JP5303247B2 - 逆止弁 - Google Patents

Description

本発明は、給水路の途中に設けられて水の逆流を防止する逆止弁に関し、より詳細には、２次側で発生した異常圧力を１次側に逃がす機構を備えた逆止弁に関する。
なお、この明細書において、湯を含めた意味で「水」の語を使用することがある。

各種の給水設備において、給水路の途中、より具体的には、水栓等に設けられた開閉弁の１次側に逆止弁を設けることが、従来より一般に行われている。
ところで、給水路中に逆止弁を設置した給水設備の場合、逆止弁の２次側で異常圧力が発生することにより、開閉弁の構成部品（サーモスタット式水栓、シングルレバー式水栓に内蔵されるカートリッジを含む）や逆止弁の構成部品が破損したり、開閉弁のハンドル操作が重くなる、といった問題がある。
例えば、温風循環式浴室乾燥機能やミストサウナ機能を備えた浴室内に設置された混合水栓に逆止弁が組み込まれている場合、浴室空間または給湯配管内が長時間高温に維持されることによって、止水状態の混合水栓内における逆止弁と開閉弁との間の給水路部分に溜まった水が加熱され、それに伴って同部分の圧力が異常に上昇し、その圧力によって開閉弁や逆止弁が破損するケースが見られる。
また、開閉弁の急激な止水操作による水撃（ウォーターハンマー）や、凍結による膨張等によっても、逆止弁の２次側に異常圧力が発生し、上記と同様の問題が起こることが知られている。

そこで、２次側の異常圧力を逃がす機構を備えた逆止弁が種々提案されている。
このような逆止弁としては、流路内に摺動自在に収納された摺動弁座体が２次側へ向かって第１のバネで押圧され、摺動弁座体に設けた弁座へ着座する逆止弁体が１次側ヘ向かって第２のバネで押圧され、逆止弁体に逃がし用弁座が設けられ、逃がし用弁座ヘ着座する逃がし用弁体が２次側ヘ向かって第３のバネで押圧されているものが知られている（下記特許文献１参照）。
しかしながら、上記の逆止弁の場合、摺動弁座体およびこれを２次側へ向かって押圧する第１のバネが使用されることにより、通常の逆止弁と比べて全長がかなり大きくなっているため、通常の水栓や管継手にそのまま組み込むことができず、適用するには水栓等に手を加える必要があった。また、上記の逆止弁にあっては、構造が複雑であって、通常の逆止弁との部品の共通化が困難であり、また、部品点数も多いため、製造コストが高くつくという問題があった。
特開平５−１８７５６７号公報

本発明の目的は、通常の逆止弁と同等のサイズであって通常の水栓等に容易に組み込むことができ、また、構造が単純であって通常の逆止弁との部品の共通化が容易な２次側圧力逃がし機構付き逆止弁を提供することにある。

本発明による逆止弁は、給水路に設けられる環状弁座と、弁座に２次側から着座させられるディスク部およびディスク部の中心から１次側に突出した軸部を有する逆止弁体と、逆止弁体の軸部をその基端または長さ中間において摺動自在に支持するように給水路に固定状に設けられる支持体と、逆止弁体の軸部に覆い被さるようにかつ軸部に対して長さ方向に相対移動しうるように支持体の１次側に配されるキャップと、逆止弁体の軸部先端とキャップの開口端部との間に介在されて逆止弁体のディスク部を弁座に向かって付勢するとともにキャップを支持体に向かって付勢するバネと、逆止弁体の中心を貫通するように形成された２次側圧力逃がし用連通路と、２次側圧力の増減に応じて連通路の出口を開閉するようにキャップ内の最奥部に設けられた補助弁体とを備えているものである。

本発明の逆止弁にあっては、逆止弁体のディスク部が弁座に着座した止水状態において、２次側の圧力が加熱等により異常に上昇した場合、その圧力が２次側圧力逃がし用連通路を通して補助弁体に伝わることにより、補助弁体を内装したキャップがバネの弾性力に抗して１次側に移動して連通路の出口が開き、ここから２次側の異常圧力、即ち、２次側の水の一部が１次側に逃がされる。そして、２次側の圧力が正常に戻ると、バネの弾性力によってキャップが２次側に移動し、補助弁体が連通路の出口を閉じる。よって、本発明の逆止弁によれば、２次側に生じた異常圧力を１次側に逃がすことができるので、開閉弁や逆止弁の構成部品が破損したり、開閉弁のハンドル操作が重くなるという問題を確実に回避することができる。
上記に加えて、本発明の逆止弁は、従来技術のように摺動弁座体やこれを付勢するバネを使用していないので、２次側圧力逃がし機構を有しない通常の逆止弁とほぼ同等のサイズとなっており、通常の水栓や管継手に容易に組み込むことができる。
また、本発明の逆止弁の場合、１つのバネによって逆止弁体と補助弁体を内装したキャップとを相対方向に付勢しているので、従来技術と比べると構造が単純であって部品点数が少ない上、通常の逆止弁との部品の共通化も容易であるので、製造コストを抑えることができる。

本発明による逆止弁は、より好ましくは、給水路に嵌入固定されて給水路の壁面の一部を構成する筒状ハウジングをさらに備えており、ハウジングの２次側端面によって弁座が構成され、軸部挿通孔および通水孔を有するハウジングの２次側端壁によって支持体が構成され、ハウジング内に逆止弁体の軸部、キャップおよびバネが収容されるようになっている。

逆止弁が上記のようなハウジングを備えていれば、逆止弁をユニット化することができるので、水栓等への組み付けが容易であり、また、消耗部品の交換等のメンテナンス作業も行い易い。

本発明による逆止弁において、逆止弁体が、ディスク部の２次側部分を構成する第１弁体部材と、ディスク部の１次側部分および軸部を構成しかつ第１弁体部材に嵌合固定される第２弁体部材と、第１弁体部材および第２弁体部材の周縁部間に挟み止められかつ弁座に当接させられるシール部を有する環状逆止パッキンと、第２弁体部材の軸部先端に嵌め止められる筒状バネ受け部材とを備えており、第１弁体部材および第２弁体部材の中心部にあけられた貫通孔によって２次側圧力逃がし用連通路が構成されている場合がある。

逆止弁体を上記のように構成すれば、各部品の製造および組立が容易となる上、逆止パッキンの交換作業も容易に行い得る。加えて、逆止弁体を上記のような構成とすれば、２次側圧力逃がし機構を有しない通常の逆止弁との部品の共通化が容易となり、製造コストの面でも有利である。

本発明による逆止弁において、キャップが、キャップ本体と、キャップ本体内に収容されかつ補助弁体を構成する補助パッキンと、一端部で補助パッキンを押さえられるようにキャップ本体に嵌入固定されかつ他端部にバネ受け部を有する筒状パッキンホルダとを備えている場合がある。

キャップを上記のような構成とすれば、各部品の製造および組立が容易となる上、補助パッキンの交換作業も容易に行うことができる。

また、キャップを上記のような構成とする場合において、キャップ本体の周壁外面に、給水路の壁面と滑り接触する複数の案内リブが周方向に間隔をおいて形成されていることがある。

上記のような案内リブをキャップ本体に形成しておけば、それによってキャップや逆止弁体の振動並びにそれに伴うノイズの発生が効果的に抑えられる。

図１〜５は、本発明の実施形態を示したものである。この実施形態は、本発明を、浴室用混合水栓に組み込まれる逆止弁に適用したものである。
なお、以下の説明において、図１、３、４の下を「前」、同上を「後」といい、また、これらの図の手前側を「上」、同奥側を「下」というものとする。

図示の逆止弁（１）は、給水路に設けられる環状弁座（２１）と、弁座（２１）に２次側から着座させられるディスク部（３１）およびディスク部（３１）の中心から１次側に突出した軸部（３２）を有する逆止弁体（３）と、逆止弁体（３）の軸部（３２）をその基端において摺動自在に支持するように給水路に固定状に設けられる支持体（２２）と、逆止弁体（３）の軸部（３２）に覆い被さるように支持体（２２）の１次側に配されるキャップ（４）と、逆止弁体（３）の軸部（３２）先端とキャップ（４）の開口端部との間に介在されて逆止弁体（３）のディスク部（３１）を弁座（２１）に向かって付勢するとともにキャップ（４）を支持体（２２）に向かって付勢するバネ（５）と、逆止弁体（３）の中心を貫通するように形成された２次側圧力逃がし用連通路（３０）と、２次側圧力の増減に応じて連通路（３０）の出口（３００）を開閉するようにキャップ（４）内に設けられた補助弁体（４２）とを備えている。
さらに、逆止弁（１）は、給水路に嵌入固定されて給水路の壁面の一部を構成する筒状ハウジング（２）を備えている。弁座は、ハウジング（２）の２次側端面（＝前端面）（２１）によって構成されている。支持体は、ハウジング（２）の２次側端壁（＝前端壁）（２２）によって構成されている。ハウジング（２）内には、逆止弁体（３）の軸部（３２）、キャップ（４）およびバネ（５）が収容されている。

ハウジング（２）は、混合水栓（７）の水栓本体（７１）後面に形成された筒状の水導入口部（７１０）に挿入されている。
ハウジング（２）の後端部には、環状フランジ部（２３）が形成されている。フランジ部（２３）は、水導入口部（７１０）の先端面と、水導入口部（１０）にネジ接合される給水管継手（８）の前端面との間に挟み止められており、それによってハウジング（２）が固定されている。フランジ部（２３）と給水管継手（８）の前端面との間には、環状シール部材（９１）が介在されている。
ハウジング（２）の外周面には、その長さ中間に環状凹溝（２４）が形成されている。この凹溝（２４）に、ハウジング（２）と水導入口部（７１０）との間をシールするＯリング等のシール部材（９２）が配されている。
弁座を構成するハウジング（２）の前端面（２１）は、平坦面となされている。
支持体を構成するハウジング（２）の前端壁（２２）は、その中心部に円形の軸部挿通孔（２２１）を有するとともに、同孔（２２１）の周囲に略扇形の４つの通水孔（２２２）を有している（図２参照）。
このハウジング（２）は、合成樹脂により一体成形されている。

逆止弁体（３）は、ディスク部（３１）の２次側部分を構成する第１弁体部材（３Ａ）と、ディスク部（３１）の１次側部分および軸部（３２）を構成しかつ第１弁体部材（３Ａ）に嵌合固定される第２弁体部材（３Ｂ）と、第１弁体部材（３Ａ）および第２弁体部材（３Ｂ）の周縁部間に挟み止められかつ弁座（２１）に当接させられるシール部（３１３）を有する環状逆止パッキン（３Ｃ）と、第２弁体部材（３Ｂ）の軸部（３２）先端に嵌め止められる筒状バネ受け部材（３Ｄ）とよりなる。
２次側圧力逃がし用連通路（３０）は、第１弁体部材（３Ａ）および第２弁体部材（３Ｂ）の中心部にあけられた貫通孔（３０１）（３０８）によって構成されている。
第１弁体部材（３Ａ）、第２弁体部材（３Ｂ）、バネ受け部材（３Ｄ）は、それぞれ合成樹脂により一体成形されている。逆止パッキン（３Ｃ）は、ＥＰＤＭ等のゴム製である。

第１弁体部材（３Ａ）は、後面側が窪んだ皿状のものであって、その中心部に貫通孔（３０１）があけられている。貫通孔（３０１）は、その前端側が例えば孔径０．５ｍｍ程度の小径孔となされるとともに、その後端側が次第に孔径が大きくなるテーパ孔となされている。
第１弁体部材（３Ａ）の後面には、貫通孔（３０１）の周囲に筒状後方凸部（３０２）が形成されている。筒状後方凸部（３０２）には、前後方向に伸びる左右２つのスリット（３０３）が形成されている（図５参照）。また、筒状後方凸部（３０２）の外周面には、上下２つの係合爪（３０４）が形成されている（図５参照）。
第１弁体部材（３Ａ）後面の周縁部は、平坦状であって、その幅中間に環状リブ（３０５）が形成されている。

第２弁体部材（３Ｂ）は、前面側が窪んだ皿状部（３０６）と、皿状部（３０６）の中心から後方に突出した軸部（３２）と、皿状部（３０６）から前方に突出しかつ第１弁体部材（３Ａ）の筒状後方凸部（３０２）に嵌め被せられる筒状前方凸部（３０７）とを備えている。
貫通孔（３０８）は、皿状部（３０６）前面の中心から軸部（３２）の先端寄りにかけての部分が、後方に向かって次第に孔径が小さくなるテーパ孔となされ、連通路（３０）の出口（３００）を構成する軸部（３２）先端部分が、例えば孔径０．４ｍｍ程度の小径孔となされている。
皿状部（３０６）の直径は、第１弁体部材（３Ａ）の直径よりもやや小さい。皿状部（３０６）前面の周縁部は、平坦状であって、その幅中間に環状溝（３０９）が形成されている。皿状部（３０６）の後面は、後方に膨らんだ円錐台状となされており、また、同後面に沿うように、ハウジング（２）の前端壁（２２）の前面がすり鉢状となされている。
筒状前方凸部（３０７）には、第１弁体部材（３Ａ）の係合爪（３０４）が係り止められる上下２つの係止孔（３１０）が形成されている（図５参照）。また、筒状前方凸部（３０７）は、２つの係合孔（３１０）の間に位置する左右両側において、前端部分が切り欠かれている。
軸部（３２）の先端面は、円錐状となされていて、その頂点に連通路（３０）の出口（３００）が位置している。軸部（３２）外周面の先端寄りには、環状凹溝（３１１）が形成されている。

逆止パッキン（３Ｃ）の前面には、第１弁体部材（３Ａ）の環状リブ（３０５）が嵌め入れられる環状凹溝（３１２）が形成されている。
逆止パッキン（３Ｃ）の後面の内側には、第２弁体部材（３Ｂ）の皿状部（３０６）の環状凹溝（３０９）に嵌まり込む環状リブ（３１５）が形成されている。
弁座（２１）に当接させられるシール部は、逆止パッキン（３Ｃ）の後面の外側に形成された断面略半円形の環状凸部（３１３）によって構成されている。

バネ受け部材（３Ｄ）は、その後端から前方にのびる上下２つのスリット（３１４）を有している（図５参照）。バネ受け部材（３Ｄ）の内周面には、２つのスリット（３１４）間に位置する左右両側部分に、第２弁体部材（３Ｂ）の軸部（３２）の環状凹溝（３１１）に係り止められる係合爪（３１２）が形成されている。バネ受け部材（３Ｄ）の後端部には環状フランジ部（３１３）が設けられており、このフランジ部（３１３）でバネ（５）の一端部が受けられる。

キャップ（４）は、キャップ本体（４１）と、キャップ本体（４１）内に収容されかつ補助弁体を構成する補助パッキン（４２）と、一端部で補助パッキン（４２）を押さえられるようにキャップ本体（４１）に嵌入固定されかつ他端部にバネ受け部（４３１）を有する筒状パッキンホルダ（４３）とよりなる。

キャップ本体（４１）は、頂壁（４１１）と、頂壁（４１１）の周縁から前方に伸びる周壁（４１２）とを有している。
周壁（４１２）の外面には、ハウジング（２）の内周面（＝給水路の壁面）と滑り接触する４つの案内リブ（４４ａ）（４４ｂ）が、周方向に等間隔をおいて形成されている。左右２つの案内リブ（４４ａ）は、周壁（４１２）外面の後端部に形成された小さいサイズのものである。一方、上下２つの案内リブ（４４ｂ）は、周壁（４１２）のほぼ全長にわたる長さを有する大きなサイズのものである（図５参照）。
また、周壁（４１２）には、左右２つの係止孔（４１４）が形成されている。
さらに、周壁（４１２）には、その前端から後方にのびる４つのスリット（４１３）が、周方向に等間隔をおいてかつ隣り合う案内リブ（４４ａ）（４４ｂ）の間に位置するように形成されている（図５参照）。

補助パッキン（４２）は、キャップ本体（４１）の頂壁（４１１）内面から周壁（４１２）内面の高さ中間にかけてを覆う有底筒状のものであって、その底壁の中心部分は、残りの部分と比べて前後両側に厚みが大きくなっており、同部分が、第２弁体部材（３Ｂ）の軸部（３２）先端に当接して連通孔（３０）の出口（３００）を閉じるシール部（４２１）を構成している。

パッキンホルダ（４３）の外周面には、キャップ本体（４１）の係止孔（４１４）に係り止められる２つの係合爪（４３２）が形成されている。
バネ受け部は、パッキンホルダ（４３）の前端部に形成されかつ先端が後方に折れ曲がったＬ形の横断面を有する環状内方凸部（４３１）によって構成されており、バネ（５）の前端部を受けている。

バネ（５）は、金属製の圧縮コイルバネよりなり、給水圧や想定される２次側異常圧力等に応じて適宜のバネ弾性力を有するものが使用される。

次に、上記逆止弁（１）の機能を、図１〜４を参照して説明する。
まず、混合水栓（７）の開閉弁（図示略）が閉じられている通常の止水状態では、図１および図２に示すように、逆止弁体（３）のディスク部（３１）が弁座（２１）に着座させられて、支持体を構成するハウジング（２）の前端壁（２２）の通水路（２２２）が塞がれている。
そして、開閉弁を開いた通水状態では、図３に示すように、１次側からの流水圧を受けた逆止弁体（３）がバネ（５）の弾性力に抗して２次側に移動し、それによって通水路（２２２）が開き、水が流通させられる。
また、混合水栓（７）の開閉弁（図示略）が閉じられている止水状態において、例えば温風式浴室乾燥装置が長時間運転されると、開閉弁と逆止弁（１）との間に溜まった水が外部から加熱され、それによって逆止弁（１）の２次側の圧力が異常に上昇する場合がある。この場合、図４に示すように、２次側の圧力が逆止弁体（３）の２次側圧力逃がし用連通路（３０）を通して補助弁体（４２）に伝わることにより、補助弁体（４２）を内装したキャップ（４）がバネ（５）の弾性力に抗して１次側に移動して、連通路（３０）の出口（３００）が開き、ここから２次側の異常圧力、つまり２次側の水の一部が１次側に逃がされる。そして、２次側の圧力が正常に戻ると、バネ（５）の弾性力によってキャップ（４）が２次側に移動し、補助弁体（４２）が連通路（３０）の出口（３００）を閉じる。こうして、逆止弁（１）の２次側の異常圧力が解消されることにより、開閉弁や逆止弁（１）の構成部品が破損したり、開閉弁のハンドル操作が重くなる、といった問題が確実に回避される。

また、上記の逆止弁（１）は、１つのバネ（５）によって逆止弁体（３）と補助弁体（４２）を内装したキャップ（４）とを相対方向に付勢するので、２次側圧力逃がし機構を有しない通常の逆止弁とほぼ同等のサイズであって通常の水栓や管継手に容易に組み込むことができる上、従来の２次側圧力逃がし機構付き逆止弁と比べると、構造が単純であって、部品点数が少なく、製造コストを抑えることができる。
加えて、上記の逆止弁（１）の場合、例えば、第１逆止弁体（３Ａ）を、貫通孔（３０１）があけられていない点を除いて同一の構造を有するものと取り替えれば、２次側圧力逃がし機構を有しない通常の逆止弁として使用することができる。よって、上記の逆止弁（１）によれば、部品の共通化を容易に図ることが可能であり、製造コストを更に抑えることができる。
さらに、上記の逆止弁（１）は、ハウジング（２）、逆止弁体（３）、キャップ（４）およびバネ（５）で構成されていてユニット化されているので、水栓等への組み付けが容易であり、また、逆止弁体（３）やキャップ（４）がそれぞれ複数の部品で組み立てられているので、製造が簡単であり、消耗部品の交換等のメンテナンス作業もやり易い。

本発明の実施形態を示すものであって、通常の止水状態の逆止弁を示す水平断面図である。 図１のII−II線に沿う逆止弁の垂直断面図である。 通水状態の逆止弁を示す水平断面図である。 止水状態において２次側に異常圧力が生じた場合の逆止弁を示す水平断面図である。 逆止弁の分解斜視図である。

符号の説明

（１）：逆止弁
（２）：ハウジング
（２１）：２次側端面（弁座）
（２２）：２次側端壁（支持体）
（２２１）：軸部挿通孔
（２２２）：通水孔
（３）：逆止弁体
（３０）：２次側圧力逃がし用連通路
（３００）：出口
（３１）：ディスク部
（３２）：軸部
（３Ａ）：第１弁体部材
（３０１）：貫通孔
（３Ｂ）：第２弁体部材
（３０８）：貫通孔
（３Ｃ）：逆止パッキン
（３１３）：シール部
（３Ｄ）：バネ受け部材
（４）：キャップ
（４１）：キャップ本体
（４２）：補助パッキン（補助弁体）
（４３）：パッキンホルダ
（４３１）：バネ受け部
（４４ａ）（４４ｂ）：案内リブ

Claims (5)

1. 給水路に設けられる環状弁座（２１）と、弁座（２１）に２次側から着座させられるディスク部（３１）およびディスク部（３１）の中心から１次側に突出した軸部（３２）を有する逆止弁体（３）と、逆止弁体（３）の軸部（３２）をその基端または長さ中間において摺動自在に支持するように給水路に固定状に設けられる支持体（２２）と、逆止弁体（３）の軸部（３２）に覆い被さるようにかつ軸部（３２）に対して長さ方向に相対移動しうるように支持体（２２）の１次側に配されるキャップ（４）と、逆止弁体（３）の軸部（３２）先端とキャップ（４）の開口端部との間に介在されて逆止弁体（３）のディスク部（３１）を弁座（２１）に向かって付勢するとともにキャップ（４）を支持体（２２）に向かって付勢するバネ（５）と、逆止弁体（３）の中心を貫通するように形成された２次側圧力逃がし用連通路（３０）と、２次側圧力の増減に応じて連通路（３０）の出口（３００）を開閉するようにキャップ（４）内の最奥部に設けられた補助弁体（４２）とを備えていることを特徴とする、逆止弁。
   
2. 給水路に嵌入固定されて給水路の壁面の一部を構成する筒状ハウジング（２）をさらに備えており、ハウジング（２）の２次側端面（２１）によって弁座が構成され、軸部挿通孔（２２１）および通水孔（２２２）を有するハウジング（２）の２次側端壁（２２）によって支持体が構成され、ハウジング（２）内に逆止弁体（３）の軸部（３２）、キャップ（４）およびバネ（５）が収容されることを特徴とする、請求項１に記載の逆止弁。
3. 逆止弁体（３）が、ディスク部（３１）の２次側部分を構成する第１弁体部材（３Ａ）と、ディスク部（３１）の１次側部分および軸部（３２）を構成しかつ第１弁体部材（３Ａ）に嵌合固定される第２弁体部材（３Ｂ）と、第１弁体部材（３Ａ）および第２弁体部材（３Ｂ）の周縁部間に挟み止められかつ弁座（２１）に当接させられるシール部（３１３）を有する環状逆止パッキン（３Ｃ）と、第２弁体部材（３Ｂ）の軸部（３２）先端に嵌め止められる筒状バネ受け部材（３Ｄ）とを備えており、第１弁体部材（３Ａ）および第２弁体部材（３Ｂ）の中心部にあけられた貫通孔（３０１）（３０８）によって２次側圧力逃がし用連通路（３０）が構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の逆止弁。
4. キャップ（４）が、キャップ本体（４１）と、キャップ本体（４１）内に収容されかつ補助弁体を構成する補助パッキン（４２）と、一端部で補助パッキン（４２）を押さえられるようにキャップ本体（４１）に嵌入固定されかつ他端部にバネ受け部（４３１）を有する筒状パッキンホルダ（４３）とを備えていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の逆止弁。
5. キャップ本体（４１）の周壁外面に、給水路の壁面と滑り接触する複数の案内リブ（４４ａ）（４４ｂ）が周方向に間隔をおいて形成されていることを特徴とする、請求項４記載の逆止弁。

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