JP2504381B2 - ダイヤフラム及びその製造方法 - Google Patents
ダイヤフラム及びその製造方法Info
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- JP2504381B2 JP2504381B2 JP5284772A JP28477293A JP2504381B2 JP 2504381 B2 JP2504381 B2 JP 2504381B2 JP 5284772 A JP5284772 A JP 5284772A JP 28477293 A JP28477293 A JP 28477293A JP 2504381 B2 JP2504381 B2 JP 2504381B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J3/00—Diaphragms; Bellows; Bellows pistons
- F16J3/02—Diaphragms
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D16/00—Control of fluid pressure
- G05D16/04—Control of fluid pressure without auxiliary power
- G05D16/06—Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule
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- Fluid Mechanics (AREA)
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- Automation & Control Theory (AREA)
- Diaphragms And Bellows (AREA)
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、後方からスプリングに
付勢された平らなボール弁を使用し、このボール弁が調
整器のハウジング内に装着されたダイヤフラムを制御す
る流体圧力調整器に関するものである。
付勢された平らなボール弁を使用し、このボール弁が調
整器のハウジング内に装着されたダイヤフラムを制御す
る流体圧力調整器に関するものである。
【０００２】
【本発明の背景】圧力調整器の形状は、機械時代初期の
蒸気機関や圧縮空気式アクチュエータまで遡れば、何百
にもなる。本発明は、よりコンパクトで背丈の低い形状
の改良型圧力調整器を意図している。ボール弁の弁体は
平らな弁座係合面を有し、自動調心型である。改良型ダ
イヤフラムは周縁部を拘束され、この周縁部が環状溝を
充填するのに適した形状であり、これはダイヤフラムの
環状リブで漏洩防止のための封止を確実に行なうためで
ある。更に、ダイヤフラムと弁組立体は１箇の工具で組
み立てるのに便利な形状である。
蒸気機関や圧縮空気式アクチュエータまで遡れば、何百
にもなる。本発明は、よりコンパクトで背丈の低い形状
の改良型圧力調整器を意図している。ボール弁の弁体は
平らな弁座係合面を有し、自動調心型である。改良型ダ
イヤフラムは周縁部を拘束され、この周縁部が環状溝を
充填するのに適した形状であり、これはダイヤフラムの
環状リブで漏洩防止のための封止を確実に行なうためで
ある。更に、ダイヤフラムと弁組立体は１箇の工具で組
み立てるのに便利な形状である。
【０００３】ダイヤフラムは液体燃料又は空気に使用
し、更にアルコール又は酸素添加燃料にも同様に使用す
るように設計されている。
し、更にアルコール又は酸素添加燃料にも同様に使用す
るように設計されている。
【０００４】本発明の他の目的及び特徴は以下に述べる
細部説明及び特許請求の範囲の記載によって明らかであ
り、この細部説明及び特許請求の範囲には、本発明の原
理を、当業者が本発明を実施し得るような細部事項と共
に記述してある。この細部事項は全て本発明の意図を具
現するための最良の形態に関するものである。
細部説明及び特許請求の範囲の記載によって明らかであ
り、この細部説明及び特許請求の範囲には、本発明の原
理を、当業者が本発明を実施し得るような細部事項と共
に記述してある。この細部事項は全て本発明の意図を具
現するための最良の形態に関するものである。
【０００５】
【発明の概要】流体を流す弁本体には流入路と排出路が
あり、この弁本体は弁室を有し、弁室には孔が開いた弁
挿入部材がある。この弁挿入部材は弁室の中央部に配置
され、かつ、平らな弁座係合面が設けられている。第２
弁本体は流体を通す弁本体に配置されて、ダイヤフラム
のリブのある外周部を拘束する。この第２弁本体はばね
収容部を有し、このばね収容部にコイルばねがあり、こ
のばねがダイヤフラムの中央部の組立体を支持してい
る。この中央部の組立体はダイヤフラムの中央部を拘束
すると共にボール弁を支持し、ボール弁には平らな面が
あり、この平らな面が平らな弁座面と共働する（接離す
る）。平らなフインガスプリングはボール弁の拘束面を
支持して、弁を中央部の組立体の中で安定させる。圧縮
限定板はダイヤフラムの中央部の範囲の下面を覆って、
このダイヤフラムと一体の環状・内側リブを中央部の組
立体の環状溝に挿入整合させる。ダイヤフラムの周縁の
はみ出しは切除される。ダイヤフラムの内周部の縁のト
リミングは、布の縁を隔離するような方法で行なう。こ
れはダイヤフラムを著しく損なう吸取作用を防止するた
めである。
あり、この弁本体は弁室を有し、弁室には孔が開いた弁
挿入部材がある。この弁挿入部材は弁室の中央部に配置
され、かつ、平らな弁座係合面が設けられている。第２
弁本体は流体を通す弁本体に配置されて、ダイヤフラム
のリブのある外周部を拘束する。この第２弁本体はばね
収容部を有し、このばね収容部にコイルばねがあり、こ
のばねがダイヤフラムの中央部の組立体を支持してい
る。この中央部の組立体はダイヤフラムの中央部を拘束
すると共にボール弁を支持し、ボール弁には平らな面が
あり、この平らな面が平らな弁座面と共働する（接離す
る）。平らなフインガスプリングはボール弁の拘束面を
支持して、弁を中央部の組立体の中で安定させる。圧縮
限定板はダイヤフラムの中央部の範囲の下面を覆って、
このダイヤフラムと一体の環状・内側リブを中央部の組
立体の環状溝に挿入整合させる。ダイヤフラムの周縁の
はみ出しは切除される。ダイヤフラムの内周部の縁のト
リミングは、布の縁を隔離するような方法で行なう。こ
れはダイヤフラムを著しく損なう吸取作用を防止するた
めである。
【０００６】
【実施例】本発明は、布とエラストマで作った複合材ダ
イヤフラムの毛管現象等による吸取作用を防止すること
を意図している。ダイヤフラムの布は内側のビードで露
出しており、この布の露出部は、吸取作用または差圧に
よって、ダイヤフラムを通して流体を外部に押し出すこ
とがある。燃料がエラストマの層の間の基布の中に閉じ
込められた場合には、おそらく剥離が生じるであろう
し、やがて、ダイヤフラムの機能が著しく損われること
もあり得る。更に、燃料が、ダイヤフラムの外側のビー
ドで露出している布に吸い取られて、大気中に出される
こともあり得る。これは火災発生防止の観点から問題で
ある。
イヤフラムの毛管現象等による吸取作用を防止すること
を意図している。ダイヤフラムの布は内側のビードで露
出しており、この布の露出部は、吸取作用または差圧に
よって、ダイヤフラムを通して流体を外部に押し出すこ
とがある。燃料がエラストマの層の間の基布の中に閉じ
込められた場合には、おそらく剥離が生じるであろう
し、やがて、ダイヤフラムの機能が著しく損われること
もあり得る。更に、燃料が、ダイヤフラムの外側のビー
ドで露出している布に吸い取られて、大気中に出される
こともあり得る。これは火災発生防止の観点から問題で
ある。
【０００７】従来の技術におけるデュアル式圧力調整シ
ステムには、吸取作用という問題点があった。この従来
の技術は、例えば航空機産業等に見られるような比較的
小型で高価な用途に適用されて来た。この技術には、基
布をエラストマで完全に包み込むという経費の掛るモー
ルド成形工程が含まれている。この場合には切り取る
（trim) べき布のはみ出しは生じない。
ステムには、吸取作用という問題点があった。この従来
の技術は、例えば航空機産業等に見られるような比較的
小型で高価な用途に適用されて来た。この技術には、基
布をエラストマで完全に包み込むという経費の掛るモー
ルド成形工程が含まれている。この場合には切り取る
（trim) べき布のはみ出しは生じない。
【０００８】本発明に含まれるダイヤフラムのモールド
成形工程は、従来の巻き取った素材を使用し、トリミン
グ( 切り取り) 操作を含んでいる。この素材では、モー
ルド成形以前に、エラストマが基布に接着されている。
この素材で作った丸い円板は、シート状の素材から切り
取られてモールド成形用金型に挿入され、この金型で、
エラストマが再び流動化されてダイヤフラムの形にさ
れ、ゴムの最終硬化が行なわれる。
成形工程は、従来の巻き取った素材を使用し、トリミン
グ( 切り取り) 操作を含んでいる。この素材では、モー
ルド成形以前に、エラストマが基布に接着されている。
この素材で作った丸い円板は、シート状の素材から切り
取られてモールド成形用金型に挿入され、この金型で、
エラストマが再び流動化されてダイヤフラムの形にさ
れ、ゴムの最終硬化が行なわれる。
【０００９】モールド成形工程を行っている時に、エラ
ストマが、円板の一方の範囲から他方の範囲に、強制的
に移される。このモールド成形工程が終了した時には、
この工程の前に円板の中央部にあったエラストマが移動
して封止用ビードの形成を終了しており、従って、基布
だけが中央部に残っている。この布は、トリミング操作
の際に除去される。
ストマが、円板の一方の範囲から他方の範囲に、強制的
に移される。このモールド成形工程が終了した時には、
この工程の前に円板の中央部にあったエラストマが移動
して封止用ビードの形成を終了しており、従って、基布
だけが中央部に残っている。この布は、トリミング操作
の際に除去される。
【００１０】ダイヤフラムの内側のビードに対して同一
軸線になるようにトリミングを行なうことは非常に困難
である。その結果として、ダイヤフラムのビードが板状
部材の溝の中に適当に整合しても、エラストマによる封
止という目的を達成できない。そのために基布が、圧力
調整される空気又は燃料に対して、露出されることにな
る。傾斜方式のトリミング操作（後述）は、この布を常
にエラストマの背部から確実に突き出ている状態にし、
これで、溝の壁体に対するエラストマのシールの形成を
確実に行なう。
軸線になるようにトリミングを行なうことは非常に困難
である。その結果として、ダイヤフラムのビードが板状
部材の溝の中に適当に整合しても、エラストマによる封
止という目的を達成できない。そのために基布が、圧力
調整される空気又は燃料に対して、露出されることにな
る。傾斜方式のトリミング操作（後述）は、この布を常
にエラストマの背部から確実に突き出ている状態にし、
これで、溝の壁体に対するエラストマのシールの形成を
確実に行なう。
【００１１】１つの形態では、ダイヤフラムをモールド
成形して、トリミング用固定具の中に傾斜保持する。こ
の傾斜保持の角度は、ストレートの円筒形トリミングパ
ンチがダイヤフラムの内側の周囲の部分を面取りしては
み出し部分を除去できる角度である。外側のビードは従
来の方法で四角形にトリミングしても差し支えない。そ
れは、布がこの位置で露出されるかどうかということは
重要ではないからである。
成形して、トリミング用固定具の中に傾斜保持する。こ
の傾斜保持の角度は、ストレートの円筒形トリミングパ
ンチがダイヤフラムの内側の周囲の部分を面取りしては
み出し部分を除去できる角度である。外側のビードは従
来の方法で四角形にトリミングしても差し支えない。そ
れは、布がこの位置で露出されるかどうかということは
重要ではないからである。
【００１２】図面を参照すれば、図１に圧力調整器組立
体の断面図を示す。基本の弁本体２０は側部に流入口２
２を有し、この流入口は流路２３に対して開口してい
る。流路２３は中央部の浅い弁室２４に接続され、この
弁室は中央部の孔２６を取り囲んでいる。中央部の孔２
６は排出流路２８に対して開口し、この排出流路は排出
口３０に接続されている。基本弁本体２０の平坦な頂部
表面には、図１に示すように、環状溝３２があり、この
溝は弁室２４の側壁から外側方向に離れている。
体の断面図を示す。基本の弁本体２０は側部に流入口２
２を有し、この流入口は流路２３に対して開口してい
る。流路２３は中央部の浅い弁室２４に接続され、この
弁室は中央部の孔２６を取り囲んでいる。中央部の孔２
６は排出流路２８に対して開口し、この排出流路は排出
口３０に接続されている。基本弁本体２０の平坦な頂部
表面には、図１に示すように、環状溝３２があり、この
溝は弁室２４の側壁から外側方向に離れている。
【００１３】中央部の通路２６には弁挿入部材４０が装
着され、この弁挿入部材はフランジ４２を有し、このフ
ランジは弁室２４の基部に整合している。中央部のボス
４４は平らな頂部を有し、この頂部は弁座面として作用
する。中央部の流路４６は流路２８に対して開口し、か
つ、弁室２４に対しても開口している。
着され、この弁挿入部材はフランジ４２を有し、このフ
ランジは弁室２４の基部に整合している。中央部のボス
４４は平らな頂部を有し、この頂部は弁座面として作用
する。中央部の流路４６は流路２８に対して開口し、か
つ、弁室２４に対しても開口している。
【００１４】キャップ形の第２弁本体５０は外側のフラ
ンジ５２を有し、この外側のフランジは基本弁本体２０
の上部表面に、有頭ねじ５４でクランプされている。中
空のドーム形の部分５６は、フランジ５２から立ち上が
り、端部形成部５８で閉じられている。この端部形成部
にはねじ部６０が設けられ、このねじ部はコイルばね
（後述）用の調整器としての作用を行う。円板状の蓋６
２にねじ部６０を、人手の接触や汚損のないように保護
している。小さい大気通気口６４はドーム形部分５６の
壁体に設けられている。この通気口６４は圧力供給源Ｐ
に接続されており、この圧力供給源には弁６５を通して
空気を供給する。弁６５は大気通気口を大気圧に接続で
きるし、ポンプから空気供給源に接続することもでき
る。燃料圧力調整器として使用する時には、大気通気口
６４はポンプＰに接続され、ポンプＰはこの圧力調整器
に高圧空気を供給する。この圧力調整器は空気圧の変動
を補償し、燃料噴射座（図示せず）の差圧を一定に維持
する。
ンジ５２を有し、この外側のフランジは基本弁本体２０
の上部表面に、有頭ねじ５４でクランプされている。中
空のドーム形の部分５６は、フランジ５２から立ち上が
り、端部形成部５８で閉じられている。この端部形成部
にはねじ部６０が設けられ、このねじ部はコイルばね
（後述）用の調整器としての作用を行う。円板状の蓋６
２にねじ部６０を、人手の接触や汚損のないように保護
している。小さい大気通気口６４はドーム形部分５６の
壁体に設けられている。この通気口６４は圧力供給源Ｐ
に接続されており、この圧力供給源には弁６５を通して
空気を供給する。弁６５は大気通気口を大気圧に接続で
きるし、ポンプから空気供給源に接続することもでき
る。燃料圧力調整器として使用する時には、大気通気口
６４はポンプＰに接続され、ポンプＰはこの圧力調整器
に高圧空気を供給する。この圧力調整器は空気圧の変動
を補償し、燃料噴射座（図示せず）の差圧を一定に維持
する。
【００１５】次に、図１及び図２に示すダイヤフラム組
立体を説明する。ダイヤフラム７０は外周部を有し、こ
の外周部には封止用環状ビード７２が形成されている。
このダイヤフラムは中央開口部を有し、この中央開口部
の周囲を取り囲むように封止用第２ビード７４がある。
ダイヤフラムの中央部には形成された円形部材７５があ
り、この円形部材は外側のフランジ７６を有し、このフ
ランジはばね支持器として作用する。更に、この円形部
材の中央部が隆起しており、この隆起部の中に弁凹部７
８が形成され、この弁凹部の中にボール等の弁体８０が
ある。この弁体８０は、この弁体の弦を含む平面８２を
有する。浅い凹部８４は図３に最も良く示した平らなフ
ィンガスプリング８６のフィンガを収容している。この
ばねは装着容易であり、セルフシールを行なう。
立体を説明する。ダイヤフラム７０は外周部を有し、こ
の外周部には封止用環状ビード７２が形成されている。
このダイヤフラムは中央開口部を有し、この中央開口部
の周囲を取り囲むように封止用第２ビード７４がある。
ダイヤフラムの中央部には形成された円形部材７５があ
り、この円形部材は外側のフランジ７６を有し、このフ
ランジはばね支持器として作用する。更に、この円形部
材の中央部が隆起しており、この隆起部の中に弁凹部７
８が形成され、この弁凹部の中にボール等の弁体８０が
ある。この弁体８０は、この弁体の弦を含む平面８２を
有する。浅い凹部８４は図３に最も良く示した平らなフ
ィンガスプリング８６のフィンガを収容している。この
ばねは装着容易であり、セルフシールを行なう。
【００１６】リング形の圧縮限定用クランプ板９０は、
ダイヤフラムの下側に、弁凹部７８の外側の下方突出形
ボス９２を取り囲むように配置されている。組立時に
は、ボス９２の環状の縁が２つの対向するフランジに割
られる。その第１フランジ９４は、平面８２の上にある
ボールの下部を取り囲む形状である。これはボールを弁
凹部７８の中に支持するためである。第２フランジ９６
は、クランプ板９０の内縁より外まで外側方向に形成さ
れて、このクランプ板をダイヤフラムのビード又はリブ
の内周部に押し付けている。然し乍ら、水平突出部９８
は、クランプ板９０の軸線方向の移動を限定し、従っ
て、ダイヤフラムのビード又はリブの内部の圧縮を限定
して、ダイヤフラムの締め付けを制御している。この装
置は、圧縮が適当でなければ漏洩が生じるかダイヤフラ
ムに過大応力と材料劣化が生じるという問題を解決する
ものである。
ダイヤフラムの下側に、弁凹部７８の外側の下方突出形
ボス９２を取り囲むように配置されている。組立時に
は、ボス９２の環状の縁が２つの対向するフランジに割
られる。その第１フランジ９４は、平面８２の上にある
ボールの下部を取り囲む形状である。これはボールを弁
凹部７８の中に支持するためである。第２フランジ９６
は、クランプ板９０の内縁より外まで外側方向に形成さ
れて、このクランプ板をダイヤフラムのビード又はリブ
の内周部に押し付けている。然し乍ら、水平突出部９８
は、クランプ板９０の軸線方向の移動を限定し、従っ
て、ダイヤフラムのビード又はリブの内部の圧縮を限定
して、ダイヤフラムの締め付けを制御している。この装
置は、圧縮が適当でなければ漏洩が生じるかダイヤフラ
ムに過大応力と材料劣化が生じるという問題を解決する
ものである。
【００１７】このダイヤフラムは１つのコンボリュート
形の湾曲部１００を有し、この湾曲部の内側がクランプ
板９０の外縁によって拘束され、この湾曲部の外側が弁
本体２０とフランジ５２の制御面１０２、１０４に依っ
て拘束されている。
形の湾曲部１００を有し、この湾曲部の内側がクランプ
板９０の外縁によって拘束され、この湾曲部の外側が弁
本体２０とフランジ５２の制御面１０２、１０４に依っ
て拘束されている。
【００１８】部材６０の先端１１０にはばね支持板１１
２が拘束され、このばね支持板は部材７５のフランジ７
６まで延びたコイルばね１２０を拘束している。このば
ねの圧縮はねじ部６０によって制御可能であり、この制
御によって、所望の調整圧力を設定することができる。
２が拘束され、このばね支持板は部材７５のフランジ７
６まで延びたコイルばね１２０を拘束している。このば
ねの圧縮はねじ部６０によって制御可能であり、この制
御によって、所望の調整圧力を設定することができる。
【００１９】拘束されたコンボリュート形にモールド成
形されたダイヤフラムは、圧力調整能力を向上させるこ
とができ、その理由は、有効範囲が弁のストロークと良
く調和するからである。このことは、空気の圧力を調整
する場合に、許容可能のスロープ特性を得るために最も
重要である。低価格の燃料と空気圧力調整器の必要性
は、新技術、例えばこれらから逆に広く用いられる空気
圧支援型燃料噴射器と同様に重要度が増大する。モール
ド成形されたダイヤフラム７０におけるコンボリュート
形の湾曲拘束も、ダイヤフラムの伸びを減少させる作用
をする。このダイヤフラムの伸びは、引裂きと破断を招
き、さらに、性能曲線にヒステリシスを付加するおそれ
のあるものである。
形されたダイヤフラムは、圧力調整能力を向上させるこ
とができ、その理由は、有効範囲が弁のストロークと良
く調和するからである。このことは、空気の圧力を調整
する場合に、許容可能のスロープ特性を得るために最も
重要である。低価格の燃料と空気圧力調整器の必要性
は、新技術、例えばこれらから逆に広く用いられる空気
圧支援型燃料噴射器と同様に重要度が増大する。モール
ド成形されたダイヤフラム７０におけるコンボリュート
形の湾曲拘束も、ダイヤフラムの伸びを減少させる作用
をする。このダイヤフラムの伸びは、引裂きと破断を招
き、さらに、性能曲線にヒステリシスを付加するおそれ
のあるものである。
【００２０】平らなボール８０は経済性と性能を著しく
向上させる。これは、市販で入手可能のボールベアリン
グを使用するための基礎となり得ることである。このボ
ールの平らな部分は、ボールの平らな部分と弁本体との
間の接触面を拡大させることができ、この接触面の拡大
が線接触摩耗を防止する。さらに、重心が回転軸線と一
致し、これで、ボールの平らな部分が弁座に対して平行
同心になることが重力又は振動によって変動するのを最
小に抑えることができる。これで、性能に衝撃的な悪影
響を与えることなく、水平に装着する形状にすることが
できる。
向上させる。これは、市販で入手可能のボールベアリン
グを使用するための基礎となり得ることである。このボ
ールの平らな部分は、ボールの平らな部分と弁本体との
間の接触面を拡大させることができ、この接触面の拡大
が線接触摩耗を防止する。さらに、重心が回転軸線と一
致し、これで、ボールの平らな部分が弁座に対して平行
同心になることが重力又は振動によって変動するのを最
小に抑えることができる。これで、性能に衝撃的な悪影
響を与えることなく、水平に装着する形状にすることが
できる。
【００２１】弁本体２０は環状溝３２（図６）を有す
る。これは、ダイヤフラムの外周部のリブ７２を受け入
れる為である。さらに、板状部材７５（図４）も環状溝
８３を有する。これは、ダイヤフラムの内周部のリブ７
４を受け入れるためである。
る。これは、ダイヤフラムの外周部のリブ７２を受け入
れる為である。さらに、板状部材７５（図４）も環状溝
８３を有する。これは、ダイヤフラムの内周部のリブ７
４を受け入れるためである。
【００２２】図３に、ダイヤフラム７０の、モールド成
形後の取出時における形状を示す。このダイヤフラム
は、上層２００Ａと下層２００Ｂとの間にある中間の布
層２００の加熱及び加熱によって、モールド成形され
る。上層２００Ａと下層２００Ｂは適当な不透過性エラ
ストマ、例えばフルオロシリコン等で作られている。
形後の取出時における形状を示す。このダイヤフラム
は、上層２００Ａと下層２００Ｂとの間にある中間の布
層２００の加熱及び加熱によって、モールド成形され
る。上層２００Ａと下層２００Ｂは適当な不透過性エラ
ストマ、例えばフルオロシリコン等で作られている。
【００２３】ダイヤフラムが金型から取り出された時に
は、その内周部と外周部に、図３に符号２０２，２０４
で示すような布のはみ出しが付いている。金型から取り
出された時には、このダイヤフラムの中央部全体が布で
あり、その保持部分は切断されていない。外周部のはみ
出しも非常に大きい。このダイヤフラムは（エラストマ
を）引いた素材で作られている。エラストマは、モール
ド成形工程中に、中央部から追い出される。このはみ出
しの中では布２００が露出しており、この露出した布は
組立体の中に図４に示すように取り着けられた場合には
吸取作用(wicking) を行ない、この吸取作用が最終的に
ダイヤフラムを破損させる。ダイヤフラムを金型から取
り出した後にはみ出しを切除することは困難である。そ
れは、トリミングを同心になるように行うことができな
いからである。ダイヤフラムの１つの範囲で正確にはみ
出しをトリミングすると、他の範囲におけるトリミング
が不正確になる。本発明は、はみ出しのトリミングを、
図５に示すように傾斜させて行なうことを意図してお
り、この場合、切除刃２１０がダイヤフラムの内周部で
経路２１２に沿って移動する。このように面取りを行な
えば、ダイヤフラムの内周部を圧力調整器の中に図６に
示すように取り着けた時に、布２００の露出している内
周部が溝壁から離れ、このようにすれば薄膜状材料２２
０を溝８３の壁体に、布２００の端末部の上下で、確実
に接触させることが出来る。もしもこのダイヤフラムの
内周部のはみ出しが何処かに残った場合には、上述の封
止部分が形成されない。それは、トリミング操作が同心
でないためにダイヤフラムが溝の中で同心でなくなるか
らである。上述のようにすれば、トリミングされたダイ
ヤフラムがエラストマで封止作用を行なって、吸取作用
が全く発生しない。このことは、空気又は燃料を吸い取
って剥離を発生させてダイヤフラムを著しく損傷させる
デュアル式高圧調整器への応用例において、特に重要で
ある。ダイヤフラムの外周部については、傾斜形のトリ
ミング部分２１４を必要としない。それは、布の外面が
露出するかどうかは重要ではないからである。この布の
外面は大気圧に対して露出されるだけである。
は、その内周部と外周部に、図３に符号２０２，２０４
で示すような布のはみ出しが付いている。金型から取り
出された時には、このダイヤフラムの中央部全体が布で
あり、その保持部分は切断されていない。外周部のはみ
出しも非常に大きい。このダイヤフラムは（エラストマ
を）引いた素材で作られている。エラストマは、モール
ド成形工程中に、中央部から追い出される。このはみ出
しの中では布２００が露出しており、この露出した布は
組立体の中に図４に示すように取り着けられた場合には
吸取作用(wicking) を行ない、この吸取作用が最終的に
ダイヤフラムを破損させる。ダイヤフラムを金型から取
り出した後にはみ出しを切除することは困難である。そ
れは、トリミングを同心になるように行うことができな
いからである。ダイヤフラムの１つの範囲で正確にはみ
出しをトリミングすると、他の範囲におけるトリミング
が不正確になる。本発明は、はみ出しのトリミングを、
図５に示すように傾斜させて行なうことを意図してお
り、この場合、切除刃２１０がダイヤフラムの内周部で
経路２１２に沿って移動する。このように面取りを行な
えば、ダイヤフラムの内周部を圧力調整器の中に図６に
示すように取り着けた時に、布２００の露出している内
周部が溝壁から離れ、このようにすれば薄膜状材料２２
０を溝８３の壁体に、布２００の端末部の上下で、確実
に接触させることが出来る。もしもこのダイヤフラムの
内周部のはみ出しが何処かに残った場合には、上述の封
止部分が形成されない。それは、トリミング操作が同心
でないためにダイヤフラムが溝の中で同心でなくなるか
らである。上述のようにすれば、トリミングされたダイ
ヤフラムがエラストマで封止作用を行なって、吸取作用
が全く発生しない。このことは、空気又は燃料を吸い取
って剥離を発生させてダイヤフラムを著しく損傷させる
デュアル式高圧調整器への応用例において、特に重要で
ある。ダイヤフラムの外周部については、傾斜形のトリ
ミング部分２１４を必要としない。それは、布の外面が
露出するかどうかは重要ではないからである。この布の
外面は大気圧に対して露出されるだけである。
【００２４】図７に、改良した構造を示す。この構造で
は、ダイヤフラムが先ず最初に皿形にされる。これで、
中央部の縁７４の内周部を所要位置に設定することが出
来る。この所要位置は、ストレート形トリミングパンチ
２３０が周辺部を切除して、図６に符号２２０で示すよ
うに縁をトリミングし得る位置である。この切除で、布
の中央部を除去し、更に内周部を、この部材の軸線に対
して所望のように傾斜した角度でトリミングする。この
ようにすれば、内側のリブ７４を溝８３（図３）の中に
配設した時に、シール作用が、エラストマによって、布
２００の露出された縁の上下に発生する。従って、吸取
作用の発生を皆無にすることが出来る。
は、ダイヤフラムが先ず最初に皿形にされる。これで、
中央部の縁７４の内周部を所要位置に設定することが出
来る。この所要位置は、ストレート形トリミングパンチ
２３０が周辺部を切除して、図６に符号２２０で示すよ
うに縁をトリミングし得る位置である。この切除で、布
の中央部を除去し、更に内周部を、この部材の軸線に対
して所望のように傾斜した角度でトリミングする。この
ようにすれば、内側のリブ７４を溝８３（図３）の中に
配設した時に、シール作用が、エラストマによって、布
２００の露出された縁の上下に発生する。従って、吸取
作用の発生を皆無にすることが出来る。
【図１】本発明の圧力調整器組立体の断面図。
【図２】弁支持器とダイヤフラムの中央部の組立体の説
明図。
明図。
【図３】圧力調整器に使用するダイヤフラムの断面図。
【図４】ダイヤフラムの内部を示す拡大部分図。
【図５】トリミングを行なう前のダイヤフラムの周縁部
の説明図。
の説明図。
【図６】拘束用溝の中における内周縁及び外周縁の断面
図。
図。
【図７】ストレートスルーダイで内周縁を切除できるよ
うに皿形にモールド成形されたダイヤフラムの説明図。
うに皿形にモールド成形されたダイヤフラムの説明図。
２０ 弁本体 ３２ 陥凹形の溝 ５０ 第２弁本体 ７０ ダイヤフラム ７２ 内側リブ ７４ 外側リブ ７５ 円形部材 ８３ 陥凹形の溝 ９０ クランプ板 ２００ 布 ２００Ａ，２００Ｂ エラストマの層 ２０２ 内側リブ ２０４ 外側リブ
フロントページの続き (72)発明者 スティーヴン ピー・フィンクベイナー アメリカ合衆国 ミシガン 48708 ベ イ シティ、エス・ジェファーソン 1601 (72)発明者 ダリル オー・コドリング アメリカ合衆国 ミシガン 48726、カ ス シティ、チェストナット ブルバー ド 6388
Claims (5)
- 【請求項１】 布（２００）にエラストマを引いたシー
トからシート状円形部材を形成し、圧力調整器の中の支
持組立体に密着嵌合する内側及び外側のリブ（７４、７
２）の形成のために加圧を行なう複合材ダイヤフラムの
製造方法において、 （ａ）該シート状円形部材を加圧して外側の周辺リブ
（７２）及び内側の周辺リブ（７４）を形成すると共
に、これらのリブの内側又は外側に布のはみ出し部分
（２０４、２０２）を形成する工程と、 （ｂ）前記布のはみ出し部分をリブ近傍で切断する工程
と、 （ｃ）１つ以上の前記リブの周縁を、前記シート状円形
部材の軸線に対して傾斜した角度でトリミングし、露出
した任意の布の上下にあるリブのエラストマの面を露出
させるようにし、支持組立体の中のエラストマ封止部分
が前記布の吸取作用を確実に防止できるようにする工程
と、 を有することを特徴とする複合材ダイヤフラムの製造方
法。 - 【請求項２】 装置内に使用するダイヤフラム（７０）
であり、該ダイヤフラムの連続周縁には組立体の連続周
溝内に固定される連続リブ（７２又は７４）が形成さ
れ、前記ダイヤフラムが布芯（２００）を有し、該布芯
の縁が不透過性可撓材料の層（２００Ａ及び２００Ｂ）
の間のダイヤフラムのリブの連続する周縁に露出してお
り、前記可撓材料の露出周縁が前記布芯の露出縁より半
径方向外側に延びた形状で、組立体内部における前記露
出した布の周縁が他に接触しない独立した状態となるこ
とを特徴とするダイヤフラム。 - 【請求項３】 ダイヤフラム（７０）の連続した縁が拘
束され、組立体がダイヤフラムの縁をクランプするため
の弁本体（２０）と第２弁本体（５０）を備え、該弁本
体（２０）が陥凹形の連続溝（３２）を有し、ダイヤフ
ラムが前記溝に挿入すべき連続のリブ（７２）を有し、
前記ダイヤフラムが内部に布芯（２００）を有し、該内
部布芯が不透過性材料の可撓性被覆（２００Ａ，２００
Ｂ）で外部被覆されると共にダイヤフラムの縁に露出し
ており、前記リブの被覆材の外形が露出した布芯より外
側になるように構成され、露出した布芯が前記陥凹形の
連続溝内で他に接触しない独立した状態となることを特
徴とするダイヤフラム組立体。 - 【請求項４】 ダイヤフラム（７０）の連続の縁が拘束
されるダイヤフラム組立体であって、該組立体が、ダイ
ヤフラムの縁をクランプする弁本体（２０）と第２弁本
体（５０）を備え、該弁本体（２０）が陥凹形の連続溝
（３２）を有し、ダイヤフラムが前記溝に挿入すべき連
続のリブ（７２）を有し、前記ダイヤフラムが内部に布
芯（２００）を有し、該内部布芯が不透過性材料の可撓
性被覆（２００Ａ、２００Ｂ）で外部被覆されると共に
ダイヤフラムの縁で露出しており、前記リブ（７２）が
外縁に、可撓被覆材料の面の間の布芯の露出縁を有する
形状であり、前記面が前記布芯の前記露出縁の独立のた
めに前記連続の溝の壁体に封止接触する形状を有して成
るダイヤフラム組立体。 - 【請求項５】 ダイヤフラムが内径と外径を有し、各径
に連続リブ（７４、７２）があり、前記ダイヤフラムが
更に拘束部材を構成する弁本体（２０）、第２弁本体
（５０）及び板状部材（７５）、クランプ板（９０）に
よって拘束され、該拘束部材の前記内外径に形成された
リブに対応する部分に挿入用の陥凹形の溝（３２、８
３）を設けたことを特徴とする請求項４記載のダイヤフ
ラム組立体。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US07/977128 | 1992-11-16 | ||
| US07/977,128 US5291822A (en) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | Diaphragm for pressure regulators and method of making |
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|---|---|
| JPH06198769A JPH06198769A (ja) | 1994-07-19 |
| JP2504381B2 true JP2504381B2 (ja) | 1996-06-05 |
Family
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|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP2504381B2 (ja) |
| KR (1) | KR950015022A (ja) |
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| CA (1) | CA2102583A1 (ja) |
| DE (1) | DE69317733T2 (ja) |
| MX (1) | MX9307087A (ja) |
| TW (1) | TW233352B (ja) |
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1993
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