JP5913216B2 - 圧力作動弁 - Google Patents

Description

本発明は、流体の圧力によりダイヤフラム体を変形させて弁ポートを開閉する構造を有する圧力作動弁に関する。

特許文献１に開示された圧力作動弁８０１は、図１１に示すように、弁ポート８１７の周囲に設けられた弁座部８１８と、中央が略半球状に形成されて板面に作用する圧力に感応してスナップアクション式（圧力に応じてある変形量までは緩やかに変形し、当該変形量を超えると所定変形量まで一気に変形する態様）に反転動作するばね性を有するダイヤフラム体としての反転板８２３と、を有している。即ち、反転板８２３は、ある変形量までは初期形状に戻ろうとする方向のばね定数（正のばね定数）となり、当該変形量を超えると所定変形量に至るまで反転動作方向に変形しようとする方向のばね定数（負のばね定数）となる。この反転板８２３は、正のばね定数となる範囲内で反転動作しない程度に若干予変形されて弁座部に押しつけられて配置されている。これにより、反転板８２３のばね性により当該反転板８２３の中央部分を弁座部８１８に押しつけて弁締め切り性を確保している。

この圧力作動弁８０１によれば、反転動作しない程度に若干予変形されて弁座部に押しつけられているため、良好なスナップアクション式の動作を実現でき、開閉状態が確実に素早く切り替わる良好な弁特性を得ることができた。

特開２００２−７１０３７号公報

しかしながら、上述した圧力作動弁８０１では、反転板８２３がスナップアクション式に反転動作するので、反転板８２３が反転動作したときに当該反転板８２３が収容された弁室内の流体圧力が急激に低下する。そして、この流体圧力の低下により、反転板８２３が反転状態から復帰し、この復帰により弁室内の流体圧力が高まって反転板８２３が再度反転動作し、反転動作及びその復帰動作を繰り返して、流量が短い周期で増減を繰り返すチャタリング動作を生じてしまう恐れがあるという問題があった。

そこで、本発明は、ダイヤフラム体のチャタリング動作を抑制できる圧力作動弁を提供することを課題とする。

本発明者らは、ダイヤフラム体の動作について鋭意検討を重ねた結果、単体状態でスナップアクション式の動作をする複数の薄膜金属を積層して構成すること、及び、予め特定の形状に変形（予変形）させておくこと、により、ダイヤフラム体に流体圧力が加わったとき、当該ダイヤフラム体が圧力に応じた変形動作（「スローアクション式の動作」ともいう）をすることを見出し、本発明に至った。

請求項１に記載された発明は、上記課題を解決するために、弁ハウジングと、前記弁ハウジングと共に弁室を区画する、当該弁室内の流体圧力により変形するばね性の複数の薄膜金属が積層されて構成されたダイヤフラム体と、前記弁ハウジングに設けられ、前記流体圧力による前記ダイヤフラム体の変形に伴って開閉される弁ポートが形成された弁座部と、を備えた圧力作動弁であって、前記複数の薄膜金属のそれぞれが、環状平板部と当該環状平板部の内縁に一体に連接された平面視円形状で一方向に山状に盛り上がった突部とを有し、単体状態において前記突部全体が初期形状から前記一方向と反対の反転動作方向に向けて所定の反転動作開始位置に至る形状まで変形されたときに当該突部がスナップアクション式の反転動作をするように形成され、前記突部がそれぞれ同一方向を向くようにして互いに積層され、前記ダイヤフラム体が、前記複数の薄膜金属のそれぞれの突部を前記弁ポート側に向けるようにして当該ダイヤフラム体の周縁が前記弁ハウジングに固定され、前記弁ポートが、当該弁ポートに最も近い前記薄膜金属の突部の中央部分の移動に応じて開閉され、前記弁ポートが閉じられる弁閉時において、前記弁ポートに最も近い前記薄膜金属の突部の中央部分が前記反転動作開始位置における当該中央部分に対応する位置を前記反転動作方向側に超えて配置されかつ当該突部の中央部分以外の部分が前記反転動作開始位置における当該中央部分以外の部分に対応する位置の手前に配置された形状に予め変形されていることにより、前記ダイヤフラム体が前記流体圧力に応じて変形動作し、前記複数の薄膜金属の間に、非圧縮性流体が充填されていることを特徴とする圧力作動弁である。請求項２に記載された発明は、弁ハウジングと、前記弁ハウジングと共に弁室を区画する、当該弁室内の流体圧力により変形するばね性の複数の薄膜金属が積層されて構成されたダイヤフラム体と、前記弁ハウジングに設けられ、前記流体圧力による前記ダイヤフラム体の変形に伴って開閉される弁ポートが形成された弁座部と、を備えた圧力作動弁であって、前記複数の薄膜金属のそれぞれが、環状平板部と当該環状平板部の内縁に一体に連接された平面視円形状で一方向に山状に盛り上がった突部とを有し、単体状態において前記突部全体が初期形状から前記一方向と反対の反転動作方向に向けて所定の反転動作開始位置に至る形状まで変形されたときに当該突部がスナップアクション式の反転動作をするように形成され、前記突部がそれぞれ同一方向を向くようにして互いに積層され、前記ダイヤフラム体が、前記複数の薄膜金属のそれぞれの突部を前記弁ポート側に向けるようにして当該ダイヤフラム体の周縁が前記弁ハウジングに固定され、前記弁ポートが、当該弁ポートに最も近い前記薄膜金属の突部の中央部分の移動に応じて開閉され、前記弁ポートが閉じられる弁閉時において、前記弁ポートに最も近い前記薄膜金属の突部の中央部分が前記反転動作開始位置における当該中央部分に対応する位置を前記反転動作方向側に超えて配置されかつ当該突部の中央部分以外の部分が前記反転動作開始位置における当該中央部分以外の部分に対応する位置の手前に配置された形状に予め変形されていることにより、前記ダイヤフラム体が前記流体圧力に応じて変形動作し、前記複数の薄膜金属から前記弁ポートに最も近い前記薄膜金属を除いた残りの１つ又は複数の前記薄膜金属のうちの少なくとも１つは、その前記突部の中央に貫通孔が形成されていることを特徴とする圧力作動弁である。

請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、前記突部が、同心状に配置されて半径方向に順次連接された複数の構成部分を有し、前記複数の構成部分のそれぞれが、隣接する他の前記構成部分と半径方向の湾曲程度又は前記環状平板部に対する傾斜程度が互いに異なるように形成されていることを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明は、請求項３に記載された発明において、前記弁ポートを開閉する弁体と、前記ダイヤフラム体の変形に伴って前記弁ポートが開閉されるように当該ダイヤフラム体と前記弁体とを連結する円柱状の弁棒と、をさらに備え、前記弁棒における前記ダイヤフラム体側の端面の直径が、前記ダイヤフラム体における前記弁ポートに最も近い前記薄膜金属の突部の中央に位置する前記構成部分の直径より小さくされていることを特徴とするものである。

請求項１に記載された発明によれば、ダイヤフラム体を構成する複数の薄膜金属のそれぞれが、環状平板部と当該環状平板部の内縁に一体に連接された平面視円形状で一方向に山状に盛り上がった突部とを有している。複数の薄膜金属のそれぞれが、単体状態において突部全体が初期形状から前記一方向と反対の反転動作方向に向けて所定の反転動作開始位置に至る形状まで変形されたときに当該突部がスナップアクション式の反転動作をするように形成されている。複数の薄膜金属が、それぞれの突部が同一方向を向くようにして互いに積層されている。ダイヤフラム体が、複数の薄膜金属のそれぞれの突部を弁ポート側に向けるようにして当該ダイヤフラム体の周縁が弁ハウジングに固定されている。弁ポートが、当該弁ポートに最も近い薄膜金属の突部の中央部分の移動に応じて開閉される。そして、弁ポートが閉じられる弁閉時において、弁ポートに最も近い薄膜金属の突部の中央部分が反転動作開始位置における当該中央部分に対応する位置を反転動作方向側に超えて配置されかつ当該突部の中央部分以外の部分が反転動作開始位置における当該中央部分以外の部分に対応する位置の手前に配置された形状に予め変形されている。

このようにしたことから、（ｉ）ダイヤフラム体を構成する複数の薄膜金属のそれぞれが単体状態においてスナップアクション式の動作をし、これら複数の薄膜金属を積層してダイヤフラム体を構成しているので、変形時において薄膜金属間に摺動抵抗が生じ、（ｉｉ）さらに、弁ポートの弁閉時において、当該弁ポートに最も近い薄膜金属の突部の中央部分が予め反転動作開始位置を超えて配置されているので、複数の薄膜金属のそれぞれの突部の中央部分が互いに接した状態となり、薄膜金属間に生ずる摺動抵抗がさらに大きくなって、スナップアクション式の動作が抑制される。そのため、複数の薄膜金属のそれぞれにおけるスナップアクション式の動作が抑制されることにより、ダイヤフラム体として流体圧力に応じた変形動作（スローアクション式の動作）となるので、スナップアクション式の動作と比べて、弁室内の急激な圧力変動を抑制でき、チャタリング動作を抑制することができる。

（ｉｉｉ）また、所定の圧力を超えると一気に変形するスナップアクション式の動作を薄膜金属間の摺動抵抗により抑制しているため、ダイヤフラム体が変形されることによって各薄膜金属が単体状態であればスナップアクション式の動作をする程度まで変形された場合においても、ダイヤフラム体自体のばね定数は負の値にならず、当該ばね定数は０又は０に近い正の値となる。そのため、圧力の変化に対して比較的大きい変形量を得ることができる。そのため、流体圧力の変化量が小さくてもダイヤフラム体が大きく変形するので、弁開時において比較的大きな流量を確保することができる。また、複数の薄膜金属の間に、非圧縮性流体が充填されている。このようにしたことから、積層された薄膜金属間に微少な空間が存在していたとしても、１つの薄膜金属の変形が、非圧縮性流体を介して隣接する他の薄膜金属に伝わるので、流体圧力に対する弁開閉の反応性を高めることができ、そのため、微少な圧力変化に対しても比較的大きな変形量を得ることができる。請求項２に記載された発明によれば、ダイヤフラム体を構成する複数の薄膜金属から弁ポートに最も近い薄膜金属を除いた残りの１つ又は複数の薄膜金属のうちの少なくとも１つは、その突部の中央に貫通孔が形成されている。このようにしたことから、当該貫通孔の形状、大きさ、又は、貫通孔を設ける薄膜金属の数などを変えることにより、ダイヤフラム体の変形特性についてより幅広い範囲で調整することができる。そのため、所望の変形特性のダイヤフラム体を容易に得ることができる。

請求項３に記載された発明によれば、ダイヤフラム体を構成する複数の薄膜金属の突部が、同心状に配置されて半径方向に順次連接された複数の構成部分を有し、これら複数の構成部分のそれぞれが、隣接する他の構成部分と半径方向の湾曲程度又は環状平板部に対する傾斜程度が互いに異なるように形成されている。このようにしたことから、例えば、全体が滑らかに連続して湾曲された半球形状の突部などに比べて、各構成部分について、それらが湾曲した形状であれば湾曲程度を、又は、それらが一方向（例えば半径方向）について平らであれば環状平板部に対する傾斜程度を、それぞれ別個に調整することができ、これにより、複数の構成部分からなる突部の変形特性についてより幅広い範囲で調整することができる。そのため、所望の変形特性のダイヤフラム体を容易に得ることができる。

請求項４に記載された発明によれば、弁ポートを開閉する弁体と、ダイヤフラム体の変形に伴って弁ポートが開閉されるように当該ダイヤフラム体と弁体とを連結する円柱状の弁棒と、をさらに備えている。そして、弁棒におけるダイヤフラム体側の端面の直径が、ダイヤフラム体における弁ポートに最も近い薄膜金属の突部の中央に位置する構成部分の直径より小さくされている。このようにしたことから、薄膜金属の突部の中央に位置する構成部分は剛性が低く変形しやすいので、当該構成部分が他の薄膜金属に接しやすく、そのため、摩擦抵抗を大きくできる。これにより、スナップアクション式の動作をさらに抑制して、流体圧力に応じた変形動作（スローアクション式の動作）とすることができる。

本発明の実施形態の圧力作動弁の縦断面図である。 図１のダイヤフラム体の構成を示す断面図である。 （ａ）は図２のダイヤフラム体を構成する薄膜金属の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 図２のダイヤフラム体を構成する薄膜金属が単体状態にある場合において圧力が加えられたときの突部の変形状態を模式的に示す図であり、（ａ）は突部が初期位置にある初期状態を示す図であり、（ｂ）は突部全体が反転動作開始位置にある状態を示す図であり、（ｃ）は突部が反転位置にある状態を示す図である。 図２のダイヤフラム体の予変形及び変形動作について模式的に示す図であり、（ａ）は弁閉時の状態を示す図であり、（ｂ）は突部全体が概ね反転動作開始位置にある状態を示す図であり、（ｃ）は突部が反転位置にある状態を示す図である。 ダイヤフラム体に加わる流体圧力と弁棒の移動量の移動量との関係を模式的に示すグラフである。 図２のダイヤフラム体の変形例の構成を示す断面図である（弁ポートに最も近い薄膜金属を除いた他の薄膜金属の突部の中央に貫通孔が設けられている構成）。 （ａ）は図３の薄膜金属の第１の変形例の構成を示す断面図であり（凹に湾曲した第２構成部分を有する構成）、（ｂ）は図３の薄膜金属の第２の変形例の構成を示す断面図であり（凸に湾曲した第２構成部分を有する構成）、（ｃ）は図３の薄膜金属の第３の変形例の構成を示す断面図であり（全体が滑らかに連続して湾曲された半球形状の突部を有する構成）、（ｄ）は図３の薄膜金属の第４の変形例の構成を示す断面図である（３つの構成部分を有する構成）。 単体状態の薄膜金属における流体圧力に対する変形量（突部の中央部分の移動量）の関係を示すグラフである。 ダイヤフラム体に加わる流体圧力に対する弁棒の移動量の関係を示すグラフである。 従来の圧力作動弁の縦断面図である。

以下に、本発明の一実施形態に係る圧力作動弁を、図１〜図６を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態の圧力作動弁の縦断面図である。図２は、図１のダイヤフラム体の構成を示す断面図である。図３（ａ）は図２のダイヤフラム体を構成する薄膜金属の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。図４は、図２のダイヤフラム体を構成する薄膜金属が単体状態にある場合において圧力が加えられたときの突部の変形状態を模式的に示す図であり、（ａ）は突部が初期位置にある初期状態を示す図であり、（ｂ）は突部全体が反転動作開始位置にある状態を示す図であり、（ｃ）は突部が反転位置にある状態を示す図である。図５は、図２のダイヤフラム体の予変形及び変形動作について模式的に示す図であり、（ａ）は弁閉時の状態を示す図であり、（ｂ）は突部全体が概ね反転動作開始位置にある状態を示す図であり、（ｃ）は突部が反転位置にある状態を示す図である。図６は、薄膜金属に加わる流体圧力と当該薄膜金属の突部の中央部分の移動量との関係を模式的に示すグラフである。なお、以下の説明における「上下」の概念は、図１における上下に対応しており、各部材の相対的な位置関係を示すものであって、絶対的な位置関係を示すものではない。

図１に示すように、圧力作動弁１は、弁ハウジング１０と、弁部材３０と、コイルばね４０と、ダイヤフラム体５０と、ストッパ６０と、を備えている。

弁ハウジング１０は、本体部１１と、キャップ部２０と、を備えている。

本体部１１は、例えば、真鍮やステンレスなどの金属を用いて略円柱状に形成されており、一次側継手接続孔１２と、二次側継手接続孔１３と、弁収容空間１４と、一次側ポート１５と、弁ポート１６と、ばね室１７と、連通路１８と、弁座部１９と、を備えている。

一次側継手接続孔１２は、本体部１１の周面を穿いて形成されている。二次側継手接続孔１３は、本体部１１の図中下側の端面を穿いて形成されている。弁収容空間１４は、本体部１１の図中上側の端面から本体部１１内に伸びる円柱状の空間となるように形成されている。一次側ポート１５は、一次側継手接続孔１２と弁収容空間１４の図中下部とを連通するように形成されている。弁ポート１６は、二次側継手接続孔１３と弁収容空間１４の図中下部とを連通するように形成されている。二次側継手接続孔１３と弁収容空間１４と弁ポート１６とは、本体部１１と同軸になるように配置されている。本体部１１における弁ポート１６の周囲の部分は、後述する弁部材３０のボール弁３２が離座・着座される弁座部１９として機能する。ばね室１７は、弁収容空間１４を囲むようにして当該弁収容空間１４と同軸に配置され、本体部１１の図中上側の端面から本体部１１内に伸びる略円筒状の空間となるように形成されている。換言すると、ばね室１７は、弁収容空間１４のまわりにリング状の深溝として形成されている。連通路１８は、上記一次側ポート１５とばね室１７とを連通するように形成されている。

一次側継手接続孔１２には入口継手１２ａが取り付けられ、入口継手１２ａは一次側ポート１５を介して弁収容空間１４に連通されている。また、二次側継手接続孔１３には出口継手１３ａが取り付けられ、二次側ポートとしての出口継手１３ａの弁ポート１６側の開口端は弁ポート１６を介して弁収容空間１４に連通されている。これにより、入口継手１２ａから本体部１１内に流入した流体は、一次側ポート１５、弁収容空間１４、弁ポート１６を順次通り、出口継手１３ａから流出される。また、一次側ポート１５は連通路１８を介してばね室１７に連通されている。これにより、入口継手１２ａから流入した流体は一次側ポート１５、連通路１８を順次通り、ばね室１７に流入する。

キャップ部２０は、例えば、ステンレスなどの金属で構成されており、略円筒状の周壁部２１と、周壁部２１の図中上端に一体に形成されたフランジ部２２と、を備えている。周壁部２１は、弁ハウジング１０の外径と略同一の径の円筒状（リング状）に形成されており、その図中下端が本体部１１の図中上端部にろう付けにより固定して取り付けられている。キャップ部２０は、後述するダイヤフラム体５０がフランジ部２２に重ねて配置されることで、ダイヤフラム体５０とともに密閉空間である圧力室２３を区画し、この圧力室２３は本体部１１の弁収容空間１４と連なって弁室２５を構成する。

弁部材３０は、それぞれステンレスなどの金属からなる弁棒３１と、弁体としてのボール弁３２と、ばね受け３３と、を有している。弁棒３１は、外径が弁ハウジング１０の弁収容空間１４の内径と略同一の円柱状に形成されている。弁棒３１は、弁収容空間１４に図中上下方向（即ち、本体部の軸方向）に摺動移動可能に収容されている。弁棒３１の図中上方の端面は後述するダイヤフラム体５０（具体的には、ダイヤフラム体５０を構成する薄膜金属５１の突部５４の第２構成部分５６）に押し当てられる。本実施形態において、当該端面の直径は、それが押し当てられる第２構成部分５６の直径より小さくされている。ボール弁３２は、球体状に形成されており、弁棒３１の図中下端に固定して取り付けられている。ボール弁３２は、弁棒３１とともに図中上下方向に移動し、弁ハウジング１０の弁座部１９に離座・着座されて、弁ポート１６を開閉する。ばね受け３３は、内径が弁棒３１の外径と同一の円環状に形成されており、弁棒３１の図中上部にフランジ状に固定して取り付けられている。

コイルばね４０は、弁ハウジング１０のばね室１７に当該ばね室１７と同軸に収容されている。コイルばね４０は、弁ハウジング１０の本体部１１（ばね室１７の底面）と弁部材３０のばね受け３３との間に圧縮状態で配置されている。コイルばね４０は、弁棒３１の図中上端を後述するダイヤフラム体５０の第２構成部分５６（中央部分Ｃ）に押しつけている。これにより、弁棒３１は、ダイヤフラム体５０の変形に追従して、図中上下方向に移動し、これに伴ってボール弁３２が弁座部１９に対して離座・着座される。つまり、弁棒３１は、ダイヤフラム体５０の変形に伴って弁ポート１６が開閉されるように当該ダイヤフラム体５０とボール弁３２とを連結する。

ダイヤフラム体５０は、例えば、ステンレスなどの金属からなる平面視円形状のばね性を有する複数の薄膜金属５１が積層されて構成されている。ダイヤフラム体５０は、複数の薄膜金属５１が積層されることによりキャップ部２０の外径と略同一の径に形成されており、その周縁がキャップ部２０のフランジ部２２に重ねられて、当該キャップ部２０の図中上側の開口をふさぐように配置されている。ダイヤフラム体５０は、キャップ部２０とともに密閉空間である圧力室２３を区画している。この圧力室２３は、弁部材３０の弁棒３１が弁収容空間１４に収容された状態において、弁ハウジング１０のばね室１７、連通路１８及び一次側ポート１５を介して弁収容空間１４と連なっている。また、ダイヤフラム体５０は、そのばね力により弁閉時に弁棒３１を介してボール弁３２を弁座部１９に押しつけている。ダイヤフラム体５０の詳細については後述する。

ストッパ６０は、例えば、ステンレスなどの金属を用いてダイヤフラム体５０と略同一径の平面視円形状の平板に形成されている。ストッパ６０は、ダイヤフラム体５０の図中上側に重ねて配置されており、ダイヤフラム体５０の過剰な変形を防止する。また、ストッパ６０の中央部分には貫通孔６１が形成されている。

弁ハウジング１０のキャップ部２０のフランジ部２２、ダイヤフラム体５０及びストッパ６０は、それぞれの周縁部が溶接により一体になるように互いに固定して取り付けられている。

以上の構成により、圧力作動弁１は、入口継手１２ａから、例えばＲ４１０Ａ等のフロン系などの冷媒（流体）が流入し、この冷媒は、一次側ポート１５、連通路１８、ばね室１７及び圧力室２３を介して、ダイヤフラム体５０に圧力を加える。

この冷媒の圧力（流体圧力）が予め設定された圧力以下の場合には、ダイヤフラム体５０は反転動作方向（図中上方）側に向けた変形をせずに、ダイヤフラム体５０により弁棒３１を介してボール弁３２が弁座部１９押し付けられて、弁ポートが閉じられた弁閉状態となる。このとき、入口継手１２ａから流入する冷媒は一次側ポート１５から弁収容空間１４に流入するが、弁閉状態ではボール弁３２が弁ポート１６を閉じており、冷媒は出口継手１３ａに流れない。

一方、冷媒の圧力が高くなり、予め設定された圧力以上になるとダイヤフラム体５０が反転動作方向に変形し、弁棒３１とボール弁３２はコイルばね４０のばね力によりダイヤフラム体５０の変形に追従して移動する。これにより、弁ポート１６が開かれて弁開状態となる。

次に、ダイヤフラム体５０の構成について詳しく説明する。

ダイヤフラム体５０は、図２、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ステンレスなどの金属からなる複数の平面視円形状の薄膜金属５１が積層されて構成されており、複数の薄膜金属５１の間の空間に、例えば、比較的粘度の高いオイルなどの非圧縮性流体５２が充填されている。図２では、説明の便宜上、複数の薄膜金属５１の間の空間が比較的広く記載されているが、実際の構成では薄膜金属５１の厚みより小さい微小な空間となる。

複数の薄膜金属５１のそれぞれは同一形状に形成されており、平面視円環状の環状平板部５３と、該環状平板部５３の内縁に一体に連接された平面視円形状で一方向（図２及び図３（ｂ）において下方）に山状に盛り上がった突部５４と、を備えている。突部５４は、力が加えられていない初期形状において概ね半球形状になるように形成されている。また、突部５４は、環状平板部５３に一体に連接された環状の第１構成部分５５と、第１構成部分５５の内縁に一体に連接された平面視円形状の第２構成部分５６と、を備えている。第１構成部分５５と第２構成部分５６とは、同心状に配置され半径方向に順次連接されている。第１構成部分５５は、その周方向及び半径方向について外側に凸に湾曲して形成されている。第２構成部分５６は、円形平板状に形成されている。つまり、第２構成部分５６は、第１構成部分５５と半径方向の湾曲程度が異なり、また、環状平板部５３に対する傾斜程度も異なるように形成されている。複数の薄膜金属５１のそれぞれは、突部５４が本体部１１の弁座部１９（即ち、弁ポート１６）に向けて凸となるように配置されて、互いに積層されるとともに突部５４が互いに固定されず、かつ環状平板部５３が互いに固定されて一体化された状態で弁ハウジング１０のキャップ部２０に取り付けられる。

薄膜金属５１は、単体状態（１枚の状態）において、突部５４がスナップアクション式の反転動作（凸方向が反転する動作）をするように形成されている。このスナップアクション式の反転動作について、図４（ａ）〜（ｃ）に模式的に示す。即ち、薄膜金属５１は、突部５４が外部からの力が加えられていない初期位置Ｐ０にある初期形状（図４（ａ））から突部５４の全体に徐々に力を加えると反転動作方向（図中上方）側に向けて突部５４が変形し（突出量が少なくなるように変形し）、当該突部５４全体が所定の反転動作開始位置Ｐ１（図４（ｂ））に至る形状まで変形されると、一気に反転動作が行われて、反転位置Ｐ２まで変形する（図４（ｃ））。

このような薄膜金属５１のスナップアクション式の反転動作は、突部５４の変形に伴って行われる。即ち、初期位置Ｐ０から反転動作開始位置Ｐ１までを正のばね定数とすれば、反転動作開始位置Ｐ１を超えて突部５４が変形をすると、ばね定数の値が反転して負のばね定数となり、反転位置Ｐ２まで反転動作を行う。

複数の薄膜金属５１は互いに積層されてそれらの間に非圧縮性流体５２が充填された状態で環状平板部５３が互いに固定されることにより一体化されてダイヤフラム体５０となる。本実施形態では、２枚の薄膜金属が積層されることによりダイヤフラム体５０を構成している。

このダイヤフラム体５０の動作について、図５を参照して説明する。図５において、弁棒３１に接している薄膜金属５１（即ち、弁ポート１６に最も近い薄膜金属５１）を符号５１Ａで示し、薄膜金属５１Ａに積層された他の薄膜金属５１を符号５１Ｂで示す。

ダイヤフラム体５０は、弁閉時において予め変形された状態で配設されている。具体的には、図５（ａ）に模式的に示すように、ボール弁３２が弁座部１９に着座した弁閉時において薄膜金属５１Ａの突部５４の中央部分Ｃが当該薄膜金属５１Ａの反転動作開始位置Ｐ１における当該中央部分Ｃに対応する位置を反転動作方向（図中上方）側に超えて配置され、かつ、当該突部５４の中央部分Ｃ以外の部分が反転動作開始位置Ｐ１における中央部分Ｃ以外の部分に対応する位置より手前（図中下方）に配置されるように当該突部５４が変形された状態で、環状平板部５３がキャップ部２０に固定されている。薄膜金属５１Ａの変形に沿って、それに積層された他の薄膜金属５１Ｂも変形された状態となる。このような状態において、薄膜金属５１Ａは、その突部５４全体が反転動作開始位置Ｐ１に到達したときに反転動作するため、中央部分Ｃのみが反転動作開始位置Ｐ１を超えて配置されていても反転動作しない。他の薄膜金属５１Ｂにおいても同様である。

本実施形態において、薄膜金属５１Ａの突部５４の中央部分Ｃは当該突部５４の第２構成部分５６と一致するように構成されている。勿論、これに限定されるものではなく、中央部分Ｃの大きさは、弁ポート１６を開閉するダイヤフラム体としての作用効果を奏するように、圧力作動弁の構成や圧力特性などに応じて、突部５４の中心から当該突部の半径の１／５〜１／２程度までの範囲内で適宜設定される。

そして、図５（ａ）に示す弁閉時において弁棒３１は位置Ｑ０にあり、そして、この状態からダイヤフラム体５０に加わる流体圧力が徐々に上昇すると、薄膜金属５１Ａの突部５４の中央部分Ｃ以外の部分が反転動作開始位置Ｐ１に向けて徐々に変形するが、中央部分Ｃはその位置を保って弁棒３１は移動せず位置Ｑ０に留まる。そして、図５（ｂ）に示すように、突部５４全体が反転動作開始位置Ｐ１にほぼ到達すると、中央部分Ｃを含む突部５４全体が、反転動作方向に向けて変形を開始する。このとき、薄膜金属５１Ａに他の薄膜金属５１Ｂが積層されているためこれらの間に摺動抵抗が生じ、また、上述したように予め変形されていることにより薄膜金属５１Ａが他の薄膜金属５１Ｂに強く押しつけられて、摺動抵抗がさらに大きくなる。そのため、この摺動抵抗により各薄膜金属５１Ａ、５１Ｂにおけるスナップアクション式の動作が抑制されて一気に反転位置Ｐ２まで変化せず、圧力変化に応じて変形する。また、薄膜金属５１Ａ、５１Ｂ間の摺動抵抗によりスナップアクション式の動作が抑制されていることから、ダイヤフラム体が変形されることによって各薄膜金属が単体状態であればスナップアクション式の動作をする程度まで変形された場合においても、ダイヤフラム体自体のばね定数は負の値（反転動作方向に変形しようとする方向）にならず、当該ばね定数は０又は０に近い正（初期形状に戻ろうとする方向）の値となり、これにより、圧力変化に対して比較的変形量の大きいスローアクション式の動作となる。そのため、弁棒３１もこれに追従して移動し、図５（ｃ）に示すように、薄膜金属５１Ａが反転位置Ｐ２まで変形して、弁棒３１が位置Ｑ２に達する。なお、上記では主に薄膜金属５１Ａに着目して変形動作を説明したが、薄膜金属５１Ａの変形に伴って、当該薄膜金属５１Ａに積層された他の薄膜金属５１Ｂも同様に変形する。

図６に、上述したスローアクション式の動作を行う構成と従来のスナップアクション式の動作を行う構成とのそれぞれにおける流体圧力に対する弁棒の移動量（即ち、薄膜金属５１Ａの中央部分Ｃの変形量）を模式的に表すグラフを示す。

ダイヤフラム体５０が上述したように予め変形されていないことによりスナップアクション式の反転動作を行う従来の構成では、図６において点線で示すように、ダイヤフラム体５０が予め変形されていないので、弁棒３１の初期の位置は上記位置Ｑ０より低い位置（位置Ｑ２からより離れた位置）にある。この状態から、流体圧力が徐々に大きくなるとダイヤフラム体５０が当該流体圧力に応じて徐々に変形して、弁棒３１が位置Ｑ２に向けて徐々に移動する。そして、所定の圧力Ａ１になったときにダイヤフラム体５０がスナップアクション式の反転動作を行い、弁棒３１が位置Ｑ２まで一気に移動する。そのため、弁室２５内の圧力が急激に変動して、チャタリング動作が生じる。

一方、ダイヤフラム体５０が上述したように予め変形されていることによりスローアクション式の動作を行う本実施形態の構成では、図６において実線で示すように、ダイヤフラム体５０が予め変形されているので、初期状態において弁棒３１が上記位置Ｑ０にある。この状態から、流体圧力が徐々に大きくなるとダイヤフラム体５０を構成する複数の薄膜金属５１の突部５４における中央部分Ｃ以外の部分が主に変形するのみで当該中央部分Ｃの位置は変化せず、弁棒３１は位置Ｑ０のままとなる。そして、上記圧力Ａ１より低い所定の圧力Ａ２になったとき、突部５４の全体が概ね反転動作開始位置Ｐ１に達して、圧力に応じて比較的大きい変形量となるスローアクション式の反転動作を行い、弁棒３１が位置Ｑ２まで流体圧力に応じて移動する。そのため、弁室２５内の圧力が急激に変動することがなく、チャタリング動作が抑制される。

以上説明したように、本実施形態の圧力作動弁１は、弁ハウジング１０と、弁ハウジング１０と共に弁室２５を区画する、当該弁室２５内の流体圧力により変形するばね性の複数の薄膜金属５１が積層されて構成されたダイヤフラム体５０と、弁ハウジング１０に設けられ、流体圧力によるダイヤフラム体５０の変形に伴って開閉される弁ポート１６が形成された弁座部１９と、を備えている。ダイヤフラム体５０を構成する複数の薄膜金属５１のそれぞれが、環状平板部５３と当該環状平板部５３の内縁に一体に連接された平面視円形状で一方向に山状に盛り上がった突部５４とを有し、単体状態において突部５４全体が初期形状から前記一方向と反対の反転動作方向に向けて所定の反転動作開始位置Ｐ１に至る形状まで変形されたときに当該突部５４がスナップアクション式の反転動作をするように形成され、突部５４がそれぞれ同一方向を向くようにして互いに積層されている。ダイヤフラム体５０が、複数の薄膜金属５１のそれぞれの突部５４を弁ポート１６側に向けるようにして当該ダイヤフラム体５０の周縁が弁ハウジング１０に固定され、弁ポート１６が、当該弁ポート１６に最も近い薄膜金属５１Ａの突部５４の中央部分Ｃの移動に応じて開閉される。そして、弁ポート１６が閉じられる弁閉時において、弁ポート１６に最も近い薄膜金属５１Ａの突部５４の中央部分Ｃが反転動作開始位置Ｐ１における当該中央部分Ｃに対応する位置を反転動作方向側に超えて配置されかつ当該突部５４の中央部分Ｃ以外の部分が反転動作開始位置Ｐ１における当該中央部分Ｃ以外の部分に対応する位置の手前に配置された形状に予め変形されている。

また、複数の薄膜金属５１のそれぞれの突部５４が、同心状に配置されて半径方向に順次連接された第１構成部分５５及び第２構成部分５６を有し、これら第１構成部分５５及び第２構成部分５６が、隣接する他の構成部分と半径方向の湾曲程度又は環状平板部５３に対する傾斜程度が互いに異なるように形成されている。

また、弁ポート１６を開閉するボール弁３２と、ダイヤフラム体５０の変形に伴って弁ポート１６が開閉されるように当該ダイヤフラム体５０とボール弁３２とを連結する円柱状の弁棒３１と、をさらに備え、弁棒３１におけるダイヤフラム体５０側の端面の直径が、ダイヤフラム体５０における弁ポート１６に最も近い薄膜金属５１Ａの突部５４の中央に位置する第２構成部分５６の直径より小さくされている。

また、複数の薄膜金属５１の間に、非圧縮性流体５２が充填されている。

以上より、本実施形態によれば、ダイヤフラム体５０を構成する複数の薄膜金属５１のそれぞれが、環状平板部５３と当該環状平板部５３の内縁に一体に連接された平面視円形状で一方向に山状に盛り上がった突部５４とを有している。複数の薄膜金属５１のそれぞれが、単体状態において突部５４全体が初期形状から前記一方向と反対の反転動作方向に向けて所定の反転動作開始位置Ｐ１に至る形状まで変形されたときに当該突部５４がスナップアクション式の反転動作をするように形成されている。複数の薄膜金属５１が、突部５４がそれぞれ同一方向を向くようにして互いに積層されている。ダイヤフラム体５０が、複数の薄膜金属５１のそれぞれの突部５４を弁ポート１６側に向けるようにして当該ダイヤフラム体５０の周縁が弁ハウジング１０に固定されている。弁ポート１６が、当該弁ポート１６に最も近い薄膜金属５１Ａの突部５４の中央部分Ｃの移動に応じて開閉される。そして、弁ポート１６が閉じられる弁閉時において、弁ポート１６に最も近い薄膜金属５１Ａの突部５４の中央部分Ｃが反転動作開始位置Ｐ１における当該中央部分Ｃに対応する位置を反転動作方向側に超えて配置されかつ当該突部５４の中央部分Ｃ以外の部分が反転動作開始位置Ｐ１における当該中央部分Ｃ以外の部分に対応する位置の手前に配置された形状に予め変形されている。

このようにしたことから、（ｉ）ダイヤフラム体５０を構成する複数の薄膜金属５１のそれぞれが単体状態においてスナップアクション式の動作をし、これら複数の薄膜金属５１を積層してダイヤフラム体５０を構成しているので、変形時において薄膜金属５１間に摺動抵抗が生じ、（ｉｉ）さらに、弁ポート１６の弁閉時において、当該弁ポート１６に最も近い薄膜金属５１Ａの突部５４の中央部分Ｃが予め反転動作開始位置Ｐ１を超えて配置されているので、複数の薄膜金属５１のそれぞれの突部５４の中央部分Ｃを互いに接した状態となり、薄膜金属５１間に生ずる摺動抵抗がさらに大きくなって、スナップアクション式の動作が抑制される。そのため、複数の薄膜金属５１のそれぞれにおけるスナップアクション式の動作が抑制されることにより、ダイヤフラム体５０として流体圧力に応じた変形動作（スローアクション式の動作）となるので、スナップアクション式の動作と比べて、弁室２５内の急激な圧力変動を抑制でき、チャタリング動作を抑制することができる。

（ｉｉｉ）また、所定の圧力を超えると一気に変形するスナップアクション式の動作を薄膜金属５１間の摺動抵抗により抑制しているため、圧力の変化に対して比較的大きい変形量を得ることができる。そのため、流体圧力の変化量が小さくてもダイヤフラム体５０が大きく変形するので、弁開時において比較的大きな流量を確保することができる。

また、ダイヤフラム体５０を構成する複数の薄膜金属５１の突部５４が、同心状に配置されて半径方向に順次連接された第１構成部分５５及び第２構成部分５６を有し、これら第１構成部分５５及び第２構成部分５６のそれぞれが、隣接する他の構成部分と半径方向の湾曲程度又は環状平板部５３に対する傾斜程度が互いに異なるように形成されている。このようにしたことから、例えば、全体が滑らかに連続して湾曲された半球形状の突部などに比べて、各構成部分について、例えば、それらが湾曲した形状であれば湾曲程度を又はそれらが一方向（例えば半径方向）について平らであれば環状平板部に対する傾斜程度をそれぞれ別個に調整することができ、これにより、第１構成部分５５及び第２構成部分５６からなる突部５４の変形特性についてより幅広い範囲で調整することができる。そのため、所望の変形特性のダイヤフラム体５０を容易に得ることができる。

また、弁ポート１６を開閉するボール弁３２と、ダイヤフラム体５０の変形に伴って弁ポート１６が開閉されるように当該ダイヤフラム体５０とボール弁３２とを連結する円柱状の弁棒３１と、をさらに備えている。そして、弁棒３１におけるダイヤフラム体５０側の端面の直径が、ダイヤフラム体５０における弁ポート１６に最も近い薄膜金属５１Ａの突部５４の中央に位置する第２構成部分５６の直径より小さくされている。このようにしたことから、薄膜金属５１の突部５４の中央に位置する第２構成部分５６は剛性が低く変形しやすいので、当該第２構成部分５６が他の薄膜金属５１に接しやすく、そのため、摩擦抵抗を大きくできる。これにより、スナップアクション式の動作をさらに抑制して、流体圧力に応じた変形動作（スローアクション式の動作）とすることができる。

また、複数の薄膜金属５１の間に、非圧縮性流体５２が充填されている。このようにしたことから、積層された薄膜金属５１間に微少な空間が存在していたとしても、１つの薄膜金属５１の変形が、非圧縮性流体５２を介して隣接する他の薄膜金属５１に伝わるので、流体圧力に対する弁開閉の反応性を高めることができ、そのため、微少な圧力変化に対しても比較的大きな変形量を得ることができる。

以上、本発明について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明の圧力作動弁は上述した実施形態の構成に限定されるものではない。

例えば、上述した実施形態では、ダイヤフラム体５０を構成する複数の薄膜金属５１がそれぞれ同一形状に形成されたものであったが、これに限定されるものではない。例えば、図７に示すように、複数の薄膜金属５１（１枚の薄膜金属５１Ａ、３枚の薄膜金属５１Ｃ）が積層されており、弁ポートに最も近い薄膜金属５１Ａ以外の他の複数の薄膜金属５１Ｃには中央に貫通孔５８が設けられた構成のダイヤフラム体５０Ａとしてもよい。換言すると、複数の薄膜金属５１から弁ポート１６に最も近い薄膜金属５１Ａを除いた残りの薄膜金属５１Ｃのうちの少なくとも１つは、その突部５４の中央に貫通孔５８が形成されていてもよい。このようにすることで、当該貫通孔５８の形状、大きさ、又は、貫通孔５８を設ける薄膜金属５１の数などを変えることにより、ダイヤフラム体５０Ａの変形特性についてより幅広い範囲で調整することができる。そのため、所望の変形特性のダイヤフラム体を容易に得ることができる。

また、上述した実施形態では、ダイヤフラム体５０が２枚の薄膜金属５１（５１Ａ、５１Ｂ）が積層されて構成されているものであったが、これに限定されるものではなく、３枚以上の薄膜金属５１が積層されて構成されていてもよい。また、ダイヤフラム体５０は、複数の薄膜金属５１の間に非圧縮性流体５２が充填されて構成されているものであったが、これに限定されるものではなく、非圧縮性流体５２を省略した構成としてもよい。

また、上述した実施形態では、図３に示すように、薄膜金属５１の突部５４が環状の第１構成部分５５と円形平板状の第２構成部分５６を備えた構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、図８（ａ）に示すように、第１構成部分５５に対して凹状に形成された第２構成部分５６Ｄを有する薄膜金属５１Ｄとしてもよく、又は、図８（ｂ）に示すように、第１構成部分５５に対して湾曲程度を小さくした（曲率を大きくした）凸状の第２構成部分５６Ｅを有する薄膜金属５１Ｅとしてもよい。または、図８（ｃ）に示すように、全体が滑らかに連続して湾曲された半球形状の突部５４Ｆを有する薄膜金属５１Ｆとしてもよい。または、図８（ｄ）に示すように、同心状に配置され半径方向に順次連接されている第１構成部分５５Ｇ、第２構成部分５６Ｇ及び第３構成部分５７Ｇを備え、第１構成部分５５Ｇ、第２構成部分５６Ｇ及び第３構成部分５７Ｇが半径方向に平らに形成されるとともに、隣接する他の構成部分と環状平板部５３に対する傾斜程度が異なるように形成された突部５４Ｇを備えた薄膜金属５１Ｇとしてもよい。即ち、ダイヤフラム体を構成する薄膜金属は、本発明の目的に反しない限り、その突部が、同心状に配置されて半径方向に順次連接された複数の構成部分を有し、複数の構成部分のそれぞれが、隣接する他の構成部分と半径方向の湾曲程度又は環状平板部に対する傾斜程度が互いに異なるように形成されていてもよい。または、その突部が、全体が滑らかに連続して湾曲した形状に形成されていてもよい。

また、上述した実施形態では、弁室２５内の流体圧力により変形するダイヤフラム体５０に連動して移動する弁部材３０を介して間接的に弁ポート１６を開閉する構成であったがこれに限定されるものではない。例えば、図１１の従来の圧力作動弁の構成のように、ダイヤフラム体が直接弁座部に押しつけられており、ダイヤフラム体の変形によって直接的に弁ポートを開閉する構成としてもよい。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の圧力作動弁の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

次に、本発明者らは、本発明の効果を確認するために、上述した圧力作動弁１について予変形量の異なる構成の実施例１、２及び比較例１、２を作製して、各実施例１、２及び比較例１、２について、ダイヤフラム体５０に与えられた圧力に対する弁棒３１の移動量（即ち、ダイヤフラム体５０の変形量）の確認をする試験を行った。

まず、実施例１、２及び比較例１、２において用いる薄膜金属５１の具体的構成について説明する。この薄膜金属５１は、ステンレス板から直径２０ｍｍの円板を打ち抜くと共に、当該円板の中央を略半球状に打ち出して図３（ａ）、（ｂ）に示す形状とした。この薄膜金属５１は、外径（Ｄ１）が２０ｍｍ、内径（Ｄ２）が１４ｍｍの環状平板部５３と、環状平板部５３の内縁に一体に連接された直径（Ｄ２）が１４ｍｍの突部５４と、を有し、厚さ（Ｔ）が０．１５ｍｍに形成されている。この薄膜金属５１の突部５４は、外径（Ｄ２）が１４ｍｍ、内径（Ｄ３）が４ｍｍの環状の第１構成部分５５と、直径（Ｄ３）が４ｍｍの円形平板状の第２構成部分５６と、を有し、環状平板部５３からの突部５４の打ち出し高さ（環状平板部５３から第２構成部分５６までの高さＨ）を、０．８４ｍｍとしている。

図９に、この薄膜金属５１の単体状態での圧力に対する変形量の関係のグラフを示す。図中、点線枠内がスナップアクション式の反転動作を行う変形量の範囲であり、この薄膜金属５１（実線のグラフ（実施例１、２、比較例１、２））では、０．２２ｍｍ〜０．６５ｍｍとなる。なお、参考として、上記構成の薄膜金属５１において打ち出し高さ（Ｈ）のみ０．７１ｍｍ又は０．６４ｍｍに変更した薄膜金属（一点鎖線のグラフ（参考例１）、及び、点線のグラフ（参考例２））についてもグラフを示している。参考例１では、上記範囲は０．１８ｍｍ〜０．６０ｍｍとなり、参考例２では、０．２１ｍｍ〜０．７５ｍｍとなっている。

（実施例１）
上述した薄膜金属５１を２枚積層すると共にそれらの間に非圧縮性流体５２を充填してダイヤフラム体５０を作製し、このダイヤフラム体５０における弁ポート１６に最も近い薄膜金属５１Ａの中央部分Ｃの予変形量が０．３７ｍｍになるようにして、当該ダイヤフラム体５０を組み付けた圧力作動弁１を作製し、これを実施例１とした。（即ち、予変形量を上述したスナップアクション式の反転動作を行う変形量の範囲内（０．２２ｍｍ〜０．６５ｍｍ）とした。）

（実施例２）
実施例１において、ダイヤフラム体５０における薄膜金属５１Ａの中央部分Ｃの予変形量を０．５７ｍｍとした以外は、実施例１と同一の構成として作製し、これを実施例２とした。（即ち、予変形量を上述したスナップアクション式の反転動作を行う変形量の範囲内（０．２２ｍｍ〜０．６５ｍｍ）とした。）

（比較例１）
実施例１において、ダイヤフラム体５０における薄膜金属５１Ａの中央部分Ｃの予変形量を０．１８ｍｍとした以外は、実施例１と同一の構成として作製し、これを比較例１とした。（即ち、予変形量を上述したスナップアクション式の反転動作を行う変形量の範囲外（０．２２ｍｍ〜０．６５ｍｍ）とした。）

（比較例２）
実施例１において、ダイヤフラム体５０における薄膜金属５１Ａの中央部分Ｃの予変形量を０．００ｍｍ（予変形なし）とした以外は、実施例１と同一の構成として作製し、これを比較例２とした。（即ち、予変形量を上述したスナップアクション式の反転動作を行う変形量の範囲外（０．２２ｍｍ〜０．６５ｍｍ）とした。）

（弁棒の移動量測定）
上述した実施例１、２及び比較例１、２の圧力作動弁１において、入口継手１２ａから流入する流体の圧力に対する弁棒３１の移動量を測定して、以下の判定基準に基づいて判定をおこなった。
○・・・グラフ中に縦軸と平行な変化をする部分がなく、スナップアクション式の動作をしない。
×・・・グラフ中に縦軸と平行な変化をする部分があり、スナップアクション式の動作をする。

図１０に実施例１、２及び比較例１、２における流体圧力に対する弁棒の移動量の測定結果のグラフを示す。以下に、実施例１、２及び比較例１、２における判定結果を示す。
実施例１・・・○
実施例２・・・○
比較例１・・・×
比較例２・・・×

実施例１、２では、スナップアクション式の動作をせず、図１０のグラフからも明らかなように、圧力に応じて弁棒３１の移動量、即ち、ダイヤフラム体５０の変形量が変化している。即ち、スローアクション式の動作をしている。一方、比較例１、２では、スナップアクション式の動作をしており、図１０のグラフからも明らかなように、所定の圧力において、弁棒３１の移動量がある圧力において急激に（縦軸方向に平行に）変化している。即ち、スナップアクション式の動作をしている。

このことから、実施例１、２では、流体圧力に応じて弁棒３１が移動するため急激な流量の増減が生じることがないことがわかり、チャタリング動作が抑制される。一方、比較例１、２では、所定の流体圧力において弁棒３１が大きく移動するため急激な流量の増減が生じることがわかり、チャタリング動作が発生する。

このように、実際の動作結果からも、本発明が流量の増減を繰り返すチャタリング動作を抑制できる効果を奏することが明らかとなった。

１ 圧力作動弁
１０ 弁ハウジング
１６ 弁ポート
１９ 弁座部
２５ 弁室
３０ 弁部材
３１ 弁棒
３２ ボール弁（弁体）
４０ コイルばね
５０、５０Ａ ダイヤフラム体
５１、５１Ａ〜５１Ｇ 薄膜金属
５２ 非圧縮性流体
５３ 環状平板部
５４、５４Ｆ、５４Ｇ 突部
５５、５５Ｇ 第１構成部分
５６、５６Ｄ、５６Ｅ、５６Ｇ 第２構成部分
５７Ｇ 第３構成部分
５８ 貫通孔
Ｃ 突部の中央部分
Ｐ０ 突部の初期位置
Ｐ１ 突部の反転動作開始位置
Ｐ２ 突部の反転位置
Ｑ０ 突部の初期位置及び反転動作開始位置に対応する弁棒の位置
Ｑ２ 突部の反転位置に対応する弁棒の位置

Claims (4)

1. 弁ハウジングと、前記弁ハウジングと共に弁室を区画する、当該弁室内の流体圧力により変形するばね性の複数の薄膜金属が積層されて構成されたダイヤフラム体と、前記弁ハウジングに設けられ、前記流体圧力による前記ダイヤフラム体の変形に伴って開閉される弁ポートが形成された弁座部と、を備えた圧力作動弁であって、
   前記複数の薄膜金属のそれぞれが、環状平板部と当該環状平板部の内縁に一体に連接された平面視円形状で一方向に山状に盛り上がった突部とを有し、単体状態において前記突部全体が初期形状から前記一方向と反対の反転動作方向に向けて所定の反転動作開始位置に至る形状まで変形されたときに当該突部がスナップアクション式の反転動作をするように形成され、前記突部がそれぞれ同一方向を向くようにして互いに積層され、
   前記ダイヤフラム体が、前記複数の薄膜金属のそれぞれの突部を前記弁ポート側に向けるようにして当該ダイヤフラム体の周縁が前記弁ハウジングに固定され、
   前記弁ポートが、当該弁ポートに最も近い前記薄膜金属の突部の中央部分の移動に応じて開閉され、
   前記弁ポートが閉じられる弁閉時において、前記弁ポートに最も近い前記薄膜金属の突部の中央部分が前記反転動作開始位置における当該中央部分に対応する位置を前記反転動作方向側に超えて配置されかつ当該突部の中央部分以外の部分が前記反転動作開始位置における当該中央部分以外の部分に対応する位置の手前に配置された形状に予め変形されていることにより、前記ダイヤフラム体が前記流体圧力に応じて変形動作し、
   前記複数の薄膜金属の間に、非圧縮性流体が充填されていることを特徴とする圧力作動弁。
2. 弁ハウジングと、前記弁ハウジングと共に弁室を区画する、当該弁室内の流体圧力により変形するばね性の複数の薄膜金属が積層されて構成されたダイヤフラム体と、前記弁ハウジングに設けられ、前記流体圧力による前記ダイヤフラム体の変形に伴って開閉される弁ポートが形成された弁座部と、を備えた圧力作動弁であって、
   前記複数の薄膜金属のそれぞれが、環状平板部と当該環状平板部の内縁に一体に連接された平面視円形状で一方向に山状に盛り上がった突部とを有し、単体状態において前記突部全体が初期形状から前記一方向と反対の反転動作方向に向けて所定の反転動作開始位置に至る形状まで変形されたときに当該突部がスナップアクション式の反転動作をするように形成され、前記突部がそれぞれ同一方向を向くようにして互いに積層され、
   前記ダイヤフラム体が、前記複数の薄膜金属のそれぞれの突部を前記弁ポート側に向けるようにして当該ダイヤフラム体の周縁が前記弁ハウジングに固定され、
   前記弁ポートが、当該弁ポートに最も近い前記薄膜金属の突部の中央部分の移動に応じて開閉され、
   前記弁ポートが閉じられる弁閉時において、前記弁ポートに最も近い前記薄膜金属の突部の中央部分が前記反転動作開始位置における当該中央部分に対応する位置を前記反転動作方向側に超えて配置されかつ当該突部の中央部分以外の部分が前記反転動作開始位置における当該中央部分以外の部分に対応する位置の手前に配置された形状に予め変形されていることにより、前記ダイヤフラム体が前記流体圧力に応じて変形動作し、
   前記複数の薄膜金属から前記弁ポートに最も近い前記薄膜金属を除いた残りの１つ又は複数の前記薄膜金属のうちの少なくとも１つは、その前記突部の中央に貫通孔が形成されていることを特徴とする圧力作動弁。
3. 前記突部が、同心状に配置されて半径方向に順次連接された複数の構成部分を有し、
   前記複数の構成部分のそれぞれが、隣接する他の前記構成部分と半径方向の湾曲程度又は前記環状平板部に対する傾斜程度が互いに異なるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力作動弁。
4. 前記弁ポートを開閉する弁体と、
   前記ダイヤフラム体の変形に伴って前記弁ポートが開閉されるように当該ダイヤフラム体と前記弁体とを連結する円柱状の弁棒と、をさらに備え、
   前記弁棒における前記ダイヤフラム体側の端面の直径が、前記ダイヤフラム体における前記弁ポートに最も近い前記薄膜金属の突部の中央に位置する前記構成部分の直径より小さくされていることを特徴とする請求項３に記載の圧力作動弁。

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