バルブのシール構造
【課題】バルブの開閉作動に合わせて剛性部品1とゴム状弾性体2および剛性部材3とが互いに接離する構造のバルブのシール構造において、ゴム状弾性体2にはみ出し現象が発生するのを抑えることができ、もってその破損を防止することが可能なバルブのシール構造を提供する。
【解決手段】閉弁作動時にゴム状弾性体2のシール部2aが剛性部品1に当接するよりも先にまたは当接するのと略同時に剛性部材3が剛性部品1に当接する構造を有することを特徴とする。ゴム状弾性体2は、剛性部材3の当接後に剛性部材3に対し相対変位して当該ゴム状弾性体2を剛性部品1に押し付ける押圧部材4に保持されている。
【解決手段】閉弁作動時にゴム状弾性体2のシール部2aが剛性部品1に当接するよりも先にまたは当接するのと略同時に剛性部材3が剛性部品1に当接する構造を有することを特徴とする。ゴム状弾性体2は、剛性部材3の当接後に剛性部材3に対し相対変位して当該ゴム状弾性体2を剛性部品1に押し付ける押圧部材4に保持されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バルブの開閉作動に合わせて一対のシール要素が互いに接離する構造のバルブのシール構造に関するものである。本発明のシール構造は例えば、燃料電池用高圧ガスバルブの開閉作動部に用いられる。
【背景技術】
【0002】
図10に示す従来のバルブ装置51においてはその閉弁作動時、図11(A)に示すように弁体52がゴムリップ(外側シール部)53および金属部(内側シール部)54に順次当接するように構成され、すなわち先ずゴムリップ53に当接してから金属部54に当接するように構成されている。
【0003】
しかしながらこの構造によると、シールすべきガス圧力の高圧化に伴ってゴムリップ53が圧力に押されて変形し、はみ出し現象を生じることから、図11(B)に示すようにゴムリップ53が弁体52と金属部54との間に挟まれて破損してしまうことがある。
【0004】
【特許文献1】特開平9−150728号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は以上の点に鑑みて、一方のシール要素をなすゴム状弾性体にはみ出し現象が発生するのを抑えることができ、もってその破損を防止することが可能なバルブのシール構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するため、本発明の請求項1によるシール構造は、バルブの開閉作動に合わせて剛性部品とゴム状弾性体および剛性部材とが互いに接離する構造のバルブのシール構造において、閉弁作動時に前記ゴム状弾性体のシール部が前記剛性部品に当接するよりも先にまたは当接するのと略同時に前記剛性部材が前記剛性部品に当接する構造を有することを特徴とするものである。
【0007】
また、本発明の請求項2によるシール構造は、上記した請求項1記載のシール構造において、ゴム状弾性体は、剛性部材の当接後に前記剛性部材に対し相対変位して当該ゴム状弾性体を剛性部品に押し付ける押圧部材に保持されていることを特徴とするものである。
【0008】
また、本発明の請求項3によるシール構造は、上記した請求項1記載のシール構造において、ゴム状弾性体は、剛性部材の当接後に圧力に押圧されて剛性部品に押し付けられる形状を有していることを特徴とするものである。
【0009】
また、本発明の請求項4によるシール構造は、上記した請求項1、2または3記載のシール構造において、剛性部品はバルブの弁体を形成し、ゴム状弾性体および剛性部材はバルブの弁座を形成していることを特徴とするものである。
【0010】
更にまた、本発明の請求項5によるシール構造は、上記した請求項1、2または3記載のシール構造において、剛性部品はバルブの弁体を形成し、ゴム状弾性体および剛性部材はバルブの弁座を形成していることを特徴とするものである。
【0011】
上記従来技術において、シールすべきガス圧力の高圧化に伴ってゴムリップが圧力に押されて変形し、はみ出し現象を生じていたのは、閉弁作動時、弁体がゴムリップに当接してから金属部に当接するように構成され、すなわち弁体が金属部に当接するまでの間にゴムリップが圧力に押されてはみ出す時間的余裕があったからである。これに対して本発明の請求項1によるシール構造は、閉弁作動時にゴム状弾性体のシール部が剛性部品に当接するよりも先にまたは当接するのと略同時に剛性部材が剛性部品に当接することから、ゴム状弾性体が圧力に押されてはみ出す時間的余裕がなく、余裕がないため、はみ出しを抑えることが可能とされている。
【0012】
但し、ゴム状弾性体のシール部が剛性部品に当接するよりも先にまたは当接するのと略同時に剛性部材が剛性部品に当接する構造とすると、ゴム状弾性体が剛性部品に強く密接しないことからシール性が不安定になることが懸念される。そこで、本発明の請求項2では、ゴム状弾性体は、剛性部材の当接後に剛性部材に対し相対変位して当該ゴム状弾性体を剛性部品に押し付ける押圧部材に保持される構造とし、これによりゴム状弾性体が剛性部品に強く密接する構成とした。また請求項3では、ゴム状弾性体は、剛性部材の当接後に圧力に押圧されて剛性部品に押し付けられる形状を有する構造とし、このセルフシール作用によってゴム状弾性体が剛性部品に強く密接する構成とした。したがって、これらによれば十分なゴムシール性が確保される。
【0013】
後記実施例に示すように、剛性部品はバルブの弁体を形成し、ゴム状弾性体および剛性部材はバルブの弁座を形成するが(請求項4)、反対に剛性部品がバルブの弁座を形成し、ゴム状弾性体および剛性部材がバルブの弁体を形成するものであっても良い(請求項5)。
【発明の効果】
【0014】
本発明は、以下の効果を奏する。
【0015】
すなわち、本発明の請求項1によるシール構造においては上記したように、閉弁作動時にゴム状弾性体のシール部が剛性部品に当接するよりも先にまたは当接するのと略同時に剛性部材が剛性部品に当接することから、ゴム状弾性体が圧力に押されてはみ出す時間的余裕がなく、余裕がないため、はみ出しを抑えることが可能とされている。したがって、ゴム状弾性体にはみ出し現象が発生するのを抑えることができ、もってその破損を防止することができる。
【0016】
またこれに加えて、本発明の請求項2によるシール構造においては、剛性部材の当接後に押圧部材が剛性部材に対し相対変位してゴム状弾性体を剛性部品に押し付けるよう構成され、これによりゴム状弾性体が剛性部品に強く密接することから、十分なゴムシール性を発揮することが可能とされている。したがって、上記請求項1によりゴム状弾性体のはみ出し破損を防止できるうえに優れたシール性を発揮するシール構造を提供することができる。
【0017】
また、本発明の請求項3によるシール構造においては、剛性部材の当接後にゴム状弾性体が圧力に押圧されて剛性部品に押し付けられるよう構成され、これによりゴム状弾性体が剛性部品に強く密接することから、十分なゴムシール性を発揮することが可能とされている。したがって、上記請求項1によりゴム状弾性体のはみ出し破損を防止できるうえに優れたシール性を発揮するシール構造を提供することができる。
【0018】
また、本発明の請求項4によれば、剛性部品をバルブの弁体とするとともにゴム状弾性体および剛性部材をバルブの弁座とするタイプのバルブに本発明を適用することができ、このタイプのバルブにつき上記請求項1ないし3による作用効果を得ることができる。
【0019】
更にまた、本発明の請求項5によれば反対に、剛性部品をバルブの弁座とするとともにゴム状弾性体および剛性部材をバルブの弁体とするタイプのバルブに本発明を適用することができ、このタイプのバルブにつき上記請求項1ないし3による作用効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【0021】
第一実施例・・・
図1は、本発明の第一実施例に係るバルブのシール構造を示している。
【0022】
当該実施例に係るシール構造は、バルブの開閉作動に合わせて剛性部品1よりなる弁体がゴム状弾性体2および剛性部材3よりなる弁座に対して接離するものであって、閉弁作動時にゴム状弾性体2のシール部2aが剛性部品1に当接するよりも先に剛性部材3が剛性部品1に当接する構造とされている。またゴム状弾性体2は、剛性部材3の当接後に剛性部材3に対し相対変位して当該ゴム状弾性体2を剛性部品1に押し付ける押圧部材4に保持されている。
【0023】
剛性部品1は、金属または硬質樹脂等の剛材によって成形され、軸直角平面状の当接面1aを有している。剛性部材3は、金属または硬質樹脂等の剛材によって円板状に成形され、軸直角平面状の当接面3aを有している。また、剛性部材3の外周側および背面(図では下面)側に環状のゴム状弾性体2が加硫接着されており、このゴム状弾性体2の外周側および背面側に金属または硬質樹脂等の剛材よりなる環状の押圧部材4が接着されている。
【0024】
ゴム状弾性体2の正面(図では上面)には、弁閉時に剛性部品1の当接面1aに密接してシール作用をなすビード状ないしリップ状のシール部2aが設けられている。このシール部2aは、図2に示すように剛性部品1の当接面1aと剛性部材3の当接面3aとが互いに当接したとき、剛性部品1の当接面1aに未だ届かず当接しないように設定されている。
【0025】
押圧部材4は、ゴム状弾性体2を保持する保持部4bのほかに、その正面に軸直角平面状の当接面4aを有している。この押圧部材4の当接面4aは、図2に示すように剛性部品1の当接面1aと剛性部材3の当接面3aとが互いに当接したとき、剛性部品1の当接面1aに未だ届かず当接しないよう設定され、またこの図2の状態において、押圧部材4に対してその背面側から所定の大きさの圧力が作用すると、図3に示すように押圧部材4は剛性部品1に向けて変位し、その当接面4aを剛性部品1の当接面1aに当接させるように設定されている。このとき押圧部材4は、すでに剛性部品1に当接している剛性部材3に対して相対変位してゴム状弾性体2のシール部2aを剛性部品1の当接面1aに押し付けることになる。
【0026】
尚、この動きを可能とするため、押圧部材4およびゴム状弾性体2よりなるフロート構造の受圧面積は、その正面側受圧面積S1よりも背面側受圧面積S2のほうが大きく設定されている(S1<S2)。
【0027】
図1はバルブの弁開状態を示しており、高圧側空間Hから低圧側空間Lへ高圧ガスが流れている。この弁開状態からバルブが閉弁作動して弁体である剛性部品1が図上下方へ変位すると、図2に示すようにこの剛性部品1は剛性部材3に当接して停止する。このときゴム状弾性体2のシール部2aおよび押圧部材4は未だ剛性部品1に当接していないので、シール部2aがはみ出し現象により剛性部品1および剛性部材3間に挟み込まれて破損することはない。剛性部品1が剛性部材3に当接して停止すると、上記受圧面積S1,S2の差により圧力によって押圧部材4が剛性部品1に向けて変位し、図3に示すように剛性部品1に当接して停止する。このとき押圧部材4は上記したように、すでに剛性部品1に当接している剛性部材3に対して相対変位してゴム状弾性体2のシール部2aを剛性部品1の当接面1aに押し付けることになるので、これによりゴムシール性が発揮される。したがって、以上によりゴム状弾性体2のはみ出しによる破損を防止することができ、なおかつ十分なシール性を発揮することができる。
【0028】
第二実施例・・・
ゴム状弾性体2は、これを図4のように設定し、すなわちゴムのボリュームを大きくしてシール部2aの飛び出し量を増大させるようにしても良い。また同図に示すように、押圧部材4の当接面4aは省略することが可能である。
【0029】
第三実施例・・・
また、上記第一実施例(図1)では、剛性部品1、ゴム状弾性体2および剛性部材3の各当接面1a,2a,3aが軸直角の平面状に設定されているが、これを図5ないし図7に示すようにそれぞれ、対応する円錐面状に設定するようにしても良い。
【0030】
第四実施例・・・
図8は、本発明の第四実施例に係るバルブのシール構造を示している。
【0031】
当該実施例に係るシール構造は、バルブの開閉作動に合わせて剛性部品1よりなる弁体がゴム状弾性体2および剛性部材3よりなる弁座に対して接離するものであって、閉弁作動時にゴム状弾性体2のシール部2aが剛性部品1に当接するのと同時に剛性部材3が剛性部品1に当接する構造とされている。またゴム状弾性体2は、剛性部材3の当接後に圧力に押圧されて剛性部品1に押し付けられる形状を有している。
【0032】
剛性部品1は、金属または硬質樹脂等の剛材によって成形され、軸直角平面状の当接面1aを有している。剛性部材3は、金属または硬質樹脂等の剛材によって円板状に成形され、その正面に設けた環状突起3bの先端部に軸直角平面状の当接面3aを有している。剛性部材3の正面における環状突起3bの外周側および内周側にそれぞれ環状のゴム状弾性体2が加硫接着されている。このゴム状弾性体2は、軸直角平面状の当接面2bとアンダーカット状の受圧面2cとを有している。
【0033】
図8はバルブの弁開状態を示しており、高圧側空間Hから低圧側空間Lへと高圧ガスが流れている。この弁開状態からバルブが閉弁作動して弁体である剛性部品1が図上下方へ変位すると、図9に示すようにこの剛性部品1は剛性部材3およびゴム状弾性体2に当接して停止する。このときゴム状弾性体2は剛性部材3と同時に剛性部品1に当接するので、ゴム状弾性体2が剛性部品1および剛性部材3間に挟み込まれて破損することはない。また当接後、受圧面2cに圧力が作用することによりゴム状弾性体2は剛性部品1に押し付けられるので、これによりゴムシール性が発揮される。したがって、以上によりゴム状弾性体2のはみ出しによる破損を防止することができ、なおかつ十分なシール性を発揮することができる。
【0034】
尚、上記実施例では、弁閉時、環状突起3bの内周側から圧力が作用する場合に備えて、環状突起3bの内周側にも対称構造のゴム状弾性体2が設けられているが、圧力の作用方向が予め定まっている場合には、環状突起3bの外周側および内周側の何れか一方のみにゴム状弾性体2を設ければ良い。
【0035】
また、図示したように環状突起3bの外周側および内周側の双方にゴム状弾性体2を設ける場合にはこれらを一体成形することにしても良い。この場合、外周側および内周側のゴム状弾性体2は互いに環状突起3bの先端に被着される薄膜状の連結部によって互いに連結されることになるが、このほか、環状突起3bに径方向に貫通する連通孔を設け、この貫通孔を通してゴム状弾性体2を一体化することにしても良い。
【0036】
更にまた、上記各実施例では、剛性部品1がバルブの弁体を形成し、ゴム状弾性体2および剛性部材3がバルブの弁座を形成しているが、反対に剛性部品1がバルブの弁座を形成し、ゴム状弾性体2および剛性部材3がバルブの弁体を形成することにしても良い。この場合は、ゴム状弾性体2および剛性部材3が剛性部品1に対して進退することになる。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本発明の第一実施例に係るシール構造の弁開状態を示す断面図
【図2】同シール構造の閉弁作動時の状態を示す断面図
【図3】同シール構造の弁閉状態を示す断面図
【図4】本発明の第二実施例に係るシール構造の要部断面図
【図5】本発明の第三実施例に係るシール構造の弁開状態を示す断面図
【図6】同シール構造の閉弁作動時の状態を示す断面図
【図7】同シール構造の弁閉状態を示す断面図
【図8】本発明の第四実施例に係るシール構造の弁開状態を示す断面図
【図9】同シール構造の弁閉状態を示す断面図
【図10】従来例に係るバルブ装置の断面図
【図11】同バルブ装置に備えられるシール構造の断面図
【符号の説明】
【0038】
1 剛性部品
1a,2b,3a,4a 当接面
2 ゴム状弾性体
2a シール部
2c 受圧面
3 剛性部材
4 押圧部材
4b 保持部
H 高圧側空間
L 低圧側空間
【技術分野】
【0001】
本発明は、バルブの開閉作動に合わせて一対のシール要素が互いに接離する構造のバルブのシール構造に関するものである。本発明のシール構造は例えば、燃料電池用高圧ガスバルブの開閉作動部に用いられる。
【背景技術】
【0002】
図10に示す従来のバルブ装置51においてはその閉弁作動時、図11(A)に示すように弁体52がゴムリップ(外側シール部)53および金属部(内側シール部)54に順次当接するように構成され、すなわち先ずゴムリップ53に当接してから金属部54に当接するように構成されている。
【0003】
しかしながらこの構造によると、シールすべきガス圧力の高圧化に伴ってゴムリップ53が圧力に押されて変形し、はみ出し現象を生じることから、図11(B)に示すようにゴムリップ53が弁体52と金属部54との間に挟まれて破損してしまうことがある。
【0004】
【特許文献1】特開平9−150728号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は以上の点に鑑みて、一方のシール要素をなすゴム状弾性体にはみ出し現象が発生するのを抑えることができ、もってその破損を防止することが可能なバルブのシール構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するため、本発明の請求項1によるシール構造は、バルブの開閉作動に合わせて剛性部品とゴム状弾性体および剛性部材とが互いに接離する構造のバルブのシール構造において、閉弁作動時に前記ゴム状弾性体のシール部が前記剛性部品に当接するよりも先にまたは当接するのと略同時に前記剛性部材が前記剛性部品に当接する構造を有することを特徴とするものである。
【0007】
また、本発明の請求項2によるシール構造は、上記した請求項1記載のシール構造において、ゴム状弾性体は、剛性部材の当接後に前記剛性部材に対し相対変位して当該ゴム状弾性体を剛性部品に押し付ける押圧部材に保持されていることを特徴とするものである。
【0008】
また、本発明の請求項3によるシール構造は、上記した請求項1記載のシール構造において、ゴム状弾性体は、剛性部材の当接後に圧力に押圧されて剛性部品に押し付けられる形状を有していることを特徴とするものである。
【0009】
また、本発明の請求項4によるシール構造は、上記した請求項1、2または3記載のシール構造において、剛性部品はバルブの弁体を形成し、ゴム状弾性体および剛性部材はバルブの弁座を形成していることを特徴とするものである。
【0010】
更にまた、本発明の請求項5によるシール構造は、上記した請求項1、2または3記載のシール構造において、剛性部品はバルブの弁体を形成し、ゴム状弾性体および剛性部材はバルブの弁座を形成していることを特徴とするものである。
【0011】
上記従来技術において、シールすべきガス圧力の高圧化に伴ってゴムリップが圧力に押されて変形し、はみ出し現象を生じていたのは、閉弁作動時、弁体がゴムリップに当接してから金属部に当接するように構成され、すなわち弁体が金属部に当接するまでの間にゴムリップが圧力に押されてはみ出す時間的余裕があったからである。これに対して本発明の請求項1によるシール構造は、閉弁作動時にゴム状弾性体のシール部が剛性部品に当接するよりも先にまたは当接するのと略同時に剛性部材が剛性部品に当接することから、ゴム状弾性体が圧力に押されてはみ出す時間的余裕がなく、余裕がないため、はみ出しを抑えることが可能とされている。
【0012】
但し、ゴム状弾性体のシール部が剛性部品に当接するよりも先にまたは当接するのと略同時に剛性部材が剛性部品に当接する構造とすると、ゴム状弾性体が剛性部品に強く密接しないことからシール性が不安定になることが懸念される。そこで、本発明の請求項2では、ゴム状弾性体は、剛性部材の当接後に剛性部材に対し相対変位して当該ゴム状弾性体を剛性部品に押し付ける押圧部材に保持される構造とし、これによりゴム状弾性体が剛性部品に強く密接する構成とした。また請求項3では、ゴム状弾性体は、剛性部材の当接後に圧力に押圧されて剛性部品に押し付けられる形状を有する構造とし、このセルフシール作用によってゴム状弾性体が剛性部品に強く密接する構成とした。したがって、これらによれば十分なゴムシール性が確保される。
【0013】
後記実施例に示すように、剛性部品はバルブの弁体を形成し、ゴム状弾性体および剛性部材はバルブの弁座を形成するが(請求項4)、反対に剛性部品がバルブの弁座を形成し、ゴム状弾性体および剛性部材がバルブの弁体を形成するものであっても良い(請求項5)。
【発明の効果】
【0014】
本発明は、以下の効果を奏する。
【0015】
すなわち、本発明の請求項1によるシール構造においては上記したように、閉弁作動時にゴム状弾性体のシール部が剛性部品に当接するよりも先にまたは当接するのと略同時に剛性部材が剛性部品に当接することから、ゴム状弾性体が圧力に押されてはみ出す時間的余裕がなく、余裕がないため、はみ出しを抑えることが可能とされている。したがって、ゴム状弾性体にはみ出し現象が発生するのを抑えることができ、もってその破損を防止することができる。
【0016】
またこれに加えて、本発明の請求項2によるシール構造においては、剛性部材の当接後に押圧部材が剛性部材に対し相対変位してゴム状弾性体を剛性部品に押し付けるよう構成され、これによりゴム状弾性体が剛性部品に強く密接することから、十分なゴムシール性を発揮することが可能とされている。したがって、上記請求項1によりゴム状弾性体のはみ出し破損を防止できるうえに優れたシール性を発揮するシール構造を提供することができる。
【0017】
また、本発明の請求項3によるシール構造においては、剛性部材の当接後にゴム状弾性体が圧力に押圧されて剛性部品に押し付けられるよう構成され、これによりゴム状弾性体が剛性部品に強く密接することから、十分なゴムシール性を発揮することが可能とされている。したがって、上記請求項1によりゴム状弾性体のはみ出し破損を防止できるうえに優れたシール性を発揮するシール構造を提供することができる。
【0018】
また、本発明の請求項4によれば、剛性部品をバルブの弁体とするとともにゴム状弾性体および剛性部材をバルブの弁座とするタイプのバルブに本発明を適用することができ、このタイプのバルブにつき上記請求項1ないし3による作用効果を得ることができる。
【0019】
更にまた、本発明の請求項5によれば反対に、剛性部品をバルブの弁座とするとともにゴム状弾性体および剛性部材をバルブの弁体とするタイプのバルブに本発明を適用することができ、このタイプのバルブにつき上記請求項1ないし3による作用効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【0021】
第一実施例・・・
図1は、本発明の第一実施例に係るバルブのシール構造を示している。
【0022】
当該実施例に係るシール構造は、バルブの開閉作動に合わせて剛性部品1よりなる弁体がゴム状弾性体2および剛性部材3よりなる弁座に対して接離するものであって、閉弁作動時にゴム状弾性体2のシール部2aが剛性部品1に当接するよりも先に剛性部材3が剛性部品1に当接する構造とされている。またゴム状弾性体2は、剛性部材3の当接後に剛性部材3に対し相対変位して当該ゴム状弾性体2を剛性部品1に押し付ける押圧部材4に保持されている。
【0023】
剛性部品1は、金属または硬質樹脂等の剛材によって成形され、軸直角平面状の当接面1aを有している。剛性部材3は、金属または硬質樹脂等の剛材によって円板状に成形され、軸直角平面状の当接面3aを有している。また、剛性部材3の外周側および背面(図では下面)側に環状のゴム状弾性体2が加硫接着されており、このゴム状弾性体2の外周側および背面側に金属または硬質樹脂等の剛材よりなる環状の押圧部材4が接着されている。
【0024】
ゴム状弾性体2の正面(図では上面)には、弁閉時に剛性部品1の当接面1aに密接してシール作用をなすビード状ないしリップ状のシール部2aが設けられている。このシール部2aは、図2に示すように剛性部品1の当接面1aと剛性部材3の当接面3aとが互いに当接したとき、剛性部品1の当接面1aに未だ届かず当接しないように設定されている。
【0025】
押圧部材4は、ゴム状弾性体2を保持する保持部4bのほかに、その正面に軸直角平面状の当接面4aを有している。この押圧部材4の当接面4aは、図2に示すように剛性部品1の当接面1aと剛性部材3の当接面3aとが互いに当接したとき、剛性部品1の当接面1aに未だ届かず当接しないよう設定され、またこの図2の状態において、押圧部材4に対してその背面側から所定の大きさの圧力が作用すると、図3に示すように押圧部材4は剛性部品1に向けて変位し、その当接面4aを剛性部品1の当接面1aに当接させるように設定されている。このとき押圧部材4は、すでに剛性部品1に当接している剛性部材3に対して相対変位してゴム状弾性体2のシール部2aを剛性部品1の当接面1aに押し付けることになる。
【0026】
尚、この動きを可能とするため、押圧部材4およびゴム状弾性体2よりなるフロート構造の受圧面積は、その正面側受圧面積S1よりも背面側受圧面積S2のほうが大きく設定されている(S1<S2)。
【0027】
図1はバルブの弁開状態を示しており、高圧側空間Hから低圧側空間Lへ高圧ガスが流れている。この弁開状態からバルブが閉弁作動して弁体である剛性部品1が図上下方へ変位すると、図2に示すようにこの剛性部品1は剛性部材3に当接して停止する。このときゴム状弾性体2のシール部2aおよび押圧部材4は未だ剛性部品1に当接していないので、シール部2aがはみ出し現象により剛性部品1および剛性部材3間に挟み込まれて破損することはない。剛性部品1が剛性部材3に当接して停止すると、上記受圧面積S1,S2の差により圧力によって押圧部材4が剛性部品1に向けて変位し、図3に示すように剛性部品1に当接して停止する。このとき押圧部材4は上記したように、すでに剛性部品1に当接している剛性部材3に対して相対変位してゴム状弾性体2のシール部2aを剛性部品1の当接面1aに押し付けることになるので、これによりゴムシール性が発揮される。したがって、以上によりゴム状弾性体2のはみ出しによる破損を防止することができ、なおかつ十分なシール性を発揮することができる。
【0028】
第二実施例・・・
ゴム状弾性体2は、これを図4のように設定し、すなわちゴムのボリュームを大きくしてシール部2aの飛び出し量を増大させるようにしても良い。また同図に示すように、押圧部材4の当接面4aは省略することが可能である。
【0029】
第三実施例・・・
また、上記第一実施例(図1)では、剛性部品1、ゴム状弾性体2および剛性部材3の各当接面1a,2a,3aが軸直角の平面状に設定されているが、これを図5ないし図7に示すようにそれぞれ、対応する円錐面状に設定するようにしても良い。
【0030】
第四実施例・・・
図8は、本発明の第四実施例に係るバルブのシール構造を示している。
【0031】
当該実施例に係るシール構造は、バルブの開閉作動に合わせて剛性部品1よりなる弁体がゴム状弾性体2および剛性部材3よりなる弁座に対して接離するものであって、閉弁作動時にゴム状弾性体2のシール部2aが剛性部品1に当接するのと同時に剛性部材3が剛性部品1に当接する構造とされている。またゴム状弾性体2は、剛性部材3の当接後に圧力に押圧されて剛性部品1に押し付けられる形状を有している。
【0032】
剛性部品1は、金属または硬質樹脂等の剛材によって成形され、軸直角平面状の当接面1aを有している。剛性部材3は、金属または硬質樹脂等の剛材によって円板状に成形され、その正面に設けた環状突起3bの先端部に軸直角平面状の当接面3aを有している。剛性部材3の正面における環状突起3bの外周側および内周側にそれぞれ環状のゴム状弾性体2が加硫接着されている。このゴム状弾性体2は、軸直角平面状の当接面2bとアンダーカット状の受圧面2cとを有している。
【0033】
図8はバルブの弁開状態を示しており、高圧側空間Hから低圧側空間Lへと高圧ガスが流れている。この弁開状態からバルブが閉弁作動して弁体である剛性部品1が図上下方へ変位すると、図9に示すようにこの剛性部品1は剛性部材3およびゴム状弾性体2に当接して停止する。このときゴム状弾性体2は剛性部材3と同時に剛性部品1に当接するので、ゴム状弾性体2が剛性部品1および剛性部材3間に挟み込まれて破損することはない。また当接後、受圧面2cに圧力が作用することによりゴム状弾性体2は剛性部品1に押し付けられるので、これによりゴムシール性が発揮される。したがって、以上によりゴム状弾性体2のはみ出しによる破損を防止することができ、なおかつ十分なシール性を発揮することができる。
【0034】
尚、上記実施例では、弁閉時、環状突起3bの内周側から圧力が作用する場合に備えて、環状突起3bの内周側にも対称構造のゴム状弾性体2が設けられているが、圧力の作用方向が予め定まっている場合には、環状突起3bの外周側および内周側の何れか一方のみにゴム状弾性体2を設ければ良い。
【0035】
また、図示したように環状突起3bの外周側および内周側の双方にゴム状弾性体2を設ける場合にはこれらを一体成形することにしても良い。この場合、外周側および内周側のゴム状弾性体2は互いに環状突起3bの先端に被着される薄膜状の連結部によって互いに連結されることになるが、このほか、環状突起3bに径方向に貫通する連通孔を設け、この貫通孔を通してゴム状弾性体2を一体化することにしても良い。
【0036】
更にまた、上記各実施例では、剛性部品1がバルブの弁体を形成し、ゴム状弾性体2および剛性部材3がバルブの弁座を形成しているが、反対に剛性部品1がバルブの弁座を形成し、ゴム状弾性体2および剛性部材3がバルブの弁体を形成することにしても良い。この場合は、ゴム状弾性体2および剛性部材3が剛性部品1に対して進退することになる。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本発明の第一実施例に係るシール構造の弁開状態を示す断面図
【図2】同シール構造の閉弁作動時の状態を示す断面図
【図3】同シール構造の弁閉状態を示す断面図
【図4】本発明の第二実施例に係るシール構造の要部断面図
【図5】本発明の第三実施例に係るシール構造の弁開状態を示す断面図
【図6】同シール構造の閉弁作動時の状態を示す断面図
【図7】同シール構造の弁閉状態を示す断面図
【図8】本発明の第四実施例に係るシール構造の弁開状態を示す断面図
【図9】同シール構造の弁閉状態を示す断面図
【図10】従来例に係るバルブ装置の断面図
【図11】同バルブ装置に備えられるシール構造の断面図
【符号の説明】
【0038】
1 剛性部品
1a,2b,3a,4a 当接面
2 ゴム状弾性体
2a シール部
2c 受圧面
3 剛性部材
4 押圧部材
4b 保持部
H 高圧側空間
L 低圧側空間
【特許請求の範囲】
【請求項1】
バルブの開閉作動に合わせて剛性部品とゴム状弾性体および剛性部材とが互いに接離する構造のバルブのシール構造において、
閉弁作動時に前記ゴム状弾性体のシール部が前記剛性部品に当接するよりも先にまたは当接するのと略同時に前記剛性部材が前記剛性部品に当接する構造を有することを特徴とするバルブのシール構造。
【請求項2】
請求項1記載のシール構造において、
ゴム状弾性体は、剛性部材の当接後に前記剛性部材に対し相対変位して当該ゴム状弾性体を剛性部品に押し付ける押圧部材に保持されていることを特徴とするバルブのシール構造。
【請求項3】
請求項1記載のシール構造において、
ゴム状弾性体は、剛性部材の当接後に圧力に押圧されて剛性部品に押し付けられる形状を有していることを特徴とするバルブのシール構造。
【請求項4】
請求項1、2または3記載のシール構造において、
剛性部品はバルブの弁体を形成し、ゴム状弾性体および剛性部材はバルブの弁座を形成していることを特徴とするバルブのシール構造。
【請求項5】
請求項1、2または3記載のシール構造において、
剛性部品はバルブの弁座を形成し、ゴム状弾性体および剛性部材はバルブの弁体を形成していることを特徴とするバルブのシール構造。
【請求項1】
バルブの開閉作動に合わせて剛性部品とゴム状弾性体および剛性部材とが互いに接離する構造のバルブのシール構造において、
閉弁作動時に前記ゴム状弾性体のシール部が前記剛性部品に当接するよりも先にまたは当接するのと略同時に前記剛性部材が前記剛性部品に当接する構造を有することを特徴とするバルブのシール構造。
【請求項2】
請求項1記載のシール構造において、
ゴム状弾性体は、剛性部材の当接後に前記剛性部材に対し相対変位して当該ゴム状弾性体を剛性部品に押し付ける押圧部材に保持されていることを特徴とするバルブのシール構造。
【請求項3】
請求項1記載のシール構造において、
ゴム状弾性体は、剛性部材の当接後に圧力に押圧されて剛性部品に押し付けられる形状を有していることを特徴とするバルブのシール構造。
【請求項4】
請求項1、2または3記載のシール構造において、
剛性部品はバルブの弁体を形成し、ゴム状弾性体および剛性部材はバルブの弁座を形成していることを特徴とするバルブのシール構造。
【請求項5】
請求項1、2または3記載のシール構造において、
剛性部品はバルブの弁座を形成し、ゴム状弾性体および剛性部材はバルブの弁体を形成していることを特徴とするバルブのシール構造。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2007−327613(P2007−327613A)
【公開日】平成19年12月20日(2007.12.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−160754(P2006−160754)
【出願日】平成18年6月9日(2006.6.9)
【出願人】(000004385)NOK株式会社 (1,527)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成19年12月20日(2007.12.20)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年6月9日(2006.6.9)
【出願人】(000004385)NOK株式会社 (1,527)
【Fターム(参考)】
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