特開 2022-161509 流量調整ユニット、流体調整バルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022161509

(43)【公開日】2022-10-21

(54)【発明の名称】流量調整ユニット、流体調整バルブ

(51)【国際特許分類】

   A61M 16/20 20060101AFI20221014BHJP

【ＦＩ】

A61M16/20 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021066388

(22)【出願日】2021-04-09

(71)【出願人】

【識別番号】000149479

【氏名又は名称】株式会社ダイトー

(74)【代理人】

【識別番号】100112689

【弁理士】

【氏名又は名称】佐原 雅史

(74)【代理人】

【識別番号】100128934

【弁理士】

【氏名又は名称】横田 一樹

(72)【発明者】

【氏名】堤 陽介

(57)【要約】

【課題】長期間に亘って安定かつ高精度に流量調整が可能な流量調整ユニット等を提供する。
【解決手段】流量調整ユニット１は、第一主流路５４と、第一主流路５４から分岐される複数の第一分岐流路５６と、複数の第一分岐流路５６の少なくともいずれかと連通される第二流路１２を有する。第一分岐流路５６の第一分岐開口３４Ａを有する第一対向面３２と、第二流路１２の第二開口１２Ａを有する第二対向面１４を面方向に相対移動させて、第一分岐流路５６を選択する。第一分岐開口４３Ａの周囲又は第二開口１２Ａの周囲を取り囲むように第一対向面３２又は第二対向面１４にリング溝部１６が凹設され、内部に、リング部材１００が収容される。リング溝部１６は、軸方向の最大溝深さをＷｍ、最大外径と最小内径の差を二分した最大溝厚をＦｍとした場合に、Ｗｍ＞Ｆｍを満たしており、リング部材１００は、軸方向の最大リング幅をＷｒ、最大外径と最小内径の差を二分した最大リング厚をＦｒとした場合に、Ｗｒ＞Ｆｒを満たすようにする。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体の流量を調整する流量調整ユニットであって、
内部に第一主流路が形成される第一主流路形成部と、
前記第一主流路から分岐され、且つ、圧力損失が互いに異なる複数の第一分岐流路が内部に形成される第一分岐流路形成部と、
複数の前記第一分岐流路の少なくともいずれかと連通される第二流路が内部に形成される第二流路形成部と、
前記第一分岐流路形成部に設けられ、複数の前記第一分岐流路の開放端となる第一分岐開口を有する第一対向面と、
前記第二流路形成部に設けられ、前記第二流路の開放端となる第二開口を有すると共に、前記第一対向面と間隔を空けて対向する第二対向面と、
前記第一対向面と前記第二対向面を面方向に相対移動させることで、前記第二流路と連通される前記第一分岐流路を選択する相対移動機構と、
前記第一分岐開口の周囲又は前記第二開口の周囲を取り囲むように前記第一対向面又は前記第二対向面に凹設されるリング溝部と、
前記リング溝部に配置され、一部が前記リング溝から突出することで、相手側となる前記第一対向面又は前記第二対向面（以下、相手側対向面）と当接するリング部材と、を備え、
前記リング溝部は、
軸方向の最大溝深さをＷｍ、最大外径と最小内径の差を二分した最大溝厚をＦｍとした場合に、Ｗｍ＞Ｆｍを満たしており、
前記リング溝部内で軸方向外力を受ける前の前記リング部材は、
軸方向の最大リング幅をＷｒ、最大外径と最小内径の差を二分した最大リング厚をＦｒとした場合に、Ｗｒ＞Ｆｒを満たすことを特徴とする、
流量調整ユニット。

【請求項2】

前記リング溝部における開口の外周縁と、前記リング溝部内で軸方向外力を受ける前の前記リング部材の間に隙間（以下、外周側隙間）が形成されることを特徴とする、
請求項１に記載の流量調整ユニット。

【請求項3】

前記リング溝部における開口の内周縁と、前記リング溝部内で軸方向外力を受ける前の前記リング部材の間に隙間（以下、内周側隙間）が形成されることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の流量調整ユニット。

【請求項4】

前記リング溝部の軸方向の開口側を軸方向手前側、底面側を軸方向奥側と定義する際に、
前記外周側隙間及び／又は前記内周側隙間は、前記外周縁又は前記内周縁から軸方向奥側に向かって、最大溝深さＷｍの１０％以上に亘って延びることを特徴とする、
請求項２又は３に記載の流量調整ユニット。

【請求項5】

前記外周側隙間又は前記内周側隙間は、最大溝厚Ｆｍの５％以上となることを特徴とする、
請求項２又は３に記載の流量調整ユニット。

【請求項6】

前記リング溝部の軸方向の開放端側を軸方向手前側、軸方向の底面側を軸方向奥側と定義し、前記リング部材の中心軸に沿った断面をリング断面と定義する際に、
前記リング断面は、前記軸方向手前側に凸形状となる手前側凸領域を有しており、
前記手前側凸領域は、曲率半径がＦｍ／２未満となる湾曲部分を含むことを特徴とする、
請求項１～５のいずれか一項に記載の流量調整ユニット。

【請求項7】

前記リング部材の径方向且つ軸方向に沿う断面をリング断面と定義する際に、
前記リング断面の前記リング溝部の外側壁と対向する範囲に、凹形状となる外側凹領域を有することを特徴とする、
請求項１～７のいずれか一項に記載の流量調整ユニット。

【請求項8】

前記リング断面の前記リング溝部の外側壁と対向する範囲に、凸形状となる外側凸領域を有しており、
前記外側凸領域の両脇に、前記外側凹領域がそれぞれ形成されることを特徴とする、
請求項８に記載の流量調整ユニット。

【請求項9】

前記リング断面の前記リング溝部の外側壁と対向する範囲に、凸形状となる外側凸領域を複数有しており、
複数の前記外側凸領域の間に、前記外側凹領域が形成されることを特徴とする、
請求項８に記載の流量調整ユニット。

【請求項10】

前記リング部材の径方向且つ軸方向に沿う断面をリング断面と定義する際に、
前記リング断面の前記リング溝部の内側壁と対向する範囲に、凹形状となる内側凹領域を有することを特徴とする、
請求項１～１１のいずれか一項に記載の流量調整ユニット。

【請求項11】

前記リング断面の前記リング溝部の内側壁と対向する範囲に、凸形状となる内側凸領域を有しており、
前記内側凸領域の両脇に、前記外側凹領域がそれぞれ形成されることを特徴とする、
請求項１２に記載の流量調整ユニット。

【請求項12】

前記リング断面の前記リング溝部の内側壁と対向する範囲に、凸形状となる内側凸領域を複数有しており、
複数の前記内側凸領域の間に、前記内側凹領域が形成されることを特徴とする、
請求項１２に記載の流量調整ユニット。

【請求項13】

前記内側凸領域は、曲率半径がＷｒ／２以下となる湾曲部分を含むことを特徴とする、
請求項１３又は１４に記載の流量調整ユニット。

【請求項14】

前記内側凸領域は、曲率半径がＦｒ以下となる湾曲部分を含むことを特徴とする、
請求項１３又は１４に記載の流量調整ユニット。

【請求項15】

流体の流れを調整する流体調整バルブであって、
前記流体の圧力を調整する圧力調整ユニットと、
前記圧力調整ユニットによって調圧される前記流体が案内される、請求項１～１６のいずれかに記載の流量調整ユニットと、
を備えることを特徴とする流体調整バルブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば 酸素ボンベ等の流体供給源に接続して使用されて、流体の流量を調整する流量調整ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば、在宅酸素療法等において使用される酸素ボンベには、酸素ガスの流量や圧力を調整する流体調整バルブが接続される。この流体調整バルブには、圧力調整ユニットや流量調整ユニットが内蔵されており、酸素ガスの圧力や流量を調整可能とする。流体調整バルブには、酸素等のガスを連続的に供給する連続供給式のバルブと、ガスを使用者の呼吸に同調させながら供給する呼吸同調式のバルブが存在する。

【0003】

特許文献１に示すように、流体調整バルブに内蔵される流量調整ユニットは、流量を調整する流量調整板を備える。この流量調整板には、互いに内径（圧力損失）の異なる複数の通過孔（オリフィス穴）が周方向に並んで形成される。この流量調整板は、流路を形成する流路形成面に対してスプリングの付勢力によって圧接される。流路形成面には固定側の流路孔が形成される。流量調整板をツマミで回転操作すると、固定側の流路孔と特定のオリフィス穴が対向して連通されるので、流量が選択的に決定される。

【0004】

流路形成面には、固定側の流路孔を取り囲むように環状溝（リング溝）が形成されており、この環状溝にＯリングが保持される。上述のスプリングの付勢によって、Ｏリングが押しつぶされる結果、固定側の流路とオリフィス穴の間の隙間が高気密空間となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３－２４７６９５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

流量調整ユニットでは、流量を調整する都度、Ｏリングと流量調整板が摺動する。この際、流量調整板にはオリフィス穴が形成されていることから、弾性変形するＯリングとオリフィス穴がひっかかり易い。Ｏリングと流量調整板の摺動によって、Ｏリングが弾性変形すると、環状溝からＯリングが飛び出して、流量調整板と流路形成面の間に入り込んでしまう。Ｏリングの表面に傷が形成されることで、Ｏリングによる気密性が低下し、流量調整の精度が悪化する。

【0007】

更に、Ｏリングが環状溝から完全に飛び出してしまうと、元の位置（リング溝）に戻ることが出来ない。結果、流量調整が完全に機能しなくなる。従って、Ｏリングを交換しなければならない。

【0008】

一方、この問題を抑制する為に、Ｏリングに対する押圧力（スプリングの付勢）を弱めてしまうと、Ｏリングによる気密性が低下しやすい。特に、高圧流体の流量を調整する際の精度が悪化しやすい。

【0009】

本発明は、斯かる実情に鑑みてなされたものであり、長期間に亘って安定かつ高精度に流量調整が可能な流量調整ユニット等を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成する本発明は、流体の流量を調整する流量調整ユニットであって、内部に第一主流路が形成される第一主流路形成部と、前記第一主流路から分岐され、且つ、圧力損失が互いに異なる複数の第一分岐流路が内部に形成される第一分岐流路形成部と、複数の前記第一分岐流路の少なくともいずれかと連通される第二流路が内部に形成される第二流路形成部と、前記第一分岐流路形成部に設けられ、複数の前記第一分岐流路の開放端となる第一分岐開口を有する第一対向面と、前記第二流路形成部に設けられ、前記第二流路の開放端となる第二開口を有すると共に、前記第一対向面と間隔を空けて対向する第二対向面と、前記第一対向面と前記第二対向面を面方向に相対移動させることで、前記第二流路と連通される前記第一分岐流路を選択する相対移動機構と、前記第一分岐開口の周囲又は前記第二開口の周囲を取り囲むように前記第一対向面又は前記第二対向面に凹設されるリング溝部と、前記リング溝部に配置され、一部が前記リング溝から突出することで、相手側となる前記第一対向面又は前記第二対向面（以下、相手側対向面）と当接するリング部材と、を備え、前記リング溝部は、軸方向の最大溝深さをＷｍ、最大外径と最小内径の差を二分した最大溝厚をＦｍとした場合に、Ｗｍ＞Ｆｍを満たしており、前記リング溝部内で軸方向外力を受ける前の前記リング部材は、軸方向の最大リング幅をＷｒ、最大外径と最小内径の差を二分した最大リング厚をＦｒとした場合に、Ｗｒ＞Ｆｒを満たすことを特徴とする、流量調整ユニットである。

【0011】

上記流量調整ユニットに関連して、前記リング溝部における開口の外周縁と、前記リング溝部内で軸方向外力を受ける前の前記リング部材の間に隙間（以下、外周側隙間）が形成されることを特徴としても良い。

【0012】

上記流量調整ユニットに関連して、前記リング溝部における開口の内周縁と、前記リング溝部内で軸方向外力を受ける前の前記リング部材の間に隙間（以下、内周側隙間）が形成されることを特徴としても良い。

【0013】

上記流量調整ユニットに関連して、前記リング溝部の軸方向の開口側を軸方向手前側、底面側を軸方向奥側と定義する際に、前記外周側隙間及び／又は前記内周側隙間は、前記外周縁又は前記内周縁から軸方向奥側に向かって、最大溝深さＷｍの１０％以上に亘って延びることを特徴としても良い。

【0014】

上記流量調整ユニットに関連して、前記外周側隙間又は前記内周側隙間は、最大溝厚Ｆｍの５％以上となることを特徴としても良い。

【0015】

上記流量調整ユニットに関連して、前記リング溝部の軸方向の開放端側を軸方向手前側、軸方向の底面側を軸方向奥側と定義し、前記リング部材の中心軸に沿った断面をリング断面と定義する際に、前記リング断面は、前記軸方向手前側に凸形状となる手前側凸領域を有しており、前記手前側凸領域は、曲率半径がＦｍ／２未満となる湾曲部分を含むことを特徴としても良い。

【0016】

上記流量調整ユニットに関連して、前記リング部材の径方向且つ軸方向に沿う断面をリング断面と定義する際に、前記リング断面の前記リング溝部の外側壁と対向する範囲に、凹形状となる外側凹領域を有することを特徴としても良い。

【0017】

上記流量調整ユニットに関連して、前記リング断面の前記リング溝部の外側壁と対向する範囲に、凸形状となる外側凸領域を有しており、前記外側凸領域の両脇に、前記外側凹領域がそれぞれ形成されることを特徴としても良い。

【0018】

上記流量調整ユニットに関連して、前記リング断面の前記リング溝部の外側壁と対向する範囲に、凸形状となる外側凸領域を複数有しており、複数の前記外側凸領域の間に、前記外側凹領域が形成されることを特徴としても良い。

【0019】

上記流量調整ユニットに関連して、前記リング部材の径方向且つ軸方向に沿う断面をリング断面と定義する際に、前記リング断面の前記リング溝部の内側壁と対向する範囲に、凹形状となる内側凹領域を有することを特徴としても良い。

【0020】

上記流量調整ユニットに関連して、前記リング断面の前記リング溝部の内側壁と対向する範囲に、凸形状となる内側凸領域を有しており、前記内側凸領域の両脇に、前記外側凹領域がそれぞれ形成されることを特徴としても良い。

【0021】

上記流量調整ユニットに関連して、前記リング断面の前記リング溝部の内側壁と対向する範囲に、凸形状となる内側凸領域を複数有しており、複数の前記内側凸領域の間に、前記内側凹領域が形成されることを特徴としても良い。

【0022】

上記流量調整ユニットに関連して、前記内側凸領域は、曲率半径がＷｒ／２以下となる湾曲部分を含むことを特徴としても良い。

【0023】

上記流量調整ユニットに関連して、前記内側凸領域は、曲率半径がＦｒ以下となる湾曲部分を含むことを特徴としても良い。

【0024】

上記目的を達成する本発明は、流体の流れを調整する流体調整バルブであって、流体の圧力を調整する圧力調整ユニットと、前記圧力調整ユニットによって調圧される前記流体が案内される、上記のいずれかに記載の流量調整ユニットと、を備えることを特徴とする流体調整バルブである。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、長期間に亘って安定かつ高精度に流量調整が可能な流量調整ユニット等を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】（Ａ）は、本発明の第一実施形態に係る流量調整ユニットの全体構成を示す断面図であり、（Ｂ）は同流量調整ユニットのハンドル端面カバーに示される流量案内表示態様を示す図である。

【図2】同流量調整ユニットの一部の部品を分解した状態を示す斜視図である。

【図3】同流量調整ユニットの一部を拡大して示す断面図である。

【図4】同流量調整ユニットの一部を拡大して示す断面図である。

【図5】（Ａ）は同流量調整ユニットのリング部材単体の平面図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は、（Ａ）のＩＩ－ＩＩ矢視断面図である。

【図6】同流量調整ユニットのリング溝部及びリング部材の近傍をリング径方向から視た拡大断面図である。

【図7】（Ａ）は同流量調整ユニットのリング部材の近傍を軸方向から視た拡大平面図であり、（Ｂ）は同リング部材を径方向から視た拡大断面図である。

【図8】（Ａ）～（Ｃ）は、従来の流量調整ユニットのリング部材の近傍を径方向から視た拡大断面図である。

【図9】（Ａ）は同流量調整ユニットの第一変形例に係るリング部材単体の平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＩＩ－ＩＩ矢視断面図であり、（Ｃ）は同リング部材を採用した流量調整ユニットをリング径方向から視た拡大断面図である。

【図10】（Ａ）は同流量調整ユニットの第二変形例に係るリング部材単体の平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＩＩ－ＩＩ矢視断面図であり、（Ｃ）は同リング部材を採用した流量調整ユニットをリング径方向から視た拡大断面図である。

【図11】第三変形例に係る流量調整ユニットの全体断面図である。

【図12】本発明の第二実施形態に係る流体調整バルブについて、（Ａ）はボンベの残圧表示態様を示す図であり、（Ｂ）は同流体調整バルブの側面図である。

【図13】（Ａ）は同流体調整バルブの平面部分断面図であり、（Ｂ）は同流体調整バルブの正面図である。

【図14】本実施形態の流量調整ユニットの変形例を示す部分拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。

【0028】

＜第一実施形態（流量調整ユニット）＞
図１に、本発明の第一実施形態に係る流量調整ユニット１の全体構成を示す。なお、ここでは、流量調整ユニット１が流体としての気体（例えば酸素ガス）の流量を調整する場合を例示するが、液体の流量を調整しても良い。

【0029】

流量調整ユニット１は、本体部１０と、本体部１０に回動自在に軸支される主軸６０と、主軸６０の一方の端部近傍に一体的に形成される流量調整板３０と、主軸６０の他方の端部近傍に相対回転不能に連結されるハンドル４０と、流量調整板３０を取り囲むようにして本体部１０に固定される流路形成体５０を備える。なお、説明の便宜上、主軸６０の軸方向Ｅを基準として、図中のハンドル４０側（図中左側）を軸方向奥側、図中の流路形成体５０側（図中右側）を軸方向手前側と称する場合がある。

【0030】

＜本体部＞
本体部１０は、円柱状の部材となっており、主軸６０を収容する主軸孔１１が内部に形成される。更に、本体部１０には、気体が流れる第二流路１２が形成される。主軸６０の軸方向Ｅを基準として、本体部１０の軸方向Ｅの手前端には、流量調整板３０の第一対向面３２と対向する第二対向面１４が形成される。第二流路１２の一方の端となる第二開口１２Ａは第二対向面１４に形成される。第二流路１２の他方の開放端１２Ｂは本体部１０の側面に到達する。この開放端１２Ｂには、継手７０が接続されている。

【0031】

図２に拡大して示すように、第二対向面１４には、第二開口１２Ａを取り囲む環状溝となるリング溝部１６が凹設される。リング溝部１６にはリング部材１００が収容される。また、第二対向面１４には、複数（ここでは２個）の補助リング溝部２６が凹設される。補助リング溝部２６の各々には、第一補助リング部材２７及び第二補助リング部材２８が収容される。リング溝部１６及び補助リング溝部２６の軸方向Ｊは、本体部１０の軸方向Ｅと平行となる。リング溝部１６及び補助リング溝部２６は、周方向に等間隔で配置される。本実施形態では、リング溝部１６が１つ形成され、補助リング溝部２６が２つ形成されるので、合計３のリング溝が周方向に１２０度間隔で配置される。リング部材１００は、第二対向面１４に押圧されることで流路の気密を高める役割を担う。補助リング溝部２６内に配置される第一補助リング部材２７及び第二補助リング部材２８は、リング部材１００から第二対向面１４が受ける外力を、周方向に均質化する役割を担う。従って、第二補助リング部材２８は、流体のシール機能は要求されないので、補助リング溝部２６から離脱し難い断面形状（例えば矩形状）とする。また、摺動抵抗を抑制するため、第二補助リング部材２８は、摩擦力の低い材料を選定するか、または、テフロン（登録商標）加工のように表面摩擦力を低下させる表面処理を施した材料を選定することが好ましい。所望の反発力を生じさせるために、第一補助リング部材２７及び第二補助リング部材２８の少なくともいずれかは、ゴム等の弾性材料を選定する。

【0032】

図１に戻って、本体部１０の主軸孔１１の内周面には、周方向に延びるシール溝１１Ａが形成される。このシール溝１１Ａには、シールリング２４が収容されており、このシールリング２４が主軸６０に圧接されることで、後述する第一主流路５４が高気密空間となる。同様に、本体部１０の外周面には、周方向に延びるシール溝１３が形成される。このシール溝１３にはシールリング２５が収容されており、このシールリング２５が流路形成体５０の内周面に圧接されることで、第一主流路５４が高気密空間となる。

【0033】

＜主軸、流量調整板、ハンドル＞
主軸６０は軸方向Ｅに延びる棒状部材となる。主軸６０の一方の端部近傍に流量調整板３０が一体形成される。主軸６０の他方側は、本体部１０から突出しており、その端部近傍に雄ねじ部６４が形成される。雄ねじ部６４側にハンドル４０が挿入される。雄ねじ部６４と螺合する雌ねじ体６６によって、その内部に挿入されるハンドル４０が抜けないようなっている。なお、ハンドル４０と本体部１０の間には、リング状のスペーサ４９が介在しており、両者が相対回転可能となっている。

【0034】

ハンドル４０の中央には、軸方向に延びる貫通孔４２が形成されており、この貫通孔４２に主軸６０が挿入される。主軸６０の軸方向Ｅの奥側には、キー溝又はＤカット等の断面異形の係合部６２が形成される。ハンドル４０の貫通孔４２は、係合領域４３と受圧領域４４を有する。係合領域４３は断面非正円の孔となっており、主軸６０の係合部６２と周方向に係合する。受圧領域４４は係合領域４３の軸方向Ｅ奥側に隣接しており、係合領域４３よりも受圧領域４４の内径が大きくなることで、その境界に段差４４Ａが形成される。受圧領域４４と主軸６０の間には隙間が形成されており、この隙間にスプリング４６が収容される。雌ねじ体６６は、スペーサ４８を介してスプリング４６を押圧してこのスプリング４６を収縮させる。スプリング４６の復元力の一方は、段差４４Ａ（ハンドル４０）に伝達され、更にスペーサ４９を経由して本体部１０に伝わる。スプリング４６の復元力の他方は、スペーサ４８を介して雌ねじ体６６に伝達され、更に、主軸６０を経由して流量調整板３０に伝わる。つまり、スプリング４６の復元力は、第一対向面３２と第二対向面１４を接近させる外力となる。主軸６０の他方の端には、ハンドル端面カバー６８が固定されており、図１（Ｂ）に示すように、ハンドル４０の回転角度によって流量が増減する趣旨の案内が表示される。

【0035】

図２に示すように、流量調整板３０は円盤形状となる。流量調整板３０における第一対向面３２と反対側の裏面３６には、周方向に環状に延びる凹部が形成される。この凹部は気体が流れる環状流路３６Ａとなる。なお、この環状流路３６Ａも第一主流路５４の一部となる。この環状流路３６Ａの凹部底面には、第一対向面３２まで貫通する流量調整孔３４が周方向に複数形成される。複数の流量調整孔３４の内径が互いに異なっており、周方向の並び順に段階的に内径が増大する。つまり、複数の流量調整孔３４は、圧力損失レベルが互いに異なるように設定される。各々の流量調整孔３４は、第一主流路５４から分岐形成される第一分岐流路５６を構成する。

【0036】

図４に拡大して示すように、流量調整孔３４（第一分岐流路５６）は、第一対向面３２において第一分岐開口３４Ａを有する。複数の流量調整孔３４の中のいずれかの第一分岐開口３４Ａを、第二流路１２の第二開口１２Ａに対向させることで、第一分岐流路５６と第二流路１２が連通される。流量調整板３０の第一対向面３２と、本体部１０の第二対向面１４は、スプリング４６の復元力によって接近しようとするが、リング溝部１６に収容されるリング部材１００の一部が突出している結果、第一対向面３２と第二対向面１４に隙間が形成される。リング溝部１６内のリング部材１００は、第一対向面３２とリング溝部１６の底面によって軸方向に収縮される。リング部材１００は、互いに対向する第一対向面３２と第二対向面１４の隙間を高い気密性で取り囲む。結果、流量調整孔３４（第一分岐流路５６）と第二流路１２を繋ぐ連通空間１９０が形成される。

【0037】

なお、図３に示すように、補助リング溝部２６の各々に配置される第二補助リング部材２８の一部も、補助リング溝部２６から突出する。結果、補助リング溝部２６内の第一補助リング部材２７及び第二補助リング部材２８も、スプリング４６の復元力によって第一対向面３２と補助リング溝部２６の底面によって軸方向に押しつぶされた状態となる。

【0038】

＜流路形成体＞
図１に戻って、流路形成体５０は、流量調整板３０を取り囲む有底筒形状の部材であって、その内部空間が第一主流路５４を形成する。具体的に、流路形成体５０の筒内に本体部１０の軸方向Ｅの手前側の一部が挿入される。本体部１０の外周面には部分的に拡径するフランジ状のストッパ１５Ａが形成されており、流路形成体５０の端面が当接することで相対位置が決定される。本体部１０には、ストッパ１５Ａの軸方向奥側面と係合するように、リング状の袋ナット１５Ｂが配置される。袋ナット１５Ｂの雌ねじ部分が、流路形成体５０の外周に形成される雄ねじ部分と螺合することで、本体部１０の軸方向Ｅ手前側に流路形成体５０が固定される。本体部１０の外周面に保持されるシールリング２５が、流路形成体５０の内周面に圧接される。結果、流路形成体５０の内部と、本体部１０の第二対向面１４によって取り囲まれる空間が、高気密な第一主流路５４となる。

【0039】

＜流路を形成する部材概念説明＞
次に図１を参照して、流路を形成する部材の概念について説明する。第一主流路５４は、流路形成体５０、本体部１０、流量調整板３０等によって取り囲まれた気密空間によって形成される。つまり、これらの部材が第一流路形成部となる。第一主流路５４から分岐される複数の第一分岐流路５６は、流量調整板３０の複数の流量調整孔３４によって形成される。つまり、流量調整板３０の複数の流量調整孔３４が第一分岐流路形成部となる。第二流路１２は本体部１０の内部に形成される。つまり、本体部１０が第二流路形成部となる。

【0040】

流量調整板３０の第一対向面３２と本体部１０の第二対向面１４は、本体部１０に保持される主軸６０をハンドル４０で回動させることで相対移動する。これにより、第二流路１２と連通される第一分岐流路５６（流量調整孔３４）が選択される。つまり、本体部１０に保持される主軸６０及びハンドル４０が、第一対向面３２と第二対向面１４の相対移動機構として機能する。なお、ここでは回転運動によって相対移動させる構造を例示するが、直線往復運動によって第一対向面３２と第二対向面１４を相対移動させることもできる。

【0041】

＜リング溝部の詳細＞
図６（Ｃ）に拡大して示すように、リング溝部１６の軸方向Ｊの最大溝深さをＷｍ、リング溝部１６の最大外径Ｋｍａｘと最小内径Ｋｍｉｎの差を二分した最大溝厚をＦｍとした場合に、リング溝部１６はＷｍ＞Ｆｍを満たす。つまり、中心軸に沿った切断面（溝断面）のリング溝部１６の断面形状は、軸方向Ｊが長手となり、径方向が短手となる長方形となる。

【0042】

＜リング部材の形状の詳細＞
図５（Ａ）（Ｂ）に拡大して示すように、リング部材１００は、軸方向Ｊの最大リング幅をＷｒ、最大外径Ｒｍａｘと最小内径Ｒｍｉｎの差を二分した最大リング厚をＦｒとした場合に、Ｗｒ＞Ｆｒを満たす。つまり、図５（Ｂ）の通り、中心軸に沿った切断面（リング断面）の断面形状は、軸方向Ｊが長手となり、径方向が短手となる非正円形状となる。なお、図５（Ａ）（Ｂ）での形状説明は、リング溝部１６に収納される前のリング部材１００単体を基準としている。つまり、リング部材１００の形状は、軸方向や径方向の外力を受けていない開放状態を基準としている。

【0043】

ちなみに、リング部材１００の最小内径Ｒｍｉｎは、リング溝部１６の最小内径Ｋｍｉｎよりも小さい。これは、いわゆる締め代となっており、リング部材１００を拡径させながらリング溝部１６に収納することで、内周側の気密性を高めている。この締め代（Ｋｍｉｎ－Ｒｍｉｎ）は、Ｋｍｉｎの３％以上が好ましく、望ましくは５％以上とする。

【0044】

図６に示すリング溝部１６に収容され得るリング部材１００の姿勢を基準に考えた場合、図５（Ｂ）の開放状態のリング部材１００は、リング断面において軸方向Ｊ手前側に凸形状となる手前側凸領域１１０を有する。この手前側凸領域１１０は、曲率半径がＦｍ／２未満となる湾曲部分を凸端（頂点）近傍に含むようになっている。

【0045】

図５（Ｂ）の開放状態のリング部材１００は、リング断面において軸方向Ｊ奥側に凸形状となる奥側凸領域１４０を有する。この奥側凸領域１４０は、曲率半径がＦｍ／２未満となる湾曲部分を凸端（頂点）近傍に含むようになっている。

【0046】

また図５（Ｂ）の開放状態のリング部材１００は、リング溝部１６の外側壁１６Ｃと対向する外周範囲（図６参照）内に、リング断面において半径方向外側に凸形状となる外側凸領域１２０を有する。この外側凸領域１２０の最小曲率半径は、手前側凸領域１１０の最小曲率半径よりも大きく、及び／又は、内側凸領域１３０（後述）の最小曲率半径よりも大きく設定される。

【0047】

更に図５（Ｂ）の開放状態のリング部材１００は、リング溝部１６の内側壁１６Ｄと対向する内周範囲（図６参照）内に、リング断面において半径方向内側に凸形状となる内側凸領域１３０を有する。内側凸領域１３０は、曲率半径がＷｒ／２以下となる湾曲部分を凸端（頂点）近傍に含み、好ましくは曲率半径がＦｒ以下となる湾曲部分を凸端（頂点）近傍に含み、更に望ましくは、曲率半径がＦｒ／２以下となる湾曲部分を凸端（頂点）近傍に含む。なお、この内側凸領域１３０の最小曲率半径は、手前側凸領域１１０の最小曲率半径よりも小さく、及び／又は、外側凸領域１２０の最小曲率半径よりも小さく設定される。

【0048】

更にまた、図５（Ｂ）の開放状態のリング部材１００は、リング溝部１６の外側壁１６Ｃと対向する外周範囲（図６参照）に、リング断面において凹形状となる外側凹領域１２５を有する。この外側凹領域１２５は、リング断面の輪郭を波形としてとらえた場合に、断面の実部側に凹む谷を形成する領域と表現できる。図５（Ｂ）の２つのリング断面における右側断面において、Ｘ－Ｙ座標平面にリング断面を一致させ、その輪郭線の傾斜角が時計回りに減少する範囲を凸と定義した際に、外側凹領域１２５は、同時計回りで輪郭線の傾斜角が増大する範囲を含む。本実施形態では、輪郭が傾斜角増大方向にＶ字状に屈曲する変曲点がその範囲となるが、徐々に傾斜角が増大するような凹状湾曲範囲としても良い。この際、傾斜角の変化が零となる場所が、凸領域と凹領域の境界となる。また、例えば、外側凹領域１２５は、外側凸領域１２０や手前側凸領域１１０を波形の山と捉えた場合に、その山同士を結んだ接線１２０Ｐよりも実部側に凹となる領域を含む。本実施形態では、外側凸領域１２０の軸方向Ｊの両側に隣接して、一対の外側凹領域１２５が形成される。

【0049】

また更に、図５（Ｂ）の開放状態のリング部材１００は、リング溝部１６の内側壁１６Ｄと対向する内周範囲（図６参照）に、リング断面において凹形状となる内側凹領域１３５を有する。この内側凹領域１３５は、リング断面の輪郭を波形としてとらえた場合に、断面の実部側に凹む谷を形成する領域と表現できる。図５（Ｂ）の２つのリング断面における右側断面において、Ｘ－Ｙ座標平面にリング断面を一致させ、輪郭線の傾斜角が時計回りに増大する範囲を凸と定義した際に、内側凹領域１３５は、同時計回りで輪郭線の傾斜角が減少する範囲を含む。本実施形態では、輪郭が傾斜角減少方向にＶ字状に屈曲する変曲点がその範囲となるが、徐々に傾斜角が減少するような凹状湾曲範囲としても良い。この際、傾斜角の変化が零となる場所が、凸領域と凹領域の境界となる。また、例えば、内側凹領域１３５は、内側凸領域１３０や手前側凸領域１１０を波形の山と捉えた場合に、その山同士を結んだ接線１３０Ｐよりも実部側に凹となる領域を含む。本実施形態では、内側凸領域１３０の軸方向Ｊの両側に隣接して、一対の内側凹領域１３５が形成される。

【0050】

また、図５（Ｂ）の開放状態のリング部材１００において、リング断面における手前側凸領域１１０の径方向（図中Ｘ軸方向）の最大厚みＦ２ｒは、リング溝部１６の最大溝厚をＦｍよりも小さい。より詳細に、手前側凸領域１１０を起点として、外側凸領域１２０及び内側凸領域１３０に到達するまでの範囲の径方向（図中Ｘ軸方向）の最大厚みＦ２ｒは、リング溝部１６の最大溝厚をＦｍよりも小さい。同最大厚みＦ２ｒは、Ｆｍの８０％以下が望ましく、より望ましくは７０％以下とする。本実施形態では６７％に設定される。

【0051】

なお、図５（Ｂ）において、リング部材１００の最大リング幅をＷｒの中央を通り、軸方向Ｊと垂直となる中央線Ｍを基準に考えると、リング断面は、中央線Ｍを基線に線対称形状となる。つまり、リング部材１００を反転させると、手前側凸領域１１０が奥側凸領域１４０となり、奥側凸領域１４０が手前側凸領域１１０となる。リング部材１００のリング溝部１６への挿入方向の制約が無くなるので、組付けミスを低減できる。

【0052】

図５（Ｃ）を参照して、リング溝部１６にリング部材１００を収容した態様において、リング溝部１６とリング部材１００の関係性を説明する。なお、この状態においても、リング部材１００に軸方向の外力（押しつぶされる外力）を受けていない状態を基準とする。

【0053】

リング溝部１６における開口の外周縁１６Ａとリング部材１００の間には、隙間（以下、外周側隙間）１５０Ａが形成される。外周側隙間１５０Ａの径方向距離Ｓａは、最大溝幅Ｆｍの５％以上に設定され、望ましくはＦｍの１０％以上に設定される。この外周側隙間１５０Ａは、外周縁１６Ａを起点に、軸方向Ｊの奥側に広がるが、その最大距離Ｌａは、最大溝深さをＷｍの２０％以上に設定され、望ましくは３０％以上に設定される。

【0054】

更にリング溝部１６における開口の内周縁１６Ｂとリング部材１００の間には、隙間（以下、内周側隙間）１５０Ｂが形成される。内周側隙間１５０Ｂの径方向距離Ｓｂは、最大溝幅Ｆｍの５％以上に設定され、望ましくはＦｍの１０％以上に設定される。この内周側隙間１５０Ｂは、内周縁１６Ｂを起点に、軸方向Ｊの奥側に広がるが、その最大距離Ｌｂは、最大溝深さをＷｍの２０％以上に設定され、望ましくは３０％以上に設定される。

【0055】

＜リング溝部とリング部材の作用説明＞
図６に、リング溝部１６にリング部材１００を収容し、流量調整板３０をリング部材１００の手前側凸領域１１０に圧接させた態様を示す。この状態では、リング部材１００が軸方向に押しつぶされて収縮している。

【0056】

図６（Ａ）に示すように、リング部材１００の手前側凸領域１１０は、流量調整板３０に圧接される。手前側凸領域１１０は、曲率半径がＦｍ／２未満となる凸端近傍に含むことから、流量調整板３０と手前側凸領域１１０のリング状の接触面積が小さくなり、面圧が大きくなる。結果、流体のシール特性が高められている。

【0057】

リング部材１００の内側凸領域１３０は、締め代（Ｋｍｉｎ－Ｒｍｉｎ）によって、リング溝部１６の内側壁１６Ｄに圧接される。内側凸領域１３０の最小曲率半径が小さく設定されているので、内側壁１６Ｄと内側凸領域１３０の接触面積が小さくなり、面圧が大きくなる。結果、流体のシール特性が高められている。

【0058】

手前側凸領域１１０と内側凸領域１３０によって、流量調整板３０の第一対向面３２と本体部１０の第二対向面１４の間の隙間を高気密で取り囲むことになり、第一分岐流路５６と第二流路１２を繋ぐ連通空間１９０が形成される。

【0059】

第一主流路５４側の高圧気体は、矢印Ａに示すように、流量調整板３０の周囲を経由して、リング溝部１６の外側壁１６Ｃ及び底面１６Ｅに入り込み、底面１６Ｅ側から内側壁１６Ｄに到達する。一方で、第一主流路５４側の高圧気体は、矢印Ｂに示すように、流量調整孔３４（第一分岐流路５６）のオリフィスによって圧力損失が生じて減圧され、連通空間１９０及び第二流路１２に流れ込む。連通空間１９０と第一主流路５４の境界となる手前側凸領域１１０と内側凸領域１３０には、圧力差が生じるが、流体のシール特性が良好であるため、気体の相互移動が抑制される。結果、流量調整孔３４による高精度な流量調整機能を発揮できる。なお、ここでは第一主流路５４側が高圧で、第二流路１２側が低圧となる場合を例示しているが、反対にすることもできる。つまり、第二流路１２から第一主流路５４側に流体を流しても良い。

【0060】

図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、流量調整板３０を矢印Ｃ方向に移動させて他の流量調整孔３４を選択する場合、流量調整板３０と手前側凸領域１１０が摺動する。点線Ｄに示すように、接触面に生じる摩擦力によって手前側凸領域１１０が変形し、流量調整板３０の移動方向（矢印Ｃ）に変位する。

【0061】

リング溝部１６及びリング部材１００は、断面形状が軸方向Ｊに長いので、手前側凸領域１１０が変形しても、リング部材１００がリング溝部１６から飛び出しにくい。換言すると、リング部材１００は、リング溝部１６によって軸方向Ｊに長い距離で保持されているので、手前側凸領域１１０の変形量が自ずと制約を受ける。

【0062】

更にこの際、手前側凸領域１１０の周囲に、外周側隙間１５０Ａ及び／又は内周側隙間１５０Ｂが確保されている。この外周側隙間１５０Ａ及び／又は内周側隙間１５０Ｂの範囲内で手前側凸領域１１０が変位している限り、手前側凸領域１１０は、流量調整板３０と本体部１０の隙間に入り込みにくい。結果、手前側凸領域１１０の損傷が抑制されるので、長期間に亘って、高いシール特性を維持できる。更に、内側凸領域１３０は、リング溝部１６の内周縁１６Ｂから軸方向Ｊに十分に離れているので、手前側凸領域１１０が変形・変位しても、その影響が内側凸領域１３０に伝わりにくいため、内側凸領域１３０のシール特性も良好な状態を維持できる。

【0063】

＜従来のリング溝部とリング部材の作用＞
図８には、参考用として、従来のリング溝部１６００とリング部材１１００の作用を示す。リング溝部１６００の最大溝深さをＷｍは、最大溝厚をＦｍよりも小さい。つまり、中心軸に沿った切断面（溝断面）の断面形状は、軸方向Ｊが短手となり、径方向が長手となる長方形となる。このリング溝部１６００に収容されるリング部材１１００は、開放状態において、断面が正円となるいわゆるＯリングが採用される。

【0064】

図８（Ａ）に示すように、リング部材１１００は、リング溝部１６００と流量調整板に挟まれることで、径方向が長軸で軸方向が短軸となる断面楕円形状に変形する。結果、リング部材１１００の手前側凸領域１１０００と流量調整板の接触面積が大きくなって面圧が低下するので、流体のシール特性が低下しやすい。

【0065】

図８（Ｂ）（Ｃ）に示すように、流量調整板を矢印Ｃ方向に移動させると、手前側凸領域１１０００が摺動して、点線Ｄに示すように変形・変位する。この際、手前側凸領域１１０００が、リング溝部１６００の開口の外周縁１６００Ａ、内周縁１６００Ｂと接近するので、図８（Ｃ）のように、流量調整板と本体部の隙間に手前側凸領域１１０００が入り込み、手前側凸領域１１０００が損傷を受けやすい。更に、内側凸領域１３０００が、内周縁１６００Ｂに接近しているので、手前側凸領域１１０００が変形・変位すると、内側凸領域１３０００が、リング溝部１６００の内周縁１６００Ｂから外側に露出しやすくなり、流体のシール特性が低下しやすい。

【0066】

＜第一実施形態の第一変形例＞
次に図９を参照して、第一実施形態に係る流量調整ユニット１の第一変形例について説明する。変形例は、リング部材３００の形状のみが異なることから、リング部材１００とリング部材３００の異なる点について説明し、他の説明を省略する。なお、リング部材３００以外の部品・部材については、第一実施形態の流量調整ユニット１で用いた符号と同一符号を用いる。

【0067】

リング部材３００は、最大リング幅Ｗｒ、最大リング厚Ｆｒに関して、Ｗｒ＞Ｆｒを満たす。つまり、中心軸に沿った切断面（リング断面）の断面形状は、軸方向Ｊが長手となり、径方向が短手となる非正円形状となる。

【0068】

開放状態のリング部材３００は、リング断面において軸方向Ｊ手前側に凸形状となる手前側凸領域３１０を有する。この手前側凸領域３１０は、曲率半径がＦｍ／２未満となる湾曲部分を凸端（頂点）近傍に含むようになっている。

【0069】

なお、開放状態のリング部材３００は、リング断面において軸方向Ｊ奥側に凸形状となる奥側凸領域３４０を有する。この奥側凸領域３４０の曲率半径は、後述する外側凸領域３２０や内側凸領域３３０と略同じに設定される。

【0070】

開放状態のリング部材３００は、リング溝部１６の外側壁１６Ｃと対向する外周範囲内に、リング断面において半径方向外側に凸形状となる外側凸領域３２０を有する。この外側凸領域３２０の曲率半径は、手前側凸領域３１０の最小曲率半径よりも大きく、内側凸領域３３０の曲率半径と略同じに設定される。

【0071】

開放状態のリング部材３００は、リング溝部１６の内側壁１６Ｄと対向する内周範囲内に、リング断面において半径方向内側に凸形状となる内側凸領域３３０を有する。この内側凸領域３３０の曲率半径は、手前側凸領域３１０の最小曲率半径よりも小さく、外側凸領域３２０の曲率半径と略同じに設定される。

【0072】

なお、本変形例では、奥側凸領域３４０・外側凸領域３２０・内側凸領域３３０によって、断面が正円弧となる領域が形成される。

【0073】

更にまた、開放状態のリング部材３００は、リング溝部１６の外側壁１６Ｃと対向する外周範囲に、リング断面において凹形状となる外側凹領域３２５を有する。この外側凹領域３２５は、リング断面の輪郭を波形として捉えた場合に、断面の実部側に凹む谷を形成する領域と表現できる。例えば、外側凹領域３２５は、外側凸領域３２０や手前側凸領域３１０を波形の山と捉えた場合に、その山同士を結んだ接線３２０Ｐよりも実部側に凹となる領域を含む。本実施形態では、外側凸領域３２０の軸方向Ｊの手前側に隣接して、外側凹領域３２５が形成される。

【0074】

また更に、開放状態のリング部材３００は、リング溝部１６の内側壁１６Ｄと対向する内周範囲に、リング断面において凹形状となる内側凹領域３３５を有する。この内側凹領域３３５は、リング断面の輪郭を波形として捉えた場合に、断面の実部側に凹む谷を形成する領域と表現できる。例えば、内側凹領域３３５は、内側凸領域３３０や手前側凸領域３１０を波形の山と捉えた場合に、その山同士を結んだ接線３３０Ｐよりも実部側に凹となる領域を含む。本実施形態では、内側凸領域３３０の軸方向Ｊの手前側に隣接して、内側凹領域３３５が形成される。

【0075】

また、開放状態のリング部材３００において、リング断面における手前側凸領域３１０の径方向（図中Ｘ軸方向）の最大厚みＦ２ｒは、リング溝部１６の最大溝厚をＦｍよりも小さい。より詳細に、手前側凸領域３１０を起点として、外側凸領域３２０及び内側凸領域３３０に到達するまでの範囲の径方向（図中Ｘ軸方向）の最大厚みＦ２ｒは、リング溝部１６の最大溝厚をＦｍよりも小さい。同最大厚みＦ２ｒは、Ｆｍの８０％以下が望ましく、より望ましくは７０％以下とする。

【0076】

図９（Ｃ）を参照して、リング溝部１６にリング部材３００を収容した態様において、リング溝部１６とリング部材３００の関係性を説明する。なお、この状態においても、リング部材１００に軸方向の外力（押しつぶされる外力）を受けていない状態を基準とする。

【0077】

リング溝部１６における開口の外周縁１６Ａとリング部材３００の間には、隙間（以下、外周側隙間）３５０Ａが形成される。外周側隙間３５０Ａの径方向距離Ｓａは、最大溝幅Ｆｍの５％以上に設定され、望ましくはＦｍの１０％以上に設定される。この外周側隙間３５０Ａは、外周縁１６Ａを起点に、軸方向Ｊの奥側に広がるが、その最大距離Ｌａは、最大溝深さをＷｍの２０％以上に設定され、望ましくは３０％以上、更に好ましくは４０％以上に設定される。

【0078】

更にリング溝部１６における開口の内周縁１６Ｂとリング部材３００の間には、隙間（以下、内周側隙間）３５０Ｂが形成される。内周側隙間３５０Ｂの径方向距離Ｓｂは、最大溝幅Ｆｍの５％以上に設定され、望ましくはＦｍの１０％以上に設定される。この内周側隙間３５０Ｂは、内周縁１６Ｂを起点に、軸方向Ｊの奥側に広がるが、その最大距離Ｌｂは、最大溝深さをＷｍの２０％以上に設定され、望ましくは３０％以上、更に好ましくは４０％以上に設定される。

【0079】

本変形例のリング部材３００では、手前側凸領域３１０と流量調整板３０のリング状の接触面積が小さくなり、面圧が大きくなる。結果、流体のシール特性が高められている。

【0080】

リング部材３００の内側凸領域３３０の曲率半径は、既に示したリング部材１００よりも大きくなる。その分、締め代（Ｋｍｉｎ－Ｒｍｉｎ）を大きく確保することで、面圧を大きくできる。結果、流体のシール特性が高めることができる。

【0081】

流量調整板３０を矢印Ｃ方向に移動させると、流量調整板３０と手前側凸領域３１０が摺動し、点線Ｄに示すように、摩擦力によって手前側凸領域３１０が変形・変位する。この際、手前側凸領域３１０の周囲に、外周側隙間３５０Ａ及び／又は内周側隙間３５０Ｂが確保されているので、この外周側隙間３５０Ａ及び／又は内周側隙間３５０Ｂの範囲内で手前側凸領域３１０が変位している限り、流量調整板３０と本体部１０の隙間に手前側凸領域３１０が入り込みにくい。結果、手前側凸領域３１０の損傷が抑制されるので、長期間に亘って、高い気密性を維持できる。更に、内側凸領域３３０は、リング溝部１６の内周縁１６Ｂから軸方向Ｊに十分に離れているので、手前側凸領域３１０が変形・変位しても、その影響が内側凸領域３３０に伝わりにくいため、内側凸領域３３０の良好なシール特性も維持できる。

【0082】

＜第一実施形態の第二変形例＞
次に図１０を参照して、第一実施形態に係る流量調整ユニット１の第二変形例について説明する。第二変形例は、リング部材４００の形状のみが異なることから、リング部材１００とリング部材４００の異なる点について説明し、他の説明を省略する。なお、リング部材４００以外の部品・部材については、第一実施形態の流量調整ユニット１で用いた符号と同一符号を用いる。

【0083】

リング部材４００は、最大リング幅Ｗｒ、最大リング厚Ｆｒに関して、Ｗｒ＞Ｆｒを満たす。つまり、中心軸に沿った切断面（リング断面）の断面形状は、軸方向Ｊが長手となり、径方向が短手となる非正円形状となる。

【0084】

開放状態のリング部材４００は、リング断面において軸方向Ｊ手前側に凸形状となる手前側凸領域４１０を有する。この手前側凸領域４１０の曲率半径は、後述する外側凸領域４２０や内側凸領域４３０と略同じに設定される。

【0085】

開放状態のリング部材４００は、リング断面において軸方向Ｊ奥側に凸形状となる奥側凸領域４４０を有する。この奥側凸領域４４０の曲率半径は、後述する外側凸領域４２０や内側凸領域４３０と略同じに設定される。

【0086】

開放状態のリング部材４００は、リング溝部１６の外側壁１６Ｃと対向する外周範囲内に、リング断面において半径方向外側に凸形状となる外側凸領域４２０を複数（ここでは３つ）有する。この外側凸領域４２０の曲率半径は、手前側凸領域４１０や内側凸領域４３０の曲率半径と略同じに設定される。

【0087】

開放状態のリング部材４００は、リング溝部１６の内側壁１６Ｄと対向する内周範囲内に、リング断面において半径方向内側に凸形状となる内側凸領域４３０を複数（ここでは３つ）有する。この内側凸領域４３０の曲率半径は、手前側凸領域４１０や外側凸領域４２０の曲率半径と略同じに設定される。

【0088】

なお、本変形例では、手前側凸領域４１０・最も手前側の外側凸領域４２０・最も手前側の内側凸領域４３０によって、断面が正円となる領域が形成される。また、奥側凸領域４４０・最も奥側の外側凸領域４２０・最も奥側の内側凸領域４３０によって、断面が正円弧となる領域が形成される。

【0089】

更にまた、開放状態のリング部材４００は、リング溝部１６の外側壁１６Ｃと対向する外周範囲に、リング断面において凹形状となる外側凹領域４２５を有する。この外側凹領域４２５は、リング断面の輪郭を波形として捉えた場合に、断面の実部側に凹む谷を形成する領域と表現できる。例えば、外側凹領域４２５は、複数の外側凸領域４２０を波形の山と捉えた場合に、その山同士を結んだ接線４２０Ｐよりも実部側に凹となる領域を含む。本実施形態では、複数の外側凸領域４２０の間に、合計２個の外側凹領域４２５が形成される。

【0090】

また更に、開放状態のリング部材４００は、リング溝部１６の内側壁１６Ｄと対向する内周範囲に、リング断面において凹形状となる内側凹領域４３５を有する。この内側凹領域４３５は、リング断面の輪郭を波形として捉えた場合に、断面の実部側に凹む谷を形成する領域と表現できる。例えば、内側凹領域４３５は、複数の内側凸領域４３０を波形の山と捉えた場合に、その山同士を結んだ接線４３０Ｐよりも実部側に凹となる領域を含む。本実施形態では、複数の内側凸領域４３０の間に、合計２個の内側凹領域４３５が形成される。

【0091】

図１０（Ｃ）を参照して、リング溝部１６にリング部材４００を収容した態様において、リング溝部１６とリング部材４００の関係性を説明する。

【0092】

本変形例のリング部材４００では、手前側凸領域４１０の曲率半径が、既に示したリング部材１００の曲率半径よりも大きくなり、流量調整板３０との接触面積が大きくなる。その分、スプリング４６の復元力を高めることで、面圧が大きく設定できる。結果、流体のシール特性を高めることができる。

【0093】

リング部材４００では、内側凸領域４３０を複数有するので、複数段階のシール機能によってシール特性を高めることができる。また、内側凸領域４３０を複数に分散させた分だけ、各内側凸領域４３０の曲率半径を小さく設定できるので、面圧を高めることが出来る。

【0094】

流量調整板３０を矢印Ｃ方向に移動させると、流量調整板３０と手前側凸領域４１０が摺動し、点線Ｄに示すように、摩擦力によって手前側凸領域４１０が変形・変位しようとする。この際、内側凸領域４３０を複数有するので、内周壁１６Ｄとの摩擦力が抵抗となって、手前側凸領域４１０の変位が抑制される。

【0095】

更に、中間又は最も奥側の内側凸領域４３０は、リング溝部１６の内周縁１６Ｂから軸方向Ｊに十分に離れているので、手前側凸領域４１０が変形・変位しても、その影響が奥側の内側凸領域４３０に伝わりにくいため、内側凸領域４３０のシール性も良好な状態を維持できる。

【0096】

図１０（Ｂ）において、リング部材４００の最大リング幅をＷｒの中央を通り、軸方向Ｊと垂直となる中央線Ｍを基準に考えると、リング断面は、中央線Ｍを基線に線対称形状となる。つまり、リング部材４００を反転させると、手前側凸領域４１０が奥側凸領域４４０となり、奥側凸領域４４０が手前側凸領域４１０となる。リング部材４００のリング溝部１６への挿入方向の制約が無くなるので、組立ミスも低減できる。

【0097】

なお、第二変形例のリング部材４００では、外側凸領域４２０及び内側凸領域４３０がそれぞれ３つ形成される場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、各々２つ形成される場合や、各々４つ以上形成される場合を含む。また、外側凸領域４２０及び内側凸領域４３０の数が不一致の場合も含み、例えば、外側凸領域４２０が１つで、内側凸領域４３０が２つ以上となる場合を含み、外側凸領域４２０が２つで、内側凸領域４３０が３つ以上となる場合を含む。

【0098】

＜第一実施形態の第三変形例＞
次に図１１を参照して、第一実施形態に係る流量調整ユニット１の第三変形例について説明する。第三変形例の流量調整ユニット２では、流量調整ユニット１と異なる点を中心に説明し、同一又は類似する部品や部材の説明を省略する。なお、説明の便宜上、流量調整ユニット２の部品や部材について、第一実施形態の流量調整ユニット１で用いた名称や符号と同一名称・符号を用いる。

【0099】

流量調整板３０の第一対向面３２は流路形成体５０側に対向する。流量調整板３０の裏面３６は、本体部１０に対向する。この裏面３６側に環状流路３６Ａが形成される。この環状流路３６Ａの凹部底面には、第一対向面３２まで貫通する流量調整孔３４が周方向に複数形成される。

【0100】

流量調整板３０と本体部１０の間には隙間Ｎ１が形成されており、気体が流通する流路となる。更に、流路形成体５０側には、この隙間Ｎ１と連通する流路Ｎ２が形成される。この隙間Ｎ１と流路Ｎ２が、第一主流路５４に相当する。

【0101】

流路形成体５０には、第一対向面３２と対向する第二対向面１４が形成される。流路形成体５０には、第二流路１２が形成されており、その第二開口１２Ａが、第二対向面１４に形成される。第二対向面１４における第二開口１２Ａの周囲にリング溝部１６が凹設される。リング溝部１６内にリング部材１００が収容される。第二対向面１４には、補助リング溝部２６が凹設されており、この補助リング溝部２６内に第一補助リング部材２７及び第二補助リング部材２８が収容される。

【0102】

流量調整板３０と本体部１０の間にはスプリング４６が配置される。このスプリング４６は、自らの復元力によって、流量調整板３０の第一対向面３２を、流路形成体５０の第二対向面１４側に付勢する。結果、リング部材１００によって、流量調整板３０の第一対向面３２と流路形成体５０の第二対向面１４の間の隙間を高気密で取り囲むことになり、第一分岐流路５６（流量調整孔３４）と第二流路１２を繋ぐ連通空間１９０が形成される。

【0103】

この第三変形例の流量調整ユニット２は、第一主流路５４、第一分岐流路５６、第二流路１２の配置が異なっているが、リング溝部１６やリング部材１００の機能については流量調整ユニット１と全てにおいて共通している。

【0104】

＜第二実施形態（流量調整バルブ）＞
次に、図１２及び図１３を参照して、第二実施形態に係る流体調整バルブ６００について説明する。この流体調整バルブ６００は、例えば、ガスボンベＢに接続されることで、ガスボンベＢから放出する気体の流量及び圧力を調整する。

【0105】

流体調整バルブ６００は、バルブ筐体６１０と、バルブ筐体６１０に形成されてガスボンベＢに気体を充填するための充填口６２０と、充填口６２０の内側に設けられる逆止弁ユニット６３０と、バルブ筐体６１０に設置される上流側減圧ユニット６４０Ａと、バルブ筐体６１０に設置される第一実施形態の流量調整ユニット１と、バルブ筐体６１０に設置される圧力測定ユニット６５０を有する。なお、流量調整ユニット１における流路形成体５０の内部には、下流側減圧ユニット６４０Ｂが設けられている。

【0106】

バルブ筐体６１０には、ガスボンベＢの雌ねじ部と螺合する雄ねじ部（接続部）６１２が形成される。雄ねじ部６１２内には、ガスボンベＢに連通され得る第一流路７１０が形成される。この第一流路７１０は、圧力測定ユニット６５０に気体を案内する。充填口６２０は、逆止弁ユニット６３０を介して第一流路７１０に接続されており、ガスボンベＢ内に所望の気体を外部から充填できる。この充填口６２０には、充填口キャップ６２２が設けられている。

【0107】

逆止弁ユニット６３０は、第一流路７１０から充填口６２０への気体の流れを阻止し、充填口６２０から第一流路７１０への気体の流れを許容する公知の弁機構となる。

【0108】

上流側減圧ユニット６４０Ａは、第一流路７１０から案内された気体の圧力を減圧してから、第二流路７２０に案内する公知の減圧弁となる。下流側減圧ユニット６４０Ｂは、上流側減圧ユニット６４０Ａから第二流路７２０経た気体の圧力を更に減圧して、流量調整ユニット１に提供する公知の減圧弁となる。

【0109】

なお、第一流路７１０には、測定路７１５を経由して圧力測定ユニット６５０が接続されており、ガスボンベＢの残圧を検出して、ディスプレイ６５２に表示する（図１２（Ａ）参照）。

【0110】

この第二実施形態の流体調整バルブ６００は、酸素が充填されるガスボンベＢに接続されることで、在宅酸素療法における酸素供給装置として使用することが好適である。第一実施形態で説明したように、流量調整ユニット１は、長期間に亘って高精度な流量調整機能を発揮できることから、リング部材１００の交換メンテナンスの頻度を低減できる。

【0111】

なお、上記流体調整バルブ６００では、常時、設定流量及び設定圧力で流体を流す連続供給方式を例示したが、本発明はこれに限定されず、更に、同調ユニットを付加することで、下流側の圧力変化に追従して、流体の供給・停止を行うようにしても良い。

【0112】

更に上記第一実施形態の流量調整ユニット１では、リング溝部１６が、第二対向面１４側に形成される場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば図１４に示すように、第一対向面３２側において、流量調整孔３４の各々の周囲にリング溝部１６を形成し、その内部にリング部材１００を配置しても良い。

【0113】

尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0114】

１ 流量調整ユニット
１０ 本体部
１１ 主軸孔
１２ 第二流路
１２Ａ 第二開口
１２Ｂ 開放端
１４ 第二対向面
１６ リング溝部
３０ 流量調整板
３２ 第一対向面
３４ 流量調整孔
５０ 流路形成体
５４ 第一主流路
５６ 第一分岐流路
６０ 主軸
１００ リング部材
１１０ 手前側凸領域
１２０ 外側凸領域
１２５ 外側凹領域
１３０ 内側凸領域
１３５ 内側凹領域
１４０ 奥側凸領域
１５０Ａ 外周側隙間
１５０Ｂ 内周側隙間
３００ リング部材
３１０ 手前側凸領域
３２０ 外側凸領域
３２５ 外側凹領域
３３０ 内側凸領域
３３５ 内側凹領域
３４０ 奥側凸領域
３５０Ａ 外周側隙間
３５０Ｂ 内周側隙間
４００ リング部材
４１０ 手前側凸領域
４２０ 外側凸領域
４２５ 外側凹領域
４３０ 内側凸領域
４３５ 内側凹領域
４４０ 奥側凸領域
６００ 流体調整バルブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】