(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023091516
(43)【公開日】2023-06-30
(54)【発明の名称】バルブシートユニット
(51)【国際特許分類】
F16K 1/42 20060101AFI20230623BHJP
F04B 39/10 20060101ALN20230623BHJP
【ＦＩ】
F16K1/42 G
F04B39/10 L
F04B39/10 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021206296
(22)【出願日】2021-12-20
(71)【出願人】
【識別番号】000148357
【氏名又は名称】株式会社前川製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110000785
【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】稲葉 隆成
【テーマコード（参考）】
3H003
3H052
【Ｆターム（参考）】
3H003AA02
3H003AC03
3H003CC08
3H003CE01
3H052AA01
3H052BA25
3H052BA26
3H052CB11
3H052CB18
3H052CB20
3H052EA11
(57)【要約】
【課題】交換作業において廃棄対象となる部品を低減すると共に、バルブが安定的に着座できるバルブシートユニットを提供する。
【解決手段】本開示の一実施形態に係るバルブシートユニットは、ベースと、バルブが着座するためのシート面を含み、ベースとは別体に構成されるバルブシートと、バルブシートをベースに固定するボルトとを備え、ボルトの頭部は、バルブシートのうちシート面とは反対側に位置するシート背面と、シート面との間に位置する。
【選択図】図２Ａ
【解決手段】本開示の一実施形態に係るバルブシートユニットは、ベースと、バルブが着座するためのシート面を含み、ベースとは別体に構成されるバルブシートと、バルブシートをベースに固定するボルトとを備え、ボルトの頭部は、バルブシートのうちシート面とは反対側に位置するシート背面と、シート面との間に位置する。
【選択図】図２Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
バルブが着座するためのシート面と、前記シート面とは反対側に位置するシート背面とを含むバルブシートと、
前記バルブシートとは別体に構成され、前記バルブシートを支持するベースと、
前記バルブシートを前記ベースに固定するボルトと
を備え、
前記ボルトの頭部は、前記シート面と前記シート背面との間に位置するバルブシートユニット。
前記バルブシートとは別体に構成され、前記バルブシートを支持するベースと、
前記バルブシートを前記ベースに固定するボルトと
を備え、
前記ボルトの頭部は、前記シート面と前記シート背面との間に位置するバルブシートユニット。
【請求項2】
前記ベースは、前記シート背面に接触し、前記バルブシートを支持する支持面を含む
請求項１に記載のバルブシートユニット。
請求項１に記載のバルブシートユニット。
【請求項3】
リング状に形成される前記バルブシートは、前記シート背面の径方向の一端に接続される面取り部をさらに含み、
前記ベースは、前記面取り部と対向するベース角部をさらに含み、
前記バルブシートユニットは、前記ベース角部と前記面取り部と間に設けられるＯリングをさらに備える
請求項２に記載のバルブシートユニット。
前記ベースは、前記面取り部と対向するベース角部をさらに含み、
前記バルブシートユニットは、前記ベース角部と前記面取り部と間に設けられるＯリングをさらに備える
請求項２に記載のバルブシートユニット。
【請求項4】
前記シート面は、
円環状に形成された内側シートと、
前記内側シートを囲むように円環状に形成された外側シートと、を有し、
前記ボルトは、前記内側シートと前記外側シートとの間に位置する
請求項１乃至３の何れか１項に記載のバルブシートユニット。
円環状に形成された内側シートと、
前記内側シートを囲むように円環状に形成された外側シートと、を有し、
前記ボルトは、前記内側シートと前記外側シートとの間に位置する
請求項１乃至３の何れか１項に記載のバルブシートユニット。
【請求項5】
前記バルブシートは、金属材料によって形成される請求項１乃至４の何れか１項に記載のバルブシートユニット。
【請求項6】
前記バルブシートは、樹脂材料によって形成される請求項１乃至５の何れか１項に記載のバルブシートユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、バルブシートユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
バルブが着座するためのバルブシートユニットが知られている。特許文献１では、圧縮機の吐出バルブが着座するためのバルブシートとしての弁座板がシリンダと一体的に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平０９－１５８８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記特許文献では、弁座板が例えば摩耗などを理由にして交換する場合に、弁座板と共にシリンダを交換する必要があり、シリンダが廃棄対象となり得る。この点についての解決策を模索するにあたっては、吐出バルブの着座性能が損なわれないことが求められる。
【0005】
本開示の目的は、交換作業において廃棄対象となる部品を低減すると共に、バルブが安定的に着座できるバルブシートユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の少なくとも一実施形態に係るバルブシートユニットは、
バルブが着座するためのシート面と、前記シート面とは反対側に位置するシート背面とを含むバルブシートと、
前記バルブシートとは別体に構成され、前記バルブシートを支持するベースと、
前記バルブシートを前記ベースに固定するボルトと
を備え、
前記ボルトの頭部は、前記シート面と前記シート背面との間に位置するバルブシートユニット。
バルブが着座するためのシート面と、前記シート面とは反対側に位置するシート背面とを含むバルブシートと、
前記バルブシートとは別体に構成され、前記バルブシートを支持するベースと、
前記バルブシートを前記ベースに固定するボルトと
を備え、
前記ボルトの頭部は、前記シート面と前記シート背面との間に位置するバルブシートユニット。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、交換作業において廃棄対象となる部品を低減すると共に、バルブが安定的に着座できるバルブシートユニットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】一実施形態に係るレシプロ圧縮機の概念的な断面図である。
【図2A】吸入バルブ用の一実施形態に係るバルブシートユニットの概念図である。
【図2B】吸入バルブ用の他の実施形態に係るバルブシートユニットの概念図である。
【図3】吐出バルブ用の一実施形態に係るバルブシートの概念図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
【0010】
＜１．レシプロ圧縮機１０の概要＞
図１は、本開示の一実施形態に係るレシプロ圧縮機１０（以下、「圧縮機１０」という場合がある）の概念的な断面図である。圧縮機１０は、例えば、凝縮器及び蒸発器などの複数の熱交換器を含んだ冷凍サイクルに組み込まれる。冷凍サイクルとしては、２元冷凍サイクル、２段圧縮冷凍サイクル、または逆ブレイトン冷凍サイクルなどが挙げられる。この場合、圧縮機１０によって圧縮されるガスは冷媒ガスである。
他の実施形態では、圧縮機１０は内燃機関などに組み込まれてもよく、圧縮機１０によって圧縮されるガスは燃焼ガスなどであってもよい。
図１は、本開示の一実施形態に係るレシプロ圧縮機１０（以下、「圧縮機１０」という場合がある）の概念的な断面図である。圧縮機１０は、例えば、凝縮器及び蒸発器などの複数の熱交換器を含んだ冷凍サイクルに組み込まれる。冷凍サイクルとしては、２元冷凍サイクル、２段圧縮冷凍サイクル、または逆ブレイトン冷凍サイクルなどが挙げられる。この場合、圧縮機１０によって圧縮されるガスは冷媒ガスである。
他の実施形態では、圧縮機１０は内燃機関などに組み込まれてもよく、圧縮機１０によって圧縮されるガスは燃焼ガスなどであってもよい。
【0011】
本開示の一実施形態に係る圧縮機１０は、クランクケース１６と、クランクケース１６に収容される複数の気筒４０とを備える。各気筒４０は、ピストン４２が収容されるシリンダ室Ｓｃを内側に形成する。各々のピストン４２は、クランクケース１６に設けられた軸受５０によって支持されるクランク軸４８に、コネクティングロッド５２などを介して接続されている。また、クランク軸４８の一端はモータ５４に連結されており、モータ５４の駆動によって各ピストン４２は各気筒４０の内部で往復動することができる。
なお、図１で示す例示的な実施形態では、２個の気筒４０が並列に設けられ、２個の気筒４０内のピストン４２は、クランク軸４８の回転角度で１８０°異なる位相で往復動するようにクランク軸４８に接続されている。
以下の説明では、気筒４０の軸線方向を単に「軸線方向」という場合がある。本実施形態では、軸線方向が鉛直方向と一致し、クランク軸４８は水平方向に延在する。
なお、図１で示す例示的な実施形態では、２個の気筒４０が並列に設けられ、２個の気筒４０内のピストン４２は、クランク軸４８の回転角度で１８０°異なる位相で往復動するようにクランク軸４８に接続されている。
以下の説明では、気筒４０の軸線方向を単に「軸線方向」という場合がある。本実施形態では、軸線方向が鉛直方向と一致し、クランク軸４８は水平方向に延在する。
【0012】
気筒４０の一端側（図１では気筒４０の上端側）には、吐出バルブ１２を支持するための機構が搭載される。この機構は、バルブプレート４４と、バルブプレート４４とは別体のバルブシート１１０Ｃ（図３参照）と、バルブプレート４４に形成される開口の内側に設けられる截頭円錐形のディスチャージバルブシート７０とを備える。ディスチャージバルブシート７０は、ボルト６８によってバルブケージ６６と結合されており、ディスチャージバルブシート７０とバルブケージ６６との間では吐出バルブ１２が保持される。さらに、バルブケージ６６は、ヘッドスプリング６４によって気筒４０に向けて付勢されている。また、バルブケージ６６に設けられたスプリング穴６９に収容されるバルブスプリング（図示外）によって、吐出バルブ１２はバルブシート１１０Ｃとディスチャージバルブシート７０とに向けて付勢されている。
【0013】
本開示の一実施形態に係る圧縮機１０は、気筒４０のシリンダ室Ｓｃの周囲に設けられる吸入バルブ６３と、吸入バルブ６３が着座するように構成される、吸入バルブシートとしてのバルブシート１１０Ａ（図２Ａ参照）をさらに備える。吸入バルブ６３は、気筒４０の軸線を基準とした周方向に亘り連続して延在するＯリング状である。なお他の実施形態では、吸入バルブ６３は、周方向に沿って配置される複数の板弁であってもよい。
【0014】
図１で示される圧縮機１０の動作概要は以下の通りである。
モータ５４の駆動に伴いピストン４２が下降してシリンダ室Ｓｃ内の密閉空間が減圧されると、気筒４０の外側に形成されている吸入空間Ｓｉの圧力が密閉空間の圧力を一定程度上回る。バルブシート１１０Ａ（図２Ａ参照）に着座していた吸入バルブ６３が押し上げられ、吸入空間Ｓｉにあるガスがバルブシート１１０Ａを通ってシリンダ室Ｓｃに吸入される。その後、ピストン４２が下降を終えて上昇を開始する。ピストン４２によってガスが圧縮されて密閉空間が加圧される結果、吸入バルブ６３は押し下げられてバルブシート１１０Ａに着座する。ピストン４２がさらに上昇して密閉空間の圧力が吐出空間Ｓｄの圧力を一定程度上回ると、吐出バルブ１２が押し上げられ、シリンダ室Ｓｃにある圧縮ガスは吐出空間Ｓｄに吐出される。その後ピストン４２が下降を始めると、シリンダ室Ｓｃの密閉空間の圧力が減圧され、吐出バルブ１２は、バルブスプリングに付勢されてバルブシート１１０Ｃとディスチャージバルブシート７０に着座する。
モータ５４の駆動に伴いピストン４２が下降してシリンダ室Ｓｃ内の密閉空間が減圧されると、気筒４０の外側に形成されている吸入空間Ｓｉの圧力が密閉空間の圧力を一定程度上回る。バルブシート１１０Ａ（図２Ａ参照）に着座していた吸入バルブ６３が押し上げられ、吸入空間Ｓｉにあるガスがバルブシート１１０Ａを通ってシリンダ室Ｓｃに吸入される。その後、ピストン４２が下降を終えて上昇を開始する。ピストン４２によってガスが圧縮されて密閉空間が加圧される結果、吸入バルブ６３は押し下げられてバルブシート１１０Ａに着座する。ピストン４２がさらに上昇して密閉空間の圧力が吐出空間Ｓｄの圧力を一定程度上回ると、吐出バルブ１２が押し上げられ、シリンダ室Ｓｃにある圧縮ガスは吐出空間Ｓｄに吐出される。その後ピストン４２が下降を始めると、シリンダ室Ｓｃの密閉空間の圧力が減圧され、吐出バルブ１２は、バルブスプリングに付勢されてバルブシート１１０Ｃとディスチャージバルブシート７０に着座する。
【0015】
＜２．バルブシートユニット２０＞
図２Ａ、図２Ｂ、図３を参照し、圧縮機１０の構成要素であるバルブシートユニット２０の詳細を例示する。本開示の一実施形態に係るバルブシートユニット２０は、バルブ（吸入バルブ６３または吐出バルブ１２）が着座するためのユニットである。以下では、吸入バルブ６３が着座するためのバルブシートユニット２０Ａ、２０Ｂを、それぞれ図２Ａ、図２Ｂを参照して説明し、吐出バルブ１２が着座するためのバルブシートユニット２０Ｃを、図３を参照して説明する。さらに以下の説明では、バルブシートユニット２０Ａ～２０Ｃを総称して「バルブシートユニット２０」という場合がある。
図２Ａ、図２Ｂ、図３を参照し、圧縮機１０の構成要素であるバルブシートユニット２０の詳細を例示する。本開示の一実施形態に係るバルブシートユニット２０は、バルブ（吸入バルブ６３または吐出バルブ１２）が着座するためのユニットである。以下では、吸入バルブ６３が着座するためのバルブシートユニット２０Ａ、２０Ｂを、それぞれ図２Ａ、図２Ｂを参照して説明し、吐出バルブ１２が着座するためのバルブシートユニット２０Ｃを、図３を参照して説明する。さらに以下の説明では、バルブシートユニット２０Ａ～２０Ｃを総称して「バルブシートユニット２０」という場合がある。
【0016】
＜２－１．吸入バルブ用のバルブシートユニット２０Ａの詳細＞
図２Ａを参照して、吸入バルブ用の一実施形態に係るバルブシートユニット２０Ａの詳細を例示する。なお、図２Ａでは、図面を見易くする都合、ハッチングを施していない構成要素が一部図示されている（図２Ｂ、図３も同様である。）。
図２Ａを参照して、吸入バルブ用の一実施形態に係るバルブシートユニット２０Ａの詳細を例示する。なお、図２Ａでは、図面を見易くする都合、ハッチングを施していない構成要素が一部図示されている（図２Ｂ、図３も同様である。）。
【0017】
バルブシートユニット２０Ａは、吸入バルブ６３が着座するためのシート面１１１Ａ（１１１）を有するバルブシート１１０Ａ（１１０）と、バルブシート１１０Ａとは別体に構成されたベース８０Ａ（８０）と、バルブシート１１０Ａをベース８０Ａに固定するボルト１５０Ａ（１５０）と、バルブシート１１０Ａとバルブプレート４４との間に介在するガスケット３１とを備える。シート面１１１Ａは、一例としてＯリング状に形成される。
【0018】
本実施形態のベース８０Ａは、上記した気筒４０と、気筒４０と一体的に形成されるフランジ８１Ａとを含む。また、バルブシート１１０Ａは、シート面１１１Ａとは反対側に位置するシート背面１１２Ａ（１１２）を含む。本実施形態のベース８０Ａは、シート背面１１２と接触するフランジ８１Ａを有し、このフランジ８１Ａがバルブシート１１０Ａを支持している。ボルト１５０Ａは、バルブシート１１０Ａをフランジ８１Ａに固定する。本例のボルト１５０Ａの軸部１５２Ａは、フランジ８１Ａを貫通しており、フランジ８１Ａから突き出る軸部１５２Ａにはナット１５９が螺合している。ナット１５９の螺合によりボルト１５０の頭部１５１Ａがバルブシート１１０Ａをフランジ８１Ａに押し当てており、これによりバルブシート１１０Ａはフランジ８１Ａに固定される。
【0019】
本実施形態のボルト１５０Ａの頭部１５１Ａは、シート面１１１Ａとシート背面１１２Ａとの間となる軸線方向位置に配置される。より具体的な一例として、頭部１５１Ａの全部位がバルブシート１１０Ａに設けられる凹部７９に収容されている。なお、凹部７９の底部に形成された貫通孔に、上述したボルト１５０Ａの軸部１５２Ａが挿通されている。一実施形態に係る凹部７９はシート面１１１Ａと一体的に形成されており、シート背面１１２Ａに向けて凹んでいる。
【0020】
バルブプレート４４に形成されたバックシート４５は、上述のシート面１１１Ａと軸線方向に並ぶように設けられ、吸入バルブ６３は、バックシート４５とシート面１１１Ａとの間で移動するように構成される（矢印Ｍ）。なお、吸入バルブ６３とバックシート４５との間には、スプリングが設けられてもよい（即ち、吸入バルブ６３は、バックシート４５に対して直接的に接触しなくてもよい。）。なお、バックシート４５は、円環状に形成されるガスケット３１の内側に位置する。
【0021】
上記構成を有するバルブシート１１０Ａに吸入バルブ６３が着座する動作の詳細は以下の通りである。ピストン４２の上昇に伴って気筒４０の密閉空間が加圧されると、押し上げられていた吸入バルブ６３は、シート面１１１Ａに向けて移動する。吸入バルブ６３の少なくとも一部がシート面１１１Ａに接触する場合、種々の力が吸入バルブ６３に作用する。例えば、吸入バルブ６３の軸線が鉛直方向に対して傾いている場合（図示外）、吸入バルブ６３の片面の一部がシート面１１１Ａに対して摺動するようにして吸入バルブ６３は自転する（吸入バルブ６３の自転に伴い、吸入バルブ６３の片面のうちでシート面１１１Ａに接触する部位が変化してもよい。）。そして、吸入バルブ６３の自転の勢いが弱まると、吸入バルブ６３は静止してシート面１１１Ａに着座する。
吸入バルブ６３の着座によって、バルブシート１１０Ａはガスのシール機能を発揮する。即ち、バルブシート１１０Ａは、吸入空間Ｓｉと気筒４０の密閉空間とを互いに非連通状態とさせ、両空間の間におけるガスの行き来を制限する。
なお、頭部１５１Ａがシート面１１１Ａとシート背面１１２Ａとの間に位置しているので、着座の過程で吸入バルブ６３が頭部１５１Ａに接触することはなく、従って、頭部１５１Ａが吸入バルブ６３の着座に影響を与えることはない。
吸入バルブ６３の着座によって、バルブシート１１０Ａはガスのシール機能を発揮する。即ち、バルブシート１１０Ａは、吸入空間Ｓｉと気筒４０の密閉空間とを互いに非連通状態とさせ、両空間の間におけるガスの行き来を制限する。
なお、頭部１５１Ａがシート面１１１Ａとシート背面１１２Ａとの間に位置しているので、着座の過程で吸入バルブ６３が頭部１５１Ａに接触することはなく、従って、頭部１５１Ａが吸入バルブ６３の着座に影響を与えることはない。
【0022】
上記のように、吸入バルブ６３とバルブシート１１０Ａとの間で摩擦力が生じるため、圧縮機１０が長期間に亘り稼働すると、バルブシート１１０Ａが損耗などによって故障する場合がある。この場合、バルブシート１１０Ａの交換作業が行われる。具体的な交換作業は例えば以下の通りである。
はじめに、バルブプレート４４、ガスケット３１、及び、吸入バルブ６３が順に取り外される。その後、ナット１５９が緩められてボルト１５０Ａが取り外される。これにより、バルブシート１１０Ａは、ベース８０Ａから取り外され、新しいバルブシート１１０Ａと交換される。その後、新しいバルブシート１１０Ａがベース８０Ａに載置されて、ボルト１５０Ａ、ナット１５９、吸入バルブ６３、ガスケット３１、及びバルブプレート４４が順に組付けられ、交換作業は完了する。なお上記交換作業において、ナット１５９が緩められる前に、気筒４０を含むバルブシート１１０Ａがクランクケース１６から取り外されていてもよい。
はじめに、バルブプレート４４、ガスケット３１、及び、吸入バルブ６３が順に取り外される。その後、ナット１５９が緩められてボルト１５０Ａが取り外される。これにより、バルブシート１１０Ａは、ベース８０Ａから取り外され、新しいバルブシート１１０Ａと交換される。その後、新しいバルブシート１１０Ａがベース８０Ａに載置されて、ボルト１５０Ａ、ナット１５９、吸入バルブ６３、ガスケット３１、及びバルブプレート４４が順に組付けられ、交換作業は完了する。なお上記交換作業において、ナット１５９が緩められる前に、気筒４０を含むバルブシート１１０Ａがクランクケース１６から取り外されていてもよい。
【0023】
上記構成によれば、バルブシート１１０Ａが故障した場合であっても、ボルト１５０Ａを外すことによって、バルブシート１１０Ａをベース８０Ａから取り外し、別のバルブシート１１０Ａに交換することができる。即ち、ベース８０Ａの交換は不要である。これにより、交換作業に伴い廃棄対象となる部品からベース８０Ａを除外することができ、廃棄対象となる部品を低減できる。また、ボルト１５０Ａの頭部１５１Ａがシート面１１１Ａとシート背面１１２Ａとの間に位置するので、ボルト１５０Ａは、バルブシート１１０Ａにおける吸入バルブ６３の着座に影響を与えない。以上より、交換作業において廃棄対象となる部品を低減すると共に、吸入バルブ６３が安定的に着座できるバルブシート１１０Ａが実現する。
【0024】
図２Ａで例示される実施形態では、ベース８０Ａは、バルブシート１１０Ａのシート背面１１２Ａと接触する支持面８９を含む。シート背面１１２Ａと直接的に接触する支持面８９は、バルブシート１１０Ａを支持する。上記構成によれば、支持面８９が、シート背面１１２Ａに直接的に接触するので、吸入バルブ６３の着座位置を管理しやすい。より具体的には、ベース８０Ａとバルブシート１１０Ａのそれぞれの形状を製造工程時に管理するだけで、吸入バルブ６３の着座位置を所望の位置にすることができる。従って、吸入バルブ６３の安定的な着座を容易に実現することができる。
【0025】
図２Ａで例示される実施形態では、リング状に形成されるバルブシート１１０Ａは、シート背面１１２Ａの径方向の一端（本例では内端）に接続される面取り部１１９Ａ（１１９）を含む。また、ベース８０は、面取り部１１９と対向するベース角部８８Ａ（８８）を含む。そして、面取り部１１９Ａとベース角部８８Ａとの間には、本実施形態のバルブシート１１０Ａの構成要素であるＯリング８５Ａ（８５）が設けられる。Ｏリング８５Ａは、面取り部１１９Ａとベース角部８８Ａとに密着している。上記構成によれば、面取り部１１９Ａとベース角部８８Ａとの間にＯリング８５Ａが配置される簡易な構成によって、バルブシート１１０Ａは、ガスのシール機能を安定的に発揮することができる。例えば、気筒４０の密閉空間において圧縮されたガスが、バルブシート１１０Ａとベース８０Ａとの間を通過するのを制限することができる。
【0026】
図２Ａで例示される実施形態では、シート面１１１Ａは、円環状に形成された内側シート１１６と、内側シート１１６を囲むように円環状に形成された外側シート１１３とを有する。そして、内側シート１１６と外側シート１１３との間に、ボルト１５０Ａ（１５０）は位置する。換言すると、内側シート１１６と外側シート１１３との間の径方向位置に、ボルト１５０Ａの頭部１５１Ａを収容する凹部７９は配置される。上記構成によれば、内側シート１１６と外側シート１１３との間にあるスペースがボルト１５０Ａの配置スペースとして活用されるので、外側シート１１３を挟んで内側シート１１６とは反対側に（即ち、外側シート１１３よりも径方向外側に）ボルト１５０Ａが配置される場合に比べて、バルブシート１１０Ａをコンパクト化できる。
【0027】
本実施形態では、一例として、吸入バルブ６３は金属材料によって形成される。バルブシート１１０Ａの材質は、吸入バルブ６３の材質と同一であってもよいし、異なってもよい。例えば、吸入バルブ６３とバルブシート１１０Ａの少なくとも一方は鋼材によって形成されてもよい。また、吸入バルブ６３の硬度は、バルブシート１１０Ａの硬度よりも高くてもよいし、低くてもよい。
幾つかの実施形態に係るバルブシート１１０Ａは、金属材料によって形成される。上記構成によれば、ボルト１５０Ａが締結されることに伴う締結力がバルブシート１１０Ａに作用する場合であっても、バルブシート１１０Ａの変形が抑制される。これにより、吸入バルブ６３の軸線方向における着座位置を所望の位置にすることができる。従って、バルブシート１１０Ａが交換される前後において、吸入バルブ６３の着座位置が変動するのを抑制することができる。
幾つかの実施形態に係るバルブシート１１０Ａは、金属材料によって形成される。上記構成によれば、ボルト１５０Ａが締結されることに伴う締結力がバルブシート１１０Ａに作用する場合であっても、バルブシート１１０Ａの変形が抑制される。これにより、吸入バルブ６３の軸線方向における着座位置を所望の位置にすることができる。従って、バルブシート１１０Ａが交換される前後において、吸入バルブ６３の着座位置が変動するのを抑制することができる。
【0028】
また、幾つかの実施形態に係るバルブシート１１０Ａは、樹脂材料によって形成される。吸入バルブ６３とバルブシート１１０Ａとの間で生じる摩擦によって吸入バルブ６３が摩耗して破損すると、圧縮機１０において故障するリスクが高い。より詳細には、吸入バルブ６３から生じた破片が、吸入バルブ６３とシート面１１１Ａとの間に噛み込まれると、バルブシート１１０Ａはシール機能を発揮することはできないおそれがある。別のリスクを挙げると、吸入バルブ６３から生じた破片が気筒４０の内部に進入して、気筒４０の内周面とピストン４２との間に噛み込まれると、気筒４０及びピストン４２が破損するおそれがある。
この点、上記構成によれば、圧縮機１０の稼働に伴い吸入バルブ６３とバルブシート１１０Ａとの間で摩擦が生じても、バルブシート１１０Ａが樹脂製であるため、吸入バルブ６３よりもバルブシート１１０において摩耗が生じ易く、吸入バルブ６３の摩耗に伴う欠損が抑制される。よって、圧縮機１０は長期間に亘り、上記のような故障することなく安定的に稼働することができる。
この点、上記構成によれば、圧縮機１０の稼働に伴い吸入バルブ６３とバルブシート１１０Ａとの間で摩擦が生じても、バルブシート１１０Ａが樹脂製であるため、吸入バルブ６３よりもバルブシート１１０において摩耗が生じ易く、吸入バルブ６３の摩耗に伴う欠損が抑制される。よって、圧縮機１０は長期間に亘り、上記のような故障することなく安定的に稼働することができる。
【0029】
＜２－２．吸入バルブ用のバルブシートユニット２０Ｂの詳細＞
図２Ｂを参照し、吸入バルブ用の他の実施形態に係るバルブシートユニット２０Ｂの詳細を例示する。図２Ｂでは、図２Ａと同様の構成要素については同じ符号を付与している。以下では、バルブシートユニット２０Ａ（図２Ａ参照）と異なるバルブシートユニット２０Ｂの構成を説明する。
図２Ｂを参照し、吸入バルブ用の他の実施形態に係るバルブシートユニット２０Ｂの詳細を例示する。図２Ｂでは、図２Ａと同様の構成要素については同じ符号を付与している。以下では、バルブシートユニット２０Ａ（図２Ａ参照）と異なるバルブシートユニット２０Ｂの構成を説明する。
【0030】
バルブシートユニット２０Ｂは、バルブシート１１０Ｂ（１１０）と、バルブシート１１０Ｂを支持するベース８０Ｂ（８０）と、バルブシート１１０Ｂをベース８０Ｂに固定するボルト１５０Ｂ（１５０）とを備える。ボルト１５０Ｂの頭部１５１Ｂ（１５１）は、バルブシート１１０Ｂの構成要素であるシート面１１１Ｂとシート背面１１２Ｂとの間に位置する。図２Ｂの例では、ベース８０Ｂのフランジ８１Ｂに、ボルト１５０Ｂの軸部１５２Ｂがねじ込まれる締結穴８２が形成されている。
【0031】
本実施形態のバルブシートユニット２０Ｂはガスケット９７を備える。ガスケット９７は、フランジ８１Ｂの支持面８９と、バルブシート１１０Ｂのシート背面１１２Ｂとによって挟まれており、一例として金属製である。また、バルブシート１１０Ｂの内周面には、その周方向の全長に亘って、溝８７が形成されており、溝８７の内側にＯリング８５Ｂ（８５）が配置されている。Ｏリング８５Ｂは、バルブシート１１０Ｂの内周面と、気筒４０の外周面とに密着しており、バルブシート１１０Ｂと気筒４０との間をガスが通過するのを制限する。
【0032】
上記構成によれば、バルブシート１１０Ｂを別のバルブシート１１０Ｂを交換する作業において、バルブシートユニット２０Ａで例示されるナット１５９（図２Ａ）を取り外す作業が不要となる。つまり、フランジ８１Ｂを挟んでバルブシート１１０Ｂとは反対側（鉛直方向下側）に作業者が手又は工具を届かせる必要がない。これにより、バルブシートユニット２０Ａで例示した、気筒４０をクランクケース１６から取り外す作業が必須ではなくなるので、交換作業をより簡易にすることができる。
【0033】
＜２－３．吐出バルブ用のバルブシートユニット２０Ｃの詳細＞
図３を参照し、吐出バルブ用のバルブシートユニット２０Ｃ（２０）を説明する。バルブシートユニット２０Ｃは、既述のディスチャージバルブシート７０と、バルブプレート４４とは別体に構成されたバルブシート１１０Ｃ（１１０）とを備える。ディスチャージバルブシート７０が有するディスチャージバルブシート面７１と、バルブシート１１０Ｃが有するシート面１１１Ｃとは、いずれも、吐出バルブ１２が着座するためのシートとして機能する。以下の説明では、便宜上、バルブシート１１０Ｃを支持する機能を有するバルブプレート４４を「ベース８０Ｃ」という場合がある。本実施形態のバルブシート１１０Ｃ（１１０）は、バルブシート１１０Ｃをベース８０Ｃ（８０）に固定するボルト１５０Ｃ（１５０）を備える。ボルト１５０Ｃの頭部１５１Ｃ（１５１）は、シート面１１１Ｃと、バルブシート１１０Ｃのシート背面１１２Ｃ（１１２）の間となる軸線方向位置に配置される。
図３を参照し、吐出バルブ用のバルブシートユニット２０Ｃ（２０）を説明する。バルブシートユニット２０Ｃは、既述のディスチャージバルブシート７０と、バルブプレート４４とは別体に構成されたバルブシート１１０Ｃ（１１０）とを備える。ディスチャージバルブシート７０が有するディスチャージバルブシート面７１と、バルブシート１１０Ｃが有するシート面１１１Ｃとは、いずれも、吐出バルブ１２が着座するためのシートとして機能する。以下の説明では、便宜上、バルブシート１１０Ｃを支持する機能を有するバルブプレート４４を「ベース８０Ｃ」という場合がある。本実施形態のバルブシート１１０Ｃ（１１０）は、バルブシート１１０Ｃをベース８０Ｃ（８０）に固定するボルト１５０Ｃ（１５０）を備える。ボルト１５０Ｃの頭部１５１Ｃ（１５１）は、シート面１１１Ｃと、バルブシート１１０Ｃのシート背面１１２Ｃ（１１２）の間となる軸線方向位置に配置される。
【0034】
吐出バルブ１２は、吸入バルブ６３と同様に摩耗するおそれがある。具体的には、気筒４０の密閉空間の減圧に伴って、吐出バルブ１２が、ディスチャージバルブシート７０とバルブシート１１０Ｃに向かって移動するとき、吐出バルブ１２の軸線が鉛直方向に対して傾くおそれある。このとき、吐出バルブ１２の片面の一部がバルブシート１１０Ｃに対して摺動するように吐出バルブ１２が自転するため、吐出バルブ１２の片面が摩耗して故障するおそれがある。
【0035】
吐出バルブ１２が故障した場合には、吐出バルブ１２が別の吐出バルブ１２に交換する作業が行われる。具体的には、バルブケージ６６が外された後、ボルト１５０Ｃが緩められ、バルブシート１１０Ｃがベース８０Ｃから取り外される。これにより、バルブシート１１０Ｃは、別のバルブシート１１０Ｃに交換され、ベース８０Ｃの交換は不要となる。
【0036】
なお、図３で例示される実施形態では、リング状に形成されるバルブシート１１０Ｃは、シート背面１１２Ｃの径方向の一端（本例では外端）に接続される面取り部１１９Ｃ（１１９）を含み、ベース８０Ｃは、面取り部１１９Ｃと対向するベース角部８８Ｃ（８８）を含む。本実施形態のバルブシートユニット２０Ｃは、面取り部１１９Ｃとベース角部８８Ｃとの間に設けられたＯリング８５Ｃ（８５）を備える。Ｏリング８５Ｃは、バルブシート１１０Ｃとベース角部８８Ｃとに密着しており、バルブシート１１０とベース角部８８Ｃとの間を、ガスが通過しないように密閉する機能果たす。
【0037】
＜３．まとめ＞
上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握されるものである。
上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握されるものである。
【0038】
１）本開示の一実施形態に係るバルブシートユニット（２０）は、
バルブ（吸入バルブ６３、吐出バルブ１２）が着座するためのシート面（１１１）と、前記シート面とは反対側に位置するシート背面（１１２）とを含むバルブシート（１１０）と、
前記バルブシートとは別体に構成され、前記バルブシートを支持するベース（８０）と、
前記バルブシートを前記ベースに固定するボルト（１５０）と
を備え、
前記ボルトの頭部（１５１）は、前記シート面と前記シート背面との間に位置する。
バルブ（吸入バルブ６３、吐出バルブ１２）が着座するためのシート面（１１１）と、前記シート面とは反対側に位置するシート背面（１１２）とを含むバルブシート（１１０）と、
前記バルブシートとは別体に構成され、前記バルブシートを支持するベース（８０）と、
前記バルブシートを前記ベースに固定するボルト（１５０）と
を備え、
前記ボルトの頭部（１５１）は、前記シート面と前記シート背面との間に位置する。
【0039】
上記１）の構成によれば、バルブシートが故障した場合であっても、ボルトを外すことによって故障したバルブシートをベースに対して取り外し、別のバルブシートに交換することができる。即ち、ベースの交換は不要である。これにより、交換作業において廃棄対象となる部品からベースを除外することができ、廃棄対象となる部品を低減することができる。また、ボルトの頭部がシート面とシート背面との間に位置するので、ボルトはバルブシートにおけるバルブの着座に影響を与えない。以上より、交換作業において廃棄対象となる部品を低減すると共に、バルブが安定的に着座できるバルブシートユニットが実現する。
【0040】
２）幾つかの実施形態では、上記１）に記載のバルブシートユニットであって、
前記ベースは、前記シート背面に接触し、前記バルブシートを支持する支持面（８９）を含む。
前記ベースは、前記シート背面に接触し、前記バルブシートを支持する支持面（８９）を含む。
【0041】
上記２）の構成によれば、ベースの支持面がシート背面に直接的に接触するので、バルブの着座位置を管理しやすい。より具体的には、ベースとバルブシートのそれぞれの形状を管理するだけで、バルブの着座位置を所望の位置にすることができる。従って、バルブの安定的な着座を容易に実現することができる。
【0042】
３）幾つかの実施形態では、上記２）に記載のバルブシートユニットであって、
リング状に形成される前記バルブシートは、前記シート背面の径方向の一端に接続される面取り部（１１９）をさらに含み、
前記ベースは、前記面取り部と対向するベース角部（８８）をさらに含み、
前記バルブシートユニットは、前記ベース角部と前記面取り部と間に設けられるＯリング（８５）をさらに備える。
リング状に形成される前記バルブシートは、前記シート背面の径方向の一端に接続される面取り部（１１９）をさらに含み、
前記ベースは、前記面取り部と対向するベース角部（８８）をさらに含み、
前記バルブシートユニットは、前記ベース角部と前記面取り部と間に設けられるＯリング（８５）をさらに備える。
【0043】
上記３）の構成によれば、面取り部とベース角部との間にＯリングが配置される簡易な構成によって、バルブシートユニットは、ガスのシール機能を安定的に発揮することができる。例えば、バルブシートユニットが組み込まれた圧縮機がガスを圧縮する行程において、バルブシートユニットは、圧縮ガスがバルブシートとベースとの間を通過するのを抑制できる。
【0044】
４）幾つかの実施形態では、上記１）から３）のいずれかに記載のバルブシートユニットであって、
前記シート面は、
円環状に形成された内側シート（１１６）と、
前記内側シートを囲むように円環状に形成された外側シート（１１３）と、を有し、
前記ボルトは、前記内側シートと前記外側シートとの間に位置する。
前記シート面は、
円環状に形成された内側シート（１１６）と、
前記内側シートを囲むように円環状に形成された外側シート（１１３）と、を有し、
前記ボルトは、前記内側シートと前記外側シートとの間に位置する。
【0045】
上記４）の構成によれば、内側シートと外側シートとの間にあるスペースがボルトの配置スぺ－スとして活用されるので、外側シート面を挟んで内側シートとは反対側にボルトが配置される場合に比べて、バルブシートユニットをコンパクト化できる。
【0046】
５）幾つかの実施形態では、上記１）から４）のいずれかに記載のバルブシートであって、
前記バルブシートは、金属材料によって形成される。
前記バルブシートは、金属材料によって形成される。
【0047】
上記５）の構成によれば、ボルトが締結されるときにバルブシートの変形が抑制されるので、バルブの着座位置を所望の位置にすることができる。従って、バルブシートが交換される前後において、バルブの着座位置が変動するのを抑制することができる。
【0048】
６）幾つかの実施形態では、上記１）から５）のいずれかに記載のバルブシートであって、
前記バルブシートは、樹脂材料によって形成される。
前記バルブシートは、樹脂材料によって形成される。
【0049】
バルブとバルブシートとの間で生じる摩擦によってバルブが摩耗して破損すると、バルブシートユニットが組み込まれる圧縮機が故障するリスクが高い。この点、上記６）の構成によれば、圧縮機の稼働に伴いバルブとバルブシートとの間で摩擦が生じても、バルブシートが樹脂製であるため、バルブの摩耗が抑制される。よって、圧縮機は長期間に亘り故障することなく稼働することができる。
【符号の説明】
【0050】
２０ ：バルブシートユニット
８０ ：ベース
８５Ａ ：Ｏリング
８５Ｂ ：Ｏリング
８５Ｃ ：Ｏリング
８７ ：溝
８８ ：ベース角部
８９ ：支持面
１１０ ：バルブシート
１１１ ：シート面
１１２ ：シート背面
１１３ ：外側シート
１１６ ：内側シート
１１９ ：面取り部
１５０ ：ボルト
１５１ ：頭部
８０ ：ベース
８５Ａ ：Ｏリング
８５Ｂ ：Ｏリング
８５Ｃ ：Ｏリング
８７ ：溝
８８ ：ベース角部
８９ ：支持面
１１０ ：バルブシート
１１１ ：シート面
１１２ ：シート背面
１１３ ：外側シート
１１６ ：内側シート
１１９ ：面取り部
１５０ ：ボルト
１５１ ：頭部
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】