特開 2023-158748 逆止弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023158748

(43)【公開日】2023-10-31

(54)【発明の名称】逆止弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 15/06 20060101AFI20231024BHJP

【ＦＩ】

F16K15/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022068711

(22)【出願日】2022-04-19

(71)【出願人】

【識別番号】000144072

【氏名又は名称】ＳＡＮＥＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000394

【氏名又は名称】弁理士法人岡田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】芝原 翔

【テーマコード（参考）】

3H058

【Ｆターム（参考）】

3H058AA02

3H058BB29

3H058CA04

3H058CC02

3H058CD04

(57)【要約】

【課題】構造が単純で耐久性が高く組立てを自動化しやすい逆止弁を提供する。
【解決手段】逆止弁１は、第１開口部１２と軸受け部２２が設けられた弁ケース２と、弁部３１と軸部３２を有する弁体３と、弁部３１を第１開口部１２を塞ぐ方向に付勢するスプリング４と、を有する。軸部３２は、先端部側の円柱状部３２ａと、根元部側の多角柱状部３２ｂと、を有する。軸受け部２２は第１開口部１２から遠い側に円柱状部３２ａに対して面接触して支持する円形孔部２２ａが設けられ、近い側に多角柱状部３２ｂに対して面接触して支持する多角形孔部２２ｂが設けられている。閉弁状態において円柱状部３２ａが円形孔部２２ａに摺動可能に嵌合し、開弁状態において弁軸ＣＡ方向の所定の範囲で多角柱状部３２ｂが多角形孔部２２ｂに摺動可能に嵌合するように構成されている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

逆止弁であって、
上流側の弁口と該弁口の対向する位置に軸受けが設けられた弁ケースと、弁部と軸部を有し傘状をした弁体と、前記軸部が前記軸受けに軸線方向に摺動可能に挿入された状態で前記弁口に対して前記弁部を塞ぐ方向に付勢するスプリングと、を有し、
前記軸部は先端側が円形断面の円柱状部とされ根元側が前記円柱状部の外径と同一又は該外径より大きい内接円を有する多角形断面の多角柱状部とされており、
前記軸受けは前記弁口から遠い側に前記円柱状部に対して面接触して支持する円形孔部が設けられ、前記弁口に近い側に前記多角柱状部に対して面接触して支持する多角形孔部が設けられており、
前記弁部が前記弁口を閉じた閉弁状態において前記円柱状部が前記円形孔部に嵌合し、前記弁部が前記弁口を開いた開弁状態における前記軸線方向の所定の範囲で前記多角柱状部が前記多角形孔部に嵌合するように構成されている逆止弁。

【請求項2】

請求項１において、
前記軸部の前記多角柱状部の断面は六角形以上の多角形である逆止弁。

【請求項3】

請求項１又は請求項２において、
前記軸部の前記多角柱状部の前記円柱状部の側の端面コーナ部は面取りが施されている逆止弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、逆止弁に関する。詳しくは、水栓等の内部に配置されるリフト式の逆止弁に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、水栓等の内部における逆流の可能性のある個所には逆止弁が配設されている。かかる逆止弁において、弁口を下流側の弁室から閉塞する弁体と、弁体の弁軸を進退自在に支持する軸受けとを具備するものがある。このような逆止弁は、開弁時に水流によって弁体が弁軸を中心に回転し異音を発生するおそれがあるので回転を防止する機構が織り込まれることがある。特許文献１に開示された実施例１の逆止弁においては、弁体の弁軸が断面四角形の角軸とされ、これが嵌合する軸受けの軸受孔も同様に角軸が軸方向に摺動可能に面接触する断面四角形の角孔とされることで回転を阻止している。また、特許文献１に開示された実施例２の逆止弁においては、弁軸は円柱状で軸受は円筒状に形成されているが、軸受けの弁口と対向する端面には凹凸が円周方向に連続する被係合部が設けられ、弁体には、弁軸の基端部側の端面に被係合部にかみ合う係合部が形成された大径部が設けられている。開弁状態のとき、この係合部が被係合部にかみ合うことで弁体の回転が抑制されるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平８－４９７７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来技術のうち、実施例１においては、逆止弁を組立てる際、軸受けに弁軸を挿し込むに当たって周方向の位置合わせが必要であるため組立ての自動化がやりにくいという問題があった。また、実施例２については、軸方向のストロークを一定以上に保って弁体の回転を阻止しようと思うと係合部と被係合部の形状が複雑となりかみ合い時に係合部及び／又は被係合部が損傷を受けやすいという問題があった。

【0005】

このような問題に鑑み本発明の課題は、構造が単純で耐久性が高く組立てを自動化しやすい逆止弁を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１発明は、逆止弁であって、上流側の弁口と該弁口の対向する位置に軸受けが設けられた弁ケースと、弁部と軸部を有し傘状をした弁体と、前記軸部が前記軸受けに軸線方向に摺動可能に挿入された状態で前記弁口に対して前記弁部を塞ぐ方向に付勢するスプリングと、を有し、前記軸部は先端側が円形断面の円柱状部とされ根元側が前記円柱状部の外径と同一又は該外径より大きい内接円を有する多角形断面の多角柱状部とされており、前記軸受けは前記弁口から遠い側に前記円柱状部に対して面接触して支持する円形孔部が設けられ、前記弁口に近い側に前記多角柱状部に対して面接触して支持する多角形孔部が設けられており、前記弁部が前記弁口を閉じた閉弁状態において前記円柱状部が前記円形孔部に嵌合し、前記弁部が前記弁口を開いた開弁状態における前記軸線方向の所定の範囲で前記多角柱状部が前記多角形孔部に嵌合するように構成されていることを特徴とする。

【0007】

第１発明によれば、弁体の軸部と弁ケースの軸受けの断面を円形と多角形とに軸方向で変化させるという単純な構造で、組立ての自動化を容易にできるとともに、逆止弁が開弁状態にあるとき弁体が弁軸を中心に回転して異音を発生することを抑制できる。具体的には、弁ケースに対して弁体を組み付けるときは、軸受けの円形孔部に弁体の円柱状部を嵌合させればよいので周方向に位置合わせする必要がなく自動化がしやすい。また、弁体の軸部と弁ケースの軸受けの断面を円形と多角形とに軸方向で変化させるという構造なので、単純で弁体や弁ケースが損傷を受けにくい耐久性の高いものとすることができる。

【0008】

本発明の第２発明は、上記第１発明において、前記軸部の前記多角柱状部の断面は六角形以上の多角形であることを特徴とする。

【0009】

第２発明によれば、弁体が軸方向に移動して開弁状態となり軸部の多角柱状部が軸受けの多角形孔部に嵌合する際、多角形孔部に対する多角柱状部の回転角度が小さくて済むので、嵌合がスムーズに行われる。

【0010】

本発明の第３発明は、上記第１発明又は上記第２発明において、前記軸部の前記多角柱状部の前記円柱状部の側の端面コーナ部は面取りが施されていることを特徴とする。

【0011】

第３発明によれば、弁体が軸方向に移動して開弁状態となり軸部の多角柱状部が軸受けの多角形孔部に嵌合するのがより容易になる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態である逆止弁を上流方向から見た斜視図である。

【図2】上記実施形態における逆止弁を下流方向から見た斜視図である。

【図3】図２におけるＩＩＩ－ＩＩＩ矢視線断面図である。閉弁状態を示す。

【図4】上記実施形態における逆止弁の蓋部を説明する図である。六角形と六角形に内接する円の図は、蓋部の軸受け部を軸方向に見た図である。

【図5】上記実施形態における逆止弁の弁体を説明する図である。六角形と六角形に内接する円の図は、弁体の軸部を軸方向に見た図である。

【図6】図３に対応する半開弁状態を示す断面図である。

【図7】図３に対応する全開弁状態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の一実施形態に係る逆止弁１について、図１～図７を用いて説明する。逆止弁１は、図示しない水栓の中の水路内に配設されて用いられるものである。各図において、開弁時に水の流れる方向を水流Ｆとして矢印で表す。

【0014】

図１～図３に示すように、逆止弁１は、略円筒状の弁ケース２と、弁ケース２の中に配置された弁体３と、弁ケース２と弁体３との間に配置された圧縮コイルばねであるスプリング４と、を有する。

【0015】

図１～図３に示すように、弁ケース２は樹脂製で、水流Ｆの上流側に配置される略円筒状の本体部１０と、本体部１０の下流側開口部１１を塞ぐように取付けられる略円板状の蓋部２０と、を有する。

【0016】

本体部１０は、水流Ｆの上流側端部において弁軸ＣＡの方向から見て弁軸ＣＡを中心とする円形の第１開口部１２と、第１開口部１２より下流側において弁軸ＣＡの方向から見て弁軸ＣＡを中心とする円形で第１開口部１２より小径の第２開口部１３と、を有する。さらに、本体部１０は、第２開口部１３より下流側において弁軸ＣＡの方向から見て弁軸ＣＡを中心とする円形で第１開口部１２より小径で第２開口部１３より大径の第３開口部１４と、を有する。第１開口部１２と第２開口部１３の間は、弁軸ＣＡを中心軸として頂点を下流側とした円錐の側面の一部として形成されている。第２開口部１３と第３開口部１４の間は、弁軸ＣＡを中心軸として頂点を上流側とした円錐の側面の一部として形成されており、この部分が弁オーリング当接面１５である。第３開口部１４から弁軸ＣＡに対して垂直に径方向に延びる面が上弁室面１６である。上弁室面１６から本体部１０の下流側の開口部である下流側開口部１１までの円柱状の部分が弁室Ｒである。弁室Ｒの側面部１７と上弁室面１６の交わる部分が弁軸ＣＡの方向から見て弁軸ＣＡを中心とする円形の側面上端部１８である。本体部１０の外径面Ｓにおける上流側で、弁軸ＣＡの方向における第１開口部１２と第３開口部１４の間の部分には、外オーリング５を配置する外オーリング溝１９が形成されている。本体部１０の側面部１７における下流側開口部１１の近傍には、径方向内側に向かって突出する係合凸部１７ａが周方向に延びて設けられている。ここで、第１開口部１２が、特許請求の範囲の「弁口」に相当する。また、弁軸ＣＡの方向が、特許請求の範囲の「軸線方向」に相当する。

【0017】

図２～図４に示すように、蓋部２０は、外径が本体部１０の外径と同一で弁軸ＣＡを中心軸とする円筒部分２１と、弁軸ＣＡを中心軸として円筒部分２１の内部に配置された円筒状の軸受け部２２が、径方向に延びて弁軸ＣＡを中心に等角度間隔で配設された３つの連結部２３で連結された構造をしている。円筒部分２１の径方向の厚みは、本体部１０の外径面Ｓと側面部１７との間の厚みの２倍程度に設定されている。また、円筒部分２１の弁軸ＣＡ方向の寸法は、本体部１０の弁軸ＣＡ方向の寸法の１／７程度とされている。円筒部分２１の上流側端面の径方向内側部分には、上流方向（本体部１０の方向）に向かって延びる略円筒状の係合部２４が形成されている。係合部２４の径方向の厚みは、円筒部分２１の径方向の厚みの１／２程度とされ、係合部２４の弁軸ＣＡ方向の寸法は、円筒部分２１の弁軸ＣＡ方向の寸法と同程度とされている。係合部２４の外径は、本体部１０の側面部１７の内径よりわずかに小さく設定され、係合部２４の外径面における円筒部分２１の側には径方向内側に向かって凹む係合凹部２４ａが形成されている。係合凹部２４ａは、本体部１０に対して蓋部２０を取付けたとき、係合凸部１７ａが嵌合して離脱を防止する部分である。

【0018】

図２～図４に示すように、軸受け部２２は、弁軸ＣＡを中心軸とする略円筒状している。軸受け部２２の外径は、円筒部分２１の外径の１／３程度とされ、軸受け部２２の弁軸ＣＡ方向の寸法は、円筒部分２１の弁軸ＣＡ方向の寸法の３倍程度とされている。軸受け部２２の下流側端面は、円筒部分２１の下流側端面と同一平面上に配置されている。軸受け部２２の内径部分は、下流側の弁軸ＣＡ方向の寸法の１／３程度の部分（円筒部分２１の弁軸ＣＡ方向の寸法に対応する部分）は断面が円形の円形孔部２２ａとして形成されている。円形孔部２２ａの内径は、円筒部分２１の外径の１／５程度であって、後述する弁体３の軸部３２の円柱状部３２ａの外径よりわずかに小さく設定されている。軸受け部２２の内径部分における上流側の弁軸ＣＡ方向の寸法の２／３程度の部分は、断面が内接円を円形孔部２２ａの断面の円と同径とする六角形の多角形孔部２２ｂとして形成されている。多角形孔部２２ｂの円形孔部２２ａの側の端部は、六角形の各頂部がＣ面取りされた面取部２２ｃを設けた孔形状に形成されている。３つの連結部２３は、それぞれ径方向に延びる四角柱状をしており、軸受け部２２の外径面と円筒部分２１の内径面とを、弁軸ＣＡ方向から見てそれぞれ１２０度の角度間隔で連結している。詳しくは、連結部２３を弁軸ＣＡを中心とする径方向に対し垂直に切った断面で、長軸方向が弁軸ＣＡの延びる方向に一致した矩形状をしている。そして、連結部２３の下流側端部面は円筒部分２１の下流側端面と同一平面上に配置され、連結部２３の上流側端部面は円筒部分２１の上流側端面と同一平面上に配置されている。各連結部２３の間の弁軸ＣＡに対し垂直に切った断面が扇状で弁軸ＣＡの方向に延びる空隙２５は水の流路として機能する部分である。ここで、軸受け部２２が、特許請求の範囲の「軸受け」に相当する。

【0019】

図３及び図５に示すように、弁体３は樹脂製で、略傘状の形状をしており、傘部分に相当する弁部３１と、柄部分に相当する軸部３２と、を有する。弁部３１は、弁軸ＣＡを中心として径の大きい大径部３１ａと、大径部３１ａより水流Ｆの上流側に配置され径の小さい小径部３１ｂと、を有する。大径部３１ａの外径は、弁ケース２の側面部１７の内径より若干小さく、弁軸ＣＡ方向の厚みは弁ケース２の円筒部分２１の弁軸ＣＡ方向の寸法と同程度に設定されている。大径部３１ａの下流側（小径部３１ｂと反対の側）には、スプリング４を位置決めするための、弁軸ＣＡを中心軸とする円筒状の凸部３１ｄが配設されている。小径部３１ｂの外径は、弁ケース２の第２開口部１３の内径より若干小さく設定され、上流側端部のコーナ部が面取りされている。小径部３１ｂの外径部における大径部３１ａ側端部には、弁オーリング６を挿入配置する弁オーリング溝３１ｃが形成されている。

【0020】

軸部３２は、弁軸ＣＡを中心軸とする柱状をしており、軸方向の寸法は、弁ケース２の本体部１０における側面部１７の軸方向寸法より若干短く設定されている。軸部３２は、軸方向の先端側で軸方向寸法の１／２程度の部分が断面が円形の円柱状部３２ａで、軸方向の根元側で軸方向寸法の１／２程度の部分が断面が六角形の多角柱状部３２ｂである。多角柱状部３２ｂの円柱状部３２ａ側端部の各頂点部は、面取りが施された面取部３２ｃとされている。多角柱状部３２ｂにおける断面の六角形の内接円は、円柱状部３２ａにおける断面の円形と同径に設定されている。円柱状部３２ａの多角柱状部３２ｂと反対側の端部におけるコーナ部には面取りが施されている。

【0021】

図３に示すように、弁ケース２と、弁体３と、スプリング４と、は次のように組み付けられる。弁ケース２の本体部１０を、第１開口部１２を下側（上流側）にして配置した状態で、弁体３を弁部３１の側から下流側開口部１１の中に挿入して、弁オーリング６を弁オーリング当接面１５に当接させて配置する。そして、弁体３の大径部３１ａの上面の凸部３１ｄの内側にスプリング４を載置する。この状態で、弁体３の軸部３２における円柱状部３２ａを軸受け部２２の内径部分に通すように蓋部２０を上方（下流側）から移動させ、本体部１０の側面部１７に軸受け部２２の係合部２４の外径面部を当接させ、係合凸部１７ａを係合凹部２４ａに係合させる。このとき、スプリング４は、弁体３の大径部３１ａと蓋部２０の３つの連結部２３との間で圧縮され弁体３を下方向（上流方向）に付勢する。このとき、弁体３の円柱状部３２ａの先端側部分は弁ケース２の軸受け部２２の円形孔部２２ａに弁軸ＣＡ方向に摺動可能に嵌合し、弁体３の多角柱状部３２ｂは軸受け部２２の多角形孔部２２ｂに嵌合していない状態にある。この状態が閉弁状態である。

【0022】

図３に示す閉弁状態から水流Ｆの方向に水を流すと、水圧で弁体３が水流Ｆの方向に押されスプリング４を圧縮変形させることにより、図６に示す半開弁状態となる。このとき、弁体３の弁オーリング６は、弁ケース２の弁オーリング当接面１５から離隔し、第２開口部１３と小径部３１ｂの隙間から弁室Ｒに流入した水は、空隙２５を通って逆止弁１の外部に流れる。また、弁体３の軸部３２における多角柱状部３２ｂの円柱状部３２ａ側の一部は、軸受け部２２の多角形孔部２２ｂに弁軸ＣＡ方向に摺動可能に嵌合することにより弁軸ＣＡを中心として弁ケース２に対して回転することが止められている。多角柱状部３２ｂが多角形孔部２２ｂに嵌合していく際、面取部３２ｃが嵌合をスムーズに行うのに寄与する。

【0023】

図６に示す半開弁状態から水流Ｆの方向に流す水の量が増えると、水圧で弁体３が水流Ｆの方向に押されスプリング４を圧縮変形させながら移動して、大径部３１ａの上面が軸受け部２２の下端面に当接することで移動が止められ、図７に示す全開弁状態となる。この全開弁状態においては、弁体３の軸部３２における多角柱状部３２ｂは、すべて軸受け部２２の多角形孔部２２ｂに弁軸ＣＡ方向に摺動可能に嵌合し、弁軸ＣＡを中心として弁ケース２に対して回転することが止められている。この状態で、第２開口部１３と小径部３１ｂの隙間から弁室Ｒに流入した水は、空隙２５を通って逆止弁１の外部に流れる。この状態から、何らかの理由により水流が止まると、スプリング４の働きにより弁体３は図３の閉弁状態になり、空隙２５から弁室Ｒを通って第１開口部１２から弁ケース２の外に流れる水流Ｆと逆方向の水の流れが止められる。

【0024】

以上のように構成される本実施形態は、以下のような作用効果を奏する。逆止弁１は、弁ケース２に対して弁体３を組み付けるとき、本体部１０の下流側開口部１１から弁体３を弁部３１の側から挿入し、弁オーリング６を弁オーリング当接面１５に当接させた状態で、弁体３の円柱状部３２ａを軸受け部２２の内径部分に通すように蓋部２０を上方から本体部１０に取付ければよい。このとき、弁体３の円柱状部３２ａの先端側部分に対し、弁ケース２の軸受け部２２の円形孔部２２ａは周方向に位置合わせする必要がないので、弁ケース２に対する弁体３の組み付けを自動化しやすい。また、弁体３の軸部３２の外径部分の断面と、弁ケース２の軸受け部２２の内径部分の断面と、を軸方向に円形と多角形とに変えるという構造なので、単純で損傷を受けにくく耐久性の高いものとすることができる。

【0025】

また、弁体３の軸部３２の多角柱状部３２ｂの外径部分の断面と、弁ケース２の軸受け部２２の多角形孔部２２ｂの内径部分の断面と、は六角形であるので、弁体３が弁軸ＣＡ方向に移動して開弁状態となり軸部３２の多角柱状部３２ｂが軸受け部２２の多角形孔部２２ｂに嵌合するのが容易になる。さらに、軸部３２の多角柱状部３２ｂの円柱状部３２ａの側の端面コーナ部には面取部３２ｃが設けられているので、弁体３が弁軸ＣＡ方向に移動して開弁状態となり軸部３２の多角柱状部３２ｂが軸受け部２２の多角形孔部２２ｂに嵌合するのがより容易になる。

【0026】

以上、特定の実施形態について説明したが、本発明は、それらの外観、構成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、次のようなものが挙げられる。

【0027】

１．上記実施形態においては、弁体３の軸部３２の多角柱状部３２ｂの外径部分の断面と、弁ケース２の軸受け部２２の多角形孔部２２ｂの内径部分の断面と、を六角形とした。しかし、これに限らず、三角形、四角形、五角形、七角形等の多角形とすることもできる。弁体３の回転防止と多角形孔部２２ｂへの多角柱状部３２ｂの嵌合のしやすさのバランスを考慮すると六角形～八角形が適当である。

【0028】

２．上記実施形態においては、スプリング４を圧縮コイルばねとして構成したが、これに限らず、板バネやトーションばねを採用することもできる。

【0029】

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0030】

１ 逆止弁、２ 弁ケース、３ 弁体、４ スプリング、１０ 本体部、１１ 下流側開口部、１２ 第１開口部（弁口）、２０ 蓋部、２１ 円筒部分、２２ 軸受け部（軸受け）、２２ａ 円形孔部、２２ｂ 多角形孔部、３１ 弁部、３２ 軸部、３２ａ 円柱状部、３２ｂ 多角柱状部、３２ｃ 面取部、ＣＡ 弁軸、Ｆ 水流、Ｒ 弁室、Ｓ 外径面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】