JPH06200901A

JPH06200901A - 波紋形ダイヤフラム用波型容器

Info

Publication number: JPH06200901A
Application number: JP4358689A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sugimura; 一夫杉村
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1994-07-19

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、ダイヤフラムの変形を拘束して規
則的なものとし、ダイヤフラムの移動中における局部的
な曲げ方向の反転をなくし、ダイヤフラムの耐久性を高
め、寿命を長くすることを課題とする。また、本発明は
前記のダイヤフラムをダイヤフラム式アキュムレータ、
ダイヤフラム式ポンプ等のダイヤフラム装置に適用し、
ダイヤフラムがダイヤフラム装置の壁面に接触した場合
の、ダイヤフラムの局部的な曲げ方向の反転をなくし、
ダイヤフラムの耐久性を高め、寿命を長くすることを課
題とする。【構成】波紋形ダイヤフラム用波型容器において、中
央部が略円形平板状で、略同心円状の凸部及び凹部が交
互に連続して形成された円形波形ダイヤフラムが略椀波
形凹部を有する二つの容器によって挟持され、前記ダイ
ヤフラムが伸びたとき、それと相対する容器の凹部を略
同一形状に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダイヤフラム式アキュ
ムレータ、ダイヤフラムポンプ等に用いられる波紋形ダ
イヤフラム用波型容器に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ダイヤフラム式アキュムレータ
においては、本体（シェル）内周面に対してダイヤフラ
ム（ブラダ）の周縁部外周面を当接せしめて周縁部内周
面に形成された弾性取付部を取付部材によって固定する
ことにより、ダイヤフラムの内部空間をガス室と液体室
とに区画している。そして、弾性取付部から同一距離上
の本体の内周面を内側へ向かって突出部を形成すること
により、ダイヤフラムの弾性材料層の湾曲反転部の内側
変曲点及び外側変曲点のうち少なくとも内側変曲点と本
体内周面との間の距離を削減し、ダイヤフラムの湾曲反
転部の内側変曲点及び外側変曲点のうち少なくとも内側
変曲点における弾性材料層の座屈応力を増大せしめて破
断応力に接近せしめ弾性材料層に座屈が発生することを
抑制することが知られている。（例えば、実開平４−１
０１８０１号公報参照）

【０００３】従来のダイヤフラム式アキュムレータにお
いて、液体室の圧力が低下し、ダイヤフラムが液体室の
前記突出部に向かい突出部に沿って移動する場合には、
ダイヤフラムが本体の内面に接触しつつ規則的に変形す
る。しかし、ダイヤフラムが突出部を経過して移動した
後は、ダイヤフラムが不規則な変形をする。また、液体
室の圧力が増加し、ダイヤフラムがガス室に向かって移
動するときには、ダイヤフラムが本体に接触することが
なく、不規則に変形する。不規則な変形として、例えば
移動中のダイヤフラムの局部的な曲げ方向の反転があ
る。局部的な曲げ方向の反転は、ダイヤフラムが全体と
してガス室又は液体室の方向に移動しているときに、ダ
イヤフラムの局部において凸状から凹状に反転し又はそ
の反対の反転をすることである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のダイヤフラム式
アキュムレータのダイヤフラムは、前記のダイヤフラム
の不規則な変形、とりわけダイヤフラムの局部的な曲げ
方向の反転が生じ、局部的な曲げ方向の反転を繰り返す
ことにより反転箇所が疲労し、反転箇所の強度が早期に
低下し、破壊し易くなる。本発明は、ダイヤフラムの変
形を拘束して規則的なものとし、ダイヤフラムの移動中
における局部的な曲げ方向の反転をなくし、ダイヤフラ
ムの耐久性を高め、寿命を長くすることを課題とする。
また、本発明は前記のダイヤフラムをダイヤフラム式ア
キュムレータ、ダイヤフラム式ポンプ等のダイヤフラム
装置に適用し、ダイヤフラムがダイヤフラム装置の壁面
に接触した場合の、ダイヤフラムの局部的な曲げ方向の
反転をなくし、ダイヤフラムの耐久性を高め、寿命を長
くすることを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、波紋形ダイヤフラム用波型容器において、中央部が
略円形平板状で、略同心円状の凸部及び凹部が交互に連
続して形成された円形波形ダイヤフラムが略椀波形凹部
を有する二つの容器によって挟持され、前記ダイヤフラ
ムが伸びたとき、それと相対する容器の凹部を略同一形
状に形成したことを技術的手段とする。なお、ここに略
円形とは、円形、楕円等の円形の概念に近い形状及びそ
れらの変形した形状をいう。略円形波形ダイヤフラムと
は、ダイヤフラムの作動する部分の形状が略円板形状と
いう意味であって、ダイヤフラムの支持部分を含めた場
合に全体として多角形等の任意の形状になるものも含ま
れる。前記中央部には、各種の部材を取り付けるため
に、取着用の穴等が形成されたものを包含する。略円形
平板状とは、略円形であって、しかも略平ら（製造後に
湾曲等の変形をしたものを含む。）である形状をいう。
略同心円状とは、中心的な部分が同じ位置にある２以上
の前記略円形の存在する状態、及び２以上の前記略円形
が所定の間隔を隔てて存在する状態を意味し、略同心円
状の凸部及び凹部とは、略同心円の断面（略同心円の中
心を通る断面）が各種の曲線から選択された山形状及び
谷形状であることを意味する。ダイヤフラムの材質は、
合成樹脂（例えば、四ふっかエチレン樹脂（商品名はテ
フロン）、ゴム）、金属（例えば、銅、ステンレス）等
とすることができる。また、容器の一方の凹部が伸びた
前記ダイヤフラムと略同一形状に形成したことを技術的
手段とする。

【０００６】

【作用】本発明のダイヤフラムは、中央部が略円形平板
状とされ、略同心円状の凸部及び凹部が交互に連続して
形成されているので、ダイヤフラムが全体としてガス室
又は液体室の方向に移動しているときに、略同心円状に
形成された凸部及び凹部はその曲げ方向を変えることが
なく、凸部は常に凸部の形状を維持し、凹部も同様にそ
の形状を維持する。そして、本発明の波紋形ダイヤフラ
ム用波型容器は、前記ダイヤフラムが略椀波形凹部を有
する二つの容器によって挟持され、前記ダイヤフラムが
伸びたとき、それと相対する容器の凹部を略同一形状に
形成したので、ダイヤフラムの凸部及び凹部がその形状
を維持しつつ、凹所の対向部分にぴったりと嵌合する。

【０００７】

【実施例】図１〜図２を用いて、本発明のダイヤフラム
及びダイヤフラム装置の第１実施例について説明する。
図１は、アキュムレータに適用した場合のダイヤフラム
及びダイヤフラム式アキュムレータ（ダイヤフラム装
置）の断面図である。ダイヤフラム１は全体として略円
形板状であり、中央部２は略円形平板状とされ、その外
周に略同心円状（輪状）の凸部３及び凹部４が交互に連
続して円形波状に形成される。凸部３及び凹部４の形状
は、正弦波を基本とする曲線であるが、実験により種々
に変形させる。ダイヤフラムの材質として、ここでは耐
薬品性に優れた四ふっかエチレン樹脂（商品名はテフロ
ン）を使用し、0.3 mm又は0.5 mmの四ふっかエチレン樹
脂板を加工して用いる。

【０００８】ダイヤフラム式アキュムレータには本体６
と側板７とがあり、本体６と側板７との対向面には、面
部分にそれぞれ略波状の凹所８（本体６側）及び凹所９
（側板７側）が形成され、その外側に段付環状の挟持部
15（本体６側）及び挟持部16（側板７側）がそれぞれ形
成される。挟持部15には第１環状溝17が形成され、挟持
部16の第１環状溝17と対向した位置に第２環状溝18が形
成され、第１環状溝17及び第２環状溝18には第１シール
材11及び第２シール材12がそれぞれ嵌合される。ダイヤ
フラム１の外周部が挟持部15，16によって接合され、本
体６及び側板７に形成された複数のボルト孔19，20に複
数のボルト22が挿通され、複数のボルト22に複数のナッ
ト23がねじ込まれる。こうして、ダイヤフラム１の外周
部が挟持部15，16によって挟持され、第１シール材11及
び第２シール材12によってダイヤフラム１の上下の空間
（凹所８及び凹所９）の間が密封される。側板７の凹所
９とダイヤフラム１との間の空間はガス室13とされ、ガ
ス室13には側板７の連結穴28に連結された給気口27を介
してガスが封入される。同様に、本体６の凹所８とダイ
ヤフラム１との間の空間は流体室14とされ、流体室14に
は本体６の給排口25、接続口26を介して外部の流体が導
入される。このダイヤフラム式アキュムレータは、流体
の脈動吸収、サージ圧吸収等に使用され、例えば塗料を
吹きつけする場合に、脈動を吸収して塗料の圧力を一定
にするために用いられる。

【０００９】流体室14内の圧力変動に従って、ダイヤフ
ラム１がガス室13側又は流体室14側に伸縮（移動）し、
このダイヤフラム１の伸縮によりダイヤフラム１が凹所
８又は凹所９に接触する。ダイヤフラム１が接触する凹
所８及び凹所９の表面の接触箇所は、伸長したダイヤフ
ラム１の略同心円状の凸部３、凹部４等の凸部及び凹部
の対向部分と対応した対称的な形状で、略同心円状の凹
部30、凸部31等の凸部及び凹部が交互に連続した形状と
される。例えば、ダイヤフラム１がガス室13側に伸長し
て、ダイヤフラム１が凹所９の表面と全面的に接触する
とき、ダイヤフラム１の略同心円状の凸部３及び凹部４
等の凸部及び凹部は、凹所９に形成された凹部30、凸部
31等の凸部及び凹部に、それぞれぴったりと接触し嵌合
するように形成される。

【００１０】図１には、ガス室13内の圧力と流体室14内
の圧力とが、同一の状態のときのダイヤフラム１が実線
で示され、ダイヤフラム１はガス室13と流体室14の中間
位置にあって、ダイヤフラム１全体としてどちら側にも
曲がらない略水平の位置にある。図２は、実験により流
体室14の圧力を変化させ、そのときのダイヤフラム１の
位置を測定した結果を図示したものである。図２におい
て、位置Ａは図１の実線と同様の中間位置である。流体
室14の圧力を上昇させると、ダイヤフラム１がガス室13
側に伸長し、順次に位置Ａから位置Ｂ、位置ｃ、位置Ｄ
へと移動し、ついにダイヤフラム１が凹所９と全面的に
接触する位置Ｅに至る。次に、流体室14の圧力を下降さ
せると、ダイヤフラム１が流体室14側に伸長し、順次に
位置Ａから位置Ｆ、位置Ｇ、位置Ｈへと移動し、ついに
ダイヤフラム１が凹所８と全面的に接触する位置Ｉに至
る。ダイヤフラム１が移動するとき、ダイヤフラム１の
弾性及び剛性と、略同心円状の凸部及び凹部が交互に連
続して形成されていることとにより、その変形が拘束さ
れ、ダイヤフラム１は図２に示すように規則的に伸縮
し、局部的な曲げ方向の反転は生じない。

【００１１】図３は本発明のダイヤフラム及びダイヤフ
ラム装置の第２実施例を示し、図４は同じく第３実施
例、図５は同じく第４実施例をそれぞれ示す。第２実施
例（図３）は、第１実施例に較べ本体33の凹所35及び側
板34の凹所36が共に浅く、ガス室及び流体室の容積がや
や小さい。従って、ダイヤフラム32の移動距離は少ない
ので、第１実施例においては、ダイヤフラム１の凸部・
凹部が各３個半あるのに対して、第２実施例ではダイヤ
フラム32の凸部・凹部が各２個半であり、略同心円状の
凸部及び凹部の高さも低く、ダイヤフラム32の移動時の
曲げ、引張りは緩やかとなる。第２実施例の本体33の凹
所35及び側板34の凹所36の形状は、ダイヤフラム32の形
状に応じた形状とされる。

【００１２】第３実施例（図４）は、第２実施例に較べ
本体39の凹所41及び側板40の凹所42が共に深く、ガス室
及び流体室の容積が大きい。従って、ダイヤフラム38の
移動距離が長いので、第３実施例においては、第２実施
例のダイヤフラム32に較べ、略同心円状の凸部及び凹部
の高さが高く、ダイヤフラム32の移動時の曲げは激しく
なる。第３実施例の本体39の凹所41及び側板40の凹所42
の形状は、ダイヤフラム38の形状に応じた形状とされ
る。

【００１３】第４実施例（図５）は、第３実施例に較
べ、ダイヤフラム44の材料を曲げ・引張りの許容範囲の
広い（剛性の低い）材料とした例である。ダイヤフラム
44の材料が曲げ・引張りの許容範囲の広い材料であるの
で、ダイヤフラム44が曲がり易く、本体45の凹所47及び
側板46の凹所48の形状は、第３実施例に較べ凹凸が少な
い。

【００１４】

【発明の効果】本発明のダイヤフラムは、中央部が略円
形平板状とされ、略同心円状の凸部及び凹部が交互に連
続して形成されている。ダイヤフラムのこうした形状と
弾性及び剛性により、ダイヤフラムの変形が拘束され、
ダイヤフラムが全体としてガス室又は液体室の方向に移
動しているときに、略同心円状に形成された凸部及び凹
部はその曲げ（湾曲）方向を変えることがない。従っ
て、移動中のダイヤフラムは規則的に変形し、ダイヤフ
ラムの移動中における局部的な曲げ方向の反転がなく、
ダイヤフラムの耐久性が高く、寿命が長い。また、本発
明の波紋形ダイヤフラム用波型容器は、前記ダイヤフラ
ムが略椀波形凹部を有する二つの容器によって挟持さ
れ、前記ダイヤフラムが伸びたとき、それと相対する容
器の凹部を略同一形状に形成したので、ダイヤフラムの
略同心円状の凸部及び凹部がその形状を維持しつつ、凹
所の対向部分にぴったりと嵌合する。従って、ダイヤフ
ラムがダイヤフラム装置の壁面に接触した場合の、ダイ
ヤフラムの局部的な曲げ方向の反転をなく、ダイヤフラ
ムの耐久性が高く、寿命も長い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の断面を示す図である。

【図２】本発明の第１実施例の実験結果を示す図であ
る。

【図３】本発明の第２実施例の断面を示す図である。

【図４】本発明の第３実施例の断面を示す図である。

【図５】本発明の第４実施例の断面を示す図である。

【符号の説明】

１ダイヤフラム２中央部３凸部４凹部６本体７側板８凹所９凹所

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中央部が略円形平板状で、略同心円状の
凸部及び凹部が交互に連続して形成された円形波形ダイ
ヤフラムが略椀波形凹部を有する二つの容器によって挟
持され、前記ダイヤフラムが伸びたとき、それと相対す
る容器の凹部を略同一形状に形成したことを特徴とする
波紋形ダイヤフラム用波型容器。
【請求項２】請求項１記載の容器の一方の凹部が伸び
た前記ダイヤフラムと略同一形状に形成したことを特徴
とする波紋形ダイヤフラム用波型容器。