JP2016217387A - リードバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】シール性を高めつつ、弁体が弁座部に貼り付いてしまうことを抑制可能とするリードバルブを提供する。【解決手段】開口部１２を有する弁座部材１０と、一端側が弁座部材１０に固定され、他端側が自由端となるように設けられ、弁座部材１０を介して一方の面側と他方の面側との差圧に応じて開口部１２を開閉する、可撓性を有する板状の弁体２０と、を備えるリードバルブ１００において、開口部１２が閉じているときに弁体２０が当たる弁座部は、開口部１２の周囲を取り囲むように設けられ、かつ弁体２０側に突出した、単一かつ弾性体からなる環状突出部１３ａにより構成されていることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、板状の弁体を有するリードバルブに関する。

従来、リードバルブにおいて、シール性を高めるために、板状の弁体が閉じたときに当たる弁座部をゴム材により構成する技術が知られている。しかしながら、弁座部がゴム材で構成されると、金属製の弁体が弁座部に貼り付いてしまい、弁が開き難くなることがある。この対策として、金属製の弁体の表面に樹脂材などをコーティングする技術が知られている（特許文献１参照）。しかしながら、この対策の場合には、弁体の厚みが厚くなるため、弁体の剛性が高くなってしまう。そのため、弁体の撓み量が少なくなり、流量が低下してしまう。また、差圧が低い状態で弁が開く必要のある用途には用いることができない場合がある。また、ゴム製の弁座部の表面に梨地処理を施すことで、弁体の貼り付きを抑制する技術も知られている。しかしながら、弁座部の表面に梨地処理を施すと、シール性が低下してしまう問題がある。

特開２０１２−１４９６１０号公報

本発明の目的は、シール性を高めつつ、弁体が弁座部に貼り付いてしまうことを抑制可能とするリードバルブを提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明のリードバルブは、
開口部を有する弁座部材と、
一端側が前記弁座部材に固定され、他端側が自由端となるように設けられ、前記弁座部材を介して一方の面側と他方の面側との差圧に応じて前記開口部を開閉する、可撓性を有する板状の弁体と、
を備えるリードバルブにおいて、
前記開口部が閉じているときに前記弁体が当たる弁座部は、前記開口部の周囲を取り囲むように設けられ、かつ前記弁体側に突出した、単一かつ弾性体からなる環状突出部により構成されていることを特徴とする。

本発明においては、弁体が当たる弁座部は、弾性体からなる環状突出部により構成されている。したがって、弁座部が金属の場合に比べてシール性を高めつつ、平面状の弁座部に対して弁体が当たる場合に比べて、弁体と弁座部との接触面積を低減させることで、弁体が弁座部に貼り付いてしまうことを抑制することができる。また、本発明においては、単一の環状突出部により弁座部が構成されている。そのため、弁体が弁座部に当たる際に、流体は、弁座部の内側と外側に自由に逃げることができる。従って、弁体が弁座部に当たる際、つまり弁が閉じる際の応答性にも優れている。

前記弁座部材は、
金属板と、
該金属板に一体に設けられたゴム製のシートと、
を備え、
前記ゴム製のシートに、前記環状突出部が形成されているとよい。

前記環状突出部の先端は、前記開口部の開口端から外側に離れた位置で、該開口部の周囲を取り囲むように設けられているとよい。

これにより、弁体と環状突出部とが当たる部分に囲まれる面積の方が、開口部の面積よりも広くなる。従って、弁体における受圧面積は開口部の面積よりも広くなり、弁体を開く際の応答性を高めることができる。言い換えれば、差圧が低い状態で弁体を開かせることができる。

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。

以上説明したように、本発明によれば、シール性を高めつつ、弁体が弁座部に貼り付いてしまうことを抑制することができる。

図１は本発明の実施例に係るリードバルブの平面図である。 図２は本発明の実施例に係るリードバルブの使用状態を示す模式的断面図である。 図３は本発明の実施例に係る弁座部材の平面図である。 図４は本発明の実施例に係る弁座部材の模式的断面図である。 図５は本発明の実施例に係る弁体の平面図である。 図６は本発明の実施例に係る弁体の模式的断面図である。 図７は本発明の実施例に係るストッパの平面図である。 図８は本発明の実施例に係るストッパの模式的断面図である。 図９は本発明の実施例に係る環状突出部付近の模式的断面図である。 図１０は本発明の変形例１に係る環状突出部付近の模式的断面図である。 図１１は本発明の変形例２に係る環状突出部付近の模式的断面図である。 図１２は本発明の変形例に係る弁座部材の平面図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施例）
図１〜図８を参照して、本発明の実施例に係るリードバルブについて説明する。本実施例に係るリードバルブは、排気管，吸気管，燃料電池のケースなどにおいて、流体（気体など）の流れを一方向に限定することが必要な個所に用いられる。そして、本実施例に係るリードバルブは、差圧が低い状態においても、弁の開閉動作が要求される箇所に好適に用いられる。本実施例では、２つの管の接合部分にリードバルブが配置される場合を例にして説明する。

＜リードバルブ＞
図１〜図８を参照して、本実施例に係るリードバルブの構成について説明する。図１は本発明の実施例に係るリードバルブの平面図である。図２は本発明の実施例に係るリード
バルブの使用状態を示す模式的断面図である。なお、図２中のリードバルブは、図１中のＡＡ断面図に相当する。図３は本発明の実施例に係る弁座部材の平面図である。図４は本発明の実施例に係る弁座部材の模式的断面図であり、図３中のＢＢ断面図である。図５は本発明の実施例に係る弁体の平面図である。図６は本発明の実施例に係る弁体の模式的断面図であり、図５中のＣＣ断面図である。図７は本発明の実施例に係るストッパの平面図である。図８は本発明の実施例に係るストッパの模式的断面図であり、図７中のＤＤ断面図である。

本実施例に係るリードバルブ１００は、開口部１２を有する弁座部材１０と、一端側が弁座部材１０に固定され、他端側が自由端となるように設けられる弁体２０と、弁体２０の撓み量を規制するストッパ３０とを備えている。弁体２０と、ストッパ３０は、ネジ４０により、弁座部材１０に固定されている。

弁座部材１０は、金属板１１と、この金属板１１に一体に設けられたゴム（弾性体）製のシート１３とを備えている。なお、例えば、加硫成形によって、シート１３は金属板１１に一体に設けられる。金属板１１には、流体の通り道となる開口部１２と、ネジ４０が固定されるメネジ１４とが設けられている。そして、金属板１１における開口部１２の内周面側と開口端縁を覆うように、ゴム製のシート１３が設けられている。このゴム製のシート１３には、開口部１２の周囲を取り囲むように設けられた単一の環状突出部１３ａが設けられている。この環状突出部１３ａは、開口部１２が閉じているときに弁体２０が当たる弁座部としての役割を担っている。従って、この環状突出部１３ａは、弁体２０側に突出するように設けられている。また、環状突出部１３ａの先端は、開口部１２の開口端から外側に離れた位置で、この開口部１２の周囲を取り囲むように設けられている。

弁体２０は、可撓性を有する板状の部材で構成されており、より具体的には薄い金属板２１により構成されている。この金属板２１には、ネジ４０の軸部が通る貫通孔２２が設けられている。この弁体２０は、弁座部材１０を介して一方の面側と他方の面側との差圧に応じて開口部１２を開閉する役割を担っている。

ストッパ３０は、剛性の高い金属板３１により構成されている。この金属板３１には、ネジ４０の軸部が通る貫通孔３２が設けられている。また、この金属板３１は、貫通孔３２が設けられている側とは反対側が湾曲するように構成されている。以上のように構成されるストッパ３０は、図２に示すように、一端側がネジ４０により弁座部材１０に固定され、他端側の自由端が弁座部材１０から離れるように構成される。このストッパ３０によって、弁体２０の撓み量を規制することができる。これにより、弁体２０（金属板２１）が塑性変形してしまうことを抑制することができる。

＜リードバルブの動作＞
特に、図２を参照して、本実施例に係るリードバルブ１００の動作について説明する。本実施例に係るリードバルブ１００は、第１配管５０の端面と第２配管６０の端面に挟まれた状態で固定される。これにより、リードバルブ１００は、流体の流れを、第１配管内（Ｘ）から第２配管内（Ｙ）に向けて、一方向に限定する機能を発揮する。すなわち、第１配管内（Ｘ）の圧力と、第２配管内（Ｙ）の圧力との差圧がない場合、または差圧が僅かな場合、または後者の圧力の方が高い場合には、弁が閉じた状態となっている。すなわち、弁体２０が弁座である環状突出部１３ａに当たった状態となっている。これに対して、第１配管内（Ｘ）の圧力の方が、第２配管内（Ｙ）の圧力よりもある程度高くなると、弁体２０（金属板２１）が、図２中点線で示す２１ａに示すように撓んだ状態となる。つまり、弁体２０が弁座である環状突出部１３ａから離れて、弁が開いた状態となる。これにより、第１配管内（Ｘ）から第２配管内（Ｙ）へと流体が流れていく。そして、第１配管内（Ｘ）の圧力と第２配管内（Ｙ）の圧力との差圧が十分に小さくなると、弁体２０は
元の状態に戻り、再び弁が閉じた状態となる。

＜本実施例に係るリードバルブの優れた点＞
以上のように構成されたリードバルブ１００においては、弁体２０が当たる弁座部は、弾性体からなる環状突出部１３ａにより構成されている。したがって、弁座部が金属の場合に比べてシール性を高めつつ、平面状の弁座部に対して弁体が当たる場合に比べて、弁体２０と弁座部（環状突出部１３ａ）との接触面積を低減させることで、弁体２０が弁座部に貼り付いてしまうことを抑制することができる。また、ゴム製の弁座部の表面に梨地処理を施す場合のように、シール性が低下してしまうこともない。また、貼り付きを抑制するために、弁体の表面に樹脂材などをコーティングする必要もなく、弁体の剛性が高くなってしまうこともない。そのため、弁体の撓み量が少なくなってしまうこともなく、流量が低下してしまうこともない。また、差圧が低い状態で弁が開く必要のある用途にも用いることができる。

更に、本実施例においては、単一の環状突出部１３ａにより弁座部が構成されている。そのため、弁体２０が弁座部に当たる際に、流体は、弁座部の内側と外側に自由に逃げることができる。従って、弁体２０が弁座部に当たる際、つまり弁が閉じる際の応答性にも優れている。

また、環状突出部１３ａの先端は、開口部１２の開口端から外側に離れた位置で、開口部１２の周囲を取り囲むように設けられている。これにより、弁体２０と環状突出部１３ａとが当たる部分に囲まれる面積の方が、開口部１２の面積よりも広くなる。従って、弁体２０における受圧面積は開口部１２の面積よりも広くなり、弁体２０を開く際の応答性を高めることができる。言い換えれば、差圧が低い状態で弁体２０を開かせることができる。

（環状突出部の変形例）
上記実施例で示す環状突出部１３ａは、図９の拡大断面図に示すように、断面が三角形となるように構成されている。しかしながら、環状突出部の構成はこれに限定されることはない。例えば、図１０に示すように、断面形状が矩形の環状突出部１３ｂを採用することもできる。また、図１１に示すように、断面形状が台形の環状突出部１３ｃを採用することもできる。このように、環状突出部の形状は適宜の形状を採用し得る。

上記実施例における環状突出部１３ａの平面形状は略四角形となるように構成されている。ここで、弁体２０が環状突出部１３ａに当たる際の衝撃は、弁体２０における固定端側よりも自由端側の方が大きくなる。そこで、図１２に示すように、環状突出部１３ａのうち弁体２０の自由端側が当たる辺１３ａ１の部分の幅を、他の３辺の部分の幅に比べて広くする構成を採用することもできる。これにより、弁体２０の自由端側が当たる辺１３ａ１の部分の損傷を抑制することができる。

１０ 弁座部材
１１ 金属板
１２ 開口部
１３ シート
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ 環状突出部
１３ａ１ 辺
１４ メネジ
２０ 弁体
２１ 金属板
２２ 貫通孔
３０ ストッパ
３１ 金属板
３２ 貫通孔
４０ ネジ
５０ 第１配管
６０ 第２配管
１００ リードバルブ

Claims (3)

1. 開口部を有する弁座部材と、
   一端側が前記弁座部材に固定され、他端側が自由端となるように設けられ、前記弁座部材を介して一方の面側と他方の面側との差圧に応じて前記開口部を開閉する、可撓性を有する板状の弁体と、
   を備えるリードバルブにおいて、
   前記開口部が閉じているときに前記弁体が当たる弁座部は、前記開口部の周囲を取り囲むように設けられ、かつ前記弁体側に突出した、単一かつ弾性体からなる環状突出部により構成されていることを特徴とするリードバルブ。
2. 前記弁座部材は、
   金属板と、
   該金属板に一体に設けられたゴム製のシートと、
   を備え、
   前記ゴム製のシートに、前記環状突出部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のリードバルブ。
3. 前記環状突出部の先端は、前記開口部の開口端から外側に離れた位置で、該開口部の周囲を取り囲むように設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のリードバルブ。

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