| 【発明の名称】 |
配管モジュ―ル |
| 【発明者】 |
【氏名】松岡 利昌
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| 【要約】 |
【課題】汎用性の高い配管を提供すること。
【解決手段】立方体若しくは断面形状が正方形の直方体で成形された本体２の内部に、一側面の中心に開口（開口４）し本体内部に形成された第一通路１０の端部から少なくとも２つ以上の分岐している通路１１〜１３が、一側面以外の側面の中心に開口（開口４〜６）するように形成され、かつ第一通路の端部を開口可能な弁部材７、８で閉口している。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 立方体若しくは断面形状が正方形の直方体で成形された本体内部に、一側面の中心に開口し本体内部に形成された第一通路の端部から少なくとも２つ以上の分岐している通路が、前記一側面以外の側面の中心に開口するように形成され、かつ前記第一通路の端部を開口可能な弁部材で閉口していることを特徴とする配管モジュール。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一方向弁を備えた配管に関し、特に汎用性の高い配管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の配管としては、一方向弁が備えられた配管としては図５のようなものがある。これは、直方体形状の本体７０に開口７１と弁部材７２と開口７３とを備えたものである。このものは、開口７１から吸入した流体が弁部材７２を通って、開口７３に吐出するもので、逆に開口７３から流体が流入すると弁部材７２によりその流入が阻止されるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した配管であると、開口７１、７３は、本体７０の一定位置に設定されてしまうため、この配管を使用する場合、開口７１、７３に接続する配管を接続できるように設定しなければならず、汎用性に欠けたものとなってしまう。
【０００４】故に、本発明は、汎用性の高い配管を提供することを、その技術的課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決するために本発明においては、立方体若しくは断面形状が正方形の直方体で成形された本体内部に、一側面の中心に開口し本体内部に形成された第一通路の端部から少なくとも２つ以上の分岐している通路が、一側面以外の側面の中心に開口するように形成され、かつ第一通路の端部を開口可能な弁部材で閉口しているので、第一通路の開口や他の開口を適宜選定し最適な接続ができるため、汎用性の高い配管を得られる。
【０００６】
【発明の実施の形態】この出願の発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る配管モジュールの断面図、図２は本発明に係る配管モジュールの第一実施例の断面図、図３本発明に係る配管モジュールの第二実施例の断面図、図４は本発明に係る配管モジュールの接続部分の種々の形態の断面図である。
【０００７】先ず本発明に係る配管モジュールの構成について説明する。図１に示されるように、配管モジュール１は、立方体若しくは断面形状が正方形の直方体で成形された本体２内部に、一側面の中心に形成された開口３から本体２内部に形成された通路１０と、通路１０の端部から他の側面の中心に開口４、５、６へ通じるようにそれぞれ形成された通路１１、１２、１３と、通路１０の内方の端部付近に形成された受座９にバネ８で付勢されていることで通路１０を閉口するように接している球状の弁体７とが配置されている。
【０００８】また、図１は断面図であるため、図示できないが図面の鉛直方向の本体２の側面にも通路１０の端部からその側面の中心に形成された開口へ通じるように通路が形成されているが、この開口及び通路についての説明は以下省略する。ここでは通路が合計六つの側面全ての中心の開口に通じるように形成されているが、側面の中心に形成された開口とその開口に通じた通路１０の端部から形成された通路は、少なくとも本体２内に二つ以上設けられていれば良く、汎用性を高めるためにその数を適宜設定すればよい。汎用性を高めるために通路を多く形成した場合は、図４のような蓋体１４などで不要な通路を塞げばよい。
【０００９】開口３は、外周部にネジ部を備えた凸形状で、開口４〜６は、内周部にネジ部を備えた凹形状でそれぞれ形成される。これらは、この配管モジュール１を組み合わせて使用するときや、他の配管との接続の際に使用するためのものであり、この他にも開口３も開口４〜６と同様に凹形状のものにして、例えば図４のような外周部両端にネジ部が形成された接続体１５などを使用して接続したりしても良い。また、図４に示されるように、開口３に突条若しくは断続的に形成された突部１６１が外周部に形成された接続凸部１６と、開口４〜６に凹条若しくは断続的に形成された突部１６１に対応した位置に形成された凹部１７１が内周部に形成された接続凹部１７とを形成して接続したりしても良い。
【００１０】バネ８は、通路１１に形成された収容部１１１に配置され、弁体７を受座９に常時接するように通路１０方向に付勢している。バネ８のばね係数は、通路１０から流入する流体から弁体７が受ける押圧力、若しくは通路１１〜１３に接続されたポンプなどの吸引による弁体７が受ける吸引力により、所望の設定値で受座９と弁体７とが離れるように適宜設定されればよい。
【００１１】弁体７は、外径が通路１０の小径部１０１より大きく、大径部１０２より小さく形成され、受座９と離間することで流体を通路１１〜１３へ流すことが可能となっている。なお、ここでは、受座９が通路１０の小径部１０１と大径部１０２との間に形成されているが、受座９が通路１０の端部に形成されても良く、この場合、弁体７の外側に流体が通路１１〜１３へ流れる空間を確保すればよい。また、弁体７は、環状傾斜面の受座９との接地性を良くするために球状で形成されているが、例えば受座が平面状のものである場合は、弁体を円柱状若しくは円板状のものなどにしてもよい。更に、弁体７の通路１０方向への直進性を良くするために、弁体７の外周部若しくは通路１０、１１内壁の少なくとも一方にガイドを設けてもよい。
【００１２】また、弁体７を感知する位置センサを本体２内に配置したり、開口４〜６の少なくとも一つに流体を感知するセンサを配置することで、配管内の途中に配管モジュール１を配置し、流体圧力を感知して余剰な圧力を配管内から外部へ開放することもできる。
【００１３】（第一実施例）次に第一実施例として、本発明に係る配管モジュールをポンプの逆止弁として使用した場合の構成について説明する。
【００１４】図２に示されるように、ポンプ２０は、空気が図示しないエアポンプから供給されて作動するアクチュエータ部２９と、アクチュエータ部２９の動作に伴い作動するポンプ部３８と、アクチュエータ部２９とポンプ部３８との間に配置される連結部４３とから構成される。
【００１５】アクチュエータ部２９は、円筒状の第一シリンダ２１と、第一シリンダ２１の内壁に摺動して上下に第一エア室２２と第二エア室２３とに分割する第一ピストン２４と、第一シリンダ２１上部に配置される第一ヘッド２６と、第一ヘッド２６の上部に配置されエアポンプから空気が常時供給される空気通路４８が接続されたバルブ２５とからなる。第一エア室２２は、第一シリンダ２１の内壁、第一ピストン２４の上面及び第一ヘッド２６の下面で、第二エア室２３は、第一シリンダ２１の内壁、第一ピストン２４の下面及び連結部４３の上面でそれぞれ形成される。バルブ２５には、エアポンプからの空気が常時供給され、内蔵している電磁弁などの切り換え手段により、連通路２７、２８へ交互に空気を吐出している。連通路２８は、第一ヘッド２６の下面に開口し、連通路２７は、第一ヘッド２６及び第一シリンダ２１の内部を通って第一シリンダ２１の下方に開口する。空気は、連通路２８又は連通路２７を通って第一エア室２２又は第二エア室２３に供給され、どちらか一方のエア室の容積を増やす方向に働いて、第一ピストン２４を下方又は上方へ移動させる。
【００１６】連結部４３は、シャフト４１が挿通する孔４２と、後述するポンプ部３８の第一作動室３１と外部とをつなぐ連通路３９と、孔４２と外部とをつなぐ連通路４０とが形成される。連通路３９は、後述する第二ピストン３３の移動による第一作動室３１の容積の増減に伴って、後述する第二逆止弁３５と流体の吐出、吸入を行っている。
【００１７】ポンプ部３８は、円筒状の第二シリンダ３０と、第二シリンダ３０の内壁に摺動して上下に第一作動室３１と第二作動室３２とに分割する第二ピストン３３と、第二シリンダ３０下部に配置される第二ヘッド３６と、第二ヘッド３６の下部に配置される配管モジュール１を二つ組み合わせた第一逆止弁３４と、連結部４３の連通路３９の開口に配置される配管モジュール１を二つ組み合わせた第二逆止弁３５とからなる。第一作動室３１は、第二シリンダ３０の内壁、第二ピストン３３の上面及び連結部４３の下面で、第二作動室３２は、第二シリンダ３０の内壁、第二ピストン３３の下面及び第二ヘッド３６の上面でそれぞれ形成される。また、第一ピストン２４と第二ピストン３３とは、シャフト４１により連結されて共動するようになっている。
【００１８】第一逆止弁３４は、配管モジュール１ａ、１ｂ、第二逆止弁３５は、配管モジュール１ｃ、１ｄから構成される。配管モジュール１ａ、１ｃは、開口３ａ、３ｃが吸入路４４、４５に、開口５ａ、５ｃが第二作動室３２に通じた連通路３７、第一作動室３１に通じた連通路３９に、開口４ａ、４ｃが配管モジュール１ｂ、１ｄの開口３ｃ、３ｄにそれぞれ接続される。配管モジュール１ｂ、１ｄは、開口４ｂ、４ｄが吐出路４６、４７にそれぞれ接続される。なお、配管モジュール１ａ、１ｃの開口６ａ、６ｃと、配管モジュール１ｂ、１ｄの開口５ｂ、５ｄと開口６ｂ、６ｄとは、蓋体１４で閉口されている。
【００１９】第一実施例の作動について説明する。エアポンプから空気が空気通路４８を通って供給され、バルブ２５が連通路２７に空気を吐出するように切換えられ、第二エア室２３の容積が空気により増加させられる。第二エア室２３の容積増大により第一シリンダ２１内で第一ピストン２４が上方へ押し上げられる。なお、第一エア室２２の容積は減少し、第一エア室２２に存在した空気は連通路２８、バルブ２５を通って外部へ放出される。
【００２０】第一ピストン２４の上昇に伴って、シャフト４１で連結された第二ピストン３３も第二シリンダ３０内で上昇させられ、第一作動室３１は容積減少、第二作動室３２は容積増大となっていく。第一作動室３１の容積減少により、第一作動室３１内に存在した流体は、連通路３９を通って開口５ｃより配管モジュール１ｃ内に入る。配管モジュール１ｃ内に入った流体は、徐々に圧力が高められ開口３ｄを通って、バネ８ｄにより付勢された弁体７ｄを押しのけて配管モジュール１ｄ内に流入して吐出路４７に吐出される。
【００２１】一方、第二作動室３２の容積増大により、第二作動室３２内の負圧が徐々に高められて、連通路３７を通して配管モジュール１ａ内の流体が、第二作動室３２内に吸引される。流体の吸引により、バネ８ａで付勢され通路１０ａを閉口していた弁体７ａも、通路１０ａを開口するように吸引されて、吸入路４４から流体が配管モジュール１ａ内に吸入される。
【００２２】なお、配管モジュール１ｂ、１ｃの通路１０ｂ、１０ｃをバネ８ｂ、８ｃにより閉口している弁体７ｂ、７ｃは、接続された他方の配管モジュール内に発生した流体の圧力により、開口されないようになっている。
【００２３】次に、第二エア室２３の容積又は第二作動室３２が略最大若しくは所望の容積になると、バルブ２５が連通路２７から連通路２８へ空気を吐出するように切換えられ、第一エア室２２の容積が空気により増加させられる。第一エア室２２の容積増大により第一シリンダ２１内で第一ピストン２４が下方へ押し下げられる。なお、第二エア室２３の容積は減少し、第二エア室２３に存在した空気は連通路２７、バルブ２５を通って外部へ放出される。
【００２４】第一ピストン２４の下降に伴って、シャフト４１で連結された第二ピストン３３も第二シリンダ３０内で下降させられ、第一作動室３１は容積増大、第二作動室３２は容積減少となっていく。第二作動室３２の容積減少により、第二作動室３２内に存在した流体は、連通路３７を通って開口５ａより配管モジュール１ａ内に入る。配管モジュール１ａ内に入った流体は、徐々に圧力が高められ開口３ａを通って、バネ８ｂにより付勢された弁体７ｂを押しのけて配管モジュール１ｂ内に流入して吐出路４６に吐出される。
【００２５】一方、第一作動室３１の容積増大により、第一作動室３１内の負圧が徐々に高められて、連通路３９を通して配管モジュール１ｃ内の流体が、第一作動室３１内に吸引される。流体の吸引により、バネ８ｃにより付勢され通路１０ｃを閉口していた弁体７ｃも、通路１０ｃを開口するように吸引されて、吸入路４６から流体が配管モジュール１ｃ内に吸入される。
【００２６】なお、配管モジュール１ａ、１ｄの通路１０ａ、１０ｄをバネ８ａ、８ｄにより閉口している弁体７ａ、７ｄは、接続された他方の配管モジュール内に発生した流体の圧力により、開口されないようになっている。
【００２７】以上説明したように、本発明に係る配管モジュールは、通路１０方向に直列に組み合わせることにより、逆止弁としての機能をもつことができる。なお、ポンプとしては、ピストンの一往復運動で吸入と吐出を行うようなピストンポンプ型でもこの逆止弁は同様に使用可能である。
【００２８】（第二実施例）最後に第二実施例として、本発明に係る配管モジュールを流体圧力に対応した配管として使用した場合の構成及び作動について説明する。
【００２９】図３に示されるように、流体圧力緩和装置５０は、流体の貯蔵室５２より配管５３へ流体を吐出するポンプ５１と、配管５３と配管５４とを連結する配管モジュール１ｅと、配管５５を介して貯蔵室５２と及び配管モジュール１ｅと接続される配管モジュール１ｆとからなる。
【００３０】配管モジュール１ｅは、配管５３と開口３ｅで、配管５４と開口５ｅでそれぞれ接続され、更に開口６ｅに配管モジュール１ｆの開口３ｆが接続されている。配管モジュール１ｆは、配管５５と開口４ｆで接続されている。なお、開口４ｅ、５ｆ、６ｆは、蓋体１４で塞がれている。
【００３１】配管モジュール１ｅ、１ｆ内に配置されているバネ８ｅ、８ｆは、任意に設定されたばね係数をもつ。バネ８ｅは、配管５３から流体圧力がある一定以上になったときに通路１０ｅを開口し、逆方向への流体の流出を阻止する一方向弁の機能を持ち、更にバネ８ｆは、配管モジュール１ｅ内の流体圧力がある一定以上になったときに通路１０ｆを開口して配管モジュール１ｅ内の余剰な圧力を開放する機能を持つ。すなわち、ポンプ５１から流体が配管５３に吐出され、ある一定以上の流体圧力が配管５３内に発生すると、バネ８ｅにより付勢された弁体７ｅを押しのけて流体は、配管モジュール１ｅ内に流入する。配管モジュール１ｅ内の流体は、更に配管モジュール１ｅの開口５ｅから配管５４へ流出し、配管５４に接続された図示しない機械装置などに流体が供給される。配管モジュール１ｆは、配管５３内の圧力より配管５４内の圧力が大きくなってしまったときや、ポンプ５１から吐出される流体の圧力が大きくなり、配管５３へ吐出される流体流量が大きくなってしまったときなどに、配管モジュール１ｅ内の圧力を感知してある一定以上の設定値になったときに通路１０ｆを開放して流体を配管５５を介して貯蔵室５２に戻す。通路１０ｆを開放する設定値は、弁体７ｆを付勢しているバネ８ｆのばね係数を決定することによって設定される。
【００３２】以上説明したように、本発明に係る配管モジュールは、図３のように組み合わせることにより、配管内の流体圧力を緩和する機能を持つことができ、配管５４内及び配管モジュール１ｅ内の異常な圧力の上昇による破損を防止する。なお、配管モジュール１ｆに弁体７ｆの位置を感知するセンサや開口４ｆより吐出される流体量を感知するセンサなどを配置して、その情報により流体を吐出しているポンプを制御して配管内の流体圧力を適切なものに設定するようにすることもできる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る配管モジュールは、立方体若しくは断面形状が正方形の直方体で成形された本体内部に、一側面の中心に開口し本体内部に形成された第一通路の端部から少なくとも２つ以上の分岐している通路が、一側面以外の側面の中心に開口するように形成され、かつ第一通路の端部を開口可能な弁部材で閉口しているので、第一通路の開口や他の開口を適宜選定し最適な接続ができるため、汎用性の高い配管を得られる。
【００３４】また、配管モジュールの本体は、立方体若しくは断面形状が正方形の直方体で成形され、側面に形成された開口が側面の中心に位置しているため、配管モジュールの同一側面同士を複数個組み合わせることにより複数の機能を持った配管が形成できるとともに、外観上も良いものが得られる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１００８２７
【氏名又は名称】アイシン機工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年１２月２５日（１９９８．１２．２５） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１９３１７８（Ｐ２０００−１９３１７８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年７月１４日（２０００．７．１４） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３７８３８２ |
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