JP6089033B2 - Diaphragm structure for fluid equipment - Google Patents

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Description

この発明は、ダイアフラムバルブや、ダイアフラムポンプなどの流体機器用のダイアフラム構造に関する。   The present invention relates to a diaphragm structure for a fluid device such as a diaphragm valve and a diaphragm pump.

半導体、液晶、医薬、食品の製造設備などの流体システムにおいては、外界からの不純物や微生物の侵入や外界への危険薬液等の漏洩を防止するために高度の気密性が要求される。そのため、バルブの弁体やポンプのピストンなどの可動体を有する流体機器では、その可動体と本体との間を確実にシールするため、ダイアフラムが用いられる。
ダイアフラムは、柔軟性を備えた膜部材であって、可動体と本体との間に設けられ、可動体の移動に伴って変形しながら可動体と本体の間のシール性を維持するものである。
例えば、ダイアフラムバルブの場合、ダイアフラムは流路の開閉のために往復動する弁体とバルブ本体との間に設けられる。In fluid systems such as semiconductor, liquid crystal, pharmaceutical, and food production facilities, a high degree of airtightness is required in order to prevent intrusion of impurities and microorganisms from the outside and leakage of dangerous chemicals to the outside. Therefore, in a fluid device having a movable body such as a valve body of a valve or a piston of a pump, a diaphragm is used to securely seal between the movable body and the main body.
The diaphragm is a flexible film member that is provided between the movable body and the main body, and maintains a sealing property between the movable body and the main body while being deformed as the movable body moves. .
For example, in the case of a diaphragm valve, the diaphragm is provided between a valve body that reciprocates to open and close the flow path and the valve body.

このようなダイアフラムバルブのダイアフラム構造としては、接続配管の断面積と同等以上の流路面積を得るための十分なストロークと、上記弁体の繰り返しの往復動や流体圧による変形によっても劣化しない耐久性とが求められる。
例えば、特許文献１の図４に記載された従来のダイアフラムバルブでは、ダイアフラムの水平部だけが変形する構成なので、弁体のストロークは水平部の変形量で限定され、十分なストロークが得られない。
また、上記ダイアフラムの直径が大きくなると受圧面積が大きくなり、圧力に抗して可動体を移動させるときの駆動力を大きくせざるを得ない。The diaphragm structure of such a diaphragm valve has a sufficient stroke for obtaining a flow passage area equal to or larger than the cross-sectional area of the connecting pipe, and durability that does not deteriorate due to repeated reciprocation of the valve body or deformation due to fluid pressure. Sexuality is required.
For example, in the conventional diaphragm valve described in FIG. 4 of Patent Document 1, since only the horizontal portion of the diaphragm is deformed, the stroke of the valve body is limited by the deformation amount of the horizontal portion, and a sufficient stroke cannot be obtained. .
Further, when the diameter of the diaphragm is increased, the pressure receiving area is increased, and the driving force for moving the movable body against the pressure must be increased.

一方、特許文献２では、ダイアフラムの応力集中を避けるために、水平部に連続する鉛直部を設けているが、この鉛直部をシャフトに常時接触させ、撓みを阻害している。
従って、この場合にも、弁体のストロークには水平部の変形のみが寄与することになる。
さらに、上記特許文献１（図４）及び特許文献２以外のダイアフラム構造において、受圧面積を小さくしながら長い膜長を実現するものとして、特許文献１の図１のようにダイアフラムの水平部を山形にしたり、波状にしたりしたものも知られている。On the other hand, in Patent Document 2, in order to avoid stress concentration of the diaphragm, a vertical portion that is continuous to the horizontal portion is provided, but this vertical portion is always brought into contact with the shaft to inhibit bending.
Therefore, also in this case, only the deformation of the horizontal portion contributes to the stroke of the valve body.
Furthermore, in the diaphragm structures other than the above-mentioned Patent Document 1 (FIG. 4) and Patent Document 2, the horizontal portion of the diaphragm is shaped like a mountain as shown in FIG. Some of them are known to be wavy or wavy.

特開平０９−２１７８４５号公報（図１、図４）Japanese Unexamined Patent Publication No. 09-217845 (FIGS. 1 and 4) 特開２００６−１６２０４３号公報JP 2006-162043 A

上記特許文献１（図４）や特許文献２のダイアフラム構造では、水平部の変形のみが弁体のストロークに寄与する構成なので、十分なストロークが確保できないという問題があった。
また、水平部の変形だけで、弁体の十分なストロークを実現しようとすれば、ダイアフラムの水平部の膜長を長くする必要があり、そのため直径を大きくする必要がある。ダイアフラムの直径を大きくすれば、当然のこととして機器全体が大型化してしまうという問題が発生する。
さらに、ダイアフラムの水平部を山形にしたり、波状の部分を形成したりしたものは、山や波の凹み部分の洗浄が困難であったり、そこにエアがたまったりする問題があった。The diaphragm structures disclosed in Patent Document 1 (FIG. 4) and Patent Document 2 have a problem that a sufficient stroke cannot be secured because only the deformation of the horizontal portion contributes to the stroke of the valve body.
Further, if a sufficient stroke of the valve body is to be realized only by the deformation of the horizontal portion, it is necessary to increase the film length of the horizontal portion of the diaphragm, and therefore it is necessary to increase the diameter. If the diameter of the diaphragm is increased, there is a problem that the entire device is naturally increased in size.
Furthermore, when the horizontal portion of the diaphragm is formed in a mountain shape or a wave-shaped portion is formed, there is a problem that it is difficult to clean the mountain or the wave depression, and air accumulates there.

この発明の目的は、応力の集中を避けながら、弁体などの可動体の十分なストロークを実現し、しかも、エアだまりなどができず、小型化も実現できる流体機器用のダイアフラム構造を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a diaphragm structure for a fluid device that realizes a sufficient stroke of a movable body such as a valve body while avoiding concentration of stress, and that is not capable of accumulating air and can be downsized. That is.

第１の発明は、本体内に軸線方向に移動する可動体を組み込み、この可動体と本体との間にダイアフラムを設け、このダイアフラムで本体内を、流体室と流体を進入させないエリアとに区画する流体機器用のダイアフラム構造であって、上記ダイアフラムは、上記軸線方向に伸びるとともに一端を上記可動体に固定した円筒膜部と、この円筒膜部の他端に連続するとともに、上記軸線を中心にした円周方向に広がる外端側を上記本体に固定した環状膜部とを備えるとともに、上記円筒膜部の軸方向の長さＬ１と上記環状膜部の半径方向の長さＬ２との寸法関係をＬ１≧０．５×Ｌ２とし、上記可動体が移動したとき、上記円筒膜部が上記軸線方向に直交する方向、すなわち内径側あるいは外径側に弾性変形しながら、上記環状膜部と一体となって撓み変形する構成にしたことを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, a movable body that moves in the axial direction is incorporated in the main body, a diaphragm is provided between the movable body and the main body, and the inside of the main body is partitioned into a fluid chamber and an area in which no fluid enters by the diaphragm. A diaphragm structure for a fluid device, wherein the diaphragm extends in the axial direction and has one end fixed to the movable body, and is connected to the other end of the cylindrical film portion, and is centered on the axis. And an annular membrane portion fixed to the main body on the outer end side extending in the circumferential direction, and a dimension between an axial length L1 of the cylindrical membrane portion and a radial length L2 of the annular membrane portion When the relationship is L1 ≧ 0.5 × L2, and the movable body moves, the cylindrical film portion is elastically deformed in a direction orthogonal to the axial direction, that is, the inner diameter side or the outer diameter side, and Together Characterized in that the Te flexural deformation constitutes.

なお、上記円筒とは、蛇腹などひだを形成したものを含まない概念である。但し、完全な円筒だけでなく、上下の直径に多少の差があるものは含むものとする。つまり、上下の底面形状及び大きさが近い筒状であって、その側面に意識的にひだや段などを形成していない形状のことである。   In addition, the said cylinder is the concept which does not include what formed pleats, such as a bellows. However, not only a complete cylinder but also those with a slight difference in upper and lower diameters are included. In other words, it is a cylindrical shape whose upper and lower bottom surface shapes and sizes are close to each other and in which no pleats or steps are consciously formed on the side surface.

第２の発明は、上記円筒膜部との間に所定の隙間を保って上記円筒膜部と同心円状に設けたサポート部材を備え、上記サポート部材は、上記円筒膜部が内径側あるいは外径側に弾性変形して、その変形量が上記隙間の大きさに達したとき、上記円筒膜部に接触して、上記円筒膜部の内径側あるいは外径側への弾性変形量を制限する構成にしたことを特徴とする。   The second invention includes a support member provided concentrically with the cylindrical film part with a predetermined gap between the cylindrical film part, and the support member has an inner diameter side or an outer diameter. When the amount of deformation reaches the size of the gap, the amount of elastic deformation to the inner diameter side or the outer diameter side of the cylindrical film portion is limited when the amount of deformation reaches the size of the gap. It is characterized by that.

第３の発明は、第１の発明を前提とし、上記円筒膜部に沿って円筒膜部と同心円状に設けた弾性材からなるサポート部材を備え、上記サポート部材は、内径側あるいは外径側に弾性変形する上記円筒膜部に接触して上記円筒膜部とともに弾性変形し、上記円筒膜部の内径側あるいは外径側への弾性変形量を制限する構成にしたことを特徴とする。
なお、上記弾性材からなるサポート部材と上記円筒膜部との接触には、円筒膜部が円筒状態において接触する場合と、円筒膜部が内径あるいは外径方向に変形した結果において接触する場合とを含むものとする。The third invention is based on the first invention, and includes a support member made of an elastic material provided concentrically with the cylindrical film portion along the cylindrical film portion, and the support member has an inner diameter side or an outer diameter side. The cylindrical film part is elastically deformed in contact with the cylindrical film part, and is elastically deformed together with the cylindrical film part to limit the amount of elastic deformation of the cylindrical film part toward the inner diameter side or the outer diameter side.
In addition, the contact between the support member made of the elastic material and the cylindrical film portion includes a case where the cylindrical film portion contacts in a cylindrical state and a case where the cylindrical film portion contacts in the result of deformation in the inner diameter or outer diameter direction. Shall be included.

第４の発明は、上記環状膜部の外端側に、上記軸方向に伸びる円筒状の保持用膜部を、流体を進入させない上記エリア側に設け、この保持用膜部と上記環状膜部との連続部分をシール部とするとともに、上記保持用膜部を本体の内壁との間で挟持する筒部を備えた押さえ部材を設け、上記押さえ部材の筒部の先端と本体との間で上記シール部を移動可能に押さえ付けたことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, a cylindrical holding film part extending in the axial direction is provided on the outer end side of the annular film part on the area side where fluid does not enter, and the holding film part and the annular film part are provided. And a pressing member provided with a cylindrical portion for sandwiching the holding film portion between the inner wall of the main body and a portion between the tip of the cylindrical portion of the pressing member and the main body. The seal part is movably pressed down.

第１の発明では、可動体が移動したとき、環状膜部と円筒膜部とが一体となって撓むので、例えば環状膜部のみが撓む場合と比べて、可動体のストロークを大きくすることができる。また、環状膜部と円筒膜部とが一体となって撓むので、応力が分散され、応力集中を避けることができる。このように応力の集中を避けることができるので、ダイアフラムの耐久性を向上させることができる。
さらに、ストロークを大きくするために環状膜部を山形や、波状に形成する必要がないので、山や波の凹み部分の洗浄が困難であったり、そこにエアがたまったりするような問題が発生しない。In the first invention, when the movable body moves, the annular film portion and the cylindrical film portion are bent together, so that the stroke of the movable body is increased as compared with the case where only the annular film portion is bent, for example. be able to. Further, since the annular film portion and the cylindrical film portion are bent integrally, the stress is dispersed and stress concentration can be avoided. Since stress concentration can be avoided in this way, the durability of the diaphragm can be improved.
Furthermore, since it is not necessary to form the annular film part in a mountain shape or a wave shape in order to increase the stroke, there is a problem that it is difficult to clean the mountain or the wave recess, or air accumulates there. do not do.

また、可動体のストロークを確保するために、環状膜部の直径を大きくしなくてもよいので、ダイアフラム構造全体が大きくならず、流体機器が大型化することもない。
さらに、環状膜部の直径を小さくして受圧面積を小さくできるので、環状膜部に作用する圧力に抗した方向の駆動力を小さくでき、駆動機構を小型化できる。Further, since it is not necessary to increase the diameter of the annular film portion in order to ensure the stroke of the movable body, the entire diaphragm structure is not increased and the fluid device is not increased in size.
Furthermore, since the pressure receiving area can be reduced by reducing the diameter of the annular membrane portion, the driving force in the direction against the pressure acting on the annular membrane portion can be reduced, and the drive mechanism can be miniaturized.

第２の発明によれば、円筒膜部の周囲に、隙間を保ってサポート部材を設けたので、ダイアフラムの円筒膜部に圧力が作用したとき、過大な変形を防止しつつ、内径あるいは外形方向への弾性変形を供する自由な弾性変形も許容できる。従って、高圧下においても円筒膜部は環状膜部と一体となって撓むことができる。しかも、円筒膜部が、例えば弾性限界を超えるような過大な変形によって破損することも防止できる。   According to the second aspect of the invention, since the support member is provided around the cylindrical membrane part while maintaining a gap, when pressure acts on the cylindrical membrane part of the diaphragm, the inner diameter or the outer direction is prevented while preventing excessive deformation. It is also possible to allow free elastic deformation that provides elastic deformation. Therefore, the cylindrical membrane part can be bent integrally with the annular membrane part even under high pressure. Moreover, it is possible to prevent the cylindrical membrane part from being damaged due to excessive deformation exceeding the elastic limit, for example.

第３の発明によれば、弾性材からなるサポート部材を設けたので、ダイアフラムの円筒膜部に圧力が作用したとしても、過大な変形を防止しつつ、自由な弾性変形も許容できる。従って、高圧下においても円筒膜部は環状膜部と一体となって撓み変形することができるとともに、耐久性も維持できる。   According to the third invention, since the support member made of an elastic material is provided, even if pressure acts on the cylindrical membrane portion of the diaphragm, free elastic deformation can be allowed while preventing excessive deformation. Therefore, even under high pressure, the cylindrical membrane portion can be bent and deformed integrally with the annular membrane portion, and the durability can be maintained.

第４の発明によれば、押さえ部材によって本体に押し付けられたシール部が移動可能に構成されているため、環状膜部に過大な張力が発生したときには、シール部が保持用膜部と一体的に環状膜部側へ移動する。これにより、過大な張力が一か所に集中することがなくダイアフラムが損傷することがない。   According to the fourth invention, since the seal portion pressed against the main body by the pressing member is configured to be movable, when excessive tension is generated in the annular membrane portion, the seal portion is integrated with the holding membrane portion. It moves to the annular membrane part side. As a result, excessive tension is not concentrated in one place, and the diaphragm is not damaged.

図１は第１実施形態の断面図で、閉弁状態を示している。FIG. 1 is a cross-sectional view of the first embodiment, showing a valve closed state. 図２は図１の部分拡大図である。FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 図３は第１実施形態の断面図で、開弁状態を示している。FIG. 3 is a cross-sectional view of the first embodiment, showing a valve open state. 図４は第２実施形態の断面図で、閉弁状態を示している。FIG. 4 is a cross-sectional view of the second embodiment, showing a valve closed state. 図５はサポート部材を備えていない場合のダイアフラムの変形を示した模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing the deformation of the diaphragm when no support member is provided. 図６は第２実施形態のサポート部材を備えた場合のダイアフラムの変形を示した模式図である。FIG. 6 is a schematic view showing the deformation of the diaphragm when the support member of the second embodiment is provided. 図７は金属製のサポート部材を備えた場合のダイアフラムの変形を示した模式図である。FIG. 7 is a schematic view showing the deformation of the diaphragm when a metal support member is provided. 図８は試験１の結果を示した表である。FIG. 8 is a table showing the results of Test 1. 図９は試験２の結果を示した秒である。FIG. 9 is a second showing the result of Test 2.

図１〜３にこの発明のダイアフラム構造を用いた第１実施形態のダイアフラムバルブを示す。図１は閉弁時の断面図であり、図３は開弁時の断面図である。
この第１実施形態のダイアフラムバルブは、本体１に流体室２を形成するとともに、この流体室２に接続した第１流路３及び第２流路４が設けられている。
上記本体１は、上記第１流路３を接続した第１本体部１ａと、第２流路４を接続した第２本体部１ｂとからなり、これら両本体部１ａ，１ｂをクランプ部材５で連結して構成されている。1 to 3 show a diaphragm valve according to a first embodiment using the diaphragm structure of the present invention. FIG. 1 is a sectional view when the valve is closed, and FIG. 3 is a sectional view when the valve is opened.
In the diaphragm valve of the first embodiment, a fluid chamber 2 is formed in a main body 1, and a first flow path 3 and a second flow path 4 connected to the fluid chamber 2 are provided.
The main body 1 includes a first main body portion 1 a connected to the first flow path 3 and a second main body section 1 b connected to the second flow path 4, and both the main body portions 1 a and 1 b are connected by a clamp member 5. Concatenated.

また、本体１であって、上記流体室２と第２流路４との境にシート部６を形成し、このシート部６を可動体である弁体７が開閉する構成にしている。
上記弁体７にはシャフト８が一体的に形成され、このシャフト８には連結部材９を介して図示しない駆動機構が連結されている。この駆動機構によって上記弁体７を、軸線方向に往復移動可能にしている。そして、上記弁体７の移動方向及びシャフト８の軸線に沿った方向がこの発明の軸線方向である。Further, in the main body 1, a seat portion 6 is formed at the boundary between the fluid chamber 2 and the second flow path 4, and the seat portion 6 is configured to be opened and closed by a valve body 7 which is a movable body.
A shaft 8 is formed integrally with the valve body 7, and a drive mechanism (not shown) is connected to the shaft 8 via a connecting member 9. With this drive mechanism, the valve body 7 can be reciprocated in the axial direction. The moving direction of the valve body 7 and the direction along the axis of the shaft 8 are the axial direction of the present invention.

さらに、弁体７と本体１にはダイアフラム１０を固定し、このダイアフラム１０によって上記流体室２と、後で説明するダイアフラム１０の円筒膜部１０ｂ内に形成され、流体を進入させないエリア１１とを区画している。
上記ダイアフラム１０は、中央に上記シャフト８を貫通させる孔を形成した樹脂製の膜部材である。このダイアフラム１０の材質は特に限定されないが、柔軟性及び強度を兼ね備えたポリテトラフルオロエチレンなどを用いることができる。Further, a diaphragm 10 is fixed to the valve body 7 and the main body 1, and the fluid chamber 2 is formed by the diaphragm 10 and an area 11 that is formed in a cylindrical membrane portion 10 b of the diaphragm 10 to be described later and does not allow fluid to enter. It is partitioned.
The diaphragm 10 is a resin film member having a hole through which the shaft 8 passes in the center. The material of the diaphragm 10 is not particularly limited, but polytetrafluoroethylene having both flexibility and strength can be used.

そして、このダイアフラム１０は、他の部分の膜厚よりも厚みを厚くした一方の端部１０ａが弁体７の上面に形成した凹部７ａに固定されるとともに、この端部１０ａに連続した筒状の円筒膜部１０ｂと、この円筒膜部１０ｂの他端に連続し、シャフト８の軸心を中心とする円周方向に広がる環状膜部１０ｃと、この環状膜部１０ｃの外端側であって傾斜面からなるシール部１０ｄと、さらにこのシール部１０ｄの外周から上記軸線方向に伸びる円筒状の保持用膜部１０ｅと、保持用膜部１０ｅの上端で軸心に向かって突出した固定用凸部１０ｆとを備えている。
なお、上記したダイアフラム１０の各部分の形状及び位置関係は、図１に示す閉弁時におけるものである。また、図１に示す状態は、上記流体室２内の流体圧がそれほど高くない状態である。The diaphragm 10 is fixed to a recess 7a formed on the upper surface of the valve body 7 with one end 10a having a thickness larger than the thickness of the other portion, and is continuous with the end 10a. A cylindrical membrane portion 10b, an annular membrane portion 10c which is continuous with the other end of the cylindrical membrane portion 10b and extends in the circumferential direction around the axis of the shaft 8, and an outer end side of the annular membrane portion 10c. A seal portion 10d having an inclined surface, a cylindrical holding film portion 10e extending in the axial direction from the outer periphery of the seal portion 10d, and a fixing member protruding toward the axis at the upper end of the holding film portion 10e. And a convex portion 10f.
In addition, the shape and positional relationship of each part of the diaphragm 10 described above are those when the valve is closed as shown in FIG. The state shown in FIG. 1 is a state in which the fluid pressure in the fluid chamber 2 is not so high.

そして、上記端部１０ａは、上記弁体７の凹部７ａ内でシャフト８の外周に嵌めたリング部材１２と筒部材１３とによって固定されている。上記筒部材１３はその内周に、シャフト８の外周に形成された雄ねじにかみ合う雌ねじを形成した部材である。この筒部材１３をシャフト８の外周にねじ止めすることによって、上記リング部材１２が弁体７へ押し付けられ、このリング部材１２と弁体７とによってダイアフラム１０の上記端部１０ａを保持している。
但し、上記ダイアフラム１０は弁体７と一体的に形成されていてもかまわない。The end 10 a is fixed by a ring member 12 and a tubular member 13 that are fitted to the outer periphery of the shaft 8 in the recess 7 a of the valve body 7. The cylindrical member 13 is a member formed on its inner periphery with a female screw that meshes with a male screw formed on the outer periphery of the shaft 8. The ring member 12 is pressed against the valve body 7 by screwing the cylindrical member 13 to the outer periphery of the shaft 8, and the end 10 a of the diaphragm 10 is held by the ring member 12 and the valve body 7. .
However, the diaphragm 10 may be formed integrally with the valve body 7.

そして、上記保持用膜部１０ｅの先端に形成された固定用凸部１０ｆは、上記第１本体部１ａの開口付近に挿入された押さえ部材１４によって保持され、本体１に固定されることになる。つまり、この固定用凸部１０ｆを設けた保持用膜部１０ｅは、本体１に固定される上記環状膜部１０ｄの外端側を構成する。なお、環状膜部１０ｄの外端側は、上記シール部１０ｃ、上記保持用膜部１０ｅ及び保持用凸部１０ｆで構成される。
また、上記押さえ部材１４は、円板部１４ａと、図中下方へ突出した筒部１４ｂとを備え、この筒部１４ｂ内に上記流体を進入させないエリア１１が形成される。The fixing convex portion 10f formed at the tip of the holding film portion 10e is held by the pressing member 14 inserted in the vicinity of the opening of the first main body portion 1a and is fixed to the main body 1. . That is, the holding film part 10e provided with the fixing convex part 10f constitutes the outer end side of the annular film part 10d fixed to the main body 1. The outer end side of the annular film part 10d is constituted by the seal part 10c, the holding film part 10e, and the holding convex part 10f.
The pressing member 14 includes a disk portion 14a and a cylindrical portion 14b protruding downward in the figure, and an area 11 where the fluid does not enter is formed in the cylindrical portion 14b.

さらに、この押さえ部材１４は、上記筒部１４ｂの外周に形成した環状の保持凹部１４ｃと、筒部１４ｂの先端の押圧部１４ｄとを備えている。
そして、上記保持凹部１４ｃに、ダイアフラム１０の上記固定用凸部１０ｆを嵌め込んで保持するとともに、上記筒部１４ｂと第１本体部１ａの内壁とによって上記保持用膜部１０ｅを挟持している。Further, the pressing member 14 includes an annular holding recess 14c formed on the outer periphery of the cylindrical portion 14b, and a pressing portion 14d at the tip of the cylindrical portion 14b.
The holding convex portion 10f of the diaphragm 10 is fitted and held in the holding concave portion 14c, and the holding film portion 10e is sandwiched between the cylindrical portion 14b and the inner wall of the first main body portion 1a. .

なお、図中符号１ｃは、第１本体部１ａの内壁から軸心に向かって突出する環状のシール用凸部であり、このシール用凸部１ｃの斜面に対し、上記押さえ部材１４の押圧部１４ｄがダイアフラム１０のシール部１０ｄを押し付けている。なお、上記シール用凸部１ｃは軸線方向に対して傾斜した斜面を備え、上記シール部１０ｄが移動しやすいようにしているが、この斜面は平坦面だけでなく、曲面であってもよい。
上記押圧部１４ｄは、図２の部分拡大図に示す通り、その先端に上記シール用凸部１ｃの斜面に沿った斜面１４ｆが形成されるとともに、軸心側には弧面１４ｇを形成している。そして、上記シール部１０ｃは上記斜面１４ｅとシール用凸部１ｃとで挟持される。Reference numeral 1c in the drawing is an annular sealing convex portion protruding from the inner wall of the first main body portion 1a toward the axial center, and the pressing portion of the pressing member 14 against the inclined surface of the sealing convex portion 1c. 14 d presses the seal portion 10 d of the diaphragm 10. In addition, although the said convex part 1c for a seal | sticker is provided with the inclined surface inclined with respect to the axial direction, and the said seal part 10d is easy to move, this inclined surface may be not only a flat surface but a curved surface.
As shown in the partial enlarged view of FIG. 2, the pressing portion 14d is formed with a slope 14f along the slope of the sealing convex portion 1c at the tip, and an arc surface 14g on the axial center side. Yes. The seal portion 10c is sandwiched between the slope 14e and the seal convex portion 1c.

また、上記押圧部１４ｄにおいて軸心側に弧面１４ｇを形成しているので、後で説明する図３のように、ダイアフラム１０が上記流体を侵入させないエリア１１側へ変形して押圧部１４ｄに押し付けられたときにも、とがった角などが接触する場合と違ってダイアフラム１０に屈曲跡を残したり、破損したりすることがない。
さらに、上記押さえ部材１４の円板部１４ａと第２本体部１ｂとの間には、板バネ１５を設け、この板バネ１５の弾性力によって上記押圧部１４ｄがダイアフラム１０のシール部１０ｄをシール用凸部１ｃの斜面上に適度な押圧力で押し付けている。Further, since the arc surface 14g is formed on the axial side of the pressing portion 14d, the diaphragm 10 is deformed to the area 11 side where the fluid does not enter as shown in FIG. Even when pressed, unlike the case where sharp corners or the like come into contact with each other, the diaphragm 10 does not leave a bend mark or be damaged.
Further, a leaf spring 15 is provided between the disc portion 14 a of the pressing member 14 and the second main body portion 1 b, and the pressing portion 14 d seals the seal portion 10 d of the diaphragm 10 by the elastic force of the leaf spring 15. It presses with the moderate pressing force on the slope of the convex part 1c.

このように、ダイアフラム１０によって上記流体室２と上記エリア１１とが区画され、シールされているので、本体１の外部から流体室２内に異物などが混入することがない。
なお、上記板バネ１５の弾性力は、上記流体室２と上記エリア１１との間を確実に遮断する押しつけ力に対応するものであるが、上記環状膜部１０ｃの張力が大きくなったときには、上記シール部１０ｄが上記シール用凸部１ｃ上を移動可能にする大きさに設定されている。Thus, since the fluid chamber 2 and the area 11 are partitioned and sealed by the diaphragm 10, foreign matter or the like does not enter the fluid chamber 2 from the outside of the main body 1.
The elastic force of the leaf spring 15 corresponds to a pressing force that reliably cuts off the fluid chamber 2 and the area 11, but when the tension of the annular film portion 10c increases, The size of the seal portion 10d is set so as to be movable on the seal convex portion 1c.

また、上記押さえ部材１４には、流体を進入させないエリア１１に連通する貫通孔１４ｅを形成するとともに、第１本体部１ａには、上記貫通孔１４ｅと連通する貫通孔１ｄを形成している。これら貫通孔１４ｅ及び１ｄによって、上記エリア１１と本体１の外部とを連通させている。そして、上記ダイアフラム１０が破損した場合の流体の漏れを、貫通孔１ｄを介して本体１の外部から検出できるようにしている。   Further, the holding member 14 is formed with a through hole 14e communicating with the area 11 where the fluid does not enter, and the first main body portion 1a is formed with a through hole 1d communicating with the through hole 14e. The area 11 communicates with the outside of the main body 1 through the through holes 14e and 1d. Then, fluid leakage when the diaphragm 10 is damaged can be detected from the outside of the main body 1 through the through hole 1d.

上記のように構成した第１実施形態のダイアフラムバルブは、シャフト８に連係した図示しない駆動機構が作動して弁体７を軸線方向に移動させる。
弁体７が移動し、図１に示す閉弁状態から図３に示す開弁状態になると、ダイアフラム１０が変形するが、このとき、ダイアフラム１０は円筒膜部１０ｂと環状膜部１０ｃとが一体となって撓む。In the diaphragm valve according to the first embodiment configured as described above, a drive mechanism (not shown) linked to the shaft 8 operates to move the valve body 7 in the axial direction.
When the valve body 7 moves and changes from the closed state shown in FIG. 1 to the open state shown in FIG. 3, the diaphragm 10 is deformed. At this time, the diaphragm 10 is integrated with the cylindrical membrane portion 10b and the annular membrane portion 10c. And bend.

図１に示すように、上記円筒膜部１０ｂの軸線方向の長さをＬ１、環状膜部１０ｃの半径方向の長さをＬ２とすれば、弁体７の移動に追従して撓む部分の長さはＬ１＋Ｌ２となる。このように、ダイアフラム１０において撓み変形可能な部分の長さが長くなるため、弁体７の十分なストロークに追従することが可能である。また、撓み変形する部分の長さが長いので、変形時にダイアフラム１０に過大な応力が発生することがない。しかも、上記長さＬ１＋Ｌ２が一体となって撓み変形する際に、上記円筒膜部１０ｂと環状膜部１０ｃとの間の湾曲部分が移動するので、特定の箇所が大きく屈曲することがない。従って、応力が集中する部分ができない。   As shown in FIG. 1, if the length in the axial direction of the cylindrical membrane portion 10b is L1 and the length in the radial direction of the annular membrane portion 10c is L2, the portion of the portion that bends following the movement of the valve body 7 is bent. The length is L1 + L2. Thus, since the length of the part which can be bent and deformed in the diaphragm 10 becomes long, it is possible to follow a sufficient stroke of the valve body 7. Moreover, since the length of the part which bends and deforms is long, an excessive stress is not generated in the diaphragm 10 during the deformation. In addition, when the length L1 + L2 is integrally bent and deformed, the curved portion between the cylindrical film portion 10b and the annular film portion 10c moves, so that a specific portion is not greatly bent. Therefore, there is no portion where stress is concentrated.

上記のように、この第１実施形態では、弁体７が移動したときに、環状膜部１０ｃだけでなく、円筒膜部１０ｂが環状膜部１０ｃと一体的に撓み変形する構成にしているので、環状膜部１０ｃの面積を小さくしても、弁体７のストロークを十分に確保できる。
仮に、円筒膜部１０ｂの長さＬ１がほとんどないようなダイアフラム構造では、環状膜部１０ｃのみが弁体７のストロークに伴って撓むことになるため、環状膜部１０ｃの直径を大きくしなければ十分なストロークを確保することは難しい。また、無理にストロークさせた場合、環状膜部１０ｃに発生する応力が大きくなる。その結果、ダイアフラム１０の耐久性が落ちてしまうことが予測されるが、この第１実施形態のように十分な長さの円筒膜部１０ｂを備えていれば、そのようなことはない。As described above, in the first embodiment, when the valve body 7 moves, not only the annular film part 10c but also the cylindrical film part 10b is integrally deformed and deformed with the annular film part 10c. Even if the area of the annular film portion 10c is reduced, the stroke of the valve body 7 can be sufficiently secured.
Temporarily, in the diaphragm structure in which the length L1 of the cylindrical film portion 10b is almost absent, only the annular film portion 10c bends with the stroke of the valve body 7, so the diameter of the annular film portion 10c must be increased. It is difficult to secure a sufficient stroke. In addition, when the stroke is forced, the stress generated in the annular film portion 10c increases. As a result, it is predicted that the durability of the diaphragm 10 will be reduced, but this is not the case if the cylindrical film portion 10b having a sufficient length is provided as in the first embodiment.

なお、円筒膜部１０ｂの長さＬ１を長くすれば、それだけ円筒膜部１０ｂが撓みやすくなるので、その分、環状膜部１０ｃの半径方向の長さＬ２を小さくしてもダイアフラム１０に局所的に発生する応力を小さくすることができる。
但し、円筒膜部１０ｂの軸方向長さを長くすれば、本体１の軸方向長さも長くしなければならないため、結果として流体機器全体の軸方向長さも長くなってしまう。そのため、円筒膜部１０ｂをやたら長くすることは現実的ではなく、使用条件などに応じた最適な長さを設定する必要がある。Note that if the length L1 of the cylindrical membrane portion 10b is increased, the cylindrical membrane portion 10b is more easily bent. Therefore, even if the radial length L2 of the annular membrane portion 10c is reduced, the diaphragm 10 is locally localized. It is possible to reduce the stress generated in.
However, if the axial length of the cylindrical membrane portion 10b is increased, the axial length of the main body 1 must also be increased. As a result, the axial length of the entire fluid device is also increased. For this reason, it is not realistic to make the cylindrical film portion 10b longer, and it is necessary to set an optimal length according to use conditions and the like.

以上のように、この第１実施形態のダイアフラム１０は、円筒膜部１０ｂを備えることによって環状膜部１０ｃを小さくすることができる。そして、環状膜部１０ｃの面積が小さければ、流体室２から上記エリア１１方向へ作用する力も小さくなるので、この第１実施形態では、弁体７を閉弁させる際の抗力が小さくなって閉弁方向へのシャフト８の駆動力は小さくて足りる。そのため、駆動機構の小型化も可能である。   As described above, the diaphragm 10 of the first embodiment can reduce the annular film part 10c by including the cylindrical film part 10b. If the area of the annular membrane portion 10c is small, the force acting from the fluid chamber 2 in the direction of the area 11 is also small. Therefore, in the first embodiment, the drag force when the valve body 7 is closed is small and closed. The driving force of the shaft 8 in the valve direction is small. Therefore, the drive mechanism can be downsized.

また、この第１実施形態のダイアフラム構造では、受圧面積を小さくすることによって環状膜部１０ｃが受ける流体圧を小さくできるので、環状膜部１０ｃに接触して圧力を受けるバックアップ部材を設ける必要がない。
つまり、この第１実施形態では、ダイアフラム１０の環状膜部１０ｃのみで流体圧を受けたとしても、その圧力によって環状膜部１０ｃの特定箇所を劣化させることはなく、耐久性を維持できるため、環状膜部１０ｃに作用する流体圧を受けるためのバックアップ部材を設けていない。
バックアップ部材を設け、環状膜部１０ｃがバックアップ部材に対して接触、離反を繰り返した場合には、摩耗などの問題も発生するが、この第１実施形態のようにバックアップ部材が不要になれば、そのような問題も発生しない。Further, in the diaphragm structure of the first embodiment, the fluid pressure received by the annular film part 10c can be reduced by reducing the pressure receiving area, so that it is not necessary to provide a backup member that contacts the annular film part 10c and receives pressure. .
That is, in this first embodiment, even if the fluid pressure is received only by the annular membrane portion 10c of the diaphragm 10, the specific portion of the annular membrane portion 10c is not deteriorated by the pressure, and durability can be maintained. A backup member for receiving the fluid pressure acting on the annular film portion 10c is not provided.
When a backup member is provided and the annular film portion 10c repeatedly contacts and separates from the backup member, problems such as wear also occur, but if the backup member becomes unnecessary as in the first embodiment, Such a problem does not occur.

しかも、上記押し付け部材１４の筒部１４ｂ内を流体が侵入しないエリア１１とし、筒部１４ｂの先端の押圧部１４ｄでダイアフラム１０のシール部１０ｄを押さえているので、上記エリア１１側へ変形したダイアフラム１０が、連結部材９や押し付け部材１４の円板部１４ａなどに接触することもない。つまり、ダイアフラム１０は他部品との接触による磨耗なども発生しない。   In addition, since the inside of the cylindrical portion 14b of the pressing member 14 is an area 11 where no fluid enters, and the seal portion 10d of the diaphragm 10 is pressed by the pressing portion 14d at the tip of the cylindrical portion 14b, the diaphragm deformed toward the area 11 side. 10 does not contact the connecting member 9 or the disk portion 14a of the pressing member 14 or the like. That is, the diaphragm 10 is not worn by contact with other parts.

また、上記したように、この第１実施形態では、上記シール部１０ｄが板バネ１５の弾性力によってシール用凸部１ｃに押しつけられている。そして、上記バネ部材１５の弾性力を、環状膜部１０ｃの張力が大きくなった時に、上記シール部１０ｄが移動可能な大きさに設定している。このように、シール部１０ｄが移動可能に構成されていることによって、ダイアフラム１０に発生する応力が全体に分散され、環状膜部１０ｃと保持用膜部１０ｅとの連続部分であるシール部１０ｄに応力が集中しないようにできる。   Further, as described above, in the first embodiment, the seal portion 10 d is pressed against the seal convex portion 1 c by the elastic force of the leaf spring 15. The elastic force of the spring member 15 is set such that the seal portion 10d can move when the tension of the annular film portion 10c increases. As described above, since the seal portion 10d is configured to be movable, the stress generated in the diaphragm 10 is dispersed throughout the seal portion 10d, which is a continuous portion of the annular film portion 10c and the holding film portion 10e. Stress can be kept from concentrating.

さらに、上記したようにシール部１０ｄは斜面に押圧されているため、上記環状膜部１０ｃの張力によって移動しやすくなっている。シール部１０ｄが移動すれば、シール部１０ｄの周囲に応力が集中することはない。
また、上記押さえ部材１４の先端には弧面１４ｇを形成しているので、図３に示す状態でシール部１０ｃが弧面１４ｇに押し付けられたとしても、ダイアフラム１０がダメージを受けにくい。Furthermore, since the seal portion 10d is pressed against the inclined surface as described above, the seal portion 10d is easily moved by the tension of the annular film portion 10c. If the seal portion 10d moves, stress does not concentrate around the seal portion 10d.
Further, since the arc surface 14g is formed at the tip of the pressing member 14, the diaphragm 10 is hardly damaged even if the seal portion 10c is pressed against the arc surface 14g in the state shown in FIG.

図４に示す第２実施形態は、ダイアフラム１０の円筒膜部１０ｂの内側に、ゴム製のサポート部材２０を設けたダイアフラムバルブである。上記サポート部材２０を設けた以外は、図１に示す第１実施形態と同様の構成である。そこで、第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を用い、同じ構成要素についての詳細な説明は省略するものとする。なお、図４は弁体７がシート部６にシートした閉弁状態を示す図である。   The second embodiment shown in FIG. 4 is a diaphragm valve in which a rubber support member 20 is provided inside the cylindrical membrane portion 10b of the diaphragm 10. The configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1 except that the support member 20 is provided. Therefore, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description of the same components is omitted. FIG. 4 is a view showing a closed state in which the valve body 7 is seated on the seat portion 6.

上記サポート部材２０は、円筒膜部１０ｂの内側に設け、円筒膜部１０ｂとシャフト８の外周との間に設けたゴム製の筒状部材である。そして、この第２実施形態では、シャフト８に連結した連結部材９の下方に筒部９ａを形成してこれをシャフト８の外周に設け、この筒部９ａの端部と上記リング部材１２との間に上記サポート部材２０をはめ込んでいる。そして、上記サポート部材２０の軸心を円筒膜部１０ｂの軸心と一致させている。つまり、上記サポート部材２０は、円筒膜部１０ｂに沿った同心円状に設けられている。   The support member 20 is a rubber tubular member provided inside the cylindrical membrane portion 10 b and provided between the cylindrical membrane portion 10 b and the outer periphery of the shaft 8. And in this 2nd Embodiment, the cylinder part 9a is formed under the connection member 9 connected with the shaft 8, this is provided in the outer periphery of the shaft 8, and the edge part of this cylinder part 9a and the said ring member 12 are provided. The support member 20 is inserted in between. And the axial center of the said support member 20 is made to correspond with the axial center of the cylindrical membrane part 10b. That is, the support member 20 is provided concentrically along the cylindrical film portion 10b.

そして、サポート部材２０はその軸方向長さを、上記円筒膜部１０ｂの軸方向長さとほぼ等しくしている。
また、この第２実施形態では、上記流体室２内の圧力はそれほど高くなく、円筒膜部１０ｂが円筒状を保っている状態で、円筒膜部１０ｂの内周が上記サポート部材２０の外周に接触するようにしている。The support member 20 has an axial length substantially equal to the axial length of the cylindrical membrane portion 10b.
Further, in the second embodiment, the pressure in the fluid chamber 2 is not so high, and the inner periphery of the cylindrical membrane portion 10b is in the outer periphery of the support member 20 in a state where the cylindrical membrane portion 10b maintains a cylindrical shape. I try to make contact.

この第２実施形態のダイアフラムバルブも、通常の使用状態で弁体７が軸線方向に移動したとき、ダイアフラム１０が図３に示す第１実施形態と同様に変形する。
すなわち、第２実施形態においても、円筒膜部１０ｂと環状膜部１０ｃとが一体となって撓み変形するダイアフラム構造を備えている。そのため、弁体７の十分なストロークを確保しながら、環状膜部１０ｃの面積を小さくできる。In the diaphragm valve of the second embodiment, when the valve element 7 moves in the axial direction in a normal use state, the diaphragm 10 is deformed in the same manner as the first embodiment shown in FIG.
That is, the second embodiment also includes a diaphragm structure in which the cylindrical film portion 10b and the annular film portion 10c are integrally bent and deformed. Therefore, the area of the annular film portion 10c can be reduced while ensuring a sufficient stroke of the valve body 7.

この第２実施形態では、円筒膜部１０ｂとシャフト８との間にゴム製のサポート部材２０を設けているが、このサポート部材２０は円筒膜部１０ｂに高圧が作用したときに、上記円筒膜部１０ｂとともに弾性変形しながら円筒膜部１０ｂの変形量を制限する機能を備えている。この機能について、図５〜７の模式図を用いて説明する。   In the second embodiment, a rubber support member 20 is provided between the cylindrical membrane portion 10b and the shaft 8. However, when the high pressure is applied to the cylindrical membrane portion 10b, the support member 20 has the cylindrical membrane portion 10b. It has a function of limiting the amount of deformation of the cylindrical membrane part 10b while elastically deforming together with the part 10b. This function will be described with reference to the schematic diagrams of FIGS.

図５は、上記第１実施形態のようにサポート部材２０を備えずに、円筒膜部１０ｂの内側に隙間が形成されている場合のダイアフラム１０の変形を示した図、図６はサポート部材２０を備えた第２実施形態のダイアフラム１０の変形を示した図、図７は上記サポート部材２０に替えて剛性が高くほとんど弾性変形しない金属製のサポート部材３０を設けた場合のダイアフラム１０の変形を示した図である。   FIG. 5 is a view showing a deformation of the diaphragm 10 when a gap is formed inside the cylindrical membrane portion 10b without the support member 20 as in the first embodiment, and FIG. FIG. 7 shows the deformation of the diaphragm 10 of the second embodiment provided with FIG. 7, and FIG. 7 shows the deformation of the diaphragm 10 when a metal support member 30 having high rigidity and hardly elastically deforming is provided in place of the support member 20. FIG.

なお、図５〜７では、ダイアフラム１０を弁体７に固定するための筒部材１３は省略している。
また、図５〜７において、破線は、閉弁状態であり、流体室２に高圧が作用していない状態でのダイアフラム１０の状態を示したものである。
そして、弁体７が移動し、ダイアフラム１０の端部１０ａが矢印のように移動したときのダイアフラムの形状を太線で示している。なお、図中、移動前後の上記端部１０ａの位置を、それぞれ白丸と黒丸で示している。5-7, the cylinder member 13 for fixing the diaphragm 10 to the valve body 7 is omitted.
5 to 7, the broken line indicates the state of the diaphragm 10 in a state in which the valve chamber is closed and no high pressure is applied to the fluid chamber 2.
And the shape of the diaphragm when the valve body 7 moves and the edge part 10a of the diaphragm 10 moves like the arrow is shown by the thick line. In the figure, the positions of the end portions 10a before and after the movement are indicated by white circles and black circles, respectively.

図５に示したサポート部材を備えていない場合、高い流体圧が円筒膜部１０ｂに作用すると、円筒膜部１０ｂは太実線のようにシャフト８側へ撓み、特にＡ部分が、円筒の直径が小さくなる方向、すなわち内径側に凹むように変形する。このＡ部分には、流体圧による内径側への変形による張力とともに、環状膜部１０ｃ側への張力も作用している。このような変形が繰り返されることによって上記Ａ部分に内径側に凹んだくびれ状の変形跡が残ることがある。
但し、流体圧が低く、シャフト８側への変形量が小さければ上記Ａ部分に内径側へ凹んだくびれ状の変形跡は残らない。In the case where the support member shown in FIG. 5 is not provided, when a high fluid pressure acts on the cylindrical membrane portion 10b, the cylindrical membrane portion 10b bends toward the shaft 8 as shown by the thick solid line. It is deformed so as to be recessed in the decreasing direction, that is, on the inner diameter side. Along with the tension due to the deformation toward the inner diameter side due to the fluid pressure, the tension toward the annular film portion 10c acts on the portion A. By repeating such deformation, a constricted deformation mark recessed on the inner diameter side may remain in the portion A.
However, if the fluid pressure is low and the amount of deformation toward the shaft 8 is small, a constricted deformation mark recessed toward the inner diameter side does not remain in the portion A.

一方、流体圧がさらに高くなり、図５の太い二点鎖線で示すように変形量が大きくなれば、部分Ｂに作用する応力はさらに大きくなり、くびれ状の変形跡が残るだけでなくＢ部分が劣化したり、破損したりしてしまうこともある。上記のようなくびれ状の変形跡が残るということは、ダイアフラム１０の弾性限界を超えるような大きな変形が起こったということである。   On the other hand, if the fluid pressure is further increased and the amount of deformation increases as shown by the thick two-dot chain line in FIG. 5, the stress acting on the portion B further increases, and not only a constricted deformation mark remains but also the B portion. May deteriorate or be damaged. The fact that the constricted deformation mark remains as described above means that a large deformation exceeding the elastic limit of the diaphragm 10 has occurred.

これに対し、ゴム製のサポート部材２０を円筒膜部１０ｂの内側に設けた図６に示す場合に、円筒膜部１０ｂの外周に高圧が作用すると、円筒膜部１０ｂとともにサポート部材２０も弾性変形する。サポート部材２０が変形する箇所は、円筒膜部１０ｂが最も変形しやすい箇所であるが、サポート部材２０が設けられていない場合と比べてその変形量は小さくなることは当然である。
そのため、サポート部材２０を設ければ、高圧が作用したとしても円筒膜部１０ｂの径方向の変形量を制限することができる。そのため、円筒膜部１０ｂに応力が集中することを緩和でき、ダイアフラム１０の劣化を防止できる。On the other hand, in the case where the rubber support member 20 is provided inside the cylindrical membrane portion 10b and the high pressure acts on the outer periphery of the cylindrical membrane portion 10b, the support member 20 is elastically deformed together with the cylindrical membrane portion 10b. To do. The portion where the support member 20 is deformed is a portion where the cylindrical film portion 10b is most easily deformed, but it is natural that the amount of deformation is smaller than when the support member 20 is not provided.
Therefore, if the support member 20 is provided, the amount of deformation in the radial direction of the cylindrical membrane portion 10b can be limited even if a high pressure is applied. Therefore, the concentration of stress on the cylindrical film portion 10b can be alleviated, and the deterioration of the diaphragm 10 can be prevented.

さらに、円筒膜部１０ｂはサポート部材２０とともに変形するため、上記環状膜部１０ｃの変形に追従可能で、環状膜部１０ｃと円筒膜部１０ｂとが一体となって撓む構成は維持される。従って、流体圧が高圧になったとしても、弁体７のストローク量は確保される。
なお、図４に示す第２実施形態では、円筒膜部１０ｂが弾性変形していない状態で、サポート部材２０が円筒膜部１０ｂの内周に接触するように構成しているが、弾性変形していない円筒膜部１０ｂとサポート部材２０との間に隙間が保たれるようにしてもよい。
このような隙間を設けたとき、円筒膜部１０ｂは上記隙間の範囲では自由に弾性変形するが、変形量が上記隙間の大きさに達した時点で、弾性材からなるサポート部材２０に接触し、サポート部材２０とともに弾性変形し、結果として弾性変形量が制限されることになる。Furthermore, since the cylindrical film part 10b is deformed together with the support member 20, the structure in which the annular film part 10c and the cylindrical film part 10b are integrally bent can be maintained. Therefore, even if the fluid pressure becomes high, the stroke amount of the valve body 7 is ensured.
In the second embodiment shown in FIG. 4, the support member 20 is configured to come into contact with the inner periphery of the cylindrical membrane portion 10b in a state where the cylindrical membrane portion 10b is not elastically deformed. A gap may be maintained between the cylindrical film portion 10b that is not provided and the support member 20.
When such a gap is provided, the cylindrical membrane portion 10b is freely elastically deformed within the range of the gap, but contacts the support member 20 made of an elastic material when the deformation amount reaches the size of the gap. The elastic deformation occurs together with the support member 20, and as a result, the elastic deformation amount is limited.

また、図７に示すように上記円筒膜部１０ｂの内側に接触させて金属製のサポート部材３０を設けた場合、高い流体圧が作用すると、円筒膜部１０ｂはサポート部材３０の外周に押し付けられる。サポート部材３０は変形しないため、円筒膜部１０ｂにおいてサポート部材３０に押し付けられた部分は固定化され、環状膜部１０ｃと一体となって撓む部分の長さが短くなってしまう。その結果、環状膜部１０ｃの直径を小さくするとストローク量を確保しにくくなったり、特定の部分に応力が集中してしまったりする。
特に、サポート部材３０に押し付けられ円筒膜部１０ｂが、環状膜部１０ｃ側へ引っ張られて、サポート部材３０から離れるポイントＣには応力が集中する。In addition, when the metal support member 30 is provided in contact with the inside of the cylindrical membrane portion 10b as shown in FIG. 7, the cylindrical membrane portion 10b is pressed against the outer periphery of the support member 30 when a high fluid pressure acts. . Since the support member 30 is not deformed, the portion pressed against the support member 30 in the cylindrical membrane portion 10b is fixed, and the length of the portion that is bent integrally with the annular membrane portion 10c is shortened. As a result, when the diameter of the annular film portion 10c is reduced, it becomes difficult to secure the stroke amount, or stress concentrates on a specific portion.
In particular, stress is concentrated at a point C that is pressed against the support member 30 and pulled away from the support member 30 when the cylindrical membrane portion 10b is pulled toward the annular membrane portion 10c.

以下に、上記第１、第２実施形態のダイアフラムバルブについて行なった試験を説明する。
試験１は、第１実施形態のダイアフラム１０について、円筒膜部１０ｂの長さＬ１を変化させて、上記連結部材９に連結した図示しない駆動機構の軸推力の変化を確認するものである。
<試験１>
この試験条件は、次の通りである。
ダイアフラム１０の外径を５７．５ｍｍ、環状膜部１０ｃの半径方向の長さＬ２＝１２ｍｍとし、円筒膜部１０ｂの長さＬ１を４ｍｍ、６ｍｍ、１２ｍｍの３種類とする。
そして、流体圧を作用させずに、上記駆動機構によって上記弁体７を、全閉状態からフルストローク位置まで移動させるときに必要な軸推力を測定した。なお、上記フルストロークとは、配管の断面積と同等以上の流路面積を得ることができるストロークで、ここでは１２ｍｍである。Below, the test done about the diaphragm valve of the said 1st, 2nd embodiment is demonstrated.
Test 1 is for confirming a change in axial thrust force of a driving mechanism (not shown) connected to the connecting member 9 by changing the length L1 of the cylindrical membrane portion 10b in the diaphragm 10 of the first embodiment.
<Test 1>
The test conditions are as follows.
The outer diameter of the diaphragm 10 is 57.5 mm, the radial length L2 of the annular membrane portion 10c is 12 mm, and the length L1 of the cylindrical membrane portion 10b is three types of 4 mm, 6 mm, and 12 mm.
And the axial thrust required when moving the said valve body 7 from a fully-closed state to a full stroke position with the said drive mechanism, without applying fluid pressure was measured. In addition, the said full stroke is a stroke which can obtain the flow path area equivalent to or more than the cross-sectional area of piping, and is 12 mm here.

試験結果は、図８に示す通りであり、Ｌ１が長くなるにしたがって必要な軸推力が小さくなっている。
上記軸推力は、弁体７を移動させるとともにこの弁体７に連結したダイアフラム１０を変形させるための力である。そして、上記円筒膜部１０ｂが環状膜部１０ｃと一体となって撓む場合、円筒膜部１０ｂの長さＬ１が長ければ長いほど、環状膜部１０ｃと一体となった膜部の長さが長くなって撓みやすくなるため、上記軸推力が小さくて足りるものと考えられる。
つまり、上記円筒膜部１０ｂの長さを長くすると、必要な軸推力が小さくなるというこの試験１の結果から、上記弁体７が移動したとき、上記円筒膜部１０ｂが、環状膜部１０ｃと一体的に撓んでいることが確認できた。The test results are as shown in FIG. 8, and the required axial thrust becomes smaller as L1 becomes longer.
The axial thrust is a force for moving the valve body 7 and deforming the diaphragm 10 connected to the valve body 7. When the cylindrical membrane portion 10b is bent integrally with the annular membrane portion 10c, the longer the length L1 of the cylindrical membrane portion 10b, the longer the length of the membrane portion integrated with the annular membrane portion 10c. Since it becomes long and it becomes easy to bend, it is thought that the said axial thrust is small enough.
That is, when the length of the cylindrical membrane portion 10b is increased, the required axial thrust force is reduced. As a result of the test 1, the cylindrical membrane portion 10b is separated from the annular membrane portion 10c when the valve body 7 is moved. It was confirmed that it was bent integrally.

次に、上記サポート部材２０の効果を確認する試験２について説明する。
〈試験２〉
この試験条件は、次のとおりである。
ダイアフラム１０の外径を５７．５ｍｍ、環状膜部１０ｃの半径方向の長さＬ２＝１２ｍｍとし、円筒膜部１０ｂの長さＬ１を４ｍｍ、６ｍｍ、１２ｍｍ、１６ｍｍとする。
そして、弁体７をシート部６に押し付け、ダイアフラム１０全体に高圧ポンプを用いて１．６ＭＰａの流体圧を一定時間加え、その後、分解してダイアフラム１０の変形状態を確認した。
なお、上記１．６ＭＰａは、通常のダイアフラムバルブの使用条件よりも高圧である。Next, Test 2 for confirming the effect of the support member 20 will be described.
<Test 2>
The test conditions are as follows.
The outer diameter of the diaphragm 10 is 57.5 mm, the radial length L2 of the annular membrane portion 10c is 12 mm, and the length L1 of the cylindrical membrane portion 10b is 4 mm, 6 mm, 12 mm, and 16 mm.
Then, the valve body 7 was pressed against the seat portion 6, and a fluid pressure of 1.6 MPa was applied to the entire diaphragm 10 using a high-pressure pump for a certain period of time, and then decomposed to confirm the deformation state of the diaphragm 10.
The 1.6 MPa is higher than the use condition of a normal diaphragm valve.

また、ゴム製のサポート部材２０を備えた第２実施形態のダイアフラムバルブと、サポート部材を備えていない第１実施形態のダイアフラムバルブのほか、金属製のサポート部材３０（図７参照）を備えたダイアフラムバルブについても、上記した条件で試験を行なった。   In addition to the diaphragm valve of the second embodiment provided with a rubber support member 20 and the diaphragm valve of the first embodiment not provided with a support member, a metal support member 30 (see FIG. 7) was provided. The diaphragm valve was also tested under the conditions described above.

この試験２の結果は図９に示すとおりである。
サポート部材２０を備えていないもの、すなわち上記第１実施形態のダイアフラム構造では、円筒膜部１０ｂの長さＬ１＝４ｍｍで、円筒膜部１０ｂと環状膜部１０ｃとの連続部分にくびれたような変形が残り、白化していた。この部分は、図５のＢ部分に相当し、高圧によって内径側へ大きく変形し、部分的に弾性限界を超える変形があったことが推測できる。特に、円筒膜部１０ｂの長さＬ１が短いため、大きな張力が作用し、応力が集中した箇所が変質したことを表わす白化が起こっている。この白化は、破壊の前兆と考えられる。The result of Test 2 is as shown in FIG.
In the case where the support member 20 is not provided, that is, in the diaphragm structure of the first embodiment, the length L1 of the cylindrical film portion 10b is 4 mm, and the cylindrical film portion 10b and the annular film portion 10c are constricted in a continuous portion. The deformation remained and whitened. This portion corresponds to the portion B in FIG. 5 and is greatly deformed toward the inner diameter side by high pressure, and it can be estimated that there was a deformation that partially exceeded the elastic limit. In particular, since the length L1 of the cylindrical film portion 10b is short, a large tension is applied, and whitening occurs indicating that the portion where the stress is concentrated has changed. This whitening is considered a precursor to destruction.

一方、長さＬ１が６ｍｍ以上では上記Ｂ部にわずかな変形が残っていたが、Ｌ１＝４ｍｍのような白化もなく、バルブとしての機能には全く問題はなかった。つまり、Ｌ１≧０．５×Ｌ２の場合には、過大な張力による応力集中が起こり難いことが分かった。   On the other hand, when the length L1 was 6 mm or more, slight deformation remained in the portion B, but there was no whitening such as L1 = 4 mm, and there was no problem in the function as a valve. That is, it was found that stress concentration due to excessive tension hardly occurs when L1 ≧ 0.5 × L2.

但し、Ｌ１＝１６ｍｍでは、円筒膜部１０ｂが撓んだときに、シャフト８に貼りついてしまうこともあった。円筒膜部１０ｂがシャフト８に貼りついて、貼りつきと剥離とを繰り返したり、一部が貼りついたまま張力が作用したりすれば、特定の箇所が疲労してしまう可能性もある。従って、今回の試験２では特に問題はなかったが、Ｌ１が長過ぎても上記のような問題が発生する可能性がある。また、Ｌ１をやたら長くすると、円筒膜部１０ｂが長くなることにより、設計上の不都合が生じてしまうこともある。十分なストロークのための撓みやすさを確保しながら、その他の様々な条件を考慮すると、Ｌ１はＬ２と同程度までが現実的であると考えられる。   However, when L1 = 16 mm, the cylindrical film portion 10b may stick to the shaft 8 when it is bent. If the cylindrical film portion 10b is stuck to the shaft 8 and repeats sticking and peeling, or if a tension is applied while part of the cylindrical membrane portion 10b is stuck, a specific portion may be fatigued. Therefore, there was no particular problem in this test 2, but the above problem may occur even if L1 is too long. In addition, if L1 is lengthened, the cylindrical film portion 10b becomes long, which may cause design inconvenience. In consideration of various other conditions while securing the ease of bending for a sufficient stroke, it is considered that L1 is practically equal to L2.

また、図７に示すような金属製のサポート部材を用いた場合には、全てのＬ１で、ダイアフラム１０の円筒膜部１０ｂと環状膜部１０ｃとの連続部分が変質して白化していた。この部分は、図７に示すポイントＣに対応する部分である。金属製サポート部材３０に固定された部分と撓み変形する環状膜部１０ｃとの境界であるＣ部に応力が集中し、その部分が変質したものと考えられる。   Further, when a metal support member as shown in FIG. 7 was used, the continuous portion of the cylindrical membrane portion 10b and the annular membrane portion 10c of the diaphragm 10 was altered and whitened at all L1. This part corresponds to the point C shown in FIG. It is considered that the stress is concentrated on the portion C which is the boundary between the portion fixed to the metal support member 30 and the annular film portion 10c which is bent and deformed, and the portion is altered.

これに対し、図４に示す第２実施形態のダイアフラム構造では、Ｌ１＝４ｍｍでは、Ｂ部の白化があったが、それ以外、すなわちＬ１≧０．５×Ｌ２では変形も白化もなかった。
つまり、ゴム製のサポート部材２０を備えていた場合でも、Ｌ１＝４ｍｍのように、Ｌ１が短い場合には、ダイアフラム１０の変形時に円筒膜部１０ｂに作用する単位長さあたりの張力が大きくなるため、応力が集中することになる。このような応力集中を避けるためには、Ｌ１≧０．５×Ｌ２を満足する必要がある。
また、上記第２実施形態のゴム製のサポート部材２０は、高圧が作用した円筒膜部１０ｂとともに弾性変形し、円筒膜部１０ｂの過大な変形を防止しつつ、自由な撓みも許容できるため、特定の箇所に過大な応力を集中させない機能を発揮する。On the other hand, in the diaphragm structure of the second embodiment shown in FIG. 4, there was whitening of the portion B when L1 = 4 mm, but there was no deformation or whitening at other times, that is, when L1 ≧ 0.5 × L2.
That is, even when the rubber support member 20 is provided, if L1 is short, such as L1 = 4 mm, the tension per unit length acting on the cylindrical membrane portion 10b when the diaphragm 10 is deformed increases. Therefore, stress is concentrated. In order to avoid such stress concentration, it is necessary to satisfy L1 ≧ 0.5 × L2.
Further, the rubber support member 20 of the second embodiment is elastically deformed together with the cylindrical film part 10b on which high pressure is applied, and can be freely bent while preventing excessive deformation of the cylindrical film part 10b. Demonstrates the function of not concentrating excessive stress on a specific location.

なお、上記第２実施形態では、サポート部材２０を円筒膜部１０ｂの全長にわたって設けているが、サポート部材２０の軸方向長さは、円筒膜部１０ｂの軸方向長さよりも短くてもかまわない。但し、サポート部材２０は、高圧が作用したとき、円筒膜部１０ｂにおいて変形量が大きくなる箇所に対応させて設けることが効果的である。
また、円筒膜部１０ｂの変形量の大きさや、最大変位箇所は、ダイアフラム１０の材質や、寸法、使用条件などによって異なるため、サポート部材２０を設ける位置は、上記諸条件に応じて設定する必要がある。
さらに、サポート部材２０は、流体圧によって円筒膜部１０ｂとともに変形可能な弾性材であれば、その材質はゴムにかぎらない。In addition, in the said 2nd Embodiment, although the support member 20 is provided over the full length of the cylindrical membrane part 10b, the axial direction length of the support member 20 may be shorter than the axial direction length of the cylindrical membrane part 10b. . However, it is effective to provide the support member 20 so as to correspond to a portion where the deformation amount becomes large in the cylindrical film portion 10b when a high pressure is applied.
Further, since the amount of deformation and the maximum displacement location of the cylindrical membrane portion 10b vary depending on the material, dimensions, use conditions, and the like of the diaphragm 10, the position where the support member 20 is provided needs to be set according to the above various conditions. There is.
Furthermore, the support member 20 is not limited to rubber as long as it is an elastic material that can be deformed together with the cylindrical membrane portion 10b by fluid pressure.

また、上記サポート部材３０のように弾性変形しない金属製のサポート部材であっても、サポート部材と円筒膜部１０ｂの内周との間に所定の間隔を保つようにすれば、上記円筒膜部１０ｂの過大な変形を防止しながら、環状膜部１０ｃと円筒膜部１０ｂとの一体的な撓み変形を可能にすることができる。
上記円筒膜部１０ｂの内周とサポート部材との間に間隔があると、その隙間の範囲内で、円筒膜部１０ｂの内径側への弾性変形を可能にし、円筒膜部１０ｂと環状膜部１０ｃとが一体的に撓み変形することができる。しかも、流体圧が高圧になって円筒膜部１０ｂの内径側への変形量が上記隙間の大きさに達したときには、円筒膜部１０ｂの内周が金属製のサポート部材に接触して内径側への変形量が制限されることになる。その結果、応力集中を緩和することができる。Further, even if the support member 30 is a metal support member that is not elastically deformed, such as the support member 30, the cylindrical film part can be obtained by keeping a predetermined distance between the support member and the inner periphery of the cylindrical film part 10 b. While preventing the excessive deformation of 10b, it is possible to make an integral bending deformation of the annular film part 10c and the cylindrical film part 10b.
If there is a gap between the inner periphery of the cylindrical membrane portion 10b and the support member, the cylindrical membrane portion 10b and the annular membrane portion can be elastically deformed toward the inner diameter side of the cylindrical membrane portion 10b within the gap. 10c can be integrally bent and deformed. Moreover, when the fluid pressure becomes high and the amount of deformation of the cylindrical membrane portion 10b toward the inner diameter side reaches the size of the gap, the inner periphery of the cylindrical membrane portion 10b comes into contact with the metal support member and the inner diameter side. The amount of deformation is limited. As a result, stress concentration can be relaxed.

上記のように弾性変形しないサポート部材を用いる場合、サポート部材と円筒膜部１０ｂとの隙間は、円筒膜部１０ｂの変形量が弾性限界を超えない範囲で上記円筒膜部１０ｂとサポート部材とが接触する大きさに設定することが好ましい。このように隙間の大きさを設定すれば、円筒膜部１０ｂが弾性限界を超えて変形することがなく、ダイアフラム１０の劣化を防止することもできる。   When using a support member that does not elastically deform as described above, the gap between the support member and the cylindrical membrane portion 10b is such that the amount of deformation of the cylindrical membrane portion 10b does not exceed the elastic limit. It is preferable to set the contact size. If the size of the gap is set in this way, the cylindrical film portion 10b does not deform beyond the elastic limit, and the diaphragm 10 can be prevented from being deteriorated.

また、専用のサポート部材を設ける代わりに、図１に示す第１実施形態の筒部材１３の外周と上記円筒膜部１０ｂとの隙間を適当に設定すれば、筒部材１３がこの発明のサポート部材の機能を兼ね、高圧が作用したときの円筒膜部１０ｂの弾性変形量を制限することができる。
但し、その場合には、上記筒部材１３の軸方向長さを図１に示すものよりも長くし、円筒膜部１０ｂの軸方向長さ以上にすることが好ましい。なぜなら、筒部材１３の軸方向長さが円筒膜部１０ｂよりも短いと、流体圧が高くなったとき円筒膜部１０ｂが筒部材１３の端部の角に押し付けられて傷つく可能性があるからである。In addition, instead of providing a dedicated support member, if the gap between the outer periphery of the cylindrical member 13 of the first embodiment shown in FIG. 1 and the cylindrical membrane portion 10b is appropriately set, the cylindrical member 13 becomes the support member of the present invention. It is possible to limit the amount of elastic deformation of the cylindrical membrane portion 10b when a high pressure is applied.
However, in that case, it is preferable that the axial length of the cylindrical member 13 is longer than that shown in FIG. 1 to be equal to or longer than the axial length of the cylindrical membrane portion 10b. This is because if the axial length of the cylindrical member 13 is shorter than the cylindrical membrane portion 10b, the cylindrical membrane portion 10b may be pressed against the corner of the end portion of the cylindrical member 13 and damaged when the fluid pressure increases. It is.

また、上記第１、第２実施形態のダイアフラムバルブを用いて、各ダイアフラム構造の耐久性を確認する試験３、４を行なったので、これらの試験について説明する。
〈試験３〉
この試験３は、サポート部材を備えていない第１実施形態と、サポート部材２０を備えた第２実施形態のダイアフラムバルブについて、以下の条件で行なった耐久性試験である。Since tests 3 and 4 for confirming the durability of each diaphragm structure were performed using the diaphragm valves of the first and second embodiments, these tests will be described.
<Test 3>
This test 3 is a durability test performed under the following conditions for the diaphragm valve of the first embodiment that does not include the support member and the diaphragm valve of the second embodiment that includes the support member 20.

この試験条件は、次のとおりである。
ダイアフラム１０の外径を７０ｍｍ、環状膜部１０ｃの半径方向の長さＬ２＝１６ｍｍとし、円筒膜部１０ｂの長さＬ１＝８ｍｍとする。上記長さＬ１、Ｌ２は、Ｌ１≧０．５×Ｌ２の条件を満足するものである。
そして、動作条件を、１５０℃、圧力０．６ＭＰａの加圧熱水下で、弁体７を連続で５０万回往復動させ、その後、ダイアフラム１０の状態を目視で確認した。上記往復動のストロークは、接続配管の断面積と同等以上の流路面積を得るためのストロークであり、ここでは１６ｍｍである。
この試験の結果、サポート部材のない第１実施形態のダイアフラム１０には、わずかな変形が見られたが、機能上は全く問題なかった。
また、ゴム製サポート部材２０を備えた第２実施形態のダイアフラム１０は、初期状態と比べて変化は見られなかった。The test conditions are as follows.
The outer diameter of the diaphragm 10 is 70 mm, the radial length L2 of the annular membrane portion 10c is 16 mm, and the length L1 of the cylindrical membrane portion 10b is 8 mm. The lengths L1 and L2 satisfy the condition of L1 ≧ 0.5 × L2.
And the operating condition was 150 degreeC and the pressurized hot water of a pressure 0.6MPa, and the valve body 7 was reciprocated continuously 500,000 times, Then, the state of the diaphragm 10 was confirmed visually. The stroke of the reciprocating motion is a stroke for obtaining a flow passage area equal to or larger than the cross-sectional area of the connecting pipe, and is 16 mm here.
As a result of this test, a slight deformation was observed in the diaphragm 10 of the first embodiment without a support member, but there was no problem in terms of function.
Moreover, the diaphragm 10 of 2nd Embodiment provided with the rubber-made support members 20 did not change compared with the initial state.

〈試験４〉
この試験４は、上記試験３と動作条件を変更した耐久性試験である。
この試験３の動作条件は、８０℃、圧力０．８ＭＰａの加圧温水下で弁体７を連続で１億回往復動し、その後、ダイアフラム１０の状態を目視で確認した。
この試験４では、第１、第２実施形態いずれのダイアフラム１０にも、初期状態と比べて変化は見られなかった。<Test 4>
This test 4 is a durability test in which the operating conditions are changed from those of the test 3 described above.
The operating condition of Test 3 was that the valve element 7 was continuously reciprocated 100 million times under pressurized hot water at 80 ° C. and a pressure of 0.8 MPa, and then the state of the diaphragm 10 was visually confirmed.
In this test 4, no change was found in the diaphragm 10 of either the first or second embodiment compared to the initial state.

上記第３、第４試験の動作条件は、一般的なダイアフラムバルブに要求される１０万回以上の弁体７の開閉回数や、ポンプに要求される１億回以上の往復動に対応したものであり、１５０℃の高温蒸気にさらされる滅菌仕様にも対応するものである。
以上のように、上記第１、第２実施形態のダイアフラム構造は、応力が集中しにくい構造であり、十分なストロークを満足しながら、高温高圧下における耐久性も満足することを確認できた。The operating conditions of the third and fourth tests correspond to 100,000 times or more of opening and closing of the valve body 7 required for a general diaphragm valve and 100 million times or more of reciprocation required for a pump. It corresponds to the sterilization specification that is exposed to high-temperature steam at 150 ° C.
As described above, the diaphragm structures of the first and second embodiments are structures in which stress is difficult to concentrate, and it has been confirmed that the durability under high temperature and high pressure is satisfied while satisfying a sufficient stroke.

なお、上記第１、第２実施形態は、ダイアフラムバルブを例に説明したが、上記ダイアフラム構造はバルブだけでなくポンプにも適用できる。
また、上記第１、第２実施形態では、ダイアフラム１０の円筒膜部１０ｂの外側を流体室２とし、内側を、流体を進入させないエリア１１としたが、円筒膜部１０ｂの内側を流体室とし、外側を、流体を進入させないエリアとすることもできる。
そして、円筒膜部１０ｂの内側を流体室とする場合には、流体圧は円筒膜部１０ｂを拡径する方向に作用し、円筒膜部１０ｂが外形側へ変形するので、サポート部材は円筒膜部の外周に沿わせて設ける必要がある。In the first and second embodiments, the diaphragm valve has been described as an example. However, the diaphragm structure can be applied not only to the valve but also to a pump.
Further, in the first and second embodiments, the outside of the cylindrical membrane portion 10b of the diaphragm 10 is the fluid chamber 2 and the inside is the area 11 where no fluid enters, but the inside of the cylindrical membrane portion 10b is the fluid chamber. The outside may be an area where no fluid enters.
When the inside of the cylindrical membrane portion 10b is a fluid chamber, the fluid pressure acts in the direction of expanding the cylindrical membrane portion 10b, and the cylindrical membrane portion 10b is deformed to the outer shape side. It is necessary to provide along the outer periphery of the part.

また、円筒膜部１０ｂに沿って円筒膜部１０ｂと同心円状に設けるサポート部材としては、様々な形状のものを用いることができる。
円筒膜部１０ｂの内側に設けるサポート部材としては、円筒膜部１０ｂの内側面に対向する面が円筒膜部１０ｂと同心円状に設けられていればよく、第２実施形態のような円筒にかぎらない。例えば、円柱でもよいし、その外表面に凹凸が形成されていてもかまわない。Moreover, as a support member provided concentrically with the cylindrical film portion 10b along the cylindrical film portion 10b, members having various shapes can be used.
As a support member provided inside the cylindrical membrane portion 10b, the surface facing the inner side surface of the cylindrical membrane portion 10b may be provided concentrically with the cylindrical membrane portion 10b, and is limited to the cylinder as in the second embodiment. Absent. For example, a cylinder may be sufficient and the unevenness | corrugation may be formed in the outer surface.

また、円筒膜部１０ｂの外側に設けるサポート部材は、円筒が適当であるが、円筒膜部１０ｂの外側面に対向する面が円筒膜部１０ｂの同心円状に設けられていればよく、円筒に限らない。
さらに、円筒膜部１０ｂの内側あるいは外側において、複数の部材を同心円上に連続的に配置することによってサポート部材を構成してもよい。The support member provided outside the cylindrical membrane portion 10b is suitably a cylinder, but the surface facing the outer surface of the cylindrical membrane portion 10b only needs to be provided concentrically with the cylindrical membrane portion 10b. Not exclusively.
Furthermore, you may comprise a support member by arrange | positioning a several member continuously on a concentric circle inside or outside the cylindrical membrane part 10b.

この発明のダイアフラム構造は、バルブやポンプなど、往復運動をする可動体の周囲を確実にシールするための構造を必要とする装置に利用できる。   The diaphragm structure of the present invention can be used for an apparatus that requires a structure for reliably sealing the periphery of a movable body that reciprocates, such as a valve or a pump.

１ 本体
２ 流体室
７ （可動体である）弁体
１０ ダイアフラム
１０ａ 端部
１０ｂ 円筒膜部
１０ｃ 環状膜部
１０ｄ シール部
１０ｅ 保持用膜部
１０ｆ 固定用凸部
１１ （流体を進入させない）エリア
１４ 押さえ部材
１４ｂ 筒部
１４ｃ 保持凹部
１４ｄ 押圧部
２０ サポート部材DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main body 2 Fluid chamber 7 Valve body 10 (movable body) Diaphragm 10a End part 10b Cylindrical film part 10c Annular film part 10d Sealing part 10e Holding film part 10f Fixing convex part 11 (Fluid does not enter) Area 14 Member 14b Tube portion 14c Holding recess 14d Pressing portion 20 Support member

Claims (4)

本体内に軸線方向に移動する可動体を組み込み、この可動体と本体との間にダイアフラムを設け、このダイアフラムで本体内を、流体室と流体を導入させないエリアとに区画する流体機器用のダイアフラム構造であって、上記ダイアフラムは、上記軸線方向に伸びるとともに一端を上記可動体に固定した円筒膜部と、この円筒膜部の他端に連続するとともに、上記軸線を中心にした円周方向に広がる外端側を上記本体に固定した環状膜部とを備えるとともに、上記円筒膜部の軸方向の長さＬ１と上記環状膜部の半径方向の長さＬ２との寸法関係をＬ１≧０．５×Ｌ２とし、上記可動体が移動したとき、上記円筒膜部が上記軸線方向に直行する方向、すなわち内径側あるいは外径側に、周囲の部品に接触しない状態で弾性変形しながら、上記環状膜部と一体となって撓み変形する構成にした流体機器用のダイフラム構造。 A diaphragm for a fluid device in which a movable body that moves in the axial direction is incorporated in the main body, a diaphragm is provided between the movable body and the main body, and the inside of the main body is divided into a fluid chamber and an area where no fluid is introduced by the diaphragm. The diaphragm has a cylindrical film part extending in the axial direction and having one end fixed to the movable body, continuous to the other end of the cylindrical film part, and in a circumferential direction centering on the axial line. And an annular membrane portion with the outer end side fixed to the main body, and the dimensional relationship between the axial length L1 of the cylindrical membrane portion and the radial length L2 of the annular membrane portion is L1 ≧ 0. and 5 × L2, when moving the movable body, the direction in which the cylindrical film section perpendicular to the axial direction, that is, the inner diameter side or the outer diameter side, while being elastically deformed in a state not in contact with the surrounding parts, the ring Daifuramu structure for a fluid device was configured to flexural deformation becomes film portion integrally. 上記円筒膜部との間に所定の隙間を保って上記円筒膜部と同心円状に設けたサポート部材を備え、上記サポート部材は、上記円筒膜部が内径側あるいは外径側に弾性変形して、その変形量が上記隙間の大きさに達したとき、上記円筒膜部に接触して、上記円筒膜部の内径側あるいは外形側への弾性変形量を制限する構成にした請求項１に記載の流体機器用のダイフラム構造。 A support member provided concentrically with the cylindrical membrane portion with a predetermined gap between the cylindrical membrane portion and the support member; the cylindrical membrane portion is elastically deformed to an inner diameter side or an outer diameter side; 2. The structure according to claim 1, wherein when the deformation amount reaches the size of the gap, the elastic deformation amount to the inner diameter side or the outer shape side of the cylindrical film portion is limited by contacting the cylindrical film portion. Diaphragm structure for fluid equipment. 上記円筒膜部に沿って円筒膜部と同心円状に設けた弾性材からなるサポート部材を備え、上記サポート部材は、内径側あるいは外径側に弾性変形する上記円筒膜部に接触して上記円筒膜部とともに弾性変形し、上記円筒膜部の内径側あるいは外径側への弾性変形量を制限する構成にした請求項１に記載の流体機器用のダイアフラム構造。 A support member made of an elastic material provided concentrically with the cylindrical membrane portion along the cylindrical membrane portion is provided, and the support member contacts the cylindrical membrane portion that is elastically deformed to the inner diameter side or the outer diameter side, and the cylinder 2. The diaphragm structure for a fluid device according to claim 1, wherein the diaphragm structure is configured to be elastically deformed together with the film portion and to limit an elastic deformation amount toward an inner diameter side or an outer diameter side of the cylindrical film portion. 上記環状膜部の外端側に、上記軸方向に伸びる円筒状の保持用膜部を、流体を進入させない上記エリア側に設け、この保持用膜部と上記環状膜部との連続部分をシール部とするとともに、上記保持用膜部を本体の内壁との間で挟持する筒部を備えた押さえ部材を設け、上記押さえ部材の筒部の先端と本体との間で上記シール部を移動可能に押さえ付けた請求項１−３のいずれか１に記載の流体機器用のダイアフラム構造。 A cylindrical holding membrane portion extending in the axial direction is provided on the outer end side of the annular membrane portion on the area side where fluid does not enter, and a continuous portion of the holding membrane portion and the annular membrane portion is sealed. And a holding member provided with a cylindrical part for holding the holding film part between the inner wall of the main body and the sealing part can be moved between the tip of the cylindrical part of the pressing member and the main body. The diaphragm structure for fluidic devices according to claim 1, wherein the diaphragm structure is pressed onto the diaphragm.
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