(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の入口及び出口となる流路を備えたバルブボディ（４）と、該バルブボディとボンネット（５）との間に挟持固定されたダイヤフラム（６）と、このダイヤフラムを上下動させる操作機構（７）とからなる流体制御器（１）であって、前記流路は突起の無い連絡通路（８）を介して連通され、前記ダイヤフラムは下降時においては前記連絡通路に密接して流路を閉鎖し、上昇時においては中央部が窪んで外縁部近傍が隆起するように構成され、前記ボンネットにはダイヤフラム挟持部（５１）の内方下面において前記隆起部の外方上面（６３）が密接する湾曲面（５２）が形成されてなるとともに、該ダイヤフラムは吊り金具（１１）の先端が埋設された下側ダイヤフラム（６１）と、該下側ダイヤフラムの上面に密着して設けられた上側ダイヤフラム（６２）の二層構造とされ、該下側ダイヤフラムの外縁部近傍には外環突条（６６）と内環突条（６４）とからなる円環状突条と、内環突条を縦断する縦断突条（６５）とが形成されており、前記外環突条は上下方向に突出してなることを特徴とする流体制御器。
【請求項２】
前記バルブボディに備えられた流路が、同一軸線上に配置された入口流路（２）と出口流路（３）からなることを特徴とする請求の範囲第１項記載の流体制御器。
【請求項３】
前記バルブボディに備えられた流路が、バルブボディを貫通する貫通流路（１２）と、この貫通流路から分岐された分岐流路（１３）とからなるＴ字状流路であって、該貫通流路の底面が前記連絡通路の底面と面一とされてなることを特徴とする請求の範囲第１項記載の流体制御器。
【請求項４】
前記バルブボディに備えられた流路が、バルブボディを貫通する貫通流路と、この貫通流路から分岐された分岐流路とからなるＴ字状流路であって、該貫通流路はその中心軸線が前記連絡通路の底面よりも下方に位置されるとともに、貫通流路から連絡通路に至る連絡面（１４）が貫通流路を水平にし分岐流路を下向きにしたときに水平もしくは下向きに傾斜してなることを特徴とする請求の範囲第１項記載の流体制御器。
【請求項５】
前記貫通流路の径が分岐流路の径よりも大とされてなることを特徴とする請求の範囲第４項記載の流体制御器。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は流体制御器に係り、その目的は加工性に優れており分岐配管も容易であって、しかも流路内に溜まりが発生することがない流体制御器を提供することにある。
背景技術
従来より使用されている流体制御器としては、例えば第２２図に示す構造のものが挙げられる。
第２２図の流体制御器は、入口流路Ａと出口流路Ｂを備えたバルブボディＣと、ダイヤフラムＤと、このダイヤフラムの周縁部を挟持固定するボンネットＥと、ダイヤフラムＤを上下動させる操作機構Ｇとからなり、操作機構Ｇを操作して、ダイヤフラムＤを弁座Ｆに対して当接離反させることにより、入口流路Ａと出口流路Ｂを閉鎖状態若しくは連通状態とするように構成されている。
しかしながら、第２２図に示されたような従来の流体制御器では、入口流路Ａと出口流路Ｂとの間に弁座Ｆが突起して設けられており、入口流路Ａと出口流路Ｂが屈曲してバルブボディＣの上面に開口しているため、流路を加工する際には、横穴、即ち入口流路Ａ及び出口流路Ｂと、バルブボディＣの中心加工を精度良く合わせる必要があり、非常に加工性が悪かった。
また、流路が弁座Ｆの部分において屈曲されているために配管内部に流体の溜まりが発生し易いという問題もあった。
更には、この流体制御器に溶接等を行って分岐弁として使用しようとした場合には、斜め方向にボディを傾ける等の処置が必要となるため、非常に加工性が悪かった。
このような課題を解決するために創出された技術としては、例えば日本特開平１−３２０３７８号に開示の技術が存在している。
この日本特開平１−３２０３７８号の開示技術は、入口流路と出口流路を同一軸線上に配置するとともに、これら入口流路と出口流路を突起のない連絡流路で連結し、この連絡流路の下内面に対してダイヤフラムを当接離反させるように構成されているものである。
この開示技術は、同一軸線上に配置した入口流路と出口流路が突起のない連絡流路で連結されているので、従来の流体制御器に比べて流路の加工性が良く、しかも流路の屈曲が無いので配管内部における流体の溜まりが発生しにくいという点で優れたものであったが、ダイヤフラムの中心と連絡流路の幅方向中心を一致させるための位置合わせを精度良く行わないと確実に流路を閉鎖することができず、精密な位置合わせ作業が必要であった。
一方、パイプラインシステム等の配管には、流体をサンプリングするために、主通路とこの主通路と直交する分岐通路を有する平面視Ｔ字状の流体制御器が配管に接続されて使用されることが多い。
しかしながら、従来の分岐通路を有する流体制御器では、分岐通路からシール座に至る連絡面に段差が存在するため、分岐通路を略水平に、主通路を下方に向けて使用した場合にはこの段差部分に溜まりが発生してしまい、雑菌の繁殖等の原因となり好ましくなかった。
このような課題を解決するために創出された技術としては、日本特許第２５９１８７６号（ＰＣＴ／ＧＢ９１／０１０２５）に開示の技術が存在している。
この日本特許第２５９１８７６号（ＰＣＴ／ＧＢ９１／０１０２５）の開示技術は、平面視Ｔ字状の流体制御器において、分岐通路を略水平にし主通路を下方に向けた時に、分岐通路からシール座に至る連絡面が水平又は主通路側に傾斜するように構成したものである。
この開示技術によれば、従来存在していた段差が無くなったことによって段差による溜まりの発生が防止されるものの、加工性が非常に悪く段差を完全に無くすことは困難であった。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、流路内の溜まりの発生防止と良好な加工性とを両立することができる流体制御器を提供しようとするものである。
発明の開示
請求の範囲第１項記載の発明は、流体の入口及び出口となる流路を備えたバルブボディと、該バルブボディとボンネットとの間に挟持固定されたダイヤフラムと、このダイヤフラムを上下動させる操作機構とからなる流体制御器であって、前記流路は突起の無い連絡通路を介して連通され、前記ダイヤフラムは下降時においては前記連絡通路に密接して流路を閉鎖し、上昇時においては中央部が窪んで外縁部近傍が隆起するように構成され、前記ボンネットにはダイヤフラム挟持部の内方下面において前記隆起部の外方上面が密接する湾曲面が形成されてなることを特徴とする流体制御器に関する。
請求の範囲第２項記載の発明は、前記バルブボディに備えられた流路が、同一軸線上に配置された入口流路と出口流路からなることを特徴とする請求の範囲第１項記載の流体制御器に関する。
請求の範囲第３項記載の発明は、前記バルブボディに備えられた流路が、バルブボディを貫通する貫通流路と、この貫通流路から分岐された分岐流路とからなるＴ字状流路であって、該貫通流路の底面が前記連絡通路の底面と面一とされてなることを特徴とする請求の範囲第１項記載の流体制御器に関する。
請求の範囲第４項記載の発明は、前記バルブボディに備えられた流路が、バルブボディを貫通する貫通流路と、この貫通流路から分岐された分岐流路とからなるＴ字状流路であって、該貫通流路はその中心軸線が前記連絡通路の底面よりも下方に位置されるとともに、貫通流路から連絡通路に至る連絡面が貫通流路を水平にし分岐流路を下向きにしたときに水平もしくは下向きに傾斜してなることを特徴とする請求の範囲第１項記載の流体制御器に関する。
請求の範囲第５項記載の発明は、前記貫通流路の径が分岐流路の径よりも大とされてなることを特徴とする請求の範囲第４項記載の流体制御器に関する。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明に係る流体制御器の好適な実施形態について図面に基づいて説明する。
第１図は本発明に係る流体制御器の第１実施例を示す断面図であり、第２図はその側面図である。
第１実施例に係る流体制御器１は、入口流路２と出口流路３を備えたバルブボディ４と、該バルブボディ４の上面とボンネット５の下面との間に挟持固定されたダイヤフラム６と、このダイヤフラム６を上下動させる操作機構７とから構成されている。
入口流路２と出口流路３は図示の如く同一軸線上に配置されており、且つ入口流路２と出口流路３は突起の無い連絡通路８を介して連通されている。
第１実施例に係る流体制御器１では、このように入口流路２と出口流路３が突起の無い連絡通路８を介して連通されていることによって、流路内に溜まりが発生することがない。
第３図は第１実施例に係る流体制御器１のバルブボディ４の第一実施形態を示す平面図であり、第４図は第３図のＡ−Ａ線断面図、第５図は第３図のＢ−Ｂ線断面図である。
また、第６図及び第７図はバルブボディ４の第二実施形態を示す断面図、第８図及び第９図はバルブボディ４の第三実施形態を示す断面図であって、第６図及び第８図は第４図の断面図に、第７図及び第９図は第５図の断面図にそれぞれ相当する部分を示している。
これら第一乃至第三実施形態に係るバルブボディ４は、入口流路２と出口流路３が同一軸線上に配置されている点と、入口流路２と出口流路３が突起の無い連絡通路８を介して連通されている点においては共通しているが、ボディ上面から入口流路２及び出口流路３に向けて穿設される穴の形態が異なっている。
すなわち、第一実施形態に係るバルブボディ４では、ボディ上面から入口流路２及び出口流路３に向けて穿設された穴９の入口流路側穴９１と出口流路側穴９２との間に、第４図に示す如くボディの上部において流路内面に僅かな段差が存在し、第３図に示す如くボディの平面視において入口流路側穴９１と出口流路側穴９２とに分かれた形に見える。
第４図に、連絡通路８の内側面において、入口流路２及び出口流路３の内面と同一面となっている部分を符号８１で示している。
また、第二及び第三実施形態に係るバルブボディ４では、ボディ上面から入口流路２及び出口流路３に向けて穿設される穴９は、第６図及び第８図に示す如くボディの上部において流路内面に段差の無い完全な一つの穴となっているため、ボディの平面視において入口流路側穴と出口流路側穴とが一つになって見える。
そして、第二実施形態では、穴９がボディ上面から入口流路２及び出口流路３に向けて、流路方向における幅が略等しい状態で連絡通路８の内下面に達するように略垂直に穿設されており（第６図参照）、第三実施形態では、穴９がボディ上面から入口流路２及び出口流路３に向けて流路方向における幅が漸次縮径するように穿設されている。（第８図参照）
これらのバルブボディ４はいずれも、横穴、即ち入口流路２及び出口流路３の加工と、バルブボディ４の中心加工を独立して行うことが可能であるため、非常に加工性に優れるとともに分岐配管も容易に行うことができる。
第１０図は本発明に係る流体制御器１を分岐弁として使用した場合を示す図である。尚、図示例ではバルブボディ４のみを示している。
本発明に係る流体制御器１では、入口流路２と出口流路３が同一軸線上に配置されており、且つ入口流路２と出口流路３が突起の無い連絡通路８を介して連通されているので、図示の如く、入口流路側穴９１又は出口流路側穴９２をそのまま下向きに貫通させることによってボディを傾けることなく垂直配管が可能であり、また入口流路側穴９１又は出口流路側穴９２をそのまま水平方向に貫通させることによってボディを傾けることなく水平配管が可能となり、分岐配管における溶接作業性に優れている。
第１１図は本発明に係る流体制御器の第２実施例を示す断面図、第１２図は第２実施例に係る流体制御器のバルブボディの平面図、第１３図は第１２図のＡ−Ａ線断面図である。
第２実施例に係る流体制御器１は、流体の入口及び出口となる流路を備えたバルブボディ４と、該バルブボディ４の上面とボンネット５の下面との間に挟持固定されたダイヤフラム６と、このダイヤフラム６を上下動させる操作機構７とから構成されている。
第２実施例に係る流体制御器１が第１実施例のものと異なる点は、バルブボディ４に備えられた流路が、バルブボディ４を貫通する貫通流路１２と、この貫通流路１２から分岐された分岐流路１３とからなるＴ字状流路とされている点である。
そして、貫通流路１２と分岐流路１３とは突起の無い連絡通路８を介して連通されており、これによって流路内の溜まりの発生を完全に防止している。
また、貫通流路１２と分岐流路１３の内径は同径とされており、貫通流路１２の底面は第１１図に示す如く連絡通路８の底面と画一とされている。そして、貫通流路１２はその分岐流路１３側の内面が、バルブボディ４の中心よりも分岐流路１３の反対方向に少しずれた位置となるように設けられている。
尚、図中の符号９３はバルブボディ４の上面から貫通流路１２に至る穴であり、符号９４はバルブボディ４の上面から分岐流路１３に至る穴である。
第２実施例に係る流体制御器１でも、貫通流路１２及び分岐流路１３の加工と、バルブボディ４の中心加工を独立して行うことが可能であるため、非常に加工性に優れている。
第１４図は本発明に係る流体制御器の第３実施例を示す断面図であって、第１５図は第３実施例に係る流体制御器のバルブボディの平面図である。
第３実施例に係る流体制御器１は、流体の入口及び出口となる流路を備えたバルブボディ４と、該バルブボディ４の上面とボンネット５の下面との間に挟持固定されたダイヤフラム６と、このダイヤフラム６を上下動させる操作機構７とから構成されている。
第３実施例に係る流体制御器１も第２実施例のものと同様に、バルブボディ４に備えられた流路が、バルブボディ４を貫通する貫通流路１２と、この貫通流路１２から分岐された分岐流路１３とからなるＴ字状流路とされており、貫通流路１２と分岐流路１３とは突起の無い連絡通路８を介して連通されている。
そして、貫通流路１２はその分岐流路１３側の内面が、バルブボディ４の中心よりも分岐流路１３の反対方向に少しずれた位置となるように設けられている。
第３実施例に係る流体制御器１が第２実施例のものと異なる点は、貫通流路１２の径が分岐流路１３の径の約２倍の大きさとされ、貫通流路１２はその中心軸線が、連絡通路８の底面よりも下方に位置されている点にある。
そして、貫通流路１２から連絡通路８に至る連絡面１４は、貫通流路１２を水平にし分岐流路１３を下向きにしたときに、水平もしくは下向きに傾斜するように形成されている。
そのため、貫通流路１２と分岐流路１３とが突起の無い連絡通路８を介して連通されている構成と相まって、貫通流路１２を水平にし分岐流路１３を下向きにしたときに、流路内への溜まりの発生を完全に防止することができる。
尚、図中の符号９３はバルブボディ４の上面から貫通流路１２に至る穴であり、符号９４はバルブボディ４の上面から分岐流路１３に至る穴である。
第３実施例に係る流体制御器１でも、貫通流路１２及び分岐流路１３の加工と、バルブボディ４の中心加工を独立して行うことが可能であるため、非常に加工性に優れている。
第１６図は本発明に係る流体制御器の第４実施例を示す断面図であって、第１７図は第４実施例に係る流体制御器のバルブボディの平面図でる。
第４実施例に係る流体制御器１は、流体の入口及び出口となる流路を備えたバルブボディ４と、該バルブボディ４の上面とボンネット５の下面との間に挟持固定されたダイヤフラム６と、このダイヤフラム６を上下動させる操作機構７とから構成されている。
第４実施例に係る流体制御器１も第２実施例のものと同様に、バルブボディ４に備えられた流路が、バルブボディ４を貫通する貫通流路１２と、この貫通流路１２から分岐された分岐流路１３とからなるＴ字状流路とされており、貫通流路１２と分岐流路１３とは突起の無い連絡通路８を介して連通されている。
そして、貫通流路１２はその分岐流路１３側の内面が、バルブボディ４の中心よりも分岐流路１３の反対方向に少しずれた位置となるように設けられている。
第４実施例に係る流体制御器１が第２実施例のものと異なる点は、貫通流路１２の径が分岐流路１３の径の約４〜５倍の大きさとされ、貫通流路１２はその中心軸線が、連絡通路８の底面よりも下方に位置されている点にある。
そして、貫通流路１２から連絡通路８に至る連絡面１４は、第３実施例と同様に、貫通流路１２を水平にし分岐流路１３を下向きにしたときに、水平もしくは下向きに傾斜するように形成されている。
そのため、この第４実施例に係る流体制御器１でも、貫通流路１２と分岐流路１３とが突起の無い連絡通路８を介して連通されている構成と相まって、貫通流路１２を水平にし分岐流路１３を下向きにしたときに流路内への溜まりの発生を完全に防止することができる。
尚、図中の符号９３はバルブボディ４の上面から貫通流路１２に至る穴であり、符号９４はバルブボディ４の上面から分岐流路１３に至る穴である。
第４実施例に係る流体制御器１でも、貫通流路１２及び分岐流路１３の加工と、バルブボディ４の中心加工を独立して行うことが可能であるため、非常に加工性に優れている。
以上説明した本発明に係る流体制御器１（第１乃至第４実施例）において、ダイヤフラム６は、吊り金具１１の先端が埋設された下側ダイヤフラム６１と、この下側ダイヤフラム６１の上面に密着して設けられた上側ダイヤフラム６２の二層構造とされている。
下側ダイヤフラム６１としてはポリ四沸化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等からなる合成樹脂膜が好適に使用され、上側ダイヤフラム６２としては天然ゴムや、ニトリルゴム、スチレンゴム、フッ素ゴム（ＦＰＭ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）などの合成ゴムからなるゴム膜が好適に使用される。
第１８図は下側ダイヤフラム６１の底面図であり、第１９図はその縦断面図である。
図示の如く、下側ダイヤフラム６１の外縁部近傍には、外環突条６６と内環突条６４とからなる円環状突条と、内環突条６４を縦断する縦断突条６５が形成されている。
外環突条６６は、第１図等に示すように、下側ダイヤフラム６１をバルブボディ４とボンネット５との間にしっかりと挟持固定させるための役割を果たし、内環突条６４は上側ダイヤフラム６２をボンネット５下面との間でしっかりと挟持固定させるための役割を果たしている。
また、縦断突条６５はダイヤフラム６の下降時において、下側ダイヤフラム６１の下面を連絡通路８に確実に密接させて流路を閉鎖する役割を果たしている。
ダイヤフラム６は、下降時においては第１図に示す如く下側ダイヤフラム６１の下面が連絡通路８に密接して流路を閉鎖する。
また、流路を開放するためにダイヤフラム６を上昇させた際には、第１１図、第１４図、第１６図及び第２０図に示す如く中央部が窪んで外縁部近傍が隆起して断面略Ｍ字状となる。このとき、ダイヤフラム隆起部の外方上面６３は、ボンネット５のダイヤフラム挟持部５１の内方（中心軸方向）下面において形成された湾曲面５２に密接する。
このように、ダイヤフラム上昇時において、ダイヤフラム隆起部の外方上面がボンネットのダイヤフラム挟持部の内方下面において形成された湾曲面に密接するように構成したことによって、製造時においてバルブボディ４とボンネット５の位置合わせを極めて容易且つ短時間で行うことが可能となり、しかも組み立てにズレが生じにくい。
尚、本発明に係る流体制御器１においては、ダイヤフラム６を上下動させる操作機構７については特に限定されず、第１図に示すようなコンプレッサーを使用する空圧作動式としてもよいし、第１１図や第２１図に示すような手動操作式のものとしてもよく、また他の公知の操作機構を使用することも適宜可能である。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明に係る流体制御器は、流路内に溜まりが発生することがなく、管内洗浄性に優れているので、微生物の培養装置におけるサンプリング配管や供給液配管などに好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る流体制御器の第１実施例を示す断面図であり、第２図は第１図の側面図であり、第３図は第１実施例に係る流体制御器のバルブボディの第一実施形態を示す平面図であり、第４図は第３図のＡ−Ａ線断面図であり、第５図は第３図のＢ−Ｂ線断面図であり、第６図はバルブボディの第二実施形態を示す断面図であり、第７図はバルブボディの第二実施形態を示す断面図であり、第８図はバルブボディの第三実施形態を示す断面図であり、第９図はバルブボディの第三実施形態を示す断面図であり、第１０図は本発明に係る流体制御器を分岐弁として使用した場合を示す図であり、第１１図は本発明に係る流体制御器の第２実施例を示す断面図であり、第１２図は第２実施例に係る流体制御器のバルブボディの平面図であり、第１３図は第１２図のＡ−Ａ線断面図であり、第１４図は本発明に係る流体制御器の第３実施例を示す断面図であり、第１５図は第３実施例に係る流体制御器のバルブボディの平面図であり、第１６図は本発明に係る流体制御器の第４実施例を示す断面図であり、第１７図は第４実施例に係る流体制御器のバルブボディの平面図であり、第１８図は本発明に係る流体制御器の下側ダイヤフラムの底面図であり、第１９図は下側ダイヤフラムの断面図であり、第２０図は第１実施例の流体制御器においてダイヤフラムを上昇させた状態を示す断面図であり、第２１図は本発明に係る流体制御器の別の実施形態を示す断面図であり、第２２図は従来の流体制御器の一例を示す断面図である。
【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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【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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【図２１】
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【図２２】
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