JPS6346273B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、圧縮機用の圧力応動バルブ装置、
より詳しく言うと、デイスク型のバルブを備えて
いて冷凍用圧縮機において用いるのに特に適当し
ているバルブ装置に、関するものである。

この発明は、本願出願人の出願に係る特願昭54
−163955号（特開昭55−97572号）に開示されて
いるタイプの軽量で易変形性のバルブと共に、そ
して本願出願人の出願に係る特願昭56−7770号
（特開昭56−107987号）に開示のシリンダヘツド
及び弁板と共に、利用するのに特に適当してお
り、本願出願人の出願に係る特願昭56−7769号
（特開昭56−109962号）に開示されているコイル
ばね式のバルブ附勢機構に代わるバルブ附勢機構
を備えたバルブ装置に係る。この発明は、ロータ
リ型の圧縮機においても、１個或は複数個のピス
トンを備え密閉型或は易近接密閉型のものとされ
ている往復動ピストン型圧縮機のような他のタイ
プの圧縮機においても、利用することができる。

弁板及びシリンダヘツドの集合体は、一定のバ
ルブ配列においてはその構造が比較的複雑とな
り、このため製造するのが極く高価につき、また
時には組立ても高価につく。

この発明は、１個或は複数個の彎曲デイスク型
の板ばねを、デイスク状バルブの運動をガイドす
ると共に該バルブと板ばね間の相対位置を規制す
る複数個のガイド部材を有する支持手段と組合せ
て用いてあるバルブ附勢機構を備えた、新規なバ
ルブ装置を提供するものである。

上記附勢機構を採用することにより、従来のコ
イルばね式のバルブ附勢機構に優る数多くの長所
が与えられる。例えば、この発明に従つて設けら
れる板ばねは、圧縮量に対し附勢力が直線的に増
加するのではなく圧縮量が大となると附勢力が大
きく増加せしめられるから、閉鎖位置でバルブに
作用させる必要な予荷重を減らして、バルブに作
用する残留応力を減少させる。上記した板ばねの
圧縮量と附勢力との間の関係からして、板ばねに
よりバルブに作用させる予荷重を、バルブの初期
開放動をために減らすことができる。さらに異な
つた圧縮機間で予荷重と附勢力とを、バルブ装置
中に設けられる板ばねの個数を変えるのみで、容
易に調整ないし変更できる。また複数個の板ばね
を用いた場合、板ばね同士間に作用する摩擦力が
高速運転時におけるバルブ振動を消滅させること
から特に望ましい緩衝作用を与えると共に、１個
の板ばねでは不可能であるような連続運転を確保
させる如き余力が与えられる。

圧縮機用のバルブ装置において、吐出弁を閉鎖
位置方向に移動附勢するためのスプリングとして
彎曲状の板ばねを用いること自体は既に、特開昭
54−47111号公報に開示されているように公知で
ある。しかし従来のものは吐出弁に対し板ばねの
附勢力が吐出弁の軸線方向に沿つて及ぶように板
ばねをガイドすることを、板ばねの支持手段に設
けたガイド突起を板ばねの中心部にあけた穴に通
し該ガイド突起により行なわせていたため、次の
ような問題点を有していた。

すなわち中心部に穴を有する板ばねは穴周端縁
部において環状の突縁を有し、かかる突縁は常に
吐出弁の外面に対し係合することとなる。そして
吐出弁の開閉過程において吐出弁と共に板ばねが
自在に移動できることが必要であることからし、
上記した穴の内径はガイド突起の外径よりもかな
り大きくされるから、吐出弁が開閉動するときに
板ばねが上記突縁によつて吐出弁の外面を摩耗さ
せたりえぐり取つたりするように動きうる。この
ため高速圧縮機とかポリマー製の吐出弁を設けた
圧縮機では特に、吐出弁が使用に耐えなくなるほ
どの損傷を比較的早期に受けることになる。つま
り吐出弁が全体として破損を受けないままでも弁
附勢手段である板ばねが係合する外面を傷付けら
れることにより、吐出弁に対し板ばねの附勢力が
正しく軸線方向に沿つて及ばなくなるからであ
る。

そこでこの発明は、吐出弁の外面を摩耗させる
とか傷付けるような突縁部を有しない板ばねから
成る附勢手段を採用することによつて上記の問題
点を解消しようとするものである。

この発明は、圧縮機中において用いられるバル
ブ装置であつて、 Ａ 截頭円錐状の開口を有すると共に該開口の周
壁によつて弁座を形成している弁板と、 Ｂ 前記開口内に移動可能に配設されていて閉鎖
位置において前記弁座と係合する截頭円錐面状
のシール面を備えた吐出弁であつて、ほぼ平坦
な外面を有する吐出弁と、 Ｃ 少なくとも１個の穴を有しない板ばねから成
るデイスク状の附勢手段であつて、上記板ばね
がその一直径にほぼ沿つて彎曲させてあるもの
に形成されている附勢手段と、 Ｄ 前記した附勢手段の板ばねの凸側の面を前記
吐出弁の外面に対する係合関係に保つことによ
り附勢手段が吐出弁を前記閉鎖位置へと移動附
勢するようにする支持手段であつて、前記した
吐出用の開口中に突入して前記板ばねの周端縁
を取囲み該板ばねを、板ばねが前記吐出弁に対
し該吐出弁の一直径を含む外面部分で附勢力を
及ぼすようにガイドする複数個のガイド部材を
有する支持手段と、 を備えている、圧縮機用のバルブ装置に係る。

上記のように彎曲させてある板ばねは第５図に
参照数字５６で指して図示されており、非圧縮状
態におき凸面側の中心部でのみ吐出弁外面といわ
ば点でもつて係合するように球面状に彎曲させた
板ばねと対比して、非圧縮状態でも一直径線に沿
つた部分で弁外面に係合するから、附勢手段と弁
間の係合面積を高めるものとなる。上記板ばね５
６とそれをガイドする複数個（４個）のガイド部
材（ガイド突起）４４（下面４６及び内面４８を
有する。）は、図例では吐出弁２６もガイドする
ように設けられているが、截頭円錐状の弁座と対
応する形状のシール面を有する吐出弁２６を設け
る構造では、吐出弁２６のストロークを過大とさ
えしなければ該弁２６がほぼ弁座開口と同心配置
状態に保たれるように弁座によつてガイドされる
ことからして、この発明はガイド部材４４をして
吐出弁２６もガイドするように設ける構造にまで
は限定されない。

穴を有せずして凸面側で吐出弁外面に係合する
板ばねより成る附勢手段は、吐出弁の開閉過程に
おいて該吐出弁の外面を摩耗させたり傷付けるよ
うな突縁部を有せず、したがつてこの発明によれ
ば、従来のものの前述問題点が解消される。ガイ
ドのための穴を設けない構造の板ばね製附勢手段
を用いるものでありながら、附勢手段を支持する
支持手段に前記のようなガイド部材４４を設け
て、一直径にほぼ沿つて凸状をなし該凸状部で弁
外面に係合することとなる板ばね５６を、吐出弁
２６の一直径を含む外面部分で吐出弁２６に対し
附勢力を及ぼすようにガイドしたことにより、弁
座に対する吐出弁の正常な着座が保証される。

そしてこの発明は、非圧縮状態におき凸面側中
心部でのみ吐出弁外面と点接触状態をとることと
なる球面状彎曲の板ばねを用いるのでなく、非圧
縮状態でも一直径線に沿つた部分で吐出弁外面に
対し線接触して係合するように彎曲させてある板
ばね５６を用い、該板ばね５６をして吐出弁２６
に対し該吐出弁２６の一直径を含む外面部分で接
触して附勢力を及ぼすようにガイドしているか
ら、附勢手段を構成する板ばね５６と吐出弁２６
との間の係合面積が高められて附勢手段が吐出弁
に対しより安定に作用すると共に吐出弁に対する
応力集中点をなくして該吐出弁を保護する長所を
与える。

以下、添付図面に掲げる実施例についてこの発
明をより詳細に説明する。

第１図において、参照数字１０で全体を指して
あるバルブ装置は弁板１２を備えており、この弁
板１２は、該弁板１２中に設けられたほぼ截頭円
錐状の開口内に配置してあるリング状の弁座部材
１４であつて、弁板１２をそれぞれ貫通する、実
質的に同心的な吸入ガス通路１６及び吐出ガス通
路１８を区画形成している弁座部材１４を、有し
ている。第２の板部材２０が弁板１２の上面上に
設けられており、弁板１２と該板部材２０間に
は、吸入ガス通路１６と吐出ガス通路１８間を離
隔するために適当したシール用ガスケツト２２を
配設してある。図示のように板部材２０を貫通さ
せて、吐出ガスを上方向きに通すことを可能とす
る開口２４が設けられている。図示バルブ装置は
したがつて、前記した特願昭56−7770号（特開昭
56−107987号）に開示されたものと類似してい
る。

軽量で易変形性のポリマー製の吐出弁２６が、
吐出ガス通路１８内において弁座を形成している
截頭円錐状面２８に着座するように、設けられて
いる。この吐出弁２６は、前記した特願昭54−
133955号（特開昭55−97572号）に開示されてい
るタイプのものであるのが、望ましい。

橋架部材３０が設けられており、この橋架部材
３０は、前記開口２４とほぼ同心的に配置された
円柱状の中心部３２と互に反対方向に突出させて
ある１対のアーム３４，３６とを有しており、ア
ーム３４，３６は板部材２０の上面に、該アーム
３４，３６に設けた透孔を通して板部材２０のね
じ穴に螺合されたボルト４０，４２により固定さ
れている。橋架部材３０の中心部３２は、吐出ガ
スが通過するための妨げのない領域を残すために
板部材２０中の開口２４の直径よりも実質的に小
さな直径を有するものに形成されており、また円
周方向においてほぼ等間隔おきに配された複数個
の懸垂状ガイド突起４４であつて開口２４を通し
て弁板１２中の吐出ガス通路１８中へと突入させ
てあるガイド突起４４を備えている。各ガイド突
起４４の下面４６は、該下面４６をして弁座部材
１４の弁座面２８に対し極く近接し僅かに離れる
ように位置付け得るように、面取りして傾斜付け
してある。各ガイド突起４４の内面４８は、吐出
弁２６の直径よりも僅かに大きな直径を有する仮
想円筒面の一部を形成する凹面とされ、かくして
該内面４８と吐出弁２６間には間隙（クリアラン
ス）が附与されている。

橋架部材３０の下面５２に係合するように位置
させて耐摩耗板５０が設けられている。この耐摩
耗板５０は、橋架部材３０の直径とほぼ等しい直
径を有する、ほぼ円形のものであつて、各ガイド
突起４４位置において該ガイド突起４４と協力し
て耐摩耗板５０の回転変位を防止する平坦切欠き
面５４を備えている。

吐出弁２６を図示の閉鎖位置へと附勢するため
に彎曲デイスク型の実質的に等しい１対の板ばね
５６が、吐出弁２６の上面と耐摩耗板５０の下面
５９との間に位置させて設けられている。該板ば
ね５６の各々は第５図から明瞭にみてとれるよう
に、比較的薄い金属円盤であつて、図示のように
上方向きに屈曲させてある対向端縁６０，６２を
有していて横断面形状がアーチ状をなすものに、
形成されている。該板ばね５６は、第４図に明瞭
に示すように何らの孔も設けてないものとされて
おり、凹面６４を耐摩耗板５０の下面５９に向け
て配置してあり、凸面６６は、全体が平坦ないし
同一面内にあることが望ましい、吐出弁２６の面
５８と揺動可能に係合させてある。このような板
ばね５６配置により、吐出弁２６の過度の摩耗が
阻止されると共に、板ばね５６の圧縮中にその端
縁６０，６２の動きからして起り得るガイド突起
４４の摩耗が阻止される。板ばね５６はまた、そ
れが完全に圧縮された平らな状態においての最大
径が耐摩耗板５０の直径よりも僅かに小さいよう
なものであるのが望ましく、このように板ばね５
６の最大径を設定することで該板ばね５６がその
端縁でスリツプすることがガイド突起４４の内面
４８により防止される。また、板ばね５６の最大
径を、該板ばね５６の中心が正しく位置付けられ
たときにガイド突起４４との間に僅かな極小の間
隙が存在するように設定して、板ばね５６がその
完全圧縮状態に拘留される可能性を排除すること
も、重要である。吐出弁２６の連続した上面５８
が利用されていることからして該弁２６の損傷を
促進するような応力集中点が無くされる事実に
も、留意されるべきである。

運転に際し、吸入ガスが圧縮機作動により圧縮
されるにつれて吐出弁２６の下面に作用する圧力
が増し、該吐出弁２６が図面上で上方へと移動せ
しめられて、圧縮機の圧縮チヤンバーが吐出ガス
通路１８及び板ばね５６に向けて開放せしめられ
る。ガイド突起４４の内面４８は吐出弁２６の円
柱面６８と協力して、吐出弁２６の横向きの動き
を制限或いは阻止して該吐出弁２６の正しい整列
配置を維持する。耐摩耗板５０の下面５９と実質
上完全に面接触する板ばね５６の圧縮動により、
積極的な停止が与えられて吐出弁２６の最大開放
位置が規制される。しかしながら、第６図に示す
ように板ばね５６の附勢力が吐出弁２６の上昇動
と共に増すことから、吐出弁２６が上記最大開放
位置へと移動する速度は、匹敵する固定附勢力の
コイルばねを用いた場合よりも小さい。さらに板
ばね５６により与えられる可変の附勢力からし
て、第６図のグラフに示すように吐出弁２６に与
える予荷重を、匹敵するコイルばねを用いたバル
ブ装置の場合よりも減少することが、可能とな
る。このことは、前記した特願昭54−163955号
（特開昭55−97572号）に開示されたタイプのポリ
マー製吐出弁については特に、望ましいことであ
る。さらに、予荷重と全体としての附勢力との両
者を、各種の部材の形状とか寸法とかを変えるこ
となしに単に追加の板ばね５６を挿入することの
みで調整可能であることに、留意されるべきであ
る。また図示の実施例におけるように複数個の板
ばねを用いたときは、該板ばねの圧縮及び復元中
に係合する板ばね面同士間で若干の相対移動が起
る。このような相対移動による摩擦力は、高速運
転時に特に望ましい緩衝作用を与えて吐出弁２６
の振動を防止する。また複数個の板ばねを使用す
ることで重複した附勢手段が与えられて、運転の
信頼度が改善される。また板ばねを使用すること
で、コイルばねを用いた場合と比較しより静かな
運転が行なわれるといつた長所も与えられるよう
である。

前述した実施例は上記のような長所及び特徴を
与えるように十分な配慮を施してあるものとなつ
ているが、特許請求の範囲に特定されている本発
明の範囲を逸脱することなしに同実施例について
変更とか修正とかを行なえることも、当業者であ
れば容易に理解できよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を装備した冷凍
用圧縮機の一部を示す切欠き縦断面図である。第
２図は、第１図の要部についての切欠き平面図で
ある。第３図は、第１図の３−３線に沿う断面図
である。第４図は、第１図の４−４線に沿う断面
図である。第５図は、上記実施例に用いられてい
る板ばねの１個を示す斜視図である。第６図は、
本発明装置に用いられる板ばねと従来装置に用い
られているコイルばねとについて弁上昇動と附勢
力との関係を示すグラフである。第７図は、上記
実施例に用いられている吐出弁を示す斜視図であ
る。 １０……バルブ装置、１２……弁板、１４……
弁座部材、１６……吸入ガス通路、１８……吐出
ガス通路、２０……第２の板部材、２４……開
口、２６……吐出弁、２８……截頭円錐状面、３
０……橋架部材、３２……中心部、３４，３６…
…アーム、４０，４２……ボルト、４４……ガイ
ド突起、５０……耐摩耗板、５６……板ばね、６
４……凹面、６６……凸面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧縮機中において用いられるバルブ装置であ
   つて、 Ａ 截頭円錐状の開口を有すると共に該開口の周
   壁によつて弁座を形成している弁板と、 Ｂ 前記開口内に移動可能に配設されていて閉鎖
   位置において前記弁座と係合する截頭円錐面状
   のシール面を備えた吐出弁であつて、ほぼ平坦
   な外面を有する吐出弁と、 Ｃ 少なくとも１個の穴を有しない板ばねから成
   るデイスク状の附勢手段であつて、上記板ばね
   がその一直径にほぼ沿つて彎曲させてあるもの
   に形成されている附勢手段と、 Ｄ 前記した附勢手段の板ばねの凸側の面を前記
   吐出弁の外面に対する係合関係に保つことによ
   り附勢手段が吐出弁を前記閉鎖位置へと移動附
   勢するようにする支持手段であつて、前記した
   吐出用の開口中に突入して前記板ばねの周端縁
   を取囲み該板ばねを、板ばねが前記吐出弁に対
   し該吐出弁の一直径を含む外面部分で附勢力を
   及ぼすようにガイドする複数個のガイド部材を
   有する支持手段と、 を備えている、圧縮機用のバルブ装置。