JP5865322B2 - ダックビル弁 - Google Patents

Description

本発明は、ダックビル弁に関する。

従来、飲料供給機（サーバー）の配管系統、或いは、搾乳器等に於て、鴨のクチバシ型の弁部を有するダックビル弁が逆止弁（一方向弁）として用いられている（例えば、特許文献１参照）。
ダックビル弁は、一対の膜状リップ部によって開閉するスリット口を先端に有し、吸引ポンプによって負圧になると一対の膜状リップ部が互いに密着してスリット口を閉状態にして密封性能を発揮し、負圧が解除されると、スリット口が開状態となるように構成されていた。

特表２０１２−５３２７２３号公報

しかし、ダックビル弁は、密封性と、それに相反する（適度の）滴下性とが要求される。ところが従来のダックビル弁は、例えば搾乳器に適用した場合、搾乳（負圧）の際に、一対の膜状リップ部が密着して保存容器からの空気の流入を防止するための密封性（真空保持性能）を向上させると、搾乳後（負圧解除の際）に、搾乳した母乳が保存容器に落下する滴下性（時間当りの液体通過量）が悪化するといった問題や、逆に、滴下性を向上させると密封性が悪化するといった問題があった。つまり、密封性と滴下性という相反する性能を向上させることは非常に困難であった。
そこで、本発明は、密封性と滴下性の両方に優れた性能を発揮するダックビル弁の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のダックビル弁は、一対の膜状リップ部によって開閉するスリット口を先端に有するクチバシ型の弁部を備えたダックビル弁に於て、一方の上記膜状リップ部の肉厚寸法と、他方の上記膜状リップ部の肉厚寸法を相違させ、上記スリット口の形状が、自由状態において、全体一文字状であって、かつ、両端部は外方へゆくにしたがってスリット幅寸法が減少する剣先形状に形成したものである。
また、上記一方の膜状リップ部の肉厚寸法に対して、上記他方の膜状リップ部の肉厚寸法を、１．２〜３．０倍に設定したものである。

本発明によれば、内部が負圧の際に、一対の膜状リップ部が（リップ部外面に大気圧が作用することによって）確実に相互に密着して隙間が生じず、漏れを防止し、密封性（真空度）を確実に長時間保持できる。一方、負圧解除状態で、液体が弁部を速やかに通過でき滴下性（時間当りの液体通過量）を向上できる。密封性と滴下性の両方に優れた性能を、簡素な形状で実現できる。

本発明に係るダックビル弁の使用状態の一例を示す断面側面図である。 本発明の実施の一形態を示す半截断面正面図である。 底面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図４の要部拡大図である。 要部拡大底面図である。 作用説明のための要部底面図である。 従来例の要部拡大底面図である。 従来例の作用説明のための要部底面図である。

以下、図示の実施形態に基づき本発明を詳説する。
発明に係るダックビル弁５は、例えば、図１に示すように、保存容器98の開口部に取付けられるキャップ部材89の液体流入口88を形成する被取付筒部91に取着される。用途が搾乳器であれば、キャップ部材89に又はその上方には、搾乳用漏斗部が付設され、かつ、手動操作レバーとダイヤフラム等から成る（或いは、電動ポンプ等から成る）母乳吸引手段が設けられている。
また、このダックビル弁５は、被取付筒部91に、外嵌状に取着されるキャップ部３と、キャップ部３の軸心Ｌ３方向に沿って突出する鴨のクチバシ型の弁部１と、を有している。

図２乃至図４に示すように、弁部１は、キャップ部３から下方へゆくにしたがって先端が相互に接近するように（軸心Ｌ３に接近するように）傾斜状に突出する開閉自在な一対の膜状リップ部10Ａ，10Ｂと、一対の膜状リップ部10Ａ，10Ｂの側縁部を連結する一対の連結壁部11，11と、を有し、正面視矩形状かつ側面視（倒立）三角形状に形成されている。また、連結壁部11，11は、軸心Ｌ３を中心とした円筒体の対称な２部位から成り、底面視で、ラジアル外方凸型の円弧状に形成されている。

そして、弁部１の先端に、一対の膜状リップ部10Ａ，10Ｂの先端縁部の接触・離間によって開閉するスリット口２を有する。

さらに、図４及び図５に示すように、一方の膜状リップ部10Ａの肉厚寸法ｔａと、他方の膜状リップ部10Ｂの肉厚寸法ｔｂを相違させている。
一方の膜状リップ部10Ａの肉厚寸法（一方の肉厚寸法）ｔａに対して、他方の膜状リップ部10Ｂの肉厚寸法（他方の肉厚寸法）ｔｂを、１．２〜３．０倍に設定している（即ち、ｔｂを１．２ｔａ〜３．０ｔａに設定する）。好ましくは、１．５〜２．５倍に設定する。より好ましくは、１．８〜２．２倍に設定する。下限値未満であると、滴下性が悪くなり上限値を越えると、密封性が悪くなる。一方の肉厚寸法ｔａは、例えば、０．２〜０．５ｍｍであり、他方の肉厚寸法ｔｂは、例えば、０．４〜１．０ｍｍである。

また、側面視で、一方の膜状リップ部10Ａの内面と、他方の膜状リップ部10Ｂの内面とがなす絞り角度αを、２６°〜３６°に設定している。好ましくは、絞り角度αを２９°〜３３°に設定する。下限値未満であると滴下量が少なくなり（滴下性が悪くなり）、上限値を越えると、スリット口２の開閉がスムーズにおこなわれにくくなって密着性が低下する。

また、一方の膜状リップ部10Ａの内面、及び、他方の膜状リップ部10Ｂの内面が、側面視で、軸心Ｌ３に対して傾斜している傾き角度βは、同等（均等）であり、一方の膜状リップ部10Ａの内面と、他方の膜状リップ部10Ｂの内面とを、側面視で、軸心Ｌ３に関して線対称に配設している。
また、側面視で、スリット口２は、軸心Ｌ３に関して線対称に（均等に開口するように）設けている。つまり、他方の膜状リップ部10Ｂは、一方の膜状リップ部10Ａと比べて、外方側に肉を盛って（増加させて）形成している。

図６に示すように、スリット口２は、自由状態において、全体一文字状に（微小幅寸法をもって）開口している。このように、一対の膜状リップ部10Ａ，10Ｂの先端縁部は、開状態である。
さらに、自由状態において、スリット口２の両端部20，20は、外方（スリット長手方向外方）へゆくにしたがってスリット幅寸法Ｓが減少する剣先形状（先尖形状、鋭角形状）に形成している。

図１及び図２等に示すように、キャップ部３は、被取付筒部91に外嵌状に取着する円筒状壁部31と、被取付筒部91の先端面92に当接する内鍔状壁部（蓋部）32と、を有している。この壁部32は、円形孔を中心に有する円環平板形状である。
弁部１は、キャップ部３の内鍔状壁部32の円形孔周縁部から下方（円筒状壁部31と反対方向）へ突出している。

また、弁部１及びキャップ部３は金型によって一体成形され、シリコーンゴム製が望ましい。耐熱性及び耐薬品性に優れている。また、ゴム硬度（ＪＩＳ Ｈｓ−Ａ）は、４０度〜７０度、好ましくは５０度〜６５度、より好ましくは、５５度〜６５度に設定する。下限値未満であると（柔らか過ぎると）滴下性が悪く、上限値を越えると（硬過ぎると）密封性が悪くなる。

次に、作用について説明する。図１に於て、保存容器98に密封状に取着したキャップ部材89の内部を、吸引手段（手動操作ポンプ又電動ポンプ等）によって、負圧状態にする。

負圧状態にすると、弁部１は、その外面に大気圧が作用し、即ち、キャップ部材89の内部へ引き込まれるような内方への吸引力を受けて、図７に示すように、一対の膜状リップ部10Ａ，10Ｂの先端縁部が密着して、スリット口２が閉状態となる。また、連結壁部11，11の先端も相互に接近するように内方へ引き寄せられるため、連結壁部11，11よりも剛性の低い一対の膜状リップ部10Ａ，10Ｂの先端縁部は、スリット長手方向の圧縮力を受けるが、他方の膜状リップ部10Ｂが厚いため、圧縮力を受けても大きく撓まず、浅皿状に弯曲変形する。一方の膜状リップ部10Ａは薄肉のため、他方の膜状リップ部10Ｂに追従して変形し、密着状態（スリット閉状態）を保持する。

これに対し、従来のダックビル弁は、図８と図９に示すように、一方の膜状リップ部80Ａと、他方の膜状リップ部80Ｂの肉厚寸法が同一であり、その肉厚寸法は、実施形態のダックビル弁の一方の肉厚寸法ｔａと同じである。さらに、スリット口82の両端部82ａ，82ａは、自由状態下で図８に示すように、スリット幅寸法Ｓが、外方へゆくにしたがって増減（変化）せず、同一スリット幅寸法Ｓの帯状に形成されている。なお、スリット口２の中間部のスリット幅寸法Ｓやスリット全長寸法Ｋは実施形態のダックビル弁（図６）と同様である。

従来のダックビル弁は、負圧状態になると、図９に示すように、一対の膜状リップ部80Ａ，80Ｂの剛性が、実施形態のダックビル弁に比べて弱いため（他方の膜状リップ部80Ｂが薄いため）、一対の膜状リップ部80Ａ，80Ｂの先端縁中間部が大きくＵ字状に変形すると共に、スリット口82の両端部82ａ，82ａ近傍や、一対の膜状リップ部80Ａ，80Ｂ側縁部近傍で、曲率半径の小さいタイトな曲がり部Ｊ，Ｊが発生し、弁部81の先端部が底面視（平面視）で全体一文字状から「ひの字」状に変形する。このような大きな弯曲変形は、外周側（外曲がり）と内周側（内曲がり）で撓み距離の差が生じ、スリット口82に隙間Ｙが
生じて密封性が損なわれる。また、スリット口82の両端部82ａ，82ａにおいて、（図８に示した）帯状端部から閉じる変形が容易でなく、密着が困難で、ピンホールのような隙間（図示省略）が発生し、大気流入の原因となる。

このように、本発明に係るダックビル弁は、図７に示すように、負圧状態になると、肉厚の大きい他方の膜状リップ部10Ｂで、一対の連結壁部11，11からのスリット長手方向の圧縮力を受けて、弯曲変形を少なくし、肉厚の小さい一方の膜状リップ部10Ａを、肉厚の大きい他方の膜状リップ部10Ｂに追従するようにして、一対の膜状リップ部10Ａ，10Ｂの側縁部近傍の曲がり部Ｅ，Ｅの曲率半径を大きくし（タイトな曲がり部Ｊを発生させず）、先端縁中間部も、従来例のＵ字状変形に比べて曲率半径の大きい弯曲浅皿状の変形とし、外周側と内周側で撓み距離の差を少なくして、スリット口２に隙間が発生しないようにする。
また、スリット口２の両端部20，20においても、剣先形状から容易に変形して閉じて、従来例のようにピンホールのような隙間が発生せず、長い時間にわたる密封性が得られる。なお、搾乳器に適用した場合は、搾乳に十分な時間が得られる。

また、本発明のダックビル弁（実施例）と、従来のダックビル弁（従来例）とを、搾乳器に適用した場合の、時間当りの液体通過量の測定（滴下性試験）を行った。
搾乳器を傾けて、牛乳５０ｃｃを搾乳用漏斗部から投入し、その後、搾乳器（保存容器98）を立てて、牛乳５０ｃｃが保存容器98に全量滴下（落下）するまでの時間を測定した。実施例と従来例とも３回ずつ行った。従来例は、平均１７．１秒であった。実施例は、平均１３．２秒であった。つまり、実施例の牛乳５０ｃｃの滴下時間は、従来例に対して約２３％も時間短縮している。

実施例は、一対の膜状リップ部10Ａ，10Ｂが牛乳（液体）によって密着状態となった場合でも、肉厚が相違しているため、厚い側（他方の膜状リップ部10Ｂ）が固定となり、薄い側（一方の膜状リップ部10Ａ）が変形し、離間が容易で、滴下がスムーズに行われたからと考えられる。
つまり、従来例は、一対の膜状リップ部80Ａ，80Ｂが牛乳によって密着状態となった場合に、肉厚が同じで薄いため、一方の膜状リップ部80Ａと他方の膜状リップ部80Ｂが互いに追従して変形し、離間が迅速に行われず、滴下がスムーズに行われなかったと考えられる。

以上のように本発明のダックビル弁は、一対の膜状リップ部10Ａ，10Ｂによって開閉するスリット口２を先端に有するクチバシ型の弁部１を備えたダックビル弁に於て、一方の上記膜状リップ部10Ａの肉厚寸法ｔａと、他方の膜状リップ部10Ｂの肉厚寸法ｔｂを相違させたので、負圧の際に一対の膜状リップ部10Ａ，10Ｂが確実かつ迅速に隙間なく相互に密着して漏れを防止し、密封性を長時間保持できる。一方、負圧解除状態で、液体が弁部１を速やかに通過でき滴下性（時間当りの液体通過量）を向上できる。密封性と滴下性の両方に優れた性能を、簡素な形状で実現でき容易に大量生産できる。

また、一方の膜状リップ部10Ａの肉厚寸法ｔａに対して、他方の膜状リップ部10Ｂの肉厚寸法ｔｂを、１．２〜３．０倍に設定したので、一対の膜状リップ部10Ａ，10Ｂの開閉が容易かつスムーズに行われ、密封性と滴下性の両方で、高い性能を実現できる。

また、上記スリット口２の形状が、自由状態において、全体一文字状であって、かつ、両端部20，20は外方へゆくにしたがってスリット幅寸法Ｓが減少する剣先形状に形成したので、負圧状態で、スリット口２の両端部20，20に、ピンホールのような隙間が発生せず、両端部20，20がスムーズかつ確実に密接して閉じ、十分な時間をもって密封性を保持できる。

１ 弁部
２ スリット口
10Ａ 一方の膜状リップ部
10Ｂ 他方の膜状リップ部
20 端部
Ｓ スリット幅寸法
ｔａ 一方の膜状リップ部の肉厚寸法
ｔｂ 他方の膜状リップ部の肉厚寸法

Claims (2)

1. 一対の膜状リップ部（10Ａ）（10Ｂ）によって開閉するスリット口（２）を先端に有するクチバシ型の弁部（１）を備えたダックビル弁に於て、
   一方の上記膜状リップ部（10Ａ）の肉厚寸法（ｔａ）と、他方の上記膜状リップ部（10Ｂ）の肉厚寸法（ｔｂ）を相違させ、
   上記スリット口（２）の形状が、自由状態において、全体一文字状であって、かつ、両端部（20）（20）は外方へゆくにしたがってスリット幅寸法（Ｓ）が減少する剣先形状に形成したことを特徴とするダックビル弁。
2. 上記一方の膜状リップ部（10Ａ）の肉厚寸法（ｔａ）に対して、上記他方の膜状リップ部（10Ｂ）の肉厚寸法（ｔｂ）を、１．２〜３．０倍に設定した請求項１記載のダックビル弁。

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