JP2006322562A - 逆止弁 - Google Patents

Abstract

【課題】
弁室内にコイルスプリングを設けることなく弁体を弁座側へ付勢できるようにして洗浄性を向上させると共に、加工精度が低くても確実に逆流防止することができるようにして製造コストを大幅に低減させる。
【解決手段】
弁室（４）の入口（５Ａ）側に形成された弁座（６）に対して所定圧力で付勢される弁体（７）が設けられ、出口（５Ｂ）から入口（５Ａ）への逆流が阻止される逆止弁（１）において、弁体（７）を磁性体で形成し、入口（５Ａ）側には弁体（７）を磁力により付勢する磁石（１０）を設け、入口（５Ａ）に可撓性を有する樹脂製パイプ（２Ａ）を接続して、その先端開口部（１１）を磁石（１０）により付勢された弁体（７）と密着する位置に弁座（６）として配した。
【選択図】図１

Description

本発明は、流路の上流から下流への正方向にのみ流体を流し、下流から上流への逆方向の流れを阻止する逆止弁に関する。

流体機械においては、流路中の逆流防止が必要な部分に逆止弁を介装するのが一般的である。
図３はこのような従来の逆止弁を示すもので、逆止弁３１は、入口３２Ａから出口３２Ｂへ向かう流体が流れる弁室３３内に弁体３４が設けられ、その弁体３４を入口３２Ａ側に形成された弁座３５に対して所定圧力で付勢するコイルスプリング３６が配されて、出口３２Ｂから入口３２Ａへの逆流が阻止されるようになされている。
特開２００３−３１４７１９公報

ところで、空気圧機器や油圧機器において、その作動流体となる空気や油を送給する流路内に介装される逆止弁は洗浄性が重視されることはないが、塗装ラインの塗料流路に介装される逆止弁は、粘性の高い塗料がスプリング３６に付着して固化し易く、故障の原因となったり、これが剥がれてブツと称する塗装不良を生じやすいため、洗浄液を供給しただけで残存塗料が除去される洗浄性が要求される。

しかしながら、従来の構造では、スプリング３６のコイル間に形成される小さな隙間に塗料が付着した場合に、大量の洗浄液を長時間供給しなければきれいに洗浄することができないという問題がある。
特に最近では、環境問題から有機溶媒系塗料に替えて、主剤と硬化剤を混合して供給する水性２液混合型塗料が用いられるようになってきており、従来よりも短時間で固化するため故障の原因となりやすく、洗浄性の向上が望まれている。

一方、逆止弁３１は、弁体３４が弁座３５に隙間なく密着することにより逆流を阻止する構造となっているため、隙間が形成されないように弁座３５を弁体３４に形状に合わせて高精度で加工しなければならず、製造コストが嵩む。
また、精度良く加工されていても、逆止弁３１の開閉に伴い弁体３４と弁座３５が衝突を繰り返すため、経時的に双方が磨耗して隙間ができてしまいリークを生ずる。
このため、一定期間使用したときに逆止弁３１を交換しなければならず、塗装ライン全体で使用している逆止弁３１の数も多いことから、メンテナンスに要する費用が嵩むという問題があった。

そこで本発明は、弁室内にコイルスプリングを設けることなく弁体を弁座側へ付勢できるようにして洗浄性を向上させ、加工精度が低くても確実に逆流防止することができるようにして製造コストを大幅に低減させるだけでなく、弁体及び弁座が磨耗し難く、弁体と弁座との間に隙間ができたときでも全体を交換する必要のない逆止弁を提供することを技術的課題としている。

この課題を解決するために、本発明は、弁室の入口側に形成された弁座に対して所定圧力で付勢される弁体が設けられ、出口から入口への逆流が阻止される逆止弁において、前記弁体が磁性体で形成され、入口側には弁体を磁力により付勢する磁石が設けられ、前記入口に可撓性を有する樹脂製パイプが接続されると共に、その先端開口部が、前記磁石により付勢された弁体と密着する位置に弁座として配されたことを特徴としている。

本発明の逆止弁によれば、磁性体で形成された弁体が磁石により入口側に付勢されるので、入口側に流体圧力が作用しないときは弁体が弁座に密着されて逆流が阻止される。
そして、その磁力より大きな流体圧力が入口側に作用すると、弁体が磁力に抗して弁座から離れるように圧し動かされるので、入口から出口に向って弁室内を流体が流れる。
弁室内にはスプリングが設けられていないので、塗料のような粘性の高い流体を流すときでも、塗料が付着しにくく、洗浄時には弁室内に残存する塗料を短時間で除去できる。

また、可撓性を有する樹脂パイプが入口に接続され、その先端開口部を弁座として用いているので、弁体が磁力により弁座に圧し当てられたときに、先端開口部が弁体の形状に撓んで密着し逆流を阻止することができる。
したがって、弁体の形状に応じて高精度で弁座を形成する必要がないので、製造コストを低減することができると同時に、弁体が弁座に当っても磨耗することがなく、万一弁座が劣化した場合でも樹脂製パイプの先端を切り落として継ぎ直せば再使用可能である。

本例では、逆止弁の洗浄性を向上させるという目的を、弁体を付勢するコイルスプリングをなくすことにより達成した。
また、高精度で弁座を加工することなく確実に逆流阻止でき、可能で製造コストを大幅に低減させ、弁体及び弁座が磨耗し難くするという目的を、入口に接続される樹脂パイプの先端開口部を弁座とすることにより達成した。
さらに、メンテナンスコストを低減する目的を達成するために、逆止弁全体を交換することなく弁座部分のみを交換可能とすることにより達成した。

図１は本発明に係る逆止弁を示す説明図、図２は他の実施形態を示す説明図である。

図１に示す逆止弁１は、可撓性を有する樹脂性パイプであるテフロンチューブ（テフロンは登録商標）２Ａ及び２Ｂの接続部に介装されるもので、ケーシング３に弁室４が形成され、弁室４の入口５Ａに形成された弁座６に対して所定圧力で付勢される弁体７が設けられ、出口５Ｂから入口５Ａへの逆流が阻止されるようになされている。
逆止弁１のケーシング３は、アルミ、デルリン（ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ））などの非磁性材料で形成されている。
また、弁室４が入口５Ａ側及び出口５Ｂ側に半割形成されるように入口側半体８Ａと出口側半体８Ｂに２分割されており、互いに螺合されて内側が略球殻内面状の弁室４が形成されるようになされている。
そして、弁室４の出口５Ｂ側内面には、入口５Ａから流体が流入したときに、弁体７が出口５Ｂを塞がないようにその流路を確保するリブ９が形成されている。

弁体７は磁性体で形成され、本例では球状磁性体の表面にプラスチックが被覆されて球状に形成されている。
そして、ケーシング３の入口側半体８Ａには弁体７を磁力により付勢する環状の永久磁石１０がテフロンチューブ２Ａを囲むように設けられており、本例では、クラッキング圧０.４ｋｇｆ／ｃｍ^２，吸着力６０ｇｆとなるような永久磁石１０が使用されている。
また、この永久磁石１０は、磁力にムラがある場合でも弁座６位置において弁体７に対して磁力が均一にかかるように、弁座６から所定距離はなれた位置に配されている。

また、入口５Ａに接続されたテフロンチューブ２Ａは、その先端開口部１１が、磁石１０により付勢された弁体７と密着する位置に弁座６として配されている。
本例では、テフロンチューブ２Ａの先端開口部１１の内径部が、弁体７と接するように弁室４内に露出され、具体的には、先端開口部１１が弁室４の内周面より若干内側に突出するように配されている。

なお、入口５Ａ及び出口５Ｂには、夫々のテフロンチューブ２Ａ及び２Ｂの周面に食い込む抜出防止用の環状ツメ１２が雄ねじナット１３Ａ及び袋ナット１３Ｂにより固定されている。
このツメ１２は、中央にテフロンチューブ２Ａ及び２Ｂの挿通孔が形成されたディスク状に形成され、その挿通孔は表側から裏側に向って内径が徐々に細くなるテーパ孔に形成されて、その最小内径がテフロンチューブ２Ａ及び２Ｂの外径より僅かに小さく形成されると共に、裏面側開口部が鋭角状に形成されてテフロンチューブ２Ａ及び２Ｂの周面に食い込むようになっている。
また、入口５Ａ及び出口５Ｂの内周面にテフロンチューブ２Ａ及び２Ｂとの隙間を気密に塞ぐＯリング１４が設けられ、各半体８Ａ及び８Ｂの摺接面にはその隙間を塞ぐＯリング１５が設けられている。

以上が本発明の一例構成であって、次にその作用について説明する。
まず、テフロンチューブ２Ａ及び２Ｂの端面を径方向に直角に切り落とし、その先端を雄ねじナット１３Ａ及び袋ナット１３Ｂに挿通した後、環状ツメ１２が配された入口５Ａ及び出口５Ｂに差し込み、各ナット１３Ａ及び１３Ｂを締め付けて固定する。
このとき、入口５Ａ側のテフロンチューブ２Ａは、その先端開口部１１が、弁室４の内周面より若干内側に突出されて、弁体７と密着する弁座６として機能する位置に配されている。
そして、このようにテフロンチューブ２Ａ及び２Ｂを接続した入口用半体８Ａ及び出口用半体８Ｂの弁室４内に弁体７を入れて、各半体８Ａ及び８Ｂ同士を螺合させて、逆止弁１が組み立てられる。

そして、入口５Ａ側に流体圧力が作用しないときは、弁体７は、磁石１０の磁力により弁座６となるテフロンチューブ２Ａの先端開口部１１に押し付けられる。テフロンチューブ２Ａは可撓性を有するので、弁体が磁力により弁座６に圧し当てられたときに、先端開口部１１が弁体７の形状に撓んで密着され、出口５Ｂから入口５Ａに向かう流体圧が作用しても逆流を確実に防止できる。
このように、弁座６となる先端開口部１１が弁体７の形状に撓むので、弁座６を弁体７の形状に応じて高精度で形成する必要がなく、製造コストを低減することができると同時に、弁体７が弁座６に当っても磨耗することがなく、また、弁座６となる先端開口部１１が劣化した場合でもテフロンチューブ２Ａの先端を切り落として継ぎ直せば逆止弁１を交換することなく再使用することができる。

そして、磁石１０のクラッキング圧よりも大きな流体圧力が入口５Ａ側に作用すると、弁体７が磁力に抗して弁座６から離れるように圧し動かされるので、入口５Ａから出口５Ｂに向って弁室４内を流体が流れる。
このとき、弁室４内にはスプリングが設けられていないので、塗料のような粘性の高い流体を流すときでも、塗料が弁室４内で滞留したり付着したりしにくく、洗浄時には弁室４内に洗浄液を流すだけで残存塗料除去することができ、少量の洗浄液により短時間で洗浄可能である。
さらに、各半体８Ａ及び８Ｂを分解することにより、弁室４を開くことができるので、必要に応じて弁室４内まで洗浄可能である。

図２は本発明の他の実施形態を示す。なお、図１と共通する部分は同一符号を付して詳細説明を省略する。
本例の逆止弁２１は、より簡単な構成でシール性を向上させると共に、部品点数を少なくし、さらに、テフロンチューブ２Ａ及び２Ｂをケーシング２２に確実に連結できるようにしてその結合強度を向上させたものである。

すなわち、ケーシング２２は、弁室４となる流路の両側に入口５Ａ及び出口５Ｂが形成されている。
入口５Ａ及び出口５Ｂには、先端開口部１１をフレア加工により傘状に押し広げたテフロンチューブ２Ａ及び２Ｂが挿入されて、雄ねじナット２３Ａ及び２３Ｂにより固定されている。

入口５Ａ及び出口５Ｂは、弁室４の内径より大きく、且つ、フレア加工された先端開口部１１の外径寸法に略等しく形成されると共に、雄ねじナット２３Ａ及び２３Ｂの内径がテフロンチューブ２Ａ及び２Ｂの外径寸法に略等しく形成されている。
また、入口側テフロンチューブに外装される環状の永久磁石１０もその外径及び内径が雄ねじナット２３Ａとほぼ等しく形成されている。

これによれば、入口側テフロンチューブ２Ａに予め雄ねじナット２３Ａ及び永久磁石１０を外装させ、出口側テフロンチューブ２Ｂに予め雄ねじナット２３Ｂを外装させて、夫々の先端開口部１１にフレア加工を施すと、その先端開口部１１は図２の出口側テフロンチューブ２Ｂに示すように、傘状に広がる。

この状態で、各チューブ２Ａ及び２Ｂを入口５Ａ及び出口５Ｂに差し込み、雄ねじナット２３Ａ及び２３Ｂを締め付けていくと、入口側チューブ２Ａはフレア加工された先端開口部１１のフランジ部分１１ｆがケーシング２２と磁石１０の間に挟まれて固定され、出口側チューブ２Ｂはフレア加工された先端開口部１１のフランジ部分１１ｆがケーシング２２とナット２３Ｂの間に挟まれて確りと気密に固定される。

このとき、各チューブ２Ａ及び２Ｂの先端開口部１１が拡がるコーナ部分内側１１ｃが弁室４に露出され、磁石１０により付勢された弁体７と密着する位置に弁座６として配される。

そして、入口５Ａ側に流体圧力が作用しないときは、弁体７は、磁石１０の磁力により弁座６となるテフロンチューブ２Ａの先端開口部１１に押し付けられる。テフロンチューブ２Ａは可撓性を有するので、弁体７が磁力により弁座６に圧し当てられたときに、先端開口部１１のコーナ部分内側１１ｃが弁体７の形状に凹んで弁体７に密着され、出口５Ｂから入口５Ａに向かう流体圧が作用しても逆流を確実に防止できる。

このように、弁座６となる先端開口部１１が弁体７の形状に撓むので、弁座６を弁体７の形状に応じて高精度で形成する必要がなく、製造コストを低減することができると同時に、弁体７が弁座６に当っても磨耗することがなく、また、弁座６となる先端開口部１１が劣化した場合でもテフロンチューブ２Ａの先端を切り落としてフレア加工をし直せば逆止弁１を交換することなく再使用することができる。

そして、磁石１０のクラッキング圧よりも大きな流体圧力が入口５Ａ側に作用すると、弁体７が磁力に抗して弁座６から離れるように圧し動かされるので、入口５Ａから出口５Ｂに向って弁室４内を流体が流れる。
このとき、弁室４内にはスプリングが設けられていないので、塗料のような粘性の高い流体を流すときでも、塗料が弁室４内で滞留したり付着したりしにくく、洗浄時には弁室４内に洗浄液を流すだけで残存塗料除去することができ、少量の洗浄液により短時間で洗浄可能である。

さらに、本例では、テフロンチューブ２Ａ及び２Ｂを雄ねじナット２３Ａ及び２３Ｂの締付力により挟んで固定しているので、抜止防止用のツメを使用したりＯリングを使用するまでもなく各チューブ２Ａ及び２Ｂとケーシング２２を強固に且つ気密に接続することができる。
また、ケーシング２２も入口側と出口側に分割することなく、円管状の一部材で形成することができるので、部品点数が少なく、製造コストも一層低減することができる。

なお、いずれの実施例でも、入口５Ａに接続される樹脂製パイプはテフロンチューブ２Ａに限らず、可撓性を有するものであればナイロンチューブなど任意の樹脂製パイプを使用することができる。
また、永久磁石１０も環状に限るものではなく、所定形状の磁石を樹脂製パイプの周囲に同心状に配する場合であっても良い。

以上述べたように、本発明は、各種流体機械に用いられる逆止弁に適用することができ、特に、塗装機械のように粘性の高い流体を供給すると共に洗浄性の重視される流路に介装される逆止弁に用いて好適である。

本発明に係る逆止弁の一例を示す説明図。 他の実施形態を示す説明図。 従来装置を示す断面図。

符号の説明

１ 逆止弁
２Ａ、２Ｂ テフロンチューブ（樹脂製パイプ）
４ 弁室
５Ａ 入口
５Ｂ 出口
６ 弁座
７ 弁体
１０ 永久磁石
１１ 先端開口部

Claims (6)

1. 弁室の入口側に形成された弁座に対して所定圧力で付勢される弁体が設けられ、出口から入口への逆流が阻止される逆止弁において、前記弁体が磁性体で形成され、入口側には弁体を磁力により付勢する磁石が設けられ、前記入口に可撓性を有する樹脂製パイプが接続されると共に、その先端開口部が、前記磁石により付勢された弁体と密着する位置に弁座として配されたことを特徴とする逆止弁。
2. 前記入口の周囲に、樹脂製パイプを囲む環状磁石が配されると共に、樹脂製パイプの周面に食い込む抜出防止用の環状ツメが設けられて成る請求項１記載の逆止弁。
3. 弁室が、入口側と出口側に半割形成されると共に、その内側が略球殻内面状に形成されると共に、弁体が球形に形成されて成る請求項１記載の逆止弁。
4. 樹脂製パイプの先端開口部がフレア加工により押し広げられて、弁座に形成されてなる請求項１記載の逆止弁。
5. 前記磁石が樹脂製パイプの周囲に同心状に配されて成る請求項１記載の逆止弁。
6. 前記磁石が弁座から離れた位置に配されて成る請求項１記載の逆止弁。
   

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