(57)【要約】      （修正有）【課題】シール部の圧縮永久歪みを抑制することにより、長期にわたって良好なシール性を維持できるダイヤフラムバルブ用隔膜を提供する。【解決手段】ボデイと、隔膜２０と、ボンネットと、コンプレッサと、駆動機構を、備えたダイヤフラムバルブのボデイにおいて、隔膜のシール部２２は、ボンネットの環状の押圧面とボデイの装着口の周縁部に形成された環状の受面との間で、狭圧されている。隔膜の開閉部２１にはコンプレッサが連結され、このコンプレッサが駆動機構により移動することにより、開閉部が堰から離れた開き位置と、堰の頂面に着座した閉じ位置との間で弾性変形される。隔膜のシール部の圧縮永久歪みを抑制するために、シール部には環状をなす第１補強布２７を埋め込んでいる。この補強布の他に、隔膜の全域にわたる第２補強布２８を追加して埋め込んでもよい。開閉部とシール部での補強布の単位面積当たりの量が相違している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤフラムバルブの流路を開閉するための弾性変形可能な開閉部と、ダイヤフラムバルブのボディとボンネットとの間で挟圧される環状のシール部と、を有するダイヤフラムバルブ用隔膜において、
少なくとも上記シール部に補強布が埋め込まれており、上記シール部での上記補強布の単位面積当たりの量に比べて、上記開閉部での上記補強布の単位面積当たりの量が少ないことを特徴とするダイヤフラムバルブ用隔膜。
【請求項２】
上記補強布が、上記シール部に埋め込まれた環状の第１補強布を含むことを特徴とする請求項１に記載のダイヤフラムバルブ用隔膜。
【請求項３】
上記補強布が、上記第１補強布に加えて第２補強布を含み、上記第２補強布が上記開閉部から上記シール部にわたって埋め込まれ、上記シール部において、上記第１補強布と上記第２補強布が厚み方向に離間していることを特徴とする請求項２に記載のダイヤフラム用隔膜。
【請求項４】
上記補強布が、上記第１補強布だけで構成されていることを特徴とする請求項２に記載のダイヤフラムバルブ用隔膜。
【請求項５】
上記補強布がナイロン製またはカーボン製であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のダイヤフラムバルブ用隔膜。
【請求項６】
流路と、上記流路の中間部で隆起した堰と、上記堰に対向して形成された装着口と、上記装着口の周縁部に形成された環状の受面と、を有するボデイと、
上記装着口を覆う請求項１〜５のいずれかに記載のダイヤフラムバルブ用隔膜と、
上記隔膜を覆うようにして上記ボデイに固定され、環状の押圧面を有し、上記押圧面と上記ボデイの受面との間で上記隔膜の上記シール部を挟圧するボンネットと、
上記隔膜の中央部において上記堰の反対側に連結されたコンプレッサと、
上記ボンネットに設けられ、上記コンプレッサを移動させることにより、上記隔膜の上記開閉部を上記堰から離れた開き位置と、上記コンプレッサにより上記堰の頂面に押圧された閉じ位置との間で弾性変形させる駆動機構と、
を備えていることを特徴とするダイヤフラムバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤフラムバルブ用隔膜およびこの隔膜を装備したダイヤフラムバルブに関し、特に隔膜の周縁部（シール部）の補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されているように、ダイヤフラムバルブのボデイは、流路の中間部に形成された堰と、この堰に対向して形成された装着口とを有している。この装着口を隔膜が覆っており、さらにこの隔膜をボンネットが覆っている。
隔膜の周縁部は環状のシール部として提供され、ボンネットの環状の押圧面とボデイの装着口の周縁部に形成された環状の受面との間で、狭圧されている。これにより、上記受面と押圧面との間がシールされ、流路を流れる流体がボデイの装着口から外部に漏れるのを防止している。
【０００３】
上記隔膜の装着口に対応する部位は、開閉部として提供され、その中央部にはコンプレッサが連結されている。このコンプレッサをボンネットに設けられた駆動機構で移動させることにより、隔膜の開閉部が開き位置と閉じ位置との間で弾性変形される。開き位置では隔膜が堰から離間し、流路が開かれる。閉じ位置では、隔膜がコンプレッサにより堰の頂面に押圧され、流路が閉じられる。
【０００４】
特許文献１のダイヤフラムバルブでは、隔膜の開閉部およびシール部を含む全域にわたって補強布が埋め込まれており、ゴム材料からなる隔膜を補強している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２４９８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
隔膜の環状のシール部は、ボデイの受面とボンネットの押圧面との間で狭圧され、常に圧縮状態にある。そのため、長期使用により隔膜のシール部に圧縮永久歪みが進行し、シール部の弾性の低下によりシール性が低下する。特に、高温の流体を流通させる過酷な環境下では、高温と低温の繰り返しにより圧縮永久歪みの進行が速い。
【０００７】
特許文献１のダイヤフラムバルブでは、隔膜全域にわたって補強布が埋め込まれており、開閉部とシール部の両方を補強している。しかし、隔膜の開閉部とシール部は機能上の相違があり、一様に補強しても満足する補強効果は得られない。すなわち、隔膜のシール部の圧縮強度を高めて圧縮永久歪みを十分に抑制するために補強布の密度（単位面積当たりの量）を高めると、開閉部での弾性の低下を招き、その開閉動作の負荷が増大してしまう。これとは逆に、開閉部の弾性を維持しながら補強するために補強布の密度を抑えると、シール部の圧縮強度を十分に確保できず、上記の圧縮永久歪みを抑制できなくなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、ダイヤフラムバルブの流路を開閉するための弾性変形可能な開閉部と、ダイヤフラムバルブのボディとボンネットとの間で挟圧される環状のシール部と、を有するダイヤフラムバルブ用隔膜において、
少なくとも上記シール部に補強布が埋め込まれており、上記シール部での上記補強布の単位面積当たりの量に比べて、上記開閉部での上記補強布の単位面積当たりの量が少ないことを特徴とする。
上記構成によれば、補強布の単位面積当たりの量が、シール部で高く開閉部で少ない（ゼロの場合を含む）ので、開閉部では過度に弾性を低下させずに開閉時の負荷の増大を回避でき、シール部では圧縮永久歪みを抑制できる程度に圧縮強度を高めることができる。
【０００９】
好ましくは、上記補強布が、上記シール部に埋め込まれた環状の第１補強布を含む。
上記構成によれば、環状の第１補強布を用いることにより、開閉部とシール部での補強布の単位面積当たりの量の相違を容易に得ることができる。
【００１０】
好ましくは、上記補強布が、上記第１補強布に加えて第２補強布を含み、上記第２補強布が上記開閉部から上記シール部にわたって埋め込まれ、上記シール部において、上記第１補強布と上記第２補強布が厚み方向に離間している。
上記構成によれば、第２補強布により開閉部を過度の弾性低下を招かずに補強することができるとともに、開閉部とシール部での補強布の単位面積当たりの量の相違を得ることができる。
【００１１】
開閉部での補強が必要ない場合には、上記補強布が、上記第１補強布だけで構成されていてもよい。
好ましくは、上記補強布がナイロン製またはカーボン製である。
【００１２】
本発明の他の態様は、ダイヤフラムバルブにおいて、
流路と、上記流路の中間部で隆起した堰と、上記堰に対向して形成された装着口と、上記装着口の周縁部に形成された環状の受面と、を有するボデイと、
上記装着口を覆う上記ダイヤフラムバルブ用隔膜と、
上記隔膜を覆うようにして上記ボデイに固定され、環状の押圧面を有し、上記押圧面と上記ボデイの受面との間で上記隔膜の上記シール部を挟圧するボンネットと、
上記隔膜の中央部において上記堰の反対側に連結されたコンプレッサと、
上記ボンネットに設けられ、上記コンプレッサを移動させることにより、上記隔膜の上記開閉部を上記堰から離れた開き位置と、上記コンプレッサにより上記堰の頂面に押圧された閉じ位置との間で弾性変形させる駆動機構と、
を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ダイヤフラムバルブ用隔膜の開閉部の弾性に悪影響を与えることなく、シール部の圧縮永久歪みを抑制でき、長期にわたって良好なシール性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るダイヤフラムバルブを流路が開いた状態で示す縦断面図である。
【図２】上記ダイヤフラムバルブで用いられる隔膜の拡大断面図である。
【図３】隔膜の他の形態を示す図２相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照しながら説明する。図１、図２に示すように、ダイヤフラムバルブは、ボデイ１０と、隔膜２０と、ボンネット３０と、コンプレッサ４０と、駆動機構５０を、主たる構成として備えている。
【００１６】
本実施形態のボデイ１０はポリ塩化ビニルにより形成されているが、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、パ−フルオロアルキルビニルエーテル共重合体。ポリクロロトリフルオロエチレン等の他の樹脂、または金属や磁器で形成してもよい。
ボデイ１０は、内部に流路１１を有しており、この流路１１のいずれか一方の開口端が流入端として提供され、他方の開口端が流出端として提供される。これら開口端の外周にはフランジ１２が形成されており、これらフランジ１２に配管が接続されるようになっている。
【００１７】
ボデイ１０は、流路１１の中央部において底部から隆起する堰１３を有するとともに、この堰１３に対向した位置（図１において堰１３の上側）に装着口１４を有している。
堰１３は、流路１１と直交する方向に延びており、その頂面１３ａが弁座として提供される。この頂面１３ａは、両端に向かって高くなるように凹状に湾曲している。頂面１３ａの両端は、装着口１４の内周の外側（図１において上側）の縁に位置している。装着口１４の周縁部の外側には、環状の平坦な受面１５が形成されている。
【００１８】
隔膜２０は、装着口１４を覆うようにしてボデイ１０に装着されている。本実施形態の隔膜２０は、ゴム材料からなる単一の部材で形成されている。本実施形態ではゴム材料としてＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）を用いているが、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルフォン化ゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、塩素化ポリエチレン、フッ素ゴム等を用いてもよい。
【００１９】
ボンネット３０は、一端が開口されたフード形状または椀形状をなし、隔膜２０を覆っている。本実施形態のボンネット３０はポリ塩化ビニルからなるが、ボデイ１０と同様に他の樹脂または金属や磁器で形成してもよい。
ボンネット３０はその開口周縁に形成された鍔部３１が、ボルトおよびナット（図示しない）によりボデイ１０に固定されている。ボンネット３０の開口側端面は環状の平坦な押圧面３２として提供される。この押圧面３２は、上記ボデイ１０の受面１５と対向している。
【００２０】
隔膜２０の装着口１４に臨む領域は、後述の開閉動作を行なう開閉部２１として提供される。隔膜２０の周縁部は環状のシール部２２として提供され、上記ボデイ１０の受面１５と上記ボンネット３０の押圧面３２との間で圧縮状態で挟持されている。
【００２１】
コンプレッサ４０は、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等により形成されており、隔膜２０の中央部に連結されている。すなわち、隔膜２０の開閉部２１の中央部には、短柱形状の連結部材４５の一端部が埋め込まれている。この連結部材４５は開閉部２１から外側（図１、図２において上側）に突出しており、この突出端部にコンプレッサ４０が固定されている。
コンプレッサ４０は、隔膜２０に対向する面が凸曲面をなしている。この凸曲面は、上記堰１３の頂面１３ａに対応する輪郭を有している。
【００２２】
図１に示すように、ボンネット３０には手動式の駆動機構５０が設けられている。駆動機構５０は、コンプレッサ４０を堰１３に対して接近、離間する方向（図１において上下方向）に移動させるようになっている。簡単に説明すると、駆動機構５０は、ボンネット３０の頂部に回動可能に支持されたハンドル５１と、このハンドルの中央に固定されてボンネット３０の頂部を貫通するスリーブ５２と、このスリーブ５２に挿入されたステム５３とを有している。ステム５３の内端部（図１における下端部）がコンプレッサ４０に固定されている。
スリーブ５２の内周には雌ねじ部５２ａが形成されており、ステム５３の外周には、この雌ねじ部５２ａに螺合する雄ねじ部５３ａが形成されている。
【００２３】
ハンドル５１を回すと、スリーブ５２がハンドル５１と一緒に回り、スリーブ５２とステム５３の螺合作用を介してステム５３が軸方向に移動し、その結果、コンプレッサ４０が堰１３に対して接近、離間する方向に移動し、隔膜２０の開閉部２１が開き位置と閉じ位置との間で弾性変形する。
【００２４】
図１に示すように隔膜２０の開閉部２１が堰１３から離れた開き位置にある時、流路１１の流入端から流入した流体は堰１３と隔膜２０との間を通って、流出端へと流れる。
【００２５】
隔膜２０の開閉部２１が弾性変形を伴って堰１３に近づくにつれて、隔膜２０と堰１３との間の流通断面積が小さくなり、やがて隔膜２０の開閉部２１が堰１３の頂面１３ａに着座することにより、流路１１が閉じられる。
【００２６】
隔膜２０の開閉部２１が堰１３の頂面１３ａに着座してから、さらにコンプレッサ４０を堰１３に近づけることにより、コンプレッサ４０の湾曲面が隔膜２０の開閉部２１を堰１３の頂面１３ａに押し付け、流体の流通を確実に遮断することができる。
【００２７】
隔膜２０の開閉部２１の流路１１側の面には、ボデイ１０の堰１３の頂面１３ａに対向して突条２１ａが形成されており、上記堰１３に着座した時のシール性を高めている。
隔膜２のシール部２２において押圧面３２を向く面には、円環状の凸リブ２５が形成され、この凸リブ２５が押圧面３２に形成された係止リブ３５に係止されるようになっている。
隔膜２のシール部２２において受面１５を向く面にも円環状の凸リブ２６が形成されており、この凸リブ２６は、受面１５に形成された円環状の凹溝１６に嵌るようになっている。
【００２８】
次に、本発明の要旨である隔膜２０の補強構造について詳述する。
図２に示すように、隔膜２０のゴム材料中には補強布として第１補強布２７と第２補強布２８が埋め込まれている。第１補強布２７は環状をなし、隔膜２０のシール部２２にのみ埋め込まれている。第２補強布２８は、隔膜２０の開閉部２１とシール部２２にわたり略全域に埋め込まれている。シール部２２において第１補強布２７と第２補強布２８は厚み方向に離間している。これら第１、第２補強布２７，２８は、ナイロン製またはカーボン製の糸を織ることにより構成されている。
【００２９】
上記構成から明らかなように、開閉部２１での補強布の単位面積当たりの量は、シール部２２での補強布の単位面積当たりの量より少ない。
【００３０】
前述したように、隔膜２０のシール部２２は、ボデイ１０の受面１５とボンネット３０の押圧面３２との間で圧縮されており、圧縮永久歪みが生じる環境にある。流路１１を高温流体が流れる場合には、高温状態と低温状態が繰り返されて、圧縮永久歪みがより一層進行し易い。しかし、本実施形態では、シール部２２には第１、第２の補強布２７，２８が埋め込まれていて補強布の単位面積当たりの量が多いため、シール部２２の圧縮強度を高くでき、シール部２２の圧縮永久歪みを十分に抑制することができ、良好なシール機能を長期にわたって維持できる。
開閉部２１には第２補強布２８だけが埋め込まれており、補強布の単位面積当たりの量が少ないので、開閉部２１をその弾性を大きく減じることなく適度に補強することができる。
【００３１】
図３に示すように、隔膜２０の開閉部２１の補強が必要ない場合には、環状の第１補強布２７だけをシール部２２に埋め込んでもよい。第１補強布２７は、単独で圧縮永久歪みを抑制できる単位面積当たりの量になるよう、選択される。なお、シール部２２に複数枚の第１補強布２７を厚み方向に離間して埋め込んでもよい。
最も好ましい態様は、第二補強布２８を全面に備えるとともに、シール部のみさらに第一補強布２７を備えるものである。
【００３２】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨に反しない限りにおいて種々の改変をなすことができる。
例えば、隔膜は、ゴム材料からなる第１部材と、この第１部材の流路側に配置されたＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の耐薬品性材料からなる第２部材とを積層することにより構成してもよい。この場合には、第１部材のゴム材料中に補強布が埋め込まれる。
ボンネットとボデイは、ボルト、ナット以外の締め付け金具で固定してもよい。
駆動機構は、手動式のみならず、自動式例えば空気圧駆動式やモータ駆動式であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、ダイヤフラムバルブに適用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１０  ボデイ
１１  流路
１３  堰
１３ａ  頂面
１４  装着口
１５  受面
２０  ダイヤフラム
２１  開閉部
２２  シール部
２７  第１補強布
２８  第２補強布
３０  ボンネット
３２  押圧面
４０  プレッシャ
５０  駆動機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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