(57)【要約】【課題】弁体の厚さのばらつきを吸収することができ、これにより、弁体を確実に支持して弁の開閉特性を向上させることができる逆止弁を提供する。【解決手段】流体の排出路１０ａを有する下ユニット１と、流体の流入路２０ａを有する上ユニットと、これら下ユニット１および上ユニット２の間に形成された弁室１６および凹部２３と、凹部２３内で基端部が支持されるとともに先端部が弁室内で移動自在とされて流入路２０ａを開閉する弁体５とを備えている。凹部２３の深さを弁体５の厚さよりも大きく設定し、弁体５に、下ユニット１側に突出し弾性変形可能な凸部を設け、弁体５は、凸部が押圧されることにより凹部２３に押圧されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の排出路を有する第１ユニットと、流体の流入路を有する第２ユニットと、これら第１、第２ユニットの間に形成された弁室および凹部と、前記凹部内で基端部が支持されるとともに先端部が前記弁室内で移動自在とされて前記流入路を開閉する弁体とを備えた逆止弁において、
前記凹部の深さを前記弁体の厚さよりも大きく設定し、前記弁体に、前記第１ユニット側に突出し弾性変形可能な押圧部を設け、前記弁体は、前記押圧部が前記第１ユニットによって押圧されることにより前記凹部に押圧されていることを特徴とする逆止弁。
【請求項２】
前記弁体は、枠体と、この枠体の一側から中央側へ突出する可動部とを備え、前記枠体に押圧部を設け、前記第１ユニットが前記押圧部を前記凹部側へ押圧することを特徴とする請求項１に記載の逆止弁。
【請求項３】
流体の排出路を有する第１ユニットと、流体の流入路を有する第２ユニットと、これら第１、第２ユニットの間に形成された弁室および凹部と、前記凹部内で基端部が支持されるとともに先端部が前記弁室内で移動自在とされて前記流入路を開閉する弾性変形可能な弁体とを備えた逆止弁において、
前記凹部の深さを前記弁体の厚さよりも大きく設定し、前記第１ユニットに、前記弁体側へ突出する押圧部を設け、前記弁体は、前記押圧部により押圧されることにより前記凹部に押圧されていることを特徴とする逆止弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体などの流体の流路に設けられる逆止弁に係り、特に、弁の位置決めを確実に行って特性を安定させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流路の途中に設けた弁穴を一方向の圧力がかかったときに閉じ、逆方向の圧力がかかったときに開く逆止弁は、ポンプなど種々の装置に適用されている。逆止弁の弁体は、金属製、合成樹脂、ゴムなど種々の材質のものが使用され、中でもゴム製の弁体は、変形が容易で小さい圧力で作動し、弁穴を閉じる際には密着し易く確実に閉塞することができるので、他の材質のものよりも多用されている。
【０００３】
また、逆止弁の弁体の形状には種々のものがあり、例えば特許文献１に開示された傘状のものや、縦笛のリードのような形状をした開閉弁をパイプ内に設けたダックビル弁などが知られている。これらの弁体は、構造が複雑で高価になるとともに、大きなスペースを取るという欠点がある。これに対して、片持ち梁状の弁体は構造が簡単でスペースを取らないという利点があり、特にゴム製のものが多用されている。
【特許文献１】特開平４−７２４７９号公報（第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ゴム製の弁体は、ゴムシートから打ち抜き成形されるが、ゴムシートの厚さがばらつき易い。一方、弁装置において弁体は、構成部材によって片持ち梁状に支持される。このため、弁体の厚さが所定厚さに満たない場合には、弁体にガタが生じ、弁穴を完全に閉塞できない状態が生じる。また、弁体の厚さが所定厚さよりも厚い場合には、構成部材に挟まれて弁体に歪みが生じ、弁穴を完全に閉塞できない状態が生じる。このため、弁装置の開閉特性にばらつきが生じるという問題があった。
【０００５】
したがって、本発明は、弁体の厚さのばらつきを吸収することができ、これにより、弁体を確実に支持して弁の開閉特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している。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の逆止弁は、流体の排出路を有する第１ユニットと、流体の流入路を有する第２ユニットと、これら第１、第２ユニットの間に形成された弁室および凹部と、凹部内で基端部が支持されるとともに先端部が弁室内で移動自在とされて流入路を開閉する弁体とを備えた逆止弁において、凹部の深さを弁体の厚さよりも大きく設定し、弁体に、第１ユニット側に突出し弾性変形可能な押圧部を設け、弁体は、押圧部が第１ユニットによって押圧されることにより凹部に押圧されていることを特徴としている。
【０００７】
本発明では、凹部の深さを弁体の厚さよりも大きく設定しているから、弁体が圧縮されて歪むようなことがない。また、弁体の厚さにばらつきがあっても、そのばらつきは押圧部の弾性変形によって吸収される。そして、押圧部が第１ユニットにより押圧されることにより、基端部が凹部において弾性的に支持される。
【０００８】
弁体としては種々の形状のものを採用することができる。最も単純な形状としては、矩形状が考えられる。この場合、弁穴の形状に対応して先端部（可動部）を半円状に形成するとよい。あるいは、基端部が幅広なＴ字状としてもよい。
【０００９】
押圧部は、点状の凸部や線状の凸条、あるいはある程度の面積を持った面状の段部で構成することができる。凸部の高さは、弁体の厚さの２０〜３０％とすることが望ましい。凸部の高さが弁体の厚さの２０％未満では、弁体の支持が不充分となる。また、凸部の高さが弁体の厚さの３０％を超えると、凸部の変形が激しくて弁体に歪みが生じ易くなる。また、押圧部は、可動部の作動に影響を与えないために可動部の延長上を避けて配置することが望ましい。
【００１０】
より具体的な弁体の構成としては、基端部としての枠体と、この枠体の一側から中央側へ突出する先端部としての可動部とを備え、枠体に押圧部を設け、第１ユニットが押圧部を凹部側へ押圧する態様を採用することができる。この態様においても、押圧部は、可動部の延長上を避けて配置することが望ましい。
【００１１】
押圧部は、第１ユニットに設けることもできる。すなわち、本発明の第２の逆止弁は、流体の排出路を有する第１ユニットと、流体の流入路を有する第２ユニットと、これら第１、第２ユニットの間に形成された弁室および凹部と、凹部内で基端部が支持されるとともに先端部が弁室内で移動自在とされて流入路を開閉する弾性変形可能な弁体とを備えた逆止弁において、凹部の深さを弁体の厚さよりも大きく設定し、第１ユニットに、弁体側（凹部側）へ突出する押圧部を設け、弁体は、押圧部により押圧されることにより凹部に押圧されていることを特徴としている。
【００１２】
上記のような逆止弁では、弁体が第１ユニットに設けた押圧部により押圧されることで弾性変形するから、弁体の厚さにばらつきがあっても、そのばらつきは弁体の弾性変形によって吸収される。そして、弁体は、第１ユニットの押圧部により押圧されることによって、基端部が凹部において弾性的に支持される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の逆止弁では、押圧部または弁体が弾性変形することにより弁体の厚さのばらつきを吸収することができ、これにより、弁体を確実に支持して弁の開閉特性を向上させることができる等の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
１．ポンプの構成
以下、図１〜図６を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は実施形態の逆止弁が用いられているポンプを示す断面図、図２は分解斜視図である。これらの図において符号１は下ユニット１、符号２は上ユニットである。下ユニット１はほぼ正方形状をなし、その下面には、排出ポート１０と流入ポート１１が形成されている。これら排出ポート１０および流入ポート１１の内部には、排出路１０ａおよび流入路１１ａがそれぞれ形成されている。
【００１５】
下ユニット１の上面であって流入ポート１１に対応する位置には、凹部１３が形成されている。凹部１３は、図１において左右方向にやや長い矩形状をなしている。上ユニット２の下面であって流入ポート１１に対応する位置にも凹部１３と同形同大の凹部２３が形成されている。
【００１６】
下ユニット１の上面であって排出ポート１０に対応する位置には、凹部２３の左端の近くから右側へ向けて下り勾配となる傾斜面１４が形成されている。また、傾斜面１４の平面視中央部には、傾斜面１４の右端から一段深くなって排出路１０ａに連通する連通溝１５が形成されている。そして、これら傾斜面１４および連通溝１５と傾斜面１４を囲む壁面により弁室１６が形成されている。
【００１７】
上記構成の傾斜面１４および連通溝１５と同じものが上ユニット２にも回転対称となるように形成されている。すなわち、上ユニット２の下面であって流入ポート１１に対応する位置には、凹部１３の右端の近くから左側へ向けて上り勾配となる傾斜面２４が形成されている。また、傾斜面２４の平面視中央部には、傾斜面２４の左端から一段深くなって右側へ延在する連通溝２５が形成されている。これら傾斜面２４および連通溝２５と傾斜面２４を囲む壁面により弁室２６が形成されている。なお、以下の説明において用いる「排出」および「流入」の用語は、弁室１６，２６に対する作用として用いるものとする。
【００１８】
連通溝２５の右側には、平面視で下ユニット１の流入路１１ａと輪郭が一致する排出路２１ａが形成されている。また、排出路２１ａの右側には、平面視で下ユニット１の排出路１０ａと輪郭が一致する流入路２０ａが形成されている。そして、上ユニット２の上面には、円形に一段低くした圧力室２８が排出路２１ａおよび流入路２０ａを覆うようにして形成されている。
【００１９】
上ユニット２の上面には、圧力室２８を閉塞するダイヤフラム３が固着されている。また、ダイヤフラム３の上面には圧電素子４が固着されている。この構成のもとに、圧電素子４に電圧を印加することで圧電素子４がダイヤフラムを振動させ、圧力室２８の容積を変化させる。
【００２０】
２．逆止弁の構成
次に、本発明の実施形態である逆止弁の構成を説明する。図３は、ポンプの構成から圧電素子４とダイヤフラム３を除いて示した平面図、図４は、逆止弁の構成を判り易く示すために圧力室２８の下側の流路の部分を示した分解斜視図、図５は圧力室２８とその下側の部分を示す平面図である。下ユニット１の凹部１３と上ユニット２の凹部２３には弁体５が嵌合され、図６（Ａ）および図６（Ｃ）は、それらの状態の平面図である。弁体５は、ＥＰＤＭ等のゴムシートを打抜き成形して製作されたもので、矩形状をなす枠部５０と、枠部５０の一側から中央側へ突出する可動部５１とから構成されている。可動部５１の先端部は、円形の流入路１１ａ等に合わせて半円形とされている。また、枠部５０の四隅には、円形の凸部（押圧部）５２が形成されている。凸部５２の高さは、弁体５の厚さの２５％に設定されている。
【００２１】
弁体５自体の厚さは、凹部１３，２３の深さよりも薄いが、弁体５と凸部５２とを加えた厚さは凹部１３，２３の深さよりも厚い。また、凹部１３，２３には、弁体５の側面に食い込んで弁体を位置決めする突起５３が形成されている。
【００２２】
３．ポンプの組立方法
上記構成のポンプを組み立てる方法を説明する。この実施形態では、ポンプをレーザ光を用いて溶着させるため、上ユニット２をレーザ光を吸収する色（例えば黒色）の樹脂、下ユニット１およびダイヤフラム３をレーザ光を透過させる色（例えば透明）の樹脂で構成する。まず、凸部５２が排出路１０ａ，２１ａ側を向くようにして弁体５を下ユニット１と上ユニット２の凹部１３，２３に嵌合させる。その際、凹部１３，２３の突起５３が弁体５の側面に食い込み、弁体５を前後左右方向に位置決めする。
【００２３】
上下ユニット１，２を位置決めして重ね合わせる。これにより、弁体の凸部５２が下ユニット１の上面と上ユニット２の下面により押圧され、弁体５が凹部１３，２３の中で弾性的に支持される。その状態で下ユニット１側から上ユニット２側へレーザ光を照射し、弁体５の枠部５０の周囲に沿って上ユニット２を溶融する。これにより、上下ユニット１，２が弁体の周囲で溶着し、密閉性が確保される。
【００２４】
次に、上ユニット２にダイヤフラム３を位置決めして重ね合わせ、その状態でダイヤフラム３側から上ユニット２側へレーザ光を照射し、圧力室２８の周囲に沿って上ユニット２を溶融する。これにより、上ユニット２とダイヤフラム３とが弁体の周囲で溶着し、液密性が確保される。
【００２５】
４．ポンプの動作
次に、上記構成のポンプの動作を説明する。
圧電素子４に電圧を印可するとダイヤフラム３が振動し圧力室２８の容積が変動する。圧力室２８の容積が大きくなる状態では圧力室２８は負圧となるから、流体は流入ポート１１の流入路１１ａから弁体５の可動部５１を押し曲げて弁室２６内に流入し、連通溝２５から排出路２１ａへと流れて圧力室２８に流入する。そのとき、他方の弁体５の可動部５１は、圧力室２８の負圧により上ユニット２の流入路２０ａの開口部に密着し、排出ポート１０からの流体の流入を防ぐ。
【００２６】
圧力室２８の容積が小さくなる状態では圧力室２８は正圧となるから、流体は上ユニット２の流入路２０ａから弁体５の可動部５１を押し曲げて弁室１６内に流入し、連通溝１５から排出路１０ａへと流れて排出される。そのとき、他方の弁体５の可動部５１は、圧力室２８の正圧により下ユニット１の流入路１１ａの開口部に密着し、流入ポート１１からの流体の排出を防ぐ。このようにして、流入ポート１１からは常に流体が流入し、排出ポート１０からは常に流体が排出される。
【００２７】
上記のような逆止弁では、凹部１３，２３の深さを弁体５の厚さよりも大きく設定しているから、弁体５が圧縮されて歪むようなことがない。また、弁体５の厚さにばらつきがあっても、そのばらつきは凸部５２の弾性変形によって吸収される。そして、凸部５２が上下ユニット１，２により押圧されることにより、枠部５０が凹部１３，２３において弾性的に支持される。したがって、弁体５を確実に支持して弁の開閉特性を向上させることができる。特に、上記実施形態では、凸部５２が可動部５１の延長上から外れた位置に配置されているから、凸部５２が押圧されることによる可動部５１への影響が少なく、弁の開閉特性をさらに向上させることができる
【００２８】
５．変更例
図７および図８は上記実施形態の変更例を示すものであり、図７は逆止弁に弁体６が装着された状態を示す図、図８は弁体６単体の構成を示す図である。この変更例では、弁体６は、単純な舌片状に構成され、その一面には凸部６２が形成されている。一方、下ユニット１の上面には、凸部６２が嵌合するとともに凸部６２を押圧する凹部１７が形成されている。なお、図７（Ａ）は排出ポート１０側の図であり、流入ポート１１側においても同様の構成の逆止弁が構成されている。
【００２９】
図７（Ｂ）は図７（Ａ）の矢印Ｂ方向矢視、図７（Ｃ）は図７（Ａ）の矢印Ｃ方向矢視であり、それぞれ弁体６の平面視形状を示している。図７（Ｃ）に示すように、上ユニット２の凹部２３は、弁体６の基端部が嵌合する形状とされている。このような逆止弁では、弁体６の左右方向の位置決めと支持が凸部６２によって行われる。なお、この変更例において凹部１７は必ずしも必要ではない。
【００３０】
図９および図１０は、他の変更例を示すものであり、図９は逆止弁に弁体７が装着された状態を示す図、図１０は弁体７単体の構成を示す図である。この変更例では、弁体７は基端部７０が幅広とされたＴ字状に形成され、基端部７０の中央から可動部７１が伸びている。図９（Ｂ）は図９（Ａ）の矢印Ｂ方向矢視、図９（Ｃ）は図９（Ａ）の矢印Ｃ方向矢視であり、それぞれ弁体７の平面視形状を示している。
【００３１】
この変更例では、弁体７の表面に前後左右方向の位置決め用の突起７３が形成され、裏面に押圧される凸部７２が形成されている。一方、上ユニット２の下面には、突起７３が嵌合する凹部２７が形成されている。凹部２７と突起７３の上面との間には隙間が形成され、突起７３が押圧されることがないようになっている。なお、図９（Ａ）は排出ポート１０側の図であり、流入ポート１１側においても同様の構成の逆止弁が構成されている。このような逆止弁では、弁体７の左右方向の位置決めが突起７３によって行われ、弁体７の支持が凸部７２によって行われる。
【００３２】
なお、前記実施形態では、弁体に凸部を形成しているが、そのような凸部に代えてあるいはそのような凸部とともに、下ユニット１や上ユニット２の弁体と接触する部分に凸部を設けてもよい。この場合の凸部は、それ自体が弾性変形するものではなく、弁体を押圧して弁体を弾性変形させるものである。すなわち、図７（Ａ）に示すように、下ユニット１の上面に凸部２２を形成し、凸部２２によって弁体６を押圧するように構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態の逆止弁を用いたポンプを示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態の逆止弁を用いたポンプを示す分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態の逆止弁を用いたポンプを示す平面図である。
【図４】実施形態の逆止弁を示す分解斜視図である。
【図５】実施形態の逆止弁を示す平面図である。
【図６】（Ａ）はポンプに組み込まれた弁体を示す平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の矢印Ｂ方向矢視、（Ｃ）は他の平面図である。
【図７】（Ａ）は本発明の変更例であってはポンプに組み込まれた弁体を示す側断面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢印Ｂ方向矢視、（Ｃ）は（Ａ）の矢印Ｃ方向矢視である。
【図８】（Ａ）は弁体の変更例を示す側面図、（Ｂ）は表面図、（Ｃ）は裏面図である。
【図９】（Ａ）は本発明の他の変更例であってはポンプに組み込まれた弁体を示す側断面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢印Ｂ方向矢視、（Ｃ）は（Ａ）の矢印Ｃ方向矢視である。
【図１０】（Ａ）は弁体の他の変更例を示す側面図、（Ｂ）は表面図、（Ｃ）は裏面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…下ユニット（第１ユニット、第２ユニット）、
２…上ユニット（第１ユニット、第２ユニット）、
３…ダイヤフラム、５…弁体、
１０ａ，２１ａ…排出路
１１ａ，２０ａ…流入路、
１３，２３…凹部１５、２５…弁室、
５０…枠体、５１…可動体
５２…押圧部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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