JP2019032056A

JP2019032056A - 逆止弁

Info

Publication number: JP2019032056A
Application number: JP2017154313A
Authority: JP
Inventors: 祥正久野; Sachimasa Kuno
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 2017-08-09
Filing date: 2017-08-09
Publication date: 2019-02-28

Abstract

【課題】閉弁状態におけるシール性を向上させることができる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。シール界面Ｂは、曲面部を有する。【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、閉弁状態における傘部１０２ａと弁座部材１０１との接触面積、すなわちシール界面１０３の面積が狭かった。このため、閉弁状態における逆止弁１００のシール性が低かった。そこで、本発明は、閉弁状態におけるシール性を向上させることができる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、前記シール界面は、曲面部を有することを特徴とする。

本発明の逆止弁のシール界面は、曲面部を備えている。このため、閉弁状態におけるシール界面の面積（傘部と弁座部材との接触面積）を広くすることができる。したがって、閉弁状態におけるシール性を向上させることができる。

本発明の逆止弁の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。図１の円ＩＩＩ内の拡大図である。（Ａ）〜（Ｄ）は、その他の実施形態（その１〜その４）の逆止弁の軸方向拡大断面図である。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。

［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、図１の円ＩＩＩ内の拡大図を示す。

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。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。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。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３に示すように、弁座側シート面２０２には、全面的に凹部２０２ａが配置されている。凹部２０２ａは、隔壁部２０の下面に凹設されている。図１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。図３に示すように、弁体側シート面３１０には、全面的に凸部３１０ａが配置されている。凸部３１０ａは、傘部３１の外周縁に突設されている。凸部３１０ａの表面の形状と、凹部２０２ａの表面の形状と、は互いに型対称である。閉弁状態において、凸部３１０ａは凹部２０２ａに収容されている。凸部３１０ａと凹部２０２ａとが全面的に接触することにより、シール界面Ｂには、全面的に曲面部ｂが配置されている。

［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３に示すように、本実施形態の逆止弁１のシール界面Ｂには、全面的に曲面部ｂが配置されている。このため、図３に一点鎖線Ｈで示すように、シール界面Ｂが隔壁部２０の下面と同じ高度（上下方向（軸Ａ方向）における位置）であり、かつシール界面Ｂが全面的に平面状を呈している場合と比較して、シール界面Ｂの面積（弁体側シート面３１０と弁座側シート面２０２との接触面積）を広くすることができる。

また、本実施形態の逆止弁１によると、図３に一点鎖線Ｈで示すように、シール界面Ｂが隔壁部２０の下面と同じ高度であり、かつシール界面Ｂが全面的に平面状を呈している場合と比較して、シール界面Ｂの径方向幅Ｋは同一のまま、シール界面Ｂの面積を広くすることができる。また、本実施形態の逆止弁１によると、閉弁状態において凸部３１０ａが凹部２０２ａに収容されることにより、簡単にシール界面Ｂの面積を広くすることができる。

［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。

図４（Ａ）〜図４（Ｄ）に、その他の実施形態（その１〜その４）の逆止弁の軸方向拡大断面図を示す。なお、図３と対応する部位については同じ符号で示す。図４（Ａ）に示すように、弁体側シート面３１０の一部（径方向内側部分）に凹部３１０ｂを、弁座側シート面２０２の一部（径方向内側部分）に凸部２０２ｂを、各々配置してもよい。凹部３１０ｂに凸部２０２ｂの一部を収容することにより、シール界面Ｂの一部（径方向内側部分）に曲面部ｂを配置してもよい。

図４（Ｂ）に示すように、弁体側シート面３１０の一部（径方向外側部分）に凸部３１０ａを、他部（径方向内側部分）に凹部３１０ｂを、各々配置してもよい。並びに、弁座側シート面２０２の一部（径方向外側部分）に凹部２０２ａを、他部（径方向内側部分）に凸部２０２ｂを、各々配置してもよい。凹部２０２ａに凸部３１０ａを、凹部３１０ｂに凸部２０２ｂの一部を、各々収容することにより、シール界面Ｂに波線状（正弦波状）の曲面部ｂを配置してもよい。

図４（Ｃ）に示すように、凸部３１０ａの一部が凹部２０２ａに収容されていてもよい。反対に、図４（Ｄ）に示すように、凸部３１０ａが、凹部２０２ａの一部に収容されていてもよい。すなわち、凸部３１０ａと凹部２０２ａとの大小関係は特に限定しない。

図３、図４（Ａ）〜図４（Ｄ）に示す一点鎖線Ｈは、シール界面Ｂの径方向内端と径方向外端とを結ぶ直線である。図３、図４（Ｂ）〜図４（Ｄ）に示す凹部２０２ａは、一点鎖線Ｈに対して、上側に没入していればよい。反対に、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示す凸部２０２ｂは、一点鎖線Ｈに対して、下側に突出していればよい。また、図３、図４（Ｂ）〜図４（Ｄ）に示す凸部３１０ａは、一点鎖線Ｈに対して、上側に突出していればよい。反対に、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示す凹部３１０ｂは、一点鎖線Ｈに対して、下側に没入していればよい。このように、軸方向断面図において、曲面部ｂは、一点鎖線Ｈと重複しなければよい。また、弁座部材２は、隔壁部２０だけで構成されていてもよい。

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、２００：弁軸孔、２０１：貫通孔、２０１ａ：入口、２０１ｂ：出口、２０２：弁座側シート面、２０２ａ：凹部、２０２ｂ：凸部、３１０：弁体側シート面、３１０ａ：凸部、３１０ｂ：凹部、Ａ：軸、Ｂ：シール界面、Ｃ：隙間、Ｐ１：一次側圧力、Ｐ２：二次側圧力、ｂ：曲面部

Claims

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、
前記シール界面は、曲面部を有することを特徴とする逆止弁。
前記傘部は、弁体側シート面を有し、
前記弁座部材は、弁座側シート面を有し、
前記シール界面は、前記弁体側シート面が前記弁座側シート面に着座することにより形成され、
前記曲面部は、前記弁体側シート面および前記弁座側シート面のうち、一方に突設される凸部と、他方に凹設され前記凸部の少なくとも一部が収容される凹部と、により形成される請求項１に記載の逆止弁。