(57)【要約】【課題】ダイヤフラムが破断する前の初期損傷状態を簡単な構成で且つ高精度に検出することができるダイヤフラム弁を提供する。【解決手段】ダイヤフラム弁１は、流体入口１６及び流体出口１８に連通する弁室２０と、弁室２０の気密を保持すると共に弁室２０の底面に設けたシート２２に当離座するダイヤフラム４と、一端４０ａにダイヤフラム４が当接可能に配置され、他端４０ｂにダイヤフラム４の当接に伴う荷重が伝達される伝達部材４０と、伝達部材４０を介して他端４０ｂ側に伝達された荷重の異常を検出する異常検出手段４２、５０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体入口及び流体出口に連通する弁室と、前記弁室の気密を保持すると共に前記弁室の底面に設けたシートに当離座するダイヤフラムとを備えたダイヤフラム弁であって、
一端に前記ダイヤフラムが当接可能に配置され、他端に前記ダイヤフラムの当接に伴う荷重が伝達される伝達部材と、
前記伝達部材を介して前記他端側に伝達された前記荷重の異常を検出する異常検出手段と
を備える、ダイヤフラム弁。
【請求項２】
前記ダイヤフラムは、互いに分離可能な複数の薄板を積層して形成され、
前記伝達部材の一端は、前記複数の薄板のうち、前記シートから最も離間した最外薄板に当接可能に配置される、請求項１に記載のダイヤフラム弁。
【請求項３】
上下動によって前記ダイヤフラムを前記シートに当離座させるステムと、
前記ステムの上昇によって前記ダイヤフラムが前記シートから離座したときに前記伝達部材の前記一端を前記最外薄板に当接させる一方、前記ステムの降下によって前記ダイヤフラムが前記シートに当座したときに前記伝達部材の前記一端を前記最外薄板から離間させた状態で維持するストッパ機構と
を更に備える、請求項２に記載のダイヤフラム弁。
【請求項４】
前記異常検出手段が載置されるセンサ受け部を更に有し、
前記ストッパ機構は、
前記伝達部材が挿通される前記センサ受け部の貫通孔と、
前記貫通孔における前記伝達部材の下降を規制する規制部材と
を含む、請求項３に記載のダイヤフラム弁。
【請求項５】
前記異常検出手段は、前記伝達部材の前記一端が前記最外薄板に当接したときの前記荷重に基づいて所定の閾値を設定し、当該荷重が前記閾値を逸脱したとき、前記最外薄板が損傷又は破損したと判定する、請求項２から４の何れか一項に記載のダイヤフラム弁。
【請求項６】
前記異常検出手段は、
前記伝達部材の前記他端が当接可能に配置され、前記荷重を検出するロードセルと、
前記ロードセルで検出した前記荷重が前記閾値を逸脱したか否かを監視し、前記荷重が前記閾値を逸脱したとき、前記最外薄板が損傷又は破損したと判定する判定ユニットと
を含む、請求項５に記載のダイヤフラム弁。
【請求項７】
前記ステムの上昇によって前記ダイヤフラムが前記シートから離座し、前記伝達部材の前記一端が前記最外薄板に当接したときの前記荷重を前記閾値に合致させるための荷重調整機構を有する、請求項６に記載のダイヤフラム弁。
【請求項８】
前記ステムを昇降させるアクチュエータを備え、
前記荷重調整機構は、
前記アクチュエータの筐体に螺挿して前記昇降方向に前記ロードセルに当接するまで螺進され、このときの螺進量を調整することにより前記荷重を前記閾値に合致させる調節ねじと、
前記調節ねじに螺合され、前記筐体に対して前記調節ねじを締結するロックナットと、
前記筐体内に昇降自在に配置され、前記ロードセルが載置されるセンサ受け部と、
前記筐体に螺挿して前記センサ受け部に当接され、前記センサ受け部を位置決めする止めねじと
を含む、請求項７に記載のダイヤフラム弁。
【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し、特に半導体製造設備に用いるダイレクトタッチ型のメタルダイヤフラム弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイヤフラム弁には、流体入口及び流体出口、流体入口及び流体出口に連通する凹状の弁室、弁室の底面に設けたシートを有するボディと、弁室の気密を保持すると共に弾性変形によりシートに当離座するダイヤフラムと、上下動（昇降）によってダイヤフラムをシートに当離座させるステムとを備えたものが知られている。
【０００３】
ダイヤフラムが破断すると、弁内の流路の流体が外部に漏れ出すおそれがある。このため、ダイヤフラムが破断しないで耐えうる開閉回数（耐久回数）を事前に確認、設定し、この耐久回数に達したときにダイヤフラム弁を交換することが一般に行われている。しかし、ダイヤフラムには個体差があるため、耐久回数前に破断したり、或いは、耐久回数後に破断しないにも拘わらずダイヤフラム弁の交換が行われている。
【０００４】
そして、特許文献１には、複数のダイヤフラム層、換言すると複数の薄板によってダイヤフラムを形成し、これら薄板の少なくとも１枚に配線を接続したダイヤフラム弁が開示されている。このダイヤフラム弁では、配線の切断の有無を配線の通電の有無によって検出することにより、ダイヤフラムの破断の有無を検出する。これにより、ダイヤフラム弁の使用中にダイヤフラムが破断する前の初期損傷状態を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２３４９０５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、ダイヤフラムを構成する各薄板は、通常、例えば０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度の極薄の厚みに形成される。従って、薄板への配線接続作業によって薄板が損傷するおそれがあるため、配線接続には精密な作業が要求される。また、配線を覆う絶縁層や保護層が必要となるため、ダイヤフラムは複雑な構造となり、製造コスト増大を招くおそれがある。また、薄板には配線が常時接続されているため、想定外にバルブストロークが大きくなり、弁開閉に伴う薄板の変位も大きくなった場合、断線に至らずに配線が引っ張られるおそれがある。
【０００７】
配線が想定外の力で引っ張られると、薄板は破断していないのに配線が断線したり、或いは、配線が引っ張られることにより薄板自体が損傷するおそれがある。また、薄板の破断は配線の断線による非通電に基づいて間接的に検出されるため、破断検出の応答性や精度向上に更なる課題が残されている。更には、弁内の流路の近くで通電が行われることになるため、流れるプロセス流体によっては上述した絶縁層や保護層の材質に配慮する必要があり、ダイヤフラム弁の更なる製造コスト増大を招きかねない。
【０００８】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ダイヤフラムが破断する前の初期損傷状態を簡単な構成で且つ高精度に検出することができるダイヤフラム弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明のダイヤフラム弁は、流体入口及び流体出口に連通する弁室と、弁室の気密を保持すると共に弁室の底面に設けたシートに当離座するダイヤフラムとを備えたダイヤフラム弁であって、一端にダイヤフラムが当接可能に配置され、他端にダイヤフラムの当接に伴う荷重が伝達される伝達部材と、伝達部材を介して他端側に伝達された荷重の異常を検出する異常検出手段とを備える。
【００１０】
好ましくは、ダイヤフラムは、互いに分離可能な複数の薄板を積層して形成され、伝達部材の一端は、複数の薄板のうち、シートから最も離間した最外薄板に当接可能に配置される。
好ましくは、上下動によってダイヤフラムをシートに当離座させるステムと、ステムの上昇によってダイヤフラムがシートから離座したときに伝達部材の一端を最外薄板に当接させる一方、ステムの降下によってダイヤフラムがシートに当座したときに伝達部材の一端を最外薄板から離間させた状態で維持するストッパ機構とを更に備える。
【００１１】
具体的には、異常検出手段が載置されるセンサ受け部を更に有し、ストッパ機構は、伝達部材が挿通されるセンサ受け部の貫通孔と、貫通孔における伝達部材の下降を規制する規制部材とを含む。
好ましくは、異常検出手段は、伝達部材の一端が最外薄板に当接したときの荷重に基づいて所定の閾値を設定し、当該荷重が閾値を逸脱したとき、最外薄板が損傷又は破損したと判定する。
【００１２】
具体的には、異常検出手段は、伝達部材の他端が当接可能に配置され、荷重を検出するロードセルと、ロードセルで検出した荷重が閾値を逸脱したか否かを監視し、荷重が閾値を逸脱したとき、最外薄板が損傷又は破損したと判定する判定ユニットとを含む。
好ましくは、ステムの上昇によってダイヤフラムがシートから離座し、伝達部材の一端が最外薄板に当接したときの荷重を閾値に合致させるための荷重調整機構を有する。
【００１３】
具体的には、ステムを昇降させるアクチュエータを備え、荷重調整機構は、アクチュエータの筐体に螺挿して昇降方向にロードセルに当接するまで螺進され、このときの螺進量を調整することにより荷重を閾値に合致させる調節ねじと、調節ねじに螺合され、筐体に対して調節ねじを締結するロックナットと、筐体内に昇降自在に配置され、ロードセルが載置されるセンサ受け部と、筐体に螺挿してセンサ受け部に当接され、センサ受け部を位置決めする止めねじとを含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のダイヤフラム弁によれば、ダイヤフラムが破断する前の初期損傷状態を簡単な構成で且つ高精度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るダイヤフラム弁の縦断面図である。
【図２】ダイヤフラム弁の全開状態における図１の領域Ａの拡大図である。
【図３】図２におけるダイヤフラム弁の全閉状態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。なお、以下、図１〜図３の説明においては各図の上側を上方として説明している。図１は本発明の一実施形態に係るダイヤフラム弁１の縦断面図を示す。ダイヤフラム弁１は、プロセス流体の微小流量を高精度で制御可能なダイレクトタッチ型のメタルダイヤフラム弁である。
【００１７】
図１のダイヤフラム弁１は、いわゆる常開弁（Normal Open弁）の全開状態を示しており、ボディ２、ダイヤフラム４、ボンネット６、ボンネットナット８、ダイヤフラム押え１０、ステム１２、スプリング１３、及びアクチュエータ１４等を備えている。ボディ２は、ステンレス鋼等の金属材により形成され、両側には流体入口１６及び流体出口１８、上部には流体入口１６及び流体出口１８に連通する上方が開放された凹状の弁室２０が形成されている。弁室２０の底面には合成樹脂製の別体のシート２２が略埋設状態で設けられている。
【００１８】
弁室２０の内周面の下側には段部２４が形成されている。なお、シート２２をボディ２と一体形成しても良い。ダイヤフラム４は、シート２２の上方に配設され、弁室２０の気密を保持すると共に、ダイヤフラム４の中央部が上下動してシート２２に当離座する。ダイヤフラム４は、互いに分離可能な複数の薄板２６を積層して形成され、これら薄板２６は中央部が上方へ膨出した皿状に形成されている。
【００１９】
薄板２６は、例えば０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度の極薄の厚みを有し、ステンレス鋼や、その他の形状記憶合金等の金属材から形成されている。ダイヤフラム４の周縁部は、弁室２０の内周面の段部２４に載置され、弁室２０に挿入したボンネット６の下端部とボディ２に螺合したボンネットナット８とにより段部２４側へ押圧され、気密状態で挟持固定されている。
【００２０】
ボンネット６は、筒状をなし、その下端部はボディ２の弁室２０内に挿入され、ボンネットナット８を締め込むことによりボディ２側へ押圧固定されている。ステム１２は、ボンネット６内に上下動自在に挿入され、上下端に上拡径部１２ａと下拡径部１２ｂとが形成されている。下拡径部１２ｂの下面にはダイヤフラム４の中央部の上面に当接する合成樹脂製のダイヤフラム押え１０が嵌着されている。ステム１２の上拡径部１２ａを含む上部はボンネット６の上部から突出され、これらステム１２及びボンネット６の上部は共にアクチュエータ１４内に挿入されている。
【００２１】
アクチュエータ１４は、ステム１２を上下動させるエア作動式の駆動機構であり、ステム１２の上部を囲繞するようにしてボンネット６の上部に固定されている。ステム１２は、アクチュエータ１４内に設けられたコイル状のスプリング１３の弾性力により、ピストン３０を介して上方に付勢される一方、アクチュエータ１４に供給される作動エアにより、ピストン３０を介してスプリング１３の弾性力に抗して降下される。
【００２２】
詳しくは、アクチュエータ１４は、上方から順に、アクチュエータキャップ３２ａ、アクチュエータボディ３２ｂから筐体３２を構成している。アクチュエータ１４内には、上述したスプリング１３、ピストン３０の他に、スプリング受け部３４等を備えている。アクチュエータキャップ３２ａは、作動エアの供給口３６を有し、下部にアクチュエータボディ３２ｂが取り付けられている。スプリング１３は、ステム１２の上部を囲繞するようにしてボンネット６の上部とスプリング受け部３４との間に配置されている。
【００２３】
スプリング受け部３４は、筒状をなし、ピストン３０の下面中央に嵌着され、スプリング１３の弾性力をピストン３０に伝達する。ピストン３０は、ステム１２の上拡径部１２ａの下側に取り付けられ、ピストン３０の外周面にはＯリング３８が嵌着されている。Ｏリング３８は、アクチュエータボディ３２ｂの内周面を摺動し、ピストン３０の円滑な上下動に寄与する。以下、ダイヤフラム弁１の開閉動作について説明する。
【００２４】
先ず、作動エアの供給を停止し、アクチュエータキャップ３２ａ内の圧力が開放された状態では、スプリング１３の弾性力によりピストン３０及びステム１２が上昇するのに伴い、ダイヤフラム４は、自身の弾性力によって上方に凸状に変形する。この際、ダイヤフラム４は図１に示すようにシート２２から離座し、ダイヤフラム弁１は全開状態になる。
【００２５】
一方、作動エアの供給口３６からアクチュエータキャップ３２ａ内へ作動エアが供給されると、スプリング１３の弾性力に抗してピストン３０及びステム１２が降下し、ステム１２によりダイヤフラム４の中央部が下方へ押圧されてシート２２に当座し、弁内の流路が閉鎖されてダイヤフラム弁１は全閉状態になる。
【００２６】
ここで、本実施形態のダイヤフラム弁１は、ステム１２に棒状の伝達部材４０が挿通され、伝達部材４０の上端側にはロードセル（異常検出手段）４２が設けられている。ロードセル４２はアクチュエータ１４の内部に配置されている。伝達部材４０は、軽量であって耐熱性を有し、熱膨張率の低い材料、例えばチタンやカーボン等から形成されている。
【００２７】
ステム１２には、伝達部材４０が挿通される貫通孔１２ｃが形成されている。貫通孔１２ｃは、伝達部材４０が上下動自在となる内径を有し、ステム１２の上拡径部１２ａの上面と、下拡径部１２ｂに嵌着されたダイヤフラム押え１０の下面とに開口している。このため、伝達部材４０の下端（一端）４０ａは、図１に示す開弁時にはダイヤフラム４が当接可能であり、この際、伝達部材４０の上端（他端）４０ｂにダイヤフラム４の当接に伴う荷重が伝達される。この荷重は、主として、ダイヤフラム押え１０によりダイヤフラム４が下方に押圧された際に上方凸状に復元しようとする反力であるが、弁内の流路にプロセス流体が存在する場合、流体圧力も荷重に加算される。
【００２８】
ステム１２の拡径部１２ａの上側にはセンサ受け部４４が配置され、センサ受け部４４にはロードセル４２が載置されている。また、センサ受け部４４には伝達部材４０が挿通される貫通孔４４ａが形成されている。伝達部材４０の上端４０ｂは、ロードセル４２の下部に設けられた検知部４２ａに当接されている。ロードセル４２は、内部に図示しない歪みゲージが設けられた荷重センサであって、伝達部材４０を介して伝達されたダイヤフラム４の当接に伴う荷重が検知部４２ａを介して歪みゲージに伝達される。
【００２９】
ロードセル４２にはリード線４６が接続されている。リード線４６は、アクチュエータキャップ３２ａの側壁に開口した配線口４８を介して、ダイヤフラム弁１の外部に設けられた判定ユニット（異常検出手段）５０に接続されている。ロードセル４２で検出した荷重はリード線４６を介して判定ユニット５０に出力、表示される。なお、ロードセル４２で検出した荷重のデータ信号を図示しないコンバータやアンプで信号変換してから判定ユニット５０で受信するようにしても良い。
【００３０】
図２は、ダイヤフラム弁１の全開状態における図１の領域Ａの拡大図を示す。図２に示すように、本実施形態のダイヤフラム４は、互いに分離可能な３枚の薄板２６を積層して形成されている。３枚の薄板２６のうち、シート２２から最も外方に離間しているのは最外薄板２６ａである。ダイヤフラム弁１の全開時、ステム１２の上昇によってダイヤフラム４がシート２２から離座したとき、伝達部材４０の下端４０ａが最外薄板２６ａに当接される。
【００３１】
これにより、ロードセル４２は、ダイヤフラム４において最も曲率大で湾曲する、換言すると最も応力集中が生じて損傷、破損しやすい最外薄板２６ａの荷重を検出可能となる。また、ロードセル４２は、最外薄板２６ａの反力のみならず、弁内の流路の流体圧力も加算した荷重の大きさも検出可能であるため、流体圧力の変動によってダイヤフラム４の初期損傷が発生し易い開弁中の荷重異常を高精度に検出することができる。
【００３２】
図３は、図２におけるダイヤフラム弁１の全閉状態における図を示す。ダイヤフラム弁１の全閉時には、ステム１２の降下によってダイヤフラム４がシート２２に当座したとき、伝達部材４０の下端４０ａが最外薄板２６ａから離間される。即ち、閉弁時には伝達部材４０はダイヤフラム４に当接していないため、荷重は測定されない。これにより、閉弁時には伝達部材４０の当接に伴うダイヤフラム４の負荷、損傷を抑制することができる。
【００３３】
更に、図１に示すように、ダイヤフラム弁１は、閉弁時にのみ伝達部材４０の下端４０ａを最外薄板２６ａから離間させた状態で維持するストッパ機構５２を備えている。本実施形態のストッパ機構５２は、センサ受け部４４にて伝達部材４０が挿通する貫通孔４４ａと、貫通孔４４ａにおける伝達部材４０の下降を規制するＯリング（規制部材）５４とから構成されている。Ｏリング５４は、センサ受け部４４の貫通孔４４ａの上部に嵌着されると共に伝達部材４０の外周面に密着され、伝達部材４０を保持し、ステム１２の上下動に連動しないで、伝達部材４０が上下動する変位を規制している。
【００３４】
具体的には、伝達部材４０の外径、長さや、Ｏリング５４の内径、材質等を予め設定することにより、ステム１２の上下動に伴い伝達部材４０の外周面へのＯリング５４の摺動具合を調整することができる。これにより、ダイヤフラム弁１の全開時に伝達部材４０の下端４０ａを最外薄板２６ａに当接させる一方、ダイヤフラム弁１の全閉時に伝達部材４０の下端４０ａが最外薄板２６ａから離間させることが可能となる。なお、当該摺動具合を調整することにより、ダイヤフラム弁１の全開時、全閉時の双方において伝達部材４０の上端４０ｂをロードセル４２の検知部４２ａに当接させることが可能である一方、ダイヤフラム弁１の全閉時にのみ伝達部材４０の上端４０ｂをロードセル４２の検知部４２ａから離間させることも可能である。
【００３５】
一方、図１に示した判定ユニット５０は、伝達部材４０の下端４０ａが最外薄板２６ａに当接したときの荷重に基づいて所定の閾値を設定可能に構成されている。この閾値は、最外薄板２６ａの材質や厚みに応じて、最外薄板２６ａが損傷、破損しない正常であるときの荷重に設定されるのは勿論のこと、ダイヤフラム弁１のＣｖ値を含むバルブ性能に支障を来さない荷重であることも考慮され、また、好ましくは所定範囲に亘って設定される。
【００３６】
そして、判定ユニット５０は、ロードセル４２から受信した荷重が閾値を逸脱するか否かを監視し、荷重が閾値を逸脱したとき、最外薄板２６ａが損傷又は破損したと判定し、その判定結果を表示する。このように、伝達部材４０の下端４０ａが最外薄板２６ａに当接したときの荷重を最外薄板２６ａが損傷又は破損したときの基準となる閾値とすることにより、ダイヤフラム４が破断する前の初期損傷状態をより一層高精度に検出することができる。
【００３７】
また、図１に示すように、ダイヤフラム弁１の全開時、即ち伝達部材４０の下端４０ａが最外薄板２６ａに当接したときの荷重を上述した閾値に合致させるための荷重調整機構５６を備えている。荷重調整機構５６は、アクチュエータ１４に設けられ、センサ受け部４４を固定する止めネジ５８、ロードセル４２を押圧する調節ねじ６０、調節ねじ６０を締結するロックナット６２等から構成されている。上述したようにセンサ受け部４４にはロードセル４２が載置され、センサ受け部４４の側面にはＯリング６４が嵌着されている。
【００３８】
センサ受け部４４は、アクチュエータキャップ３２ａの内周面に対するＯリング６４の摺動を伴いながらステム１２の上下方向（昇降方向）に沿って上下動自在に配置され、センサ受け部４４の位置によりロードセル４２の上下位置が規定される。止めねじ５８は、アクチュエータキャップ３２ａの側壁に螺挿され、センサ受け部４４の側面に当接され、上下方向におけるセンサ受け部４４を位置決めする。
【００３９】
調節ねじ６０は、アクチュエータキャップ３２ａの上壁に螺挿され、上方からロードセル４２の上面に当接するまで螺進される。そして、調節ねじ６０の螺進量を調整することにより、ロードセル４２が調節ねじ６０により押圧され、ロードセル４２に当接する伝達部材４０の荷重を閾値に合致させることができる。ロックナット６２は、アクチュエータキャップ３２ａの上面に至るまで所定のトルクで調節ねじ６０に螺合され、調節ねじ６０をアクチュエータキャップ３２ａに対して固定する。
【００４０】
このように構成された荷重調整機構５６は、ダイヤフラム弁１の初期調整時に使用される。具体的には、ダイヤフラム弁１が全開状態のとき、先ず、止めネジ５８でセンサ受け部４４を固定する。次に、調節ねじ６０を螺進させながらロードセル４２を押圧し、伝達部材４０の下端４０ａを最外薄板２６ａに当接させ、このときにロードセルで検出される荷重を判定ユニット５０で確認しながら閾値に合致させる。最後に、ロックナット６２を締結して荷重調整作業が終了する。なお、荷重調整作業の手順は上記に限定されず、調節ねじ６０を螺進した後にロックナット６２を締結し、その後に止めネジ５８でセンサ受け部４４を固定しても良い。
【００４１】
以上のように本実施形態のダイヤフラム弁１では、伝達部材４０にダイヤフラム４が当接したときの荷重の異常を判定ユニット５０で検出することにより、接触による損傷を極力回避したいダイヤフラム４と、プロセス流体が流れる弁内の流路とから離れた位置で、伝達部材４０を介してダイヤフラム４が破断する前の初期損傷状態を機械的に検出することができる。従って、ダイヤフラム４が破断する前の初期損傷状態を簡単な構成で且つ高精度に検出することができる。
【００４２】
また、伝達部材４０の下端４０ａがダイヤフラム４を構成する最外薄板２６ａに当接可能に配置されることにより、ダイヤフラム４において最も曲率大で湾曲する最外薄板２６ａの荷重を検出することができる。従って、ダイヤフラム４が破断する前の初期損傷状態をより一層高精度に検出することができる。
また、ダイヤフラム４がシート２２から離座したとき、伝達部材４０の下端４０ａが最外薄板２６ａに当接することにより、ダイヤフラム弁１の開弁時、即ち、弁内の流路に流体が流れるときの伝達部材４０の荷重を検出することができる。
【００４３】
これにより、流体圧力の変動によってダイヤフラム４の初期損傷が発生し易い開弁中の荷重異常を高精度に検出することができる。一方、ダイヤフラム４がシート２２に当座したときは伝達部材４０の下端４０ａが最外薄板２６ａから離間することにより、閉弁時には伝達部材４０の当接に伴うダイヤフラム４の負荷、損傷を抑制することができる。従って、荷重検出に伴うダイヤフラム４の損傷を極力抑制しながら、ダイヤフラム４が破断する前の初期損傷状態をより一層高精度に検出することができる。
【００４４】
また、伝達部材４０が挿通されるセンサ受け部４４の貫通孔４４ａと、貫通孔４４ａにおける伝達部材４０の下降を規制するＯリング５４とから構成されたストッパ機構５２を設けたことにより、荷重検出に伴うダイヤフラム４の損傷を簡単な構成で抑制することができる。
また、荷重の異常検出をロードセル４２と、荷重が閾値を逸脱したか否かを監視する判定ユニット５０とから構成し、伝達部材４０の下端４０ａが最外薄板２６ａに当接したときの荷重を最外薄板２６ａが損傷又は破損したときの基準となる閾値とすることにより、ダイヤフラム４が破断する前の初期損傷状態をより一層高精度に検出することができる。
【００４５】
また、荷重を閾値に合致させるための荷重調整機構５６を設けたことにより、ダイヤフラム弁１の個体差に応じて初期調整を行うことができるため、ダイヤフラム４が破断する前の初期損傷状態をより一層高精度に検出することができる。
また、アクチュエータ１４に荷重調整機構５６を設けたことにより、接触による損傷を極力回避したいダイヤフラム４と、プロセス流体が流れる弁内の流路とから離れた位置で、且つ機械的な調整を行うだけの簡単な作業により、ダイヤフラム弁１の初期調整を行うことができる。従って、初期調整に伴うダイヤフラム４の損傷を極力抑制しながら、ダイヤフラムが破断する前の初期損傷状態をより一層簡単な構成で高精度に検出することができる。
【００４６】
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、上記実施形態では、伝達部材４０はステム１２の貫通孔１２ｃに挿通され、ステム１２の上拡径部１２ａから突出され、伝達部材４０の上端４０ｂにロードセル４２の検知部４２ａが当接される。しかし、これに限らず、ダイヤフラム４及び弁内流路から離間した位置で荷重異常を検出可能であれば、ステム１２内に伝達部材４０の上端４０ｂを位置付けて荷重を検出する構造としても良い。
【００４７】
また、上記実施形態と異なり、ダイヤフラム弁１の開弁時、少なくともステム１２の下降時には伝達部材４０が連動して下降してもよい。また、必ずしもステム１２と伝達部材４０とを個別に上下動させる必要はなく、ステム１２と伝達部材４０とを連動して上下動させる構造としても良い。
また、ストッパ機構５２は、Ｏリング５４の代わりに、貫通孔１２ｃにおける伝達部材４０の下降を規制することができる規制部材を伝達部材４０等に設けて構成しても良い。
【００４８】
また、荷重調整機構５６は、伝達部材４０の下端４０ａが最外薄板２６ａに当接したときの荷重を閾値に合致させることができるのであれば、上述した構成に限定されない。
また、上記実施形態では、ダイヤフラム弁１は常開弁であるため、弁内流路に流体が存在しないときにおいても、荷重調整機構５６で初期調整を行うことができると共に荷重の異常検出を行うことができる。しかし、本発明はダイヤフラム弁１が常閉弁（Normal Close弁）であるときにも適用可能である。
【００４９】
具体的には、ダイヤフラム弁１が常閉弁のときには、ダイヤフラム弁１にてステム１２を上昇させた上で弁内流路に流体を流し、流体圧力によりダイヤフラム４を凸状に膨出させた状態において荷重調整機構５６で初期調整を行う。これにより、ダイヤフラム弁１が常閉弁であっても上述したのと同様の効果を得ることができる。
【００５０】
また、上記実施形態では、ダイヤフラム弁１はエア作動式のアクチュエータ１４を有する自動弁である。しかし、これに限らず、弁体にダイヤフラム４を使用するのであれば、本発明は例えば電動式や手動式を含む種々のダイヤフラム弁にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１    ダイヤフラム弁
２    ボディ
４    ダイヤフラム
１２    ステム
１２ｃ    貫通孔
１４    アクチュエータ
１６    流体入口
１８    流体出口
２０    弁室
２２    シート
２６    薄板
２６ａ    最外薄板
３２ａ    アクチュエータキャップ（筐体）
４０    伝達部材
４０ａ    下端（一端）
４０ｂ    上端（他端）
４２    ロードセル（異常検出手段）
４４    センサ受け部
４４ａ    貫通孔
５０    判定ユニット（異常検出手段）
５２    ストッパ機構
５４    Ｏリング（規制部材）
５６    荷重調整機構
５８    止めねじ
６０    調節ねじ
６２    ロックナット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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