JP2019526756A

JP2019526756A - チェックバルブ

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Publication number: JP2019526756A
Application number: JP2019508189A
Authority: JP
Inventors: ザグルアレクサンダー; リットマンミヒャエル
Original assignee: WL Gore and Associates GmbH
Current assignee: WL Gore and Associates GmbH
Priority date: 2016-08-17
Filing date: 2017-08-09
Publication date: 2019-09-19
Anticipated expiration: 2037-08-09
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Abstract

コンパートメント壁（１００）における貫通孔のためのチェックバルブ（１）であって、流路（１４）の開口端（１６）を覆う弾性膜（２０）、該弾性膜（２０）が固定されるベース（１１）、及び、該弾性膜（２０）の少なくとも一部を覆うプロテクタ（３０）を含み、前記弾性膜は該弾性膜が開口端（１６）を囲むシール面（１７）上で弾性的に延伸されてシール面（１７）に対して押し付けられた状態でベースに固定されており、それにより、流路（１４）をシールする。弾性膜は、流路内の圧力が高いときにシール面から持ち上がる。弾性膜は、チェックバルブに低圧ベント機能を付与するために、空気透過性又はガス透過性であることができ、そして好ましくは防水性である。

Description

本発明は、チェックバルブシステム、チェックバルブシステムを含むチェックバルブ装置及びチェックバルブシステムの使用方法に関する。

より具体的には、チェックバルブは、コンパートメントの内側と外側との間の圧力差を制限するためにコンパートメントの壁の貫通孔を閉じるように設計されており、遠距離通信機器、街路照明又は自動車用途などの屋外デバイスに関連して特に有用である。例としては、バッテリ管理、保護デバイスの換気又は結露管理などがある。

そのようなチェックバルブに対する一般的な要求は、製造コスト及び／又は組立労力を低く抑えると同時に、それが確実かつ可逆的に作動するべきである、すなわちそれが所望の圧力差で開き、破裂しないべきであるために簡単な構造である。幾つかの用途は、一方向に非常に低い圧力差でチェックバルブを開き、一方、逆方向に同時に水密性であることを必要とする。

米国特許出願公開第２０１６／００３６０２５号明細書は、コンパートメントの内側と外側との間の圧力差を制限するためのコンパートメントの壁における貫通孔のための、例えば、自動車の室内で使用されるバッテリーハウジングのための、チェックバルブシステムを開示している。チェックバルブは、開口端及び該開口端を囲む天井面を有する流路を有するベース、前記開口端を覆う弾性膜、及び、該弾性膜を覆うプロテクタを有する。弾性膜は支持要素上に着座しており、張力フレームと支持要素との間にクランプされている。圧力差がしきい値を超えると、膜は張力フレームと支持要素との間から滑り出る。

ＤＥ３３０７８３５Ｃ２は、開口端を有する流路及び該開口端を囲むシール面を有するベースを含み、前記開口端を覆う弾性膜をさらに含み、最後に、弾性膜の少なくとも一部を覆うプロテクタをさらに含む、チェックバルブシステムを開示する。弾性膜は、開口端を囲む天井面から流路にわたって弾性的に延伸されかつ押し付けられる。この膜チェックバルブは除草剤を噴霧するための噴霧ノズルの関連で使用するためのものである。

本発明の第一の態様によれば、開口端を有する流路及び該開口端を囲むシール面を有するベースを含むチェックバルブシステムは提供される。弾性膜は、開口端を覆いかつ流路をシールするように、前記開口端を囲むシール面上で弾性的に延伸されかつ押し付けられる。さらに、弾性膜の少なくとも一部を覆うようにプロテクタは設けられている。プロテクタは好ましくはベースに固定されているが、同様にコンパートメント壁に固定されてもよい。膜はプロテクタ又はベースに固定されうる。

いずれの状況においても、弾性膜がシール面に対して押し付けられる力は、延伸された弾性膜によって生じる弾性力である。この結果を達成するために、シール面は、弾性膜がベースに固定されている位置に対して持ち上げられてよい。言い換えれば、弾性膜がベースに固定される位置は、シール面に対して軸方向に後退しており、それにより、ベースから隆起したシール面にわたって延びる弾性膜は、ドーム状又はテント状の形状を有することができ、それにより、隆起されたシール面を取り囲む空間を画定し、この空間は、弾性膜と、弾性膜が固定されているベースとによって範囲限定される。

したがって、弾性膜の下方の流路内の圧力が弾性膜の上方の圧力を一定の圧力差だけ超えるときに、弾性膜はシール面から持ち上がって、流路内のガス又は液体又は圧力下にあるものすべてを流路の開口端から、例えば、シール面を囲む上記の空間へ、そしてさらには大気へとリークさせることができる。

弾性膜をベースに適切に取り付けることによって、膜の弾性延伸力、ひいてはチェックバルブシステムが作動する圧力差を微調整することが可能になる。本発明に従ってチェックバルブシステムが作動する圧力差は、１ミリバール〜２００ミリバールの範囲内の値に設定される。好ましい値は１ミリバールを超え、より好ましくは２ミリバール以上、さらにより好ましくは５ミリバール以上、最も好ましくは１０ミリバール以上である。他方、チェックバルブシステムが作動する好ましい圧力差は１００ミリバール以下、さらにより好ましくは５０ミリバール以下、最も好ましくは３０ミリバール以下である。例えば、チェックバルブシステムは２０〜２５ミリバールの間で作動することができる。

弾性膜はバルブと一体的に、例えば、ベースが弾性膜に対してそしてその部分的に周囲に射出成形される成形プロセスにおいて形成されうる。しかしながら、別の好ましい方法によれば、弾性膜はベースに溶接又は接着される。

ガス、流体又は他の材料がチェックバルブの流路から、持ち上げられた膜を通って大気に向かって逃げることを可能にするために、膜は個別の領域でのみベースに固定することができ、それにより、流体が上記の個別の領域の間で膜の下から外側に逃げることができる。

代替的に又は追加的に、ベースは、弾性膜がベースに固定されている位置とシール面との間の空間と大気とを接続する１つ以上のベント流路を含むことができる。そのようなベント流路は、好ましくは、噴霧水又は他の汚染物質が弾性膜の下の前記空間に入るのを避けるためにラビリンス流路である。

弾性膜の少なくとも一部を覆うプロテクタはタイプ及び形状が様々であることができる。第一の実施形態によれば、プロテクタはリング形状を有し、膜とベースとの間の接続を保護し、照射線、化学薬品による損傷又は劣化を回避するように少なくとも膜がベースに接続されている領域において膜を覆う。

第二の実施形態によれば、プロテクタは弾性膜を覆うキャップを含み、それにより、その接続領域だけでなく膜全体は環境に対して保護される。キャップは、好ましくは、チェックバルブが作動したときにキャップと膜との間の空気が迅速に逃げることができるように孔を有し、そのような孔は、バルブが水に浸漬されるときに又は大雨にさらされるときに又は水しぶき環境で使用されるときに、孔から入ることができる液体が、キャップと弾性膜の間の空間に容易に出入りすることができるように排出孔として好ましくは設計される。例えば、バルブが水中に浸漬されると、キャップに入って膜を覆う水は最初に膜をシールし、次にキャップから再び排水することができる。好ましくは、ベントが以下の位置のうちの少なくとも１つにあるときに、流入／排出を可能にするように、１つ以上の排出孔はキャップに設けられる：弾性膜が流路の開口端の上方で実質的に水平に配置されている通常位置、弾性膜が水平に対して傾斜している傾斜位置、及び、弾性膜が開口端の下方で実質的に水平に配置されている上下逆さま位置。

上述の第一及び第二のプロテクタの実施形態と組み合わせることもできるプロテクタの第三の実施形態として、プロテクタは弾性膜の少なくとも中央部分の周りにスプラッシュバリアを含むことができる。スプラッシュバリアは壁の形態を有してよく、それはベースから突き出ても、及び／又は、キャップから垂れ下がってもよい。スプラッシュバリアは、同様に、液体がスプラッシュバリアの内側から貫通孔を通ってキャップの排出孔に向かって排出されることを可能にする貫通孔を有することができる。

１つの実施形態において、プロテクタはベースに固定され、好ましくはしっかりと溶接又はクリップ留めされている。別の実施形態において、プロテクタはコンパートメント壁に固定され、好ましくはクリップ留めされている。

ベースはプラスチック材料、特に成形プラスチック、好ましくは射出成形プラスチックから製造することができる。プラスチック材料は、好ましくは、熱可塑性材料、熱可塑性エラストマー材料及びエラストマー材料などの架橋材料又はその他である。好ましい熱可塑性材料としては、ポリアミド（ＰＡ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）又はポリオキシメチレン（ＰＯＭ）が挙げられる。プラスチック材料は、強化又はコスト削減を得るためにガラス繊維を充填することができる。プラスチック材料の代わりに、金属を同様にベースに使用することができる。チェックバルブシステムのプロテクタも同様に上述の材料から製造することができる。好ましくは、ベースとプロテクタは同じ材料で作られる。

チェックバルブシステムの最大外側寸法は、シール面によって画定される一般面で測定したときに１５０ｍｍ以下と比較的小さい。好ましい外径は約５０ｍｍであり、一方、外径は好ましくは２０ｍｍを超える。流路の最小断面積は約３ｍｍ^２〜約２，０００ｍｍ^２（２ｍｍ〜５０ｍｍの円形断面に対応する）の範囲であることができる。例えば、好ましいチェックバルブシステムは５０ｍｍの最大外径を有し、そして２２ｍｍの最小内径の流路を有することができ、一方、より大きな最小内径を有するチェックバルブシステムはより大きな最大外径を有することができ、そしてより小さい最小内径を有するチェックバルブはより小さい最大外径を有することができる。

弾性膜に関して、その厚さは、好ましくは１０μｍ〜１ｍｍであり、より好ましくは２５μｍ〜４００μｍであり、さらにより好ましくは１００μｍ〜１５０μｍである。最も好ましくは、弾性膜の厚さは約１３０μｍである。

本発明による弾性膜は、少なくとも１つの弾性層及び該弾性層に安定性を付与するための少なくとも１つの安定化層を含む多層膜である。安定化層自体は弾性である必要はない。むしろ、安定化層は好ましくは非弾性であり、特定の程度まで延伸可能であり、それを超えるさらなる延伸は安定化層を破裂させるであろう。したがって、非弾性安定化層は弾性層の延伸性を制限する。好ましくは、安定化層の延伸性は、膜の延伸性を３０％以下に制限することができる。安定化層の引張強度は、使用時に該層が破裂せず、ベントが作動したときに弾性層の破損を防止するように弾性層の弾性延伸を制限するように選択される。

安定化層は１５０μｍ以下の好ましい厚さを有する。好ましくは、安定化層は、フルオロポリマー、好ましくはフルオロ熱可塑性プラスチック及び／又はフルオロエラストマー、より好ましくはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、さらにより好ましくは延伸ＰＴＦＥ（ｅＰＴＦＥ）、そして最も好ましくは構造化又は緻密化ｅＰＴＦＥフィルムを含むか又はこれらから作られる。

本発明の特に好ましい特定の実施形態において、安定化層は、弾性層が接着されている自立のしわのあるフィルムの形態で提供される。このような多層弾性膜の製造方法は、Ｗ．Ｌ．Ｇｏｒｅ＆ＡｓｓｏｃｉａｔｅｓＧｍｂＨからのＥＰ２８３９９４９Ａ１に開示されており、ＥＰ２８３９９４９Ａ１に記載の多層膜及びその製造方法を参照により本明細書中に取り込む。したがって、ＥＰ２８３９９４９Ａ１中の「フィルム」と呼ばれる安定化層は延伸された弾性基材上に適用され、そして延伸された弾性基材の緩和時に、接着フィルムがしわになり、それによって構造化フィルムを形成する。このようなフィルムは、バッカー材料を備えており、緩和された弾性基材により形成されうる。あるいは、バッカー材料は、本発明の目的のために弾性層である別の層によって形成されることができ、緩和された弾性基材であって、その上に構造化フィルムが当初形成された弾性基材は好ましくは除去される。得られた多層弾性膜を延伸すると、そのような延伸は、構造化フィルム、好ましくはＰＴＦＥフィルムが基本的にしわが残らずにその元のサイズに延伸される点までに限定されるであろう。

異なる好ましい実施形態によれば、延伸された弾性基材の緩和は接着されたフィルムにしわを生じさせない。むしろ、フィルムは緻密化され、すなわち、フィルムの少なくとも１つの方向における断面積が減少され、それにより緻密化されたフィルムが得られる。例えば、ｅＰＴＦＥのように、フィルムが繊維で接続されたノードからなる材料で作られている場合、延伸された基材が緩和されると、ノード間の繊維はフィルム内で曲がってしわになり、それによってフィルムのノードが互いに近くに移動しそして内部フィルム構造を変更する。安定化層としてそのような緻密化フィルムを含む弾性膜が弾性的に延伸されると、フィルム内の曲げられたしわのある繊維は延伸され、そして弾性膜の延伸はさらなる繊維の延伸が不可能な点までに制限される。

上述の好ましい多層弾性膜のいずれにおいても、弾性バッカー材料は、それが適用されたフィルムの構造化状態又は緻密化状態を「凍結」する。

本発明の第一の態様によれば、弾性膜は液密性かつ気密性である。したがって、チェックバルブシステムを通る液体又は空気のいかなる通過も、弾性膜がシール面から持ち上がることを必要とする。液密性かつ気密性弾性膜としては単層膜を用いることができる。単層無孔質弾性膜は、シリコーン、特にフルオロシリコーン、ポリウレタン（ＰＵＲ）、ポリシロキサン、ＥＰＤＭ、天然ゴム(natural rubber)(天然ゴム(caoutchouc)）及び他のエラストマーから製造することができる。多層膜が１つ以上の弾性層及び１つ以上の安定化層を含む弾性膜として使用されるならば、弾性層は液密性かつ気密性であり、好ましくはシール面に面するべきであり、一方、安定化層は液密性及び気密性であっても又はそうでなくてもよい。例えば、安定化層は緻密化ｅＰＴＦＥフィルムから形成されてよく、そして弾性層は緻密化ｅＰＴＦＥフィルム上の全面エラストマーコーティングとして形成されてもよい。

本発明の好ましい第二の態様によれば、チェックバルブ機能がベント機能、より具体的には低圧ベントと組み合わされて、チェックバルブが作動する圧力差よりも小さい圧力差でコンパートメントに出入りする空気又はガスのベントを可能にするチェックバルブシステムは提供される。その第一の実施形態によれば、低圧ベントは、チェックバルブを迂回するバイパス通路内又はその上に設けられている。好ましくは、低圧ベント及びチェックバルブは同じベースを共有してもよく、すなわちチェックバルブシステムのベースは低圧ベントのベースでもある。例えば、低圧ベントは、バイパスを閉止し、以下の材料のうちの１つ以上：多孔質シリコーン、多孔質ポリウレタン（ＰＵＲ）、発泡ＰＥ又は延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）から作られた多孔質膜を含み得る。

チェックバルブ及び低圧ベントを含む本発明の好ましい第二の態様の好ましい第二の実施形態によれば、チェックバルブシステムの弾性膜がガス透過性でありかつ好ましくは防水性でもあるという点でチェックバルブ及び低圧ベントは一体化される。単層弾性膜に適した材料は、多孔質シリコーン、多孔質ポリウレタン（ＰＵＲ）のうちの１つ以上を含み得る。前記材料は、多層膜において安定化層と組み合わせて弾性層として同様に使用することができる。特に、安定化層が上述の構造化又は緻密化ｅＰＴＦＥフィルムのように多孔質である場合に、弾性層は多孔質層であってよく、又は、多孔質でないとしても、空気又はガスが多孔質安定化層に達するように巨視的開口部を含んでよく、一方、依然として十分な弾性を多孔質安定化層に付与し、それにより、多層膜はそのチェックバルブ機能を果たすことができる。

本明細書で使用されるときに、「多孔質」という用語は、一方の表面から他方の表面への相互接続された連続空気経路を形成する内部構造全体にわたって空隙を有する材料を指す。本明細書で使用されるときに、「多孔質フィルム」又は「多孔質層」という用語は、多孔質材料を含むか又はそれからなるフィルム又は層を意味する。例えば、多孔質材料は、延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）及び／又は任意の他のキャスティングされそして処理された延伸フルオロポリマー又はそれらの組み合わせであることができる。多孔質安定化層は、好ましくは０．１〜５０μｍ、好ましくは０．２〜５μｍ、より好ましくは０．５〜２．５μｍの平均孔サイズを有する。

好ましくは、チェックバルブシステムの最大空気流容量は、チェックバルブが作動しているときに、チェックバルブが作動し始めるときの圧力差で測定したときの低圧ベントを通る流れ容量と比較して５００倍〜２，０００倍大きい。

チェックバルブシステムを使用する好ましい方法は、統合ベント機能なしで、又は、好ましくは統合ベント機能とともに、水平に対して傾斜し、流路の開口端の下方に配置された弾性膜をシステムが有するように構成される。これにより、弾性膜の内側の液体は、重力によって膜に沿って下方に流れ、膜のベント機能を維持しながらシール面の隣に蓄積することができる。より大量の液体が蓄積すると、液体の重量によって弾性膜がシール面から持ち上がり、それにより、液体は流路から排出することができる。

ここで、本発明の好ましい非限定的な実施形態を示す添付の図面を参照しながら、本発明をさらに詳細に説明する。

図１Ａ及び１Ｂは本発明の１つの実施形態によるチェックバルブシステムを通常状態及び作動状態でそれぞれ示す。

図２Ａ及び２Ｂは本発明の別の実施形態によるチェックバルブシステムを通常状態及び作動状態でそれぞれ示す。

図３Ａ及び３Ｂは本発明のさらなる実施形態によるチェックバルブシステムを通常状態及び作動状態でそれぞれ示す。

図４Ａ及び４Ｂは本発明のなおもさらなる実施形態によるチェックバルブシステムを通常状態及び作動状態でそれぞれ示す。

図５Ａ及び５Ｂは本発明のなおもさらなる実施形態によるチェックバルブシステムを側面図及び上面図として示す。図５Ｃは図５Ａ及び図５Ｂに示されたチェックバルブによるチェックバルブシステムの斜視図である。

図６Ａ及び６Ｂは、それぞれ、通常状態及び作動状態での傾斜位置における使用中の、本発明のなおもさらなる実施形態によるチェックバルブシステムの特定の構成を示す。

図７Ａ及び７Ｄは本発明のなおもさらなる実施形態によるチェックバルブシステムを示す。

図８Ａ及び図８Ｂは、それぞれ、部分的及び完全に延伸された状態の弾性膜を示す。

図１Ａは、コンパートメント（図示せず）の壁１００の貫通孔に取り付けられたチェックバルブ１を含むチェックバルブシステムを示す。チェックバルブ１は、ベース１１とレッグ１２とを有するバルブ体１０を含み、該レッグは前記ベース１１から垂れ下がり、コンパートメント壁１００の貫通孔において前記バルブ体１０を固定するように作用する。図示のとおりの実施形態において、レッグ１２は外側ネジを有し、貫通孔にねじ込まれ、それにより、ベース１１とコンパートメント壁１００の上面との間をシールリング１３を圧縮して、チェックバルブ１を貫通孔に対してしっかりとシールする。チェックバルブ１は、スナップ嵌合、溶接、接着などを含む他の多くの方法で貫通孔内又は貫通孔上に取り付けることができる。流路１４はレッグ１２及びベース１２を貫通し、コンパートメント内に通じる１つの開口端１５とコンパートメントの外側に通じ弾性膜２０で覆われた別の開口端１６とを有する。状況に応じて、開口端１５は大気に通じ、弾性膜２０で覆われた開口端１６はコンパートメントに通じているように逆の構成であることができる。

膜２０は、ここではキャップの形態のプロテクタ３０により覆われ、該プロテクタはベース１１にしっかりと接続されている。キャップ３０はベース１１にしっかりと溶接されて、好ましくは前記２つの構成要素間で気密接続を形成している。あるいは、プロテクタ３０は、ベース１１に対してクリップ留めされ又はクリッピング要素によって保持されてもよく、これは接続が気密性でない場合にはおそらく許容可能である。さらに別の代替案（図示せず）において、プロテクタ３０はベース１１にではなくコンパートメント壁１００に固定される。弾性膜２０は、流路１４の開口端１６を囲む隆起されたシール面１７上で弾性的に延伸された状態で、好ましくは接着によって、周縁領域２１でベース１１に固定される。膜２０によって開口端１６を確実に閉じるために、シール面１７はベース１１からある程度突出しており、延伸された弾性膜３０によって発生する弾性力により、弾性膜２０はシール面１７に対して平らになっている。言い換えれば、膜がしっかりと取り付けられたベース１１の表面は、シール面１７に対して軸方向に幾分後退している。その結果、弾性膜２０はベース１１及びシール面１７上にドーム又はテントを形成する。ベース１１は空間４０と大気に接続するラビリンス流路の一部として複数のベント通路１８及び１９を含み、該空間４０は弾性膜２０がベース１１に固定されている領域２１とシール面１７との間に形成されている。

この実施形態において、弾性膜２０はガス透過性であり、好ましくは防水性である。すなわち、膜２０上の水は膜を通過しないであろうが、ガス又は空気は膜の孔を通して膜を通過することができる。流路１４内の圧力が特定の限度を超えない限り、膜は低圧ベントとして作用し、ガス又は空気のみが流路１４から膜２０を通ってキャップ３０の下の空間５０に通過し、さらにまた膜２０を通り、ベント通路１８、１９を通って大気中に入ることができる。流路１４の内側とキャップ３０の下の空間５０との間の圧力差が上記特定の限度を超えると、膜２０はその弾性特性のためにシール面１７から持ち上がる。これを図１Ｂに示す。矢印は、高圧空気、ガス又はさらには液体が膜２０によって妨害されることなくベント通路１８、１９を通って大気に流れうることを示している。

例として、膜の多孔度及びシール面１７により画定される開口端１６の断面積により、弾性膜２０がシール面１７から持ち上がる差圧限界を２５ミリバールより上に設定することができ、２５ミリバールで膜２０を通る空気又はガスの流量容量を５０リットル／時に設定することができる。可撓性膜２０がシール面１７の上方高くに持ち上げられた状態でチェックバルブが完全に作動すると、流動容量は、流路１４及びベント孔１８、１９の断面積ならびに圧力差により、２５，０００リットル／時以上に上昇することができる。

あるいは、弾性膜２０は空気又はガスに対して透過性ではなく、その場合、図１Ａに関して上述したような低圧ベント機能は存在せず、チェックバルブ１は、上記の図１Ｂに関して説明したようなチェックバルブ機能のみを提供する。

図２Ａ及び図２Ｂは、膜２０の周縁部分のみが空気又はガスに対して透過性であり、好ましくは水に対して不透過性であり、一方、開口端１６を閉止する膜２０の中央部分２２は空気及びガスに対して不透過性であるチェックバルブの異なる実施形態を示す。したがって、この実施形態において、低圧、すなわち２５ミリバール以下の圧力では、空気及びガスは流路１４の開口端１６を通ってベントすることができない。しかしながら、バイパス流路１６ｂは、流路１４を、弾性膜２０とベース１１との間の空間４０と接続する。上述の実施形態のように、ガス又は空気はバイパス１６ｂを通って流れることができ、図２Ａの矢印で示すように、膜２０を通してキャップ３０の下の空間５０に入り、再び膜２０を通り、さらにベント孔１８、１９を通って大気中に入る。したがって、この実施形態において、チェックバルブ機能及び低圧ベント機能は、同じ膜２０で依然として実現されているが、互いに分離している。

図２Ｂは、コンパートメントと大気との間の大きな圧力差のために膜２０がシール面１７から持ち上げられたときの作動状態での図２Ａのチェックバルブを示し、ここで、空気、ガス又はさらには液体は、膜２０によって妨げられることなく、流路１４からベント通路１８、１９を通って外側に向けて流れることができる。

代替の実施形態（図示せず）において、別々の膜を設けることができ、すなわち開口端１６の上にチェックバルブ機能を付与する液密性及び気密性の第一の膜を設け、そして、バイパス１６ｂを覆い、低圧ベント機能を付与する、空気又はガス透過性の、好ましくは防水性の第二の膜を設けることができる。

図３Ａ及び図３Ｂは、図１Ａ及び図１Ｂに関して説明した実施形態とはわずかに異なり、チェックバルブ機能が始まる圧力差が非常に急速に生じ得る用途に特に適しているさらなる実施形態を示す。このような状況において、図３Ｂに示すように、膜５０がシール面１７の上方高くに急速に上昇すると、キャップ３０と膜２０との間に画定される空間５０内の空気が急速に逃げることができるように、キャップ３０は排出孔３１を有する。さらに、図３Ｂに示されるように、流路１４から膜２０を通過する空気又はガスは、膜２０を一度通過するだけでよく、また、図３Ａの矢印によって示されるように、排出孔３１を通って大気に容易に逃げることができる。図３Ｂに示されるようなチェックバルブ機能は、図１Ｂに関連して上述されたチェックバルブ機能と何ら異ならない。

この実施形態において、膜２０が不用意に油で汚染されたり又は水がはねかけられたりするのを防ぐために、スプラッシュバリア３２の形態の追加のプロテクタは膜２０を取り囲んでいる。スプラッシュバリア３２は、図示の実施形態において、ベース１１から立ち上がっている壁の形態を有するが、それは、代わりに、キャップ３０の天井から垂れ下がっていてもよい。キャップ３０から垂れ下がった及び／又はベース１１から立ち上がった、複数のスプラッシュバリアを設けてもよい。排出孔３１は油又は水などの汚染物質がキャップ３０の下の空間５０から容易に排出されうるように構成されている。スプラッシュバリア３２は、好ましくはキャップ３０における排出孔３１から角度的にずれた位置に追加の排出孔を有していてもよく、それにより、液体は、スプラッシュバリア２Ｂの内側からキャップの排出孔３１に排出できる。

図４Ａ及び図４Ｂは、図２Ａ、図２Ｂ及び図３Ａ、図３Ｂに示す実施形態の組み合わせ、すなわち、一方でバイパス１６ｂ、他方で排出孔３１を含む、なおもさらなる実施形態を示す。これらの構造によって提供されるすべての機能は、図２Ａ、図２Ｂ及び図３Ａ、図３Ｂに示される実施形態に関して説明されたものと同一である。

さらに別の実施形態を図５Ａから５Ｃに示す。図５Ａ及び図５Ｂは、断面で示す膜２０を含むチェックバルブ１の側面図（図５Ａ）及び膜なしの上面図（図５Ｂ）を示している。図５Ｃは、コンパートメント壁１００に取り付けられたチェックバルブ１の斜視図であり、膜２０がベース１１に固定される周縁領域２１を覆う環状プロテクタ３０を備える。図５Ｂに示す上面図に見られるように、支持構造１１Ａは流路１４の開口端１６において膜２０の支持体を提供するように横方向に延在している。

この実施形態において、漏れに対するチェックバルブの信頼性を高めるために、（一次）シール面１７を囲む二次シール面１７Ａがある。二次シール面１７Ａが（一次）シール面１７に対して幾分半径方向外向きに延び且つ幾分軸方向に後退している特別な配置のために、延伸された弾性膜２０により発生しそして弾性膜２０を二次シール面１７Ａに対して押し付ける弾性力は、弾性膜２０を（一次）シール面１７に対して押し付ける弾性力よりも幾分低く、それにより、チェックバルブ１が作動し始め、膜２０が（一次）シール面１７から持ち上がるときに、膜もまた、二次シール面１７Ａから持ち上がることを確実にする。したがって、シール面１７及び１７Ａの位置決めは、図５Ｃに示される斜視図においても見える。

図５Ａに示すものとは別に、図５Ｃに示される別の好ましい実施形態によれば、膜２０はベース１１にではなくプロテクタ３０に固定されている。図５Ｃに示す実施形態において、膜２０は最初にリング状プロテクタ３０の底面に固定され、次いで、ベース１１に、膜２０がシール面１７上で延伸されるようにクリップ留めされるなどして取り付けられることができる。これは、膜２０が最上層としてＰＴＦＥ層を有し、そして例えば最下層としてエラストマー層を有する場合に特に有利である。というのは、ＰＴＦＥは他の材料、ここではプロテクタリング３０に溶接することができ、一方、エラストマーをベース１１に溶接することは困難であるからである。

図６ａ及び図６Ｂは、図１Ａ及び図１Ｂに関連して上述した実施形態と構造が類似しているチェックバルブ１のなおもさらなる実施形態の特定の構成を示している。しかしながら、膜２０を保護するプロテクタ３０は、図６Ａ及び図６Ｂには示されていない。チェックバルブ１は、弾性膜２０が水平に対して傾斜し、チェックバルブの流路１４の開口端１６の下に位置するように配向されている。この構成により、膜２０及び流路１４により画定されるコーナーに水Ｈ_２Ｏなどの液体が蓄積し、矢印で示されるように、空気又はガスが依然として弾性膜２０を通過することができる。水の量が特定のレベルに達すると、液体Ｈ_２Ｏに作用する重力（矢印ｇで示す）は膜２０をシール面１７から持ち上げ、それにより液体はベント孔１８を通って大気中に排出することができる。したがって、チェックバルブ１の低圧ベント機能は、膜２０の内面に蓄積する可能性のある水（又は他の液体）によって妨げられることはない。

図７Ｂは、ベース１１のベント孔１８、１９を省略することができるという点で前述の実施形態とは異なるチェックバルブのなおもさらなる実施形態を示している。代わりに、コンパートメントから放出された空気、ガス又は液体が膜２０の下から大気に向かって逃げることができるようにするために、膜は個別領域２１においてのみベース１１に固定され、それにより、流体は個別領域２１どうしの間で膜の下から逃げることができる。図７Ｂの断面図に示されるように（図７Ｂの区切線Ｂ−Ｂ参照）、チェックバルブが作動して膜２０がシール面１７から持ち上がると、図７Ｄの斜視図に概略的に示されるように、逃げる流体の圧力によって流路２４は形成される。

上述のように、弾性膜２０は、チェックバルブが低圧ベント機能を組み込むか否かに応じて、多孔質であっても又は多孔質でなくてもよい少なくとも１つの弾性層及び同様に多孔質であっても又は多孔質でなくてもよい少なくとも１つの安定化層を含む多層膜であることができる。弾性膜が多孔質であり、したがって低圧ベント機能を組み込んでいる場合には、支持構造は、上記の構造化又は緻密化多孔質フィルムの形態であることができ、例えば、伸張可能であるが特定の弾性を有しないｅＰＴＦＥから製造されたものであり、多孔質安定化層に接続された弾性層は、一方では空気又はガスが多孔質安定化層に達することができるように、他方では、多孔質安定化層に弾性を付与するように巨視的な開口部を有することができる。これは図８Ａ及び図８Ｂに示されている。図８Ａは、膜２０がシール面１７から部分的に持ち上げられたときの作動中のベントの膜２０を示す。ここで、弾性層は安定化層上に格子を形成し、膜の下の圧力は構造化又は緻密化膜を弾性層の開口部を通して膨張させる。図８Ｂは、構造化フィルム又は緻密化フィルムが弾性層、ひいては膜全体のさらなる延伸を制限する最大延伸の最終段階を示す。

欧州特許第２８３９９４９Ａ１号明細書は、そのような「構造化」フィルムを含む膜の製造を記載しているが、今回、製造例は、「緻密化」フィルムを含む弾性膜について記載されるであろう。

例
ｅＰＴＦＥ膜は当該技術分野において既知の方法、例えば米国特許第５，８１４，４０５号明細書又はＤＥ６９６１７７０７号明細書によって製造された。膜は、平均ＡＴＥＱ気流５４ｌ／ｈ（試験圧力１２ｍｂａｒ）、水浸入圧力（ＷＥＰ）２８ｐｓｉ（１．９３バール）、バブルポイント８．２ｐｓｉ（０．５７バール）、平均ガーレー数２．８ガーレー秒及び面積当たりの質量１０ｇ／ｍ^２を有した。膜は、ＡＳＴＭＤ２９２３−０８方法Ｂに従って、Handle-U Meter試験デバイス（Thwing-Albert Instrument Company）を２０℃で用いて測定して、平均横方向剛性２９．７ｇ／ｍ及び平均機械方向剛性９．８ｇ／ｍを有した。弾性支持材料として二成分コポリエステルスパンボンドを使用した。膜をわずかな圧力で、延伸された弾性基材に接着させた。この接着フィルムを介して弾性基材を長手方向に加工比２００％（２：１二軸、４：１面積変化）により緩和させて、緻密化フィルムを得た。ｘ方向及びｙ方向の両方に０．０／ｍｍの構造密度で証明されるように、目に見える面外構造は生じず、膜内の繊維が折り畳まれただけであった。弾性基材からの緻密化された膜の脱離は長手方向に緩和したときに起こらなかった。

構造化フィルムをエラストマー支持材料で被覆してフィルムアセンブリを形成した。幅１００ミクロン紙を１００ミクロン幅のスロットを約１ｍｍの間隔でレーザー切断した。 Wacker Elastosil RT 620シリコーン成分Ａ及びＢを９：１の質量比で混合し、そして材料を紙のスロットを通してプレスした。材料を８０℃のオーブンで３分間硬化した。次に、Elastosil RT 620を用いた同様の第二のラインコーティングを第一のラインコーティングに対して直角に適用して格子コーティングを形成した。コーティング後に、構造体を再び８０℃で３分間硬化させて、チェックバルブ１のための最終弾性膜２０を得た。図２及び図４に示す実施形態では、流路１４の開口端１６を覆う膜２０の部分２２は厚さ１００ミクロンの紙の上でレーザーカットした円を介してElastosil RT 620の追加の円形エラストマーコーティングを備えた。

-測定方法
ａ）剛性測定
多孔質フィルムの剛性は、ＡＳＴＭＤ−２９２３−０８手順Ｂに従って測定することができる。この方法はポリオレフィンフィルムに適していることが示されているが、他の材料から作られたフィルムにも使用することができる。剛性を測定するために、Handle-O-Meter試験デバイス（Thwing-Albert Instrument Company）を使用することができる。

b）ＡＴＥＱ空気流
ＡＴＥＱエアフローメータを用いて７０ミリバールの圧力で空気流を測定する。

c）ガーレー数
ガーレー数［ｓ］は、ＡＳＴＭＤ７２６−５８に従ってガーレー濃度計を使用して決定した。結果はガーレー数で報告され、これは１．２１５ｋＮ／ｍ^２の水の圧力降下で１００立方センチメートルの空気が６．５４ｃｍ^２の試験サンプルを通過するのにかかる秒単位の時間である。

d）さらなる特性
バブルポイント、水侵入圧力、孔サイズ及び気孔率などのさらなる特性は、本明細書で別段の指示がない限り、米国特許出願公開第２００７／００１２６２４号明細書に示されるように測定された。

本発明の好ましい実施形態は以下の２７項目で特定される。

１．コンパートメントの内側と外側との間の圧力差を制限するための、コンパートメントの壁（１００）における貫通孔のためのチェックバルブシステムであって、
-開口端（１６）及び該開口端（１６）を囲むシール面（１７）を有する流路（１４）を有するベース（１１）、
-前記開口端（１６）を覆う弾性膜（２０）、及び、
-前記弾性膜（２０）の少なくとも一部を覆うプロテクタ（３０）、
を含み、
前記弾性膜（２０）は流路（１４）をシールするように開口端（１４）を囲むシール面（１７）上に弾性的に延伸されかつ押し付けられている、チェックバルブシステム。

２．前記弾性膜（２０）の下方の前記流路（１４）内の圧力が前記弾性膜の上方の圧力を１ミリバール〜５００ミリバールの範囲の圧力差だけ超えると、前記弾性膜（２０）は前記シール面（１７）から持ち上がるように構成されている、項目１記載のチェックバルブシステム。

３．前記弾性膜（２０）がシール面（１７）から持ち上がるように構成されている圧力差は＞１ミリバールであり、好ましくは≧２ミリバールであり、より好ましくは≧５ミリバールであり、最も好ましくは≧１０ミリバールである、項目２記載のチェックバルブシステム。

４．前記弾性膜（２０）がシール面（１７）から持ち上がるように構成されている圧力差は≦２００ミリバールであり、好ましくは≦１００ミリバールであり、より好ましくは≦５０ミリバールであり、そして最も好ましくは≦３０ミリバールである、項目３記載のチェックバルブシステム。

５．前記弾性膜（２０）は個別領域（２１）でベース（１１）に固定されており、好ましくは溶接又は接着されており、それによって流体が個別領域（２１）の間で膜の下から逃げることができる、項目１〜４のいずれか１項記載のチェックバルブシステム。

６．前記ベース（１１）は、前記シール面（１７）と前記弾性膜（２０）がベース（１１）に固定されている箇所（２１）との間の空間（４０）と大気を接続している少なくとも１つのベント流路（１８、１９）を含む、項目１〜５のいずれか１項記載のチェックバルブシステム。

７．前記ベント流路（１８、１９）はラビリンス流路である、項目６記載のチェックバルブシステム。

８．前記プロテクタ（３０）は前記弾性膜（２０）を覆うキャップを含む、項目１〜７のいずれか１項記載のチェックバルブシステム。

９．前記プロテクタ（３０）は前記プロテクタ（３０）と前記弾性膜（２０）との間の空間（５０）に液体が出入りするための１つ以上の排出孔（３１）を含む、項目８記載のチェックバルブシステム。

１０．前記チェックバルブ（１）が下記の位置：弾性膜（２０）が開口端（１６）の上方で実質的に水平に位置する通常位置、弾性膜（２０）が水平に対して傾斜している傾斜位置、及び、弾性膜（２０）が開口端（１６）の下方に実質的に水平に配置されている上下逆さま位置のうちの少なくとも1つの位置にあるときに排出を可能にするために、1つ以上の排出孔（３１）はプロテクタ内に設けられている、項目９記載のチェックバルブシステム。

１１．前記プロテクタ（３０）は前記弾性膜（２０）の少なくとも中央部分の周りにスプラッシュバリア（３２）を含む、項目１〜１０のいずれか１項記載のチェックバルブシステム。

１２．前記プロテクタ（３０）は前記ベース（１１）に固定されており、好ましくはしっかりと溶接されている、項目１〜１１のいずれか１項記載のチェックバルブシステム。

１３．前記弾性膜（２０）は厚さが１０μｍ〜１ｍｍの範囲、好ましくは２５μｍ〜４００μｍの範囲、より好ましくは１００μｍ〜１５０μｍの範囲にある、項目１〜１２のいずれか１項記載のチェックバルブシステム。

１４．前記弾性膜（２０）は前記プロテクタ（３０）に固定されている、項目１〜１３のいずれか１項記載のチェックバルブシステム。

１５．前記弾性膜（２０）は、少なくとも１つの弾性層と、限定された延伸性を有する少なくとも１つの安定化層とを含む多層膜である、項目１〜１４のいずれか１項記載のチェックバルブシステム。

１６．前記安定化層は厚さが≦１５０μｍである、項目１５記載のチェックバルブシステム。

１７．前記安定化層は、フルオロポリマー、好ましくはフルオロ熱可塑性プラスチック及び／又はフルオロエラストマー、より好ましくはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、さらにより好ましくは延伸ＰＴＦＥ（ｅＰＴＦＥ）、そして最も好ましくは構造化又は緻密化ｅＰＴＦＥフィルムを含み又はそれから作られる、項目１５又は１６記載のチェックバルブシステム。

１８．前記弾性膜（２０）は液密性かつ気密性である、項目１〜１７のいずれか１項記載のチェックバルブシステム。

１９．前記弾性膜（２０）は空気透過性又はガス透過性であり、好ましくは防水性である、項目１〜１７のいずれか１項記載のチェックバルブシステム。

２０．前記安定化層は防水性かつ多孔性であり、それにより、空気又はガスが前記膜（２０）を透過することができ、前記弾性層は巨視的な開口部を有し、それにより、空気又はガスを該多孔質安定化層に到達させるとともに該多孔質安定化層に弾性を付与することができる、項目１４〜１７のいずれか１項記載のチェックバルブシステム。

２１．前記安定化層は、０．１〜５０μｍ、好ましくは０．２〜５μｍ、より好ましくは０．５〜２．５μｍの平均孔サイズを有する、項目２０記載のチェックバルブシステム。

２２．前記弾性層は多孔質安定化層上のコーティングとして設けられる、項目２０又は２１に記載のチェックバルブシステム。

２３．低圧ベントを含み、該低圧ベントは前記弾性膜（２０）が前記シール面（１７）から持ち上がるように構成される圧力差を下回る圧力差で低圧ベントを通る空気又はガスのベントを可能にするように多孔性である、項目１〜１８のいずれか１項記載のチェックバルブシステム。

２４．前記ベース（１１）も低圧ベントのためのベースを形成している、項目２３記載のチェックバルブシステム。

２５．前記プロテクタ（３０）はコンパートメント壁（１００）に固定されている、項目１〜２４のいずれか１項記載のチェックバルブシステム。

２６．項目１〜２５のいずれか１項記載のチェックバルブシステムと、標準的な向きを有するコンパートメントとを含む、チェックバルブ装置であって、前記チェックバルブシステムは、コンパートメントがその標準的な向きに配向されているときに、チェックバルブシステムの膜（２０）が水平に対して傾斜しており、かつ、前記チェックバルブシステムの流路（１４）の開口端（１６）の下方に配置されているように、前記コンパートメントの壁（１００）上に設置されている、チェックバルブ装置。

２７．前記弾性膜（２０）が水平に対して傾斜しておりかつ流路（１４）の開口端（１６）の下方に配置されている、項目１〜２４のいずれか１項記載のチェックバルブシステムを使用する方法。

Claims

コンパートメントの内側と外側との間の圧力差を制限するための、コンパートメントの壁（１００）における貫通孔のためのチェックバルブシステムであって、
-開口端（１６）及び該開口端（１６）を囲むシール面（１７）を有する流路（１４）を有するベース（１１）、
-前記開口端（１６）を覆う弾性膜（２０）、及び、
-前記弾性膜（２０）の少なくとも一部を覆うプロテクタ（３０）、
を含み、
前記弾性膜（２０）は流路（１４）をシールするように開口端（１４）を囲むシール面（１７）上に弾性的に延伸されかつ押し付けられている、チェックバルブシステムにおいて、
前記弾性膜（２０）の下方の前記流路（１４）内の圧力が前記弾性膜の上方の圧力を１ミリバール〜２００ミリバールの範囲の圧力差だけ超えると、前記弾性膜（２０）は前記シール面（１７）から持ち上がるように構成されており、前記弾性膜（２０）は、少なくとも１つの弾性層と、限定された延伸性を有する少なくとも１つの安定化層とを含む多層膜であることを特徴とする、チェックバルブシステム。
前記圧力差は＞１ミリバールであり、好ましくは≧２ミリバールであり、より好ましくは≧５ミリバールであり、そして最も好ましくは≧１０ミリバールであり、
好ましくは、前記圧力差は≦１００ミリバールであり、より好ましくは≦５０ミリバールであり、そして最も好ましくは≦３０ミリバールである、請求項１記載のチェックバルブシステム。
前記弾性膜（２０）は個別領域（２１）でベース（１１）に固定されており、好ましくは溶接又は接着されており、それによって流体が個別領域（２１）の間で膜の下から逃げることができる、請求項１又は２記載のチェックバルブシステム。
前記ベース（１１）は、前記シール面（１７）と前記弾性膜（２０）が前記ベース（１１）に固定されている箇所（２１）との間の空間（４０）と大気を接続している少なくとも１つのベント流路（１８、１９）を含み、好ましくは、ベント流路（１８、１９）はラビリンス流路である、請求項１〜３のいずれか１項記載のチェックバルブシステム。
前記プロテクタ（３０）は前記弾性膜（２０）を覆うキャップを含み、好ましくは、前記プロテクタ（３０）は前記プロテクタ（３０）と前記弾性膜（２０）との間の空間（５０）に液体が出入りするための１つ以上の排出孔（３１）を含む、請求項１〜４のいずれか１項記載のチェックバルブシステム。
前記弾性膜（２０）は厚さが１０μｍ〜１ｍｍの範囲、好ましくは２５μｍ〜４００μｍの範囲、より好ましくは１００μｍ〜１５０μｍの範囲にある、請求項１〜５のいずれか１項記載のチェックバルブシステム。
前記弾性膜（２０）は前記プロテクタ（３０）に固定されている、請求項１〜６のいずれか１項記載のチェックバルブシステム。
前記安定化層は厚さが≦１５０μｍである、請求項１〜７のいずれか１項記載のチェックバルブシステム。
前記安定化層は、フルオロポリマー、好ましくはフルオロ熱可塑性プラスチック及び／又はフルオロエラストマー、より好ましくはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、さらにより好ましくは延伸ＰＴＦＥ（ｅＰＴＦＥ）、そして最も好ましくは構造化又は緻密化ｅＰＴＦＥフィルムを含み又はそれから作られる、請求項１〜８のいずれか１項記載のチェックバルブシステム。
前記弾性膜（２０）は液密性かつ気密性であり、又は、前記弾性膜（２０）は空気透過性又はガス透過性であり、好ましくは防水性である、請求項１〜９のいずれか１項記載のチェックバルブシステム。
前記安定化層は防水性かつ多孔性であり、それにより、空気又はガスが前記膜（２０）を透過することができ、前記弾性層は巨視的な開口部を有し、それにより、空気又はガスを該多孔質安定化層に到達させるとともに該多孔質安定化層に弾性を付与することができる、請求項１〜９のいずれか１項記載のチェックバルブシステム。
低圧ベントを含み、該低圧ベントは前記弾性膜（２０）が前記シール面（１７）から持ち上がるように構成される圧力差を下回る圧力差で低圧ベントを通る空気又はガスのベントを可能にするように多孔性であり、好ましくは、前記ベース（１１）はまた低圧ベントのためのベースを形成している、請求項１〜１１のいずれか１項記載のチェックバルブシステム。
前記プロテクタ（３０）はコンパートメント壁（１００）に固定されている、請求項１〜１２のいずれか１項記載のチェックバルブシステム。
請求項１〜１３のいずれか１項記載のチェックバルブシステムと、標準的な向きを有するコンパートメントとを含む、チェックバルブ装置であって、前記チェックバルブシステムは、コンパートメントがその標準的な向きに配向されているときに、チェックバルブシステムの膜（２０）が水平に対して傾斜しており、かつ、前記チェックバルブシステムの流路（１４）の開口端（１６）の下方に配置されているように、前記コンパートメントの壁（１００）上に設置されている、チェックバルブ装置。
前記弾性膜（２０）は水平に対して傾斜しておりかつ流路（１４）の開口端（１６）の下方に配置されている、請求項１〜１４のいずれか１項記載のチェックバルブシステムを使用する方法。