JPH04504456A - 弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 弁 １−＝嘲−＝喝１ 挟」口し野 本発明は、供給又は排出管を通る流体（ガス又は液体）の流れを制御するように なされた弁に関する。（ここで、「弁」とは、栓等の任意の器具を意味する）区 生且１ 現在入手しつる弁の最も一般的な例は、螺合結合を用いたものであり、そのよう な螺合結合は、弁の構成部品を相互に結合するためのものとしても用いられ、し ばしばその目的だけのために用いられている。

しかしながら、螺合結合が必要とされない応用例や、実際には螺合結合が望まし くないような応用例もある。

大量生産においては、螺条の存在は、コスト高の要因となる。螺条は、（固定） ダイを金型かも引抜くことによる最も簡単な成形法によっては製造することはで きない、なぜなら、螺条の対向した側面がタイの引抜きを阻止するからである。

従って、プラスチック材に螺条を形成するには収縮自在のダイ又は回転ダイを使 用しなければならない、あるいは、螺条を金属材に形成する場合は、精密切削に よらなければならない、螺条付機器は、その製造費が比較的高くつくのに加えて 、構成部品を正確に心合させ、相対的に回転させなければならないので、自動組 立てに適さない。

本発明の目的は、螺条な用いたものより製造費及び組立て費の安い弁を提供する ことである。

１且立盟１ 本発明によれば、弁座を内部に有する筒状ハウジングと、該筒体内に滑り回転嵌 合するほぼ円筒形の周壁を有する弁体制御部材と、該制御部材に手操作で回転を 与え、それによって該筒体内で該制御部材を弁座に対して離接するように軸方向 に変位させるための手段から成る弁であって、前記ハウジングと、制御部材は、 該ハウジに反対向きの螺旋状ランプを有しており、該制御部材を回転させると、 該対向したランプ間の滑り接触により該制御部材を前記弁座に対して離接するよ うに軸方向に変位させる構成とされていることを特徴とする弁が提供される。

前記ハウジングと、制御部材は、異なる直径の同心の複数対の対向した螺旋状ラ ンプを備えており、多対のランプは、同様の形状であるが、反対向きであり、隣 接する対のランプは、該ハウジングの軸線の周りに角度的に偏倚されていること が好ましい、それらの対は２対であり、互いに角度的に１８０°偏倚されている ことが好ましい。

前記ハウジングと制御部材の対向した面は、各々、異なる直径の２つ以上の螺旋 状ランプを備えており、一方の部材の各ランプは、他方の部材の同様なランプと 対にされており、多対のランプは、隣接する対のランプに対して下記の式 に従って角度的に偏倚させることができる。

制御部材に手操作で回転を与えるための前記手段は、前記筒状ハウジングの、前 記弁座から遠い側の端部に被さるキャップから成り、該キャップは、該ハウジン グに対して回転自在ではあるが、軸方向には変位しないように係合しており、前 記制御部材を該キャップに対して軸方向には変位自在であるが、回転はしないよ うに該キャップと制御部材とを相互に係合させる手段を設けるこ出る。この構成 においては、前記制御部材を前記弁座の方に向けてばね押しするためのばねを前 記キャップと制御部材との間に介設することが好ましい。

前記制御部材は、弁体の弁棒を軸方向に摺動させる軸方向の内孔な有しており、 該弁体は、その弁棒の一端に頭部を有し、該頭部と制御部材との間に、該頭部を 前記弁座に接触させるようにばね押しする圧縮ばねが配置されており、前記制御 部材を前記ハウジング内で軸方向に変位させることにより、前記弁体の頭部を弁 座に対して押圧する該ばねの圧力を調節することができるようになされている。

前記１対の、又は多対のランプの一方のランプは、不連続とすることができ、円 周方向に隔置された複数の支持台によって構成し、それらの支持台の表面は、当 該対の他方のランプに対置させ、該他方のランプのピッチ及び直径と同様のピッ チ及び直径の螺旋上に位置させる。

以下に、添付図を参照して本発明の詳細な説明する。

の　− 第１図は、第２及び３図の線Ｉ−Ｉに沿ってみた弁組立体の分解縦断面図である 。

第２図は、第１図の線ＩＩ−ＩＩに沿ってみた弁の弁体制御部材の下からみた平 面図である。

第３図は、第１図の＠ＩＩＩ−ＩＩＩに沿ってみた弁の下方部分の平面図である 。

第４図は、第３図の矢印■ｖの方向にみた第１図の弁の下方部分の一部切除した 透視図である。

第５及び６図は、それぞれ、２対の螺旋状ランプから成る変型構成と、２対の螺 旋状ランプから成る変型構成の接触ランプ表面を示す。

１五１ 第１〜４図に示された弁は、麻酔術に用いられる形式の呼吸器系（図示せず）ガ ス通路内に大気圧より僅かに高い所定のガス圧を維持するように設計されたもの である。この呼吸器系は、周知の態様で弁のハウジング部１０の人口ボートＩｆ に接続される。系圧が、比較的弱い圧縮ばね１２の抵抗に打克つのに十分に高い 場合は、弁体１３の頭部４０が開口１４を取巻く弁座４１かも離脱せしめられ、 過剰空気又はガスを弁の出口１５から排出させる１図に示されるように、出口１ ５は、過剰ガスを逃がすために可撓性チューブ（図示せず）をこの弁の排出側に 接続するためのコネクタ１６の本体部材である。

ここまで説明した弁の構造は、慣用のものである。この弁の弁体制御部材１７と 弁座４１の間に圧縮されるばね１２のばね力の設定値が、弁を開放させる系内の 過剰圧の値を決める。弁は、系内の望ましくない過剰圧を逃がすとともに、出口 １５と入口１１の間での逆流を回避するのに十分な化常圧を維持する機能を果す 、それによって系を周囲からの汚染物の侵入から防護する。

弁座４１に対する弁体１３の軸方向の変位は、やはり周知のように、弁の上側部 分と下側部分の相対回転によって制御され、それによって、系圧を増減させるた めに弁の設定を手操作で調節することができる。ただし、これは、弁の上側部分 と下側−分とを螺合結合させずに達成される。即ち、本発明によれば、弁の弁体 制御部材１７は、弁のハウジング１０の筒状内孔４３内に滑り回転嵌合する円筒 形周壁２２を有する。制御部材１７は、弁体１３の弁体４５を滑り嵌合させる内 孔４４を画定する中心ボス１９を有する。弁体１３は、弁棒４５の下端に頭部４ ０を有する６頭部４０は、弁座４１に座着して弁の入口開口１４を閉鎖するよう になされている。圧縮ばね１２は、弁棒４５を囲細し、制御部材１７と弁体１３ の頭部４０の間に捕捉されている。

弁の組立て状態においては、キャップ１８の中心ボス２１の内周面に形成された 溝２０が、制御部材１７の中心ボス１９に外周面の設けられた長平方向のスプラ イン（図示せず）を受容し、制御部材１７をキャップ１８に対して回転はさせな いが、軸方向に変位自在とする。キャップ１８は、下方自由端近くの内周面に環 状ビード２４を備えたスカート２３を有する。スカート２３は、ハウジングｌＯ の筒状壁の肩部３７を被ってスナップＣ弾発）係合する。この構成により、キャ ップ１８（及びそれと−緒に制御部材１７）をハウジング１０に対して回転させ ることを可能にするが、キャップ１８をハウジング１０から引抜こうとする両者 の相対的な軸方向の移動には抵抗するようにする。（例えば、スカート２３を弾 性にすることによって、この抵抗は、キャップ１８を意図的に引抜きたいときに は打破ることかできるが、キャップの偶発的な分離を防止するには十分な大きさ とすることが好ましい、） キャップ１８と制御部材１７の間に比較的強い圧縮ばね２５が捕捉されている。

このばねは、キャップのボス２１を囲繞しており、キャップのウェブ２７の下面 のばね座２６と、制御部材１７のウェブ２８の上面との間で作用する。ばね２５ は、ボス１９（ボス２１内に受容されている）と制御部材の周！！２２との間に 受容される。

かくして、制御部材１７は、キャップ１８から下方へばね偏倚され、制御部材１ ７がハウジング１０に対してどのような回転角度位置にあっても、制御部材１７ の下面２９．３０がハウジング１０の内部の上向き面３１，３２に接触した状態 に保持される。

面３１は、ハウジングｌＯの外！！３３の内周面に張出し棚を形成するものであ り、実質的に垂直な表面即ち段３４から始まり、同じ段３４に終る螺旋状ランプ （傾斜面）の形である。それに対向する制御部材１７の面２９も、同様な段３５ から始まり、同じ段３５に終る同様な螺旋状ランプである０以上に説明した構成 の効果は、以下の通りである。制御部材１７をキャップ１８と共に回転させると 、ランプ２９ランプ３１に乗って摺動し、制御部材１７をハウジング１０に対し て軸方向に変位させる。制御部材１７のこの変位は、ビード４と肩部３７との係 合によりハウジング１０に対して軸方向に静止状態に保持されているキャップ１ ８内で行われる。ハウジング１０の弁座４１に対して離接する制御部材１７の変 位により、弁体１３が軸方向に移動する間隙を変更し、それによって系からの濁 れ率を、従って系圧を調節する。

制御部材１７をハウジング１０に対して３６０°以上回転させると段３５が段３ ４を乗越えてしまう、実際の実用においては、これを防止し、制御部材１７の角 移動（回転）の許容範囲を制限することが望ましい０図示の実施例では、これは 、キャップ１８及びそれと共に制御部材１７の角移動（回転）の許容範囲を３６ ０°未滴に制限するためにハウジングｌＯの外壁に設けられた突起３６（第３図 ）をキャップに設けられたストッパー（図示せず）に係合するように配置するこ とによって達成される。

制御部材１７を回転させたときの螺旋状ランプ２９と３１との相互作用は、第５ 図に示された２つのリングのうちの外側のリングを考察することによって理解す ることができる。出発位置（第５ａ図）では１段３５は、段３４に接触している 。制御部材１７は、ハウジング１０内の最下限位置にあり、ランプ２９と３１と の接触は実質的に３６０′″に亙っている。第５ｂ図では、制御部材１７は、ハ ウジング１０に対して９０＠回転された位置にあり、段３４と３５は、９０°離 隔している０段３４と３５の間の白抜き部分は、ランプ３１がランプ２９を支持 していない円弧部分を表わす、第５Ｃ図では、この不支持円弧が１８０°になり 、第５ｄ図では２７０°になっている。第５ｄ図は、突起３６によって許容され る、ハウジング１０に対する制御部材１７の最大限の角移動、従って協同するラ ンプ２９と３１によってもたらされる、ハウジングｌＯからの制御部材１７の軸 方向の最大限の変位量を表わす、この位置での支持円弧は、外側リングの陰影部 分によって表わされている。

この状態では、制御部材１７がばね２５の作用下でハウジングＩＯ及びキャップ １８に対する軸方向の整列（心合）から傾こうとする強い傾向がある６本発明の 好ましい実施例によれば、これは、上述の１対のランプ２９．３１に対して１８ ０°角度的にずらされた（偏倚された）追加の１対の螺旋状ランプ３０．３８を 設けることによって防止される。詳述すれば、制御部材１７に設けられた第２ラ ンプ３０は、該制御部材の第１ランプ２９から１８０９ずらされており、ハウジ ング１０に設けられた第２ランプ３日は、該ハウジングの第１ランプ３１から１ ８０°ずらされている。第２ランプ３８は、説明の都合上「ランプ」と称するが 、実際は、弁座４１の周りでハウジングｌＯの入口１１の内側から直立した４つ の円周方向に等間隔に配置された支持台３２の上面によって形成されている。支 持台３２の上面は、すべて制御部材１７側のランプ３０にピッチ及び直径が等し い仮想の螺旋状ランプ上にあり、協同して不連続な（途切れた）螺旋状ランプ３ ８を構成する。ハウジング１０の内側ランプ３８は、入口１１と出口１５の間に ガスを自由に通すことができるように不連続にされている。

第５図は、説明の便宜上、ハウジング１０の内側ランプ３８は不連続ではないと 仮定して示されている。又、制御部材１７の内側ランプ３０は、３６０°延長し ているものと仮定して示されているが、実用上は、その必要はなく、実際突起３ ６が存在するために３６０°延長させることはできない、ランプ３０は、制御部 材１７のウェブ２８の下面から突出しており、段３９に近接した位置４０から始 まり、最も「高い」点である段３９に終端している。ただし、図から分るように 、段３９は段３５からほぼ１８０°ずらされている。

再び第５図を参照して説明すると、ランプ３８が途切れていないとすると、内側 対のランプ３０と３８との接触面は、２つのリングのうちの内側リングの陰影部 分によって示された部分となる。制御部材１７がハウジング１０に対して最下位 置にあるときは、内側対のランプとランプの間に実質的に連続した接触が存在す ることになり、このとき外側対のランプ間にも同様の接触が存在する（第５ａ図 ）、制御部材１７が９０°回転されると、ランプ３０が、第５ｂ図に白抜き部分 として表わされるようにランプ３８から離れる。この白抜き部分は、外側リング の白抜き部分絡みで１８０°ずれている。この関係は、接触が１８０″′に亙っ て失われる第５ｃ図、及び接触が２７０°に亙って失われる第５ｄ図においても 同様である。接触が最少限となる第５第５ｅ図では、内側リングの陰影部分よっ て表わされる接触面と外側リングの陰影部分によって表わされる接触面とは、制 御部材１７とハウジング１０との相対回転及び軸方向の変位の軸線Ｘの互いに反 対側に位置している。

この構成の効果は、たとえ多対のランプ間の接触が最少限（制御部材■７がハウ ジング１０に対して最大限高い位置にあるとき）であっても、軸線Ｘの両側に対 置し止される。ただし、２対のランプの間の角度偏倚（ずれ）正確に１８０°と する必要はなく、又、２対以上のランプを使用することができることも明らかで あろう。

例えば、第６図は、互いに隣接する多対のランプを９０°偏倚させた４対のラン プを設けた構成を例示している。多対のそれぞれのランプを担持した２つの部材 （制御部材とハウジング）が軸方向の離隔間隔が最少限の位置（第６ａ図）から 最大限の位置（第６ｅ図）まで回転される間、４つのリングの陰影部分によって 表わされる残留接触面は、両部材の相対回転及び軸方向変位の軸線Ｘの周りに均 一に分布しており、特に、第６ｅ図に示される極端位置においては残留接触面は 、互いに垂直な、直径方向にほぼ対置した部分である。か（して、互いに直角方 向に傾くのを防止することによって最適の安定性が得られる。

２対のランプを用いた場合、２対のランプ間の角度偏倚を１８０１より小さくす ると、安定性が悪くなる。なぜなら、第５ｅ図に示されるように両部材間の軸方 向の変位量が最大限のとき残留接触部分が直径方向に対置しなくなるからである 。角度偏倚を９０°未満とした場合は、２対のランプを設けることによる利点が ほとんど得られない、隣接するランプ対間の最適な角度偏倚を決定するには下記 の式を用いることができる。

第１〜４図の実施例では、一方の対のランプ３０．３８のうちの１つのランプ３ ８は円周方向に隔置した支持台３２で構成されているが、所望ならば、他方の対 のランプ２９．３１のうちの１つのランプ２９又は３１も同様に不連続なもどし てもよい、多対のランプのうちの１つのランプを支持台３２のような支持台で構 成する場合、必ずしも他方の連続したランプをいずれも弁のハウジング１０又は 制御部材１７のうちの同じ部材に設ける必要はない。

の螺旋状ランプを用いているが、１対だけの螺旋状ランプを用いた。より簡単な 弁も本発明の範囲内である。その場合制御部材の円筒形周壁２２とハウジングの 筒状壁４３との協同に依存して、該ｌ対のランプの間の接触が最少限のときばね ２５の作用下で制御部材１７が心振れする、即ち傾くのを防止する。

又、別体の弁体１３とそれに組み合わされたばね１２を省除して、制御部材１７ 自体を弁体とし、弁座４１に近付けられたときそれに密封係合する表面（図示せ ず〕を有する構成とした弁又は栓も、本発明の範囲内である。

ニーｉモ蓋二ＱコＧコ末ハ≧山Ｆ−／７ｒｒＴ°　、　ｘ　？　−ＴＩＩ 補正書の写しくＩＩ訳文）提出書 （特許法第１８４条の８の規定による書面）平成　３年　７月２６日

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．弁座（４１）を内部に有する筒状ハウジング（１０）と、該筒体（４３）内 に滑り回転嵌合するほぼ円筒形の周壁（２２）を有する弁体制御部材（１７）と 、該制御部材（１７）に手操作で回転を与え、それによって該筒体（４３）内で 該制御部材を弁座（４１）に対して離接するように軸方向に変位させるための手 段（１８）から成る弁であって、 前記ハウジング（１０）と、制御部材（１７）は、該ハウジングの軸方向に互い に対向した同じピッチと直径の互いに反対向きの螺旋状ランプ（２９，３１；３ ０，３８）をそれぞれ備えており、該制御部材（１７）を回転させると、該対向 したランプ（２９，３１；３０，３８）間の滑り接触により該制御部材を前記弁 座（４１）に対して離接するように軸方向に変位させる構成とされていることを 特徴とする弁。
2. ２．前記ハウジング（１０）ヒ、制御部材（１７）は、異なる直径の同心の複数 対の対向した螺旋状ランプ（２９，３１；３０，３８）を備えており、各対のラ ンプは、同様の形状であるが、反対向きであり、隣接する対のランプは、該ハウ ジング（１０）の軸線の周りに角度的に偏倚されていることを特徴とする請求の 範囲第１項に記載の弁。
3. ３．前記対（２９，３１；３０，３８）は２対であり、互いに角度的に１８０° 偏倚されていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の弁。
4. ４．前記ハウジング（１０）と制御部材（１７）の対向した面は、各々、異なる 直径の２つ以上の螺旋状ランプ（２９，３１：３０，３８）を備えており、一方 の部材（１０，１７）の各ランプは、他方の部材（１７，１０）の同様なランプ と対にされており、各対のランプは、隣接する対のランプに対して下記の式最適 偏倚角度＝（３６０）°／（同心螺旋状ランプの数）（＝２＋） に従って角度的に偏倚されていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の弁 。
5. ５．制御部材（１７）に手操作で回転を与えるための前記手段は、前記筒状ハウ ジング（１０）の、前記弁座（４１）から遠い側の端部に被さるキャップ（１８ ）から成り、該キャップは、該ハウジング（１０）に対して回転自在ではあるが 、軸方向には変位しないように係合しており、前記制御部材（１７）を該キャッ プ（１８）に対して軸方向には変位自在であるが、回転はしないように該キャッ プ（１８）と制御部材（１７）とを相互に係合させる手段（２０）が設けられて いることを特徴とする請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載の弁。
6. ６．前記制御部材（１７）を前記弁座（４１）の方に向けてばね押しするための ばね（２５）が、前記キャップ（１８）と制御部材（１７）との間に介設されて いることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の弁。
7. ７．前記制御部材（１７）は、弁体（１３）の弁棒（４５）を軸方向に摺動させ る軸方向の内孔を有しており、該弁体は、その弁棒（４５）の一端に頭部（４０ ）を有し、該前部（４０）と制御部材（１７）との間に、該頭部を前記弁座（４ １）に接触させるようにばね押しする圧縮ばね（１２）が配置されており、前記 制御部材（１７）を前記ハウジング（１０）内で軸方向に変位させることにより 、前記弁体（１３）の頭部（４０）を弁座（４１）に対して押圧する該ばねの圧 力を調節することができるようになされていることを特徴とする請求の範囲第１ 〜６項のいずれかに記載の弁。
8. ８．前記Ｉ対の、又は各対のランプ（３０，３８）の一方のランプ（３８）は、 不連続であって、円周方向に隔置された複数の支持台（３２）によって構成され ており、それらの支持台の表面は、当該対の他方のランプ（３０）に対置し、該 他方のランプ（３０）のピッチ及び直径と同様のピッチ及び直径の螺旋上に位置 していることを特徴とする請求の範囲第１〜７項のいずれかに記載の弁。