CN113864168B

CN113864168B - 阀、应用设备

Info

Publication number: CN113864168B
Application number: CN202111050073.8A
Authority: CN
Inventors: 川村宪一郎
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2018-10-22
Publication date: 2023-06-27
Anticipated expiration: 2038-10-22
Also published as: US20200217426A1; US20220333704A1; WO2019123819A1; JP6551636B1; CN110546415A; CN110546415B; US11408524B2; CN113864168A; US12013044B2; JPWO2019123819A1

Abstract

阀(10)具备：第1壳体部件(101)，其具有流入口(H1)和第1阀座(VS)；第2壳体部件(105)，其具有排气口(H2)和排出口(H3)；阀室，其是通过第1粘合部件(300)将第1壳体部件(101)与第2壳体部件(105)粘合而形成的；以及隔膜(150)，形成为将阀室分离成与流入口(H1)连接的下阀室(106)和将排出口(H3)与排气口(H2)连接的上阀室(107)。隔膜(150)具有第1开口部(111)，配置于阀室内，并使第1开口部(111)的四周与第1阀座(VS)接触，隔膜(150)的外周被第1粘合部件(300)固定于第1壳体部件(101)和第2壳体部件(105)的至少一者，并使隔膜(150)的外周位于壳体的内部。

Description

阀、应用设备

本申请是申请日为“2018年10月22日”、申请号为“2018 8 0024 590.8(国际申请号为PCT/JP2018/039124)”、发明名称为“阀、应用设备”的申请的分案申请

技术领域

本发明涉及使用于泵等的控制流体流动的阀及应用设备。

背景技术

以往，各种实际应用在泵中连接阀而用于控制流体的流动的技术。

在专利文献1中，使用一种阀，通过双面胶带将配置于阀内的隔膜的外周端固定于壳体，利用该隔膜的变形，来控制流体的流动。

专利文献1：日本特开2017－26155号公报

然而，在专利文献1的阀中，隔膜的外周端从壳体的侧面向外部暴露。因此，因施加于阀室内的压力与外部压力间的差异，会对外周端施加较大的负荷，从而存在隔膜的外周端因老化等而从壳体剥离，使阀室内的流体向外部泄漏的情况。由此，存在阀的可靠性降低的担忧。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种提高阀及引用设备的可靠性的构造。

本发明的阀具备：第1壳体部件，其具有流入口和第1阀座；第2壳体部件，其具有排气口和排出口；阀室，其是通过第1粘合部件将至少一者具有凹形状的第1壳体部件与第2壳体部件在使凹形状在内侧的状态下粘合而形成的；以及隔膜，形成为将阀室分离成与流入口连接的下阀室和将排出口与排气口连接的上阀室。

隔膜具有第1开口部，配置于阀室内，并使第1开口部的四周与第1阀座接触，当在厚度方向上观察由第1壳体部件与第2壳体部件形成的壳体时，隔膜的平面面积小于壳体的平面面积。另外，隔膜的外周被第1粘合部件固定于第1壳体部件和第2壳体部件中的至少一者，并使隔膜的外周位于壳体的内部。

在该结构中，隔膜的外周端被第1粘合部件覆盖，由此隔膜不向阀(壳体)的外部暴露。据此，隔膜的粘合面不受外部压力与泵室内的压力的影响，能够抑制由粘合面的断裂(剥离)等导致的阀室内的流体向外部泄漏。

优选的是，本发明的阀在第1壳体部件与第2壳体部件之间具备加强板。另外，优选的是，第1粘合部件将加强板与第1壳体部件、加强板与第2壳体部件分别粘合。另外，优选的是，第1壳体部件与加强板或者第2壳体部件与加强板之粘合强度高于第1壳体部件与第2壳体部件之粘合强度。

在该结构中，第1壳体部件与第2壳体部件的抗拉粘合强度提高。

优选的是，本发明的阀的加强板为金属。

在该结构中，加强板与第1壳体部件、及加强板与第2壳体部件的抗拉粘合强度提高。

优选的是，本发明的阀具备的隔膜具备：弹性膜、支承板、及将弹性膜与支承板粘合的第2粘合部件。优选的是，在相对于隔膜的厚度方向而言的振动方向上，支承板的弯曲刚性高于弹性膜。

在该结构中，能够调整隔膜的变形量。据此，能够抑制隔膜的破损。

也可以是，本发明的阀具备的支承板在厚度方向上的与排气口对置的位置具备第3开口部。

在该结构中，能够容易使隔膜的与排气口对置的部分变形，并且抑制其他部分的变形。

优选的是，本发明的阀具备的支承板形成为经由具有第2开口部的第2粘合部件而与弹性膜抵接，第3开口部形成为与第2开口部对置。

在该结构中，使用第2粘合部件，能够可靠地固定支承板与弹性膜。另外，在弹性膜中的薄壁部所对置的位置具备第3开口部，由此不抑制弹性膜的动作。

在本发明的阀中，优选的是，支承板具备的第2开口部的截面积大于隔膜具备的第3开口部的截面积。

在该结构中，难以抑制隔膜的排气口的部分的动作。

优选的是，本发明的阀具备的支承板具备与排气口对置的部分的厚度较薄的薄壁部。

在该结构中，隔膜的与排气口对置的部分的位移量最大。能够抑制隔膜的其他部分的位移量。

优选的是，本发明的阀具备的支承板形成为经由具有第2开口部的第2粘合部件而与弹性膜抵接，薄壁部形成为与第2开口部对置。

在该结构中，使用第2粘合部件，能够可靠地固定支承板与弹性膜。另外，在弹性膜中的薄壁部所对置的位置，薄壁部的厚度较薄，由此不抑制弹性膜的动作。

优选的是，本发明的阀的弹性膜为橡胶材料。

在该结构中，能够提高弹性膜的弹力，能够实现精度更高的阀。另外，隔膜的形成较容易。

优选的是，本发明的阀的支承板为金属。

在该结构中，在第2粘合部件为双面胶带的情况下，支承板与第2粘合部件间的粘合力提高。

在本发明的阀中，优选的是，在从流入口流入的流入状态下，流入口与排出口被隔膜堵塞，在从排出口流出的流出状态下，流入口与排出口连通。

在该结构中，能够防止从排出口向流入口的倒流。

另外，本发明的阀具备连接于流入口的泵和连接于排出口的袖带，使用于应用设备。

在该结构中，应用设备的性能提高。应用设备例如为血压计、按摩器、吸引器、以及负压闭合疗法装置等。

根据本发明，阀的可靠性提高。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的阀10的侧剖视图。

图2是在本发明的第1实施方式的阀10上连接泵20的情况下的简要立体图。

图3是本发明的第1实施方式的阀10的侧剖视图。

图4是表示本发明的第1实施方式的阀10的局部结构的图。

图5是本发明的第2实施方式的阀10A的侧剖视图。

图6是本发明的第3实施方式的阀10B的侧剖视图。

图7是表示本发明的第4实施方式的阀10C的局部结构的图。

图8是表示本发明的第5实施方式的阀10D的局部结构的图。

具体实施方式

(第1实施方式)

参照附图，对本发明的第1实施方式的阀进行说明。图1是本发明的第1实施方式的阀10的侧剖视图。图2是在本发明的第1实施方式的阀10上连接泵20的情况下的简要立体图。图3是本发明的第1实施方式的阀10的侧剖视图。图4是表示本发明的第1实施方式的阀10的局部结构的图。此外，为了容易观察附图，而省略局部的附图标记，夸张记载局部的构造。

如图1、图2所示，泵20与阀10沿着各自的厚度方向层叠。即，按泵20、阀10的顺序层叠的方向与厚度方向相同。阀10按第1壳体部件101、第2壳体部件105的顺序被相对于厚度方向层叠。

第1壳体部件101呈大致平板状，在成为沿厚度方向俯视看到的大致中央的位置处具有流入口H1。泵20连接为与流入口H1抵接。另外，第1壳体部件101具有第1阀座VS。第1阀座VS呈从与和泵20抵接的面相反一侧的面突出的形状。

第2壳体部件105在沿厚度方向俯视看到的中央处具有凹陷。在该凹陷的底部具有与外部连通的排气口H2和排出口H3。

第1壳体部件101配置为覆盖第2壳体部件105的凹陷的开口面。通过该构造，形成有被第1壳体部件101与第2壳体部件105围起的阀室。

此外，在第2壳体部件105形成有凸起160。凸起160沿厚度方向立设，凸起160的顶面与第1壳体部件101抵接。据此，能够高精度地实现阀室内的高度，能够可靠地固定第1壳体部件101与第2壳体部件105。

在由第1壳体部件101与第2壳体部件105形成的壳体内部配置有隔膜150。

隔膜150由支承板102、第2粘合部件103、弹性膜104构成。另外，隔膜150为，从第1壳体部件101侧起，按支承板102、第2粘合部件103、弹性膜104的顺序配置。支承板102形成为经由第2粘合部件103而与弹性膜104抵接。

更加具体地，对隔膜150的固定构造进行说明。隔膜150通过第1粘合部件300固定于第1壳体部件101与第2壳体部件105之间。此时，在沿厚度方向俯视的情况下，隔膜150的外周端是包含于由第1壳体部件101与第2壳体部件105形成的壳体的内部的形状。

即，在沿厚度方向俯视的情况下，隔膜150呈平面面积小于壳体的平面面积的形状。

因此，阀室被通过第1粘合部件300固定的隔膜150分离成下阀室106与上阀室107。

另外，第1粘合部件300例如为硅粘合剂。第1粘合部件300为硅粘合剂，由此能够更加可靠地固定第1壳体部件101、隔膜150、及第2壳体部件105。另外，第1粘合部件300吸收隔膜150的不必要的振动，能够实现更加稳定的阀10。

对隔膜150的更加详细的结构进行说明。弹性膜104具备第1开口部111。第2粘合部件103具有第2开口部112R、112L。支承板102具有第3开口部113R、113L。

弹性膜104例如为橡胶材料。弹性膜104为橡胶材料，由此能够提高弹力，能够实现动作效率更高的阀10。

另外，优选的是，支承板102是相比于弹性膜104弹性模量在厚度方向较高即弯曲刚性较高的部件。例如，是对SUS、铝、铜、树脂进行了镀敷加工而得的部件。此外，弯曲刚性较高意味着杨氏模量较大。支承板102的弯曲刚性由支承板102的截面2阶矩I与构成支承板102的材料的杨氏模量E之积表示。即，由弯曲刚性(N·m²)＝截面2阶矩I(m ⁴)×杨氏模量E(Pa)的式表示。

在支承板102和弹性膜104使用上述的部件构成的情况下，优选的是，将支承板102与弹性膜104固定的第2粘合部件103为双面胶带。据此，能够更加可靠地固定支承板102与弹性膜104。

弹性膜104的第1开口部111与第2粘合部件103的第2开口部112R重叠。第2粘合部件103的第2开口部112R与支承板102的第3开口部113R重叠。即，第1开口部111、第2开口部112R、第3开口部113R重叠。在第1开口部111、第2开口部112R、第3开口部113R重叠的空间处配置有第1阀座VS。第1阀座VS在流体没从流入口H1流入下阀室106的状态下与弹性膜104的第1开口部111抵接。

此外，形成第1阀座VS，由此能够正确地进行阀10的形成时的第1壳体部件101、隔膜150、第2壳体部件105的形成定位。另外，优选的是，第1阀座VS在与第1开口部111抵接的位置被圆弧倒角。据此，能够抑制阀10运转时的弹性膜104的破损等。

第2粘合部件103的第2开口部112L与支承板102的第3开口部113L对置。另外，第2粘合部件103的第2开口部112L形成于隔着弹性膜104而与第2壳体部件105的排气口H2对置的位置。即，第2开口部112L、第3开口部113L、及排气口H2在俯视时重叠。

如图2所示，阀10连接于泵20使用。阀10将从泵20流入的流体向与阀10连接的未图示的袖带等送出。

对驱动泵20时的动作具体地进行说明。泵20驱动压电体，由此使流体流入阀10的流入口H1。若流体流入下阀室106，则下阀室106相比于上阀室107成为高压，隔膜150变形，第1开口部111离开第1阀座VS。由此，流体从下阀室106起通过第3开口部113R与第2开口部112R而流入第1开口部111。

流体经由第1开口部111流入上阀室107，从排出口H3向未图示的袖带等流出。即，在驱动泵20时，流入口H1与排出口H3连通。

另一方面，对于排出口H3与排气口H2而言，变形的隔膜150与排气口H2和排出口H3之间的壁抵接，从而堵塞排出口H3与排气口H2之间。

对使泵20制动时的动作具体地进行说明。泵20制动，由此泵20内的压力向大气开放，从而上阀室107相比于下阀室106成为高压。由此，未图示的袖带等内的流体经由排出口H3流入上阀室107。隔膜150向下阀室106侧膨胀地变形，从而第1开口部111与第1阀座VS抵接。另外，隔膜150离开排出口H3与排气口H2之间的壁，从而排出口H3与排气口H2连通。即，使泵20制动时的流入口H1与排出口H3堵塞。另一方面，排出口H3与排气口H2连通。

使用图3，对使泵20制动时的阀10的动作更加具体地进行说明。在使泵20制动时，流体FL从未图示的袖带等流入排出口H3。流体FL从排气口H2流出。

此时，如上所述，向弹性膜104的泵20侧、即向与厚度方向相反的方向施加压力P2。

隔膜150与弹性膜104的位移一同位移。此时，施加于隔膜150的外周的压力P1大于施加于与排出口H3对置的位置的压力P2。据此，若为以往的结构，则隔膜150因老化等容易从第1壳体部件101与第2壳体部件105断裂(剥离)。

然而，本发明的隔膜150不向第1壳体部件101与第2壳体部件105间的界面暴露。因此，不产生由外部空气压力与阀室的压力间的压力差形成的应力，从而难以引起相对于第1壳体部件101、第2壳体部件105的剥离。因此，不受外部空气压力的影响，从而能够抑制下阀室106与上阀室107的内部的流体向阀10的外部泄漏。

另外，图4是在厚度方向上俯视支承板102与第2粘合部件103的图。将在厚度方向上俯视第2开口部112R、112L时的第2开口部112L的开口面积设为开口面积S1。相同地，将在厚度方向上俯视第3开口部113L时的第3开口部113L的开口面积设为开口面积S2。

开口面积S1＞开口面积S2，由此与没有第3开口部113L的情况比较，能够增大与排气口H2重叠的部分处的位移量，从而能够调整弹性膜104的其他部分的位移量。

在弹性膜104的与排气口H2重叠的面积的部分的位移上确保所需的位移量，并且弹性膜104变形，能够抑制向下阀室106的过度的变形。即，能够抑制弹性膜104的破损。

使用该结构，由此能够实现可靠性较高的阀的构造。

另外，阀10被使用为使用了与流入口H1连接的泵20和与排出口H3连接的袖带等的应用设备。此外，阀10为加压的部分。应用设备例如是血压计、按摩器、吸引器、以及负压闭合疗法装置等。

(第2实施方式)

参照附图，对本发明的第2实施方式的阀进行说明。图5是本发明的第2实施方式的阀10A的侧剖视图。此外，为了容易观察附图，而省略局部的附图标记，夸张记载局部的构造。

如图5所示，相对于第1实施方式的阀10，第2实施方式的阀10A在具备加强板120这点不同。阀10A的其他结构与阀10相同，省略相同的位置的说明。

加强板120在厚度方向上形成于第1壳体部件101与第2壳体部件105之间。加强板120与第1壳体部件101被双面胶带、粘合剂等粘合，第1壳体部件101与第2壳体部件105经由加强板120被第1粘合部件300粘合。

加强板120为金属板。

此外，使用第1粘合部件300，由此作为金属彼此的加强板120与支承板102的粘合力增高。

因此，使用该结构，由此能够提高第1壳体部件101与第2壳体部件105间的粘合强度，从而能够抑制第1壳体部件101与第2壳体部件105间的剥离。此外，粘合强度是抗拉粘合强度。

另外，加强板120与支承板102为金属，通过第1粘合部件300进行粘合，由此第1壳体部件101、第2壳体部件105、及加强板120的粘合力提高。由此，阀10A的可靠性进一步提高。

另外，与第1实施方式相同，通过支承板102，抑制弹性膜104的破损。

(第3实施方式)

参照附图，对本发明的第3实施方式的阀进行说明。图6是本发明的第3实施方式的阀10B的侧剖视图。此外，为了容易观察附图，而省略局部的附图标记，夸张记载局部的构造。

如图6所示，相对于第1实施方式的阀10，第3实施方式的阀10B在支承板102B具备薄壁部113T这点不同。阀10A的其他结构与阀10相同，省略相同的位置的说明。

支承板102B具有第3开口部113R与薄壁部113T。

第2粘合部件103的第2开口部112L在俯视时与支承板102B的薄壁部113T重叠。另外，第2粘合部件103的第2开口部112L形成于隔着弹性膜104而与第2壳体部件105的排气口H2对置的位置。

在厚度方向上，薄壁部113T的厚度薄于支承板102B的薄壁部113T以外的厚度。即，薄壁部113T通过形成于支承板102B的凹部实现。

即便在该结构中，也与第1实施方式相同，通过支承板102B，抑制弹性膜104的破损。

(第4实施方式)

参照附图，对本发明的第4实施方式的阀进行说明。图7是表示本发明的第4实施方式的阀10C的第2粘合部件103C的结构的图。

如图7所示，相对于第1实施方式的阀10，第4实施方式的阀10C在第2粘合部件103C的第2开口部112C的形状上不同。阀10C的其他结构与阀10相同，省略相同的位置的说明。

第2开口部112C与第3开口部113L对置，第2开口部112C的开口面积大于第3开口部113L的开口面积。另外，第2开口部112C的形状呈将圆形与矩形合成得到的形状。

即便为该结构，也与上述的结构相同，能够抑制弹性膜104的破损，因此能够获得与第1实施方式相同的作用效果。

另外，第2开口部112C与第2开口部112R的形状不同，因此能够防止向将制造时的第2粘合部件103C的朝向弄错的方向安装。

(第5实施方式)

参照附图，对本发明的第5实施方式的阀进行说明。图8是表示本发明的第5实施方式的阀10D的第2粘合部件103D的结构的图。

如图8所示，第5实施方式的阀10D相对于第1实施方式的阀10，在第2粘合部件103D的第2开口部112D的形状、具备将第2开口部112D与第2开口部112R连接的开口连接部116这点不同。阀10D的其他结构与阀10相同，省略相同的位置的说明。

第2开口部112D与第3开口部113L对置。另外，第2开口部112D与第2开口部112R被开口连接部116连接。

第2开口部112D的开口面积大于第3开口部113L的开口面积。另外，将第2开口部112D、开口连接部116、及第2开口部112R合起来的形状呈大致锚型。

另外，第2开口部112D与第2开口部112R的形状不同，因此能够防止向将制造时的第2粘合部件103D的朝向弄错的方向的安装。

此外，不限定于上述的各实施方式的结构，也可以变更这些实施方式的组合。

附图标记的说明

FL…流体；H1…流入口；H2…排气口；H3…排出口；P1、P2…压力；S1、S2…开口面积；VS…第1阀座；10、10A、10B、10C、10D…阀；20…泵；101…第1壳体部件；102、102B…支承板；103、103C、103D…第2粘合部件；104…弹性膜；105…第2壳体部件；106…下阀室；107…上阀室；111…第1开口部；112C、112D、112L、112R…第2开口部；113L、113R…第3开口部；113T…薄壁部；116…开口连接部；120…加强板；150…隔膜；160…凸起；300…第1粘合部件。

Claims

1.一种阀，其特征在于，具备：

第1壳体部件，其具有流入口和第1阀座；

第2壳体部件，其具有排气口与排出口；

阀室，其是通过第1粘合部件将至少一者具有凹形状的所述第1壳体部件与所述第2壳体部件在使所述凹形状在内侧的状态下粘合而形成的；以及

隔膜，形成为将所述阀室分离成与所述流入口连接的下阀室和将所述排出口与所述排气口连接的上阀室，

所述隔膜具有第1开口部，配置于所述阀室内，并使所述第1开口部的四周与所述第1阀座接触，

当在厚度方向上观察由所述第1壳体部件与所述第2壳体部件形成的壳体时，所述隔膜的平面面积小于所述壳体的平面面积，

所述隔膜的外周被所述第1粘合部件固定于所述第1壳体部件和所述第2壳体部件的至少一者，并使所述隔膜的外周位于所述壳体的内部，

所述隔膜具备弹性膜、支承板、及将所述弹性膜与所述支承板粘合的第2粘合部件，

在相对于所述隔膜的所述厚度方向而言的振动方向上，所述支承板的弯曲刚性高于所述弹性膜，

所述第1开口部设置于所述弹性膜，

所述支承板具有与所述第1开口部对置的第3开口部，

所述第2粘合部件具有与所述第3开口部对置的第2开口部，

所述第1阀座超出所述第3开口部地从所述第1壳体部件向所述第2壳体部件方向突出。

2.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，

在所述第1壳体部件与所述第2壳体部件之间具备加强板，

所述第1粘合部件将所述加强板与所述第1壳体部件、所述加强板与所述第2壳体部件分别粘合，

所述第1壳体部件与所述加强板或者所述第2壳体部件与所述加强板的粘合强度高于所述第1壳体部件与所述第2壳体部件的粘合强度。

3.根据权利要求2所述的阀，其特征在于，

所述加强板为金属。

4.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，

所述支承板形成为经由所述第2粘合部件而与所述弹性膜抵接。

5.根据权利要求4所述的阀，其特征在于，

所述第2开口部的截面积大于所述第3开口部的截面积。

6.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，

所述支承板具备与所述排气口对置的部分的厚度较薄的薄壁部。

7.根据权利要求6所述的阀，其特征在于，

所述支承板形成为经由所述第2粘合部件而与所述弹性膜抵接，

所述薄壁部形成为与所述第2开口部对置。

8.根据权利要求1、4～7中任一项所述的阀，其特征在于，

所述弹性膜为橡胶材料。

9.根据权利要求1、4～7中任一项所述的阀，其特征在于，

所述支承板为金属。

10.根据权利要求1～7中任一项所述的阀，其特征在于，

在从所述排出口流入的流入状态下，所述流入口与所述排出口被所述隔膜堵塞，

在从所述流入口流入的流入状态下，所述流入口与所述排出口连通。

11.一种应用设备，其特征在于，具备：

权利要求1～10中任一项所述的阀、

连接于所述流入口的泵、以及

连接于所述排出口的袖带。