JP2922055B2 - ダイヤフラムバルブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流体輸送配管に用いられ
るダイヤフラムバルブに係り、さらに詳しくはダイヤフ
ラムのシール性能を向上させたダイヤフラムバルブに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のダイヤフラムバルブにおいては、
図４に示すように、ダイヤフラムの係止突部２７を弁本
体の嵌合溝部２８に嵌合させ、ボンネット２９で挟持固
定させることによって流体の弁本体外部への漏れが防止
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、該シー
ル方法では、長期間にわたる流体の圧力変動や温度変化
等によって、シール部分がクリープし流体漏れを生じる
という問題点がある。特にダイヤフラム材質として好適
に使用されるフッ素系樹脂（ＰＴＦＥ，ＰＦＡ等）では
この傾向が著しい。

【０００４】本発明は前記従来技術の問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、前記
シール部分が流体の圧力変動や温度変化等によってクリ
ープしても、液漏れを生じさせない構造を有したダイヤ
フラムバルブを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明のダイヤフラムバルブの構成は、入口流路と出
口流路とをダイヤフラムにより連通及び閉塞するダイヤ
フラムバルブにおいて、該ダイヤフラムは中央部にディ
スク部、その周縁に膜部を有し、且つ該ダイヤフラムの
周縁部には環状嵌合部が設けられ本体上部に設けられた
環状溝に嵌合され、さらに該周縁部はボンネット底部に
設けられた環状溝に嵌合された弾性体を介してボンネッ
トにより本体に挟持されていることを特徴とするもので
ある。

【０００６】本発明のダイヤフラムバルブの材質は金属
でもプラスチックスでも良く特に限定されるものではな
い。また、ダイヤフラムの材質も特に限定されないがフ
ッ素系樹脂（例えばＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＥＣＴＦＥ等）
が特に効果的なものとして挙げられる。

【０００７】

【作用】上記の構成からなる本発明のダイヤフラムバル
ブは使用時、流体が入口流路からダイヤフラムと本体と
で形成される空間を経て出口流路へと流出する。このと
き前記空間に達した流体はその圧力の作用により、弁外
部へと流出しようとするが、ダイヤフラムの周縁部及び
環状嵌合部とは本体とボンネットとで挟持固定されてい
るので、流体の流出は阻止される。また、長期にわたる
流体の圧力変動や温度変化等によって周縁部または本体
の対応部分がクリープしたとしても、周縁部は弾性体に
よってバックアップされているので、該弾性体の作用に
より、周縁部と本体の対応部分とのクリアランスが拡大
されることはなく，常にシール効果を保持させることが
出来る。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の一実施例であるプラスチック
製ダイヤフラムバルブの開状態を示す要部縦断面図であ
る。図において１はストップ弁型弁本体（以下本体と称
する）であり内部に設けられた隔壁２により入口流路３
と出口流路４とが隔離されると共に該流路３及び４とが
湾曲された流路となるよう構成されている。５は隔壁２
に設けられ入口流路３と出口流路４とを連通する開口部
である。６は隔壁２すなわち開口部５の周囲に一体的に
設けられ上方に向かって突き出た形状を有する環状弁座
である。７は弁本体１上部に設けられた環状溝であり、
８は環状溝７の内側に設けられた平坦部でありなるべく
面積が小となるよう形成されている。さらに平坦部８か
ら環状弁座６までの隔壁２の上面は該平坦部８よりも下
方に位置するように形成されている。

【０００９】９はＰＴＦＥ製のダイヤフラムであり、中
央部にディスク部１０、ディスク部１０の周縁に膜部１
１、膜部１１に連続して円盤状の周縁部１２が設けられ
ており、さらに周縁部１２の下方には断面矩形の環状嵌
合部１３が一体的に形成されている。またディスク部１
０の上面にはねじ部１４が突設されており、該ねじ部１
４はコンプレッサー１５に螺合固定されている。さら
に、環状嵌合部１３は本体の環状溝７に嵌合固定され、
周縁部１２は上方から筒状ボンネット１６によって押圧
されている。したがって、周縁部１２及び環状嵌合部１
３は本体１とボンネット１６とによって挟持固定され周
縁部１２の下面１７は前記本体平坦部８に、環状嵌合部
１３の両側面は環状溝７の内側面にそれぞれ密着固定さ
れている。

【００１０】筒状ボンネット１６には、中央にコンプレ
ッサー１５を摺動自在に支持している開口部１８が設け
られている。また、ボンネット１６の下端部における前
記平坦部８に対応した位置には環状溝１９が設けられ、
Ｏリング２０が装着されている。２１はボンネットに固
定された蓋体であり、その中央部に設けられた開口部２
２で前記コンプレッサー１５を摺動自在に支持してい
る。

【００１１】上記の構成からなる本実施例のダイヤフラ
ムバルブの作動は次のとおりである。図１においてバル
ブに流体を流すと、該流体は入口流路３、開口部５、ダ
イヤフラム９と本体１とで形成される空間２６を通過し
て出口流路４へと流出するが、このとき空間２６に達し
た流体はその圧力の作用によりダイヤフラム周縁部１２
及び環状嵌合部１３と本体１とのクリアランスを通過し
てバルブ外部へと流出しようとする。

【００１２】しかし、周縁部１２及び環状嵌合部１３は
ボンネット１６によって本体１の環状溝７及び平坦部８
に密接に挟持固定されているので、流体のバルブ外部へ
の流出は阻止される。また、流体圧力や温度が長期間に
わたって変動することにより、ダイヤフラム周縁部１２
及び環状嵌合部１３がクリープするかまたは本体の平坦
部８及び環状溝７が歪むなどしても、周縁部１２はＯリ
ング２０の弾性作用によって本体平坦部８に常に押圧さ
れているので、その下面１７と平坦部８とのクリアラン
スが拡大することはなく流体のバルブ外部への流出は阻
止される。

【００１３】このＯリング２０の弾性作用をより効果的
にするためには、平坦部８の断面積、すなわちダイヤフ
ラムの周縁部１２の下面１７と平坦部８との接触面積が
なるべく小となるよう形成することが必要である。と同
時に、Ｏリング２０は該下面１７を本体の平坦部８に集
中的に押圧させるよう構成することが望ましい。

【００１４】また、本実施例のごとく弾性部材としてＯ
リングを使用することによって、ダイヤフラム周縁部１
２を本体平坦部８に集中的に押圧させるという目的を最
も効果的に達成できると同時に、弾性部材自体のクリー
プを最小限に食い止められるため、前記弾性作用を長期
にわたって可能ならしめるという相乗効果をも合わせ持
つことができる。その意味においては、弾性部材として
は通常使用される断面矩形状のシートパッキン等を使用
するよりもＯリングを使用したほうが遙かに効果的であ
る。さらに本実施例の場合、Ｏリング２０の弾性作用は
ダイヤフラムの環状嵌合部１３と本体の環状溝７へは作
用を及ぼさないが、特にその必要性はなく前記作用のみ
で十分に従来技術の問題点は克服出来る。

【００１５】次に、外部からの駆動力によりコンプレッ
サー１５を下方に移動させるとそれに連動してダイヤフ
ラム９のディスク部１０も下方へと移動し本体環状弁座
６に当接しさらに押圧させられる。したがって、流路は
ここで完全に遮断され、弁は閉止状態となる。また、こ
れとは逆の作用で、コンプレッサー１５を上方へ移動さ
せるとディスク部１０も上方へ移動し弁は再び開状態と
なる。このようにして、弁の開閉が行われる。

【００１６】さらに、弁の開閉の際、ダイヤフラム９の
ディスク部１０と膜部１１とは流体圧力の作用を受けて
本体平坦部８よりも内側へとひき込まれようとする現象
が生じるが、前記環状嵌合部１３は本体１の環状溝７に
嵌合固定されているので、かかる現象を阻止できる。

【００１７】図３は、本発明のダイヤフラムバルブの他
の実施例を示した要部拡大縦断面図である。本実施例の
構成において、第１の実施例と異なる点は本体環状溝７
の底部と平坦部８に断面三角形状の環状突起２３，２４
がそれぞれ一個ずつ設けられていることと、弾性部材と
してＯリングの代りにシートパッキン２５が使用され、
該シートパッキン２５がダイヤフラムの周縁部１２の上
面をほぼ全域にわたって押圧できるよう構成されている
点であり、他の構成は第１の実施例と同じである。

【００１８】上記のごとく構成された本実施例のダイヤ
フラムバルブによれば、ダイヤフラム周縁部１２の下面
１７は環状突起２４に、また環状嵌合部１３の下端面は
環状突起２３に押圧されているので、流体のバルブ外部
への流出はここで食い止められる。また、これら環状突
起２３及び２４とダイヤフラムとの接触面積は極小とな
るのでそのシール効果も極めて大きなものとなる。

【００１９】さらに、流体圧力及び温度の長期間にわた
る変動により、ダイヤフラム周縁部１２及び環状嵌合部
１３、または本体１の平坦部８及び環状溝７がクリープ
したとしても、周縁部１２の上面はシートパッキン２５
により環状突起２３及び２４に押圧されているので、該
シートパッキン２５の弾性作用によりダイヤフラム９と
本体１とのクリアランスが拡大することはなくシール作
用が保持される。

【００２０】本実施例の場合、環状突起２３及び２４が
２カ所でダイヤフラム９に押圧されているので、もし仮
に環状突起２４または２５が何らかの原因で破損したと
しても第二の環状突起２５または２４が作用して流体の
バルブ外部への流出を防ぐなど二重のシール効果があ
る。他の作動については、本発明の第一の実施例と同じ
であるから説明を省略する。また、本実施例で述べてき
た環状突起２３及び２４は、本発明の第一の実施例に適
用することによりさらに大きな効果をもたらすことはい
うまでもない。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したごとき構造を有する本発明
のダイヤフラムバルブは、ダイヤフラム周縁部の環状嵌
合部が本体上部に設けられた環状溝に嵌合されるととも
に弾性体を介して本体とボンネットとの間に挟持されて
いるため、ダイヤフラムの環状嵌合部は環状溝から外れ
ることがなく、シール性は長期にわたって保持される。
また弾性体はダイヤフラムの裏側すなわち非接液状態に
配置されるため、流体の影響による劣化もなくシール性
の低下は回避される。また弾性体が長期使用のため劣化
しへたりを生じダイヤフラムの押圧力が低下した場合に
は、ボンネットを本体に対して増締めすることにより、
押圧力をもとに戻すことができる。 このように、本発明
のダイヤフラムバルブを使用することにより、長期間に
わたる流体圧力及び温度の変動によってシール部分がク
リープしても、バルブ外部への液漏れのない極めて安全
性の高い流体制御が可能となる。また、この効果が極め
て簡単な構造によって達成されるため、弁装置がコンパ
クトとなり、同時に極めて安価であるなどの効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるダイヤフラムバルブの一実施例
を示す開状態の要部縦断面図である。

【図２】図１におけるダイヤフラムバルブのダイヤフラ
ム外周部のシール部分を示す要部拡大縦断面図である。

【図３】本発明に係わるダイヤフラムバルブの他の実施
例を示す要部拡大縦断面図である。

【図４】従来のダイヤフラムバルブの要部拡大縦断面図
である。

【符号の説明】

１…本体 ２…隔壁 ３…入口流路 ４…出口流路 ７…環状溝 ８…平坦部 ９…ダイヤフラム １０…ディスク部 １１…膜部 １２…周縁部 １３…環状嵌合部 １６…ボンネット ２０…Ｏリング ２３…環状突起 ２４…環状突起 ２５…シートパッキン ２６…空間 ２７…係止突部 ２８…嵌合溝 ２９…ボンネット

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入口流路と出口流路とをダイヤフラムに
   より連通及び閉塞するダイヤフラムバルブにおいて、該
   ダイヤフラムは中央部にディスク部、周縁に膜部をそれ
   ぞれ有し、且つ該ダイヤフラムの周縁部には環状嵌合部
   が設けられ本体上部に設けられた環状溝に嵌合され、さ
   らに該周縁部はボンネット底部に設けられた環状溝に嵌
   合された弾性体を介してボンネットにより本体に挟持さ
   れていることを特徴とするダイヤフラムバルブ。
2. 【請求項２】 請求項１のダイヤフラムバルブにおい
   て、前記弾性体がＯリングであることを特徴とするダイ
   ヤフラムバルブ。