JP2002372151A - Diaphragm and diaphragm valve - Google Patents

Diaphragm and diaphragm valve

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JP2002372151A
JP2002372151A JP2001182816A JP2001182816A JP2002372151A JP 2002372151 A JP2002372151 A JP 2002372151A JP 2001182816 A JP2001182816 A JP 2001182816A JP 2001182816 A JP2001182816 A JP 2001182816A JP 2002372151 A JP2002372151 A JP 2002372151A
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diaphragm
valve
alloy composition
pump
fluid
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Kazumasa Onishi
一正 大西
Akihisa Inoue
明久 井上
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    • F16J3/00Diaphragms; Bellows; Bellows pistons
    • F16J3/02Diaphragms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K7/00Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/12Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm
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    • F16K7/16Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat the diaphragm being mechanically actuated, e.g. by screw-spindle or cam

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a diaphragm valve with a wide flow control range of fluid. SOLUTION: The diaphragm comprising an alloy composition with a Young's modulus of <=90 GPa and yield strength of >=100 MPa is used in the diaphragm valve.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤフラム及び
ダイヤフラム弁に関する。
The present invention relates to a diaphragm and a diaphragm valve.

【0002】[0002]

【従来の技術】ダイヤフラムとは、可撓性のある薄い膜
を意味し、金属、プラスチック、ガラスなど様々な材料
から形成される。ダイヤフラムを利用した製品として
は、ダイヤフラム弁、ダイヤフラムポンプ、ダイヤフラ
ム圧縮機、ダイヤフラム圧力計などが知られている。
2. Description of the Related Art A diaphragm means a flexible thin film, and is formed from various materials such as metal, plastic, and glass. Known products using a diaphragm include a diaphragm valve, a diaphragm pump, a diaphragm compressor, and a diaphragm pressure gauge.

【0003】ダイヤフラム弁は、ダイヤフラムの弾性変
形を利用して流体の流量を制御する弁である。ダイヤフ
ラム弁には、ダイヤフラムの弾性変形による変位により
弁の蓋を動かして弁を開閉するものと、ダイヤフラム自
体を弁の蓋として、その弾性変形による変位により弁を
開閉するものがある。ダイヤフラムを弁の蓋としたダイ
ヤフラム弁は、二つの流路が接続された流体室からな
り、そして一方の流路と流体室との接続部に向かい合う
流体室の壁がダイヤフラムにより形成されている。そし
て流体室の外からダイヤフラムに力を加えて弾性変形さ
せ、前記の接続部とダイヤフラムとの間の距離を変化さ
せることにより、流路を流れる流体の流量を制御する。
このような構造のダイヤフラム弁は、弁を開閉する機械
装置と流体とが接しないため、腐食性のある流体の流量
制御に適している。
[0003] A diaphragm valve is a valve that controls the flow rate of a fluid by utilizing the elastic deformation of the diaphragm. There are two types of diaphragm valves: one that opens and closes the valve by moving the valve lid by displacement due to elastic deformation of the diaphragm, and one that opens and closes the valve by displacement due to elastic deformation using the diaphragm itself as the lid of the valve. A diaphragm valve having a diaphragm as a valve cover has a fluid chamber in which two flow paths are connected, and a wall of the fluid chamber facing a connection between one of the flow paths and the fluid chamber is formed by the diaphragm. Then, a force is applied to the diaphragm from outside the fluid chamber to elastically deform the diaphragm, and the distance between the connection portion and the diaphragm is changed to control the flow rate of the fluid flowing through the flow path.
The diaphragm valve having such a structure is suitable for controlling the flow rate of a corrosive fluid because the fluid does not come into contact with a mechanical device that opens and closes the valve.

【0004】ダイヤフラムポンプは、液体や気体などの
流体を移送するために用いられる。ダイヤフラムポンプ
は、吸入弁と吐出弁が備えられたポンプ室からなり、ポ
ンプ室の壁の一部はダイヤフラムにより形成されてい
る。駆動手段によりポンプ室の外からダイヤフラムに力
を加えて弾性変形させることで、容器の内容積を繰り返
し増減させる。ポンプ室の内容積が増加すると、ポンプ
室の内部の圧力が低下して吐出弁が閉じられ、同時に吸
入弁が開かれてポンプ室の内部に流体が流れ込む。次い
で、ポンプ室の内容積が減少すると、ポンプ室の内部の
圧力が上昇して吸入弁が閉じられ、同時に吐出弁が開か
れてポンプ室から流体が流れ出る。このようにして、ダ
イヤフラムの弾性変形を利用してポンプ室の内容積の増
減を繰り返すことにより、流体を移送することができ
る。また、ダイヤフラムポンプの吸入弁から気体を吸気
し、吐出弁から排気される圧縮された気体を利用するこ
とにより、ダイヤフラムポンプを気体の圧縮機として用
いることもできる。
[0004] Diaphragm pumps are used to transfer fluids such as liquids and gases. The diaphragm pump includes a pump chamber provided with a suction valve and a discharge valve, and a part of a wall of the pump chamber is formed by the diaphragm. The inner volume of the container is repeatedly increased and decreased by applying a force to the diaphragm from the outside of the pump chamber by the driving means to elastically deform the diaphragm. When the internal volume of the pump chamber increases, the pressure inside the pump chamber decreases and the discharge valve is closed, and at the same time, the suction valve is opened and the fluid flows into the pump chamber. Next, when the internal volume of the pump chamber decreases, the pressure inside the pump chamber increases and the suction valve is closed, and at the same time, the discharge valve is opened and the fluid flows out of the pump chamber. In this way, the fluid can be transferred by repeatedly increasing and decreasing the inner volume of the pump chamber by utilizing the elastic deformation of the diaphragm. Further, the diaphragm pump can be used as a gas compressor by sucking gas from the suction valve of the diaphragm pump and utilizing compressed gas exhausted from the discharge valve.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ダイヤフラム弁は、ダ
イヤフラムの弾性限界内の変形を利用して流体の流量制
御をする。弾性限界を超える圧力を受けた場合、ダイヤ
フラムに塑性変形を生じる。ダイヤフラムが塑性変形す
ると、流量の設定が不正確となったり、弁が十分に閉じ
られずに流体の漏れが生じる場合もある。このようにダ
イヤフラム弁は、ダイヤフラムに用いられる材料の物性
値(機械的特性)により流量の制御範囲が制限されるた
めに、比較的流量が小さな流体の制御に用いられてい
る。ダイヤフラム弁の流量制御範囲を広くするために、
弁を大型化したり、弁の流路の構造を工夫する検討がさ
れている。流路の構造を工夫したダイヤフラム弁につい
ては、特開平8−105554号公報に記載されてい
る。
The diaphragm valve controls the flow rate of the fluid by utilizing the deformation of the diaphragm within the elastic limit. When subjected to a pressure exceeding the elastic limit, plastic deformation occurs in the diaphragm. If the diaphragm is plastically deformed, the flow rate may be set incorrectly, or the valve may not be closed sufficiently, causing fluid leakage. As described above, the diaphragm valve is used for controlling a fluid having a relatively small flow rate because the control range of the flow rate is limited by the physical properties (mechanical characteristics) of the material used for the diaphragm. In order to widen the flow control range of the diaphragm valve,
Consideration has been given to increasing the size of the valve and devising the structure of the flow path of the valve. A diaphragm valve in which the structure of the flow path is devised is described in JP-A-8-105554.

【0006】ダイヤフラムポンプは、吸入弁と吐出弁の
備えられたポンプ室の内容積をダイヤフラムの弾性限界
内の変形を利用して増減させることにより流体の移送を
行う。ポンプ室の内容積の増減1サイクルで移送される
流体の量は流体の移送速度を意味し、ポンプの重要な性
能の一つである。1サイクルで移送される流体の量は、
ダイヤフラムの弾性変形によって形成されるポンプ室の
最大容積と最小容積の差であり、ダイヤフラムに用いら
れる材料の物性値(機械的特性)により制限される。ダ
イヤフラムが弾性限界を超えて塑性変形すると、ポンプ
の流体移送速度が変化したり、ダイヤフラムが破損する
場合もある。また、ダイヤフラムポンプを気体の圧縮機
として用いる場合には、ダイヤフラムの物性値(機械的
特性)により気体の圧縮率が制限される。
[0006] A diaphragm pump transfers fluid by increasing or decreasing the internal volume of a pump chamber provided with a suction valve and a discharge valve by utilizing deformation within the elastic limit of the diaphragm. The amount of fluid transferred in one cycle of the increase and decrease of the internal volume of the pump chamber means the transfer speed of the fluid, and is one of the important performances of the pump. The amount of fluid transferred in one cycle is
The difference between the maximum volume and the minimum volume of the pump chamber formed by the elastic deformation of the diaphragm, which is limited by the physical properties (mechanical properties) of the material used for the diaphragm. If the diaphragm is plastically deformed beyond the elastic limit, the fluid transfer speed of the pump may change or the diaphragm may be damaged. When a diaphragm pump is used as a gas compressor, the gas compression rate is limited by the physical properties (mechanical characteristics) of the diaphragm.

【0007】従来、ダイヤフラム弁の流量制御範囲を広
くするため、またはダイヤフラムポンプの流体移送速度
を大きくするために、弁やポンプを大型にしたり、構造
を工夫するなどの対策がされていた。ダイヤフラムを可
撓性に優れる材料から形成することで、ダイヤフラム弁
の流量制御範囲やダイヤフラムポンプの流体移送速度を
改善することはできるが、十分な検討はされていなかっ
た。ダイヤフラムの材料を詳細に検討するよりも、ダイ
ヤフラム弁やダイヤフラムポンプを大型化する方が流量
制御範囲や流体移送速度を容易に改善できるからであ
る。なお、ダイヤフラム弁やダイヤフラムポンプには、
流体に対する耐食性などの観点からステンレスのような
金属材料からなるダイヤフラムが一般的に用いられてい
る。ダイヤフラム弁の流量制御範囲やダイヤフラムポン
プの流体移送速度を改善するために装置を大型にするこ
とは、必ずしも好ましい方法とは言えない。
Conventionally, in order to widen the flow control range of the diaphragm valve or to increase the fluid transfer speed of the diaphragm pump, measures have been taken such as enlarging the valve or the pump or devising the structure. By forming the diaphragm from a material having excellent flexibility, the flow rate control range of the diaphragm valve and the fluid transfer speed of the diaphragm pump can be improved, but no sufficient study has been made. This is because the flow control range and the fluid transfer speed can be easily improved by increasing the size of the diaphragm valve or the diaphragm pump, rather than examining the material of the diaphragm in detail. In addition, diaphragm valves and diaphragm pumps
A diaphragm made of a metal material such as stainless steel is generally used from the viewpoint of corrosion resistance to a fluid. Increasing the size of the device in order to improve the flow control range of the diaphragm valve and the fluid transfer speed of the diaphragm pump is not always a preferred method.

【0008】本発明の目的は、流体の流量制御範囲が広
いダイヤフラム弁を提供することにある。本発明の目的
はまた、流体の移送速度が大きいダイヤフラムポンプを
提供することにもある。
An object of the present invention is to provide a diaphragm valve having a wide range of fluid flow control. Another object of the present invention is to provide a diaphragm pump having a high fluid transfer speed.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者は、ダイヤフラ
ムを形成する材料について鋭意研究した結果、可撓性に
優れる合金組成物からダイヤフラムを形成することによ
り、流体の流量制御範囲が広いダイヤフラム弁および流
体の移送速度が大きいダイヤフラムポンプを提供できる
ことを見出した。本発明は、ヤング率が90GPa以下
であり、且つ降伏強さが100MPa以上である合金組
成物からなるダイヤフラムにある。本発明のダイヤフラ
ムの好ましい態様を以下に示す。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies on the material forming the diaphragm, the present inventor has found that a diaphragm valve having a wide range of fluid flow control can be obtained by forming a diaphragm from an alloy composition having excellent flexibility. It has been found that a diaphragm pump having a high fluid transfer speed can be provided. The present invention resides in a diaphragm made of an alloy composition having a Young's modulus of 90 GPa or less and a yield strength of 100 MPa or more. Preferred embodiments of the diaphragm of the present invention will be described below.

【0010】(1)合金組成物が、次式で表される組成
を有する。 Ti100-a-b-c-daM’bM”cd [但し、Mは、Zr、Hfのいずれか一方又は両方であ
り、M’は、Nb、Taのいずれか一方又は両方であ
り、M”は、Cr、Mo、W、及びSnからなる群から
選ばれる一種又は二種以上の元素であり、a、b、c、
そしてdはそれぞれ、5≦a≦40、1≦b≦30、0
≦c≦10、0≦d≦20、10≦a+b+c+d≦6
0を満たす数値である。]
(1) The alloy composition has a composition represented by the following formula. Ti 100-abcd M a M ' b M "c V d [ where, M represents, Zr, and one or both of Hf, M' is, Nb, and one or both of Ta, M" Is one or more elements selected from the group consisting of Cr, Mo, W, and Sn, and a, b, c,
And d is 5 ≦ a ≦ 40, 1 ≦ b ≦ 30, 0
≦ c ≦ 10, 0 ≦ d ≦ 20, 10 ≦ a + b + c + d ≦ 6
It is a numerical value that satisfies 0. ]

【0011】(2)合金組成物が、さらに次式で表され
る組成を有する。 Ti100-a-b-c-dZraM’bM”cd [但し、M’は、Nb、Taのいずれか一方又は両方で
あり、M”は、Cr、Mo、W、及びSnからなる群か
ら選ばれる一種又は二種以上の元素であり、a、b、
c、そしてdはそれぞれ、5≦a≦40、1≦b≦3
0、0≦c≦10、0≦d≦20、10≦a+b+c+
d≦60を満たす数値である。]
(2) The alloy composition further has a composition represented by the following formula. Ti 100-abcd Zr a M ' b M "c V d [ where, M' is, Nb, and one or both of Ta, M" is selected Cr, Mo, W, and from the group consisting of Sn One or more elements, a, b,
c and d are respectively 5 ≦ a ≦ 40, 1 ≦ b ≦ 3
0, 0 ≦ c ≦ 10, 0 ≦ d ≦ 20, 10 ≦ a + b + c +
It is a numerical value satisfying d ≦ 60. ]

【0012】また本発明は、ヤング率が90GPa以下
であり、且つ降伏強さが100MPa以上である合金組
成物からなるダイヤフラムを備えたダイヤフラム弁にも
ある。本発明のダイヤフラム弁の好ましい態様を以下に
示す。なお、合金組成物の好ましい態様については、本
発明のダイヤフラムと同様である。
[0012] The present invention also resides in a diaphragm valve provided with a diaphragm made of an alloy composition having a Young's modulus of 90 GPa or less and a yield strength of 100 MPa or more. Preferred embodiments of the diaphragm valve of the present invention will be described below. The preferred embodiment of the alloy composition is the same as that of the diaphragm of the present invention.

【0013】(1)ダイヤフラムの一方の面に、圧電ア
クチュエータを介して電磁モータが設置されている。 (2)圧電アクチュエータが、二以上の圧電素子を積層
してなる。 (3)電磁モータがステッピングモーターである。
(1) An electromagnetic motor is installed on one surface of the diaphragm via a piezoelectric actuator. (2) A piezoelectric actuator is formed by laminating two or more piezoelectric elements. (3) The electromagnetic motor is a stepping motor.

【0014】さらにまた本発明は、ヤング率が90GP
a以下であり、且つ降伏強さが100MPa以上である
合金組成物からなるダイヤフラムを備えたダイヤフラム
ポンプにもある。なお、合金組成物の好ましい態様につ
いては、本発明のダイヤフラムと同様である。
Further, according to the present invention, the Young's modulus is 90 GP.
a and a diaphragm pump provided with a diaphragm made of an alloy composition having a yield strength of 100 MPa or more. The preferred embodiment of the alloy composition is the same as that of the diaphragm of the present invention.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】従来、ダイヤフラム弁やダイヤフ
ラムポンプに備えられているダイヤフラムの製造のため
には、前述のように、流体に対する耐食性を考慮して、
ステンレスなどの耐食性金属材料が用いられていた。本
発明者は、耐食性にも優れ、ヤング率の小さい(可撓性
に優れる)アルミニウムなどの様々な金属材料について
検討をした。ところが、ヤング率が小さい金属材料は機
械的強度(降伏強さや硬さなど)が小さい場合が多く、
ダイヤフラムに加えられる力により、ダイヤフラムが塑
性変形してしまう場合があることがわかった。前述のよ
うに、ダイヤフラムに生じる塑性変形は、弁やポンプの
性能を低下させるために好ましくない。第1表に、従来
よりダイヤフラムに用いられているステンレスのヤング
率と降伏強さの値を示す。また第1表に、ヤング率が小
さい金属の代表例として、アルミニウムのヤング率と降
伏強さの値を示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Conventionally, in order to manufacture a diaphragm provided in a diaphragm valve or a diaphragm pump, as described above, corrosion resistance to a fluid is taken into consideration.
Corrosion-resistant metal materials such as stainless steel have been used. The present inventor has studied various metal materials such as aluminum having excellent corrosion resistance and small Young's modulus (excellent flexibility). However, metal materials with low Young's modulus often have low mechanical strength (yield strength, hardness, etc.),
It was found that the diaphragm may be plastically deformed by the force applied to the diaphragm. As described above, the plastic deformation generated in the diaphragm is not preferable because the performance of the valve or the pump is deteriorated. Table 1 shows the values of Young's modulus and yield strength of stainless steel conventionally used for diaphragms. Table 1 shows the values of Young's modulus and yield strength of aluminum as a typical example of a metal having a small Young's modulus.

【0016】[0016]

【表1】 [Table 1]

【0017】第1表に示したように、ステンレスよりヤ
ング率の小さいアルミニウムは、降伏強さなどの機械的
強度が極端に小さいことがわかる。本発明者は、ヤング
率の小さな様々な金属材料について検討を行ったが、ダ
イヤフラムに適する金属材料はなかった。
As shown in Table 1, aluminum having a smaller Young's modulus than stainless steel has extremely low mechanical strength such as yield strength. The present inventor studied various metal materials having a small Young's modulus, but found no metal material suitable for the diaphragm.

【0018】本発明では、ダイヤフラムを、ヤング率が
小さく、且つ降伏強さの大きい合金組成物から形成す
る。具体的には、ダイヤフラムを、ヤング率が90GP
a以下であり、且つ降伏強さが100MPa以上である
合金組成物から形成する。降伏強さが100MPa以上
の合金組成物は、ダイヤフラムに加わる力により塑性変
形を生じ難く、ダイヤフラム弁やダイヤフラムポンプな
どに好ましく用いることができる。
In the present invention, the diaphragm is formed from an alloy composition having a low Young's modulus and a high yield strength. More specifically, the diaphragm has a Young's modulus of 90 GP.
a and is formed from an alloy composition having a yield strength of 100 MPa or more. An alloy composition having a yield strength of 100 MPa or more hardly undergoes plastic deformation due to a force applied to the diaphragm, and can be preferably used for a diaphragm valve, a diaphragm pump, and the like.

【0019】合金組成物のヤング率は、80GPa以下
であることが好ましく、70GPa以下であることがよ
り好ましく、60GPa以下であることがさらに好まし
い。ただし、ヤング率が極端に小さいと、使用環境にお
ける振動によりダイヤフラムに撓みを生じ、ダイヤフラ
ム弁においては流量が変動したり、ダイヤフラムポンプ
においては流体の移送速度に変動を生じることがあるた
め、実際的には40GPa以上とすることが好ましい。
The Young's modulus of the alloy composition is preferably 80 GPa or less, more preferably 70 GPa or less, and even more preferably 60 GPa or less. However, if the Young's modulus is extremely small, the diaphragm may bend due to vibration in the operating environment, and the flow rate of the diaphragm valve may fluctuate, or the transfer speed of the fluid may fluctuate in the case of a diaphragm pump. Is preferably 40 GPa or more.

【0020】合金組成物の降伏強さは、250MPa以
上であることが好ましく、500MPa以上であること
がさらに好ましい。降伏強さは、その値が高いほど好ま
しいが、2000MPa以下であることが一般的であ
る。上記の特性を満足する合金組成物からなるダイヤフ
ラムを用いることで、ダイヤフラム弁やダイヤフラムポ
ンプの性能を改善することができる。ダイヤフラムを形
成する合金組成物としては、上記の特性を有する合金組
成物であればその組成に特に制限はない。
The yield strength of the alloy composition is preferably at least 250 MPa, more preferably at least 500 MPa. The yield strength is preferably as high as possible, but is generally 2000 MPa or less. By using a diaphragm made of an alloy composition that satisfies the above characteristics, the performance of a diaphragm valve or a diaphragm pump can be improved. The composition of the alloy forming the diaphragm is not particularly limited as long as the alloy has the above-mentioned properties.

【0021】ダイヤフラムの厚みは使用する用途により
異なるが、1mm以下であることが一般的である。ダイ
ヤフラムは、一枚で用いても、二枚以上を重ねて用いて
もよい。
The thickness of the diaphragm varies depending on the intended use, but is generally 1 mm or less. The diaphragm may be used alone, or two or more diaphragms may be used in an overlapping manner.

【0022】合金組成物は、結晶質でも非晶質でもよ
い。合金組成物が非晶質の場合には、非晶質相中に平均
粒径が1μm未満の結晶相が分散された混相組織を有し
ていてもよい。非晶質相を含む合金組成物は、合金組成
物の各組成物を溶融混合した後に急冷することで得られ
る。急冷には公知の方法、例えば、単ロール液体急冷
法、双ロール液体急冷法、液体鋳造法などを用いること
ができる。このような非晶質相を有する合金組成物は、
特定のすべり帯が無く機械的な強度に優れ、そして粒界
がないために耐食性に優れる利点を有する。
[0022] The alloy composition may be crystalline or amorphous. When the alloy composition is amorphous, the alloy composition may have a mixed phase structure in which a crystal phase having an average particle size of less than 1 μm is dispersed in the amorphous phase. An alloy composition containing an amorphous phase is obtained by quenching after melt-mixing each composition of the alloy composition. For quenching, a known method, for example, a single roll liquid quenching method, a twin roll liquid quenching method, a liquid casting method, or the like can be used. An alloy composition having such an amorphous phase,
It has the advantage of excellent mechanical strength with no specific slip band and excellent corrosion resistance due to the absence of grain boundaries.

【0023】ダイヤフラムを形成する合金組成物のヤン
グ率及び降伏強さを調節するために、合金組成物に熱処
理を施してもよい。この合金組成物の熱処理の例として
は、焼入れ、焼き戻し、焼きなまし、焼きならし及び時
効処理などが挙げられる。また、合金組成物に、熱間加
工、冷間加工などを施してもよい。
The alloy composition may be subjected to a heat treatment in order to adjust the Young's modulus and the yield strength of the alloy composition forming the diaphragm. Examples of heat treatment of the alloy composition include quenching, tempering, annealing, normalizing, and aging treatments. The alloy composition may be subjected to hot working, cold working, or the like.

【0024】合金組成物は、次式で表される組成を有す
るものであることが好ましい。Ti100-a-b-c-daM’
bM”cd[但し、Mは、Zr、Hfのいずれか一方又
は両方であり、M’は、Nb、Taのいずれか一方又は
両方であり、M”は、Cr、Mo、W、及びSnからな
る群から選ばれる一種又は二種以上の元素であり、a、
b、c、そしてdはそれぞれ、5≦a≦40、1≦b≦
30、0≦c≦10、0≦d≦20、10≦a+b+c
+d≦60を満たす数値である。]ヤング率や降伏強さ
など機械的特性、靭性、そして耐食性を所望の程度に合
わせて微調節するために、V、Cr、Mo、W、そして
Snを添加することが有効である。
It is preferable that the alloy composition has a composition represented by the following formula. Ti 100-abcd M a M '
b M ″ c V d [where M is one or both of Zr and Hf, M ′ is one or both of Nb and Ta, and M ″ is Cr, Mo, W, And one or more elements selected from the group consisting of
b, c and d are respectively 5 ≦ a ≦ 40, 1 ≦ b ≦
30, 0 ≦ c ≦ 10, 0 ≦ d ≦ 20, 10 ≦ a + b + c
It is a numerical value satisfying + d ≦ 60. In order to finely adjust mechanical properties such as Young's modulus and yield strength, toughness, and corrosion resistance to desired levels, it is effective to add V, Cr, Mo, W, and Sn.

【0025】このような合金組成物の具体例として、T
60Zr20Ta10Nb10、Ti50Zr30Ta10Nb10
Ti55Zr25Ta10Nb10、Ti55Zr20Hf5 Ta10
Nb 10Ti55Zr30Nb10Sn5 、Ti50Zr25Ta5
Nb5 15、Ti60Zr20Ta5 Nb10Cr5 、Ti60
Zr20Ta10Nb5 Mo5 、及びTi55Zr20Ta10
105 などが挙げられる。例示した合金組成物は全
て、ヤング率が60GPa以下であり、且つ降伏強は6
50MPa以上であり、ダイヤフラムの材料として特に
好ましく用いることができる。
As a specific example of such an alloy composition, T
i60Zr20TaTenNbTen, Ti50Zr30TaTenNbTen,
Ti55Zrtwenty fiveTaTenNbTen, Ti55Zr20HfFiveTaTen
Nb TenTi55Zr30NbTenSnFive, Ti50Zrtwenty fiveTaFive
NbFiveV15, Ti60Zr20TaFiveNbTenCrFive, Ti60
Zr20TaTenNbFiveMoFive, And Ti55Zr20TaTenN
bTenWFiveAnd the like. The illustrated alloy compositions are all
And the Young's modulus is 60 GPa or less and the yield strength is 6
More than 50MPa, especially as a material for diaphragm
It can be preferably used.

【0026】次に、ダイヤフラム弁について、添付の図
面を用いて説明する。図1は、本発明のダイヤフラム弁
の一例の構成を模式的に示す断面図である。本発明のダ
イヤフラム弁は、流体の流れる二つの流路1及び2が、
流体室3を介して接続されてなる。そして流路1と流体
室3との接続部に向かい合う流体室3の一部は、ダイヤ
フラム4により形成されている。そして流体室3の外側
のダイヤフラムの面には、弁棒5を介して取っ手6が設
けられている。そして二つの流路のうちの一方の流路1
と流体室の接続部には弁座7が設けられている。このよ
うなダイヤフラム弁の構成は周知である。本発明におい
ては、ダイヤフラム弁に備えられたダイヤフラム4を、
先に述べた合金組成物から形成する。
Next, the diaphragm valve will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view schematically showing a configuration of an example of the diaphragm valve of the present invention. In the diaphragm valve of the present invention, two flow paths 1 and 2 through which a fluid flows,
It is connected through the fluid chamber 3. A part of the fluid chamber 3 facing the connection between the flow path 1 and the fluid chamber 3 is formed by the diaphragm 4. A handle 6 is provided on a surface of the diaphragm outside the fluid chamber 3 via a valve rod 5. And one of the two flow paths 1
A valve seat 7 is provided at the connection between the fluid chamber. The configuration of such a diaphragm valve is well known. In the present invention, the diaphragm 4 provided in the diaphragm valve is
It is formed from the alloy composition described above.

【0027】ダイヤフラム弁の取っ手6を回すことによ
り弁棒5が上下方向に移動して、ダイヤフラム4は弾性
変形する。ダイヤフラム4が弾性変形すると、ダイヤフ
ラム4と弁座7との間の距離が変化して二つの流路を流
れる流体の流量を制御することができる。従ってダイヤ
フラム4は、弁を開閉するときの変形がダイヤフラムの
弾性限界内となるように配置される。ダイヤフラムを先
に述べた合金組成物から形成すると弾性変形する範囲が
広いために、ダイヤフラムと弁座との距離を大きく設定
することができ、流量制御範囲の広いダイヤフラム弁を
提供することができる。
By turning the handle 6 of the diaphragm valve, the valve stem 5 moves up and down, and the diaphragm 4 is elastically deformed. When the diaphragm 4 is elastically deformed, the distance between the diaphragm 4 and the valve seat 7 changes, so that the flow rate of the fluid flowing through the two flow paths can be controlled. Therefore, the diaphragm 4 is arranged such that the deformation when opening and closing the valve is within the elastic limit of the diaphragm. When the diaphragm is formed from the above-described alloy composition, the range of elastic deformation is wide, so that the distance between the diaphragm and the valve seat can be set large, and a diaphragm valve with a wide flow control range can be provided.

【0028】次に、ダイヤフラム弁の別な一例について
説明する。図2は、本発明のダイヤフラムの別な一例の
構成を模式的に示す図である。ダイヤフラム弁の弁の構
成は、図1に示したダイヤフラム弁と同様である。図2
に示したダイヤフラム弁においては、流体室3の外側の
ダイヤフラム面に、圧電アクチュエータ8を介して電磁
モータ9が設置されている。圧電アクチュエータ8と電
磁モータ9によりダイヤフラムを弾性変形させる。電磁
モータ8にはボールスクリュ11が設けられ、電磁モー
タ8を回転することでダイヤフラム4に上下方向の力を
加えて弾性変形させる。さらに圧電アクチュエータ8に
よりダイヤフラム4を僅かに変形させることで、ダイヤ
フラム弁の流量制御範囲の全体において、流量を正確に
制御することができる。
Next, another example of the diaphragm valve will be described. FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of another example of the diaphragm of the present invention. The configuration of the diaphragm valve is the same as that of the diaphragm valve shown in FIG. FIG.
In the diaphragm valve shown in (1), an electromagnetic motor 9 is installed on a diaphragm surface outside the fluid chamber 3 via a piezoelectric actuator 8. The diaphragm is elastically deformed by the piezoelectric actuator 8 and the electromagnetic motor 9. The electromagnetic motor 8 is provided with a ball screw 11. By rotating the electromagnetic motor 8, the diaphragm 4 is elastically deformed by applying a vertical force to the diaphragm 4. Further, by slightly deforming the diaphragm 4 by the piezoelectric actuator 8, the flow rate can be accurately controlled over the entire flow rate control range of the diaphragm valve.

【0029】圧電アクチュエータは、二以上の圧電素子
からなることが好ましい。図2においては、圧電アクチ
ュエータが十個の圧電素子10からなる場合について記
載した。図2ににおいて、圧電素子の符号は十個のうち
の一つのみに記入した。十個の圧電素子10のそれぞれ
には、電圧を独立に印加する駆動装置(図示せず)が設
けられる。一個の圧電素子の変位が1μmでも、十個の
圧電素子を重ねて配置することにより、ダイヤフラムの
変位を10μmの範囲内で微調節することができる。ま
た、流体の流量を正確に制御するために、ダイヤフラム
を弾性変形させる電磁モータは、ステッピングモータで
あることが好ましい。流路を流れる流体の流量を測定し
て、電動機の回転量と圧電素子の駆動を制御することに
より、流路を流れる流体の流量を正確に設定できる。流
量の設定値と測定値の差が大きい時には電動機によりダ
イヤフラムを変形し、差が小さくなったときに圧電アク
チュエータの圧電素子を駆動してダイヤフラムを僅かに
変形させることにより、高精度の流量制御が可能とな
る。
The piezoelectric actuator preferably comprises two or more piezoelectric elements. FIG. 2 illustrates a case where the piezoelectric actuator includes ten piezoelectric elements 10. In FIG. 2, only one of the ten piezoelectric elements is indicated by the reference numeral. Each of the ten piezoelectric elements 10 is provided with a driving device (not shown) for independently applying a voltage. Even if the displacement of one piezoelectric element is 1 μm, the displacement of the diaphragm can be finely adjusted within the range of 10 μm by arranging ten piezoelectric elements in an overlapping manner. Further, in order to accurately control the flow rate of the fluid, the electromagnetic motor that elastically deforms the diaphragm is preferably a stepping motor. By measuring the flow rate of the fluid flowing through the flow path and controlling the rotation amount of the electric motor and the driving of the piezoelectric element, the flow rate of the fluid flowing through the flow path can be accurately set. When the difference between the set value and the measured value of the flow rate is large, the diaphragm is deformed by the electric motor. It becomes possible.

【0030】次に、ダイヤフラムポンプについて説明す
る。図3は、本発明のダイヤフラムポンプの一例の構成
を模式的に示す図である。本発明のダイヤフラムポンプ
は、吸入弁12及び吐出弁13が備えられた容器14の
一部がダイヤフラム4により形成されたポンプ室15
と、ダイヤフラム4を弾性変形させてポンプ室15の内
容積を増減させる駆動手段16からなる。図3に示した
矢印は駆動手段16によりダイヤフラム4が弾性変形す
る方向を示している。駆動手段16には、電送機18と
クランクシャフト19が備えられている。電動機18の
回転運動がクランクシャフト19により上下方向の運動
に変換されて、ダイヤフラムを弾性変形してポンプ室1
5の内容積を繰り返し増減する。図3に示したダイヤフ
ラムポンプの構成は周知である。本発明においては、ダ
イヤフラムポンプに備えられたダイヤフラム4を、先に
述べた合金組成物から形成する。
Next, the diaphragm pump will be described. FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of an example of the diaphragm pump of the present invention. The diaphragm pump of the present invention has a pump chamber 15 in which a part of a container 14 provided with a suction valve 12 and a discharge valve 13 is formed by the diaphragm 4.
And a driving means 16 for elastically deforming the diaphragm 4 to increase or decrease the internal volume of the pump chamber 15. The arrow shown in FIG. 3 indicates the direction in which the diaphragm 4 is elastically deformed by the driving means 16. The driving means 16 includes an electric transmitter 18 and a crankshaft 19. Rotational movement of the electric motor 18 is converted into vertical movement by the crankshaft 19, and the diaphragm is elastically deformed so that the pump chamber 1 is deformed.
5 is repeatedly increased or decreased. The configuration of the diaphragm pump shown in FIG. 3 is well known. In the present invention, the diaphragm 4 provided in the diaphragm pump is formed from the above-described alloy composition.

【0031】駆動手段16によりポンプ室15の内容積
が増加すると、ポンプ室15の内部の圧力が低下して吐
出弁13は閉じられ、同時に吸入弁12が開かれてポン
プ室15の内部に流体が流れ込む。次いでポンプ室の内
容積15が減少すると、ポンプ室15の内部の圧力が上
昇して吸入弁12は閉じられ、同時に吐出弁13が開か
れてポンプ室15から流体が流れ出る。駆動手段16に
よりダイヤフラム4を弾性変形させてポンプ室15の内
容積の増減を繰り返すことにより、流体を移送すること
ができる。駆動手段16の1回の上下運動により移送さ
れる流体の量、即ちポンプの流体移送速度は、ダイヤフ
ラムが弾性変形できる範囲内でのポンプ室の最大容積と
最小容積の差で決まる。従ってダイヤフラムを先に述べ
た低ヤング率の合金組成物から形成することで、最大容
積と最小容積の差が大きくなり、ポンプの流体移送速度
を大きくすることができる。また、ダイヤフラムに用い
る合金塑性物の降伏強さが大きいために、駆動手段によ
りダイヤフラムに加えられる力によりダイヤフラムに塑
性変形を生じ難い。
When the internal volume of the pump chamber 15 is increased by the driving means 16, the pressure inside the pump chamber 15 is reduced and the discharge valve 13 is closed, and at the same time, the suction valve 12 is opened and the fluid is introduced into the pump chamber 15. Flows in. Next, when the internal volume 15 of the pump chamber decreases, the pressure inside the pump chamber 15 increases and the suction valve 12 is closed, and at the same time, the discharge valve 13 is opened and the fluid flows out of the pump chamber 15. The fluid can be transferred by repeatedly changing the inner volume of the pump chamber 15 by elastically deforming the diaphragm 4 by the driving means 16. The amount of fluid transferred by one vertical movement of the driving means 16, that is, the fluid transfer speed of the pump is determined by the difference between the maximum volume and the minimum volume of the pump chamber within a range where the diaphragm can be elastically deformed. Therefore, by forming the diaphragm from the alloy composition having a low Young's modulus described above, the difference between the maximum volume and the minimum volume is increased, and the fluid transfer speed of the pump can be increased. Further, since the yield strength of the plastic alloy used for the diaphragm is large, plastic deformation is less likely to occur in the diaphragm due to the force applied to the diaphragm by the driving means.

【0032】次に、ダイヤフラムポンプの別な一例につ
いて説明する。図4は、本発明のダイヤフラムポンプの
別な一例の構成を示す図である。図4の構成のダイヤフ
ラムポンプの流体を移送する原理は、図3に示したポン
プと同様である。図4に示したダイヤフラムポンプにお
いては、駆動手段16の周囲に先に述べた合金組成物か
らなるダイヤフラム4を設けてポンプ室15が形成され
ている。このような構成とすることで、ポンプ室15の
最大容積と最小容積の差をさらに大きくすることがで
き、ポンプの移送速度をさらに大きくすることができ
る。
Next, another example of the diaphragm pump will be described. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of another example of the diaphragm pump of the present invention. The principle of transferring the fluid of the diaphragm pump having the configuration shown in FIG. 4 is the same as that of the pump shown in FIG. In the diaphragm pump shown in FIG. 4, a pump chamber 15 is formed by providing a diaphragm 4 made of the above-described alloy composition around a driving means 16. With such a configuration, the difference between the maximum volume and the minimum volume of the pump chamber 15 can be further increased, and the transfer speed of the pump can be further increased.

【0033】吸気弁12を通じて気体をポンプ室15に
吸入し、ポンプ室の内容積が減少したときに吐出弁13
を通じて排気される圧縮された気体を利用することによ
り、ダイヤフラムポンプを気体の圧縮機として利用する
こともできる。ダイヤフラムを先に述べた合金組成物か
ら形成することで、ポンプ室の最大容積と最小容積の差
が大きくなり、気体の圧縮率を大きくすることができ
る。
Gas is sucked into the pump chamber 15 through the intake valve 12, and when the internal volume of the pump chamber decreases, the discharge valve 13
The diaphragm pump can also be used as a gas compressor by utilizing the compressed gas exhausted through the gas pump. By forming the diaphragm from the above-described alloy composition, the difference between the maximum volume and the minimum volume of the pump chamber increases, and the gas compressibility can be increased.

【0034】本発明のダイヤフラムは、ダイヤフラム弁
やダイヤフラムポンプなどに用途が限定される訳ではな
い。例えば本発明のダイヤフラムの応用例として、ダイ
ヤフラム圧力計を挙げることができる。ダイヤフラム圧
力計は、容器の内部がダイヤフラムにより二つの部屋に
仕切られた構造を有し、一方の部屋と他方の部屋に圧力
の異なる流体が導入されたときの圧力差によるダイヤフ
ラムの弾性変形量を検出することで流体の圧力を測定す
る。ダイヤフラムの弾性変形量は、変形量を直接検出し
てもよいし、ダイヤフラムを可動電極とし、別に設けた
固定電極とによる静電容量の変化から検出する方法も知
られている。ダイヤフラムの可撓性は、圧力計の感度に
直接影響を与える。本発明のダイヤフラムはヤング率が
極めて小さいために、同じ圧力差でも変形量が大きい。
従って、本発明のダイヤフラムを用いることにより、高
感度の圧力計を提供することができる。
The application of the diaphragm of the present invention is not limited to a diaphragm valve, a diaphragm pump or the like. For example, a diaphragm pressure gauge can be mentioned as an application example of the diaphragm of the present invention. The diaphragm pressure gauge has a structure in which the inside of a container is partitioned into two rooms by a diaphragm, and measures the amount of elastic deformation of the diaphragm due to a pressure difference when a fluid having a different pressure is introduced into one room and the other room. By detecting, the pressure of the fluid is measured. The amount of elastic deformation of the diaphragm may be directly detected by the amount of deformation, or a method is known in which the diaphragm is used as a movable electrode and is detected from a change in capacitance between the diaphragm and a separately provided fixed electrode. The flexibility of the diaphragm directly affects the sensitivity of the pressure gauge. Since the diaphragm of the present invention has a very small Young's modulus, the deformation is large even with the same pressure difference.
Therefore, a highly sensitive pressure gauge can be provided by using the diaphragm of the present invention.

【0035】[0035]

【発明の効果】ヤング率が90GPa以下であり、且つ
降伏強さが100MPa以上である合金組成物から形成
されたダイヤフラムを用いることで、流量制御範囲の広
いダイヤフラム弁、流体の移送速度が大きいダイヤフラ
ムポンプ、圧縮率の大きいダイヤフラム圧縮機、高感度
のダイヤフラム真空計などを提供することができる。
As described above, by using a diaphragm formed of an alloy composition having a Young's modulus of 90 GPa or less and a yield strength of 100 MPa or more, a diaphragm valve with a wide flow rate control range and a diaphragm with a high fluid transfer speed are used. A pump, a diaphragm compressor having a high compression ratio, a diaphragm vacuum gauge with high sensitivity, and the like can be provided.

【0036】[0036]

【実施例】第2表に記載の各組成物をアーク炉に装入
し、アーク加熱により各組成物を溶融混合した後に鋳型
に流し込み、各合金組成物(試料番号1〜9)のインゴ
ットを作製した。作製したインゴットからサンプルを切
り出し、X線回折法により分析した結果、作製した全て
の合金組成物は、単相固溶体であり、そして体心立方構
造であることが確認された。
EXAMPLES Each composition described in Table 2 was charged into an arc furnace, and each composition was melted and mixed by arc heating, and then poured into a mold, and an ingot of each alloy composition (sample numbers 1 to 9) was prepared. Produced. A sample was cut out from the produced ingot and analyzed by an X-ray diffraction method. As a result, it was confirmed that all the produced alloy compositions were a single-phase solid solution and had a body-centered cubic structure.

【0037】作製した合金組成物のそれぞれについて、
ヤング率E、降伏強さσy、極限引張り強さ(破断強
さ)σu、弾性伸び限界εe、破断伸びεf、及びビッ
カース強さHvを測定し、測定結果を第2表に記載し
た。また、合金組成物のヤング率(E)とステンレスの
ヤング率(Esus )の比(E/Esus )、合金組成物の
ヤング率に対する降伏強さの比(σy/E)、そして合
金組成物のヤング率に対するビッカース硬さの比(Hv
/E)を計算した結果を第2表に記載した。σy/E及
びHv/Eは、合金組成物の実用面での機械的特性の善
し悪しを判断するためには有効であり、これらの値は大
きいほど好ましい。σy/Eの値は、0.010以上で
あることが好ましく、0.015以上であることがより
好ましい。Hv/Eの値は、0.005以上であること
が好ましい。
For each of the prepared alloy compositions,
Young's modulus E, yield strength σy, ultimate tensile strength (rupture strength) σu, elastic elongation limit εe, elongation at break εf, and Vickers strength Hv were measured, and the measurement results are shown in Table 2. The ratio of the Young's modulus of the alloy composition (E) to the Young's modulus of the stainless steel (E sus ) (E / E sus ), the ratio of the yield strength to the Young's modulus of the alloy composition (σy / E), and the alloy composition Ratio of Vickers hardness to Young's modulus (Hv
/ E) is shown in Table 2. σy / E and Hv / E are effective for judging the quality of mechanical properties in practical use of the alloy composition, and the larger these values, the more preferable. The value of σy / E is preferably 0.010 or more, and more preferably 0.015 or more. The value of Hv / E is preferably 0.005 or more.

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】ヤング率が小さい材料でも、降伏強さやビ
ッカース硬さが小さいと、ダイヤフラムに実際に使用す
るには好ましくない。例えば、ダイヤフラム弁のダイヤ
フラムに、ヤング率と降伏強さの両者が小さい材料を用
いた場合、弁操作時に加えられる力によりダイヤフラム
に塑性変形を生じ易い。ダイヤフラムに組成変形を生じ
ると、正確な流量の制御ができなくなったり、弁を閉じ
た状態で流体が漏れたりする場合がある。
Even if the material has a small Young's modulus, if the yield strength or the Vickers hardness is small, it is not preferable for practical use in a diaphragm. For example, when a material having both a small Young's modulus and a low yield strength is used for the diaphragm of the diaphragm valve, plastic deformation is likely to occur in the diaphragm due to the force applied during valve operation. If the composition of the diaphragm is deformed, it may be impossible to control the flow rate accurately or the fluid may leak while the valve is closed.

【0040】作製した合金組成物のヤング率は、ステン
レスの1/3以下(第2表に記載したE/Esus の値を
参照)のために弾性変形量が大きく、ダイヤフラム弁の
流量制御範囲を広くするために好ましい材料であること
がわかる。また、作製した合金組成物の降伏強さは、ス
テンレスの3倍以上であり、ダイヤフラムに加わる力に
より塑性変形し難いことがわかる。
The Young's modulus of the prepared alloy composition is less than 1/3 of that of stainless steel (refer to the value of E / Esus in Table 2), so that the elastic deformation is large and the flow control range of the diaphragm valve is large. It can be seen that this is a preferable material for widening. Further, the yield strength of the produced alloy composition is three times or more that of stainless steel, and it can be seen that the alloy composition is hardly plastically deformed by the force applied to the diaphragm.

【0041】次に、得られたインゴットのそれぞれを圧
延して、厚さ0.5mmのダイヤフラムを作製した。各
合金組成物毎に、得られたダイヤフラムを2枚重ねて用
いて、図1の構成のダイヤフラム弁を作製した。そして
比較のために、ステンレス製のダイヤフラムを用いて、
図1の構成のダイヤフラム弁を作製した。そらぞれのダ
イヤフラム弁においては、弁を閉じたときにダイヤフラ
ムが塑性変形しない範囲で、ダイヤフラムと弁座の間の
距離を最大に設定した。
Next, each of the obtained ingots was rolled to produce a 0.5 mm-thick diaphragm. A diaphragm valve having the structure shown in FIG. 1 was manufactured by using two obtained diaphragms for each alloy composition. And, for comparison, using a stainless steel diaphragm,
A diaphragm valve having the configuration shown in FIG. 1 was manufactured. In each of the diaphragm valves, the distance between the diaphragm and the valve seat was set to a maximum as long as the diaphragm was not plastically deformed when the valve was closed.

【0042】このようにして作製したダイヤフラム弁に
配管を接続して水を流し、水の流量を観察した。本発明
の各ダイヤフラム弁、ステンレスを用いたダイヤフラム
弁とも、弁を閉じた状態では水の漏れは生じなかった。
そして弁を全開にしたときには、本発明のダイヤフラム
弁から流れ出る水の流量のほうが大きく、流量の制御範
囲が広いことが確認できた。
A pipe was connected to the diaphragm valve manufactured as described above, water was allowed to flow, and the flow rate of the water was observed. In each of the diaphragm valves of the present invention and the diaphragm valve using stainless steel, water did not leak when the valves were closed.
When the valve was fully opened, it was confirmed that the flow rate of the water flowing out of the diaphragm valve of the present invention was larger and the control range of the flow rate was wider.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のダイヤフラム弁の一例の構成を模式的
に示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a configuration of an example of a diaphragm valve of the present invention.

【図2】本発明のダイヤフラム弁の別な一例の構成を模
式的に示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of another example of the diaphragm valve of the present invention.

【図3】本発明のダイヤフラムポンプの一例の構成を模
式的に示す図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of an example of the diaphragm pump of the present invention.

【図4】本発明のダイヤフラムポンプの別な一例の構成
を模式的に示す図である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing the configuration of another example of the diaphragm pump of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2 流路 3 流体室 4 ダイヤフラム 5 弁棒 6 取っ手 7 弁座 8 電磁モータ 9 圧電アクチュエータ 10 圧電振動子 11 ボールスクリュ 12 吸入弁 13 吐出弁 14 容器 15 ポンプ室 16 駆動手段 17 ダイヤフラムが弾性変形する方向 18 電動機 19 クランクシャフト 1, 2 flow path 3 fluid chamber 4 diaphragm 5 valve stem 6 handle 7 valve seat 8 electromagnetic motor 9 piezoelectric actuator 10 piezoelectric vibrator 11 ball screw 12 suction valve 13 discharge valve 14 container 15 pump chamber 16 drive means 17 diaphragm is elastically deformed Direction 18 electric motor 19 crankshaft

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 明久 宮城県仙台市青葉区川内元支倉35番地 川 内住宅11−806 Fターム(参考) 3H062 AA02 CC05 3H077 AA00 CC02 DD02 DD12 FF08 FF12 FF22 3J045 AA04 AA06 BA04 EA10  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Akihisa Inoue 35-35 Kawauchi Moto-Hasekura, Aoba-ku, Sendai-shi, Miyagi 11-806 Fuchi term (reference) 3H062 AA02 CC05 3H077 AA00 CC02 DD02 DD12 FF08 FF12 FF22 3J045 AA04 AA06 BA04 EA10

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ヤング率が90GPa以下であり、且つ
降伏強さが100MPa以上である合金組成物からなる
ダイヤフラム。
1. A diaphragm comprising an alloy composition having a Young's modulus of 90 GPa or less and a yield strength of 100 MPa or more.
【請求項2】 合金組成物が、次式で表される組成を有
することを特徴とする請求項1に記載のダイヤフラム。 【化1】Ti100-a-b-c-daM’bM”cd [但し、Mは、Zr、Hfのいずれか一方又は両方であ
り、M’は、Nb、Taのいずれか一方又は両方であ
り、M”は、Cr、Mo、W、及びSnからなる群から
選ばれる一種又は二種以上の元素であり、a、b、c、
そしてdはそれぞれ、5≦a≦40、1≦b≦30、0
≦c≦10、0≦d≦20、10≦a+b+c+d≦6
0を満たす数値である。]
2. The diaphragm according to claim 1, wherein the alloy composition has a composition represented by the following formula. ## STR1 ## Ti 100-abcd M a M ' b M "c V d [ where, M represents, Zr, and one or both of Hf, M' is, Nb, in one or both of Ta M ″ is one or two or more elements selected from the group consisting of Cr, Mo, W, and Sn, and a, b, c,
And d is 5 ≦ a ≦ 40, 1 ≦ b ≦ 30, 0
≦ c ≦ 10, 0 ≦ d ≦ 20, 10 ≦ a + b + c + d ≦ 6
It is a numerical value that satisfies 0. ]
【請求項3】 合金組成物が、次式で表される組成を有
することを特徴とする請求項2に記載のダイヤフラム。 【化2】Ti100-a-b-c-dZraM’bM”cd [但し、M’は、Nb、Taのいずれか一方又は両方で
あり、M”は、Cr、Mo、W、及びSnからなる群か
ら選ばれる一種又は二種以上の元素であり、a、b、
c、そしてdはそれぞれ、5≦a≦40、1≦b≦3
0、0≦c≦10、0≦d≦20、10≦a+b+c+
d≦60を満たす数値である。]
3. The diaphragm according to claim 2, wherein the alloy composition has a composition represented by the following formula. ## STR2 ## Ti 100-abcd Zr a M ' b M "c V d [ where, M' is, Nb, and one or both of Ta, M" is, Cr, Mo, W, and the Sn One or more elements selected from the group consisting of a, b,
c and d are respectively 5 ≦ a ≦ 40, 1 ≦ b ≦ 3
0, 0 ≦ c ≦ 10, 0 ≦ d ≦ 20, 10 ≦ a + b + c +
It is a numerical value satisfying d ≦ 60. ]
【請求項4】 ヤング率が90GPa以下であり、且つ
降伏強さが100MPa以上である合金組成物からなる
ダイヤフラムを備えたダイヤフラム弁。
4. A diaphragm valve having a diaphragm made of an alloy composition having a Young's modulus of 90 GPa or less and a yield strength of 100 MPa or more.
【請求項5】 合金組成物が、次式で表される組成を有
することを特徴とする請求項4に記載のダイヤフラム
弁。 【化3】Ti100-a-b-c-daM’bM”cd [但し、Mは、Zr、Hfのいずれか一方又は両方であ
り、M’は、Nb、Taのいずれか一方又は両方であ
り、M”は、Cr、Mo、W、及びSnからなる群から
選ばれる一種又は二種以上の元素であり、a、b、c、
そしてdはそれぞれ、5≦a≦40、1≦b≦30、0
≦c≦10、0≦d≦20、10≦a+b+c+d≦6
0を満たす数値である。]
5. The diaphragm valve according to claim 4, wherein the alloy composition has a composition represented by the following formula. ## STR3 ## Ti 100-abcd M a M ' b M "c V d [ where, M represents, Zr, and one or both of Hf, M' is, Nb, in one or both of Ta M ″ is one or two or more elements selected from the group consisting of Cr, Mo, W, and Sn, and a, b, c,
And d is 5 ≦ a ≦ 40, 1 ≦ b ≦ 30, 0
≦ c ≦ 10, 0 ≦ d ≦ 20, 10 ≦ a + b + c + d ≦ 6
It is a numerical value that satisfies 0. ]
【請求項6】 合金組成物が、次式で表される組成を有
することを特徴とする請求項5に記載のダイヤフラム
弁。 【化4】Ti100-a-b-c-dZraM’bM”cd [但し、M’は、Nb、Taのいずれか一方又は両方で
あり、M”は、Cr、Mo、W、及びSnからなる群か
ら選ばれる一種又は二種以上の元素であり、a、b、
c、そしてdはそれぞれ、5≦a≦40、1≦b≦3
0、0≦c≦10、0≦d≦20、10≦a+b+c+
d≦60を満たす数値である。]
6. The diaphragm valve according to claim 5, wherein the alloy composition has a composition represented by the following formula. Embedded image Ti 100-abcd Zr a M ' b M "c V d [ where, M' is, Nb, and one or both of Ta, M" is, Cr, Mo, W, and the Sn One or more elements selected from the group consisting of a, b,
c and d are respectively 5 ≦ a ≦ 40, 1 ≦ b ≦ 3
0, 0 ≦ c ≦ 10, 0 ≦ d ≦ 20, 10 ≦ a + b + c +
It is a numerical value satisfying d ≦ 60. ]
【請求項7】 ダイヤフラムの一方の面に、圧電アクチ
ュエータを介して電磁モータが設置されていることを特
徴とする請求項4に記載のダイヤフラム弁。
7. The diaphragm valve according to claim 4, wherein an electromagnetic motor is provided on one surface of the diaphragm via a piezoelectric actuator.
【請求項8】 圧電アクチュエータが、二以上の圧電素
子を積層してなることを特徴とする請求項7に記載のダ
イヤフラム弁。
8. The diaphragm valve according to claim 7, wherein the piezoelectric actuator is formed by laminating two or more piezoelectric elements.
【請求項9】 電磁モータがステッピングモーターであ
ることを特徴とする請求項7に記載のダイヤフラム弁。
9. The diaphragm valve according to claim 7, wherein the electromagnetic motor is a stepping motor.
【請求項10】 ヤング率が90GPa以下であり、且
つ降伏強さが100MPa以上である合金組成物からな
るダイヤフラムを備えたダイヤフラムポンプ。
10. A diaphragm pump having a diaphragm made of an alloy composition having a Young's modulus of 90 GPa or less and a yield strength of 100 MPa or more.
【請求項11】 合金組成物が、次式で表される組成を
有することを特徴とする請求項10に記載のダイヤフラ
ムポンプ。 【化5】Ti100-a-b-c-daM’bM”cd [但し、Mは、Zr、Hfのいずれか一方又は両方であ
り、M’は、Nb、Taのいずれか一方又は両方であ
り、M”は、Cr、Mo、W、及びSnからなる群から
選ばれる一種又は二種以上の元素であり、a、b、c、
そしてdはそれぞれ、5≦a≦40、1≦b≦30、0
≦c≦10、0≦d≦20、10≦a+b+c+d≦6
0を満たす数値である。]
11. The diaphragm pump according to claim 10, wherein the alloy composition has a composition represented by the following formula. Embedded image Ti 100-abcd M a M ' b M "c V d [ where, M represents, Zr, and one or both of Hf, M' is, Nb, in one or both of Ta M ″ is one or two or more elements selected from the group consisting of Cr, Mo, W, and Sn, and a, b, c,
And d is 5 ≦ a ≦ 40, 1 ≦ b ≦ 30, 0
≦ c ≦ 10, 0 ≦ d ≦ 20, 10 ≦ a + b + c + d ≦ 6
It is a numerical value that satisfies 0. ]
【請求項12】 合金組成物が、次式で表される組成を
有することを特徴とする請求項11に記載のダイヤフラ
ムポンプ。 【化6】Ti100-a-b-c-dZraM’bM”cd [但し、M’は、Nb、Taのいずれか一方又は両方で
あり、M”は、Cr、Mo、W、及びSnからなる群か
ら選ばれる一種又は二種以上の元素であり、a、b、
c、そしてdはそれぞれ、5≦a≦40、1≦b≦3
0、0≦c≦10、0≦d≦20、10≦a+b+c+
d≦60を満たす数値である。]
12. The diaphragm pump according to claim 11, wherein the alloy composition has a composition represented by the following formula. Embedded image Ti 100-abcd Zr a M ' b M "c V d [ where, M' is, Nb, and one or both of Ta, M" is, Cr, Mo, W, and the Sn One or more elements selected from the group consisting of a, b,
c and d are respectively 5 ≦ a ≦ 40, 1 ≦ b ≦ 3
0, 0 ≦ c ≦ 10, 0 ≦ d ≦ 20, 10 ≦ a + b + c +
It is a numerical value satisfying d ≦ 60. ]
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