排水阀、亥姆霍兹型共鸣器、及送风系统的制作方法

本发明涉及排水阀。尤其是涉及在送风系统中使用的具有可挠性阀体的排水阀、具备排水阀的亥姆霍兹型共鸣器、及具备该共鸣器的送风系统。

背景技术：

在空调装置、空冷装置等中，有时设置孔、阀体，以排出侵入到送风系统内部的水分。另外，在机动车等的内燃机中，空气通过具备吸气管、空气净化器、消音装置等的吸气系统而向内燃机供给。因暴风雨、道路的积水等，水分有时侵入到吸气系统内。因此，空气净化器、消音装置大多设有排水用的孔，以避免在内部积存水分。

另外，有时也在排水用的孔设置排水阀，以避免在车辆行驶在积水地带的情况下，水从排水用的孔逆向侵入。

例如，在专利文献1中公开有如下技术：在空气净化器的集尘盘上设置构成为以环状的边缘部抵接的脱水阀(排水阀)，根据该脱水阀，不易使密封功能降低。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本实开平05-50062号公报

然而，在现有的排水阀中，知晓伴随着阀的开闭而可能产生异音的情况。尤其是在内燃机的吸气系统中，根据内燃机的吸气周期，在被吸引的空气中产生脉动。因此，知晓如下情况：在特定的发动机转速中，在设有排水阀的部分处产生伴随着吸气脉动的大的压力变化，排水阀反复开闭，有时产生异音。尤其是排水阀设于共鸣器时，容易产生上述那样的异音。

技术实现要素：

发明要解决的问题

本发明的目的在于，抑制在对排水阀作用有周期性的压力变动时产生的异音。

解决方案

本申请的发明人在深入研究之后，发现能够通过将阀体设为规定的形状并且将供阀体抵接密封的部位设为特定的位置来抑制因压力变动引起的异音的产生，从而完成本发明。

本发明是在送风系统中使用的排水阀，排水阀具有由弹性材料形成的可挠性的阀体和供阀体安装的基部，在基部设置有供水通过的排水孔，以覆盖所述排水孔的方式安装阀体，将排水阀构成为，利用该阀体，允许侵入到送风系统内的水排出，另一方面，阻止水从送风系统之外浸入，所述阀体具有大致圆盘状的阀主体部，且以阀主体部的中心部安装于基部，阀主体部形成为圆锥面状，在基部的表面设有以比阀主体部的直径小的直径包围所述排水孔的环状区域，通过使该环状区域与阀主体部抵接而将阀关闭，并且，位于比所述环状区域靠外周侧的位置的阀主体部的周缘部在阀关闭的状态下与基部不接触(第一发明)。

在第一发明的基础上，优选地，在将圆锥面状的阀主体部看作伞时，阀主体部的伞内侧对应的面与基部的环状区域抵接(第二发明)。另外，在第一发明的基础上，优选地，将环状区域的直径设为db、将阀主体部的直径设为dv，dv与db之比为1.05≤dv/db≤1.25(第三发明)。

发明效果

根据本发明的排水阀(第一发明)，能够抑制因周期性的压力变动引起的异音的产生。另外，通过如第二发明、第三发明那样设置，抑制异音的产生的效果得以提高。

附图说明

图1是示出第一实施方式的排水阀应用于吸气系统的例子的剖面示意图。

图2是示出第一实施方式的排水阀的结构的示意图。

图3是示出第一实施方式的排水阀的构造的剖视图。

图4是示出本发明的实施方式的排水阀的另一构造例的剖视图。

图5是示出现有的排水阀中的阀体的拍打的示意图。

图6是示出第一实施方式的排水阀所起到的异音防止效果的噪音测定结果。

附图标记说明：

1吸气管；

2共鸣器；

3基部；

30排水孔；

31环状突出部；

32安装孔；

4阀体；

41阀主体部；

41a阀主体部的内侧的面；

42轴构件。

具体实施方式

以下，参照附图，以在机动车的内燃机的吸气系统上设置的排水阀为例对本发明的实施方式进行说明。本发明并不局限于以下所示的个别的实施方式，也能够变更其方式而加以实施。图1是示出第一实施方式的排水阀应用于吸气系统的例子的剖面示意图。图1仅示出吸气系统中的吸气管和消音器(亥姆霍兹型共鸣器)的部分，而省略空气净化器等其他部分。

在吸气系统中，在吸气管(吸气管路)1中流通的空气经由空气净化器等向内燃机供给。在本实施方式中，以从吸气管1分支的方式设有亥姆霍兹型共鸣器2，排水阀设于共鸣器2的下部。在吸气系统之中，设置排水阀的部位并不局限于消音器，也可以是空气净化器的腔室的下部、吸气管的下部。

如图2及图3所示，排水阀具有阀体4和基部3，阀体4安装于基部3而可开闭地构成排水阀。另外，阀体4安装于共鸣器2的外表面侧。需要说明的是，在图2中，描绘了阀体4从共鸣器的壳体的外周侧安装于基部3的情形。

阀体4由弹性材料形成，且具有可挠性。作为弹性材料，典型地使用橡胶材料、热塑性高弹材料。作为橡胶材料，例如，可以使用硅胶、三元乙丙橡胶等。

基部3设于划分出共鸣器2的腔室部分的共鸣器壳体的下表面，基部3形成为共鸣器壳体的一部分。在基部3设有排水孔30、30。排水孔30、30以贯穿基部3的方式设置，以便连通共鸣器2的腔室的内部和外部，水通过排水孔30、30，使共鸣器腔室内部的水向外部排出。

阀体4具有大致圆盘状的阀主体部41，且以阀主体部41的中心部安装于基部3。阀主体部41是具有大致恒定厚度的薄板状。阀主体部41的厚度也可以形成为，随着从中心朝向周缘部而变薄。在本实施方式中，阀主体部41形成为圆形的周缘形状。而且，在阀主体部41的中心部一体成形有轴构件42，向设于基部3的中央部的安装孔32插入并卡定轴构件42，由此将阀体4安装于基部3。

而且，阀体4以覆盖排水孔30、30的方式安装。如此，阀体4安装于基部3而构成排水阀，利用阀体4，允许侵入到吸气系统内的水排出，另一方面，阻止水从吸气系统之外浸入。即，排水阀像所谓的止回阀那样进行动作。

而且，阀体4的阀主体部41形成为圆锥面状。即，阀主体部41呈圆盘状且圆锥面状即打开的伞那样的形状。在本实施方式中，在将圆锥状的阀主体部41看作伞时，阀主体部的伞内侧对应的面41a构成为与基部3抵接。换言之，圆锥面状的阀主体部41的面41a朝向该圆锥的中心轴所通过的圆锥内部。面41a在伞中也可以称作存在把手的一侧的面。需要说明的是，阀体4优选为以阀主体部的伞内侧对应的面41a与基部3抵接，但并非是必须的。

在基部3与阀体4对置的部分的表面上，以比阀主体部41的直径dv小的直径db设有环状区域r，以包围排水孔30、30。阀主体部41和基部3在环状区域r的部分抵接。环状区域r的宽度并没有特别地限定，但缩窄环状区域r的宽度可提高与阀主体部41之间的接触面压，故是优选的。需要说明的是，环状区域r的直径db是以区域r的环的宽度方向的外侧测量的直径。

而且，通过基部3的环状区域r与阀主体部41抵接而将阀关闭。即，排水阀的止水是通过环状区域r与阀主体部41抵接且将抵接部密封而实现的。

由于阀主体部41的直径比环状区域r的直径大，因此阀主体部41的周缘部411位于比环状区域r靠径向外侧的位置。

而且，位于比环状区域r靠外周侧的位置的阀主体部41的周缘部411在阀关闭的状态下与基部3不接触。即，阀主体部41在环状区域r中与基部3抵接而进行密封，并且阀主体部41的周缘部411不与基部接触。

在本实施方式中，从基部3朝向阀主体部41突出的环状的突出部31形成于基部3，在环状突出部31的突出端的外周侧设置倾斜面，该倾斜面的部分成为上述环状区域r，从而实现上述结构。需要说明的是，只要能够在环状区域r与阀主体部41抵接且在其外侧基部3与阀主体部41不抵接，则并非必须如本实施方式那样设置环状的突出部31以及形成倾斜面，也可以采用其他手段。

另外，将环状区域r的直径没为db、将阀主体部的直径设为dv，dv与db之比优选为1.05≤dv/db≤1.25。

对上述实施方式的排水阀的制造方法进行说明。吸气系统的各构成构件能够通过公知的方法例如树脂的注塑成形、吹塑成形等制造。排水阀的基部3能够利用例如注塑成形而一体地形成为构成吸气系统的构件的一部分。另外，也可以利用树脂、金属板等另外制造基部3，之后将基部3一体形成于吸气系统的构件。阀体4能够通过弹性材料的注塑成形而有效地制造。

以如下的方式将阀体4安装于基部3，从而组装上述实施方式的排水阀：将阀体4的轴构件42插入到基部3的安装孔32、并利用在轴构件的先端部设置的扩径部来避免轴构件42从基部的安装孔32脱落。若组装为避免阀体脱落，则也可以采用其他方法进行安装，例如，螺纹拧紧阀主体部41的中央部那样的方法。

对上述实施方式的排水阀的作用和效果进行说明。

当水侵入到共鸣器内部时，由于水的重量，阀体4打开，水被排出。另外，在车辆在积水地域行驶等而水位上升至共鸣器的外部那样的情况下，阀体4关闭，即，阀主体部41与环状区域r之间被密封，从而阻止水向共鸣器内部的侵入。

而且，若将上述实施方式的排水阀应用于内燃机的吸气系统，则能够抑制因吸气脉动引起的异音的产生。

在现有的排水阀中，伴随着阀体的开闭，产生以下那样的阀体的拍打而产生异音。即，在现有的排水阀中，如图5中的虚线所示那样，大致平板状的阀体4’设置为到阀体4’的周缘为止与排水阀基部3’抵接。这样的阀体容易在中心轴方向上挠曲且阀体的周缘容易较大地变形，因此发明人推断：当压力变动反复输入至阀时，阀体伴随着该压力变动而周期性地发生变形，阀体4’的周缘部以甩鞭的方式激烈地敲打到基部3’而产生异音。

在上述实施方式的排水阀中，阀体4的阀主体部41形成为圆锥面状，此外，使以比阀主体部的直径小的直径设于基部3的表面的环状区域r与阀主体部41抵接而将阀关闭，并且位于比环状区域r靠外周侧的位置的阀主体部41的周缘部411在阀关闭的状态下与基部3不接触，由此来抑制异音的产生。

阀主体部41为圆锥面状的话，因作用于阀的压力而产生于阀体的挠曲变小。因此，阀体难以拍打。这是因为，圆锥面状的阀主体部41的变形模式和平板状的阀主体部的变形模式不同。即，为了使圆锥面状的阀主体部发生在中心轴方向挠曲的变形，需要使阀主体部41的周缘部拉伸变形。而且，相对于这样的变形，阀主体部41的刚性像壳体构造那样被提高。其结果是，阀体的挠曲变小，阀体难以拍打。

另外，位于比作为密封部的环状区域r靠外周侧的位置的阀主体部41的周缘部411在阀关闭的状态下与基部3不接触，也有助于防止阀体的拍打。首先，通过在以比阀主体部的外周的直径小的直径设置的环状区域r进行密封，施加于阀体的压力变动的受压面积变小。因此，作用于阀体的激振力变小，阀体难以相对于内压变动而发生拍打。此外，由于阀主体部41的周缘部411与基部3不接触，因此即便阀体稍许活动，振幅大的阀主体部的周缘部411也难以敲打到基部3。

上述那样的刚性提高、激振力减小、周缘部的敲打抑制这三个效果相互作用，推断为抑制了异音的产生。

此外，如本实施方式那样，在以使基部3在环状区域r与被看作伞的“圆锥面状的阀主体部41”的该伞内侧对应的面41a抵接的方式构成排水阀的情况下，异音产生的抑制效果进一步提高。假设当以使阀主体部的伞外侧对应的面与基部3在环状区域r抵接的方式构成排水阀时，阀主体部能够通过伞被收起那样的变形模式来解除抵接。另一方面，在阀主体部的伞内侧对应的面与基部抵接的情况下，通过伞被撑起那样的变形模式来解除抵接。与伞被收起那样的变形模式相比，伞被撑起那样的变形模式更难以使阀主体部41产生较大的变形。其结果是，伞被撑起那样的变形模式更有效地减少了取决于阀主体部的变形模式的“阀体的拍打”。如本实施方式那样，以使阀主体部的伞内侧对应的面41a与基部3在环状区域r抵接的方式构成排水阀的话，该抵接在伞被收起那样的变形模式下不会被解除。因此，抑制了阀体产生较大的变形，由此能够更有效地减少异音的产生。

此外，在将环状区域r的直径设为db、将阀主体部41的直径设为dv，dv与db之比为1.05≤dv/db≤1.25时，能够进一步提高异音产生的抑制效果。位于比环状区域r靠外侧的位置的阀主体部41的周缘部411与使阀主体部为圆锥面状相结合，有助于提高阀主体部的刚性。另外，若环状区域r的直径db小，则能够减小施加于阀体的激振力。通过使1.05≤dv/db，刚性提高的效果和激振力减少的效果变得更为显著，在异音产生的抑制这方面是优选的。另外，当dv/db变得过大时，阀体不打开而排水性能变得不充分，或者阀主体部周缘部在环状区域r的外侧的部分处局部变形而容易敲打到基部3。因此，优选为dv/db≤1.25。

图6示出上述第一实施方式的排水阀的消音效果。

在图1所示那样的安装于吸气管1的共鸣器2的下部设置第一实施方式的排水阀并用于试验(实施例)。实施例中的dv/db为1.08。另一方面，针对图5所示那样的现有的排水阀也进行同样的试验，设为比较例。

对在阀产生的异音的测定试验的概要进行说明。

将吸气管1的一端与可进行声音激振的扬声器装置连接，以共鸣器共鸣的方式进行了声音激振。具体地说，以约60hz对吸气管1进行声音激振，使共鸣器共鸣。在上述状态下，观察排水阀的行为，并在排水阀的外侧5cm的位置测定排水阀附近的噪音且进行了频率分析。在实施例与比较例中统一条件而进行试验，从而得到图6的噪音测定结果。

在实施例与比较例之间，排水性能、水的侵入防止性能没有差异。

在比较例中，排气阀因声音激振的脉动发出拍打声而产生异音。另一方面，在使用上述第一实施方式的排水阀的实施例中，排气阀的开闭能够目视观察，但几乎听不到因拍打产生的异音。在图6的噪音测定结果中，这样的异音的有无成为在600hz以上的频率区域的噪音等级之差而显现出来。这样，能够确认如下情况：在使用上述第一实施方式的排水阀时，在维持开阀的动作本身的同时、使伴随着阀体的开闭的阀体的变形模式发生变化，从而能够抑制异音的产生。

本发明并不局限于上述实施方式，能够进行各种改变而加以实施。以下对发明的另一实施方式进行说明，但在以下的说明中，主要对与上述实施方式不同的部分进行说明，针对相同的部分省略其详细的说明。另外，以下所示的实施方式能够相互组合其一部分、或者能够置换其一部分而实施。

图4是示出第二实施方式的排水阀的构造的例子的剖视图。在本实施方式中，与第一实施方式的不同之处在于，在比阀主体部41所抵接的环状区域r靠外侧的位置形成退避部35，以避免阀主体部的周缘部411与基部3接触，其他方面相同。即便设为这样的构造，也能够具体化为如下结构：在基部3的表面按照以比阀主体部41的直径小的直径包围所述排水孔的方式设置环状区域r，通过使该环状区域r与阀主体部41抵接而将阀关闭，并且，位于比所述环状区域r靠外周侧的位置的阀主体部41的周缘部411在阀关闭的状态下与基部3不接触。在本实施方式中，同样能够抑制伴随着阀体的开闭的异音的产生。

另外，在上述实施方式的说明中，对排水阀在内燃机的吸气系统中使用的例子进行了说明，但并不局限于此，本发明的排水阀能够在所有送风系统中使用，在各送风系统中，在像兼顾排水和止水的止回阀那样发挥功能的基础上，即便周期性的压力变动作用于排水阀，也能够抑制阀体发出拍打声而产生异音。作为送风系统的例子，除上述的内燃机的吸气系统以外，还可以例示出空调用的送风系统、用于冷却组电池的冷却风的送风系统等，排水阀可以设于这些送风系统中的管路、壳体、腔室、消音器等。

本发明的排水阀优选能够在内燃机的吸气系统中使用，但对于吸气系统内的安装位置并没有特别地限制，也可以设置在水容易积存的部分，例如，空气净化器的腔室的下部、吸气管弯曲的部分的下部等。也可以设置于侧支(1/4波长共鸣管)的下部。内燃机的种类、用途并没有特别地限定。另外，内燃机可以是机动车用的内燃机，可以是摩托车用的内燃机，也可以是装配式或可搬式的内燃机。另外，内燃机可以是4冲程式、也可以是2冲程式。

另外，本发明的排水阀的安装方向并没有特别地限制。从更可靠地进行排水这样的观点出发，优选以使阀体的中心轴朝向大致铅垂方向的方式设置排水阀，但并不局限于此，排水阀也可以设置为，阀体的中心轴倾斜地设置、或成为大致水平。

另外，也可以是，以包围本发明的排水阀的周围的方式，在基部的周围设置圆筒状的筒部、或使基部鼓出形成。这样一来，能够预防气流、水流直接碰撞到排水阀的阀体而将阀体卷起这种现象的产生。

工业实用性

本发明的排水阀能够在例如机动车的内燃机的吸气系统中使用，能够将侵入到系统的水排出，工业上的利用价值高。