JPH06147124A - 変形し得る環状弁を具備する環状弁式空気コンプレッサー - Google Patents
変形し得る環状弁を具備する環状弁式空気コンプレッサーInfo
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- JPH06147124A JPH06147124A JP19131092A JP19131092A JPH06147124A JP H06147124 A JPH06147124 A JP H06147124A JP 19131092 A JP19131092 A JP 19131092A JP 19131092 A JP19131092 A JP 19131092A JP H06147124 A JPH06147124 A JP H06147124A
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- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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- Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 環状弁が作働中に多くの運動及び反り変形ス
テージを受け得る、空気コンプレッサーのための環状弁
アセンブリーを提供すること。 【構成】 空気コンプレッサー弁体101には第1の
円形リリーフチャンネル102とこれに対応しリリーフ
領域48の表面104に向けて半径方向内側に伸延する
環状リング凹所103が設けられる。この環状リング凹
所103の直上にリング弁リリーフ領域105が同心状
態で配設される。リング弁リリーフ領域105には円形
リリーフチャンネル106及び環状リング凹所107が
含まれる。環状リング凹所107はリリーフ領域48の
表面104に向けて半径方向内側に伸延する。
テージを受け得る、空気コンプレッサーのための環状弁
アセンブリーを提供すること。 【構成】 空気コンプレッサー弁体101には第1の
円形リリーフチャンネル102とこれに対応しリリーフ
領域48の表面104に向けて半径方向内側に伸延する
環状リング凹所103が設けられる。この環状リング凹
所103の直上にリング弁リリーフ領域105が同心状
態で配設される。リング弁リリーフ領域105には円形
リリーフチャンネル106及び環状リング凹所107が
含まれる。環状リング凹所107はリリーフ領域48の
表面104に向けて半径方向内側に伸延する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は1991年6月26日の
米国特許出願番号第07/721035号の部分継続出
願である。本発明は一般に流体流れを自動的に断続する
べく作動する流体流れ制御のための弁に関し、詳しくは
高圧ガスコンプレッサー及び流体ポンプに於ける空気取
り入れ弁及び空気排気弁として使用される環状式弁構造
に関する。詳しくは、本発明は部分継続出願である”環
状弁式空気コンプレッサー”と題する米国特許出願番号
第07/278,255号に記載される環状弁構造の改
良に関するものである。
米国特許出願番号第07/721035号の部分継続出
願である。本発明は一般に流体流れを自動的に断続する
べく作動する流体流れ制御のための弁に関し、詳しくは
高圧ガスコンプレッサー及び流体ポンプに於ける空気取
り入れ弁及び空気排気弁として使用される環状式弁構造
に関する。詳しくは、本発明は部分継続出願である”環
状弁式空気コンプレッサー”と題する米国特許出願番号
第07/278,255号に記載される環状弁構造の改
良に関するものである。
【0002】
【従来技術】環状弁それ自体は従来既知であり、空気コ
ンプレッサー及び空気ポンプのために広汎に使用されて
いる。本来こうした環状弁は、その各側における圧力差
によって開閉する。ケース毎に選択されたばねのばね力
を越える圧力差が生じた場合に弁の運動を正確に制御す
るために、そうした環状弁と共にばねデバイスを偏倚さ
せることもまた現在既知である。このように環状弁は、
そうした圧力差が、弁の作動を予測し得る選択されたば
ねのばね特性及び弁の質量に基き、予め決定された値に
達した場合にのみ開閉される。前記米国特許出願は、米
国特許第2382716号、第1225321号そして
第3786834号に示されたような構造によって例示
された如き従来技術の特定の問題を解決する。そうした
構造では一般に、環状弁を所望の位置に偏倚させるため
に自由支持されたばねワッシャーの使用が開示される。
この形式のばねワッシャー及び環状弁アセンブリーで
は、ばねワッシャーを保持するための追加的な支持構造
が必要であり、それが各シリンダーの圧縮容積を吸い込
みストロークの終端位置に於て低下させることで空気コ
ンプレッサーの効率が低下し、また弁アセンブリーのコ
スト、重量そして複雑さが増大する。前記米国特許出願
は従来技術におけるこうした問題を、環状弁をシリンダ
ーヘッド及びバイアス手段間に維持するためにその周辺
部分が流体ポンプに結合された偏倚手段を提供しそれに
よりそうした追加的な支持構造並びに従来技術デバイス
における効率の低下を排除することによって解決してい
る。しかしながら、特定の用途に於ては空気の乱流その
他により、そうした改良デバイスにも幾つかの問題が生
じることが見出された。そうした問題とは即ち、環状弁
が”旋回”運動を起こして共振状況下に損耗しそれによ
り、過剰な力で弁座に衝突し、弁座及び環状弁間の接触
部分の周囲に凹みが生じ、結局、漏れを生じ易い状態を
生じることである。かくして、この問題を解決するため
の新たな改良及び発明が必要である。前記米国特許第2
728351号の技術の改良策の1つは、シリンダーブ
ロック及びライナーに傾斜面を加工し、リング弁を、そ
の切頭円錐形状への反り変形が前記傾斜面によって制限
されるように位置決めすることであった。この方策の1
つの欠点は、その経費と、傾斜面の加工に失敗するとシ
リンダーブロック及びライナー全体がスクラップとなっ
てしまう危険があることである。他の欠点は、リング弁
の寸法形状がその性質上限定されてしまうことである。
シリンダーボア寸法が変わると、リング弁をそのボア寸
法によって変わる傾斜面寸法に合ったものに交換する必
要がある。本発明の1具体例では、この欠点は別個のリ
ング弁保持体を使用することによって克服されている。
このリング弁保持体は、リング弁の反り変形のためのバ
ックアップ部材として使用される傾斜面を提供するが、
そのコスト分は小さく然もシリンダーブロック及びライ
ナーに対する加工を特に必要としない。リング弁保持体
における加工が失敗した場合、低コスト部品がスクラッ
プとなり、シリンダーブロック及びライナーは影響を受
けることがない。本発明では、同じリング弁保持体を、
3 5/8インチ(約11.65センチ)ボアのみなら
ず3 7/8インチ(約9.84センチ)ボアの如き異
なる寸法のシリンダーボアと共に使用可能である。
ンプレッサー及び空気ポンプのために広汎に使用されて
いる。本来こうした環状弁は、その各側における圧力差
によって開閉する。ケース毎に選択されたばねのばね力
を越える圧力差が生じた場合に弁の運動を正確に制御す
るために、そうした環状弁と共にばねデバイスを偏倚さ
せることもまた現在既知である。このように環状弁は、
そうした圧力差が、弁の作動を予測し得る選択されたば
ねのばね特性及び弁の質量に基き、予め決定された値に
達した場合にのみ開閉される。前記米国特許出願は、米
国特許第2382716号、第1225321号そして
第3786834号に示されたような構造によって例示
された如き従来技術の特定の問題を解決する。そうした
構造では一般に、環状弁を所望の位置に偏倚させるため
に自由支持されたばねワッシャーの使用が開示される。
この形式のばねワッシャー及び環状弁アセンブリーで
は、ばねワッシャーを保持するための追加的な支持構造
が必要であり、それが各シリンダーの圧縮容積を吸い込
みストロークの終端位置に於て低下させることで空気コ
ンプレッサーの効率が低下し、また弁アセンブリーのコ
スト、重量そして複雑さが増大する。前記米国特許出願
は従来技術におけるこうした問題を、環状弁をシリンダ
ーヘッド及びバイアス手段間に維持するためにその周辺
部分が流体ポンプに結合された偏倚手段を提供しそれに
よりそうした追加的な支持構造並びに従来技術デバイス
における効率の低下を排除することによって解決してい
る。しかしながら、特定の用途に於ては空気の乱流その
他により、そうした改良デバイスにも幾つかの問題が生
じることが見出された。そうした問題とは即ち、環状弁
が”旋回”運動を起こして共振状況下に損耗しそれによ
り、過剰な力で弁座に衝突し、弁座及び環状弁間の接触
部分の周囲に凹みが生じ、結局、漏れを生じ易い状態を
生じることである。かくして、この問題を解決するため
の新たな改良及び発明が必要である。前記米国特許第2
728351号の技術の改良策の1つは、シリンダーブ
ロック及びライナーに傾斜面を加工し、リング弁を、そ
の切頭円錐形状への反り変形が前記傾斜面によって制限
されるように位置決めすることであった。この方策の1
つの欠点は、その経費と、傾斜面の加工に失敗するとシ
リンダーブロック及びライナー全体がスクラップとなっ
てしまう危険があることである。他の欠点は、リング弁
の寸法形状がその性質上限定されてしまうことである。
シリンダーボア寸法が変わると、リング弁をそのボア寸
法によって変わる傾斜面寸法に合ったものに交換する必
要がある。本発明の1具体例では、この欠点は別個のリ
ング弁保持体を使用することによって克服されている。
このリング弁保持体は、リング弁の反り変形のためのバ
ックアップ部材として使用される傾斜面を提供するが、
そのコスト分は小さく然もシリンダーブロック及びライ
ナーに対する加工を特に必要としない。リング弁保持体
における加工が失敗した場合、低コスト部品がスクラッ
プとなり、シリンダーブロック及びライナーは影響を受
けることがない。本発明では、同じリング弁保持体を、
3 5/8インチ(約11.65センチ)ボアのみなら
ず3 7/8インチ(約9.84センチ)ボアの如き異
なる寸法のシリンダーボアと共に使用可能である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】容積効率及び耐久性が
向上される一方、製造コスト、重量そして複雑さが低減
された、空気コンプレッサーの如き流体ポンプデバイス
を提供することであり、外部ばね式偏倚手段が排除され
た、空気コンプレッサーのための弁アセンブリーを提供
することであり、環状弁が作働中に多くの運動及び反り
変形ステージを受け得る、空気コンプレッサーのための
環状弁アセンブリーを提供することである。
向上される一方、製造コスト、重量そして複雑さが低減
された、空気コンプレッサーの如き流体ポンプデバイス
を提供することであり、外部ばね式偏倚手段が排除され
た、空気コンプレッサーのための弁アセンブリーを提供
することであり、環状弁が作働中に多くの運動及び反り
変形ステージを受け得る、空気コンプレッサーのための
環状弁アセンブリーを提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】先に議論された問題は、
外部ばね式偏倚手段をもはや有さず、しかし”内側”ば
ね式偏倚手段と称し得る偏倚手段、即ち環状弁の特性に
基いた偏倚手段を有する環状弁アセンブリーを提供する
ことによって解決される。これは、対向する面同士の間
に環状弁の内側或は外側の周囲縁部を、所望であれば僅
かな間隙を有する状態で物理的に束縛し、そして環状弁
をその作用中に切頭円錐形状に変形させることにより達
成される。環状弁に多くの反り変形ステージを提供する
ことによって所望の”スチフネス”を、複雑な弁形状及
びバックプレートを使用することなく入手可能である。
その周囲縁部が拘束された環状弁は、空気コンプレッサ
ー分野では米国特許第2728351号及び第3112
064号に記載される如く既知である。そうした環状弁
はオーストラリア特許第A2145/69−1号及びオ
ーストラリア特許出願番号第871336号に於てもま
た既知である。しかしながら、これらの従来技術公報に
示される環状弁は一般に極めて複雑であり然も製造の困
難な形状を有している。またその反り変形作用は限定的
なものに過ぎず及び或はその運動を拘束するためのバッ
クプレートが必要である。かくして、その使用に際して
はそれらに固有の問題を生じる。本発明の環状弁はバッ
クプレートを必要とすることなく広範囲の反り変形を提
供しまたその形状も複雑ではない。本発明の環状弁では
そうした広範囲の反り変形を提供するために、多くの反
り変形ステージを受ける簡単な構造の環状弁が使用され
る。
外部ばね式偏倚手段をもはや有さず、しかし”内側”ば
ね式偏倚手段と称し得る偏倚手段、即ち環状弁の特性に
基いた偏倚手段を有する環状弁アセンブリーを提供する
ことによって解決される。これは、対向する面同士の間
に環状弁の内側或は外側の周囲縁部を、所望であれば僅
かな間隙を有する状態で物理的に束縛し、そして環状弁
をその作用中に切頭円錐形状に変形させることにより達
成される。環状弁に多くの反り変形ステージを提供する
ことによって所望の”スチフネス”を、複雑な弁形状及
びバックプレートを使用することなく入手可能である。
その周囲縁部が拘束された環状弁は、空気コンプレッサ
ー分野では米国特許第2728351号及び第3112
064号に記載される如く既知である。そうした環状弁
はオーストラリア特許第A2145/69−1号及びオ
ーストラリア特許出願番号第871336号に於てもま
た既知である。しかしながら、これらの従来技術公報に
示される環状弁は一般に極めて複雑であり然も製造の困
難な形状を有している。またその反り変形作用は限定的
なものに過ぎず及び或はその運動を拘束するためのバッ
クプレートが必要である。かくして、その使用に際して
はそれらに固有の問題を生じる。本発明の環状弁はバッ
クプレートを必要とすることなく広範囲の反り変形を提
供しまたその形状も複雑ではない。本発明の環状弁では
そうした広範囲の反り変形を提供するために、多くの反
り変形ステージを受ける簡単な構造の環状弁が使用され
る。
【0005】
【実施例】本発明の原理の理解を促進する目的上、図示
された具体例を参照して本発明を詳しく説明するが、本
発明はこうした具体例に限定されるものでは無く、本発
明の範囲の内で多くの変更を為し得るものであることを
銘記されたい。図面、特に図1及び2を参照するに、空
気コンプレッサー或は流体ポンプの一部分を構成する弁
アセンブリーが例示されている。ここでの説明は主に空
気コンプレッサーに関して為されるが、弁アセンブリー
は任意の類似形式の流体ポンプにおいて使用可能である
ことを理解されたい。弁アセンブリーはまた、水平方向
に於て示されているが本発明の範囲内に於て異なる方向
とし得る。図示された空気コンプレッサー20は往復作
動形式のものであり、ピストンシリンダー21を具備
し、このピストンシリンダー内には連結ロッド23に連
結された往復作動するピストン22が取付けられ、前記
連結ロッド23はクランクシャフト24に連結され、ピ
ストン22の往復運動が結局、このクランク軸24の回
転運動に変換される。ピストンシリンダー21の頂部は
全体を参照番号25によって示されるシリンダーヘッド
によって閉じられる。このシリンダーヘッド25は代表
的には、今後説明される環状弁のためのシール面(弁座
手段)を具備するコンプレッサー弁体26と、コンプレ
ッサーヘッド27とそしてカバープレート28とから成
る。カバープレートガスケット29がカバープレート2
8をコンプレッサーヘッド27からシールするために設
けられる。ヘッドガスケット30がコンプレッサーヘッ
ドをコンプレッサー弁体26にシール状態で接続する一
方、弁体ガスケット31がコンプレッサー弁体26をピ
ストンシリンダー21の頂部にシール状態で接続する。
された具体例を参照して本発明を詳しく説明するが、本
発明はこうした具体例に限定されるものでは無く、本発
明の範囲の内で多くの変更を為し得るものであることを
銘記されたい。図面、特に図1及び2を参照するに、空
気コンプレッサー或は流体ポンプの一部分を構成する弁
アセンブリーが例示されている。ここでの説明は主に空
気コンプレッサーに関して為されるが、弁アセンブリー
は任意の類似形式の流体ポンプにおいて使用可能である
ことを理解されたい。弁アセンブリーはまた、水平方向
に於て示されているが本発明の範囲内に於て異なる方向
とし得る。図示された空気コンプレッサー20は往復作
動形式のものであり、ピストンシリンダー21を具備
し、このピストンシリンダー内には連結ロッド23に連
結された往復作動するピストン22が取付けられ、前記
連結ロッド23はクランクシャフト24に連結され、ピ
ストン22の往復運動が結局、このクランク軸24の回
転運動に変換される。ピストンシリンダー21の頂部は
全体を参照番号25によって示されるシリンダーヘッド
によって閉じられる。このシリンダーヘッド25は代表
的には、今後説明される環状弁のためのシール面(弁座
手段)を具備するコンプレッサー弁体26と、コンプレ
ッサーヘッド27とそしてカバープレート28とから成
る。カバープレートガスケット29がカバープレート2
8をコンプレッサーヘッド27からシールするために設
けられる。ヘッドガスケット30がコンプレッサーヘッ
ドをコンプレッサー弁体26にシール状態で接続する一
方、弁体ガスケット31がコンプレッサー弁体26をピ
ストンシリンダー21の頂部にシール状態で接続する。
【0006】カバープレート28は、ボルト33を先ず
ワッシャー34に通し、次いでカバープレート28に設
けた第1の孔35に通すことによりコンプレッサー弁体
26に締着される。前記ボルト33は次いで、コンプレ
ッサーヘッド27の中央に設けた第2の孔36、カバー
カバープレート28の中央支柱部分38に設けたねじ溝
付き開口37に送通される。ボルト33が締め付けられ
ると、カバープレート28及びコンプレッサーヘッド2
7はコンプレッサー弁体26にシール状態で締着され
る。カバープレート28には凹所32が設けられる。コ
ンプレッサー弁体26は結局、図1には例示目的上その
一部分のみが示されるヘッドボルト39によってピスト
ンシリンダー21の頂部に締着される。ピストンシリン
ダー21、ピストン22そしてシリンダーヘッド25が
流体チャンバーを、詳しくはガス圧縮チャンバー40を
画定する。このガス圧縮チャンバー40の容積はピスト
ン22の運動によって変化する。コンプレッサーヘッド
27は、コンプレッサー弁体26と共に、空気取り入れ
及び排出のための空気流路を画定する。空間46内に開
口する空気取入れ口45がコンプレッサー弁体26に少
なくとも1つ設けられる。この空間46は同様にコンプ
レッサー弁体26に設けられその底面に空気を分配する
ための環状チャンネルを提供する。空間46は、第1の
内側円形***部47及び第1の外側円形***部49によ
りコンプレッサー弁体26の底面上に於て画定される。
リリーフ領域48が第1の内側円形***部47に直隣り
合って設けられる。これら第1の内側円形***部47及
び第1の外側円形***部49は相互に、取り入れ弁、即
ち第1の環状弁50のための弁座として作用する。
ワッシャー34に通し、次いでカバープレート28に設
けた第1の孔35に通すことによりコンプレッサー弁体
26に締着される。前記ボルト33は次いで、コンプレ
ッサーヘッド27の中央に設けた第2の孔36、カバー
カバープレート28の中央支柱部分38に設けたねじ溝
付き開口37に送通される。ボルト33が締め付けられ
ると、カバープレート28及びコンプレッサーヘッド2
7はコンプレッサー弁体26にシール状態で締着され
る。カバープレート28には凹所32が設けられる。コ
ンプレッサー弁体26は結局、図1には例示目的上その
一部分のみが示されるヘッドボルト39によってピスト
ンシリンダー21の頂部に締着される。ピストンシリン
ダー21、ピストン22そしてシリンダーヘッド25が
流体チャンバーを、詳しくはガス圧縮チャンバー40を
画定する。このガス圧縮チャンバー40の容積はピスト
ン22の運動によって変化する。コンプレッサーヘッド
27は、コンプレッサー弁体26と共に、空気取り入れ
及び排出のための空気流路を画定する。空間46内に開
口する空気取入れ口45がコンプレッサー弁体26に少
なくとも1つ設けられる。この空間46は同様にコンプ
レッサー弁体26に設けられその底面に空気を分配する
ための環状チャンネルを提供する。空間46は、第1の
内側円形***部47及び第1の外側円形***部49によ
りコンプレッサー弁体26の底面上に於て画定される。
リリーフ領域48が第1の内側円形***部47に直隣り
合って設けられる。これら第1の内側円形***部47及
び第1の外側円形***部49は相互に、取り入れ弁、即
ち第1の環状弁50のための弁座として作用する。
【0007】図示されるように、第1の外側円形***部
49はピストンシリンダー21及び弁体ガスケット31
と重なり、従って第1の環状弁50の外側周囲縁部は弁
体ガスケット31及びコンプレッサー弁体26によって
形成される対向する一対の第1の環状面間でしかるべく
クランプされ或は拘束される。今後説明されるように、
本発明の1つの改変例では、第1の環状弁50及び第1
の外側円形***部49間には間隙が設けられこれが、第
1の環状弁50をしてその変形開始に僅かに先立ってピ
ボット廻動可能ならしめる。この詳細は図13から16
を参照して今後説明される。類似態様に於て、コンプレ
ッサー弁体26の上面には第2の内側円形***部55
と、第2の外側円形***部56が設けられる。これらは
相互に、第2の環状弁57のための第2の弁シール手段
として作用する。第2の内側円形***部55及び排出
弁、即ち第2の環状弁57の内側寸法形状は、前記第2
の環状弁がコンプレッサー弁体26の環状支柱部分58
を覆って摺動し前記第2の内側円形***部に載置される
ようなものである。それにより第2の環状弁は、環状弁
保持体59及び第2の内側円形***部55によって形成
される対向する一対の第2の環状面によって拘束され
る。第2の環状弁57の場合はその内側の周囲縁部が、
環状支柱部分58上の第2の環状弁57の頂部を覆って
取付けられた環状弁保持体59によって然るべく保持さ
れる。環状弁保持体59とコンプレッサー弁体26との
間には若干の間隙を設けそれにより、そうでない場合に
は共振が問題となる特定の作動状況下での若干の運動を
可能とさせ得る。
49はピストンシリンダー21及び弁体ガスケット31
と重なり、従って第1の環状弁50の外側周囲縁部は弁
体ガスケット31及びコンプレッサー弁体26によって
形成される対向する一対の第1の環状面間でしかるべく
クランプされ或は拘束される。今後説明されるように、
本発明の1つの改変例では、第1の環状弁50及び第1
の外側円形***部49間には間隙が設けられこれが、第
1の環状弁50をしてその変形開始に僅かに先立ってピ
ボット廻動可能ならしめる。この詳細は図13から16
を参照して今後説明される。類似態様に於て、コンプレ
ッサー弁体26の上面には第2の内側円形***部55
と、第2の外側円形***部56が設けられる。これらは
相互に、第2の環状弁57のための第2の弁シール手段
として作用する。第2の内側円形***部55及び排出
弁、即ち第2の環状弁57の内側寸法形状は、前記第2
の環状弁がコンプレッサー弁体26の環状支柱部分58
を覆って摺動し前記第2の内側円形***部に載置される
ようなものである。それにより第2の環状弁は、環状弁
保持体59及び第2の内側円形***部55によって形成
される対向する一対の第2の環状面によって拘束され
る。第2の環状弁57の場合はその内側の周囲縁部が、
環状支柱部分58上の第2の環状弁57の頂部を覆って
取付けられた環状弁保持体59によって然るべく保持さ
れる。環状弁保持体59とコンプレッサー弁体26との
間には若干の間隙を設けそれにより、そうでない場合に
は共振が問題となる特定の作動状況下での若干の運動を
可能とさせ得る。
【0008】環状弁保持体59は、第2の環状弁57に
対する十分な圧力を維持しそれによって第2の環状弁5
7を、今後説明する流体ポンプの排出ストローク中に切
頭円錐形状に変形可能とするための十分な圧力を行使す
べきである。第2の環状弁57に対する十分な圧力を維
持するために、環状弁保持体59の上部に環状凹所60
(図5参照)が設けられそして波形ワッシャー61がシ
リンダーヘッド27及び環状弁保持体59間に介在され
る。第1の環状弁に於てそうである如く、環状弁保持体
59の最も下方の位置と第2の環状弁57の上部との間
には間隙が存在し得、それが第2の環状弁57をしてそ
の変形開始に僅かに先立ってピボット廻動可能ならしめ
る。この詳細もまた、図13から16を参照して今後説
明される。コンプレッサーヘッド27には排出孔62が
設けられる。この排出孔62は、コンプレッサー弁体2
6の上方表面の壁及び環状弁保持体59間で第2の環状
弁57の上方に形成された円形通路64と連通する排気
通路63と連通される。
対する十分な圧力を維持しそれによって第2の環状弁5
7を、今後説明する流体ポンプの排出ストローク中に切
頭円錐形状に変形可能とするための十分な圧力を行使す
べきである。第2の環状弁57に対する十分な圧力を維
持するために、環状弁保持体59の上部に環状凹所60
(図5参照)が設けられそして波形ワッシャー61がシ
リンダーヘッド27及び環状弁保持体59間に介在され
る。第1の環状弁に於てそうである如く、環状弁保持体
59の最も下方の位置と第2の環状弁57の上部との間
には間隙が存在し得、それが第2の環状弁57をしてそ
の変形開始に僅かに先立ってピボット廻動可能ならしめ
る。この詳細もまた、図13から16を参照して今後説
明される。コンプレッサーヘッド27には排出孔62が
設けられる。この排出孔62は、コンプレッサー弁体2
6の上方表面の壁及び環状弁保持体59間で第2の環状
弁57の上方に形成された円形通路64と連通する排気
通路63と連通される。
【0009】図8から10を参照して改良された環状弁
式の空気コンプレッサーの作動を説明する。例示目的
上、環状弁並びにコンプレッサー弁体或は環状弁保持体
は省略されている。図8には、ピストン22が圧縮後、
空気を取り入れるためのストロークをまさに開始せんと
する位置にあるコンプレッサー20が示される。ピスト
ン22が降下することにより、第1の環状弁50を下方
に向けて切頭円錐形状に変形せしめるに十分な吸引力が
生じそれにより、第1の環状弁50及び第1の内側円形
***部47間に空気或は流体がそこを貫いて送通し得る
開口が提供される。これにより、取入れ口45に入る空
気は第1の環状弁50を通過して圧縮チャンバー40に
入る。第2の環状弁57がコンプレッサー弁体26の上
面に位置付けられることから、第2の環状弁57に作用
する吸引力が、この第2の環状弁57を第2の内側円形
***部55及び第2の外側円形***部56に追加的に押
し付けそれにより、この排気弁、即ち第2の環状弁57
をシール状態に保持する。ピストン22がそのストロー
クの下端に向けて連続的に降下するに従い、圧縮チャン
バー40は空気で完全に満たされる。
式の空気コンプレッサーの作動を説明する。例示目的
上、環状弁並びにコンプレッサー弁体或は環状弁保持体
は省略されている。図8には、ピストン22が圧縮後、
空気を取り入れるためのストロークをまさに開始せんと
する位置にあるコンプレッサー20が示される。ピスト
ン22が降下することにより、第1の環状弁50を下方
に向けて切頭円錐形状に変形せしめるに十分な吸引力が
生じそれにより、第1の環状弁50及び第1の内側円形
***部47間に空気或は流体がそこを貫いて送通し得る
開口が提供される。これにより、取入れ口45に入る空
気は第1の環状弁50を通過して圧縮チャンバー40に
入る。第2の環状弁57がコンプレッサー弁体26の上
面に位置付けられることから、第2の環状弁57に作用
する吸引力が、この第2の環状弁57を第2の内側円形
***部55及び第2の外側円形***部56に追加的に押
し付けそれにより、この排気弁、即ち第2の環状弁57
をシール状態に保持する。ピストン22がそのストロー
クの下端に向けて連続的に降下するに従い、圧縮チャン
バー40は空気で完全に満たされる。
【0010】図9を参照するに、ピストン22(図示さ
れない)がその上昇ストロークをまさに開始せんとする
状況が示される。この上昇ストロークにより、圧縮チャ
ンバー40内の空気は第1の環状弁50を上昇させてこ
れを第1の内側円形***部47に座着せしめそれにより
取入れ口45からの空気の漏れ出しを防止させるに十分
な量が排斥せしめられる。空気は、図10に示される如
く第2の環状弁57を開放させるに十分な圧力に達する
まで圧縮され続ける。第1の環状弁50及び第2の環状
弁57のみならずその構成材料の寸法形状は、その用途
に応じ第1の環状弁50の開口部及び第2の環状弁57
の開口部間の適正な関係を保証するために注意深く選択
される。仮に同一の材料から構成されたとしても、第2
の環状弁57における空気に提示される領域はずっと小
さいことから空気は、第2の環状弁57を開放させめる
ために、第1の環状弁50を開放させるに必要な僅かな
吸引力と比較してずっと高い圧力に圧縮される。第2の
環状弁57が開放されると空気は円形通路64を通して
圧縮チャンバー40から出、通路63を経てコンプレッ
サー排出口62(図2参照)に至る。
れない)がその上昇ストロークをまさに開始せんとする
状況が示される。この上昇ストロークにより、圧縮チャ
ンバー40内の空気は第1の環状弁50を上昇させてこ
れを第1の内側円形***部47に座着せしめそれにより
取入れ口45からの空気の漏れ出しを防止させるに十分
な量が排斥せしめられる。空気は、図10に示される如
く第2の環状弁57を開放させるに十分な圧力に達する
まで圧縮され続ける。第1の環状弁50及び第2の環状
弁57のみならずその構成材料の寸法形状は、その用途
に応じ第1の環状弁50の開口部及び第2の環状弁57
の開口部間の適正な関係を保証するために注意深く選択
される。仮に同一の材料から構成されたとしても、第2
の環状弁57における空気に提示される領域はずっと小
さいことから空気は、第2の環状弁57を開放させめる
ために、第1の環状弁50を開放させるに必要な僅かな
吸引力と比較してずっと高い圧力に圧縮される。第2の
環状弁57が開放されると空気は円形通路64を通して
圧縮チャンバー40から出、通路63を経てコンプレッ
サー排出口62(図2参照)に至る。
【0011】図5及び図8から10には環状弁保持体5
9の好ましい具体例が示され、一方図6及び7にはその
別態様が示され、図11及び12には環状弁保持体59
の更に別の態様が示される。図8に示される環状弁保持
体59の好ましい具体例は、第2の環状弁57の内側周
囲表面を今後説明される様式で維持するために、その半
径方向寸法が第2の内側円形***部55のそれと実質的
に同一の環状のへん平部分68を有している。傾斜面6
9が、環状弁保持体59の下方表面と相対して配設さ
れ、環状弁をしてそこへの空気圧力の適用に際して切頭
円錐形状に変形可能としている。
9の好ましい具体例が示され、一方図6及び7にはその
別態様が示され、図11及び12には環状弁保持体59
の更に別の態様が示される。図8に示される環状弁保持
体59の好ましい具体例は、第2の環状弁57の内側周
囲表面を今後説明される様式で維持するために、その半
径方向寸法が第2の内側円形***部55のそれと実質的
に同一の環状のへん平部分68を有している。傾斜面6
9が、環状弁保持体59の下方表面と相対して配設さ
れ、環状弁をしてそこへの空気圧力の適用に際して切頭
円錐形状に変形可能としている。
【0012】図6及び7には環状弁保持体の別態様が参
照番号59で示され、環状弁保持体のその他全ての別態
様と同一の凹所60を有している。しかしながら、ここ
では完全な傾斜面に代えて半径方向に伸延する平面65
がその下方面66にその直径部分を横断して形成され、
下方面66の残余部分は図7に示されるように多少とも
V字型とされる。従って、第2の環状弁57はそこに空
気圧力が適用されると切頭円錐形状ではなく、”V”字
型に変形する。図11及び12に示される別態様は、”
V”型の下方面66と共に平面65を具備し、また内側
環状平面70及び外側環状面71を有している。内側環
状平面70及び外側環状面71の寸法形状的な差異は、
第2の環状弁57がそこに空気圧力を適用するに際して
尚、切頭円錐形状に変形するようなものであるが、しか
しこの場合、凹所72がそうした圧力を釈放可能とす
る。
照番号59で示され、環状弁保持体のその他全ての別態
様と同一の凹所60を有している。しかしながら、ここ
では完全な傾斜面に代えて半径方向に伸延する平面65
がその下方面66にその直径部分を横断して形成され、
下方面66の残余部分は図7に示されるように多少とも
V字型とされる。従って、第2の環状弁57はそこに空
気圧力が適用されると切頭円錐形状ではなく、”V”字
型に変形する。図11及び12に示される別態様は、”
V”型の下方面66と共に平面65を具備し、また内側
環状平面70及び外側環状面71を有している。内側環
状平面70及び外側環状面71の寸法形状的な差異は、
第2の環状弁57がそこに空気圧力を適用するに際して
尚、切頭円錐形状に変形するようなものであるが、しか
しこの場合、凹所72がそうした圧力を釈放可能とす
る。
【0013】本発明に於て開示された改良型の環状弁式
空気コンプレッサーを、”空気コンプレッサーアンロー
ダーシステム”と題する部分継続出願である米国特許出
願番号第278179号に記載される如き空気コンプレ
ッサーアンローダーシステムに於て使用可能である。該
米国特許出願の第3図及び4図に示されるようなアンロ
ーダーが、本発明を具体化するコンプレッサーの第1の
環状弁のために設けられる。図3及び4を参照するに、
アンローダー弁75が示され、取り入れ開口78A及び
中央開口78Bを具備するインテークマニホールド78
から構成されている。入口76、中央開口78Bそして
取り入れ開口78Aを通過した空気は、トップハット8
3が開放している場合はコンプレッサーの取入れ口に入
る。インテークマニホールド78にはアンローダー弁体
80がO−環状90によってインテークマニホールド7
8にシール結合された状態で取付けられる。アンローダ
ー弁体80の中央には中央穿孔81と連通する加圧空気
入口77が設けられる。中央穿孔81には、トップハッ
ト83が矩形シール82によってシール取付けされる。
空気コンプレッサーを、”空気コンプレッサーアンロー
ダーシステム”と題する部分継続出願である米国特許出
願番号第278179号に記載される如き空気コンプレ
ッサーアンローダーシステムに於て使用可能である。該
米国特許出願の第3図及び4図に示されるようなアンロ
ーダーが、本発明を具体化するコンプレッサーの第1の
環状弁のために設けられる。図3及び4を参照するに、
アンローダー弁75が示され、取り入れ開口78A及び
中央開口78Bを具備するインテークマニホールド78
から構成されている。入口76、中央開口78Bそして
取り入れ開口78Aを通過した空気は、トップハット8
3が開放している場合はコンプレッサーの取入れ口に入
る。インテークマニホールド78にはアンローダー弁体
80がO−環状90によってインテークマニホールド7
8にシール結合された状態で取付けられる。アンローダ
ー弁体80の中央には中央穿孔81と連通する加圧空気
入口77が設けられる。中央穿孔81には、トップハッ
ト83が矩形シール82によってシール取付けされる。
【0014】コンプレッサーがそのアンロードサイクル
に於て作動される場合は、アンローダー回路からの加圧
空気は加圧空気入口77に入りそしてトップハット83
に作用してこれをばね84に抗して押し下げそれによ
り、中央開口78Bを閉鎖せしめ、かくして空気コンプ
レッサーの取入れ口が塞がれる。空気コンプレッサーの
再始動が所望される場合、斯界に周知の手段によって加
圧空気入口77から圧力が釈放されそれにより、トップ
ハット83はばね84によって入口76及び空気コンプ
レッサーの取入れ口間の通路を再度越えて強制的に上昇
せしめられる。
に於て作動される場合は、アンローダー回路からの加圧
空気は加圧空気入口77に入りそしてトップハット83
に作用してこれをばね84に抗して押し下げそれによ
り、中央開口78Bを閉鎖せしめ、かくして空気コンプ
レッサーの取入れ口が塞がれる。空気コンプレッサーの
再始動が所望される場合、斯界に周知の手段によって加
圧空気入口77から圧力が釈放されそれにより、トップ
ハット83はばね84によって入口76及び空気コンプ
レッサーの取入れ口間の通路を再度越えて強制的に上昇
せしめられる。
【0015】図13から16を参照するに、先に言及し
た如く、本発明の最も好ましい具体例が示される。第1
の環状弁50は第1の外側円形***部49及び弁体ガス
ケット31によって形成される対向する一対の環状表面
間できつく保持されてはいないが、それに代えてC2に
よって示される小間隙が設けられている。図13には、
第2の環状弁57が環状弁保持体59の傾斜面69に押
しつけられた場合の圧縮ストロークの頂部に接近するピ
ストン22が示される。第1の環状弁50は第1の内側
円形***部47及び第1の外側円形***部49に当接状
態で押し上げられる。この位置に於て、第1の環状弁5
0の底部及び弁体ガスケット31の頂部間には間隙C2
が存在する。代表的には第1の環状弁の肉厚は約0.0
4センチ(0.015インチ)であり間隙C2の高さは
約0.008センチ(0.003インチ)である。
た如く、本発明の最も好ましい具体例が示される。第1
の環状弁50は第1の外側円形***部49及び弁体ガス
ケット31によって形成される対向する一対の環状表面
間できつく保持されてはいないが、それに代えてC2に
よって示される小間隙が設けられている。図13には、
第2の環状弁57が環状弁保持体59の傾斜面69に押
しつけられた場合の圧縮ストロークの頂部に接近するピ
ストン22が示される。第1の環状弁50は第1の内側
円形***部47及び第1の外側円形***部49に当接状
態で押し上げられる。この位置に於て、第1の環状弁5
0の底部及び弁体ガスケット31の頂部間には間隙C2
が存在する。代表的には第1の環状弁の肉厚は約0.0
4センチ(0.015インチ)であり間隙C2の高さは
約0.008センチ(0.003インチ)である。
【0016】図14を参照するに、ピストン22が降下
を開始する状況が示される。この場合、第1の環状弁5
0は初期に於て極めて小さい力によって間隙C2の距離
下方に偏倚される。この時環状弁は変形を生じず、必要
とされる力は極めて小さい。これは、第1の環状弁が受
ける3つの反り変形ステージの内の最初の、即ち第1の
反り変形ステージである。
を開始する状況が示される。この場合、第1の環状弁5
0は初期に於て極めて小さい力によって間隙C2の距離
下方に偏倚される。この時環状弁は変形を生じず、必要
とされる力は極めて小さい。これは、第1の環状弁が受
ける3つの反り変形ステージの内の最初の、即ち第1の
反り変形ステージである。
【0017】図15を参照するに、ピストン22が更に
下方に移動され、第1の環状弁が弁体ガスケット31の
上方内側縁部Aを中心としてピボット廻動を開始し、切
頭円錐形状へと反り変形される第1の反り変形ステージ
状況が例示される。この第1の反り変形ステージ中に第
1の環状弁を図13に示されるように距離C2だけ偏倚
させこれを前記上方内側縁部Aと接触状態に持ち来すた
めに必要な力は極めて小さい。しかしながら第1の環状
弁は上方内側縁部Aと接触すると更に、切頭円錐形状へ
と変形する第2の反り変形ステージを開始しそれにより
この第2の反り変形ステージ中に有効となる第1のばね
定数が生じる。この第2の反り変形ステージを制限する
ための裏当て部材がないことから、第2の反り変形ステ
ージは第1の環状弁50が第1の外側円形***部49の
外側縁部Bと接触するまで継続される。これが第1の環
状弁50における、仮想線で示される第3の反り変形ス
テージ中に有効な第2のばね定数を生じせしめる。第1
の反り変形ステージに於て提供される初期の間隙C2が
第1の環状弁の極めて急速な開放を可能とする。第1及
び第2の反り変形ステージは図15で点Aの位置から開
始され、第1の環状弁の非常に効率的な作動を提供する
のみならず、第1の環状弁50及び弁体ガスケット31
の上方内側縁部A及び或は第1の外側円形***部49の
外側縁部B間での摩擦によってその”旋回”を防止しそ
れにより、従来技術における問題を解決する。
下方に移動され、第1の環状弁が弁体ガスケット31の
上方内側縁部Aを中心としてピボット廻動を開始し、切
頭円錐形状へと反り変形される第1の反り変形ステージ
状況が例示される。この第1の反り変形ステージ中に第
1の環状弁を図13に示されるように距離C2だけ偏倚
させこれを前記上方内側縁部Aと接触状態に持ち来すた
めに必要な力は極めて小さい。しかしながら第1の環状
弁は上方内側縁部Aと接触すると更に、切頭円錐形状へ
と変形する第2の反り変形ステージを開始しそれにより
この第2の反り変形ステージ中に有効となる第1のばね
定数が生じる。この第2の反り変形ステージを制限する
ための裏当て部材がないことから、第2の反り変形ステ
ージは第1の環状弁50が第1の外側円形***部49の
外側縁部Bと接触するまで継続される。これが第1の環
状弁50における、仮想線で示される第3の反り変形ス
テージ中に有効な第2のばね定数を生じせしめる。第1
の反り変形ステージに於て提供される初期の間隙C2が
第1の環状弁の極めて急速な開放を可能とする。第1及
び第2の反り変形ステージは図15で点Aの位置から開
始され、第1の環状弁の非常に効率的な作動を提供する
のみならず、第1の環状弁50及び弁体ガスケット31
の上方内側縁部A及び或は第1の外側円形***部49の
外側縁部B間での摩擦によってその”旋回”を防止しそ
れにより、従来技術における問題を解決する。
【0018】図14を再度参照するに、第2の環状弁5
7がその最も下方位置にある状態が示され、コンプレッ
サー弁体26の底部から距離Xの位置で第2の内側円形
***部55及び第2の外側円形***部56に載置されて
いる。図13に示されるように、ピストン22がその圧
縮ストロークの終端に近づくに従い、第2の環状弁は第
1及び第2の2つの反り変形ステージを受ける。第1の
反り変形ステージでは第2の環状弁57の内側周囲縁部
が環状弁保持体59の平坦面68に当接し、それにより
第2の環状弁はコンプレッサー弁体26の底部から距離
Yの位置へと直線的に上昇する。Y及びX間の距離は本
発明の好ましい具体例に於て提供される間隙C1と等し
い。代表的には第2の環状弁の肉厚は約0.046セン
チ(0.018インチ)であり、間隙C1の距離は約
0.018センチ(0.007インチ)の公称間隙であ
る。第2の環状弁57のための間隙C1と第1の環状弁
50のための間隙C2は本発明の適用例によって変更可
能であることを理解されたい。
7がその最も下方位置にある状態が示され、コンプレッ
サー弁体26の底部から距離Xの位置で第2の内側円形
***部55及び第2の外側円形***部56に載置されて
いる。図13に示されるように、ピストン22がその圧
縮ストロークの終端に近づくに従い、第2の環状弁は第
1及び第2の2つの反り変形ステージを受ける。第1の
反り変形ステージでは第2の環状弁57の内側周囲縁部
が環状弁保持体59の平坦面68に当接し、それにより
第2の環状弁はコンプレッサー弁体26の底部から距離
Yの位置へと直線的に上昇する。Y及びX間の距離は本
発明の好ましい具体例に於て提供される間隙C1と等し
い。代表的には第2の環状弁の肉厚は約0.046セン
チ(0.018インチ)であり、間隙C1の距離は約
0.018センチ(0.007インチ)の公称間隙であ
る。第2の環状弁57のための間隙C1と第1の環状弁
50のための間隙C2は本発明の適用例によって変更可
能であることを理解されたい。
【0019】第1の環状弁が制限を受けることなく反り
変形されるのとは対照的に、第2の環状弁の開放は制限
され従って、この第2の環状弁を通しての逆流が即座に
停止され空気コンプレッサーの容積効率が改善される点
が重要である。これは空気コンプレッサーが、取り入れ
側の圧力が大気圧力よりも大きいターボチャージ用途に
使用される場合に特に重要である。これを達成するため
に、第2の環状弁57の移動距離は、第2の環状弁が弁
保持対59の傾斜面69に当接するべく切頭円錐形状へ
と十分に反り変形する場合の距離Zに限定される。初期
の間隙C2が、第2の環状弁57をして急速な開放を可
能とする一方、限定された反り変形が逆流の即座停止を
可能としそれにより、空気コンプレッサーの容積効率を
改善する。この第2の反り変形ステージは図16に於て
排気と記された線によって示される。この線上の点A
は、先に説明した如く初期の、即ち第1の反り変形ステ
ージのための必要な力が僅かであることを示している。
変形されるのとは対照的に、第2の環状弁の開放は制限
され従って、この第2の環状弁を通しての逆流が即座に
停止され空気コンプレッサーの容積効率が改善される点
が重要である。これは空気コンプレッサーが、取り入れ
側の圧力が大気圧力よりも大きいターボチャージ用途に
使用される場合に特に重要である。これを達成するため
に、第2の環状弁57の移動距離は、第2の環状弁が弁
保持対59の傾斜面69に当接するべく切頭円錐形状へ
と十分に反り変形する場合の距離Zに限定される。初期
の間隙C2が、第2の環状弁57をして急速な開放を可
能とする一方、限定された反り変形が逆流の即座停止を
可能としそれにより、空気コンプレッサーの容積効率を
改善する。この第2の反り変形ステージは図16に於て
排気と記された線によって示される。この線上の点A
は、先に説明した如く初期の、即ち第1の反り変形ステ
ージのための必要な力が僅かであることを示している。
【0020】当業者には、取り入れ及び排気弁、即ち第
1の環状弁及び第2の環状弁の肉厚、剛性そして弁それ
自体の寸法形状のみならず、空気コンプレッサー或は流
体ポンプの種々の寸法形状を、本発明の範囲内で広範囲
に変更し得ることを容易に理解されよう。各環状弁の構
成材料もまた、本発明の範囲内で広範囲に変更可能であ
る。本発明の好ましい具体例では、各環状弁は鋼製であ
り、第1の環状弁(支点を有する)は弁体ガスケットで
覆われたラバー上の上方内側縁部A位置で廻動される。
1の環状弁及び第2の環状弁の肉厚、剛性そして弁それ
自体の寸法形状のみならず、空気コンプレッサー或は流
体ポンプの種々の寸法形状を、本発明の範囲内で広範囲
に変更し得ることを容易に理解されよう。各環状弁の構
成材料もまた、本発明の範囲内で広範囲に変更可能であ
る。本発明の好ましい具体例では、各環状弁は鋼製であ
り、第1の環状弁(支点を有する)は弁体ガスケットで
覆われたラバー上の上方内側縁部A位置で廻動される。
【0021】かくして、従来からの空気コンプレッサー
に於ける問題を注意深く分析することにより、そうした
問題を解決する新規な且つ改良されたリング弁式の空気
コンプレッサーが提供された。図17及び18を参照す
るに本発明のリング弁の別態様が例示される。図13及
び図17から18に示される具体例では各部品が類似の
参照番号で示され、図17から18における部品、表面
及び特徴は図13におけるそれと同じである。図17か
ら18の具体例と図13のそれとの主たる相違は、図1
7から18の具体例では弁体ガスケット31が取り外さ
れ、取り入れ側のリング弁に取り入れ側リング弁保持体
が追加されていることである。この取り入れ側リング弁
保持体を収受するために、空気コンプレッサー弁体は図
17に番号101で示される空気コンプレッサー弁体に
改変されている。
に於ける問題を注意深く分析することにより、そうした
問題を解決する新規な且つ改良されたリング弁式の空気
コンプレッサーが提供された。図17及び18を参照す
るに本発明のリング弁の別態様が例示される。図13及
び図17から18に示される具体例では各部品が類似の
参照番号で示され、図17から18における部品、表面
及び特徴は図13におけるそれと同じである。図17か
ら18の具体例と図13のそれとの主たる相違は、図1
7から18の具体例では弁体ガスケット31が取り外さ
れ、取り入れ側のリング弁に取り入れ側リング弁保持体
が追加されていることである。この取り入れ側リング弁
保持体を収受するために、空気コンプレッサー弁体は図
17に番号101で示される空気コンプレッサー弁体に
改変されている。
【0022】この空気コンプレッサー弁体101には更
に、第1の円形リリーフチャンネル102とこれに対応
する環状リング凹所103にして、リリーフ領域48の
表面104に向けて半径方向内側に伸延する環状リング
凹所103が設けられる。この環状リング凹所103の
直上にリング弁リリーフ領域105が同心状態で配設さ
れる。リング弁リリーフ領域105には円形リリーフチ
ャンネル106及び環状リング凹所107が含まれる。
環状リング凹所107はリリーフ領域48の表面104
に向けて半径方向内側に伸延する。空間46(図13参
照)の基部は、図17に於ては円錐面108を追加する
ことによって拡開されている。この円錐面108は前記
環状リング凹所107と共に、空間109を画定する。
空間109の底面は更に、内側円形***部110及び外
側円形***部111によって部分的に画定される。
に、第1の円形リリーフチャンネル102とこれに対応
する環状リング凹所103にして、リリーフ領域48の
表面104に向けて半径方向内側に伸延する環状リング
凹所103が設けられる。この環状リング凹所103の
直上にリング弁リリーフ領域105が同心状態で配設さ
れる。リング弁リリーフ領域105には円形リリーフチ
ャンネル106及び環状リング凹所107が含まれる。
環状リング凹所107はリリーフ領域48の表面104
に向けて半径方向内側に伸延する。空間46(図13参
照)の基部は、図17に於ては円錐面108を追加する
ことによって拡開されている。この円錐面108は前記
環状リング凹所107と共に、空間109を画定する。
空間109の底面は更に、内側円形***部110及び外
側円形***部111によって部分的に画定される。
【0023】図18を参照するに、取り入れ弁、即ち第
1のリング弁50及び取り入れリング弁保持体115が
空気コンプレッサー弁体に組み込んだ状態で例示されて
いる。リング弁保持体115は環状リング形状を有し、
半径方向内側に向けて伸延するに従い、表面115bに
沿って支点を構成する縁部115aからテーパー状に約
4度の角度で下降する。この4度の角度は矢印116の
範囲に示す如く画定される。取り入れリング弁保持体1
15は環状リング凹所103内でライン接触状態でか或
は極小の間隙を有する状態で嵌着され組み立てられるよ
う寸法付けされる。取り入れリング弁保持体115の外
径は同様に、それが環状リング凹所103内部で密着状
態に嵌合しそれにより、第1の円形リリーフチャンネル
102の下方に伸延するよう寸法付けされる。取り入れ
リング弁保持体115の、支点を構成する縁部115a
の半径方向外側部分の断面形状は一般に、その半径方向
内側に向けて傾斜されてなる矩形である。第1のリング
弁50の肉厚は、環状リング凹所107内部に嵌着する
ための寸法形状とされる。また第1のリング弁50の外
径は、それが円形リリーフチャンネル106の下方へと
半径方向に伸延するような寸法形状である。ピストン2
2がその圧縮ストロークの頂点に接近するに従い、図1
8に示される如き間隙C3が第1のリング弁の底部及び
取り入れリング弁保持体115の頂部間に創出される。
内部の圧力が第1のリング弁50を押上げ、この第1の
リング弁50が内側円形***部110及び外側円形***
部111に押し付けられる。
1のリング弁50及び取り入れリング弁保持体115が
空気コンプレッサー弁体に組み込んだ状態で例示されて
いる。リング弁保持体115は環状リング形状を有し、
半径方向内側に向けて伸延するに従い、表面115bに
沿って支点を構成する縁部115aからテーパー状に約
4度の角度で下降する。この4度の角度は矢印116の
範囲に示す如く画定される。取り入れリング弁保持体1
15は環状リング凹所103内でライン接触状態でか或
は極小の間隙を有する状態で嵌着され組み立てられるよ
う寸法付けされる。取り入れリング弁保持体115の外
径は同様に、それが環状リング凹所103内部で密着状
態に嵌合しそれにより、第1の円形リリーフチャンネル
102の下方に伸延するよう寸法付けされる。取り入れ
リング弁保持体115の、支点を構成する縁部115a
の半径方向外側部分の断面形状は一般に、その半径方向
内側に向けて傾斜されてなる矩形である。第1のリング
弁50の肉厚は、環状リング凹所107内部に嵌着する
ための寸法形状とされる。また第1のリング弁50の外
径は、それが円形リリーフチャンネル106の下方へと
半径方向に伸延するような寸法形状である。ピストン2
2がその圧縮ストロークの頂点に接近するに従い、図1
8に示される如き間隙C3が第1のリング弁の底部及び
取り入れリング弁保持体115の頂部間に創出される。
内部の圧力が第1のリング弁50を押上げ、この第1の
リング弁50が内側円形***部110及び外側円形***
部111に押し付けられる。
【0024】図19を参照するに、第1のリング弁50
の初期の運動が例示される。ピストン22が下方に移動
を開始すると、第1のリング弁50は初期に於て極めて
僅か拉致からによって下方に偏倚され、間隙C3の距離
を移動する。この時、第1のリング弁50には変形が生
じず、間隙C3を横断しての移動に必要な力は僅かであ
る。この初期の運動は、第1のリング弁が図17から1
8に示される具体例に於て受ける2つの運動/反り変形
ステージの最初のものである。
の初期の運動が例示される。ピストン22が下方に移動
を開始すると、第1のリング弁50は初期に於て極めて
僅か拉致からによって下方に偏倚され、間隙C3の距離
を移動する。この時、第1のリング弁50には変形が生
じず、間隙C3を横断しての移動に必要な力は僅かであ
る。この初期の運動は、第1のリング弁が図17から1
8に示される具体例に於て受ける2つの運動/反り変形
ステージの最初のものである。
【0025】図20には第1のリング弁が受ける第2の
運動/反り変形ステージが例示される。ピストン22が
更に降下すると、第1のリング弁50に作用する力が増
大されそれにより、第1のリング弁の内側部分が下方に
反り変形せしめられ、その半径方向外側の縁部が支点を
構成する縁部115aを中心として上方にピボット廻動
する。前述の如き、支点を構成する縁部115aから角
度4度でのテーパー状の傾斜が、第1のリング弁が下方
に反り変形するための間隙を提供しそれにより、第1の
リング弁はその損耗の原因となるピンチング或は噛み込
みを生じることなく比較的自由に反り変形可能となる。
またこうした比較的自由な反り変形は第1のリング弁を
変形させることなく生じる。第1のリング弁50は結局
表面115bに当接し、その配向状態に於て切頭円錐形
状(実際は先端の無い)を有する。第1のリング弁50
の肉厚に関しての、支点を構成する縁部115aの位置
並びに、リング弁リリーフ領域105及び円形リリーフ
チャンネル106の寸法形状は、第1のリング弁の半径
方向外側の縁部が第1のリング弁の任意の変形を防止す
るために十分な距離自由に上昇するようなものである。
かくして、図18に示される具体例における運動/反り
変形ステージの数は、図13に示される先の具体例のそ
れと比較して僅かに2回に過ぎない。
運動/反り変形ステージが例示される。ピストン22が
更に降下すると、第1のリング弁50に作用する力が増
大されそれにより、第1のリング弁の内側部分が下方に
反り変形せしめられ、その半径方向外側の縁部が支点を
構成する縁部115aを中心として上方にピボット廻動
する。前述の如き、支点を構成する縁部115aから角
度4度でのテーパー状の傾斜が、第1のリング弁が下方
に反り変形するための間隙を提供しそれにより、第1の
リング弁はその損耗の原因となるピンチング或は噛み込
みを生じることなく比較的自由に反り変形可能となる。
またこうした比較的自由な反り変形は第1のリング弁を
変形させることなく生じる。第1のリング弁50は結局
表面115bに当接し、その配向状態に於て切頭円錐形
状(実際は先端の無い)を有する。第1のリング弁50
の肉厚に関しての、支点を構成する縁部115aの位置
並びに、リング弁リリーフ領域105及び円形リリーフ
チャンネル106の寸法形状は、第1のリング弁の半径
方向外側の縁部が第1のリング弁の任意の変形を防止す
るために十分な距離自由に上昇するようなものである。
かくして、図18に示される具体例における運動/反り
変形ステージの数は、図13に示される先の具体例のそ
れと比較して僅かに2回に過ぎない。
【0026】一般に、図17から18の具体例の残余部
分は図13のそれと同一である。第1のリング弁は極め
て効率的に作動し、受け入れられざるいかならがれの制
限、そして”旋回”は存在しない。図17から18の具
体例では排出弁、即ち第2のリング弁は図13に示され
たそれと同じ様式で作動する。以上本発明を具体例を参
照して説明したが、本発明の内で多くの変更を成し得る
ことを理解されたい。
分は図13のそれと同一である。第1のリング弁は極め
て効率的に作動し、受け入れられざるいかならがれの制
限、そして”旋回”は存在しない。図17から18の具
体例では排出弁、即ち第2のリング弁は図13に示され
たそれと同じ様式で作動する。以上本発明を具体例を参
照して説明したが、本発明の内で多くの変更を成し得る
ことを理解されたい。
【0027】
【発明の効果】第1の環状弁を非制限的に開放する構成
としたことによりその作動が非常に効率的なものとな
り、第1の環状弁50及び弁体ガスケット31の上方内
側縁部A及び或は第1の外側円形***部49の外側縁部
B間での摩擦が第1の環状弁の”旋回”を防止し、また
第2の環状弁の開放を制限したことにより、第2の環状
弁を通しての逆流が即座に停止され空気コンプレッサー
の容積効率が改善され、環状弁形式の空気コンプレッサ
ーの耐久性が向上する。内側偏倚手段を具備する簡単な
環状弁を提供することにより、環状弁アセンブリー及び
関連する空気コンプレッサーの製造コストを減少し、重
量そして複雑さが低減された、空気コンプレッサーの如
き流体ポンプデバイスが提供される。
としたことによりその作動が非常に効率的なものとな
り、第1の環状弁50及び弁体ガスケット31の上方内
側縁部A及び或は第1の外側円形***部49の外側縁部
B間での摩擦が第1の環状弁の”旋回”を防止し、また
第2の環状弁の開放を制限したことにより、第2の環状
弁を通しての逆流が即座に停止され空気コンプレッサー
の容積効率が改善され、環状弁形式の空気コンプレッサ
ーの耐久性が向上する。内側偏倚手段を具備する簡単な
環状弁を提供することにより、環状弁アセンブリー及び
関連する空気コンプレッサーの製造コストを減少し、重
量そして複雑さが低減された、空気コンプレッサーの如
き流体ポンプデバイスが提供される。
【図1】本発明を具体化する環状弁式の空気コンプレッ
サーの、部分破除した側面図である。
サーの、部分破除した側面図である。
【図2】図1の環状弁式の空気コンプレッサーのシリン
ダーヘッド部の拡大断面図である。
ダーヘッド部の拡大断面図である。
【図3】図1に示されると類似の、しかしそのインテー
ク部分に、その一部が例示されるアンローダーデバイス
を有する環状弁式の空気コンプレッサーのシリンダーヘ
ッド部の断面図である。
ク部分に、その一部が例示されるアンローダーデバイス
を有する環状弁式の空気コンプレッサーのシリンダーヘ
ッド部の断面図である。
【図4】図3を線4−4方向から見た側面図である。
【図5】本発明に使用される環状弁及び弁リテーナーア
センブリーの分解斜視図である。
センブリーの分解斜視図である。
【図6】図3に示される弁リテーナーの別態様の平面図
である。
である。
【図7】図6を線7−7で切断した弁リテーナーの部分
破除した側面図である。
破除した側面図である。
【図8】図2に示されるシリンダーヘッド部の各第断面
図であり、ここでは本発明の環状弁の吸入ストローク開
始に際しての作動状況が例示される。
図であり、ここでは本発明の環状弁の吸入ストローク開
始に際しての作動状況が例示される。
【図9】本発明の流体ポンプがその圧縮ストロークを開
始した時点における図8に示される流体ポンプの部分拡
大断面図である。
始した時点における図8に示される流体ポンプの部分拡
大断面図である。
【図10】流体ポンプがその圧縮ストロークの終端付近
にあり、取り入れ側の環状弁が閉じそして排出側の環状
弁が開放した状態にある図8及び図9に示される流体ポ
ンプの部分拡大断面図である。
にあり、取り入れ側の環状弁が閉じそして排出側の環状
弁が開放した状態にある図8及び図9に示される流体ポ
ンプの部分拡大断面図である。
【図11】図5に示される弁リテーナーの別態様の部分
拡大断面図である。
拡大断面図である。
【図12】図11に示される弁リテーナーの改変例の部
分破除した拡大図である。
分破除した拡大図である。
【図13】図8から10に示される環状弁の一部分の部
分拡大断面図であり、ここでは取り入れ側及び排出側の
環状弁の作用間隙が示される。
分拡大断面図であり、ここでは取り入れ側及び排出側の
環状弁の作用間隙が示される。
【図14】流体ポンプのピストンがその取り入れストロ
ークをまさに開始しようとする時点の状態を示す図13
と類似の部分拡大断面図である。
ークをまさに開始しようとする時点の状態を示す図13
と類似の部分拡大断面図である。
【図15】流体ポンプのピストンの取り入れストローク
中の状況及び取り入れ側の環状弁の反り変形のステージ
を例示する図14と類似の拡大断面図である。
中の状況及び取り入れ側の環状弁の反り変形のステージ
を例示する図14と類似の拡大断面図である。
【図16】環状弁を偏倚させるために必要な圧力或は力
に対する変位量を示すグラフである。
に対する変位量を示すグラフである。
【図17】リング弁及びリング弁保持体を受けるべく加
工された弁体の一部分の拡大断面図である。
工された弁体の一部分の拡大断面図である。
【図18】組み立てられたリング弁及びリング弁保持体
並びにピストンを含む図17の部分拡大断面図である。
並びにピストンを含む図17の部分拡大断面図である。
【図19】リング弁が縦方向運動の第1ステージを受け
た後の状態を示す図18と同様の部分拡大断面図であ
る。
た後の状態を示す図18と同様の部分拡大断面図であ
る。
【図20】リング弁がリング弁保持体に当接する状態で
切頭円錐形状へと反り変形した後の状態を示す、図19
と同様の部分拡大断面図である。
切頭円錐形状へと反り変形した後の状態を示す、図19
と同様の部分拡大断面図である。
20:空気コンプレッサー 21:ピストンシリンダー 22:ピストン 23:連結ロッド 25:シリンダーヘッド 26:コンプレッサー弁体 28:カバープレート 30:ヘッドガスケット 40:ガス圧縮チャンバー 46:通路 47:第1の内側円形***部 49:第1の外側円形***部 50:第1の環状弁 55:第2の内側円形***部 56:第2の外側円形***部 57:第2の環状弁 59:環状弁保持体 60:環状凹所 62:排出孔 63:排気通路 68:へん平部分 69:傾斜面 101:空気コンプレッサー弁体 102:第1の円形リリーフチャンネル 103:環状リング凹所 105:リング弁リリーフ領域 106:円形リリーフチャンネル 107:環状リング凹所 109:空間 110:内側円形***部 111:外側円形***部 115:リング弁保持体 105a:支点を構成する縁部
Claims (8)
- 【請求項1】 ピストンシリンダー及びシリンダーヘッ
ドを具備する往復作動式の流体ポンプに使用するための
弁アセンブリーであって、 a)シリンダーヘッドの流路を選択的に閉じるための流
体シール面を具備するリング弁と、 b)該リング弁を第1の方向に付勢するための偏倚手段
にして、対向する環状面間に予め決定された小間隙を有
する状態で固着されそれにより、前記リング弁がその作
働中に於て多くの運動及び反らせ変形ステージを受ける
前記リング弁の外側周囲縁部を含む前記偏倚手段とを包
含する前記弁アセンブリー。 - 【請求項2】 ピストンシリンダーと、該ピストンシリ
ンダーに固着され流体チャンバーを画定するシリンダー
ヘッドとを具備する弁アセンブリー及び往復作動式流体
ポンプであって、 a)前記シリンダーヘッドに隣り合って配設され、前記
シリンダーヘッド上の座手段と選択的に係合し該シリン
ダーヘッドを通る少なくとも1つの流路を閉じるための
シール面をその一方の側に具備する第1のリング弁と、 b)前記シリンダーヘッド上の前記座手段への前記第1
のリング弁のシール状態での当接を可能とするための偏
倚手段にして、対向する環状面間に予め決定された小間
隙を有する状態で固着されたる前記第1のリング弁の外
側周囲縁部とを含みそれにより、 前記第1のリング弁がその作働中に少なくとも2回の運
動及び反り変形ステージを受けるようになっている前記
弁アセンブリー及び往復作動式流体ポンプ。 - 【請求項3】 ピストンシリンダーと、該ピストンシリ
ンダーに固定され圧縮チャンバーを画定するシリンダー
ヘッドとを具備する空気コンプレッサーであって、 a)前記シリンダーヘッドに隣り合って配設され、前記
シリンダーヘッド上の座手段と選択的に係合し該シリン
ダーヘッドを通る少なくとも1つの流路を閉じるための
シール面をその一方の側に具備する取り入れ弁と、 b)前記シリンダーヘッド上の前記座手段への前記取り
入れ弁のシール状態での当接を可能とするための偏倚手
段にして、対向する環状面間に予め決定された小間隙を
有する状態で固着されて成る前記取り入れ弁の外側周囲
縁部と、 を含みそれにより、 前記取り入れ弁が空気コンプレッサーの取り入れ周期中
に3回の運動及び反り変形ステージを受けるようになっ
ている前記空気コンプレッサー。 - 【請求項4】 弁アセンブリーにおけるリング弁の作動
方法であって、 a)前記リング弁を縦方向に短距離移動させる段階と、 b)前記リング弁の縦方向のそれ以上の移動を防止する
支点を設ける段階とを含みそれにより、 前記リング弁にそれ以降加えられる力が前記リング弁を
して前記支点を中心とする切頭円錐形状へと変形せしめ
られる前記リング弁の作動方法。 - 【請求項5】 ピストンシリンダーと、シリンダーヘッ
ドとを具備する往復作動式の流体ポンプに於て使用する
ためのリング弁アセンブリーであって、 a)シリンダーヘッドの流路を選択的に閉じるための流
体シール面を具備するリング弁と、 b)支点を構成する縁部及び傾斜面を具備する保持手段
にして、前記リング弁の前記支点を構成する縁部を中心
としての反り変形のための間隙を提供するために前記リ
ング弁の下方に配設されて成る前記保持手段とから成る
前記弁アセンブリー。 - 【請求項6】 ピストンシリンダーと該ピストンシリン
ダーに固定され流体チャンバーを画定するシリンダーヘ
ッドとを具備する弁アセンブリー及び往復作動式流体ポ
ンプであって、 前記弁アセンブリーが、 a)前記シリンダーヘッド上の座と選択的に係合しそれ
により前記シリンダーヘッドを通る少なくとも1つの流
路を閉じるためのシール面をその一方側に具備し、前記
シリンダーヘッドと隣り合って配設されたリング弁と、 b)支点を構成する縁部及び傾斜面を具備する弁保持手
段にして、前記リング弁の前記支点を構成する縁部を中
心としての反り変形のための間隙を提供するために前記
リング弁の下方に配設されて成る前記弁保持手段とを含
み、 前記リング弁が対向する環状面間で予め決定された小間
隙を有する状態で位置決めされそれにより、前記リング
弁が前記弁アセンブリーの作働中に先ず運動ステージ
を、そしてそれに続き反り変形ステージを受けるように
なっている前記弁アセンブリー。 - 【請求項7】 空気コンプレッサーと組み合わせて使用
するための取り入れ弁保持体であって、 2つに区分された配列構成を有する環状リング形状の主
胴部にして、前記2つの区分が、支点を構成する縁部に
よってその上面に沿って分割することによって形成さ
れ、一方の区分が実質的に矩形の横方向断面を有し、他
方の区分が実質的に傾斜された横方向断面を有している
前記手動部を含む前記取り入れ弁保持体。 - 【請求項8】 弁アセンブリー内でのリング弁の作動方
法であって、 a)前記リング弁を縦方向に短距離移動させる段階と、 b)前記リング弁のそれ以上の縦方向移動を防止する支
点を構成する縁部を具備する保持体を設ける段階とを含
みそれにより、 前記リング弁にそれ以降加えられる力が、前記リング弁
をして前記支点を構成する縁部を中心として切頭円錐形
状に反り変形を生じせしめる前記リング弁の作動方法。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/721,035 US5213487A (en) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | Ring valve type air compressor with deformable ring valves |
US721035 | 1991-06-26 | ||
US897740 | 1992-06-18 | ||
US07/897,740 US5277560A (en) | 1991-06-26 | 1992-06-18 | Ring valve type air compressor with deformable ring valves |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06147124A true JPH06147124A (ja) | 1994-05-27 |
Family
ID=27110349
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19131092A Pending JPH06147124A (ja) | 1991-06-26 | 1992-06-26 | 変形し得る環状弁を具備する環状弁式空気コンプレッサー |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5277560A (ja) |
EP (1) | EP0522745B1 (ja) |
JP (1) | JPH06147124A (ja) |
BR (1) | BR9202405A (ja) |
DE (1) | DE69210696T2 (ja) |
MX (1) | MX9203491A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008031957A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Hitachi Ltd | 往復動圧縮機 |
Families Citing this family (7)
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---|---|---|---|---|
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JP2001193647A (ja) * | 2000-01-17 | 2001-07-17 | Sanden Corp | 往復動型圧縮機 |
KR100499042B1 (ko) * | 2003-01-13 | 2005-07-01 | 두원중공업(주) | 자동차 압축기용 밸브어셈블리 |
FR2925623B1 (fr) * | 2007-12-21 | 2013-08-16 | Danfoss Commercial Compressors | Culasse pour compresseur frigorifique a piston, unite de compression comprenant cette culasse, et compresseur frigorifique a piston comprenant cette unite de compression |
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JP6060032B2 (ja) * | 2013-04-23 | 2017-01-11 | 株式会社神戸製鋼所 | 圧縮機 |
DE102015015177A1 (de) * | 2014-12-22 | 2016-06-23 | Gea Bock Gmbh | Verdichter |
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