JP2025529374A - クラッキング圧力調節機能付きチェックバルブ - Google Patents

Abstract

本発明は、ねじ式でバネの弾性力を調整することにより、バネを交換することなく容易にクラッキング圧力の調節が可能であり、チャタリングの発生を防止できるチェックバルブに関し、本発明の一態様に係るチェックバルブは、流体が供給される配管に接続される第１バルブボディーと、前記第１バルブボディーの前端部に配置され、前記配管を介して流動する流体が流入する流路が形成されているシート（ｓｅａｔ）と、前記第１バルブボディーの内側空間に移動可能に設けられ、前記シートの後端部と密着又は離隔して流路を開閉するポペットと、前記第１バルブボディーの内側空間で前記ポペットをシート側に加圧する弾性力を提供するバネと、前記第１バルブボディーの後端部に前後方向に移動可能に設けられ、前記バネの後端部を支持するバネ支持部材と、前記第１バルブボディーの後端部に連通するように設けられ、流体を排出する配管と接続される第２バルブボディーと、前記第１バルブボディーの後端部と前記第２バルブボディーの前端部との間に配置され、外力によってバネ支持部材を第１バルブボディーに対して前後方向に移動させることでバネの弾性力を調整する弾性力調節部材と、を備えてもよい。

Description

本発明はチェックバルブに関し、より詳細には、バルブ胴体内で流路を開閉するポペットを弾力的に支持するバネの弾性力を可変することでクラッキング（ｃｒａｃｋｉｎｇ）の圧力調節が可能であり、チャタリング（ｃｈａｔｔｅｒｉｎｇ）を防止できるチェックバルブに関する。

チェックバルブは、圧力の流れを一方向にのみ通過させて逆方向の流れを防ぐバルブである。バルブの構造は、ポペット（ｐｏｐｐｅｔ）がバネの弾性力によってシート（ｓｅａｔ）に密着した状態になっており、バルブの入口側から出口側に流体が流れるときに、流体の圧力が弾性力の大きさを超えると、ポペットを押し出して流体が流れるようになり、このときのチェックバルブの最小開放圧力をクラッキング（ｃｒａｃｋｉｎｇ）圧力という。

一方、逆方向の流れは、油圧でポペットをシートに密着させることで、漏れが全くなく、完全に逆流を防止できるようになっている。

このようなチェックバルブのクラッキング圧力は、内部バネのバネ定数と、組み立て時の初期圧縮長さによって決定される。チェックバルブ内部の流体圧力がクラッキング圧力を超えると、ポペットを押し出してバルブが開放され、バネが圧縮されてバルブを閉鎖しようとする復元力が作用する。

このとき、流体の圧力とバネの復元力の平衡が不安定になると、バルブの開放と閉鎖が急激に繰り返されるチャタリング（ｃｈａｔｔｅｒｉｎｇ）現象が発生する。チャタリングは、バルブの耐久性の低下及び騒音発生の原因である。このようなチャタリング現象は、クラッキング圧力と流体の圧力が類似の区間で主に発生する。

従来は、バネがポペットを押し付ける弾性力が予め設定されたクラッキング圧力となっている。したがって、クラッキング圧力を変更するためには、バネの弾性係数が異なるものを選択しなければならないため、その都度組み立てが面倒なだけでなく、バネを交換しなければクラッキング圧力を調節できないという問題がある。

本発明は、上記問題を解決するためのものであり、本発明の目的は、ねじ式でバネの弾性力を調整することにより、バネを交換することなく容易にクラッキング圧力の調節が可能であり、チャタリングの発生を防止できるチェックバルブを提供するころである。

上記目的を達成するための本発明の一態様に係るチェックバルブは、流体が供給される配管に接続される第１バルブボディーと、前記第１バルブボディーの前端部に配置され、前記配管を介して流動する流体が流入する流路が形成されているシート（ｓｅａｔ）と、前記第１バルブボディーの内側空間に移動可能に設けられ、前記シートの後端部と密着又は離隔して流路を開閉するポペットと、前記第１バルブボディーの内側空間で前記ポペットをシート側に加圧する弾性力を提供するバネと、前記第１バルブボディーの後端部に前後方向に移動可能に設けられ、前記バネの後端部を支持するバネ支持部材と、前記第１バルブボディーの後端部に連通するように設けられ、流体を排出する配管と接続される第２バルブボディーと、前記第１バルブボディーの後端部と前記第２バルブボディーの前端部との間に配置され、外力によってバネ支持部材を第１バルブボディーに対して前後方向に移動させることでバネの弾性力を調整する弾性力調節部材と、を備えてもよい。

前記バネ支持部材は、前記バネの後端と接触することでバネの後端部を支持するリング状の支持板と、前記支持板に後方に延びる円管状を有し、外周面にねじ山が形成されている雄ねじ部と、を備え、前記第２バルブボディーの前端部に、前記雄ねじ部と螺旋結合されるねじ山が内周面に形成されている雌ねじ部が前後方向に貫通するように形成され、前記弾性力調節部材は、中央に前記雄ねじ部が貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔の内周面に前記雄ねじ部と螺旋結合されるねじ山が形成され、前記弾性力調節部材を第１バルブボディー及び第２バルブボディーに対して相対回転させると、雄ねじ部が回転運動しながら前後方向に移動することができる。

前記第１バルブボディーと第２バルブボディーは、同軸上に配置されてもよい。

本発明の他の態様に係るチェックバルブは、前記弾性力調節部材の縁部分に、工具又は人の手によって操作力を加えるための取っ手部が形成されてもよい。

本発明のまた他の態様に係るチェックバルブは、流体が供給される配管に接続される第１バルブボディーと、前記第１バルブボディーの前端部に配置され、前記配管を介して流動する流体が流入する流路が形成されているシート（ｓｅａｔ）と、前記第１バルブボディーの内側空間に移動可能に設けられ、前記シートの後端部と密着又は離隔して流路を開閉するポペットと、前記第１バルブボディーの内側空間で前記ポペットをシート側に加圧する弾性力を提供するバネと、前記第１バルブボディーの後端部に、軸方向への前後移動は可能であるが、円周方向には回転しないように拘束された状態で接続され、前記バネの後端と接触することでバネの後端部を支持するリング状の支持板と、前記支持板に後方に延びる円管状を有し、外周面にねじ山が形成されている雄ねじ部を含んで前記バネの後端部を支持するバネ支持部材と、前記第１バルブボディーの後端部に連通するように設けられ、流体を排出する配管と接続される第２バルブボディーと、前記第１バルブボディーの後端部と前記第２バルブボディーの前端部との間に配置され、第１バルブボディー及び第２バルブボディーに対して相対回転し、中央に前記雄ねじ部が貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔の内周面に前記雄ねじ部と螺旋結合されるねじ山が形成され、外力によって回転しながらバネ支持部材を前後方向に移動させる弾性力調節部材と、を備えてもよい。

前記バネ支持部材の支持板と第１バルブボディーの中空部の後端部との間に、スプライン溝、及びスプライン溝に挿入されるスプライン突起が形成され、スプライン溝とスプライン突起によって、バネ支持部材が第１バルブボディーに対して相対回転せずに、軸方向に前後移動のみ行うように構成されてもよい。

本発明によれば、チェックバルブのクラッキング圧力に応じてバネの弾性力を調整しようとする際に、弾性力調節部材を手や工具で把持して回すと、弾性力調節部材とバネ支持部材がねじ山で結合されているため、バネ支持部材がねじ山の相互作用によって前進又は後進し、これによって、バネの弾性力を容易に調節することができる。

本発明の一実施形態に係るチェックバルブの外観を示す斜視図である。 図１に示したチェックバルブの分解斜視図である。 図１に示したチェックバルブの構成及び作動例を示す断面図である。 図１に示したチェックバルブの構成及び作動例を示す断面図である。 本発明に係るチェックバルブを構成するバネ支持部材の他の実施形態を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係るチェックバルブの一部分を示す要部断面図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態に係るチェックバルブについて詳しく説明する。本発明は、様々な変更を加えることができ、様々な形態を有することができるため、特定の実施形態を図面に示して本文に詳細に説明する。しかし、これは、本発明を特定の開示形態に限定することを意図するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更、均等物又は代替物を含むものとして理解されたい。各図面の説明において、類似の参照符号を類似の構成要素に使用した。添付図面において、構造物の寸法は、本発明の本発明の明確性のために、実際よりも拡大するか、又は概略的な構成を理解するために実際よりも縮小して示されている。

また、特に定義されていない限り、技術的又は科学的な用語を含めてここで使用されるすべての用語は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が一般的に理解する意味と同一の意味を有している。一般的に使用される辞書で定義されている用語は、関連技術が文脈上有する意味と一致する意味を有するものと解釈されるべきであり、本出願で明示的に定義していない限り、理想的や過度に形式的な意味に解釈されない。
理解を容易にするために、流体が流入する上流側をチェックバルブの前方と規定し、流体が排出される下流側をチェックバルブの後方と規定して説明する。

図１から図４を参照すると、本発明の一実施形態に係るチェックバルブは、第１バルブボディー１０、第２バルブボディー２０、シート固定部材３０、シート（ｓｅａｔ）４０、ポペット５０、バネ６０、バネ支持部材７０、及び弾性力調節部材８０を含む。

第１バルブボディー１０は、シート固定部材３０を介して流体が供給される配管に接続される。第１バルブボディー１０の中央部には、中空部１１が前後方向に貫通するように形成され、中空部１１の前方側の内周面に前記シート固定部材３０が螺旋結合されるねじ山が形成される。また、中空部１１の後方側に、シート４０、ポペット５０、バネ６０、及びバネ支持部材７０が順に配置され、流体の圧力に応じて流路を開閉する。

第２バルブボディー２０は、第１バルブボディー１０の後方に同軸上に設けられ、中央に第１バルブボディー１０の中空部１１と連通する中空部２１が前後方向に貫通するように形成されている。第２バルブボディー２０は、流体を排出する配管と接続されて流体を排出する。

シート固定部材３０は、第１バルブボディー１０を流体が供給される配管に接続するとともに、第１バルブボディー１０内でシート４０を固定する作用をする。シート固定部材３０の中央には、流体が貫通する通孔３１が前後方向に貫通するように形成されている。また、シート固定部材３０の外周面には、第１バルブボディー１０の中空部１１の内周面に形成されたねじ山と螺旋結合されるねじ山３２が形成され、第１バルブボディー１０の前端部に螺旋結合される。

シート４０は、第１バルブボディー１０の中空部１１内の前方に配置され、流体が供給される配管に接続されて流体の供給を受け、中央には、流体が貫通する流路４１が前後方向に貫通するように形成されている。前記流路４１の後端部は、後方に向かうにつれて直径が大きくなる円錐状に形成され、ポペット５０の前端部と密着し、ポペット５０の前端部によって開閉される。

前記ポペット５０は、第１バルブボディー１０の中空部１１の内側空間に前後方向にスライディング可能に設けられ、バネ６０の弾性力によって前方側に加圧され、前端部がシート４０の流路４１の後端部と弾力的に密着することで、流体の圧力に応じてシート４０の流路４１と密着又は離隔して流路４１を開閉する作用をする。ポペット５０の外径は、第１バルブボディー１０の中空部１１の内径よりも小さく、流体がポペット５０の外周面と第１バルブボディー１０の中空部１１の内周面との間の空間を介して流動できるようになっている。また、ポペット５０の外周面には、流路４１の開放時に流体が後方にスムーズに流動して排出されるように、複数のポペット孔５１が貫通して形成されている。

ポペット５０の前端部には、シート４０の流路４１の後端部に密着することで水密作用をするゴム又はシリコンなどの弾性材質からなるパッキングリング５５が設けられてもよい。

バネ６０のポペット５０の後方に設けられ、前端部がポペット５０の後端部に支持され、後端部がバネ支持部材７０に支持されることで、ポペット５０に前方側に弾性力を加える。ポペット５０がシート４０の流路４１の後端部から離隔して流路が開放されるクラッキング圧力は、前記バネ６０の弾性力によって決定される。

このようなバネ６０の弾性力は、前記バネ支持部材７０の前後方向の位置を調節することで可変することができる。

前記バネ支持部材７０は、弾性力調節部材８０によって第１バルブボディー１０の後端部で前後方向に移動することにより、クラッキング圧力に応じてバネ６０の弾性力を調整する。このためのバネ支持部材７０は、バネ６０の後端と接触してバネ６０の後端部を支持するリング状の支持板７１と、前記支持板７１に後方に延びる円管状を有し、外周面にねじ山が形成されている雄ねじ部７２を含んでもよい。

前記雄ねじ部７２は、第２バルブボディー２０の中央における中空部２１の前方側に形成されている雌ねじ部２２の内周面のねじ山と螺旋結合する。

弾性力調節部材８０は、前記第１バルブボディー１０の後端部と前記第２バルブボディー２０の前端部との間に配置され、第１バルブボディー１０及び第２バルブボディー２０に対して相対回転するように設けられる。弾性力調節部材８０は、中央に前記バネ支持部材７０の雄ねじ部７２が貫通する貫通孔８１が形成され、前記貫通孔８１の内周面に前記雄ねじ部７２と螺旋結合されるねじ山が形成され、外力によって回転しながらバネ支持部材７０を前後方向に移動させる。

図５に示したように、弾性力調節部材８０の縁部分に、工具又は人の手によって操作力を加えるための取っ手部７３が形成されてもよい。取っ手部７３は、第１バルブボディー１０及び第２バルブボディー２０の外側に突出し、人が手又は工具で把持して容易に回すことができる形状に形成されてもよい。

このような本発明のチェックバルブは、クラッキング圧力に応じてバネ６０の弾性力を調整しようとするとき、弾性力調節部材８０を手又は工具で把持して回すと、弾性力調節部材８０とバネ支持部材７０がねじ山で結合されているため、バネ支持部材７０が回転しながら前進又は後進し、これによって、バネ６０の弾性力を容易に調節して用いることができる。

この実施形態では、バネ支持部材７０の雄ねじ部７２が第２バルブボディー２０の雌ねじ部２２に螺旋結合され、弾性力調節部材８０の回転によってバネ支持部材７０が回転しながら前後移動するように構成されているが、図６に示したように、第２バルブボディー２０の前方側に雌ねじ部２２（図３を参照）を形成せず、バネ支持部材７０の雄ねじ部７２が第２バルブボディー２０の中空部２１の前方側に単に挿入され、バネ支持部材７０の支持板７１が第１バルブボディー１０の中空部１１の後端部に、軸方向への前後移動は可能であるが、円周方向には回転しないように拘束された状態で接続されてもよい。

前記バネ支持部材７０の支持板７１にスプライン溝７５が形成され、第１バルブボディー１０の中空部１１の後端部に、スプライン溝７５に挿入されるスプライン突起７６が前後方向に延びるように形成され、スプライン溝７５とスプライン突起７６によって、バネ支持部材７０が第１バルブボディー１０に対して相対回転せずに、軸方向に前後移動のみ行うように構成されてもよい。もちろん、これとは逆に、バネ支持部材７０の支持板７１にスプライン突起７６が突出するように形成され、第１バルブボディー１０の中空部１１の後端部にスプライン突起７６が挿入されて案内されるスプライン溝７５が前後方向に延びるように形成されてもよい。

弾性力調節部材８０は、上述の実施形態と同様に、貫通孔８１の内周面に前記雄ねじ部７２と螺旋結合されるねじ山が形成される。

したがって、弾性力調節部材８０を回転させると、バネ支持部材７０が回転せずに、第１バルブボディー１０の中空部１１の後端部に対して前進又は後進することでバネ６０の弾性力を調節することができる。

上述した本発明の詳細な説明では、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野における熟練した当業者又は当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、後述する特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び技術領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更できることを理解することができるであろう。

本発明は、配管において流体が一方向に流れるように制御するチェックバルブに適用することができる。

Claims (6)

1. 流体が供給される配管に接続される第１バルブボディーと、
   前記第１バルブボディーの前端部に配置され、前記配管を介して流動する流体が流入する流路が形成されているシート（ｓｅａｔ）と、
   前記第１バルブボディーの内側空間に移動可能に設けられ、前記シートの後端部と密着又は離隔して流路を開閉するポペットと、
   前記第１バルブボディーの内側空間で前記ポペットをシート側に加圧する弾性力を提供するバネと、
   前記第１バルブボディーの後端部に前後方向に移動可能に設けられ、前記バネの後端部を支持するバネ支持部材と、
   前記第１バルブボディーの後端部に連通するように設けられ、流体を排出する配管と接続される第２バルブボディーと、
   前記第１バルブボディーの後端部と前記第２バルブボディーの前端部との間に配置され、外力によってバネ支持部材を第１バルブボディーに対して前後方向に移動させることでバネの弾性力を調整する弾性力調節部材と、
   を備えるチェックバルブ。
2. 前記バネ支持部材は、前記バネの後端と接触することでバネの後端部を支持するリング状の支持板と、前記支持板に後方に延びる円管状を有し、外周面にねじ山が形成されている雄ねじ部と、を備え、
   前記第２バルブボディーの前端部に、前記雄ねじ部と螺旋結合されるねじ山が内周面に形成されている雌ねじ部が前後方向に貫通するように形成され、
   前記弾性力調節部材は、中央に前記雄ねじ部が貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔の内周面に前記雄ねじ部と螺旋結合されるねじ山が形成され、前記弾性力調節部材を第１バルブボディー及び第２バルブボディーに対して相対回転させると、雄ねじ部が回転運動しながら前後方向に移動するように構成された、請求項１に記載のチェックバルブ。
3. 前記弾性力調節部材の縁部分に、工具又は人の手によって操作力を加えるための取っ手部が形成された、請求項２に記載のチェックバルブ。
4. 前記第１バルブボディーと第２バルブボディーは、同軸上に配置された、請求項２に記載のチェックバルブ。
5. 流体が供給される配管に接続される第１バルブボディーと、
   前記第１バルブボディーの前端部に配置され、前記配管を介して流動する流体が流入する流路が形成されているシート（ｓｅａｔ）と、
   前記第１バルブボディーの内側空間に移動可能に設けられ、前記シートの後端部と密着又は離隔して流路を開閉するポペットと、
   前記第１バルブボディーの内側空間で前記ポペットをシート側に加圧する弾性力を提供するバネと、
   前記第１バルブボディーの後端部に、軸方向への前後移動は可能であるが、円周方向には回転しないように拘束された状態で接続され、前記バネの後端と接触することでバネの後端部を支持するリング状の支持板と、前記支持板に後方に延びる円管状を有し、外周面にねじ山が形成されている雄ねじ部を含んで前記バネの後端部を支持するバネ支持部材と、
   前記第１バルブボディーの後端部に連通するように設けられ、流体を排出する配管と接続される第２バルブボディーと、
   前記第１バルブボディーの後端部と前記第２バルブボディーの前端部との間に配置され、第１バルブボディー及び第２バルブボディーに対して相対回転し、中央に前記雄ねじ部が貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔の内周面に前記雄ねじ部と螺旋結合されるねじ山が形成され、外力によって回転しながらバネ支持部材を前後方向に移動させる弾性力調節部材と、
   を備えるチェックバルブ。
6. 前記バネ支持部材の支持板と第１バルブボディーの中空部の後端部との間に、スプライン溝、及びスプライン溝に挿入されるスプライン突起が形成され、スプライン溝とスプライン突起によって、バネ支持部材が第１バルブボディーに対して相対回転せずに、軸方向に前後移動のみ行うように構成された、請求項５に記載のチェックバルブ。