(57)【要約】【課題】長期性能を向上させることが可能なダイヤフラムバルブを提供すること。【解決手段】ダイヤフラムバルブ１０では、隔膜ボルト６５は、ダイヤフラム１２と駆動機構１４を連結する。隔膜ボルト６５は、柱状部７１と、挿入部７２とを有する。柱状部７１は、ダイヤフラム１２の駆動方向Ｚに沿って配置されている。挿入部７２は、柱状部７１の当接部３３ａ側の第１端７１ａ（端の一例）に設けられ、ダイヤフラム１２に挿入されている。柱状部７１の最大径をａとし、柱状部７１の最小径をｂとすると、０．７０≦ｂ／ａ≦０．９２を満たす。柱状部７１の最小径の位置は、最大径の位置よりも挿入部７２側であってダイヤフラム１２の内部に設けられている。【選択図】図１２Ｃ
2019132377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に形成された流路と、前記流路の途中に形成された開口部と、前記流路の前記開口部に対応する位置に設けられた当接部と、を有する弁本体と、
前記開口部を塞ぐように配置され、前記当接部に接触することにより前記流路を閉塞可能な弁部と、
前記弁部を駆動することにより前記流路を開閉する駆動機構と、
前記弁部と前記駆動機構を連結する連結部と、を備え、
前記連結部は、
前記弁部の駆動方向に沿って配置された柱状部と、
前記柱状部の前記当接部側の第１端に設けられ、前記弁部に挿入された挿入部と、を有し、
前記柱状部の最大径をａとし、前記柱状部の最小径をｂとすると、０．７０≦ｂ／ａ≦０．９２を満たし、
前記柱状部の最小径の位置は、前記最大径の位置よりも前記挿入部側であって前記弁部の内部に設けられている、
ダイヤフラムバルブ。
【請求項２】
前記柱状部は、
円柱部と、
前記円柱部の前記挿入部側に配置され、前記第１端から前記円柱部に向かうに従って拡径された拡径部と、
を有し、
前記拡径部の少なくとも一部は、前記弁部に挿入されており、
前記拡径部は、前記弁部の内部から前記円柱部に向かって拡径する、
請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項３】
前記柱状部は、
円柱部と、
前記円柱部の前記挿入部側に配置され、前記第１端から前記円柱部に向かうに従って拡径された拡径部と、
を有し、
前記最小径は、前記拡径部の前記第１端の径であり、
前記最大径は、前記拡径部の前記円柱部側の第２端の径である、
請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項４】
前記弁部を覆うように前記弁本体に固定された蓋部を更に備え、
前記駆動機構は
前記蓋部に支持された軸部材と、
前記弁部を前記当接部に押圧する押圧部と、
前記軸部材を駆動する駆動部と、を有し、
前記駆動部は、手動式、空気駆動式、または電気駆動式である、
請求項１に記載の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に関する。
【背景技術】
【０００２】
水処理、化学、食品などのプラントにおける配管ラインには、ダイヤフラムバルブが設けられており、ダイヤフラムバルブによって、配管を流れる流体の制御が行われる。
【０００３】
ダイヤフラムバルブでは、両端に配管が接続されてプラントに設置される。ダイヤフラムバルブは、ダイヤフラムが仕切壁の湾曲面部に圧接されることにより流路が閉鎖した状態とされ、ダイヤフラムが仕切壁から離間されることにより流路が開放された状態となる（例えば、特許文献１の図１および図２参照）。
【０００４】
特許文献１に示すダイヤフラムバルブでは、ダイヤフラムは、コンプレッサに隔膜ボルトを用いて保持され、バルブ動作中におけるダイヤフラムの位置ズレが防止されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１４９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に示すダイヤフラムバルブでは、ダイヤフラムの隔膜ボルトが締結される部分に応力が集中するため、経年劣化により隔膜の割れやボルト抜けが発生する場合があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来の課題を考慮して、長期性能を向上することが可能なダイヤフラムバルブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、第１の発明のダイヤフラムバルブは、弁本体と、弁部と、駆動機構と、連結部と、を備える。弁本体は、流路と、開口部と、当接部と、を有する。流路は、内部に形成されている。開口部は、流路の途中に形成されている。当接部は、流路の開口部に対応する位置に設けられている。弁部は、開口部を塞ぐように配置され、当接部に接触することにより流路を閉塞可能である。駆動機構は、弁部を駆動することにより流路を開閉する。連結部は、弁部と駆動機構を連結する。連結部は、柱状部と、挿入部とを有する。柱状部は、弁部の駆動方向に沿って配置されている。挿入部は、柱状部の当接部側の第１端に設けられ、弁部に挿入されている。柱状部の最大径をａとし、柱状部の最小径をｂとすると、０．７０≦ｂ／ａ≦０．９２を満たす。柱状部の最小径の位置は、最大径の位置よりも挿入部側であって弁部の内部に設けられている。
【０００９】
このように、０．７０≦ｂ／ａと設定することによって連結部と弁部の接触面積が小さくなりすぎないように形成できるため、流路の開閉動作によって弁部から連結部が抜けることを抑制することができる。
【００１０】
また、ｂ／ａ≦０．９２と設定することにより、連結部と弁部の間の接触面積が大きくなりすぎないように形成できるため、摩擦抵抗を抑制し、経年劣化による隔膜の割れやボルト抜けを低減することができる。
【００１１】
以上のように、長期性能を向上することができる。
第２の発明のダイヤフラムバルブは、第１の発明のダイヤフラムバルブであって、柱状部は、円柱部と、拡径部と、を有する。拡径部は、円柱部の挿入部側に配置され、第１端から円柱部に向かうに従って拡径されている。拡径部の少なくとも一部は、弁部に挿入されている。拡径部は、弁部の内部から円柱部に向かって拡径する。
【００１２】
これにより、連結部と弁部の間の接触面積を減らすととともに、連結部の強度も確保することができる。
【００１３】
第３の発明のダイヤフラムバルブは、第１の発明のダイヤフラムバルブであって、柱状部は、円柱部と、拡径部と、を有する。拡径部は、円柱部の挿入部側に配置され、第１端から円柱部に向かうに従って拡径されている。最小径は、拡径部の第１端の径である。最大径は、拡径部の円柱部側の第２端の径である。
【００１４】
これにより、柱状部は、挿入部が設けられている第１端において径が最も小さく、挿入部から離れるに従って除々に拡径する。このため、連結部と弁部の間の接触面積を減らすととともに、連結部の強度も確保することができる。
【００１５】
第４の発明のダイヤフラムバルブは、第１の発明のダイヤフラムバルブであって、蓋部を更に備える。蓋部は、弁部を覆うように弁本体に固定されている。駆動機構は、軸部材と、押圧部と、駆動部と、を有する。軸部材は、蓋部に支持されている。押圧部は、弁部を当接部に押圧する。駆動部は、軸部材を駆動する。駆動部は、手動式、空気駆動式、または電気駆動式である。
【００１６】
このように手動、空気または電気によって駆動することができ、流路を閉鎖または開放することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、長期性能を向上することが可能なダイヤフラムバルブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明にかかる実施の形態の流路構造を用いたダイヤフラムバルブの斜視図。
【図２】図１のダイヤフラムバルブの部分断面図。
【図３】図１の弁本体を上方から視た斜視図。
【図４】図１の弁本体を下方から視た斜視図。
【図５】図１の弁本体の正面図。
【図６】図１の弁本体の底面図。
【図７】図７のＡＡ´間の矢示断面図。
【図８】図１のダイヤフラムバルブの流路の流路方向に対して垂直な断面図。
【図９】図１のダイヤフラム、コンプレッサ、ステムおよびスリーブの関係を示す図。
【図１０】（ａ）図１のダイヤフラムの底面図、（ｂ）図１０（ａ）のＦＦ´間の矢視断面図。
【図１１】図２のコンプレッサの底面図。
【図１２Ａ】図２の隔膜ボルトの斜視図。
【図１２Ｂ】図１２ＡのＤＤ´間の矢視断面図。
【図１２Ｃ】図１２Ａの隔膜ボルトの側面図。
【図１３】図２の隔膜ボルトの挿入部とコンプレッサとの位置関係を示す平面図。
【図１４】図２の隔膜ボルトの挿入部とコンプレッサとの位置関係を示す平面図。
【図１５】（ａ）流路が閉鎖された状態を示す模式断面図、（ｂ）流路が開放された状態を示す模式断面図。
【図１６】ａ／ｂの値を変化させた実施例１〜６および比較例１〜３の隔膜ボルトについて隔膜ボルトおよびダイヤフラム（隔膜）の応力解析を行った結果の表を示す図。
【図１７Ａ】本発明にかかる実施の形態における変形例の隔膜ボルトを示す斜視図。
【図１７Ｂ】図１７ＡのＥＥ´間の矢示断面図。
【図１７Ｃ】図１７Ａの隔膜ボルトの側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明にかかるバルブフランジを用いた実施の形態におけるダイヤフラムバルブ１０について説明する。
【００２０】
＜１．構造＞
（１−１．ダイヤフラムバルブの概要）
図１は、本発明にかかる実施の形態のダイヤフラムバルブ１０の外観斜視図である。図２は、本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０の部分断面構成図である。
【００２１】
本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０は、図１および図２に示すように、弁本体１１と、ダイヤフラム１２（隔膜ともいう）と、ボンネット１３と、駆動機構１４と、を備えている。弁本体１１の両端に配管が接続され、弁本体１１には流体が流れる流路２４が形成されている。ダイヤフラム１２は、流路２４を開放または遮断する。ボンネット１３は、ダイヤフラム１２を覆うように弁本体１１に取付けられている。駆動機構１４は、その一部がボンネット１３内に配置されており、ダイヤフラム１２を駆動する。
【００２２】
（１−２．弁本体１１）
図３は、弁本体１１を後述する第１面３１側から視た斜視図である。図４は、弁本体１１を後述する第２面３２側から視た斜視図である。図５は、弁本体１１の正面図であり、図６は、弁本体１１の底面図である。図７は、図６のＡＡ´間の矢示断面図であり、図７は、弁本体１１の幅方向における中央の断面図である。また、図７は、図５とは左右逆になっている。図８は、図６のＢＢ´間の位置におけるダイヤフラムバルブ１０の矢示断面図である。なお、図８は、ダイヤフラムバルブ１０が閉じられている状態を示す図である。
【００２３】
弁本体１１は、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＨＴ（耐熱塩化ビニル管）、ＰＰ（ポリプロピレン）、またはＰＶＣＦ（ポリフッ化ブニリデン）、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリクロロトリフロオロエチレン等の樹脂、または、鉄、銅、銅合金、真鍮、アルミニウム、ステンレス等の金属、または磁器などによって形成することができる。
【００２４】
弁本体１１は、図３に示すように、第１端部２１と、第２端部２２と、中央部２３と、流路２４と、を有する。
【００２５】
第１端部２１と第２端部２２と中央部２３は、一体的に形成されており、流路２４は、図７に示すように、第１端部２１、中央部２３および第２端部２２にわたって形成されている。
【００２６】
（１−２−１．第１端部２１、第２端部２２）
第１端部２１と第２端部２２は、図３および図４に示すように、中央部２３を挟むように配置されており、中央部２３と繋がっている。
【００２７】
第１端部２１は、図３に示すように、配管が接続される第１フランジ部２１１と、第１フランジ部２１１と中央部２３を繋ぐ第１接続部２１２とを有する。第１フランジ部２１１は、図４に示すように、流体が弁本体１１に流入する入口２４ａが形成されたフランジ面２１３を有し、配管が接続可能である。
【００２８】
また、第２端部２２は、図４に示すように、配管が接続される第２フランジ部２２１と、第２フランジ部２２１と中央部２３を繋ぐ第２接続部２２２とを有する。第２フランジ部２２１は、図３に示すように、弁本体１１から流体が排出される出口２４ｂが形成されたフランジ面２２３を有し、配管が接続可能である。
【００２９】
第１フランジ部２１１と第２フランジ部２２１は、図３および図４に示すように対向して配置されており、フランジ面２１３とフランジ面２２３は、図７に示すように、互いに対向して平行になるように形成されている。また、入口２４ａの位置と出口２４ｂの位置も対向している。
【００３０】
（１−２−２．中央部２３）
中央部２３は、図５に示すように、第１端部２１と第２端部２２の間に設けられている。中央部２３は、第１面３１と、第２面３２と、壁部３３（図７参照）と、中央リブ３４と、を有する。
【００３１】
第１面３１は、図３に示すように、略平面状であり、フランジ面２１３とフランジ面２２３に対して垂直に形成されている。第１面３１の中央には、開口部３１ａが形成されている。開口部３１ａは、その周縁が湾曲して形成されている。なお、入口２４ａから出口２４ｂを結ぶ線に沿った方向を第１方向Ｘ（流体の流通方向Ｘともいえる）とし、第１方向Ｘに対して垂直且つ第１面３１と平行な方向を第２方向Ｙ（幅方向Ｙともいえる）とする。第１方向Ｘは、フランジ面２１３とフランジ面２２３に対して垂直な直線に沿った方向ともいえる。また、後述するステム６３、コンプレッサ６１またはダイヤフラム１２の移動方向が矢印Ｚ（第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに垂直な方向）で示されている。
【００３２】
第２面３２は、図５に示すように、流路２４を挟んで第１面３１に対向する面である。第２面３２は、流路２４の形状に沿って形成されている。第２面３２は、中央部２３のボンネット１３が配置される側とは反対側の面である。
【００３３】
（１−２−３．流路２４）
流路２４は、図７に示すように、入口２４ａから出口２４ｂまで形成されている、壁部３３は、流路２４の中央に第１面３１に向かって突出して形成されている。壁部３３は、流路２４に傾斜を形成するように、流路２４の内面が第１面３１に向かって緩やかに盛り上がって形成されている。上述の開口部３１ａは、壁部３３に対応する位置に形成されている。
【００３４】
壁部３３の第１面３１側の先端である当接部３３ａには、後述するダイヤフラム１２が圧接する。当接部３３ａは、図８に示すように、流路方向Ｘに対して垂直な平面において開口部３１ａ側に凹状に湾曲して形成されている。
【００３５】
流路２４は、第１端部２１の入口２４ａから当接部３３ａまで形成されている入口側流路２４１と、第２端部２２の出口２４ｂから当接部３３ａまで形成されている出口側流路２４２と、入口側流路２４１と出口側流路２４２を連通する連通部２４３とを有する。
【００３６】
入口側流路２４１は、その内周面は湾曲して形成されており、図７に示すように、第１面３１と垂直な方向の幅が壁部３３に向かうに従って狭くなっている。一方、入口側流路２４１は、第１面３１と平行な方向の幅（図７における紙面に対して垂直な方向）は壁部３３に向かうに従って広くなっている。
【００３７】
出口側流路２４２は、第２フランジ部２２１の出口２４ｂから当接部３３ａまで形成されている。出口側流路２４２は、その内周面は湾曲して形成されており、図７に示すように、第１面３１と垂直な方向の幅が壁部３３に向かうに従って狭くなっている。一方、出口側流路２４２は、第１面３１と平行な方向の幅（図７における紙面に対して垂直な方向）は壁部３３に向かうに従って広くなっている。
【００３８】
連通部２４３は、流路２４のうち壁部３３の第１面３１側の部分であり、入口側流路２４１と出口側流路２４２とを連通する。
【００３９】
第２面３２は、図４に示すように、入口側流路２４１に沿った入口側湾曲部３２１と、出口側流路２４２に沿った出口側湾曲部３２２とを有する。この入口側湾曲部３２１と出口側湾曲部３２２によって図１４に示す壁部３３の第１面３１側への突出が形成されている。
【００４０】
（１−２−４．中央リブ３４）
中央リブ３４は、図５および図７に示すように、第１面３１に対して垂直に第２面３２から突出して形成されている。中央リブ３４は、図６に示すように、第１中央リブ４１と、第２中央リブ４２とを有する。
【００４１】
第１中央リブ４１は、図５および図７に示すように、第１方向Ｘに沿って、第２面３２における入口側湾曲部３２１から出口側湾曲部３２２まで形成されている。また、第１中央リブ４１は、中央部２３の第２方向Ｙにおける中央に設けられている。
【００４２】
第２中央リブ４２は、図６に示すように、第２方向Ｙに沿って形成され、中央部２３の第１方向Ｘにおける中央に設けられている。
【００４３】
また、第１面３１の第２方向Ｙの両端の各々から第２面３２側に向かって外縁部３９が形成されており、第２中央リブ４２は、一方の外縁部３９から他方の外縁部３９まで形成されている。
【００４４】
第１中央リブ４１および第２中央リブ４２は、それぞれの中央である中央部４３において図６に示すように平面視において十字状に交差している。
【００４５】
（１−３．ダイヤフラム１２）
ダイヤフラム１２の材質は、ゴム状の弾性体であれば良く、特に限定されるものではない。例えば、エチレンプロピレンゴム、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、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等が好適な材料として挙げられる。また、ダイヤフラム１２には強度の高い補強布がインサートされていても良く、補強布はナイロン製であることが望ましい。これは、ダイヤフラムバルブの閉時にダイヤフラム１２に流体圧がかかったときにダイヤフラム１２の変形や破損を防止することが可能となるため好ましい。
【００４６】
ダイヤフラム１２は、図２に示すように、開口部３１ａを塞ぐように第１面３１に配置されている。
【００４７】
図９は、ダイヤフラム１２、ならびに後述するコンプレッサ６１、スリーブ６２およびステム６３等を示す斜視図である。図９には、ダイヤフラム１２、コンプレッサ６１、スリーブ６２およびステム６３の中心軸Ｏが示されている。この中心軸Ｏは、第１面３１に対して垂直であり、ダイヤフラム１２、後述するコンプレッサ６１およびステム６３の駆動方向と一致する。
【００４８】
図１０（ａ）は、ダイヤフラム１２の底面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＦＦ´´間の矢示断面図である。図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、ダイヤフラム１２は、隔膜部１２０と、外周縁部１２１と、を有する。隔膜部１２０は、駆動機構１４によって上下動される。隔膜部１２０は、円形状であり、弁本体１１の開口部３１ａに対応する。隔膜部１２０の当接部３３ａ側の面１２０ａには、弁本体１１の壁部３３の当接部３３ａに向かって突出するように形成された突条部１２２が形成されている。突条部１２２は、第２方向Ｙに沿って形成されており、当接部３３ａに沿っている。隔膜部１２０の面１２０ａと反対側の面１２０ｂの中央部には、図８に示すように、ボンネット１３側に向かって突出した凸部１２４が形成されている。
【００４９】
外周縁部１２１は、隔膜部１２０の外周に形成されており、図１に示すように、後述するボンネット１３と弁本体１１によって挟まれている。外周縁部１２１には、図９（ａ）に示すように、４つの貫通孔１２３が形成されている。この貫通孔１２３に後述するボルト１００が挿入されることによって、ダイヤフラム１２の外周縁部１２１は、図２に示すように、後述するボンネット１３と弁本体１１によって挟まれる。
【００５０】
ダイヤフラム１２が後述する駆動機構１４によって下方に移動し、壁部３３の当接部３３ａに当接することによって連通部２４３を閉鎖して流路２４が閉じられる。また、ダイヤフラム１２が駆動機構１４によって上方に移動し、当接部３３ａからダイヤフラム１２が離間することによって流路２４が開放される。
【００５１】
（１−４．ボンネット１３）
ボンネット１３は、弁本体１１と同様に、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＨＴ（耐熱塩化ビニル管）、ＰＰ（ポリプロピレン）、またはＰＶＣＦ（ポリフッ化ブニリデン）、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリクロロトリフロオロエチレン等の樹脂、または、鉄、銅、銅合金、真鍮、アルミニウム、ステンレス等の金属、または磁器などによって形成することができる。
【００５２】
ボンネット１３は、図２に示すように、弁本体１１の第１面３１にボルト１００等によって固定されている。ボンネット１３は、ダイヤフラム１２を介して開口部３１ａを覆うように設けられている。すなわち、ボンネット１３は、第１面３１に対応する開口１３ａを有しており、開口１３ａに対向する位置に後述するスリーブ６２およびステム６３が配置される貫通孔１３ｂを有している。
【００５３】
（１−５．駆動機構１４）
駆動機構１４は、図２に示すように、コンプレッサ６１と、スリーブ６２と、ステム６３と、ハンドル６４と、隔膜ボルト６５と、を有する。
【００５４】
（１−５−１．コンプレッサ６１）
コンプレッサ６１は、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等によって形成されており、ダイヤフラム１２と連結されている。ダイヤフラム１２には隔膜ボルト６５（詳しくは後述する）が埋め込まれており、隔膜ボルト６５は、弁本体１１の反対側（非接液面側）に突出している。隔膜ボルト６５の突出した部分がコンプレッサ６１に係合されて、コンプレッサ６１とダイヤフラム１２は連結されている。
【００５５】
図１１は、コンプレッサ６１の底面図である。コンプレッサ６１は、底面から見て円状の中央部６１１と、中央部６１１から外側に向かって突出した複数の突出部６１２ａ、６１２ｂ、６１３ａ、６１３ｂ、６１４ａ、６１４ｂ、６１５ａ、６１５ｂを有している。中央部６１１には、隔膜ボルト６５が挿入される挿入孔６１６が形成されている。挿入孔６１６は、円形孔部６１６ａと、円形孔部６１６ａの縁に形成された一対の切り欠き部６１６ｂとを有する、一対の切り欠き部６１６ｂは、後述する隔膜ボルト６５の係止ピン７３が挿入可能なように対向して形成されている。
【００５６】
複数の突出部６１２ａ、６１２ｂ、６１３ａ、６１３ｂ、６１４ａ、６１４ｂ、６１５ａ、６１５ｂは、図１１では、８個形成されており、等角度（約４５度）で形成されているため、２つずつが直径方向に対向する。すなわち、一対の突出部６１２ａと突出部６１２ｂが、円形孔部６１６ａの中心軸Ｏを通る直線に沿って中央部６１１を挟んで設けられている。また、一対の突出部６１３ａと突出部６１３ｂが、円形孔部６１６ａの中心軸Ｏを通る直線に沿って中央部６１１を挟んで設けられている。また、一対の突出部６１４ａと突出部６１４ｂが、円形孔部６１６ａの中心軸Ｏを通る直線に沿って中央部６１１を挟んで設けられている。また、一対の突出部６１５ａと突出部６１５ｂが、円形孔部６１６ａの中心軸Ｏを通る直線に沿って中央部６１１を挟んで設けられている。
【００５７】
突出部６１２ａ、６１２ｂ、６１４ａ、６１４ｂは、中央部６１１から同じ長さ突出している。突出部６１３ａ、６１３ｂ、６１５ａ、６１５ｂは、中央部６１１から同じ長さ突出している。突出部６１２ａ、６１２ｂ、６１４ａ、６１４ｂの長さは、突出部６１３ａ、６１３ｂ、６１５ａ、６１５ｂの長さよりも長く形成されている。一対の突出部６１２ａ、６１２ｂと一対の突出部６１４ａ、６１４ｂの間の角度は略９０度に形成されている。一対の突出部６１３ａ、６１３ｂと一対の突出部６１５ａ、６１５ｂの間の角度は略９０度に形成されている。
【００５８】
図８に示すように、コンプレッサ６１の中央部６１１の当接部３３ａ側の面の中央には凹部６１１ｃが形成されており、ダイヤフラム１２の凸部１２４が挿入される。
【００５９】
（１−５−２．スリーブ６２、ステム６３、ハンドル６４）
スリーブ６２は、図２に示すように、ボンネット１３の貫通孔１３ｂに支持されている。スリーブ６２の内側にはネジ形状が形成されている。
【００６０】
ステム６３は、スリーブ６２の内側に配置されており、スリーブ６２の内側に形成されたネジ形状と螺合している。ステム６３のボンネット１３の内側に配置される端には、コンプレッサ６１が固定されている。コンプレッサ６１は、弁本体１１側においてダイヤフラム１２と係合され、弁本体１１と反対側においてステム６３と固定されている。
【００６１】
ハンドル６４は、ステム６３のボンネット１３の外側に位置する部分の外周部に嵌合されている。
【００６２】
（１−５−３．隔膜ボルト６５）
図１２Ａは、隔膜ボルト６５を示す斜視図である。図１２Ｂは、図１２ＡのＤＤ´間の矢示断面図である。図１２Ｃは、隔膜ボルト６５の側面図である。隔膜ボルト６５は、例えば金属製であり、ダイヤフラム１２を駆動機構１４に連結する。隔膜ボルト６５は、一端がダイヤフラム１２に埋め込まれており、他端がコンプレッサ６１に係止されている。
【００６３】
隔膜ボルト６５は、柱状部７１と、挿入部７２と、一対の係止ピン７３と、を有する。
柱状部７１は、円柱形状であり、中心軸Ｏに沿って配置される。中心軸Ｏは、ダイヤフラム１２、コンプレッサ６１またはステム６３の駆動方向（後述する図１５（ａ）および図１５（ｂ）参照）に沿っているため、柱状部７１は、ダイヤフラム１２、コンプレッサ６１またはステム６３の駆動方向に沿って配置されているともいえる。
【００６４】
柱状部７１は、ダイヤフラム１２側に配置される第１端７１ａと、ステム６３側に配置される第２端７１ｂとを有する。柱状部７１は、円柱部８１と、拡径部８２とを有する。円柱部８１および拡径部８２は、中心軸Ｏに沿って配置されている。円柱部８１は、第２端７１ｂを有する。拡径部８２は、円柱部８１のダイヤフラム１２側（挿入部７２側）に設けられており、第１端７１ａを有する。拡径部８２は、第１端７１ａから円柱部８１に向かうに従って直径が除々に大きくなるように上下逆の円錐台状に形成されている。なお、図８では、拡径部８２の全部がダイヤフラム１２に埋め込まれているが、一部だけが埋め込まれていてもよい。  拡径部８２の円柱部８１との接続端である第３端８２ａの直径は、拡径部８２の最大径であり、拡径部８２の第１端７１ａの直径は、拡径部８２の最小径である。図１２Ｃに示すように、拡径部８２の最大径をａとし、拡径部８２の最小径をｂとすると、０．７０≦ｂ／ａ≦０．９２を満たす。これらの範囲については、実施例にて詳述する。なお、円柱部８１の直径は一定であるため、拡径部８２の最大径は、柱状部７１の最大径であるといえ、拡径部８２の最小径は、柱状部７１の最小径であるといえる。
【００６５】
挿入部７２は、図８に示すように、ダイヤフラム１２の凸部１２４にインサート成形によって挿入されている。挿入部７２は、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、接続部９１と、４つの突出部９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄとを有する。接続部９１は、柱状部７１の第１端７１ａに接続されている。４つの突出部９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄは、接続部９１から中心軸Ｏに対して垂直方向に同じ長さ突出している。中心軸Ｏに対して垂直な平面視において、４つの突出部９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄは、９０度間隔で設けられており、挿入部７２は、十字状に配置されている。一対の突出部９２ａと突出部９２ｃが、中心軸Ｏを通る直線Ｌａに沿って接続部９１を挟んで配置されている。また、一対の突出部９２ｂと突出部９２ｄが、中心軸Ｏを通る直線Ｌｂに沿って接続部９１を挟んで配置されている。
【００６６】
突出部９２ａの先端９２ａｅから突出部９２ｃの先端９２ｃｅまで長さは、突出部９２ｂの先端９２ｂｅから突出部９２ｄの先端９２ｄｅまで長さと同じである。
【００６７】
一対の係止ピン７３は、柱状部７１の第２端７１ｂ側に設けられている。一対の係止ピン７３は、柱状部７１の側面から互いに反対側に突出している。一対の係止ピン７３がコンプレッサ６１の一対の切り欠き部６１６ｂを通過するように、隔膜ボルト６５が、その第２端７１ｂ側から挿入孔６１６に挿入される。その後、中心軸Ｏを中心にして隔膜ボルト６５を回転させることによって、図８に示すように、係止ピン７３がコンプレッサ６１に係止される。
【００６８】
図１３は、ダイヤフラム１２と隔膜ボルト６５の挿入部７２の位置関係を示す図である。図１３に示すように、直線上に配置された一対の突出部９２ａと突出部９２ｃが、ダイヤフラム１２の突条部１２２に沿って配置されている。なお、一対の突出部９２ｂと突出部９２ｄが突条部１２２に沿って配置されていてもよい。
【００６９】
図１４は、コンプレッサ６１と隔膜ボルト６５の挿入部７２の位置関係を示す図である。図１４に示すように、一対の突出部９２ａ、９２ｃが、コンプレッサ６１の一対の突出部６１４ａ、６１４ｂの突出方向に沿い中心軸Ｏを通る直線Ｌ１上に沿って配置されている。また、一対の突出部９２ｂ、９２ｄが、コンプレッサ６１の一対の突出部６１２ａ、６１２ｂの突出方向に沿い中心軸Ｏを通る直線Ｌ２上に沿って配置されている。
【００７０】
また、図１３および図１４に示すように、コンプレッサ６１の一対の突出部６１４ａ、６１４ｂは、ダイヤフラム１２の突条部１２２に沿って配置されている。このように、長い方の突出部６１４ａ、６１４ｂを突条部１２２に沿って配置することによって、当接部３３ａに隔膜部１２０をより確実に密着させることができる。長い方の突出部であればよいので、突出部６１４ａ、６１４ｂの代わりに突出部６１２ａ、６１２ｂが突条部１２２に沿って配置されてもよい。
【００７１】
＜２．動作＞
次に、本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０の動作について説明する。図１５（ａ）および図１５（ｂ）は、ダイヤフラム１２の動作を模式的に示す図である。
【００７２】
図１５（ａ）に示すような流路２４が開放されている状態から、流路２４を閉じる方向にハンドル６４を回転させると、ハンドル６４の回転に従って、ステム６３が下降する（図２参照）。ステム６３の下降とともに、ステム６３の端に固定されたコンプレッサ６１も下降する。
【００７３】
コンプレッサ６１の下降により、ダイヤフラム１２は、図１５（ｂ）に示すように、第２面３２側に凸に湾曲し、壁部３３の当接部３３ａに圧接される。
【００７４】
これによって、ダイヤフラムバルブ１０の流路２４が遮断された状態となる。
一方、ハンドル６４を開方向に回転させると、ハンドル６４の回転に従ってステム６３が上昇する。ステム６３の上昇とともにコンプレッサ６１も上昇し、コンプレッサ６１と係合されたダイヤフラム１２の中央部が図１５（ａ）に示すように上昇する。
【００７５】
これによって、ダイヤフラムバルブ１０の流路２４が開放された状態となる。
＜３．実施例＞
図１６は、ｂ／ａの値を変化させた実施例１〜４および比較例１〜３の隔膜ボルトを用いた場合において隔膜ボルトおよびダイヤフラム（隔膜）について応力解析を行った結果の表を示す図である。隔膜ボルトの応力解析では、応力が１５０ＭＰａ以下の場合に良好（○）とし、応力が１５０ＭＰａよりも大きい場合に不良（×）とした。また、隔膜応力解析では、応力が８５ＭＰａ以下の場合に良好（○）とし、応力が８５ＭＰａよりも大きい場合に不良（×）とした。
【００７６】
比較例１では、ｂ／ａ＝０．６５に設定した隔膜ボルトを用いて隔膜ボルトおよびダイヤフラム（隔膜）について応力解析を行った。隔膜ボルトの応力解析では、応力が１６９ＭＰａとなり不良（×）であり、隔膜応力解析では応力が９１ＭＰａとなり不良（×）であった。そのため総合判定は、不良（×）となった。
【００７７】
比較例２では、ｂ／ａ＝０．６８に設定した隔膜ボルトを用いて隔膜ボルトおよびダイヤフラム（隔膜）について応力解析を行った。隔膜ボルトの応力解析では、応力が１５８ＭＰａとなり不良（×）であり、隔膜応力解析では応力が８６ＭＰａとなり不良（×）であった。そのため総合判定は、不良（×）となった。
【００７８】
実施例１では、ｂ／ａ＝０．７０に設定した隔膜ボルトを用いて隔膜ボルトおよびダイヤフラム（隔膜）について応力解析を行った。隔膜ボルトの応力解析では、応力が１４７ＭＰａとなり良好（○）であり、隔膜応力解析では応力が８３ＭＰａとなり良好（○）であった。そのため総合判定は、良好（○）となった。
【００７９】
実施例２では、ｂ／ａ＝０．８０に設定した隔膜ボルトを用いて隔膜ボルトおよびダイヤフラム（隔膜）について応力解析を行った。隔膜ボルトの応力解析では、応力が１３９ＭＰａとなり良好（○）であり、隔膜応力解析では応力が６９ＭＰａとなり良好（○）であった。そのため総合判定は、良好（○）となった。
【００８０】
実施例３では、ｂ／ａ＝０．９０に設定した隔膜ボルトを用いて隔膜ボルトおよびダイヤフラム（隔膜）について応力解析を行った。隔膜ボルトの応力解析では、応力が１４２ＭＰａとなり良好（○）であり、隔膜応力解析では応力が７４ＭＰａとなり良好（○）であった。そのため総合判定は、良好（○）となった。
【００８１】
実施例４では、ｂ／ａ＝０．９２に設定した隔膜ボルトを用いて隔膜ボルトおよびダイヤフラム（隔膜）について応力解析を行った。隔膜ボルトの応力解析では、応力が１４６ＭＰａとなり良好（○）であり、隔膜応力解析では応力が８０ＭＰａとなり良好（○）であった。そのため総合判定は、良好（○）となった。
【００８２】
比較例３では、ｂ／ａ＝０．９３に設定した隔膜ボルトを用いて隔膜ボルトおよびダイヤフラム（隔膜）について応力解析を行った。隔膜応力解析では応力が８５ＭＰａとなり良好（○）であったが、隔膜ボルトの応力解析では、応力が１５４ＭＰａとなり不良（×）であった。そのため総合判定は、不良（×）となった。
【００８３】
以上より、ｂ／ａが０．７０より小さい場合には、隔膜ボルトおよび隔膜の双方に生じる応力が大きくなるため、０．７０≦ｂ／ａに設定するほうが好ましいことがわかる。
【００８４】
また、ｂ／ａが０．９２よりも大きい場合には、隔膜ボルトに生じる応力が大きくなるため、ｂ／ａ≦０．９２に設定するほうが好ましいことがわかる。
【００８５】
＜４．特徴等＞
（４−１）
本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０は、弁本体１１と、ダイヤフラム１２（弁部の一例）と、駆動機構１４と、隔膜ボルト６５（連結部の一例）と、を備える。弁本体１１は、流路２４と、開口部３１ａと、当接部３３ａと、を有する。流路２４は、内部に形成されている。開口部３１ａは、流路２４の途中に形成されている。当接部３３ａは、流路２４の開口部３１ａに対応する位置に設けられている。ダイヤフラム１２は、開口部３１ａを塞ぐように配置され、当接部３３ａに接触することにより流路２４を閉塞可能である。駆動機構１４は、ダイヤフラム１２を駆動することにより流路２４を開閉する。隔膜ボルト６５は、ダイヤフラム１２と駆動機構１４を連結する。隔膜ボルト６５は、柱状部７１と、挿入部７２とを有する。柱状部７１は、ダイヤフラム１２の駆動方向Ｚに沿って配置されている。挿入部７２は、柱状部７１の当接部３３ａ側の第１端７１ａ（端の一例）に設けられ、ダイヤフラム１２に挿入されている。柱状部７１の最大径をａとし、柱状部７１の最小径をｂとすると、０．７０≦ｂ／ａ≦０．９２を満たす。柱状部７１の最小径の位置は、最大径の位置よりも挿入部７２側であってダイヤフラム１２の内部に設けられている。
【００８６】
このように、０．７０≦ｂ／ａと設定することによって隔膜ボルト６５とダイヤフラム１２の接触面積が小さくなりすぎないように形成できるため、流路２４の開閉動作によってダイヤフラム１２から隔膜ボルト６５が抜けることを抑制することができる。
【００８７】
また、ｂ／ａ≦０．９２と設定することにより、隔膜ボルト６５とダイヤフラム１２の間の接触面積が大きくなりすぎないように形成できるため、摩擦抵抗を抑制し、経年劣化による隔膜の割れやボルト抜けを低減することができる。
【００８８】
以上のように、長期性能を向上することができる。
（４−２）
本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０では、柱状部７１は、円柱部８１と、拡径部８２と、を有する。拡径部８２は、円柱部８１の挿入部７２側に配置され、第１端７１ａから円柱部８１に向かうに従って拡径されている。拡径部８２の少なくとも一部は、ダイヤフラム１２（弁部の一例）に挿入されている。拡径部８２は、ダイヤフラム１２の内部から円柱部８１に向かって拡径する。
【００８９】
これにより、隔膜ボルト６５とダイヤフラム１２の間の接触面積を減らすととともに、隔膜ボルト６５の強度も確保することができる。
【００９０】
（４−３）
本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０では、柱状部７１は、円柱部８１と、拡径部８２と、を有する。拡径部８２は、円柱部８１の挿入部７２側に配置され、第１端７１ａから円柱部８１に向かうに従って拡径されている。最小径は、拡径部８２の第１端７１ａの径である。最大径は、拡径部８２の円柱部８１側の第３端８２ａ（第２端の一例）の径である。
【００９１】
これにより、柱状部７１は、挿入部７２が設けられている第１端７１ａにおいて径が最も小さく、挿入部７２から離れるに従って除々に拡径する。このため、隔膜ボルト６５とダイヤフラム１２の間の接触面積を減らすととともに、隔膜ボルト６５の強度も確保することができる。
【００９２】
（４−４）
本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０は、ボンネット１３（蓋部の一例）を更に備える。ボンネット１３は、ダイヤフラム１２（弁部の一例）を覆うように弁本体１１に固定されている。駆動機構１４は、ステム６３（軸部材の一例）と、コンプレッサ６１（押圧部の一例）と、ハンドル６４（駆動部の一例）と、を有する。ステム６３は、ボンネット１３に支持されている。コンプレッサ６１は、ダイヤフラム１２を当接部３３ａに押圧する。ハンドル６４は、ステム６３を駆動する。ハンドル６４は、手動式である。
【００９３】
このように手動によって駆動することができ、流路を閉鎖または開放することができる。
【００９４】
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００９５】
（Ａ）
上記実施の形態では、隔膜ボルト６５に、径が除々に大きくなる拡径部８２が設けられているが、拡径部８２が設けられておらず、最小径から最大径に急に大きくなるように段差が形成されていてもよい。
【００９６】
（Ｂ）
上記実施の形態では、柱状部７１の最小径の位置は、第１端７１ａであり、最大径の位置は、第３端８２ａであるが、これに限らなくても良く、例えば、第１端７１ａと挿入部７２の間に第１端７１ａよりも径の大きい部分が形成されていてもよいし、第３端７２ａと円柱部８１の間に第３端７２ａよりも径が小さい部分が形成されていてもよい。
【００９７】
（Ｃ）
上記実施の形態では、隔膜ボルト６５の挿入部７２には、４つの突出部９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄが形成されているが、これに限られなくてもよい。しかしながら、ダイヤフラム１２の突条部１２２に沿った２つの突出部９２ａ、９２ｃが少なくとも設けられている方が、当接部３３ａに突条部１２２を密着させる観点からは好ましい。
【００９８】
（Ｄ）
上記実施の形態では、隔膜ボルト６５の挿入部７２が、平面視において十字形状になるように４つの突出部９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄが形成されているが、これに限らなくてもよく、例えば、図１７Ａの隔膜ボルト６５´に示すように、柱状部７１の第１端７１ａに円盤形状の挿入部７２´が配置されていてもよい。挿入部７２´は、図１７ＡのＥＥ´間の矢示断面図である図１７Ｂに示すように、ダイヤフラム１２の駆動方向Ｚに垂直な平面視において第１端７１ａより外側に突出している。
【００９９】
また、図１７Ｂに示すように、円盤形状の挿入部７２´は、柱状部７１の第１端７１ａに接続されている接続部９１´と、接続部９１´から中心軸Ｏに対して垂直な方向に突出するように形成された円環状の突出部９２´とを有するともいえる。この挿入部７２´は、インサート成形によってダイヤフラム１２に挿入されている。また、図１７Ｃに示すように、挿入部７２´の拡径部８２と反対側の面７２ａ´は、拡径部８２と反対側に向かって凸に湾曲して形成されているが、これに限らなくてもよく、例えば水平な平面であってもよい。また、挿入部７２´は、中心軸Ｏに対して垂直な平面視において、円形状であるが、これに限らなくてもよく、楕円形状であってもよい。
【０１００】
これにより、ダイヤフラム１２からの隔膜ボルト６５の抜けを抑制し、突条部１２２を当接部３３ａにより密着させることができる。
【０１０１】
このような円形状の挿入部７２´は、ダイヤフラム１２がＰＴＦＥで形成されている場合に、用いるほうが好ましい。また、上記実施の形態で述べた十字形状の挿入部７２は、ダイヤフラム１２がＥＰＤＭで形成されている場合に用いるほうが好ましい。このように挿入部７２を突出部が設けられた複雑な形状とする理由は、ＥＰＤＭの方が挿入部７２との接着が強固でなく滑りやすいためである。一方、ＰＴＦＥの場合はＥＰＤＭと比べて滑り難いため円形状の挿入部７２´を用いることができる。
【０１０２】
（Ｅ）
上記実施の形態では、隔膜ボルト６５は、係止ピン７３によってコンプレッサ６１に係止されているが、コンプレッサ６１への連結方法は係止ピン７３に限らなくても良く。係止ピン７３が設けられておらず、隔膜ボルト６５の第２端７１ｂ周囲とコンプレッサ６１の凹部６１１ｃにネジ形状が形成されており、螺合によってコンプレッサ６１に隔膜ボルト６５が連結されていてもよい。
【０１０３】
（Ｆ）
上記実施の形態では、８つの突出部６１２ａ、６１２ｂ、６１３ａ、６１３ｂ、６１４ａ、６１４ｂ、６１５ａ、６１５ｂが設けられているが、これに限らなくてもよい。例えば、コンプレッサ６１の大きさが小さい場合には、短い方の突出部６１３ａ、６１３ｂ、６１５ａ、６１５ｂが設けられていなくてもよい。さらに、突条部１２２に沿っていない突出部６１２ａ、６１２ｂが設けられていなくてもよい。
【０１０４】
（Ｇ）
上記実施の形態のダイヤフラムバルブ１０では、駆動部の一例として手動式のハンドル６４が設けられているが、空気駆動式または電気駆動式の駆動部によってステム６３が駆動されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明のダイヤフラムバルブは、長期性能を向上させることが可能な効果を発揮し、プラント等に利用可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０        ：ダイヤフラムバルブ
１２        ：ダイヤフラム
１４        ：駆動機構
２４        ：流路
３１ａ      ：開口部
３３ａ      ：当接部
６１        ：コンプレッサ
６５        ：隔膜ボルト
７１        ：柱状部
７１ａ      ：第１端
７２        ：挿入部
【図１】
2019132377.tif 000003
【図２】
2019132377.tif 000004
【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】
2019132377.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2019132377.tif 000013
【図１２Ａ】
2019132377.tif 000014
【図１２Ｂ】
2019132377.tif 000015
【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2019132377.tif 000020
【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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