JP5918805B2 - パッキン装着構造、パッキンおよびデマンドバルブ - Google Patents

パッキン装着構造、パッキンおよびデマンドバルブ Download PDF

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本発明は、パッキン装着構造パッキンおよびデマンドバルブに関する。
加圧流体供給源から加圧流体を加圧流体受入装置に供給するシステムには、前者に設けた加圧流体出口(以下、単に出口という。)に後者に設けた加圧流体受入管(以下、単に受入管という。)の端部を嵌め合わせて結合し、出口と受入管を経て加圧流体を加圧流体受入装置側に供給するものがある。そして、出口と受入管の結合部からの加圧流体の漏れを防ぐため、結合部にパッキンが装着される。
加圧流体供給源の出口に加圧流体受入装置の受入管を分離可能に結合して、出口から受入管を経て加圧流体を加圧流体受入装置側に供給するシステムの一例として、加圧流体供給源である高圧酸素容器(以下、酸素ボンベという。)に、加圧流体受入装置である呼吸同調型酸素供給装置(以下、デマンドバルブという。)を分離可能に結合してなる医療用酸素供給装置がある。この医療用酸素供給装置は、呼吸器疾患の患者が医師の処方の下、在宅酸素療法に用いるものであり、家庭や介護施設等または外出時において使用される。そして、酸素ボンベに収容されている加圧酸素が消費されたときは、その酸素ボンベを新しい酸素ボンベと交換し、その新しい酸素ボンベの出口にデマンドバルブの受入管を嵌め合わせ、パッキンを介在させて結合する必要がある。
このように、加圧流体供給源の出口と加圧流体受入装置の受入管との結合・分離を行うシステムにおいては、従来は、リング状のパッキンが使用されている。そして、パッキンは、加圧流体受入装置の受入管の外周に装着され、加圧流体供給源の出口が設けられている側面と、加圧流体受入装置の受入管が突設されている壁面との間に挟持される。
図15は、既存の医療用酸素供給装置の一例を示す斜視図であり、図16はその分解斜視図である。この医療用酸素供給装置は、酸素ボンベ10と、この酸素ボンベ10に着脱可能に結合されるデマンドバルブ20とからなる。酸素ボンベ10のヨークバルブ部11の側面に水平に開口する出口12が設けられ、その出口12の至近位置、たとえば、下側に位置決め用ピン孔13が設けられている。また、ヨークバルブ部11の上端部に、出口12からの酸素の排出・停止を決める回転式の開閉弁14が取付けられている。さらに、ヨークバルブ部11の付け根に酸素ボンベ10内の酸素残量を示す圧力計15が取付けられている。
一方、デマンドバルブ20は、デマンドバルブ本体21と、このデマンドバルブ本体21から延長するヨーク結合枠22とを有する。デマンドバルブ本体21の中には、図示されていないが、圧力調整部と流量調整部と狭義のデマンドバルブ部とが酸素流路に設けられている。また、デマンドバルブ本体21の外面に、酸素流路の圧力により動作される残量表示部23が設けられている。デマンドバルブ本体21には、圧力調整および流量調整をされた酸素を患者の鼻孔に供給する鼻カニューレが結合されるが、図示を省略してある。
従来のデマンドバルブ20の多くは、機械式または空圧式であり、流量調整部(図示せず)は手動で調整される。また、デマンドバルブ20の使用者の吸気が異常であっても、これを検出したり、表示したりする手段を備えていない。
ヨーク結合枠22は、上下方向に貫通する平面視矩形の孔24を有する。この孔24は、酸素ボンベ10のヨークバルブ部11をヨーク結合枠22の長手方向に対して直角方向に挿入すること、および、挿入されたヨークバルブ部11に対して直角方向にデマンドバルブ20を移動することを可能にする。また、ヨーク結合枠22のデマンドバルブ本体21側の壁面にデマンドバルブ本体21と反対方向に突出する受入管25 (図17,18参照)を有し 、その受入管25の至近位置、たとえば下側に位置決め用ピン26(図17,18参照)が設けられている。さらに、ヨーク結合枠22の前端部、すなわち、デマンドバルブ本体21と反対側の部分に、中心軸がヨーク結合枠22の長手方向と平行なねじ孔27が貫通されていて、孔24の外側からねじ孔27に固定ボルト28の雄ねじ部28aがねじ込まれている。
上記酸素ボンベ10にデマンドバルブ20を取り付けるときは、固定ボルト28を緩めた状態でデマンドバルブ20のヨーク結合枠22の孔24に酸素ボンベ10のヨークバルブ部11を挿入し、そのヨークバルブ部11のピン孔13をヨーク結合枠22のピン26に対向させる。また、酸素ボンベ10の出口12をデマンドバルブ20の受入管25の先端に対向させた状態で、酸素ボンベ10のヨークバルブ部11とデマンドバルブ本体21とを互いに接近する方向に移動して、ピン孔13とピン26および出口12と受入管25をそれぞれ嵌合して、位置決めをする。その後、固定ボルト28をしっかりとねじ込むことにより、ヨークバルブ部11をデマンドバルブ本体21側に押して、出口12と受入管25を嵌め合わせて結合する。図15は、上記のようにして、酸素ボンベ10にデマンドバルブ20が取付けられた状態を示す。
ここで、デマンドバルブ20の受入管25の根元部の外周には、図17〜図19に示すように、台座29が固着されていて、その台座29から突出している受入管25に、内径が受入管25の外径とほぼ等しいリング状のパッキン30が予め装着されている。そして、固定ボルト28の締め付けが終了した時には、図19に示すように、パッキン30は酸素ボンベ10の出口12の周囲の壁面と台座29の正面との間に挟み込まれた状態で保持される。
登録実用新案第3099016号公報
従来のパッキン装着構造は、上記のとおりである。そのため、酸素ボンベ10の交換時に、固定ボルト28を緩めた後、酸素ボンベ10のヨークバルブ部11をデマンドバルブ20のヨーク結合枠22のデマンドバルブ本体21と反対方向に移動するときに、図20に示すように、パッキン30が酸素ボンベ10の出口12に貼り付いて、酸素ボンベ10とともに持ち去られてしまうしまうことがある 。
そのため、酸素ボンベ10の交換後、新しい酸素ボンベを用いる際に、出口と受入管の結合部から酸素漏れや、酸素漏れによる騒音発生などの不都合が生じる虞がある。パッキンの予備品を置くことも考えられるが、その管理は容易でない。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、加圧流体供給源が交換される際に、パッキンが持ち去られることなく、また、不用意に脱落することもなく加圧流体受給装置に保持されるようにしたパッキン装着構造およびパッキンを提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するため、加圧流体供給源の加圧流体出口と加圧流体受入装置の受入管とが嵌め合わせて結合され、前記加圧流体出口と前記受入管を経て加圧流体が前記加圧流体受入装置に供給される加圧流体供給システムにおいて、前記加圧流体出口と前記受入管の結合部からの前記加圧流体の漏れを防ぐパッキンを前記結合部に装着するためのパッキン装着構造であって、前記加圧流体受入装置に前記受入管の両側において前記受入管の突設方向と平行に延びる両側の側壁を有する結合枠が設けられ、その結合枠の両側の側壁の対向面に前記受入管と直交する面に沿って開口する溝が形成されており、前記パッキンは、前記受入管に嵌合されるパッキン本体と、そのパッキン本体の外周から少なくとも両側方に突出する突片とを備え、かつ、前記パッキンは、前記両側方に突出する突片縦または斜めにした状態で前記結合枠の両側の側壁の間に挿入可能であり前記パッキンは、前記パッキン本体が前記受入管に嵌合された状態で、前記受入管を回転ガイドとして回転されると、前記両側方に突出する突片記結合枠の両側の前記溝に嵌合して保持されることを特徴とする。
上記パッキン装着構造は、圧流体供給源と加圧流体受入装置が、酸素ボンベとデマンドバルブである場合に、とくに好適である。
前記パッキンは、加圧流体受入装置の受入管に嵌合されるパッキン本体と、そのパッキン本体の外周から両側方および上方に突出する突片とを有するものであることを特徴とする。また、前記パッキンは、加圧流体受入装置の受入管に嵌合可能なパッキン本体と、そのパッキン本体の外周から両側方および上方に突出する突片とを有し、両側方に突出する突片は、前記加圧流体受入装置の結合枠の両側の側壁の溝に嵌合される突片であり、上方に突出する突片は工具で把持して回転力を与えるための突片であることを特徴とする。
さらに、本発明は、ヨーク結合枠を有するデマンドバルブにおいて、前記ヨーク結合枠の加圧流体供給源のヨークバルブを挿入する孔を形成する両側壁の内面に、パッキン本体と、そのパッキン本体の外周から少なくとも両側方に突出する突片とを有するパッキンの前記両側方に突出する突片を嵌合する溝を備えたことを特徴とする。
以下、段落番号が順次1繰り下げ
本発明によれば、装着されたパッキンは、パッキン本体が加圧流体受入装置の受入管に嵌合し、両側の突片が結合枠の両側の溝に嵌合した状態で保持されるので、加圧流体受入装置を加圧流体供給源から分離する際にパッキンが脱落したり、加圧流体供給源とともに持ち去られることがない。
本発明の実施の形態に係るパッキン装着構造の要部およびパッキンを装着する過程の最初ステップを示す分解斜視図である。 同じくパッキンを装着する過程の中間ステップを示す斜視図である。 同じくパッキンを装着する過程の最終ステップを示す斜視図である。 パッキンが装着された状態を示す平面図である。 第1種のパッキンを示す斜視図である。 第2種のパッキンを示す斜視図である。 第1種のパッキンの展開図である。 第2種のパッキンの展開図である。 デマンドバルブの一例の外観を示す斜視図である。 デマンドバルブの他の例の外観を示す、正面側よりもやや上方側から見た斜視図である。 図10のデマンドバルブの正面側から見た斜視図である。 図10のデマンドバルブのデマンドバルブ本体のカバーを取り除いた状態の斜視図である。 図12のデマンドバルブの正面図である。 図12のデマンドバルブを主たる構成要素に分解して示す斜視図である。 従来の医療用酸素供給装置の斜視図である。 図15の医療用酸素供給装置のデマンドバルブを酸素ボンベから分離した状態の斜視図である。 図16のデマンドバルブと、これに装着されるパッキンの斜視図である。 図17のデマンドバルブにパッキンを装着した状態の斜視図である。 図15の酸素ボンベとデマンドバルブの結合部の、パッキンが装着されている状態を示す断面図である。 図15の酸素ボンベの出口をデマンドバルブの受入管から分離する際のパッキンの貼り付き状態を示す斜視図である。
続いて、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。この実施の形態は、加圧流体供給源の出口に加圧流体受入装置の受入管を分離可能に結合して、出口から受入管を経て加圧流体を加圧流体受入装置側に供給するシステムが、医療用酸素ボンベにデマンドバルブを分離可能に結合してなる医療用酸素供給装置である場合のものである。既述した部材と同一または相当する部材には同一の符号を用いる。
図1は、本発明の実施の形態に係るパッキン装着構造を示す斜視図であり、デマンドバルブ20の一部であるヨーク結合枠22のみと、新規なパッキン30を示す。本発明に係るパッキン装着構造の第1の要素は、ヨーク結合枠22の孔24の両側に設けられたパッキン装着用の溝211であり、第2の要素は、そのパッキン装着用の溝211に嵌合される突片33を有するパッキン30である。
さらに詳述すると、ヨーク結合枠22の酸素ボンベ10のヨークバルブ部11を挿通する孔24を形成する両側の側壁210の内面には、互いに対向して開口する溝211が形成されている。これらの溝211は、受入管25の先端部を通る、受入管25の中心軸に対して直角な面上に存在する。
一方、パッキン30は、図1、図5および図7に示すように、リング状のパッキン本体31の外周から中心の孔32に関して互いに反対方向に延びる(両側方に突出する)突片33を有する。パッキン本体31の中心の孔32の内径は、ヨーク結合枠22の受入管25の外径と等しい。そして、突片33の厚さは、溝211の幅とほぼ等しいか、それよりも若干薄い。
パッキン30をデマンドバルブ20に装着するときは、パッキン30を図1に示すように、突片33がほぼ垂直となる縦または斜めの状態にしたまま下降して、ヨーク結合枠22の孔24の中に挿入し、そのパッキン30を台座29の方向に移動して、パッキンの孔32の中に受入管25を挿入する。そして、その受入管25を中心ガイド軸としてパッキン30を、図2に示すように反時計方向または時計方向に回転して、パッキン30の突片33の先端をヨーク結合枠22の溝211に嵌合し、図3に示すように、突片33が水平状態になったとき、パッキン30の回転を止める。
パッキン30を回転する際に突片33がヨーク結合枠22の溝211に進入し易くするため、突片33の先端を隅切りしてあることが好ましい。また、パッキン30を表裏確認する手間を掛けずに使用できるにように、表裏対称形に形成されていることが好ましい。
上記のように、ヨーク結合枠22の溝211は、これに受入管25を中心ガイド軸として回転されるパッキン30の突片33を嵌合するためのものであるから、溝211の開口方向および形態は、その回転・嵌合が可能であれば、任意である。すなわち、図示の例のように、対向方向のほか、上下方向に開口する垂直な溝でも良いし、対向方向にのみ開口する円弧状の溝でも良い。
装着されたパッキン30は、図3.図4に示すように、両側の突片33がヨーク結合枠22の溝211に嵌合され、パッキン本体31が受入管25に嵌合されているので、デマンドバルブ20から脱落することはない。したがって、デマンドバルブ20を酸素ボンベ10から取り外す際に、パッキン30が従来のように酸素ボンベ10の出口12に貼り付いて酸素ボンベ10とともに持ち去られることはない。
パッキン30は、パッキン本体31の両側に突片33が突設されたものに限らない。図6と図8に示すように、パッキン本体31の両側の突片33と、これらに対して直角な中間の突片34を有するパッキン30’を使用することもできる。このようなパッキン30’は、中間の突片34をペンチ等の工具で挟持し回転して容易にヨーク結合枠22の溝211に嵌合することにより、パッキン30’の装着を容易に行なうことができる。そして、装着されたパッキン30’は、パッキン本体31が受入管25に嵌合され、両側の突片33が溝211に嵌合されるので、デマンドバルブ20からの脱落およびデマンドバルブ20を酸素ボンベ10から取り外す際の持ち去りが防止される。
図9は、他の実施の形態のデマンドバルブ20Aを示す斜視図である。このデマンドバルブ20Aは、デマンドバルブ本体21の上面に酸素供給量を設定する回転式の流量設定ダイヤル212が設けてある。その流量設定ダイヤル212の周辺の一部に透明な窓213が設けられ、その窓213の下側に表示板(図示せず)が固定されている。その表示板には流量設定ダイヤル212の回転とともに窓213が移動する円弧状軌跡に沿って流量を示す数字が記載されている。したがって、流量設定ダイヤル212を時計方向または反時計方向に回転すると、これに伴って流量が増減するとともに、窓213にその流量が数字で表示される。
デマンドバルブ20Aは、酸素供給の制御方式として、電子式制御を採用している。すなわち、デマンドバルブ本体21内に電源として乾電池(図示せず)を備えている。そして、デマンドバルブ本体21の正面に設けられた、一例としてスライド式の切替スイッチ214を連続モードに切り替えると、固定オリフィスにより流量が設定され、一定の流量が連続モード時の酸素流路233aおよび酸素排出部235を介して鼻カニューレに供給される。また、切替スイッチ214を同調モードに切り替えると、流量調整部を構成する電磁弁の制御により、使用者(患者)の吸気に応じ、医師により処方された流量が同調モード時の酸素流路233bおよび酸素排出部235を介して鼻カニューレに供給される。
呼吸に伴う鼻カニューレ内の空気圧の変化は、デマンドバルブ本体21内に設けてある制御基板236のセンサ部にて検知される。そして、センサ部が検知した空気圧が一定のサイクルで高低の変化を継続する場合は、そのカニューレの使用者は正常に吸気をしていると判断されるので、異常検知部はデマンドバルブ本体21の正面に設けてある、たとえばLEDで構成された吸気状態表示部216の吸気確認ランプ216aを点灯するように構成してある。これに対して、センサ部が検知した空気圧が一定のサイクルで高低の変化がなく、高圧または低圧が既定の時間以上継続した場合は、そのカニューレの使用者は正常に吸気をしていないと判断されるので、吸気状態表示部216の吸気故障ランプ216bを点灯または点滅するように構成してある。
また、デマンドバルブ本体21内に設けてある電池残量ボタンを押下することにより電池残量が電池残量表示部217に与えられる。電池残量表示部217は、デマンドバルブ本体21の正面に設けてある複数個(図7の例では4個)のLEDで構成されている。そして、電池残量が満のとき、または多いときは、たとえば左側3個のLEDがたとえば緑色に点灯しているが、電池残量が少なくなるにつれて左側から1個ずつ消灯し、電池残量が最も少なくなったとき、または空になったときは、最右側の1個がたとえば赤色に点灯または点滅するようになっている。
図10〜図14は、さらに他の実施の形態を示す斜視図である。このデマンドバルブ20Bも電子式である。そして、デマンドバルブ本体21が平坦な上面21aの端部から正面21bの下部まで曲面で連続されている点に特徴がある。平坦な上面21aにはデマンドバルブ20Bからカニューレに供給される酸素の流量を設定する流量設定部212’が設けられている。流量設定部212’は、増量用のタッチスイッチ212aと、減量用のタッチスイッチ212bで構成されている。流量設定部212’には、設定された流量を数値で表示する流量表示部212cが含まれる。図10、図11は、設定された流量が3.00L/M(リットル/分)である場合を例示している。
そして、デマンドバルブ本体21の正面の曲面には、残量表示部218が設けられている。この残量表示部218は、透明板で覆われた矩形の窓218aの中の左側に横線が縦方向に等ピッチで描かれ、上部に「満」、下部に「空」の文字が書かれた目盛り218bを有する。その目盛り218bの右側に指針218cが曲面に沿って上下移動可能に設けられている。指針218cの先端は目盛り218bを指すように位置されている。さらに、窓218aの右辺と目盛り218bとの間に、上部より下側に行くに連れて面積が小さくなる、ほぼ三角形の着色部218dが設けられている。こうして、デマンドバルブ20Bを酸素ボンベ10に結合して酸素供給の結果、残量が少なくなると、指針218cが曲面の窓218aに沿って下降する。したがって、残量がどの程度かをイメージ的に把握することができる。
残量表示部218をデマンドバルブ本体21の曲面に設けてあるので、作業者は起立姿勢でデマンドバルブ20Bの流量設定部212’を操作する際に、残量表示部218の表示内容を上方から確認することができる。また、患者が椅子に腰かけた姿勢、またはベッドなどに横臥した姿勢でも、残量表示部218の表示内容を正面側から確認することができる。すなわち、残量表示部218の視認可能範囲が拡大されている。
なお、デマンドバルブ20Bには、デマンドバルブ本体21の正面21bに酸素供給パターンを「切」「同調」[連続1][連続2]に切り替える、一例としてスライド式の切替スイッチ214’が設けられている。
図12は、図10,11のデマンドバルブ本体21のカバーを取り除いて内部構成を示す斜視図であり、図13は同じく正面図である。また、図14は図12の主たる構成要素を示す分解斜視図である。図10,11のデマンドバルブ本体21の中には、図12〜図14に示すように、受入管25から送り込まれる酸素の圧力を調整する既知の圧力調整部230と、圧力調整部230で調整された後の酸素圧力を検知し、表示する圧力検知・表示部231と、圧力調整部230から吐出される酸素の流量を調整する既知の流量調整部232と、流量調整部232から吐出される酸素を酸素流路233a、233bを介して供給され、カニューレ接続部234に酸素を排出する酸素排出部235とが設けられている。「連続」と「同調」の切替スイッチ214’は酸素流路の切替機構を有しており、連続モード設定時は流量調整部内に設けられた固定オリフィスにより流量が設定され、一定の流量が連続モード時酸素流路233aおよび酸素排出部235を介して鼻カニューレに供給される。また、同調モード設定時は使用者の吸気検知により、制御基板236から電磁弁237に制御信号が与えられる。電磁弁237の開時間により制御された流量が同調モード時酸素流路233bおよび酸素排出部235を介して鼻カニューレに供給される。
圧力検知・表示部231は、ブルドン管による圧力計を用いている。そして、その圧力計の回転する直線的な指針の先端部を直角に屈曲して指針218cとしている。これにより、図10,11の残量表示部218の指針218cが目盛り218bの曲面に沿って移動することを可能にしている。
なお、パッキン30,30’のパッキン本体31は、外側環状部と内側環状部とを接合して形成されている。外側環状部は、締め過ぎ防止のために金属などの硬質材料で形成されている。また、内側環状部は、ゴムなどの軟質材料で形成されている。さらに、内側環状部は、パッキン本体31を受入管25に嵌合したときの受入管25外周面に対する密着性向上のために、パッキン本体31の内周側部分は、外側から内側にかけて肉厚が徐々に薄くされていることが望ましい。しかし、本発明のパッキンは、上記構造のパッキン本体31を有するものに限定されない。
以上には、デマンドバルブ20Aまたは20Bを酸素供給源である酸素ボンベ10に結合する場合について説明したが、上記パッキン装着構造およびパッキンは、配管酸素、酸素濃縮器、液体酸素装置など他の加圧流体供給装置にも同様に適用可能である。また、上記加圧流体供給源の加圧流体出口12には、吐出管も含まれる。さらに、以上には、デマンドバルブ20Aまたは20Bに鼻カニューレを接続する例について説明したが、酸素マスクを接続することも可能である。
10 加圧流体供給源(酸素ボンベ)
11 ヨークバルブ部
12 出口(加圧流体出口)
13 位置決め用ピン孔
20,20A,20B 加圧流体受入装置(デマンドバルブ)
21 デマンドバルブ本体
22 ヨーク結合枠
210 ヨーク結合枠の側壁
211 溝
24 ヨーク結合枠の孔
25 受入管
26 位置決め用ピン
29 台座
30,30’ パッキン
31 パッキン本体
32 孔
33 突片
34 突片

Claims (6)

  1. 加圧流体供給源の加圧流体出口と加圧流体受入装置の受入管とが嵌め合わせて結合され、前記加圧流体出口と前記受入管を経て加圧流体が前記加圧流体受入装置に供給される加圧流体供給システムにおいて、前記加圧流体出口と前記受入管の結合部からの前記加圧流体の漏れを防ぐパッキンを前記結合部に装着するためのパッキン装着構造であって、
    前記加圧流体受入装置に前記受入管の両側において前記受入管の突設方向と平行に延びる両側の側壁を有する結合枠が設けられ、その結合枠の両側の側壁の対向面に前記受入管と直交する面に沿って開口する溝が形成されており、
    記パッキンは、前記受入管に嵌合されるパッキン本体と、そのパッキン本体の外周から少なくとも両側方に突出する突片とを備え、かつ、前記パッキンは、前記両側方に突出する突片縦または斜めにした状態で前記結合枠の両側の側壁の間に挿入可能であり
    前記パッキンは、前記パッキン本体が前記受入管に嵌合された状態で、前記受入管を回転ガイドとして回転されると、前記両側方に突出する突片記結合枠の両側の前記溝に嵌合して保持されることを特徴とするパッキン装着構造。
  2. 請求項1に記載のパッキン装着構造において、前記加圧流体供給源と前記加圧流体受入装置は、酸素ボンベとデマンドバルブであることを特徴とするパッキン装着構造。
  3. 請求項1または2に記載のパッキン装着構造において、前記パッキンは、前記加圧流体受入装置の受入管に嵌合されるパッキン本体と、そのパッキン本体の外周から両側方および上方に突出する突片とを有するものであることを特徴とするパッキン装着構造。
  4. 加圧流体受入装置の受入管に嵌合可能なパッキン本体と、そのパッキン本体の外周から両側方に突出する、前記加圧流体受入装置の結合枠の両側の側壁の溝に嵌合可能な突片とを有するパッキン。
  5. 加圧流体受入装置の受入管に嵌合可能なパッキン本体と、そのパッキン本体の外周から両側方および上方に突出する突片とを有し、両側方に突出する突片は、前記加圧流体受入装置の結合枠の両側の側壁の溝に嵌合される突片であり、上方に突出する突片は工具で把持して回転力を与えるための突片であることを特徴とするパッキン。
  6. ヨーク結合枠を有するデマンドバルブにおいて、前記ヨーク結合枠の加圧流体供給源のヨークバルブを挿入する孔を形成する両側壁の内面に、パッキン本体と、そのパッキン本体の外周から少なくとも両側方に突出する突片とを有するパッキンの前記両側方に突出する突片を嵌合する溝を備えたデマンドバルブ。
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