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 |
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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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Legal Events
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