JPH059667B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多段動作型のダイヤフラム装置に関す
るものである。従来使用されているダイヤフラム
装置は、流体圧力の変動によりダイヤフラムが変
形すると共に中央が面直交方向に移行する様に構
成されており、このダイヤフラム面の動作によつ
て他の構成部材、例えば弁体やスチツチ機構を駆
動する様に設計されている。

しかしながら、従来の比種装置はダイヤフラム
の変形が一態様であつたから、これによつて得ら
れる駆動態様が一種類に限定され、従つて、例へ
ば流体流量制御弁装置の弁体駆動用に用いる場合
においては、流路開閉動作と、流路開通面積調整
動作とを単一のダイヤフラムによつて行う事が難
しいと云う不利益があつた。本発明はこの様な不
利益を解消し得る多段動作型のダイヤフラム装置
を提供せんとするものである。即ち本発明装置に
おいては、第２図に示す如く、ダイヤフラム２１
は複数の受圧面２１１，２１２を有しており、比
等受圧面２１１，２１２の内の外側の受圧面２１
１と外筐内壁間及び各受圧面間には可撓面２１
３，２１４を形成し、上記受圧面２１１，２１２
の内所定の受圧面２１２を駆動受圧面としてこれ
に第１図の如く作動部３０を連結し、上記可撓面
２１３，２１４をダイヤフラム２１の受ける圧力
の変化に伴して各別に且つ順次に伸長させ、これ
によつて上記複数の受圧面２１１，２１２が夫々
所定の圧力値によつて各別且つ順次にダイヤフラ
ム面と直交する方向へ移行せしめられ、この受圧
面の各別の移行動作毎に上記作動部３０が所定の
動作を行う様に構成されている。以下に本発明装
置を添付図面につき説明すると、第１図は本発明
装置を燃料ガスの供給管系に使用した場合の縦断
図面で、図中１０は外筐、２０はダイヤフラム機
構、３０は作動部としての弁機構、４０は所望に
より設けられる始動手段としての押釦部である。

上記外筐１０には燃料ガスの流路１１と、流体
圧力、例えば負圧を印加するための検圧路１２
と、この検圧路１２に透孔131´を介して連通する
内室１３とが設けてあり、上記流路１１は両端に
ガス受入口１１１とガス排出口１１２とを形成す
ると共に中間部分を例えば直角に屈折してある。

上記ダイヤフラム機構２０は、上記内室１３内
に上記検圧路１２と連通する圧力室１３１を形成
する様に展張されたダイヤフラム２１と、このダ
イヤフラム２１を定常時に所定位置に保持する復
帰手段、例えば復帰発条２２とを備えており、又
上記ダイヤフラム２１は少なくとも２箇の環状受
圧面２１１，２１２を同心円状に形成すると共
に、比等受圧面２１１，２１２を可撓面２１３，
２１４によつて夫々独立移動可能に連結した構成
に作られている。

ダイヤフラム２１は、通常外筐内壁と外側受圧
面２１１との間に形成された第１可撓面２１３と
上記外側受圧面２１１と内側受圧面２１２との間
に形成された第２可撓面２１４とを、実施例の如
く、１枚のダイヤフラム膜で形成してあり、従つ
て上記外側受圧面２１１は、通常ダイヤフラム膜
に重着固定されているが、場合によつては、第２
図の如く上記第１，第２可撓面２１３，２１４を
別体で構成しても良く、かくすれば、第１可撓面
２１３と第２可撓面２１４との特性、例えば撓屈
強度や弾性度等を別途に選定する事が出来る。

上記外側受圧面２１１と内側受圧面２１２と
は、その一方を駆動受圧面に、又他方を補助受圧
面に予め選定してあり、駆動受圧面には作動部の
受動部材を又補助受圧面には連動部材を夫々設け
てある。

実施例では上記内側受圧面２１２を駆動受圧面
としてこれに受動部材、即ち実施例では弁機構３
０の弁棒３１が固定されており、この弁棒３１に
は調整用の第１弁体３２と開閉用の第２弁体３３
とが１体的に形成されている。

そして又上記補助受圧面として選定された外側
受圧面２１１には、該面が流体圧力により所定の
作動方向へ移動せしめられた時、上記内側受圧面
２１２を係合連動せしめる様な係合片２１５が設
けられている。

上記補助受圧面２１１は移動動作によつて係合
片２１５を介し内側受圧面２１２をも同時に移動
させるから、ダイヤフラム２１の初期動作によつ
て上記弁棒３１の第２弁体３３が弁座３４より離
れる。

上記外補助圧面２１１は所定距離移動した後は
停止せしめられる様設定されており、このために
上記圧力室１３１には上記補助受圧面２１１の動
作規制手段としてストツパ２３が設けてあつてこ
のストツパ２３により外側受圧面２１１の移動、
即ち降下動作は所定位置において停止せしめられ
る。

尚実施例では、上記ダイヤフラム２１には負圧
を作用させて、負圧検出時にダイヤフラム２１の
中心部が図中下方へ移動する様に設定されている
から、上記ストツパ２３が検圧路１２側に設けら
れる一方上記連動部材としての係合片２１５が内
側受圧面２１２の上面側に係合しているが、上記
ダイヤフラム２１を正圧で動作せしめる場合に
は、上記ストツパ２３と係合片２１５の位置は反
対になる。上記弁機構３０は、上記弁棒３１を上
記流路１１の屈折部に突出すると共にこの突出端
に第２弁体３３を設け、又胴部を第１弁体３２に
成形した構成であり、これに対し上記流路１１の
屈折部には、上記第２弁体３３が着脱する弁座３
４が設けてある。

第１図に示す実施例では、上記第１弁体３２は
弁座３４の開通面積を２段に調整する様構成され
ており、このために上記第１弁体３２は第２弁体
３３の直上にある縮小段部とこの縮小段部の上に
ある拡大段部とを備えていて、比等直径の異る２
段の部分を択一的に弁座３４内に位置せしめる様
設計してある。

そして又上記第２弁体３３は、弁座３４と接す
る側にパツキングを備えていて、これにより弁座
３４と当接した時に流路１１を閉止する様に構成
してある。

従つてこの実施例によれば、ダイヤフラム２１
が圧力によつて駆動された時、まず補助受圧面で
ある外側受圧面２１１が移動して第２弁体３３を
図中下方に移行させ、次いで駆動受圧面である内
側受圧面２１２が単独で下降して弁棒３１の拡大
段部を弁座３４内に移行せしめるから、第１段階
で流路１１を開放し、第２段階で流路１１の開通
面積を減小させる事が出来る。

上記押釦部４０は、所望時に外部操作により弁
機構３０を所定量開弁さすためのもので、例えば
エンジン始動用として使用される。

この押釦部４０は、押釦４１と、この押釦４１
に設けられると共に外筐１０内に突入して上記内
側受圧面２１２の上側面に対接する押杆４２と、
この押杆４２を常時ダイヤフラム２１から隔離す
るための復帰発条４３とを備えており、上記押釦
４１を押圧する事により内側受圧面２１２のみを
降下せしめて、弁体３２を受入口１１１側へ進出
させる様に構成してある。

本発明装置はこの様なものであるから、例えば
検圧路１２を、汎用エンジンのスロツトルバルブ
よりシリンダー側に接続連通すると共に流路１１
を介して燃料ガスをエンジンへ供給するとすれ
ば、エンジンより得られる負圧によつてガス供給
量を自動的に調整する事が出来る。

ここでエンジンは回転数の少ない時にはスロツ
トルバルブの開度が小で負圧が大であり、回転数
の増大に伴つてスロツトルバルブの開度が大きく
なると共に負圧が減少する特性があるから、スロ
ツトルバルブの開度との関係で、エンジンに燃料
ガスを供給するには、エンジンの回転数の少い時
に流路１１の開通面積を小さくする反面、エンジ
ンの回転数が増大した時には流路の開通面積を大
きくする必要がある。

本発明装置においては、始動時に押釦部４０を
使用してガスをエンジンに供給すると共に点火す
ると、エンジンが動作を開始して大きい負圧がダ
イヤフラム２１に作用するから、ダイヤフラム２
１は第３図Ａに示す如く外側受圧面２１１がスト
ツパ２３に当該する迄降下し、更に内側受圧面２
１２が外側受圧面２１１から離れて降下する。

従つてこの段階では、弁機構３０の第１弁体３
２はガス受入口１１１え最も進出して流路１１を
狭く開通させる事になるから、ガスの流通量は少
くなり、スロツトルバルブの開度が小さくて負圧
の大きい初期段階に対応したガス供給を行う事が
出来る。

次にエンジンの回転数を増大させると、負圧が
減少するから、内側受圧面２１２が第３図Ｂの如
く負圧の減少に伴つて上昇し、これにより第１弁
体３２の拡大段部が弁座３４から脱出して弁座３
４内の開通面積を広くする。

従つてこの段階では、ガスの供給量が増大する
から、スロツトルバルブの開度が大で負圧が低下
する定常運転状態に適応したガス供給を行う事が
出来る。上記内側受圧面２１２と外側受圧面２１
１との段階的動作は、受圧面積の大小やダイヤフ
ラム膜の材質等によつて保障する事が出来るか
ら、外側受圧面２１１がストツパ２３によつて停
止せしめられている状態で、内側受圧面２１２の
みを負圧の変動で昇降させる事は容易である。即
ちこの実施例では、駆動受圧面である内側受圧面
２１２に対して第２可撓面２１４が、その変形量
や弾性度等の特性を選定する事により、動作規制
手段とて用いられている。

以上の実施例において、上記内側受圧面２１２
に対する動作規制手段として別途にストツパを設
けても良いし、或は又上記外側受圧面２１１の降
下を第１可撓面２１３の変形量で規制すれば、上
記ストツパ２３は不用である。

即ち上記受圧面２１１，２１２の移行動作や移
行量等は、可撓面２１３，２１４の変形量や弾性
度等の特性によつても規制する事が出来るから、
例えば小型の機器や精度を余り問題にしない機器
について本発明装置を用いる時には上記ストツパ
２３を設けなくても良い。従つて外側受圧面２１
１弁機構３０の開閉用に使用し、内側受圧面２１
２を弁機構３０の開弁時における調整用に使用す
る事が出来る。

エンジンからの負圧が外側受圧面２１１を降下
させるには充分であるが、内側受圧面２１２を降
下させるには足りない場合でも、外側受圧面２１
１は係合片２１５によつて内側受圧面２１２を連
動降下せしめる事が出来、又エンジンからの負圧
が消失した時には、上記内側受圧面２１２が復帰
発条２２により上昇せしめられるから、上記外側
受２１１は係合片２１５により、上記内側受圧面
２１２と連動して復帰せしめられる。

以上の処において、本発明装置は、第４図に示
す如く、正圧を利用する様に構成しても良く、こ
の場合にはダイヤフラム２１が流路１１と圧力室
１３１との隔壁を形成する様に作る事が出来るか
ら製造原価を低減する事が出来ると云う利益があ
る他、第５図Ａに示す如くダイヤフラム２１の第
１可撓面２１３で外側受圧面２１１の降下距離を
規制する事が出来ると共に、第５図Ｂの如く、第
２可撓面２１４によつて内側受圧面２１２の降下
距離も規制出来ると云う利益がある。

更に又本発明装置のダイヤフラム２１は、その
外側受圧面２１１にも駆動機能をもたせても良
く、この場合には外側受圧面２１１によつても別
途の作動部を駆動する事が出来る。

そして又上記ダイヤフラム２１の受圧面は３箇
以上形成しても良く、この受圧面の数は設計上可
能な範囲で増加させる事が出来る。

本発明装置はこの様なものであるから、１枚の
ダイヤフラム２１の受圧面２１１，２１２が段階
的に移行する構成によりダイヤフラム２１の駆動
を順次複数段階で行う事が出来、従つて１枚のダ
イヤフラムを用いて作動部３０を複数の態様で動
作せしめる事が出来る効果がある他、１箇のダイ
ヤフラム装置を多段階動作の駆動に用いる事が出
来るから、各動作毎に夫々ダイヤフラム装置を必
要とした従来各種機器の製造原価を低減し得ると
云う効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の縦断正面図、第２図は同
上装置のダイヤフラムの他の実施例を示す縦断正
面図、第３図は夫々本発明装置の動作を示す縦断
正面図、第４図は本発明装置の他の実施例を示す
縦断正面図、第５図は夫々第４図に示す本発明装
置の動作を示す縦断正面図である。 図中１０は外筐、１３１は圧力室、２０はダイ
ヤフラム機構、２１はダイヤフラム、２１１は補
助受圧面としての外側受圧面、２１２は駆動受圧
面としての内側受圧面、２１３，２１４は夫々可
撓面、３０は作動部としての弁機構を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 外筐内に圧力室を形成する様に展張されたダ
   イヤフラムと、上記圧力室に外部からの圧力を印
   加するための検圧路と、上記ダイヤフラムの変形
   動作によつて駆動される作動部とを備え、上記ダ
   イヤフラムは同心円状に形成された２箇の受圧面
   を有すると共に、比等受圧面の外側にある受圧面
   と外筐内壁間及び各受圧面間に可撓面を介在させ
   て構成し、上記各受圧面は上記圧力室の圧力変化
   と上記可撓面の変形によつてダイヤフラムの面と
   直交する方向へ移行する様構成すると共に内側の
   受圧面を駆動受圧面として、この駆動受圧面によ
   り上記作動部を駆動する様に構成し、上記外側受
   圧面に対しては、その移行方向に該受圧面の移行
   量を規制するストツパを対設すると共に、上記駆
   動受圧面には、該面を上記外側受圧面と同一高さ
   に定置せしめるための復帰発条を付設し、上記外
   側受圧面には、該面から上記駆動受圧面に延出す
   ると共に、この駆動受圧面を上記復帰発条に抗し
   て係止する係合片を設け、この係合片により上記
   外側受圧面の移行時に上記駆動受圧面が上記スト
   ツパ位置迄外側受圧面と連動移行する一方、上記
   駆動受圧面の復帰時には上記外側受圧面が駆動受
   圧面と連動復帰する様に構成し、上記駆動受圧面
   は上記外側受圧面が上記ストツパで停止せしめら
   れた後には上記係合片を離れて単独で上記復帰発
   条に抗して移行し得る様に構成し、上記作動部は
   上記ダイヤフラムの駆動受圧面の移行動作で駆動
   されて所定の動作を行う様に構成されている事を
   特徴とするダイヤフラム装置。