JP6347749B2 - 逆止弁 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車、建設機械、荷役運搬車両、産業用機械等に適用される流体方向制御用逆止弁であって、弾性部材によって弁座に付勢される弁体により、一方向の流体の流れを許容し、他方向の流体の流れを規制する逆止弁に関する。

従来のポペットタイプの逆止弁として、例えば図４に示されるように、弁体、弾性部材、支持部材及び係止部材と、アダプタとからなる逆止弁３１が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。

実用新案登録第３１０６２６３号公報（第３、４頁、図１−３） 特開平７−２９３７１９号公報（第３頁、図１）

逆止弁３１のアダプタ３２は、作動油等の流体の流れる流通孔３２ｂ、流通孔３２ｂより大径に形成された空間部３２ｋ、筐体３０に取付けるための雄ネジ部３２ａ、筐体３０とアダプタ３２との間を密封する密封部材３９と、外部配管をアダプタ３２に取付けるための雌ネジ部３２ｈを有する。空間部３２ｋに収納された弁体３４が流通孔３２ｂの内側端部３２ｃに当接するように配設され、該弁体３４は、弾性部材３５によって流通孔３２ｂに向けて付勢され、該弾性部材３５は係止部材３７によって位置を固定された支持部材３６によって支持されている。このように、弁体３４が内側端部３２ｃに当接した状態で流通孔３２ｂは閉止され、出口側から入口側への流体の流れは規制される。逆に、入口側の圧力が上昇し、弁体３４に作用する入口側から出口側への流体圧による力が、弾性体３５による弁体３４への付勢力と弁体３４に作用する出口側から入口側への流体圧による力との和よりも大きくなると、弁体３４が内側端部３２ｃから離間し、流体の入口側から出口側への流れが許容される。

図４の逆止弁３１と逆方向の流れを許容する逆止弁４１においては、図５に示されるように、弁体３４、弾性部材３５、支持部材３６及び係止部材３７を、図４の逆止弁３１を構成する部品と共用にして、コストダウン、部品の管理の簡素化及び弁体３４前後での圧力損失や弁体３４のクラッキング圧の同一化を図っている。そして、図５に示されるように、逆方向の流れを許容する逆止弁に適合するように、アダプタ３２（図４参照）の形状とは異なる形状のアダプタ４２と、弁体３４、弾性部材３５、支持部材３６及び係止部材３７を使用して、逆方向流れを許容する逆止弁４１を構成していた。

しかしながら、図４、図５に示される逆止弁３１、４１にあっては、流れの方向によって形状の異なる形状のアダプタ３２、４２を使用する必要がある。また、図４のアダプタ３２においては雄ネジ部３２ａ、雌ネジ部３２ｈのネジサイズは同一に形成されるが、図５の逆止弁４１は、弁体３４、弾性部材３５、支持部材３６及び係止部材３７はアダプタ４２の雄ネジ部４２ａの内部に収納されるため、アダプタ４２の雄ネジ部４２ａのネジサイズは雌ネジ部３０ａ、４２ｈのネジサイズより大きく形成する必要があった。このため、逆止弁３１、４１を同じサイズの雄ネジ部３０ａに取付けるためには、図６に示されるように、さらに別部材のアダプタ４８をさらに用意して筐体３０の雌ネジ部３０ａに取付けなければならず、部品点数の増加、逆止弁４１が大形化する等の問題があった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、流れの方向に関わらず、部品点数を増やすことなく構成できる逆止弁を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の逆止弁は、
弾性部材によって弁座に付勢される弁体により、一方向の流体の流れを許容し、他方向の流体の流れを規制する逆止弁であって、流体が流れる第１流通孔を有し、該第１流通孔より大径の第１空間部を有する第１アダプタと、流体が流れる第２流通孔を有し、該第２流通孔より大径の第２空間部を有する第２アダプタとが結合して、前記第１空間部及び前記第２空間部により形成される収容部に、前記弁体と前記弾性部材を収容し、
前記第１空間部と前記第１流通孔との間に前記弁体が一方の向きに設置された際に前記弁体と当接する第１弁座を有し、前記第２空間部と前記第２流通孔との間に前記弁体が他方の向きに設置された際に前記弁体と当接する第２弁座を有することを特徴としている。
この特徴によれば、結合された第１アダプタと第２アダプタとから形成される収容部内の弁体及び弾性部材の向きを入れ替えることにより、同一の構成部品を用いて第１アダプタと第２アダプタに対する流通方向を設定することができる。

本発明の逆止弁は、
前記第１弁座及び前記第２弁座は、ともに同径に形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、第１弁座と第２弁座は、弁体に対して同じ弁座として機能する。

本発明の逆止弁は、
前記第１空間部の内周面と前記第２空間部の内周面は、ともに同径に形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、第１空間部の内周面と第２空間部の内周面は、弁体の案内面として機能する。

本発明の逆止弁は、
前記第１空間部及び前記第２空間部には、ともに前記弾性部材を支持する支持部が備えられることを特徴としている。
この特徴によれば、第１アダプタ及び第２アダプタは別途支持部材を用意することなく弾性部材を支持することができる。

本発明の逆止弁は、
前記収容部は拡径部を有し、前記弁体には前記拡径部内を移動可能な延設部が備えられることを特徴としている。
この特徴によれば、弁体の延設部は第１アダプタと第２アダプタとから形成される拡径部によって、その可動範囲を設定することができる。

本発明に係る一方向の流体の流れを許容する逆止弁の断面図である。 本発明に係る他方向の流体の流れを許容する逆止弁の断面図である。 図１の逆止弁の分解説明図である。 従来の一方向の流体の流れを許容する逆止弁の断面図である。 従来の他方向の流体の流れを許容する逆止弁の断面図である。 アダプタを介して図５の逆止弁を筐体に取付けた状態を示す断面図である。

本発明に係る逆止弁を図１から図３を参照して説明する。以下、図１及び図２は紙面を縦長状態で、図３は紙面を横長状態で、上下方向を径方向、左右方向を軸方向として説明する。

図１から図３に示されるように、本発明の逆止弁１は、第１アダプタ２、第２アダプタ３、弁体４、弾性部材としてのスプリング５を主に備え、さらに、逆止弁１の取付け対象となる筐体（図示せず）及びアダプタ２との間を密封する密封部材９と、第１アダプタ２及び第２アダプタ３の間を密封する密封部材１０を備える。

以下、逆止弁１の構成要素について図３を参照して説明する。なお、図３の第１アダプタ２、第２アダプタ３、弁体４、スプリング５の配置は、図１の逆止弁１に対応している。図２の逆止弁１１は、逆止弁１と同じ構成要素からなり、図１の逆止弁１に対し、弁体４とスプリング５の軸方向の配置が異なるのみである。

最初に、第１アダプタ２について説明する。第１アダプタ２は、流体が流れる第１流通孔２ｂと、該第１流通孔２ｂに連通する第１空間部２ｋを備える。第１空間部２ｋは、第１流通孔２ｂに連なり径方向外側に形成される第１内側端部２ｃ、該第１内側端部２ｃの外周端から軸方向に形成される第１内周面２ｄ、該第１内周面２ｄの軸方向端部から径方向外側に形成される第１内部端面２ｆ、該第１内部端面２ｆの外周端に連なり軸方向に形成される第１円筒面２ｇ、及び後述する第２アダプタ３を結合するための雌ネジ部２ｈを備える。なお、第１内側端部２ｃは、第１流通孔２ｂが第１空間部２ｋと接続する部分に形成される第１弁座２ｍ、該第１弁座２ｍから径方向外側へ形成される支持部としての第１支持面２ｎとからなる。また、雄ネジ部２ａは、筺体に設けられた雌ネジ部に螺合して、逆止弁１、１１を筐体に取付けるために使用される。

つぎに、第２アダプタ３は、流体が流れる第２流通孔３ｂと、該第２流通孔３ｂに連通する第２空間部３ｋを有する。第２空間部３ｋは、第２流通孔３ｂに連なり径方向外側へ形成される第２内側端部３ｃ、該第２内側端部３ｃの外周端から軸方向に形成される第２内周面３ｄを備える。また、第２アダプタ３は、第２内周面３ｄの軸方向端部から径方向外側に形成される第２端面３ｅ、第２アダプタ３を第１アダプタ２に結合するための雄ネジ部３ｈを備える。なお、第２内側端部３ｃは、第２流通孔３ｂが第２空間部３ｋと接続する部分に形成される第２弁座３ｍ、該第２弁座３ｍから径方向外側へ形成される支持部としての第２支持面３ｎとからなる。また、雌ネジ部３ｇは、外部配管に設けられた雄ネジ部に螺合して、逆止弁１、１１を外部配管に取付けるために使用される。

続いて、弁体４は、第１流通孔２ｂ及び第２流通孔３ｂより小径に形成され、第１流通孔２ｂ及び第２流通孔３ｂに挿入される側端面４ａ、該側端面４ａに連なり漸次拡径する傾斜面４ｂ、該傾斜面４ｂに連なる外周面４ｃ、該外周面４ｃに複数形成され、流体が流れる弁流通孔４ｇ、外周面４ｃより大径に形成され、第１内周面２ｄ、第２内周面３ｄとのいずれにも摺接可能な摺接面４ｄ、該摺接面４ｄの端部側に径方向外側に延設された延設部としての鍔部４ｅ、及びスプリング５と当接する当接面４ｆを備える。

スプリング５は、線状の材料をらせん状に巻いたコイルばねであり、弁体４を所定の力で第１流通孔２ｂ、第２流通孔３ｂに向けて付勢する。スプリング５が弁体４を付勢力する力は、スプリング５の縮み量に応じてほぼ比例して増減する。

以上の第１アダプタ２、第２アダプタ３、弁体４、スプリング５を備える逆止弁１についての組立てについて説明する。図１に示される逆止弁１は、矢印Ａ方向の流れを許容し、矢印Ａ方向と逆方向の流れを規制するものである。この場合には、図１、図３に示されるように、第１アダプタ２の第１空間部２ｋに弁体４を挿入し、弁体４の傾斜面４ｂを弁座２ｍに当接させる。つぎに、弁体４の当接面４ｆにスプリング５の一端部を当接させ、第２アダプタ３の雄ネジ部３ｈを第１アダプタ２の雌ネジ部２ｈに螺合し、第２アダプタ２の第２支持面３ｎとスプリング５の他端部を当接させ、スプリング５によって弁体４を付勢する。

一方、図２に示される逆止弁１１は、矢印Ｂ方向の流れを許容し、矢印Ｂ方向と逆方向の流れを規制するものである。この場合には、図２、図３に示されるように、第２アダプタ３の第２空間部３ｋに弁体４を挿入し、弁体４の傾斜面４ｂを第２弁座３ｍに当接させる。つぎに、弁体４の当接面４ｆにスプリング５の一端部を当接させ、第１アダプタ２の雄ネジ部３ｈを第１アダプタ２の雌ネジ部２ｈに螺合し、第１アダプタ２の第１支持面２ｎとスプリング５の他端部とを当接させ、スプリング５によって弁体４を付勢する。

このように、第１アダプタ２の第１内側端部２ｃ及び第２アダプタ３の第２内側端部３ｃは、ともに弁体４の弁座２ｍ、３ｍとして機能するだけでなく、スプリング５の支持面２ｎ、３ｎとしても機能する。したがって、図１の逆止弁１及び図２の逆止弁１１は、第１アダプタ２、第２アダプタ３、弁体４、スプリング５の４つの部品のみを使用して、第１空間部２ｋ、第２空間部３ｋに弁体４、スプリング５を流体の流れの方向に応じて組立てるだけで、異なる流れ方向に適合する逆止弁を構成することができる。

加えて、以下説明するように、逆止弁１及び逆止弁１１は、流体の流れの方向に関わらず同じ性能を発揮するように、第１空間部２ｋの寸法と第２空間部３ｋの寸法は設定されている。

弁体４と当接する第１弁座２ｍ、第２弁座３ｍは、ともに同一径に形成されている。また、弁体４が収納され、弁体４が摺動する第１空間部２ｋ、第２空間部３ｋも、ともに同一寸法に形成されている。すなわち、図３に示されるように弁体４が収納される第１空間部２ｋの第１内周面２ｄの径方向寸法ｄ２、軸方向長さ寸法ｓ１、及び第２空間部３ｋの第２内周面３ｄの径方向寸法ｄ４、軸方向長さ寸法ｓ２は、ともに同一寸法に形成されている。したがって、弁体４の摺接面４ｄは、第１内周面２ｄ、第２内周面３ｄとの間にほぼ同じクリアランスを有するので、弁体４は第１空間部２ｋ、第２空間部３ｋのどちらに収納されていても同じように摺動する。また、弁体４と当接する第１弁座２ｍ、第２弁座３ｍはともに同一径に形成されるので、弁体４が弁座２ｍ、３ｍを離脱する力を流れの向きに関わらずほぼ同じ値にすることができる。

さらに、図１、図３に示されるように、第１アダプタ２と第２アダプタ３とを螺合して、第１アダプタの側端面２ｊと第２アダプタの中央端面３ｐを当接させた状態で第１空間部２ｋと第２空間部３ｋとが連通され、軸方向長さＬｔを有する収容部８が形成される。さらに該収容部８には、第１内部端面２ｆ、第１円筒面２ｇ、雌ネジ部２ｈ及び第２端面３ｅに囲まれる拡径部８ａが形成されており、該拡径部８ａには弁体４の延設部としての鍔部４ｅが配設される。該鍔部４ｅは拡径部８ａ内で移動でき、鍔部４ｅの当接面４ｆが第２アダプタ３の第２端面３ｅに当接するまで、最大ストロークＬ１だけ移動し得るようになっている。

同じく、図２の逆止弁１１においても、弁体４の鍔部４ｅは、拡径部８ａ内でその当接面４ｆが第１アダプタ２の第１内部端面２ｆに当接するまで、最大ストロークＬ４だけ移動し得るようになっている。そして、図１及び図２から明らかなように、最大ストロークＬ１と最大ストロークＬ４は等しくなるように設定されている。

このように、第１空間部２ｋ、第２空間部３ｋは、ともに同一の形状、寸法となっているので、流体の流れの方向に応じて第１空間部２ｋ、第２空間部３ｋに弁体４、スプリング５を収納し、第１アダプタと第２アダプタとを螺合して、第１アダプタの側端面２ｊと第２アダプタの中央端面３ｐを当接させるだけで、流れの方向に関わりなく、ともに同一の性能を発揮する逆止弁１（図１）と逆止弁１１（図２）を得ることができる。

さらに、図１から図３に示されるように、弁体４と第１内周面２ｄとの摺動長さＬ２（図１参照）、弁体４と第２内周面３ｄとの摺動長さＬ５（図２参照）は、弁体４の最大ストロークＬ１、Ｌ４より大きく設定されているので、弁体４が最大ストロークＬ１、Ｌ４移動しても、弁体４と第１内周面２ｄ、弁体４と第２内周面３ｄとの摺動状態が維持され、弁体４は第１内周面２ｄ、第２内周面３ｄから離脱することがない。

つぎに、逆止弁１の動作について図１を参照して説明する。入口側の圧力が上昇し、弁体４に作用する入口側から出口側への流体圧による力が、弾性体５による弁体４を第１弁座２ｍへ押し付ける付勢力と弁体４に作用する出口側から入口側への流体圧による力との和よりも大きくなると、弁体４が第１弁座２ｍから離間し、流体が弁流通孔４ｇ、弁内部空間４ｈ、収容部８、第２流通孔３ｂを通って出口側に流れる。逆に、弁体４に作用する入口側から出口側への流体圧による力が、弾性体５による弁体４を第１弁座２ｍへ押し付ける付勢力と弁体４に作用する出口側から入口側への流体圧による力との和よりも小さくなると、弁体４が第１弁座２ｍに当接し、第１流通孔２ｂは閉止され、出口側から入口側への流体の流れは規制される。尚、図２の逆止弁１１については、図１と入口側と出口側が逆になっているだけであり、逆止弁１１の動作は図１の逆止弁１と同様のため、説明を省略する。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、本実施例において、逆止弁１、逆止弁１１はともに、一方が雄ネジ、他方が雌ネジで、ともに同じサイズのネジに形成されている。しかしこれに限らず、ともに雄ネジ、またはともに雌ネジに構成することができ、しかもネジサイズを互いに異なるネジサイズとすることができる。したがって、図６に示されるような、従来用いられていた追加のアダプタ４８を使用する必要がない。

また、本実施例において、スプリング５は、線状の材料をらせん状に巻いたコイルばねとしたが、これに限らず、さらばねを複数枚組み合わせたものを使用してもよい。また、スプリング５の付勢力と、スプリング５の縮み量を線形に変化するようにしたが、付勢力と縮み量との関係を非線形の関係になるようにしてもよい。

さらに、本実施例の逆止弁１、逆止弁１１において、第１アダプタ２と第２アダプタ３とは螺合によって結合され、また、逆止弁１又は逆止弁１１と筐体との接合も螺接により結合されているが、これに限らず、例えばフランジ結合や溶接結合等、如何なる結合手段を使用してもよい。

また、第１アダプタ２、第２アダプタ３、弁体４、スプリング５の材料については特に記載しなかったが、要求される強度、耐環境性能、寿命等を満たせば、鉄鋼材料、鋳物、合成樹脂、繊維強化プラスチック等を単独で使用して構成してもよいし、これらの材料を組合わせて使用してもよい。

１ 逆止弁
２ 第１アダプタ
２ｂ 第１流通孔
２ｃ 第１内側端部（第１流通孔の内側端部）
２ｄ 第１内周面（内周面）
２ｋ 第１空間部
２ｍ 第１弁座（弁座）
２ｎ 第１支持面（支持部）
３ 第２アダプタ
３ｂ 第２流通孔
３ｃ 第２内側端部（第２流通孔の内側端部）
３ｄ 第２内周面（内周面）
３ｋ 第２空間部
３ｍ 第２弁座（弁座）
３ｎ 第２支持面（支持部）
４ 弁体
４ｅ 鍔部（延設部）
５ スプリング（弾性部材）
８ 収容部
８ａ 拡径部
１１ 逆止弁

Claims (5)

1. 弾性部材によって弁座に付勢される弁体により、一方向の流体の流れを許容し、他方向の流体の流れを規制する逆止弁であって、流体が流れる第１流通孔を有し、該第１流通孔より大径の第１空間部を有する第１アダプタと、流体が流れる第２流通孔を有し、該第２流通孔より大径の第２空間部を有する第２アダプタとの間を密封する密封部材を備えて結合して、前記第１空間部及び前記第２空間部により形成される収容部に、前記弁体と前記弾性部材を収容し、
   前記第１空間部と前記第１流通孔との間に前記弁体が一方の向きに設置された際に前記弁体と当接する第１弁座を有し、前記第２空間部と前記第２流通孔との間に前記弁体が他方の向きに設置された際に前記弁体と当接する第２弁座を有することを特徴とする逆止弁。
2. 前記第１弁座の内径と前記第２弁座の内径は、ともに同径に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の逆止弁。
3. 前記第１空間部の内周面と前記第２空間部の内周面は、ともに同径に形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. 前記第１空間部及び前記第２空間部には、ともに前記弾性部材を支持する支持部が備えられることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の逆止弁。
5. 前記収容部は拡径部を有し、前記弁体には前記拡径部内を移動可能な延設部が備えられることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の逆止弁。

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