JP7230725B2

JP7230725B2 - 逆止弁

Info

Publication number: JP7230725B2
Application number: JP2019137505A
Authority: JP
Inventors: 健介土井; 洋志堀内; 豪人森下; 啓介塚本
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2019-07-26
Filing date: 2019-07-26
Publication date: 2023-03-01
Anticipated expiration: 2039-07-26
Also published as: JP2021021428A

Description

本発明は、逆止弁に関する。

特許文献１には、圧縮収納袋用排気具（以下、排気具）が開示されている。排気具には、排気窓と弁室とを有する外側部材と、弁座部を有し、弁座部のみが圧縮収納袋の外側に突出する内側部材とが設けられている。弁座部には、弁保持筒と吸気導入窓とが設けられている。弁室には、弁保持筒の孔（以下、保持孔）に保持される軸部と、軸部の一端に設けられ、外周側ほど弁座側に位置する傘状の弁体とを備える弁部材が設けられている。弁部材の軸部が保持孔に挿入されて弁座に組み付けられることで、弁体によって弁座の吸気導入窓が覆われる。

こうした排気具によれば、電気掃除機等で圧縮収納袋内の空気を吸引すると、まずは、弁室内が負圧になることで弁体が持ち上げられ、圧縮収納袋内部、吸気導入窓、弁室、及び排気窓が連通される。そして、排気が進み、圧縮収納袋が十分に圧縮されたところで吸引を停止すると、圧縮収納袋内部の負圧により弁部材全体が降下するとともに弁体が吸気導入窓に貼り付くことで同吸気導入窓を閉塞する。このとき、上記弁座部及び上記弁部材は、弁室側から吸気導入窓側への空気の流入、すなわち逆流を阻止する逆止弁として機能する。

また従来、内燃機関のブローバイガスのオイル分離装置には、図８及び図９に示す逆止弁１１０が設けられている。
図８及び図９に示すように、オイル分離装置には、ブローバイガスからオイルを分離するオイルトラップ部（図示略）と、オイルトラップ部の下方に設けられ、分離されたオイルを溜めるオイル溜室１４０とが設けられている。オイル溜室１４０の底板１２０には、保持孔１２１、及び保持孔１２１を中心とする周方向において並んで設けられた複数のオイル孔１２２が設けられている。底板１２０には、保持孔１２１に取り付けられる軸部１３１及び各オイル孔１２２を開閉する傘部１３２を有する弁体１３０が下方から取り付けられている。ここで、弁体１３０の軸部１３１を保持孔１２１に押し込むことで弁体１３０の組み付けが行われる。

逆止弁１１０は、底板１２０と弁体１３０とにより構成される。こうした逆止弁１１０によれば、常には傘部１３２が各オイル孔１２２を下方から覆うことでブローバイガスがオイル孔１２２を通じてオイル溜室１４０に流入することを阻止する一方、オイル孔１２２を通じて傘部１３２に作用するオイルの重力により傘部１３２が弾性変形することによってオイル溜室１４０内のオイルの排出が許容される。

特開２０１７－１０９７４７号公報

ところで、図８及び図９に示すような従来の逆止弁の場合、作業者は弁体の組み付け作業を行う際に、保持孔に対して軸部が正規の押し込み量だけ押し込まれているか否かを判断することが難しい。そのため、弁体の組み付けが完了していないにもかかわらず、組み付けが完了したと判断することで弁体の誤組み付けが生じやすい。

なお、こうした問題は、オイルを排出する排出通路に設けられる逆止弁に限らず、他の液体を排出する排出通路に設けられる逆止弁においても同様にして生じる。
本発明の目的は、誤組み付けを抑制できる逆止弁を提供することにある。

上記目的を達成するための逆止弁は、液体を排出する排出通路に設けられ、円形の保持孔及び前記液体が流れる複数の排出孔を有する弁座と、前記保持孔に挿通される軸部と、前記軸部における前記排出通路の下流側に設けられ、前記軸部を中心に拡径されるとともに外周側ほど前記弁座側に位置する傘部とを有する弁体と、を備え、常には、前記傘部が前記排出孔の各々を閉塞する一方、前記排出孔を通じて前記傘部に作用する前記液体の重力により前記傘部が弾性変形することによって前記液体の排出を許容する。前記軸部の軸線方向における基端側及び先端側を基端側及び先端側とするとき、前記保持孔における基端側の内周縁部には、先端側ほど内径が小さくされた案内面が設けられ、前記軸部における前記保持孔よりも先端側には、前記保持孔の内径よりも大きい外径の最大外径部から先端側に向かって延びるとともに先端側ほど外径が小さくされたテーパ面を有する抜け止め部が設けられ、前記軸部の軸線に対する前記テーパ面の傾斜角度は、前記軸線に対する前記案内面の傾斜角度よりも小さい。

同構成によれば、軸部に抜け止め部が設けられているため、弁座の保持孔からの軸部の脱落を抑制できる。
また、上記構成によれば、作業者が弁体を弁座に組み付けるべく軸部の先端を保持孔に挿入する際に、軸部の先端が案内面に沿って保持孔の中心に向けて案内されるようになる。このため、保持孔への軸部の挿入作業を容易に行うことができる。保持孔への軸部の挿入が進むと、保持孔の内周面と軸部の外周面との間に摩擦力が作用することで弁体に対して挿入荷重が発生するようになる。保持孔への軸部の挿入が更に進むと、軸部の抜け止め部が保持孔内に進入することで同抜け止め部が弾性的に圧縮されるようになる。このため、抜け止め部のうち保持孔内に進入した部分の割合が大きくなるほど上記挿入荷重が増大するようになる。そして、抜け止め部の最大外径部が保持孔内に進入することで上記挿入荷重が最大となる。その後、抜け止め部が保持孔を通過する、すなわち弁体の組み付けが完了すると、上記挿入荷重が減少する。このため、作業者は自身の手指を通じて、上記挿入荷重の変化を感じることにより、弁体の組み付けが完了したことを把握できる。

特に、上記構成によれば、軸部の軸線に対するテーパ面の傾斜角度が、同軸線に対する案内面の傾斜角度よりも小さいため、テーパ面の傾斜角度が案内面の傾斜角度以上である場合に比べて、抜け止め部の軸線方向における長さが長くなるとともに、抜け止め部の剛性が高められる。ここで、抜け止め部の剛性が高められるほど、抜け止め部が変形しにくくなることから、軸部の挿入量の増加量に対する挿入荷重の増大量が大きくなり、同挿入荷重の最大値も大きくなる。これにより、抜け止め部が保持孔を通過した際に、すなわち弁体の組み付けが完了した際に、上記挿入荷重がより大きく減少するようになるため、作業者は上記挿入荷重の大きな変化を自身の手指を通じて感じることができる。したがって、誤組み付けを抑制できる。

本発明によれば、弁体の誤組み付けを抑制できる。

逆止弁の一実施形態について、逆止弁が設けられるオイル溜部の断面図。同実施形態の弁座と弁体とを互いに分離して示すオイル溜部の断面図。弁体を弁座に組み付けする途中の状態を示す断面図。弁体の抜け止め部が保持孔に挿入されて圧縮されている状態を示す断面図。比較例の逆止弁について、弁体を弁座に組み付けする途中の状態を示す断面図。比較例の逆止弁について、弁体の抜け止め部が保持孔に挿入されて圧縮されている状態を示す断面図。弁体を弁座に組み付けする際の軸部の挿入量と弁体に作用する挿入荷重との関係を示すグラフ。従来の逆止弁について、弁体を弁座に組み付けする途中の状態を示す断面図。従来の逆止弁について、逆止弁が設けられるオイル溜部の断面図。

以下、図１及び図２を参照して、一実施形態について説明する。なお、本実施形態では、内燃機関のブローバイガスからオイルを分離するオイル分離装置のオイル溜部に設けられる逆止弁として本発明を具体化している。

図１に示すように、オイル溜部４０は、オイル分離装置のオイルトラップ部（図示略）により分離されたオイルを溜める一方、溜められたオイルが所定量以上になると外部に排出するものである。

オイル溜部４０は、上下方向に延びる円筒状の周壁４２と、周壁４２の内部に設けられ、同内部を上下に仕切る円板状の弁座２０と、弁座２０に対して下方から取り付けられる弁体３０とを備えている。なお、オイル溜部４０の内部空間がオイルを排出する排出通路４１を構成している。オイル溜部４０は、例えば硬質の樹脂材料により一体成形されることが好ましい。

図１及び図２に示すように、弁座２０の中心には、弁座２０を厚さ方向（図２の上下方向）に貫通する円形状の保持孔２１が形成されている。
弁座２０には、複数の排出孔２２が保持孔２１を中心とする周方向に並んで設けられている。本実施形態では、４つの円形の排出孔２２が周方向において等間隔に並んで設けられている。

図１及び図２に示すように、弁体３０は、保持孔２１に挿通されて保持される軸部３１及び軸部３１を中心に拡径されるとともに外周側ほど弁座２０側に位置する傘部３２を有している。弁体３０は、弾性部材により一体成形されている。弾性部材としては、例えばゴム材料が好ましい。弁体３０は、軸部３１を保持孔２１に嵌入することで弁座２０に取り付けられている。

以降において、軸部３１の軸線方向における基端側（図１及び図２における下側）及び先端側（図１及び図２における上側）を単に基端側及び先端側として説明する。
保持孔２１における基端側の内周縁部には、先端側ほど内径が小さくされた案内面２１ａが設けられている。

軸部３１における保持孔２１よりも先端側には、保持孔２１の内径よりも大きい外径の最大外径部３３ａから先端側に向かって延びるとともに先端側ほど外径が小さくされたテーパ面３３ｂを有する抜け止め部３３が設けられている。軸部３１におけるテーパ面３３ｂの先端の部分３３ｃは、保持孔２１の内径よりも小さい外径を有している。軸部３１におけるテーパ面３３ｂの先端よりも先端側の部分３１ａは、軸線方向全体にわたってテーパ面３３ｂの先端の部分３３ｃと同一の外径を有している。軸線方向におけるテーパ面３３ｂの長さは、軸線方向における保持孔２１の長さよりも大きい。

軸部３１における基端側の部分には、案内面２１ａの最大内径よりも拡径されるとともに弁座２０の基端側の面２０ａに対向する対向部３４が設けられている。抜け止め部３３と対向部３４とによって弁座２０が軸線方向において挟持されている。

ここで、軸部３１の軸線Ｌに対するテーパ面３３ｂの傾斜角度αは、軸線Ｌに対する案内面２１ａの傾斜角度βよりも小さい（図２参照）。
以上説明した弁座２０と弁体３０とによって逆止弁１０が構成されている。

こうした逆止弁１０においては、常には傘部３２によって各排出孔２２が閉塞されている。一方、ブローバイガスから分離されてオイル溜部４０内に溜められたオイルの量が所定量以上になると、排出孔２２を通じて傘部３２に作用するオイルの重力により傘部３２が弾性変形することによってオイルの排出が許容される。

次に、本実施形態の作用効果について説明する。
図３に示すように、作業者が弁体３０を弁座２０に組み付けるべく軸部３１の先端を保持孔２１に挿入する際、軸部３１の先端が案内面２１ａに沿って保持孔２１の中心に向けて案内される。

保持孔２１への軸部３１の挿入が進むと、保持孔２１の内周面と軸部３１の外周面との間に摩擦力が作用することで弁体３０に対して挿入荷重が発生するようになる。
図４に示すように、保持孔２１への軸部３１の挿入が更に進むと、軸部３１の抜け止め部３３が弾性的に圧縮されながら保持孔２１に進入する。その後、抜け止め部３３が保持孔２１を通過する、すなわち弁体３０の組み付けが完了すると、上記挿入荷重が減少する。このため、作業者は自身の手指を通じて、上記挿入荷重の変化を感じることにより、弁体の組み付けが完了したことを把握できる。

特に、本実施形態では、テーパ面３３ｂの傾斜角度αが案内面２１ａの傾斜角度βよりも小さい。このため、図５及び図６に示す比較例の逆止弁２１０に比べて、すなわちテーパ面２３３ｂの傾斜角度α１が案内面２２１ａの傾斜角度β１以上である逆止弁２１０に比べて、抜け止め部３３の軸線方向における長さが長くなるとともに、抜け止め部３３の剛性が高められる。なお、比較例の逆止弁２１０の構成のうち本実施形態の逆止弁１０の構成と同一の構成または対応する構成については、本実施形態の各符号「＊＊」に「２００」を加算した符号「２＊＊」を付すことにより、重複する説明を省略する。ここで、抜け止め部３３の剛性が高められるほど、抜け止め部３３が変形しにくくなる。このため、本実施形態の逆止弁１０によれば、図７に実線にて示すように、一点斜線にて示す比較例の逆止弁２１０に比べて、軸部３１の挿入量の増加量に対する挿入荷重の増大量が大きくなるとともに、同挿入荷重の最大値も大きくなる。詳しくは、本実施形態の逆止弁１０では、保持孔２１に対する軸部３１の挿入量が、０よりも大きいＳ１以上に達すると、保持孔２１の内周面と抜け止め部３３の外周面であるテーパ面３３ｂとの間に摩擦力が作用することに加え、抜け止め部３３が弾性的に圧縮されながら保持孔２１内に進入するようになる。このため、軸部３１の挿入量の増加に略比例して挿入荷重が増大する。そして、軸部３１の挿入量がＳ１よりも大きいＳ３に達すると、最大外径部３３ａが弾性的に圧縮されながら保持孔２１内に進入することで上記挿入荷重が最大となる。

その後、軸部３１の挿入量がＳ３よりも大きいＳ４に達すると、抜け止め部３３が保持孔２１を通過するため、上記挿入荷重が減少する。そして、軸部３１の挿入量がＳ４よりも大きいＳ５に達すると、軸部３１の組み付けが完了する。

一方、比較例の逆止弁２１０では、軸部２３１の挿入量が、上記Ｓ１よりも大きいＳ２以上に達すると、軸部２３１の挿入量の増加に略比例して挿入荷重が増大する。ただし、このときの軸部２３１の挿入量の増加量に対する挿入荷重の増大量、すなわち挿入荷重の傾きは、本実施形態の逆止弁１０に比べて、抜け止め部２３３の剛性が低い分だけ小さい。

これにより、本実施形態の逆止弁１０では、抜け止め部３３が保持孔２１を通過した際に、すなわち軸部３１の挿入量が上記Ｓ３よりも大きいＳ４に達して抜け止め部３３が保持孔２１を通過した際に、比較例の逆止弁２１０に比べて上記挿入荷重がより大きく減少するようになる。このため、作業者は同挿入荷重の大きな変化を自身の手指を通じて感じることができる。

なお、図８及び図９に示す従来の逆止弁１１０では、弁体１３０の軸部１３１が、保持孔１２１の内径よりも僅かに大きい外径を有している。このため、図７に破線にて示すように、軸部１３１の挿入量が０よりも大きくなると、軸部１３１の挿入量の増加に略比例して同挿入荷重が増大する。また、軸部１３１の挿入量が更に大きくなると、保持孔１２１の内周面全体が軸部１３１の外周面と圧接した状態になることで上記挿入荷重が最大となる。その後、軸部１３１の挿入量が更に大きくなっても、保持孔１２１の内周面と軸部１３１の外周面との接触面積は一定であることから、上記挿入荷重は最大値のまま一定となる。

次に、本実施形態の効果について説明する。
（１）軸部３１の軸線Ｌに対するテーパ面３３ｂの傾斜角度αは、軸線Ｌに対する案内面２１ａの傾斜角度βよりも小さい。

こうした構成によれば、作業者は抜け止め部３３が保持孔２１を通過した際、すなわち弁体３０の組み付けが完了した際に、弁体３０に対して作用する挿入荷重の大きな変化を自身の手指を通じて感じることができる。したがって、弁座２０への弁体３０の誤組み付けを抑制できる。

（２）軸線方向におけるテーパ面３３ｂの長さは、軸線方向における保持孔２１の長さよりも大きい。
上述したように、抜け止め部３３の最大外径部３３ａが保持孔２１内に進入することで上記挿入荷重が最大となると、上記最大外径部３３ａが保持孔２１を通過するまでは、上記挿入荷重が一定となる。ここで、保持孔２１への軸部３１の挿入を進めている際に上記挿入荷重が一定の状態が継続すると、作業者は、弁体３０の組み付けが完了していないにもかかわらず、組み付けが完了したと誤った判断をしやすい。

この点、上記構成によれば、軸線方向における保持孔２１の長さを短くできるため、抜け止め部３３の最大外径部３３ａが保持孔２１内に進入することで上記挿入荷重が最大となってから上記最大外径部３３ａが保持孔２１を通過するまで、すなわち上記挿入荷重が一定となる期間を短くできる。したがって、作業者が、弁体３０の組み付けが完了していないにもかかわらず、組み付けが完了したと誤った判断をすることを抑制できる。

（３）軸部３１におけるテーパ面３３ｂの先端の部分３３ｃは、保持孔２１の内径よりも小さい外径を有している。軸部３１におけるテーパ面３３ｂの先端よりも先端側の部分３１ａは、テーパ面３３ｂの先端の部分３３ｃと同一の外径を有している。

こうした構成によれば、軸部３１の先端側の部分が保持孔２１に速やかに挿入されるようになる。このため、保持孔２１への軸部３１の挿入作業が一層容易になる。
（４）軸部３１における基端側の部分には、案内面２１ａの最大内径よりも拡径されるとともに弁座２０の厚さ方向下側の面に対向する対向部３４が設けられている。抜け止め部３３と対向部３４とによって弁座２０が挟持されている。

こうした構成によれば、抜け止め部３３と対向部３４とによって弁座２０が挟持されているため、弁座２０に対して弁体３０が安定して保持されるようになる。これにより、逆止弁１０としての機能をより安定して発揮することができる。

（５）軸部３１に抜け止め部３３が設けられているため、弁座２０の保持孔２１からの軸部３１の脱落を抑制できる。
（６）作業者が弁体３０を弁座２０に組み付けるべく軸部３１の先端を保持孔２１に挿入する際、軸部３１の先端が案内面２１ａに沿って保持孔２１の中心に向けて案内される。このため、保持孔２１への軸部３１の挿入作業を容易に行うことができる。

＜変更例＞
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・対向部３４を省略することもできる。すなわち、軸部３１における基端側の部分が案内面２１ａの最大内径よりも拡径されていなくてもよい。また、抜け止め部３３と対向部３４とによって弁座２０が挟持されていなくてもよい。

・軸部３１におけるテーパ面３３ｂの先端の部分３３ｃが、保持孔２１の内径以上の外径を有しているものであってもよい。
・軸部３１におけるテーパ面３３ｂの先端よりも先端側の部分３１ａを先端側に向けて先細形状にすることもできる。また、先端側の部分３１ａを省略することもできる。

・軸線方向におけるテーパ面３３ｂの長さが、軸線方向における保持孔２１の長さ以下であってもよい。

１０，１１０…逆止弁、２０…弁座、２０ａ…面、２１，１２１…保持孔、２１ａ…案内面、２２，１２２…排出孔、３０，１３０…弁体、３１，１３１…軸部、３２，１３２…傘部、３３…抜け止め部、３３ｂ…テーパ面、３４…対向部、４０，１４０…オイル溜め部、４１…排出通路、４２…周壁、１２０…底板。

Claims

液体を排出する排出通路に設けられ、円形の保持孔及び前記液体が流れる複数の排出孔を有する弁座と、前記保持孔に挿通される軸部と、前記軸部における前記排出通路の下流側に設けられ、前記軸部を中心に拡径されるとともに外周側ほど前記弁座側に位置する傘部とを有する弁体と、を備え、常には前記傘部が前記排出孔の各々を閉塞する一方、前記排出孔を通じて前記傘部に作用する前記液体の重力により前記傘部が弾性変形することによって前記液体の排出を許容する逆止弁において、
前記軸部の軸線方向における基端側及び先端側を基端側及び先端側とするとき、
前記保持孔における基端側の内周縁部には、先端側ほど内径が小さくされた案内面が設けられ、
前記軸部における前記保持孔よりも先端側には、前記保持孔の内径よりも大きい外径の最大外径部から先端側に向かって延びるとともに先端側ほど外径が小さくされたテーパ面を有する抜け止め部が設けられ、
前記軸部の軸線に対する前記テーパ面の傾斜角度は、前記軸線に対する前記案内面の傾斜角度よりも小さい、
逆止弁。
前記軸線方向における前記テーパ面の長さは、前記軸線方向における前記保持孔の長さよりも大きい、
請求項１に記載の逆止弁。
前記軸部における前記テーパ面の先端の部分は、前記保持孔の内径よりも小さい外径を有しており、
前記軸部における前記テーパ面の先端よりも先端側の部分は、前記テーパ面の先端の部分と同一またはそれよりも小さい外径を有している、
請求項１または請求項２に記載の逆止弁。
前記軸部における基端側の部分には、前記案内面の最大内径よりも拡径されるとともに前記弁座の基端側の面に対向する対向部が設けられており、
前記抜け止め部と前記対向部とによって前記弁座が挟持されている、
請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の逆止弁。