JP6966387B2 - 弁及び弁を備える機器 - Google Patents

Description

本発明は、弁及び弁を備える機器に関する。

圧縮機等において流体の吸入や吐出に用いられる現実の弁としては、圧力に応じて動く弁の硬さを係数として、圧力と開き量との間には概ね線形の関係が成立する。しかし、理想的には、或る圧力を境にして、開き量が０と大きな値との間を瞬時に切り替わる（ステップ状の関数となる）弁が望まれる。

特許文献１は、耳片４１を有する吐出リード４０と、耳片４１を押圧する曲げ部４２を有したスプリングリード４３を備えている。スプリングリード４３は、曲げ部４２でのみ吐出リード４０を押圧してバルブプレート１５に固定されている。スプリングリード４３の先端部４８は、バルブプレート１５の凹所２１に嵌合している（００１９−００２１、図５）。吐出バルブのばね定数は、図１２の微分係数として読み取ることができる。

特開平１０−２５９７８４号公報

特許文献１のような吐出バルブは、吐出バルブの開き始めは吐出リード４０のみが動作することで低いばね定数を実現し、吐出リード４０がスプリングリード４３に接触すると、吐出リード４０とスプリングリード４３との合成ばねとなることから高いばね定数に変化する。

しかし、特許文献１のスプリングリード４３は、先端部４８は凹所２１に嵌合しているに過ぎないため、いわゆる片持ち構造であるから、スプリングリード４３のばね定数は比較的低い。なお、凹所２１は通常金属製のバルブプレート１５に設けられている構成であるから、先端部４８を凹所２１に挿入（嵌合）した後、凹所２１の寸法を狭めて先端部４８を支持することは特許文献１の構成からは困難である。

上記事情に鑑みてなされた本発明は、弁体と、該弁体が配された凹部を有するヘッドと、前記弁体を介して前記ヘッドと反対側に位置し、前記弁体が接触可能な可撓部を有するスプリングリードと、前記スプリングリードを介して前記弁体と反対側に位置するストッパと、を有する弁であって、前記ヘッドは、前記凹部に配される吐出孔を有し、前記弁体は、長手方向の一端側に前記吐出孔を開閉する主面と、該長手方向の他端側に該長手方向に対して略直交方向に延びる耳片と、を有し、前記スプリングリードは、前記ヘッドに接触するヘッド接触部分と、前記ストッパの一端側に接触するストッパ接触部分と、前記ヘッド接触部分及び前記ストッパ接触部分を繋ぐ連結部分と、を前記可撓部の一端側に有し、前記可撓部の一端側の構造として、前記可撓部に長手方向の他端が接続し、一端に向けて前記ヘッドに近付く側に傾斜している部分としての第１傾斜部と、長手方向の他端が該第１傾斜部の一端に接続しており、前記ストッパに略平行な方向に延在する前記ストッパ接触部分としての第１平行部と、該第１平行部に長手方向の他端が接続しており、一端に向けて前記ヘッドに近付く側に傾斜している前記連結部分としての第２傾斜部と、長手方向の他端が該第２傾斜部の一端に接続しており、前記ヘッドに略平行に延在する前記ヘッド接触部分としての第２平行部と、を有し、さらに、前記スプリングリードは、前記耳片を前記ヘッドに接触させる他のヘッド接触部分と、前記ストッパの他端側に接触する他のストッパ接触部分と、前記他のヘッド接触部分及び前記他のストッパ接触部分を繋ぐ他の連結部分と、を前記可撓部の他端側に有し、前記可撓部の他端側の構造として、前記耳片を前記凹部に接触するように押圧する前記他のヘッド接触部分としての耳片押え部と、前記耳片押え部に接続する前記他のストッパ接触部分及び前記他の連結部分としての耳片押え接続部と、を有することを特徴とする。

実施形態の密閉形圧縮機の縦断面図。 実施形態のヘッドの分解斜視図。 実施形態のヘッドの縦断面図。 実施形態の弁体変位量が大きい時のヘッドの縦断面図。 実施形態の弁体のバネ特性を示す図。

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。同様の構成要素には同様の符号を付し、また、同様の説明は繰り返さない。
本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立している必要はなく、例えば、一の構成要素が複数の部材から成ること、複数の構成要素が一の部材から成ること、或る構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複すること、等を許容する。

図１は本発明の実施形態の密閉形圧縮機の縦断面図である。密閉形圧縮機は、密閉容器５１内に弾性的に支持された圧縮ユニット５２を有している。圧縮ユニット５２は、シリンダ７を備えたシリンダブロック５４と、シリンダ７の開口端５３を閉塞するヘッド２と、開口端５３の反対側から収納したピストン５５と、ピストン５５及びクランクシャフト５６連結するコンロッド５７と、クランクシャフト５６を回転させるモータ５８とを有する。

図２は実施形態のヘッド２の分解斜視図である。ヘッド２の吐出側には、ヘッド２から近い順に、弁体４０、スプリングリード４３、ストッパ６２が配されている。

ヘッド２の吐出側は、凹部２１、凹部２１内に配された吐出孔２３、吐出孔２３周囲に配された吐出弁座２２を有する。

弁体４０は、長手方向の一端側に耳片４０１を、長手方向の他端側に主面４０２を有する。耳片４０１は、長手方向と略直交方向に延びる部分である。主面４０２は、吐出孔２３を開閉（吐出弁座２２をシールしたり開放したり）する平板状の部分である。

スプリングリード４３は、耳片押え部４３１と、スプリングリード４３を凹部２１に取付ける被支持部４３２と被取付部４３３と、耳片押え部４３１、被支持部４３２の間に位置する可撓部４３４と、耳片押え部４３１に接続する耳片押え接続部４３５と、耳片押え接続部４３５と可撓部４３４との間に位置する耳片押え側傾斜部４３６と、を有する。
ヘッド２を組み立てた状態について、耳片押え部４３１は、耳片４０１を凹部２１に接触して押圧することで可撓部４３４の耳片押え部４３１側を支持する部分であり、被支持部４３２は、凹部２１とストッパ６２とで挟持されることで可撓部４３４の被支持部４３２側を支持する部分である。被取付部４３３は、凹部２１の外縁に設けられた隙間（不図示）に挿入され、スプリングリード４３がストッパ６２側に過度に変位することを抑制する部分である。可撓部４３４は、２つの耳片押え部４３１の間（一端側）から被支持部４３２側（他端）まで延在する平板状の部分である。

ストッパ６２は、ヘッド２を組立てた状態について、耳片押え４３１と被支持部４３２に接触するとともに可撓部４３４と非接触の状態で、凹部２１に固定される部品である。

図３は実施形態のヘッド２の縦断面図であり、図２のＡ−Ａ線部分の縦断面である。図４は実施形態の弁体変位量が大きい時のヘッド２の縦断面図、図５は実施形態の吐出弁のバネ特性を示す図である。

被支持部４３２は、可撓部４３４側から、第１傾斜部４３２１、第１平行部４３２２、第２傾斜部４３２３、第２平行部４３２４を有する。
第１傾斜部４３２１は、可撓部４３４に一端が接続し、他端に向けて凹部２１に近付く側に傾斜している部分であり、好ましくはストッパ６２に接触している。第１平行部４３２２は、一端が第１傾斜部４３２１の他端に接続しており、ストッパ６２に好ましくは略平行な方向に延在しており、ストッパ６２に接触している。第２傾斜部４３２３は、第１平行部４３２２に一端が接続しており、他端に向けて凹部２１に近付く側に傾斜している部分である。第２平行部４３２４は、一端が第２傾斜部４３２３の他端に接続しており、凹部２１に略平行に延在して凹部２１に接触している。

このように、被支持部４３２は、凹部２１に接触する部分とストッパ６２に接触する部分とが存在し、これら２点を繋ぐ部分とがあることから、ストッパ６２によって効果的に支持されている。これにより、可撓部４３４の他端を支持できるので、可撓部４３４を硬くできる。本実施形態のように平行部４３２２，４３２４が凹部２１、ストッパ６２それぞれと接触すると、凹部２１やストッパ６１との接触面積を確保できるため好ましい。

また、図３からは明らかではないがスプリングリード４３の耳片押え部４３１側はストッパ６２に接触している。さらに、耳片押え接続部４３５はストッパ６２に接触しており、耳片押え側傾斜部４３６も好ましくはストッパ６２に接触している。すなわち、スプリングリード４３は、耳片押え部４３１によって耳片４０１を挟んで間接的に凹部２１に接触している。このため、スプリングリード４３の耳片押え部４３１側もまた、凹部２１に接触する部分と、ストッパ６２に接触する部分と、これらを繋ぐ部分とが存在している。

図５は本実施形態の吐出側の弁の変位量と荷重（吐出圧）の関係を示すグラフである。弁体４０、スプリングリード４３、ストッパ６２を上記のような構成としたことから、本実施形態の可撓部４３４のばね定数は、いわゆる両持ちとなることから大きい値となる。すなわち、スプリングリード４３は、弁体４０の開閉方向の一方側にあるヘッド３又は弁体４０に接触し、かつ、他方側にあるストッパ６２に接触して挟持された両持ち構造である。したがって、弁体４０は、開き始め（主面４０２が可撓部４３４に非接触な程度に変位量が小さい）のばね定数は低く、その後は可撓部４３４とスプリングリード４３との合成ばねとなってばね定数が高いものとなる。

１ ヘッドカバー
２ ヘッド
２１ 凹部
２２ 吐出弁座
２３ 吐出孔
４０ 弁体
４０１ 耳片
４０２ 主面
４３ スプリングリード
４３１ 耳片押え部（他のヘッド接触部分）
４３２ 被支持部
４３２１ 第１傾斜部
４３２２ 第１平行部（ストッパ接触部分）
４３２３ 第２傾斜部（連結部分）
４３２４ 第２平行部（ヘッド接触部分）
４３３ 被取付部
４３４ 可撓部
４３５ 耳片押え接続部（他のストッパ接触部分かつ他の連結部分）
４３６ 耳片押え側傾斜部
５３ 開口端
５４ シリンダブロック
５５ ピストン
６２ ストッパ
７ シリンダ

Claims (2)

1. 弁体と、
   該弁体が配された凹部を有するヘッドと、
   前記弁体を介して前記ヘッドと反対側に位置し、前記弁体が接触可能な可撓部を有するスプリングリードと、
   前記スプリングリードを介して前記弁体と反対側に位置するストッパと、を有する弁であって、
   前記ヘッドは、前記凹部に配される吐出孔を有し、
   前記弁体は、長手方向の一端側に前記吐出孔を開閉する主面と、該長手方向の他端側に該長手方向に対して略直交方向に延びる耳片と、を有し、
   前記スプリングリードは、
   前記ヘッドに接触するヘッド接触部分と、
   前記ストッパの一端側に接触するストッパ接触部分と、
   前記ヘッド接触部分及び前記ストッパ接触部分を繋ぐ連結部分と、を前記可撓部の一端側に有し、
   前記可撓部の一端側の構造として、
   前記可撓部に長手方向の他端が接続し、一端に向けて前記ヘッドに近付く側に傾斜している部分としての第１傾斜部と、
   長手方向の他端が該第１傾斜部の一端に接続しており、前記ストッパに略平行な方向に延在する前記ストッパ接触部分としての第１平行部と、
   該第１平行部に長手方向の他端が接続しており、一端に向けて前記ヘッドに近付く側に傾斜している前記連結部分としての第２傾斜部と、
   長手方向の他端が該第２傾斜部の一端に接続しており、前記ヘッドに略平行に延在する前記ヘッド接触部分としての第２平行部と、を有し、
   さらに、前記スプリングリードは、
   前記耳片を前記ヘッドに接触させる他のヘッド接触部分と、
   前記ストッパの他端側に接触する他のストッパ接触部分と、
   前記他のヘッド接触部分及び前記他のストッパ接触部分を繋ぐ他の連結部分と、を前記可撓部の他端側に有し、
   前記可撓部の他端側の構造として、
   前記耳片を前記凹部に接触するように押圧する前記他のヘッド接触部分としての耳片押え部と、
   前記耳片押え部に接続する前記他のストッパ接触部分及び前記他の連結部分としての耳片押え接続部と、を有することを特徴とする弁。
2. 請求項１に記載の弁を有する機器。

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