| 【発明の名称】 |
急閉逆止弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】金山 和男
【氏名】山崎 春美
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| 【要約】 |
【課題】スプリング押さえ部材の組付けや取り外しを容易に行うことができ、簡単な構造で量産性に優れた急閉逆止弁を提供する。
【解決手段】流入口１４と、流出口１８と、流入口１４の内側に設けられた弁座１６とを備えた弁箱１２と、弁座１６に着座させられる弁体２０と、弁体２０を弁座１６に付勢するコイルスプリング２６と、コイルスプリング２６の他端に当接して圧縮するとともに弁箱１２の流出口１８側に配設されるスプリング押さえ部材２４とを備え、スプリング押さえ部材２４の側壁に少なくとも２個の凸状嵌合部が設けられるとともに、弁箱１２の流出口１８を形成する内壁に、少なくとも２個の凸状嵌合部が弁箱１２の外部から内部に通過する溝状窪みと、少なくとも２個の凸状嵌合部が弁箱１２の内部から外部へ向かう途中まで嵌合させられる溝を備えた急閉逆止弁１０とされる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 流入口と、流出口と、該流入口の内側に設けられた弁座とを備えた弁箱と、前記弁座に着座させられる弁体と、該弁体を弁座に付勢するコイルスプリングと、該コイルスプリングの他端に当接して圧縮するとともに弁箱の流出口側に配設されるコイルスプリング押さえ部材と、を備え、前記スプリング押さえ部材の側壁に少なくとも２個の凸状嵌合部が設けられるとともに、前記弁箱の流出口を形成する内壁に、前記少なくとも２個の凸状嵌合部が弁箱の外部から内部に通過する溝状窪みと、前記少なくとも２個の凸状嵌合部が該弁箱の内部から外部へ向かう途中まで嵌合させられる溝とを備えることを特徴とする急閉逆止弁。
【請求項２】 前記凸状嵌合部が、前記スプリング押さえ部材の中心軸回りに互いに略対称な位置に設けられたことを特徴とする請求項１に記載する急閉逆止弁。
【請求項３】 前記スプリング押さえ部材の側壁に、３個又は４個の前記凸状嵌合部が設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載する急閉逆止弁。
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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、スプリング押さえ部材の組付けや取り外しを容易に行うことのできる、簡単な構造で量産性に優れたコイルスプリングリフト式急閉逆止弁に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】逆止弁は、逆流を自動的に防止するために使用されるバルブであって、流す方向には弁体が流れの力によって自然に押し開かれるが、逆方向に流れようとすると弁体が弁座に密着して流れを遮断する仕組みとされている。中でも、コイルスプリングによって弁体を後ろ押ししておき、流れが弱まった時に確実に弁体が弁座に密着するように工夫されたコイルスプリングリフト式急閉逆止弁は、従来から広く用いられてきて有用な逆止弁である。
【０００３】従来のコイルスプリングリフト式急閉逆止弁は、例えば、図１２、図１３、図１４に示されるような構造とされている。すなわち、逆止弁６０は、弁箱６２、弁箱６２の流入口６４側の内縁に設けられた弁座７４、弁座７４に対向して流出口６６側に配設された弁体７０、弁箱６２の中心軸近辺に位置して弁体７０に連結された弁棒８４、弁棒８４の一端をスライド自在に収めて、弁箱６２の流出口６６近くに固定されたスプリング押さえ部材８０、弁棒８４を中に通して弁体７０とスプリング押さえ部材８０によって両端を挟まれたコイルスプリング７６、バイパス弁６８などによって主に構成されている。なお図１５は、矢印で示される流れの力がコイルスプリング７６の押さえ力に打ち勝って弁体７０が押し戻され、逆止弁６０が開かれた状態を示している。
【０００４】スプリング押さえ部材８０は、その周囲を流出口６６と螺合することによって弁体６２に固定されてるが、緩んだり外れたりすることを防ぐため、さらに、この螺合部に止めねじ８２がねじ込まれている。一般に、弁箱６２やスプリング押さえ部材８０は、コスト的に有利な鋳造法で製作されるが、上述した固定方法によれば、螺合部分の精密な加工が必要とされる。また、止めねじ８２を使用するため、組付け時やメンテナンス分解時には、工具や治具を用意しての面倒な作業が必要とされていた。
【０００５】これに対し、螺合を避けてより簡単に固定する方法についての幾つかの提案がある。例えば、実公平６−１５１９２では内ばね式の固定方法が提案されている。すなわち、図１６に示されるような、板ばね材からなる四つ割りカップ状のスカート状部９２を備えたスプリング押さえ部材８０を、図１７に示されるような、環状溝９４を備えた弁箱６２にその流出口６６側から挿入する。その結果、図１８に示されるように、スプリング押さえ部材８０の側部に設けたリング状突起９０が、弁箱６２の流出口６６近くに設けられた環状溝９４に嵌合し、板ばね材の弾性反発力によって抜けて外れることなく安定に固定された逆止弁６０が得られる。本固定方法によれば、螺合に必要なねじ加工等を必要とせず、緩み止めの止めねじなどを用いなくてもよいので、加工コストの低減や組付け作業性の改善が期待される。しかしながら、板ばね材からなるスプリング押さえ部材８０の製作コストはかなり割高であるし、メンテナンスなどでの分解作業には、リング状突起９０を環状溝９４から外してスカート状部９２を取り出すための特殊な治具を必要とする等々の問題が残されている。
【０００６】そこで本発明者は、スプリング押さえ部材の組付けや取り外しを容易に行うことのでき、簡単な構造で量産性に優れた急閉逆止弁について鋭意検討を重ねた結果本発明に至ったのである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る急閉逆止弁の要旨とするところは、流入口と、流出口と、流入口の内側に設けられた弁座とを備えた弁箱と、弁座に着座させられる弁体と、弁体を弁座に付勢するコイルスプリングと、コイルスプリングの他端に当接して圧縮するとともに弁箱の流出口側に配設されるコイルスプリング押さえ部材とを備え、スプリング押さえ部材の側壁には少なくとも２個の凸状嵌合部が設けられるとともに、弁箱の流出口を形成する内壁に、少なくとも２個の凸状嵌合部が弁箱の外部から内部に通過する溝状窪みと、少なくとも２個の凸状嵌合部が該弁箱の内部から外部へ向かう途中まで嵌合させられる溝とを備えることにある。
【０００８】さらに、かかる急閉逆止弁において、凸状嵌合部が、スプリング押さえ部材の中心軸回りに互いに略対称な位置に設けられたことにある。
【０００９】さらに、かかる急閉逆止弁において、スプリング押さえ部材の側部に３個又は４個の凸状嵌合部が設けられたことにある。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る急閉逆止弁実施態様について、図面に基づいて詳しく説明する。
【００１１】図１は本発明の特に有用な実施態様の一例を示している。すなわち、逆止弁１０は、弁箱１２、弁箱１２の流入口１４側の内縁に設けられた弁座１６、弁座１６に対向して流出口１８側に配設された弁体２０、弁箱１２の中心軸近辺に位置して弁体２０に連結された弁棒２２、弁棒２２の一端をスライド自在に収めて、弁箱１２の流出口１８近くに固定されたスプリング押さえ部材２４、弁棒２２を中に通して弁体２０とスプリング押さえ部材２４によって両端を挟まれたコイルスプリング２６、バイパス弁２８などによって主に構成されている。また、弁体２０の弁座１６との当たり面には水密性を高めるためのゴムシート３０が貼られており、弁体２０の移動を滑らかにするためのスライドガイド３４が、戻り止めナット３２を介して弁体２０の流入口１４側に取り付けられている。
【００１２】図２（ａ）は、図１に示される逆止弁１０の全体上面図であり、流出口１８が、角を丸めた略四角形形状であることが示されている。この略四角形の直線部４２の裏側には溝３８が設けられていて、同図（ｂ）に示されるように、スプリング押さえ部材２４の外周部に設けられた凸状嵌合部３６が弁箱１２の内側から挿入されて嵌合している。またこの略四角形の流出口１８の丸められた角部は溝状窪み４０となっている。溝状窪み４０の幅は凸状嵌合部３６の幅より広く、スプリング押さえ部材２４の中心軸４８から測られるその深さは溝３８の深さと大体同じとされ、凸状嵌合部３６が通過できる形状とされている。
【００１３】図３は逆止弁１０が開かれた状態を示し、流入口１４から矢印の向きに流れ入る流体の圧力がコイルスプリング２６の反発力に打ち勝ち、弁体２０が流出口１８側に押し戻されている。その結果、流体の圧力とコイルスプリング２６の反発力とがバランスする位置まで弁体２０が後退するので、弁体２０と弁座１６との間が開き、その間を流体は流入口１４から流出口１８に向けて連続的に流れるようになる。そして、流体の圧力が弱まり、コイルスプリング２６の反発力の方が勝るようになれば、再び弁体２０は弁座側に移動し、弁体２０と弁座１６とが密着して流れを止めることになる。弁体２０が流出口１８側からの背圧を受ければ、弁座１６とますます密着することになるので逆流が防止される。
【００１４】図４は弁箱１２の側方断面を示している。図２（ａ）と併せて考察すれば、弁箱１２の流出口１８近辺は、角を丸めた略四角形の柱状に空けられていることが明らかである。そして、その角を丸めた部分のそれぞれは溝状窪み４０を形成しており、溝状窪み４０の両端は、流出口１８と、弁箱１２の中央部に設けられた空洞部４４とに開放されている。また、直線部４２のそれぞれに刻まれた直方体状の溝３８は、流出口１８側が行き止まりで閉じられており、流出口１８側は空洞部４４へ開放されている。したがって、溝３８へスプリング押さえ部材２４の凸状嵌合部３６を挿入するには、空洞部４４から行わなければならない。溝状窪み４０と溝３８とはそれぞれ４箇所に設けられている。そして、４個の溝状窪み４０どうし、または、４個の溝３８どうしは、互いに４回回転対称の位置関係にある。
【００１５】図５は、スプリング押さえ部材２４を示している。スプリング押さえ部材２４は、四方に羽根状のアーム部４６を伸ばした形状の４回回転対称形であり、アーム部４６の各先端部には凸状嵌合部３６が設けられている。各凸状嵌合部３６は直方体状であり、その外面はスプリング押さえ部材２４の中心軸４８に平行であるから、直方体状に形成された溝３８に挿入されれば、中心軸４８に沿って滑らかにスライドして移動できる。また、スプリング押さえ部材２４と中心軸を同じにして弁棒２２をスライド自在に収める弁棒スライド孔５２が設けられ、弁棒スライド孔５２を流入口１４側に延長するように円筒状凸部５０が設けられている。円筒状凸部５０は、コイルスプリング２６の一端に嵌まり込むので、スプリング押さえ部材２４とコイルスプリング２６とが互いに中心軸を合わせて接するようになる。
【００１６】次に、本発明の逆止弁１０を分解する手順を説明する。図６に示されるように、まず、スプリング押さえ部材２４を流出口１８側から押し下げる。コイルスプリング２６の反発力に負けない力で、空洞部４４にスプリング押さえ部材２４が完全に抜けるまで押し込む。通常は手指で直接押し込めるが、特に反発力の大きなコイルスプリングを用いた場合などには、弁棒２２との当たり部を抜いた円環状の分解治具を用いてもよい。
【００１７】次に、スプリング押さえ部材２４を約４５°回転させる。図６に示される状態では、スプリング押さえ部材２４は弁棒２２を弁棒スライド孔５２に収めているだけなので、弁棒２２回りに自由に回転できる。図７及び図８は、約４５°回転させた後の状態を示している。スプリング押さえ部材２４のアーム部４６は、溝３８から溝状窪み４０の方へ向きを変え、その先端の凸状嵌合部３６は溝状窪み４０の下方に移動している。この作業は、コイルスプリング２６を押し付けながら行われる。
【００１８】凸状嵌合部３６が溝状窪み４０の下方に移動したスプリング押さえ部材２４は、スプリング押さえ部材２４を押し付ける力を抜くことにより、コイルスプリング２６の反発力を受けて速やかに弁箱１２から押し出される。溝状窪み４０の幅は凸状嵌合部３６の幅より広く、その深さは溝３８の深さと大体同じとされていてスプリング押さえ部材２４の直径より大きく、かつ、その両端が開放されているので、凸状嵌合部３６は溝状窪み４０をスムーズに通り抜けできるのである。図９は、スプリング押さえ部材２４が取り出された状態を示しているが、スプリング押さえ部材２４に蓋されていたコイルスプリング２６や弁棒２２や弁体２０などは、スプリング押さえ部材２４が取り除かれれば拘束するものが全く無くなるので、流出口１８から次々に摘まみ上げて取り出すことができるようになる。すなわち、まずコイルスプリング２６を取り出し、次に、弁棒２２と弁体２０との連結物が取り出される。
【００１９】スプリング押さえ部材２４の組付けは、上述した分解の手順を逆に行えばよい。すなわち、まず弁箱１２に、弁棒２２と弁体２０との連結物を流出口１８から入れ、スライドガイド３４を案内にして弁座１６と弁体２０とが密着するように収め、次に弁棒２２を中に通してコイルスプリング２６を収める。次に、溝状窪み４０に凸状嵌合部３６を沿わせながらスプリング押さえ部材２４を空洞部４４まで押し込み、スプリング押さえ部材２４の底部に設けられた円筒状凸５０をコイルスプリング２６の中に入れ、コイルスプリング２６とスプリング押さえ部材２４の中心軸を合わせる。そして、スプリング押さえ部材２４を約４５°回転させて凸状嵌合部３６を溝３８の位置に合わせ、押さえる力を徐々に抜けば、スプリング押さえ部材２４はコイルスプリング２６の反発力を受けて、凸状嵌合部３６は溝３８内に押し込まれる。押し込まれた凸状嵌合部３６は、溝３８の流出口１８側の閉じられた端に突き当たって停止し嵌合する。スプリング押さえ部材２４は、コイルスプリング２６によって溝３８の閉じられた端に押しつけられて中心軸方向の自由を失い、その凸状嵌合部３６が溝３８と嵌合することにより回転の自由を失うため、弁箱１２に安定に固定されることになる。
【００２０】上述の説明で明らかなように、本発明は、弁体を弁座に押しつけるためのコイルスプリングを、その目的だけに利用するのではなく、スプリング押さえ部材を定位置に確実に保持させることにも利用しようと着目したことに基づく。その結果、弁箱やスプリング押さえ部材の形状や構造が極めて簡単なものとなり、従来の逆止弁で必要とされた、ねじ加工、Ｃ形止め輪用溝加工、プレス部品の曲げ加工などの精密な加工が不要となった。また、止めねじを使用しなくなって部品数が減少したことなどを含め、逆止弁生産の量産性や製作コストが大幅に改善されたのである。
【００２１】そのうえ、本発明の逆止弁によれば、弁箱にスプリング押さえ部材を組み込む時やメンテナンスなどでの分解時に、治具や工具を必要とせずに簡単に分解や組付けが可能となるので、組み付けや分解時の作業工程時間が格別に低減される効果がある。
【００２２】図５に例示されるスプリング押さえ部材２４では、４本のアーム部４６が対称的に設けられ、それぞれのアーム部４６の先端に凸状嵌合部３６が設けられているが、スプリング押さえ部材２４の形状は本例に限定されるものではない。例えば、図１０（ａ）に示されるスプリング押さえ部材２４は２個の凸状嵌合部３６を備えており、同図（ｂ）に示されるスプリング押さえ部材２４は３個の凸状嵌合部３６を備えている。また、同図（ｃ）に示されるスプリング押さえ部材２４は、放射線状に伸びる６本のアーム部４６の先端に６個の凸状嵌合部３６が設けられている。また、同図（ｄ）に示されるスプリング押さえ部材２４では、アーム部４６を補強するリング５４が外周部に設けられていて、そのリング５４に３個の凸状嵌合部３６が設けられている。
【００２３】図１０に例示されるスプリング押さえ部材２４ではいずれも、凸状嵌合部３６が、スプリング押さえ部材２４の中心軸４８回りに、互いに対称な位置に設けられている。スプリング押さえ部材２４が受ける種々の圧力、例えば、コイルスプリング２６の反発力や流体圧力などを均等に受け止めるには、スプリング押さえ部材２４の中心軸４８回りに対称な位置に凸状嵌合部３６が配設されるのが特に好ましく、また、組付けや分解時に、各凸状嵌合部３６に均等に力が加わるので、スプリング押さえ部材２４を溝３８に沿って滑らかにスライドさせることができる。
【００２４】凸状嵌合部３６は、３個又は４個設けられるのが特に好ましい。凸状嵌合部３６の数が多過ぎれば、溝状窪み４０を設けるスペースが減少して狭い幅の溝状窪み４０となってしまい、組付けや分解時の作業性が低下する。また、アーム部４６の本数が増えれば流体抵抗が増大するし、重くなって弁体の作動が鈍るし、製作コストが上昇する。一方、凸状嵌合部３６が２個以下であれば、上述した種々の圧力がスプリング押さえ部材２４に偏って掛かることになるので、逆止弁の耐久性が低下したり、組付けや分解時の作業性が低下する。本発明者等は数多くの試験を重ねた結果、耐久性、流体抵抗、弁体の作動性作業性、製作コスト等々のバランスを考慮して、３個又は４個の凸状嵌合部３６を設けることが特に好ましいことを見出したのである。
【００２５】図５に例示されたスプリング押さえ部材２４の凸状嵌合部３６は、図１１（ａ）に示されるように直方体状であり、スプリング押さえ部材２４の中心軸４８と平行であった。しかしながら、凸状嵌合部３６の形状は本例に限定されず、種々の形状で実施可能である。例えば、図１１（ｂ）に示される凸状嵌合部３６は２２個の直方体で構成されている。また、同図（ｃ）に示される凸状嵌合部３６は、幅がテーパー状に絞られて上面が台形とされており、同図（ｄ）に示される凸状嵌合部３６は、高さ方向がテーパー状に傾斜して側面が台形状とされている。
【００２６】同図（ｃ）に示される凸状嵌合部３６と、溝幅が流出口１８側に先細りとされた溝３８とを組み合わせれば、広く開いた溝３８に、凸状嵌合部３６の狭い先端を挿入することになるので組付け作業などが容易になる。またコイルスプリング２６により後ろ押しされるスプリング押さえ部材２４は、テーパー形状どうしの凸状嵌合部３６と溝３８とが嵌合して停止するので、弁箱１２内の所定の位置に強固に固定される。同図（ｄ）に示される凸状嵌合部３６と、溝深さが流出口１８側にテーパー状に浅くされた溝３８とを組み合わせても、同様の効果が得られる。
【００２７】コイルスプリング２６の材質や形状は特に限定されず、コイルスプリングリフト式急閉逆止弁に通常用いられるものでよい。コイルスプリング２６が破損してスプリング押さえ部材２４が溝３８から外れることに備えて２本のコイルスプリング２６を二重にして用いることもできる。
【００２８】以上、詳細に説明してきたが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、逆止弁の構成、スプリング押さえ部材やコイルスプリングの材質や形状、凸状嵌合部や溝や溝状窪みの形状などにつき種々なる改良、修正、変形を加えた態様で実施し得るものである。
【００２９】
【発明の効果】本発明に係わる急閉逆止弁によれば、弁箱やスプリング押さえ部材の形状や構造が極めて簡単なものとなり、従来の逆止弁で必要とされた、ねじ加工、Ｃ形止め輪用溝加工、プレス部品の曲げ加工などの精密な加工が不要となる。また、止めねじを使用しなくなって部品数が減少することなどを含め、逆止弁生産の量産性や製作コストが大幅に改善される。
【００３０】また、弁箱にスプリング押さえ部材を組み込む時やメンテナンスなどでの分解時に、治具や工具を必要とせずに簡単に分解や組付けが可能となるので、組み付けや分解時の作業工程時間が格別に低減される。さらに、作業が簡易になるため使用現場でメンテナンスできるようになり、製品寿命が延びるとともに環境負荷を低減できる効果がある。
【００３１】さらに、凸状嵌合部が、スプリング押さえ部材の中心軸回りに互いに略対称な位置に設けられれば、スプリング押さえ部材が受ける種々の圧力、例えば、コイルスプリングの反発力や流体圧力などを均等に受け止められるので、部材の小型化や軽量化が可能となり耐久性が向上する。また、組付けや分解時に、スプリング押さえ部材を溝に沿って滑らかにスライドさせられるので、作業性が格別に向上する。
【００３２】さらに、スプリング押さえ部材に設けられる凸状嵌合部の数が３個又は４個とされれば、種々の圧力を均等に受け止められるので耐久性が向上し、スプリング押さえ部材の組付けや分解の作業性が向上する。また、アーム部の数が少ないので流体抵抗が低下し、軽量化されて弁体の作動性が向上する。また、製作コストが低減する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９９１２７５９７
【氏名又は名称】株式会社昭和バルブ製作所
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| 【出願日】 |
平成１１年９月８日（１９９９．９．８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９４２４８
【弁理士】
【氏名又は名称】楠本 高義 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−７４１５３（Ｐ２００１−７４１５３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月２３日（２００１．３．２３） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２５３９６１ |
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