第2ハウジング10,20のそれぞれは、上記樹脂を用いて射出成形法等により全体を一部品として一体的に製造することができる。第1ハウジング10と第2ハウジング20とは、同じ材料で構成されていてもよく、あるいは、異なる材料で構成されていてもよい。 The first housing 10 and the second housing 20 preferably have mechanical strength (rigidity) such that they are not substantially deformed by external forces. Specifically, the materials for the first and second housings 10 and 20 are preferably resins such as polypropylene, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, polycarbonate, polyacetal, polystyrene, polyamide, polyethylene, and rigid polyvinyl chloride, with polypropylene being particularly preferred. Each of the first and second housings 10 and 20 can be manufactured integrally as a single part using the above-mentioned resin by injection molding or the like. The first housing 10 and the second housing 20 may be made of the same material, or they may be made of different materials.
第1ハウジング10の接合部18と第2ハウジング20の接合部28とは、両者間に液密なシールが形成されるように接合される。例えば、接合部18の凸条が接合部28の凹条に嵌合され、及び/又は、接合部28の凸条が接合部18の凹条に嵌合される。接合部18と接合部28とを接合する方法は、制限はなく、第1及び第2ハウジング10,20の材料等を考慮して公知の方法を用いうる。例えば、溶着(例えばレーザー溶着、超音波溶着)、接着(例えば溶剤接着)、単なる嵌合(例えばテーパ嵌合)などを用いうる。 The joint 18 of the first housing 10 and the joint 28 of the second housing 20 are joined such that a liquid-tight seal is formed between them. For example, a protrusion on the joint 18 is fitted into a recess on the joint 28, and/or a protrusion on the joint 28 is fitted into a recess on the joint 18. There are no limitations on the method of joining the joint 18 and the joint 28; known methods can be used, taking into account the materials of the first and second housings 10 and 20. For example, welding (e.g., laser welding, ultrasonic welding), adhesive bonding (e.g., solvent bonding), or simple fitting (e.g., tapered fitting) can be used.
キャビティ31内に弁体50が配置されている。弁体50は、平面視形状(中心軸1aに沿って見た形状)が略円形の、全体として薄い円盤形状を有している。弁体50の中央に、弁体50の厚さ方向(上下方向、即ち中心軸1a方向)に突出した第1突起51及び第2突起52が設けられている。第1突起51は、第2ハウジング20に向かって突出している(図2B参照)。第2突起52は、第1ハウジング10に向かって突出している(図2A参照)。第1及び第2突起51,52の形状は、制限されないが、先端に向かって径が小さくなる略円錐形状または略円錐台形状であってもよい。 A valve body 50 is positioned within the cavity 31. The valve body 50 has a generally thin, disc-like shape, with a substantially circular shape in plan view (viewed along the central axis 1a). A first projection 51 and a second projection 52 are provided at the center of the valve body 50, projecting in the thickness direction (vertical direction, i.e., along the central axis 1a). The first projection 51 projects toward the second housing 20 (see Figure 2B). The second projection 52 projects toward the first housing 10 (see Figure 2A). The shapes of the first and second projections 51 and 52 are not limited, but may be substantially conical or frustoconical in shape, with the diameter decreasing towards the tip.
突起51,52(より正確には突起51,52の基部)から半径方向外向きに弾性膜60が延びている。弾性膜60は、周方向に連続している。弾性膜60は、第1ハウジング10を向いた第1面60a(図2A参照)と、第2ハウジング20を向いた第2面60b(図2B参照)とを有する。第1面60a及び第2面60bは、いずれも水平方向に沿った平坦面である。弾性膜60の厚さ(中心軸1a方向の寸法)は一定である。 An elastic membrane 60 extends radially outward from projections 51 and 52 (more precisely, from the bases of projections 51 and 52). The elastic membrane 60 is continuous in the circumferential direction. The elastic membrane 60 has a first surface 60a (see Figure 2A) facing the first housing 10 and a second surface 60b (see Figure 2B) facing the second housing 20. Both the first surface 60a and the second surface 60b are flat surfaces aligned horizontally. The thickness of the elastic membrane 60 (dimension in the direction of the central axis 1a) is constant.
弁体50は、外力によって比較的容易に変形可能であり、且つ、外力を取り除くと直ちに変形前の状態(初期状態)に復帰するように、弾性(あるいは可撓性もしくは軟質)材料(いわゆるエラストマー)からなる。具体的には、弁体50の材料は、シリコーンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム等のゴム、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー等の熱可塑性エラストマー、あるいは、軟質ポリ塩化ビニルが好ましく、特にシリコーンゴムが好ましい。弁体50は、上記の材料を用いて、全体を一部品として一体的に製造することができる。 The valve body 50 is made of an elastic (or flexible or soft) material (so-called elastomer) that can be deformed relatively easily by external force and immediately return to its pre-deformation state (initial state) when the external force is removed. Specifically, the material of the valve body 50 is preferably rubber such as silicone rubber, isoprene rubber, or butyl rubber; thermoplastic elastomers such as styrene-based elastomers, olefin-based elastomers, or polyurethane-based elastomers; or soft polyvinyl chloride, with silicone rubber being particularly preferred. The valve body 50 can be manufactured integrally as a single component using the above materials.
図1に示されているように、弁体50は、第1突起51が、第2流路21の開口端である固定部23に嵌入されて、第2ハウジング20に載置されている。第1突起51の側面(例えば円錐面)が固定部23に嵌入することにより、弁体50は、第2ハウジング20に対して上下方向及び水平方向に位置合わせされる。弁体50が載置された第2ハウジング20に第1ハウジング10が接合される。弾性膜60の第1面60aが、第1ハウジング10の第2内面14に上下方向に接触する。固定部23及び第2内面14は協働して弁体50の傾きを修正する。 As shown in Figure 1, the valve body 50 is mounted on the second housing 20 with its first projection 51 fitted into the fixed portion 23, which is the opening end of the second flow path 21. The valve body 50 is aligned vertically and horizontally with respect to the second housing 20 by the fit of the side surface (e.g., conical surface) of the first projection 51 into the fixed portion 23. The first housing 10 is joined to the second housing 20 on which the valve body 50 is mounted. The first surface 60a of the elastic membrane 60 contacts the second inner surface 14 of the first housing 10 in the vertical direction. The fixed portion 23 and the second inner surface 14 work together to correct the tilt of the valve body 50.
弁体50は、キャビティ31を、第1ハウジング10(または第1流路11)側の第1キャビティ31aと第2ハウジング20(または第2流路21)側の第2キャビティ31bとに上下に2分割する。第1キャビティ31a内の流体の圧力(上流側圧力)と第2キャビティ31b内の流体の圧力(下流側圧力)とがバランスした(均衡した)状態を「初期状態」という。図1は、初期状態の逆止弁1を示している。初期状態では、弾性膜60は、第1ハウジング10の内面15(特に第2内面14)に接触するが、実質的に曲げ変形せず、水平方向(中心軸1aに垂直な面に平行な方向)に沿って延びる。 The valve body 50 divides the cavity 31 into two parts, upper and lower: a first cavity 31a on the first housing 10 (or first flow path 11) side and a second cavity 31b on the second housing 20 (or second flow path 21) side. The state in which the fluid pressure in the first cavity 31a (upstream pressure) and the fluid pressure in the second cavity 31b (downstream pressure) are balanced (equilibrium) is called the "initial state." Figure 1 shows the check valve 1 in the initial state. In the initial state, the elastic membrane 60 contacts the inner surface 15 (particularly the second inner surface 14) of the first housing 10, but does not substantially bend or deform, and extends along the horizontal direction (parallel to the plane perpendicular to the central axis 1a).
図3Aは、第1ハウジング10の弁体50側から見た下面図である。一点鎖線で示したX軸及びY軸は、いずれも中心軸1aに垂直な一平面に沿って延び、且つ、中心軸1aにて互いに直交する。中心軸1aから半径方向外側に向かって、第1流路11、第1内面13、第2内面14、接合部18がこの順に配置されている。第1内面13の内周端(または第1流路11の開口端)13aの形状は、中心軸1aと同心の円形である。一方、第2内面14の内周端(即ち、第1内面13と第2内面14との境界)14aの形状は非円形である。より詳細には、第2内面14の内周端14aは、Y軸に対して左側では中心軸1aと同心の円に沿っており、Y軸に対して右側ではX軸を長軸とする楕円に沿っている。当該円の半径と、当該楕円の短半径とは同じである。中心軸1aから内周端14aまでの距離は、Y軸に対して左側では一定であるが、Y軸に対して右側ではX軸上で最大となるように周方向において変化している。第1内面13は、円形である第1内面13の内周端13aと、非円形である第2内面14の内周端14aとをなめらかにつなぐ凹曲面である。 Figure 3A is a bottom view of the first housing 10 as seen from the valve body 50 side. The X and Y axes, shown by the dashed lines, both extend along a plane perpendicular to the central axis 1a and are perpendicular to each other at the central axis 1a. From the central axis 1a outward in the radial direction, the first flow path 11, the first inner surface 13, the second inner surface 14, and the joint 18 are arranged in this order. The shape of the inner circumferential end (or the opening end of the first flow path 11) 13a of the first inner surface 13 is a circle concentric with the central axis 1a. On the other hand, the shape of the inner circumferential end (i.e., the boundary between the first inner surface 13 and the second inner surface 14) 14a of the second inner surface 14 is non-circular. More specifically, the inner circumferential end 14a of the second inner surface 14 follows a circle concentric with the central axis 1a to the left of the Y axis, and follows an ellipse with the X axis as its major axis to the right of the Y axis. The radius of the circle and the minor axis of the ellipse are the same. The distance from the central axis 1a to the inner circumference end 14a is constant on the left side of the Y-axis, but changes circumferentially on the right side of the Y-axis, maximizing along the X-axis. The first inner surface 13 is a concave curved surface that smoothly connects the circular inner circumference end 13a of the first inner surface 13 to the non-circular inner circumference end 14a of the second inner surface 14.
図3Bは、弁体50の第1ハウジング10側から見た上面図である。図3BのX軸及びY軸は、図3AのX軸及びY軸にそれぞれ対応する。上述したように、初期状態では、弾性膜60の第1面60aに、第1ハウジング10の第2内面14が上下方向に接触する(図1参照)。弾性膜60の第1面60aのうち多数のドットを付した領域は、初期状態において第1ハウジング10の第2内面14が接触する外周領域61である。外周領域61は、弾性膜60の第1面60aの外周に沿って環状に連続している。二点鎖線で示した外周領域61の内周端61aは、第1ハウジング10の第2内面14の内周端14a(図3A参照)に対応する。中心軸1aに沿って見たとき、外周領域61の内周端61aは非円形である。より詳細には、外周領域61の内周端61aは、Y軸に対して左側では中心軸1aと同心の円に沿っており、Y軸に対して右側ではX軸を長軸とする楕円に沿っている。当該円の半径と、当該楕円の短半径とは同じである。中心軸1aから内周端61aまでの距離は、Y軸に対して左側では一定であるが、Y軸に対して右側ではX軸上で最大となるように周方向において変化している。中心軸1aに沿って見たとき、弾性膜60の外周端60cは、中心軸1aと同心の円形である。したがって、外周領域61の半径方向に沿った幅は、Y軸に対して左側では一定であるが、Y軸に対して右側ではX軸上で最小となるように周方向において変化している。 Figure 3B is a top view of the valve body 50 as seen from the first housing 10 side. The X and Y axes in Figure 3B correspond to the X and Y axes in Figure 3A, respectively. As described above, in the initial state, the second inner surface 14 of the first housing 10 contacts the first surface 60a of the elastic membrane 60 in the vertical direction (see Figure 1). The area of the first surface 60a of the elastic membrane 60 marked with numerous dots is the outer peripheral region 61 that contacts the second inner surface 14 of the first housing 10 in the initial state. The outer peripheral region 61 is continuous in an annular shape along the outer circumference of the first surface 60a of the elastic membrane 60. The inner circumferential end 61a of the outer peripheral region 61, shown by the dashed line, corresponds to the inner circumferential end 14a of the second inner surface 14 of the first housing 10 (see Figure 3A). When viewed along the central axis 1a, the inner circumferential end 61a of the outer peripheral region 61 is non-circular. More specifically, the inner circumferential end 61a of the outer circumferential region 61 follows a circle concentric with the central axis 1a on the left side of the Y-axis, and follows an ellipse with the X-axis as its major axis on the right side of the Y-axis. The radius of this circle and the minor axis of this ellipse are the same. The distance from the central axis 1a to the inner circumferential end 61a is constant on the left side of the Y-axis, but varies circumferentially on the right side of the Y-axis, maximizing along the X-axis. When viewed along the central axis 1a, the outer circumferential end 60c of the elastic membrane 60 is a circle concentric with the central axis 1a. Therefore, the radial width of the outer circumferential region 61 is constant on the left side of the Y-axis, but varies circumferentially on the right side of the Y-axis, maximizing along the X-axis.
初期状態の逆止弁1(図1参照)に、流体が第1流路11を通って順方向に流入すると、第1キャビティ31a内の流体の圧力(上流側圧力)が上昇する。第1キャビティ31a内の流体は、弁体50を、第2ハウジング20に向かって押圧する。弁体50の中央(第1突起51)は第2ハウジング20の固定部23で支持されている。このため、第1キャビティ31a内の流体は、図1のような半径方向に沿った断面において、弾性膜60の外周端が第2ハウジング20側へ変位するように、弾性膜60を弾性的に曲げ変形させる。 When fluid flows forward through the first passage 11 into the check valve 1 in its initial state (see Figure 1), the fluid pressure (upstream pressure) in the first cavity 31a increases. The fluid in the first cavity 31a presses the valve body 50 toward the second housing 20. The center of the valve body 50 (first projection 51) is supported by the fixed portion 23 of the second housing 20. Therefore, the fluid in the first cavity 31a elastically bends and deforms the elastic membrane 60 so that, in a radial cross-section as shown in Figure 1, the outer peripheral end of the elastic membrane 60 is displaced toward the second housing 20.
初期状態において、第1キャビティ31a内の流体の圧力(上流側圧力)は、弁体50の外周領域61の内周端61aよりも内側の領域(これを「被加圧領域」という)に作用する。本実施形態1では、中心軸1aから外周領域61の内周端61aまでの距離(これを「被加圧領域半径」という)が周方向において変化している。このため、初期状態の弾性膜60を第2ハウジング20側に向かって曲げようとする曲げ荷重は、被加圧領域半径が大きい側において相対的に大きい。 In the initial state, the fluid pressure (upstream pressure) within the first cavity 31a acts on the region inside the inner circumferential end 61a of the outer peripheral region 61 of the valve body 50 (this is referred to as the "pressurized region"). In this embodiment 1, the distance from the central axis 1a to the inner circumferential end 61a of the outer peripheral region 61 (this is referred to as the "pressurized region radius") changes in the circumferential direction. Therefore, the bending load that attempts to bend the elastic membrane 60 toward the second housing 20 in the initial state is relatively larger on the side with a larger pressurized region radius.
本実施形態1の逆止弁1の作用の理解を容易にするために、図4に示す比較例の逆止弁900を考える。逆止弁900は、第1ハウジング910を除いて実施形態1の逆止弁1と同じである。図5Aは、逆止弁900を構成する第1ハウジング910の弁体50側から見た下面図である。実施形態1の第1ハウジング10と同様に、中心軸1aから半径方向外側に向かって、第1流路11、第1内面913、第2内面914、接合部18がこの順に配置されている。第1内面913の内周端(または第1流路11の開口端)13aの形状は、中心軸1aと同心の円形である。第2内面914の内周端(即ち、第1内面913と第2内面914との境界)914aの形状も中心軸1aと同心の円形である。第1内面913は、円形である第1内面913の内周端13aと、円形である第2内面914の内周端914aとをなめらかにつなぐ円錐面(凹曲面)である。図5Bは、逆止弁900に使用される弁体50の上面図である。比較例の弁体50は、実施形態1の弁体50と同じである。逆止弁900が初期状態にあるとき、第1ハウジング910の第2内面914は、弾性膜60の第1面60aの外周領域961に接触する。二点鎖線で示した外周領域961の内周端961aは、第1ハウジング910の第2内面914の内周端914a(図5A参照)に対応する。中心軸1aに沿って見たとき、外周領域961の内周端961aの形状は、中心軸1aと同心の円形である。上記を除いて、逆止弁900は実施形態1の逆止弁1と同じである。図4、図5A、及び図5Bにおいて、図1、図3A、及び図3Bに示した部材(または要素)に対応する部材(または要素)には図1、図3A、及び図3Bと同じ符号を付してある。 To facilitate understanding the operation of the check valve 1 of this embodiment 1, consider the comparative example check valve 900 shown in Figure 4. The check valve 900 is the same as the check valve 1 of embodiment 1, except for the first housing 910. Figure 5A is a bottom view of the first housing 910 constituting the check valve 900, as seen from the valve body 50 side. Similar to the first housing 10 of embodiment 1, the first flow path 11, the first inner surface 913, the second inner surface 914, and the joint 18 are arranged in this order radially outward from the central axis 1a. The shape of the inner circumferential end (or the opening end of the first flow path 11) 13a of the first inner surface 913 is a circle concentric with the central axis 1a. The shape of the inner circumferential end (i.e., the boundary between the first inner surface 913 and the second inner surface 914) 914a of the second inner surface 914 is also a circle concentric with the central axis 1a. The first inner surface 913 is a conical surface (concave surface) that smoothly connects the inner circumferential end 13a of the circular first inner surface 913 and the inner circumferential end 914a of the circular second inner surface 914. Figure 5B is a top view of the valve body 50 used in the check valve 900. The valve body 50 of the comparative example is the same as the valve body 50 of Embodiment 1. When the check valve 900 is in its initial state, the second inner surface 914 of the first housing 910 contacts the outer peripheral region 961 of the first surface 60a of the elastic membrane 60. The inner circumferential end 961a of the outer peripheral region 961, shown by the dashed line, corresponds to the inner circumferential end 914a of the second inner surface 914 of the first housing 910 (see Figure 5A). When viewed along the central axis 1a, the shape of the inner circumferential end 961a of the outer peripheral region 961 is a circle concentric with the central axis 1a. Except as stated above, the check valve 900 is the same as the check valve 1 in Embodiment 1. In Figures 4, 5A, and 5B, the components (or elements) corresponding to those shown in Figures 1, 3A, and 3B are denoted by the same reference numerals as in Figures 1, 3A, and 3B.
図4に示した逆止弁900は、第1キャビティ31a内の流体の圧力(上流側圧力)と第2キャビティ31b内の流体の圧力(下流側圧力)とがバランスした初期状態にある。初期状態の逆止弁900に、流体が第1流路11を通って順方向に流入すると、第1キャビティ31a内の流体の圧力(上流側圧力)が上昇する。上流側圧力は、弁体50の外周領域961の内周端961aよりも内側の領域(被加圧領域)に作用する。中心軸1aから外周領域961の内周端961aまでの距離(被加圧領域半径)は周方向において一定である。弾性膜60の全体は、同一の材料で構成されている。このため、上流側圧力がある閾値を超えると、図6に示すように、弾性膜60の外周領域961が、第1ハウジング910の第2内面914から、全周にわたってほぼ同時に離間する。弾性膜60の曲げ変形量は周方向において一定である。弾性膜60の外周領域961と第1ハウジング910の第2内面914との間に形成される隙間935の上下方向寸法は、周方向において一定である。かくして、逆止弁900は、「開状態」となる。流体は、第1キャビティ31aから隙間935を通って第2キャビティ31bに流入し、更に第2流路21を流れる。このようにして、流体は、第1流路11から第2流路21へ逆止弁900を流れることができる。図6において、矢印41及び矢印42は、それぞれ第1流路11及び第2流路21を順方向に流れる流体の向きを示している。 The check valve 900 shown in Figure 4 is in an initial state where the fluid pressure in the first cavity 31a (upstream pressure) and the fluid pressure in the second cavity 31b (downstream pressure) are balanced. When fluid flows into the check valve 900 in the forward direction through the first flow path 11 in the initial state, the fluid pressure in the first cavity 31a (upstream pressure) increases. The upstream pressure acts on the region inside the inner circumferential end 961a of the outer peripheral region 961 of the valve body 50 (pressurized region). The distance from the central axis 1a to the inner circumferential end 961a of the outer peripheral region 961 (radius of the pressurized region) is constant in the circumferential direction. The entire elastic membrane 60 is made of the same material. Therefore, when the upstream pressure exceeds a certain threshold, as shown in Figure 6, the outer peripheral region 961 of the elastic membrane 60 separates almost simultaneously from the second inner surface 914 of the first housing 910 over its entire circumference. The bending deformation of the elastic membrane 60 is constant in the circumferential direction. The vertical dimension of the gap 935 formed between the outer peripheral region 961 of the elastic membrane 60 and the second inner surface 914 of the first housing 910 is constant in the circumferential direction. Thus, the check valve 900 is in the "open state". The fluid flows from the first cavity 31a through the gap 935 to the second cavity 31b, and then flows through the second flow path 21. In this way, the fluid can flow through the check valve 900 from the first flow path 11 to the second flow path 21. In Figure 6, arrows 41 and 42 indicate the direction of fluid flow in the forward direction through the first flow path 11 and the second flow path 21, respectively.
外周領域961を第1ハウジング910の第2内面914から離間させるのに必要な上流側圧力(閾値)は、弾性膜60の曲げ剛性や、中心軸1aから外周領域961の内周端961aまでの距離(被加圧領域半径)に依存する。ここで、弾性膜60の「曲げ剛性」とは、弾性膜60の厚さ方向に沿った断面(例えば図4の断面)内での弾性膜60の曲げ変形のしにくさを意味し、弾性膜60の材料や厚さの影響を受ける。弾性膜60の曲げ剛性が一定であれば、被加圧領域半径が小さいほど上記閾値が高くなり、上流側圧力が高くなるまで弾性膜60の外周領域961は第1ハウジング910の第2内面914から離間しない。このような逆止弁900は開弁性に劣る。開弁性に劣る逆止弁900に、第1流路11を通って順方向に流体が低流速で流入した場合、上述した従来の逆止弁と同様に以下の問題が生じる。第1に、初期状態の逆止弁900に第1流路11を通って流体が順方向に流入し始めたときから流体が第2流路21を通って逆止弁900から流出するまでのタイムラグが長くなる。第2に、弾性膜60が第1ハウジング910の第2内面914から離間したとき第1キャビティ31a内の高圧の流体が一気に流れる。このため、逆止弁900を輸液の流路上に設けた場合には流体がボーラス投与になってしまう。 The upstream pressure (threshold) required to separate the outer peripheral region 961 from the second inner surface 914 of the first housing 910 depends on the bending stiffness of the elastic membrane 60 and the distance from the central axis 1a to the inner circumferential end 961a of the outer peripheral region 961 (radius of the pressurized region). Here, the "bending stiffness" of the elastic membrane 60 refers to the resistance of the elastic membrane 60 to bending deformation within a cross-section along the thickness direction of the elastic membrane 60 (for example, the cross-section in Figure 4), and is affected by the material and thickness of the elastic membrane 60. If the bending stiffness of the elastic membrane 60 is constant, the threshold increases as the radius of the pressurized region decreases, and the outer peripheral region 961 of the elastic membrane 60 will not separate from the second inner surface 914 of the first housing 910 until the upstream pressure increases. Such a check valve 900 has poor opening properties. When fluid flows into the check valve 900 with poor opening properties at a low velocity in the forward direction through the first flow path 11, the following problems occur, similar to those of the conventional check valve described above. Firstly, the time lag between the initial state of the check valve 900, when the fluid begins to flow in the forward direction through the first channel 11, and when the fluid flows out of the check valve 900 through the second channel 21, becomes longer. Secondly, when the elastic membrane 60 separates from the second inner surface 914 of the first housing 910, the high-pressure fluid in the first cavity 31a flows all at once. Therefore, if the check valve 900 is installed in the fluid infusion channel, the fluid will be administered in a bolus.
比較例の逆止弁900において、被加圧領域半径を大きくすれば、比較的低い上流側圧力で弾性膜60を第1ハウジング910の第2内面914から離間させることが可能である。これは、逆止弁900の開弁性を向上させ、タイムラグやボーラス投与の問題を解消しうる。しかしながら、流体が第2流路21を通って逆方向に逆止弁900に流入した場合、第2キャビティ31b内の流体の圧力(下流側圧力)によって弾性膜60が異常な変形をして、流体が第2キャビティ31bから第1キャビティ31aへ流れるのを許容してしまう可能性がある。これは、第2流路21から第1流路11への流体の流れを禁止するという逆止弁900の逆止性能の低下を招く。 In the comparative example check valve 900, increasing the radius of the pressurized area makes it possible to separate the elastic membrane 60 from the second inner surface 914 of the first housing 910 at a relatively low upstream pressure. This improves the opening performance of the check valve 900 and can eliminate problems of time lag and bolus administration. However, if fluid flows into the check valve 900 in the reverse direction through the second passage 21, the pressure of the fluid in the second cavity 31b (downstream pressure) may cause the elastic membrane 60 to deform abnormally, potentially allowing the fluid to flow from the second cavity 31b to the first cavity 31a. This leads to a decrease in the check valve performance of the check valve 900, as it prohibits the flow of fluid from the second passage 21 to the first passage 11.
このため、比較例の逆止弁900は、逆止性能を確保したまま開弁性を向上させることは困難である。 Therefore, it is difficult to improve the opening performance of the comparative example check valve 900 while maintaining its check valve performance.
本実施形態1の逆止弁1の作用について説明する。 The operation of the check valve 1 of this embodiment 1 will now be explained.
本実施形態1では、上述したように、中心軸1aから外周領域61の内周端61aまでの距離(被加圧領域半径)が周方向において変化している。図1は初期状態の逆止弁1を示している。図1の断面は、中心軸1a及びX軸(図3A及び図3B参照)を含む。したがって、図1において、被加圧領域半径は、中心軸1aに対して左側より中心軸1aに対して右側において大きい。 In this embodiment 1, as described above, the distance from the central axis 1a to the inner circumferential end 61a of the outer peripheral region 61 (the radius of the pressurized region) changes in the circumferential direction. Figure 1 shows the check valve 1 in its initial state. The cross-section of Figure 1 includes the central axis 1a and the X-axis (see Figures 3A and 3B). Therefore, in Figure 1, the radius of the pressurized region is larger to the right of the central axis 1a than to the left of the central axis 1a.
初期状態の逆止弁1の第1流路11に流体が順方向41に低流速で流入した場合(図7参照)、第1キャビティ31a内の流体の圧力(上流側圧力)が徐々に上昇していく。第1キャビティ31a内の流体は、弁体50を第2ハウジング20に向かって押圧する。図7の断面は、図1と同様に、中心軸1a及びX軸(図3A及び図3B参照)を含む。被加圧領域半径は、図7において中心軸1aに対して右側で相対的に大きく、X軸上で最大となる。このため、上流側圧力が上昇し始めて間もなく、被加圧領域半径が最大となる内周端61a上の地点近傍において外周領域61が第1ハウジング10の第2内面14から離間するように、弾性膜60が局所的に曲げ変形する。弾性膜60と第1ハウジング10との間に隙間35が形成される。逆止弁1は、「開状態」となる。被加圧領域半径が相対的に小さい側(図7において中心軸1aに対して左側)では、外周領域61は依然として第2内面14に接触している。流体は、第1キャビティ31aから当該隙間35を通って第2キャビティ31bに流入し、更に第2流路21を矢印42の向きに流れる。このようにして、流体は、第1流路11から第2流路21へ逆止弁1を流れることができる。 When fluid flows into the first flow path 11 of the check valve 1 in the forward direction 41 at a low flow velocity (see Figure 7), the fluid pressure (upstream pressure) in the first cavity 31a gradually increases. The fluid in the first cavity 31a presses the valve body 50 toward the second housing 20. The cross-section in Figure 7, like in Figure 1, includes the central axis 1a and the X-axis (see Figures 3A and 3B). The radius of the pressurized area is relatively large to the right of the central axis 1a in Figure 7, and is maximum on the X-axis. Therefore, shortly after the upstream pressure begins to rise, the elastic membrane 60 is locally bent and deformed so that the outer peripheral region 61 separates from the second inner surface 14 of the first housing 10 near the point on the inner peripheral end 61a where the radius of the pressurized area is maximum. A gap 35 is formed between the elastic membrane 60 and the first housing 10. The check valve 1 becomes "open". On the side where the radius of the pressurized area is relatively small (to the left of the central axis 1a in Figure 7), the outer peripheral region 61 is still in contact with the second inner surface 14. The fluid flows from the first cavity 31a through the gap 35 into the second cavity 31b, and then flows further through the second flow path 21 in the direction of arrow 42. In this way, the fluid can flow through the check valve 1 from the first flow path 11 to the second flow path 21.
本実施形態1では、被加圧領域半径が大きな内周端61a上の部分近傍の外周領域61は、これ以外の外周領域61よりも、比較的低い上流側圧力で第2内面14から離間する。逆止弁1を初期状態(図1参照)から開状態(図7参照)に変化させるために必要な上流側圧力は、上記比較例の逆止弁900を開状態(図6参照)に変化させるために必要な上流側圧力に比べて低い。逆止弁1は、比較例の逆止弁900に比べて開弁性が向上している。逆止弁1に順方向に流入する流体の流速が小さくても、上流側圧力が上昇し始めてすぐに、逆止弁1は開状態に変化する。このため、初期状態の逆止弁1に第1流路11を通って流体が順方向に流入し始めたときから流体が第2流路21を通って逆止弁1から流出するまでのタイムラグは短い。比較的低い上流側圧力で逆止弁1は初期状態から開状態に変化するから、上流側圧力は異常に上昇しない。このため、逆止弁1を輸液の流路上に設けた場合には流体がボーラス投与になることはない。 In this embodiment 1, the outer peripheral region 61 near the portion on the inner peripheral end 61a with a large pressurized area radius separates from the second inner surface 14 at a relatively lower upstream pressure than the other outer peripheral regions 61. The upstream pressure required to change the check valve 1 from the initial state (see Figure 1) to the open state (see Figure 7) is lower than the upstream pressure required to change the check valve 900 of the comparative example to the open state (see Figure 6). The check valve 1 has improved opening performance compared to the check valve 900 of the comparative example. Even if the flow velocity of the fluid flowing forward into the check valve 1 is small, the check valve 1 changes to the open state as soon as the upstream pressure begins to rise. For this reason, the time lag from when the fluid begins to flow forward into the check valve 1 through the first passage 11 to when the fluid flows out of the check valve 1 through the second passage 21 is short. Since the check valve 1 changes from the initial state to the open state at a relatively low upstream pressure, the upstream pressure does not rise abnormally. Therefore, if check valve 1 is installed in the fluid infusion path, the fluid will not be administered as a bolus.
なお、本実施形態1において、逆止弁1の第1流路11に流体が順方向に高流速で流入した場合には、第1キャビティ31a内の流体の圧力(上流側圧力)は高くなる。このため、被加圧領域半径が大きな内周端61a上の部分近傍の外周領域61に加えて、これ以外の外周領域61も、第2内面14から離間する。例えば、上流側圧力が高くなるのにしたがって、最初に被加圧領域半径が大きな内周端61a上の部分近傍の外周領域61が第2内面14から離間して小さな隙間35が形成され(図7参照)、続いて、この小さな隙間35を起点として、外周領域61の残りの部分が第2内面14から順次離間する。このように、相対的に大きな被加圧領域半径を有する部分は、外周領域61が第2内面14から離間する際の起点を提供する。これは、逆止弁1の開弁性を向上するのに有利である。図示を省略するが、上流側圧力が高くなると、外周領域61が、全周にわたって第1ハウジング10の第2内面14から離間するとともに、外周領域61と第1ハウジング10の第2内面14との間の隙間が拡大する。弾性膜60の第2面60bが第2ハウジング20の凸曲面25に接触するほどに、弾性膜60が大きく曲げ変形するかも知れない。流体は、第1流路11から第2流路21へより大流量で逆止弁1を流れることができる。 In this embodiment 1, when fluid flows into the first flow path 11 of the check valve 1 in the forward direction at a high flow velocity, the fluid pressure (upstream pressure) in the first cavity 31a increases. Therefore, in addition to the outer peripheral region 61 near the portion on the inner circumferential end 61a with a large pressurized area radius, other outer peripheral regions 61 also separate from the second inner surface 14. For example, as the upstream pressure increases, the outer peripheral region 61 near the portion on the inner circumferential end 61a with a large pressurized area radius separates from the second inner surface 14 first, forming a small gap 35 (see Figure 7). Subsequently, starting from this small gap 35, the remaining portions of the outer peripheral region 61 sequentially separate from the second inner surface 14. Thus, the portion with a relatively large pressurized area radius provides a starting point for the outer peripheral region 61 to separate from the second inner surface 14. This is advantageous for improving the opening performance of the check valve 1. Although not shown in the diagram, as the upstream pressure increases, the outer peripheral region 61 separates from the second inner surface 14 of the first housing 10 along its entire circumference, and the gap between the outer peripheral region 61 and the second inner surface 14 of the first housing 10 expands. The elastic membrane 60 may bend and deform significantly to the point where its second surface 60b contacts the convex curved surface 25 of the second housing 20. The fluid can then flow through the check valve 1 from the first channel 11 to the second channel 21 at a larger flow rate.
図8は、初期状態の逆止弁1に、何らかの理由で流体が第2流路21に逆方向45に流入した状態を示す。逆方向45の流体の流入によって第2キャビティ31b内の流体の圧力(下流側圧力)が上昇する。第2キャビティ31b内の流体は、弁体50を、第1ハウジング10に向かって押圧する。弾性膜60の第1面60aが第1ハウジング10の内面15に密着する。図8では、第1面60aの外周領域61が第1ハウジング10の第2内面14に接触しているが、これは一例に過ぎない。第2キャビティ31b内の流体の圧力が高くなると、第1突起51が固定部23から上方に離間し、且つ、弁体50が第1キャビティ31a側に突出するようにドーム状に変形するかも知れない。この場合、第1面60aが第1ハウジング10の第1内面13に接触してもよい。いずれにしても、弾性膜60の第1面60aは第1ハウジング10の内面15に環状に接触して、両者間に環状の液密なシールが形成される。逆止弁1は、弁体50が第2流路21と第1流路11との連通を遮断した「閉状態」となる。第2キャビティ31b内の流体は、弾性膜60と第1ハウジング10との間を通って第1キャビティ31aへ流れることはできない。このようにして、流体が第2流路21から第1流路11へ逆止弁1を流れるのが禁止される。 Figure 8 shows the initial state of the check valve 1, where for some reason, fluid has flowed into the second passage 21 in the reverse direction 45. The inflow of fluid in the reverse direction 45 increases the fluid pressure (downstream pressure) in the second cavity 31b. The fluid in the second cavity 31b presses the valve body 50 toward the first housing 10. The first surface 60a of the elastic membrane 60 comes into close contact with the inner surface 15 of the first housing 10. In Figure 8, the outer peripheral region 61 of the first surface 60a is in contact with the second inner surface 14 of the first housing 10, but this is just one example. If the fluid pressure in the second cavity 31b increases, the first projection 51 may move upward away from the fixing part 23, and the valve body 50 may deform into a dome shape so that it protrudes toward the first cavity 31a. In this case, the first surface 60a may come into contact with the first inner surface 13 of the first housing 10. In any case, the first surface 60a of the elastic membrane 60 contacts the inner surface 15 of the first housing 10 in an annular manner, forming an annular, liquid-tight seal between them. The check valve 1 enters a "closed state" where the valve body 50 blocks communication between the second flow path 21 and the first flow path 11. The fluid in the second cavity 31b cannot flow through the elastic membrane 60 and the first housing 10 to the first cavity 31a. In this way, the fluid is prevented from flowing from the second flow path 21 to the first flow path 11 through the check valve 1.
一般に、被加圧領域半径が大きくなると、逆止弁の逆止性能は低下する。本実施形態1では、流体が第2流路21を通って逆方向45に逆止弁1に流入した場合、第2キャビティ31b内の流体の圧力(下流側圧力)によって、弾性膜60のうち相対的に大きな被加圧領域半径を有する部分が異常な変形をする可能性がある。しかしながら、被加圧領域半径の周方向の変化(図3Bのように、外周領域61の内周端61aが半円と半楕円とで構成される場合に、当該半円の半径と当該半楕円の長半径)を最適化することにより、下流側圧力による弾性膜60の異常な変形を抑え、これにより、逆方向の流体の流れを禁止するという逆止弁1の逆止性能を確保することが可能である。 Generally, as the radius of the pressurized area increases, the check valve's check-stopping performance decreases. In this embodiment 1, when fluid flows into the check valve 1 in the reverse direction 45 through the second flow path 21, the pressure of the fluid in the second cavity 31b (downstream pressure) may cause abnormal deformation of the portion of the elastic membrane 60 that has a relatively large pressurized area radius. However, by optimizing the circumferential change in the pressurized area radius (as shown in Figure 3B, when the inner circumferential end 61a of the outer circumferential region 61 is composed of a semicircle and a semiellipse, the radius of the semicircle and the semi-major axis of the semiellipse), it is possible to suppress abnormal deformation of the elastic membrane 60 due to downstream pressure, thereby ensuring the check-stopping performance of the check valve 1, which prohibits the flow of fluid in the reverse direction.
このため、本実施形態1の逆止弁1は、逆止性能を実用上問題のない程度に維持しながら開弁性が向上している。 Therefore, the check valve 1 of this embodiment 1 has improved opening performance while maintaining check valve performance to a level that is not problematic in practical use.
以下に逆止弁1の使用方法を、逆止弁1を点滴などの輸液に用いる場合を例にして説明する。 The following explains how to use check valve 1, using its use in intravenous fluid administration such as drip infusion as an example.
逆止弁1は、輸液を行う際に使用される輸液セットを構成してもよい。輸液セットの構成に制限はない。図示を省略するが、一例に係る輸液セットは、第1流路11を構成する第1管12(図1参照)に接続された柔軟な第1チューブと、第2流路21を構成する第2管22(図1参照)に接続された柔軟な第2チューブとを備える。第1チューブには、第1チューブ内の流路を開閉するクランプが設けられている。第2チューブの下流端には患者に穿刺される留置針が設けられている。 The check valve 1 may constitute an infusion set used when administering intravenous fluids. There are no restrictions on the configuration of the infusion set. Although not shown in the illustration, one example of an infusion set includes a flexible first tube connected to a first tube 12 (see Figure 1) that constitutes a first flow path 11, and a flexible second tube connected to a second tube 22 (see Figure 1) that constitutes a second flow path 21. The first tube is provided with a clamp for opening and closing the flow path within the first tube. An indwelling needle, to be inserted into the patient, is provided at the downstream end of the second tube.
第1チューブに設けられたクランプを閉じた状態で、第1チューブの上流端を、液体(例えば薬液)が貯留された容器(例えば輸液バッグ)に接続する。次いで、クランプを開いて、容器内の液体を輸液セット(即ち、第1チューブ、逆止弁1、第2チューブ、及び、留置針)に導入するプライミングを行う。その後、クランプを閉じ、逆止弁1への液体の流入を停止する。第1キャビティ31a内の液体の圧力(上流側圧力)と第2キャビティ31b内の液体の圧力(下流側圧力)とがバランスし、逆止弁1は初期状態(図1参照)にある。この初期状態では、上述したように、弁体50の外周領域61(図3B参照)が第1ハウジング10の第2内面14に環状に接触している。第1流路11と第2流路21との連通は、弁体50によって遮断されている。 With the clamp on the first tube closed, the upstream end of the first tube is connected to a container (e.g., an infusion bag) containing a liquid (e.g., a drug solution). Next, the clamp is opened to prime the infusion set (i.e., the first tube, check valve 1, the second tube, and the indwelling needle) by introducing the liquid from the container. Afterward, the clamp is closed to stop the flow of liquid into check valve 1. The pressure of the liquid in the first cavity 31a (upstream pressure) and the pressure of the liquid in the second cavity 31b (downstream pressure) are balanced, and check valve 1 is in its initial state (see Figure 1). In this initial state, as described above, the outer peripheral region 61 of the valve body 50 (see Figure 3B) is in annular contact with the second inner surface 14 of the first housing 10. Communication between the first flow path 11 and the second flow path 21 is blocked by the valve body 50.
次いで、留置針を患者に穿刺する。そして、第1チューブに設けられたクランプを開き、輸液を開始する。図7に示されているように、液体が矢印41の向き(順方向)に第1流路11を通って第1キャビティ31aに流入する。第1キャビティ31a内の圧力(上流側圧力)が上昇する。第1キャビティ31a内の液体が弁体50を押圧する。弾性膜60の外周領域61が第1ハウジング10の第2内面14から離間し、逆止弁1は「開状態」となる。液体は、第1流路11から第2流路21へ逆止弁1を流れることができる。シリンジポンプを用いて液体を第1流路11に低流速で流入させてもよい。この場合、シリンジポンプの運転を開始してから、液体が逆止弁1を通過して実際に患者に流入するまでのタイムラグは短い。また、液体を、ボーラス投与になることなく、所望する低流速で患者に投与することができる。 Next, the indwelling needle is inserted into the patient. Then, the clamp on the first tube is opened, and infusion is started. As shown in Figure 7, the liquid flows into the first cavity 31a through the first channel 11 in the direction of arrow 41 (forward direction). The pressure inside the first cavity 31a (upstream pressure) increases. The liquid inside the first cavity 31a presses against the valve body 50. The outer peripheral region 61 of the elastic membrane 60 separates from the second inner surface 14 of the first housing 10, and the check valve 1 becomes "open". The liquid can flow from the first channel 11 to the second channel 21 through the check valve 1. Alternatively, a syringe pump may be used to introduce the liquid into the first channel 11 at a low flow rate. In this case, the time lag between starting the syringe pump and the liquid passing through the check valve 1 and actually flowing into the patient is short. Furthermore, the liquid can be administered to the patient at the desired low flow rate without bolus administration.
第1チューブに設けられたクランプを閉じる(またはシリンジポンプの運転を停止する)と、第1流路11へ流入する液体の流れが停止する。弾性膜60は弾性回復し、逆止弁1は初期状態に戻る。輸液は停止される。 When the clamp on the first tube is closed (or the syringe pump is stopped), the flow of liquid into the first channel 11 stops. The elastic membrane 60 recovers its elasticity, and the check valve 1 returns to its initial state. Infusion is stopped.
何らかの理由で液体が第2流路21に逆方向45に流入した場合(図8参照)、第2キャビティ31b内の液体の圧力(下流側圧力)が上昇する。上述したように、開弁性が向上するように弾性膜60に被加圧領域半径が大きな部分が存在するにもかかわらず、弾性膜60の第1面60aと第1ハウジング10の内面15との間に環状の液密なシールが形成される。逆止弁1は「閉状態」となる。液体が第2流路21から第1流路11へ逆止弁1を流れるのが禁止される。 If, for some reason, liquid flows into the second channel 21 in the reverse direction 45 (see Figure 8), the pressure of the liquid in the second cavity 31b (downstream pressure) increases. As described above, even though the elastic membrane 60 has a large pressurized area radius to improve valve opening, an annular liquid-tight seal is formed between the first surface 60a of the elastic membrane 60 and the inner surface 15 of the first housing 10. The check valve 1 becomes "closed." Liquid flow from the second channel 21 to the first channel 11 through the check valve 1 is prohibited.
本実施形態1では、中心軸1aに沿って見たとき、外周領域61の内周端61aの形状は楕円の一部を含む(図3B参照)。これは、中心軸1aから内周端61aまでの距離(被加圧領域半径)が周方向において変化した逆止弁1の構成を簡単化するのに有利である。 In this embodiment 1, when viewed along the central axis 1a, the shape of the inner circumferential end 61a of the outer peripheral region 61 includes a part of an ellipse (see Figure 3B). This is advantageous for simplifying the configuration of the check valve 1, where the distance from the central axis 1a to the inner circumferential end 61a (the radius of the pressurized region) changes in the circumferential direction.
より詳細には、中心軸1aに沿って見たとき、外周領域61の内周端61aは、半円と半楕円とを組み合わせた形状を有する(図3B参照)。中心軸1aから内周端61aまでの距離は、半楕円の側で最大となる。このため、初期状態の逆止弁1において、第1キャビティ31a内の流体の圧力(上流側圧力)が上昇し始めると、最初に、弁体50の中心(または中心軸1a)に対して半楕円の側で、外周領域61が第1ハウジング10の第2内面14から離間する(図7参照)。簡単な構成で逆止弁1の開弁性を向上させることができる。 More specifically, when viewed along the central axis 1a, the inner circumferential end 61a of the outer circumferential region 61 has a shape that combines a semicircle and a semiellipse (see Figure 3B). The distance from the central axis 1a to the inner circumferential end 61a is maximum on the semielliptical side. Therefore, in the initial state of the check valve 1, when the fluid pressure (upstream pressure) in the first cavity 31a begins to rise, the outer circumferential region 61 first separates from the second inner surface 14 of the first housing 10 on the semielliptical side with respect to the center of the valve body 50 (or central axis 1a) (see Figure 7). This simple configuration allows for improved valve opening performance of the check valve 1.
図3A及び図3Bでは、中心軸1aに沿って見たとき、第2内面14の内周端14a及び外周領域61の内周端61aは、いずれも、Y軸に対して左側の、中心軸1aと同心の半円と、Y軸に対して右側の、X軸を長軸とする半楕円とを組み合わせた形状を有していたが、本発明はこれに限定されない。図示を省略するが、例えば、Y軸に対して右側の半楕円が、Y軸を長軸とする半楕円であってもよい。当該半楕円の長半径は、Y軸に対して左側の半円の半径と同じである。この場合、中心軸1aから内周端14a,61aまでの距離は、Y軸に対して左側(半円側)では一定であるが、Y軸に対して右側(半楕円側)ではX軸上で最小となるように変化する。初期状態の逆止弁1において、第1キャビティ31a内の流体の圧力(上流側圧力)が上昇し始めると、最初に、弁体50の中心(または中心軸1a)に対して半円の側で、外周領域61が第1ハウジング10の第2内面14から離間する。この場合であっても、上記の例と同様に、簡単な構成で逆止弁1の開弁性を向上させることができる。 In Figures 3A and 3B, when viewed along the central axis 1a, the inner circumferential end 14a of the second inner surface 14 and the inner circumferential end 61a of the outer peripheral region 61 both have a shape that combines a semicircle concentric with the central axis 1a on the left side with respect to the Y-axis and a semiellipse with the X-axis as its major axis on the right side with respect to the Y-axis. However, the present invention is not limited to this. Although not shown in the illustration, for example, the semiellipse on the right side with respect to the Y-axis may be a semiellipse with the Y-axis as its major axis. The semi-major axis of this semiellipse is the same as the radius of the semicircle on the left side with respect to the Y-axis. In this case, the distance from the central axis 1a to the inner circumferential ends 14a and 61a is constant on the left side with respect to the Y-axis (semicircle side), but changes to be minimized on the X-axis on the right side with respect to the Y-axis (semiellipse side). In the initial state of the check valve 1, when the fluid pressure (upstream pressure) in the first cavity 31a begins to rise, the outer peripheral region 61 initially separates from the second inner surface 14 of the first housing 10 on the semicircular side with respect to the center (or central axis 1a) of the valve body 50. Even in this case, as in the example above, the opening performance of the check valve 1 can be improved with a simple configuration.
上記の例では、中心軸1aに沿って見たとき、第2内面14の内周端14aの形状及び外周領域61の内周端61aは、いずれも、半円(即ち、中心角が180度の円弧)と半楕円とを組み合わせた形状を有していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、中心軸1aに沿って見たとき、内周端14a,61aが、中心角が180度より大きい又は小さい円弧と、当該円弧の両端をつなぐ楕円の一部とを組み合わせた形状を有していてもよい。この場合も、中心軸1aから外周領域の内周端までの距離は周方向において変化するので、逆止弁の開弁性を向上させることができる。 In the above example, when viewed along the central axis 1a, the shape of the inner circumferential end 14a of the second inner surface 14 and the inner circumferential end 61a of the outer peripheral region 61 both had a shape that combined a semicircle (i.e., a circular arc with a central angle of 180 degrees) and a semiellipse. However, the present invention is not limited to this. For example, when viewed along the central axis 1a, the inner circumferential ends 14a and 61a may have a shape that combines a circular arc with a central angle greater than or less than 180 degrees and a part of an ellipse connecting both ends of the circular arc. In this case as well, since the distance from the central axis 1a to the inner circumferential end of the outer peripheral region changes in the circumferential direction, the opening performance of the check valve can be improved.
(実施の形態2)
図9は、初期状態にある本発明の実施形態2にかかる逆止弁2の断面図である。逆止弁2は、第1ハウジング210を除いて実施形態1の逆止弁1と同じである。以下に、実施形態1との相違点を中心に、本実施形態2の逆止弁2及び第1ハウジング210を説明する。
(Embodiment 2)
Figure 9 is a cross-sectional view of the check valve 2 according to Embodiment 2 of the present invention in its initial state. The check valve 2 is the same as the check valve 1 of Embodiment 1, except for the first housing 210. The check valve 2 and the first housing 210 of Embodiment 2 will be described below, focusing on the differences from Embodiment 1.
図10Aは、第1ハウジング210の弁体50側から見た下面図である。X軸及びY軸は、いずれも中心軸1aに垂直な一平面に沿って延び、且つ、中心軸1aにて互いに直交する。図3Aに示した実施形態1の第1ハウジング10と同様に、中心軸1aから半径方向外側に向かって、第1流路11、第1内面213、第2内面214、接合部18がこの順に配置されている。第1内面213の内周端(または第1流路11の開口端)13aの形状は、中心軸1aと同心の円形である。一方、第2内面214の内周端(即ち、第1内面213と第2内面214との境界)214aの形状は非円形である。より詳細には、中心軸1aに沿って見たとき、第2内面214の内周端214aは、X軸を長軸とする楕円形である。中心軸1aから内周端214aまでの距離は、Y軸上で最小となり、X軸上で最大となるように周方向において変化している。第1内面213は、円形である第1内面213の内周端13aと、楕円形である第2内面214の内周端214aとをなめらかにつなぐ凹曲面である。第2内面214は、実施形態1の第2内面14と同様に、半径方向に平行な平坦面であり、第1内面213を取り囲むように周方向に環状に連続している。 Figure 10A is a bottom view of the first housing 210 as seen from the valve body 50 side. The X and Y axes both extend along a plane perpendicular to the central axis 1a and are perpendicular to each other at the central axis 1a. Similar to the first housing 10 of Embodiment 1 shown in Figure 3A, the first flow path 11, the first inner surface 213, the second inner surface 214, and the joint 18 are arranged in this order radially outward from the central axis 1a. The shape of the inner circumferential end (or the opening end of the first flow path 11) 13a of the first inner surface 213 is circular and concentric with the central axis 1a. On the other hand, the shape of the inner circumferential end (i.e., the boundary between the first inner surface 213 and the second inner surface 214) 214a of the second inner surface 214 is non-circular. More specifically, when viewed along the central axis 1a, the inner circumferential end 214a of the second inner surface 214 is elliptical with the X axis as its major axis. The distance from the central axis 1a to the inner circumferential end 214a varies circumferentially such that it is minimum on the Y-axis and maximum on the X-axis. The first inner surface 213 is a concave curved surface that smoothly connects the inner circumferential end 13a of the circular first inner surface 213 to the inner circumferential end 214a of the elliptical second inner surface 214. The second inner surface 214, similar to the second inner surface 14 in Embodiment 1, is a flat surface parallel to the radial direction and is continuous in an annular manner in the circumferential direction, surrounding the first inner surface 213.
図10Bは、逆止弁2に使用される弁体50の第1ハウジング210側から見た上面図である。図10BのX軸及びY軸は、図10AのX軸及びY軸にそれぞれ対応する。実施形態1と同様に、初期状態では、弾性膜60の第1面60aに、第1ハウジング210の第2内面214が上下方向に接触する(図9参照)。弾性膜60の第1面60aのうち多数のドットを付した領域は、初期状態(図9参照)において第1ハウジング210の第2内面214が接触する外周領域261である。外周領域261は、弾性膜60の第1面60aの外周に沿って環状に連続している。二点鎖線で示した外周領域261の内周端261aは、第1ハウジング210の第2内面214の内周端214a(図10A参照)に対応する。外周領域261の内周端261aは非円形である。より詳細には、中心軸1aに沿って見たとき、外周領域261の内周端261aは、X軸を長軸とする楕円形である。中心軸1aから内周端261aまでの距離(被加圧領域半径)は、Y軸上で最小となり、X軸上で最大となるように周方向において変化している。中心軸1aに沿って見たとき、弾性膜60の外周端60cは、中心軸1aと同心の円形である。したがって、外周領域261の半径方向に沿った幅は、Y軸上で最大となり、X軸上で最小となるように周方向において変化している。 Figure 10B is a top view of the valve body 50 used in the check valve 2, as seen from the first housing 210 side. The X and Y axes in Figure 10B correspond to the X and Y axes in Figure 10A, respectively. Similar to Embodiment 1, in the initial state, the second inner surface 214 of the first housing 210 contacts the first surface 60a of the elastic membrane 60 in the vertical direction (see Figure 9). The area of the first surface 60a of the elastic membrane 60 marked with numerous dots is the outer peripheral region 261 that contacts the second inner surface 214 of the first housing 210 in the initial state (see Figure 9). The outer peripheral region 261 is continuous in an annular shape along the outer circumference of the first surface 60a of the elastic membrane 60. The inner circumferential end 261a of the outer peripheral region 261, shown by the dashed line, corresponds to the inner circumferential end 214a of the second inner surface 214 of the first housing 210 (see Figure 10A). The inner circumferential end 261a of the outer peripheral region 261 is non-circular. More specifically, when viewed along the central axis 1a, the inner circumferential end 261a of the outer circumferential region 261 is elliptical with the X-axis as its major axis. The distance from the central axis 1a to the inner circumferential end 261a (the radius of the pressurized region) varies circumferentially such that it is minimum on the Y-axis and maximum on the X-axis. When viewed along the central axis 1a, the outer circumferential end 60c of the elastic membrane 60 is circular and concentric with the central axis 1a. Therefore, the radial width of the outer circumferential region 261 varies circumferentially such that it is maximum on the Y-axis and minimum on the X-axis.
初期状態の本実施形態2の逆止弁2(図9参照)において第1キャビティ31a内の流体の圧力(上流側圧力)が上昇し始めると、上流側圧力は、弁体50の外周領域261の内周端261aよりも内側の領域(被加圧領域)に作用する。中心軸1aから外周領域261の内周端261aまでの距離(被加圧領域半径)はX軸上で最大である。このため、最初に、X軸方向の両端において外周領域261が第1ハウジング210の第2内面214から離間する。上流側圧力が比較的低くても、逆止弁2は開状態に変化する。楕円形の被加圧領域を有する逆止弁2は、開弁性が向上している。 In the initial state of the check valve 2 of this embodiment 2 (see Figure 9), when the fluid pressure (upstream pressure) in the first cavity 31a begins to rise, the upstream pressure acts on the region inside the inner end 261a of the outer peripheral region 261 of the valve body 50 (the pressurized region). The distance from the central axis 1a to the inner end 261a of the outer peripheral region 261 (the radius of the pressurized region) is maximum on the X-axis. Therefore, initially, the outer peripheral region 261 separates from the second inner surface 214 of the first housing 210 at both ends in the X-axis direction. Even with relatively low upstream pressure, the check valve 2 changes to an open state. The check valve 2, having an elliptical pressurized region, has improved valve opening performance.
上流側圧力が更に上昇すると、外周領域261が、全周にわたって第1ハウジング210の第2内面214から離間するとともに、外周領域261と第1ハウジング210の第2内面214との間の隙間が拡大する。 As the upstream pressure increases further, the outer peripheral region 261 separates from the second inner surface 214 of the first housing 210 along its entire circumference, and the gap between the outer peripheral region 261 and the second inner surface 214 of the first housing 210 expands.
一般に、被加圧領域半径が大きくなると、逆止弁の逆止性能は低下する。即ち、流体が第2流路21を通って逆止弁2に流入した場合、第2キャビティ31b内の流体の圧力(下流側圧力)によって、弾性膜60のうち大きな被加圧領域半径を有する部分が異常な変形をする可能性がある。しかしながら、外周領域261の内周端261a(更には第2内面214の内周端214a)が沿う楕円のアスペクト比(長半径/短半径、または当該楕円の扁平率)を最適化することにより、下流側圧力による弾性膜60の異常な変形を抑え、これにより、逆方向の流体の流れを禁止するという逆止弁2の逆止性能を確保することが可能である。 Generally, as the radius of the pressurized area increases, the check valve's check-stopping performance decreases. That is, when fluid flows into the check valve 2 through the second flow path 21, the pressure of the fluid in the second cavity 31b (downstream pressure) may cause abnormal deformation of the elastic membrane 60 in the portion with a large pressurized area radius. However, by optimizing the aspect ratio (major axis/minor axis, or the flattening ratio of the ellipse) of the ellipse along the inner circumferential end 261a of the outer circumferential region 261 (and furthermore, the inner circumferential end 214a of the second inner surface 214), abnormal deformation of the elastic membrane 60 due to downstream pressure can be suppressed, thereby ensuring the check-stopping performance of the check valve 2, which prohibits the flow of fluid in the reverse direction.
このため、本実施形態2の逆止弁2は、逆止性能を実用上問題のない程度に維持しながら開弁性が向上している。 Therefore, the check valve 2 of this embodiment 2 has improved opening performance while maintaining check valve performance to a level that is not problematic in practical use.
本実施形態2では、中心軸1aに沿って見たとき、外周領域261の内周端261aは楕円形である(図10B参照)。これは、中心軸1aから内周端261aまでの距離(被加圧領域半径)が周方向において変化した逆止弁2の構成を簡単化するのに有利である。 In this second embodiment, when viewed along the central axis 1a, the inner circumferential end 261a of the outer circumferential region 261 is elliptical (see Figure 10B). This is advantageous for simplifying the configuration of the check valve 2, where the distance from the central axis 1a to the inner circumferential end 261a (the radius of the pressurized region) changes in the circumferential direction.
上記の例では、第2内面214の内周端214aの形状及び外周領域261の内周端261aの形状は、いずれも楕円形であったが、本発明はこれに限定されない。内周端214a,261aの形状は、例えば、平行な2直線を2つの半円(または半楕円)でつないだ陸上競技のトラック形状のような、長軸と短軸を有する任意の形状であってもよい。好ましくは、当該形状の重心は、中心軸1aに一致する。 In the above example, the shape of the inner circumferential end 214a of the second inner surface 214 and the shape of the inner circumferential end 261a of the outer circumferential region 261 were both elliptical, but the present invention is not limited to this. The shapes of the inner circumferential ends 214a and 261a may be any shape having a major axis and a minor axis, such as the shape of an athletics track formed by connecting two parallel lines with two semicircles (or semi-ellipses). Preferably, the center of gravity of the shape coincides with the central axis 1a.
本実施形態2は、上記を除いて実施形態1と同じである。本実施形態2のうち実施形態1と共通する構成または要素については、実施形態1の説明が本実施形態2にも適用される。 This second embodiment is the same as the first embodiment, except as described above. For configurations or elements in this second embodiment that are common to both the first and second embodiments, the description of the first embodiment applies to this second embodiment as well.
(実施の形態3)
図11は、初期状態にある本発明の実施形態3にかかる逆止弁3の断面図である。逆止弁3は、第1ハウジング310を除いて実施形態1の逆止弁1と同じである。以下に、実施形態1との相違点を中心に、本実施形態3の逆止弁3及び第1ハウジング310を説明する。
(Embodiment 3)
Figure 11 is a cross-sectional view of the check valve 3 according to Embodiment 3 of the present invention in its initial state. The check valve 3 is the same as the check valve 1 of Embodiment 1, except for the first housing 310. The check valve 3 and the first housing 310 of Embodiment 3 will be described below, focusing on the differences from Embodiment 1.
図12は、第1ハウジング310の下方から見た斜視図である。図13Aは、第1ハウジング310の弁体50側から見た下面図である。図13Aにおいて、X軸及びY軸は、いずれも中心軸1aに垂直な一平面に沿って延び、且つ、中心軸1aにて互いに直交する。図3Aに示した実施形態1の第1ハウジング10と同様に、中心軸1aから半径方向外側に向かって、第1流路11、第1内面313、第2内面314、接合部18がこの順に配置されている。第1内面313の内周端(または第1流路11の開口端)13aの形状は、中心軸1aと同心の円形である。一方、第2内面314の内周端(即ち、第1内面313と第2内面314との境界)314aの形状は非円形である。より詳細には、中心軸1aに沿って見たとき、第2内面314の内周端314aは、略正方形である。略正方形の4辺は、X軸またはY軸に平行である。略正方形の対角線は、中心軸1aにて交差し、且つ、X軸及びY軸に対して45度の角度を有して傾斜している。略正方形の4隅には、円弧が設けられている。中心軸1aから内周端314aまでの距離は、X軸上及びY軸上で最小となり、略正方形の対角軸上で最大となるように周方向において変化している。第1内面313は、円形である第1内面313の内周端13aと、略正方形である第2内面314の内周端314aとをなめらかにつなぐ凹曲面である。第2内面314は、実施形態1の第2内面14と同様に、半径方向に平行な平坦面であり、第1内面313を取り囲むように周方向に環状に連続している。 Figure 12 is a perspective view of the first housing 310 seen from below. Figure 13A is a bottom view of the first housing 310 seen from the valve body 50 side. In Figure 13A, the X and Y axes both extend along a plane perpendicular to the central axis 1a and are perpendicular to each other at the central axis 1a. Similar to the first housing 10 of Embodiment 1 shown in Figure 3A, the first flow path 11, the first inner surface 313, the second inner surface 314, and the joint 18 are arranged in this order radially outward from the central axis 1a. The shape of the inner circumferential end (or the opening end of the first flow path 11) 13a of the first inner surface 313 is circular and concentric with the central axis 1a. On the other hand, the shape of the inner circumferential end (i.e., the boundary between the first inner surface 313 and the second inner surface 314) 314a of the second inner surface 314 is non-circular. More specifically, when viewed along the central axis 1a, the inner circumferential end 314a of the second inner surface 314 is approximately square. The four sides of the approximately square are parallel to the X-axis or Y-axis. The diagonals of the approximately square intersect at the central axis 1a and are inclined at a 45-degree angle to the X-axis and Y-axis. Circular arcs are provided at the four corners of the approximately square. The distance from the central axis 1a to the inner circumference end 314a changes circumferentially such that it is minimum on the X-axis and Y-axis and maximum on the diagonal axis of the approximately square. The first inner surface 313 is a concave curved surface that smoothly connects the inner circumference end 13a of the circular first inner surface 313 to the inner circumference end 314a of the approximately square second inner surface 314. The second inner surface 314, similar to the second inner surface 14 of Embodiment 1, is a flat surface parallel to the radial direction and is continuous in a ring shape circumferentially, surrounding the first inner surface 313.
図13Bは、逆止弁3に使用される弁体50の第1ハウジング310側から見た上面図である。図13BのX軸及びY軸は、図13AのX軸及びY軸にそれぞれ対応する。実施形態1と同様に、初期状態では、弾性膜60の第1面60aに、第1ハウジング310の第2内面314が上下方向に接触する(図11参照)。弾性膜60の第1面60aのうち多数のドットを付した領域は、初期状態(図11参照)において第1ハウジング310の第2内面314が接触する外周領域361である。外周領域361は、弾性膜60の第1面60aの外周に沿って環状に連続している。二点鎖線で示した外周領域361の内周端361aは、第1ハウジング310の第2内面314の内周端314a(図13A参照)に対応する。外周領域361の内周端361aは非円形である。より詳細には、中心軸1aに沿って見たとき、内周端361aは、略正方形である。略正方形の4辺は、X軸またはY軸に平行である。略正方形の対角線は、中心軸1aにて交差し、且つ、X軸及びY軸に対して45度の角度を有して傾斜している。略正方形の4隅には、円弧が設けられている。中心軸1aから内周端361aまでの距離(被加圧領域半径)は、X軸上及びY軸上で最小となり、略正方形の対角軸上で最大となるように周方向において変化している。中心軸1aに沿って見たとき、弾性膜60の外周端60cは、中心軸1aと同心の円形である。したがって、外周領域361の半径方向に沿った幅は、X軸上及びY軸上で最大となり、略正方形の対角軸上で最小となるように周方向において変化している。 Figure 13B is a top view of the valve body 50 used in the check valve 3, as seen from the first housing 310 side. The X and Y axes in Figure 13B correspond to the X and Y axes in Figure 13A, respectively. Similar to Embodiment 1, in the initial state, the second inner surface 314 of the first housing 310 contacts the first surface 60a of the elastic membrane 60 in the vertical direction (see Figure 11). The area of the first surface 60a of the elastic membrane 60 marked with numerous dots is the outer peripheral region 361 that contacts the second inner surface 314 of the first housing 310 in the initial state (see Figure 11). The outer peripheral region 361 is continuous in an annular shape along the outer circumference of the first surface 60a of the elastic membrane 60. The inner circumferential end 361a of the outer peripheral region 361, shown by the dashed line, corresponds to the inner circumferential end 314a of the second inner surface 314 of the first housing 310 (see Figure 13A). The inner circumferential end 361a of the outer circumferential region 361 is non-circular. More specifically, when viewed along the central axis 1a, the inner circumferential end 361a is approximately square. The four sides of the approximately square are parallel to the X-axis or Y-axis. The diagonals of the approximately square intersect at the central axis 1a and are inclined at a 45-degree angle with respect to the X-axis and Y-axis. Circular arcs are provided at the four corners of the approximately square. The distance from the central axis 1a to the inner circumferential end 361a (the radius of the pressurized area) varies circumferentially such that it is minimum on the X-axis and Y-axis and maximum on the diagonal axis of the approximately square. When viewed along the central axis 1a, the outer circumferential end 60c of the elastic membrane 60 is a circle concentric with the central axis 1a. Therefore, the radial width of the outer circumferential region 361 varies circumferentially such that it is maximum on the X-axis and Y-axis and minimum on the diagonal axis of the approximately square.
初期状態の本実施形態3の逆止弁3(図11参照)において第1キャビティ31a内の流体の圧力(上流側圧力)が上昇し始めると、上流側圧力は、弁体50の外周領域361の内周端361aよりも内側の領域(被加圧領域)に作用する。中心軸1aから外周領域361の内周端361aまでの距離(被加圧領域半径)は略正方形の対角軸上で最大である。このため、最初に、対角軸上の4箇所において外周領域361が第1ハウジング310の第2内面314から離間する。上流側圧力が比較的低くても、逆止弁3は開状態に変化する。略正方形の被加圧領域を有する逆止弁3は、開弁性が向上している。 In the initial state of the check valve 3 of this embodiment 3 (see Figure 11), when the fluid pressure (upstream pressure) in the first cavity 31a begins to rise, the upstream pressure acts on the region inside the inner circumferential end 361a of the outer circumferential region 361 of the valve body 50 (the pressurized region). The distance from the central axis 1a to the inner circumferential end 361a of the outer circumferential region 361a (the radius of the pressurized region) is maximum on the diagonal axis of the approximately square. Therefore, initially, the outer circumferential region 361 separates from the second inner surface 314 of the first housing 310 at four points on the diagonal axis. Even with a relatively low upstream pressure, the check valve 3 changes to an open state. The check valve 3, having an approximately square pressurized region, has improved valve opening performance.
上流側圧力が更に上昇すると、外周領域361が、全周にわたって第1ハウジング310の第2内面314から離間するとともに、外周領域361と第1ハウジング310の第2内面314との間の隙間が拡大する。 As the upstream pressure increases further, the outer peripheral region 361 separates from the second inner surface 314 of the first housing 310 along its entire circumference, and the gap between the outer peripheral region 361 and the second inner surface 314 of the first housing 310 expands.
一般に、被加圧領域半径が大きくなると、逆止弁の逆止性能は低下する。即ち、流体が第2流路21を通って逆止弁3に流入した場合、第2キャビティ31b内の流体の圧力(下流側圧力)によって、弾性膜60のうち大きな被加圧領域半径を有する部分が異常な変形をする可能性がある。しかしながら、外周領域361の内周端361a(更には第2内面314の内周端314a)が沿う略正方形の形状(対角軸方向寸法/X軸(またはY軸)方向寸法)を最適化することにより、下流側圧力による弾性膜60の異常な変形を抑え、これにより、逆方向の流体の流れを禁止するという逆止弁3の逆止性能を確保することが可能である。 Generally, as the radius of the pressurized area increases, the check valve's check-stopping performance decreases. That is, when fluid flows into the check valve 3 through the second flow path 21, the pressure of the fluid in the second cavity 31b (downstream pressure) may cause abnormal deformation of the elastic membrane 60 in the portion with a large pressurized area radius. However, by optimizing the approximately square shape (diagonal axis dimension / X-axis (or Y-axis) dimension) along which the inner circumferential end 361a of the outer circumferential region 361 (and furthermore, the inner circumferential end 314a of the second inner surface 314) follows, abnormal deformation of the elastic membrane 60 due to downstream pressure can be suppressed, thereby ensuring the check-stopping performance of the check valve 3, which prohibits the flow of fluid in the reverse direction.
このため、本実施形態3の逆止弁3は、逆止性能を実用上問題のない程度に維持しながら開弁性が向上している。 Therefore, the check valve 3 of this embodiment 3 has improved opening performance while maintaining check valve performance to a level that is not problematic in practical use.
上記の例では、第2内面314の内周端314aの形状及び外周領域361の内周端361aの形状は、いずれも略正方形であったが、本発明はこれに限定されない。内周端314a,361aの形状は、例えば、正三角形や正五角形などの正多角形であってもよい。好ましくは、正多角形の重心は、中心軸1aに一致する。正多角形の頂点に、上記の略正方形と同様の円弧や、楕円の一部などの任意の曲線(好ましくは半径方向外側に向かって突出した曲線)を設けてもよい。 In the above example, the shape of the inner circumference end 314a of the second inner surface 314 and the shape of the inner circumference end 361a of the outer circumference region 361 were both approximately square, but the present invention is not limited to this. The shapes of the inner circumference ends 314a and 361a may be regular polygons such as equilateral triangles or regular pentagons. Preferably, the centroid of the regular polygon coincides with the central axis 1a. At the vertices of the regular polygon, arbitrary curves (preferably curves projecting radially outward) such as circular arcs similar to the above-mentioned approximately square or parts of ellipses may be provided.
本実施形態3では、中心軸1aに沿って見たとき、外周領域361の内周端361aの形状は略正多角形である。上流側圧力が上昇したときに第1ハウジング310の第2内面314から選択的に離間する外周領域361の部分の数は、略正多角形の頂点(隅)の数に依存する。頂点の数を変えることにより、逆止弁の開弁性と逆止性能とを調整することができる。したがって、略正多角形の被加圧領域を有する本実施形態3の逆止弁は、開弁性と逆止性能とを良好にバランスさせるのに有利である。 In this embodiment 3, when viewed along the central axis 1a, the shape of the inner circumferential end 361a of the outer circumferential region 361 is a substantially regular polygon. The number of portions of the outer circumferential region 361 that selectively separate from the second inner surface 314 of the first housing 310 when the upstream pressure increases depends on the number of vertices (corners) of the substantially regular polygon. By changing the number of vertices, the opening and check-stopping performance of the check valve can be adjusted. Therefore, the check valve of this embodiment 3, having a substantially regular polygonal pressurized region, is advantageous for achieving a good balance between opening and check-stopping performance.
本実施形態3は、上記を除いて実施形態1と同じである。本実施形態3のうち実施形態1と共通する構成または要素については、実施形態1の説明が本実施形態3にも適用される。 This third embodiment is the same as the first embodiment, except as described above. For configurations or elements in this third embodiment that are common to the first embodiment, the description of the first embodiment applies to this third embodiment as well.
(実施の形態4)
図14は、初期状態にある本発明の実施形態4にかかる逆止弁4の断面図である。逆止弁4は、第1ハウジング410を除いて実施形態1の逆止弁1と同じである。以下に、実施形態1との相違点を中心に、本実施形態4の逆止弁4及び第1ハウジング410を説明する。
(Embodiment 4)
Figure 14 is a cross-sectional view of the check valve 4 according to Embodiment 4 of the present invention in its initial state. The check valve 4 is the same as the check valve 1 of Embodiment 1, except for the first housing 410. The check valve 4 and the first housing 410 of Embodiment 4 will be described below, focusing on the differences from Embodiment 1.
図15は、第1ハウジング410の下方から見た斜視図である。図16Aは、第1ハウジング410の下面図である。図16Aにおいて、X軸及びY軸は、いずれも中心軸1aに垂直な一平面に沿って延び、且つ、中心軸1aにて互いに直交する。図3Aに示した実施形態1の第1ハウジング10と同様に、中心軸1aから半径方向外側に向かって、第1流路11、第1内面413、第2内面414、接合部18がこの順に配置されている。第1内面413の内周端(または第1流路11の開口端)13aの形状、及び、第2内面414の内周端(即ち、第1内面413と第2内面414との境界)414aの形状は、いずれも中心軸1aと同心の円形である。第1内面413は、円形である第1内面413の内周端13aと、円形である第2内面414の内周端414aとをつなぐ円錐台面(円錐台の側面)である。第2内面414は、実施形態1の第2内面14と同様に、半径方向に平行な平坦面であり、第1内面413を取り囲むように周方向に環状に連続している。内周端414a上に複数の(本例では6個の)凹部(窪み)416が設けられている。複数の凹部416は、中心軸1aに対して等角度間隔で配置されている。各凹部416は、半径方向に沿って、第1内面413から第2内面414へ、円形の内周端414aと交差して延びている。複数の凹部416は、円形の内周端414aを複数の円弧に分断している。図14に示されているように、初期状態において、凹部416は、第1ハウジング410と弁体50の弾性膜60との間に、第1キャビティ31aと連続した隙間を形成する。 Figure 15 is a perspective view of the first housing 410 from below. Figure 16A is a bottom view of the first housing 410. In Figure 16A, the X and Y axes both extend along a plane perpendicular to the central axis 1a and are perpendicular to each other at the central axis 1a. Similar to the first housing 10 of Embodiment 1 shown in Figure 3A, the first flow path 11, the first inner surface 413, the second inner surface 414, and the joint 18 are arranged in this order radially outward from the central axis 1a. The shape of the inner circumferential end (or the opening end of the first flow path 11) 13a of the first inner surface 413, and the shape of the inner circumferential end (i.e., the boundary between the first inner surface 413 and the second inner surface 414) 414a of the second inner surface 414 are both circular and concentric with the central axis 1a. The first inner surface 413 is a frustoconical surface (side surface of a frustocone) connecting the inner circumferential end 13a of the circular first inner surface 413 and the inner circumferential end 414a of the circular second inner surface 414. The second inner surface 414 is a flat surface parallel to the radial direction, similar to the second inner surface 14 in Embodiment 1, and is continuous in an annular manner in the circumferential direction so as to surround the first inner surface 413. Multiple recesses (six in this example) 416 are provided on the inner circumferential end 414a. The multiple recesses 416 are arranged at equal angular intervals with respect to the central axis 1a. Each recess 416 extends radially from the first inner surface 413 to the second inner surface 414, intersecting the circular inner circumferential end 414a. The multiple recesses 416 divide the circular inner circumferential end 414a into multiple arcs. As shown in Figure 14, in the initial state, the recess 416 forms a gap between the first housing 410 and the elastic membrane 60 of the valve body 50, which is continuous with the first cavity 31a.
図16Bは、逆止弁4に使用される弁体50の第1ハウジング410側から見た上面図である。図16BのX軸及びY軸は、図16AのX軸及びY軸にそれぞれ対応する。実施形態1と同様に、初期状態では、弾性膜60の第1面60aに、第1ハウジング410の第2内面414が上下方向に接触する(図14参照)。弾性膜60の第1面60aのうち多数のドットを付した領域は、初期状態(図14参照)において第1ハウジング410の第2内面414が接触する外周領域461である。外周領域461は、弾性膜60の第1面60aの外周に沿って環状に連続している。二点鎖線で示した外周領域461の内周端461aの形状は、半径方向外向きに局所的に突出した複数の凸部461cが設けられた、全体としては略円形である。より詳細には、外周領域461の内周端461aは、中心軸1aと同心の複数の円弧461bと、円弧461bよりも半径方向外向きに突出した複数の凸部461cとで構成される。円弧461bと凸部461cとは周方向に交互に配置されている。凸部461cは、周方向に隣り合う円弧461bをつないでいる。円弧461bは、第1ハウジング410の第2内面414の円形の内周端414a(図15及び図16A参照)に対応し、凸部461cは第1ハウジング410の凹部416(図15及び図16A参照)に対応する。本例では、凸部461cは、円弧461bより小さな曲率半径を有する円弧である。中心軸1aから内周端461aまでの距離(被加圧領域半径)は、円弧461bにおいて一定であり、凸部461cにおいて大きくなるように周方向において変化している。中心軸1aに沿って見たとき、弾性膜60の外周端60cは、中心軸1aと同心の円形である。したがって、外周領域461の半径方向に沿った幅は、円弧461bにおいて最大となり、凸部461cにおいて最小となるように周方向において変化している。 Figure 16B is a top view of the valve body 50 used in the check valve 4, as seen from the first housing 410 side. The X and Y axes in Figure 16B correspond to the X and Y axes in Figure 16A, respectively. Similar to Embodiment 1, in the initial state, the second inner surface 414 of the first housing 410 contacts the first surface 60a of the elastic membrane 60 in the vertical direction (see Figure 14). The area of the first surface 60a of the elastic membrane 60 marked with numerous dots is the outer peripheral region 461 that contacts the second inner surface 414 of the first housing 410 in the initial state (see Figure 14). The outer peripheral region 461 is continuous in an annular shape along the outer circumference of the first surface 60a of the elastic membrane 60. The shape of the inner circumferential end 461a of the outer peripheral region 461, shown by the dashed line, is approximately circular overall, with a plurality of protrusions 461c that locally protrude radially outward. More specifically, the inner circumferential end 461a of the outer circumferential region 461 is composed of a plurality of circular arcs 461b concentric with the central axis 1a and a plurality of protrusions 461c projecting radially outward from the circular arcs 461b. The circular arcs 461b and protrusions 461c are arranged alternately in the circumferential direction. The protrusions 461c connect adjacent circular arcs 461b in the circumferential direction. The circular arcs 461b correspond to the circular inner circumferential end 414a of the second inner surface 414 of the first housing 410 (see Figures 15 and 16A), and the protrusions 461c correspond to the recesses 416 of the first housing 410 (see Figures 15 and 16A). In this example, the protrusions 461c are circular arcs having a smaller radius of curvature than the circular arcs 461b. The distance from the central axis 1a to the inner circumferential end 461a (the radius of the pressurized area) is constant in the arc 461b and changes circumferentially, becoming larger at the convex portion 461c. When viewed along the central axis 1a, the outer circumferential end 60c of the elastic membrane 60 is a circle concentric with the central axis 1a. Therefore, the radial width of the outer circumferential region 461 is maximum in the arc 461b and minimum at the convex portion 461c, changing circumferentially.
初期状態の本実施形態4の逆止弁4(図14参照)において第1キャビティ31a内の流体の圧力(上流側圧力)が上昇し始めると、上流側圧力は、弁体50の外周領域461の内周端461aよりも内側の領域(被加圧領域)に作用する。中心軸1aから外周領域461の内周端461aまでの距離(被加圧領域半径)は凸部461cで最大である。このため、最初に、凸部461c近傍において外周領域461が第1ハウジング410の第2内面414から離間する。上流側圧力が比較的低くても、逆止弁4は開状態に変化する。凸部461cにて被加圧領域半径が局所的に増大した被加圧領域を有する逆止弁4は、開弁性が向上している。 In the initial state of the check valve 4 of this embodiment 4 (see Figure 14), when the fluid pressure (upstream pressure) in the first cavity 31a begins to rise, the upstream pressure acts on the region inside the inner circumferential end 461a of the outer peripheral region 461 of the valve body 50 (the pressurized region). The distance from the central axis 1a to the inner circumferential end 461a of the outer peripheral region 461 (the pressurized region radius) is maximum at the convex portion 461c. Therefore, initially, the outer peripheral region 461 separates from the second inner surface 414 of the first housing 410 near the convex portion 461c. Even with a relatively low upstream pressure, the check valve 4 changes to an open state. The check valve 4, having a pressurized region where the pressurized region radius is locally increased at the convex portion 461c, exhibits improved valve opening performance.
上流側圧力が更に上昇すると、外周領域461が、全周にわたって第1ハウジング410の第2内面414から離間するとともに、外周領域461と第1ハウジング410の第2内面414との間の隙間が拡大する。 As the upstream pressure increases further, the outer peripheral region 461 separates from the second inner surface 414 of the first housing 410 along its entire circumference, and the gap between the outer peripheral region 461 and the second inner surface 414 of the first housing 410 expands.
一般に、被加圧領域半径が大きくなると、逆止弁の逆止性能は低下する。即ち、流体が第2流路21を通って逆止弁4に流入した場合、第2キャビティ31b内の流体の圧力(下流側圧力)によって、弾性膜60のうち大きな被加圧領域半径を有する部分が異常な変形をする可能性がある。しかしながら、外周領域461の内周端461aが有する凸部461cの数、凸部461cの周方向寸法、円弧461bに対する凸部461cの半径方向外側への突出長さなどを最適化することにより、下流側圧力による弾性膜60の異常な変形を抑え、これにより、逆方向の流体の流れを禁止するという逆止弁4の逆止性能を確保することが可能である。 Generally, as the radius of the pressurized area increases, the check valve's check-stopping performance decreases. That is, when fluid flows into the check valve 4 through the second flow path 21, the pressure of the fluid in the second cavity 31b (downstream pressure) may cause abnormal deformation of the elastic membrane 60 in the portion with a large pressurized area radius. However, by optimizing the number of protrusions 461c on the inner circumferential end 461a of the outer circumferential region 461, the circumferential dimensions of the protrusions 461c, and the radial outward projection length of the protrusions 461c relative to the arc 461b, it is possible to suppress abnormal deformation of the elastic membrane 60 due to downstream pressure, thereby ensuring the check valve 4's ability to prevent reverse fluid flow.
このため、本実施形態4の逆止弁4は、逆止性能を実用上問題のない程度に維持しながら開弁性が向上している。 Therefore, the check valve 4 of this embodiment 4 has improved opening performance while maintaining check valve performance to a level that is not problematic in practical use.
上記の例では、外周領域461の内周端461aが備える凸部461cの数は6つであったが、本発明はこれに限定されず、少なくとも一つの凸部461cが内周端461aに設けられていればよい。凸部461cの形状や、寸法(周方向寸法、円弧461bに対する半径方向外側への突出長)は任意に設定することができる。所望する凸部461cが形成されるように、第1ハウジング410に設けられる凹部416が適宜変更される。 In the example above, the number of protrusions 461c on the inner circumferential end 461a of the outer circumferential region 461 was six, but the present invention is not limited to this, and it is sufficient that at least one protrusion 461c is provided on the inner circumferential end 461a. The shape and dimensions (circumferential dimension, radial outward projection length relative to the arc 461b) of the protrusions 461c can be arbitrarily set. The recess 416 provided in the first housing 410 is appropriately modified so that the desired protrusions 461c are formed.
本実施形態4の凸部461cと同様の凸部を、実施形態1~3の外周領域61,261,361の内周端61a,261a,361aに設けてもよい。この場合、凸部は、中心軸1aから内周端61a,261a,361aまでの距離が最大となる位置に設けることが好ましい。これは、逆止弁の開弁性を更に向上させるのに有利である。内周端61a,261a,361aに所望する凸部が形成されるように、第2内面14,214,314に、凹部416と同様の凹部が設けられる。 A protrusion similar to the protrusion 461c in this embodiment 4 may be provided on the inner circumferential ends 61a, 261a, and 361a of the outer circumferential regions 61, 261, and 361 in embodiments 1 to 3. In this case, it is preferable to provide the protrusion at a position where the distance from the central axis 1a to the inner circumferential ends 61a, 261a, and 361a is maximized. This is advantageous for further improving the opening performance of the check valve. Recesses similar to the recess 416 are provided on the second inner surfaces 14, 214, and 314 so that the desired protrusions are formed on the inner circumferential ends 61a, 261a, and 361a.
一般に、凸部は、外周領域(61,261,361,461)の内周端(61a,261a,361a,461a)を構成する略円弧(円弧及び楕円の一部を含む)に、当該略円弧よりも半径方向外向きに突出するように接続されることが好ましい。好ましくは、凸部は半径方向外側に向かって突出した略円弧(円弧及び楕円の一部を含む)を含む。好ましくは、凸部の略円弧の曲率半径は凸部が接続された略円弧の曲率半径より小さい。 Generally, it is preferable that the protrusions are connected to substantially circular arcs (including parts of arcs and ellipses) that constitute the inner circumferential ends (61a, 261a, 361a, 461a) of the outer circumferential region (61, 261, 361, 461), such that they protrude radially outward from the substantially circular arcs. Preferably, the protrusions include substantially circular arcs (including parts of arcs and ellipses) that protrude radially outward. Preferably, the radius of curvature of the substantially circular arc of the protrusion is smaller than the radius of curvature of the substantially circular arc to which the protrusion is connected.
外周領域(61,261,361,461)の内周端(61a,261a,361a,461a)に凸部を設けるためには、第1ハウジングに、第2内面(14,214,314,414)の内周端(14a,214a,314a,414a)を分断するように凹部を設けるだけでよい。また、上述した比較例の第1ハウジング910の第2内面914の内周端914a(図5A参照)に、内周端914aを分断するように凹部を設ければ、本実施形態4と同様に、外周領域961の内周端961a(図5B参照)に、被加圧領域半径を局所的に増大させる凸部を形成することができる。したがって、本実施形態4は、既存の第1ハウジングを大幅に設計変更することなく、逆止弁の開弁性を更に向上させるのに有利である。 To provide a protrusion on the inner circumferential ends (61a, 261a, 361a, 461a) of the outer circumferential region (61, 261, 361, 461), it is sufficient to provide a recess in the first housing that divides the inner circumferential ends (14a, 214a, 314a, 414a) of the second inner surface (14, 214, 314, 414). Furthermore, if a recess is provided at the inner circumferential end 914a (see Figure 5A) of the second inner surface 914 of the first housing 910 in the comparative example described above, a protrusion that locally increases the pressurized area radius can be formed at the inner circumferential end 961a (see Figure 5B) of the outer circumferential region 961, similar to this embodiment 4. Therefore, this embodiment 4 is advantageous for further improving the opening performance of the check valve without significantly redesigning the existing first housing.
上記の例では、外周領域461の内周端461aが、中心軸1aと同心の複数の円弧461bと、円弧461bよりも半径方向外向きに突出した複数の凸部461cとで構成されていたが、凸部461cを半径方向内向きに突出した凸部(以下「内向き凸部」という)に置き換えてもよい。この場合、中心軸1aから外周領域461の内周端461aまでの距離(被加圧領域半径)は、円弧461bにおいて一定であり、内向き凸部において小さくなるように周方向において変化する。初期状態の逆止弁において第1キャビティ31a内の流体の圧力(上流側圧力)が上昇し始めると、最初に円弧461bにおいて外周領域461が第1ハウジング410の第2内面414から離間する。したがって、上記の例と同様に、逆止性能を実用上問題のない程度に維持しながら逆止弁の開弁性を向上させることができる。なお、内向き凸部は、第1ハウジング410に、第2内面414の内周端414aから半径方向内向きに突出した、第2内面414と連続する平坦面を有する凸部(突起)を形成することにより形成することができる。外周領域461の内周端461aが凸部461cを有する上記の例の逆止弁と同様に、外周領域461の内周端461aが内向き凸部を有する逆止弁も、既存の第1ハウジングを大幅に設計変更することなく、開弁性が向上する。凸部461cと同様に、内向き凸部の数や、形状、寸法(周方向寸法、円弧461bに対する半径方向内側への突出長)は任意に設定することができる。また、内向き凸部を、実施形態1~3の外周領域61,261,361の内周端61a,261a,361aに設けてもよい。 In the above example, the inner circumferential end 461a of the outer circumferential region 461 was composed of a plurality of circular arcs 461b concentric with the central axis 1a and a plurality of protrusions 461c projecting radially outward from the circular arcs 461b. However, the protrusions 461c may be replaced with protrusions projecting radially inward (hereinafter referred to as "inward protrusions"). In this case, the distance from the central axis 1a to the inner circumferential end 461a of the outer circumferential region 461a (the pressurized region radius) is constant in the circular arcs 461b and decreases in the inward protrusions, changing in the circumferential direction. When the fluid pressure in the first cavity 31a (upstream pressure) begins to rise in the initial state of the check valve, the outer circumferential region 461 first separates from the second inner surface 414 of the first housing 410 in the circular arcs 461b. Therefore, similar to the above example, the opening performance of the check valve can be improved while maintaining the check valve performance to a level that is not problematic for practical use. The inward-facing protrusion can be formed on the first housing 410 by forming a protrusion (projection) on the first housing 410 that projects radially inward from the inner circumferential end 414a of the second inner surface 414, and has a flat surface continuous with the second inner surface 414. Similar to the check valve in the above example where the inner circumferential end 461a of the outer circumferential region 461 has a protrusion 461c, a check valve where the inner circumferential end 461a of the outer circumferential region 461 has an inward-facing protrusion also improves valve opening performance without significantly redesigning the existing first housing. Similar to the protrusion 461c, the number, shape, and dimensions (circumferential dimension, radial inward projection length relative to the arc 461b) of the inward-facing protrusions can be arbitrarily set. Furthermore, the inward-facing protrusions may be provided on the inner circumferential ends 61a, 261a, and 361a of the outer circumferential regions 61, 261, and 3611 of Embodiments 1 to 3.
本実施形態4は、上記を除いて実施形態1と同じである。本実施形態4のうち実施形態1と共通する構成または要素については、実施形態1の説明が本実施形態4にも適用される。 This fourth embodiment is identical to the first embodiment except for the features described above. For configurations or elements in this fourth embodiment that are common to the first embodiment, the description of the first embodiment applies to this fourth embodiment as well.
上記の実施形態1~4は例示に過ぎない。本発明は、上記の実施形態1~4に限定されず、適宜変更することができる。 The embodiments described above (1-4) are merely illustrative. The present invention is not limited to these embodiments and can be modified as appropriate.
実施形態1~4の弁体50は、中心軸1aと同軸に配置され且つ同一形状の第1突起51及び第2突起52を備えていた(図2A及び図2B参照)。弁体50は、中心軸1aに直交する任意の軸に対して2回回転対称である。即ち、弁体50は、上下反転させると反転前と形状が一致する。これは、第2突起52を第2ハウジング20の固定部23に嵌入させて本発明の逆止弁を製造することを可能にする。逆止弁の製造において、弁体50の上下面の判別が不要である。このため、逆止弁の製造が簡単化する。但し、本発明はこれに限定されない。例えば、弁体50が第2突起52を備えていなくてもよい。 The valve body 50 of Embodiments 1 to 4 had a first projection 51 and a second projection 52 that were arranged coaxially with the central axis 1a and had the same shape (see Figures 2A and 2B). The valve body 50 is rotationally symmetrical twice with respect to any axis perpendicular to the central axis 1a. That is, when the valve body 50 is inverted, its shape matches that of the original valve body. This makes it possible to manufacture the check valve of the present invention by fitting the second projection 52 into the fixing portion 23 of the second housing 20. In the manufacture of the check valve, it is unnecessary to distinguish between the upper and lower surfaces of the valve body 50. Therefore, the manufacture of the check valve is simplified. However, the present invention is not limited to this. For example, the valve body 50 does not need to have the second projection 52.
上記の実施形態1~4では、第1流路11、第2流路21、固定部23、及び弁体50が同軸に配置されていたが、本発明は、これに限定されない。例えば、第2流路21、固定部23、及び弁体50に対して、第1流路11及び/又は内面15が偏心していてもよい。この場合、本発明の逆止弁の中心軸1aは、固定部23によって定義される。 In embodiments 1 to 4 described above, the first flow path 11, the second flow path 21, the fixed portion 23, and the valve body 50 were arranged coaxially, but the present invention is not limited thereto. For example, the first flow path 11 and/or inner surface 15 may be eccentric with respect to the second flow path 21, the fixed portion 23, and the valve body 50. In this case, the central axis 1a of the check valve of the present invention is defined by the fixed portion 23.
上記の実施形態1~4では、中心軸1aから外周領域(61,261,361,461)の内周端(61a,261a,361a,461a)までの距離(被加圧領域半径)を周方向において変化させるために、中心軸1aに沿って見た内周端(61a,261a,361a,461a)は、正確な円形ではなかったが、本発明はこれに限定されない。本発明では、例えば、中心軸1aに沿って見た形状が正確な円形である外周領域の内周端が、中心軸1a(固定部23)に対して偏心していてもよい。この場合も、上記の実施形態1~4と同様に、初期状態において、逆止弁の中心軸1aから外周領域の内周端までの距離(被加圧領域半径)が周方向において変化する。初期状態の逆止弁において第1キャビティ31a内の流体の圧力(上流側圧力)が上昇し始めると、最初に、被加圧領域半径が最大となる側で弾性膜60の外周領域が第1ハウジングの第2内面から離間する。このため、逆止性能を実用上問題のない程度に維持しながら開弁性を向上させることが可能である。なお、中心軸1aに対して偏心した外周領域の内周端は、例えば第1ハウジング10の第2内面の内周端を中心軸1aに対して偏心させることにより得ることができる。 In the embodiments 1 to 4 described above, the inner circumferential ends (61a, 261a, 361a, 461a) of the outer peripheral region (61, 261, 361, 461a) were not perfectly circular when viewed along the central axis 1a in order to vary the distance (pressurized region radius) from the central axis 1a to the inner circumferential ends (61a, 261a, 361a, 461a) of the outer peripheral region (61, 261, 361, 461a) in the circumferential direction. However, the present invention is not limited to this. In the present invention, for example, the inner circumferential ends of the outer peripheral region, which have a perfectly circular shape when viewed along the central axis 1a, may be eccentric with respect to the central axis 1a (fixed portion 23). In this case as well, similar to embodiments 1 to 4 described above, the distance (pressurized region radius) from the central axis 1a of the check valve to the inner circumferential ends of the outer peripheral region changes in the circumferential direction in the initial state. In the initial state of the check valve, when the fluid pressure (upstream pressure) in the first cavity 31a begins to rise, the outer peripheral region of the elastic membrane 60 initially separates from the second inner surface of the first housing on the side where the radius of the pressurized area is maximum. Therefore, it is possible to improve the valve opening performance while maintaining a level of check valve performance that is not problematic for practical use. The inner circumferential end of the outer peripheral region, which is eccentric with respect to the central axis 1a, can be obtained, for example, by making the inner circumferential end of the second inner surface of the first housing 10 eccentric with respect to the central axis 1a.
上記の実施形態1~4では、初期状態において弁体50の弾性膜60が水平方向に沿って延びていたが、本発明はこれに限定されない。本発明の逆止弁は、例えば特許文献2に記載されているような、半径方向外側に向かって第2ハウジング20側に傾斜した弾性膜を備えた、いわゆるアンブレラ型の弁体を備えていてもよい。弁体の構成に応じて、キャビティ31を規定する内面(例えば、第1ハウジング10の内面15、第2ハウジング20の凸曲面25)の形状は適宜変更されうる。 In embodiments 1 to 4 described above, the elastic membrane 60 of the valve body 50 extended horizontally in the initial state, but the present invention is not limited thereto. The check valve of the present invention may include a so-called umbrella-type valve body, such as that described in Patent Document 2, which has an elastic membrane inclined radially outward toward the second housing 20. Depending on the configuration of the valve body, the shape of the inner surfaces defining the cavity 31 (for example, the inner surface 15 of the first housing 10, the convex curved surface 25 of the second housing 20) can be appropriately modified.
上記の実施形態1~4では、逆止弁を輸液回路に用いる場合を説明したが、本発明の逆止弁の用途はこれに限定されない。流体の逆流を防止する必要がある任意の流路に、本発明の逆止弁を適用することができる。逆止弁を流れる流体は、制限されないが、一般に液体である。液体の種類は問わない。 While embodiments 1 to 4 described the use of a check valve in an infusion circuit, the applications of the check valve of the present invention are not limited to this. The check valve of the present invention can be applied to any fluid flow path where backflow prevention is required. The fluid flowing through the check valve is not limited, but is generally a liquid. The type of liquid is not a factor.
本発明の逆止弁の利用分野は、制限はないが、医療分野、例えば輸液回路や血液透析回路などにおいて好ましく利用することができる。もちろん、医療以外の、例えば化学や食品等の逆止弁が必要とされる分野にも本発明の逆止弁を広範囲に利用することができる。 The application fields of the check valve of the present invention are not limited, but it is preferably used in the medical field, for example, in infusion circuits and hemodialysis circuits. Of course, the check valve of the present invention can also be widely used in fields other than medicine, such as chemistry and food processing, where check valves are required.
1,2,3,4 逆止弁
1a 逆止弁の中心軸
10 第1ハウジング
11 第1流路
13 第1ハウジングの第1内面
14 第1ハウジングの第2内面
15 第1ハウジングの内面
20 第2ハウジング
21 第2流路
23 固定部
30 ハウジング
31 キャビティ
35 弾性膜と第1ハウジングとの間の隙間
50 弁体
51 突起(第1突起)
60 弾性膜
60a 弾性膜の第1面
60b 弾性膜の第2面
61,261,361,461 外周領域
61a,261a,361a,461a 外周領域の内周端
461b 円弧
461c 凸部
1, 2, 3, 4 Check valve 1a Check valve central axis 10 First housing 11 First flow path 13 First inner surface of first housing 14 Second inner surface of first housing 15 Inner surface of first housing 20 Second housing 21 Second flow path 23 Fixing part 30 Housing 31 Cavity 35 Gap between elastic membrane and first housing 50 Valve body 51 Projection (first projection)
60 Elastic film 60a First surface of elastic film 60b Second surface of elastic film 61, 261, 361, 461 Outer peripheral region 61a, 261a, 361a, 461a Inner peripheral end of outer peripheral region 461b Arc 461c Convex portion
Claims (6)
前記ハウジングは、前記第1流路が設けられた第1ハウジングと、前記第2流路が設けられた第2ハウジングとが、前記第1ハウジングと前記第2ハウジングとの間に前記キャビティが形成されるように接合されて構成され、
前記弁体は、前記第2ハウジングの前記第2流路の開口端に設けられた固定部に嵌入する突起と、前記突起から半径方向外向きに延びた弾性曲げ変形が可能な弾性膜とを備え、
前記逆止弁は、
前記第1流路から前記第2流路への流体の流れが許容されるように前記弾性膜の第1面と前記第1ハウジングとの間に隙間が形成される開状態と、
前記第2流路から前記第1流路への流体の流れが禁止されるように前記弾性膜の前記第1面が前記第1ハウジングに環状に接触する閉状態と
に変化し、
前記弁体に対して前記第1流路側の流体の圧力と前記弁体に対して前記第2流路側の流体の圧力とがバランスした初期状態において、前記弾性膜の前記第1面の外周領域が前記第1ハウジングに環状に接触し、
前記初期状態において、前記固定部によって規定される前記逆止弁の中心軸から前記外周領域の内周端までの距離が周方向において変化していることを特徴とする逆止弁。 A check valve comprising a housing having a cavity formed therein that communicates with a first flow path and a second flow path, and a valve body disposed within the cavity,
The housing is configured such that a first housing provided with the first flow path and a second housing provided with the second flow path are joined together such that the cavity is formed between the first housing and the second housing.
The valve body comprises a projection that fits into a fixed portion provided at the opening end of the second flow path of the second housing, and an elastic membrane that extends radially outward from the projection and is capable of elastic bending deformation.
The aforementioned check valve is
An open state in which a gap is formed between the first surface of the elastic membrane and the first housing so as to allow fluid flow from the first channel to the second channel,
The first surface of the elastic membrane changes to a closed state in which it makes annular contact with the first housing so that the flow of fluid from the second channel to the first channel is prohibited.
In the initial state in which the pressure of the fluid on the first flow path side and the pressure of the fluid on the second flow path side are balanced relative to the valve body, the outer peripheral region of the first surface of the elastic membrane is in annular contact with the first housing.
A check valve characterized in that, in the initial state, the distance from the central axis of the check valve defined by the fixed portion to the inner end of the outer peripheral region changes in the circumferential direction.
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