JP5717180B2 - 流体制御器 - Google Patents
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Description
特許文献1に記載された流体制御器は、軽量化を図るために、ダイアフラムを押圧する押圧体及びボンネットとして金属の板材をプレス成型したものを使用し、押圧体をステムの下端部にかしめて接続している。
しかしながら、このような接続構造の場合、押圧体とステムとがかしめにより強固に固定されるため、ステムに対して押圧体が回転することができない。そのため、操作時にステムが回転すると押圧体も一体的に回転してしまい、ダイアフラムに対して不要な応力が作用することで、ダイアフラムの破損や寿命の低下を招く虞があった。
特許文献3に記載された流体制御器は、シャフトの下端部に雄ネジを形成し、当該雄ネジを押圧体に螺合することにより、押圧体とステムとを接続している。
特許文献4に記載された流体制御器は、押圧体の上端部に雄ネジを形成し、当該雄ネジをシャフト下端部に螺合することにより、押圧体とステムとを接続している。
しかしながら、これらの接続構造はいずれも、金属の板材をプレス成型した押圧体を使用した場合には採用することが困難である。
請求項2に係る発明は、入口流路と出口流路を有するバルブボディと、前記バルブボディ上に配設されたボンネットと、前記ボンネットを上下方向に貫通して設けられたステムと、前記入口流路から前記出口流路への流体の流通を許容又は遮断するダイアフラムと、前記ダイアフラムを押圧する押圧体とを備えており、前記ステムの下端には上向きのネジ穴が形成され、前記ネジ穴には頭部を有するネジが螺合されており、前記ネジは、該ネジの長さ方向を貫通する貫通穴を有しており、前記ネジが前記ネジ穴に螺合された後、前記貫通穴に対してピンを圧入した後に該ピンを抜くことにより前記ネジが拡径され、前記押圧体は、前記ネジの頭部と前記ステムの下端との間に挟持されることにより、前記ステムに対して回転可能に接続されていることを特徴とする流体制御器に関する。
成されていることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の流体制御器に関する。
図1は本発明に係る流体制御器の全体構造を示す部分断面正面図、図2は本発明に係る流体制御器の要部拡大断面斜視図、図3は本発明に係る流体制御器の要部拡大断面正面図、図4は図3の要部拡大図、図5は本発明に係る流体制御器の要部分解断面斜視図である。
素材としては、四沸化エチレン樹脂(PTFE)、三弗化塩化エチレン樹脂(PCTFE)、四弗化エチレン−パーフロロアルキルビニルエーテル共重合樹脂(PFA)等の合成樹脂や、天然ゴム、ニトリルゴム、スチレンゴム、ブタジエン・イソブチレン合成ゴム、ポリクロロプレンゴム、ブチルゴム、シリコンゴム、ポリウレタンゴム、フッ素ゴム(FPM)、エチレンプロピレンゴム(EPDM)等のゴムが好適に使用される。図示例では、合成樹脂層とゴム層の二層構造からなるダイアフラム(2)が使用されている。
ボンネット(4)の下端部にはフランジ(8)が溶接されている。フランジ(8)は、バルブボディ(1)の上端部のフランジとの間でダイアフラム(2)を挟持する部分であって、ボルト挿通用の貫通穴(8a)と、押圧体(6)の上下動をガイドするガイド(8b)を有している。ガイド(8b)は、ボンネット(4)の内部において内方向に延びた後に上方向に延びており(即ち断面L字状に延びており)、周方向に等間隔で複数箇所(図示例では6箇所)に形成されている。
ステム(5)の上端部と中途部には、上部受け部材(9a)と下部受け部材(9b)とからなる受け部材が外嵌されている。上部受け部材(9a)は、後述する上部カバー(13a)により支持されており、下部受け部材(9b)は、後述する下部カバー(13b)により支持されている。
ステム(5)の中途部(下部受け部材(9b)のやや上方)には、外縁に立ち上がり部を有する略円板状のピストン(10)が外嵌されている。ピストン(10)は、スナップリング(11)とスペーサリング(12)により上下から挟持されており、これらピストン(10)、スナップリング(11)、スペーサリング(12)は、ステム(5)と共に上下動する。
カバー(13)は、有底円筒状のカップを上下逆向きにした(カップの底面を上に配置した)形状であって下方に向けた開放された上部カバー(13a)と、上部カバー(13a)の下方開放部分を塞ぐように溶接された略円板状の下部カバー(13b)とから構成されている。
ピストン受け板(15)と下部カバー(13b)の間には空間(16)が形成されており、上部カバー(13a)の側面には空間(16)に高圧エアを導入するための導入口(17)が取り付けられている。
下部カバー(13b)は、ボンネット(4)の上部に溶接やねじ込み等によって固定されている。
上部押圧体(6a)と下部押圧体(6b)は、互いの外縁部(周縁部)において接合一体化されており、中央部においては両部材の間に空間(6c)が形成されている。
上部押圧体(6a)の中央部にはステム(5)の下端部が接続されており、押圧体(6)はステム(5)の上下動に伴って上部押圧体(6a)と下部押圧体(6b)の間で圧縮弾性変形する(空間(6c)が縮む)ことが可能となっている。
下部押圧体(6b)の下面には、貫通穴(19)に挿入された吊り金具(22)によりダイアフラム(2)が接続される。これにより、ステム(5)の上下動に伴ってダイアフラム(2)も上下動する。
バルブボディ(1)は、金属板(板材又はフープ材)のプレス成型により形成した複数の部品を溶接して組み立てたものであることが好ましい。複数の部品を溶接して組み立てる場合、例えば、入口流路部と、出口流路部と、入口流路部と出口流路部とを繋ぐ連結部と、連結部の上方でボンネットを支持するフランジ部、の4つの部品を溶接して組み立てる構成とすることができる。
以下、上部押圧体(6a)とステム(5)の接続構造について詳細に説明する。
ステム(5)の下端には上向きのネジ穴(5a)が形成されており、このネジ穴(5a)に、ネジ部及び該ネジ部よりも大径の頭部(20a)を有するネジ(20)が螺合されている。
ステム(5)の下端部には、上方に大径部(5d)が、下方に小径部(5c)が夫々形成されており、ネジ穴(5a)は小径部(5c)から大径部(5d)にかけて形成されている(図4,5参照)。
上部押圧体(6a)の中央部には穴(6f)が形成されており、この穴(6f)にステム(5)の小径部(5c)が貫入されている。小径部(5c)の下面と上部押圧体(6a)の下面とは略面一となっており、上部押圧体(6a)の上面は大径部(5d)の下面に当接している。
これにより、ネジ(20)を完全にねじ込んだ状態(図4参照)においても、ネジ(20)の頭部(20a)の上面と上部押圧体(6a)の下面との間に微小な隙間(クリアランス)が生じるため、押圧体(6)がステム(5)に対して確実に回転可能な状態となる。隙間の大きさは0.1〜0.2mmとすることが好ましい。
また、小径部(5c)を形成する代わりに、ネジ穴(5a)に段差等を設け、ネジ(20)を一定以上ねじ込んだら停止するようにしておくことで、小径部(5c)が無くても、ネジ(20)の頭部(20a)の上面と上部押圧体(6a)の下面との間に微小な隙間(クリアランス)を生じさせることができる。
ネジ(20)の拡径は、ネジ(20)をネジ穴(5a)に螺合した後、貫通穴(20b)に対して該貫通穴(20b)よりも大径のピン(21)を圧入し(図6参照)、その後、ピン(21)を貫通穴(20b)から抜くことにより行われる。
このような非ネジ穴部(5b)を形成することにより、ピン(21)を圧入する際に先端を非ネジ穴部(5b)まで到達させることで、ピン(21)が貫通穴(20b)を確実に貫通した状態となる。これにより、ネジ(20)を全長に亘って均等に拡径させることが可能となる。
パッキン(23)(24)の材質としては、カーボン入りPTFE等が使用される。
このようなパッキン(23)(24)を設けることにより、操作機構(7)のハンドルを手動で操作(回転)してステム(5)を回転させた場合に、ステムの大径部(5d)の下面がパッキン(23)の接触面との間で滑り、ネジ(20)の頭部(20a)の上面がパッキン(24)の接触面との間で滑ることとなる。そのため、ステム(5)の回転力が押圧体(6)に伝達されることがなく、押圧体(6)が回転することがない。
これにより、ダイアフラムに対して不要な応力が作用してダイアフラムの破損や寿命の低下を招くことがない。
1a 入口流路
1b 出口流路
2 ダイアフラム
4 ボンネット
5 ステム
5a ネジ穴
5b 非ネジ穴部
6 押圧体
20 ネジ
20a 頭部
20b 貫通穴
21 ピン
Claims (7)
- 入口流路と出口流路を有するバルブボディと、前記バルブボディ上に配設されたボンネットと、前記ボンネットを上下方向に貫通して設けられたステムと、前記入口流路から前記出口流路への流体の流通を許容又は遮断するダイアフラムと、前記ダイアフラムを押圧する押圧体とを備えており、
前記押圧体は、中央部に穴を有する上部押圧体と、下部押圧体から構成されており、
前記ステムの下端部には上方に大径部が、下方に前記穴に貫入される小径部が形成されており、
前記小径部の高さが前記上部押圧体の厚さよりも大きく設けられており、
前記ステムの下端には上向きのネジ穴が形成され、前記ネジ穴には頭部を有するネジが螺合されており、
前記押圧体は、前記ネジの頭部と前記ステムの下端との間に挟持されることにより、前記ステムに対して回転可能に接続されていることを特徴とする流体制御器。 - 入口流路と出口流路を有するバルブボディと、前記バルブボディ上に配設されたボンネットと、前記ボンネットを上下方向に貫通して設けられたステムと、前記入口流路から前記出口流路への流体の流通を許容又は遮断するダイアフラムと、前記ダイアフラムを押圧する押圧体とを備えており、
前記ステムの下端には上向きのネジ穴が形成され、前記ネジ穴には頭部を有するネジが螺合されており、
前記ネジは、該ネジの長さ方向を貫通する貫通穴を有しており、
前記ネジが前記ネジ穴に螺合された後、前記貫通穴に対してピンを圧入した後に該ピンを抜くことにより前記ネジが拡径され、
前記押圧体は、前記ネジの頭部と前記ステムの下端との間に挟持されることにより、前記ステムに対して回転可能に接続されていることを特徴とする流体制御器。 - 前記ネジが、前記ネジ穴に螺合された後に拡径されていることを特徴とする請求項1記載の流体制御器。
- 前記ネジは、該ネジの長さ方向を貫通する貫通穴を有しており、
前記貫通穴に対してピンを圧入した後に該ピンを抜くことにより前記ネジが拡径されていることを特徴とする請求項3記載の流体制御器。 - 前記ネジ穴の上方には、該ネジ穴と連続する非ネジ穴部が形成されており、
前記非ネジ穴部の径は、前記貫通穴の径より大きいことを特徴とする請求項2又は4記載の流体制御器。 - 前記ボンネット及び前記押圧体は、金属板をプレス成型して形成されていることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の流体制御器。
- 前記ボンネットは、有底円筒状のカップを上下逆向きにした形状であって、下方に向けて開放されており、
前記ボンネットの下端部にはフランジが溶接されており、
前記フランジは、前記ボンネットの内部において、前記押圧体の上下動をガイドするガイドを周方向に有しており、
前記押圧体の外縁部には、周方向に凹部が形成されており、
前記凹部の夫々に対して前記ガイドが嵌まっている
ことを特徴とする請求項6記載の流体制御器。
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