JP3469331B2 - 金属製ダイヤフラムの内周縁部のシール構造 - Google Patents
金属製ダイヤフラムの内周縁部のシール構造Info
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- F16J15/00—Sealings
- F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体製造プラ
ント等の流体輸送ラインに介設されるダイヤフラムバル
ブやダイヤフラム形ディスクバルブ等に用いられる金属
製ダイヤフラムの内周縁部のシール構造に関するもので
ある。 【０００２】 【従来の技術】従来、ダイヤフラムバルブ等に於ける金
属製ダイヤフラムの内周縁部のシール構造としては、例
えば米国特許第４，７５０，７０９号公報に開示された
構造のものが知られている。即ち、前記シール構造にあ
っては、図５に示す如く、ダイヤフラム３０の内周端縁
部をシートホルダー３１へ溶接Ｗすると共に、ダイヤフ
ラム３０の内周縁部を押え金具３２とシートホルダー３
１とで気密状に挾圧支持することによって、ダイヤフラ
ム３０の内周縁部分からの流体の漏洩を防止するように
している。尚、図５に於いて、３３はボディ、３３ａは
弁室、３３ｂは弁座、３３ｃは流体通路、３４はボンネ
ット、３５はシート、３６はステム、３６ａはステムの
下端部に形成したネジ部である。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで、従前の金属
製ダイヤフラムの内周縁部のシール構造にあっては、図
６に示す如く、ダイヤフラム３０の内周縁部を、環状の
押え金具３２と上面が全て曲面に形成されたシートホル
ダー３１とで挾圧支持するようにしている為、ダイヤフ
ラム３０の下面とシートホルダー３１の上面との間に奥
行きのある環状の間隙が形成されることになる。その結
果、前記間隙内へ流体が噛み込み易く、間隙内へ一旦流
体が噛み込むと、簡単には追い出し難いと云う問題があ
った。その為、従前のシール構造を用いたバルブは、ガ
スの置換性に劣ると云う問題があった。 【０００４】又、従前のシール構造にあっては、ダイヤ
フラム３０の内周縁部を、ネジ構造を用いて押え金具３
２とシートホルダー３１とで締め付けるようにしている
為、長期間の使用によってネジが弛むことがあり、ダイ
ヤフラム３０内周縁部の挾圧支持状態が解除されること
があった。その結果、前記の状態でシートホルダー３１
が上下動すると、ダイヤフラム３０の内周縁部の挾圧支
持状態が解除されていることとも相俟って、ダイヤフラ
ム３０の内周端縁部（溶接部）に大きな応力が掛かり、
該内周端縁部に亀裂が生じ易いと云う問題があった。
尚、ダイヤフラム３０の内周端縁部に亀裂が生じると、
シール性が著しく低下することになり、極めて問題であ
る。 【０００５】本発明は、上記の問題点を解消する為に創
作されたものであり、その目的は流体が噛み込み難くな
ると共に、ダイヤフラムの内周端縁部に亀裂が生じ難
く、然もシール性に優れた金属製ダイヤフラムの内周縁
部のシール構造を提供するにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本願請求項１の発明は、
下面側にシート７を、上面側に軸部６ｂを夫れ夫れ備
え、且つ上面側の軸部６ｂの近傍をフラット部６ａとし
たシートホルダー６と、中央部に取付け穴１１ａを有
し、前記軸部６ｂを挿通せしめてシートホルダー６の上
面に挿着した金属製ダイヤフラム１１と、前記軸部６ｂ
を挿通せしめて金属製ダイヤフラム１１の上面に挿着さ
れ、その下面内周部の金属製ダイヤフラム１１の内周縁
部に接当する部分を環状のフラット部８ａに、また、上
面の外周部を平面状に、更に、上面の内周部を断面視に
於いて逆台形状に削除してシートホルダー６の軸部６ｂ
に接する内周縁部の肉厚を薄くした鍔状の溶接金具８と
の三者を夫れ夫れ密着させ前記金属製ダイヤフラム１１
の内周縁部と溶接金具８の内周縁部とシートホルダー６
の軸部６ｂの前記金属製ダイヤフラム１１の内周端縁部
に当接する部分とをその全周に亙って溶接することによ
りこれらを固着一本化すると共に、軸部６ｂに螺挿した
ステムブッシング５により、前記溶接金具８の上面平面
部をシートホルダー６の上面側へ押圧して金属製ダイヤ
フラム１１の内周縁部をシートホルダー６と溶接金具８
との間で挾圧する構成としたことを発明の基本構成とす
るものである。 【０００７】 【作用】ダイヤフラムの内周縁部が、溶接金具に形成し
た環状のフラット部と金属製保持部材に形成した環状の
フラット部とで挾圧保持されている為、ダイヤフラムの
下面と金属製保持部材の上面との間に形成される間隙は
比較的奥行きの小さいものとなる。その結果、ダイヤフ
ラムと金属製保持部材との間へ流体が噛み込み難くな
る。又、ダイヤフラムの内周縁部と溶接金具と金属製保
持部材の三者を溶接により固着一体化している為、ダイ
ヤフラムの内周端縁部分から流体が漏洩する虞れはな
く、シール性が極めて高くなる。更に、ダイヤフラムの
内周縁部を、溶接金具のフラット部と金属製保持部材の
フラット部とで挾圧保持している為、金属製保持部材等
が上下動しても、ダイヤフラムの内周端縁部（溶接部）
に大きな応力が掛かることがなく、その結果ダイヤフラ
ムの内周端縁部に亀裂が生じ難くなる。然も、ダイヤフ
ラムの内周縁部分にガタツキを生じる虞れもない。 【０００８】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は本発明のシール構造を用いたダイヤ
フラムバルブの拡大縦断面図であり、ダイヤフラム１１
の内周縁部と溶接金具８と金属製保持部材（本実施例で
はシートホルダー６）とを固着一体化したものである。 【０００９】前記ダイヤフラムバルブは、流体通路１
ａ、弁室１ｂ及び弁座１ｃを形成したボディ１と、ボデ
ィ１に螺着されたボンネット２と、ボンネット２に昇降
自在に螺挿支持されたステム３と、ステム３の上端部に
取り付けられたハンドル４と、ステム３の下端部に、ス
テム３が回転できるように取り付けられたステムブッシ
ング５と、ステムブッシング５に螺着されたシートホル
ダー６と、シートホルダー６に取り付けられたシート７
と、シートホルダー６に嵌挿された溶接金具８と、ステ
ム３内に収納されたボール９と、外周縁部がボンネット
インサート１０を介してボディ１とボンネット２との間
に挾圧支持され、内周縁部がシートホルダー６と溶接金
具８との間に挾圧されてシートホルダー６及び溶接金具
８に固着された金属製ダイヤフラム１１とから構成され
る。尚、図１に於いて、１２はニップル、１３はＯリン
グ、１４は取付けナット、１５はキャップである。 【００１０】而して、このダイヤフラムバルブにあって
は、ハンドル４の回転操作によりステム３を昇降動させ
ると、ステムブッシング５及びシートホルダー６等が昇
降動し、シート７が弁座１ｃに当離座して流体通路１ａ
を開閉するようになっている。 【００１１】本発明のシール構造は、図２に示す如く、
ダイヤフラム１１の内周縁部を、溶接金具８及び金属製
保持部材（本実施例ではシートホルダー６）に形成した
環状のフラット部６ａ，８ａで挾み、金属製ダイヤフラ
ム１１の内周端縁部と溶接金具８及びシートホルダー６
の前記金属製ダイヤフラム１１の内周端縁部に当接する
部分とをその全周に亘って溶接Ｗしてこれら三者を固着
一体化したものである。 【００１２】具体的には、前記ダイヤフラム１１は、ス
テンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）等により皿状に形成され
た極薄金属板（厚さ：０．１〜０．２ｍｍ程度）を複数
枚重ねて成り、その中央部にはシートホルダー６の軸部
６ｂが挿通される取付け穴１１ａが形成されている。
又、溶接金具８は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）等
の金属材により環状に形成されて居り、内周縁部の下面
にはダイヤフラム１１の内周縁部上面に接合する環状の
フラット部８ａが形成されている。更に、シートホルダ
ー６は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）等の金属材に
より略円柱状に形成されて居り、その上面にはダイヤフ
ラム１１の内周縁部下面に接合する環状のフラット部６
ａが形成されている。又、シートホルダー６の中央部に
はステムブッシング５に螺着される軸部６ｂが一体的に
連設されている。 【００１３】そして、ダイヤフラム１１の内周縁部は、
溶接金具８のフラット部８ａとシートホルダー６のフラ
ット部６ａとで挾まれ、両者に固着されている。即ち、
金属製ダイヤフラム１１の内周端縁部と溶接金具８及び
シートホルダー６の前記金属製ダイヤフラム１１の内周
端縁部に当接する部分とをその全周に亘って溶接Ｗして
これら三者を固着一体化している。又、ダイヤフラム１
１の外周縁部は、ボディ１とボンネットインサートとの
間に挟まれ、ボンネット２をボディ１に締め込むことに
よって、ボディ１とボンネットインサートとの間に挾圧
支持されている。 【００１４】尚、溶接金具８及びシートホルダー６のフ
ラット部６ａ，８ａの幅は、ダイヤフラム１１の内周縁
部を挾圧したときに該内周縁部が必要以上に変形しない
こと、ダイヤフラム１１が弾性変形を円滑且つ良好に行
えること、ダイヤフラム１１の内周縁部を確実且つ良好
に挾圧保持できること、等の諸条件を満足できるように
設定されている。 【００１５】以上のように構成された金属製ダイヤフラ
ム１１の内周縁部のシール構造にあっては、ダイヤフラ
ム１１の内周縁部が、溶接金具８のフラット部８ａとシ
ートホルダー６のフラット部６ａとで挾圧保持されてい
る為、ダイヤフラム１１の下面とシートホルダー６の上
面との間に形成される間隙は比較的奥行きの小さなもの
となり、ダイヤフラム１１とシートホルダー６との間へ
流体が噛み込み難くなる。その結果、このシール構造を
用いたバルブは、従前のシール構造を用いたバルブに比
較してガスの置換性が向上することになる。又、ダイヤ
フラム１１の内周縁部と溶接金具８とシートホルダー６
の三者を溶接Ｗにより固着一体化している為、弁室１ｂ
内の流体がダイヤフラム１１の内周端縁部分から漏洩す
る虞れはなく、シール性が極めて高くなる。更に、ダイ
ヤフラム１１の内周縁部を、溶接金具８のフラット部８
ａとシートホルダー６のフラット部６ａとで挾圧保持し
ている為、シートホルダー６が上下動しても、ダイヤフ
ラム１１の内周端縁部（溶接部）に大きな応力が掛かる
こともなく、その結果ダイヤフラム１１の内周縁部に亀
裂が生じ難くなる。然も、ダイヤフラム１１の内周縁部
分にガタツキを生じる虞れもない。 【００１６】図３は本発明のシール構造を用いたダイヤ
フラム形ディスクバルブの拡大縦断面図であり、ダイヤ
フラム１１の内周縁部と溶接金具８と金属製保持部材
（本実施例では弁押え１７）とを固着一体化したもので
ある。 【００１７】前記ダイヤフラム形ディスクバルブは、流
体通路１ａ、弁室１ｂ及び弁座１ｃを形成したボディ１
と、ボディ１に複数のボルト・ナット１６を介して取り
付けられたボンネット２と、ボンネット２に昇降自在に
螺挿支持されたステム３と、ステム３の上端部に取り付
けられたハンドル４と、ステム３の下端部に回転自在に
嵌合された弁押え１７と、弁押え１７に溶着されたディ
スク１８と、ディスク１８にパッキン押え１９を介して
取り付けられたディスクパッキン２０と、ステム３に嵌
挿された溶接金具８と、外周縁部がガスケット２１を介
してボディ１とボンネット２との間に挾圧支持され、内
周縁部が弁押え１７と溶接金具８との間に挾圧されて弁
押え１７及び溶接金具８に固着された金属製ダイヤフラ
ム１１とから構成されている。尚、図１に於いて、１３
はＯリング、１４は取付けナット、２２はフランジであ
る。 【００１８】而して、このダイヤフラムバルブにあって
は、ハンドル４の回転操作によりステム３を昇降動させ
ると、弁押え１７及びディスク１８等が昇降動し、ディ
スクパッキン２０が弁座１ｃに当離座して流体通路１ａ
を開閉するようになっている。 【００１９】本発明のシール構造は、図４に示す如く、
ダイヤフラム１１の内周縁部を、溶接金具８及び金属製
保持部材（本実施例では弁押え１７）に形成した環状の
フラット部８ａ，１７ａで挾み、金属製ダイヤフラム１
１の内周端縁部と溶接金具８及び弁押え１７の前記金属
製ダイヤフラム１１の内周端縁部に当接する部分とをそ
の全周に亘って溶接Ｗしてこれら三者を固着一体化した
ものである。 【００２０】具体的には、前記ダイヤフラム１１は、ス
テンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）等により皿状に形成され
た極薄金属板（外径：９３ｍｍ、厚さ：０．１〜０．２
ｍｍ）を複数枚重ねて成り、その中央部には取付け穴１
１ａ（内径：２０ｍｍ）が形成されている。又、溶接金
具８は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）等の金属材に
より環状に形成されて居り、内周縁部の下面にはダイヤ
フラム１１の内周縁部上面に接合する環状のフラット部
８ａが形成されている。更に、弁押え１７は、ステンレ
ス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）等の金属材により筒状に形成さ
れて居り、その上面にはダイヤフラム１１の内周縁部下
面に接合する環状のフラット部１７ａが形成されてい
る。 【００２１】そして、ダイヤフラム１１の内周縁部は、
溶接金具８のフラット部８ａと弁押え１７のフラット部
１７ａとで挾まれ、両者に固着されている。即ち、金属
製ダイヤフラム１１の内周端縁部と溶接金具８及びシー
トホルダー６の内周端縁部とをその全周に亘って溶接Ｗ
してこれら三者を固着一体化している。 【００２２】又、ダイヤフラム１１の外周縁部には、金
属製リングから成る一対のガスケット２１が溶着されて
いる。即ち、ダイヤフラム１１の外周縁部をガスケット
２１で挟んだうえ、これら三層の接合部をその外周全面
に亘って溶接Ｗしてある。各ガスケット２１は、ダイヤ
フラム１１径等の諸条件に応じて、所定の締め付け面圧
を確保でき、且つダイヤフラム１１の補強効果を発揮で
きるに充分な厚さのものとされ、その材質も溶接可能で
あることを条件として適宜に選定される。この実施例で
は、各ガスケット２１には外径９３ｍｍ、厚さ３ｍｍ程
度のＮＬＣＰ製リングとステンレス鋼製リングが使用さ
れている。 【００２３】前記ダイヤフラム１１は、その外周縁部と
ガスケット２１とから成る三層構造の環状部分をボディ
１とボンネット２との間に挟んだ上、ボルト・ナット１
６を締め付けることによって、ボディ１とボンネット２
との間に挾圧支持される。 【００２４】以上のように構成されたダイヤフラム形デ
ィスクバルブに於ける金属製ダイヤフラム１１の内周縁
部のシール構造にあっては、上記第１実施例のものと同
様の作用効果を奏することができる。 【００２５】又、上記ダイヤフラム形ディスクバルブに
於いては、ダイヤフラム１１を構成する複数枚の極薄金
属板が、外周縁部及び内周縁部で分離不能に一体化され
ている為、取付け穴１１ａ等から極薄金属板間に流体が
進入することもない。更に、、ダイヤフラム１１の外周
縁部が、これを挾む厚肉のガスケット２１を介してボデ
ィ１とボンネット２間に挾圧支持されている為、その全
周に亘って充分な締め付け面圧が確保される。その結
果、ダイヤフラム１１とガスケット２１との接合部がそ
の外周全面に亘って溶接Ｗされていることとも相俟っ
て、ダイヤフラム１１外周縁部分から流体が漏洩する虞
れはない。然も、ダイヤフラム１１は、その外周縁部に
固着されたガスケット２１による補強効果によって、全
体としての強度が大幅に向上することになる。その結
果、取扱時や組込時にダイヤフラム１１が変形するよう
なことがなく、ダイヤフラム１１を適正形態で取り付け
ておくことができ、ダイヤフラム１１の機能を充分に発
揮させることができる。 【００２６】上記実施例に於いては、ダイヤフラム１１
を複数枚の極薄金属板で構成したが、ダイヤフラム１１
を一枚の金属薄板で構成するようにしても良い。この場
合にも、上記と同様の作用効果を奏することができる。 【００２７】 【発明の効果】上述の通り、本発明の金属製ダイヤフラ
ムの内周縁部のシール構造は、ダイヤフラムの内周縁部
が、溶接金具のフラット部と金属製保持部材のフラット
部とで挾圧保持されている為、ダイヤフラムと金属製保
持部材との間に形成される間隙が従前のシール構造のも
のに比較して奥行きが小さくなる。その結果、ダイヤフ
ラムと金属製保持部材との間へ流体が噛み込み難くな
る。従って、本発明のシール構造を用いたバルブは、従
前のシール構造を用いたバルブに比較してガスの置換性
が向上することになる。又、ダイヤフラムの内周縁部と
溶接金具と金属製保持部材の三者を溶接により固着一体
化している為、流体がダイヤフラムの内周端縁部分から
漏洩する虞れはなく、シール性が極めて高くなる。更
に、ダイヤフラムの内周縁部を、溶接金具のフラット部
と金属製保持部材のフラット部とで挾圧保持している
為、金属製保持部材が上下動しても、ダイヤフラムの内
周端縁部（溶接部）に大きな応力が掛かることもなく、
ダイヤフラムの内周縁部に亀裂が生じ難くなる。然も、
フラット部によってダイヤフラムの内周縁部分のガタツ
キも防止される。
ント等の流体輸送ラインに介設されるダイヤフラムバル
ブやダイヤフラム形ディスクバルブ等に用いられる金属
製ダイヤフラムの内周縁部のシール構造に関するもので
ある。 【０００２】 【従来の技術】従来、ダイヤフラムバルブ等に於ける金
属製ダイヤフラムの内周縁部のシール構造としては、例
えば米国特許第４，７５０，７０９号公報に開示された
構造のものが知られている。即ち、前記シール構造にあ
っては、図５に示す如く、ダイヤフラム３０の内周端縁
部をシートホルダー３１へ溶接Ｗすると共に、ダイヤフ
ラム３０の内周縁部を押え金具３２とシートホルダー３
１とで気密状に挾圧支持することによって、ダイヤフラ
ム３０の内周縁部分からの流体の漏洩を防止するように
している。尚、図５に於いて、３３はボディ、３３ａは
弁室、３３ｂは弁座、３３ｃは流体通路、３４はボンネ
ット、３５はシート、３６はステム、３６ａはステムの
下端部に形成したネジ部である。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで、従前の金属
製ダイヤフラムの内周縁部のシール構造にあっては、図
６に示す如く、ダイヤフラム３０の内周縁部を、環状の
押え金具３２と上面が全て曲面に形成されたシートホル
ダー３１とで挾圧支持するようにしている為、ダイヤフ
ラム３０の下面とシートホルダー３１の上面との間に奥
行きのある環状の間隙が形成されることになる。その結
果、前記間隙内へ流体が噛み込み易く、間隙内へ一旦流
体が噛み込むと、簡単には追い出し難いと云う問題があ
った。その為、従前のシール構造を用いたバルブは、ガ
スの置換性に劣ると云う問題があった。 【０００４】又、従前のシール構造にあっては、ダイヤ
フラム３０の内周縁部を、ネジ構造を用いて押え金具３
２とシートホルダー３１とで締め付けるようにしている
為、長期間の使用によってネジが弛むことがあり、ダイ
ヤフラム３０内周縁部の挾圧支持状態が解除されること
があった。その結果、前記の状態でシートホルダー３１
が上下動すると、ダイヤフラム３０の内周縁部の挾圧支
持状態が解除されていることとも相俟って、ダイヤフラ
ム３０の内周端縁部（溶接部）に大きな応力が掛かり、
該内周端縁部に亀裂が生じ易いと云う問題があった。
尚、ダイヤフラム３０の内周端縁部に亀裂が生じると、
シール性が著しく低下することになり、極めて問題であ
る。 【０００５】本発明は、上記の問題点を解消する為に創
作されたものであり、その目的は流体が噛み込み難くな
ると共に、ダイヤフラムの内周端縁部に亀裂が生じ難
く、然もシール性に優れた金属製ダイヤフラムの内周縁
部のシール構造を提供するにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本願請求項１の発明は、
下面側にシート７を、上面側に軸部６ｂを夫れ夫れ備
え、且つ上面側の軸部６ｂの近傍をフラット部６ａとし
たシートホルダー６と、中央部に取付け穴１１ａを有
し、前記軸部６ｂを挿通せしめてシートホルダー６の上
面に挿着した金属製ダイヤフラム１１と、前記軸部６ｂ
を挿通せしめて金属製ダイヤフラム１１の上面に挿着さ
れ、その下面内周部の金属製ダイヤフラム１１の内周縁
部に接当する部分を環状のフラット部８ａに、また、上
面の外周部を平面状に、更に、上面の内周部を断面視に
於いて逆台形状に削除してシートホルダー６の軸部６ｂ
に接する内周縁部の肉厚を薄くした鍔状の溶接金具８と
の三者を夫れ夫れ密着させ前記金属製ダイヤフラム１１
の内周縁部と溶接金具８の内周縁部とシートホルダー６
の軸部６ｂの前記金属製ダイヤフラム１１の内周端縁部
に当接する部分とをその全周に亙って溶接することによ
りこれらを固着一本化すると共に、軸部６ｂに螺挿した
ステムブッシング５により、前記溶接金具８の上面平面
部をシートホルダー６の上面側へ押圧して金属製ダイヤ
フラム１１の内周縁部をシートホルダー６と溶接金具８
との間で挾圧する構成としたことを発明の基本構成とす
るものである。 【０００７】 【作用】ダイヤフラムの内周縁部が、溶接金具に形成し
た環状のフラット部と金属製保持部材に形成した環状の
フラット部とで挾圧保持されている為、ダイヤフラムの
下面と金属製保持部材の上面との間に形成される間隙は
比較的奥行きの小さいものとなる。その結果、ダイヤフ
ラムと金属製保持部材との間へ流体が噛み込み難くな
る。又、ダイヤフラムの内周縁部と溶接金具と金属製保
持部材の三者を溶接により固着一体化している為、ダイ
ヤフラムの内周端縁部分から流体が漏洩する虞れはな
く、シール性が極めて高くなる。更に、ダイヤフラムの
内周縁部を、溶接金具のフラット部と金属製保持部材の
フラット部とで挾圧保持している為、金属製保持部材等
が上下動しても、ダイヤフラムの内周端縁部（溶接部）
に大きな応力が掛かることがなく、その結果ダイヤフラ
ムの内周端縁部に亀裂が生じ難くなる。然も、ダイヤフ
ラムの内周縁部分にガタツキを生じる虞れもない。 【０００８】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は本発明のシール構造を用いたダイヤ
フラムバルブの拡大縦断面図であり、ダイヤフラム１１
の内周縁部と溶接金具８と金属製保持部材（本実施例で
はシートホルダー６）とを固着一体化したものである。 【０００９】前記ダイヤフラムバルブは、流体通路１
ａ、弁室１ｂ及び弁座１ｃを形成したボディ１と、ボデ
ィ１に螺着されたボンネット２と、ボンネット２に昇降
自在に螺挿支持されたステム３と、ステム３の上端部に
取り付けられたハンドル４と、ステム３の下端部に、ス
テム３が回転できるように取り付けられたステムブッシ
ング５と、ステムブッシング５に螺着されたシートホル
ダー６と、シートホルダー６に取り付けられたシート７
と、シートホルダー６に嵌挿された溶接金具８と、ステ
ム３内に収納されたボール９と、外周縁部がボンネット
インサート１０を介してボディ１とボンネット２との間
に挾圧支持され、内周縁部がシートホルダー６と溶接金
具８との間に挾圧されてシートホルダー６及び溶接金具
８に固着された金属製ダイヤフラム１１とから構成され
る。尚、図１に於いて、１２はニップル、１３はＯリン
グ、１４は取付けナット、１５はキャップである。 【００１０】而して、このダイヤフラムバルブにあって
は、ハンドル４の回転操作によりステム３を昇降動させ
ると、ステムブッシング５及びシートホルダー６等が昇
降動し、シート７が弁座１ｃに当離座して流体通路１ａ
を開閉するようになっている。 【００１１】本発明のシール構造は、図２に示す如く、
ダイヤフラム１１の内周縁部を、溶接金具８及び金属製
保持部材（本実施例ではシートホルダー６）に形成した
環状のフラット部６ａ，８ａで挾み、金属製ダイヤフラ
ム１１の内周端縁部と溶接金具８及びシートホルダー６
の前記金属製ダイヤフラム１１の内周端縁部に当接する
部分とをその全周に亘って溶接Ｗしてこれら三者を固着
一体化したものである。 【００１２】具体的には、前記ダイヤフラム１１は、ス
テンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）等により皿状に形成され
た極薄金属板（厚さ：０．１〜０．２ｍｍ程度）を複数
枚重ねて成り、その中央部にはシートホルダー６の軸部
６ｂが挿通される取付け穴１１ａが形成されている。
又、溶接金具８は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）等
の金属材により環状に形成されて居り、内周縁部の下面
にはダイヤフラム１１の内周縁部上面に接合する環状の
フラット部８ａが形成されている。更に、シートホルダ
ー６は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）等の金属材に
より略円柱状に形成されて居り、その上面にはダイヤフ
ラム１１の内周縁部下面に接合する環状のフラット部６
ａが形成されている。又、シートホルダー６の中央部に
はステムブッシング５に螺着される軸部６ｂが一体的に
連設されている。 【００１３】そして、ダイヤフラム１１の内周縁部は、
溶接金具８のフラット部８ａとシートホルダー６のフラ
ット部６ａとで挾まれ、両者に固着されている。即ち、
金属製ダイヤフラム１１の内周端縁部と溶接金具８及び
シートホルダー６の前記金属製ダイヤフラム１１の内周
端縁部に当接する部分とをその全周に亘って溶接Ｗして
これら三者を固着一体化している。又、ダイヤフラム１
１の外周縁部は、ボディ１とボンネットインサートとの
間に挟まれ、ボンネット２をボディ１に締め込むことに
よって、ボディ１とボンネットインサートとの間に挾圧
支持されている。 【００１４】尚、溶接金具８及びシートホルダー６のフ
ラット部６ａ，８ａの幅は、ダイヤフラム１１の内周縁
部を挾圧したときに該内周縁部が必要以上に変形しない
こと、ダイヤフラム１１が弾性変形を円滑且つ良好に行
えること、ダイヤフラム１１の内周縁部を確実且つ良好
に挾圧保持できること、等の諸条件を満足できるように
設定されている。 【００１５】以上のように構成された金属製ダイヤフラ
ム１１の内周縁部のシール構造にあっては、ダイヤフラ
ム１１の内周縁部が、溶接金具８のフラット部８ａとシ
ートホルダー６のフラット部６ａとで挾圧保持されてい
る為、ダイヤフラム１１の下面とシートホルダー６の上
面との間に形成される間隙は比較的奥行きの小さなもの
となり、ダイヤフラム１１とシートホルダー６との間へ
流体が噛み込み難くなる。その結果、このシール構造を
用いたバルブは、従前のシール構造を用いたバルブに比
較してガスの置換性が向上することになる。又、ダイヤ
フラム１１の内周縁部と溶接金具８とシートホルダー６
の三者を溶接Ｗにより固着一体化している為、弁室１ｂ
内の流体がダイヤフラム１１の内周端縁部分から漏洩す
る虞れはなく、シール性が極めて高くなる。更に、ダイ
ヤフラム１１の内周縁部を、溶接金具８のフラット部８
ａとシートホルダー６のフラット部６ａとで挾圧保持し
ている為、シートホルダー６が上下動しても、ダイヤフ
ラム１１の内周端縁部（溶接部）に大きな応力が掛かる
こともなく、その結果ダイヤフラム１１の内周縁部に亀
裂が生じ難くなる。然も、ダイヤフラム１１の内周縁部
分にガタツキを生じる虞れもない。 【００１６】図３は本発明のシール構造を用いたダイヤ
フラム形ディスクバルブの拡大縦断面図であり、ダイヤ
フラム１１の内周縁部と溶接金具８と金属製保持部材
（本実施例では弁押え１７）とを固着一体化したもので
ある。 【００１７】前記ダイヤフラム形ディスクバルブは、流
体通路１ａ、弁室１ｂ及び弁座１ｃを形成したボディ１
と、ボディ１に複数のボルト・ナット１６を介して取り
付けられたボンネット２と、ボンネット２に昇降自在に
螺挿支持されたステム３と、ステム３の上端部に取り付
けられたハンドル４と、ステム３の下端部に回転自在に
嵌合された弁押え１７と、弁押え１７に溶着されたディ
スク１８と、ディスク１８にパッキン押え１９を介して
取り付けられたディスクパッキン２０と、ステム３に嵌
挿された溶接金具８と、外周縁部がガスケット２１を介
してボディ１とボンネット２との間に挾圧支持され、内
周縁部が弁押え１７と溶接金具８との間に挾圧されて弁
押え１７及び溶接金具８に固着された金属製ダイヤフラ
ム１１とから構成されている。尚、図１に於いて、１３
はＯリング、１４は取付けナット、２２はフランジであ
る。 【００１８】而して、このダイヤフラムバルブにあって
は、ハンドル４の回転操作によりステム３を昇降動させ
ると、弁押え１７及びディスク１８等が昇降動し、ディ
スクパッキン２０が弁座１ｃに当離座して流体通路１ａ
を開閉するようになっている。 【００１９】本発明のシール構造は、図４に示す如く、
ダイヤフラム１１の内周縁部を、溶接金具８及び金属製
保持部材（本実施例では弁押え１７）に形成した環状の
フラット部８ａ，１７ａで挾み、金属製ダイヤフラム１
１の内周端縁部と溶接金具８及び弁押え１７の前記金属
製ダイヤフラム１１の内周端縁部に当接する部分とをそ
の全周に亘って溶接Ｗしてこれら三者を固着一体化した
ものである。 【００２０】具体的には、前記ダイヤフラム１１は、ス
テンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）等により皿状に形成され
た極薄金属板（外径：９３ｍｍ、厚さ：０．１〜０．２
ｍｍ）を複数枚重ねて成り、その中央部には取付け穴１
１ａ（内径：２０ｍｍ）が形成されている。又、溶接金
具８は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）等の金属材に
より環状に形成されて居り、内周縁部の下面にはダイヤ
フラム１１の内周縁部上面に接合する環状のフラット部
８ａが形成されている。更に、弁押え１７は、ステンレ
ス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）等の金属材により筒状に形成さ
れて居り、その上面にはダイヤフラム１１の内周縁部下
面に接合する環状のフラット部１７ａが形成されてい
る。 【００２１】そして、ダイヤフラム１１の内周縁部は、
溶接金具８のフラット部８ａと弁押え１７のフラット部
１７ａとで挾まれ、両者に固着されている。即ち、金属
製ダイヤフラム１１の内周端縁部と溶接金具８及びシー
トホルダー６の内周端縁部とをその全周に亘って溶接Ｗ
してこれら三者を固着一体化している。 【００２２】又、ダイヤフラム１１の外周縁部には、金
属製リングから成る一対のガスケット２１が溶着されて
いる。即ち、ダイヤフラム１１の外周縁部をガスケット
２１で挟んだうえ、これら三層の接合部をその外周全面
に亘って溶接Ｗしてある。各ガスケット２１は、ダイヤ
フラム１１径等の諸条件に応じて、所定の締め付け面圧
を確保でき、且つダイヤフラム１１の補強効果を発揮で
きるに充分な厚さのものとされ、その材質も溶接可能で
あることを条件として適宜に選定される。この実施例で
は、各ガスケット２１には外径９３ｍｍ、厚さ３ｍｍ程
度のＮＬＣＰ製リングとステンレス鋼製リングが使用さ
れている。 【００２３】前記ダイヤフラム１１は、その外周縁部と
ガスケット２１とから成る三層構造の環状部分をボディ
１とボンネット２との間に挟んだ上、ボルト・ナット１
６を締め付けることによって、ボディ１とボンネット２
との間に挾圧支持される。 【００２４】以上のように構成されたダイヤフラム形デ
ィスクバルブに於ける金属製ダイヤフラム１１の内周縁
部のシール構造にあっては、上記第１実施例のものと同
様の作用効果を奏することができる。 【００２５】又、上記ダイヤフラム形ディスクバルブに
於いては、ダイヤフラム１１を構成する複数枚の極薄金
属板が、外周縁部及び内周縁部で分離不能に一体化され
ている為、取付け穴１１ａ等から極薄金属板間に流体が
進入することもない。更に、、ダイヤフラム１１の外周
縁部が、これを挾む厚肉のガスケット２１を介してボデ
ィ１とボンネット２間に挾圧支持されている為、その全
周に亘って充分な締め付け面圧が確保される。その結
果、ダイヤフラム１１とガスケット２１との接合部がそ
の外周全面に亘って溶接Ｗされていることとも相俟っ
て、ダイヤフラム１１外周縁部分から流体が漏洩する虞
れはない。然も、ダイヤフラム１１は、その外周縁部に
固着されたガスケット２１による補強効果によって、全
体としての強度が大幅に向上することになる。その結
果、取扱時や組込時にダイヤフラム１１が変形するよう
なことがなく、ダイヤフラム１１を適正形態で取り付け
ておくことができ、ダイヤフラム１１の機能を充分に発
揮させることができる。 【００２６】上記実施例に於いては、ダイヤフラム１１
を複数枚の極薄金属板で構成したが、ダイヤフラム１１
を一枚の金属薄板で構成するようにしても良い。この場
合にも、上記と同様の作用効果を奏することができる。 【００２７】 【発明の効果】上述の通り、本発明の金属製ダイヤフラ
ムの内周縁部のシール構造は、ダイヤフラムの内周縁部
が、溶接金具のフラット部と金属製保持部材のフラット
部とで挾圧保持されている為、ダイヤフラムと金属製保
持部材との間に形成される間隙が従前のシール構造のも
のに比較して奥行きが小さくなる。その結果、ダイヤフ
ラムと金属製保持部材との間へ流体が噛み込み難くな
る。従って、本発明のシール構造を用いたバルブは、従
前のシール構造を用いたバルブに比較してガスの置換性
が向上することになる。又、ダイヤフラムの内周縁部と
溶接金具と金属製保持部材の三者を溶接により固着一体
化している為、流体がダイヤフラムの内周端縁部分から
漏洩する虞れはなく、シール性が極めて高くなる。更
に、ダイヤフラムの内周縁部を、溶接金具のフラット部
と金属製保持部材のフラット部とで挾圧保持している
為、金属製保持部材が上下動しても、ダイヤフラムの内
周端縁部（溶接部）に大きな応力が掛かることもなく、
ダイヤフラムの内周縁部に亀裂が生じ難くなる。然も、
フラット部によってダイヤフラムの内周縁部分のガタツ
キも防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金属製ダイヤフラムの内周縁部のシー
ル構造を用いたダイヤフラムバルブの拡大縦断面図であ
る。 【図２】図１の要部の拡大詳細図である。 【図３】本発明の金属製ダイヤフラムの内周縁部のシー
ル構造を用いたダイヤフラム形ディスクバルブの拡大縦
断面図である。 【図４】図３の要部の拡大詳細図である。 【図５】従来のシール構造を用いたダイヤフラムバルブ
の要部の拡大縦断面図である。 【図６】図５の要部の拡大詳細図である。 【符号の説明】 ６はシートホルダー（金属製保持部材）、６ａはシート
ホルダーのフラット部、８は溶接金具、８ａは溶接金具
のフラット部、１１はダイヤフラム、１１はダイヤフラ
ムの取付け穴、１７は弁押え（金属製保持部材）、１７
ａは弁押えのフラット部、Ｗは溶接。
ル構造を用いたダイヤフラムバルブの拡大縦断面図であ
る。 【図２】図１の要部の拡大詳細図である。 【図３】本発明の金属製ダイヤフラムの内周縁部のシー
ル構造を用いたダイヤフラム形ディスクバルブの拡大縦
断面図である。 【図４】図３の要部の拡大詳細図である。 【図５】従来のシール構造を用いたダイヤフラムバルブ
の要部の拡大縦断面図である。 【図６】図５の要部の拡大詳細図である。 【符号の説明】 ６はシートホルダー（金属製保持部材）、６ａはシート
ホルダーのフラット部、８は溶接金具、８ａは溶接金具
のフラット部、１１はダイヤフラム、１１はダイヤフラ
ムの取付け穴、１７は弁押え（金属製保持部材）、１７
ａは弁押えのフラット部、Ｗは溶接。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭62−288786（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−17759（ＪＰ，Ａ)
実開 昭63−129781（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭61−157777（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭61−204084（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭62−96177（ＪＰ，Ｕ)
実開 平６−80958（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16J 15/04
F16J 3/02
F16K 7/12
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 下面側にシート（７）を、上面側に軸部
（６ｂ）を夫れ夫れ備え、且つ上面側の軸部（６ｂ）の
近傍をフラット部（６ａ）としたシートホルダー（６）
と、中央部に取付け穴（１１ａ）を有し、前記軸部（６
ｂ）を挿通せしめてシートホルダー（６）の上面に挿着
した金属製ダイヤフラム（１１）と、前記軸部（６ｂ）
を挿通せしめて金属製ダイヤフラム（１１）の上面に挿
着され、その下面内周部の金属製ダイヤフラム（１１）
の内周縁部に接当する部分を環状のフラット部（８ａ）
に、また、上面の外周部を平面状に、更に、上面の内周
部を断面視に於いて逆台形状に削除してシートホルダー
（６）の軸部（６ｂ）に接する内周縁部の肉厚を薄くし
た鍔状の溶接金具（８）との三者を夫れ夫れ密着させ、
前記金属製ダイヤフラム（１１）の内周縁部と溶接金具
（８）の内周縁部とシートホルダー（６）の軸部（６
ｂ）の前記金属製ダイヤフラム（１１）の内周端縁部に
当接する部分とをその全周に亙って溶接することにより
これらを固着一本化すると共に、軸部（６ｂ）に螺挿し
たステムブッシング（５）により、前記溶接金具（８）
の上面平面部をシートホルダー（６）の上面側へ押圧し
て金属製ダイヤフラム（１１）の内周縁部をシートホル
ダー（６）と溶接金具（８）との間で挾圧する構成とし
たことを特徴とする金属製ダイヤフラムの内周縁部のシ
ール構造。
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