(57)【要約】【課題】長期間にわたってダイアフラムが金属製ダイアフラム被装着部材から剥離することなく安定的固定状態を維持し、ダイアフラムの厚みを厳密管理無用とするダイアフラム装着構造体及びダイアフラム装着方法、並びにダイアフラム装着構造体を備えて成るダイアフラムカセット及びそのカセットを装着したダイアフラムポンプを提供すること。【解決手段】ダイアフラム被装着部材のフランジ部に形成された蟻溝にはめ込まれたＰＦＡ又はＦＥＰ製の環状体とＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＥＣＴＦＥ又はＰＣＴＦＥ製のダイアフラム本体とを備え、かつ溶着により一体化されたダイアフラムを有するダイアフラム装着構造体、ダイアフラムをダイアフラム被装着部材に装着するダイアフラム装着方法、ダイアフラム装着構造体を備えるダイアフラムカセット、そのダイアフラムカセットを備えるダイアフラムポンプ。【選択図】図２
2012132489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイアフラムと、そのダイアフラムが装着される金属製のダイアフラム被装着部材とを備えてなるダイアフラム装着構造体であって、
前記ダイアフラム被装着部材は、前記ダイアフラムが装着されるフランジ部に蟻溝を有し、
前記ダイアフラムは、ダイアフラム本体と前記蟻溝に係合される環状体とを有し、
前記ダイアフラム本体は、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンとテトラフルオロエチレンとの共重合体、ポリフッ化ビニリデン、エチレンとクロロトリフルオロエチレンとの共重合体、又はポリクロロトリフルオロエチレンから成り、
前記環状体は、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体、又はテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体から成り、
前記ダイアフラム本体と前記環状体とが溶着により結合されて成ることを特徴とするダイアフラム装着構造体。
【請求項２】
ポリテトラフルオロエチレン、エチレンとテトラフルオロエチレンとの共重合体、ポリフッ化ビニリデン、エチレンとクロロトリフルオロエチレンとの共重合体、又はポリクロロトリフルオロエチレンで形成されたダイアフラム本体に、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体、又はテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体で形成された環状体を有するダイアフラムと、ダイアフラムが装着される金属製のフランジ部に蟻溝を有するダイアフラム被装着部材とを係合させるダイアフラムの装着方法であって、
前記ダイアフラム本体から分離している環状体を前記蟻溝に装着し、前記蟻溝から突出する前記環状体の突出部分とダイアフラム本体との接触部分を溶着することによりダイアフラム本体と前記環状体とを一体化することを特徴とするダイアフラムの装着方法。
【請求項３】
ポリテトラフルオロエチレン、エチレンとテトラフルオロエチレンとの共重合体、ポリフッ化ビニリデン、エチレンとクロロトリフルオロエチレンとの共重合体、又はポリクロロトリフルオロエチレンで形成されたダイアフラム本体に、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体、又はテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体で形成された環状体を有するダイアフラムと、ダイアフラムが装着される金属製のフランジ部に蟻溝を有するダイアフラム被装着部材とを係合させるダイアフラムの装着方法であって、
治具により環状に保持された前記環状体の周側部と前記ダイアフラム本体との接触部分を溶着することによりダイアフラム本体と前記環状体とを一体化し、ダイアフラム本体に溶着した環状体を蟻溝に装着することを特徴とするダイアフラムの装着方法。
【請求項４】
請求項１に記載のダイアフラム装着構造体を備えて成ることを特徴とするダイアフラムカセット。
【請求項５】
請求項４に記載のダイアフラムカセットを備えて成ることを特徴とするダイアフラムポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ダイアフラム装着構造体、ダイアフラムの装着方法、ダイアフラムカセット、及びダイアフラムポンプに関する。更に詳しくは、この発明は、長期間が経過してもダイアフラムがダイアフラム被装着部材から剥離乃至脱落することがなく、ダイアフラムがダイアフラム被装着部材に長期間にわたって安定的に固定された状態を維持し、ダイアフラムポンプ性能の変動の一因となるダイアフラムの厚みを、厳密に管理する必要のないダイアフラムの装着構造体及びダイアフラムの装着方法、並びに、そのダイアフラムの装着構造体を備えるダイアフラムカセット及びそのダイアフラムカセットを装着したダイアフラムポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にダイアフラムポンプにおいては、ダイアフラムはポンプ室を画成するケーシングに挟み込んで締め付ける態様で装着されている。これに対して、例えば特許文献１〜特許文献３に示されるように、ダイアフラムを容易に取り付けることができ、かつ交換できるようにしたカセット式のダイアフラムポンプがある。このカセット式のダイアフラムポンプは、ダイアフラムを複数の部品で挟み込んでボルト等により締め付ける構造を有するダイアフラムカセットを有する。したがってこの種のダイアフラムポンプは、ダイアフラムカセットの構造が複雑であるので、ダイアフラムポンプ全体のコストが高くなる。
【０００３】
そこで、ダイアフラムを複数の部品で挟み込んでボルト等により締め付ける代わりに、ダイアフラムカセットの本体を構成する部材であってダイアフラムが装着される部材であるダイアフラム被装着部材の端面、例えばフランジ面に、ダイアフラムを接着剤で固定することが考えられる。
【０００４】
ダイアフラムとして、耐薬品性等の要求からポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂から成る材料を採用する場合には、一般的な汎用の接着剤で金属製のダイアフラム被装着部材に、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂製のダイアフラムを接着することは困難である。
【０００５】
一方、特許文献４又は非特許文献１には、ＰＴＦＥから成る部品を、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレンの共重合体（ＰＦＡ）等の熱可塑性樹脂を接着剤として、金属やセラミクスに接着する技術が開示されている。
【０００６】
そこで、前記特許文献４又は非特許文献１に開示された接着技術をダイアフラムポンプに適用することが想定される。
【０００７】
しかしながら、前記特許文献４又は非特許文献１に開示された接着技術をダイアフラムポンプに適用するときには、接着層となるＰＦＡの厚さを精密に管理しないと作動室の容積やダイアフラムカセットの寸法精度にばらつきが生じる。したがって、前記特許文献４又は非特許文献１に開示された接着技術をダイアフラムポンプに適用することは、ダイアフラムポンプの製品歩留まりを悪化させる要因となる。
【０００８】
また、ステンレス鋼のような金属材料を部材とする場合に、前記特許文献等に示されるようにＰＦＡを介して金属材料とダイアフラムとを接着しても、その接着強度が実用に足る程度に達しない場合もあるので、時間の経過によってダイアフラムの剥がれることがあった。
前記特許文献１〜特許文献３に示される２枚のダイアフラムの間に画成した中間室に液体を封入して成るダブルダイアフラム型ポンプのカセットでは、カセットの保存状態においてもダイアフラムに常に液圧が作用するので、長期間の保存下でもリークを起こさない信頼性が求められる。しなしながら、接着剤による接合では、ダイアフラムの長期安定性が必ずしも十分ではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実開昭５５−８８０８７号公報
【特許文献２】実開平３−８７８８４号公報
【特許文献３】実開平７−２２０８３号公報
【特許文献４】特開平６−１９８７４１号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】テフロン実用ハンドブック（2004年11月三井・デュポンフロロケミカル株式会社発行・編集）第105頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
長期間にわたってダイアフラムがダイアフラム被装着部材から剥離又は脱落することがなく、ダイアフラムが金属製のダイアフラム被装着部材に長期間にわたって安定的に固定された状態を維持し、ダイアフラムの厚みを厳密に管理する必要のないダイアフラム装着構造体及びダイアフラム装着方法を提供することである。
【００１２】
また、この発明が解決しようとする別の課題は、上記ダイアフラム装着構造体を備えて成るダイアフラムカセット及びそのカセットを装着したダイアフラムポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するための手段は、
（１）  ダイアフラムと、そのダイアフラムが装着される金属製のダイアフラム被装着部材とを備えてなるダイアフラム装着構造体であって、
前記ダイアフラム被装着部材は、前記ダイアフラムが装着されるフランジ部に蟻溝を有し、
前記ダイアフラムは、ダイアフラム本体と前記蟻溝に係合される環状体とを有し、
前記ダイアフラム本体は、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンとテトラフルオロエチレンとの共重合体、ポリフッ化ビニリデン、エチレンとクロロトリフルオロエチレンとの共重合体、又はポリクロロトリフルオロエチレンから成り、
前記環状体は、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体、又はテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体から成り、
前記ダイアフラム本体と前記環状体とが溶着により結合されて成ることを特徴とするダイアフラム装着構造体であり、
前記課題を解決するための他の手段は、
（２）  ポリテトラフルオロエチレン、エチレンとテトラフルオロエチレンとの共重合体、ポリフッ化ビニリデン、エチレンとクロロトリフルオロエチレンとの共重合体、又はポリクロロトリフルオロエチレンで形成されたダイアフラム本体に、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体、又はテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体で形成された環状体を有するダイアフラムと、ダイアフラムが装着される金属製のフランジ部に蟻溝を有するダイアフラム被装着部材とを係合させるダイアフラムの装着方法であって、
前記ダイアフラム本体から分離している環状体を前記蟻溝に装着し、前記蟻溝から突出する前記環状体の突出部分とダイアフラム本体との接触部分を溶着することによりダイアフラム本体と前記環状体とを一体化することを特徴とするダイアフラムの装着方法であり、
（３）  ポリテトラフルオロエチレン、エチレンとテトラフルオロエチレンとの共重合体、ポリフッ化ビニリデン、エチレンとクロロトリフルオロエチレンとの共重合体、又はポリクロロトリフルオロエチレンで形成されたダイアフラム本体に、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体、又はテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体で形成された環状体を有するダイアフラムと、ダイアフラムが装着される金属製のフランジ部に蟻溝を有するダイアフラム被装着部材とを係合させるダイアフラムの装着方法であって、
治具により環状に保持された前記環状体の周側部と前記ダイアフラム本体との接触部分を溶着することによりダイアフラム本体と前記環状体とを一体化し、ダイアフラム本体に溶着した環状体を蟻溝に装着することを特徴とするダイアフラムの装着方法であり、
前記課題を解決するためのさらに他の手段は、
（４）  （１）に記載のダイアフラム装着構造体を備えて成ることを特徴とするダイアフラムカセットであり、
前記課題を解決するための別の手段は、
（５）  （４）に記載のダイアフラムカセットを備えて成ることを特徴とするダイアフラムポンプである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によると、前記ダイアフラム被装着部材の蟻溝に環状体が嵌まり込んでいること、及び前記蟻溝に環状体が弾性的に係合していることにより、長期間に渡ってダイアフラムはダイアフラム被装着部材に安定的かつ確実に装着されると共に、装着状態でのダイアフラムとダイアフラム被装着部材との間に十分なシール性が確保されて成るダイアフラムの装着構造及び装着方法を提供することができる。また、この発明によると、接着剤を使用しないでダイアフラムをダイアフラム被装着部材に取り付けているので、作動室の容積及びダイアフラムカセットの寸法精度を一定にすることのできるダイアフラムの装着構造及び装着方法を、提供することができる。
【００１５】
射出成形法、金型成形法等によりダイアフラム本体と環状体とを最初から一体的に形成することにより製造されるダイアフラムは、公知ではないが、想定することができる。このようにして製造されたダイアフラムをダイアフラム被装着部材に装着することはできると、考えられる。
【００１６】
しかしながら、その場合には高価な成形金型が必要になることに加えて、射出成形により製造されるダイアフラムにおける環状体にアンダーカット部が必然的に存在するので、環状体を有するダイアフラムを製造するのに必要な成形金型は、相当に複雑な構造が要求され、金型のコストが高くなる、という問題が生じる。
【００１７】
これに対して、この発明によると、ダイアフラム本体と環状体とを溶着により一体化しているので、高価な金型を使用することなく、既製品であるダイアフラム本体と既製品である環状体とを組み合わせることにより安価に製造することのできるダイアフラム装着構造体を提供することができる。
【００１８】
前記ダイアフラム本体を形成するフッ素樹脂の中で耐蝕性、耐薬品性及び機械的耐久性に優れたフッ素樹脂として例えばポリテトラフルオロエチレンを選択し、環状体を形成するフッ素樹脂であって蟻溝に係合した状態でのシール性に優れたフッ素樹脂として例えばテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体を選択することにより、長期間が経過してもダイアフラムがダイアフラム被装着部材から剥離又は脱落することがなく、ダイアフラムがダイアフラム被装着部材に長期間にわたって安定的に固定され、信頼性の高いダイアフラムの装着構造を提供することができる。
この発明によると、接着剤を使用せずに、ダイアフラム被装着部材における蟻溝に予めフッ素樹脂製の環状体を装填しておき、次いで蟻溝内の環状体における蟻溝から僅かに突出する環状体の突出部分とダイアフラム本体とを接触させ、次いでその接触部分を溶着することによりダイアフラム本体と環状体とを結合するので、簡易にダイアフラムをダイアフラム被装着部材に装着することができるダイアフラムの装着方法を、提供することができる。
【００１９】
この発明によると、フッ素樹脂製のダイアフラム本体にフッ素樹脂製の環状体を溶着により一体的に結合し、次いでダイアフラムにおける環状体をダイアフラム被装着部材における蟻溝に嵌め込むことにより、ダイアフラムをダイアフラム被装着部材に装着することができるので、簡易なダイアフラムの装着方法を提供することができる。
【００２０】
この発明によると、前記ダイアフラム被装着部材の蟻溝に環状体が嵌まり込んでいること、及び前記蟻溝に環状体が弾性的に係合していることにより、長期間に渡ってダイアフラムはダイアフラム被装着部材に安定的かつ確実に装着されると共に、装着状態でのダイアフラムとダイアフラム被装着部材との間に十分なシール性が確保されて成るダイアフラムカセット及びダイアフラムポンプを、提供することができる。また、この発明によると、接着剤を使用しないでダイアフラムをダイアフラム被装着部材に取り付けているので、作動室の容積及び寸法精度を一定にすることのできるダイアフラムカセット及びダイアフラムポンプを、提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、この発明に係るダイアフラムの装着方法又は装着構造体を適用したダイアフラムポンプの一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図２は、図１のダイアフラムカセットの詳細を示す上半部縦断面図である。
【図３】図３は、図２を組立図として示す縦断面図である。
【図４】図４は、蟻溝の実施形態を示す断面図である。
【図５】図５は、蟻溝の実施形態を示す平面図である。
【図６】図６は、蟻溝の他の実施形態を示す平面図である。
【図７】図７は、蟻溝の他の実施形態を示す平面図である。
【図８】図８は、蟻溝の他の実施形態を示す平面図である。
【図９】図９は、蟻溝の他の実施形態を示す平面図である。
【図１０】図１０は、蟻溝の他の実施形態を示す平面図である。
【図１１】図１１は、溶着加工法の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、この発明に係るダイアフラム装着方法によりダイアフラムを装着したところの、この発明に係る装着構造体を有するダイアフラムポンプの一実施形態を示している。
【００２３】
図１において、ダイアフラムポンプ１１は、いわゆるダブルダイアフラム型と称され、２枚のダイアフラム１２Ａ、１２Ｂにより画成された中間室１３を介して、送液対象となる流体に作動圧力を作用させる構成を有している。この発明におけるダイアフラム１２Ａ、１２Ｂはダイアフラム本体と環状体とを有する。ダイアフラムポンプの概略を示した図１においては、この発明に係るダイアフラム装着構造体及び装着方法における、蟻溝及びその蟻溝に装着される環状体も示されていない。
【００２４】
図１において、左側に配設された第１のダイアフラム１２Ａによって画成された油圧室１４には、図示しないモータ等により駆動されて往復運動するプランジャ１５の作動により正負の圧力が繰り返し交互に作用する。中間室１３には、液体として例えば純水等が封入されている。したがって、第１のダイアフラム１２Ａに作用する油圧はそのまま右側に配設された第２のダイアフラム１２Ｂに伝えられる。第２のダイアフラム１２Ｂの作動に伴い、その右側面に画成された作動室１６の容積が拡大・縮小し、逆止弁の作用とともに作動室１６の容積が拡大すると作動室１６内に流体が流入し、逆止弁の作用とともに作動室１６の容積縮小により作動室１６から流体が排出される。
【００２５】
このダブルダイアフラム型のダイアフラムポンプは、例えば液状の薬品や液状の食品の搬送等に使用されることができる。これらの搬送の対象となる流体と作動油とを中間室１３に封入した純水等によって隔離する構成とすることにより、オイルリーク等による流体の汚染を防止することができる。また、ダイアフラム１２には、耐蝕性、耐薬品性に優れ、剛性に優れたフッ素樹脂を用いている。
【００２６】
ダイアフラム１２Ａ、１２Ｂの点検や交換を容易にするために、このダイアフラムポンプ１１では、中間室１３を画成する中間ハウジング１７をポンプ本体から取り外し可能なカセット式としてある。２枚のダイアフラム１２は、この中間ハウジング１７に取り付けられており、中間室１３には予め純水等が封入されている。ダイアフラムカセットは、この中間ハウジングとこの中間ハウジングに取り付けられた２枚のダイアフラムと中間室に充填された純水等の液体とで形成される。
【００２７】
前記中間ハウジング１７は、耐蝕性及び機械的強度に優れたステンレス鋼等の金属材料から成り、この発明に係るダイアフラム装着構造体及びダイアフラム装着方法におけるダイアフラム被装着部材の一例である。
【００２８】
既述したとおり、金属材料から成る中間ハウジング１７の表面にフッ素樹脂から成るダイアフラム１２Ａ、１２Ｂを溶着により取り付けることは、経時的な接合強度の信頼性の点から問題がある。
【００２９】
これに対して、図２又は図３に示したように、この実施形態では、ダイアフラム１２Ａ、１２Ｂは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレンとテトラフルオロエチレンとの共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレンとクロロトリフルオロエチレンとの共重合体（ＥＣＴＦＥ）、又はポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）からなるダイアフラム本体と、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体（ＰＦＡ）、又はテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体（ＦＥＰ）で形成され、前記ダイアフラム本体に溶着された環状体１８とで、形成されている。特に、ダイアフラム本体については、高い耐薬品性等が要求されるので、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＥＣＴＦＥ又はＰＣＴＦＥを選択せざるを得ないことが多い。
【００３０】
この発明に係るダイアフラム装着構造体にあっては、図２及び図３に示されるように、中間ハウジング１７に形成した蟻溝１９に環状体１８を係合させる装着構造とすることにより、接着によらずにフッ素樹脂製ダイアフラム１２Ａ、１２Ｂを金属製の部材である中間ハウジング１７に強固に取り付けることができ、内部の中間室１３に封入した純水等の漏洩を防止して、ダイアフラムカセットとしての信頼性を確保している。
【００３１】
より詳細に言うと、図２及び図３に示される実施態様においては、フランジ部２２における２枚のダイアフラム１２Ａ及び１２Ｂが接する面であるフランジ面２３に、蟻溝１９が設けられている。一方、この蟻溝１９に弾性的に係合するフッ素樹脂から成る環状体１８が前記ダイアフラム１２の周縁部に溶着されている。ダイアフラム１２Ａ及び１２Ｂは、ダイアフラム本体１２Ｃと環状体１８とで形成されている。
【００３２】
図３に示される実施態様において、蟻溝１９に係合される以前の環状体１８の断面形状は、円形であるが、この発明に係るダイアフラム装着構造体及びダイアフラム装着方法においては環状体の断面形状は、環状体が蟻溝に挿入し易くて、蟻溝に一旦収納された環状体が蟻溝から容易に脱離しない限り制限は無く、例えば環状体が手動で変形可能な程度に弾力性を有している場合には、フランジ部に形成される溝の断面形状と略同形状の断面形状に成形した環状体を用いても良い。
【００３３】
ダイアフラム本体１２Ｃに環状体１８を溶着してダイアフラム１２Ａ、１２Ｂを形成するには、（Ａ）前記蟻溝１９に予め係合している環状体１８の、蟻溝１９から突出する部分を加熱溶融して、前記ダイアフラム１２の周縁部に環状体１８を溶着し、又は、（Ｂ）前記蟻溝１９の環状径及び形状と対応する冶具（図示せず）により保持された前記環状体１８とダイアフラム本体１２Ｃの周縁部とを溶着する方法によるのがよい。
【００３４】
前記（Ａ）の手法を採用する場合には、蟻溝に環状体を挿入し、蟻溝内に挿入配置され、その蟻溝の環状開口部から僅かに突出乃至露出する環状体の表面とダイアフラム本体の周縁部表面とを溶着することにより、環状体とダイアフラム本体とが一体化するとともに、ダイアフラム被装着部材であるフランジ部にダイアフラムを装着することができる。前記（Ｂ）の手法を採用する場合には、治具により円形状に維持された環状体とダイアフラム本体の周縁部とを接触させ、環状体とダイアフラム本体の周縁部との接触部分を溶着することにより環状体とダイアフラム本体とが一体化してダイアフラムが形成され、このダイアフラムにおける環状体をフランジ部に形成された蟻溝に押し込み、これによって被ダイアフラム被装着部材にダイアフラムが装着される。
【００３５】
ここで、この発明における環状体とダイアフラム本体との溶着は、少なくともダイアフラム本体１２Ｃ及び環状体１８を形成するフッ素樹脂同士を、加熱して高温になった状態で、相互に適宜の圧力を以って密着させることにより、達成される。この場合、フッ素樹脂の加熱は、環状体１８が溶着可能な程度にたわむ温度であって、ダイアフラム本体１２Ｃが融点以上であって熱分解しない温度に加熱するのが良い。ダイアフラム本体１２Ｃが熱分解し始める温度まで加熱すると、ダイアフラム本体１２Ｃを形成するフッ素樹脂が不可逆的な変質を生じるので、過熱状態と成ってしまい、溶着することができなくなる。環状体１８を形成するＰＦＡ又はＦＥＰは、ダイアフラム本体１２Ｃを形成するＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＥＣＴＦＥ又はＰＣＴＦＥに比べて、荷重たわみ温度が低い。つまり、環状体１８とダイアフラム本体１２Ｃとの溶着時に、両者を同時に加熱したときに、荷重たわみ温度が比較的低温の環状体１８が先にたわみ始める。よって、前記溶着は、加熱により環状体１８のみがたわみ始めた温度に達した時点で、環状体１８とダイアフラム１２Ｃとを適宜の圧力を以って密着させれば良い。してみると、ダイアフラム本体１２Ｃの材料としてＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＥＣＴＦＥ又はＰＣＴＦＥを選択すると、環状体１８の材料は、ダイアフラム本体１２Ｃを形成するフッ素樹脂に溶着可能なＰＦＡ又はＦＥＰを選択することになる。なお、この発明においては、フッ素樹脂を加熱して圧力を加える、例えばスタンピング成形技術等を利用して溶着することができる。ダイアフラム本体と環状体とを、上述のフッ素樹脂により形成すると、ダイアフラム本体と環状体との強固な溶着を実現することができる。
【００３６】
ダイアフラム本体１２Ｃと環状体１８との溶着方法の詳細については後述する。
【００３７】
なお、図２及び図３に示される実施態様においては、蟻溝１９がフランジ面２３に形成されていたが、この発明に係るダイアフラム装着構造体及びダイアフラム装着方法においては、蟻溝が形成される部位はフランジ部である限り特に制限は無く、図２及び図３に示される実施態様以外に、例えば図４に示すような実施態様を挙げることができる。
【００３８】
具体的には、図４に示すように、蟻溝１９１が、フランジ面２３１に形成されるのではなく、中間ハウジング１７１におけるフランジ部２２１のフランジ面２３１に隣接する面であるフランジ側面２４に形成されている。
【００３９】
フランジ側面２４は、フランジ面２３１に対して傾斜する面であると共に、その縁辺部がフランジ面２３１の縁辺部に当接する面である。また、図４に示した実施態様には、ダイアフラム本体１２１Ｃの周縁部と、中間ハウジング１７１の周側面と、環状体１８１の一部とを囲繞する囲繞環２５が設置されている。
【００４０】
囲繞環２５は、中間ハウジング１７１、環状体１８１、及びダイアフラム本体１２１Ｃを相互にがたつき無く固定することができる。もっとも、環状体１８１が蟻溝１９にがたつき無く係合しており、かつ環状体１８１とダイアフラム１２１とが強固に溶着されている場合は、囲繞環２５を設けなくとも良い。
【００４１】
この発明におけるダイアフラム本体及び環状体は、何れもフッ素樹脂から成り、かつそのフッ素樹脂は相互に異なる。ダイアフラム本体は、中間ハウジングにおける中間室と作動室とを隔絶しつつ作動室側に湾曲変形し、また中間室側に湾曲変形することができる伸縮性、弾力性、及び剛性を有するフッ素樹脂で形成され、環状体は、蟻溝の外から押し込んで蟻溝の内部に収容されることができ、一旦蟻溝内に収容されてからは容易に蟻溝の外に押出されない程度の柔軟性を有するフッ素樹脂で形成される。
【００４２】
最も好ましいフッ素樹脂の組合せとしては、ダイアフラム本体のフッ素樹脂として、耐蝕性、耐薬品性、機械的耐久性、並びに湾曲変形可能な程度の伸縮性、弾力性、及び剛性を有することという観点からＰＴＦＥを採用すると共に、環状体のフッ素樹脂として、蟻溝内に押し込み易い弾力性及びＰＴＦＥに対する溶着性の観点からＰＦＡを採用するのが良い。
【００４３】
また、ダイアフラム１２を中間ハウジング１７に取り付けた状態、即ち環状体１８を蟻溝１９に弾性的に嵌合させた状態（図２参照）において、蟻溝１９の横断面積に占める環状体１８の横断面積の比が９０％以上となるように、環状体１８及び蟻溝１９の横断面形状及び断面積を設定しておくことが、蟻溝１９内から環状体１８が容易に脱離せず、しかも中間ハウジング１７に対するダイアフラム１２のシール性を確保する上で望ましい。なお、図２以下の各図では、説明の便宜のため、ダイアフラム１２の厚さや蟻溝１９の大きさ等、各部は実際のものとは異なる寸法又は寸法比で描いてある。
【００４４】
図２に示す実施態様においては、フランジ部２２は開口部を有する環状に形成される。この環状を成すフランジ部２２をその中心軸線に平行な方向に切断したときに表れる蟻溝１９の断面形状としては、フランジ部２２のみを抜き描きした図５の（ａ）にも示すように、その開口部幅ｈよりも溝底部の幅Ｈが広い一般的な台形形状である。この発明に係るダイアフラム装着構造体及びダイアフラム装着方法において、蟻溝の断面形状としては図５（ａ）に示す形状に限られず、開口部幅ｈよりも溝底部の幅Ｈが大きく設定される形状であればどのようなものであってもよく、例えば図５の（ｂ）に示したような段付き形状や、図５の（ｃ）に示したような円形状のものであってもよい。
【００４５】
この発明に係るダイアフラム装着構造体及びダイアフラム装着方法におけるダイアフラム被装着部材に形成されている蟻溝が、一例として図５の各態様に示すように、開口部の幅よりも蟻溝内部の幅が大きくなるような断面形状を有している場合には、環状体を加熱しつつ環状体を蟻溝内に押し込む際に、その加熱によってダイアフラム本体は変質を受けず、また不可逆的な変形を受けず、その加熱によって環状体は蟻溝内に変形しつつ収容されるに足る柔軟性をその環状体が発揮し、蟻溝内に収容されてから常温に戻ると環状体は蟻溝の開口部から容易に抜け出ることがない剛性を有するに至る。その結果、環状体が蟻溝内に錨（アンカー）を下ろしたような強固な係合状態が実現されて、アンカー効果様の作用が発揮されるので、結果として環状体に溶着されて成るダイアフラムが、蟻溝が形成されて成るダイアフラム被装着部材に強固に装着されることになる。
【００４６】
ここで、図２及び図３に示した実施態様の中間ハウジング１７を環状のフランジ部２２の中心軸線に沿う方向から観察した形状を、図６に示した。中間ハウジング１７はフランジ面２３の中央、つまりフランジ面２３の外周端と内周端との中間に位置するように、蟻溝１９が形成されている。この発明に係るダイアフラム装着構造体及びダイアフラム装着方法においては、中間ハウジング１７における蟻溝１９のような溝の配置だけでなく、この発明の目的が達成される限り、様々な形状の溝を形成することができる。
【００４７】
図７に示される実施態様では、フランジ面２３２の外周端と内周端との中間を通らずに、内周端側に偏在して蟻溝１９２が形成されている。また、図８に示される実施態様では、１本ではなく、半円状の蟻溝１９３が２本形成され、各蟻溝１９３の端部同士が近接している。なお、図８に示される実施態様においては、各蟻溝１９３の端部同士の隙間は、流体が漏出することが無い程度の僅かな隙間として形成されているので、中間ハウジング２２３に装着されることになるダイアフラムの密閉性は維持することができる。図９に示される実施態様では、略半円状の蟻溝１９４が２本形成され、各蟻溝１９４の端部同士が交差している。更に、図１０に示される実施態様は、蟻溝１９５における開口部全体で形成される形状が多角形である。図６〜１０に示した実施態様は、いずれもダイアフラムの密閉性を維持することができる蟻溝の形状である。
【００４８】
なお、この発明に係るダイアフラム装着構造体及びダイアフラム装着方法において、環状体は円環状だけに制限されず、環状体が蟻溝に係合したときに、環状体に溶着されるダイアフラムが密閉性を維持可能なようにフランジ部を周回する形状であれば良い。環状体の態様としては、上記の蟻溝の形状に合わせて様々に変更することができ、円環状以外に例えば１本の紐状、複数本の紐状、及び多角形状等の様々な形状を採ることができる。
【００４９】
図１１は、別々に分離した状態にあるダイアフラム本体と環状体とを溶着してダイアフラムを形成する手順の一例を示している。これは、図１１の（１）に示したように、中間ハウジング１７の一部である環状のフランジ部２２における一方の端面、つまりフランジ面２３に蟻溝１９を形成し、この蟻溝１９に予め嵌め込んであるフッ素樹脂から成る環状体１８とフッ素樹脂から成るシート状のダイアフラム本体１２Ｃとを溶着する例である。
【００５０】
環状体１８を蟻溝１９に嵌め込んだフランジ部２２を、図１１の（２）に示したように、加熱基台２０に載置する。加熱基台２０は、フランジ部２２を支持する環状の基部２０ａと、この基部２０ａからフランジ部２２の開口部を貫通して立ち上がる円形状のダイアフラム支持部２０ｂとから成り、基部２０ａとダイアフラム支持部２０ｂとの間には、図示しないブロワーからの熱風を導入する通風路２０ｃを形成してある。前記ダイアフラム支持部２０ｂは、基部２０ａ上にフランジ部２２を載置した状態で、その蟻溝１９に面して所定の間隔を空けてダイアフラム１２を支持する。前記通風路２０ｃは、図中に矢印で示したように、ダイアフラム本体１２Ｃとフランジ部２２との間の対向間隙に向けて外側に熱風が抜けるように形成してあり、これにより蟻溝１９に嵌め込んでなる環状体１８の前記間隙への露出部分と、これに対向するダイアフラム本体１２Ｃのフランジ部とを集中的に加熱するように図っている。
【００５１】
なお、上述したダイアフラム本体と環状体とをそれぞれ形成するフッ素樹脂の最適な組合せを採用した場合、ＰＴＦＥの融点は３２７℃であり、ＰＦＡの融点は３１０℃であるので、供給する熱風の温度を融点以上であってフッ素樹脂の熱分解温度に至らない範囲、例えば３５０℃程度としてそれぞれの加熱を行う。
【００５２】
ダイアフラム本体１２Ｃと環状体１８を加熱してそれぞれの溶着面が溶融したところで、熱風の供給を停めて加熱基台２０を下降させ、図１１の（３）に示したように、ダイアフラム本体１２Ｃの周縁部を環状体とは反対側の面から押圧することができるように形成された環状のプレス金具２１によりダイアフラム本体１２Ｃを環状体１８に圧着させて、ダイアフラム本体１２Ｃと環状体１８とを互いに溶着させる。ダイアフラム本体１２Ｃと環状体１８との溶着部分が冷却してからプレス金具２１によるダイアフラム本体１２Ｃの押圧を終了することにより、図１１の（４）に示したように、ダイアフラム本体１２Ｃと環状体１８とが一体化してなるダイアフラム１２Ａ（１２Ｂ）がフランジ部２２に装着された状態となる。
【００５３】
この場合、ダイアフラム本体１２Ｃと環状体１８との溶着部分を、加熱基台２０を介して同時に加熱溶融するようにしているが、それぞれ個々に、互いの溶着部分にのみ熱風が当たるようにマスクを施して加熱したうえで溶着するようにしてもよい。また、加熱手段としては、熱風に限られず、例えばレーザを適用することもできる。そのためには、例えばダイアフラム本体１２Ｃのおける周縁部をヒータ等で加熱し、結晶温度を上げてＰＴＦＥの透明度を高めておいた上で、又は加熱処理により結晶化度を高めた、常温で透明度の高いダイアフラム本体１２Ｃを環状体１８に圧着させ、環状体１８との接触面に半透明化したダイアフラム本体１２Ｃを通してレーザを照射することで、互いの接触部を溶融させて溶着させるようにする。
【００５４】
この実施形態では、中間ハウジング１７におけるフランジ部２２における表面であるフランジ面２３に形成された蟻溝１９の内部に環状体１８を予め嵌め込んでおいてからダイアフラム１２を溶着するようにしているが、環状体１８をダイアフラム本体１２Ｃに予め溶着しておいてから蟻溝１９の内部に環状体１８を嵌め込むようにしてもよい。この場合、環状体１８を冶具（図示せず）により蟻溝１９と同一の形状に保持した状態で、環状体１８をダイアフラム本体１２Ｃの周縁部に溶着して一体化するのがよい。
【００５５】
前述したダイアフラム装着方法又はダイアフラム装着構造体によれば、蟻溝１９と環状体１８との弾性的な係合に基づいてダイアフラム１２Ａ（１２Ｂ）が、環状部材である中間ハウジング１７に装着されるので、中間ハウジング１７の材質が、フッ素樹脂から成るダイアフラム１２Ａ（１２Ｂ）を溶着することが困難な材質であっても、ダイアフラム１２Ａ（１２Ｂ）を確実に固定しておくことができる。また、装着状態でのダイアフラム１２Ａ（１２Ｂ）と中間ハウジング１７との間に、環状体１８を介して十分なシール性を確保することができる。したがって、中間ハウジング１７の内部である中間室１３に封入した液体のリークを防止して、ダイアフラムカセットとしての保存性及び信頼性を向上させることができる。
【００５６】
また、ダイアフラム１２Ａ（１２Ｂ）と環状体１８とは、それぞれシート状の素材及びＯリング等の既製品を適用することができることに加えて、ダイアフラム１２Ａ（１２Ｂ）を中間ハウジング１７に固定するために締結用の金具やねじ類を必要としないことから、ダイアフラム装着構造体又はダイアフラムカセットを安価に提供することができる。
【００５７】
また、ダイアフラム１２Ａ（１２Ｂ）と中間ハウジング１７との間に溶着層が存在しないので、ダイアフラムカセット及びポンプの寸法・形状精度への影響がなく、高精度の製品を安定的に供給することが可能である。
【００５８】
更に、この発明に係るダイアフラムの装着方法においては、射出成形法を用いないので、環状体１８にアンダーカット部が存在することは無い。
【００５９】
なお、前記実施形態は、この発明をダイアフラムポンプに適用した場合の具体例をいくつか示したものであって、この発明がこれら実施形態の用途・内容に限定されるものではないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６０】
１１    ポンプ
１２Ａ、１２Ｂ、１２１Ａ、１２１Ｂ    ダイアフラム
１２Ｃ、１２１Ｃ    ダイアフラム本体
１３    中間室
１４    油圧室
１５    プランジャ
１６    作動室
１７、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５    中間ハウジング
１８、１８１    環状体
１９、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５    蟻溝
２０    加熱基台
２０ａ  加熱基台の基部
２０ｂ  加熱基台のダイアフラム支持部
２０ｃ  加熱基台の通風路
２１    プレス金具
２２、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５    フランジ部
２３、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５    フランジ面
２４    フランジ側面
２５    囲繞環
【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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