逆止弁及びその製造方法
【課題】アンブレラタイプの逆止弁であって、製造が容易で、小型化薄型化が可能な逆止弁を得る。
【解決手段】中心部に貫通孔を有する弾性材料からなる弁体；及びこの弁体の貫通孔に挿入される弁軸と、該弁体によって閉塞される流路孔とを有する弁座；を備え、弁軸の先端部は、弁体の貫通孔に挿通した後、該弁体が流路孔を閉塞した状態において熱かしめされ抜止大径部とされている逆止弁。
【解決手段】中心部に貫通孔を有する弾性材料からなる弁体；及びこの弁体の貫通孔に挿入される弁軸と、該弁体によって閉塞される流路孔とを有する弁座；を備え、弁軸の先端部は、弁体の貫通孔に挿通した後、該弁体が流路孔を閉塞した状態において熱かしめされ抜止大径部とされている逆止弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造が容易で、小型化薄型化が可能な逆止弁及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型の逆止弁として、傘状をなす本体と、この傘状本体の中心の傘の柄の部分に相当する軸部とを有するアンブレラが知られている。このアンブレラは、アンブレラ支持孔と流路孔を有する弁座に組み合わされ、その軸部をアンブレラ支持孔に挿通支持し傘状本体で流路孔を閉塞させることで逆止弁作用を得ている。すなわち、流路孔を通り傘状本体の内側から流体圧力を作用させる方向の流れは、傘状本体が弾性変形して許す一方、傘状本体に外側から流体圧力を作用させる方向の流れは阻止する。
【特許文献１】特開２０００-１２０５４８号公報
【特許文献２】特開２０００-２５７７３２号公報
【特許文献３】特開２００１-３８７１号公報
【特許文献４】特開２００４-１９０６１１号公報
【特許文献５】特開２００４-１９７５７０号公報
【特許文献６】特開２００６-６３９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このアンブレラはしかし、弾性材料により、傘状本体と軸部とを一体に有する弁体を成形しなければならず、形状（成形型）が複雑になる。また軸部先端には抜止大径部（頭部）を成形し、この抜止大径部を縮径させてアンブレラ支持孔に挿通しなければならず、作業性が悪い。このような困難性は、アンブレラが小型化するほど顕著になる。
【０００４】
本発明は、アンブレラタイプの逆止弁であって、製造が容易で、小型化薄型化が可能な逆止弁を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の逆止弁は、中心部に貫通孔を有する弾性材料からなる弁体；及びこの弁体の貫通孔に挿入される弁軸と、該弁体によって閉塞される流路孔とを有する弁座；を備え、弁軸の先端部は、弁体の貫通孔に挿通した後、該弁体が流路孔を閉塞した状態において抜止大径部とされていることを特徴としている。抜止大径部は熱かしめによって形成するのが実際的である。
【０００６】
本発明は、逆止弁の製造方法の態様では、中心部に貫通孔を有する弾性材料からなる弁体を準備するステップ；この弁体の貫通孔に挿入される弁軸と、該弁体によって閉塞される流路孔とを有する弁座を準備するステップ；及び弁座の弁軸を上記弁体の貫通孔に挿通し、該弁体が流路孔を閉塞した状態において先端部を熱かしめして抜止大径部を形成するステップ；を有することを特徴としている。
【０００７】
弁座には、弁体の周縁が弾接する環状突起を形成し、シール性を高めることが好ましい。また、弁体の貫通孔を弁軸に挿通した後、弁体の抜止効果をさらに高めることが好ましい。
【０００８】
弁座は、流路ブロックとは別部材から構成し、後に、該流路ブロックに結合することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の逆止弁は、弾性材料から構成する弁体が中心部に貫通孔を有する単純なドーナツ形状であるので、安価に成形することができる。また、この弁体は、その貫通孔に弁座の弁軸を挿通し、該弁軸の頭部を熱かしめして大径化することで、弁座に結合されるので、組立作業性もよい。特に小型の逆止弁として有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１、図２は、本発明の逆止弁１０及びその製造方法の一実施形態を示している。本逆止弁１０は、弁体２０と弁座３０を構成要素としている。弁体２０は、ゴム、合成樹脂等の弾性材料からなるもので、平面円形をなし、その中心部に貫通孔（弁軸挿通孔）２１を有するドーナツ形状をなしている。
【００１１】
合成樹脂材料の成形品からなる弁座３０は、弁体２０より大径の平面円形をなしており、その中心部に弁軸３１が突設され、この弁軸３１の周囲に複数の流路孔３２が穿設されている。弁軸３１は、大径基部３１ａの上に小径部３１ｂを有する段付形状をなしている。また、弁軸３１と同心に流路孔３２より外側に位置させて、弁体２０の周縁に環状に当接する環状突起（筒状突起）３３が形成されている。
【００１２】
以上の弁体２０と弁座３０は次のように組み立てる。弁体２０の貫通孔２１を弁座３０の弁軸３１（小径部３１ｂ）に嵌め、大径基部３１ａとの段差部に当接させる。このとき、弁体２０の周縁部裏面は環状突起３３に当接する。この状態（図１、図２中央）で、小径部３１ｂの頭部を熱かしめし、抜止大径部３１ｃを作る。なお、このとき、熱かしめの前にリング状部材３１ｄ（図２中央鎖線）を弁軸３１に挿通すると、抜け止め効果がさらに大きくなる。以上が組立作業の全てである。この組立状態で、弁座３０を流路に設置（固定）すれば、弁座３０の流路孔３２を通り弁体２０へ向かう方向の流れは、弁体２０が変形して許し、その逆の流れは許さない逆止弁が得られる。
【００１３】
閉弁力は、弁体２０に、加硫成形時に図２に鎖線で示すように中高形状を付し、あるいは環状突起３３の高さを大径基部３１ａより高くすることで、大きくすることができる。環状突起３３を設けると、閉弁力を高めることができる。
【００１４】
図３、図４は、本発明の逆止弁１０を圧電ポンプ４０に適用した実施形態である。この圧電ポンプ４０は、下方から順に積層したロアハウジング４１、ミドルハウジング４２及びアッパハウジング４３を有している。
【００１５】
ロアハウジング４１には、冷却水（液体）の吸入ポート４４と吐出ポート４５が開口している。ミドルハウジング４２とアッパハウジング４３の間には、Ｏリング４７を介して圧電振動子（ダイヤフラム）４８が液密に挟着支持されていて、該圧電振動子４８とミドルハウジング４２との間にポンプ室Ｐを構成している。圧電振動子４８とアッパハウジング４３との間には、大気室Ａが形成される。
【００１６】
圧電振動子４８は、中心部のシム４８ａと、シム４８ａの表裏の一面（図４の上面）に積層形成した圧電体４８ｂとを有するユニモルフタイプを図示している。シム４８ａは、導電性の金属薄板材料、例えば厚さ５０μｍ程度のステンレス、４２アロイ等の薄板からなる。圧電体４８ｂは、例えば厚さ５０〜３００μｍ程度のＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3）等の圧電材料から構成されるもので、その表裏方向に分極処理が施されている。このような圧電振動子は周知である。
【００１７】
ロアハウジング４１とミドルハウジング４２には、吸入ポート４４とポンプ室Ｐを連通させる吸入流路５０、及びポンプ室Ｐと吐出ポート４５を連通させる吐出流路５１がそれぞれ形成されており、この吸入流路５０と吐出流路５１にそれぞれ、図１、図２の実施形態で説明した逆止弁（アンブレラ）１０が設けられている。すなわち、吸入流路（流路ブロック）５０に設けた段部５０ａには、弁体２０を上方に位置させた逆止弁１０の弁座３０が固定（接着）されていて、吸入ポート４４からポンプ室Ｐへの流体流を許してその逆の流体流を許さない吸入側逆止弁１０Ａを構成している。また吐出流路５１に設けた段部５１ａには、弁体２０を下方に位置させた逆止弁１０の弁座３０が固定（接着）されていて、ポンプ室Ｐから吐出ポート４５への流体流を許してその逆の流体流を許さない吐出側逆止弁１０Ｂを構成している。
【００１８】
以上の圧電ポンプは、圧電振動子４８が正逆に弾性変形（振動）すると、ポンプ室Ｐの容積が拡大する行程では、吸入側逆止弁１０Ａが開いて吐出側逆止弁１０Ｂが閉じるため、吸入ポート４４からポンプ室Ｐ内に液体が流入する。一方、ポンプ室Ｐの容積が縮小する行程では、吐出側逆止弁１０Ｂが開いて吸入側逆止弁１０Ａが閉じるため、ポンプ室Ｐから吐出ポート４５に液体が流出する。したがって、圧電振動子４８を正逆に連続させて弾性変形させる（振動させる）ことで、ポンプ作用が得られる。
【００１９】
以上の圧電ポンプでは、逆止弁１０の弁座３０を流路ブロック（吸入流路５０の壁面、ミドルハウジング４２）に接着固定しているが、弁座３０を流路ブロック構成材料に一体に成形することも可能である。勿論、本発明の逆止弁は、圧電ポンプ以外の用途にも使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による逆止弁及びその製造方法の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】同縦断面図である。
【図３】本発明による逆止弁を圧電ポンプに適用した一例を示す一部を断面とした平面図である。
【図４】図３のIV-IV線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０ 逆止弁
２０ 弁体
２１ 貫通孔（弁軸挿通孔）
３０ 弁座
３１ 弁軸
３１ａ 大径基部
３１ｂ 小径部
３１ｃ 抜止大径部
３１ｄ リング状部材
３２ 流路孔
３３ 環状突起
４０ 圧電ポンプ
４１ ４２ ４３ ハウジング（流路ブロック）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造が容易で、小型化薄型化が可能な逆止弁及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型の逆止弁として、傘状をなす本体と、この傘状本体の中心の傘の柄の部分に相当する軸部とを有するアンブレラが知られている。このアンブレラは、アンブレラ支持孔と流路孔を有する弁座に組み合わされ、その軸部をアンブレラ支持孔に挿通支持し傘状本体で流路孔を閉塞させることで逆止弁作用を得ている。すなわち、流路孔を通り傘状本体の内側から流体圧力を作用させる方向の流れは、傘状本体が弾性変形して許す一方、傘状本体に外側から流体圧力を作用させる方向の流れは阻止する。
【特許文献１】特開２０００-１２０５４８号公報
【特許文献２】特開２０００-２５７７３２号公報
【特許文献３】特開２００１-３８７１号公報
【特許文献４】特開２００４-１９０６１１号公報
【特許文献５】特開２００４-１９７５７０号公報
【特許文献６】特開２００６-６３９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このアンブレラはしかし、弾性材料により、傘状本体と軸部とを一体に有する弁体を成形しなければならず、形状（成形型）が複雑になる。また軸部先端には抜止大径部（頭部）を成形し、この抜止大径部を縮径させてアンブレラ支持孔に挿通しなければならず、作業性が悪い。このような困難性は、アンブレラが小型化するほど顕著になる。
【０００４】
本発明は、アンブレラタイプの逆止弁であって、製造が容易で、小型化薄型化が可能な逆止弁を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の逆止弁は、中心部に貫通孔を有する弾性材料からなる弁体；及びこの弁体の貫通孔に挿入される弁軸と、該弁体によって閉塞される流路孔とを有する弁座；を備え、弁軸の先端部は、弁体の貫通孔に挿通した後、該弁体が流路孔を閉塞した状態において抜止大径部とされていることを特徴としている。抜止大径部は熱かしめによって形成するのが実際的である。
【０００６】
本発明は、逆止弁の製造方法の態様では、中心部に貫通孔を有する弾性材料からなる弁体を準備するステップ；この弁体の貫通孔に挿入される弁軸と、該弁体によって閉塞される流路孔とを有する弁座を準備するステップ；及び弁座の弁軸を上記弁体の貫通孔に挿通し、該弁体が流路孔を閉塞した状態において先端部を熱かしめして抜止大径部を形成するステップ；を有することを特徴としている。
【０００７】
弁座には、弁体の周縁が弾接する環状突起を形成し、シール性を高めることが好ましい。また、弁体の貫通孔を弁軸に挿通した後、弁体の抜止効果をさらに高めることが好ましい。
【０００８】
弁座は、流路ブロックとは別部材から構成し、後に、該流路ブロックに結合することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の逆止弁は、弾性材料から構成する弁体が中心部に貫通孔を有する単純なドーナツ形状であるので、安価に成形することができる。また、この弁体は、その貫通孔に弁座の弁軸を挿通し、該弁軸の頭部を熱かしめして大径化することで、弁座に結合されるので、組立作業性もよい。特に小型の逆止弁として有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１、図２は、本発明の逆止弁１０及びその製造方法の一実施形態を示している。本逆止弁１０は、弁体２０と弁座３０を構成要素としている。弁体２０は、ゴム、合成樹脂等の弾性材料からなるもので、平面円形をなし、その中心部に貫通孔（弁軸挿通孔）２１を有するドーナツ形状をなしている。
【００１１】
合成樹脂材料の成形品からなる弁座３０は、弁体２０より大径の平面円形をなしており、その中心部に弁軸３１が突設され、この弁軸３１の周囲に複数の流路孔３２が穿設されている。弁軸３１は、大径基部３１ａの上に小径部３１ｂを有する段付形状をなしている。また、弁軸３１と同心に流路孔３２より外側に位置させて、弁体２０の周縁に環状に当接する環状突起（筒状突起）３３が形成されている。
【００１２】
以上の弁体２０と弁座３０は次のように組み立てる。弁体２０の貫通孔２１を弁座３０の弁軸３１（小径部３１ｂ）に嵌め、大径基部３１ａとの段差部に当接させる。このとき、弁体２０の周縁部裏面は環状突起３３に当接する。この状態（図１、図２中央）で、小径部３１ｂの頭部を熱かしめし、抜止大径部３１ｃを作る。なお、このとき、熱かしめの前にリング状部材３１ｄ（図２中央鎖線）を弁軸３１に挿通すると、抜け止め効果がさらに大きくなる。以上が組立作業の全てである。この組立状態で、弁座３０を流路に設置（固定）すれば、弁座３０の流路孔３２を通り弁体２０へ向かう方向の流れは、弁体２０が変形して許し、その逆の流れは許さない逆止弁が得られる。
【００１３】
閉弁力は、弁体２０に、加硫成形時に図２に鎖線で示すように中高形状を付し、あるいは環状突起３３の高さを大径基部３１ａより高くすることで、大きくすることができる。環状突起３３を設けると、閉弁力を高めることができる。
【００１４】
図３、図４は、本発明の逆止弁１０を圧電ポンプ４０に適用した実施形態である。この圧電ポンプ４０は、下方から順に積層したロアハウジング４１、ミドルハウジング４２及びアッパハウジング４３を有している。
【００１５】
ロアハウジング４１には、冷却水（液体）の吸入ポート４４と吐出ポート４５が開口している。ミドルハウジング４２とアッパハウジング４３の間には、Ｏリング４７を介して圧電振動子（ダイヤフラム）４８が液密に挟着支持されていて、該圧電振動子４８とミドルハウジング４２との間にポンプ室Ｐを構成している。圧電振動子４８とアッパハウジング４３との間には、大気室Ａが形成される。
【００１６】
圧電振動子４８は、中心部のシム４８ａと、シム４８ａの表裏の一面（図４の上面）に積層形成した圧電体４８ｂとを有するユニモルフタイプを図示している。シム４８ａは、導電性の金属薄板材料、例えば厚さ５０μｍ程度のステンレス、４２アロイ等の薄板からなる。圧電体４８ｂは、例えば厚さ５０〜３００μｍ程度のＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3）等の圧電材料から構成されるもので、その表裏方向に分極処理が施されている。このような圧電振動子は周知である。
【００１７】
ロアハウジング４１とミドルハウジング４２には、吸入ポート４４とポンプ室Ｐを連通させる吸入流路５０、及びポンプ室Ｐと吐出ポート４５を連通させる吐出流路５１がそれぞれ形成されており、この吸入流路５０と吐出流路５１にそれぞれ、図１、図２の実施形態で説明した逆止弁（アンブレラ）１０が設けられている。すなわち、吸入流路（流路ブロック）５０に設けた段部５０ａには、弁体２０を上方に位置させた逆止弁１０の弁座３０が固定（接着）されていて、吸入ポート４４からポンプ室Ｐへの流体流を許してその逆の流体流を許さない吸入側逆止弁１０Ａを構成している。また吐出流路５１に設けた段部５１ａには、弁体２０を下方に位置させた逆止弁１０の弁座３０が固定（接着）されていて、ポンプ室Ｐから吐出ポート４５への流体流を許してその逆の流体流を許さない吐出側逆止弁１０Ｂを構成している。
【００１８】
以上の圧電ポンプは、圧電振動子４８が正逆に弾性変形（振動）すると、ポンプ室Ｐの容積が拡大する行程では、吸入側逆止弁１０Ａが開いて吐出側逆止弁１０Ｂが閉じるため、吸入ポート４４からポンプ室Ｐ内に液体が流入する。一方、ポンプ室Ｐの容積が縮小する行程では、吐出側逆止弁１０Ｂが開いて吸入側逆止弁１０Ａが閉じるため、ポンプ室Ｐから吐出ポート４５に液体が流出する。したがって、圧電振動子４８を正逆に連続させて弾性変形させる（振動させる）ことで、ポンプ作用が得られる。
【００１９】
以上の圧電ポンプでは、逆止弁１０の弁座３０を流路ブロック（吸入流路５０の壁面、ミドルハウジング４２）に接着固定しているが、弁座３０を流路ブロック構成材料に一体に成形することも可能である。勿論、本発明の逆止弁は、圧電ポンプ以外の用途にも使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による逆止弁及びその製造方法の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】同縦断面図である。
【図３】本発明による逆止弁を圧電ポンプに適用した一例を示す一部を断面とした平面図である。
【図４】図３のIV-IV線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０ 逆止弁
２０ 弁体
２１ 貫通孔（弁軸挿通孔）
３０ 弁座
３１ 弁軸
３１ａ 大径基部
３１ｂ 小径部
３１ｃ 抜止大径部
３１ｄ リング状部材
３２ 流路孔
３３ 環状突起
４０ 圧電ポンプ
４１ ４２ ４３ ハウジング（流路ブロック）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部に貫通孔を有する弾性材料からなる弁体；及び
この弁体の貫通孔に挿入される弁軸と、該弁体によって閉塞される流路孔とを有する弁座；
を備え、
上記弁軸の先端部は、上記弁体の貫通孔に挿通した後、該弁体が流路孔を閉塞した状態において抜止大径部とされていることを特徴とする逆止弁。
【請求項２】
請求項１記載の逆止弁において、抜止大径部は、熱かしめによって形成されている逆止弁。
【請求項３】
請求項１または２記載の逆止弁において、弁座には、弁体の周縁が弾接する環状突起が形成されている逆止弁。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の逆止弁において、弁座は、流路ブロックとは別部材から構成されていて、該流路ブロックに結合されている逆止弁。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか１項記載の逆止弁において、抜止大径部と弁座の間にリング状部材が配置されている逆止弁。
【請求項６】
中心部に貫通孔を有する弾性材料からなる弁体を準備するステップ；
この弁体の貫通孔に挿入される弁軸と、該弁体によって閉塞される流路孔とを有する弁座を準備するステップ；及び
上記弁座の弁軸を上記弁体の貫通孔に挿通し、該弁体が流路孔を閉塞した状態において先端部を熱かしめし、抜止大径部を形成するステップ；
を有することを特徴とする逆止弁の製造方法。
【請求項７】
請求項６記載の逆止弁の製造方法において、弁座には、弁体の周縁が弾接する環状突起が形成されている逆止弁の製造方法。
【請求項８】
請求項６または７記載の逆止弁の製造方法において、弁座は、流路ブロックとは別部材から構成されていて、該流路ブロックに結合するステップをさらに含む逆止弁の製造方法。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれか１項記載の逆止弁の製造方法において、抜止大径部と弁体の間にリング状部材を配置した逆止弁の製造方法。
【請求項１】
中心部に貫通孔を有する弾性材料からなる弁体；及び
この弁体の貫通孔に挿入される弁軸と、該弁体によって閉塞される流路孔とを有する弁座；
を備え、
上記弁軸の先端部は、上記弁体の貫通孔に挿通した後、該弁体が流路孔を閉塞した状態において抜止大径部とされていることを特徴とする逆止弁。
【請求項２】
請求項１記載の逆止弁において、抜止大径部は、熱かしめによって形成されている逆止弁。
【請求項３】
請求項１または２記載の逆止弁において、弁座には、弁体の周縁が弾接する環状突起が形成されている逆止弁。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の逆止弁において、弁座は、流路ブロックとは別部材から構成されていて、該流路ブロックに結合されている逆止弁。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか１項記載の逆止弁において、抜止大径部と弁座の間にリング状部材が配置されている逆止弁。
【請求項６】
中心部に貫通孔を有する弾性材料からなる弁体を準備するステップ；
この弁体の貫通孔に挿入される弁軸と、該弁体によって閉塞される流路孔とを有する弁座を準備するステップ；及び
上記弁座の弁軸を上記弁体の貫通孔に挿通し、該弁体が流路孔を閉塞した状態において先端部を熱かしめし、抜止大径部を形成するステップ；
を有することを特徴とする逆止弁の製造方法。
【請求項７】
請求項６記載の逆止弁の製造方法において、弁座には、弁体の周縁が弾接する環状突起が形成されている逆止弁の製造方法。
【請求項８】
請求項６または７記載の逆止弁の製造方法において、弁座は、流路ブロックとは別部材から構成されていて、該流路ブロックに結合するステップをさらに含む逆止弁の製造方法。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれか１項記載の逆止弁の製造方法において、抜止大径部と弁体の間にリング状部材を配置した逆止弁の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−１０６８６５（Ｐ２００８−１０６８６５Ａ）
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９１０５４（Ｐ２００６−２９１０５４）
【出願日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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