JP2019082190A

JP2019082190A - 逆流防止弁

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Publication number: JP2019082190A
Application number: JP2017208786A
Authority: JP
Inventors: 政安宮崎; Masayasu Miyazaki
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2019-05-30
Anticipated expiration: 2037-10-30
Also published as: JP6853609B2

Abstract

【課題】内容物の吐出を繰り返しても空気酸化や雑菌汚染を防ぐ逆流防止弁を提供する。【解決手段】吐出時、容器に加わった圧力は流動体に伝わり栓部材を弾性膜体の環状座シール部から離脱させ栓部材が吐出口側に移動する。栓部材は弾性膜体の突起部と円筒部材によって吐出口側への移動が規制され止ると、流動体の圧力で環状座シール部の出口側近傍の弾性膜体と栓部材と密着してシールを行う球状シール面が膨らみ、そして弾性膜体の薄肉部も膨らみここを流動体通路として吐出口の先端部から流動体が吐出流出する。次に、流動体の吐出を止めると同時に、弾性膜体に密着してシールを行う球状シール面が弾性収縮し弾性膜体の吐出口側に移動していた栓部材が瞬時に環状座シール部側に引き戻され、これにより栓部材と環状突起部が密着シールすることで完全な逆流防止機能を得れる逆流防止弁となっている。【選択図】図１

Description

本発明は、内容物の吐出を繰り返しても空気酸化や雑菌汚染を防ぐ逆流防止弁に関する。

一般に使用されている容器では、使うたびに外気が容器内に入り込み内容物の酸化を引き起こしたり雑菌が混入し汚染するため品質を保持するのが難しく酸化防止剤や防腐剤等の添加剤が用いられているものが多い。
これを人が直接食したりまた肌に塗ることを繰り返しているとアトピー性皮膚炎など人体に悪影響を及ぼすと多くの事例で報告されている。
特に、目薬など眼球に滴下し薬液が直接吸収し効能を発揮する医薬品には添加剤を用いないほうが良いのだが、最適な方法がなくなかなか難しいのが現状である。

ところで近年は、安全、安心の観点から人や環境に優しい商品を求める顧客が多くなり光の遮断や酸化防止剤また防腐剤等を添加しなくても内容物の品質が長期に保持できる容器材料の開発また容器口部からの空気の吸い込みをなくし酸化や雑菌汚染を防ぐ逆流防止弁の開発が進められている。
これらの逆流防止弁の中には、球体の栓部材が下止部と上止部の間を移動できるようになっている。（例えば、特許文献１および特許文献２参照）

特許弟４０３７７９２号公報特許弟４０９１５５５号公報

特許弟４０３７７９２号公報の逆流防止弁は、球体の栓部材と弾性膜体を掛止部材の３点の掛止部で弾性膜体を挟んだ状態で栓部材の移動を止め流動体の圧力により弾性膜体を膨らませ流動体通路を確保する技術だが弾性膜体の膨らみが小さく、高粘度で吐出量の多い使用には不向きであった。

特許弟４０９１５５５号公報の逆流防止弁は、少容量用で目薬などの滴下用であるがその機構が弾性膜体に厚肉部と薄肉部を交互に設け厚肉部のみで栓部材の吐出口側への移動を止めることにより薄肉部を膨らませその隙間を通じて流動体を吐出させる技術の逆流防止弁ある。
しかし、厚肉部の突起形状や配設数が難しくまた弾性膜体の材料硬度や栓部材のサイズまた吐出時に加える圧力などその変数が多く逆流防止弁として安定した機能と性能を得るのが難しく不向きであった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、弾性膜体の厚肉部と薄肉部を交互に設ける技術を活かした上で安定した機能と性能が保証でき本格生産可能な逆流防止弁を提供する。

本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を講じた。
第１に、逆流防止弁（２）は、球状シール面を有する弾性膜体（３）と流動体の逆流を閉栓可能な栓部材（４）が弾性膜体（３）内で弾力的に密着していて弾性膜体（３）に設けた突起部（３３）と栓部材（４）の移動を規制する円筒部材（５）とで構成されていて、
弾性膜体（３）内面の流動体入口部には環状シールを行う環状座シール部（３１）が設けられており、また弾性膜体（３）外面の球心水平部上側と吐出口（３５）側の間の周囲には厚肉部（３２）と薄肉部（３４）が周方向交互に定めた間隔で設けられ、厚肉部（３２）は弾性膜体（３）の外面から外方に膨出形成された突起状で、
円筒部材（５）の内径は、突起部（３３）の最大外径と同じで非接触していて円筒部材（５）により突起部（３３）が膨れ水平円周外方側への移動および吐出口（３５）側への移動を規制し栓部材（４）を止める機構で、
吐出時は、流動体の圧力により栓部材（４）が弾性膜体（３）の環状座シール部（３１）から離脱し、次に栓部材（４）が突起部（３３）と円筒部材（５）により吐出口（３５）側への移動が止ると、薄肉部（３４）が膨らみその隙間の流動体通路（９）を通じて吐出口（３５）から吐出可能とする逆流防止弁（２）とした。

第２に、前記厚肉部（３２）は、弾性膜体（３）の外面の球心水平部上側と吐出口（３５）の間に厚肉部（３２）と薄肉部（３４）が交互に定めた間隔で設けられていて厚肉部（３２）と薄肉部（３４）の配設比は＝１で、厚肉部（３２）は栓部材（４）の移動を規制し止める役割と薄肉部（３４）の膨らみを補う膨らみ代の役割を有していて、
突起状の厚肉部（３２）の位置は、栓部材（４）の球心水平線と吐出口（３５）の中心と栓部材（４）の球心とを結ぶ線に対してなす角度θが、０°＜θ＜６０゜となるように位置構成されている逆流防止弁（２）とした。

第３に、前記円筒部材（５）（６）（７）は、定めた範囲以上の突起部（３３）の移動を規制し栓部材（４）を止める次の機構Ａ）Ｂ）Ｃ）いずれかの形状を有する逆流防止弁（２）とした。
Ａ）円筒部材（５）は、先端のみが円錐筒形状の円筒形で、突起部（３３）の円周水平外方側への移動を規制し、また突起部（３３）の吐出口（３５）側への移動を規制し栓部材（４）を止める機構。
Ｂ）円筒部材（６）は、円錐筒形状で、突起部（３３）の円周水平外方側への移動を規制し、また突起部（３３）の吐出口（３５）側への移動を規制し栓部材（４）を止める機構。
Ｃ）円筒部材（７）は、円筒形で、突起部（３３）の円周水平外方側への移動を規制し栓部材（４）を止める機構。

第４に、前記環状座シール部（３１）は、弾性膜体（３）の入口近傍部の内面に設けられていて、環状座シール部（３１）の内径は栓部材（４）の直径より小径で栓部材（４）と密着してシールする逆流防止弁（２）とした。

本発明により、防腐剤等で健康を害さない人に優しい目薬などの医薬品や化粧品が提供でき、最終的には国民医療費の低減に結び付けることができる。

（a）は、逆流防止弁２の縦断面図、（b）は、弾性膜体３の上面投影図

以下、本発明の実施形態を図１（a）、図１（b）に基づいて実施例１で説明する。

実施例１の図１（a）は逆流防止弁２の縦断面図、図１（b）は弾性膜体３の上面投影図である。
逆流防止弁２を構成する３つの部品は、弾性膜体３と弾性膜体３内で密着する球状シール面を有する栓部材４と流動体の吐出時に栓部材４の吐出口３５側への移動を規制し栓部材４を止める円筒部材５で構成されている。

厚肉部３２を有する弾性膜体３は、弾性膜体３の外面の球心水平部上側と吐出口３５の間に厚肉部３２と薄肉部３４が交互に定めた間隔で設けられていて、図１は２つの厚肉部３２と２つの薄肉部３４で配設比は＝１となっている。

突起状の厚肉部３２の位置は、栓部材４の球心水平線と吐出口３５の中心と栓部材４の球心とを結ぶ線に対してなす角度θが、０°＜θ＜６０゜の範囲内で、更に、小さな圧力で流動体の吐出を可能とすべく厚肉部３２を厚くし薄肉部３４の流動体通路９幅を広く確保するために厚肉部３２の突起形状は吐出口３５に向かって球面に沿って細く台形となっている。
また、栓部材４が環状座シール部３１から離脱し易くするため突起部３３の厚肉部３２の配置範囲は角度θが、５°＜θ＜３０゜となっている。
したがって、角度θが、５°にすることで栓部材４は環状座シール部３１からスムースに離脱し５°＜θ＜３０゜の範囲で栓部材４が楔となり厚肉部３２に徐々に食い込んで移動が規制され止るようになっている。

流動体に圧力が加わる吐出時は、薄肉部３４が膨らみこの膨らみ部が流動体通路９となり吐出口３５から吐出流出する。
そして、厚肉部３２と薄肉部３４の関係は、薄肉部３４が膨らみその膨らみ代を厚肉部３２が補う役割も有していて流動体に加える圧力が小さくても容易に吐出流出できるのである。
他、弾性膜体３の厚肉部３２の最大肉厚ｔ１と薄肉部３４の肉厚ｔ２との比（ｔ１／ｔ２）は、薄肉部３４がより薄いほうがよいが薄肉部３４が膨らみ流動体通路９を十分確保できれば機能性とデザイン性また弾性膜体３の成型条件を重視し選択する。

球状シール面を有する栓部材４は、流動体の逆流を閉栓可能な球体で流動体の吐出時に弾性膜体３の環状座シール部３１から最初に離脱、そして吐出口３５側に向かって移動し弾性膜体３の厚肉部３２の突起部３３と円筒部材５によって栓部材４の移動が止り、つづいて流動体の圧力により弾性膜体３の球状シール面を押し広げ薄肉部３４が膨れてその隙間が流動体通路９となり吐出口３５から吐出流出する。

次に、流動体の圧力が解除されると弾性膜体３が元の状態に縮み球体である栓部材４が環状座シール部３１まで移動し止ると弾性膜体３の球状シール面と栓部材４が密着して吐出流出が止り逆流を防止する。

栓部材４は、弾性膜体３の胴部内に入っていて、この栓部材４の直径は弾性膜体３の胴部内径よりもわずかに大きく形成されている。
したがって、弾性膜体３は、弾性膜体３内面で栓部材４と密着しており吐出時に弾性膜体３が外方に膨張し弾性変形することになる。
吐出を止めると、弾性膜体３が弾性変形することによって生じた弾性力によって栓部材４は環状座シール部３１に引き戻され弾性膜体３内で保持される。

図１の円筒部材５は、円筒形で先端のみが円錐筒形状となっており中心部の孔口は円形で孔径は栓部材４の直径より若干小径となっていて栓部材４の抜けを防ぎ、且つ、弾性膜体３の台形の突起部３３を押さえ吐出口３５側への移動を規制し栓部材４を止める重要な役割がある。
特に、円筒部材５の先端部の内面と弾性膜体３の突起部３３とは吐出時にのみ突起部３３の台形の上底部を柔らかく押さえるようになっている。
したがって、円筒部材５の先端部の内面と突起部３３の台形上底部とはわずかに離れており吐出時のみ円筒部材５の先端部の内面と突起部３３が接する。

吐出時の逆流防止弁の詳細な機能と動きを説明する。
吐出時、容器に加わった圧力は流動体に伝わり栓部材４を弾性膜体３の環状座シール部３１から離脱させ栓部材４が吐出口３５側に移動する。
次に、栓部材４は弾性膜体３の突起部３３と円筒部材５によって吐出口３５側への移動が規制され止ると、流動体の圧力で環状座シール部３１の出口側近傍の弾性膜体３と栓部材４と密着してシールを行う球状シール面が膨らみ、そして弾性膜体３の薄肉部３４も膨らみここを流動体通路９として吐出口３５の先端部から流動体が吐出流出する。

次に、逆流防止弁の機能と動きの詳細を説明する。
流動体の吐出を止めると同時に、弾性膜体３に密着してシールを行う球状シール面が弾性収縮し弾性膜体３の吐出口３５側に移動していた栓部材４が瞬時に環状座シール部３１側に引き戻され、これにより栓部材４と環状突起部３１が密着シールすることで完全な逆流防止機能を得れる逆流防止弁２となっている。

以上が図１（a）、図１（b）に基づいた実施例１だが、
実施例１では、栓部材４が環状座シール部３１から離脱し易くするため突起部３３の厚肉部３２の配置範囲は角度θが、５°＜θ＜３０゜としたが、
別な方法として、角度θが、０°＜θ＜３０゜であっても厚肉部３２の突起形状を環状座シール部３１側に向かってテーパーを設け薄くする遣り方により栓部材４が環状座シール部３１からスムースに離脱し、栓部材４が楔となり厚肉部３２に徐々に食い込む突起形状であってもよい。

本発明の実施例１と他の実施形態の実施例２また実施例３の違いは、円筒部材５、６、７の違いのみで突起部（３３）と栓部材（４）の移動を規制し止める機構が、実施例１はＡ）、実施例２はＢ）、実施例３はＣ）であること以外は略同じであり、図１を基に実施例１の機能と動きを詳細に説明したので重複説明は省略する。
尚、厚肉部（３２）と薄肉部（３４）が交互に定めた間隔で設けられ厚肉部（３２）と薄肉部（３４）の配設比は＝１であるが、その配設数は２または３、４，５であってもよく流動体の使い勝手等を考慮して自由に選択し成型できる。

逆流防止弁２付き容器１は、ソフトバック容器１２、蛇腹容器１３、ポンプ付き容器１４チューブ容器１５および２重容器などどの容器であっても流動体が消費されれば自体が収縮可能な容器であればよく、また逆流防止弁付き注射器でもよい。
他に、雑菌汚染を嫌うが空気酸化に強い内容物であれば変形しない除菌フィルター付き容器を使用するのもよい。

弾性膜体３の材料は、ゴム系また樹脂系などの弾性材料で造られた成型品で、流動体の粘度、粒度等の物理的性質、ＰＨ等の化学的性質、安全性、そして外観、経済性、使い勝手等を考慮して自由に選択できる。
栓部材４の形状は、球状に限らずラグビーボール状の形状であってもよい。
栓部材４の材料は、天然素材、プラスチック材、金属、ガラス等、または粉体を混練りし成型した部品でこのものに抗菌作用が期待できる銀メッキや蒸着加工等を行ってもよい。
円筒部材５の材料は、プラスチック材がよい。
特に、医薬用に使用する逆流防止弁２は蒸気滅菌が可能で簡単に変形しない材料を選定するとよい、難しければガス滅菌や放射滅菌も可能なので自由に材料を選択するとよい。

本発明に係わる逆流防止弁は、特に医薬品である目薬容器に用い防腐剤等の添加剤が含まない薬液になるので人に優しく安全・安心な医薬品の提供ができ、これによって国民医療費の低減に結び付くのである。
他には、逆流防止弁を容器口部に設けることによって、流動体の酸化や雑菌汚染を防止しながら開封前の品質を長期に最後まで使用することができる。

１容器
２逆流防止弁
３弾性膜体
４栓部材
５円筒部材
６円筒部材
７円筒部材
９流動体通路
１１弁押え付き容器キャップ
１２ソフトバック容器
１３蛇腹容器
１４ポンプ付き容器
１５チューブ容器
３１環状座シール部
３２厚肉部
３３突起部
３４薄肉部
３５吐出口

Claims

空気の吸い込みや吐出口（３５）からの雑菌汚染をなくす逆流防止弁（２）において、
前記逆流防止弁（２）は、球状シール面を有する弾性膜体（３）と流動体の逆流を閉栓可能な栓部材（４）が弾性膜体（３）内で弾力的に密着していて弾性膜体（３）に設けた突起部（３３）と栓部材（４）の移動を規制する円筒部材（５）とで構成されていて、
弾性膜体（３）内面の流動体入口部には環状シールを行う環状座シール部（３１）が設けられており、また弾性膜体（３）外面の球心水平部上側と吐出口（３５）側の間の周囲には厚肉部（３２）と薄肉部（３４）が周方向交互に定めた間隔で設けられ、厚肉部（３２）は弾性膜体（３）の外面から外方に膨出形成された突起状で、
円筒部材（５）の内径は、突起部（３３）の最大外径と同じで非接触していて円筒部材（５）により突起部（３３）が膨れ水平円周外方側への移動および吐出口（３５）側への移動を規制し栓部材（４）を止める機構で、
吐出時は、流動体の圧力により栓部材（４）が弾性膜体（３）の環状座シール部（３１）から離脱し、次に栓部材（４）が突起部（３３）と円筒部材（５）により吐出口（３５）側への移動が止ると、薄肉部（３４）が膨らみその隙間の流動体通路（９）を通じて吐出口（３５）から吐出可能としたことを特徴とする逆流防止弁。
前記厚肉部（３２）は、弾性膜体（３）の外面の球心水平部上側と吐出口（３５）の間に厚肉部（３２）と薄肉部（３４）が交互に定めた間隔で設けられていて厚肉部（３２）と薄肉部（３４）の配設比は＝１で、厚肉部（３２）は栓部材（４）の移動を規制し止める役割と薄肉部（３４）の膨らみを補う膨らみ代の役割を有していて、
突起状の厚肉部（３２）の位置は、栓部材（４）の球心水平線と吐出口（３５）の中心と栓部材（４）の球心とを結ぶ線に対してなす角度θが、０°＜θ＜６０゜となるように位置構成されていることを特徴とする請求項１に記載の逆流防止弁。
前記円筒部材（５）（６）（７）は、定めた範囲以上の突起部（３３）の移動を規制し栓部材（４）を止める次の機構Ａ）Ｂ）Ｃ）いずれかの形状を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の逆流防止弁。
Ａ）円筒部材（５）は、先端のみが円錐筒形状の円筒形で、突起部（３３）の円周水平外方側への移動を規制し、また突起部（３３）の吐出口（３５）側への移動を規制し栓部材（４）を止める機構。
Ｂ）円筒部材（６）は、円錐筒形状で、突起部（３３）の円周水平外方側への移動を規制し、また突起部（３３）の吐出口（３５）側への移動を規制し栓部材（４）を止める機構。
Ｃ）円筒部材（７）は、円筒形で、突起部（３３）の円周水平外方側への移動を規制し栓部材（４）を止める機構。
前記環状座シール部（３１）は、弾性膜体（３）の入口近傍部の内面に設けられていて、環状座シール部（３１）の内径は栓部材（４）の直径より小径で栓部材（４）と密着してシールすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の逆流防止弁。