特開 2024-157146 ダイヤフラム弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024157146

(43)【公開日】2024-11-07

(54)【発明の名称】ダイヤフラム弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 7/17 20060101AFI20241030BHJP

   F16K 7/12 20060101ALI20241030BHJP

【ＦＩ】

F16K7/17 B

F16K7/12 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023071306

(22)【出願日】2023-04-25

(71)【出願人】

【識別番号】390033857

【氏名又は名称】株式会社フジキン

(74)【代理人】

【識別番号】100106091

【弁理士】

【氏名又は名称】松村 直都

(74)【代理人】

【氏名又は名称】渡邉 彰

(74)【代理人】

【識別番号】100199369

【弁理士】

【氏名又は名称】玉井 尚之

(74)【代理人】

【識別番号】100228175

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 充紀

(72)【発明者】

【氏名】杉村 瞭

(72)【発明者】

【氏名】小林 圭吾

(57)【要約】

【課題】製薬関係等の製造に用いるダイヤフラムにおいて、定置状態で弁室内部を洗浄する性能の高いダイヤフラム弁を提供すること。
【解決手段】第１流体通路１１、第２流体通路１２及びこれらの流体通路と連通する弁室１３が設けられたバルブボディ１０と、外方に凸状の屈曲領域４２を備え、上端が前記バルブボディに固定される円筒状部４１と、当該円筒状部の下端開口を閉鎖して、下面が前記第２流体通路の前記弁室側の第２開口１５と当接離間する底壁部４３とを有し、前記弁室に収容されるダイヤフラム４０と、上昇または下降することにより前記屈曲領域を変形させ前記底壁部を開または閉の方向に移動させる弁棒と、を有している。前記第１流通通路の前記弁室側の第１開口１４は前記弁室の側面に開口し、前記第１開口と前記屈曲領域の最大径部が対向している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１流体通路、第２流体通路及びこれらの流体通路と連通する弁室が設けられたバルブボディと、
外方に凸状の屈曲領域を備え、上端が前記バルブボディに固定される円筒状部と、当該円筒状部の下端開口を閉鎖して、下面が前記第２流体通路の前記弁室側の第２開口と当接離間する底壁部とを有し、前記弁室に収容されるダイヤフラムと、
上昇または下降することにより前記屈曲領域を変形させ前記底壁部を開または閉の方向に移動させる弁棒と、を有するダイヤフラム弁であって、
前記第１流通通路の前記弁室側の第１開口は前記弁室の側面に開口し、前記第１開口と前記屈曲領域の最大径部が対向していることを特徴とするダイヤフラム弁。

【請求項2】

前記ダイヤフラムは、合成樹脂製一体品である請求項１に記載のダイヤフラム弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ダイヤフラム弁に関し、特に、ＰＴＦＥなどの合成樹脂製のダイヤフラムを使用したダイヤフラム弁に関する。

【背景技術】

【0002】

ダイヤフラム弁として、流体通路が設けられたボディと、ボディに形成されたシートと、シートに当接・離間されることで流体通路の開閉を行うダイヤフラムと、ダイヤフラムの中央部を押圧するダイヤフラム押さえと、ダイヤフラム押さえを上下移動させる上下移動手段と、を備えているものが知られている。

【0003】

図３に示すダイヤフラム弁は、特許文献1に記載のダイヤフラム弁であり、ダイヤフラム１０５は、円筒状部１２１と底壁部１２２とから構成され、円筒状部１２１はフランジ部１２３、上部１３１、中間部１３３及び下部１３２とから構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６００２４４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載のバルブは、主にリチウムイオンバッテリー関連の製造において好適に用いられ、バルブ内の発塵を防止するという点において有効に寄与する。この種のバルブを同じく発塵防止という観点から製薬関連のバルブに応用しようとすると、各バッチ処理を行った後に、製造に用いる機器を十分に洗浄し、必要に応じて消毒や滅菌を行う必要がある。この観点から、製薬関連に使用される生産機器は分解せずに定置状態で洗浄するＣＩＰ（Ｃｌｅａｎｉｎｇ ｉｎ Ｐｌａｃｅ）や定置状態で滅菌するＳＩＰ（Ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ Ｐｌａｃｅ）が適切に行われることが重要となってくる。ＣＩＰ時においてはバルブを開放状態にして流体流出通路１０２ｂから精製水や洗浄液を導入してダイヤフラム１０５の表面や弁室内部を洗い流す。ＳＩＰ時においてはバルブを開放状態にして流体流出通路１０２ｂから高温水蒸気を導入してダイヤフラム１０５の表面や弁室内部の滅菌を行う。

【0006】

しかしながら、図３に示すダイヤフラム弁１０１では、流体流出通路１０２ｂの左側開口が、中間部１３３の上の上部１３１に対向しているので、中間部１３３の下側の斜面や下部１３２の表面をきれいに洗い流すことが難しい。一方、流体流出通路１０２ｂの左側開口が、中間部１３３の下の下部１３２に対向していると、上部１３１あたりに空気だまりができて中間部１３３よりも上の上部１３１をきれいに洗い流すことが難しい。

【0007】

この発明の目的は、製薬関係等の製造に用いるダイヤフラム弁において、定置状態で弁室内部を洗浄や滅菌する性能の高いダイヤフラム弁を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明（１）は、第１流体通路、第２流体通路及びこれらの流体通路と連通する弁室が設けられたバルブボディと、外方に凸状の屈曲領域を備え、上端が前記バルブボディに固定される円筒状部と、当該円筒状部の下端開口を閉鎖して、下面が前記第２流体通路の前記弁室側の第２開口と当接離間する底壁部とを有し、前記弁室に収容されるダイヤフラムと、上昇または下降することにより前記屈曲領域を変形させ前記底壁部を開または閉の方向に移動させる弁棒と、を有するダイヤフラム弁であって、前記第１流通通路の前記弁室側の第１開口は前記弁室の側面に開口し、前記第１開口と前記屈曲領域の最大径部が対向していることを特徴とするダイヤフラム弁である。

【0009】

本発明（１）のダイヤフラム弁では、前記第１開口と前記屈曲領域の最大径部が対向しているので、ダイヤフラム弁のＣＩＰやＳＩＰにおいて屈曲領域の上側と下側に直接に洗浄水や高温水蒸気があたるので洗い残しや菌が残ることを防止することができる。

【0010】

本発明（２）は、前記ダイヤフラムが合成樹脂製一体品である本発明（１）のダイヤフラム弁である。

【0011】

本発明（２）のダイヤフラム弁では、ダイヤフラムが合成樹脂製一体品であるであるので発塵を防止することができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、製薬関係等に用いるダイヤフラムにおいて、定置状態で洗浄する性能の高いダイヤフラム弁を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態１に係るダイヤフラム弁を示す断面図である。

【図2】本発明の実施形態１に係るダイヤフラム弁の要部の閉状態と開状態を示す断面図である。

【図3】特許文献１に記載の従来のダイヤフラム弁である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

【0015】

図１に、本発明の実施形態１に係るダイヤフラム弁を示す。
ダイヤフラム弁１は、第１流体通路１１と第２流体通路１２及びこれらの通路と連通する弁室１３が形成されているバルブボディ１０と、操作エア導入通路５２が形成されたピストン５１が配設されているケーシング５０と、第１流体通路１１と連通する第１ポート流体通路２１が形成された第１ポート２０と、第２流体通路１２と連通する第２ポート流体通路３１が形成された第２ポート３０と、ケーシング５０と螺合し、操作エア導入口６１を備える上蓋６０とを有している。第１ポート２０及び第２ポート３０は、バルブボディ１０と、それぞれ溶接部１６、溶接部１７とで密着させられている。

【0016】

ピストン５１の下面からはダイヤフラム４０を上下動させる弁棒５４が下方に突出している。弁棒５４の下端部には雄ねじ部５７が形成されている。雄ねじ部５７とダイヤフラム４０の雌ねじ部４５との螺合によりダイヤフラム４０は弁棒５４と固定されている。ダイヤフラム４０は、円筒状部４１を備え、上部にフランジ部４４が形成され、その下方に屈曲領域４２が形成されている。円筒状部４１の下端部には底壁部４３が形成されており、底壁部４３の下面が第２流体通路１２の弁室１３側に開口している第２開口１５の周縁のバルブボディ１０と当接・離間することによって弁の閉鎖及び開放が行われる。

【0017】

フランジ部４４の上面には、はめわ５６が取り付けられ、はめわ５６上面は皿ばね５５で下方に押圧され、皿ばね５５はケーシング５０で下方に押圧されてバルブボディ１０と一体化させられているので、ダイヤフラム４０は、バルブボディ１０に固定されている。
操作エア導入口６１からの操作エアは、操作エア導入室５３に出入りして弁棒５４を上下動させ、屈曲領域４２を変形させて底壁部４３の下面を第２開口１５に当接離間させて、ダイヤフラム弁１の開閉の調整を行う。

【0018】

第１開口１４は、第１流体通路１１の弁室１３への縦断面の開口面であるが、屈曲領域４３の頂点Ｐがこの第１開口１４に対向する位置にある。図１では、頂点Ｐはダイヤフラム弁１の全閉時の頂点Ｐｃとなっている。ダイヤフラム４０の表面全体を洗浄、滅菌するためにはダイヤフラム弁１の開状態での頂点Ｐが第１開口１４に対向していることが必要である。詳しくは図２において説明する。

【0019】

図２（１）は、ダイヤフラム弁１が閉の状態であるときのダイヤフラム４０の周辺を示している。図１と同じ状態を示している。
図２（２）では、弁棒５４が上方に上げられ、屈曲領域４２が大きく屈曲した状態を示している。符号Ｐｏは、ダイヤフラム弁１が全開した状態の屈曲領域４２の頂点位置である。この位置においても、全開時頂点位置Ｐｏが第１開口１４の範囲内に開口しているので、第１流体通路１１から流れ込む洗浄用の精製水や滅菌用の水蒸気は、頂点Ｐの上側と下側にまんべんなく当たるので、ダイヤフラム４０の全体をくまなく洗浄、滅菌することが出来る。

【0020】

洗浄水が頂点Ｐの上側のみに当たると屈曲領域４２の下側部分の洗い残しの可能性があり、洗浄水が頂点Ｐの下側のみに当たると屈曲領域４２の上側にたまった気泡等を除去できずに、屈曲領域４２の上側部分の洗い残しの可能性がある。

【0021】

本発明では、第１開口１４が一つであるが、第１流体通路１１を２つ設けて、上側の開口からの洗浄水等を頂点Ｐの上側に当て、下側の開口からの洗浄水等を頂点Ｐの下側に当てるような構造としてもダイヤフラム４０の表面や弁室１３の内部をくまなく洗浄、滅菌することができる。

【産業上の利用可能性】

【0022】

以上説明したように、本発明のダイヤフラム弁は、製薬関係等の製造に用いるダイヤフラムにおいて、定置状態で洗浄する性能の高いダイヤフラム弁として好適に用いることができる。

【符号の説明】

【0023】

１；ダイヤフラム弁
１０；バルブボディ
１１；第１流体通路
１２；第２流体通路
１３；弁室
１４；第１開口
１５；第２開口
１６；溶接部
１７；溶接部
２０；第１ポート
２１；第１ポート流体通路
３０；第２ポート
３１；第２ポート流体通路
４０；ダイヤフラム
４１；円筒状部
４２；屈曲領域
４３；底壁部
４４；フランジ部
４５；雌ねじ部
５０；ケーシング
５１；ピストン
５２；操作エア導入通路
５３；操作エア導入室
５４；弁棒
５５；皿ばね
５６；はめわ
５７；雄ねじ部
６０；上蓋
６１；操作エア導入口
Ｐ ；頂点
Ｐｃ；全閉時頂点
Ｐｏ；全開時頂点

【図1】

【図2】

【図3】