JP2002022011A - ダイアフラム - Google Patents

ダイアフラム

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JP2002022011A
JP2002022011A JP2000206393A JP2000206393A JP2002022011A JP 2002022011 A JP2002022011 A JP 2002022011A JP 2000206393 A JP2000206393 A JP 2000206393A JP 2000206393 A JP2000206393 A JP 2000206393A JP 2002022011 A JP2002022011 A JP 2002022011A
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diaphragm
base cloth
rubber
stress concentration
polyamide
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JP2000206393A
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Yoshiki Mine
孝樹 美根
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Nok Corp
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Nok Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリエステル基布に、材料コストは比較的廉
価であるがゴムとの接着性が余り良くない特性があり、
ポリアミド基布に、ゴムとの接着性は良好であるが材料
コストが比較的高価である特性があることを前提とし
て、ダイアフラムの耐久性の向上と材料コストの抑制と
の双方を満足させることが可能なダイアフラムを提供す
る。 【解決手段】 ゴム状弾性材製のダイアフラム本体2の
表面または肉厚内に基布(ポリエステル基布)4を埋設
してなるダイアフラム1において、ダイアフラム本体2
における応力集中部3に、ゴムとの接着性が基布4より
も良好な第二の基布(ポリアミド基布)5を埋設するこ
とにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイアフラムアク
チュエータ、ダイアフラムバルブ、ダイアフラムポンプ
またはダイアフラム式アキュムレータ等、各種のダイア
フラム装置に用いられるダイアフラムに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】ダイアフラムにおいて、その使用圧力が
高かったり、高度な耐久性が要求されたりする場合に
は、ゴム状弾性材製のダイアフラム本体に補強用の基布
を埋設して、基布入り仕様にするのが一般的である。使
用する基布は、使用条件、要求される耐久性およびダイ
アフラムの形状等によって決定され、基布の材質として
はポリエステル系やポリアミド系が一般的である。
【0003】しかしながら、これらの基布の中には、ゴ
ムとの接着性が余り良くないものがあり、このような基
布を使用した場合には、ダイアフラムの繰返し作動を受
ける部分で、ゴムと基布との剥離が発生し、そのため強
度が低下し、ゴムまたは基布に亀裂が発生することがあ
る。
【0004】これに対する対策として、基布の材質をゴ
ムとの接着性が良いものに変更する方策が考えられる。
すなわち、基布の材質とゴムとの接着性との関係は、こ
れまでの実績等からポリエステル系よりもポリアミド系
の方が優れていることが分かっており、よってポリエス
テル系の基布に代えてポリアミド系の基布を使用すれ
ば、上記剥離等の発生を防止し、ダイアフラムの耐久性
を向上させることが可能となる。
【0005】しかしながら、このゴムとの接着性が良好
なポリエステル系の基布には、その材料コストが高価で
あると云う不都合があり(ポリエステル系の数倍)、よ
って上記耐久性の向上を図りながらも材料コストを余り
上げることのない新たな方策が求められている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の点に鑑
み、ダイアフラムの耐久性の向上と材料コストの抑制と
の双方を満足させることが可能な基布入りのダイアフラ
ムを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項1によるダイアフラムは、ゴム状弾
性材製のダイアフラム本体の表面または肉厚内に基布を
埋設してなるダイアフラムにおいて、前記ダイアフラム
本体における応力集中部に、ゴムとの接着性が前記基布
よりも良好な第二の基布を埋設したことを特徴とするも
のである。
【0008】また、本発明の請求項2によるダイアフラ
ムは、上記した請求項1のダイアフラムにおいて、基布
がポリエステル系基布であり、第二の基布がポリアミド
系基布であることを特徴とするものである。
【0009】また、本発明の請求項3によるダイアフラ
ムは、上記した請求項1または2のダイアフラムにおい
て、ダイアフラム本体における応力集中部が、膜部から
その内側に一体成形された中心部にかけての部分である
ことを特徴とするものである。
【0010】上記構成を備えた本発明の請求項1による
ダイアフラムのように、基布(以下第一の基布とも称す
る)を埋設したゴム状弾性材製のダイアフラム本体にお
ける応力集中部に、ゴムとの接着性が第一の基布よりも
良好な第二の基布を埋設すると、この第二の基布の特性
によって応力集中部にゴムと基布との剥離等の不具合が
発生するのを防止することが可能となり、その一方で、
第一の基布としてゴムとの接着性が良好である反面、材
料コストが高いものを使用する必要がないために、製品
全体としてのコスト増をある程度抑制することが可能と
なる。
【0011】請求項2に記載したように、第一の基布と
してはポリエステル系の基布が好適であり、第二の基布
としてはポリアミド系の基布が好適であり、このように
ポリエステル系の基布とポリアミド系の基布とを組み合
わせた場合には、以下の作用を奏する。
【0012】すなわち、ポリエステル系の基布を埋設し
たゴム状弾性材製のダイアフラム本体における応力集中
部にポリアミド系の基布が埋設されているために、ゴム
との接着性がポリアミド系の基布よりも良好なこのポリ
アミド系の基布によって応力集中部にゴムと基布との剥
離等の不具合が発生するのを防止することが可能とな
り、その一方で、その他の部分に使用されるポリエステ
ル系の基布が比較的廉価なものであるために、製品全体
としてコスト増をある程度抑制することが可能となる。
【0013】尚、ポリエステル系基布に比べてポリアミ
ド系基布の方がゴムとの接着性が良い理由は、ポリアミ
ド系基布の表面が毛羽立っており、よってその分、表面
績が大きいためである。
【0014】第二の基布(請求項1)ないしポリアミド
系基布(請求項2)は、ダイアフラム本体において応力
集中部に限定してその表面または肉厚内に埋設されるも
のであって、例えば請求項3に記載したように、ダイア
フラム本体の膜部からその内側に一体成形された中心部
にかけての部分に埋設される。
【0015】尚、応力集中部とは、ダイアフラムの作動
における屈曲部を示し、内側の第一の屈曲部(後記実施
例における膜部2bから中心部2cへかけての部分)が
最も応力集中が大きく、外側の第二の屈曲部(後記実施
例における取付部2aから膜部2bへかけての部分)が
次いで大きい。したがって、少なくとも内側の第一の屈
曲部に第二の基布を埋設し、または第一の屈曲部および
第二の屈曲部の両方に第二の基布を埋設する。
【0016】また、本発明は、基布入りダイアフラムに
おいて、その耐久性を向上させるために、その応力集中
部に、ゴムとの接着性の良好な基布を更に埋設したもの
であり、また、接着性の良い基布を、応力集中が発生し
亀裂等が発生し易い部分のみに埋設し、コスト増を余り
することなく、耐久性を向上させたものである。
【0017】
【発明の実施の形態】つぎに本発明の実施例を図面にし
たがって説明する。
【0018】第一実施例・・・図1は、本発明の実施例
に係るダイアフラム1の断面を示しており、このダイア
フラム1は以下のように構成されている。
【0019】すなわち先ず、所定のゴム状弾性材によっ
て所定の製品形状に成形されたダイアフラム本体2が設
けられており、このダイアフラム本体2の表面または肉
厚内に第一の基布4が埋設されており、更に、ダイアフ
ラム本体2における応力集中部3にこの部分に限って、
ゴムとの接着性が比較的良好な第二の基布5が埋設され
ている。尚、基布4がダイアフラム本体2の表面に埋設
されるとは、基布4がダイアフラム本体2のゴムに対し
て表面露出した状態で一体化されることである。
【0020】ゴム状弾性材製のダイアフラム本体2は先
ず、装着時にダイアフラムアクチュエータのカップ等に
よってカシメ固定される比較的厚肉の環状の取付部2a
をその外周縁部に有しており、この取付部2aの内周側
に、作動時に圧力を受けて変形動作する比較的薄肉の膜
部(可撓部または作動部とも称する)2bが一体成形さ
れており、この膜部2bの更に内周側に中心部2cが一
体成形されている。中心部2cは、当該ダイアフラム1
の作動時に変形しないように比較的厚肉に成形されてい
るが、ダイアフラムリテーナやスプリングリテーナ等の
剛性部品によって保持されることにより変形が制限され
る場合もあり、このような場合には、この中心部2cの
厚さは膜部2bと同じか、または膜部2bよりも僅かに
厚く成形されることもある。このダイアフラム本体2
は、ニトリルゴム、ヒドリンゴム、エチレンプロピレン
ゴムまたはフッ素ゴム等によって成形されている。
【0021】第一の基布4は、ポリエステル系の基布に
よって構成されており、このポリエステル基布がダイア
フラム本体2の平面全面に亙って埋設されている。尚、
このポリエステル基布の特性は、材料コストは比較的廉
価であるが、ゴムとの接着性は余り良くないものであ
る。
【0022】一方、第二の基布5は、ポリアミド系の基
布によって構成されており、このポリアミド基布がダイ
アフラム本体2の応力集中部3に限って埋設されてい
る。応力集中部3は、当該ダイアフラム1の作動時に繰
返し作動する部分であって、膜部2bが圧力によって繰
返し変形する部分であることからその内周縁部および外
周縁部に応力集中が発生し易く、よって応力集中部3
は、ダイアフラム本体2のうち、取付部2aから膜部2
bへかけての部分(外側の屈曲部)と、膜部2bから中
心部2cへかけての部分(内側の屈曲部)とであり、当
該ダイアフラム1においては、このうち後者の、膜部2
bから中心部2cへかけての部分にポリアミド基布が埋
設されている。したがって、この基布5はこの圧力集中
部3に合わせて環状に形成されており、更に、膜部2b
から中心部2cへかけてのダイアフラム本体2表面の立
ち上がりに沿うよう、テーパー面状ないし円錐面状に予
備成形されている。尚、このポリアミド基布の特性は、
ゴムとの接着性は良好であるが、材料コストが比較的高
価なものである。
【0023】上記構成のダイアフラム1によれば、第一
の基布4としてポリエステル基布を埋設したゴム状弾性
材製のダイアフラム本体2における応力集中部3である
膜部2bから中心部2cへかけての部分に第二の基布5
としてポリアミド基布が埋設されているために、ゴムと
の接着性が比較的良好なこのポリアミド基布の特性によ
って、応力集中部3にゴムと基布5との剥離等の不具合
が発生するのを防止することが可能となり、よってこの
応力集中部3を有効に補強することができ、しかもその
一方で、その他の部分に使用されるポリエステル基布が
比較的廉価なものであるために、製品全体としてのコス
ト増をある程度抑制することができる。したがって総じ
て、ダイアフラム1の耐久性を向上させることができ、
併せて、材料コストを抑制することができる。
【0024】第二実施例・・・図2は、本発明の実施例
に係るダイアフラム1の断面を示しており、このダイア
フラム1は以下のように構成されている。
【0025】すなわち先ず、所定のゴム状弾性材によっ
て所定の製品形状に成形されたダイアフラム本体2が設
けられており、このダイアフラム本体2の表面または肉
厚内に第一の基布4が埋設されており、更に、ダイアフ
ラム本体2における応力集中部3にこの部分に限って、
ゴムとの接着性が比較的良好な第二の基布5が埋設され
ている。尚、基布4がダイアフラム本体2の表面に埋設
されるとは、基布4がダイアフラム本体2のゴムに対し
て表面露出した状態で一体化されることである。
【0026】ゴム状弾性材製のダイアフラム本体2は先
ず、装着時にダイアフラムアクチュエータのカップ等に
よってカシメ固定される比較的厚肉の環状の取付部2a
をその外周縁部に有しており、この取付部2aの内周側
に、作動時に圧力を受けて変形動作する比較的薄肉の膜
部(可撓部または作動部とも称する)2bが一体成形さ
れており、この膜部2bの更に内周側に中心部2cが一
体成形されている。中心部2cは、当該ダイアフラム1
の作動時に変形しないように比較的厚肉に成形されてい
るが、ダイアフラムリテーナやスプリングリテーナ等の
剛性部品によって保持されることにより変形が制限され
る場合もあり、このような場合には、この中心部2cの
厚さは膜部2bと同じか、または膜部2bよりも僅かに
厚く成形されることもある。このダイアフラム本体2
は、ニトリルゴム、ヒドリンゴム、エチレンプロピレン
ゴムまたはフッ素ゴム等によって成形されている。
【0027】第一の基布4は、ポリエステル系の基布に
よって構成されており、このポリエステル基布がダイア
フラム本体2の平面全面に亙って埋設されている。尚、
このポリエステル基布の特性は、材料コストは比較的廉
価であるが、ゴムとの接着性は余り良くないものであ
る。
【0028】一方、第二の基布5は、ポリアミド系の基
布によって構成されており、このポリアミド基布がダイ
アフラム本体2の応力集中部3に限って埋設されてい
る。応力集中部3は、当該ダイアフラム1の作動時に繰
返し作動する部分であって、膜部2bが圧力によって繰
返し変形する部分であることからその内周縁部および外
周縁部に応力集中が発生し易く、よって応力集中部3
は、ダイアフラム本体2のうち、取付部2aから膜部2
bへかけての部分(外側の屈曲部)と、膜部2bから中
心部2cへかけての部分(内側の屈曲部)とであり、当
該ダイアフラム1においては、この両方にポリアミド基
布が埋設されている。したがって、この基布5はそれぞ
れ圧力集中部3に合わせて環状に形成されており、更
に、膜部2bから中心部2cへかけてのダイアフラム本
体2表面の立ち上がり、または膜部2bから取付部2a
へかけてのダイアフラム本体2表面の立ち上がりに沿う
よう、テーパー面状ないし円錐面状または断面円弧状に
予備成形されている。尚、このポリアミド基布の特性
は、ゴムとの接着性は良好であるが、材料コストが比較
的高価なものである。
【0029】上記構成のダイアフラム1によれば、第一
の基布4としてポリエステル基布を埋設したゴム状弾性
材製のダイアフラム本体2における応力集中部3である
膜部2bから中心部2cへかけての部分および取付部2
aから膜部2bへかけての部分にそれぞれ第二の基布5
としてポリアミド基布が埋設されているために、ゴムと
の接着性が比較的良好なこのポリアミド基布の特性によ
って、これらの応力集中部3にゴムと基布5との剥離等
の不具合が発生するのを防止することが可能となり、よ
ってこれらの応力集中部3を有効に補強することがで
き、しかもその一方で、その他の部分に使用されるポリ
エステル基布が比較的廉価なものであるために、製品全
体としてのコスト増をある程度抑制することができる。
したがって総じて、ダイアフラム1の耐久性を向上させ
ることができ、併せて、材料コストを抑制することがで
きる。
【0030】尚、本願発明者らは、図3に示すダイアフ
ラムaについて、基布bを変えて、下記条件にて比較試
験を行なった。
【0031】試験条件(材料について) ゴム(ダイアフラム):EPDM 基布:ポリエステル 基布:ポリアミド
【0032】この試験の結果、耐久回数は、基布のポ
リアミド基布の方が基布のポリエステル基布に比べ
て、約5〜8倍ほども良かった。したがってこのことか
ら、本発明のように応力集中部3にゴムとの接着性の良
い基布5を埋設することにより耐久性が向上することを
確認することができた。尚、上記したようにポリエステ
ル系基布と比較してポリアミド系基布の方がゴムとの接
着性が良い理由は、ポリアミド系基布の表面が毛羽立っ
ており、よってその分、表面績が大きく、ゴムとの接着
面積が大きいためである。
【0033】
【発明の効果】本発明は、以下の効果を奏する。
【0034】すなわち先ず、上記構成を備えた本発明の
請求項1によるダイアフラムにおいては、基布(第一の
基布)を埋設したゴム状弾性材製のダイアフラム本体に
おける応力集中部に、ゴムとの接着性が第一の基布より
も良好な第二の基布が埋設されているために、この第二
の基布の特性によって応力集中部にゴムと基布との剥離
等の不具合が発生するのを防止することが可能となり、
よってこの応力集中部を有効に補強することができ、そ
の一方で、第一の基布としてゴムとの接着性が良好であ
る反面材料コストが高いものを使用する必要がないため
に、製品全体としてのコスト増をある程度抑制すること
ができる。したがって総じて、初期の目的どおり、ダイ
アフラムの耐久性の向上と材料コストの抑制との双方を
満足することができるダイアフラム製品を提供すること
ができる。
【0035】また、上記構成を備えた本発明の請求項2
によるダイアフラムにおいては、ポリエステル系基布を
埋設したゴム状弾性材製のダイアフラム本体における応
力集中部に、ゴムとの接着性がポリエステル系基布より
も良好なポリアミド系基布が埋設されているために、こ
のポリアミド系基布の特性によって応力集中部にゴムと
基布との剥離等の不具合が発生するのを防止することが
可能となり、よってこの応力集中部を有効に補強するこ
とができ、その一方で、第一の基布として使用するポリ
エステル系基布が比較的廉価なものであるために、製品
全体としてのコスト増をある程度抑制することができ
る。したがって総じて、初期の目的どおりダイアフラム
の耐久性の向上と材料コストの抑制との双方を満足する
ことができるダイアフラム製品を提供することができ
る。
【0036】またこれに加えて、上記構成を備えた本発
明の請求項3によるダイアフラムにおいては、ダイアフ
ラム本体における応力集中部として、その膜部からその
内側に一体成形された中心部にかけての部分に第二の基
布ないしポリアミド系基布が埋設されるために、この膜
部から中心部にかけての部分を有効に補強することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例に係るダイアフラムの半裁
断面図
【図2】本発明の第二実施例に係るダイアフラムの半裁
断面図
【図3】比較試験に供したダイアフラムの半裁断面図
【符号の説明】
1 ダイアフラム 2 ダイアフラム本体 2a 取付部 2b 膜部 2c 中心部 3 応力集中部 4 第一の基布(基布) 5 第二の基布
【手続補正書】
【提出日】平成12年8月28日(2000.8.2
8)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】しかしながら、このゴムとの接着性が良好
ポリアミド系の基布には、その材料コストが高価であ
ると云う不都合があり(ポリエステル系の数倍)、よっ
て上記耐久性の向上を図りながらも材料コストを余り上
げることのない新たな方策が求められている。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】すなわち、ポリエステル系の基布を埋設し
たゴム状弾性材製のダイアフラム本体における応力集中
部にポリアミド系の基布が埋設されているために、ゴム
との接着性がポリエステル系の基布よりも良好なこのポ
リアミド系の基布によって応力集中部にゴムと基布との
剥離等の不具合が発生するのを防止することが可能とな
り、その一方で、その他の部分に使用されるポリエステ
ル系の基布が比較的廉価なものであるために、製品全体
としてコスト増をある程度抑制することが可能となる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゴム状弾性材製のダイアフラム本体
    (2)の表面または肉厚内に基布(4)を埋設してなる
    ダイアフラム(1)において、 前記ダイアフラム本体(2)における応力集中部(3)
    に、ゴムとの接着性が前記基布(4)よりも良好な第二
    の基布(5)を埋設したことを特徴とするダイアフラ
    ム。
  2. 【請求項2】 請求項1のダイアフラムにおいて、 基布(4)がポリエステル系基布であり、第二の基布
    (5)がポリアミド系基布であることを特徴とするダイ
    アフラム。
  3. 【請求項3】 請求項1または2のダイアフラムにおい
    て、 ダイアフラム本体(2)における応力集中部(3)が、
    膜部(2b)からその内側に一体成形された中心部(2
    c)にかけての部分であることを特徴とするダイアフラ
    ム。
JP2000206393A 2000-07-07 2000-07-07 ダイアフラム Withdrawn JP2002022011A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009113666A1 (ja) * 2008-03-14 2009-09-17 株式会社タクミナ 金属製ダイヤフラム
CN102822573A (zh) * 2010-03-29 2012-12-12 Nok株式会社 隔膜
JP2016211724A (ja) * 2014-12-18 2016-12-15 株式会社デンソー ダイヤフラムを備える装置およびエジェクタ

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