JP2006029573A - 圧力緩和構造を備えた逆止弁 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を低減して、製造を容易に行いコストを低減することができ、小型化を図ることができる圧力緩和構造を備えた逆止弁を提供する。
【解決手段】弁ケース１２の内部に逆止弁体１５を収容し、キャップ１４と逆止弁体１５の間にバネ１７を介在して逆止弁体１５を常には閉位置に保持する。前記逆止弁体１５の中心部に一次側と二次側を連通する圧力逃し通路１５ｇを設け、逆止弁体１５の一次側の端面に係合溝部１５ｈを形成し、この係合溝部１５ｈに弾性材料によって一体的に形成された圧力逃し弁板１８の外周縁を嵌入する。二次側の圧力が異常に高くなった場合には、圧力逃し通路１５ｇから圧力逃し弁板１８のシール面１８ｂに作用する高圧力によって、圧力逃し弁板１８自身を弾性変形させて、逆止弁体１５と圧力逃し弁板１８との間に隙間を形成し、この隙間から圧力逃し孔１８ａを介して一次側に流体を移動させて二次側の異常圧力を緩和する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、流体の径路に用いられる圧力緩和構造を備えた逆止弁に関する。

例えば、浴槽用循環具や給湯器等に用いられる水栓器具の内部あるいはこの水栓器具へ接続される給水管や給湯管には、逆止弁が設けられているものがある。この逆止弁には流体の逆流を阻止する機能の他に、逆止弁の二次側における例えばウォーターハンマーによる衝撃あるいは二次側の冷水のみが膨張することによって生じる異常な圧力が最大水圧（０．７５ＭＰａ）の２倍の１．５ＭＰａを超えたような場合の弊害を抑制する圧力緩和構造を備えたものがある。

上記の逆止弁として、従来、特許文献１に開示されたものが提案されている。この逆止弁は、図１２に示すように弁ケース２１の流路２１ａ内に摺動自在に収納された摺動弁座体２２が一次側から二次側へ向かってバネ２３によって押圧され、前記摺動弁座体２２に設けた弁座２２ａへ着座される逆止弁体２４が二次側から一次側へ向かってバネ２５により押圧されている。又、前記逆止弁体２４に逃し用弁座２４ａが設けられ、逃し用弁座２４ａへ着座する逃し用弁体２６が一次側から二次側へ向かってバネ２７で押圧されている。そして、二次側の昇圧に伴って摺動弁座体２２が二次側から一次側へ移動した後に、逃し用弁体２６に対するバネ２７の押圧力に抗して逃し用弁体２６が逃し用弁座２４ａから離れるように設定されている。
特開平５−１８７５６７号公報

ところが、上記従来の逆止弁は前記摺動弁座体２２が一次側に摺動するスペースが必要となるために、逆止弁の長さが長くなり、それを組み込む器具が大型化するという問題があった。又、前記摺動弁座体２２及びバネ２３が必要となって、部品点数が多くなり、製造及び組み付け作業が面倒で、コストの低減を図ることができないという問題もあった。

本発明は、部品点数を低減して、製造を容易に行いコストを低減することができるとともに、小型化を図ることができる圧力緩和構造を備えた逆止弁を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、弁ケース内に一次側から二次側への流体の移動を許容するための逆止弁体を収容するとともに、弁ケースと逆止弁体との間に、該逆止弁体を常には閉位置に付勢するための付勢部材を介在し、前記逆止弁体にニ次側から一次側に圧力を逃すための圧力逃し通路を設け、該圧力逃し通路の一次側の開口を、弾性材料よりなる圧力逃し弁板により常には閉鎖し、二次側の圧力が異常に高くなった場合に前記圧力逃し弁板を弾性変形させて前記圧力逃し通路を開放するようにしたことを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記圧力逃し弁板は、前記逆止弁体の一次側の端面に前記圧力逃し通路の一次側の開口を囲繞するように設けられた環状の係合溝部に係合されていることを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記圧力逃し弁板は、前記逆止弁体の一次側の端面に形成された収容凹部の底面と、該収容凹部の開口部に嵌入され、かつ圧力の逃し通路を有する蓋体とによって形成された収容室に収容されていることを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記蓋体は前記収容凹部の内周面に形成されたネジ穴に螺合され、該蓋体により前記圧力逃し弁板を押圧して圧縮するようにしていることを要旨とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項において、前記圧力逃し弁板は円板状に形成され、その中心部から半径方向に離隔した位置に圧力逃し孔又は圧力逃し凹部が形成されていることを要旨とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項において、前記圧力逃し弁板はゴム材により形成されていることを要旨とする。

本発明によれば、逆止弁体に設けた圧力逃し通路の一次側の開口と対応する位置に弾性材料よりなる圧力逃し弁板を設けたので、部品点数を低減して製造を容易に行い、コストの低減を図ることができる。又、背景の技術で述べた摺動弁座体を設ける必要がないので、逆止弁の小型化を図ることができる。

以下、本発明を具体化した圧力緩和構造を備えた逆止弁の一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
逆止弁１１を構成する横円筒状の弁ケース１２の一次側（図１，３，４において左側）の開口部１２ａには、逆止用弁座１２ｂが形成されている。前記弁ケース１２の外周面には貫通溝１２ｃが形成され、シールリング１３が収容されている。前記弁ケース１２の二次側（図１，３，４において右側）の開口部１２ｄには複数カ所に流体としての例えば水の通路１４ａを形成したキャップ１４が取り外し可能に嵌合されている。前記弁ケース１２の開口部１２ｄの内周面には係止凸条１２ｅが形成され、前記キャップ１４の嵌入用筒部１４ｂの外周面に一体形成された係止爪１４ｃが前記係止凸条１２ｅに係止されるようになっている。

前記キャップ１４の中央部には、ガイド穴１４ｄが形成され、このガイド穴１４ｄに逆止弁体１５の本体１５ａに一体に形成した軸部１５ｂがその軸線方向の往復動可能に挿入されている。前記逆止弁体１５の本体１５ａの外周面には環状溝１５ｃが形成され、この環状溝１５ｃにはシールリング１６が装着されている。前記キャップ１４と逆止弁体１５の間には、付勢部材としてのコイル状のバネ１７が介在されている。このバネ１７によって、逆止弁体１５が常には前記シールリング１６を前記弁ケース１２の逆止用弁座１２ｂに押圧されて、開口部１２ａを閉鎖する閉位置に付勢されるようになっている。

前記逆止弁体１５の本体１５ａの二次側の端面には前記バネ１７を嵌入するための環状溝１５ｄが形成されている。又、前記キャップ１４の一次側の中心部には、前記バネ１７の位置を規制するためのボス部１４ｅが一体に形成されている。前記本体１５ａの外周面には、複数のガイド突起１５ｅが図２に示すように半径方向に放射状に一体に形成され、それらの先端面は図１に示すように前記弁ケース１２の内周面１２ｆに摺接されている。各ガイド突起１５ｅの間には流体の通路１５ｆが形成されている。

前記逆止弁体１５の中心部には、二次側の圧力を一次側に逃すための圧力逃し通路１５ｇが形成されている。この圧力逃し通路１５ｇの直径は、例えば１〜２ｍｍに設定されている。前記逆止弁体１５の一次側の端部には、前記圧力逃し通路１５ｇの一次側の開口を常には閉鎖するための圧力逃し弁板１８が装着されている。この圧力逃し弁板１８には、図５（ａ）に示すように四箇所に圧力逃し孔１８ａが形成されている。又、圧力逃し弁板１８の外周縁は、前記逆止弁体１５の本体１５ａの一次側の端部に前記通路１５ｇを中心とする円環状に形成された係合溝部１５ｈに係合されている。前記弁板１８は例えば、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン共重合体）ゴム材等により円板状に形成され、前記圧力逃し弁板１８の前記通路１５ｇ側のシール面１８ｂによって前記圧力逃し通路１５ｇの一次側の開口を閉鎖するようにしている。

前記弁板１８を前記係合溝部１５ｈに嵌入する作業は、係合溝部１５ｈの一次側の開口部１５ｉから弁板１８の外周縁の一部を弾性変形して嵌入し、これを隣の外周縁に順次行えばよい。

上記のように構成された逆止弁１１は、例えば、浴槽用循環具や給湯器等に用いられる水栓器具の内部あるいはこの水栓器具へ接続される給水管や給湯管に組み込まれる。
次に、前記のように構成した逆止弁１１の動作について説明する。

図１は、前記逆止弁体１５に作用する一次側及び二次側の圧力が等しく、バネ１７によって逆止弁体１５が閉位置に保持された状態を示す。この状態において、図３に示すように、一次側の流体径路に流体が供給されて、逆止弁体１５の一次側に作用する流体の圧力が二次側の流体径路の流体の圧力及びバネ１７の付勢力よりも高くなると、逆止弁体１５がバネ１７の付勢力に抗して、一次側から二次側に移動される。このため、開口部１２ａの逆止用弁座１２ｂから逆止弁体１５のシールリング１６が離隔され、逆止弁体１５が開位置に保持され、流体が開口部１２ａから通路１５ｆ及びキャップ１４の通路１４ａを通って、二次側の流体径路に移動する。

前記逆止弁体１５に作用する一次側と二次側の流体の圧力が再び等しくなると、バネ１７の蓄勢力によって、図１に示すように逆止弁体１５が閉位置に移動される。この状態で、二次側から一次側への流体の逆流が逆止弁体１５によって阻止される。

図１に示す状態において、例えばウォーターハンマーによる衝撃あるいは、二次側の冷水のみが膨張することによって生じる異常な圧力が最大水圧（０．７５ＭＰａ）の２倍の１．５ＭＰａを超えたような場合には、その異常圧力が逆止弁体１５の圧力逃し通路１５ｇを介して、圧力逃し弁板１８のシール面１８ｂに作用するので、圧力逃し弁板１８が一次側に膨出するように弾性変形する。この結果、図４に示すように、圧力逃し弁板１８のシール面１８ｂと、前記逆止弁体１５の通路１５ｆの開口端面の間に隙間ｇが形成され、圧力逃し通路１５ｇから隙間ｇ及び圧力逃し孔１８ａを通して、一次側に流体が移動する。このため、異常高圧が緩和され、逆止弁体１５の破損が未然に防止される。

上記実施形態の圧力緩和構造を備えた逆止弁によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、弁ケース１２の内部に収容された逆止弁体１５に圧力逃し通路１５ｇを設けるとともに、逆止弁体１５の一次側端部に設けた係合溝部１５ｈに圧力逃し孔１８ａを有する圧力逃し弁板１８を収容し、シール面１８ｂによって、圧力逃し通路１５ｇの一次側の開口を閉鎖するようにした。このため二次側の圧力が異常に高くなった場合に、前記圧力逃し通路１５ｇから圧力逃し弁板１８に作用する圧力によって圧力逃し弁板１８を開放し、二次側の異常高圧を緩和することができ、弁ケース１２や逆止弁体１５の破損を防止することができる。又、圧力逃し弁板１８は、弾性材料により一体的に一部品として形成されているので、部品点数を低減し、製造を容易に行いコストの低減を図ることができる。

（２）上記実施形態では、前記逆止弁体１５の本体１５ａの一次側端部に係合溝部１５ｈを形成して、そこに圧力逃し弁板１８を弾性変形して嵌入するようにしたので、圧力逃し弁板１８の組み付けを容易に行うことができる。

次に、この発明の別の実施形態を図６〜図１０に基づいて説明する。
この実施形態においては、前記逆止弁体１５の端面に対し蓋体１９を収容するための収容凹部１５ｊを形成し、この収容凹部１５ｊの内周面に形成されたネジ孔１５ｋに前記蓋体１９の外周面に形成された雄ネジ部１９ａを螺合している。前記蓋体１９の内端面には前記弁板１８を収容する収容凹部１９ｂが形成され、該収容凹部１９ｂの底面中央部には、圧力逃し通路１９ｃが形成されている。

この実施形態では蓋体１９の収容凹部１９ｂと、前記逆止弁体１５の収容凹部１５ｊの底面とによって弁板１８の収容室Ｒが形成されている。
前記蓋体１９の外端面には該蓋体１９を螺合する際に、回動用工具を進入させるための係止溝１９ｄが形成されている。前記収容凹部１９ｂの底面には、前記弁板１８の圧力逃し孔１８ａと前記蓋体１９の圧力逃し通路１９ｃを連通するための常時開放型の圧力逃し溝１９ｅが形成されている。この圧力逃し溝１９ｅは、図９に示すように前記圧力逃し弁板１８の弾性変形を許容する空間としても機能する。

図１０（ａ）に示すように、前記蓋体１９と圧力逃し弁板１８の組付け前においては、前記蓋体１９の収容凹部１９ｂの深さＤ寸法は、圧力逃し弁板１８の長さＬ寸法よりも短く設定されている。そして、図６に示すように両者が組付けられた状態で、圧力逃し弁板１８が所定長さ（Ｌ−Ｄ）だけ圧縮されるようにしている。前記蓋体１９の圧力逃し通路１９ｃの直径寸法は、１〜３ｍｍに設定されている。このように設定した理由は、１ｍｍよりも小さいと加工が行い難く、３ｍｍよりも大きいと圧力逃し弁板１８の弾性変形が容易となり通常時における逆流防止性能が低下するためである。又、前記圧力逃し溝１９ｅの深さ寸法は、０．０５〜１ｍｍに設定されている。

次に、前記のように構成された逆止弁の動作について説明する。
図６は二次側の圧力が、一次側の圧力よりも高く、前記逆止弁体１５が逆止用弁座１２ｂを閉鎖する閉弁位置に保持され、弁板１８によって逆止弁体１５の通路１５ｇが閉鎖された状態を示す。この状態において、一次側の圧力が二次側の圧力よりも高くなると、逆止弁体１５が逆止用弁座１２ｂからバネ１７の付勢力に抗して、二次側に移動され、図７に示すように一次側から二次側へ流体が移動される。

又、図６に示す閉弁状態において、二次側の圧力が一次側の圧力よりも高くなった場合には、図８に示すように、弁板１８が弾性変形され、弁板１８の二次側の端面が図９に示すように逆止弁体１５の収容凹部１５ｊの底面から離隔され、隙間Ｇが形成されるので、流体は通路１５ｇから隙間Ｇ、圧力逃し孔１８ａ、圧力逃し溝１９ｅ及び圧力逃し通路１９ｃを介して一次側に流れる。この結果、二次側の異常時の高い圧力を一次側に逃すことができ、逆止弁の破損を未然に防止することができる。

上記実施形態の逆止弁の効果について説明する。
（１）上記実施形態では、前記逆止弁体１５の収容凹部１５ｊの底面と蓋体１９の収容凹部１９ｂとによって形成された収容室Ｒに弁板１８を収容するようにしたので、弁板１８の装着作業を容易に行うことができる。

（２）上記実施形態では、蓋体１９を逆止弁体１５のネジ孔１５ｋに螺合して、弁板１８を押圧して圧縮した状態で、前記収容室Ｒに収容するようにした。このため、圧力逃し弁板１８の圧縮量を変化させることにより、圧力逃し弁板１８を開弁方向に弾性変形させるための二次側圧力を適正な設定圧力に容易に設定することができる。即ち、前記蓋体１９の二次側端面が収容凹部１５ｊの底面に押圧接触する螺合完了状態で圧力逃し弁板１８の圧縮量（Ｌ−Ｄ）を変更することにより圧力逃し弁板１８を弾性変形させる外力（二次側圧力）が変化するので、適正な設定圧力となるように収容凹部１９ｂの深さＤ寸法と、圧力逃し弁板１８の長さＬ寸法を設定する。換言すれば、蓋体１９により前記圧力逃し弁板１８を常に一定圧力で弾性変形させた状態で組み付けることができる。

（３）上記実施形態では、弾性材料よりなる前記圧力逃し弁板１８が蓋体１９によって圧縮されるので、該圧力逃し弁板１８が蓋体１９の螺合状態を保持するスプリングワッシャとしての機能を発揮するので、別途蓋体１９の離脱防止手段を設けなくても済むという利点がある。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○図５（ｂ）に示すように、圧力逃し弁板１８の外周縁に対して、圧力逃し凹部１８ｃを設け、この圧力逃し凹部１８ｃによって、二次側の異常高圧の流体を逃すようにしてもよい。

○図１１に示すように、前記圧力逃し弁板１８を弾性変形可能な金属等の材料により形成し、該弁板１８をビス２０によって、逆止弁体１５の一次側の端面に取り付けるようにしてもよい。

○前記弁板１８の形状を係合溝部１５ｈに嵌入する以前には、シール面１８ｂが凸面となるように形成してもよい。この場合には係合溝部１５ｈに弁板１８を嵌入したときにシール面１８ｂのシール性能を向上することができる。

○図６に示す実施形態において、図示しないが前記逆止弁体１５のネジ孔１５ｋと蓋体１９の雄ネジ部１９ａを省略し、蓋体１９の一次側端面を逆止弁体１５の収容凹部１５ｊの内周面に形成された係止溝に係止されるＣ型リング（図示略）によって、所定位置に保持するようにしてもよい。

○図示しないが前記蓋体１９の圧力逃し溝１９ｅを省略して、弁板１８の一次側端面に圧力逃し溝１９ｅに相当する圧力逃し溝を形成してもよい。
（技術的思想）
（１）請求項１又は２において、圧力逃し弁板はビスにより取り付けられていることを特徴とする圧力緩和構造を備えた逆止弁。

（２）請求項２又は５において、圧力逃し弁板は係合溝部への装着前に圧力逃し通路側ほど凸となるように形成されていることを特徴とする圧力緩和構造を備えた逆止弁。

この発明の逆止弁の一実施形態を示す図２におけるＡ−Ａ線の中央部縦断面図。 逆止弁を二次側から見た端面図。 逆止弁の開弁状態の中央部縦断面図。 逆止弁の二次側の異常高圧状態を示す中央部縦断面図。 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ圧力逃し弁板の正面図。 この発明の逆止弁の別の実施形態を示す閉弁状態の中央部縦断面図。 図６の逆止弁の開弁状態の中央部縦断面図。 図６の逆止弁の二次側の異常高圧状態を示す中央部縦断面図。 図８の逆止弁の二次側の異常高圧状態を示す要部拡大縦断面図。 （ａ）は圧力逃し弁板及び蓋体の断面図、（ｂ）は圧力逃し弁板の正面図。 圧力逃し弁板の別例を示す断面図。 従来の逆止弁の中央部縦断面図。

符号の説明

Ｒ…収容室、１２…弁ケース、１５ｇ，１９ｃ…圧力逃し通路、１５…逆止弁体、１５ｈ…係合溝部、１５ｊ，１９ｂ…収容凹部、１８…圧力逃し弁板、１８ａ…圧力逃し孔、１８ｃ…圧力逃し凹部、１９…蓋体。

Claims (6)

1. 弁ケース内に一次側から二次側への流体の移動を許容するための逆止弁体を収容するとともに、弁ケースと逆止弁体との間に、該逆止弁体を常には閉位置に付勢するための付勢部材を介在し、前記逆止弁体にニ次側から一次側に圧力を逃すための圧力逃し通路を設け、該圧力逃し通路の一次側の開口を、弾性材料よりなる圧力逃し弁板により常には閉鎖し、二次側の圧力が異常に高くなった場合に前記圧力逃し弁板を弾性変形させて前記圧力逃し通路を開放するようにしたことを特徴とする圧力緩和構造を備えた逆止弁。
2. 請求項１において、前記圧力逃し弁板は、前記逆止弁体の一次側の端面に前記圧力逃し通路の一次側の開口を囲繞するように設けられた環状の係合溝部に係合されていることを特徴とする圧力緩和構造を備えた逆止弁。
3. 請求項１において、前記圧力逃し弁板は、前記逆止弁体の一次側の端面に形成された収容凹部の底面と、該収容凹部の開口部に嵌入され、かつ圧力の逃し通路を有する蓋体とによって形成された収容室に収容されていることを特徴とする圧力緩和構造を備えた逆止弁。
4. 請求項３において、前記蓋体は前記収容凹部の内周面に形成されたネジ穴に螺合され、該蓋体により前記圧力逃し弁板を押圧して圧縮するようにしていることを特徴とする圧力緩和構造を備えた逆止弁。
5. 請求項１〜４のいずれか一項において、前記圧力逃し弁板は円板状に形成され、その中心部から半径方向に離隔した位置に圧力逃し孔又は圧力逃し凹部が形成されていることを特徴とする圧力緩和構造を備えた逆止弁。
6. 請求項１〜５のいずれか一項において、前記圧力逃し弁板はゴム材により形成されていることを特徴とする圧力緩和構造を備えた逆止弁。

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