JP3302756B2 - ライン逆止弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可動シール体をダイヤ
フラムにより支持する形式のライン逆止弁の改良に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】本願出願人は、先に図５に示す如き可動
シール体をダイヤフラムにより支持する構造のライン逆
止弁を開発し、特開平４−２１０１７０号としてこれを
公開している。即ち、図５に於いて、１は上流側本体、
２は下流側本体、３はダイヤフラム、４は可動シール
体、５はシール部材、６は締付具、７は流入通路、８は
上流側壁面、９は流体通路、１１は弁室、１２は下流側
壁面、１３は流出通路、１８はシール部材保持体、１９
はガスケットである。

【０００３】弁本体は、前記上流側本体１と下流側本体
２とを、夫々の窪部１ａ，２ａを対向せしめた状態で組
み合わせることにより形成されている。また、可動シー
ル体４を備えたダイヤフラム３と静止シール部８ａを備
えた保持体１８は、前記窪部１ａ，２ａにより形成され
た空間内へ配設されており、ガスケット１９を介挿して
締付具６により気密状に挾圧保持されている。更に、前
記シール部材５は合成ゴム製であり、金属製の保持体１
８に設けたリング状の溝１７内へ合成ゴムを鋳込むこと
により、形成・固着されている。

【０００４】前記ダイヤフラム３の中央部に支持された
可動シール体４は、無負荷時にはシール部材５へ極く軽
く接当している。上流側から流体圧がかかると、ダイヤ
フラム３が差圧によって下流側へ押圧され、流体が矢印
方向に流れる。差圧が大きくなると、ダイヤフラム３が
下流側壁面１２の第２正圧保持部１２ｂへ接当し、ダイ
ヤフラム３の無理な動きや変形が規制される。また、下
流側から流体圧がかかると、ダイヤフラム３が逆差圧に
よって上流側へ押圧され、可動シール体４がシール部材
５へ接当する。差圧が大きくなると、ダイヤフラム３が
上流側壁面８の逆圧保持部８ｂへ接当し、ダイヤフラム
３の無理な動きや変形が規制される。

【０００５】前記図５のライン逆止弁は、応答性や信頼
性、組立性、取扱性等に優れるだけでなく、摩粍粉が生
じたり、弁内部に流体が滞留したりしないため、流体を
高純度に保持することが出来、半導体製造設備等の管路
用として優れた実用的効用を奏するものである。

【０００６】しかし、当該ライン逆止弁にも解決すべき
問題点が多く残されている。先ず、第１の問題は、シー
ル部材５の剥離や裏漏れの問題である。シール部材５
は、上述の如くリング状の溝１７内へ合成ゴムを鋳込む
ことにより成形されているが、溝１７の内壁面に対する
ゴムの固着力が比較的弱く、時間の経過と共にシール部
材５の剥離や裏漏れを生ずることになる。

【０００７】第２の問題は、ダイヤフラム３の挾着部に
於ける漏洩の問題である。ダイヤフラム３の外周縁は下
流側壁面１２の外周縁と上流側壁面８の外周縁との間で
気密状に挾圧保持されているが、平面的な挾圧であるこ
とと、後述するガスケット１９とダイヤフラム３とを同
じ締付具６により締込んでいること等が起因して、屡々
流体漏れを生ずることになる。

【０００８】第３の問題は閉止圧の問題である。図５の
ライン逆止弁では、下流側壁面１２の第２正圧保持部１
２ｂの全体が、断面視において、中心軸線に対して傾斜
状になっている。その結果、流体圧が上昇すると、ダイ
ヤフラム３の全体が繰り返し第２正圧保持部１２ｂ側へ
大きく押圧されることになり、ダイヤフラム３の形状が
変化することになる。即ち、無圧状態ではシール部材５
へ軽く接触していなければならない可動シール体４が、
無圧時でもシール部材５から離間した状態となり、逆止
弁の閉止圧が上昇するだけでなく、閉止作用そのものが
不安定となる。

【０００９】第４の問題はガスケット１９からの漏洩の
問題である。図５のライン逆止弁では断面が四角形状の
ガスケット１９を用いて弁室１１等の気密を保持する構
成としている。しかし、ガスケット１９とダイヤフラム
３の材質が異なる上、各部材を一つの締付具６で締付け
ている為、ガスケット１９とダイヤフラム３の変形が相
互に干渉し合い、両者の両面に生じる面圧が異なること
になる。その結果、取り扱う流体が高圧の場合には、ガ
スケット１９部分やダイヤフラム３の外周縁部分から流
体の漏洩を生じるという問題がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従前の可動
シール体をダイヤフラムにより支持する構成としたライ
ン逆止弁に於ける上述の如き問題、即ち、（イ）シール
部材５の剥離や裏漏れの発生、（ロ）ダイヤフラム３の
挾着部からの流体漏れ、（ハ）閉止圧の上昇と閉止作用
の不安定化及び（ニ）ガスケット１９部分からの流体漏
れ等の問題を解決せんとするものであり、閉止圧の上昇
や閉止作用の不安定化を起こさず、しかも流体の漏洩を
ほぼ皆無にできるようにしたライン逆止弁を提供するも
のである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、下流側の中央に円筒状の窪部１ａを備え且つ当該窪
部１ａに連通する流入通路７を有する上流側本体１と、
上流側の中央に円筒状の窪部２ａを備え且つ当該窪部２
ａに連通する流出通路１３を有する下流側本体２とを組
合せ、対向せしめた両者の窪部１ａ，２ａにより形成さ
れた空間内に、中央部にシール部材５を有する静止シー
ル部８ａを備えたディスク状のシール部材保持体１８
と、中央部に前記シール部材５に当接する可動シール体
４を備えたダイヤフラム３とを対向状に配設し、前記両
本体１，２によりガスケット１９を介設してシール部材
保持体１８及びダイヤフラム３の外周縁部を気密状に挾
圧保持する形式のライン逆止弁において、前記静止シー
ル部８ａを、シール部材保持体１８の中央部にリング状
の溝１７で形成し且つその近傍にカシメ体１８ｄを突設
すると共に、溝１７内へ挿着したシール部材５に金属製
押えリング２０を接当させ、当該押えリング２０を折り
曲げした前記カシメ体１８ｄにより押圧固定するように
したことを発明の基本構成とするものである。

【００１２】また、本件請求項２に記載の発明は、請求
項１と同じ形式のライン逆止弁において、下流側本体２
の下流側壁面１２のダイヤフラム３が当接する第２正圧
保持部１２ｂを、断面視において下流側本体２の中心軸
線に対して垂直方向で且つ外側に位置する垂直面部１２
ｃと、中心軸線に対して傾斜し且つ内側に位置する傾斜
面部１２ｄとから形成したことを発明の基本構成とする
ものである。

【００１３】更に、本件請求項３に記載の発明は、請求
項１と同形式のライン逆止弁において、下流側本体２の
窪部２ａの内側隅部に押え突起体２１を形成し、また、
シール部材保持体１８の下流側外周縁部にテーパー面１
８ｂ及び切欠係止部１８ｃを設けると共にダイヤフラム
３の外周縁部に上流側へ折り曲げされた係止片３ａを設
け、ダイヤフラム３の係止片３ａを前記テーパー面１８
ｂと押え突起体２１間で挾圧保持するようにしたことを
発明の基本構成とするものである。

【００１４】

【作用】流入通路７に流体が流入すると、差圧によりダ
イヤフラム３が下流側へ変形して、可動シール体４がシ
ール部材５から離れる。その結果、流入通路７と流出通
路１３が連通され、流体は流入通路７から通路９、弁室
１１及び通路１６を経て、流出通路１３へ流動する。
又、流出通路１３に逆流が生じた場合には、差圧により
ダイヤフラム３が上記とは逆方向に変形し、可動シール
体４がシール部材５へ押圧接触される。その結果、流入
通路７と流出通路１３は可動シール体４とシール部材５
との接触部分で遮断され、流出通路１３から流入通路７
への逆流が阻止される。

【００１５】シール部材５は、押えリング２０を介して
カシメ体１８ｄにより堅固に溝１７内へ押圧固定されて
おり、これによって所謂裏漏れやシール部材５の脱落が
防止される。また、過大な正圧がかかった場合に於ける
ダイヤフラム３の移動量は、第２正圧保持部の垂直面部
１２ｃによって規制され、所謂ダイヤフラムの浮き上が
り変形が防止される。その結果、無圧時の可動シール体
４の保持位置が、使用時間の経過と共に変わるようなこ
とが皆無となり、安定した逆止作用が行なえる。更に、
ダイヤフラム３の外周縁部をテーパー面１８ｂと押え突
起体２１との間で挾着しているため、より高度な気密性
の確保が可能となる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は本発明の実施例にかかる逆止弁の縦
断面図であり、図２は図１のＡ部の拡大図、図３は図１
のＢ部の拡大図、図４は図１のＣ部の拡大図である。図
１乃至図４において１は上流側本体、２は下流側本体、
３はダイヤフラム、４は可動シール体、５はシール部
材、６は締付具、１８はシール部材保持体（カウンター
ディスク）、１９はガスケットである。尚、図１乃至図
４に於いて、前記図５と同じ部位には、これと同じ参照
番号が付されている。

【００１７】前記上流側本体１は、ステンレス鋼等の金
属材により断面形状がほぼＴ字型の形態に形成されてお
り、その中心軸線に沿って流入通路７が形成されてい
る。また、本体１の下流側中央部には、後述する保持体
１８の静止シール部８ａを収納するための円筒状の窪部
１ａが形成されており、更に、本体１の下流側外周縁部
にはガスケット挿着溝１ｂがリング状に形成されてい
る。

【００１８】前記下流側本体２はステンレス鋼等により
断面形状がほぼＴ字形の形態に形成されており、中心軸
線に沿って流出通路１３が形成されている。また、本体
２の上流側中央部には円筒状の窪部２ａが設けられてお
り、筒部１４を形成している。この筒部１４の内方に上
流側本体１の下流側端部や後述するシール部材保持体１
８、ダイヤフラム３が夫々挿着されている。尚、１５は
筒部１４の外周面に形成した雄ねじ部である。

【００１９】前記窪部２ａにより形成された筒部１４の
底面即ち弁室１１を形成するための下流側壁面１２は、
可動シール体４の背部が当接する第１正圧保持部１２ａ
と、ダイヤフラム３の背部が当接する第２正圧保持部１
２ｂとから成り、また、前記第２正圧保持部１２ｂは、
断面視において、外周部側が中心軸線に対して垂直方向
の垂直面部１２ｃと、中心軸線に対して僅かに傾斜した
傾斜面部１２ｄとから形成されている。更に、前記窪部
２ａの底面の隅部、即ち下流側壁面１２の外周端部に
は、後述するダイヤフラム３の外周端縁を気密状に押圧
保持する押え突起体２１が形成されている。

【００２０】前記シール部材保持体１８は、ステンレス
鋼等によりディスク状に形成されており、その中央部に
は、前記下流側本体１の窪部１ａ内へ収まる円筒状の窪
部１８ａが設けられている。当該保持体１８の下流側の
外周部分は、軸線に垂直方向の平面から成る逆圧保持部
８ｂを形成しており、逆圧により変形したダイヤフラム
を保持する。また、保持体１８の窪部１８ａの底面は、
シール部材５を保持する静止シール部８ａを形成し、逆
圧時に可動シール体４がこれに当接する。

【００２１】当該保持体１８の下流側外周端縁には、図
３に示す如くテーパー面１８ｂと切欠係止部１８ｃとが
設けられており、これによって後述するダイヤフラム３
の係止と気密挾持が行われる。また、当該保持体１８の
窪部１８ａの底面即ち静止シール部８ａには、シール部
材５を挿着するためのリング状の溝１７と、シール部材
５の押えリング２０を固定するためのカシメ体１８ｄが
夫々形成されており、更に当該保持体１８の窪部１８ａ
と平板状の逆圧保持部８ｂとの境界部には、流体通路９
が、また、上流側の外周端縁にはガスケット挿着溝１８
ｅが夫々形成されている。

【００２２】前記ダイヤフラム３は、ステンレス鋼やイ
ンコネル（商標名）等の金属製薄板により形成されてお
り、その外周縁には、上流側に向けて二段状の折り曲げ
部を備えた係止片３ａが設けられている。尚、当該係止
片３ａは、前記シール部材保持体１８の切欠係止部１８
ｃとテーパー面１８ｂへ係合され、テーパー面１８ａと
下流側本体２の押え突起体２１との間で気密状に挾圧保
持される。即ち、当該ダイヤフラム３は、前記テーパー
面１８ａと押え突起体２１との間で軸線方向へ変形可能
に挾圧保持されており、その両面側は、上流側壁面８を
形成する保持体１８の逆圧保持部８ｂと下流側本体２の
第２正圧保持部１２ｂに夫々対向している。また、ダイ
ヤフラム３の変形はその両面に作用する差圧によって生
ずるが、差圧が作用しない状態では、ダイヤフラム３は
平板形態に保持され、逆圧保持部８ｂ及び第２正圧保持
部１２ｂとのあいだに若干の間隙が形成されている。

【００２３】前記可動シール体４は、金属材により筒状
に形成されており、上流側の端面が静止シール部８ａの
シール部材５に、又、下流側の端面が第１正圧保持部１
２ａに夫々対向するようにして、ダイヤフラム３の中心
部に溶着されている。尚、可動シール体４の中心部は流
体通路１６となっており、またダイヤフラム３が平板形
態に保持される無負荷状態においては、可動シール体４
はシール部材５へ極く軽く接当した状態となっている。

【００２４】前記シール部材５は、弾性を有するゴムや
プラスチック等により環状に形成されており、保持体１
８の静止シール部８ａに形成した環状溝１７に圧入保持
されている。即ち、当該シール部材５は、溝１７内へシ
ール部材５を挿入した後、ステンレス鋼製の押さえリン
グ２０を溝１７の内周縁側に挿着し、最後にカシメ体１
８ｄを折り曲げることにより、溝１７内に圧入固定され
ている。

【００２５】当該シール部材５には、ダイヤフラム３の
変形時に可動シール体４の前端面がこれに当接する。ま
た、無負荷時には、可動シール体４の前端面が極く軽く
接当する状態にあるため、シール部材５をゴム等で構成
した場合にも、シール部材５が可動シール体４に貼り付
くような虞れはない。

【００２６】前記ガスケット１９は、図４に示すよう
に、断面四角状の本体１９ａの両側面から突起体１９ｂ
を突出させた形態に形成されており、ガスケット挿着溝
１ｂ，１８ｅの側壁面へ突起体１９ｂが当接することに
より、弁室１１内の気密性が保持されている。

【００２７】前記締付具６は、ダイヤフラム３及びシー
ル部材保持体１８の外周縁部を上流側本体１と下流側本
体２とで挾圧保持するため、両本体１，２を締付固定す
るものである。本実施例に於いては、締付具６にナット
が使用されており、下流側本体２の雄ねじ部１５に螺合
するようになっている。即ち、当該逆止弁は、上流側本
体１と下流側本体２の下流側壁面１２との間にシール部
材保持体１８と可動シール体４を溶着したダイヤフラム
３とを配置すると共に、下流側本体２の筒部１４を上流
側本体１に嵌合し、下流側本体２の雄ねじ部１５へ締付
具６を螺合して上流側本体１と下流側本体２とを締付固
定することによって、組み立てられる。

【００２８】流入通路７に流体が流入すると、ダイヤフ
ラム３が第２正圧保持部１２ｂ側へ押圧され、可動シー
ル体４とシール部材５の間隙を通して流体が流通する。
尚、過大な正圧がかかっても、可動シール体４及びダイ
ヤフラム３は第１及び第２正圧保持部１２ａ，１２ｂに
より夫々支持されるため、過大に変形することはない。
特に本願発明では、第２正圧保持部１２ｂの垂直面部１
２ｃの半径方向寸法が大きく設定されているため、正圧
が掛かった際のダイヤフラム３の所謂浮き上がり変形が
大幅に少なくなる。その結果、流体圧（正圧）が無くな
れば、可動シール体４の上流側端面は、常にシール部材
５へ軽く接当する当初の設定位置へ正確に戻ることにな
る。

【００２９】また、逆圧がかかると、ダイヤフラム３が
保持体１８の逆圧保持部８ｂ側へ押圧され、可動シール
体４がシール部材５へ当接することにより、逆流が阻止
される。本願発明に於いては前述のとおり、無圧時に
は、可動シール体４が常にシール部材５へ極く軽く接当
する位置へ正確に戻るため、より低い閉止圧でもって流
体流路が確実に閉止されることになり、逆止弁として安
定性が著しく向上する。

【００３０】

【発明の効果】本願発明では、ダイヤフラムの下流側の
側面を保持する下流側本体２の第２正圧保持部１２ｂ
を、垂直面部１２ｃと傾斜面部１２ｄとを備え且つ垂直
面部１２ｃの面積を比較的大きく設定する構成としてい
るため、流体圧（正圧）がかかった際のダイヤフラム３
の変形がより有効に防止され、使用時間の経過に伴うダ
イヤフラム３の浮き上りが皆無となる。その結果、弁の
閉止圧の上昇が防止され、より小さな逆圧でもって確実
に逆流を阻止することが可能となる。

【００３１】また、本願発明では、シール部材保持体１
８のテーパー面１８ｂと下流側本体２の押さえ突起体２
１との間でダイヤフラム３の係止片３ａを挾着する構成
としているため、保持体１８と下流側本体２間の気密性
がより一層向上する。

【００３２】更に、本願発明では、シール部材保持体１
８の溝１７の近傍にカシメ体１８ｄを設け、溝１７内へ
挿着したシール用部材５を押えリング２０を介して前記
カシメ体１８ｄにより溝１７内へ押圧固着する構成とし
ている。その結果、シール用部材５が経年変化によって
脱落したり、或いは溝１７とシール用部材５間に間隙が
生じて所謂裏漏れを生ずるようなことが皆無となる。

【００３３】加えて、本願発明に於いては、シール部材
保持体１８と上流側本体１間をシールするガスケット１
９を、本体１９ａの両側面から外方へ突起体１９ｂを突
出せしめた形状としているため、従前のガスケットを使
用場合に比較して気密性が著しく改善される。本発明は
上述の通り、優れた実用的効用を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る逆止弁の縦断面図である。

【図２】図１のＡ部の拡大図である。

【図３】図１のＢ部の拡大図である。

【図４】図１のＣ部の拡大図である。

【図５】従前の逆止弁の縦断面図である。

【符号の簡単な説明】

１は上流側本体、１ａは窪部、１ｂはガスケット挿着
溝、２は下流側本体、２ａは窪部、３はダイヤフラム、
３ａは係止片、４は可動シール体、５はシール部材、６
は締付具、７は流入通路、８は上流側壁面、８ａは静止
シール部、８ｂは逆圧保持部、９は流体通路、１１は弁
室、１２は下流側壁面、１２ａは第１正圧保持部、１２
ｂは第２正圧保持部、１２ｃは垂直面部、１２ｄは傾斜
面部、１３は流出通路、１４は筒部、１５はねじ、１６
は通路、１７は環状溝、１８はシール部材保持体、１８
ａは窪部、１８ｂはテーパー面、１８ｃは切欠係止部、
１８ｄはカシメ体、１８ｅはガスケット挿着溝、１９は
ガスケット、１９ａはガスケット本体、１９ｂは突起
体、２０は押えリング、２１は押え突起体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 15/00 - 15/20 F16K 7/00 - 7/20

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下流側の中央に円筒状の窪部（１ａ）を
   備え且つ当該窪部（１ａ）に連通する流入通路（７）を
   有する上流側本体（１）と、上流側の中央に円筒状の窪
   部（２ａ）を備え且つ当該窪部（２ａ）に連通する流出
   通路（１３）を有する下流側本体（２）とを組み合せ、
   対向せしめた両者の窪部（１ａ），（２ａ）により形成
   された空間内に、中央部にシール部材（５）を有する静
   止シール部（８ａ）を備えたディスク状のシール部材保
   持体（１８）と、中央部に前記シール部材（５）に当接
   する可動シール体（４）を備えたダイヤフラム（３）と
   を対向状に配設し、前記両本体（１），（２）によりガ
   スケット（１９）を介設してシール部材保持体（１８）
   及びダイヤフラム（３）の外周縁部を気密状に挾圧保持
   する形式のライン逆止弁に於いて、前記静止シール部
   （８ａ）を、シール部材保持体（１８）の中央部にリン
   グ状の溝（１７）を形成し、且つその近傍にカシメ体
   （１８ｄ）を突設すると共に、溝（１７）内へ挿着した
   シール部材（５）に金属製押えリング（２０）を当接さ
   せ、当該押えリング（２０）を折り曲げした前記カシメ
   体（１８ｄ）により押圧固定した構成としたことを特徴
   とするライン逆止弁。
2. 【請求項２】 下流側の中央に円筒状の窪部（１ａ）を
   備え且つ当該窪部（１ａ）に連通する流入通路（７）を
   有する上流側本体（１）と、上流側の中央に円筒状の窪
   部（２ａ）を備え且つ当該窪部（２ａ）に連通する流出
   通路（１３）を有する下流側本体（２）とを組合せ、対
   向せしめた両者の窪部（１ａ），（２ａ）により形成さ
   れた空間内に、中央部にシール部材（５）を有する静止
   シール部（８ａ）を備えたディスク状のシール部材保持
   体（１８）と、中央部に前記シール部材（５）に当接す
   る可動シール体（４）を備えたダイヤフラム（３）とを
   対向状に配設し、前記両本体（１），（２）によりガス
   ケット（１９）を介設してシール部材保持体（１８）及
   びダイヤフラム（３）の外周縁部を気密状に挾圧保持す
   る形式のライン逆止弁に於いて、前記下流側本体（２）
   の下流側壁面（１２）のダイヤフラム（３）が当接する
   第２正圧保持部（１２ｂ）を、断面視に於いて下流側本
   体（２）の中心軸線に対して垂直方向で且つ外側に位置
   する垂直面部（１２ｃ）と、中心軸線に対して傾斜し且
   つ内側に位置する傾斜面部（１２ｄ）とから構成したこ
   とを特徴とするライン逆止弁。
3. 【請求項３】 下流側の中央に円筒状の窪部（１ａ）を
   備え且つ当該窪部（１ａ）に連通する流入通路（７）を
   有する上流側本体（１）と、上流側の中央に円筒状の窪
   部（２ａ）を備え且つ当該窪部（２ａ）に連通する流出
   通路（１３）を有する下流側本体（２）とを組合せ、対
   向せしめた両者の窪部（１ａ），（２ａ）により形成さ
   れた空間内に、中央部にシール部材（５）を有する静止
   シール部（８ａ）を備えたディスク状のシール部材保持
   体（１８）と、中央部に前記シール部材（５）に当接す
   る可動シール体（４）を備えたダイヤフラム（３）とを
   対向状に配設し、前記両本体（１），（２）によりガス
   ケット（１９）を介設してシール部材保持体（１８）及
   びダイヤフラム（３）の外周縁部を気密状に挾圧保持す
   る形式のライン逆止弁に於いて、前記下流側本体（２）
   の窪部（２ａ）の内側隅部に押え突起体（２１）を形成
   し、また、シール部材保持体（１８）の下流側外周縁部
   にテーパー面（１８ｂ）及び切欠係止部（１８ｃ）を設
   けると共にダイヤフラム（３）の外周縁部に上流側へ折
   り曲げされた係止片（３ａ）を設け、ダイヤフラム
   （３）の係止片（３ａ）を前記テーパー面（１８ｂ）と
   押え突起体（２１）間で挾圧保持する構成としたことを
   特徴とするライン逆止弁。
4. 【請求項４】 シール部材保持体（１８）の外周縁部と
   上流側本体（１）及び下流側本体（２）との間に介挿す
   るリング状のガスケット（１９）を、断面形状が四角状
   のガスケット本体（１３ａ）とその両側面より外方へ突
   出せしめた突起体（１９ｂ）とより成るガスケット（１
   ９）とした請求項１又は請求項２若しくは請求項３に記
   載のライン逆止弁。