WO2011021416A1 - ダイヤフラム弁 - Google Patents

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WO2011021416A1
WO2011021416A1 PCT/JP2010/058561 JP2010058561W WO2011021416A1 WO 2011021416 A1 WO2011021416 A1 WO 2011021416A1 JP 2010058561 W JP2010058561 W JP 2010058561W WO 2011021416 A1 WO2011021416 A1 WO 2011021416A1
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WO
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diaphragm
valve
valve body
flow path
hollow
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PCT/JP2010/058561
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English (en)
French (fr)
Inventor
良二 金井
Original Assignee
株式会社コガネイ
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    • F16K7/00—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/12—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm
    • F16K7/14—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat
    • F16K7/17—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat the diaphragm being actuated by fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16K1/12—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with streamlined valve member around which the fluid flows when the valve is opened
    • F16K1/126—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with streamlined valve member around which the fluid flows when the valve is opened actuated by fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
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    • F16K1/12—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with streamlined valve member around which the fluid flows when the valve is opened
    • F16K1/123—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with streamlined valve member around which the fluid flows when the valve is opened with stationary valve member and moving sleeve

Definitions

  • the present invention relates to a diaphragm valve which has a valve body provided with a diaphragm and which opens and closes a flow path.
  • the open / close control valve as a directional control valve that controls the flow direction of the fluid includes a flow path switching valve, that is, a two-way valve for supplying the fluid to the fluid circuit or stopping the supply, or a fluid in only one direction. There is a check valve or check valve that allows flow and blocks flow in the reverse direction.
  • These open / close control valves include a diaphragm type in which a diaphragm is provided as a valve body. Examples of the diaphragm type opening / closing control valve include those described in Patent Document 1 and Patent Document 2, and examples of the diaphragm type check valve include those described in Patent Document 3.
  • the fluid flowing in the liquid circuit and the drive unit for driving the valve body can be separated. If these can be separated, for example, in a liquid circuit for discharging a chemical solution such as a photoresist solution from a nozzle, it is possible to prevent foreign matter from the drive unit from flowing into the chemical solution.
  • JP-A-9-217843 Japanese Patent No. 4146535 JP 2001-41333 A
  • a diaphragm type valve body facing one end portion of the cylinder body in which the communication passage is formed, and a diaphragm type volume adjusting body facing the other end portion are provided. They are arranged separately from each other, and when the valve body is operated, the volume adjusting body is driven by a connecting member arranged outside the valve housing. Thereby, the volume change of the valve chamber is compensated by the volume adjusting chamber when the valve body is operated, and the fluid is prevented from flowing back into the fluid circuit.
  • An object of the present invention is to enable opening and closing operation of a valve body without moving a fluid into a fluid circuit even when a diaphragm valve is operated.
  • Another object of the present invention is to make it possible to downsize the diaphragm valve.
  • Another object of the present invention is to suppress the occurrence of pressure loss and turbulence in the communication flow path of the diaphragm valve.
  • the diaphragm valve according to the present invention is a diaphragm in which a valve body having a diaphragm is incorporated in a valve housing, and opens and closes in a state in which the first flow path and the second flow path communicating with the first flow path are communicated with each other.
  • a hollow valve body which is a valve and is disposed in the valve housing so as to be reciprocally movable in the axial direction, and is formed with a communication flow path for communicating the first flow path and the second flow path, A first diaphragm provided at one end of the hollow valve body, a second diaphragm provided at the other end of the hollow valve body, and interlocked with the first diaphragm via the hollow valve body; By moving the hollow valve body in the axial direction, the hollow valve body comes into contact with a valve seat provided on the housing side to close the communication channel.
  • the diaphragm valve of the present invention is characterized in that a valve seat block having the valve seat portion is provided in the valve housing.
  • the diaphragm valve according to the present invention is characterized in that a driving means for reciprocating the hollow valve body in the axial direction is provided in the valve housing.
  • a reciprocating member provided in the valve housing is connected to the hollow valve body so as to be reciprocally movable in an axial direction parallel to a moving direction of the hollow valve body, and the reciprocating member is fluidized.
  • the valve housing is provided with a piston that is driven by the above.
  • the diaphragm valve of the present invention has an urging member that applies an urging force in a direction toward the valve seat portion to the hollow valve body, and an opening direction in which the fluid in the first flow path adds to the first diaphragm. Is larger than the total thrust in the closing direction of the biasing force of the biasing member and the thrust applied to the second diaphragm by the pressure of the fluid in the second flow path, the hollow valve body
  • the communication passage is opened away from the valve seat portion, and when the thrust in the opening direction is smaller than the thrust in the closing direction, the hollow valve body abuts on the valve seat portion and closes the communication passage. It is characterized by that.
  • the outer diameter of the second diaphragm is set larger than the outer diameter of the first diaphragm, and the opening in the opening direction by the fluid in the first flow path applied to the first diaphragm is set.
  • the thrust is larger than the thrust in the closing direction by the fluid in the second flow path applied to the second diaphragm
  • the hollow valve body is separated from the valve seat portion to open the communication flow path, and the opening direction
  • the thrust is smaller than the thrust in the closing direction, the hollow valve body comes into contact with the valve seat portion to close the communication flow path.
  • the diaphragm is provided at both ends of the hollow valve body in which the communication flow path is formed, and the hollow valve body is held in the valve housing in a floating state by the respective diaphragms so as to be movable in the axial direction. Therefore, the communication flow path is closed when the hollow valve body comes into contact with the valve seat portion, and the communication flow path is opened when the valve seat portion is separated from the valve seat portion.
  • the diaphragms provided at both ends of the hollow valve body are elastically deformed in synchronization with each other, so that the fluid in the diaphragm valve is caused by the opening and closing movement of the hollow valve body. No longer changes volume.
  • the diaphragm is provided at both ends of the hollow valve body, and both diaphragms are elastically deformed in conjunction with the hollow valve body, so that the diaphragm valve is directly driven by the hollow valve body. Thereby, a diaphragm valve can be reduced in size.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 in FIG. It is the side view seen from the arrow 3 direction in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 in FIG.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 in FIG.
  • A) is a perspective view showing a storage casing that houses the diaphragm unit shown in FIG. 1
  • (B) is a sectional view taken along line 6B-6B in (A). It is sectional drawing which shows the diaphragm valve which is other embodiment of this invention.
  • (A) is a longitudinal sectional view showing a diaphragm valve according to another embodiment of the present invention, and (B) is a transverse sectional view taken along line 8B-8B in (A).
  • (A) is sectional drawing which shows the diaphragm valve which is other embodiment of this invention,
  • (B) is the 9B-9B sectional view taken on the line in (A).
  • a diaphragm valve 10a shown in FIGS. 1 to 4 includes a first housing body 11 and a second housing body 12 attached thereto.
  • a valve housing 13 is constituted by the two housing bodies 11 and 12 by fastening the two housing bodies 11 and 12 with the screw members in a state in which the two housing bodies 11 and 12 are abutted against each other.
  • a first pipe 14 having a flow path 14 a is attached to the first housing body 11, and a second pipe 15 having a flow path 15 a is attached to the second housing body 12.
  • the pipes 14 and 15 are attached to the housing bodies 11 and 12 in a coaxial state so that the flow paths 14a and 15a face each other.
  • the first housing body 11 has a housing recess 16 formed on the abutting surface side, and has a large-diameter mounting hole 17 and a coaxial small-diameter mounting hole 18 connected to the housing recess 16. Yes.
  • a flange portion 21 to be inserted into the mounting holes 17, 18 is provided at the end of the first pipe 14, and the flange portion 21 has an abutment surface 19 between the large diameter mounting hole 17 and the small diameter mounting hole 18.
  • the housing body 11 is mounted in a state of being abutted against the housing body 11.
  • the inner surface of the flange portion 21 is a tapered surface 21 a having an inner diameter that increases toward the second housing body 12.
  • a valve seat block 22 is mounted in the mounting hole 17 of the housing body 11, and the valve seat block 22 is adjacent to the flange portion 21 constituting the first joint member 23.
  • the second housing body 12 has a large-diameter mounting hole 24 formed on the abutting surface side, and a small-diameter mounting hole 25 formed on the opposite side of the abutting surface. Further, the second housing body 12 is formed with an abutting surface 26a and a taper hole 26b continuous with the abutting surface 26a, which are positioned between both the mounting holes 24 and 25. A flange portion 27 to be inserted into the large-diameter mounting hole 24 and a taper portion 28 corresponding to the taper hole 26b are provided at the end of the second pipe 15, and the flange portion 27 is provided on the abutting surface 26a. It is attached to the housing body 12 in a state of being abutted. A second joint member 29 is formed by the flange portion 27 and the tapered portion 28.
  • a diaphragm unit 31 is detachably disposed in the valve housing 13.
  • the diaphragm unit 31 has a hollow valve body 32 in which a communication flow path 32a for communicating the first flow path 14a and the second flow path 15a is formed.
  • the hollow valve body 32 is a cylindrical member, It is formed of a sleeve-shaped member.
  • One end of the hollow valve body 32 is integrally provided with a first diaphragm 34 in which an annular first mounting portion 33 is provided on the outer peripheral portion.
  • the other end of the hollow valve body 32 is integrally provided with a second diaphragm 36 having an annular second mounting portion 35 provided on the outer peripheral portion.
  • the mounting portion 33 of the first diaphragm 34 is fixed to the valve housing 13 via the valve seat block 22, and the mounting portion of the second diaphragm 36 is fixed to the valve housing 13 via the flange portion 27. Yes.
  • Each of the diaphragms 34 and 36 is curved, and elastically deforms in synchronization with the hollow valve body 32 when the hollow valve body 32 moves in the axial direction.
  • the hollow valve body 32 is suspended and held on the valve housing 13 by the diaphragms 34 and 36 integrally provided at both ends thereof.
  • the respective diaphragms 34 and 36 have the concave and convex relations opposite to each other so that the concave surface side is outward in the axial direction of the hollow valve body 32.
  • the diaphragm unit 31 is stored in a storage casing 37.
  • the storage casing 37 has two casing bodies 37a and 37b, and is formed by abutting them together.
  • each casing body 37a, 37b is provided with an engaging claw 38 that engages with an annular groove formed on the outer peripheral surface of the first mounting portion 33, and the second An engaging claw 39 that engages with an annular groove formed on the outer peripheral surface of the mounting portion 35 is provided.
  • an opening 40 is formed on the opposing surface of each casing body 37a, 37b.
  • the diaphragm unit 31 is accommodated in the storage casing 37 by abutting the two casing bodies 37a and 37b.
  • the diaphragm unit 31 is mounted in the valve housing 13 in a floating state by fitting one end portion to the valve seat block 22 and fitting the other end portion to the flange portion 27.
  • the diaphragm unit 31 is attached to the valve housing 13 via the valve seat block 22 and the flange portion 27, but may be attached directly to the valve housing 13. Further, when the diaphragm unit 31 is replaced, it can be easily replaced by removing the storage casing 37 from the valve housing 13.
  • the valve seat block 22 has a circular base portion 41 fitted in the mounting hole 17, and a valve seat portion 42 with which the end surface of the hollow valve body 32 abuts on the inner surface side of the base portion 41. Is provided. As shown in FIG. 5, a plurality of through holes 43 penetrating the base portion 41 are formed on the radially outer side of the valve seat portion 42, and the flow path 14 a and the communication flow path 32 a are formed through the through holes 43. Has come to communicate. As shown in FIG. 5, each through-hole 43 extends in an arc shape.
  • a conical protrusion 44 that protrudes into the communication flow path 32 a of the hollow valve element 32 is provided at the center in the radial direction of the valve seat block 22, and protrudes toward the flange portion 21 on the opposite side of the protrusion 44.
  • a conical protrusion 45 is provided.
  • the first joint member 23 is an inflow side joint member and the second joint member 29 is an outflow side joint member
  • the first flow path 14a as the inflow side flow path is changed to the outflow side flow path.
  • the second channel 15a is switched between a state in which a fluid such as a liquid is supplied and a state in which the supply is stopped.
  • the hollow valve body 32 is separated from the valve seat portion 42 as shown in FIG.
  • the hollow valve body 32 is brought into contact with the valve seat portion 42 as shown in FIG.
  • the diaphragm valve 10a is a flow path switching valve, that is, a two-way valve, that operates between a state in which fluid is supplied from the inflow side flow path to the outflow side flow path and a state in which supply is stopped.
  • the joint members 23 and 29, the diaphragm unit 31, the valve seat block 22 and the like As described above, a fluororesin is used as a material for a portion that comes into contact with the chemical solution. Thereby, the site
  • Each joint member 23, 29 is provided with a tapered surface 21a, and conical protrusions 44, 45 are provided on both sides of the valve seat block 22, so that the first flow path 14a to the second flow path are provided.
  • a resin or metal other than the fluororesin can be used as a member that touches the liquid.
  • the hollow valve body 32 moves in the axial direction and is switched between a state in which the flow path is closed as shown in FIG. 1A and a state in which the flow path is released as shown in FIG. Since the two diaphragms 34 and 36 are integrated with the hollow valve body 32, the movement of the hollow valve body 32 does not change the volume of the liquid between the joint members 23 and 29. In other words, when the hollow valve body 32 moves from the closed state to the released state, the hollow valve body 32 suspended by the two diaphragms 34 and 36 enters the floating state along the liquid in the communication channel 32a.
  • the liquid pushed out by the contraction deformation of the second diaphragm 36 wraps around the inside of the first diaphragm which is inflated and deformed, so that the volume of the liquid between the joint members 23 and 29 changes. There is nothing to do.
  • the hollow valve body 32 moves from the released state to the closed state, that is, the closed state, the volume of the liquid does not change. Thereby, it is possible to prevent the movement of the fluid from being generated in the fluid circuit provided with the diaphragm valve 10a by the opening and closing movement of the hollow valve body 32.
  • the two diaphragms 34 and 36 are provided opposite to each other and are provided at both ends of the hollow valve body 32, the volume change of the liquid during the opening and closing movement of the hollow valve body 32 can be eliminated.
  • the valve body is a hollow valve body 32 and diaphragms 34 and 36 are provided at both ends thereof and the two diaphragms 34 and 36 are directly synchronized with each other by the hollow valve body 32, the diaphragm valve 10a is small-sized. It can be made.
  • the communication flow path 32a of the hollow valve body 32 is linear, and it is possible to eliminate the pressure loss of the fluid in the communication flow path 32a and to prevent the occurrence of turbulence.
  • the second housing body 12 is formed with two cylinder chambers 51a and 51b, and pistons 52a and 52b are respectively provided in the cylinder chambers 51a and 51b. It is mounted so that it can reciprocate in the axial direction.
  • Each piston 52a, 52b is provided with piston rods 53a, 53b as reciprocating members.
  • the distal end of the connecting member 55 a fixed to the one piston rod 53 a by the screw member 54 is engaged with a substantially semicircular portion of the annular groove 46 formed on the outer peripheral surface of the hollow valve body 32.
  • both the connecting members 55 a and 55 b are connected to each other by a screw member 56, so that the resultant force of the two pistons 52 a and 52 b is applied to the central portion of the hollow valve body 32. ing.
  • the pistons 52a and 52b are double-acting types, and the forward movement and the backward movement of the pistons 52a and 52b that apply axial thrust to the hollow valve body 32 are both performed by compressed air.
  • the pistons 52a and 52b may be single-acting, and one of the forward movement and the backward movement may be performed by air pressure, and the other movement may be performed by a spring.
  • the first pipe 14 is the inflow side and the second pipe 15 is the outflow side, but these may be reversed.
  • the pressure chamber 57a for retraction has a supply / discharge port formed in the housing body 12 as shown in FIGS. 58 is communicated through a flow path 58a.
  • a supply / discharge port 59 formed in the housing body 12 is communicated with the forward pressure chamber 57b via a flow path (not shown). Therefore, when compressed air is supplied from the supply / exhaust port 59, the piston rods 53a and 53b move forward so as to protrude into the housing body 11, and the hollow valve body 32 is driven toward the valve seat portion.
  • the first joint member 23 is on the liquid inflow side
  • the second joint member 29 is on the outflow side. It becomes.
  • FIG. 1 (A) the state in which the communication channel 32a is released as shown in FIG. 1 (b) from the state in which the hollow valve body 32 contacts the valve seat 42 and the communication channel 32a is blocked.
  • compressed air is supplied from the supply / discharge port 58 to the pressure chamber 57a for retreat, and at this time, the air in the pressure chamber 57b on the forward side is discharged from the supply / discharge port 59.
  • the diaphragms 34 and 36 are integrally provided at both ends of the hollow valve body 32.
  • the valve body 32 opens and closes, there is no change in the volume of the liquid in the diaphragm valve 10a.
  • the liquid does not move to the liquid circuit provided with the diaphragm valve 10a due to the opening / closing movement of the hollow valve body 32, so that the occurrence of pressure loss and turbulence in the communication flow path 32a is suppressed.
  • Can do For example, when liquid is discharged from a nozzle, the liquid can be discharged with high accuracy and foaming in the liquid can also be suppressed.
  • FIG. 7 is a sectional view showing a diaphragm valve 10b according to another embodiment of the present invention, and the basic structure of the diaphragm valve 10b is the same as that of the diaphragm valve 10a described above.
  • the hollow valve body 32 of the diaphragm valve 10b is formed with an annular groove 46 in which the distal ends of the connecting members 55a and 55b engage with the hollow valve body 32 of the diaphragm valve 10a, whereas an annular protrusion 48 is formed. Is provided. An arcuate connection end 49 having a recess with which the annular protrusion 48 engages is provided at the tip of each connection member 55a, 55b. Also in this type of diaphragm valve 10b, the diaphragm unit 31 can be detachably attached to the valve housing 13.
  • FIG. 8 is a sectional view showing a diaphragm valve 10c according to another embodiment of the present invention.
  • the diaphragm valve 10c is different from the above-described diaphragm valve 10a in the drive mechanism for applying a thrust to the hollow valve body 32, but the other structure is the same as that of the diaphragm valve 10a.
  • the second housing body 12 is formed by an inner portion 61a and a cylindrical outer portion 61b attached to the outer portion 61a, and a cylinder chamber 51 formed therebetween has an annular shape.
  • the piston 52 is incorporated.
  • the annular piston 52 is provided with a cylindrical piston rod 53 as a reciprocating member, and the piston rod 53 is connected to the hollow valve body 32 by connecting members 55a and 55b.
  • the backward pressure chamber 57 a formed in the housing body 12 is in communication with the supply / discharge port 58, and the forward pressure chamber 57 b is in communication with the supply / discharge port 59.
  • the annular piston 52 is a double-acting type, but may be a single-acting type as described above.
  • FIG. 9 is a sectional view showing a diaphragm valve 10d according to another embodiment of the present invention.
  • the valve housing 13 of the diaphragm valve 10d has a joint block 62 disposed between the first housing body 11 and the second housing body 12, and the joint block 62 is a second joint member 29. Is configured.
  • the joint pipe 62 is integrally provided with the second pipe 15, and the second pipe 15 is perpendicular to the first pipe 14.
  • the second mounting portion 35 of the diaphragm unit 31 is fixed to the joint block 62 as the joint member 29.
  • a cylinder chamber 51 is formed coaxially with the hollow valve body 32, and the cylinder chamber 51 is covered with a cover 47.
  • a piston 52 is mounted in the cylinder chamber 51 so as to reciprocate in the axial direction.
  • Two connecting rods 63 are mounted on the joint block 62 as reciprocating members so as to be reciprocable in the axial direction.
  • the piston rod 53 provided on the piston 52 is provided with a male screw portion 64, and a connecting member 66 is attached to the piston rod 53 by a nut 65 screwed to the male screw portion 64.
  • the connecting member 66 is attached to each connecting rod 63 by a screw member 67.
  • the forward and backward pressure chambers 57a and 57b partitioned by the piston 52 in the cylinder chamber 51 are supplied with compressed air from supply / discharge ports 58 and 59 formed in the second housing body 12, respectively. It has become. Therefore, in the diaphragm valve 10d shown in FIG. 9, axial thrust is applied to the hollow valve body 32 via the connecting rod 63 by one piston 52, and the flow path 14a of the first pipe 14 and the second flow path 14a. It is switched between a state where the flow path 15a of the pipe 15 communicates and a state where the communication is cut off.
  • FIG. 10 is a sectional view showing a diaphragm valve 10e according to still another embodiment of the present invention.
  • the diaphragm valve 10e is a check valve or check valve for allowing a flow from the flow path 14a of the first pipe 14 to the flow path 15a of the second pipe 15 and preventing a reverse flow.
  • the structure of the storage casing 37 and the diaphragm unit 31 incorporated therein is the same as that shown in FIG. 1, and the second housing body 12 is not provided with the drive mechanism shown in FIG.
  • a connecting member 71 a that engages with a substantially half circumferential portion of the annular groove 46 formed on the outer peripheral surface of the hollow valve body 32, and the remaining annular groove 46.
  • a connecting member 71b that engages with the substantially semicircular portion is incorporated.
  • These connecting members 71a and 71b are connected by a screw member 72 as shown in FIG.
  • a semicircular cylindrical portion 73 is integrally provided on each of the connecting members 71 a and 71 b, and the cylindrical portion is formed by the cylindrical portion 73 by fastening both the connecting members 71 a and 71 b with the screw member 72. .
  • a compression coil spring 74 that is a spring member is mounted as an urging member in the cylindrical portion 73, and an urging force in a direction toward the valve seat portion 42 is applied to the hollow valve body 32 by the compression coil spring 74. Yes.
  • the hollow valve body 32 since the spring force toward the valve seat portion 42 is applied to the hollow valve body 32, the hollow valve body 32 is closed in total with the thrust due to the pressure of the fluid applied to the diaphragm 36 and the thrust due to the spring force. Directional thrust will be added. Therefore, when the thrust in the opening direction applied to the diaphragm 34 by the fluid in the first flow path 14a becomes larger than the thrust in the closing direction applied to the diaphragm 36 in the reverse direction, the hollow valve body 32 moves away from the valve seat portion 42 and communicates. The flow path 32a is in an open state communicating with the flow path 14a.
  • the diaphragm valve 10e shown in FIG. 10 is a check valve that allows the flow from the flow path 14a to the flow path 15a and prevents the flow in the reverse direction.
  • the stroke at which the hollow valve body 32 moves away from the valve seat portion 42 is regulated by the cylindrical portion 73 abutting against the end surface of the second housing body 12.
  • FIG. 11 is a sectional view showing a diaphragm valve 10f according to still another embodiment of the present invention. Similar to the diaphragm valve 10e, the diaphragm valve 10f allows a flow from the flow path 14a of the first pipe 14 to the flow path 15a of the second pipe 15 and prevents a reverse flow. In this diaphragm valve 10f, the compression coil spring 74 shown in FIG. 10 is not provided, and no spring force in the closing direction toward the valve seat portion 42 is applied to the hollow valve body 32. .
  • the outer diameter d2 of the second diaphragm 36 is set to be larger than the outer diameter d1 of the first diaphragm 34. Therefore, in the diaphragm valve 10f shown in FIG. 11, when the pressure of the fluid in the flow path 14a becomes higher than the pressure of the fluid in the flow path 15a, the hollow valve is formed by the fluid in the flow path 14a applied to the first diaphragm 34. Since the thrust in the opening direction with respect to the body 32 becomes larger than the thrust in the closing direction due to the fluid in the flow path 15a applied to the diaphragm 36, the hollow valve body 32 moves away from the valve seat portion 42 and opens the communication flow path 32a.
  • the diaphragm valve 10f shown in FIG. 11 is a check valve that allows the flow from the flow path 14a to the flow path 15a and prevents the flow in the reverse direction, like the diaphragm valve 10e shown in FIG. ing.
  • the two guide members 75a and 75b are formed in an annular shape of the hollow valve body 32 in order to restrict the stroke of the hollow valve body 32 away from the valve seat portion 42 and to guide the movement when the hollow valve body 32 moves in the axial direction.
  • the guide members 75 a and 75 b are engaged with the groove 46 and moved along the opening 40 of the storage casing 37.
  • the present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
  • the flange portion 21 provided integrally with the pipe 14 is used as the first joint member 23, but a joint member separated from the pipe 14 may be provided in the valve housing 13. good.
  • a driving means for reciprocating the hollow valve body 32 in the axial direction a piston is used in the above-described embodiment, and the piston is driven by compressed air or pressurized liquid. It may be driven by an electric motor or may be driven manually.
  • the diaphragm valve of the present invention is used to open and close a liquid flow path that guides liquid discharged from a pump to a liquid discharge section such as a nozzle, and to prevent back flow of liquid.

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Abstract

　このダイヤフラム弁は、２つの流路１４ａ，１５ａを連通させる状態と連通を遮断させる状態とに開閉動作するために使用される。弁ハウジング１３内にフローティング状態で配置されるダイヤフラムユニット３１は、軸方向に往復動自在に配置される中空弁体３２を有し、中空弁体３２には２つの流路１４ａ，１５ａを連通させる連通流路３２ａが形成されている。中空弁体３２の一端部には第１のダイヤフラム３４が設けられ、他端部には第２のダイヤフラム３６が設けられており、中空弁体３２を軸方向に移動させて弁座部４２に当接させると連通流路３２ａは閉じられる。

Description

ダイヤフラム弁
　本発明はダイヤフラムが設けられた弁体を有し、流路を開閉作動するダイヤフラム弁に関する。
　流体の流れ方向を制御する方向制御弁としての開閉制御弁には、流体回路に流体を供給したり供給を停止したりするための流路切換弁つまり二方弁や、一方向だけに流体の流れを許容して逆方向には流れを阻止する逆止弁つまりチェック弁がある。これらの開閉制御弁にはダイヤフラムが弁体として設けられたダイヤフラム式がある。ダイヤフラム式の開閉制御弁としては、例えば、特許文献１および特許文献２に記載されるものがあり、ダイヤフラム式の逆止弁としては、例えば、特許文献３に記載されるものがある。
　ダイヤフラム式の弁体を有する開閉制御弁を流体回路に用いると、液体回路内を流れる流体と、弁体を駆動するための駆動部とを分離することができる。これらを分離することができると、例えば、フォトレジスト液等の薬液をノズルから吐出するための液体回路においては、薬液内に駆動部からの異物が流入することを防止できる。
特開平９－２１７８４３号公報 特許第４１４６５３５号公報 特開２００１－４１３３３号公報
　開閉制御弁の弁体を作動させると、弁体は連通流路内を移動することになるので、弁体の作動時に連通流路内の流体を移動させることになり、例えば、弁体を弁座に向けて移動させて連通流路を閉じるときには流体は逆流することになる。そこで、特許文献１に記載される二方弁においては、ダイヤフラムをその中央部分を変形させる開閉用押圧部材と、ダイヤフラムの周辺部を変形させる補助押圧部材とをバルブハウジングに設け、ダイヤフラムにより弁口を開閉するときに連通流路内の容積変化の発生を防止するようにしている。しかしながら、ダイヤフラムにより弁口の開閉時にダイヤフラムを開閉用押圧部材と補助押圧部材とで相違した部分を変形させるには、それぞれを駆動するために２つのピストンをバルブハウジングに組み込む必要がある。
　一方、特許文献２に記載された流体制御器においては、連通通路が形成された筒体の一端部に対向するダイヤフラム式の弁体と、他端部に対向するダイヤフラム式の容積調整体とを相互に分離して配置し、弁体が作動したときには容積調整体をバルブハウジングの外側に配置された連結部材により駆動するようにしている。これにより、弁体の作動時に弁室の容積変化が容積調整室により補われ、流体回路内に流体が逆流することを防止するようにしている。しかしながら、弁体と容積調整体とを分離させて別々に作動させるには、連結部材をバルブハウジングの外側を覆うように配置する必要があり、流体制御器の大型化が避けられない。また、連通流路が複雑化すると、流体の圧力損失が増大してしまうことになる。
　本発明の目的は、ダイヤフラム弁が作動しても流体回路内に流体を移動させることなく弁体を開閉作動し得るようにすることにある。
　本発明の他の目的は、ダイヤフラム弁を小型化し得るようにすることにある。
　本発明の他の目的は、ダイヤフラム弁の連通流路における圧力損失や乱流等の発生を抑制することにある。
　本発明のダイヤフラム弁は、ダイヤフラムを有する弁体が弁ハウジングに組み込まれ、第１の流路とこれに連通する第２の流路とを連通させる状態と連通を遮断する状態とに開閉するダイヤフラム弁であって、前記弁ハウジング内に軸方向に往復動自在に配置され、前記第１の流路と前記第２の流路とを連通させる連通流路が形成された中空弁体と、前記中空弁体の一端部に設けられた第１のダイヤフラムと、前記中空弁体の他端部に設けられ、前記中空弁体を介して前記第１のダイヤフラムと連動する第２のダイヤフラムと、前記中空弁体を軸方向に移動することによって、前記ハウジング側に設けられた弁座部に前記中空弁体が当接して前記連通流路を閉鎖することを特徴とする。
　本発明のダイヤフラム弁は、前記弁座部を有する弁座ブロックを前記弁ハウジングに設けることを特徴とする。本発明のダイヤフラム弁は、前記中空弁体を軸方向に往復動する駆動手段を前記弁ハウジングに設けることを特徴とする。本発明のダイヤフラム弁は、前記中空弁体の移動方向に平行に軸方向に往復動自在に前記弁ハウジングに設けられた往復動部材を前記中空弁体に連結し、前記往復動部材を流体圧により駆動するピストンを前記弁ハウジングに設けることを特徴とする。
　本発明のダイヤフラム弁は、前記中空弁体に前記弁座部に向かう方向の付勢力を加える付勢部材を有し、前記第１の流路内の流体により前記第１のダイヤフラムに加わる開放方向の推力が、前記付勢部材の付勢力と前記第２の流路内の流体の圧力より前記第２のダイヤフラムに加わる推力との合計の閉鎖方向の推力よりも大きいときには、前記中空弁体が前記弁座部から離れて前記連通流路を開放し、前記開放方向の推力が前記閉鎖方向の推力よりも小さいときには、前記中空弁体が前記弁座部に当接して前記連通流路を閉じることを特徴とする。
　本発明のダイヤフラム弁は、前記第２のダイヤフラムの外径を前記第１のダイヤフラムの外径よりも大きく設定し、前記第１のダイヤフラムに加わる前記第１の流路内の流体による開放方向の推力が前記第２のダイヤフラムに加わる前記第２の流路内の流体による閉鎖方向の推力よりも大きいときには前記中空弁体が前記弁座部から離れて前記連通流路を開放し、前記開放方向の推力が前記閉鎖方向の推力よりも小さいときには前記中空弁体が前記弁座部に当接して前記連通流路を閉じることを特徴とする。
　本発明によれば、連通流路が形成された中空弁体の両端部にはダイヤフラムが設けられており、それぞれのダイヤフラムにより中空弁体は軸方向に移動自在に弁ハウジングにフローティング状態で保持されるので、弁座部に中空弁体が当接すると連通流路は閉じられ、弁座部から離れると連通流路は開放される。中空弁体が連通流路を開閉する際には、中空弁体の両端部に設けられたダイヤフラムが同期して弾性変形するので、ダイヤフラム弁内においては中空弁体の開閉移動に起因して流体が容積変化することがなくなる。これにより、ダイヤフラム弁が設けられた流体回路に中空弁体の開閉移動に起因した流体移動の発生を防止することができる。連通流路は中空弁体により直線的な通路となるので、流体の圧力損失や乱流の発生を防止することができる。
　中空弁体の両端部にダイヤフラムが設けられており、両方のダイヤフラムが中空弁体に連動して弾性変形するので、ダイヤフラム弁は中空弁体により直接駆動される。これにより、ダイヤフラム弁を小型化することができる。
本発明の一実施の形態であるダイヤフラム弁を示す断面図であり、（Ａ）は流路が閉じられた状態を示し、（Ｂ）は流路が開かれた状態を示す。 図１（Ａ）における２－２線断面図である。 図２における矢印３方向からみた側面図である。 図１（Ａ）における４－４線断面図である。 図１における５－５線断面図である。 （Ａ）は図１に示されたダイヤフラムユニットを収容する収納ケーシングを示す斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）における６Ｂ－６Ｂ線断面図である。 本発明の他の実施の形態であるダイヤフラム弁を示す断面図である。 （Ａ）は本発明の他の実施の形態であるダイヤフラム弁を示す縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）における８Ｂ－８Ｂ線横断面図である。 （Ａ）は本発明の他の実施の形態であるダイヤフラム弁を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）における９Ｂ－９Ｂ線断面図である。 本発明のさらに他の実施の形態であるダイヤフラム弁を示す断面図であり、（Ａ）は流路が閉じられた状態を示し、（Ｂ）は流路が開かれた状態を示し、（Ｃ）は（Ａ）における１０Ｃ－１０Ｃ線断面図である。 本発明のさらに他の実施の形態であるダイヤフラム弁を示す断面図であり、（Ａ）は流路が閉じられた状態を示し、（Ｂ）は流路が開かれた状態を示し、（Ｃ）は（Ａ）における１１Ｃ－１１Ｃ線断面図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。それぞれの実施の形態においては、共通する部材には同一の符号が付されている。
　図１～図４に示すダイヤフラム弁１０ａは、第１のハウジング体１１とこれに取り付けられる第２のハウジング体１２とを有している。２つのハウジング体１１，１２をそれぞれの突き当て面で突き当てた状態のもとでねじ部材により締結することによって２つのハウジング体１１，１２により弁ハウジング１３が構成される。第１のハウジング体１１には流路１４ａを有する第１の配管１４が取り付けられ、第２のハウジング体１２には流路１５ａを有する第２の配管１５が取り付けられるようになっている。これらの配管１４，１５は、それぞれの流路１４ａ，１５ａが対向するように同軸状態となってそれぞれのハウジング体１１，１２に取り付けられる。
　第１のハウジング体１１には、突き当て面側に収納凹部１６が形成されるとともに収納凹部１６に連なって大径の取付孔１７とこれと同軸上の小径の取付孔１８とが形成されている。第１の配管１４の端部には取付孔１７，１８に挿入されるフランジ部２１が設けられ、フランジ部２１は大径の取付孔１７と小径の取付孔１８との間の突き当て面１９に突き当てられた状態でハウジング体１１に装着される。フランジ部２１の内面は、第２のハウジング体１２に向けて内径が大きくなったテーパ面２１ａとなっている。ハウジング体１１の取付孔１７には弁座ブロック２２が装着されるようになっており、弁座ブロック２２は第１のジョイント部材２３を構成するフランジ部２１に隣り合っている。
　第２のハウジング体１２には、その突き当て面側に大径の取付孔２４が形成され、突き当て面に対して反対側に小径の取付孔２５が形成されている。さらに、第２のハウジング体１２には、両方の取付孔２４，２５の間に位置させて突き当て面２６ａと、これに連続するテーパ孔２６ｂとが形成されている。第２の配管１５の端部には大径の取付孔２４に挿入されるフランジ部２７と、テーパ孔２６ｂに対応するテーパ部２８とが設けられており、フランジ部２７は突き当て面２６ａに突き当てられた状態でハウジング体１２に装着される。フランジ部２７とテーパ部２８とにより第２のジョイント部材２９が形成されている。
　弁ハウジング１３内にはダイヤフラムユニット３１が着脱自在に配置されている。ダイヤフラムユニット３１は第１の流路１４ａと第２の流路１５ａとを連通させる連通流路３２ａが形成された中空弁体３２を有しており、中空弁体３２は、円筒形状の部材つまりスリーブ形状の部材により形成されている。中空弁体３２の一端部には、環状の第１の装着部３３が外周部に設けられた第１のダイヤフラム３４が一体に設けられている。中空弁体３２の他端部には、環状の第２の装着部３５が外周部に設けられた第２のダイヤフラム３６が一体に設けられている。第１のダイヤフラム３４の装着部３３は弁座ブロック２２を介して弁ハウジング１３に固定され、第２のダイヤフラム３６の装着部はフランジ部２７を介して弁ハウジング１３に固定されるようになっている。
　それぞれのダイヤフラム３４，３６は湾曲しており、中空弁体３２が軸方向に移動すると、中空弁体３２に同期して弾性変形する。このように、中空弁体３２はその両端部に一体に設けられたダイヤフラム３４，３６により弁ハウジング１３に移動自在に吊り下げられて保持された状態となっている。さらに、それぞれのダイヤフラム３４，３６は、凹面側が中空弁体３２の軸方向外方となるように、相互に凹凸関係が逆向きとなっている。
　ダイヤフラムユニット３１は収納ケーシング３７内に収納されている。収納ケーシング３７は、図６（Ａ）に示されるように、２つのケーシング体３７ａ，３７ｂを有し、これらを突き合わせることにより形成されている。図６（Ｂ）に示されるように、それぞれのケーシング体３７ａ，３７ｂには第１の装着部３３の外周面に形成された環状溝に係合する係合爪３８が設けられるとともに、第２の装着部３５の外周面に形成された環状溝に係合する係合爪３９が設けられている。それぞれのケーシング体３７ａ，３７ｂの対向面には、図６に示すように、開口部４０が形成されている。
　ダイヤフラムユニット３１は、２つのケーシング体３７ａ，３７ｂを突き合わせることにより収納ケーシング３７内に収容される。ダイヤフラムユニット３１は、弁座ブロック２２に一端部を嵌合させ、他端部をフランジ部２７に嵌合させることによって弁ハウジング１３内にフローティング状態となって装着される。このように、ダイヤフラムユニット３１は弁座ブロック２２とフランジ部２７を介して弁ハウジング１３に装着されるようになっているが、弁ハウジング１３に直接装着するようにしても良い。また、ダイヤフラムユニット３１を交換する際には、収納ケーシング３７を弁ハウジング１３から取り外すことにより容易に交換することができる。
　弁座ブロック２２は、図１に示されるように、取付孔１７に嵌合される円形の基部４１を有し、基部４１の内面側には中空弁体３２の端面が当接する弁座部４２が設けられている。弁座部４２の径方向外方には、図５に示されるように、基部４１を貫通する複数の貫通孔４３が形成されており、貫通孔４３を介して流路１４ａと連通流路３２ａが連通するようになっている。図５に示されるように、それぞれの貫通孔４３は円弧状に伸びている。弁座ブロック２２の径方向中心部には、中空弁体３２の連通流路３２ａ内に突出する円錐形の突起４４が設けられ、この突起４４の反対側にはフランジ部２１内に向けて突出する円錐形の突起４５が設けられている。
　図１（Ａ）に示すように、中空弁体３２の一端面が弁座部４２に当接した状態となると、中空弁体３２の連通流路３２ａは閉じられて、第１の流路１４ａと第２の流路１５ａが遮断された状態となる。これに対して、中空弁体３２が軸方向に移動して、図１（Ｂ）に示すように、中空弁体３２の一端面が弁座部４２から離れると、連通流路３２ａを介して第１の流路１４ａと第２の流路１５ａが連通状態となる。
　図示するダイヤフラム弁１０ａにおける第１のジョイント部材２３を流入側ジョイント部材とし、第２のジョイント部材２９を流出側ジョイント部材とすると、流入側流路としての第１の流路１４ａから流出側流路としての第２の流路１５ａに対して、液体等の流体を供給する状態と、供給を停止する状態とに切り換えられる。第１の流路１４ａから第２の流路１５ａに流体を供給するときには、図１（Ｂ）に示すように中空弁体３２は弁座部４２から離される。一方、流体の供給を停止するときには、図１（Ａ）に示すように中空弁体３２は弁座部４２に当接される。このように、ダイヤフラム弁１０ａは、流入側流路から流出側流路に流体を供給する状態と、供給を停止する状態とに作動する流路切換弁つまり二方向弁となっている。
　このダイヤフラム弁１０ａが、例えば、フォトレジスト液等の薬液をノズルから吐出するための液体回路に使用される場合には、それぞれのジョイント部材２３，２９、ダイヤフラムユニット３１、および弁座ブロック２２等のように薬液と接触する部位の素材としてはフッ素樹脂が用いられる。これにより、薬液に接触する部位が薬液により腐食することが防止される。それぞれのジョイント部材２３，２９にはテーパ面２１ａが設けられ、弁座ブロック２２の両側には円錐形の突起４４，４５が設けられているので、第１の流路１４ａから第２の流路１５ａへ連通流路３２ａを介して流れる薬液等の液体は、滞留することなく、円滑に流れることになる。なお、流路内を流れる液体の種類によっては、液体が触れる部材としてフッ素樹脂以外の他の樹脂や金属を用いることができる。
　中空弁体３２が軸方向に移動して図１（Ａ）に示すように流路を閉じた状態と、図１（Ｂ）に示すように流路を解放した状態とに切り換えられるときには、２つのダイヤフラム３４，３６が中空弁体３２に一体となっているので、中空弁体３２の移動が両方のジョイント部材２３，２９の間における液体の容積を変化させることがない。つまり、中空弁体３２が閉じた状態から解放状態に移動する際には、２つのダイヤフラム３４，３６によりつり下げられてフローティング状態となった中空弁体３２は連通流路３２ａ内の液体に沿うように移動し、第２のダイヤフラム３６の収縮変形により押し出される液体は、膨張変形する第１のダイヤフラムの内側に回り込むことになるので、両方のジョイント部材２３，２９の間における液体の容積が変化することがない。中空弁体３２が解放状態から閉鎖状態つまり閉塞状態に移動する際にも同様に液体の容積が変化することがない。これにより、中空弁体３２の開閉移動によって、ダイヤフラム弁１０ａが設けられた流体回路内に流体の移動を発生させることを防止することができる。
　２つのダイヤフラム３４，３６が相互に逆向きとなって中空弁体３２の両端部に設けられているので、中空弁体３２の開閉移動に際しての液体の容積変化をなくすことができる。しかも、弁体を中空弁体３２とし、その両端部にダイヤフラム３４，３６を設けて中空弁体３２により２つのダイヤフラム３４，３６を直接同期させて連動させるようにしたので、ダイヤフラム弁１０ａを小型化させることができる。さらに、中空弁体３２の連通流路３２ａは直線状となっており、連通流路３２ａにおける流体の圧力損失をなくすことができるとともに乱流の発生を防止することができる。
　中空弁体３２を解放位置と閉鎖位置とに駆動するために、第２のハウジング体１２には２つのシリンダ室５１ａ，５１ｂが形成され、それぞれのシリンダ室５１ａ，５１ｂにはピストン５２ａ，５２ｂが軸方向に往復動自在に装着されている。それぞれのピストン５２ａ，５２ｂには往復動部材としてのピストンロッド５３ａ，５３ｂが設けられている。一方のピストンロッド５３ａにねじ部材５４により固定される連結部材５５ａの先端は、中空弁体３２の外周面に形成された環状溝４６の略半周部分に係合している。他方のピストンロッド５３ｂにねじ部材５４により固定される連結部材５５ｂの先端は、環状溝４６の残りの略半周部分に係合している。両方の連結部材５５ａ，５５ｂは、図４に示されるように、ねじ部材５６により相互に連結されており、２つのピストン５２ａ，５２ｂの合力が中空弁体３２の中心部に加えられるようになっている。ただし、１つのピストンにより中空弁体３２を駆動することも可能である。
　上述したダイヤフラム弁１０ａにおいては、それぞれのピストン５２ａ，５２ｂは複動型であり、中空弁体３２に軸方向の推力を加えるピストン５２ａ，５２ｂの前進移動と後退移動とをともに圧縮空気により行うようにしているが、ピストン５２ａ，５２ｂを単動型として、前進移動と後退移動の一方の移動みを空気圧により行うようにし、他方の移動をばねにより行うようにしても良い。また、上述したダイヤフラム弁１０ａにおいては、第１の配管１４を流入側とし、第２の配管１５を流出側としているが、これらを逆としても良い。
　それぞれのピストン５２ａ，５２ｂを圧縮空気等の流体圧により往復動するために、後退用の圧力室５７ａには、図２および図３に示されるように、ハウジング体１２に形成された給排ポート５８が流路５８ａを介して連通されている。同様に、前進用の圧力室５７ｂには、ハウジング体１２に形成された給排ポート５９が図示しない流路を介して連通されている。したがって、給排ポート５９から圧縮空気を供給すると、ピストンロッド５３ａ，５３ｂがハウジング体１１に突出するように前進移動して中空弁体３２は弁座部４２に向けて駆動される。一方、給排ポート５８から圧縮空気を供給すると、ピストンロッド５３ａ，５３ｂが後退移動して中空弁体３２は弁座部４２から離れる方向に駆動される。ピストンロッド５３ａ，５３ｂが往復動する際には、収納凹部１６内の空気は、ハウジング体１２に設けられた息付き孔６０を介して給排される。
　上述したダイヤフラム弁１０ａが、フォトレジスト液をノズルから吐出するための液体回路に使用される場合には、第１のジョイント部材２３は液体の流入側になり、第２のジョイント部材２９は流出側となる。図１（Ａ）に示すように中空弁体３２が弁座部４２に当接して連通流路３２ａが遮断された状態から、図１（ｂ）に示すように連通流路３２ａを解放した状態に切り換えるときには、後退用の圧力室５７ａに給排ポート５８から圧縮空気が供給され、このときには前進側の圧力室５７ｂ内の空気は給排ポート５９から排出される。一方、中空弁体３２を解放状態から遮断状態に切り換えるときには、前進側の圧力室５７ｂに給排ポート５９から圧縮空気が供給され、後退側の圧力室５７ａ内の空気は外部に排出される。
　ピストン５２ａ，５２ｂにより軸方向の推力つまりスラスト力が加えられて中空弁体３２が軸方向に移動するときには、中空弁体３２の両端部にダイヤフラム３４，３６が一体に設けられているので、中空弁体３２が開閉移動する時に、ダイヤフラム弁１０ａ内における液体の容積変化がなくなる。これにより、ダイヤフラム弁１０ａが設けられた液体回路に、中空弁体３２の開閉移動に起因して液体が移動することがなくなるので、連通流路３２ａにおける圧力損失や乱流の発生を抑制することができる。例えば、ノズルから液体を吐出する場合には、高精度で液体を吐出させることができるとともに液体内の発泡も抑制することができる。
　図７は本発明の他の実施の形態であるダイヤフラム弁１０ｂを示す断面図であり、このダイヤフラム弁１０ｂの基本構造は上述したダイヤフラム弁１０ａと同一となっている。
　このダイヤフラム弁１０ｂの中空弁体３２には、ダイヤフラム弁１０ａにおける中空弁体３２においては連結部材５５ａ，５５ｂの先端が係合する環状溝４６が形成されているのに対し、環状の突起４８が設けられている。それぞれの連結部材５５ａ，５５ｂの先端部には、環状の突起４８が係合する凹部を有する円弧状の連結端部４９が設けられている。このタイプのダイヤフラム弁１０ｂにおいても、ダイヤフラムユニット３１を着脱自在に弁ハウジング１３に装着することができる。
　図８は本発明の他の実施の形態であるダイヤフラム弁１０ｃを示す断面図である。このダイヤフラム弁１０ｃは、中空弁体３２に推力を加えるための駆動機構が上述したダイヤフラム弁１０ａと相違しているが、他の構造はダイヤフラム弁１０ａと同様である。
　このダイヤフラム弁１０ｃにおいては、第２のハウジング体１２が内側部６１ａとこの外側に装着される円筒形状の外側部６１ｂとにより形成されており、これらの間に形成されたシリンダ室５１には環状のピストン５２が組み込まれている。環状のピストン５２には円筒形状のピストンロッド５３が往復動部材として設けられており、ピストンロッド５３は連結部材５５ａ，５５ｂにより中空弁体３２に連結されている。ハウジング体１２に形成された後退用の圧力室５７ａは給排ポート５８に連通され、前進用の圧力室５７ｂは給排ポート５９に連通されている。環状のピストン５２は複動型となっているが、上述のように、単動型としても良い。
　図９は本発明の他の実施の形態であるダイヤフラム弁１０ｄを示す断面図である。このダイヤフラム弁１０ｄの弁ハウジング１３は、第１のハウジング体１１と第２のハウジング体１２との間に配置されるジョイントブロック６２とを有しており、ジョイントブロック６２は第２のジョイント部材２９を構成している。ジョイントブロック６２には第２の配管１５が一体に設けられており、第２の配管１５は第１の配管１４に対して直角となっている。ジョイント部材２９としてのジョイントブロック６２には、図９に示されるように、ダイヤフラムユニット３１の第２の装着部３５が固定されるようになっている。
　第２のハウジング体１２には、中空弁体３２と同軸状にシリンダ室５１が形成され、このシリンダ室５１はカバー４７により覆われている。シリンダ室５１内にはピストン５２が軸方向に往復動自在に装着されている。ジョイントブロック６２には２本の連結ロッド６３が往復動部材として軸方向に往復動自在に装着されている。ピストン５２に設けられたピストンロッド５３には雄ねじ部６４が設けられ、この雄ねじ部６４にねじ結合するナット６５により連結部材６６がピストンロッド５３に取り付けられている。連結部材６６はそれぞれの連結ロッド６３にねじ部材６７により取り付けられている。シリンダ室５１内にピストン５２により区画される前進用と後退用の圧力室５７ａ，５７ｂには、それぞれ第２のハウジング体１２に形成された給排ポート５８，５９から圧縮空気が供給されるようになっている。したがって、図９に示すダイヤフラム弁１０ｄにおいては、１つのピストン５２により連結ロッド６３を介して中空弁体３２には軸方向の推力が加えられ、第１の配管１４の流路１４ａと第２の配管１５の流路１５ａとが連通する状態と連通を遮断する状態とに切り換えられる。
　図１０は本発明のさらに他の実施の形態であるダイヤフラム弁１０ｅを示す断面図である。このダイヤフラム弁１０ｅは、第１の配管１４の流路１４ａから第２の配管１５の流路１５ａへの流れを許容し、逆方向の流れを阻止するための逆止弁つまりチェック弁である。
　収納ケーシング３７とこの中に組み込まれるダイヤフラムユニット３１の構造は、図１に示したものと同様であり、第２のハウジング体１２には、図１に示した駆動機構は設けられていない。第１のハウジング体１１に形成された収納凹部１６内には、中空弁体３２の外周面に形成された環状溝４６の略半周部分に係合する連結部材７１ａと、環状溝４６の残りの略半周部分に係合する連結部材７１ｂとが組み込まれている。これらの連結部材７１ａ，７１ｂは、図１０（Ｃ）に示すように、ねじ部材７２により連結されるようになっている。それぞれの連結部材７１ａ，７１ｂには半円形の筒部７３が一体に設けられており、両方の連結部材７１ａ，７１ｂをねじ部材７２により締結することにより、筒部７３によって円筒部が形成される。筒部７３内にはばね部材である圧縮コイルばね７４が付勢部材として装着されており、この圧縮コイルばね７４によって中空弁体３２には弁座部４２に向かう方向の付勢力が加えられている。
　このように、中空弁体３２には弁座部４２に向かうばね力が加えられているので、中空弁体３２にはダイヤフラム３６に加わる流体の圧力による推力とばね力による推力との合計の閉鎖方向の推力が加わることになる。したがって、第１の流路１４ａ内の流体によりダイヤフラム３４に加わる開放方向の推力がダイヤフラム３６に逆方向に加わる閉鎖方向の推力よりも大きくなると、中空弁体３２は弁座部４２から離れ、連通流路３２ａが流路１４ａと連通する開放状態となる。これに対し、開放方向の推力が閉鎖方向の推力よりも小さいときには中空弁体３２が弁座部４２に当接して連通流路３２ａは閉じられることになる。このように、図１０に示すダイヤフラム弁１０ｅは、流路１４ａから流路１５ａへの流れを許容し、逆方向の流れを阻止する逆止弁となっている。中空弁体３２が弁座部４２から離れるストロークは、筒部７３が第２のハウジング体１２の端面に突き当たることにより規制される。
　図１１は本発明のさらに他の実施の形態であるダイヤフラム弁１０ｆを示す断面図である。このダイヤフラム弁１０ｆは、ダイヤフラム弁１０ｅと同様に、第１の配管１４の流路１４ａから第２の配管１５の流路１５ａへの流れを許容し、逆方向の流れを阻止するための逆止弁であるが、このダイヤフラム弁１０ｆにおいては、図１０に示した圧縮コイルばね７４は設けられておらず、中空弁体３２には弁座部４２に向かう閉鎖方向のばね力が加えられていない。
　図１１に示すダイヤフラム弁１０ｆにおいては、第１のダイヤフラム３４の外径ｄ１よりも第２のダイヤフラム３６の外径ｄ２の方が大きく設定されている。したがって、図１１に示すダイヤフラム弁１０ｆにおいては、流路１４ａ内の流体の圧力が流路１５ａ内の流体の圧力よりも高くなると、第１のダイヤフラム３４に加わる流路１４ａ内の流体による中空弁体３２に対する開放方向の推力がダイヤフラム３６に加わる流路１５ａ内の流体による閉鎖方向の推力よりも大きくなるので、中空弁体３２が弁座部４２から離れて連通流路３２ａを開放する。これに対し、開放方向の推力が閉鎖方向の推力よりも小さいときには中空弁体３２が弁座部４２に当接して連通流路３２ａは閉じられる。このように、図１１に示すダイヤフラム弁１０ｆは、図１０に示すダイヤフラム弁１０ｅと同様に、流路１４ａから流路１５ａへの流れを許容し、逆方向の流れを阻止する逆止弁となっている。
　中空弁体３２が弁座部４２から離れるストロークを規制するとともに、中空弁体３２が軸方向に移動するときの移動を案内するために、２つのガイド部材７５ａ，７５ｂが中空弁体３２の環状溝４６に係合して取り付けられており、それぞれのガイド部材７５ａ，７５ｂは収納ケーシング３７の開口部４０に沿って移動するようになっている。
　本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図示するダイヤフラム弁においては、配管１４と一体に設けられたフランジ部２１を第１のジョイント部材２３としているが、配管１４とは分離されたジョイント部材を弁ハウジング１３に設けるようにしても良い。第２のジョイント部材２９についても同様である。また、中空弁体３２を軸方向に往復動するための駆動手段として、上述した実施の形態においてはピストンが用いられており、圧縮空気や加圧液体によりピストンを駆動するようにしているが、電動モータにより駆動するようにしても良く、手動により駆動するようにしても良い。
　本発明のダイヤフラム弁は、ポンプから吐出された液体をノズル等の液体吐出部に案内する液体流路を開閉したり、液体の逆流を防止したりするために使用される。

Claims (6)

  1. 　ダイヤフラムを有する弁体が弁ハウジングに組み込まれ、第１の流路とこれに連通する第２の流路とを連通させる状態と連通を遮断する状態とに開閉するダイヤフラム弁であって、
    　前記弁ハウジング内に軸方向に往復動自在に配置され、前記第１の流路と前記第２の流路とを連通させる連通流路が形成された中空弁体と、
    　前記中空弁体の一端部に設けられた第１のダイヤフラムと、
    　前記中空弁体の他端部に設けられ、前記中空弁体を介して前記第１のダイヤフラムと連動する第２のダイヤフラムと、
    　前記中空弁体を軸方向に移動することによって、前記ハウジング側に設けられた弁座部に前記中空弁体が当接して前記連通流路を閉鎖することを特徴とするダイヤフラム弁。
  2. 　請求項１記載のダイヤフラム弁において、前記弁座部を有する弁座ブロックを前記弁ハウジングに設けることを特徴とするダイヤフラム弁。
  3. 　請求項１または２記載のダイヤフラム弁において、前記中空弁体を軸方向に往復動する駆動手段を前記弁ハウジングに設けることを特徴とするダイヤフラム弁。
  4. 　請求項１または２記載のダイヤフラム弁において、前記中空弁体の移動方向に平行に軸方向に往復動自在に前記弁ハウジングに設けられた往復動部材を前記中空弁体に連結し、前記往復動部材を流体圧により駆動するピストンを前記弁ハウジングに設けることを特徴とするダイヤフラム弁。
  5. 　請求項１または２記載のダイヤフラム弁において、前記中空弁体に前記弁座部に向かう方向の付勢力を加える付勢部材を有し、前記第１の流路内の流体により前記第１のダイヤフラムに加わる開放方向の推力が、前記付勢部材の付勢力と前記第２の流路内の流体の圧力より前記第２のダイヤフラムに加わる推力との合計の閉鎖方向の推力よりも大きいときには、前記中空弁体が前記弁座部から離れて前記連通流路を開放し、前記開放方向の推力が前記閉鎖方向の推力よりも小さいときには、前記中空弁体が前記弁座部に当接して前記連通流路を閉じることを特徴とするダイヤフラム弁。
  6. 　請求項１または２記載のダイヤフラム弁において、前記第２のダイヤフラムの外径を前記第１のダイヤフラムの外径よりも大きく設定し、前記第１のダイヤフラムに加わる前記第１の流路内の流体による開放方向の推力が前記第２のダイヤフラムに加わる前記第２の流路内の流体による閉鎖方向の推力よりも大きいときには前記中空弁体が前記弁座部から離れて前記連通流路を開放し、前記開放方向の推力が前記閉鎖方向の推力よりも小さいときには前記中空弁体が前記弁座部に当接して前記連通流路を閉じることを特徴とするダイヤフラム弁。
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