JPH08210528A - 弁 - Google Patents

弁

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JPH08210528A
JPH08210528A JP7279923A JP27992395A JPH08210528A JP H08210528 A JPH08210528 A JP H08210528A JP 7279923 A JP7279923 A JP 7279923A JP 27992395 A JP27992395 A JP 27992395A JP H08210528 A JPH08210528 A JP H08210528A
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JP7279923A
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Gregory A Farrell
グレガリ、エイ、ファレル
Kevin J Hanmann
ケヴィン、ジェイ、ハンマン
Peter Schmitz
ペータ、シュミッツ
Bruce E Behringer
ブルース、イー、ベーリンガ
James A Mawhirt
ジェイムズ、エイ、マワート
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Bayer AG
Bayer Corp
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Bayer AG
Bayer Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 開いた状態でも閉じた状態でも等しい変形を
許容するダイヤフラム構造を備えた、小さい死容積を持
つ、高密度の小型の弁を提供する。 【解決手段】 第１の表面１２を持つ第１の剛性層１０
と、第１の表面に向き合う第２の表面２１とこの第２の
表面２１に対向する第３の表面２２とを持つ第２の剛性
層２０と、前記第１の表面及び第２の表面の間に位置さ
せたたわみ性層３０とを弁１が備えている。弁室は、第
１の表面内の凹面１４と、たわみ性層の一方の表面３１
とにより境界を定められる、第１剛性層の流体通路１
５、弁室内に凹面１４において開口し、この弁室に交互
に真空５及び圧力６を加え。流体室は、たわみ性層の他
方の表面３２と、第２の表面内に設けられた凸部分２４
及び凹部分２５から成る凹−凸面とにより境界を定めら
れる。第２の剛性層の流体通路２６、２７は、流体室内
に凸面２４において開口する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、弁アセンブリ、ことに
エラストマー質ダイヤフラムを持つ流体弁に関する。
【０００２】
【従来技術】この種の流体弁は当業界では、たとえば米
国特許第４，８５２，８５１号明細書に記載してあるよ
うによく知られている。
【０００３】従来の弁は、開いた位置及び閉じた位置の
間で互いに等しい変形を必要とする非弾性ダイヤフラム
を備えていた。
【０００４】なおその後のこの種の弁では、内部に形成
した流体室及び弁室の幾何学的形状によって、たわみ性
シート部材は弁の開いた位置及び閉じた位置の間の互い
に等しくない変形によりしわが寄りひだを生じて不適正
な密封作用により弁機能の信頼性が失われた。
【０００５】
【発明の開示】本発明の主な目的は、従来の弁の欠点を
除いた弁を提供することにある。本発明は一層高い密封
圧力、低い死容積（ｄｅａｄ ｖｏｌｕｍｅ），低いキ
ヤリ−オ−バ（ｃａｒｒｙｏｖｅｒ）、長い寿命、化学
的な適合性（ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）及び密なユ
ニット完成品（ｐａｃｋａｇｉｎｇ）が得られる。
【０００６】本発明の他の目的は、融着され又はその他
の方法で密封されたアクリル系の又はその他のマニホル
ド導管を通る液体又は空気の流れを交互に止め又は流通
させる弁を提供することにある。制御される流体は、圧
力／真空ソレノイド弁又は機構から弾性ダイヤフラムに
より隔離される。
【０００７】さらに本発明の目的は、開いた状態でも閉
じた状態でも等しい変形を許容するダイヤフラム構造を
備え小さい死容積を持つ高密度の小型弁を提供すること
にある。
【０００８】本発明のこれ等の又その他の目的は、本発
明によれば、実質的に平らな第１の表面を持つ第１の剛
性層と、前記第１の表面に向き合う実質的に平らな第２
の表面と、この第２の表面に対向する実質的に平らな第
３の表面とを持つ第２の剛性層と、前記第１の表面と前
記第２の表面との間に位置させたたわみ性層と、前記実
質的に平らな第１の表面の凹面と、前記たわみ性層の一
方の表面とにより境界を定められた弁室と、前記第１の
剛性層に設けられ、前記弁室に交互に真空及び圧力を加
えるように、前記凹面において前記弁室に開口する第１
の流体通路と、前記たわみ性層の他方の表面と実質的に
平らな前記第２の表面内の凹ー凸面とにより境界を定め
られた流体室とを備えた弁により達成できる。前記凹ー
凸面は、内側の円形の凸部分と、同心の環状の外側凹部
分とを備えている。第２の剛性層内の２つの流体通路は
弁室内に凸面で開口する。
【０００９】真空を弁室に加えるときは、たわみ性層が
たわみ、その他方の表面を凹ー凸面から間隔を置いて２
つの第２の流体通路間の連通を許容する。弁室に圧力を
加えるときは、たわみ性層がたわみ、このたわみ性層の
他方の表面を凹ー凸面上に配置し、２つの流体通路間の
連通を防止するようにする。
【００１０】本発明弁は又、第３の表面に向き合う実質
的な平らな第４の表面を持つ第３の剛性層を備えてい
る。２つの第２流体通路は、第２及び第３の剛性層を連
結するときに整合する第３及び第４の表面のみぞから成
っている。
【００１１】このようにして流路は、たわみ性層の平面
から変位した平面内に位置する。凹ー凸面は、開いた位
置及び閉じた位置で等しい弾性伸長変形を生ずる形状組
合わせであり、閉じた通路のまわりを「確実に包囲」す
ることにより閉じた位置において確実な閉鎖が得られ
る。
【００１２】本発明弁は又、弁密封に必要な周辺部圧縮
に基づいて押出成形のダイヤフラム材料を十分に含み弾
性ダイヤフラム性能及び周辺変形性の妥協を必要としな
い環状体（ａｎｎｕｌｕｓ）を備える。
【００１３】各剛性層は、なるべくは透明なアクリルプ
ラスチックが好適である。これ等の層は、本説明に参照
した米国特許第４，８７５．９５６号明細書に記載して
あるように拡散接着（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｂｏｎｄｉ
ｎｇ）、接着剤接着（ａｄｈｅｓｉｖｅ ｂｏｎｄｉｎ
ｇ）又は溶媒接着（ｓｏｌｖｅｎｔ ｂｏｎｄｉｎｇ）
により接合するのがよい。各層は又、ボルト又はねじの
ようなファスナにより機械的に接合してもよい。
【００１４】本発明による弁は、血液学、化学、化学免
疫学用の臨床診断分析装置用一体流体循環路に使うのが
よい。
【００１５】本発明はこれ等の又その他の特徴及び利点
を添付図面について以下に詳しく述べる。
【００１６】
【実施例】図１及び２に示すように本発明による弁１
は、実質的に平らな表面１１、１２を持つ第１の剛性層
１０と、実質的な平らな表面２１、２２を持つ第２の剛
性層２０と、実質的に平らな表面４１、４２を持つ第３
の剛性層４０とを備えている。表面１２、２１の間に
は、ゴムのようなエラストマー質材料かな成るたわみ性
層３０を配置してある。
【００１７】弁１はさらに、平らな表面１２内の凹面１
４とたわみ性層３０の一方の表面３１とにより境界を定
められる弁室を備えている。第１の剛性層１０内の少な
くとも１つの流体通路１５は、弁室に交互に真空５又は
圧力６を加える弁４に連結してある。
【００１８】弁１は又、たわみ性層３０の表面３２と、
内側の円形凸部分２４及び同心の外側の環状の凹部分２
５を持つ表面２１内の凹ー凸面とにより境界を定められ
る流体室を備えている。
【００１９】凸部分２４は、その中心にドーム部を持つ
のがよく、このドーム部に対する接線は剛性層２０の表
面２１と同じ平面内にある。このドーム部は凹面１４の
中心に整合している。
【００２０】表面１２は又、凹面１４を囲む圧縮ー膨脹
リリーフ環状部（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎーｅｘｐａｎ
ｓｉｏｎ ｒｅｌｉｅｆ ａｎｎｕｌｕｓ）１３を備え
ている。表面２１は、圧縮ー膨脹リリーフ環状部１３及
び凹ー凸面を囲む圧縮ー膨脹リリーフみぞ２３を備え、
圧縮ー膨脹リリーフ環状部１３及と圧縮ー膨脹リリース
みぞ２３との間に圧縮区域３３を形成する。圧縮区域３
３は、たわみ性層３０を圧縮し、又圧縮ー膨脹リリーフ
みぞ２３は、押出成形のダイヤフラム材料のために設け
られる。剛性層１０、２０を図１に示すように互いに接
合するときは、圧縮区域３３は弁室及び流体室の周辺を
密封するように作用する。
【００２１】剛性層２０は、凸部分２４で流体室に開口
し、剛性層２０の表面２２に延びる２つの流体通路２
６、２７を備えている。
【００２２】剛性層２０の表面２２にみぞ４４が形成さ
れ、又剛性層４０の表面に、みぞ４４に整合して流体導
管２８を形成するみぞ４３が形成される。剛性層４０の
表面４１には流体導管２９を形成してある。表面４１、
２２は、通路２８、２９を密封するように拡散接合によ
り互いに接着してある。
【００２３】みぞ２９は通路２７及び作動流体入口２に
連通し、又みぞ２８は通路２６及び作動流体出口３に連
通している。
【００２４】作動時に通路１５を経て弁室に真空５を加
えるときは、たわみ性層３０は位置Ｐ１にたわみ、表面
３２は凸部分２４から間隔を置き、そして流体室は開い
て作動流体入口２及び作動流体出口３の間が通路２９、
２７、２６、２８を介して連通する。
【００２５】弁室に圧力６を加えるときは、たわみ性層
層３０は閉じた位置Ｐ２にたわみ、表面３２が凸面２４
及び凹面２５に密接に押しつけられ作動流体入口２及び
作動流体出口３の間の連通を妨止する。
【００２６】凹ー凸面により開いた位置Ｐ１でも閉じた
位置Ｐ２でも互いに等しい弾性伸長変形が生ずる。
【００２７】本発明の１実施例では各剛性層は十分に規
格化され透明な成形アクリルから成り、又たわみ性層は
シリコーンシート（ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｓｈｅｅｔｉｎ
ｇ）から成っている。各剛性層は、厚さが約０．１０イ
ンチないし０．２５インチであり、又たわみ性層は厚さ
が約０．０１インチで約０．３７５インチの直径を持
つ。みぞ２３は内径０．３２２インチ、外径０．４イン
チであり又高さ０．０１２インチである。圧縮ー膨脹リ
リーフ環状部１３は直径が０．２２５インチあり表面１
２から０．００５インチの段差を持つ。圧縮区域３３は
０．２２５インチの内径と０．３２２インチの外径とを
持ち、又表面２１は圧縮区域３３で０．００９インチの
段差を持つ。
【００２８】通路１５は直径が０．０３１であり、又各
通路２６、２７は直径が０．０２インチであり心間間隔
が０．０５インチである。凹入面３１は、直径０．１５
６インチ、球面半径０．１インチ、又深さ０．０２５イ
ンチである。凸部分２４は、外径０．０１５６インチ、
内径０．０６インチ、又曲率半径０．０２インチであ
る。凹部分２４は直径０．０６インチ又球面半径０．０
８インチである。
【００２９】前記した実施例は単に例示したものであり
本発明の範囲を制限するものではない。当業者には明ら
かなように本発明はその精神を逸脱しないで種種の変化
変型を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明弁の１実施例の横断面図である。
【図２】図１の弁の展開斜視図である。
【符号の説明】
１ 弁 ５ 真空 ６ 圧力 １０ 第１の剛性層 １２ 第１の表面 １４ 凹面 １５ 第１の流体通路 ２０ 第２の剛性層 ２１ 第２の表面 ２２ 第３の表面 ２４ 凸部分 ２５ 凹部分 ２６、２７ 第２の流体通路 ３０ たわみ性層 ３１ １方の表面 ３２ 他の表面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペータ、シュミッツ アメリカ合衆国ニューヨーク州10512、カ ーメル、オウルド・ペクスリップ・ロウ ド、アーエフディー 10番 (72)発明者 ブルース、イー、ベーリンガ アメリカ合衆国ニュージャーズィ州07656、 パーク・リッジ、フェアヴュー・アヴィニ ュー 25番 (72)発明者 ジェイムズ、エイ、マワート アメリカ合衆国ニューヨーク州11223、ブ ルックリン、イースト・ナインス・ストリ ート 2146番

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 実質的な平らな第１の表面を持つ第１の
    剛性層と、 前記第１の表面に向き合う実質的に平らな第２の表面
    と、この第２の表面に対向する実質的に平らな第３の表
    面とを持つ第２の剛性層と、 前記第１の表面と前記第２の表面との間に位置させたた
    わみ性層と、 前記実質的に平らな第１の表面の凹面と、前記たわみ性
    層の一方の表面とにより境界を定められた弁室と、 前記第１の剛性層に設けられ、前記弁室に交互に真空及
    び圧力を加えるように、前記凹面において前記弁室に開
    口する少なくとも１つの第１の流体通路と、 内側の円形の凸部分と、外側の同心の環状の凹部分とを
    備え、前記たわみ性層の他方の表面と、実質的に平らな
    前記の第２表面内の凹ー凸面とにより境界を定められた
    流体室と、 前記第２の剛性層に設けられ、前記凸面において前記弁
    室に開口する少なくとも２つの第２の流体通路と、を備
    えることにより、 前記弁室に真空が加えられるときは、前記たわみ性層が
    たわみ、このたわみ性層の他方の表面を前記凹ー凸面か
    ら間隔を置いて少なくとも２つの前記第２の流体通路間
    の連通許容し、前記弁室に圧力が加られるときは、前記
    たわみ性層がたわみ、このたわみ性層の他方の表面を前
    記凹ー凸面上に配置し、少なくとも２つの前記第２の流
    体通路間の連通を防止するようにして成る弁。
  2. 【請求項２】 前記第１の表面に凹面と、前記凹ー凸面
    の凸部分とが共通の中心点を持つようにした請求項１の
    弁。
  3. 【請求項３】 前記の第１の実質的に平らな表面に設け
    られ、前記凹面を囲む圧縮ー膨張リリーフ環状部と、前
    記第２の実質的に平らな表面に設けられ、前記圧縮ー膨
    張リリーフ環状部との間に圧縮区域を形成するように、
    前記凹ー凸面を前記圧縮ー膨張リリーフ環状部のまわり
    で囲む圧縮ー膨張リリーフみぞとを備えた請求項１の
    弁。
  4. 【請求項４】 前記第１及び第２の剛性層を、これ等の
    剛性層間にたわみ性層にを設けて互いに連結する手段を
    備えることにより、前記圧縮区域内の前記たわみ性層の
    ー部分により前記流体室及び弁室の密封を行うようにし
    た請求項３の弁。
  5. 【請求項５】 前記第３の表面に向き合う実質的に平ら
    な第４の表面を持つ第３の剛性層そ備えた請求項１の
    弁。
  6. 【請求項６】 前記第２及び第３の剛性層を、前記第３
    及び第４の表面を相互に隣接させて連結する手段を備え
    た請求項５の弁。
  7. 【請求項７】 少なくとも２つの前記第２の流体通路
    に、前記第２及び第３の剛性層が連結されるときに、整
    合する、前記第３及び第４の表面に設けたみぞにより構
    成した請求項６の弁。
  8. 【請求項８】 前記第２及び第３の剛性層を連結する手
    段に、前記第３及び第４の表面の各みぞのまわりにシー
    ルを形成する手段を設けた請求項７の弁。
  9. 【請求項９】 前記第１、第２及び第３の剛性層をアク
    リルプラスチックにより構成した請求項８の弁。
  10. 【請求項１０】 シールを形成する前記手段を拡散接着
    を形成する手段により構成した請求項９の弁。
  11. 【請求項１１】 前記凹ー凸面の凸出部分に、前記第１
    の表面と同じ平面内にある中心点を設けた請求項１の
    弁。
JP7279923A 1994-10-07 1995-10-04 弁 Pending JPH08210528A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/319,918 US5496009A (en) 1994-10-07 1994-10-07 Valve
US08/319918 1994-10-07

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JPH08210528A true JPH08210528A (ja) 1996-08-20

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ID=23244146

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JP7279923A Pending JPH08210528A (ja) 1994-10-07 1995-10-04 弁

Country Status (9)

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US (1) US5496009A (ja)
EP (1) EP0706003B1 (ja)
JP (1) JPH08210528A (ja)
AU (1) AU684997B2 (ja)
CA (1) CA2157647A1 (ja)
DE (1) DE69517380T2 (ja)
ES (1) ES2146692T3 (ja)
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