(57)【要約】 【課題】  加工が極めて容易でかつ材料の歩留りもよく、製造コストを大幅に低減することができる弁本体の製造方法を提供する。【解決手段】  弁本体を、所定長の管材（２０）を用意し、管材の一側部（２２）に管材の中空部にまで貫通して開口すると共に横方向から見て略Ｖ字状ないし略Ｕ字状の断面形状を有する開口溝（２４）を形成し、溝の底部が少なくとも管材の一側部と面一となる位置近傍まで変形するように且つ管材の他側部（２５）の内部に横方向から見て山状の断面形状を有する凸部が形成されるようにプレス曲げ加工し、管材の一側部を所定形状に機械加工し、中心部に略円形の開口部を有する板材を管材のプレス曲げ加工後の開口溝によって形成される開口部上に溶着し、管材を所定寸法に機械仕上げ加工して形成する。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁座（３）と前記弁座を介して相互に連続する２つの通路（４，５）とからなる弁本体（２）と、前記弁本体の前記弁座に圧接着座して前記２つの通路の間を非連通にするダイヤフラム（８）とを備えたダイヤフラム弁（１）の前記弁本体を、
所定長の管材（２０）を用意し、前記管材の一側部（２２）に前記管材の中空部（２３）にまで貫通して開口すると共に横方向から見て略Ｖ字状ないし略Ｕ字状の断面形状を有する開口溝（２４）を形成し、前記溝の底部が少なくとも前記管材の前記一側部と面一となる位置近傍まで変形するように且つ前記管材の他側部（２５）の内部に横方向から見て山状の断面形状を有する凸部（２６）が形成されるようにプレス曲げ加工し、前記管材の前記一側部を所定形状に機械加工し、中心部に略円形の開口部を有する板材を前記管材の前記プレス曲げ加工後の前記開口溝によって形成される開口部（２７）上に溶着し、前記管材を所定寸法に機械仕上げ加工して形成したことを特徴とするダイヤフラム弁の弁本体の製造方法。
【請求項２】
前記管材（２０）は、金属製の板材を略方形状に切断し、略方形状に切断された前記板材をロール加工し、ロール加工された前記板材の両端部をプラズマ溶接して形成したことを特徴とする請求項１に記載のダイヤフラム弁の弁本体の製造方法。
【請求項３】
前記プレス曲げ加工は、先端部が直線状に延びる凸状曲げ型を前記管材の前記他側部に前記先端部が直交するように当てて行ない、かつ、ダイクッションプレス法によることを特徴とする請求項１又は２に記載のダイヤフラム弁の弁本体の製造方法。
【請求項４】
前記プレス曲げ加工は、熱間曲げプレス法によることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のダイヤフラム弁の弁本体の製造方法。
【請求項５】
前記管材（２０）は、チタニウム合金製であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のダイヤフラム弁の弁本体の製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載のダイヤフラム弁の弁本体の製造方法により製造したことを特徴とするダイヤフラム弁の弁本体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤフラムによって開閉するダイヤフラム弁の弁本体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイヤフラム弁は、例えば、弁座とこの弁座を介して相互に連続する２つの通路とを有する金属製の弁本体と、弁本体の弁座に圧接着座して弁本体の２つの通路を非連通にするダイヤフラムと、このダイヤフラムを作動させるためのダイヤフラム作動機構とからなる（例えば、特許文献参照）。
【０００３】
従来、この弁本体の製造は、鋳物金属ブロックを機械加工によって削り出すことにより行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００３−１３９２５７号公報（第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、従来の弁本体の製造は、鋳物金属ブロックを機械加工によって削り出すことにより行われている。
【０００６】
しかしながら、弁本体は、内部に弁座と、この弁座を介して相互に連続する２つの通路とを有し、かつこの弁座近傍部分は滑らかな曲面により形成されているため、機械加工が容易ではなく、加工に極めて時間を要し、コスト高を招くという問題がある。
【０００７】
また、鋳物金属ブロックの削り出しによって形成するため、大量の切り粉を生じ、材料の歩留りが悪く、コスト高を招くという問題がある。
【０００８】
これと共に、近年バイオ関連プラント等において、材料の不活性、それに伴うメンテナンスの容易性などの観点から、チタニウム合金製の弁本体を備えたダイヤフラム弁が多用されるようになった。しかしながら、チタニウム合金製の弁本体では、ステンレス製などの弁本体に比べて、特に機械加工が難しく、また材料として高価であるため歩留りの悪さが顕著な問題となっている。
【０００９】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、加工が極めて容易であり、かつ材料の歩留りもよく、よって製造コストを大幅に低減することができる、ダイヤフラム弁の弁本体の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の課題を解決するために、本発明が採用する手段は、弁座と弁座を介して相互に連続する２つの通路とからなる弁本体と、弁本体の弁座に圧接着座して２つの通路の間を非連通にするダイヤフラムとを備えたダイヤフラム弁の弁本体を、
所定長の管材を用意し、管材の一側部に管材の中空部にまで貫通して開口すると共に横方向から見て略Ｖ字状ないし略Ｕ字状の断面形状を有する開口溝を形成し、溝の底部が少なくとも管材の一側部と面一となる位置近傍まで変形するように、且つ管材の他側部の内部に横方向から見て山状の断面形状を有する凸部が形成されるようにプレス曲げ加工し、管材の一側部を所定形状に機械加工し、中心部に略円形の開口部を有する板材を管材のプレス曲げ加工後の開口溝によって形成される開口部上に溶着し、管材を所定寸法に機械仕上げ加工して形成したことにある。
【００１１】
このように、本発明のダイヤフラム弁の弁本体の製造方法においては、ダイヤフラム弁の弁本体を管材からプレス曲げ加工により形成するから、従来の鋳物金属ブロックからの削りだしに比べて、加工が極めて容易になり、かつ材料の歩留りもよくなる。
【００１２】
上記管材は、金属製の板材を略方形状に切断し、略方形状に切断された板材をロール加工し、ロール加工された板材の両端部をプラズマ溶接して形成することが望ましい。
【００１３】
このように、管材を金属製の板材からロール加工とプラズマ溶接とにより形成することにより、比較的に大口径の管材について、様々な口径と肉厚を有する管材を容易に入手することができるようになる。また、コスト低減を図ることができる。
【００１４】
上記プレス曲げ加工は、先端部が直線状に延びる凸状曲げ型を管材の他側部に曲げ型の先端部が直交するように当てて行ない、かつ、ダイクッションプレス法によることが望ましい。
【００１５】
先端部が直線状に延びる凸状曲げ型を、管材の他側部にその先端部が直交するように当ててプレス曲げ加工を行なうことにより、管材の他側部内部に、従来は削り出しにより形成されていた横方向から見て山状の断面形状を有する凸部と、その凸部上に２つの通路に対して直角方向に直線上に延びる弁本体の弁座とを、同時に、且つ極めて容易に形成することができる。したがって、製造コストの大幅な削減ができる。また、ダイクッションプレス法により、プレス加工時に管材に衝撃的な曲げ応力がかかることが防止され、滑らかな曲げ加工が可能となり、管材に対する割れ発生等を防止できる。
【００１６】
上記プレス曲げ加工は、熱間曲げプレス法によることが望ましい。このように、プレス曲げ加工を熱間曲げプレス法によって行なうことにより、管材を所定形状に極めて容易に、かつ、割れの発生を防止すると共に残留応力を充分に抑制して形成することができる。
【００１７】
上記管材は、チタニウム合金製であることが望ましい。上述のように、チタニウム合金製の弁本体では、ステンレス製などの弁本体に比べて、特に機械加工が難しく、また材質的にもより高価であるため歩留りの悪さが顕著な問題となっている。したがって、本発明のダイヤフラム弁の弁本体の製造方法は、上述のように加工が極めて容易であり、かつ材料の歩留りがよいから、チタニウム合金製の弁本体において特段の有利性がある。
【００１８】
また、上記いずれのダイヤフラム弁の弁本体の製造方法により製造されたダイヤフラム弁の弁本体についても、それぞれ同様の作用効果を有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のダイヤフラム弁の弁本体の製造方法は、弁座と弁座を介して相互に連続する２つの通路とからなる弁本体と、弁本体の弁座に圧接着座して２つの通路の間を非連通にするダイヤフラムとを備えたダイヤフラム弁の弁本体を、
所定長の管材を用意し、管材の一側部に管材の中空部にまで貫通して開口すると共に横方向から見て略Ｖ字状ないし略Ｕ字状の断面形状を有する開口溝を形成し、溝の底部が少なくとも管材の一側部と面一となる位置近傍まで変形するように、且つ管材の他側部の内部に横方向から見て山状の断面形状を有する凸部が形成されるようにプレス曲げ加工し、管材の一側部を所定形状に機械加工し、中心部に略円形の開口部を有する板材を管材のプレス曲げ加工後の開口溝によって形成される開口部上に溶着し、管材を所定寸法に機械仕上げ加工して形成する。
【００２０】
したがって、加工が極めて容易であり、かつ材料の歩留りもよく、製造コストを大幅に低減することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るダイヤフラム弁の弁本体の製造方法により製造の弁本体を使用したダイヤフラム弁を示す部分正面断面図である。
【図２】円管材を示す断面図である。
【図３】図２の矢線Ａ−Ａから見た円管材を示す断面図である。
【図４】フランジ部材を示す平面図である。
【図５】図４のフランジ部材を矢線Ｂ−Ｂから見た断面図である。
【図６】円管材のプレス曲げ加工を示す正面図である。
【図７】プレス曲げ加工後の円管材を示す断面図である。
【図８】フランジ部材の取付後の円管材を示す平面図である。
【図９】完成時の弁本体を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明に係るダイヤフラム弁の弁本体の製造方法を実施するための形態を、図１ないし図９を参照して詳細に説明する。
【００２３】
図１に、本ダイヤフラム弁の弁本体の製造方法により製造された弁本体の使用例を示す。図１に示すように、一例としての手動操作式ダイヤフラム弁１は、全体形状が略円筒状に形成されて、弁座３とこの弁座３を介して相互に連続する２つの通路４，５とを内部に有するチタニウム合金製（金属製）の弁本体２と、この弁本体２の弁座３から離隔して又は弁座３に圧接着座して、上記２つの通路４，５の間をそれぞれ連通又は非連通にし、ダイヤフラム弁１を開閉させるダイヤフラム８とを有する。
【００２４】
また、軸心を貫通するねじ孔１０を有すると共に、上記ダイヤフラム８の周辺部を弁本体２と共に狭持するボンネット１２と、ボンネット１２のフランジ１２ａを弁本体２のフランジ２ａに固定するボルト及びナット１３と、ダイヤフラム８の中央部を上下させるコンプレッサ１４と、上述のボンネット１２のねじ孔１０に螺合して上記コンプレッサ１４を上下させるスピンドル１５と、ボンネット１２の側周を巻くボンネットシール１６と、スピンドル１５と一体回転してボンネットシール１６とシール係合する帽子状のハンドル１７とからなる。
【００２５】
ハンドル１７を開弁方向に回転させると、ボンネット１２のねじ孔１０に螺合するスピンドル１５が上昇する。これに伴いコンプレッサ１４が上昇し、コンプレッサ１４がダイヤフラム８を上昇させて、ダイヤフラム８を弁本体２の弁座３から離隔させる。これにより、２つの通路４，５の間が連通状態となり、ダイヤフラム弁は開弁する。
【００２６】
また、ハンドル１７を閉弁方向に回転させると、ボンネット１２のねじ孔１０に螺合するスピンドル１５が下降する。これに伴いコンプレッサ１４が下降し、コンプレッサ１４がダイヤフラム８を押し下げて、ダイヤフラム８を弁本体２の弁座３に圧接着座させる。これにより、２つの通路４，５の間が非連通状態となり、ダイヤフラム弁は閉弁する。
【００２７】
本ダイヤフラム弁の弁本体の製造方法により製造の弁本体を使用することができるダイヤフラム弁は、上述の手動操作式ダイヤフラム弁１に限定されるものではなく、空気圧作動式など、他の作動機構を有するダイヤフラム弁についても同様に使用できることは勿論である。
【００２８】
次に、上述の弁座２の製造方法について、図２〜図９を参照して説明する。
【００２９】
所定長のチタニウム合金製の円管材２０を用意する。円管材２０の肉厚は、弁本体２の肉厚と仕上げ代などを考慮して決定する。円管材２０は、その口径が比較的小さい場合には、チタニウム合金の造円管材を所定長にノコ切断して形成する。
【００３０】
口径が比較的大きい場合には、図２に示すように、円管材２０は、チタニウム合金製の板材を略方形状にシャー切断し、この略方形状の板材をロール加工して略円管状にし、ロール加工して略円管状となった板材の両端部をプラズマ溶着して形成することができる。図２において、符号２１は溶着部を示す。
【００３１】
このように、円管材２０を金属製の板材からロール加工とプラズマ溶接とにより形成することにより、比較的に大口径の管材２０について、様々な口径と肉厚を有する管材を容易に入手することができる。また、コスト低減を図ることができる。
【００３２】
図３に示すように、円管材２０の一側部２２、特に上述の造管による場合にはプラズマ溶着部２１のビード位置に、円管材２０の中空部２３にまで貫通して開口すると共に、横方向から見て所定深さの略Ｖ字状ないし略Ｕ字状の断面形状を有する開口溝２４を機械加工により削成する。開口溝２４の部分の面取り加工を行ない、バリを除去する。
【００３３】
図４に示すように、チタニウム合金製の板材を略方形状にレーザー切断し、中心部に円形の開口部３１を機械加工により穿設して、弁本体２のフランジ２ａ（図１参照）用のフランジ部材３０を形成する。図５に示すように、フランジ部材３０の一側面に、上述の円管材２０の外側に沿うように、図４における縦断面形状が内円弧状となる凹部３２を機械加工により削成する。
【００３４】
図６に示すように、先端部（図示上端部）１０１が図上の手前側から奥側へ直線上に延びる凸状の曲げ型１００を用意する。この曲げ型１００の上端部１０１を、円管材２０の他側部２５にこの曲げ型１００の先端部１０１が直交するように、すなわち図示下側横方向から直角に当てて、ダイクッションプレス法により、上述の円管材２０の一側部２２に設けた開口溝２４の底部２４ａが、少なくとも円管材２０の一側部２２と面一となる位置近傍まで変形するように、かつ図７に示すように、管材２０の他側部２５の内部に、図示手前側横方向から見て山状の断面形状を有する凸部２６が形成されるように、プレス曲げ加工する。このダイクッションプレス法により、プレス加工時に円管材２０に衝撃的な曲げ応力がかかることが防止され、滑らかな曲げ加工が可能となり、管材に対する割れ発生等を防止できる。
【００３５】
逆に、円管材２０の一側部２２の開口溝２４の所定深さは、プレス曲げ加工後にこの開口溝２４の底部２４ａが、少なくとも円管材２０の一側部２２と面一となる位置近傍まで変形するように設定する。また、プレス曲げ加工は、例えば酸素バーナーによる熱間曲げプレス法によって行なう。このように、プレス曲げ加工を熱間曲げプレス法によって行なうことにより、円管材２０を所定形状に極めて容易に、かつ、割れの発生を防止し残留応力を充分に抑制して形成することができる。
【００３６】
このように、先端部１０１が直線上に延びる曲げ型１００によりプレス曲げ加工したから、図８に示すように、円管材２０の他側部２５の内部に、従来は削り出しにより形成されていた横方向から見て山状の断面形状を有する凸部２６と、この凸部２６上に２つの通路４，５に対して直角方向に直線上に延びる弁本体２の弁座３とを、同時に、且つ極めて容易に形成することができる。したがって、製造コストの大幅な削減ができる。
【００３７】
図７に示すように、円管材２０の一側部２２が略面一（所定形状）になるように機械加工する。図８に示すように、上述のフランジ部材３０を、円管材２０のプレス曲げ加工後の上記開口溝２４によって形成される開口部２７（図７参照）上に略同軸に溶着する。図９に示すように、必要により、円管材２０の両端部に配管取付用のフランジ３３を溶着する。円管材２０を所定寸法に機械仕上げ加工し、その他の必要な仕上げ加工を行なう。
【００３８】
このように、本発明のダイヤフラム弁の弁本体の製造方法によれば、鋳物金属ブロックからの削りだしという固定観念で行われていたダイヤフラム弁１のチタニウム合金製の弁本体２の製造を、円管材２０からプレス曲げ加工により形成するようにしたから、従来の削り出しに比べて、加工が極めて容易になり、かつ材料の歩留りもよくなる。したがって、製造コストの大幅な削減を図ることができる。
【００３９】
なお、上述のダイヤフラム弁の弁本体の製造方法及びそれにより製造された弁本体は一例にすぎず、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。例えば、弁本体は、必ずしも上述のチタニウム合金製に限定されるものではなく、他の金属製の弁本体についても同様に実施できることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明のダイヤフラム弁の弁本体の製造方法は、あらゆる種類の金属製のダイヤフラム弁の弁本体に実施できることは勿論であるが、ダイヤフラム弁ではなくても、弁本体の形状によっては同様に実施することができ、弁本体の製造方法を画期的に変化させることができる発明である。
【符号の説明】
【００４１】
１  ダイヤフラム弁
２  弁本体
２ａ  フランジ
３  弁座
４，５  通路
８  ダイヤフラム
１０  ねじ孔
１２  ボンネット
１２ａ  フランジ
１３  ボルト及びナット
１４  コンプレッサ
１５  スピンドル
１６  ボンネットシール
１７  ハンドル
２０  円管材
２１  溶着部
２２  一側部
２３  中空部
２４  開口溝
２４ａ  底部
２５  他側部
２６  凸部
２７  開口部
３０  フランジ部材
３１  開口部
３２  凹部
３３  フランジ
１００  曲げ型
１０１  先端部
【図１】
2011094762.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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