JP4258757B2 - 真空レギュレータ - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療、搬送等の種々の分野で用いられる吸引器、真空搬送機等の真空機器内に設けられ、該機器に作用する真空圧を調整する真空レギュレータに関するものであり、さらに詳しくは、主として医療用の吸引器で好適に用いられ、適度な真空圧に抑えることができ、また任意の真空圧を一定に調整でき、部品点数が極めて少なく、分解、洗浄及び組み立てを容易に行うことができる真空レギュレータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の真空レギュレータにおいて、図7に示すようなものがあった(例えば、特許文献1。)。図において真空レギュレータである調整器は、一次側に真空ポンプ(図示せず)等の真空発生手段を接続すると共に、二次側に真空機器の動作部(図示せず)を接続し、前記動作部に作用する真空圧を調整する所謂真空調整器として構成されている。調整器の本体であるケーシング101には弁102を構成するポート113及び弁座114が形成されている。ポート113と連通する出口流路103は図示しない真空ポンプと接続され、ケーシング101のポート113と連通する室104にはダイヤフラム105が配置され、このダイヤフラム105によって密閉された二次室117と調整室118とに分割されている。二次室117は接続されている入口流路106を介して前記真空機器の動作部が接続されている。ダイヤフラム105は押さえ部材107によってケーシング101に押圧固定されて二次室117の気密を保持し得るように構成されている。またダイヤフラム105の中心を貫通して弁体115が設けられ、弁体115はダイヤフラム105と押さえ部材107との間に配設されたバネ108によって弁座114側に付勢されており、ねじ部材110の底部120と当接する段部116が形成されている。内部にバネ111を配するねじ部材110はケーシング101内周に螺着されているブッシング109の内周に螺合され、端部には調整ハンドル112が固定されている。
また、その作用は、まず前記真空ポンプから入口流路106を通じて、二次室117へ真空圧が作用し、調整ハンドル112を回転させることにより、回転に伴なってねじ部材110が回転してダイヤフラム105から離隔する方向に移動する。ねじ部材110の移動はバネ111を介して弁体115に伝達され、この弁体115が弁座114から離隔して弁102を所定の開度で開放する。これにより二次室117には弁102の開度に応じた真空圧が作用し、入口流路106を介して前記真空機器の動作部に作用するものであった。
【0003】
【特許文献1】
特開平5−19867号公報(第3−4頁、図1)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の真空レギュレータでは、前述したように部品点数が非常に多く構造が極めて複雑であった。そのため、特に分解後の殺菌・消毒が必要とされる医療用吸引器の真空圧調整として使用される場合には、分解、洗浄及び組み立てが非常に困難であるという問題が発生していた。
【0005】
本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、真空ラインから発生する真空圧を適度な真空圧に抑えることができ、また任意の真空圧を一定に調整できるもので、さらには部品点数が極めて少なく、分解、洗浄及び組み立てを容易に行うことができる真空レギュレータを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の構成を、図1、図2を参照しつつ説明すると、環状凹部8を上部に有する第一弁室7を内部に有し、下端部に嵌合部12を有し、また第一弁室7に連通する入口流路21と、後記調圧ねじ2の連通口23を経由して第一弁室7に連通し、真空ラインに接続される出口流路20を有する本体1と、本体1の中央部に挿入され、内部に本体1の出口流路20と第一弁室7に連通する連通口23と下部外周に設けられたストッパー部25を有し、第一弁室7の環状凹部8を形成している環状の支持体9に密封状態で回動不能に支承され、本体1の上部に突出している雄ねじ部22を有する調圧ねじ2と、調圧ねじ2の雄ねじ部22に螺着され、本体1上端部に回動可能な状態で嵌着されている調圧ハンドル3と、中央に前記調圧ねじ2の連通口23と協働して流路制御部36を形成する弁体37と、周縁部に環状係止部39を有し、膜部34が中央部35より肉薄に形成されるダイヤフラム4と、本体1の嵌合部12に嵌合され、ダイヤフラム4の環状係止部39を本体1と挟持固定している外気連通路43を有する固定体5と、本体1の環状凹部8に嵌挿され、環状凹部8の天井面10とダイヤフラム4上面とで挟持されたバネ弾性体6とを具備したことを第1の特徴とする。
【0007】
また、本体1の上端部に一体的に突出して設けられ、外周径方向に突設された環状係止部19を有し複数の切り込みを有する嵌着突部18と、調圧ハンドル3が、着脱可能に嵌着されていることを第2の特徴とする。
【0008】
また、出口流路20と常に連通する環状溝24が調圧ねじ2の外周に設けられていることを第3の特徴とする。
【0009】
さらに、ダイヤフラム4がポリテトラフルオロエチレン(以下、PTFEと称する)からなることを第4の特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づいて説明するが、本発明が本実施例に限定されないことは言うまでもない。図1は本発明に係る真空レギュレータの開状態を示す縦断面図である。図2は図1の分解斜視図である。図3は図1の本体の斜視図である。図4は図1の閉止状態を示す縦断面図、図5は図1の第一弁室に真空圧が生じたときの縦断面図である。図6は本実施例の使用状態を示す概略図である。
【0011】
図1乃至図3において、1はポリビニリデンフルオライド(以下PVDFと称する)製の本体であり、内部には上部に環状凹部8を有する第一弁室7が形成され、環状凹部8の中央から突出して環状の支持体9が設けられており、支持体9の端部には後記調圧ねじ2のストッパー部25がスライド嵌合するガイド溝11が設けられている。本体1の下部には環状の嵌合部12が設けられており、嵌合部12の内周下端部には後記固定体5の嵌合突起40を受容する円孔部13が設けられている。円孔部13の径方向には後記固定体5の円弧状突起部41と略同径の切り欠き部14が拡張して設けられ、さらに切り欠き部14の上部には挿入された後記固定体5の円弧状突起部41が周方向に回動し本体と係合するために全周に亙って設けられた係合用溝15と、また係合用溝15の天井面に設けられた円環状凹部16と、円環状凹部16から環状凹部8に向かって縮径するテーパ部17とが一体的に設けられている。一方、本体1の上端部には後記調圧ハンドル3が嵌着される嵌着突部18が一体的に突出して設けられ、嵌着突部18の上部には外周径方向に突設された環状係止部19を有し、嵌着突部18には全体に亙り縦方向の複数の切り込みを有している。また、本体1の側面には第一弁室7に連通する入口流路21と、第一弁室7に後記調圧ねじ2の連通口23を経由して連通する出口流路20が設けられている。なお、本実施例では出口流路20と入口流路21が同一方向に設けられているが、各々同一円周側面上であればどの方向に設けてもよい。
【0012】
本実施例の嵌着突部18は複数の切り込みを有した構造になっているが、これは嵌着突部18と後記調圧ハンドル3を着脱する際に嵌着突部18を内周径方向に縮めることで容易に着脱を行うことができ、通常の使用においては本体1から外れることがなく、上下の移動なしにスムーズな回動が行える構造である。なお、本実施例の嵌着突部18は複数の切り込みを有した構造になっているが、後記調圧ハンドル3に着脱可能で且つ上下の移動なくスムーズに回動できる嵌合構造を有するものであれば特に限定されない。
【0013】
2は本体1の中央部に挿入されている略円柱状のPVDF製の調圧ねじであり、調圧ねじ2の上端部には本体1の上部より突出する雄ねじ部22を有し、中央部外周面には出口流路20と常に連通する環状溝24を有し、調圧ねじ2の下端部から環状溝24に連通する連通口23を有している。本体1の入口流路21から第一弁室7と連通口23と環状溝24を経由して出口流路20まで連通されている。調圧ねじ2の下部外周には径方向に突出して設けられたストッパー部25が対向した位置に一対設けられ、本体1のガイド溝11にスライド嵌合している。また雄ねじ部22と環状溝24の間の位置の外周面、及び環状溝24とストッパー部25の間の位置の外周面には環状溝が設けられてOリング26、27がそれぞれ嵌着されていて、調圧ねじ2は本体1の支持体9に密封状態で回動不能に支承されている。
【0014】
3は調圧ねじ2の雄ねじ部22に螺着され、本体1の上端部の嵌着突部18に回動可能な状態で嵌着されているPVDF製の調圧ハンドルである。調圧ハンドル3の上部には円筒状の把持部28が設けられ、内部には下方向に開放された有底円筒状の凹部29が設けられている。凹部29の上部内周面には雌ねじ部30が設けられ、下部内周面には嵌着部31が設けられている。嵌着部31は本体1の嵌着突部18を内周径方向に縮ませるためのテーパ部32と、テーパ部32の上部に本体1の環状係止部19が係合するための係合用溝33を有している。なお、把持部28の形状は六角柱、八角柱でもよく、形状は特に限定されない。また、本実施例では嵌着部31は本体1の嵌着突部18に嵌着させるためにテーパ部32と、係合用溝33を有した構造になっているが、調圧ハンドル3が本体1に着脱可能で且つ上下の移動なくスムーズに回動できる嵌合構造を有するものであれば特に限定されない。さらに、調圧ハンドル3及び本体1の周側面に開度調節用の目盛を設けてもよい。
【0015】
4はPTFE製のダイヤフラムであり、膜部34は中央部35より肉薄に形成されている。中央部35の上面は平面状に形成され、後記バネ弾性体6を保持するバネ受け部38になっていて、さらにその中心には、前記調圧ねじ2の連通口23と協働して流路制御部36を形成する弁体37が設けられている。また膜部34の外周には断面矩形状の環状係止部39が設けられ、本体1の円環状凹部16に嵌合された状態で本体1と後記固定体5とで挟持固定されている。
【0016】
5は本体1の嵌合部12に嵌合されているPVDF製の固定体である。固定体5の上部には環状の嵌合突部40が設けられている。嵌合突部40には、上端部周側面に本体1の切り欠き部14から挿入され周方向に回動されて本体1と係合するための径方向に突出した円弧状突起部41と、上端面に内周にダイヤフラム4の環状係止部39を挟持するための円弧状凹部42が一体的に設けられていて、本体1とバイヨネット方式で係合固定されている。また固定体5の下端部中央には外気連通路43が設けられ、固定体5内部には、外気連通路43により外気と連通され、ダイヤフラム4と共に形成される第二弁室44が設けられている。第二弁室44はダイヤフラム4によって本体1の第一弁室7とは密閉状態で隔離されている。
【0017】
6はフッ素樹脂が被覆されてあるバネ弾性体である。本体1の環状凹部8に嵌挿され第一弁室7の天井面10とダイヤフラム4のバネ受け部38とで挟持されている。バネ弾性体6のフッ素樹脂被覆は必ずしも必要としないが、フッ素被覆することにより耐薬品性に優れた効果と錆防止効果を有する。なお、本実施例では弾性体としてバネを用いているが、ベローズ、ゴム等の弾性力を有するものを用いても良く、特に限定されない。
【0018】
本発明において、ダイヤフラム4、バネ弾性体6を除く本体1等の各部材の材質はPVDFを用いているが、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、他のフッ素樹脂やその他のプラスチック或いは金属でもよく特に限定されない。またダイヤフラム4の材質はPTFE等のフッ素樹脂が好適に使用されるが、耐薬品性の要求がそれほど厳しくない場合はゴムや金属等を使用しても良い。
【0019】
以上説明したように、本発明は前記従来技術に比較して部品点数が極めて少ない構成になっている。
【0020】
次に本実施例の真空レギュレータの作用を図1及び図4乃至図6に基づいて説明する。
【0021】
図4において、流路制御部36が閉止状態の本実施例の真空レギュレータの出口流路20には真空ポンプ等の真空ライン(図示せず)が接続され、入口流路21に閉止状態の流路の開閉手段(図示せず)を接続する。出口流路20内は真空ラインによって減圧された状態でまず調圧ハンドル3を流路制御部36が開放する方向に回動させると、調圧ハンドル3の回動に伴なって調圧ねじ2が上昇し、同時に連通口23がダイヤフラム4の弁体37から離間し、流路制御部36が開状態になる。これにより、出口流路20と第一弁室7が連通し、第一弁室7内は減圧される。このとき、ダイヤフラム4によって密封状態で第一弁室7と隔離され且つ外気連通路43を介して大気と連通している第二弁室44内の圧力は減圧された第一弁室7内の圧力より高くなるため、初期偏平状態のダイヤフラム4には上方向の力が加わる。第二弁室44と第一弁室7の圧力差が大きくなるにつれてその上方向の力がバネ弾性体6の弾性力より大きくなり始め、ダイヤフラム4は山形状に変形し、弁体37は連通口23に近づいて行き、ついには圧接され、流路制御部36は閉止状態になる(図5の状態)。
【0022】
図5の状態から閉止状態の入り口流路21に接続されている流路の開閉手段を開放させると、第一弁室7内の圧力は、前記状態より高くなり第二弁室44内との圧力の差が小さくなる。そのため、ダイヤフラム4の上向きの力は弱まり、バネ弾性体6の弾性力によりダイヤフラム4は偏平状態になり元の位置に戻る。このとき、ダイヤフラム4の弁体37は連通口23から離間し、流路制御部36には一定の開度が確保され、入口流路21から一定の真空圧で吸引することができる(図1の状態)。このため、真空ラインから発生する真空圧は、真空レギュレーターを介することによって真空圧を適度に抑えられた状態で、一定の真空圧で制御することができる。
【0023】
真空圧を目的値に調整する場合は、調圧ハンドル3を回動させ、回転に伴なって調圧ねじ2が上下移動し、流路制御部36の開度を調整する。これにより入口流路21から吸引するための真空圧は、真空ラインの能力及び調整された流路制御部36の開度に応じてコントロールされる。また、流路内に圧力計を設置していれば、正確な真空圧にコントロールすることができる。
【0024】
次に、本実施例の真空レギュレータの実施例について、医療器具、特に患者の喉や気管に付着した汚物等を吸引処理する吸引器等の真空調整用として使用される場合を図6に基づいて説明する。まず真空レギュレータの出口流路20にチューブ51を介して真空ポンプ45を接続する。次に入口流路21にチューブ52を介して三方弁47の第一流出口49を接続し、三方弁47の第二流出口50はチューブ54を介してチューブ51に連通するように接続し、三方弁47の流入口48にチューブ53を介して真空機器動作部46を接続する。この時、三方弁47は流入口48と第一流出口49とが連通するように切り替えられている。真空機器動作部46内は、三方弁47からのチューブ53がトラップ57に接続されていて、トラップ57からチューブ55が延設されていて、吸引口56から患者に付着した汚物等を吸引する構成になっている。真空ポンプ45は真空レギュレータを経由して作用するため、吸引口56から吸引される能力は真空レギュレータによって調整することが可能である。このため患者の状態等に応じて真空レギュレータで調整された真空圧で患者に使用することができ、さらに万が一、吸引口56が患者の皮膚等に直接当たり過剰な真空圧が作用した場合でも、前記構造を有しているので、バネ弾性体6の弾性力に対してダイヤフラム4への上向きの力が大きくなり、流路制御部36が閉止され過剰な真空圧を防ぎ、過剰な吸引が作用することなく患者を傷つけることがない。すなわち安全に汚物等を吸引できる。吸引された汚物等はトラップ57に溜まる。エアはチューブ53から真空ポンプ45へ吸引される。トラップ57内には溜まった汚物がチューブ53から真空レギュレータ内に入り込まないようにフロートなどを設けても良い。なお、真空レギュレータと三方弁47との距離は特に限定されないが、吸引の調整や切り替えを容易に行えることを考慮すると互いに近い場所に設置する方が好ましい。
【0025】
また三方弁47は、流入口48と第一流出口49への連通と、流入口48と第二流出口50への連通と、流路の閉止の3段階のうち、いずれかに切り替える機能を有しており、使用状況に合わせて、真空レギュレータによって調整された真空圧を用いた吸引と、真空ポンプ45からの直接の高真空圧による吸引と、吸引停止の3段階を選択することができる。なお、三方弁47は、各々2つの流出口への連通と閉止の切り替えが可能であれば構造は特に限定されない。
【0026】
さらに三方弁47を第二流出口50に合わせた場合、真空ポンプ45は真空レギュレータを経由せずに作用するため、真空ポンプ45から作用する高真空圧によって吸引することができ、強い吸引力が得られる。三方弁47を閉止に合わせた場合、吸引口56から真空ポンプ45への流路を三方弁47のところで遮断できるため、真空ポンプ45を停止することなしに吸引を止めることができる。このため吸引の一旦停止や緊急遮断が可能である。
【0027】
次に、本実施例の真空レギュレータの組み立て方法について図1乃至図3に基づいて説明する。
まず、調圧ハンドル3の嵌着部31を本体1の上端部の嵌着突部18に嵌着する。次にOリング26とOリング27が嵌着された調圧ねじ2を本体1の下部から嵌挿し、調圧ハンドル3に螺合させる。さらに調圧ねじ2をストッパー部25がガイド溝11の上端面に接触するまで調圧ハンドル3を回転させ調圧ねじ2を引き上げ、本体1の支持体9に支承させる。次にバネ弾性体6を本体1の環状凹部8に嵌挿し、ダイヤフラム4の環状係止部39を本体1の円環状凹部16に嵌着させて本体1に固定する。次に固定体5の円弧状突起部41を本体1の切り欠き部14を通して係合用溝15の位置まで押え込んだ後、固定体5を周方向に90度回動することにより固定体5の円弧状突起部41を本体1の係合用溝15に係合させる所謂バイヨネット方式により固定体5を本体1に係合固定する。このときダイヤフラム4の環状係止部39は固定体5の円弧状凹部42に嵌合され、バネ弾性体6は本体1の第一弁室7の天井面10とダイヤフラム4のバネ受け部38とで挟持されている。なお、本体1と固定体5との固定方法は、本実施例ではバイヨネット方式によって係合固定しているが、本体1下部及び固定体5上部にねじ部等を設けることによる螺着固定またはその他の方法を用いても良く、特に限定されない。
【0028】
また、環状溝24は、調圧ねじ2が上下に移動しても出口流路20に常に連通する幅を有し調圧ねじ2の外周全体に亙り設けられていて、出口流路20に対する調圧ねじ2の周方向の位置には関係なく常に連通口23と出口流路20を連通することができるため、組み立ての際に調圧ねじ2の周方向の位置を気にすることなく組み立てることができ、容易にかつ短時間に組み立てを行うことができる。さらに、調圧ねじが上下に移動しても連通口23と出口流路20との連続した流路は絞られることはない。なお、本実施例では環状溝24は調圧ねじ2の外周全体に亙る溝になっているが、出口流路20と常に連通するならば部分的に設けていればよく、特に限定されない。
【0029】
以上のように本実施例の真空レギュレータは組み立てが極めて容易であり、組み立てに要する工具も一切不要である。また、分解方法については上記組み立てとは逆の手順で行えば良く、分解も容易であり、組み立て時と同様に工具も一切不要である。
【0030】
次に本発明の真空レギュレータの洗浄方法について説明する。本真空レギュレータの分解後、各部材をオートクレーブにて滅菌、または温水や薬液による浸漬殺菌・消毒、または水蒸気や薬品ガスによる殺菌・消毒等によって洗浄する。なお洗浄の際に本実施例のようにダイヤフラム4がPTFE製であれば薬液などによる腐食の心配がないため各部材を分別することなく、まとめて洗浄することが可能である。
【0031】
【発明の効果】
本発明は以上の様な構造をしており、これを使用することにより以下の優れた効果が得られる。
1.真空ラインから発生する高真空圧を適度な真空圧に抑えることができる。
2.調圧ハンドルを回転することで任意の真空圧を一定に調節することができ、使用目的に合った真空圧で使用できる。
3.部品点数が極めて少なく、工具を一切使用することなく、組み立て、分解が極めて容易に行うことができ、特に医療分野においては機器のメンテナンス及び機器の洗浄時間を大幅に短縮できる。
4.ダイヤフラムをPTFE製にすると、吸引時における汚物等の付着が少なくなるとともに、機器の洗浄の際、各部材を分別することなくまとめて洗浄することができ、洗浄時間を大幅に短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す真空レギュレータの開状態を示す縦断面図である。
【図2】図1の分解斜視図である。
【図3】図1の本体の斜視図である。
【図4】図1の閉状態を示す縦断面図である。
【図5】図1の第一弁室に真空圧が生じたときの縦断面図である。
【図6】本実施例の使用状態を示す概略図である。
【図7】真空レギュレータを示す部分縦断面図である。
【符号の説明】
1…本体
2…調圧ねじ
3…調圧ハンドル
4…ダイヤフラム
5…固定体
6…バネ弾性体
7…第一弁室
8…環状凹部
9…支持体
10…天井面
11…ガイド溝
12…嵌合部
13…円孔部
14…切り欠き部
15…係合用溝
16…円環状凹部
17…テーパ部
18…嵌着突部
19…環状係止部
20…出口流路
21…入口流路
22…雄ねじ部
23…連通口
24…環状溝
25…ストッパー部
26…Oリング
27…Oリング
28…把持部
29…凹部
30…雌ねじ部
31…嵌着部
32…テーパ部
33…係合用溝
34…膜部
35…中央部
36…流路制御部
37…弁体
38…バネ受け部
39…環状係止部
40…嵌合突部
41…円弧状突起部
42…円弧状凹部
43…外気連通路
44…第二弁室
45…真空ポンプ
46…真空機器動作部
47…三方弁
48…流入口
49…第一流出口
50…第二流出口
51…チューブ
52…チューブ
53…チューブ
54…チューブ
55…チューブ
56…吸引口
57…トラップ

Claims (4)

  1. 環状凹部(8)を上部に有する第一弁室(7)を内部に有し、下端部に嵌合部(12)を有し、また第一弁室(7)に連通する入口流路(21)と、後記調圧ねじ(2)の連通口(23)を経由して第一弁室(7)に連通し、真空ラインに接続される出口流路(20)を有する本体(1)と、本体(1)の中央部に挿入され、内部に本体(1)の出口流路(20)と第一弁室(7)に連通する連通口(23)と下部外周に設けられたストッパー部(25)を有し、第一弁室(7)の環状凹部(8)を形成している環状の支持体(9)に密封状態で回動不能に支承され、本体(1)の上部に突出している雄ねじ部(22)を有する調圧ねじ(2)と、調圧ねじ(2)の雄ねじ部(22)に螺着され、本体(1)上端部に回動可能な状態で嵌着されている調圧ハンドル(3)と、中央に前記調圧ねじ(2)の連通口(23)と協働して流路制御部(36)を形成する弁体(37)と、周縁部に環状係止部(39)を有し、膜部(34)が中央部(35)より肉薄に形成されるダイヤフラム(4)と、本体(1)の嵌合部(12)に嵌合され、ダイヤフラム(4)の環状係止部(39)を本体(1)と挟持固定している外気連通路(43)を有する固定体(5)と、本体(1)の環状凹部(8)に嵌挿され、環状凹部(8)の天井面とダイヤフラム(4)上面とで挟持されたバネ弾性体(6)とを具備したことを特徴とする真空レギュレータ。
  2. 本体(1)の上端部に一体的に突出して設けられ、外周径方向に突設された環状係止部(19)を有し複数の切り込みを有する嵌着突部(18)と、調圧ハンドル(3)が、着脱可能に嵌着されていることを特徴とする請求項1記載の真空レギュレータ。
  3. 出口流路(20)と常に連通する環状溝(24)が調圧ねじ(2)の外周に設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の真空レギュレータ。
  4. ダイヤフラム(4)がポリテトラフルオロエチレンからなることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の真空レギュレータ。
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