JP4004630B2 - 逆止弁 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボディ内における弁体の復帰状態をバネで確保する逆止弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、逆止弁には、ボディ内における弁体の復帰状態をバネで確保するものがある。図８に、その一例を断面図で示す。図８の逆止弁１００においては、バネ１０４の一端が弁体１０１の内部に設けられた孔１０５に挿入されるとともに、バネ１０４の他端がボディ１０３に固定されている。従って、バネ１０４の付勢力で、弁体１０１を弁座１０２に圧接させることにより、ボディ１０３内における弁体１０１の復帰状態を確保している。そして、図中の下から上方向に流れる流体によって弁体１０１に逆圧方向の力が作用すると、かかる逆圧方向の力はバネ１０４の付勢力と同じ方向に作用して、弁体１０１を弁座１０２にさらに圧接させるので、逆圧方向の流体の流れを確実に阻止することができる。
【０００３】
一方、図中の上から下方向に流れる流体によって弁体１０１に正圧方向に力が作用すると、かかる正圧方向の力はバネ１０４の付勢力と逆方向に作用して、バネ１０４を圧縮させながら弁体１０１を図中の下方向に移動させるので、弁体１０１は弁座１０２から離間することになる。このとき、弁体１０１はボディ１０３に沿って摺り動くことにより案内されるが、弁体１０１の外周の一部のみがボディ１０３と接触することから、弁体１０１とボディ１０３の間を介して、正圧方向の流体の流れを許すことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８の逆止弁１００においては、正圧方向の流体の流れが許されている場合でも、正圧方向の流体の一部が、弁体１０１の下側に回り込むことによって、無視できる程の大きさの逆圧方向の力を弁体１０１に及ぼしているが、同じ逆圧方向の力であるバネ１０４の付勢力が弱いものであるときは、弁体１０１に作用する正圧方向の力の大きさが微小になっても、弁体１０１は弁座１０２から離間して正圧方向の流体の流れを許すことができるから、このような条件の下では、弁体１０１に作用する正圧方向の力の大きさが微小であることより、正圧方向の流体の一部が弁体１０１に及ぼす逆圧方向の力が相対的に大きくなって、正圧方向の流体の一部が弁体１０１に及ぼす逆圧方向の力を無視できないことがあった。
【０００５】
すなわち、弁体１０１に作用する正圧方向の力の大きさが微小になっても、弁体１０１が弁座１０２から離間して正圧方向の流体の流れを許している場合には、正圧方向の流体の一部が弁体１０１に及ぼす逆圧方向の力は、弁体１０１に作用する正圧方向に対して、既に無視できない程に相対的に大きなものとなっているので、弁体１０１に作用する正圧方向の力の大きさがさらに微小になって、弁体１０１が弁座１０２に当接し正圧方向の流体の流れが許されなくなると、正圧方向の流体の一部が弁体１０１の下側に回り込むことはできなくなり、正圧方向の流体の一部が弁体１０１に及ぼしていた逆圧方向の力がなくなる結果、弁体１０１に作用する正圧方向の力が瞬時に大きくなる。そのため、弁体１０１が弁座１０２にいったん当接しても、弁体１０１は弁座１０２からすぐに離間してしまう。
【０００６】
さらに、正圧方向の流体の流れが再び許されることとなり、流れを許された正圧方向の流体の一部が、弁体１０１の下側に回り込み、逆圧方向の力として弁体１０１に再び作用するから、その結果として、弁体１０１に作用する逆圧方向の力が瞬時に大きくなる。そのため、今度は逆に、弁体１０１が弁座１０２にいったん離間しても、弁体１０１が弁座１０２にすぐに当接してしまう。
【０００７】
以上より、弁体１０１に作用する正圧方向の力の大きさが微小になっても、弁体１０１が弁座１０２から離間して正圧方向の流体の流れを許す場合において、弁体１０１に作用する正圧方向の力の大きさがさらに微小となり、弁体１０１が弁座１０２にひとたび当接すると、弁体１０１に作用する正圧方向の力と逆圧方向の力のバランスが不安定となって、弁体１０１が弁座１０２に対して離間と当接を繰り返し、不快なバイブレーション音を発生させることがあった。
【０００８】
このような場合には、図９に示す逆止弁２００であって、バネ１０４を図８の逆止弁１００から取り除いたものを使用すれば、弁体１０１に作用する正圧方向の力の大きさが微小になると、図９に示すように、弁体１０１は弁座１０２に対して遠くに離間し、弁体１０１が弁座１０２に対して当接することはないので、弁体１０１に作用する正圧方向の力の大きさが微小になっても、バイブレーション音が発生することはない。しかも、図中の下から上方向に流れる流体により弁体１０１に逆圧方向の力が作用すれば、弁体１０１を浮上させて弁座１０２に圧接させることもできるので、逆圧方向の流体の流れを阻止することもできる。
【０００９】
しかし、弁体１０１に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になると、弁体１０１は僅かにしか浮上することかできないので、弁体１０１は弁座１０２に対して遠くに離間してしまい、弁体１０１が弁座１０２に対して密接することができなくなる。従って、弁体１０１に作用する逆圧方向の力の大きさが微小である場合には、逆圧方向の流体の流れを阻止することを維持できず、弁体１０１とボディ１０３の間を介して、逆圧方向の流体の流れを許すことがあった。
【００１０】
そこで、本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、弁体に作用する正圧方向の力の大きさが微小になってもバイブレーション音が発生せず、また、弁体に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になっても逆圧方向の流体の流れを阻止することができる逆止弁を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために成された請求項１に係る逆止弁は、ボディ内における弁体にバネの付勢力が作用する逆止弁であって、前記弁体が流体圧の作用しない復帰状態にあるときには、前記バネの自由長をもって、前記弁体と前記ボディ内の弁座との間にクリアランスが形成されること、前記クリアランスが、前記弁体に作用する正圧方向の力が微小になってもバイブレーション音を発生することなく、かつ、前記弁体に作用する逆圧方向の 力の大きさが微小になっても逆圧方向の流体の流れを阻止することができる距離であること、を特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に係る逆止弁は、請求項１に記載する逆止弁であって、前記クリアランスが約０．２ｍｍであり、復帰状態の前記弁体が前記弁座に向かって移動し密接するために必要な逆圧方向の力が４．９０３３２５×１０ 4 Ｐａ未満であるであることを特徴とする。
また、請求項３に係る逆止弁は、請求項１又は請求項２に記載する逆止弁であて、電磁弁からの排出流れを許すことを特徴とする。
【００１３】
このような構成を有する本発明の逆止弁では、ボディ内における弁体の復帰状態を、弁体に対して付勢力を作用させるバネで確保するものである。しかし、弁体が復帰状態にあるときには、バネの長さが自由長にあることより、バネの付勢力はなくなるので弁体に対して作用せず、また、弁体とボディ内の弁座との間にクリアランスが形成される。
【００１４】
そして、弁体に正圧方向の力が作用しその大きさが増加すると、弁体はバネを押して圧縮させながら弁座から遠ざかっていく。逆に、弁体に作用する正圧方向の力の大きさが減少すると、弁体はバネからの付勢力により弁座に近づいていく。さらに、弁体に作用する正圧方向の力の大きさが微小となり、バネの長さが自由長になると、弁体は復帰状態に戻るので、弁体と弁座との間にクリアランスが再び形成される。
【００１５】
従って、弁体に作用する正圧方向の力の大きさがさらに微小になっても、弁体が弁座に当接することがないので、弁体に作用する正圧方向の力と逆圧方向の力のバランスが不安定になることはなく、弁体が弁座に対して離間と当接を繰り返し、不快なバイブレーション音を発生させることはない。
【００１６】
また、復帰状態にある弁体に逆圧方向の力が作用すると、弁体は弁座に向かって移動し密接する。このとき、弁体が移動する距離は、復帰状態にある弁体と弁座との間に形成されるクリアランスであるから、かかる逆圧方向の力の大きさが微小であっても、弁体が弁座に向かって移動し密接することは容易である。また、復帰状態の弁体が弁座に向かって移動し密接するために必要な逆圧方向の力の大きさと比べて、弁体が弁座に密接し続けるために必要な逆圧方向の力の大きさは、少なくとも弁体の運動量分は小さい。従って、弁体に微小の大きさをもつ逆圧方向の力が作用し、ひとたび弁体が弁座に密接すると、その逆圧方向の力の大きさがさらに微小になっても、弁体が弁座に密接し続け得る。
【００１７】
すなわち、本発明の逆止弁では、弁体に作用する正圧方向の力の大きさがさらに微小になっても、弁体が弁座に当接することはないので、弁体に作用する正圧方向の力と逆圧方向の力のバランスが不安定になることはなく、弁体が弁座に対して離間と当接を繰り返すこともないので、弁体に作用する正圧方向の力が微小になってもバイブレーション音が発生することはない。
【００１８】
一方、逆圧方向の力が作用した弁体が弁座に密接するために移動する距離は、復帰状態にある弁体と弁座との間に形成されるクリアランスであるから、かかる逆圧方向の力の大きさが微圧であっても、弁体が弁座に向かって移動し密接することは容易であり、さらに、復帰状態の弁体が弁座に向かって移動し密接するために必要な逆圧方向の力の大きさと比べて、弁体が弁座に密接し続けるために必要な逆圧方向の力の大きさは、少なくとも弁体の運動量分は小さく、弁体に微小の大きさをもつ逆圧方向の力が作用し、ひとたび弁体が弁座に密接すると、その逆圧方向の力の大きさがさらに微小になっても、弁体が弁座に密接し続け得るから、弁体に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になっても逆圧方向の流体の流れを阻止することができる。
【００１９】
【００２０】
また、本発明の逆止弁を電磁弁からの排出流れを許すように使用すれば、かかる電磁弁からの排出流れは、かかる電磁弁で駆動制御される機器（例えば、単動シリンダなど）からの排出流れであり、正圧方向の流体の流れとなるから、正圧方向の流体の流れが漸減的に少なくなることによって、弁体に作用する正圧方向の力が微小になることが多く、また、他の電磁弁などで駆動制御される機器からの排出流れが僅かになっても、共通する排出流路を介して侵入しやすいので、弁体に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になることも多く、弁体に作用する正圧方向の力の大きさが微小になってもバイブレーション音が発生せず、また、弁体に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になっても逆圧方向の流体の流れを阻止することができる本発明の効果を大きく発揮することができる。
【００２１】
従って、その意味においては、復帰状態にある弁体と弁座との間に形成されるクリアランスは、かかる電磁弁で駆動制御される機器からの排出流れ（正圧方向の流体の流れ）を要因とするバイブレーション音を防止でき、かつ、かかる電磁弁で駆動制御される機器の誤動作を防止するために必要な最低限の逆圧方向の流体の流れを阻止することができる距離であればよい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。本実施の形態の逆止弁は、アクチュエータ（その内部で弁体が駆動するものをいう。以下、同じ。）をマニホールドベースに固定することによって組付けられる電磁弁に内蔵されるものである。そこで、先ず、かかる電磁弁について説明する。
【００２３】
図６は、アクチュエータ１１がマニホールドベース１２に固定されることによって組み立てられる電磁弁であって、本実施の形態の逆止弁を内蔵するものの斜視図であり、アクチュエータ１１をマニホールドベース１２に取り付ける方法を示したものである。アクチュエータ１１をマニホールドベース１２に取り付けるには、図６に示すように、取付ねじ１３をアクチュエータ１１の取付穴１４に挿通させた後、マニホールドベース１２の取付穴１５に螺合させることにより行う。尚、１６Ａ、１６Ｂは、マニホールドベース１２の流路である。
【００２４】
このとき、図６に示していないが、アクチュエータ１１とマニホールドベース１２の間には、ガスケットプレート２０が挟まれた状態で固定される。そこで、ガスケットプレート２０について、図４の斜視図に基づいて説明する。ガスケットプレート２０は、厚さが０．２ｍｍ〜０．７ｍｍのステンレス板２１からできており、開口部２２Ａ、２２Ｂと取付穴２３が設けられている。開口部２２Ａ、２２Ｂは、ステンレス板２１に開いた口をもって形成されている。さらに、開口部２２Ａについては、その中央に孔が設けられたリブ３６が設けられている。
【００２５】
また、ガスケットプレート２０の開口部２２Ａ、２２Ｂを囲むようにしてゴム材のニトリルゴム（ＮＢＲ）を加硫接着することにより、ガスケットプレート２０にガスケット２４が接合されている。ガスケット２４は、その厚さが０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ、その幅が０．５ｍｍ程度のものであり、ガスケットプレート２０の両面に接合されている。また、ガスケット２４の断面は長方形に類似した形をしている。
【００２６】
また、ガスケットプレート２０の隅には、ゴム材のＮＢＲを加硫接着することにより、凸部２５が設けられている。この凸部２５は、アクチュエータ１１に設けられた凹部（図示せず）に圧入されるものであり、これにより、ガスケットプレート２０をアクチュエータ１１にくっつけた状態にすることができるので、アクチュエータ１１をマニホールドベース１２に取り付ける際において、ガスケットプレート２０の取り扱いが容易となるとともに、ガスケットプレート２０を介してガスケット２４の位置決めを行うことができる。このとき、ガスケットプレート２０の取付穴２３は、アクチュエータ１１の取付穴１４と重なるので、アクチュエータ１１の取付穴１４を挿通した取付ねじ１３は、ガスケットプレート２０の取付穴２３をも挿通し、その後において、マニホールドベース１２の取付穴１５に螺合することになる。
【００２７】
さらに、アクチュエータ１１をマニホールドベース１２に取り付けた際において、ガスケットプレート２０の開口部２２Ａ、２２Ｂには、アクチュエータ１１の流路１７Ａ、１７Ｂ（図５参照）とマニホールドベース１２の流路１６Ａ、１６Ｂの連接部分が存在するので、開口部２２Ａ、２２Ｂを囲むようにガスケットプレート２０の両面に接合されたガスケット２４は、アクチュエータ１１の流路１７Ａ、１７Ｂ（図５参照）とマニホールドベース１２の流路１６Ａ、１６Ｂの連接部分を囲むことができる。
【００２８】
よって、ガスケットプレート２０の両面に接合されたガスケット２４は、アクチュエータ１１の凹部（図示せず）に対するガスケットプレート２０の凸部２５の圧入によって位置決めがなされつつ、アクチュエータ１１をマニホールドベース１２に取り付けるための取付ねじ１３の締付トルクをもって、アクチュエータ１１とマニホールドベース１２に挟まれた状態で固定される。
【００２９】
また、上述したように、ガスケットプレート２０の開口部２２Ａにおいては、その中央に孔を有したリブ３６が設けられている。そして、開口部２２Ａのリブ３６の中央の孔にガイド部品３７が嵌合され、その反対側からハブ４０を溶着することによって固定される。また、ガイド部品３７内にはスプリング３４が置かれ、さらに、弁体３３、ボディ３１が組み付けられることによって、開口部２２Ａの上に逆止弁１が設けられている。このとき、ガスケットプレート２０のガスケット２４の上にボディ３１が載置されるとともに（図１、図２、図３参照）、ガスケットプレート２０のガスケット２４に設けられた取付穴３５に、ボディ３１のボス３２が嵌入されることによって、その位置決めがなされる。
【００３０】
そして、アクチュエータ１１をマニホールドベース１２に取り付けた際には、図５に示すように、ガスケットプレート２０の開口部２２Ａの上に設けられた逆止弁１のボディ３１は、アクチュエータ１１の排出流路１７Ａに挿入して嵌め込まれるので、アクチュエータ１１の排出流路１７Ａの内壁から反作用の力を受けることにより、ボディ３１の下に位置するガスケットプレート２０のガスケット２４を押さえ込むことができる。これにより、かかる逆止弁１が嵌挿されたアクチュエータ１１の排出流路１７Ａとマニホールドベース１２の排出流路１６Ａの連接部分をシールすることができる。
【００３１】
尚、このように、逆止弁１が内蔵された電磁弁のマニホールドベース１２には、図示はしてないが、単動シリンダや複動シリンダなどの空気圧機器が多数接続されている。
【００３２】
次に、本実施の形態の逆止弁１について説明する。図１は、ガスケットプレート２０の開口部２２Ａの上に設けられた逆止弁１であって、アクチュエータ１１の排出流路１７Ａに挿入して嵌め込まれたものの断面図であるが、逆止弁１の周辺は省略して示してある。尚、後述する図２、図３についても、同様である。
【００３３】
上述したように、逆止弁１は、ガスケットプレート２０の開口部２２Ａのリブ３６の中央の孔に嵌合されたガイド部品３７、ガイド部品３７をガスケットプレート２０の開口部２２Ａのリブ３６に固定するハブ４０、ガイド部品３７内の孔に配置されたバネ３４、バネ３４の先端にその内部３９が当接する弁体３３、弁体３３に対する弁座３８、弁座３８が設けられたボディ３１、ボディ３１とガスケットプレート２０の間をシールするガスケット２４などからなる。
【００３４】
ガイド部品３７は、弁体３３の移動を案内するものであり、その外周に対して弁体３３の内部が摺動するものである。バネ３４は、弁体３３に対して付勢力を与えるものであるが、図１に示すように、弁体３３が復帰状態にあるときは、その長さが自由長になって、弁体３３に対して付勢力を与えることはない。また、その端部は、弁体３３とガイド部品３４のいずれにも固定されていない。弁体３３は、直径が約８．３ｍｍ、高さが約４．５ｍｍ、重さが約０．３５ｇのゴム製のものである。弁座３８は、直径が約７．５ｍｍである。そして、弁体３３が図１に示す復帰状態にあるときには、弁座３８との間に約０．２ｍｍのクリアランスＣが形成される。
【００３５】
尚、ゴム製の弁体３３の材料としては、フッ素ゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ウレタンゴム、クロロプレンゴムなどが用いられる。また、場合によっては、樹脂を使用することもあり、その材料としては、ポリアセタール、ナイロン、テフロンなどがある。
【００３６】
すなわち、このような構成を有する本実施の形態の逆止弁１では、ボディ３１内における弁体３３の復帰状態を、弁体３３に対して付勢力を作用させるバネ３４で確保するものである。しかし、図１に示すように、弁体３３が復帰状態にあるときには、バネ３４の長さが自由長にあることより、バネ３４の付勢力はなくなるので弁体３３に対して作用せず、また、弁体３３とボディ３４内の弁座３８との間にクリアランスＣが形成される。
【００３７】
そして、図中の上から下方向に流れる流体によって、弁体３３に正圧方向の力が作用しその大きさが増加すると、図２に示すように、弁体３３はバネ３４を押して圧縮させながら弁座３８から遠ざかっていく。逆に、弁体３３に作用する正圧方向の力の大きさが減少すると、弁体３３はバネ３４からの付勢力により弁座３８に近づいていく。さらに、弁体３３に作用する正圧方向の力の大きさが微小となり、バネ３４の長さが自由長になると、図１に示すように、弁体３３は復帰状態に戻るので、弁体３３と弁座３８との間にクリアランスＣが再び形成される。
【００３８】
従って、図１に示すように、弁体３３に作用する正圧方向の力の大きさがさらに微小になっても、弁体３３が弁座３８に当接することがないので、弁体３３に作用する正圧方向の力と逆圧方向の力のバランスが不安定になることはなく、弁体３３が弁座３８に対して離間と当接を繰り返し、不快なバイブレーション音を発生させることはない。
【００３９】
また、復帰状態にある弁体３３に逆圧方向の力が作用すると、図３に示すように、弁体３３は弁座３８に向かって移動し密接する。このとき、弁体３３（直径が約８．３ｍｍ、高さが約４．５ｍｍ、重さが約０．３５ｇのゴム製のもの）が移動する距離は、復帰状態にある弁体３３と弁座３８との間に形成される約０．２ｍｍのクリアランスＣであるから、かかる逆圧方向の力の大きさが微小（例えば、４．９０３３２５×１０ 4 Ｐａ 未満）であっても、弁体３３が弁座３８に向かって移動し密接することは容易である。また、復帰状態の弁体３３が弁座３８に向かって移動し密接するために必要な逆圧方向の力の大きさ（例えば、４．９０３３２５×１０ 4 Ｐａ 未満）と比べて、弁体３３が弁座３８に密接し続けるために必要な逆圧方向の力の大きさは、（この場合は、約７．８４５３２×１０Ｐａとなって）、少なくとも弁体３３の運動量分は小さい。従って、弁体３３に微小の大きさをもつ逆圧方向の力が作用し、ひとたび弁体３３が弁座３８に密接すると、その逆圧方向の力の大きさがさらに微小になっても、弁体３３が弁座３８に密接し続け得る。
【００４０】
すなわち、本実施の形態の逆止弁１では、弁体３３に作用する正圧方向の力の大きさがさらに微小になっても、弁体３３が弁座３８に当接することはないので、弁体３３に作用する正圧方向の力と逆圧方向の力のバランスが不安定になることはなく、弁体３３が弁座３８に対して離間と当接を繰り返すこともないので、弁体３３に作用する正圧方向の力が微小になってもバイブレーション音が発生することはない。
【００４１】
一方、逆圧方向の力が作用した弁体３３（直径が約８．３ｍｍ、高さが約４．５ｍｍ、重さが約０．３５ｇのゴム製のもの）が弁座３８に密接するために移動する距離は、復帰状態にある弁体３３と弁座３８との間に形成されるクリアランスＣ（約０．２ｍｍ）であるから、かかる逆圧方向の力の大きさが微小（例えば、４．９０３３２５×１０ 4 Ｐａ 未満）であっても、弁体３３が弁座３８に向かって移動し密接することは容易であり、さらに、復帰状態の弁体３３が弁座３８に向かって移動し密接するために必要な逆圧方向の力の大きさ（例えば、４．９０３３２５×１０ 4 Ｐａ 未満）と比べて、弁体３３が弁座３８に密接し続けるために必要な逆圧方向の力の大きさは、（この場合は、約７．８４５３２×１０Ｐａとなって）、少なくとも弁体３３の運動量分は小さく、弁体３３に微小の大きさをもつ逆圧方向の力が作用し、ひとたび弁体３３が弁座３８に密接すると、その逆圧方向の力の大きさがさらに微小になっても、弁体３３が弁座３８に密接し続け得るから、弁体３３に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になっても逆圧方向の流体の流れを阻止することができる。
【００４２】
また、弁体３３の内部が摺動するガイド部品３７をボディ３１内に設けているの、ボディ３１内における弁体３３の移動を案内するために、弁体３３の外周の一部をボディ３１に摺動させる必要はなくなり、弁体３３の周りの全てに渡ってボディ３１内の流路を形成することができるので、流路の必要断面積を確保するために、ボディ３１が大型になることを防止できる。
【００４３】
また、図５に示すように、本実施の形態の逆止弁１は、電磁弁のアクチュエータ１１の排出流路１７Ａからの排出流れを許すように使用されている。そして、電磁弁のアクチュエータ１１の排出流路１７Ａからの排出流れは、かかる電磁弁で駆動制御される単動シリンダからの排出流れであり、正圧方向の流体の流れとなるから、正圧方向の流体の流れが漸減的に少なくなることが繰り返されることによって、弁体３３に作用する正圧方向の力の大きさが微小になることが多い。また、他の電磁弁で駆動制御される複動シリンダなどからの排出流れが僅かになっても、マニホールドベース１２で共通する排出流路１６Ａを介して侵入しやすいので、弁体３３に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になることも多い。従って、本実施の形態の逆止弁１をこのように使用すれば、弁体３３に作用する正圧方向の力の大きさが微小になってもバイブレーション音が発生せず、また、弁体３３に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になっても逆圧方向の流体の流れを阻止することができる。
【００４４】
尚、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施の形態の逆止弁１では、復帰状態にある弁体３３と弁座３８との間に形成されるクリアランスＣは約０．２ｍｍであったが、その値は弁体３３の大きさや重さ、流体の使用圧力などに左右されるものである。従って、クリアランスＣは、弁体３３に作用する正圧方向の力の大きさが微小になってもバイブレーション音が発生することがなく、弁体３３に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になっても逆圧方向の流体の流れを阻止することができる距離であればよい。
【００４５】
例えば、図５に示すように、本実施の形態の逆止弁１を、電磁弁のアクチュエータ１１の排出流路１７Ａからの排出流れを許すように使用する場合においては、クリアランスＣは、かかる電磁弁で駆動制御される機器からの排出流れ（正圧方向の流体の流れ）を要因とするバイブレーション音を防止でき、かつ、かかる電磁弁で駆動制御される機器の誤動作を防止するために必要な最低限の逆圧方向の流体の流れを阻止することができる距離であればよい。
【００４６】
また、本実施の形態の逆止弁１では、バネ３４の端部は、弁体３３とガイド部品３４のいずれにも固定されていないが、上述したようなクリアランスＣを形成することができるのであれば、バネ３４の端部は、弁体３３とガイド部品３４のいずれか一方又は両方に固定されていてもよい。
【００４７】
また、本実施の形態の逆止弁１では、アクチュエータ１１をマニホールドベース１２に固定することによって組付けられる電磁弁において、図５に示すように、アクチュエータ１１の排出流路１７Ａ内に嵌挿されるものであったが、マニホールドベース１２の排出流路１６Ａ内に嵌挿されるものでもよい。
【００４８】
また、本実施の形態の逆止弁１は、アクチュエータ１１とマニホールドベース１２の間に挟まれた状態で固定されるガスケットプレート２０に設けられたものであったが、単独の逆止弁そのものとして実施することも可能である。このような場合には、電磁弁の外部から接続することにより、電磁弁のアクチュエータ１１の排出流路１７Ａからの排出流れを許すように使用することもできる。
【００４９】
また、本実施の形態の逆止弁１は、図１、図２、図３に示すように、ハブ４０を溶着することをもって、ガイド部品３７をガスケットプレート２０の開口部２２Ａのリブ３６の孔に固定していたが、図７に示すように、ガイド部品３７の下端部をかしめることによって、固定してもよい。さらに、ガスケットプレート２０の開口部２２Ａのリブ３６の孔に対し、ガイド部品３７の下端部を圧入、溶着などすることによって、固定してもよい。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の逆止弁では、弁体に作用する正圧方向の力の大きさがさらに微小になっても、弁体が弁座に当接することはないので、弁体に作用する正圧方向の力と逆圧方向の力のバランスが不安定になることはなく、弁体が弁座に対して離間と当接を繰り返すこともないので、弁体に作用する正圧方向の力が微小になってもバイブレーション音が発生することはない。
【００５１】
一方、逆圧方向の力が作用した弁体が弁座に密接するために移動する距離は、復帰状態にある弁体と弁座との間に形成されるクリアランスであるから、かかる逆圧方向の力の大きさが微圧であっても、弁体が弁座に向かって移動し密接することは容易であり、さらに、復帰状態の弁体が弁座に向かって移動し密接するために必要な逆圧方向の力の大きさと比べて、弁体が弁座に密接し続けるために必要な逆圧方向の力の大きさは、少なくとも弁体の運動量分は小さく、弁体に微小の大きさをもつ逆圧方向の力が作用し、ひとたび弁体が弁座に密接すると、その逆圧方向の力の大きさがさらに微小になっても、弁体が弁座に密接し続け得るから、弁体に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になっても逆圧方向の流体の流れを阻止することができる。
【００５２】
【００５３】
また、本発明の逆止弁を電磁弁からの排出流れを許すように使用すれば、かかる電磁弁からの排出流れは、かかる電磁弁で駆動制御される機器（例えば、単動シリンダなど）からの排出流れであり、正圧方向の流体の流れとなるから、正圧方向の流体の流れが漸減的に少なくなることによって、弁体に作用する正圧方向の力の大きさが微小になることが多く、また、他の電磁弁などで駆動制御される機器からの排出流れが僅かになっても、共通する排出流路を介して侵入しやすいので、弁体に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になることも多く、弁体に作用する正圧方向の力の大きさが微小になってもバイブレーション音が発生せず、また、弁体に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になっても逆圧方向の流体の流れを阻止することができる本発明の効果を大きく発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の逆止弁であって、ボディ内における弁体が復帰状態にあるときの概略構造を示す断面図である。
【図２】 本発明の逆止弁であって、ボディ内における弁体に正圧が作用したときの概略構造の一例を示す断面図である。
【図３】 本発明の逆止弁であって、ボディ内における弁体に逆圧が作用したときの概略構造の一例を示す断面図である。
【図４】 アクチュエータがマニホールドベースに固定されることによって組付けられる電磁弁において、アクチュエータとマニホールドベースの間に固定されるガスケットプレートであって、本発明の逆止弁が載設されたものの斜視図である。
【図５】 アクチュエータがマニホールドベースに固定されることによって組付けられる電磁弁であって、本発明の逆止弁が内蔵されたものの断面図である。
【図６】 アクチュエータがマニホールドベースに固定されることによって組付けられる電磁弁であって、本発明の逆止弁が内蔵されたものの分解組立図である。
【図７】 本発明の逆止弁であって、ボディ内における弁体が復帰状態にあるときの概略構造を示す断面図である。
【図８】 従来技術の逆止弁であって、ボディ内における弁体の復帰状態をバネで確保するものの概略構造を示す断面図である。
【図９】 従来技術の逆止弁であって、ボディ内における弁体の復帰状態を弁体の自重で確保するものの概略構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 逆止弁
１６Ａ 電磁弁のマニホールドベースの排出流路
１７Ａ 電磁弁のアクチュエータの排出流路
３３ 弁体
３８ 弁座
３１ ボディ
３４ バネ
３７ ガイド部品
Ｃ クリアランス
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボディ内における弁体の復帰状態をバネで確保する逆止弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、逆止弁には、ボディ内における弁体の復帰状態をバネで確保するものがある。図８に、その一例を断面図で示す。図８の逆止弁１００においては、バネ１０４の一端が弁体１０１の内部に設けられた孔１０５に挿入されるとともに、バネ１０４の他端がボディ１０３に固定されている。従って、バネ１０４の付勢力で、弁体１０１を弁座１０２に圧接させることにより、ボディ１０３内における弁体１０１の復帰状態を確保している。そして、図中の下から上方向に流れる流体によって弁体１０１に逆圧方向の力が作用すると、かかる逆圧方向の力はバネ１０４の付勢力と同じ方向に作用して、弁体１０１を弁座１０２にさらに圧接させるので、逆圧方向の流体の流れを確実に阻止することができる。
【０００３】
一方、図中の上から下方向に流れる流体によって弁体１０１に正圧方向に力が作用すると、かかる正圧方向の力はバネ１０４の付勢力と逆方向に作用して、バネ１０４を圧縮させながら弁体１０１を図中の下方向に移動させるので、弁体１０１は弁座１０２から離間することになる。このとき、弁体１０１はボディ１０３に沿って摺り動くことにより案内されるが、弁体１０１の外周の一部のみがボディ１０３と接触することから、弁体１０１とボディ１０３の間を介して、正圧方向の流体の流れを許すことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８の逆止弁１００においては、正圧方向の流体の流れが許されている場合でも、正圧方向の流体の一部が、弁体１０１の下側に回り込むことによって、無視できる程の大きさの逆圧方向の力を弁体１０１に及ぼしているが、同じ逆圧方向の力であるバネ１０４の付勢力が弱いものであるときは、弁体１０１に作用する正圧方向の力の大きさが微小になっても、弁体１０１は弁座１０２から離間して正圧方向の流体の流れを許すことができるから、このような条件の下では、弁体１０１に作用する正圧方向の力の大きさが微小であることより、正圧方向の流体の一部が弁体１０１に及ぼす逆圧方向の力が相対的に大きくなって、正圧方向の流体の一部が弁体１０１に及ぼす逆圧方向の力を無視できないことがあった。
【０００５】
すなわち、弁体１０１に作用する正圧方向の力の大きさが微小になっても、弁体１０１が弁座１０２から離間して正圧方向の流体の流れを許している場合には、正圧方向の流体の一部が弁体１０１に及ぼす逆圧方向の力は、弁体１０１に作用する正圧方向に対して、既に無視できない程に相対的に大きなものとなっているので、弁体１０１に作用する正圧方向の力の大きさがさらに微小になって、弁体１０１が弁座１０２に当接し正圧方向の流体の流れが許されなくなると、正圧方向の流体の一部が弁体１０１の下側に回り込むことはできなくなり、正圧方向の流体の一部が弁体１０１に及ぼしていた逆圧方向の力がなくなる結果、弁体１０１に作用する正圧方向の力が瞬時に大きくなる。そのため、弁体１０１が弁座１０２にいったん当接しても、弁体１０１は弁座１０２からすぐに離間してしまう。
【０００６】
さらに、正圧方向の流体の流れが再び許されることとなり、流れを許された正圧方向の流体の一部が、弁体１０１の下側に回り込み、逆圧方向の力として弁体１０１に再び作用するから、その結果として、弁体１０１に作用する逆圧方向の力が瞬時に大きくなる。そのため、今度は逆に、弁体１０１が弁座１０２にいったん離間しても、弁体１０１が弁座１０２にすぐに当接してしまう。
【０００７】
以上より、弁体１０１に作用する正圧方向の力の大きさが微小になっても、弁体１０１が弁座１０２から離間して正圧方向の流体の流れを許す場合において、弁体１０１に作用する正圧方向の力の大きさがさらに微小となり、弁体１０１が弁座１０２にひとたび当接すると、弁体１０１に作用する正圧方向の力と逆圧方向の力のバランスが不安定となって、弁体１０１が弁座１０２に対して離間と当接を繰り返し、不快なバイブレーション音を発生させることがあった。
【０００８】
このような場合には、図９に示す逆止弁２００であって、バネ１０４を図８の逆止弁１００から取り除いたものを使用すれば、弁体１０１に作用する正圧方向の力の大きさが微小になると、図９に示すように、弁体１０１は弁座１０２に対して遠くに離間し、弁体１０１が弁座１０２に対して当接することはないので、弁体１０１に作用する正圧方向の力の大きさが微小になっても、バイブレーション音が発生することはない。しかも、図中の下から上方向に流れる流体により弁体１０１に逆圧方向の力が作用すれば、弁体１０１を浮上させて弁座１０２に圧接させることもできるので、逆圧方向の流体の流れを阻止することもできる。
【０００９】
しかし、弁体１０１に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になると、弁体１０１は僅かにしか浮上することかできないので、弁体１０１は弁座１０２に対して遠くに離間してしまい、弁体１０１が弁座１０２に対して密接することができなくなる。従って、弁体１０１に作用する逆圧方向の力の大きさが微小である場合には、逆圧方向の流体の流れを阻止することを維持できず、弁体１０１とボディ１０３の間を介して、逆圧方向の流体の流れを許すことがあった。
【００１０】
そこで、本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、弁体に作用する正圧方向の力の大きさが微小になってもバイブレーション音が発生せず、また、弁体に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になっても逆圧方向の流体の流れを阻止することができる逆止弁を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために成された請求項１に係る逆止弁は、ボディ内における弁体にバネの付勢力が作用する逆止弁であって、前記弁体が流体圧の作用しない復帰状態にあるときには、前記バネの自由長をもって、前記弁体と前記ボディ内の弁座との間にクリアランスが形成されること、前記クリアランスが、前記弁体に作用する正圧方向の力が微小になってもバイブレーション音を発生することなく、かつ、前記弁体に作用する逆圧方向の 力の大きさが微小になっても逆圧方向の流体の流れを阻止することができる距離であること、を特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に係る逆止弁は、請求項１に記載する逆止弁であって、前記クリアランスが約０．２ｍｍであり、復帰状態の前記弁体が前記弁座に向かって移動し密接するために必要な逆圧方向の力が４．９０３３２５×１０ 4 Ｐａ未満であるであることを特徴とする。
また、請求項３に係る逆止弁は、請求項１又は請求項２に記載する逆止弁であて、電磁弁からの排出流れを許すことを特徴とする。
【００１３】
このような構成を有する本発明の逆止弁では、ボディ内における弁体の復帰状態を、弁体に対して付勢力を作用させるバネで確保するものである。しかし、弁体が復帰状態にあるときには、バネの長さが自由長にあることより、バネの付勢力はなくなるので弁体に対して作用せず、また、弁体とボディ内の弁座との間にクリアランスが形成される。
【００１４】
そして、弁体に正圧方向の力が作用しその大きさが増加すると、弁体はバネを押して圧縮させながら弁座から遠ざかっていく。逆に、弁体に作用する正圧方向の力の大きさが減少すると、弁体はバネからの付勢力により弁座に近づいていく。さらに、弁体に作用する正圧方向の力の大きさが微小となり、バネの長さが自由長になると、弁体は復帰状態に戻るので、弁体と弁座との間にクリアランスが再び形成される。
【００１５】
従って、弁体に作用する正圧方向の力の大きさがさらに微小になっても、弁体が弁座に当接することがないので、弁体に作用する正圧方向の力と逆圧方向の力のバランスが不安定になることはなく、弁体が弁座に対して離間と当接を繰り返し、不快なバイブレーション音を発生させることはない。
【００１６】
また、復帰状態にある弁体に逆圧方向の力が作用すると、弁体は弁座に向かって移動し密接する。このとき、弁体が移動する距離は、復帰状態にある弁体と弁座との間に形成されるクリアランスであるから、かかる逆圧方向の力の大きさが微小であっても、弁体が弁座に向かって移動し密接することは容易である。また、復帰状態の弁体が弁座に向かって移動し密接するために必要な逆圧方向の力の大きさと比べて、弁体が弁座に密接し続けるために必要な逆圧方向の力の大きさは、少なくとも弁体の運動量分は小さい。従って、弁体に微小の大きさをもつ逆圧方向の力が作用し、ひとたび弁体が弁座に密接すると、その逆圧方向の力の大きさがさらに微小になっても、弁体が弁座に密接し続け得る。
【００１７】
すなわち、本発明の逆止弁では、弁体に作用する正圧方向の力の大きさがさらに微小になっても、弁体が弁座に当接することはないので、弁体に作用する正圧方向の力と逆圧方向の力のバランスが不安定になることはなく、弁体が弁座に対して離間と当接を繰り返すこともないので、弁体に作用する正圧方向の力が微小になってもバイブレーション音が発生することはない。
【００１８】
一方、逆圧方向の力が作用した弁体が弁座に密接するために移動する距離は、復帰状態にある弁体と弁座との間に形成されるクリアランスであるから、かかる逆圧方向の力の大きさが微圧であっても、弁体が弁座に向かって移動し密接することは容易であり、さらに、復帰状態の弁体が弁座に向かって移動し密接するために必要な逆圧方向の力の大きさと比べて、弁体が弁座に密接し続けるために必要な逆圧方向の力の大きさは、少なくとも弁体の運動量分は小さく、弁体に微小の大きさをもつ逆圧方向の力が作用し、ひとたび弁体が弁座に密接すると、その逆圧方向の力の大きさがさらに微小になっても、弁体が弁座に密接し続け得るから、弁体に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になっても逆圧方向の流体の流れを阻止することができる。
【００１９】
【００２０】
また、本発明の逆止弁を電磁弁からの排出流れを許すように使用すれば、かかる電磁弁からの排出流れは、かかる電磁弁で駆動制御される機器（例えば、単動シリンダなど）からの排出流れであり、正圧方向の流体の流れとなるから、正圧方向の流体の流れが漸減的に少なくなることによって、弁体に作用する正圧方向の力が微小になることが多く、また、他の電磁弁などで駆動制御される機器からの排出流れが僅かになっても、共通する排出流路を介して侵入しやすいので、弁体に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になることも多く、弁体に作用する正圧方向の力の大きさが微小になってもバイブレーション音が発生せず、また、弁体に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になっても逆圧方向の流体の流れを阻止することができる本発明の効果を大きく発揮することができる。
【００２１】
従って、その意味においては、復帰状態にある弁体と弁座との間に形成されるクリアランスは、かかる電磁弁で駆動制御される機器からの排出流れ（正圧方向の流体の流れ）を要因とするバイブレーション音を防止でき、かつ、かかる電磁弁で駆動制御される機器の誤動作を防止するために必要な最低限の逆圧方向の流体の流れを阻止することができる距離であればよい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。本実施の形態の逆止弁は、アクチュエータ（その内部で弁体が駆動するものをいう。以下、同じ。）をマニホールドベースに固定することによって組付けられる電磁弁に内蔵されるものである。そこで、先ず、かかる電磁弁について説明する。
【００２３】
図６は、アクチュエータ１１がマニホールドベース１２に固定されることによって組み立てられる電磁弁であって、本実施の形態の逆止弁を内蔵するものの斜視図であり、アクチュエータ１１をマニホールドベース１２に取り付ける方法を示したものである。アクチュエータ１１をマニホールドベース１２に取り付けるには、図６に示すように、取付ねじ１３をアクチュエータ１１の取付穴１４に挿通させた後、マニホールドベース１２の取付穴１５に螺合させることにより行う。尚、１６Ａ、１６Ｂは、マニホールドベース１２の流路である。
【００２４】
このとき、図６に示していないが、アクチュエータ１１とマニホールドベース１２の間には、ガスケットプレート２０が挟まれた状態で固定される。そこで、ガスケットプレート２０について、図４の斜視図に基づいて説明する。ガスケットプレート２０は、厚さが０．２ｍｍ〜０．７ｍｍのステンレス板２１からできており、開口部２２Ａ、２２Ｂと取付穴２３が設けられている。開口部２２Ａ、２２Ｂは、ステンレス板２１に開いた口をもって形成されている。さらに、開口部２２Ａについては、その中央に孔が設けられたリブ３６が設けられている。
【００２５】
また、ガスケットプレート２０の開口部２２Ａ、２２Ｂを囲むようにしてゴム材のニトリルゴム（ＮＢＲ）を加硫接着することにより、ガスケットプレート２０にガスケット２４が接合されている。ガスケット２４は、その厚さが０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ、その幅が０．５ｍｍ程度のものであり、ガスケットプレート２０の両面に接合されている。また、ガスケット２４の断面は長方形に類似した形をしている。
【００２６】
また、ガスケットプレート２０の隅には、ゴム材のＮＢＲを加硫接着することにより、凸部２５が設けられている。この凸部２５は、アクチュエータ１１に設けられた凹部（図示せず）に圧入されるものであり、これにより、ガスケットプレート２０をアクチュエータ１１にくっつけた状態にすることができるので、アクチュエータ１１をマニホールドベース１２に取り付ける際において、ガスケットプレート２０の取り扱いが容易となるとともに、ガスケットプレート２０を介してガスケット２４の位置決めを行うことができる。このとき、ガスケットプレート２０の取付穴２３は、アクチュエータ１１の取付穴１４と重なるので、アクチュエータ１１の取付穴１４を挿通した取付ねじ１３は、ガスケットプレート２０の取付穴２３をも挿通し、その後において、マニホールドベース１２の取付穴１５に螺合することになる。
【００２７】
さらに、アクチュエータ１１をマニホールドベース１２に取り付けた際において、ガスケットプレート２０の開口部２２Ａ、２２Ｂには、アクチュエータ１１の流路１７Ａ、１７Ｂ（図５参照）とマニホールドベース１２の流路１６Ａ、１６Ｂの連接部分が存在するので、開口部２２Ａ、２２Ｂを囲むようにガスケットプレート２０の両面に接合されたガスケット２４は、アクチュエータ１１の流路１７Ａ、１７Ｂ（図５参照）とマニホールドベース１２の流路１６Ａ、１６Ｂの連接部分を囲むことができる。
【００２８】
よって、ガスケットプレート２０の両面に接合されたガスケット２４は、アクチュエータ１１の凹部（図示せず）に対するガスケットプレート２０の凸部２５の圧入によって位置決めがなされつつ、アクチュエータ１１をマニホールドベース１２に取り付けるための取付ねじ１３の締付トルクをもって、アクチュエータ１１とマニホールドベース１２に挟まれた状態で固定される。
【００２９】
また、上述したように、ガスケットプレート２０の開口部２２Ａにおいては、その中央に孔を有したリブ３６が設けられている。そして、開口部２２Ａのリブ３６の中央の孔にガイド部品３７が嵌合され、その反対側からハブ４０を溶着することによって固定される。また、ガイド部品３７内にはスプリング３４が置かれ、さらに、弁体３３、ボディ３１が組み付けられることによって、開口部２２Ａの上に逆止弁１が設けられている。このとき、ガスケットプレート２０のガスケット２４の上にボディ３１が載置されるとともに（図１、図２、図３参照）、ガスケットプレート２０のガスケット２４に設けられた取付穴３５に、ボディ３１のボス３２が嵌入されることによって、その位置決めがなされる。
【００３０】
そして、アクチュエータ１１をマニホールドベース１２に取り付けた際には、図５に示すように、ガスケットプレート２０の開口部２２Ａの上に設けられた逆止弁１のボディ３１は、アクチュエータ１１の排出流路１７Ａに挿入して嵌め込まれるので、アクチュエータ１１の排出流路１７Ａの内壁から反作用の力を受けることにより、ボディ３１の下に位置するガスケットプレート２０のガスケット２４を押さえ込むことができる。これにより、かかる逆止弁１が嵌挿されたアクチュエータ１１の排出流路１７Ａとマニホールドベース１２の排出流路１６Ａの連接部分をシールすることができる。
【００３１】
尚、このように、逆止弁１が内蔵された電磁弁のマニホールドベース１２には、図示はしてないが、単動シリンダや複動シリンダなどの空気圧機器が多数接続されている。
【００３２】
次に、本実施の形態の逆止弁１について説明する。図１は、ガスケットプレート２０の開口部２２Ａの上に設けられた逆止弁１であって、アクチュエータ１１の排出流路１７Ａに挿入して嵌め込まれたものの断面図であるが、逆止弁１の周辺は省略して示してある。尚、後述する図２、図３についても、同様である。
【００３３】
上述したように、逆止弁１は、ガスケットプレート２０の開口部２２Ａのリブ３６の中央の孔に嵌合されたガイド部品３７、ガイド部品３７をガスケットプレート２０の開口部２２Ａのリブ３６に固定するハブ４０、ガイド部品３７内の孔に配置されたバネ３４、バネ３４の先端にその内部３９が当接する弁体３３、弁体３３に対する弁座３８、弁座３８が設けられたボディ３１、ボディ３１とガスケットプレート２０の間をシールするガスケット２４などからなる。
【００３４】
ガイド部品３７は、弁体３３の移動を案内するものであり、その外周に対して弁体３３の内部が摺動するものである。バネ３４は、弁体３３に対して付勢力を与えるものであるが、図１に示すように、弁体３３が復帰状態にあるときは、その長さが自由長になって、弁体３３に対して付勢力を与えることはない。また、その端部は、弁体３３とガイド部品３４のいずれにも固定されていない。弁体３３は、直径が約８．３ｍｍ、高さが約４．５ｍｍ、重さが約０．３５ｇのゴム製のものである。弁座３８は、直径が約７．５ｍｍである。そして、弁体３３が図１に示す復帰状態にあるときには、弁座３８との間に約０．２ｍｍのクリアランスＣが形成される。
【００３５】
尚、ゴム製の弁体３３の材料としては、フッ素ゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ウレタンゴム、クロロプレンゴムなどが用いられる。また、場合によっては、樹脂を使用することもあり、その材料としては、ポリアセタール、ナイロン、テフロンなどがある。
【００３６】
すなわち、このような構成を有する本実施の形態の逆止弁１では、ボディ３１内における弁体３３の復帰状態を、弁体３３に対して付勢力を作用させるバネ３４で確保するものである。しかし、図１に示すように、弁体３３が復帰状態にあるときには、バネ３４の長さが自由長にあることより、バネ３４の付勢力はなくなるので弁体３３に対して作用せず、また、弁体３３とボディ３４内の弁座３８との間にクリアランスＣが形成される。
【００３７】
そして、図中の上から下方向に流れる流体によって、弁体３３に正圧方向の力が作用しその大きさが増加すると、図２に示すように、弁体３３はバネ３４を押して圧縮させながら弁座３８から遠ざかっていく。逆に、弁体３３に作用する正圧方向の力の大きさが減少すると、弁体３３はバネ３４からの付勢力により弁座３８に近づいていく。さらに、弁体３３に作用する正圧方向の力の大きさが微小となり、バネ３４の長さが自由長になると、図１に示すように、弁体３３は復帰状態に戻るので、弁体３３と弁座３８との間にクリアランスＣが再び形成される。
【００３８】
従って、図１に示すように、弁体３３に作用する正圧方向の力の大きさがさらに微小になっても、弁体３３が弁座３８に当接することがないので、弁体３３に作用する正圧方向の力と逆圧方向の力のバランスが不安定になることはなく、弁体３３が弁座３８に対して離間と当接を繰り返し、不快なバイブレーション音を発生させることはない。
【００３９】
また、復帰状態にある弁体３３に逆圧方向の力が作用すると、図３に示すように、弁体３３は弁座３８に向かって移動し密接する。このとき、弁体３３（直径が約８．３ｍｍ、高さが約４．５ｍｍ、重さが約０．３５ｇのゴム製のもの）が移動する距離は、復帰状態にある弁体３３と弁座３８との間に形成される約０．２ｍｍのクリアランスＣであるから、かかる逆圧方向の力の大きさが微小（例えば、４．９０３３２５×１０ 4 Ｐａ 未満）であっても、弁体３３が弁座３８に向かって移動し密接することは容易である。また、復帰状態の弁体３３が弁座３８に向かって移動し密接するために必要な逆圧方向の力の大きさ（例えば、４．９０３３２５×１０ 4 Ｐａ 未満）と比べて、弁体３３が弁座３８に密接し続けるために必要な逆圧方向の力の大きさは、（この場合は、約７．８４５３２×１０Ｐａとなって）、少なくとも弁体３３の運動量分は小さい。従って、弁体３３に微小の大きさをもつ逆圧方向の力が作用し、ひとたび弁体３３が弁座３８に密接すると、その逆圧方向の力の大きさがさらに微小になっても、弁体３３が弁座３８に密接し続け得る。
【００４０】
すなわち、本実施の形態の逆止弁１では、弁体３３に作用する正圧方向の力の大きさがさらに微小になっても、弁体３３が弁座３８に当接することはないので、弁体３３に作用する正圧方向の力と逆圧方向の力のバランスが不安定になることはなく、弁体３３が弁座３８に対して離間と当接を繰り返すこともないので、弁体３３に作用する正圧方向の力が微小になってもバイブレーション音が発生することはない。
【００４１】
一方、逆圧方向の力が作用した弁体３３（直径が約８．３ｍｍ、高さが約４．５ｍｍ、重さが約０．３５ｇのゴム製のもの）が弁座３８に密接するために移動する距離は、復帰状態にある弁体３３と弁座３８との間に形成されるクリアランスＣ（約０．２ｍｍ）であるから、かかる逆圧方向の力の大きさが微小（例えば、４．９０３３２５×１０ 4 Ｐａ 未満）であっても、弁体３３が弁座３８に向かって移動し密接することは容易であり、さらに、復帰状態の弁体３３が弁座３８に向かって移動し密接するために必要な逆圧方向の力の大きさ（例えば、４．９０３３２５×１０ 4 Ｐａ 未満）と比べて、弁体３３が弁座３８に密接し続けるために必要な逆圧方向の力の大きさは、（この場合は、約７．８４５３２×１０Ｐａとなって）、少なくとも弁体３３の運動量分は小さく、弁体３３に微小の大きさをもつ逆圧方向の力が作用し、ひとたび弁体３３が弁座３８に密接すると、その逆圧方向の力の大きさがさらに微小になっても、弁体３３が弁座３８に密接し続け得るから、弁体３３に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になっても逆圧方向の流体の流れを阻止することができる。
【００４２】
また、弁体３３の内部が摺動するガイド部品３７をボディ３１内に設けているの、ボディ３１内における弁体３３の移動を案内するために、弁体３３の外周の一部をボディ３１に摺動させる必要はなくなり、弁体３３の周りの全てに渡ってボディ３１内の流路を形成することができるので、流路の必要断面積を確保するために、ボディ３１が大型になることを防止できる。
【００４３】
また、図５に示すように、本実施の形態の逆止弁１は、電磁弁のアクチュエータ１１の排出流路１７Ａからの排出流れを許すように使用されている。そして、電磁弁のアクチュエータ１１の排出流路１７Ａからの排出流れは、かかる電磁弁で駆動制御される単動シリンダからの排出流れであり、正圧方向の流体の流れとなるから、正圧方向の流体の流れが漸減的に少なくなることが繰り返されることによって、弁体３３に作用する正圧方向の力の大きさが微小になることが多い。また、他の電磁弁で駆動制御される複動シリンダなどからの排出流れが僅かになっても、マニホールドベース１２で共通する排出流路１６Ａを介して侵入しやすいので、弁体３３に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になることも多い。従って、本実施の形態の逆止弁１をこのように使用すれば、弁体３３に作用する正圧方向の力の大きさが微小になってもバイブレーション音が発生せず、また、弁体３３に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になっても逆圧方向の流体の流れを阻止することができる。
【００４４】
尚、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施の形態の逆止弁１では、復帰状態にある弁体３３と弁座３８との間に形成されるクリアランスＣは約０．２ｍｍであったが、その値は弁体３３の大きさや重さ、流体の使用圧力などに左右されるものである。従って、クリアランスＣは、弁体３３に作用する正圧方向の力の大きさが微小になってもバイブレーション音が発生することがなく、弁体３３に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になっても逆圧方向の流体の流れを阻止することができる距離であればよい。
【００４５】
例えば、図５に示すように、本実施の形態の逆止弁１を、電磁弁のアクチュエータ１１の排出流路１７Ａからの排出流れを許すように使用する場合においては、クリアランスＣは、かかる電磁弁で駆動制御される機器からの排出流れ（正圧方向の流体の流れ）を要因とするバイブレーション音を防止でき、かつ、かかる電磁弁で駆動制御される機器の誤動作を防止するために必要な最低限の逆圧方向の流体の流れを阻止することができる距離であればよい。
【００４６】
また、本実施の形態の逆止弁１では、バネ３４の端部は、弁体３３とガイド部品３４のいずれにも固定されていないが、上述したようなクリアランスＣを形成することができるのであれば、バネ３４の端部は、弁体３３とガイド部品３４のいずれか一方又は両方に固定されていてもよい。
【００４７】
また、本実施の形態の逆止弁１では、アクチュエータ１１をマニホールドベース１２に固定することによって組付けられる電磁弁において、図５に示すように、アクチュエータ１１の排出流路１７Ａ内に嵌挿されるものであったが、マニホールドベース１２の排出流路１６Ａ内に嵌挿されるものでもよい。
【００４８】
また、本実施の形態の逆止弁１は、アクチュエータ１１とマニホールドベース１２の間に挟まれた状態で固定されるガスケットプレート２０に設けられたものであったが、単独の逆止弁そのものとして実施することも可能である。このような場合には、電磁弁の外部から接続することにより、電磁弁のアクチュエータ１１の排出流路１７Ａからの排出流れを許すように使用することもできる。
【００４９】
また、本実施の形態の逆止弁１は、図１、図２、図３に示すように、ハブ４０を溶着することをもって、ガイド部品３７をガスケットプレート２０の開口部２２Ａのリブ３６の孔に固定していたが、図７に示すように、ガイド部品３７の下端部をかしめることによって、固定してもよい。さらに、ガスケットプレート２０の開口部２２Ａのリブ３６の孔に対し、ガイド部品３７の下端部を圧入、溶着などすることによって、固定してもよい。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の逆止弁では、弁体に作用する正圧方向の力の大きさがさらに微小になっても、弁体が弁座に当接することはないので、弁体に作用する正圧方向の力と逆圧方向の力のバランスが不安定になることはなく、弁体が弁座に対して離間と当接を繰り返すこともないので、弁体に作用する正圧方向の力が微小になってもバイブレーション音が発生することはない。
【００５１】
一方、逆圧方向の力が作用した弁体が弁座に密接するために移動する距離は、復帰状態にある弁体と弁座との間に形成されるクリアランスであるから、かかる逆圧方向の力の大きさが微圧であっても、弁体が弁座に向かって移動し密接することは容易であり、さらに、復帰状態の弁体が弁座に向かって移動し密接するために必要な逆圧方向の力の大きさと比べて、弁体が弁座に密接し続けるために必要な逆圧方向の力の大きさは、少なくとも弁体の運動量分は小さく、弁体に微小の大きさをもつ逆圧方向の力が作用し、ひとたび弁体が弁座に密接すると、その逆圧方向の力の大きさがさらに微小になっても、弁体が弁座に密接し続け得るから、弁体に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になっても逆圧方向の流体の流れを阻止することができる。
【００５２】
【００５３】
また、本発明の逆止弁を電磁弁からの排出流れを許すように使用すれば、かかる電磁弁からの排出流れは、かかる電磁弁で駆動制御される機器（例えば、単動シリンダなど）からの排出流れであり、正圧方向の流体の流れとなるから、正圧方向の流体の流れが漸減的に少なくなることによって、弁体に作用する正圧方向の力の大きさが微小になることが多く、また、他の電磁弁などで駆動制御される機器からの排出流れが僅かになっても、共通する排出流路を介して侵入しやすいので、弁体に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になることも多く、弁体に作用する正圧方向の力の大きさが微小になってもバイブレーション音が発生せず、また、弁体に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になっても逆圧方向の流体の流れを阻止することができる本発明の効果を大きく発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の逆止弁であって、ボディ内における弁体が復帰状態にあるときの概略構造を示す断面図である。
【図２】 本発明の逆止弁であって、ボディ内における弁体に正圧が作用したときの概略構造の一例を示す断面図である。
【図３】 本発明の逆止弁であって、ボディ内における弁体に逆圧が作用したときの概略構造の一例を示す断面図である。
【図４】 アクチュエータがマニホールドベースに固定されることによって組付けられる電磁弁において、アクチュエータとマニホールドベースの間に固定されるガスケットプレートであって、本発明の逆止弁が載設されたものの斜視図である。
【図５】 アクチュエータがマニホールドベースに固定されることによって組付けられる電磁弁であって、本発明の逆止弁が内蔵されたものの断面図である。
【図６】 アクチュエータがマニホールドベースに固定されることによって組付けられる電磁弁であって、本発明の逆止弁が内蔵されたものの分解組立図である。
【図７】 本発明の逆止弁であって、ボディ内における弁体が復帰状態にあるときの概略構造を示す断面図である。
【図８】 従来技術の逆止弁であって、ボディ内における弁体の復帰状態をバネで確保するものの概略構造を示す断面図である。
【図９】 従来技術の逆止弁であって、ボディ内における弁体の復帰状態を弁体の自重で確保するものの概略構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 逆止弁
１６Ａ 電磁弁のマニホールドベースの排出流路
１７Ａ 電磁弁のアクチュエータの排出流路
３３ 弁体
３８ 弁座
３１ ボディ
３４ バネ
３７ ガイド部品
Ｃ クリアランス
Claims (2)
- アクチュエータとマニホールドベースとの間に挟まれて固定されたガスケットプレートを有し、該ガスケットプレートに門型に取り付けられ、該アクチュエータに形成された流路内に突出したボディ内における弁体にバネの付勢力が作用する逆止弁において、
前記弁体が流体圧の作用しない復帰状態にあるときには、前記バネの自由長をもって、前記弁体と前記ボディ内の弁座との間にクリアランスが形成されること、
前記クリアランスが、前記弁体に作用する正圧方向の力が微小になってもバイブレーション音を発生することなく、かつ、前記弁体に作用する逆圧方向の力の大きさが微小になっても逆圧方向の流体の流れを阻止することができる距離であること、
前記アクチュエータからの排出流れを許すこと、
を特徴とする逆止弁。 - 請求項１に記載する逆止弁において、
前記クリアランスが約０．２ｍｍであり、復帰状態の前記弁体が前記弁座に向かって移動し密接するために必要な逆圧方向の力が４．９０３３２５×１０４Ｐa未満であること
を特徴とする逆止弁。
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