JP2006132731A - 板金バルブ爪 - Google Patents

Abstract

【課題】板金バルブ爪の強度を保ちながら、アーム部の数を３本から２本に減らして流路抵抗を大幅に低減できる板金バルブ爪を提供する。
【解決手段】ガイド穴３４を中央に有する胴部３３と、該胴部の周縁に形成して屈曲部３６で一側へ折り曲げた複数のアーム部３２と、該アーム部と反対側に折り曲げたスプリング係止部３１とを具備する管継手１の板金バルブ爪３０において、アーム部３２の本数を２本とする。アーム部３２の先端部の幅を前記屈曲部３６より広く形成するとともに、胴部とアーム部が成す内角θの大きさは、前記板金バルブ爪を前記管継手に装着した際にほぼ９０°となるように設定する。また、アーム部の先端近傍と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や、胴部３３のガイド穴の周縁を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３５ｃによる補強構造を設ける。
【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、両継手を切離している間はバルブによって流体の漏洩を防止し、両継手を連結している間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（実施例では３本）、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。
実公昭５５−３３０９１号公報

しかしながら、従来の板金バルブ爪は、上記特許文献１の実施例がそうであるように３本のアームを有しているのが通常であり、そのため、該アーム部が発生する流路抵抗が大きい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、板金バルブ爪の強度を保ちながら、アーム部の数を従来の３本から２本に減らして流路抵抗を大幅に低減した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、前記アーム部の本数を２本とするようにした点に第１の特徴がある。

また、前記アーム部の先端部の幅は、前記屈曲部の幅より広く形成されるようにした点に第２の特徴がある。

また、前記胴部と前記アーム部が成す内角の大きさは、前記板金バルブ爪を前記管継手に装着した際にほぼ９０°となるようにした点に第３の特徴がある。

また、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４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５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６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延ばした絞り部であるようにした点に第７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８の特徴がある。

請求項１の発明によれば、前記アーム部の本数を２本とするようにしたので、管継手の流路抵抗を大幅に低減することができるようになる。

請求項２の発明によれば、前記アーム部の先端部の幅は、前記屈曲部の幅より広く形成されるようにしたので、板金バルブ爪全体の強度を損なうことなく、流路抵抗のみを大幅に低減できるようになる。また、管継手内周部と係合するアーム先端の幅が拡大されるので、板金バルブ爪を安定的に固定することができるようになる。

請求項３の発明によれば、前記胴部と前記アーム部が成す内角の大きさは、前記板金バルブ爪を前記管継手に装着した際にほぼ９０°となるようにしたので、アーム部が流路方向とほぼ平行を成す状態で固定されて、より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を高める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。

請求項６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より高めることができるようになる。

請求項７の発明によれば、前記補強構造は、前記ガイド穴の周縁を延ばした絞り部であるようにしたので、胴部の面積を小さくして流路抵抗をより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８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、本発明の第１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３０とが内包されている。前記板金バルブ爪３０は、胴部３３の周縁に等間隔ごとに２本のアーム部３２を有している。前記プラグ側継手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３０は、前記プラグ本体１０の内周と当接するアーム部３２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３２の先端が前記プラグ本体１０の内周面１２に設けられたアーム保持溝１３まで来ると、弾性変形の範囲で狭められていたアーム部３２が、前記アーム保持溝１３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３０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と強く当接することで、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。なお、符号θは、前記板金バルブ爪３０をプラグ本体１０へ挿入結合した時に、前記胴部３３とアーム部３２とが成す内角の大きさを示す。

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、前記板金バルブの胴部３３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３４が設けられるとともに、両アーム部３２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３１が該アーム部３２と反対方向の突出し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。

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２では、第１実施形態に係る前記板金バルブ爪３０を詳細に説明する。図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）はＯ−Ｏ線断面図である。なお、図２において、図１と同一又は同等物には、同一の符号が付されている。板金バルブ爪３０は、中央にガイド穴３４を有する胴部３３の周縁に、屈曲部３６にて一側へ折り曲げた２本のアーム部３２を等間隔に形成し、前記アーム部３２間に位置させて該アーム部３２と反対側に折り曲げたスプリング係止部３１を有している。ここで、３本のアーム部を有する従来型と比較するために図６を参照する。

図６に、従来型の板金バルブ爪の構成を示す。図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）はＤ−Ｄ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。本発明の第１実施形態に係る前記板金バルブ爪３０を、この従来型の板金バルブ爪３０ｄと比較すると、アーム部３２が３本から２本に減らされるとともに、胴部３３の面積も小さくされている。また、前記アーム部３２の幅Ｗがアーム部３２ｄの幅Ｗｄより広く形成され、前記胴部３３と前記アーム部３２とが成す内角の大きさが減らされている。前記アーム部３２の幅Ｗの拡大は、主に前記アーム部３２を２本としたことで低下するアーム部の強度を補うためであるが、これによって、管継手内周部と係合するアーム部先端の幅を拡大して、板金バルブ爪３０を安定的に固定することにも寄与できるようになる。したがって、前記板金バルブ爪３０は、全体の強度を損なうことなく、流路抵抗のみを大幅に低減できるようになる。なお、該実施形態においては、前記アーム部３２の幅Ｗを前記屈曲部３６の近傍（アーム部３２の折り曲げ部）の幅よりも広く形成している。

図７にて、プラグ本体１０に組み込んだ状態における、第１実施形態の板金バルブ爪３０（図７（ａ））と、従来型の板金バルブ爪３０ｄ（図７（ｂ））とを比較する。なお、図２および図６と同一の構成要素には同一の符号が付されている。第１実施形態の板金バルブ爪３０は、従来型の板金バルブ爪３０ｄに比して、斜線部が示す面積、すなわち、流路抵抗に大きく影響するバルブ軸周辺の面積が約２０％削減されており、これに応じて、流路抵抗を低減することができるようになる。前記アーム部３２のアーム先端部３７は、その大部分が前記アーム保持溝１３（図１参照）に収まってしまうので、前記アーム部３２の幅Ｗの拡大が流路抵抗に及ぼす影響は、最小限に抑えることができる。そして、前記斜線部の面積削減には、胴部３３とアーム部３２とが成す内角の大きさを低減したことが大きく貢献している。これによって、前記プラグ本体１０への挿入結合時に前記内角θ（図１参照）の大きさが９０°に近づく、すなわち、アーム部３２が流路方向とほぼ平行を成す状態で固定されるため、より流路抵抗が低減されることになる。該実施形態における前記内角θは、前記プラグ本体１０への挿入結合時に９０〜１００°となるように設定されている（従来型は１１５°程度）。

図２へ戻って、前記板金バルブ爪３０のアーム先端部３７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、加工工程においてアーム先端部３７に反りや歪みが生じた際にも、前記アーム保持溝１３の支持内周面１５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３０を安定して前記アーム保持溝１３に固定させるためのものである。また、アーム部３２の先端の両隅部３８は、前記プラグ本体１０の内周面１２の傾斜内周面１４に強接し、前記板金バルブ爪３０が安定的に固定されている。さらに、前記アーム部３２の側部３９が内周面１２に当接し、板金バルブ爪３０の倒れを防止している。これらは上記第１実施形態だけでなく、他の実施形態にも同様な構成とすることができる。

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Ａ−Ａ線断面図である。該板金バルブ爪３０ａの特徴は、第１実施形態の板金バルブ爪３０のアーム部３２に補強構造を加えたことにある。スプリング係止部３１ａ、アーム部３２ａ、胴部３３ａ、ガイド穴３４ａ、屈曲部３６ａ、アーム先端部３７ａとから成る板金バルブ爪３０ａの全体の構成は、図２の板金バルブ爪３０と同様であるため説明を省略する。符号Ｗａはアーム先端部３７ａの幅であり、該アーム先端部３７ａにはＶ字型の切り込み（逃げ部）が設けられる。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。

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Ｂ−Ｂ線断面図である。該実施形態では、リブ３５ｂを屈曲部３６ｂまで延長して設けた点に特徴がある。スプリング係止部３１ｂ、アーム部３２ｂ、胴部３３ｂ、ガイド穴３４ｂ、屈曲部３６ｂ、アーム先端部３７ｂとから成る板金バルブ爪３０ｂの全体の構成は、図２の板金バルブ爪３０と同様であるため説明を省略する。符号Ｗｂはアーム先端部３７ｂの幅であり、該アーム先端部３７ｂにはＶ字型の切り込み（逃げ部）が設けられる。前記板金バルブ爪３０ｂには、前記胴部３３ｂから、アーム先端部３７ｂに渡って補強構造としてのリブ３５ｂが設けられる。該リブ３５ｂ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寄りに移行すると共に、さらに板金バルブ爪全体の強度を高めることができる。

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Ｃ−Ｃ線断面図である。該板金バルブ爪３０ｃの特徴は、第１実施形態の板金バルブ爪３０の胴部３３に補強構造を加えたことにある。スプリング係止部３１ｃ、アーム部３２ｃ、胴部３３ｃ、ガイド穴３４ｃ、屈曲部３６ｃ、アーム先端部３７ｃから成る板金バルブ爪３０ｃの全体の構成は、図２の板金バルブ爪３０と同様であるため説明を省略する。符号Ｗｃはアーム先端部３７ｃの幅であり、該アーム先端部３７ｃにはＶ字型の切り込み（逃げ部）が設けられる。前記補強構造は、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絞り部３５ｃから構成される。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高めることができる。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。さらに、該絞り部３５ｃ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。なお、上記絞り部３５ｃは、前記アーム部３２ｃを折り曲げる方向と反対の方向に設けられてもよい。

上記したように、本発明によれば、板金バルブ爪の強度を保ちながら、従来は３本あったアーム部を２本に減らしたので、流路抵抗を大幅に低減することができるようになる。また、アーム部先端の幅を広げたので、アーム部が２本であっても板金バルブの強度を保ち、管継手内部に安定的に結合することができるようになる。また、前記胴部と前記アーム部が成す内角の大きさは、前記板金バルブ爪を前記管継手に装着した際にほぼ９０°となるようにしたので、より流路抵抗を低減することができるようになる。また、板金バルブ爪のアーム部及び胴部に補強構造を設けたので、アーム部が２本であってもさらに強度の高い板金バルブ爪が得られるようになる。また、前記補強構造によれば、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。さらに、前記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増すことができるようになる。なお、上記実施形態の補強構造は、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。

本発明の第１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Ｏ−Ｏ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Ａ−Ａ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Ｂ−Ｂ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Ｃ−Ｃ線断面図である。 従来型の板金バルブ爪の正面図とＤ−Ｄ線断面図である。 第１実施形態に係る板金バルブ爪と従来型の板金バルブ爪の流路抵抗有効面積を比較した図である。

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、３０…板金バルブ爪、４０…スプリング、３１…スプリング係止部、３２…アーム部、３３…胴部、３４…ガイド穴、３７…アーム先端部

Claims (8)

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、
   前記アーム部の本数を２本とし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、
   前記アーム部の先端部の幅は、前記屈曲部の幅より広く形成されることを特徴とする板金バルブ爪。
3. 請求項１または２に記載の板金バルブ爪において、
   前記胴部と前記アーム部が成す内角の大きさは、前記板金バルブ爪を前記管継手に装着した際にほぼ９０°となることを特徴とする板金バルブ爪。
4. 請求項１ないし３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。
5. 請求項４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。
6. 請求項４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。
7. 請求項４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延ばした絞り部であることを特徴とする板金バルブ爪。
8. 請求項１ないし７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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