(57)【要約】  圧力容器に使用される再充填不能バルブを提供する。該再充填不能バルブは、中央穴部を有するバルブ筐体と、該バルブ筐体に設けられた開口部と、Ｔ軸と、バルブ座部とを備える。上記開口部によりノズルが上記バルブ筐体に接続することができる。上記Ｔ軸とバルブ座部とによりバルブが閉められたとき初期のバルブ密封を行う。中央穴部には遮断素子が設けられている。該遮断素子は、凸部と凹部を有する止め具本体を備え、該凸部により該止め具本体を中央穴部の中央に配置させ、該凹部により、流体が該中央穴部において止め具本体を通過して流れることができるようにする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力容器に使用されるバルブの穴部に使用される止め具であって、
凸部と凹部とを有し、該凸部により、上記穴部の中央に配置させると共に、上記凹部により、該穴部における長手方向に自身を通過し流体を流すことを可能とする止め具本体と、
上記止め具本体に取り付けられた変形可能部と、
流体が流れ出さないように上記穴部を密閉する弾性密閉部と、を備える止め具。
【請求項２】
上記止め具本体と上記変形可能部とが同じ材料から成る請求項１に記載の止め具。
【請求項３】
上記止め具本体と上記変形可能部とがプラスチック樹脂から成る請求項２に記載の止め具。
【請求項４】
自立構造を有する請求項１に記載の止め具。
【請求項５】
可逆構造を有する請求項１に記載の止め具。
【請求項６】
少なくともいくつかの上記凸部の形状が台形である請求項１に記載の止め具。
【請求項７】
上記変形可能部が、該変形可能部から放射状に延びる一対のアームを備える請求項１に記載の止め具。
【請求項８】
調整部が、上記一対のアーム間を結び、上記変形可能部の強度を調整する請求項７に記載の止め具。
【請求項９】
上記調整部は、クロスバー状の形状である請求項８に記載の止め具。
【請求項１０】
上記弾性密閉部は、上記止め具本体上に直接成形されたものである請求項１に記載の止め具。
【請求項１１】
上記弾性密閉部は、環状リング密封部である請求項１に記載の止め具。
【請求項１２】
圧力容器に使用されるバルブの穴部に使用される、自立構造を有する止め具であって、
凸部と凹部とを有し、該凸部により、上記穴部の中央に配置させるとともに、該凹部により、該穴部における長手方向に自身を通過し流体を流すことを可能とする止め具本体と、
上記止め具本体に取り付けられるとともに、自身から放射状に延びる一対のアームと、該一対のアーム間を結び、自身の強度を調整する調整部とを含む変形可能部と、
流体が流れ出さないように上記穴部を密閉する弾性密閉部と、を備える止め具。
【請求項１３】
可逆構造を有する請求項１２に記載の止め具。
【請求項１４】
圧力容器に使用するためのバルブであって、
中央穴部を有するバルブ筐体と、
上記バルブ筐体へのノズルの接続を容易とするための該バルブ筐体の開口部と、
Ｔ軸と、
上記バルブが閉じられているときに初期のバルブ密封をなすためのバルブ座部と、
上記中央穴部に位置し、上記圧力容器への初期の充填の場合には流体が流れることを可能とするが、自身を係合した後には上記圧力容器の再充填を防止する遮断部と、を備え、
上記遮断部が、
凸部と凹部とを有し、該凸部により、上記中央穴部の中央に配置させるとともに、該凹部により、該中央穴部における長手方向に自身を通過し流体を流すことを可能とする止め具本体と、
上記止め具本体に取り付けられた変形可能部と、
流体が流れ出さないように上記中央穴部を密閉する弾性密閉部と、を備えるバルブ。
【請求項１５】
上記バルブ筐体が、一方向に向かって段になっているバルブ筐体である請求項１４に記載のバルブ。
【請求項１６】
上記バルブ筐体は、中央穴部を有し、該中央穴部は、上部と、下部と、上部と下部の間に位置する中部とを有し、該下部は、該中部より狭く、該中部は該上部より狭い請求項１５に記載のバルブ。
【請求項１７】
上記バルブ座部により、上記バルブ筐体の中央穴部に面する位置に保持された、密封素子をさらに備える請求項１４に記載のバルブ。
【請求項１８】
上記密封素子は、Ｏリングである請求項１７に記載のバルブ。
【請求項１９】
上記バルブ筐体は、上記圧力容器の再充填を防止するために上記遮断素子を係合可能とする座部を有する請求項１４に記載のバルブ。
【請求項２０】
上記Ｔ軸は、下端にキー溝を有すると共に、該キー溝に連通する所定の形状の空洞部を有する請求項１４に記載のバルブ。
【請求項２１】
上記バルブ座部は、上記Ｔ軸に挿入されて、錠止係合を形成することができる請求項１４に記載のバルブ。
【請求項２２】
上記Ｔ軸は、二つの足部に分かれているキー溝を有する下端を備え、該足部は、外に向かって曲がって、そこに挿入された上記バルブ座部と錠止係合することができるようになっている請求項２１に記載のバルブ。
【請求項２３】
上記バルブ座部は、上記Ｔ軸に対して相対的に回転することができる請求項１４に記載のバルブ。
【請求項２４】
上記Ｔ軸は、ハンドルを有し、該ハンドルを回転させることで、上記バルブが開閉される請求項１４に記載のバルブ。
【請求項２５】
上記ハンドルの回転は、上記バルブ筐体のねじ山を介して、上記バルブ筐体内の軸運動として伝わる請求項２４に記載のバルブ。
【請求項２６】
上記バルブ座部と上記Ｔ軸とを、スナップフィット係合により係合させる請求項１４に記載のバルブ。
【請求項２７】
上記遮断部の、少なくともいくつかの上記凸部が台形である請求項１４に記載のバルブ。
【請求項２８】
上記遮断部の上記変形可能部が、該変形可能部から放射状に延びる一対のアームを備える請求項１４に記載のバルブ。
【請求項２９】
調整部が、上記変形可能部の放射状に延びる一対のアーム間を結び、上記変形可能部の強度を調整する請求項２８に記載のバルブ。
【請求項３０】
上記調整部は、クロスバー状の形状である請求項２９に記載のバルブ。
【請求項３１】
バルブにより容器の再充填が防止されるバルブ付き容器であって、
上記バルブが、
中央穴部を有するバルブ筐体と、
上記バルブ筐体へのノズルの接続を容易とするための該バルブ筐体の開口部と、
Ｔ軸と、
バルブが閉じられているときの初期のバルブ密封をなすためのバルブ座部と、
上記中央穴部に位置し、上記容器への初期の充填の場合には流体が流れることを可能とするが、自身を係合した後には上記容器の再充填を防止する遮断部と、を備え、
上記遮断部が、
凸部と凹部とを有し、該凸部により、上記中央穴部の中央に配置させるとともに、該凹部により、該中央穴部における長手方向に自身を通過し流体を流すことを可能とする止め具本体と、
上記止め具本体に取り付けられた変形可能部と、
流体が流れ出さないように上記中央穴部を密閉する弾性密閉部と、を備えるバルブ付き容器。
【請求項３２】
上記容器は、上記バルブのバルブ筐体に取り付けられている請求項３１に記載のバルブ付き容器。
【請求項３３】
上記容器は、上記バルブのバルブ筐体に溶接されている請求項３２に記載のバルブ付き容器。
【請求項３４】
上記バルブ筐体が、一方向に向かって段になっているバルブ筐体である請求項３１に記載のバルブ付き容器。
【請求項３５】
上記バルブ筐体は、中央穴部を有し、該中央穴部は、上部と、下部と、上部と下部の間に位置する中部とを有し、該下部は、該中部より狭く、該中部は該上部より狭い請求項３４に記載のバルブ付き容器。
【請求項３６】
上記バルブ座部により、上記バルブ筐体の中央穴部に面する位置に保持された、密封素子をさらに備える請求項３１に記載のバルブ付き容器。
【請求項３７】
上記密封素子は、Ｏリングである請求項３６に記載のバルブ付き容器。
【請求項３８】
上記バルブ筐体は、上記容器の再充填を防止するために上記遮断素子を係合可能とする座部を有する請求項３１に記載のバルブ付き容器。
【請求項３９】
上記バルブ座部は、上記Ｔ軸に対して相対的に回転することができる請求項３１に記載のバルブ付き容器。
【請求項４０】
上記Ｔ軸は、ハンドルを有し、該ハンドルを回転させることで、上記バルブが開閉される請求項３１に記載のバルブ付き容器。
【請求項４１】
上記ハンドルの回転は、上記バルブ筐体のねじ山を介して、上記バルブ筐体内の軸運動として伝わる請求項４０に記載のバルブ付き容器。
【請求項４２】
上記遮断部の、少なくともいくつかの上記凸部が台形である請求項３１に記載のバルブ付き容器。
【請求項４３】
上記遮断部の上記変形可能部が、該変形可能部から放射状に延びる一対のアームを備える請求項３１に記載のバルブ付き容器。
【請求項４４】
調整部が、上記変形可能部の放射状に延びる一対のアーム間を結び、上記変形可能部の強度を調整する請求項３１に記載のバルブ付き容器。
【請求項４５】
上記調整部は、クロスバー状の形状である請求項４４に記載のバルブ付き容器。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、圧力タンクやその他の圧力容器、例えば、加圧ガスビン等に用いられるバルブに関するものであり、特に「再充填不能」容器または「非返却型」容器と市場で称せられており、安全等の問題で初期の充填物を使いきった後に再利用されないようになっている圧力容器のバルブに関する。この分野において、そのような容器のバルブを、圧力容器用の「単使用型」バルブと称することもある。
【０００２】
〔背景技術〕
圧力タンクやその他の圧力容器は、通常、充填が行われる作業場で、細心の注意を持って制御された条件下において充填されてから出荷され、使用に供される。空になると、該容器は、再び作業場に戻され再利用されるか、または、単使用型の容器の場合、破壊される。使用される場において、該容器を再充填したり、容器を再加圧したりすると、コスト面で有利なようであるが、細心の注意をもって制御されていない条件下で、そのようなことをすると、不純物が混入したり、再充填がうまくいかなかったり、さらには、爆発し負傷したりすることになる。よって、安全上、圧力容器の再利用は非常に好ましくない。
【０００３】
従来、「再充填不能バルブ」と呼ばれるバルブが知られている。例えば、米国特許4,543,930号（発明者：van der Sanden（サンデン）  登録日1985年10月1日）に記載のバルブや、米国特許4,573,611号（発明者：O’Connor（オコーナ）  登録日1986年3月4日）に記載のバルブ、そして上記米国特許に従来技術として上げられているものに記載のバルブ等が挙げられる。なお、上記サンデンとオコーナの特許は、引用することによりここに組み込まれていることとする。
【０００４】
サンデンの特許に記載の技術では、圧力容器に、一方にしか動かないボールバルブを使用している。これにより、初期の充填は開口部を介して行われるが、初期の充填が終了すると、さらなる充填が行えないようになっている。ボールがくびれ部分を通過して最終地点まで達すると戻れないような構成になっており、これによりさらなる充填が防止される。ボールがいったん最終地点まで達すると、再充填は行えないようになる。
【０００５】
米国特許3,985,332号（発明者Walker （ウオーカー））には、圧力容器用の再充填不能安全バルブが記載されている。該バルブは、中央穴部を有する筐体と、同じく中央穴部を有する中空ノブ部と、スライド可能に筐体の中央穴部に取り付けられ、中央穴部を有する芯とを備える。中空ノブ部は、筐体の外壁と螺合している。筐体の中央穴部を介して、開口部と圧力容器とが繋がっており、圧力容器の充填や、圧力容器の中身を選択的に排出することができる。外方向のバイアスがかかるバネにより、該ノブ部が通路内で外部に向かって弾装されているので、該ノブ部が完全に外れることはない。該圧力容器は、再充填できないようにする素子を備える。
【０００６】
サンデンの特許には、遮断素子を有する圧力容器のバルブが記載されている。該遮断素子が初期の位置にあるときは、流体は遮断素子に遮断されることなく容器を出入りすることができる。サンデンの特許によれば、バルブと遮断素子は、以下のように構成されている。すなわち、遮断素子は、ある位置に移動すると、元の方向へ移動できないようになっており、その位置に達すると容器内の圧力により流体をバルブを介して排出することはできるが、容器内の圧力より高い外圧に晒されるとバルブは自動的に閉まるように構成されている。該遮断素子は、少なくとも1つの放射状に延伸するアーム部を備える。該アーム部の横方向の半径は、遮断素子が初期の位置から最終の位置に移動すると、小さくなる。この少なくとも1つのアーム部は、最終位置において広がっており、遮断素子が初期の位置に戻れないように構成されている。
【０００７】
オコーナの再充填不能バルブは、サンデンに記載のものと様々な点で異なっている。例えば、オコーナのバルブは、機械力ではなく圧力によりバルブの初期の密封を解除するようになっている。オコーナの技術では、バルブを閉める際にバルブに初期の密封を施す同じ素子が、遮断素子等として使用される（つまり、遮断素子として兼用される）。しかし、再充填不能バルブの製造に伴う同様の問題の多くがサンデンとオコーナの技術にも生じている。例えば、バルブの筐体を切り溝を設けて作成しなければいけないことや、使用される遮断素子には、「方向的な制限」があること、つまり、バルブへの装填時に遮断素子を正しい方向に挿入する必要があること等である。
【０００８】
米国特許5,794,660号（発明者：Mohn（モーン））には、方向的な制限のない段差を有するバルブ筐体を備え、該バルブ筐体中に自立構造を有する遮断素子が収容されている構成である圧力容器に使用される再充填不能バルブが記載されている。該遮断素子は、好ましくは、可逆的（逆方向に取り付けてもよく）、かつ対称的な形状を有する止め具である。該止め具は、止め手段を備えている。遮断素子が最終位置に移動すると、再充填不能バルブは、その再充填阻止機能を有効にする（この再充填阻止機能は、容器の初期の充填が行われてから有効になる）。止め手段により、いったん遮断素子が最終位置に移動すると、再び初期の位置に戻れないようになる。
【０００９】
米国特許6,595,486号（発明者：De Fu Chen（チェン））には、バルブ軸とバルブ受け座を備える再充填不能バルブ装置が記載されている。該バルブ受け座は、スライド可能にバルブ軸に受け入れられている。はじめ、バルブ受け座は、バルブ本体のリム部または凸部の上部にある第一位置に位置する。充填終了後、バルブ軸は、バルブ受け座をリム部または凸部を過ぎるように押しこみ、容器を密封して再充填が出来ないようにする。
【００１０】
よって、上述した問題を解決し、且つ、比較的単純で製造コストが低い新しいバルブに対する要求が認識されよう。
【００１１】
〔発明の概要〕
本発明は、阻止端部と、バルブが密封または遮断されていない限り流体が通ることができる開口部とを有する中央穴部を有する再充填不能のバルブに使用される遮断素子を備えている。この遮断素子は、上記中央穴部中をスライド可能な本体部と、該本体部の一端に備えられる変形可能部と、バルブの中央穴部の開口部を密封するための弾性密封部を備えている。該本体部と変形可能部とは、同じ材料、例えば、プラスティック樹脂から一体的に形成されていることが好ましい。
【００１２】
本発明によるバルブは、圧力容器に使用されるバルブであって、中央穴部を有するバルブ筐体と、該バルブ筐体にノズルを接続することができるようにする開口部と、Ｔ軸と、バルブが閉じられたときに初期のバルブ密封をなすバルブ座部と、中央穴部に位置する遮断素子とを備えている。
【００１３】
本発明の一実施の形態におけるバルブは、圧力容器に使用されるバルブであって、（ａ）一方向に向かって段になっており、且つ中央穴部を有するバルブ筐体であって、該中央穴部は、上部と、下部と、上部および下部の間に位置する中部とを有し、該下部は、該中部より狭く、該中部は該上部より狭いバルブ筐体と、（ｂ）ノズルの上記バルブ筐体への接続を容易にする、該バルブ筐体の中部に設けられる開口部と、（ｃ）下端にキー溝を有すると共に、該キー溝に連通する所定の形状の空洞部を有するＴ軸と、（ｄ）バルブが閉じられたときに初期のバルブ密封をなすバルブ座部と、（ｅ）上記中央穴部の下部に位置する遮断素子、とを備え、上記バルブ座部は、上部と下部とを有し、該下部は、バルブ筐体と協働して初期のバルブ密封をなし、該上部は、上記Ｔ軸と係合して錠止されるべく所定の形状に対応した形状を有し、該Ｔ軸と該バルブ座部とは、初期のバルブ密封を行うべく、バルブ筐体内で協働して該バルブ座部を位置決めする。
【００１４】
本発明のある実施の形態による、圧力容器に使用される再充填不能バルブは、本発明の遮断素子を備えたバルブを備え、該遮断素子は、初期の位置においては、流体が該遮断素子を通過して該圧力容器から出入りすることを可能にし、該バルブと遮断素子とは以下のように構成されている。すなわち、上記バルブが上記圧力容器の内圧により該圧力容器からの流体の排出を可能とすると共に、該圧力容器の内圧以上の外圧がかかるとバルブが自動的に閉じる位置に、上記遮断素子が移動すると共に、元の位置に戻ることができないように、上記バルブと遮断素子とが構成されている。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態では、上記バルブは、上記Ｔ軸と組み合わさって使用され、上記遮断素子（止め具）をバルブが（初期の充填が行われた後）上記圧力容器からの内圧により流体が排出されるのを可能にするが、該内圧より大きい外圧がかかると自動的に閉まる位置に移動させる機構としてのバルブ座部（本明細書では、バルブの初期の密封機構とも称す）を備えている。すなわち、上記Ｔ軸とバルブ座部の組合せは、遮断素子をその初期の位置から最終の位置に移動させて、バルブの一方通行機能を有効にさせるのに使用される。
【００１６】
よって、圧力容器に使用される再充填不能バルブは、好ましくは、初期の位置にあるときに、流体が自らを通過して圧力容器を出入りすることを可能にする遮断素子を備え、該バルブと該遮断素子とは、バルブが、該圧力容器からの内圧により流体が該圧力容器から排出されることを可能にするが、該内圧より大きい外圧がかかると、自動的に閉まるようになる最終の位置にくると、元に戻れないように構成されており、該遮断素子は、どちらの方向にでも使用可能な形状の止め具により構成されており、該止め具は、該止め具と一体的に形成された阻止手段を含み、該阻止手段は、該遮断素子が初期の位置から最終の位置に移動すると、該遮断素子が初期の位置に戻ることを防止する。
【００１７】
本発明のその他の実施形態では、再充填不能バルブは、自立構造を有する、好ましくは、自立かつ可逆的な構造を有する止め具を備えるものとして示す。なお、止め具が可逆的な構造を有する場合、この止め具の、可逆的に使用可能な両端が、同じ形状をしていることが好ましい。そして、このように可逆的な形状であることにより、組み立て時に、どの向きで止め具をバルブ内に挿入しても、本明細書に説明される機能を実現することができる。
【００１８】
また、本発明のある好適な実施形態では、上記再充填不能バルブは、（ａ）一方向に段になっているバルブ筐体と、（ｂ）実装容易で、可逆的、且つ、対称的な形状であり、（実装後では）自立構造となる止め具と、を備えている。そしてさらに好適には、上記止め具が、該止め具と一体的に変形可能な阻止手段を備えており、該阻止手段は、遮断手段が初期の位置から最終の位置に移動すると、該止め具が、初期の位置に戻るのを防ぐように自動的に機能し、また、バルブの組み立て工程において止め具が誤って係合してしまう可能性を低くするように設計されている。
【００１９】
本明細書中において、「変形可能」部（遮断素子、止め具、阻止手段等）とは、この部材を開口部に挿入するのに必要な、所定の力がかかると形状が変形する部材である。しかしながら、そのような力がかからないときは、上記「変形可能」部は、上記開口部に早まって挿入してしまう際の力を回避できるような、相対的な剛性（強度）を有している。そして好適には、このような部材は、所定の一体的な構造を有している。これにより、誤って係合することを防ぐことができるだけではなく、該部材を開口部に挿入する際の駆動または押圧で壊れることを防止することができる。
【００２０】
また、本発明に係る好適な実施形態では、可逆的、且つ自立構造を有する止め具を遮断素子として備えた再充填不能バルブの構造を開示しており、この再充填不能バルブの構造により、上記したように、バルブ構造と止め具の実装工程との単純化を実現できる。さらにまた、上記再充填不能バルブは、対称的且つ可逆的な形状をした止め具を有していることが好ましい。これにより、バルブ構造と止め具の実装工程との単純化を実現できる。
【００２１】
上記自立構造を有する止め具は、必要な、バルブの製造における工程数を減らすことができたり、バルブの作動時において必要となる動作数を減らすことで、バルブの信頼性を向上させたり、バルブおよび止め具の製造コストを下げるなどの効果を奏したりする。なお、「自立構造を有する」遮断素子（または止め具）とは、本明細書では、軸、棒（ロッド）、またはその他のバルブの内部部材に必ずしも接続されていることが必要ではなく、その適切な位置として、他の可動する、バルブの内部部材（例えばスライド可能な棒（ロッド）等）の動作により決まることを意味する。
【００２２】
本発明のこれらおよびその他の特徴や実施の形態は当業者により明らかになるであろう。本発明は、添付の図面を参照してなされる下記の詳細な説明により、さらに明らかになるであろう。
【００２３】
〔発明の詳細な説明〕
図１から４を参照して、本発明の一実施の形態による再充填不能バルブを説明する。また、好ましい遮断素子または止め具を、図１０から１５を参照して説明する。
【００２４】
上述のように、図１に、本発明の実施の形態１による再充填不能バルブ（バルブ１００）の長手方向の断面を示す。充填状態では、バルブ１００を介して容器１０１へ流体の初期の充填を行うことができる。図１に示すように、図示しない流体源から流体を、例えば、ノズル１０３を通る流路（開口部）１０２を介して容器１０１に充填するとしてもよい。
【００２５】
図１に示すように、流路１０２は、バルブ筐体１０５の中央穴部１０４を介して、容器１０１の内部と繋がっており、これにより流体が移動できる。容器１０１内に示す矢印は図１における容器１０１内で流体が流れる方向を示す。
【００２６】
図１に示す止め具を示す図１０に例示する遮断素子１０６の斜視図を参照すれば、実際には流路１０２と容器１０１の内部との間にも流路が存在することは、当業者にとって自明であろう。特に、図１０に示すように、例えば、羽根部１９０（止め具本体１９１の一部をなし、後述するように遮断素子１０６をバルブ筐体１０５に実装する際に遮断素子１０６を中央に位置決めするのに使われる）と、止め具本体１９１の凹になっている部分（例えば凹部１９５）とにより、バルブ筐体１０５中に流路が形成され、流体が中央穴部１０４と容器１０１の内部との間を流れることができるようになっている。この流路は、止め具１０６（特に、止め具１０６の、本実施の形態においては、説明のため、バルブ筐体１０５中に実装される際に一番初めに挿入されるとされている密封部１９４）がバルブ筐体１０５の座部１５０及び座部１５０Ａ（図４参照、詳細は後述する）に着座していない間は、開いた状態にある。
【００２７】
また、遮断素子１０６は、バルブ１００が一方通行状態になって再充填が出来ない状態になる前では、容器１０１への充填が可能であるように構成されている。図示するように、遮断素子１０６は、上述したように、可逆的かつ、好ましくは対称的な形状を有し、（バルブ筐体１０５への挿入時に）自立でき、変形して密封する構成となっている。遮断素子１０６のこれらの構成は、図面を参照して本発明の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。
【００２８】
バルブ筐体１０５の中央穴部１０４は、図１から４に示すように、３つの部分からなる。すなわち、上穴部１２０、中穴部１２１、および、下穴部１２２からなる。本発明の好ましい実施の形態によれば、バルブ筐体１０５は、上述したように、一方向に向けて段になっている構造のバルブ筐体である（それゆえ、バルブ筐体１０５は、ある一方向に向けて半径が大きくなる（または、逆に小さくなる）段差をなす２つまたはそれ以上の部分を持つ中央部を有するバルブ筐体である）。
【００２９】
バルブを上から下に向け、上部バルブ部における上穴部１２０の穴の半径は、中部バルブ部における中穴部１２１の穴の半径より大きく、中部バルブ部における中穴部１２１の穴の半径は下部バルブ部における下穴部１２２の穴の半径より大きく示されている。上記にて説明したように、この構成は、バルブを製造する上で有利である。しかし、バルブ筐体１０５は、他の構成であってもよい。
【００３０】
図２は、閉めた状態のバルブ１００を示す。図２に示すバルブ１００は、容器１０１への流体の初期の充填が終わってから初めて閉じられており、使用可能状態にある。バルブ１００が、図２に示すような閉めた状態のときには、流体は流れ出ない。
【００３１】
図３は、開いた状態のバルブ１００を示す。図３において容器１０１中に示される矢印のように、流体が、容器１０１から出て、バルブ筐体１０５の中央穴部１０４に入り、ノズル１０３の流路１０２を介して、外部に流出する。
【００３２】
図４は、「再充填不能」状態のバルブ１００を示す。再充填不能状態では、遮断素子（止め具）１０６は、中央穴部１０４の下部の座部（該座部は、図４中では、１５０および１５０Ａにて示す）と接触し、これにより、流体が容器１０１に流入することが防止されている。図４に示すように、流体源がノズル１０３の流路１０２に接続されているときでも、流体がバルブ１００を介して容器１０１に流れ込むことはない。バルブ１００の一方通行機能が作動している状態、つまり、バルブ１００が図４に示す再充填不能状態であることとは、このような状態である。
【００３３】
図１から４に示すように、再充填不能バルブ１００は、シリンダー状のもの、特に充填を一回きりしか行うことの出来ないようになっているシリンダー状のもの、例えば容器１０１に取り付けられるものである。バルブ１００の取り付けは、一般には、バルブの製造時において、バルブ筐体１０５を、容器１０１における参照番号１３０および１３０Ａで示されている部分に溶接することにより行われる。
【００３４】
図１に示されるようなバルブ１００と容器１０１とのアッセンブリは、図１に示すような充填可能な状態で、認可を受けた充填業者に出荷される。一旦閉じられると、再充填不能機能が有効になる。これにより、最終消費者が出来るのは、再充填できないようにされたシリンダーの中身を排出することのみになる。
【００３５】
図１に例示する再充填不能バルブ１００の主な構成は次のとおりである。すなわち、図１に示すように、再充填不能バルブ１００は、Ｔ軸１６０（バルブ１００の開閉を制御する手段の例）、バルブ座部１６１（初期のバルブ密封を行う手段の例）、遮断素子（止め具）１０６、一方向に段差がついているバルブ筐体１０５、密封手段（例えば、Ｏリング密封部１６２、および、ノズル（開口部）１０３を備える。バルブ座部１６１は、上述したように、Ｔ軸１６０と非一体的に形成されるのが好ましい（さらに、必要に応じて、異なる材料で形成されていてもよい）。遮断素子１０６は、上述した、流体を止める構成の全て（もしくは、少なくとも一部）を備えることが好ましい。流体を止める構成とは、可逆的で、好ましくは対称的な形状を有し、バルブ１００への挿入時に自立することができる構成等である。バルブ筐体１０５は、全てのバルブの構成部材を収容するものであり、上述したように、容器１０１に取り付けられている。ノズル１０３は、容器の充填および容器の使用に使われるものである。
【００３６】
Ｔ軸１６０は、再充填不能バルブの開閉を制御するのに使用されるものである。図１から図４に示すように、バルブ１００が閉められると、バルブ座部１６１により初期のバルブ密封がなされる。図５から９により詳細に示すように、本発明によれば、バルブ１６１とＴ軸１６０とが組み合わされると、バルブ座部１６１とＴ軸１６０とは、錠止するように係合される。したがって、Ｔ軸１６０は、バルブ座部１６１の上部の形状と同じ形状の内部開口部５５５、および、Ｔ軸の長手方向の軸を横断する形状を有し、円形開口部１７１まで延びている長穴またはキー溝５６０を有する。二股状の足部５５０および５５１は外方向に曲がることができ、両者の間にバルブ座部１６１を挿入できる構成である。
【００３７】
バルブ座部１６１の上部は、Ｔ軸１６０の対応する開口部５５５に挿入されて、開口部５５５に係合する。すると、バルブ座部１６１の下部により、バルブ筐体の初期のバルブ密封がなされる。また、上部１８０は、Ｔ軸１６０の足部５５０および５５１と当接するランド部または肩部となる。バルブ座部１６１には、筒状穴５６５が設けられており、バルブ座部１６１の上部が、Ｔ軸１６０のキー溝５６０に挿入されることができるようになっている。バルブ座部１６１の上部がＴ軸１６０に挿入されて係合されると、Ｔ軸１６０の足部５５０および５５１は、バネのように分かれ、再び元の形に戻る。これにより、バルブ座部１６１がＴ軸１６０に錠止された状態になる。また、バルブ座部１６１は、バルブ座部１６１の筒状穴５６５から外部に向かう一つまたは複数の長穴を有し、Ｔ軸１６０への挿入が容易になるようにしてもよい。具体的な構成は、各構成部材に使用される材料の弾性を考慮して決定される。また、筒状穴５６５の断面の形状は、別のものであってもよい。
【００３８】
バルブ座部１６１は、Ｔ軸１６０と係合して錠止した状態に組み合わされるが、バルブ座部１６１は、Ｔ軸１６０に対して相対的に回転可能であることが好ましい。これにより、Ｔ軸１６０を回して、バルブ座部１６１を密封位置に移動させると、逆圧がない状態では、バルブ筐体を密封するバルブ座部１６１とＯリングとの間の摩擦により、中央穴部１０４内でバルブ座部１６１は回転しない。よって、逆圧がない状態では、バルブ座部１６１を密封位置に移動させるためにＴ軸を回転させても、バルブ座部１６１は、回転することなく中心軸に沿って移動するのみである。
【００３９】
ノズル１０３の位置、および、ノズル１０３を通る流路と中央穴部１０４との間の境界等にもよるが、バルブ座部１６１の上部と下部の形状がその他の形状であっても同様の効果（初期のバルブ密封をなし、Ｔ軸との係合を行うこと）が得られることは、当業者には明らかであろう。図示されたバルブ座部１６１の形状は、本発明の範囲を限定するものではなく、図１から４を参照して説明された一例としてのバルブ１００の下部に対し初期のバルブ密封を行い、図５および６に示すＴ軸１６０と錠止係合を行うための好適なバルブ座部１６１を例示するためのものである。よって、バルブ座部１６１およびＴ軸１６０の形状は、バルブ１００が開いたときに、協働して錠止係合をするように構成されている。
【００４０】
また、バルブ座部１６１は、バルブ１００が開いたときに、軸密封を行うようになっている。例えば（そして、本発明はこれに限定されるものではない）、図示されているＯリング１６２は、バルブ座部１６１により、ある位置に保持されており、図１から４に示すように軸密封を行うようになっている。図１から４では、Ｏリング１６２は、バルブ座部１６１により中央穴部１０４の中穴部１２１の内壁面に当接されている。
【００４１】
図１に示す本発明の実施の形態では、一端がかしめられた（カシメ部は、図１に参照番号１６５にて示す）バルブ筐体１０５内に、バルブ１００を構成する全ての部材が収容されている。バルブ１００は、Ｔ軸１６０の（図１に参照番号１６６により示す）ハンドル部を回転させることで、開閉される。図示するように、Ｔ軸１６０の回転動作により、バルブ筐体１０５内には、ねじ山１７０を介して軸運動が生ずる。
【００４２】
さらに、本発明の実施の形態によれば、バルブ座部１６１およびＴ軸１６０は、図５および６に示すように、弾装されて係合することにより取り付けられる。このようにバルブ座部１６１およびＴ軸１６０を取り付けることにより（または、当業者により想到されうるその他の取り付け方法で取り付けることにより）、圧力の差異にのみバルブ１００を開く構成とは違い、バルブ１００を機械的な手段で開くことができる。
【００４３】
バルブ座部１６１とＴ軸１６０のスナップフィット係合は、バルブ座部１６１の上部とＴ軸１６０の内部開口部５５５の対応する鍵形状により実現される。当業者は、同様の望ましい効果を得られるその他の形状を、好適に設計することができる。
【００４４】
なお、上記の取り付けにより、Ｔ軸１６０とバルブ座部１６１との間に摩擦が生ずるようになっている。このＴ軸１６０とバルブ座部１６１との間の摩擦は、Ｏリング１６２とバルブ筐体１０５との間の摩擦よりも小さいものである。これにより、容器１０１への充填を行う前は、バルブ座部１６１は、中央穴部１０４内で回転できないようになっている。当業者には明らかなように、Ｏリングの回転が制限されるので、バルブ１００の再密封性が向上し、また上記の軸密封の密封能力が向上する。なお、内圧（充填後の容器からの逆圧）により軸密封が回転することもある。
【００４５】
図（図１）からわかるように、流路（開口部）１０２を介して容器１０１に充填されているときは、遮断素子または止め具１０６は、中央穴部１０４の下部に位置する。ここで例示する対称形をなす止め具（止め具１０６）は、組み立て工程の単純化のため、どちらの方向から挿入されてもよいようになっている（つまり、止め具は、可逆的である（ただし、本発明は、止め具が可逆になっていなくても、非対称であってもよい）。また、止め具１０６は、（上述したように）自立している。また、図示されている止め具１０６は、変形可能部１９８を有する。（本明細書においては、該変形可能部は、時に、少なくとも１つの変形可能部を有する阻止手段と称することもある）変形可能部（または阻止手段）１９８は、本発明の好ましい実施の形態によれば、容器１０１の充填時に生ずる圧力、バルブ１００を組み立てるとき（図１に示すようにバルブ座部１６１を止め具１０６に近接させたとき）に生ずる圧力、および、本発明の再充填不能機能を有効にするために止め具１０６の少なくとも一部を、開口部１９９を介して容器１０１内に挿入しようとする（または挿入するように動かす）際に生ずる圧力に対し耐えられるように設計されている。このように、変形可能部１９８に強度があれば、上記のような圧力がかかっても変形可能部１９８が壊れたり、早まって変形されることはない。止め具１０６が早まって所定位置に移動することにより充填が行えなくなるのを防止するために、止め具１０６の強度を向上させる、部分１９８Ａを備えていることが好ましい。止め具１０６の強度は、例えば、部分１９８Ａの断面を変えることで調整することができる。
【００４６】
なお、止め具１０６の一部として形成され、止め具１０６の位置をバルブ筐体１０５内の中央に保つように設計されている羽根部は、上述した機能を有し、流体の流路等を確保する。この羽根部を羽根部１９０と称す（図１０から１３、および図１参照）。
【００４７】
図２に、閉じた状態であり使用可能な状態のバルブ１００を示す。バルブ座部１６１は、上述したように、バルブ１００が初期の閉じた状態になる前は、止め具１０６の近辺に位置しており、バルブ１００が初期の閉じた状態になるまでの間は、止め具１０６の上部（図２中、止め具部１８９と示す）と接することができるようになっている。また、図示した変形可能部１９８（図２に示す部分１９２および１９２Ａを備える）の少なくとも一部が、（図１および図２に示す）バルブ筐体１０５の止め座部１３７を過ぎると共に、開口部１９９を通って、容器１０１内に挿入されるように変形可能部１９８を移動させることができるようになっている。これにより該バルブの再充填不能機能が実現されるのは、当業者にとって明らかであろう。
【００４８】
初期のバルブ密封は、バルブ座部１６１およびバルブ筐体１０５を、図２において示すように、当接位置１３２で当接させることで成される。そして、容器１０１内の流体による逆圧が止め具１０６にかかると、変形可能部１９８の部分（図２において部分１９２および１９２Ａと示す）が、それぞれ、位置１３３および１３３Ａにおいてバルブ筐体１０５と接触するようになっている。これは、バルブ１００が図３に示すように開けられたときに起こる。図３には、バルブ１００が開けられて、変形可能部１０８の部分１９２および１９２ａが、位置１３３および１３３ａにおいて、バルブ筐体１０５にそれぞれ当接している状態を示す。
【００４９】
図３には、再充填不能バルブ１００が開けられた状態で、該バルブ１００が取り付けられている容器１０１の中身が排出できる状態にあるときを示している。Ｔ軸１６０を回すと（例えば、ねじ山１７０がバルブ筐体１０５中に適切に形成されているなら、反時計回りに回すと）、バルブ座部１６１とバルブ筐体１０５とが、上記した当接位置１３２において離れ、容器１０１の中身の排出が行われる。排出が行われると（つまり、初期のバルブ密封が開けられると）止め具１０６は、容器の中身の流れにより浮き上がるので、容器１０１の中身がノズル１０３および流路１０２を通って排出される。このとき、止め具１０６は、図３を参照して上述したように、バルブ筐体１０５に接触する。
【００５０】
図４は、容器１０１の許可された初期の充填が行われた後に再充填を試みているときの状態であるバルブ１００を示す。容器１０１を再充填しようとしても、止め具１０６の上記した密封部１９４（図１０）が、中央穴部１０４の下部の座部（図４で１５０および１５０ａと示す）が接触して、再充填できないようになっている。
【００５１】
図１０から１５に、止め具１０６と、止め具１０６の弾性密封部を示す。本バルブに適用可能なその他の実施の形態は、当業者により設計可能である。
【００５２】
好ましい形態の止め具１０６を図１０に示す。この止め具１０６は、羽根部１９０及び１９０Ａと凹部１９５とを有する。羽根部１９０及び１９０Ａと凹部１９５とは、上記のように、止め具本体１９１と一体的に形成されている。この羽根部１９０及び１９０Ａと凹部１９５とにより、止め具１０６の位置を中央に保ち、且つ、流体を流そうとするときには、流体の流路を確保することができる。図示するとおり、変形可能部１９８は、部分１９８Ａ、部分１９２、および、部分１９２Ａを有する。図示するように、好ましい形態の止め具１０６は、可逆的かつ対称的な形状をしている。なお、変形可能部１９８は、図示するように、放射状に延びた１対の変形可能アーム（図１０）を有し、各アームの先端間に広がる部分１９８Ａを有する。同じような変形可能部が、図１０の止め具の両端に形成されている。止め具１０６の密封素子１９４は、バルブ１００の止め具１０６の両端にそれぞれに、非一体的に設けられている弾性部材である。密封素子１９４は、図１１に示すように、止め具１９１に直接密着させて成形することが好ましいが、止め具本体と密封部材との構成の仕方、および、それらの材質に合わせて、密封部材を止め具本体に密着させて取り付けてもよい。
【００５３】
変形可能部１９８は、好ましくは、容器１０１の充填時に生ずる圧力、バルブを組み立てるとき（図１に示すようにバルブ座部１６１を止め具１０６に近接させたとき）に生ずる圧力、および、本発明の再充填不能機能を有効にするために止め具１０６の少なくとも一部を、開口部１９９を介して容器１０１内に挿入しようとする（または挿入するように動かす）際に生ずる圧力に対し耐えられるように設計されている。このように、例えば、変形可能部１９８に強度があれば、上記のような圧力がかかっても変形可能部１９８が壊れることがなくなり、止め具１０６は、自立素子として好適に機能するための十分な構造的強度を備えるようになる（例えば、簡単に曲がって倒れてしまい、上述したように早まって止め具１０６が係合状態になってしまうこともなくなる）。
【００５４】
止め具１０６に要求された機能を果たせるのであれば、止め具１０６はどのような形状のものを用いてもよい。図示した実施の形態では、「クロスバー」安定部１９８Ａを使用して、止め具１０６の強度をさらに向上させている。変形可能アームのみを供えた止め具と比較して、上記クロスバーを備えた止め具は、一旦バルブ筐体１０５内に挿入されると自立素子として機能するための能力が向上し、止め具１０６が誤って係合することを防止する性質が向上する。
【００５５】
安定部は、求められる強度や誤って係合しないようにする性質を得るため、１つ備えられていてもよいし、複数備えられていてもよい。止め具１０６が製造される材料を適宜選択したり、変形可能部１９８の寸法を変更したりすることで、強度の程度を変更しうることは、当業者にとって容易に認識できよう。
【００５６】
図１４および図１５に、「環状リング」密封部１９４を示す。環状リング密封部１９４は、開口部１９９を密封し、止め具１０６が係合した後容器１０１の再充填が行えないようにする。上記したように、この弾性を有する密封部は、止め具１０６本体上に注入し密着させるのが好ましい。
【００５７】
ここまで、本発明を好ましい実施の形態に言及しながら詳細に説明したが、当業者が、上記記載を参照したうえで、本発明の範囲内で様々な改善や変更を加えることができるのは明らかであろう。よって添付の特許請求の範囲は、本発明の範囲と精神の中で、そのような改善や変更を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施の形態における、充填状態にある再充填不能バルブの一部断面図になっている正面図である。
【図２】図１に示す再充填不能バルブにおける、使用可能な状態で、閉じている状態の再充填不能バルブの一部断面図になっている正面図である。
【図３】図１に示す再充填不能バルブにおける、取り付けられている容器の中身が排出できるように開いている再充填不能バルブの一部断面図になっている正面図である。
【図４】図１に示す再充填不能バルブにおける、容器への正当な初期の充填の後に再充填が試みられている状態の再充填不能バルブの一部断面図になっている正面図である。
【図５】本発明の一実施の形態による再充填不能バルブのＴ軸アッセンブリの一部断面図になっている正面図である。
【図６】図５に示すＴ軸アッセンブリの一部断面図になっている側面図（つまり９０度回転した状態の図）である。
【図７】図５の線７−７における断面図である。
【図８】図９に示すバルブ座部の線８−８における断面図である。
【図９】図１および図５に示すバルブ座部の正面図である。
【図１０】図１から４に示す本発明の一実施の形態による遮断素子または止め具の斜視図である。
【図１１】図１０に示す遮断素子または止め具の一部断面図になっている正面図である。
【図１２】図１０に示す遮断素子または止め具の平面図である。
【図１３】図１１に示す遮断素子または止め具を別の角度から見た場合を示す他の正面図である。
【図１４】図１０に示す遮断素子または止め具のための密封素子の１つを示す正面・断面図である。
【図１５】図１４に示す密封素子の平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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