JPH0674850B2 - 金属ダイヤフラム弁 - Google Patents
金属ダイヤフラム弁Info
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- JPH0674850B2 JPH0674850B2 JP62181320A JP18132087A JPH0674850B2 JP H0674850 B2 JPH0674850 B2 JP H0674850B2 JP 62181320 A JP62181320 A JP 62181320A JP 18132087 A JP18132087 A JP 18132087A JP H0674850 B2 JPH0674850 B2 JP H0674850B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は各種ガス工業、分析、医療、生物工学、計装な
どに用いられる比較的小口径の金属製ダイヤフラムを用
いたダイヤフラム弁に関するものである。
どに用いられる比較的小口径の金属製ダイヤフラムを用
いたダイヤフラム弁に関するものである。
従来、金属製ダイヤフラムを用いた弁として例えば第５
図で示すような特開昭61−244976で開示されたものがあ
る。 このものは、流体入口11と流体出口12に連通する浅窪状
の栓室16の底面に栓座15を設けた筐体10と、栓座15の上
方に配設されて前記栓室16の気密を保持すると共に、擬
弾性変形により栓座15へ当座して流体を遮断するNi−Ti
合金製のダイヤフラム17と、ダイヤフラム17の上方に昇
降自在に配設され、これを弁座15へ当座せしめるスピン
ドル18とよりなり、前記Ni−Ti合金製ダイヤフラム17の
擬弾性特性による復元力により開放時にダイヤフラム17
を栓座15から離座せしめることを特徴とする流体遮断開
放器である。 すなわちダイヤフラム17はNi−Ti系の合金を用いて形成
し、設定されたAf変態温度を越える温度で擬弾性変形を
する。そしてAf変態温度よりやや高い目の温度条件で使
用し、スピンドル18を下方へ押圧しダイヤフラム17の擬
弾性変形に抗してダイヤフラム17を栓座15へ押し付けて
擬弾性特性によって下方へ膨出した状態に変形させ栓座
15に当座して閉とする。開放する場合はスピンドル18を
上方へ引き上げるとダイヤフラム17のスピンドル18によ
り窪部がNi−Ti合金の有する擬弾性特性により縮んで平
板状に復元し栓座15より離座して開放されるものであ
る。そしてダイヤフラム17は筐体10と押え金23との間で
筐体10に締め付ける袋ナット21によってガスケット22を
介して挟着され、栓室16を気密に保持している。
図で示すような特開昭61−244976で開示されたものがあ
る。 このものは、流体入口11と流体出口12に連通する浅窪状
の栓室16の底面に栓座15を設けた筐体10と、栓座15の上
方に配設されて前記栓室16の気密を保持すると共に、擬
弾性変形により栓座15へ当座して流体を遮断するNi−Ti
合金製のダイヤフラム17と、ダイヤフラム17の上方に昇
降自在に配設され、これを弁座15へ当座せしめるスピン
ドル18とよりなり、前記Ni−Ti合金製ダイヤフラム17の
擬弾性特性による復元力により開放時にダイヤフラム17
を栓座15から離座せしめることを特徴とする流体遮断開
放器である。 すなわちダイヤフラム17はNi−Ti系の合金を用いて形成
し、設定されたAf変態温度を越える温度で擬弾性変形を
する。そしてAf変態温度よりやや高い目の温度条件で使
用し、スピンドル18を下方へ押圧しダイヤフラム17の擬
弾性変形に抗してダイヤフラム17を栓座15へ押し付けて
擬弾性特性によって下方へ膨出した状態に変形させ栓座
15に当座して閉とする。開放する場合はスピンドル18を
上方へ引き上げるとダイヤフラム17のスピンドル18によ
り窪部がNi−Ti合金の有する擬弾性特性により縮んで平
板状に復元し栓座15より離座して開放されるものであ
る。そしてダイヤフラム17は筐体10と押え金23との間で
筐体10に締め付ける袋ナット21によってガスケット22を
介して挟着され、栓室16を気密に保持している。
上記流体遮断開放器の欠点は次の通りである。 イ）ダイヤフラム挟着部の気密を保つためにガスケット
22を用いている。このため流体が腐食性のガスを用いる
場合にガスケットが腐食劣化する。また洗浄度が要求さ
れる分析医療等の分野ではガスケットから発生する異物
が流体中に混入する恐れがある。 ロ）ダイヤフラム17としてNi−Ti系の形状記憶合金を用
いなければならず、この合金のAf変態温度の管理が困難
で又高価である。 ハ）弁は設置場所や流体温度によって使用時の温度が変
化するため、一定の条件下でしか使用できない。 ニ）ダイヤフラム17はその外周が挟着固定された状態で
の擬弾性変形内で直接引張力を与える変形であるため、
変形量は大きく取れず、弁座を開放するリフトは小さな
ものしか得られず、流体が通過する流過抵抗は大きなも
のとなる。 ホ）弁の閉塞時は元の復元形状に抗してスピンドル18で
強制的に変形させているため、長期の繰り返し使用に対
して形状記憶合金の擬弾性特性が徐序に失われ、復元作
用が働かなくなる。 本発明は上記の問題点を解消するダイヤフラム弁及びダ
イヤフラム弁用のダイヤフラムを提供するものである。
22を用いている。このため流体が腐食性のガスを用いる
場合にガスケットが腐食劣化する。また洗浄度が要求さ
れる分析医療等の分野ではガスケットから発生する異物
が流体中に混入する恐れがある。 ロ）ダイヤフラム17としてNi−Ti系の形状記憶合金を用
いなければならず、この合金のAf変態温度の管理が困難
で又高価である。 ハ）弁は設置場所や流体温度によって使用時の温度が変
化するため、一定の条件下でしか使用できない。 ニ）ダイヤフラム17はその外周が挟着固定された状態で
の擬弾性変形内で直接引張力を与える変形であるため、
変形量は大きく取れず、弁座を開放するリフトは小さな
ものしか得られず、流体が通過する流過抵抗は大きなも
のとなる。 ホ）弁の閉塞時は元の復元形状に抗してスピンドル18で
強制的に変形させているため、長期の繰り返し使用に対
して形状記憶合金の擬弾性特性が徐序に失われ、復元作
用が働かなくなる。 本発明は上記の問題点を解消するダイヤフラム弁及びダ
イヤフラム弁用のダイヤフラムを提供するものである。
本発明の要旨は、ダイヤフラムの外周部を弁と密封的に
挟持して弁の弁座に対向して配置し、該ダイヤフラムの
中央部を弁座方向に変位させる負荷手段をダイヤフラム
に対して弁座とは反対側に設け、該負荷手段の印加によ
ってダイヤフラムを弁座に当接させ、負荷手段の解除に
よってダイヤフラムを原形状に自己復帰させて弁の開閉
を行うダイヤフラム弁において、 前記ダイヤフラムは中央部が弁座と離れる方向に大きな
曲率半径を持つ部分球殻形状に膨らみ、少なくとも周辺
部にダイヤフラムの材質より柔らかい金属をメッキした
金属製薄板からなり、該ダイヤフラムの荷重−変位特性
は極大値と極小値とを有し、且つ極小値は正の荷重であ
ることを特徴とするダイヤフラム弁である。
挟持して弁の弁座に対向して配置し、該ダイヤフラムの
中央部を弁座方向に変位させる負荷手段をダイヤフラム
に対して弁座とは反対側に設け、該負荷手段の印加によ
ってダイヤフラムを弁座に当接させ、負荷手段の解除に
よってダイヤフラムを原形状に自己復帰させて弁の開閉
を行うダイヤフラム弁において、 前記ダイヤフラムは中央部が弁座と離れる方向に大きな
曲率半径を持つ部分球殻形状に膨らみ、少なくとも周辺
部にダイヤフラムの材質より柔らかい金属をメッキした
金属製薄板からなり、該ダイヤフラムの荷重−変位特性
は極大値と極小値とを有し、且つ極小値は正の荷重であ
ることを特徴とするダイヤフラム弁である。
本発明は上記の構成であるから、弾性的に自己反復復元
するダイヤフラムの中でも、特にダイヤフラムの荷重−
変位特性は極大値と極小値とを有す性質を備えたもの、
即ち荷重−変位特性が比例的でなく、荷重に対して変位
が大きい、極大値と極小値を描く性質のダイヤフラム弁
である。このため、単に荷重と変位が比例的に上昇する
ものと比べて変位量が荷重に対して大きく得られ、しか
も極小値が正の値であるから弾性的に自己反復復元す
る。 従って自己復元力を備えたダイヤフラム弁の中でも、荷
重−変位特性が比例的に変化しないので、変位量のみ大
きく変化する性質の大きな開閉リフトを持ったダイヤフ
ラムが得られる。又復元させるための部材等を別に設け
る必要がなく、弁座と反対側でダイヤフラムの中央部を
弁座側に変位させるだけで弁を開閉することが出来る。 またダイヤフラムの少なくとも周辺部にメッキした軟質
金属によってダイヤフラム挟着部がシールされる。この
ため弁内部に合成樹脂等のシール材を設ける必要がない
ので異物が混入する恐れやシール性が劣化する恐れがな
い。 以上の結果、形状が簡単になり、流量が大きく金属粉が
発生しないクリーンなダイヤフラム弁を得ることが出来
る。
するダイヤフラムの中でも、特にダイヤフラムの荷重−
変位特性は極大値と極小値とを有す性質を備えたもの、
即ち荷重−変位特性が比例的でなく、荷重に対して変位
が大きい、極大値と極小値を描く性質のダイヤフラム弁
である。このため、単に荷重と変位が比例的に上昇する
ものと比べて変位量が荷重に対して大きく得られ、しか
も極小値が正の値であるから弾性的に自己反復復元す
る。 従って自己復元力を備えたダイヤフラム弁の中でも、荷
重−変位特性が比例的に変化しないので、変位量のみ大
きく変化する性質の大きな開閉リフトを持ったダイヤフ
ラムが得られる。又復元させるための部材等を別に設け
る必要がなく、弁座と反対側でダイヤフラムの中央部を
弁座側に変位させるだけで弁を開閉することが出来る。 またダイヤフラムの少なくとも周辺部にメッキした軟質
金属によってダイヤフラム挟着部がシールされる。この
ため弁内部に合成樹脂等のシール材を設ける必要がない
ので異物が混入する恐れやシール性が劣化する恐れがな
い。 以上の結果、形状が簡単になり、流量が大きく金属粉が
発生しないクリーンなダイヤフラム弁を得ることが出来
る。
以下本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。 １はダイヤフラム弁の本体で、次のように構成されてい
る。左側に流入口３、右側に流出口４を形成し、中央部
に流入口とつながり流れ方向を上向きにする上向き流路
５を形成し、更に上向き流路５の流出口側に流出口４と
つながり、流れ方向が下向きである下向き流路６を形成
する。 また上向き流路５の上端部には弁座７を設け、弁座７の
上面にはAl、Cu、Ag、Au等の柔らかい金属がメッキして
ある。弁の本体上部は開放されており、本体１のふた２
を嵌合装着し、嵌合したふたのストッパーとして本体１
の嵌合部に段差12を形成する。本体１にふた２を嵌合装
着することによって本体１の上部とふた２との間に流体
室13が形成され、この流体室13は上向き流路５と下向き
流路６とを連通している。 本体１とふた２とを嵌合装着するとき、本体１の上向き
流路５の上面にステンレス製薄板のダイヤフラム９を設
けて、その外周部を本体１の段差部12とふた２の外周部
下面とで密封的に挟持する。この挟持をするには本体上
部の外周部におねじを切り、このおねじに螺合するふた
押えナット10を螺合締め付けることによって行う。 ダイヤフラム９はステンレス製の薄板を１ないし10枚重
ね合わせて形成し、上記ステンレス製の薄板を重ね合わ
せた最下段の下面にAl、Cu、Ag、Au等のダイヤフラム９
の材質より柔らかい金属が５ないし10μの厚さ電気メッ
キしてある。このメッキは最下段の下面と最上段の上面
に施しても良く、又各ステンレス製ダイヤフラムの夫々
の少なくとも外周部上下面に施しても良い。 そしてダイヤフラムの中央部は上部側へ膨らませた大き
な曲率半径を持つ部分球殻形状をしている。ふた２の中
央には弁棒８が貫通する貫通孔を有しており、この貫通
部においてふた２と弁棒８とがねじ接合、螺合してい
る。弁棒８の上部にはハンドル11が着脱自在に固定さ
れ、ハンドル11を回転することによって弁棒８が上下に
移動する。 弁棒８の最下端面はダイヤフラム９の上面と面接触して
おり、弁棒８に固定したハンドル11を回転して弁棒８を
下げることによってダイヤフラム９も同時に押し下げ
る。押し下げられたダイヤフラムは最後に上向き流路５
の上部に装着した弁座７と圧着して弁は全閉状態とな
る。この後、弁棒８をハンドルの回転によって上昇させ
るとダイヤフラム９が弁棒８に追随して上昇する。即ち
ダイヤフラム９の保有している弾性力によってダイヤフ
ラム９は流通口を開く。 このダイヤフラム９を弁棒８によって押し下げ全閉状態
にしてこの後弁棒８を上昇してダイヤフラム９を上昇さ
せて弁を開にするとき、ダイヤフラム９が弁棒に追随す
るダイヤフラム９の形状について第２図ないし第４図を
用いて説明する。 第２図は本実施例のダイヤフラム９の形状を示す縦断面
図で、大きな曲率を持った部分球殻形状である。第２図
において、ダイヤフラムの曲率半径をＲ、ダイヤフラム
の板厚をｔ、ダイヤフラムの曲率中心とダイヤフラムの
球殻端の両端を結んだ直線のなす角度を２βとする。 次に第３図のごとく、このダイヤフラム９を弁棒８によ
りPKgの荷重で押したときのダイヤフラムの変位量をδm
mとする。荷重Ｐとダイヤフラムの板厚tmmと角度βrad
で表されるαの値を種々変えたとき（αをパラメータと
したとき）Ｐとδの関係は第４図の通りである。ここで
αはＲ・β2/tであり、ダイヤフラム９の板厚ｔはダイ
ヤフラムの曲率半径Ｒより十分小さいステンレス製の薄
板で、この薄板を複数枚重ね合わせてある。 第４図の各曲線は、上式におけるα＝2.1、α＝5.37、
α＝6.27の３種類のダイヤフラム９に荷重PKgを掛けた
ときのこれらのダイヤフラム９の変位量δmmを示し、図
の曲線はダイヤフラムの外周挟着部を結ぶ位置より下方
まで変形させた状態を示している。 図において、α＝2.1、α＝5.37、α＝6.27の３種類の
ダイヤフラムに各々荷重5Kgをかけたときのこれらの変
位量δは各々δ１、δ２、δ３である。ここでダイヤフ
ラム９の変位量δが大きいと、このダイヤフラム９は弁
棒８に追随して変位出来る最大変位量が大きいことを示
し、δ２、δ３はδ１より倍以上のリフトを有してい
る。この最大変位量δが大きいと弁の全開状態での流量
が大きくとれ、流過抵抗が小さくとれることを意味す
る。 図において、α＝2.1のダイヤフラム９は全変位量に渡
って荷重Ｐが大きくなるにつれて変位量δも増す比例関
係を示している。これに対してα＝5.37およびα＝＝6.
27のダイヤフラム９は、各々の変位量δが0.2mmのＡ点
まで荷重Ｐが大きくなるにつれて変位量δも増すが、変
位量δがＡ点以降Ｂ点まではＡ点の荷重より小さい荷重
Ｐで変位量δが増している。 ここでδ＝6.27のダイヤフラム９は変位量δがＣからＤ
の領域において荷重Ｐがマイナスになっている。このこ
とはα＝6.27のダイヤフラム９に荷重Ｐをかけ、このダ
イヤフラム９の変位量δを大きくしていき、荷重Ｐが０
となるＣ点まで来ると、以降荷重Ｐをかけなくとも変位
量がＤ点まで増すことを意味する。従ってＣ点を越えて
後、荷重Ｐを解除してもダイヤフラム９の変位量δは元
の０点に戻らない。即ち弁開閉時に弁棒８でダイヤフラ
ム９を押し下げ、次に弁棒８を上昇させてもダイヤフラ
ム９は弁棒９に追随せず、弁としての機能を果さなくな
る。 特に本発明では、ダイヤフラムの荷重−変位特性が負の
領域を持たないことが弁開閉に係る根本的な問題であ
り、ダイヤフラム９の荷重−変位曲線が正の領域内であ
る時をダイヤフラム９の弾性変形域と呼ぶ。 従ってダイヤフラム９の形状を選定する場合には、変形
量δが大きく取れ、荷重Ｐが負の領域を持たない様に気
を付けねばならない。またダイヤフラム９の外周部挟着
位置と弁座７との位置関係も、上記変位量δを考慮して
ダイヤフラムの弾性領域内で変形が行われる様にしなけ
ればならない。 以上の説明からダイヤフラム９はαが5.37付近より小さ
く且つ変位量δが大きいほうが弁のリフトが大きく弁の
流過抵抗が小さく取れるので弁として適している。従っ
て本発明ではダイヤフラム９の荷重−変位特性が極大値
と極小値とを有し、且つ極小値が正の荷重であるダイヤ
フラムを用いている。ここでα＝5.4とすると、 α＝Ｒ・β2/t＝5.4である。第２図におけるダイヤフラ
ム９の外周を挟持する挟着部の直径をφＫとすると、2R
・sinβ＝Ｋであるから、Ｒ＝K/2・sinβとなり、 α＝Ｒ・β2/t＝（K/2sinβ２）・（β2/t）＝5.4であ
るから、 （K/2t）・（β2/sinβ）＝5.4となる。 この式より、ダイヤフラム挟着部の直径φＫ及びダイヤ
フラム９の板厚ｔが決まるとβが決まり、φＫ及びｔが
決まると弁棒８に追随するダイヤフラム９の曲率半径Ｒ
を決めることが出来る。 本実施例では弁棒８をハンドル11の回転によって駆動し
ているが、空圧や磁力等によって駆動させても良い。 本実施例による金属ダイヤフラム弁はダイヤフラム周辺
部に施した軟質金属のメッキによってダイヤフラムの挟
着部がシールされる。更に金属製のダイヤフラムと金属
製の弁座面でシールされ開閉される。このため弁内部に
合成樹脂等の金属以外の部品がなく、流体中に異物が混
入する恐れやシール性が劣化する恐れがない。更にダイ
ヤフラムは、自己弾性復帰する性質を備えたダイヤフラ
ムの中でも特に変位量が大きいので、弁棒に追随して開
閉出来る開閉リフトが大きい、流量が大きく流過抵抗が
小さいダイヤフラム弁を得ることが出来る。またダイヤ
フラムを復帰させるためのスプリング等を設ける必要が
ないのでデッドスペースが少なく、摩擦金属粉の発生が
ないクリーンな弁が得られる。
る。左側に流入口３、右側に流出口４を形成し、中央部
に流入口とつながり流れ方向を上向きにする上向き流路
５を形成し、更に上向き流路５の流出口側に流出口４と
つながり、流れ方向が下向きである下向き流路６を形成
する。 また上向き流路５の上端部には弁座７を設け、弁座７の
上面にはAl、Cu、Ag、Au等の柔らかい金属がメッキして
ある。弁の本体上部は開放されており、本体１のふた２
を嵌合装着し、嵌合したふたのストッパーとして本体１
の嵌合部に段差12を形成する。本体１にふた２を嵌合装
着することによって本体１の上部とふた２との間に流体
室13が形成され、この流体室13は上向き流路５と下向き
流路６とを連通している。 本体１とふた２とを嵌合装着するとき、本体１の上向き
流路５の上面にステンレス製薄板のダイヤフラム９を設
けて、その外周部を本体１の段差部12とふた２の外周部
下面とで密封的に挟持する。この挟持をするには本体上
部の外周部におねじを切り、このおねじに螺合するふた
押えナット10を螺合締め付けることによって行う。 ダイヤフラム９はステンレス製の薄板を１ないし10枚重
ね合わせて形成し、上記ステンレス製の薄板を重ね合わ
せた最下段の下面にAl、Cu、Ag、Au等のダイヤフラム９
の材質より柔らかい金属が５ないし10μの厚さ電気メッ
キしてある。このメッキは最下段の下面と最上段の上面
に施しても良く、又各ステンレス製ダイヤフラムの夫々
の少なくとも外周部上下面に施しても良い。 そしてダイヤフラムの中央部は上部側へ膨らませた大き
な曲率半径を持つ部分球殻形状をしている。ふた２の中
央には弁棒８が貫通する貫通孔を有しており、この貫通
部においてふた２と弁棒８とがねじ接合、螺合してい
る。弁棒８の上部にはハンドル11が着脱自在に固定さ
れ、ハンドル11を回転することによって弁棒８が上下に
移動する。 弁棒８の最下端面はダイヤフラム９の上面と面接触して
おり、弁棒８に固定したハンドル11を回転して弁棒８を
下げることによってダイヤフラム９も同時に押し下げ
る。押し下げられたダイヤフラムは最後に上向き流路５
の上部に装着した弁座７と圧着して弁は全閉状態とな
る。この後、弁棒８をハンドルの回転によって上昇させ
るとダイヤフラム９が弁棒８に追随して上昇する。即ち
ダイヤフラム９の保有している弾性力によってダイヤフ
ラム９は流通口を開く。 このダイヤフラム９を弁棒８によって押し下げ全閉状態
にしてこの後弁棒８を上昇してダイヤフラム９を上昇さ
せて弁を開にするとき、ダイヤフラム９が弁棒に追随す
るダイヤフラム９の形状について第２図ないし第４図を
用いて説明する。 第２図は本実施例のダイヤフラム９の形状を示す縦断面
図で、大きな曲率を持った部分球殻形状である。第２図
において、ダイヤフラムの曲率半径をＲ、ダイヤフラム
の板厚をｔ、ダイヤフラムの曲率中心とダイヤフラムの
球殻端の両端を結んだ直線のなす角度を２βとする。 次に第３図のごとく、このダイヤフラム９を弁棒８によ
りPKgの荷重で押したときのダイヤフラムの変位量をδm
mとする。荷重Ｐとダイヤフラムの板厚tmmと角度βrad
で表されるαの値を種々変えたとき（αをパラメータと
したとき）Ｐとδの関係は第４図の通りである。ここで
αはＲ・β2/tであり、ダイヤフラム９の板厚ｔはダイ
ヤフラムの曲率半径Ｒより十分小さいステンレス製の薄
板で、この薄板を複数枚重ね合わせてある。 第４図の各曲線は、上式におけるα＝2.1、α＝5.37、
α＝6.27の３種類のダイヤフラム９に荷重PKgを掛けた
ときのこれらのダイヤフラム９の変位量δmmを示し、図
の曲線はダイヤフラムの外周挟着部を結ぶ位置より下方
まで変形させた状態を示している。 図において、α＝2.1、α＝5.37、α＝6.27の３種類の
ダイヤフラムに各々荷重5Kgをかけたときのこれらの変
位量δは各々δ１、δ２、δ３である。ここでダイヤフ
ラム９の変位量δが大きいと、このダイヤフラム９は弁
棒８に追随して変位出来る最大変位量が大きいことを示
し、δ２、δ３はδ１より倍以上のリフトを有してい
る。この最大変位量δが大きいと弁の全開状態での流量
が大きくとれ、流過抵抗が小さくとれることを意味す
る。 図において、α＝2.1のダイヤフラム９は全変位量に渡
って荷重Ｐが大きくなるにつれて変位量δも増す比例関
係を示している。これに対してα＝5.37およびα＝＝6.
27のダイヤフラム９は、各々の変位量δが0.2mmのＡ点
まで荷重Ｐが大きくなるにつれて変位量δも増すが、変
位量δがＡ点以降Ｂ点まではＡ点の荷重より小さい荷重
Ｐで変位量δが増している。 ここでδ＝6.27のダイヤフラム９は変位量δがＣからＤ
の領域において荷重Ｐがマイナスになっている。このこ
とはα＝6.27のダイヤフラム９に荷重Ｐをかけ、このダ
イヤフラム９の変位量δを大きくしていき、荷重Ｐが０
となるＣ点まで来ると、以降荷重Ｐをかけなくとも変位
量がＤ点まで増すことを意味する。従ってＣ点を越えて
後、荷重Ｐを解除してもダイヤフラム９の変位量δは元
の０点に戻らない。即ち弁開閉時に弁棒８でダイヤフラ
ム９を押し下げ、次に弁棒８を上昇させてもダイヤフラ
ム９は弁棒９に追随せず、弁としての機能を果さなくな
る。 特に本発明では、ダイヤフラムの荷重−変位特性が負の
領域を持たないことが弁開閉に係る根本的な問題であ
り、ダイヤフラム９の荷重−変位曲線が正の領域内であ
る時をダイヤフラム９の弾性変形域と呼ぶ。 従ってダイヤフラム９の形状を選定する場合には、変形
量δが大きく取れ、荷重Ｐが負の領域を持たない様に気
を付けねばならない。またダイヤフラム９の外周部挟着
位置と弁座７との位置関係も、上記変位量δを考慮して
ダイヤフラムの弾性領域内で変形が行われる様にしなけ
ればならない。 以上の説明からダイヤフラム９はαが5.37付近より小さ
く且つ変位量δが大きいほうが弁のリフトが大きく弁の
流過抵抗が小さく取れるので弁として適している。従っ
て本発明ではダイヤフラム９の荷重−変位特性が極大値
と極小値とを有し、且つ極小値が正の荷重であるダイヤ
フラムを用いている。ここでα＝5.4とすると、 α＝Ｒ・β2/t＝5.4である。第２図におけるダイヤフラ
ム９の外周を挟持する挟着部の直径をφＫとすると、2R
・sinβ＝Ｋであるから、Ｒ＝K/2・sinβとなり、 α＝Ｒ・β2/t＝（K/2sinβ２）・（β2/t）＝5.4であ
るから、 （K/2t）・（β2/sinβ）＝5.4となる。 この式より、ダイヤフラム挟着部の直径φＫ及びダイヤ
フラム９の板厚ｔが決まるとβが決まり、φＫ及びｔが
決まると弁棒８に追随するダイヤフラム９の曲率半径Ｒ
を決めることが出来る。 本実施例では弁棒８をハンドル11の回転によって駆動し
ているが、空圧や磁力等によって駆動させても良い。 本実施例による金属ダイヤフラム弁はダイヤフラム周辺
部に施した軟質金属のメッキによってダイヤフラムの挟
着部がシールされる。更に金属製のダイヤフラムと金属
製の弁座面でシールされ開閉される。このため弁内部に
合成樹脂等の金属以外の部品がなく、流体中に異物が混
入する恐れやシール性が劣化する恐れがない。更にダイ
ヤフラムは、自己弾性復帰する性質を備えたダイヤフラ
ムの中でも特に変位量が大きいので、弁棒に追随して開
閉出来る開閉リフトが大きい、流量が大きく流過抵抗が
小さいダイヤフラム弁を得ることが出来る。またダイヤ
フラムを復帰させるためのスプリング等を設ける必要が
ないのでデッドスペースが少なく、摩擦金属粉の発生が
ないクリーンな弁が得られる。
本発明のダイヤフラム弁は、自己弾性復帰する性質を備
えたダイヤフラムの中でも、特に変位量を大きくとれる
ダイヤフラムである。このため弁棒に追随して開閉出来
る開閉リフトが大きく、流量が大きく流過抵抗が小さい
ダイヤフラム弁を得ることが出来る。またダイヤフラム
に施した金属メッキによってダイヤフラムの挟着部がシ
ールされる。 このため弁内部に合成樹脂等の金属以外の部品がなく、
流体中に異物が混入する恐れやシール性が劣化する恐れ
がない。またダイヤフラムを復帰させるためのスプリン
グ等を設ける必要がないのでデッドスペースが少なく、
摩擦金属粉の発生がないクリーンな弁が得られる。
えたダイヤフラムの中でも、特に変位量を大きくとれる
ダイヤフラムである。このため弁棒に追随して開閉出来
る開閉リフトが大きく、流量が大きく流過抵抗が小さい
ダイヤフラム弁を得ることが出来る。またダイヤフラム
に施した金属メッキによってダイヤフラムの挟着部がシ
ールされる。 このため弁内部に合成樹脂等の金属以外の部品がなく、
流体中に異物が混入する恐れやシール性が劣化する恐れ
がない。またダイヤフラムを復帰させるためのスプリン
グ等を設ける必要がないのでデッドスペースが少なく、
摩擦金属粉の発生がないクリーンな弁が得られる。
第１図は本発明の一実施例を示す弁開時の縦断面図、第
２図はダイヤフラムの縦断面図、第３図は弁棒でダイヤ
フラムを押し下げているときの縦断面図、第４図はダイ
ヤフラムにかかる荷重と変位量の関係を表す図、第５図
は従来のダイヤフラム弁の縦断面図である。
２図はダイヤフラムの縦断面図、第３図は弁棒でダイヤ
フラムを押し下げているときの縦断面図、第４図はダイ
ヤフラムにかかる荷重と変位量の関係を表す図、第５図
は従来のダイヤフラム弁の縦断面図である。
１……本体、２……ふた、５……上向き流路、 ８……弁棒、９……ダイヤフラム、Ｐ……荷重、 δ……変位
Claims (1)
- 【請求項１】ダイヤフラムの外周部を弁と密封的に挟持
して弁の弁座に対向して配置し、該ダイヤフラムの中央
部を弁座方向に変位させる負荷手段をダイヤフラムに対
して弁座とは反対側に設け、該負荷手段の印加によって
ダイヤフラムを弁座に当接させ、負荷手段の解除によっ
てダイヤフラムを原形状に自己復帰させて弁の開閉を行
うダイヤフラム弁において、 前記ダイヤフラムは中央部が弁座と離れる方向に大きな
曲率半径を持つ部分球殻形状に膨らみ、少なくとも周辺
部にダイヤフラムの材質より柔らかい金属をメッキした
金属製薄板からなり、該ダイヤフラムの荷重−変位特性
は極大値と極小値とを有し、且つ極小値は正の荷重であ
ることを特徴とする金属ダイヤフラム弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62181320A JPH0674850B2 (ja) | 1987-07-21 | 1987-07-21 | 金属ダイヤフラム弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62181320A JPH0674850B2 (ja) | 1987-07-21 | 1987-07-21 | 金属ダイヤフラム弁 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4187943A Division JP2573775B2 (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 金属ダイヤフラム弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6426073A JPS6426073A (en) | 1989-01-27 |
| JPH0674850B2 true JPH0674850B2 (ja) | 1994-09-21 |
Family
ID=16098618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62181320A Expired - Lifetime JPH0674850B2 (ja) | 1987-07-21 | 1987-07-21 | 金属ダイヤフラム弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0674850B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0348072A (ja) * | 1989-06-21 | 1991-03-01 | Benkan Corp | メタル‐メタル接触形ダイヤフラム弁 |
| US5112027A (en) * | 1989-06-21 | 1992-05-12 | Benkan Corporation | Metal diaphragm valve |
| US5131627A (en) * | 1990-10-17 | 1992-07-21 | Nupro Company | Diaphragm valve |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52139628A (en) * | 1976-05-19 | 1977-11-21 | Hitachi Ltd | Method of preventing hydrogen brittleness |
| JPS56162284A (en) * | 1980-05-15 | 1981-12-14 | Tsuneo Aoki | Fluid pumping machine |
| JPS56167790U (ja) * | 1980-05-15 | 1981-12-11 | ||
| JPS61244976A (ja) * | 1985-04-23 | 1986-10-31 | Fujikin:Kk | 流体遮断開放器 |
-
1987
- 1987-07-21 JP JP62181320A patent/JPH0674850B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6426073A (en) | 1989-01-27 |
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