JP5171889B2 - チェックバルブ - Google Patents

Description

本発明は、上流側通路が形成された上流側部材と下流側通路が形成された下流側部材との間に配置された可撓性を有する弁体が、前記上流側部材および前記下流側部材に挟まれて固定される固定部と、前記固定部から径方向外側かつ前記上流側部材側に向かって傘状に延出する傘部とを一体に備え、前記傘部の外周部が前記上流側部材に形成した弁座に着座して前記上流側通路を閉塞するチェックバルブに関する。

ゴム等で形成された可撓性を有する弁体が、バルブハウジングに固定される中央の固定部と、この固定部から径方向外側に傘状に延びてバルブハウジングに形成した弁座に着座する傘部とを備え、傘部が流体圧で弾性変形して前記弁座から離反することで開弁するチェックバルブが、下記特許文献１により公知である。

実公昭６０−９５０１号公報 特開２００３−８３４５９号公報

ところで上記特許文献１に記載されたチェックバルブのように、弁体の固定部が上流側部材と下流側部材とに挟まれて固定されているものでは、発明の詳細な説明の欄で詳述するように、下流側部材と弁体との位置関係のばらつきにより、弁体の固定部と傘部との境界部が下流側部材に接触する面積がばらついてしまう場合があり、前記接触面積が大きくなると傘部が変形し難くなってチェックバルブの開弁圧が増加し、逆に前記接触面積が小さくなると傘部が変形し易くなってチェックバルブの開弁圧が減少してしまうため、チェックバルブの作動特性が不安点になる問題がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、固定部および傘部よりなる可撓性の弁体を備えたチェックバルブの作動特性を安定させることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、上流側通路が形成された上流側部材と下流側通路が形成された下流側部材との間に配置された可撓性を有する弁体が、前記上流側部材および前記下流側部材に挟まれて固定される固定部と、前記固定部から径方向外側かつ前記上流側部材側に向かって傘状に延出する傘部とを一体に備え、前記傘部の外周部が前記上流側部材に形成した弁座に着座して前記上流側通路を閉塞するチェックバルブにおいて、前記固定部は前記下流側部材に対向する平坦面を備え、前記平坦面の中央部には前記下流側部材に当接する突起が形成されることを特徴とするチェックバルブが提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記固定部には前記上流側部材に当接する座面が形成され、前記座面の面積は前記突起の先端部の面積よりも大きいことを特徴とするチェックバルブが提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記固定部の中央には前記下流側部材側に開口する肉抜き孔が形成され、前記突起は前記肉抜き孔の開口部の周囲を囲むように形成されることを特徴とするチェックバルブが提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記下流側部材は前記突起に向かって凸に湾曲する湾曲部を有することを特徴とするチェックバルブが提案される。

請求項１の構成によれば、上流側部材と下流側部材との間に配置された弁体が、上流側部材および下流側部材に挟まれて固定される固定部と、固定部から径方向外側かつ上流側部材側に向かって傘状に延出する傘部とを一体に備えるので、上流側通路から下流側通路に流体が流れるときには、弁体の傘部が弁座から離反してチェックバルブが開弁し、下流側通路から上流側通路に流体が流れるときには、弁体の傘部が弁座に着座してチェックバルブが閉弁する。弁体の固定部は下流側部材に対向する平坦面を備え、その平坦面の中央部には下流側部材に当接する突起が形成されるので、チェックバルブの組立時に弁体および下流側部材の位置関係にばらつきがあっても、そのばらつきを突起の変形により吸収することで、弁体の傘部の弾性に影響が及ばないようにしてチェックバルブの作動安定性を高めることができる。

また請求項２の構成によれば、固定部には上流側部材に当接する座面が形成され、座面の面積は前記突起の先端部の面積よりも大きいので、下流側部材から突起に荷重が加わっても弁体が上流側部材側に大きく位置ずれするのを防止することができる。

また請求項３の構成によれば、固定部の中央には下流側部材側に開口する肉抜き孔が形成され、突起は肉抜き孔の開口部の周囲を囲むように形成されるので、突起の変形を肉抜き孔で吸収して傘部の弾性に影響が及ぶのを防止することができる。

また請求項４の構成によれば、下流側部材は突起に向かって凸に湾曲する湾曲部を有するので、弁体の突起以外の部分が下流側部材に当接しないようにして傘部の安定した変形を可能にすることができる。

チェックバルブの縦断面図。（実施の形態） 図１の２−２線断面図。（実施の形態） 弁体の斜め上方からの斜視図。（実施の形態） 弁体の斜め下方からの斜視図。（実施の形態） 作用説明図。（実施の形態） 作用説明図。（従来例）

以下、図１〜図６に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１および図２には、自動車のエンジンにより駆動される負圧ポンプのハウジング１１に設けられ、その負圧ポンプの停止時にハウジング１１の内部のオイルが外部に逆流するのを阻止するためのチェックバルブＶが示される。チェックバルブＶは、空気の吸い込み方向の上流側に位置する上流側部材１２と、その下流側に位置する下流側部材１３と、上流側部材１２および下流側部材１３間に挟まれたゴム製の弁体１４とで構成される。以下、便宜的に、図１の上側を上方とし下側を下方として説明する。

上流側部材１２は、ホース１５が接続されるパイプ状の継手部１２ａと、継手部１２ａの下端に連なってハウジング１１にＯリング１６を介して嵌合する短円柱状の本体部１２ｂとを備える。継手部１２ａおよび本体部１２ｂの内部を上流側通路１２ｃが軸線Ｌ方向に貫通しており、上流側通路１２ｃの下端は本体部１２ｂの下面に形成した凹部１２ｄに連通する。即ち、凹部１２ｄの上方の周壁１２ｅから軸線Ｌに向かって８枚のリブ１２ｆ…が放射状に延びており、それらのリブ１２ｆ…の内端が軸線Ｌを取り巻く環状部１２ｇに接続することで、周壁１２ｅ、リブ１２ｆ…および環状部１２ｇ間に１２個の開口１２ｈ…（図２参照）が形成され、それらの開口１２ｈ…により上流側通路１２ｃと凹部１２ｄとが連通する。そしてリブ１２ｆ…の径方向外側を囲むように、凹部１２ｄの天井壁に環状の弁座１２ｉが形成される。

下流側部材１３は円板状の部材であって、その外周部が上流側部材１２の凹部１２ｄの開口端に形成された段部１２ｊに振動溶着等で固定される。下流側部材１３の中央部には上流側部材１２に向かって球面状に突出する湾曲部１３ａが形成され、湾曲部１３ａの周囲を囲むように複数の下流側通路１３ｂ…が貫通する。

図１、図３および図４から明らかなように、弁体１４は、中央の固定部１７と、固定部１７から径方向外側かつ上流側部材１２側に向かって傘状に延びる傘部１８とを備える。固定部１７の上面には、上方に突出する軸部１７ａと、軸部１７ａの下端に座面１７ｂを介して接続される支持部１７ｃとが形成され、固定部１７の下面の平坦面１７ｄには、軸部１７ａの内部に延びる行き止まりの肉抜き孔１７ｅと、肉抜き孔１７ｅの周囲を囲むように下向きに突出する環状の突起１７ｆとが形成される。傘部１８は本体部１７の支持部１７ｃおよび平坦面１７ｄから径方向外側に延び、その上面に上流側部材１２の弁座１２ｉに着座可能な環状の弁部１８ａが形成され、その下面に弁部１８ａを補強する環状の補強部１８ｂが形成される。弁体１４の座面１７ｂの面積は、弁体１４の突起１７ｆの先端部の面積よりも大きく形成される。

チェックバルブＶを組み立てるには、下流側部材１３を結合する前の上流側部材１２の環状部１２ｇに弁体１４の固定部１７の軸部１７ａを挿入し、支持部１７ｃの上面の座面１７ｂを上流側部材１２の環状部１２ｇの下面に当接させることで、弁体１４を上流側部材１２に対して軸線Ｌ方向および径方向に位置決めする。続いて、下流側部材１３の外周部を上流側部材１２の段部１２ｊに嵌合して振動溶着等で結合すると、下流側部材１３の湾曲部１３ａの上面が弁体１４の固定部１７の突起１７ｆに下方から当接して該突起１７ｆを所定量だけ圧縮する。この状態で、弁体１４の傘部１８の上面は上流側部材１２のリブ１２ｆ…の下面に沿い、弁部１８ａが上流側部材１２の弁座１２ｉに当接する。

従って、真空ポンプが作動して下流側部材１３側が負圧になると、ホース１５を介して吸入された空気が上流側部材１２の上流側通路１２ｃおよび開口１２ｈ…を介して弁体１４の傘部１８の上面に作用し、傘部１８を下方に変形させて弁部１８ａを弁座１２ｉから離反させる。その結果、弁部１８ａおよび弁座１２ｉの隙間を通過した空気は上流側部材１２の凹部１２ｄおよび下流側部材１３の下流側通路１３ｂ…を通過してハウジング１１内に吸入される。真空ポンプが作動を停止して上流側通路１２ｃおよび下流側通路１３ｂ…の圧力差が消滅すると、弁体１４が自由状態に復帰する弾性で弁部１８ａが弁座１２ｉに着座し、真空ポンプ側からホース１５側にオイルが流出するのを防止する。

図６は、従来のチェックバルブＶを示すもので、弁体１４の固定部１７の下面の平坦面１７ｄに突起１７ｆが形成されていない点で本実施の形態と相違している。上流側部材１２、下流側部材１３あるいは弁体１４の寸法誤差や組付誤差で上流側部材１２および下流側部材１３に挟まれた弁体１４の圧縮量が小さい場合は、図６（Ａ）に示すように、上向きに凸に湾曲する下流側部材１３の湾曲部１３ａに接触する弁体１４の平坦面１７ｄの面積が小さくなり、弁体１４の傘部１８の可動領域が大きくなって剛性が低くなることで変形し易くなり、チェックバルブＶの開弁圧が低くなる。

逆に、弁体１４の圧縮量が大きい場合は、図６（Ｂ）に示すように、上向きに凸に湾曲する下流側部材１３の湾曲部１３ａに接触する弁体１４の平坦面１７ｄの面積が大きくなり、弁体１４の傘部１８の可動領域が小さくなって剛性が高くなることで変形し難くなり、チェックバルブＶの開弁圧が高くなる。

このように、弁体１４が突起１７ｆを備えていない場合には、僅かな寸法誤差や組付け誤差でチェックバルブＶの作動特性が変化してしまう問題がある。特に、弁体１４の傘部１８の剛性が過大になった場合には、傘部１８が自励振動を起こして騒音を発する問題がある。

それに対して本実施の形態では、上流側部材１２、下流側部材１３あるいは弁体１４の寸法誤差や組付誤差で、図５（Ａ）に示す弁体１４の圧縮量が小さい場合でも、図５（Ｂ）に示す弁体１４の圧縮量が大きい場合でも、突起１７ｆが潰れる量が異なるだけで下流側部材１３の湾曲部１３ａに接触する弁体１４の平坦面１７ｄの面積は変化せず、弁体１４の傘部１８の可動領域の大きさが一定になるため、チェックバルブＶの開弁圧も一定になって作動特性が安定し、騒音の発生も抑制される。

また弁体１４の固定部１７には上流側部材１２の環状部１２ｇに当接する座面１７ｂが形成され、座面１７ｂの面積は弁体１４の突起１７ｆの先端部の面積よりも大きいので、下流側部材１３の湾曲部１３ａから突起１７ｆに上向きの荷重が加わっても弁体１４が上流側部材１２側に大きく位置ずれするのを防止することができる。

また弁体１４の軸部１７ａには下流側部材１３側に開口する肉抜き孔１７ｅが形成され、弁体１４の突起１７ｆは肉抜き孔１７ｅの開口部の周囲を囲むように形成されるので、突起１７ｆの変形を肉抜き孔１７ｅで吸収して傘部１８の弾性に影響が及ぶのを防止することができる。

また下流側部材１３は突起１７ｆに向かって凸に湾曲する湾曲部１３ａを有するので、弁体１４の突起１７ｆ以外の部分が下流側部材１３に当接しないようにして傘部１８の安定した変形を可能にすることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態では弁体１４に１個の環状の突起１７ｆを形成しているが、複数の突起１７ｆ…を離散的に形成しても良い。また弁体１４の肉抜き孔１７ｅを廃止し、１本の突起１７ｆを平坦面１７ｄの中央に配置しても良い。

１２ 上流側部材
１２ｃ 上流側通路
１２ｉ 弁座
１３ 下流側部材
１３ａ 湾曲部
１３ｂ 下流側通路
１４ 弁体
１７ 固定部
１７ｂ 座面
１７ｄ 平坦面
１７ｅ 肉抜き孔
１７ｆ 突起
１８ 傘部

Claims (4)

1. 上流側通路（１２ｃ）が形成された上流側部材（１２）と下流側通路（１３ｂ）が形成された下流側部材（１３）との間に配置された可撓性を有する弁体（１４）が、前記上流側部材（１２）および前記下流側部材（１３）に挟まれて固定される固定部（１７）と、前記固定部（１７）から径方向外側かつ前記上流側部材（１２）側に向かって傘状に延出する傘部（１８）とを一体に備え、前記傘部（１８）の外周部が前記上流側部材（１２）に形成した弁座（１２ｉ）に着座して前記上流側通路（１２ｃ）を閉塞するチェックバルブにおいて、
   前記固定部（１７）は前記下流側部材（１３）に対向する平坦面（１７ｄ）を備え、前記平坦面（１７ｄ）の中央部には前記下流側部材（１３）に当接する突起（１７ｆ）が形成されることを特徴とするチェックバルブ。
2. 前記固定部（１７）には前記上流側部材（１２）に当接する座面（１７ｂ）が形成され、前記座面（１７ｂ）の面積は前記突起（１７ｆ）の先端部の面積よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載のチェックバルブ。
3. 前記固定部（１７）の中央には前記下流側部材（１３）側に開口する肉抜き孔（１７ｅ）が形成され、前記突起（１７ｆ）は前記肉抜き孔（１７ｅ）の開口部の周囲を囲むように形成されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のチェックバルブ。
4. 前記下流側部材（１３）は前記突起（１７ｆ）に向かって凸に湾曲する湾曲部（１３ａ）を有することを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のチェックバルブ。

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