JPS6318065B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はダイヤフラム弁のステムヘツドに関
し、その目的はステムヘツドの形状を特殊な形状
として弁使用時金属製ダイヤフラムに生じる応力
を中央より外周部に向かつて分散せしめて一箇所
に集中するのを防止し、これによりダイヤフラム
の繰り返し寿命を向上することにある。

〔従来の技術とその問題点〕

一般に有害流体その他危険な流体の流体路に開
閉弁を設け流体路を開、閉せしめて流体を送流し
たり停止したりしている。しかるに之等有害流体
に於いては弁部よりの漏洩は許容されるものでは
ない。弁よりの有害流体の漏洩を完全に防止する
ためその構成上最も確実性のある金属製のダイヤ
フラム弁が多く使用されている。例えば実公昭53
―12693号公報に示す如きものがある。しかし該
公報に示される金属製ダイヤフラム弁は繰り返し
開閉操作を行なつていると、ダイヤフラムを押圧
するステムヘツドの外周部にてダイヤフラムの屈
曲変形時生じる応力が分散され難く第４図のＸ部
によつて示される如く局部的に掛かつて、即ち応
力がこのＸ部に集中し該部にクラツク発生し、ダ
イヤフラムの寿命を縮めると共にクラツク発生に
より有害流体等の漏洩の危険性がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はゴム、合成樹脂製に比べて柔軟性に劣
る金属製ダイヤフラムに於いて、該金属製ダイヤ
フラムに応力が一箇所に集中しないようにダイヤ
フラムを押圧するステムヘツドの下面を下方に膨
出し、該膨出部下面は中央部に平坦な平面部を形
成し、この平坦部外周には曲面部を連設し、さら
にこの曲面部外周にはこの曲面部と連続する円錐
面部を設け、上記曲面部はダイヤフラムが平面部
による押圧に際してその外周に突出形成される断
面小形ドームの立上り部を所要の曲面とする曲率
半径を有せしめ、円錐面部は上記小形ドームの形
成する案内面とし、ダイヤフラム押圧時、ダイヤ
フラムを中央平面部より曲面部へと順次押圧変形
し中央押圧部より所定屈曲面を介して断面小形ド
ームを形成することにある。

〔実施例〕

以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明
する。

図に於いて１はダイヤフラム弁の弁箱、２はこ
の弁箱１に一体に設けた弁蓋、３は該弁蓋２を貫
通し、外端に設けたハンドルＨにて回動する弁棒
で、この弁棒下端にステムヘツド４を設ける。こ
のステムヘツド４と対向してダイヤフラム５を弁
蓋（ボンネツト）に設けると共にダイヤフラム５
の膨出方向をステムヘツド側となるようにし、こ
のダイヤフラムの凹面側には弁６の頂部が接する
ようになす。この構成は第１図に示す如く通常の
金属製のダイヤフラム弁である。

本発明は上述の如く構成するダイヤフラム弁の
ステムヘツドにある。このステムヘツド４はその
下面をダイヤフラム側に向かつて膨出するように
し、その中央部には弁棒からの軸力をダイヤフラ
ムを介して弁体に伝えるのに過大な面圧が生じな
いように応力が分散するようにして平面部ａを形
成し、この平面部ａの外周には曲面部ｂを連設す
る。この曲面部ｂはダイヤフラムが上記平面部ａ
により押されて所謂へこむように屈曲したとき、
外周に形成される環状の断面小形ドームを中心部
と円滑な曲面により連結するように該曲面を規制
するもので、適宜の曲率半径Ｒを以て形成する。
さらにこの曲面部ｂの外周にこれと接線状に連な
る円錐面部Ｃを形成する。之等各部ａ，ｂ，ｃは
金属製ダイヤフラムに急激な変形を与えないよう
にそれぞれの目的に合つた曲面で接続され連続的
に形成するものであつて、この円錐面部ｃはダイ
ヤフラム押圧時、ダイヤフラムの外周方向に向か
つて応力が分散されるがこの応力が一箇所に集中
し、急激な変化を起こさない程度の傾斜面とし、
この部分でダイヤフラムは小さなドーム５ｄが形
成されるようにし、ダイヤフラムの最大変形時に
この変形がスムーズに行なわれるようにして角度
θを定めるものとする。

〔作用〕

閉弁時上述の如く構成したるステムヘツド４で
ダイヤフラムを押圧すると常に一定の面積でダイ
ヤフラムと接している平面部ａは弁棒の押下によ
つて強くダイヤフラムに押圧される。これによつ
てダイヤフラムの中央部分であるドーム部５ａに
応力が発生し、この応力は反属製のダイヤフラム
の膨出方向と反対側に作用し、ダイヤフラムは所
謂へこむように押されて屈曲すると、このドーム
部５ａの屈曲部分はまずステムヘツドの平面部ａ
と曲面部ｂと接触する。このダイヤフラム押圧の
初期に於いてはダイヤフラムにそれ程大きな内部
応力は発生しない。そしてこのステムヘツドは中
央部の平面部ａよりその外周部分に曲面部ｂが連
設されているため、この状態でさらにステムヘツ
ドを押しつけるとダイヤフラムのドーム部５ａを
さらに変形する。すなわちダイヤフラムはまずス
テムヘツドの中央部分の平面部ａに接し、次いで
曲面部ｂ、さらには円錐面部ｃと順次接し、ダイ
ヤフラムにかかる応力はその中央部分より連続的
にその外周方向へ分散されるようになる。このと
きステムヘツド下面の形状は上述の如く連設し、
順次外方に向けて押圧するように面部ａ，ｂ，ｃ
となつているので応力が一箇所に集中することな
く順次ダイヤフラムの外周方向へ移動して即ちダ
イヤフラムが一箇所で急激な変形を起こさないよ
うになる。このためステムヘツド下面全面に亘つ
てその中央部より外周方向へ順次密着するように
ダイヤフラムは変形する。そしてダイヤフラムが
円錐面部の一部より離れる位置で、ダイヤフラム
に生じる内部応力が局部的にかからないようにし
てダイヤフラムはゆるやかな曲率で彎曲した小ド
ーム形５ｄが形成されてステムヘツドより離れる
ものである。

このように本発明ではステムヘツドが中央より
外周方向に向かつて押圧する連続した面となつて
いるので、柔軟性に劣る金属製ダイヤフラムでも
その応力が中央から外周部へと移動し、特にステ
ムヘツドから離れた位置で、ダイヤフラムはゆる
やかなカーブを自然と形成されるようステムヘツ
ド外周面の曲率を決定しているため、ダイヤフラ
ムはステムヘツドより急激に外れることなく自然
な形で徐々に外れると共にステムヘツドから外れ
た位置でのダイヤフラムに最も応力の集中する尖
角を生じるのを抑制することができるものであ
る。

〔発明の効果〕

金属製のダイヤフラムはゴム、合成樹脂製に比
べ柔軟性に劣り、従来のようにダイヤフラムを押
圧するステムヘツド下面を同一の曲率で構成する
とこのステムヘツドを外れた位置で尖角に曲がる
ように即ちこの尖角部に於いて応力が集中するよ
うになるが、本発明の如くステムヘツド下面を同
一の曲率で球面とすることなくステムヘツドの下
面の中央部に弁棒軸力の過大な面圧を防ぐ目的で
平坦な平面部を、そしてこの平面部外周位にダイ
ヤフラムドーム部の曲率と同曲率を有する曲面部
を、そしてこの外周に曲面部の曲率より大なる曲
率を有する円錐面部をそれぞれダイヤフラムに過
激な屈曲を強いることなくダイヤフラムの上部を
抑制しつつ徐々にステムヘツドより外れてスムー
ズに屈曲するようにして連設しているため、ダイ
ヤフラムはステムヘツドにて押圧される時、ダイ
ヤフラムに作用する応力はその中央部より順次外
周へと分散され、しかもこのステムヘツドより離
れる位置で大きな角度の円錐面部となつており、
ダイヤフラムはこの円錐面部より外れるときにそ
の応力を集中させることがなく小さなドームを
徐々に形成され、これがためダイヤフラムの彎曲
はゆるやかなものとなりダイヤフラムに生じる応
力が局部的に集中することがなく、繰り返し寿命
を向上せしめられる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はダイヤフラム弁の一実施例を示す一部
破断した正面図、第２図はステムヘツドの断面
図、第３図は本発明ステムヘツドによるダイヤフ
ラムの変形状態を示す断面図、第４図は公知のス
テムヘツドによるダイヤフラムの変形を示す断面
図である。 １…弁箱、２…弁蓋、３…弁棒、４…ステムヘ
ツド、５…ダイヤフラム、６…弁、Ｈ…ハンド
ル、ａ…平面部、ｂ…曲面部、ｃ…円錐面部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ダイヤフラムを押圧するステムヘツドの下面
   を下方に膨出し、該膨出部下面は中央部に平坦な
   平面部を形成し、この平坦部外周には曲面部を連
   設し、さらにこの曲面部外周にはこの曲面部と連
   続する円錐面部を設け、上記曲面部はダイヤフラ
   ムが平面部による押圧に際してその外周に突出形
   成される断面小形ドームの立上り部を所要の曲面
   とする曲率半径を有せしめ、円錐面部は上記小形
   ドームの案内面とし、ダイヤフラム押圧時、ダイ
   ヤフラムを中央平面部より曲面部へと順次押圧変
   形し中央押圧部より所定屈曲面を介して断面小形
   ドームを形成することを特徴とするダイヤフラム
   弁のステムヘツド。