JPS604396B2 - 調節バルブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、２または３以上の流体源からの流体の流れ
を選択的に制御するために調整できるバルブまたは活栓
に関する。

一般に、この型のバルブは回転自在なプラグを取り付け
たバルブ本体からなる。アームまたは導管はバルブ本体
から外方へ延び、そして流体源と蓮適するように配置さ
せることができる。プラグのスロットまたは通路は同時
に２本または３本以上の導管と合致でき、それによって
これらの導管を通る流体の流れを制御する。また、プラ
グ通路はバルブ本体の導管を通る全流体流れを阻止する
ような位置に回転され得る。この種のバルブは、多くの
病院および医療に用途を有する。

典型的な用途としては、例えばバルブ導管の１つが適当
な管類を経て直接思考の血液へ接続される場合がある。
他の導管は点滴溶液に接続され、そして第３の導管は注
射器、圧力計、第２溶液、薬剤、血液または血酸に接続
される。このような配置は、普通手術、手術前処置、手
術後処置の間および静脈内に流体の注入を要する他の患
者処置の場合に用いられる。いよいよ、患者は継続して
点滴用溶液を注入される。したがって、バルブプラグは
点滴用溶液の導管を患者へ接続する導管と蓮適する位置
まで回転される。手術および患者処置状態間に、点滴用
溶液に加えて麻酔剤または筋肉弛緩剤のような薬剤を患
者に注射することが望ましい、この型のバルブによって
このような注射を行うため、プラグは、薬剤を注射する
間′点滴用溶液の流れを中断するかまたは薬剤と点滴用
溶液とを同時に注射するためにバルブ本体内で回転され
る。薬剤が完全に投与されたら、バルブプラグは点滴溶
液が単に患者の血流と蓮適するだけの位置まで再び回転
される。このようなバルブにおいて経験された問題は、
バルブ本体の亀裂、プラグの亀裂、プラグがバルブ本体
から分離すること、プラグとバルブとの境界での流体の
漏出、およびバルブが閉鎖位置にあるときの各導管間の
漏出を含む。

このような問題は、設計の不完全、用いたバルブ材料の
不適正および／または物質貯蔵方法または保管の不適当
な制御によって生じる。構造用熱可塑性プラスチックを
用いる先行技術のバルブは、一般にプラグと組合わせる
バルブ本体ソケットよりも大きい直径を有するプラグか
らなる。

より大きい直径のプラグは、プラグとハルブ本体ソケッ
トとの間に締りばめをつくり、そして望ましくない流体
の漏出を防止することを意図している。締りばめは、プ
ラグに作用する圧縮力とバルブ本体に作用する引張り力
から生じる。

このような力が十分大きくなれば、プラグおよび／また
はバルブ本体の亀裂が発生し、またはプラグはバルブ本
体から押し出されてしまう。後者は、不適当な手段がプ
ラグをバルブ本体内に保持するさめに用いられながら生
じ、そして流体の注入間に発生した高い内部圧の結果と
してより生じ勝ちになる。亀裂は、プラグと本体との組
立ての間に、組み立て後いよいよ、および使用中に生じ
ることが見い出された。このような亀裂は、用いた材料
の形状または物理的変化、通常の老化、高温または低温
への露出、放射線への露出、または大気汚染物質への露
出によって生じる。亀裂の問題を克服するため、バルブ
部村の１つ（通常、プラグ）は、圧縮力および引張り力
を許容限界内に維持するように設計すると共に、他のも
のよりも軟質のまたはより弾性の材料から作られている
。

低圧（特定限界以下）で生じる漏出は、このようなバル
ブを使用しがたいものとする。

このような漏出が生じるのはプラグおよび／またはバル
ブ本体ソケットとの接触表面での欠陥、導管域のプラグ
とバルブ本体との間の十分なすり合わせができない設計
ミス、導管城のバルブ本体表面から離れるプラグのコー
ルドフロー（クリープ）、導管域の接触表面の分離を生
じる温度変化による部材の膨張または収縮、または導管
城の接触表面の分離を再び生じる注入間に発生した内部
圧によってプラグをバルブ本体内で持ちあげることによ
る。先行技術のバルブにおけるプラグを本体内に保持す
るための手段は、永久的または静止性であった。たとえ
ば、いくつかの先行技術のバルブは、バルブ本体の周辺
の他のフランジ上下にかみ合うフランジを支えるプラグ
を有する。これらのかみ合うフランジはプラグをバルブ
本体内に永久的に保持し、そして該プラグが過度の圧力
下でバルブから抜け出すことを防止する。しかしながら
、これらのバルブは少しもプラグ移動を考慮に入れてい
ないので、プラグまたはバルブ本体は亀裂または破壊し
てしまうであろう。プラグ項部とバルブ本体との間に若
干の間隙を有する他のバルブは、プラグをバルブ本体内
で上方へ移動させる。

しかしながら、これらのバルブでは、圧力が降下すると
プラグをバルブ本体ソケット内へ押し戻すような構造で
ない。先行技術のバルブは、米国特許第２８３２５６２
号、第２８５４０２７、第２８５９９３２号、第３０１
２７５２号、第３０４８１９２号、第３０５７３５び号
、第３２７６４７２号、および第３４８１３６７号に開
示されている。

この発明の目的は、前記の欠点を克服するバルブを提供
することであり、そしてこの発明のより特定の目的は、
プラグがバルブ内で動的かみ合い関係に固定されること
によて、安定した密封関係が各部材の成形の欠陥または
各部材の形状変動に関係ないこ維持されるバルブを提供
することである。

この発明のこれらおよび他の目的ならびに利点は以下で
十分に明らかとなり、そして限定するのでなくて説明す
るため、この発明の具体例を図面に示す。

この発明は、特に医学用または病院用に使用するのに適
している改良バルブまたは活栓に関する。

バルブ本体とプラグとからな、これらのいずれかまたは
両方とも慣用のプラスチック成形法によって比較的安価
なプラスチック材料から製造できる。バルブ本体からな
り、該本体はバルブ本体から外方へ延びる導管と共にプ
ラグ収容ソケットを有する。

これらの導管はバルブ本体ソケットと運通している。ま
た、バルブ本体はソケット口部から外方に延びるフラン
ジを有する。ソケットは回転自在なプラグを収容する。
プラグはスロットまたは通路を有し、該通路は本体ソケ
ット導管と合致できる。したがって、プラグの回転によ
って、２本または３本以上の導管が互いに蓮適するよう
配置されることになる。この発明の必須構成要件の１つ
は、プラグがバルブ本体に保持される方法および手段で
ある。

プラグと本体との間の動的かみ合いは、バルブ本体で担
持されたフランジとプラグが備える耳部との相互作用に
よって可能となる。バルブ本体上のフランジはバルブ本
体ソケットから外方に下方に傾斜して延びる第１表面と
、ソケット壁と平行に延びる円周表面もしくは第２表面
と、該円周表面からバルブ本体へ向かって内下方に延び
て本体とつながる第３表面もしくは下方把持表面とを備
える。

プラグは、頂部から外方へ延びそして下方へ延びるフラ
ンジを有する。このプラグフランジの内表面は、バルブ
本体へ向かって内方へ延びる複数の間隔をおいた耳部が
ある。これらの耳部は、本体フランジの下方把持表面を
摺動自在に把持しそしてプラグをソケット内へ継続的に
引張るのに適した上方把持表面を備えている。これらの
耳部は本体フランジの把持表面と摺動自在な接触を保持
し、プラグが内部圧変化でわずかに上下移動することを
許容しながらバルブ本体内で回転できることを許容する
。プラグ耳部と本体フランジとの間の力は、プラグに作
用するどんな他の内力または外力に打ち勝つように作用
する一方、該プラグをバルブ本体ソケット内へ引張る。
この発明のバルブは、プラグが本体内に収容されてそれ
が寸法が大きいので摩擦でそこに保持される先行技術の
静的関係とは異なり、プラグとバルブ本体との間に動的
関を提供することである。

先行技術のバルブ本体に用いたフランジおよびフランジ
の耳部または突端部は、プラグ本体から抜け出すことを
防止するが、該プラグをバルブ本体内へ継続的に引張ら
ない。この発明のバルブ本体およびプラグの動的関係が
特に役に立つ３つの領域は、コールドフロー、成形ミス
および各部材の形状変動にある。

先行技術のバルブ本体およびプラグを製造するのに用い
られるプラスチック材料のコールドフローは、継続的に
プラグを本体ソケット内へ引張る構成がないので、先行
技術のバルブ構造では克服できない。先行技術のプラグ
およびバルブ本体の接触表面におけるわずかの成形ミス
または寸法変動は、漏出を生じることになるであろう。
この発明のバルブでは、これらの問題は継続的にバルブ
本体ソケット内へ引張るプラグによって克服することが
できる。この発明のバルブ構成は、圧縮下にて保持され
るバルブ本体に帰着する。

それ故に、バルブ本体は先行技術のバルブよりもずっと
高圧下での亀裂または破損に耐えることができる。第１
および２図に示すように、バルブ本体１０は本体１２と
プラグ１４とからなる。

通路１８を形成する導管１６は本体１２と一体である。
導管１６の外表面はテーパにされるか、または注射器ま
たは他の溶液の容器をバルブに連結することが容易にな
るようにネジ山２０のような拘束装置を有してもよい。
本体１２は、プラグ１４を密封関係に収納するのに適し
た本体ソケット２２を構成する。

本体ソケット２２は、環状表面２６で終わる環状テーパ
壁２４によって形成される。テーバ壁２４は周緑フラン
ジ２８を備え、該フランジは通常台形の輪郭を有しかつ
テーパ壁２４と一体である。したがって、フランジ２８
は、本体ソケット２２の口部で環状表面２６から下外方
へ延びる第１表面３０と、一般にテーパ壁２４と平行で
ある第２または円周表面３２と、円周表面３２から下内
方へ延びる第３表面である下方把持表面３４とより構成
せれる。プラグ１４は、本体１２の本体ソケット２２に
取り付けられるのに適している。

このために、プラグ１４は通常Ｔ字形の輪郭で形成され
、プラグ１４を回転するためのハンドルとして役立つ上
部つまみハンドル部３６を有する。プラグ１４のハンド
ル部３６は環状部３８と一体であり、該環状部は密封関
係を達成するために本体ソケット２，２の表面に相応す
る外周表面を有する。プラグ１４は、ハンンドル部３６
と反対側のその下部でスロットまたは通路４０で終わり
、該スロットは導管１６とそれらの各通路１８とを蓮通
させるように回転され得る。

第２図はほとんど明らかに例示されるように、スロット
４０が導管１６と蓮通すると、各導管１６は図面で４１
として示した該ソケットの底部を経て他の導管と蓮適す
る。しかしながら、それに対して溝つまりスロット４０
が導管１６と一直線になっていないと、プラグ１４は導
管１６とソケットの下部４１との間を閉鎖状態にする。
一般に、本体が第１図に示すような３本の導管で構成さ
れると、おのおのの導管１６と蓮適するための３つのス
ロットが同機に備えられるので、２本または３本以上の
導管間の蓮通はハンドル部３６の回転によって確実に行
われる。また、プラグ１４は、ハンドル部３６から出発
して本体１２の方へ延びる環状フランジ部４２を備える
。

通常輪郭が三角形である内方へ延びる耳部４４は、フラ
ンジ４２の内周に担持される。環状フランジ４２の内周
の回りに位置した複数個の耳部が間隔を置いて設けられ
る。耳部４４は、フランジ４２から内方へ延びる上方把
持表面４６と、フランジ２８の表面３川こ相応する支え
表面４８とによって構成される。耳部４４と本体フラン
ジ２８との相互関係は、この発明の必須構成要件の１つ
である。

フランジ２８の表面３０は、本体から外方へ延びかつ下
方に傾斜する。これは、表面３０がフランジ４２を外方
へ押し出しすなわち拡げるからバルブ本体へのプラグの
挿入が容易になり、耳部４４はフランジ２８上に係止で
き、そして耳部４４の上方把持表面４５は該フランジの
下方把持表面３４と接触するようになる。表面３２は、
表面３２から内方へ傾斜する下方把持表面３４と協力し
て適切な位置にプラグ１４を保持するための肩部として
役立ｔ）。耳部４４によってソケットフランジ２８に常
時有効に働く圧力は、プラグを本体ソケット上へ常時押
しまたは引張る。

この常時の圧力または引張り力は、本体またはプラグが
温度変化で若干変形するプラスチック材料で作製されて
も、該プラグのプラスチックコールドフローを調整する
。また、プラグおよびバルブ本体のこの配置は、バルブ
内の圧力増加によって発生するプラグの変形状態下では
さもなければ漏れを発生させる、わずかな成形誤差また
は欠間も補償する。この発明によって達成される動的密
封関係は第３図に示されている。

第３図は、バルブ１０が１本または２本以上の導管１６
内に上昇圧力を受けている以外は、第１および第２図に
示したものと同じバルブを図示する。第３図から判るよ
うに、１本の導管１６内の上昇圧力はスロット４０１こ
伝達され、それによってプラグ１４を本体ソケット２２
内で上方へ変位させる。プラグ１４の変位が生じると、
フランジ２８の第３または下方把持表面３４はかみ合い
耳部４４の上方把持表面４６とかみ合って、フランジ２
８をそのプラグ１４の方へ絶え間なく押す。上昇圧力が
このシステムから除去されるや否や、プラグ１４のフラ
ンジ部４２の保持弾力がフランジ部４２を第２図に示す
ようなその元の形状に戻らせ、それによって本体ソケッ
ト２２内でプラグ１４を変＆つする。上昇圧力がこのシ
ステムに存在する間、プラグと本体との間の密封は、フ
ランジ４２がテーパ壁２４をプラグ１４の環状部３８と
の密封関係の方へ絶え間なく押すのでいつでも維持させ
る。当業者によって認識されるように、本体１２のフラ
ンジ２８は連続的または中断されていてもよい。

この発明の好適な具体例では、フランジ２８には第４図
に図示するような１個または２個以上の中断部４９が形
成されている。中断部４９は、相互に蓮通する各導管に
関してプラグの相対的な位置を表示するための指示物と
して用いることができる。当業者に知られているように
、この型のバルブは、エチレンオキシドのような滅菌ガ
スを用いていまいよ滅菌される。中断部４９と３本導管
が互いにすべて連通すると中断部４９に合致できるプラ
グ１４のいくつかの印とを備えることによって、滅菌ガ
スの通過により３本の全ての導管の滅菌が確実に行われ
る。この発明の他の具体例は、第５，６および７図に示
されている。

この具体例では、第６図に示すようにフラソジ４２は突
起または指部５０を備える。第５および７図に示すよう
に指部５川ま、フランジ２８の中断部４９を通って収納
されるように形づくられている。この具体例ではまた、
第４図に示すようにテーパ壁２４は、指部５０を取り付
けたプラグがフランジ２８の中断部４９と一直線になる
と、指部５０とかみ合うのに適したッメ５２を備える。
したがって、ッメは適切な位置に指部５０つまりプラグ
１４を固着するのに役立つので、スロット４０Ｇま１本
または２本以上の導管１６と蓮適するための所望の位置
に拘束される。当業者によって認識されるように、１個
以上のッメ５２を備えることができ、導管１６に関して
プラグの各位層に対して１個のッメを含むことが時には
望ましい。全ての具体例において、ハンドル３６の印を
それらが一直線になるようにプラグの溝４‐０の位置と
合致させることは好ましい。

その結果として「ハンドル３６の印は、バルブの位置の
表示として導管１６と合致される。この発明のバルブは
、加圧下の流体が該バルフを流通するときに特に有用で
ある。

この場合大概のバルブでは、プラグがバルブ本体から出
てしまいそうになる。相互に拘束する固定プラグーバル
ブ本体を有するバルブは、バルブ本体またはプラグは該
プラグがバルブ本体の軸方向に動けないのでこれらの状
態下で亀裂または破損する。ある先行技術のバルブでは
、プラグは増大した圧力によってバルブ本体から一定距
離出ることができる。この移動は、導管城のプラグとバ
ルブ本体との接触表面を分離させて、結果として漏出を
生じる。しかしながら、先行技術のバルブ（たとえばコ
ウリーの米国特許第３０５７３５０号）では、プラグは
とのシステム内の圧力が除去された後バルブ本体へ引き
戻されるのでは決してない。この発明の構成のバルブで
は、プラグと本体との関係は静的よりもむしろ動的であ
る。プラグの耳部上方把持表面４６は、なお下方把持表
面３４を把持してプラグをバルブ本体へ引張りながら、
より大きい圧力に対して補償するためにその表面を滑る
ことができる。以上の説明から、本発明のバルブにおい
ては、プラグ１４がソケット２２に挿入された時、そし
て特にバルブ内の通路を加圧流体が流れる時、プラグ１
４が押し上げられることによって耳部４４の上方把持表
面４６が本体フランジ２８の係合する下方把持表面３４
上をスライドして外側へ屈曲し、他方耳部４４が存在し
ないフランジ４２の部分はその時外側へ屈曲せず、むし
ろ内側へ屈曲し応力緩和作用を行なうことがわかるであ
ろう。

このため、本発明のバルブはすぐれた耐久性を有し、高
い流体圧力にも耐え、また破壊することなく容易に組立
てることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の特徴を具体化したバルブの平面図、
第２図は第１図に示すバルブを２−２線に沿って切断し
た断面図、第３図はバルブが加圧下にあるときの第１お
よび第２図に示すバルブの断面図、第４図は本体のフラ
ンジを図示する他の具体例の斜視図、第５図は第７図の
５−５線に沿って切断した断面図、第６図はこの発明の
他の具体例に係るプラグのフランジ部の部分斜視図、第
７図はこの発明の他の具体例の側面図である。 １川まバルブ、１２は本体、１４はプラグ、１６は導管
、１８は通路、２２は本体ソケット、２４は環状テーパ
壁、２８は周縁フランジ、３０は第１表面、３２は第２
表面、３４は下方把持表面、３６はハンドル部、４０は
スロット、４２は環状フランジ部、４４は耳部、４６は
上方把持表面、４９はフランジ中断部、５２はッメであ
る。 りｒＱＺＦＪＱ２ ＥＪＧ．３ 門Ｇ．４ 付Ｇ．５ ＭＱ６ Ｇ７Ｑク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ プラグ収容ソケツトと該ソケツトに連通する外方へ
   延びる導管とを備える本体と、該ソケツト内に回転自在
   に配置されたプラグよりなるバルブであって、前記本体
   はソケツトの周縁のまわりに外方へ延びるフランジを有
   し、前記プラグはソケツト内でのプラグの回転により前
   記導管を通る流体の流れを選択的に制御できるように前
   記導管と合致し得るスロツトをその中に有し、前記プラ
   グは前記本体のフランジの周囲にフランジ部を有する前
   記バルブにおいて、前記本体のフランジは下方把持表面
   を備え、前記プラグのフランジ部はその内周に間隔を置
   いた複数の内方へ延びる耳部を備え、前記耳部は前記本
   体上のフランジの下方把持表面に対応する上方把持表面
   を備え、そのためプラグをソケツト内に挿入したとき、
   前記耳部が、前記プラグフランジ部の該耳部が存在する
   部分を該耳部が存在しない部分よりも外側へ屈曲させ、
   そしてそのため前記プラグフランジ部の耳部が存在する
   部分を前記屈曲位置に保持し、そのため前記上方把持表
   面が常時前記下方把持表面を圧迫してソケツト内のプラ
   グをシールすることを特徴とする前記バルブ。