(57)【要約】【課題】逆流止めの機能を長期間に亘って維持できる耐久性の高い安価な逆止弁の提供。【解決手段】管路１の一部に形成された規制空間２において可動状態に置かれた弁体３と、前記規制空間２の一端を構成し前記弁体３が密着することによって封鎖する弁口４を備えた弁座５と、当該弁座５と共に前記規制空間２を構成し、前記弁口４が開かれている状態での弁体３の可動領域を規制するストッパ６を具備して構成され、前記弁体３における少なくとも接触部の硬度を、前記弁座５及びストッパ６における少なくとも接触部の硬度よりも低くした逆止弁。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管路（１）の一部に形成された規制空間（２）において可動状態に置かれた弁体（３）と、前記規制空間（２）の一端を構成し前記弁体（３）が密着することによって封鎖する弁口（４）を備えた弁座（５）と、当該弁座（５）と共に前記規制空間（２）を構成し、前記弁口（４）が開かれている状態での弁体（３）の可動領域を規制するストッパ（６）を具備して構成され、前記弁体（３）における少なくとも接触部の硬度を、前記弁座（５）及びストッパ（６）における少なくとも接触部の硬度よりも低くした逆止弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、逆流止めの機能を具備した逆止弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の逆止弁は、弁体、弁座、及びストッパが、セラミックスや超硬を素材として形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２３５０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記部材の素材としてセラミックスや超硬などの焼結材料（粉体を熱して成形する材料）を用いた場合には、高速で高頻度の衝突が相互に繰り返されることによって、それらの部材が摩耗・消耗し、欠けや割れが発生することとなる。すると、その破片が、当該逆止弁が取り付けられているポンプ（図３及び図４参照）のシリンダや、切換弁（図３参照）の摺動部に詰まり、それらの破損をも招来する等と言う様に、単にその逆止弁の破損に止まらず、当該逆止弁破損に伴う二次的被害の要因ともなった。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであって、逆流止めの機能を長期間に亘って維持できる耐久性の高い安価な逆止弁の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた本発明による逆止弁は、管路の一部に形成された規制空間において可動状態に置かれた弁体と、前記規制空間の一端を構成し前記弁体が密着することによって封鎖する弁口を備えた弁座と、当該弁座と共に前記規制空間を構成し、前記弁口が開かれている状態での弁体の可動領域を規制するストッパを具備して構成され、前記弁体における接触部の硬度を、前記弁座及びストッパにおける接触部の硬度よりも低くしたことを特徴とする。
【０００７】
尚、前記接触部とは、各部材間で接触が生じる部分を総称したものである。従って、前記各部材は、単一材料で構成してもよいし、複数の材料で構成してもよく、少なくとも各部材の接触部において前記条件を満たせばよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による逆止弁の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示す例は、ウォータージェット織機用の逆止弁７として設計されたものであり、図４のようにポンプ内に設け、図３に示す様なウォータージェットを発生する管路１において用いられるものである。
【０００９】
前記管路１の一部に形成された逆止弁７の内空部なる規制空間２において可動状態に置かれた球状の弁体３と、前記規制空間２の一端を構成し前記弁体３が密着することによって封鎖する円形の弁口４を備えた弁座５と、当該弁座５と共に前記規制空間２を構成する部材であって前記弁口４が開かれている状態での弁体３の可動領域を規制すべく球面状に没した内面を備えたストッパ６と、前記弁座５とストッパ６を連結する連結部材８とで構成される。
【００１０】
当該逆止弁７は、前記弁座５における弁口４の外部から流入した流体（当該例においては水）の圧力によって弁体３が押し入れられて弁口４が開き、当該逆止弁７が取り付けられた管路１の流路が確保される。そして、前記規制空間２の内部から弁口４の外部へ流体が流出しようとした場合に、図１（イ）の如く前記球状の弁体３が弁座５の弁口４に押し当てられ管路１の流路が閉鎖されることとなる。前記規制空間２内に弁体３が押し入れられている時には、図１（ロ）の如くストッパの内壁に形成された球面状の凹部に当該弁体３が収まり、ストッパ６に設けた通路９を回避する形で当該弁体３の位置固定が図られているので、安定した流体の流通が確保されることとなる。
【００１１】
当該例においては、前記各部材を単一の成形品から構成し、前記弁体３における接触部の硬度を、前記弁座５及びストッパ６における接触部の硬度よりも低く設定した。以下、当該条件を満足したサンプルとそうでないサンプルとを、
比較して考察する。
【００１２】
表１は、焼入ステンレス鋼球（ＨＶ８３０）を弁体３とし、当該弁体３よりも硬度の高い任意の弁座５を用いて種々の素材からなるストッパ６を具備したサンプルを造り、それぞれの耐用期間を比較したストッパ耐久試験結果である。前記弁体３と同等以下の硬度を持つステンレス鋼のストッパを具備したサンプル１や焼入ステンレス鋼のストッパを具備したサンプル２ではそれぞれ５ヶ月と７ヶ月の耐用期間に止まるのに対し、前記弁体３の硬度を超える硬度を持った、ジルコニア、アルミナ、超硬ＮＩ及び超硬ＣＯのストッパを具備したサンプル３〜サンプル６では、いずれも２年間を超える耐用期間となっている。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
表２は、同じ焼入ステンレス鋼球（ＨＶ８３０）を弁体３とし、当該弁体３よりも硬度の高い任意のストッパ６を用いてジルコニア、アルミナの２種類の素材からなる弁座５を具備したサンプルを造り、それぞれの摩耗状態に基づく耐用期間を比較した弁座耐久試験結果である。前記弁体３の硬度を超える硬度を持った、ジルコニア、アルミナからなる弁座を具備したサンプルは、いずれも２年間を超える耐用期間となっている。
【００１５】
【表２】
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【００１６】
以上の結果から、焼入ステンレス鋼球（ＨＶ８３０）を弁体３とする場合において、ストッパの材質はセラミックス又は超硬を用いれば比較的長い耐用期間が得られることを確認でき、弁座の素材としてセラミックスを用いることによって、キャビテーションによる浸食をほとんど受けないことが確認できた。尚、前記ストッパ耐久試験及び弁座耐久試験では、共に、緯入れ状態が異常になった時点（稼働率が著しく低下し、織物の異常が増加した状態）で試験を終了し寿命をまっとうしたものとする。
【００１７】
表３は、焼入ステンレス鋼球（ＨＶ８３０）と、ＰＯＭ樹脂球を弁体３とし、当該弁体３よりも硬度の高い任意の弁座５やストッパ６を用いて、種々の素材からなるストッパ６や弁座５の摩耗状況を比較した摩耗試験結果である。この試験では、焼入ステンレス球、ＰＯＭ樹脂球ともに摩耗はするが、割れや欠け等の異常は見あたらなかった。尚、試験期間は９０日間とし、織機の回転数を２０００ｒｐｍとすることによって、織機の回転数１２００ｒｐｍ下で２年間という環境を創出した。
【００１８】
【表３】
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【００１９】
上記球を弁体３とした線接触で弁口４を封鎖するの逆止弁以外にも、図２の如く平板状（図２では円盤状）の弁体３を前記規制空間２内に装填する面接触で弁口４を封鎖する逆止弁を構成する場合がある。この場合の弁体３は、その周縁部に表裏に貫通する通路１０が設けられ、リング状を呈する弁座５の内面が前記弁体３の裏面に密着、或いは離隔して前記通路１０を開閉する。前記規制空間２内に弁体３が押し入れられている時には、当該弁体３の裏面が弁座５の内面から離隔し、表面がストッパ６の内面に密着することで当該弁体３の位置固定が図られているので、弁座５の弁口４、弁体３の裏面と弁座５の内面との間隙、弁体３の通路１０、ストッパ６の通路１１を経て安定した流体の流通が確保されることとなる。
【００２０】
以上の結果、弁体の硬度を、弁座やストッパの硬度よりも低く設定する限りにおいて、弁座をセラミックスで形成してもよく、ストッパにおいては、セラミックス又は超硬で形成しても良く、弁体においては、ステンレスや樹脂で形成してもよいということが確認できた。また、ストッパと弁座とを連結する連結部材の硬度を、当該弁座やストッパより低くしてもよいということも確認できた。また、当該例においては前記各部材を単一の成型品で構成したが、各部材の接触部において弁体の硬度が弁座及びストッパより低くなっていれば、各部材の非接触部は接触部と別の材料を用いてもよい。例えば弁座及びストッパでは接触部をセラミックス、非接触部を金属で形成してもよいし、弁体の接触部をステンレス、非接触部を他の金属で形成してもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上の如く本発明による逆止弁によれば、弁体の硬度を、弁座やストッパの硬度よりも低く設定することによって、高速で高頻度に生じる衝突時において、自由度の高い弁体の方が一時に大きく損傷することなく滑らかな形状を保ちつつ摩耗する。この様に、弁座とストッパの摩耗による割れや欠けが防止され、他の部材との密着性を比較的長く維持できる結果、逆流止めの機能が長期間に亘って維持され逆止弁の耐久性を向上させることが出来る。
【００２２】
また、弁座及びストッパの摩耗を減少させることができ、専ら、比較的軟質な弁体のみが消耗するので、前記規制空間に装填された弁体のみの交換で、更に逆止弁全体としての耐用期間を延ばすことができる。そして、この様な弁体に割れや欠けが生じにくい構成によって、当該逆止弁が取り付けられた管路の構成部品に対する二次的被害をも防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）（ロ）
本発明による逆止弁の一例を示す説明図である。
【図２】（イ）（ロ）
本発明による逆止弁の一例を示す説明図である。
【図３】ウォータージェットを発生する管路一例を示す説明図である。
【図４】送水ポンプにおける逆止弁の使用状況の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１　管路
２　規制空間
３　弁体
４　弁口
５　弁座
６　ストッパ
７　逆止弁
８　連結部材
９，１０，１１　通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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