JPH05187548A - ダイヤフラム - Google Patents
ダイヤフラムInfo
- Publication number
- JPH05187548A JPH05187548A JP4183882A JP18388292A JPH05187548A JP H05187548 A JPH05187548 A JP H05187548A JP 4183882 A JP4183882 A JP 4183882A JP 18388292 A JP18388292 A JP 18388292A JP H05187548 A JPH05187548 A JP H05187548A
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- ripple
- ripples
- diaphragm
- circular
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- Diaphragms And Bellows (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 撓みを全域に亘って均一化する。
【構成】 素材板中心円形１０の周りに隣接して同心円
形波紋Ｐ1 を形成すると共に、この同心円形波紋Ｐ1 と
同心でかつ所定間隔をあけて外側円形波紋Ｐ2 を形成
し、両円形波紋Ｐ1 、Ｐ2 間に、前記素材板中心円形１
０の周り３等分位からスタートした渦巻き波紋Ｐ3 を形
成する。渦巻き波紋Ｐ3 が３等分位のため、最も安定し
て全域に亘って均一な変位が生じる。また、内外円形波
紋Ｐ1 、Ｐ2 によって、周囲にフランジを設けた際、そ
の支持力のアンバランスを吸収する。
形波紋Ｐ1 を形成すると共に、この同心円形波紋Ｐ1 と
同心でかつ所定間隔をあけて外側円形波紋Ｐ2 を形成
し、両円形波紋Ｐ1 、Ｐ2 間に、前記素材板中心円形１
０の周り３等分位からスタートした渦巻き波紋Ｐ3 を形
成する。渦巻き波紋Ｐ3 が３等分位のため、最も安定し
て全域に亘って均一な変位が生じる。また、内外円形波
紋Ｐ1 、Ｐ2 によって、周囲にフランジを設けた際、そ
の支持力のアンバランスを吸収する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ダイヤフラムであっ
て、作動時に生ずる応力に片寄りがなく、素材が金属の
場合、長期使用による金属疲労の発生時期を延ばしたダ
イヤフラムに関する。
て、作動時に生ずる応力に片寄りがなく、素材が金属の
場合、長期使用による金属疲労の発生時期を延ばしたダ
イヤフラムに関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】ダイヤフラムは、その両側面
に働く圧力差によって撓むものであり、その撓みでもっ
て圧力の検出を行ない、圧力の制御、圧力による操作、
等の圧力に係る機器に多用されている。
に働く圧力差によって撓むものであり、その撓みでもっ
て圧力の検出を行ない、圧力の制御、圧力による操作、
等の圧力に係る機器に多用されている。
【０００３】このダイヤフラムにおいて、従来では、前
記撓み作用を円滑にさせるため、図８に示すように、そ
の断面形状を、素材板の中心円形１の周りに同心円状の
波紋Ｐを呈する波形としている（図２参照）。なお、図
中の波紋Ｐは谷部の軌跡を示す（以下、同様）。
記撓み作用を円滑にさせるため、図８に示すように、そ
の断面形状を、素材板の中心円形１の周りに同心円状の
波紋Ｐを呈する波形としている（図２参照）。なお、図
中の波紋Ｐは谷部の軌跡を示す（以下、同様）。
【０００４】しかしながら、このものＤ2 は、周辺固定
部はろう付け等が施されるので剛性が大きくなり、一
方、中心部も曲率半径が小さいので剛性が大となる。従
って、周辺部と中心部の撓みが小さく、その中間部に、
撓みが集中して素材板が金属の場合、金属疲労によって
座屈あるいはクラックが生ずる他、長期間の使用の内に
特性、特に復元力が変化する等の問題がある。復元力が
変化すれば、前記圧力の検出値等が変化する。
部はろう付け等が施されるので剛性が大きくなり、一
方、中心部も曲率半径が小さいので剛性が大となる。従
って、周辺部と中心部の撓みが小さく、その中間部に、
撓みが集中して素材板が金属の場合、金属疲労によって
座屈あるいはクラックが生ずる他、長期間の使用の内に
特性、特に復元力が変化する等の問題がある。復元力が
変化すれば、前記圧力の検出値等が変化する。
【０００５】また、この波形のものＤ2 は、波紋Ｐが同
心円ゆえに、変位する（撓む）場合、その各波紋Ｐを撓
みが乗り越える状態で、中心から周囲に変位する。この
ため、撓み曲線がその乗り越え時に急激な立上り・立下
りを示し、検出精度に問題が生じる。
心円ゆえに、変位する（撓む）場合、その各波紋Ｐを撓
みが乗り越える状態で、中心から周囲に変位する。この
ため、撓み曲線がその乗り越え時に急激な立上り・立下
りを示し、検出精度に問題が生じる。
【０００６】従来、上記ダイヤフラムＤ2 の問題解決策
として、図７に示すように、前記波紋Ｐを、素材板の中
心円形１の周りから渦巻き状に形成した技術がある（実
開昭５４−１２２２５４号公報参照、実公昭４０−３３
６８８号公報参照）。
として、図７に示すように、前記波紋Ｐを、素材板の中
心円形１の周りから渦巻き状に形成した技術がある（実
開昭５４−１２２２５４号公報参照、実公昭４０−３３
６８８号公報参照）。
【０００７】しかしながら、図７に示すものＤ1 は、中
心円形１から渦巻き波紋Ｐがスタートした部分ａの剛性
が大きく、その反対側部分ｂでは剛性が小さくなる。こ
れは、両部分ａ、ｂの波紋曲率の相違によって構造上生
ずるもので、この剛性の相違により、ダイヤフラムＤ1
に圧力が加わった場合、撓みが周方向に均等に生じな
い。また、このものＤ1 は、撓む場合、その渦巻き波紋
Ｐに沿い、中心から周囲に向い、渦巻き状に撓みが生じ
て変位する。これらの剛性の相違、及び渦巻き状の撓み
の移行は、ダイヤフラムＤ1 の応力の片寄りとなる。
心円形１から渦巻き波紋Ｐがスタートした部分ａの剛性
が大きく、その反対側部分ｂでは剛性が小さくなる。こ
れは、両部分ａ、ｂの波紋曲率の相違によって構造上生
ずるもので、この剛性の相違により、ダイヤフラムＤ1
に圧力が加わった場合、撓みが周方向に均等に生じな
い。また、このものＤ1 は、撓む場合、その渦巻き波紋
Ｐに沿い、中心から周囲に向い、渦巻き状に撓みが生じ
て変位する。これらの剛性の相違、及び渦巻き状の撓み
の移行は、ダイヤフラムＤ1 の応力の片寄りとなる。
【０００８】この応力の片寄りは、ダイヤフラムＤ1 の
金属疲労が片寄り、寿命を短くすると共に、操作端とし
て用いた場合、その作動状態にも片寄りが生ずる。すな
わち、撓み曲線に問題が生じる。
金属疲労が片寄り、寿命を短くすると共に、操作端とし
て用いた場合、その作動状態にも片寄りが生ずる。すな
わち、撓み曲線に問題が生じる。
【０００９】一方、上記実公昭４０−３３６８８号公報
記載のものは、中心円形１の周囲２等分位から渦巻き波
紋Ｐを形成している。このものは、中心に対し、対称位
置に同様な波紋Ｐが存することとなるため、変位する
際、その対称位置間においては応力が同一となり、片寄
りは生じない。
記載のものは、中心円形１の周囲２等分位から渦巻き波
紋Ｐを形成している。このものは、中心に対し、対称位
置に同様な波紋Ｐが存することとなるため、変位する
際、その対称位置間においては応力が同一となり、片寄
りは生じない。
【００１０】また、この種のダイヤフラムＤ1 は、図７
に示すようにその周縁をフランジ２で支持して、応力検
出器に装着される。その支持力が周縁全周に亘って均等
でないと、やはり変位時の応力に片寄りが生じる。すな
わち、撓み曲線に問題が生じる。
に示すようにその周縁をフランジ２で支持して、応力検
出器に装着される。その支持力が周縁全周に亘って均等
でないと、やはり変位時の応力に片寄りが生じる。すな
わち、撓み曲線に問題が生じる。
【００１１】この発明は、以上の従来技術を基礎とし、
周縁支持力の偏りを極力少なくする等により、撓み曲線
を直線に近づけることを課題とする。
周縁支持力の偏りを極力少なくする等により、撓み曲線
を直線に近づけることを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明にあっては、素材板中心円形の周りに隣接
して同心円形波紋を形成すると共に、この同心円形波紋
と同心でかつ所定間隔をあけて外側円形波紋を形成し、
両円形波紋間に、前記素材板中心円形の周り均等分位の
少なくとも２点からスタートした渦巻き波紋を形成した
構成としたのである。
に、この発明にあっては、素材板中心円形の周りに隣接
して同心円形波紋を形成すると共に、この同心円形波紋
と同心でかつ所定間隔をあけて外側円形波紋を形成し、
両円形波紋間に、前記素材板中心円形の周り均等分位の
少なくとも２点からスタートした渦巻き波紋を形成した
構成としたのである。
【００１３】この場合、上記渦巻き波紋の始終端を、上
記同心円形波紋又は外側円形波紋に合流させるとよい。
記同心円形波紋又は外側円形波紋に合流させるとよい。
【００１４】上記所定間隔は、ダイヤフラムの大きさ等
を考慮して適宜に決定する。
を考慮して適宜に決定する。
【００１５】
【作用】上記の如く構成する本発明に係るダイヤフラム
にあっては、ダイヤフラムの渦巻き波紋が中心円形の均
等分位の少なくとも２点からスタートしているので、前
記図７のａ、ｂ部分の波紋曲率が同じとなって、周囲の
剛性が均一化され、作動時に発生する応力の片寄りがな
く周方向に均等に撓む。
にあっては、ダイヤフラムの渦巻き波紋が中心円形の均
等分位の少なくとも２点からスタートしているので、前
記図７のａ、ｂ部分の波紋曲率が同じとなって、周囲の
剛性が均一化され、作動時に発生する応力の片寄りがな
く周方向に均等に撓む。
【００１６】また、同心円形波紋及び外側円形波紋を設
けたもので、波紋のプレス成形時、中心部に生じる盛り
上り状の歪は同心円形波紋に吸収分散され、外周囲に生
じる皺状の歪は外側円形波紋に吸収分散される。この吸
収分散は、渦巻き波紋の始終端を両円形波紋に合流させ
れば、より効果が増す。歪が吸収分散されることは、残
留応力も分散されることであり、ダイヤフラム全域の残
留応力も均一化する。このため、変位も全域に亘って均
一化する。
けたもので、波紋のプレス成形時、中心部に生じる盛り
上り状の歪は同心円形波紋に吸収分散され、外周囲に生
じる皺状の歪は外側円形波紋に吸収分散される。この吸
収分散は、渦巻き波紋の始終端を両円形波紋に合流させ
れば、より効果が増す。歪が吸収分散されることは、残
留応力も分散されることであり、ダイヤフラム全域の残
留応力も均一化する。このため、変位も全域に亘って均
一化する。
【００１７】さらに、図６に示すように、周縁をフラン
ジ２で支持した際、その支持力の周方向のアンバランス
は、フランジと同一心の内外円形波紋によって少なから
ず、吸収される。因みに、渦巻き波紋ではその溝（山）
が周囲同一円周でないため、その支持力がアンバランス
になれば、それを助長しかねない。
ジ２で支持した際、その支持力の周方向のアンバランス
は、フランジと同一心の内外円形波紋によって少なから
ず、吸収される。因みに、渦巻き波紋ではその溝（山）
が周囲同一円周でないため、その支持力がアンバランス
になれば、それを助長しかねない。
【００１８】
【実施例】この実施例は、図１に示すように、中心円形
１０の周りに、隣接して同心円形波紋Ｐ1 を形成すると
ともに、外側にも円形波紋Ｐ2 を形成し、両波紋Ｐ1 、
Ｐ2 間に、中心円形波紋Ｐ1 の周囲３等分位からの渦巻
き波紋Ｐ3 を形成し、その波紋Ｐ3 の始終端を両波紋Ｐ
1 、Ｐ2 に合流させたものである。
１０の周りに、隣接して同心円形波紋Ｐ1 を形成すると
ともに、外側にも円形波紋Ｐ2 を形成し、両波紋Ｐ1 、
Ｐ2 間に、中心円形波紋Ｐ1 の周囲３等分位からの渦巻
き波紋Ｐ3 を形成し、その波紋Ｐ3 の始終端を両波紋Ｐ
1 、Ｐ2 に合流させたものである。
【００１９】その製作例として、素材を、厚さ：０．０
１５mmのステンレス箔、仕上り外径：２５．４mm、曲率
Ｒ：１００mmとし、図１、図２において、各波紋Ｐ1 、
Ｐ2 、Ｐ3 （総称：Ｐ）の幅ｄ（谷と谷の間、合流間は
除く）、同心円形波紋Ｐ1 の谷径：ｑ、外側波紋Ｐの内
側谷径ｑ’、渦巻き波紋Ｐ3 の谷部曲率ｒ、山部曲率
ｒ’、波の高さｔ、高低差Ｔを下記表１に示す値とした
試作例１、２を製作し、図６のごとく、フランジ２より
支持して、実際に装着したところ、周方向に均等に撓
み、応力の偏りもなかった。
１５mmのステンレス箔、仕上り外径：２５．４mm、曲率
Ｒ：１００mmとし、図１、図２において、各波紋Ｐ1 、
Ｐ2 、Ｐ3 （総称：Ｐ）の幅ｄ（谷と谷の間、合流間は
除く）、同心円形波紋Ｐ1 の谷径：ｑ、外側波紋Ｐの内
側谷径ｑ’、渦巻き波紋Ｐ3 の谷部曲率ｒ、山部曲率
ｒ’、波の高さｔ、高低差Ｔを下記表１に示す値とした
試作例１、２を製作し、図６のごとく、フランジ２より
支持して、実際に装着したところ、周方向に均等に撓
み、応力の偏りもなかった。
【００２０】
【表１】
【００２１】上記ダイヤフラムＤの製造は、その前記諸
元（形状）に基づいて設計された金型によりプレス成形
されて打抜かれる。金型は、放電加工によって基本的に
制作され、調整の上使用される。
元（形状）に基づいて設計された金型によりプレス成形
されて打抜かれる。金型は、放電加工によって基本的に
制作され、調整の上使用される。
【００２２】上記金型製造のための放電加工用電極の製
作は、まず、上記３等分位からスタートすることを想定
して、図３に示す円錘台体１１の表面に渦巻溝１２を削
設した治工具Ｑを制作する。この治工具Ｑに、同図鎖線
のごとく線条体ｌ3 を前記溝１２に沿って巻付けて渦巻
き電極を製作する。前記治工具Ｑ及びその溝１２の形状
は、線条体ｌ3 のばね性を考慮して作らねばならない。
また、同様に、治工具平面上に円形溝を削設し、この溝
に線条体ｌ1 、ｌ2 を巻付けて円状電極も製作する。
作は、まず、上記３等分位からスタートすることを想定
して、図３に示す円錘台体１１の表面に渦巻溝１２を削
設した治工具Ｑを制作する。この治工具Ｑに、同図鎖線
のごとく線条体ｌ3 を前記溝１２に沿って巻付けて渦巻
き電極を製作する。前記治工具Ｑ及びその溝１２の形状
は、線条体ｌ3 のばね性を考慮して作らねばならない。
また、同様に、治工具平面上に円形溝を削設し、この溝
に線条体ｌ1 、ｌ2 を巻付けて円状電極も製作する。
【００２３】治工具Ｑから外した線条体ｌ3 は高さが高
くなっているので（椀状となっているので）、押えて所
望の高さとする。次いで、図４に示すように上記の如く
して得た線条体ｌ1 、ｌ2 、ｌ3 を組み合わせて中心と
なるボス１３にろう付けし、ボス１３には電極取付け棒
１４を立設する（図５参照）。
くなっているので（椀状となっているので）、押えて所
望の高さとする。次いで、図４に示すように上記の如く
して得た線条体ｌ1 、ｌ2 、ｌ3 を組み合わせて中心と
なるボス１３にろう付けし、ボス１３には電極取付け棒
１４を立設する（図５参照）。
【００２４】上記の如くして得た電極Ｓを、図５のごと
く放電加工機に装着し金型Ｗを制作する。金型Ｗは雄型
と雌型を必要とするが、上記放電加工により得られる金
型Ｗを２個形成し、この一方を逆に電極として前記の放
電加工をすることにより、その加工品及び残りの前記金
型Ｗにより雄、雌両型が得られる。
く放電加工機に装着し金型Ｗを制作する。金型Ｗは雄型
と雌型を必要とするが、上記放電加工により得られる金
型Ｗを２個形成し、この一方を逆に電極として前記の放
電加工をすることにより、その加工品及び残りの前記金
型Ｗにより雄、雌両型が得られる。
【００２５】この金型によって、実施例のものを製作し
たところ、内外側に円形波紋Ｐ1 、Ｐ2 を形成し、両波
紋Ｐ1 、Ｐ2 に渦巻き波紋Ｐ3 の両端が合流しているた
め、渦巻き波紋Ｐ3 の成形による歪が円形波紋Ｐ1 、Ｐ
2 内に吸収されて皺は生じなかった。
たところ、内外側に円形波紋Ｐ1 、Ｐ2 を形成し、両波
紋Ｐ1 、Ｐ2 に渦巻き波紋Ｐ3 の両端が合流しているた
め、渦巻き波紋Ｐ3 の成形による歪が円形波紋Ｐ1 、Ｐ
2 内に吸収されて皺は生じなかった。
【００２６】なお、電極Ｓの別の製作法としては、三次
元数値制御可能なフライス盤の記憶部に上記ダイヤフラ
ムＤの諸元を入力し、そのエンドミルにより、電極素材
板の表面に図１、図４に示す波紋Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 を呈
する凹凸を形成して製作することができる。また、各部
寸法も実施例に限るものではなく、使用素材として、ス
テンレス箔以外の他の金属材料、ゴム、プラスチック等
公知のものを使用することができることは勿論である。
元数値制御可能なフライス盤の記憶部に上記ダイヤフラ
ムＤの諸元を入力し、そのエンドミルにより、電極素材
板の表面に図１、図４に示す波紋Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 を呈
する凹凸を形成して製作することができる。また、各部
寸法も実施例に限るものではなく、使用素材として、ス
テンレス箔以外の他の金属材料、ゴム、プラスチック等
公知のものを使用することができることは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】この発明は以上のように構成し、ダイヤ
フラム全域の剛性の均一化を図ったので、変位が全域に
亘って均一化し、撓み曲線も直線により近くなる。
フラム全域の剛性の均一化を図ったので、変位が全域に
亘って均一化し、撓み曲線も直線により近くなる。
【００２８】また、周縁支持力も、内外円形波紋によっ
て吸収されるので、より変位も全域に亘って均一化す
る。さらに、プレス成形時の歪も少ない。
て吸収されるので、より変位も全域に亘って均一化す
る。さらに、プレス成形時の歪も少ない。
【図１】一実施例の正面図
【図２】同断面図
【図３】製作説明図
【図４】製作説明図
【図５】製作説明図
【図６】取付説明図
【図７】従来例の説明図
【図８】従来例の説明図
Ｄ1 、Ｄ2 、Ｄ ダイヤフラム Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 波紋 Ｑ 治工具 Ｒ ダイヤフラム曲率 ｒ 谷部曲率 ｒ’ 山部曲率 Ｓ 電極 Ｗ 金型 ｌ1 、ｌ2 円形線条体 ｌ3 渦巻線条体 １、１０ 中心円形
Claims (2)
- 【請求項１】 素材板中心円形の周りに隣接して同心円
形波紋を形成すると共に、この同心円形波紋と同心でか
つ所定間隔をあけて外側円形波紋を形成し、両円形波紋
間に、前記素材板中心円形の周り均等分位の少なくとも
２点からスタートした渦巻き波紋を形成したことを特徴
とするダイヤフラム。 - 【請求項２】 請求項１記載のダイヤフラムにおいて、
上記渦巻き波紋の始終端を、上記中心円形波紋又は外側
円形波紋に合流したことを特徴とするダイヤフラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4183882A JPH05187548A (ja) | 1988-04-21 | 1992-07-10 | ダイヤフラム |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9914388 | 1988-04-21 | ||
| JP12939288 | 1988-05-25 | ||
| JP63-129392 | 1988-05-25 | ||
| JP63-99143 | 1988-05-25 | ||
| JP4183882A JPH05187548A (ja) | 1988-04-21 | 1992-07-10 | ダイヤフラム |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1287989A Division JPH0251664A (ja) | 1988-04-21 | 1989-01-20 | ダイヤフラム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05187548A true JPH05187548A (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=27308872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4183882A Pending JPH05187548A (ja) | 1988-04-21 | 1992-07-10 | ダイヤフラム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05187548A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU241170A1 (ru) * | А. П. Германов, Ю. Е. Захаров , В. Г. Янов | Гофрированная мембрана |
-
1992
- 1992-07-10 JP JP4183882A patent/JPH05187548A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU241170A1 (ru) * | А. П. Германов, Ю. Е. Захаров , В. Г. Янов | Гофрированная мембрана |
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