JP2019132378A - ダイヤフラムバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】長期止水性能を向上させることが可能なダイヤフラムバルブを提供すること。【解決手段】ダイヤフラムバルブ１０は、弁本体１１と、ダイヤフラム１２とを備える。弁本体１１は、流路２４と、第１面３１と、リブ３５と、当接部３３ａと、を有する。流路２４は、内部に形成されている。第１面３１には、流路２４の途中に設けられた開口部３１ａが形成されている。リブ３５は、開口部３１ａの外側に形成され第１面３１から突出している。当接部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、第１面３１のリブ３５の内側に開口部３１ａを塞ぐように配置され、当接部３３ａに接触することにより流路２４を閉塞可能である。【選択図】図８Ｂ

Description

本発明は、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。

ダイヤフラムバルブは、その両端に配管が接続されてプラントに設置される。ダイヤフラムバルブは、ダイヤフラムが仕切壁の湾曲面部に圧接されることにより流路が閉鎖した状態とされ、ダイヤフラムが仕切壁から離間されることにより流路が開放された状態となる（例えば、特許文献１の図１および図２参照）。

特許文献１に示すダイヤフラムバルブでは、弁本体とボンネットで挟まれた状態のダイヤフラムを締結ボルトが貫通することによって、ダイヤフラムが弁本体とボンネットで保持され、バルブ動作中におけるダイヤフラムの位置ズレが防止されている。

特開２００１−２１４９８１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では、ダイヤフラムに応力が集中し、経年劣化とともにダイヤフラムが外側に向かってフローし止水性能が低減することがあった。

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

第１の発明のダイヤフラムバルブは、弁本体と、弁部とを備える。弁本体は、流路と、開口部形成面と、第１突部と、当接部と、を有する。流路は、内部に形成されている。開口部形成面は、流路の途中に設けられた開口部が形成されている。第１突部は、開口部の外側に形成され開口部形成面から突出している。当接部は、流路の前記開口部に対応する位置に設けられている。弁部は、開口部形成面の第１突部の内側に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。

弁部の外側に第１突部が設けられていることにより、弁部にフローが発生しようとしても第１突部が弁部に当接するので、弁部のフローを抑制することができる。このように、弁部のフローを抑制できるため、長期止水性能を向上することができる。

また、第１突部が弁部の外側に配置されているため、弁部の外側への移動を規制し位置ズレを抑制することができる。

第２の発明のダイヤフラムバルブは、第１の発明のダイヤフラムバルブであって、開口部形成面は、第１突部と開口部の縁の間に設けられ、弁部の外周縁部が載置される載置部を有する。弁本体は、開口部の縁に沿うように載置部に形成され、第１面から突出した第２突部を有する。

このように第２突部を設けることにより、弁部の位置ズレを抑制できるとともに、弁部との接触面積を減少させることによって少ない力で高い面圧を発揮することができ、止水性能を向上させることができる。

第３の発明のダイヤフラムバルブは、第２の発明のダイヤフラムバルブであって、弁部は、外周縁部の載置部側の面に形成され、第２突部が嵌る溝部を有する。

これによって、位置ズレ防止の機能および止水性能をより向上させることができる。
第４の発明のダイヤフラムバルブは、第２または第３の発明のダイヤフラムバルブであって、第１突部は、第２突部よりも高く形成されている。

これにより、第２突部上に弁部が載置された状態であっても、弁部の周縁方向への位置ズレを規制することができる。

第５の発明のダイヤフラムバルブは、第１〜第４のいずれかの発明のダイヤフラムバルブであって、第１突部の高さは、弁部の厚みよりも短く形成されている。

これによって、弁部を弁本体と蓋部の間で圧縮することができる。
第６の発明のダイヤフラムバルブは、第１の発明のダイヤフラムバルブであって、蓋部を更に備える。蓋部は、弁部を覆うように弁本体に固定される。弁本体は、載置部を有する。載置部は、第１面の第１突部と開口部の縁の間に設けられ、弁部の外周縁部が載置される。弁部は、第３突部を有する。第３突部は、外周縁部の弁本体と反対側の面に、外周縁部の外周に沿って形成されている。蓋部は、壁部を有する。壁部は、第３突部の内側であって第３突部に沿って形成されている。

このように、第３突部の内側に壁部が設けられていることにより、弁部の位置がズレようとしても第３突部が壁部に当接するため、弁部の動きが規制される。このため、弁部の位置ズレを抑制することができる。

なお、第１突部が弁部の外側に配置され、壁部が弁部の内側に配置されることによって弁部の内側および外側への移動を規制し位置ズレを抑制することができる。

第７の発明のダイヤフラムバルブは、第１の発明のダイヤフラムバルブであって、弁部は、突出部を有する。突出部は、弁部の外周縁部から外側に向かって突出している。第１突部は、突出部に沿って形成されている。

これによって、弁部が回転しようとしても突出部が第１突部に当接するため、弁部の回転方向への動きが規制される。

第８の発明のダイヤフラムバルブは、第１の発明のダイヤフラムバルブであって、蓋部と、駆動機構を更に備える。蓋部は、弁部を覆うように弁本体に固定される。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、弁部を当接部に押圧する。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、長期止水性能を向上することが可能なダイヤフラムバルブ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流路の流路方向に対して垂直な断面図。 図８ＡのＴ部拡大図。 図８Ｂの弁本体のリブを示す図。 図８Ｂの弁本体のリブ近傍の拡大図。 図８Ｂのダイヤフラムのリブ近傍の拡大図。 図１のダイヤフラム、コンプレッサ、ステムおよびスリーブの関係を示す図。 図１のダイヤフラムを示す斜視図。 （ａ）図１のダイヤフラムの底面図、（ｂ）図１０（ａ）のＦＦ´間の矢視断面図。 （ａ）図３の弁本体の開口部近傍を示す平面図、（ｂ）図１２（ａ）の弁本体にダイヤフラムを載置した状態を示す平面図。 （ａ）図１のボンネットを上方から視た斜視図、（ｂ）図１３（ａ）のボンネットを下方から視た斜視図。 （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。 ２つのリブの各々の有無について実施例１、２および比較例１、２の解析結果の表を示す図。 リブの形状を変化させた実施例３から８における解析結果の表を示す図。 リブのｃに対するｄの比率を変化させた実施例９から１８における解析結果の表を示す図。

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（隔膜ともいう）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。図８Ａは、図６のＢＢ´間の位置におけるダイヤフラムバルブ１０の矢示断面図である。なお、図８Ａは、ダイヤフラムバルブ１０が閉じられている状態を示す図である。図８Ｂは、図８ＡのＴ部の拡大図である。

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５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３及び図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５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７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７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、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３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、リブ３５と、リブ３６と、複数のボルト孔３７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。

リブ３５は、図３および図７および図８Ｂに示すように、ダイヤフラム１２の外周に沿うように第１面３１から突出して形成されている。リブ３５は、ダイヤフラム１２の外周全体に亘って形成されている。リブ３５は、図３に示すように、円形状部３５１と、突出形状部３５２を有する。円形状部３５１は、開口部３１ａの外側であって開口部３１ａから所定の距離を空けて開口部３１ａの縁３１ａｅに沿って形成されている。突出形状部３５２は、円形状部３５１から外側に突出しており、概ね四角形状の外周をなぞるように形成されている。この突出形状部３５２の内側には、後述する図１２（ｂ）に示すようにダイヤフラム１２の突出部１２５が配置される。

第１面３１は、図７に示すように、リブ３５と開口部３１ａの間に、ダイヤフラム１２の外周縁部１２１が載置される載置部３１１を有する。リブ３６は、開口部３１ａの縁に沿って一周に亘って載置部３１１から突出して形成されている。

図８Ｃは、弁本体１１のリブ３５およびリブ３６近傍の拡大断面図である。図８Ｃに示すように、リブ３５の高さをｈ１とし、リブ３６の高さをｈ２とすると、ｈ１＞ｈ２となるほうが好ましい。すなわち、リブ３５のほうがリブ３６よりも高いほうが好ましい。

リブ３５は、周方向に対して垂直な断面視において概ね四角形状である。リブ３６は、周方向に対して垂直な断面視において概ね三角形状である。すなわち、リブ３６は、断面視において２つの面３６ａ、３６ｂが屋根状に配置されて形成されている。リブ３６の開口部３１ａ側の面３６ａの断面視における長さをｃとし、リブ３６の開口部３１ａと反対側の面３６ｂの断面視における長さをｄとすると、１．０７ｄ≦ｃ≦２．４ｄを満たすほうが好ましい。これについては実施例を用いて後段にて説明する。

ボルト孔３７は、第１面３１の開口部３１ａの周囲に４つ形成されており、後述するボンネット１３のボルト孔１３４と対向し、ボルト１００（図１参照）が挿入され、ボンネット１３が弁本体１１に固定される。

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。また、後述するステム６３、コンプレッサ６１またはダイヤフラム１２の移動方向が矢印Ｚ（第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに垂直な方向）で示されている。

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側の先端である当接部３３ａには、後述するダイヤフラム１２が圧接する。当接部３３ａは、図８Ａに示すように、流路方向Ｘに対して垂直な平面において開口部３１ａ側に凹状に湾曲して形成されている。

流路２４は、図７に示すように、第１端部２１の入口２４ａから当接部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から当接部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から当接部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。

（１−３．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。

図９は、ダイヤフラム１２、ならびに後述するコンプレッサ６１、スリーブ６２およびステム６３等を示す斜視図である。図９には、ダイヤフラム１２、コンプレッサ６１、スリーブ６２およびステム６３の中心軸Ｏが示されている。この中心軸Ｏは、第１面３１に対して垂直であり、ダイヤフラム１２、後述するコンプレッサ６１およびステム６３の駆動方向と一致する。

図１０は、ダイヤフラム１２の斜視図である。図１１（ａ）はダイヤフラム１２の底面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＦＦ´´間の矢示断面図である。

図１０に示すように、ダイヤフラム１２は、隔膜部１２０と、外周縁部１２１と、突出部１２５と、リブ１２６と、溝部１２７（図１１（ａ）参照）と、を有する。

隔膜部１２０は、駆動機構１４によって上下動される。隔膜部１２０は、円形状であり、弁本体１１の開口部３１ａに対応する。隔膜部１２０の当接部３３ａ側の面１２０ａには、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、弁本体１１の壁部３３の当接部３３ａに向かって突出するように形成された突条部１２２が形成されている。突条部１２２は、第２方向Ｙに沿って形成されており、当接部３３ａに沿っている。隔膜部１２０の面１２０ａと反対側の面１２０ｂの中央部には、図８Ａ及び図１０に示すように、ボンネット１３側に向かって突出した凸部１２４が形成されている。

外周縁部１２１は、円環状であり、隔膜部１２０の外周に形成されており、図２および図８Ａに示すように、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。

突出部１２５は、図９および図１０に示すように、概ね四角形状であり、外周縁部１２１から外側に向かって突出して形成されている。

リブ１２６は、図１０および図１１（ｂ）に示すように、外周縁部１２１の当接部３３ａとは反対側の面１２１ｂに周方向に沿って一周に亘って形成されており、図８Ｂに示すように、後述するボンネット１３の溝部１３８に嵌る。

溝部１２７は、外周縁部１２１の当接部３３ａ側の面１２１ａに周方向に沿って一周に亘って形成されており、図８Ｂに示すように、上述したリブ３６に沿った形状であり、リブ３６が嵌る。リブ１２６と溝部１２７は対向する位置に形成されている。

図８Ｄは、図８Ｂの溝部１２７近傍の拡大図である。図８Ｄに示すように、溝部１２７の開口部３１ａ側の壁を１２７ａとし、溝部１２７の開口部３１ａと反対側の壁を１２７ｂとする。溝部１２７の壁１２７ａに、リブ３６の面３６ａが当接することによって、ダイヤフラム１２の移動が規制される。また、溝部１２７の壁１２７ｂに、リブ３６の面３６ｂが当接することによって、ダイヤフラム１２の移動が規制される。

このように、溝部１２７にリブ３６が嵌ることによって、ダイヤフラム１２の位置ズレが規制される。

また、リブ３５が設けられていることによって、ダイヤフラム１２が弁本体１１とボンネット１３に圧縮された場合であってもダイヤフラム１２の外側へのフローが規制される。

なお、図８Ｄに示すように、ダイヤフラム１２の膜厚をＷ１とすると、リブ３５の高さｈ１は、膜厚Ｗ１よりも短く形成されている。これにより、弁本体１１とボンネット１３の間でダイヤフラム１２の外周縁部１２１を圧縮することができる。

図１２（ａ）は、弁本体１１の第１面３１を示す平面図である。図１２（ｂ）は、弁本体１１にダイヤフラム１２を載置した状態を示す平面図である。図に示すように、リブ３５の内側であって溝部１２７がリブ３６に嵌るようにダイヤフラム１２が載置される。ダイヤフラム１２の外周縁部１２１がリブ３５の内側の載置部３１１に配置される。また、突出部１２５が、リブ３５の突出形状部３５２の内側に配置されるようにダイヤフラム１２が載置される。これにより、ダイヤフラム１２の周方向における位置ズレが防止され、ダイヤフラム１２の突条部１２２を当接部３３ａに沿った位置に合わせることができる。

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の当接部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、当接部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。

図１３（ａ）は、ボンネット１３の外観を示す斜視図である。図１３（ｂ）は、ボンネット１３を下方から視た斜視図である。図に示すように、ボンネット１３は、本体部１３１と、弁本体１１に固定される固定部１３２と、を有する。

本体部１３１は、ドーム状であって、その広がった端１３１ａを縁とする開口１３ａを有する。開口１３ａは、第１面３１の開口部３１ａに対応する。また、本体部１３１は、その窄まった部分に貫通孔１３ｂを有する。貫通孔１３ｂは、開口１３ａに対向して形成されており、後述するスリーブ６２およびステム６３が配置される。

固定部１３２は、端１３１ａから外側に向かって突出するように形成されており、図１３（ｂ）および図８Ｂに示すように、複数のボルト孔１３４と、外側面１３５と、内側面１３６と、段差面１３７と、溝部１３８とを有する。

ボルト孔１３４は、固定部１３２に４つ形成されており、弁本体１１のボルト孔３７と対向し、ボルト１００（図１参照）が挿入され、ボンネット１３が弁本体１１に固定される。

外側面１３５は、固定部１３２の弁本体１１側であって、外周に沿った部分である。内側面１３６は、外側面１３５の内側であって外側面１３５と開口１３ａの間に設けられている。内側面１３６は、外側面１３５よりも貫通孔１３ｂ側に位置しており、内側面１３６と外側面１３５の間には段差面１３７が形成されている。段差面１３７は、外側面１３５に対して概ね垂直に形成されている。外側面１３５は、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、第１面３１と対向し、第１面３１上に配置される。リブ３５は、段差面１３７の内側に位置する。内側面１３６は、図８Ｂに示すように、リブ３５および載置部３１１に対向する。

段差面１３７がリブ３５の外側に位置しているため、外側面１３５の内側縁１３５ａ（外側面１３５と段差面１３７の角ともいえる）は、図１３（ｂ）に示すように、円形状部１３５ｂと、突出形状部１３５ｃと、を有する。円形状部１３５ｂは、リブ３５の円形状部３５１（図３参照）の外側に位置し、突出形状部１３５ｃは、リブ３５の突出形状部３５２（図３参照）の外側に位置する。

溝部１３８は、内側面１３６に開口１３ａに沿って周方向に一周にわたって形成されている。溝部１３８には、図８Ｂに示すように、ダイヤフラム１２のリブ１２６が嵌っている。周方向に対して垂直な断面視において、ダイヤフラム１２のリブ１２６は、溝部１３８と同形状であり、三角形状である。図８Ｂの拡大図である図８Ｅに示すように、リブ１２６の開口部３１ａ側の面を１２６ａとし、開口部３１ａと反対側の面を１２６ｂとし、溝部１３８の開口部３１ａ側の壁を１３８ａとし、溝部１３８の開口部３１ａと反対側の壁を１３８ｂとする。溝部１３８の壁１３８ａに、リブ１２６の面１２６ａが当接することによって、ダイヤフラム１２の移動が規制される。また、溝部１３８の壁１３８ｂに、リブ１２６の面１２６ｂが当接することによって、ダイヤフラム１２の移動が規制される。

（１−５．駆動機構１４）
駆動機構１４は、図２に示すように、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、隔膜ボルト６５と、を有する。

（１−５−１．コンプレッサ６１）
コンプレッサ６１は、ダイヤフラム１２を当接部３３ａに押圧する。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には隔膜ボルト６５（詳しくは後述する）が埋め込まれており、隔膜ボルト６５は、弁本体１１の反対側（非接液面側）に突出している。隔膜ボルト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。

図８Ａに示すように、コンプレッサ６１の当接部３３ａ側の面の中央には凹部６１１ｃが形成されており、ダイヤフラム１２の凸部１２４が挿入される。

（１−５−２．スリーブ６２、ステム６３、ハンドル６４）
スリーブ６２は、図２に示すように、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１４（ａ）および図１４（ｂ）は、ダイヤフラム１２の動作を模式的に示す図である。

図１４（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１４（ｂ）に示すように、第２面３２側に凸に湾曲し、壁部３３の当接部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１４（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＞
次に、実施例を用いて上述した実施の形態について更に詳細に説明する。

（３−１．リブ３５、３６の有無）
本実施例１、２および比較例１、２では、リブ３５、３６の各々を設けた場合と設けていない場合について、ダイヤフラム１２に生じる面圧の解析を行って止水性能の評価を行い、ダイヤフラム１２の変位量の解析を行って位置ズレの評価を行った。

図１５は、リブ３５、３６の各々を設けた場合と設けていない場合について、ボルト１００によって弁本体１１とボンネット１３を締結した際に、ダイヤフラム１２に生じる面圧と変位量の解析を行った結果を示す図である。

ダイヤフラム１２に生じる面圧が８５ＭＰａ以下の場合を良好（○）とし、８５ＭＰａより大きい場合には、不良（×）とした。

また、ダイヤフラム１２の変位が４０ＭＰａ以下の場合を良好（○）とし、４０ＭＰａより大きい場合には、不良（×）とした。

実施例１では、弁本体１１にリブ３５およびリブ３６ともに設けた。その場合、面圧解析の結果が７５ＭＰａと良好（○）であり、変位解析の結果が２９ＭＰａと良好（○）であった。そのため、総合判定は良好（○）であった。

実施例２では、弁本体１１にリブ３５を設け、リブ３６を設けなかった。その場合、面圧解析の結果が８２ＭＰａと良好（○）であり、変位解析の結果が３２ＭＰａと良好（○）であった。そのため、総合判定は良好（○）であった。

比較例１では、弁本体１１にリブ３５を設けず、リブ３６を設けた。その場合、面圧解析の結果が７８ＭＰａと良好（○）であったが、変位解析の結果が５２ＭＰａと不良（×）であった。そのため、総合判定は不良（×）であった。

比較例２では、弁本体１１にリブ３５とリブ３６の双方とも設けなかった。その場合、面圧解析の結果が８９ＭＰａと不良（×）となり、変位解析の結果が６８ＭＰａと不良（×）であった。そのため、総合判定は不良（×）であった。

以上より、少なくともリブ３５を設けることにより、ダイヤフラム１２に生じる面圧およびダイヤフラム１２の変位が良好となることがわかる。すなわち、リブ３５を設けることによって、弁本体１１とボンネット１３によって挟まれることによるダイヤフラム１２の変位量を小さくできるとともに、第１面３１における面方向への位置ズレを抑制し止水性能を向上させることができる。

（３−２．リブ３６の形状）
上記実施例１、２および比較例１、２の結果より、リブ３６の有無を問わず、少なくともリブ３５を設けることにより、ダイヤフラム１２の止水性能の向上および位置ズレの抑制の効果を得ることができることがわかった。

本実施例３〜８では、リブ３５については考慮せず、リブ３６の形状による止水性の向上について、ダイヤフラム１２に生じる面圧を解析して評価を行った。

図１６は、リブ３６の形状を変更した場合のダイヤフラム１２に生じる面圧の解析を行った結果を示す図である。

面圧が７０ＭＰａ以下の場合を非常に良好（○）とし、７０ＭＰａより大きく８０ＭＰａ以下の場合を良好（△）とし、８０ＭＰａより大きい場合を不良（×）とした。

実施例３では、リブ３６について、周方向に対して垂直な断面視における面３６ａの長さｃと面３６ｂの長さｄの関係をｃ＞ｄとした。その場合、面圧が６５ＭＰａとなり非常に良好（○）であった。

実施例４では、リブ３６について、周方向に対して垂直な断面視における面３６ａの長さｃと面３６ｂの長さｄの関係をｄ＞ｃとした。その場合、面圧が７８ＭＰａとなり良好（△）であった。

実施例５では、リブ３６について、周方向に対して垂直な断面視において先端を半円形状とした。その場合、面圧が６８ＭＰａとなり非常に良好（○）であった。

実施例６では、リブ３６について、周方向に対して垂直な断面視において、底辺が高さよりも短い四角形状とした。その場合、面圧が７１ＭＰａとなり良好（△）であった。

実施例７では、リブ３６について、周方向に対して垂直な断面視において、底辺が高さよりも長い四角形状とした。その場合、面圧が７９ＭＰａとなり良好（△）であった。

実施例８では、リブ３６を設けなかった。その場合、面圧が８９ＭＰａとなり不良（×）であった。

上記実施例１〜８から、実施例３のような周方向における断面視が２つの斜線で形成された山型（三角型）であってｃ＞ｄの形状のほうが止水性能の観点では好ましいことがわかる。

（３−３．リブ３６のｃ、ｄの長さ）
本実施例９〜１８では、リブ３５については考慮せず、リブ３６のｃに対するｄの比率を変化させて、ダイヤフラム１２に生じる面圧の解析を行い止水性能の評価を行った。ダイヤフラム１２に所定以上の面圧が生じた場合に、止水性が良いと判断できる。

図１７は、リブ３６のｃに対するｄの比率を変化させた場合のダイヤフラム１２における面圧の解析を行った結果を示す図である。

止水圧が１ＭＰａ以上の場合を良好（○）とし、１ＭＰａよりも小さい場合を不良（×）とした。

実施例９では、リブ３６についてｃ＝１．０ｄに設定した。この場合、面圧が０．８ＭＰａであり、不良（×）であった。

実施例１０では、リブ３６についてｃ＝１．０５ｄに設定した。この場合、面圧が０．９ＭＰａであり、不良（×）であった。

実施例１１では、リブ３６についてｃ＝１．０６ｄに設定した。この場合、面圧が０．９ＭＰａであり、不良（×）であった。

実施例１２では、リブ３６についてｃ＝１．０７ｄに設定した。この場合、面圧が１ＭＰａであり、良好（○）であった。

実施例１３では、リブ３６についてｃ＝１．１ｄに設定した。この場合、面圧が１．５ＭＰａであり、良好（○）であった。

実施例１４では、リブ３６についてｃ＝１．５ｄに設定した。この場合、面圧が２．３ＭＰａであり、良好（○）であった。

実施例１５では、リブ３６についてｃ＝２．０ｄに設定した。この場合、面圧が１．７ＭＰａであり、良好（○）であった。

実施例１６では、リブ３６についてｃ＝２．３ｄに設定した。この場合、面圧が１．３ＭＰａであり、良好（○）であった。

実施例１７では、リブ３６についてｃ＝２．４ｄに設定した。この場合、面圧が１．１ＭＰａであり、良好（○）であった。

実施例１８では、リブ３６についてｃ＝２．５ｄに設定した。この場合、面圧が０．９ＭＰａであり、不良（×）であった。

以上より、止水性能に関して、リブ３６の形状を１．０７≦ｃ／ｄ≦２．４にするほうが好ましいことがわかる。

＜４．特徴等＞
（４−１）
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）とを備える。弁本体１１は、流路２４と、第１面３１（開口部形成面の一例）と、リブ３５（第１突部の一例）と、当接部３３ａと、を有する。流路２４は、内部に形成されている。第１面３１には、流路２４の途中に設けられた開口部３１ａが形成されている。リブ３５は、開口部３１ａの外側に形成され第１面３１から突出している。当接部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（弁部の一例）は、第１面３１のリブ３５の内側に開口部３１ａを塞ぐように配置され、当接部３３ａに接触することにより流路２４を閉塞可能である。

このように、ダイヤフラム１２の外側にリブ３５が設けられていることにより、ダイヤフラム１２にフローが発生しようとしてもリブ３５がダイヤフラム１２に当接するので、ダイヤフラム１２のフローが抑制される。また、リブ３５によってダイヤフラム１２の動きが規制されるため、ボルト１００をダイヤフラム１２に貫通させなくてもダイヤフラム１２の位置ズレを防ぐことができ、長期止水性能を向上することができる。

また、リブ３５がダイヤフラム１２の外側に配置されているため、ダイヤフラム１２の外側への移動を規制し位置ズレを抑制することができる。

（４−２）
本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０では、第１面３１（開口部形成面の一例）は、リブ３５（第１突部の一例）と開口部３１ａの縁３１ａｅの間に設けられ、ダイヤフラム１２（弁部の一例）の外周縁部１２１が載置される載置部３１１を有する。弁本体１１は、開口部３１ａの縁３１ａｅに沿うように載置部３１１に形成され、第１面３１から突出したリブ３６（第２突部の一例）を有する。

このようにリブ３６を設けることにより、ダイヤフラム１２の位置ズレを抑制できるとともに、ダイヤフラム１２との接触面積を減少させることによって少ない力で高い面圧を発揮することができ、止水性能を向上させることができる。

（４−３）
本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０では、ダイヤフラム１２は、外周縁部１２１の載置部３１１側の面１２１ａに形成され、リブ３６（第２突部の一例）が嵌る溝部１２７を有する。

これによって、位置ズレ防止の機能および止水性能をより向上させることができる。
（４−４）
本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０では、リブ３５（第１突部の一例）は、リブ３６（第２突部の一例）よりも高く形成されている。

これにより、リブ３６上にダイヤフラム１２が載置された状態であっても、ダイヤフラム１２の周縁方向への位置ズレを規制することができる。

（４−５）
本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０では、リブ３５（第１突部の一例）の高さは、ダイヤフラム１２（弁部の一例）の厚みＷ１よりも短く形成されている。

これによって、ダイヤフラム１２を弁本体１１とボンネット１３の間で圧縮することができる。

（４−６）
本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０では、ボンネット１３（蓋部の一例）を更に備える。ボンネット１３は、ダイヤフラム１２（弁部の一例）を覆うように弁本体１１に固定される。弁本体１１は、載置部３１１を有する。載置部３１１は、第１面３１（開口部形成面の一例）のリブ３５（第１突部の一例）と開口部３１ａの縁の３１ａｅの間に設けられ、ダイヤフラム１２の外周縁部１２１が載置される。ダイヤフラム１２は、リブ１２６（第３突部の一例）を有する。リブ１２６は、外周縁部１２１の弁本体１１と反対側の面１２１ｂに、外周縁部１２１の外周に沿って形成されている。ボンネット１３は、壁１３８ａ（壁部の一例）を有する。壁１３８ａは、リブ１２６の内側であってリブ１２６に沿って形成されている。

このように、リブ１２６の内側に壁１３８ａが設けられていることにより、ダイヤフラム１２の位置がズレようとしてもリブ１２６が壁１３８ａに当接するため、ダイヤフラム１２の動きが規制される。このため、ダイヤフラム１２の位置ズレを規制することができる。

なお、リブ３５がダイヤフラム１２の外側に配置され、壁１３８ａがダイヤフラム１２のリブ１２６の内側に配置されることによって、ダイヤフラム１２の内側および外側への移動を規制し位置ズレを抑制することができる。

（４−７）
本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０では、ダイヤフラム１２は、突出部１２５を有する。突出部１２５は、ダイヤフラム１２の外周縁部１２１から外側に向かって突出している。リブ３５（第１突部の一例）は、突出部１２５に沿って形成されている。

これによって、ダイヤフラム１２が回転しようとしても突出部１２５がリブ３５に当接するため、ダイヤフラム１２の回転方向への動きが規制される。このため、弁本体１１とダイヤフラム１２の位置合わせを行いやすくなる。

（４−８）
本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０は、ボンネット１３と、駆動機構１４を更に備える。ボンネット１３は、ダイヤフラム１２（弁部の一例）を覆うように弁本体１１に固定される。駆動機構１４は、ダイヤフラム１２（弁部の一例）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、ダイヤフラム１２を当接部３３ａに押圧する。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。

このように手動で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。
［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、弁本体１１にリブ３５とリブ３６の双方が設けられているが、リブ３６が設けられていなくてもよい。少なくともリブ３５が設けられておりさえすれば、長期止水性能を向上することができる。

（Ｂ）
上記実施の形態では、ダイヤフラム１２のリブ１２６に沿って壁１３８ａと壁１３８ｂの双方が形成されているが、壁１３８ｂが設けられていなくてもよい。上述したようにリブ３５が設けられているため、少なくとも開口部３１ａ側の壁１３８ａが設けられていればダイヤフラム１２の外側と内側への双方の移動を規制することができる。

（Ｃ）
上記実施の形態では、ダイヤフラム１２の外周縁部１２１は外周が円形状であるが、これにかぎられるものではなく、四角形状であってもよい。

また、上記実施の形態では、ダイヤフラム１２の突出部１２５は、四角形状であるが、これに限られるものではなく、要するにダイヤフラム１２の回転方向への位置ズレを規制できさえすればよい。

（Ｄ）
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。

本発明のダイヤフラムバルブは、長期止水性能を向上させることが可能な効果を発揮し、プラント等に利用可能である。

１０ ：ダイヤフラムバルブ
１１ ：弁本体
１２ ：ダイヤフラム
２４ ：流路
３１ ：第１面
３１ａ ：開口部
３３ａ ：当接部
３５ ：リブ

Claims (8)

1. 内部に形成された流路と、前記流路の途中に設けられた開口部が形成された開口部形成面と、前記開口部の外側に形成され前記開口部形成面から突出した第１突部と、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、
   前記開口部形成面の前記第１突部の内側に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、を備えた、
   ダイヤフラムバルブ。
2. 前記開口部形成面は、前記第１突部と前記開口部の縁の間に設けられ、前記弁部の外周縁部が載置される載置部を有し、
   前記弁本体は、前記開口部の縁に沿うように前記載置部に形成され、前記開口部形成面から突出した第２突部を有する、
   請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
3. 前記弁部は、前記外周縁部の前記載置部側の面に形成され、前記第２突部が嵌る溝部を有する、
   請求項２に記載のダイヤフラムバルブ。
4. 前記第１突部は、前記第２突部よりも高く形成されている、
   請求項２または３に記載のダイヤフラムバルブ。
5. 前記第１突部の高さは、前記弁部の厚みよりも短く形成されている、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載のダイヤフラムバルブ。
6. 前記弁部を覆うように前記弁本体に固定される蓋部を更に備え、
   前記弁本体は、前記開口部形成面の前記第１突部と前記開口部の縁の間に設けられ、前記弁部の外周縁部が載置される載置部を有し、
   前記弁部は、前記外周縁部の前記弁本体と反対側の面に、前記外周縁部の外周に沿って形成された第３突部を有し、
   前記蓋部は、前記第３突部の内側であって前記第３突部に沿って形成された壁部を有する、
   請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
7. 前記弁部は、外周縁部から外側に向かって突出した突出部を有し、
   前記第１突部は、前記突出部に沿って形成されている、
   請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
8. 前記弁部を覆うように前記弁本体に固定される蓋部と、
   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を更に備え、
   前記駆動機構は、
   前記蓋部に支持された軸部材と、
   前記弁部を前記当接部に押圧する押圧部と、
   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、
   請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。

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