JP3001404B2

JP3001404B2 - 逆止弁

Info

Publication number: JP3001404B2
Application number: JP7255367A
Authority: JP
Inventors: 義則万木
Original assignee: 株式会社巴技術研究所
Priority date: 1995-10-02
Filing date: 1995-10-02
Publication date: 2000-01-24
Anticipated expiration: 2015-10-02
Also published as: JPH09100924A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、垂直又は水平配管
に拘らず使用可能な逆止弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に逆止弁は、主として液体、気体等
が流れるパイプラインの背圧によって逆流を防止するよ
うに作動する弁、つまり一方通行の弁（バルブ）であ
り、流体が何時でも一定方向に流れを保つことはパイプ
ラインにおいて重要な条件である。しかし何らかの理由
で逆流することは、設備機器の破損を招く外、設備全体
の破壊或いは災害にもつながるため、起してはならない
現象であり、そのため、自動的に且つ速やかに逆流を防
止するための弁構造が重要である。

【０００３】従来から使用されている逆止弁として、船
用鋳鉄１０ｋスイング逆止弁（ＪＩＳ−Ｆ７３７３）
は、主に垂直配管用であり、逆流時にチャタリングやス
ラム現象（弁体が急激に閉止する状態）によりパイプラ
インに悪影響を与えることがあった。また、船用青銅１
６ｋユニオンボンネット形リフト逆止め玉形弁（ＪＩＳ
−Ｆ７４１７）は、水平配管用のみに使用されるが、玉
形弁と類似しており、流体抵抗が大きく、また、これら
の両逆止弁は、共に弁体及び弁座材料が金属製であり、
弁開閉に伴なう金属音による騒音、及び流体による弁体
及び弁座等の主要部の摩耗が欠点であった。

【０００４】また、近年脚光を浴びている構造の一つと
して、弁本体の中心部を貫通するピンにより開閉自在に
支持された２枚の半円形弁板を、該ピンに支持されたス
プリングの反力によって弁口を閉じるように付勢された
逆止弁がある。（実開昭６０−１８４４６７号公報参
照）このものは、正常な流れの時は２枚の半円形弁板を背中
合せに重ねるようにして弁口を開き、また逆流時には、
スプリングの力によって２枚の半円形弁板を速やかに広
げて弁口を閉じ、逆流を阻止するようにしたものであ
る。

【０００５】また、一側に流体送出口を設け且つ内部に
弁座を連接した膨出円筒部を有する本体と、他側に流体
送入口を設けた円筒部を有する本体とを一体に接続し、
内部に、中間部外周面に環状のピストンを具えたシリン
ダ形弁体を、閉弁時に端部のパッキンを上記弁座端面の
環状弁座に当接させるように摺動可能に収納し、上記シ
リンダ形弁体のピストンの両側面に形成された各作動室
の何れかに圧力流体を導入することによって、該シリン
ダ形弁体を本体の円筒部内を摺動させ、弁口を開閉させ
るようにした通称開閉弁（ＯＮ−ＯＦＦ弁）が従来公知
である。（実開昭５６−４５６６０号公報参照）

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術にお
いては、船用の逆止弁のように配管取付姿勢に制約があ
り、又主要部材料が金属製であり、又流路中の抵抗が大
きく、弁の開閉に伴い騒音や流体による主要部の摩耗に
より耐久性を損うという問題点があった。

【０００７】また、上記した２枚の半円形弁板を備えた
逆止弁は、配管取付姿勢の自由度はあるが、流路中に弁
板の占める割合が大で流体抵抗が大きくなり、また、開
弁時に弁本体の端面より弁板が突出するなどの問題点が
あった。

【０００８】また、上記した従来公知の開閉弁は、シリ
ンダ形弁体に一体に設けられた環状ピストンの両側面に
流体圧力を作用させて弁体を往復動させるようになって
いるので、操作流体（空気）圧力源が必要であり、また
シリンダ形弁体の摺動部における漏洩を防ぐため、該弁
体の周面部にシール材（パッキン）を設けなければなら
ず、摺動抵抗を大きくするなどの問題点があった。

【０００９】本発明は、上記した従来技術の問題点を解
決し、流体抵抗の少ない構造で、弁の開閉ストロークが
小さく、主要部が流体により損傷を受けにくく、確実な
シール性を保持する逆止弁を提供することを課題として
いる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１の発明は、下方に流体流入口を設け且つ
内部に主弁座を連接した玉形状本体部と、上方に流体流
出口を設け且つ内部に副弁座を連接した筒形状シリンダ
部とを一体に接続して弁本体を構成し、該弁本体の内部
に、下端部に形成された主弁座の上部に流出孔を有する
底付筒状弁体を、閉弁時に下端部の弁体主弁座を上記本
体主弁座に当接させるように摺動可能に収納した逆止弁
において、上記底付筒状弁体の外周部と上記弁本体の内
面とをダイヤフラムを介して接続し、該ダイヤフラムの
下面を上記主弁座の開弁により流入口側の流路と連通さ
せると共に、筒形状シリンダ部と底付筒状弁体上端部の
両副弁座を当接させ、又閉弁時にはダイヤフラムの上方
に装着した圧縮ばねによって底付筒状弁体を主弁座に当
接させるように付勢し、該底付筒状弁体の流入口側外形
を流体流れ抵抗を少なくする円錐状に形成し、且つ開弁
時主弁座部を通った流体を底付筒状弁体の上記流出孔に
円滑に導くように、主弁座の外周面より玉形状本体部の
内周面に沿って、複数条の整流溝を設けたことを特徴と
している。

【００１１】また、請求項２の発明は、玉形状本体部の
主弁座および筒形状シリンダ部の副弁座と、底付筒状弁
体の主弁座および副弁座との当接部の少くとも何れか一
方に、エラストマを装着し平面同時タッチ構造としたこ
とを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、図
面に記載した実施例を用いて説明する。図１は、本発明
の一実施形態を示す逆止弁の縦断面図で、Ｙ−Ｙ線の左
側は閉弁時、右側は開弁時の状態を示す。

【００１３】先ず、上記Ｙ−Ｙ線の左側の閉弁時の状態
を説明する。図において、下方に流体の流入口の開口部
Ｃを設けた玉形状本体部１１と、上方に流出口の開口部
Ｄを設けた筒形状シリンダ部１２を接続ボルト１３によ
り一体化して弁本体１を形成している。該弁本体１は通
常、金属で構成されている。上記玉形状本体部１１の内
部に、流路抵抗を少なくするため、主弁座１１Ａの外周
面で上記本体部１１の内周面に沿って、複数条の整流溝
１４が形成されている。

【００１４】一方、弁本体１の内部に底付筒状弁体２１
が収納されており、該底付筒状弁体２１は、上記筒形状
シリンダ部１２の内面に形成されたシリンダガイド１２
ａ、及び玉形状本体部１１の主弁座１１Ａの外周面より
該玉形状本体部１１の内周面に沿って形成された複数条
の整流溝１４の上方位置の内面に形成された弁体ガイド
１１ａの内面に沿って、摺動するように収納されてい
る。該筒状弁体２１のほぼ中間位置の外周部に、リング
状部の周辺端部を下方に折り曲げて形成されたダイヤフ
ラム受２２が一体に形成され、該リング状部の上面と、
コイルスプリング２３によって押圧されたダイヤフラム
押え２４の下面とによって内周部を挟着され、外周部
を、筒状シリンダ部１２のフランジ１２ｂと、玉形状本
体部１１のフランジ１１ｂとによって挟着され、中間部
を、筒状弁体２１のストロークに対応できるように撓ま
せてダイヤフラム２５が装着されている。図中、２１ａ
は、コイルスプリング２３を収容する受圧室Ｇ中に開口
するキリ孔、２１ｂは、ダイヤフラム受２２とダイヤフ
ラム押え２４を締結するボルト、２１ｃは、玉形状本体
部１１の主弁座１１Ａと対向する底付筒状弁体２１の主
弁座２１Ａの上部に、周方向に複数個、上方に向けて傾
斜して穿設された流出孔である。

【００１５】上記した玉形状本体部１１の主弁座１１Ａ
及び筒形状シリンダ部１２の副弁座１２Ｂと、底付筒状
弁体２１の下端部の主弁座２１Ａ及び上端部の副弁座２
１Ｂとの当接部の少なくとも何れか一方に、図２と図４
に示すように、エラストマ１５，１７が装着され、金属
製弁座１１Ａ，１２Ｂに当接するようになっている。

【００１６】図３は、他の実施形態を示し、底付筒状弁
体２１及び玉形状本体部１１の主弁座１２Ａ，１１Ａの
何れにも、エラストマ１５，１６を装着した場合を示
す。なお、エラストマの装着方法は、嵌入方式の他に一
体加硫方式等がある。

【００１７】又、他の実施形態として、図示していない
が底付筒状弁体２１の主弁座２１Ａおよび副弁座２１Ｂ
の先端外径をテーパ状にし、閉弁時に平面同時タッチの
巾を狭くすることにより高圧流体にも使用可能とし、
又、弁体先端部の損傷防止の役割を果している。

【００１８】上記のように構成されているので、図１の
Ｙ−Ｙ線左側の閉弁時、流体は、下方の流入口開口部Ｃ
より本体主弁座１１Ａと弁体主弁座２１Ａの当接部Ａま
で来ている。これに対し、上方の流出口開口部Ｄの二次
側は、流体圧力がシリンダガイド１２ａとキリ孔２１ａ
を経て、ダイヤフラム押え２４に加圧されると共に、コ
イルスプリング２３の弾力により底付筒状弁体２１を下
方に押し下げ、弁体主弁座２１Ａが本体主弁座１１Ａに
当接着座し、シール性を保持している。

【００１９】また、底付筒状弁体２１の開弁に要するス
トロークに関し、下記の式バルブ口径の断面積πＤ²／４＝πＤ×Ｄ／４において、Ｄ：口径又は弁座径、即ち、口径と弁座径と
が同一の場合、上記式の右辺は、〔弁座の円周（πＤ）
×ストローク（Ｄ／４）〕を表わす。即ち、弁体がＤ／
４ストローク上昇した時の、弁座開口部を通る流れに直
角の円筒断面積を意味し、従って口径と弁座径とが同一
の場合には、口径１／４以上の弁体ストロークがあれ
ば、全流量が流れることになる。これにより、弁体２１
の移動距離が短かくなり、従って弁の高速開閉が可能と
なる。

【００２０】次に、図１のＹ−Ｙ線の右側の開弁状態に
ついて説明する。図において、流入口開口部Ｃより圧力
流体が流入し、底付筒状弁体２１の下面の面圧が上記コ
イルスプリング２３の弾力に勝ると、底付筒状弁体２１
が若干上昇（開弁）すると同時に、本体主弁座１１Ａ、
弁体主弁座２１Ａの外周部の流路Ｅを経て、前記弁体ガ
イド１１ａの空隙からダイヤフラム受２２の下面Ｆに圧
力流体が導入されて加圧され、コイルスプリング２３の
弾力より一層打ち勝って同図のように、底付筒状弁体２
１が上方へ押し上げられる。この際、コイルスプリング
２３を収容する受圧室Ｇの流体は、キリ孔２１ａを経て
底付筒状弁体２１の内側へ放出されるので、底付筒状弁
体２１の上昇作用（開弁）に支障はない。

【００２１】また、流体は、前記本体主弁座１１Ａ、弁
体主弁座２１Ａの外周部の流路Ｅを通過するとき、玉形
状本体部１１の内周面に複数条の整流溝１４が設けられ
ており、又、底付筒状弁体２１の先端部に相当する流入
口側外形を流体損失のない形状にすると共に、弁体主弁
座２１Ａ上部の流出孔２１ｃを複数とし、且つ該流出口
２１ｃを上記複数条の整流溝１４と相対する位置に配設
しているので、流体同士の衝撃による騒音と振動が防止
され、弁体先端部等における局部摩損が防止される。

【００２２】上記本体部整流溝１４の図１のVI−VI線に
よる断面形状は、図６に示されている。同図において、
整流溝１４の溝と流出孔２１ｃを互いに相対するように
配置したが、溝及び孔の形状も、同図のものに限定され
ないことは勿論である。

【００２３】なお、底付筒状弁体２１の全開時のストッ
パは、図４に拡大して示すように、該弁体２１の副弁座
２１Ｂと筒形状シリンダ部１２の副弁座１２Ｂとが当接
することにより制約される。また、副弁座当接部Ｂの少
なくとも何れか一方にエラストマ１６が装着されている
ので、全開直前における騒音及び中間開度における不安
定な副弁材当接部の損傷、摩滅を防止することができ
る。

【００２４】この実施例によれば、流体の流入側（一次
側）と流出側（二次側）の境界面に位置し且つ底付筒状
弁体２１に一体化されたダイヤフラム２５に、管路を流
れる流体圧力を導入することによって、弁の開閉を速や
かに行なうことができ、また、該流体圧力が微圧力から
高圧力に至るまで、コイルスプリング２３を調整するこ
とにより、弁の自動的開又は閉が可能になる。このよう
な作用は、底付筒状弁体２１の周面に取付けられるダイ
ヤフラム２５により受圧面積を大きくできるからであ
り、他方、従来のこの種弁において多く採用されていた
ピストンにＯリング等を用いたものと比較して、開閉に
要する摺動抵抗を著しく低下させることができる。

【００２５】なお、ダイヤフラムの最大の特徴はダイヤ
フラム内部（断面）に補強クロス等を同時成型すること
により、強度的に優れ、受圧による変形、透過等が無く
なり、摺動抵抗が少なく、広範な流体に耐用でき、圧
縮、引張り、屈曲などの繰返し強度が大きいことであ
る。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
請求項１の発明においては、下方に流体流入口を設け且
つ内部に主弁座を連接した玉形状本体部と、上方に流体
流出口を設け且つ内部に副弁座を連接した筒形状シリン
ダ部とを一体に接続して弁本体を構成し、該弁本体の内
部に、下端部に形成された主弁座の上部に流出孔を有す
る底付筒状弁体を、閉弁時に下端部の弁体主弁座を上記
本体主弁座に当接させるように摺動可能に収納した逆止
弁において、上記底付筒状弁体の外周部と上記弁本体の
内面とをダイヤフラムを介して接続し、該ダイヤフラム
の下面を上記主弁座の開弁により流入口側の流路と連通
させると共に、筒形状シリンダ部と底付筒状弁体上端部
の両副弁座を当接させ、又閉弁時にはダイヤフラムの上
方に装着した圧縮ばねによって底付筒状弁体を主弁座に
当接させるように付勢し、該底付筒状弁体の流入口側外
形を流体流れ抵抗を少なくする円錐状に形成し、且つ開
弁時主弁座部を通った流体を底付筒状弁体の上記流出孔
に円滑に導くように、主弁座の外周面より玉形状本体部
の内周面に沿って複数条の整流溝を設けたことにより、
開弁時における主弁座の入口側及び主弁座部を経て底付
筒状弁体の主弁座の上部に設けた流出孔を通過する流れ
の流体抵抗を少なくすることができ、整然と流出口へ向
かって流すことができ、また、開弁時の受圧部が摺動抵
抗の少ないダイヤフラムによって構成されているので、
弁体摺動部における流体の洩れがなく、また該ダイヤフ
ラムの受圧面積が大であるため、流体圧力の高低に拘ら
ず、圧縮ばねの交換により弁の円滑な開閉が可能とな
り、且つ理論的には口径の１／４以上の弁体のストロー
クで高速開閉が可能となる。

【００２７】また、請求項２の発明においては、玉形状
本体部の主弁座および筒形状シリンダ部の副弁座と、底
付筒状弁体の主弁座および副弁座との当接部の少くとも
何れか一方に、エラストマを装着し平面同時タッチ構造
としたことにより、弁体と弁本体側の両弁座部における
確実なシール性が確保でき、且つ開弁時において流体流
れによる弁体の損傷がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す逆止弁の縦断面図で
あり、Ｙ−Ｙ線の左側は閉弁時、右側は開弁時の状態を
示す。

【図２】主弁座当接部Ａの要部断面図である。

【図３】主弁座当接部Ａの他の実施形態を示す要部断面
図である。

【図４】副弁座当接部Ｂの要部断面図である。

【図５】図１のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】図１のVI−VI線断面図である。

【符号の説明】

１弁本体１１玉形状本体部１１Ａ主弁座１１ａ弁体ガイド１１ｂフランジ１２筒形状シリンダ部１２Ｂ副弁座１２ａシリンダガイド１２ｂフランジ１３接続ボルト１４整流溝１５エラストマ（弁体主弁座用）１６エラストマ（本体主弁座用）１７エラストマ（弁体副弁座用）２１底付筒状弁体２１ａキリ孔２１ｂボルト２１ｃ流出孔２２ダイヤフラム受２３コイルスプリング２４ダイヤフラム押え２５ダイヤフラムＡ主弁座当接部Ｂ副弁座当接部Ｃ流入口開口部Ｄ流出口開口部Ｅ流路Ｆ下面Ｇ受圧室

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】下方に流体流入口を設け且つ内部に主弁
座を連接した玉形状本体部と、上方に流体流出口を設け
且つ内部に副弁座を連接した筒形状シリンダ部とを一体
に接続して弁本体を構成し、該弁本体の内部に、下端部
に形成された主弁座の上部に流出孔を有する底付筒状弁
体を、閉弁時に下端部の弁体主弁座を上記本体主弁座に
当接させるように摺動可能に収納した逆止弁において、
上記底付筒状弁体の外周部と上記弁本体の内面とをダイ
ヤフラムを介して接続し、該ダイヤフラムの下面を上記
主弁座の開弁により流入口側の流路と連通させると共
に、筒形状シリンダ部と底付筒状弁体上端部の両副弁座
を当接させ、又閉弁時にはダイヤフラムの上方に装着し
た圧縮ばねによって底付筒状弁体を主弁座に当接させる
ように付勢し、該底付筒状弁体の流入口側外形を流体流
れ抵抗を少なくする円錐状に形成し、且つ開弁時主弁座
部を通った流体を底付筒状弁体の上記流出孔に円滑に導
くように、主弁座の外周面より玉形状本体部の内周面に
沿って複数条の整流溝を設けたことを特徴とする逆止
弁。
【請求項２】玉形状本体部の主弁座および筒形状シリ
ンダ部の副弁座と、底付筒状弁体の主弁座および副弁座
との当接部の少くとも何れか一方に、エラストマを装着
し平面同時タッチ構造としたことを特徴とする請求項１
記載の逆止弁。