特許 6014072 ダイアフラムの固定構造、それを備えたダイアフラムポンプ及び弁装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6014072

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25日

(54)【発明の名称】ダイアフラムの固定構造、それを備えたダイアフラムポンプ及び弁装置

(51)【国際特許分類】

   F04B 45/04 20060101AFI20161011BHJP

   F04B 43/02 20060101ALI20161011BHJP

   F16K 7/12 20060101ALI20161011BHJP

   F16K 7/14 20060101ALI20161011BHJP

   F16J 3/04 20060101ALI20161011BHJP

【ＦＩ】

   F04B45/04 C

   F04B43/02 C

   F16K7/12 B

   F16K7/14 A

   F16J3/04 C

【請求項の数】10

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-58751(P2014-58751)

(22)【出願日】2014年3月20日

(65)【公開番号】特開2015-183531(P2015-183531A)

(43)【公開日】2015年10月22日

【審査請求日】2015年3月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000183233

【氏名又は名称】住友ゴム工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104134

【弁理士】

【氏名又は名称】住友 慎太郎

(72)【発明者】

【氏名】森田 耕平

(72)【発明者】

【氏名】石丸 毅

【審査官】 佐藤 秀之

(56)【参考文献】

【文献】 実公昭４７−０３１２０１（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 実開昭５８−１６５２８２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１３−０８７６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０４−０８９５８５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００５−０１６４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５１５５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１３９１６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｂ ４５／０４

Ｆ０４Ｂ ４３／０２

Ｆ１６Ｊ ３／０４

Ｆ１６Ｋ ７／１２

Ｆ１６Ｋ ７／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に空間を形成するケースに、前記空間を第１室と第２室とに仕切るダイアフラムを固定するダイアフラムの固定構造であって、
前記ケースは、前記第１室側を形成する第１凹部を有する第１フレームと、前記第２室側を形成する第２凹部を有する第２フレームとを備え、
前記ダイアフラムの周縁部は、前記第１フレームと前記第２フレームとの嵌め合わせにより、前記第１フレームと前記第２フレームとの間で圧縮されて保持され、
前記第１フレームは、前記嵌め合わせにより、前記第２フレームを抜け止め状態に保持する第１係止部を有し、
前記第２フレームは、前記嵌め合わせにより、前記第１フレームを抜け止め状態に保持する第２係止部を有し、
前記第１係止部と第２係止部とが前記ケースの外周に沿って連続して設けられていることを特徴とするダイアフラムの固定構造。

【請求項2】

前記第１フレームは、前記第２フレームに対向する第１フレーム本体を有し、
前記第１係止部は、前記第１フレーム本体の外縁から前記第２フレーム側にのびる弾性変形可能な第１突片と、前記第１突片の端部側に設けられかつ前記第２フレームに係合する第１爪状片とを含む請求項１記載のダイアフラムの固定構造。

【請求項3】

前記第２フレームは、前記第１フレームに対向する第２フレーム本体を有し、
前記第２係止部は、前記第２フレーム本体の外縁から前記第１フレーム側にのびる弾性変形可能な第２突片と、前記第２突片の端部側に設けられかつ前記第１フレームに係合する第２爪状片とを含む請求項２記載のダイアフラムの固定構造。

【請求項4】

前記第１係止部と第２係止部とが前記ケースの外周に沿って交互に設けられている請求項１乃至３のいずれかに記載のダイアフラムの固定構造。

【請求項5】

第１フレームの隣り合う前記第１係止部の間には、第２突片及び第２爪状片に対応する階段状の第３凹部が形成されている請求項３記載のダイアフラムの固定構造。

【請求項6】

第２フレームの隣り合う前記第２係止部の間には、第１突片及び第１爪状片に対応する階段状の第４凹部が形成されている前記第２フレーム本体は、第１突片及び第１爪状片に対応する階段状に形成された第４凹部をさらに有する請求項５記載のダイアフラムの固定構造。

【請求項7】

前記ダイアフラムは、前記空間を第１室と第２室とに仕切る膜部と、前記膜部の外周縁に形成された周縁部とを有し、前記周縁部は、前記膜部よりも厚さが大きい厚肉部が連続して設けられている請求項１乃至６のいずれかに記載のダイアフラムの固定構造。

【請求項8】

前記第１フレーム及び／又は前記第２フレームには、前記厚肉部が配される位置決め用の凹溝が形成されている請求項７記載のダイアフラムの固定構造。

【請求項9】

請求項１乃至８のいずれかに記載のダイアフラムの固定構造を備えたダイアフラムポンプであって、
前記第１フレームは、前記第１室に連通する第１ポートが形成され、
前記第２フレームは、前記第２室に連通する第２ポートが形成され、
前記第１室には、前記第１ポートを介して、前記ダイアフラムを駆動するための流体が供給され、
前記第２室には、前記第２ポートを介して、被処理流体が流出入することを特徴とするダイアフラムポンプ。

【請求項10】

請求項１乃至７のいずれかに記載のダイアフラムの固定構造を備えた弁装置であって、
前記第１フレームの前記第１室には、前記ダイアフラムを駆動するための駆動手段が設けられ、
前記第２フレームは、前記第２室に流体を流入させる流入ポートと、前記第２室から流体を流出させる流出ポートとを有し、
前記流出ポートは、周囲に弁座が形成された開口を有し、
前記ダイアフラムは、前記弁座に着座又は離間して、前記流出ポートを開閉することを特徴とする弁装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内部に空間を形成するケースに、空間を第１室と第２室とに仕切るダイアフラムを固定するダイアフラムの固定構造、それを備えたダイアフラムポンプ及び弁装置に関する。

【背景技術】

【0002】

化学検査、環境分析又は生命工学研究などの各種の分析では、被処理流体を正確な分量で送出するために、ダイアフラムを備えたダイアフラムポンプや弁装置が使用されている。例えば、特許文献１では、一対のフレームによってダイアフラムを挟持し固定する構造のダイアフラムポンプが開示されている。このダイアフラムポンプでは、ダイアフラムの周縁部での流体のリークを抑制するために、複数対のビス及びナットによって各フレーム同士が結合されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１−１８３３５９号公報

【0004】

上記流体のリークは、一対のフレームがダイアフラムを圧縮する力が、全体的又は部分的に不足することに起因する。そこで、上記ダイアフラムの固定構造では、ダイアフラムを十分な力で均等に圧縮するために、多数のビス及びナットが用いられている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記ダイアフラムの固定構造では、部品点数が増加し、ダイアフラムポンプや弁装置のコストダウンを阻む一因となっている。また、ビス及びナットの締結作業は、手間がかかり、作業者に負担を強いると共に、ダイアフラムポンプや弁装置の組み立てに要する工数が増加する。

【0006】

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、部品点数を削減すると共に、組み立てを容易にすることにより、コストダウンを図ることができるダイアフラムの固定構造等を提供することを主たる目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、内部に空間を形成するケースに、前記空間を第１室と第２室とに仕切るダイアフラムを固定するダイアフラムの固定構造であって、
前記ケースは、前記第１室側を形成する第１凹部を有する第１フレームと、前記第２室側を形成する第２凹部を有する第２フレームとを備え、
前記ダイアフラムの周縁部は、前記第１フレームと前記第２フレームとの嵌め合わせにより、前記第１フレームと前記第２フレームとの間で圧縮されて保持され、
前記第１フレームは、前記嵌め合わせにより、前記第２フレームを抜け止め状態に保持する第１係止部を有していることを特徴とする。

【0008】

本発明に係る前記固定構造において、前記第１フレームは、前記第２フレームに対向する第１フレーム本体を有し、前記第１係止部は、前記第１フレーム本体の外縁から前記第２フレーム側にのびる弾性変形可能な第１突片と、前記第１突片の端部側に設けられかつ前記第２フレームに係合する第１爪状片とを含むことが望ましい。

【0009】

本発明に係る前記固定構造において、前記第２フレームは、前記嵌め合わせにより、前記第１フレームを抜け止め状態に保持する第２係止部を有していることが望ましい。

【0010】

本発明に係る前記固定構造において、前記第２フレームは、前記第１フレームに対向する第２フレーム本体を有し、前記第２係止部は、前記第２フレーム本体の外縁から前記第１フレーム側にのびる弾性変形可能な第２突片と、前記第２突片の端部側に設けられかつ前記第１フレームに係合する第２爪状片とを含むことが望ましい。

【0011】

本発明に係る前記固定構造において、前記第１係止部と第２係止部とが前記ケースの外周に沿って交互に設けられていることが望ましい。

【0012】

本発明に係る前記固定構造において、前記第１係止部と第２係止部とが前記ケースの外周に沿って連続して設けられていることが望ましい。

【0013】

本発明に係る前記固定構造において、前記ダイアフラムの前記周縁部は、厚さが大きい厚肉部が連続して設けられていることが望ましい。

【0014】

本発明に係る前記固定構造において、前記第１フレーム及び／又は前記第２フレームには、前記厚肉部が配される位置決め用の凹溝が形成されていることが望ましい。

【0015】

本発明は、前記固定構造を備えたダイアフラムポンプであって、前記第１フレームは、前記第１室に連通する第１ポートが形成され、前記第２フレームは、前記第２室に連通する第２ポートが形成され、前記第１室には、前記第１ポートを介して、前記ダイアフラムを駆動するための流体が供給され、前記第２室には、前記第２ポートを介して、被処理流体が流出入することを特徴とする。

【0016】

本発明は、前記固定構造を備えた弁装置であって、前記第１フレームの前記第１室には、前記ダイアフラムを駆動するための駆動手段が設けられ、前記第２フレームは、前記第２室に流体を流入させる流入ポートと、前記第２室から流体を流出させる流出ポートとを有し、前記流出ポートは、周囲に弁座が形成された開口を有し、前記ダイアフラムは、前記弁座に着座又は離間して、前記流出ポートを開閉することを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明は、内部に空間を形成するケースに、空間を第１室と第２室とに仕切るダイアフラムを固定するダイアフラムの固定構造であって、ケースが、第１室側を形成する第１凹部を有する第１フレームと、第２室側を形成する第２凹部を有する第２フレームとを備える。ダイアフラムの周縁部は、第１フレームと第２フレームとの嵌め合わせにより、第１フレームと第２フレームとの間で圧縮されて保持される。これにより、ダイアフラムの周縁部での被処理流体のリークが抑制される。第１フレームは、前記嵌め合わせにより、第２フレームを抜け止め状態に保持する第１係止部を有しているので、ビス及びナットを締結することなく、第１フレームと第２フレームとが嵌め合わされる。従って、ダイアフラムの固定構造の部品点数を削減すると共に、組み立てを容易にして、コストダウンを図ることが可能となる。

【0018】

本発明のダイアフラムポンプは、前記ダイアフラムの固定構造を備え、第１フレームの第１室には、第１ポートを介して、ダイアフラムを駆動するための流体が供給され、第２フレームの第２室には、第２ポートを介して、被処理流体が流出入する。これにより、簡素かつ安価な構成のダイアフラムポンプで、被処理流体を正確な分量で送出することが可能となる。

【0019】

本発明の弁装置は、前記ダイアフラムの固定構造を備え、第１フレームの第１室には、ダイアフラムを駆動するための駆動手段が設けられ、第２フレームは、前記第２室に流体を流入させる流入ポートと、前記第２室から流体を流出させる流出ポートとを有する。流出ポートは、周囲に弁座が形成された開口を有し、ダイアフラムは、弁座に着座又は離間して、流出ポートを開閉する。これにより、簡素かつ安価な構成の弁装置で、被処理流体を正確な分量で送出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施形態に係るダイアフラムポンプを備えた分析装置の一部の構成を示す説明図である。

【図2】図１のダイアフラムポンプの斜視図である。

【図3】図２のダイアフラムポンプの平面図である。

【図4】図３のダイアフラムのＡ−Ａ線断面図である。

【図5】図３のダイアフラムのＢ−Ｂ線断面図である。

【図6】図２のダイアフラムポンプの組み立て斜視図である。

【図7】図６の第１ケース又は第２ケースの斜視図である。

【図8】図６のダイアフラムの断面図である。

【図9】本発明の別の実施形態に係る弁装置の構成を示す断面図である。

【図10】図９のソレノイドコイルに通電された状態の弁装置を示す断面図である。

【図11】図９のケースの組み立て斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態が図面に基づき説明される。
（第１実施形態）

【0022】

図１は、本発明の第１実施形態に係るダイアフラムポンプ１の概略構成が示されている。ダイアフラムポンプ１は、試料等の被処理流体を定量で送出する。ダイアフラムポンプ１は、内部に空間２０を形成するケース２と、空間２０を第１室２１と第２室２２とに仕切るダイアフラム３とを有している。気体等の流体が第１室２１に充填され排出されることにより、被処理流体が第２室２２から送出される。

【0023】

すなわち、第１室２１に充填され、排出される気体によってダイアフラム３が駆動されて変形することにより、定量の流体が第２室２２から送出される。送出される流体の体積は、空間２０の容積及び空間２０内に占めるダイアフラム３の体積等によって定められる。

【0024】

図２及び３には、ダイアフラムポンプ１の外観が示されている。図４及び図５には、図３にて示されるダイアフラムポンプ１のＡ−Ａ線断面及びＢ−Ｂ線断面図が示されている。図６には、ダイアフラムポンプ１の組み立て斜視図が示されている。ダイアフラム３は、固定構造４によってケース２に固定されている。

【0025】

ダイアフラムポンプ１のケース２は、第１凹部５０を有する第１フレーム５と、第２凹部６０を有する第２フレーム６とを備えている。第１凹部５０は、第１室２１側の空間２０ａを形成する。第２凹部６０は、第２室２２側の空間２０ｂを形成する。第１凹部５０と第２凹部６０とは、互いに対向して配置されている。第１凹部５０及び第２凹部６０は、すり鉢状に形成されている。

【0026】

第１フレーム５及び第２フレーム６を構成する材料は、耐薬品性等を考慮して設定されている。例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）。ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）又はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロチレン）等が使用される。本実施形態では、第１フレーム５と第２フレーム６とは、接着等を伴うことなく、機械的な嵌め合わせによって接合されているので、難接着材料を適用することができ、材料選択の自由度が高められる。

【0027】

図４及び５に示されるように、ダイアフラム３は、空間２０を第１室２１と第２室２２とに仕切る膜部３１と、膜部３１の外周縁に形成されている周縁部３２とを有している。周縁部３２は、第１フレーム５と第２フレーム６とによって挟持されている。膜部３１が弾性変形することにより、第１室２１及び第２室２２の容積が交互に増減する。

【0028】

ダイアフラム３の周縁部３２は、第１フレーム５と第２フレーム６との嵌め合わせにより、第１フレーム５と第２フレーム６との間で圧縮されて保持されている。これにより、ダイアフラム３の周縁部３２での被処理流体のリークが抑制される。

【0029】

ダイアフラム３は、例えば、ゴム成分として、エチレン−プロピレン−ジエン（ＥＰＤＭ）、フッ素系ゴム（ＦＫＭ、ＦＰＭ、ＦＦＫＭ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、ブチレン系ゴム（ＩＩＲ）又はシリコーンゴム（ＶＭＱ）の１種以上を含んでいる弾性材料によって構成されている。ポリマー主鎖に二重結合を含むゴム材料を用いた場合、長期間にわたる使用の際に、ポリマー主鎖が切断され、ダイアフラム３の耐久性能が維持できなくなるおそれがある。上記ゴム成分の中では、ガスバリア性、耐熱性、耐薬品性及び製造コストの観点から、特にエチレン−プロピレン−ジエンが好ましい。

【0030】

図７は、第１フレーム５を示している。図２，３，５及び７等に示されるように、第１フレーム５は、上記第１凹部５０と、第２フレーム６に対向する第１フレーム本体５１と、第２フレーム６を抜け止め状態に保持する第１係止部５２とを有している。第１凹部５０は、第１フレーム本体５１の第２フレーム６に対向する内端面に形成されている。第１フレーム本体５１は、概略円柱状に形成されている。第１係止部５２は、第１フレーム本体５１の外縁に沿って間欠的に複数設けられている。上述した第１フレーム５と第２フレーム６との嵌め合わせの際に、第１係止部５２と第２フレーム６との間に生ずる摩擦力によって、第１フレーム５と第２フレーム６とが強固に嵌め合わされて、一体化される。従って、ダイアフラム３の周縁部３２での被処理流体のリークが抑制される。

【0031】

図５，７に示されるように、本実施形態では、第１係止部５２が、第１フレーム本体５１の外縁から第２フレーム６側にのびる第１突片５３と、第１突片５３の端部側に設けられた第１爪状片５４とを有している。第１突片５３は、弾性変形可能な腕状に形成されている。第１爪状片５４は、第２フレーム６の内方に突出して形成され、第２フレーム６に係合する。第１爪状片５４が第２フレーム６に係合すると共に、弾性変形した第１突片５３が弾性力を発生することにより、第１フレーム５と第２フレーム６との嵌め合わせが強固なものとなり、ダイアフラム３の周縁部３２での被処理流体のリークが一層抑制される。

【0032】

図４，７に示されるように、第１フレーム５には、第１室２１に連通する第１ポート５７が形成されている。第１ポート５７の先端部には、配管を接続するためのニップル５８が形成されている。第１室２１には、配管及び第１ポート５７を介して、ダイアフラム３を駆動するための気体が流入出される。なお、第１係止部５２は、ニップル５８との干渉を回避して設けられている。

【0033】

本実施形態では、第１ポート５７は、円柱状の第１フレーム５の端面に沿ってのび、側面に形成されているニップル５８に連通しているが、第１ポート５７は、円柱状の第１フレーム５の端面に向かってのびる形態であってもよい。この場合、ニップル５８は、第１フレーム５の端面に形成される。

【0034】

図６，７に示されるように、本実施形態では、第１フレーム５と第２フレーム６とは、同一の形状に形成されている。従って、第１フレーム５と第２フレーム６とを同一の金型によって製造することができ、ダイアフラムポンプ１の製造コストを低減することができる。

【0035】

第２フレーム６は、第１フレーム５に対向する第２フレーム本体６１と、第１フレーム５を抜け止め状態に保持する第２係止部６２とを有している。第２フレーム本体６１の第１フレーム５に対向する内端面には、第２凹部６０が形成されている。第２フレーム本体６１は、概略円柱状に形成されている。第２係止部６２は、第２フレーム本体６１の外縁に間欠的に複数設けられている。上述した第１フレーム５と第２フレーム６との嵌め合わせの際に、第２係止部６２と第１フレーム５との間に生ずる摩擦力によって、第１フレーム５と第２フレーム６とがより一層強固に嵌め合わされて、一体化される。従って、ダイアフラム３の周縁部３２での被処理流体のリークがより一層抑制される。

【0036】

図５，７に示されるように、本実施形態では、第２係止部６２が、第２フレーム本体６１の外縁から第１フレーム５側にのびる第２突片６３と、第２突片６３の端部側に設けられた第２爪状片６４とを有している。第２突片６３は、弾性変形可能な腕状に形成されている。第２爪状片６４は、第１フレーム５の内方に突出して形成され、第１フレーム５に係合する。第２爪状片６４が第１フレーム５に係合すると共に、弾性変形した第２突片６３が弾性力を発生することにより、第１フレーム５と第２フレーム６との嵌め合わせが強固なものとなり、ダイアフラム３の周縁部３２での被処理流体のリークがより一層抑制される。

【0037】

図４，７に示されるように、第２フレーム６には、第２室２２に連通する第２ポート６７が形成されている。第２ポート６７の先端部には、配管を接続するためのニップル６８が形成されている。第２室２２には、配管及び第２ポート６７を介して、被処理流体が流入出される。なお、第２係止部６２は、ニップル６８との干渉を回避して設けられている。第１フレーム５と第２フレーム６とは、ニップル５８とニップル６８とを位置を揃えて、嵌め合わされる。

【0038】

本実施形態では、第２ポート６７は、円柱状の第２フレーム６の端面に沿ってのび、側面に形成されているニップル６８に連通しているが、第２ポート６７は、円柱状の第２フレーム６の端面に向かってのびる形態であってもよい。この場合、ニップル６８は、第２フレーム６の端面に形成される。

【0039】

図２，６に示されるように、第１係止部５２と第２係止部６２とは、ケース２の外周に沿って交互に設けられている。これにより、ダイアフラム３の周縁部３２を均等に圧縮することが可能となり、ダイアフラム３の周縁部３２での被処理流体のリークがより一層抑制される。

【0040】

さらに、本実施形態では、第１係止部５２と第２係止部６２とがケース２の外周に沿って連続して設けられている。これにより、ダイアフラム３の周縁部３２を十分な力で均等に圧縮することが可能となり、ダイアフラム３の周縁部３２での被処理流体のリークがより一層抑制される。

【0041】

図６，７に示されるように、第１フレーム５の隣り合う第１係止部５２の間には、第３凹部５９が形成されている。第３凹部５９は、第２フレーム６の第２突片６３及び第２爪状片６４に対応する形状で階段状に形成されている。第３凹部５９は、第２フレーム６の第２係止部６２と嵌め合わされる。上記嵌め合わせにより、第２フレーム６が抜け止め状態に保持される。これにより、ビス及びナットを締結することなく、第１フレーム５と第２フレーム６とが嵌め合わされて、一体化される。従って、ダイアフラム３の固定構造４の部品点数を削減すると共に、組み立てを容易にして、コストダウンを図ることが可能となる。さらには、ダイアフラムポンプ１の構成を簡素かつ安価なものとすることが可能となる。

【0042】

一方、第２フレーム６の隣り合う第２係止部６２の間には、第４凹部６９が形成されている。第４凹部６９は、第１フレーム５の第１突片５３及び第１爪状片５４に対応する形状で階段状に形成されている。第４凹部６９は、第１フレーム５の第１係止部５２と嵌め合わされる。上記嵌め合わせにより、第１フレーム５が抜け止め状態に保持される。これにより、第１フレーム５と第２フレーム６とがより一層強固に嵌め合わされて、一体化される。従って、ダイアフラム３の周縁部３２での被処理流体のリークがより一層抑制される。

【0043】

図８は、ダイアフラム３のＡ−Ａ線断面を示している。ダイアフラム３の周縁部３２は、膜部３１よりも厚さが大きい厚肉部３３が連続して設けられている。これにより、ダイアフラム３の耐久性を十分に確保したうえで、第１フレーム５及び第２フレーム６が、厚肉部３３に十分な圧力をかけてダイアフラム３を保持でき、ダイアフラム３の周縁部３２での被処理流体のリークがより一層抑制される。

【0044】

図７に示されるように、第１フレーム５には、厚肉部３３が嵌合される凹溝５５が形成されている。同様に、第２フレーム６には、厚肉部３３が嵌合される凹溝６５が形成されている。凹溝５５と凹溝６５の深さの合計は、厚肉部３３の厚さよりも小さく設定されている。このような凹溝５５及び６５によって、厚肉部３３が適度に圧縮され、ダイアフラム３の周縁部３２での被処理流体のリークがより一層抑制される。また、凹溝５５及び６５は、ダイアフラム３を第１フレーム５及び第２フレーム６の内部に組み込む際に位置決め用の溝として機能し、ダイアフラムポンプ１の生産効率を高める。

【0045】

（第２実施形態）
図９は、本発明の第２実施形態に係る弁装置を示している。弁装置７は、内部に空間２０Ａを形成するケース２Ａと、空間２０Ａを第１室２１Ａと第２室２２Ａとに仕切るダイアフラム３Ａとを有している。ダイアフラム３Ａは、固定構造４Ａによってケース２Ａに固定されている。

【0046】

ケース２Ａは、第１凹部５０Ａを有する第１フレーム５Ａと、第２凹部６０Ａを有する第２フレーム６Ａとを備えている。 第１凹部５０Ａは、第１室２１Ａ側の空間２０Ａを形成する。第２凹部６０Ａは、第２室２２Ａ側の空間２０Ａを形成する。

【0047】

ダイアフラム３Ａは、空間２０Ａを第１室２１Ａと第２室２２Ａとに仕切る膜部３１Ａと、膜部３１Ａの外周縁に形成されている周縁部３２Ａとを有している。周縁部３２Ａは、第１フレーム５Ａと第２フレーム６Ａとによって挟持されている。膜部３１Ａが弾性変形することにより、ダイアフラム３Ａは揺動可能とされる。

【0048】

ダイアフラム３Ａの周縁部３２Ａは、第１フレーム５Ａと第２フレーム６Ａとの嵌め合わせにより、第１フレーム５Ａと第２フレーム６Ａとの間で圧縮されて保持されている。これにより、ダイアフラム３Ａの周縁部３２Ａでの被処理流体のリークが抑制される。

【0049】

第１フレーム５Ａ及び第２フレーム６Ａを構成する材料は、第１実施形態の第１フレーム５及び第２フレーム６と同様である。ダイアフラム３Ａを構成する材料についても、第１実施形態のダイアフラム３と同様である。

【0050】

第１フレーム５Ａの 第１凹部５０Ａすなわち第１室２１Ａには、ダイアフラム３Ａを駆動する駆動手段８が設けられている。ダイアフラム３Ａは、駆動手段８によって駆動されて揺動する。駆動手段８は、ダイアフラム３Ａと一体に揺動する揺動部材８１と、揺動部材８１の一端部を押圧する第１プランジャー（可動鉄心）８２と、揺動部材８１の他端部を押圧する第２プランジャー８３等を有している。揺動部材８１は、空間２０Ａに収容されている。揺動部材８１は、軸部材８１ａによって、回動自在に支持されている。軸部材８１ａの両端は、第１フレーム５Ａに支持されている。

【0051】

第１プランジャー８２は、第１コイルばね８４、ソレノイドコイル８５及び固定鉄心８６によって駆動されて、その駆動力を揺動部材８１に伝達する。第２プランジャー８３は、第２コイルばね８７によって駆動されて、その駆動力を揺動部材８１に伝達する。第１コイルばね８４のばね荷重は、第２コイルばね８７のばね荷重よりも大きく設定されている。第１プランジャー８２及び第２プランジャー８３によって伝達された駆動力を受け、揺動部材８１及びダイアフラム３Ａは、軸部材８１ａを回転軸としてシーソー状に回動する。

【0052】

第２フレーム６Ａは、第２室２２Ａに流体を流入させる流入ポート（Commonポート）７１と、第２室２２Ａから流体を流出させるＮＣ（Normally Close）流出ポート７２及びＮＯ（Normally Open）流出ポート７３とを有している。ＮＣ流出ポート７２は、周囲に弁座７２ａが形成された開口７２ｂを有している。ダイアフラム３Ａは、弁座７２ａに着座又は離間して、ＮＣ流出ポート７２を開閉する。ＮＯ流出ポート７３は、周囲に弁座７３ａが形成された開口７３ｂを有している。ダイアフラム３Ａは、弁座７３ａに着座又は離間して、ＮＯ流出ポート７３を開閉する。揺動部材８１が回動することにより、ＮＣ流出ポート７２又はＮＯ流出ポート７３のうちいずれか一方のポートが閉鎖され、他方のポートが開放される。これにより、各ポートが交互に開閉される。本実施形態に係る弁装置７は、駆動手段８のソレノイドコイル８５が発生する電磁力によってダイアフラム３Ａを駆動し、ＮＣ流出ポート７２及びＮＯ流出ポート７３を開閉して流路を切り替える、いわゆる電磁弁である。

【0053】

以下、弁装置７の開閉動作が説明される。流入ポート７１は、常時開放されており、流入ポート７１から第２室２２Ａ内に流体が供給される。既に述べたように、第１コイルばね８４のばね荷重は、第２コイルばね８７のばね荷重よりも大きいので、第１コイルばね８４が発生する弾性力は、第２コイルばね８７が発生する弾性力よりも大きい。そのため、通常時においては、揺動部材８１及びダイアフラム３Ａの姿勢は、図９に示されるように、図中反時計回りに回動された姿勢で維持され、ＮＣ流出ポート７２が閉鎖され、ＮＯ流出ポート７３が開放される。これに伴い、矢印Ａにて示されるように、流入ポート７１から第２室２２Ａに流れ込んだ流体は、ＮＯ流出ポート７３から送出される。

【0054】

図１０は、ソレノイドコイル８５に通電された状態の弁装置７を示している。ソレノイドコイル８５に所定の電流が流れると、その電磁力によって第１プランジャー８２が第１コイルばね８４を圧縮する方向に移動する。このとき、第２プランジャー８３が揺動部材８１を押圧しているので、揺動部材８１及びダイアフラム３Ａが時計回りに回動され、ＮＯ流出ポート７３が閉鎖され、ＮＣ流出ポート７２が開放される。これに伴い、矢印Ｂにて示されるように、流入ポート７１から第２室２２Ａに流れ込んだ流体は、ＮＣ流出ポート７２から送出される。

【0055】

図１１は、弁装置７に備えられるケース２Ａとダイアフラム３Ａとの組み立て斜視図を示している。第１フレーム５Ａは、上記第１凹部５０Ａと、第２フレーム６Ａに対向する第１フレーム本体５１Ａと、第２フレーム６Ａを抜け止め状態に保持する第１係止部５２Ａとを有している。図９に示されるように、第１凹部５０Ａは、第１フレーム本体５１Ａの第２フレーム６Ａに対向する内端面に形成されている。第１係止部５２Ａは、第１フレーム本体５１Ａの外縁に沿って複数設けられている。上述した第１フレーム５Ａと第２フレーム６Ａとの嵌め合わせの際に、第１係止部５２Ａと第２フレーム６Ａとの間に生ずる摩擦力によって、第１フレーム５Ａと第２フレーム６Ａとが強固に嵌め合わされて、一体化される。従って、ダイアフラム３Ａの周縁部３２Ａでの被処理流体のリークが抑制される。

【0056】

本実施形態では、第１係止部５２Ａが、第１フレーム本体５１Ａの外縁から第２フレーム６Ａ側にのびる第１突片５３Ａと、第１突片５３Ａの端部側に設けられた第１爪状片５４Ａとを有している。第１突片５３Ａは、弾性変形可能に構成されている。第１爪状片５４Ａは、第２フレーム６Ａの内方に突出して形成され、第２フレーム６Ａに係合する。第１爪状片５４Ａが第２フレーム６Ａに係合すると共に、弾性変形した第１突片５３Ａが弾性力を発生することにより、第１フレーム５Ａと第２フレーム６Ａとの嵌め合わせが強固なものとなり、ダイアフラム３Ａの周縁部３２Ａでの被処理流体のリークが一層抑制される。

【0057】

第２フレーム６Ａは、第１フレーム５Ａに対向する第２フレーム本体６１Ａと、第１フレーム５Ａを抜け止め状態に保持する第２係止部６２Ａとを有している。第２フレーム本体６１Ａの第１フレーム５Ａに対向する内端面には、第２凹部６０Ａが形成されている。第２係止部６２Ａは、第２フレーム本体６１Ａの外縁に沿って複数設けられている。上述した第１フレーム５Ａと第２フレーム６Ａとの嵌め合わせの際に、第２係止部６２Ａと第１フレーム５Ａとの間に生ずる摩擦力によって、第１フレーム５Ａと第２フレーム６Ａとがより一層強固に嵌め合わされて、一体化される。従って、ダイアフラム３Ａの周縁部３２Ａでの被処理流体のリークがより一層抑制される。

【0058】

本実施形態では、第２係止部６２Ａが、第１フレーム本体６１Ａの外縁から第１フレーム５Ａ側にのびる第２突片６３Ａと、第２突片６３Ａの端部側に設けられた第２爪状片６４Ａとを有している。第２突片６３Ａは、弾性変形可能に構成されている。第２爪状片６４Ａは、第１フレーム５Ａの内方に突出して形成され、第１フレーム５Ａに係合する。第２爪状片６４Ａが第１フレーム５Ａに係合すると共に、弾性変形した第２突片６３Ａが弾性力を発生することにより、第１フレーム５Ａと第２フレーム６Ａとの嵌め合わせが強固なものとなり、ダイアフラム３Ａの周縁部３２Ａでの被処理流体のリークがより一層抑制される。

【0059】

第１係止部５２Ａと第２係止部６２Ａとは、ケース２Ａの外周に沿って交互に設けられている。これにより、ダイアフラム３Ａの周縁部３２Ａを均等に圧縮することが可能となり、ダイアフラム３Ａの周縁部３２Ａでの被処理流体のリークがより一層抑制される。

【0060】

さらに、本実施形態では、第１係止部５２Ａと第２係止部６２Ａとがケース２Ａの外周に沿って連続して設けられている。これにより、ダイアフラム３Ａの周縁部３２Ａを十分な力で均等に圧縮することが可能となり、ダイアフラム３Ａの周縁部３２Ａでの被処理流体のリークがより一層抑制される。

【0061】

第１フレーム５Ａの隣り合う第１係止部５２Ａの間には、第３凹部５９Ａが形成されている。第３凹部５９Ａは、第２フレーム６Ａの第２突片６３Ａ及び第２爪状片６４Ａに対応する形状で階段状に形成されている。第３凹部５９Ａは、第２フレーム６Ａの第２係止部６２Ａと嵌め合わされる。上記嵌め合わせにより、第１フレーム５Ａと第２フレーム６Ａとが抜け止め状態に保持される。これにより、ビス及びナットを締結することなく、第１フレーム５Ａと第２フレーム６Ａとが嵌め合わされて、一体化される。従って、ダイアフラム３Ａの固定構造４Ａの部品点数を削減すると共に、組み立てを容易にして、コストダウンを図ることが可能となる。さらには、弁装置７の構成を簡素かつ安価なものとすることが可能となる。

【0062】

一方、第２フレーム６Ａの隣り合う第２係止部６２Ａの間には、第４凹部６９Ａが形成されている。第４凹部６９Ａは、第１フレーム５Ａの第１突片５３Ａ及び第１爪状片５４Ａに対応する形状で階段状に形成されている。第４凹部６９Ａは、第１フレーム５Ａの第１係止部５２Ａと嵌め合わされる。上記嵌め合わせにより、第１フレーム５Ａが抜け止め状態に保持される。これにより、第１フレーム５Ａと第２フレーム６Ａとがより一層強固に嵌め合わされて、一体化される。従って、ダイアフラム３Ａの周縁部３２Ａでの被処理流体のリークがより一層抑制される。

【0063】

ダイアフラム３Ａの周縁部３２Ａは、膜部３１Ａよりも厚さが大きい厚肉部３３Ａが連続して設けられている。これにより、ダイアフラム３Ａの耐久性を十分に確保したうえで、第１フレーム５Ａ及び第２フレーム６Ａが、厚肉部３３Ａに十分な圧力をかけてダイアフラム３Ａを保持でき、ダイアフラム３Ａの周縁部３２Ａでの被処理流体のリークがより一層抑制される。

【0064】

第２フレーム６Ａには、厚肉部３３Ａが嵌合される凹溝６５Ａが形成されている。

【0065】

以上、本発明の弁装置が詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。

【符号の説明】

【0066】

１ ダイアフラムポンプ
２ ケース
３ ダイアフラム
４ 固定構造
５ 第１フレーム
６ 第２フレーム
７ 弁装置
８ 駆動手段
２０ 空間
２１ 第１室
２２ 第２室
３２ 周縁部
３３ 厚肉部
５０ 第１凹部
５１ 第１フレーム本体
５２ 第１係止部
５３ 第１突片
５４ 第１爪状片
６０ 第２凹部
６１ 第２フレーム本体
６２ 第２係止部
６３ 第２突片
６４ 第２爪状片
７１ 流入ポート
７２ ＮＣ流出ポート
７３ ＮＯ流出ポート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】