JP2688615B2 - ダイヤフラム - Google Patents

ダイヤフラム

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JP2688615B2 JP3088796A JP8879691A JP2688615B2 JP 2688615 B2 JP2688615 B2 JP 2688615B2 JP 3088796 A JP3088796 A JP 3088796A JP 8879691 A JP8879691 A JP 8879691A JP 2688615 B2 JP2688615 B2 JP 2688615B2
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    • B29L2031/00Other particular articles
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Diaphragms And Bellows (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、表裏面側の圧力差によ
って作動し弁として機能するダイアフラムに関するもの
である。 【0002】 【従来の技術】一般にエンジンその他においては、その
動作制御において、圧力の状態を検出して所定のガス流
路を開閉することが必要とされることがあり、このため
にゴム製のダイアフラムが用いられる。 【0003】例えば、自動車エンジンのいわゆる排ガス
再循環システムにおいては、図6に示すように、エンジ
ン1の吸気系2と排気系3間にいわゆるEGRモジュレ
ータ4及びEGRバルブ5が設けられている。EGRモ
ジュレータ4はダイアフラム6を有し、このダイアフラ
ム6は通常はスプリング(図示せず)の作用によって吸
気系2に通ずる吸気口7より離間してこれを開くことに
より、吸気系2を大気に通ずる空気取入れ口8と連通し
た状態に保つが、吸気系2の圧力が低くなり排気系3の
圧力が高くなったときには上昇して吸気口7を閉じて大
気よりの吸気を遮断する。EGRバルブ5はダイアフラ
ム9を有し、このダイアフラム9は通常は排気系3に通
ずる排気口10を閉じているが、吸気系2の圧力が低く
排気系3の圧力が高くなってEGRモジュレータ4で吸
気が遮断されたときには圧力差により上昇して排気口1
0より離間してこれを開いてバイパス路11と連通さ
せ、これにより排気系3の排ガスの一部をバイパス路1
1及び吸気系2を介してエンジン1に再循環させる。 【0004】以上のような例えばEGRモジュレータ4
に用いられるダイアフラムは、従来、例えば図7に示す
ように、フロロシリコーンゴムを加熱成型し加硫するこ
とによって、断面アーチ形のリング状可変形部21を有
するダイアフラム本体22を形成し、これとは別にフッ
素ゴムを加熱成型し加硫することによって弁体部材23
を形成し、前記ダイアフラム本体22の一面側中央に前
記弁体部材23を配し、そのフランジ部に係合する保持
プレート24をダイアフラム本体22の一面側に設ける
と共に他面側にはバックアッププレート25を配置し
て、例えば保持プレート24より突出するピン26をダ
イアフラム本体22を貫通させた上でバックアッププレ
ート25と連結し、これにより保持プレート24とバッ
クアッププレート25との間に弁体部材23とダイアフ
ラム本体22とを挾圧保持せしめるようにして製造され
ている。27はダイアフラム本体22の外周縁取付部で
ある。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】以上において、ダイア
フラム本体22の材質としてフロロシリコーンゴムが用
いられる理由は、このゴムは可変形性が大きくて特に低
温下においても十分な可変形性を保持し、対変形耐久性
が抜群に高く、しかも化学的に安定なものであるからで
あり、また弁体部材23の材質としてフッ素ゴムが用い
られる理由は、耐摩耗性が非常に高く、しかも化学的に
安定であるからである。ただしフッ素ゴムは、特に低温
時には可変形性が極めて小さくなり剛性の大きいものと
なるためにこれを用いて可変形部を形成することはでき
ず、またフロロシリコーンゴムは耐摩耗性が低いのでこ
れを弁体部材の材料として用いることはできない。 【0006】このようにこの種のダイアフラムにおいて
は、求められる2つの機能、即ちダイアフラムとしての
可変形性と弁体としての耐久性を同時に満足させるため
に、それぞれフロロシリコーンゴム及びフッ素ゴムを用
いる必要があるが、両ゴムの加硫系が異なるために同時
に加硫することができず、従来においてはフロロシリコ
ーンゴムによるダイアフラム本体22とフッ素ゴムによ
る弁体部材23とを各々別個に加硫成型した上でこれら
を保持プレート24及びバックアッププレート25等の
保持具によって連結させるようにしているため、複数の
ゴム製品を各々単独に仕上げることが必要で多数の製造
工程が必要となり、保持具が必要であるため製品の重量
が大きくなり、更に保持具の状態によっては気密が不十
分となるおそれが大きい等の欠点がある。また実開昭5
2−50159号公報(実願昭50−136816号全
文明細書)のように、弁体部分と可変形部分のみを接着
剤で一体化したダイヤフラムも提案されているが、接着
一体化では自動車エンジンのような過酷な条件に耐えら
れないという問題があった。 【0007】本発明は以上の如き事情に基づいてなされ
たものであって、軽量で気密性が確実なダイアフラムを
提供することを目的とする。 【0008】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のダイヤフラムは、中央部分の弁体部と、周
縁部分のリング状可変形部と、前記弁体部とリング状可
変形部との間の剛性プレートとを少なくとも備えたダイ
ヤフラムであって、前記弁体部はフッ素ゴムで形成さ
れ、前記リング状可変形部はフロロシリコーンゴムで形
成され、かつ前記弁体部と前記リング状可変形部と前記
剛性プレートとは一体成形されてなることを特徴とす
る。 【0009】前記構成によれば、剛性プレートが、ポリ
フェニレンサルファイドで形成されるのが好ましい。 【0010】 【作用】前記本発明の構成によれば、中央部分の弁体部
と周縁部分のリング状可変形部と剛性プレートとが一体
成形されているため、ダイアフラムの各部分が一体的に
且つ強固に結合される。特に、自動車エンジンの排ガス
再循環システムにおいては、弁体部はフッ素ゴムで形成
されることにより、耐摩耗性が非常に高くなり、化学的
に安定なため耐熱性も向上する。また、リング状可変形
部はフロロシリコーンゴムで形成されることにより、可
変形性が大きく対変形耐久性が抜群に高くなり、化学的
に安定なため耐熱性も向上する。 【0011】また、剛性プレートはポリフェニレンサル
ファイドで形成されることにより、化学的に安定なため
耐熱性や耐ガス劣化性も向上し、使用温度が大きく変化
しても、剛性がほぼ一定で、軟化などの変形が生じにく
くなる。 【0012】 【実施例】以下、本発明のダイヤフラムの一実施例を説
明する。(実施例1)図1は、本発明のダイヤフラムの
一実施例の断面図である。 【0013】中央部分の弁体部53と、周縁部分のリン
グ状可変形部21と、中央部分(弁体部)53とリング
状可変形部21との間に剛性プレート62とからダイヤ
フラムが一体成形されている。 【0014】剛性プレート62の一方の面には、EGR
モジュレータ又はEGRバルブにおける吸気口又は排気
口に密着嵌合するための円周突起部61が形成されてい
る。また、円形に穿設された剛性プレート62の中央部
には、断面平凹状の中央部分(弁体部)53が気密性を
保った状態で固着している。剛性プレート62の周縁部
は、リング状可変形部21の内部に埋設され、両者は気
密性を保った状態で固着している。 【0015】一方、リング状可変形部21の外周縁取付
部27はEGRモジュレータ又はEGRバルブに気密性
を保った状態で装着されるように形成される。リング状
可変形部21は、その外周縁取付部27に対してダイア
フラムの回転対称軸方向に弾性変形し易いように、その
断面が波板状に形成される。 【0016】EGRモジュレータ又はEGRバルブに装
着されたダイヤフラムは、その両面に圧力差が生ずると
高圧力側から低圧力側の方向に変形し、その両面に圧力
差が無くなると元の形に戻り、圧力検知弁として機能す
る。 【0017】なお、自動車エンジンの排ガス再循環シス
テムに使用する場合は、排気ガスが高温で且つ活性ガス
を含むため、材料は耐熱性、耐ガス劣化性、高信頼性な
どが要求される。そこで、本発明のダイヤフラムの構成
部材は、それぞれの用途・機能に適した材料で一体成形
されており、中央部分(弁体部)53はフッ素ゴムで形
成され、リング状可変形部21はフロロシリコーンゴム
で形成され、剛性プレート62はポリフェニレンサルフ
ァイドで形成されている。 【0018】なお図1において、リング状可変形部21
の内周縁61が起立した剛性プレート62を、その内周
縁61の先端がリング状可変形部21の一方の面より突
出している。 【0019】(実施例) 図は、本発明のダイヤフラムの他の実施例の中央断面
図である。剛性プレート32がリング状可変形部21の
内部に埋設され、フッ素ゴムより成る弁体部31とフロ
ロシリコーンゴムより成るリング状可変形部21を有す
るダイアフラム本体部30とが一体成形されている。 【0020】(実施例) 図は、本発明のダイヤフラムの他の実施例の中央断面
図である。断面が薄板状のリング状可変形部51を有す
る外周部52をフロロシリコーンゴムより成るものと
し、中央部分53をフッ素ゴムより成る弁体部として両
者間に、これらを形成するゴムが焼付けられて気密に固
着された断面十字形のリング状剛性プレート54を設け
ている。 【0021】(実施例) 図は、本発明のダイヤフラムの他の実施例の中央断面
図である。貫通孔71を有する剛性プレート72を中央
部分53及びリング状可変形部21の内部に埋設してい
る。 【0022】(実施例) 次に、本発明のダイヤフラムを製造する方法の一例を説
明する。図に示すように、ダイアフラム用成型空間を
有する金型40A,40Bの成型部に、過酸化物加硫剤
を含有させた未加硫のフッ素ゴム塊41、剛性プレート
32及び過酸化物加硫剤を含有させた未加硫のフロロシ
リコーンゴム塊42を重ねて配置し、金型40A,40
Bを閉じて押圧しながら加熱する。これにより、フッ素
ゴム塊41及びフロロシリコーンゴム塊42は溶融して
型空間内に流れて充満し、このときにフッ素ゴムとフロ
ロシリコーンゴムとは互に境界において接着して一体化
されると共に、加硫が行なわれる。このようにして図4
に示すように、剛性プレート32がゴム内に埋設され、
フッ素ゴムより成る弁体部分31とフロロシリコーンゴ
ムより成る可変形部分21を有するダイアフラム本体部
分30とが一体に結合されたダイアフラムを製造する。 【0023】以上において、個々の材料を別々にトラン
スファー成型により金型空間へ押し込むようにしてもよ
い。製造の具体的一例において、フッ素ゴム塊41とし
ては、例えば「ダイエルG801 」または「ダイエルG90
1 」(何れもダイキン工業社製)にカーボンブラック、
加硫剤2,5 −ジメチル−2,5 −ジ(tert−ブチルパーオ
キシ)ヘキサン、受酸剤トリアリルイソシアヌレート及
びポリオールを配合したもの、フロロシリコーンゴム塊
42としては「SHLS-63u」(トーレシリコーン社
製)若しくはこれに適当量のジメチルシリコーンゴムを
加えたものにベンガラ及びフッ素ゴム塊41と同じ加硫
剤を配合したものが用いられ、剛性プレート32として
は例えばポリフェニレンサルファイド製のものが用いら
れる。そしてこの場合における加硫のための温度は17
0乃至200℃、時間は5分間乃至30分間の範囲内で
ある。 【0024】特に、加硫剤としては、上記のもののほ
か、t−ブチル−パーベンゾエート、ジクミルパーオキ
サイド等の加硫温度が150℃以上のものが好ましく用
いられる。 【0025】本発明のダイヤフラムを製造する方法は、
以上のようなものであるから、弁体部分31を構成する
フッ素ゴムの材料として、ダイアフラム本体部分30の
材料であるフロロシリコーンゴムと同じ加硫系を形成す
る過酸化物加硫剤によって加硫されるフッ素ゴムを用
い、ダイアフラム本体部分30と弁体部分31を形成す
るための成型及び加硫を同一の成型金型により同時に行
なうようにしているため、ダイアフラム本体部分30と
弁体部分31の両部分が一体に従って強固に結合された
ダイアフラムが得られ、製造に要する工程が実質上一工
程であるので極めて簡単であってコストが低く、しかも
製造はダイアフラム本体部分30と弁体部分31とが一
体に接続されているために気密性に不安がなく、保持具
等も不要となるので全体の重量が小さなものとなる。 【0026】また、この製造方法においては、ゴム体内
に剛性プレート32を埋設することが極めて容易であ
り、ダイアフラムとして必要な剛性を有し、全体の強度
の大きなものを容易に製造することができる。この剛性
プレート32には、これに適当な表面処理を施しておく
ことによってフッ素ゴム及びフロロシリコーンゴムが成
型工程において当該剛性プレートに焼付けられるように
しておけば相互間の固着を一層強固なものとすることが
可能である。 【0027】本発明において用いるフッ素ゴム及びフロ
ロシリコーンゴムは、同時に同一の成型工程において加
熱・成型・加硫が可能なものであれば、その各々の種類
並びに組合わせは特に限定されるものではない。 【0028】 【発明の効果】以上説明したとおり、本発明のダイアフ
ラムは、フッ素ゴムより成る弁体部分とフロロシリコー
ンゴムより成るリング状可変形部分と剛性プレートとが
一体成形されることにより、全体の重量が軽くなり、且
つ気密性が確実になる。 【0029】特に、本発明のダイアフラムを製造する場
合、成形工程が実質上一工程であるので、極めて簡単な
工程となり、製品コストが低くなる。
【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明のダイアフラムの一実施例の中央断面
図である。 【図2】 本発明のダイアフラムの他の実施例の中央断
面図である。 【図3】 本発明のダイアフラムの他の実施例の中央断
面図である。 【図4】 本発明のダイアフラムの他の実施例の中央断
面図である。 【図5】 本発明のダイアフラムの製造方法の一例を示
す説明用断面図である。 【図6】 本発明が適用される自動車の排ガス再循環シ
ステムについての説明図である。 【図7】 従来のダイアフラムの一例の断面図である。 【符号の説明】 1 エンジン 2 吸気系 3 排気系 4 EGRモジュレータ 5 EGRバルブ 6 ダイアフラム 9 ダイアフラム 11 バイパス路 21 リング状可変形部 22 ダイアフラム本体 23 弁体部材 24 保持プレート 25 バックアッププレート 26 ピン 27 外周縁取付部 30 ダイアフラム本体部分 31 弁体部分 32 剛性プレート 40A 金型 40B 金型 41 フッ素ゴム塊 42 フロロシリコーンゴム塊 51 可変形部 52 外周部分 53 中央部分(弁体部) 54 剛性プレート 62 剛性プレート 72 剛性プレート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29L 31:30 (72)発明者 細原 敏之 愛知県名古屋市中区千代田五丁目21番11 号 富士高分子工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−222676(JP,A) 実開 昭52−50159(JP,U)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.中央部分の弁体部と、周縁部分のリング状可変形部
    と、前記弁体部とリング状可変形部との間の剛性プレー
    トとを少なくとも備えたダイヤフラムであって、前記弁
    体部はフッ素ゴムで形成され、前記リング状可変形部は
    フロロシリコーンゴムで形成され、且つ、前記弁体部と
    前記リング状可変形部と前記剛性プレートとは一体成形
    されてなることを特徴とするダイヤフラム。 2.剛性プレートが、ポリフェニレンサルファイドで形
    成される請求項1に記載のダイヤフラム。
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