JP2021113605A - ダイヤフラムバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】個体差を低減し安定して止水性能を得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では、隔膜１２は、ボディ１１に配置され、当接部３３ａに接触することにより流路２４を閉塞する。ボンネット１３は、隔膜１２の外周縁部４２をボディ１１との間で挟むことによって隔膜１２を固定する。隔膜１２は、第１隔膜層２１０と、第２隔膜層２２０と、を有する。第１隔膜層２１０は、ボディ１１側に配置され、熱可塑性樹脂を含む。第２隔膜層２２０は、第１隔膜層２１０のボディ１１とは反対側に配置され、弾性体で形成されている。第１隔膜層２１０は、外周縁部４２のボディ１１側の面４２ａに設けられ、ボディ１１に接触する周縁リブ４４を有する。第１隔膜層２１０は、少なくとも外周縁部４２における厚みが均一である。【選択図】図１０

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、隔膜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、隔膜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。隔膜は、ダイヤフラムバルブ内において液体が漏れる内漏れ（流路が閉塞されずに漏れが発生すること）と、ダイヤフラムバルブ外に流体が漏れる外漏れを防止する。外漏れは、隔膜の周縁部がボディとボンネットで挟まれて圧縮されることによって止水される。

例えば、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（隔膜ともいう）が、ゴム状弾性体と耐蝕性材料のシートから形成されている。フローを防止するためにゴム状弾性体と耐蝕性材料のシートとの接触面のうち一方に凸部が設けられ他方に凹部が設けられ、凸部と凹部が嵌合する構成が開示されている。また、耐腐食性材料のシートには、接液面側に外漏れを防止するためにシール用の周縁突条が形成されている。

特開平１１−２１０９０２号公報

上述のように隔膜の周縁部において、耐腐食性材料のシートには、接液面側にシール用の周縁突条が形成され、接液面と反対側に凹凸が形成されているため形状が複雑で厚みが不均一になっていた。

耐腐食性材料として、収縮率が大きい材料（例えばＰＴＦＥ等）を用いる場合、厚みが異なる部分では収縮量が異なる。そのため、隔膜の周縁部を所望の形状に形成することが困難となり、個体差なく安定して止水性能を得ることが難しかった。

本発明の目的は、個体差を低減し安定して止水性能を得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の発明にかかるダイヤフラムバルブは、弁本体と、隔膜と、蓋部と、を備える。弁本体は、内部に形成された流路に設けられた当接部を有する。隔膜は、弁本体に配置され、当接部に接触することにより流路を閉塞する。蓋部は、隔膜の周縁部を弁本体との間で挟むことによって隔膜を固定する。隔膜は、第１層と、第２層と、を有する。第１層は、弁本体側に配置され、熱可塑性樹脂を含む。第２層は、第１層の弁本体とは反対側に配置され、弾性体で形成されている。第１層は、周縁部の弁本体側の面に設けられ、弁本体に接触する第１凸部を有する。第１層は、少なくとも周縁部における厚みが均一である。

このように、外漏れの止水用の第１凸部が形成された周縁部の厚みを均一にすることによって、収縮量が同じとなるため、止水用の形状が形成された周縁部を所望の形状に形成することができる。このため、隔膜の形状の個体差を低減でき、個体によらず安定した外漏れに対する止水性能を発揮することができる。

また、厚みを均一にせずに第１凸部を形成した場合、第１凸部を形成した部分の厚みが大きくなり、高い圧縮力で押しつぶす必要があるため、トルクが高くなり繰り返し開閉の耐久性が低くなる可能性がある。しかしながら、上記発明のように、厚みを均一にして第１凸部を形成することによって、圧縮力を小さくでき、繰り返し開閉の耐久性を向上することができる。

また、周縁部の厚みが不均一になると厚みが変化する箇所で応力集中が発生しやすいが、周縁部の厚みを均一にすることで応力集中の発生を抑制することができる。

第２の発明にかかるダイヤフラムバルブは、第１の発明にかかるダイヤフラムバルブであって、第１層は、第２層側の面に、第１凸部に対応するように設けられた凹部を有する。第２層は、凹部に嵌合する第２凸部を有する。

これにより、周縁部の厚みが均一な状態において、第１層と第２層を嵌合形状にでき、フローを抑制することができる。

第３の発明にかかるダイヤフラムバルブは、第１または第２の発明にかかるダイヤフラムバルブであって、駆動機構と、連結部と、を更に備える。駆動機構は、隔膜を駆動することにより流路を開閉する。連結部は、隔膜と駆動機構を連結する。隔膜は、連結部が埋め込まれた支持部を有する。隔膜は、支持部以外の部分の厚みが一定である。
これにより、隔膜を所望の形状に作成することができる。

第４の発明にかかるダイヤフラムバルブは、第１〜３のいずれかの発明にかかるダイヤフラムバルブであって、第１凸部は、弁本体に接触し、弁本体側に突出するように湾曲して形成された先端面を有する。

このように湾曲した先端面で弁本体に接触して止水するため、応力集中の発生を低減することができる。

第５の発明にかかるダイヤフラムバルブは、第１〜４のいずれかの発明にかかるダイヤフラムバルブであって、熱可塑性樹脂は、ポリテトラフルオロエチレンまたはポリフッ化ビニリデンである。

これにより、耐薬品性を向上することができる。

本発明によれば、個体差を低減し安定して止水性能を得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のボディを上方から視た斜視図。 （ａ）図３のＥＥ´間の矢示断面図、（ｂ）図４（ａ）のＦ部拡大図。 図２の隔膜、コンプレッサ、ステムおよびスリーブの関係を示す図。 （ａ）図２の隔膜を表側から視た斜視図、（ｂ）図２の隔膜を裏側から視た斜視図。 図６のダイヤフラムの底面図。 図７ＡのＧＧ´間の矢視断面図。 図７ＡのＫＫ´間の矢視断面図。 図１のＨＨ´間の部分断面図。 （ａ）図３のボディの開口部近傍を示す平面図、（ｂ）図９（ａ）のボディに隔膜を載置した状態を示す平面図。 図２のＪ部断面図。 （ａ）図１のボンネットを上方から視た斜視図、（ｂ）図１１（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。 本発明にかかる実施の形態２の隔膜およびボディの構成を示す部分断面図。 （ａ）本発明にかかる実施の形態の変形例における周縁リブを示す断面図、（ｂ）本発明にかかる実施の形態の変形例における周縁リブを示す断面図。

以下、本発明にかかる実施の形態におけるダイヤフラムバルブについて説明する。
（実施の形態１）
本発明にかかる実施の形態１のダイヤフラムバルブ１０について説明する。

＜構造＞
（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１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、ボディ１１（弁本体の一例）と、隔膜１２と、ボンネット１３（蓋部の一例）と、駆動機構１４と、隔膜ボルト６５（連結部の一例）と、を備えている。ボディ１１の両端に配管が接続されボディ１１には流体が流れる流路２４が形成されている。隔膜１２は、流路２４を開放または遮断する。ボンネット１３は、隔膜１２を覆うようにボディ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、隔膜１２を駆動する。隔膜ボルト６５は、隔膜１２と駆動機構１４を連結する。

（ボディ１１）
図３は、ボディ１１を後述する第１面３１側から視た斜視図である。図４（ａ）は、図３のＥＥ´間におけるボディ１１の矢示断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＦ部拡大図である。

ボディ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。

ボディ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４（ａ）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。

（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（ａ）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、流体がボディ１１に流入する入口２４ａが形成されたフランジ２１３を有し、配管が接続可能である。

また、第２端部２２は、図４（ａ）に示すように、ボディ１１から流体が排出される出口２４ｂが形成されたフランジ２２３を有し、配管が接続可能である。

フランジ２１３とフランジ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。フランジ２１３とフランジ２２３は、ボディ１１に対して別部品であってもよい。

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２１３とフランジ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または隔膜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。

（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（図４（ａ）参照）と、壁部３３（図４（ａ）参照）と、縁リブ３４と、外側リブ３５と、内側リブ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２１３とフランジ２２３の円形状側面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円形状に形成されている。

縁リブ３４は、図３、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように断面四角形状であり、開口部３１ａの縁に沿って第１面３１から上方（Ｚ方向上向き）に突出して形成されている。縁リブ３４は、図３に示すように、第１リブ部分３４１と、第２リブ部分３４２と、を有する。第１リブ部分３４１は、平面視において開口部３１ａの縁に沿って円弧状に形成されている。第２リブ部分３４２は、平面視において開口部３１ａの縁に沿って円弧状に形成されている。円弧状の第１リブ部分３４１の両端と、円弧状の第２リブ部分３４２の両端の各々の間には、所定の間隔３４ａが設けられている。二つの間隔３４ａは、等長であり、幅方向Ｙに対向して設けられている。間隔３４ａには、隔膜１２をボディ１１に配置した際に、後述する隔膜１２の中央リブ４３が通る。

外側リブ３５は、図３および図４（ｂ）に示すように、隔膜１２の外周にわずかな隙間を空けて沿うように第１面３１から上方（Ｚ方向上向き）に突出して形成されている。外側リブ３５は、開口部３１ａの縁全体に亘って形成され、ほぼ円形状である。

上方から見ると、外側リブ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の外側であって縁リブ３４から所定の距離を空けて外側リブ３５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５に示す隔膜１２の突出部４５が配置される。

内側リブ３６は、図４（ｂ）に示すように外側リブ３５の縁リブ３４側（外側リブ３５の内側ともいえる）に第１面３１から突出して外側リブ３５に沿って形成されている。内側リブ３６は、外側リブ３５と一体的に形成されている。言い換えると、内側リブ３６は、第１面３１から垂直（Ｚ方向上向き）に立ち上がる側面と、その上端から繋がる水平な上面とを備える。外側リブは、内側リブの上面から垂直に立ち上がる内側側面と、その上端から繋がる水平な上面と、この上面の外端から垂直に垂れ下がる外側側面とを備える。内側リブ３６は、外側リブ３５よりも低く形成されている。内側リブ３６は、外側リブ３５の載置面３１１近傍に段差状に形成されている。よって、内側リブ３６と外側リブ３５とで、断面が２段の階段状となっている。

第１面３１は、図４（ｂ）に示すように、内側リブ３６と縁リブ３４の間に、隔膜１２の周縁リブ４４（後述する）が載置される載置面３１１を有する。

ボルト孔３７は、第１面３１の開口部３１ａの周囲であって、外側リブ３５よりもＹ方向外側に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（図１２（ｂ）参照）と対向し、ボルト１００（図１参照）が挿入され、ボンネット１３がボディ１１に固定される。

第２面３２は、図４（ａ）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。

（流路２４）
流路２４は、図４（ａ）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、流路２４の途中に設けられている。また、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、後述する隔膜１２が圧接する。当接部３３ａは、流通方向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４（ａ）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、その内周面が湾曲して形成されており、図４（ａ）に示すように、第１面３１と垂直な方向（駆動方向Ｚ）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４（ａ）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、その内周面が湾曲して形成されており、図４（ａ）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４（ａ）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（ａ）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４（ａ）に示す壁部３３の第１面３１側への突出が形成されている。
なお、第２面３２には、補強用のリブ３８（図４（ａ）参照）が設けられている。

（隔膜１２）
隔膜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、隔膜１２が駆動機構１４によって上方に移動し、当接部３３ａから隔膜１２が離間することによって流路２４が開放される。

隔膜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５は、隔膜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５には、隔膜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、隔膜１２、後述するコンプレッサ６１およびステム６３の駆動方向（Ｚ方向）と一致する。

図６（ａ）は、隔膜１２を表側（ボディ１１と反対側）から視た斜視図である。図６（ｂ）は、隔膜１２を裏側（ボディ１１側）から視た斜視図である。図７Ａは隔膜１２の底面図であり、図７Ｂは、図７ＡのＧＧ´間の矢視断面図である。図７Ｃは、図７ＡのＫＫ´間の矢視断面図である。図８は、図１のＨＨ´間の矢視断面図である。

図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、隔膜１２は、隔膜部４１と、外周縁部４２（周縁部の一例）と、中央リブ４３と、周縁リブ４４（第１凸部の一例）と、突出部４５と、を有する。

隔膜部４１は、後述する駆動機構１４によって上下動される。隔膜部４１は、上面視で円形状の部分球体であり、ボディ１１の開口部３１ａに対応する。隔膜部４１の当接部３３ａ側の面４１ａには、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、ボディ１１の壁部３３の当接部３３ａに向かって突出し、凸条である中央リブ４３が形成されている。中央リブ４３は、本実施の形態では、断面視において当接部３３ａ側に凸に湾曲して形成されているが、四角形状であってもよい。中央リブ４３は、第２方向Ｙに沿って円形状の隔膜部４１の直径となる位置に形成されており、当接部３３ａに沿っている。中央リブ４３は、その幅方向（長手方向）の両端において周縁リブ４４に交わっている。なお、隔膜１２がボディ１１に載置された際には、中央リブ４３は、間隔３４ａ（図３参照）を通って配置される。

隔膜部４１の面４１ａと反対側の面４１ｂの中央部には、図６及び図７Ｂに示すように、ボンネット１３側に向かって突出した肉厚部であるボルト支持部４６が形成されている。ボルト支持部４６には、図６（ａ）に示すように後述する隔膜ボルト６５が挿入される。

外周縁部４２は、円環状であり、隔膜部４１の外周に水平方向に延びるように鍔状に形成されている。外周縁部４２は、図２に示すように、ボンネット１３とボディ１１によって挟まれている。

突出部４５は、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、概ね四角形状であり、外周縁部４２から水平方向外側に向かって突出して形成されている。この突出する向きは、中央リブ４３の伸び方向（長手方向）と直交する。

周縁リブ４４は、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、外周縁部４２のボディ１１側の面４２ａに周方向に沿って一周に亘って形成されており、図８に示すように、載置面３１１に当接する。

周縁リブ４４は、図７Ｂに示すように面４２ａにおいて外周縁部４２の外周側の端面４２ｃから所定の間隔を空けて内側に設けられている。面４２ａは、周縁リブ４４よりも内周側の第１面部４２ａ１と、周縁リブ４４よりも外周側の第２面部４２ａ２と、を有している。

図７Ａおよび図７Ｂに示すように、隔膜１２は、第１隔膜層２１０（第１層の一例）と、第２隔膜層２２０（第２層の一例）と、を有している。第１隔膜層２１０に隔膜ボルト６５（連結部の一例）が挿入されている。隔膜ボルト６５は、第１隔膜層２１０から第２隔膜層２２０を貫通して駆動機構１４側（当接部３３ａと反対側）に突出している。

第１隔膜層２１０は、隔膜１２の当接部３３ａ側を形成しており、接液面を形成している。第２隔膜層２２０は、隔膜１２の当接部３３ａの反対側を形成している。

第１隔膜層２１０の材質は、熱可塑性樹脂であり、例えば、フッ素系樹脂を用いることができる。フッ素系樹脂としては、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）またはＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）を用いることができる。

第２隔膜層２２０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。また、第１隔膜層２１０の材質とは異なるものが好ましい。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）等が好適な材料として挙げられる。また、第２隔膜層２２０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隔膜１２に流体圧がかかったときに隔膜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。なお、エチレン・プロピレン・ジエンゴムを用いる場合には、他のゴムと比べ耐薬品性が高く、ＥＰＭなどと比較して加硫しやすいため容易に高強度の隔膜を得ることができる。

また、第２隔膜層２２０を設けることによって、ダイヤフラムバルブの駆動機構１４からの力を第１隔膜層２１０に分散して伝達することができる。このため、第１隔膜層２１０だけの場合よりも低い軸力（ハンドル６４の回転によってステム６３を介してコンプレッサ６１によって隔膜１２に付与される力）で高い圧縮力を得て止水することができる。

第１隔膜層２１０は、図７Ｂに示すように、中央リブ４３、隔膜部４１の面４１ａ側の部分４１ｆ、外周縁部４２の面４２ａ側の部分４２ｆ、および周縁リブ４４を形成している。

第２隔膜層２２０は、ボルト支持部４６を含む隔膜部４１の面４１ｂ側の部分４１ｓ、および外周縁部４２の面４２ｂ側の部分４２ｓを形成している。

外周縁部４２のうち第１隔膜層２１０の部分４２ｆの面４２ａと反対側の面４２ｆｂには、Ｚ方向において周縁リブ４４に対応した凹部４２ｆｃが形成されている。このように、周縁リブ４４に対応して凹部４２ｆｃが形成されているため、第１隔膜層２１０の外周縁部４２の部分４２ｆは均一の厚みに形成されている。このように、外周縁部４２の厚みを均一にすることによって、外周縁部４２の形状を所望の形状に作成することができ、個体による止水性能の差を低減することができる。

外周縁部４２のうち第２隔膜層２２０の部分４２ｓの第１隔膜層２１０側の面４２ｓａには、第１隔膜層２１０の凹部４２ｆｃに嵌合する凸部４２ｓｃ（第２凸部の一例）が形成されている。

このように第１隔膜層２１０の凹部４２ｆｃと第２隔膜層２２０の凸部４２ｓｃが嵌合することにより、第１隔膜層２１０と第２隔膜層２２０がフローしてずれることを抑制することができる。なお、第１隔膜層２１０および第２隔膜層２２０のいずれか一方を用意し、インサート成形で他方の層を一方の層に一体的に設け、ひいては凹部４２ｆｃと凸部４２ｓｃが嵌合している状態としてもよい。

隔膜部４１のうち第１隔膜層２１０の部分４１ｆの面４１ａと反対側の面４１ｆｂには、ボルト支持部４６に対応した凸部４１ｆｄが形成されている。凸部４１ｆｄに隔膜ボルト６５が挿入されている。

隔膜部４１のうち第２隔膜層２２０の部分４１ｓの面４１ｂと反対側の面４１ｓａには、凸部４１ｆｄに対応した凹部４１ｓｄが形成されている。

図７Ｃに示すように、隔膜部４１のうち凸部４１ｆｄ以外の部分では、面４１ｆｂに中央リブ４３に対応する凹部４１ｆｃが形成されている。

隔膜部４１のうち第２隔膜層２２０の部分４１ｓの第１隔膜層２１０側の面４１ｓａには、凹部４１ｆｃに嵌合する凸部４１ｓｃが形成されている。

これにより、第１隔膜層２１０は、凸部４１ｆｄの部分を除いて厚みが一定に形成されており、隔膜１２を所望の形状に形成しやすくできる。

図９（ａ）は、ボディ１１の第１面３１を示す平面図である。図９（ｂ）は、ボディ１１に隔膜１２を載置した状態を示す平面図である。

外側リブ３５の内側に位置されるように隔膜１２がボディ１１に載置される。隔膜１２の周縁リブ４４が、内側リブ３６と縁リブ３４の間の載置面３１１に配置される。また、突出部４５が、外側リブ３５の突出形状部３５２の内側に配置されるように隔膜１２が載置される。

外側リブ３５の突出形状部３５２によって、隔膜１２の周方向における位置ズレが防止され、隔膜１２の中央リブ４３を当接部３３ａに沿った位置に合わせることができる。

図１０は、図８のＪ部拡大断面図である。図８および図１０に示すように、隔膜１２をボディ１１に配置した際には、隔膜１２の周縁リブ４４に径方向において対向するように内側リブ３６が配置されている。外周縁部４２の外周側の端面４２ｃの外側にボディ１１の外側リブ３５が配置されている。また、Ｚ方向において第２面部４２ａ２に対向するように、ボディ１１の内側リブ３６が配置されている。なお、径方向は、軸Ｏに対して垂直であって、軸Ｏに向かう若しくは軸Ｏから遠ざかる方向である。

周縁リブ４４は、ボディ１１側に向かって突出している。
周縁リブ４４は、側面４４ｃと、側面４４ｄと、先端面４４ｅとを有する。側面４４ｃは、周縁リブ４４の内周側の側面である。側面４４ｄは、周縁リブ４４の外周側の側面である。先端面４４ｅは、側面４４ｃと側面４４ｄを繋ぐように形成されている。先端面４４ｅは、ボディ１１側に突出するように湾曲している。先端面４４ｅは、円弧状に形成されている方が好ましいが、厳密な円弧状に限らなくてもよく、少なくともボディ１１側に凸に湾曲している方が好ましい。側面４４ｃは、内周側に向かって突出するように湾曲している。側面４４ｄは、外周側に向かって突出するように湾曲している。

図１０に示すように、周縁リブ４４の先端面４４ｅがボディ１１の載置面３１１に接触している。これにより、隔膜１２の揺動時における応力集中の発生を低減することができる。
なお、未使用時など内圧がかかっていないとき、外周縁部４２において隔膜１２がボディ１１に接しているのは、先端面４４ｅだけである。周縁リブ４４は、内側リブ３６、外側リブ３５と隙間を空けており、接していない。

また、周縁リブ４４のうち先端面４４ｅを形成する先端部分だけでは、ボディ１１とボンネット１３によって挟持固定される際に与えられるボンネット１３からの圧縮力を受け過ぎるため、側面４４ｃ、４４ｄ形成する基端部分を設けることによって剛性を高めることができる。

縁リブ３４は、隔膜１２が上下動作した場合であっても隔膜１２に接触しない高さに形成されている。縁リブ３４と隔膜１２の間に間隔Ｓが設けられているため、周縁リブ４４は、流路２４に面している（曝されているともいえる）。このため、周縁リブ４４は、ダイヤフラムバルブ１０内で内圧が発生した際に、内圧によって外周側に広がるように変形して、内側リブ３６の内周面３６ａに接触し止水される。このため、内側リブ３６の内周面３６ａは、断面視において平面である方が好ましい。

（ボンネット１３）
ボンネット１３は、ボディ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１１（ａ）は、ボンネット１３の外観を示す斜視図である。図１１（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、ボディ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に開口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広がるように形成されており、図１１（ｂ）に示すように、複数のボルト孔１３４と、外側底面１３５と、内側底面１３６と、接続面１３７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、ボディ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がボディ１１に固定される。

外側底面１３５は、固定部１３２のボディ１１側であって、外周に沿った部分である。内側底面１３６は、外側底面１３５の内側であって開口１３ａの縁から形成されている。外側底面１３５と内側底面１３６は、ボディ１１のＺ方向に対して略垂直に形成されている。接続面１３７は、外側底面１３５の内周側の端と内側底面１３６の外周側の端を繋ぐ。接続面１３７は、Ｚ方向に沿って形成されている。内側底面１３６は、外側底面１３５よりも貫通孔１３ｂ側（ボディ１１と反対側）に位置している。

図１０に示すように、隔膜１２の外周縁部４２は、ボディ１１と反対側の面４２ｂが内側底面１３６に接触するように配置されている。ボディ１１の外側リブ３５は、Ｚ方向において内側底面１３６に対向して配置されている。外側リブ３５は、接続面１３７の内周側に位置している。

隔膜１２の外周縁部４２は、ボディ１１の載置面３１１とボンネット１３の内側底面１３６によって挟まれて圧縮される。

（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、を有する。

駆動機構１４は、隔膜１２に埋め込まれている隔膜ボルト６５によって隔膜１２と連結されている。隔膜ボルト６５は、上述したように、隔膜ボルト６５は、第１隔膜層２１０から第２隔膜層２２０を貫通して駆動機構１４側（当接部３３ａと反対側）に突出している。

（コンプレッサ６１）
コンプレッサ６１は、隔膜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、隔膜１２と連結されている。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と隔膜１２は連結されている。

図８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６１ｃが形成されており、隔膜１２のボルト支持部４６が挿入される。

（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の両端のうちボンネット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、ボディ１１側において隔膜１２と係合され、ボディ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、隔膜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、隔膜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と係合された隔膜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。

（実施の形態２）
本発明にかかる実施の形態２のダイヤフラムバルブ１０´について説明する。

本実施の形態２のダイヤフラムバルブ１０´は、実施の形態１と隔膜１２の周縁リブ４４の位置が異なっている。そのため、本相違点を中心に説明する。

図１３は、本実施の形態２のダイヤフラムバルブ１０´の部分拡大断面図である。図１３が図示する部分は、図１０が図示する部分と同じである。

本実施の形態２のダイヤフラムバルブ１０´の隔膜１２´が有する周縁リブ４４´は、実施の形態１と同様に、内周側の側面４４ｃ´と、外周側の側面４４ｄ´と、側面４４ｃ´と側面４４ｄ´を繋ぐ先端面４４ｅ´を有している。
本実施の形態の２では、周縁リブ４４´の外周側の側面４４ｄ´は、外周縁部４２の端面４２ｃと隔膜１２´の径方向における位置が同じである。周縁リブ４４´の外周側の側面４４ｄ´は、外周縁部４２の端面４２ｃからボディ１１側に伸びて形成されている。側面４４ｄ´は、端面４２ｃと同一面上に形成されている。このため、外周縁部４２の面４２ａ´は、周縁リブ４４´の外側に実施の形態１のような面部分を有していない。

本実施の形態２のダイヤフラムバルブ１０´は、外周縁部４２における第１隔膜層２１０の厚みが一定に形成されている。

また、図１０および図１３に示すように、本実施の形態２におけるボディ１１´には、実施の形態１のボディ１１と異なり、内側リブ３６が設けられていない。外側リブ３５が、周縁リブ４４´に対向するように配置されている。内圧が発生した場合には、周縁リブ４４´が外側に広げられ、外側リブ３５の根本部分に接触して止水される。

（他の実施の形態）
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１、２では、周縁リブ４４、４４´の側面４４ｃ、４４ｃ´、４４ｄ、４４ｄ´は湾曲しているが、断面視において直線状であってもよい。図１４（ａ）に示す周縁リブ４４１は、先端面４４１ｅと、内周側の直線状の側面４４１ｃと、外周側の直線状の側面４４１ｄを有する。先端面４４１ｅは、側面４４１ｃと側面４４１ｄを繋ぐように設けられている。先端面４４１ｅは、ボディ１１に向かって凸に湾曲して形成されている。側面４４１ｃは、面４２ａに対して略垂直に形成されており、側面４４１ｄは面４２ａに対して略垂直に形成されている。上記図１４（ａ）において外周縁部４２における第１隔膜層２１０の厚みは均一に形成されている。このため、第１隔膜層２１０に形成されている凹部４２ｆｃの形状および第２隔膜層２２０に形成されている凸部４２ｓｃの形状も周縁リブ４４１に対応する形状に形成されている。

また、図１４（ｂ）に示す周縁リブ４４２は、先端面４４２ｅと、内周側の直線状の側面４４２ｃと、外周側の直線状の側面４４２ｄを有する。先端面４４２ｅは、側面４４２ｃと側面４４２ｄを繋ぐように設けられている。先端面４４２ｅは、ボディ１１に向かって凸に湾曲して形成されている。側面４４２ｃと側面４４２ｄの間は、ボディ１１側に向かうに従って狭くなるように形成されている。上記図１４（ａ）において外周縁部４２における第１隔膜層２１０の厚みは均一に形成されている。このため、第１隔膜層２１０に形成されている凹部４２ｆｃの形状および第２隔膜層２２０に形成されている凸部４２ｓｃの形状も周縁リブ４４２に対応する形状に形成されている。

このように第１隔膜層２１０と第２隔膜層２２０の嵌合は、特に限定されるものではなく、周縁リブの形状に合わせて外周縁部４２の厚みが一定に形成されていればよく、例えば円弧状や三角形状などで嵌合してもよい。

（Ｂ）
上記実施の形態では、隔膜１２、１２´は、第１隔膜層２１０と第２隔膜層２２０の２層から形成されているが、２層に限らず３層以上で形成されていてもよい。

（Ｃ）
上記実施の形態では、ボディ１１に縁リブ３４が設けられているが、縁リブ３４が設けられていなくてもよい。

（Ｄ）
上記実施の形態１では、内側リブ３６と外側リブ３５は繋がって段差状に形成されているが、繋がっていなくてもよい。内側リブ３６が外側リブ３５とは別に独立した凸部として設けられていてもよい。

（Ｅ）
上記実施の形態では、隔膜１２の外周縁部４２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、隔膜１２の突出部４５は、四角形状であるが、これに限られるものではなく、要するに隔膜１２の回転方向への位置ズレを規制できさえすればよい。

（Ｆ）
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、個体差を低減し安定して止水性能を得ることが可能な効果を有し、プラント等に利用可能である。

１０ ：ダイヤフラムバルブ
１１ ：ボディ（弁本体の一例）
１２ ：隔膜
１３ ：ボンネット（蓋部の一例）
２４ ：流路
４２ ：外周縁部（周縁部の一例）
４４ ：周縁リブ（第１凸部の一例）
２１０ ：第１隔膜層（第１層の一例）
２２０ ：第２隔膜層（第２層の一例）

Claims (5)

1. 内部に形成された流路に設けられた当接部を有する弁本体と、
   前記弁本体に配置され、前記当接部に接触することにより前記流路を閉塞する隔膜と、
   前記隔膜の周縁部を前記弁本体との間で挟むことによって前記隔膜を固定する蓋部と、を備え、
   前記隔膜は、
   前記弁本体側に配置され、熱可塑性樹脂を含む第１層と、
   前記第１層の前記弁本体とは反対側に配置され、弾性体で形成された第２層と、有し、
   前記第１層は、前記周縁部の前記弁本体側の面に設けられ、前記弁本体に接触する第１凸部を有し、
   前記第１層は、少なくとも前記周縁部における厚みが均一である、
   ダイヤフラムバルブ。
2. 前記第１層の周縁部は、前記第２層側の面に、前記第１凸部に対応するように設けられた凹部を有し、
   前記第２層の周縁部は、前記凹部に嵌合している第２凸部を有する、
   請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
3. 前記隔膜を駆動することにより前記流路を開閉する駆動機構と、
   前記隔膜と前記駆動機構を連結する連結部と、を更に備え、
   前記隔膜は、前記連結部が埋め込まれた支持部を有し、
   前記隔膜は、前記支持部以外の部分の厚みが一定である、
   請求項１または２に記載のダイヤフラムバルブ。
4. 前記第１凸部は、
   前記弁本体に接触し、前記弁本体側に突出するように湾曲した先端面を有する、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のダイヤフラムバルブ。
5. 前記熱可塑性樹脂は、ポリテトラフルオロエチレンまたはポリフッ化ビニリデンである、
   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。

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