JP2001501878A - 二つの流体チャンバ間の流体の流れを制御するためのバルブ装置、及びその装置を備えた筆記具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、第１流体チャンバと第２流体チャンバとの間の流体の流れを制御するためのバルブ装置に関する。このバルブ装置は、外壁側が第１流体チャンバ（５’）と接触し且つその内腔（６）が第２流体チャンバ（９）に連結されたエラストマー材料製のホース部品（２）と、このホース部品（２）が非変形状態にある場合にエラストマー材料の固有の復元力により閉じており、ホース部品（２）の変形により開くことができる、ホース部品（２）の壁に設けられた一つ又は複数の連続したスロット（１１）と、スロット（１１）を通る流体の流れを制御するようためにホース部品（２）を変形させることができる、ホース部品（２）に配置された作用部品（１０）とを有する。この種のバルブ装置は、例えば、筆記具で使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】 二つの流体チャンバ間の流体の流れを制御するためのバルブ装置、 及びその装置を備えた筆記具 本発明は、第１流体チャンバと第２流体チャンバとの間の流体の流れを制御す るためのバルブ装置、及びその装置を備えた筆記具に関する。 一般に、現在、小型で且つ簡単に製造できるバルブが必要とされており、多く の技術分野で要請されている小型化の流れの中で、微小な空気圧及び微小な液圧 で制御を行う目的で、とりわけ、このようなバルブを使用できる。医療や筆記具 に関する技術もまたこのようなバルブを必要としている。 このため、本発明は、以下に列挙する特徴を備えた冒頭に掲げた種類のバルブ 装置を提供する。即ち、本発明の装置は、 外壁側が第１流体チャンバと接触し、内側空間即ち内腔が第２流体チャンバに 連結された、エラストマー材料製のホース部品と、 ホース部品が変形していない状態にある場合にエラストマー材料に固有の回復 力によって閉じており、ホース部品の変形により開くことができる、ホース部品 の壁に設けられた一つ又はそれ以上の貫通スロットと、 貫通スロットを通る流体の流れを制御するようホース部品を変形させることが できる、ホース部品に設けられた作用部品とを備えている。 以上の特徴の組み合わせから、ガス及び液体の通過量を制御するための機械作 動式バルブが本発明の要旨についての前提をなすということは明らかである。従 って、上述した二つの流体チャンバは、二つの閉鎖した容積であるか、または一 例に基づいて以下に更に詳細に説明するように、供給空間及びその周囲又は大気 であることが好ましい。 ホース部品は、好ましくは、シリコーン材料からなる。これにより、本発明に よるバルブ装置は、安価に製造できる。これは、バルブを商業的に大量生産する ために様々な寸法及び品質のシリコーンチューブを得ることができるためである 。シリコーンは皮膚に対して適合性があり、身体に無害である。 最も好ましくは、作用部品は、ホース部品の内腔内にそのスロット領域の前方 で終端するように着座したチューブピースとして形成されている。この構造によ り、小さな作用力で、変形により開放させたスロットを通して流体を第１流体チ ャンバから第２流体チャンバまで完全に送ることができる。 ホース部品のスロットの構成及び正確な配置は、適宜、用途に合わせて決める ことができる。スロットは、ホース部品が変形していない状態にある場合に、必 ず閉鎖していなければならない。スロットは微細な切口を含み、ホース部品の壁 に設けられる粗い開口部であってはならない。 バルブが、変形方向にかかわらず、所定の応答を示すようにするためには、周 方向に延びる一列又はそれ以上のスロットをホース部品に設けるのが好ましい。 ホース部品を適宜その二つの端部の前方で液密に取り付けることにより、ホー ス部品の取り付け及び二つの流体チャンバ間の分離をしっかりと行うことができ る。 簡単に述べると、本発明によるバルブ装置には以下の利点がある。即ち、耐蝕 性であり、化学物質、特に酸及び塩基に対する抵抗性が非常に大きく、金属製部 品を使用する必要がなく、必要とされる空間が非常に小さく、作用力が小さい。 更に、このバルブ装置は、広範な温度範囲で使用できる。結論ではないけれども 、爆発の危険がある環境でバルブ装置を使用するためには、火花を発生する材料 以外の材料しか使用できない。 本発明によるバルブ装置の好ましい用途として、筆記装置のインクリザーバと その筆記端部との間のインクの流れを調節するための、筆記装置での用途がある 。 このようなバルブ装置を有する筆記装置の、請求の範囲に記載された更なる変 形例についての不必要な繰り返しを避けるため、バルブ装置自体及びこのバルブ 装置が設けられた筆記装置を、追加の特性、特徴及び利点を含めて添付図面に基 づいて以下に詳細に説明する。 第１図及び第２図はそれぞれ、開放状態及び閉鎖状態にあるバルブ装置の概略 図であり、 第３図及び第４図はそれぞれ、応力が加わった状態及び変形状態のホース部品 の拡大図であり、 第５図及び第６図はそれぞれ、バルブ装置が閉鎖状態及び開放状態にあるマー キングペンの長さ方向概略断面図である。 本発明によるバルブ装置１を第１図及び第２図に概略的に示す。このバルブ装 置１の主要な部品は、シリコーン材料製の短いホース部品２であり、このホース 部品２は、その二つの開放端３，４がハウジング部品５に液密に取り付けられて いる。ハウジング部品５は、流体、例えば液体が入った第１流体チャンバ５’を 形成している。かくして、ホース部品２の外壁側は、二つの開放端３，４の取り 付け場所の間で、第１流体空間５’内の液体によって取り囲まれている。ホース 部品２の内腔６は、その二つの開口部７，８によって第２流体チャンバ内に開放 している。この第２流体チャンバには、第１図及び第２図において全体に符号９ が付してあり、大きくハッチングを施した表面によって表されている。チューブ ピース１０を、作用部品として、ホース部品２の内腔６に開口部７を通して挿入 する。チューブピース１０は、ホース部品２のスロット１１の領域の直前で終端 する。 スロット１１の形状及び配置の一例を第３図及び第４図に示す。周方向に延び る三列のスロット１１がホース部品２の長さに関してほぼ中央に形成されている 。スロット１１は、極めて微小な切れ目でありホース部品２の壁を貫通している 。 閉鎖位置にあるバルブ装置１を第１図に示す。スロット１１は、ホース部品２ の材料に固有のそのシリコーンエラストマー材料の回復力によって閉じており、 そのため、ハウジング部品５（第１流体チャンバ５’）内のわずかに過圧の流体 は、スロット１１を通ってホース部品２の内腔６内に進入することができない。 ホース部品２から突出したチューブピース１０に力Ｆが作用すると、ホース部 品２は、第２図から明らかなように、曲がって変形する。この変形によって、ホ ース部品２の伸ばされた側のスロット１１が開き、流体又はガスがハウジング部 品５（第１流体チャンバ５’）からスロット１１を通ってホース部品２の内腔６ に進入し、ここから開口部７，８を通って第２流体チャンバ９に進入する。上述 したスロット１１の開放を第４図に誇張して示すが、スロット１１の開放は目で 見てわかるものではない。 力Ｆがもはや作用しなくなった場合には、ホース部品２は再び真っ直ぐな状態 になり、スロット１１がいたるところで閉鎖する。かくして、第１流体チャンバ ５’と第２流体チャンバ９との間の流体連結が再度遮断される。 第１図乃至第４図に示すバルブ装置の実際の適用例を第５図及び第６図に示す 。この適用例は、断面を概略的に示すマーキングペンＭを含む。このペンは、従 来の円筒形の又は平らなチューブ状装置ハウジング１２を有し、このハウジング １２は、円錐形をなして延びるハウジングチップ１３を含む。ハウジング１２は 、マーキングペンの筆記流体用のリザーバ１４を取り囲む。 ハウジングチップ１３には開口部１５が設けられており、この開口部１５には 、ホース部品２の一端が液密に取り付けられている。装置ハウジング12の長さ方 向軸線と同軸に配置されたホース部品２は、更に、その他端４が装置保持部材１ ６によりハウジング１２内に配置されている。部材１６は筆記流体用の通過開口 部１７を有している。ホース部品２の端部４の開口部８は、シリコーンコードピ ースの形態のプラグ１８で密封されている。マーキングペンＭのペン先１９は、 そのシャフト２０が装置ハウジング１２の外側にある開口部７に挿入されている 。ペン先１９自体がバルブ装置１の作用部品をなし、これによって、そのシャフ ト２０はホース部品２のスロット１１の直前まで延びている。シャフト２０を有 するペン先１９は、マーキングペンＭについて通常行われているように、筆記流 体を毛管作用で送るため、ファイバ材料から製造されている。 装置ハウジング１２のうちハウジングチップ１３から遠方にある開口部２１は 、疎水性半透膜の形態の圧力均衡部材２３が挿入されたキャップ２２によって閉 鎖されている。疎水性半透膜は、キャップ２２に超音波溶接されている。 マーキングペンＭ内でのインクの流れの制御を第６図に基づいて説明する。 マーキングペンＭを第６図に非常に概略的に示すように紙シート２４に置き、 次いでペン先１９に力Ｆを加えると、ホース部品２がペン先１９のシャフト２０ から曲がって変形する。このようにして、ホース部品２のスロット１１が開き、 リザーバ１４（第１流体チャンバ）内に存在する液体がホース部品２の内腔６内 に進入し、毛管力によってペン先１９内に送られ、紙シート２４上に移行する。 上述した技術によれば、紙シート２４は、実際上、第２流体チャンバを形成する 。マーキングペンＭを紙シート２４から離し、力Ｆをなくすと、ホース部品２は 直ぐに再び真っ直ぐな状態になり、リザーバ１４からペン先１９へのインクの流 れが遮断される。 最後に、上述した本発明による筆記装置の利点を以下に簡単に列挙する。 インクの流れの調節が、複雑でない好ましい価格のバルブシステムによって行 われる。 機能的原理を様々な種類の筆記用ペースト及び液体並びに化粧用流体に適用で きる。 筆記装置のタンク容量がハウジングの大きさだけで決まり、かくして所定の限 度内で自由に選択できる。 筆記用流体の９０％以上を使用できる。このため、同じ充填量で繊維貯蔵シス テムと比較して生産性が大幅に向上する。 筆記挙動がタンク残留量と関係ない。 この筆記装置は衝撃に強い。即ち、落とした場合に筆記用流体が飛び散ったり しない。 この筆記装置は、再充填可能に形成できる。 ペン先がホース部品に挿入されているだけであるため、ペン先を自由に形成で き、ペン先を相互交換式に設計できる。 この筆記装置は、リサイクルに関して最適なものである。これは、構造が簡単 であるために個々の部品の取り外し及び分離が容易であるためである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年６月９日（１９９８．６．９） 【補正内容】 明細書 二つの流体チャンバ間の流体の流れを制御するためのバルブ装置、 及びその装置を備えた筆記具 本発明は、第１流体チャンバと第２流体チャンバとの間の流体の流れを制御す るためのバルブ装置、及びその装置を備えた筆記具に関する。 一般に、現在、小型で且つ簡単に製造できるバルブが必要とされており、多く の技術分野で要請されている小型化の流れの中で、微小な空気圧及び微小な液圧 で制御を行う目的で、とりわけ、このようなバルブを使用できる。医療や筆記具 に関する技術もまたこのようなバルブを必要としている。 請求項１の冒頭部分に記載されたカテーテル構造の範囲にあるバルブ装置が、 欧州特許ＥＰ−Ａ−２５０ ８９１号で知られている。このバルブ装置は、一端 が閉じられた細長いチューブピースを備え、その端部のリング領域までが挿入体 によって補強されている。ハンドノブには回転ボタンが配置されている。この回 転ボタンはチューブピースの内腔においてスチレット状の駆動ストラットに連結 され、その駆動ストラットはチューブピースの自由端に向けて延びてそこで留め 付けられている。ハンドノブの回転により、チューブピースの先端部分がその残 余部分に対して駆動ストラットを介して揺動（ツイスト）自在となり、その結果 、補強されていない領域自体がねじられる。そこに設けられているスロットは、 このようなねじれによって開き、チューブピースの内腔と外部空間との間の流体 の流れを開放する。 この従来の装置は、チューブピースの補強されていない部分のねじれを生成す るために、かなり高価な装置を設ける必要がある、という欠点を有している。特 に、チューブピースの２つの領域、すなわち、一方の補強された領域と、他方の 剛性のある（堅固な）キャップとを、中間部材のねじれによって確実にバルブを 駆動するよう、柔軟な中間部材を介して互いに連結しなければならない。また、 ねじれを生成するための駆動部分の回転駆動は高価なノブ−ボタン−ハンドルに よってのみ達成される。 このように、従来の装置では、バルブ装置の構造がかなり高価となり、また駆 動（操作）が非常に複雑になるという問題がある。 このため、本発明は、以下に列挙する特徴を備えた冒頭に掲げた種類のバルブ 装置を提供する。即ち、本発明の装置は、 外壁側が第１流体チャンバと接触し、内側空間即ち内腔が第２流体チャンバに 連結された、エラストマー材料製のホース部品と、 ホース部品が変形していない状態にある場合にエラストマー材料に固有の回復 力によって閉じており、ホース部品の変形により開くことができる、ホース部品 の壁に設けられた一つ又はそれ以上の貫通スロットと、 貫通スロットを通る流体の流れを制御するようホース部品を変形させることが できる、ホース部品に設けられた作用部品とを備えている。 以上の特徴の組み合わせから、ガス及び液体の通過量を制御するための機械作 動式バルブが本発明の要旨についての前提をなすということは明らかである。従 って、上述した二つの流体チャンバは、二つの閉鎖した容積であるか、または一 例に基づいて以下に更に詳細に説明するように、供給空間及びその周囲又は大気 であることが好ましい。 請求の範囲 １． 第１流体空間と第２流体空間との間を通る流体の流れを制御するバルブ 装置において、 外壁側が第１流体空間（５’，１４）と接触し、内腔（６）が第２流体空間（ ９，２４）に連結された、エラストマー材料製のチューブピース（２）と、 前記チューブピース（２）が非変形状態にある場合にエラストマー材料に固有 の回復力により閉じており、前記チューブピース（２）の変形により開くことが できる、前記チューブピース（２）の壁に設けられた一つ又はそれ以上の貫通ス ロット（１１）と、 前記チューブピース（２）に設けられた作用部品（１０，１９）とを備え、 前記チューブピース（２）を横切る前記貫通スロット（１１）を通る流体の流 れを制御するよう、作用部品（１０，１９）の半径方向へのゆがみによって加え られる力（Ｆ）によりチューブピース（２）を変形させることができる、 ことを特徴とするバルブ装置。 ２． 前記可撓性チューブピース（２）はシリコーン材料からなることを特徴 とする請求項１に記載のバルブ装置。 ３． 前記作用部品は、前記可撓性チューブピース（２）の内腔（６）内に着 座し且つ前記スロット（１１）の前方で終端するチューブピース（１０）として 形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のバルブ装置。 ４． 周方向に延びる一列又はそれ以上のスロット（１１）が前記可撓性チュ ーブピース（２）に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか に記載のバルブ装置。 ５． 前記可撓性チューブピース（２）は、その二つの端部（３，４）の手前 でそれぞれ液密に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれ かに記載のバルブ装置。 ６． インクリザーバ（１４）と記録チップ（１９）との間でインクの流れを 調節するためのバルブ装置を備えた記録装置であって、チューブピース（２）に 作用部品（１０，１９）が設けられ、これにより、加えられた力（Ｆ）により、 流体の流れの制御のためのチューブピース（２）が、チューブピース（２）を横 切る貫通スロット（１１）のために変形されることを特徴とする記録装置。 ７． バルブ装置（１）の可撓性チューブピース（２）は、その一端（３）が 装置ハウジング（１２）から外方に開放するよう装置ハウジング（１２）に取り 付けられており、前記チューブピース（２）の口部開口部（７）には記録チップ （１９）が設けられており、前記チューブピース（２）の第２端部（４）は閉鎖 されており、前記チューブピース（２）の一部には一つ又はそれ以上のスロット （１１）が設けられており、これらのスロットは、装置ハウジング（１２）の内 側に位置し、その外側が記録装置のインクリザーバ（１４）に連結されているこ とを特徴とする請求項６に記載の記録装置。 ８． 前記記録チップ（１９）にはシャフト（２０）が設けられており、この シャフトが可撓性チューブピース（２）の内腔（６）内に突出していることを特 徴とする請求項７に記載の記録装置。 ９． 前記シャフト（２０）は、前記バルブ装置（１）の少なくとも一つのス ロット（１１）の直ぐ近くで終端することを特徴とする請求項８に記載の記録装 置。 １０． 前記可撓性チューブピース（２）の前記記録チップ（１９）の反対側 の端部が、装置ハウジング（１２）の内側に位置する、取り付けエレメント（１ ６）に取り付けられていることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の 記録装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，Ｈ Ｕ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 第１流体空間と第２流体空間との間を通る流体の流れを制御するバルブ 装置において、 外壁側が第１流体空間（５’，１４）と接触し、内腔（６）が第２流体空間（ ９，２４）に連結された、エラストマー材料製の可撓性チューブピース（２）と 、 前記可撓性チューブピース（２）が変形状態にある場合にエラストマー材料に 固有の回復力により閉じており、前記可撓性チューブピース（２）の変形により 開くことができる、前記可撓性チューブピース（２）の壁に設けられた一つ又は それ以上の貫通スロット（１１）と、 前記貫通スロット（１１）を通る流体の流れを制御するようチューブピース（ ２）を変形させることができる、前記チューブピース（２）に設けられた作用部 品（１０，１９）とを備えたことを特徴とするバルブ装置。 ２． 前記可撓性チューブピース（２）はシリコーン材料からなることを特徴 とする請求項１に記載のバルブ装置。 ３． 前記作用部品は、前記可撓性チューブピース（２）の内腔（６）内に着 座し且つ前記スロット（１１）の前方で終端するチューブピース（１０）として 形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のバルブ装置。 ４． 周方向に延びる一列又はそれ以上のスロット（１１）が前記可撓性チュ ーブピース（２）に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか に記載のバルブ装置。 ５． 前記可撓性チューブピース（２）は、その二つの端部（３，４）の手前 でそれぞれ液密に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれ かに記載のバルブ装置。 ６． インクリザーバ（１４）と記録チップ（１９）との間でインクの流れを 調節するため、請求項１乃至５のいずれかに記載のバルブ装置を備えたことを特 徴とする記録装置。 ７． バルブ装置（１）の可撓性チューブピース（２）は、その一端（３）が 装置ハウジング（１２）から外方に開放するよう装置ハウジング（１２）に取り 付けられており、前記チューブピース（２）の口部開口部（７）には記録チップ （１９）が設けられており、前記チューブピース（２）の第２端部（４）は閉鎖 されており、前記チューブピース（２）の一部には一つ又はそれ以上のスロット （１１）が設けられており、これらのスロットは、装置ハウジング（１２）の内 側に位置し、その外側が記録装置のインクリザーバ（１４）に連結されているこ とを特徴とする請求項６に記載の記録装置。 ８． 前記記録チップ（１９）にはシャフト（２０）が設けられており、この シャフトが可撓性チューブピース（２）の内腔（６）内に突出していることを特 徴とする請求項７に記載の記録装置。 ９． 前記シャフト（２Ｏ）は、前記バルブ装置（１）の少なくとも一つのス ロット（１１）の直ぐ近くで終端することを特徴とする請求項８に記載の記録装 置。 １０． 前記可撓性チューブピース（２）の前記記録チップ（１９）の反対側 の端部が、装置ハウジング（１２）の内側に位置する、取り付けエレメント（１ ６）に取り付けられていることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の 記録装置。