JPS6014669A - 逆止弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔背景技術〕 本発明は周期の短い振動その他の厳しい条イ！１の下で
作動づ゛るにうに設計されｌ〔、慣性の小さい逆止弁に
係るものである。

より具体的には上記逆止弁は、自動車用エンジンの排気
ガスを導く装置に使用するＪ：うに設π１されたもので
あり、この排気装置の中で発生ずる周期の短い振動を伴
なう背ｊ■を受Ｕながら高温で作動Ｊるものである。上
記逆止弁は比較的低い流入圧で作動し、圧力低下が極め
て低いものでな（〕ればならない。更に上記逆止弁【ま
、上記エンジンのアイドル運転時に発生づ“るような周
期の比較的長い振動から、上記エンジンの最高速度で運
転する＋１＆に発生づ−るような周期の比較的短い振動
までの、広い範囲で効率良く作動しなければならない。

上記逆止弁は弾ツノ性を右するダイヤフラムを有し、こ
のダイヤフラムは外力を受りると上記逆止弁の構成部Ｉ
に部分的に接触するようになるので、上記逆止弁構成部
材が上記ダイヤフラムを損傷しないＪζうに設計しな（
プればならない。

〔発明の（■要〕

本発明は自動車用エンジンの排気ガスを導く装置に用い
るのに適当な慣性の小さい逆止弁に関するものｅある。

上記逆止弁は、ばねを含まず環状のダイヤフラム支持体
を含むダイヤフラム支持体ど、上記ダイヤフラム支持枠
の両端部に結合されたアーチ形のダイＡ７フラムリミツ
タと、ダイヤフラムと、ダイヤフラム支持部拐とをイｊ
′？Ｉる。上記ダイＡ７フラムは組み込まれる前に円形
の平らな形に作られる。上記ダイＡ７フラムは弾力性を
有づるシート状の材料で作られ、上記ダイヤフラム支持
体のダイＡ７フラムリミツタとダイヤフラム支持体月ど
の間に組み込まれた時に、このダイヤフラムの中火部が
押されて所定距離だ（プ移動して、このダイヤフラムの
外周部が上記ダイＡ７フラムリミツタから上記ダイヤフ
ラム支持部月の方に突出り−る１■１形になる。上記ダ
イＡ７フラムリミツタは丸く、その大ぎさが上記ダイＡ
７フラムと一致するが、はぼ半円筒形をなづ゛。上記ダ
イヤフラム支持体は上記逆止弁の本体を構成する２つの
円錐台形の部材の間に装着ネれ、上記２つの円錐台形の
部材はその大きいｈの端部を対向させるように配設され
る。

上記ダイ１７フラム支持体を保持りる上記２つの円錐台
形の部材は大きざが異なる。上記一方の円錐台形の部材
は上記逆止弁の吐出部を形成し、この円錐台形の部材は
上記逆止弁の流入部を形成づる上記他力の円＄１Ｆ台形
部側にりも直径が大ぎく、軸方向の長さが長い。上記流
入部を構成部る円錐台形部材は環状の弁座を有し、この
弁座は上記円錐台形部材の大きい方の端部の内側の縁に
入る。上記逆止弁を関３１装置に装着覆るために、上記
逆止弁の本体の両側に取イ」部が設（〕られる。」ニ上
記止弁を構成する各部材は、上記弾力性を右りるダイヘ
ノフラムを除いて、金属製とするのが好ましい。

〔発明の実施例〕

第１図に本逆止弁の軸面に沿う断面を示す。本逆止弁１
０はハウジングを右し、このハウジングはほぼ円錐台形
の２つの本体部分を構成する。上記一方の円錐台形の部
分１２は流入部１４を形成し、上記他方の円錐台形の部
分１６は吐出部１８を形成１“る。上記両回錐台形部分
の大きい方の端部即ら底部は互いに対向し、この底部の
周縁は合わせてシールされる。上記各底部周縁は横に平
らなフランジ２８．３０にするのが好ましい。フランジ
３０の周囲に舌状部３２があり、この舌状部３２は上記
円錐台形部分１２のフランジ２８をぴったりと受容し冑
るような内径を有する。舌状部３２は、この舌状部３２
がフランジ２８の縁を内側に押圧して上記ハウジング部
を固定し、Ｈつこのハウジング部と上記フランジ部との
間に挟まれＣいるダイヤフラム支持部の環部を固定する
に充分な幅を右づる。上記舌状部は図では吐出部１Ｇと
一体化された部分であるにうに表わしであるが、この舌
状部は流入部１２に設【プてム良く、あるいは分離した
部分とすることもできる。この西状部は、上記円錐台形
部とダイヤフラム支持部を最終組立段階で同軸に並らべ
、上記ハウジング部とバにシールする作用をする。

流入部１２は垂直な取（＝Ｊ部３４をイＪし、この取イ
」部３４は紐形のホース結合部を右し、このホース結合
部は上記流入部の円錐台形部分の小さい方の端部に一体
化構造で取り付ｃ）られる１、流入部１２の大ぎい方の
端部に環状のリブ即ち弁座４０が設置ツられる（第６図
参照）。この弁座４０は断面が切頭三角形であり、この
切頭三角形の内側の角度をな寸部分は流入部１２の円錐
台形部の内側の縁になる。上配り頭三角形部分の端部４
２はほぼ平らで幅が０．７６２＃（０，０３インチ）で
あり、この端部４２の内径）よ約２７．９４ｍｍ＜約１
．１インチ）である。上記弁座の他方の角度をなす側部
４４は上記弁座４０と同心円の凹部４６の側部を形成Ｊ
−る。この凹部はほぼ平らな壁面４７を有し、この壁面
４７は上記弁座４０の外削縁部から上記ダイヤフラムの
縁を越えて横に延び。

この横に延びた部分は上記横に延びた平らなフランジ２
８に結合され、この結合は傾斜した環状壁部４８によっ
て行なわれ、したがって上記外側のフランジは上記弁座
４ｏの面を越える面上にある。

この場合の上記率らな凹部壁面の内側面と上記弁座との
間の軸方向の距離は０．２５４ｍｍ（０，０１インチ）
である。図に示す例では、流入部１４の大きい方の端部
の内周縁と上記弁座４０の内周縁とが同心円であるから
、この両内周縁の直径が等しく、また上記端部の直径が
これに対応する上記円錐台形部の吐出部１８の大きい方
の端部の内径即ち底面端部の内径より小さい。前者の直
径を後者の直径より約１／４小さくするのが虹状しい。

上記流入部１４の側壁は、傾斜角度が１９°、軸方向の
良さが１７．７８ｍ　（０，フインチ）である。

上記実施例では、上記吐出部１８は、壁面の角度が１３
°、軸方向の長さが２２．８５ｍｍ（０，９インチ）、
大ぎい方の端部の内径が／１０．６４姻（１，６インチ
）である。この−寸法は、吐出部の容積が上記流入部の
容積より実質的に大きくなるように選定づる。用出部１
８の小さい方の端部に雌ねじ溝をイボする垂直な取付部
４つを固定する。

タイＡ７フラム支持体５０はダイＡ７フラム支持枠５２
、ダイＡ７フラム５！Ｉ、ダイヤフラム支持部材５６、
及びこれらの構成部月を全て保持するための少なくとも
１個の固定部材５８を有り−る。上記支持枠は円形の金
属板で作り、これに平らな外環６２及びアーチ形のダイ
ヤフラムリミッタ６４を設り、このダイヤフラムリミッ
タ６／Ｉを半径方向に設けられた２個の狭いウェブ６６
で上記外環の内側に一体化Ｊ″るＪ：うに結合し、上記
ウェブ６６は上記グイＡ７フラムリミツタの反対側の位
置に取りイ」【プるのが好ましい。上記各ウェブ６６に
は上記ダイヤフラムリミッタ６４と上記外環６２との間
のほぼ中央に傾斜した真正り部即ち段差６８を設り（第
２図参照）、これににって上記ダイＡ７フラムリミツタ
を上記逆止弁の流入部端部の方に浮かり−のが好ましい
。この浮が？ｌ−程度は、上記ウェブ６６と上記環状の
弁座４ｏのウェブに最も近い点との間の間隙より少なく
ぜず、組立時に上記ダイヤフラムの厚さより少な（なら
ないようにしなシブれぽならない。上記間隙は０．１２
７ＩｎＩｎ（０，００５インチ）程度にするのが好まし
い。

上記ダイＡ７フラムリミツタ６４はアーチ形に成形づる
前はばぼ円形であるのが好ましい。このダイヤフラムリ
ミッタ６４の大きさは上記ダイヤフラムの大きさとほぼ
同じであるが、できればこのダイヤフラムより若干小さ
く覆る。上記アーチ形のダイヤフラムリミッタは、その
直径が屈曲しないにうに円筒形の型で作るのが好ましく
、この直径は上記ウェブの中心線に合わせて上記円筒形
の成形用型の軸を含む面上に設ける。換言すれば、上記
ダイヤフラムリミッタ６４は部分形に円筒形であり、上
記ダイヤフラムリミッタの素材を半径の小ざい円筒管の
円形部分に入れ、この円形部分で成形し、上記円筒管か
ら上記ダイＡ７フラムリミツタを切り出したような形を
している。上記ダイヤフラムリミッタの内側の曲率半径
は上記円形管の半径の約２／３とするのが好ましい。こ
の曲面は上記ダイヤフラムから離れて上記逆止弁の吐出
部端部に向かうようにＪる。上記逆止弁のねし溝を設り
た部分は上記ダイＡ７フラムリミツタ６４の縁と上記吐
出部の内側の上記ダイヤフラムリミッタに最も近い点と
の間の開放部を形成するが、このねじ部は上記流入部の
ボース取付部３４の間口部よりも約１／４大きくしな【
プればならない１．￥５１図乃至第４図に示す実施例で
は、２個の固定具用孔を有し、この孔は同径で離間し、
この離間間隔は上記ダイヤフラムリミッタの中心及び上
記屈曲しない直径即ち中心線から上記孔の直径に等しい
距離である。第７図に、上記ダイヤフラムリミッタと基
本的に同じダイＡ７フラムリミツタ１６４を示し、この
ダイヤフラムリミッタ１６４はその中心に１個の固定具
用孔を有する。

２つの異なるダイヤフラム支持部材を図に示す。

この２個の固定部材の支持体５６（第２図乃至第４図参
照）は長円形の平らな中火部６７を有し、この中央部６
７は平行な側部と半円形の端部とを右Ｊ−る。狭い壁体
６９は上記長円形の中央部６７の周縁に接する半径を有
する。円形部即ら平らな翼形部７１は上記アーチ形の壁
面の平行な側部の頂部から平面的に延び、そのために上
記ダイヤフラム支持部材の周縁部の形はほぼ円形をなす
。上記平らな中央部６７０半円形の中央にある固定部材
用孔は眉イ」平頭リベッ１−のＪ、うな固定部材５８の
ためのものである。

上記固定部材が１個の場合は、この固定部材は第７図に
示づ゛ダイＡ７フラム支持体１５０ど関連し、この固定
部材は丸い■１状部材１５６より成り、この皿状部月１
５６は孔のあいた平らな円形の底部１５７、アーチ形に
広がる中央壁部１６つ及び平らな環状リム１７１を有づ
る。上記ダイヤフラム支持部材の皿状部材の深ざは上記
ダイＡ７フラムの皿形部分の深さとほぼ同じである。た
だしこの場合のダイヤフラムの皿形部分の深さとは、こ
のダイヤフラムを上記ダイＡ７フラムリミツタに装着し
た後で、上記ダイレフラム支持体を」：記逆止弁ハウジ
ングに挿入する前の状態におりる寸法である。

上記両ダイ１７フラム支持体に共通な他の特徴は鋭い縁
を全て丸めであることであり、このにうに丸めるには、
例えば複数のダイヤフラム支持体をドラムの中で研磨材
と共に転がす等の方法を採用する。また上記ダイ１７フ
ラム支持体５６，１５６は上記ダイＡ７フラムの中火部
を押り゛ことによって上記逆止弁の作動Ｊる方向にダイ
Ａ７ノラムリミツタどしての作用もする。上記ダイ１７
フラム支持体【よ上記ダイヤフラムを支持づ−ると共に
、上記逆止弁の中でダイ１７ノラムの背圧のピーク値が
流入圧よりも高くなった時に、ダイヤフラムが作動中に
破壊されるのを防止する。

上記逆止弁を自動車に使用づ−る場合には、上記ダイＡ
７フラム５４を弾力のあるフッ素樹脂で作る。

このフッ素樹脂としては−２８，９℃乃至１４８．９°
Ｃ（−２０’Ｆ乃至３００丁）以上、好ましくは２３２
．２℃（４５０丁）までの温度範囲で比較的安定な物理
的性質を有づるものを使用１゛る。このにうな樹脂どし
ては、Ｅ、　Ｌデュポンネマース社（Ｅ、１．ＤＵｐｏ
ｌｌｔ　Ｎｅｍ０ＵｒＳ　ａｌｌｄ　Ｃｏ　）又はミネ
ソタ鉱業社（旧ｎｎｅｓｏｔａ旧ｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｈ
ａｎｕｆ’ａ−ｃｔｕｒｉ＋＋ｇ　Ｃｏ）がビ１〜ン（
Ｖｉｔｏｎ　）又はフローレル（Ｆｌｏｒｅｌ　）の商
品名で市販しているものを使用する。上記弾ツノ性のあ
るダイヤフラム５４は、上記実施例に使用するものどし
ては厚さが均一に０．７６２ｍ（０，０３インチ）で硬
さがデューロメータで７０のシート拐を用いて作るのが
好ましい。このダイＡ７フラム５４は円形で、直径が３
３．０２ｍ（１，３インチ）である。このダイヤフラム
の自径に沿って、直径が３．１７５ｍｍ（１／８インチ
）の孔を３細膜り、その中心間距離を上記直径の約１２
／３倍とする。この孔の外側の一対の孔１８０は上記固
定部材５８のためのしのであり、上記孔の内側の孔１８
２（第５図参照）はリリーフ用の孔であり、この孔１８
２は上記ダイヤフラム組立体を組み立てている間に、上
記ダイＡ７フラム５４が上記ダイヤフラム支持体５６と
ダイへ７フラムリミツタ６４の闇で押圧された時に、上
記ダイ入／フラムの周囲の部分を上記リリーフ用孔の部
分に冷開押出しによって逃がすだめのものである。上記
１個の固定部材１５０を使用する実施例の場合には、中
火の孔１８２だけを設ける。この孔１８２は上記固定部
Ｕｌ　５０を固定するリベツ１〜１５８のためのしので
ある。上記両ダイＡ７フラム支持体５０，１５０では、
ダイヤフラムの圧縮面積は上記ダイへ７７ラムの面積の
約１／１０でありは、上記ダイ１７フラムは部分的に上
記ダイヤフラムのもともどの厚さの７５乃至８５％の範
囲内に圧縮される。ここＣ注＠づべき′こと（Ｊ上記各
ダイヤフラムが上′記ダイＡ７ノラム支持体の平らな８
１１分と上記ダイＡ７フラムリミツタのアーチ形の表面
の反対側の面どの間でｆｆＥ縮されるという点である。

以上説明した慣性の小さい逆止弁は、周期が１００サイ
クル毎秒、流入圧が０．０３５１１徨／ｃｒｊ　（１／
　２ｐＳｉ　）程度、その周期的な背圧のピーク値が０
．７０３１ｋｇ／ｃｎ（１０１）Ｓｉ　）程度の時に有
効に作動り−る。上記逆止弁を構成する各部の相対的な
形状、寸法及び配置がこの逆止弁全体の作動特性にどの
にうに寄与するかは未だ正確に測定していないが、これ
らの諸元のいずれもが上記逆止弁の作動特性、耐用年数
、又は製造容易性に何らかの影響を与えることは明らか
である。また、上記逆止弁は、要求に応じて大型化する
ことも小型化り−ることも可能であり、自動車の排気装
置に使用Ｊる場合の環境条件よりも緩い条件の下で使用
すること−し可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本逆止弁の部分破談拡大立面図、第２図はダイ
ヤフラム支持体の上記逆止弁への最終取付前の段階にお
（プる第３図の２−２線に沿う断面図、第３図は第２図
に示すダイヤフラム支持体の平面図、第４図は第３図に
示１−ダイへ７フラム支持体の４−４線に沿う断面図、
第５図はダイヤフラム支持体に組み込む前の段階におけ
る弾力性のあるダイヤフラムの平面図、第６図は逆止弁
のハウジング内の環状弁座及びその近傍の部分を更に拡
大した部分断面図、第７図は第２図のダイヤフラム支持
体に類似するがその構成品を固定づる固定部材が１個で
あるダイヤフラム支持体の断面図である。 １０・・・逆止弁、１２．１６・・・逆止弁本体、１４
・・・流入部、１８・・・吐出部、２８．３０・・・フ
ランジ、３２・・・舌ν（部、３４・・・ホース取イ」
部、４０・・・弁座、４４・・・環状側部、４６・・・
環状凹部、４７・・・壁体凹部、４８・・・環状ヤ体、
４９・・・ＩＩねじ満を右Ｊる取ｆ」部、５０・・・ダ
イオフラム支持枠、５／Ｉ・・・ダイヤフラム、５６・
・・ダイオフラム支持枠、５８・・・固定部材、６２・
・・外環、６４・・・ダイＸフラムリミツク、６６・・
・ウェブ、６８・・・段差、６９・・・狭い壁体、１５
０・・・ダイヤフラム支持体、１５６・・・冊状部材、
１５７・・・底部、１６４・・・ダイＸ７フラムリミツ
ク、１７１・・・リム、１８０・・・外側の孔、１８２
・・・中央の孔。 出願人代理人　猪　股　清 ＦＩＧ、　！ ４ ＦＩＧ、　２ ＦＩＧ、３　’ ＦＩＧ、　４ ＦＩＧ、　５ ＦＩＧ、　６ ＦＩＧ、　７ ４１３−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　慣性の少ない逆止弁において、上記逆止弁はハウ
   ジング部材を有し、このハウジング部側はほぼ内針台形
   の側壁を有し、この側壁は流入部を形成し、この流入部
   の上記大ぎい方の端部に環状の弁座があり；また上記逆
   止弁はほぼ円錐台形の他のハウジング部材を右し、この
   ハウジング部材は吐出部を形成し；」ニ記両ハウジング
   部側の大きい力の端部は互いに対向するように配設され
   ：また上記逆止弁は上記ハウジング部材を上述のような
   関係位置にシール結合りる装置を右し：上記逆止弁はダ
   イヤフラム支持体を有し、このダイヤフラム支持体は上
   記両ハウジング部側の間に設【プられ、このダイヤフラ
   ム支持体は弾力性のあるダイヤフラムと、このダイ１７
   フラムの上記吐出部側に設けられたダイヤフラムリミッ
   タと、このダイヤフラムの上記流入部側に設（プられた
   ダイヤフラム支持部月と、これらの各部材を共に固定す
   るための固定部月とを有し、上記ダイヤフラム支持部拐
   は上記ダイヤフラムの中央部を上記ダイヤフラム支持部
   材と上記ダイヤフラムリミッタとの間で押圧することを
   特徴とする逆止弁。 ２、　上記ダイヤフラムの中央部を押圧して所定距離移
   動させることにより、このダイ１フラムの外周部を上記
   弁座の方向に偏位させることを特徴とづ特許請求の範囲
   第１項に記載の逆止弁。 ３、　上記ダイヤフラム支持部材の上記押圧される面が
   平らであり、上記ダイヤフラムリミッタの上記押圧され
   る面がアーチ形であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の逆止弁。 ４、　上記ダイヤフラム支持部材の上記抑圧を受りる面
   が長円形であり、この長円形が平行な側部及び半円形の
   ９ｉ：部を右することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の逆止弁。 ５、　上記ダイヤフラム支持部材の上記抑圧を受１）る
   面が平らであり、下端部が丸味を帯びた狭い壁体によっ
   て囲まれることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記
   載の逆止弁。 Ｇ、　上記グイ１７フラムの押圧される部分の面積がこ
   のダイ１７フラムの面積の１／１ｏであることを特徴と
   する特ｎ請求の範囲第１項に記載の逆止弁。 ７、　上記ダイ４７フラムの押圧される部分がその部分
   の最初の厚ざの７５乃至８５％までま押圧されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の逆止弁。 ８、　上記ダイヤフラムリミッタの上記ダイヤフラムに
   隣接する面が（まぼ半円筒形であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の逆止弁。 ９、　上記ダイヤフラム支持体が支持枠を含み、この支
   持枠が環状の外環を有し、この外環が上記ハウジング部
   材に挟まれ、また上記ダイヤフラム支持体が直径方向放
   射状に対向して延びるウェブを有し、このウェブが上記
   ダイＡ２フラムリミッタど上記外環との間で延び、この
   ウェブが上記弁座から離間し、この弁座の上記ウェブに
   最も近い部分と上記ウェブとの間の距姻が上記ダイ１フ
   ラムの厚さよりも長いことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の逆止弁。 １０、　上記ダイヤフラムリミッタが円形であって、は
   ぼ半円筒形になるまで曲がり、上記ウェブの中心線が上
   記ダイヤフラムリミッタの曲がらない方の直径と整列づ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の逆止
   弁。 １１、　上記つ１ブが段差を右し、この段差が上記ダイ
   １７フラムリミツタを上記外環から上記流入部の方に蘭
   ずことを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の逆止
   弁。 １２、　上記吐出部の大きい方の端部の内径が上記流入
   部の大ぎい方の端部の内径よりも大きいことを特徴とす
   る特κ９請求の範囲第１項に記載の逆止弁。 １３、　上記吐也部の直径の大ぎい方の端部が上記流入
   部の直径の大きい方の９ぶ；部よりも１／４人きいこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１２項に記載の逆止弁。 １４、　上記吐出部の軸方向の長さが上記流入部の軸方
   向の長さより長いことを特徴とする特許請求の範囲第１
   ２項に記載の逆止弁。 １５、　上記ハウジング部材が円錐台形であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の逆止弁。 １６、　上記流入部の側壁の角度が上記吐出部の側壁の
   角度にりも大きいことを特徴とする特許請求の範囲第１
   ５項に記載の逆止弁。 １７、　上記弁座に断面形状が切頭三角形をなし、この
   三角形の内角側が上記ハウジング部材の内側縁の一部を
   なり−ことを特徴とする特許請求のｆｔ！！ｍ第１項に
   記載の逆止弁。 １８、　上記ダイヤフラムが弾力性を右するフッ素樹脂
   で作られ、このフッ素樹脂がデューロメータＴニア０の
   硬度を有し、組み込まれる前の厚さが均一であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の逆止弁。 １９、　上記ダイヤフラムが中央に逃げ孔を有し、上記
   ダイ１７フラムを組み込む時に、このダイヤフラムの上
   記逃げ孔を取り囲む部分が上記逃げ孔の中に冷開押出し
   されることを特徴とする特Ｗ［請求の範囲第１項に記載
   の逆止弁。 ２０、上記ダイヤフラムが固定部伺用の２個の穴を右し
   、この穴が上記中央逃げ孔をはさｌυでその両側に離間
   前説されることを特徴とする特ｙ（請求の範囲第１９項
   に記載の逆止弁。