JPS6224076A - ダイヤフラムおよびその成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、各種弁装置等の７クチユエータあるいは空気
式の機器、装器等に用いられる受圧用のダイヤフラムお
よ′びその成形方法に関する。

〔従来の技術〕

たとえば自動調節弁を始めとする各種弁装置などにおい
て、被制御体を自動的に遠隔操作するための作動機構と
しては、感圧素子としてのダイヤフラムを利用し、圧力
室に加わる空気圧によって前記ダイヤフラムに圧力変位
を与えることで、弁軸と一体的に連結されるロッドをヒ
、下動させるようにした、いわゆるダイヤフラム型の７
クチユエータが一般によく用いられている。

このようなダイヤフラム型の７クチユエータとしては、
概略ｔ５５図に示すような構成のものが従来から知られ
ている。これを簡単に説明すると、図中符号ｌは上、下
一対をなすカップ状ケース２．３からなるダイヤフラム
ケース、４はこのケース１内をＬ、下二室に画成するダ
イヤフラムで、このダイヤフラム４の外周縁４ａは前記
一対のケース２，３間に圧接挟持された状態で固定側と
してのケース１に固定されるとともに、この外周縁４ａ
に断面路々くの字状を呈するように屈曲形成された円盤
状の受圧面４ｂを介して一連に形成されている中央部４
Ｃは、ダイヤフラムプレート５とダイヤフラム４の上方
への移動を規制するスト、ツバとしての役割を果たすダ
イヤフラム押え６とで挟持された状態で、図示しない弁
体と一連に形成された弁軸７側に連結されるロッド８の
先端ねじ部８ａにナツト８ｂを介して固定されている。

そして、本例で示す正作動型の７クチユエータでは、上
述したケース１内でその上方室ｌａ側に制御用流体圧力
として圧力空気が供給口２ａを介して導入されるように
構成されるとともに、下方室１ｂは大気口（図示せず）
を介して大気に開放されている。なお、図中９ａ、９ｂ
は前記と、下ケース２．３を連結固定するためのボルト
およびナツト、ｌＯは前記下ケース３の下側に連設され
、前記弁軸７と一体のロッド８をスリーブ１０ａを介し
てト下方向に摺動自在に支持するヨークである。また、
前記ケース１内でその下方室ｌｂ内には、複数の圧縮コ
イルばね１１がダイヤフラムプレート５と下ケース３の
内側面との間で周方向に所定間隔おいて等配して配設さ
れている。ここで、図中１２ａはダイヤフラムプレート
５において打出し形成された突部、１２ｂは下ケース３
をヨーク１０に固定するためのボルトで、これらはばね
受けとしての役割を果たしている。さらに、前記ヨーク
１０の下側には、ロッド８下端側に設けられた指針１３
に対応して目盛板１４が設けられている。

そして、このような構成による弁アクチユエータでは、
第５図に示す状態からケース旧方室１ａに所要の空気圧
を導入することで、ダイヤフラム。

４に圧力変位を与え、これによりロッド８を介して弁軸
７をその可動範囲内の全ストロークにわたって遠隔操作
で上下動させ得るもので、所要の弁作動状態を得ること
が可能となるものである。

なお、図中５ａはダイヤフラム４の移動を規制するだめ
のストッパである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上述した構成による弁アクチユエータ等にお
いて、その感圧素子としてのダイヤフラム４は、従来ゴ
ム材や樹脂材等といった弾性材料により形成されている
が、この場合において若干の問題を生じている。

すなわち、この種のダイヤフラム４において、被締結部
としての周縁部４ａは、前記上、下ケース２．３により
両側から圧接して挟持された状態でポル）９ａおよびナ
ツト９ｂで締結して固定されており、さらにその中央部
４Ｃもダイヤフラムプレート５およびダイヤフラム押え
６で圧接挟持された状態でロッド８先端のねじ部８ａお
よびナラ）８ｂにより締結して固定されているが、この
締結時において、ダイヤフラム４の被締結部分がこれを
挟持する締結側部材に粘着して付着してしまうという不
具合を生じている。これは、上述したようなダイヤフラ
ム４は、繰返し変形に対する耐久性能上や、圧力流体中
に含まれる物質の付着を極力少なくするために、さらに
は締結部分での流体刺止上の観点から、その表面を滑ら
かな状態で形成されているが、比較的幅広な圧着締付は
面（４ａ、４Ｃ）から締付はボルトによる締上げにより
、締結側の部材との間から空気が追出されて真空状態と
なり、ダイヤフラム４表面の粘着性も加わって、各部材
同士が分解しにくくなるためであった。

そして、このような粘着状態が生じると、アクチュエー
タの分解時や部品交換時等において一ヒ述したダイヤフ
ラム４の粘着部分を締結側の部材から分離させることが
困難となり、さらにこのような分離作業を無理に行なう
と、ダイヤフラム４の損傷等を生じてその再使用が困難
となり、作業時毎にダイヤフラム４をも交換しなければ
ならない等といった問題を生じるもので、これらの問題
点を一掃し得る何らかの対策を講じることが望まれてい
る。

〔問題点を解決するための手段〕

このような要請に応えるために、本発明に係るダイヤフ
ラムは、その両側から締結側の二部材によって圧接して
挟持される被締結部の少なくとも一方の締付は面を、梨
地状を呈する凹凸面で形成するとともに、この締付は面
の一部に、頂部が平滑面とされた円環＃ｌ帯状の突条部
を、周方向に沿って形成するようにしたものである。

また、本発明に係るダイヤフラムの成形方法は、ダイヤ
フラム成形用金型のダイヤフラム被締結部に該当する部
分で円環細帯状の突条部に対応する部分にマスキングを
施し、次でこのマスキング部分を除くダイヤフラム被締
結部に該当する部分に、ショツトブラスト法による鋼球
衝突痕を形成することで、梨地状を呈する凹凸面を形成
し、しかる後この金型を用いてダイヤフラムを成形する
ものである。

〔作用〕

本発明によれば、ダイヤフラムの被締結部に形成される
梨地状の凹凸面によって、規定されている締付はトルク
で金属部材等の締結側部材間に圧接挟持して固定された
としても、従来のような粘着現象は生ぜず、必要に応じ
て簡単かつ適切に分解することが可能で、これによりダ
イヤフラムの再使用が可能となるものである。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説明
する。

第１図（ａ）、（ｂ）ないし第３図（ａ）、（ｂ）、（
ｃ）は本発明に係るダイヤフラムの一実施例を示すもの
であり、これらの図においては、その要部とするダイヤ
フラム部分のみを示しており、それ以外の部分は前述し
た第５図と同一で、その詳細な説明は省略する。

さて、本発明によれば、円盤状の受圧面４ｂを有するダ
イヤフラム４の円周方向に沿って形成されかつその両側
から締結側の二部材（２、３；６．５）で圧接して挟持
される被締結部（４ａ；４ｃ）の少なくとも一方の締付
は面を、梨地状を呈する凹凸面２０で形成するとともに
、この締付は面の一部に、頂部が平滑面とされた密封性
を確保するための円環細帯状の突条部２１を１周方向に
沿って形成したところに特徴を有している。

そして、このような構成によれば、梨地状の凹凸面２０
が、第３図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）から〜明らかなよう
に、締結側部材（２、３）間に挟持され順次線上げられ
ることで圧着されたとしても、その一部には四部が残り
、その内部に空気を残留させるため、従来のような真空
状態は生ぜず、むしろ大気圧以上の圧力が封入ぎれるこ
とから１分解時においてその引離しが簡単に行なえるも
のである。特に、この引離し時においては、圧着時に押
しつぶされていた凹凸面２０の突部は、第３図（ｂ）に
示されるように、ポルト９ａを緩めることで、圧着面積
が減少する方向に復元力を作用させるもので、その利点
は明らかであろう。

また、上述した梨地状凹凸面２０を形成してなるダイヤ
フラム４の被締結部で密封性が要求されている締付は面
でのシール性は、その凹凸面２０の一部に周方向に沿っ
て形成されている円環状の突条部２１により簡単かつ適
切に得られるものであり、しかもこの突条部２１は、た
とえば１．５ｍ鵬程度の幅狭な細帯状を呈していること
から、上述したような梨地状凹凸面２０と同様に、締結
側部材との引離しは、何ら支承なく簡単に行なえるもの
である。

さらに、上述した梨地状凹凸面２０は、その表面がケー
ス等の締結側部材で強固に挟持されて覆われ、保護され
ることから、耐久性能は損なわれず、しかも圧力流体に
は接せず、動作的に何ら支承ないものである。

ここで、本実施例では、ダイヤフラム４において、第５
図に示されるように、−ヒ、下ケース２゜３により両側
から圧接して挟持された状態でポルト９ａおよびナラ）
９ｂで締結して固定される被締結部としての周縁部４ａ
、およびダイヤフラムプレート５およびダイヤフラム押
え６で圧接挟持された状態でａラド８先端のねじ部８ａ
およびナツト８ｂにより締結して固定される中央部４Ｃ
に、共に梨地状の凹凸面２０を形成しているが、特に大
きな圧接力が作用するダイヤフラム周縁部４ａ部分にの
み形成するようにし、中央部４０側は必要に応じて選択
的に形成するようにしてもよいものである。また、木実
雄側では、ダイヤフラム４の上方室ｌａ側の締付は面側
にのみ、シール性を確保する突条部？■を形成している
が、これは、第５図に示すアクチュエータでは、この上
方室１ａ側が圧力室として機能するためで、これに限定
されず、両側面に突条部２１を形成するようにしてもよ
いことは言うまでもない。

なお、上述した梨地状の凹凸面２０は、たとえば２５〜
５ＯＳ程度の荒さをもつ荒肌模様となるように形成すれ
ばよいものであり、さらに図中２２はダイヤフラム外周
縁４ａ部分において周方向に所定間隔おいて形成された
透孔、２３はダイヤフラム中央部４Ｃに穿設されたロッ
ド８固定用の透孔である。

また、上述したような梨地状の凹凸面２０を有するダイ
ヤフラム４は、第４図に示すようにして形成されるダイ
ヤフラム成形用金型３０を用いることによって、簡単か
つ適切に成形されるものである。

すなわち、ダイヤフラム成形用金型３０のダイヤフラム
被締結Ｐ’［ｉ　（４ａ　、　４　ｃ　）に該当する部
分で円環細帯状の突条部２１に対応する部分、さらには
ダイヤフラム被締結部以外の個所に対応する部分に、マ
スキング３１．３２を施し、次でこのマスキング３１．
３２部分を除くダイヤフラム被締結部（４ａ　、　４　
ｃ）に該当する部分に、図中矢印で示すようにしてショ
ツトブラスト法による鋼球衝突痕を形成することで、梨
地状を呈する凹凸面を形成し、そしてこのように形成さ
れた金型３０（勿論図示しないが他方側も同様の処理を
行なう）でダイヤフラム４を加硫成形などで成形すると
よいものである。

なお、本発明は上述した実施例構造に限定されず、各部
の形状、構造等を、ｉａ宜変形、変更することは自由で
ある。たとえば本考案を特徴づけるダイヤフラムを適用
する機器、装置としては、上述した実施例で説明した弁
アクチユエータに限定されず、各種の空気式機器等に適
用してその効果を発揮し得るものであり、また本発明を
特徴づけるダイヤフラム形状等としても、種々の変形例
が考′えられるものである。

〔発明の効果〕

以に説明したように１本発明に係るダイヤフラムによれ
ば、その両側から締結側の二部材によって圧接して挟持
される被、締結部の少なくとも一方の締付は面を、梨地
状を呈する凹凸面で形成するとともに、この締付は面の
一部に、頂部が平滑面とされた円環細帯状の突条部を、
周方向に沿って形成するようにしたので、簡単かつ安価
な構成にもかかわらず、ダイヤフラム被締結部に形成さ
れる梨地状凹凸面によって、規定されている締付はトル
クで金属部材等の締結側部材間に圧接挟持して固定され
たとしても、従来のような粘着現象は生ぜず、必要に応
じて簡単かつ適切に引離して分解することができ、これ
によりダイヤフラムの再使用が可能となり、作業工数の
改善とダイヤフラムの耐用寿命を高めることができ、ま
たダイヤフラムの締結側部材に対する圧接面積は、実質
的に梨地状の突部および円膚状の突条部のみであるから
、シール効果がよくしかも締結時の締付は力も小さくて
よい等といった種々優れた効果がある。

また、本発明によれば、ダイヤフラム成形用金型を、ダ
イヤフラム被締結部に該当する部分で円環細帯状の突条
部に対応する部分にマスキングをＭｊＬ、このマスキン
グ部分を除くダイヤフラム被締結部に該当する部分に、
ショツトブラスト法による＃４球衝突痕を形成すること
で、梨地状を呈する凹凸面を形成するようにしているた
め、その成形加重がきわめて簡単に行なえるばかりでな
く、このような金型によるダイヤスラムの成形も容易に
しかも適切に行なえるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明に係るアクチュエータ用
ダイヤフラムおよびその成形方法の一実施例を示すダイ
ヤフラムの要部分解図およびその一部省略平面図、第２
図（ａ）、（ｂ）は第１図（ａ）におけるＡおよびＢ部
の拡大断面図、第３図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）
はダイヤフラム被締結部の要部拡大断面図および締付は
途中および締丑げ状態を示す要部断面図、第４図はその
成形用金型の成形状態を示す概略図、第５図は本発明に
係るダイヤフラムを適用するダイヤフラム型アクチュエ
ータを例示する全体の概略断面図である。 １・・参会タイヤフラムケース、２，３争会拳・上、下
ケース、４・・争・ダイヤフラム、４ａ・・・番外周縁
（被締結部）、４ｂ・・・串受圧面、４ｃ・・・・中央
部（被締結？Ｂ）、５−・・・ダイヤフラムプレート、
６・・・・ダイヤフラム押え、７・−・・弁軸、８・争
・・ロッド、８ａ・・・・ねじ部、８ｂ＠ＩＩ＋１・締
付はナツト、９ａ、９ｂ番ａ・番ボルトおよびナツト、
２０・・・・゛梨地状凹凸面、２１・・１１＠円環細帯
状突条部、３０−−・・成形用金型、　　３１゜３２命
・・・マスキング。 特　許　出　願　人　山武ハネウェル株式会社株式会社
明治ゴム化成 代　　理　　人　山川政樹（ほか２名）第２図（ａ）　
　　　　第２図（１））第３図（ａ）　　　　　第３図
（ｂ） 第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）円盤状の受圧面を有するダイヤフラムの円周方向
   に沿って形成されかつその両側から締結側の二部材で圧
   接して挟持される被締結部の少なくとも一方の締付け面
   を、梨地状を呈する凹凸面で形成するとともに、この締
   付け面の一部に、頂部が平滑面とされた円環細帯状の突
   条部を、周方向に沿って形成したことを特徴とするダイ
   ヤフラム。
2. （２）ダイヤフラム成形用金型のダイヤフラム被締結部
   に該当する部分で円環細帯状の突条部に対応する部分に
   マスキングを施し、次でこのマスキング部分を除くダイ
   ヤフラム被締結部に該当する部分に、ショットブラスト
   法による鋼球衝突痕を形成することで、梨地状を呈する
   凹凸面を形成し、しかる後この金型でダイヤフラムを成
   形することを特徴とするダイヤフラムの成形方法。