| 【発明の名称】 |
バルブ装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】水町 昭二
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| 【要約】 |
【課題】弁座２１や弁体８が傾きや歪み等の成形上の不都合が発生し易い樹脂製であっても、閉弁時にこれらの間からエア等の移送流体が漏洩することがなく、もって閉弁時におけるシール性に優れたバルブ装置を提供し、併せて、安定したシール性を長期間に亙って確保することが可能なバルブ装置を提供する。
【解決手段】閉弁時に弁座２１に当接して閉弁荷重を受ける荷重受け部８ａとパッキン装着用の凹部８ｂとを設けた弁体８と、前記凹部８ｂに装着され、閉弁および開弁に応じて前記弁座２１に接離するゴム状弾性材製のパッキン２２とが設けられている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 閉弁時に弁座（２１）に当接して閉弁荷重を受ける荷重受け部（８ａ）とパッキン装着用の凹部（８ｂ）とを設けた弁体（８）と、前記凹部（８ｂ）に装着され、閉弁および開弁に応じて前記弁座（２１）に接離するゴム状弾性材製のパッキン（２２）とを有することを特徴とするバルブ装置。
【請求項２】 請求項１のバルブ装置において、閉弁時に移送流体圧力がパッキン（２２）の背圧として作用することを特徴とするバルブ装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流路の開閉を切り換えるバルブ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、図３に示すバルブ装置が知られており、以下のように構成されている。尚、このバルブ装置は、車両等の内燃機関の吸気系におけるインタークーラーバイパスバルブとして用いられるものである。
【０００３】すなわち先ず、ブラケット５１を介して内燃機関等に固定される樹脂製のバルブボディ５２が設けられており、このバルブボディ５２の内部に可撓材製のダイアフラム５３が架設されており、このダイアフラム５３の作動部に樹脂製のロッド５４が連結されており、このロッド５４の先端部に弁体５５が一体成形されている。この弁体５５は、ダイアフラム５３およびロッド５４の作動に伴って軸方向に変位し、これに伴って、バルブボディ５２の内部に一体成形された弁座５６に接離してその内側の弁孔５７を開閉するものであり、この開閉作動に伴って吸気ポート５８から弁孔５７および弁室５９を経由して排気ポート６０に至る流路６１が開閉される。ダイアフラム５３およびロッド５４は、ダイアフラム５３の上側に設けられた負圧室６２に設置されたスプリング６３に押圧されて常時下方に変位しており、これにより弁体５５が弁座５６に着座して弁孔５７を閉塞している。
【０００４】そして、この閉弁状態で、バルブボディ５２に設けられた負圧ポート６４から負圧室６２に絶対値が所定値以上の大きさの負圧が導入されると、この負圧によってダイアフラム５３およびロッド５４がスプリング６３の弾性に抗して引き上げられ、弁体５５が弁座５６から離れて弁孔５７を開放し、流路６１が開放される。またこの開弁状態で、負圧室６２に導入される負圧の絶対値が所定値を下回るように変化すると、スプリング６３の弾性によってダイアフラム５３およびロッド５４が下降し、弁体５５が弁座５６に着座して弁孔５７を閉塞し、流路６１が閉塞される。インタークーラーバイパスバルブは、このようにして吸気系における供給圧力の大きさが過大であるときに開弁し、高過ぎる圧力の一部を還流させることにより、供給圧力の大きさを自動調整する機能を果たすものである。
【０００５】しかしながら、上記従来のバルブ装置には、以下のような不都合がある。
【０００６】すなわち、近年における部品の軽量化等の観点から上記したようにバルブボディ５２やロッド５４等が樹脂化されると、樹脂の材質上の特性から、バルブボディ５２に一体成形される弁座５６やロッド５４に一体成形される弁体５５のシール部５５ａに傾きや歪み等の成形上の不都合が発生することが多い。したがってこのようなことがあると閉弁時に弁座５６と弁体５５の間に円周上所々の隙間が発生し、この隙間からエア等の移送流体が漏洩する虞がある。
【０００７】また、この移送流体の漏洩を防止するため、図４に示すように、樹脂製の弁体５５にゴム状弾性材製のパッキン６５を被せ、閉弁時にこのパッキン６５を弁座５６に着座させることが考えられる。
【０００８】しかしながら、この図４のバルブ装置においては、閉弁時に弁体５５を弁座５６に押し付ける閉弁荷重をパッキン６５が圧縮されつつ全て受けることになる。したがってこのパッキン６５にへたりが発生し易く、これにより安定したシール性を長期間に亙って確保することができないことがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の点に鑑み、弁座や弁体が傾きや歪み等の成形上の不都合が発生し易い樹脂製であっても、閉弁時にこれらの間からエア等の移送流体が漏洩することがなく、もって閉弁時におけるシール性に優れたバルブ装置を提供することを目的とする。また併せて、安定したシール性を長期間に亙って確保することが可能なバルブ装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明の請求項１によるバルブ装置は、閉弁時に弁座に当接して閉弁荷重を受ける荷重受け部とパッキン装着用の凹部とを設けた弁体と、前記凹部に装着され、閉弁および開弁に応じて前記弁座に接離するゴム状弾性材製のパッキンとを有することを特徴とするものである。
【００１１】また、本発明の請求項２によるバルブ装置は、上記した請求項１のバルブ装置において、閉弁時に移送流体圧力がパッキンの背圧として作用することを特徴とするものである。
【００１２】上記構成を備えた本発明の請求項１によるバルブ装置においては、閉弁時に荷重受け部が閉弁荷重を受け、パッキンが移送流体をシールすると云うように機能が分担される。したがってパッキンがその弾性により弁座の傾きや歪み等の成形上の不都合に追随するために優れたシール性が発揮され、その一方で荷重受け部が閉弁荷重を受けることによりパッキンのへたりが軽減されるため、安定したシール性を長期間に亙って確保することが可能となる。
【００１３】またこれに加えて、請求項２のように閉弁時に移送流体圧力がパッキンの背圧として作用すると、パッキンの弁座に対する追随性が一層向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】つぎに本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
【００１５】図１は、当該実施形態に係るバルブ装置の断面を示しており、図２はその要部を拡大して示している。当該バルブ装置は、車両等の内燃機関の吸気系におけるインタークーラーバイパスバルブとして用いられるものであり、以下のように構成されている。
【００１６】すなわち先ず、平板状を呈する金属製のブラケット１を介して内燃機関等に固定される樹脂製のバルブボディ（ボディまたはハウジングとも称する）２が設けられており、このボディ２にボディ本体（ロアカップとも称する）２ａとアッパーカップ２ｂとが設けられており、このボディ本体２ａとアッパーカップ２ｂとの間にゴム等の可撓材製のダイアフラム３が架設されている。ダイアフラム３の作動部の下側にダイアフラムリテーナ４が配置されるとともに同じく作動部の上側にスプリングリテーナ５が配置されて三層構造の積層部６が設けられており、この積層部６の平面中央に樹脂製のロッド７の上端部が連結固定されており、同じくロッド７の下端部に弁体（バルブとも称する）８が一体成形されている。弁体８については後述する。
【００１７】ダイアフラム３とアッパーカップ２ｂとに囲まれた気密空間は負圧室９とされており、この負圧室９に内燃機関の負圧を導入することができるよう、アッパーカップ２ｂに負圧ポート１０が設けられている。またこの負圧室９に、スプリングリテーナ５、ダイアフラム３、ダイアフラムリテーナ４、ロッド７および弁体８等よりなるアッセンブリを下方に向けて弾性付勢するコイル状のスプリング１１が配置されている。
【００１８】ダイアフラム３およびダイアフラムリテーナ４等よりなる積層部６の下側に、ロッド７を軸方向に摺動自在に支持するベアリング１２が設けられており、このベアリング１２の更に下側に、ロッド７の周面に摺動自在に密接するシールリップ１３ａを備えたロッドシール１３が設けられている。このベアリング１２およびロッドシール１３はそれぞれ、その外周縁部をもってボディ２内壁の段部に圧入、カシメまたは溶着等の手段により固定されている。ダイアフラム３とロッドシール１３との間の気密空間は大気圧室１４とされており、この大気圧室１４に常に大気圧を導入することができるよう、ボディ２に大気圧ポート１５が設けられている。
【００１９】ボディ２の下部に、ロッド７と軸心を同じくして弁孔１６が設けられており、この弁孔１６の下側に適宜屈折して吸気ポート１７が一連に設けられている。弁孔１６はその上端開口においてボディ２内部の弁室１８に開口しており、この弁室１８の側壁に排気ポート１９が設けられている。
【００２０】ロッド７は、その上端において先止まりとされた中空体状ないし円柱状に成形されており、その下端部に平板状の弁体８が径方向外方に向けてフランジ状に一体成形されている。弁体８の上側に補強用のリブ２０が所要数等配状に設けられており、このリブ２０がそれぞれロッド７および弁体８に対して一体成形されている。
【００２１】弁体８のシール部である下面に、閉弁および開弁に応じて弁座（バルブシートまたはバルブシール面とも称する）２１に直接接離し、閉弁時に上記スプリング１１等による閉弁荷重を受ける環状の荷重受け部８ａが弁体８の一部として設けられており、この荷重受け部８ａの外周側に環状を呈するパッキン装着用の凹部８ｂが下面に開口するように設けられており、この凹部８ｂに環状を呈するゴム状弾性材製のパッキン（ゴムパッキンまたはシール部材とも称する）２２が装着されている。弁座２１はボディ本体２ａの内部に一体成形されている。パッキン２２は、上面部２２ａ、側面部２２ｂおよび下面部２２ｃを一体に備えて内周を開口した断面略コ字形に成形されており、更に上面部２２ａの上面および下面部２２ｃの下面にそれぞれ環状のビード２２ｄ，２２ｅが一体成形されている。ビード２２ｄ，２２ｅはそれぞれ断面半円形ないし円弧形に成形されている。上面側のビード２２ｄは凹部８ｂの内面に密接している。下面側のビード２２ｅは図２の左半分に示すように開弁時、荷重受け部８ａないし弁体８の下面より所定量ｘ下方に突出しており、開弁および閉弁に応じて弁座２１に接離する。弁体８の凹部８ｂ開口周縁部に環状を呈するパッキン脱落防止用の係合突起８ｃが設けられている。また同じく弁体８にあって荷重受け部８ａに、閉弁時に弁孔１６内の移送流体圧力がパッキン２２に対して背圧として作用するよう、スリット状の背圧流路８ｄが所要数放射状ないし等配状に設けられている。
【００２２】上記構成のバルブ装置は、図１の左半分または図２の右半分に示したように、当初、スプリング１１の弾性によりスプリングリテーナ５、ダイアフラム３、ダイアフラムリテーナ４、ロッド７、弁体８およびパッキン２２が押し下げられて軸方向変位の下端限に位置しており、弁体８がその荷重受け部８ａにおいて弁座２１に着座するとともにパッキン２２がその下面側のビード２２ｅにおいて弁座２１に接触している。したがって弁孔１６は非連通状態にあり、吸気ポート１７から弁孔１６および弁室１８を経由して排気ポート１９に至る流路２５は閉塞されている。
【００２３】そして、この閉弁状態で、バルブボディ２のアッパーケース２ｂに設けられた負圧ポート１０から負圧室９に絶対値が所定値以上の大きさの負圧が導入されると、図１の右半分または図２の左半分に示したように、この負圧によってスプリングリテーナ５、ダイアフラム３、ダイアフラムリテーナ４、ロッド７、弁体８およびパッキン２２がスプリング１１の弾性に抗して引き上げられて軸方向変位の上端限に移動し、荷重受け部８ａおよびビード２２ｅがそれぞれ弁座２１から離れる。したがって弁孔１６が連通状態となって流路２５が開放され、この開弁作動中、一部の過大な供給圧力が還流される。またこの開弁状態で、負圧ポート１０から負圧室９に導入される負圧の絶対値が所定値を下回ると、スプリング１１の弾性によりスプリングリテーナ５、ダイアフラム３、ダイアフラムリテーナ４、ロッド７、弁体８およびパッキン２２が下降して軸方向変位の下端限位置に復帰動し、荷重受け部８ａが弁座２１に着座するとともにビード２２ｅが弁座２１に接触して弁孔１６を閉塞し、流路２５が閉塞される。
【００２４】このように作動する当該バルブ装置は、上記構成により以下の作用効果を奏する点に特徴を有している。
【００２５】すなわち先ず、閉弁時に弁座２１に当接して閉弁荷重を受ける荷重受け部８ａが弁体８に設けられるとともに、閉弁および開弁に応じて弁座２１に接離する断面略コ字形を呈するゴム状弾性材製のパッキン２２が弁体８の凹部８ｂに装着されているために、閉弁時におけるスプリング１１等による閉弁荷重を荷重受け部８ａが受けるとともに移送流体をパッキン２２がシールし、荷重支持作用とシール作用とを荷重受け部８ａとパッキン２２とが分担することになる。したがってパッキン２２がその弾性により弁座２１の傾きや歪み等の成形上の不都合に追随するために優れたシール性を発揮し、その一方で、荷重受け部８ａが閉弁荷重を受けることによりパッキン２２のへたりが軽減されるために、安定したシール性を長期間に亙って確保することができる。
【００２６】また、閉弁時に弁孔１６内の移送流体圧力が背圧流路８ｄを経由して断面コ字形のパッキン２２の内側に入り込んで背圧として作用するために、このパッキン２２に設けられた上面側のビード２２ｄが凹部８ｂの内面に強く密接するとともに下面側のビード２２ｅが弁座２１に強く密接する。また弁座２１に比較的大きな傾きや歪み等の成形上の不都合があっても、下面側のビード２２ｅが背圧に押されてこの傾き等に良く追随し、弁座２２に密接する。したがってこれらのことからシール性を一層向上させることができ、閉弁時に弁座２１と弁体８の間からエア等の移送流体が漏洩するのを有効に防止することができる。
【００２７】ゴム状弾性材製のパッキン２２の成形材料としては、耐ガソリン性に優れ、かつ樹脂と粘着しにくい（耐ガソリン性に優れている）ことからして、ＨＮＢＲが最も適している。またこのパッキン２２の断面形状はコ字形に限定されず、閉弁時に弁孔１６内の移送流体圧力を背圧として利用できるものであれば良く、例えば断面Ｕ字形、Ｊ字形またはＣ字形等であっても良い。またリップシールであっても良い。
【００２８】
【発明の効果】本発明は、以下の効果を奏する。
【００２９】すなわち先ず、上記構成を備えた本発明の請求項１によるバルブ装置においては、閉弁時に弁座に当接して閉弁荷重を受ける荷重受け部が弁体に設けられるとともに、閉弁および開弁に応じて弁座に接離するゴム状弾性材製のパッキンが弁体の凹部に装着されているために、閉弁時における閉弁荷重を荷重受け部が受けるとともに移送流体をパッキンがシールし、荷重支持作用とシール作用とを荷重受け部とパッキンとが分担する。したがって、パッキンがその弾性により弁座の傾きや歪み等の成形上の不都合に追随するために優れたシール性を発揮することができ、その一方で、荷重受け部が閉弁荷重を受けることによりパッキンのへたりが軽減されるために、安定したシール性を長期間に亙って確保することができる。
【００３０】またこれに加えて、上記構成を備えた本発明の請求項２によるバルブ装置においては、閉弁時に移送流体圧力がパッキンに対して背圧として作用することからこのパッキンが弁座に対して強く密接する。また弁座に比較的大きな傾きや歪み等の成形上の不都合があっても、このパッキンが背圧に押されてこの傾き等に良く追随し、弁座に密接する。したがってこれらのことからシール性を一層向上させることができ、閉弁時に弁座と弁体の間からエア等の移送流体が漏洩するのを有効に防止することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４３８５
【氏名又は名称】エヌオーケー株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年７月３１日（１９９８．７．３１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７１２０５
【弁理士】
【氏名又は名称】野本 陽一
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| 【公開番号】 |
特開２０００−４６２０２（Ｐ２０００−４６２０２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年２月１８日（２０００．２．１８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２１７３５２ |
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