JPS6367481A - ダイヤフラム弁 - Google Patents

ダイヤフラム弁

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JPS6367481A
JPS6367481A JP21328786A JP21328786A JPS6367481A JP S6367481 A JPS6367481 A JP S6367481A JP 21328786 A JP21328786 A JP 21328786A JP 21328786 A JP21328786 A JP 21328786A JP S6367481 A JPS6367481 A JP S6367481A
Authority
JP
Japan
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diaphragm
valve
stress
valve body
deflection
Prior art date
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Pending
Application number
JP21328786A
Other languages
English (en)
Inventor
Takaomi Haniyu
羽生 孝臣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Benkan Corp
Original Assignee
Nippon Benkan Kogyo Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Benkan Kogyo Corp filed Critical Nippon Benkan Kogyo Corp
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Publication of JPS6367481A publication Critical patent/JPS6367481A/ja
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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、LSI或いは超LSI製)肯装置の配管ライ
ンに使用される超タリンバルブとしてのダイヤフラム弁
の改良に関する。
[従来の技術] 従来、この種のダイヤフラム弁としては、第5図に小寸
如き横)聞のものが使用されている。図中1は弁箱で、
本体2と益体3とより成る。本体2は流体人口4及び流
体出口5と弁室6とを連通する流路7及び8を備え、入
口側流路7の内端部に弁座9が形成されている。弁座9
と接離自在に対向して弁室6内に設けられた弁体10は
、ばね部材11により開方向に付勢されている。蓋体3
には軸方向に摺動可能な弁軸12が設けられており、弁
軸12の内端部はスペーサ13を介して上記弁体10と
対向している。弁体10とスペーサ13との間に介在す
るダイヤフラム14は周縁部が本体2と蓋体3との間に
挟持されて弁箱1に支持されている。
斯かる構造のダイヤフラム弁に於いて、弁軸12を下方
へ押し下げると、弁軸12の先端はスペーサ13を介し
てダイヤフラム14を下方へ押し下げ、この押し下げ力
は弁体10をばね部材11のばね力に抗して弁座9の方
向へ押し下げ、ついには弁体10の下面が弁座9に圧着
され、流体入口4I:達する流路7と流体出口に達する
流路8が遮断され、内部流体の流れが止まる。弁軸12
の押し下げ力を解放すると弁体10はばね部材11によ
り押し戻され、これによりダイヤフラム14も押し戻さ
れ、さらにスペーサ13及び弁@12が元位置に押し戻
される。この過程で弁体10の下面は弁座9から離れ、
流路7と流路8が連通し、内部流体が弁中を流れる。
上記ダイヤフラム弁の作動の過程で、蓋体3と弁軸12
がこすれて金属粒子が下方に落下し、弁体10の内部に
金属粒子が侵入するのをダイヤフラム14は防止してい
るが、このダイヤフラム14が通常の金属薄板であると
、弁体10に必要とされるに十分な撓み但を与えること
ができない。もし弁体10が必要とするストローク(リ
フト)に相当する撓み量をダイヤフラム14に与えたと
すると、ダイヤフラム14は塑性変形してしまい、撓み
がそのまま残ってしまうことになる。そこでこれを防止
する為にダイヤフラム14の径を大きくすることが考え
られるが、これを実施すると、弁そのものが大きくなり
、LSI或いは超LSI製造装置の配管ラインに使用す
る弁としては不適当である。また塑性変形の無いゴム製
のダイヤフラムを用いることが考えられるが耐久性に劣
り、且つ劣化に伴う微細なゴム片の弁体内への落下等の
問題がある。
このようなことから、近時、弾性変形の可能な領域が大
きく、大きく変形させてもゴムの如く元に戻る性質を有
する超弾性金属材料で作られたダイヤフラムを備えた弁
が提案され(特開昭80−263793号公報)、これ
により弁体の内面の接ガス部へ超微細粒子(パーティク
ル)が弁外部より侵入したり、或いは弁軸の摺動作用に
よりバッキング材の劣化や金属擦過によるゴム及び金属
粒子が接ガス部へ落ち込んだりするのを防止している。
[発明が解決しようとする問題点] 然し乍ら、斯かる従来のダイヤフラム弁に使用されてい
る超弾性金属材料より成るダイヤフラムも通常の金属と
同様疲労破壊の現象を免れることはできない。従って、
上記ダイヤフラムを備えたダイヤフラム弁でも弁の開閉
を105回も繰り返すと、金属疲労の為に破断してしま
うという欠点かあった。この為ダイヤフラム弁の寿命が
短く、保守が甚だ煩わしかった。
[発明の目的] 本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり
、ダイヤフラムの径を小さいままにとどめ、且つこれが
疲労破壊を起さない応力レベルまでダイヤフラムの撓み
に伴う応力値を低下させて、寿命を増長し、保守の煩わ
しさを除去したダイヤフラム弁を提供することを目的と
するものである。
[問題点を解決するための手段1 上記問題点を解決するための本発明のダイヤフラム弁は
、周縁部が弁箱に支持されて弁棒と弁体との間に介在さ
れた超弾性金属材料より成る薄い円板状のダイヤフラム
を有する弁に於いて、前記ダイヤフラムに少くとも一条
の環状凹部を同芯に設けたことを特徴とするものである
[作 用] 上記の如く構成された本発明のダイヤフラム弁は、弁の
作動によりダイヤフラムに所定の撓みが与えられた時、
撓みに伴うダイヤフラムの内部応力が、少くとも一条の
環状凹部により軽減され、応力値がダイヤフラムを形成
している金属の疲労限以下に低下せしめられるので、疲
労破壊が免れるものである。
[実施例] 本発明のダイヤフラム弁の一実施例を第1図によって説
明すると、20は逆T形の弁箱で、垂直部20aに弁室
21が形成され、水平部20bに流体入口22及び流体
出口23と弁室21とを連通する流路24及び25が形
成され、入口側流路24の内端側は弁室21と同芯に垂
直となっていて、その周縁は弁座26となっている。弁
座26に密着されるように弁室21内の中心に設けられ
た弁体21は、スプリング28により上方に付勢されて
いる。弁室21の上部内周面には段部29が設けられ、
この段部29上にシールリング30が配され、その上に
超弾性現象を示す金属材料より成るダイヤフラム31の
周縁が支持され、そのダイヤフラム31の周縁上に弁体
32に嵌装した筒状ガイド33が支持され、この筒状ガ
イド33がその外周に嵌装され且つ弁箱20の垂直部2
0aの外周に螺合されたナツト34にて締付固定されて
、前記ダイヤフラム31の周縁も固定されている。前記
弁棒32はエアシリンダ35のピストン36に基端が結
合されており、エアシリンダ35はエアシリンダ蓋37
が前記筒状ガイド33の外周に螺合されて弁箱20に結
合されている。38はエアシリンダ35内のリターンス
プリングである。
前記の超弾性現象を示す金属材料より成るダイヤフラム
31は、第2図a、bに示す如く薄い円板形状に作られ
、周方向に同志に断面円弧状の環状溝39が予め塑性加
工により一条形成されて成るものである。
尚、ダイヤフラム31は、第2図に限るものではなく、
第3図a、bに示す如く環状溝39が同芯二条或いは三
条に形成されたダイヤフラム40でも良く、また第4図
a、bに示す如く半径方向に断面波形状となる複数条の
凹部41と凸部42が交互に同志に形成されたダイヤフ
ラム43でも良い。
上述の如く構成された第1図のダイヤフラム弁に於いて
、エアシリンダ35の上室に作動エアが導入され、これ
によりピストン36が下方へ押し下げられると、弁棒3
2も下方へ下がる。これに伴い弁体27はダイヤフラム
31を介して下方へ押し下げられ、弁体27の下面が弁
室21の底面の弁座26に押付けられて、流路24.2
5が遮断され、内部流体の流れが止まる。
エアシリンダ35のエア圧が除かれると、リターンスプ
リング38の復帰力によってピストン36が元位置に押
し戻され、これに伴い弁棒32も上方に上がり、弁体2
7及びダイヤフラム31はスプリング28の力で上方へ
持ち上げられ、弁体27の下面が弁室21の底面の弁座
26から離れて、流路24.25が連通され、内部流体
が弁中を流れる。
斯かるダイヤフラム弁の開閉に於いて、ダイヤフラム3
1は、その中心部に弁棒32による押し力が作用した時
所定の撓みを生じる。ダイヤフラム31は弁の構造上そ
の外周部が固定されている為、板厚方向の所定の撓み量
に対し、板厚方向の曲げ応力、半径方向の応力1周方向
の応力等が生じるが、該ダイヤフラム31には一条の環
状溝39が形成されているので、ダイヤフラム31が引
き延ばされた時の径実長は長くなる。従って、前記の板
厚方向の曲げ応力、半径方向の応力2周方向の応力等の
各種応力値は著しく軽減される。この現象はベローズや
つる巻ばねに見られる物理現象と同等のちのである。こ
のようにして各種応力値がダイヤフラム31の疲労限以
下に低下せしめられ、疲労破壊が免れる。
このような応力軽減現象は、第3図及び第4図のダイヤ
フラム40.43を備えたダイヤフラム弁でも同様に環
われることは勿論である。
[発明の効果] 以上の説明で判るように本発明のダイヤフラム弁は、少
くとも一条の環状凹部を同志に設けた超弾性金属材料よ
り成る薄い円板状のダイヤフラムを弁体と弁棒との間に
設けであるので、ダイヤフラムの径が小さくとも弁作動
時ダイヤフラムに撓みが与えられた際、撓みに伴う内部
応力が環状の凹凸部により軽減され、応力値が超弾性金
属材料の疲労限以下に低下せしめられ、疲労破壊が免れ
る。従って、弁の開閉を107回繰返しても破断するこ
とが無く、ダイヤフラム弁の寿命が著しく増良し、保守
の煩しさが除去されるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるダイヤフラム弁の一実施例を示す
縦断面図、第2図a、bはそのダイヤフラム弁に装備さ
れたダイヤフラムの平面図及び断面図、第3図a、bは
ダイヤフラムの変形例を示す平面図及び断面図、第4図
a、bはダイヤフラムのさらに他の変形例を示す平面図
及び断面図、第5図は従来のダイヤフラム弁を示す縦断
面図である。 20・・・弁箱       27・・・弁体31、4
0.43・・・ダイヤフラム 32・・・弁棒       39・・・環状溝41・
・・凹部       41・・・凸部用 願 人  
日本弁管工業株式会社 代 理 人  弁理士 高   雄次部。 第1図 第2図    第3図 第4図 (a) 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 周縁部が弁箱に支持されて弁棒と弁体との間に介在され
    た超弾性金属材料より成る薄い円板状のダイヤフラムを
    有する弁に於いて、前記ダイヤフラムに少くとも一条の
    環状凹部を同芯に設けたことを特徴とするダイヤフラム
    弁。
JP21328786A 1986-09-10 1986-09-10 ダイヤフラム弁 Pending JPS6367481A (ja)

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