JP2001235057A - 外周シール部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シール部材が環状溝に適切にはまっていない
場合に、漏れ検査によってそのことが確認可能な外周シ
ール部構造を提供すること。 【解決手段】 本発明の外周シール部構造は、環状溝２
６に弾性材からなるシール部材をはめ込んで圧着してシ
ールするものであって、環状溝２６の流体空間側内壁４
０の上端部分に環状溝２６と流体空間をつなぐ複数の凹
部４１，４１…を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、部材組立面に設
けられた流路外周をシールする外周シール構造に関し、
シール部材が不適切に取り付けられたことを確認するこ
とができる外周シール部構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、内部に流体を通す場合、部材
同士を組み付けた接合部分では、その接合部分から流体
が漏れるのを防止すべく、流路を囲んだ外周部にシール
処理が施されている。そうしたシール処理を施した流体
関連装置の一例として、ダイアフラム弁を挙げることが
できる。

【０００３】ここで、図７は、従来のダイアフラム弁を
示した断面図である。ダイアフラム弁１００は、流体の
流れを制御する弁部と、弁の開閉を制御するためのアク
チュエータ部とから構成されている。アクチュエータ部
は、巻回されたコイル１０１内に、固定されたコア１０
２と摺動自在なプランジャ１０３とが挿入されたソレノ
イドであり、スプリングガイド１０４と一体に形成さ
れ、そこに入れられたスプリング１０５によってプラン
ジャ１０３に常に下方の弁側へ付勢力が働くように構成
されている。一方の弁部は、バルブボディ１１０が、入
力ポート１１１と出力ポート１１２とを連通する流路が
形成され、その途中アクチュエータ側に開設した開口部
１１３に弁座１１４が突設したものであり、その弁座１
１４に対してダイアフラム１２０が設けられてなるもの
である。

【０００４】こうしたダイアフラム弁１００は、ダイア
フラム１２０がプランジャ１０３の下端に嵌合保持さ
れ、スプリング１０５によって弁座１１４に常時押し付
けられた状態で、スプリングガイド１０４がバルブボデ
ィ１１０にネジ止めされ一体に組み付けられる。ところ
で、弁部とアクチュエータ部とを一体にした場合、その
接合部分から流体が漏れないようにシール処理が施され
る。このダイアフラム弁１００では、ゴム材で形成され
たダイアフラム１２０がシール部材の機能を果たしてい
る。

【０００５】ダイアフラム１２０は、中心部の弁体部１
２１から膜部１２２が半径方向に広がり、更にその膜部
１２２の周縁に固定部１２３が環状に形成されている。
一方、バルブボディ１１０には、弁座１１４の周りの流
路部分を囲むように、開口部１１３の外周に環状溝１１
５が形成されている。そこで、ダイアフラム１２０の固
定部１２３を環状溝１１５に嵌合させ、図示するように
スプリングガイド１０４で押さえ込む。これによって、
バルブボディ１１０の開口部１１３はダイアフラム１２
０に塞がれ、更に固定部１２３によって外周がシールさ
れて、ポート１１１，１１２の間をつなぐ気密な流路が
形成される。従って、アクチュエータの駆動によって弁
が開閉すれば、入力ポート１１１から出力ポート１１２
へと、外部漏れを生じさせることなく流体を流すことが
できる。

【０００６】そして、ダイアフラム弁１００は、こうし
た弁の機能を確実なものにするため、ダイアフラム弁１
００では組立後に漏れ検査を行っている。漏れ検査は、
ニードル１３０を閉じた状態でバルブボディ１１０内に
圧縮エアを充填させて所定圧力にした後、入力ポート１
１１及び出力ポート１１２を閉じて流路内の圧力低下を
測定する。ダイアフラム１２０の固定部１２３が環状溝
１１５に正確にはまっていれば、流路内のエアは外部へ
漏れず、所定の検査値をパスすることになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
での外周シール部構造では、必ずしも漏れ検査によって
適正な結果が得られるものではなかった。前述したダイ
アフラム弁１００の外周シール部構造の場合、例えば図
８に示すように、固定部１２３が環状溝１１５に入らな
いままダイアフラム１２０が取り付けられることがあ
る。つまり、固定部１２３の一部が内壁１１６に引っか
かって折れ曲がり、そのまま押し潰されてスプリングガ
イド１０４との間にかみ込んでしまうことがある。そし
て、こうした状態で固定部１２３がかみ込んだ場合、バ
ルブボディ１１０とスプリングガイド１０４との接合部
をシールする結果となり、漏れ検査を行っても漏れが生
じないため、検査をパスしてしまうことがある。ところ
が、漏れ検査をパスしたとしても、適切に固定部１２３
が挟持されているわけではないので、その後の使用によ
ってかみ込み部分が緩み、後になって漏れが発生するこ
とがある。

【０００８】そこで、本発明は、こうした問題に鑑みて
なされたものであって、シール部材が環状溝に適切には
まっていない場合に、漏れ検査によってそのことが確認
可能な外周シール部構造を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の外周シール部構
造は、部材同士の組み付けによって内部に流体の流れる
流体空間を構成するものであって、その部材同士の接合
部分から流体が外部へ漏れるのを防止すべく、当該接合
部分に、流体空間の外周を囲んで形成された環状溝に弾
性材からなるシール部材をはめ込み、当該シール部材を
部材間の接合面に圧着させてシールする構造において、
環状溝を構成する流体空間側内壁の上端部分に、当該環
状溝と流体空間をつなぐ複数の凹部を有することを特徴
とする。

【００１０】また、本発明の外周シール部構造は、入力
ポートと出力ポートとの間を連通する流路の途中に開口
部が形成され、その開口部内に弁座が突設したバルブボ
ディと、前記開口部を塞ぐダイアフラムを保持したプラ
ンジャを上下動させるソレノイドのアクチュエータとを
一体に組み付けてなるダイアフラム弁であって、そのバ
ルブボディの開口部外周に形成した環状溝に弾性材から
なるダイアフラム周縁の固定部をはめ込み、組み付に際
して当該ダイアフラムの固定部を環状溝内で圧着させて
流体の外部漏れを防止する構造において、環状溝を構成
する開口部側内壁の上端部分に、当該環状溝と開口部と
をつなぐ複数の凹部を有することを特徴とする。

【００１１】よって、本発明の外周シール部構成によれ
ば、環状溝にはめ込まれたシール部材は、バルブボディ
とアクチュエータ等、組み付け合う部材同士に挟み込ま
れて両者に圧着し、当該部材同士の接合面を気密にシー
ルする。このとき、シール部材は、環状溝の内壁上端部
に形成された複数の凹部に関わりなく環状溝の底面に圧
着するので、シール部材が環状溝内に正確にはめ込まれ
ていれば流体が漏れることはない。一方、シール部材が
環状溝に完全にはまらず、環状溝の内壁上端部に引っか
かる等して組み付けられた場合には、凹部を通って流体
が外部に漏れるので、漏れ検査によって不適切なシール
部材の組み付けが確認できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る外周シール部
構造の一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図
１は、外周シール部構造を備えたダイアフラム弁を示し
た断面図である。ダイアフラム弁１は、前記従来例のも
のと同様の構成をなすものであり、流体の流れを制御す
る弁部と、弁の開閉を制御するためのアクチュエータ部
とを備える。

【００１３】アクチュエータ部は、コイルボビン１１に
巻回されたコイル１２が樹脂モールド固定され、ヨーク
として機能するフレーム１３及びプレート１４に囲まれ
てソレノイドが構成されている。また、円筒形をなすコ
イル１２内には、フレーム１３に固定されたコア１５が
挿入され、その下方にはコイルボビン１１内を摺動自在
なプランジャ１６が挿入されている。こうしたアクチュ
エータ部は、プレート１４を介してスプリングガイド１
７に固定され、そのスプリングガイド１７内のスプリン
グ１８によってプランジャ１６には常に下方の弁側へ付
勢力が働くように構成されている。

【００１４】一方、弁部は、バルブボディ２０によって
構成されている。ここで、図２は、バルブボディ２０を
示した斜視図である。バルブボディ２０には、入力ポー
ト２１と出力ポート２２、そしてこれらを連通する流路
が形成され、出力ポート２２から上方に伸びた流路２３
の先端には、アクチュエータ側に開設された開口部２４
内に弁座２５が突設されている。ダイアフラム弁１は、
こうしたバルブボディ２０に、開口部２４を塞ぐように
スプリングガイド１７が被せられ、更にその間には弁座
２５に対して当接・離間するダイアフラム３０が挟持さ
れる。

【００１５】そして、弁部とアクチュエータとを一体に
した場合、その接合部分から流体が漏れないようにシー
ル処理が施される。本実施形態では、スプリングガイド
１７とバルブボディ２０との接合部分に外周シール部構
造が設けられ、シール部材にはゴム材で形成されたダイ
アフラム３０が利用される。ダイアフラム３０は、厚肉
の円盤形をした弁体部３１から径方向に広がる湾曲した
膜部３２が連続し、更にその膜部３２の周縁に固定部３
３が環状に形成されている。そして、このダイアフラム
３０の固定部３３がシール部材として機能することとな
る。

【００１６】一方、バルブボディ２０には、弁座２５の
周りの流路部分を囲む開口部外周に環状溝２６が形成さ
れている。ここで、図３は、環状溝２６を示す図２に破
線で示したＡ部の拡大断面斜視図である。バルブボディ
２０の開口部２４は、円形に開設され、そこに内壁４０
を環状に突設して環状溝２６が形成されている。特に本
実施形態では、内壁４０の上端部分に複数の凹部４１，
４１…が等間隔に一周にわたって形成されている。そこ
で、ダイアフラム３０の固定部３３を環状溝２６にはめ
込み、ダイアフラム３０でバルブボディ２０の開口部２
４を塞ぐ。そして、図１に示すようにスプリングガイド
１７を開口部２４に嵌合させ、その押エ部分１７ａでダ
イアラム３０の固定部３３を環状溝２６内に押さえ込
む。

【００１７】こうしてダイアフラム弁１は、ダイアフラ
ム３０によってバルブボディ２０の開口部２４が閉じら
れ、そのバルブボディ２０内に弁を介在させたポート１
１１，１１２間をつなぐ一連の流路が形成される。そし
て、その流路の気密性を保つため、ダイアフラム３０の
固定部３３が環状溝２６内に強固に挟持されてシールし
ている。ダイアフラム弁１は、ダイアフラム３０の弁体
部３１にプランジャ１６が嵌合し、スプリング１８によ
って弁座２５に弁体部３１が押し当てられた、ノーマル
クローズタイプの弁として構成されている。そして、バ
ルブボディ２０には出力ポート２２側にニードルポート
調整弁２８が設けられ、流量調節が可能な構成となって
いる。

【００１８】次に、こうして構成されたダイアフラム弁
１は、通常図１に示す弁閉状態にあり、コイル１２への
通電によって励磁したコア１５に、スプリング１８の付
勢力に抗してプランジャ１６が吸引される。そのため、
コイル１２への通電・非通電によってプランジャ１６が
上下動し、それに伴ってダイアフラム３０の弁体部３１
が弁座２５に対して当接・離間する。こうして弁の開閉
が行われることにより、入力ポート２１から出力ポート
２２への流体の流れが制御されるが、その際、バルブボ
ディ２０内を流れる流体は、入力ポート２１から入って
開口部２４へ至り、弁座２５を通って出力ポート２２か
ら吐出され、シール処理によって外部漏れを生じること
はない。

【００１９】特に、本実施形態の場合、組立後の漏れ検
査によって不良品を確実に選別すことができるので、従
来のようにダイアフラム３０の組み付け不良によって、
一定期間経過した後に漏れが生じることはなくなった。
ダイアフラム弁１に設けた本実施形態の外周シール部構
造は、ダイアフラム３０が例えば図４に示すように固定
部３３が環状溝２６の内壁４０に引っかかって組み込ま
れた場合、内壁４０に形成された凹部４１が隙間を作
る。そのため、ダイアフラム３０の固定部３３が環状溝
２６に適切にはめ込まれない場合には、検査用に供給さ
れたエアが凹部４１を通って外部へと漏れる。従って、
この漏れによって確実に組み付け不良が発見でき、それ
を原因とした漏れを防止することができるようになっ
た。

【００２０】ところで、本発明の外周シール部構造は、
前記ダイアフラム弁１のようなダイアフラム３０の固定
部３３をシール部材とするようなものに限らず、単純な
環状のシールパッキンであってもよい。例えば、図５に
示す電磁弁２は、前記ダイアフラム弁１と同様アクチュ
エータにソレノイドを使用し、プランジャ５１の下端に
保持して弁体６１をバルブボディ６０に形成した弁座６
２に当接・離間させて弁の開閉を行うものである。この
電磁弁２では、プランジャ５１を摺動支持する容器型の
ガイド５２によってバルブボディ６０の開口部６３を塞
ぎ、その開口部６３を囲むように外周シール部構造が設
けられ、シール処理が施されている。

【００２１】ここで、図６は、バルブボディ６０の開口
部６３を示した斜視図である。本実施形態のバルブボデ
ィ６０は、開口部６３の外周に環状溝６４が形成され、
内壁６５上端面に複数の凹溝６６，６６…が放射状に等
間隔で形成されている。そこで、電磁弁２の組み付けに
際には、環状溝６４にリングパッキン７０をはめ込み、
上からガイド５２で押さえ込む。そして、そのガイド５
２がバルブボディ６０に固定され、ソレノイドをバルブ
ボディ６０に一体に組み付けた電磁弁２が構成される。
こうして電磁弁２は、ガイド５２によってバルブボディ
６０の開口部６３が塞がれ、弁を介在させたポート間を
つなぐ一連の流路が形成され、その流路の気密性はリン
グパッキン７０によって保たれている。

【００２２】電磁弁２に設けた本実施形態の外周シール
部構造では、リングパッキン７０が環状溝６４内に正確
にはめ込まれず、例えば内壁６５の上面に一部が乗り上
げたままガイド５２によって挟み込まれてしまった場
合、その部分の凹溝６６がバルブボディ６０内と外部と
をつなぐ。そのため、リングパッキン７０が環状溝６４
に適切にはめ込まれない場合には、検査用に供給された
エアが凹溝６６を通って外部へと漏れる。従って、この
漏れによって確実に組み付け不良が発見でき、使用中に
不良状態が悪化して漏れが発生することがないので、長
期にわたり良好な使用状態を保つことができる。

【００２３】なお、この発明は前記実施の形態に限定さ
れるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々
な変更が可能である。例えば、前記実施形態では、外周
シール部に凹部４１や凹溝６６を等間隔に形成したが、
その配置は任意に設定することができ、またその形状も
連続する波形や鋸歯型など様々な変形が考えられる。ま
た、前記実施形態では弁の外周シール部構造について説
明したが、弁以外の流体制御機器、あるいは配管部分へ
の応用も可能である。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、環状溝に弾性材からなるシー
ル部材をはめ込んで圧着してシールする外周シール部構
造であって、環状溝の流体空間側内壁の上端部分に環状
溝と流体空間をつなぐ複数の凹部を形成したので、シー
ル部材が環状溝に適切にはまっていない場合に、漏れ検
査によってそのことが確認可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る外周シール部構造を備えたダイア
フラム弁を示した断面図である。

【図２】バルブボディの開口部を示した斜視図である。

【図３】環状溝２６を示す図２に破線で示したＡ部の断
面斜視図である。

【図４】本発明に係る外周シール部構造におけるシール
部材の取付け不良状態を示した断面図である。

【図５】本発明に係る外周シール部構造を備えた電磁弁
を示した断面図である。

【図６】バルブボディの開口部を示した斜視図である。

【図７】従来のダイアフラム弁を示す断面図である。

【図８】従来の外周シール部構造におけるシール部材の
取付け不良状態を示した断面図である。

【符号の説明】

１ ダイアフラム弁 １１ コイル １７ スプリングガイド ２０ バルブボディ ２４ 開口部 ２５ 弁座 ２６ 環状溝 ３０ ダイアフラム ３１ 弁体部 ３２ 膜部 ３３ 固定部 ４０ 内壁 ４１ 凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島田 眞次 愛知県春日井市堀ノ内町850番地 シーケ ーディ株式会社春日井事業所内 (72)発明者 三好 昭素 愛知県春日井市堀ノ内町850番地 シーケ ーディ株式会社春日井事業所内 Ｆターム(参考） 3H052 AA01 BA35 CC14 CD09 3H056 AA07 BB44 CA08 DD04 DD06 DD10 3H066 AA01 BA38 DA01 DA16

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部材同士の組み付けによって内部に流体
   の流れる流体空間を構成するものであって、その部材同
   士の接合部分から流体が外部へ漏れるのを防止すべく、
   当該接合部分に、流体空間の外周を囲んで形成された環
   状溝に弾性材からなるシール部材をはめ込み、当該シー
   ル部材を部材間の接合面に圧着させる外周シール部構造
   において、 前記環状溝を構成する流体空間側内壁の上端部分に、当
   該環状溝と流体空間をつなぐ複数の凹部を有することを
   特徴とする外周シール部構造。
2. 【請求項２】 入力ポートと出力ポートとの間を連通す
   る流路の途中に開口部が形成され、その開口部内に弁座
   が突設したバルブボディと、前記開口部を塞ぐダイアフ
   ラムを保持したプランジャを上下動させるソレノイドの
   アクチュエータとを一体に組み付けてなるダイアフラム
   弁であって、そのバルブボディの開口部外周に形成した
   環状溝に弾性材からなるダイアフラム周縁の固定部をは
   め込み、組み付に際して当該ダイアフラムの固定部を環
   状溝内で圧着させて流体の外部漏れを防止する外周シー
   ル部構造において、 前記環状溝を構成する開口部側内壁の上端部分に、当該
   環状溝と開口部とをつなぐ複数の凹部を有することを特
   徴とする外周シール部構造。