JPH0914471A - ダイヤフラム弁 - Google Patents
ダイヤフラム弁Info
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- JPH0914471A JPH0914471A JP7166476A JP16647695A JPH0914471A JP H0914471 A JPH0914471 A JP H0914471A JP 7166476 A JP7166476 A JP 7166476A JP 16647695 A JP16647695 A JP 16647695A JP H0914471 A JPH0914471 A JP H0914471A
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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
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K7/00—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
-
- 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
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K41/00—Spindle sealings
- F16K41/10—Spindle sealings with diaphragm, e.g. shaped as bellows or tube
- F16K41/12—Spindle sealings with diaphragm, e.g. shaped as bellows or tube with approximately flat diaphragm
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
- C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
- C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
- C22C19/055—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 20% but less than 30%
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/10—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of nickel or cobalt or alloys based thereon
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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
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K7/00—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
- F16K7/12—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm
- F16K7/14—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat
- F16K7/16—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat the diaphragm being mechanically actuated, e.g. by screw-spindle or cam
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属製のダイヤフラムによりシールを行うよ
うにしたダイヤフラム弁に於いて、ダイヤフラムの耐食
性や強度性の向上を図れるようにする。 【構成】 金属製のダイヤフラムを用いたダイヤフラム
弁に於いて、前記ダイヤフラム２を、重量比でＭｏ１
２．５〜１４．５％、Ｃｒ２０．０〜２２．５％、Ｆｅ
２．０〜６．０％、Ｗ２．５〜３．５％、Ｃｏ２．５％
以下、Ｃ０．０１５％以下、Ｓｉ０．０８％以下、Ｍｎ
０．５０％以下、Ｖ０．３５％以下、Ｐ０．０２％以
下、Ｓ０．０２％以下及び残部がＮｉから成る合金材製
の薄板材により形成し、該薄板材は焼なまし処理を施し
た後、冷間圧延加工が施されている。
うにしたダイヤフラム弁に於いて、ダイヤフラムの耐食
性や強度性の向上を図れるようにする。 【構成】 金属製のダイヤフラムを用いたダイヤフラム
弁に於いて、前記ダイヤフラム２を、重量比でＭｏ１
２．５〜１４．５％、Ｃｒ２０．０〜２２．５％、Ｆｅ
２．０〜６．０％、Ｗ２．５〜３．５％、Ｃｏ２．５％
以下、Ｃ０．０１５％以下、Ｓｉ０．０８％以下、Ｍｎ
０．５０％以下、Ｖ０．３５％以下、Ｐ０．０２％以
下、Ｓ０．０２％以下及び残部がＮｉから成る合金材製
の薄板材により形成し、該薄板材は焼なまし処理を施し
た後、冷間圧延加工が施されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体製造プラ
ントや原子力発電プラント、医薬・食品製造設備等の流
体管路に介設されるダイヤフラム弁の改良に係り、特に
金属製ダイヤフラムの耐食性や機械的強度の大幅な向上
を可能にしたダイヤフラム弁に関するものである。
ントや原子力発電プラント、医薬・食品製造設備等の流
体管路に介設されるダイヤフラム弁の改良に係り、特に
金属製ダイヤフラムの耐食性や機械的強度の大幅な向上
を可能にしたダイヤフラム弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体製造プラント等の高純度
ガスを取り扱う管路に於いては、ガスの置換性の向上や
ガス純度の低下を防止できるようにしたダイレクトタッ
チ式のメタルダイヤフラム弁が多く使用されている。
ガスを取り扱う管路に於いては、ガスの置換性の向上や
ガス純度の低下を防止できるようにしたダイレクトタッ
チ式のメタルダイヤフラム弁が多く使用されている。
【０００３】従来、この種のダイヤフラム弁としては、
例えば特公平４−５４１０４号公報に開示された構造の
ダイヤフラム弁が知られている。即ち、前記ダイヤフラ
ム弁は、図２に示す如く、流入通路２０ａ、流出通路２
０ｂ、弁室２０ｃ及び弁座２０ｄを形成したボディ２０
と、弁室２０ｃ内に弁座２０ｄと対向するように配設さ
れ、弁室２０ｃの気密を保持すると共に上下方向へ弾性
変形して弁座２０ｄに当離座する金属製のダイヤフラム
２１と、ダイヤフラム２１の外周縁部に載置され、ダイ
ヤフラム２１の外周縁部をボディ２０との間で挾圧保持
するボンネット２２と、ボディ２０に螺着され、ボンネ
ット２２をボディ２０側へ押圧固定する押えナット２３
と、ボンネット２２に昇降自在に挿通支持され、ダイヤ
フラム２１を弾性変形させるステム２４と、ステム２４
を回転操作するハンドル２５等から構成されている。
例えば特公平４−５４１０４号公報に開示された構造の
ダイヤフラム弁が知られている。即ち、前記ダイヤフラ
ム弁は、図２に示す如く、流入通路２０ａ、流出通路２
０ｂ、弁室２０ｃ及び弁座２０ｄを形成したボディ２０
と、弁室２０ｃ内に弁座２０ｄと対向するように配設さ
れ、弁室２０ｃの気密を保持すると共に上下方向へ弾性
変形して弁座２０ｄに当離座する金属製のダイヤフラム
２１と、ダイヤフラム２１の外周縁部に載置され、ダイ
ヤフラム２１の外周縁部をボディ２０との間で挾圧保持
するボンネット２２と、ボディ２０に螺着され、ボンネ
ット２２をボディ２０側へ押圧固定する押えナット２３
と、ボンネット２２に昇降自在に挿通支持され、ダイヤ
フラム２１を弾性変形させるステム２４と、ステム２４
を回転操作するハンドル２５等から構成されている。
【０００４】而して、前記ダイヤフラム弁に於いて、ス
テム２４を下降させると、ダイヤフラム２１の中央部が
下方へ押されて弁座２０ｄへ当座し、流入通路２０ａと
流出通路２０ｂとの間が閉鎖され、又、ステム２４を上
昇させると、ダイヤフラム２１がその弾性力や流体圧に
よって元の形状に復元し、流入通路２０ａと流出通路２
０ｂとの間が開放されるようになっている。このダイヤ
フラム弁は、弁室２０ｃの空間容積を小さくできるの
で、ガスの置換性の向上を図れると共に、弁室２０ｃ内
に於ける摺動部も少なくなってパーティクルの発生を防
止できる等、優れた利点を有するものである。
テム２４を下降させると、ダイヤフラム２１の中央部が
下方へ押されて弁座２０ｄへ当座し、流入通路２０ａと
流出通路２０ｂとの間が閉鎖され、又、ステム２４を上
昇させると、ダイヤフラム２１がその弾性力や流体圧に
よって元の形状に復元し、流入通路２０ａと流出通路２
０ｂとの間が開放されるようになっている。このダイヤ
フラム弁は、弁室２０ｃの空間容積を小さくできるの
で、ガスの置換性の向上を図れると共に、弁室２０ｃ内
に於ける摺動部も少なくなってパーティクルの発生を防
止できる等、優れた利点を有するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体製造
プロセスに於いては、塩素系や弗素系の反応性ガスが多
く使用されている。この反応性ガスが完全にドライであ
れば、腐食の問題は発生しないが、大気開放時に微量の
水分が配管内に入る場合がある。この水分は、ダイヤフ
ラム弁の隙間部や凹部に溜まり易く、上記の反応性ガス
と反応して塩酸や弗酸等の濃縮酸を生成することにな
る。この濃縮酸は、ダイヤフラム弁内の腐食の発生原因
となる。
プロセスに於いては、塩素系や弗素系の反応性ガスが多
く使用されている。この反応性ガスが完全にドライであ
れば、腐食の問題は発生しないが、大気開放時に微量の
水分が配管内に入る場合がある。この水分は、ダイヤフ
ラム弁の隙間部や凹部に溜まり易く、上記の反応性ガス
と反応して塩酸や弗酸等の濃縮酸を生成することにな
る。この濃縮酸は、ダイヤフラム弁内の腐食の発生原因
となる。
【０００６】従って、従来のダイヤフラム弁に於いて
は、反応性ガスと接触する部材には耐食性に優れたステ
ンレス鋼等が使用されている。中でも、反応性ガスと直
接接触する金属製ダイヤフラム２１の材質には、極めて
耐食性に優れたステンレス鋼（例えばＳＵＳ３１６Ｌ）
やインコネル（例えばインコネル６２５若しくは７１
８）が多く使用されている。
は、反応性ガスと接触する部材には耐食性に優れたステ
ンレス鋼等が使用されている。中でも、反応性ガスと直
接接触する金属製ダイヤフラム２１の材質には、極めて
耐食性に優れたステンレス鋼（例えばＳＵＳ３１６Ｌ）
やインコネル（例えばインコネル６２５若しくは７１
８）が多く使用されている。
【０００７】然し乍ら、前記ダイヤフラム２１は、現実
には厚さが０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度の極薄板材から
形成されている為、上述のように濃縮酸が生成された場
合にはダイヤフラム２１が比較的短時間で腐食されて簡
単に孔が開いたりすると云う問題があった。
には厚さが０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度の極薄板材から
形成されている為、上述のように濃縮酸が生成された場
合にはダイヤフラム２１が比較的短時間で腐食されて簡
単に孔が開いたりすると云う問題があった。
【０００８】又、前記ダイヤフラム２１は、その外周縁
部がボディ２０とボンネット２２との間で挾圧固定され
ている為、ステム２４によって弁座２０ｄ側へ押圧され
た場合、該ダイヤフラム２１には極めて複雑な応力が作
用される。その結果、現実にはダイヤフラム弁を数千回
繰り返し作動させると、ダイヤフラム２１に亀裂が生じ
たりしてダイヤフラム２１の耐用年数が比較的短いと云
う問題がある。特に、取り扱い流体が腐食性の場合に
は、ダイヤフラム２１の亀裂等がより早期に発生するこ
となり、極めて問題である。
部がボディ２０とボンネット２２との間で挾圧固定され
ている為、ステム２４によって弁座２０ｄ側へ押圧され
た場合、該ダイヤフラム２１には極めて複雑な応力が作
用される。その結果、現実にはダイヤフラム弁を数千回
繰り返し作動させると、ダイヤフラム２１に亀裂が生じ
たりしてダイヤフラム２１の耐用年数が比較的短いと云
う問題がある。特に、取り扱い流体が腐食性の場合に
は、ダイヤフラム２１の亀裂等がより早期に発生するこ
となり、極めて問題である。
【０００９】本発明は、上記の問題点を解消する為に創
作されたものであり、その目的は金属製のダイヤフラム
の耐食性や強度性の向上を図れるようにしたダイヤフラ
ム弁を提供するにある。
作されたものであり、その目的は金属製のダイヤフラム
の耐食性や強度性の向上を図れるようにしたダイヤフラ
ム弁を提供するにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本発明のダイヤフラム弁は、流入通路及び流出通路
に連通する凹状の弁室の底面に弁座を設けたボディと、
弁室内に弁座と対向するように配設され、弁室の気密を
保持すると共に上下方向へ弾性変形して弁座に直接的若
しくは間接的に当離座する金属製のダイヤフラムと、ボ
ディ側に固定され、ダイヤフラムの外周縁部をボディと
の間で挾圧保持するボンネットと、ボンネットに昇降自
在に挿通支持され、ダイヤフラムを弾性変形させるステ
ムとを具備したダイヤフラム弁に於いて、前記ダイヤフ
ラムを、重量比でＭｏ１２．５〜１４．５％、Ｃｒ２
０．０〜２２．５％、Ｆｅ２．０〜６．０％、Ｗ２．５
〜３．５％、Ｃｏ２．５％以下、Ｃ０．０１５％以下、
Ｓｉ０．０８％以下、Ｍｎ０．５０％以下、Ｖ０．３５
％以下、Ｐ０．０２％以下、Ｓ０．０２％以下及び残部
がＮｉから成り、且つ焼なまし処理を施した後、冷間圧
延加工を施した合金材製の薄板材により形成したことに
特徴がある。
に、本発明のダイヤフラム弁は、流入通路及び流出通路
に連通する凹状の弁室の底面に弁座を設けたボディと、
弁室内に弁座と対向するように配設され、弁室の気密を
保持すると共に上下方向へ弾性変形して弁座に直接的若
しくは間接的に当離座する金属製のダイヤフラムと、ボ
ディ側に固定され、ダイヤフラムの外周縁部をボディと
の間で挾圧保持するボンネットと、ボンネットに昇降自
在に挿通支持され、ダイヤフラムを弾性変形させるステ
ムとを具備したダイヤフラム弁に於いて、前記ダイヤフ
ラムを、重量比でＭｏ１２．５〜１４．５％、Ｃｒ２
０．０〜２２．５％、Ｆｅ２．０〜６．０％、Ｗ２．５
〜３．５％、Ｃｏ２．５％以下、Ｃ０．０１５％以下、
Ｓｉ０．０８％以下、Ｍｎ０．５０％以下、Ｖ０．３５
％以下、Ｐ０．０２％以下、Ｓ０．０２％以下及び残部
がＮｉから成り、且つ焼なまし処理を施した後、冷間圧
延加工を施した合金材製の薄板材により形成したことに
特徴がある。
【００１１】
【作用】ステムを下降させると、ダイヤフラムの中央部
が下方へ押し下げられて直接弁座に当座するか若しくは
ダイヤフラムの下方位置に配置したディスクやダイヤフ
ラムの中央部に気密状態で挿通固着したディスクが弁座
に当座する。その結果、ダイヤフラム弁は、閉弁状態に
なる。又、ステムを上昇させると、ダイヤフラムがその
弾性力等により元の形状に復元して弁座から離座するか
若しくはディスクがスプリングの弾性力等により上昇し
て弁座から離座する。その結果、ダイヤフラム弁は、開
弁状態になる。
が下方へ押し下げられて直接弁座に当座するか若しくは
ダイヤフラムの下方位置に配置したディスクやダイヤフ
ラムの中央部に気密状態で挿通固着したディスクが弁座
に当座する。その結果、ダイヤフラム弁は、閉弁状態に
なる。又、ステムを上昇させると、ダイヤフラムがその
弾性力等により元の形状に復元して弁座から離座するか
若しくはディスクがスプリングの弾性力等により上昇し
て弁座から離座する。その結果、ダイヤフラム弁は、開
弁状態になる。
【００１２】このダイヤフラム弁は、ダイヤフラムを、
特別な成分配合を有する高耐食性の合金材製の薄板材に
より形成している為、従来のダイヤフラム弁に比較して
ダイヤフラムの耐食性が大幅に向上することになる。
又、ダイヤフラムを形成する薄板材は、焼なまし処理を
施した後、冷間圧延加工が施されている為、加工硬化に
より強度が向上している。即ち、薄板材は、冷間圧延加
工によって、硬さが増加し、引っ張り強さ、降伏点、弾
性限度、比例限度等が高くなっている。その結果、この
薄板材から形成したダイヤフラムは、耐久性が大幅に向
上し、数万回の作動後に於いても、亀裂等の損傷が発生
しない。
特別な成分配合を有する高耐食性の合金材製の薄板材に
より形成している為、従来のダイヤフラム弁に比較して
ダイヤフラムの耐食性が大幅に向上することになる。
又、ダイヤフラムを形成する薄板材は、焼なまし処理を
施した後、冷間圧延加工が施されている為、加工硬化に
より強度が向上している。即ち、薄板材は、冷間圧延加
工によって、硬さが増加し、引っ張り強さ、降伏点、弾
性限度、比例限度等が高くなっている。その結果、この
薄板材から形成したダイヤフラムは、耐久性が大幅に向
上し、数万回の作動後に於いても、亀裂等の損傷が発生
しない。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は本発明の実施例に係るダイヤフラム
弁の縦断面図であり、当該ダイヤフラム弁は、ボディ
１、金属製のダイヤフラム２、ボンネット３、ボンネッ
トナット４、ステム５及び流体圧アクチュエータ６等か
ら構成されて居り、ノーマル・オープン型のダイレクト
タッチ式ダイヤフラム弁となっている。
に説明する。図１は本発明の実施例に係るダイヤフラム
弁の縦断面図であり、当該ダイヤフラム弁は、ボディ
１、金属製のダイヤフラム２、ボンネット３、ボンネッ
トナット４、ステム５及び流体圧アクチュエータ６等か
ら構成されて居り、ノーマル・オープン型のダイレクト
タッチ式ダイヤフラム弁となっている。
【００１４】即ち、前記ダイヤフラム弁は、流入通路１
ａ及び流出通路１ｂに連通する凹状の弁室１ｃの底面に
弁座１ｄを設けたステンレス鋼製（例えばＳＵＳ３１６
Ｌ等）のボディ１と、弁室１ｃ内に弁座１ｄと対向する
ように配置され、弁室１ｃの気密を保持すると共に上下
方向へ弾性変形して弁座１ｄに当離座する金属製のダイ
ヤフラム２と、ダイヤフラム２の外周縁部に載置され、
ガスケット７を介してダイヤフラム２の外周縁部をボデ
ィ１との間で挾圧保持するステンレス鋼製のボンネット
３と、ボディ１に螺着され、ボンネット３をボディ１側
へ押圧固定するステンレス鋼製のボンネットナット４
と、ボンネット３に昇降自在に挿通支持され、ダイヤフ
ラム２を下方へ弾性変形させるステンレス鋼製のステム
５と、ステム５の下端部に嵌着された合成樹脂製（例え
ば四弗化エチレン樹脂等）若しくは合成ゴム製のダイヤ
フラム押え８と、ステム５を上方へ附勢するコイルスプ
リング９と、ボンネット３に設けられ、作動エアーによ
りステム５を下方へ駆動するシリンダ構造の空気圧アク
チュエータ６等から構成されている。
ａ及び流出通路１ｂに連通する凹状の弁室１ｃの底面に
弁座１ｄを設けたステンレス鋼製（例えばＳＵＳ３１６
Ｌ等）のボディ１と、弁室１ｃ内に弁座１ｄと対向する
ように配置され、弁室１ｃの気密を保持すると共に上下
方向へ弾性変形して弁座１ｄに当離座する金属製のダイ
ヤフラム２と、ダイヤフラム２の外周縁部に載置され、
ガスケット７を介してダイヤフラム２の外周縁部をボデ
ィ１との間で挾圧保持するステンレス鋼製のボンネット
３と、ボディ１に螺着され、ボンネット３をボディ１側
へ押圧固定するステンレス鋼製のボンネットナット４
と、ボンネット３に昇降自在に挿通支持され、ダイヤフ
ラム２を下方へ弾性変形させるステンレス鋼製のステム
５と、ステム５の下端部に嵌着された合成樹脂製（例え
ば四弗化エチレン樹脂等）若しくは合成ゴム製のダイヤ
フラム押え８と、ステム５を上方へ附勢するコイルスプ
リング９と、ボンネット３に設けられ、作動エアーによ
りステム５を下方へ駆動するシリンダ構造の空気圧アク
チュエータ６等から構成されている。
【００１５】尚、前記弁座１ｄは、ステンレス鋼や合成
樹脂材（例えば四弗化エチレン樹脂等）により形成され
て居り、ボディ１内に螺着固定されている。又、図１で
は弁座１ｄをボディ１と別体としているが、これをボデ
ィ１と一体的に形成しても良い。
樹脂材（例えば四弗化エチレン樹脂等）により形成され
て居り、ボディ１内に螺着固定されている。又、図１で
は弁座１ｄをボディ１と別体としているが、これをボデ
ィ１と一体的に形成しても良い。
【００１６】前記空気圧アクチュエータ６は、ボンネッ
ト３から突出するステム５の上部を囲繞するように該ボ
ンネット３に固定され、作動エアーの供給口１０ａを有
するシリンダ１０と、ステム５の上端部に取り付けら
れ、シリンダ１０内を昇降動するピストン１１と、ピス
トン１１の外周面に嵌合され、シリンダ１０内周面を上
下方向へ摺動するＯリング１２等から成る。尚、図１で
は空気圧アクチュエータ６を駆動源として利用している
が、弁の駆動源はソレノイドやモータ等の電動式アクチ
ュエータであっても良く、或いは油圧やガス圧等を利用
する流体圧作動式のアクチュエータであっても良い。
ト３から突出するステム５の上部を囲繞するように該ボ
ンネット３に固定され、作動エアーの供給口１０ａを有
するシリンダ１０と、ステム５の上端部に取り付けら
れ、シリンダ１０内を昇降動するピストン１１と、ピス
トン１１の外周面に嵌合され、シリンダ１０内周面を上
下方向へ摺動するＯリング１２等から成る。尚、図１で
は空気圧アクチュエータ６を駆動源として利用している
が、弁の駆動源はソレノイドやモータ等の電動式アクチ
ュエータであっても良く、或いは油圧やガス圧等を利用
する流体圧作動式のアクチュエータであっても良い。
【００１７】而して、前記ダイヤフラム弁に於いて、作
動エアーの供給口１０ａからシリンダ１０内へ作動エア
ーが供給されると、コイルスプリング９の弾性力に抗し
てピストン１１及びステム５が下降し、ステム５により
ダイヤフラム２の中央部が下方へ押圧されて弁座１ｄに
当座して流入通路１ａと流出通路１ｂとの間が閉鎖状態
（閉弁状態）になる。又、作動エアーの供給を止め、シ
リンダ１０内の圧力が開放されると、コイルスプリング
９の弾性力によりピストン１１及びステム５が上昇し、
これに伴ってダイヤフラム２がその弾性力及びボディ１
内の流体圧により元の形状に復元して弁座１ｄから離座
し、流入通路１ａと流出通路１ｂとの間が連通状態（開
放状態）になる。
動エアーの供給口１０ａからシリンダ１０内へ作動エア
ーが供給されると、コイルスプリング９の弾性力に抗し
てピストン１１及びステム５が下降し、ステム５により
ダイヤフラム２の中央部が下方へ押圧されて弁座１ｄに
当座して流入通路１ａと流出通路１ｂとの間が閉鎖状態
（閉弁状態）になる。又、作動エアーの供給を止め、シ
リンダ１０内の圧力が開放されると、コイルスプリング
９の弾性力によりピストン１１及びステム５が上昇し、
これに伴ってダイヤフラム２がその弾性力及びボディ１
内の流体圧により元の形状に復元して弁座１ｄから離座
し、流入通路１ａと流出通路１ｂとの間が連通状態（開
放状態）になる。
【００１８】前記ダイヤフラム弁に用いる金属製のダイ
ヤフラム２は、重量比でＭｏ１２．５〜１４．５％、Ｃ
ｒ２０．０〜２２．５％、Ｆｅ２．０〜６．０％、Ｗ
２．５〜３．５％、Ｃｏ２．５％以下、Ｃ０．０１５％
以下、Ｓｉ０．０８％以下、Ｍｎ０．５０％以下、Ｖ
０．３５％以下、Ｐ０．０２％以下、Ｓ０．０２％以下
及び残部がＮｉから成る合金材製の薄板材により形成さ
れて居り、厚さが０．１ｍｍ〜０．２ｍｍで中央部が上
方へ膨出した円形の逆皿状（部分球殻）に形成されてい
る。
ヤフラム２は、重量比でＭｏ１２．５〜１４．５％、Ｃ
ｒ２０．０〜２２．５％、Ｆｅ２．０〜６．０％、Ｗ
２．５〜３．５％、Ｃｏ２．５％以下、Ｃ０．０１５％
以下、Ｓｉ０．０８％以下、Ｍｎ０．５０％以下、Ｖ
０．３５％以下、Ｐ０．０２％以下、Ｓ０．０２％以下
及び残部がＮｉから成る合金材製の薄板材により形成さ
れて居り、厚さが０．１ｍｍ〜０．２ｍｍで中央部が上
方へ膨出した円形の逆皿状（部分球殻）に形成されてい
る。
【００１９】即ち、ダイヤフラム２は、上記化学成分の
合金材により形成した適宜の厚さの薄板材（フープ材）
を所定の条件で焼なまし処理した後、該薄板材に所定の
条件で冷間圧延加工を施し、冷間圧延加工後の薄板材か
ら中央部が上方へ膨出した円形の逆皿状の部材を形成す
ることにより得られる。
合金材により形成した適宜の厚さの薄板材（フープ材）
を所定の条件で焼なまし処理した後、該薄板材に所定の
条件で冷間圧延加工を施し、冷間圧延加工後の薄板材か
ら中央部が上方へ膨出した円形の逆皿状の部材を形成す
ることにより得られる。
【００２０】前記焼なましの条件は、薄板材を１５０℃
〜２００℃に所定時間（例えば５〜１０分位）加熱した
後、徐冷するようにしている。尚、薄板材に焼なまし処
理を施す理由は、冷間圧延加工で薄板製造を行うと加工
が進につれて結晶粒が作業方向に伸ばされて段々硬くな
って作業が困難となるから、焼なましをして一旦軟らか
くする必要があるからである。
〜２００℃に所定時間（例えば５〜１０分位）加熱した
後、徐冷するようにしている。尚、薄板材に焼なまし処
理を施す理由は、冷間圧延加工で薄板製造を行うと加工
が進につれて結晶粒が作業方向に伸ばされて段々硬くな
って作業が困難となるから、焼なましをして一旦軟らか
くする必要があるからである。
【００２１】又、前記冷間圧延加工の条件は、厚みが
０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ（厚さ公差±０．０１〜０．０
１５）で且つ表面の硬さがＭＨＶ３７０〜４３０の薄板
材が得られるように、１０〜４０％の加工度で冷間圧延
加工を行うようにしている。薄板材に上記冷間圧延加工
を施すことによって、薄板材の硬さが増加し、引っ張り
強さ、降伏点、弾性限度、比例限度等が高くなる。即
ち、薄板材から得られたダイヤフラム２の硬さや強さが
増加することになる。又、ダイヤフラム２の表面仕上げ
は、冷間圧延上がりとなっている。
０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ（厚さ公差±０．０１〜０．０
１５）で且つ表面の硬さがＭＨＶ３７０〜４３０の薄板
材が得られるように、１０〜４０％の加工度で冷間圧延
加工を行うようにしている。薄板材に上記冷間圧延加工
を施すことによって、薄板材の硬さが増加し、引っ張り
強さ、降伏点、弾性限度、比例限度等が高くなる。即
ち、薄板材から得られたダイヤフラム２の硬さや強さが
増加することになる。又、ダイヤフラム２の表面仕上げ
は、冷間圧延上がりとなっている。
【００２２】前記薄板材から形成されたダイヤフラム２
の機械的性質及び物理的性質は、引っ張り強さ約５５０
Ｎ／ｍｍ2 、０．２％耐力約１８０Ｎ／ｍｍ2 、伸び約
４０％、硬さＭＨＶ約４００、縦弾性係数約２０×１０
3 ｋｇ／ｍｍ2 、横弾性係数５×１０3 ｋｇ／ｍｍ2 で
ある。
の機械的性質及び物理的性質は、引っ張り強さ約５５０
Ｎ／ｍｍ2 、０．２％耐力約１８０Ｎ／ｍｍ2 、伸び約
４０％、硬さＭＨＶ約４００、縦弾性係数約２０×１０
3 ｋｇ／ｍｍ2 、横弾性係数５×１０3 ｋｇ／ｍｍ2 で
ある。
【００２３】次に、ダイヤフラム用合金材の各成分の添
加効果と組成範囲の限定理由を述べる。即ち、前記ダイ
ヤフラム用合金材に於いて、Ｍｏは還元性環境での耐食
性を改善し、且つ塩化物中の耐孔食性、耐すきま腐食性
を向上させるものであり、１２．５％程度の添加で耐食
効果が表れ、１４．５％を越えると熱間加工性や被削性
が低下する。従って、Ｍｏの添加量は、重量比で１２．
５〜１４．５％とした。Ｃｒは耐食性及び強度を向上さ
せる為に添加されて居り、Ｎｉベース中で２０％を越え
ると耐食効果が見られ、２３％を越えると展延性が悪化
し、加工性が低下する。従って、Ｃｒの添加量は、重量
比で２０．０〜２２．５％とした。Ｆｅは耐食性を損な
う元素であるが、被削性の改良に必要であり、２％程度
の添加で被削性を向上させることができ、６％程度以下
であれば耐食性には特に問題を生じない。従って、Ｆｅ
の添加量は、重量比で２．０〜６．０％とした。ＷはＭ
ｏと同様に還元性環境での耐食性の向上に有効であり、
適切な量のＷを添加すると、耐食性を大幅に向上させる
ことができ、又、高温に於ける強度の向上に有効であ
る。しかし、Ｗの添加量が多過ぎると、ダイヤフラム２
を構成する材料が脆化するので他の成分とのバランスで
決める必要がある。本発明では、Ｗの添加量は、重量比
で２．５〜３．５％とした。Ｃｏは主として機械的強
度、耐疲労性、硬度及び弾性を高める為に添加されるも
のであるが、その含有率が２．５％以上になると冷間加
工性が著しく低下する。従って、Ｃｏの添加量は、重量
比で２．５％以下とした。ＣはＣｒと結合してＣｒ炭化
物を形成し、耐食性を低下させる為、極力少ない方が好
都合である。然し、０．０１５％以下であれば耐食性の
点に特に問題を生じない。従って、Ｃの添加量は、重量
比で０．０１５％以下とした。ＳｉはＣと同様に、溶接
などの熱影響による炭化物の析出を押さえる為に０．０
８％以下に規制されている。又、Ｍｎ、Ｖ、Ｐ及びＳ等
は耐食性、機械的強度、加工性等の点から０．５０％以
下、０．３５％以下、０．０２％以下及び０．０２％以
下に夫々規制されている。ＮｉはベースメタルとしてＭ
ｏ、Ｃｒを十分に固溶し、耐食性向上と合金強化に関与
する元素であり、本発明に於いては、５０％以上添加す
る。
加効果と組成範囲の限定理由を述べる。即ち、前記ダイ
ヤフラム用合金材に於いて、Ｍｏは還元性環境での耐食
性を改善し、且つ塩化物中の耐孔食性、耐すきま腐食性
を向上させるものであり、１２．５％程度の添加で耐食
効果が表れ、１４．５％を越えると熱間加工性や被削性
が低下する。従って、Ｍｏの添加量は、重量比で１２．
５〜１４．５％とした。Ｃｒは耐食性及び強度を向上さ
せる為に添加されて居り、Ｎｉベース中で２０％を越え
ると耐食効果が見られ、２３％を越えると展延性が悪化
し、加工性が低下する。従って、Ｃｒの添加量は、重量
比で２０．０〜２２．５％とした。Ｆｅは耐食性を損な
う元素であるが、被削性の改良に必要であり、２％程度
の添加で被削性を向上させることができ、６％程度以下
であれば耐食性には特に問題を生じない。従って、Ｆｅ
の添加量は、重量比で２．０〜６．０％とした。ＷはＭ
ｏと同様に還元性環境での耐食性の向上に有効であり、
適切な量のＷを添加すると、耐食性を大幅に向上させる
ことができ、又、高温に於ける強度の向上に有効であ
る。しかし、Ｗの添加量が多過ぎると、ダイヤフラム２
を構成する材料が脆化するので他の成分とのバランスで
決める必要がある。本発明では、Ｗの添加量は、重量比
で２．５〜３．５％とした。Ｃｏは主として機械的強
度、耐疲労性、硬度及び弾性を高める為に添加されるも
のであるが、その含有率が２．５％以上になると冷間加
工性が著しく低下する。従って、Ｃｏの添加量は、重量
比で２．５％以下とした。ＣはＣｒと結合してＣｒ炭化
物を形成し、耐食性を低下させる為、極力少ない方が好
都合である。然し、０．０１５％以下であれば耐食性の
点に特に問題を生じない。従って、Ｃの添加量は、重量
比で０．０１５％以下とした。ＳｉはＣと同様に、溶接
などの熱影響による炭化物の析出を押さえる為に０．０
８％以下に規制されている。又、Ｍｎ、Ｖ、Ｐ及びＳ等
は耐食性、機械的強度、加工性等の点から０．５０％以
下、０．３５％以下、０．０２％以下及び０．０２％以
下に夫々規制されている。ＮｉはベースメタルとしてＭ
ｏ、Ｃｒを十分に固溶し、耐食性向上と合金強化に関与
する元素であり、本発明に於いては、５０％以上添加す
る。
【００２４】本発明のダイヤフラム弁に使用するダイヤ
フラム２と従来のダイヤフラム弁に使用するダイヤフラ
ム（ステンレス製若しくはインコネル）との耐食性試験
を行うと、本発明のダイヤフラム弁のダイヤフラム２の
方が従来のダイヤフラムに比較して遙かに耐食性に優れ
ていることが判明した。又、従来のダイヤフラム弁を数
千回繰り返して作動させると、ダイヤフラムに亀裂等が
生じたが、本願発明のダイヤフラム弁は、１０，０００
回繰り返して作動させても、亀裂等の損傷を生じないこ
とが確認された。その結果、本願発明のダイヤフラム弁
は、耐久性や強度性に於いても、従来のダイヤフラム弁
に比較して極めて優れていることが判明した。
フラム２と従来のダイヤフラム弁に使用するダイヤフラ
ム（ステンレス製若しくはインコネル）との耐食性試験
を行うと、本発明のダイヤフラム弁のダイヤフラム２の
方が従来のダイヤフラムに比較して遙かに耐食性に優れ
ていることが判明した。又、従来のダイヤフラム弁を数
千回繰り返して作動させると、ダイヤフラムに亀裂等が
生じたが、本願発明のダイヤフラム弁は、１０，０００
回繰り返して作動させても、亀裂等の損傷を生じないこ
とが確認された。その結果、本願発明のダイヤフラム弁
は、耐久性や強度性に於いても、従来のダイヤフラム弁
に比較して極めて優れていることが判明した。
【００２５】上記実施例に於いては、ダイヤフラム２を
一枚の極薄金属板で構成したが、ダイヤフラム２を複数
枚の極薄金属板を重ね合わせることにより構成しても良
い。
一枚の極薄金属板で構成したが、ダイヤフラム２を複数
枚の極薄金属板を重ね合わせることにより構成しても良
い。
【００２６】上記実施例に於いては、ダイヤフラム２を
弁座１ｄへ直接当離座させるようにしたが、ダイヤフラ
ム２の下方にディスク（図示省略）を配置し、該ディス
クを弁座１ｄに当離座させるようにしても良い。この場
合、ディスクをスプリング（図示省略）により上方へ附
勢する必要がある。又、ダイヤフラム２の中央部にディ
スク（図示省略）を挿通してダイヤフラム２の内周縁部
とディスクとを気密状に固着し、前記ディスクを弁座１
ｄに当離座させるようにしても良い。
弁座１ｄへ直接当離座させるようにしたが、ダイヤフラ
ム２の下方にディスク（図示省略）を配置し、該ディス
クを弁座１ｄに当離座させるようにしても良い。この場
合、ディスクをスプリング（図示省略）により上方へ附
勢する必要がある。又、ダイヤフラム２の中央部にディ
スク（図示省略）を挿通してダイヤフラム２の内周縁部
とディスクとを気密状に固着し、前記ディスクを弁座１
ｄに当離座させるようにしても良い。
【００２７】上記実施例に於いては、ステム５をシリン
ダ構造の空気圧アクチュエータ６を用いて自動により昇
降動させるようにしたが、ステム５を手動操作により昇
降動させるようにしても良い。
ダ構造の空気圧アクチュエータ６を用いて自動により昇
降動させるようにしたが、ステム５を手動操作により昇
降動させるようにしても良い。
【００２８】
【発明の効果】上述の通り、本発明のダイヤフラム弁
は、ダイヤフラムを、特別な成分配合を有する高耐食性
の合金材製の薄板材により形成している為、従来のダイ
ヤフラム弁に比較してダイヤフラムの耐食性が大幅に向
上することになる。又、ダイヤフラムを形成する薄板材
は、焼なまし処理を施した後、冷間圧延加工が施されて
いる為、加工硬化により強度が向上している。即ち、薄
板材は、冷間圧延加工によって、硬さが増加し、引っ張
り強さ、降伏点、弾性限度、比例限度等が高くなってい
る。その結果、ダイヤフラムの耐久性が大幅に向上し、
数万回の作動後に於いても、亀裂等の損傷が発生しない
ことが確認されている。
は、ダイヤフラムを、特別な成分配合を有する高耐食性
の合金材製の薄板材により形成している為、従来のダイ
ヤフラム弁に比較してダイヤフラムの耐食性が大幅に向
上することになる。又、ダイヤフラムを形成する薄板材
は、焼なまし処理を施した後、冷間圧延加工が施されて
いる為、加工硬化により強度が向上している。即ち、薄
板材は、冷間圧延加工によって、硬さが増加し、引っ張
り強さ、降伏点、弾性限度、比例限度等が高くなってい
る。その結果、ダイヤフラムの耐久性が大幅に向上し、
数万回の作動後に於いても、亀裂等の損傷が発生しない
ことが確認されている。
【図１】本発明の実施例に係るダイヤフラム弁の縦断面
図である。
図である。
【図２】従来のダイヤフラム弁の縦断面図である。
１はボディ、１ａは流入通路、１ｂは流出通路、１ｃは
弁室、１ｄは弁座、２はダイヤフラム、３はボンネッ
ト、５はステム。
弁室、１ｄは弁座、２はダイヤフラム、３はボンネッ
ト、５はステム。
Claims (1)
- 【請求項１】 流入通路（１ａ）及び流出通路（１ｂ）
に連通する凹状の弁室（１ｃ）の底面に弁座（１ｄ）を
設けたボディ（１）と、弁室（１ｃ）内に弁座（１ｄ）
と対向するように配設され、弁室（１ｃ）の気密を保持
すると共に上下方向へ弾性変形して弁座（１ｄ）に直接
的若しくは間接的に当離座する金属製のダイヤフラム
（２）と、ボディ（１）側に固定され、ダイヤフラム
（２）の外周縁部をボディ（１）との間で挾圧保持する
ボンネット（３）と、ボンネット（３）に昇降自在に挿
通支持され、ダイヤフラム（２）を弾性変形させるステ
ム（５）とを具備したダイヤフラム弁に於いて、前記ダ
イヤフラム（２）を、重量比でＭｏ１２．５〜１４．５
％、Ｃｒ２０．０〜２２．５％、Ｆｅ２．０〜６．０
％、Ｗ２．５〜３．５％、Ｃｏ２．５％以下、Ｃ０．０
１５％以下、Ｓｉ０．０８％以下、Ｍｎ０．５０％以
下、Ｖ０．３５％以下、Ｐ０．０２％以下、Ｓ０．０２
％以下及び残部がＮｉから成り、且つ焼なまし処理を施
した後、冷間圧延加工を施した合金材製の薄板材により
形成したことを特徴とするダイヤフラム弁。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16647695A JP3343313B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | ダイヤフラム弁 |
| CA002179563A CA2179563C (en) | 1995-06-30 | 1996-06-20 | Diaphragm valve |
| TW085107484A TW348210B (en) | 1995-06-30 | 1996-06-21 | Diaphragm valve |
| DE69613638T DE69613638T2 (de) | 1995-06-30 | 1996-06-24 | Membranventil |
| IL11871396A IL118713A (en) | 1995-06-30 | 1996-06-24 | Diaphragm valve and a method of making same |
| EP96304653A EP0757196B1 (en) | 1995-06-30 | 1996-06-24 | Diaphragm valve |
| US08/670,169 US5820105A (en) | 1995-06-30 | 1996-06-27 | Diaphragm valve |
| KR1019960026089A KR0173534B1 (ko) | 1995-06-30 | 1996-06-29 | 다이어프램밸브 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16647695A JP3343313B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | ダイヤフラム弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0914471A true JPH0914471A (ja) | 1997-01-14 |
| JP3343313B2 JP3343313B2 (ja) | 2002-11-11 |
Family
ID=15832112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16647695A Expired - Lifetime JP3343313B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | ダイヤフラム弁 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5820105A (ja) |
| EP (1) | EP0757196B1 (ja) |
| JP (1) | JP3343313B2 (ja) |
| KR (1) | KR0173534B1 (ja) |
| CA (1) | CA2179563C (ja) |
| DE (1) | DE69613638T2 (ja) |
| IL (1) | IL118713A (ja) |
| TW (1) | TW348210B (ja) |
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| DE102017204889A1 (de) | 2017-03-23 | 2018-09-27 | Continental Reifen Deutschland Gmbh | Stahlfilament oder Stahlcord aus Stahlfilamenten und Gummiprodukt, enthaltend das Stahlfilament oder den Stahlcord |
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| JPH11125344A (ja) * | 1997-10-20 | 1999-05-11 | Ebara Corp | 弁装置 |
| DE19824791A1 (de) * | 1998-06-03 | 1999-12-16 | Kayser Automotive Systems Gmbh | Tankschutzventil |
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