JP2011064272A

JP2011064272A - 逆止弁

Info

Publication number: JP2011064272A
Application number: JP2009215877A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Hisada; 啓介久田; Takaaki Kondo; 孝明近藤
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2009-09-17
Publication date: 2011-03-31

Abstract

【課題】止水機能を一切損なうことなく、チャタリングを防止して異音の発生を可及的に抑制することのできる逆止弁を提供すること。
【解決手段】一側端面に流出孔を有し、他側端面に流入孔を有するカップ状の弁座部と、この弁座部の外側から前記流出孔に接離して当該流出孔を開閉する弁本体と、前記弁座部の内部に配設され、一側端面が前記弁本体に連結されるとともに、他側端面の周縁に鍔部が形成され、かつ前記弁座部の前記流入孔より流入した湯水を前記流出口に導く複数の弁ガイド流出孔が設けられた弁ガイド部と、一端が前記弁座部の一側端面内側に当接する一方、他端が前記弁ガイド部の前記鍔部に当接し、前記弁本体を前記弁座部の前記流出孔を閉塞する方向に付勢するコイルばねと、を備えた逆止弁において、前記複数の弁ガイド流出孔は、当該弁ガイド流出孔を通過した湯水による前記弁本体への作動圧力が前記弁本体を傾動させるまで偏倚するように形成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は逆止弁に関し、詳しくは、異音の発生を可及的に抑制した逆止弁に関するものである。

従来、給水管や給湯管と連通連結した湯水混合装置などには、その給水口や給湯口の上流側に逆止弁が設置され、水や湯が逆流することを防止している。かかる逆止弁では、弁体に湯水が当接した際に、弁座に対して、弁体は当該弁体の周方向に均等に湯水が当たるように設計されるのが一般的である。

しかし、逆止弁が設置された管路中の流体が脈動するなど、設置される逆止弁の周辺流体の状況などにより、湯水が弁体に対して均等に当たらず、吐水中に弁体が小刻みに開閉を繰り返すチャタリング現象を引き起こして異音が発生するという問題があった。そこで、
弁体の形状を意図的に異形形状として、弁座の軸心と弁体の軸心とを偏心させることでチャタリング、ひいては異音を防止するようにした構造が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開平８−６１５５４号公報

しかし、かかる構造とした場合、例えば、スケールが弁体の弁座と当接する部分に付着してしまうと、弁体が偏心しているために閉弁不能といったことに陥り、肝心な止水ができなくなる虞があった。

本発明は、止水弁としての止水機能を一切損なうことなく、異音の発生を可及的に防止することのできる逆止弁を提供することを目的としている。

（１）本発明では、一側端面に流出孔を有し、他側端面に流入孔を有するカップ状の弁座部と、この弁座部の外側から前記流出孔に接離して当該流出孔を開閉する弁本体と、前記弁座部の内部に配設され、一側端面が前記弁本体に連結されるとともに、他側端面の周縁に鍔部が形成され、かつ前記弁座部の前記流入孔より流入した湯水を前記流出孔に導く複数の弁ガイド流出孔が設けられた弁ガイド部と、一端が前記弁座部の一側端面内側に当接する一方、他端が前記弁ガイド部の前記鍔部に当接し、前記弁本体を前記弁座部の前記流出口を閉塞する方向に付勢するコイルばねと、を備えた逆止弁において、前記複数の弁ガイド流出孔は、当該弁ガイド流出孔を通過した湯水による前記弁本体への作動圧力が前記弁本体を傾動させるまで偏倚するように形成されていることとした。

本発明によれば、弁ガイド流出孔により流体の流れる方向を意図的に変化させ、弁本体への作動圧力がこの弁本体を傾動させるまで偏倚させたことにより、開弁状態としては弁本体が一側に傾いた状態となるためチャタリングを防止でき、これに伴う異音の発生も抑制することが可能となる。

（２）また、本発明は、上記（１）の逆止弁において、前記弁ガイド部は、前記弁本体に固定される一側端面と、前記他側端面の鍔部とを繋ぐ複数の連結壁部を有し、前記弁ガイド流出孔は、この複数の連結壁部の間に形成されており、複数の連結壁部のうち、少なくとも１つの連結壁部を他の連結壁部より周方向の幅を大きくして面積を大きくすることにより、前記複数の弁ガイド流出孔の配置を偏倚させたことを特徴とする。

かかる構成によれば、複数の連結壁部のうち、少なくとも１つを大きくしているので、流体の流れる方向を意図的に変化させることができる。したがって、開弁状態としては弁本体が一側に傾いた状態となるためチャタリングを防止でき、これに伴う異音の発生も抑制することが可能となる。

（３）また、本発明は、上記（１）の逆止弁において、前記弁ガイド部は、前記弁本体部に固定される一側端面と、前記他側端面の鍔部とを繋ぐ複数の連結壁部を有し、前記弁ガイド流出孔は、この複数の連結壁部の間に形成されており、複数の弁ガイド流出孔のうち、少なくとも１つの弁ガイド流出孔を他の弁ガイド流出孔より周方向の幅を大きくして面積を大きくすることにより、前記複数の弁ガイド流出孔の配置を偏倚させたことを特徴とする。

かかる構成によれば、複数の弁ガイド流出孔のうち、少なくとも１つを大きくしているので、流体の流れる方向を意図的に変化させることができる。したがって、開弁状態としては弁本体が一側に傾いた状態となるためチャタリングを防止でき、これに伴う異音の発生も抑制することが可能となる。

（４）また、本発明は、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の逆止弁において、前記弁ガイド流出孔を通過した湯水による前記弁本体への作動圧力が偏倚する側の鍔部の幅を、その反対側の鍔部の幅よりも大きくしたことを特徴とする。

かかる構成によれば、弁ガイド流入孔を通過した湯水による弁本体への作動圧力の偏倚に加えて、鍔部の幅を変えることで、鍔部に当たる湯水の力も加わり、弁本体がより一側に傾きやすくなり、より効果的にチャタリングを防止できるとともに、異音の発生も抑制することができる。

（５）また、本発明は、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の逆止弁において、前記コイルばねは、添え巻き部を有するとともに、巻き数が整数化されており、しかも、当該コイルばねの始端が、前記弁ガイド流出孔を通過した湯水による前記弁本体への作動圧力が偏倚する側の鍔部とは反対側の鍔部に当接していることを特徴とする。

かかる構成によれば、コイルばねを整数化した際に、コイルばねの始端は撓みにくく、始端と１８０度の位置にあるコイルばねは撓みやすくなる。したがって、コイルばねの始端を、弁ガイド流出孔を通過した湯水による前記弁本体への作動圧力が偏倚する側とは逆側の鍔部に当接させることで、弁本体がより一側に傾きやすくなり、より効果的にチャタリングを防止できるとともに、異音の発生も抑制することができる。

本発明によれば、開弁状態としては弁本体が一側に傾いた開弁状態とすることができるため、チャタリングを防止でき、これに伴う異音の発生も抑制することができる。

実施形態に係る逆止弁が設けられた配管を示す説明図である。同逆止弁の分解斜視図である。同逆止弁の縦断面図である。同逆止弁の弁ガイド部を示す説明図である。同逆止弁の開弁状態を示す縦断面図である。同弁ガイド部の変形例を示す説明図である。同弁ガイド部の変形例を示す説明図である。同弁ガイド部の変形例を示す説明図である。同弁ガイド部の変形例を示す説明図である。実施形態に係る逆止弁のコイルばねの説明図である。

以下、本実施形態に係る逆止弁について、図面を参照しながら具体的に説明する。図１に示すように、逆止弁１は、洗面ボール９などに付設された水栓９０に連通連結されている給水配管９２及び給湯配管９３の中途に配設されており、管内における水（Ｃ）や湯（Ｈ）（以下、「湯水」という場合がある）の逆流を防止している。

図示するように、給水配管９２及び給湯配管９３の各終端は、混合弁を内蔵した湯水混合装置９４に連通連結されており、この湯水混合装置９４の下流側に流量調整装置９５を設け、この流量調整装置９５と水栓９０とを連通連結している。そして、水栓９０の操作部９１の操作に応じて、水栓９０から所定の温度及び流量の湯や水や混合湯水を吐出できるようにしている。

逆止弁１は、上記給水配管９２及び給湯配管９３の中途であって、湯水混合装置９４の上流側にそれぞれ設けられている、なお、給水配管９２及び給湯配管９３の各逆止弁１の上流側には、フィルタ９６、止水栓９７が設けられている。

逆止弁１は、図２及び図３に示すように、主な構成要素として、カップ状の弁座部２と、この弁座部２の流出孔２１を開閉する弁本体３と、弁座部２の内部に配設された弁ガイド部４と、弁本体３を弁座部２の流出孔２１を閉塞する方向に付勢するコイルばね５とを備えている。

より具体的に説明すると、一側端面２０に流出孔２１を有し、他側端面に流入孔２２を有するとともに、周壁にＯリング（オーリング）２３を取り付けたカップ状の弁座部２と、この弁座部２の外側から流出孔２１に接離することにより当該流出孔２１を開閉する円板状の弁本体３と、弁座部２の内部に配設され、一側端面４３が弁本体３に連結されるとともに、開口した他側端面の周縁に鍔部４１が形成され、かつ弁座部２の流入孔２２より流入した湯水を流出孔２１に導く複数の弁ガイド流出孔４２が周壁４０に形成された弁ガイド部４と、一端が弁座部２の一側端面２０の内側に当接する一方、他端が弁ガイド部４の鍔部４１の裏面に当接し、弁本体３を弁座部２の流出孔２１を閉塞する方向に付勢するコイルばね５と、を備えている。

また、図２及び図３において、符号６１で示すものは、弁ガイド部４と弁本体３とを連結固定するためのビスであり、第１の座金６２を介して弁ガイド部４の一側端面４３に形成されたボルト挿通孔４４に挿通し、さらに第２の座金６３を介して平ナット６４に螺合して弁本体３を連結している。

このような構成とすることにより、図３に示すように、矢印Ｆ１で示す流れ方向からの湯水については、弁座部２の流入孔２２→弁ガイド部４の弁ガイド流出孔４２→弁本体３へと流れて弁本体３を押圧し、弁座部２の流出孔２１を開口して流れていく。一方、矢印Ｆ２で示す流れ方向からの湯水については、弁本体３の裏面を押圧することになるため、弁本体３は弁座部２の流出孔２１側に、すなわち閉弁方向に付勢されるので、結果的に止水されることになる。

かかる本実施形態に係る逆止弁１における特徴的な構成は、上述した弁座部２の周壁４０に形成された複数の弁ガイド流出孔４２を、当該弁ガイド流出孔４２を通過した湯水による弁本体３への作動圧力が、弁本体３を傾動させるまで偏倚するように形成したことにある。

すなわち、本実施形態に係る弁ガイド部４の周壁４０は、実質的には、図４（ｃ）に示す一般的な構成のように、弁本体３に固定される一側端面４３と他側端面の鍔部４１とを繋ぐ４本の連結壁部４５から形成されており、弁ガイド流出孔４２は、この４本の連結壁部４５の間に形成されている。

かかる構成において、本実施形態では、複数の連結壁部４５を、図４（ｃ）に示すように全て同一幅にするのではなく、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、複数の連結壁部４５のうち、少なくとも１つの連結壁部４５ａを他の連結壁部４５より周方向の幅を大きくして面積を大きくすることにより、複数の弁ガイド流出孔４２の配置を偏倚させ、結果的に弁本体３への作動圧力を偏倚させている。

このように、弁ガイド部４の周壁４０全体の中で、弁ガイド流出孔４２から流出する水量が多い領域と少ない領域とが生じるように、あえて不均等にして、弁本体３への作動圧力を偏倚させるのである。

例えば、図４（ｂ）に示すように、弁ガイド部４の周壁４０を平面視で見て、面積の大きな連結壁部４５ａを有する領域Ａと、小面積の連結壁部４５のみを有する領域Ｂとの２つの領域に区分した場合、小面積の連結壁部４５のみを有する領域Ｂの方が相対的に領域Ａよりも流水量は増加する。

したがって、図５に示すように、流入する湯水（矢印Ｆ３で示す）の弁本体３に対する周方向における湯水の衝突量が不均等になり、領域Ａと領域Ｂとで作動圧力に差が生じ、弁本体３は、領域Ａの部分の中で弁座部２の流出孔２１の周縁に当接した部分を支点として傾動し、作動圧力の大きな領域Ｂに相当する部分が開いて湯水が流出することになる。

このように、本発明によれば、弁ガイド流出孔４２により、湯水の流れる方向による流量を意図的に変化させ、弁本体３への作動圧力がこの弁本体３を傾動させるまで偏倚させたことにより、開弁する際には弁本体３が一側に傾いた状態となるため、脈動によるチャタリングなどを防止でき、これに伴う異音の発生も可及的に抑制することができる。また、本実施形態では、弁本体３に関しては何等加工などを行うことなく、弁本体３の周方向へ作用する湯水の量を制御することでチャタリング防止及び異音の発生を防止しているため、逆止弁１としての止水機能を損なうおそれも一切ない。

図６〜図８に、複数の弁ガイド流出孔４２を通過した湯水による弁本体３への作動圧力を偏倚させるようにした弁ガイド部４の変形例を示している。

図６に示した例は、４つの弁ガイド流出孔４２の幅は全て同じであるが、高さｈ１〜ｈ４を、ｈ１＜ｈ２＜ｈ３＜ｈ４となるように形成して、各弁ガイド流出孔４２の面積を変えている。

したがって、図６に示す例においても、領域Ａよりも、弁ガイド流出孔４２の面積の総和が大きな領域Ｂの方が湯水の流出量は増加することになり、弁本体３が傾動して領域Ｂに相当する部分が開いた状態の中を湯水が流出することになる（図５参照）。

また、図７に示した例は、複数の弁ガイド流出孔４２のうち、少なくとも１つの弁ガイド流出孔４２ａを他の弁ガイド流出孔４２より周方向の幅を大きくして面積を大きくすることにより、複数の弁ガイド流出孔４２の配置を偏倚させ、結果的に弁本体３への作動圧力を偏倚させている。具体的には、最も面積の大きい弁ガイド流出孔４２ａと、最も面積の小さい弁ガイド流出孔４２ｃと、その中間の面積である２つの弁ガイド流出孔４２ｂを形成している。

この場合も、弁ガイド部４の周壁４０全体の中で、弁ガイド流出孔４２から流出する水量が多い領域（領域Ｂ）と少ない領域（領域Ａ）とが生じ、弁本体３への作動圧力を周方向において偏倚させることになるため、弁本体３は傾動し、領域Ｂに相当する部分が開いた状態で湯水が流出することになる（図５参照）。

また、図８に示した例は、上述してきたように、弁ガイド流出孔４２を通過した湯水による弁本体３への作動圧力を偏倚させた側（領域Ｂ側）における鍔部４１の幅Ｄを、その反対側（領域Ｂ側）の鍔部４１の幅ｄよりも大きくした弁ガイド部４を示している。なお、この例では、弁本体３への作動圧力を偏倚させるための基本構成としては、図６に示した変形例のように、弁ガイド流出孔４２の幅は同じであるが、高さｈ１〜ｈ４を変えたものとしている。

ここで、便宜上、作動圧力が強くなる領域Ｂ側を一側鍔部４１ａとし、その反対側である領域Ａ側を他側鍔部４１ｂとすると、図９に示すように、弁本体３への作動圧力を偏倚させるための基本構成として、図７に示したように、他の弁ガイド流出孔４２より周方向の幅を大きくして面積を大きくした弁ガイド流出孔４２ａを配置した構成とすることもできる。すなわち、面積の大きな弁ガイド流出孔４２ａが配置されて作動圧力が強くなる領域Ｂに一側鍔部４１ａを配置するものである。

また、当然ではあるが、弁本体３への作動圧力を偏倚させるための基本構成としては、図４で示したように、他の連結壁部４５より周方向の幅を大きくしてその面積を大きした連結壁部４５ａが設けられた構成としたり、図６で示したように、高さを変えることで弁ガイド流出孔４２の面積を変えた構成としたりすることもできる。

図８及び図９を参照しながら説明したように、逆止弁１の構成として、弁本体３への作動圧力を偏倚させるために弁ガイド流出孔４２を利用した基本構成に加え、弁ガイド部４の鍔部４１の幅の大小を利用することができる。かかる構成とすることにより、弁ガイド流出孔４２を通過した湯水による弁本体３への作動圧力の偏倚に加えて、鍔部４１の幅を変えることで、鍔部４１に当たる湯水の力も加わり、弁本体３への作動圧力である水圧の勾配が領域Ａと領域Ｂとで大きくなって、弁本体３がより一側に傾きやすくなる。そのため、より効果的にチャタリングを防止できるとともに、異音の発生も抑制することができる。

ところで、本実施形態において用いられたコイルばね５について見ると、図１０（ａ）に示すように、始端５１及び終端５２の近傍（図中、網掛けして示している）は、ばね当接部材（例えば、弁座部２の一側端面２０及び弁ガイド部４の鍔部４１）との密着性を向上させるためにピッチを狭くした添え巻き部５０が形成されている。また、コイルばね５は、その始端５１と終端５２の周方向の位置を合わせて巻き数を整数化しており、しかも、図１０（ｂ）に示すように、コイルばね５の始端５１を、弁ガイド流出孔４２を通過した湯水による弁本体３への作動圧力が偏倚した側の鍔部４１（作動圧力が強くなる領域Ｂ側に対応した一側鍔部４１ａ）とは反対側の鍔部４１（作動圧力が弱くなる領域Ａ側に対応した他側鍔部４１ｂ）に当接させている。

すなわち、添え巻き部５０では、コイルばね５の始端５１や終端５２の近傍に荷重が加わると２本のバネ材を縮めることになる。他方、始端５１や終端５２から１８０度位相がずれた位置では荷重が加わると１本のバネ材を縮めることになる。つまり、添え捲き部５０は、コイルばね５の中では撓み難い部分と言える。そこで、かかる撓み難い添え巻き部５０の始端となる始端５１を、作動圧力が弱くなる領域Ａに配置させた幅狭の他側鍔部４１ｂに当接させ、始端５１から１８０度ずれた撓みやすい部分を作動圧力が強くなる一側鍔部４１ａに当接させている。

このように、コイルばね５の始端５１を、弁ガイド流出孔４２を通過した湯水による弁本体３への作動圧力が偏倚した側とは逆側の鍔部４１（他側鍔部４１ｂ）に当接させることによって、弁本体３がより一側に傾きやすくなり、より効果的にチャタリングを防止できるとともに、異音の発生も抑制することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述してきた各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１逆止弁
２弁座部
３弁本体
４弁ガイド部
５コイルばね
２１流出孔
２２流入孔
４１鍔部
４２弁ガイド流出孔
４５，４５ａ連結壁部
５０添え捲き部
５１始端

Claims

一側端面に流出孔を有し、他側端面に流入孔を有するカップ状の弁座部と、
この弁座部の外側から前記流出孔に接離して当該流出孔を開閉する弁本体と、
前記弁座部の内部に配設され、一側端面が前記弁本体に連結されるとともに、他側端面の周縁に鍔部が形成され、かつ前記弁座部の前記流入孔より流入した湯水を前記流出口に導く複数の弁ガイド流出孔が設けられた弁ガイド部と、
一端が前記弁座部の一側端面内側に当接する一方、他端が前記弁ガイド部の前記鍔部に当接し、前記弁本体を前記弁座部の前記流出孔を閉塞する方向に付勢するコイルばねと、
を備えた逆止弁において、
前記複数の弁ガイド流出孔は、当該弁ガイド流出孔を通過した湯水による前記弁本体への作動圧力が前記弁本体を傾動させるまで偏倚するように形成されていることを特徴とする逆止弁。
前記弁ガイド部は、
前記弁本体に固定される一側端面と、前記他側端面の鍔部とを繋ぐ複数の連結壁部を有し、前記弁ガイド流出孔は、この複数の連結壁部の間に形成されており、複数の連結壁部のうち、少なくとも１つの連結壁部を他の連結壁部より周方向の幅を大きくして面積を大きくすることにより、前記複数の弁ガイド流出孔の配置を偏倚させたことを特徴とする請求項１に記載の逆止弁。
前記弁ガイド部は、
前記弁本体に固定される一側端面と、前記他側端面の鍔部とを繋ぐ複数の連結壁部を有し、前記弁ガイド流出孔は、この複数の連結壁部の間に形成されており、複数の弁ガイド流出孔のうち、少なくとも１つの弁ガイド流出孔を他の弁ガイド流出孔より周方向の幅を大きくして面積を大きくすることにより、前記複数の弁ガイド流出孔の配置を偏倚させたことを特徴とする請求項１に記載の逆止弁。
前記弁ガイド流出孔を通過した湯水による前記弁本体への作動圧力が偏倚する側の鍔部の幅を、その反対側の鍔部の幅よりも大きくしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の逆止弁。
前記コイルばねは、添え巻き部を有するとともに、巻き数が整数化されており、しかも、当該コイルばねの始端が、前記弁ガイド流出孔を通過した湯水による前記弁本体への作動圧力が偏倚する側の鍔部とは反対側の鍔部に当接していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の逆止弁。