(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤフラム弁であって、
支持表面および弁座を含む第１の本体と、
溶接によって前記第１の本体に継合される外側部分と、締付部分と、前記ダイヤフラム弁を閉鎖するために前記弁座に接触するように軸に沿って移動可能な内側部分とを含むダイヤフラムと、
軸受表面を有する外側部分と、中心開口部を含む円盤とを含む第２の本体であって、前記円盤は、前記外側部分から前記中心開口部まで半径方向内方に延在しており、前記円盤は、前記外側部分の幅よりも小さい幅を有している、第２の本体と、
前記軸受表面の半径方向内方の前記円盤の一部分に対して力を印加する荷重印加部材と
を含み、
前記ダイヤフラムの前記締付部分は、前記軸受表面と前記支持表面との間で圧縮され、
前記荷重印加部材によって前記円盤の前記一部分に印加された前記力は、前記軸受表面と前記支持表面との間で前記ダイヤフラムの前記締付部分を圧縮する荷重を生成する、ダイヤフラム弁。
【請求項２】
前記ダイヤフラムは、周縁を有する略円盤形状の本体を含み、前記溶接は、前記周縁の近傍にまたは前記周縁に位置付けられる、請求項１に記載の弁。
【請求項３】
前記ダイヤフラムの前記締付部分は、前記ダイヤフラムの内側部分が移動すると、前記溶接を曲げ応力から隔絶する、請求項１に記載の弁。
【請求項４】
前記ダイヤフラムの内側部分は、第１の位置と第２の位置との間で撓み、前記弁を開放および閉鎖する、請求項３に記載の弁。
【請求項５】
前記内側円盤は、前記第２の本体の外側部分から片側だけ固定される、請求項１に記載の弁。
【請求項６】
前記第１の本体と前記荷重印加部材との間の摩擦および前記第２の本体と前記ダイヤフラムとの間の摩擦は、前記第１の本体と前記荷重印加部材との間の相対的回転に抵抗する、請求項１に記載の弁。
【請求項７】
前記第１の本体は、弁本体を含み、前記第２の本体は、締付リングを含む、請求項１に記載の弁。
【請求項８】
前記ダイヤフラムの前記締付部分は、前記溶接と前記溶接されたダイヤフラムの熱影響域とから離間される、請求項１に記載の弁。
【請求項９】
前記ダイヤフラムの前記締付部分は、前記溶接と前記溶接されたダイヤフラムの熱影響域とに隣接する、請求項１に記載の弁。
【請求項１０】
前記第２の本体は、前記ダイヤフラムと前記第１の本体の支持表面との間にバネ荷重を印加する、請求項１に記載の弁。
【請求項１１】
円筒形本体を含み、前記円筒形本体は、前記円筒形本体の圧着部分によって前記第１の本体に継合可能である、請求項１に記載の弁。
【請求項１２】
前記第２の本体は、２つの配向のうちのいずかに搭載することができる対称的円盤を含む、請求項１に記載の弁。
【請求項１３】
前記第２の本体は、前記円筒形本体の円筒形内部壁内に密嵌合し、前記第２の本体を前記円筒形本体の中心に据える、略円形外側壁を含む、請求項１１に記載の弁。
【請求項１４】
ダイヤフラム弁であって、
支持表面および弁座を含む第１の本体と、
溶接によって前記第１の本体に継合される外側部分と、締付部分と、前記ダイヤフラム弁を閉鎖するために前記弁座に接触するように軸に沿って移動可能な内側部分とを含むダイヤフラムと、
軸受表面を有する外側部分と、可撓性内側部分とを含む第２の本体であって、前記ダイヤフラムの前記締付部分は、前記軸受表面と前記支持表面との間で圧縮される、第２の本体と
を含み、
前記ダイヤフラムの前記締付部分は、前記溶接と前記ダイヤフラムの内側部分との間に配置され、前記第２の本体の可撓性内側部分は、前記軸受表面と前記支持表面との間に荷重を印加するように弾性的に変形される、ダイヤフラム弁。
【請求項１５】
前記ダイヤフラムは、周縁を有する略円盤形状の本体を含み、前記溶接は、前記周縁の近傍にまたは前記周縁に位置付けられる、請求項１４に記載のダイヤフラム弁。
【請求項１６】
前記ダイヤフラムの前記締付部分は、前記ダイヤフラムの内側部分が移動すると、前記溶接を曲げ応力から隔絶する、請求項１４に記載のダイヤフラム弁。
【請求項１７】
前記ダイヤフラムの内側部分は、第１の位置と第２の位置との間で撓み、前記ダイヤフラム弁を開放および閉鎖する、請求項１６に記載のダイヤフラム弁。
【請求項１８】
前記第２の本体は、半径方向外側部分と、前記第２の本体の前記半径方向外側部分から内方に延在する半径方向内側円盤とを有するリング状本体を含み、前記第２の本体の前記半径方向外側部分は、前記軸受表面を含み、前記半径方向内側円盤は、前記第２の本体の前記外側部分から片側だけ固定される、請求項１４に記載のダイヤフラム弁。
【請求項１９】
荷重印加表面を含む部材を含み、前記荷重印加表面は、前記第２の本体の半径方向内側円盤に対して荷重を印加して、前記軸受表面と前記支持表面との間で前記ダイヤフラムの締付部分を圧縮する、請求項１８に記載のダイヤフラム弁。
【請求項２０】
前記第１の本体と前記部材との間の摩擦および前記第２の本体と前記ダイヤフラムとの間の摩擦は、前記第１の本体と前記部材との間の相対的回転に抵抗する、請求項１９に記載のダイヤフラム弁。
【請求項２１】
前記第１の本体は、弁本体を含み、前記第２の本体は、締付リングを含む、請求項１４に記載のダイヤフラム弁。
【請求項２２】
前記ダイヤフラムの前記締付部分は、前記溶接と前記ダイヤフラムの熱影響域とから離間される、請求項１４に記載のダイヤフラム弁。
【請求項２３】
前記ダイヤフラムの前記締付部分は、前記溶接と前記ダイヤフラムの熱影響域とに隣接する、請求項１４に記載のダイヤフラム弁。
【請求項２４】
前記第２の本体は、前記ダイヤフラムと前記第１の本体の支持表面との間にバネ荷重を印加する、請求項１４に記載のダイヤフラム弁。
【請求項２５】
円筒形本体を含み、前記円筒形本体は、前記円筒形本体の圧着部分によって前記第１の本体に継合可能である、請求項１４に記載のダイヤフラム弁。
【請求項２６】
前記第２の本体は、前記円筒形本体の円筒形内部壁内に密嵌合し、前記第２の本体を前記円筒形本体の中心に据える、略円形外側壁を含む、請求項２５に記載のダイヤフラム弁。
【請求項２７】
前記円筒形本体は、アクチュエータを少なくとも部分的に封入する、請求項２５に記載のダイヤフラム弁。
【請求項２８】
前記第２の本体は、前記第２の本体の半径方向軸を中心として対称的である対称的円盤を含む、請求項１４に記載のダイヤフラム弁。
【請求項２９】
前記第２の本体は、活荷重として、前記ダイヤフラムの締付部分に対して前記荷重を印加する一体型本体を含む、請求項１４に記載のダイヤフラム弁。
【請求項３０】
前記第２の本体は、前記軸受表面を含む第１の部品と、前記ダイヤフラムの締付部分に対して活荷重を生成する第２の部品との２つの別個の部品を含む、請求項１４に記載のダイヤフラム弁。
【請求項３１】
前記第２の本体は、円盤部分を含み、前記円盤部分は、弾性的に変形され、かつ、片側だけ固定されたリングを含む、請求項１４に記載のダイヤフラム弁。
【請求項３２】
前記円盤部分は、前記締付リングの半径方向軸を中心として、非対称的である、請求項３１に記載のダイヤフラム弁。
【請求項３３】
縦軸を有するダイヤフラム弁であって、
支持表面および弁座を含む弁本体と、
溶接によって前記弁本体に継合される外側部分と、前記ダイヤフラム弁を閉鎖するために前記弁座に接触するように前記縦軸に沿って移動可能な内側部分とを含むダイヤフラムと、
前記弁本体に継合される円筒形本体と、
前記弁本体の支持表面および前記ダイヤフラムの締付部分に対して圧縮荷重を印加する軸受表面を含む締付リングであって、前記締付リングは、前記ダイヤフラムの前記締付部分に対して圧縮荷重を生成する弾性的に変形された部分を含む、締付リングと
を含み、
前記ダイヤフラムの締付部分は、前記溶接と前記ダイヤフラムの内側部分との間に配置される、ダイヤフラム弁。
【請求項３４】
前記ダイヤフラムは、前記ダイヤフラム弁の縦軸と同軸である中心を伴う略丸形本体を含み、前記ダイヤフラムの前記締付部分は、前記溶接と前記ダイヤフラムの熱影響域とから半径方向内方にある、請求項３３に記載のダイヤフラム弁。
【請求項３５】
前記円筒形本体は、前記ダイヤフラム弁のためのアクチュエータのための筐体を含む、請求項３３に記載のダイヤフラム弁。
【請求項３６】
前記円筒形本体は、荷重印加表面を含み、前記荷重印加表面は、前記締付リングに対して荷重を印加することにより、前記ダイヤフラムの締付部分と、前記弁本体の前記支持表面との間に圧縮荷重を生成し、前記荷重印加表面は、前記ダイヤフラムの前記締付部分の半径方向内方にある場所において、前記締付リングに対して荷重を印加する、請求項３３に記載のダイヤフラム弁。
【請求項３７】
前記円筒形本体は、前記円筒形本体の締付部分によって前記弁本体に継合される、請求項３５に記載のダイヤフラム弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１０年６月２２日に出願され、ＣＬＡＭＰ  ＲＩＮＧ  ＦＯＲ  ＷＥＬＤＥＤ  ＤＩＡＰＨＲＡＧＭＳと題された、係属中の米国仮特許出願シリアル番号６１／３５７，２０７号の利益を主張するものであり、該米国仮特許出願の開示の全体は、参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
本開示は、例えば、液体またはガス流体の流動を含有、調整、または別様に制御するために一般的に使用されるようなダイヤフラム弁に関する。より具体的には、本開示は、ダイヤフラムの一部が、支持表面に溶接されるタイプのダイヤフラム弁に関する。
【背景技術】
【０００３】
ダイヤフラム弁は、ガスおよび液体流体を含む、流体流動制御のための多くの広範な用途において、周知かつ使用されている。一形態では、ダイヤフラムの一部は、環境への媒体の損失を防止する、本体密閉を提供するために、支持表面に溶接されてもよい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示に提示される本発明のうちの１つ以上のある実施形態によると、部材が、溶接されたダイヤフラム弁内に提供され、それによって、ダイヤフラムが支持構造に溶接される領域近傍のダイヤフラムに、圧縮荷重が印加される。本圧縮荷重は、ダイヤフラムが、弁作動の間、屈曲または移動する時、溶接を曲げ応力およびモーメントから隔絶するように機能する。一実施形態では、圧縮荷重は、印加された荷重をダイヤフラム上に持続させる、ポテンシャルエネルギーを貯蔵するために、部材の弾性変形によって生成されたバネ荷重または活荷重である。一実施形態では、部材は、筐体部材の作用によって荷重がかけられる締付リングを備える。筐体部材は、一実施形態では、ダイヤフラム弁と併用される、アクチュエータのための筐体を備えてもよい。本発明のその他は、別個または種々の組み合わせにおいて、締付リング幾何学形状または形状、ダイヤフラム弁、アクチュエータ、および締付部材の組み合わせ、ならびにダイヤフラム弁を製造するための方法を含む。締付リングまたは部材の異なる例示的実施形態が、一体型および非一体型設計を含め、本明細書に開示される。随意の実施形態は、圧着筐体と、圧着筐体と弁本体との間の刻み付き領域と、搭載の間、弁本体の角度配向を示す、視覚的に認知可能な基部設計と、を含んでもよい。随意の実装ボルト保定特徴もまた、提供され、例えば、基板または他の支持表面上に配置することができる、表面実装流体構成要素を有するタイプのモジュール式システムと併用されてもよい。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
ダイヤフラム弁であって、
支持表面を含む第１の本体と、
溶接によって上記第１の本体に継合される外側部分と、締付部分と、軸に沿って移動可能な内側部分とを含むダイヤフラムと、
軸受表面を含む第２の本体と
を含み、
上記ダイヤフラムの締付部分は、上記軸受表面と上記支持表面との間に圧縮され、
上記ダイヤフラムの締付部分は、上記溶接と上記ダイヤフラム内側部分との間に配置され、
上記第２の本体は、上記軸受表面と上記支持表面との間に活荷重を印加する、弁。
（項目２）
上記ダイヤフラムは、周縁を有する略円盤形状の本体を含み、上記溶接は、上記周縁の近傍またはそこに位置付けられる、項目１に記載の弁。
（項目３）
上記ダイヤフラムの締付部分は、上記ダイヤフラム内側部分が移動すると、上記溶接を曲げ応力から隔絶する、項目１に記載の弁。
（項目４）
上記ダイヤフラム内側部分は、第１の位置と第２の位置との間で撓み、上記弁を開放および閉鎖する、項目３に記載の弁。
（項目５）
上記第２の本体は、半径方向外側部分と、第３の本体の外側部分から内方に延在する半径方向内側円盤とを有するリング状本体を含み、上記第２の本体の外側部分は、上記軸受表面を含み、上記内側円盤は、上記第３の本体の外側部分から片側だけ固定される、項目１に記載の弁。
（項目６）
上記第１の本体に継合することができる第３の本体を含み、上記第３の本体は、上記第２の本体内側円盤に対して荷重を印加し、上記軸受表面と上記支持表面との間の上記ダイヤフラムの締付部分を圧縮する部分を含む、項目５に記載の弁。
（項目７）
上記第１の本体と上記第３の本体との間の摩擦および上記第２の本体と上記ダイヤフラムとの間の摩擦は、上記第１の本体と上記第３の本体との間の相対的回転に抵抗する、項目６に記載の弁。
（項目８）
上記第１の本体は、弁本体を含み、上記第２の本体は、締付リングを含む、項目１に記載の弁。
（項目９）
上記ダイヤフラムの締付部分は、上記溶接と上記溶接されたダイヤフラムの熱影響域とから離間される、項目１に記載の弁。
（項目１０）
上記ダイヤフラムの締付部分は、上記溶接と上記溶接されたダイヤフラムの熱影響域とに隣接する、項目１に記載の弁。
（項目１１）
上記第２の本体は、上記ダイヤフラムと第１の本体支持表面との間にバネ荷重を印加する、項目１に記載の弁。
（項目１２）
円筒形本体の圧着部分によって、上記第１の本体に継合可能な円筒形本体を含む、項目１に記載の弁。
（項目１３）
上記第２の本体は、２つの配向のうちのいずかに搭載することができる対称的円盤を含む、項目１に記載の弁。
（項目１４）
上記第２の本体は、上記円筒形本体の円筒形内部壁内に密嵌合し、上記第２の本体を上記円筒形本体の中心に据える略円形外側壁を含む、項目１２に記載の弁。
（項目１５）
縦軸を有するダイヤフラム弁であって、
支持表面を含む弁本体と、
溶接によって上記弁本体に継合される外側部分と、軸に沿って移動可能な内側部分とを含むダイヤフラムと、
上記弁本体に継合される円筒形本体と、
上記弁本体と上記円筒形本体との間に配置される締付リングであって、上記ダイヤフラムの締付部分および上記弁本体支持表面に対して活荷重を印加する軸受表面を含む締付リングと
を含み、
上記ダイヤフラムの締付部分は、上記溶接と上記ダイヤフラム内側部分との間に配置される、ダイヤフラム弁。
（項目１６）
上記ダイヤフラムは、上記ダイヤフラム弁の縦軸と同軸である中心を伴う略丸形本体を含み、上記ダイヤフラムの締付部分は、上記溶接と上記溶接されたダイヤフラムの熱影響域とから半径方向に内方にある、項目１５に記載のダイヤフラム弁。
（項目１７）
外側リング部分と、内向きに延在する環状円盤部分であって、上記円盤部分を通して中心孔を囲む内側縁まで延在する内向きに延在する環状円盤部分とを含む略環状本体
を含む、締付リング。
（項目１８）
上記環状本体は、中心縦軸を中心として、対称的である、項目１７に記載の締付リング。
（項目１９）
上記外側リング部分は、上記円盤部分の最大軸方向長より長い軸方向長を有する、項目１７に記載の締付リング。
（項目２０）
上記円盤部分は、上記外側リング部分の中央部分から延在する、項目１９に記載の締付リング。
（項目２１）
上記外側リング部分は、上記外側リング部分の主外径から軸方向に延在する環状リブを含む、項目１７に記載の締付リング。
（項目２２）
上記円盤部分は、上記内側縁に向かって先細である、項目２１に記載の締付リング。
（項目２３）
ダイヤフラム弁を製造する方法であって、
ダイヤフラムの外側部分を弁本体に溶接するステップと、
上記ダイヤフラムの溶接された部分と上記ダイヤフラムの中心との間にある締付場所において、上記弁本体に対して圧縮荷重を上記ダイヤフラムに印加するステップと
を含む、方法。
（項目２４）
上記印加された圧縮荷重は、活荷重である、項目２３に記載の方法。
（項目２５）
上記締付場所から離間された部材上の場所において、部材に力を印加するステップと、
上記部材を使用して、上記印加された力を上記印加された圧縮荷重に変換するステップと
を含む、項目２３に記載の方法。
（項目２６）
上記印加された力は、上記締付場所において荷重印加表面に動作可能に連結される片側だけ固定された表面に印加される、項目２５に記載の方法。
（項目２７）
上記円筒形本体は、上記ダイヤフラム弁のためのアクチュエータ筐体を含み、上記円筒形本体は、圧着部分によって、上記弁本体に継合される、項目１５に記載のダイヤフラム弁。
（項目２８）
上記円筒形本体は、上記締付リングに対して荷重を印加し、上記弁本体の上記支持表面に対して上記ダイヤフラム締付部分を圧縮し、上記円筒形本体は、上記ダイヤフラムの締付部分の半径方向に内方にある場所において、上記締付リングに対して荷重を印加する、項目１５に記載のダイヤフラム弁。
（項目２９）
上記円筒形本体は、少なくとも部分的に、上記ダイヤフラム弁のためのアクチュエータを封入する、項目１２に記載のダイヤフラム弁。
（項目３０）
上記第２の本体は、活荷重として、上記ダイヤフラムに対して上記圧縮荷重を印加する一体型本体を含む、項目１１に記載のダイヤフラム弁。
（項目３１）
上記第２の本体は、上記軸受表面を含む第１の部品と、上記活荷重を生成する第２の部品との２つの別個の部品を含む、項目１１に記載のダイヤフラム弁。
（項目３２）
上記円盤部分は、ダイヤフラム支持表面を含む、項目１７に記載の締付リング。
（項目３３）
上記円盤部分は、上記締付リングの半径方向軸を中心として、非対称的である、項目１７に記載の締付リング。
（項目３４）
ダイヤフラム密閉流動空洞であって、
支持表面を含む第１の本体と、
溶接によって上記第１の本体に継合される外側部分と、締付部分と、軸に沿って移動可能な内側部分とを含むダイヤフラムと
を含み、
上記ダイヤフラムの締付部分は、軸受表面と上記支持表面との間に圧縮される、ダイヤフラム密閉流動空洞。
（項目３５）
円筒形本体を上記第１の本体に継合するための圧着部分を有する円筒形本体を含む、項目３４に記載のダイヤフラム密閉流動空洞。
（項目３６）
活荷重を上記ダイヤフラムの締付部分に印加する部材を含む、項目３５に記載のダイヤフラム密閉流動空洞。
（項目３７）
活荷重を上記ダイヤフラムの締付部分に印加する部材を含む、項目３４に記載のダイヤフラム密閉流動空洞。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、立面図における、ダイヤフラム弁および自動アクチュエータアセンブリの実施形態である。
【図２】図２は、基部構成を例証するために、図面の平面から若干回転された図１のアセンブリである。
【図３】図３は、開放位置に示される弁を伴う、図１のアセンブリの縦方向断面である。
【図４】図４は、図３のアセンブリの締付リング部分の拡大図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図４の締付ダイヤフラム面積の拡大図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、締付リング実施形態の斜視図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４Ｂの締付リングの縦方向断面である。
【図５】図５は、斜視図における、ダイヤフラム弁および手動アクチュエータアセンブリの実施形態である。
【図６】図６は、図５のアセンブリの縦方向断面である。
【図６Ａ】図６Ａは、図１のアセンブリのための随意の回転防止特徴を例証する。
【図７】図７は、締付リングの代替実施形態を例証する。
【図８】図８は、締付リングの別の代替実施形態を例証する。
【図９】図９は、ダイヤフラムのための代替圧縮技法を例証する。
【図１０】図１０は、締付リングの別の実施形態を例証する。
【図１１】図１１は、締付リングを中心に据える特徴の別の実施形態を例証する。
【図１２】図１２は、縦方向断面における、空気圧で作動される弁内で使用される、締付リングの別の実施形態を例証する。
【図１３】図１３は、図１２のアセンブリの締付リング面積の拡大図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、図１２において使用される締付リング実施形態の斜視図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１３Ａにおける線１３Ｂ-１３Ｂに沿った、図１３Ａの締付リング実施形態の断面における立面図である。
【図１４】図１４は、随意に、本明細書の種々の実施形態または他の実施形態のアセンブリと併用され得る、実装ボルト保定特徴を例証する。
【図１４Ａ】図１４Ａ−１４Ｃは、図１４の保定特徴を使用するための例示的方法を例証する。
【図１４Ｂ】図１４Ａ−１４Ｃは、図１４の保定特徴を使用するための例示的方法を例証する。
【図１４Ｃ】図１４Ａ−１４Ｃは、図１４の保定特徴を使用するための例示的方法を例証する。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本明細書の例示的実施形態は、手動または空気圧で作動される、溶接されたダイヤフラム弁の文脈において提示されるが、それは必須ではない。ソレノイドおよび油圧作動を含むが、それらに限定されない、他の作動技法が、使用されてもよい。また、本明細書の例示的実施形態は、弁本体が、例えば、表面実装されたマニホールドシステムと併用され得る、統合された弁およびアクチュエータアセンブリを例証する。しかしながら、本発明は、それと完全に組み立てられたアクチュエータを有していない弁と併用されてもよく、表面実装されたマニホールドシステム以外の用途において使用される、弁と併用されてもよい。本明細書の本発明は、溶接されたダイヤフラム弁に対して、例えば、高圧力または高作動率または高定格サイクル用途に対して、サイクル寿命を延長させるための種々の技法を対象とするが、本発明は、あまり厳しくない環境において動作する、弁のために使用されてもよい。
【０００７】
さらに、本発明は、弁本体設計、ポーティング、ダイヤフラム設計、またはアクチュエータ設計の本明細書の具体的実施例に限定されず、むしろ、本発明は、多くの異なるタイプの溶接されたダイヤフラム弁およびアクチュエータと併用されてもよく、また、調整器等の他の溶接されたダイヤフラムデバイスと併用されてもよい。したがって、本明細書の本発明は、ダイヤフラムを使用して、流動空洞を密閉する、デバイスに、広範に適用可能である。本明細書の例示的実施形態はまた、ステンレス鋼ダイヤフラムおよびアセンブリ構成要素の使用を例証するが、しかしながら、他の好適な材料が、特定の用途のために、必要に応じて、使用されてもよい。本発明は、単一ダイヤフラムまたは複数の積層されたダイヤフラムと併用されてもよい。
【０００８】
本明細書で使用されるように、手動で作動されるハンドル、あるいは手動で動作可能である、もしくはダイヤフラムに連結または係合し、弁を開放および閉鎖する、他のデバイスを使用しない、任意のアクチュエータを意味するものとして、自動アクチュエータを指す。手動弁は、オペレータによって、手動で転動または作動される、ハンドルあるいは他のデバイスを使用する、アクチュエータを指す。
【０００９】
また、本明細書で使用されるように、用語「活荷重」および「バネ荷重」ならびにそれらの用語の派生形は、それによって、別の本体によって、荷重印加力を維持するように、ポテンシャルエネルギーが、本体の少なくとも一部内に貯蔵される、本体の弾性変形を指す。活荷重は、例えば、バネ状に作用し、他の構成要素に対して、印加された荷重を維持または持続させるように、部材の弾性の結果として、ポテンシャルエネルギーを貯蔵する、可撓性または伸縮性部材によって実現されてもよい。そのような部材は、実際は、Ｂｅｌｌｖｉｌｌｅバネ等のバネである、あるいはＢｅｌｌｖｉｌｌｅまたは他のバネ同様に機能してもよいが、それは必須ではない。他の好適な構造は、そのような代替構造が、バネとして見なされる、または分類されるかどうかに関わらず、活荷重効果をもたらす部材のために使用されてもよい。弾性変形は、活荷重を提供するために使用されるが、付随のプラスチック変形が存在してもよく、またはそうでなくてもよく、部材は、弾性変形のみを呈する必要がないことを意味する。本開示における活荷重は、以下にさらに説明されるように、溶接とダイヤフラムの撓曲との間の隔絶効果を維持するように、ダイヤフラムの一部を圧縮する、最小荷重を持続させるために使用される。活荷重の使用は、ダイヤフラムデバイスの正常動作、温度、圧力、振動等のため、圧縮表面の弛緩または若干の分離が存在する場合、ダイヤフラムの所望の圧縮の維持に寄与する。
【００１０】
本発明の種々の発明の側面、概念、および特徴は、例示的実施形態において組み合わせで具現化されるように本明細書で説明および例証されるが、これらの種々の側面、概念、および特徴は、個別に、または種々の組み合わせおよびこれらの副次的組み合わせで、多くの代替実施形態で使用されてもよい。本明細書で明確に除外されていない限り、全てのそのような組み合わせおよび副次的組み合わせは、本発明の範囲内となることを目的とする。なおもさらに、代替的材料、構造、構成、方法、デバイスおよび構成要素、形態、適応、および機能に関する代替物等の、本発明の種々の側面、概念、および特徴に関する種々の代替実施形態が本明細書で説明されてもよいが、そのような説明は、現在既知であるか、後に開発されるかに関わらず、利用可能な代替実施形態の完全または包括的なリストとなることを目的としない。当業者であれば、付加的な実施形態に、発明の側面、概念、または特徴のうちの１つ以上を容易に採択してもよく、たとえそのような実施形態が本明細書で明示的に開示されていなくても、本発明の範囲内で使用する。加えて、たとえ本発明のいくつかの特徴、概念、または側面が、好ましい配設または方法として本明細書で説明されてもよくても、そのような説明は、そのように明示的に述べられていない限り、そのような特徴が要求される、または必要であることを示唆することを目的としない。なおもさらに、本開示を理解するのを支援するように、例示的または代表的な値および範囲が含まれてもよいが、そのような値および範囲は、制限する意味で解釈されるものではなく、そのように明示的に述べられている場合にのみ、臨界値または範囲となることを目的とする。また、種々の側面、特徴、および概念が、発明的である、または発明の一部を形成するとして本明細書で明示的に識別されてもよいが、そのような識別は、排他的となることを目的とせず、むしろ、そのようなものとして、または特定の発明の一部として明確に識別されることなく本明細書で完全に説明される発明の側面、概念、および特徴があってもよく、代わりに、本発明は、添付の特許請求の範囲で記載されている。例示的な方法またはプロセスの説明は、全ての場合において要求されるものとして全てのステップの包含に制限されず、また、ステップが提示される順序は、そのように明示的確に述べられていない限り、要求される、または必要であるとは解釈されない。
【００１１】
図１および２を参照すると、本発明のうちの１つ以上の第１の実施形態は、自動空気作動式ダイヤフラム流動制御弁アセンブリ１０内に提示される。便宜上、本明細書の「半径方向」および「軸方向」の参照はすべて、別様に注記されない限り、中心縦方向Ｘ軸および半径方向軸Ｙに対して参照される。また、本明細書の角度の参照はすべて、別様に注記されない限り、Ｘ軸に対して参照される。
【００１２】
弁アセンブリ１０は、アセンブリを支持構造に実装するために使用され得る、基部１２を含む。例えば、弁アセンブリ１０は、ガス棒（図示せず）のための基板またはマニホールドの表面等、モジュール式土台上に搭載することができる、表面実装ユニットの形態であってもよい。基部１２は、必要に応じて、弁本体（図３）と一体的に形成される、またはそれに別個に継合されてもよい。したがって、基部１２は、基部１２を支持構造に固着するためのボルトの使用を受容する、実装孔１４、ならびに周知のように、弁アセンブリ１０を通る流体流動のための入口および出口ポートとしての役割を果たし得る、共平面流体ポート１６、１８を含んでもよい。しかしながら、本例示的用途は、多くのうちの１つにすぎず、本明細書の本発明は、弁またはアクチュエータあるいはポーティング配列の任意の特定の用途、使用、もしくは搭載設計に限定されない。
【００１３】
アクチュエータおよび弁アセンブリ１０は、アクチュエータ部分２０および弁部分２２を含み、アクチュエータ部分２０は、弁部分２２の上部に積層される。組立式円筒形アクチュエータ筐体２４は、筐体の圧着部分２６によって、弁部分２２に継合されてもよいが、しかしながら、他の技法が、アクチュエータ部分２０を弁部分２２に継合するために使用されてもよい。さらに、筐体２４は、すべての場合において、組立式である必要はなく、あるいは必要に応じて、より多いまたはより少ない区画を有してもよい。
【００１４】
図３を参照すると、多くの異なるタイプのアクチュエータおよびアクチュエータ設計が、必要に応じて、周知のものまたは後に開発されるものを含め、使用されてもよい。本実施例では、二重ピストン空気アクチュエータ２８が使用されてもよいが、単一ピストンアクチュエータが、使用されてもよく、または３つ以上のピストンが、使用されてもよい。空気アクチュエータ２８は、弁３０を開放および閉鎖するために使用される。弁３０は、その中に、それぞれ、入口および出口ポート１６、１８（いずれのポート１６、１８が、入口であって、いずれが、出口であるかは、設計選択肢の問題である）と連通する、それぞれ、第１および第２のポート３６、３８を伴う、流動空洞３４（本実施形態では、流動制御弁空洞である）が形成される、弁本体３２を有する、溶接されたダイヤフラム弁の形態で実現されてもよい。環状弁座４０は、第１のポート３６を囲繞する。弁座４０は、随意に、座が、２つの配向のうちのいずかにおいて、弁座陥凹４１（図４Ａ参照）内に搭載され、弁座４０が、上下逆に搭載されるのを防止し得るように、対称座であってもよい。全金属弁座は、代替として、一体型または非一体型弁座のいずれかとして、使用されてもよい。本実施形態では、弁座４０は、ＰＦＡ、ＴｅｆｌｏｎTM等のプラスチック、あるいは弁３０を通って流動する、プロセス流体または媒体と互換性がある、他の好適な材料を備えてもよい。
【００１５】
円盤形状ダイヤフラム４２は、流動空洞３４を覆い、密閉し、弁座４０に向かって、およびそこから離れるように、略軸方向方向に偏向される、半径方向内側部分４２ａを含む。ダイヤフラム４２が、内側部分４２ａがアクチュエータ２８によって弁座４０と接触するように押圧される第１の位置にある時、弁３０は、閉鎖され、ダイヤフラム４２が、内側部分４２ａが弁座４０から離間される第２の位置に移動すると、弁は、開放される。
【００１６】
その第１と第２の位置との間のダイヤフラム４２の移動は、アクチュエータ２８によって制御される。アクチュエータ２８は、第１の、すなわち、上側ピストン４４と、第２の、すなわち、下側ピストン４６を含んでもよい。上側ピストン４４は、ステム部分４４ａと、第１のピストン４４を通して軸方向に延在し、空気チャンバ４５と流体連通する、第１の空気通路４３と、を含んでもよい。第２のピストン４６は、上側ピストン４４の下側表面４４ｂと動作可能接触または接続にある、第１のステム部分４７を含んでもよい。第２のピストン４６はさらに、本明細書では、アクチュエータステム４８とも称される、第２のステム部分４８を含んでもよい。第２のピストン４６は、第１の空気通路４３と流体連通する、それを通る第２の空気通路５０を含む。第２の空気通路５０はまた、それぞれ、加圧された空気をピストンチャンバ５８、６０に提供する、第１および第２の交差ボア５０ａ、５０ｂを含んでもよい。例えば、Ｏリング等の適切な密閉５１を使用して、アクチュエータ２８内側の加圧された空気を制御してもよい。
【００１７】
アクチュエータステム４８は、特に、ダイヤフラムの内側部分４２ａにおいて、ダイヤフラム４２の上側表面と接触する、随意の駆動ボタン５２に係合する。随意のバネ５４を使用して、通常閉鎖弁３０を提供するように、ピストン４４、４６を下方に付勢してもよい（図面に見られるように）。通常開放弁構成が、代替として、必要に応じて、使用されてもよい。ピストン４４、４６が、バネ５４の作用によって、下方に押動されると、ボタン５２は、ダイヤフラム４２に対して押下し、ダイヤフラムを、その第１の、すなわち、弁閉鎖位置（図示せず）に押進する。本第１の位置では、第１および第２のポート３６、３８は、相互に流体連通しない。弁３０を開放するために、加圧された空気が、空気継手接続ポート５６を通して等、空気チャンバ４５内に導入される。加圧された空気は、ピストンチャンバ５８、６０に流入し、バネ５４の力に対して、ピストンを上方に押進する。本ピストンの移動は、ボタン５２を軸方向に後退させ、ダイヤフラム４２は、図３に例証される位置である、その第２の、すなわち、弁開放位置に移動可能である。本第２の位置では、第１および第２のポート３６、３８は、相互に流体連通する。バネ５４の代わりに、アクチュエータ２８は、当技術分野において周知のように、空気圧が、弁３０を開放および閉鎖の両方をするために使用される、二重作用アクチュエータ（図示せず）として設計されてもよい。
【００１８】
ダイヤフラム４２は、多くの異なる形状および構成を有してもよいが、概して、弁空洞３４の外側周縁を覆って、かつ典型的には、それを越えて、半径方向に延在する、外側周縁を有するであろう。例示的実施形態では、ダイヤフラム４２は、内側部分４２ａが、ダイヤフラム４２が、弁座４０に対向する、流体または湿潤側で凹面となるような曲率を有するように、ドーム状ダイヤフラムであってもよい。本曲率は、ダイヤフラム４２に、ピストン４４、４６が、軸方向に後退されると、ダイヤフラム４２が、その第２の、すなわち、弁開放位置に、飛び出る、または跳ね返る、あるいは別様に移動することができるように、弁座４０から外側かつ離れるように、自然な伸縮性付勢力をもたらす。また、弁空洞３４内の流体圧は、ピストン４４、４６が、軸方向に後退されると、ダイヤフラム４２を弁開放位置に向かって押進させる傾向となるであろう。しかしながら、他のダイヤフラム設計が、ダイヤフラムの中心部分が、アクチュエータステム４８に継合される、結び付けられるダイヤフラムを含め、使用されてもよい。本明細書のここまでは、アクチュエータ２８および弁３０設計および動作の説明は、周知であって、設計選択肢の問題である。
【００１９】
次に、図４および４Ａを参照して、本開示の発明側面のうちのいくつかをより詳細に例証する。その半径方向外側周辺部分または周縁におけるダイヤフラム４２は、溶接６２によって、弁本体３２に継合される。溶接６２は、いくつか例を挙げると、電気アーク、レーザ溶接、ＴＩＧ、および電子溶接を含むが、それらに限定されない、任意の好適な技法によって形成されてもよい。本溶接６２は、弁空洞３４内の流体流動が、第１と第２のポート３６、３８との間で制限され、また、プロセス流体が、アクチュエータ２８内に流入したり、または外部環境に漏出したりしないように、ダイヤフラム４２と弁本体３２との間に、流密継合あるいは密閉を保証する。溶接部位は、ダイヤフラムの溶接されず、熱影響を受けない部分と比較して、強度変化を呈し得る、ダイヤフラムの実際の溶接６２および熱影響域６４を含む。熱影響域のサイズおよび性質は、部分的に、使用されるダイヤフラムの材料および溶接パラメータに依存するであろう。
【００２０】
弁の開放位置と閉鎖位置との間の弁作動または動作サイクルの間、ダイヤフラム４２は、実質的に撓曲し、開放位置における高流体圧ならびに高サイクル数またはサイクル率に曝され得る。撓曲するダイヤフラムは、溶接６２およびダイヤフラムの熱影響域６４にも、曲げモーメントならびに応力を付与する傾向となるであろう。しかしながら、本明細書に開示される概念によって、定格圧力約１４５ｐｓｉ以上およびバースト圧約４５００ｐｓｉ以上において、数百万回のサイクルを達成可能であった。しかしながら、本明細書の本発明は、そのような高流体圧または高サイクル寿命に曝されない、弁と併用されてもよい。
【００２１】
図４および４Ａを参照して、溶接６２、および随意に、熱影響域６４の一部または全部を、ダイヤフラム４２の曲げ応力およびモーメントから隔絶するように、ダイヤフラム４２と弁本体３２との間に圧縮荷重を印加するために使用される、本体のその機能を説明するために、本明細書では、締付リングと称する、部材または本体７０を提供する。弁本体３２は、弁本体３２の外側周辺の平面環状肩部または端面であり得る、支持表面７２を具備する。締付リング７０は、ダイヤフラム４２の締付部分７６と弁本体支持表面７２との間に圧縮荷重を印加するように位置付けられる、軸受表面７４（また、図４Ｃ参照）を含む。本圧縮荷重は、溶接６２とダイヤフラムの内側部分４２ａとの間にあって、好ましくは、溶接６２から半径方向に内方に離間され、また、好ましくは、熱影響域６４から半径方向に内方に離間される、場所において、支持表面７２に対して、ダイヤフラム４２を圧縮する。いくつかの設計では、締付部分７６は、ダイヤフラム４２の熱影響域６４の一部を含むようなものであってもよい。
【００２２】
また、図４Ｂおよび４Ｃを参照すると、締付リング７０の本実施形態は、円形外側壁８２を伴う、略環状半径方向外側本体８０を含む。円形外側壁８２は、第１および第２の半径方向に延在する壁８４と８６との間に延在する。各半径方向に延在する壁８４、８６は、軸方向および半径方向に突出するリブ８８に融合する。各リブ８８は、軸受表面７４まで延在する。
【００２３】
各軸受表面７４から、凹面湾曲部分９０は、略半径方向に延在する内側リングまたは円盤９２に融合する。内側リング９２は、半径方向内側縁９６における中心開口部９４まで延在する。各軸受表面７４から、凹面湾曲部分９０は、略半径方向に延在する内側リングまたは円盤９２に融合する。内側リング９２は、半径方向内側縁９６における中心開口部９４まで延在する。さらに図４を参照すると、随意の駆動ボタン５２が、部分的に、締付リング７０内の中心開口部９４を通って延在するように、適切に定寸されていることに着目されるであろう。これによって、駆動ボタン５２は、ダイヤフラム中心部分４２ａと係合可能となる。例示的実施形態では、駆動ボタン５２の外径は、中心開口部９４の直径より若干小さい。代替として、中心開口部の内側縁９６は、操作の間、駆動ボタン５２を保定するために使用されてもよい。例えば、締付リング７０は、後続組立および弁本体３２上での組み立てに先立ったアクチュエータの操作の間、脱落しないように、駆動ボタン５２を保定してもよい。例えば、駆動ボタン５２は、その外径上に、締付リングの内径に係合する、フランジ（図示せず）を含んでもよい。
【００２４】
図４Ｃの断面から分かるように、内側リング９２は、随意に、湾曲部分９０から内向きに両側に対称的に先細であって、外側本体８０から幾分片側だけ固定された延在部を形成してもよい。内側リング９２先細部は、したがって、リブ８８により近い内側リング９２の幅と比較して、縮小幅Ｗを有する、内側部分９２ａを提供する。本縮小幅Ｗは、内側部分９２ａまたはその近傍に印加された荷重によって、締付リング７０が、特に、内側リング９２を撓曲かつ弾性的に変形させるように、内側リング９２に可撓性または弾性伸縮性を提供する。
【００２５】
前述のように、アクチュエータ筐体２４は、組立式筐体であってもよいが、代替として、単一片筐体であってもよい。いずれの場合も、アクチュエータ筐体２４は、圧着部２６（図４）におけるように、弁本体３２に圧着され得る、下側筐体部分２４ａを含む。本開示の発明側面のうちの１つは、溶接されたダイヤフラムの使用から派生する利点である。例えば、ダイヤフラム弁等のダイヤフラムベースの流動制御デバイスは、典型的には、弁本体と筐体または弁覆い等の別の部材との間のダイヤフラム周辺上に堅固に締付される。筐体は、アクチュエータのための筐体としての役割を果たしてもよく、またはそうでなくてもよい。いずれの場合も、本締付作用は、弁空洞を密閉するために、ダイヤフラムの外側周辺部分を中心として、流密本体密閉を保証するために行なわれる。しかしながら、締付は、静的荷重によって行なわれ、筐体／弁覆いおよび弁本体が、典型的には、本体密閉を形成するように、ダイヤフラム上に高圧縮荷重を印加するために、ともにボルト締めされ、締結されることを意味する。弁覆いまたは筐体を弁本体に継合するためのボルト、またはネジ、あるいは締付具の使用は、所望より大きな半径方向寸法をもたらし得る。例えば、本明細書の表面実装システムのための例示的アセンブリ等のアセンブリでは、デバイスの半径方向包体または占有面積が、非常に制約され得る。結果として、本包体または専有面積内に嵌合しなければならない、ボルト締めされたアセンブリは、より小さい直径のダイヤフラムをもたらし、全体的流速を低減させ得る。
【００２６】
溶接されたダイヤフラムおよび随意の圧着筐体技法を使用することによって、所与のサイズ（専有面積）のデバイス内により大きな直径ダイヤフラムを提供することを発見した。これは、例えば、より大流量を提供するために使用することができる。しかしながら、また、高速作動および高サイクル用途において使用される溶接された設計によって、設計者は、溶接をダイヤフラムの曲げ応力から隔絶することを所望し得ることも判定された。したがって、締付リングは、締付リングが、依然として、所望の専有面積内に嵌合したままの状態において、本溶接部位の曲げ応力からの隔絶を提供するために使用されてもよい。活荷重側面は、圧着筐体の随意の使用に関わらず、溶接されたダイヤフラムと使用されてもよい。随意の圧着技法が使用される時、締付リングが、本体密閉を維持するように、ダイヤフラムに対して有効荷重を生成することが好ましい。これは、圧着設計が、ある場合には、静的荷重圧縮の損失を生じさせ得る、環境からの影響および振動を受けやすくあり得るためである。したがって、例示的実施形態では、溶接されたダイヤフラム、随意の活荷重、および随意の圧着アセンブリは、より大流量、環境からの影響をあまり受けにくく、かつダイヤフラム故障を伴うことなく、数百万サイクルまでの有意に高い動作サイクルを有し得る、ダイヤフラム流動制御デバイスを提供するように協働する。
【００２７】
下側筐体２４ａは、下方に突出するフランジ（図４Ａの配向に見られるように）の性質上、軸方向に延在する環状部材または突起９８を具備する。本突起９８は、下側筐体２４ａが、弁本体３２に継合されると、締付リング７０の内側リング９２に対向および接触する、荷重印加表面１００を呈する。より具体的には、本実施例では、荷重印加表面１００は、必要に応じて、内側部分９２ａまたは他の好適な位置の近傍またはそこにおいて、内側リング９２に係合する。突起９８は、下側筐体２４ａが、弁本体３２に継合されると、突起９８が、内側リング９２に対して、下方に押動し、図４Ｃに見られるような矢印Ｆによって表されるように、下側円筒形２４ａからの印加された荷重によって、内側リング９２を下方に偏向または弾性的に変形させるように定寸されてもよい。
【００２８】
再び、図４Ａを参照すると、締付リング７０の外側円周表面８２は、下側筐体２４ａの内部円筒形壁１０２内に密接に受容されてもよい。締付リング７０の外側壁８２とアクチュエータ筐体２４ａの内部円筒形壁１０２との間に、小間隙または密嵌合を有することによって、締付リング７０は、アセンブリ１０内に同心上に中心に据えられてもよく、およびまた、突起９８が、内側リング９２を偏向させると、内部円筒形壁１０２によって、支持されてもよい。これは、締付力を軸受表面７４を通して印加させ、軸受表面７４と弁本体支持表面７２との間のダイヤフラム４２を締め付ける。このように、内側リング９２に対する下側筐体２４ａの荷重力は、軸受表面７４と支持表面７２との間の圧縮活荷重または活荷重がかけられた締付力に変換され、溶接部位（溶接６２および熱影響域６４の一部または全部を含んでもよい）とダイヤフラムの内側部分４２ａとの間のダイヤフラムの外側締付部分７４を締め付け、圧縮する。突起９８の形態の荷重印加部材は、したがって、ダイヤフラム４２に印加された締付力の場所の半径方向内方にある、内側リング９２に対して、荷重を印加する。ダイヤフラム４２を支持する締付力は、弁が開放および閉鎖するのに伴う、ダイヤフラム４２の移動の間、溶接６２およびダイヤフラムの熱影響域６４の一部または全部を曲げモーメントおよび応力から隔絶するのを支援する。締付部分７４はまた、弁３０が、高圧力下、開放位置にある時、応力および曲げモーメントが、溶接６２および熱影響域６４の一部または全部に影響を及ぼさないよう隔絶する。図示されないが、支持部材または裏打部材が、間隙１０４内のダイヤフラム４２の非湿潤側に提供され、圧力下、ダイヤフラムを開放位置に支持してもよい。
【００２９】
締付リング７０によって生成される活荷重は、ダイヤフラム４２と弁本体３２との間の締付力を低減させ得る、弁およびアクチュエータの種々の部品の変化を補償するために使用されてもよい。例えば、弁本体３２は、ステンレス鋼を備えてもよい一方、アクチュエータ筐体２４は、アルミニウムを備えてもよい。これらの材料は、異なる熱膨張係数のため、異なる速度で膨張および収縮する。アセンブリ１０が、熱変化に曝されると、筐体２４と弁本体３２との間の圧縮荷重は、減少し、締付部分７４内のダイヤフラム４２に印加される締付力を低減させ得る。締付リング７０の活動荷重がかけられた弾性変形を提供することによって、ダイヤフラム４２にかかる締付力は、締付力の減少を生じさせる熱変動の間、アセンブリ１０の一部である、種々の構成要素の寸法上の変化が存在し得る場合でも、最小設計値を上回って維持され得る。
【００３０】
図４Ａを図４Ｃと比較すると、後者では、締付リング７０は、その自由な応力がかかっていない状態にある一方、前者では、締付リング７０は、搭載され、その応力がかけられた状態にあるように示されることに留意されたい。したがって、図４Ａにおける内側リング９２は、突起９８を通して内側リング９２に印加された力Ｆのため、幾分、弾性的に偏向されている（図４Ａに見られるように下方に）。本弾性変形または偏向は、バネの性質上、締付部分７４において、ダイヤフラムにかかる圧縮荷重を持続させるために使用される、ポテンシャルエネルギーを貯蔵するように作用する。片側だけ固定された内側リング９２に印加される力Ｆは、軸受表面７４を通して、高圧縮活荷重をダイヤフラムに印加する、高力Ｆ'をもたらす、またはそれに変換する。
【００３１】
締付リング７０の幾何学形状は、ダイヤフラムにかかる締付作用を促進するが、しかしながら、異なる形状および幾何学形状を伴う締付リングが使用されてもよい。利用可能な代替実施例をいくつか挙げると、外側壁８２は、円筒形である必要はないが、凸形状等の輪郭または他の形状を有してもよい。第１および第２の半径方向に延在する壁８４、８６は、半径上にある必要はないが、軸方向に先細であってもよい。リブ８８は、異なる外形および形状ならびに軸受表面７４を有してもよい。内側リング９２は、十分な可撓性が、別様に利用可能である場合、必ずしも、先細である必要はない。
【００３２】
図４Ｃから、締付リング７０は、好ましくは、必ずしも、そうではないが、ＸおよびＹ軸を中心として、対称であることに留意されたい。これによって、締付リング７０は、Ｘ軸に沿って、２つの配向のうちのいずかにおいて搭載可能となる。
【００３３】
突起９８は、下側筐体２４ａと一体型であるように例証されるが、また、アセンブリ内に搭載される別個の部品によって提供されてもよい。
【００３４】
図１および２を参照して、別の随意の特徴を例証する。基部１２は、典型的には、４つの側面１５０ａ-ｄと、平坦下側表面１５２および平坦上側表面１５４と、を含んでもよい。交差する側面における角は、選択的に、面取りされる、または別様に、組立者が、正しい角度配向において、表面上に弁本体を実装することができるように、視覚的にマークされてもよい。例えば、面取りされた角１５６は、面取りされた角１５８より視覚的に小さい面取り長を有してもよい。より小さい面取りされた角１５６は、ポート１６、１８の一方、例えば、入口として使用される時のポート１６に最も近い、２つの角であってもよい一方、より大きい面取りされた角１５８は、他方のポート１６、１８、例えば、出口して使用される時のポート１８に最も近くてもよい。このように、組立者は、ポート１６、１８を視認する必要なく、基部１２の正しい角度整合を把握し、また、基部１２が、適切に配向されているかの組立後検証を可能にする。視覚的に認知可能な角は、本明細書の実施形態のいずれと併用されてもよい。
【００３５】
図５および６を参照して、本明細書の本発明のうちの１つ以上を組み込む、手動で動作されるダイヤフラム弁アセンブリの実施形態を例証する。手動弁アセンブリ２００は、弁本体２０４と一体型である、基部２０２を含んでもよい。基部２０２は、本実施形態が、また、表面実装構成の場合のように、実装孔２０６を含んでもよい。弁本体２０４は、弁空洞２１２と連通する、２つの流動通路２０８、２１０を含む。ダイヤフラム２１４は、図１-４の前述の実施形態と類似構成において、溶接２１５において、弁本体２０４に溶接されてもよい。
【００３６】
手動で作動されるハンドル２１６は、弁の開放位置と閉鎖位置との間でダイヤフラム２１４を移動させるように、ネジ山付き弁ステム２１８を回転させるために使用される。弁ステム２１８は、２１９におけるように、随意に、単一片である筐体２２０に螺着継合され、ハンドル２１６は、ハンドル２１６の回転によって、弁ステム２１８を、ハンドル２１６の回転の方向に応じて、上下に軸方向に平行移動ささせるように、ボルト２２２によって、弁ステム２１８に固着される。弁ステム２１８は、ダイヤフラム２１４の非湿潤表面に接触する、ボタン２１７に係合してもよい。弁ステム２１８は、したがって、弁座２２４に向かって、およびそこから離れるように、内側部分を移動させることによって、その開放位置と閉鎖位置との間でダイヤフラム２１４を移動させる。
【００３７】
本明細書の前述の実施形態におけるように、筐体２２０は、圧着部分２２６によって、弁本体２０４に継合されてもよい。図６Ａを参照して、圧着部分２２６の下またはそれに隣接して、弁本体２０４の刻み付き部分２０５を提供する随意の特徴を例証する。筐体２２０と弁本体２０４との間の本刻み付けあるいは他の好適な粗面または摩擦界面は、ハンドル２１６と弁本体２０４との間で伝達されるトルクに対して、任意の傾向を低減させ、トルクは、そうでなければ、圧着接続を脆弱化させたり、または、ダイヤフラムに印加された締付力を有害に変化させたりもし得る。
【００３８】
締付リング２２８が、提供され、前述の第１の実施形態において説明されたように同様に使用されてもよい。ハンドル２１６は、アクチュエータおよび弁アセンブリ２００を封入するためのキャップとして使用されてもよい。筐体２２０は、内側リング２３２上に、圧縮活荷重に変換され、締付リング２２８と弁本体２０４上の支持表面２３４との間のダイヤフラム２１４を締め付ける、荷重を付与するように、締付リング２２８に係合する、荷重印加部材２３０を含んでもよい。ダイヤフラム２１４の締付部分は、好ましくは、溶接２１５から離間され、半径方向に内方にあって、そしてまた、好ましくは、ダイヤフラム２１４の熱影響域から半径方向に内方にある。
【００３９】
本実施例における手動で作動される弁２００は、４分の１転動弁であってもよいが、しかしながら、他の構成が、必要に応じて、２つの実施例を挙げると、半分転動および完全転動を含め、使用されてもよい。弁ステム２１８は、ネジ山付き接続２１９によって、筐体２２０に螺着継合されるため、弁ステム２１８の回転は、筐体２２０と弁本体２０４との間の圧着接続を脆弱化させ得る、筐体２２０上に望ましくないトルクを付与する傾向を有し得る。締付リング２２８は、ダイヤフラムの締付部分の面積内において、突起２３０と締付リング２２８との間に、実質的摩擦および荷重、ならびに締付リング２２８と溶接されたダイヤフラム２１４との間に、実質的摩擦および荷重が存在するため、本傾向に対抗する。これらの摩擦荷重は、いかなるトルクが、弁２００の手動作動によって、筐体２２０内に誘発される場合も、その影響を減少させ、多くの場合、排除する傾向にあるであろう。
【００４０】
前述の最初の２つの実施形態では、一体型単一片本体としての締付リングは、ダイヤフラムに締付機能を提供し、ならびにその荷重を活荷重として提供することの両方を行なう。しかしながら、他の実施形態では、締付力および活荷重は、２つ以上の別個の片によって達成されてもよい。図７を参照して、溶接２５６において、弁本体２５４に固着された溶接されたダイヤフラム２５２を有する、ダイヤフラム弁２５０における、そのような実施形態を示す。ダイヤフラム２５２は、締付リング２５８と弁本体２５４の支持表面２６０との間で圧縮される。別個の活荷重部材２６２、例えば、Ｂｅｌｌｖｉｌｌｅバネまたは他の伸縮性バネ状部材が、筐体２６６の支持または荷重印加表面２６４と締付リング２５８の軸受表面２６８との間に捕捉される。表面２６４は、代替として、本明細書に前述される第１および第２の実施形態におけるように、筐体の突起によって提供されてもよい。応力がかかっていない、または荷重がかけられていない状態における部材２６２は、筐体２６６が弁本体２５４に固着されると、幾分または完全に平面となる、あるいは可能性として、反転され、したがって、締付リング２５８に対して、活荷重を提供する、円錐または他の非平面形状を有してもよい。代替実施形態では、部材２６２、または筐体２６６、あるいは両方とも、部材２６２が、図面に見られるように、後方または上下逆に搭載することができないように構成されてもよい。
【００４１】
図８に例証されるさらに別の代替実施形態では、締付リング２５８はまた、締付リング２５８、ダイヤフラム２５２、および弁本体が、１つ以上の溶接によって継合されるように、溶接２８０におけるように、弁本体２５４に溶接されてもよい。締付リング２５８は、溶接部位の半径方向内方の弁本体２５４の非溶接支持表面に対して、ダイヤフラムに締付力を印加するために使用され、活荷重部材２６２はまた、締付リング２５８に対して、活荷重付勢力を提供するために使用される。
【００４２】
例えば、図４または図６の実施形態の代替実施形態である、図９の実施形態では、溝または他の陥凹２９０が、弁本体２０４の支持表面２３４内に形成されてもよい。ダイヤフラムの締付部分７６の少なくとも一部は、締付リング７０が、最初に、荷重がかけられ、それによって、ダイヤフラム４２および弁本体３２と締付リング７０との間に、いくつかの用途では、さらに、曲げモーメントおよび応力が、溶接６２または熱影響域６４に影響を及ぼさないように隔絶するのを支援し得る、機械的係止を提供すると、本溝２９０内に押圧されるであろう。
【００４３】
図１０の実施形態では、締付リング３００のための代替幾何学形状を例証する。本締付リング３００は、一体型本体であってもよく、または、例えば、背面合わせに位置付けられた２つのＢｅｌｌｖｉｌｌｅタイプバネワッシャ（相互に対向する凸面側面）によって実現されてもよい。本実施形態では、締付リング３００は、筐体の表面３０２と弁本体３０６の支持表面３０４との間に捕捉される。締付リング３００は、筐体の表面３０２に係合する、第１の荷重表面３０８と、圧縮荷重をダイヤフラム３１２に印加する、軸受表面３１０と、を含む。二重側面締付リング３００は、したがって、図４におけるような単一側面実施形態と比較して、２倍の活荷重力をダイヤフラムに提供することができる。筐体の突起（図示せず）は、依然として、前述の実施形態におけるように、締付リングをさらに偏向させるために使用されてもよい。下側側面３１４に向かっての締付リングの上側側面３１６の圧縮もまた、活荷重係合を提供することに留意されたい。
【００４４】
図１１の実施形態では、締付リング３２２の半径方向内側縁３２０は、先細であって、内側リング３２４の半径は、内側縁３２０が、アクチュエータ筐体の突起３２８の先細表面３２６に係合するように定寸されてもよい。本係合は、必ずしも、締付リング３２２の外径と筐体の円筒形内部壁１０２の内径との間の緊密な公差制御に依存する必要なく、締付リング３２２を筐体内の中心に据えるために使用されてもよい。
【００４５】
図１２は、本明細書の図１-４の実施形態に対して、多くの観点において類似し得る、別の実施形態を例証しており、同一参照番号が、同一部品のために使用され、その説明は、反復される必要はないものとする。２つの実施形態の差異は、締付リング４００の構成および幾何学形状である。締付リング４００はまた、例えば、図５および６の手動アクチュエータ実施形態において使用されてもよい。
【００４６】
図１３、１３Ａ、および１３Ｂは、締付リング４００をより詳細に例証する。締付リング４００は、外側円周本体４０２と、半径方向に内向きに延在するリング４０４と、を含む。リング４０４の内側端４０６は、それに対して、筐体２４ａおよび弁本体３２が組み立てられると、筐体２４ａの荷重印加表面１００が、押圧される、表面４０８を呈する。リブ４１０は、軸受表面７４を呈する。リング４０４の片側だけ固定される性質は、弾性変形に伴って、伸縮撓曲し、それによって、筐体２４ａによって提供される荷重をダイヤフラム４２にかかる圧縮活荷重力に変換し、ダイヤフラムの締付部分７６は、軸受表面７４と弁本体支持表面７２との間で圧縮される。本締付部分７６は、溶接部位、特に、溶接６２および熱影響域６４の一部または全部を隔絶するのを支援する。
【００４７】
図１３Ａ、Ｂの実施形態は、Ｘ軸を中心とする対称的締付リングではないが、そのように要求される場合、対称的として構成されてもよいことに留意されたい。締付リング４００は、特に、弁が開放時、流体圧下、ダイヤフラムに上方に応力がかかると、ダイヤフラム４２を支持するように、ダイヤフラム４２の非湿潤側に近接して、下側支持表面４１２を呈する。半径方向軸Ｙを中心として、非対称的であるが、締付リング４００は、図１２に例証されるものと反対の配向において、上下逆に搭載される場合、高さ外形が、筐体２４ａを弁本体３２上に搭載させ得ないように、適切に定寸されてもよい。
【００４８】
図１４および図１４Ａ-１４Ｃを参照すると、随意の実装ボルト保定特徴の実施形態が、例証される。本特徴は、例えば、基部１２を隣接するマニホールド、基板、または他の表面に取着するために使用される、実装ボルト４５０を保定するために使用されてもよい。表面実装マニホールドデバイスの観点から例証されるが、保定特徴は、本体が、保定特徴を収容することができる、本体によって、実装ボルトを保定することが所望される、任意の用途において使用されてもよい。
【００４９】
実装ボルト４５０は、実装孔１４（図２）内に受容され、基部１２（弁およびアクチュエータアセンブリを含む）をマニホールド、基板等の表面に取着するために使用される。本実施例では、環状Ｏリング４５２の形態で実現される、保定特徴４５２は、筐体２４上に配置され、好ましくは、滑り嵌めされるように定寸される。図１４では、Ｏリング４５２は、実装ボルト４５０の表面４５０ａに係合するように、基部１２に十分に密接して押下されている。Ｏリング４５２は、実装ボルト４５０が、その個別の実装孔１４から外れないよう防止するように、十分な幅であるように選択されるべきである。Ｏリング４５２は、したがって、アセンブリ１０の表面上への実装に先立って、正常操作および搬送の間、実装ボルト４５０が、その個別の実装孔１４から外れるのを防止する。図１４Ａに例証されるように、実装ボルト４５０のうちの１つ以上をその個別の実装孔１４内から除去またはそこに挿入するために、Ｏリング４５２が、筐体２４を上方に転動または摺動させ、実装ボルトを挿入または除去させるために十分な隙間を提供してもよい。図１４Ｂでは、Ｏリング４５２は、実装ボルト４５０が外れるのに干渉するために十分に下方に摺動され戻される。図１４Ｃでは、アセンブリ１０が、表面（図示せず）に実装されると、Ｏリング４５２は、定位置に残留される、または異なる位置に引張されてもよい。
【００５０】
本明細書の本発明はまた、締付リングおよびダイヤフラムデバイスの他の構造特徴の製造、動作、および使用と関連付けられた方法を想定する。一実施形態では、例えば、ダイヤフラム弁を製造する方法は、ダイヤフラムの外側部分を弁本体に溶接するステップと、ダイヤフラムの溶接された部分とダイヤフラムの中心との間にある締付場所において、弁本体に対して、圧縮荷重をダイヤフラムに印加するステップと、を含んでもよい。より具体的実施形態では、活荷重は、圧縮荷重のために提供される。さらなる実施形態では、製造方法は、ダイヤフラムの外側部分を弁本体に溶接するステップと、ダイヤフラムを中心として、筐体を圧着するステップと、を含んでもよい。より具体的実施形態では、圧着筐体は、ダイヤフラム上に活荷重圧縮を生成する、部材に対して、荷重を印加する。
【００５１】
発明側面が、例示的実施形態を参照して説明された。本明細書を読み、理解することによって、修正および改変が想起されるであろう。添付の特許請求またはその均等物の範囲内である限りにおいて、すべてのそのような修正および改変を含むことが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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