本发明涉及安全阀，尤其是，涉及在阀体的开闭运转中不使用电驱动源，阀体基于气体的压力自动进行开闭运转的安全阀。并且，本发明涉及利用该安全阀的各种装置。
背景技术：
作为在脑神经细胞反复过度放电引起的癫痫发作开始的早期使癫痫停止的装置，本申请人提出了易于操作、对患者可以迅速实施吸入麻醉的麻醉药吸入辅助装置的技术方案(专利文献1)。就该麻醉药吸入辅助装置而言，将麻醉药雾化后生成与空气或氧气混合的混合气体，通过弹性袋的手动压迫使该混合气体通过吸入面罩、人造鼻单元、导管等构成的混合气体导入通道来提供给患者。而且，混合气体导入通道的气压达到指定压力时，安全阀的阀体从阀座分离，混合气体的一部分经由排气口排出到外部，不会对患者的呼吸器官造成过重的负担，可以安全地使用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：wo2012/165541
技术实现要素：
发明要解决的问题
本申请人为了上述麻醉药吸入辅助装置的实用化反复进行了试制和改进，其结果发现稳定地维持安全阀的开阀状态是实用化成功的一个重要的关键因素。即，以往的安全阀在阀箱的内部具有形成为半球状的臂状的阀座，阀体形成为半球状的突起，从而在落座在阀座的闭阀状态没有混合气体的流出、在与阀座之间不具有实质的间隙。然而，就阀座和阀体为半球状的以往的安全阀而言，在指定的设定压力可以得到开阀状态，但开阀后混合气体在阀座和阀体之间不受阻碍地渗出，难以将阀体的半球状突起用作为承压面承受混合气体的压力来维持开阀状态。
并且，本申请人在反复改进作为麻醉药吸入辅助装置的关键部件的以往的安全阀的过程中，注意到可以采用以气体作为运转机制的各种装置的压力调节阀，进而对于其应用例进行了潜心研究。
如上所述，本发明是在改进以往的安全阀的过程中完成的。本发明的目的是提供一种装置结构简单，阀体基于气体的压力自动且适宜地进行开闭运转的安全阀。
并且，本发明的目的是提供采用所述安全阀的各种装置。
解决问题的方法
为了实现上述目的，本发明的构成如下。
即，本发明涉及一种具备阀箱、阀体和推压部件的安全阀，所述阀箱形成为筒状并具有在筒轴方向一端侧开口的吸气口、与所述吸气口连通的阀孔及与所述阀孔连通的阀室，所述阀体在闭阀状态堵住所述阀孔，并基于自所述吸气口流入的气体的压力在所述筒轴方向浮起来打开所述阀孔，所述推压部件将所述阀体向所述阀孔推压，其特征在于，所述阀体具备在所述闭阀状态关闭所述阀孔并承受自所述阀孔流入的所述气体的压力的第一承压面部、在所述阀体打开所述阀孔的开阀状态承受自所述阀孔流入所述阀室的所述气体的压力的第二承压面部、及自所述第二承压面部沿着所述阀箱的内周面延伸成筒状的周壁部。
根据本发明，可以实现具备筒状的阀箱、阀体和推压部件的简易的装置结构，阀体的开闭运转不需要电驱动源，阀体基于超过用推压部件关闭阀孔的设定压力的气体的压力来自动开闭的安全阀。
即，本发明的阀体具有在闭阀状态关闭阀孔并承受自阀孔流入的气体的压力的第一承压面部，因而可以通过在闭阀状态堵住阀孔的承压面积小的第一承压面部承受超过设定压力的压力来顺畅地开阀。
进而，本发明的阀体具有在所述阀体打开所述阀孔的开阀状态承受自所述阀孔流入所述阀室的所述气体的压力的第二承压面部、及包围所述第二承压面部并沿着所述阀箱的内周面延伸成筒状的周壁部。因此，开阀后承压面积增大到第二承压面部，同时筒状的周壁部包围第二承压面部，因而气体的压力虽减小但用第一承压面部、第二承压面部及周壁持续地承受压力，从而可以稳定地维持开阀状态直至设定压力。由此，根据本发明的安全阀，可以实现阀体的开闭运转无需电驱动源的简易的装置结构，阀体基于气体的压力自动开闭的安全阀。
本发明中，在所述阀箱的所述筒轴方向的另一端侧还可以具备调压部件，该调压部件使挤压所述阀体的所述推压部件而使所述阀体开放所述阀孔的运转压为可变。进而，该调压部件可以构成为具有开口有与所述阀室连通的排气口的操作面。
由此，用调压部件改变对于推压部件的推压程度即可以轻松地改变阀体的运转压。例如，在将本发明的安全阀用于人工呼吸机的情形，患者因患有支气管炎引起的肿胀、肿瘤等导致气道变窄、左右肺的扩张有差别时需要连续的高压人工呼吸，但通过操作调压部件可以将阀体的运转压调节到两肺正常活动的程度。
并且，调压部件具有开口有与阀室连通的排气口的操作面，因而通过安全阀的操作者用手指腹部堵住操作面的排气口的一部分使排气口的通气面积减小的简便操作，即可以实现使打开阀体的运转压(开阀压)增高的压力调节，十分方便。
作为所述调压部件的一个例子，可以具备自阀箱突出的手柄、及基于紧固量可以调节对于推压部件的推压程度的螺纹部。由此，通过旋转自阀箱突出的手柄的简便操作即可以改变螺纹部的紧固量，改变对于推压部件的推压程度。
本发明的阀箱可以构成为具有封闭所述筒轴方向的一端侧、且形成了开口有与所述阀室连通的排气口的操作面的顶壁。
由此，与在所述调压部件设置的具有排气口的操作面相同，通过改变排气口的通气面积的简便操作，即可以进行增大阀体的运转压的压力调节。并且，安全阀的使用者用手抓住筒状阀箱的外周面时也不会堵住顶壁的排气口，可以确保使用时的安全性。
本发明的操作面可以构成为具有凹槽面与所述排气口连接的凹形的通气槽。
由此，用手指腹部轻轻压住在操作面开口的通气槽的上端开口时，构成通气槽的凹形的槽面也与排气口连通，排气口不会被完全阻塞。并且，在各种使用情形，例如，开口有通气槽的操作面整体紧贴在壁面、身体的一部分、衣服、枕头等后无意中导致堵塞时，通气槽也可以确保排气通道，排气不会被完全阻断。
并且，可以用手抓住阀箱的外周，用拇指或食指腹部开闭在操作面开口的通气槽的上端开口，因而能够以良好的操作性调节阀体的运转压。
将这种安全阀用于人工呼吸机时，例如，适于用在痰液或异物导致的气管或支气管阻塞、咳痰引起的肺塌陷(脱气肺)时等肺的扩张存在左右差，进而为了使空气难以通过的肺膨胀而临时施以高压送入空气的情形。进而，由于有通气槽，用手指腹部轻轻压住在操作面开口的通气槽的上端开口时只会使空气的流出减少，排气不会被完全阻断，不会使肺过度膨胀，可以安全地使用。
本发明的阀箱可以构成为具有从所述筒轴方向的一侧向另一侧扩张的锥形壁。
由此，阀箱具有从筒轴方向的一侧向另一侧扩张的锥形壁，因而用诸如廉价的热熔积层式的3d打印机等三维造形装置时也无需采用任何支持柱来成形阀箱。锥形壁可以在阀箱的筒轴方向的整体延伸，也可以是在其一部分。
本发明的阀体的周壁部可以构成为在与所述阀箱的所述内周面相对的外周缘具有曲面部。
由此，即便阀体开闭运转时其中心偏移或倾斜，由于周壁部的外周缘是曲面部，周壁部不会卡在阀箱的内周面，可以适宜地进行开闭。
本发明的安全阀可以具备插通在阀体并支持阀体的开闭运转的阀轴。阀体可以沿着阀轴移位，因而可以使阀体切实地开闭运转。但本发明的安全阀中阀轴并非是必须的，阀体可以是阀箱的阀室能够沿着轴方向移位的构成。此时，特别优选在阀体的周壁部具有所述曲面部。没有阀轴则在开闭运转时易于导致阀体的中心偏移、阀体倾斜，易于卡在阀箱的内周面，但阀体具有所述曲面部时则不会卡在阀箱的内周面，没有阀轴也可以稳定地运转。
本发明的安全阀在阀体的周壁部与阀箱的内周面之间可以具有通气间隙。
根据本发明，在阀体的周壁部与阀箱的内周面之间具有通气间隙，因而阀体移位时不会与阀箱的内周面接触，可以顺畅地开闭运转。并且，通气间隙在周壁部的一周均匀分布时，可以使气体在周壁部的一周没有偏差地逸出到通气间隙，可以防止因气体的通道不均匀使移位的阀体的姿态失稳的问题。
上述的本发明的安全阀可以应用在以下各种仪器装置中。
即，本发明提供一种将所述本发明的安全阀用作为人工呼吸阀的人工呼吸机。
并且，本发明提供一种将所述本发明的安全阀用作为人工呼吸阀的吸入式麻醉机。
根据这些人工呼吸机及吸入式麻醉机，空气流入肺部压力升高时可以自动开阀，肺收缩压力下降时可以自动闭阀，且通过空气压缩机等输送一定流量的空气或氧气可以获得稳定的呼吸循环。而且，其动力源为空气压，没有使用电力或电子部件，因而被水弄湿时也不会产生故障。并且，采用塑料时能够以低成本批量生产。
进而，本发明还提供一种运动辅助装置，该运动辅助装置具备通过紧贴、追随或包裹人体的指定部位与人体的指定部位接触后借助气体可以膨胀、收缩变形的气室部件，将气体供给至气室部件的气体供给装置，连通气体供给装置和气室部件的通气管，及与通气管连接的本发明的安全阀。
所述气室部件可以是缓冲体，具体地说，可以是气密的橡胶袋。并且，考虑到使用感等，橡胶袋上可以套有布制的套。
根据该运动辅助装置，基于本发明的安全阀的开阀压可以使气室部件膨胀、收缩变形。通过将这种气室部件与人体的指定部位接触，可以使人体的指定部位被动运动、或被按摩。
更为具体地说，通过利用本发明的运动辅助装置使气室部件的膨胀或收缩变形，可以得到人体的各部位被动运动的上肢、下肢的近端部或远端部、躯干、手掌、颈部等的挛缩预防、改善血液循环后的褥疮预防、深呼吸的辅助(通过气室部件的膨胀、收缩变形使上肢的向上运动来扩张肋间肌后，可以辅助胸部呼吸。通过气室部件的膨胀、收缩变形使下肢、躯干运动来移动腹部脏器后，可以间接地移动横膈膜来辅助腹部呼吸)、放松效果(通过抱住膨胀、收缩变形的气室部件来感受呼吸节奏，可以接近抑制大脑的兴奋状态的放松状态)。并且，也可以用作为紧急灾害时的备用呼吸机。
而且，本发明提供一种具备管状部件的装置，其中，该管状部件具备所述本发明的安全阀。
作为该装置的一个例子，本发明提供一种净化处理装置，该净化处理装置具备与将净化槽内的处理对象物进行曝气的曝气管连接的鼓风机，所述曝气管中具备本发明的安全阀。
由此，通过安全阀的开闭来减少因曝气管的堵塞引起的异常升压，可以防止鼓风机的破损，并通过安全阀的开闭声音可以检测因曝气管的堵塞导致的异常升压，可以轻松地进行日常维护。
并且，作为其他装置的一个例子，本发明提供一种潜水调节器，其中，所述本发明的安全阀设置在连通调节器和吸嘴的通气道中。
由此，安全阀在空气流入肺部压力升高时可以自动开阀，在肺部收缩压力下降时可以自动闭阀，因而可以将自动人工呼吸功能添加到潜水调节器中，可以提高潜水紧急状况时的救生率。而且，安全阀的动力源是气压，没有使用电力或电子部件，因而被水弄湿时也不会产生故障，在水下也能够实现稳定的运转。并且，采用塑料时能够以低成本进行批量生产。
发明的效果
根据本发明的安全阀和具备本发明的安全阀的各种装置，虽然是简易的装置结构，但阀体的开闭运转也无需电驱动源，基于超过设定压力的气体压力的作用使阀体自动顺畅地开阀，开阀后可以稳定地维持开阀状态直至设定压力。
附图说明
图1是第一实施方式的安全阀的正视图。
图2是沿着图1的ii-ii线的安全阀在闭阀状态的剖视图。
图3是沿着图1的ii-ii线的安全阀在开阀状态的剖视图。
图4是继图3之后的示出安全阀是闭阀操作的剖视图。
图5是第二实施方式的安全阀的说明图，分图(a)是平面图，分图(b)是沿着vb-vb线的正视图的半剖视图。
图6是制造螺旋弹簧的支持体的说明图，分图(a)是正视图，分图(b)是形成了螺旋弹簧的状态的正视图。
图7是沿着vb-vb截面的图5的安全阀的运转说明图。
图8是示出作为具备安全阀的装置的运动辅助装置的概略结构的说明图。
图9是示出作为具备安全阀的装置的净化处理装置的概略结构的说明图。
符号的说明
1安全阀(第一实施方式)、2阀箱、2a主体部、2b吸气口、2c周壁、2d底壁、2e阀室、2f螺母部、2g排气口、2h阀座突起、2i阀座、2j阀孔、3手柄(调压部件)、3a螺栓部、3b操作部、3c安装孔、3d收容部、4阀体、4a支持突起、4b凸缘部、4c周壁部、4d落座部、4e插入孔、4f第一承压面部、4g第二承压面部、5阀轴、5a头部、6螺旋弹簧(推压部件)、7通气间隙、8安全阀(第二实施方式)、9阀箱、9a主体部、9b吸气筒(吸气口)、9c螺母部、9d阀座、9e隔壁、9f1锥形壁、9f2锥形壁、9h阀室、9i阀孔、10手柄(调压部件)、10a螺栓部、10b排气口、10c操作面、10d通气槽、10e凹部、11阀体、11a基部、11b凸缘部、11c周壁部、11d推压受力面、11e落座部、11f曲面部、11g第一承压面部、11h第二承压面部、12螺旋弹簧(推压部件)、13支持体、13a螺旋槽、20运动辅助装置、21送气装置(气体供给装置)、22气室部件、23通气管、30净化处理装置、31鼓风机、32曝气管(管状部件)、33净化槽
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
1、安全阀的实施方式
第一实施方式(图1～图4)
(安全阀1结构的说明)
安全阀1具备阀箱2、作为“调压部件”的手柄3、阀体4、阀轴5及作为“推压部件”的螺旋弹簧6。本实施方式中，阀轴5和螺旋弹簧6由金属材料或树脂成型体形成，其他部件均由树脂成型体形成。安全阀1也可以整体由金属材料形成。但安全阀1的所有部件均为树脂成形体时，能够以低成本进行制造，并在如患者使用具备安全阀1的人工呼吸机的情形，可以得到mri检查时也可以携带，x射线检查时安全阀不会出现在图像中的效果。
阀箱2由树脂成型体形成，并形成有有底筒状的主体部2a、及从主体部2a的底壁以小直径呈同心筒状突出的吸气口2b。
主体部2a具有周壁2c和底壁2d，其内部形成有阀室2e。在周壁2c一端侧的内周面上形成有螺母部2f。手柄3的螺栓部3a旋入到该螺母部2f中。周壁2c的轴向中央形成有由大致呈椭圆形的贯通孔构成的排气口2g，并与阀室2e、外部连通。位于周壁2c的另一端侧的底壁2d形成有朝向阀室2e呈筒状突出的阀座突起2h，其前端成为闭阀状态的阀体4落座的阀座2i。阀座2i的内侧开口有阀孔2j，与吸气口2b连通。
如上所述，手柄3安装在阀箱2上并具有自阀箱2突出的截面呈t字形的操作部3b，通过抓住手柄3进行旋转操作，可以调节手柄3相对于阀箱2的拧紧程度。手柄3中沿着轴向贯通形成有阀轴5的安装孔3c，插入其中的阀轴5通过在其内部未图示的固定螺钉或粘着剂等被结合固定。手柄3的操作部3b的相反侧形成有朝向阀室2e呈筒状突出的螺旋弹簧6的收容部3d，用来切实地保持在阀室2e的内部弹性变形的螺旋弹簧6的一端侧。
阀体4形成有呈圆锥台状突出的支持突起4a、自支持突起4a的底面向侧方呈环状延伸的凸缘部4b、及自该凸缘部4b向下方呈筒状突出的周壁部4c。支持突起4a插入到螺旋弹簧6的另一端侧，由此可以切实地保持弹性变形的螺旋弹簧6的另一端侧。
在支持突起4a和凸缘部4b的内表面形成有呈筒状突出并落座在阀座2i的落座部4d。比较落座部4d和周壁部4c的自凸缘部4b突出的高度时，周壁部4c突出高。因此，凸缘部4b的内表面和落座部4d被周壁部4c包围，其内侧整体形成了承受流入阀室2e的气体的压力的大的承压面。阀体4中沿着轴向形成有阀轴5的插入孔4e，阀体4沿着该阀轴5可以在阀室2e的内部切换开阀状态、闭阀状态。
由此，进行开闭运转的阀体4的内表面整体，即与底壁2d相对的落座部4d的表面、凸缘部4b的底面及周壁部4c的内周面成为在上述开阀状态承受气体的压力的大的承压面。其中，在落座部4d落座在阀座2i的闭阀状态，阀孔2j露出的落座部4d的表面部位成为在闭阀状态承受气体的压力的第一承压面部4f。而且，阀体4的内表面中，第一承压面部4f以外的部分成为在开阀状态承受自阀孔2j流入到阀室2e的气体的压力的第二承压面部4g。具体地说，落座部4d中第一承压面部4f以外的表面、凸缘部4b的底面及周壁部4c的内周面成为第二承压面部4g。
就引导在轴向开闭的阀体4的移位的阀轴5而言，如上所述，上端侧固定在手柄3上，下端形成直至阀孔2j的长度。阀轴5具有旋转操作手柄3使其在轴向移动时其下端也不会从阀孔2j到达阀室2e内的长度，这是为了不依赖于手柄3的位置而切实地支持阀体4的缘故。阀轴5的下端形成有头部5a，使得阀体4不落下。
螺旋弹簧6施加弹力将阀体4推压至闭阀状态，打开阀体4的开阀压利用由阀体4推压的螺旋弹簧6的反弹力来进行调节。即，阀体4的开阀压通过拧紧手柄3压缩螺旋弹簧6可以变大，通过松开手柄3减小对螺旋弹簧6的负荷可以变小，其调节程度根据使用安全阀1的对象来确定。
(安全阀1的运转说明)
其次，说明安全阀1的运转。气体供给到吸气口2b后作用于阀体4的第一承压面部4f的压力变大时，推压阀体4的力变大，进而超过基于螺旋弹簧6的弹簧力设定的开阀压时，阀体4随即从自阀座2i脱离，变成开阀状态。
变成开阀状态后，如图3所示，第一承压面部4f乃至第二承压面部4g承受自阀孔2j流入的气体的压力，阀体4抵抗螺旋弹簧6的弹簧力的同时被向上挤压，凸缘部4b沿着阀轴5移位并顶到手柄3的收容部3d的顶端。此时，阀体4的周壁部4c和阀箱2的周壁2c的内周面之间形成通气间隙7，因而阀体4不与周壁2c的内周面产生摩擦，可以顺畅地移位。并且，本实施方式的通气间隙7形成为围绕周壁部4c一周的均匀的间隙，因而可以使气体在沿着周壁部4c圆周方向的各处均匀地渗出至通气间隙7。因此，可以防止因气体的通道不均匀导致的移位的阀体4姿态失衡的问题。
并且，在图3所示的开阀状态，就阀体4而言，承受自阀孔2j流入的气体的压力的承压面积扩大到第一承压面部4f和第二承压面部4g，同时第一承压面部4f和第二承压面部4g被具有高度的周壁部4c包围，因而气体的压力虽减小但在阀体4的内表面整体持续承受压力，可以稳定地维持阀体4的开阀状态。进而，阀体4的周壁部4c将阀箱2的排气口2g堵塞住一部分，因而自阀体4的内表面流向排气口2g的气体、自阀体4的凸缘部4b的上面流入排气口2g的气体难以释放到阀箱2的外部。由此，抑制了气体自阀箱2e的内部直接排出后导致维持阀体4的开阀状态的压力急剧减小的问题，可以稳定地维持上述阀体4的开阀状态。
由此，气体从排气口2g缓缓排出时，如图4所示，螺旋弹簧6缓缓向阀座2i下压，其压力小于基于螺旋弹簧6的弹簧力设定的开阀压时，阀体4被螺旋弹簧6推压并落座在阀座2i后变成闭阀状态。
以上为安全阀1的开闭运转情形。因此，根据该安全阀1，可以实现阀体4的开闭运转无需电驱动源的简易装置结构，同时利用超过基于螺旋弹簧6的反弹力的开阀压的气体压力的作用使阀体4自动顺畅地开阀，开阀后将阀体4的开阀状态稳定地维持至设定压力。
第二实施方式(图5～图7)
(安全阀8结构的说明)
第二实施方式的安全阀8具备阀箱9、作为“调压部件”的手柄10、阀体11及作为“推压部件”的螺旋弹簧12。本实施方式中，不具备第一实施方式的阀轴5，减少了部件的数量。就本实施方式的安全阀8而言，其所有的结构部件可以利用3d打印机来制造。因此，安全阀8具有能够以低成本轻松地进行制造的优点。当然，也可以用模具成型的树脂成型体来构成，且部件的一部分(例如，螺旋弹簧12)也可以用金属材料来制成。
阀箱9形成为筒状，具有主体部9a和吸气筒9b。主体部9a形成为沿着筒轴方向内径和外径一定的圆筒形状。在主体部9a的一端侧的内周面形成有螺母部9c，与手柄10的螺栓部10a的螺合，基于拧紧量来调节螺旋弹簧12对于阀体11的推压力。并且，在主体部9a的另一端侧形成有具有筒状的阀座9d的隔壁9e。在面向吸气筒9b内部的隔壁9e的下面，换言之，在吸气筒9b的上端侧内周面形成有锥形壁9f1。
阀箱9的吸气筒9b是气体流入的部位。在与主体部9a相邻的吸气筒9b的上端侧外周面形成有锥形壁9f2。在第一实施方式的阀箱2的外表面和内表面形成有由在主体部2a和吸气口2b之间径向延伸的底壁2d形成的阶梯面，这种形状很难用3d打印机来形成。但就本实施方式的阀箱9而言，在吸气筒9b的外周面设置了消除该阶梯面的锥形壁9f2，同时隔壁9e(吸气筒9b的内周面)也为设置了上述锥形壁9f1的形状，因而没有支柱也可以用3d打印机积层造形。利用这种形状，阀箱9可以是积层打印造形体。
手柄10中沿着中心轴形成有排气口10b。手柄10设置有排气口10b，因而在阀箱9没有排气口这一点与第一实施方式不同。
手柄10的开口有排气口10b的上表面为操作面10c，操作面10c上以排气口10b为中心形成有呈放射状延伸的凹状的通气槽10d。通气槽10d的中心侧端部与排气口10b连通，手柄10的外周侧端部在手柄10的外周面开口。安全阀8的操作者通过用手指的腹部轻轻触及操作面10c并按住通气槽10d的上端开口来减少通气面积的简易操作，可以进行提高打开阀体11的运转压(开阀压)的压力调节，十分便利。另一方面，用手指的腹部轻轻触及操作面10c并完全按住通气槽10d的上端开口时，由于通气槽10d的槽底的一端侧与排气口10b连通，另一端侧在手柄10的外周面具有开口，排气也不会完全阻断，十分安全。并且，在各使用情形，如在通气槽10d的上端开口与壁面、身体的一部分、衣服、枕头等紧贴后导致意外堵塞的情形，通气槽10d也可以确保排气通道，排气也不会完全阻塞，十分安全。
在与手柄10的操作面10c相反一侧的面形成有凹陷成圆锥状的凹部10e，用来将螺旋弹簧12的中心轴定位在安全阀8的中心轴。
阀体11具有与螺旋弹簧12的另一端侧抵接的圆形的基部11a、自基部11a向侧方呈环状延伸的凸缘部11b、及自凸缘部11b向下方呈筒状突出的周壁部11c。
在基部11a形成有与螺旋弹簧12的另一端侧接触并承受推压力的推压承受面11d。在其相反面形成有与阀座9d抵接的圆形的落座部11e。落座部11e为凹陷成球面状的凹面。落座部11e不是凹面而是平面时，3d打印机通过在宽度方向直线往复的积层印刷来造形落座部11e，因而形成微小的凹凸连续的波状平面。此时，凹凸的凸部与阀座9d接触后会有空气从凹部泄露，阀体11无法正常工作的问题。然而，如本实施方式的落座部11e般为凹陷成球面状的凹面时，3d打印机通过积层印刷同心圆状来形成落座部11e，不会产生上述的空气泄露的问题。此外，3d打印机的积层印刷除了上述的同心圆状以外，也可以形成半球状的凹面、多级环形的凹面、圆锥形的凹面。
周壁部11c在凸缘部11b一侧和前端侧形成有曲面部11f。由此，阀体11在开闭运转时即使其中心偏移或倾斜，阀体11的周壁部11c的外周缘也不会卡在阀箱9的内周面，可以适宜地开闭运转。并且，在周壁部11c和阀箱9之间形成有与第一实施方式具有相同技术意义的通气间隙7。
比较落座部11e和周壁部11c的自凸缘部11b突出的高度时，周壁部11c突出高。因此，凸缘部11b的内表面和落座部11e被周壁部11c包围，其内侧整体形成了承受流入阀室9h的气体的压力的大的承压面。其中，在落座部11e落座在阀座9d的闭阀状态，阀孔9i露出的落座部11e的表面部位成为在闭阀状态承受气体的压力的第一承压面部11g。而且，阀体11的内表面中，除去第一承压面部11g以外的部分成为在开阀状态承受自阀孔9i流入阀室9h的气体的压力的第二承压面部11h。具体地说，落座部11e中除第一承压面部11g以外的表面、凸缘部11b的底面和周壁部11c的内周面成为第二承压面部11h。
螺旋弹簧12在手柄10侧为大直径，在阀体11侧为小直径。即，螺旋弹簧12形成为圆锥形弹簧。在阀体11侧为小直径是为了推压阀体11的推压承受面11d的中心侧。通过推压阀体11的中心侧，可以将阀体11的落座部11e切实地推靠在阀座9d上。因此，螺旋弹簧12在阀体11侧的外径小于阀体11的落座部11e的直径。
用3d打印机立体造形螺旋弹簧12非常困难，但如下所述，本实施方式的螺旋弹簧12可以用3d打印机来制造。即，用3d打印机立体造形如图6(a)所示的支持体13。在支持体13的外周面形成有螺旋弹簧12的形状的螺旋槽13a，其上缠绕有成为螺旋弹簧12的材料的树脂细丝。为了使缠绕的细丝不松弛，螺旋槽13a的下端形成有夹住细丝的狭缝。而且，沿着螺旋槽13a缠绕并固定有3d打印机用的细丝，通过加热与材料匹配的指定时间长度，如图6所示，沿着支持体13的螺旋槽13a形成螺旋弹簧12。这里优选abs树脂来作为细丝，这是由于承受人呼吸生成的热量时弹簧弹力的变化也少的缘故。螺旋弹簧12形成后，自狭缝伸出的细丝的多余部分可以切除。由此，通过利用3d打印机的简易制造方法也可以制造螺旋弹簧12。
(安全阀8的运转说明)
就安全阀8而言，气体供给到吸气筒9b后作用于阀体11的第一承压面部11g的压力超过螺旋弹簧12的开阀压时，阀体11自阀座9d浮起后变成开阀状态(图7)。
变成开阀状态后，除了第一承压面部11g，第二承压面部11h也会承受气体的压力，从而使阀体11进一步浮起。此时，在阀体11的周壁部11c和阀箱9的主体部9a的内周面之间形成通气间隙7。因此，阀体11可以顺畅地移位。并且，通气间隙7形成为沿着周壁部11c的一周整体均匀分布的间隙，因而可以在沿着周壁部11c圆周方向的各处均匀地使气体渗过通气间隙7。因此，可以防止气体通道偏移后移位的阀体11姿态失衡的问题。
并且，在图7所示的开阀状态，阀体11承受自阀孔9i流入的气体的压力的承压面积除了第一承压面部11g以外，还扩大至第二承压面部11h。与此同时，第一承压面部11g和第二承压面部11h被周壁部11c包围，因而气体的压力逐渐减小，但阀体11的内表面整体持续承受压力，可以稳定维持阀体11的开阀状态。进而，螺旋弹簧12会收缩变形，因而会阻碍从阀室9h流向排气口10b的气流的流动。因此，可以抑制阀室9h的急剧减压，可以更为稳定地维持阀体11的开阀状态。
气体缓缓地从排气口10b排出时，螺旋弹簧12逐渐向阀座9d下压，其压力变得小于开阀压时，阀体11落座在阀座9d后变成闭阀状态。
根据安全阀8，可以形成阀体11的开闭运转无需电驱动源的简易装置结构，同时阀体11利用超过基于螺旋弹簧12的反弹力的开阀压的气体压力的作用自动并顺畅地开阀，开阀后可以稳定地维持阀体11的开阀状态直至设定压力。
并且，就本实施方式的安全阀8而言，除了螺旋弹簧12以外，所有部件均可以用3d打印机来立体印刷造形、制造。螺旋弹簧12也可以用3d打印机制造作为夹具的支持体13后，轻松地制造成3d打印机用的细丝来作为材料。因此，本实施方式的安全阀8用3d打印机即可以轻松地制造。
实施方式的变形例
第一实施方式的安全阀1和第二实施方式的安全阀8可以有各种变形，以下说明其中的一个例子。
就第一实施方式的安全阀1而言，可以省却手柄3，在阀箱2设置封闭其上端开口的顶壁。此时，无需设置在阀箱2的外周面设置的排气口2g，而是设置贯通顶壁的排气口，并与第二实施方式相同在顶壁的上表面设置槽底与排气口连通的通气槽。该顶壁的上表面构成本发明的“操作面”。
在第二实施方式的安全阀8的手柄10设置的通气槽10d为8个，但也可以更少或更多。并且，在手柄10设置的凹部10e为球面状，但也可以为具有阶梯的凹部。进而，在阀体11也可以设置具有与凹部10e相同功能的用来定位螺旋弹簧12在阀体11侧的端部的部位。
2、具备安全阀的装置的实施方式(图8、图9)
上述安全阀1、8可以设置在人工呼吸机中。并且，也可以用作为专利文献1所示的本申请人提出的麻醉药吸入辅助装置的安全阀。根据这些人工呼吸机及吸入式麻醉机，空气流入肺部压力升高时安全阀1、8自动开阀，肺收缩压力下降时安全阀1、8自动闭阀，并利用空气压缩机等导入一定流量的空气或氧气可以得到稳定的呼吸循环。而且，其动力源为空气压，没有使用电力或电子部件，因而被水弄湿时也不会产生故障。并且，采用塑料时能够以低成本批量生产。
运动辅助装置(图8)
作为具备上述安全阀1、8的装置的一个例子，说明运动辅助装置20。如图8所示，运动辅助装置20具备供气装置21、波纹管状的气室部件22、连接这些的通气管23、及与通气管23连接的安全阀1、8。作为气室部件22的一个例子，可以用橡胶等弹性材料来形成。
安全阀1、8被用作为泄压阀，供气装置21送来的空气使波纹管状的气室部件22膨胀变形为扇形(图8的状态)，内部压力超过设定压力时，阀体4、11变成开阀状态后使通气管23及气室部件22的空气从排气口2、10b排出到外部。由此，气室部件22收缩变形。随后，下降到设定压力时，阀体4、8关闭，再次向气室部件22供给空气来使气室部件22膨胀变形。
由此，通过使膨胀或收缩变形的气室部件22与人体的指定部位接触，可以进行被动运动或按摩。更为具体地说，利用运动辅助装置20可以得到基于气室部件22的膨胀或收缩变形使人体的各部位被动运动的上肢、下肢的近端部或远端部、躯干、手掌、颈部等的挛缩预防，改善血液循环的褥疮预防、深呼吸辅助(通过气室部件的膨胀、收缩变形使上肢的向上运动来扩张肋间肌后，可以辅助胸部呼吸。通过气室部件的膨胀、收缩变形使下肢、躯干运动来移动腹部脏器后，可以间接地移动横膈膜来辅助腹部呼吸)、放松效果(通过抱住膨胀、收缩变形的气室部件来感受呼吸节奏，可以接近抑制大脑的兴奋状态的放松状态)。
净化处理装置(图9)
作为具备上述安全阀1、8的设备的又一个例子，说明净化处理装置30。如图9所示，净化处理装置30具备鼓风机31、曝气管32、与曝气管32连接的安全阀1、8。本实施方式中，曝气管32与净化处理污染物等处理对象物的净化槽33的内部连通。进而，就净化处理装置而言，将鼓风机31送出的空气经由曝气管32送到净化槽33的内部，对净化槽33内部的处理对象物进行曝气，从而给混入到处理对象物中的好氧微生物的活动提供必要的空气，使微生物分解处理处理对象物。此外，净化处理装置中好氧微生物不是必须的，也可以通过鼓风机31和曝气管32对净化槽33内部的处理对象物进行曝气来进行净化处理。
就这种净化处理装置30而言，曝气管32被异物堵塞时，鼓风机31会因异常升压而损坏。但通过在曝气管32中设置安全阀1、8，出现超过指定的设定值的异常升压的情形时，阀体4、11变成开阀状态后通过释放曝气管32的压力来减压，可以防止鼓风机31的损坏。并且，通过安全阀1、8开闭时的声音可以检测因曝气管32的堵塞导致的异常升压，可以轻松地进行日常维护。
潜水调节器
作为具备上述安全阀1、8的设备的又一个例子，说明潜水调节器。为了应对潜水过程中的意识障碍或呼吸困难，潜水员持有一个备用调节器(章鱼式)。但章鱼式不具备自动人工呼吸功能，不能在水下进行再呼吸，救援行动要在搬运到船上或地面上后才能进行，救生极为困难。
针对上述问题，本实施方式的潜水调节器通过在供给调节器减压后的空气的吸嘴附近的通气道设置安全阀1、8，在潜水调节器中附加了自动人工呼吸的功能。安全阀1、8在空气流入肺部压力升高时自动开阀，在肺部收缩压力下降时自动闭阀，因而在水下也可以进行人工呼吸。进而，安全阀1、8的动力源为气压，不采用电器或电子部件，因而被水弄湿时也不会产生故障，在水下也可以实现稳定的运转。并且，采用塑料时能够以低成本批量生产。就安全阀1、8而言，为了使内部蓄积的水易于排出，安全阀1、8自身或在安全阀1、8设置的排气口需要朝下方安装。