JPH05215252A - 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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- JPH05215252A JPH05215252A JP18794392A JP18794392A JPH05215252A JP H05215252 A JPH05215252 A JP H05215252A JP 18794392 A JP18794392 A JP 18794392A JP 18794392 A JP18794392 A JP 18794392A JP H05215252 A JPH05215252 A JP H05215252A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】高価な金属を用いなくとも自己反復復元し、変
位量が大きく取れ、クリ−ンでシ−ル性の良いダイヤフ
ラム弁を提供する。 【構成】ダイヤフラム９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出した金属製薄
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ととも
に、前記負荷手段の印加によってダイヤフラムが前記弁
座の金属面と当接して金属面同志でシ−ルすることを特
徴とする金属ダイヤフラム弁及び、ダイヤフラム９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
殻形状に膨出し、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る金
属ダイヤフラム弁。
位量が大きく取れ、クリ−ンでシ−ル性の良いダイヤフ
ラム弁を提供する。 【構成】ダイヤフラム９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出した金属製薄
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ととも
に、前記負荷手段の印加によってダイヤフラムが前記弁
座の金属面と当接して金属面同志でシ−ルすることを特
徴とする金属ダイヤフラム弁及び、ダイヤフラム９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
殻形状に膨出し、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る金
属ダイヤフラム弁。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】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。
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。
【０００２】
【従来の技術】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６１−２４４９７
６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。
して例えば第５図で示すような特開昭６１−２４４９７
６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。
【０００３】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下で使用し、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による窪部がＮ
ｉ−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。
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下で使用し、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による窪部がＮ
ｉ−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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】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。また清浄度が要求
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。
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。また清浄度が要求
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。
【０００５】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し、
高価な金属を用いなくとも自己反復復元し、変位量が大
きく取れ、クリ−ンでシ−ル性の良いダイヤフラム弁を
提供するものである。
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し、
高価な金属を用いなくとも自己反復復元し、変位量が大
きく取れ、クリ−ンでシ−ル性の良いダイヤフラム弁を
提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】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出した金属製
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とと
もに、前記負荷手段の印加によってダイヤフラムが前記
弁座の金属面と当接して金属面同志でシ−ルすることを
特徴とする金属ダイヤフラム弁及び、
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出した金属製
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とと
もに、前記負荷手段の印加によってダイヤフラムが前記
弁座の金属面と当接して金属面同志でシ−ルすることを
特徴とする金属ダイヤフラム弁及び、
【０００７】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
状に膨出し、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とともに、前記負荷手
段の印加によってダイヤフラムが前記弁座の金属面と当
接して金属面同志でシ−ルすることを特徴とする金属ダ
イヤフラム弁である。
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
状に膨出し、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とともに、前記負荷手
段の印加によってダイヤフラムが前記弁座の金属面と当
接して金属面同志でシ−ルすることを特徴とする金属ダ
イヤフラム弁である。
【０００８】
【作用】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。
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。
【０００９】また金属製のダイヤフラムが金属製の弁座
面と当接してシ−ルされるため、弁内部に合成樹脂等の
シ−ル材を設ける必要がないので異物が混入する恐れや
シ−ル性が劣化する恐れがない。更にダイヤフラムの少
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
ラムの挟着部が弁本体と確実にシ−ルされる。以上の結
果、形状が簡単になり、流量が大きくクリ−ンでシ−ル
性の良いダイヤフラム弁を得ることが出来る。
面と当接してシ−ルされるため、弁内部に合成樹脂等の
シ−ル材を設ける必要がないので異物が混入する恐れや
シ−ル性が劣化する恐れがない。更にダイヤフラムの少
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
ラムの挟着部が弁本体と確実にシ−ルされる。以上の結
果、形状が簡単になり、流量が大きくクリ−ンでシ−ル
性の良いダイヤフラム弁を得ることが出来る。
【００１０】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照しながら
説明する。図１において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、Ａ
ｇ、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−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。
説明する。図１において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、Ａ
ｇ、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−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。
【００１１】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。
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。
【００１２】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
形状について図２ないし図４を用いて説明する。
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
形状について図２ないし図４を用いて説明する。
【００１３】図２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。図２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。次に図３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δｍｍ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−タとしたとき）Ｐとδの関係は図４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。
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。図２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。次に図３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δｍｍ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−タとしたとき）Ｐとδの関係は図４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。
【００１４】図４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。
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。
【００１５】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８に追随せず、弁としての機能を
果さなくなる。
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８に追随せず、弁としての機能を
果さなくなる。
【００１６】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。
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。
【００１７】ここでα＝５．４とすると、α＝Ｒ・β2
／ｔ＝５．４である。図２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・ｓｉ
ｎβ＝Ｋであるから、Ｒ＝Ｋ／２・ｓｉｎβとなり、α
＝Ｒ・β2 ／ｔ＝（Ｋ／２ｓｉｎβ ）・（β2 ／ｔ）
＝５．４であるから、（Ｋ／２ｔ）・（β2 ／ｓｉｎ
β）＝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。
／ｔ＝５．４である。図２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・ｓｉ
ｎβ＝Ｋであるから、Ｒ＝Ｋ／２・ｓｉｎβとなり、α
＝Ｒ・β2 ／ｔ＝（Ｋ／２ｓｉｎβ ）・（β2 ／ｔ）
＝５．４であるから、（Ｋ／２ｔ）・（β2 ／ｓｉｎ
β）＝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。
【００１８】本実施例による金属ダイヤフラム弁はダイ
ヤフラムの最下段の下面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−ルされる。更に弁棒８
の押圧によって金属製のダイヤフラムと金属製の弁座面
でシ−ルされ開閉される。このため弁内部に合成樹脂等
の金属以外のシ−ル部材がなく、流体中に異物が混入す
る恐れやシ−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。又ダイヤフラム
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−スが少なく、摩擦金属粉の発生がないク
リ−ンな弁が得られる。
ヤフラムの最下段の下面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−ルされる。更に弁棒８
の押圧によって金属製のダイヤフラムと金属製の弁座面
でシ−ルされ開閉される。このため弁内部に合成樹脂等
の金属以外のシ−ル部材がなく、流体中に異物が混入す
る恐れやシ−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。又ダイヤフラム
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−スが少なく、摩擦金属粉の発生がないク
リ−ンな弁が得られる。
【００１９】
【発明の効果】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
が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
たダイヤフラムの少なくとも周辺部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−ルされる。更に金
属製のダイヤフラムと金属製の弁座面が当接してシ−ル
される。このため弁内部に合成樹脂等の金属以外のシ−
ル部材がなく、流体中に異物が混入する恐れやシ−ル性
が劣化する恐れがない。また弁内に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−スが少なく、摩擦金属粉の発生がないクリ−ン
な弁が得られる。
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
たダイヤフラムの少なくとも周辺部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−ルされる。更に金
属製のダイヤフラムと金属製の弁座面が当接してシ−ル
される。このため弁内部に合成樹脂等の金属以外のシ−
ル部材がなく、流体中に異物が混入する恐れやシ−ル性
が劣化する恐れがない。また弁内に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−スが少なく、摩擦金属粉の発生がないクリ−ン
な弁が得られる。
【図１】 本発明の一実施例を示す弁開時の縦断面図で
ある。
ある。
【図２】 ダイヤフラムの縦断面図である。
【図３】 弁棒でダイヤフラムを押し下げているときの
縦断面図である。
縦断面図である。
【図４】 ダイヤフラムにかかる荷重と変位量の関係を
表す図である。
表す図である。
【図５】 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 (2)
- 【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出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とともに、前
記負荷手段の印加によってダイヤフラムが前記弁座の金
属面と当接して金属面同志でシ−ルすることを特徴とす
る金属ダイヤフラム弁。 - 【請求項２】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出し、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
るとともに、前記負荷手段の印加によってダイヤフラム
が前記弁座の金属面と当接して金属面同志でシ−ルする
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 |
|---|---|---|---|
| JP4187943A JP2573775B2 (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 金属ダイヤフラム弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4187943A JP2573775B2 (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 金属ダイヤフラム弁 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62181320A Division JPH0674850B2 (ja) | 1987-07-21 | 1987-07-21 | 金属ダイヤフラム弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05215252A true JPH05215252A (ja) | 1993-08-24 |
| JP2573775B2 JP2573775B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=16214893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4187943A Expired - Lifetime JP2573775B2 (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 金属ダイヤフラム弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2573775B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008128278A (ja) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Neriki:Kk | ダイヤフラムバルブとバルブ用シートアセンブリ |
| JP2011519033A (ja) * | 2008-04-23 | 2011-06-30 | バイオスケール， インコーポレイテッド | 検体処理のための方法および装置 |
| JP2012522943A (ja) * | 2009-04-01 | 2012-09-27 | ゲオルク フィッシャー ロールライツングスシステム アクチェンゲゼルシャフト | ダイヤフラムバルブ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61244976A (ja) * | 1985-04-23 | 1986-10-31 | Fujikin:Kk | 流体遮断開放器 |
| JPS6275180A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-07 | Motoyama Seisakusho:Kk | メタルダイヤフラム弁 |
-
1992
- 1992-07-15 JP JP4187943A patent/JP2573775B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61244976A (ja) * | 1985-04-23 | 1986-10-31 | Fujikin:Kk | 流体遮断開放器 |
| JPS6275180A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-07 | Motoyama Seisakusho:Kk | メタルダイヤフラム弁 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008128278A (ja) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Neriki:Kk | ダイヤフラムバルブとバルブ用シートアセンブリ |
| JP2011519033A (ja) * | 2008-04-23 | 2011-06-30 | バイオスケール， インコーポレイテッド | 検体処理のための方法および装置 |
| JP2012522943A (ja) * | 2009-04-01 | 2012-09-27 | ゲオルク フィッシャー ロールライツングスシステム アクチェンゲゼルシャフト | ダイヤフラムバルブ |
| TWI485342B (zh) * | 2009-04-01 | 2015-05-21 | Fischer Georg Rohrleitung | 膜片閥 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2573775B2 (ja) | 1997-01-22 |
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