簧片阀装置
阅读：612发布：2020-05-11
专利汇可以提供簧片阀装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且簧片 阀 装置(10)包括 阀座 (20)、簧片(30)、以及限制器(40)。阀座(20)具有孔开口部(22)、以及落位面(23)。簧片(30)具有：簧片基端部(31)，其被固定在落位面上；以及簧片延伸部(32)，其从簧片基端部延伸到顶端侧，并对孔开口部进行 开关 。限制器(40)限制簧片延伸部的上升量。簧片延伸部在其基本形状下被弯曲，使得其随着从基端侧向顶端侧而远离落位面。，下面是簧片阀装置专利的具体信息内容。
簧片阀装置
技术领域
背景技术
[0002] 为了对流体所流过的流体孔的孔开口部根据其内外压力差来进行开关，使用作为止回阀或者单向阀中的一种的簧片阀装置。簧片阀装置包含对孔开口部进行开关的能弹性变形的簧片，若孔开口部内的压力比孔开口部外的压力低，则簧片紧贴于孔开口部的周缘部的落位面而关闭孔开口部。此外，簧片阀装置还包括限制器，该限制器用于限制簧片在开阀时的上升量。在专利文献1中，公开了簧片阀装置的一例。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1：日本国实开昭63-164674号公报
发明内容
[0006] 发明要解决的课题
[0007] 一般而言，簧片由简单的平板构成，限制器为如下构造：从基端部延伸到顶端侧的延伸部相对于基端部被单纯地弯曲。因此，簧片在开阀时，延伸部相对于基端部被单纯地弯曲，使孔开口部开放。
[0008] 但是，在这样的构造的情况下，在簧片闭阀时，簧片的延伸部会急剧地恢复到闭阀状态，不能延迟簧片的闭阀定时，由此，有时会产生各种问题。
[0009] 因此，本公开鉴于上述情况而被发明，其课题在于提供一种能够延迟簧片的闭阀定时的簧片阀装置。
[0010] 用于解决课题的手段
[0011] 根据本公开的一个方案，提供一种簧片阀装置，其特征在于，
[0012] 包括：
[0013] 阀座，其具有孔开口部、以及被形成于上述孔开口部的边缘部的落位面，[0014] 簧片，其能弹性变形，并具有被固定在上述阀座的落位面上的簧片基端部、以及从上述簧片基端部延伸到顶端侧并对上述孔开口部进行开关的簧片延伸部，以及[0015] 限制器，其限制上述簧片延伸部的上升量；
[0016] 上述簧片延伸部在其基本形状下被弯曲，使得其随着从基端侧向顶端侧而远离上述落位面。
[0017] 优选的是，上述簧片延伸部在其基本形状下，在从基端侧向顶端侧的长度方向上具有恒定的曲率半径。
[0018] 上述簧片基端部在其基本形状下具有平面形状，并且具有螺栓插入孔。发明效果[0019] 根据本公开的簧片阀装置，发挥能够延迟簧片的闭阀定时这样的良好效果。
[0021] 图1是表示应用本公开的实施方式的簧片阀装置的引擎的概要图。
[0022] 图2A是表示本实施方式的簧片阀装置的俯视图。
[0023] 图2B是示意性地表示图2A所表示的b－b线的剖面的一部分的示意图。
[0024] 图3是表示处于基本形状的簧片的主视剖视图。
[0025] 图4是表示处于闭阀状态的簧片的主视剖视图。
[0026] 图5A是表示第1比较例的簧片阀装置的俯视图。
[0027] 图5B是示意性地表示图5A所表示的b－b线的剖面的一部分的示意图。
[0028] 图6是表示本实施方式中的簧片延伸部的落位情况的概要图。
[0029] 图7是表示第1比较例中的簧片延伸部的落位情况的概要图。
[0030] 图8是表示第2比较例的簧片阀装置的俯视图。
[0031] 图9是表示处于基本形状的第3比较例的簧片的主视剖视图。
[0032] 图10是表示第4比较例的簧片阀装置的主视剖视图。
[0033] 图11是表示处于闭阀状态的第4比较例的簧片阀装置的主视剖视图。
具体实施方式
[0034] 以下，参照附图说明本公开的实施方式。
[0035] 在图1中，概要性地表示了应用本公开的实施方式的簧片阀装置的引擎(内燃机)1。虽然本实施方式的引擎1为被搭载在车辆上的压缩点火式内燃机，即柴油引擎，但是引擎的种类及用途等是任意的。此外，簧片阀装置不限于应用于引擎，可应用于各种用途。
[0036] 在引擎1的旋转轴2(由凸轮轴、曲轴、或与它们联动的旋转轴构成)上，经由机械式联轴器等连结器3而连接有真空泵4。真空泵4由旋转轴2旋转驱动，来吸入、排出空气。真空泵4通过配管5来从负压罐6吸入空气，并在负压罐6内产生负压。所产生的负压被供给到将其作为驱动源的各辅机7中。作为润滑油的油被供给到真空泵4中。
[0037] 真空泵4将所吸入的空气与完成了润滑的油的混合流通过配管8或直接输送到簧片阀装置10中，并通过簧片阀装置10来排出。簧片阀装置10在真空泵4侧对其的压力比非真空泵4侧(排出侧)对其的压力低时闭阀，防止来自真空泵4及负压罐6的负压泄漏。此外，在这些压力的大小逆转时，具体而言，在上述混合流被输送到簧片阀装置10中时开阀，使得混合流能够排出。
[0038] 在图2A及图2B中，表示了本实施方式的簧片阀装置10。图2A为俯视图，图2B为示意性地表示沿图2A所示的b－b线的剖面的一部分的示意图。
[0039] 如图所示，簧片阀装置10包括阀座20、簧片30、以及限制器40。阀座20具有：流体孔21，其被连通在上述配管8上；孔开口部22，其被形成在流体孔21的出口端；以及落位面23，其被形成在孔开口部22的边缘部。作为流体的上述混合流在簧片30开阀时，在流体孔21内向上流动，并从孔开口部22排出。虽然孔开口部22的俯视形状如图2A所示为椭圆形，但是该形状是任意的。
[0040] 簧片30由金属制或合成树脂制的能弹性变形的薄板构成。簧片30具有：簧片基端部31，其被固定在阀座20的落位面23上；以及簧片延伸部32，其从簧片基端部31延伸到顶端侧(图2B的右侧)，并对孔开口部22进行开关。将簧片基端部31与簧片延伸部32的边界位置用图中X来表示。在孔开口部22内的压力(称为“孔内压”)Pa与孔开口部22外的压力(称为“孔外压“)Pb相等的基准状态时，簧片30具有如图所示的基本形状(未被变形时的形状)。
[0041] 限制器40用于在簧片30开阀时限制簧片30(尤其是簧片延伸部32)的上升量(从落位面23向图的上方或开阀方向的移动量)。虽然限制器40由金属制或合成树脂制的板构成，但是厚度比簧片30厚，不会实质上发生弹性变形。限制器40包括：限制器基端部41，其被叠加固定在簧片基端部31上；以及限制器延伸部42，其从限制器基端部41延伸到顶端侧，并且沿斜上方向延伸。限制器基端部41与限制器延伸部42的边界位置也用X来表示。
[0042] 簧片30与限制器40由共通的螺栓50悬臂状地共同拧紧并固定。即，预先插过有垫圈51的螺栓50被依次插过被设置在限制器基端部41上的螺栓插入孔49、以及被设置在簧片基端部31上的螺栓插入孔39，并被拧紧在被设置在落位面23上的内螺纹孔29中。当然，簧片30与限制器40的固定方法是任意的，也可以是，将两者分别固定，还可以是，用螺栓以外的手段来固定。
[0043] 限制器40包括弯曲部43，该弯曲部43被设置在限制器基端部41与限制器延伸部42的边界位置X，并被弯曲，使得限制器延伸部42相对于限制器基端部41向上升方向(图2B的上方)倾斜。在图2A中，表示了弯曲部43的弯曲线43L。弯曲线43L在比孔开口部22靠基端侧的边界位置X上，为直线状。限制器延伸部42在弯曲部43处被相对于限制器基端部41向上升方向仅弯曲了角度α1，使得限制器延伸部42相对于落位面23的面方向成预定的向上角度α1。
[0044] 本实施方式的特征尤其体现在如下的点上：在图2A及图2B所示的基本形状下被弯曲，使得簧片30的簧片延伸部32随着从基端侧(图2A及图2B的左侧)向顶端侧(图2A及图2B的右侧)而远离落位面23。
[0045] 图3单独表示处于基本形状的簧片30。如图2A、图2B、以及图3所示，簧片延伸部32具有弯曲(面)形状，尤其在从基端侧向顶端侧的长度方向，特别是全长上，具有恒定的曲率半径R。与此不同，簧片基端部31具有模仿落位面23的平面形状的平面形状。簧片基端部31也具有上述的螺栓插入孔39。
[0046] 如图2A及图2B所示，在本实施方式中，簧片延伸部32被弯曲成簧片延伸部32的顶端部33与限制器延伸部42抵接或极接近的程度。然而，该弯曲程度是任意的。如此，作为簧片延伸部32被弯曲的结果，在簧片延伸部32如图所示为基准状态时，打开了孔开口部22。
[0047] 接下来，叙述本实施方式的作用效果。
[0048] 在孔内压Pa为比孔外压Pb低第1预定值的预定的闭阀压以下时，如图4所示，簧片延伸部32紧贴在落位面23上，并闭合孔开口部22，成为闭阀状态。由此，通流体的过孔开口部22的流通被阻止。此时，簧片延伸部32从基本的弯曲形状被弹性变形成平面形状。
[0049] 在此，上述第1预定值是为使簧片延伸部32的弯曲形状弹性变形成平面形状所必需的最小的值。簧片30及簧片延伸部32的厚度较薄(例如0.2mm左右)，可容易地弹性变形，基准状态下的簧片延伸部32的顶端部33的上升量H1也极小(约1.5mm左右)。因此，在实用上，能够忽视向那样的平面形状的弹性变形所需要的压力(上述第1预定值)，簧片延伸部32在孔内压Pa比孔外压Pb低时，就会闭合孔开口部22。
[0050] 另一方面，在孔内压Pa比上述闭阀压高时，簧片延伸部32开放孔开口部22，成为开阀状态，并允许流体的通过孔开口部22的流通。而且，在孔内压Pa为比孔外压Pb高第2预定值的预定的全开压以上时，簧片延伸部32紧贴(粘贴)在限制器延伸部42的下表面47上，使孔开口部22全开，成为全开状态。此时，簧片延伸部32相对于簧片基端部31在弯曲部43的位置向斜上方弯折，簧片30被弹性变形，使得簧片延伸部32的基本弯曲形状被改变成模仿限制器延伸部42的下表面47的形状的平面形状。由此，簧片30或簧片延伸部32的上升量被限制。
[0051] 在此，在簧片延伸部32从全开状态转变为闭阀状态时，簧片延伸部32从平面形状暂且转变为弯曲形状，之后转变为平面形状。通过加入这样的弯曲模式，从而能够将簧片30从全开状态转变为闭阀状态时的该转变比较缓慢地进行，并能够延迟簧片30的闭阀定时。
[0052] 将该点与第1比较例进行比较来说明。在图5A及图5B中，表示了第1比较例的簧片阀装置的基本状态。图5A为俯视图，图5B是示意性地表示沿图5A所示的b－b线的剖面的一部分的示意图。方便起见，对于与本实施方式中的要素对应的要素标注相同的附图标记。第1比较例主要在如下的点上与本实施方式不同：簧片延伸部32的基本形状不是弯曲形状，而是从簧片基端部31笔直延伸的平面形状。
[0053] 在第1比较例中，在全开状态下紧贴在限制器延伸部42的下表面47上的簧片延伸部32(为平面形状)会在闭阀时下降(弹性恢复)，并抵接于落位面23而闭合孔开口部22。此时，因为簧片延伸部32的基本形状为平面形状，所以通过簧片延伸部32在保持着其平面形状的状态下以弯曲部43的位置为中心而铰链状地旋转，单纯地消除弯曲，从而恢复到闭阀状态。在从全开状态到闭阀状态之间，簧片延伸部32的形状几乎不会变化。因此，会急剧恢复到闭阀状态，难以延迟簧片30的闭阀定时。
[0054] 与此不同，在本实施方式中，因为能够在从全开状态到闭阀状态之间，使簧片延伸部32的形状发生变化，所以相应地，能够缓慢地进行向闭阀状态的转变，并能够延迟簧片30的闭阀定时。在本实施方式的情况下，使簧片30的闭阀时的动作与第1比较例相比发生变化，并延迟了簧片30的闭阀定时。簧片30的闭阀定时延迟的事实也由本发明人通过测试等进行了确认。
[0055] 此外，在本实施方式的情况下，从全开状态转换到闭阀状态时，簧片延伸部32从基端侧起逐渐向落位面23落位，并从基端侧起逐渐使弯曲形状向平面形状转换。此外，在从基本的弯曲形状转变为最终的平面形状时，虽然很小，但是需要孔内压Pa与孔外压Pb的压力差仅为上述第1预定值。这些也被认为簧片30的闭阀定时延迟的理由。
[0056] 此外，在本实施方式的情况下，也存在如下这样的优点：能够比第1比较例可靠并且稳定地进行在闭阀状态时的孔开口部22的密封。
[0057] 图6表示本实施方式中的簧片延伸部32的落位情况。因为簧片延伸部32的长度方向上的曲率半径R恒定，所以在簧片延伸部32从弯曲形状转变为平面形状时，被等间隔地隔开的各长度方向位置Q1、Q2、Q3处的每单位时间的变形量S1、S2、S3相同。因此，在闭阀状态下，能够对落位面23施加均匀的密封压P，并能够可靠并且稳定地进行孔开口部22的密封。
[0058] 对此，若在图7所示的第1比较例的情况下，则簧片延伸部32仅进行上述铰链状的弯曲的结果是，簧片延伸部32的基端部附近的密封压P有与比其靠顶端侧的密封压P相比较小的倾向。因此，结果是，密封压P存在偏差，在第1比较例中，孔开口部22的密封性与本实施方式相比差。
[0059] 另外，本实施方式的簧片延伸部32在转变为闭阀状态时，从基端侧逐渐转变为平面形状，并向落位面23紧贴。根据这样的变形方法，关于本实施方式，即使簧片延伸部32的长度方向的曲率半径R不为恒定，也能够得到良好的落位状态，并能够稳定地进行密封。
[0060] 顺便说明，在本实施方式的簧片阀装置10的应用例中，通过延迟簧片30的闭阀定时，从而得到如下这样的优点。
[0061] 即，在应用第1比较例的簧片阀装置的情况下，在图1所示的引擎1中，存在驱动真空泵4时的驱动力矩的变动较大，会从泵驱动系统产生异响的问题，例如从连接器3产生机械性的敲打声的问题。如第1比较例那样，若簧片30急速闭阀，则Pa＜Pb，并且在簧片30进行闭阀动作的过程中，逆流到孔开口部22内的空气(在图7中用箭头J1来表示)的量减少。因此，在流体孔21乃至真空泵4的内部，油量比例与空气量比例相比显著增多，因为油为非压缩性流体，所以压缩泵内的油与空气的混合流体时的驱动力矩变动变大，产生异响。
[0062] 然而，在本实施方式中，因为簧片30的闭阀定时延迟，所以Pa＜Pb，并且在簧片30进行闭阀动作的过程中，能够增大逆流到孔开口部22内的空气(在图6中用箭头J1来表示)的量。因此，能够增加真空泵4内的空气量比例。因为空气为压缩性流体，所以能够抑制压缩泵内的油与空气的混合流体时的驱动力矩变动，并抑制异响的产生。
[0063] 另外，如图8所示，还存在另一个第2比较例，该第2比较例包括在俯视下弯曲的孔开口部22、簧片(未图示)以及限制器40。剖视图与图4B相同。因为该第2比较例也与第1比较例具有相同的作用效果，所以本实施方式优于该第2比较例。
[0064] 也可以将本实施方式的俯视形状变为图8所示那样的弯曲形状。
[0065] 接下来，与虽然和本实施方式类似，但是和本实施方式不同的其它的比较例进行比较，说明本实施方式的优点。
[0066] 在图9中，单独表示了处于基本形状的第3比较例的簧片30。簧片延伸部32具有弯曲(面)形状，与本实施方式被同样地构成。然而，簧片基端部31与本实施方式不同，具有与簧片延伸部32连续的弯曲(面)形状，并在其上形成有螺栓插入孔39。即，第3比较例的簧片30整体具有弯曲形状，其长度方向整体的曲率半径R被设为恒定。
[0067] 如此，在安装时，通过螺栓50的紧固力强制地使簧片基端部31弹性变形为平面形状来安装。因此，存在如下缺点：在安装状态下，使螺栓50松动的力始终作用，螺栓50容易松动。
[0068] 但是，因为本实施方式的簧片30的簧片基端部31的基本形状为平面形状，所以不会作用使螺栓50松动的力，并能够消除这样的缺点。
[0069] 当然，在第3比较例中，也包含弯曲形状的簧片延伸部32，并得到了通过将簧片延伸部32设为弯曲形状而产生的本实施方式的上述作用效果。因此，第3比较例被包含在本发明的实施方式中。
[0070] 在图10中，表示了第4比较例的簧片阀装置10，尤其表示了处于基本形状的簧片30。如图所示，簧片延伸部32并非弯曲形状，而是具有平面形状的基本形状。但是，簧片延伸部32在弯曲部43的位置或边界位置X，被以比限制器40的角度α1小的角度α2相对于簧片基端部31向上升方向弯曲。即，簧片30在该位置预先被弯曲。由此，簧片延伸部32在如图所示为基准状态时，打开了孔开口部22。
[0071] 在这样的情况下，如图11所示，簧片30弹性变形成闭阀状态时，在弯曲部43的位置附近簧片延伸部32有远离落位面23(翘起)的倾向(图示有夸张)，不能在该位置附近确保充分的密封压，会存在密封不稳定的风险。这与图7所示的第1比较例大致相同。
[0072] 但是，根据本实施方式，如上所述，即使在该位置也能够得到充分的密封压，并能够稳定地进行密封。
[0073] 以上，虽然详细地叙述了本发明的实施方式，但是本发明也可能存在其它的实施方式。例如，也可以是，簧片延伸部32的曲率半径R在长度方向上不为恒定，还可以是，使其根据长度方向的位置来发生变化。
[0074] 本发明的实施方式不仅限于上述的实施方式，由权利要求书所规定的本发明的思想所包含的一切变形例及应用例、等同物也被包含在本发明内。因此，本发明不应被限定地解释，也可以应用于归属在本发明的思想的范围内的其它任意技术。
[0075] 本申请基于2015年6月30日申请的日本专利申请(特愿2015-131402)，并将其内容作为参照援引于此。
[0076] 工业可利用性
[0077] 本发明的簧片阀装置具有能够通过简易的构造而可靠地延迟簧片的闭阀定时这样的效果，并在能够防止因簧片的延伸部急剧地恢复到闭阀状态而发生内燃机的动作不良等这一点上有用。
[0078] 附图标记说明
[0079] 10 簧片阀装置
[0080] 20 阀座
[0081] 22 孔开口部
[0082] 23 落位面
[0083] 30 簧片
[0084] 31 簧片基端部
[0085] 32 簧片延伸部
[0086] 39 螺栓插入孔
[0087] 40 限制器
[0088] R 曲率半径
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