(57)【要約】【課題】シール性を向上させ、連続開閉を行ってもダイヤフラムが破損することなく長期間使用することができるダイヤフラムバルブを提供する。【解決手段】入口流路３と出口流路４とこれら両流路３、４の間に位置し、かつ、流路を湾曲させる仕切壁５とを有する弁本体１と、弁本体１に取付けられたボンネット１５と、ボンネット１５に支承され、駆動部と係合するステム１８の下端に固定されたコンプレッサ１４と、コンプレッサ１４に固定されるとともに弁本体１とボンネット１５との間に挟持され、仕切壁５に圧接及び離間される線状突条部１０と弁本体１上面の開口部２周辺に圧接される環状突条部１１とが形成されたダイヤフラム９とを具備するダイヤフラムバルブにおいて、線状突条部１０に、線状突条部１０より幅の小さい突条部１２を少なくとも一段設ける。【選択図】図１
2007298065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口流路と出口流路とこれら両流路の間に位置し、且つ流路を湾曲させる仕切壁とを有する弁本体と、該弁本体に取付けられたボンネットと、該ボンネットに支承され、駆動部と係合するステムの下端に固定されたコンプレッサと、該コンプレッサに固定されるとともに該弁本体と該ボンネットとの間に挟持され、該仕切壁上面に圧接及び離間される線状突条部と該弁本体上面の開口部周辺に圧接される環状突条部とが形成されたダイヤフラムとを具備するダイヤフラムバルブにおいて、該線状突条部に、該線状突条部より幅の小さい突条部が少なくとも一段設けられたことを特徴とするダイヤフラムバルブ。
【請求項２】
前記突条部が、前記線状突条部における全体または流路軸線を基準にして左右対称の位置に設けられたことを特徴とする請求項１記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項３】
前記弁本体の仕切壁上面が、前記開口部より低く設けられた平面状の底面部と、該底面部から該開口部に向かって立ち上がるテーパ状または円弧状の斜面部と、該底面部と該斜面部との間の湾曲面部とで形成され、前記線状突状部の、該仕切壁の底面部および／または湾曲面部に相対する位置に、前記突条部が設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項４】
前記線状突状部および前記突条部の断面形状が略半円弧状であり、該突条部の高さが前記仕切壁上面の最小幅Wに対して０．０５W〜０．１５Wの範囲であり、且つ該突条部の幅が該線状突条部の幅の０．２倍〜０．９倍であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５】
前記弁本体の開口部の直径Ｄと、該弁本体上面と前記仕切壁の底部の間の高さＨとが、Ｈ＝０．１８Ｄ〜０．３１Ｄの範囲で設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項６】
前記線状突条部に厚肉部が設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項７】
前記駆動部が、手動式、空気駆動式または電気駆動式であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項８】
入口流路と出口流路とこれら両流路の間に位置し、且つ流路を湾曲させる仕切壁とを有する弁本体と、該弁本体に取付けられたボンネットと、該ボンネットに支承され、駆動部と係合するステムの下端に固定されたコンプレッサと、該コンプレッサに固定されるとともに該弁本体と該ボンネットとの間に挟持され、該仕切壁上面に圧接及び離間される線状突条部と該弁本体上面の開口部周辺に圧接される環状突条部とが形成されたダイヤフラムとを具備するダイヤフラムバルブにおいて、該線状突条部の両側に位置する接液面に該線状突条部と平行に溝部が設けられ、弁閉塞時に該仕切壁における上面と立ち上がり面の交差部が該溝部底面に当接しないことを特徴とするダイヤフラムバルブ。
【請求項９】
前記弁本体の開口部の直径Ｄと、該弁本体上面と前記仕切壁の底部の間の高さＨとが、Ｈ＝０．１８Ｄ〜０．３１Ｄの範囲で設けられることを特徴とする請求項８記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１０】
前記線状突条部に厚肉部が設けられたことを特徴とする請求項８または請求項９に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１１】
前記駆動部が、手動式、空気駆動式または電気駆動式であることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれか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、各種流体（水、純水、腐食性のある薬液など）の輸送配管ラインに使用されるダイヤフラムバルブに関するものであり、さらに詳しくは、シール性を向上させ、連続開閉を行ってもダイヤフラムが破損することなく長期間使用することができるダイヤフラムバルブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のダイヤフラム弁およびそのシール構造は図１１、図１２に示すようなものがあった（例えば、特許文献１参照）。この構成は、開口部１０１及びこの開口部１０１に臨む弁座１０２を有する弁本体１０３と、開口部１０１を封止するダイヤフラム１０４と、ダイヤフラム１０４を弁本体１０３と挟着するボンネット１０５と、ダイヤフラム１０４に連結しボンネット１０５に設けた案内溝に沿ってダイヤフラム１０４を上下動させてこのダイヤフラム１０４を弁座１０２に対して離間又は着座させるコンプレッサ１０６とを備え、ダイヤフラム１０４の挟着部分に環状突条１０７を形成したものであり、環状突条１０７はダイヤフラム１０４の接液面における挟着部分に形成し、かつ環状突条１０７とほぼ同一の高さのシ−ルゾ−ン１０８を環状突条１０７の外側に形成したものであった。このダイヤフラム弁の弁座１０２は、開口部１０１より低く設けられた底面部１１０と、底面部１１０から開口部１０１に向かって立ち上がる円弧状の斜面部１１１から形成され、この弁座１０２にダイヤフラム１０４の線状突条１０９が圧接されるものであった。その効果は、圧力流体の全閉時における管路内漏出のみならず管路外漏出が解消されるものであった。
【０００３】
【特許文献１】実公平２−４７３２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図１１に示す前記従来のダイヤフラム弁のシール構造は、線状突条１０９を弁座１０２に圧接させる構成上、連続開閉を行いながら長期間使用すると線状突条１０９が劣化して、特に線状突条１０９の弁座１０２の底面部１１０および底面部１１０と斜面部１１１の間の湾曲面部１１２に圧接される箇所は、弁座１０２に強く押し潰すように圧接されるため劣化し易く、線状突条１０９が破損する恐れがあるという問題があった。また、ダイヤフラム弁の弁座１０２は安定したシールを行うために弁座１０２の面を平滑にするための後加工が行われるが、通常はダイヤフラム弁の弁本体１０３をスピンドル軸線方向を中心に回転させて旋盤加工されるため、湾曲面部１１２は旋盤加工の性質上、平面ではなく凹面形状に形成され、弁座１０２の立ち上がり面と湾曲面との交差部がわずかに突起した形状となる（図５の湾曲面部参照）。このとき、ダイヤフラム１０４の線状突条１０９が弁座１０２に強く押し潰れるように圧接されると、湾曲面部１１２の交差部がダイヤフラム１０４の線状突条１０９周辺の面に当接し、連続開閉により交差部と線状突条１０９周辺の面の当接部分から破損し、流体漏れを起こす恐れがあるという問題があった。これは交差部に丸みを設けることで改善されるが、マシニングセンタで加工しなければならなくなり、手間と時間がかかり加工コストが高くなるという問題があった。なお、上記問題は、弁本体１０３の上面部と弁座１０２の底面部１１０との高さを大きくして弁座１０２を深く設けた場合により発生し易い。
【０００５】
本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、シール性を向上させ、連続開閉を行ってもダイヤフラムが破損することなく長期間使用することができるダイヤフラムバルブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本願第一発明のダイヤフラムバルブの構成を図に基づいて説明すると、入口流路３と出口流路４とこれら両流路３、４の間に位置し、且つ流路を湾曲させる仕切壁５とを有する弁本体１と、弁本体１に取付けられたボンネット１５と、ボンネット１５に支承され、駆動部と係合するステム１８の下端に固定されたコンプレッサ１４と、コンプレッサ１４に固定されるとともに弁本体１とボンネット１５との間に挟持され、仕切壁５上面に圧接及び離間される線状突条部１０と弁本体１上面の開口部２周辺に圧接される環状突条部１１とが形成されたダイヤフラム９とを具備するダイヤフラムバルブにおいて、線状突条部１０に、線状突条部１０より幅の小さい突条部１２が少なくとも一段設けられたことを第一の特徴とする。
【０００７】
前記突条部１２が、前記線状突条部１０における全体または流路軸線を基準にして左右対称の位置に設けられたことを第二の特徴とする。
【０００８】
前記弁本体１の仕切壁５上面が、前記開口部２より低く設けられた平面状の底面部６と、底面部６から開口部２に向かって立ち上がるテーパ状または円弧状の斜面部７と、底面部６と斜面部７との間の湾曲面部８とで形成され、前記線状突条部１０の、仕切壁５の底面部６および／または湾曲面部８に相対する位置に、前記突条部１２が設けられたことを第三の特徴とする。
【０００９】
前記線状突状部１０および前記突条部１２の断面形状が略半円弧状であり、突条部１２の高さが前記仕切壁５上面の最小幅Wに対して０．０５W〜０．１５Wの範囲であり、且つ突条部１２の幅が線状突条部１０の幅の０．２倍〜０．９倍であることを第四の特徴とする。
【００１０】
前記弁本体１の開口部２の直径Ｄと、弁本体１上面と前記仕切壁５の底部の間の高さＨとが、Ｈ＝０．１８Ｄ〜０．３１Ｄの範囲で設けられることを第五の特徴とする。
【００１１】
前記線状突条部１０に厚肉部３１が設けられたことを第六の特徴とする。
【００１２】
前記駆動部が、手動式、空気駆動式または電気駆動式であることを第七の特徴とする。
【００１３】
また、本願第二発明の構成は、前記同様に説明すると、入口流路３と出口流路４とこれら両流路３、４の間に位置し、且つ流路を湾曲させる仕切壁５とを有する弁本体１と、弁本体１に取付けられたボンネット１５と、ボンネット１５に支承され、駆動部と係合するステム１８の下端に固定されたコンプレッサ１４と、コンプレッサ１４に固定されるとともに弁本体１とボンネット１５との間に挟持され、仕切壁５上面に圧接及び離間される線状突条部１０と弁本体１上面の開口部２周辺に圧接される環状突条部１１とが形成されたダイヤフラム９とを具備するダイヤフラムバルブにおいて、線状突条部１０の両側に位置する接液面に線状突条部１０と平行に溝部３６が設けられ、弁閉塞時に仕切壁５における上面と立ち上がり面２１の交差部２２が溝部底面３７に当接しないことを第一の特徴とする。
【００１４】
前記弁本体１の開口部２の直径Ｄと、弁本体１上面と前記仕切壁５の底部の間の高さＨとが、Ｈ＝０．１８Ｄ〜０．３１Ｄの範囲で設けられることを第二の特徴とする。
【００１５】
前記線状突条部１０に厚肉部３１が設けられたことを第三の特徴とする。
【００１６】
前記駆動部が、手動式、空気駆動式または電気駆動式であることを第四の特徴とする。
【００１７】
本願第一発明において、突条部１２とは、ダイヤフラム９の線状突条部１０より幅が小さく形成され、線状突条部１０の頂点部より段を重ねて突出して設けられた部分である。突条部１２は、線状突条部１０の頂点部に対して一定の高さで設けるか、徐々に高さを変えて山なりに設けることが望ましい。また、突条部１２は線状突条部１０に対して少なくとも一段設けられていれば良く、多段設けられても良いが、破損しにくい強度を保持するためには、突条部１２を一段設けることが好適である。また、突条部１２は線状突条部１０の全体に設けても良く、線状突条部１０の一部に流路軸線を基準にして左右対称の位置に設けても良い。これは弁座面が左右対称で設けられているため、安定したシール性が得られるので好適である。
【００１８】
また突条部１２は、線状突条部１０の、仕切壁５上面の底面部６および／または湾曲面部８に相対する位置に設けられることが望ましい。これは弁座面のシールが最も要求される底面部６や湾曲面部８に対して突条部１２で線接触させることによりシール性を向上させるため好適である。特に湾曲面部８は、図５に示すように旋盤加工の都合により平面ではなく凹面形状に形成され、仕切壁５の立ち上がり面２１と湾曲面部８との交差部２２がわずかに突起した形状となるが、ダイヤフラム９の線状突条部１０が弁座面に強く押し潰すように圧接されても、線状突条部１０の頂点部から突出した突条部１２が設けられていることにより、交差部２２と線状突条部周辺の接液面２３とは圧接により潰れた状態の突条部１２分の距離が保たれるので、湾曲面部８や底面部６では交差部２２が線状突条部周辺の接液面２３に当接することがない。よって連続開閉を行うとき全閉時に交差部２２が線状突条部周辺の接液面２３に当接しないため、従来のように毎回当接することでダイヤフラム９が劣化して破損することを防止することができるので好適である。
【００１９】
ここで突条部１２の高さｈとは、図４に示すように線状突条部１０の頂点部を基準とした突条部１２の頂点部までの高さのことであり、線状突条部１０の高さとは、ダイヤフラム９の接液面から線状突条部１０の頂点部までの高さのことである。また突条部１２の幅ａとは、図４に示すように突条部１２と線状突条部１０の境目間の幅のことであり、線状突条部１０の幅ｂとは、ダイヤフラム９の接液面と線状突条部１０の境目間の幅のことである。
【００２０】
線状突条部１０と突条部１２の断面形状は、略半円弧状であることが望ましい。また、図４に示されている突条部１２の高さｈは、仕切壁５上面の最小幅（以下、弁座幅と記す）Ｗに対して０．０５W〜０．１５Wの範囲であることが望ましく、０．０８W〜０．１４Wの範囲であることがより望ましい。ある程度の高さを設けることでシール性を向上させると共に、突条部１２を設けて交差部２２と線条突条部周辺の接液面２３とが一定の距離を保って当接させないようにすることで、連続開閉を行ってもダイヤフラム９を破損させないようにするために、突条部１２の高さｈが交差部２２間の距離である弁座幅Ｗに対して０．０５Ｗ以上である必要があり、突条部１２を高くさせすぎて突条部１２の圧縮強度が低下しないようにすると共に、突条部１２に応力が集中してダイヤフラム９の耐久性が低下するのを防止するために、突条部１２の高さｈが弁座幅Ｗに対して０．１５Ｗ以下である必要がある。また、同様に突条部１２の幅ａは線状突条部１０の幅ｂの０．２倍〜０．９倍の範囲であることが望ましく、０．２８倍〜０．８４倍の範囲であることがより望ましい。弁座面と圧接してシールするのに十分な強度を得るために突条部１２の幅ａが線状突条部１０の幅ｂの０．２倍以上である必要があり、突条部１２の幅ａを線状突条部１０の幅ｂより狭くさせて弁座面と突条部１２の接触面の面積を小さくすることでシール性を向上させるために突条部１２の幅ａが線状突条部１０の幅ｂの０．９倍以下である必要がある。なお、上記範囲内であれば、例えば一定の高さと幅で形成された線状突条部１０に対して突条部１２の高さや幅の比率を徐々に変化させて設けても良く、逆に高さや幅の比率を徐々に変化させて形成された線状突条部１０に一定の高さと幅の突条部１２を設けても良い。
【００２１】
図８に示すように、本願第二発明における溝部３６とは、仕切壁５における上面と立ち上がり面２１の交差部２２がダイヤフラム３３の接液面に弁閉塞時に当接しないように、ダイヤフラム３３の線状突条部３４の両側に平行に設けられた凹み部分である。溝部３６は、その底面３７が弁閉塞時に交差部２２と当接しないのであれば、その深さや幅や形状は特に限定されないが、必要以上に深く設けず、緩やかな丸みをつけた形状に形成することが望ましい。これは、ダイヤフラム３３の肉厚に急激に変化をつけた箇所に応力が集中することを防止するため好適である。また、湾曲面部８の交差部２２は、加工の都合で僅かに突起した形状となり、ダイヤフラム３３の接液面に最も当接し易いので、溝部３６は湾曲面部８に相対する位置が最も深く設けられ他の部分はそれより浅く設けられることが望ましい。このときダイヤフラム３３の、非接液面の溝部３６に相対する位置（裏側）を厚肉に設けても良く、ダイヤフラム３３全体を厚肉に設けても良い。
【００２２】
また、本願第一発明と第二発明（以下まとめて本発明と記す。）の弁本体１上面と仕切壁５の底面部６の間の高さ（以下弁座深さと記す）Ｈは弁本体１の開口部２の直径Ｄとの関係において、Ｈ＝０．１８Ｄ〜０．３１Ｄの範囲に設定されることが望ましい（図２参照）。Ｈを０．１８Ｄより小さくすると受圧面積が小さくなるので、バルブのシール性が向上すると共にバルブをコンパクトに設けることができる反面、流量が小さくなってＣＶ値が低下し、一方、Ｈを０．３１より大きくすると流量が大きくなってＣＶ値が向上する反面、ダイヤフラム９の変形量が大きくなりダイヤフラム９に負荷がかかるからである。従って、開口部２の直径Ｄを小さくしてシール性を向上させると共にバルブをコンパクトに設けると同時に流量が確保され十分なＣＶ値を維持するためには、Ｈは０．１８Ｄ〜０．３１Ｄの範囲に設定されることが望ましい。
【００２３】
図７に示すように、本願第一発明におけるダイヤフラムの線状突条部２９に厚肉部３１が設けられても良い。厚肉部３１とは、ダイヤフラム２８の線状突条部２９において他より膨らんで見える形状の部分のことであり、高さ方向および／または幅方向に膨隆した形状であることが望ましい。厚肉部３１を設けることにより、厚肉部３１の弾性力により線状突条部２９が弁座面と強く圧接されて高いシール性を得ることができるので好適である。また、ダイヤフラムバルブを閉状態にする場合にダイヤフラム２８が上から強く圧縮しない時でも線状突条部２９が弁座面と隙間がない状態で接触することができるように厚肉部３１を設けることで線状突条部１０の高さを調節しても良い。
【００２４】
また厚肉部３１は、線状突条部２９の、仕切壁５の底面部６および／または湾曲面部８に相対する位置に設けられることが望ましい。これは弁座面のシールが最も要求される底面部６や湾曲面部８におけるシール性を向上させ、バルブが閉状態のときに最も応力のかかる部分の線状突条部２９の強度を向上させて連続開閉を行っても破損を防止して長期間使用できるため好適である。特に湾曲面部８は、仕切壁５の立ち上がり面２１と湾曲面部８との交差部２２が加工の都合で僅かに突起した形状となるが、ダイヤフラム２８の線状突条部２９が弁座面に強く押し潰されるように圧接されても厚肉部３１の部分はあまり潰れることがないため、交差部２２と線状突条部周辺の接液面２３とは一定の距離が保たれるので、湾曲面部８や底面部６では交差部２２が線状突条部周辺の接液面２３に当接することがない。よって、連続開閉を行うとき全閉時に交差部２２が線状突条部周辺の接液面２３に毎回当接することがないので、従来のように当接によってダイヤフラム９が劣化して破損することを防止することができるので好適である。
【００２５】
本発明において、ダイヤフラムバルブの駆動部は、手動式、空気圧による空気駆動式（図１０参照）、モーターなどによる電気駆動式（図示せず）などがあり、いずれでも良く特に限定されない。空気駆動式の場合、ダイヤフラムバルブの手動式であるハンドル２０の代わりに空動式駆動部３８が、また電気駆動式の場合、電動式駆動部（モーターなど）がそれぞれステム３９に係合され自動式ダイヤフラムバルブが形成される。
【００２６】
本発明において、ダイヤフラム９の材質はゴム状の弾性体であることが望ましく、エチレンプロピレンゴム（以下、ＥＰＤＭと記す）、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、フッ素ゴムなどが好適なものとして挙げられる。またダイヤフラム９はポリプロピレン（以下、ＰＰと記す）、ポリビニリデンフルオライド（以下、ＰＶＤＦと記す）、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと記す）、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（以下、ＰＦＡと記す）などの樹脂であっても良く、特に限定されない。また、ダイヤフラム９には強度の高い補強布がインサートされても良く、補強布はナイロン製（フッ素ゴムの場合はポリビニリデンフルオライド製）であることが望ましい。これは、バルブの閉止時にダイヤフラムに流体圧がかかった時にダイヤフラム９の変形や破損を防止するため好適である。
【００２７】
本発明において、ダイヤフラムバルブの弁本体１やボンネット１５の材質は、ポリ塩化ビニル（以下、ＰＶＣと記す）、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＰＰ、ＰＶＤＦ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ポリクロロトリフルオロエチレンなどの樹脂、鉄、銅、銅合金、真鍮、アルミニウム、ステンレスなどの金属、または磁器などのセラミック、いずれでも良い。特に、薬液の配管ラインには耐食性に優れる樹脂製のダイヤフラムバルブが好適に使用される。また、コンプレッサ１４の材質も、樹脂製または金属製など特に限定されないが、ＰＶＤＦなどの樹脂製が好ましい。また、ステム１８やスリーブ１７の材質は、所期の強度を有する材質なら特に限定されないが、鉄、銅、銅合金、真鍮、アルミニウム、ステンレスなどの金属が好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は以上のように構成したので、以下の優れた効果が得られる。
（１）弁座面と突条部の接触面積が小さい状態で強く圧接してシールされるため、従来の突条部のない場合に比べて２０％ほど高いシール性を得ることができる。
（２）ダイヤフラムの線状突条部が弁座面に強く押し潰すように圧接されても、突条部が形成されていることで仕切壁における上面と立ち上がり面の交差部がダイヤフラムの線状突条部周辺の接液面に当接することがないため、従来のような、連続開閉を行うとき全閉時に交差部が接液面に毎回当接することでダイヤフラムが劣化して破損することを防止することができる。
（３）ダイヤフラムの線状突条部が弁座面に強く押し潰すように圧接されても、溝部が形成されているため仕切壁における上面と立ち上がり面の交差部がダイヤフラムの線状突条部周辺の接液面に当接することがなく、連続開閉を行うとき全閉時に交差部が線状突条部周辺の接液面に毎回当接することでダイヤフラムが劣化して破損することを防止することができる。
（４）開口部の直径Ｄを小径にして、弁座深さＨをＨ＝０．１８Ｄ〜０．３１Ｄの範囲にすると、受圧面積が小さくてバルブのシール性を向上させると共にバルブをコンパクトに設けることができ、流量が確保でき十分なＣＶ値を維持するとともに外部漏れ（管路外漏出）を防止することができる。
（５）線状突条部に厚肉部を設けると、厚肉部の弾性力により線状突条部が弁座面と強く圧接されて高いシール性を得ることができる。さらに厚肉部と突条部を併用することにより、より高いシール性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本願第一発明の第一の実施形態について図面を参照して説明するが、本願第一発明が本実施形態に限定されないことは言うまでもない。図１は第一の実施形態のダイヤフラムバルブを示す縦断面図である。図２は図１のＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。図３は図１におけるダイヤフラムの接液面側の平面図である。図４は図１の要部拡大縦断面図である。図５は第一の実施形態の湾曲面部を示す要部拡大縦断面図である。図６は図１におけるダイヤフラムの第二の実施形態を示す接液面側の平面図である。図７は同ダイヤフラムの第三の実施形態を示す接液面側の平面図である。
【００３０】
図において、１は口径５０ｍｍのＰＶＣ製の弁本体であり、弁本体１上面には開口部２が設けられ、内部に入口流路３、出口流路４及び両流路の中間に位置し、流路を湾曲させている仕切壁５が設けられている。仕切壁５の上面には、開口部２より低く設けられた平面状の底面部６と、底面部６から開口部２に向かって立ち上がるテーパ状の斜面部７と、底面部６と斜面部７との間に湾曲面部８とが形成されており、底面部６と斜面部７と湾曲面部８とで弁座面が形成されている。このとき弁座幅Ｗは１０ｍｍで設けられている。また、弁本体１の開口部２の直径Ｄと、弁座深さＨは、Ｈ＝０．２１Ｄとなるように設けられている。なお、本発明の斜面部７はテーパ状であるが円弧状でも良く、円弧状の場合は曲率の大きな円弧状であることが好ましい。また、仕切壁５の弁座面の形状は、開口部２を小さく設けて後記ダイヤフラム９の受圧面積を小さくさせ、ダイヤフラムバルブが全開状態のときに弁座面と後記ダイヤフラム９から形成される流路の開口面積を大きく得ることができるように上記構成にしている。
【００３１】
９はＥＰＤＭ製のダイヤフラムであり、ダイヤフラム９の接液面側には、弁本体１の仕切壁５上面の弁座面に圧接及び離間される線状突条部１０と、弁本体１上面の開口部２周辺に圧接される環状突条部１１とが形成されている。線状突条部１０の頂点部には、線状突条部全体に一定の高の突条部１２が設けられており、突条部１２の高さｈ（図４参照）は弁座幅Ｗが１０ｍｍに対して０．１２Ｗとなる１．２ｍｍで設けられ、且つ突条部１２の幅ａは線状突条部１０の幅ｂの０．６倍で設けられている。なお突条部１２は、線状突条部１０の両端部付近で徐々に高さが低くなり、環状突条部１１に接する端部では線状突条部１０とほぼ同じ高さになるように形成されている。また、ダイヤフラム９の非接液面側には埋め込み金具１３が上部が突出した状態で埋設されており、埋め込み金具１３を介して後記コンプレッサ１４に係合固定されている。ダイヤフラム９の周縁部は弁本体１と後記ボンネット１５の間で挟持され、ボンネット１５の下面により環状突条部１１が弁本体１上面の開口部２周辺に押し潰された状態で固定されている。
【００３２】
１４はＰＶＤＦ製のコンプレッサであり、上部は後記ステム１８の下端部に係合固定されている。１５は弁本体１の上部にボルト・ナット（図示せず）で固定されているＰＶＣ製のボンネットであり、ボンネット１５上部中央の貫通孔１６に銅合金製のスリーブ１７が支承されている。１８はスリーブ１７の内部に設けられた雌ネジ部１９と螺合している銅合金製のステムである。２０はＰＰ製のハンドルであり、スリーブ１７の上部外周部に嵌合され、ボンネット１５の上端部に配置されている。
【００３３】
次に、第一の実施形態のダイヤフラムバルブの作用を図１及び図２に基づいて説明する。
【００３４】
図１の全開状態からハンドル２０を閉方向に回転すると、ハンドル２０の回転に従ってステム１８とステム１８下端部に設けられたコンプレッサ１４が下降し、ダイヤフラム９は次第に下方に湾曲して行き、ついには線状突条部１０が弁本体１の仕切壁５上面の弁座面に圧接され、入口流路３及び出口流路４が閉鎖されてダイヤフラムバルブは全閉状態となる。このとき、全閉状態で弁座面と突条部１２が圧接されるが、突条部１２の幅ａは線状突条部の幅ｂの０．６倍と狭く設けられており、弁座面と突条部１２の接触面の面積は小さくなるので強く圧接してシールされるため、従来の突条部１２のない場合に比べて２０％ほど高いシール性を得ることができる。また、突条部１２と弁座面の湾曲面部８の当接部分は、図５に示すように、線状突条部１０が弁座面に強く押し潰すように圧接されても、線状突条部１０の頂点部から突出した突条部１２が設けられていることにより、仕切壁５の立ち上がり面２１と湾曲面部８の交差部２２と、ダイヤフラム９の線状突条部周辺の接液面２３とは、圧接により潰れた状態の突条部１２分の距離が保たれるので交差部２２が線状突条部周辺の接液面２３に当接することがない。このとき、交差部２２と線状突条部周辺の接液面２３との距離は突条部１２の高さｈと交差部２２間の弁座幅Ｗによって決まり、例えば一定の高さｈの突条部１２に対して弁座幅Ｗが狭いと交差部２２と線状突条部周辺の接液面２３との距離が広くなり、弁座幅Ｗが広いと交差部２２と線状突条部周辺の接液面２３との距離が狭くなる。そのため、突条部１２の高さｈを０．０５Ｗ〜０．１５Ｗの範囲内に設けることにより、交差部２２と線状突条部周辺の接液面２３とが確実に当接しないようにすることができる。よって、連続開閉を行うとき全閉時に交差部２２が線状突条部周辺の接液面２３に毎回当接しないため、従来のように当接することでダイヤフラム９が劣化して破損することを防止することができる。
【００３５】
次にハンドル２０を開方向に回転すると、ハンドル２０の回転に従ってステム１８とステム１８下端部に設けられたコンプレッサ１４が上昇し、ダイヤフラム９の線状突条部１０は弁座面から離間し、ダイヤフラム９は次第に上方に湾曲して開限度位置まで上昇し入口流路３及び出口流路４が開放されダイヤフラムバルブは全開状態（図１の状態）となる。
【００３６】
また、本実施形態では開口部２の直径Ｄを小径にして、弁座深さＨをＨ＝０．１８Ｄ〜０．３１Ｄの範囲内に設けているため、受圧面積が小さくてバルブのシール性が向上される。また、バルブをコンパクトに設けることができ、流量が確保でき十分なＣＶ値を維持することができる。
【００３７】
次に、第二の実施形態のダイヤフラムについて図６に基づいて説明する。
【００３８】
２４はＥＰＤＭ製のダイヤフラムであり、ダイヤフラム２４の接液面側には、線状突条部２５と、環状突条部２６とが形成されている。線状突条部２５の、仕切壁５の湾曲面部８に相対する位置には突条部２７が流路軸線を基準にして対称に、線状突条部２５に対して徐々に高さを変えて山なりに形成されるように設けられており、突条部２７の最も高くなる部分の高さｈは１．２ｍｍで設けられ、且つ突条部１２の幅ａは線状突条部１０の幅ｂの０．６倍で設けられている。
【００３９】
次に、第二の実施形態のダイヤフラムの作用について図５を参照して説明する。
【００４０】
バルブが閉状態のとき、弁座面の湾曲面部８と線状突条部２５の突条部２７が接触面積が小さい状態で強く圧接してシールされるため、最もシール性が要求される湾曲面部８が高いシール性を得ることができる。また、突条部２７と弁座面の湾曲面部８の当接部分は、ダイヤフラム２４の線状突条部２５が弁座面に強く押し潰すように圧接されても、湾曲面部８に相対した線状突条部２５の頂点部から突出した突条部２７が設けられていることにより、仕切壁５の交差部２２とダイヤフラム２４の線状突条部周辺の接液面２３とは圧接により潰れた状態の突条部２７分の距離が保たれるので、湾曲面部８では交差部２２が線状突条部周辺の接液面２３に当接することがない。よって、連続開閉を行うとき全閉時に交差部２２が線状突条部周辺の接液面２３に毎回当接しないため、従来のように当接することでダイヤフラム９が劣化して破損することを防止することができる。
【００４１】
次に、第三の実施形態のダイヤフラムについて図７を参照して説明する。
【００４２】
２８はＥＰＤＭ製のダイヤフラムであり、ダイヤフラム２８の接液面側には、線状突条部２９と、環状突条部３０とが形成されている。線状突条部２９の、仕切壁５の湾曲面部８に相対する位置には線状突条部２９を厚肉とした厚肉部３１が流路軸線を基準にして対称に設けられており、厚肉部３１の最も厚くなる部分の高さは非厚肉部の高さに対して３．８倍で設けられ、且つ断面半径が厚肉部３１の断面半径は非厚肉部の断面半径の２．９倍で設けられている。この線状突条部２９の頂点部全体には一定の高さの突条部３２が設けられており、突条部３２の高さｈは１．２ｍｍで設けられ、且つ線状突条部２９の厚肉部３１の最も肉厚の厚い箇所において突条部３２の幅ａは線状突条部２９の幅ｂの０．４倍になるように設けられ、線状突条部２９の中央において突条部３２の幅ａは線状突条部２９の幅ｂの０．７倍になるように設けられている。なお、突条部３２は、線状突条部２９の両端部付近から徐々に高さが低くなり、環状突条部３０に接する端部では線状突条部２９とほぼ同じ高さになるように形成されている。
【００４３】
次に、第三の実施形態のダイヤフラムの作用について図５を参照して説明する。
【００４４】
バルブが閉状態のとき、線状突条部２９の厚肉部３１の弾性力により弁座面の湾曲面部８と強く圧接されるため、高いシール性を得ることができるに加えて、弁座面と突条部３２が線接触により接触面積が小さい状態で強く圧接してシールされるため、より高いシール性を得ることができる。また、突条部３２と弁座面の湾曲面部８の当接部分は、線状突条部２９が弁座面に強く押し潰すように圧接されても、湾曲面部８に相対する位置に厚肉部３１が設けられ、さらに線状突条部２９の頂点部から突出した突条部３２が設けられていることにより、仕切壁５の交差部２２とダイヤフラム２８の線状突条部周辺の接液面２３とは、圧接されてもあまり潰れることのない厚肉部３１と圧接により潰れた状態の突条部３２分の距離が保たれるので、湾曲面部８では交差部２２が線状突条部周辺の接液面２３に当接することがない。よって連続開閉を行うとき全閉時に交差部２２が線状突条部周辺の接液面２３に毎回当接することでダイヤフラム９が劣化して破損することを防止することができる。また、厚肉部３１は圧縮に対する強度が高くなるため線状突条部２９が補強され、連続開閉によって最も劣化しやすい線状突条部２９が破損することなく長期間使用することができる。
【００４５】
次に、本願第二発明について図面を参照して説明する。図８は第二発明におけるダイヤフラムの第一実施形態を示す接液面側の平面図である。図９は仕切壁の湾曲面部を示す要部拡大縦断面図である。なお、本願第二発明の実施形態においてダイヤフラムバルブの構成は、ダイヤフラムを除いて第一発明の第一の実施形態と同様であるので、同様の構成要素には同一の符号を付して説明している。
【００４６】
３３はＥＰＤＭ製のダイヤフラムであり、ダイヤフラム３３の接液面側には、線状突条部３４と、環状突条部３４とが形成されている。線状突条部３４の両側に位置する接液面には、線状突条部３４と平行に溝部３６が設けられている。溝部３６は湾曲面部８の交差部２２に相対する位置が最も深くなるように設けられており、弁閉塞時、仕切壁５における上面と立ち上がり面２１の交差部２２が溝部底面３７に当接しないように形成されている（図９の状態）。
【００４７】
また、線状突条部３４には図７に示す第一発明のダイヤフラムと同様に厚肉部が設けられても良い。その構成、作用については前記と同じであるので説明と図面は省略する。
【００４８】
次に、本ダイヤフラムの作用について図９を参照して説明する。
【００４９】
バルブが閉状態のとき、線状突条部３４と弁座面の湾曲面部８の当接部分は、図９に示すように湾曲面部８の交差部２２に相対した位置は溝部３６により交差部２２と溝部底面３７に一定の距離が保たれるため、線状突条部３４が弁座面に強く押し潰すように圧接されたとしても仕切壁５の交差部２２がダイヤフラム３３の溝部底面３７と線状突条部周辺の接液面２３に当接することがない。よって、連続開閉を行うとき全閉時に交差部２２が溝部底面３７と線状突条部周辺の接液面２３に毎回当接しないため、従来のように当接することでダイヤフラム９が劣化して破損することを防止することができる。本願第二発明の他の作用は第一発明の第一実施形態の作用と同様であるので説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本願第一発明の第一の実施形態を示すダイヤフラムバルブの縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。
【図３】図１におけるダイヤフラムの接液面側の平面図である。
【図４】図１の要部拡大縦断面図である。
【図５】本願第一発明の第一の実施形態の湾曲面部を示す要部拡大縦断面図である。
【図６】図１におけるダイヤフラムの第二の実施形態を示す接液面側の平面図である。
【図７】図１におけるダイヤフラムの第三の実施形態を示す接液面側の平面図である。
【図８】本願第二発明における第一の実施形態を示すダイヤフラムの接液面側の平面図である。
【図９】本願第二発明の第一の実施形態の湾曲面部を示す要部拡大縦断面図である。
【図１０】空気駆動式のダイヤフラムバルブを示す部分断面図である。
【図１１】従来のダイヤフラム弁を示す要部拡大縦断面図である。
【図１２】従来のダイヤフラム弁のダイヤフラムの斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…弁本体
２…開口部
３…入口流路
４…出口流路
５…仕切壁
６…底面部
７…斜面部
８…湾曲面部
９…ダイヤフラム
１０…線状突条部
１１…環状突条部
１２…突条部
１３…埋め込み金具
１４…コンプレッサ
１５…ボンネット
１６…貫通孔
１７…スリーブ
１８…ステム
１９…雌ネジ部
２０…ハンドル
２１…立ち上がり面
２２…交差部
２３…線状突条部周辺の接液面
２４…ダイヤフラム
２５…線状突条部
２６…環状突条部
２７…突条部
２８…ダイヤフラム
２９…線状突条部
３０…環状突条部
３１…厚肉部
３２…突条部
３３…ダイヤフラム
３４…線状突条部
３５…環状突条部
３６…溝部
３７…溝部底面
３８…空気式駆動部
３９…ステム
【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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