JP6329793B2

JP6329793B2 - 逆止弁

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Publication number: JP6329793B2
Application number: JP2014063450A
Authority: JP
Inventors: 雄太茂木; クァンズゥングェン; 敏之稲田; 出四方
Original assignee: Fujikin Inc
Current assignee: Fujikin Inc
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2018-05-23
Anticipated expiration: 2034-03-26
Also published as: JP2015183828A

Description

この発明は、逆止弁に関し、特に、弁体の回転防止機能を付加した逆止弁に関する。

逆止弁は、通常時は、弁体が流体通路の開口を閉鎖しており、本体の流体通路内に所定値以上の流体圧が負荷された際に、弁体が移動することで開放状態とするもので、弁体を遮断位置に維持するのに、弁体を付勢部材で付勢するものと、弁体の自重を利用するものとが知られている。

特許文献１には、弁体の自重によって流体通路の開口を遮断状態とし、本体の流体通路内に所定値以上の流体圧が負荷された際に、弁体が移動することで開放状態とするものにおいて、回転防止機構として、かしめ構造によるものが開示されている。

特開２０１３−２３４７５４号公報

上記特許文献１の回転防止機構は、自重によって遮断状態を得る逆止弁でのみ可能な構造であり、弁体を付勢部材で付勢する逆止弁には適用できないという問題があった。

なお、自重によって遮断状態を得るものでは、弁体を水平方向に移動させることができないため、汎用性に乏しいという問題がある。

この発明の目的は、弁体を付勢部材で付勢することができ、しかも、弁体の回転を確実に防止することができる逆止弁を提供することにある。

この発明による逆止弁は、流体通路を有するボディと、前記ボディ内に設けられ、流体の圧力を受けて動く円筒状弁体と、流体の閉止を行うシール部とを備えている逆止弁において、前記流体通路が閉鎖されるように前記弁体を付勢する付勢部材と、前記円筒状弁体の外周面に設けられた切欠き状または長孔状のスリットと、前記スリットに係合することにより前記弁体の回転を防止する回転防止部材とをさらに備えており、前記回転防止部材は、前記ボディに設けられた貫通孔に挿入され、前記弁体の内周面よりも径方向内方に突出しないように位置決めされていることを特徴とするものである。

逆止弁は、通常、遮断状態にあり、流入する流体の圧力が大きくなると、弁体がシール部から離れる。これにより、開放状態が得られる。

開放状態において、弁体は、差圧の変動に伴って、軸方向に微小移動する。この微小移動時に、弁体が傾くことがある。弁体の傾きは、流体の不整流を起こし、弁体の回転につながる。弁体が回転すると、弁体と付勢部材などの他部品が摺動し、パーティクルを発生させる。パーティクルの発生は、流体の清浄度を悪化させることになり、摩耗が進むと弁体が破断する恐れがある。

この発明によると、弁体に設けられたガイドと、ボディ内に設けられた回転防止部材とが係合することにより、弁体の回転が防止される。

弁体は、一端が閉鎖された薄肉の円筒状であり、前記ガイドは弁体外周に設けられた切欠き状または長孔状のスリットとされることがある。

回転防止部材が、ボディに設けられた貫通孔に挿入され、弁体外周に設けられた前記スリットに係合するものとされることがある。

また、回転防止部材が、ボディの貫通孔に挿入されたピンであり、前記ピンの先端が前記スリット内に位置させられることがある。

回転防止部材が、ボディに挿入されたネジであり、前記ネジの先端が前記スリット内に位置させられることがある。

この発明の逆止弁によると、弁体に設けられたガイドと、ボディ内に設けられた回転防止部材とが係合することにより、弁体の回転が防止される。すなわち、弁体を付勢部材で付勢することができ、しかも、弁体の回転を確実に防止することができる逆止弁を得ることができる。

図１は、この発明による逆止弁の１実施形態を示す縦断面図で、遮断状態を示している。図２は、図１のII-II線に沿う断面図である。図３は、図１の状態から開放状態に弁体が移動した状態を示している。図４は、この発明による逆止弁の製造方法の途中状態を示す縦断面図である。図５（ａ）（ｂ）は、この発明による逆止弁の変形例を示す要部拡大縦断面図である。

この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。以下の説明において、左右は、図１の左右をいうものとする。

この発明による逆止弁(1)は、図１および図２に示すように、流体通路となる左側の小径内周面(2a)および右側の大径内周面(2b)を有する筒状の第１ボディ（ボディ）(2)と、左側の大径内周面(3a)、右側の小径内周面(3b)およびこれらの間にある中間径の中間内周面(3c)を有し第１ボディ(2)にねじ結合された筒状の第２ボディ(3)と、第１ボディ(2)の小径内周面(2a)と大径内周面(2b)との間の環状段差部(2c)で受けられたシートパッキン（環状シール部材）(4)と、環状のシール部(6)を介してシートパッキン(4)に右側から当接する弁体(5)と、弁体(5)を左方に（シートパッキン(4)に向けて）付勢する付勢部材(7)と、第１ボディ(2)と第２ボディ(3)との間をシールするグランドパッキン（筒状シール部材）(8)とを備えている。

第１ボディ(2)と第２ボディ(3)とは、第１ボディ(2)の右部外周に設けられたおねじ部と第２ボディ(3)の大径内周面(3a)に設けられためねじ部とのねじ合わせによって結合されている。

シートパッキン(4)は、第１ボディ(2)の小径内周面(2a)の開口縁部と弁体(5)のシール部(6)との間に介在される孔あきの円板部(11)と、円板部(11)の外周縁部から右方にのびる円筒部(12)とからなる。シートパッキン(4)の外径は、第１ボディ(2)の大径内周面(2b)の内径にほぼ等しく、同内径は、第１ボディ(2)の小径内周面(2a)の内径よりも大きくなされている。

弁体(5)は、一端が閉鎖された薄肉の円筒状のもので、流体逃がし通路(13a)(13b)が形成された小径円筒部(13)と、小径円筒部(13)の左側（先端側）開口を閉鎖している円板部(14)と、小径円筒部(13)の右側（基端側）に連なり小径円筒部(13)よりも外径が大きい大径円筒部(15)とからなる。

弁体(5)は、その小径円筒部(13)の左端外周縁部に設けられた環状のシール部(6)がシートパッキン(4)の円板部(11)の右面を押圧することで、第１ボディ(2)の小径内周面（流体通路）(2a)の右端開口を遮断状態としている。

小径円筒部(13)の流体逃がし通路(13a)(13b)は、小径円筒部(13)の外周面にある流体を大径円筒部(15)内に導くように形成されている。

付勢部材(7)は、円筒状の圧縮コイルばねとされており、その左端面は、弁体(5)の小径円筒部(13)の右面で受けられ、その右端面は、第２ボディ(3)の小径内周面(3b)と中間内周面(3c)との間に形成された段差部(3d)で受けられている。

グランドパッキン(8)は、円筒部(16)と、円筒部(16)の左端開口縁部に設けられた内向きフランジ部(17)と、円筒部(16)の右端開口縁部に設けられた外向きフランジ部(18)とからなる。内向きフランジ部(17)は、シートパッキン(4)の円筒部(12)の右面に当接している。外向きフランジ部(18)は、軸方向に長い略方形状とされて、第１ボディ(2)の左端面と第２ボディ(3)の大径内周面(3a)と中間内周面(3c)との間に形成された段差部(3d)とに挟まれており、第１ボディ(2)と第２ボディ(3)とがねじ合わされた際に、所定量変形させられることで、第１ボディ(2)と第２ボディ(3)との間をシールしている。

弁体(5)は、付勢部材(7)で付勢されていることで、弁体の自重で通路を遮断状態にしているものに比べて、回転しにくいものとなっている。しかしながら、弁体(5)が付勢部材(7)で付勢されている逆止弁(1)であっても、弁体(5)が回転するおそれがあることから、この逆止弁(1)では、以下のようにして、弁体(5)の回転防止機能が付加されている。

第１ボディ(2)の周壁には、断面円形の貫通孔(21)が周壁を径方向に貫通するように設けられている。

また、グランドパッキン(8)の円筒部(16)には、第１ボディ(2)の貫通孔(21)に連通する断面円形の貫通孔(22)が周壁を径方向に貫通するように設けられている。グランドパッキン(8)の貫通孔(22)の径は、第１ボディ(2)の貫通孔(22)の径よりも大きくなされている。

弁体(5)の大径円筒部(15)に、グランドパッキン(8)の貫通孔(22)に連通するスリット(23)が設けられている。スリット(23)は、大径円筒部(15)の長さ方向中程から右端まで長さ方向にのびる長孔状とされている。スリット(23)の幅は、第１ボディ(2)の貫通孔(22)の径にほぼ等しくなされている。スリット(23)は、切欠き状であってもよい。

回転防止部材として、ピン(30)が使用されており、第１ボディ(2)の貫通孔(21)およびグランドパッキン(8)の貫通孔(22)に挿入されたピン(30)の先端部が弁体(5)のスリット(23)内に達している。これにより、弁体(5)のスリット(23)は、弁体(5)の移動範囲を規制するガイドとされ、ピン(30)は、該ガイドに挿入されたガイドピンで、弁体(5)の回転を防止する回転防止部材となっている。

ピン(30)は、その先端が弁体(5)の内周面よりも径方向内方に突出しないように、位置決めされている。また、ピン(30)は、その基端が第１ボディ(2)の外周面よりも径方向外方に突出しないように、その長さが設定されている。

上記逆止弁(1)によると、図１に示す状態では、付勢部材(7)により付勢された弁体(5)のシール部(6)がシートパッキン(4)の円板部(11)に右方から当接することで遮断状態が得られている。第１ボディ(2)の小径内周面(2a)内には流体が導入され、この流体の圧力が付勢部材(7)による付勢力に比べて小さいうちは、遮断状態が継続される。そして、流体圧が大きくなると、この流体圧によって弁体(5)が付勢部材(7)の付勢力に抗して右方に移動し、図３に示した状態となる。図３において、第１ボディ(2)の小径内周面(2a)の開口から弁体(5)とシートパッキン(4)との間を通り、弁体(5)の流体逃がし通路(13a)(13b)から同大径円筒部(15)内を経て、第２ボディ(3)の小径内周面(3b)内に通じる通路ができ、開放状態が得られている。

ここで、ピン(30)の先端部が弁体(5)のスリット(23)内に挿入されていることで、弁体(5)の移動時には、ピン(30)の先端部が弁体(5)のスリット(23)に挿入された状態で、弁体(5)が長さ方向に移動するため、弁体(5)が回転することはない。

上記逆止弁の製造（組立）は、位置決め治具(40)を使用して、以下のようにして行われる。

まず、第１ボディ(2)の内周に、シートパッキン(4)、グランドパッキン(8)および弁体(5)を挿入し、次いで、弁体(5)の内周に、位置決め治具(40)を挿入する。次いで、第１ボディ(2)の貫通孔(21)、グランドパッキン(8)の貫通孔(22)および弁体(5)のスリット(23)を位置合わせして、これらの貫通孔(21)(22)およびスリット(23)に、回転防止部材としてのピン(30)を挿入する。挿入する際のピン(30)の長さは、必要な長さよりも長くなされている。図４は、この状態を示している。

位置決め治具(40)を使用することで、ピン(30)挿入に際し、ピン(30)を位置決め治具(40)外周面に当接させて位置決めすることができ、これにより、ピン(30)は、その先端が弁体(5)の内周面よりも内方に突出しないように、位置決めされる。位置決め治具(40)は、図４に示すように、弁体(5)の大径円筒部(15)の内周に嵌め入れられる円柱部(41)と、グランドパッキン(8)の外向きフランジ部(18)に当接するフランジ部(42)とからなる。円柱部(41)の外径は、弁体(5)の大径円筒部(15)の内径にほぼ等しい（着脱可能な程度でできるだけ大きい）外径とされている。

図４に示した状態とした後、位置決めされたピン(30)をシールを兼ねて第１ボディ(2)に溶接し、次いで、位置決め治具(40)を取り外して、第１ボディ(2)から突出しているピン(30)の部分を切断する。ピン(30)の切断により、ピン(30)は、その基端が第１ボディ(2)の外周面よりも外方に突出しない長さとなり、この後の第２ボディ(3)のねじ合わせに障害となることはない。次いで、付勢部材(7)を弁体(5)の大径円筒部(15)内に配置し、さらに、第２ボディ(3)を第１ボディ(2)にねじ合わせることで、逆止弁(1)が得られる。

上記において、回転防止部材としてのピン(30)とこれに対応する第１ボディ(2)の貫通孔(21)、グランドパッキン(8)の貫通孔(22)および弁体(5)のスリット(23)は、図示したものに限られるものではない。

例えば、回転防止部材は、図５（ａ）に示すように、頭部(50a)および軸部(50b)からなる頭付きのピン(50)としてもよい。これに対応して、第１ボディ(2)の貫通孔は、外径側の大径部(51a)と内径側の小径部(51b)とからなる段付き状貫通孔(51)とされる。グランドパッキン(8)の断面円形の貫通孔(22)および弁体(5)の大径円筒部(15)のスリット(23)は、上記と同じとされている。

また、回転防止部材は、図５（ｂ）に示すように、おねじ（ネジ）(52)としてもよい。これに対応して、第１ボディ(2)の貫通孔は、ねじ孔(53)とされる。グランドパッキン(8)の断面円形の貫通孔(22)および弁体(5)の大径円筒部(15)のスリット(23)は、上記と同じとされている。図示省略するが、おねじ(52)を頭付きとして、ねじ孔(53)を段付き状としてももちろんよい。

また、上記において、ピン(30)の数と第１ボディ(2)の貫通孔(21)、グランドパッキン(8)の貫通孔(22)および弁体(5)のスリット(23)の数は、１つずつとされているが、図２において、例えば、１２０°置きに、それぞれ後２つずつ追加するようにしてもよく、２以上の適宜な数とすることができる。

なお、図１には、ボディ(2)(3)が管継手に類似の形状とされたライン逆止弁(1)を図示したが、本発明の逆止弁は、これに限られるものではなく、本体に設けられた流体通路の開口を付勢部材により付勢された弁体がシール部材に当接することで遮断状態とし、本体の流体通路内に所定値以上の流体圧が負荷された際に、弁体が付勢部材の付勢力に抗して移動することで開放状態とするものであれば、本体の形状、流体通路の形状、付勢部材の構成やその他の構成は種々変更可能である。

(1) ：逆止弁、(2) ：第１ボディ（ボディ）、(5) ：弁体、(13a)(13b)：流体逃がし通路（流体通路）、(21)：貫通孔、(23)：スリット（ガイド）、(30)：ピン（回転防止部材）、(52)：おねじ（ネジ）

Claims

流体通路を有するボディと、前記ボディ内に設けられ、流体の圧力を受けて動く円筒状弁体と、流体の閉止を行うシール部とを備えている逆止弁において、
前記流体通路が閉鎖されるように前記弁体を付勢する付勢部材と、
前記円筒状弁体の外周面に設けられた切欠き状または長孔状のスリットと、
前記スリットに係合することにより前記弁体の回転を防止する回転防止部材とをさらに備えており、
前記回転防止部材は、前記ボディに設けられた貫通孔に挿入され、前記弁体の内周面よりも径方向内方に突出しないように位置決めされていることを特徴とする逆止弁。
前記弁体は、一端が閉鎖された薄肉の円筒状であり、前記付勢部材は、円筒状の圧縮コイルばねとされて、その少なくとも一部が前記弁体内に配されていることを特徴とする請求項１に記載の逆止弁。
前記回転防止部材が、前記ボディの貫通孔に挿入されたピンであり、前記ピンの先端が前記スリット内に位置するように位置決めされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の逆止弁。
前記回転防止部材が、前記ボディに挿入されたネジであり、前記ネジの先端が前記スリット内に位置するように位置決めされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の逆止弁。