JP4842862B2 - Check valve - Google Patents
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Description
本発明は、流体の圧力で弁開状態とし弁体の自重により弁閉状態とする微差圧作動型の逆止弁に関する。 The present invention relates to a slightly differential pressure actuated check valve that is opened by a fluid pressure and is closed by its own weight.
従来、蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいて、サイクルの回路を構成する要素として逆止弁が多用されている。逆止弁には、流体の順方向の流れによって弁開状態となって流路を形成し、逆方向の流れによって弁閉状態として流路を閉止することを目的とするものであり、一般的に、弁閉状態を確実にすることと設置姿勢の自由度を確保するために、弁体をバネで付勢するようにしたものと、弁開時の弁開圧力損失を小さくするために弁体を付勢するバネをなくし弁体の自重により弁閉状態とする“微差圧作動型”のものとがある。近年、環境への配慮や省エネ、及び低騒音化の要求が多く、“微差圧作動型”の逆止弁が使用される傾向にある。この“微差圧作動型”の差圧弁として例えば下記特許文献1に開示されたものがある。
しかしながら、“微差圧作動型”の逆止弁の場合、以下のような問題点がある。微差圧で作動することから、弁体の挙動が不安定で異音が発生し易いという問題がある。また、弁体の質量が軽いことから、弁体がホルダ等に貼り付いたり急激に剥がれるような不特定な動作(スティック的動作)をして、全開時にストッパ等に当接する際に衝撃音が発生し易い。 However, in the case of a “fine differential pressure actuated” check valve, there are the following problems. Since it operates with a slight differential pressure, there is a problem that the behavior of the valve body is unstable and abnormal noise is likely to occur. In addition, since the mass of the valve body is light, an unspecified operation (stick-like operation) that causes the valve body to stick to the holder or abruptly peels off, and an impact sound is generated when contacting the stopper or the like when fully open. It is easy to generate.
なお、弁閉状態での液漏れ防止等を確保するためのバネ等の手段を用いていないことから、自重だけでも確実に弁閉状態を確保するために、弁体や弁座等に高い加工精度あるいは仕上精度が要求されたり、弁体の材質の選定に難しさがある。加工精度あるいは仕上精度を確保するため弁体の材質を樹脂とした場合、冷媒や冷凍機油の影響による膨潤/収縮などに対して耐久的な配慮が必要である。さらに、弁全開時の圧力損失を少なくするために、接続配管サイズと同等の弁口径で逆止弁を設計する必要がある。 In addition, since no means such as a spring is used to ensure liquid leakage prevention when the valve is closed, high processing is required on the valve body and valve seat to ensure the valve closed state even with its own weight. Accuracy or finishing accuracy is required, and it is difficult to select the material of the valve body. If the material of the valve body is made of resin in order to ensure processing accuracy or finishing accuracy, it is necessary to consider durability against swelling / shrinkage due to the influence of refrigerant or refrigerating machine oil. Furthermore, in order to reduce the pressure loss when the valve is fully opened, it is necessary to design a check valve with a valve diameter equivalent to the connection pipe size.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、安定動作により静音性が得られる微差圧作動型の逆止弁を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fine differential pressure actuated check valve capable of obtaining quietness by a stable operation.
請求項1の逆止弁は、導入口と導出口を有する管体内に弁座部と弁体と備えた逆止弁であって、当該逆止弁を前記導入口を下方にした状態として、該導入口からの流体の流れにより前記弁体を前記弁座部から離座させて弁開状態とし、該導入口からの流体の流れの減少により前記弁体の自重により該弁体を前記弁座部に着座、あるいは導出口からの流れにより前記弁体を前記弁座部に着座させて弁閉状態とする逆止弁において、前記弁体の重心を、該弁体の移動方向となる中心軸から偏芯させたことを特徴とする。 The check valve according to claim 1 is a check valve provided with a valve seat portion and a valve body in a pipe body having an inlet and an outlet, and the check valve is in a state where the inlet is downward. The valve body is separated from the valve seat by the flow of fluid from the introduction port to open the valve, and the valve body is moved by the dead weight of the valve body by the decrease in the flow of fluid from the introduction port. In a check valve that is seated on a seat portion or is seated on the valve seat portion by a flow from an outlet, and the valve body is in a closed state, the center of gravity of the valve body is the center in the direction of movement of the valve body It is characterized by being eccentric from the shaft.
請求項1の逆止弁は、弁体の重心が該弁体の移動方向の中心軸から偏芯しているので、流体の圧力により弁体が上昇するとき、弁体が水平軸に対して回転しようとし、例えばホルダ部に確実に接触した状態で摺動させることができる。したがって、弁体に対して流体の流れに応じた僅かな摩擦力が作用して、安定した適度な負荷を加えることができ、スムースに移動する。また、弁体がホルダ部等に対して非対称な位置関係で摺動するので振動等が生じにくく同じ姿勢で移動し、安定した動作となる。 In the check valve according to the first aspect, since the center of gravity of the valve body is eccentric from the central axis in the moving direction of the valve body, when the valve body is raised by the pressure of the fluid, the valve body is not in the horizontal axis. It can be slid while trying to rotate, for example, in a state where the holder portion is in reliable contact. Therefore, a slight frictional force corresponding to the flow of fluid acts on the valve body, a stable and appropriate load can be applied, and the valve moves smoothly. In addition, since the valve body slides in an asymmetric positional relationship with respect to the holder portion or the like, vibration or the like hardly occurs, and the valve body moves in the same posture, so that a stable operation is achieved.
請求項2の逆止弁は、請求項1に記載の逆止弁であって、前記弁体に凹部または凸部を形成することにより当該弁体の重心を前記中心軸から偏芯させたことを特徴とする。
The check valve according to
請求項3の逆止弁は、請求項1または2に記載の逆止弁であって、前記管体の内側に配置され前記弁体を前記弁座部に対する着座位置と全開位置との間で保持するホルダ部を備え、前記ホルダ部は、前記弁体の全開位置の微小範囲で当該弁体に対して着座方向に弾性力を付与する弾性ストッパ部を有することを特徴とする。 A check valve according to a third aspect is the check valve according to the first or second aspect, wherein the check valve is disposed inside the pipe body, and the valve body is disposed between a seating position and a fully open position with respect to the valve seat portion. A holder portion is provided, and the holder portion includes an elastic stopper portion that applies an elastic force in a seating direction to the valve body within a minute range of the fully opened position of the valve body.
請求項4の逆止弁は、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の逆止弁であって、前記弁座部は前記弁体により開閉される部分として円形の開孔を有するとともに、前記弁体の前記弁座側端部に円錐台形の台形部を有し、該弁体が該弁座部に着座するときに、該台形部の側面が該弁座部の開孔の内周縁部に当接するようにしたことを特徴とする。すなわち、円錐台形とは、円形の径の大きな底面と、円形の径の小さな上面と、該底面から上面まで傾斜した円錐の一部となる側面を有する形状である。そして、前記台形部の円錐台形における底面の直径が、弁座部の開孔の直径より大きく、該台形部の円錐台形における上面の直径が、弁座部の開孔の直径より小さく形成されている。
The check valve according to
請求項1の逆止弁によれば、流体の圧力により弁体が上昇するとき、弁体がスムースに移動し、安定動作により、異音や衝撃音などがし難く、静音性が得られる。 According to the check valve of the first aspect, when the valve body rises due to the pressure of the fluid, the valve body moves smoothly, and stable operation makes it difficult for abnormal noise and impact noise to occur, and quietness is obtained.
請求項2の逆止弁によれば、請求項1の効果に加えて、簡単な構造で弁体の重心を偏芯させることができる。
According to the check valve of
請求項3の逆止弁によれば、請求項1または2の効果に加えて、全開時にストッパ部に当接しても衝撃音がし難い。 According to the check valve of the third aspect, in addition to the effect of the first or second aspect, it is difficult to make an impact sound even if the stopper part comes into contact with the valve when fully opened.
請求項4の逆止弁によれば、請求項1、2または3の効果に加えて、加工精度を確保するため弁体の材質を樹脂としても、台形部の弁座部材に対する調芯作用により、弁体を精度良く弁座部材に着座させることができる。また、使用状態における初期的なシール性を台形部で確保することができる。
According to the check valve of
次に、本発明の逆止弁の実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下の説明における「上下」の概念は図面における上下に対応する。図1は実施形態の逆止弁10を示す図であり、図1(A) は縦断面、図1(B) は図1(A) のA−A断面、図1(C) は図1(A) のB−B断面を示す。逆止弁10は、「管体」としての本体継手1と、「弁座部」としての弁座部材2、弁体3及び「ホルダ部」としてのホルダ部材4を備えている。本体継手1は、円筒形のストレート管の両側を縮管して径の小さな導入口11と導出口12を形成するとともに、その中央部に径の大きな弁室13を形成したものである。弁座部材2は弁室13内で導入口11側に固着され、弁室13の内面と弁座部材2との間はOリング2aにより封止されている。弁体3は弁座部材2に対して導出口12側に配設され、この弁体3はホルダ部材4により弁座部材2の上部で所定の距離だけ上下動可能なように保持されている。
Next, an embodiment of the check valve of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the concept of “upper and lower” in the following description corresponds to the upper and lower sides in the drawings. FIG. 1 is a view showing a
図2は弁座部材2、弁体3及びホルダ部材4の詳細を示す分解側面図であり、弁座部材2及びホルダ部材4は縦断面を示し、弁体3は一部破断面を示している。弁座部材2には、円筒形で貫通孔状の弁ポート21が形成されており、この弁ポート21の内径Dsは本体継手1の導入口11の内径と略同径となっている。また、弁ポート21の弁体3側の開口部の周囲は弁座面22とされている。すなわち、弁ポート21の内径Dsは、この弁座面22の内側の開口部の径(シート径)Dsでもある。また、弁座部材2の外周には係止溝23が形成されている。
FIG. 2 is an exploded side view showing details of the
弁体3は合成樹脂により形成された略円柱形状の部材であり、この弁体3の弁座部材2側には、該弁体3の外周の径Dvよりも僅かに小さな径Deを有する段差部31が形成され、さらにこの段差部31の弁座部材2側には円錐台形の台形部32が形成されている。台形部32の底面の径Dnは段差部31の径Deより小さく、この台形部32の側面は第1シール面32aとなっている。また、台形部32より外側で段差部31の弁座部材側の面は第2シール面31aとなっている。なお、台形部32の底面の径Dnは前記シート径Dsより僅かに大きくなっている。さらに、弁体3は弁座部材2と反対側には凹部33が形成されている。なお、この凹部33の詳細については後述する。
The
ホルダ部材4は、台部41から4つの脚部42を並行に延設した五徳状の形状をしており、脚部42の各々の先端に折曲部42aが形成されている。また、4つの脚部42のそれぞれが対向する内側部には円弧面を僅かに突出させた突条部42bが形成されている。なお、対向する突条部42b,42bの対向間隔(ホルダ内径)Dhは弁体3の外周の径Dvより僅かに大きく、ホルダ部材4と弁体3との間にはクリアランスが設けられている。また、台部41の内側には、脚部42の間に4つのストッパ部43が折曲形成されており、このストッパ部43の端部には中心軸L側に折り曲げた弾性片43aが形成されている。弾性片43aは、その付け根から中心軸L方向にかけて弁座部材2側に僅かに傾斜し、先端部は台部41側に折り曲げられている。なお、このホルダ部材4は金属板の打ち抜き及び曲げ加工により形成されており、詳細構造部は弾性を有している。
The
以上の構成により、弁体3をホルダ部材4の4つの脚部42の間に配設し、各脚部42の折曲部42aの先端を、弁座部材2の係止溝23に係止させることにより、弁座部材2、弁体3及びホルダ部材4が組み付けられる。そして、この弁座部材2、弁体3及びホルダ部材4のアッセンブリが本体継手1内に挿入され、弁座部材2及びホルダ部材4を本体継手1に固着することで逆止弁10が構成されている。なお、組み付け手順の詳細は以下のとおりである。まず、本体継手1は導入口11側だけを縮管し、導出口12となる側から上記アッセンブリを挿入する。次に、脚部42の折曲部42aと約45°ずらした位置で本体継手1の周囲4箇所をポンチによりカシメることにより、弁座部材2(及びホルダ部材4)を本体継手1に固着する。その後、本体継手1の他方を縮管して導出口12を形成する。
With the above configuration, the
次に動作を説明する。弁体3は、その外周面をホルダ部材4の突条部42bに摺接し、該ホルダ部材4により弁開閉方向(図1の上下方向)の移動を案内される。本体継手1の導入口11から冷媒(流体)の流入が無ければ、弁体3はその自重により弁座部材2に着座し、台形部32の下端を弁座部材2の弁ポート21内にして該弁ポート21を閉じる(弁閉状態)。また、導出口12から冷媒が流入する場合も、弁体3は弁座部材2に着座して弁ポート21を閉じる。導入口11から冷媒が流入すると、弁ポート21内の冷媒の圧力が弁体3の上部空間の圧力より高くなる。そして、両圧力の差圧による力が弁体3の自重を上回ると、弁体3はホルダ部材4の突条部42bに摺接して上昇する。
Next, the operation will be described. The
弁体3が上昇すると、弁体3の上面3Aがストッパ部43の弾性片43aに当接し、弁体3は図1の二点差線の位置となる。冷媒が急激的に流入したときは、図5(A) の一部拡大図に示すように、先ず弁体3の上面3Aが弾性片43aの先端に当接して、瞬時に図5(B) のように弾性片43aが弾性変形する。そして、この弾性変形により衝撃が吸収されて、さらに図5(A) の状態になる。この図5(A) の弁体3の位置が「全開位置」であり、図5(A) から図5(B) まで弁体3が変位する範囲が「全開位置の微小範囲」である。このように、弁体3の衝撃が弾性片43aにより吸収されるので、異音の発生が低減される。なお、冷媒の流れが停止すると、弁体3は自重により下降して弁座部材2に着座し、図1の閉弁状態となる。
When the
ここで、弁体3の台形部32の底面の径Dnはシート径Dsより僅かに大きいので、弁体3が着座したとき(弁閉状態)、台形部32の第1シール面32a(側面)が弁座面22の内側の開口部に当接する。また、第1シール面32aはテーパ面(円錐面)となっているので、この台形部32は弁体3の弁座部材2に対する調芯作用を呈し、弁体3が精度良く弁座部材2に着座する。この作用は、当該逆止弁10の使用状態における初期的なシール性を確保するが、経年変化によりこの台形部32が変形しても、段差部31の第2シール面31aと弁座部材2の弁座面22とによりシール性が確保される。
Here, since the diameter Dn of the bottom surface of the
さらに、段差部31の径Deは弁体3の外周の径Dvより僅かに小さな量δ×2だけ小さくなっている。これは、第2シール面31aが弁座面22に当接する動作を繰り返し、経年変化によりこの段差部31が変形し、例えばその変形により段差部31が外側に膨出しても、その膨出部分が上記の差δにより吸収され、膨出部分がホルダ部材4に接触するのを防止することができる。これにより、動作回数による変形があっても弁体3のスムースな動作を維持することができる。
Further, the diameter De of the
図3は弁体3の凹部33の構造と作用を示す図である。なお、図3(B) は図3(A) のC−C斜視断面を示している。凹部33は弁体3の上面3Aから穿たれ、水平断面形状が略半円の形状となっている。半円の中心は弁体3の中心軸Lと一致していおり、凹部33の容積は弁体3の片側にずれている。これにより、弁体3の重心Gは弁体3の移動方向(中心軸L)からεだけ偏芯している。
FIG. 3 is a diagram showing the structure and operation of the
このため、流体の圧力により弁体3が上昇するとき、弁体3は図3(C) の矢印のように回転しようとし、ホルダ部材の両側の脚部42,42に確実に接触してこの脚部42,42から摩擦力を受ける。また、このときの弁体3が回転可能な角度はクリアランスで規定される僅かな角度であり、脚部42,42から受ける摩擦力は僅かである。さらに、この僅かな力の範囲で流体の圧力に応じた大きさとなり、この摩擦力は弁体3の上昇移動に対して安定した適度な負荷となる。これにより弁体3はスムースに上昇する。さらに、弁体3はホルダ部材4(脚部42,42)に対して非対称な位置関係で摺動するので、振動等も生じ難く同じ姿勢で上昇するので安定した動作となる。
For this reason, when the
なお、図1(C) に示すように、凹部33はストッパ部43の弾性片43aと干渉しない位置に形成されており、弁体3が前記のように全開位置となったときに、弾性片43aはこの凹部33の影響を受けることなく、弁体3を確実に停止させることができる。
As shown in FIG. 1 (C), the
以上の例では凹部33を弁体3の上面に形成しているが、図4のように、凹部33′を弁体3の台形部32側に形成してもよく、この場合は、台形部32の側面である第1シール面32aに掛からないようにする。
In the above example, the
また、弁体3の重心を偏芯させるには凹部を形成するものに限らず、弁体3の形状が中心軸Lに対して対称とならないように凸部を形成するようにしてもよい。また、中心軸Lからずれた位置に弁体3の本体材料よりも重い物質あるいは軽い物体を、中心軸Lからずれた位置に埋設するようにしてもよい。この場合にはこれらの物体を弁体3の本体と共にインサー形成等により形成すればよい。
Further, the center of gravity of the
なお、以上の実施形態における弁体3は台形部32を形成するようにしているが、例えば図6に示すように、台形部32の無い段差部31′だけを形成した弁体3′に本発明の重心を偏芯させる技術を適用するようにしてもよい。
In addition, although the
1 本体継手(管体)
2 弁座部材(弁座部)
3 弁体
4 ホルダ部材(ホルダ部)
10 逆止弁
11 導入口
12 導出口
32 台形部
32a 第1シール面
33 凹部
43 ストッパ部
43a 弾性片
L 中心軸
1 Body joint (pipe)
2 Valve seat member (valve seat)
3
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記弁体の重心を、該弁体の移動方向となる中心軸から偏芯させたことを特徴とする逆止弁。 A check valve provided with a valve seat portion and a valve body in a pipe body having an introduction port and a discharge port, wherein the check valve is in a state where the introduction port is positioned downward, and the flow of fluid from the introduction port The valve body is separated from the valve seat portion to be in a valve open state, and the valve body is seated on the valve seat portion due to the weight of the valve body due to a decrease in the flow of fluid from the introduction port, or from the outlet port. In the check valve that causes the valve body to be seated on the valve seat portion by the flow of
A check valve characterized in that a center of gravity of the valve body is eccentric from a central axis that is a moving direction of the valve body.
前記ホルダ部は、前記弁体の全開位置の微小範囲で当該弁体に対して着座方向に弾性力を付与する弾性ストッパ部を有することを特徴とする請求項1または2に記載の逆止弁。 A holder portion that is disposed inside the tube body and holds the valve body between a seating position and a fully open position with respect to the valve seat portion;
3. The check valve according to claim 1, wherein the holder portion has an elastic stopper portion that applies an elastic force in a seating direction to the valve body in a minute range of the fully opened position of the valve body. .
該弁体が該弁座部に着座するときに、該台形部の側面が該弁座部の開孔の内周縁部に当接するようにしたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の逆止弁。 The valve seat portion has a circular opening as a portion that is opened and closed by the valve body, and has a frustoconical trapezoidal portion at the valve seat side end portion of the valve body,
The side surface of the trapezoidal part abuts on the inner peripheral edge of the opening of the valve seat part when the valve body is seated on the valve seat part. The check valve according to one item.
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