WO2024048408A1

WO2024048408A1 - バルブおよびフィルタ容器

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Publication number: WO2024048408A1
Application number: PCT/JP2023/030457
Authority: WO
Inventors: 哲也内田
Original assignee: 株式会社ロキテクノ
Priority date: 2022-09-02
Filing date: 2023-08-24
Publication date: 2024-03-07

Abstract

簡易な構造により、回転による流路を構成するチューブの捻れを防止した上で流路の開放と閉鎖との切り替えができるバルブが求められる。　第１管端部を有する円筒の外形を有する第１管であって、前記円筒の軸の方向に延在する第１流路を内部に有し、前記第１流路は前記第１管端部において開口を形成する第１管と、前記軸と同軸で延在し第２管端部を有し円筒の外形を有する第２管であって、前記軸の方向に延在する第２流路を内部に有し、前記第１管の前記開口から前記第１管の前記第１流路の内部に前記第２管端部の挿嵌部が挿入される第２管と、前記第１管と第２管との外周面の上に、前記軸のまわりに回転が可能に前記第１管と第２管とのそれぞれに保持される回転リングと、を備えるバルブにより解決する。

Description

バルブおよびフィルタ容器

　本発明は、バルブおよびフィルタ容器に関する。

　回転動作により流路の開閉がなされるバルブが存在する。たとえば、特許文献１には、回転により流路が開閉するプランジャが開示されている。

特許第５７５３５５７号明細書

　たとえば、特許文献に開示されるプランジャでは、開閉のための回転により流路を構成するプランジャが捻れを生じる問題がある。特に、カム溝とカムフォロワーとを使用することによってプランジャが回転する構造では、必然的に流路捻れが生じる問題がある。特に、柔なチューブを連結させるバルブ構造では、流路を構成するチューブの捻れの頻度が高くなり、バルブを含めた構造の耐久性が低くなる問題がある。さらには、チューブの弾性により、チューブに捻れが生じることにより、チューブの捻れによる復元力で、バルブが誤動作を起こす問題もある。流路を構成するチューブの捻れを防止した上で、回転による流路の開放と閉鎖との切り替えが可能な簡易な構造が求められている。

　第１管端部を有する円筒の外形を有する第１管であって、前記円筒の軸の方向に延在する第１流路を内部に有し、前記第１流路は前記第１管端部において開口を形成する第１管と、前記軸と同軸で延在し第２管端部を有し円筒の外形を有する第２管であって、前記軸の方向に延在する第２流路を内部に有し、前記第１管の前記開口から前記第１管の前記第１流路の内部に前記第２管端部の挿嵌部が挿入される第２管と、前記第１管と第２管との外周面の上に、前記軸のまわりに回転が可能に前記第１管と第２管とのそれぞれに保持される回転リングと、を備えるバルブであって、前記第２流路は前記第２管端部に至らずに、前記第２流路の前記挿嵌部において前記第１流路の内壁に向かって延在して前記第２流路の前記挿嵌部において開口を形成し、前記第１管の表面にはカムフォロワー突起を備え、前記回転リングは、前記カムフォロワー突起を受容するガイドカム溝であって、前記ガイドカム溝は、前記回転リングの前記回転により、前記第２管の前記第２管端部の前記挿嵌部が最も長くなる第１位置と、前記第２管の前記第２管端部の前記挿嵌部が前記第１位置よりも短くなる第２位置と、の間で前記カムフォロワー突起を移動させて前記第１管と前記第２管とが相対的な移動を行うガイドカム溝を備え、前記バルブは、前記第１位置で前記第１流路と前記第２流路とは流体的に連通しない閉鎖状態と、前記第２位置で前記第１流路と前記第２流路とが流体的に連通する開放状態と、を有するバルブにより解決する。

　バルブを有するフィルタ容器であって、前記バルブは、第１管端部を有する円筒の外形を有する第１管であって、前記円筒の軸の方向に延在する第１流路を内部に有し、前記第１流路は前記第１管端部において開口を形成し前記第１管端部と反対側が前記フィルタ容器の内部と連通する第１管と、前記軸と同軸で延在し第２管端部を有し円筒の外形を有する第２管であって、前記軸の方向に延在する第２流路を内部に有し、前記第１管の前記開口から前記第１管の前記第１流路の内部に前記第２管端部の挿嵌部が挿入される第２管と、前記第１管と第２管との外周面の上に、前記軸のまわりに回転が可能に前記第１管と第２管とのそれぞれに保持される回転リングと、を備え、前記第２流路は前記第２管端部に至らずに、前記第２流路の前記挿嵌部において前記第１流路の内壁に向かって延在して前記第２流路の前記挿嵌部において開口を形成し、前記第１管の表面にはカムフォロワー突起を備え、前記回転リングは、前記カムフォロワー突起を受容するガイドカム溝であって、前記ガイドカム溝は、前記回転リングの前記回転により、前記第２管の前記第２管端部の前記挿嵌部が最も長くなる第１位置と、前記第２管の前記第２管端部の前記挿嵌部が前記第１位置よりも短くなる第２位置と、の間で前記カムフォロワー突起を移動させて前記第１管と前記第２管とが相対的な移動を行うガイドカム溝を備え、前記バルブは、前記第１位置で前記第１流路と前記第２流路とが流体的に連通しない閉鎖状態と、前記第２位置で前記第１流路と前記第２流路とが流体的に連通する開放状態と、を有するフィルタ容器により解決する。

　本発明により、簡易な構造により、回転による流路を構成するチューブの捻れを防止した上で流路の開放と閉鎖との切り替えができるバルブの実現が可能となる。

本願発明の第１の実施の形態であるバルブの斜視図である。本願発明の第１の実施の形態の閉鎖状態のバルブの側面図である。本願発明の第１の実施の形態の閉鎖状態のバルブの断面図である。本願発明の第１の実施の形態の開放状態のバルブの側面図である。本願発明の第１の実施の形態の開放状態のバルブの断面図である。本願発明の他の実施の形態のバルブの回転リングの保持部を示した断面図である。本願発明の他の実施の形態のバルブの回転リングの保持部を示した断面図である。本願発明の他の実施の形態のバルブの回転リングの保持部を示した断面図である。本願発明の実施の形態のガイドカム溝とフォロワー突起の他の実施の形態を示した図である。本願発明の実施の形態のガイドカム溝とフォロワー突起の別の他の実施の形態を示した図である。本願発明の実施の形態のガイドカム溝とフォロワー突起のさらに他の実施の形態を示した図である。図５Ｃのガイドカム溝とフォロワー突起について、フォロワー突起の軸方向から見た拡大図である。本願発明の実施の形態のガイドカム溝とフォロワー突起のさらに別の他の実施の形態を示した図である。

　[第１の実施の形態]
　図１から図３Ｂを参照して、本発明の実施の形態としてのバルブ１について説明する。図１は本願発明の第１の実施の形態であるバルブ１の斜視図である。図２Ａは本願発明の第１の実施の形態の閉鎖状態のバルブ１の側面図である。図２Ｂは本願発明の第１の実施の形態の閉鎖状態のバルブ１の断面図である。図３Ａは本願発明の第１の実施の形態の開放状態のバルブ１の側面図である。図３Ｂは本願発明の第１の実施の形態の閉鎖状態のバルブ１の断面図である。

　バルブ１は、第１管２と、第２管３と、回転リング４と、を備える。第１管２は、第１管端部２ａを有し、円筒の外形を有する。第１管２は、外形たる円筒の軸の方向に延在するように第１流路２１を内部に有する。第１流路２１は第１管端部２ａにおいて第１管端開口２ｂを形成する。第１流路２１の径は、第１管端開口２ｂにおいて拡がる。すなわち、第１流路２１は狭い径の第１流路本流部２１ａと、それより大きい径の第１流路拡大部２１ｂとからなる。第１管端開口２ｂは第１流路拡大部２１ｂの開口として形成される。第１管端部２ａと反対側の端部（不図示）は流体源に接続されていて第１流路２１が流体源に連通している。第１管端部２ａ側の第１流路２１は代表的には円筒形である。

　第２管３は、第１管２の軸と同軸で延在する。第２管３は、一端に第２管端部３ａを有し、第２管端部３ａと反対側の他端に第２管終管部３ｂを有する。第２管３は軸方向に延在する第２流路３２を内部に有する。

　バルブ１は、第１流路２１と第２流路３２との間の流体の流れを可能とするバルブであり、第１流路２１と第２流路３２とのいずれか一方を上流とし、その他方を下流とすることができる。この明細書では、以下、代表例として、第１流路２１を上流とし、第２流路３２を下流として説明する。

　第２管３は、第２管端部３ａを含む側が第１管端部２ａ側の第１流路２１の形状と相補的な形状を有する挿嵌部３ｃを備える。第１管端部２ａ側の第１流路２１は代表的な円筒形の場合には、挿嵌部３ｃは円柱形状を有する。第２管３の挿嵌部３ｃは、第１管２の第１管端開口２ｂから第１管２の第１流路２１の第１流路拡大部２１ｂへと挿入される。第２管３の挿嵌部３ｃのうち、第２管端部３ａの部分は第２管３の挿嵌部３ｃの円柱形状の半径よりも小さい半径を有している。

　第２管３の挿嵌部３ｃは、第１管２の第１流路２１の内部へと挿入された状態において、第２管３の挿嵌部３ｃの外径は第１管２の第１流路２１の第１流路拡大部２１ｂの内径より僅かに小さく、第２管３の挿嵌部３ｃの外径は第１管２の第１流路２１の内径との間に、流路隙間５が形成される。流路隙間５は、第１流路拡大部２１ｂと第２管３の挿嵌部３ｃとの間に形成される隙間である。

　第２管３の挿嵌部３ｃの中心軸は、第１管２の第１流路２１の中心軸と同軸であって、第２管３の挿嵌部３ｃは第１管２の第１流路２１の中心軸に沿って移動可能である。その移動は移動量が第２管３の挿嵌部３ｃが第１管２の第１流路２１内に挿入されている挿入長さが、Ｄ１と、Ｄ１よりも短いＤ２と、の間となるような移動である。バルブ１の閉鎖状態で第２管３の挿嵌部３ｃの挿入長さがＤ１となり、第２管３の挿嵌部３ｃが第１管２の第１流路２１の中に最も深く挿入されている状態である。一方、バルブ１の開放状態で第２管３の挿嵌部３ｃの挿入長さがＤ２となり、第２管３の挿嵌部３ｃが第１管２の第１流路２１の中に最も浅く挿入されている状態である。

　第２流路３２は、第２管終管部３ｂにおいて開口を形成し、第２管終管部３ｂから第２管端部３ａに向かって延在する。しかし、第２流路３２は第２管端部３ａまでには至らずに、第２流路３２の挿嵌部３ｃにおいて第１流路２１の内壁に向かって軸方向に延在して、第２流路３２の挿嵌部３ｃの周面に開口３３を形成する。第２流路３２の挿嵌部３ｃの開口３３は流路隙間５と流体的に連通する。

　第２管３の挿嵌部３ｃは、流路隙間５が第１管端部２ａにおいて第１管端開口２ｂを介して第１管端開口２ｂの外と連通しないように、流路隙間５の第１管端開口２ｂ側の第２管３の挿嵌部３ｃには、その全周に亘ってシール部材３４ａ（第１シール部材）が配置される。シール部材３４ａは、第１流路２１の第１流路拡大部２１ｂの内面と密着し、第２管３が第１流路２１内で摺動可能なように配置される。シール部材３４ａは、流路隙間５内の流体が第２流路３２の挿嵌部３ｃの開口３３へ流れ込むことを保証するシール部材である。バルブ１の開放状態および閉鎖状態との両方の状態において、流路隙間５は、シール部材３４ａにより、第１管２の第１流路２１の中心軸方向に、シール部材３４ａの第１管端部２ａ側とは流体的に隔絶されて連通しない。

　一方、第１管２の第１流路２１の中心軸方向に、第２流路３２の挿嵌部３ｃの開口３３に対して、シール部材３４ａの位置と反対側の第２管３の第２管端部３ａの全周には、シール部材３４ｂ（第２シール部材）が配置される。シール部材３４ｂの外径はシール部材３４ａの外径より細い。シール部材３４ａが第１流路２１の第１流路拡大部２１ｂの内面と密着して第２管３が第１流路２１内で摺動可能なように配置されるのに対し、シール部材３４ｂは、バルブ１の閉鎖状態、すなわち第２管３の挿嵌部３ｃの挿入長さがＤ１において、第１流路２１の第１流路本流部２１ａの内面と密着して第２管３が第１流路２１内で摺動可能なように配置される。一方、バルブ１の開放状態、すなわち第２管３の挿嵌部３ｃの挿入長さがＤ２のときは、シール部材３４ｂは第１流路２１の第１流路本流部２１ａから第１流路２１の第１流路拡大部２１ｂ内に移動する。シール部材３４ｂの外径は第１流路２１の第１流路拡大部２１ｂの内径より細いので、シール部材３４ｂの外面と第１流路拡大部２１ｂの内面との間に隙間ができる。これにより、バルブ１の閉鎖状態において、流路隙間５は、シール部材３４ｂにより、第１管２の第１流路２１の中心軸方向に、シール部材３４ｂの第１管端部２ａと反対側の第１流路本流部２１ａと流体的に隔絶されて連通しない。一方、バルブ１の開放状態において、シール部材３４ｂがあっても、流路隙間５は、第１管２の第１流路２１の中心軸方向に、第１流路本流部２１ａと流体的に連通する。

　これにより、バルブ１の開放状態において、第１管２の第１流路２１の内部の流体は、第１流路本流部２１ａから流路隙間５を経由して、第２流路３２の挿嵌部３ｃの周面に開口３３から第２流路３２に至り、第２管終管部３ｂの開口から外部へと排出されるような流れ回路を構成する。第１管２の第１流路２１の内部の流体は、第１流路本流部２１ａから流路隙間５に流れ込みやすいように、第２管３の第２管端部３ａには、流路を拡大するように、第１管２の第１流路２１の中心軸と垂直な面の面積を減少させる溝３ｄを配置することができる。

　そして、この流れ回路において、バルブ１の閉鎖状態において、第１管２の第１流路２１の内部の流体は、第２管３のシール部材３４ｂと第１流路２１の第１流路本流部２１ａの内面との接触により、第１流路本流部２１ａから流路隙間５に至ることができずバルブ１は閉鎖される。バルブ１の閉鎖状態においては、第２管３の第２管端部３ａが第１流路２１において、第１流路拡大部２１ｂを超えて、第１流路本流部２１ａの中に到達している。

　回転リング４は、バルブ１の開放状態および閉鎖状態における第１管２と第２管３との位置関係を制御する部材である。回転リング４は、第１管２と第２管３との外周面の上に、第１管２と第２管３とのそれぞれに対して、第１管２と第２管３との中心軸まわりの回転が可能に、第１管２と第２管３とのそれぞれに保持される。

　回転リング４は、内部が中空の円筒形であって、回転リング４の円筒形状の内周面に、内周面から回転リング４の円筒形状の中心に向かって突出する形状の保持突起４２を有している。たとえば、第２管３は、第２管３の外周面の上に、軸の周りの方向に穿設される保持窪み３１を有する。回転リング４の保持突起４２が第２管３の外周面の上の保持窪み３１と係合することで、回転リング４は第１管２と第２管３との中心軸まわりの回転が可能に、第１管２と第２管３とのそれぞれに保持される。この状態で、第１管２は第１管端部２ａを含む部分が回転リング４の中空部に挿入されている状態となる。

　第１管２の表面にはカムフォロワー突起２２を備える。カムフォロワー突起２２は、たとえば第１管２の周面から第１管２の中心軸と垂直方向に突出するように形成される突起である。代表的には、円柱形状である。

　回転リング４には、その周面にガイドカム溝４１が穿設される。ガイドカム溝４１はカムフォロワー突起２２を受容する。回転リング４の保持突起４２と第２管３の保持窪み３１との係合およびガイドカム溝４１とカムフォロワー突起２２との係合により、第２管３はバルブ１において第１管２に対してプランジャとして機能する。

　ガイドカム溝４１は、たとえば、第１溝４１ａと第２溝４１ｂと遷移溝４１ｃとから構成される。第１溝４１ａと第２溝４１ｂと遷移溝４１ｃとのいずれも、カムフォロワー突起２２の幅とほぼ同じか、それより大きい幅の溝であって、カムフォロワー突起２２は第１溝４１ａと第２溝４１ｂと遷移溝４１ｃのそれぞれの溝に沿っての移動が可能である。第１溝４１ａと第２溝４１ｂと遷移溝４１ｃは、カムフォロワー突起２２がそれぞれの溝に沿っての移動が可能である限り、回転リング４の表裏を貫通する貫通溝孔である必要はなく、カムフォロワー突起２２が配置される第１管２に対向する面側に穿設される窪みで形成される溝であってもよい。

　第１溝４１ａは、軸に垂直な面上で、軸の周りの方向に穿設されている溝である。第１溝４１ａは、第１管２の中心軸に沿った方向において、第１管２の第１管端部２ａに近い側に穿設されて第１位置を画定する。第１溝４１ａは、第１管２の中心軸と垂直な方向に第１管２の中心軸周りに所定の角度で穿設され、第１溝４１ａにカムフォロワー突起２２が位置する状態では、第１管２と第２管３とのそれぞれの中心軸方向の位置は変わらない。

　第２溝４１ｂは、軸に垂直な面上で、前記軸の周りの方向に穿設されている溝である。第２溝４１ｂは、第１管２の中心軸に沿った方向において、第１位置より第１管２の第１管端部２ａから離間した側に穿設されて第２位置を画定する。第２溝４１ｂも、第１管２の中心軸と垂直な方向に第１管２の中心軸周りに所定の角度で穿設される。第２溝４１ｂにカムフォロワー突起２２が位置する状態では、第１管２と第２管３とのそれぞれの中心軸方向の位置はかわらない。すなわち、第１位置を画定する第１溝４１ａは、第１管２の中心軸に沿った方向において、第２位置を画定する第２溝４１ｂよりも第２管３に近い側に位置し、これにより第１溝４１ａは、第１管２の中心軸に沿った方向において、第２溝４１ｂよりも第２管３に近い側に位置することになる。

　遷移溝４１ｃは、第１溝４１ａと第２溝４１ｂとの間を連結する溝である。遷移溝４１ｃは、第１管２の中心軸と垂直な面に対して角度を持った方向に延在する溝である。

　第１位置では第２管３の第２管端部の３ａの挿嵌部３ｃが最も長くなり、第２位置では第２管３の第２管端部３ａの挿嵌部３ｃが第１位置よりも短く画定される。

　カムフォロワー突起２２が第１溝４１ａにある第１位置では、バルブ１は閉鎖状態に対応する。すなわち、第１位置では、第２管３のシール部材３４ｂが第１流路２１の第１流路本流部２１ａ内にあって、シール部材３４ｂの外面と第１流路２１の第１流路本流部２１ａの内面とが接触している状態であって、第１管２の第１流路２１と流路隙間５とが流体的に遮断され（連通せず）、第１管２の第１流路２１内の流体は第２管３の第２流路３２には至らない。

　一方、カムフォロワー突起２２が第２溝４１ｂにある第２位置では、バルブ１は開放状態に対応する。すなわち、第２位置では、第２管３のシール部材３４ｂが第１流路２１の第１流路本流部２１ａから離脱して第１流路拡大部２１ｂの内部へと退避している状態であって、第１管２の第１流路２１と流路隙間５とが流体的に連通し、第１管２の第１流路２１の内部の流体は、第１流路本流部２１ａから流路隙間５を経由して、第２流路３２の挿嵌部３ｃの周面に開口３３から第２流路３２に至り、第２管終管部３ｂの開口から外部へと排出される。

　カムフォロワー突起２２は、ガイドカム溝４１内で、回転リング４の軸方向まわりの回転により、第１位置と第２位置との間を移動可能である。カムフォロワー突起２２のガイドカム溝４１内での第１位置と第２位置との間の移動により、回転リング４が第１管２と第２管３との相対的な移動を可能とする。

　バルブ１は、たとえば第１管２をフィルタ容器（不図示）に取り付けて、第２管３を大気に開放して、第１管２の第１流路２１を上流として第２管３の第２流路３２を下流とするように取り付けることが可能である。このとき、バルブ１の開放状態における第１管２の第１流路２１から第２管の第２流路３２への流体的連通により、フィルタ容器内部の流体を第１流路２１と第２流路３２とを経由して、第２管終管部３ｂの開口から排出する。特には、フィルタ容器の内部に流体と空気とが存在する濾過前準備段階において、その内部の空気を排出する際に、フィルタ容器の内部の空気と、それに続くフィルタ容器内の濾過流体とを排出するためのいわゆるベントバルブやドレインバルブとして機能させることができる。

　これらの構成により、バルブ１を以下のように作動させて、バルブ１を以下の機能を発揮させることができる。カムフォロワー突起２２が第１溝４１ａ内、すなわち第１位置にある状態、すなわちバルブ１が閉鎖されている閉鎖状態で、第２管３のシール部材３４ｂが第１流路２１の第１流路本流部２１ａの内面と接触している状態である。この時、フィルタ容器の内部の流体は、第２管終管部３ｂの開口から排出されない。

　フィルタ容器の内部の流体を排出する際には、回転リング４を、第１管２または第２管３の中心軸周りに回転させて、カムフォロワー突起２２を第１溝４１ａから遷移溝４１ｃへと移動させる。カムフォロワー突起２２が遷移溝４１ｃを移動する状態では、第２管３の挿嵌部３ｃの第２管端部３ａは第１管２の第１流路２１の第１流路本流部２１ａから徐々に離れて第１流路拡大部２１ｂ内に移動を行う。これに伴って、第２管３のシール部材３４ｂと第１流路２１の第１流路本流部２１ａの内面との接触も徐々に解除されて、第１流路２１の第１流路本流部２１ａと第２管３の第２管端部３ａとの離間が始まる。

　さらに、回転リング４を第１管２または第２管３の中心軸周りに回転させて、カムフォロワー突起２２を遷移溝４１ｃから第２溝４１ｂへと移動させる。カムフォロワー突起２２が第２溝４１ｂ内、すなわち第２位置にある状態、すなわちバルブ１が開放されている開放状態となり、第２管３の挿嵌部３ｃの第２管端部３ａは完全に第１流路拡大部２１ｂ内に移動し、これに伴って第２管３のシール部材３４ｂと第１流路２１の第１流路本流部２１ａと完全に離間する。第２管３のシール部材３４ｂと第１流路２１の第１流路本流部２１ａとの離間により、第１管２の第１流路２１と流路隙間５との流体的な遮断が完全に解除されて、第１管２の第１流路２１と流路隙間５とが流体的に連通する。第１管２の第１流路２１の内部の流体は、第１流路本流部２１ａから流路隙間５を経由して、第２流路３２の挿嵌部３ｃの周面に開口３３から第２流路３２に至り、第２管終管部３ｂの開口から外部へと排出される。

　第１溝４１ａと第２溝４１ｂとにおいて、カムフォロワー突起２２が容易に移動しないようなロック機構（不図示）を配置してもよい。ロック機構は、カムフォロワー突起２２の回転リング４に対しての位置を固定するような機構である。たとえば、カムフォロワー突起２２に爪状の部材（不図示）を配置して、それによりカムフォロワー突起２２の回転リング４に対しての位置を固定することもできる。また、第１溝４１ａと第２溝４１ｂとに、それぞれの溝が延在する方向と垂直な方向（第１管２の中心軸の沿った方向）に突出し、第１溝４１ａと第２溝４１ｂとのそれぞれの幅を狭める突起でもよい。ロック機構は、カムフォロワー突起２２の回転リング４に対しての位置を固定することができる限り、すべての態様を取ることができる。

　以上、回転リング４を第１管２と第２管３との中心軸まわりの回転が可能に、第１管２と第２管３とのそれぞれに保持する方法として、回転リング４に保持突起４２を配置し、第２管３の外周面の上に保持窪み３１を配置する例で説明していた。しかし、回転リング４は、第１管２と第２管３との中心軸まわりの回転が可能に、第１管２と第２管３とのそれぞれに保持される限り、他の様々な態様をとることができる。

　たとえば、上記の実施の形態とは逆に、たとえば、図４Ａに示すように、第２管３の外周面の上に保持突起３５を、回転リング４の内周面に保持窪み４３を配置してもよい。回転リング４の保持窪み４３と第２管３の保持突起３５との係合により、回転リング４は第１管２と第２管３との中心軸まわりの回転が可能に、第１管２と第２管３とのそれぞれに保持させることが可能である。

　また、さらには、たとえば、図４Ｂに示すように、第２管３に、回転リング４を外側から覆う鍔部３ｅを配置することができる。そして、第２管３の鍔部３ｅが回転リング４の外周面を覆う箇所の第２管３の鍔部３ｅの内周面の上に保持突起３６を、回転リング４の外周面に保持窪み４４を配置してもよい。この場合でも、回転リング４を、回転リング４の保持窪み４４と第２管３の保持突起３６との係合により、第１管２と第２管３との中心軸まわりの回転が可能に、第１管２と第２管３とのそれぞれに保持させることが可能である。

　また、さらに、たとえば、図４Ｂに示す例と同様に、第２管３に、回転リング４を外側から覆う鍔部３ｅを配置して、窪みと突起の関係を逆にすることもできる。すなわち、図４Ｃに示すように、第２管３の鍔部３ｅが回転リング４の外周面を覆う箇所の第２管３の鍔部３ｅの内周面の上に保持窪み３７を、回転リング４の外周面に保持突起４５を配置してもよい。この場合でも、回転リング４を、回転リング４の保持窪み４４と第２管３の保持突起３６との係合により、第１管２と第２管３との中心軸まわりの回転が可能に、第１管２と第２管３とのそれぞれに保持させることが可能である。

（ガイドカム溝とカムフォロワー突起の実施の形態）
　本発明の実施の形態としてのガイドカム溝４１とカムフォロワー突起２２の基本的な構成は前記のとおりであるが、基本的な構成に加えて、カムフォロワー突起２２がガイドカム溝４１の第１溝４１ａまたは第２溝４１ｂに位置する時に、カムフォロワー突起２２が遷移溝４１ｃに移動することを防ぐロック機構を持たせることができる。ロック機構を有する実施の形態について、図５Ａから図５Ｅを参照して、ロック機構を有するガイドカム溝１４１とカムフォロワー突起１２２として説明する。ガイドカム溝１４１とカムフォロワー突起１２２とは、ロック機構以外は前記のガイドカム溝４１とカムフォロワー突起２２と同じである。

　ガイドカム溝１４１は、第１溝１４１ａと第２溝１４１ｂと遷移溝１４１ｃとから構成される。第１溝１４１ａと第２溝１４１ｂと遷移溝１４１ｃとは、それぞれの溝において、対向して位置する溝縁により間に画定される長孔または窪みである。遷移溝１４１ｃは第１溝１４１ａと第２溝１４１ｂとの間を連結する溝である。第１溝１４１ａと第２溝１４１ｂと遷移溝１４１ｃとのいずれも、カムフォロワー突起１２２の幅とほぼ同じか、それよりも大きい幅の溝であって、カムフォロワー突起１２２は、第１溝１４１ａと第２溝１４１ｂと遷移溝１４１ｃとに沿っての往復移動が可能である。第１溝１４１ａと第２溝１４１ｂと遷移溝１４１ｃは、カムフォロワー突起１２２がそれぞれの溝に沿っての移動が可能である限り、回転リング４の表裏を貫通する貫通溝孔である必要はなく、カムフォロワー突起１２２が配置される第１管２に対向する面側に穿設される窪みで形成される溝であってもよい。

　図５Ａから図５Ｅは、それぞれロック機構を有するガイドカム溝１４１とカムフォロワー突起１２２の実施の形態を示している。図５Ｄは図５Ｃのガイドカム溝１４１についてカムフォロワー突起１２２の軸方向から見た拡大図である。

　第１溝１４１ａおよび第２溝１４１ｂは、図５Ａから図５Ｅに示すように、中心軸に垂直な面上で、第１管２の中心軸周りに所定の角度で穿設されている溝である。第１溝１４１ａおよび第２溝１４１ｂは、第１管２の中心軸に沿って異なる位置に平行で穿設されている。第１溝１４１ａは、カムフォロワー突起１２２が第１溝１４１ａの位置にあるときに第１位置を画定する溝である。第１溝１４１ａは、カムフォロワー突起１２２が第２溝１４１ｂの位置にあるときに、第２位置を画定する溝である。第１溝１４１ａは、第１管２の中心軸に沿った方向において、第２位置を画定する第２溝１４１ｂよりも第２管３に近い側に位置する。遷移溝１４１ｃは前記のとおり、第１溝１４１ａと第２溝１４１ｂとの間を連結する溝であって、そのため第１管２の中心軸に対して角度をもった面上、すなわち第１管２の中心軸に対して斜めに、第１溝１４１ａと第２溝１４１ｂとのそれぞれの端部を連結するように第１管２の中心軸周りに所定の角度で穿設されている溝である。

　まず、図５Ａおよび図５Ｂに示す実施の形態について説明する。図５Ａおよび図５Ｂは、この実施の形態のガイドカム溝１４１とカムフォロワー突起１２２とを示した図であって、第１溝１４１ａにカムフォロワー突起１２２が位置している状態を示している。この実施の形態では、第１溝１４１ａと遷移溝１４１ｃとの間および第２溝１４１ｂと遷移溝１４１ｃとの間にロック機構としての保持爪１４６が配置される。保持爪１４６は、ガイドカム溝１４１の溝を形成する溝縁から溝の中心に向かって突出する凸形状の突起である。溝縁から溝の中心に向かっての突起たる保持爪１４６の突出長さは、第１溝１４１ａと第２溝１４１ｂと遷移溝１４１ｃとのうち、カムフォロワー突起１２２が現在位置する溝内の位置から自然には移動することが叶わず、回転リング４の第１管２に対しての使用に適する合理的な力での相対的な移動によって、カムフォロワー突起１２２が現在位置する溝内から隣接する溝への移動が喚起されるように設定することができる。保持爪１４６は、第１溝１４１ａが延在する方向と遷移溝１４１ｃが延在する方向とが変化するガイドカム溝１４１の曲がり部分に配置する。すなわち、ガイドカム溝１４１は、ロック機構によりカムフォロワー突起１２２が保持爪１４６により第１位置または第２位置に留め置かれることとなる。

　たとえば、特には、図５Ａに示すように、ガイドカム溝１４１の曲がり部分の内側となる２箇所、すなわち第１溝１４１ａと遷移溝１４１ｃとの境界の位置に保持爪１４６ａを、第２溝１４１ｂと遷移溝１４１ｃとの境界の位置に保持爪１４６ｂを配置する。さらには、図５Ｂに示すように、ガイドカム溝１４１の２箇所の曲がり部分の内側と外側の両方に保持爪１４６ａ，１４６ｂ，１４６ｃ，１４６ｄを配置することもできる。すなわち、第１溝１４１ａと遷移溝１４１ｃとの境界近傍において、ガイドカム溝１４１の曲がり部分の内側の縁に保持爪１４６ａを、ガイドカム溝１４１の曲がり部分の外側の縁に保持爪１４６ｃを配置する。また、第２溝１４１ｂと遷移溝１４１ｃとの境界の近傍において、ガイドカム溝１４１の曲がり部分の内側の縁に保持爪１４６ｂを、ガイドカム溝１４１の曲がり部分の外側の縁に保持爪１４６ｄを配置する。さらに、図には示していないが、図５Aとは逆に、ガイドカム溝１４１の曲がり部分の外側の２箇所の溝縁に保持爪１４６を配置してもよい。この場合は、図５Bの例において、保持爪１４６ｃおよび保持爪１４６ｄのみを配置する形になる。保持爪１４６は、いずれもガイドカム溝の縁からガイドカム溝１４１の中心に向かって突出するように形成される。また、ここでは保持爪１４６はガイドカム溝１４１の曲がり部分に配置する例として説明したが、ガイドカム溝１４１の曲がり部分ではなく、第１溝１４１ａおよび第２溝１４１ｂの中の溝縁に配置してもよい。

　さらに、図５Ｃおよび図５Ｄを参照して、更なる実施の形態について説明する。図５Ｃはこの実施の形態のガイドカム溝１４１とカムフォロワー突起１２２とを示した図であって、第１溝１４１ａにカムフォロワー突起１２２が位置している状態を示している。図５Ｄは図５Ｃのカムフォロワー突起１２２の状態をカムフォロワー突起に正対する方向から見た図である。図５Ａおよび図５Ｂで説明した実施の形態では、保持爪１４６のみからなるロック機構として説明した。ここでは、保持爪１４６と、カムフォロワー突起１２２に配置される受容溝１２２ａと、からなる。ガイドカム溝１４１と保持爪１４６は、前記のとおりである。受容溝１２２ａは、カムフォロワー突起１２２のうち、ガイドカム溝１４１の溝縁に対向する部位に配置される溝であって、保持爪１４６を受容して保持爪１４６と係合することで、カムフォロワー突起１２２を所定の箇所に留め置くことができる溝である。保持爪１４６は第１溝１４１ａと第２溝１４１ｂとの溝縁から溝の内部へと突出する突起形状であって、受容溝１２２ａは第１溝１４１ａと第２溝１４１ｂとの溝縁に対向する側のカムフォロワー突起１２２の周部に配置され、溝縁から離れる方向に溝深さを有する形状のカムフォロワー突起１２２が係合可能な窪み形状の溝である。

　すなわち、図５Ａおよび図５Ｂを参照して説明をした実施の形態では、ロック機構はカムフォロワー突起１２２を保持爪１４６で隔絶される第１溝１４１ａおよび第２溝１４１ｂの所定の区画の中に留め置くだけでなく、さらに、保持爪１４６が配置される箇所にカムフォロワー突起１２２を留め置くことが可能となる。そのため、この実施の形態では、保持爪１４６はガイドカム溝１４１の曲がり部分ではなく、第１溝１４１ａおよび第２溝１４１ｂの内部に、保持爪１４６がカムフォロワー突起１２２の受容溝１２２ａに受容された状態でも、カムフォロワー突起１２２が第１溝１４１ａおよび第２溝１４１ｂの内部に確実に存在するような位置に、保持爪１４６とカムフォロワー突起１２２の受容溝１２２ａとを配置する。図５Ｃおよび図５Ｄに示した例では、第１溝１４１ａを画定する両側の溝縁と第２溝１４１ｂを画定する両側の溝縁とにそれぞれ保持爪１４６ａ，１４６ｃおよび保持爪１４６ｂ，１４６ｄを配置する例を示しているが、保持爪１４６は第１溝１４１ａと第２溝１４１ｂとを画定するそれぞれの両側の溝縁に配置する必要はなく、第１溝１４１ａを画定する溝縁のいずれか一方および第２溝１４１ｂを画定する溝縁のいずれか一方に１個ずつ保持爪１４６を配置してもよい。

　続いて、図５Ａから図５Ｄに示した実施の形態より、さらに強固に、カムフォロワー突起１２２を第１溝１４１ａおよび第２溝１４１ｂ内に留め置く実施の形態について、図５Ｅを参照して説明する。図５Ｅに示すガイド溝１４１の構成は図５Ａから図５Ｄの実施の形態と同様であって、図５Ｅもカムフォロワー１２２が第１溝１４１ａの内部に位置している状態を示している。この実施の形態では、ガイドカム溝１４１は、遷移溝１４１ｃの方向から第１溝１４１ａに向かって延在する保持爪１４６ｅと、遷移溝１４１ｃの方向から第２溝１４１ｂに向かって延在する保持爪１４６ｆとを備える。保持爪１４６ｅは弾力性を有して第１溝１４１ａの溝縁に向かって屈曲可能であって、保持爪１４６ｅが屈曲した際には保持爪１４６ｅの先端側が第１溝１４１ａの溝縁に配置される退避溝１４７ａ内に収納可能である。同様に、保持爪１４６ｆも弾力性を有して第２溝１４１ｂの溝縁に向かって屈曲可能であって、保持爪１４６ｆが屈曲した際には保持爪１４６ｆの先端側が第２溝１４１ｂの溝縁に配置される退避溝１４７ｂ内に収納可能である。

　通常状態において、保持爪１４６ｅは、第１溝１４１ａと遷移溝１４１ｃとの間に溝の幅を制限するように延在して第１溝１４１ａと遷移溝１４１ｃとの間でカムフォロワー突起１２２の移動の障害となり、同様に、保持爪１４６ｆは、第２溝１４１ｂと遷移溝１４１ｃとの間に溝の幅を制限するように延在して第２溝１４１ｂと遷移溝１４１ｃとの間でカムフォロワー突起１２２の移動の障害となる。

　一方で、保持爪１４６ｅの先端側が退避溝１４７ａ内に、保持爪１４６ｆの先端側が退避溝１４７ｂ内に収納された際には、第１溝１４１ａと遷移溝１４１ｃとの間および第２溝１４１ｂと遷移溝１４１ｃとの間には保持爪１４６ｅと保持爪１４６ｆとはカムフォロワー突起１２２の移動の障害にはならず、カムフォロワー突起１２２は、第１溝１４１ａと遷移溝１４１ｃとの間および第２溝１４１ｂと遷移溝１４１ｃとの間で移動可能である。

　したがって、カムフォロワー突起１２２は遷移溝１４１ｃから第１溝１４１ａ内には大きな負荷なく容易に収容され、カムフォロワー突起１２２が一旦第１溝１４１ａ内に収容されると第１溝１４１ａから遷移溝１４１ｃへは自然に戻ることができない。図５Ｅはこの状態を示している。同様に、カムフォロワー突起１２２も遷移溝１４１ｃから第２溝１４１ｂ内には大きな負荷なく容易に収容され、カムフォロワー突起１２２が一旦第２溝１４１ｂ内に収容されると第２溝１４１ｂから遷移溝１４１ｃへは自然に戻ることができない。

　カムフォロワー突起１２２が第１溝１４１ａ内または第２溝１４１ｂに収容された後は、保持爪１４６ｅを退避溝１４７ａに、または保持爪１４６ｆを退避溝１４７ｂに、それぞれ屈曲させて、第１溝１４１ａと遷移溝１４１ｃとの間または第２溝１４１ｂと遷移溝１４１ｃとの間の溝幅を確保するように連通させて、カムフォロワー突起１２２の移動を喚起する。この実施の形態のロック機構では、カムフォロワー突起１２２を第１溝１４１ａおよび第２溝１４１ｂ内に積極的に強固に留め置くことが可能となる。

　この出願は２０２２年９月２日に出願された日本国特許出願第２０２２－１３９８１０及び２０２２年１２月７日に出願された日本国特許出願第２０２２－１９５２９１からの優先権を主張するものであり、その内容を引用してこの出願の一部とするものである。

１　バルブ
２　第１管
２ａ　第１管端部
２ｂ　第１管端開口
２１　第１流路
２２，１２２　カムフォロワー突起
３　第２管
３ａ　第２管端部
３ｂ　第２管終管部
３ｃ　挿嵌部
３ｄ　溝
３ｅ　鍔部
３１　保持窪み
３２　第２流路
３３　第２流路出口
３４ａ，３４ｂ　シール部材
３５，３６　保持突起
４　回転リング
４１，１４１　ガイドカム溝
４２，４５　保持突起
４３，４４　保持窪み
１２２ａ　受容溝
１４６　保持爪
１４７　退避溝
５　　流路隙間
Ｄ１　挿入長さ（閉鎖時）
Ｄ２　挿入長さ（開放時）

Claims

　第１管端部を有する円筒の外形を有する第１管であって、前記円筒の軸の方向に延在する第１流路を内部に有し、前記第１流路は前記第１管端部において開口を形成する第１管と、
　前記軸と同軸で延在し第２管端部を有し円筒の外形を有する第２管であって、前記軸の方向に延在する第２流路を内部に有し、前記第１管の前記開口から前記第１管の前記第１流路の内部に前記第２管端部の挿嵌部が挿入される第２管と、
　前記第１管と第２管との外周面の上に、前記軸のまわりに回転が可能に前記第１管と第２管とのそれぞれに保持される回転リングと、を備えるバルブであって、
　前記第２流路は前記第２管端部に至らずに、前記第２流路の前記挿嵌部において前記第１流路の内壁に向かって延在して前記第２流路の前記挿嵌部において開口を形成し、
　前記第１管の表面にはカムフォロワー突起を備え、
　前記回転リングは、前記カムフォロワー突起を受容するガイドカム溝であって、前記ガイドカム溝は、前記回転リングの前記回転により、前記第２管の前記第２管端部の前記挿嵌部が最も長くなる第１位置と、前記第２管の前記第２管端部の前記挿嵌部が前記第１位置よりも短くなる第２位置と、の間で前記カムフォロワー突起を移動させて前記第１管と前記第２管とが相対的な移動を行うガイドカム溝を備え、
　前記バルブは、前記第１位置で前記第１流路と前記第２流路とは流体的に連通しない閉鎖状態と、前記第２位置で前記第１流路と前記第２流路とが流体的に連通する開放状態と、を有するバルブ。
　請求項１に記載のバルブであって、
　前記ガイドカム溝は、前記軸の方向に前記第２管に近い前記第１位置を画定し前記軸に垂直な面上で前記軸の周りの方向に穿設される第１溝と、前記軸の方向に前記第１位置より前記第２管から離間した前記第２位置を画定し前記軸に垂直な面上で前記軸の周りの方向に穿設される第２溝と、前記第１溝と前記第２溝との間を連結する遷移溝と、からなるバルブ。
　請求項１に記載のバルブであって、
　前記第２管は、前記外周面の上に、保持突起または前記軸の周りの方向に穿設される保持窪みを備え、
　前記回転リングは、前記保持窪みに係合する保持突起または前記保持突起に係合するように前記軸の周りの方向に穿設される保持窪みを備え、
　前記保持突起と前記保持窪みとの係合により前記回転リングが前記第２管に対して前記回転を行うように保持されるバルブ。
　請求項１に記載のバルブであって、
　前記第１流路は一端が前記開口を形成する第１流路拡大部と、前記第１流路拡大部よりも径が細く前記第１流路拡大部の他端に連通する第１流路本流部とを備え、
　前記第２管は、外面が前記第１流路拡大部の内面と常に接触する第１シール部材と、前記バルブの前記閉鎖状態において外面が前記第１流路本流部の内面と接触し、前記バルブの開放状態において外面が前記第１流路本流部の内面と接触しない他の第２シール部材と、を備えるバルブ。
　請求項１から４のいずれか一項に記載のバルブであって、
　前記バルブはフィルタ容器に取り付けられ、
　前記第１管は前記第１流路が前記第１管端部と反対側において前記フィルタ容器の内部と連通し、
　前記第１管の前記第１流路は上流であり前記第２管の前記第２流路は下流であって、
　前記第２管は、前記第２流路の開口を有する前記第２管端部と反対側の端部である第２管終管部を備え、
　前記バルブは、前記開放状態において、前記フィルタ容器の内部の流体を、前記第１流路と前記第２流路とを経由して、前記第２管終管部の前記開口から排出するバルブ。
　請求項１に記載のバルブであって、
　前記ガイドカム溝は、前記ガイドカム溝を画定する溝縁から突出する保持爪を有するロック機構を備え、前記カムフォロワー突起は前記ロック機構により前記第１位置または前記第２位置に留め置かれるバルブ。
　請求項６に記載のバルブであって、
　前記ロック機構は前記カムフォロワー突起に配置され前記保持爪を受容する受容溝を備えるバルブ。
　バルブを有するフィルタ容器であって、
　前記バルブは、
　第１管端部を有する円筒の外形を有する第１管であって、前記円筒の軸の方向に延在する第１流路を内部に有し、前記第１流路は前記第１管端部において開口を形成し前記第１管端部と反対側が前記フィルタ容器の内部と連通する第１管と、
　前記軸と同軸で延在し第２管端部を有し円筒の外形を有する第２管であって、前記軸の方向に延在する第２流路を内部に有し、前記第１管の前記開口から前記第１管の前記第１流路の内部に前記第２管端部の挿嵌部が挿入される第２管と、
　前記第１管と第２管との外周面の上に、前記軸のまわりに回転が可能に前記第１管と第２管とのそれぞれに保持される回転リングと、を備え、
　前記第２流路は前記第２管端部に至らずに、前記第２流路の前記挿嵌部において前記第１流路の内壁に向かって延在して前記第２流路の前記挿嵌部において開口を形成し、
　前記第１管の表面にはカムフォロワー突起を備え、
　前記回転リングは、前記カムフォロワー突起を受容するガイドカム溝であって、前記ガイドカム溝は、前記回転リングの前記回転により、前記第２管の前記第２管端部の前記挿嵌部が最も長くなる第１位置と、前記第２管の前記第２管端部の前記挿嵌部が前記第１位置よりも短くなる第２位置と、の間で前記カムフォロワー突起を移動させて前記第１管と前記第２管とが相対的な移動を行うガイドカム溝を備え、
　前記バルブは、前記第１位置で前記第１流路と前記第２流路とが流体的に連通しない閉鎖状態と、前記第２位置で前記第１流路と前記第２流路とが流体的に連通する開放状態と、を有するフィルタ容器。
　請求項８に記載のフィルタ容器であって、
　前記ガイドカム溝は、前記軸の方向に前記第２管に近い前記第１位置を画定し前記軸に垂直な面上で前記軸の周りの方向に穿設される第１溝と、前記軸の方向に前記第１位置より前記第２管から離間した前記第２位置を画定し前記軸に垂直な面上で前記軸の周りの方向に穿設される第２溝と、前記第１溝と前記第２溝との間を連結する遷移溝と、からなるフィルタ容器。
　請求項８に記載のフィルタ容器であって、
　前記第２管は、前記外周面の上に、保持突起または前記軸の周りの方向に穿設される保持窪みを備え、
　前記回転リングは、前記保持窪みに係合する保持突起または前記保持突起に係合するように前記軸の周りの方向に穿設される保持窪みを備え、
　前記保持突起と前記保持窪みとの係合により前記回転リングが前記第２管に対して前記回転を行うように保持されるフィルタ容器。
　請求項８に記載のフィルタ容器であって、
　前記第１流路は一端が前記開口を形成する第１流路拡大部と、前記第１流路拡大部よりも径が細く前記第１流路拡大部の他端に連通する第１流路本流部とを備え、
　前記第２管は、外面が前記第１流路拡大部の内面と常に接触する第１シール部材と、前記バルブの前記閉鎖状態において外面が前記第１流路本流部の内面と接触し、前記バルブの開放状態において外面が前記第１流路本流部の内面と接触しない他の第２シール部材と、を備えるフィルタ容器。
　請求項８から１１のいずれか一項に記載のフィルタ容器であって、
　前記バルブは、前記第１管の前記第１流路は上流であり前記第２管の前記第２流路は下流であって、
　前記第２管は、前記第２流路の開口を有する前記第２管端部と反対側の端部である第２管終管部を備え、
　前記開放状態において、前記フィルタ容器の内部の流体を、前記第１流路と前記第２流路とを経由して、前記第２管終管部の前記開口から排出するバルブであるフィルタ容器。
　請求項８に記載のフィルタ容器であって、
　前記ガイドカム溝は、前記ガイドカム溝を画定する溝縁から突出する保持爪を有するロック機構を備え、前記カムフォロワー突起は前記ロック機構により前記第１位置または前記第２位置に留め置かれるフィルタ容器。
　請求項１３に記載のフィルタ容器であって、
　前記ロック機構は前記カムフォロワー突起に配置され前記保持爪を受容する受容溝を備えるフィルタ容器。