JP2006125490A - 板金バルブ爪 - Google Patents

Abstract

【課題】板金バルブ爪の任意の各所に補強部材を設けることで強度を高めて、高圧力かつ大口径の管継手にも使用できる板金バルブ爪を提供する。
【解決手段】ガイド穴３４ａを中央に有する胴部３３ａと、該胴部の周縁に形成して屈曲部３６ａで一側へ折り曲げた複数のアーム部３２ａと、該アーム部と反対側に折り曲げたスプリング係止部３１ａとを具備する管継手の板金バルブ爪３０ａにおいて、アーム部と胴部の少なくとも一方に補強構造を設ける。前記アーム部の補強構造は、アーム部の先端近傍と前記屈曲部との間に位置して前記アーム部の長手方向に沿って形成されたリブ３５ａ、または、前記アーム部の先端近傍と前記胴部の一部までの間に位置して前記アーム部の長手方向に沿って形成されたリブとする。また、前記胴部の補強構造は、ガイド穴の周縁を前記アーム部の折り曲げ方向、またはそれと反対方向に延ばした絞り部とする。
【選択図】図２

Description

本発明は板金バルブ爪に関し、特に、バルブ機構を有する管継手のバルブ保持部材である板金バルブ爪に関する。

従来から、雄側継手（プラグ側継手）および雌側継手（ソケット側継手）の内部にそれぞれバルブを有する管継手において、両バルブをスプリングによって継手の先端開口部に向かって内側から付勢しておき、両継手が切離している際にはバルブによって流体の漏洩を防止し、両継手が連結される際には両バルブが開いて管路を連通させる管継手が知られている。上記の構造による管継手は、前記プラグおよびソケットの内部に、バルブを付勢するスプリングを保持するバルブ保持部材を有している。

本出願人による下記の特許文献１には、バルブ爪（板金バルブ爪）と称するバルブ保持部材が開示されている。該板金バルブ爪は、胴部の中央にバルブ軸の一端が貫通する開口部を設け、前記胴部の周縁に、一側へ折り曲げた適数のアーム部を等間隔ごとに形成し、かつ前記アーム部間に位置させて前記アーム部と反対側に折り曲げたスプリング係止部を設けた形状とされる。該板金バルブ爪によると、バルブが開閉動作をしてもスプリングに遊びを生じることがないため、バルブ軸が傾くことで発生する動作不良を防ぐことができる。このバルブ保持部材は強度が弱いため、もっぱら、低圧力の管継手に使用されていた。
実公昭５５−３３０９１号公報

高圧力かつ大口径の管継手に対応すべく、バルブ保持部材には、管径の拡大に伴う大型化や、強いスプリング付勢力に耐え得る高い強度が求められている。また、継手部に想定外の荷重が加わった場合でも、バルブ保持部材の強度が高ければ、これが変形してバルブのシールが弱くなって流体が外部に漏洩するようなことが起きにくくなり、使用時の安全性をいっそう高めることができる。さて、上記特許文献１の板金バルブ爪においては、任意の形状に型抜きした鋼板に対して、継手内周に設けられた溝と係合するアーム部と、スプリング外径部を保持するスプリング係止部とを曲げ加工によって形成するため、強度を高める選択肢としては、鋼板の厚さを増すか、または全体の面積を拡大する手法が考えられる。しかしながら、鋼板の厚さを増したり全体の面積を拡大したりすると、アーム部の弾性力が損なわれて継手への挿入結合が困難となり、また、面積を拡大すれば流路抵抗が増大してしまうという課題があった。このため、上記特許文献１の板金バルブ爪は、低圧力の管継手のみに使用され、高圧力かつ大口径の管継手として使用されることは、全くなかった。

そこで、従来は、高圧力かつ大口径の管継手の高強度のバルブ保持部材として、実開昭５９−１０５６８３号公報に開示されるようなブロック型（管継手の流路方向に厚みを持つ）や、実開昭５１−９８８２５号公報に開示されるようなリング型（アーム部同士が外周部で連結される）が用いられてきた。しかし、これらの製作には、無垢材からの削り出し加工や焼結材を用いた成形加工等が必要となるため、鋼板のプレス加工で製作できる前記板金バルブ爪と比較すると、生産コストおよび重量が増大するという課題があった。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、板金バルブ爪の任意の各所に補強構造を設けることで強度を高めて、高圧力かつ大口径の管継手にも使用できる板金バルブ爪を提供することにある。

前記した目的を達成するために、本発明は、バルブ軸の一端が貫通するガイド穴を中央に有する胴部と、前記胴部の周縁に形成して屈曲部で一側へ折り曲げた複数のアーム部と、前記アーム部と反対側に折り曲げたスプリング係止部を具備する管継手の板金バルブ爪において、前記アーム部と前記胴部の少なくとも一方に補強構造を設けるようにした点に第１の特徴がある。

また、前記補強構造は、前記アーム部の先端近傍と前記屈曲部との間に位置して、前記アーム部の長手方向に沿って形成されたリブであるようにした点に第２の特徴がある。

また、前記補強構造は、前記アーム部の先端近傍と前記胴部の一部までの間に位置して、前記アーム部の長手方向に沿って形成されたリブであるようにした点に第３の特徴がある。

また、前記補強構造は、前記ガイド穴の周縁を、前記アーム部の折り曲げ方向に延ばした絞り部であるようにした点に第４の特徴がある。

また、前記補強構造は、前記ガイド穴の周縁を、前記アーム部の折り曲げ方向と反対の方向に延ばした絞り部であるようにした点に第５の特徴がある。

さらに、前記アーム部の先端に、逃げ部を設けるようにした点に第６の特徴がある。

請求項１の発明によれば、前記アーム部と前記胴部の少なくとも一方に補強構造を設けるようにしたので、板金バルブ爪の強度が高まって、高圧力かつ大口径の管継手に使用することができるようになる。

請求項２の発明によれば、前記補強構造は、前記アーム部の先端近傍と前記屈曲部との間に位置して、前記アーム部の長手方向に沿って形成されたリブであるようにしたので、流路抵抗を大きく増すことなく板金バルブ爪の強度を高めることができるようになる。また、特にアーム部の強度が高まるため、胴部とアーム部が成す内角の大きさを増すと共に、アーム部および胴部の面積を小さくすることで流路抵抗を低減することができるようになる。

請求項３の発明によれば、前記補強構造は、前記アーム部の先端近傍と前記胴部の一部までの間に位置して、前記アーム部の長手方向に沿って形成されたリブであるようにしたので、流路抵抗を大きく増すことなく板金バルブ爪の強度を高めることができるようになる。また、特にアーム部の強度が高まるため、胴部とアーム部が成す内角の大きさを増すと共に、アーム部および胴部の面積を小さくすることで流路抵抗を低減することができるようになる。

請求項４の発明によれば、前記補強構造は、前記ガイド穴の周縁を、前記アーム部の折り曲げ方向に延ばした絞り部であるようにしたので、流路抵抗を大きく増すことなく板金バルブ爪の強度を高めることができるようになる。また、特に胴部の強度が高まるため、胴部の面積を小さくして流路抵抗を低減することができるようになる。また、該絞り部がバルブガイドの役割を果たし、バルブの開閉動作をより正確に行うことができるようになる。

請求項５の発明によれば、前記補強構造は、前記ガイド穴の周縁を、前記アーム部の折り曲げ方向と反対の方向に延ばした絞り部であるようにしたので、流路抵抗を大きく増すことがなく板金バルブ爪の強度を高めることができるようになる。また、特に胴部の強度が高まるため、胴部の面積を小さくして流路抵抗を低減することができるようになる。また、該絞り部がバルブガイドの役割を果たし、バルブの開閉動作をより正確に行うことができるようになる。また、該絞り部に前記スプリング係止部と同様にスプリングを係止する役割を兼ねさせることができるようになる。

請求項６の発明によれば、前記アーム部の先端に、逃げ部を設けるようにしたので、万一、加工工程によってアーム部の先端に反りや歪みが生じた際にも、管継手の内周に設けられた固定用の溝との係合を点または線で複数持たせることで、板金バルブ爪を安定して管継手の内部に固定することができるようになる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１に、本発明の一実施形態に係る板金バルブ爪を採用したプラグ側継手の構成を示す。図１（ａ）はプラグ側継手１の断面構成図、図１（ｂ）は、図中Ａの流路方向から見た側面図である。

流体導通時には、プラグ本体１０の図示右方向に管路（不図示）が接続され、図示左方向にてソケット側継手（不図示）と連結される。管状のプラグ本体１０には、茸型のポペットバルブ２０と、該ポペットバルブ２０を付勢するスプリング４０と、該スプリング４０を保持する板金バルブ爪３０ａとが内包されている。このプラグ側継手１の組み立ては、前記プラグ本体１０に前記ポペットバルブ２０およびスプリング４０を挿入した後、該スプリング４０を縮めながら前記板金バルブ爪３０ａを図示左方向に押し込むことで行われる。該板金バルブ爪３０ａは、前記プラグ本体１０の内周面と当接するアーム部３２ａの先端が形成する外径を狭めながら図示左方向に進む。そして、該アーム部３２ａの先端が前記プラグ本体１０の内周面に設けられたアーム保持溝１２まで来ると、弾性変形の範囲で狭められていたアーム部３２ａが、前記アーム保持溝１２に係合するまで外側に開いて、前記ポペットバルブ２０、スプリング４０および板金バルブ爪３０ａの三者が所定の位置に固定されることになる。前記ポペットバルブ２０は、前記スプリング４０に付勢されて前記プラグ本体１０の弁座面１１に当接することで、流体の出入口となる流通口２１を閉鎖している。したがって、前記ポペットバルブ２０がスプリング４０の弾発力に抗する力で流路方向に押されない限り、前記流通口２１が開くことはない。

前記ポペットバルブ２０と一体的に形成されるバルブ軸２２は、スプリング４０の内周と摺動可能に当接している。また、前記板金バルブ爪３０ａの胴部３３ａの中央には、前記バルブ軸２２と一体的に形成されるバルブガイド軸２３が貫通するガイド穴３４ａが設けられると共に、ある１本のアーム部３２ａと他の１本のアーム部３２ａとの間には、スプリング４０の外周面を保持するスプリング係止部３１ａが前記バルブ軸２２側に折り曲げて設けられているため、前記バルブ軸２２およびスプリング４０の構成と合わせて、前記ポペットバルブ２０の中心軸を維持して、正確なバルブ開閉動作を行わせるように構成されている。アーム部３２ａには、図２で詳述するように、補強構造としてのリブ３５ａが設けられている。

上記したバルブの開閉構造は、前記ソケット側継手においても同様とされる。したがって、両者の連結時には、ポペットバルブの先端同士が当接した後に、さらにスプリングの付勢力に抗して押し込むことで、両者の流通路が共に開いて管路が連通することとなる。

図１では、プラグ本体１０に代表としての板金バルブ爪３０ａを固定した構成を説明したが、以下では板金バルブ爪の第１〜第５実施形態を詳細に説明する。

図２に、本発明の第１実施形態に係る板金バルブ爪の構成を示す。図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）はＶ−Ｖ線断面図である。なお、図１と同一の構成要素には同一の符号が付されている。

板金バルブ爪３０ａは、中央にガイド穴３４ａを有する胴部３３ａの周縁に、屈曲部３６ａにて一側へ折り曲げた３本のアーム部３２ａを等間隔に形成し、前記アーム部３２ａ間に位置させて前記アーム部３２ａと反対側に折り曲げたスプリング係止部３１ａを有している。そして、前記板金バルブ爪３０ａには、前記屈曲部３６ａと、アーム先端部３７ａとの間に補強構造としてのリブ３５ａが設けられる。該リブ３５ａは、前記アーム部３２ａ上に流路方向に沿って形成されるので、流路の抵抗増は非常に少なく抑えられる。また、該リブ３５ａの形成は、前記アーム部３２ａやスプリング係止部３１ａと同様にプレス加工で行うことができるため、コスト増をほとんど伴わずに強度を向上することができる。そして、該リブ３５ａを設けることで、該板金バルブ爪３０ａの強度を従来型に比して約１５％高めることができる。ここで、従来型の形状と比較するために図７を参照する。

図７に、従来型の板金バルブ爪の構成を示す。図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）はＯ−Ｏ線断面図である。板金バルブ爪３０ｆは、中央にガイド穴３４ｆを有する胴部３３ｆの周縁に、屈曲部３６ｆにて一側へ折り曲げた３本のアーム部３２ｆを等間隔に形成し、前記アーム部３２ｆ間に位置させて前記アーム部３２ｆと反対側に折り曲げたスプリング係止部３１ｆを有している。この従来型の板金バルブ爪３０ｆと、本発明の第１実施形態に係る前記板金バルブ爪３０ａを比較すると、板金バルブ爪３０ａのアーム部３２ａの幅Ｗａは、従来型のアーム部３２ｆの幅Ｗｆに対して狭く形成することが可能となり、かつ、前記胴部３３ａと前記アーム部３２ａの成す内角の大きさを増すこともできるので、前記胴部３３ａの面積を従来型の胴部３３ｆに比して小さくすることができるようになる。したがって、前記板金バルブ爪３０ａは、その強度を従来型より高めつつ、流路抵抗の低減をも可能としている。なお、従来型の板金バルブ爪３０ｆでは、プラグ本体への挿入結合時に必要な弾性力を得るために、アーム部３２ｆ全体を弾性体として使用していたのに対し、該板金バルブ爪３０ａでは、その主な役割を前記屈曲部３６ａに持たせている。ところで、管継手の主なサイズには、1/8インチ、1/4インチ、3/8インチ、1/2インチ、3/4インチ、１インチ等が存在する。従来型の板金バルブ３０ｆは、強度が不足するために3/8インチまでの使用に限られていたが、本発明に係る板金バルブ爪３０ａでは、3/8インチ以下のものに加えて1/2インチ以上の大口径への使用が可能とされる。

また、前記板金バルブ爪３０ａのアーム先端部３７ａに設けられる逃げ部（または凹み部）としてのＶ字型の切り込みは、万一、加工工程によってアーム先端部３７ａに反りや歪みが生じた際にも、前記アーム保持溝１２内周への係合を点または線で複数持たせることで、前記板金バルブ爪３０ａを安定して前記アーム保持溝１２に固定させるためのものである。

図３に、本発明の第２実施形態に係る板金バルブ爪の構成を示す。図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）はＷ−Ｗ線断面図である。この実施形態は、リブ３５ｂを屈曲部３６ｂまで延長して設けた点に特徴がある。

板金バルブ爪３０ｂは、中央にガイド穴３４ｂを有する胴部３３ｂの周縁に、屈曲部３６ｂにて一側へ折り曲げた３本のアーム部３２ｂを等間隔に形成し、前記アーム部３２ｂ間に位置させて前記アーム部３２ｂと反対側に折り曲げたスプリング係止部３１ｂを有している。また、アーム先端部３７ｂには、Ｖ字型の切り込み（逃げ部）が設けられる。そして、前記板金バルブ爪３０ｂには、前記胴部３３ｂと、アーム先端部３７ｂとの間に補強構造としてのリブ３５ｂが設けられる。該リブ３５ｂは、前記アーム部３２ｂ上に流路方向に沿って形成されるので、流路の抵抗増は非常に少なく抑えられる。また、該リブ３５ｂはプレス加工で形成することができるため、コスト増をほとんど伴わずに強度を向上することができる。そして、該リブ３５ｂは、前記第１実施形態の板金バルブ爪３０ａにおいては、弾性体としての主な役割を持っていた屈曲部３６ｂ上にも形成されるため、前記弾性体としての主な役割が胴部３３ｂ寄りに移行するとともに、前記板金バルブ爪３０ｂ全体の強度を、前記板金バルブ爪３０ａに比して約５％、従来型の板金バルブ爪３０ｆに比しては約２０％高めることができる。また、前記板金バルブ爪３０ｂのアーム部３２ｂの幅Ｗｂを、前記従来型のアーム部３２ｆの幅Ｗｆに対して狭く形成することが可能となり、かつ、前記胴部３３ｂと前記アーム部３２ｂの成す内角の大きさを増すこともできるので、前記胴部３３ｂの面積を従来型の胴部３３ｆに比して小さくすることができるようになる。

図４に、本発明の第３実施形態に係る板金バルブ爪の構成を示す。図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）はＸ−Ｘ線断面図である。

板金バルブ爪３０ｃは、中央にガイド穴３４ｃを有する胴部３３ｃの周縁に、屈曲部３６ｃにて一側へ折り曲げた３本のアーム部３２ｃを等間隔に形成し、前記アーム部３２ｃ間に位置させて前記アーム部３２ｃと反対側に折り曲げたスプリング係止部３１ｃを有している。また、アーム先端部３７ｃには、Ｖ字型の切り込み（逃げ部）が設けられる。そして、該板金バルブ爪３０ｃには、前記ガイド穴３４ｃの周縁に、前記アーム部３２ｃを折り曲げる方向に伸びるスリーブ状の補強構造としての絞り部３５ｃが設けられる。該絞り部３５ｃは、流路方向に沿って形成されるので、流路の抵抗増は非常に少なく抑えられる。また、該絞り部３５ｃはプレス加工で形成することができるため、コスト増をほとんど伴わずに強度を向上することができる。そして、該絞り部３５ｃを設けることで、アーム部３２ｃの弾力性を維持したまま胴部３３ｃの強度を高めることができるので、該胴部３３ｃの面積を従来型の胴部３３ｆに比して小さくすることができるようになる。

図５に、本発明の第４実施形態に係る板金バルブ爪の構成を示す。図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）はＹ−Ｙ線断面図である。

板金バルブ爪３０ｄは、中央にガイド穴３４ｄを有する胴部３３ｄの周縁に、屈曲部３６ｄにて一側へ折り曲げた３本のアーム部３２ｄを等間隔に形成し、前記アーム部３２ｄ間に位置させて前記アーム部３２ｄと反対側に折り曲げたスプリング係止部３１ｄを有している。また、アーム先端部３７ｄには、Ｖ字型の切り込み（逃げ部）が設けられる。そして、前記板金バルブ爪３０ｄには、前記ガイド穴３４ｄの周縁に、前記アーム部３２ｄを折り曲げる方向と反対の方向に伸びるスリーブ状の補強構造としての絞り部３５ｄが設けられる。該絞り部３５ｄは、流路方向に沿って形成されるので、流路の抵抗増は非常に少なく抑えられる。また、該絞り部３５ｄはプレス加工で形成することができるため、コスト増をほとんど伴わずに強度を向上することができる。そして、該絞り部３５ｄを設けることで、アーム部３２ｄの弾力性を維持したまま胴部３３ｄの強度を高めることができるので、該胴部３３ｄの面積を従来型の胴部３３ｆに比して小さくすることができるようになる。なお、該絞り部３５ｄは、前記スプリング係止部３１ｄの代わりに、前記スプリング４０の内周を保持するスプリング係止部として利用することもでき、この場合には、前記スプリング係止部３１ｄは不要となるため、流路抵抗をよりいっそう低減することができる。

上記の実施形態では、補強構造であるリブと絞り部を個別に設けたものであったが、これらを互いに組み合わせてもよいことは勿論である。

図６に、本発明の第５実施形態に係る板金バルブ爪の構成を示す。図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）はＺ−Ｚ線断面図である。胴部３３ｅ、屈曲部３６ｅ、スプリング係止部３１ｅ、アーム先端部３７ｅ等から成る板金バルブ爪３０ｅの全体の構成は、図１の板金バルブ爪３０ａと同様であるため説明を省略する。該板金バルブ爪３０ｅの特徴は、前記第１実施形態に示したリブと前記第３実施形態に示した絞り部の両方、すなわち、アーム部３２ｅのリブ３５ｅ１と、胴部３３ｅの絞り部３５ｅ２とを組み合わせて使用したことにある。本実施形態のように、前記リブおよび絞り部を任意に組み合わせて使用することによって、要求される強度に応じた板金バルブ爪が簡単に得られるようになる。

上記したように、本発明によれば、板金バルブ爪の各所に補強構造を設けたので、板金バルブ爪の強度を高めて、高圧力かつ大口径の管継手にも使用できる板金バルブ爪が得られるようになる。また、流路方向に沿って補強構造を形成するため、流路抵抗を大きく増すことがなく板金バルブ爪の強度を高めることができる。また、各補強構造はプレス加工によって形成するので、コスト増をほとんど伴わずに強度を向上することができる。

本発明の一実施形態に係る板金バルブ爪を適用した管継手のプラグ側継手の概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る板金バルブ爪の正面図とＶ−Ｖ線断面図である。 本発明の第２実施形態に係る板金バルブ爪の正面図とＷ−Ｗ線断面図である。 本発明の第３実施形態に係る板金バルブ爪の正面図とＸ−Ｘ線断面図である。 本発明の第４実施形態に係る板金バルブ爪の正面図とＹ−Ｙ線断面図である。 本発明の第５実施形態に係る板金バルブ爪の正面図とＺ−Ｚ線断面図である。 従来型の板金バルブ爪の正面図とＯ−Ｏ線断面図である。

符号の説明

１…プラグ側継手、１０…プラグ本体、２０…ポペットバルブ、３０ａ…板金バルブ爪、４０…スプリング、３１ａ…スプリング係止部、３２ａ…アーム部、３３ａ…胴部、３４ａ…ガイド穴、３５ａ…リブ、３７ａ…アーム先端部

Claims (6)

1. バルブ軸の一端が貫通するガイド穴を中央に有する胴部と、
   前記胴部の周縁に形成して屈曲部で一側へ折り曲げた複数のアーム部と、
   前記アーム部と反対側に折り曲げたスプリング係止部とを具備する管継手の板金バルブ爪において、
   前記アーム部と前記胴部の少なくとも一方に補強構造を設けたことを特徴とする板金バルブ爪。
2. 請求項１に記載の板金バルブ爪において、
   前記補強構造は、前記アーム部の先端近傍と前記屈曲部との間に位置して、前記アーム部の長手方向に沿って形成されたリブであることを特徴とする板金バルブ爪。
3. 請求項１に記載の板金バルブ爪において、
   前記補強構造は、前記アーム部の先端近傍と前記胴部の一部までの間に位置して、前記アーム部の長手方向に沿って形成されたリブであることを特徴とする板金バルブ爪。
4. 請求項１に記載の板金バルブ爪において、
   前記補強構造は、前記ガイド穴の周縁を、前記アーム部の折り曲げ方向に延ばした絞り部であることを特徴とする板金バルブ爪。
5. 請求項１に記載の板金バルブ爪において、
   前記補強構造は、前記ガイド穴の周縁を、前記アーム部の折り曲げ方向と反対の方向に延ばした絞り部であることを特徴とする板金バルブ爪。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の板金バルブ爪において、
   前記アーム部の先端に、逃げ部を設けたことを特徴とする板金バルブ爪。

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