WO2015182430A1 - ダイヤフラム弁およびその組立て方法 - Google Patents

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WO2015182430A1
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diaphragm
nut
diaphragm valve
handle
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PCT/JP2015/064260
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Inventor
孝行 樋口
赤本　久敏
圭吾 小林
曽我尾　昌彦
Original Assignee
株式会社フジキン
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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
    • F16K7/16—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 mechanically actuated, e.g. by screw-spindle or cam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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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    • F16K31/50—Mechanical actuating means with screw-spindle or internally threaded actuating means
    • 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
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K35/00—Means to prevent accidental or unauthorised actuation
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    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K35/00—Means to prevent accidental or unauthorised actuation
    • F16K35/04—Means to prevent accidental or unauthorised actuation yieldingly resisting the actuation

Definitions

  • the present invention relates to a diaphragm valve and an assembling method thereof.
  • a diaphragm valve is known as a valve used in processes such as biotechnology and semiconductors (Patent Document 1).
  • An example of such a diaphragm valve is shown in FIG.
  • the diaphragm valve (31) includes a main body (32) having fluid passages (32a) and (32b), a stem (33) movable up and down with respect to the main body (32), and the vertical movement of the stem (33).
  • a diaphragm (34) for opening and closing the fluid passageway (32a) (32) of the main body (32), a bonnet (35) provided on the upper side of the main body (32) for guiding the stem (33) to move up and down, and a stem ( 33)
  • a diaphragm retainer (36) that is attached to the lower end and presses the diaphragm (34) downward, and a handle (37) that is rotated to move the stem (33) up and down between the open position and the closed position. I have.
  • the stem (33) is positioned at the lower position, and the diaphragm (34) is positioned between the fluid inflow passage (32a) and the fluid outflow passage (32b), so that the fluid passage A closed state is obtained.
  • the handle (37) In the closed state of the fluid passage of the diaphragm valve (31) shown in FIG. 4, the handle (37) can be further rotated and tightened. For this reason, an excessive load is applied to the diaphragm (34) due to overtightening. The diaphragm (34) may be damaged.
  • An object of the present invention is to provide a diaphragm valve that prevents an excessive load from being applied to the diaphragm due to overtightening, and a method for assembling such a diaphragm valve.
  • a diaphragm valve according to the present invention includes a main body having a fluid passage, a stem that can move up and down relative to the main body, a diaphragm that opens and closes the fluid passage of the main body as the stem moves up and down, and a stem that is provided on the upper side of the main body.
  • Diaphragm valve having a bonnet that is movably guided, a diaphragm presser that is attached to the lower end of the stem and presses the diaphragm downward, and a handle that is rotated to move the stem up and down between an open position and a closed position
  • the female screw member is screwed to the upper end portion of the male screw portion provided on the stem, and the female screw member contacts the upper end of the bonnet when the stem reaches the proper closed position. The above-described downward movement is prevented.
  • the upper portion of the stem protrudes upward from the bonnet, and a female screw member is screwed into this protruding portion. Since the screw member is screwed to the upper end portion of the male screw portion provided on the stem, the screw member moves downward integrally with the stem when the stem moves downward. When the stem moves downward by a predetermined amount, the lower surface of the female screw member comes into contact with the upper surface of the bonnet. By making this contact position coincide with the position where the stem has reached the proper closed position, the stem is prevented from moving downward beyond the design position. As a result, the diaphragm is not subjected to a load higher than the design, and an excessive load is prevented from being applied to the diaphragm due to overtightening, thereby greatly improving the durability of the diaphragm.
  • a diaphragm valve that is attached to the lower end of the stem and has a diaphragm presser that presses the diaphragm downward and a handle that is rotated to move the stem up and down between the open position and the closed position is a known one. .
  • the length of the stem is increased, and accordingly, the male thread portion is extended, and the female thread member is screwed into the extended portion of the male thread portion. Combined. That is, a conventional diaphragm valve without an overtightening prevention function can be changed to a diaphragm valve with an overtightening prevention function by simply adding a female screw member and changing the stem.
  • the diaphragm includes, for example, a square fluororesin (for example, PTFE) diaphragm as viewed from the plane, and a circular rubber (for example, butyl rubber) diaphragm as viewed from the plane provided in close contact with the upper surface of the fluororesin diaphragm.
  • a square fluororesin for example, PTFE
  • a circular rubber for example, butyl rubber
  • the female screw member is, for example, a commercially available nut (one or two), but is not limited thereto.
  • the female screw member is screwed to the screw portion of the stem so that the lower surface of the female screw member is in contact with the upper surface of the bonnet at the position where the stem has reached the proper closed position. Thereafter, the handle is fixed to the upper end portion of the stem. In the state after the handle is attached, the female screw member is covered with the handle, and the position of the female screw member is not changed by hitting an object or hand during use.
  • the female screw member preferably includes a first nut that is tightened with a relatively small torque and a second nut that is superimposed on the first nut and is tightened with a relatively large torque.
  • the lower nut is used to define the lower position of the stem, and the upper nut prevents the lower nut from loosening.
  • the female screw member is reliably prevented from loosening.
  • An annular convex portion having a tapered inner peripheral surface whose diameter increases toward the tip side is provided on the overlapping surface of one of the nuts, and the convex surface is provided on the overlapping surface of the other nut.
  • An annular recess may be provided that fits into the part.
  • the female screw member is more reliably prevented from loosening.
  • a female screw member for example, a locking nut called a hard lock nut (registered trademark) can be used. By using such a locking nut, the locking function can be enhanced.
  • a method for assembling a diaphragm valve according to the present invention is a method for assembling the above-described diaphragm valve (using two nuts as female thread members), with the handle being removed from the stem in a state where the stem is positioned at a predetermined position, Loosen the first nut and the second nut, then rotate the stem to the closed position, then rotate the first nut until it hits the bonnet, then tighten the second nut and in this state the handle is It is attached to an upper end part.
  • the stem is prevented from moving downward beyond the design position, thereby preventing an excessive load from being applied to the diaphragm and greatly improving the durability of the diaphragm.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a diaphragm valve according to the present invention, and shows a passage closed state.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a passage open state of the diaphragm valve of FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged vertical cross-sectional view of a main part showing a halfway state when assembling the diaphragm valve according to the present invention.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a conventional diaphragm valve, and shows a passage closed state.
  • Diaphragm valve (2): Body, (3): Stem, (4): Diaphragm, (5): Bonnet, (6): Diaphragm retainer, (7): Handle, (11): Male thread Part, (18): female thread member, (19): first nut, (20): second nut, (21): convex part, (21a): inner peripheral surface, (22): concave part
  • upper and lower and left and right refer to the upper and lower and left and right in the drawing.
  • the upper and lower sides and the left and right sides are convenient, and the diaphragm valve may be mounted upside down or lying down from this reference state.
  • FIG. 1 and 2 show an embodiment of a diaphragm valve according to the present invention.
  • FIG. 1 shows a passage closed state
  • FIG. 2 shows a passage open state.
  • the diaphragm valve (1) includes a main body (2) having a fluid inflow passage (2a) and a fluid outflow passage (2b), a stem (3) movable up and down relative to the main body (2), and a stem (3)
  • a diaphragm (4) that opens and closes between the fluid inflow passage (2a) and the fluid outflow passage (2b) as it moves up and down, and is provided on the upper side of the main body (2) to guide the stem (3) to be movable up and down.
  • the main body (2) is formed in a cylindrical shape extending to the left and right, and has an upward circular through hole (2c) in the center.
  • the fluid inflow passage (2a) through which the fluid flows in from the left and the fluid outflow passage (2b) through which the fluid flows out from the right are both straight, and each inner end thereof has a circular through hole (2c ).
  • the stem (3) has a male screw part (11) and a stepped shaft part (12) connected to the lower end of the male screw part (11).
  • An attachment portion (13) fixed to the handle (7) is provided continuously to the upper end of the male screw portion (11).
  • the diaphragm (4) comprises a rectangular PTFE diaphragm (14) as viewed from above and a circular butyl rubber diaphragm (15) as viewed from the plane provided in close contact with the upper surface of the PTFE diaphragm (14). .
  • the diaphragm (4) is formed so that the central portion protrudes downward.
  • the central portion protrudes downward.
  • the main body (2) has no projection (wear part) for receiving the diaphragm (4), and the passage in the main body (2) is straight.
  • the bonnet (5) is formed integrally with the upper small-diameter cylindrical portion (16) and the lower end of the small-diameter cylindrical portion (16), and the lower large-diameter cylinder is larger in both inner and outer diameters than the small-diameter cylindrical portion (16). Part (17).
  • a flange portion (17a) is provided at the lower end of the large-diameter cylindrical portion (17), and a diaphragm (4) is formed between the flange portion (17a) and the edge of the circular through hole (2c) of the main body (2). ), The flange portion (17a) and the main body (2) are coupled by a male screw member (not shown).
  • a female screw part (16a) is provided on the inner periphery of the small diameter cylindrical part (16), and the male screw part (11) of the stem (3) is screwed to the female screw part (16a).
  • the male thread portion (11) of the stem (3) has a portion (11a) projecting upward from the upper end of the bonnet (5), and is near the upper end portion of the projecting portion (11a).
  • the female screw member (18) is screwed together.
  • the female screw member (18) is composed of a lower first nut (19) and an upper second nut (20) which are overlapped with each other.
  • the outer peripheral surface of the convex part (21) has the same shape as the outer peripheral surface of the other part of the second nut (20).
  • the convex portion (21) may be provided with one or a plurality of slits.
  • the upper surface (overlapping surface) of the first nut (19) has a tapered inner peripheral surface (22a) whose diameter decreases as it goes upward, and the annular convex portion (21) of the second nut (20).
  • An annular recess (22) that fits in is provided.
  • the saddle diaphragm retainer (6) has a cylindrical shape, and a female thread portion (6a) is formed on the upper inner peripheral surface thereof.
  • a cylindrical male screw (23) with a flange is fitted into the lower large-diameter portion of the stepped shaft (12) of the stem (3), and this male screw (23) is attached to the diaphragm retainer (6). Screwed onto the female thread (6a). Thereby, the diaphragm presser (6) is fixed to the stem (3) in a state where the central portion of the diaphragm (4) is pressed downward.
  • the upper part of the hanging metal fitting (24) is supported at the lower part of the diaphragm holder (6), and the lower end of the hanging metal fitting (24) is embedded in the central part of the diaphragm (4). Thereby, the center part of the diaphragm (4) moves up and down integrally with the up-and-down movement of the diaphragm presser (6).
  • the diaphragm retainer (6) has an outer peripheral edge portion (6b) that presses an intermediate portion (a portion between the central portion and the outer peripheral edge portion) of the diaphragm (4) downward in the passage closed state shown in FIG. is doing.
  • the outer peripheral edge portion (6b) moves upward in the passage open state shown in FIG. 2, and does not have a function of pressing the intermediate portion of the diaphragm (4) downward.
  • the handle (7) has a cylindrical cover (7a) that covers the top of the bonnet (5).
  • the upper part of the bonnet (5), the male thread part (11) of the stem (3) and the female thread member (18) are covered with the cover part (7a) of the handle (7) so as not to be exposed to the outside. It has become.
  • a cylindrical opening / closing display member (25) for visually confirming the opening / closing state is provided on the upper part of the bonnet (5) so as to be positioned between the cover (7a) of the handle (7). 1, the lower end position of the open / close display member (25) and the lower end position of the cover part (7a) of the handle (7) are the same position.
  • the diaphragm retainer (6) presses the diaphragm (4) downward, so that the diaphragm (4) is shaped along the bottom surface of the diaphragm retainer (6). Is defined.
  • the central part of the diaphragm retainer (6) is integrated with the diaphragm (4) by the hanging bracket (24), while the diaphragm retainer (6) moves upward in the middle part of the diaphragm (4) When it is done, it can be deformed.
  • FIG. 1 when the handle (7) is rotated in the opening direction, as shown in FIG. 2, the stem (3) moves upward, and the diaphragm (4) that is in contact with the bottom surface of the main body (2) Also, the passage moves upward, and the passage is opened, and a straight passage from the fluid inflow passage (2a) to the fluid outflow passage (2b), that is, a passage without accumulation is formed in the main body (2).
  • the diaphragm retainer (6) When the passage is open, the diaphragm retainer (6) is moved upward, so that the diaphragm (4) is elastically deformed so that the intermediate portion (that is, the flange portion (17a) of the bonnet (5) and the body (2)
  • the annular part between the outer peripheral edge sandwiched by the edge of the circular through hole (2c) and the central part that is prevented from moving by the suspension fitting (24)) is in the free shape. Deforms to return to a convex shape.
  • the open / close display member (25) is exposed from the lower end position of the cover (7a) of the handle (7) when the handle (7) is moved upward. It can be confirmed that the status has been reached.
  • the stem (3) to which the diaphragm (4) and the diaphragm retainer (6) are attached is screwed to the bonnet (5).
  • the female screw member (18) is screwed onto the portion (11a) protruding above the upper end of the bonnet (5) of the male screw portion (11) of the stem (3).
  • the opening / closing display member (25) is fitted to the upper portion of the bonnet (5), and the handle (7) is fixed to the attachment portion (13) of the stem (3), thereby completing the assembly.
  • the diaphragm valve (1 ) Should be assembled. 1.
  • the handle (7) is turned so that the stem (3) is positioned at a predetermined position to obtain an intermediate opening (state shown in FIG. 2). 2.
  • the handle (7) 3.
  • the mounting part (13) of the stem (3) may be turned with a torque wrench to tighten it, or 4-2.
  • the stem (3) may be rotated by attaching the handle (7) and rotating the handle (7).
  • the assembly work is completed, and then the handle (7) is turned to perform any operation.
  • the diaphragm valve (1) shown in FIG. 1 is closed, the female screw member (18) functions as a stopper even if the handle (7) is strongly tightened, so that excessive tightening is prevented.
  • Set the handle (7) to the intermediate opening (arbitrary opening) by performing the above setting (tightening the first nut (19) and the second nut (20)) at the intermediate opening of the diaphragm valve (1).
  • the diaphragm valve (1) that can prevent the handle (7) from being overtightened can be obtained.
  • a locking nut called a hard lock nut (registered trademark) can be used as the female screw member (18).
  • a locking nut By using such a locking nut, a locking function is achieved by fitting the tapered surfaces (21a) and (22a). Further, the taper surface (21a) of the convex portion (21) is slightly decentered with respect to the screw hole of the nut (19), and the taper surface (22a) of the concave portion (22) is the screw of the nut (20). It is concentric with the hole, which further enhances the locking function.
  • the female screw member (18) is not limited to a hard lock nut (registered trademark).
  • the overtightening prevention configuration using the female thread member (18) above can be applied to various diaphragm valves. At this time, various changes have been made to the configuration of the main body, stem, diaphragm, bonnet, diaphragm presser and handle. can do.
  • the durability of the diaphragm of the diaphragm valve is greatly improved, which can contribute to the improvement of the performance of the diaphragm valve.

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Abstract

締め過ぎによってダイヤフラムに過剰な負荷が掛かることを防止したダイヤフラム弁およびこのようなダイヤフラム弁の組立て方法を提供する。ステム（３）に設けられたおねじ部（１１）の上端部にめねじ部材（１８）がねじ合わされている。めねじ部材（１８）は、ステム（３）適正な閉位置に達した際に、ボンネット（５）の上端に当接してステム（３）のそれ以上の下方への移動を防止する。

Description

ダイヤフラム弁およびその組立て方法
  この発明は、ダイヤフラム弁およびその組立て方法に関する。
　従来、バイオ、半導体等のプロセスで使用される弁として、ダイヤフラム弁が知られている（特許文献１）。このようなダイヤフラム弁の一例を図４に示す。
　このダイヤフラム弁(31)は、流体通路(32a)(32b)を有する本体(32)と、本体(32)に対し上下移動可能なステム(33)と、ステム(33)の上下移動に伴って本体(32)の流体通路(32a)(32)を開閉するダイヤフラム(34)と、本体(32)上側に設けられてステム(33)を上下移動可能に案内するボンネット(35)と、ステム(33)下端部に取り付けられてダイヤフラム(34)を下方に押圧するダイヤフラム押さえ(36)と、ステム(33)を開位置と閉位置とに上下移動させるために回転させられるハンドル(37)とを備えている。
　図４においては、ステム(33)が下方位置に位置させられており、流体流入通路(32a)と流体流出通路(32b)との間にダイヤフラム(34)が位置していることで、流体通路閉鎖状態が得られている。
特開２０１３－１１７２４１号公報
　上記図４に示したダイヤフラム弁(31)の流体通路閉鎖状態において、ハンドル(37)をさらに回転させて、締め付けることが可能であり、このため、締め過ぎによってダイヤフラム(34)に過剰な負荷が掛かり、ダイヤフラム(34)が破損するおそれがある。
  この発明の目的は、締め過ぎによってダイヤフラムに過剰な負荷が掛かることを防止したダイヤフラム弁およびこのようなダイヤフラム弁の組立て方法を提供することにある。
  この発明によるダイヤフラム弁は、流体通路を有する本体と、本体に対し上下移動可能なステムと、ステムの上下移動に伴って本体の流体通路を開閉するダイヤフラムと、本体上側に設けられてステムを上下移動可能に案内するボンネットと、ステム下端部に取り付けられてダイヤフラムを下方に押圧するダイヤフラム押さえと、ステムを開位置と閉位置とに上下移動させるために回転させられるハンドルとを備えているダイヤフラム弁において、ステムに設けられたおねじ部の上端部にめねじ部材がねじ合わされており、めねじ部材は、ステムが適正な閉位置に達した際に、ボンネットの上端に当接してステムのそれ以上の下方への移動を防止することを特徴とするものである。
　ステムは、その上部がボンネットよりも上方に突出しており、この突出した部分にめねじ部材がねじ合わされる。ステムに設けられたおねじ部の上端部にねじ合わされためねじ部材は、ステムの下方移動時には、ステムと一体で下方へ移動する。そして、ステムが所定量下方に移動すると、めねじ部材の下面がボンネットの上面に当接する。この当接位置をステムが適正な閉位置に達した位置と一致させることにより、ステムが設計位置を越えて下方に移動することが防止される。これにより、ダイヤフラムには設計以上の負荷が掛かることはなく、締め過ぎによってダイヤフラムに過剰な負荷が掛かることが防止されることで、ダイヤフラムの耐久性が大幅に向上する。
　流体通路を有する本体と、本体に対し上下移動可能なステムと、ステムの上下移動に伴って本体の流体通路を開閉するダイヤフラムと、本体上側に設けられてステムを上下移動可能に案内するボンネットと、ステム下端部に取り付けられてダイヤフラムを下方に押圧するダイヤフラム押さえと、ステムを開位置と閉位置とに上下移動させるために回転させられるハンドルとを備えているダイヤフラム弁は、公知のものである。
　この発明のダイヤフラム弁は、公知のダイヤフラム弁を基準にすると、ステムの長さが長くされて、これに伴って、おねじ部が延長され、おねじ部の延長部分に、めねじ部材がねじ合わされる。すなわち、めねじ部材を新たに追加するとともに、ステムを変更するだけで、従来の締め過ぎ防止機能無しのダイヤフラム弁を締め過ぎ防止機能有りのダイヤフラム弁に変更することができる。
　ダイヤフラムは、例えば、平面から見て方形のフッ素樹脂（例えばＰＴＦＥ）製ダイヤフラムと、フッ素樹脂製ダイヤフラムの上面に密着して設けられた平面から見て円形のゴム（例えばブチルゴム）製ダイヤフラムとからなるものとされるが、これに限定されるものではない。
　めねじ部材は、例えば市販のナット（１つまたは２つ）とされるが、これに限定されるものではない。
　めねじ部材は、ステムが適正な閉位置に達した位置において、めねじ部材の下面がボンネットの上面に当接する位置となるように、ステムのおねじ部にねじ合わされる。この後、ステムの上端部にハンドルが固定される。ハンドルを取り付けた後の状態では、めねじ部材はハンドルでカバーされ、使用中に物や手が当たって、めねじ部材の位置が変化することはない。
　めねじ部材は、相対的に小さなトルクで締め付けられる第１ナットと、第１ナットに重ねられて相対的に大きなトルクで締め付けられる第２ナットとからなることが好ましい。
　下側のナットがステムの下方位置を規定するために使用され、上側のナットが下側のナットが緩むことを防止する。めねじ部材として、２つのナットを使用することにより、めねじ部材の緩み止めが確実に果たされる。
　いずれか一方のナットの重ね合わせ面に、先端側に行くに連れて径が大きくなるテーパ状内周面を有する環状の凸部が設けられており、他方のナットの重ね合わせ面に、該凸部に嵌まり合う環状の凹部が設けられていることがある。
　２つのナットを使用するとともに、ナット同士が凸部と凹部とで嵌まり合うようすることにより、めねじ部材の緩み止めがより確実に果たされる。このようなめねじ部材としては、例えばハードロックナット（登録商標）と称されている緩み止めナットが使用でき、このような緩み止めナットを使用することで、緩み止め機能を高めることができる。
　この発明によるダイヤフラム弁の組立て方法は、上記（めねじ部材として２つのナットを使用する）ダイヤフラム弁を組み立てる方法であって、ステムを所定位置に位置させた状態でステムからハンドルを取り外し、次いで、第１ナットおよび第２ナットを緩め、次いで、ステムを回転させて閉位置に移動させ、次いで、第１ナットをボンネットに当たるまで回転させ、次いで、第２ナットを締め付け、この状態で、ハンドルをステム上端部に取り付けることを特徴とするものである。
　このようにすると、ハンドルを中間開度（任意開度）に設定することができ、しかも、ハンドルの締め過ぎ防止が可能とされたダイヤフラム弁を得ることができる。
　この発明のダイヤフラム弁によると、ステムが設計位置を越えて下方に移動することが防止され、これにより、ダイヤフラムに過剰な負荷が掛かることが防止され、ダイヤフラムの耐久性が大幅に向上する。
図１は、この発明によるダイヤフラム弁の１実施形態を示す縦断面図であり、通路閉鎖状態を示している。 図２は、図１のダイヤフラム弁の通路開放状態を示す縦断面図である。 図３は、この発明によるダイヤフラム弁を組み立てる際の途中状態を示す要部拡大縦断面図である。 図４は、従来のダイヤフラム弁を示す縦断面図であり、通路閉鎖状態を示している。
　(1)：ダイヤフラム弁、(2)：本体、(3)：ステム、(4)：ダイヤフラム、(5)：ボンネット、(6)：ダイヤフラム押さえ、(7)：ハンドル、(11)：おねじ部、(18)：めねじ部材、(19)：第１ナット、(20)：第２ナット、(21)：凸部、(21a)：内周面、(22)：凹部
  この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。以下の説明において、上下および左右は、図の上下および左右をいうものとする。この上下および左右は便宜的なものであり、ダイヤフラム弁は、この基準とした状態から上下が逆になったり横になったりして取り付けられることがある。
　図１および図２は、この発明によるダイヤフラム弁の１実施形態を示している。図１は、通路閉鎖状態を、図２は通路開放状態をそれぞれ示している。
　ダイヤフラム弁(1)は、流体流入通路(2a)および流体流出通路(2b)を有する本体(2)と、本体(2)に対して上下移動可能なステム(3)と、ステム(3)の上下移動に伴って流体流入通路(2a)と流体流出通路(2b)との間を開閉するダイヤフラム(4)と、本体(2)上側に設けられてステム(3)を上下移動可能に案内する円筒状ボンネット(5)と、ステム(3)下端部に取り付けられたダイヤフラム押さえ(6)と、ステム(3)を開位置と閉位置とに上下移動させるために回転させられるハンドル(7)とを備えている。
　本体(2)は、左右にのびる円筒状に形成されており、中央部に上向きの円形貫通孔(2c)を有している。左方から流体が流入する流体流入通路(2a)および右方から流体が流出する流体流出通路(2b)は、いずれもストレート状とされており、その各内側端部は、円形貫通孔(2c)に開口している。
　ステム(3)は、おねじ部(11)と、おねじ部(11)の下端に連なる段付き状の軸部(12)とを有している。おねじ部(11)の上端に連なって、ハンドル(7)に固定されている取付部(13)が設けられている。
　ダイヤフラム(4)は、平面から見て方形のＰＴＦＥ製ダイヤフラム(14)と、ＰＴＦＥ製ダイヤフラム(14)の上面に密着して設けられた平面から見て円形のブチルゴム製ダイヤフラム(15)とからなる。ダイヤフラム(4)は、中央部が下方に突出するように成形されており、図１に示す通路閉鎖状態において、その中央部が本体(2)の底面に当接することにより、流体流入通路(2a)から流体流出通路(2b)に至る通路を閉鎖するようになされている。これにより、本体(2)には、ダイヤフラム(4)を受ける突起（ウエア部）は存在せず、本体(2)内通路がストレートとなされている。
　ボンネット(5)は、上側の小径円筒部(16)と、小径円筒部(16)の下端に一体に形成され内径および外径がともに小径円筒部(16)よりも大きい下側の大径円筒部(17)とからなる。
　大径円筒部(17)の下端部にフランジ部(17a)が設けられており、このフランジ部(17a)と本体(2)の円形貫通孔(2c)の縁部との間にダイヤフラム(4)の周縁部が挟まれた状態で、フランジ部(17a)と本体(2)とがおねじ部材（図示略）によって結合されている。
　小径円筒部(16)の内周にはめねじ部(16a)が設けられており、このめねじ部(16a)にステム(3)のおねじ部(11)がねじ合わされている。ステム(3)のおねじ部(11)は、ボンネット(5)の上端よりも上方に突出している部分(11a)を有しており、この上方に突出している部分(11a)の上端部近傍にめねじ部材(18)がねじ合わされている。
　めねじ部材(18)は、互いに重ね合わされた下側の第１ナット(19)および上側の第２ナット(20)からなる。
　第２ナット(20)の下面（重ね合わせ面）に、下方（先端側）に行くに連れて径が大きくなるテーパ状内周面(21a)を有する環状の凸部(21)が設けられている。凸部(21)の外周面は、第２ナット(20)の他の部分の外周面と同じ形状とされている。凸部(21)には、１または複数のスリットが設けられているようにしてもよい。
　第１ナット(19)の上面（重ね合わせ面）に、上方に行くに連れて径が小さくなるテーパ状内周面(22a)を有し第２ナット(20)の環状の凸部(21)に嵌まり合う環状の凹部(22)が設けられている。
 ダイヤフラム押さえ(6)は、筒状とされており、その上部内周面には、めねじ部(6a)が形成されている。ステム(3)の段付き状の軸部(12)の下側の大径部分にフランジ付き円筒状のおねじ(23)が嵌められて、このおねじ(23)がダイヤフラム押さえ(6)のめねじ部(6a)にねじ合わされている。これにより、ダイヤフラム押さえ(6)は、ダイヤフラム(4)の中央部を下方に押圧した状態で、ステム(3)に固定されている。
　ダイヤフラム押さえ(6)の下部には、吊り金具(24)の上部が支持されており、吊り金具(24)の下端部は、ダイヤフラム(4)の中央部に埋設されている。これにより、ダイヤフラム(4)の中央部は、ダイヤフラム押さえ(6)の上下移動に伴って、一体で上下移動する。
　ダイヤフラム押さえ(6)は、図１に示す通路閉鎖状態において、ダイヤフラム(4)の中間部（中央部と外周縁部との間にある部分）を下方に押圧する外周縁部(6b)を有している。この外周縁部(6b)は、図２に示す通路開放状態においては、上方に移動し、ダイヤフラム(4)の中間部を下方に押圧する機能は有していない。
　ハンドル(7)は、ボンネット(5)の上部を覆う円筒状カバー部(7a)を有している。これにより、ボンネット(5)の上部、ステム(3)のおねじ部(11)およびめねじ部材(18)は、ハンドル(7)のカバー部(7a)で覆われて、外部に露出しないようになっている。
　ボンネット(5)の上部には、開閉状態を視認するための円筒状の開閉表示部材(25)が、ハンドル(7)のカバー部(7a)との間に位置するように設けられている。図１に示す通路閉鎖状態において、開閉表示部材(25)の下端位置とハンドル(7)のカバー部(7a)の下端位置は、同じ位置とされている。
　図１に示す通路閉鎖状態においては、ダイヤフラム押さえ(6)がダイヤフラム(4)を下方に押圧していることで、ダイヤフラム(4)は、ダイヤフラム押さえ(6)の下面形状に沿った形で形状が規定される。ダイヤフラム押さえ(6)の中央部は、吊り金具(24)によって、ダイヤフラム(4)と一体化されているのに対し、ダイヤフラム(4)の中間部）は、ダイヤフラム押さえ(6)が上方に移動した際には、変形可能とされている。
　したがって、図１において、ハンドル(7)を開方向に回転させると、図２に示すように、ステム(3)が上方に移動し、本体(2)の底面に当接していたダイヤフラム(4)も上方に移動して通路開放状態となり、本体(2)内には、流体流入通路(2a)から流体流出通路(2b)に至るストレートな流路すなわち溜まりがない流路が形成される。通路開放状態では、ダイヤフラム押さえ(6)が上方に移動することで、ダイヤフラム(4)は、弾性変形により、その中間部（すなわち、ボンネット(5)のフランジ部(17a)と本体(2)の円形貫通孔(2c)の縁部とによって挟持された外周縁部と吊り金具(24)によって動くことが阻止されている中央部との間の環状部分）が、フリー時の形状である上に凸の形状に復帰するように変形する。
　図２に示す通路開放状態において、開閉表示部材(25)は、ハンドル(7)が上方に移動したことで、ハンドル(7)のカバー部(7a)の下端位置から露出し、これにより、開放状態になったことを確認することができる。
　上記のダイヤフラム弁(1)を組み立てるに際しては、ダイヤフラム(4)およびダイヤフラム押さえ(6)が取り付けられたステム(3)がボンネット(5)にねじ合わされ、このボンネット(5)が本体(2)と結合される。この後、ハンドル(7)の取付け前に、めねじ部材(18)がステム(3)のおねじ部(11)のボンネット(5)の上端よりも上方に突出している部分(11a)にねじ合わされる。この後、開閉表示部材(25)をボンネット(5)の上部に嵌め合わせ、ハンドル(7)をステム(3)の取付部(13)に固定することで組立てが完了する。
　めねじ部材(18)（第１ナット(19)および第２ナット(20)）を適切に位置決めして、ハンドル(7)を適切な位置に固定するには、次の順序でダイヤフラム弁(1)の組立てを行えばよい。
１．ハンドル(7)を回して、ステム(3)を所定位置に位置させて、中間開度（図２に示す状態）とする。
２．ハンドル(7)を取り外す。
３．第１ナット(19)および第２ナット(20)を緩める。
４．ステム(3)を回転させて閉位置に移動させる。この状態が図３（ａ）に示されている。このようにするには、４－１．トルクレンチでステム(3)の取付部(13)を回して、締め付けるようにしてもよいし、４－２．ハンドル(7)を取り付けてハンドル(7)を回転させてステム(3)を回転させるようにしてもよい。後者の場合、ステム(3)を回転させた後で、ハンドル(7)は再び取り外される。
５．第１ナット(19)をボンネット(5)に当たるまで回転させる。この状態が図３（ｂ）に示されている。この回転は手（手締め）で行われる。
６．第２ナット(20)を締め付ける。この状態が図３（ｃ）に示されている。この締付けは、トルクレンチを使用して、第１ナット(19)の締付けよりも強く行われる。すなわち、第１ナット(19)が相対的に小さなトルクで締め付けられ、第２ナット(20)が相対的に大きなトルクで締め付けられる。これにより、第１ナット(19)と第２ナット(20)との相対回転が抑えられ、第１ナット(19)と第２ナット(20)とは、常に一体でステム(3)とともに上下移動させられる。
７．ハンドル(7)を取り付ける。
　以上で、組立て作業が完了し、この後、ハンドル(7)を回し、任意の操作を行う。この際、図１に示すダイヤフラム弁(1)の閉鎖時においては、ハンドル(7)を強く締め付けてもめねじ部材(18)がストッパとして機能するため、過剰締付けが防止される。ダイヤフラム弁(1)の中間開度で上記の設定（第１ナット(19)および第２ナット(20)の締付け）を行うことにより、ハンドル(7)を中間開度（任意開度）に設定することができ、しかも、ハンドル(7)の締め過ぎ防止が可能とされたダイヤフラム弁(1)を得ることができる。
　上記のめねじ部材(18)としては、ハードロックナット（登録商標）と称されている緩み止めナットが使用できる。このような緩み止めナットを使用することで、テーパ面(21a)(22a)同士の嵌合による緩み止め機能が奏される。さらに、凸部(21)のテーパ面(21a)は、ナット(19)のねじ孔に対して微小量偏心されており、凹部(22)のテーパ面(22a)は、ナット(20)のねじ孔と同心状とされ、これにより、緩み止め機能がさらに高められる。なお、めねじ部材(18)は、ハードロックナット（登録商標）に限定されるものではない。
　上記のめねじ部材(18)を使用した締め過ぎ防止の構成は、種々のダイヤフラム弁に適応可能であり、この際、本体、ステム、ダイヤフラム、ボンネット、ダイヤフラム押さえおよびハンドルの構成については、種々変更することができる。
　この発明によると、ダイヤフラム弁のダイヤフラムの耐久性が大幅に向上するので、ダイヤフラム弁の性能向上に寄与することができる。

Claims (4)

  1. 　流体通路を有する本体と、本体に対し上下移動可能なステムと、ステムの上下移動に伴って本体の流体通路を開閉するダイヤフラムと、本体上側に設けられてステムを上下移動可能に案内するボンネットと、ステム下端部に取り付けられてダイヤフラムを下方に押圧するダイヤフラム押さえと、ステムを開位置と閉位置とに上下移動させるために回転させられるハンドルとを備えているダイヤフラム弁において、
    　ステムに設けられたおねじ部の上端部にめねじ部材がねじ合わされており、めねじ部材は、ステムが適正な閉位置に達した際に、ボンネットの上端に当接してステムのそれ以上の下方への移動を防止することを特徴とするダイヤフラム弁。
  2. 　めねじ部材は、相対的に小さなトルクで締め付けられる第１ナットと、第１ナットに重ねられて相対的に大きなトルクで締め付けられる第２ナットとからなることを特徴とする請求項１のダイヤフラム弁。
  3. 　いずれか一方のナットの重ね合わせ面に、先端側に行くに連れて径が大きくなるテーパ状内周面を有する環状の凸部が設けられており、他方のナットの重ね合わせ面に、該凸部に嵌まり合う環状の凹部が設けられていることを特徴とする請求項２のダイヤフラム弁。
  4. 　請求項２または３に記載のダイヤフラム弁を組み立てる方法であって、ステムを所定位置に位置させた状態でステムからハンドルを取り外し、次いで、第１ナットおよび第２ナットを緩め、次いで、ステムを回転させて閉位置に移動させ、次いで、第１ナットをボンネットに当たるまで回転させ、次いで、第２ナットを締め付け、この状態で、ハンドルをステム上端部に取り付けることを特徴とするダイヤフラム弁の組立て方法。
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