JP2004138200A - リードバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】リード板と閉弁する弁受座の耐久能力を向上すると共に、リード板の破損を防止することにある。
【解決手段】弁受座６の受座面６Ａに溝部７を有し、溝部７はリード板３の自由端部３Ｂが受座面６Ａに接したとき覆われる位置に配置されているリードバルブである。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リードバルブに関する。特に、流体を圧縮する圧縮室の吐出部叉は吸込部の通路に設けられて弁の開閉に於ける耐久能力を向上したリードバルブに関する。
【従来の技術】
【０００２】
本発明に係わる関連技術には、実公昭５４−４５２２３号公報が存在する。
図７は、この公報に記載されているリードバルブの断面図である。このリードバルブ１００はエンジンの吸気通路叉は排気通路に設けられているものである。この弁体１０１には、弁孔１０３が形成されている。弁体１０１の一方側面１１３側の弁孔１０３の周囲には段部１１１が設けられており、この段部１１１には断面４角形のリング状をしたゴム材製の弁受座１０５が設けられている。この弁受座１０５の表面には樹脂材製の外面層１０９が一方側面１１３と同一面に成るように接着されている。
【０００３】
この弁体１０１の弁孔１０３の一方側面１１３には、弁孔１０３を塞ぐように平面に配置されて一端の基部１１３Ａがボルト１１５により固定されたリード板１０７が設けられている。このリード板１０７は薄板から形成されて流体の圧力によりリード板１０７が弁孔１０３を開閉できるように構成にされている。
叉、リード板１０７が一方側面１１３から開弁しすぎて破損しないようにするためにストッパー１０６がリード板１０７の基部１１３Ａと積層状態に保持されている。このために、ストッパー１０６は、自由端側が一方側面１１３から外方へ湾曲に曲げられている。
【０００４】
このように形成されたリードバルブ１００は、弁受座１０５の表面に外面層１０９が設けられているために、リード板１０７が弁受座１０５にくっつく現象が防止できる効果は期待できるが、リード板１０７と弁受座１０５が開閉弁時に繰り返し当接するので、外面相１０９とリード板１０７に損傷が惹起する。この為リードバルブの耐久能力が問題となっている。
【０００５】
更に、同公報には、図７と類似構成のリードバルブ１００が開示されている。このリードバルブ１００において、図７と相違する点は、弁受座１０５が断面四角形に形成されて段部１１１に配置されている。この弁受座１０５は、外面層１０９が表面に接着されてなく、ゴム材製のみから形成されている。
このゴム材製の弁受座１０５にすれば、リード板１０７の耐久能力を向上させることができる。しかし、弁受座１０５の耐久能力は急速に低下する。その弁受座１０５の能力低下は、リード板１０７と弁受座１０５とが繰り返し当接するので、弁受座１０５に局部的な応力が生じ、割れ等の損傷が惹起する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述のような問題点に鑑み成されたものであって、その発明が解決しようとする課題は、弁受座の割れ等の損傷を防止することにある。
更に、リード板の変形を防止して耐久能力を向上させることにある。
叉、リード板と弁受座との接着を防止してリード板が流体圧力により開弁するときの応答性を良好にさせることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述のような技術的課題を解決するために成されたものであって、その技術的解決手段は以下のように構成されている。
【０００８】
この請求項１に係わる本発明のリードバルブは、流体が通過可能な弁孔と弁孔を囲んで一体に形成されたゴム状弾性材製の弁受座とを有する弁体及び弁体に基部が取り付けられて自由端部側が弁受座の受座面と離接して弁孔を開閉するリード板を具備し、弁受座の受座面に溝部を有すると共に溝部はリード板の自由端部が受座面の接面する位置に配置されているものである。
【０００９】
この請求項１に係わる本発明のリードバルブでは、リード板の自由端側開閉面が閉弁時に接合する弁受座の受座面にリード板が接合したときに塞がれるような形状の溝部が設けられているから、リード板が溝部により空力弾性的に応力が緩和されるので、局部的な衝撃を受けるのが防止される。この為に、リード板が曲げられたり、割れたりするのを防止する。更に、弁受座がリード板と当接しても溝部により局部的な応力の発生を防止し、弁受座に破損が惹起するのを効果的に防止する。
【００１０】
請求項２に係わる本発明のリードバルブは、溝部がリード板の自由端側の受座面の周面に沿って長溝に形成されているものである。
【００１１】
この請求項２に係わる本発明のリードバルブでは、溝部がリード板の自由端側の受座面の周面に沿って長溝に形成されているから、リード板が当接したときに最も強く受ける部分を溝部により弾性的に支持するので、リード板の損傷を効果的に防止する。更に、弁受座も溝部によりリード板を空力弾性的に支持して割れ等の損傷が防止される。
【００１２】
請求項３に係わる本発明のリードバルブは、溝部に油が介在しているものである。
【００１３】
この請求項３の本発明のリードバルブでは、溝部に油、例えば作動油等が介在すると溝部と油との協働作用によってリード板の曲げを防止すると共に亀裂等の損傷を防止し、耐久能力を向上させる。叉、弁受座も油との協働作用により弁受座に亀裂が発生するのを防止と共に、損傷を防止して飛躍的に耐久能力が向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる好ましい実施の形態のリードバルブを、その図面に基づいて詳述する。尚、以下に説明する各図面は、実験データを基にした寸法関係が正確な設計図である。
【００１５】
図１は、図２に示すリードバルブ１の２−２矢視の断面図である。図２は、リードバルブ１のストッパー５側から見た正面図である。叉、図３は、図１の底面図である。叉、図４は、図１の弁体の３角形状先端側の拡大図である。更に、図５は図４の溝部７を示す拡大図である。
図１及び図２に於いて、２は弁体である。弁体２は側面から見て全体が３角形状に形成されている。更に、図３に示すように底面２Ｃがエンジン等の本体に接合して取り付けられるように平面に形成されている。そして、底面２には流体が流入可能な６個の吸気通路２Ｄが形成されている。この流通路２Ｄは、弁体２の内部に設けられた弁室を介して弁孔２Ａと連通している。
【００１６】
弁体２の３角形状の２つの交差する傾斜面の両弁体面２Ｂ、２Ｂには、並列に配置された各３個の長方形状の弁孔２Ａが貫通状態に設けられている。この弁体面２Ｂには、弁孔２Ａを囲むように全周が長方形をした環状体の弁受座６が突出した形状に一体に接着されている。そして、弁受座６の環状体を成す断面の両側は傾斜して薄肉部に弁体面２Ｂに接着している。この両弁体面２Ｂの各３個の弁受座６は、各薄肉部を介して接続し、弁体面２Ｂに接着力を高めている。この各３個の弁受座６は３個に限定されるものではなく、エンジン等の設計に応じて１個叉は複数個になる。更に、弁体２の形状もエンジン等の設計に応じて変更される。尚、このリードバルブ１は、エンジンに設けられるとは限らない。
この弁受座６はゴム材製である。このゴム材としては、ニトリルゴム、ヒドリンゴム、クロロプレンゴム、シリコンゴム、プロロシリコンゴム、ポリアクリレートゴム等を利用することができる。
この弁受座６は、断面が薄肉の台形状に形成されて弁体面２Ｂに接着しているが、後述するように弁体２に弁孔２Ａを囲む段部を設け、その段部に断面方形の弁受座６を一体に接着することも可能である。弁受座６は、この２つの例から明らかなように弁体２に対して種々の取付方法が可能である。例えば、図４に示すように、リード板３の自由端部３Ｂ側の弁受座６の厚さを厚肉にするとよい。そして、弁受座６の接着力を向上させるために、図４に示すように、弁体２の先端側と弁孔２Ａ側の１部を囲んで一体に接着しても良い。又、弁受座６の弁体２に於ける底面２Ｃ側は断面が弁孔２ＡをＵ形状に囲んで接着すると良い。
【００１７】
この弁受座６には、長方形を成す環状体の一辺に溝部７が形成されている。この溝部７は両端が弁受座６Ａに沿って少し内側に曲げられている。尚、この溝部７は、複数に断続させても良い。更には、溝部７は穴状に形成すると共に、平面が四角、楕円、円形状等にして多数点在させることも可能である。
この弁受座６の弁体面２Ｂより突出した形状は、設計に応じて断面が凸部状に形成することができる。更に、凸部状の断面両端がなめらかに傾斜させることもできる。更には、断面が半楕円形、台形等の形状に形成することができる。
【００１８】
弁体２には、図２に示すように、長方形状を成す弁孔２Ａの中心線に対して溝部７と反対側にボルト用のねじ孔８が、両面合計で６箇所に設けられている。
このねじ孔８にボルト９を螺合して弁体面２Ｂに接触した状態に配置したリード板３と、リード板３の上面に積層状態に配置されストッパー５とを固定するものである。
【００１９】
このリード板３は、弾性を有する長方形状の薄板から構成されている。更に、リード板３の基部３Ａには、ボルト９を取り付ける孔が設けられている。この基部３Ａを固定することにより、弾性片持ち梁のように、自由端部３Ｂ側が弾性変形可能に構成される。そして、リード板３の開閉面３Ｄが弁受座６の受座面６Ａに接合して弁孔２Ａを閉弁すると共に、自由端部３Ｂ側の開閉面３Ｄが溝部７を覆う様に接面する。
リード板３は、弁体２の底面２Ｃ側の流通路２Ｄを通って弁孔２Ａに流れる圧力流体の圧力の押圧を受けて弓なりに弾性変形し、弁受座６から開弁する。このリード板３は作動流体の圧力に応じてサイクルごとに繰り返し開閉するので、リード板３と弁受座６とは繰り返し当接する。
このリード板３は、一方側が３枚の場合には、基部３Ａを１枚にして自由端部３Ｂ側を３分割にすることもできる。このようにすると基部３Ａの取付状態が安定する。これらの形状は設計に応じて適宜に成し得ることである。
【００２０】
ストッパー５は、取付部５Ｂ側にリード板３と同じ取付孔５Ｃが形成されている。この取付部５Ｂは、全体が１枚に形成されており、自由端５Ａ側が３分割されている。又、各ストッパー５は、自由端５Ａ側が弓なりに変形している。そして、このストッパー５によりリード板３が開弁しすぎるのを抑えるものである。この為に、ストッパー５はリード板３よりも厚肉で変形しないように形成されている。
【００２１】
図４は、図１に示すリードバルブ１の先端部の拡大した断面を示すものである。叉、図５は図４の側面の正面図である。弁受座６の受座面６Ａは、略平面状態に形成されている。叉は、受座面６Ａは、緩やかな曲面に形成することもできる。その受座面６Ａの両側は傾斜して薄肉に形成された接着部に形成されている。このリード板３の自由端部３Ｂの開閉面３Ｄと当接する受座面６Ａには、斜線で示すような溝部７が形成されている。この溝部７は、断面が三角形状に形成されている。叉、断面を半球状に形成することもできる。更には、断面Ｕ形状に形成することも可能である。この溝部７には、作動油を介在すると更に弁受座６の耐久能力を向上させることが認められる。同時に、作動油の介在は、リード板３の耐久能力を向上させる効果が期待できる。
【００２２】
図６は、本発明に係わる第２実施の形態を示すリードバルブ１の断面図である。
このリードバルブ１は、板状の弁体２にリード板３とストッパー５を配置してボルト９により弁体２に締結したものである。このリードバルブ１は、例えば、各種の圧縮機などの用いられる。
弁体２には弁孔２Ａが設けられており、この弁孔２Ａはリード板３により開閉弁される。このリード板３の開閉は、弁孔２Ａを流れる流体圧力に応動して開閉弁する。このリード板３の閉弁はリード板３の弾性力で復元する。
【００２３】
この弁受座６は、断面方形状で弁体２の弁孔２Ａの廻りに形成された段部４に接着して一体化されている。この弁受座６の受座面６Ａの形状は、緩やかに円弧状に弁体面２Ｂより突出している。又、平面で僅かに突出しても良い。この弁受座６の突出高さは、リードバルブ１の大きさや、リード板３の開閉弁状態によれ種々の厚さに設計される。
この弁受座６の材質は、図１に示す弁受座６（第１実施の形態と同じ）と略同一材質である。そして、リード板３と当接する受座面６Ａには、断面円弧状の溝部７が形成されている。この溝部７は、断面四角形状、断面三角形状、或いは断面Ｗ形状に形成することもできる。
【００２４】
この弁体２は、上述の実施態様の他に種々の形状がある。又、リード板３は１枚の場合もあれば、複数枚の場合もある。いずれにせよ、リード板３の枚数に関係なく、弁受座６に溝部７を最適に設けることにある。更に、この溝部７の形状によって更なる効果も生起する。そして、溝部７に作動油を介在させることにより飛躍的に弁受座６の耐久能力を向上させることが可能になる。
【００２５】
本発明のリードバルブ１と比較例のリードバルブ１００との実験データは以下の通りである。尚、この実験の条件は、２サイクルエンジンにリードバルブを取り付けてリード板３に空気圧のみ及び燃料油混合気を含む空気圧の正負圧を作用させ、８５Ｈｚでリード板を開閉弁させた。
【００２６】
その実験結果は、下記の通りである。
Ａ）本発明のリードバルブ１
１）本発明の第１実施の態様のリードバルブ１では、第１実験した結果は、平均２７時間で弁受座６に亀裂の発生による破損が認められる。
２）更に、同一のリードバルブ１の溝部７に作動油を付けて第２実験した結果は、６０．６時間で亀裂による破損が認められた。
【００２７】
Ｂ）比較例のリードバルブ１００
１）本発明と同一条件で第１実験した結果は、１８時間で亀裂による破損が認められる。
２）同一のリードバルブ１００の弁受座６に作動油を塗布して第２実験した結果は、２３時間で弁受座６に亀裂による破損が認められた
【００２８】
このように構成されたリードバルブ１は、２サイクルエンジンに取り付けられてピストンの上死点と下死点のサイクルごとに発生する正圧と負圧によりリードバルブ１のリード板３が開閉弁を繰り返す。
このリード板３が開弁するときには、図示省略のエンジン外部の空気がスロットルボディの吸気通路に吸入されると共に、この空気に対して燃料噴射弁から燃料が噴射されるので、この混合気が吸気通路２Ｄから弁孔２Ａに至りリード板３を開弁してピストン側へ流入する。
この混合気に含まれる油が弁受座６の溝部７に介在すると共に、潤滑作用をする。この為に、ピストンのサイクルごとにリード板３が開閉弁して弁受座６に当接しても、弁受座６の損傷が防止される。同時に、リード板３の損傷や曲げ変形が効果的に防止される。
又、弁受座６の溝部７へ潤滑油を供給する装置を設けても良い。
更に、本発明のリードバルブ１を圧縮機に取り付けた結果も略同様な耐久能力の結果が得られた。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１に係わる本発明のリードバルブによれば、リード板の自由端側開閉面が閉弁時に接合する弁受座の受座面にリード板が接合したときに開口と接面する形状の溝部が設けられているから、リード板が溝部により空力弾性的に応力が緩和されるので、局部的な衝撃を受けるのが防止され、弁受座に破損が惹起するのを効果的に防止する。
更に、リード板が曲げられたり、割れたりするのが防止される効果を奏する。更に、弁受座がリード板と当接しても溝部により局部的な応力の発生が防止され、リード板の耐久能力が向上する効果を奏する。
【００３０】
請求項２に係わる本発明のリードバルブによれば、溝部がリード板の自由端側の受座面の周面に沿って長溝に形成されているから、リード板が当接したときに最も強く受ける部分を溝部により弾性的に支持するので、弁受座も溝部によりリード板を空力弾性的に支持して割れ等の損傷が防止される効果を奏する。更に、リード板の損傷を効果的に防止する効果を奏する。
【００３１】
請求項３に係わる本発明のリードバルブによれば、溝部に油、例えば作動油等が介在すると溝部と油との協動作用により、弁受座の損傷を防止して耐久能力を向上させる効果を奏する。
叉、リード板も油との協動作用により、損傷が防止されて飛躍的に耐久能力が向上する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる図２のリードバルブの２−２矢視断面図である
【図２】本発明に係わるリードバルブの正面図である。
【図３】図１に示すリードバルブの底面図である。
【図４】図１に示す弁体の先端部の拡大断面図である。
【図５】図４の正面図である。
【図６】本発明に係わるリードバルブの第２実施の形態を示す断面図である。
【図７】従来のリードバルブの断面図である。
【符号の説明】
１　リードバルブ
２　弁体
２Ａ　弁孔
２Ｂ　弁体面
２Ｃ　底面
２Ｄ　吸気通路
３　リード板
３Ａ　基部
３Ｂ　自由端部
３Ｃ　ボルト孔
３Ｄ　開閉面
４　段部
５　ストッパー
５Ａ　自由端
５Ｂ　取付部
５Ｃ　取付孔
６　弁受座
６Ａ　受座面
７　溝部
８　ねじ孔
９　ボルト

Claims (3)

1. 流体が通過可能な弁孔と前記弁孔を囲んで一体に形成されたゴム状弾性材製の弁受座とを有する弁体及び前記弁体に基部が取り付けられて自由端部側が弁受座の受座面と離接して前記弁孔を開閉するリード板を具備し、前記弁受座の受座面に溝部を有すると共に前記溝部は前記リード板の自由端部が接面する面に配置されていることを特徴とするリードバルブ。
2. 前記溝部が前記リード板の自由端部側の前記受座面の周面に沿って長溝に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のリードバルブ。
3. 前記溝部に油が介在していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリードバルブ。

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