JPH02201510A

JPH02201510A - 高精度調整器

Info

Publication number: JPH02201510A
Application number: JP2048889A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Omichi; 邦彦大道
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-01-30
Filing date: 1989-01-30
Publication date: 1990-08-09
Anticipated expiration: 2013-06-04
Also published as: JP2762094B2

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）本発明は流量・圧力調整器の改良に係り、宇宙空間や地
底、海底等に於ける生命維持装置の０２Ｎ２の供給用等
に利用する高精度１１整器に関するものである。

（従来の技術）一般に流量・圧力Ｗ！４整指は、ダイヤフラムにかかる
流体圧と調圧用スプリングの弾性力との相関関係により
、所望の流体圧を得るように構成されている。

従って、流量・圧力調整器の調整精度を向上させるため
には、先ず調圧用スプリングが第２図の曲線Ａに示す如
く、必要な出力を有し且つ変位に対する荷重の変化の小
さな特性を具備する必要がある。

そのため、つる巻きバネＢと皿バネＣとを組合せ５両者
の複合により曲！ｌｌＡの如きスプリング特性とし、変
位−荷重変化の殆んど無い平坦なＡ′部を流量・圧力の
調整用に利用する様にした高精度調整器が開発されてい
る。

しかし、前記つる巻きバネＢと皿ハネＣとの、：且合せ
に係る腹合形スプリングは、変位−荷重変化の少ない特
性範囲（平坦部Ａ’）が極めて狭いうえ、つる巻きバネ
や皿バネ゛の調整が著しく困雉で、実用上多くの問題が
残されている。

また、従前の高精度調整器に於いては、ダイヤフラム上
部の調圧用スプリングを収容する感圧室が高度な密閉贋
造になっていないため、ダイヤフラムやスプリングが環
境圧力や環境温度の影＃を直接に受けることになり、調
整（直が調整器の使朋環境によって変動するという問題
がある。

（発明が解決しようとする課題）不発明は、従前の流量・圧カニＡＭ器に於ける上述の如
き問題、即ち（Ｄ複合型のスプリングを用いるため、利
用し得る変位−荷重曲線の範囲が極く侠いうえ、スプリ
ングの弾性力の調整が著しく困難なこと、（■感圧室が
気密構造になっていないため、環境条件によって調整値
が変化し易いこと等の問題を解決せんとするものであり
、調性用スプリングの弾性力のセツティングが簡単且つ
正確に行なえると共に、調整器を使用する環境条件によ
って調整値が悪形響を受けない采にした高ｈｔ度調整器
を提供するものである。

（課題を］郵決するための手段）弁箱１にダイヤフラム室Ａと感圧室Ｂとを設け、前記ダ
イヤフラム室Ａ内に設けたダイヤフラム５に、流体圧Ｐ
と調圧用スプリング９の弾；生方とを加えるようにした
ダイヤフラム式Ａ”ＩＩ　ＮＢに於いて、前記調圧用ス
プリング９を１．田弾姓特性を利用する形状記憶合金（
・汝のスプリングとすると共に、前記感圧室Ｂを真空の
感圧室としたことを発明の基本構成とするものである。

（作用）ダイヤフラム５にかかる流体圧Ｐと調圧用スプリング９
の弾１生力との差でダイヤフラム５が上・下動し、これ
によって流体通路が開・閉され、二次側流体圧が設定値
に保持される。

前記調圧用スプリング９は形状記憶合金の超弾性特注に
より変位−荷重特性が略平坦になっている。その結果、
スプリング９の変位量が変ってもスプリングの弾性力は
変化せず、二次側の流体圧Ｐが常に所定の設定調整値に
高精度で保持されることになる。

また、感圧室Ｂ内が高真空度に保持さ九ているため、外
部環境の圧力等が変化しても感圧室Ｂ内の圧力条件等は
一切変（ヒせず、ダイヤフラムが常に所定の環境条件下
で作動されることになる。

（実施例）以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に係る調！１急の縦：Ｆｒ面Ａであり、
図に於いて１は弁箱、２は弁体、：３はシート、４（よ
弁体ガイド、５はダイヤフラム、６はダイヤフラム押え
、７はダイヤフラム受け、８は弁体下部のシール用０リ
ング、９は調圧用スプリング、１０はスプリングケース
、１１は蓋体、１２はゲッター　１３はロータリー式シ
ャットオフ弁である。

前記弁箱１はステンレス鋼、アルミニウム合金又はアル
ミニウム合金表面処理材により形成さ九でおり、流体人
口１ａ、シャットオフ弁取付口上ｂ、シャットオフ弁用
弁座１ｃ、流体通路１ｄ。

１ｅ、弁室１ｆ、流体出口１ｇ等が設けられている。

また、弁箱上の上方部には前記弁室１ｆに連通するダイ
ヤフラム室Ａと感圧室Ｂとが設けられている。更に、前
記ダイヤフラム室Ａは、弁体カイト４を配設するための
縮径部Ａ□と、ダイヤフラム５を配設するための拡陛部
Ａ２とから夫々形成されている。

前記弁体２は、シート３に当接するディスク部２ａと、
ディスク部２ａより上方へ突出せしめた上部シャフト部
２ｂと、ディスク部２ａより下方へ突出せしめた下部シ
ャツ１一部２Ｃとから形成されており、弁箱１の下方よ
り上部シャフト部２ｂを弁体ガイド４）＼挿通せしめて
弁室１ｆ内へ挿着され、スプリング１４により上方へ常
時付勢されている。又、前記上部シャツ１一部２ｂの先
端は後述する如くダイヤフラム受け７の受入孔７ａ内へ
嵌合されており、該ダイヤフラム受け７を介して弁体２
が上下動される。

尚、２ｄは弁体２に設けた連通孔であり、円筒状の下部
シャフト２ｄの空間２ｅと流体出口側通路１ｅとが、こ
れにより連通されており、空間２ｅ内を流体通路１ｅと
同圧とすることにより、弁体２の上・下動が円滑に行な
えるようにしている３又、１５は下部蓋体であり、０リ
ング８により弁体２の下部シャフト部２ｄと一次側通路
１ｄとの間がシールされている。

前記シート３は合成樹脂（摂のリング体であり。

弁室１ｆの奥部に嵌着されている。

前記弁体ガイド４は中央部にガイド孔４ａを穿設したリ
ング体であり、ダイヤフラム室Ａの縮径部Ａ１内へ螺着
されている。

前記ダイヤフラム５は金属（若しくは合成樹脂）から形
成されており、前記ダイヤフラム押え６とダイヤフラム
受け７により挟持され、ダイヤフラム室への拡径部Ａ２
内に配設されている。

調圧用スプリング９は、Ｔｉ−Ｎｉ系合金である所謂形
状記憶合金により形成されており、その変態凝弾性効果
を利用したものである。即ち、形状記憶合金は、　相→
マルテンサイ１へ相の変態的と変形温度及び作用応力の
相関関係で形状記憶効果と超弾性機能の何れかを現出す
るが、本発明に於ける形状記憶合金は超弾性機能を現出
すべく処理されている。

その結果、当該調圧用スプリング９は、変位に対する荷
重の変化が一定となり、スプリング９の歪み量が変化し
ても応力は殆んど変化しない。尚、当該調圧用スプリン
グ９は、所定の温度下で所望の流体圧Ｐを得ることが出
来る。弾性力を発揮するように予かしめ製作されており
、−旦その弾性力（即ち流体の調整圧力）が設定される
と、その慎はその後不変である。

尚、本実施例では調圧用スプリング９としてＮｉ−Ｔｉ
合金系の形状記憶合金を使用しているが、Ｃｕ　−Ｚ　
ｎ　−Ａ　Ｉ系の形状記憶合金を利用してもよいことは
勿論である。

前記調圧用スプリング９は、スプリングケース１０を介
して弁Ｗｉ１へビーム溶接Ｅした蓋体１１によりその上
端部が保持されており、これによりその引張り変位ｉに
対応する弾性力がダイヤフラム５へ印加される６尚、ダイヤフラム５上方のスプリングケース１０と、Ｊ
ｉｌｌとで形成された感圧室Ｂは、後述する如＜、１０
−４ｔｏｒｒ程度の真空に保持されており、蓋体１１の
裏面に固着したゲッター１２をビーム照射によって加熱
活性比することにより、真空度の保持が図ら、れている
。

面記ロータリー式シャットオフ弁１３は弁箱１のシャッ
トオフ弁取付口１ｂへ袋すニア　１”　１３　ａ介して
螺着されており、ハンドル１３ｂを回動することにより
弁体１３ｃを介して弁／１ｌｃ１３ｄを弁座１ｃへ当渭
座せし、流体人口１ａと流体通、ｌｌｄ間を開・閉する
。

次に１本件調ｖ１１器の組立について説明する。

先ず弁箱１へ、弁体２、シート３．弁体ガイド４、ダイ
ヤフラム５．調圧用スプリング９及びスプリングケース
１０等を組付ける。

次に、内部を１０−’ｔｏｒｒ程度の真空度に保持した
真空槽（図示省略）の内部で、ゲッター１２を固着した
蓋体１２をスプリングケース１０の上方へ螺着し、所定
の締込量に調整する。

その後、ビーム溶接方法により、真空槽の内部に於いて
前記感圧室Ｂの螺着部Ｅ、Ｅ・・・を溶接し、これによ
り間圧室Ｂ内を真空下で密封する。

また、同時に蓋体１１の裏面側に固着したゲッター１２
の周辺部へビームを照射して約３００℃程度に加熱し、
これを活性化する。

次に２本沖調樒ａ（の作動について説明する。

ダイヤフラム５には、予かしめ設定されたスプリング°
９の弾性力がπ方へ向けて常時負荷されており、こ、れ
により弁体２は下降し、流体通路１ｄ。

１ｅｆｌｆｆｌが連通している。

シャットオフ弁１３を開放すると、流体りが流入し、流
体通路１ｄ、ｌｅを通して流通する。二次側流体圧Ｐが
上昇し、所定の設定値に達すると、ダイヤフラム５がス
プリング９の弾性力に打ち勝って上方へ押し上げられ、
弁体２が゛シート３へ当座して流体りの流通が遮断され
る。

二次側の流体圧Ｐは連通孔２ｄを通して弁体２の下部シ
ャフト部２Ｃの空間２ｅ内へ導入されており、下部シャ
フト部２Ｃと二次側流体圧Ｐとの圧力差が相殺され、弁
体２は円滑に作動する。

尚、弁体２は上部シャフト部２ｂと下部シャフト部２ｃ
の両方でガイドされており、下部シャフト部２ｃと一次
側流体通路間のシールはＯリング８により行なわ九でい
る。

（発明の効果）本発明に於いては、圧力調整用のスプリングを形状記憶
合金の擬弾性特性を利用したスプリングとしているため
、スプリングの変形量が変わってもスプリングの弾性力
が殆んど変化せず、その結果常に所定の弾性応力をダイ
ヤフラムに掛けることが出来、極めて高精度な圧力！Ｉ
ｊｌｎが可能となる。

また、本発明に於いては感圧室Ｂ内を高度な真空空間に
する構成としているため、ダイヤフラムに掛かる外気圧
が略零となって環境圧力の影響が完全に排除され、外気
圧の変動による誤差等が皆無となる。

更に、感圧室Ｂ内を真空空間としているため、スプリン
グへの伝熱も固体熱伝導のみとなる。その結果、環境温
度が大きく変化しても、スプリングやダイヤフラムの温
度が急激に変化することは無く、温度変化による調整圧
の狂いが殆んど無視し得る程度となる。

そのうえ、ビーム溶接そのものの環境が１Ｏ−４ｔｏｒ
ｒ程度であるため、特別な作業を要することなく感圧室
Ｂ内を所望の真空度下に密封できると共に、ゲッターの
加熱活性化もビームを利用して同時に行なうことが出来
、調整器の製造コストの大幅な引下げを図り得る。

本発明は上述の通り優れた実用的効用を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る調整器の縦断面図である。第２図は、複合型スプリングの変位−荷重特性曲線の一
例を示すものである。１　弁箱２　弁体シート弁体ガイドダイヤフラム調圧用スプリングスプリングケース蓋体ゲッターシャツ１−オフ弁ダイヤフラム室感圧室流体圧流体

Claims

【特許請求の範囲】

（１）弁箱（１）にダイヤフラム室（Ａ）と感圧室（Ｂ
）とを設け、前記ダイヤフラム室（Ａ）内に設けたダイ
ヤフラム（５）に、流体圧（Ｐ）と設けた調圧用スプリ
ング（９）の弾性力とを加えるようにしたダイヤフラム
式調整器に於いて、前記調圧用スプリング（９）を、超
弾性特性を利用する形状記憶合金製のスプリングとする
と共に、前記感圧室（Ｂ）を真空の感圧室としたことを
特徴とする高精度調整器。
（２）感圧室（Ｂ）を、真空槽内でシール部をビーム溶
接して成る真空の感圧室とした請求項（１）に記載の高
精度調整器。
（３）感圧室（Ｂ）内に、ビーム照射により加熱活性化
したゲッター（１２）を配設した請求項（１）に記載の
高精度調整器。