JP2009257438A - ダイアフラムバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】弁室内の一部に滞留している流体が速やかに置換されるダイアフラムバルブを提供すること。
【解決手段】ダイアフラムバルブ１のバルブボディ１０には、一方の面に凹状の弁室１１を形成する。弁室１１内には、流入ポート１３から接続する流入口１５を形成するとともに、流入口１５を間にして対称位置に一対の流出口１８、１８を形成する。一対の流出口１８、１８はそれぞれ流出側流路１９、１９を介して流出ポート１４に接続する。各流出側流路１９、１９は流出ポート１４の手前で合流して流出ポート１４に連通する。流入口１５から弁室１１内に流入する液体は一対の流出口１８、１８から流出側流路１９、１９を通って流出ポート１４に流れて、新たな液体を流入させる際に、弁室１１内に貯留する液体を速やかに減少させる。
【選択図】図１

Description

本発明は電磁弁のバルブ構造に関するものであり、特にダイアフラムでバルブボディのバルブの開閉をつかさどるように構成したダイアフラムバルブに関する。

通常、電磁弁は、固定鉄心とプランジャとを備えるソレノイドと、流路を開閉して流入ポートから流出ポートへと流出する流体の流れを制御するバルブボディとを備えている。バルブの開閉については、主に、ダイアフラムを使用するものと非ダイアフラムを使用するものとがある。耐薬品性を高くする場合には、ダイアフラムタイプが有利であり、高圧力を対応する場合や大量生産向きで安価に構成する場合には非ダイアフラムタイプが有利である。

従来、ダイアフラムを使用した電磁弁は、例えば、特許文献１によって知られている。これ等の電磁弁に使用されているダイアフラムは、いずれも周縁部がバルブボディに固定され、中央部がアクチュエータ（ソレノイド）部のプランジャ先端部に装着されて、バルブボディの弁座に着座可能に配置されている。従って、プランジャの往復移動により、ダイアフラムの中央部が、弁座に着座して弁を遮断するか、弁座から離れて弁を開放するかの制御が行われる。

また、特許文献１においては、１流入ポートに対して１流出ポートが示されている。つまり２方弁タイプであり、弁室内から流入ポートに連通する流出側流路は１個に形成されている。
特開２００１−３３０１６１公報

しかし、流体を分析する分析装置等の高精度機器に電磁弁を使用する場合、複数の流体を分析することになると、流体を順次入れ替えながら弁内を通すことになる。この場合、前の流体を除去した状態で新たな流体を弁内に流入することになるが、前の流体が残っていると、分析精度の低下となって現れる。上述の電磁弁においては、弁室内に後述するデッドボリュームが生じて流体が貯留される虞があるから、上述のような高精度機器には使用することが困難となっていた。

これを図６〜８で解かりやすく説明する。図６は、２方弁で構成された電磁弁５０であり、弁室内において１流入口５８に対して１流出口５９を備えて構成されているものである。

電磁弁５０は、固定鉄心５２とプランジャ５３を備えたソレノイド５１と、弁座５６ａを有して流体（以下、液体で説明する）の流れを制御するバルブボディ５５とを備えて構成されている。プランジャ５３の先端には、周縁部がバルブボディ５５に嵌入されたダイアフラム５４が螺着されて弁室５６内の弁座５６ａに着座可能に配置されている。バルブボディ５５の弁室５６内では、図７に示すように、流入ポート５７から接続された流入口５８に対して１個の流出口５９が形成されている。流出口５９は流出側流路６０を介して流出ポート６１に接続されている。

このバルブボディ５５の開弁状態において、液体は弁室５６内の流入口５８から流出口５９に向かって流れる。この際、流出口５９が弁室５６内の一方に形成されているため、図８（ａ）に示すように、流出口５９側に流れる液体は、その流速が速く短時間で流出口５９に流れることになるものの、流出口５９と反対側に流れる液体は、緩速な流れとなって周壁部に向かうことになる。この緩速な流れの液体は、反対側の流出口５９に移動するまでには時間を要することになり、図８（ｂ）に示すように、流入口５８から流出口５９へと至る最短流路から外れる（図に示す斜線部）。これをデッドボリュームといい、デッドボリュームに液体が溜まると、新たな液体を流入する際、デッドボリュームに滞留した試薬や検体が流入口５８から流入する液体に置換されるのに時間を要するため、測定誤差を生む原因となって、分析精度の悪化を招くことになってしまう。また、測定対象を変更する場合、試薬や検体を一旦洗い流すことになるが、その際の洗浄作業においても、デッドボリュームに滞留した試薬や検体が原因となり、処理時間が長くなったり完全な洗浄の阻害となったりしていた。

従って、特に分析装置等の高精度機器においては、液体を交換する際に、弁室５６内に液体がなるべく滞留しないように構成することが望まれていた。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、単体あるいは複数の流体を高精度に分析する際、分析装置に対応できるように、弁室内において、滞留の発生しにくいダイアフラムバルブを提供することを目的とする。そのため、本発明に係るダイアフラムバルブを以下のように構成するものである。すなわち、
請求項１記載の発明では、直動するプランジャを備えたソレノイドと、前記プランジャの先端部に配設されるダイアフラムと、流入ポート及び流出ポートを有して前記ダイアフラムが着座可能な弁座を有するバルブボディと、を備えたダイアフラムバルブであって、前記バルブボディには、凹状の弁室が形成され、前記弁室内部に複数の流出側流路を有し、それらが合体して一つの流出ポートへと連通することを特徴とするものである。

請求項２記載の発明では、前記弁室内に複数形成される前記流出側流路の流出口が、流入ポートから接続された流入口の中心に対して対称位置、又は等角度の位置に配置されていることを特徴としている。

請求項３記載の発明では、直動するプランジャを備えたソレノイドと、前記プランジャの先端部に配設されるダイアフラムと、流入ポート及び流出ポートを有して前記ダイアフラムが着座可能な弁座を有するバルブボディと、を備えたダイアフラムバルブであって、前記バルブボディには、凹状の弁室が形成され、前記弁室内部に複数の流入側流路を有し、前記流入側流路が一つの流入ポートから連通されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、ダイアフラムバルブは、プランジャの移動により、ダイアフラムが弁室内の弁を開放すると、流入ポートの流入口から弁室内に流入した流体は、複数の流出側流路を通り、合流されて１つの流出ポートに向かって流れて外部に流出される。この際、弁室内においては、複数の流出側流路が形成されているため、流体は弁室から急速に流出側流路に流れて、スムーズな流れを行うことができる。

従って、新たな流体を弁室内に流入する際、新たな流体を流すことによって弁室内に残された前の流体が速やかに除去されて短時間で置換を行うことができる。そのため、従来のように滞留した流体により次の流体の分析精度の悪化を招いたり、洗浄の阻害になったりすることを改善することができる。しかも、従来の構造のまま、孔を形成するだけであるから、廉価な費用で品質を向上することができる。

また、弁室内に形成された流出側流路が、流入口に対して２個であれば、流入口を間にして対称位置に形成され、３個以上であれば、流入口の中心に対して等角度の位置に形成されれば、弁室内の流体を偏ることなく流出口から流出できる。

さらに、この発明は、弁室内に形成される流入口を複数に形成しても、同様な効果を得ることができる。つまり、弁室内において、流入ポートから複数の流入側流路を介して接続された複数の流入口と、流出ポートに１個の流出側流路で接続された１個の流出口を備えている。新たな流体を流入する場合に、複数の流入口から新たな流体を流入することによって、弁室内に残されていた流体は、新たな流体に押し出されて流出口に向かうことになる。そのため、前の流体から新たな流体に置換する時間を短時間で行うことができる。

次に、本発明のダイアフラムバルブの実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明の中で、分析される流体は、液体でも、気体でもいずれも適用するものであるが、以下、液体で説明する。

図１は、第１の形態である２方弁ＮＣ（常時閉）タイプのダイアフラムバルブの断面図を示すものであり、図２は、そのバルブボディのみを示す平面図である。ダイアフラムバルブ１は、ソレノイド２とバルブボディ１０とを備えて構成されている。

ソレノイド２は、ケース３内に配置された固定鉄心４と固定鉄心４に対して接近離隔する方向に移動可能に配置されるプランジャ５と、固定鉄心４とプランジャ５を内部に嵌合するコイル６とを備えている。固定鉄心４におけるプランジャ５側端面には軸心方向に沿って凹部４ａが形成され、凹部４ａ内にプランジャ５をバルブボディ１０側に付勢するコイルばね７が収納されている。

プランジャ５の下部には、ダイアフラム８が装着されている。ダイアフラム８は、例えば、フッ素ゴムなどの比較的柔らかく耐食性の良いエラストマーで形成されているか、又は四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）などの耐食性のよい樹脂材で可撓性を有して形成されるとともに、中央部に円柱状のボス部８１が形成され、その周りに円板状の薄板胴体部８２が形成されている。薄板胴体部８２の周縁部には、リング状の突起部８３が全周にわたって下方に向かって形成されている。リング状の突起部８３は、バルブボディ１０の上面に形成されたリング状溝２０に嵌入されている。ボス部８１の上部は雄ねじ８１ａが形成され、プランジャ５の下面に形成された雌ねじ５ａに螺合している。ボス部８１の下端部は、後述の弁室１１内の弁座１７に着座可能な弁部８４を形成している。

図１〜２に示すように、バルブボディ１０は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの耐食性の良い樹脂材で円柱状に形成されている。バルブボディ１０の上面中央部に凹状の弁室１１が形成され、下面にベース２５と係合する係合凹部１２が形成されている。バルブボディ１０の側面には直交する方向に、流入ポート１３と流出ポート１４とが形成されている。弁室１１の底面１１ａには、中央部に流入口１５が形成され、流入側流路１６を介して流入ポート１３と接続されている。流入口１５の周りにダイアフラム８と着座可能な弁座１７が形成されている。

弁室１１内における流入口１５の周りには、流入口１５を間にして一対の流出口１８、１８が対称位置に形成され、流出側流路１９、１９を介して流出ポート１４に接続されている。一対の流出側流路１９、１９は、流出ポート１４の前で合流して１本の流路として形成されている。

また、バルブボディ１０の上面には、弁室１１の周りに、リング状溝２０が形成され、前述のダイアフラム８の突起部８３が嵌入されている。従って、ダイアフラム８は、周縁の突起部８３がバルブボディ１０のリング状溝２０に嵌入することによってバルブボディ１０と固定されている。一方、プランジャ５の往復移動でダイアフラム８の弁部８４が弁座１７に着座可能になり、液体の流れを開放したり遮断したりすることとなる。

次に上述のように構成されたダイアフラムバルブ１の作用について説明する。

ソレノイド２においては、コイル６が励磁することによってプランジャ５が固定鉄心４に対して接近する方向に移動する。プランジャ５は、コイル６が励磁されていないときには、コイルばね７によって固定鉄心４から離隔する方向に移動されていて、この際、ダイアフラム８の弁部８４はバルブボディ１０の弁座１７に着座している。そのため、弁室１１の流入口１５を塞いでいる。コイル６の励磁により、プランジャ５が固定鉄心４に吸着されて上方に移動することによって、ダイアフラム８の弁部８４が弁座１７から離隔して流入口１５を開放する。

一方、バルブボディ１０の流入ポート１３には、外部からの液体回路が接続されていて、液体が流入側流路１６を通って弁室１１の流入口１５まで流入されている。ダイアフラム８が弁座１７に対して離隔することによって、流入口１５まで流入されていた液体が、弁室１１内に流入する。弁室１１内に流入した液体は、流入口１５に対して対称位置に一対形成された流出口１８、１８から、流出側流路１９、１９を通って流出ポート１４に流れる。一対の流出側流路１９、１９は、流出ポート１４の手前で合流されているため、液体は、１本の流出側流路１９から流出ポート１４に向かって送られることになる。

この際、弁室１１内に流入した液体は、一対の流出口１８、１８及び流出側流路１９、１９によって弁室１１内に偏ることなく流出ポート１４に向かうことになる。つまり、流入口１５から流入した液体は、弁室１１内に満遍なく行き渡る。流出口１８が、流入口１５を間にして一対配置されていることから、弁室１１内に行き渡った液体は略同一の流速でそれぞれの流出口１８、１８から流出することとなる。図３に示すように、流入口１５から流入する液体は、流入口１５から四方に向かって流れる。流入口１５の周りにおいてはその流速は速い流れとなり、周壁部に向かうに従って徐々に緩速な流れとなる。周壁部に向かう流れの中で、流出口１８が形成されている場所に向かう液体は、弁室１１内に流入した当初の流れを維持しており、流出口１８に流入する際にはその速度で流出される。一方、流出口１８が形成されていない部位に向かう液体は、一旦緩速な流れになるものの、流出口１８に流出する液体に導かれて、徐々に速度を上げつつ流出口１８に向かう。流出口１８が流入口１５に対して対称位置に２箇所あることから、当初、流出口１８の形成されていない部位から周壁部に向かう液体も、短時間で緩速な流れから急速な流れに移ることになる。

なお、２方弁ＮＯ（常時開）タイプの場合も、２方弁ＮＣ（常時閉）タイプと同様である。

次に、第２の形態である３方弁タイプのダイアフラムバルブについて、図４〜５に基づいて説明する。

図４は、３方弁タイプのダイアフラムバルブ１Ａのバルブボディ３０を示す投影図である。この場合、両端面から凹状に形成された一対の弁室３１には一対のダイアフラム８、８（図１参照）が着座可能に配置されている。一対のダイアフラム８、８はシャフトで連結されている。ソレノイドの構成は前述と同様の構成になることから、ソレノイドの各部位の符号は、必要に応じて前述と同様の符号を使用する。

バルブボディ３０は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの耐食性の良い樹脂材で円柱状に形成されている。バルブボディ３０の上面中央部及び下面中央部に凹状の弁室３１（３１Ａ１、３１Ａ２）が形成されている。バルブボディ３０の側面には直交する方向に、１箇所の流入ポート３３と２箇所の流出ポート３４（３４Ａ１、３４Ａ２）とが形成されている。一方の弁室３１Ａ１の底面３１ａには、中央部に流入口３５Ａ１が形成され、他方の弁室３１Ａ２の底面３１ａには中央部に流入口３５Ａ２形成されている。流入口３５（３５Ａ１、３５Ａ２）は流入側流路３６を介して流入ポート３３に接続されている。

それぞれの流入口３５（３５Ａ１、３５Ａ２）の周りには、ダイアフラム８の弁部８４（図１参照）と係合可能な弁座３７（３７Ａ１、３７Ａ２）が形成されている。

それぞれの弁室３１（３１Ａ１、３１Ａ２）内における流入口３５（３５Ａ１、３５Ａ２）の周りには、流入口３５（３５Ａ１、３５Ａ２）を間にしてそれぞれ一対の流出口３８（３８Ａ１、３８Ａ２）が対称位置に形成され、流出側流路３９（３９Ａ１、３９Ａ２）を介して流出ポート３４（３４Ａ１、３４Ａ２）に接続されている。一対の流出側流路３９（３９Ａ１、３９Ａ２）は、それぞれの流出ポート３４（３４Ａ１、３４Ａ２）の前で合流して１本の流路として形成されている。なお、それぞれの流出側流路３９は、加工上、流出ポート３４と流出口３８との間で傾斜して形成されている。

また、バルブボディ３０の両端面には、弁室３１（３１Ａ１、３１Ａ２）の周りにリング状溝４０が形成され、前述のダイアフラム８の突起部８３（図１参照）が嵌入されている。

次に上述のように構成されたダイアフラムバルブ１Ａの作用について説明する。

ソレノイドが作動しないＯＦＦ状態では、一方の弁室３１Ａ１側のダイアフラム８の弁部８４が弁座３７Ａ１に、着座した状態にあり、弁室３１Ａ２側のダイアフラム８の弁部８４は、弁座３７Ａ２から離隔した位置にある。これによってバルブボディ３０の弁室３１Ａ１は、流入口３５Ａ１が閉じられて液体の流れは遮断され、弁室３１Ａ２は、流入口３５Ａ２が開放されて液体の流れが行われている。

この状態では、バルブボディ３０の流入ポート３３から流入された液体は、図４に示すように、弁室３１Ａ１側には流入されずに弁室３１Ａ２側に流れている（図４における灰色部分）。流入口３５Ａ２から弁室３１Ａ２内に流れた液体は、一対の流出側流路３９Ａ２、３９Ａ２を通って、流出ポート３４Ａ２に向かい、流出ポート３４Ａ２から外部の液体回路に送られる。なお、一対の流出側流路３９Ａ２、３９Ａ２は、流出ポート３４Ａ２の手前で合流されているため、１本の流出側流路３９Ａ２で流出ポート３４Ａ２に液体を送ることになる。

この際、弁室３１Ａ２内に流入した液体は、一対の流出側流路３９Ａ２、３９Ａ２によって弁室３１Ａ２内に偏ることなく流出ポート３４Ａ２に向かうことになる。つまり、流入口３５Ａ２から流入した液体は、弁室３１Ａ２内に満遍なく行き渡る。流出口３８Ａ２が、流入口３５Ａ２を間にして一対配置されていることから、弁室３１Ａ２内に行き渡った液体が略同一の流速でそれぞれの流出口３８Ａ２、３８Ａ２から流出することとなる。前述の形態と同様、図３に示すように、液体の流れは、全体にわたってスムーズに行われる。

次に、ソレノイドを作動するＯＮ状態にすると、図５に示すように、弁室３１Ａ１側のダイアフラム８の弁座８４（図１参照）が弁座３７Ａ１から離れて液体の流れを行い、弁室３１Ａ２側のダイアフラム８の弁座８４が弁座３７Ａ２に着座して液体の流れを遮断する。したがって、流入側流路３６から流入口３５Ａ１を通って弁室３１Ａ１内に流れた液体は、一対の流出側流路３９Ａ１、３９Ａ１を通って、流出ポート３４Ａ１に向かい、流出ポート３４Ａ１から外部の液体回路に送られる。なお、一対の流出側流路３９Ａ１、３９Ａ１は、流出ポート３４Ａ１の手前で合流された後、流出ポート３４Ａ１に液体を送ることになる。

この際、弁室３１Ａ１内に流入した液体は、一対の流出口３８Ａ１、３８Ａ１によって弁室３１Ａ１内に偏ることなく、流出側流路３９Ａ１、３９１Ａ１を通って流出ポート３４Ａ１に向かうことになる。つまり、流入口３５Ａ１から流入した液体は、弁室３１Ａ１内に満遍なく行き渡る。流出口３８Ａ１、３８Ａ１が、流入口３５Ａ１を間にして一対配置されていることから、弁室３１Ａ１内に行き渡った液体が略同一の流速でそれぞれの流出口３８Ａ１、３８Ａ１から流出することとなる。流れの説明は前述の形態と同様である。したがって、液体の流れは、全体にわたってスムーズに行われる。

上述のように、２方弁ＮＣ（常時閉）タイプ、２方弁ＮＯ（常時開）タイプ、３方弁タイプのダイアフラムバルブは、弁室（１１、３１）内に流入口（１５、３５）を間にして、対称位置、あるいは等角度位置に複数の流出口（１８、３８）及び流出側流路（１９、３９）を形成していることから、流入口(１５、３５)から弁室（１１、３１）内に流入された液体が、各流出口（１８、３８）に略同一の流速で流出して流出ポート（１４、３４）に向かって速やかに流出されることとなる。そのため、弁室（１１、３１）内の一部に液体が滞留することがない。

したがって、複数の液体を分析するための分析装置にダイアフラムバルブ（１、１Ａ）を使用する際、新たな液体を流入する際、弁室（１１、３１）内に残された液体は新たな液体に速やかに置換することができ、測定誤差を生じる虞がないことから、分析精度の悪化を招かない。また、洗浄作業の際に処理時間を長くする虞もない。

さらに、流出側流路を、従来のままの構造で孔をあけるように改良するものであるから、低コストで分析精度の向上を達成することができる。

なお、本発明のダイアフラムバルブは、上述の形態に限定するものではない。例えば、流出口（１８、３８）及び流出側流路（１９、３９）を２箇所ではなく３箇所以上に形成してもよい。この場合、流出口（１８、３８）及び流出側流路(１９、３９)を流入口（１５、３５）の中心に対して、等角度位置に形成すれば、弁室（１１、３１）内に流入された液体の流れは偏ることなく全て同一の流速で流出することができる。

また、ダイアフラムのバルブボディへの取り付けや、プランジャへの取り付けは、周知の構成であってもよい。

次に、第３の形態のダイアフラムバルブについて図９〜１０に基づいて説明する。このダイアフラムバルブ１Ｂは、２方弁ＮＣ（常時閉）タイプであり、バルブボディ７０に形成される流入口７５、流入側流路７６が２個であり、流出口７８、流出側流路７９が１個に形成されている。なお、ソレノイドについては、第１の形態と同様であり、必要な場合、第１の形態と同様の符号の後にＢを付記する。

バルブボディ７０は、上バルブボディ７０１と下バルブボディ７０２とに分割されている。上バルブボディ７０１には、ソレノイド２Ｂのプランジャ５Ｂが挿通する貫通孔７０１ａと、貫通孔７０１ａと平行であって上バルブボディ７０１における下バルブボディ７０２側から形成される有底溝７０１ｂとを備えている。有底溝７０１ｂには、補助プランジャ５０１が嵌入されている。プランジャ５Ｂと補助プランジャ５０１とは、いずれも上バルブボディ７０１内に配置されたコイルばね７Ｂ、７Ｃの付勢力で下バルブボディ７０２側に付勢するように配置されている。なお、コイルばね７Ｂとコイルばね７Ｃとは、コイルばね７Ｂが揺動弁７２を付勢する際に、補助ブランジャ５０１を押し上げるように作用するから、コイルばね７Ｂの付勢力がコイルばね７Ｃの付勢力より強く設定されている。

下バルブボディ７０２は、上バルブボディ７０１と接合して形成され、それぞれの接合面には凹部が形成されて弁室７１としている。弁室７１内には、ダイアフラム８Ｂが周縁部を下バルブボディ７０２に固定して配置され、ダイアフラム８Ｂの中央部を上バルブボディ７０１に揺動可能に支持された揺動弁７２により押圧可能に形成されている。揺動弁７２は中央の上部を支点にして揺動可能であり、プランジャ５Ｂの押圧作用、離隔作用によってダイアフラム８Ｂを介して、流出口７８の開閉を行う。

下バルブボディ７０２は、側面に１個の流入ポート７３（ＩＮ側）と１個の出力ポート７４（ＯＵＴ側）が直交する位置にそれぞれ形成され、弁室７１内における凹部底面７１ａには２個の流入口７５、７５が形成されている。２個の流入口７５、７５はそれぞれ流入側流路７６を介して１個の流入ポート７３に連通されている。また、弁室７１内における凹部底面７１ａには２個の流入口７５、７５との間に１個の流出口７８が形成されている。１個の流出口７８は、流出側流路７９を介して流出ポート７４に連通されている。

弁室７１内における下バルブボディ７０２の凹部底面７１ａにはリング状の突出部が形成され一部に弁座７７が形成されている。そして、弁座７７に対応する位置に前述の揺動弁７２がダイアフラム８Ｂを介して配置されている。弁座７７には前述の流出口７８が１個形成され、流出口７８に対応して揺動弁７２の上方にプランジャ５Ｂが配置されている。また、弁室７１の軸心に対して流出口７８の位置と反対側の位置の上方には、補助プランジャ５０１が対応して配置されている。つまり、プランジャ５Ｂと補助プランジャ５０１とは、前述のように、弁室７１の軸心に対して対称位置に配置されて、それぞれ揺動弁７２を押圧又は揺動弁７２から離隔することによってダイアフラム８Ｂが弁座７７に着座したり離隔したりして流出口７８の開閉を行うこととなる。

次に、上述のように構成されたダイアフラムバルブ１Ｂの作用について説明する。

実施形態のダイアフラムバルブ１Ｂでは、複数の液体を分析装置で分析するために、出力ポート７４から流出された液体を取り出すことになる。

図９に示すように、ソレノイド２Ｂのコイル６Ｂが励磁していない平常時では、プランジャ５Ｂはコイルばね７Ｂの付勢力で揺動弁７２を押圧しダイアフラム８Ｂを介して流出口７８を塞いでいる。揺動弁７２は中央部を中心に上下方向に揺動するから、揺動弁７２における反対側の部位が上昇して、補助プランジャ５０１をコイルばね７Ｂの付勢力より弱く設定されたコイルばね７Ｃの付勢力に抗して上方に移動させている。

一方、流入ポート７３から選択された液体が流入され、２個の流入側流路７６、７６を通って２個の流入口７５、７５から弁室７１内に流入している。流出口７８は、ダイアフラム８Ｂによって塞がれているから、流出口７８には流れない。

プランジャ５Ｂが固定鉄心４Ｂに吸着されることによって、図１０に示すように、流出口７８が開口され、弁室７１内の液体が流出口７８に向かって流れ、流出側流路７９を通って流出ポート７４に流れることとなる。この際、弁室７１内においては、流入口７５、７５が弁室７１の軸心に対して対称位置に２個配置されているから、それぞれの流入口７５、７５から弁室７１に流れ込む液体は、略同一の流速で流出口７８に向かって流れる。流出口７８に流入された液体は流出側流路７９を通って流出ポート７４に向かって流れることとなる。

選択された前の液体を流し終えると、次の新たな液体が流入ポート７３から流入される。実施形態のダイアフラムバルブ１Ｂでは、弁室７１内において、弁室７１内に残されている前の液体は、新たな液体を弁室７１の軸心に対して対称位置にある２個の流入口７５、７５から流入することによって、新たな液体で押し出されて流出口７８に向かって流れることになるから、従来と比べて、新たな液体に置換する時間を短時間で行うことができる。従来の場合には、流入口が１個に形成されていたことから、流入口の反対側に流れる液体は緩速になり、流出口に向かう液体がデッドボリュームに溜まりやすい。従って、実施形態のように弁室７１の軸心に対して対称位置に２個の流入口７５、７５を形成することにより、液体の流れを急速にして流出口７８にスムーズに向かうことができるから、弁室７１内に液体を溜まりにくくすることができる。

次に、流入口を２個有する第４の形態の３方弁のダイアフラムバルブについて、図１１〜１２に基づいて説明する。

第４の形態のダイアフラムバルブ１Ｃにおいて、バルブボディ７０Ｃには１個の流入ポート７３Ｃから２個の流入側流路７６Ｃを介して連通する２個の流入口７５Ｃ、７５Ｃと、２個の流出口７８Ｃ１、７８Ｃ２を備えている。一方の流出口７８Ｃ１は、ダイアフラム８Ｃを介してプランジャ５Ｃと対応する位置にあり、流出側流路７９Ｃ１を介して流出ポート７４Ｃ１に連通している。他方の流出口７８Ｃ２は、ダイアフラム８Ｃを介して補助プランジャ５０１と対応する位置にあり、流出側流路７９Ｃ２を介して流出ポート７４Ｃ２に連通している。その他の部位については、第３の形態と同様であるから、符号も同様の符号を付記する。

従って、プランジャ５Ｃが揺動弁７２を押圧する際には、図１１に示すように、ダイアフラム８Ｃを介して流出口７８Ｃ１を塞ぎ、補助プランジャ５０１が上昇して流出口７８Ｃ２を開放する。流入口７５Ｃ、７５Ｃから弁室７１内に流入された液体は、流出口７８Ｃ２から流出側流路７９Ｃ２を通って流出ポート７４Ｃ２に流れることとなる。

また、図１２に示すように、プランジャ５Ｃが揺動弁７２から離隔すると、流出口７８Ｃ１が開放され、補助プランジャ５０１がダイアフラム８Ｃを押圧して流出口７８Ｃ２を塞ぐ。流入口７５Ｃ、７５Ｃから弁室７１内に流入された液体は、流出口７８Ｃ１から流出側流路７９Ｃ１を通って流出ポート７４Ｃ１に流れることとなる。

液体の流れは、第３の形態と同様であり、新たな液体が流入されると、弁室７１に残されていた前の液体が押し出されて流出口７８Ｃ１又は７８Ｃ２に向かってスムーズ流れることとなる。そのため、前述の形態と同様、弁室７１に残された液体は、新たな液体に押し出されていずれかの流出口７８Ｃに向かうことになり、新たな液体に短時間で置換されることとなる。

なお、この形態では、２方弁ＮＯタイプのダイアフラムバルブでも同様の効果を得ることができる。

次に、第３の形態の２方弁のダイアフラムバルブ１Ｃの形態における、流入口と流出口の位置を変更した別の形態（２方弁ＮＣタイプのダイアフラムバルブ）を、図１３〜１４に基づいて説明する。

この形態のダイアフラムバルブ１Ｄにおいては、バルブボディ７０Ｄの弁室７１に形成される一対の流入口７５Ｄ、７５Ｄは、流入ポート７３Ｄから分離された一対の流入側流路７６Ｄ、７６Ｄを介して連通されている。一方の流入口７５Ｄが、弁室７１の軸心部に形成され、他方の流入口７５Ｄが、弁室７１内における補助プランジャ５０１に対向する位置付近に形成されている。流出口７８Ｄは、弁室７１におけるプランジャ５Ｄと対向する位置に形成されている。流出口７８Ｄは、流出側流路７９Ｄを介して流出ポート７４Ｄに連通されている。

従って、プランジャ５Ｄが揺動弁７２を押圧する際には、図１３に示すように、ダイアフラム８Ｄを介して流出口７８Ｄを塞ぎ、補助プランジャ５０１が上昇する。流入口７５Ｄ、７５Ｄから弁室７１内に流入された液体は、弁室７１内に貯留される。

また、図１４に示すように、プランジャ５Ｄが揺動弁７２から離隔すると、流出口７８Ｄが開放される。弁室７１内に貯留されている液体は、流出口７８Ｄに向かって流れ、流出口７８Ｄから流出側流路７９Ｄを通って流出ポート７４Ｄに流れることとなる。

弁室７１内の液体の流れは、第３の形態と同様であり、新たな液体が流入されると、弁室７１内に残されていた前の液体が押し出されて流出口７８Ｄに向かってスムーズ流れることとなる。そのため、前述の形態と同様、弁室７１に残された液体は、新たな液体に押し出されて流出口７８Ｄに向かうことになり、新たな液体で短時間に置換されることとなる。

なお、この形態では、２方弁ＮＯタイプのダイアフラムバルブでも同様の効果を得ることができる。

本発明のダイアフラムバルブの第１の形態を示す断面図である。 図１におけるバルブボディを示す平面図である。 図１におけるダイアフラムバルブの液体の流れを示す説明図である。 ダイアフラムバルブの第２の形態を示す投影図である。 同ダイアフラムバルブの作用を示す投影図である。 従来のダイアフラムバルブの構造を示す断面図である。 図６におけるバルブボディを示す平面図である。 従来のダイアフラムバルブの液体の流れを示す説明図である。 本発明のダイアフラムバルブの第３の形態を示す断面図である。 同ダイアフラムバルブの作用を示す断面図である。 本発明のダイアフラムバルブの第４の形態を示す断面図である。 同ダイアフラムバルブの作用を示す断面図である。 図１１のダイアフラムバルブにおける別の形態を示す断面図である。 同ダイアフラムバルブの作用を示す断面図である。

符号の説明

１、ダイアフラムバルブ
２、ソレノイド
４、固定鉄心
５、プランジャ
６、コイル
８、ダイアフラム
８４、弁部
１０、バルブボディ
１１、弁室
１３、流入ポート
１４、流出ポート
１５、流入口
１６、流入側流路
１７、弁座
１８、流出口
１９、流出側流路
１Ｂ、ダイアフラムバルブ
５０１、補助プランジャ
７０、バルブボディ
７１、弁室
７２、揺動弁
７３、流入ポート
７４、流出ポート
７５、流入口
７６、流入側流路
７７、弁座
７８、流出口
７９、流出側流路

Claims (3)

1. 直動するプランジャを備えたソレノイドと、前記プランジャの先端部に配設されるダイアフラムと、流入ポート及び流出ポートを有して前記ダイアフラムが着座可能な弁座を有するバルブボディと、を備えたダイアフラムバルブであって、
   前記バルブボディには、凹状の弁室が形成され、前記弁室内部に複数の流出側流路を有し、それらが合体して一つの流出ポートへと連通することを特徴とするダイアフラムバルブ。
2. 前記弁室内に複数形成される前記流出側流路の流出口が、流入ポートから接続された流入口の中心に対して対称位置、又は等角度の位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載のダイアフラムバルブ。
3. 直動するプランジャを備えたソレノイドと、前記プランジャの先端部に配設されるダイアフラムと、流入ポート及び流出ポートを有して前記ダイアフラムが着座可能な弁座を有するバルブボディと、を備えたダイアフラムバルブであって、
   前記バルブボディには、凹状の弁室が形成され、前記弁室内部に複数の流入側流路を有し、前記流入側流路が一つの流入ポートから連通されていることを特徴とするダイアフラムバルブ。

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