JP2019032053A - 逆止弁 - Google Patents

Abstract

【課題】流体の逆流リークを抑制可能な逆止弁を提供することを課題とする。【解決手段】逆止弁１は、流体が流れる貫通孔２０１を有する弁座部材２と、貫通孔２０１の出口２０１ｂを下流側から覆い、弁座部材２に対して弾性的に離座、着座可能な傘部３１を有する弁体部材３と、を備える。流体の流れを遮断する閉弁状態において、出口２０１ｂの径方向外側には、傘部３１が弁座部材２に着座することによりシール界面Ｂが形成される。逆止弁１は、さらに、出口２０１ｂからの流体の流出方向を、径方向内向きを含む方向に、案内する流出方向ガイド部Ｄを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、例えばポンプの吸気通路等に、流体の逆流を規制するために配置される逆止弁に関する。

図５に、従来の逆止弁（特許文献１の逆止弁）の軸方向断面図を示す。図５に示すように、逆止弁１００は、弁座部材１０１と、弁体部材１０２と、を備えている。弁座部材１０１は、複数の貫通孔１０１ａと、弁軸孔１０１ｂと、を備えている。複数の貫通孔１０１ａと、弁軸孔１０１ｂと、は互いに平行に延在している。流体は、貫通孔１０１ａを、下側（上流側）から上側（下流側）に向かって、流動する。弁体部材１０２は、例えばゴム製であって、傘部１０２ａと、弁軸１０２ｂと、を備えている。弁軸１０２ｂは、弁軸孔１０１ｂに固定されている。傘部１０２ａは、弁軸１０２ｂの上端から、径方向外側に拡がっている。傘部１０２ａは、複数の貫通孔１０１ａを、上側から覆っている。

図５に実線で示すように、閉弁状態において、傘部１０２ａは、弁座部材１０１に着座している。傘部１０２ａと弁座部材１０１との間には、シール界面１０３が形成されている。このため、流体の流動が禁止される。図５に一点鎖線で示すように、開弁状態において、傘部１０２ａは、弁座部材１０１から離座している。傘部１０２ａと弁座部材１０１との間には、隙間１０４が形成されている。このため、流体の流動が許容される。

特開２０１７−４４２８５号公報

しかしながら、従来の逆止弁１００によると、開弁状態における、弁座部材１０１に対する傘部１０２ａのリフト量（隙間１０４の軸方向幅）が大きかった。このため、開弁状態から閉弁状態に切り替わる際の、流体の逆流リーク量が多かった。そこで、本発明は、流体の逆流リークを抑制可能な逆止弁を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の逆止弁は、流体が流れる貫通孔を有する弁座部材と、前記貫通孔の出口を下流側から覆い、前記弁座部材に対して弾性的に離座、着座可能な傘部を有する弁体部材と、を備え、前記流体の流れを遮断する閉弁状態において、前記出口の径方向外側には、前記傘部が前記弁座部材に着座することによりシール界面が形成され、さらに、前記出口からの前記流体の流出方向を、径方向内向きを含む方向に、案内する流出方向ガイド部を備えることを特徴とする。

本発明の逆止弁の流出方向ガイド部は、貫通孔の出口からの流体の流出方向を、径方向内向きを含む方向に、案内することができる。このため、貫通孔の出口から流出した流体は、一旦、径方向内側の部分（例えば、傘部の径方向内側部分）に衝突してから、径方向外側のシール界面に向かうことになる。したがって、開弁状態における傘部のリフト量（傘部と弁座部材との間に形成される隙間の軸方向幅）を小さくすることができる。よって、流体の逆流リーク（当該隙間を介して、下流側から上流側に流体が漏出すること）を抑制することができる。

第一実施形態の逆止弁の軸方向断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ方向断面図である。 同逆止弁の分解斜視断面図である。 第二実施形態の逆止弁の軸方向断面図である。 従来の逆止弁の軸方向断面図である。

以下、本発明の逆止弁の実施の形態について説明する。

＜第一実施形態＞
［逆止弁の構成］
まず、本実施形態の逆止弁の構成について説明する。図１に、本実施形態の逆止弁の軸方向断面図を示す。図２に、図１のＩＩ−ＩＩ方向断面図を示す。図３に、同逆止弁の分解斜視断面図を示す。

図１〜図３に示すように、本実施形態の逆止弁１は、弁座部材２と、弁体部材３と、を備えている。逆止弁１は、車両のベーンポンプとブレーキ装置の倍力装置との間を連結する、吸気通路に配置されている。逆止弁１は、上側の倍力装置から下側のベーンポンプに向かう方向だけに、空気の流れを許容している。空気は、本発明の「流体」の概念に含まれる。

弁座部材２は、樹脂製であって、隔壁部２０と、大筒部２１と、小筒部２２と、を備えている。隔壁部２０は、円板状であって、弁軸孔２００と、複数の貫通孔２０１と、弁座側シート面２０２と、を備えている。弁軸孔２００は、隔壁部２０を上下方向に貫通している。弁軸孔２００は、上下方向に延在している。複数の貫通孔２０１は、隔壁部２０を上下方向に貫通している。複数の貫通孔２０１は、弁軸孔２００を中心とする環状に配置されている。貫通孔２０１の入口２０１ａは、隔壁部２０の上面に開口している。貫通孔２０１の出口２０１ｂは、隔壁部２０の下面に開口している。図１に示すように、貫通孔２０１には、全長に亘って傾斜部Ｄが配置されている。傾斜部Ｄの軸Ｅと、弁軸３０の軸Ａ方向と、の間の挟角（軸Ｅよりも上側の挟角）θ１は、９０°を上回っている。傾斜部Ｄは、弁軸３０の軸Ａに対して、挟角θ１だけ、傾斜する方向に延在している。傾斜部Ｄは、上側（上流側）から下側（下流側）に向かって、軸Ａに近づく方向（縮径する方向）に延在している。弁座側シート面２０２は、隔壁部２０の下面であって、複数の貫通孔２０１の出口２０１ｂの径方向（弁軸３０の軸Ａ方向に対して直交する方向）外側（軸Ａを径方向中心とする径方向外側）に配置されている。図２に示すように、弁座側シート面２０２は、無端環状を呈している。図１、図３に示すように、大筒部２１は、上下方向に延在する円筒状を呈している。大筒部２１は、隔壁部２０の下側に連なっている。小筒部２２は、大筒部２１よりも小径の、上下方向に延在する円筒状を呈している。小筒部２２は、隔壁部２０の上側に連なっている。

弁体部材３は、ゴム製であって、弁軸３０と、傘部３１と、を備えている。弁軸３０は、上下方向に延在する円柱状を呈している。弁軸３０は、弁軸孔２００に挿通、固定されている。

傘部３１は、弁軸３０の下端（軸Ａ方向両端のうち、空気の流動方向の下流側の端）に連なっている。傘部３１は、弁軸３０の軸Ａを中心に、径方向外側に拡がっている。傘部３１は、複数の貫通孔２０１の出口２０１ｂを、下側から覆っている。傘部３１は、弁体側シート面３１０を備えている。弁体側シート面３１０は、傘部３１の外周縁に配置されている。弁体側シート面３１０は、無端環状を呈している。弁体側シート面３１０は、弁座側シート面２０２に対して、弾性的に離座、着座可能である。

［逆止弁の動き］
次に、本実施形態の逆止弁の動きについて説明する。図１に示すように、傘部３１の上面（内面）には、上側（一次側）から一次側圧力（荷重）Ｐ１が加わる。一方、傘部３１の下面（外面）には、下側（二次側）から二次側圧力（荷重）Ｐ２が加わる。なお、ここでは省略するが、傘部３１には、自身の弾性変形量に応じた弾性力、自重（重力）も加わる。

閉弁状態においては、一次側圧力Ｐ１が二次側圧力Ｐ２以下である。このため、図１に実線で示すように、弁体側シート面３１０が弁座側シート面２０２に着座している。当該着座により、弁体側シート面３１０と弁座側シート面２０２との間には、図２に一点鎖線ハッチングで示すように、無端環状のシール界面Ｂが形成されている。シール界面Ｂは、貫通孔２０１の出口２０１ｂから大筒部２１内部への空気の流れを、遮断している。

一次側圧力Ｐ１が二次側圧力Ｐ２を上回ると、図１に一点鎖線で示すように、傘部３１が弾性的に変形し、弁体側シート面３１０が弁座側シート面２０２から離座する。すなわち、逆止弁１が、閉弁状態から開弁状態に切り替わる。当該離座により、開弁状態においては、弁体側シート面３１０と弁座側シート面２０２との間に、無端環状の隙間Ｃが形成されている。隙間Ｃは、貫通孔２０１の出口２０１ｂから大筒部２１内部への空気の流れを、許容している。

再び、一次側圧力Ｐ１が二次側圧力Ｐ２以下になると、図１に実線で示すように、傘部３１が弾性的に変形し、弁体側シート面３１０が弁座側シート面２０２に着座する。すなわち、逆止弁１が、開弁状態から閉弁状態に切り替わる。このように、逆止弁１は、一次側圧力Ｐ１と二次側圧力Ｐ２との差圧に応じて、開弁状態または閉弁状態に切り替わる。

［作用効果］
次に、本実施形態の逆止弁の作用効果について説明する。図１に示すように、本実施形態の逆止弁１の傾斜部Ｄは、貫通孔２０１の出口２０１ｂからの空気の流出方向を、径方向内向きを含む方向に、案内することができる。このため、図１に矢印Ｙ１で模式的に示すように、出口２０１ｂから流出した空気は、一旦、径方向内側の部分（例えば、傘部３１の径方向内側部分や弁軸３０など）に衝突し、勢いを弱めてから、径方向外側のシール界面Ｂに向かうことになる。したがって、開弁状態における傘部３１のリフト量（隙間Ｃの上下方向幅）を小さくすることができる。よって、開弁状態から閉弁状態に切り替わる際の、空気の逆流リーク（当該隙間Ｃを介して、下流側から上流側に空気が漏出すること）を抑制することができる。

また、図１に示すように、本実施形態の逆止弁１によると、貫通孔２０１は、傾斜部Ｄを備えている。このため、本発明の流出方向ガイド部と貫通孔２０１とを一体化することができる。したがって、本発明の流出方向ガイド部と貫通孔２０１とが別体である場合と比較して、逆止弁１の構成が簡単になる。また、より簡単に、空気の流出方向を、径方向内向きを含む方向に、配向することができる。また、図１に示すように、傾斜部Ｄは、貫通孔２０１の全長に亘って配置されている。このため、より確実に、空気の流出方向を、径方向内向きを含む方向に、配向することができる。

＜第二実施形態＞
本実施形態の逆止弁と第一実施形態の逆止弁との相違点は、弁座部材の貫通孔が途中で屈曲している点である。また弁座部材が隔壁部のみにより構成されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。

図４に、本実施形態の逆止弁の軸方向断面図を示す。なお、図１と対応する部位については、同じ符号で示す。図４に示すように、弁座部材２は、隔壁部２０からなる。貫通孔２０１の出口２０１ｂ付近には、傾斜部Ｄが配置されている。傾斜部Ｄの軸Ｅと、弁軸３０の軸Ａ方向と、の間の挟角（軸Ｅよりも上側の挟角）θ２は、９０°を上回っている。傾斜部Ｄは、上側から下側に向かって、軸Ａに近づく方向に延在している。

本実施形態の逆止弁１と第一実施形態の逆止弁とは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。本実施形態のように、弁座部材２は、隔壁部２０を備えていればよい。また、傾斜部Ｄが、貫通孔２０１の一部（出口２０１ｂを含む一部）に配置されていてもよい。

＜その他＞
以上、本発明の逆止弁の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

上記実施形態においては、本発明の流出方向ガイド部として、貫通孔２０１に傾斜部Ｄを配置した。しかしながら、流出方向ガイド部は、貫通孔２０１と別々に配置してもよい。例えば、流出方向ガイド部として、図５に示す直管状の貫通孔１０１ａの出口に、径方向内向きのノズルを取り付けてもよい。本発明の逆止弁における流体の逆流リーク量は、０であってもよい。また、リーク量が少量発生してもよい。

逆止弁１の用途は特に限定しない。例えば、ポンプの吸入通路、排出通路において、流体の流動方向を一方向に規制するために、逆止弁１を配置してもよい。貫通孔２０１の配置数は特に限定しない。例えば、１８０°ずつ離間して２つ、１２０°ずつ離間して３つ、９０°ずつ離間して４つ、４５°ずつ離間して８つなどであってもよい。弁座部材２の材質は特に限定しない。例えば、樹脂、金属などであってもよい。同様に、弁体部材３の材質は特に限定しない。例えば、ゴム、エラストマーなどであってもよい。傘部３１が、弾性的に変形可能であればよい。流体の種類は特に限定しない。気体（例えば、空気、水素、排気ガス）、液体（例えば、冷却水、潤滑油）などであってもよい。

１：逆止弁、２：弁座部材、３：弁体部材、２０：隔壁部、２１：大筒部、２２：小筒部、３０：弁軸、３１：傘部、θ１、θ２：挟角、２００：弁軸孔、２０１：貫通孔、２０１ａ：入口、２０１ｂ：出口、２０２：弁座側シート面、３１０：弁体側シート面、Ａ：軸、Ｂ：シール界面、Ｃ：隙間、Ｄ：傾斜部、Ｅ：軸、Ｐ１：一次側圧力、Ｐ２：二次側圧力

Claims (3)

1. 流体が流れる貫通孔を有する弁座部材と、
   前記貫通孔の出口を下流側から覆い、前記弁座部材に対して弾性的に離座、着座可能な傘部を有する弁体部材と、
   を備え、
   前記流体の流れを遮断する閉弁状態において、前記出口の径方向外側には、前記傘部が前記弁座部材に着座することによりシール界面が形成され、
   さらに、前記出口からの前記流体の流出方向を、径方向内向きを含む方向に、案内する流出方向ガイド部を備えることを特徴とする逆止弁。
2. 前記弁体部材は、前記弁座部材に固定される弁軸を有し、
   前記貫通孔は、前記弁軸の軸方向に対して傾斜する方向であって、前記流体の流動方向の上流側から下流側に向かって前記弁軸に近づく方向に延在する傾斜部を有し、
   前記流出方向ガイド部は、前記傾斜部である請求項１に記載の逆止弁。
3. 前記傾斜部は、前記貫通孔の全長に亘って配置されている請求項２に記載の逆止弁。

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