JP2006266470A

JP2006266470A - 逆止弁

Info

Publication number: JP2006266470A
Application number: JP2005089475A
Authority: JP
Inventors: Kenji Uemori; 健司上森
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2005-03-25
Filing date: 2005-03-25
Publication date: 2006-10-05

Abstract

【課題】逆止弁において、弁体と着座面との心ずれを抑制する。
【解決手段】逆止弁１において、環状の着座面９より上流側に着座面９と略同心の流体通路１０（円管状部分８）を形成する一方、弁体４に、流体通路１０内に挿入される挿入部２５を設け、流体通路１０によって挿入部２５を案内することにより弁体４を着座面９に対して調心するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体通路に設けられる逆止弁に関する。

従来より種々の逆止弁が提案されている。特許文献１は、その一例としての逆止弁を開示する。

上記公報の逆止弁は、弁体の着座面より下流側の部分に棒状部分を設け、この棒状部分を逆止弁の固定部分に設けた貫通孔に摺動自在に挿入することで、弁体の首振り運動を抑制して異音の低減を図るものである。
特開平２−１９０６８１号公報

この種の逆止弁では、製造した後に出荷検査等の検査を行う場合、特に、使用する流体体が燃料やオイル等の液体である場合には、取り扱いが容易なエア（空気、窒素等）を用いてシール検査を行う場合があるが、エアは液体より漏れやすく、また液体ほどシール部材と着座面との滑りが期待できないため、エアによるシール検査では、液体では生じない弁体の着座面に対するオフセットによるリークが生じてシール不良と判定される場合があり、本来は問題のない加工精度を確保できているにも拘わらず歩留まりが低下することがあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、逆止弁において、弁体と着座面との心ずれを抑制することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、逆止弁において、環状の着座面より上流側に当該着座面と略同心の流体通路を形成する一方、弁体に、当該流体通路内に挿入される挿入部を設け、流体通路によって挿入部を案内することにより弁体を着座面に対して調心するようにしたことを趣旨とする。

また、請求項２の発明は、上記請求項１の発明において、逆止弁の固定部分のうち上記着座面より下流側となる部分に当該着座面と略同心のガイド孔を設ける一方、弁体に、挿入部の反対側で当該ガイド孔に挿入される下流側挿入部を設け、ガイド孔によって下流側挿入部を案内するようにした構成としている。

また、請求項３の発明は、上記請求項１または２の発明において、上記弁体の流体通流状態での開弁リフト量を、閉弁状態で挿入部が流体通路内に挿入される長さより大きくした構成としている。

請求項１の発明によれば、上記流体通路によって挿入部を案内することにより弁体が着座面に対してより精度良く調心されるため、逆止弁のシール性を向上できるとともに、液体用の逆止弁に対してエアによるシール検査を行う場合でも、上記オフセットによる検査不合格品が少なくなる。

請求項２の発明によれば、上記ガイド孔によって下流側挿入部を案内することにより、当該ガイド孔を設けない場合に比べて、弁体を着座面に調心しやすくなり、上記請求項１による効果が得られやすくなる。

請求項３の発明によれば、開弁状態において弁体が流体通路から抜け出すことになるため、弁体の開弁部分における流体の圧力損失をより低く抑えることができる。

以下、本発明を具現化した実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態にかかる逆止弁の軸に沿った断面の図であって、閉弁状態を示す図、図２は、逆止弁の軸に沿った断面図であって、開弁状態を示す図である。なお、本実施形態では、燃料等の液体の通路に設けられる逆止弁を開示する。

本実施形態にかかる逆止弁１は、ケーシング２、弁体４、ケーシング２内で弁体４を可動支持する支持部材３、および、弁体４を閉弁方向に付勢する付勢部材としてのコイルスプリング５を備えている。

ケーシング２には、相互に略同心で直径が異なる三段の円管状部分６，７，８が形成されている。このうち、最も小径の円管状部分８が着座部分より手前の上流側の流体通路（導入通路）１０を形成し、より大径の円管状部分７が弁体収容室１１を形成している。また、最も下流側に位置する最大径の円管状部分６には、支持部材３が嵌挿される。そして、円管状部分６の流体通路１０の反対側の端部には、流体の流出通路としての開口部１２が形成される。

支持部材３は、上流側に向けて細くなる基体部１６と、この基体部１６から下流側に伸びる複数の脚部１５とを備えている。本実施形態では、この基体部１６には、円管状部分６に内接しながらその軸方向下流側に伸びる三つの脚部１５が、周方向１２０°間隔で突設されており、これら複数の脚部１５間の間隙２１（基体部１６とリング部２０との間の開口部１９）、および脚部１５の内壁面１７によって囲まれる空間２２が、弁体収容室１１と開口部１２とを結ぶ流体の通路となっている。また、これら複数の脚部１５の下流側の端部は、リング部２０によって相互に結合されている。そして、このリング部２０を径方向外側に僅かに張り出させて、円管状部分６より下流側に形成された段差部１４に係合させるとともに、ケーシング２の開口部１２周囲の端部１３を加締めることで、支持部材３をケーシング２に固定している。また、基体部１６には、脚部１５の外周部と略同心の貫通孔１８が形成されている。

弁体４は、略円柱状の弁部２３を備えている。弁部２３の下流側には、軸方向に向けて伸びる細長い略円柱状の下流側挿入部２４が突設されている。この下流側挿入部２４は、貫通孔１８内に摺動自在に挿入される。よって、本実施形態では、この貫通孔１８が本発明のガイド孔に相当する。一方、弁部２３の上流側には、軸方向に向けて伸びる略円柱状の挿入部２５が突設されている。この挿入部２５は、流体通路としての円管状部分８に摺動自在に挿入される。そして、これら下流側挿入部２４および上流側の挿入部２５は、相互に略同心となるように設けられる。

ここで、本実施形態では、挿入部２５と円管状部分８（流体通路１０の内壁面）との径方向の間隙（クリアランス）を、下流側挿入部２４と貫通孔１８との径方向の間隙より小さくするとともに、挿入部２５の円管状部分８への挿入長を、下流側挿入部２４の貫通孔１８内への挿入長より短くしている。このように、上流側のクリアランスを小さくすることで、上流側において挿入部２５と円管状部分８とをより精度良く調心させることができる上、下流側のクリアランスを大きくすることによって、下流側挿入部２４と挿入部２５との軸心のオフセット（加工誤差）を吸収して、弁体４の動作性ならびに組付性の向上を図ることができる。また、上流側の挿入長を短くすることで、挿入部２５と円管状部分８との摩擦抵抗（フリクション）を小さくして、弁体４の動作応答性をより向上させることができる。

弁部２３と挿入部２５との境界に形成される円環状の隅部２７には、円環状のシール部材２８が固着されている。このシール部材２８は、この隅部２７に樹脂やゴムを焼き付けることで形成されている。なお、シール部材２８の外周は、球面状に形成してある。

そして、本実施形態では、流体通路１０が弁体収容室１１に臨む開口端（すなわち円管状部分８の円環状の開口縁）を面取りして、流体通路１０と略同心で、その内径が上流側に向けて徐々に小さくなるように傾斜する着座面９が形成されている。この着座面９に球面状のシール部材２８が面接触して、この逆止弁１における閉弁時のシールが確保される。

ここで、挿入部２５は、図１に示すように、閉弁状態では円管状部分８に挿入されるが、図２に示すように、液体流通時の開弁状態では円管状部分８からほぼ完全に抜け出して、圧力損失（流通抵抗）が大きくならないようにしている。このために、本実施形態では、弁体４の流体通流状態での開弁リフト量（最大変位長）を、閉弁状態で挿入部２５が円管状部分８内に挿入される長さ（挿入長）より大きくしてある。

また、挿入部２５の先端縁２６（角部）は丸めてあり、この先端縁２６が着座面９に当接した場合に滑りやすくするとともに、着座面９が損傷するのを抑制している。

コイルスプリング５は、弁部２３の外周縁に形成された環状の座面２９と、支持部材３の脚部１５上端部に形成された環状の座面３０との間で狭持されており、逆止弁１の固定部分としての支持部材３に対して、可動部分としての弁体４を、上流側、すなわち閉弁方向に向けて付勢している。なお、本実施形態では、コイルスプリング５の弁体４側の端部については部分的に先細形状となるように巻回させ、弁体４の外径を円管状部分７の内径に対して十分に細くしながら、コイルスプリング５の外周を円管状部分７の内周に当接させてガイドさせている。すなわち、弁体収容室１１の内壁面（円管状部分７）をコイルスプリング５のガイドとして利用することで、別途ガイドを形成することなく、コイルスプリング５、ひいては弁体４の側方変位の規制を図っている。

上記構成の逆止弁１では、弁体４（閉弁時には弁部２３；特に挿入部２５）に上流側から液体の圧力が作用して、その加圧による押圧力がコイルスプリング５による閉弁方向への付勢力を上回ると、弁部２３のシール部材２８が着座面９から離座して弁体４が開弁する（図２）。このとき、液体は、流体通路１０から、着座面９と弁体４との間を経由して弁体収容室１１内に進入し、さらに、間隙２１、開口部１９、および空間２２を経由して、開口部１２から下流側に流出する。このように、上流側の液体の圧力が高くなると、弁体４が開弁して流体通路が開放され、液体が上流側から下流側に流れる。なお、本実施形態では、通常の流量範囲内の下限値でも、図２に示すように、弁体４のリフト量が最大となるように設定してある。

一方、弁体４の下流側の液体の圧力が高くなると、弁体４は、その液体による加圧力とコイルスプリング５による付勢力によって閉弁方向に押される。このとき、逆止弁１の可動部分としての弁体４の軸心と、固定部分としてのケーシング２（円管状部分６，７，８）の軸心とが、僅かにオフセットしていると、着座面９に先端縁２６が当接することになるが、上述したように、本実施形態では先端縁２６を丸めてあり、かつ着座面９を軸方向に対して傾斜させているため、この先端縁２６は引っ掛かることなく着座面９を滑り、弁体４の挿入部２５が流体通路１０内に案内されて進入して、シール部材２８が着座面９に当接して着座する。よって、かかる構成により、挿入部２５と流体通路１０との軸心を近付けながら、当該挿入部２５を流体通路１０の奥まで案内することができ、弁体４をより正しい位置により正しい姿勢で着座させることができるようになる。したがって、下流側の液体の圧力が高くなると、弁体４が閉弁して流体通路が閉塞され、液体が上流側に逆流するのが抑制される。

また、逆止弁１の組立直後など、液体が存在せず、弁体４に流体加圧力が作用しない状態では、弁体４は、コイルスプリング５のみによって閉弁方向に押される。このとき、逆止弁１の可動部分としての弁体４の軸心と、固定部分としてのケーシング２（円管状部分６，７，８）の軸心とが、僅かにオフセットしていると、着座面９に先端縁２６が当接することになるが、この場合も、本実施形態では先端縁２６が丸めてあり、かつ着座面９を軸方向に対して傾斜させているため、この先端縁２６は引っ掛かることなく着座面９を滑り、弁体４の挿入部２５が流体通路１０内に案内されて進入して、シール部材２８が着座面９に当接して着座する。よって、かかる構成により、挿入部２５と流体通路１０との軸心を近付けながら、当該挿入部２５を流体通路１０の奥まで案内することができ、弁体４をより正しい位置により正しい姿勢で着座させることができるようになる。したがって、液体が存在しない場合でも、弁体４（シール部材２８）と着座面９とのシールが確保される確率が高くなり、エアによってシール検査を行った場合でも不合格品の割合が低減することになる。

以上の本実施形態によれば、環状の着座面９より上流側に着座面９と略同心の流体通路１０（円管状部分８）を形成する一方、弁体４に、流体通路１０内に挿入される挿入部２５を設け、流体通路１０によって挿入部２５を案内することにより弁体４を着座面９に対して調心するようにしたため、弁体４が着座面９に対してより精度良く調心されて、逆止弁１のシール性を向上できるとともに、液体用の逆止弁１に対してエアによるシール検査を実施する場合でも、弁体４と着座面９との軸心のオフセットによる検査不合格品が少なくなるという効果が得られる。

また、本実施形態によれば、逆止弁１の固定部分のうち着座面９より下流側となる支持部材３に着座面９と略同心のガイド孔としての貫通孔１８を設ける一方、弁体４に、挿入部２５の反対側で貫通孔１８に挿入される下流側挿入部２４を設け、貫通孔１８によって下流側挿入部２４を案内するようにしたため、開弁状態でも弁体４を調心することができるようになり、もって、閉弁時に弁体４を着座面９に調心しやすくなって、逆止弁１のシール性をさらに向上できる。また、液体用の逆止弁１に対してエアによるシール検査を実施する場合には、弁体４と着座面９との軸心のオフセットによる検査不合格品がさらに少なくなる。また、弁体４の両側に摺動部が形成される分、上流側のみで案内される場合に比べて弁体４の傾きが小さくなって動きがよりスムーズになり、開弁および閉弁の応答性を向上することができるという利点もある。

また、本実施形態によれば、弁体４の流体通流状態での開弁リフト量を、閉弁状態で挿入部２５が流体通路１０内に挿入される長さより大きくして、流体通流状態では弁体４が流体通路１０（円管状部分８）から抜け出すようにしたため、開弁部分における液体の圧力損失（流通抵抗）をより低く抑えることができる。

また、本実施形態によれば、上流側の流体通路１０を円形断面の通路とし、流体通路１０が弁体を収容する弁体収容室に臨む開口端を面取りして、テーパ状の着座面９を形成したため、テーパ状の着座面９によって上流側の挿入部２５を流体通路１０の軸心方向に案内することができ、弁体４をより一層着座面９に調心させやすくなる。

また、本実施形態によれば、挿入部２５と円管状部分８（流体通路１０の内面）との径方向の間隙（クリアランス）を、下流側挿入部２４と貫通孔１８との径方向の間隙より小さくしたため、上流側において挿入部２５と円管状部分８とをより精度良く調心させることができる上、下流側挿入部２４と貫通孔１８との径方向の間隙によって、下流側挿入部２４と挿入部２５との軸心のオフセットを吸収して、弁体４の動作性ならびに組付性の向上を図ることができる。

また、本実施形態によれば、挿入部２５の円管状部分８への挿入長を、下流側挿入部２４の貫通孔１８内への挿入長より短くすることで、挿入部２５と円管状部分８との摩擦抵抗（フリクション）を小さくして、弁体４の動作応答性をより向上させることができる。

なお、本発明は、次のような別の実施形態に具現化することができる。以下の別の実施形態でも上記実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。

（１）上記実施形態では、作動流体を液体としたが、気体としてもよい。

（２）また、挿入部の表面には、適宜軸方向に伸びる凹部を形成するなどにより、弁体と流体通路との摺動面積を減らして、フリクションの低減を図るのが好適である。

また、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。

（イ）請求項２に記載の逆止弁では、挿入部と流体通路の内面との径方向の間隙（クリアランス）を下流側挿入部とガイド孔との径方向の間隙より小さくするのが好適である。

こうすれば、上流側において挿入部と流体通路とをより精度良く調心させることができる上、下流側挿入部とガイド孔との径方向の間隙によって、下流側挿入部と挿入部との軸心のオフセットを吸収して、弁体の動作性ならびに組付性の向上を図ることができる。

（ロ）請求項２に記載の逆止弁では、挿入部の流体通路内への挿入長を、下流側挿入部のガイド孔内への挿入長より短くするのが好適である。

こうすれば、挿入部と円管状部分との摩擦抵抗（フリクション）を小さくして、弁体の動作応答性をより向上させることができる。

（ハ）請求項１〜３、上記（イ）、（ロ）に記載の逆止弁では、上流側の流体通路を円形断面の通路とし、流体通路が弁体を収容する弁体収容室に臨む開口端を面取りして着座面を形成するのが好適である。

こうすれば、弁体の軸心が着座面の軸心からずれていた場合でも、弁体の先端部を着座面に当接させることで、弁体を軸心方向に移動させながら流体通路の奥側に進入させて着座させることができ、シール性をより向上することができる。

本発明の実施形態にかかる逆止弁の軸に沿った断面の図であって、閉弁状態を示す図。本発明の実施形態にかかる逆止弁の軸に沿った断面の図であって、開弁状態を示す図。

符号の説明

１逆止弁
４弁体
９着座面
１０流体通路
１１弁体収容室
１８貫通孔（ガイド孔）
２４下流側挿入部
２５挿入部

Claims

上流側から作用する圧力によって開弁し、かつ下流側から作用する圧力によって閉弁する弁体を備えた逆止弁において、
弁体に、環状の着座面より上流側の当該着座面と略同心の流体通路内に挿入される挿入部を設け、当該挿入部を流体通路内に案内することにより弁体を着座面に調心するようにしたことを特徴とする逆止弁。
逆止弁の固定部分のうち前記着座面より下流側となる部分に当該着座面と略同心のガイド孔を設ける一方、弁体に、挿入部の反対側で当該ガイド孔に挿入される下流側挿入部を設け、ガイド孔によって下流側挿入部を案内するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の逆止弁。
前記弁体の流体通流状態での開弁リフト量を、閉弁状態で挿入部が流体通路内に挿入される長さより大きくしたことを特徴とする請求項１または２に記載の逆止弁。