JP3029114B2 - 弁体支持構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は弁体支持構造、例えば、管内を流れる流体の
逆止弁、流量調整機能を有する逆止弁、リリーフ弁およ
び可変流量調整弁等管内の流路を開閉制御する弁体支持
構造に関する。

（従来の技術） 従来の弁体支持構造としては、例えば第12、13図に示
すようなものがある。第12図において、１は所定の弁体
支持構造の逆止弁であり、この逆止弁１は大径孔部2aお
よびこの大径孔部2aに連なる小径孔部2bを有し、流体を
流す流路３を形成する筒状体２と、筒状体２の大径孔部
2a内に位置する弁体５と、弁体５を支持するコイルバネ
６と、コイルバネ６の端部を筒状体２に固定する止め輪
７とを有している。2cは逆止弁１を機器等に取り付ける
ための取付け部である。

第12図に示すように、通常は弁体５はコイルバネ６が
軸線方向に収縮することにより小径孔部2bの開口に付勢
され、流路３は閉止されている。このため、白矢印Ａに
示す逆方向の流れは止められている。第13図の白矢印Ｂ
に示す正方向の流れに対しては、弁体５は、弁体５を押
す流体力がコイルバネ６の付勢力より大きくなると開弁
して正方向の流れが可能となるようになされている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、逆止弁１はコイルバネ６を使用しコイ
ルバネの軸線方向の伸縮により付勢力を発生しているた
め、必要な流量を確保するために弁体５の開度に対して
相対的に逆止弁１を組み付ける筒状体２の長さL1が長く
なる。このため、流れの圧力損失が大きくなり、自由な
配管設計の妨げになり、高価になるという問題点があ
る。

また、弁体５が筒状体２の中を摺動する構造であり、
スムーズに摺動させるためには摺動面2dの仕上げ精度を
上げる必要があり、研磨あるいはホーニング等の特殊な
加工が必要となる。このため、非常に高価になるという
問題点もある。

そこで本発明は、弁体支持構造の軸方向の長さを大幅
に短縮でき、低コストで配管設計が容易にでき、さら
に、摺動部がなく、特殊加工が必要でない弁体支持構造
を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明に係る弁体支持構造は、大径孔部および大径孔
部に連なり大径孔部より孔径の小さい小径孔部を有し、
流路を形成する管体と、大径孔部内に位置し小径孔部に
係合して流路を開閉する弁体と、弁体の周辺部を軸線に
ほぼ直角な面方向に支持し、弁体を大径孔部側から小径
孔部側に付勢する、大径孔部から小径孔部に向かって凸
に湾曲した板状の脚部と該脚部を大径孔部に係止する環
状で一部が切り離された係止部とを一体に形成した板バ
ネと、を備え、前記板バネの脚部が撓んだとき弁体が前
記軸線と平行に移動し、前記該弁体が通常は弁体が小径
孔部内に係合して大径孔部側から小径孔部側への流れを
禁止することを特徴とするものである。

また、大径孔部および大径孔部に連なり大径孔部より
孔径の小さい小径孔部を有し、流路を形成する管体と、
大径孔部内で小径孔部の開口から離隔して位置し小径孔
部の開口に係合して流路を開閉可能なる弁体と、弁体の
周辺部を軸線にほぼ直角な面方向に支持し、弁体が小径
孔部に係合したとき該弁体を小径孔部側から大径孔部側
に付勢する、小径孔部から大径孔部に向かって凸に湾曲
した板状の脚部と該脚部を大径孔部に係止する環状で一
部が切り離された係止部とを一体に形成した板バネと、
を備え、前記板バネの脚部が撓んだとき弁体が前記軸線
と平行に移動し、通常は弁体が流路を開き、弁体に加わ
る大径孔部側から小径孔部側への流体力が板バネの付勢
力以上になると、弁体が流路を閉じて流量を調整するこ
とを特徴とする。

上記弁体支持構造においては、弁体が板バネに一体的
に形成されているのが好ましい。また、板バネが弁体を
中心に周方向に複数個に区画された板状の脚部を有し、
隣り合う脚部間には流体が通過可能であるのが好まし
い。さらに、環状の係止部はその一部が切除されたもの
とすることができる。

なお、ここに、弁体が大径孔部内に位置するとは、弁
体の主要部分が大径孔部内にあることをいう。また、管
体とはブロック状のケーシング内に形成された筒状の孔
を含むものとする。

（作用） 本発明の請求項１に係る弁体支持構造は、通常は流路
を閉じた弁体を軸線にほぼ直角な面方向に支持する板バ
ネを有し、その板バネの撓みにより弁体に付勢力を発生
させるので、軸方向の長さはコイルバネの場合より大幅
に短縮される。また、摺動部を有していないので高精度
および研磨等特殊加工が必要なく、係止部の一部が切離
されているので、その取付けが容易である。通常は弁体
が小径孔部に係合して流路を閉じているので大径孔部側
から小径孔部側への流体の流れは禁止され、一方、小径
孔部側から大径孔部側への流体力が板バネの付勢力以上
になると、流体が流れる。

また、本発明の請求項２に係る弁体支持構造は、弁体
を軸線にほぼ直角な面方向に支持する板バネを設けて、
通常は弁体が流路を開くよう弁体を小径孔部の間口から
離隔して位置させているので、さらに、その板バネの係
止部を一部が切り離された環状にしているので、上述の
弁体支持構造と同様に軸方向長さが短縮され、取付けが
容易化される。大径孔部側から小径孔部側に流れる流体
により弁体に加わる流体力が板バネの付勢力以下となる
流量であれば、流体は大径孔部側から小径孔部側に、ま
たは小径孔部側から大径孔部側に共に流れる。一方、大
径孔部側から小径孔部側への逆方向の流量が増加して、
弁体に作用する流体力が所定の付勢力以上になると、弁
体は閉弁して流路を遮断する。流路が遮断されると、大
径孔部側の流体圧は高くなり、弁体は小径孔部に押し付
けられたままとなり流路は閉じたままとなり、逆流は禁
止される。また、弁体に作用する流体力が前述の付勢力
以下になると弁体は開き、流体が流れる。すなわち、流
路調整機能を有することになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。

第１〜５図は本発明に係る弁体支持構造の第１実施例
を示す図である。

まず、構成について説明する。第１図において、11は
弁体支持構造である逆止弁であり、逆止弁11は大径孔部
12aとこの大径孔部12aに連なり大径孔部よる孔径の小さ
い小径孔部12bとを有し、流体を流す流路13を形成する
筒部材12と、筒部材12の大径孔部12aの内の軸線Ｃに沿
って位置し、小径孔部12bに係合し大径孔部側から小径
孔部側に突出した円錐形の弁体15とを有している。

第２〜４図において、弁体15の外周部には周方向に周
溝15aが設けられ、周溝15aには弁体15を軸線Ｃにほぼ直
角な面方向に支持する板状の板バネ16が設けられてい
る。板バネ16は弁体15を大径孔部12a側から小径孔部12b
側に（第１図の白矢印Ａ方向に）付勢する付勢力Ｆを有
している。板バネ16は軸綿Ｃを中心に周方向に４つの区
画するとともに大径孔部12a側から小径孔部12b側に凸に
滑らかに湾曲した板状の脚部16aを有し、各脚部16aの間
は流体が通過可能である。17は板バネ16の係止部として
の環状の止め輪であり、止め輪17は大径孔部12a内に取
り付けられている。この止め輪17は板バネ16と一体的に
形成されている。止め輪17は板バネ16を介して弁体15を
軸線Ｃに沿って支持し通常は板バネ16の付勢力Ｆにより
弁体15が小径孔部12bに係合して流路13の開口13aを閉
じ、第１図に白矢印Ａで示すように、逆方向の流体が大
径孔部12a側から小径孔部12b側に流れるのを禁止してい
る。また、第５図に白矢印Ｂで示すように、正方向の流
体が流れ、流体が弁体15を押圧する流体力が板バネ16の
付勢力Ｆより大きくなると、弁体15は小径孔部12bとの
係合を解き、流路が聞いて流体が流れるようになされて
いる。

一方、板バネ16の係止部である止め輪17はその一部を
切り離した構造、例えば一部を切除した構造となってお
り、板バネ16の取付け時等において止め輪17の径の変化
が容易になている。すなわち、環状の止め輪17の一部を
切り離すことで、弁体15および板バネ16を筒部材12の大
径孔部12aに取り付けるのが容易になるようにされてい
る。

次に、作用について説明する。

本発明の逆止弁11は、通常は小径孔部12bに係合して
流路13を閉じた弁体15を軸線Ｃにほぼ直角な面方向に支
持する板バネ16および止め輪17を有しているので、弁体
15は板バネ16の脚部16aの僅かな軸方向の撓みにより大
径孔部12a側から小径孔部12b側へ付勢されて閉じてい
る。

通常は、弁体15が流路を閉じているので、大径孔部12
a側から小径孔部12b側への逆方向の流れが禁止される。
一方、小径孔部12b側から大径孔部12a側に流れる正方向
の流体の流体力が板バネ16の付勢力より大きくなると、
弁体15は小径孔部12bから離れて流路を開き、正方向の
流体が流れる。

このような本実施例の弁体支持構造では、その軸方向
の長さL2が口径1/4インチの逆止弁において、従来の逆
止弁１の軸方向の長さL1の1/4となり、大幅に短縮し
た。また、本実施例の弁体支持構造には摺動部分もな
く、筒部材12の内面の研磨等の特殊加工の必要性もな
く、製造加工が容易で迅速となった。

さらに、板バネ16の係止部である止め輪17がその一部
を切り離した環状にされているので、弁体15および板バ
ネ16を筒部材12内への取り付けが容易化された。

次に、請求項１に係る弁体支持構造の第２実施例につ
いて説明する。

第６図および第７図はそれぞれ請求項１に係る弁体支
持構造の第２実施例の要部を示す図であり、両図におい
て第１実施例と同じ構成部品には同じ符号を付けてい
る。

この逆止弁31の要部においては、弁体15と、板バネ16
およびその係止部としての止め輪37とが一体的に形成さ
れており、これらの部材の一体化により製造が容易で安
価となる。また、止め輪17がその一部を切り離すよう切
除されているので、止め輪37の径の変化が容易で、板バ
ネ16を筒部材12の大径孔部12a内に取り付けるのが容易
となる。

次に、本発明の請求項２に係る弁体支持構造の一実施
例について説明する。

第８〜11図は請求項２に係る弁体支持構造の一実施例
を示す図であり、これらの図において上述例と同じ構成
部品には同じ符号を付けている。

まず、その構成について説明する。

第８〜10図において、111は弁体支持構造である調整
機能付逆止弁である。

この調整機能付逆止弁111の弁体15の間口12cと係合す
る係合部15bは大径孔部12a内で小径孔部12bの開口12cか
ら所定の距離Loだけ離隔して位置し、小径孔部12bの開
口12cに係合して流路14を開閉可能である。弁体15は第
２図に示した上述例の弁体15と同じである。16は板バネ
であり、板バネ16は弁体15を軸線Ｃにほぼ直角な面方向
に支持し、係止部材である環状の止め輪17を介して大径
孔部12aに取り付けられている。板バネ16は弁体15が距
離Loだけ小径孔部12b側に移動し小径孔部12bに係合した
とき、小径孔部12b側から大径孔部12a側に付勢する付勢
力Foを有するようになされている。板バネ16は第３、４
図に示した上述例の板バネ16と同じ部品である。逆止弁
111の弁体15および板バネ16は、上述例の逆止弁11の弁
体15および板バネ16と同じ部品であるが、板バネ16を図
中で上述例とは左右逆にして弁体15を取り付け、弁体と
開口との距離が所定の距離Loになるように、止め輪17を
大径孔部12aに取り付ける。これにより、弁体15と間口1
3aとの係合時のバネ力が上述例とは逆の方向に発生する
ようにしたものである。

次に、その作用について説明する。

本実施例においても、上述例の弁体15、板バネ16およ
び止め輪17と同じ構成部品を用いた弁体支持構造として
いるので、前述と同様、逆止弁111の軸方向の長さは大
幅に短縮でき、製造加工が容易で迅速で、かつ安価にで
きる。

また、調整機能付逆止弁111は、通常、弁体15が流路1
3を開いているので、大径孔部12a側から小径孔部12b側
に流れる流体により弁体15に加わる流体力が板バネ16の
付勢力以下となる流量であれば、流体は大径孔部12a側
から小径孔部12b側に、または小径孔部12b側から大径孔
部12a側に共に流れる。一方、大径孔部12a側から小径孔
部12b側への流量が増加して、弁体15に作用する流体力
が付勢力Fo以上になると、弁体15は移動して、第11図に
示すように、流量を調整するために流路13を遮断して逆
方向の流れを禁止する。すなわち、この弁支持構造111
は流量調整機能を有する逆止弁として作用する。

板バネ16の付勢力Foは、板バネ16の材質、板厚、板
幅、板長さおよび撓み量によって決まるので、流れる流
体の性質によって材質が決まり、両方向に流れる状態に
おいて、必要とされる流量から流路の径と弁体の開度が
決まり、撓み量と板長さが決まる。必要とされる遮断流
量によってバネ強さが決まり、適宜に板厚および板幅を
決定することができる。また、弁体15を軸対称形にする
ことで、流体が流れたときに弁体15の受ける見かけの力
を軸方向だけにすることができる。すなわち、弁体15を
支持する複数の脚部を弁体15の周方向に均等に配し、各
々の板バネ16の脚部の付勢力を同じに設計、製造すれ
ば、各々の板バネ16の撓み量は同じになり、弁体15は平
行移動することになる。

なお、前述の実施例においては、逆止弁および調整機
能を有する逆止弁の場合について説明したが、本発明に
おいては、逆止弁に限らず、従来コイルスプリングを用
いていたリリーフ弁や、可変流量制御弁等、弁体とバネ
体からなる流体の制御機器にも適用できる。

（効果） 以上説明したように、本発明の請求項１の弁体支持構
造によれば、弁体を軸線に対して直角な面方向に支持す
る板バネを設けるとともに、その係止部を一部が切り離
された環状にしているので、弁体支持構造の軸方向の長
さを大幅に短縮でき、配管設計が容易にでき、また、摺
動部がなく、特殊加工の必要もなく、安価にできること
に加えて、その取付けを容易にすることができる。

また、請求項２の弁体支持構造によれば、請求項１に
おける効果の外に、流量の調整機能を有するようにでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は本発明の請求項１に係る弁体支持構造の第
１実施例を示す図であり、第１図はその縦断面図、第２
図はその弁体の側面図、第３図はその要部拡大正面図、
第４図はその要部拡大断面図、第５図はその作用を示す
縦断面図である。第６図および第７図は本発明の請求項
１に係る弁体支持構造の第２実施例を示す図であり、第
６図はその要部正面図、第７図はその要部断面図であ
る。 第８〜11図は本発明の請求項２に係る弁体支持構造の一
実施例を示す図であり、第８図はその縦断面図、第９図
はその要部拡大正面図、第10図はその要部断面図、第11
図はその作用を示す縦断面図である。 第12、13図は従来の弁体支持構造を示す図であり、第12
図はその縦断面図、第13図はその作用を示す縦断面図で
ある。 11、31……逆止弁（弁体支持構造）、 12……筒部材（管体）、 13……流路、 15……弁体、 16、116……板バネ（バネ体）、 16a……脚部、 17、37……止め輪（係止部）、 111……調整機能付逆止弁、 Ｃ……軸線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三根 研二 東京都中央区京橋１丁目１番１号 ブリ ヂストンフローテック株式会社内 (72)発明者 加藤 慎一郎 東京都中央区京橋１丁目１番１号 ブリ ヂストンフローテック株式会社内 (56)参考文献 実開 昭51−126428（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−124622（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−75431（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−84870（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−65990（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−152972（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−97390（ＪＰ，Ｕ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】大径孔部および大径孔部に連なり大径孔部
   より孔径の小さい小径孔部を有し、流路を形成する管体
   と、 大径孔部内に位置し小径孔部に係合して流路を開閉する
   弁体と、 弁体の周辺部を軸線にほぼ直角な面方向に支持し、弁体
   を大径孔部側から小径孔部側に付勢する、大径孔部から
   小径孔部に向かって凸に湾曲した板状の脚部と該脚部を
   大径孔部に係止する環状で一部が切り離された係止部と
   を一体に形成した板バネと、を備え、 前記板バネの脚部が撓んだとき弁体が前記軸線と平行に
   移動し、前記該弁体が通常は弁体が小径孔部内に係合し
   て大径孔部側から小径孔部側への流れを禁止することを
   特徴とする弁体支持構造。
2. 【請求項２】大径孔部および大径孔部に連なり大径孔部
   より孔径の小さい小径孔部を有し、流路を形成する管体
   と、 大径孔部内で小径孔部の開口から離隔して位置し小径孔
   部の開口に係合して流路を開閉可能なる弁体と、 弁体の周辺部を軸線にほぼ直角な面方向に支持し、弁体
   が小径孔部に係合したとき該弁体を小径孔部側から大径
   孔部側に付勢する、小径孔部から大径孔部に向かって凸
   に湾曲した板状の脚部と該脚部を大径孔部に係止する環
   状で一部が切り離された係止部とを一体に形成した板バ
   ネと、を備え、 前記板バネの脚部が撓んだとき弁体が前記軸線と平行に
   移動し、通常は弁体が流路を開き、弁体に加わる大径孔
   部側から小径孔部側への流体力が板バネの付勢力以上に
   なると、弁体が流路を閉じて流量を調整することを特徴
   とする弁体支持構造。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の弁体支持構造にお
   いて、弁体が板バネに一体的に形成されたことを特徴と
   する弁体支持構造。
4. 【請求項４】請求項１、２または３記載の弁体支持構造
   において、板バネが弁体を中心に周方向に複数個に区画
   された板状の脚部を有し、隣り合う脚部間には流体が通
   過可能であることを特徴とする弁体支持構造。
5. 【請求項５】請求項１、２、３または４記載の弁体支持
   構造において、環状の係止部の一部が切除されたことを
   特徴とする弁体支持構造。