JP3957971B2 - 一方向弁 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は一方向弁に関し、特に流体の流路中に介挿配置され、流体の流れを一方向に制限して逆流を防止するようにした一方向弁に関する。
【0002】
【従来の技術】
たとえば自動車用の空調装置では、冷媒を循環させる冷凍サイクルの中で圧縮および膨張を行わせることで得られる凝縮潜熱および蒸発潜熱を利用して冷房または冷暖房を行っている。空調装置が動作しているとき、圧縮機が冷媒を圧縮して送り出すため、冷媒はその吐出される方向に流れるが、空調装置を停止したときは、冷媒は強制的に循環されることはないため、その場にとどまった状態になる。
【0003】
ところが、冷凍サイクル内に温度差などがあると、空調装置が停止している間に、冷媒が移動して可動部のある圧縮機の中に凝縮して溜ったり、あるいは、次に空調装置を起動したときの運転モードのサイクルから外れたところに溜ってしまうことがある。圧縮機の中に溜った場合は、次に空調装置を起動したときに液圧縮を起こして、圧縮機から異音を発生したり、サイクルから外れた場所に溜ってしまうと、サイクル内の冷媒が希薄になってその能力を十分に発揮できない状況が発生する。
【0004】
そこで、このようなことが起きないようにするため、冷媒の流路に冷媒の流れを一方向にのみ許容する一方向弁を介挿配置することが行われている。
図7は従来の一方向弁の構成例を示す断面図、図8は一方向弁の流路内への取付状態を示す断面図である。
【0005】
この一方向弁は、ボディ101の上部および側部にそれぞれ直角方向に向きを変えて、雌継手を構成する入口孔102および出口孔103が設けられている。ボディ101内にて入口孔102と出口孔103とを連通している流体通路内には、弁座104がボディ101と一体に形成されている。この弁座104には、下流側から対向して弁体が入口孔102の軸線位置にて進退自在に配置されている。この弁体は、ガイド105によって案内されるプラグ106と、弁座104との当接部に設けられたシール材107と、入口孔102側の流路によって案内されるホルダ108とから構成され、シール材107およびホルダ108をプラグ106のかしめ加工によって一体になっている。ガイド105は、Oリング109によりシールされ、ボディ101から抜けないようCリング110によって止められている。また、プラグ106とガイド105との間には、ばね111が配置されて、プラグ106を弁座104の方向に付勢している。
【0006】
以上のように構成された一方向弁は、入口孔102から流体が圧送されてくると、その流体圧力により弁体がばね111の付勢力に抗して下流側に押されることにより開弁する。
【0007】
流体の流れがないときには、プラグ106がばね111によって弁座104の方向に付勢されているため、シール材107が弁座104に当接して流路を塞ぐため、弁体より上流側の流体が下流側へ流れることはない。また、流体が逆方向に流れようとしたときには、その流体圧力が弁体をその着座方向へ付勢することにより、シール材107が弁座104に圧接されるため、同じように流路が塞がれて、流体の逆流は発生しない。
【0008】
このような一方向弁を流体の流路に介挿配置する場合は、入口孔102および出口孔103にパイプを接続することになる。図8に示したように、入口孔102および出口孔103に接続されるパイプ112,113は、一般に、それらの先端にフランジ114,115が溶着されていて、そのフランジ114,115をボルト116,117で一方向弁のボディ101に固定するようにしている。各フランジ114,115は、それぞれ入口孔102および出口孔103に嵌合する雄継手118,119を有しており、嵌合部分をOリング120,121によってシールするようにしている。
【0009】
ここで、この一方向弁を、たとえば圧縮機の吐出側の配管に介挿配置する場合には、圧縮機の吐出側に配管されるべきパイプ113に設けられたフランジ115の雄継手119を一方向弁の出口孔103に嵌入してボルト117でボディ101にねじ止めするとともに、パイプ112に設けられたフランジ114の雄継手118を一方向弁の入口孔102に嵌入してボルト116でボディ101にねじ止めする。さらに、同じようにして、パイプ112の他端に設けられたフランジを圧縮機の吐出口の台座にボルトでねじ止めすることになる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の一方向弁は、入口孔および出口孔のそれぞれに、パイプを連結する部分が必要であるため、ボディサイズが大きくなり、しかも、上流側の機器との接続のためにパイプが必要になるため、コストが高く、設置スペースを取ってしまうという問題点があった。
【0011】
また、一方向弁の設置には、入口孔および出口孔における接続の他に、上流側に付けられたパイプの他端の接続が必要なことから、取付工数が多く、しかもこれら3箇所の接続部分にOリングによるシールがあるため、漏れ部位が多いという問題点がある。
【0012】
さらに、適用場所の違いなどにより取付寸法が異なる場合には、ボディ全体をその寸法に合わせて変更する必要があるため、多品種の一方向弁を用意しなければならず、コスト高の要因になっているという問題点があった。
【0013】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、低コスト、省スペースで、かつ少ない工数で設置でき、取付寸法が異なっても容易に対応することができる一方向弁を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記問題を解決するために、流体の流路中に介挿配置され、流体の流れを一方向に制限して逆流を防止するようにした一方向弁において、直線状に形成された流体通路、前記流体通路の一端に配置された雄継手、および、前記流体通路の他端に配置された雌継手が一体に形成された略筒状のボディと、前記ボディを嵌着するために穿設された第1の取付孔、および、取付ねじを挿通するために穿設された第2の取付孔を有するフランジと、前記流体通路内に前記ボディと一体に形成された弁座と、前記流体通路内にて前記雌継手の側から前記弁座に対向して前記流体通路の軸線位置にて進退自在に配置された弁体と、前記雌継手と前記弁体との間に配置されて前記弁体を前記弁座に着座させるように付勢するばねと、を備え、前記ボディは、台座の取付寸法に応じた寸法の前記フランジに対して前記第1の取付孔に圧入することにより固定されて前記フランジと一体になっていることを特徴とする一方向弁が提供される。
【0015】
これにより、筒状のボディを嵌着して一体に組み立てられるフランジを別部品で構成するようにしたことにより、取付寸法の異なる部位へ適用する場合には、フランジだけを変更すればよいため、取付寸法の違いに応じてボディ全体の寸法を変更する必要がなく、豊富なバリエーションに対応することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の関連技術を、自動車用空調装置に用いられている圧縮機の吐出側に適用した場合を例に図面を参照して詳細に説明する。
【0017】
図1は本発明の関連技術に係る一方向弁の中央縦断面を示す図、図2は一方向弁の外観を示す側面図、図3は出口側から観た一方向弁の外観を示す図である。
関連技術による一方向弁は、ボディ1の側部に雄継手2がボディ1と一体に突出して形成されており、その中央部には入口孔3が穿設されている。雄継手2の反対側には、配管のパイプを接続するときの雌継手を構成する出口孔4が穿設されている。入口孔3と出口孔4とを連通している冷媒通路内には、弁座5がボディ1と一体に形成されている。この弁座5には、下流側から対向して弁体が冷媒通路の軸線位置にて進退自在に配置されている。
【0018】
この弁体は、ホルダ6と、ワッシャ7と、プラグ8と、弁座5との当接部に設けられた柔軟性および耐久性のあるたとえばポリテトラフルオロエチレン製のシール材9と、ホルダ10とから構成され、ホルダ6、ワッシャ7、シール材9およびホルダ10をプラグ8のかしめ加工によって一体になっている。ホルダ6は、図3によく表されているように、3本の脚部を有し、この脚部が入口孔3に内接しており、弁体の動作時はその内壁によって摺動状態で案内され、弁座5に対する接離動作時の弁体の姿勢を保持している。このホルダ6と反対側に設けられたホルダ10も、同様に、3本の脚部を有している。このホルダ10は、開弁時に、出口孔4に装着されたフランジの雄継手の開口端面をプラグ8によって閉塞することがないよう、プラグ8をその手前で停止させるストッパ機能を有している。また、この弁体は、冷媒通路内の段差部との間にばね11が配置されていて、弁座5に着座する方向に付勢されている。
【0019】
また、ボディ1は、その出口孔4側に取り付けられるパイプのフランジと同様の外形を有し、取付孔12が冷媒通路の軸線に平行に貫通形成されている。そして、雄継手2の外周面には溝13が周設されており、その溝13には、シール用のOリング14が設けられている。
【0020】
したがって、この一方向弁のボディ1は、雌継手を有する本来の本体機能と、一方向弁を圧縮機に取り付けるための雄継手および取付孔12を有するフランジ機能とを合わせ持ったものとすることができる。
【0021】
次に、関連技術による一方向弁の取り付けと動作について説明する。
図4は一方向弁の取付状態を示す断面図である。
圧縮機は、その吐出口の側に、雌継手21と内側にねじ山が切られている取付孔22とを有する台座が設けられている。一方向弁は、その雄継手2を台座の雌継手21に圧入して取付孔12が台座の取付孔22に整合させた状態で台座の端面に当接させ、次に、同じようにして、パイプ31の先端に溶着されたフランジの雄継手33を一方向弁の出口孔4に圧入し、取付孔34が一方向弁の取付孔12に整合させた状態で一方向弁の端面に当接させる。その後、ボルト41をフランジ32の取付孔34および一方向弁の取付孔12を介して台座の取付孔22に螺入し、フランジ32および一方向弁を圧縮機の台座に共締めする。
【0022】
このような取り付け方にすることにより、配管および一方向弁の圧縮機への取り付けは1箇所で済み、従来では、圧縮機側および一方向弁の出入口側の計3回必要であった取付工程を1回に減らすことができる。
【0023】
また、この取付状態では、一方向弁の圧縮機との接続部のシールはOリング14によって行われ、パイプ31のフランジ32とのシールはOリング35によって行われているため、従来、圧縮機側および一方向弁の出入口側の計3箇所に必要であったシール部分が2箇所に減り、漏れ部位を減らすことができる。
【0024】
このようにして取り付けられた一方向弁の動作を説明すると、まず、圧縮機が停止されていて、冷媒の流れがないときには、弁体がばね11の付勢力によって弁座5に着座されているため、冷媒通路は閉塞されている。
【0025】
また、圧縮機が長期間停止していて出口孔4側の冷媒圧力が入口孔3側の圧力よりも大きくなった場合には、弁座5に着座されている弁体をその着座方向へさらに付勢するような形になるため、シール材9が弁座5にさらに圧接されることになり、冷媒通路はより完全に閉塞され、圧縮機側へ冷媒が逆流してしまうことがない。
【0026】
図5は一方向弁の開弁状態を示す断面図である。
圧縮機が動作して、雄継手2の入口孔3から冷媒が圧送されてきた場合には、その冷媒圧力により弁体がばね11の付勢力に抗して下流側に押し出され、弁体は弁座5から離間される。これにより、冷媒は、ホルダ6の脚部の間を通り、弁座5とシール材9との隙間を通って、出口孔4へ流れる。
【0027】
このとき、弁体は、そのホルダ10の先端部がパイプ31に溶着されたフランジ32の雄継手33の端面に当接したところで、パイプ31側への移動が規制されるため、弁体と雄継手33との間の冷媒通路が確保され、冷媒は、その通路を通って、パイプ31へと流れる。
【0028】
図6は本発明の実施の形態に係る一方向弁の中央縦断面を示す図である。
この実施の形態によれば、関連技術の一方向弁のボディ1が持つ3つの機能のうち、本体機能および一方向弁を圧縮機およびパイプに取り付けるための継手機能から、フランジ機能を分離した形態をとっている。すなわち、この一方向弁のボディは、一端に雄継手2を有し、他端に出口孔4を有する筒状の形状に形成されている筒状ボディ部1aと、この筒状ボディ部1aを取り付けるための取付孔51およびボルト41を挿通させるための取付孔12を有するフランジ部1bとから構成されている。
【0029】
筒状ボディ部1aは、取付孔51に圧入することによってフランジと一体になっている。これにより、この一方向弁は、関連技術の一方向弁と実質的に同じ構成となる。もちろん、圧縮機への取り付けや動作も関連技術の一方向弁と同じである。
【0030】
このように、ボディを筒状ボディ部1aとフランジ部1bとで構成することにより、たとえば取付寸法の異なる圧縮機が複数種類あった場合に、関連技術の一方向弁では、その種類の数だけ取付寸法の異なるボディを作らなければならないが、この実施の形態の一方向弁では、筒状ボディ部1aは1種類だけでよく、フランジ部1bのみ取付寸法に合わせて種類の数だけ作ればよい。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、フランジ機能および雄継手を有するボディに、雄継手からその反対側に設けた雌継手に向かう方向のみ流体の流れを許容するよう弁体を内蔵させる構成にした。これにより、ボディがコンパクトになり、一方向弁と配管接続用の台座との間のパイプが不要になるため、コストを低減することができ、設置スペースを小さくすることができる。
【0032】
また、取り付けようとする台座とパイプの先端に取り付けられたフランジとの間に一方向弁をサンドイッチして台座にパイプのフランジとともにねじで共締めするだけでよいので、1回の取付工数で、配管接続と一方向弁の取り付けとを同時に行うことができ、取り付けコストを低減することができる。
【0033】
さらに、ボディを筒状ボディ部とフランジ部とで構成するようにすると、それぞれの部品が単純な形状になることから加工が容易になり、部品コストを低減することができる。また、台座の取付寸法が異なるような場合には、その寸法に合ったフランジ部だけを用意し、弁体を収容した筒状ボディ部の部品は共用することができるため、顧客の多様なニーズに対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の関連技術に係る一方向弁の中央縦断面を示す図である。
【図2】 一方向弁の外観を示す側面図である。
【図3】 出口側から観た一方向弁の外観を示す図である。
【図4】 一方向弁の取付状態を示す断面図である。
【図5】 一方向弁の開弁状態を示す断面図である。
【図6】 本発明の実施の形態に係る一方向弁の中央縦断面を示す図である。
【図7】 従来の一方向弁の構成例を示す断面図である。
【図8】 一方向弁の流路内への取付状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ボディ
1a 筒状ボディ部
1b フランジ部
2 雄継手
3 入口孔
4 出口孔
5 弁座
6 ホルダ
7 ワッシャ
8 プラグ
9 シール材
10 ホルダ
11 ばね
12 取付孔
13 溝
14 Oリング
21 雌継手
22 取付孔
31 パイプ
32 フランジ
33 雄継手
34 取付孔
35 Oリング
41 ボルト
51 取付孔
Claims (2)
- 流体の流路中に介挿配置され、流体の流れを一方向に制限して逆流を防止するようにした一方向弁において、
直線状に形成された流体通路、前記流体通路の一端に配置された雄継手、および、前記流体通路の他端に配置された雌継手が一体に形成された略筒状のボディと、
前記ボディを嵌着するために穿設された第1の取付孔、および、取付ねじを挿通するために穿設された第2の取付孔を有するフランジと、
前記流体通路内に前記ボディと一体に形成された弁座と、
前記流体通路内にて前記雌継手の側から前記弁座に対向して前記流体通路の軸線位置にて進退自在に配置された弁体と、
前記雌継手と前記弁体との間に配置されて前記弁体を前記弁座に着座させるように付勢するばねと、
を備え、
前記ボディは、台座の取付寸法に応じた寸法の前記フランジに対して前記第1の取付孔に圧入することにより固定されて前記フランジと一体になっていることを特徴とする一方向弁。 - 前記弁体は、前記雄継手の流体通路内に摺動自在に配置され前記弁座に対する前記流体通路の軸線方向における接離動作時の姿勢を保持する第1のホルダと、前記弁座との当接位置に配置されたシール部材と、前記シール部材を担持するプラグと、開弁時の前記雌継手側への移動を規制する第2のホルダと、を備えていることを特徴とする請求項1記載の一方向弁。
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