特許 7008797 バルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-13

(45)【発行日】2022-01-25

(54)【発明の名称】バルブ

(51)【国際特許分類】

   F16K 15/20 20060101AFI20220118BHJP

【ＦＩ】

F16K15/20 A

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020506383

(86)(22)【出願日】2019-03-25

(86)【国際出願番号】 JP2019012608

(87)【国際公開番号】W WO2020194471

(87)【国際公開日】2020-10-01

【審査請求日】2020-12-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000204033

【氏名又は名称】太平洋工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112472

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 弘

(74)【代理人】

【識別番号】100202223

【弁理士】

【氏名又は名称】軸見 可奈子

(72)【発明者】

【氏名】砂山 裕貴

【審査官】所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５９－１６０４０５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特表平１－５０１８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－１６７７８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ １５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スリーブと、
前記スリーブ内に直線運動可能に支持されかつ、一端部が前記スリーブの第１端面の先方に位置するシャフトと、
前記シャフトの前記一端部から側方に張り出す弁体と、
前記スリーブを包囲しかつ前記スリーブの外側面に固着する弾性部材と、
前記弾性部材に設けられ、バルブ取付対象部品のバルブ取付孔に圧入されてそのバルブ取付孔の内側面に密着する圧入シール部と、
前記弾性部材に設けられ、前記スリーブの前記第１端面を覆い、前記弁体が密着及び離間する弁座シール部と、を備えるバルブ。

【請求項2】

前記弾性部材に形成され、前記スリーブの前記第１端面側の端部を包囲する環状溝を有する請求項１に記載のバルブ。

【請求項3】

前記スリーブの前記第１端面側の端部の内側には、前記第１端面から離れる側を段付き状に縮径させてなる第１段差面が備えられ、
前記弁座シール部には、前記第１端面から前記第１段差面までの前記スリーブの内側面を覆う内面被覆部と、前記第１段差面を覆う段差面被覆部とが備えられ、
前記弁体は、前記段差面被覆部に密着及び離間する請求項１又は２に記載のバルブ。

【請求項4】

前記スリーブの前記第１端面側と反対側の第２端面側の部分の内側には、前記第１端面側を段付き状に縮径させてなる第２段差面が備えられ、
前記シャフトには、前記弁体と反対側の端部から側方に張り出すバネ係止突部が備えられ、
前記バネ係止突部と前記第２段差面との間に突っ張り状態に設けられる圧縮コイルバネを備える請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載のバルブ。

【請求項5】

前記圧縮コイルバネは、テーパコイルバネである請求項４に記載のバルブ。

【請求項6】

前記スリーブの前記第１端面側と反対側の第２端面側の端部は、前記弾性部材から露出し、その露出部分の外側面に螺子部が形成されると共に、その螺子部に螺合するキャップを備える請求項１乃至５の何れか１の請求項に記載のバルブ。

【請求項7】

前記弾性部材には、前記第１端面より前記スリーブから離れる側に延びて前記弁体の移動領域を側方から包囲する延長筒部が備えられている請求項１乃至６の何れか１の請求項に記載のバルブ。

【請求項8】

前記圧入シール部は、前記延長筒部に設けられている請求項７に記載のバルブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、バルブに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、バルブ取付対象部品に設けられたバルブ取付孔に圧入されるバルブが知られている。このようなバルブとして、バルブコアを収容したバルブステムの外周面を筒形弾性部材で覆ってなるものがある（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－５５６９５号公報（段落［００１７］、図２）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したバルブに対して、部品点数の削減が求められていた。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するためになされた請求項１の発明は、スリーブと、前記スリーブ内に直線運動可能に支持されかつ、一端部が前記スリーブの第１端面の先方に位置するシャフトと、前記シャフトの前記一端部から側方に張り出す弁体と、前記スリーブを包囲しかつ前記スリーブの外側面に固着する弾性部材と、前記弾性部材に設けられ、バルブ取付対象部品のバルブ取付孔に圧入されてそのバルブ取付孔の内側面に密着する圧入シール部と、前記弾性部材に設けられ、前記スリーブの前記第１端面を覆い、前記弁体が密着及び離間する弁座シール部と、を備えるバルブである。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本開示の第１実施形態に係るバルブの側断面図

【図2】弁体が開状態となったときのバルブの側断面図

【図3】第２実施形態に係るバルブの側断面図

【図4】バルブの弁体周辺の拡大側断面図

【図5】（Ａ）他の実施形態に係るバルブの側断面図、（Ｂ）他の実施形態に係るバルブの側断面図、（Ｃ）他の実施形態に係るバルブの側断面図

【図6】（Ａ）他の実施形態に係るバルブの側断面図、（Ｂ）他の実施形態に係るバルブの側断面図、（Ｃ）他の実施形態に係るバルブの側断面図

【図7】（Ａ）他の実施形態に係るバルブの側断面図、（Ｂ）他の実施形態に係るバルブの側断面図、（Ｃ）他の実施形態に係るバルブの側断面図

【図8】（Ａ）他の実施形態に係るバルブの側断面図、（Ｂ）他の実施形態に係るバルブの側断面図、（Ｃ）他の実施形態に係るバルブの側断面図

【図9】（Ａ）他の実施形態に係る弁体の側面図、（Ｂ）他の実施形態に係る弁体の側面図、（Ｃ）他の実施形態に係る弁体の側面図、（Ｄ）他の実施形態に係る弁体の側断面図

【図10】（Ａ）他の実施形態に係るバルブの側断面図、（Ｂ）他の実施形態に係るバルブの側断面図

【発明を実施するための形態】

【0007】

［第１実施形態］
図１には、第１実施形態のバルブ１０が示されている。本実施形態のバルブ１０は、バルブ取付対象部品９０（例えば、タイヤホイールのリム）に設けられたバルブ取付孔９１に圧入される。バルブ１０は、スリーブ２０と、スリーブ２０の内側に挿通されるシャフト３０と、スリーブ２０を包囲する弾性部材４０と、を有する。

【0008】

スリーブ２０は、流体を流通させるための流通路を内側に有する。本実施形態では、スリーブ２０のうち軸方向の途中位置よりも一端側部分が、弾性部材４０で覆われ、スリーブ２０の他端部は、弾性部材４０から露出している。その露出部分の外周面には、雄螺子部２９Ｎが形成されている。そして、バルブ１０には、雄螺子部２９Ｎと螺合するキャップ２９が備えられる。以下では、バルブ１０において、スリーブ２０の一端側（図１における下側）を先端側、スリーブ２０の他端側（図１における上側）を基端側、ということとする。

【0009】

スリーブ２０の基端側部分の内側面には、先端側を段付き状に縮径させる基端側段差面２７が形成されている。なお、本実施形態では、スリーブ２０は、基端側の大径部２３と、先端側の小径部２５と、それらの間を連絡する段差部２４と、を有する。段差部２４からは、スリーブ２０の径方向外側に環状突部２４Ｔが張り出している。

【0010】

シャフト３０は、スリーブ２０の軸方向に直線運動可能に支持されている。シャフト３０の外径は、スリーブ２０の内径よりも一回り小さくなっていて、シャフト３０とスリーブ２０の間には、流体を流通させるための隙間が設けられている。シャフト３０の先端部は、スリーブ２０の先端面である第１端面２１（即ち、スリーブ２０の先端開口の開口縁）よりも先方に位置し（図１において下側に位置し）、スリーブ２０からはみ出している。シャフト３０の基端部は、スリーブ２０の基端側段差面２７よりも基端側（図１における上側）に配置される。シャフト３０の基端部からは、側方に（径方向外側に）バネ係止突部３１が張り出している。詳細には、バネ係止突部３１は、基端側に向かって先細りするテーパ状をなしている。

【0011】

本実施形態のバルブ１０には、スリーブ２０の基端側段差面２７とシャフト３０のバネ係止突部３１との間で、突っ張り状態となった圧縮コイルバネ３５が設けられている。圧縮コイルバネ３５は、基端側に向かって縮径されるテーパコイルバネとなっている。本実施形態では、圧縮コイルバネ３５は、シャフト３０をスリーブ２０と略同軸上になるように支持している。なお、スリーブ２０の内側面のうち周方向の複数位置から突出する突部を設けて、それら突部によって、シャフト３０を支持してもよい。

【0012】

本実施形態のバルブ１０では、シャフト３０の先端部から側方に弁体６０が張り出している。具体的には、弁体６０は、シャフト３０から周方向全体に亘って張り出している。弁体６０において基端側を向く弁体基端面６１は、基端側に向かって縮径されるテーパ面となっていて、弁体６０のうち最も大径となった部分（本実施形態では、弁体６０の先端部）は、スリーブ２０の内径よりも大径になっている。弁体６０は、圧縮コイルバネ３５によって、スリーブ２０の第１端面２１に向かって付勢されている（図１に示す状態に付勢されている）。

【0013】

弾性部材４０は、スリーブ２０が挿通される貫通孔４０Ａを有し、その貫通孔４０Ａとスリーブ２０の外側面とが固着している。なお、上述のように、弾性部材４０は、スリーブ２０の雄螺子部２９Ｎよりも先端側に配置され、本実施形態では、弾性部材４０の基端面は、スリーブ２０の環状突部２４Ｔのうち基端側を向く環状基端面２４Ｍと略面一になっている。

【0014】

弾性部材４０には、スリーブ２０の第１端面２１よりスリーブ２０から離れる側に延びた延長筒部４８が備えられている。延長筒部４８は、弁体６０の移動領域を側方から包囲している。なお、延長筒部４８の軸方向の途中位置には、鍔状に膨出した鍔状部４８Ｔが形成され、延長筒部４８の先端部には、鍔状部４８Ｔよりも大径の先端大径部４８Ｄが形成されている。

【0015】

弾性部材４０の外周面には、バルブ取付対象部品９０のバルブ取付孔９１に圧入されてバルブ取付孔９１の内周面に密着する圧入シール部４１が設けられている。詳細には、圧入シール部４１は、延長筒部４８に設けられていて、スリーブ２０の軸方向で鍔状部４８Ｔと先端大径部４８Ｄの間に挟まれた部分となっている。なお、本実施形態では、弾性部材４０は、先端側（延長筒部４８側）の部分が、スリーブ２０の径方向外側に膨らんだ形状となっている。

【0016】

ここで、弾性部材４０には、スリーブ２０の第１端面２１を覆う弁座シール部５０が設けられている。具体的には、弁座シール部５０は、弾性部材４０の貫通孔４０Ａの内周面のうち、スリーブ２０の軸方向でスリーブ２０の第１端面２１と弁体６０との間の部分から内側に突出している。より詳細には、弁座シール部５０は、弾性部材４０の貫通孔４０Ａの内周面から周方向全体に亘って内側に突出した環状突部となっていて、スリーブ２０の第１端面２１に固着している。弁座シール部５０の内径は、スリーブ２０の内径と略同じであり、弁体６０の最大径よりも小径となっている。なお、本実施形態では、弁座シール部５０において先端側を向く先端向き面５０Ｍは、スリーブ２０の軸方向に対して略直交している。また、本実施形態では、弾性部材４０の貫通孔４０Ａのうち弁座シール部５０よりも先端側部分（図１における下側部分）の径は、弁体６０に対して径方向で間隔があく大きさになっている。

【0017】

上述のように、弁体６０は、圧縮コイルバネ３５によって、スリーブ２０の第１端面２１に向かって付勢されている。従って、通常は、図１に示されるように、弁体６０が、弁座シール部５０と密着した状態（閉状態）に付勢されている。バルブ１０のキャップ２９が外され、シャフト３０が基端側から押圧されると、図２に示されるように、弁体６０が弁座シール部５０から先方に離間し（弁体６０が開状態となり）、スリーブ２０の基端側からバルブ１０に流入した流体が、スリーブ２０及び弁座シール部５０と、シャフト３０との間を通って、バルブ１０の先端側から流出するようになっている。即ち、本実施形態では、弁座シール部５０のうちシャフト３０が挿通される挿通孔５０Ａが、弁体６０によって開閉される弁口となっている。

【0018】

本実施形態のバルブ１０は、以下のようにして製造される。スリーブ２０（例えば、金属製のもの）を成形金型にインサートし、成形金型内に弾性部材４０の原料（例えば、熱硬化性エラストマーの原料）を注入する。そして、その原料を成形金型内で反応（加硫）させることで、スリーブ２０に固着した弾性部材４０を形成する。その後、スリーブ２０及び弾性部材４０を成形金型から取り外し、スリーブ２０に、圧縮コイルバネ３５とシャフト３０を組み付ける。以上により、バルブ１０が完成する。

【0019】

本実施形態のバルブ１０の構成、及び、バルブ１０の製造方法の説明は、以上である。なお、本実施形態では、スリーブ２０の基端面２２が、特許請求の範囲に記載の「第２端面」に相当する。また、基端側段差面２７が、特許請求の範囲に記載の「第２段差面」に相当する。

【0020】

本実施形態のバルブ１０には、バルブ取付対象部品９０のバルブ取付孔９１に圧入されて、バルブ取付孔９１の内側面と密着する圧入シール部４１が設けられる。また、バルブ１０には、弁体６０と密着する弁座シール部５０が設けられる。ここで、圧入シール部４１と弁座シール部５０とが、別々の部材に設けられていると、バルブの部品点数が増え、組み付け工数が増加する。これに対し、本実施形態のバルブ１０では、バルブ１０とバルブ取付孔９１の内側面との間をシールする圧入シール部４１と、スリーブ２０と弁体６０との間をシールする弁座シール部５０との両方が、１つの弾性部材４０に設けられる。これにより、バルブ１０の部品点数を削減することができ、バルブ１０の組み付け工数を低減することが可能となる。また、スリーブ２０の第１端面２１を覆う弁座シール部５０に、弁体６０によって開閉される弁口が設けられるので、スリーブ２０内にバルブコアを有する従来のバルブに比べて、バルブの部品点数を削減することができ、バルブの組み付け工数の低減が可能となる。

【0021】

［第２実施形態］
本実施形態のバルブ１０Ｖでは、スリーブ２０と弁座シール部５０Ｖの構成が上記第１実施形態と異なる。図３及び図４に示されるように、本実施形態では、スリーブ２０の先端部の内側面には、基端側を段付き状に縮径させてなる先端側段差面２８が形成されている。そして、弁座シール部５０Ｖには、第１端面２１から先端側段差面２８までのスリーブ２０の内側面を覆う内面被覆部５２と、先端側段差面２８を覆う段差面被覆部５３と、が備えられている。本実施形態では、圧縮コイルバネ３５の付勢力によって、弁体６０と、弁座シール部５０Ｖの段差面被覆部５３とが密着する。本実施形態では、段差面被覆部５３のうちシャフト３０が挿通される挿通孔５３Ａが、弁体６０によって開閉される弁口となっている。なお、本実施形態では、段差面被覆部５３のうち先端側を向く面（即ち、弁体６０との密着面）は、先端側に向かうにつれて徐々に拡径する形状となっていて、弁体６０のテーパ状の弁体基端面６１と密着し易くなっている。本実施形態のバルブ１０Ｖのその他の構成は、上記第１実施形態のバルブ１０と同様である。なお、本実施形態では、先端側段差面２８が、特許請求の範囲に記載の「第１段差面」に相当する。

【0022】

本実施形態のバルブ１０Ｖによっても、上記第１実施形態のバルブ１０と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態では、弁座シール部５０Ｖにおいて、弁体６０との密着部分である段差面被覆部５３が、スリーブ２０の内側に設けられる。従って、弾性部材４０がバルブ取付対象部品９０のバルブ取付孔９１に圧入されたときに、その圧力によって、弁座シール部５０Ｖの挿通孔５３Ａが、小さくなることが抑えられる。これにより、弁座シール部５０Ｖが、シャフト３０の直線運動の摺動抵抗となることが抑えられると共に、弁体６０が弁座シール部５０Ｖと離間したときに（開状態となったときに）、シャフト３０と弁座シール部５０Ｖとの間を流体が流通し難くなることが防がれる。

【0023】

［他の実施形態］
（１）バルブ１０が取り付けられるバルブ取付対象部品９０は、例えば、配管等であってもよい。

【0024】

（２）上記実施形態では、バルブ１０のうちバルブ取付対象部品９０のバルブ取付孔９１の内側面とのシール部分（即ち、圧入シール部４１）が、スリーブ２０の第１端面２１よりも先方（即ち、延長筒部４８）に配置されていたが、スリーブ２０の第１端面２１よりも基端側に配置されていてもよい。

【0025】

（３）図５（Ａ）に示されるように、スリーブ２０の先端部の外側面が、先端に向かって縮径されるテーパ面２０Ｍとなっていてもよい。また、同図に示されるように、スリーブ２０の先端部の内面に、先端側が縮径されてなる（例えば、段付き状に縮径されてなる）縮径部２０Ｓが設けられていてもよい。

【0026】

（４）図５（Ｂ）、図５（Ｃ）、図６（Ａ）に示されるように、弾性部材４０の弁座シール部５０の先端向き面５０Ｍが、先方に向かうにつれて徐々に拡径するように形成されていてもよい。この場合、例えば、先端向き面５０Ｍは、テーパ面であってもよいし（図５（Ｂ）参照）、貫通孔４０Ａの内側に膨出する膨出面であってもよいし（図５（Ｃ）参照）、凹面であってもよい（図６（Ａ）参照）。

【0027】

（５）図６（Ｂ）に示されるように、弾性部材４０に、スリーブ２０の先端部（第１端面２１側の端部）を包囲する環状溝４３が形成されていてもよい。同図の例では、環状溝４３は、弁座シール部５０の先端向き面５０Ｍに開口する。この構成では、スリーブ２０の第１端面２１を覆う弁座シール部５０と、弾性部材４０の圧入シール部４１（図１参照）との間に、環状溝４３が設けられるので、圧入シール部４１がスリーブ２０の径方向外側から押圧されても、弁座シール部５０が径方向外側からの力を受け難くなり、弁座シール部５０の挿通孔５０Ａが小さくなることが抑えられる。これにより、弁座シール部５０がシャフト３０の直線運動の摺動抵抗となることが抑えられると共に、弁体６０が弁座シール部５０と離間したときに（開状態となったときに）、シャフト３０と弁座シール部５０との間を流体が流通し難くなることが抑えられる。

【0028】

（６）図６（Ｃ）に示されるように、弾性部材４０の弁座シール部５０の先端向き面５０Ｍに環状凹部４４が形成されていてもよい。具体的には、環状凹部４４は、スリーブ２０に対して径方向外側に配置され、環状凹部４４の底面４４Ｍは、スリーブ２０の第１端面２１よりも先方に配置されている。なお、同図の例では、弁座シール部５０の先端向き面５０Ｍのうち環状凹部４４よりも径方向内側には、基端側に向かって縮径されるテーパ面が形成され、このテーパ面が閉状態の弁体６０と密着する。

【0029】

（７）図７（Ａ）に示されるように、段差面被覆部５３のうち先端側を向く面、即ち、弁体６０との密着面５３Ｍが、スリーブ２０の軸方向と略垂直であってもよい。

【0030】

（８）図７（Ｂ）に示されるように、弁座シール部５０において、内面被覆部５２の内周面５２Ａが、基端側に向かって縮径されるテーパ面となっていてもよい。この場合、内面被覆部５２の内周面５２Ａが、弁体６０によって開閉される弁口を構成する。

【0031】

（９）図７（Ｃ）に示されるように、スリーブ２０の第１端面２１と弁座シール部５０との間に隙間が設けられていてもよい。

【0032】

（１０）図８（Ａ）に示されるように、スリーブ２０を内外に貫通するスリーブ貫通孔２０Ｈが形成されていてもよい。この場合、弾性部材４０には、弾性部材４０の貫通孔４０Ａの内面からスリーブ貫通孔２０Ｈ内を通ってスリーブ２０の内側に延びる内側延出部４５が形成されていてもよい。なお、貫通孔２０Ｈは、１つ設けられていてもよいし、複数設けられていてもよい。図８（Ａ）の例では、貫通孔２０Ｈは、スリーブ２０において径方向で対向する２箇所に配置されている。

【0033】

（１１）図８（Ｂ）に示されるように、スリーブ２０Ｖが軸方向に並ぶ複数の筒体２６で構成されていてもよい。この場合、それら複数の筒体２６のうち、最も先端側に配置される筒体２６の先端面が、第１端面２１を構成する。なお、この場合、弾性部材４０の貫通孔４０Ａの内面には、複数の筒体２６同士の間に挟まれる環状張出部４６が、設けられていてもよい。

【0034】

（１２）図８（Ｃ）に示されるように、弾性部材４０の貫通孔４０Ａの内面のうちスリーブ２０よりも先端側の部分に、弁体６０Ｖを囲む筒体７０が固定されていてもよい。同図の例では、筒体７０がスリーブ２０と同軸に配置されると共に、筒体７０の内径がスリーブ２０の内径よりも大きくなっていて、筒体７０と弁体６０Ｖの間には、流体が通過可能な隙間が設けられる。また、弁座シール部５０は、弾性部材４０の貫通孔４０Ａの内面からスリーブ２０と筒体７０の間に突出している。この構成では、筒体７０が設けられるので、弾性部材４０がバルブ取付孔９１に圧入されたときに、その圧力によって、弾性部材４０の貫通孔４０Ａが小さくなることが抑えられる。これにより、弾性部材４０の貫通孔４０Ａの内面と弁体６０Ｖとの間の隙間が小さくなること防がれ、弁体６０Ｖが開状態になったときに流体が流通し難くなることが防がれる。

【0035】

（１３）弁体の形状は、図９に示される形状であってもよい。図９（Ａ）に示されるように、弁体６０Ｖがシャフト３０と略直交する円盤状をなしていていもよい。この場合、図９（Ｄ）に示される弁体６０Ｙのように、弁体基端面６１に、シャフト３０を囲む環状溝６１Ｕが形成されていてもよい。これら弁体６０Ｖ及び弁体６０Ｙは、は、図５（Ａ）の構成等に好適である。また、弁体基端面６１が、基端側に向かうにつれて徐々に縮径される形状であってもよい。この場合、図９（Ｂ）に示される弁体６０Ｗのように、弁体基端面６１が凹面となっていてもよいし、図９（Ｃ）に示されるように、膨出面となっていてもよい。前者の弁体６０Ｗは、図５（Ｃ）の構成等に好適であり、後者の弁体６０Ｘは、図６（Ａ）の構成等に好適である。

【0036】

（１４）図１０（Ａ）に示されるように、シャフト３０のバネ係止突部３１Ｚが、シャフト３０の径方向外側に膨出した形状となっていてもよい。

【0037】

（１５）図１０（Ｂ）に示されるように、バネ係止突部３１Ｒは、スリーブ２０の基端側段差面２７よりも基端側に配置されていれば、シャフト３０の途中位置に設けられていてもよい。

【0038】

（１６）図１０（Ｂ）に示されるように、圧縮コイルバネ３５Ｒは、基端側に向かって縮径するテーパ部３５Ｔと、テーパ部３５Ｔの基端からスリーブ２０の径方向外側に向かって渦を巻く渦巻部３５Ｕとから構成されていてもよい。

【符号の説明】

【0039】

１０ バルブ
２０ スリーブ
３０ シャフト
４０ 弾性部材
４１ 圧入シール部
５０ 弁座シール部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】