JP2015152066A - パッキン一体型逆止弁とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外殻本体の特徴的形状部分を盛り込んだ外殻原形を鋳型によって鋳造し、能率的な切削加工によって、金属製外殻本体が形成されたパッキン一体型逆止弁を提供する。
【解決手段】弁座収容部と弁軸２１の摺動支持部及びこれを連結する支柱を構成する外殻本体１を鋳型によって鋳造した外殻原形鋳物とし、これを旋盤等の能率的加工機によって軸芯部等を切削加工して外殻を形成し、開口端部にフランジにガスケット１３ｂを嵌装したフランジ躯体を螺合し、かしめ等により固定するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、外殻本体を金属としたパッキン一体型逆止弁とその製造方法に関し、詳しく外殻本体を鋳造金属の切削加工によって形成するようにしたパッキン一体型の逆止弁に関するものである。

従来、逆止弁は、水道メーター２次側の接続継手の内径部に設定され、２次側からの逆流が水道メーター内から１次側に逆流するのを防止してきたが、配管内に逆流防止機能を付加することを目的として、例えば、特許文献１に提案されるように、シート側にフランジ状にガスケットを嵌着したパッキンを形成してメーターパッキンと同様に設置できるパッキン一体型逆止弁が用いられるようになっている。

一方、パッキン一体型逆止弁のシート部に形成されるフランジ体については、鍔付管継手の鍔との干渉やフランジパッキンの過変形を防止するため、特許文献２のようにパッキンに管継手の鍔との干渉を防ぐ逃げ部と、弁シート部の凹部にパッキンの過変形を防止する規制部を設ける工夫がなされるが、逆止弁の外殻本体が破損すると水流に対する位置固定構造が失われ、逆止弁がそのまま下流に流されて配管を詰まらせる問題が発生し、外殻本体に堅牢性が求められる。

これに対して、弁体を収容する合成樹脂製のケージに対して、合成樹脂の射出成型時に金属製の補強部材を挿入する特許文献３による提案がなされ、更に、具体的な文献は存在しないが、金属の棒材を切削加工して弁座を収容する環状ケース体と弁軸の摺動端を支持するボス部を連結する３本の支柱を削り出した外殻本体に、合成樹脂製の弁体を組付けたものが存在する。

主要な特許文献としては、上記した特許文献１乃至３が存在する。
実開平６−１２８７９号公報 特開２００９−１１５１４７号公報 特開２０１０−２７６０３７号公報

パッキン一体型逆止弁は、弁座を収容する環状ケース体と弁軸の摺動端を支持するボス部を連結する複数本の支柱によって弁体作動部を保護するケージと外殻が構成されるが、その外殻本体は合成樹脂成形によって形成され、弁体の移動に伴うケージへの衝撃や鍔付管継手の鍔との干渉等によって破損し易く、これが破損すると逆止弁の交換だけでなく、逆止弁体の配管内への流失による詰まり等、多くの問題が発生する。

前記の通り、金属の棒材を切削加工して金属製の外殻本体を形成したものは存在するが、その削り出し加工には、高度の熟練技術を要し、多大な時間と労力を要するため、余り普及していないのが現況である。また、合成樹脂の射出成型時に金属製の補強部材を挿入するものは、補強部材挿入のタイミング等、作業工程が複雑化するほか、支柱部にしか適用できない問題もある。

また、従来の金属加工ケージによる逆止弁は、加工上の問題から弁座収容部の２次側内径端が軸芯に対して直角な水平面となっていたため、弁体を押圧して２次側に流れる水流が内径の口角部に衝合して円滑な流れを妨げ流圧エネルギーを消耗させる恐れがある。

本発明は上記した課題に対応しようとするものであり、弁座収容部と弁軸の摺動支持部及びこれを連結する支柱を構成する外殻本体を鋳造金属の切削加工によって形成するようにした。

すなわち、切削加工部を最小限に留め、切削によっては加工が困難な形状部を鋳型に盛り込んだ外殻原形を鋳型によって鋳造することによって、例えば旋盤のような一般的な切削機による能率的な加工を可能とし、更に、内径部に向けて傾斜する弁座収容部端面のように摺動支持部と支柱の存在によって加工不可能な部分の形状加工を鋳型の段階で形状化してしまうものである。

また、弁座収容部の２次側内径端を鋳造段階で内側に傾斜するテーパー面に構成し、弁体を押圧して２次側に流れる水流が内径の口角部に衝合するエネルギー損失を回避し、開弁状態における水流を円滑なものとするようにした。

更に、切削加工によって外殻本体の１次側を開口し、開口内径に雌ねじを刻設した弁機構収容ケージの内部に、スプリングを介してケージ内に収容される弁本体の組付けを行い、外周に雄ねじを刻設したフランジ躯体を螺合して弁座をフランジ躯体と外殻本体によって挟着固定すると共に、外周面等からのかしめ、或は、螺合部への接着剤の注入等により確定的な固定を行う。
なお、螺合ねじについては、呼び径の大小、仕様の相違により、弁機構収容ケージの外径に雄ねじ、フランジ躯体の内周に雌ねじと刻設を逆にする。

本発明は、以上のように弁座収容部と弁軸の摺動支持部及びこれを連結する支柱を構成する外殻本体を鋳造金属の切削加工によって形成するようにしたので、外殻本体の特徴的形状部分を盛り込んだ外殻原形を鋳型によって鋳造し、能率的な切削加工によって、従来困難とされた金属製外殻本体をパッキン一体型逆止弁に用いることができた。

また、弁座収容部の２次側内径端を、鋳造段階で内側に傾斜するテーパー面に構成したことにより、２次側に流れる水流が内径の口角部に衝合するエネルギー損失を回避し、水流の圧送エネルギーの消耗を減少させ、逆止弁の作動を円滑化した。

更に、外殻本体の１次側内径に雌ねじを刻設し、外周に雄ねじを刻設したフランジ躯体を螺合して弁座をフランジ躯体と外殻本体によって挟着固定するようにしたことにより、スプリングを介してケージ内に収容される弁本体の組付けとフランジ躯体への弁座着合作業を容易にすると共に、弁機構収容ケージとフランジ躯体の着合を効率化する効果がある。

本発明の実施例を示すもので、本発明によるパッキン一体型逆止弁の構造を示す縦断面図 同じく、パッキン一体型逆止弁の実施例１の外殻本体を形成する切削加工前の外殻原形鋳物の斜視図 同じく、図２の外殻原形鋳物の２次側端面からの側面図 同じく、外殻原形鋳物の図３におけるａ−ａ断面図 同じく、図２、３の外殻原形鋳物を切削加工した外殻本体の斜視図 同じく、図５の切削加工外殻本体の２次側端面からの側面図 同じく、切削加工外殻本体の図６におけるｂ−ｂ断面図 同じく、パッキン一体型逆止弁の実施例２の外殻本体を形成する切削加工前の外殻原形鋳物の斜視図 同じく、図８の外殻原形鋳物の２次側端面からの側面図 同じく、外殻原形鋳物の図９におけるａ−ａ断面図 同じく、図８、９の外殻原形鋳物を切削加工した外殻本体の斜視図 同じく、図１１の切削加工外殻本体の２次側端面からの側面図 同じく、切削加工外殻本体の図１２におけるｂ−ｂ断面図 同じく、水道メーター２次側端と継手間に設定されたパッキン一体型逆止弁の設定状況を示す拡大縦断面側面図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明すると、１は逆止弁カートリッジの外殻を構成する外殻本体で、１次側に弁座１２を嵌合し、同弁座１２に接触開閉する弁体２をスプリング３によって１次側に付勢させて支持収納する弁機構収容ケージ１１と、端部に螺合するフランジ躯体１３と、同フランジ躯体１３のフランジ部１３ａに嵌装されるゴム等の弾性素材によるガスケット１３ｂによって構成されるフランジ体１４とから成る。

外殻本体１は、鋳型により鋳造した図２に示すような外殻原形鋳物１ａを、図７に示すように軸芯部等を切削加工した外殻本体１に仕上げるものである。
外殻原形鋳物１ａは、弁機構収容ケージ１１の２次側本体を構成する弁座収容部４の外径を基本とする原形円柱４ａ、その軸芯部に弁体２の弁軸２１を支持して摺動させる摺動支持部５を形成する径の原形円柱５ａを伸長させるが、原形円柱５ａの外周には弁機構収容ケージ１１の支柱５１を形成する原形円柱４ａの同径の突条部５１ａが支柱５１形成幅で所定数（一般的には３本）残された形となる。

更に、原形円柱４ａと原形円柱５ａの接合部は、その径差による段部が軸芯に向かって内側に傾斜するテーパー面７に構成される。このように構成される外殻原形鋳物１ａは鋳型によって鋳造されるので、摺動支持部５や支柱５１の存在によって切削加工が困難な内側に傾斜するテーパー面７の形成も一気に成形される。

このように鋳造された外殻原形鋳物１ａは、原形円柱４ａ側から軸芯部等を切削の加工することによって、突条部５１ａが支柱５１形成幅で残り、弁座収容部開口側内壁に雌ねじ１１ａを刻設することにより、弁機構収容ケージ１１が形成され、その内部に弁体２をスプリング３によって１次側に付勢させると共に、弁機構収容ケージ１１の開口側外周に設けられたフランジ１１ｂを、フランジ躯体１３のフランジ躯体のフランジ部１３ａ基部とガスケット１３ｂ先端の間隙に嵌合し、更に、弁機構収容ケージ１１の内壁に刻設した雌ねじにフランジ躯体１３の２次側外周に刻設した雄ねじを螺合して弁体２を支持収納する。

弁体２には、摺動支持部５の中心部に開口する案内孔５２を挿通して弁の開閉作動を案内する弁軸２１が植接され、スプリング３が弁軸２１を挿通して弁体２と摺動支持部５間に張設されて弁体２を１次側に付勢する。また、弁座収容部４には、フランジ躯体１３の頂部に嵌着されたゴム等の弾性素材による環状の弁座１２が着設され、弁体２の付勢頂部を受けるようになっている。

弁機構収容ケージ１１の弁座収容部開口端に螺合するフランジ躯体１３は、前記のように、フランジ部１３ａに嵌装されるゴム等の弾性素材によるガスケット１３ｂによって構成されているので、パッキン一体型逆止弁が設定される水道メーターＭの２次側端面とユニオン継手Ｇの１次側端面を水密にシールするパッキンとして機能するものである。

図１４は水道メーターＭの２次側端面とユニオン継手Ｇの１次側端面に設定されたパッキン一体型逆止弁の状況を示す断面図であり、フランジ体１４を端面に係架してユニオン継手Ｇの内径に嵌装されたパッキン一体型逆止弁の１次側に水道メーターの２次側端面を接面すると共に、水道メーターの２次側端部外周面に刻設された雄ねじ６に袋ナット６１が係止めリング６２を介して螺合して両端面間にパッキン一体型逆止弁のフランジ体１４が締着固定される。

以上のようにして設定されたパッキン一体型逆止弁は、水流が水道メーターＭを通過すると、通過した水流が１次側に付勢された弁体２を押して図１に示すように弁を開いて水流が１次側から２次側に流れるが、弁機構収容ケージ１１の弁座収容部４の２次側内径端面が、前記のように内側に傾斜するテーパー面７に形成されているので、水流が口角部の抵抗を受けることなく円滑に流通する。２次側から１次側への水流に対しては、弁体２が弁座１２に圧接されて水路が閉じられるので逆流が防止されるものである。

呼び径の仕様等が異なる他の実施例としては、図８ないし図１３に示すように、実施例１の場合に設けられた弁機構収容ケージ１１の開口側外周のフランジ１１ｂを設定しないで、外殻原形鋳物１ａに軸芯部等を切削加工した弁機構収容ケージ１１の開口側外周に雄ねじ１１Ａを刻設し、フランジ躯体１３の内径にこれに対応する雌ねじ１３Ａを刻設する。

上記のように切削加工した弁機構収容ケージ１１は、その内部に弁体２をスプリング３によって１次側に付勢させると共に、弁座収容部４には、フランジ躯体１３の頂部に嵌着されたゴム等の弾性素材による環状の弁座１２を着設し、弁機構収容ケージ１１の開口側外周の雄ねじ１１Ａとフランジ躯体１３の内径の雌ねじ１３Ａを螺合して弁体２を支持収納する。

本発明に係るパッキン一体型逆止弁と製造方法は、破損し易い従来の合成樹脂製の外殻本体を金属製とし、逆止弁本体の構造を飛躍的に強化し、鋳物金属鋳造の特性を活かした形成加工手段により極めて能率的な製造方法を提供するものであるので、水道施設産業上に高度の利用価値を有するものである。

１ 逆止弁外殻本体
１ａ 外殻原形鋳物
１１ 弁機構収容ケージ
１１ａ 弁機構収容ケージ開口側内壁の雌ねじ
１１ｂ 弁機構収容ケージ開口部外周のフランジ
１１Ａ 弁機構収容ケージ開口部外周の雄ねじ
１２ 逆止弁の弁座
１３ 弁機構収容ケージ開口側端部に着合するフランジ躯体
１３ａ フランジ躯体のフランジ部
１３ｂ フランジ部に嵌装されるガスケット
１３Ａ フランジ躯体内径の雌ねじ
１４ フランジ躯体のフランジ体
２ 逆止弁の弁体
２１ 逆止弁の弁軸
３ 付勢スプリング
４ 弁座収容部
４ａ 弁座収容部の原形円柱
５ 摺動支持部
５ａ 摺動支持部の原形円柱
５１ 弁機構収容ケージの支柱
５２ 摺動支持部の弁軸案内孔
５１ａ 原形円柱の支柱形成突条
６ 水道メーターの２次側端部外周面に刻設された雄ねじ
６１ 袋ナット
６２ 係止めリング
７ 弁機構収容ケージ弁座収容部上端面の内側に傾斜するテーパー面
Ｍ 水道メータ−
Ｇ ユニオン継手

Claims (5)

1. 弁座収容部と弁軸の摺動支持部及びこれを連結する支柱を構成する外殻本体を鋳造金属の切削加工によって形成したことを特徴とするパッキン一体型逆止弁
2. 弁座収容部の２次側内径端面を、鋳造段階において内側に傾斜するテーパー面に構成した請求項１記載のパッキン一体型逆止弁
3. 外殻本体の１次側内径に雌ねじを刻設し、外周に雄ねじを刻設したフランジ躯体を螺合して弁座をフランジ躯体と外殻本体によって挟着固定するようにした請求項１記載のパッキン一体型逆止弁
4. 弁座収容部の２次側内径部に、弁軸の摺動支持部径の円柱体を伸張形成し、同円柱体の外周に、弁座収容部と円柱体の径差を厚みとする所定本数の支柱形成突条を形成した金属鋳物を切削加工により成形して外殻本体を構成し、これに弁座、スプリング、弁体等を組み付けることを特徴とするパッキン一体型逆止弁の製造方法
5. 弁座収容部を形成する径の円柱体２次側内径部に、弁軸の摺動支持部径の円柱体を伸張形成し、同円柱体の外周に、弁座収容部と円柱体の径差を厚みとする所定本数の支柱形成突条を形成した鋳型により鋳造したことを特徴とする外殻原形体鋳物

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