(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。【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、軸部７１と、挿入部７２と、を有する。軸部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、軸部７１の当接部３３ａ側の先端に設けられ、ダイヤフラム１２に挿入されている。挿入部７２は、弁本体１１の反対側の開方向側表面９３ａと、弁本体１１側の閉方向側表面９４ａと、を有する。開方向側表面９３ａは、角が設けられないように形成されている。【選択図】図１０
2019219044.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軸部と、
前記軸部の前記当接部側の先端に接続され、前記弁部に挿入された挿入部と、を有し、
前記挿入部は、前記弁本体の反対側に設けられ、角が形成されていない第１表面と、前記弁本体側に設けられた第２表面と、を有する、
ダイヤフラムバルブ。
【請求項２】
前記第１表面と前記第２表面の最も外側は、前記第１表面と前記第２表面の境界である、
請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項３】
側面視において、前記第１表面と前記第２表面の境界の少なくとも所定部分を通り前記境界の前記所定部分における前記第１表面の傾斜を有する第１直線と、前記境界の前記所定部分を通り、前記軸部に沿った方向に対して垂直な第２直線によって形成される角度θ１は、
前記境界の前記所定部分と、前記第１表面と前記軸部の接続部とを結ぶ第３直線と、前記第２直線によって形成される角度をθｃとすると、式（１）θｃ≦θ１≦９０°を満たす、
請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項４】
前記挿入部の外周には、凹凸が形成されており、
前記境界の前記所定部分は、凸部分の先端である、
請求項３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５】
前記挿入部の外周は、円状であり、
前記境界は、前記挿入部の外周であり、
前記境界の全周において、前記式（１）を満たす、
請求項３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項６】
側面視において、前記第１表面と前記軸部の接続部を通り、前記軸部に沿った方向に対して垂直な第４直線と、前記接続部を通り前記接続部における前記第１表面の傾斜を有する第５直線によって形成される角度θ２は、０°以上である、
請求項１〜５のいずれか１項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、ダイヤフラムを開方向に移動させるときに、隔膜ボルトのダイヤフラムに埋め込まれている部分とダイヤフラムとの接触箇所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の発明にかかる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、軸部と、挿入部と、を有する。軸部は、弁部の駆動方向に沿って配置されている。挿入部は、軸部の当接部側の先端に設けられ、弁部に挿入されている。挿入部は、弁本体の反対側に設けられ、角が形成されていない第１表面と、弁本体側に設けられた第２表面を有する。
【０００９】
このように、弁本体に挿入されている挿入部の開方向に形成された第１表面に角が設けられていないため、弁本体を開方向に移動させる際に第１表面と弁本体の間に生じる応力を低減することができる。
これにより、ダイヤフラムバルブの長期性能を向上することができる。
【００１０】
第２の発明にかかるダイヤフラムバルブは、第１の発明にかかるダイヤフラムバルブであって、第１表面と第２表面の最も外側は、第１表面と前記第２表面の境界である。
【００１１】
これにより、挿入部の開方向側に角が形成されておらず、弁本体を開方向に移動させる際の応力を低減することができる。
【００１２】
第３の発明にかかるダイヤフラムバルブは、第１の発明にかかるダイヤフラムバルブであって、側面視において、第１表面と第２表面の境界の少なくとも所定部分を通り境界の所定部分における第１表面の傾斜を有する第１直線と、境界の所定部分を通り、軸部に沿った方向に対して垂直な第２直線によって形成される角度θ１は、境界の所定部分と、第１表面と軸部の接続部とを結ぶ第３直線と、第２直線によって形成される角度をθｃとすると、式（１）θｃ≦θ１≦９０°を満たす。
【００１３】
これにより、第１表面が傾斜面および外側に膨らむような湾曲面の少なくとも一方で形成されるため、応力を低減することができる。
【００１４】
第４の発明にかかるダイヤフラムバルブは、第３の発明にかかるダイヤフラムバルブであって、挿入部の外周には、凹凸が形成されている。境界の所定部分は、凸部分の先端である。
【００１５】
これにより、弁本体を開方向に移動させる際に凸部分の先端において生じる応力を低減することができる。
【００１６】
第５の発明にかかるダイヤフラムバルブは、第３の発明にかかるダイヤフラムバルブであって、挿入部の外周は、円状である。境界は、挿入部の外周である。境界の全周において、式（１）を満たす。
【００１７】
これにより、弁本体を開方向に移動させる際に挿入部の全周において生じる応力を低減することができる。
【００１８】
第６の発明にかかるダイヤフラムバルブは、第１〜５のいずれかの発明にかかるダイヤフラムバルブであって、側面視において、第１表面と軸部の接続部を通り、軸部に沿った方向に対して垂直な第４直線と、接続部を通り接続部における第１表面の傾斜を有する第５直線によって形成される角度θ２は、０°以上である。
【００１９】
これにより、接続部よりも第１表面が接続部よりも軸部側に突出しないため、応力を低減することができる。
【発明の効果】
【００２０】
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】
【００２１】
【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の弁本体の断面図。
【図５】（ａ）図１のダイヤフラムの底面図、（ｂ）図１０（ａ）のＣＣ´間の矢視断面図。
【図６】図２のコンプレッサの底面図。
【図７】図２の隔膜ボルトの斜視図。
【図８】図７のＤＤ´間の矢視断面図。
【図９】図８のＥＥ´間の矢視断面図。
【図１０】図２の隔膜ボルト近傍の拡大図。
【図１１】（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１２】実施例１における隔膜ボルトの挿入部を示す断面図。
【図１３】実施例２における隔膜ボルトの挿入部を示す断面図。
【図１４】実施例３における隔膜ボルトの挿入部を示す断面図。
【図１５】比較例１における隔膜ボルトの挿入部を示す断面図。
【図１６】比較例２における隔膜ボルトの挿入部を示す断面図。
【図１７】比較例３における隔膜ボルトの挿入部を示す断面図。
【図１８】比較例４における隔膜ボルトの挿入部を示す断面図。
【図１９】実施例１〜３および比較例１〜４の応力の結果の表を示す図。
【図２０】（ａ）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、（ｂ）図２０（ａ）のＨＨ´間の矢示断面図、（ｃ）図２０（ａ）のＪＪ´間の矢示断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
＜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。
【００２４】
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。
【００２５】
（１−２．弁本体１１）
図３は、弁本体１１を示す斜視図である。図４は、ダイヤフラムバルブ１０の断面図である。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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４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。
【００２９】
（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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、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。
【００３３】
（１−２−２．中央部２３）
中央部２３は、図３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、開口部３１ａが中央に形成された第１面３１を有している。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と出口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。
【００３４】
開口部３１ａの周縁の第１面３１には、ダイヤフラム１２の外周に沿うように凸部３５が形成されている。凸部３５は円周上に形成されており、円周の一箇所に、平面視において矩形状に形成された位置決め部３５２が設けられている。位置決め部３５２には、後述するダイヤフラム１２の突出部１２３が嵌り、これにより、ダイヤフラム１２の周方向における位置決めが行われる。
【００３５】
（１−２−３．流路２４）
流路２４は、図４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。
【００３６】
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。
【００３７】
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（図２参照）とを有する。
【００３８】
入口側流路２４１は、その内周面が湾曲して形成されており、図４に示すように、第１面３１と垂直な方向の幅（第３方向Ｚにおける幅）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（第２方向Ｙにおける幅）は壁部３３に向かうに従って広くなっている。
【００３９】
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４に示すように、第１面３１と垂直な方向の幅（第３方向Ｚにおける幅）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（第２方向Ｙにおける幅）は壁部３３に向かうに従って広くなっている。
【００４０】
連通部２４３は、図２に示すように、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。
【００４１】
（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。
【００４２】
本実施の形態のダイヤフラム１２は、２つの部材が積層されて形成されている。この２つの部材としては、例えば、弾性エラストマーとフッ素化合物が挙げられる。
【００４３】
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。
【００４４】
図４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。
【００４５】
図５（ａ）は、ダイヤフラム１２を流路２４側から見た底面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＦＦ´間の矢示断面図である。
【００４６】
図に示すように、ダイヤフラム１２は、隔膜部１２０と、外周縁部１２１と、突出部１２５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に対応する大きさである。隔膜部１２０の当接部３３ａ側の面１２０ａには、弁本体１１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４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。
【００４７】
外周縁部１２１は、隔膜部１２０の外周に形成されており、図２および図４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。
【００４８】
突出部１２５は、外周縁部１２１から外側に突出して形成されている。突出部１２５は、ダイヤフラム１２の周方向における位置合わせを行うために形成されている。突出部１２５が、上述した位置決め部３５２に嵌り、ダイヤフラム１２の周方向における位置決めが行われる。
【００４９】
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。
【００５０】
（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。
【００５１】
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。
【００５２】
（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。
【００５３】
（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。
【００５４】
図６は、コンプレッサ６１を流路２４側から見た底面図である。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。
【００５５】
複数の突出部６１２ａ、６１２ｂ、６１３ａ、６１３ｂ、６１４ａ、６１４ｂ、６１５ａ、６１５ｂは、図６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。
【００５６】
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。
【００５７】
図６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（図４参照）。
【００５８】
（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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
（１−５−３．隔膜ボルト６５）
図７は、隔膜ボルト６５を示す斜視図である。図８は、図７のＤＤ´間の矢示断面図である。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。
【００６２】
隔膜ボルト６５は、軸部７１と、挿入部７２と、一対の係止ピン７３と、を有する。
軸部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１１（ａ）および図１１（ｂ）参照）に沿っているため、軸部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。
【００６３】
軸部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。軸部７１は、円柱部８１と、縮径部８２とを有する。円柱部８１は、第２端７１ｂを有する。縮径部８２は、円柱部８１のダイヤフラム１２側に設けられており、当接部３３ａ側に向かうに従って直径が除々に小さくなるように円錐台状に形成されている。
【００６４】
挿入部７２は、図２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、中央部９１と、４つの突出部９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄとを有する。中央部９１は、軸部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、中央部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。図８に示すように、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に沿って中央部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に沿って中央部９１を挟んで配置されている。
【００６５】
また、本実施の形態では、一対の突出部９２ｂと突出部９２ｄが当接部３３ａに沿うように幅方向Ｙに沿って配置されており、一対の突出部９２ａと突出部９２ｃが流路方向Ｘに沿って配置されている。
【００６６】
図９は、図８のＥＥ´間の矢示断面図である。図９は、挿入部７２近傍の中心軸Ｏおよび直線Ｌａを含む断面図ともいえる。図９では、突出部９２ａと突出部９２ｃを通る断面が示されている。
【００６７】
流路２４を開放する際に挿入部７２を移動する方向を開方向Ｚ１とし、流路２４を閉鎖する際に挿入部７２を移動する方向を閉方向Ｚ２とする。
【００６８】
図９に示すように、挿入部７２は、中心軸に沿って配置された、開方向側部９３と、閉方向側部９４とを有する。開方向側部９３は、挿入部７２のうち開方向Ｚ１側の部分であり、軸部７１側の部分ともいえる。閉方向側部９４は、挿入部７２のうち閉方向Ｚ２側の部分であり、挿入部７２の当接部３３ａ側の部分ともいえる。
【００６９】
開方向側部９３の表面である開方向側表面９３ａは、角がないように開方向Ｚ１側に凸に湾曲して形成されている。閉方向側部９４の表面である閉方向側表面９４ａは、閉方向Ｚ２に凸に湾曲して形成されている。開方向側表面９３ａと閉方向側表面９４ａの境界９５が、図７に示されている。境界９５は、挿入部７２の全周に亘って設けられている。境界９５を含む平面は、中心軸Ｏに対して垂直である。なお、図７では、境界９５のうち突出部９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄの先端の部分は境界部分９５ａとして実線で示されており、境界９５のうち境界部分９５ａ以外の部分は、境界部分９５ｂとして点線で示されている。また、図９では、境界９５を含む平面（開方向側部９３と閉方向側部９４の境界面ともいえる）が、線Ｆで示されている。
【００７０】
また、開方向側表面９３ａは、境界９５から軸部７１との接続部９６まで形成されている。また、開方向側表面９３ａは、開方向Ｚ１に向かうに従って中心軸Ｏ方向に位置するように境界９５から接続部９６まで形成されている。
【００７１】
接続部９６は、図８に示す円形状に形成されている。接続部９６を含む平面は、中心軸Ｏに対して垂直である。図９において、接続部９６を含む平面は、線Ｇで示されている。
【００７２】
また、開方向側表面９３ａと閉方向側表面９４ａの境界９５は、図７および図９に示すように、挿入部７２の最外周となる。
【００７３】
ここで、側面視において、境界部分９５ａと接続部９６を結ぶ線Ｌ３と、線Ｆによって形成される角度をθｃとすると、境界部分９５ａにおける開方向側表面９３ａの接線である線Ｌ１と境界面Ｆによって形成される角度θ１は、式（１）θｃ≦θ１≦９０°を満たす。線Ｌ１は、境界部分９５ａを通り、境界部分９５ａにおける開方向側表面９３ａの傾きを有する直線ともいえる。なお、線Ｌ１の境界部分９５ａよりも内側（中心軸Ｏに近づく方向側）が境界部分９５ａよりも開方向Ｚ１側に回転する角度を正の角度とし、線Ｌ１の境界部分９５ａよりも内側（中心軸Ｏに近づく方向側）が線Ｆよりも閉方向Ｚ２側に回転する角度を負の角度とする。
【００７４】
また、接続部９６における開方向側表面９３ａの接線である線Ｌ２と線Ｇによって形成される角度θ２は、式（２）０°≦θ２を満たす。線Ｌ２は、接続部９６を通り、接続部９６における開方向側表面９３ａの傾きを有する直線ともいえる。なお、線Ｌ２の接続部９６よりも外側（中心軸Ｏから外れる方向側）が線Ｇよりも閉方向Ｚ２側に回転する角度を正の角度とし、線Ｌ２の接続部９６よりも外側（中心軸Ｏから外れる方向側）が線Ｇよりも開方向Ｚ１側に回転する角度を負の角度とする。
【００７５】
なお、図９における中心軸Ｏを基準にして左側における挿入部７２の構成について説明したが、右側における構成も同様であり、中心軸Ｏを基準に左右対称となっている。
【００７６】
また、図９では突出部９２ａと突出部９２ｃについて説明しているが、突出部９２ｂと突出部９２ｄも同様である。
【００７７】
また、上記式（１）および式（２）は、中心軸Ｏを基準にして同じ側において成立する。線Ｌ１は、例えば、図９における左側の境界部分９５ａと右側の接続部９６を結ぶものではなく、左側の境界部分９５ａと左側の接続部９６、または右側の境界部分９５ａと右側の接続部９６というように同じ突出部９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄの境界部分９５ａと接続部９６を結ぶものである。なお、本実施の形態では、境界５のうち先端の境界部分９５ａ以外の境界部分９５ｂは、上記式（１）を満たしていないが、式（１）を満足していてもよい。
【００７８】
図１０は、図２の隔膜ボルト６５近傍を示す拡大図である。図に示すように、ダイヤフラム１２に挿入されている挿入部７２の表面（開方向側表面９３ａと閉方向側表面９４ａ）と、縮径部８２の表面（太線で示す）が、ダイヤフラム１２との接触面となっている。
【００７９】
ダイヤフラム１２を開方向Ｚ１に移動させる際に、接触面のうち開方向側表面９３ａとダイヤフラム１２の間に応力が生じるが、本実施の形態のように、角が形成されていない開方向側表面９３ａによって応力を緩和することができる。
【００８０】
一対の係止ピン７３は、軸部７１の第２端７１ｂ側に設けられている。一対の係止ピン７３は、軸部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２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。
【００８１】
＜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１１（ａ）および図１１（ｂ）は、ダイヤフラム１２の動作を模式的に示す図である。
【００８２】
図１１（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。
【００８３】
コンプレッサ６１の下降により、ダイヤフラム１２は、図１１（ｂ）に示すように、当接部３３ａ側に凸に湾曲し、壁部３３の当接部３３ａに圧接される。
【００８４】
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１１（ａ）に示すように上昇する。
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。
【００８５】
＜３．実施例＞
次に、θ１とθ２の値を変化させた挿入部７２の実施例を用いて応力について検討を行った結果について説明する。
【００８６】
図１２は、θ１＝４５°≧θｃ、θ２＝０°になるように形成された実施例１の挿入部７２を示す断面図である。実施例１の挿入部７２の開方向側表面９３ａは、側面視において開方向Ｚ１側に凸に湾曲して形成されている。
【００８７】
図１３は、θ１＝９０°≧θｃ、θ２＝０°になるように形成された実施例２の挿入部７２を示す断面図である。実施例２の挿入部７２の開方向側表面９３ａは、側面視において開方向Ｚ１側に凸に湾曲して形成されている。
【００８８】
図１４は、θ１＝３０°≧θｃ、θ２＝３０°になるように形成された実施例３の挿入部７２を示す断面図である。実施例３の挿入部７２の開方向側表面９３ａは、側面視において概ね直線で形成されている。
【００８９】
図１５から図１８には、比較例１〜４の挿入部７２０を示す。挿入部７２０は、挿入部７２と同様に平面視において十字形状であるが、以下の点で実施の形態の挿入部７２と異なっている。
【００９０】
図１５は、θ１＝４５°≧θｃ、θ２＝０°で角が形成された比較例１の挿入部７２０を示す断面図である。図１６の開方向側表面９３ａは、側面視において２つの直線で形成されている。すなわち、挿入部７２０の開方向側表面９３ａは、境界部分９５ａからθ１＝４５°で形成された第１面部９３ａ１と、接続部９６から中心軸Ｏに対して垂直（θ２＝０°）に形成された第２面部９３ａ２によって形成されている。この第１面部９３ａ１と第２面部９３ａ２の交点に角９７が形成されている。本比較例１では、実施例と異なり、開方向側表面９３ａに角が形成されている。
【００９１】
図１６は、θ１＝９０°≧θｃ、θ２＝０°で角が形成された比較例２の挿入部７２０を示す断面図である。図１６の開方向側表面９３ａは、側面視において２つの直線で形成されている。すなわち、挿入部７２０の開方向側表面９３ａは、境界部分９５ａからθ１＝９０°で形成された第１面部９３ａ１と、接続部９６から中心軸Ｏに対して垂直（θ２＝０°）に形成された第２面部９３ａ２によって形成されている。この第１面部９３ａ１と第２面部９３ａ２の交点に角９７が形成されている。本比較例２では、実施例と異なり、開方向側表面９３ａに角が形成されている。
【００９２】
図１７は、θ１＝３０°＜θｃ、θ２＝４５°で形成された比較例３の挿入部７２０を示す断面図である。比較例３では、θ１＝３０°、θ２＝４５°のため、開方向側表面９３ａは、閉方向Ｚ２側に凸に湾曲している。本比較例３では、実施例と異なり、θ１がθｃよりも小さくなっている。
【００９３】
図１８は、θ１＝１２０°、θ２＝−３０°で形成された比較例４の挿入部７２０を示す断面図である。本比較例４では、実施例と異なり、θ２が０°よりも小さくなっている。
【００９４】
図１９は、上記実施例１〜３および比較例１〜４について最大主応力を示す表である。最大主応力が１００よりも小さい方が好ましい。
【００９５】
図１９に示すように、比較例１では、開方向Ｚ１における最大主応力は１０５ＭＰａであり、開方向における接触面のなかで角９７に応力が集中する。
【００９６】
また、実施例１では、開方向Ｚ１における最大主応力は６０ＭＰａであり、応力集中が比較例１よりも緩和している。
【００９７】
比較例２では、開方向Ｚ１における最大主応力は１４０ＭＰａであり、開方向における接触面のなかで角９７に応力が集中する。
【００９８】
また、実施例２では、開方向Ｚ１における最大主応力は６０ＭＰａであり、応力集中が比較例２よりも緩和している。
【００９９】
比較例３では、開方向Ｚ１における最大主応力は１１５ＭＰａであり、開方向Ｚ１における接触面のなかで境界部分９５ａから接続部９６までの間と、境界部分９５ａに応力が集中する。
【０１００】
また、実施例３では、開方向Ｚ１における最大主応力は８５ＭＰａであり、応力集中が比較例３よりも緩和している。
【０１０１】
比較例４では、開方向Ｚ１における最大主応力は１１０ＭＰａであり、開方向Ｚ１における接触面のなかで接続部９６付近に応力が集中する。
【０１０２】
実施例１、２、および比較例１、２より、開方向側表面９３ａに角が無いほうが好ましいことがわかる。
【０１０３】
実施例３および比較例３より、θ１は、θｃ以上、９０°以下であるほうがこのましいことがわかる。
【０１０４】
また、実施例３および比較例４より、θ２は、０°以上９０°以下である方が好ましいことがわかる。
【０１０５】
＜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、軸部７１と、挿入部７２と、を有する。軸部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、軸部７１の当接部３３ａ側の第１端７１ａ（先端の一例）に設けられ、ダイヤフラム１２に挿入されている。挿入部７２は、弁本体１１の反対側に設けられ、角が形成されていない開方向側表面９３ａ（第１表面の一例）と、弁本体１１側に設けられた閉方向側表面９４ａ（第２表面の一例）と、を有する。
【０１０６】
このように、弁本体１１に挿入されている挿入部７２の開方向Ｚ１に形成された開方向側表面９３ａに角が設けられていないため、弁本体１１を開方向Ｚ１に移動させる際に開方向側表面９３ａと弁本体１１の間に生じる応力を低減することができる。
これにより、ダイヤフラムバルブ１０の長期性能を向上することができる。
【０１０７】
（４−２）
本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０では、開方向側表面９３ａ（第１表面の一例）と閉方向側表面９４ａ（第２表面の一例）の最も外側は、開方向側表面９３ａと閉方向側表面９４ａの境界９５である。
【０１０８】
これにより、挿入部７２の開方向Ｚ１側に角が形成されておらず、弁本体１１を開方向Ｚ１に移動させる際の応力を低減することができる。
【０１０９】
（４−３）
本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０では、側面視において、開方向側表面９３ａ（第１表面の一例）と閉方向側表面９４ａ（第２表面の一例）の境界９５の境界部分９５ａ（所定部分の一例）を通り境界部分９５ａにおける開方向側表面９３ａ（第１表面の一例）の傾斜を有する直線Ｌ１（第１直線の一例）と、境界部分９５ａを通り、軸部７１に沿った方向に対して垂直な直線Ｆ（第２直線の一例）によって形成される角度θ１は、境界部分９５ａと、開方向側表面９３ａと軸部７１の接続部９６とを結ぶ直線Ｌ２（第３直線の一例）と直線Ｆによって形成される角度をθｃとすると、式（１）θｃ≦θ１≦９０°を満たす。
【０１１０】
これにより、開方向側表面９３ａが傾斜面および外側に膨らむような湾曲面の少なくとも一方で形成されるため、応力を低減することができる。
【０１１１】
（４−４）
本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０では、挿入部７２の外周には、凹凸が形成されている。境界９５の境界部分９５ａ（所定部分の一例）は、突出部９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄ（凸部分の一例）の先端である。
【０１１２】
これにより、弁本体１１を開方向Ｚ１に移動させる際に突出部９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄの先端において生じる応力を低減することができる。なお、突出部９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄの隣り合う間が、凹部分の一例に対応する。
【０１１３】
（４−５）
本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０では、側面視において、開方向側表面９３ａ（第１表面の一例）と軸部７１の接続部９６を通り、軸部７１に沿った方向に対して垂直な直線Ｇ（第４直線の一例）と、接続部９６を通り接続部９６における開方向側表面９３ａの傾斜を有する直線Ｌ２（第５直線の一例）によって形成される角度θ２は、０°以上である。
【０１１４】
これにより、接続部９６よりも開方向側表面９３ａが軸部７１側に突出しないため、応力を低減することができる。
【０１１５】
［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。
【０１１６】
（Ａ）
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、突出部が２つだけ設けられていてもよい。また、例えば、図２０（ａ）の隔膜ボルト６５´に示すように、軸部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。図２０（ｂ）は、図２０（ａ）のＨＨ´間の矢示断面図である。図２０（ｃ）は、図２０（ａ）のＪＪ´間の矢示断面図である。挿入部７２´は、図２０（ｂ）及び図２０（ｃ）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。
【０１１７】
また、円盤形状の挿入部７２´は、軸部７１の第１端７１ａに接続されている中央部９１´と、中央部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。挿入部７２´における開方向側表面９３ａと閉方向側表面９４ａの境界９５´は、略円状に形成されており、境界９５´の全周において、上記式（１）を満たしている。これにより、弁本体１１を開方向Ｚ１に移動させる際に挿入部７２´の全周において生じる応力を低減することができる。なお、挿入部７２´は、中心軸Ｏに対して垂直な平面視において、円形状に限らず楕円形状であってもよい。
【０１１８】
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。
【０１１９】
なお、挿入部７２、７２´は、流路方向Ｘから見た際に、中心軸Ｏに対して対称となるような形状であるほうが好ましい。
【０１２０】
（Ｂ）
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。
【０１２１】
（Ｃ）
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。
【０１２２】
（Ｄ）
上記実施の形態および実施例では、開方向側表面９３ａは、側面視において直線または曲線で形成されているが、直線および曲線の組み合わせで形成されていてもよい。
【０１２３】
（Ｅ）
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】
【０１２４】
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】
【０１２５】
１０        ：ダイヤフラムバルブ
１１        ：弁本体
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        ：軸部
７１ａ      ：第１端
７２        ：挿入部
９３ａ      ：開方向側表面
９４ａ      ：閉方向側表面
【図１】
2019219044.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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【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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