JP2012241866A - 逆止弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 流路内の減圧により移動子が移動して流通状態とする簡便な機構の逆止弁において、長期不使用によるシール部の固着により、流路内が減圧状態でも移動子が移動せず開弁不能となる不具合を解消できる逆止弁を提供する。
【解決手段】 流路が形成された固定部３内に、移動子１を備え、流路内に減圧により移動子１が移動し、流路を流通状態とする逆止弁において、移動子１を閉塞状態から流通状態の方向に移動させる外部加圧手段７を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、減圧により移動子が移動し、流路を流通状態として流路内の減圧状況を緩和する逆止弁に関する。

近年、空気や炭酸ガスなどの気体を水や温水に混合したり過溶解させて特殊機能浴としたり、節水をはかる技術が進展している。このため、配管類、耐圧ホース類、継ぎ手、水栓金具などの水回り部品には、加圧や減圧など圧力変動が加わることが多くなった。
従来、これら水回り部品は、上水道の配水系で圧力を受けることが多いことなどから、加圧力に耐える工夫がなされているが、減圧下での耐久性は必ずしも十分でない。
たとえば、減圧環境が続くと、耐圧ホース類や、継ぎ手シール部などは、期せずして凹み変形する応力を受けるので望ましくない。

このような用途分野で、減圧により移動子が移動し、流路を流通状態として流路内の減圧状況を緩和する逆止弁が必要とされている。特に、簡便、単純な構造で、低コストながら確実に動作する逆止弁が強く求められている。

従来、圧力変動で移動子が移動して、流路を流通状態とする逆止弁は、油圧機械などの産業機器分野で開発されたものが多い。
たとえば、下記の特許文献１には、圧カポートＰから供給された圧油が逆止弁体３０を押し開いて作業ポートＡを経て油圧駆動室２へ流入し、油圧駆動室２の内圧が高まると、逆止弁体３０が逆止バネ３１で逆止弁座２８に押し当てられて閉弁する逆止弁構造が示されている。しかし、油圧駆動室２の圧力保持のため、逆止弁体３０にバイパス弁座４０や流体圧ピストン３３なども付設されており、複雑な構造で、油圧機器に固有の精妙な機構を備えているので、産業機器以外の用途分野には不向きである。

油圧機械以外の特殊機器分野でも、移動子を備えた逆止弁は利用されている。たとえば、下記の特許文献２には、外科手術用内視鏡の外装チューブ皮膜に付設される、内部から外部への気体流出だけを許容する逆止弁が示されている。その逆止弁は、オートクレーブ滅菌処理の後の内視鏡の外装チューブ皮膜の陰圧状態を緩和する、強制的な開弁機構を備えているため、移動子の複数の弁体や開弁維持のカム溝と駆動ピンなど複雑な構成となっており、やはり、汎用用途には適さない。
また、いずれも、減圧により移動子が移動し、流路を流通状態として流路内の減圧状況を緩和する逆止弁ではない。

特開平４−５７６３７号公報 特開２００９−８９７６５号公報

本発明は、上記の従来の移動子付き逆止弁の問題点に鑑みて発明したものであって、流路内の減圧により移動子が移動して流通状態とする簡便な機構の逆止弁において、長期不使用によるシール部の固着により、流路内が減圧状態でも移動子が移動せず開弁不能となる不具合を解消できる逆止弁を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するために、本発明の逆止弁は、流路が形成された固定部内に、移動子を備え、流路内に減圧により移動子が移動し、流路を流通状態とする逆止弁において、移動子を閉塞状態から流通状態の方向に移動させる外部加圧手段を備えることを特徴としている。

この逆止弁においては、固定部と移動子の間にパッキンを挟んで流路を閉塞することが好ましい。また、この逆止弁においては、外部加圧手段内に貫通穴を備え、貫通穴の径により、流路を流れる気体の量を設定することが好ましい。

本発明の逆止弁によれば、流路内が減圧になれば移動子が移動して、流路を流通状態として、着実に減圧状態を緩和でき、万が一、長期不使用などで、逆止弁のシール部が固着していても、具備する外部加圧手段により、移動子を閉塞状態から流通状態の方向に移動させることで確実に減圧状態を緩和できる。

本発明の逆止弁の一実施形態で、流路が非減圧状態（ａ）で、閉弁状態を示す断面図である。 上記と同じ実施形態の逆止弁で、流路が減圧状態（ｂ）で、開弁状態を示す断面図である。 上記と同じ実施形態の逆止弁で、外部加圧手段により強制的に開弁し、流通状態（ｄ）とした断面図である。

＜逆止弁の部材構成＞
本発明の逆止弁の一実施形態は図１に断面図で示した通りのものである。逆止弁の下端部の流路、及び、該下端部流路に接続する図示されない流路が非減圧状態（ａ）であれば、逆止弁の内部の移動子１は、ほぼ無負荷状態であり、移動子押し上げバネ４により、逆止弁ケース５内の固定部３の上端絞り部３１に対して押し付けられている。

＜逆止弁の閉弁＞
移動子１の可動弁に対して、固定部３の上端絞り部３１は弁座に相当するともいえる。
移動子１と、固定部３の上端絞り部３１との間に介在する環状ゴムシールなどよりなるパッキン２は、両者から押圧されて圧縮変形し、両者間の間隙を閉塞している。
すなわち、逆止弁の流路が非減圧状態（ａ）のとき、移動子１、パッキン２、固定部３の三者からなるシール部６は閉じており、逆止弁は閉弁している。

説明の便宜から、移動子１、パッキン２、固定部３の三者からなるシール部６を備えた逆止弁の動作機構を取り上げているが、移動子１ないし固定部３が弾性変形し易い素材で構成されていれば、介在するパッキン２を省略した二者からなるシール部も可能である。

＜逆止弁の開弁＞
上記と同じ実施形態の逆止弁であって、逆止弁の流路が減圧状態（ｂ）で、逆止弁が開いている流通状態は図２に示される。各部材の構成は、図１で説明した実施形態のものと同じなので、詳細な説明を省略する。

逆止弁の下端部の流路、及び、該下端部流路に接続する図示されない流路は減圧状態（ｂ）にあるので、逆止弁の内部の移動子１には、移動子押し上げバネ４の押し上げ力に抗して、下方向に移動する圧力が作用し、移動している。
移動子１と、固定部３の上端絞り部３１との間に介在する環状ゴムシールなどよりなるパッキン２は、両者からの押圧力から解放されて、本来の円形断面形状に戻るので、移動子１と固定部３との間隙は解放され、流体が通過できる状態である。移動子１、パッキン２、固定部３の三者からなるシール部６は開いている。

なお、図示される実施形態の逆止弁では、逆止弁の上に付設された外部加圧手段７の貫通穴７１を通じて、逆止弁下方の流路へ流体が流れる事例が示されているが、貫通穴７１が設けられていない場合でも、逆止弁下方の流路へ流体が流れるように構成できる。

外部加圧手段７は、加圧時を除いて、移動子１の移動を阻害しない様に外部加圧手段用押し上げバネ８で押し上げられ退避させられるものなので、固定部３との摺擦部分を敢えて気密に構成せず、流路の開閉に寄与しない要素とすれば、貫通穴７１は不要で、逆止弁下方の流路へ流体が流れる。

他方、外部加圧手段７に貫通穴７１を設け、固定部３との摺擦部分に環状ゴムシールなどよりなるパッキン７２を付加して気密に構成すれば、貫通穴７１の径の大小で流入する流体の時間当たり流量を調整することができる。
これにより、たとえば、家庭用の浴室周りで使用する逆止弁なら、貫通穴７１の径を小さめに設定して、流路周辺の圧力変動を緩やかにすれば、静かに動作させられるなどの工夫ができる。

逆止弁の解放状態が続くと、逆止弁の下端部の流路、及び、該下端部流路に接続する図示されない流路、たとえば、耐圧ホースには、解放状態の逆止弁を通じて空気などの流体が流入し、やがて、流路側の減圧状態（ｂ）は緩和されて、移動子１を下方向に移動させる力が消滅する。

すると、移動子１は、移動子押し上げバネ４の押し上げ力に従って逆止弁ケース５内の固定部３の上端絞り部３１に対して押し付けられる様になる。
移動子１と、固定部３の上端絞り部３１との間に介在する環状ゴムシールなどよりなるパッキン２は、両者から押圧されて圧縮変形し、両者間の間隙を閉塞する。
すなわち、逆止弁の流路は非減圧状態（ａ）で、逆止弁が閉じている閉塞状態の図１の状態に戻る。

＜逆止弁の強制開弁＞
上記と同じ実施形態の逆止弁において、外部加圧手段７によって移動子１を下方向に加圧（ｃ）することで強制的に開弁し、流通状態（ｄ）とする機構とその動作事例を図３に示す。各部材の構成は、図１、図２で説明した実施形態のものと同じなので、詳細な説明を省略する。

逆止弁の下端部の流路、及び、該下端部流路に接続する図示されない流路が非減圧状態で、前掲の図１に示したような逆止弁の流路の閉塞状態が長く続いたときには、環状ゴムシールなどよりなるパッキン２、移動子１、固定部３の三者で構成されるシール部６が固着して、減圧状態にも係わらず、移動子１がスムーズに動けず、図２のように開弁できないことがあるので、外部加圧手段７によって移動子１を下方向に加圧（ｃ）することで強制的に開弁し、流通状態（ｄ）とする仕組みである。

シール部６の一時的な固着現象は、環状ゴムシール素材からの微量ブリードアウト成分、流路を通過する微細ゴミ、付着性微粒子などの介在や、パッキンの一時的塑性変形など様々な原因で起こるものなので、完全には排除できない。

したがって、外部加圧手段７による強制的な開弁機構の意義は大きい。しかも、図示されるような簡便な構造としてあれば、加圧操作時の感触や振動などから、逆止弁の機能回復が確認できるし、逆止弁の付設されている水回り系の動作状況も推し量ることができるなどの付随的な作用効果も有する。
これらの強制的な開弁操作は、流量の減少を検知したときに実施したり、例えば１カ月毎の定期的点検で実施するなどすると効果的である。

＜他の実施態様＞
上記した実施例では、逆止弁ケース５の内部に固定部３を設ける部材構成を前提にして説明したが、高機能エンジニアリングプラスチックなどを素材として選択すれば、逆止弁ケースと固定部とを一体化した部材構成も可能である。

その場合、移動子の当接する弁座（固定部の上端絞り部）の表面には、周回する細かな溝を設けるなどして、見掛け上の柔軟変形性を大きくするなどの工夫をすれば、問題なくシール部が形成できる。
また、移動子と弁座の見掛け上の接触面積を大きくするなどの形状設計をすれば、１４段落で説明したように、パッキンを省略したシール部も形成できる。

部材を減らしつつ動作の確実な逆止弁を構成するためには、高価な高機能素材を高精度で成型加工する必要があるので、コストパフォーマンスを重視すれば、部材の削減が必ずしも得策というわけではない。

一方、逆止弁の動作の確実性や、水回り系の安定性を重視した場合、外部加圧手段７の貫通穴７１や、逆止弁ケースの流路下端などにフィルタを設けて、シール部やその近傍に異物や接着性粒子が付着しない様にする実施態様も望ましい。

１ 移動子
２ パッキン
３ 固定部
３１ 固定部の上端絞り部
４ 移動子押し上げバネ
５ 逆止弁ケース
６ シール部（移動子、パッキン、固定部の３者で構成される）
７ 外部加圧手段
７１ 外部加圧手段の貫通穴
７２ パッキン
８ 外部加圧手段用押し上げバネ

Claims (3)

1. 流路が形成された固定部内に、移動子を備え、流路内に減圧により移動子が移動し、流路を流通状態とする逆止弁において、
   移動子を閉塞状態から流通状態の方向に移動させる外部加圧手段を備えることを特徴とする逆止弁。
2. 固定部と移動子の間にパッキンを挟んで流路を閉塞することを特徴とする請求項１に記載の逆止弁。
3. 外部加圧手段内に貫通穴を備え、貫通穴の径により、流路を流れる気体の量を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の逆止弁。

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