WO2013157601A1 - 駆動軸へのダイヤフラムの固定構造及び駆動軸へのダイヤフラムの固定方法 - Google Patents

駆動軸へのダイヤフラムの固定構造及び駆動軸へのダイヤフラムの固定方法 Download PDF

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WO2013157601A1
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diaphragm
needle
protrusion
drive shaft
insertion hole
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一彦 大澤
大河原　一郎
元康 石黒
佐藤　祐一
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株式会社鷺宮製作所
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    • B23P15/001—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass valves or valve housings
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/53—Means to assemble or disassemble

Definitions

  • the present invention relates to a structure for fixing a diaphragm to a drive shaft and a fixing method for fixing a flexible diaphragm embedded with a base fabric to an end portion of the drive shaft.
  • the pressure difference between the pressure equalizing chamber connected to the primary chamber on the high pressure side and the low pressure chamber connected to the low pressure secondary chamber is applied to the valve rod through the diaphragm.
  • the differential pressure between the chamber and the secondary chamber cancels (cancels) the force acting on the valve body of the valve stem.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-169415
  • a valve stem having a valve body is disposed in a valve housing, the valve stem is displaced in the axial direction by electromagnetic force generated by energization of an electromagnetic coil, and the valve port is opened by the valve body. The degree is adjusted.
  • this electromagnetic control valve is provided with a primary chamber that communicates with the inlet port on one side of the valve port and accommodates the valve body, and a secondary chamber that communicates with the outlet port on the other side of the valve port. It has been.
  • a pressure equalizing chamber that communicates with the primary chamber by a pressure equalizing passage is provided on the secondary chamber side, and the pressure in the pressure equalizing chamber is configured to act on the valve rod via the diaphragm. The force acting on the valve body is canceled by the pressure difference from the side pressure.
  • this pressure balance type electromagnetic control valve is not affected by the differential pressure between the primary chamber side pressure and the secondary chamber side pressure, and maintains a constant valve opening at a constant current. It becomes possible to control the flow rate.
  • FIG. 10 is a schematic enlarged view of the main part of the conventional electromagnetic control valve, its assembly process, and the central part of the diaphragm.
  • a connecting rod c having a cylindrical tip is formed at the end of the piston portion b in the valve housing a.
  • the diaphragm d is obtained by embedding a base fabric d1 in a rubber layer d2, and a hole d3 is formed in the center.
  • a through hole d3 in the center of the diaphragm d is passed through the connecting rod c of the piston portion b, and as shown in FIG. 10 (B), a diaphragm guide e is inserted into the connecting rod c, and the lower end of the connecting rod c The diaphragm d is fixed to the piston part b. Then, the diaphragm retainer f is fitted to the lower end portion of the valve housing a, and the lower end of the valve housing a is caulked as shown in FIG. 10C.
  • Such a conventional assembling method has the following problems. Since a hole d3 is formed in the center of the diaphragm d for fixing to the piston part b, as a result, as shown in FIG. 10 (D), a hole is also formed in the base fabric d1 in the diaphragm d. d3 'is empty and the base fabric d1 (its fibers) is cut. Generally, in a rubber diaphragm or the like, the rubber layer d2 has airtightness, and the base fabric d1 has pressure resistance.
  • the pressure resistance strength of the diaphragm d depends on the strength of the base fabric d1
  • the rubber layer d2 is stretched and the base fabric d1 is also pulled by being pressurized.
  • the pressure resistance of the diaphragm d is remarkably lowered, and when the diaphragm d is damaged, the primary chamber side pressure acting on the valve body and the secondary chamber The force due to the differential pressure from the side pressure cannot be canceled.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has improved the structure for fixing the diaphragm to the drive shaft so as to cancel the force acting on the valve body due to the differential pressure using the diaphragm, for example.
  • An object of the present invention is to improve the pressure resistance and durability of the diaphragm in the electromagnetic control valve.
  • the structure for fixing a diaphragm to a drive shaft according to claim 1 is a structure for fixing a diaphragm to a drive shaft for fixing a flexible diaphragm embedded with a base fabric to the drive shaft, and the diaphragm together with the drive shaft.
  • a diaphragm guide for holding is provided, one of the drive shaft and the diaphragm guide is formed with a needle-like protrusion, and the other is formed with an insertion hole through which the needle-like protrusion is inserted, and the needle-like protrusion has a center of the diaphragm And the needle-like protrusion is penetrated through the diaphragm, and the needle-like protrusion and the insertion hole are fixed to fix the diaphragm to the drive shaft.
  • the structure for fixing the diaphragm to the drive shaft according to claim 2 is the structure for fixing the diaphragm to the drive shaft according to claim 1, wherein the needle-like protrusion is formed on the drive shaft, and the insertion hole is the diaphragm. It is formed in a guide, and the needle-like projection is inserted into the insertion hole, and the tip of the needle-like projection is welded to fix the needle-like projection and the insertion hole.
  • the structure for fixing the diaphragm to the drive shaft according to claim 3 is the structure for fixing the diaphragm to the drive shaft according to claim 1, wherein the needle-like protrusion is formed in the diaphragm guide, and the insertion hole is formed in the drive shaft.
  • the needle-like protrusion and the insertion hole are fixedly formed by press-fitting the needle-like protrusion into the insertion hole.
  • a method for fixing a diaphragm to a drive shaft according to claim 4 is a method for fixing a diaphragm to a drive shaft for fixing a flexible diaphragm embedded with a base fabric to the drive shaft, the diaphragm being attached together with the drive shaft.
  • the diaphragm guide to be sandwiched, one of the drive shaft and the diaphragm guide is formed with a needle-like projection, and the other is formed with an insertion hole through which the needle-like projection is inserted.
  • the needle-like protrusion is penetrated through the diaphragm by piercing the center, and the needle-like protrusion and the insertion hole are fixed to fix the diaphragm to the drive shaft.
  • the method for fixing the diaphragm to the drive shaft according to claim 5 is the method for fixing the diaphragm to the drive shaft according to claim 4, wherein the needle-like protrusion is formed on the drive shaft, and the needle-like protrusion is The needle-shaped cap at the tip is removable, the insertion hole is formed in the diaphragm guide, and the needle-shaped cap is inserted into the needle-shaped cap of the needle-shaped protrusion so that the needle-shaped protrusion penetrates the diaphragm. It is characterized by that.
  • the method for fixing the diaphragm to the drive shaft according to claim 6 is the method for fixing the diaphragm to the drive shaft according to claim 5, wherein the needle-like protrusion is passed through the diaphragm, and then the needle-like protrusion is inserted.
  • the needle-like cap is inserted into the insertion hole of the diaphragm guide, the needle-like cap is removed, the tip of the needle-like projection from which the needle-like cap has been removed is caulked or welded, and the needle-like projection and the insertion hole And are fixed.
  • the needle-like protrusion even if the needle-like protrusion is pierced with the diaphragm, the needle-like protrusion only passes through the gap of the fiber of the base fabric, and the hole like a punched hole is formed in the base fabric. Is not formed, and the base fabric (its fibers) is not cut. Therefore, the pressure resistance and durability of the diaphragm can be improved.
  • the needle-like protrusion and the diaphragm guide can be firmly fixed by welding.
  • the structure for fixing the diaphragm to the drive shaft in addition to the effect of the first aspect, it is only necessary to press-fit the diaphragm guide to the drive shaft side. Moreover, the needle-like projections of the diaphragm guide can be thickened to make the diaphragm fixing structure robust.
  • the same effect as in the second aspect can be obtained, and the structure for fixing the diaphragm can be made robust by thickening the needle-like protrusions.
  • the method for fixing the diaphragm to the drive shaft in addition to the effect of the fifth aspect, when the diaphragm guide is inserted into the needle-like protrusion, there is a needle-like cap, so that the diaphragm guide can be easily inserted. An effect is obtained. Further, since the needle-shaped cap is removed and caulking or welding is performed, caulking and welding can be easily performed while thickening the needle-shaped projections and making the diaphragm fixing structure robust.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a solenoid control valve according to a first embodiment to which the present invention is applied in a closed state.
  • the electromagnetic control valve 10 of this embodiment is provided in the piping of the fuel cell system, the fluid flowing in the piping of the fuel cell system is high pressure and the pressure fluctuation is severe.
  • the electromagnetic control valve 10 of this embodiment has a valve housing 1.
  • the valve housing 1 includes a high pressure side inlet port 1a through which fluid flows, a low pressure side outlet port 1b through which fluid flows out, a primary chamber 11 communicating with the inlet port 1a, a secondary chamber 12 communicating with the outlet port 1b, a primary A valve port 13 that communicates the chamber 11 and the secondary chamber 12 is provided.
  • the valve port 13 has a circular horizontal cross-sectional shape, and a ring-shaped valve seat member 14 is disposed in the opening on the primary chamber 11 side.
  • valve rod 2 is extended as a “drive shaft” that can be displaced in a direction along the axis L.
  • the valve rod 2 includes a columnar valve body 21 that is located in the primary chamber 11 and can be separated from and connected to the valve seat member 14, a connecting rod 22 that extends below the valve body 21, and a connecting rod 22.
  • a piston portion 23 connected to the valve body 21 and a connecting rod 24 extending above the valve body 21 are provided.
  • the valve seat member 14 may be eliminated so that only the primary chamber side opening of the valve port 13 is provided, and a seal member equivalent to the valve seat member 14 may be provided around the lower end of the valve body 21.
  • the valve body 21 sets the opening degree of the valve port 13 based on the positional relationship with the valve seat member 14 determined by the displacement of the valve stem 2 in the direction along the axis L.
  • the pressure in the primary chamber 11 is higher than the pressure in the secondary chamber 12, and a differential pressure between the pressure in the primary chamber 11 and the pressure in the secondary chamber 12 acts on the valve body 21, and the valve body 21 is closed. Receive force in the direction.
  • the force that this differential pressure acts on the valve body 21 is determined by the inner diameter of the valve port 13 (the effective pressure receiving diameter of the valve body 21).
  • a pressure equalizing chamber 15 is formed at the lower end of the valve housing 1, and the pressure equalizing chamber 15 is communicated with the primary chamber 11 via the inlet port 1a by a pressure equalizing introduction path 16 formed in the housing (not shown). ing.
  • a pressure balance unit 17 is configured in the pressure equalizing chamber 15. The pressure balance portion 17 is fitted into a communication hole 17a formed in the valve housing 1, a low pressure chamber 17b communicated with the secondary chamber 12 by the communication hole 17a, and a space on the pressure equalizing chamber 15 side. And a rubber diaphragm 3 in which the base fabric 3A disposed in this manner is embedded in the rubber layer 3B.
  • the diaphragm 3 has a convolution part 31, and this convolution part 31 is a rotating body around the axis L and bulges into the low pressure chamber 17 b on the outer periphery of the piston part 23. Further, the diaphragm 3 has a cylindrical boss portion 32, and a concave portion 32 a is formed at the center of the boss portion 32 to fit a needle-like protrusion 231 described later.
  • the piston portion 23 of the valve stem 2 is inserted into the communication hole 17a without contacting the communication hole 17a.
  • a needle-like protrusion 231 is formed at the lower end of the piston portion 23.
  • an insertion hole 17c1 through which the needle-like protrusion 231 is inserted is formed in the diaphragm guide 17c that sandwiches the diaphragm 3 together with the piston portion 23.
  • the needle-like protrusion 231 of the piston portion 23 passes through the center of the recess 32a of the diaphragm 3, and the diaphragm guide 17c is fitted into the needle-like protrusion 231 through the insertion hole 17c1.
  • the diaphragm 3 is fixed to the piston 23 by sandwiching the boss 32 of the diaphragm 3 between the diaphragm guide 17c and the piston 23 and spot-welding the tip of the needle-like protrusion 231.
  • a diaphragm retainer 17d is fitted to the lower end portion of the valve housing 1, and the diaphragm retainer 17d and the diaphragm 3 are fixed by caulking the lower end of the valve housing 1.
  • the diaphragm 3 has flexibility, and transmits the force generated by the differential pressure between the primary chamber side pressure and the secondary chamber side pressure acting on the pressure equalizing chamber 15 to the valve rod 2.
  • the electromagnetic drive part 4 is provided in the upper part (primary chamber 11 side) of the valve housing 1.
  • the electromagnetic drive unit 4 includes a cylindrical plunger tube 40, an attractor 42 made of a magnetic material fixed to the upper end of the plunger tube 40, and a winding wound around a bobbin 43a disposed on the outer periphery of the plunger tube 40.
  • An electromagnetic coil 43 is provided.
  • the plunger tube 40 and the suction element 42 are fixed by welding or the like.
  • a plunger 5 is disposed inside the plunger tube 40, and a plunger spring 5 b is disposed between the plunger 5 and the valve body 21.
  • the plunger 5 is made of a magnetic material and has a rotationally symmetric shape with the axis L as an axis, except for the vent hole 53 of the plunger 5.
  • the suction element 42 and the plunger 5 are formed with insertion holes 41 and 51 coaxial with the axis L, respectively.
  • the connecting rod 24 of the valve stem 2 is inserted into the insertion hole 51 of the plunger 5, and the cylindrical retaining member 7 made of a nonmagnetic material at the end of the connecting rod 24 in the insertion hole 41 of the attractor 42. Is inserted.
  • the retaining member 7 and the end of the connecting rod 24 are fixed by welding.
  • the retaining member 7 has a hook-like portion 71 at the end on the plunger 5 side, and this hook-like portion 71 is in contact with the opposite surface 5a on the suction element 42 side of the plunger 5 and sucks the opposite surface 5a. It is located between the opposed surface 4a on the plunger 5 side of the child 42.
  • the plunger spring 5b is disposed in a compressed state with one end abutting against the inner bottom surface 52 of the plunger 5 and the other end abutting against the spring receiving portion 21a which is the end surface of the valve body 21 on the plunger 5 side. .
  • the plunger 5 is in a state in which the opposing surface 5a is always in contact with the retaining member 7 (the hook-like portion 71), and when the plunger 5 is sucked in the direction of the attracting element 42, The valve stem 2 is displaced in the valve opening direction.
  • the clearance between the insertion hole 51 of the plunger 5 and the connecting rod 24 of the valve stem 2 is set larger than the clearance between the plunger 5 and the plunger tube 40, and even if the plunger 5 is displaced in the direction perpendicular to the axis L, The valve stem 2 and the plunger 5 do not contact each other.
  • the suction element 42 is formed with an adjustment portion hole 42a having a diameter larger than that of the insertion hole 41, and the setting adjustment portion 8 is disposed in the adjustment portion hole 42a.
  • the setting adjustment unit 8 includes an adjustment screw 81, a spring receiver 82, an adjustment spring 83, and a ball 84.
  • the adjustment spring 83 is disposed in a compressed state between the adjustment screw 81 and the spring receiver 82, and the ball 84 is disposed in the insertion hole 41 of the suction element 42 while being in contact with the spring receiver 82. .
  • the adjustment spring 83 urges the ball 84 to come into contact with the upper end of the retaining member 7 via the spring receiver 82.
  • the adjustment screw 81 is attached to the suction element 42 by screwing a male screw part 811 on the outer periphery thereof with a female screw part 42 b formed on the upper inner peripheral surface of the suction element 42.
  • a slight clearance is provided between the ball 84 and the insertion hole 41 of the suction element 42, and the ball 84 can be displaced in the insertion hole 41 along the axis L.
  • a cylindrical portion 72 having a thin cylindrical shape is formed at the end of the retaining member 7 on the ball 84 side, and the cylindrical portion 72 is in spherical contact with the ball 84. Thereby, the upper end of the retaining member 7 (and the valve stem 2) is always positioned on the axis L.
  • the electromagnetic control valve of the embodiment operates as follows.
  • the setting adjustment unit 8 urges the valve rod 2 toward the valve seat member 14 via the spring receiver 82, the ball 84, and the retaining member 7 by the adjustment spring 83.
  • the plunger 5 is attracted by the attractor 42, and the valve stem 2 is displaced in a direction away from the valve seat member 14 against the biasing force of the adjustment spring 83, and the valve is closed and the valve is opened.
  • the opening degree of the valve port 13 is controlled by the positional relationship between the valve body 21 and the valve seat member 14 in the direction along the axis L.
  • the position where the plunger 5 is fully opened when the plunger 5 is at the uppermost end position is a position where the flange portion 71 of the retaining member 7 is in contact with the opposing surface 4 a of the suction element 42.
  • the hook-shaped portion 71 serves as a stopper, thereby preventing the plunger 5 from being attracted (adhered) to the suction element 42.
  • valve body 21 is seated on the valve seat member 14 and the valve is closed.
  • the biasing force applied to the valve stem 2 by the adjustment spring 83 is adjusted by the amount of driving of the adjustment screw 81, and the electromagnetic force (suction force) necessary for opening the valve can be adjusted.
  • the valve rod 2 is displaced in the direction along the axis L due to the balanced relationship between the electromagnetic force generated by the electromagnetic coil 43 and the spring force of the adjustment spring 83, and the opening degree of the valve port 13 is changed by the valve body 21.
  • the differential pressure between the pressure in the primary chamber 11 and the pressure in the secondary chamber 12 acts on the valve body 21 to apply a force in the valve closing direction.
  • the pressure equalizing chamber 15 communicates with the primary chamber 11 via the pressure equalizing introduction path 16, the differential pressure between the primary chamber side pressure acting on the pressure equalizing chamber 15 and the secondary chamber side pressure acting on the low pressure chamber 17b. Acts on the diaphragm 3, and a force in the valve opening direction is applied to the piston portion 23 of the valve stem 2.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view and a schematic plan view of the diaphragm 3 before being fixed to the valve stem 2.
  • This diaphragm 3 is obtained by embedding a base fabric 3A in a rubber layer 3B, and a conventional hole is not formed at the center.
  • 2B conceptually illustrates the yarn of the base fabric 3 with lines, but the base fabric 3 is flat knitted and the fibers (yarns) are tightly knitted as shown in FIG. .
  • FIG. 4 is a view for explaining an assembly process of the main part of the electromagnetic control valve of the first embodiment, and the diaphragm 3 and the valve stem 2 are fixed as follows. As shown in FIG. 4A, the center of the diaphragm 3 is pierced into the needle-like protrusion 231 formed at the lower end of the piston portion 23, and the needle-like protrusion 231 is penetrated through the diaphragm 3. Further, the diaphragm guide 17c is inserted into the needle-like protrusion 231 through the insertion hole 17c1.
  • the tip of the needle-like protrusion 231 is spot-welded, so that the needle-like protrusion 231 and the diaphragm guide 17c are fixed, and the diaphragm 3 is clamped together with the piston portion 23 (valve stem 2).
  • the diaphragm retainer 17d is fitted to the lower end portion of the valve housing 1, and the diaphragm retainer 17d and the diaphragm 3 are fixed by caulking the lower end of the valve housing 1 as shown in FIG.
  • the diaphragm 3 is inserted into the needle-like protrusion 231 to hold the diaphragm 3, so that the base fabric 3A of the diaphragm 3 is not cut.
  • the needle-like projections 231 are stuck between the yarns of the base fabric 3A, and as shown in FIG. 3 (B), the needle-like projections 231 are formed on the base fabric 3A. Even in the case of being stabbed into the yarn, the base fabric 3A is not cut. Therefore, the pressure resistance and durability of the diaphragm 3 are improved.
  • FIG. 5 is a longitudinal cross-sectional view of the electromagnetic control valve of the second embodiment to which the present invention is applied.
  • needle-like projections 17c2 are formed in the diaphragm guide 17c, and insertion holes 232 through which the needle-like projections 17c2 are inserted are formed in the piston portion 23.
  • the needle-like protrusion 17c2 is pierced in the center of the diaphragm 3, and the diaphragm 3 is passed through the needle-like protrusion 17c2.
  • the diaphragm 3 is sandwiched by press-fitting the diaphragm guide 17c (needle-like protrusion 17c2) into the insertion hole 232 of the piston portion 23, whereby the diaphragm 3 is sandwiched together with the piston portion 23 (valve stem 2) by the diaphragm guide 17c.
  • the outer diameter of the needle-like protrusion 17c2 before assembly is slightly larger than the inner diameter of the insertion hole 232, and the diaphragm guide 17c and the piston portion 23 are fixed by press-fitting.
  • the pressure resistance and durability of the diaphragm 3 are improved as in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the electromagnetic control valve of the third embodiment to which the present invention is applied
  • FIG. 7 is a sectional view and a schematic plan view of the third embodiment before the diaphragm is fixed.
  • a recess 32b having a diameter larger than that of the recess 32a of the first embodiment is formed in the boss portion 32.
  • a needle-like protrusion 233 having a larger diameter (thickness) than the needle-like protrusion 231 in the first embodiment is formed at the lower end of the piston portion 23.
  • the diaphragm guide 17c is formed with an insertion hole 17c3 having a diameter larger than that of the insertion hole 17c1 in the first embodiment.
  • the needle-like protrusion (part thereof) 233 passes through the center of the recess 32b of the diaphragm 3, and the diaphragm guide 17c is fitted into the needle-like protrusion 233 through the insertion hole 17c3.
  • the diaphragm 3 is fixed to the piston portion 23 by sandwiching the boss portion 32 of the diaphragm 3 between the diaphragm guide 17 c and the piston portion 23 and caulking the tip of the needle-like protrusion 233.
  • FIG. 8 is a view for explaining the assembly process of the main part of the electromagnetic control valve of the third embodiment, and the diaphragm 3 and the valve stem 2 as the “drive shaft” are fixed as follows.
  • a needle-like cap 233b is fitted as a part of the needle-like projection before assembly into the caulking hole 233a at the end of the needle-like projection 233 of the piston portion 23.
  • the needle-shaped cap 233b and the needle-like protrusion 233 are pierced with the center of the diaphragm 3, and the needle-like cap 233b and the needle-like protrusion 233 are passed through the diaphragm 3.
  • FIG. 8A a needle-like cap 233b is fitted as a part of the needle-like projection before assembly into the caulking hole 233a at the end of the needle-like projection 233 of the piston portion 23.
  • the needle-shaped cap 233b and the needle-like protrusion 233 are pierced with the center of the diaphra
  • the diaphragm guide 17c is inserted into the needle cap 233b and the needle projection 233 through the insertion hole 17c3. Then, as shown in FIG. 8C, the needle-like cap 233b is removed and the caulking hole 233a of the needle-like projection 233 is caulked to the outside, thereby fixing the needle-like projection 233 and the diaphragm guide 17c. 3 is clamped together with the piston part 23 (valve stem 2). Further, the diaphragm retainer 17d and the diaphragm 3 are fixed by fitting the diaphragm retainer 17d to the lower end portion of the valve housing 1 and caulking the lower end of the valve housing 1. Note that the caulking hole 233a of the needle-like protrusion 233 may be fixed by welding.
  • the base cloth 3A of the diaphragm 3 may be cut even if the needle-like protrusion 233 has a large diameter. Absent. This is the same as the embodiment described with reference to FIG. 3, and the pressure resistance and durability of the diaphragm 3 are improved.
  • the structure for fixing the diaphragm 3 is robust, for example, high durability even when used at a high pressure. Sex is obtained.
  • the amount of protrusion from the insertion hole 17c3 of the diaphragm guide 17c becomes large.
  • the needle cap 233b can be removed, the caulking and welding can be easily performed.
  • the caulking hole 233a of the needle-like protrusion 233 is used for attaching the needle-like cap 233b, the attachment and removal of the needle-like cap 233b is facilitated.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the electromagnetic control valve of the fourth embodiment to which the present invention is applied.
  • the diaphragm guide 17c has a diameter larger than that of the needle-like protrusion 17c2 in the second embodiment.
  • a large (thick) needle-like protrusion 17c4 is formed, and an insertion hole 234 having a larger diameter than the insertion hole 232 in the second embodiment in which the needle-like protrusion 17c4 is inserted into the piston portion 23 is formed.
  • the needle-like protrusion 17c4 is pierced in the center of the diaphragm 3, and the diaphragm 3 is passed through the needle-like protrusion 17c4.
  • the diaphragm 3 is sandwiched by press-fitting the diaphragm guide 17c (needle-shaped protrusion 17c4) into the insertion hole 234 of the piston portion 23, whereby the diaphragm 3 is sandwiched together with the piston portion 23 (valve stem 2) by the diaphragm guide 17c. .
  • the outer diameter of the needle-like protrusion 17c4 before assembly is slightly larger than the inner diameter of the insertion hole 234, and the diaphragm guide 17c and the piston portion 23 are fixed by press-fitting.
  • the pressure resistance and durability of the diaphragm 3 are improved as in the above embodiment.
  • the needle-like protrusion 17c4 is thicker than the needle-like protrusion 17c2 of the second embodiment, so that the structure for fixing the diaphragm 3 is robust, and, for example, high durability even when used at a high pressure. Sex is obtained.
  • the drive shaft is not limited to the valve stem, but can be applied to other devices and other structures as long as the diaphragm is fixed to the drive shaft moved in the axial direction, and the diaphragm has high pressure resistance and durability. It is done.

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Abstract

　ダイヤフラム（３）を用いて差圧により弁体（２１）に作用する力をキャンセルするようにした電磁式制御弁（１０）において、ダイヤフラム（３）の耐圧性、耐久性を向上する。駆動軸である弁棒（２）のピストン部（２３）の下端に針状突起（２３１）を形成する。　ダイヤフラムガイド（１７ｃ）の中心に挿通穴（１７ｃ１）を形成する。針状突起（２３１）にダイヤフラム（３）の中心を刺して貫通させる。針状突起（２３１）をダイヤフラムガイド（１７ｃ）の挿通穴（１７ｃ１）に挿通する。針状突起（２３１）の端部をスポット溶接する。針状突起（２３１）でダイヤフラム（３）を刺すことにより、ダイヤフラム（３）の基布（３Ａ）を切らずに弁棒（２）に固定する。ダイヤフラムガイド（１７ｃ）に針状突起（１７ｃ２）を形成し弁棒（２）に挿通穴（２３２）を形成し、針状突起（１７ｃ２）を挿通穴（２３２）に圧入するようにしてもよい。

Description

駆動軸へのダイヤフラムの固定構造及び駆動軸へのダイヤフラムの固定方法
　本発明は、基布が埋設された可撓性のダイヤフラムを駆動軸の端部に固定する駆動軸へのダイヤフラムの固定構造及び固定方法に関する。
　従来、電磁式制御弁として、高圧側の一次室に連通された均圧室と低圧の二次室に連通された低圧室との差圧を、ダイヤフラムを介して弁棒に作用させることで一次室と二次室との差圧が弁棒の弁体に作用する力を相殺（キャンセル）するようにしたものがある。例えば特開２０１１－１６９４１５号公報（特許文献１）に開示されている。この電磁式制御弁は、弁ハウジング内に弁体を有する弁棒を配設し、電磁コイルへの通電により発生する電磁力で弁棒を軸方向に変位させ、上記弁体により弁ポートの開度調節を行うものである。
　また、この電磁式制御弁は、弁ポートの一方の側に入口ポートと連通して弁体を収容する一次室が設けられ、弁ポートの他方の側に出口ポートと連通した二次室が設けられている。さらに、二次室側に均圧通路によって一次室と連通した均圧室を設け、均圧室の圧力をダイヤフラムを介して弁棒に作用するように構成し、一次室側圧力と二次室側圧力との差圧により弁体に作用する力をキャンセルしている。
　これにより、この圧力バランス方式の電磁式制御弁では、一次室側圧力と二次室側圧力との差圧の影響を受けず、定電流時においては、一定の弁開度を維持した安定した流量制御を行うことが可能になる。
特開２０１１－１６９４１５号公報
　しかしながら、上述した電磁式制御弁では、ダイヤフラムを弁棒（駆動軸）の端部に固定するためにダイヤフラムの中心に抜き穴を形成している。図１０は上記従来の電磁式制御弁の要部とその組立工程及びダイヤフラムの中心部概略拡大図である。図１０(A) に示すように、弁ハウジングａ内のピストン部ｂの端部には、先端が筒状となった連結棒ｃが形成されている。ダイヤフラムｄは基布ｄ１をゴム層ｄ２に埋設したものであり、中心には抜き穴ｄ３が形成されている。従来は、ピストン部ｂの連結棒ｃに、ダイヤフラムｄの中央部の抜き穴ｄ３を通し、図１０(B) に示すように、連結棒ｃにフラムガイドｅを挿入し、連結棒ｃの下端をかしめて、ピストン部ｂにダイヤフラムｄが固定される。そして、弁ハウジングａの下端部にダイヤフラム押さえｆを嵌合し、図１０(C) に示すように弁ハウジングａの下端がかしめられる。
　このような従来の組み付け方法では、以下のような問題があった。ダイヤフラムｄの中央に、ピストン部ｂへの固定のために抜き穴ｄ３が開けられているので、この結果、図１０(D) に示すように、ダイヤフラムｄの中の基布ｄ１にも抜き穴ｄ３′が空き、基布ｄ１（その繊維）が切られた状態となる。一般に、ゴム製ダイヤフラム等ではゴム層ｄ２で気密性を持たせ、基布ｄ１で耐圧性を持たせている。すなわち、ダイヤフラムｄの耐圧強度は基布ｄ１の強度に依存するので、基布ｄ１が切られた状態で高圧で使用すると、加圧されたことによりゴム層ｄ２が伸び、基布ｄ１も引っ張られ、抜き穴ｄ３で切られた部位のゴム層ｄ２から基布ｄ１が抜けると、ダイヤフラムｄの耐圧性が著しく低下し、ダイヤフラムｄが破損すると、弁体に作用する一次室側圧力と二次室側圧力との差圧による力をキャンセルできなくなる。
　本発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたものであり、駆動軸へのダイヤフラムの固定構造を改良し、例えばダイヤフラムを用いて差圧により弁体に作用する力をキャンセルするようにした電磁式制御弁において、ダイヤフラムの耐圧性、耐久性を向上させることを課題とする。
　請求項１の駆動軸へのダイヤフラムの固定構造は、基布が埋設された可撓性のダイヤフラムを駆動軸に固定する駆動軸へのダイヤフラムの固定構造であって、前記駆動軸と共に前記ダイヤフラムを挟持するダイヤフラムガイドを備え、前記駆動軸と前記ダイヤフラムガイドのうちの一方に針状突起が形成され、他方に該針状突起を挿通する挿通穴が形成され、前記針状突起に前記ダイヤフラムの中心を刺して該針状突起を該ダイヤフラムに貫通させるとともに、該針状突起と前記挿通穴とを固着して、前記ダイヤフラムを前記駆動軸に固定するようにしたことを特徴とする。
　請求項２の駆動軸へのダイヤフラムの固定構造は、請求項１に記載の駆動軸へのダイヤフラムの固定構造であって、前記針状突起が前記駆動軸に形成され、前記挿通穴が前記ダイヤフラムガイドに形成され、前記針状突起を前記挿通穴に挿通して該針状突起の先端を溶接し、該針状突起と前記挿通穴とを固着するようにしたことを特徴とする。
　請求項３の駆動軸へのダイヤフラムの固定構造は、請求項１に記載の駆動軸へのダイヤフラムの固定構造であって、前記針状突起が前記ダイヤフラムガイドに形成され、前記挿通穴が前記駆動軸に形成され、前記針状突起を前記挿通穴に圧入することで、該針状突起と前記挿通穴とを固着するようにしたことを特徴とする。
　請求項４の駆動軸へのダイヤフラムの固定方法は、基布が埋設された可撓性のダイヤフラムを駆動軸に固定する駆動軸へのダイヤフラムの固定方法であって、前記駆動軸と共に前記ダイヤフラムを挟持するダイヤフラムガイドを用い、前記駆動軸と前記ダイヤフラムガイドのうちの一方に針状突起を形成するとともに、他方に該針状突起を挿通する挿通穴を形成し、前記針状突起に前記ダイヤフラムの中心を刺して該針状突起を該ダイヤフラムに貫通させ、該針状突起と前記挿通穴とを固着して、前記ダイヤフラムを前記駆動軸に固定するようにしたことを特徴とする。
　請求項５の駆動軸へのダイヤフラムの固定方法は、請求項４に記載の駆動軸へのダイヤフラムの固定方法であって、前記針状突起を前記駆動軸に形成するとともに、該針状突起の先端部分の針状キャップを取り外し可能にし、前記挿通穴を前記ダイヤフラムガイドに形成し、前記針状突起の前記針状キャップに前記ダイヤフラムの中心を刺して該針状突起を該ダイヤフラムに貫通させるようにしたことを特徴とする。
　請求項６の駆動軸へのダイヤフラムの固定方法は、請求項５に記載の駆動軸へのダイヤフラムの固定方法であって、前記針状突起を前記ダイヤフラムに貫通させた後、前記針状突起の前記針状キャップを前記ダイヤフラムガイドの挿通穴に挿通し、該針状キャップを取り外し、該針状キャップを取り外した前記針状突起の先端をかしめ、または溶接し、該針状突起と前記挿通穴とを固着するようにしたことを特徴とする。
　請求項１の駆動軸へのダイヤフラムの固定構造によれば、針状突起にダイヤフラムを刺しても、針状突起は基布の繊維の隙間をとおるだけで、基布に抜き穴のような穴が形成されることがなく、基布（その繊維）が切れることもない。したがって、ダイヤフラムの耐圧性、耐久性を向上させることができる。
　請求項２の駆動軸へのダイヤフラムの固定構造によれば、請求項１の効果に加えて、溶接により針状突起とダイヤフラムガイドとを堅牢に固着することができる。
　請求項３の駆動軸へのダイヤフラムの固定構造によれば、請求項１の効果に加えて、駆動軸側にダイヤフラムガイドを圧入するだけでよいので、組み付け作業が容易になる。また、ダイヤフラムガイドの針状突起を太くしてダイヤフラムの固定構造を堅牢にすることができる。
　請求項４の駆動軸へのダイヤフラムの固定方法によれば、請求項１と同様な効果が得られる。
　請求項５の駆動軸へのダイヤフラムの固定方法によれば、請求項２と同様な効果が得られるとともに、針状突起を太くしてダイヤフラムの固定構造を堅牢にすることができる。
　請求項６の駆動軸へのダイヤフラムの固定方法によれば、請求項５の効果に加えて、針状突起にダイヤフラムガイドを挿通するとき、針状キャップがあるので、ダイヤフラムガイドを挿通しやすいという効果が得られる。また、針状キャップを取り外して、かしめ、または溶接を行うので、針状突起を太くしてダイヤフラムの固定構造を堅牢にしながら、かしめや溶接を容易に行うことができる。
本発明を適用した第１実施形態の電磁式制御弁の弁閉状態の縦断面図である。 本発明を適用した実施形態におけるダイヤフラムの固定前の断面図及び概略平面図である。 本発明を適用した実施形態におけるダイヤフラムに対する針状突起の貫通状態を説明する図である。 本発明を適用した第１実施形態の電磁式制御弁の要部の組立工程を説明する図である。 本発明を適用した第２実施形態の電磁式制御弁の弁閉状態の縦断面図である。 本発明を適用した第３実施形態の電磁式制御弁の弁閉状態の縦断面図である。 本発明を適用した第３実施形態におけるダイヤフラムの固定前の断面図及び概略平面図である。 本発明を適用した第３実施形態の電磁式制御弁の要部の組立工程を説明する図である。 本発明を適用した第４実施形態の電磁式制御弁の弁閉状態の縦断面図である。 従来の電磁式制御弁の要部とその組立工程及びダイヤフラムの中心部概略拡大図である。
　次に、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明を適用した第１実施形態の電磁式制御弁の弁閉状態の縦断面図である。この実施形態の電磁式制御弁１０は燃料電池システムの配管中に設けられるが、この燃料電池システムの配管中を流れる流体は高圧で、圧力変動が激しい。この実施形態の電磁式制御弁１０は弁ハウジング１を有している。弁ハウジング１には、流体が流入する高圧側の入口ポート１ａ、流体が流出する低圧側の出口ポート１ｂ、入口ポート１ａに連通する一次室１１、出口ポート１ｂに連通する二次室１２、一次室１１と二次室１２を連通する弁ポート１３を有している。弁ポート１３は水平断面形状が円形であり、その一次室１１側開口にはリング状の弁座部材１４が配設されている。
　一次室１１、二次室１２及び弁ポート１３内には軸線Ｌに沿った方向に変位可能な「駆動軸」としての弁棒２が延在されている。弁棒２は、一次室１１内に位置して弁座部材１４に対して離接が可能な円柱状の弁体２１、弁体２１の下方に延設された連結ロッド２２，連結ロッド２２で弁体２１に連結されたピストン部２３、弁体２１の上方に延設された連結ロッド２４を有している。なお、弁座部材１４を無くして弁ポート１３の一次室側開口のみとし、弁体２１の下端周囲に弁座部材１４同等のシール部材を設けてもよい。
　弁体２１は、弁棒２の軸線Ｌに沿った方向への変位により決まる弁座部材１４との位置関係により、弁ポート１３の開度を設定する。一次室１１の圧力は二次室１２の圧力より高圧であり、弁体２１には、この一次室１１の圧力と二次室１２の圧力との差圧が作用し、弁体２１は弁閉方向に力を受ける。この差圧が弁体２１に作用する力は、弁ポート１３の内径（弁体２１の有効受圧径）により決まる。
　弁ハウジング１の下端には、均圧室１５が形成されており、この均圧室１５は図示しないハウジングに形成された均圧導入路１６により、入口ポート１ａを介して一次室１１に連通されている。均圧室１５内には圧力バランス部１７が構成されている。この圧力バランス部１７は、弁ハウジング１に形成された連通孔１７ａ、連通孔１７ａによって二次室１２に連通された低圧室１７ｂ、低圧室１７ｂと均圧室１５側の空間内に嵌合して配設された基布３Ａをゴム層３Ｂに埋設したゴム製のダイヤフラム３を有している。なお、ダイヤフラム３はコンボリューション部３１を有しており、このコンボリューション部３１は、軸線Ｌ回りの回転体であってピストン部２３の外周で低圧室１７ｂ内に膨出される。また、ダイヤフラム３は円柱状のボス部３２を有しこのボス部３２の中央に後述の針状突起２３１を填める凹部３２ａが形成されている。
　連通孔１７ａ内には弁棒２のピストン部２３が連通孔１７ａと接触する事なく挿通されている。ピストン部２３の下端には針状突起２３１が形成されている。また、ピストン部２３と共にダイヤフラム３を挟持するダイヤフラムガイド１７ｃには針状突起２３１を挿通する挿通穴１７ｃ１が形成されている。そして、ピストン部２３の針状突起２３１がダイヤフラム３の凹部３２ａの中心を貫通し、この針状突起２３１にダイヤフラムガイド１７ｃが挿通穴１７ｃ１にて嵌め込まれている。そして、ダイヤフラムガイド１７ｃとピストン部２３でダイヤフラム３のボス部３２を挟み付け、針状突起２３１の先端をスポット溶接することにより、ダイヤフラム３がピストン部２３に固着されている。また、弁ハウジング１の下端部にはダイヤフラム押さえ１７ｄが嵌合され、弁ハウジング１の下端をかしめることにより、ダイヤフラム押さえ１７ｄ及びダイヤフラム３が固定されている。ダイヤフラム３は可撓性を有し、均圧室１５に作用する一次室側圧力と二次室側圧力との差圧により発生した力を弁棒２に伝達する。
　弁ハウジング１の上部（一次室１１側）には、電磁駆動部４が設けられている。電磁駆動部４は、円筒状のプランジャチューブ４０と、プランジャチューブ４０の上端に固定された磁性体からなる吸引子４２と、プランジャチューブ４０の外周に配置されボビン４３ａに巻線が巻回された電磁コイル４３を備えている。なお、プランジャチューブ４０と吸引子４２は溶接等により固定されている。プランジャチューブ４０の内部にはプランジャ５が配設され、プランジャ５と弁体２１との間にはプランジャばね５ｂが配設されている。なお、プランジャ５は磁性体からなり、プランジャ５の通気孔５３以外はそれぞれ軸線Ｌを軸にして回転対称な形状となっている。吸引子４２及びプランジャ５には軸線Ｌと同軸な挿通孔４１，５１がそれぞれ形成されている。そして、弁棒２の連結ロッド２４が、プランジャ５の挿通孔５１に挿通され、吸引子４２の挿通孔４１内で、連結ロッド２４の端部に非磁性体からなる筒状の抜け止め部材７が嵌め込まれている。この抜け止め部材７と連結ロッド２４の端部とは溶接により固着されている。抜け止め部材７はプランジャ５側の端部に鍔状部７１を有し、この鍔状部７１は、プランジャ５の吸引子４２側の対向面５ａに接触した状態で、この対向面５ａと吸引子４２のプランジャ５側の対向面４ａとの間に位置する。
　プランジャばね５ｂは、一端をプランジャ５の内側底面５２に当接させ、他端を弁体２１のプランジャ５側の端面であるばね受け部２１ａに当接させ、圧縮した状態で配設されている。これにより、プランジャ５は対向面５ａを抜け止め部材７（その鍔状部７１）に対して常時当接された状態となり、このプランジャ５が吸引子４２方向に吸引されると、このプランジャ５と共に弁棒２が弁開方向に変位する。プランジャ５の挿通孔５１と弁棒２の連結ロッド２４とのクリアランスは、プランジャ５とプランジャチューブ４０とのクリアランスより大きく設定されており、プランジャ５が軸線Ｌと直交する方向に変位しても、弁棒２とプランジャ５は接触しない。
　吸引子４２には挿通孔４１より径の大きな調整部用孔４２ａが形成されており、この調整部用孔４２ａ内には設定調整部８が配設されている。この設定調整部８は、調整ねじ８１、ばね受け８２、調整ばね８３、ボール８４を有している。調整ばね８３は調整ねじ８１とばね受け８２との間に圧縮状態で配設されており、ボール８４はばね受け８２に当接した状態で吸引子４２の挿通孔４１内に配設されている。そして、調整ばね８３は、ばね受け８２を介してボール８４を抜け止め部材７の上端に当接するように付勢している。また、調整ねじ８１は、その外周の雄ねじ部８１１を吸引子４２の上部内周面に形成された雌ねじ部４２ｂに螺合することにより、吸引子４２に取り付けられている。
　ボール８４と吸引子４２の挿通孔４１との間には僅かにクリアランスが設けられており、ボール８４は軸線Ｌに沿って挿通孔４１内で変位可能となっている。また、抜け止め部材７のボール８４側端部には、厚みの薄い円筒形状となる円筒部７２が形成されており、この円筒部７２はボール８４に対して球面接触される。これにより、抜け止め部材７（及び弁棒２）の上端は、常に軸線Ｌ上に位置決めされる。
　電磁駆動部４の電磁コイル４３への通電により、磁気回路が形成されて吸引子４２とプランジャ５との間に磁気による吸引力が発生する。この吸引力は電磁コイル４３へ通電する電流に応じたものとなる。
　以上の構成により、実施形態の電磁式制御弁は次のように作用する。設定調整部８は、調整ばね８３によりばね受け８２、ボール８４及び抜け止め部材７を介して弁棒２を弁座部材１４側に付勢している。電磁コイル４３を励磁することにより、プランジャ５が吸引子４２に吸引され、弁棒２は調整ばね８３の付勢力に抗して弁座部材１４から離れる方向に変位し、弁閉から弁開となるとともに弁体２１と弁座部材１４との軸線Ｌに沿った方向の位置関係により、弁ポート１３の開度が制御される。なお、プランジャ５が最上端位置で弁開度が全開となるのは、抜け止め部材７の鍔状部７１が吸引子４２の対向面４ａに当接した位置である。このように、鍔状部７１がストッパの役割をしており、これにより、プランジャ５が吸引子４２に吸着（密着）されるのを防止する。
　また、電磁コイル４３の励磁を無くすことにより弁体２１が弁座部材１４に着座し、弁閉となる。なお、調整ねじ８１の追い込み量により、調整ばね８３が弁棒２に加える付勢力が調整され、弁開に必要な電磁力（吸引力）を調節できる。このように、電磁コイル４３が生じる電磁力と、調整ばね８３のばね力との平衡関係によって弁棒２が軸線Ｌに沿った方向に変位し、弁体２１で弁ポート１３の開度を変化させる。
　また、弁体２１には前述のように一次室１１の圧力と二次室１２の圧力の差圧が作用して弁閉方向に力が加わる。一方、均圧室１５は均圧導入路１６によって一次室１１と連通されているので、均圧室１５に作用する一次室側圧力と低圧室１７ｂに作用する二次室側圧力との差圧がダイヤフラム３に作用し、弁棒２のピストン部２３には弁開方向の力が加わる。そして、弁ポート１３の内径（弁体２１の有効受圧径）と、弁体２１が弁座部材１４に着座した弁閉時のダイヤフラム３の有効受圧径とは等しいので、弁棒２に対しては、差圧による力は互いにキャンセルされ、弁体２１が弁座部材１４から離間するときは、差圧の影響を受けない。
　図２はダイヤフラム３の弁棒２への固定前の断面図及び概略平面図である。このダイヤフラム３は、ゴム層３Ｂ内に基布３Ａを埋設したものであり、中心には従来のような抜き穴が形成されていない。なお、図２(B) は基布３の糸を線で概念的に図示してあるが、基布３は、図３に示すように平編みで繊維（糸）は密に編み込まれている。
　図４は第１実施形態の電磁式制御弁の要部の組立工程を説明する図であり、ダイヤフラム３と弁棒２の固定は以下のように行う。図４(A) に示すように、ピストン部２３の下端に形成された針状突起２３１にダイヤフラム３の中心を刺し、針状突起２３１をダイヤフラム３に貫通させる。また、ダイヤフラムガイド１７ｃを、その挿通穴１７ｃ１にて針状突起２３１に挿通する。そして、針状突起２３１の先端をスポット溶接することにより、針状突起２３１とダイヤフラムガイド１７ｃを固着し、ダイヤフラム３をピストン部２３（弁棒２）と共に挟持する。また、弁ハウジング１の下端部にダイヤフラム押さえ１７ｄを嵌合し、図４(C)のように、弁ハウジング１の下端をかしめることにより、ダイヤフラム押さえ１７ｄ及びダイヤフラム３を固定する。
　このように、針状突起２３１に対して、ダイヤフラム３を刺してダイヤフラム３を保持するので、ダイヤフラム３の基布３Ａが切れることがない。例えば図３(A) に示すように、針状突起２３１が基布３Ａの糸同士の間に刺さった場合でも、また、図３(B) に示すように、針状突起２３１が基布３Ａの糸に刺さった場合でも、いずれの場合も、基布３Ａが切れることがない。したがって、ダイヤフラム３の耐圧性、耐久性が向上する。
　図５は本発明を適用した第２実施形態の電磁式制御弁の弁閉状態の縦断面図であり、以下の各実施形態において第１実施形態と同様な要素には図１と同符号を付記して詳細な説明は省略する。この第２実施形態では、ダイヤフラムガイド１７ｃに針状突起１７ｃ２を形成し、ピストン部２３に針状突起１７ｃ２を挿通する挿通穴２３２を形成したものである。この第２実施形態でも、針状突起１７ｃ２をダイヤフラム３の中心に刺し、針状突起１７ｃ２にダイヤフラム３を貫通させる。そして、ダイヤフラムガイド１７ｃ（針状突起１７ｃ２）をピストン部２３の挿通穴２３２に圧入することでダイヤフラム３を挟み、これにより、ダイヤフラムガイド１７cでピストン部２３（弁棒２）と共にダイヤフラム３を挟持する。組み付け前の針状突起１７ｃ２の外径は挿通穴２３２の内径より僅かに大きくなっており、圧入によりダイヤフラムガイド１７ｃとピストン部２３とが固着される。この第２実施形態でもダイヤフラム３の耐圧性、耐久性が向上することは第１実施形態と同様である。
　図６は本発明を適用した第３実施形態の電磁式制御弁の弁閉状態の縦断面図、図７は第３実施形態におけるダイヤフラムの固定前の断面図及び概略平面図である。この第３実施形態のダイヤフラム３には、ボス部３２に第１実施形態の凹部３２ａより径の大きな凹部３２ｂが形成されている。また、ピストン部２３の下端には、第１実施形態における針状突起２３１より径の大きな（太い）針状突起２３３が形成されている。さらに、ダイヤフラムガイド１７ｃには、第１実施形態における挿通穴１７ｃ１より径の大きな挿通穴１７ｃ３が形成されている。そして、針状突起（その一部）２３３がダイヤフラム３の凹部３２ｂの中心を貫通し、この針状突起２３３にダイヤフラムガイド１７ｃが挿通穴１７ｃ３にて嵌め込まれている。そして、ダイヤフラムガイド１７ｃとピストン部２３でダイヤフラム３のボス部３２を挟み付け、針状突起２３３の先端をかしめることにより、ダイヤフラム３がピストン部２３に固着されている。
　図８は第３実施形態の電磁式制御弁の要部の組立工程を説明する図であり、ダイヤフラム３と「駆動軸」としての弁棒２の固定は以下のように行う。図８(A) に示すように、ピストン部２３の針状突起２３３の端部のかしめ穴２３３ａ内に組立前の針状突起の一部として針状キャップ２３３ｂを嵌め込む。この針状キャップ２３３ｂ及び針状突起２３３にダイヤフラム３の中心を刺し、針状キャップ２３３ｂ及び針状突起２３３をダイヤフラム３に貫通させる。図８(B) に示すように、ダイヤフラムガイド１７ｃを、その挿通穴１７ｃ３にて針状キャップ２３３ｂ及び針状突起２３３に挿通する。そして、図８(C) に示すように、針状キャップ２３３ｂを取り外し、針状突起２３３のかしめ穴２３３ａの部分を外側にかしめることにより、針状突起２３３とダイヤフラムガイド１７ｃを固着し、ダイヤフラム３をピストン部２３（弁棒２）と共に挟持する。また、弁ハウジング１の下端部にダイヤフラム押さえ１７ｄを嵌合し、弁ハウジング１の下端をかしめることにより、ダイヤフラム押さえ１７ｄ及びダイヤフラム３を固定する。なお、針状突起２３３のかしめ穴２３３ａの部分を溶接して固定してもよい。
　このように、針状キャップ２３３ｂ及び針状突起２３３に対して、ダイヤフラム３を刺してダイヤフラム３を保持するので、径の太い針状突起２３３であってもダイヤフラム３の基布３Ａが切れることがない。このことは前記図３で説明した前記実施形態と同様であり、ダイヤフラム３の耐圧性、耐久性が向上する。
　また、この第３実施形態では、針状突起２３３が第１実施形態の針状突起２３１より太くなっているので、ダイヤフラム３の固定構造が堅牢になり、例えば、高圧で使用する場合でも高い耐久性が得られる。なお、針状キャップ２３３ａ及び針状突起２３３のような太い針状突起を適用する場合、ダイヤフラムガイド１７ｃの挿通穴１７ｃ３からはみ出す量も大きくなるので、そのままでは、かしめや溶接が困難であるが、この第３実施形態では、針状キャップ２３３ｂを外せるようになっているので、かしめや溶接を容易に行うことができる。さらに、この第３実施形態では、針状突起２３３のかしめ穴２３３ａを針状キャップ２３３ｂの取り付けに利用しているので、針状キャップ２３３ｂの取り付け及び取り外しが容易になる。
　図９は本発明を適用した第４実施形態の電磁式制御弁の弁閉状態の縦断面図であり、この第４実施形態では、ダイヤフラムガイド１７ｃに第２実施形態における針状突起１７ｃ２より径の大きな（太い）針状突起１７ｃ４を形成し、ピストン部２３に針状突起１７ｃ４を挿通する第２実施形態における挿通穴２３２より径の大きな挿通穴２３４を形成したものである。この第４実施形態でも、針状突起１７ｃ４をダイヤフラム３の中心に刺し、針状突起１７ｃ４にダイヤフラム３を貫通させる。そして、ダイヤフラムガイド１７ｃ（針状突起１７ｃ４）をピストン部２３の挿通穴２３４に圧入することでダイヤフラム３を挟み、これにより、ダイヤフラムガイド１７cでピストン部２３（弁棒２）と共にダイヤフラム３を挟持する。組み付け前の針状突起１７ｃ４の外径は挿通穴２３４の内径より僅かに大きくなっており、圧入によりダイヤフラムガイド１７ｃとピストン部２３とが固着される。この第４実施形態でもダイヤフラム３の耐圧性、耐久性が向上することは前記実施形態と同様である。
　さらに、この第４実施形態では、針状突起１７ｃ４が第２実施形態の針状突起１７ｃ２より太くなっているので、ダイヤフラム３の固定構造が堅牢になり、例えば、高圧で使用する場合でも高い耐久性が得られる。
　以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。駆動軸は弁棒に限らず、軸線方向に移動される駆動軸にダイヤフラムを固定するものであれば、他の装置、他の構造物にも適用でき、ダイヤフラムの高い耐圧性、耐久性が得られる。
１　　　　弁ハウジング
１１　　　一次室
１２　　　二次室
１３　　　弁ポート
１５　　　均圧室
１６　　　均圧導入路
１７　　　圧力バランス部
１７ａ　　連通孔
１７ｂ　　低圧室
１７ｃ　　ダイヤフラムガイド
１７ｃ１　挿通穴
１７ｄ　　ダイヤフラム押さえ
２　　　　弁棒（駆動軸）
２１　　　弁体
２２　　　連結ロッド
２３　　　ピストン部
２３１　　針状突起
３　　　　ダイヤフラム
３Ａ　　　基布
３Ｂ　　　ゴム層
１７ｃ２　針状突起
２３２　　挿通穴
１７ｃ３　挿通穴
２３３　　針状突起
２３３ｂ　針状キャップ
１７ｃ４　針状突起
２３４　　挿通穴
４　　　　電磁駆動部

Claims (6)

  1. 　基布が埋設された可撓性のダイヤフラムを駆動軸に固定する駆動軸へのダイヤフラムの固定構造であって、
    　前記駆動軸と共に前記ダイヤフラムを挟持するダイヤフラムガイドを備え、前記駆動軸と前記ダイヤフラムガイドのうちの一方に針状突起が形成され、他方に該針状突起を挿通する挿通穴が形成され、前記針状突起に前記ダイヤフラムの中心を刺して該針状突起を該ダイヤフラムに貫通させるとともに、該針状突起と前記挿通穴とを固着して、前記ダイヤフラムを前記駆動軸に固定するようにしたことを特徴とする駆動軸へのダイヤフラムの固定構造。
  2. 　前記針状突起が前記駆動軸に形成され、前記挿通穴が前記ダイヤフラムガイドに形成され、前記針状突起を前記挿通穴に挿通して該針状突起の先端を溶接し、該針状突起と前記挿通穴とを固着するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の駆動軸へのダイヤフラムの固定構造。
  3. 　前記針状突起が前記ダイヤフラムガイドに形成され、前記挿通穴が前記駆動軸に形成され、前記針状突起を前記挿通穴に圧入することで、該針状突起と前記挿通穴とを固着するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の駆動軸へのダイヤフラムの固定構造。
  4. 　基布が埋設された可撓性のダイヤフラムを駆動軸に固定する駆動軸へのダイヤフラムの固定方法であって、
    　前記駆動軸と共に前記ダイヤフラムを挟持するダイヤフラムガイドを用い、
    　前記駆動軸と前記ダイヤフラムガイドのうちの一方に針状突起を形成するとともに、他方に該針状突起を挿通する挿通穴を形成し、
    　前記針状突起に前記ダイヤフラムの中心を刺して該針状突起を該ダイヤフラムに貫通させ、該針状突起と前記挿通穴とを固着して、前記ダイヤフラムを前記駆動軸に固定するようにしたことを特徴とする駆動軸へのダイヤフラムの固定方法。
  5. 　前記針状突起を前記駆動軸に形成するとともに、該針状突起の先端部分の針状キャップを取り外し可能にし、前記挿通穴を前記ダイヤフラムガイドに形成し、前記針状突起の前記針状キャップに前記ダイヤフラムの中心を刺して該針状突起を該ダイヤフラムに貫通させるようにしたことを特徴とする請求項４に記載の駆動軸へのダイヤフラムの固定方法。
  6. 　前記針状突起を前記ダイヤフラムに貫通させた後、前記針状突起の前記針状キャップを前記ダイヤフラムガイドの挿通穴に挿通し、該針状キャップを取り外し、該針状キャップを取り外した前記針状突起の先端をかしめ、または溶接し、該針状突起と前記挿通穴とを固着するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の駆動軸へのダイヤフラムの固定方法。
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