JP2010185464A - 逆止弁 - Google Patents

Abstract

【課題】流体の通過断面積を大きくして流通性を向上させつつ、逆止弁の小型化を達成して製造コストを低減する。
【解決手段】逆止弁１は、弁本体２ａと、弁本体２ａの両側に配置される配管接続部２ｂ、２ｃとが一体に構成され、内部に貫通する流路５を有するハウジング２と、流路５内に配置される弁体６と、弁室７の流入口３側に設けられた弁座９と、弁室７の流出口４側に配置され、流通孔１０ａが穿設された弁体ストッパ１０とを備える。ハウジング２は、弁室７の内径Ｄ１が配管接続部の内径Ｄ２、Ｄ３に比して大きく形成され、弁体６は、円板状本体６ａと、円板状本体６ａの流入口３側の主面６ｂから突出し、弁座９の内周面と当接する第１のガイドバー６ｃと、円板状本体６ａの流出口４側の主面６ｄから突出し、弁体ストッパ１０の流通孔１０ａに挿通されるとともに、流通孔１０ａの内周面と当接する第２のガイドバー６ｅとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体の逆流を防止する逆止弁に関し、特に、カーエアコン等の空調機器に使用される冷凍サイクル等に用いられる逆止弁に関する。

従来、カーエアコン等の空調機器に使用される冷凍サイクルにおいては、冷媒（流体）の流れ方向を制御するために逆止弁が用いられている。図４は、従来の逆止弁の一例を示す図であり、この逆止弁２０は、内部に弁室２１を有する弁本体２２と流入口２３側の配管接続部２４が一体に形成された第１のハウジング部材２５と、流出口２６側の配管接続部２７を構成する第２のハウジング部材２８と、弁室２１内に挿入される弁体３０とを備える。

弁体３０は、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、円錐台状の弁頭部３１と、弁体３０の中心軸から弁室２１の内周面２１ａに向けて延びる３枚の羽根板３２とを有する。弁体３０の外径（３枚の羽根板３２の端面３２ａを通る円弧の径）は、弁室２１の内径と略々同一となるように形成され、羽根板３２の端面３２ａにおいて、弁室２１の内周面２１ａと当接する。

逆止弁２０の組み付けは、第１のハウジング部材２５の内部に弁体３０を挿入した後、流出口２６側から第２のハウジング部材２８を嵌挿することによって行うが、この際、第１及び第２のハウジング部材２５、２８の気密性を確保するため、両者の接続部において、金属の先端を潰して封止するメタルシール３３や、Ｏリング３４（図５参照）等のパッキン材によるシール処理を施す。

また、逆止弁２０での流体の流れ方向の制御は、弁体３０が弁室２１内を軸線方向に移動し、弁頭部３１が弁孔２９を開閉することによって行う。この間、羽根板３２の端面３２ａが弁室２１の内周面２１ａ上を摺動することで、弁体３０を内周面２１ａによって支持し、弁室２１内で弁体３０が傾くのを防止する。

図６は、従来の逆止弁の他の例を示す図であり、この逆止弁４０は、弁本体４２と両側の配管接続部４４、４７とが一体に形成されたハウジング４８と、ハウジング４８内に挿入される弁体５０と、弁体５０の流出口４６側への移動量を制限する弁体ストッパ５１とを備える（例えば、特許文献１参照）。

弁体５０は、図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、円錐状の弁頭部５２と、断面四角形状の角柱体５３とを備える。弁体５０においても、図４（ｂ）、（ｃ）に示す弁体３０と同様に、弁室４１の内径と略々同一の外径（４つの角部５３ａを通る円弧の径）を有し、角柱体５３の角部５３ａにおいて、弁室４１の内周面４１ａと当接する。

逆止弁４０の組み付けは、流出口４６側からハウジング４８内に弁体５０を挿入した後、流出口４６側から弁体ストッパ５１をハウジング４８内に挿入し、最後に、弁体ストッパ５１を係止するためのストッパ支持リング５４を嵌挿することによって行う。

また、流体の流れ方向の制御は、図４に示す逆止弁２０と同様、弁体５０が弁室４１内を軸線方向に移動し、弁頭部５２が弁孔４９を開閉することによって行う。この間、角柱体５３の角部５３ａが弁室４１の内周面４１ａ上を摺動することで、弁体５０を内周面４１ａによって支持し、弁室４１内で弁体５０が傾くのを防止する。

特開平１１−２１０９０６号公報

図４、図５に示す従来の逆止弁２０においては、第１及び第２のハウジング部材２５、２８の気密性を確保するため、メタルシール３３やパッキン材によるシール処理を施すが、第１及び第２のハウジング部材２５、２８の各々に対し、メタルシール３３では、締結力に耐え得る強度を付与する必要が生じ、パッキン材によるシール処理では、パッキン材を組み付けるための構造が必要になる。このため、ハウジングの大型化やハウジング構造の複雑化を招き、製造コストを増大させるといった問題がある。

また、図４〜図６に示す従来の逆止弁２０、４０においては、弁体３０、５０が弁室２１、４１の内周面２１ａ、４１ａ上を摺動することで、弁体３０、５０を適正な姿勢に保つが、この際、弁体３０、５０を適切に支持するには、弁体３０、５０と内周面２１ａ、４１ａとの接触領域（図４（ａ）、図６（ａ）参照）の長さを長くしなければならない。その結果、弁体３０、５０及び弁室２１、４１の全長が長くなり、逆止弁２０、４０の大型化を招くという問題がある。

さらに、上記のような弁体３０、５０の支持構造を採った場合、流入口２３、４３から流入した流体は、弁体３０、５０と内周面２１ａ、４１ａとの間に形成される隙間３６、５５（図４（ｃ）、図６（ｃ）参照）を通って流出口２６、４６側に流れ出ることになるため、流体の通過断面積が小さくなるという問題も生じる。

また、従来の逆止弁２０、４０においては、弁体３０、５０が自由状態で弁室２１、４１内に封入されているため、冷凍サイクルの運転条件によっては、弁体３０、５０が回転し（図４（ｃ）、図６（ｃ）参照）、異音の発生要因になるという問題がある。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、流体の通過断面積を大きくして流通性を向上させつつ、逆止弁の小型化を達成して製造コストを低減したり、弁体が弁室内で回転するのを防止して異音の発生を防止することが可能な逆止弁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、流入口から流出口への一方向に流体を流通させる逆止弁であって、内部に弁室が形成された弁本体と、該弁本体の前記流入口側及び流出口側に配置される配管接続部とが一体に構成され、内部に貫通する流路を有するハウジングと、前記流路内に配置される弁体と、前記弁室の前記流入口側に設けられた弁座と、前記弁室の前記流出口側に配置され、前記弁体の前記流出口側への移動量を制限するとともに、流通孔が穿設された弁体ストッパとを備え、前記ハウジングは、前記弁室の内径が前記配管接続部の内径に比して大きく形成され、前記弁体は、前記弁室内に配置され、該弁室内を該逆止弁の軸線方向に移動する本体と、該本体の前記流入口側に突設され、前記弁座の内周面と当接する第１のガイドと、該本体の前記流出口側に突設され、前記弁体ストッパの流通孔に挿通されるとともに、該流通孔の内周面と当接する第２のガイドとを備えることを特徴とする。

そして、本発明によれば、弁本体と両側の配管接続部とを一体に構成し、ハウジングを一部材から形成するため、ハウジングの小型化や構造の簡略化を図ることが可能になる。また、ハウジングにおいて、弁室の内径を配管接続部の内径に比して大きく形成するため、流体の通過断面積を大きくすることができ、高い流通性を確保することが可能になる。さらに、弁体に第１及び第２のガイドを設け、流入口側の１点と流出口側の１点からなる摺動方向上の２点によって弁体を支持するようにしたため、弁体や弁室の長さを短くすることが可能になる。

前記逆止弁において、前記弁体ストッパが複数の前記流通孔を有するとともに、前記弁体が複数の前記第２のガイドを有するように構成することができる。これによれば、第２のガイドによって弁体が回転するのを防止することができ、弁体の回転に伴う異音の発生や摩耗を防止することが可能になる。

前記逆止弁において、前記弁体の本体を円板状に形成することができる。これによれば、弁体の長さを短く抑えることができると同時に、弁室の長さを短く抑えることができ、逆止弁の更なる小型化を図ることが可能になる。

以上のように、本発明によれば、流体の通過断面積を大きくして流通性を向上させつつ、逆止弁の小型化を達成して製造コストを低減したり、弁体が弁室内で回転するのを防止して異音の発生を防止することが可能になる。

本発明にかかる逆止弁の一実施の形態を示し、（ａ）は、流入口側から見た図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線部分断面図であり、（ｃ）は、流出口側から見た図であり、（ｄ）は、ハウジングの断面図である。 弁体を示す図であり、（ａ）は、流入口側から見た図であり、（ｂ）は、側面図であり、（ｃ）は、流出口側から見た図である。 逆止弁の動作を説明するための部分側断面図である。 従来の逆止弁の一例を示す図であり、（ａ）は、ハウジングを断面化した側面図であり、（ｂ）は、弁体の斜視図であり、（ｃ）は、流入口側から見た図である。 従来の逆止弁において、Ｏリングによりシール処理を施した構成を示す部分側面図である。 従来の逆止弁の他の例を示す図であり、（ａ）は、ハウジングを断面化した側面図であり、（ｂ）は、弁体の斜視図であり、（ｃ）は、流入口側から見た図である。

次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明にかかる逆止弁の一実施の形態を示し、この逆止弁１は、流入口３から流出口４に連続する流路５が内部に形成されたハウジング２と、流路５内に挿入された弁体６とを備える。

ハウジング２は、例えば、アルミニウム合金等の軽量金属によって形成され、図１（ｂ）に示すように、内部に弁室７が形成された弁本体２ａを中央に有するとともに、その両側に配管（不図示）を接続可能な配管接続部２ｂ、２ｃを有する。このハウジング２は、一部材から形成され、弁本体２ａ及び配管接続部２ｂ、２ｃが一体に構成される。なお、弁室７は、リセス加工を用いて形成され、図１（ｄ）に示すように、弁室７の内径Ｄ１が配管接続部２ｂ、２ｃの内径Ｄ２、Ｄ３よりも大きくなるように加工される。

図１（ｂ）に示すように、弁室７の流入口３側には、ハウジング２の内壁から流路５に向けて突出し、弁孔８の径Ｄ４（図１（ｄ）参照）を流入口３に向かって漸減させる弁座９が設けられる。一方、弁室７の流出口４側には、弁体６の流出口４側への移動量を制限するとともに、複数の流通孔１０ａ（図１（ｃ）参照）が穿設されたステンレス製の弁体ストッパ１０が配置される。この弁体ストッパ１０は、一部が切り欠かれたリング状の支持リング１１によって係止される。

弁体６は、例えば、合成樹脂によって形成され、図２に示すように、円板状本体６ａと、円板状本体６ａの流入口３側の主面６ｂに突設される第１のガイドバー６ｃと、円板状本体６ａの流出口４側の主面６ｄに突設される第２のガイドバー６ｅとを備える。

円板状本体６ａは、流入口３側に設けられ、弁孔８の径Ｄ４（最小径：図１（ｄ）参照）と略々同一の径を有する小径部６ｆと、流出口４側に設けられ、弁孔８の径Ｄ４より大きく、かつ、弁室７の流出口４側の径Ｄ５（図１（ｄ）参照）よりも小さな径を有する大径部６ｇと、小径部６ｆ及び大径部６ｇ間に嵌着されるＯリング６ｈから構成される。

第１のガイドバー６ｃは、図２（ａ）に示すように、所定の隙間６ｉを隔てて複数配置され、各ガイドバー６ｃは、図１（ａ）に示すように、弁座９の内周面９ａと当接するように配置される。なお、本実施の形態においては、第１のガイドバー６ｃの数を３本としているが、２本又は４本以上としてもよい。

第２のガイドバー６ｅは、図２（ｃ）に示すように、所定の隙間６ｊを隔てて複数配置される。各ガイドバー６ｅは、図１（ｃ）に示すように、ストッパ１０の流通孔１０ａに緩挿されるとともに、流通孔１０ａの内周面１０ｂと当接するように配置される。また、各ガイドバー６ｅは、図１（ｃ）に示すように、流出口４側から見た場合に、弁体ストッパ１０の中心から外周に向けて延びるリブ１０ｃの１つを、隣り合う２つのガイドバー６ｅによって挟む位置関係となるように配置される。

さらに、第２のガイドバー６ｅの根元側には、弁体６が流出口４側に移動した際に、弁体ストッパ１０と当接し、流体の流通空間を確保するためのスペーサ６ｋが形成される。なお、第２のガイドバー６ｅにおいても、図示のように３本に限定されるものではなく、２本又は４本以上としてもよい。

上記構成を有する逆止弁１の組み付けは、図１（ｄ）に示す形状を有するハウジング２の内部に、流出口４側から弁体６及び弁体ストッパ１０を順次に挿入し、その後、ストッパ支持リング１１を嵌挿することによって行う。なお、ハウジング２の弁室７の形成には、前述の通り、リセス加工を用い、弁室７の内径Ｄ１を配管接続部２ｂ、２ｃの内径Ｄ２、Ｄ３に比して大きくする。

次に、逆止弁１の動作について、図１〜図３を参照しながら説明する。

図３（ａ）に示すように、流入口３側の配管１２から流体が流入すると、弁体６が流体により押圧されて矢印Ｂ方向に移動し、弁孔８を開放する。流入した流体は、第１のガイドバー６ｃの間に設けられた隙間６ｉ（図２参照）を通じて、弁室７に進入するとともに、弁体ストッパ１０に穿設された流通孔１０ａ（図１（ｃ）参照）を通じて、流出口４側の配管１３に流れ出る。

上記の際、本実施の形態にかかるハウジング２においては、弁室７の内径Ｄ１が配管接続部２ｂ、２ｃの内径Ｄ２、Ｄ３に比して大きくなるように加工されているため、流体の通過断面積を大きくすることができ、高い流通性を確保することが可能になる。

また、弁体６が移動する際には、第１のガイドバー６ｃが弁座９の内周面９ａ上を摺動するとともに（図１（ａ）参照）、第２のガイドバー６ｅが流通孔１０ａの内周面１０ｂ上を摺動するため（図１（ｃ）参照）、弁体６は、第１のガイドバー６ｃが弁座９に当接するＣ点と、第２のガイドバー６ｅが流通孔１０ａと当接するＤ点との２点によって支持される。これにより、流入口３側と流出口４側の各々で弁体６を支持することができ、弁体６が弁室７内で傾くのを防止することができる。

さらに、弁室７の流出口４側においては、図１（ｃ）に示すように、第２のガイドバー６ｅが弁体ストッパ１０のリブ１０ｃを挟むように位置するため、逆止弁１の軸線回り（矢印Ｅ方向）に弁体６が動くのを規制することができる。これにより、弁体６が回転するのを防止することができ、流体通過時の異音や弁体６の摩耗を防止することが可能になる。

一方、図３（ｂ）に示すように、配管１３（流出口４側）から流体が流入した場合には、弁体６が矢印Ｆ方向に移動して、Ｏリング６ｈが弁座９に当接し、弁孔８を閉鎖する。この場合も、上記と同様、摺動方向上の２点（Ｃ点、Ｄ点）によって弁体６を支持し、弁体６の姿勢を適正に保つ。また、図１（ｃ）に示すように、第２のガイドバー６ｅによって弁体６の矢印Ｅ方向への動きを規制することができ、弁体６が回転するのを防止することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、弁室７が形成された弁本体２ａと、その両側に配置される配管接続部２ｂ、２ｃとを一体に構成し、ハウジング２を一部材から形成したため、機密性を確保するためのメタルシールやパッキン部材（図４、図５参照）が不要となり、ハウジング２の小型化や構造の簡略化を図ることが可能になる。

また、弁体６に第１及び第２のガイドバー６ｃ、６ｅを設け、流入口３側の１点（図３のＣ点）と流出口４側の１点（図３のＤ点）からなる摺動方向上の２点によって弁体６を支持するようにしたため、弁体６の長さＬ２（図２（ｂ）参照）や弁室７の長さＬ１（図１（ｄ）参照）を長くしなくても弁体６の姿勢を適正に保つことができ、長さＬ２、Ｌ１を短くすることが可能になる。特に、かかる構成においては、図３に示すように、第１及び第２のガイドバー６ｃ、６ｅが配管接続部２ｂ、２ｃに進入し、配管接続部２ｂ、２ｃの一部が弁体６の移動領域として機能するため、弁室７の長さＬ１を弁体６の長さＬ２よりも短くすることができ、逆止弁１の大幅な小型化を図ることが可能になる。

さらに、弁体６が円板状本体６ａを備えるため、弁体６の長さＬ２を短く抑えることができると同時に、弁室７の長さＬ１を短く抑えることができ、逆止弁１の更なる小型化を図ることが可能になる。

それらの作用効果に加え、前述の通り、流体の通過断面積を大きくしたり、弁体６の回転を防止することも可能になる。

１ 逆止弁
２ ハウジング
２ａ 弁本体
２ｂ、２ｃ 配管接続部
３ 流入口
４ 流出口
５ 流路
６ 弁体
６ａ 円板状本体
６ｂ 流入口側の主面
６ｃ 第１のガイドバー
６ｄ 流出口側の主面
６ｅ 第２のガイドバー
６ｆ 小径部
６ｇ 大径部
６ｈ Ｏリング
６ｉ、６ｊ 隙間
６ｋ スペーサ
７ 弁室
８ 弁孔
９ 弁座
９ａ 内周面
１０ 弁体ストッパ
１０ａ 流通孔
１０ｂ 内周面
１０ｃ リブ
１１ ストッパ支持リング
１２、１３ 配管

Claims (3)

1. 流入口から流出口への一方向に流体を流通させる逆止弁であって、
   内部に弁室が形成された弁本体と、該弁本体の前記流入口側及び流出口側に配置される配管接続部とが一体に構成され、内部に貫通する流路を有するハウジングと、
   前記流路内に配置される弁体と、
   前記弁室の前記流入口側に設けられた弁座と、
   前記弁室の前記流出口側に配置され、前記弁体の前記流出口側への移動量を制限するとともに、流通孔が穿設された弁体ストッパとを備え、
   前記ハウジングは、前記弁室の内径が前記配管接続部の内径に比して大きく形成され、
   前記弁体は、前記弁室内に配置され、該弁室内を該逆止弁の軸線方向に移動する本体と、該本体の前記流入口側に突設され、前記弁座の内周面と当接する第１のガイドと、該本体の前記流出口側に突設され、前記弁体ストッパの流通孔に挿通されるとともに、該流通孔の内周面と当接する第２のガイドとを備えることを特徴とする逆止弁。
2. 前記弁体ストッパが複数の前記流通孔を有するとともに、前記弁体が複数の前記第２のガイドを有することを特徴とする請求項１に記載の逆止弁。
3. 前記弁体の本体が円板状に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の逆止弁。

Images