(57)【要約】【課題】動作安定性の高いボール型逆止弁を提供する。【解決手段】弁座面にボールが密着することで流体の逆流を防止するボール型逆止弁であって、ボールは、コア部材と、コア部材を被覆する弾性体と、を有する。弾性体は、２つの部材が接合面で接合してコア部材を被覆する。そして、ボールの球心とコア部材の重心とが異なっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁座面にボールが密着することで流体の逆流を防止するボール型逆止弁であって、
前記ボールは、コア部材と、前記コア部材を被覆する弾性体と、を有し、
前記弾性体は、２つの部材が接合面で接合して前記コア部材を被覆し、
前記ボールの球心と前記コア部材の重心とが異なっている、
ボール型逆止弁。
【請求項２】
前記弾性体は、前記コア部材を前記ボールの球心からずらして被覆する、
請求項１に記載のボール型逆止弁。
【請求項３】
前記コア部材の球心と前記ボールの球心との距離は、前記ボールの外径の２％以上５％以下である、
請求項２に記載のボール型逆止弁。
【請求項４】
前記コア部材は、ボール型逆止弁を流れる流体の流入口よりも大きい直径である、
請求項１から３の何れか１項に記載のボール型逆止弁。
【請求項５】
前記コア部材は、金属で形成され、
前記弾性体は、ゴムである、
請求項１から４の何れか１項に記載のボール型逆止弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボール型逆止弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボール型逆止弁は、流体の逆流を防止する逆止弁の１つとして知られており、例えば汚水処理関連の装置などに使用される。ボール型逆止弁は、ケーシング内にボールが移動可能に収容され、このボールが弁体となって流体の逆流を防止する。具体的には、流体が順方向に流れようとするときには、ボールは流体の圧力を受けてボールガイドに案内されて開口位置に移動し、流体はボール型逆止弁を通過できる。一方、流体が逆方向に流れようとするときには、ボールは流体の圧力を受けて閉口位置に移動し、ボールが弁座面と密着して流体の流れが阻止される。
【０００３】
こうしたボール型逆止弁では、ボールと弁座面の密着性、及び、ボールの移動の円滑さなどが動作の安定性に影響を与える。そして、ボールと弁座面との密着性を高めるため、ボールの外周面はゴムなどの弾性体で形成される。また、特にボール型逆止弁が汚水用に使用される場合には、ボールはある程度重量が大きい方が円滑に移動するため、金属製の心材が設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４６０７７４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ボールに金属製の心材を設ける場合、金属製の心材の外周を弾性体で被覆することになる。一般に、弾性体による心材の被覆は、２つの半割体の弾性体を互いに接合させることで行われ、ボールの外表面には弾性体の接合面に多少のバリまたは歪みが生じやすい。このため、ボールが閉口位置に移動したときにボールと弁座面との密着面に弾性体の接合面が位置すると、ボールと弁座面との密着性が低下してしまう。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、動作安定性の高いボール型逆止弁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】
【０００７】
本発明のボール型逆止弁は、弁座面にボールが密着することで流体の逆流を防止する。ボールは、コア部材と、コア部材を被覆する弾性体と、を有し、弾性体は、２つの部材が接合面で接合してコア部材を被覆する。そして、ボールの球心とコア部材の重心とは異なっている。
かかる構成により、ボールの重心が球心と偏心するので、ボールがケーシング内を移動するときの姿勢を一定にすることができ、弾性体の接合面がボールと弁座面との密着面に位置しないようにすることができる。このため、ボール型逆止弁の動作安定性を向上することができる。
【０００８】
また、弾性体は、コア部材をボールの球心からずらして被覆してもよい。
こうすれば、コア部材の重心が球心である場合に、ボールの重心を偏心させることができる。
【０００９】
また、コア部材の球心とボールの球心との距離は、ボールの外径の２％以上５％以下であることが好ましい。
これは、コア部材の球心を２％以上偏心させるとボールのケーシング内での移動姿勢を保ちやすくなり、５％よりも大きく偏心させると弾性体の強度の確保が困難となることに基づく。
【００１０】
また、コア部材は、ボール型逆止弁を流れる流体の流入口よりも大きい直径であることが好ましい。
こうすれば、弾性体が損傷などした場合であっても、ボールが流入口から外部に放出されてしまうことを防止できる。
【００１１】
また、コア部材は、金属で形成され、弾性体は、ゴムであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るボール型逆止弁の縦断面図である。
【図２】本実施形態のボールを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係るボール型逆止弁を図面に基づいて説明する。以下では、ボール型逆止弁の一例として、汚水処理に用いられるボール型逆止弁を説明するが、これには限られない。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係るボール型逆止弁の縦断面図である。図１に示すように、ボール型逆止弁１０は、汚水の流路１４を画定するケーシング１１と、ケーシング１１内部に移動自在に収納されたボール３０と、を備える。
【００１５】
ケーシング１１には、汚水の流入口１２と流出口１３とが形成され、これらが流路１４で連通している。また、ケーシング１１には、弁体としてのボール３０を移動自在に収容する弁室１５が形成されている。本実施形態では、弁室１５は、断面形状がアーチ状に形成されており、弁室１５の流入口１２側には弁座面１６が設けられている。弁座面１６は、ボール３０の外表面と密着するように円錐帯状に構成され、金属製であってもよいし、樹脂などで形成されていてもよい。弁室１５の弁座面１６とは反対側は、蓋１７によって閉鎖されている。蓋１７は、ボルト１９によって取り付けられ、Ｏリング１８によって水密が確保されている。この蓋１７は、ボール３０の弁室１５への収容およびメンテナンスの際に開閉される。また、弁室１５には、弁座面１６側から蓋１７側に向けてボール３０の移動を案内する一対のガイドレール２０が設けられている。弁室１５の弁座面１６とは反対側は、蓋部分がケーシング１１と一体に形成され、開閉しない構造であってもよい。
【００１６】
ボール３０は、ケーシング１１に収容され、弁室１５内でガイドレール２０に案内されて移動する。図２は、本実施形態のボールを模式的に示す図である。図示するように、ボール３０は、心材としてのコア部材３１と、コア部材３１を被覆する弾性体３２と、を有する。コア部材３１は例えば鋼などの金属で球状に形成され、本実施形態では弾性体３２よりも比重が大きい素材で形成されている。そして、図１に示すように、コア部材３１の外径Ｄｃは、流入口１２の外径Ｄｖよりも大きい（Ｄｃ＞Ｄｖ）。これにより、コア部材３１を覆う弾性体３２の損傷等にかかわらず、ボール３０が弁座面１６及び流入口１２を通過してケーシング１１の外部に放出されることを防止できる。ただし、こうした例に限らず、コア部材３１の外径Ｄｃが流入口１２の外径Ｄｖ以下であってもよい。
【００１７】
図２に示すように、弾性体３２は、２つの半割体３２ａ，３２ｂが接合面３２ｃで接合されることでコア部材３１の外面を被覆している。弾性体３２としては、例えばゴム、樹
脂など種々のものを採用できる。また、本実施形態では、半割体３２ａ，３２ｂは半球形であり、接合面３２ｃはボール３０の球心Ｃｂを通る平面としたが、こうした例に限定されず２つの半割体３２ａ，３２ｂは任意の形状でよい。
【００１８】
そして、本実施形態では、コア部材３１は、均一の金属で球形に形成されて球心Ｃｃと重心が等しく、ボール３０の球心Ｃｂに対して偏心して配置されている。つまり、ボール３０は、ボール３０の球心Ｃｂとコア部材３１の重心（球心Ｃｃ）とが異なる位置となっている。ここで、ボール３０の球心Ｃｂとコア部材３１の球心Ｃｃ（重心）との距離Ｌｃは、ボール３０の外径Ｄｂの２％〜５％であることが好ましい。これは、距離Ｌｃがボール３０の外径Ｄｂの２％以上あれば、ボール３０の重心が有意に偏心してボール３０の弁室１５での移動姿勢を一定に保ちやすくなることに基づく。また、距離Ｌｃがボール３０の外径Ｄｂの５％より大きいと、弾性体３２に厚さが薄い部分（図２中Ｔｈ）の強度を確保しづらくなることに基づく。
【００１９】
こうしたボール型逆止弁１０では、流体が流入口１２から流出口１３に向けて流れようとするときには、流体からの圧力を受けてボール３０が弁座面１６から離れる方向に移動する。このときには、流体は流入口１２から流路１４を通って流れ、流出口１３から外部に排出される。そして、流体が流出口１３から流入口１２に向けて流れようとするときには、ボール３０が弁座面１６に向けて移動し、ボール３０と弁座面１６とが密着して流体の流れが防止される。
【００２０】
また、本実施形態では、ボール３０のコア部材３１がボール３０の球心Ｃｂから偏心しているため、ボール３０がガイドレール２０に案内されるときにボール３０の移動姿勢を一定にすることができる。特にボール型逆止弁１０に流れる流体が汚水などの液体の場合には、ボール３０がガイドレール２０に案内されるときの接触抵抗が小さく、ボール３０の移動姿勢がより一定に保たれる。弁室１５でのボール３０の移動姿勢が一定に保たれることで、ボール３０が弁座面１６と密着するときの密着面を一定の場所とすることができる。そして、弾性体３２の接合面３２ｃが弁座面１６と重ならないようにボール３０の重心を偏心させることで、接合面３２ｃのバリ又は歪み等によってボール３０と弁座面１６との密着性が低下することを防止できる。一例として、図２に示すように、接合面３２ｃの断面においてコア部材３１はボール３０の中央位置に配置され、接合面３２ｃと垂直な方向にコア部材３１がボール３０に対して偏心して配置されればよい。ただし、こうした例に限定されず、接合面３２ｃに対するボール３０（コア部材３１）の重心位置は、実際にボール型逆止弁１０を動作させて実験することによって定められることが好ましい。
【００２１】
以上説明した本実施形態のボール型逆止弁１０では、ボール３０の球心Ｃｂとコア部材３１の球心Ｃｃ（重心）が異なっている。このため、ボール３０の重心が球心Ｃｂから偏心するので、弁室１５でボール３０が移動するときの姿勢を一定にすることができ、ボール３０の弾性体３２の接合面３２ｃがボール３０の弁座面１６との密着面に位置しないようにすることができる。したがって、接合面３２ｃのバリなどによってボール３０と弁座面１６との密着性が低下するのを抑制でき、ボール型逆止弁１０の動作安定性を向上することができる。
【００２２】
（変形例）
上記の実施形態では、コア部材３１は均一の金属で球形に形成されて球心Ｃｃと重心が等しいものとしたが、コア部材３１の球心Ｃｃと重心とが異なっていてもよい。そして、コア部材３１がボール３０の中心に配置されて弾性体３２で被覆されてもよい。この場合にも、ボール３０の球心Ｃｂとコア部材３１の重心とが異なり、実施形態と同様の効果を奏することができる。コア部材３１の球心Ｃｃと重心とをずらす一例として、コア部材３１を２つの金属の半割体を接合させて形成するものとし、それぞれの半割体の比重を異な
らせてもよい。また、コア部材３１に凹凸を形成することでコア部材３１の球心Ｃｃと重心とを異ならせてもよい。
【００２３】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、実施形態および変形例の任意の組み合わせが可能であり、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１０…ボール型逆止弁
１１…ケーシング
１２…流入口
１３…流出口
１４…流路
１５…弁室
１６…弁座面
１７…蓋
１８…Ｏリング
１９…ボルト
２０…ガイドレール
３０…ボール
３１…コア部材
３２…弾性体
３２ａ，３２ｂ…半割体
３２ｃ…接合面
【図１】
2017145884.tif 000003
【図２】
2017145884.tif 000004