JP2003214587A - 配管内蔵形逆止弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】圧力逃がし機構の作動安定性を向上させること
ができ、さらには未作動時の摺動部分からの流体漏れを
生じさせることがなく、簡単な構造で、しかも安価に製
造することができる圧力逃がし機構を備えた逆止弁を提
供する。 【解決手段】弁体部材１６の軸方向に貫通して形成され
た段付き孔５０内に移動可能に収容されたボール３６
と、このボール３６と対面するように、段付き孔５０の
大径部５０ａ内に移動不能に設置されたバネガイド３４
と、ボール３６とバネガイド３４との間に圧縮状態で介
装されたスプリング３８とから逃がし弁Ｖを構成し、こ
のボール３６に、二次側の接続配管Ｂ側から所定圧以上
の流体圧力が作用した場合に、スプリング３８の付勢力
に抗してボール３６をバネガイド３４側に移動させて、
ボール３６の周囲に構成される圧力の逃がし弁Ｖを開放
するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、冷暖房、冷蔵
庫、冷凍庫などの冷媒循環サイクル、水素・純水の制御
回路などの配管経路に配設される逆止弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、冷暖房、冷蔵庫、冷凍庫などの
冷媒循環サイクル、水素・純水の制御回路などの配管経
路に配設される逆止弁としては、図６および図７に示し
たようなパイプ形状タイプの逆止弁１００を用いるの
が、一般的である。

【０００３】すなわち、この逆止弁１００は、継手配管
として機能するパイプ形状のパイプ本体１０２と、パイ
プ本体１０２の内部に嵌着固定された略筒状の弁座部材
１０４と、弁座部材１０４の開孔部１０６を開閉するよ
うに、弁座部材１０４から離反または接近する方向に摺
動可能な弁体部材１０５とを備えている。また、この弁
体部材１０５のパイプ本体１０２からの抜け落ちを防止
するために、パイプ本体１０２の外周に溝加工を施し
て、抜け止め部１０７を形成している。

【０００４】そして、弁体部材１０５には、弁座部材１
０４の開孔部１０６に嵌合する弁部１０８が形成されて
おり、この弁部１０８が弁座部材１０４の開孔部１０６
に嵌合されることにより、開孔部１０６が閉止され、逆
に、弁部１０８が弁座部材１０４の開孔部１０６から離
反されることにより、開孔部１０６が開放される。この
ように構成された逆止弁１００は、パイプ本体１０２の
両端部が、２つの配管１１４、１１６に接続されてい
る。

【０００５】このように構成された逆止弁１００では、
図７に示したように、実線位置の弁体部材１０５に、下
流側の二次配管１１６から上流側の一次配管１１４に向
かって所定圧以上の圧力が作用すると、一点鎖線で示し
たように、弁体部材１０５が弁座部材１０４側に接近す
る方向に移動して、弁体部材１０５の弁部１０８が弁座
部材１０４の開孔部１０６に当接し、開孔部１０６が閉
止されることにより、流体の逆流が防止される。

【０００６】一方、逆止弁１００の上流側の一次配管１
１４を介して、下流側の二次配管１１６に向かって逆止
弁１００に流体圧力が作用すると、弁体部材１０５が一
点鎖線で示した位置から実線で示した位置に、すなわち
弁体部材１０５が弁座部材１０４から離反する方向に移
動して、抜け止め部１０７に当接することにより、それ
以上の移動が規制されている。

【０００７】弁体部材１０５が抜け止め部１０７に当接
した状態では、弁座部材１０４の開孔部１０６が開放さ
れているので、弁体部材１０５の外周面とパイプ本体１
０２の間に形成された流通間隙１０９を介して、流体が
流れるように構成されている。ところが、このような配
管内蔵形の逆止弁１００では、開口部１０６が封止され
た弁閉状態にあるときに、二次側の接続配管１１６内の
圧力が異常に高くなっても、逆止弁１００内の圧力を逃
がすための圧力逃がし機構が存在しないために、パイプ
本体１０２の管壁あるいは配管経路にある各シール部、
弁体部材１０５などを破損してしまう虞がある。

【０００８】特に、逆止弁１００が高圧ガス製造装置な
どに使用された場合は、二次側の接続配管１１６内の流
体が、周囲温度の上昇などにより体積膨張を起こすこと
があるために、ここから圧力を逃がすことができない
と、弁体部材１０５やパイプ本体１０２の接続配管１１
６側が破損され易くなる。このような問題を考慮し、熱
による体積膨張が生じ易い、例えば、湯水混合栓などで
具備される逆止弁には、予め圧力の逃がし機構が備えら
れている。

【０００９】図８は、特開昭６３−１９０９８２号公報
に開示されている湯水混合栓の逆止弁を示したものであ
る。この湯水混合栓の逆止弁２００では、コイルバネ２
０２の付勢力により弁体２０４が弁座２０６に当接する
と、一次側の配管２０８と二次側の配管２１０との間の
弁口２１６が遮断するが、この弁口２１６が遮断した状
態で二次側の配管２１０内の圧力が所定圧以上に高くな
ると、軸部２１４がコイルバネ２１２の付勢力に抗して
一次側の配管２０８側に押圧され、ボルト状の止め輪２
１６の貫通孔内を摺動して、図の下方に押し下げられ、
これにより連通路２１８が開放されることにより、二次
側の配管２１０から一次側の配管２０８に向かって圧力
を逃がすことが可能にされている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この逆止弁
２００に具備された圧力逃がし機構は、内圧が異常に高
くなった場合に、軸部２１４が止め輪２１６の貫通孔内
を、摺動する必要があることから、このような圧力逃が
しが頻繁に行なわれると、摺動部が磨耗したり、材質に
よっては摺動に係わる部材が経年変化をおこすため、圧
力逃がしを開始させる設定値が変動したりしてしまう虞
がある。また、磨耗などの不具合が生じると、圧力逃が
し機構が未作動の時であっても摺動部分を通じて流体が
漏れ出てしまい、逆止弁の機能を十分に果たすことがで
きなくなる虞がある。しかも、このような従来の圧力逃
がし機構は、多数の部品が必要で組立工数も増えること
から、逆止弁がコスト高になるという問題があった。

【００１１】本発明はこのような実情に鑑み、圧力逃が
し機構の作動安定性を向上させることができ、さらには
未作動時の摺動部分からの流体漏れを生じさせることが
なく、簡単な構造で、しかも安価に製造することができ
る圧力逃がし機構を備えた逆止弁を提供することを目的
としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る配管内蔵形逆止弁は、略円筒状に形成さ
れたパイプ本体と、このパイプ本体内に移動不能に固定
される弁座部材と、前記パイプ本体内に移動可能に収容
される弁体部材と、を備え、前記弁体部材が前記から離
反しているときに、前記パイプ本体内での流体の正方向
への流れを許容する一方、前記弁体部材の弁部が前記弁
座部材の弁座に当接しているときに、前記パイプ本体内
での流体の逆方向への流れを阻止するように、接続配管
の間に配設される逆止弁であって、前記弁体部材には、
逆方向への流体圧力が所定圧以上になった場合に、この
圧力を一次側の前記接続配管に逃がす圧力逃がし機構が
設けられており、この圧力逃がし機構は、前記弁体部材
の軸方向に貫通して形成された段付き孔内に移動可能に
収容されたボールと、このボールと対面するように、前
記段付き孔の大径部内に移動不能に設置されたバネガイ
ドと、前記ボールと前記バネガイドとの間に圧縮状態で
介装されたスプリングとから構成され、このボールに、
二次側の前記接続配管側から所定圧以上の流体圧力が作
用した場合に、前記スプリングの付勢力に抗して前記ボ
ールを前記バネガイド側に移動させて、前記ボールの周
囲に構成される圧力の逃がし弁を開放するようにしたこ
とを特徴とする。

【００１３】このような構成による本発明によれば、圧
力逃がし機構を、ボールと、スプリングと、バネガイド
とを基本構成要件として構成しているので、部品点数が
少なく、しかも弁の摺動部分を無くすことができる。し
たがって、安価に製造することができるとともに、磨耗
損傷がないことから作動安定性を向上させることができ
る。

【００１４】ここで、前記バネガイドは、前記弁体部材
に形成された前記段付き孔内に爪係合されていることが
好ましい。このような構成であれば、バネガイドの位置
固定が容易である。また、前記弁体部材と前記バネガイ
ドとが、樹脂により形成されていることが好ましい。

【００１５】このような構成であれば、経年変化を少な
くすることができる。さらに、前記バネガイドは、前記
弁体部材に形成された前記段付き孔に溶接により移動不
能に固着されていることが好ましい。このような構成で
あれば、固定に係わる部材が不要となり、部品点数を少
なくすることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施例について説明する。図１は、本発明の一実施例
に係る配管内蔵形逆止弁を示したものである。この配管
内蔵形逆止弁１は、例えば、冷暖房、冷蔵庫、冷凍庫な
どの冷媒循環サイクル、水素・純水の制御回路などに好
ましく配設されるものであって、略円筒状に形成された
パイプ本体１２と、このパイプ本体１２内に移動不能に
収容された筒状の弁座部材１４と、パイプ本体１２内に
移動可能に収容された弁体部材１６と、を備えている。

【００１７】そして、この逆止弁１は、通常の動作とし
ては、接続配管Ａから接続配管Ｂに向かっての流体の流
通を許容し、接続配管Ｂから接続配管Ａへの流通を遮断
するものである。上記筒状の弁座部材１４は、軸芯部に
流通孔１８が形成され、この流通孔１８の入口側開口部
２０と、出口側開口部２２とは、中心方向に向かって径
が小さくなるように漸次傾斜したテーパ状の斜面により
形成されている。そして、出口側開口部２２の傾斜した
斜面が、弁座２４を構成している。

【００１８】このように形成された弁座部材１４は、ス
テンレスパイプなど形成されたパイプ本体１２にかしめ
形成された環状溝２６によって軸方向に移動不能に固定
されている。弁体部材１６は、図２および図３（Ａ），
（Ｂ）に示したように、略円柱状の弁体本体２８と、こ
の弁体本体２８から一端側に突出して形成された弁部３
０とから構成され、また、弁体本体２８の外周には、半
径方向外方に３つの翼板３２が所定間隔置きに突設され
ている。さらに、弁体部材１６には、軸方向に貫通した
段付き孔５０が形成されている。

【００１９】この段付き孔５０は、弁部３０側の端部か
ら他方側の端部に向かって順番に、大径部５０ａと、中
径部５０ｂと、小径部５０ｃとを有し、大径部５０ａ
は、弁部３０側の端面にさらに拡開して形成されてい
る。また、大径部５０ａの終端部も、やや径外方に拡開
して形成されており、ここに段部６２が形成されてい
る。また、中径部５０ｂの終端部には、ボール３６を受
ける弁座６４が形成されている。

【００２０】一方、段付き孔５０の小径部５０ｃは、他
方側から形成された流通孔５２に連通して形成されてい
る。このような弁体本体２８の段付き孔５０内には、バ
ネガイド３４と、ボール３６と、圧縮スプリング３８と
が収容されている。バネガイド３４は、略横置き円筒状
で、軸方向に複数個の流通孔４０が形成されているとと
もに、その終端側の軸芯部に、棒状体５４が形成され、
この棒状体５４の基端部に、バネ受部５６が構成されて
いる。

【００２１】一方、バネガイド３４の外周面には、上記
棒状体５４と中心としたとき、この中心から放射状とな
る位置に、爪係合部５８を備えた弾性脚部６０が複数
個、設けられている。したがって、この弾性脚部６０
は、径内方に圧縮変形可能にされている。上記ボール３
６は、圧縮スプリング３８の付勢力により、通常は中径
部５０ｂ内の弁座６４に当接している。また、上記圧縮
スプリング３８は、棒状体５４の外周に沿って介装され
ているが、両端部はバネ受部５６とボール３６の周面を
押圧している。したがって、このように圧縮スプリング
３８が介装されることにより、ボール３６と弁座６４と
の間に構成された逃がし弁Ｖが閉弁されている。

【００２２】上記のように形成されたバネガイド３４、
圧縮スプリング３８およびボール３６は、弁体本体２８
内に、例えば、以下のようにして装着される。すなわ
ち、段付き孔５０内に、先ず、ボール３６が挿入され、
その後圧縮スプリング３８が挿入される。この状態か
ら、バネガイド３４が挿入されることにより、バネガイ
ド３４の弾性脚部６０が径内方側に軽く押し潰されつつ
内方に挿入される。所定長さ挿入されたら、バネガイド
３４の端面から若干力を強く加えれば、先端部の爪係合
部５８が大径部５０ａの終端から径外方側に開放され、
大径部５０ａの終端部に形成された段部６２に爪係合部
５８が係止される。これにより、バネガイド３４の装着
が完了する。この状態になると、ボール３６は小径部５
０ｃ側に圧縮スプリング３８の付勢力により強く押圧さ
れているので、逃がし弁Ｖが閉弁される。

【００２３】また、上記バネガイド３４の段付き孔５０
からの抜けを防止するには、溶接することが好ましい。
このようにして固定すれば、部品点数を少なくすること
ができる。上記弁体部材１６およびバネガイド３４の材
料としては、金属、合成樹脂のいずれでもあってもよい
が、即応性、摩耗による発塵によるコンタミ汚染などを
考慮すれば、合成樹脂が好ましい。合成樹脂としては、
フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレンなどが使用
可能であり、特に限定されるものではないが、合成樹脂
の中でも、耐熱性、耐摩耗性を考慮すれば、フッ素樹
脂、例えば、テトラフルオロエチレン−パーフルオロア
ルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）樹脂、テトラ
フルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体
（ＦＥＰ）樹脂等のフッ素樹脂、特にＰＦＡ樹脂から作
製するのが好ましい。

【００２４】このように、弁体部材１６ならびにバネガ
イド３４を樹脂により形成すれば、樹脂溶接または溶着
などにより簡単に固定することができる。一方、パイプ
本体１２、ボール３６としては、ステンレスなどの金属
から形成されることが好ましい。本実施例による逆止弁
１は上記のように構成されているが、以下にその作用に
ついて説明する。

【００２５】今、逆止弁１は、図１に示したように、２
つの接続配管Ａ，Ｂの間に介在されている。このように
逆止弁１が介装されると、一次側の接続配管Ａから二次
側の接続配管Ｂに向かっては通常の流体流通が行なわれ
るが、逆に、接続配管Ｂから接続配管Ａに向かっての流
体流通は遮断される。すなわち、移動不能な弁座部材１
４に対して、移動可能な弁体部材１６が図１の状態にあ
るとき、流体は、図１の左方から右方に向かって自由に
流すことができる。

【００２６】弁体部材１６が、図１の状態から矢印で示
したように、弁座部材１４に当接する方向に移動する
と、弁部３０が弁座部材１４のテーパ状の斜面に形成さ
れた弁座２４に当接（着座）することによって、出口側
開口部２２が閉止されて、流体の逆流が防止される。一
方、逆に、弁部３０が弁座２４から離反されると、再び
出口側開口部２２を開放するように構成されている。

【００２７】このような配管内蔵形逆止弁１において、
通常の流体流通が遮断された状態で、すなわち、弁部３
０が弁座２４に着座した状態で、接続配管Ｂ内の流体圧
力が所定値を超えて高くなると、逃がし弁Ｖが作動する
ので、パイプ本体１２、弁体部材１６などの破壊が防止
されることになる。すなわち、二次側の接続配管Ｂ内の
圧力が設定圧力を超えたときには、図４に示したよう
に、弁体部材１６内のボール３６が圧縮スプリング３８
の付勢力に抗してバネガイド３４に接近する方向に移動
する。すると、ボール３６と弁座６４との間の逃がし弁
Ｖが開成する。これにより、逃がし弁Ｖを介して接続配
管Ｂ内の異常圧力を接続配管Ａ側に逃すことが可能にな
る。よって、このような圧力の逃がし機構が具備された
逆止弁１によれば、接続配管、弁体部材１６などの破壊
や損傷を防止することができる。接続配管Ｂ内の圧力が
所定圧力以下になれば、圧縮スプリング３８の付勢力に
より、ボール３６が再び接続配管Ｂ側に押し戻され、逃
がし弁Ｖが閉弁される。よって、逃がし弁Ｖによる二次
側から一次側への流体の流通が遮断される。

【００２８】なお、上記した逃がし弁Ｖの作動開始圧力
は、以下のように定めることができる。すなわち、図５
に示したように、一次側の流体圧力をＰ１、二次側の流
体圧力をＰ２、小径部５０ｃの直径をＤ、直径Ｄの小径
部５０ｃの孔面積をＳ、圧縮スプリング３８の付勢力を
Ｆとしたとき、Ｆ＋Ｐ１×Ｓ＜Ｐ２×Ｓとなった時に逃
がし弁Ｖを開くことができる。

【００２９】したがって、この関係式に基づいて開弁圧
を定めることができる。このような逃がし弁Ｖによる圧
力逃がし機構によれば、異常圧力が二次側の配管内で生
じて、逃がし弁Ｖが開くときに、ボール３６は、段付き
孔５０内を密に当接することなく移動するので、どの部
材も磨耗するようなことはない。また、弁体部材１６が
フッ素樹脂などから形成されていれば、経年変化をおこ
すこともないので、常に安定した流量調整を行なうこと
ができる。

【００３０】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に何ら限定されない。例えば、
上記実施例では、弁座部材１４がパイプ本体１２と別体
に形成されているが、パイプ本体１２の肉厚を厚くする
などして、また適宜な強度を有する樹脂などから形成す
れば、パイプ本体１２と一体に、すなわち、パイプ本体
１２の内面に弁座２４を一体に形成することもできる。

【００３１】また、上記実施例では、例えば、冷暖房、
冷蔵庫、冷凍庫などの冷媒循環サイクル、水素・純水の
制御回路などの配管経路に配設される場合を示したが、
その他の石油精製プラントなどの各種のプラントの配管
にも適用できるなど本発明を逸脱しない範囲で種々の変
更が可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る配管
内蔵形逆止弁によれば、従来の逆止弁のように、圧力逃
がし機構に摺動部が存在しないので、どの部材も磨耗な
どが特に生じることもないので、作動安定性を向上させ
ることができる。また、弁体部材やバネガイドを樹脂に
より形成すれば、瓜係合や溶接や溶着により簡単に固定
することができるので、部品点数の削減に寄与するとと
もに、安価に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例に係る配管内蔵形逆
止弁の縦断面である。

【図２】図２は、図１の逆止弁に具備された圧力逃がし
弁の弁体本体の斜視図である。

【図３】図３（Ａ）は、図２に示した逃がし弁の弁体本
体の構造を示す図、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の左側面
図である。

【図４】図４は、本発明の配管内蔵形逆止弁の圧力逃が
し機構が作用したときの断面図である。

【図５】図５は、圧力逃がし機構が作用するときの設定
圧力の説明図である。

【図６】図６は、従来の逆止弁の部分破断斜視図であ
る。

【図７】図７は、従来の逆止弁の断面図である。

【図８】図８は、湯水混合栓で採用されている従来の他
の逆止弁の断面図である。

【符号の説明】

１ 配管内蔵形逆止弁 １２ パイプ本体 １４ 弁座部材 １６ 弁体部材 ２４ 弁座 ２８ 弁体本体 ３０ 弁部 ３４ バネガイド ３６ ボール ３８ スプリング ５０ 段付き孔 ５０ａ 大径部 ５０ｂ 中径部 ５０ｃ 小径部 ５６ バネ受部 ５８ 爪係合部 Ａ，Ｂ 接続配管 Ｖ 逃がし弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊 藤 芳 昭 埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作 所狭山事業所内 (72)発明者 鈴 木 圭 埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作 所狭山事業所内 Ｆターム(参考） 3H025 BA22 BB02 3H058 AA02 BB04 BB22 BB24 BB29 CA04 CA15 CB06 DD19 EE17

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略円筒状に形成されたパイプ本体と、 このパイプ本体内に移動不能に固定される弁座部材と、 前記パイプ本体内に移動可能に収容される弁体部材と、
   を備え、 前記弁体部材が前記弁座部材から離反しているときに、
   前記パイプ本体内での流体の正方向への流れを許容する
   一方、 前記弁体部材の弁部が前記弁座部材の弁座に当接してい
   るときに、前記パイプ本体内での流体の逆方向への流れ
   を阻止するように、接続配管の間に配設される逆止弁で
   あって、 前記弁体部材には、逆方向への流体圧力が所定圧以上に
   なった場合に、この圧力を一次側の前記接続配管に逃が
   す圧力逃がし機構が設けられており、 この圧力逃がし機構は、前記弁体部材の軸方向に貫通し
   て形成された段付き孔内に移動可能に収容されたボール
   と、 このボールと対面するように、前記段付き孔の大径部内
   に移動不能に設置されたバネガイドと、 前記ボールと前記バネガイドとの間に圧縮状態で介装さ
   れたスプリングとから構成され、 このボールに、二次側の前記接続配管側から所定圧以上
   の流体圧力が作用した場合に、前記スプリングの付勢力
   に抗して前記ボールを前記バネガイド側に移動させて、
   前記ボールの周囲に構成される圧力の逃がし弁を開放す
   るようにしたことを特徴とする配管内蔵形逆止弁。
2. 【請求項２】 前記バネガイドは、前記弁体部材に形成
   された前記段付き孔内に爪係合されていることを特徴と
   する請求項１に記載の配管内蔵形逆止弁。
3. 【請求項３】 前記弁体部材と前記バネガイドとが、樹
   脂により形成されていることを特徴とする請求項１〜２
   のいずれかに記載の配管内蔵形逆止弁。
4. 【請求項４】 前記バネガイドは、前記弁体部材に形成
   された前記段付き孔に溶接により移動不能に固着されて
   いることを特徴とする請求項１に記載の配管内蔵形逆止
   弁。