JP4563753B2

JP4563753B2 - 逆止弁

Info

Publication number: JP4563753B2
Application number: JP2004258733A
Authority: JP
Inventors: 文太成川; 卓司古田
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2004-09-06
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2024-09-06
Also published as: JP2006071075A

Description

本発明は、応答性の高い逆止弁に関する。

電磁弁の代替として逆止弁を使用し、所定の圧力に達すると全開、全閉する逆止弁が求められている。
例えば、下記の特許文献は、逆止弁を開示している。
この種の弁にはコイルバネが装着されており、圧力とコイルバネのバネ条数との関係で弁の開閉は比例的に行われる。
水の制御は空気と異なり、流れている水の抵抗によりコイルバネでは定圧時にも微小に開弁するため全閉するまでに時間がかかる問題がある。
特開２００２−８１５６３号公報

本発明の目的は、所定の圧力に達すると、即時に弁の全開、全閉を行うことができる応答性の高い逆止弁を提供するものである。

上述した目的を達成するために、本発明の逆止弁は、基本的手段として、弁本体と蓋部材とにより反転板の周辺部が挟持され、前記弁本体には、前記反転板の一方の面に弾接する支持バネの収容室と、流体の流出通路とが備わっており、前記蓋部材には、前記反転板の他方の面上に載置される弁体を移動自在に収容する弁室と、前記弁体により開閉される弁座と、前記弁室に連通する流体の流入通路とが備わっており、前記反転板は、閉弁状態では前記弁体を前記弁座に向けて付勢する方向の力を発生するとともに、開弁状態では前記支持バネをそのバネ力に抗して圧縮する方向に力を発生するように形成され、前記流入通路側から前記弁体に作用する力が前記反転板と前記支持バネの力の合計の力より大きくなったときに開弁し、前記流入通路側から前記弁体に作用する力が前記反転板と圧縮状態の前記支持バネの力の合計の力より小さくなったときに閉弁するものである。

また、開弁状態における前記支持バネが圧縮されたときのバネの力は、前記反転板が前記支持バネを圧縮する力よりも大きくなるように設定されている。

さらに、前記支持バネは円錐バネであることを特徴とする。

本発明の逆止弁は、反転板により開弁、閉弁動作を補助するので、応答性の高い逆止弁を得ることができる。また、確実な開弁、閉弁が達成され、水漏れ等が確実に防止される。

図１は、本発明の逆止弁の閉弁状態を示す説明図である。
全体を符号１で示す逆止弁は、弁本体１０と弁本体１０に対してねじ部２０により螺合される蓋部材３０を有する。
蓋部材３０は、水の流入通路３２と、弁室３４を有し、流入通路３２と弁室３４の連結部に弁座３６が形成される。

弁本体１０は、水の流出通路１２と、支持バネの収容室１４を有する。収容室１４内には、支持バネである円錐バネ５０が収容される。弁本体１０と蓋部材３０の間に挟み込まれる反転板６０の下面は、円錐バネ５０により支持される。
蓋部材３０の弁室３４内に挿入される弁体４０は、反転板６０により支持され、弁室３４内を昇降する。弁体４０の先端には、ゴム等でつくられるシール部材４４が取付けられ、弁座３６に当接する。
逆止弁１の蓋部材３０の流入通路３２には、水等の流体Ｗ_１が流入するが、所定の圧力に達するまでは、閉弁状態が保たれる。

図２は、本発明の逆止弁を構成する部材の説明図である。
蓋部材３０は、プラスチックを成形加工してつくられ、流体の流入通路３２と、弁室３４を有し、弁座３６が形成される。弁室３４の内周壁面に沿って弁体は上下動する。外周部には弁本体に螺合する雄ねじ部２０ａが形成される。

弁体４０もプラスチック材料でつくられ、円筒部４１とテーパー部４６を有する。フランジ部には外周寸法が大きい摺動部４２と小径の外周部４３が形成される。摺動部４２は蓋部材３０の内周壁面に対して摺動し、小径の外周部４３との間に流体の通路が形成される。テーパー部４６に設けられる溝内にＯリング等のシール部材４４が挿入され、弁座との間で開閉弁を形成する。

反転板６０は、弾性金属板でつくられ、反転部６０ａと周辺の取付部６０ｂを有する反転部６０ａには、流体の通路となる開口部６２が設けられる。図示の実施例にあっては、４個の丸穴が設けられているが、開口部の形状や個数は適宜に設計することができる。

円錐バネ５０は、バネ鋼等の弾性材料でつくられ、下端部５０ａは弁本体１０に当接し、上端部５０ｂは反転板６０に当接する。
弁本体１０は、プラスチックでつくられ、流体の流出通路１２と円錐バネ５０の収容室１４を有する。
円錐バネの収容室１４の底面には、円錐バネの下端部５０ａを受け入れる溝１６が形成され、上部の内周部には、雌ねじ部２０ｂが形成される。

次に本発明の逆止弁の作用を説明する。
図３において、逆止弁１の流入口３２から流入する水Ｗ_１の圧力をＰとし、閉弁状態の弁体４０の受圧面積をＡとすると、弁体４０にかかる開弁方向の力Ｆ_Ａは、
Ｆ_Ａ＝Ｐ×Ａ
となる。

次に、反転板６０の弁体４０を押し上げる力をＦ_Ｂとし、
円錐バネ５０が閉弁状態のバネ長で発生する力をＦ_Ｃとすると、
Ｆ_Ａ≦Ｆ_Ｂ＋Ｆ_Ｃ
の間は閉弁状態が保たれる。

流入する水Ｗ_１の圧力Ｐが上昇し、
Ｆ_Ａ＞Ｆ_Ｂ＋Ｆ_Ｃ
となると、開弁を開始する。開弁直後に反転板６０は、下向きに反転し、図４に示す状態に開弁する。
流入した水Ｗ_１は、弁体４０の外周部の開口部と反転板６０の開口部を通過して、流出通路１２から水流Ｗ_２となって流出する。

開弁すると、流入口側の受圧面積は変化する。この受圧面積をＡ´とすると、
Ｆ´_Ａ＝Ｐ×Ａ´
となる。
反転板６０が発生する力Ｆ_Ｂは、ベクトルが下向きから上向きに変化するが力は変化しない。

円錐バネ５０は圧縮されて、そのバネ力は増加する。圧縮された状態の円錐バネ５０の力をＦ´_Ｃとすると、
Ｆ´_Ａ＋Ｆ_Ｂ≧Ｆ´_Ｃ
の間は開弁状態に保たれる。
逆止弁に流入する水の圧力Ｐが低下し、
Ｆ´_Ａ＋Ｆ_Ｂ＜Ｆ´_Ｃ
の状態となり、円錐バネ５０のバネ力により反転板６０は上向きに反転し、弁体４０を押し上げる。弁体４０のシール部材４４は、弁座３６に押圧され、即時に閉弁する。

本発明の逆止弁にあっては、
Ｆ_Ｂ＜Ｆ´_Ｃ
に設定しておくと、
Ｆ´_Ａ＝０
すなわちＰ＝０
でも閉弁させることができる。

以上のように、本発明の逆止弁にあっては、全閉と全開の間の作動時間が短く、応答性に優れたものである。
又、閉弁状態のシール性も高く、漏れ等の不具合も防止することができる。

本発明の逆止弁の開弁状態を示す説明図。本発明の逆止弁を構成する部材の説明図。本発明の逆止弁の作用を示す説明図。本発明の逆止弁の作用を示す説明図。

符号の説明

１逆止弁
１０弁本体
２０ねじ部
３０蓋部材
４０弁体
５０円錐バネ
６０反転板

Claims

弁本体と蓋部材とにより反転板の周辺部が挟持され、
前記弁本体には、前記反転板の一方の面に弾接する支持バネの収容室と、流体の流出通路とが備わっており、
前記蓋部材には、前記反転板の他方の面上に載置される弁体を移動自在に収容する弁室と、前記弁体により開閉される弁座と、前記弁室に連通する流体の流入通路とが備わっており、
前記反転板は、閉弁状態では前記弁体を前記弁座に向けて付勢する方向の力を発生するとともに、開弁状態では前記支持バネをそのバネ力に抗して圧縮する方向に力を発生するように形成され、
前記流入通路側から前記弁体に作用する力が前記反転板と前記支持バネの力の合計の力より大きくなったときに開弁し、前記流入通路側から前記弁体に作用する力が前記反転板と圧縮状態の前記支持バネの力の合計の力より小さくなったときに閉弁する
ことを特徴とする逆止弁。
開弁状態における前記支持バネが圧縮されたときのバネの力は、前記反転板が前記支持バネを圧縮する力よりも大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項１記載の逆止弁。
前記支持バネは円錐バネであることを特徴とする請求項１記載の逆止弁。