特表 2022-538661 弁フラップを備えた弁プレート

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-05

(54)【発明の名称】弁フラップを備えた弁プレート

(51)【国際特許分類】

   F04B 39/10 20060101AFI20220829BHJP

   F16K 15/16 20060101ALI20220829BHJP

【ＦＩ】

F04B39/10 C

F16K15/16 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021578128

(86)(22)【出願日】2020-06-17

(85)【翻訳文提出日】2022-02-25

(86)【国際出願番号】 EP2020066658

(87)【国際公開番号】W WO2021001148

(87)【国際公開日】2021-01-07

(31)【優先権主張番号】102019117634.4

(32)【優先日】2019-07-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】506408818

【氏名又は名称】フォイト パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＶＯＩＴＨ ＰＡＴＥＮＴ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｓｔ． Ｐｏｅｌｔｅｎｅｒ Ｓｔｒ． ４３， Ｄ－８９５２２ Ｈｅｉｄｅｎｈｅｉｍ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】マヌエル シュナイダー

【テーマコード（参考）】

3H003

3H058

【Ｆターム（参考）】

3H003AA02

3H003AB07

3H003AC01

3H003CC06

3H003CC11

3H058AA15

3H058BB14

3H058BB32

3H058CA02

3H058CA03

3H058CD23

3H058EE13

(57)【要約】

レシプロコンプレッサ内に組み込むための弁プレート（１）であって、弁プレート（１）は、支持領域（８）と弁領域（２ａ，２ｂ）とを備え、弁領域（２ａ，２ｂ）は、弁座を備える可動の弁フラップ（５）を有し、弁フラップ（５）によって、弁支持プレート（９）に設けられた被制御媒体用の貫通通路（３）が閉鎖可能であり、弁領域（２ａ，２ｂ）は、ウェブを介して弁プレートの支持領域（８）に係合しており、これによって、弁フラップ（５）は、支持領域（８）に対して相対的に取り付けられている、弁プレート（１）。弁領域（２ａ，２ｂ）は、ウェブ（７）を介して支持領域（８）に対して固定されたウェブ領域（１３）を有し、弁フラップ（５）は、ウェブ領域（１３）にフレキシブルに結合されている。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レシプロコンプレッサ内に組み込むための弁プレート（１）であって、
支持領域（８）と、
弁領域（２ａ，２ｂ）と、
を備え、
前記弁領域（２ａ，２ｂ）は、弁座を備える可動の弁フラップ（５）を有し、該弁フラップ（５）によって、弁支持プレート（９）に設けられた被制御媒体用の貫通通路（３）が閉鎖可能であり、
前記弁領域（２ａ，２ｂ）は、ウェブ（７）を介して前記弁プレート（１）の前記支持領域（８）に係合しており、これによって、前記弁フラップ（５）は、前記支持領域（８）に対して相対的に取り付けられている、
弁プレート（１）において、
前記弁領域（２ａ，２ｂ）は、前記ウェブ（７）を介して前記支持領域（８）に対して固定されたウェブ領域（１３）を有し、
前記弁フラップ（５）は、前記ウェブ領域（１３）にフレキシブルに結合されている
ことを特徴とする、弁プレート（１）。

【請求項2】

前記弁フラップ（５）と前記ウェブ領域（１３）との間に曲げ軸線（６）に沿って曲げゾーンが設けられていることを特徴とする、請求項１記載の弁プレート（１）。

【請求項3】

それぞれ１つの曲げ軸線（６）に沿った２つの曲げゾーンを備える１つのウェブ領域（１３）が設けられており、各々の曲げゾーンにそれぞれ１つの弁フラップ（５）がフレキシブルに結合されていることを特徴とする、請求項２記載の弁プレート（１）。

【請求項4】

前記弁フラップ（５）は、対称的に設計されていることを特徴とする、請求項３記載の弁プレート（１）。

【請求項5】

前記曲げゾーンは、２つ以上の曲げ区分を備え、該曲げ区分を介して、前記弁フラップ（５）は、前記ウェブ領域（１３）にフレキシブルに結合されていることを特徴とする、請求項３記載の弁プレート（１）。

【請求項6】

前記弁領域（２ａ，２ｂ）に前記被制御媒体用の１つまたは複数の流出開口（４）が設けられていることを特徴とする、請求項１記載の弁プレート（１）。

【請求項7】

前記弁プレート（１）は、少なくとも片面にシール輪郭部を有し、前記弁領域（２ａ，２ｂ）は、別の機能領域（１５ａ～１５ｄ）から切り離されていることを特徴とする、請求項１記載の弁プレート（１）。

【請求項8】

前記弁プレート（１）は、２つ以上の弁領域（２ａ，２ｂ）を有することを特徴とする、請求項１記載の弁プレート（１）。

【請求項9】

吸込み弁としての、請求項１から８までのいずれか１項記載の弁プレート（１）を備えるコンプレッサにおいて、
前記弁プレート（１）は、行程容積（１１）に対する被制御媒体の流入・流出用の貫通通路（３，４）を備える弁支持プレート（９）と、クランクケーシング（１０）との間に挟持されていることを特徴とする、コンプレッサ。

【請求項10】

前記弁支持プレート（９）と前記クランクケーシング（１０）とは、複数の通路（１６）および／または複数の室（１７）を有し、前記弁プレート（１）は、前記通路（１６）および／または前記室（１７）を互いに接続するかまたは互いに流体密に分離する機能領域（１５ａ～１５ｄ）を有することを特徴とする、請求項９記載のコンプレッサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レシプロコンプレッサ用の自動式の弁に関する。このようなレシプロコンプレッサは、例えば独国特許出願公開第１０２０１４１１１５２６号明細書のような従来技術に基づいて様々な構成で十分に公知である。レシプロコンプレッサでは、主として、２つの機能弁、つまり、空気を行程容積内に流入させることができる弁と、圧縮された空気を行程容積から圧送させる弁とが区別されている。

【0002】

レシプロコンプレッサは、例えば圧縮空気作動式のフットブレーキおよび／または空気ばねに圧縮空気を供給するために、自動車で使用される。周辺空気がコンプレッサによって吸い込まれ、圧縮され、消費器での使用前にオイルまたは水のような異物が、圧縮空気供給装置の別の構成要素で周辺空気から除去される。

【0003】

本発明は、空気を行程容積内に流入させることができる弁のみを考察する。この使用目的のための弁は、主として、２つの構造形態によって区別される。例えば独国特許発明第１０２００８０５２７４４号明細書に基づいて公知の弁では、閉鎖フラップの運動が、キャッチャまたは当接面によって制限される。吸込み動作は、下記のように記載することができる：
圧力差によって弁フラップが開放運動させられ、弁フラップの可動の区分が曲げられ、キャッチャに達すると、弁フラップに設けられた耳部がキャッチャのキャッチポケット内に進入して、これに衝突する。

【0004】

キャッチポケットへのこの衝突は、行程制限を成すので望ましいことである。しかしながら、特に高い回転数（およびこれに伴って生じる空気圧送量）では、かなりの摩耗が発生してしまうことが判った。この摩耗は、吸込み弁にも、キャッチポケットにも生じる。

【0005】

さらに、欧州特許出願公開第０６０４３８５号明細書に記載されているように、閉鎖フラップが自由に外向きに振れることができ、運動を制限するためのリミットストッパが設けられていない弁が公知である。このような構造形態では、弁フラップが吸込み動作時に自由に下向きに運動する。これによって、設計が比較的問題をはらんでいる。

【0006】

弁フラップの故障、つまり、フラップのいずれかの箇所における破損は、直接的にコンプレッサの故障を引き起こし、破損部分がコンプレッサに損傷を与えてしまう。

【0007】

本発明の根底にある課題は、従来技術に対して改善された、弁フラップを備えた弁プレートを提供することである。

【0008】

この課題は、本発明によれば、請求項１に相応の構成によって解決される。本発明による構成の別の有利な特徴は、従属請求項に見られる。

【0009】

レシプロコンプレッサ内に組み込むための弁プレートであって、弁プレートは、支持領域と弁領域とを備え、弁領域は、弁座を備える可動の弁フラップを有し、弁フラップによって、弁支持プレートに設けられた被制御媒体用の貫通通路が閉鎖可能であり、弁領域は、ウェブを介して弁プレートの支持領域に係合しており、これによって、弁フラップは、支持領域に対して相対的に取り付けられている、弁プレートが提案される。

【0010】

改善のために、本発明によれば、弁領域は、ウェブを介して支持領域に対して固定されたウェブ領域を有し、弁フラップは、ウェブ領域にフレキシブルに結合されていることが提案される。

【0011】

弁座は、貫通通路の密封を可能にするシール面を提供する弁フラップにおける領域である。

【0012】

目的に合ったフレキシビリティを得るために、弁フラップとウェブ領域との間に曲げ軸線に沿って曲げゾーンが設けられていてよい。曲げ軸線に関する曲げゾーンの構成によって、曲げゾーンにおける曲げ特性および曲げ負荷にプラスの影響を与えることができる。

【0013】

レシプロコンプレッサに使用する場合、曲げゾーンにおける曲げ負荷は、ピストンが行程容積内で運動させられ、行程容積内に負圧が発生し、これによって、媒体、特に空気が吸込み室から、弁プレートに設けられた流入開口を通って吸い込まれるときに発生する。流れる空気は、弁フラップに作用し、弁フラップを行程容積内へと曲げる。曲げゾーンの設計に応じて、開き角を変えることができるので、被制御媒体に対する貫通横断面を増大させ、媒体に対する流れ特性を改善し、これによって、弁を通る媒体の貫通抵抗を低減することができる。

【0014】

弁プレートもしくは弁領域の好適な構成では、それぞれ１つの曲げ軸線に沿った２つの曲げゾーンを備える１つのウェブ領域が設けられており、各々の曲げゾーンにそれぞれ１つの弁フラップがフレキシブルに結合されていることが特定されていてよい。好ましくは、この構成における弁フラップは、対称的に設計されている。

【0015】

さらに、曲げゾーンは、２つ以上の曲げ区分を備え、これらの曲げ区分を介して、弁フラップは、ウェブ領域にフレキシブルに結合されていることが特定されていてよい。曲げ区分の寸法設定および位置によって、曲げ区分における曲げ力に極めて有利な影響を与えることができ、こうして、曲げ量を規定することもできる。

【0016】

さらに、弁領域に被制御媒体用の１つまたは複数の流出開口が設けられていてよい。流出開口を通して、圧縮された空気は再び行程容積から圧送される。

【0017】

さらに、弁プレートは、少なくとも片面にシール輪郭部を有し、このシール輪郭部によって、弁領域は、別の機能領域から切り離されると有利である。こうして、弁プレートは別の機能、例えば、クランクケーシング領域からのコンプレッサの通路をシリンダヘッド領域に流体密に接続する機能または弁支持プレートに設けられた複数の室をクランクケーシングに設けられた複数の室または複数の通路から流体密に分離する機能を引き受けることができる。シール輪郭部は、弁プレートに型押し加工された輪郭部であってよいし、弁プレートに塗布されたシーラントであってよい。

【0018】

別の構成は、例えば２段式のレシプロコンプレッサ用の２つ以上の弁領域を備える弁プレートであってよい。

【0019】

上述したように、弁プレートは、有利には、コンプレッサにおける吸込み弁として使用されてよい。この場合、コンプレッサにおける弁プレートは、行程容積に対する被制御媒体の流入・流出用の貫通通路を備える弁支持プレートと、クランクケーシングとの間に挟持されている。

【0020】

さらに、弁支持プレートとクランクケーシングとは、複数の通路および／または複数の室を有し、弁プレートは、通路および／または室を互いに流体案内接続するかまたは互いに流体密に分離する機能領域を有してよい。通路および／または室を通して、例えば空気と、空気を冷却するために冷却水とが流れることができる。

【0021】

次に図面を参照しながら、実施例を用いて本発明の更なる有利な構成について説明する。上に述べた特徴は、図示の組合せにおいて有利に置き換えることができるのみならず、互いに個々に組み合わせることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明に係る弁プレートを示す図である。

【図2】コンプレッサ内に組み込まれた弁プレートの断面図である。

【0023】

図１には、２段式のレシプロコンプレッサ用の２つの弁領域２ａ，２ｂを備えた弁プレート１が示してある。弁領域２ａ，２ｂの設計もしくは輪郭は、例えば個々の段の要求に適合させられていて、別の構成を有していてよい。

【0024】

この図では、弁プレート１が行程容積の方向から示してあり、この行程容積では、第１の圧縮段を上方に見ることができ、第２の圧縮段を下方に見ることができる。さらに、弁フラップ５の領域には、キドニ形の流入通路３（破線）が示してある。

【0025】

弁プレート１は、複数の領域、つまり、支持領域８と、弁領域２ａ，２ｂと、機能領域１５ａ～１５ｄとに分割されている。機能領域については、各々の部分を個別に説明することを省略する。これらの機能領域の主要な機能は、クランクケーシング１０および／または弁支持プレート９に設けられた通路および室を互いに接続するかまたは互いに遮断することである。個々の領域２ａ，２ｂ，８もしくは機能領域１５ａ～１５ｄは、シール輪郭部または塗布されたシーラントによっても互いに分離されている。

【0026】

各々の弁領域２ａ，２ｂは、３つの別の領域、つまり、１つのウェブ領域１３と、２つのフラップ領域１４とに分割することができ、これらの領域１３，１４は、曲げ軸線６によって分けられており、曲げ軸線に沿った直ぐ近くの領域は、曲げゾーンとも呼ばれる。この曲げゾーンにおいて弁フラップ５の主要な曲げが行われ、弁フラップ５は、曲げゾーンでの曲げ時に曲げ曲線を形成する。

【0027】

必要な曲げ力を生じさせるために、曲げゾーンは、２つ以上の曲げ区分に分割されており、これらの曲げ区分を介して、弁フラップ５は、ウェブ領域１３にフレキシブルに結合されている。これによって、曲げ区分は、フレキシブルな結合ウェブを形成している。

【0028】

ウェブ領域１３は、ウェブ７を介して支持領域８に結合されている。弁プレート１ひいては支持領域８は、組込み状態で不動に挟持されているので、ウェブ７を備えたウェブ領域１３もまた同様に固定される。このことは、弁フラップ５の曲げ時にもウェブ領域が実質的に位置固定され続けることを意味する。

【0029】

弁領域２ａ，２ｂには、さらに、複数の開口が設けられており、これらの開口は、圧縮された空気を行程容積１１から再び流出させることができる流出通路４を形成している。

【0030】

図２には、コンプレッサ内に組み込まれた弁プレート１が断面図で示してある。概して、本発明は、キャッチャなしの吸込み弁を含むコンセプトである。この吸込み弁は、結合箇所を介して弁プレート１に結合されており、これによって、いわゆる材料一体型（stoffpaarig.）のジョイントを形成している。

【0031】

弁プレート１は、弁支持プレート９とクランクケーシング１０との間に挟持されている。図２には、シール輪郭部を認識することができないが、このシール輪郭部は、相応の箇所に被着されており、これによって、個々の機能領域の流体密の遮蔽が達成される。

【0032】

さらに、両方の弁フラップ機能位置、つまり、吸入および圧縮が示してある。基本位置では、流入通路３が弁フラップ５によって閉鎖されており、開放位置では、弁フラップ５が、ピストンによって発生させられた負圧と、これによって生じた圧力差とによってピストンの方向に曲げられる。

【0033】

更なる構成要素の図示および説明は、本発明を理解する上で重要ではないので省略する。

【符号の説明】

【0034】

１ 弁プレート
２ａ，ｂ 弁領域
３ 流入通路
４ 流出通路
５ 弁フラップ
６ 曲げ軸線
７ ウェブ
８ 支持領域
９ 弁支持プレート
１０ クランクケーシング
１１ 行程容積
１２ シール輪郭部
１３ ウェブ領域
１４ フラップ領域
１５ａ，… 機能領域
１６ 通路
１７ 室
１９ 流入室

【図1】

【図2】

【国際調査報告】