JP2019132374A - バルブフランジおよびダイヤフラムバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】止水性能を向上させることが可能なバルブフランジを提供すること。【解決手段】第１フランジ部２１１は、パッキン１０３を介して配管１０１がボルト止めされるバルブフランジであって、フランジ面２１３と、入口２４ａと、凹部７２と、リブ７３と、を備える。フランジ面２１３は、パッキン１０３が接続される。入口２４ａは、フランジ面２１３に形成され、流体が流入または流出する。凹部７２は、フランジ面２１３上であって入口２４ａの外側に円周方向に沿って形成されている。リブ７３は、凹部７２の底面７２ａからフランジ面２１３側に向かって形成されている。フランジ面２１３から底面７２ａまでの凹部７２の深さをａとし、リブ７３の底面７２ａからの高さをｂとすると、０．２≦ｂ／ａ≦０．９５を満たす。【選択図】図１０

Description

本発明は、バルブフランジおよびダイヤフラムバルブに関する。

水処理、化学、食品などのプラントにおける配管ラインには、ダイヤフラムバルブが設けられており、ダイヤフラムバルブによって、配管を流れる流体の制御が行われる（例えば特許文献１参照。）。

このようなダイヤフラムバルブは、両端のバルブフランジにパッキンを介してボルト止めによって配管が接続されてプラントに設置される。

図１４は、従来のバルブフランジのフランジ面１０００を示す図である。図１４には、流体が流入または流出する開口１００１が形成されている。また、開口１００１の周囲には、複数のボルト孔１００２が形成されている。ボルト孔１００２と開口１００１以外の部分は同一面でありパッキンに密着する。

特開２００９−１２１５４７号公報

しかしながら、上記特許文献１に示すダイヤフラムバルブのバルブフランジでは、接続面積が広いためボルトによる締め付け力を大きくする必要があった。そのため、締め付け力の偏りが発生しやすく止水性能が低下する場合があった。

本発明の目的は、上記従来の課題を考慮して、止水性能を向上することが可能なバルブフランジおよびダイヤフラムバルブを提供することである。

上記目的を達成するために、第１の発明のバルブフランジは、パッキンを介して配管がボルト止めされるバルブフランジであって、接続面と、開口と、凹部と、凸部と、を備える。接続面は、パッキンが接続される。開口は、接続面に形成され、流体が流入または流出する。凹部は、接続面上であって開口の外側に円周方向に沿って形成されている。凸部は、凹部の底面から接続面側に向かって形成されている。接続面から底面までの凹部の深さをａとし、凸部の底面からの高さをｂとすると、０．２≦ｂ／ａ≦０．９５を満たす。

このように円周上に凹部を形成し、更に凸部を接続面から突出しないように形成にすることによって、パッキンとの接続面積を減らすことができる。このため、より少ない締め付け力でパッキンを介して配管を接続できるので、締め付け力の偏りを低減でき（応力を緩和できるともいえる）、止水性能を向上することが可能となる。

また、接続面に凹部を形成し凸部を接続面よりも低くすることによって接続面の波打ち（ヒケ）を抑制することができる。

また、凹部の底面から凸部を形成することによって強度を確保することができるため、湾曲している配管のように応力のかかる場所にも配置することができる。

第２の発明のバルブフランジは、第１の発明のバルブフランジであって、凸部は、凹部の円周方向に形成された縁の両方に繋がっている。

これにより、バルブフランジの強度を確保することができる。
第３の発明のバルブフランジは、第１または第２の発明のバルブフランジであって、凸部は、円周方向に沿って形成されている。

凹部と同様に円周方向に沿って形成することにより、成形精度を向上することができる。

第４の発明のバルブフランジは、第１〜第３の発明のバルブフランジであって、凸部は、凹部を径方向に分割する。

これにより、ボルト孔の間に径方向に複数の凹部を形成することができる。また、成形精度を向上することができる。

第５の発明のバルブフランジは、第１〜第４のいずれかの発明のバルブフランジであって、凸部の幅は、凹部から接続面の外周までの幅と略一致する。

これにより、射出成形を行う際に、凸部の幅と凹部から接続面の外周までの幅の温度変化による収縮率が同じとなり、成形精度を向上することができる。

第６の発明のバルブフランジは、第１〜第５のいずれかの発明のバルブフランジであって、凸部の高さと、接続面の反対側の面から底面までの厚みは、凸部の幅と、凹部から接続面の外周までの幅と略一致する。

これにより、射出成形を行う際に、凸部の高さと接続面の反対側の面から底面までの厚みの温度変化による収縮率が同じとなり、成形精度を向上することができる。

第７の発明のバルブフランジは、第１〜第６のいずれかの発明のバルブフランジであって、複数のボルト孔を備える。複数のボルト孔は、接続面の開口の周囲に形成され、ボルトが挿入される。凹部は、ボルト孔の間に設けられている。
これにより、ボルト孔の間に凹部を形成することができる。

第８の発明のバルブフランジは、第７の発明のバルブフランジであって、凹部は、ボルト孔の間に円周上に２つ以上並んで配置されている。ボルト孔の間に並んで配置されている凹部の間の幅は、凹部から接続面の外周までの幅と略一致する。

これにより、ボルト孔の間に円周方向に複数の凹部を形成することができる。また、射出成形を行う際に、凹部の間の幅と、凹部から接続面の外周までの幅の温度変化による収縮率が同じとなり、成形精度を向上することができる。

第９の発明のバルブフランジは、第１〜第８のいずれかの発明のバルブフランジであって、円柱状のバルブフランジ本体と、配置用リブと、を更に備える。配置用リブは、バルブフランジ本体の側面から突出するように形成されている。

これにより、バルブフランジを安定して設置することができる。
第１０の発明のバルブフランジは、弁本体と、弁部と、蓋部と、駆動機構とを備える。弁本体は、第１〜第９のいずれかの発明の一対のバルブフランジと、流路と、開口部と、当接部と、を有する。一対のバルブフランジは、両端に対向して配置されている。流路は、バルブフランジに設けられた開口を繋ぎ、内部に形成されている。開口部は、流路の途中に形成されている。当接部は、流路の開口部に対応する位置に設けられている。弁部は、開口部を塞ぐように配置され、当接部に接触することにより流路を閉塞可能である。蓋部は、弁部を覆うように弁本体に固定されている。駆動機構は、弁部を駆動することにより流路を開閉する。駆動機構は、軸部材と、押圧部と、駆動部と、を有する。軸部材は、蓋部に支持されている。押圧部は、軸部材に取り付けられ、且つ弁部に連結されている。駆動部は、軸部材を駆動する。駆動部は、手動式、空気駆動式、または電気駆動式である。

このように軸部材を手動、空気または電気によって駆動することができ、流路を閉鎖または開放することができる。

本発明によれば、止水性能を向上することが可能なバルブフランジおよびダイヤフラムバルブを提供することを提供することができる。

本発明にかかる実施の形態の流路構造を用いたダイヤフラムバルブの斜視図。 図１のダイヤフラムバルブの部分断面図。 図１の弁本体を上方から視た斜視図。 図１の弁本体を下方から視た斜視図。 図１の弁本体の正面図。 図１の弁本体の底面図。 図７のＡＡ´間の矢示断面図。 図１のダイヤフラムバルブの第１フランジ部に配管を接続した状態を示す図。 図１の第１フランジ部のフランジ面を示す平面図。 図９のＶＶ´間の矢示断面図。 図８のパッキンを示す平面図。 （ａ）流路が閉鎖された状態を示す模式断面図、（ｂ）流路が開放された状態を示す模式断面図。 実施例および比較例の評価結果を示す図。 従来のフランジ面を示す平面図。

以下、本発明にかかるバルブフランジを用いた実施の形態におけるダイヤフラムバルブ１０について説明する。

＜１．構造＞
（１−１．ダイヤフラムバルブの概要）
図１は、本発明にかかる実施の形態のダイヤフラムバルブ１０の外観斜視図である。図２は、本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０の部分断面構成図である。

本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０は、図１および図２に示すように、弁本体１１と、ダイヤフラム１２と、ボンネット１３と、駆動機構１４と、を備えている。弁本体１１の両端に配管が接続され、弁本体１１には流体が流れる流路２４が形成されている。ダイヤフラム１２は、流路２４を開放または遮断する。ボンネット１３は、ダイヤフラム１２を覆うように弁本体１１に取付けられている。駆動機構１４は、その一部がボンネット１３内に配置されており、ダイヤフラム１２を駆動する。

（１−２．弁本体１１）
図３は、弁本体１１を後述する第１面３１側から視た斜視図である。図４は、弁本体１１を後述する第２面３２側から視た斜視図である。図５は、弁本体１１の正面図であり、図６は、弁本体１１の底面図である。図７は、図６のＡＡ´間の矢示断面図であり、図７は、弁本体１１の幅方向における中央の断面図である。また、図７は、図５とは左右逆になっている。

弁本体１１は、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＨＴ（耐熱塩化ビニル管）、ＰＰ（ポリプロピレン）、またはＰＶＣＦ（ポリフッ化ブニリデン）、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリ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、ポリクロロトリフロオロエチレン等の樹脂、または、鉄、銅、銅合金、真鍮、アルミニウム、ステンレス等の金属、または磁器などによって形成することができる。

弁本体１１は、図３に示すように、第１端部２１と、第２端部２２と、中央部２３と、流路２４と、を有する。

第１端部２１と第２端部２２と中央部２３は、一体的に形成されており、流路２４は、図７に示すように、第１端部２１、中央部２３および第２端部２２にわたって形成されている。

（１−２−１．第１端部２１、第２端部２２）
第１端部２１と第２端部２２は、図３および図４に示すように、中央部２３を挟むように配置されており、中央部２３と繋がっている。

第１端部２１は、図３に示すように、配管が接続される第１フランジ部２１１と、第１フランジ部２１１と中央部２３を繋ぐ第１接続部２１２とを有する。第１フランジ部２１１は、図４に示すように、流体が弁本体１１に流入する入口２４ａが形成されたフランジ面２１３を有し、配管が接続可能である。

また、第２端部２２は、図４に示すように、配管が接続される第２フランジ部２２１と、第２フランジ部２２１と中央部２３を繋ぐ第２接続部２２２とを有する。第２フランジ部２２１は、図３に示すように、弁本体１１から流体が排出される出口２４ｂが形成されたフランジ面２２３を有し、配管が接続可能である。

第１フランジ部２１１と第２フランジ部２２１は、図３および図４に示すように対向して配置されており、フランジ面２１３とフランジ面２２３は、図７に示すように、互いに対向して平行になるように形成されている。また、入口２４ａの位置と出口２４ｂの位置も対向している。

（１−２−２．中央部２３）
中央部２３は、図５に示すように、第１端部２１と第２端部２２の間に設けられている。中央部２３は、第１面３１と、第２面３２と、壁部３３（図７参照）と、中央リブ３４と、を有する。

第１面３１は、図３に示すように、略平面状であり、フランジ面２１３とフランジ面２２３に対して垂直に形成されている。第１面３１の中央には、開口部３１ａが形成されている。開口部３１ａは、その周縁が湾曲して形成されている。なお、入口２４ａから出口２４ｂを結ぶ線に沿った方向を第１方向Ｘ（流体の流通方向Ｘともいえる）とし、第１方向Ｘに対して垂直且つ第１面３１と平行な方向を第２方向Ｙ（幅方向Ｙともいえる）とする。第１方向Ｘは、フランジ面２１３とフランジ面２２３に対して垂直な直線に沿った方向ともいえる。

第２面３２は、図５に示すように、流路２４を挟んで第１面３１に対向する面である。第２面３２は、流路２４の形状に沿って形成されている。第２面３２は、中央部２３のボンネット１３が配置される側とは反対側の面である。

（１−２−３．流路２４）
流路２４は、図７に示すように、入口２４ａから出口２４ｂまで形成されている、壁部３３は、流路２４の中央に第１面３１に向かって突出して形成されている。壁部３３は、流路２４に傾斜を形成するように、流路２４の内面が第１面３１に向かって緩やかに盛り上がって形成されている。上述の開口部３１ａは、壁部３３に対応する位置に形成されている。壁部３３の第１面３１側の先端部３３ａには、後述するダイヤフラム１２が圧接する。

流路２４は、第１端部２１の入口２４ａから先端部３３ａまで形成されている入口側流路２４１と、第２端部２２の出口２４ｂから先端部３３ａまで形成されている出口側流路２４２と、入口側流路２４１と出口側流路２４２を連通する連通部２４３とを有する。

入口側流路２４１は、その内周面は湾曲して形成されており、図７に示すように、第１面３１と垂直な方向の幅が壁部３３に向かうに従って狭くなっている。一方、入口側流路２４１は、第１面３１と平行な方向の幅（図７における紙面に対して垂直な方向）は壁部３３に向かうに従って広くなっている。

出口側流路２４２は、第２フランジ部２２１の出口２４ｂから先端部３３ａまで形成されている。出口側流路２４２は、その内周面は湾曲して形成されており、図７に示すように、第１面３１と垂直な方向の幅が壁部３３に向かうに従って狭くなっている。一方、出口側流路２４２は、第１面３１と平行な方向の幅（図７における紙面に対して垂直な方向）は壁部３３に向かうに従って広くなっている。

連通部２４３は、流路２４のうち壁部３３の第１面３１側の部分であり、入口側流路２４１と出口側流路２４２とを連通する。

第２面３２は、図４に示すように、入口側流路２４１に沿った入口側湾曲部３２１と、出口側流路２４２に沿った出口側湾曲部３２２とを有する。この入口側湾曲部３２１と出口側湾曲部３２２によって図７に示す壁部３３の第１面３１側への突出が形成されている。

（１−２−４．中央リブ３４）
中央リブ３４は、図５および図７に示すように、第１面３１に対して垂直に第２面３２から突出して形成されている。中央リブ３４は、図６に示すように、第１中央リブ４１と、第２中央リブ４２とを有する。

第１中央リブ４１は、図５および図７に示すように、第１方向Ｘに沿って、第２面３２における入口側湾曲部３２１から出口側湾曲部３２２まで形成されている。また、第１中央リブ４１は、中央部２３の第２方向Ｙにおける中央に設けられている。

第２中央リブ４２は、図６に示すように、第２方向Ｙに沿って形成され、中央部２３の第１方向Ｘにおける中央に設けられている。

また、第１面３１の第２方向Ｙの両端の各々から第２面３２側に向かって外縁部３９が形成されており、第２中央リブ４２は、一方の外縁部３９から他方の外縁部３９まで形成されている。

第１中央リブ４１および第２中央リブ４２は、それぞれの中央である中央部４３において図６に示すように平面視において十字状に交差している。

（１−２−５．第１フランジ部、第２フランジ部）
次に、上述した第１フランジ部２１１と第２フランジ部２２１について詳しく説明する。

図８は、ダイヤフラムバルブ１０の第１フランジ部２１１に配管１０１を接続した状態を示す図である。第１フランジ部２１１に対向するように配管１０１側の配管フランジ１０２が配置されている。

配管フランジ１０２は、第１フランジ部２１１にパッキン１０３を介して配置されており、配管フランジ１０２と第１フランジ部２１１は、４つのボルト１０４によって締結されている。

第１フランジ部２１１は、図１に示すように、第１フランジ本体２１４と、第１配置用リブ２１５とを有する。第１フランジ本体２１４は、円柱形状であり、パッキン１０３を介して配管１０１が接続される。第１配置用リブ２１５は、図４に示すように、円柱形状の第１フランジ本体２１４の側面から突出している。

第２フランジ部２２１も同様に、第２フランジ本体２２４と、第２配置用リブ２２５とを有している。第２フランジ本体２２４は、円柱形状であり、パッキン１０３を介して配管１０１が接続される。第２配置用リブ２２５は、円柱形状の第２フランジ本体２２４の側面から突出している。第１配置用リブ２１５と第２配置用リブ２２５は、第２面３２側に形成されており、第１面３１に対して垂直に突出している。第１配置用リブ２１５と第２配置用リブ２２５は、上下方向Ｚ（第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに垂直な方向）に沿って形成されている。

第１配置用リブ２１５と第２配置用リブ２２５は、図４に示すように、対向する位置に設けられており、それぞれ第１面３１と平行な先端面２１５ａと先端面２２５ａを有する。第１配置用リブ２１５と第２配置用リブ２２５の先端面２１５ａ、２２５ａを載置する面に接触するようにダイヤフラムバルブ１０を配置することにより、ダイヤフラムバルブ１０を安定して配置することができ転倒を防止することができる。なお、第１配置用リブ２１５と第２配置用リブ２２５は、図５〜図７では省略している。

フランジ面２１３は、図４に示すように、第１フランジ本体２１４に設けられている。フランジ面２２３は、図３に示すように、第２フランジ本体２２４に設けられている。フランジ面２１３とフランジ面２２３は同様の構造であるため、フランジ面２１３を例に挙げて説明する。

図９は、第１フランジ部２１１のフランジ面２１３を示す平面図である。フランジ面２１３は円形状であり、その中央に入口２４ａが開口されている。フランジ面２１３の入口２４ａの周囲には、円周上に４つのボルト孔７１が形成されている。これらのボルト孔７１には、上述したボルト１０４が挿入される。

また、フランジ面２１３上であって、入口２４ａの周囲には複数の凹部７２が形成されている。凹部７２は、ボルト孔７１の間に設けられている。

各々の凹部７２は、入口２４ａの中心を軸Ｏとする円周の円周方向Ｂに沿って形成されている。凹部７２は、ボルト孔７１の間に２つずつ設けられている。すなわち、フランジ面２１３には、凹部７２が８つ形成されている。凹部７２は、略扇形状であって、外周縁７２１と、内周縁７２２と、１対の径方向縁７２３によって囲まれて形成されている。なお、円周方向Ｂとは、円形状のフランジ面２１３の中心を軸とした円の円周方向とも一致する。

外周縁７２１は、フランジ面２１３の外周側に位置し、円周方向（矢印Ｂ方向）に沿って形成されている。内周縁７２２は、フランジ面２１３の内周側に位置し、円周方向（矢印Ｂ方向）に沿って形成されている。一対の径方向縁７２３は、外周縁７２１と内周縁７２２の両端同士を繋いでおり、フランジ面２１３の径方向に沿って形成されている。

また、凹部７２には、径方向（中心軸Ｏを通る直径方向）に凹部７２を分割するようにリブ７３が形成されている。リブ７３は、一対の径方向縁７２３に繋がっている。リブ７３は、第１フランジ部２１１を補強する。図１０は、図９のＶＶ´間の矢示断面図である。

図１０に示すように、リブ７３は、凹部７２の底面７２ａからフランジ面２１３側に向かって突出するように形成されている。リブ７３は、フランジ面２１３に対して垂直に形成されている。リブ７３は、図９に示すように、平面視において円周方向Ｂに沿って形成されており、外周縁７２１と内周縁７２２の間に形成されている。リブ７３によって凹部７２は径方向に分割されるため、凹部７２は、外周側に形成された外周側凹部７４と、内周側に形成された内周側凹部７５とを有している。

また、リブ７３の先端面７３ａは、図１０に示すように、フランジ面２１３を平行に形成されている。リブ７３の高さ（底面７２ａから先端面７３ａまでの距離）をｂとし、凹部７２の深さ（フランジ面２１３から底面７２ａまでの距離）をａとすると、０．２≦ｂ／ａ≦０．９５に設定されている。

このように、リブ７３は、フランジ面２１３から突出しないように、フランジ面２１３よりも低く形成されている。

図９に示すように、リブ７３の径方向に沿った幅をｄとし、ボルト孔７１の間に並んで形成された２つの凹部７２の間の幅をｅとし、凹部７２からフランジ面２１３の外周２１３ａまでの幅をｆとし、図１０に示すように、フランジ面２１３の反対側の面２１６から底面７２ａまでの厚みをｃとすると、ｂ＝ｃ＝ｄ＝ｅ＝ｆに設定されている。なお、本明細書において、等しい（＝）とは、機械的誤差を含むものであり、誤差の範囲内の場合は等しいものとする。

なお、図１１は、パッキン１０３を示す平面図である。図９に示すように、パッキン１０３は、入口２４ａに対向する開口１０３ａと、ボルト１０４が挿入されるボルト孔１０３ｂが形成されている。パッキン１０３がフランジ面２１３に密着することによって止水される。

（１−３．ダイヤフラム１２）
ダイヤフラム１２の材質は、ゴム状の弾性体であれば良く、特に限定されるものではない。例えば、エチレンプロピレンゴム、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、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等が好適な材料として挙げられる。また、ダイヤフラム１２には強度の高い補強布がインサートされていても良く、補強布はナイロン製であることが望ましい。これは、ダイヤフラムバルブの閉時にダイヤフラム１２に流体圧がかかったときにダイヤフラム１２の変形や破損を防止することが可能となるため好ましい。

ダイヤフラム１２は、図２に示すように、開口部３１ａを塞ぐように第１面３１に配置されている。ダイヤフラム１２の外周縁部１２１は、後述するボンネット１３と弁本体１１によって挟まれている。

ダイヤフラム１２が後述する駆動機構１４によって下方に移動し、壁部３３の先端部３３ａに当接することによって連通部２４３を閉鎖して流路２４が閉じられる。また、ダイヤフラム１２が駆動機構１４によって上方に移動し、先端部３３ａからダイヤフラム１２が離間することによって流路２４が開放される。

（１−４．ボンネット１３）
ボンネット１３は、弁本体１１と同様に、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＨＴ（耐熱塩化ビニル管）、ＰＰ（ポリプロピレン）、またはＰＶＣＦ（ポリフッ化ブニリデン）、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリ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、ポリクロロトリフロオロエチレン等の樹脂、または、鉄、銅、銅合金、真鍮、アルミニウム、ステンレス等の金属、または磁器などによって形成することができる。

ボンネット１３は、図１に示すように、弁本体１１の第１面３１にボルト１００等によって固定されている。ボンネット１３は、図２に示すように、ダイヤフラム１２を介して開口部３１ａを覆うように設けられている。すなわち、ボンネット１３は、第１面３１に対応する開口１３ａを有しており、開口１３ａに対向する位置に後述するスリーブ６２およびステム６３が配置される貫通孔１３ｂを有している。

（１−５．駆動機構１４）
駆動機構１４は、コンプレッサ６１と、スリーブ６２と、ステム６３と、ハンドル６４と、を有する。

コンプレッサ６１は、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等によって形成されており、ダイヤフラム１２と連結されている。ダイヤフラム１２には係合部材６５が埋め込まれており、係合部材６５は、弁本体１１の反対側（非接液面側）に突出している。係合部材６５の突出した部分がコンプレッサ６１に係合されて、コンプレッサ６１とダイヤフラム１２は連結されている。

スリーブ６２は、ボンネット１３の貫通孔１３ｂに支持されている。スリーブ６２の内側にはネジ形状が形成されている。

ステム６３は、スリーブ６２の内側に配置されており、スリーブ６２の内側に形成されたネジ形状と螺合している。ステム６３のボンネット１３の内側に配置される端には、コンプレッサ６１が固定されている。コンプレッサ６１は、弁本体１１側においてダイヤフラム１２と係合され、弁本体１１と反対側においてステム６３と固定されている。

ハンドル６４は、ステム６３のボンネット１３の外側に位置する部分の外周部に嵌合されている。

＜２．動作＞
次に、本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０の動作について説明する。図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、ダイヤフラム１２の動作を模式的に示す図である。

図１２（ａ）に示すような流路２４が開放されている状態から、流路２４を閉じる方向にハンドル６４を回転させると、ハンドル６４の回転に従って、ステム６３が下降する（図２参照）。ステム６３の下降とともに、ステム６３の端に固定されたコンプレッサ６１も下降する。

コンプレッサ６１の下降により、ダイヤフラム１２は、図１２（ｂ）に示すように、第２面３２側に凸に湾曲し、壁部３３の先端部３３ａに圧接される。

これによって、ダイヤフラムバルブ１０の流路２４が遮断された状態となる。
一方、ハンドル６４を開方向に回転させると、ハンドル６４の回転に従ってステム６３が上昇する。ステム６３の上昇とともにコンプレッサ６１も上昇し、コンプレッサ６１と係合されたダイヤフラム１２の中央部が図１２（ａ）に示すように上昇する。
これによって、ダイヤフラムバルブ１０の流路２４が開放された状態となる。

＜３．実施例＞
以下に、実施例に基づいて本実施の形態の第１フランジ部２１１および第２フランジ部２２１について詳細に説明する。

（実施例１〜６、比較例１〜４）
実施例１〜６および比較例１〜４では、ｂ／ａを変更して、応力解析、面圧解析、および射出解析ついて評価を行った。

図１３は、実施例１〜６および比較例１〜４の評価結果を示す図である。図１３では、応力解析において、最大主応力が１３０ＭＰａ以下の場合を良好（○）とし、１３０ＭＰａより大きい場合を使用不可（×）とした。また、面圧解析において、最大主応力が１００ＭＰａ以下の場合を良好（○）とし、１００ＭＰａより大きい場合を使用不可（×）とした。また、射出解析において、成形精度が９５％以上の場合を良好（○）とし、９０％以上、９５％未満の場合を許容範囲（△）とし、９０％より小さい場合を使用不可（×）とした。

比較例１では、ｂ／ａ＝０（リブ７３が形成されていない状態）として、応力解析、面圧解析、および射出解析ついて評価を行った。面圧解析結果は最大主応力が９５ＭＰａとなり良好（○）であったが、応力解析結果は最大主応力が１５０ＭＰａとなり使用不可（×）であり、射出解析結果は成形精度が８７％となり使用不可（×）であった。そのため、総合判定は使用不可（×）となった。

比較例２では、ｂ／ａ＝０．１として、応力解析、面圧解析、および射出解析ついて評価を行った。面圧解析結果は最大主応力が９５ＭＰａとなり良好（○）であり、射出解析結果は成形精度が９０％となり許容範囲（△）であったが、応力解析結果は最大主応力が１３９ＭＰａとなり使用不可（×）であった。そのため、総合判定は使用不可（×）となった。

実施例１では、ｂ／ａ＝０．２として、応力解析、面圧解析、および射出解析ついて評価を行った。応力解析結果は最大主応力が１２８ＭＰａとなり良好（○）であり、面圧解析結果は最大主応力が９５ＭＰａとなり良好（○）であり、射出解析結果は成形精度が９３％となり許容範囲（△）であった。そのため、総合判定は良好（○）となった。

実施例２では、ｂ／ａ＝０．５として、応力解析、面圧解析、および射出解析ついて評価を行った。応力解析結果は最大主応力が１２５ＭＰａとなり良好（○）であり、面圧解析結果は最大主応力が９５ＭＰａとなり良好（○）であり、射出解析結果は成形精度が９５％となり良好（○）であった。そのため、総合判定は良好（○）となった。

実施例３では、ｂ／ａ＝０．８として、応力解析、面圧解析、および射出解析ついて評価を行った。応力解析結果は最大主応力が１１４ＭＰａとなり良好（○）であり、面圧解析結果は最大主応力が９５ＭＰａとなり良好（○）であり、射出解析結果は成形精度が９６％となり良好（○）であった。そのため、総合判定は良好（○）となった。

実施例４では、ｂ／ａ＝０．９として、応力解析、面圧解析、および射出解析ついて評価を行った。応力解析結果は最大主応力が１１６ＭＰａとなり良好（○）であり、面圧解析結果は最大主応力が９５ＭＰａとなり良好（○）であり、射出解析結果は成形精度が９８％となり良好（○）であった。そのため、総合判定は良好（○）となった。

実施例５では、ｂ／ａ＝０．９３として、応力解析、面圧解析、および射出解析ついて評価を行った。応力解析結果は最大主応力が１１８ＭＰａとなり良好（○）であり、面圧解析結果は最大主応力が９５ＭＰａとなり良好（○）であり、射出解析結果は成形精度が９８％となり良好（○）であった。そのため、総合判定は良好（○）となった。

実施例６では、ｂ／ａ＝０．９５として、応力解析、面圧解析、および射出解析ついて評価を行った。応力解析結果は最大主応力が１２０ＭＰａとなり良好（○）であり、面圧解析結果は最大主応力が９５ＭＰａとなり良好（○）であり、射出解析結果は成形精度が９８％となり良好（○）であった。そのため、総合判定は良好（○）となった。

比較例３では、ｂ／ａ＝０．９７として、応力解析、面圧解析、および射出解析ついて評価を行った。面圧解析結果は最大主応力が９５ＭＰａとなり良好（○）であり、射出解析結果は成形精度が９８％となり良好（○）であったが、応力解析結果は最大主応力が１３０ＭＰａとなり使用不可（×）であった。そのため、総合判定は使用不可（×）となった。

比較例４では、ｂ／ａ＝１として、応力解析、面圧解析、および射出解析ついて評価を行った。射出解析結果は成形精度が９８％となり良好（○）であったが、応力解析結果は最大主応力が１３２ＭＰａとなり使用不可（×）であり、面圧解析結果は最大主応力が１３４ＭＰａとなり使用不可（×）であった。そのため、総合判定は使用不可（×）となった。
以上の例より、０．２≦ｂ／ａ≦０．９５が好ましい範囲であることがわかる。

＜４．特徴等＞
（４−１）
本実施の形態の第１フランジ部２１１（バルブフランジの一例）は、パッキン１０３を介して配管１０１がボルト止めされるバルブフランジであって、フランジ面２１３（接続面の一例）と、入口２４ａ（開口の一例）と、凹部７２と、リブ７３（凸部の一例）と、を備える。フランジ面２１３は、パッキン１０３が接続される。入口２４ａは、フランジ面２１３に形成され、流体が流入または流出する。凹部７２は、フランジ面２１３上であって入口２４ａの外側に円周方向に沿って形成されている。リブ７３は、凹部７２の底面７２ａからフランジ面２１３側に向かって形成されている。フランジ面２１３から底面７２ａまでの凹部７２の深さをａとし、リブ７３の底面７２ａからの高さをｂとすると、０．２≦ｂ／ａ≦０．９５を満たす。

このように円周上に凹部７２を形成し、更にリブ７３をフランジ面２１３から突出しないように形成にすることによって、パッキン１０３との接続面積を減らすことができる。このため、より少ない締め付け力でパッキン１０３を介して配管１０１を接続できるので、締め付け力の偏りを低減でき（応力を緩和できるともいえる）、止水性能を向上することが可能となる。

また、フランジ面２１３に凹部７２を形成し、リブ７３をフランジ面２１３よりも低くすることによってフランジ面２１３の波打ち（ヒケ）を抑制することができる。

また、凹部７２の底面７２ａからリブ７３を形成することによって強度を確保することができるため、湾曲している配管のように応力のかかる場所にも配置することができる。

（４−２）
本実施の形態の第１フランジ部２１１（バルブフランジの一例）では、リブ７３は、凹部７２の一対の径方向縁７２３（円周方向に形成された縁の両方の一例）に繋がっている。
これにより、第１フランジ部２１１の強度を確保することができる。

（４−３）
本実施の形態の第１フランジ部２１１（バルブフランジの一例）では、リブ７３（凸部の一例）は、円周方向Ｂに沿って形成されている。

凹部７２と同様に円周方向Ｂに沿って形成することにより、成形精度を向上することができる。

（４−４）
本実施の形態の第１フランジ部２１１（バルブフランジの一例）では、リブ７３（凸部の一例）は、凹部７２を径方向に分割する。

これにより、ボルト孔の間に径方向に複数の凹部を形成することができる。また、成形精度を向上することができる。

（４−５）
本実施の形態の第１フランジ部２１１（バルブフランジの一例）では、リブ７３（凸部の一例）の幅ｄは、凹部７２からフランジ面２１３の外周２１３ａまでの幅ｆと略一致する。

これにより、射出成形を行う際に、リブ７３の幅ｂと凹部７２からフランジ面２１３の外周２１３ａまでの幅ｆの温度変化による収縮率が同じとなり、成形精度を向上することができる。

（４−６）
本実施の形態の第１フランジ部２１１（バルブフランジの一例）では、リブ７３（凸部の一例）の高さｂと、フランジ面２１３（接続面の一例）の反対側の面２１６から底面７２ａまでの厚みｃは、リブ７３の幅ｄと、凹部７２からフランジ面２１３の外周２１３ａまでの幅ｆと略一致する。

これにより、射出成形を行う際に、リブ７３の高さｂと、フランジ面２１３の反対側の面２１６から底面７２ａまでの厚みｃと、リブ７３の幅ｄと、凹部７２からフランジ面２１３の外周２１３ａまでの幅ｆの温度変化による収縮率が同じとなり、成形精度を向上することができる。

（４−７）
本実施の形態の第１フランジ部２１１（バルブフランジの一例）では、複数のボルト孔７１を備える。複数のボルト孔７１は、フランジ面２１３（接続面の一例）の入口２４ａ（開口の一例）の周囲に形成され、ボルト１０４が挿入される。凹部７２は、ボルト孔７１の間に設けられている。
これにより、ボルト孔７１の間に凹部７２を形成することができる。

（４−８）
本実施の形態の第１フランジ部２１１（バルブフランジの一例）では、凹部７２は、ボルト孔７１の間に円周上に２つ以上並んで配置されている。ボルト孔７１の間に並んで配置されている凹部７２の間の幅ｅは、凹部７２からフランジ面２１３（接続面の一例）の外周２１３ａまでの幅ｆと略一致する。

これにより、ボルト孔７１の間に円周Ｂ方向に複数の凹部７２を形成することができる。また、射出成形を行う際に、凹部７２の間の幅ｅと、凹部７２からフランジ面２１３の外周２１３ａまでの幅ｆの温度変化による収縮率が同じとなり、成形精度を向上することができる。

（４−９）
本実施の形態の第１フランジ部２１１（バルブフランジの一例）では、円柱状の第１フランジ本体２１４（バルブフランジ本体の一例）および第２フランジ本体２２４（バルブフランジ本体の一例）と、第１配置用リブ２１５（配置用リブの一例）および第２配置用リブ２２５（配置用リブの一例）と、を更に備える。第１配置用リブ２１５は、第１フランジ本体２１４の側面から突出するように形成されている。第２配置用リブ２２５は、第２フランジ本体２２４の側面から突出するように形成されている。

これにより、第１フランジ本体２１４および第２フランジ本体２２４を安定して設置することができる。

（４−１０）
本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０は、弁本体１１と、ダイヤフラム１２（弁部の一例）と、ボンネット１３（蓋部の一例）と、駆動機構１４とを備える。弁本体１１は、第１フランジ部２１１および第２フランジ部２２１（一対のバルブフランジの一例）と、流路２４と、開口部３１ａと、先端部３３ａ（当接部の一例）と、を有する。第１フランジ部２１１および第２フランジ部２２１は、両端に対向して配置されている。流路２４は、第１フランジ部２１１および第２フランジ部２２１に設けられた入口２４ａおよび出口２４ｂ（開口の一例）を繋ぎ、内部に形成されている。開口部３１ａは、流路２４の途中に形成されている。先端部３３ａは、流路２４の開口部３１ａに対応する位置に設けられている。ダイヤフラム１２は、開口部３１ａを塞ぐように配置され、先端部３３ａに接触することにより流路２４を閉塞可能である。ボンネット１３（蓋部の一例）は、ダイヤフラム１２を覆うように弁本体１１に固定されている。駆動機構１４は、ダイヤフラム１２を駆動することにより流路２４を開閉する。駆動機構１４は、ステム６３（軸部材の一例）と、コンプレッサ６１（押圧部の一例）と、ハンドル６４（駆動部の一例）と、を有する。ステム６３は、ボンネット１３に支持されている。コンプレッサ６１は、ステム６３に取り付けられ、且つダイヤフラム１２（弁部の一例）に連結されている。ハンドル６４は、ステム６３を駆動する。ハンドル６４は、手動式である。

このようにステム６３を手動によって駆動することができ、流路２４を開閉することができる。

［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（Ａ）
上記実施の形態では、図１０に示すように、リブ７３は、径方向Ｒに沿った断面視において正方形状であるが、これに限られるものではない。例えば、高さｂが幅ｄよりも長くてもよいし、高さｂが幅ｄよりも短くても良い。また、リブ７３の先端面７３ａの径方向Ｒにおける両端の角が湾曲（面取り形状）していてもよい。また、径方向Ｒに沿った断面視においてリブ７３が底面７２ａ側から先端面７３ａに向かって幅が狭くなる台形形状であってもよい。

（Ｂ）
上記実施の形態では、第１フランジ部２１１は、ｂ＝ｃ＝ｄ＝ｅ＝ｆに形成されており、これに限らなくても良いが、成形精度の向上の観点からは、少なくとも２つ以上の部分の長さが等しいほうが好ましい。

（Ｃ）
上記実施の形態では、ボルト孔７１の間に２つの凹部７２が形成されているが、２つに限らなくても良い。

（Ｄ）
上記実施の形態では、ボルト孔７１の数を４つと記載したが、これに限られるものではない。

（Ｅ）
上記実施の形態のダイヤフラムバルブ１０では、駆動部の一例として手動式のハンドル６４が設けられているが、空気駆動式または電気駆動式の駆動部によってステム６３が駆動されてもよい。

本発明のバルブフランジは、止水性能を向上させることが可能な効果を発揮し、ダイヤフラムバルブ等として有用である。

２４ａ ：入口
７１ ：ボルト孔
７２ ：凹部
７２ａ ：底面
７３ ：リブ
１０１ ：配管
１０３ ：パッキン
２１１ ：第１フランジ部
２１３ ：フランジ面

Claims (10)

1. パッキンを介して配管がボルト止めされるバルブフランジであって、
   前記パッキンが接続される接続面と、
   前記接続面に形成され、流体が流入または流出する開口と、
   前記接続面上であって前記開口の外側に円周方向に沿って形成された凹部と、
   前記凹部の底面から前記接続面側に向かって形成された凸部と、を備え、
   前記接続面から前記底面までの前記凹部の深さをａとし、前記凸部の前記底面からの高さをｂとすると、０．２≦ｂ／ａ≦０．９５を満たす、
   バルブフランジ。
2. 前記凸部は、前記凹部の円周方向に形成された縁の両方に繋がっている、
   請求項１に記載のバルブフランジ。
3. 前記凸部は、円周方向に沿って形成されている、
   請求項１または２に記載のバルブフランジ。
4. 前記凸部は、前記凹部を径方向に分割する、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のバルブフランジ。
5. 前記凸部の幅は、前記凹部から前記接続面の外周までの幅と略一致する、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載のバルブフランジ。
6. 前記凸部の高さと、前記接続面の反対側の面から前記底面までの厚みは、前記凸部の幅と、前記凹部から前記接続面の外周までの幅と略一致する、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載のバルブフランジ。
7. 前記接続面の前記開口の周囲に形成され、ボルトが挿入される複数のボルト孔を備え、
   前記凹部は、前記ボルト孔の間に設けられている、
   請求項１〜６のいずれか１つに記載のバルブフランジ。
8. 前記凹部は、前記ボルト孔の間に円周上に２つ以上並んで配置されており、
   前記ボルト孔の間に並んで配置されている前記凹部の間の幅は、前記凹部から前記接続面の外周までの幅と略一致する、
   請求項７に記載のバルブフランジ。
9. 円柱状のバルブフランジ本体と、
   前記バルブフランジ本体の側面から突出するように形成された配置用リブと、
   を更に備えた、
   請求項１〜８のいずれか１項に記載のバルブフランジ。
10. 両端に対向して配置された請求項１〜９のいずれかに記載の一対のバルブフランジと、前記バルブフランジに設けられた前記開口を繋ぎ、内部に形成された流路と、前記流路の途中に形成された開口部と、前記流路の前記開口部に対応する位置に設けられた当接部と、を有する弁本体と、
    前記開口部を塞ぐように配置され、前記当接部に接触することにより前記流路を閉塞可能な弁部と、
    前記弁部を覆うように前記弁本体に固定された蓋部と、
    前記弁部を駆動することにより前記流路を開閉する駆動機構と、を備え、
    前記駆動機構は、
    前記蓋部に支持された軸部材と、
    前記軸部材に取り付けられ、且つ前記弁部に連結された押圧部と、
    前記軸部材を駆動する駆動部と、を有し、
    前記駆動部は、手動式、空気駆動式、または電気駆動式である、
    ダイヤフラムバルブ。

Images