JP7097430B2

JP7097430B2 - 弁装置

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Publication number: JP7097430B2
Application number: JP2020213759A
Authority: JP
Inventors: 康雄中尾; 光正森田; 悠輝橋川; 祐輔渡邉
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Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2022-07-07
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Description

本発明は、弁装置に関する。

従来から、弁装置の一例として、流体が一方向に流通することを許容し、一方向とは反対方向に流通することを許容しない逆止弁が知られている。このような逆止弁は、流体が流通する内部通路が形成された本体部と、本体部内に収容され、付勢部材により本体部の弁座に向けて付勢される弁体とを備える。弁体は、その一部が本体部に形成された案内部に摺動可能に挿入された状態で付勢部材の付勢力と流体が弁体に付与する力（圧力）との関係に基づいて弁座に対して接触および離間することにより、内部通路を開放および閉鎖する（例えば、特許文献１参照）。

実開平２－８０８１９号公報（図２）

ところで、従来の逆止弁によれば、逆止弁が内部通路を開放する開弁状態、すなわち弁体が弁座から離間した状態において、弁体には、付勢部材による弁体の付勢力と流体が弁体を押す力とが付与される。このとき、弁体が案内部と接触した状態で振動することにより鳴動が発生する場合がある。なお、このような課題は、逆止弁に限られず、差圧弁についても同様に生じる場合がある。

そこで、本発明の目的は、鳴動の発生を抑制することができる弁装置を提供することである。

（１）本発明に従う弁装置の一形態は、流体が通過する内部通路が形成された本体部と、前記本体部内に収容され、前記本体部に設けられた弁座に接触することにより前記内部通路を閉鎖し、前記弁座から離間することにより前記内部通路を開放する弁体と、前記弁体を前記弁座に向けて付勢する付勢部材と、前記弁体の開閉方向において前記弁体を案内する案内部とを備える弁装置であって、前記弁体は、前記案内部により案内される弁案内を備え、前記弁案内には、前記付勢部材が挿入される内部空間が設けられ、当該弁装置は、前記弁体と前記案内部との間に摩擦力を付与する摩擦力付与手段をさらに備える。

本弁装置によれば、摩擦力付与手段により、案内部に対して弁体が移動するときにその移動の抗力となる摩擦力が案内部と弁案内との間に発生するため、弁体が弁座から離間した状態において弁体が振動しにくくなる。したがって、弁装置の鳴動の発生を抑制することができる。

（２）上記弁装置に従属する一形態によれば、前記弁体は、前記弁座に接触することにより前記内部通路を閉鎖し、前記弁座から離間することにより前記内部通路を開放する弁と、前記弁体の開閉動作にともない前記案内部により案内される弁案内とが相対移動不能に一体化されている。

本弁装置によれば、弁体の開閉動作にともない弁案内と弁とが一体に移動するため、すなわち弁案内に対して弁が移動しないため、弁案内に対する弁の移動に起因する振動を抑制することができる。

（３）上記弁装置に従属する一形態によれば、前記案内部は、前記弁座に向けて延びる延長部を備え、前記延長部と前記弁体とは、すきま嵌めの関係である。

本弁装置によれば、弁体の開閉方向において案内部が弁体を支持する範囲が広がることにより、案内部に対して弁体が傾くことが一層抑制される。したがって、弁体が開閉動作を行う際に弁体が案内部に対して円滑に移動することができる。

（４）上記弁装置に従属する一形態によれば、前記弁案内は、前記内部空間を含む円筒状に形成され、前記弁案内には、前記弁案内の外部と前記内部空間とを径方向に連通する弁側連通孔が形成されている。

摩擦力付与手段により弁体と案内部との間から流体が弁案内の内部空間に流れ込みにくくなっている。このため、弁案内の内部空間の圧力が弁体の外部の圧力よりも低くなる場合、弁体の外部の圧力が弁体の弁座への移動に対する抗力となり、弁体が閉弁動作を行う際に弁体が弁座に速やかに移動しないおそれがある。
そこで、本弁装置によれば、弁案内の弁側連通孔により弁案内の内部空間と外部とを連通するため、弁案内の内部空間の圧力と外部の圧力とが概ね等しくなる。したがって、弁体が閉弁する際に弁体が弁座に速やかに移動しやすくなる。

（５）上記弁装置に従属する一形態によれば、前記延長部には、前記弁側連通孔と連通する案内側連通孔が形成されている。

本弁装置によれば、案内部により弁体が収容された状態において、弁案内の内部空間と案内部の外部とを案内側連通孔および弁側連通孔を通じて連通することができる。このため、弁案内の内部空間の圧力と案内部の外部の圧力とが概ね等しくなるため、弁体が閉弁する際に弁体が弁座に速やかに移動しやすくなる。

（６）上記弁装置に従属する一形態によれば、前記案内部の外部と前記弁側連通孔とは、前記弁体と前記延長部との間の隙間のみを介して連通している。

本弁装置によれば、弁案内の内部空間と案内部の外部（内部通路）とは、弁体の弁側連通孔、および弁体と延長部との間の隙間を介して連通される。したがって、弁体と延長部との間の比較的に小さな隙間を利用して、弁案内の内部空間と案内部の外部との間における流体の急激な流れによる音の発生を容易に抑えることができる。

（７）本発明に従う弁装置の一形態は、流体が通過する内部通路が形成された本体部と、前記本体部内に収容され、前記本体部に設けられた弁座に接触することにより前記内部通路を閉鎖し、前記弁座から離間することにより前記内部通路を開放する弁体と、前記弁体を前記弁座に向けて付勢する付勢部材と、前記弁体の開閉方向において前記弁体を案内する案内部とを備える弁装置であって、前記弁体は、前記案内部により案内される弁案内を備え、前記案内部は、前記弁体の開閉方向と直交する方向において前記弁体における前記弁座と対向する部分と前記弁案内との両方を支持し、当該弁装置は、前記弁体と前記案内部との間に摩擦力を付与する摩擦力付与手段をさらに備える。

本弁装置によれば、摩擦力付与手段により、弁案内に対して弁体が移動するときにその移動の抗力となる摩擦力が案内部と弁体との間に発生するため、弁体が弁座から離間した状態において弁体が振動しにくくなる。したがって、弁装置の鳴動の発生を抑制することができる。

（８）上記弁装置に従属する一形態によれば、前記摩擦力付与手段は、前記弁体において前記案内部に対向する部分と前記案内部において前記弁体に対向する部分との一方に形成された凹部と、前記凹部内に配置され、前記案内部に接触する弾性部材とを備え、前記凹部の深さ寸法は、前記弾性部材が前記案内部に接触することにより生じる前記摩擦力が所定の範囲内となるような値である。

摩擦力付与手段による案内部と弁体との間の摩擦力が過度に大きい場合、案内部に対して弁体が開閉動作しにくくなる。一方、案内部と弁体との間の摩擦力は、案内部の凹部の開口部からの弾性部材の突出量が多くなるにつれて大きくなる。
そこで、本弁装置によれば、凹部の深さ寸法を変更することにより凹部の開口部に対する弾性部材の突出量を調整する。これにより、案内部と弁体との間の摩擦力を、この摩擦力が過度に大きくならないように調整している。このため、弁体の振動を抑制すること、および、弁体が円滑に開閉動作することを両立することができる。

（９）上記弁装置に従属する一形態によれば、前記摩擦力付与手段は、前記弁体において前記案内部に対向する部分と前記案内部において前記弁体に対向する部分との一方に形成された凹部と、前記凹部内に配置された弾性部材とを備え、前記弾性部材は、前記摩擦力が所定の範囲内となるような断面形状である。

摩擦力付与手段による案内部と弁体との間の摩擦力が過度に大きい場合、案内部に対して弁体が開閉動作しにくくなる。一方、案内部と弁体との間の摩擦力は、案内部の凹部の開口部からの弾性部材の突出量が多くなるにつれて大きくなる。
そこで、本弁装置によれば、弾性部材の断面形状を変更することにより凹部の開口部に対する弾性部材の突出量を調整する。これにより、案内部と弁体との間の摩擦力を、この摩擦力が過度に大きくならないように調整している。このため、弁体の振動を抑制すること、および、弁体が円滑に開閉動作することを両立することができる。加えて、弁装置のメンテナンス時などにおいて、弾性部材を取り換えることにより案内部と弁体との間の摩擦力を事後的に調整することができる。したがって、案内部と弁体との摩擦力を適切な値に容易に調整することができる。

（１０）上記弁装置に従属する一形態によれば、前記摩擦力付与手段は、前記弁体において前記案内部に対向する部分と前記案内部において前記弁体に対向する部分との一方に形成された複数の凹部と、前記複数の凹部の少なくとも１つの凹部内に配置された弾性部材とを備え、前記弾性部材の個数は、前記摩擦力が所定の範囲内となるような個数である。

摩擦力付与手段による案内部と弁体との間の摩擦力が過度に大きい場合、案内部に対して弁体が開閉動作しにくくなる。一方、案内部と弁体との間の摩擦力は、弾性部材の個数が多くなるにつれて大きくなる。
そこで、本弁装置によれば、弾性部材の個数を変更することにより案内部と弁体との間の摩擦力を調整する。これにより、案内部と弁体との間の摩擦力を、この摩擦力が過度に大きくならないように調整している。このため、弁体の振動を抑制すること、および、弁体が円滑に開閉動作することを両立することができる。加えて、弁装置のメンテナンス時などにおいて、弾性部材の数を変更することにより案内部と弁体との間の摩擦力を事後的に調整することができる。したがって、案内部と弁体との間の摩擦力を適切な値に容易に調整することができる。

（１１）上記弁装置に従属する一形態によれば、前記摩擦力付与手段は、前記弁体において前記案内部に対向する部分と前記案内部において前記弁体に対向する部分との一方に形成された凹部と、前記凹部内に配置された弾性部材とを備え、前記弾性部材は、前記摩擦力が所定の範囲内となるような材質である。

摩擦力付与手段による案内部と弁体との間の摩擦力が過度に大きい場合、案内部に対して弁体が開閉動作しにくくなる。一方、案内部および弁体の一方と弾性部材との摩擦係数は、弾性部材の材質によって変更される。このため、案内部と弁体との間の摩擦力は、弾性部材の材質に応じて変更される。
そこで、本弁装置によれば、弾性部材の材質を変更することにより案内部と弁体との間の摩擦力を調整する。これにより、案内部と弁体との間の摩擦力を、この摩擦力が過度に大きくならないように調整している。このため、弁体の振動を抑制すること、および、弁体が円滑に開閉動作することを両立することができる。加えて、弁装置のメンテナンス時などにおいて、弾性部材をその材質が異なるものに取り換えることにより案内部と弁体との間の摩擦力を事後的に調整することができる。したがって、案内部と弁体との間の摩擦力を適切な値に容易に調整することができる。

（１２）上記弁装置に従属する一形態によれば、前記弾性部材は、ＯリングまたはＭＹパッキンである。

本弁装置によれば、規格化され、かつ製品の流通量も多いＯリングやＭＹパッキンを用いることにより、弾性部材を安価にかつ容易に取得できる。このため、弁装置のメンテナンス時において弾性部材を交換するとき、弾性部材を容易に準備することができる。

（１３）上記弁装置に従属する一形態によれば、前記弁体において前記弁座に対向する部分、および、前記弁座において前記弁体に対向する部分の一方には、クッションが設けられている。

本弁装置によれば、クッションにより弁体が閉弁するときに弁体や弁座に加えられる衝撃が緩和される。

（１４）上記弁装置に従属する一形態によれば、前記弁体において前記弁座に対向する部分のみに前記クッションが設けられている。

本弁装置によれば、弁体のみにクッションが設けられるため、弁装置のメンテナンス時において、クッションを交換する必要がある場合に弁体を取り換えればよい。このため、弁座にクッションが設けられた構成と比較して、弁装置のメンテナンスを容易に行うことができるとともに、クッションが劣化したときの部品交換のコストを低減することができる。

（１５）上記弁装置に従属する一形態によれば、前記クッションは、前記弁体に着脱可能に取り付けられている。

本弁装置によれば、クッションを交換する必要がある場合、弁体からクッションを取り外して、クッションのみを取り換えればよいため、すなわち最少の交換部品で対応できるため、クッションが劣化したときの部品交換のコストを低減することができる。

（１６）上記弁装置に従属する一形態によれば、前記弁体は、前記弁座に接触することにより前記内部通路を閉鎖し、前記弁座から離間することにより前記内部通路を開放する弁と、前記弁体の開閉動作にともない前記案内部により案内される弁案内とが個別に構成されるとともに、前記弁案内と前記弁とが一体に動作する構成であり、前記弁体の開閉方向において、前記弁体と前記弁案内との間には隙間が形成され、前記隙間には、クッションスペーサが配置されている。

本弁装置によれば、弁と弁案内との間のクッションスペーサにより、弁案内に対して弁が移動するときにクッションスペーサに接触して、弁と弁案内との直接的な衝突を回避している。このため、弁と弁案内との衝突に起因する振動や騒音を低減することができる。

本弁装置によれば、鳴動の発生を抑制することができる。

弁装置の第１実施形態の平面図。図１のＤ－Ｄ線の断面図であり、弁ユニットと本体部とが分離した状態の断面図。図２の弁ユニットにおける弾性部材およびその周辺を拡大した断面図。図１のＤ－Ｄ線の断面図。弁装置が開弁状態における弁体およびその周辺を拡大した断面図。弁装置の第２実施形態の断面図。弁装置の第３実施形態の断面図。弁装置の第４実施形態の断面図。弁装置の第５実施形態の断面図。弁装置が開弁状態における弁体およびその周辺を拡大した断面図。弁装置が閉弁状態となる直前の弁体および弁座を拡大した断面図。変形例１の弁装置におけるプラグおよびその周辺を示す断面図。変形例３の弁装置における弾性部材およびその周辺を拡大した断面図。変形例５の弁装置における弁体の断面図。

（第１実施形態）
第１実施形態の弁装置について図面を参照して説明する。なお、本実施形態の弁装置は、流体の一例である圧縮空気が一方向に流通することを許容し、一方向とは反対方向に流通することを許容しない逆止弁で構成されている。また流体としては、圧縮空気等の気体に代えて、オイルや水等の液体であってもよい。

図１に示されるように、弁装置１は、圧縮空気の流通経路を構成する内部通路１１が形成された本体部１０と、本体部１０に着脱可能に取り付けられ、内部通路１１の開放（開弁）および閉鎖（閉弁）を切り替える弁ユニット２０とを備える。本体部１０は、ステンレス鋼等の鋼材により形成され、内部通路１１の上流側において配管（図示略）と接続するための第１接続部１２と、内部通路１１の下流側において上記配管とは別の配管（図示略）と接続するための第２接続部１３とを備える。

図２に示されるように、本体部１０内には、内部通路１１を区画する区画壁１０Ａが形成されている。区画壁１０Ａには、弁ユニット２０の開閉方向において区画壁１０Ａを貫通するとともに内部通路１１の一部を構成する貫通孔１０Ｂが形成されている。貫通孔１０Ｂが形成された区画壁１０Ａの周縁には、弁座１４が形成されている。

本体部１０の外壁において弁座１４の開口部と対向する部分には、取付開口部１５が形成されている。取付開口部１５の内周部分には、ねじ部１６が形成されている。そして取付開口部１５には、弁ユニット２０が取り付けられる。

弁ユニット２０は、有蓋円筒状のプラグ２１を備える。プラグ２１の円筒部２２の外周部分には、ねじ部２３およびフランジ２４が形成されている。一方、プラグ２１の円筒部２２の内周部分において円筒部２２と蓋部２５との境界部分には、段差部２６が形成されている。蓋部２５の中央部には、蓋部２５から突出する円筒状の支持部２７が形成されている。支持部２７には、円柱状の支持ピン２８が例えば圧入により固定されている。

プラグ２１の円筒部２２の内周部分には、案内部の一例であり、例えば真鍮により形成された円筒状の案内部材３０が固定されている。案内部材３０は、プラグ２１の段差部２６に接触することにより、プラグ２１に対する位置が決められている。

案内部材３０内には、本体部１０内に収容され、弁座１４に対して接触および離間することにより、内部通路１１を開放（開弁）および閉塞（閉弁）する弁体４０の一部が挿入される。これにより、案内部材３０は、弁体４０の開閉方向において弁体４０を案内する。また弁体４０は、弁座１４と対向する弁４１と、弁４１からプラグ２１に向けて延び、案内部材３０により案内される部分である円筒状の弁案内４２とを備える。弁４１および弁案内４２は、例えば真鍮の単一部材により一体に形成されている。弁４１の外径は、弁案内４２の外径よりも大きい。弁案内４２は、案内部材３０内に挿入される。

弁４１において弁座１４と対向する部分には、ゴム製のクッション４６が焼付けにより一体不可分に固定されている。すなわちクッション４６は弁４１の一部である。
弁案内４２の内部空間ＳＡにおいて弁４１側の内周部分には、縮径部４３が形成されている。縮径部４３には、弁案内４２の中心軸まわりで１８０°離れた位置に弁側連通孔の一例である連通孔４４が形成されている。連通孔４４は、内部空間ＳＡと弁体４０の外部とを開閉方向と直交する方向である径方向に連通する。なお、連通孔４４の数は、１つまたは３つ以上であってもよい。

弁案内４２の内部空間ＳＡには、付勢部材６０が挿入されている。付勢部材６０の一例は、コイルばねである。付勢部材６０の一端側は、支持ピン２８に挿入され、付勢部材６０の他端側は、縮径部４３に挿入されて弁４１に接触している。

弁案内４２において案内部材３０に挿入された部分には、円環状の凹部４５が形成されている。凹部４５には、Ｏリングである弾性部材５０が取り付けられている。なお、本実施形態では、弁体４０の凹部４５と、凹部４５に取り付けられた弾性部材５０とにより、摩擦力付与手段が構成されている。

図３に示されるように、案内部材３０の内周面と凹部４５の底面４５Ａとの間の距離で規定される深さ寸法ＬＨは、Ｏリングの大きさに基づいて規格（例えば、ＪＩＳ規格のＪＩＳＢ２４０１）により決められた深さ寸法ＬＲよりも大きい（ＬＨ＞ＬＲ）。深さ寸法ＬＲは、案内部材３０の内周面から仮想の凹部の底面である二点鎖線までの距離を示す。このため、凹部４５の開口部４５Ｂ（破線）からの弾性部材５０の突出量、すなわち弁案内４２の外周面４２Ａからの弾性部材５０の突出量ＰＬは、規格により決められた凹部（二点鎖線）に取り付けられた弾性部材５０の弁案内４２の外周面４２Ａからの突出量よりも少ない。本実施形態の深さ寸法ＬＨは、弾性部材５０が弁案内４２と案内部材３０との間のシール性を確保しつつも、案内部材３０と弁案内４２との間の摩擦力が基準範囲内となるように設定されている。なお、基準範囲は、弁体４０が振動して鳴動が発生する摩擦力の上限値よりも大きく、かつ付勢部材６０（図２参照）の付勢力により弁体４０が弁座１４（図２参照）に向けて速やかに移動することが可能な摩擦力の上限値以下であり、試験等により予め設定される。

図４に示されるように、プラグ２１に固定された案内部材３０内に弁体４０の弁案内４２の一部が挿入された状態において、弾性部材５０は、案内部材３０と凹部４５との間で圧縮されている。これにより、弾性部材５０が案内部材３０を押し付けるため、案内部材３０と弁案内４２との間に摩擦力が生じる。この摩擦力は、上述のとおり基準範囲内の大きさとなる。

このような構成の弁ユニット２０は、プラグ２１のフランジ２４が本体部１０の取付開口部１５の周縁に接触するまでプラグ２１のねじ部２３が本体部１０のねじ部１６にねじ込まれることにより、本体部１０に取り付けられる。この状態において、付勢部材６０は、弁体４０の弁４１のクッション４６を弁座１４に押し付ける。これにより、弁装置１は、内部通路１１のうちの弁座１４よりも第１接続部１２側の上流側通路１１Ａと、内部通路１１のうちの弁座１４よりも第２接続部１３側の下流側通路１１Ｂとの連通を遮断する、すなわち内部通路１１を閉鎖する閉弁状態となる。

図５を参照して、弁装置１の動作について作用効果とともに説明する。
弁装置１が閉弁状態において、第１接続部１２（図４参照）から上流側通路１１Ａに圧縮空気が流入したとき、圧縮空気が弁４１を弁座１４から離間させる力を付与する。そして、弁４１に付与される付勢部材６０の付勢力に抗して弁４１が弁座１４から離間したとき、内部通路１１が開放されて弁装置１が開弁状態となる。これにより、上流側通路１１Ａと下流側通路１１Ｂとが連通し、上流側通路１１Ａの圧縮空気が下流側通路１１Ｂに流入する。

このような弁体４０が弁座１４から離間した状態で維持されたとき、圧縮空気が弁体４０を弁座１４から離間させる力と、付勢部材６０が弁体４０を弁座１４に向けて押す力と下流側通路１１Ｂの圧縮空気が弁体４０を弁座１４に向けて押す力との合計とが概ね釣り合う。この状態で、圧縮空気が弁４１を介して上流側通路１１Ａから下流側通路１１Ｂに流れることにより、弁４１に付与される力が弁体４０をその開閉方向において振動させるように働く。

しかし、弁案内４２の凹部４５に取り付けられた弾性部材５０により、弁体４０が案内部材３０に対して振動しようとするとき、弁体４０（弾性部材５０）と案内部材３０との間に摩擦力が生じるため、この摩擦力が弁体４０を振動させる力に対する抗力となる。このため、弁体４０の振動が抑制されることにより、鳴動の発生を抑制することができる。

ところで、弾性部材５０による弁体４０と案内部材３０との間の摩擦力が過度に大きいと仮定した場合、付勢部材６０により弁体４０が弁座１４に向けて移動しにくくなる。すなわち弁装置１の閉弁動作が遅くなる。このため、弁装置１の閉弁動作時に圧縮空気が下流側通路１１Ｂから上流側通路１１Ａに流入するおそれがある。

この点、本実施形態の弁装置１は、弁体４０の弁案内４２に形成された凹部４５と案内部材３０との間の深さ寸法ＬＨ（図３参照）を、案内部材３０と弁案内４２との間の摩擦力が基準範囲内となるように設定しているため、弁体４０の閉弁動作が遅くなることが抑制される。したがって、弁体４０の振動の発生を抑制することと、弁装置１が開弁状態から閉弁状態に速やかに移動することとを両立することができる。

本実施形態の弁装置１によれば、上記作用効果に加え、例えば以下に示す効果を得ることができる。
（１）弾性部材５０として、規格化されており、かつ流通量も多いＯリングが用いられることにより、弾性部材５０を安価かつ容易に取得できる。このため、弁装置１のメンテナンス時において、弾性部材５０を交換する必要があるとき、交換する弾性部材５０を容易に準備することができる。

（２）弁案内４２には、弁案内４２における付勢部材６０が挿入される内部空間ＳＡと、弁案内４２の外部とを径方向に連通する連通孔４４が形成されている。このため、弁体４０の外部の内部通路１１の圧力と内部空間ＳＡの圧力とが概ね等しくなる。したがって、弁装置１が開弁状態から閉弁状態に切り替えられるときに弁体４０が弁座１４に速やかに移動することができる。

また、付勢部材６０が弁案内４２の内部空間ＳＡに挿入されない構成、すなわち開閉方向において付勢部材６０と弁案内４２とが隣り合うように配置された構成（以下、「比較構成」）を仮定した場合、プラグ２１には、弁案内４２が収容されるスペースおよび付勢部材６０が収容されるスペースが開閉方向に並べて形成される必要がある。このため、プラグ２１の開閉方向のサイズを大きくする必要がある。このため、既製品の弁装置のメンテナンス時に、既製品の弁装置の弁ユニットが比較構成に取り換えられる場合、弁ユニットが取り換えられた後の弁装置のサイズが大きくなってしまう。このため、弁ユニットが取り換えられた後の弁装置がその周囲の部材と干渉してしまうおそれがある。
一方、本実施形態の弁ユニット２０は、付勢部材６０が弁案内４２の内部空間ＳＡに挿入される構成のため、プラグ２１の開閉方向のサイズの増大を抑制することができ、弁装置１のサイズの増大を抑制することができる。このため、既製品の弁装置のメンテナンス時において、既製品の弁ユニットが本実施形態の弁ユニット２０に取り換えられても弁装置１がその周囲の部材と干渉することを抑制することができる。

（３）弁体４０および弁座１４のうちの弁体４０のみにクッション４６が設けられている。このため、金属製の弁４１と金属製の弁座１４とが直接的に接触することが回避されるため、弁体４０が閉弁動作にともない弁座１４に接触するとき、弁体４０や弁座１４に加えられる衝撃が緩和される。加えて、弁体４０および弁座１４のいずれにもクッション４６が設けられないことにより金属製の弁４１と金属製の弁座１４とが直接的に接触する構成と比較して、弁４１と弁座１４との間のシール性を高めることができる。
また、弁装置１のメンテナンス時において、クッション４６が劣化したことに起因してクッション４６を交換する必要があるとき、弁体４０を取り換えればよいため、すなわち弁座１４を含めた本体部１０を取り換える必要がないため、クッション４６が劣化したときの部品交換のコストを低減することができる。

（４）弁４１と弁案内４２とが単一部材により構成されている。すなわち弁４１と弁案内４２とが相対移動不能に一体化されている。これにより、弁体４０の開閉動作にともない、弁４１と弁案内４２とが一体に移動するため、弁案内４２に対して弁４１が移動しない。このため、弁案内４２に対する弁４１の移動に起因する振動の発生を防ぐことができる。

（第２実施形態）
図６を参照して、第２実施形態の弁装置１の構成について説明する。なお、第２実施形態の弁装置１において第１実施形態の弁装置１の構成と共通する構成要素には、共通の符号を用い、その説明の一部または全部を省略する。

図６に示されるように、本実施形態の弁装置１は、第１実施形態の弁装置１の弁案内４２と比較して、弁体４０の開閉方向における弁案内４２の寸法が短い。
また、本実施形態の弁装置１は、案内部の一例である案内部材の形状が第１実施形態の弁装置１とは異なる。本実施形態の案内部材７０は、プラグ２１の円筒部２２に固定される円筒状の固定部７１を備える。固定部７１において弁４１側の端部には、固定部７１の径方向の外側に延びる円環状のフランジ７２が形成されている。フランジ７２の外周縁には、弁４１に向けて延びる円筒状の延長部７３が形成されている。延長部７３の内周面７３Ａは、弁体４０の弁４１の外周面４１Ａと接触可能である。詳細には、延長部７３と弁４１とはすきま嵌めの関係となる。

案内部材７０のフランジ７２がプラグ２１の円筒部２２の先端部と接触することにより、プラグ２１に対する案内部材７０の位置が決められる。また固定部７１の先端部は、プラグ２１の段差部２６よりも弁４１側に位置している。これにより、弁体４０の開閉方向における固定部７１の寸法が長くなることが抑制される。

フランジ７２と延長部７３との境界部分において案内部材７０の中心軸まわりに１８０°離れた位置には、案内部材７０の内部と外部とを径方向に連通する案内側連通孔の一例である連通孔７４が形成されている。この連通孔７４は、内部空間ＳＢを介して、弁体４０の連通孔４４と連通している。図６に示されるとおり、連通孔７４は、第２接続部１３の開口部１３Ａよりもプラグ２１側に位置している。また、連通孔７４は、弁体４０の連通孔４４よりもプラグ２１側に形成されている。なお、連通孔７４は、１つまたは３つ以上であってもよい。また、連通孔７４は、弁体４０の連通孔４４と対向するように形成されてもよい。

本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
（５）弁体４０の弁４１と案内部材７０の延長部７３とがすきま嵌めの関係であるため、弁４１の外周面４１Ａは、延長部７３の内周面７３Ａと接触可能である。このため、案内部材７０に対して弁体４０が傾くときに延長部７３が弁４１を支持する。これにより、弁体４０の傾きを小さくすることができる。

（６）弁体４０の開閉方向における弁案内４２の寸法や案内部材７０の固定部７１の寸法を短くしているため、第１実施形態の案内部材３０に対して案内部材７０のフランジ７２および延長部７３が追加されたとしても、弁装置１の重量の増加が抑制される。

（７）案内部材７０には、弁体４０の連通孔４４と連通する連通孔７４が形成されている。この構成によれば、弁体４０が案内部材７０とプラグ２１とに収容された状態において、弁案内４２の内部空間ＳＡと案内部材７０の外部とを連通孔７４および連通孔４４を通じて連通することができる。このため、弁案内４２の内部空間ＳＡの圧力と案内部材７０の外部の圧力とが概ね等しくなるため、弁体４０が閉弁する際に弁体４０が弁座１４に速やかに移動しやすくなる。

（第３実施形態）
図７を参照して、第３実施形態の弁装置１の構成について説明する。なお、第３実施形態の弁装置１において第１実施形態の弁装置１の構成と共通する構成要素には、共通の符号を用い、その説明の一部または全部を省略する。

図７に示されるように、本実施形態の弁装置１においては、弁４１とクッションとの固定構造が第１実施形態の弁装置１とは異なる。本実施形態の弁４１において弁座１４と対向する部分には、円環状の収容凹部４７と、収容凹部４７の内側において弁４１を弁体４０の開閉方向に貫通するねじ孔４８とが形成されている。収容凹部４７には、円環状のクッション４９が嵌め込まれている。弁４１には、クッション４９を着脱可能に固定する固定機構８０が設けられている。

固定機構８０は、クッション４９を弁４１との間で挟み込むホルダー８１と、ねじ孔４８にねじ込まれるボルト８２と、ホルダー８１をクッション４９との間で挟み込む緩み止めナット８３とを備える。ホルダー８１の中央部分には、ボルト８２が挿入され、弁４１に向かい突出する円柱状の突起８１Ａが形成されている。図７に示されるとおり、ホルダー８１が弁体４０に取り付けられたとき、突起８１Ａが弁４１と接触している。

本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
（８）固定機構８０によりクッション４９が弁４１に対して着脱可能に取り付けられている。このため、クッション４９の劣化に起因してクッション４９を交換する必要がある場合、クッション４９のみを交換すればよい。すなわち最少の部品交換で対応することができる。このため、クッション４９が劣化したときの部品交換のコストを低減することができる。

（第４実施形態）
図８を参照して、第４実施形態の弁装置１の構成について説明する。なお、第４実施形態の弁装置１において第１実施形態の弁装置１の構成と共通する構成要素には、共通の符号を用い、その説明の一部または全部を省略する。

図８に示されるように、本実施形態の弁装置１は、弁体が弁と弁案内との二部材により個別に形成された点が第１実施形態の弁装置１とは異なる。本実施形態の弁体９０は、弁案内９４に弁部材９１が収容される構成である。弁案内９４は、案内部材３０に挿入される円筒状の挿入部９５を備える。挿入部９５には、円環状の凹部９５Ａが形成されている。凹部９５Ａには、弾性部材５０が取り付けられている。凹部９５Ａと案内部材３０との間の深さ寸法は、第１実施形態の弁体４０の凹部４５と案内部材３０との間の深さ寸法ＬＨ（図３参照）と同じである。

挿入部９５の弁座１４側の端部には、挿入部９５の径方向の外側に向けて延びるフランジ９６が形成されている。フランジ９６の外縁には、弁座１４側に向けて延びる円筒状の延長部９７が形成されている。フランジ９６において弁案内９４の中心軸まわりに１８０°離れた位置には、弁案内９４の内部と外部とを連通する連通孔９６Ａが形成されている。なお、連通孔９６Ａは、１つまたは３つ以上であってもよい。

弁部材９１は、延長部９７内に収容されている。弁部材９１は、金属製の円盤である芯材９２にゴム製のクッション９３を例えばインサート成形により一体化した構成である。弁部材９１と弁案内９４のフランジ９６との間には、隙間Ｇが形成されている。この隙間Ｇには、円環状に形成されたゴム製のクッションスペーサ９８が配置されている。また弁部材９１は、弁部材９１に対してクッションスペーサ９８とは反対側において延長部９７に取り付けられた止め輪９９により弁部材９１が弁案内９４から脱落しないように構成されている。これにより、弁体４０が開閉動作するとき、弁部材９１と弁案内９４とが一体に移動する。

本実施形態によれば、第１実施形態の（４）以外の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
（９）弁体９０が弁部材９１と弁案内９４とにより構成されるため、弁部材９１のクッション９３の劣化に起因してクッション９３を交換する必要がある場合、弁部材９１を弁案内９４から取り外して弁部材９１を交換する。このため、弁体９０の全てを交換する場合と比較して、クッション９３が劣化したときの部品交換のコストを低減することができる。

ところで、弁体を弁部材と弁案内との二部材により構成した場合、弁体の開閉動作にともない弁案内に対して弁部材が相対的に移動し、弁部材が弁案内に衝突する場合がある。これにより、弁部材と弁案内とが衝突することによる衝突音が騒音となる場合がある。
そこで、本実施形態では、弁部材９１と弁案内９４との間にクッションスペーサ９８が配置されることにより、弁体９０の開閉方向において弁部材９１と弁案内９４とが直接的に接触することが回避される。このため、弁部材９１と弁案内９４との衝突に起因する弁体９０の振動や騒音を低減することができる。

（１０）クッションスペーサ９８は、ゴム製である。このため、弁部材９１が移動してクッションスペーサ９８に衝突したとしても、クッションスペーサ９８によりその衝突が緩和される。したがって、弁案内９４に対する弁部材９１の衝突に起因する弁体９０の振動の発生を一層抑制することができる。

（第５実施形態）
図９～図１１を参照して、第５実施形態の弁装置１の構成について説明する。なお、第５実施形態の弁装置１において第２実施形態の弁装置１の構成と共通する構成要素には、共通の符号を用い、その説明の一部または全部を省略する。

図９に示されるように、本実施形態の弁装置１は、第２実施形態の弁装置１と比較して、案内部材７０の連通孔７４が省略され、弁体４０において軸心を挟んで対向配置された一対の連通孔４４のうちの一方が省略された点で異なる。また、本実施形態の弁装置１は、第２実施形態の弁装置１と比較して、案内部材７０のフランジ７２においてフランジ７２の周方向に間隔を置いて形成された複数の連通溝７５が追加された点で異なる。本実施形態では、案内部材７０において軸心を挟んで対向配置された一対の連通溝７５としてフランジ７２に形成される。連通溝７５は、固定部７１の内周面と延長部７３の内周面との間に亘って延びている。このため、図１０に示されるように、弁装置１が開弁状態であってもフランジ７２と弁４１との間に隙間が確実に形成される。

また本実施形態の弁装置１では、第２実施形態の弁装置１と比較して、弁体４０のクッション４６の形状が異なる。クッション４６は、弁４１に固定される平板状のクッション本体４６Ａと、クッション本体４６Ａから閉方向に向けて突出する環状の突出部４６Ｂとを備える。クッション本体４６Ａと突出部４６Ｂとは一体的に形成されている。図９に示されるとおり、弁体４０が閉弁状態において、突出部４６Ｂは、弁座１４の内周側に位置し、弁体４０の開閉方向と直交する方向において、弁座１４の内周側の貫通孔１０Ｂとの間に僅かな隙間が形成されている。なお、クッション本体４６Ａと突出部４６Ｂとが個別に形成され、突出部４６Ｂがクッション本体４６Ａの下面に固定されてもよい。また突出部４６Ｂは、環状以外にも平板状であってもよい。

次に、弁装置１の作用効果について説明する。
図１０の太線の矢印により示されるように、弁装置１では、内部通路１１（案内部材７０の外部）が、弁４１と案内部材７０の延長部７３との間に形成された隙間を介して案内部材７０内と弁体４０との間の内部空間ＳＢと連通している。そして、その内部空間ＳＢは、弁体４０の連通孔４４を介して付勢部材６０が配置される内部空間ＳＡと連通している。つまり、案内部材７０の外部と連通孔（弁側連通孔）４４とは、弁体４０と案内部材７０の延長部７３との間の隙間のみを介して連通している。これによれば、弁体４０と延長部７３との間の比較的に小さな隙間を利用して、弁体４０の内部空間ＳＢと案内部材７０の外部との間における圧縮空気の急激な流れによる気流音の発生を容易に抑えることができる。また、弁体４０の連通孔４４が弁体４０の軸心を挟んだ対向位置に設けられてないことから、圧縮空気が複数の連通孔４４を直線的に通過することによる気流音の発生を抑えることができる。

また、図１１に示されるように、例えば弁体４０が開弁状態から閉弁状態に動作するときの閉弁状態の直前の状態、すなわち上流側通路１１Ａと下流側通路１１Ｂとの差圧が小さいとき、弁体４０は開弁状態であるものの、弁体４０と弁座１４との開閉方向の間の隙間は小さい。そして、クッション４６の突出部４６Ｂが弁座１４の内周側に位置した状態が維持されるため、突出部４６Ｂと弁座１４の内周側の貫通孔１０Ｂとの間には僅かな隙間が形成されている。これにより、突出部４６Ｂを有していないクッション４６を備える弁装置と比較して、弁体４０と弁座１４および貫通孔１０Ｂとの間の僅かな隙間の距離が長くなる。これにより、弁体４０と弁座１４との僅かな隙間を通過する圧縮空気の気流音の発生を抑制することができる。なお、本実施形態の弁装置１によれば、第２実施形態の（５）および（６）の効果と同様の効果を得ることができる。

（変形例）
上記各実施形態に関する説明は、本発明に従う弁装置が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に従う弁装置は、上記各実施形態のうち、相互に矛盾しない少なくとも２つの実施形態が組み合わせられた形態を取り得る。加えて、本発明に従う弁装置は、上記各実施形態以外に例えば以下に示される上記各実施形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも２つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。

（変形例１）
上記各実施形態において、弁体４０，９０の凹部４５，９５Ａを複数形成してもよい。複数の凹部４５，９５Ａの少なくとも１つには、弾性部材５０が取り付けられる。すなわち、凹部４５，９５Ａの数と弾性部材５０の数が異なってもよい。要するに、案内部材３０，７０と弁体４０，９０との間の摩擦力が基準範囲内となるように弾性部材５０の数を調整することができる。
一例として、図１２に示されるように、弁体４０の弁案内４２には、２個の凹部４５が互いに離間して形成される。各凹部４５には、弾性部材５０が取り付けられる。これにより、例えば、１個の弾性部材５０では、案内部材３０と弁体４０との間の摩擦力が基準範囲の下限値よりも小さく、弁体４０の振動を十分に抑制することができないような場合には、２個の弾性部材５０により、案内部材３０と弁体４０との摩擦力を増加させて摩擦力を基準範囲内とする。

このように、弾性部材５０の個数を変更することにより案内部材３０と弁体４０との間の摩擦力が基準範囲内となるように調整するため、弁体４０の振動を抑制すること、および、弁体４０が円滑に開閉動作することを両立することができる。加えて、弁装置１のメンテナンス時などにおいて、弾性部材５０の数を変更することにより案内部材３０と弁体４０との間の摩擦力を事後的に調整することができる。したがって、案内部材３０と弁体４０との間の摩擦力を適切な値に容易に調整することができる。

（変形例２）
上記各実施形態において、弁案内４２，９４における凹部４５，９５Ａよりも弁４１（弁部材９１）側の部分、および、弁案内４２，９４における凹部４５，９５Ａよりも弁４１（弁部材９１）側とは反対側の部分の少なくとも一方に、グリス等の潤滑剤を保持するための凹部または溝を設けてもよい。この凹部または溝に充填される潤滑剤の種類や充填量を調整することにより、弁体４０，９０と案内部材３０，７０との間の摩擦力が基準範囲内となるように調整することができる。
なお、この凹部または溝は、凹部４５，９５Ａと同形状であってもよい。この場合、上記変形例１において、凹部４５，９５Ａの数が弾性部材５０の数よりも多い場合、弾性部材５０が取り付けられていない凹部４５，９５Ａに潤滑剤を充填してもよい。

（変形例３）
上記各実施形態において、弾性部材５０としてＯリングを用いたが、弾性部材５０の種類はこれに限定されない。例えば、図１３に示されるように、弾性部材１００としてＭＹパッキンを用いてもよい。図１３では、弁体４０に弾性部材１００が取り付けられている。なお、弁体９０に弾性部材１００が取り付けられてもよい。
図１３に示されるとおり、弾性部材１００の断面形状が上記各実施形態の弾性部材５０の断面形状と異なる。このように、弾性部材１００の種類（断面形状）を変更することにより、凹部４５の開口部４５Ｂに対する弾性部材５０の突出量ＰＬ（図３参照）が調整される。そして一般に、ＭＹパッキンが取り付けられた弁体４０と案内部材３０との間の摩擦力は、同一サイズのＯリングが取り付けられた弁体４０と案内部材３０との間の摩擦力よりも小さくなる。なお、弾性部材は、ＯリングやＭＹパッキンの断面形状以外の断面形状であってもよい。

この構成によれば、弾性部材５０の種類（断面形状）を変更することにより、案内部材３０と弁体４０との間の摩擦力が基準範囲内に調整される。このため、弁体４０の振動を抑制すること、および、弁体４０が円滑に開閉動作することを両立することができる。加えて、弁装置１のメンテナンス時などにおいて、弾性部材５０を取り換えることにより案内部材３０と弁体４０との間の摩擦力を事後的に調整することができる。したがって、案内部材３０と弁体４０との摩擦力を適切な値に容易に調整することができる。また、規格化されており、かつ流通量も多いＭＹパッキンが用いられているため、第１実施形態の（１）の効果と同様の効果を得ることができる。

（変形例４）
上記各実施形態において、弾性部材５０としてのＯリングの材質を変更してもよい。これにより、弁体４０と案内部材３０との間の摩擦力が変更される。このため、弾性部材５０の材質を、弁体４０と案内部材３０との間の摩擦力が基準範囲内となるような材質に変更してもよい。なお、弾性部材１００についても同様に弾性部材１００の材質を変更してもよい。

この構成によれば、弾性部材５０の材質を変更して、弁体４０と案内部材３０との間の摩擦力が基準範囲内となるように調整されるため、弁体４０の振動を抑制すること、および、弁体４０が円滑に開閉動作することを両立することができる。加えて、弁装置１のメンテナンス時などにおいて、弾性部材５０を取り換えることにより案内部材３０と弁体４０との間の摩擦力を事後的に調整することができる。したがって、案内部材３０と弁体４０との摩擦力を適切な値に容易に調整することができる。

（変形例５）
上記第１～第３実施形態において、弁体４０が弁４１と弁案内４２とが単一部材により形成されたが、弁体４０の構成はこれに限られない。例えば、図１４に示されるように、弁体１１０は、個別に形成された弁部材１１１と弁案内１１３とが互いに固定されることにより、弁部材１１１と弁案内１１３とが一体化した構成であってもよい。詳細には、弁部材１１１の中央には、弁体１１０の開閉方向に延びる円筒状のねじ部１１２が形成されている。円筒状の弁案内１１３において弁部材１１１側の内周部分には、ねじ部１１４が形成されている。また弁体１１０には、弁案内１１３のねじ部１１４および弁部材１１１のねじ部１１２のそれぞれを径方向に貫通して、弁案内１１３の内部空間ＳＣと弁案内１１３の外部とを連通する連結孔１１５が形成されている。このような構成の弁部材１１１と弁案内１１３とは、弁案内１１３のねじ部１１４と弁部材１１１のねじ部１１２とが螺合することにより互いに固定される。これにより、第１実施形態の（４）の効果に準じた効果を得ることができる。なお、弁部材１１１と弁案内１１３との固定方法は、上記螺合に限られず、溶接、接着、圧入等の他の方法であってもよい。

（変形例６）
上記各実施形態において、弾性部材５０は弁体４０，９０に取り付けられたが、案内部材３０，７０に凹部を形成し、その凹部に弾性部材５０を取り付けてもよい。この構成によれば、上記各実施形態と同様に案内部材３０，７０と弁体４０，９０との間に摩擦力を付与することができる。

（変形例７）
上記第１および第２実施形態において、クッション４６に代えてまたは加えて、弁座１４にクッションを設けてもよい。これにより、弁４１と弁座１４との直接的な接触を回避することができるため、弁体４０が閉弁動作にともない弁座１４に接触するとき、弁体４０に加えられる衝撃が緩和される。また上記第３実施形態において、クッション４９に加えて、弁座１４にクッションを設けてもよい。
また、上記第４実施形態において、弁座１４にクッションを設けてもよい。この場合、弁部材９１は、クッション９３を備えてもよいし、クッション９３および芯材９２に代えて、金属製の円盤として構成してもよい。

（変形例８）
上記各実施形態において、プラグ２１と案内部材３０，７０とが個別に形成されていたが、プラグ２１の円筒部２２が案内部材３０，７０の機能を兼ねてもよい。この場合、プラグ２１の円筒部２２が案内部に相当し、案内部材３０，７０が省略される。

（変形例９）
上記各実施形態において、弁体４０，９０の弁案内４２，９４が円柱状に形成されてもよい。すなわち、弁案内４２，９４から内部空間ＳＡが省略されてもよい。このような構成では、付勢部材６０は弁案内４２，９４における弁４１および弁部材９１とは反対側の端部を弁座１４に向けて押し付ける。

（変形例１０）
上記各実施形態において、弁体４０，９０がフラット弁であったが、弁体４０，９０はポペット弁であってもよい。

（変形例１１）
上記第１および第２実施形態において、弁体４０のクッション４６を第５実施形態の弁体４０のように突出部４６Ｂを有するクッション４６に変更してもよい。また第３実施形態においても同様に、弁体４０のクッション４６に突出部４６Ｂが設けられてもよい。また第４実施形態においても同様に、弁体９０のクッション９３に突出部４６Ｂが設けられてもよい。

（変形例１２）
上記各実施形態において、弁装置１が逆止弁に適用されたが、弁装置１の構成はこれに限られず、弁装置１が差圧弁に適用されてもよい。

１：弁装置
１０：本体部
１１：内部通路
１４：弁座
３０：案内部材（案内部）
４０：弁体
４１：弁
４２：弁案内
４４：連通孔（弁側連通孔）
４５：凹部（摩擦力付与手段）
４５Ａ：開口部
４６：クッション
５０：弾性部材（摩擦力付与手段）
６０：付勢部材
７０：案内部材（案内部）
７３：延長部
７４：連通孔（案内側連通孔）
４９：クッション
９０：弁体
９１：弁部材（弁）
９３：クッション
９４：弁案内
９５Ａ：凹部（摩擦力付与手段）
９６Ａ：連通孔
９８：クッションスペーサ
１００：弾性部材
１１０：弁体
１１１：弁部材（弁）
１１３：弁案内
１１６：連通孔
ＳＡ：内部空間
ＳＢ：内部空間
ＳＣ：内部空間
ＰＬ：突出量
ＬＨ：深さ寸法

Claims

流体が通過する内部通路が形成された本体部と、
前記本体部内に収容され、前記本体部に設けられた弁座に接触することにより前記内部通路を閉鎖し、前記弁座から離間することにより前記内部通路を開放する弁体と、
前記弁体を前記弁座に向けて付勢する付勢部材と、
前記弁体の開閉方向において前記弁体を案内する案内部と、
前記弁体と前記案内部との間に摩擦力を付与する摩擦力付与手段と
を備える弁装置であって、
前記弁体は、前記弁座に接触することにより前記内部通路を閉鎖しかつ前記弁座から離間することにより前記内部通路を開放する弁部材と、前記付勢部材が挿入される内部空間を有し前記弁部材が収容されてかつ前記弁体の開閉動作にともない前記案内部により案内される弁案内を備え、
前記弁部材と前記弁案内とは、個別に構成されるとともに、前記弁部材が閉方向に前記付勢部材によって付勢されることにより前記弁案内と前記弁部材とが一体に動作する構成であり、
前記弁体の開閉方向において前記弁部材と前記弁案内のフランジとの間には隙間が形成され、
前記隙間には、クッションスペーサが配置されている
弁装置。