JP5554621B2 - 流体制御器 - Google Patents
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Description
図7に示す流体制御器は、操作機構(A)をエアー等により駆動してダイヤフラム(D)をバルブボディ(B)に形成された弁座(S)に対して当接離反させることにより流路を開閉するように構成されている。
ダイヤフラム(D)は、その外縁部近傍に形成された円環状突条(R1)と、円環状突条(R1)の内部を縦断する直線状突条(R2)とを有しており、これらの突条(R1)(R2)が弁座(S)に対して密接することにより、流体の外部への漏洩が防止されるとともにダイヤフラム下降時において流路が閉鎖される。
そのため、流路の開閉操作(ダイヤフラム(D)の昇降操作)を繰り返すと、円環状突条(R1)の径方向の摺動が繰り返されることとなり、バルブボディ(B)上面との間に生じる摩擦によって円環状突条(R1)が摩耗してシール性が低下し、流体の外部への漏洩が生じるという問題があった。
この流体制御器は、ダイヤフラムが下側ダイヤフラムと上側ダイヤフラムの二層構造とされ、下側ダイヤフラムの外縁部近傍には外環突条と内環突条とからなる円環状突条と、内環突条を縦断する縦断突条とが形成されており、外環突条は上下方向に突出してなるものである(特許文献1の第18図及び第19図参照)。
また、バルブボディの上面には下方向に突出した外環突条を収容する円環状溝が形成されており、上方向に突出した外環突条の内側に上側ダイヤフラムが積層されている。
また、上側ダイヤフラムはバルブボディによって位置決めされず、下側ダイヤフラムに載せた状態で締め付け固定されることから、締め付け固定時に位置ずれが生じる虞があり、組み立て作業性が悪い。
また、外環突条を収容する円環状溝に流体が浸入した場合、浸入した流体を逃がすことができず、円環状溝に流体が溜まってしまう。
このように特許文献1に記載の流体制御器には上記問題点とは別の問題点が存在しているため、これらの問題点を生じさせることなく、上記した円環状突条の摩耗による流体の外部漏洩を防止することが可能である流体制御器の創出が望まれていた。
また、前記バルブボディの上面は、前記段差の内側が、入口流路及び出口流路の開口部に向けて下向きに傾斜していることから、段差の内側部分に流体の溜まりが生じることがない。
また、流体制御器の組み立て時におけるダイヤフラムの位置決めを容易且つ正確に行うことが可能となり、組み立ての精度及び作業性に優れたものとなる。
また、流体制御器の組み立て時において、ダイヤフラムをバルブボディの上面に対して容易且つ正確に位置決めをすることが可能となる。
図1は本発明に係る流体制御器を示す一部断面正面図であって、(a)は全体図、(b)は(a)図の円内拡大図である。
本発明に係る流体制御器は、バルブボディ(1)と、ダイヤフラム(2)と、操作機構(3)と、ボンネット(4)を備えている。
バルブボディ(1)は、流体の入口となる入口流路(5)と、流体の出口となる出口流路(6)と、入口流路(5)と出口流路(6)の間に***して形成された弁座(7)を有している。
バルブボディ(1)の上面には、入口流路(5)の開口部(入口側開口部(8))と、出口流路(6)の開口部(出口側開口部(9))が開口している。
ここで、バルブボディ(1)の上面に円環状突条(2A)が当接する部分(1A)は、図1の例では円環状突条(2A)の先端部(最下部)から外縁部に至る部分であり、後述する図5の例では円環状突条(2A)の先端部よりも外周面がバルブボディの上面と段差の側面とで形成される角部(段差の境界線(10))と接触する部分である。
これにより、円環状突条(2A)の先端部よりも内側において、円環状突条(2A)とバルブボディ(1)との間に流体が溜まることが防止される。
尚、本発明において、「内側」とはバルブボディ上面中心に近い側を指し、「外側」とはバルブボディ上面中心から遠い側を指す。
その理由は、バルブボディ(1)の上面に形成される段差の高さが円環状突条(2A)の高さ以上であると、ダイヤフラム(2)をバルブボディ(1)とボンネット(4)との間で挟持した際に円環状突条(2A)を圧縮変形させることができず、良好なシール性が得られない虞があるためである。
但し、段差の高さが円環状突条(2A)の高さ以上であってもよい。
段差の内側が、入口側開口部(8)及び出口側開口部(9)に向けて下向きに傾斜していることにより、段差の内側部分に流体の溜まりが生じることが確実に防止できる。
尚、上記した円環状突条(2A)が当接する部分(1A)は、下向き傾斜面(11)の一部分であり、より具体的には下向き傾斜面(11)内の外寄りの部分である(図1(b)参照)。
後述するように、ダイヤフラム(2)の円環状突条(2A)の縦断面形状は下向きに突出する半円形状である。そのため、段差の内側面(12)がこのようなテーパ面となっていると、円環状突条(2A)が外向きに拡がろうとした時に、円環状突条(2A)の外縁面を段差の内側面(12)によって確実に受けることができ、円環状突条(2A)の外方への拡がりを防止できる。
また、流体制御器の組み立て時において、ダイヤフラム(2)をバルブボディ(1)の上面に対して容易且つ正確に位置決めをすることが可能となる。
ダイヤフラム(2)は、バルブボディ(1)に設けられた弁座(7)に対して当接離反(昇降)することにより、入口流路(5)から出口流路(6)への流体の流通を許容又は遮断する。
ダイヤフラム(2)は、単一素材(例えばPTFE)からなる一層構造のものであってもよいし、図4に示すような合成樹脂膜(21)とゴム膜(22)の二層構造のものであってもよい。
ダイヤフラム(2)は、弁座(7)に当接する下面に円環状突条(2A)と直線状突条(2B)を有している。円環状突条(2A)は弁座(7)に当接する下面の外縁部近傍に形成されており、直線状突条(2B)は円環状突条(2A)の内部を縦断するように形成されている。
円環状突条(2A)及び直線状突条(2B)の縦断面形状は、図3(a)(b)に示すように下向きに突出する半円形を呈している。本発明における円環状突条の先端部とは、この下向きに突出する半円形の先端部(最下部)を意味している。
つまり、ダイヤフラム(2)の円環状突条(2A)の少なくとも先端部は、バルブボディ(1)の上面に形成された段差の境界線(10)よりも内側の凹んだ部分(下向き傾斜面(11)の上)に配置される。また、ダイヤフラム(2)の円環状突条(2A)の外側の部分(2C)は、段差の境界線(10)よりも外側の凹んでいない部分に配置される。
その結果、流路の開閉動作の繰り返しによって生じる円環状突条(2A)の摩耗を抑制することができ、長期間に亘って流体の漏洩を防止することが可能となる。
これにより、ダイヤフラム(2)の上昇時の状態において円環状突条(2A)の外縁部が段差の内側面に当接することとなり、ダイヤフラム(2)が下降した時に円環状突条(2A)が外方向へと拡がることが確実に防止され、円環状突条(2A)の摩耗をより効果的に抑制することが可能となる。
また、流体制御器の組み立て時におけるダイヤフラム(2)の位置決めも容易且つ正確に行うことが可能となり、組み立ての精度及び作業性に優れたものとなる。
但し、ダイヤフラム(2)の上昇時の状態において、円環状突条(2A)の外径(D1)が、段差の境界線(10)の直径(D2)より僅かに大きくてもよい(図5参照)。
図6に示す例では、段差の側面(12)が下面に移行する角部においてアール状に形成されており、この角部のアールが円環状突条(2A)の先端部よりも外周面のアールと合致することによって、円環状突条(2A)の先端部よりも外周面が段差の側面(12)と隙間無く密接している。
これにより、円環状突条(2A)の先端部よりも外周面と段差の側面(12)との間に流体が溜まる虞が無い。
ボンネット(4)の下面の内径(D3)は、ダイヤフラム(2)の円環状突条(2A)の内径(D4)以下であることが好ましい(図1(b)参照)。
ボンネット(4)の下面の内径(D3)が、ダイヤフラム(2)の円環状突条(2A)の内径(D4)以下であることにより、ボンネット(4)の下面により円環状突条(2A)を確実に押さえて圧縮変形させることができ、良好なシール性を確保することが可能となる。
1A ダイヤフラムの円環状突条が当接する部分
2 ダイヤフラム
2A 円環状突条
2B 直線状突条
3 操作機構
4 ボンネット
5 入口流路
6 出口流路
7 弁座
8 入口流路の開口部(入口側開口部)
9 出口流路の開口部(出口側開口部)
10 段差の境界線(バルブボディの上面と段差の側面とで形成される角部)
11 下向きに傾斜している面(下向き傾斜面)
12 段差の側面(内側面)
D1 円環状突条の外径(外縁部の直径)
D2 段差の境界線の直径
D3 ボンネットの下面の内径
D4 円環状突条の内径
Claims (6)
- 入口流路と出口流路と弁座を有するバルブボディと、
前記弁座に対して当接離反することにより、前記入口流路から前記出口流路への流体の流通を許容又は遮断するダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムを操作するための操作機構と、
前記バルブボディとの間で前記ダイヤフラムを挟持するボンネットを備えており、
前記ダイヤフラムは、下面の外縁部近傍に円環状突条を有し、
前記バルブボディの上面には、前記円環状突条が当接する部分より内側が外側に比べて低くなる段差が形成されており、
前記ダイヤフラムの少なくとも前記円環状突条の先端部が前記段差の内側に配置され、
前記バルブボディの上面は、前記段差の内側が、前記入口流路及び前記出口流路の開口部に向けて下向きに傾斜している、
ことを特徴とする流体制御器。 - 前記円環状突条の全体が、前記段差の内側に配置されていることを特徴とする請求項1記載の流体制御器。
- 前記円環状突条の先端部よりも外周面が、前記段差の外側の上面と前記段差の側面とで形成される角部と接触していることを特徴とする請求項1記載の流体制御器。
- 前記円環状突条の先端部よりも外周面が、前記段差の側面と隙間無く密接していることを特徴とする請求項1記載の流体制御器。
- 前記ダイヤフラムの上昇時の状態において、前記円環状突条の外径と、前記段差の内側と外側の境界線の直径が等しいことを特徴とする請求項1又は2記載の流体制御器。
- 前記円環状突条の縦断面形状が下向きに突出する半円形であって、
前記段差の側面は、上から下に向かうにつれて内側に傾斜するテーパ面となっていることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の流体制御器。
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