JP7119376B2

JP7119376B2 - ポペットバルブ

Info

Publication number: JP7119376B2
Application number: JP2018001716A
Authority: JP
Inventors: 昭水野
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2018-01-10
Filing date: 2018-01-10
Publication date: 2022-08-17
Anticipated expiration: 2038-01-10
Also published as: JP2019120362A

Description

本発明は、管継手を構成する互いに係脱可能な一対のカップリングに設けられるポペットバルブに関する。

互いに係脱可能な雌型カップリングと雄型カップリングとを備える管継手が提供されている（特許文献１参照）。
このような管継手では、雌型カップリングと雄型カップリングとを切り離した際に液漏れを防止するため、雌型カップリングと雄型カップリングには、それぞれポペットバルブが設けられている。
ところで、高温高圧の流体が流通される管継手のポペットバルブとして、弁軸と、弁軸に設けられたシール部材と、シール部材に隣接して弁軸に設けられた整流部と、弁軸と同軸上で整流部から突出する突出軸部と、弁軸に設けられ整流部と協働してシール部材を挟持するフランジ部とを有するものが提供されている。
このようなポペットバルブにおいては、シール部材は、ゴム製のＯリングに比較して高温高圧に耐えられるフッ素樹脂、あるいは、ばね鋼材などの弾性を有する材料で形成されている。
そして、整流部と突出軸部は弁軸と一体に形成され、フランジ部は弁軸と別部材で構成されている。
フランジ部は弁軸に圧入され、シール部材から離れる方向のフランジ部の動きが防止されている。

特開２００４－２５１４０８号公報

このようなポペットバルブを備える雌型カップリングと雄型カップリングでは、それらカップリングが切り離された状態で、ポペットバルブのシール部材が弁座に当接してそれらカップリングの内部流路を閉塞した状態において、高圧の流体からの圧力が内部流路に作用し、フランジ部を介してシール部材の外周部を弁座に当接する方向に作用する。
そしてシール部材の外周部が弁座に当接することから、シール部材の外周部は整流部から離れる方向に撓み、このシール部材の外周部の撓みによりフランジ部は整流部から引き離す方向への力を受ける。
このようにフランジ部が受ける整流部から引き離す方向への力は、雌型カップリングと雄型カップリングとを係脱する毎に作用し、使用によってフランジ部が離れる方向にずれ、シール部材と弁座との間に隙間が生じ、流体の液漏れが生じるおそれがあった。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、使用による流体の液漏れを防止する上で有利なポペットバルブを提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明は、弁軸と、前記弁軸に設けられたシール部材と、前記シール部材に隣接して前記弁軸に設けられた整流部と、前記弁軸と同軸上で前記整流部から突出する突出軸部と、前記弁軸に設けられ前記整流部と協働して前記シール部材を挟持するフランジ部とを有するポペットバルブであって、前記シール部材は、フッ素樹脂、あるいは、ばね鋼材などのような高温高圧に耐えられる弾性を有する材料で均一厚さの環板状に形成され、前記弁軸と前記整流部とは別部材で構成され、前記フランジ部と前記弁軸とは単一の部材に設けられて前記フランジ部と前記弁軸とは一体形成され、前記整流部の中心に前記シール部材側に開口する弁軸圧入用孔が設けられ、前記シール部材に前記弁軸が挿通された状態で、前記シール部材から突出する前記弁軸の端部は、前記シール部材に挿通された前記弁軸の箇所の外径と同一寸法の均一の外径で形成され、または、前記シール部材に挿通された前記弁軸の箇所の外径よりも小さい均一の外径で形成され、前記シール部材に前記弁軸が挿通された状態で、前記弁軸圧入用孔に、前記シール部材から突出する前記弁軸の端部が圧入されることで前記整流部が前記弁軸の端部に取り付けられると共に、前記シール部材は前記フランジ部と前記整流部とで挟持された状態で前記弁軸に取り付けられており、前記シール部材が挟持された状態で、前記シール部材の外周部の全域は、前記フランジ部および前記整流部の半径方向外側に突出していることを特徴とする。

本発明によれば、フランジ部は弁軸と一体に形成されていることから、フランジ部が整流部から引き離す方向への力を受けても、シール部材が整流部から離れる方向へのずれを防止できる。
したがって、使用によってシール部材と弁座との間に隙間が生じることを防止し、流体の液漏れを防止する上で有利となる。

第１の実施の形態に係るポペットバルブを備える管継手の雌型カップリングと雄型カップリングが結合された状態を示す正面断面図である。第１の実施の形態に係るポペットバルブを備える管継手の雌型カップリングと雄型カップリングとの結合が解除された状態を示す正面断面図である。第１の実施の形態に係るポペットバルブの断面図である。第２の実施の形態に係るポペットバルブの断面図である。第３の実施の形態に係るポペットバルブの断面図である。

（第１の実施の形態）
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１、図２に示すように、管継手１０は、互いに係脱可能な雌型カップリング１２と雄型カップリング１４とを備え、雌型カップリング１２には、通路用結合部材１６がシール材１６０２を介してねじ結合されている。
雌型カップリング１２と雄型カップリング１４は、それぞれガイド体１８、弁座２０、ポペットバルブ２２、コイルスプリング２４が収容されたカップリングボディ２６Ａ、２６Ｂを備える。
雌型カップリング１２に収容されたガイド体１８、弁座２０、ポペットバルブ２２、コイルスプリング２４と、雄型カップリング１４に収容されたガイド体１８、弁座２０、ポペットバルブ２２、コイルスプリング２４とは同一形状である。
雌型カップリング１２と雄型カップリング１４のカップリングボディ２６Ａ、２６Ｂは、筒状を呈しその中心に軸心方向にそって貫通孔２８Ａ、２８Ｂが貫通形成されている。

雌型カップリング１２のカップリングボディ２６Ａの貫通孔２８Ａは、カップリング挿脱用孔３０、ポペットバルブ収容孔３２がそれらの順に並べられて構成されている。
カップリング挿脱用孔３０には溝を介してＯリング３４が装着されている。
カップリング挿脱用孔３０側のポペットバルブ収容孔３２の端部には、径方向内側に膨出し、ポペットバルブ２２のシール部材４６が当接することで貫通孔２８Ａを閉塞する弁座２０が形成されている。
ガイド体１８は、カップリング挿脱用孔３０と反対に位置するポペットバルブ収容孔３２の箇所に配置され、突起３６とストップリング３８を介してポペットバルブ収容孔３２の軸方向に移動不能に配置されている。
ガイド体１８は、中心軸部１８０２と、中心軸部１８０２の周方向に間隔をおいた箇所から半径方向外方に突出する複数の凸条１８０４とを有し、中心軸部１８０２にはポペットバルブ２２を軸方向に移動可能に支持する案内孔１８０６が貫通形成されている。
雌型カップリング１２と反対に位置する通路用結合部材１６の端部は、管体などの流体通路に結合される通路用結合部４０Ａとされている。

雄型カップリング１４のカップリングボディ２６Ｂの端部は、カップリング挿脱用孔３０に挿脱可能に挿入される外径の挿脱用軸部４２として形成されている。
雄型カップリング１４のカップリングボディ２６Ｂの貫通孔２８Ｂは、ポペットバルブ収容孔３２を構成している。
ポペットバルブ収容孔３２の端部には、径方向内側に膨出し、ポペットバルブ２２のシール部材４６が当接することで貫通孔２８Ｂを閉塞する弁座２０が形成されている。
ガイド体１８は、挿脱用軸部４２と反対に位置するポペットバルブ収容孔３２の箇所に配置され、突起３６とストップリング３８を介してポペットバルブ収容孔３２の軸方向に移動不能に配置されている。
ガイド体１８は、中心軸部１８０２、複数の凸条１８０４、案内孔１８０６を有している。
挿脱用軸部４２と反対に位置する雄型カップリング１４の端部は、管体などの流体通路に結合される通路用結合部４０Ｂとされている。

図３に示すように、ポペットバルブ２２は、弁軸４４と、弁軸４４に設けられたシール部材４６と、シール部材４６に隣接して弁軸４４に設けられた整流部４８と、弁軸４４と同軸上で整流部４８から突出する突出軸部５０と、弁軸４４に設けられ整流部４８と協働してシール部材４６を挟持するフランジ部５２とを有している。
図２に示すように、ポペットバルブ２２は、弁軸４４がガイド体１８の案内孔１８０６に挿入されてポペットバルブ収容孔３２に配置されている。
コイルスプリング２４は、ガイド体１８の複数の凸条１８０４とフランジ部５２との間でガイド体１８の中心軸部１８０２と弁軸４４に巻装して配置され、シール部材４６を弁座２０に当接する方向にポペットバルブ２２を付勢している。
シール部材４６が弁座２０に当接した状態でポペットバルブ収容孔３２は閉塞され、この状態で突出軸部５０が弁座２０から突出する。

図２に示すように、雌型と雄型のカップリングボディ２６Ａ、２６Ｂが離れた状態では、シール部材４６が弁座２０に係合し、ポペットバルブ収容孔３２を閉塞し、雌型カップリング１２、雄型カップリング１４からの流体漏れを阻止する。
図１に示すように、雌型と雄型のカップリングボディ２６Ａ、２６Ｂを結合する場合には、それらを同軸上に位置させ、カップリング挿脱用孔３０に挿脱用軸部４２が挿入され、Ｏリング３４が挿脱用軸部４２の外周面４２０２に弾接することで、カップリング挿脱用孔３０と挿脱用軸部４２とが液密に結合される。
この状態で、雌型と雄型のカップリングボディ２６Ａ、２６Ｂは、不図示の締結具により結合された状態が保持される。
また、ポペットバルブ２２はそれらの突出軸部５０が当接することでコイルスプリング２４の弾性力に抗して後退し、シール部材４６を後退させる。

これにより雌型カップリング１２では、整流部４８と弁座２０との間と、突出軸部５０と弁座２０との間に、ポペットバルブ収容孔３２とカップリング挿脱用孔３０とを連通する環状の空間が形成される。
また、雄型カップリング１４では、整流部４８と弁座２０との間と、突出軸部５０と弁座２０との間に、ポペットバルブ収容孔３２とカップリング挿脱用孔３０とを連通する環状の空間が形成される。
そして、ポペットバルブ収容孔３２、ガイド体１８の凸条１８０４の間の流路を介して雌型と雄型のカップリングボディ２６Ａ、２６Ｂの貫通孔２８Ａ、２８Ｂが連通し、言い換えると雌型と雄型のカップリングボディ２６Ａ、２６Ｂの内部流路が連通し、雌型カップリング１２と雄型カップリング１４との間での油の流通が許容される。

ここで第１の実施の形態のポペットバルブ２２について説明すると、図３に示すように、弁軸４４と整流部４８とは別部材で構成され、フランジ部５２は弁軸４４に一体形成されている。
詳細に説明すると、整流部４８はその外周部が円錐面４８０２で形成され、その中心にシール部材４６側に開口する弁軸圧入用孔４８０４が設けられ、本実施の形態では、弁軸圧入用孔４８０４は整流部４８を貫通して設けられている。
弁軸４４は、コイルスプリング巻装用軸部４４０２と、フランジ部５２と、シール部材装着用軸部４４０４と、圧入用軸部４４０６と、突出軸部用軸部４４０８とがそれらの順に並べられて構成されている。
コイルスプリング巻装用軸部４４０２は、ガイド体１８の案内孔１８０６に軸方向に移動可能に挿入される寸法で形成されている。
フランジ部５２は、コイルスプリング巻装用軸部４４０２の端部に設けられ、コイルスプリング巻装用軸部４４０２の半径方向外側に環状に突出している。
シール部材装着用軸部４４０４は、フランジ部５２の内周部から突出しており、シール部材装着用軸部４４０４は、シール部材４６の内周部に挿入される箇所である。
シール部材４６は、均一の厚さの環板状を呈し、フッ素樹脂、あるいは、ばね鋼材などのような高温高圧に耐えられる弾性を有する材料で形成されている。

圧入用軸部４４０６は、シール部材装着用軸部４４０４から突出し、整流部４８の弁軸圧入用孔４８０４に圧入される箇所である。
突出軸部用軸部４４０８は、圧入用軸部４４０６から突出し、すなわち、整流部４８から突出し突出軸部５０を構成する箇所である。
シール部材装着用軸部４４０４にシール部材４６が挿入された状態で、圧入用軸部４４０６が整流部４８の弁軸圧入用孔４８０４に圧入され、フランジ部５２と整流部４８とでシール部材４６が挟持され、ポペットバルブ２２が構成されている。
詳細にはフランジ部５２の厚さ方向の一方の端面５２０２と整流部４８の基端の端面４８１０とでシール部材４６が挟持される。
本実施の形態では、フランジ部５２に隣接するコイルスプリング巻装用軸部４４０２の箇所に、ガイド体１８の中心軸部１８０２と同一外径の小径部４４１０が形成されている。したがって、図１、図２に示すように、コイルスプリング２４の一方の端部の内側にガイド体１８の中心軸部１８０２が挿入され、コイルスプリング２４の他方の端部の内側に小径部４４１０が挿入され、コイルスプリング２４が安定した状態で弁軸４４に巻装されている。
また、この小径部４４１０は、フランジ部５２よりも外径が小さいもののコイルスプリング巻装用軸部４４０２よりも外径が大きいため、フランジ部５２を補強する補強部材としても機能する。

第１の実施の形態によれば、雌型カップリング１２と雄型カップリング１４とが離れ、ポペットバルブ２２のシール部材４６が弁座２０に当接してポペットバルブ収容孔３２を閉塞した状態において、高圧の流体からの圧力がポペットバルブ収容孔３２内に作用し、フランジ部５２を介してシール部材４６の外周部を弁座２０に当接する方向に作用する。
そしてシール部材４６の外周部が弁座２０に当接することから、シール部材４６の外周部は整流部４８から離れる方向に撓み、このシール部材４６の外周部の撓みによりフランジ部５２は整流部４８から引き離す方向への力を受ける。
このようにフランジ部５２が受ける整流部４８から引き離す方向への力は、雌型カップリング１２と雄型カップリング１４とを係脱する毎に作用する。
第１の実施の形態では、フランジ部５２は弁軸４４と一体に形成されていることから、雌型カップリング１２と雄型カップリング１４とを係脱する毎にフランジ部５２が整流部４８から引き離す方向への力を受けても、シール部材４６が整流部４８から離れる方向へのずれを防止できる。
したがって、使用によってシール部材４６と弁座２０との間に隙間が生じることを防止し、流体の液漏れを防止する上で有利となる。

（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態のポペットバルブ２２について図４を参照して説明する。
なお、以下の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の部分、部材については第１の実施の形態と同一の符号を付してその説明を省略し、異なった箇所について重点的に説明する。
第２の実施の形態は、突出軸部用軸部４４０８が弁軸４４と別部材である点が第１の実施の形態と異なっている。
詳細に説明すると、弁軸４４は、コイルスプリング巻装用軸部４４０２と、コイルスプリング巻装用軸部４４０２の半径方向外側に環状に突出するフランジ部５２と、フランジ部５２の内周部から突出しシール部材４６の内周部に挿入されるシール部材装着用軸部４４０４と、シール部材装着用軸部４４０４から突出し弁軸圧入用孔４８０４に圧入される圧入用軸部４４０６とがそれらの順に並べられて構成され、突出軸部用軸部４４０８を備えていない。
シール部材装着用軸部４４０４と反対に位置する圧入用軸部４４０６の端部に突出軸部圧入用孔４４１２が形成されている。
突出軸部５０は、突出軸部本体５００２と、突出軸部本体５００２から突設され突出軸部本体５００２よりも外形が小さい小径軸部５００４とを備えている。
突出軸部５０は、小径軸部５００４が突出軸部圧入用孔４４１２に圧入されて配置されている。
このような第２の実施の形態によっても第１の実施の形態と同様の効果が奏される。

（第３の実施の形態）
次に第３の実施の形態のポペットバルブ２２について説明する。
第３の実施の形態では、整流部４８と突出軸部５０とが一体に形成されている点が第１、第２の実施の形態と異なっている。
詳細に説明すると、整流部４８に設けられた弁軸圧入用孔４８０４は整流部４８を貫通しておらず、シール部材４６側のみに開口している。
弁軸４４は、コイルスプリング巻装用軸部４４０２と、コイルスプリング巻装用軸部４４０２の半径方向外側に環状に突出するフランジ部５２と、フランジ部５２の内周部から突出しシール部材４６の内周部に挿入されるシール部材装着用軸部４４０４と、シール部材装着用軸部４４０４から突出し弁軸圧入用孔４８０４に圧入される圧入用軸部４４０６とがそれらの順に並べられて構成されている。
シール部材装着用軸部４４０４にシール部材４６が装着され、圧入用軸部４４０６が弁軸圧入用孔４８０４に圧入されることでポペットバルブ２２が構成されている。
このような第３の実施の形態によっても第１、第２の実施の形態と同様の効果が奏される。

なお、本実施の形態では、ポペットバルブ２２が、締結具を介して係脱される雌型カップリング１２と雄型カップリング１４に適用された場合について説明したが、雌型カップリング１２と雄型カップリング１４はカップリングナットで係脱されるものであってもよく、本発明のポペットバルブは、従来公知の様々の係脱方式のカップリングに採用可能である。

２２ポペットバルブ
４４弁軸
４４０２コイルスプリング巻装用軸部
４４０４シール部材装着用軸部
４４０６圧入用軸部
４４０８突出軸部用軸部
４４１２突出軸部圧入用孔
４６シール部材
４８整流部
４８０４弁軸圧入用孔
５０突出軸部
５２フランジ部

Claims

弁軸と、前記弁軸に設けられたシール部材と、前記シール部材に隣接して前記弁軸に設けられた整流部と、前記弁軸と同軸上で前記整流部から突出する突出軸部と、前記弁軸に設けられ前記整流部と協働して前記シール部材を挟持するフランジ部とを有するポペットバルブであって、
前記シール部材は、フッ素樹脂、あるいは、ばね鋼材などのような高温高圧に耐えられる弾性を有する材料で均一厚さの環板状に形成され、
前記弁軸と前記整流部とは別部材で構成され、
前記フランジ部と前記弁軸とは単一の部材に設けられて前記フランジ部と前記弁軸とは一体形成され、
前記整流部の中心に前記シール部材側に開口する弁軸圧入用孔が設けられ、
前記シール部材に前記弁軸が挿通された状態で、前記シール部材から突出する前記弁軸の端部は、前記シール部材に挿通された前記弁軸の箇所の外径と同一寸法の均一の外径で形成され、または、前記シール部材に挿通された前記弁軸の箇所の外径よりも小さい均一の外径で形成され、
前記シール部材に前記弁軸が挿通された状態で、前記弁軸圧入用孔に、前記シール部材から突出する前記弁軸の端部が圧入されることで前記整流部が前記弁軸の端部に取り付けられると共に、前記シール部材は前記フランジ部と前記整流部とで挟持された状態で前記弁軸に取り付けられており、
前記シール部材が挟持された状態で、前記シール部材の外周部の全域は、前記フランジ部および前記整流部の半径方向外側に突出している、
ことを特徴とするポペットバルブ。
前記弁軸圧入用孔は、前記整流部の中心に貫通して設けられ、
前記弁軸は、コイルスプリング巻装用軸部と、前記コイルスプリング巻装用軸部の半径方向外側に環状に突出する前記フランジ部と、前記フランジ部の内周部から突出し前記シール部材の内周部に挿入されるシール部材装着用軸部と、前記シール部材装着用軸部から突出し前記弁軸圧入用孔に圧入される圧入用軸部と、前記圧入用軸部から突出し前記突出軸部を構成する突出軸部用軸部とがそれらの順に並べられて構成されている、
ことを特徴とする請求項１記載のポペットバルブ。
前記弁軸圧入用孔は、前記整流部の中心に貫通して設けられ、
前記弁軸は、コイルスプリング巻装用軸部と、前記コイルスプリング巻装用軸部の半径方向外側に環状に突出する前記フランジ部と、前記フランジ部の内周部から突出し前記シール部材の内周部に挿入されるシール部材装着用軸部と、前記シール部材装着用軸部から突出し前記弁軸圧入用孔に圧入される圧入用軸部とがそれらの順に並べられて構成され、
前記圧入用軸部に対して前記シール部材装着用軸部側と反対に位置する前記圧入用軸部の端部に突出軸部圧入用孔が形成され、
前記突出軸部は、前記突出軸部圧入用孔に圧入されて配置されている、
ことを特徴とする請求項１記載のポペットバルブ。
前記弁軸は、コイルスプリング巻装用軸部と、前記コイルスプリング巻装用軸部の半径方向外側に環状に突出する前記フランジ部と、前記フランジ部の内周部から突出し前記シール部材の内周部に挿入されるシール部材装着用軸部と、前記シール部材装着用軸部から突出し前記弁軸圧入用孔に圧入される圧入用軸部とがそれらの順に並べられて構成され、
前記整流部と前記突出軸部とは一体に形成されている、
ことを特徴とする請求項１記載のポペットバルブ。