JP5073511B2

JP5073511B2 - 逆止弁

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Publication number: JP5073511B2
Application number: JP2008009752A
Authority: JP
Inventors: 茂樹松林
Original assignee: Kitz Corp
Current assignee: Kitz Corp
Priority date: 2008-01-18
Filing date: 2008-01-18
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2028-01-18
Also published as: JP2009168227A

Description

本発明は、逆止弁カートリッジを内蔵した逆止弁に関し、例えばメータボックス内に配置した水道メータの二次側の直後に設置される逆止弁であって、定期のメータ交換時或いは逆止弁の機能低下による不具合発生に伴い、逆止弁の点検や交換等のメンテナンスが必要な際に好適な逆止弁に関する。

この種の逆止弁には、各種の構造を有した逆止弁が提供されており、このうち、逆止弁本体内にボール弁体の自重による閉止と流体による浮上によって開放する汎用の逆止弁カートリッジを着脱自在に内蔵する形式のものが知られている(特許文献１参照)。同文献１に示す逆止弁カートリッジは、ジスクシートとジスクガイド及びボール弁体の３部品からなり、ジスクガイドに回転防止用のストッパを設けた構造の逆止弁である。このストッパは、逆止弁の流体流路方向を除く、９０度ごとに３個設けられている。

特許文献２における図５および図６には、ジスクガイドの上側リングの側面に突起を設け、この突起を弁本体に形成した溝に嵌合させて位置決めするようにしたカートリッジを内蔵した逆止弁が開示されている。また、同文献２における図２には、逆止弁カートリッジ自体の開口部の一部を閉塞させてこれを壁面として圧力損失の低減と流体の流入を図るようにした逆止弁が記載されている。

また、特許文献３には、ケースの筒状部に環状の取付部材を流路方向に向けてねじ結合し、この取付部材の筒状部内にカートリッジ本体を挿入し、カートリッジを交換する場合は、この取付部材とともにカートリッジ本体を回転させなが流路方向に沿ってケース内より取り出し、カートリッジ本体を着脱可能とした逆止弁用カートリッジについて開示されている。
実開昭５７−１６７９６１号公報特許第３４５３４２４号公報特許第３９８９０６２号公報

従来の逆止弁は、専用工具などを使って、分解しているので、その交換作業に手間がかかり、しかも、現場でのメンテナンスに時間を要するだけではなく、技術上も容易ではない。特に、水道用メータボックス内に設置する環境の逆止弁にあっては、凍結防止用に地面から６０ｃｍ以下の深度にメータを設置する場合は、逆止弁のメンテナンスが困難であった。さらに、震災など緊急時においては、逆止弁を構成するカートリッジに寸法上の互換性がないため、逆止弁の部品の手配をはじめ、復旧作業に時間を要する状況を有していた。

上述の特許文献１または特許文献２に示す逆止弁は、汎用的に入手可能なカートリッジを用いているが、水道用メータボックス内でのメンテナンス作業は依然として狭所にて作業をしなければならず、長尺のレンチや特殊工具を用いて、蓋を外した後、特殊又は専用冶具を使ってカートリッジを取り出す必要があり、依然として困難なメンテナンス作業を強いられているのが実情である。

また、特許文献３に示す逆止弁は、環状の取付部材をねじ結合によりカートリッジを着脱自在に設けるものであるが、汎用のカートリッジではなく、しかも、蓋を回転操作してカートリッジを取り外すものでもなく、しかも、カートリッジを装着または取り出す際に、確実な位置きめが行われないばかりでなく、流路方向に向けた着脱であるため、メンテナンス作業に手間がかかり、特に、水道用メータボックス内でのメンテナンス作業には不向きな逆止弁である。

本発明は、上述の実情に鑑みて開発に至ったものであり、その目的とするところは、汎用の逆止弁カートリッジを用いることができ、蓋を着脱するのみでカートリッジを容易に取り出すことが可能となり、蓋を本体に装着するのみで適正な方向に位置決めされた状態で、カートリッジを装着でき、しかも、内蔵されたカートリッジは、流量及び圧力損失の制御において最適な配管経路を形成することができる逆止弁を提供することにある。

上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、弁本体の開口部より逆止弁カートリッジを収納し、この開口部に蓋体を螺合して被蓋した逆止弁において、前記逆止弁カートリッジをカートリッジ保持具を介して前記開口部より抜き差し可能に設け、前記蓋体に前記カートリッジ保持具を回転自在に係合した状態で、前記蓋体の回転操作により前記逆止弁カートリッジを前記開口部より着脱可能に設けると共に、前記カートリッジ保持具の流体流出側と対向する面に圧力損失防止用の壁面を設けたことを特徴とする逆止弁である。

請求項２に記載の発明は、前記逆止弁カートリッジの上部外周に突起部を形成し、前記カートリッジ保持具の長さ方向外周に凸状の係合部を突設させ、この係合部内周を前記突起部に係合させると共に、前記弁本体の開口部内に溝部を形成し，この溝部に前記係合部が嵌合された状態で前記蓋体を弁本体に螺合するようにした逆止弁である。

請求項３に記載の発明は、前記カートリッジ保持具の係合部内に設けた係合突部を逆止弁カートリッジの突起部下端面に係合してカートリッジ保持具を逆止弁カートリッジに保持させた逆止弁である。

請求項４に記載の発明は、蓋体の内周面に環状の係合溝を設け、この係合溝に前記カートリッジ保持具の上部又は側面に設けた係止部を回転自在に係合させた逆止弁である。

したがって、請求項１に係る発明によると、汎用の逆止弁カートリッジを用いることが可能となり、蓋体を着脱するのみで逆止弁カートリッジを容易に取り出すことができるとともに、蓋体を弁本体に装着するのみで適正な方向に確実に位置決めされた状態で逆止弁カートリッジを装着でき、しかも、圧力損失を抑制した最適な配管経路を形成した逆止弁を提供することが可能となり、もって、互換性があり、逆止弁の部品手配等が容易であり、メータボックス内に配置される逆止弁として、極めて実用的価値を有した逆止弁であると共に、カートリッジ保持具の流体流出側と対向する面に圧力損失防止用の壁面を設けたので、逆止弁カートリッジに流れる流体の流れ方向を強制する壁面を付加することにより、圧力損失を抑制することが可能となり、汎用の逆止弁カートリッジを用いることが可能となる。

請求項２に係る発明によると、蓋体を弁本体の開口部に装着する際に、まず、開口部の溝部にカートリッジ保持具の係合部の下端が嵌合されて保持具とともに逆止弁カートリッジが適正な位置の弁本体に位置決めされて逆止弁カートリッジの方向性が定められるため、圧力損失を確実に抑制することができる逆止弁を提供することが可能となる。

請求項３に係る発明によると、汎用の逆止弁カートリッジの突起部の下端面にカートリッジ保持具の係合突部を係合しているので、蓋体を開口部より外すことにより、蓋体に逆止弁カートリッジが取り付けられた状態で取り出すことができるため、カートリッジの交換作業が容易に行え、特に、狭所や暗所あるいは埋設深度の深い逆止弁の設置場所における逆止弁カートリッジの交換作業を容易に行うことが可能となる。

請求項４に係る発明によると、蓋体の内周面に環状の係合溝を設け、この係合溝に前記カートリッジ保持具の上部又は側面に設けた係止部を回転自在に係合させたので、蓋体にカートリッジ保持具を介して逆止弁カートリッジが取り付けられ、しかも、開口部の溝部にカートリッジ保持具の係合部の下端の挿入口が嵌合されてカートリッジ保持具と共に逆止弁カートリッジが適正な位置の弁本体に位置決めされ、逆止弁カートリッジの方向性が定められ、かつ、カートリッジ保持具は蓋体に対して回転自在であるため、確実に位置決めされた状態で装着が可能となり、圧力損失を抑制した状態で装着できる。

本発明における逆止弁の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明における逆止弁の一例を示したもので、各構成部品を分離して示した斜視図であり、図２は、同上の逆止弁カートリッジをカートリッジ保持具を介して蓋体に装着した状態を示す一部切り欠き拡大斜視図であり、図３は、同上の逆止弁の断面図であり、図６は、メータボックス内に設けた水道メータユニットの二次側直後に本発明における逆止弁を設けた状態を示す説明図である。

図６において、水道配管１、２に接続された埋設用メータボックス２９内には、水道メータ３が接続され、この水道メータ３の二次側直後に逆止弁４が接合されている。この場合、逆止弁４の底部に鉛直方向に所定の高さの突起５を設け、同図に示すように、水道メータ３の底部と突起５の底部を同一平面上に位置させることにより、逆止弁４の軸心がメータ３の軸心と同心状態にしている。すなわち、本例における逆止弁４は、強制的に弁が閉止せず、弁体は、その重力によって閉止する構造であるから、水道配管１、２の流れ方向に対して垂直方向に弁体が作動することが必要である。そのため、突起５によって逆止弁４を適正な位置に設置することが可能となる。なお、図６において、メータボックス２９内に設置した水道メータ３の一次側には、止水栓６と伸縮継手７が接続され、水道配管１、２に接合されている。

図３において、８は、逆止弁４の弁本体であり、この弁本体８は流入側の接続部８ａ、流出側の接続部８bを有し、弁本体８の内部には環状座９を設けると共に、上端の開口部１０にめねじ１１と、このめねじ１１の下部位置に、本例では、逆止弁の流体流路方向を除く、９０度ごとに３個の溝部１２を形成している。このめねじ１１には、蓋体１３のおねじ１４がガスケット１５を介して密封状に螺着されている。この場合、蓋体１３の上部面には、一文字形のハンドル部１３ｂを設け、このハンドル部１３ｂを手動又は開栓器３０等により、蓋体１３を容易に開閉するようにしている。これらの蓋体１３に設けるハンドル部等の形状は実施に応じて任意である。この場合、蓋体１３は、工具を使用せず、手動で蓋体１３の開閉作業が可能となり、また、埋設深度の深い設置場所においては、図２に示すような、市販されている開閉器３０を用いて蓋体１３の開閉を容易にできる。なお、後述すように蓋体１３の上部に設ける形状は、キー式キャップ１５等の形状に形成することもできる。

図１において、１６は、特許文献１と特許文献２と同等の、汎用の逆止弁カートリッジであり、この逆止弁カートリッジ１６は、リングシート１６ａと上部リング１６ｂと下部リング１６ｃを３本または４本の支柱１６ｄでリングガイド１６ｅを構成し、また、上部リング１６ｂの外周片側面には、３個の突起部１７を形成している。これらの突起部１７は、弁本体８の溝部１２に直接、嵌合することができる。リングガイド１６ｅ内には、ボール弁体１８を自重によって閉止し、流体の圧力によって浮動して開く逆止め構造である。この弁体１８は、流体の圧力により浮動可能であれば球形に限ることなく、断面円錐形状であってもよい。なお、逆止弁カートリッジの構造は、本例に限定されることなく、スプリングを用いたカートリッジ式のものであっても良く、また、突起部１７は、少なくとも、２個以上かつ溝部１２の個数以下に設けて位置決めしても良い。

図１と図５において、１９はカートリッジ保持具であり、このカートリッジ保持具１９は、円形の天板２０の外周の半周囲に９０度ごとに３個の凸状の係合部２１を突設形成し、この係合部２１は、カートリッジ保持具１９の軸心方向で、かつ、長さ方向に沿って長尺状に形成し、この係合部２１の下端は、傾斜状に切削形成して突起部１７に嵌合する際に、案内可能な挿入口２２を形成している。また、係合部２１を設けた反対側の天板２０の半周囲の中央位置に、逆止弁カートリッジ１６がずれた状態で係合されるのを防止するための誤係合防止部２３を設けている。この誤係合防止部２３は、回転方向にずれた状態で係合されようとする逆止弁カートリッジ１６の突起部１７が干渉するように、突起部２３ａ、または、天板２０の側面２３ｂにより形成されている。

図１において、カートリッジ保持具１９の流体流出側１９ａと対向する面に圧力損失防止用の壁面２４を設けており、天板２０の上部の中央位置には、環状の係止部２５を設け、この係止部２５には、複数のスリット２６を形成してこの係止部２５を拡縮可能に設け、この係止部２５を蓋体１３の内周面に形成した環状の係合溝２７にスナップ係合され、しかも、回転自在に係合状態に設けられている。更に、カートリッジ保持具１９の係合部２１の内周面に係合突部２８を形成し、この係合突部２８を逆止弁カートリッジ１６の突起部１７の下端面に係合させてカートリッジ保持具１９を逆止弁カートリッジ１６に着脱自在に保持させるようにしている。このカートリッジ保持具１９を逆止弁カートリッジ１６は、例えば、両者とも主要部品を合成樹脂で成形することが好ましい。

図５において、蓋体１３を弁本体８のめねじ１１に螺合する前に、カートリッジ保持具１９の凸状係合部２１の挿入口２２が弁本体８の溝部１２に嵌合するように設けている。そのため、係合部２１の長さＬ_１(蓋体１３の底面から係合部２１の先端までの長さ)と溝部１２が設けられている深さＬ_２(弁本体８の上面から溝部１２上端までの長さ)との関係は、Ｌ_１＞Ｌ_２に設定している。

なお、この係合突部２８の例以外に、例えば、カートリッジ保持具１９の天板２０に突起(図示しない)を延設して、この突起を逆止弁カートリッジ１６の上部リング１６bに係合するようにしても良く、この係合構造は実施に応じて任意である。

次に、上記実施形態の作用例を説明する。
まず、逆止弁カートリッジ１６にカートリッジ保持具１９を取り付けるには、逆止弁カートリッジの３個の突起部１７をカートリッジ保持具１９の凸状の係合部２１に挿入して係合部２１の内周面に設けた係合突部２８を突起部１７の下端面に係合すると、カートリッジ保持具１９は逆止弁カートリッジ１６に係合保持される。この場合、カートリッジ保持具１９に誤係合防止部２３を設けているので、逆止弁カートリッジ１６が、例えば９０°の角度でずれた状態で係合されるのを確実に防ぐことができる。

次いで、カートリッジ保持具１９の上部に設けた係止部２５を蓋体１３の内周に形成した係合溝２７に係合すると、逆止弁カートリッジ１６をカートリッジ保持具１９を介して蓋体１３に回転自在に取り付けることができる。このカートリッジ保持具１９は天板２０を有する円筒形態に形成さているので、カートリッジ保持具１９全体が補強機能を発揮し、したがって、カートリッジ保持具１９を合成樹脂等で薄肉状に形成できるため、汎用の逆止弁カートリッジ１６に挿入されている汎用の逆止弁４を用いることができ、弁本体８の溝部１２と逆止弁カートリッジ１６の突起部１６との間にカートリッジ保持具１９の凸状係合部２１を挿入することが可能となる。本例において、逆止弁の呼び径φ２０であれば、カートリッジ保持具１９の板厚は、０．３５ｍｍで良く、逆止弁カートリッジ１６の突起部１７の突起幅は６．５ｍｍ、弁本体８の溝部１２の溝幅は７．５ｍｍである。なお、カートリッジ保持具は、予め蓋体に取り付けた上で、逆止弁カートリッジを係合保持させても良い。

次に、逆止弁カートリッジ１６をカートリッジ保持具１９を介して取り付けた蓋体１３を逆止弁４に組み立てるには、図５に示すように、弁本体８の開口部１０に形成した３この溝部１２にカートリッジ保持具１９の３個の係合部２１の挿入口２２を挿入した後に、蓋体１３のおねじ１４を開口部１０のめねじ１１に螺合する。この場合、カートリッジ保持具１９の係止部２５は、蓋体１３の内周面に形成されている係合溝２７に回転自在に係止されているので、蓋体１３のみが回転して確実に蓋体１３を開口部１０に螺合状態で被蓋することができる。

すると、蓋体１３の螺合によって係合部２１が溝部１２に挿入されながら逆止弁カートリッジ１６のリングシート１６ａが環状座９に密封状に着座され、図３に示すように、蓋体１３は弁本体８にガスケット１５を介して密封状態に被蓋され、逆止弁カートリッジ１６の組み立てを完了することができる。

図３において、蓋体１３は、カートリッジ保持具１９の天板２０を介して蓋体１３の下端部で逆止弁カートリッジ１６を押圧しているので、弁本体８の内部の環状座９に逆止弁カートリッジ１６のリングシート１６ａの下部が均一にシールされるとともに、カートリッジ保持具１９が流体によって振動するおそれもない。この場合、逆止弁カートリッジ１６内に収納したボール弁体１８は、自重によってリングシート１６ａの上面にシールされ、ボール弁体１８は流体圧によって同図の鎖線に示すように浮上することにより流体が流入するように構成されている。本例における弁体は、ボール弁体１８以外に、スプリングを組み込んだ弁体構造あるいはその他の弁体構造であっても良い。

また、カートリッジ保持具１９の内径、特に、係止部２５の内径は、ボール弁体１８の外径よりも大としており、弁全開時にボール弁体１８が蓋体１３の底部まで上昇できるようにして十分な流路を確保している。更に、カートリッジ保持具１９の係止部２５と蓋体１３の係止溝２７との間は、やや隙間を設けておき、蓋体１３の押圧面１３ａが天板２０を押圧する際に支障にならにようにしている。

この場合、カートリッジ保持具１９は、蓋体１３の係合溝２７に対して係止部２５が回転可能であり、係合部２１は蓋体１３の螺合する軸線方向に延設されて、弁本体８の溝部１２に嵌合するように設けられているので、弁本体８に蓋体１３を被蓋する際に、溝部１２にカートリッジ保持具１９の係合部２１が先に嵌合し、続いて、蓋体１３と弁本体８のめねじ１１とが螺合されるため、逆止弁カートリッジ１６を収納した逆止弁４の方向性が確実に定められ、最適な流量制御と圧力損失の低下を抑制した逆止弁を構成することができる。また、カートリッジ保持具１９には、流体流出側と対向する面に、流体の流れ方向を強制する壁面２４を設けているので、この部位において流体が弁本体８と逆止弁カートリッジ１６との間から蓋体１３の方向に迂回することに伴う圧力損失を抑制することができる。

図６に示すように、メータボックス２９内の水道メータ３の直後に接続した逆止弁４に逆止弁カートリッジ１６を取り付けた蓋体１３を被蓋する場合は、蓋体１３のハンドル部１３ｂを手動または開栓器等により回転操作をすることによって組み込むことができ、メンテナンス作業等の場合には、蓋体１３を同様に回転させて蓋体１３を弁本体８から取り外すと、逆止弁カートリッジ１６等のメンテナンス作業を容易に行うことができる。

また、図６において、弁本体８の底部に、断面略十字状の突起５を設けているので、突起５と水道メータ３が同一平面上に確実に位置させることができ、逆止弁４の軸心が水道メータ３の軸心と同心状態に保持され、メータボックス２９内の構成部品が高さ方向にずれることなく接続作業が容易に行われる。
次に、メンテナンスの際に、逆止弁カートリッジを交換するには、蓋体１３を逆回転して弁本体８から取り外す。すると、逆止弁カートリッジ１６は、カートリッジ保持具１９を介して蓋体１３とともに、弁本体８から取り出すことができる。そして、カートリッジ保持具１９から古い逆止弁カートリッジ１６を抜き去り、新しい逆止弁カートリッジ１６を装着する。ここで、蓋体１３とカートリッジ保持具１９との係合力をＦ_１、カートリッジ保持具１９と逆止弁カートリッジ１６との係合力をＦ_２とすると、予め、Ｆ_１＞Ｆ_２の構成としておくことにより、上記のような逆止弁カートリッジ１６をカートリッジ保持具１９から抜き去る際、蓋体１３と逆止弁カートリッジ１６とを引き離すように操作するのみで、カートリッジ保持具１９を蓋体１３に係合された状態のまま、逆止弁カートリッジ１６を抜き去ることができ、作業性が良い。なお、前述のように、本発明における蓋体とともに抜き差し可能な逆止弁カートリッジ１６には、汎用的なカートリッジ、具体的には、カートリッジ保持具を用いずに、弁本体に挿入し、逆止弁カートリッジにおける上部リング１６ｂに形成した突起部１７を弁本体８の溝部に直接、嵌合可能な逆止弁カートリッジを用いることができるので、メンテナンスに必要な逆止弁カートリッジの種類を増やす必要はない。

図７乃至図９は、本発明における逆止弁の他例を示したもので、図７は、蓋体にカートリッジ保持具を介して逆止弁カートリッジを取り付けた状態を示す一部切欠き斜視図であり、図８は、逆止弁カートリッジとカートリッジ保持具を分離して示した分離斜視図であり、図９は、逆止弁の縦断面図である。なお、本例は、上記の一例と同一部分は同一符号を付してその説明を省略する。

図７と図８において、カートリッジ保持具３０は、筒形状に形成した筒体３０ａの外周面で軸心方向に向けて突出形状の３つの係合部３１を形成し、この係合部３１の外周側面上方位置に係止突部３２を設け、この係止突部３２を蓋体１３の係合溝２７に回転自在に係合している。前記筒体３０ａには、流体流出側３０ｂと対向する面に圧力損失防止用の壁面３０ｃを設けており、その他の構成は、前述の一例に示したカートリッジ保持具１９と同様の構成である。また、この係合部３１の内周面には、係合突部３３を設け、この係合突部３３を逆止弁カートリッジ１６の突起部１７の下端面に係合するように設けられている。なお、図中１３ｃは、蓋体１３の上部に設けたキー式キャップである。

また、上記の例は、蓋体１３の内周面に係合溝２７を設ける例について説明したが、これに限ることなく、蓋体１３の外周面に外周溝(図示しない)を形成し、この外周溝に筒形状のカートリッジ保持具の係止突部を回転自在に係合するようにしても良く、これらの構造は、実施に応じて任意である。また、逆止弁カートリッジとカートリッジ保持具、弁本体の溝部との凹凸関係を逆にしても良い。

本発明における逆止弁の一例を示したもので、各構成部品を分離して示した斜視図である。同上の逆止弁カートリッジをカートリッジ保持具を介して蓋体に装着した状態を示す一部切り欠き拡大斜視図である。同上の逆止弁の断面図である。図３のＡ−Ａ線断面図である。同上における逆止弁の組み立て過程を示す部分断面説明図である。同上の逆止弁をメータボックス内に設けた状態を示す説明図である。本発明における逆止弁の他例を示す部分拡大斜視断面図である。図８のカートリッジを示す分離斜視図である。図７の逆止弁を示した断面図である。

符号の説明

４逆止弁
５突起
８弁本体
１０開口部
１１めねじ
１２溝部
１３蓋体
１４おねじ
１６逆止弁カートリッジ
１７突起部
１９カートリッジ保持具
２１係合部
２４壁面
２５係止部
２７係合溝
２８係合突部
２９メータボックス

Claims

弁本体の開口部より逆止弁カートリッジを収納し、この開口部に蓋体を螺合して被蓋した逆止弁において、前記逆止弁カートリッジをカートリッジ保持具を介して前記開口部より抜き差し可能に設け、前記蓋体に前記カートリッジ保持具を回転自在に係合した状態で、前記蓋体の回転操作により前記逆止弁カートリッジを前記開口部より着脱可能に設けると共に、前記カートリッジ保持具の流体流出側と対向する面に圧力損失防止用の壁面を設けたことを特徴とする逆止弁。
前記逆止弁カートリッジの上部外周に突起部を形成し、前記カートリッジ保持具の長さ方向外周に凸状の係合部を突設させ、この係合部内周を前記突起部に係合させると共に、前記弁本体の開口部内に溝部を形成し，この溝部に前記係合部が嵌合された状態で前記蓋体を弁本体に螺合するようにした請求項１に記載の逆止弁。
前記カートリッジ保持具の係合部内に設けた係合突部を逆止弁カートリッジの突起部下端面に係合してカートリッジ保持具を逆止弁カートリッジに保持させた請求項1又は２に記載の逆止弁。
前記蓋体の内周面に環状の係合溝を設け、この係合溝に前記カートリッジ保持具の上部又は側面に設けた係止部を回転自在に係合させた請求項1乃至３に記載の逆止弁。