特開 2024-146069 逆止弁

(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】P2024146069

(43)【公開日】2024-10-15

(54)【発明の名称】逆止弁

(51)【国際特許分類】

   A61M 39/24 20060101AFI20241004BHJP

【ＦＩ】

A61M39/24 100

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023058776

(22)【出願日】2023-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000153030

【氏名又は名称】株式会社ジェイ・エム・エス

(71)【出願人】

【識別番号】000005175

【氏名又は名称】藤倉コンポジット株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000040

【氏名又は名称】弁理士法人池内アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】河内 恵太

(72)【発明者】

【氏名】北詰 哲也

【テーマコード（参考）】

4C066

【Ｆターム（参考）】

4C066QQ15

4C066QQ94

(57)【要約】

【課題】逆止性能を実用上問題のない程度に維持しながら開弁性を向上させる。
【解決手段】第１流路１１が設けられた第１ハウジング１０と、第２流路２１が設けられた第２ハウジング２０とが、キャビティ３１が形成されるように接合されている。キャビティ３１内に弁体５０が配置されている。弁体５０は、第２ハウジング２０の固定部２３に嵌入する突起５１と、突起５１から延びた弾性膜６０とを備える。逆止弁１は、第１流路１１から第２流路２１への流れが許容されるように弾性膜６０と第１ハウジング１０との間に隙間３５が形成される開状態と、第２流路２１から第１流路１１への流れが禁止されるように弾性膜６０が第１ハウジング１０に接触する閉状態とに変化する。初期状態において、弾性膜６０の外周領域６１が第１ハウジング１０に環状に接触する。中心軸１ａから外周領域６１の内周端６１ａまでの距離が周方向において変化している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１流路及び第２流路に連通するキャビティが形成されたハウジングと、前記キャビティ内に配置された弁体とを備えた逆止弁であって、
前記ハウジングは、前記第１流路が設けられた第１ハウジングと、前記第２流路が設けられた第２ハウジングとが、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとの間に前記キャビティが形成されるように接合されて構成され、
前記弁体は、前記第２ハウジングの前記第２流路の開口端に設けられた固定部に嵌入する突起と、前記突起から半径方向外向きに延びた弾性曲げ変形が可能な弾性膜とを備え、
前記逆止弁は、
前記第１流路から前記第２流路への流体の流れが許容されるように前記弾性膜の第１面と前記第１ハウジングとの間に隙間が形成される開状態と、
前記第２流路から前記第１流路への流体の流れが禁止されるように前記弾性膜の前記第１面が前記第１ハウジングに環状に接触する閉状態と
に変化し、
前記弁体に対して前記第１流路側の流体の圧力と前記弁体に対して前記第２流路側の流体の圧力とがバランスした初期状態において、前記弾性膜の前記第１面の外周領域が前記第１ハウジングに環状に接触し、
前記初期状態において、前記固定部によって規定される前記逆止弁の中心軸から前記外周領域の内周端までの距離が周方向において変化していることを特徴とする逆止弁。

【請求項2】

前記中心軸に沿って見たとき、前記外周領域の前記内周端の形状は、楕円の一部を含む請求項１に記載の逆止弁。

【請求項3】

前記中心軸に沿って見たとき、前記外周領域の前記内周端は、半円と半楕円とを組み合わせた形状を有する請求項１に記載の逆止弁。

【請求項4】

前記中心軸に沿って見たとき、前記外周領域の前記内周端は、楕円形である請求項１に記載の逆止弁。

【請求項5】

前記中心軸に沿って見たとき、前記外周領域の前記内周端の形状は、略正多角形である請求項１に記載の逆止弁。

【請求項6】

前記中心軸に沿って見たとき、前記外周領域の前記内周端の形状は、略円弧と、前記略円弧に接続された凸部であって、前記略円弧よりも半径方向外向きまたは半径方向内向きに突出している前記凸部とを含む請求項１に記載の逆止弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一方向への流体の流れを許容し、当該一方向とは反対方向への流体の流れを禁止する逆止弁に関する。

【背景技術】

【0002】

医療の分野において、一方向（順方向）への流体の流れ（順流）を許容し、当該一方向とは反対方向（逆方向）への流体の流れ（逆流）を禁止する逆止弁が用いられることがある。例えば、点滴などの輸液を行う場合、薬液を貯留した容器（例えば輸液バッグ）と患者の静脈に穿刺した留置針とをつなぐ流路上に、薬液の逆流を防止するために逆止弁が設けられることがある。

【0003】

特許文献１に、医療用に使用しうる逆止弁が記載されている。この逆止弁は、流入路が形成された第１筐体と、流出路が形成された第２筐体とが組み合わされた筐体を備える。筐体内の、流入路と流出路との間の中空部（キャビティ）に弁体が配置されている。弁体は、円板形状の弾性体からなる。弁体に対して流入路側の流体の圧力と弁体に対して流出路側の流体の圧力とがバランスした初期状態では、弁体の外周領域が第１筐体の内面に環状に接触している。流体が流入路から中空部に流入すると、流入路側の流体の圧力が上昇する。弁体は第２筐体に向かって弾性的に曲げ変形し、弁体の外周領域が第１筐体の内面から離間する。その結果、流体は、流入路から流出路に向かって順方向に流れることができる。一方、流体が流出路から中空部に流入すると、流出路側の流体の圧力が上昇し、弁体の外周領域が全周にわたって第１筐体の内面に密着する。その結果、流出路から流入路に向かって逆方向に流体が流れるのが禁止される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－１５６４０６号公報

【特許文献2】特開２０１６－０５６９０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

流体が逆止弁を順方向に流れるためには、弁体より流入路側での流体の圧力（上流側圧力）が、弁体を曲げ変形させるために必要な圧力（閾値）を超えるまで上昇する必要がある。例えばＮＩＣＵ（Neonatal Intensive Care Unit、新生児集中治療室）での輸液では、患者の体が小さいので、薬液はシリンジポンプなどを用いて低流速で投与される。シリンジポンプの下流側に逆止弁を設けた場合、シリンジポンプの運転開始後、上流側圧力が上記閾値を超えるまでに時間を要する。このため、シリンジポンプの運転を開始してから、薬液が逆止弁を通過して実際に患者に流入するまでのタイムラグが長くなる。また、上流側圧力が徐々に上昇して上記閾値を超えたとき、弁体が曲げ変形し、薬液は逆止弁を一気に流れる。このため、薬液はボーラス（bolus）投与となってしまい、シリンジポンプを用いたとしても薬液を一定の低流速で投与することが困難となる。このような薬液投与のタイムラグや薬液のボーラス投与は、投与される薬液によっては患者の循環動態に影響を及ぼしうるため、回避することが望まれる。

【0006】

一般に、上記のタイムラグやボーラス投与は、逆止弁の開弁性（弁体の開きやすさ）による影響を受ける。比較的低い上流側圧力で弁体が曲げ変形すれば、タイムラグやボーラス投与の問題は生じにくい。

【0007】

ところが、逆止弁の開弁性を向上させると、逆方向の流体の流れを禁止するという逆止弁の逆止性能が低下する。開弁性と逆止性能とはトレードオフの関係にあり、従来の逆止弁では、逆止性能を確保したまま開弁性を向上させることは困難であった。

【0008】

本発明の目的は、逆止性能を実用上問題のない程度に維持しながら開弁性が向上した逆止弁を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の逆止弁は、第１流路及び第２流路に連通するキャビティが形成されたハウジングと、前記キャビティ内に配置された弁体とを備える。前記ハウジングは、前記第１流路が設けられた第１ハウジングと、前記第２流路が設けられた第２ハウジングとが、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとの間に前記キャビティが形成されるように接合されて構成されている。前記弁体は、前記第２ハウジングの前記第２流路の開口端に設けられた固定部に嵌入する突起と、前記突起から半径方向外向きに延びた弾性曲げ変形が可能な弾性膜とを備える。前記逆止弁は、前記第１流路から前記第２流路への流体の流れが許容されるように前記弾性膜の第１面と前記第１ハウジングとの間に隙間が形成される開状態と、前記第２流路から前記第１流路への流体の流れが禁止されるように前記弾性膜の前記第１面が前記第１ハウジングに環状に接触する閉状態とに変化する。前記弁体に対して前記第１流路側の流体の圧力と前記弁体に対して前記第２流路側の流体の圧力とがバランスした初期状態において、前記弾性膜の前記第１面の外周領域が前記第１ハウジングに環状に接触する。前記初期状態において、前記固定部によって規定される前記逆止弁の中心軸から前記外周領域の内周端までの距離が周方向において変化している。

【発明の効果】

【0010】

本発明の逆止弁が初期状態にあるとき、弁体の弾性膜の第１面の外周領域が第１ハウジングに環状に接触する。逆止弁の中心軸から外周領域の内周端までの距離が周方向において変化している。このため、弾性膜は、比較的低い上流側圧力で局所的に弾性曲げ変形することができる。したがって、本発明によれば、逆止性能を実用上問題のない程度に維持しながら開弁性が向上した逆止弁を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、初期状態にある本発明の実施形態１にかかる逆止弁の断面図である。

【図2A】図２Ａは、本発明の実施形態１にかかる逆止弁の、第１ハウジング側から見た分解斜視図である。

【図2B】図２Ｂは、本発明の実施形態１にかかる逆止弁の、第２ハウジング側から見た分解斜視図である。

【図3】図３Ａは、本発明の実施形態１にかかる逆止弁に用いられる第１ハウジングの下面図である。図３Ｂは、本発明の実施形態１にかかる逆止弁に使用される弁体の上面図である。

【図4】図４は、初期状態にある比較例の逆止弁の断面図である。

【図5】図５Ａは、比較例の逆止弁に用いられる第１ハウジングの下面図である。図５Ｂは、比較例の逆止弁に使用される弁体の上面図である。

【図6】図６は、開状態にある比較例の逆止弁の断面図である。

【図7】図７は、開状態にある本発明の実施形態１にかかる逆止弁の断面図である。

【図8】図８は、逆方向に液体が流入した本発明の実施形態１にかかる逆止弁の断面図である。

【図9】図９は、初期状態にある本発明の実施形態２にかかる逆止弁の断面図である。

【図10】図１０Ａは、本発明の実施形態２にかかる逆止弁に用いられる第１ハウジングの下面図である。図１０Ｂは、本発明の実施形態２にかかる逆止弁に使用される弁体の上面図である。

【図11】図１１は、初期状態にある本発明の実施形態３にかかる逆止弁の断面図である。

【図12】図１２は、本発明の実施形態３にかかる逆止弁に用いられる第１ハウジングの下方から見た斜視図である。

【図13】図１３Ａは、本発明の実施形態３にかかる逆止弁に用いられる第１ハウジングの下面図である。図１３Ｂは、本発明の実施形態３にかかる逆止弁に使用される弁体の上面図である。

【図14】図１４は、初期状態にある本発明の実施形態４にかかる逆止弁の断面図である。

【図15】図１５は、本発明の実施形態４にかかる逆止弁に用いられる第１ハウジングの下方から見た斜視図である。

【図16】図１６Ａは、本発明の実施形態４にかかる逆止弁に用いられる第１ハウジングの下面図である。図１６Ｂは、本発明の実施形態４にかかる逆止弁に使用される弁体の上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（１）本発明の逆止弁は、第１流路及び第２流路に連通するキャビティが形成されたハウジングと、前記キャビティ内に配置された弁体とを備える。前記ハウジングは、前記第１流路が設けられた第１ハウジングと、前記第２流路が設けられた第２ハウジングとが、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとの間に前記キャビティが形成されるように接合されて構成されている。前記弁体は、前記第２ハウジングの前記第２流路の開口端に設けられた固定部に嵌入する突起と、前記突起から半径方向外向きに延びた弾性曲げ変形が可能な弾性膜とを備える。前記逆止弁は、前記第１流路から前記第２流路への流体の流れが許容されるように前記弾性膜の第１面と前記第１ハウジングとの間に隙間が形成される開状態と、前記第２流路から前記第１流路への流体の流れが禁止されるように前記弾性膜の前記第１面が前記第１ハウジングに環状に接触する閉状態とに変化する。前記弁体に対して前記第１流路側の流体の圧力と前記弁体に対して前記第２流路側の流体の圧力とがバランスした初期状態において、前記弾性膜の前記第１面の外周領域が前記第１ハウジングに環状に接触する。前記初期状態において、前記固定部によって規定される前記逆止弁の中心軸から前記外周領域の内周端までの距離が周方向において変化している。

【0013】

本発明において、「中心軸から前記外周領域の内周端までの距離が周方向において変化している」とは、中心軸から外周領域の内周端までの距離が周方向において一定ではないこと、即ち、中心軸に沿って見たとき、外周領域の内周端が、中心軸と同心の円形ではないことを意味する。

【0014】

（２）上記（１）項の逆止弁において、前記中心軸に沿って見たとき、前記外周領域の前記内周端の形状は、楕円の一部を含んでいてもよい。かかる態様は、中心軸から外周領域の内周端までの距離が周方向において変化した逆止弁の構成を簡単化するのに有利である。

【0015】

（３）上記（１）項又は上記（２）項の逆止弁において、前記中心軸に沿って見たとき、前記外周領域の前記内周端は、半円と半楕円とを組み合わせた形状を有していてもよい。かかる態様は、簡単な構成で逆止弁の開弁性を向上させるのに有利である。

【0016】

（４）上記（１）項又は上記（２）項の逆止弁において、前記中心軸に沿って見たとき、前記外周領域の前記内周端は、楕円形であってもよい。かかる態様は、中心軸から外周領域の内周端までの距離が周方向において変化した逆止弁の構成を簡単化するのに有利である。

【0017】

（５）上記（１）項の逆止弁において、前記中心軸に沿って見たとき、前記外周領域の前記内周端の形状は、略正多角形であってもよい。かかる態様は、逆止弁の開弁性と逆止性能とを良好にバランスさせるのに有利である。なお、本発明において「略正多角形」とは、正確な正多角形と、正多角形の頂点に略円弧（円弧及び楕円の一部を含む）を設けた変形多角形とを含む。

【0018】

（６）上記（１）項～上記（５）項のいずれか一項の逆止弁において、前記中心軸に沿って見たとき、前記外周領域の前記内周端の形状は、略円弧と、前記略円弧に接続された凸部であって、前記略円弧よりも半径方向外向きまたは半径方向内向きに突出している前記凸部とを含んでいてもよい。かかる態様は、大幅な設計変更をすることなく、逆止弁の開弁性を更に向上させるのに有利である。

【0019】

以下に、本発明を好適な実施形態を示しながら詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。以下の説明において参照する図面は、説明の便宜上、本発明の実施形態を構成する主要部材を簡略化して示したものである。従って、本発明は以下の図面に示されていない任意の部材を備え得る。また、本発明の範囲内において、以下の図面に示された部材を変更または省略し得る。各実施形態の説明において引用する図面において、先行する実施形態で引用した図面に示された部材に対応する部材には、当該先行する実施形態の図面で付された符号と同じ符号が付してある。そのような部材については、重複する説明が省略されており、先行する実施形態の説明を適宜参酌すべきである。

【0020】

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１にかかる逆止弁１の、中心軸１ａを含む面での断面図である。逆止弁１は、内部にキャビティ３１が形成されたハウジング３０と、キャビティ３１内に配置された弁体５０とを備える。ハウジング３０は、第１流路１１が設けられた第１ハウジング１０と、第２流路２１が設けられた第２ハウジング２０とが、第１ハウジング１０と第２ハウジング２０との間にキャビティ３１が形成されるように接合されて構成される。キャビティ３１は、第１流路１１及び第２流路２１のみを介して逆止弁１の外界と連通している。本例では、第１流路１１、第２流路２１、及び弁体５０は同軸に配置され、これらに共通する軸が逆止弁１の中心軸１ａである。

【0021】

本発明では、中心軸１ａに直交する直線に沿った方向を「半径方向」という。半径方向において、中心軸１ａに近い側を半径方向の「内」側、中心軸１ａから遠い側を半径方向の「外」側という。中心軸１ａの周りを回転する方向を「周方向」という。中心軸１ａに平行な方向を「上下方向」という。上下方向において、第１流路１１の側を「上」側、第２流路２１の側を「下」側という。中心軸１ａに垂直な平面に平行な方向を「水平方向」という。但し、「上下方向」及び「水平方向」は、本発明を説明する便宜のためのものであって、逆止弁１の実際の使用時の向きを意味するものではない。

【0022】

詳細は後述するが、逆止弁１は、流体が第１流路１１、キャビティ３１、第２流路２１をこの順に流れるのを許容し、これとは逆に、流体が第２流路２１、キャビティ３１、第１流路１１をこの順に流れるのを禁止するように構成されている。本発明では、第１流路１１から第２流路２１に向かう流体の流れの向きを「順方向」といい、第２流路２１から第１流路１１に向かう流体の流れの向きを「逆方向」という。また、流体の流れの向きにかかわらず、弁体５０に対して第１流路１１側を「上流側」といい、第２流路２１側を「下流側」ということがある。

【0023】

図２Ａは、逆止弁１の、第１ハウジング１０側から見た分解斜視図である。図２Ｂは、逆止弁１の、第２ハウジング２０側から見た分解斜視図である。

【0024】

図１及び図２Ｂに示されているように、第１ハウジング１０のキャビティ３１を規定する内面１５は、第１流路１１のキャビティ３１側の開口から延びた第１内面１３と、第１内面１３の外側で第１内面１３に隣接する第２内面１４とを含む。第１内面１３は、半径方向外側に向かって第２ハウジング２０に接近するように傾斜した凹曲面である。第２内面１４は、本実施形態１では半径方向に平行な平坦面であり、第１内面１３を取り囲むように周方向に環状に連続している。第２内面１４の外側に、第２ハウジング２０に接合される接合部（第１接合部）１８が形成されている。接合部１８は、制限されないが、周方向に連続する環状の凸条（突起）または凹条（溝）を含んでいてもよい。

【0025】

図１及び図２Ａに示されているように、第２ハウジング２０の、第２流路２１のキャビティ３１側の開口端は、弁体５０を保持する固定部２３を構成する。中心軸１ａに沿って見たとき、固定部２３は中心軸１ａと同心の円に沿っている。第２ハウジング２０のキャビティ３１を規定する内面は、固定部２３から半径方向外側に向かって第１ハウジング１０から離れるように傾斜した凸曲面２５を含む。凸曲面２５は、制限されないが、例えば円錐台面（円錐台の側面）であってもよい。凸曲面２５には、半径方向に沿った複数の溝２４が形成されている。複数の溝２４は、中心軸１ａに対して等角度間隔に配置されている。溝２４は、第２流路２１に連通し、凸曲面２５の外周端にまで延びており、固定部２３及び凸曲面２５を周方向に分断している。溝２４は、逆止弁１を順方向に（即ち、第１流路１１から第２流路２１へ）流れる流体の流路となりうる。溝２４の数は、本実施形態１では３本であるが、本発明はこれに限定されず、これより多くても、少なくてもよい。凸曲面２５の外側に、第１ハウジング１０に接合される接合部（第２接合部）２８が形成されている。接合部２８は、制限されないが、周方向に連続する環状の凹条（溝）または凸条（突起）を含む。

【0026】

第１ハウジング１０及び第２ハウジング２０は、外力によって実質的に変形しない程度の機械的強度（剛性）を有することが好ましい。具体的には、第１及び第２ハウジング１０，２０の材料は、ポリプロピレン、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエチレン、硬質ポリ塩化ビニル等の樹脂が好ましく、特にポリプロピレンが好ましい。第１及び第２ハウジング１０，２０のそれぞれは、上記樹脂を用いて射出成形法等により全体を一部品として一体的に製造することができる。第１ハウジング１０と第２ハウジング２０とは、同じ材料で構成されていてもよく、あるいは、異なる材料で構成されていてもよい。

【0027】

第１ハウジング１０の接合部１８と第２ハウジング２０の接合部２８とは、両者間に液密なシールが形成されるように接合される。例えば、接合部１８の凸条が接合部２８の凹条に嵌合され、及び／又は、接合部２８の凸条が接合部１８の凹条に嵌合される。接合部１８と接合部２８とを接合する方法は、制限はなく、第１及び第２ハウジング１０，２０の材料等を考慮して公知の方法を用いうる。例えば、溶着（例えばレーザー溶着、超音波溶着）、接着（例えば溶剤接着）、単なる嵌合（例えばテーパ嵌合）などを用いうる。

【0028】

キャビティ３１内に弁体５０が配置されている。弁体５０は、平面視形状（中心軸１ａに沿って見た形状）が略円形の、全体として薄い円盤形状を有している。弁体５０の中央に、弁体５０の厚さ方向（上下方向、即ち中心軸１ａ方向）に突出した第１突起５１及び第２突起５２が設けられている。第１突起５１は、第２ハウジング２０に向かって突出している（図２Ｂ参照）。第２突起５２は、第１ハウジング１０に向かって突出している（図２Ａ参照）。第１及び第２突起５１，５２の形状は、制限されないが、先端に向かって径が小さくなる略円錐形状または略円錐台形状であってもよい。

【0029】

突起５１，５２（より正確には突起５１，５２の基部）から半径方向外向きに弾性膜６０が延びている。弾性膜６０は、周方向に連続している。弾性膜６０は、第１ハウジング１０を向いた第１面６０ａ（図２Ａ参照）と、第２ハウジング２０を向いた第２面６０ｂ（図２Ｂ参照）とを有する。第１面６０ａ及び第２面６０ｂは、いずれも水平方向に沿った平坦面である。弾性膜６０の厚さ（中心軸１ａ方向の寸法）は一定である。

【0030】

弁体５０は、外力によって比較的容易に変形可能であり、且つ、外力を取り除くと直ちに変形前の状態（初期状態）に復帰するように、弾性（あるいは可撓性もしくは軟質）材料（いわゆるエラストマー）からなる。具体的には、弁体５０の材料は、シリコーンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム等のゴム、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー等の熱可塑性エラストマー、あるいは、軟質ポリ塩化ビニルが好ましく、特にシリコーンゴムが好ましい。弁体５０は、上記の材料を用いて、全体を一部品として一体的に製造することができる。

【0031】

図１に示されているように、弁体５０は、第１突起５１が、第２流路２１の開口端である固定部２３に嵌入されて、第２ハウジング２０に載置されている。第１突起５１の側面（例えば円錐面）が固定部２３に嵌入することにより、弁体５０は、第２ハウジング２０に対して上下方向及び水平方向に位置合わせされる。弁体５０が載置された第２ハウジング２０に第１ハウジング１０が接合される。弾性膜６０の第１面６０ａが、第１ハウジング１０の第２内面１４に上下方向に接触する。固定部２３及び第２内面１４は協働して弁体５０の傾きを修正する。

【0032】

弁体５０は、キャビティ３１を、第１ハウジング１０（または第１流路１１）側の第１キャビティ３１ａと第２ハウジング２０（または第２流路２１）側の第２キャビティ３１ｂとに上下に２分割する。第１キャビティ３１ａ内の流体の圧力（上流側圧力）と第２キャビティ３１ｂ内の流体の圧力（下流側圧力）とがバランスした（均衡した）状態を「初期状態」という。図１は、初期状態の逆止弁１を示している。初期状態では、弾性膜６０は、第１ハウジング１０の内面１５（特に第２内面１４）に接触するが、実質的に曲げ変形せず、水平方向（中心軸１ａに垂直な面に平行な方向）に沿って延びる。

【0033】

図３Ａは、第１ハウジング１０の弁体５０側から見た下面図である。一点鎖線で示したＸ軸及びＹ軸は、いずれも中心軸１ａに垂直な一平面に沿って延び、且つ、中心軸１ａにて互いに直交する。中心軸１ａから半径方向外側に向かって、第１流路１１、第１内面１３、第２内面１４、接合部１８がこの順に配置されている。第１内面１３の内周端（または第１流路１１の開口端）１３ａの形状は、中心軸１ａと同心の円形である。一方、第２内面１４の内周端（即ち、第１内面１３と第２内面１４との境界）１４ａの形状は非円形である。より詳細には、第２内面１４の内周端１４ａは、Ｙ軸に対して左側では中心軸１ａと同心の円に沿っており、Ｙ軸に対して右側ではＸ軸を長軸とする楕円に沿っている。当該円の半径と、当該楕円の短半径とは同じである。中心軸１ａから内周端１４ａまでの距離は、Ｙ軸に対して左側では一定であるが、Ｙ軸に対して右側ではＸ軸上で最大となるように周方向において変化している。第１内面１３は、円形である第１内面１３の内周端１３ａと、非円形である第２内面１４の内周端１４ａとをなめらかにつなぐ凹曲面である。

【0034】

図３Ｂは、弁体５０の第１ハウジング１０側から見た上面図である。図３ＢのＸ軸及びＹ軸は、図３ＡのＸ軸及びＹ軸にそれぞれ対応する。上述したように、初期状態では、弾性膜６０の第１面６０ａに、第１ハウジング１０の第２内面１４が上下方向に接触する（図１参照）。弾性膜６０の第１面６０ａのうち多数のドットを付した領域は、初期状態において第１ハウジング１０の第２内面１４が接触する外周領域６１である。外周領域６１は、弾性膜６０の第１面６０ａの外周に沿って環状に連続している。二点鎖線で示した外周領域６１の内周端６１ａは、第１ハウジング１０の第２内面１４の内周端１４ａ（図３Ａ参照）に対応する。中心軸１ａに沿って見たとき、外周領域６１の内周端６１ａは非円形である。より詳細には、外周領域６１の内周端６１ａは、Ｙ軸に対して左側では中心軸１ａと同心の円に沿っており、Ｙ軸に対して右側ではＸ軸を長軸とする楕円に沿っている。当該円の半径と、当該楕円の短半径とは同じである。中心軸１ａから内周端６１ａまでの距離は、Ｙ軸に対して左側では一定であるが、Ｙ軸に対して右側ではＸ軸上で最大となるように周方向において変化している。中心軸１ａに沿って見たとき、弾性膜６０の外周端６０ｃは、中心軸１ａと同心の円形である。したがって、外周領域６１の半径方向に沿った幅は、Ｙ軸に対して左側では一定であるが、Ｙ軸に対して右側ではＸ軸上で最小となるように周方向において変化している。

【0035】

初期状態の逆止弁１（図１参照）に、流体が第１流路１１を通って順方向に流入すると、第１キャビティ３１ａ内の流体の圧力（上流側圧力）が上昇する。第１キャビティ３１ａ内の流体は、弁体５０を、第２ハウジング２０に向かって押圧する。弁体５０の中央（第１突起５１）は第２ハウジング２０の固定部２３で支持されている。このため、第１キャビティ３１ａ内の流体は、図１のような半径方向に沿った断面において、弾性膜６０の外周端が第２ハウジング２０側へ変位するように、弾性膜６０を弾性的に曲げ変形させる。

【0036】

初期状態において、第１キャビティ３１ａ内の流体の圧力（上流側圧力）は、弁体５０の外周領域６１の内周端６１ａよりも内側の領域（これを「被加圧領域」という）に作用する。本実施形態１では、中心軸１ａから外周領域６１の内周端６１ａまでの距離（これを「被加圧領域半径」という）が周方向において変化している。このため、初期状態の弾性膜６０を第２ハウジング２０側に向かって曲げようとする曲げ荷重は、被加圧領域半径が大きい側において相対的に大きい。

【0037】

本実施形態１の逆止弁１の作用の理解を容易にするために、図４に示す比較例の逆止弁９００を考える。逆止弁９００は、第１ハウジング９１０を除いて実施形態１の逆止弁１と同じである。図５Ａは、逆止弁９００を構成する第１ハウジング９１０の弁体５０側から見た下面図である。実施形態１の第１ハウジング１０と同様に、中心軸１ａから半径方向外側に向かって、第１流路１１、第１内面９１３、第２内面９１４、接合部１８がこの順に配置されている。第１内面９１３の内周端（または第１流路１１の開口端）１３ａの形状は、中心軸１ａと同心の円形である。第２内面９１４の内周端（即ち、第１内面９１３と第２内面９１４との境界）９１４ａの形状も中心軸１ａと同心の円形である。第１内面９１３は、円形である第１内面９１３の内周端１３ａと、円形である第２内面９１４の内周端９１４ａとをなめらかにつなぐ円錐面（凹曲面）である。図５Ｂは、逆止弁９００に使用される弁体５０の上面図である。比較例の弁体５０は、実施形態１の弁体５０と同じである。逆止弁９００が初期状態にあるとき、第１ハウジング９１０の第２内面９１４は、弾性膜６０の第１面６０ａの外周領域９６１に接触する。二点鎖線で示した外周領域９６１の内周端９６１ａは、第１ハウジング９１０の第２内面９１４の内周端９１４ａ（図５Ａ参照）に対応する。中心軸１ａに沿って見たとき、外周領域９６１の内周端９６１ａの形状は、中心軸１ａと同心の円形である。上記を除いて、逆止弁９００は実施形態１の逆止弁１と同じである。図４、図５Ａ、及び図５Ｂにおいて、図１、図３Ａ、及び図３Ｂに示した部材（または要素）に対応する部材（または要素）には図１、図３Ａ、及び図３Ｂと同じ符号を付してある。

【0038】

図４に示した逆止弁９００は、第１キャビティ３１ａ内の流体の圧力（上流側圧力）と第２キャビティ３１ｂ内の流体の圧力（下流側圧力）とがバランスした初期状態にある。初期状態の逆止弁９００に、流体が第１流路１１を通って順方向に流入すると、第１キャビティ３１ａ内の流体の圧力（上流側圧力）が上昇する。上流側圧力は、弁体５０の外周領域９６１の内周端９６１ａよりも内側の領域（被加圧領域）に作用する。中心軸１ａから外周領域９６１の内周端９６１ａまでの距離（被加圧領域半径）は周方向において一定である。弾性膜６０の全体は、同一の材料で構成されている。このため、上流側圧力がある閾値を超えると、図６に示すように、弾性膜６０の外周領域９６１が、第１ハウジング９１０の第２内面９１４から、全周にわたってほぼ同時に離間する。弾性膜６０の曲げ変形量は周方向において一定である。弾性膜６０の外周領域９６１と第１ハウジング９１０の第２内面９１４との間に形成される隙間９３５の上下方向寸法は、周方向において一定である。かくして、逆止弁９００は、「開状態」となる。流体は、第１キャビティ３１ａから隙間９３５を通って第２キャビティ３１ｂに流入し、更に第２流路２１を流れる。このようにして、流体は、第１流路１１から第２流路２１へ逆止弁９００を流れることができる。図６において、矢印４１及び矢印４２は、それぞれ第１流路１１及び第２流路２１を順方向に流れる流体の向きを示している。

【0039】

外周領域９６１を第１ハウジング９１０の第２内面９１４から離間させるのに必要な上流側圧力（閾値）は、弾性膜６０の曲げ剛性や、中心軸１ａから外周領域９６１の内周端９６１ａまでの距離（被加圧領域半径）に依存する。ここで、弾性膜６０の「曲げ剛性」とは、弾性膜６０の厚さ方向に沿った断面（例えば図４の断面）内での弾性膜６０の曲げ変形のしにくさを意味し、弾性膜６０の材料や厚さの影響を受ける。弾性膜６０の曲げ剛性が一定であれば、被加圧領域半径が小さいほど上記閾値が高くなり、上流側圧力が高くなるまで弾性膜６０の外周領域９６１は第１ハウジング９１０の第２内面９１４から離間しない。このような逆止弁９００は開弁性に劣る。開弁性に劣る逆止弁９００に、第１流路１１を通って順方向に流体が低流速で流入した場合、上述した従来の逆止弁と同様に以下の問題が生じる。第１に、初期状態の逆止弁９００に第１流路１１を通って流体が順方向に流入し始めたときから流体が第２流路２１を通って逆止弁９００から流出するまでのタイムラグが長くなる。第２に、弾性膜６０が第１ハウジング９１０の第２内面９１４から離間したとき第１キャビティ３１ａ内の高圧の流体が一気に流れる。このため、逆止弁９００を輸液の流路上に設けた場合には流体がボーラス投与になってしまう。

【0040】

比較例の逆止弁９００において、被加圧領域半径を大きくすれば、比較的低い上流側圧力で弾性膜６０を第１ハウジング９１０の第２内面９１４から離間させることが可能である。これは、逆止弁９００の開弁性を向上させ、タイムラグやボーラス投与の問題を解消しうる。しかしながら、流体が第２流路２１を通って逆方向に逆止弁９００に流入した場合、第２キャビティ３１ｂ内の流体の圧力（下流側圧力）によって弾性膜６０が異常な変形をして、流体が第２キャビティ３１ｂから第１キャビティ３１ａへ流れるのを許容してしまう可能性がある。これは、第２流路２１から第１流路１１への流体の流れを禁止するという逆止弁９００の逆止性能の低下を招く。

【0041】

このため、比較例の逆止弁９００は、逆止性能を確保したまま開弁性を向上させることは困難である。

【0042】

本実施形態１の逆止弁１の作用について説明する。

【0043】

本実施形態１では、上述したように、中心軸１ａから外周領域６１の内周端６１ａまでの距離（被加圧領域半径）が周方向において変化している。図１は初期状態の逆止弁１を示している。図１の断面は、中心軸１ａ及びＸ軸（図３Ａ及び図３Ｂ参照）を含む。したがって、図１において、被加圧領域半径は、中心軸１ａに対して左側より中心軸１ａに対して右側において大きい。

【0044】

初期状態の逆止弁１の第１流路１１に流体が順方向４１に低流速で流入した場合（図７参照）、第１キャビティ３１ａ内の流体の圧力（上流側圧力）が徐々に上昇していく。第１キャビティ３１ａ内の流体は、弁体５０を第２ハウジング２０に向かって押圧する。図７の断面は、図１と同様に、中心軸１ａ及びＸ軸（図３Ａ及び図３Ｂ参照）を含む。被加圧領域半径は、図７において中心軸１ａに対して右側で相対的に大きく、Ｘ軸上で最大となる。このため、上流側圧力が上昇し始めて間もなく、被加圧領域半径が最大となる内周端６１ａ上の地点近傍において外周領域６１が第１ハウジング１０の第２内面１４から離間するように、弾性膜６０が局所的に曲げ変形する。弾性膜６０と第１ハウジング１０との間に隙間３５が形成される。逆止弁１は、「開状態」となる。被加圧領域半径が相対的に小さい側（図７において中心軸１ａに対して左側）では、外周領域６１は依然として第２内面１４に接触している。流体は、第１キャビティ３１ａから当該隙間３５を通って第２キャビティ３１ｂに流入し、更に第２流路２１を矢印４２の向きに流れる。このようにして、流体は、第１流路１１から第２流路２１へ逆止弁１を流れることができる。

【0045】

本実施形態１では、被加圧領域半径が大きな内周端６１ａ上の部分近傍の外周領域６１は、これ以外の外周領域６１よりも、比較的低い上流側圧力で第２内面１４から離間する。逆止弁１を初期状態（図１参照）から開状態（図７参照）に変化させるために必要な上流側圧力は、上記比較例の逆止弁９００を開状態（図６参照）に変化させるために必要な上流側圧力に比べて低い。逆止弁１は、比較例の逆止弁９００に比べて開弁性が向上している。逆止弁１に順方向に流入する流体の流速が小さくても、上流側圧力が上昇し始めてすぐに、逆止弁１は開状態に変化する。このため、初期状態の逆止弁１に第１流路１１を通って流体が順方向に流入し始めたときから流体が第２流路２１を通って逆止弁１から流出するまでのタイムラグは短い。比較的低い上流側圧力で逆止弁１は初期状態から開状態に変化するから、上流側圧力は異常に上昇しない。このため、逆止弁１を輸液の流路上に設けた場合には流体がボーラス投与になることはない。

【0046】

なお、本実施形態１において、逆止弁１の第１流路１１に流体が順方向に高流速で流入した場合には、第１キャビティ３１ａ内の流体の圧力（上流側圧力）は高くなる。このため、被加圧領域半径が大きな内周端６１ａ上の部分近傍の外周領域６１に加えて、これ以外の外周領域６１も、第２内面１４から離間する。例えば、上流側圧力が高くなるのにしたがって、最初に被加圧領域半径が大きな内周端６１ａ上の部分近傍の外周領域６１が第２内面１４から離間して小さな隙間３５が形成され（図７参照）、続いて、この小さな隙間３５を起点として、外周領域６１の残りの部分が第２内面１４から順次離間する。このように、相対的に大きな被加圧領域半径を有する部分は、外周領域６１が第２内面１４から離間する際の起点を提供する。これは、逆止弁１の開弁性を向上するのに有利である。図示を省略するが、上流側圧力が高くなると、外周領域６１が、全周にわたって第１ハウジング１０の第２内面１４から離間するとともに、外周領域６１と第１ハウジング１０の第２内面１４との間の隙間が拡大する。弾性膜６０の第２面６０ｂが第２ハウジング２０の凸曲面２５に接触するほどに、弾性膜６０が大きく曲げ変形するかも知れない。流体は、第１流路１１から第２流路２１へより大流量で逆止弁１を流れることができる。

【0047】

図８は、初期状態の逆止弁１に、何らかの理由で流体が第２流路２１に逆方向４５に流入した状態を示す。逆方向４５の流体の流入によって第２キャビティ３１ｂ内の流体の圧力（下流側圧力）が上昇する。第２キャビティ３１ｂ内の流体は、弁体５０を、第１ハウジング１０に向かって押圧する。弾性膜６０の第１面６０ａが第１ハウジング１０の内面１５に密着する。図８では、第１面６０ａの外周領域６１が第１ハウジング１０の第２内面１４に接触しているが、これは一例に過ぎない。第２キャビティ３１ｂ内の流体の圧力が高くなると、第１突起５１が固定部２３から上方に離間し、且つ、弁体５０が第１キャビティ３１ａ側に突出するようにドーム状に変形するかも知れない。この場合、第１面６０ａが第１ハウジング１０の第１内面１３に接触してもよい。いずれにしても、弾性膜６０の第１面６０ａは第１ハウジング１０の内面１５に環状に接触して、両者間に環状の液密なシールが形成される。逆止弁１は、弁体５０が第２流路２１と第１流路１１との連通を遮断した「閉状態」となる。第２キャビティ３１ｂ内の流体は、弾性膜６０と第１ハウジング１０との間を通って第１キャビティ３１ａへ流れることはできない。このようにして、流体が第２流路２１から第１流路１１へ逆止弁１を流れるのが禁止される。

【0048】

一般に、被加圧領域半径が大きくなると、逆止弁の逆止性能は低下する。本実施形態１では、流体が第２流路２１を通って逆方向４５に逆止弁１に流入した場合、第２キャビティ３１ｂ内の流体の圧力（下流側圧力）によって、弾性膜６０のうち相対的に大きな被加圧領域半径を有する部分が異常な変形をする可能性がある。しかしながら、被加圧領域半径の周方向の変化（図３Ｂのように、外周領域６１の内周端６１ａが半円と半楕円とで構成される場合に、当該半円の半径と当該半楕円の長半径）を最適化することにより、下流側圧力による弾性膜６０の異常な変形を抑え、これにより、逆方向の流体の流れを禁止するという逆止弁１の逆止性能を確保することが可能である。

【0049】

このため、本実施形態１の逆止弁１は、逆止性能を実用上問題のない程度に維持しながら開弁性が向上している。

【0050】

以下に逆止弁１の使用方法を、逆止弁１を点滴などの輸液に用いる場合を例にして説明する。

【0051】

逆止弁１は、輸液を行う際に使用される輸液セットを構成してもよい。輸液セットの構成に制限はない。図示を省略するが、一例に係る輸液セットは、第１流路１１を構成する第１管１２（図１参照）に接続された柔軟な第１チューブと、第２流路２１を構成する第２管２２（図１参照）に接続された柔軟な第２チューブとを備える。第１チューブには、第１チューブ内の流路を開閉するクランプが設けられている。第２チューブの下流端には患者に穿刺される留置針が設けられている。

【0052】

第１チューブに設けられたクランプを閉じた状態で、第１チューブの上流端を、液体（例えば薬液）が貯留された容器（例えば輸液バッグ）に接続する。次いで、クランプを開いて、容器内の液体を輸液セット（即ち、第１チューブ、逆止弁１、第２チューブ、及び、留置針）に導入するプライミングを行う。その後、クランプを閉じ、逆止弁１への液体の流入を停止する。第１キャビティ３１ａ内の液体の圧力（上流側圧力）と第２キャビティ３１ｂ内の液体の圧力（下流側圧力）とがバランスし、逆止弁１は初期状態（図１参照）にある。この初期状態では、上述したように、弁体５０の外周領域６１（図３Ｂ参照）が第１ハウジング１０の第２内面１４に環状に接触している。第１流路１１と第２流路２１との連通は、弁体５０によって遮断されている。

【0053】

次いで、留置針を患者に穿刺する。そして、第１チューブに設けられたクランプを開き、輸液を開始する。図７に示されているように、液体が矢印４１の向き（順方向）に第１流路１１を通って第１キャビティ３１ａに流入する。第１キャビティ３１ａ内の圧力（上流側圧力）が上昇する。第１キャビティ３１ａ内の液体が弁体５０を押圧する。弾性膜６０の外周領域６１が第１ハウジング１０の第２内面１４から離間し、逆止弁１は「開状態」となる。液体は、第１流路１１から第２流路２１へ逆止弁１を流れることができる。シリンジポンプを用いて液体を第１流路１１に低流速で流入させてもよい。この場合、シリンジポンプの運転を開始してから、液体が逆止弁１を通過して実際に患者に流入するまでのタイムラグは短い。また、液体を、ボーラス投与になることなく、所望する低流速で患者に投与することができる。

【0054】

第１チューブに設けられたクランプを閉じる（またはシリンジポンプの運転を停止する）と、第１流路１１へ流入する液体の流れが停止する。弾性膜６０は弾性回復し、逆止弁１は初期状態に戻る。輸液は停止される。

【0055】

何らかの理由で液体が第２流路２１に逆方向４５に流入した場合（図８参照）、第２キャビティ３１ｂ内の液体の圧力（下流側圧力）が上昇する。上述したように、開弁性が向上するように弾性膜６０に被加圧領域半径が大きな部分が存在するにもかかわらず、弾性膜６０の第１面６０ａと第１ハウジング１０の内面１５との間に環状の液密なシールが形成される。逆止弁１は「閉状態」となる。液体が第２流路２１から第１流路１１へ逆止弁１を流れるのが禁止される。

【0056】

本実施形態１では、中心軸１ａに沿って見たとき、外周領域６１の内周端６１ａの形状は楕円の一部を含む（図３Ｂ参照）。これは、中心軸１ａから内周端６１ａまでの距離（被加圧領域半径）が周方向において変化した逆止弁１の構成を簡単化するのに有利である。

【0057】

より詳細には、中心軸１ａに沿って見たとき、外周領域６１の内周端６１ａは、半円と半楕円とを組み合わせた形状を有する（図３Ｂ参照）。中心軸１ａから内周端６１ａまでの距離は、半楕円の側で最大となる。このため、初期状態の逆止弁１において、第１キャビティ３１ａ内の流体の圧力（上流側圧力）が上昇し始めると、最初に、弁体５０の中心（または中心軸１ａ）に対して半楕円の側で、外周領域６１が第１ハウジング１０の第２内面１４から離間する（図７参照）。簡単な構成で逆止弁１の開弁性を向上させることができる。

【0058】

図３Ａ及び図３Ｂでは、中心軸１ａに沿って見たとき、第２内面１４の内周端１４ａ及び外周領域６１の内周端６１ａは、いずれも、Ｙ軸に対して左側の、中心軸１ａと同心の半円と、Ｙ軸に対して右側の、Ｘ軸を長軸とする半楕円とを組み合わせた形状を有していたが、本発明はこれに限定されない。図示を省略するが、例えば、Ｙ軸に対して右側の半楕円が、Ｙ軸を長軸とする半楕円であってもよい。当該半楕円の長半径は、Ｙ軸に対して左側の半円の半径と同じである。この場合、中心軸１ａから内周端１４ａ，６１ａまでの距離は、Ｙ軸に対して左側（半円側）では一定であるが、Ｙ軸に対して右側（半楕円側）ではＸ軸上で最小となるように変化する。初期状態の逆止弁１において、第１キャビティ３１ａ内の流体の圧力（上流側圧力）が上昇し始めると、最初に、弁体５０の中心（または中心軸１ａ）に対して半円の側で、外周領域６１が第１ハウジング１０の第２内面１４から離間する。この場合であっても、上記の例と同様に、簡単な構成で逆止弁１の開弁性を向上させることができる。

【0059】

上記の例では、中心軸１ａに沿って見たとき、第２内面１４の内周端１４ａの形状及び外周領域６１の内周端６１ａは、いずれも、半円（即ち、中心角が１８０度の円弧）と半楕円とを組み合わせた形状を有していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、中心軸１ａに沿って見たとき、内周端１４ａ，６１ａが、中心角が１８０度より大きい又は小さい円弧と、当該円弧の両端をつなぐ楕円の一部とを組み合わせた形状を有していてもよい。この場合も、中心軸１ａから外周領域の内周端までの距離は周方向において変化するので、逆止弁の開弁性を向上させることができる。

【0060】

（実施の形態２）
図９は、初期状態にある本発明の実施形態２にかかる逆止弁２の断面図である。逆止弁２は、第１ハウジング２１０を除いて実施形態１の逆止弁１と同じである。以下に、実施形態１との相違点を中心に、本実施形態２の逆止弁２及び第１ハウジング２１０を説明する。

【0061】

図１０Ａは、第１ハウジング２１０の弁体５０側から見た下面図である。Ｘ軸及びＹ軸は、いずれも中心軸１ａに垂直な一平面に沿って延び、且つ、中心軸１ａにて互いに直交する。図３Ａに示した実施形態１の第１ハウジング１０と同様に、中心軸１ａから半径方向外側に向かって、第１流路１１、第１内面２１３、第２内面２１４、接合部１８がこの順に配置されている。第１内面２１３の内周端（または第１流路１１の開口端）１３ａの形状は、中心軸１ａと同心の円形である。一方、第２内面２１４の内周端（即ち、第１内面２１３と第２内面２１４との境界）２１４ａの形状は非円形である。より詳細には、中心軸１ａに沿って見たとき、第２内面２１４の内周端２１４ａは、Ｘ軸を長軸とする楕円形である。中心軸１ａから内周端２１４ａまでの距離は、Ｙ軸上で最小となり、Ｘ軸上で最大となるように周方向において変化している。第１内面２１３は、円形である第１内面２１３の内周端１３ａと、楕円形である第２内面２１４の内周端２１４ａとをなめらかにつなぐ凹曲面である。第２内面２１４は、実施形態１の第２内面１４と同様に、半径方向に平行な平坦面であり、第１内面２１３を取り囲むように周方向に環状に連続している。

【0062】

図１０Ｂは、逆止弁２に使用される弁体５０の第１ハウジング２１０側から見た上面図である。図１０ＢのＸ軸及びＹ軸は、図１０ＡのＸ軸及びＹ軸にそれぞれ対応する。実施形態１と同様に、初期状態では、弾性膜６０の第１面６０ａに、第１ハウジング２１０の第２内面２１４が上下方向に接触する（図９参照）。弾性膜６０の第１面６０ａのうち多数のドットを付した領域は、初期状態（図９参照）において第１ハウジング２１０の第２内面２１４が接触する外周領域２６１である。外周領域２６１は、弾性膜６０の第１面６０ａの外周に沿って環状に連続している。二点鎖線で示した外周領域２６１の内周端２６１ａは、第１ハウジング２１０の第２内面２１４の内周端２１４ａ（図１０Ａ参照）に対応する。外周領域２６１の内周端２６１ａは非円形である。より詳細には、中心軸１ａに沿って見たとき、外周領域２６１の内周端２６１ａは、Ｘ軸を長軸とする楕円形である。中心軸１ａから内周端２６１ａまでの距離（被加圧領域半径）は、Ｙ軸上で最小となり、Ｘ軸上で最大となるように周方向において変化している。中心軸１ａに沿って見たとき、弾性膜６０の外周端６０ｃは、中心軸１ａと同心の円形である。したがって、外周領域２６１の半径方向に沿った幅は、Ｙ軸上で最大となり、Ｘ軸上で最小となるように周方向において変化している。

【0063】

初期状態の本実施形態２の逆止弁２（図９参照）において第１キャビティ３１ａ内の流体の圧力（上流側圧力）が上昇し始めると、上流側圧力は、弁体５０の外周領域２６１の内周端２６１ａよりも内側の領域（被加圧領域）に作用する。中心軸１ａから外周領域２６１の内周端２６１ａまでの距離（被加圧領域半径）はＸ軸上で最大である。このため、最初に、Ｘ軸方向の両端において外周領域２６１が第１ハウジング２１０の第２内面２１４から離間する。上流側圧力が比較的低くても、逆止弁２は開状態に変化する。楕円形の被加圧領域を有する逆止弁２は、開弁性が向上している。

【0064】

上流側圧力が更に上昇すると、外周領域２６１が、全周にわたって第１ハウジング２１０の第２内面２１４から離間するとともに、外周領域２６１と第１ハウジング２１０の第２内面２１４との間の隙間が拡大する。

【0065】

一般に、被加圧領域半径が大きくなると、逆止弁の逆止性能は低下する。即ち、流体が第２流路２１を通って逆止弁２に流入した場合、第２キャビティ３１ｂ内の流体の圧力（下流側圧力）によって、弾性膜６０のうち大きな被加圧領域半径を有する部分が異常な変形をする可能性がある。しかしながら、外周領域２６１の内周端２６１ａ（更には第２内面２１４の内周端２１４ａ）が沿う楕円のアスペクト比（長半径／短半径、または当該楕円の扁平率）を最適化することにより、下流側圧力による弾性膜６０の異常な変形を抑え、これにより、逆方向の流体の流れを禁止するという逆止弁２の逆止性能を確保することが可能である。

【0066】

このため、本実施形態２の逆止弁２は、逆止性能を実用上問題のない程度に維持しながら開弁性が向上している。

【0067】

本実施形態２では、中心軸１ａに沿って見たとき、外周領域２６１の内周端２６１ａは楕円形である（図１０Ｂ参照）。これは、中心軸１ａから内周端２６１ａまでの距離（被加圧領域半径）が周方向において変化した逆止弁２の構成を簡単化するのに有利である。

【0068】

上記の例では、第２内面２１４の内周端２１４ａの形状及び外周領域２６１の内周端２６１ａの形状は、いずれも楕円形であったが、本発明はこれに限定されない。内周端２１４ａ，２６１ａの形状は、例えば、平行な２直線を２つの半円（または半楕円）でつないだ陸上競技のトラック形状のような、長軸と短軸を有する任意の形状であってもよい。好ましくは、当該形状の重心は、中心軸１ａに一致する。

【0069】

本実施形態２は、上記を除いて実施形態１と同じである。本実施形態２のうち実施形態１と共通する構成または要素については、実施形態１の説明が本実施形態２にも適用される。

【0070】

（実施の形態３）
図１１は、初期状態にある本発明の実施形態３にかかる逆止弁３の断面図である。逆止弁３は、第１ハウジング３１０を除いて実施形態１の逆止弁１と同じである。以下に、実施形態１との相違点を中心に、本実施形態３の逆止弁３及び第１ハウジング３１０を説明する。

【0071】

図１２は、第１ハウジング３１０の下方から見た斜視図である。図１３Ａは、第１ハウジング３１０の弁体５０側から見た下面図である。図１３Ａにおいて、Ｘ軸及びＹ軸は、いずれも中心軸１ａに垂直な一平面に沿って延び、且つ、中心軸１ａにて互いに直交する。図３Ａに示した実施形態１の第１ハウジング１０と同様に、中心軸１ａから半径方向外側に向かって、第１流路１１、第１内面３１３、第２内面３１４、接合部１８がこの順に配置されている。第１内面３１３の内周端（または第１流路１１の開口端）１３ａの形状は、中心軸１ａと同心の円形である。一方、第２内面３１４の内周端（即ち、第１内面３１３と第２内面３１４との境界）３１４ａの形状は非円形である。より詳細には、中心軸１ａに沿って見たとき、第２内面３１４の内周端３１４ａは、略正方形である。略正方形の４辺は、Ｘ軸またはＹ軸に平行である。略正方形の対角線は、中心軸１ａにて交差し、且つ、Ｘ軸及びＹ軸に対して４５度の角度を有して傾斜している。略正方形の４隅には、円弧が設けられている。中心軸１ａから内周端３１４ａまでの距離は、Ｘ軸上及びＹ軸上で最小となり、略正方形の対角軸上で最大となるように周方向において変化している。第１内面３１３は、円形である第１内面３１３の内周端１３ａと、略正方形である第２内面３１４の内周端３１４ａとをなめらかにつなぐ凹曲面である。第２内面３１４は、実施形態１の第２内面１４と同様に、半径方向に平行な平坦面であり、第１内面３１３を取り囲むように周方向に環状に連続している。

【0072】

図１３Ｂは、逆止弁３に使用される弁体５０の第１ハウジング３１０側から見た上面図である。図１３ＢのＸ軸及びＹ軸は、図１３ＡのＸ軸及びＹ軸にそれぞれ対応する。実施形態１と同様に、初期状態では、弾性膜６０の第１面６０ａに、第１ハウジング３１０の第２内面３１４が上下方向に接触する（図１１参照）。弾性膜６０の第１面６０ａのうち多数のドットを付した領域は、初期状態（図１１参照）において第１ハウジング３１０の第２内面３１４が接触する外周領域３６１である。外周領域３６１は、弾性膜６０の第１面６０ａの外周に沿って環状に連続している。二点鎖線で示した外周領域３６１の内周端３６１ａは、第１ハウジング３１０の第２内面３１４の内周端３１４ａ（図１３Ａ参照）に対応する。外周領域３６１の内周端３６１ａは非円形である。より詳細には、中心軸１ａに沿って見たとき、内周端３６１ａは、略正方形である。略正方形の４辺は、Ｘ軸またはＹ軸に平行である。略正方形の対角線は、中心軸１ａにて交差し、且つ、Ｘ軸及びＹ軸に対して４５度の角度を有して傾斜している。略正方形の４隅には、円弧が設けられている。中心軸１ａから内周端３６１ａまでの距離（被加圧領域半径）は、Ｘ軸上及びＹ軸上で最小となり、略正方形の対角軸上で最大となるように周方向において変化している。中心軸１ａに沿って見たとき、弾性膜６０の外周端６０ｃは、中心軸１ａと同心の円形である。したがって、外周領域３６１の半径方向に沿った幅は、Ｘ軸上及びＹ軸上で最大となり、略正方形の対角軸上で最小となるように周方向において変化している。

【0073】

初期状態の本実施形態３の逆止弁３（図１１参照）において第１キャビティ３１ａ内の流体の圧力（上流側圧力）が上昇し始めると、上流側圧力は、弁体５０の外周領域３６１の内周端３６１ａよりも内側の領域（被加圧領域）に作用する。中心軸１ａから外周領域３６１の内周端３６１ａまでの距離（被加圧領域半径）は略正方形の対角軸上で最大である。このため、最初に、対角軸上の４箇所において外周領域３６１が第１ハウジング３１０の第２内面３１４から離間する。上流側圧力が比較的低くても、逆止弁３は開状態に変化する。略正方形の被加圧領域を有する逆止弁３は、開弁性が向上している。

【0074】

上流側圧力が更に上昇すると、外周領域３６１が、全周にわたって第１ハウジング３１０の第２内面３１４から離間するとともに、外周領域３６１と第１ハウジング３１０の第２内面３１４との間の隙間が拡大する。

【0075】

一般に、被加圧領域半径が大きくなると、逆止弁の逆止性能は低下する。即ち、流体が第２流路２１を通って逆止弁３に流入した場合、第２キャビティ３１ｂ内の流体の圧力（下流側圧力）によって、弾性膜６０のうち大きな被加圧領域半径を有する部分が異常な変形をする可能性がある。しかしながら、外周領域３６１の内周端３６１ａ（更には第２内面３１４の内周端３１４ａ）が沿う略正方形の形状（対角軸方向寸法／Ｘ軸（またはＹ軸）方向寸法）を最適化することにより、下流側圧力による弾性膜６０の異常な変形を抑え、これにより、逆方向の流体の流れを禁止するという逆止弁３の逆止性能を確保することが可能である。

【0076】

このため、本実施形態３の逆止弁３は、逆止性能を実用上問題のない程度に維持しながら開弁性が向上している。

【0077】

上記の例では、第２内面３１４の内周端３１４ａの形状及び外周領域３６１の内周端３６１ａの形状は、いずれも略正方形であったが、本発明はこれに限定されない。内周端３１４ａ，３６１ａの形状は、例えば、正三角形や正五角形などの正多角形であってもよい。好ましくは、正多角形の重心は、中心軸１ａに一致する。正多角形の頂点に、上記の略正方形と同様の円弧や、楕円の一部などの任意の曲線（好ましくは半径方向外側に向かって突出した曲線）を設けてもよい。

【0078】

本実施形態３では、中心軸１ａに沿って見たとき、外周領域３６１の内周端３６１ａの形状は略正多角形である。上流側圧力が上昇したときに第１ハウジング３１０の第２内面３１４から選択的に離間する外周領域３６１の部分の数は、略正多角形の頂点（隅）の数に依存する。頂点の数を変えることにより、逆止弁の開弁性と逆止性能とを調整することができる。したがって、略正多角形の被加圧領域を有する本実施形態３の逆止弁は、開弁性と逆止性能とを良好にバランスさせるのに有利である。

【0079】

本実施形態３は、上記を除いて実施形態１と同じである。本実施形態３のうち実施形態１と共通する構成または要素については、実施形態１の説明が本実施形態３にも適用される。

【0080】

（実施の形態４）
図１４は、初期状態にある本発明の実施形態４にかかる逆止弁４の断面図である。逆止弁４は、第１ハウジング４１０を除いて実施形態１の逆止弁１と同じである。以下に、実施形態１との相違点を中心に、本実施形態４の逆止弁４及び第１ハウジング４１０を説明する。

【0081】

図１５は、第１ハウジング４１０の下方から見た斜視図である。図１６Ａは、第１ハウジング４１０の下面図である。図１６Ａにおいて、Ｘ軸及びＹ軸は、いずれも中心軸１ａに垂直な一平面に沿って延び、且つ、中心軸１ａにて互いに直交する。図３Ａに示した実施形態１の第１ハウジング１０と同様に、中心軸１ａから半径方向外側に向かって、第１流路１１、第１内面４１３、第２内面４１４、接合部１８がこの順に配置されている。第１内面４１３の内周端（または第１流路１１の開口端）１３ａの形状、及び、第２内面４１４の内周端（即ち、第１内面４１３と第２内面４１４との境界）４１４ａの形状は、いずれも中心軸１ａと同心の円形である。第１内面４１３は、円形である第１内面４１３の内周端１３ａと、円形である第２内面４１４の内周端４１４ａとをつなぐ円錐台面（円錐台の側面）である。第２内面４１４は、実施形態１の第２内面１４と同様に、半径方向に平行な平坦面であり、第１内面４１３を取り囲むように周方向に環状に連続している。内周端４１４ａ上に複数の（本例では６個の）凹部（窪み）４１６が設けられている。複数の凹部４１６は、中心軸１ａに対して等角度間隔で配置されている。各凹部４１６は、半径方向に沿って、第１内面４１３から第２内面４１４へ、円形の内周端４１４ａと交差して延びている。複数の凹部４１６は、円形の内周端４１４ａを複数の円弧に分断している。図１４に示されているように、初期状態において、凹部４１６は、第１ハウジング４１０と弁体５０の弾性膜６０との間に、第１キャビティ３１ａと連続した隙間を形成する。

【0082】

図１６Ｂは、逆止弁４に使用される弁体５０の第１ハウジング４１０側から見た上面図である。図１６ＢのＸ軸及びＹ軸は、図１６ＡのＸ軸及びＹ軸にそれぞれ対応する。実施形態１と同様に、初期状態では、弾性膜６０の第１面６０ａに、第１ハウジング４１０の第２内面４１４が上下方向に接触する（図１４参照）。弾性膜６０の第１面６０ａのうち多数のドットを付した領域は、初期状態（図１４参照）において第１ハウジング４１０の第２内面４１４が接触する外周領域４６１である。外周領域４６１は、弾性膜６０の第１面６０ａの外周に沿って環状に連続している。二点鎖線で示した外周領域４６１の内周端４６１ａの形状は、半径方向外向きに局所的に突出した複数の凸部４６１ｃが設けられた、全体としては略円形である。より詳細には、外周領域４６１の内周端４６１ａは、中心軸１ａと同心の複数の円弧４６１ｂと、円弧４６１ｂよりも半径方向外向きに突出した複数の凸部４６１ｃとで構成される。円弧４６１ｂと凸部４６１ｃとは周方向に交互に配置されている。凸部４６１ｃは、周方向に隣り合う円弧４６１ｂをつないでいる。円弧４６１ｂは、第１ハウジング４１０の第２内面４１４の円形の内周端４１４ａ（図１５及び図１６Ａ参照）に対応し、凸部４６１ｃは第１ハウジング４１０の凹部４１６（図１５及び図１６Ａ参照）に対応する。本例では、凸部４６１ｃは、円弧４６１ｂより小さな曲率半径を有する円弧である。中心軸１ａから内周端４６１ａまでの距離（被加圧領域半径）は、円弧４６１ｂにおいて一定であり、凸部４６１ｃにおいて大きくなるように周方向において変化している。中心軸１ａに沿って見たとき、弾性膜６０の外周端６０ｃは、中心軸１ａと同心の円形である。したがって、外周領域４６１の半径方向に沿った幅は、円弧４６１ｂにおいて最大となり、凸部４６１ｃにおいて最小となるように周方向において変化している。

【0083】

初期状態の本実施形態４の逆止弁４（図１４参照）において第１キャビティ３１ａ内の流体の圧力（上流側圧力）が上昇し始めると、上流側圧力は、弁体５０の外周領域４６１の内周端４６１ａよりも内側の領域（被加圧領域）に作用する。中心軸１ａから外周領域４６１の内周端４６１ａまでの距離（被加圧領域半径）は凸部４６１ｃで最大である。このため、最初に、凸部４６１ｃ近傍において外周領域４６１が第１ハウジング４１０の第２内面４１４から離間する。上流側圧力が比較的低くても、逆止弁４は開状態に変化する。凸部４６１ｃにて被加圧領域半径が局所的に増大した被加圧領域を有する逆止弁４は、開弁性が向上している。

【0084】

上流側圧力が更に上昇すると、外周領域４６１が、全周にわたって第１ハウジング４１０の第２内面４１４から離間するとともに、外周領域４６１と第１ハウジング４１０の第２内面４１４との間の隙間が拡大する。

【0085】

一般に、被加圧領域半径が大きくなると、逆止弁の逆止性能は低下する。即ち、流体が第２流路２１を通って逆止弁４に流入した場合、第２キャビティ３１ｂ内の流体の圧力（下流側圧力）によって、弾性膜６０のうち大きな被加圧領域半径を有する部分が異常な変形をする可能性がある。しかしながら、外周領域４６１の内周端４６１ａが有する凸部４６１ｃの数、凸部４６１ｃの周方向寸法、円弧４６１ｂに対する凸部４６１ｃの半径方向外側への突出長さなどを最適化することにより、下流側圧力による弾性膜６０の異常な変形を抑え、これにより、逆方向の流体の流れを禁止するという逆止弁４の逆止性能を確保することが可能である。

【0086】

このため、本実施形態４の逆止弁４は、逆止性能を実用上問題のない程度に維持しながら開弁性が向上している。

【0087】

上記の例では、外周領域４６１の内周端４６１ａが備える凸部４６１ｃの数は６つであったが、本発明はこれに限定されず、少なくとも一つの凸部４６１ｃが内周端４６１ａに設けられていればよい。凸部４６１ｃの形状や、寸法（周方向寸法、円弧４６１ｂに対する半径方向外側への突出長）は任意に設定することができる。所望する凸部４６１ｃが形成されるように、第１ハウジング４１０に設けられる凹部４１６が適宜変更される。

【0088】

本実施形態４の凸部４６１ｃと同様の凸部を、実施形態１～３の外周領域６１，２６１，３６１の内周端６１ａ，２６１ａ，３６１ａに設けてもよい。この場合、凸部は、中心軸１ａから内周端６１ａ，２６１ａ，３６１ａまでの距離が最大となる位置に設けることが好ましい。これは、逆止弁の開弁性を更に向上させるのに有利である。内周端６１ａ，２６１ａ，３６１ａに所望する凸部が形成されるように、第２内面１４，２１４，３１４に、凹部４１６と同様の凹部が設けられる。

【0089】

一般に、凸部は、外周領域（６１，２６１，３６１，４６１）の内周端（６１ａ，２６１ａ，３６１ａ，４６１ａ）を構成する略円弧（円弧及び楕円の一部を含む）に、当該略円弧よりも半径方向外向きに突出するように接続されることが好ましい。好ましくは、凸部は半径方向外側に向かって突出した略円弧（円弧及び楕円の一部を含む）を含む。好ましくは、凸部の略円弧の曲率半径は凸部が接続された略円弧の曲率半径より小さい。

【0090】

外周領域（６１，２６１，３６１，４６１）の内周端（６１ａ，２６１ａ，３６１ａ，４６１ａ）に凸部を設けるためには、第１ハウジングに、第２内面（１４，２１４，３１４，４１４）の内周端（１４ａ，２１４ａ，３１４ａ，４１４ａ）を分断するように凹部を設けるだけでよい。また、上述した比較例の第１ハウジング９１０の第２内面９１４の内周端９１４ａ（図５Ａ参照）に、内周端９１４ａを分断するように凹部を設ければ、本実施形態４と同様に、外周領域９６１の内周端９６１ａ（図５Ｂ参照）に、被加圧領域半径を局所的に増大させる凸部を形成することができる。したがって、本実施形態４は、既存の第１ハウジングを大幅に設計変更することなく、逆止弁の開弁性を更に向上させるのに有利である。

【0091】

上記の例では、外周領域４６１の内周端４６１ａが、中心軸１ａと同心の複数の円弧４６１ｂと、円弧４６１ｂよりも半径方向外向きに突出した複数の凸部４６１ｃとで構成されていたが、凸部４６１ｃを半径方向内向きに突出した凸部（以下「内向き凸部」という）に置き換えてもよい。この場合、中心軸１ａから外周領域４６１の内周端４６１ａまでの距離（被加圧領域半径）は、円弧４６１ｂにおいて一定であり、内向き凸部において小さくなるように周方向において変化する。初期状態の逆止弁において第１キャビティ３１ａ内の流体の圧力（上流側圧力）が上昇し始めると、最初に円弧４６１ｂにおいて外周領域４６１が第１ハウジング４１０の第２内面４１４から離間する。したがって、上記の例と同様に、逆止性能を実用上問題のない程度に維持しながら逆止弁の開弁性を向上させることができる。なお、内向き凸部は、第１ハウジング４１０に、第２内面４１４の内周端４１４ａから半径方向内向きに突出した、第２内面４１４と連続する平坦面を有する凸部（突起）を形成することにより形成することができる。外周領域４６１の内周端４６１ａが凸部４６１ｃを有する上記の例の逆止弁と同様に、外周領域４６１の内周端４６１ａが内向き凸部を有する逆止弁も、既存の第１ハウジングを大幅に設計変更することなく、開弁性が向上する。凸部４６１ｃと同様に、内向き凸部の数や、形状、寸法（周方向寸法、円弧４６１ｂに対する半径方向内側への突出長）は任意に設定することができる。また、内向き凸部を、実施形態１～３の外周領域６１，２６１，３６１の内周端６１ａ，２６１ａ，３６１ａに設けてもよい。

【0092】

本実施形態４は、上記を除いて実施形態１と同じである。本実施形態４のうち実施形態１と共通する構成または要素については、実施形態１の説明が本実施形態４にも適用される。

【0093】

上記の実施形態１～４は例示に過ぎない。本発明は、上記の実施形態１～４に限定されず、適宜変更することができる。

【0094】

実施形態１～４の弁体５０は、中心軸１ａと同軸に配置され且つ同一形状の第１突起５１及び第２突起５２を備えていた（図２Ａ及び図２Ｂ参照）。弁体５０は、中心軸１ａに直交する任意の軸に対して２回回転対称である。即ち、弁体５０は、上下反転させると反転前と形状が一致する。これは、第２突起５２を第２ハウジング２０の固定部２３に嵌入させて本発明の逆止弁を製造することを可能にする。逆止弁の製造において、弁体５０の上下面の判別が不要である。このため、逆止弁の製造が簡単化する。但し、本発明はこれに限定されない。例えば、弁体５０が第２突起５２を備えていなくてもよい。

【0095】

上記の実施形態１～４では、第１流路１１、第２流路２１、固定部２３、及び弁体５０が同軸に配置されていたが、本発明は、これに限定されない。例えば、第２流路２１、固定部２３、及び弁体５０に対して、第１流路１１及び／又は内面１５が偏心していてもよい。この場合、本発明の逆止弁の中心軸１ａは、固定部２３によって定義される。

【0096】

上記の実施形態１～４では、中心軸１ａから外周領域（６１，２６１，３６１，４６１）の内周端（６１ａ，２６１ａ，３６１ａ，４６１ａ）までの距離（被加圧領域半径）を周方向において変化させるために、中心軸１ａに沿って見た内周端（６１ａ，２６１ａ，３６１ａ，４６１ａ）は、正確な円形ではなかったが、本発明はこれに限定されない。本発明では、例えば、中心軸１ａに沿って見た形状が正確な円形である外周領域の内周端が、中心軸１ａ（固定部２３）に対して偏心していてもよい。この場合も、上記の実施形態１～４と同様に、初期状態において、逆止弁の中心軸１ａから外周領域の内周端までの距離（被加圧領域半径）が周方向において変化する。初期状態の逆止弁において第１キャビティ３１ａ内の流体の圧力（上流側圧力）が上昇し始めると、最初に、被加圧領域半径が最大となる側で弾性膜６０の外周領域が第１ハウジングの第２内面から離間する。このため、逆止性能を実用上問題のない程度に維持しながら開弁性を向上させることが可能である。なお、中心軸１ａに対して偏心した外周領域の内周端は、例えば第１ハウジング１０の第２内面の内周端を中心軸１ａに対して偏心させることにより得ることができる。

【0097】

上記の実施形態１～４では、初期状態において弁体５０の弾性膜６０が水平方向に沿って延びていたが、本発明はこれに限定されない。本発明の逆止弁は、例えば特許文献２に記載されているような、半径方向外側に向かって第２ハウジング２０側に傾斜した弾性膜を備えた、いわゆるアンブレラ型の弁体を備えていてもよい。弁体の構成に応じて、キャビティ３１を規定する内面（例えば、第１ハウジング１０の内面１５、第２ハウジング２０の凸曲面２５）の形状は適宜変更されうる。

【0098】

上記の実施形態１～４では、逆止弁を輸液回路に用いる場合を説明したが、本発明の逆止弁の用途はこれに限定されない。流体の逆流を防止する必要がある任意の流路に、本発明の逆止弁を適用することができる。逆止弁を流れる流体は、制限されないが、一般に液体である。液体の種類は問わない。

【産業上の利用可能性】

【0099】

本発明の逆止弁の利用分野は、制限はないが、医療分野、例えば輸液回路や血液透析回路などにおいて好ましく利用することができる。もちろん、医療以外の、例えば化学や食品等の逆止弁が必要とされる分野にも本発明の逆止弁を広範囲に利用することができる。

【符号の説明】

【0100】

１，２，３，４ 逆止弁
１ａ 逆止弁の中心軸
１０ 第１ハウジング
１１ 第１流路
１３ 第１ハウジングの第１内面
１４ 第１ハウジングの第２内面
１５ 第１ハウジングの内面
２０ 第２ハウジング
２１ 第２流路
２３ 固定部
３０ ハウジング
３１ キャビティ
３５ 弾性膜と第１ハウジングとの間の隙間
５０ 弁体
５１ 突起（第１突起）
６０ 弾性膜
６０ａ 弾性膜の第１面
６０ｂ 弾性膜の第２面
６１，２６１，３６１，４６１ 外周領域
６１ａ，２６１ａ，３６１ａ，４６１ａ 外周領域の内周端
４６１ｂ 円弧
４６１ｃ 凸部

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】