(57)【要約】【課題】簡易な構成でチャタリング現象を防止する。【解決手段】内部を流体が通過する弁本体２０の一次側及び二次側開口部２４，２５の口径中心線Ｃを水平状態として使用する逆止弁１０であって、弁本体２０の内部に、二次側から一次側への流体の流通を規制する，回動可能に支持された弁体３０を設け、弁体３０は自重により閉鎖状態を維持すると共に一次側から二次側への移動により開放状態となるように支持され、閉鎖状態での弁体３０を含む回動要素全体の重心Ｇの位置をその回動中心Ｋの位置のほぼ真下に配置した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を流体が通過する弁本体の一次側及び二次側開口部の口径中心線を水平状態として使用する逆止弁であって、
前記弁本体の内部に、二次側から一次側への流体の流通を規制する，回動可能に支持された弁体を設け、
前記弁体は自重により閉鎖状態を維持すると共に一次側から二次側への移動により開放状態となるように支持され、
閉鎖状態での前記弁体を含む回動要素全体の重心位置をその回動中心位置のほぼ真下に配置したことを特徴とする逆止弁。
【請求項２】
前記弁体は、閉鎖状態から開放状態に移行する際に、その上端部が下降方向寄りに移動する軌跡を描くように支持されていることを特徴とする請求項１記載の逆止弁。
【請求項３】
前記弁体を支持するアームを備え、
前記弁体は、流体の流路の開閉を行う皿状部と、この皿状部の二次側に設けられた前記アームに支持される支持部とを有し、
前記重心を、前記支持部又はアーム側とすることを特徴とする請求項１又は２記載の逆止弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、逆止弁に係り、特に、スイングチャッキバルブ方式の逆止弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９に基づいて従来の逆止弁について説明する。従来の逆止弁１００は、一次側及び二次側開口部１１１，１１２を有し，その内部を流体が通過する弁本体１１０と、この弁本体１１０の内部において二次側から一次側への流体の流通を規制する弁体１２０と、この弁体１２０を回動可能に支持するアーム１２１とを備えている。
【０００３】
弁本体１１０は、内部が広く中空に形成された弁体格納領域１１３を備え、上述した一次側開口部１１１と二次側開口部１１２は、それぞれ弁本体１１０の外部から弁体格納領域１１３に連通している。そして、一次側開口部１１１及び二次側開口部１１２はいずれも断面円形の流路であり、これらはその中心線が同一直線上となるように配置されている。以下、この同一直線上の中心線を口径中心線Ｃとする。この逆止弁１００は、通常、その口径中心線Ｃが水平となる状態で使用される。
弁本体１１０の弁体格納領域１１３と一次側開口部１１１との境界位置にはリング状の弁座１２２が設けられている。前述した弁体１２０は、この弁座１２２に着座することで当該弁座１２２を覆い塞ぐ閉鎖状態と、アーム１２１が二次側開口部１１２側に向かって回動することにより弁体１２０が弁座１２２から離間して流体の流通が可能となる開放状態とが切り替えられる。
【０００４】
弁体１２０は、弁座１２２とは反対側においてアーム１２１の先端部に支持されている。アーム１２１は、弁本体１１０の弁体格納領域１１３内においてその基端部が回動自在に支持されている。弁体１２０は外力が作用しない状態にあっては吊下状態にあり、弁座１２２を覆い塞ぐ閉鎖状態となっている。
また、これら弁体１２０とアーム１２１とは、弁座１２２に対して二次側開口部１１２側に位置すると共に、弁体１２０とアーム１２１との全体的な重心Ｇは閉鎖状態においてアーム１２１の回動中心線Ｋよりも二次側開口部１１２側に位置しているので、これらの自重の弁座方向分力により閉鎖状態を維持することとなる。
そして、弁体１２０は、閉鎖状態から二次側開口部１１２側にしか移動できない構造となっているので、二次側開口部１１２が一次側開口部１１１よりも高圧となっても閉鎖状態は維持され、一次側開口部１１１が二次側開口部１１２よりも高圧となり、弁体１２０の自重による圧接力を上回るとアーム１２１が回動して流体が流動する。
【０００５】
しかしながら、上記逆止弁１００は、弁体１２０及びアーム１２１の重心Ｇがアーム１２１の回動中心線Ｋよりもかなり二次側開口部１１２側に位置し、また弁体が厚肉で重いことから、一次側開口部１１１から二次側開口部１１２側への流体の流量が微少な場合には、流体の圧力により弁体１２０を弁座１２２から離す力が、弁体１２０及びアーム１２１の自重の弁座方向分力により弁体１２０を弁座１２２側に戻そうとする作用に負けて着座してしまう。その後、弁体１２０の着座により一次側開口部１１１側の流体圧が上昇するので、弁体はわずかながら開放状態となるが、開放によって一次側開口部１１１側の流体圧が低下（即ち一次側と二次側の差圧が小さくなる）して流体の圧力により弁体１２０を押す力が低下することに加え、自重の弁座方向分力も加わり、弁体１２０は弁座１２２側に戻り閉鎖状態となってしまう。このように、上記逆止弁１００は弁体１２０の開放と着座を繰り返し、振動音を発生するチャタリング現象を生じる場合があった。このチャタリング現象は、騒音を発生すると共に弁体１２０と弁座１２２とが衝突を繰り返す為にこれらの損傷を生じるという問題があった。
【０００６】
特許文献１及び２には、上記従来の逆止弁の弁体にさらに微少流量の流体の通過を許容する小逆止弁を設けた先行技術が記載されている。これらの逆止弁は、微少流量時には、小逆止弁から流体が通過するので、弁体が開かれず、チャタリング現象の抑制には貢献する。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭５４−１３９１２０号公報（第３図）
【特許文献２】
特開昭５４−３０５３３号公報（第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記各先行技術にあっては、弁体自体の開放状態への移行に遅延を生じるという不都合があった。さらに、弁体に新たに小逆止弁を設ける為、構造の複雑化と部品点数の増加を招き、コスト面から生産性の低下を生じると共に、微少部品の増加により当該部品の破損等の原因から逆止弁自体の耐久性の低下及び短命化を招くという不都合があった。
【０００９】
本発明は、生産性を低下することなくチャタリング現象の発生を抑制することをその目的とする。また、本発明は、開閉動作の遅延を抑制することを他の目的とする。さらに、耐久性を損なわず、長寿命化を図りつつ、チャタリング現象の発生を抑制することをさらなる目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、内部を流体が通過する弁本体の一次側及び二次側開口部の口径中心線を水平状態として使用する逆止弁であって、弁本体の内部に、二次側から一次側への流体の流通を規制する回動自在に支持された弁体を設け、弁体は自重により閉鎖状態を維持すると共に一次側から二次側への移動により開放状態となるように支持され、閉鎖状態での弁体を含む回動要素全体（以下、弁体等という）の重心位置をその回動中心位置のほぼ真下に配置する、という構成を採っている。
【００１１】
上記「口径中心線」とは、弁本体に設けられた一次側開口部と二次側開口部の中心線をいい、これらは一致するか或いは平行に設定されている。
上記「回動要素」とは、弁体とこれを回動自在に支持する構成全体を示す。即ち、弁本体の開閉動作時において、その位置又はその姿勢が変化する構成全体を示す。
上記構成では、通常弁体が自重により閉じられており、かかる状態では一次側と二次側との間で流体の流通が行われない。そして、弁体は、二次側が一次側よりも圧力が高い場合若しくは同圧の場合にはその閉鎖状態を維持するが、一次側が二次側よりも圧力が高くなると回動要素の自重の弁座方向分力に抗して解放され、流体の流通が行われる。
そして、口径中心線が水平となる状態において、弁体を含む回動要素全体（以下、弁体等という）の重心位置を弁体の回動支点のほぼ真下となるように配置することにより、弁体は、その閉鎖状態を維持する自重の影響が低減され、一次側から二次側へのわずかな流体の流れであっても開放状態となる。そして、自重により閉鎖状態に戻ろうとする作用は十分に低減されているので、微少でも流体の流れが継続する限り開放状態は維持される。
従って、流体の流れが微少量となった場合に弁体の自重による閉じようとする作用により発生するチャタリングは抑制される。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、弁体は、閉鎖状態から開放状態に移行する際に、その上端部が下降方向寄りに移動する軌跡を描くように支持されている、という構成を採っている。
ここで、上記「上端部」とは、閉鎖状態における弁体の上端部をいうものとする。
上記構成では、請求項１記載の発明と同様の作用を奏すると共に、開放状態となる際に弁体の上端部が下降方向寄りに移動するので、当該移動は円滑に行われる。つまり、弁体は閉鎖状態から開放状態の移行が円滑に行われることから、その後の開放状態が、流体流量が微少量であっても維持され、チャタリングの発生がさらに抑制される。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明と同様の構成を備えると共に、弁体を支持するアームを備え、弁体は、流体の流路の開閉を行う皿状部と、この皿状部の二次側に設けられたアームに支持される支持部とを有し、重心を、支持部又はアーム側とする、という構成を採っている。
【００１４】
上記構成では、請求項１又は２記載の発明と同様の作用を奏すると共に、回動要素の重心を、弁体の皿状部側としないで支持部又はアーム側とするため、閉鎖状態において弁体は回動中心線よりも一次側に位置することとなる。
例えば、前述した従来例では、弁体の皿状部は肉厚であり、皿状部の重量が大きいことからその重心位置は皿状部内に存在する。一方、本発明の構成では、重心が支持部又はアーム側に存在することから分かるように、支持部及びアームに比して皿状部の重量軽減が図られている。このため、弁体重量による閉鎖状態側へ移動する作用が低減され、弁体は閉鎖状態から開放状態の以降が円滑に行われることから、その後の開放状態が、流体流量が微少量であっても維持され、チャタリングの発生がさらに抑制される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（実施形態の全体構成）
本発明の実施形態を図１乃至図４に基づいて説明する。図１は本実施形態たる逆止弁１０の口径中心線Ｃに沿った断面図を示す。
逆止弁１０は、その一次側から二次側への流体の流動を可能とすると共に逆方向の流動を制止する機能を有している。その用途としては、例えば、ポンプの流体の吐出を行う二次側と逆止弁の一次側とを接続し、吐出後においてもポンプ内の流体を維持する場合等が挙げられるが、無論当該用途に限定されるものではなく、流体の流れる方向を一方に規制したい他のいかなる用途に使用しても良い。
【００１６】
逆止弁１０は、図１に示すように、内部を流体が通過する弁本体２０と、弁本体２０の内部で流体の通過位置に設けられた弁座１１と、弁座１１に対して開閉を行う弁体３０と、弁体３０をその先端部で支持するアーム４１と、アーム４１の基端部を回動自在に支持する支持部材４２とを備えている。
【００１７】
（弁本体）
上記弁本体２０は、上方に開口し，内部が中空に形成された中空体２１と、中空体２１の上方開口部を閉塞する蓋体２２と、中空体２１と蓋体２２との間に介挿される支持部材４２取り付け用の支持板２３とを有している。
中空体２１は、流体の入口となる一次側開口部２４と流体の出口となる二次側開口部２５とが設けられている。かかる各開口部２４，２５はいずれも断面円形の流路であり、各々が中空体２１の内部に形成された弁格納領域２６に連通している。また、これら各開口部２４，２５はその中心線が同一直線上となるように設けられている。以下、この同一直線上の中心線を口径中心線Ｃとする。この逆止弁１０は、通常、その口径中心線Ｃが水平となる状態で設置され使用される。また、本実施形態の記載において、方向や姿勢，配置を示す語句は全て、口径中心線Ｃを水平状態として設置した状態での方向，姿勢又は配置を示すものとする。
【００１８】
中空体２１の各開口部２４，２５の端部外周には、口径中心線Ｃを中心とする半径方向に張り出されたフランジ２４ａ，２５ａが設けられており、当該フランジ２４ａ，２５ａを介してボルト，止めネジ等により各開口部２４，２５を外部と接続可能としている。なお、各フランジ２４ａ，２５ａに替わる外部接続可能な構造を設けても良いことはいうまでもない。例えば、各開口部２４，２５をフランジのない筒状とし、溶接により外部の配管と接続を図る構造としても良い。
また、中空体２１の弁格納領域２６の内部には、弁体３０が当接することでその回動を規制し、最大開度を設定する規制突起２７が設けられている。かかる規制突起２７の詳細については後述する。
【００１９】
蓋体２２と支持板２３とは、中空体２１の開口した上端面と同一形状に形成され、これらは重ね合わせられた状態でボルトにより締結される。また、中空体２１と支持板２３との間及び支持板２３と蓋体２２との間にはガスケットが介挿され、これら相互間のシールが図られている。また、支持板２３と中空体２１の上端面との間にはスプリングピン２８も使用され、これによる相互間の連結及び位置決めが図られている。
さらに、支持板２３は、その上面から下面に貫通する開口部２３ａが形成されており、かかる開口部２３ａから、支持板２３に取り付けられた支持部材４２が支持するアーム４１や弁体３０の組み付け，調整，メンテナンス作業等が可能となっている。
【００２０】
（支持部材及びアーム）
支持部材４２は、支持板２３の下面において垂直下方に延びた状態でボルトにより固定支持されている。そして、この支持部材４２の下端部において、口径中心線Ｃに直交し且つ水平方向に沿った支軸４３によりアーム４１の基端部が連結されている。これにより、アーム４１はその先端部が支軸４３の中心線（以下、回動中心線Ｋとする）を中心として回動することが可能とされている。
【００２１】
（弁座及び弁体）
弁座１１は、弁本体２０の内部であって、一次側開口部２４と弁体格納領域２６との境界位置に設けられている。かかる弁座１１は、リング状を呈しており、一次側開口部２４から流入する全ての流体はリングの内側を通過するように取り付けられている。また、この弁座１１は、その下端部が上端部に比してわずかに二次側開口部２５側に近接するように傾斜して配設されている。即ち、弁座１１の二次側開口部２５側の端面は垂直平面に対して３°の傾斜が生じている。
【００２２】
弁体３０は、弁座１１に着座することで当該弁座１１を覆い塞ぐ皿状部３１と、皿状部３１の弁座対向面とは反対側の面（背面とする）から突出した状態で設けられた支持部３２とを備えている。
上記皿状部３１は、弁座１１とほぼ外径が等しい円板状に形成され、その弁座対向面における周縁部は、弁座１１の端面と円周全体に渡って当接するように環状の平坦面が形成され、平坦面の内側は凹状に窪んでいる。そして、この皿状部３１の平坦面が弁体と当接した状態で一次側開口部２４−弁体格納領域２６間での流体の流通は遮断される。以下、かかる状態を閉鎖状態とする。
支持部３２は、皿状部３１の背面の中央から突出した状態で設けられている。この支持部３２は、突出方向中間位置においてその基端部より小径となる軸状部が形成され、アーム４１の先端部に設けられた貫通穴に挿入される。また、軸状部の先端には雄ネジが形成され、弁体３０全体がアーム４１に対してナットにより固定される。
【００２３】
（弁体の配置，姿勢，動作を含む詳細な説明）
上記弁体３０とアーム４１は、一体となって支軸４３を中心として回動する。これらの回動要素全体の重心Ｇは、弁体３０の皿状部３１ではなく軸状部３２側に設定されている。
かかる弁体３０に何ら外力が働かない状態にあっては、重心Ｇは支軸４３の中心線Ｋのほぼ垂直下方に位置する状態で弁体３０は弁座１１に着座する。かかる重心位置は、少なくとも、中心線Ｋの直下位置かそれよりも二次側開口部２５側寄りであって、支軸４３を垂直下方に投影した場合に、当該支軸４３の幅（直径）の範囲内に入る範囲であることが好ましく、さらには中心線Ｋの直下位置により近いことがより望ましい。
本実施形態では、弁座１１に弁体３０が着座した状態において、重心Ｇが中心線Ｋを中心としてその垂直下方から１．５°だけ二次側開口部２５側にオフセットされた配置となるように設定されている。かかるオフセットにより、弁体３０及びアーム４１の自重の弁座方向分力が弁体３０を弁座１１側に回動させる作用となり、閉鎖状態が維持されることとなる。
【００２４】
図２（Ａ）は逆止弁１０の弁体３０及びアーム４０の自重による重力を支軸４３の中心線Ｋ位置と重心Ｇとを結ぶ線分方向に沿った分力と弁座方向分力とに分けてベクトル表示した説明図であり、図２（Ｂ）は比較のための従来の逆止弁１００の弁体１２０及びアーム１２１の自重による重力を支軸の中心線Ｋ位置と重心Ｇとを結ぶ線分方向に沿った分力と弁座方向分力とに分けてベクトル表示した説明図である。
本実施形態の逆止弁１０の回動要素の重量はｍ、従来の逆止弁１００の回動要素の重量はＭであり、後述するように、逆止弁１０の弁体３０は、逆止弁１００の弁体１２０よりも軽量化が図られている（即ち、ｍ＜Ｍ）。また、逆止弁１０の弁座方向分力をｆ、逆止弁１００の弁座方向分力をＦ、重力加速度をｇとすると、まず、逆止弁１０の弁座方向分力ｆは、着座時の重心Ｇ位置が中心線Ｋの垂直下方位置から１．５°だけ二次側開口部２５側寄りであることから  ｆ＝ｍｇｓｉｎ１．５°となる。
一方、逆止弁１００の弁座方向分力Ｆは、後述するが着座時の重心Ｇ位置が中心線Ｋの垂直下方位置から１７．７°だけ二次側開口部１１２側寄りであることから
Ｆ＝Ｍｇｓｉｎ１７．７°となる。
このように、逆止弁１０は、弁体３０の重量ｍがより小さく、重心Ｇの角度位置も充分小さいのでそれらの積算値である弁座方向分力ｆは従来の逆止弁１００よりも飛躍的に小さくなっていることが分かる。
なお、この重心Ｇのオフセットさせる角度は１０°以下の範囲であって、より小さいほど望ましい。
【００２５】
従って、弁本体２０の二次側開口部２５から一次側開口部２４に向かう方向に流体が流入し、弁体格納領域２６が一次側開口部２４よりも高圧状態になると、弁体３０が流体圧により弁座１１側に押圧されて閉鎖状態を維持することとなる。
その一方で、弁本体２０の一次側開口部２４から二次側開口部２５に向かう方向に流体が流入し、一次側開口部２４側の圧力が弁体格納領域２６よりも高圧状態になり、流体の圧力により弁体３０を弁座１１から離す力が前述の弁体３０を弁座１１に着座状態に維持する力よりも大きくなると、弁体３０及びアーム４１が回動し、弁座１１から流体が弁体格納領域２６側に流動可能となる。以下、かかる状態を開放状態とする。
【００２６】
本実施形態の逆止弁１０では、一次側開口部２４から二次側開口部２５への流動に際して、微少流量であっても弁体３０の閉鎖状態から開放状態へ切り替わるようにするために、閉鎖状態において、回動要素全体の重心Ｇの位置が支軸４３の中心線Ｋの真下位置に極力近接するように設定している。
また、重心Ｇを上記の如く配置することにより、微少流量下で開放状態となった弁体３０への閉鎖状態に戻ろうとする作用が極力低減されるので、微少の流動が継続する限り開放状態を安定して維持することができる。
従来の逆止弁によるチャタリング現象は、その弁体が閉鎖状態に戻ろうとする作用が大きいために、微少流量下で弁体を開放側へ加圧する作用が安定しないことにより発生するが、上記逆止弁１０は微少流量下で弁体３０を安定して開放状態に維持するために、チャタリング現象を効果的に抑制することが可能となる。
【００２７】
また、前述したように、回動要素の重心Ｇは、弁体３０の支持部３２側に位置していることから、閉鎖状態にあっては、弁体３０の皿状部３１は支軸４３の中心線Ｋよりも一次側開口部２４側に位置することとなる。かかる状態から分かるように、重心Ｇが弁体３０の支持部３２側にあるということは、弁体３０の皿状部３１の重量に比して、支持部３２及びアーム４１の合計重量が大きいことに起因する。
【００２８】
一般に、支持部やアームは、皿状部を回動可能に支持できればその機能としては充分であるために重量化することはないが、皿状部は、弁座を完全に覆う必要があるので表面積が大きく、支持部及びアームに比して皿状部は重量が大きくなるのが通常である。しかし、逆止弁１０にあっては、弁体３０の皿状部３１を従前よりも薄肉化して支持部３２及びアーム４１の軽減を図り、その結果として回動要素全体の軽量化を図っている。
【００２９】
前述したように、逆止弁によるチャタリング現象は、その弁体が閉鎖状態に戻ろうとする作用が大きく、微少流量下で弁体を開放側へ押す作用が安定しない場合に発生するが、回動要素全体の軽量化は、弁体が閉鎖状態に戻ろうとする作用の低減に寄与する。従って、回動要素の重心Ｇを弁体３０の支持部３２側とすることに伴い回動要素の軽量化を図り、チャタリング現象のさらなる効果的な抑制を図っている。
【００３０】
図３は、逆止弁１０の弁体３０が閉鎖状態から開放状態へ移行する場合の移動軌跡を示す説明図である。弁体３０は、閉鎖状態から開放側に大きく回動されると、一定の範囲で支持部３２の先端部が弁本体２０の内壁に設けられた規制突起２７に当接し、それ以上の回動を規制される（図１中に二点鎖線により図示）。支軸４３の中心線Ｋを中心とする回動角度が着座状態で０°とすると、上記規制範囲での最大開度は、７２°に設定されている。
【００３１】
弁体３０は、その閉鎖状態から最大開度位置まで回動する場合において、当該弁体３０の閉鎖状態における上端部（皿状部３１の外周の最も高い位置）は、図３に示すように、移動するに従ってその位置が降下する方向（下降方向寄り）に移動する軌跡Ｄを描くように支持されている。これは、閉鎖状態において弁体３０の上端部が支軸４３の中心線Ｋを含む垂直面よりも一次側開口部２４側に位置することに起因する。また、弁体３０の上端部が中心線Ｋを含む垂直面よりも二次側開口部２５側まで到達しないように、規制突起２７が弁体３０の回動を制限することにより、弁体３０の回動範囲内において、常にその上端部は開放方向の移動に際して下降曲線を描くこととなる。
【００３２】
さらに、図３に示す曲線Ｓは、弁体３０の回動により描かれる重心Ｇの軌跡を示している。図示の如く、重心Ｇの軌跡Ｓは、閉鎖状態である０°の位置において、その接線が口径中心線Ｃに対して１．５°となっている。これは、前述した重心Ｇが弁体３０の閉鎖状態において予め中心線Ｋを中心としてその直下位置から１．５°のオフセットにより設けられていることに起因する。
【００３３】
ここで、比較のために従来の技術で説明した従来の逆止弁１００に言及する。図１０は、従来の逆止弁１００の弁体１２０が閉鎖状態から開放状態へ移行する場合の移動軌跡を示す説明図である。
従来の弁体１２０は、その閉鎖状態における上端部は、図１０に示すように、移動するに従ってその位置が上昇方向寄りに移動する軌跡Ｄを描くように支持されている。また、弁体１２０の重心Ｇの軌跡Ｓは、閉鎖状態である０°の位置において、その接線が口径中心線Ｃに対して１７．７°となっている。
【００３４】
本実施形態たる逆止弁１０を従来の逆止弁１００と比較して分かるように、従来の弁体１２０は閉鎖状態から開放方向に回動する場合に、その上端部が上り勾配を描くと共に重心Ｇの位置も急な登り勾配を描くこととなる。このため、閉鎖状態からの回動に必要な加圧力は大きくなり、また、開放状態を維持する場合にも同様のことがいえる。
一方、弁体３０はその閉鎖状態から開放方向に回動を行う場合に、その上端部が下降方向に移動すること及び重心Ｇの上昇方向の傾きが１．５°と非常に小さく設定されていることにより、弁体３０の閉鎖状態からの回動を例え微少流量下でもより円滑に行わしめることを可能とし、開放状態を維持する加圧力も小さくて済むので、チャタリングの発生をより有効に低減することができる。
【００３５】
図４は、逆止弁１０に対して一次側から二次側に十分に大きな流量で流体が流動している場合の弁体３０周辺の流れを示す説明図である。また、比較のために従来の技術で説明した従来の逆止弁１００にも言及する。図１１は、従来の逆止弁１００に対して一次側から二次側に十分に大きな流量で流体が流動している場合の弁体１２０の周辺の流れを示す説明図である。
【００３６】
従来の弁体１２０は弁本体１１０の内部に設けられた規制突起１１４によりその開放方向への回動が制限されている。そして、その最大開度において、弁体１２０の皿状部はその弁座対向面が口径中心線Ｃに対して、皿状部の流動方向下流側端部（閉鎖状態における下端部）が上流側端部に比して下方となるように大きく傾斜した状態となる。
かかる従来の弁体１２０は、そのアーム１２１の支軸が本実施形態のアーム４１の支軸４３に比してはるか上方に位置していることから、流体による加圧力が大きい場合であっても弁体１２０の弁座対向面は、口径中心線Ｃに対して大きく傾斜したままの状態となる。従って、弁体１２０の背面側には流体の流動がほとんど存在せず、揚力も生じないので、その最大開度状態は充分安定した状態を維持することができない。
【００３７】
一方、弁体３０もまた、前述したように、規制突起２７によりその開放方向への回動が制限されている。そして、その最大開度において、弁体３０の皿状部３１はその弁座対向面が口径中心線Ｃにおおむね沿った状態であって、皿状部３１の流動方向下流側端部（閉鎖状態における下端部）が上流側端部に比して幾分下方となるように傾斜した状態となる。
そして、アーム４１の支軸４３は、一次側開口部２４の内壁上端部高さに近い高さに配置されている。これにより、弁体３０を最大開度まで加圧可能な流量の流体が一次側開口部２４側から流入すると、一次側開口部２４から流入する流体の流れに皿状部３１の全体がさらされる。即ち、弁体３０は、弁座対向面側と背面側の双方において流体の流れが生じた状態となる。
このように、弁体３０の皿状部３１の両面で流体の流動を生じ、流れの中で上側となる面（背面）が略凸面状に形成され、且つ皿状部３１が幾分傾斜した状態にあると、皿状部３１の上側と下側とで流体の圧力に差を生じ、弁体３０に対して揚力を生じることとなる。
従って、弁体３０は規制範囲内で最大に回動した状態において、揚力により開放方向への回動力を生じ、かかる状態を安定して維持することが可能となる。
【００３８】
（実施形態の効果）
上記構成からなる逆止弁１０は、弁体３０及びアーム４１からなる回動要素全体の重心Ｇを支軸４３の中心線Ｋの直下位置よりもわずかに二次側開口部２５側に配置したことにより、微少流量下で、閉鎖状態の弁体３０を容易に開放可能とすると共に当該開放状態を安定して維持することを可能とする。
従って、効果的にチャタリング現象を抑制することが可能となると共に、新規部材の追加等を不要として構成が簡易であることから生産性及び耐久性の向上並びに長寿命化を図ることが可能となる。
【００３９】
また、逆止弁１０では、支持板２３を中空体２１と蓋体２２との間に介挿して設け、これにより支持部材４２及びアーム４１を支持する構成としているため、アーム４１の支軸４３の配置等を自在に設定することが容易であると共に、従前の逆止弁の弁本体を使用することが可能であり、装置の生産性の向上が図られている。
なお、支持部材４２及びアーム４１を用いることなく中空体２１により直接支軸４３を上記構成と同位置に支持するようにしても良い。
【００４０】
（その他）
なお、上述した逆止弁１０では、弁体３０の上端部の閉鎖状態からの移動軌跡がその回動範囲全域に渡って下降勾配を描くように、弁体３０が支持されている例を示したが、チャタリングの発生防止の観点からは、弁体３０の上端部の移動軌跡は、閉鎖状態からの回動開始位置において下降勾配を描くことが特に望ましく、例えば、図５に示すように、弁体３０が閉鎖状態から一定角度（ここでは例えば３０°）までの範囲で、弁体３０の上端部の回動軌跡Ｄが下降勾配を描く構成としても良い。
図５に示す逆止弁は、弁体３０を支持するアーム４１の支軸４３が図１の逆止弁１０より高い位置に設けられている。また、弁体３０の上端部が支軸４３の中心線Ｋを含む垂直平面よりも一次側開口部２４側に位置し、重心Ｇの移動軌跡Ｓに対する閉鎖状態位置（０°）での接線が口径中心線Ｃに対して微小角度（ここでは例えば１．７°）に設定されている点は、図１に示す逆止弁１０の場合と同様である。
かかる図５に示す逆止弁の場合も、閉鎖状態からの回動を微少流量下で円滑に行わしめることを可能とし、開放状態を維持する加圧力も小さくて済むので、チャタリングの発生を有効に低減することができる。
【００４１】
また、上記逆止弁１０では、その弁座１１及び弁体３０（閉鎖状態）の相互の対向面の法線が二次側開口部２５側が高くなるように３°の傾斜が設けられているが、無論この数値に限定されるものではなく、より大きくとも良いし、法線が水平状態であっても良いし、さらには二次側開口部２５側が低くなる傾斜を設けても良い。但し、回動要素の重心Ｇは、支軸４３の中心線Ｋのほぼ直下位置とする必要があるので、上記傾斜状態の変更に際しては、カウンターウェイト等を用いてそのバランスを調節しても良い。
【００４２】
【実施例】
本発明の実施形態で示した逆止弁１０と従来の逆止弁１００（いずれも、クラス１０Ｋで、サイズは５０Ａ、鋳鋼製のものが使用される）とによるチャタリングの発生の有無を確認する試験を行ったのでこれについて説明する。
図６は、上記試験に使用した試験装置５０の概略構成を示す。この試験装置５０は、逆止弁１０（１００）の一次側開口部２４（１１１）に配管５１を介して接続される圧縮エアを供給する圧力源５３と、その流量を一定化するレギュレータ５４と、逆止弁１０（１００）の二次側開口部２５（１１２）に配管５２を介して接続され，逆止弁１０（１００）を通過するエアの流量を測定する流量計５５と、配管５１の途中であって逆止弁１０（１００）の一次側開口部２４（１１１）よりも３００［ｍｍ］上流側のＡ点と配管５２の途中であって二次側開口部２５（１１２）よりも３００［ｍｍ］下流側のＢ点と差圧を測定する差圧検出装置５７と、Ａ点における圧力を検出する圧力検出装置５６と、各検出圧力及び流量を記録するレコーダ５８とを備えている。
【００４３】
上記試験装置５０により、圧力源５３からのエアの流量を１６０［ｌ／ｍｉｎ］とした場合と１４０［ｌ／ｍｉｎ］とした場合とにおける一次側圧力と一次側と二次側の差圧とを測定した。図７は本発明の逆止弁１０を接続した場合の測定結果を示す線図であり、図８は従来の逆止弁１００を接続した場合の測定結果を示す線図である。なお、各図７，８における流量の単位に付された符号Ｎは、測定流量を大気圧，摂氏０度下の条件に換算した流量を示すものである。
図７と図８を比較すると分かるように、従来の逆止弁１００では本発明の逆止弁１０と比較して差圧が高くなっている。これは、本発明の逆止弁１０がその重心Ｇの位置と弁体３０の軽量化により微小流量下でも容易に開放状態となり、流体の通過が円滑に行われていることを裏付けている。
また、従来の逆止弁１００の場合には、差圧が１秒間に数回の周期で微小振幅（１［Ｐａ］程度）の波形が観察された。これは弁体１２０が振動状態で開放と閉鎖を繰り返すチャタリングの発生を示しており、同試験において弁体１２０が弁座１２２と衝突する騒音の発生も確認されている。一方、本発明の逆止弁１０では、差圧は振動状態を示す変動を生じることなく安定しており、逆止弁１０の重心Ｇの位置と弁体３０の軽量化により微小流量下で開放状態を安定して維持することによりチャタリングを防止していることが裏付けられている。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明は、回動自在に支持された弁体が閉鎖状態のときの重心位置をその回動中心線のほぼ真下位置に配置したので、自重による弁体を閉鎖状態へ移動する作用を低減し、微少量の流体の移動により弁体は開放状態となり且つ開放状態を維持することができる。従って、微少流量時において自重による弁体を閉鎖状態へ移動する作用に負けて生じるチャタリングを効果的に抑制することが可能となる。
また、小逆止弁等の新たな部品の追加を不要として構造の簡易化を図ると共に、生産性及び耐久性の向上並びに長寿命化を図ることが可能となる。
【００４５】
請求項２記載の発明は、開放状態となる際に弁体が下降方向寄りに向かって移動するので、上昇方向寄りに移動する場合と比較してその移動を円滑に行うことが可能となり、その結果、より安定して微少流量での弁体の開放状態を維持することが可能となる。従って、チャタリングのさらなる抑制効果を得ることが可能となる。
【００４６】
請求項３記載の発明は、重心位置を弁体の支持部又はアーム側として皿状部の重量軽減を図り、弁体重量による閉鎖状態側へ移動する作用をより低減し、より安定して微少流量での弁体の開放状態を維持することが可能となる。従って、チャタリングのさらなる抑制効果を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施形態たる逆止弁の口径中心線に沿った断面図示す。
【図２】図２（Ａ）は逆止弁の弁体及びアームの自重による重力を支軸の中心線位置と重心とを結ぶ線分方向に沿った分力と弁座方向分力とに分けてベクトル表示した説明図であり、図２（Ｂ）は比較のための従来の逆止弁の弁体及びアームの自重による重力を支軸の中心線位置と重心とを結ぶ線分方向に沿った分力と弁座方向分力とに分けてベクトル表示した説明図である。
【図３】図１の逆止弁の弁体が閉鎖状態から開放状態へ移行する場合の移動軌跡を示す説明図である。
【図４】図１の逆止弁に対して一次側から二次側に十分に大きな流量で流体が流動している場合の弁体周辺の流れを示す説明図である。
【図５】アームの支軸が図１の逆止弁より高い位置に設けられている他の逆止弁の例を示す説明図である。
【図６】本発明と従来の逆止弁の比較試験に使用した試験装置の概略構成図である。
【図７】本発明の逆止弁を接続した場合の測定結果を示す線図である。
【図８】従来の逆止弁を接続した場合の測定結果を示す線図である。
【図９】従来の逆止弁の口径中心線に沿った断面図示す。
【図１０】従来の逆止弁の弁体が閉鎖状態から開放状態へ移行する場合の移動軌跡を示す説明図である。
【図１１】従来の逆止弁に対して一次側から二次側に十分に大きな流量で流体が流動している場合の弁体周辺の流れを示す説明図である。
【符号の説明】
１０  逆止弁
１１  アーム
２０  弁本体
２４  一次側開口部
２５  二次側開口部
３０  弁体
３１  皿状部
３２  支持部
４３  支軸
Ｄ  弁体上端部の軌跡
Ｇ  重心
Ｋ  中心線（回動中心位置）
Ｃ  口径中心線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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