JP6022735B2 - 逆止弁 - Google Patents

Description

ここに開示された技術は、一方向の流体流れのみを許容する逆止弁に関する。

弁体が回動して流路を開閉する逆止弁が例えば特許文献１に開示されている。この逆止弁は、内部に流路を有するケーシングと、該ケーシング内の上部に設けられた回動軸を中心に回動して流路を開閉する弁体とを備えている。この逆止弁では、入口側の流体圧力が出口側の流体圧力（弁体の自重を含む）よりも大きくなると、弁体が回動して流路が開く。これにより、入口側から出口側への流体の流れが許容される。また、入口側の流体圧力が出口側の流体圧力（弁体の自重を含む）よりも小さくなると、弁体が逆方向に回動して流路が閉じられる。これにより、出口側から入口側への流体の流れは阻止される。

特開２００４−３６０８４６号公報

ところで、特許文献１のような逆止弁では、開弁力（弁体が開くのに必要な力）を調整可能にしたいという要望がある。そこで、プランジャを用いて弁体を閉じる側へ付勢することが考えられる。

具体的に、プランジャは、外周面に雄ねじ部が形成された筒状のケースと、該ケース内に挿入されるピンおよびバネとを有する。ピンは、進退自在にケースに挿入されており、バネによって前進方向へ付勢されている。プランジャはケーシングにねじ結合されて取り付けられ、ピンの先端が弁体の下流面に回動可能に連結される。これにより、弁体はプランジャによって閉じる側へ付勢される。この付勢力は、プランジャと弁体との距離を変更することによって調整される。つまり、プランジャと弁体との距離が近くなると付勢力は増大し、プランジャと弁体との距離が遠くなると付勢力は減少する。プランジャと弁体との距離は、ケーシングにおけるプランジャのねじ込み深さを変えることにより変更される。プランジャによる付勢力が増大すると開弁力は増大し、プランジャによる付勢力が減少すると開弁力は減少する。こうして、プランジャを用いることにより開弁力を調整可能になる。

しかしながら、上述したプランジャを用いる構成では、プランジャのピンと弁体との間で回動可能な連結機構を設けるため、流体中の異物が連結機構に侵入することによって弁体が回動不良を起こす虞があった。

ここに開示された技術は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、プランジャによって開弁力を調整可能にしつつも、弁体の回動不良を防止し得る逆止弁を提供することにある。

ここに開示された技術は、上記目的を達成するために、プランジャのピンの先端を弁体に該弁体が摺動可能に接触させて該弁体を閉じる側へ付勢するようにした。

具体的に、ここに開示された技術は、内部に流路を有するケーシングと、上記流路の上部に設けられた軸を有し、該軸を中心に回動して上記流路を開閉する弁体とを備えた逆止弁を前提としている。そして、ここに開示された逆止弁は、外周面に雄ねじ部が形成された筒状のケースと、該ケースに進退自在に挿入されるピンと、上記ケースに収容され、上記ピンを前進方向へ付勢するバネとを有し、上記ケーシングに形成されたねじ孔に上記ケースが螺合して装着されるプランジャを備えている。さらに、上記弁体は、その下流側に形成され、上記プランジャのピンの先端が接して該ピンによって閉じる側へ付勢されると共に、上記弁体の回動動作に伴い上記ピンの先端に対して摺動する押圧部を有している。

ここに開示された技術によれば、プランジャがケーシングのねじ孔に螺合して装着されるので、そのプランジャのねじ込み深さを変えることにより、プランジャと弁体の押圧部との距離を変更することができる。これにより、弁体に対するプランジャの付勢力が調整されるので、開弁力を調整することができる。また、弁体は、その下流側に形成され、プランジャのピンの先端が接して該ピンによって閉じる側へ付勢されると共に、弁体の回動動作に伴いピンの先端に対して摺動する押圧部を備えるようにしたため、上述した連結機構に比べて、流体中の異物が侵入することに起因する弁体の回動不良を防止することが可能である。

図１は、実施形態に係る逆止弁の概略構成を示す断面図である。 図２は、実施形態に係る逆止弁を下流側から視て示す概略の背面図である。 図３は、実施形態に係るプランジャの概略構成を示す図であり、（Ａ）は断面図で（Ｂ）は背面図である。 図４は、実施形態に係る逆止弁の開いた状態を示す断面図である。

以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

本実施形態の逆止弁１は、液体や気体等の流体が流れる配管に設けられるものであり、いわゆるウエハー型の逆止弁である。図１に示すように、逆止弁１は、ケーシング１０と、弁体２０と、プランジャ３０とを備えている。

ケーシング１０は、略円筒状に形成されており、軸方向が流体の流れ方向と一致している。ケーシング１０では、内部に流路１３が形成され、その流路１３の両端が流入口１１および流出口１２になっている。つまり、ケーシング１０は、上流側の一端に流入口１１が形成され、下流側の他端に流出口１２が形成されている。流入口１１および流出口１２は円形に形成されており、流出口１２は流入口１１よりも開口面積が大きく形成されている。流路１３の途中には、やや流入口１１寄りに環状の弁座１４が形成されている。弁座１４の開口面積は、流入口１１の開口面積と同じである。ウエハー型である本実施形態の逆止弁１は、図示しないが、ケーシング１０の軸方向両端が上流側配管のフランジと下流側配管のフランジとで挟まれて固定される。そして、ケーシング１０の軸方向厚さは比較的薄く作製される。

弁体２０は、ケーシング１０の流路１３に収容され、弁座１４の下流側に位置している。弁体２０は、本体２１と軸２２を有し、流路１３（流入口１１）を開閉するものである。図２にも示すように、本体２１は、弁座１４の外径よりも少し大きい円盤形（ディスク形）に形成され、弁座１４に離着座するものである。軸２２は、細い円形棒状の部材であり、本体２１の上部に固定されている。ケーシング１０の内面には、２つの支持部材２６が取り付けられており、その２つの支持部材２６に軸２２が回転自在に支持されている。つまり、軸２２は流路１３の上部に位置する。こうして、本体２１は軸２２を回動中心（揺動中心）として回動自在に取り付けられる。そして、本体２１は、回動動作によって弁座１４に離着座するように構成されている。つまり、本体２１が図１において時計回りに回動して弁座１４に着座すると流路１３（流入口１１）が閉じられ、本体２１が図１において反時計回りに回動して弁座１４から離座すると流路１３（流入口１１）が開く。なお、本実施形態では、弁体２０の本体２１は弁座１４に着座したときに流路１３と直交する状態（鉛直方向に延びる状態）になる。

また、本体２１の下流側面（図１において右側の面）には押圧部２３が形成されている。押圧部２３は、後述するプランジャ３０のピン４１の先端４４が接し該ピン４１によって付勢される部分である。押圧部２３は、本体２１の下流側面において本体２１の中心Ｃ（即ち、図１に示す本体２１の上下方向中央）よりも上方に設けられている。具体的には、押圧部２３は、本体２１の下流側面の概ね最上部においてその下流側面から突出して形成されている。そして、押圧部２３の上面には、プランジャ３０のピン４１が接する凹部２４が形成されている。つまり、凹部２４は本体２１の回動中心である軸２２の近傍に位置している。

プランジャ３０は、弁体２０の本体２１を流路１３が閉じられる方向（即ち、弁座１４に着座する方向）へ付勢する付勢部材である。図３に示すように、プランジャ３０は、ケース３１と、ピン４１と、コイルバネ４６とを備えている。

ケース３１は、有底の筒状部材３２と蓋部材３６とを有している。筒状部材３２は、円形の筒体であり、底壁３３にピン４１の挿入孔３４が形成されると共に、外周面に雄ねじ部３５が形成されている。蓋部材３６は、筒状部材３２の開放端（上方端）を閉塞するものであり、その開放端に嵌め込まれて固定されている。

ピン４１は、円形棒状の基部４２と、該基部４２の一方の端部に形成された鍔部４３とで構成されている。ピン４１は、基部４２が筒状部材３２の挿入孔３４に挿入され、鍔部４３が筒状部材３２の内部に収容されている。基部４２の先端４４は、球面状に形成されている。そして、ピン４１は、ケース３１に対して進退自在（即ち、筒状部材３２の軸方向に変位自在）に設けられている。ピン４１の鍔部４３は、挿入孔３４よりも大きく形成されており、鍔部４３が筒状部材３２の底壁３３に当たることでピン４１が筒状部材３２から抜け出るのを防止する。

コイルバネ４６は、筒状部材３２に鍔部４３の上方に収容されており、一端が鍔部４３に接し、他端が蓋部材３６に接している。コイルバネ４６は、ピン４１を前進方向（下方）に付勢するものであり、バネを構成している。

プランジャ３０は、図１に示すように、ケーシング１０の上部に形成されたプランジャ装着部１５に装着されている。プランジャ装着部１５は、ケーシング１０の軸方向における略中央の外周面が隆起しており、その部分にねじ孔１６が形成されている。ねじ孔１６は、上下方向に貫通しており、内周面に雌ねじ部が形成されている。なお、この雌ねじ部はねじ孔１６の全長に亘って形成されている。プランジャ３０は、ねじ孔１６に挿入されて装着される。つまり、プランジャ３０は、ケース３１の雄ねじ部３５がねじ孔１６の雌ねじ部と螺合して装着される。また、プランジャ３０は、ピン４１が流路１３側に位置してピン４１の先端４４が弁体２０における押圧部２３の凹部２４に接するように装着される。プランジャ装着部１５には、ねじ孔１６の隆起部分を覆って密閉するキャップ１７が着脱自在に取り付けられている。

上述のようにして装着されたプランジャ３０は、ケース３１（筒状部材３２）の軸方向が上下方向（鉛直方向）と一致する状態になる。また、押圧部２３の凹部２４は、球面状に形成されており、その曲率半径は、ピン４１の先端４４の曲率半径よりも大きく形成されている。そして、押圧部２３の凹部２４は、プランジャ３０のピン４１の先端４４が接して該ピン４１によって本体２１が閉じる側へ付勢されると共に、本体２１の回動動作に伴いピン４１の先端４４に対して摺動する摺動面となっている。

上記の逆止弁１では、上流側（流入口１１側）の流体圧力が、下流側（流出口１２側）の流体圧力とプランジャ３０による付勢力の合力よりも高くなると、図４に示すように、弁体２０が反時計回りに回動して弁座１４から離座する。これにより、流路１３（流入口１１）が開いて、流入口１１から流出口１２への流体の流れが許容される。また、上流側（流入口１１側）の流体圧力が、下流側（流出口１２側流）の流体圧力とプランジャ３０による付勢力の合力よりも低くなると、図１に示すように、弁体２０が時計回りに回動して弁座１４に着座する。これにより、流路１３（流入口１１）が閉じられて、流出口１２から流入口１１への流体の流れが阻止される。こうした弁体２０の回動動作（開閉動作）時において、プランジャ３０のピン４１の先端４４は弁体２０の押圧部２３の凹部２４に接したままであり、押圧部２３の凹部２４はピン４１の先端４４に対して摺動する。

また、上記の逆止弁１では、弁体２０に対するプランジャ３０の付勢力を調整可能となっている。プランジャ３０の付勢力は、プランジャ３０と弁体２０の押圧部２３（凹部２４）との距離を変更することによって調整される。具体的に、プランジャ３０と弁体２０の押圧部２３（凹部２４）との距離は、ケーシング１０のねじ孔１６におけるプランジャ３０のねじ込み深さ（上下方向の位置）を変えることにより変更される。プランジャ３０のねじ込み深さを深くすると、プランジャ３０が下方に移動してプランジャ３０と押圧部２３との距離が近くなる。これにより、弁体２０に対するプランジャ３０の付勢力は増大する。また、プランジャ３０のねじ込み深さを浅くすると、プランジャ３０が上方に移動してプランジャ３０と押圧部２３との距離が遠くなる。これにより、弁体２０に対するプランジャ３０の付勢力は減少する。こうしてプランジャ３０の付勢力が調整されることにより、開弁力（弁体２０が開くのに必要な力、即ち流路１３を開くのに必要な力）が調整される。

なお、プランジャ３０の蓋部材３６には外側の面に多角形（本実施形態では、六角形）の穴が形成されており、その穴に工具を挿し込んで回すことによりプランジャ３０のねじ込み深さが調整される。

以上のように、上記実施形態によれば、弁体２０を付勢するプランジャ３０をケーシング１０のねじ孔１６に螺合して装着しているので、そのプランジャ３０のねじ込み深さを変えることにより、プランジャ３０と弁体２０の押圧部２３との距離を変更することができる。これにより、弁体２０に対するプランジャ３０の付勢力を調整することができるので、開弁力を調整することができる。

また、上記実施形態によれば、弁体２０は、プランジャ３０のピン４１の先端４４が接して該ピン４１によって付勢されると共に、弁体２０の回動動作に伴いピン４１の先端４４に対して摺動する押圧部２３を備えるようにした。これにより、プランジャのピンと弁体とを回動可能に連結させる機構に比べて、流体中の異物が侵入することに起因する弁体２０の回動不良を防止することが可能である。したがって、プランジャ３０によって開弁力を調整可能にしつつも、弁体２０の回動不良を防止し得る逆止弁１を提供することができる。

さらに、上記実施形態では、プランジャ３０のピン４１の先端４４を球面状に形成すると共に、押圧部２３にピン４１の先端４４に対して摺動する球面状の凹部２４形成し、その凹部２４の曲率半径をピン４１の先端４４の曲率半径よりも大きくするようにした。これにより、押圧部２３を弁体２０の回動動作に伴ってピン４１の先端４４に対してスムーズ且つ確実に摺動させることができる。したがって、プランジャ３０の付勢力が弁体２０に作用した状態を維持することができる。

また、上記実施形態では、押圧部２３を弁体２０（本体２１）における上下方向中央よりも上方（より具体的には本体２１の回動中心である軸２２の近傍）に設けるようにした。そのため、上記実施形態のようにプランジャ３０（ケース３１）をその軸方向が上下方向（鉛直方向）と一致する状態で装着しても、言い換えると、プランジャ３０のピン４１が上下方向（鉛直方向）に進退するようにプランジャ３０を装着しても、弁体２０をプランジャ３０のピン４１と接した状態でスムーズに回動させることができる。したがって、例えばプランジャの後端側を下流側へ傾けて装着する場合に比べて、ケーシング１０の軸方向厚さを小さくすることができる。特に、上記実施形態のようにケーシング１０の軸方向厚さが比較的薄く作製されるウエハー型のものには有効である。

ここに開示された技術は、弁体が回動して流路を開閉する逆止弁について有用である。

１ 逆止弁
１０ ケーシング
１３ 流路
１６ ねじ孔
２０ 弁体
２１ 本体
２２ 軸
２３ 押圧部
２４ 凹部
３０ プランジャ
３１ ケース
３５ 雄ねじ部
４１ ピン
４４ 先端
４６ コイルバネ（バネ）

Claims (3)

1. 内部に流路を有するケーシングと、上記流路の上部に設けられた軸を有し、該軸を中心に回動して上記流路を開閉する弁体とを備えた逆止弁であって、
   外周面に雄ねじ部が形成された筒状のケースと、該ケースにその軸方向に進退自在に挿入されるピンと、上記ケースに収容され、上記ピンを前進方向へ付勢するバネとを有し、上記ケーシングに形成されたねじ孔に上記ケースが螺合して該ケースの軸方向が上記流路に直交する方向と一致する状態で装着されるプランジャを備える一方、
   上記弁体は、上記流路を開閉する板状の本体と、該本体の下流側面から突出して形成され、上記プランジャのピンの先端が接して該ピンによって閉じる側へ付勢されると共に、上記弁体の回動動作に伴い上記ピンの先端に対して摺動する押圧部とを有している
   ことを特徴とする逆止弁。
2. 請求項１に記載の逆止弁において、
   上記プランジャのピンは、先端が球面状に形成され、
   上記押圧部は、その上面に、上記ピンの先端の曲率半径よりも大きい曲率半径を有する球面状に形成されて上記ピンの先端に対して摺動する凹部を有している
   ことを特徴とする逆止弁。
3. 請求項１または２に記載の逆止弁において、
   上記押圧部は、上記弁体における上下方向中央よりも上方に設けられている
   ことを特徴とする逆止弁。
   

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