压力动作阀的制作方法

压力动作阀的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种能够抑制膜片体的振动动作的压力动作阀。压力动作阀(1)层叠多个薄膜金属部件(51)而构成。多个薄膜金属部件(51)的各个具有环状平板部(53)和与其内缘连接的山状的突部(54)。并且，阀口(16)与离该阀口(16)最近的薄膜金属部件(51)的突部(54)的中央部分(C)的移动相应地开闭，在阀口(16)被关闭的闭阀时，预先变形为如下形状，离阀口(16)最近的薄膜金属部件(51A)的突部(54)的中央部分(C)向翻转动作方向侧超过翻转动作开始位置(P1)的与该中央部分(C)对应的位置，而且该突部(54)的中央部分(C)以外的部分配置到翻转动作开始位置(P1)的与该中央部分(C)以外的部分对应的位置的跟前。
【专利说明】压力动作阀

【技术领域】
[0001]本发明涉及具有通过流体的压力使膜片体变形而对阀口进行开闭的结构的压力动作阀。

【背景技术】
[0002]如图11所示，专利文献I所公开的压力动作阀801具有:设于阀口 817的周围的阀座部818 ;以及作为膜片体的翻转板823，该翻转板823的中央形成为大致半球状并感应作用于板面的压力而以速动式(根据压力而缓慢变形至某个变形量，当超过该变形量时则一下变形至规定变形量的形态)进行翻转动作并具有弹性。即、翻转板823在某种变形量前为欲返回初始形状的方向的弹簧常数(正的弹簧常数)，当超过该变形量时则成为欲向翻转动作方向变形至规定变形量的方向的弹簧常数(负的弹簧常数)。该翻转板823配置成，在正的弹簧常数的范围内，以不进行翻转动作的程度稍微预先变形并被按压到阀座部。由此，利用翻转板823的弹性将该翻转板823的中央部分按压到阀座部818以确保阀断流性。
[0003]根据该压力动作阀801，由于以不进行翻转动作的程度稍微预先变形而被按压到阀座部，因此能够实现良好的速动式的动作，能够得到可靠地快速切换开闭状态的良好的阀特性。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献1:日本特开2002 - 71037号公报


【发明内容】

[0006]发明所要解决的课题
[0007]然而，在上述的压力动作阀801中，由于翻转板823以速动式进行翻转动作，因此在翻转板823进行了翻转动作时，容纳有该翻转板823的阀室内的流体压力急剧下降。并且，由于该流体压力的下降，翻转板823从翻转状态复原，因该复原，阀室内的流体压力升高，翻转板823再次进行翻转动作，因此存在如下问题:重复翻转动作及其复原动作，流量在短周期内有可能产生反复增减的振动动作。
[0008]因此，本发明的课题是提供一种能够抑制膜片体的振动动作的压力动作阀。
[0009]用于解决课题的方案
[0010]本发明的
【发明者】对膜片体的动作重新进行了锐意研究的结果发现，通过层叠在单体状态下进行速动式的动作的多个薄膜金属部件而构成、以及使其预先变形为特定的形状(预先变形)，从而在流体压力施加于膜片体时，该膜片体进行与压力相应的变形动作(也成为“慢动式的动作”)，由此完成了本发明。
[0011]为了解决上述课题，方案I所述的发明是一种压力动作阀，阀壳；膜片体，其与上述阀壳一起划分阀室，并通过层叠因该阀室内的流体压力而变形的多个弹性薄膜金属部件而构成；以及阀座部，其设于上述阀壳，且形成有伴随上述流体压力引起的上述膜片体的变形而开闭的阀口，上述压力动作阀的特征在于，上述多个薄膜金属部件的各个具有环状平板部、和与该环状平板部的内缘一体地连接的俯视呈圆形状且向一个方向隆起成山状的突部，形成为在单体状态下，上述突部整体从初始形状朝向与上述一个方向相反的翻转动作方向变形至到达规定的翻转动作开始位置的形状时，该突部进行速动式的翻转动作，并且上述突部以分别朝向同一方向的方式相互层叠，上述膜片体以使上述多个薄膜金属部件各个的突部朝向上述阀口侧的方式将该膜片体的周缘固定于上述阀壳，上述阀口与离该阀口最近的上述薄膜金属部件的突部的中央部分的移动相应地开闭，在上述阀口被关闭的闭阀时，预先变形为如下形状，离上述阀口最近的上述薄膜金属部件的突部的中央部分配置成向上述翻转动作方向侧超过上述翻转动作开始位置的与该中央部分对应的位置，而且该突部的中央部分以外的部分配置在比上述翻转动作开始位置的与该中央部分以外的部分对应的位置更靠跟前。
[0012]方案2所述的发明根据方案I所述的发明，其特征在于，上述突部具备以同心状配置并在半径方向上依次连接的多个构成部分，上述多个构成部分的各个形成为，半径方向的弯曲程度或者相对于上述环状平板部的倾斜程度与邻接的其他上述构成部分相互不同。
[0013]方案3所述的发明根据方案2所述的发明，其特征在于，还具备:对上述阀口进行开闭的阀体；以及以伴随上述膜片体的变形而开闭上述阀口的方式连结该膜片体和上述阀体的圆柱状的阀杆，上述阀杆的上述膜片体侧的端面的直径比上述膜片体的位于离上述阀口最近的上述薄膜金属部件的突部的中央的上述构成部分的直径小。
[0014]方案4所述的发明根据方案I?3任一项中所述的发明，其特征在于，在上述多个薄膜金属部件之间填充有非压缩性流体。
[0015]方案5所述的发明根据方案I?3任一项中所述的发明，其特征在于，从上述多个薄膜金属部件除去离上述阀口最近的上述薄膜金属部件后剩余的一个或多个上述薄膜金属部件中的至少一个在其上述突部的中央形成有贯通孔。
[0016]本发明的效果如下。
[0017]根据方案I所述的发明，构成膜片体的多个薄膜金属部件的各个具有环状平板部、和与该环状平板部的内缘一体地连接的俯视呈圆形状且向一个方向隆起成山状的突部。多个薄膜金属部件的各个形成为，在单体状态下，突部整体在从初始形状朝向与上述一个方向相反的翻转动作方向变形至到达规定的翻转动作开始位置的形状时，该突部进行速动式的翻转动作。多个薄膜金属部件以各个突部朝向同一方向的方式相互层叠。膜片体以多个薄膜金属部件的各个突部朝向阀口侧的方式，将该膜片体的周缘固定于阀壳。阀口与离该阀口最近的薄膜金属部件的突部的中央部分的移动相应地开闭。并且，在阀口被关闭的闭阀时，以如下方式预先变形，离阀口最近的薄膜金属部件的突部的中央部分配置成向翻转动作方向侧超过翻转动作开始位置的与该中央部分对应的位置，而且该突部的中央部分以外的部分配置在翻转动作开始位置的与该中央部分以外的部分对应的位置的跟前。
[0018]这样，(i)构成膜片体的多个薄膜金属部件的各个在单体状态下进行速动式的动作，层叠这些多个薄膜金属部件而构成膜片体，因此变形时在薄膜金属部件间产生滑动阻力，(ii)并且，在阀口的闭阀时，离该阀口最近的薄膜金属部件的突部的中央部分配置成超过预先翻转动作开始位置，因此多个薄膜金属部件的各个突部的中央部分成为彼此相接触的状态，薄膜金属部件之间产生的滑动阻力进一步变大，抑制了速动式动作。因此，通过抑制多个薄膜金属部件的各个的速动式动作，作为膜片体成为与流体压力相应的变形动作(慢动式的动作)，因此与速动式的动作相比，能够抑制阀室内的急剧的压力变动，能够抑制振动动作。
[0019](iii)另外，由于薄膜金属部件间的滑动阻力抑制了若超过规定的压力则一下变形的速动式的动作，因此通过膜片体变形，即使变形至若各薄膜金属部件为单体状态则进行速动式的动作的程度的情况下，膜片体自体的弹簧常数也不会成为负的值，该弹簧常数成为O或接近O的正的值。因此，相对于压力的变化能够得到比较大的变形量。因此，即使流体压力的变化量小，膜片体也较大地变形，从而在开阀时能够确保比较大的流量。
[0020]根据方案2所述的发明，构成膜片体的多个薄膜金属部件的突部具有以同心状配置并在半径方向上依次连接的多个构成部分，这些多个构成部分的各个形成为，半径方向的弯曲程度或者相对于环状平板部的倾斜程度与邻接的其他构成部分相互不同。这样，例如与整体平滑地连续地弯曲的半球形状的突部等相比，如果各构成部分是弯曲的形状，则能够独立地调整各构成部分的弯曲程度，或者，如果各构成部分是在一个方向(例如半径方向)上平坦的形状，则能够独立地调整相对于环状平板部的倾斜程度，由此，能够对由多个构成部分构成的突部的变形特性在更大幅度的范围内进行调整。因此，能够容易地得到所希望的变形特性的膜片体。
[0021]根据方案3所述的发明，还具备:对阀口进行开闭的阀体；以及以伴随膜片体的变形而开闭阀口的方式连结该膜片体和阀体的圆柱状的阀杆。并且，阀杆的膜片体侧的端面的直径比膜片体的位于离阀口最近的薄膜金属部件的突部的中央的构成部分的直径小。这样，位于薄膜金属部件的突部的中央的第二构成部分由于刚性低容易变形，因此该第二构成部分容易与其他薄膜金属部件相接触，因此，能够增大摩擦阻力。由此，能够进一步抑制速动式的动作，成为与流体压力相应的变形动作(慢动式的动作)。
[0022]根据方案4所述的发明，在多个薄膜金属部件之间填充有非压缩性流体。这样，即使在层叠的薄膜金属部件间存在微小的空间，也由于一个薄膜金属部件的变形经由非压缩性流体而传到邻接的其他薄膜金属部件，因此能够提高相对于流体压力的阀开闭的反应性，因此对微小的压力变化也能够得到比较大的变形量。
[0023]根据方案5所述的发明，从构成膜片体的多个薄膜金属部件除去离阀口最近的薄膜金属部件后剩余的一个或多个薄膜金属部件中的至少一个在其突部的中央形成有贯通孔。这样，通过改变该贯通孔的形状、大小、或者设有贯通孔的薄膜金属部件的数量等，能够对膜片体的变形特性在更大幅度的范围内进行调整。因此，能够容易地得到所希望的变形特性的膜片体。

【专利附图】

【附图说明】
[0024]图1是本发明的实施方式的压力动作阀的纵向剖视图。
[0025]图2是表示图1的膜片体的结构的剖视图。
[0026]图3(a)是构成的图2的膜片体的薄膜金属部件的立体图，图3 (b)是沿着图3(a)的X — X线的剖视图。
[0027]图4是示意性地表示在构成图2的膜片体的薄膜金属部件处于单体状态的情况下施加了压力时的突部的变形状态的图，图4(a)是表示突部处于初始位置的初始状态的图，图4(b)是表示突部整体处于翻转动作开始位置的状态的图，图4(c)是表示突部处于翻转位置的状态的图。
[0028]图5是示意性地表示图2的膜片体的预先变形以及变形动作的图，图5(a)是表示闭阀时的状态的图，图5(b)是表示突部整体大致处于翻转动作开始位置的状态的图，图5(c)是表示突部处于翻转位置的状态的图。
[0029]图6是示意性地表示施加于膜片体的流体压力与阀杆的移动量的关系的曲线图。
[0030]图7是表示图2的膜片体的变形例的结构的剖视图(在除去了离阀口最近的薄膜金属部件以外的薄膜金属部件的突部的中央设有贯通孔的结构)。
[0031]图8(a)是表示图3的薄膜金属部件的第I变形例的结构的剖视图(具有凹下地弯曲的第二构成部分的结构)，图8(b)是表示图3的薄膜金属部件的第2变形例的结构的剖视图(具有凸出地弯曲的第二构成部分的结构)，图8(c)是表示图3的薄膜金属部件的第3变形例的结构的剖视图(具有整体平滑地连续弯曲的半球形状的突部的结构)，图8(d)是表示图3的薄膜金属部件的第4变形例的结构的剖视图(具有三个构成部分的结构)。
[0032]图9是表示单体状态的薄膜金属部件的相对于流体压力的变形量(突部的中央部分的移动量)的关系的曲线图。
[0033]图10是表示阀杆的移动量相对于施加于膜片体的流体压力的关系的曲线图。
[0034]图11是现有的压力动作阀的纵向剖视图。
[0035]图中:
[0036]I一压力动作阀，10一阀壳，16—阀口，19一阀座部，25一阀室，30—阀部件，31—阀杆，32—球阀(阀体)，40—螺旋弹簧，50、50A—膜片体，51、5IA?5IG—薄膜金属部件，52—非压缩性流体，53—环状平板部，54、54F、54G—突部，55、55G—第一构成部分，56、56D、56E、56G—第二构成部分，57G—第三构成部分，58—贯通孔，C一突部的中央部分，PO—突部的初始位置，Pl—突部的翻转动作开始位置，P2—突部的翻转位置，QO—突部的初始位置以及与翻转动作开始位置对应的阀杆的位置，Q2—与突部的翻转位置对应的阀杆的位置。

【具体实施方式】
[0037]以下，参照图1?图6对本发明的一个实施方式的压力动作阀进行说明。
[0038]图1是本发明的实施方式的压力动作阀的纵向剖视图。图2是表示图1的膜片体的结构的剖视图。图3(a)是构成图2的膜片体的薄膜金属部件的立体图，图3(b)是沿着图3(a)的X — X线的剖视图。图4是示意性地表示在构成图2的膜片体的薄膜金属部件处于单体状态的情况下施加了压力时的突部的变形状态的图，图4(a)是表示突部处于初始位置的初始状态的图，图4(b)是表示突部整体处于翻转动作开始位置的状态的图，图4(c)是表示突部处于翻转位置的状态的图。图5是示意性地表示图2的膜片体的预先变形以及变形动作的图，图5(a)是表示闭阀时的状态的图，图5(b)是表示突部整体处于大致翻转动作开始位置的状态的图，图5(c)是表示突部处于翻转位置的状态的图。图6是示意性地表示施加于薄膜金属部件的流体压力与该薄膜金属部件的突部的中央部分的移动量的关系的曲线图。此外，在以下的说明中的“上下”的概念与图1中的上下对应，表示各部件的相对的位置关系，不表示绝对的位置关系。
[0039]如图1所示，压力动作阀I具备阀壳10、阀部件30、螺旋弹簧40、膜片体50、以及限位器60。
[0040]阀壳10具备主体部11和帽部20。
[0041]主体部11例如使用黄铜、不锈钢等金属形成为大致圆柱状，具备一次侧接头连接孔12、二次侧接头连接孔13、阀容纳空间14、一次侧口 15、阀口 16、弹簧室17、连通路18、以及阀座部19。
[0042]一次侧接头连接孔12以穿通主体部11的周面的方式形成。二次侧接头连接孔13以穿通主体部11的图中下侧的端面的方式形成。阀容纳空间14形成为从主体部11的图中上侧的端面向主体部11内伸出的圆柱状的空间。一次侧口 15形成为连通一次侧接头连接孔12与阀容纳空间14的图中下部。阀口 16形成连通二次侧接头连接孔13与阀容纳空间14的图中下部。二次侧接头连接孔13、阀容纳空间14及阀口 16以与主体部11同轴的方式配置。主体部11的阀口 16的周围的部分作为后述的阀部件30的球阀32离座、落座的阀座部19发挥功能。弹簧室17以包围阀容纳空间14的方式与该阀容纳空间14同轴地配置，形成为从主体部11的图中上侧的端面向主体部11内伸出的大致筒状的空间。换言之，弹簧室17在阀容纳空间14的周围作为环状的深槽而形成。连通路18形成为连通上述一次侧口 15与弹簧室17。
[0043]在一次侧接头连接孔12安装有入口接头12a，入口接头12a经由一次侧口 15与阀容纳空间14连通。另外，在二次侧接头连接孔13安装有出口接头13a，作为二次侧口的出口接头13a的阀口 16侧的开口端经由阀口 16与阀容纳空间14连通。由此，从入口接头12a流入到主体部11内的流体依次通过一次侧口 15、阀容纳空间14、阀口 16，从出口接头13a流出。另外，一次侧口 15经由连通路18与弹簧室17连通。由此，从入口接头12a流入的流体依次通过一次侧口 15、连通路18，流入到弹簧室17。
[0044]帽部20例如由不锈钢等金属构成，具备大致圆筒状的周壁部21和与周壁部21的图中上端形成为一体的凸缘部22。周壁部21形成为直径与阀壳10的外径大致相同的圆筒状(环状)，其图中下端通过硬钎焊固定安装于主体部11的图中上端部。通过在凸缘部22上重叠地配置后述的膜片体50，帽部20与膜片体50 —起划分作为密闭空间的压力室23，该压力室23与主体部11的阀容纳空间14相连而构成阀室25。
[0045]阀部件30具有分别由不锈钢等金属构成的阀杆31、作为阀体的球阀32、以及弹簧支架33。阀杆31形成为外径与阀壳10的阀容纳空间14的内径大致相同的圆柱状。阀杆31以能够在图中上下方向(即、主体部的轴向)上滑动移动的方式容纳于阀容纳空间14。阀杆31的图中上方的端面与后述的膜片体50 (具体而言，构成膜片体50的薄膜金属部件51的突部54的第二构成部分56)按压接触。在本实施方式中，该端面的直径比与之按压接触的第二构成部分56的直径小。球阀32形成为球体状，固定安装于阀杆31的图中下端。球阀32与阀杆31 —起在图中上下方向上移动，相对于阀壳10的阀座部19离座、落座，对阀口 16进行开闭。弹簧支架33形成为内径与阀杆31的外径相同的圆环状，以凸缘状固定安装于阀杆31的图中上部。
[0046]螺旋弹簧40与弹簧室17同轴地容纳于阀壳10的该弹簧室17。螺旋弹簧40以压缩状态配置于阀壳10的主体部11 (弹簧室17的底面)与阀部件30的弹簧支架33之间。螺旋弹簧40将阀杆31的图中上端向后述的膜片体50的第二构成部分56 (中央部分C)按压。由此，阀杆31追随膜片体50的变形在图中上下方向移动，伴随于此，球阀32相对于阀座部19离座、落座。也就是，阀杆31以伴随膜片体50的变形而开闭阀口 16的方式连结该膜片体50与球阀32。
[0047]膜片体50例如层叠多个薄膜金属部件51而构成，该薄膜金属部件51由不锈钢等金属构成，俯视呈圆形状并具有弹性。膜片体50通过层叠多个薄膜金属部件51而以与帽部20的外径大致相同的直径形成，并配置成其周缘与帽部20的凸缘部22重叠，堵塞该帽部20的图中上侧的开口。膜片体50与帽部20 —起划分作为密闭空间的压力室23。在阀部件30的阀杆31容纳于阀容纳空间14的状态下，该压力室23经由阀壳10的弹簧室17、连通路18以及一次侧口 15而与阀容纳空间14相连。另外，膜片体50利用其弹力在闭阀时通过阀杆31向阀座部19按压球阀32。关于该膜片体50的详细将于后文叙述。
[0048]限位器60例如使用不锈钢等金属形成为与膜片体50大致相同直径的俯视呈圆形状的平板。限位器60与膜片体50的图中上侧重叠地配置，防止膜片体50的过度变形。另夕卜，在限位器60的中央部分形成有贯通孔61。
[0049]阀壳10的帽部20的凸缘部22、膜片体50以及限位器60各自的周缘部通过焊接以成为一体的方式相互固定安装。
[0050]根据以上的结构，压力动作阀I从入口接头12a流入例如R410A等的氟利昂系等制冷剂(流体)，该制冷剂经由一次侧口 15、连通路18、弹簧室17以及压力室23而向膜片体50施加压力。
[0051]在该制冷剂的压力(流体压力)为预先设定的压力以下的情况下，膜片体50不进行向翻转动作方向(图中上方)侧的变形，而是利用膜片体50并经由阀杆31向阀座部19按压球阀32，从而成为阀口关闭的闭阀状态。此时，从入口接头12a流入的制冷剂从一次侧口 15流入阀容纳空间14，但在闭阀状态下，球阀32关闭阀口 16，制冷剂不会流向出口接头13a。
[0052]另一方面，制冷剂的压力变高，若达到预先设定的压力以上，则膜片体50向翻转动作方向变形，阀杆31和球阀32因螺旋弹簧40的弹力而追随膜片体50的变形并移动。由此，阀口 16敞开,成为开阀状态。
[0053]接着，对膜片体50的结构进行详细说明。
[0054]如图2、图3(a)、(b)所示，膜片体50通过层叠由不锈钢等金属构成的俯视呈圆形状的多个薄膜金属部件51而构成，在多个薄膜金属部件51之间的空间填充有例如粘度比较高的油等非压缩性流体52。在图2中，为了便于说明，多个薄膜金属部件51之间的空间记载得比较宽阔，但在实际的结构中，为比薄膜金属部件51的厚度小的微小的空间。
[0055]多个薄膜金属部件51的各个形成为相同的形状。具备:俯视呈圆环状的环状平板部53;以及与该环状平板部53的内缘一体地连接的俯视呈圆形状且向一个方向(在图2及图3(b)为下方)隆起为山状的突部54。突部54形成为在未加力的初始形状中呈大致半球形状。另外，突部54具备:与环状平板部53 —体地连接的环状的第一构成部分55 ；以及与第一构成部分55的内缘一体地连接的俯视呈圆形状的第二构成部分56。第一构成部分55和第二构成部分56以同心状配置并在半径方向上依次连接。第一构成部分55形成为在其周向及半径方向上向外侧凸出地弯曲。第二构成部分56形成为圆形平板状。也就是，第二构成部分56形成为，半径方向的弯曲程度与第一构成部分55不同，而且相对于环状平板部53的倾斜程度也不同。多个薄膜金属部件51的各个配置成突部54朝向主体部11的阀座部19 (即、阀口 16)凸出，并在相互层叠的同时突部54相互不固定，而且环状平板部53以相互固定而一体化的状态安装于阀壳10的帽部20。
[0056]薄膜金属部件51形成为，在单体状态(一张的状态)下，突部54进行速动式的翻转动作(凸出方向翻转的动作)。图4(a)?(C)示意性地表示该速动式的翻转动作。SP、薄膜金属部件51构成为，若向突部54的整体逐渐施加力，则突部54从来自外部的力未施加于突部54的初始位置PO的初始形状(图4(a))朝向翻转动作方向(图中上方)侧变形(以突出量变少的方式变形)，当该突部54整体变形至到达规定的翻转动作开始位置Pl (图4 (b))的形状时，则一下进行翻转动作，变形至翻转位置P2 (图4 (c))。
[0057]这种薄膜金属部件51的速动式的翻转动作伴随突部54的变形而进行。即、如果将从初始位置PO至翻转动作开始位置Pl设为正的弹簧常数，若突部54超过翻转动作开始位置Pl进行变形，则弹簧常数的值翻转而成为负的弹簧常数，进行翻转动作直至翻转位置P2。
[0058]多个薄膜金属部件51相互层叠且在它们之间填充有非压缩性流体52的状态下将环状平板部53相互固定，由此被一体化而成为膜片体50。在本实施方式中，通过层叠两张薄膜金属部件来构成膜片体50。
[0059]参照图5对该膜片体50的动作进行说明。在图5中，用符号51A表示与阀杆31相接触的薄膜金属部件51 ( S卩、离阀口 16最近的薄膜金属部件51)，用符号51B表示层叠于薄膜金属部件51A上的其他薄膜金属部件51。
[0060]膜片体50以在闭阀时预先变形的状态配设。具体而言，如图5(a)示意性地所示，在该突部54以如下方式变形了的状态下，环状平板部53固定于帽部20，S卩，在球阀32落座于阀座部19的闭阀时，薄膜金属部件51A的突部54的中央部分C配置成向翻转动作方向(图中上方)侧超过该薄膜金属部件51A的翻转动作开始位置Pl的与该中央部分C对应的位置，而且，该突部54的中央部分C以外的部分配置为比翻转动作开始位置Pl的与中央部分C以外的部分对应的位置更靠跟前(图中下方)。随着薄膜金属部件51A的变形，与之层叠的其他薄膜金属部件51B也成为变形后的状态。在这种状态下，薄膜金属部件51A由于其突部54整体达到翻转动作开始位置Pl时进行翻转动作，因此仅中央部分C配置为超过翻转动作开始位置Pl也不进行翻转动作。对于其他的薄膜金属部件51B也同样。
[0061]在本实施方式中，构成为薄膜金属部件51A的突部54的中央部分C与该突部54的第二构成部分56 —致。不言而喻，并不限定于此，中央部分C的大小根据压力动作阀的结构、压力特性等，在从突部54的中心至该突部的半径的1/5?1/2程度的范围内适当设定，以便发挥作为对阀口 16进行开闭的膜片体的作用效果。
[0062]并且，在图5(a)所示的闭阀时，阀杆31处于位置Q0，并且，若施加于膜片体50的流体压力从该状态逐渐上升，则薄膜金属部件51A的突部54的中央部分C以外的部分朝向翻转动作开始位置Pl逐渐变形，但中央部分C保持在该位置，阀杆31不移动，停留在位置Q0。然后，如图5(b)所示，若突部54整体基本上到达翻转动作开始位置P1，则包含中央部分C的突部54整体朝向翻转动作方向开始变形。此时，由于在薄膜金属部件51A上层叠有其他薄膜金属部件51B，因此在它们之间产生滑动阻力，而且如上述那样，由于预先发生了变形，薄膜金属部件51A被强有力地按压到其他薄膜金属部件51B，滑动阻力进一步变大。因此，各薄膜金属部件51A、51B的速动式的动作被该滑动阻力抑制而不会一下变化至翻转位置P2，而是根据压力变化进行变形。另外，由于速动式的动作被薄膜金属部件51A、51B间的滑动阻力抑制，因此膜片体变形，即使变形至若各薄膜金属部件为单体状态则会进行速动式动作的程度的情况下，膜片体自身的弹簧常数也不会成为负的值(欲向翻转动作方向变形的方向)，该弹簧常数成为O或接近于O的正(欲返回初始形状的方向)的值，由此，变为相对于压力变化变形量比较大的慢动式的动作。因此，阀杆31也追随其进行移动，如图5(c)所示，在薄膜金属部件51A变形至翻转位置P2，阀杆31到达位置Q2。此外，在上述中，主要着眼于薄膜金属部件51A对变形动作进行了说明，但伴随薄膜金属部件51A的变形，层叠于该薄膜金属部件51A上的其他薄膜金属部件51B也同样地变形。
[0063]图6示意性地表示上述的进行慢动式的动作的结构、和以往的进行速动式的动作的结构的各结构中的阀杆相对于流体压力的移动量(即、薄膜金属部件51A的中央部分C的变形量)的曲线图。
[0064]膜片体50是如上述那样通过不预先变形来进行速动式的翻转动作的以往的结构，如图6中虚线所示，由于膜片体50不预先变形，因此阀杆31的初始的位置处于比上述位置QO低的位置(更加远离位置Q2的位置)。若流体压力从该状态开始逐渐变大，则膜片体50根据该流体压力而逐渐变形，阀杆31朝向位置Q2逐渐移动。并且，在达到规定的压力Al时，膜片体50进行速动式的翻转动作，阀杆31 —下移动至位置Q2。因此，阀室25内的压力急剧变动，产生振动动作。
[0065]另一方面，在膜片体50如上述那样通过预先变形来进行慢动式的动作的本实施方式的结构中，如图6中实线所示，膜片体50预先变形，因此在初始状态下，阀杆31处于上述位置Q0。若流体压力从该状态开始逐渐变大，则仅仅构成膜片体50的多个薄膜金属部件51的突部54的中央部分C以外的部分主要变形，该中央部分C的位置不变化，阀杆31仍然处于位置Q0。然后，在成为比上述压力Al低的规定的压力A2时，突部54的整体大致达到翻转动作开始位置P1，进行与压力相应地变形量比较大的慢动式的翻转动作，阀杆31与流体压力相应地移动至位置Q2。因此，阀室25内的压力不会急剧变动，可抑制振动动作。
[0066]如以上说明的那样，本实施方式的压力动作阀I具备:阀壳10 ;膜片体50，其与阀壳10 —起划分阀室25，并通过层叠利用该阀室25内的流体压力进行变形的多个弹性薄膜金属部件51而构成；以及阀座部19，其设置于阀壳10，且形成有伴随流体压力引起的膜片体50的变形而开闭的阀口 16。构成膜片体50的多个薄膜金属部件51的各个具有环状平板部53、和与该环状平板部53的内缘一体地连接的俯视呈圆形状且向一个方向隆起成山状的突部54，形成为在单体状态下，突部54整体在从初始形状朝向与上述一个方向相反的翻转动作方向变形至到达规定的翻转动作开始位置Pl的形状时，该突部54进行速动式的翻转动作，突部54以分别朝向同一方向的方式相互层叠。膜片体50以使多个薄膜金属部件51的各个突部54朝向阀口 16侧的方式将该膜片体50的周缘固定于阀壳10，阀口 16与离该阀口 16最近的薄膜金属部件51A的突部54的中央部分C的移动相应地开闭。并且，在阀口 16被关闭的闭阀时，预先变形成:离阀口 16最近的薄膜金属部件51A的突部54的中央部分C配置为向翻转动作方向侧超过翻转动作开始位置Pl的与该中央部分C对应的位置，而且该突部54的中央部分C以外的部分配置在翻转动作开始位置Pl的与该中央部分C以外的部分对应的位置的跟前。
[0067]另外，多个薄膜金属部件51的各突部54具有以同心状配置并在半径方向上依次连接的第一构成部分55以及第二构成部分56，这些第一构成部分55以及第二构成部分56形成为，半径方向的弯曲程度或者相对于环状平板部53的倾斜程度与邻接的其他构成部分相互不同。
[0068]另外，还具备:对阀口 16进行开闭的球阀32 ;以及以伴随膜片体50的变形而开闭阀口 16的方式连结该膜片体50和球阀32的圆柱状的阀杆31，阀杆31的膜片体50侧的端面的直径比膜片体50的位于离阀口 16最近的薄膜金属部件51A的突部54的中央的第二构成部分56的直径小。
[0069]另外，在多个薄膜金属部件51之间填充有非压缩性流体52。
[0070]以上，根据本实施方式，构成膜片体50的多个薄膜金属部件51的各个具有环状平板部53、和与该环状平板部53的内缘一体地连接的俯视呈圆形状且向一个方向隆起成山状的突部54。多个薄膜金属部件51的各个形成为，在单体状态下，突部54整体在从初始形状朝向与上述一个方向相反的翻转动作方向变形至到达规定的翻转动作开始位置Pl的形状时，该突部54进行速动式的翻转动作。多个薄膜金属部件51以突部54分别朝向同一方向的方式相互层叠。膜片体50以多个薄膜金属部件51的各个突部54朝向阀口 16侧的方式，将该膜片体50的周缘固定于阀壳10。阀口 16与离该阀口 16最近的薄膜金属部件51A的突部54的中央部分C的移动相应地开闭。并且，在阀口 16被关闭的闭阀时，以如下方式预先变形，离阀口 16最近的薄膜金属部件51A的突部54的中央部分C配置成向翻转动作方向侧超过翻转动作开始位置Pl的与该中央部分C对应的位置，而且该突部54的中央部分C以外的部分配置在翻转动作开始位置Pl的与该中央部分C以外的部分对应的位置的跟前。
[0071]这样，(i)构成膜片体50的多个薄膜金属部件51的各个在单体状态下进行速动式动作，层叠这些多个薄膜金属部件51而构成膜片体50，因此在变形时在薄膜金属部件51间产生滑动阻力，(ii)并且，在阀口 16的闭阀时，离该阀口 16最近的薄膜金属部件51A的突部54的中央部分C配置成超过预先翻转动作开始位置P1，因此多个薄膜金属部件51的各个突部54的中央部分C成为彼此相接触的状态，薄膜金属部件51之间产生的滑动阻力进一步变大，抑制了速动式动作。因此，通过抑制多个薄膜金属部件51的各个的速动式动作，作为膜片体50成为与流体压力相应的变形动作(慢动式的动作)，因此与速动式的动作相比，能够抑制阀室25内的急剧的压力变动，能够抑制振动动作。
[0072](iii)另外，由于薄膜金属部件51间的滑动阻力抑制了若超过规定的压力则一下变形的速动式的动作，因此相对于压力的变化能够得到比较大的变形量。因此，即使流体压力的变化量小，膜片体50也较大地变形，因而在开阀时能够确保比较大的流量。
[0073]另外，构成膜片体50的多个薄膜金属部件51的突部54具有以同心状配置并在半径方向上依次连接的第一构成部分55以及第二构成部分56，这些第一构成部分55以及第二构成部分56的各个形成为，半径方向的弯曲程度或者相对于环状平板部53的倾斜程度与邻接的其他构成部分相互不同。这样，与例如整体平滑地连续弯曲的半球形状的突部等相比，例如，如果各构成部分是弯曲的形状，则能够独立地调整各构成部分的弯曲程度，或者，如果各构成部分是在一个方向(例如半径方向)上平坦的形状，则能够独立地调整相对于环状平板部的倾斜程度，由此，能够对由第一构成部分55以及第二构成部分56构成的突部54的变形特性在更大幅度的范围内进行调整。因此，能够容易地得到所希望的变形特性的膜片体50。
[0074]另外，还具备:对阀口 16进行开闭的球阀32 ;以及以伴随膜片体50的变形而开闭阀口 16的方式连结该膜片体50和球阀32的圆柱状的阀杆31。并且，阀杆31的膜片体50侧的端面的直径比膜片体50的位于离阀口 16最近的薄膜金属部件51A的突部54的中央的第二构成部分56的直径小。这样，位于薄膜金属部件51的突部54的中央的第二构成部分56由于刚性低而容易变形，因此该第二构成部分56容易与其他薄膜金属部件51相接触，因此，能够增大摩擦阻力。由此，能够进一步抑制速动式的动作，成为与流体压力相应的变形动作(慢动式的动作)。
[0075]另外，在多个薄膜金属部件51之间填充有非压缩性流体52。这样，即使在层叠的薄膜金属部件51间存在微小的空间，也由于一个薄膜金属部件51的变形经由非压缩性流体52而传递到邻接的其他薄膜金属部件51，因此能够提高相对于流体压力的阀开闭的反应性，因此对微小的压力变化也能够得到比较大的变形量。
[0076]以上，以优选的实施方式为例对本发明进行了说明，但本发明的压力动作阀并不限定于上述的实施方式的结构。
[0077]例如，在上述的实施方式中，构成膜片体50的多个薄膜金属部件51分别形成为相同的形状，但并不限定于此。例如，也可以做成下述结构的膜片体50A，即、如图7所示，层叠多个薄膜金属部件51 ( 一张薄膜金属部件51A、三张薄膜金属部件51C),在离阀口最近的薄膜金属部件51A以外的其他多个薄膜金属部件51C，在中央设有贯通孔58。换言之，从多个薄膜金属部件51除去离阀口 16最近的薄膜金属部件51A后剩余的薄膜金属部件51C中的至少一个在其突部54的中央形成有贯通孔58也可以。这样，通过改变该贯通孔58的形状、大小、或者设有贯通孔58的薄膜金属部件51的数量等，能够对膜片体50A的变形特性在更大幅度的范围内进行调整。因此，能够容易地得到所希望的变形特性的膜片体。
[0078]另外，在上述的实施方式中，膜片体50通过层叠两张薄膜金属部件51 (51A、51B)而构成，但并不限定于此，也可以层叠三张以上的薄膜金属部件51而构成。另外，膜片体50构成为在多个薄膜金属部件51之间填充有非压缩性流体52，但并限定于此，也可以做成省略非压缩性流体52的结构。
[0079]另外，在上述的实施方式中，如图3所示，薄膜金属部件51的突部54是具备环状的第一构成部分55和圆形平板状的第二构成部分56的结构，但并限定于此。例如，也可以如图8(a)所示，做成具有相对于第一构成部分55形成为凹状的第二构成部分56D的薄膜金属部件51D，或者也可以如图8(b)所示，做成具有相对于第一构成部分55减小了弯曲程度的(增大曲率的)凸状的第二构成部分56E的薄膜金属部件51E。或者，也可以如图8(c)所示，做成具有整体平滑地连续地弯曲的半球形状的突部54F的薄膜金属部件51F。或者，也可以如图8 (d)所示，做成具备突部54G的薄膜金属部件51G，该突部54G具备同心状地配置且在半径方向上依次连接的第一构成部分55G、第二构成部分56G以及第三构成部分57G，第一构成部分55G、第二构成部分56G以及第三构成部分57G在半径方向上平缓地形成，并且形成为相对于环状平板部53的倾斜程度与邻接的其他构成部分不同。即、只要不违背本发明的目的，构成膜片体的薄膜金属部件也可以形成为其突部具有同心状配置并在半径方向上依次连接的多个构成部分，多个构成部分的各个形成为，半径方向的弯曲程度或者相对于环状平板部的倾斜程度与邻接的其他构成部分相互不同。或者，其突部也可以形成为整体平滑地连续地弯曲的形状。
[0080]另外，在上述的实施方式中，是经由阀部件30而间接地对阀口 16进行开闭的结构，该阀部件30与因阀室25内的流体压力而变形的膜片体50连动并移动，但并不限定于此。例如，也可以如图11的以往的压力动作阀的结构那样，做成膜片体直接按压到阀座部，通过膜片体的变形来直接地对阀口进行开闭的结构。
[0081]此外，上述的实施方式只不过是表示本发明的代表性的方式，本发明并不限定于实施方式。即、本领域人员能够根据以往公知的见解，在不脱离本发明的主旨的范围进行各种变形并实施。只要通过该变形仍然具备本发明的压力动作阀的结构，不言而喻，也包含在本发明的范畴。
[0082]接着，本发明的
【发明者】为了确认本发明的效果而关于上述的压力动作阀I制作了预先变形量不同的结构的实施例1、2以及比较例1、2，关于各实施例1、2以及比较例1、2，进行了如下实验，即进行相对于施加给膜片体50的压力的阀杆31移动量(即、膜片体50的变形量)的确认。
[0083]首先，对在实施例1、2以及比较例1、2中使用的薄膜金属部件51的具体结构进行说明。该薄膜金属部件51从不锈钢板冲裁直径20mm的圆板并且将该圆板的中央锻造成大致半球状而成为图3(a)、(b)所示的形状。该薄膜金属部件51具有:外径(Dl)为20_、内径(D2)为14mm的环状平板部53 ;以及与环状平板部53的内缘一体地连接的直径(D2)为14mm的突部54，厚度(T)形成为0.15mm。该薄膜金属部件51的突部54具有:外径(D2)为14_、内径(D3)为4_的环状的第一构成部分55 ;以及直径(D3)为4_的圆形平板状的第二构成部分56，将突部54距离环状平板部53的锻造高度(从环状平板部53至第二构成部分56的高度H)设为0.84mm。
[0084]图9表示该薄膜金属部件51的单体状态下的变形量相对于压力的关系的曲线图。图中，虚线框内是进行速动式的翻转动作的变形量的范围，在该薄膜金属部件51 (实线的曲线图(实施例1、2、比较例1、2))中，为0.22mm?0.65mm。此外，作为参考，关于上述结构的薄膜金属部件51，也对仅锻造高度(H)变更为0.71mm或0.64mm后的薄膜金属部件(单点划线的曲线图(参考例I)、以及虚线的曲线图(参考例2))表示出曲线图。在参考例I中，上述范围为0.18mm?0.60mm，在参考例2中，为0.21mm?0.75_。
[0085](实施例1)
[0086]层叠两张上述的薄膜金属部件51并且在它们之间填充非压缩性流体52来制作膜片体50，以该膜片体50中的离阀口 16最近的薄膜金属部件51A的中央部分C的预先变形量为0.37mm的方式，制作组装该膜片体50而得到的压力动作阀I，将其作为实施例1。(即、使预先变形量在进行上述的速动式的翻转动作的变形量的范围内(0.22mm?0.65mm)。)
[0087](实施例2)
[0088]在实施例1中，除了使膜片体50中的薄膜金属部件51A的中央部分C的预先变形量为0.57mm以外，以与实施例1相同的结构进行制作，将其作为实施例2。( S卩、使预先变形量在进行上述的速动式的翻转动作的变形量的范围内(0.22mm?0.65mm)。)
[0089](比较例I)
[0090]在实施例1中，除了使膜片体50中的薄膜金属部件51A的中央部分C的预先变形量为0.18mm以外，以与实施例1相同的结构进行制作，将其作为比较例I。(即、使预先变形量在进行上述的速动式的翻转动作的变形量的范围外(0.22mm?0.65mm)。)
[0091](比较例2)
[0092]在实施例1中，除了使膜片体50中的薄膜金属部件51A的中央部分C的预先变形量为0.0Omm(未预先变形)以外，以与实施例1相同的结构进行制作，将其作为比较例2。(即、使预先变形量在进行上述的速动式的翻转动作的变形量的范围外(0.22mm?
0.65mm)。)
[0093](测定阀杆的移动量)
[0094]在上述的实施例1、2以及比较例1、2的压力动作阀I中，测定阀杆31相对于从入口接头12a流入的流体的压力的移动量，并基于以下的判定基准来进行判定。
[0095]〇…曲线图中没有进行与纵轴平行的变化的部分，不进行速动式的动作。
[0096]X…曲线图中具有进行与纵轴平行的变化的部分，进行速动式的动作。
[0097]图10表示实施例1、2以及比较例1、2中的阀杆相对于流体压力的移动量的测定结果的曲线图。以下表示实施例1、2以及比较例1、2中的判定结果。
[0098]实施例Ρ..〇
[0099]实施例2…〇
[0100]比较例1...X
[0101]比较例2...X
[0102]在实施例1、2中，不进行速动式的动作，从图10的曲线图还可知，阀杆31的移动量、即膜片体50的变形量与压力相应地变化。即、进行慢动式的动作。另一方面，在比较例
1、2中，进行速动式的动作，从图10的曲线图还可知，在规定的压力下，阀杆31的移动量在某个压力下急剧地(与纵轴方向平行地)变化。即、进行速动式的动作。
[0103]由此可知，在实施例1、2中，由于阀杆31与流体压力相应地移动，因此不会产生急剧的流量的增减，可抑制振动动作。另一方面可知，在比较例1、2中，在规定的流体压力下，阀杆31较大地移动，因此产生急剧的流量的增减，产生振动动作。
[0104]这样，从实际的动作结果可知，本发明具有能够抑制流量反复增减而引起的振动动作的效果。
【权利要求】
1.一种压力动作阀，具备:阀壳；膜片体，其与上述阀壳一起划分阀室，并通过层叠因该阀室内的流体压力而变形的多个弹性薄膜金属部件而构成；以及阀座部，其设于上述阀壳，且形成有伴随上述流体压力引起的上述膜片体的变形而开闭的阀口，上述压力动作阀的特征在于， 上述多个薄膜金属部件的各个具有环状平板部、和与该环状平板部的内缘一体地连接的俯视呈圆形状且向一个方向隆起成山状的突部，形成为在单体状态下，上述突部整体从初始形状朝向与上述一个方向相反的翻转动作方向变形至到达规定的翻转动作开始位置的形状时，该突部进行速动式的翻转动作，并且上述突部以分别朝向同一方向的方式相互层叠， 上述膜片体以使上述多个薄膜金属部件各个的突部朝向上述阀口侧的方式将该膜片体的周缘固定于上述阀壳， 上述阀口与离该阀口最近的上述薄膜金属部件的突部的中央部分的移动相应地开闭， 在上述阀口被关闭的闭阀时，预先变形为如下形状，离上述阀口最近的上述薄膜金属部件的突部的中央部分配置成向上述翻转动作方向侧超过上述翻转动作开始位置的与该中央部分对应的位置，而且该突部的中央部分以外的部分配置在比上述翻转动作开始位置的与该中央部分以外的部分对应的位置更靠跟前。
2.根据权利要求1所述的压力动作阀，其特征在于， 上述突部具备以同心状配置并在半径方向上依次连接的多个构成部分， 上述多个构成部分的各个形成为，半径方向的弯曲程度或者相对于上述环状平板部的倾斜程度与邻接的其他上述构成部分相互不同。
3.根据权利要求2所述的压力动作阀，其特征在于， 还具备:对上述阀口进行开闭的阀体；以及 以伴随上述膜片体的变形而开闭上述阀口的方式连结该膜片体和上述阀体的圆柱状的阀杆， 上述阀杆的上述膜片体侧的端面的直径比上述膜片体的位于离上述阀口最近的上述薄膜金属部件的突部的中央的上述构成部分的直径小。
4.根据权利要求1?3任一项中所述的压力动作阀，其特征在于， 在上述多个薄膜金属部件之间填充有非压缩性流体。
5.根据权利要求1?3任一项中所述的压力动作阀，其特征在于， 从上述多个薄膜金属部件除去离上述阀口最近的上述薄膜金属部件后剩余的一个或多个上述薄膜金属部件中的至少一个在其上述突部的中央形成有贯通孔。
【文档编号】F16K17/04GK104295780SQ201410334840
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2013年7月16日
【发明者】高田裕正, 松本昌宏 申请人:株式会社鹭宫制作所