(57)【要約】  ダイヤフラム弁（１）は、弁体（２）と、この弁体によって規定された入口ポート（７）および出口ポート（８）間に延びている流路（９）を規定するように、前記弁体にシールされているダイヤフラム（１２）と、前記流路を流体の流れに対して閉成させるように、前記ダイヤフラムを移動させて前記弁体に設けられた座部（１１）とシール係合させるための、前記弁体（２）に取着される作動機構とを有している。前記弁体（２）とダイヤフラム（１２）とは、弁座（１１）を形成している比較的小さい可撓性の領域と、前記流路（９）を流体の流れに対して閉成するするように、前記弁座（１１）と係合されることができ、前記ダイヤフラムを形成している比較的大きい可撓性の領域（１２）とを有する使い捨て可能なアッセンブリとして形成されている。ハウジング（３）が、前記座部のエリアが規定されている前記弁体の領域を機械的に支持するために設けられている。
2007510875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁体（２）と、この弁体（２）によって規定された入口ポート（７）および出口ポート（８）間に延びている流路（９）を規定するように、前記弁体（２）にシールされているダイヤフラム（１２）と、前記流路（９）を流体の流れに対して閉成させるように、前記ダイヤフラムを移動させて、前記弁体（２）に設けられた座部（１１）とシール係合させるための、前記弁体（２）に取着される作動機構とを具備するダイヤフラム弁（１）において、前記弁体（２）とダイヤフラム（１２）とは、弁座（１１）を形成している比較的小さい可撓性領域と、前記流路（９）を流体の流れに対して閉成するするように、前記弁座（１１）と係合されることができ、前記ダイヤフラムを形成している比較的大きい可撓性領域（１２）とを有する使い捨て可能なアッセンブリとして形成され、ハウジング（３）が、前記座部のエリアが規定されている前記弁体の領域を機械的に支持するために設けられていることを特徴とする、ダイヤフラム弁。
【請求項２】
前記ハウジング（３）中に長手方向の透孔が形成されており、この透孔中には、少なくとも前記座部が規定されている弁体の領域が前記領域を支持するように形成されている請求項１のダイヤフラム弁（１）。
【請求項３】
前記ハウジングは、前記ダイヤフラム（１２）の領域にアパチャを有し、このアパチャ内に、前記作動機構が係合する請求項１又は２のダイヤフラム弁（１）。
【請求項４】
前記ハウジングは、弁体の前記領域の上面に係合するような下面を有している上側の支持部材（４）と、弁体の前記領域の下面に係合するような上面を有している下側の支持部材（５）とにより構成され、これら支持部材（４，５）の前記上面と下面とは、前記領域の夫々の上面と下面とに相補的な形状を有している、前記全ての請求項のいずれか１のダイヤフラム弁（１）。
【請求項５】
前記支持部材（４，５）は、互いの間で透孔を規定し、この透孔内に、前記弁体が延びている請求項４のダイヤフラム弁（１）。
【請求項６】
前記座部のエリアが規定されている弁体（２）の領域は、上壁と下壁とを有し、この上壁は、可撓性を有して、前記ダイヤフラム（１４）を形成し、下壁は、剛性を有して、この下壁の内面が、前記弁座（１１）を形成している、前記全ての請求項のいずれか１のダイヤフラム弁（１）。
【請求項７】
前記上壁は、大きい可撓性を有するように、前記下壁よりも薄い請求項６のダイヤフラム弁（１）。
【請求項８】
前記上壁は、この上壁が、前記下壁よりも大きい可撓性を有するように、下壁とは異なる形状を有している請求項６又は７のダイヤフラム弁（１）。
【請求項９】
前記下壁は、剛性を高める補強手段を有している請求項６ないし８のいずれか１のダイヤフラム弁（１）。
【請求項１０】
前記上壁は、前記下壁よりも可撓性が大きい材料で形成されている請求項６ないし９のいずれか１のダイヤフラム弁（１）。
【請求項１１】
前記弁座の領域で、前記弁体の両側から横方向外方に延びている１対のウィング（１３，１４）をさらに具備している前記全ての請求項のいずれか１のダイヤフラム弁（１）。
【請求項１２】
前記ウィング（１３，１４）は、前記弁体に沿って長手方向に延び、前記弁座（１２）の領域で最大幅を有するように前記弁体（２）の横方向で各端部に向けてテーパが付けられている請求項１１のダイヤフラム弁（１）。
【請求項１３】
前記弁体（２）は、前記ダイヤフラム（１２）が一体的に形成されたような単一構造体、好ましくは単一モールド成形体である前記全ての請求項のいずれか１のダイヤフラム弁。
【請求項１４】
前記ダイヤフラム（１２）は、前記弁体（２）と別々に形成されて、特に溶接によって弁体（２）にシール溶接されている請求項１ないし１２のいずれか１のダイヤフラム弁。
【請求項１５】
前記ダイヤフラム（１２）は、少なくとも前記弁座（１１）を形成している弁体（２）の領域と異なる材料または異なるグレードの材料、特に、異なる種類のポリマーまたは異なるグレードのポリマーで形成されている前記全ての請求項のいずれか１のダイヤフラム弁（１）。
【請求項１６】
前記ハウジング（３）は、前記弁体を使用されたものとして識別するように、前記弁体の取着に応じて弁体を永久的にマークするマーキング手段を有している前記全ての請求項のいずれか１のダイヤフラム弁（１）。
【請求項１７】
前記マーキング手段は、再使用を防止するように、前記弁体に破損を与える請求項１６のダイヤフラム弁（１）。
【請求項１８】
作動手段（３２）が、前記弁座への作動手段（３２）の移動に応じて、前記ダイヤフラム（１２）が、作動手段（３２）によって前記弁座（１１）に当接され、前記弁座（１１）からの作動手段（３２）の移動に応じて、ダイヤフラムが、弁座（１１）から離されるように、前記ダイヤフラムに機械的にカップリングされている前記全ての請求項のいずれか１のダイヤフラム弁（１）。
【請求項１９】
カップリング手段、特にカップ（４０）が、前記ダイヤフラム（１２）に特に一体的に形成され、前記作動手段（３２）に支持された相補的なカップリング手段、特にボタン（４２）とカップリング係合、特にスナップ適合されている請求項１８のダイヤフラム弁（１）。
【請求項２０】
前記ダイヤフラム（１２）は、このダイヤフラムに形成された前記カップリング手段が、作動手段（３２）からのダイヤフラムの取り外しに応じて破損され、従って前記弁体（２）の再使用を防止するような方法で、前記作動手段（３２）にカップリングされている請求項１９のダイヤフラム弁。
【請求項２１】
前記弁体は、この弁体が自己排出するように、前記入口ポート（７）から出口ポート（８）へと弁体内に延びている平らな反転した面（２４）を有するように外形が形成されている前記全ての請求項のいずれか１のダイヤフラム弁（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤフラム弁に関する。より詳細には、本発明は、使い捨て可能な本体を有するダイヤフラム弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイヤフラム弁は、ダイヤフラム開口部を有する弁体を備え、この開口部に対してダイヤフラムがシールされている。これら弁体とダイヤフラムとは、一緒になって、弁体によって規定された入口ポートと出口ポートとの間に延びている流路を規定している。作動機構が、この弁体に取着される。この作動機構は、流路を流体の流れに対して閉成するように、ダイヤフラムを移動させて弁体に設けられたシールとシール係合させるように弁体に取着される。
【０００３】
前記ダイヤフラム弁は、多くの産業で広く受け入れられている。多くの産業でダイヤフラム弁が成功している1つの理由は、ラインコンテント(line content)が、弁体とダイヤフラムとによって規定された流路内に全体的に含まれ、従って、ダイヤフラム並びにこの本体以外に弁の構成部材と接触しないためである。これは、危険な物質を扱うのに、若しくはハイ・レベルの清浄が必要な適用例での使用に特に適したダイヤフラム弁である。このような理由で、ダイヤフラム弁は、バイオテクノロジー産業で広く受け入れられている。
【０００４】
特にバイオテクノロジー産業にとって、処理装置が徹底的に洗浄され得ることは、非常に重要である。既存のダイヤフラム弁は、化学薬品並びに/若しくはスチームの使用によって完全に洗浄されることを認めているが、既存のダイヤフラム弁での完全な洗浄を保証することは、困難である。例えば、最初の洗浄の後に、システムの無菌性の妥当性チェックを行なうために、ダイヤフラム弁を分解する必要があり得る。このような洗浄処理は、時間を消費し、操作者のエラーを受けやすい。特定の適用例では、弁が最初の洗浄後に分解される必要があると考えられない場合、薬品洗浄並びに/若しくはスチーム洗浄を使用した最初の洗浄工程は、ハイ・レベルな洗浄を果たすために、徹底的に行なわれなければならない。従って、弁の分解が必要でなくても、ダイヤフラム弁を組み込んだ処理プラントに関連した高品質な洗浄手順は、時間、かくして費用がかかり、操作者のエラーを受けやすい。
【０００５】
従って、本発明は、本体とダイヤフラムとが「使い捨て可能」なダイヤフラム弁を提案している。このような弁では、弁全体が、処理ラインから外されることができ、弁体及びダイヤフラムは、新しい弁体及びダイヤフラムに交換されることができる。代わって、弁の残りの構成部材はそのまま残され、バルブ本体及びダイヤフラムのみが、外されて交換される必要がある。このような交換は、弁内の汚染物質の増加を防ぐために弁を完全に洗浄する代わり、若しくは所定の間隔で果たされることができる。
【０００６】
作動機構(コンプレッサー及びアクチュエーター)がラインと接触しないことが、ダイヤフラム弁の特徴であるので、本体自身が配置されたとき、これら構成部材を配置する必要はない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の主な目的は、弁体とダイヤフラムとが使い捨て可能で、弁の他の構成部材が交換用の弁体及びダイヤフラムと組み合わされて再使用可能なダイヤフラム弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
最初に、本発明の目的は、（代表的に、研磨および鍛造、若しくはキャストされたステンレス合金の）通常の弁体を、これと同じ外形のモールド成形されたプラスチック弁体と交換することによって簡単に達成されることができる。しかし、これは、通常の金属弁体の機械的な特徴が、プラスチック材料を使用して再生されることができないために、不可能である。特に、通常の配置によれば、閉成ダイヤフラムは、弁体と駆動装置とに設けられた夫々のフランジ間に、ダイヤフラムの外面をクランプ留めすることによって、本体にシールされる。この通常の配置は、本体が、プラスチック材料、特に可撓性のプラスチック材料で形成されている場合は、不可能である。
【０００９】
本発明の第１の態様に従えば、ダイヤフラム弁は、弁体と、この弁体によって規定された入口ポートおよび出口ポート間に延びている流路を規定するように弁体にシールされているダイヤフラムと、流路を流体の流れに対して閉成させるように、ダイヤフラムを移動させて弁体に設けられた座部とシール係合させるための、弁体に取着される作動機構とを有している。このダイヤフラム弁は、弁体とダイヤフラムとが、弁座を形成している比較的小さい可撓性領域と、流路を流体の流れに対して閉成するように、弁座と係合させることができ、ダイヤフラムを形成している比較的大きい可撓性の領域とを有する使い捨て可能なアッセンブリとして形成され、ハウジングが、弁座のエリアが規定されている弁体の領域を機械的に支持するために設けられていることを特徴としている。
【００１０】
本発明のダイヤフラム弁は、基本的なダイヤフラム弁の３つの主要な構成部材、即ち、本体と、ダイヤフラムと、作動機構を、３つの他の基本的な構成部材、即ち、組み合わされた本体/ダイヤフラム構成部材と、作動機構と、組み合わされた本体/ダイヤフラムのための支持部とに交換する。これら構成部材の特性の基本的な変更は、機械的な力がダイヤフラム弁体に通常加えられる力に耐えるのに十分でない弁体にもたらされる場合であっても、交換可能な本体/ダイヤフラム構成部材のデザインを、製造並びに流体の流れの特徴のために最適にされることを可能にしている。
【００１１】
本発明の第２の態様に従えば、ダイヤフラム弁は、シール面によって囲まれたダイヤフラム開口部を有する弁体と、この弁体によって規定された入口ポートおよび出口ポート間に延びている流路を弁体で規定しているシール面にシールされているダイヤフラムと、流路を流体の流れに対して閉成させるように、ダイヤフラムを移動させて弁体に設けられた座部とシール係合させるための、弁体に取着された作動機構とを有している。弁体のシール面は、ダイヤフラムの外縁が使用時に位置されるリセスを規定するように、シール面の外縁から上方へと延びている壁によって囲まれており、ダイヤフラム保持部材が、弁体に取着され、このダイヤフラム保持部材は、リセス中に延びている突出部を有し、この結果、ダイヤフラムに係合し、ダイヤフラムを突出部と弁体のシール面との間に押し込むことを特徴としている。
【００１２】
本発明の第２の態様に従ったダイヤフラムの位置付けは、通常に成形された弁体がプラスチック材料で形成されている場合に存在するダイヤフラム装着の問題を実質的になくす。
【００１３】
ダイヤフラム弁とダイヤフラムとは、予め組み合わされて、以前に使用されたアッセンブリの代わりに使用者によって挿入されるための単一アッセンブリとして供給されることができる。代わりに、ダイヤフラム保持部材は、新しい本体/ダイヤフラムのアッセンブリの導入時に、本体/ダイヤフラムアッセンブリに着脱可能に取着されている作動機構の一部であることができる。
【００１４】
本発明は、添付図面を参照して、一例のみによって与えられた好ましい実施形態の以下の説明からより良く理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
最初に、図１には、ダイヤフラム弁１が示されている。このダイヤフラム弁から、作動機構が、明瞭のために外されている。この弁の残りの構成部材は、本体とダイヤフラムとが組み合わされた部材２と、上側の支持部材４および下側の支持部材５によって構成された支持部３とを有している。上側の支持部材４は、アパチャ６を規定している。使用時に、ダイヤフラム圧縮機が、このアパチャ内に位置される。実際には、前記作動機構を支持部３に取着させるための手段(図示されず)が、与えられている。
【００１６】
前記本体とダイヤフラムとからなる部材２は、より詳細に図２ないし４に示されている。この部材２は、合成材料、例えば熱可塑性合成材料でモールド成形されている。この材料は、補強されなくても良いし、使用される状況および設計に応じてファイバーまたは他の補強材料によって補強されても良い。この部材２が、入口ポート７および出口ポート８と、これら入口ポートと出口ポートとを接続している流路９とを規定していることは理解されるであろう。図示されているように、この部材２は、横断面を対称面として対称である。従って、前記ポート７とポート８との一方が、入口ポートとして機能することができ、他方のポートが、出口ポートとして機能する。
【００１７】
この部材２の中央領域の横断面が、図３に示されている。この横断領域で、本体は、上面が弁座１１を形成している比較的厚い下側部分１０を有している。この弁座１１は、実質的に滑らかな流路の一部分によって形成されても良いし、流路内にモールド成形された堰部の上面によって形成されても良い。弁座１１の反対側に、本体の可撓性の部分１２がある。この可撓性の部分１２は、流路９を流体の流れに対して閉成するように弁座１１とシール係合するように、適切な作動機構によって移動されることができる。この領域１２の比較的可撓性のある特性は、この領域での部材２の外形の組み合わせと、この領域の材料のとによって得られる。同様に、比較的剛性のある領域１０は、比較的薄いセクションの材料および/またはこの領域に与えられた補強材によって形成されている。
【００１８】
ウィング１３，１４が、夫々前記部材２の残りの部分から横方向外方に延びていることに注意すべきであろう。図３の断面図に示され、中央部分で最も幅が広いウィングは、横方向の広がりが、部材２の互いに対向した端部に向けて減じられ、最終的に本体の端部領域１５，１６近くで部材２の外形に組み込まれている。これらウィング１３，１４の目的は、弁体、特に図３に示された断面図の領域に更なる強化を与えるためである。
【００１９】
領域１２の薄い断面部は、長手方向で、本体の壁の全断面部へと組み込まれ、図４の縦断面図に示されているように、端部領域１５，１６まで全断面部へと延びている。
【００２０】
前記比較的剛性のある領域１０と比較的可撓性のある領域１２との間での必要な相違は、これら領域の形状、特にこれら領域での材料の厚さのみによって果たされても良いし、他の手段、例えば、比較的剛性のある領域に補強材を含むこと、および/または夫々の領域に使用されたプラスチック材料を変えることによって果たされても良い。例えば、可撓性の領域１２が、別のポリマー、または前記比較的剛性のある領域に使用されたのと同じ種類でグレードの異なるポリマーから形成された単一本体を、モールド成形することが可能であり得る。このような技術は、上述された変形可能な壁の厚さに関連して使用されることができる。重要な特徴は、前記部材２が、比較的剛性のある領域と比較的可撓性のある領域とを有し、この可撓性の領域が、流路９内を通る流体の流れを阻止するように、剛性の領域と係合され得ることである。
【００２１】
図２ないし４に示された部材２は、適切なモールド成形工具およびコア工具の使用によって、一体成形体としてモールド成形されることができる。代わって、この部材は、２つの構成部材によって構成されることができ、これら構成部材の一方は、図４に示された形態を有し、他方は、図４の縦断面に対して前記構成部材のミラーイメージの形態を有している。これら構成部材は、別々にモールド成形され、モールド成形された後に、所定の溶接処理によって一緒に結合されることができる。
【００２２】
図５には、本体とダイヤフラムとが組み合わされた部材のデザインおよび構造に対する他のアプローチが、示されている。この場合、本体２０が、１種類の合成材料からモールド成形され、ダイヤフラム２１が、別の材料であるが、２つの構成部材が、一体的に溶接されて、本体とダイヤフラムとの単一部材を形成し得るように、本体２０の材料と互換性のある材料からモールド成形されている。図５の配置の効果は、本体２０とダイヤフラム２１とを形成している材料が、これら構成部材が果たす夫々の機能を考慮して、ある程度最適にされ、従って、剛性の座部のエリアと可撓性のダイヤフラムのエリアとを設けることを可能にしていることである。実際に、本体２０とダイヤフラム２１とが、形成されて、適切な処理によって一体的にされた後、この組み合わされた部材は、弁座２２の領域に必要な機械的支持を与えるように、組み合わされた部材の外形に適切に成形された支持部に関連して使用されるであろう。
【００２３】
図６には、本体とダイヤフラムとが組み合わされた部材２３の別の形状が、示されている。このデザインは、前の実施形態のデザインにほぼ対応しており、一体成形品であっても良いし、ほぼ対称の２つのモールド成形部からなるアッセンブリでも良いし、２つの別々のモールド成形部（本体とダイヤフラム）からなるアッセンブリであっても良い。しかし、この場合、本体は、弁が「自己排出」特性を有するようにほぼ平らな反転した面(invert surface)２４を有するように、外形が形成されている。
【００２４】
図７は、本体とダイヤフラムとが組み合わされた部材３０と、支持部３１と、作動機構３２とを有する完全な弁を示している。支持部３１は、下側の支持部材３３と上側の部分３６とを有している。この下側の支持部材は、弁体の剛性の部分３４とウィング３５（1つのウィングのみが図７に見られる）とのための機械的な支持を与えている。上側の部分は、構成部材を支持部３１に位置付けるように機能し、また、中に作動機構３２のコンプレッサー３８が位置されたキャビティ３７を規定している。作動機構３２に設けられたフランジ３９に、支持部３１の上側の部分３６を取着させるための適切な手段（例えば、ねじ）が、与えられている。支持部３１の下側の部分３３は、１つ以上の着脱可能なクランプによって、支持部３１の上側の部分３６にねじ留めされている。例えば、下側の部分３３は、一方のエッジに沿ったヒンジと、他方のエッジに沿った着脱可能なオーバセンタトグル(over-centred toggle)とによって、上側の部分３６に取着されることができる。このように配置されることで、下側の部分３３は、適切な配置および交換のために、本体とダイヤフラムとからなる構成部材３０の取り外しを可能にするように、上側の部分３６から容易に分離されることができる。
【００２５】
図７に示された配置では、前記コンプレッサー３８は、本体とダイヤフラムとからなる部材３０の可撓性の領域に当接している。しかし、これら夫々の構成部材間に、機械的なカップリングは与えられていない。従って、図７の弁は、弁体の周囲以下の圧力に対して開成することができない。このような問題を回避するために、弁体とダイヤフラムとからなる部材の可撓性の部分をコンプレッサーに機械的にカップリングさせるための配置が、与えられることができる。この配置は、図８に示されている。この場合、カップ４０が、本体とダイヤフラムとからなる部材４１と、これの可撓性の領域で、一体的にモールド成形されている。このカップは、使用時に、スナップ適合接続によって、コンプレッサーに設けられたボタン４２に取着される。このように配置されることで、コンプレッサーは、容易に、ダイヤフラムと本体とからなる部材３０にカップリングされたり、この部材から外されたりすることができる。
【００２６】
本発明の図示された実施形態では、本体とダイヤフラムとからなる構成部材は、平らな筒状の端部を有するように示されている。これら端部は、もちろん、これら端部を配管システムに取着させるために、適切なカップリングを必要とする。カップリングの適切な形態は、所定の適用例によって決定され、カップリングの多くの形態は、当業者に明らかであろう。
【００２７】
本発明の特に好ましい実施形態では、前記配置は、本体とダイヤフラムとのアッセンブリが、支持部中に位置されているときに、このアッセンブリの本体とダイヤフラムとの各々を永久的にマーキングするのに用いられている。このような手段は、例えば、前記支持部に設けられたナイフブレードを有し、このナイフブレードは、本体とダイヤフラムとからなる部材のウィングの１つを切欠または切開する。このような配置の目的は、前に使用された構成部材が、偶発的に再び使用されないことを確実にすることである。
【００２８】
図９には、本体２と作動機構３とを有するダイヤフラム弁１が示されている。当業者によって理解されるように、ダイヤフラム（図１には見られない）が、弁体２内に設けられたダイヤフラム開口部を閉成し、また、作動機構３の一部分を形成しているコンプレッサーに接続されている。このコンプレッサーは、ダイヤフラムを閉成位置と開成位置との間で移動させるように、作動機構３の一部分を形成しているアクチュエーターによって作用される。前記閉成位置では、ダイヤフラムは、弁体内に設けられた座部にシール係合し、流路４を流体の流れに対して閉成する。前記開成位置では、流路は、開成され、流体が、弁体の一端部に位置された入口ポート７と、弁体の他端部に位置された出口ポート（図１には見られない）との間で流れることを可能にしている。
【００２９】
図１のダイヤフラム弁では、弁体２とダイヤフラムとは使い捨て可能であり、一方、作動機構３は再利用可能である。この目的のために、クイックリリースクランプ(quick release clamp)６，７が、配管システムの構成部材近くに弁体を着脱可能に取着させるために設けられており、また、解除可能なクランプ８が、作動機構３を弁体２に着脱可能に取着するために設けられている。弁体２は、使用時に、適切な頻度で交換され、その頻度は、弁が用いられる処理の内容によって決定されるであろう。代表的に、その頻度は、バイオテクノロジー産業の高純度の適用例で、システムが洗浄されるたびに、弁体２が交換されることを意味している。しかし、他の適用例では、弁体の交換は、所定の時間間隔で果たされ、弁が使用される処理の内容によって決定される。
【００３０】
図１０には、ダイヤフラム弁１０の別のデザインが示されている。このデザインは、使い捨て可能な弁体１１と使い捨て可能なダイヤフラム（図１０からは見られない）とを組み込んでいる。この場合、ダイヤフラムは、使い捨て可能なアッセンブリ１４の一部を形成しているダイヤフラム保持部材１２によって、弁体に取着およびシールされている。アッセンブリ１４は、弁体１１とダイヤフラムとダイヤフラム保持部材１２とを有している。作動機構１３が、ダイヤフラム保持部材１２に着脱可能に取着され、この結果、作動機構１３は、使い捨て可能なアッセンブリ１４が交換されたときに、新しいアッセンブリに取着されることができる。
【００３１】
図１１には、図１０の弁の弁体１１が、より詳細に示されている。この弁体は、入口ポート１５と出口ポート１６とを規定しているように見られる。図示された弁体は、実際に、どちらか一方のポートが、入口ポートとして機能することができ、他方のポートが、出口ポートとして機能するように、対称である。流路１７が、ポート１５，１６間の連通を与えるように、弁体内で部分的に規定されている。ダイヤフラム開口部１８が、弁体によって規定されている。使用時には、このダイヤフラム開口部１８は、可撓性の閉成ダイヤフラムによって閉成され、従って、ダイヤフラムは、流路を部分的に規定する。
【００３２】
このダイヤフラム開口部１８は、シール面１９によって囲まれており、このシール面に、ダイヤフラムの外形が使用時にシールされる。ダイヤフラムのシール面１９は、ほぼ平らであるが、ダイヤフラムとシール面との間に流体密のシールを形成するのを助けるように、表面形状に特徴（例えば、１つ以上の隆起部または溝部）を有することができる。当業者によって理解されるように、ダイヤフラムが所定の位置でシール面１９にシールされたとき、流路１７は、弁体とダイヤフラムとによって全体的に規定され、ラインコンテント(line content)は、弁の他の構成部材と接触しない。
【００３３】
前記弁体１１は、堰部２０を規定しており、この堰部の上面は、座部２１を規定している。弁体と一緒に使用される作動機構は、流体が通る流路１７を閉成するように、ダイヤフラムを座部２１にシール係合させることができる。好ましくは、作動機構は、また、ラインコンテントが周囲以下の圧力であっても、弁が流体を流すように開成され得るように、ダイヤフラムを座部２１から離すことができる。
【００３４】
前記シール面１９は、壁２２によって囲まれている。図示された実施形態では、この壁２２は筒状であるが、壁２２の面は、シール面１９の近接部分に対して垂直ではない。従って、シール面１９と壁２０とは、リセス２５を規定し、このリセス中に、ダイヤフラムの外形が、使用時に位置される。
【００３５】
図１２において、ダイヤフラム保持部材２３が、使用時に、ダイヤフラムを保持して、ダイヤフラムをシール面１９にシール係合させるように、弁体１１に取着される。ダイヤフラム保持部材２３は、弁体によって規定されたリセス２５内にぴったりとフィットするような突出部２４を有している。ダイヤフラム保持部材２３は、また、外方に突出したフランジ２６を有しており、このフランジは、弁体に設けられた対応のフランジ２７に係合している。構成部材は、これらフランジ２６，２７が、互いに接触したときに、突出部２４の自由端部２８とシール面１９との間のスペースが、ダイヤフラムの厚さに対して正確で、従って弁体に対するダイヤフラムの機械的な支持と必要なシール係合とを確実にするような、サイズである。好ましくは、前記突出部２４は、この突出部と本体１１とが、一緒になって、ダイヤフラムの外形で、アンダーカットされた領域を規定するように、面取りされた面２９を有している。好ましくは、ダイヤフラムは、ダイヤフラムの外形が、径方向内方への移動に対して機械的にクランプ留めされるように、アンダーカットされた領域に対応した突出部でモールド成形されている。
【００３６】
ダイヤフラムとシール面１９との間のシールは、シール面１９に対するダイヤフラムの材料の弾性変形のみによって果たされることができる。しかし、この時点では、積極的なシールが、例えば、接着剤またはシーリングコンパウンドの使用によって、若しくはダイヤフラムの材料を弁体に溶接することによってもたらされることは、本発明の範囲内である。
【００３７】
同様に、前記ダイヤフラム保持部材２３は、単なる機械的なクランプ留めによって弁体１１に取着されても良いし、接着または溶接によって、追加または独占的に取着されても良い。目的は、全てにおいて、弁体１１とダイヤフラムとだけを有し得る、若しくは弁体１１とダイヤフラムとダイヤフラム保持部材２３とを有し得る使い捨て可能なアッセンブリを提供することである。全ての場合に、作動機構を使い捨て可能なアッセンブリに着脱可能に取着するための手段が、与えられており、この結果、アッセンブリが処理される時に、作動機構は、交換用のアッセンブリに保持および取着されることができる。
【００３８】
図５ないし７には、ダイヤフラム保持部材を弁体に取着するための様々な着脱可能の配置が示されている。
【００３９】
図１３では、示されたダイヤフラム保持部材３０が、突出部３３，３４をダイヤフラム保持部材３０と弁体３１とにそれぞれ係合させている複数のクランプ３２によって、弁体３１に取着されている。これら突出部３３，３４および/またはクランプ３２は、テーパ付けされた面を形成しており、このため、クランプ３２が、突出部３３，３４に対して押されると同時に、ダイヤフラム保持部材３０と本体３１とが、必要な相対位置に動かされる。クランプ３２は、着脱可能であっても良いし、機械的な移動止め、接着、溶接等によって、最終的な位置にロックされても良い。図示されているように、１つのクランプ３２が、弁体の両側に夫々設けられている。しかし、他の配置も可能である。例えば、クランプは、弁体の４つの面全てに設けられることができる。さらに、１つの大きいクランプではなく、２つ以上の小さいクランプが、側面の幾つか又は全てに設けられることができる。
【００４０】
図１４では、ダイヤフラム保持部材３５が、オーバセンタトグルのクランプ３７，３８によって、弁体３６に取着されている。図１３の配置と同様に、クランプは、ダイヤフラム保持部材の２つの側面のみに与えられても良いし、４つの側面全てに与えられても良い。２つ以上のクランプが、必要とされた特定のデザインに従って、１つ以上の側面に与えられることができる。
【００４１】
図１５では、ダイヤフラム保持部材３９が、サドルクランプ(saddle cramp)４１によって弁体４０に取着されている。このサドルクランプは、ダイヤフラム保持部材３９の上面に重なっている突出部４２と、クランプレバー４３とを有している。このクランプレバーは、弁体４０の下面に係合するように、回転ピン４４を中心として回転されることができ、従って、ダイヤフラム保持部材３９を、弁体に対して、必要な位置へと引寄せる。
【００４２】
図１６では、別の配置が示されている。この配置では、図１１に示された弁体に類似した弁体４５が、使用されているが、分離しないダイヤフラム保持部材が、使用されている。代わりに、作動機構４８がダイヤフラム保持部材として機能し、弁体４５には、複数のスロット４６が形成されている。これらスロットは、作動機構４８の底部に設けられた差込みピン４７によって係合されている。この場合、作動機構４８は、弁体に対して作動機構４８を回転させて、作動機構の差込みピン４７を本体の対応した差込みスロット４６から外すことによって、弁体/ダイヤフラムアッセンブリから外される。本体が交換された後に、作動機構は、この手順を逆に行なうことによって、交換の本体に取着される。
【００４３】
図１７には、本発明の上述された実施形態での使用に適したダイヤフラム５０が、示されている。このダイヤフラムは、弁のデザインによって必要とされるような作動機構によって移動され得るように、可撓性および延伸性の材料で形成されている。一般的に、ダイヤフラム５０は、エラストマー/ポリマー材料で形成され、ファイバーまたは繊維補強材が加えられても良い。ダイヤフラムは、耐薬品性の上張り、例えば過フッ化炭化水素ポリマーで上張りされることができる。ダイヤフラムの外面５１は、前記リセス２５の直径面に非常にマッチしている。ダイヤフラムの下面の外縁領域５２は、使用時に、前記シール面１９とシールを形成する。領域５２は、ほぼ平らであっても良いし、シールを強化するために特徴のある面で形成されても良い。ダイヤフラムの上面の外縁領域５３は、ダイヤフラム保持部材に設けられた前記チャンファ２９と相対的な突出部５４を有している。スタッド５５が、ダイヤフラムと作動機構のコンプレッサーとの間に機械的な接続を与えるために、ダイヤフラムの中央領域内にモールド成形されている。モールド成形されたスタッド５５の代わりに、ダイヤフラムの材料の特別な形状部分が、変形例で、ダイヤフラムとコンプレッサーとの間の機械的な接続を容易にするように、設けられることができる。本発明は、２つのポートを有する弁の内容で説明されているが、本発明が、弁の他の形状、例えば、１つ以上のダイヤフラムによって制御された３つ以上のポートを有する弁に適用可能であることは理解される。弁体と、ダイヤフラムと、作動機構との適切な配置は、もちろん、弁に設けられたポートの数によって決定されるが、本発明の一般の概念が、このようなマルチポートの弁に適用されることができ、この適用例が、このようなマルチポートの弁を含むものとして考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態のダイヤフラム本体/ダイヤフラム構成部材と支持体とを示している。
【図２】図１の弁本/ダイヤフラム構成部材の等角図を示している。
【図３】図１の弁体/ダイヤフラム構成部材の横断面図を示している。
【図４】図１の弁体/ダイヤフラム構成部材の縦断面図を示している。
【図５】別の弁体/ダイヤフラム構成部材を示している。
【図６】自己排出特性を有するように外形が形成された別の弁体/ダイヤフラムを示している。
【図７】作動機構に取着された図１の構成部材を示している。
【図８】本体/ダイヤフラム構成部材の可撓性の部分とコンプレッサーとの間に機械的な接続を形成するための手段が与えられている本発明の別の実施形態を示している。
【図９】再使用可能の作動機構と本体およびダイヤフラムからなる使い捨て可能なアッセンブリとを有するダイヤフラム弁の形式で、本発明の別の使い捨て可能なダイヤフラム弁の実施形態を概略的に示している。
【図１０】弁体とダイヤフラムとダイヤフラム保持部材とを有する使い捨て可能なアッセンブリが再使用可能の作動機構に取着された、図９の使い捨て可能なダイヤフラム弁の別の実施形態を示している。
【図１１】図１０の実施形態の弁体を示している。
【図１２】図１０の実施形態の弁体とダイヤフラム保持部材とを示している。
【図１３】弁体にダイヤフラム保持部材を取着させるための別の配置を示している。
【図１４】弁体にダイヤフラム保持部材を取着させるための別の配置を示している。
【図１５】弁体にダイヤフラム保持部材を取着させるための別の配置を示している。
【図１６】弁体に作動機構を直接取着させるための配置を示している。
【図１７】本発明の前述の実施形態に用いるダイヤフラムを示している。
【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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【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１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年3月23日(2005.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁体（２）と、この弁体（２）によって規定された入口ポート（７）および出口ポート（８）間に延びている流路（９）を規定するように、前記弁体（２）にシールされているダイヤフラム（１２）と、前記流路（９）を流体の流れに対して閉成させるように、前記ダイヤフラムを移動させて前記弁体（２）に設けられた座部（１１）とシール係合させるための、前記弁体（２）に取着される作動機構とを具備するダイヤフラム弁（１）において、前記弁体（２）とダイヤフラム（１２）とは、前記弁座（１１）を形成している前記流路（９）を横切るように延びる堰部を有している比較的小さい可撓性領域と、前記流路（９）を流体の流れに対して閉成するするように、前記弁座（１１）と係合されることができ、前記ダイヤフラムを形成している比較的大きい可撓性領域（１２）とを有する使い捨て可能なアッセンブリとして一体的に形成され、ハウジング（３）が、前記座部のエリアが規定されている前記弁体の領域を機械的に支持するために設けられていることを特徴とする、ダイヤフラム弁。
【請求項２】
前記ハウジング（３）中に長手方向の透孔が形成されており、この透孔中には、少なくとも前記座部が規定されている弁体の領域が前記領域を支持するように形成されている請求項１のダイヤフラム弁（１）。
【請求項３】
前記ハウジングは、前記ダイヤフラム（１２）の領域にアパチャを有し、このアパチャ内に、前記作動機構が係合する請求項１又は２のダイヤフラム弁（１）。
【請求項４】
前記ハウジングは、弁体の前記領域の上面に係合するような下面を有している上側の支持部材（４）と、弁体の前記領域の下面に係合するような上面を有している下側の支持部材（５）とにより構成され、これら支持部材（４，５）の前記上面と下面とは、前記領域の夫々の上面と下面とに相補的な形状を有している、前記全ての請求項のいずれか１のダイヤフラム弁（１）。
【請求項５】
前記支持部材（４，５）は、互いの間で透孔を規定し、この透孔内に、前記弁体が延びている請求項４のダイヤフラム弁（１）。
【請求項６】
前記座部のエリアが規定されている弁体（２）の領域は、上壁と下壁とを有し、この上壁は、可撓性を有して、前記ダイヤフラム（１４）を形成し、下壁は、剛性を有して、この下壁の内面が、前記弁座（１１）を形成している、前記全ての請求項のいずれか１のダイヤフラム弁（１）。
【請求項７】
前記上壁は、大きい可撓性を有するように、前記下壁よりも薄い請求項６のダイヤフラム弁（１）。
【請求項８】
前記上壁は、この上壁が、前記下壁よりも大きい可撓性を有するように、下壁とは異なる形状を有している請求項６又は７のダイヤフラム弁（１）。
【請求項９】
前記下壁は、剛性を高める補強手段を有している請求項６ないし８のいずれか１のダイヤフラム弁（１）。
【請求項１０】
前記上壁は、前記下壁よりも可撓性が大きい材料で形成されている請求項６ないし９のいずれか１のダイヤフラム弁（１）。
【請求項１１】
前記弁座の領域で、前記弁体の両側から横方向外方に延びている１対のウィング（１３，１４）をさらに具備している前記全ての請求項のいずれか１のダイヤフラム弁（１）。
【請求項１２】
前記ウィング（１３，１４）は、前記弁体に沿って長手方向に延び、前記弁座（１２）の領域で最大幅を有するように前記弁体（２）の横方向で各端部に向けてテーパが付けられている請求項１１のダイヤフラム弁（１）。
【請求項１３】
前記ダイヤフラム（１２）は、前記弁体（２）と別々に形成されて、特に溶接によって弁体（２）にシール溶接されている請求項１ないし１２のいずれか１のダイヤフラム弁。
【請求項１４】
前記ダイヤフラム（１２）は、少なくとも前記弁座（１１）を形成している弁体（２）の領域と異なる材料または異なるグレードの材料、特に、異なる種類のポリマーまたは異なるグレードのポリマーで形成されている前記全ての請求項のいずれか１のダイヤフラム弁（１）。
【請求項１５】
前記ハウジング（３）は、前記弁体を使用されたものとして識別するように、前記弁体の取着に応じて弁体を永久的にマークするマーキング手段を有している前記全ての請求項のいずれか１のダイヤフラム弁（１）。
【請求項１６】
前記マーキング手段は、再使用を防止するように、前記弁体に破損を与える請求項１５のダイヤフラム弁（１）。
【請求項１７】
作動手段（３２）が、前記弁座への作動手段（３２）の移動に応じて、前記ダイヤフラム（１２）が、作動手段（３２）によって前記弁座（１１）に当接され、前記弁座（１１）からの作動手段（３２）の移動に応じて、ダイヤフラムが、弁座（１１）から離されるように、前記ダイヤフラムに機械的にカップリングされている前記全ての請求項のいずれか１のダイヤフラム弁（１）。
【請求項１８】
カップリング手段、特にカップ（４０）が、前記ダイヤフラム（１２）に特に一体的に形成され、前記作動手段（３２）に支持された相補的なカップリング手段、特にボタン（４２）とカップリング係合、特にスナップ適合されている請求項１７のダイヤフラム弁（１）。
【請求項１９】
前記ダイヤフラム（１２）は、このダイヤフラムに形成された前記カップリング手段が、作動手段（３２）からのダイヤフラムの取り外しに応じて破損され、従って前記弁体（２）の再使用を防止するような方法で、前記作動手段（３２）にカップリングされている請求項１８のダイヤフラム弁。
【請求項２０】
前記弁体は、この弁体が自己排出するように、前記入口ポート（７）から出口ポート（８）へと弁体内に延びている平らな反転した面（２４）を有するように外形が形成されている前記全ての請求項のいずれか１のダイヤフラム弁（１）。
【請求項２１】
前記弁体は、この弁体が自己排出するように、前記入口ポート（７）から出口ポート（８）へと弁体内に延びている平らな反転した面（２４）を有するように外形が形成されている前記全ての請求項のいずれか１のダイヤフラム弁（１）。
【国際調査報告】
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2007510875.tif 000022