JP2009281496A - スイング式逆止弁 - Google Patents

Abstract

【課題】弁の閉成時に弁体と弁座面との当接面に作用する圧力を均一にして、弁体と弁座面との隙間からの水漏れを防止するスイング式逆止弁を提供する。
【解決手段】本発明のスイング式逆止弁１１では、弁箱１２に、水の流入用流路Ｐ１と、流出用流路Ｐ２と、これらの２つの流路Ｐ１，Ｐ２に連通される弁室Ｒが設けられ、この弁室Ｒ内に設けられた支軸Ｓにアーム１５を介して揺動可能に支持された弁体１３が流入用流路Ｐ１の弁室Ｒ側開口Ｈ周囲に設けられた弁座面Ｂに接離可能とされ、弁座面Ｂを弁室Ｒ側の円形開口Ｈ周囲に形成された環状の逆テーパー面としかつ弁体１３の弁座面Ｂ側表面形状が球面形状を呈している。
【選択図】図４

Description

スイング式逆止弁に関する。

従来から、スイング式逆止弁が知られている（特許文献１等参照）。

図１（ａ）において、符号１は本従来例のスイング式逆止弁であり、スイング式逆止弁１は、弁箱本体２Ａと蓋体２Ｂとからなる硬質塩化ビニル樹脂製の弁箱２と、弁体３とを有している。

図１（ｂ）に示すように、弁箱本体２Ａには、水の流入用流路Ｐ１と、流出用流路Ｐ２とが形成されており、これらの２つの流路Ｐ１，Ｐ２に連通される弁室Ｒがこれらの間に形成されている。

流入用流路Ｐ１の流入側開口部および流出用流路Ｐ２の流出側開口部には、水道管接合用のフランジ部Ｆ１，Ｆ２がそれぞれ形成されている。

フランジＦ１，Ｆ２には、それぞれ接合用フランジ付きの水道管がボルト・ナットによって接続可能となっている。

流入用流路Ｐ１の弁室Ｒ側開口Ｈの周囲には、弁の閉成時に弁体３が当接する弁座面Ｂが形成されている。

本従来例では、弁座面Ｂは環状の平坦面となっている。

弁体３は、弁室Ｒ内に設けられた支軸Ｓにアーム５を介して流路方向に揺動可能に支持されており、弁座面Ｂに接離可能となっている。

図２（ａ），図２（ｂ）に示すように、弁体３は、リング状のパッキングＰと、軸対称形状の弁体本体３Ａと、略ボルト形状のパッキング押え３Ｂとによって構成されている。

パッキン押さえ３Ｂは頭部３Ｂａとボルト部３Ｂｂとを有しており、頭部３Ｂａは押さえ部３Ｂｃと止水部３Ｂｄとを有している。この止水部３Ｂｄには止水用のＯリングが外嵌されている。

図２（ｂ），図２（ｃ）に示すように、パッキングＰはリング形状を呈しており、パッキングＰの弁座面Ｂと当接する側には、環状の止水リブＰａが形成されている。

図２（ｂ）に示すように、弁体本体３Ａには、弁座面Ｂと当接する側の端部外周部にパッキングＰが嵌合される環状の嵌合凹部３Ａａと、弁体本体３Ａの中央部を貫通する貫通孔３Ａｂと、アーム５に嵌合されるアーム接続部３Ａｃとが形成されている。

そして、嵌合凹部３ＡａにパッキングＰを嵌合させ、パッキングＰ側からパッキン押さえ３Ｂを弁体本体３Ａに貫通させ、アーム５の弁体支持部５ａをアーム接続部３Ａｃに外嵌させ、ボルト部３Ｂｂの先端にワッシャＷとナットＮとを取り付けることによって、弁体３は組み立てられている。

パッキング押さえ３Ｂのボルト部３Ｂｂ先端にワッシャＷを介してナットＮを取り付けて締め付けることにより、パッキングＰがパッキング押さえ３Ｂの押さえ部３Ｂｃと弁体本体３Ａの嵌合凹部３Ａａとの間に挟持されると同時に弁体本体３Ａにアーム５が取り付けられる。

流路Ｐ１から流路Ｐ２に向かって水が流れるときには、図３（ａ）に示すように、弁体３は流水圧力によって流路Ｐ２側に押され、スイング式逆止弁１は開成状態となる。

弁体３は、支軸Ｓを中心に、弁体３の弁座面Ｂとは反対側の端部が蓋体２Ｂの下部に形成されたストッパー６に突き当たるまで回動可能となっている。

また、流路Ｐ１から流路Ｐ２に向かう水流が停止するか、または、水が流路Ｐ２から流路Ｐ１に向かって逆流しようとすると、図３（ｂ）に示すように、弁体３はその自重および逆流する流水の圧力によって弁体３のパッキングＰが弁座面Ｂに当接して、弁は閉成状態となり、さらに、流路Ｐ１側の水による吸引圧力あるいは流路Ｐ２側の水による押圧力によって弁体３は弁座面Ｂに押圧され、弁体３のパッキングＰが弁座面Ｂに圧接されて水の逆流を防止する。
特開２００１−４０５３号公報

ところで、一般にパッキングは、長期間使用すると経年劣化により硬化して、止水性能が低下してしまうので、所定の使用期間を経た場合には交換する必要がある。

従来例のスイング式逆止弁１では、蓋体２Ｂを弁箱本体２Ａから外し、弁体３のパッキング押さえ３Ｂを弁体本体３Ａから外すことにより、パッキングＰを交換することができる。

しかしながら、パッキングＰを交換すると、交換した後の取り付け具合によりパッキングＰに歪みなどが生じることがあり、弁の閉成時に、パッキングＰと弁座面Ｂとの押圧力が不均一となる可能性があった。

弁の閉成時にパッキングＰと弁座面Ｂとの押圧力に不均一な部分が生じると、図３（ｃ）に示すように、パッキングＰと弁座面Ｂとの押圧力が他の部分に比べて弱くなっている部分から水が漏れるおそれがあった。

そこで、本発明では、弁の閉成時に弁体と弁座面との当接面に作用する圧力を均一にして、弁体と弁座面との隙間からの水漏れを防止するスイング式逆止弁を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために請求項１に記載されたものは、弁箱に、流体の流入用流路と、流出用流路と、該２つの流路に連通される弁室が設けられ、該弁室内に設けられた支軸にアームを介して揺動可能に支持された弁体が前記流入用流路の前記弁室側開口周囲に設けられた弁座面に接離可能とされるスイング式逆止弁であって、前記弁座面を前記弁室側の円形開口周囲に形成された環状の逆テーパー面としかつ前記弁体の前記弁座面側表面形状が球面の一部の形状を呈しているスイング式逆止弁を特徴としている。

そして、請求項２に記載されたものは、弁箱に、流体の流入用流路と、流出用流路と、該２つの流路に連通される弁室が設けられ、該弁室内に設けられた支軸にアームを介して揺動可能に支持された弁体が前記流入用流路の前記弁室側開口周囲に設けられた弁座面に接離可能とされるスイング式逆止弁であって、前記弁体が、弁の閉成時に前記弁座面に当接されるパッキングと、該パッキングを支持する弁体本体と、該弁体本体との間で前記パッキングを狭持して前記弁体本体に固定するパッキング押えと、によって構成されて、前記パッキングと前記弁体本体との間に該パッキングより弾性率が小さい弾性部材が介装されているスイング式逆止弁を特徴としている。

本発明の請求項１に記載されたものでは、弁座面を弁室側の円形開口周囲に形成された環状の逆テーパー面としかつ弁体の弁座面側表面形状が球面の一部の形状を呈しているので、弁の閉成過程において、弁体と弁座面との隙間の近傍の弁体表面に作用する圧力の圧力差により、弁体の弁座面側表面の曲率中心が弁座面側の円形開口の中心軸上に移動させる力が作用するため、支軸とアームとの嵌合部の遊びによる弁体の移動自由度の範囲内で、弁体の弁座面側の表面が環状の弁座面の適正位置に移動して当接し、さらに、弁の閉成完了時には、弁体の弁座面側の表面に作用する吸引圧力による吸引力が弁座面側の円形開口に垂直に作用するので、弁体と弁座面との当接面に作用する圧力を均一にすることができる。

したがって、弁体と弁座面との当接面に作用する圧力の不均一性によって生じる水漏れを防止できる。

そして、請求項２に記載のものでは、パッキングと弁体本体との間にパッキングより弾性率が小さい弾性部材が介装されているので、パッキング自体の弾性変形では吸収しきれないパッキングへの押圧力を弾性部材の弾性変形によって担うことにより、パッキングと弁座面との当接面に作用する圧力を均一にすることができる。

したがって、パッキングと弁座面との当接面に作用する圧力の不均一性によって生じる水漏れを防止できる。

以下、本発明に係る実施の形態を実施例に基づいて説明する。

〈構成〉
図４（ａ）において、符号１１は本実施例のスイング式逆止弁であり、スイング式逆止弁１１は、弁箱本体１２Ａと蓋体１２Ｂとからなる硬質塩化ビニル樹脂製の弁箱１２と、弁体１３とを有している。

図４（ｂ）に示すように、弁箱本体１２Ａには、水の流入用流路Ｐ１と、流出用流路Ｐ２とが形成されており、これらの２つの流路Ｐ１，Ｐ２に連通される弁室Ｒがこれらの間に形成されている。

流入用流路Ｐ１の流入側開口部および流出用流路Ｐ２の流出側開口部には、水道管接合用のフランジ部Ｆ１，Ｆ２がそれぞれ形成されている。

フランジＦ１，Ｆ２には、それぞれ接合用フランジ付きの水道管がボルト・ナットによって接続可能となっている。

弁室Ｒの周壁上端部には蓋体１２Ｂ接合用のフランジ部ＦＡが形成されており、このフランジ部ＦＡと蓋体１２Ｂの外周部に形成された接合用のフランジ部ＦＢとがボルト・ナットにより締結されている。

流入用流路Ｐ１の弁室Ｒ側開口Ｈの周囲には、弁の閉成時に弁体１３が当接する弁座面Ｂが形成されている。

本実施例では、弁座面Ｂは環状の逆テーパー面となっている。

弁室Ｒの上部周壁には軸受部１４が形成されており、軸受部１４に支持された支軸Ｓにアーム１５が回動可能に支持されている。

このアーム１５の下端部には、弁体１３を支持するリング状の弁体支持部１５ａが設けられている。

弁体１３は、この弁室Ｒ内に設けられた支軸Ｓにアーム１５を介して流路方向に揺動可能に支持されており、弁座面Ｂに接離可能となっている。

図５（ａ），図５（ｂ）に示すように、弁体１３は、リング状のパッキングＰＡと、軸対称形状の弁体本体１３Ａと、略ボルト形状のパッキング押え１３Ｂとによって構成されている。

パッキン押さえ１３Ｂは頭部１３Ｂａとボルト部１３Ｂｂとを有しており、頭部１３Ｂａは押さえ部１３Ｂｃと止水部１３Ｂｄとを有している。この止水部１３Ｂｄには止水用のＯリングが外嵌されている。

図５（ｂ），図５（ｃ）に示すように、パッキングＰＡには、弁座面Ｂと当接する側に押さえ部１３Ｂｃを内嵌する嵌合凹部ＰＡａが形成されている。

また、図５（ｂ）に示すように、弁体本体１３Ａには、弁座面Ｂと当接する側の端部外周部にパッキングＰＡが外嵌される環状の嵌合凹部１３Ａａと、弁体本体１３Ａの中央部を貫通する貫通孔１３Ａｂと、アーム１５の弁体支持部１５ａが外嵌されるアーム接続部１３Ａｃとが形成されている。

そして、嵌合凹部１３ＡａにパッキングＰＡを嵌合させ、パッキングＰＡ側からパッキン押さえ１３Ｂを弁体本体１３Ａに貫通させ、アーム１５の弁体支持部１５ａをアーム接続部１３Ａｃに外嵌させ、ボルト部１３Ｂｂの先端にワッシャＷとナットＮとを取り付けることによって、弁体１３は組み立てられている。

パッキング押さえ１３Ｂのボルト部１３ＢｂにワッシャＷを介してナットＮを取り付けて締め付けることにより、パッキングＰＡがパッキング押さえ１３Ｂの押さえ部１３Ｂｃと弁体本体１３Ａの嵌合凹部１３Ａａとの間に挟持されると同時に弁体本体１３Ａにアーム１５が取り付けられる。

本実施例では、図５（ｂ）に示すように、押さえ部１３Ｂｃの弁座面Ｂと当接する側の端面１３Ｂｅと、パッキングＰＡの弁座面Ｂと当接する側の端面ＰＡｂとが球面の一部をなす形状となっており、組み立てられた弁体１３では、図５（ａ）に示すように、弁体１３の弁座面Ｂ側の表面形状が全体として球面の一部の形状を呈している。

そして、本実施例のスイング式逆止弁１１では、流路Ｐ１から流路Ｐ２に向かって水が流れるときには、弁体１３は流水圧力によって流路Ｐ２側に押され、スイング式逆止弁１１は開成状態となる。

弁体１３は、支軸Ｓを中心に弁体１３の弁座面Ｂとは反対側の端部が蓋体１２Ｂの下部に形成されたストッパー１６に突き当たるまで回動可能となっている。

また、流路Ｐ１から流路Ｐ２に向かう水流が停止するか、または、水が流路Ｐ２から流路Ｐ１に向かって逆流しようとすると、図６（ａ）に示すように、弁体１３はその自重および逆流する流水の圧力によって弁体１３のパッキングＰＡが弁座面Ｂに当接して、弁は閉成状態となり、さらに、流路Ｐ１側の水による吸引圧力あるいは流路Ｐ２側の水による押圧力によって弁体１３は弁座面Ｂに押圧され、弁体１３のパッキングＰＡが弁座面Ｂに圧接されて水の逆流を防止する。

〈作用効果〉
ところで、支軸Ｓとアーム１５との嵌合部の遊びなどにより、弁体１３の弁座面Ｂ側面が円形開口Ｈの弁座面Ｂの中心位置から僅かにずれることがあり、このずれにより弁体１３と弁座面Ｂとの隙間から水が漏れるおそれがあった。

本実施例では、弁の閉成状態において、弁体１３の弁座面Ｂ側の表面を円形開口Ｈの弁座面Ｂの中心位置で嵌合させる必要がある。

本実施例では、弁室Ｒ側の円形開口Ｈの周囲には環状の逆テーパー面を呈した弁座面Ｂが形成されており、弁体１３の弁座面Ｂ側の表面形状が球面の一部の形状となるように形成されている。

弁の閉成過程において、図６（ｂ）に示すように、隙間Ｓ１の近傍の弁体１３表面に作用する圧力ｐ１と、隙間Ｓ２の近傍の弁体１３表面に作用する圧力ｐ２との圧力差（図中ではＳ２よりＳ１が狭いので、ｐ１＞ｐ２）により、弁体１３の弁座面Ｂ側表面の曲率中心Ｃが弁座面Ｂ側の円形開口Ｈの中心軸Ｌ上に移動させる力Ｆが作用するため、上述の支軸Ｓとアーム１５との嵌合部の遊びによる弁体１３の移動自由度の範囲内で、弁体１３の弁座面Ｂ側の表面が環状の弁座面Ｂの適正位置に移動して当接する。

さらに、弁の閉成完了時には、図６（ｃ）に示すように、弁体１３の弁座面Ｂ側の表面に作用する吸引圧力ｐ’による吸引力Ｆ’が弁座面Ｂ側の円形開口Ｈに垂直に作用するので、弁体１３と弁座面Ｂとの当接面に作用する圧力を均一にすることができる。

したがって、弁体１３と弁座面Ｂとの当接面に作用する圧力の不均一性によって生じる水漏れを防止できる。

以下、実施例２について、実施例１とは異なる部分を中心に説明し、実施例１と同一ないし均等な部分については説明を省略する。なお、図面の符号については、実施例１と同一ないし均等な部分には同一の符号を付すものとする。

〈構成〉
実施例１では、図４（ｂ）に示すように、弁座面Ｂが環状の逆テーパー面となっているが、本実施例では、図７（ｂ）に示すように、逆テーパー面は形成されておらず、従来例と同様に弁座面Ｂは環状の平坦面となっている。

また、本実施例では、図７（ｂ）に示す弁体２３の構成が実施例１に係る弁体１３の構成とは異なっている。この本実施例に係る弁体２３の構成について説明する。

図８（ａ），図８（ｂ）に示すように、弁体２３は、リング状のパッキングＰＢと、リング状の弾性部材Ｃと、軸対称形状の弁体本体２３Ａと、略ボルト形状のパッキング押え２３Ｂとによって構成されている。

パッキングＰＢは薬品および熱に対する耐性に優れたＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製であり、弾性部材Ｃも同じくＰＴＦＥ製であるが、本実施例に係る弾性部材Ｃは発泡性のＰＴＦＥにより形成されているので、弾性部材Ｃの弾性率はパッキングＰＢの弾性率より小さくなっている。

パッキン押さえ２３Ｂは頭部２３Ｂａとボルト部２３Ｂｂとを有しており、頭部２３Ｂａは押さえ部２３Ｂｃと止水部２３Ｂｄとを有している。この止水部２３Ｂｄには止水用のＯリングが外嵌されている。

図８（ｂ），図８（ｃ）に示すように、パッキングＰＢはリング形状を呈しており、パッキングＰＢの弁座面Ｂと当接する側には、環状の止水リブＰＢａが形成されている。

そして、嵌合凹部２３Ａａに、弾性部材ＣとパッキングＰＢとをこの順で嵌合させ、パッキングＰＢ側からパッキン押さえ２３Ｂを弁体本体２３Ａに貫通させ、アーム１５の弁体支持部１５ａをアーム接続部２３Ａｃに外嵌させ、ボルト部２３Ｂｂの先端にワッシャＷとナットＮとを取り付けることによって、弁体２３は組み立てられている。

パッキング押さえ２３Ｂのボルト部２３ＢｂにワッシャＷを介してナットＮを取り付けて締め付けることにより、パッキングＰＢと弾性部材Ｃとがパッキング押さえ２３Ｂの押さえ部２３Ｂｃと弁体本体２３Ａの嵌合凹部２３Ａａとの間に挟持されると同時に弁体本体２３Ａにアーム１５が取り付けられる。

このように、本実施例では、パッキングＰＢと弁体本体２３Ａとの間にパッキングＰＢより弾性率が小さい弾性部材Ｃが介装されている。

〈作用効果〉
パッキングＰＢと弁体本体２３Ａとの間にパッキングＰＢより弾性率が小さい弾性部材Ｃが介装されているので、図９（ａ），図９（ａ）に示すように、パッキングＰＢ自体の弾性変形では吸収しきれないパッキングＰＢへの押圧力を弾性部材Ｃの弾性変形によって担うことにより、パッキングＰＢと弁座面Ｂとの当接面に作用する圧力を均一にすることができる。

したがって、パッキングＰＢと弁座面Ｂとの当接面に作用する圧力の不均一性によって生じる水漏れを防止できる。

以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は本発明に含まれる。

本実施例では、流体を水に限定しているが、流体は必ずしも水である必要はなく、流体であれば何であってもよい。

図（ａ）は本従来例のスイング式逆止弁の一側面図、図（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ断面の断面図である。 図（ａ）は本従来例に係る弁体の側面図、図（ｂ）は図（ａ）の分解図であり、パッキングおよび弁体本体については図（ａ）のＢ−Ｂ断面の断面図となっている。また、図（ｃ）はパッキングの２面図である。 図１（ａ）のＡ−Ａ断面の断面図であり、図（ａ）は弁の開成状態の図、図（ｂ）は弁の閉成状態の図である。また、図（ｃ）は、従来例の問題点を示す図であり、弁体と弁座面との隙間から水が漏れる様子を示している。 図（ａ）は実施例１のスイング式逆止弁の一側面図、図（ｂ）は図（ａ）のＣ−Ｃ断面の断面図である。 図（ａ）は実施例１に係る弁体の側面図、図（ｂ）は図（ａ）の分解図であり、パッキングおよび弁体本体については図（ａ）のＤ−Ｄ断面の断面図となっている。また、図（ｃ）はパッキングの斜視図である。 実施例１のスイング式逆止弁の作用効果を示す図であり、図（ａ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ断面の断面図であり、弁の閉成状態の図、図（ｂ），図（ｃ）は図（ａ）のＥ部分の拡大図であり、図（ｂ）は弁体が弁座面に当接する直前の状態を示した図、図（ｃ）は弁体が弁座面に当接した状態を示した図である。 図（ａ）は実施例２のスイング式逆止弁の一側面図、図（ｂ）は図（ａ）のＦ−Ｆ断面の断面図である。 図（ａ）は実施例２に係る弁体の側面図、図（ｂ）は図（ａ）の分解図であり、パッキングおよび弁体本体については図（ａ）のＧ−Ｇ断面の断面図、図（ｃ）はパッキングおよび弾性部材の２面図である。 実施例２のスイング式逆止弁の作用効果を示す図であり、図（ａ）は図７（ａ）のＦ−Ｆ断面の断面図であり、弁の閉成状態の図、図（ｂ）は図（ａ）のＩ部分の拡大図であり、弁体が弁座面に当接した状態を示した図である。

符号の説明

１１ スイング式逆止弁
１２ 弁箱
１３，２３ 弁体
１３Ａ，２３Ａ 弁体本体
１３Ｂ，２３Ｂ パッキング押え
１５ アーム
Ｂ 弁座面
Ｃ 弾性部材
Ｈ 開口
ＰＡ，ＰＢ パッキング
Ｐ１ 流入用流路
Ｐ２ 流出用流路
Ｒ 弁室
Ｓ 支軸

Claims (2)

1. 弁箱に、流体の流入用流路と、流出用流路と、該２つの流路に連通される弁室が設けられ、該弁室内に設けられた支軸にアームを介して揺動可能に支持された弁体が前記流入用流路の前記弁室側開口周囲に設けられた弁座面に接離可能とされるスイング式逆止弁であって、
   前記弁座面を前記弁室側の円形開口周囲に形成された環状の逆テーパー面としかつ前記弁体の前記弁座面側表面形状が球面の一部の形状を呈していることを特徴とするスイング式逆止弁。
2. 弁箱に、流体の流入用流路と、流出用流路と、該２つの流路に連通される弁室が設けられ、該弁室内に設けられた支軸にアームを介して揺動可能に支持された弁体が前記流入用流路の前記弁室側開口周囲に設けられた弁座面に接離可能とされるスイング式逆止弁であって、
   前記弁体が、弁の閉成時に前記弁座面に当接されるパッキングと、該パッキングを支持する弁体本体と、該弁体本体との間で前記パッキングを狭持して前記弁体本体に固定するパッキング押えと、によって構成されて、
   前記パッキングと前記弁体本体との間に該パッキングより弾性率が小さい弾性部材が介装されていることを特徴とするスイング式逆止弁。

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