特許7350342バルブ、バルブの弁体ユニットの交換方法、および、バルブの組立方法
(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】
(24)【登録日】2023-09-15
(45)【発行日】2023-09-26
(54)【発明の名称】バルブ、バルブの弁体ユニットの交換方法、および、バルブの組立方法
(51)【国際特許分類】
F16K 43/00 20060101AFI20230919BHJP
F16K 27/02 20060101ALI20230919BHJP
F16K 7/16 20060101ALI20230919BHJP
【ＦＩ】
F16K43/00
F16K27/02
F16K7/16 C
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2020548362
(86)(22)【出願日】2019-09-10
(86)【国際出願番号】 JP2019035458
(87)【国際公開番号】W WO2020066585
(87)【国際公開日】2020-04-02
【審査請求日】2022-08-15
(31)【優先権主張番号】P 2018181749
(32)【優先日】2018-09-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【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】100183380
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 裕司
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 秀信
(72)【発明者】
【氏名】近藤 研太
(72)【発明者】
【氏名】中田 知宏
(72)【発明者】
【氏名】中澤 正彦
(72)【発明者】
【氏名】中村 伸夫
(72)【発明者】
【氏名】湯原 知子
【審査官】篠原 将之
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１７－５１６０３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－０５８３４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－００２３６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－１８２７０８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｋ ４３／００
Ｆ１６Ｋ ２７／０２
Ｆ１６Ｋ １／０４
Ｆ１６Ｋ ７／１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
流体通路および弁室が形成され、弁座を備えたバルブボディと、前記バルブボディに、前記弁座に対し近接および前記弁座から離間可能に接続され、筒状のボンネットと、
駆動力を発生する駆動手段と、
前記ボンネットに支持され、前記流体通路を開閉するために、前記駆動手段による前記駆動力を受けて前記弁座に対し近接および前記弁座から離間するステムと、
前記ステムに連結され、前記弁座に対し当接および前記弁座から離間して前記流体通路を開閉する弁体ユニットと、
前記ボンネット内に設けられた交換リングと、
前記弁体ユニットと、前記ステムとを連結するための連結機構と、を備え、
前記ステムの前記弁座側の部分には、前記弁座に向かって開口する連結孔が形成され、
前記弁体ユニットは、
前記弁室を覆うように設けられ、前記弁室の気密を保持するダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムの中央部に挿通され、前記弁座に対し当接および前記弁座から離間して前記流体通路を開閉する弁体部と、
前記ステムに連結されるステム連結部と、前記弁体部に連結される弁体連結部とを有し、前記交換リングに挿通された連結部材と、を備え、
前記連結部材のステム連結部は、前記ステムの連結孔に挿入され、前記連結機構により、前記ステムに連結され、
前記弁体部は、前記ダイヤフラムに対する前記弁室側とは反対側に、リング落下部を有し、
前記交換リングは、前記ボンネットの内周面に設けられ、前記交換リングの前記ステム側の第１面は、自由状態で、前記ボンネットの前記弁座側の第２面に当接可能な寸法を有し、
前記ボンネットを前記弁座から離間させた状態で、前記駆動手段による前記駆動力により、前記ステムをおよび前記弁体ユニットを前記弁座側へ移動させて、前記交換リングを押すことにより、前記交換リングが縮径しながら前記ボンネット内を移動して、前記弁体部の前記リング落下部へ自由状態となって落下し、前記駆動手段による前記駆動力により、前記ステム、前記弁体ユニット、および前記交換リングを前記弁座側とは反対側へ移動させて、前記交換リングの前記第１面と前記ボンネットの前記第２面とを当接させ、かつ、前記弁体部の前記リング落下部を前記交換リングに当接させた状態で、前記駆動手段の前記駆動力により、前記ステムのみを前記弁座側とは反対側へ移動させて、前記連結機構による前記ステム連結部と前記ステムとの連結を解除し、前記弁体ユニットが前記ステムから外れるように構成された、バルブ。
【請求項2】
前記弁体部には、前記ダイヤフラムに対する前記弁室側とは反対側に、円筒状のガイド部を有し、前記ガイド部の外周面は、前記ステムに向かって先細るテーパ状をなしている、請求項１に記載のバルブ。
【請求項3】
前記弁体ユニットは、前記ダイヤフラムを前記バルブボディと共に狭圧する押えアダプタを有し、前記ボンネットの前記第２面の内周端には、内方にいくにつれて前記弁座から離間する第１傾斜面が形成され、前記ボンネットの前記第１傾斜面の上側には、前記交換リングが嵌る嵌込溝が形成され、
前記押えアダプタは、前記第１面に当接する第３面と、前記第３面の内周端に形成され、前記ステムの軸に対して傾斜し、内方にいくにつれて前記弁座に近づく第２傾斜面と、を有し、
前記交換リングは、前記軸を含む平面で切った断面形状が円弧状の外周部を有し、前記交換リングの外径は、自由状態で、前記第２傾斜面の前記第３面側の端部の内径よりも小さく、前記外周部が前記第２傾斜面に当接可能に構成され、
前記ボンネットを前記弁座から離間させた状態で、自由状態の前記交換リングをその前記外周部が前記第２傾斜面に当接するようにし、前記ボンネットを前記弁座へ近接させることにより、前記ボンネットの前記第２面と前記第２傾斜面とで、前記交換リングを狭圧して、前記交換リングを前記第２傾斜面に沿って縮径させて、前記交換リングの前記外周部を前記第１傾斜面に当接させ、前記駆動手段による前記駆動力により、前記ステムおよび前記弁体ユニットを前記弁座側とは反対側へ移動させて、前記交換リングを前記リング落下部により前記ステム側に移動させることにより、前記交換リングを前記第１傾斜面に沿って縮径させながら移動させ、前記交換リングを前記嵌込溝に嵌め込み、前記交換リングを前記ボンネットに装着する、請求項１または請求項２に記載のバルブ。
【請求項4】
前記交換リングを前記第２傾斜面に沿って縮径させて、前記交換リングの前記外周部を前記第１傾斜面に当接させた後、前記駆動手段による前記駆動力により、前記ステムおよび前記弁体ユニットを前記弁座側とは反対側へ移動させて、前記ステムが上死点に位置した状態で、前記交換リングの前記外周部は、前記嵌込溝の前記弁座側の端部に当接し、縮径状態にある前記交換リングは、その復元力により、拡径しながら移動し、前記嵌込溝に嵌る、請求項３に記載のバルブ。
【請求項5】
前記交換リングは、バルブの開閉動作時における前記ステムおよび前記弁体ユニットの移動を阻害しない位置に設けられている、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項6】
流体通路および弁室が形成され、弁座を備えたバルブボディと、前記バルブボディに、前記弁座に対し近接および前記弁座から離間可能に接続され、筒状のボンネットと、
駆動力を発生する駆動手段と、
前記ボンネットに支持され、前記流体通路を開閉するために、前記駆動手段による前記駆動力を受けて前記弁座に対し近接および前記弁座から離間するステムと、
前記ステムに連結され、前記弁座に対し当接および前記弁座から離間して前記流体通路を開閉する弁体ユニットと、
前記ボンネット内に設けられた交換リングと、
前記弁体ユニットと、前記ステムとを連結するための連結機構と、を備え
前記ステムの前記弁座側の部分には、前記弁座に向かって開口する連結孔が形成され、
前記弁体ユニットは、
前記弁室を覆うように設けられ、前記弁室の気密を保持するダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムの中央部に挿通され、前記弁座に対し当接および前記弁座から離間して前記流体通路を開閉する弁体部と、
前記ステムに連結されるステム連結部と、前記弁体部に連結される弁体連結部とを有し、前記交換リングに挿通された連結部材と、を備え、
前記連結部材のステム連結部は、前記ステムの連結孔に挿入され、前記連結機構により、前記ステムに連結され、
前記弁体部は、前記ダイヤフラムに対する前記弁室側とは反対側に、リング落下部を有し、
前記交換リングは、前記ボンネットの内周面に設けられ、前記交換リングの前記ステム側の第１面は、自由状態で、前記ボンネットの前記弁座側の第２面に当接可能な寸法を有する、バルブの弁体ユニットの交換方法であって、
前記ボンネットを前記弁座から離間させた状態で、前記駆動手段による前記駆動力により、前記ステムをおよび前記弁体ユニットを前記弁座側へ移動させて、前記交換リングを押すことにより、前記交換リングが縮径しながら前記ボンネット内を移動して、前記弁体部の前記リング落下部へ自由状態となって落下させ、
前記駆動手段による前記駆動力により、前記ステム、前記弁体ユニット、および前記交換リングを前記弁座側とは反対側へ移動させて、前記交換リングの前記第１面と前記ボンネットの前記第２面とを当接させ、かつ、前記弁体部の前記リング落下部を前記交換リングに当接させ、
前記駆動手段の前記駆動力により、前記ステムのみを前記弁座側とは反対側へ移動させて、前記連結機構による前記ステム連結部と前記ステムとの連結を解除し、前記弁体ユニットを前記ステムから外し、
新たな弁体ユニットの連結部材のステム連結部を、前記ステムの前記連結孔に挿入して、前記新たな弁体ユニットを前記ステムに装着する、バルブの弁体ユニットの交換方法。
【請求項7】
流体通路および弁室が形成され、弁座を備えたバルブボディと、前記バルブボディに、前記弁座に対し近接および前記弁座から離間可能に接続され、筒状のボンネットと、
駆動力を発生する駆動手段と、
前記ボンネットに支持され、前記流体通路を開閉するために、前記駆動手段による前記駆動力を受けて前記弁座に対し近接および前記弁座から離間するステムと、
前記ステムに連結され、前記弁座に対し当接および前記弁座から離間して前記流体通路を開閉する弁体ユニットと、
前記ボンネット内に設けられた交換リングと、
前記弁体ユニットと、前記ステムとを連結するための連結機構と、を備え、
前記ステムの前記弁座側の部分には、前記弁座に向かって開口する連結孔が形成され、
前記弁体ユニットは、
前記弁室を覆うように設けられ、前記弁室の気密を保持するダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムの中央部に挿通され、前記弁座に対し当接および前記弁座から離間して前記流体通路を開閉する弁体部と、
前記ステムに連結されるステム連結部と、前記弁体部に連結される弁体連結部とを有し、前記交換リングに挿通された連結部材と、
前記ダイヤフラムを狭圧する押えアダプタと、を備え、
前記連結部材のステム連結部は、前記ステムの連結孔に挿入され前記連結機構により、前記ステムに連結され、
前記弁体部は、前記ダイヤフラムに対する前記弁室側とは反対側に、リング落下部を有し、
前記交換リングは、前記ボンネットの内周面に設けられ、前記交換リングの前記ステム側の第１面は、自由状態で、前記ボンネットの前記弁座側の第２面に当接可能な寸法を有し、
前記ボンネットの前記第２面の内周端には、内方にいくにつれて前記弁座から離間する第１傾斜面が形成され、前記ボンネットの前記第１傾斜面の上側には、前記交換リングが嵌る嵌込溝が形成され、
前記押えアダプタは、前記第１面に当接する第３面と、前記第３面の内周端に形成され、前記ステムの軸に対して傾斜し、内方にいくにつれて前記弁座に近づく第２傾斜面と、を有し、
前記交換リングは、前記軸を含む平面で切った断面形状が円弧状の外周部を有し、前記交換リングの外径は、自由状態で、前記第２傾斜面の前記第３面側の端部の内径よりも小さく、前記外周部が前記第２傾斜面に当接可能に構成された、バルブの組立方法であって、
前記ボンネットを前記弁座から離間させた状態で、自由状態の前記交換リングをその前記外周部が前記第２傾斜面に当接するようにし、
前記ボンネットを前記弁座へ近接させることにより、前記ボンネットの前記第２面と前記第２傾斜面とで、前記交換リングを狭圧して、前記交換リングを前記第２傾斜面に沿って縮径させて、前記交換リングの前記外周部を前記第１傾斜面に当接させ、
前記駆動手段による前記駆動力により、前記ステムおよび前記弁体ユニットを前記弁座側とは反対側へ移動させて、前記交換リングを前記リング落下部により前記ステム側に移動させることにより、前記交換リングを前記第１傾斜面に沿って縮径させながら移動させ、前記交換リングを前記嵌込溝に嵌め込み、前記交換リングを前記ボンネットに装着する、バルブの組立方法。
【請求項8】
流体通路および弁室が形成され、弁座を備えたバルブボディと、前記バルブボディに、着脱可能に設けられる筒状のボンネットと、
駆動力を発生する駆動手段と、
前記ボンネットに支持され、前記流体通路を開閉するために、前記駆動手段による前記駆動力を受けて前記弁座に対し近接および前記弁座から離間するステムと、
前記ステムに連結され、前記弁座に対し当接および前記弁座から離間して前記流体通路を開閉する弁体ユニットと、
前記弁体ユニットと、前記ステムとを連結するための連結機構と、を備え、
前記ステムの前記弁座側の部分には、前記弁座に向かって開口する連結孔が形成され、
前記弁体ユニットは、
前記弁室を覆うように設けられ、前記弁室の気密を保持するダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムの中央部に挿通され、前記弁座に対し当接および前記弁座から離間して前記流体通路を開閉する弁体部と、
前記ステムに連結されるステム連結部と、前記弁体部に連結される弁体連結部とを有する連結部材と、を備え、
前記連結部材のステム連結部は、前記ステムの連結孔に挿入され、前記連結機構により、前記ステムに連結され、
前記弁体部は、前記ダイヤフラムに対する前記弁室側とは反対側に、冶具当接部を有し、
前記ボンネットを上死点に位置する前記ステムおよび前記弁体ユニットと共に前記バルブボディから外し、前記駆動手段による前記駆動力により前記ステムおよび前記弁体ユニットを下死点まで移動させて、前記弁体部の前記冶具当接部を、前記冶具当接部と前記ボンネットとの前記ステムの軸に沿った距離が、把持部と前記把持部から延びる一対の差込部とを有する交換冶具の厚さよりも長い位置まで移動させ、前記交換冶具を前記冶具当接部と前記ボンネットとの間に差し込み、記駆動手段による前記駆動力により、前記ステム、前記弁体ユニット、および、前記交換冶具を上死点側に移動させて、前記交換冶具を前記ボンネットに当接させ、かつ、前記冶具当接部を前記交換冶具に当接させた状態で、前記駆動手段の前記駆動力により、前記ステムのみを前記弁座側とは反対側へ移動させて、前記連結機構による前記ステム連結部と前記ステムとの連結を解除し、前記弁体ユニットが前記ステムから外れるように構成された、バルブ。
【請求項9】
把持部と前記把持部から延びる一対の差込部とを有する交換冶具を用いた、バルブの弁体ユニットの交換方法であって、
前記バルブは、
流体通路および弁室が形成され、弁座を備えたバルブボディと、
前記バルブボディに、着脱可能に設けられる筒状のボンネットと、
駆動力を発生する駆動手段と、
前記ボンネットに支持され、前記流体通路を開閉するために、前記駆動手段による前記駆動力を受けて前記弁座に対し近接および前記弁座から離間するステムと、
前記ステムに連結され、前記弁座に対し当接および前記弁座から離間して前記流体通路を開閉する弁体ユニットと、
前記弁体ユニットと、前記ステムとを連結するための連結機構と、を備え、
前記ステムの前記弁座側の部分には、前記弁座に向かって開口する連結孔が形成され、
前記弁体ユニットは、
前記弁室を覆うように設けられ、前記弁室の気密を保持するダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムの中央部に挿通され、前記弁座に対し当接および前記弁座から離間して前記流体通路を開閉する弁体部と、
前記ステムに連結されるステム連結部と、前記弁体部に連結される弁体連結部とを有する連結部材と、を備え、
前記連結部材のステム連結部は、前記ステムの連結孔に挿入され、前記連結機構により、前記ステムに連結され、
前記弁体部は、前記ダイヤフラムに対する前記弁室側とは反対側に、冶具当接部を有し、
前記バルブの前記弁体ユニットの交換方法は、
前記ボンネットを上死点に位置する前記ステムおよび前記弁体ユニットと共に前記バルブボディから外し、
前記駆動手段による前記駆動力により、前記ステムおよび前記弁体ユニットを下死点まで移動させて、前記弁体部の前記冶具当接部を、前記冶具当接部と前記ボンネットとの前記ステムの軸に沿った距離が、前記交換冶具の厚さよりも長い位置まで移動させ、
前記交換冶具を前記冶具当接部と前記ボンネットとの間に差し込み、
前記駆動手段による前記駆動力により、前記ステム、前記弁体ユニット、および、前記交換冶具を上死点側に移動させて、前記交換冶具を前記ボンネットに当接させ、かつ、前記冶具当接部を前記交換冶具に当接させた状態にし、
前記駆動手段の前記駆動力により、前記ステムのみを前記弁座側とは反対側へ移動させて、前記連結機構による前記ステム連結部と前記ステムとの連結を解除し、前記弁体ユニットを前記ステムから外し、
新たな弁体ユニットの連結部材のステム連結部を、前記ステムの前記連結孔に挿入して、前記新たな弁体ユニットを前記ステムに装着する、バルブの弁体ユニットの交換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バルブ、バルブの弁体ユニットの交換方法、および、バルブの組立方法に関する。
【背景技術】
【0002】
弁体およびダイヤフラムを有する部品交換ユニットを交換可能なバルブがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００８－３２１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、特許文献１のバルブにおいて、部品交換ユニットをスピンドルに着脱するためには、部品交換ユニットおよびスピンドルを、支持部材から外す必要があり、非常に手間がかかっていた。
【0005】
そこで本発明は、弁体ユニットを容易に交換可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を解決するために、本発明の一態様であるバルブは、流体通路および弁室が形成され、弁座を備えたバルブボディと、前記バルブボディに、前記弁座に対し近接および前記弁座から離間可能に接続され、筒状のボンネットと、駆動力を発生する駆動手段と、前記ボンネットに支持され、前記流体通路を開閉するために、前記駆動手段による前記駆動力を受けて前記弁座に対し近接および前記弁座から離間するステムと、前記ステムに連結され、前記弁座に対し当接および前記弁座から離間して前記流体通路を開閉する弁体ユニットと、前記ボンネット内に設けられた交換リングと、前記弁体ユニットと、前記ステムとを連結するための連結機構と、を備える。前記ステムの前記弁座側の部分には、前記弁座に向かって開口する連結孔が形成され、前記弁体ユニットは、前記弁室を覆うように設けられ、前記弁室の気密を保持するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの中央部に挿通され、前記弁座に対し当接および前記弁座から離間して前記流体通路を開閉する弁体部と、 前記ステムに連結されるステム連結部と、前記弁体部に連結される弁体連結部とを有し、前記交換リングに挿通された連結部材と、を備える。前記連結部材のステム連結部は、前記ステムの連結孔に挿入され、前記連結機構により、前記ステムに連結され、前記弁体部は、前記ダイヤフラムに対する前記弁室側とは反対側に、リング落下部を有し、前記交換リングは、前記ボンネットの内周面に設けられ、前記交換リングの前記ステム側の第１面は、自由状態で、前記ボンネットの前記弁座側の第２面に当接可能な寸法を有し、前記ボンネットを前記弁座から離間させた状態で、前記駆動手段による前記駆動力により、前記ステムをおよび前記弁体ユニットを前記弁座側へ移動させて、前記交換リングを押すことにより、前記交換リングが縮径しながら前記ボンネット内を移動して、前記弁体部の前記リング落下部へ自由状態となって落下し、前記駆動手段による前記駆動力により、前記ステム、前記弁体ユニット、および前記交換リングを前記弁座側とは反対側へ移動させて、前記交換リングの前記第１面と前記ボンネットの前記第２面とを当接させ、かつ、前記弁体部の前記リング落下部を前記交換リングに当接させた状態で、前記駆動手段の前記駆動力により、前記ステムのみを前記弁座側とは反対側へ移動させて、前記連結機構による前記ステム連結部と前記ステムとの連結を解除し、前記弁体ユニットが前記ステムから外れるように構成されている。
【0007】
前記弁体部には、前記ダイヤフラムに対する前記弁室側とは反対側に、円筒状のガイド部を有し、前記ガイド部の外周面は、前記ステムに向かって先細るテーパ状をなしていてもよい。
【0008】
前記弁体ユニットは、前記ダイヤフラムを前記バルブボディと共に狭圧する押えアダプタを有し、前記ボンネットの前記第１面の内周端には、内方にいくにつれて前記弁座から離間する第１傾斜面が形成され、前記ボンネットの前記第１傾斜面の上側には、前記交換リングが嵌る嵌込溝が形成され、前記押えアダプタは、前記第１面に当接する第３面と、前記第３面の内周端に形成され、前記ステムの軸に対して傾斜し、内方にいくにつれて前記弁座に近づく第２傾斜面と、を有し、前記交換リングは、前記軸を含む平面で切った断面形状が円弧状の外周部を有し、前記交換リングの外径は、自由状態で、前記第２傾斜面の前記第３面側端部の内径よりも小さく、前記外周部が前記第２傾斜面に当接可能に構成され、前記ボンネットを前記弁座から離間させた状態で、自由状態の前記交換リングをその前記外周部が前記第２傾斜面に当接するようにし、前記ボンネットを前記弁座へ近接させることにより、前記ボンネットの前記第１面と前記第２傾斜面とで、前記交換リングを狭圧して、前記交換リングを前記第２傾斜面に沿って縮径させて、前記交換リングの前記外周部を前記第１傾斜面に当接させ、前記駆動手段による前記駆動力により、前記ステムおよび前記弁体ユニットを前記弁座側とは反対側へ移動させて、前記交換リングを前記リング落下部により前記ステム側に移動させることにより、前記交換リングを前記第１傾斜面に沿って縮径させながら移動させ、前記交換リングを前記嵌込溝に嵌め込み、前記交換リングを前記ボンネットに装着してもよい。
【0009】
前記交換リングを前記第２傾斜面に沿って縮径させて、前記交換リングの前記外周部を前記第１傾斜面に当接させた後、前記駆動手段による前記駆動力により、前記ステムおよび前記弁体ユニットを前記弁座側とは反対側へ移動させて、前記ステムが上死点に位置した状態で、前記交換リングの前記外周部は、前記嵌込溝の前記弁座側の端部に当接し、縮径状態にある前記交換リングは、その復元力により、拡径しながら移動し、前記嵌込溝に嵌ってもよい。
【0010】
前記交換リングは、バルブの開閉動作時における前記ステムおよび前記弁体ユニットの移動を阻害しない位置に設けられていてもよい。
【0011】
本発明の一態様であるバルブの弁体ユニットの交換方法は、流体通路および弁室が形成され、弁座を備えたバルブボディと、前記バルブボディに、前記弁座に対し近接および前記弁座から離間可能に接続され、筒状のボンネットと、駆動力を発生する駆動手段と、前記ボンネットに支持され、前記流体通路を開閉するために、前記駆動手段による前記駆動力を受けて前記弁座に対し近接および前記弁座から離間するステムと、前記ステムに連結され、前記弁座に対し当接および前記弁座から離間して前記流体通路を開閉する弁体ユニットと、前記ボンネット内に設けられた交換リングと、前記弁体ユニットと、前記ステムとを連結するための連結機構と、を備え前記ステムの前記弁座側の部分には、前記弁座に向かって開口する連結孔が形成され、前記弁体ユニットは、前記弁室を覆うように設けられ、前記弁室の気密を保持するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの中央部に挿通され、前記弁座に対し当接および前記弁座から離間して前記流体通路を開閉する弁体部と、前記ステムに連結されるステム連結部と、前記弁体部に連結される弁体連結部とを有し、前記交換リングに挿通された連結部材と、を備え、前記連結部材のステム連結部は、前記ステムの連結孔に挿入され、前記連結機構により、前記ステムに連結され、前記弁体部は、前記ダイヤフラムに対する前記弁室側とは反対側に、リング落下部を有し、前記交換リングは、前記ボンネットの内周面に設けられ、前記交換リングの前記ステム側の第１面は、自由状態で、前記ボンネットの前記弁座側の第２面に当接可能な寸法を有する、バルブの弁体ユニットの交換方法であって、前記ボンネットを前記弁座から離間させた状態で、前記駆動手段による前記駆動力により、前記ステムをおよび前記弁体ユニットを前記弁座側へ移動させて、前記交換リングを押すことにより、前記交換リングが縮径しながら前記ボンネット内を移動して、前記弁体部の前記リング落下部へ自由状態となって落下させ、前記駆動手段による前記駆動力により、前記ステム、前記弁体ユニット、および前記交換リングを前記弁座側とは反対側へ移動させて、前記交換リングの前記第１面と前記ボンネットの前記第２面とを当接させ、かつ、前記弁体部の前記リング落下部を前記交換リングに当接させ、前記駆動手段の前記駆動力により、前記ステムのみを前記弁座側とは反対側へ移動させて、前記連結機構による前記ステム連結部と前記ステムとの連結を解除し、前記弁体ユニットを前記ステムから外し、新たな弁体ユニットの連結部材のステム連結部を、前記ステムの前記連結孔に挿入して、前記新たな弁体ユニットを前記ステムに装着する。
【0012】
本発明の一態様であるバルブの組立方法は、流体通路および弁室が形成され、弁座を備えたバルブボディと、前記バルブボディに、前記弁座に対し近接および前記弁座から離間可能に接続され、筒状のボンネットと、駆動力を発生する駆動手段と、前記ボンネットに支持され、前記流体通路を開閉するために、前記駆動手段による前記駆動力を受けて前記弁座に対し近接および前記弁座から離間するステムと、前記ステムに連結され、前記弁座に対し当接および前記弁座から離間して前記流体通路を開閉する弁体ユニットと、前記ボンネット内に設けられた交換リングと、前記弁体ユニットと、前記ステムとを連結するための連結機構と、を備え、前記ステムの前記弁座側の部分には、前記弁座に向かって開口する連結孔が形成され、前記弁体ユニットは、前記弁室を覆うように設けられ、前記弁室の気密を保持するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの中央部に挿通され、前記弁座に対し当接および前記弁座から離間して前記流体通路を開閉する弁体部と、前記ステムに連結されるステム連結部と、前記弁体部に連結される弁体連結部とを有し、前記交換リングに挿通された連結部材と、前記ダイヤフラムを狭圧する押えアダプタと、を備え、前記連結部材のステム連結部は、前記ステムの連結孔に挿入され前記連結機構により、前記ステムに連結され、前記弁体部は、前記ダイヤフラムに対する前記弁室側とは反対側に、リング落下部を有し、前記交換リングは、前記ボンネットの内周面に設けられ、前記交換リングの前記ステム側の第１面は、自由状態で、前記ボンネットの前記弁座側の第２面に当接可能な寸法を有し、前記ボンネットの前記第１面の内周端には、内方にいくにつれて前記弁座から離間する第１傾斜面が形成され、前記ボンネットの前記第１傾斜面の上側には、前記交換リングが嵌る嵌込溝が形成され、前記押えアダプタは、前記第１面に当接する第３面と、前記第３面の内周端に形成され、前記ステムの軸に対して傾斜し、内方にいくにつれて前記弁座に近づく第２傾斜面と、を有し、前記交換リングは、前記軸を含む平面で切った断面形状が円弧状の外周部を有し、前記交換リングの外径は、自由状態で、前記第２傾斜面の前記第３面側端部の内径よりも小さく、前記外周部が前記第２傾斜面に当接可能に構成された、バルブの組立方法であって、前記ボンネットを前記弁座から離間させた状態で、自由状態の前記交換リングをその前記外周部が前記第２傾斜面に当接するようにし、前記ボンネットを前記弁座へ近接させることにより、前記ボンネットの前記第１面と前記第２傾斜面とで、前記交換リングを狭圧して、前記交換リングを前記第２傾斜面に沿って縮径させて、前記交換リングの前記外周部を前記第１傾斜面に当接させ、前記駆動手段による前記駆動力により、前記ステムおよび前記弁体ユニットを前記弁座側とは反対側へ移動させて、前記交換リングを前記リング落下部により前記ステム側に移動させることにより、前記交換リングを前記第１傾斜面に沿って縮径させながら移動させ、前記交換リングを前記嵌込溝に嵌め込み、前記交換リングを前記ボンネットに装着する。
【0013】
本発明の一態様であるバルブは、流体通路および弁室が形成され、弁座を備えたバルブボディと、前記バルブボディに、着脱可能に設けられる筒状のボンネットと、駆動力を発生する駆動手段と、前記ボンネットに支持され、前記流体通路を開閉するために、前記駆動手段による前記駆動力を受けて前記弁座に対し近接および前記弁座から離間するステムと、前記ステムに連結され、前記弁座に対し当接および前記弁座から離間して前記流体通路を開閉する弁体ユニットと、前記弁体ユニットと、前記ステムとを連結するための連結機構と、把持部と、把持部から延びる一対の差込部とを有する交換冶具と、を備え、前記ステムの前記弁座側の部分には、前記弁座に向かって開口する連結孔が形成され、前記弁体ユニットは、前記弁室を覆うように設けられ、前記弁室の気密を保持するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの中央部に挿通され、前記弁座に対し当接および前記弁座から離間して前記流体通路を開閉する弁体部と、前記ステムに連結されるステム連結部と、前記弁体部に連結される弁体連結部とを有し、前記交換リングに挿通された連結部材と、を備え、前記連結部材のステム連結部は、前記ステムの連結孔に挿入され、前記連結機構により、前記ステムに連結され、前記弁体部は、前記ダイヤフラムに対する前記弁室側とは反対側に、冶具当接部を有し、前記ボンネットを上死点に位置する前記ステムおよび前記弁体ユニットと共に前記バルブボディから外し、前記駆動手段による前記駆動力により前記ステムおよび前記弁体ユニットを下死点まで移動させて、前記弁体部の前記冶具当接部を、前記冶具当接部と前記ボンネットとの前記ステムの軸に沿った距離が、前記交換冶具の厚さよりも長い位置まで移動させ、前記交換冶具を前記冶具当接部と前記ボンネットとの間に差し込み、記駆動手段による前記駆動力により、前記ステム、前記弁体ユニット、および、前記交換冶具を上死点側に移動させて、前記交換冶具を前記ボンネットに当接させ、かつ、前記冶具当接部を前記交換冶具に当接させた状態で、前記駆動手段の前記駆動力により、前記ステムのみを前記弁座側とは反対側へ移動させて、前記連結機構による前記ステム連結部と前記ステムとの連結を解除し、前記弁体ユニットが前記ステムから外れるように構成されている。
【0014】
本発明の一態様であるバルブの弁体ユニットの交換方法は、流体通路および弁室が形成され、弁座を備えたバルブボディと、前記バルブボディに、着脱可能に設けられる筒状のボンネットと、駆動力を発生する駆動手段と、前記ボンネットに支持され、前記流体通路を開閉するために、前記駆動手段による前記駆動力を受けて前記弁座に対し近接および前記弁座から離間するステムと、前記ステムに連結され、前記弁座に対し当接および前記弁座から離間して前記流体通路を開閉する弁体ユニットと、前記弁体ユニットと、前記ステムとを連結するための連結機構と、把持部と、把持部から延びる一対の差込部とを有する交換冶具と、を備え、前記ステムの前記弁座側の部分には、前記弁座に向かって開口する連結孔が形成され、前記弁体ユニットは、前記弁室を覆うように設けられ、前記弁室の気密を保持するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの中央部に挿通され、前記弁座に対し当接および前記弁座から離間して前記流体通路を開閉する弁体部と、前記ステムに連結されるステム連結部と、前記弁体部に連結される弁体連結部とを有し、前記交換リングに挿通された連結部材と、を備え、前記連結部材のステム連結部は、前記ステムの連結孔に挿入され、前記連結機構により、前記ステムに連結され、前記弁体部は、前記ダイヤフラムに対する前記弁室側とは反対側に、冶具当接部を有する、バルブの弁体ユニットの交換方法であって、前記ボンネットを上死点に位置する前記ステムおよび前記弁体ユニットと共に前記バルブボディから外し、前記駆動手段による前記駆動力により、前記ステムおよび前記弁体ユニットを下死点まで移動させて、前記弁体部の前記冶具当接部を、前記冶具当接部と前記ボンネットとの前記ステムの軸に沿った距離が、前記交換冶具の厚さよりも長い位置まで移動させ、前記交換冶具を前記冶具当接部と前記ボンネットとの間に差し込み、記駆動手段による前記駆動力により、前記ステム、前記弁体ユニット、および、前記交換冶具を上死点側に移動させて、前記交換冶具を前記ボンネットに当接させ、かつ、前記冶具当接部を前記交換冶具に当接させた状態にし、前記駆動手段の前記駆動力により、前記ステムのみを前記弁座側とは反対側へ移動させて、前記連結機構による前記ステム連結部と前記ステムとの連結を解除し、前記弁体ユニットを前記ステムから外し、新たな弁体ユニットの連結部材のステム連結部を、前記ステムの前記連結孔に挿入して、前記新たな弁体ユニットを前記ステムに装着する。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、弁体ユニットを容易に交換可能な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】第１の実施形態における開状態にあるバルブの縦断面図である。
【図2】第１の実施形態におけるバルブの嵌め輪部材近傍の拡大断面図である。
【図3】第１の実施形態におけるバルブの交換リング近傍の拡大断面図である。
【図4】第１の実施形態におけるバルブの組立方法の説明図である。
【図5】第１の実施形態におけるバルブの組立方法の説明図である。
【図6】第１の実施形態におけるバルブの組立方法の説明図である。
【図7】第１の実施形態におけるバルブの組立方法の説明図である。
【図8】第１の実施形態におけるバルブの組立方法の説明図である。
【図9】第１の実施形態におけるバルブの弁体ユニットの交換方法の説明図である。
【図10】第１の実施形態におけるバルブの弁体ユニットの交換方法の説明図である。
【図11】第１の実施形態におけるバルブの弁体ユニットの交換方法の説明図である。
【図12】第１の実施形態におけるバルブの弁体ユニットの交換方法の説明図である。
【図13】第１の実施形態におけるバルブの弁体ユニットの交換方法の説明図である。
【図14】第１の実施形態におけるバルブの弁体ユニットの交換方法の説明図である。
【図15】第２の実施形態に係るバルブの弁体ユニット近傍の拡大断面図である。
【図16】第２の実施形態におけるバルブの弁体ユニットの交換方法の一工程の説明図である。
【図17】第３の実施形態における開状態にあるバルブの縦断面図である
【図18】弁体ユニットを外すための交換冶具の説明図である。
【図19】第３の実施形態におけるバルブの弁体ユニットの交換方法の説明図である。
【図20】第３の実施形態におけるバルブの弁体ユニットの交換方法の説明図である。
【図21】第３の実施形態におけるバルブの弁体ユニットの交換方法の説明図である。
【図22】第３の実施形態におけるバルブの弁体ユニットの交換方法の説明図である。
【図23】第３の実施形態におけるバルブの弁体ユニットの交換方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明の第１の実施形態に係るバルブ１について、図面を参照して説明する。
【0018】
【0019】
図１に示すように、バルブ１は、バルブボディ２と、ボンネット３と、ステム４と、嵌め輪部材５と、連結リング６と、交換リング７と、弁体ユニット１０と、ハンドル８と、インジケータ９とを備える。なお、以下の説明において、バルブ１の、ハンドル８側を上側、バルブボディ２側を下側として説明する。
【0020】
バルブボディ２は、弁室２ａと、弁室２ａに連通する流入路２ｂおよび流出路２ｃとが形成されている。バルブボディ２の流入路２ｂと弁室２ａとが連通する箇所の周縁は、円環状の弁座２ｄを構成する。
【0021】
ボンネット３は、略円筒状をなし、その下端部に設けられた雄ねじ部をバルブボディ２の上端部に設けられた雌ねじ部に螺合させることにより、弁室２ａを覆うようにバルブボディ２に固定されている。ボンネット３には、ステム挿入孔３ａが形成されている。また、ボンネット３の内周の上端部には、雌ねじ部３Ｂが形成されている。また、ボンネット３は、下面３Ｃを有し、下面３Ｃの内周側には、全周にわたって第１傾斜面３Ｄが形成されている。第１傾斜面３Ｄは、ステム４の軸に対して傾斜し、下端から上端にいくにつれて内径が小さくなるように（内方にいくにつれて弁座２ｄから離間するように）構成されている。また、ボンネット３の内周面には、第１傾斜面３Ｄから所定距離離れた上側の位置に、全周にわたって嵌込溝３ｅが形成されている。
【0022】
ステム４は、ボンネット３のステム挿入孔３ａに挿入されている。ステム４の上側部には雄ねじ部４Ａが形成され、雄ねじ部４Ａはボンネット３の雌ねじ部３Ｂに螺合している。これにより、ステム４は、ボンネット３に対し、回転可能かつ回転に伴い上下方向に移動可能に支持されている。ステム４が上死点にあるときにはバルブ１は開状態であり、ステム４が下死点にあるときにはバルブ１は閉状態となるように構成されている。ステム４の下側部には、下方に開口する挿入孔４ｂが形成されている。また、ステム４の下面には、挿入孔４ｂを囲うように、下方へ突出する環状凸部４Ｃが設けられている。
【0023】
嵌め輪部材５は、ザグリ孔５ａを有して環状をなしている。嵌め輪部材５のザグリ孔５ａの大径部には、ステム４の環状凸部４Ｃが圧入されている。これにより、ステム４と嵌め輪部材５とは一体化され、一体的に動作する。よって、ステム４と嵌め輪部材５とは、ステムとして機能する。また、環状凸部４Ｃの長さが、ザグリ孔５ａの大径部の深さよりも短く構成されることにより、環状凸部４Ｃと嵌め輪部材５とにより、環状凹部５ｂが形成されている。また、嵌め輪部材５とボンネット３との間には、Ｏリング５Ｃが介在している。
【0024】
連結リング６は、例えば可撓性を有する金属材料または樹脂材料により構成され、平面視で略Ｃ字状をなしている。連結リング６は、環状凹部５ｂと、後述の連結溝１１ｃとに跨るように設けられている。これにより、連結リング６は、弁体ユニット１０をステム４および嵌め輪部材５に連結している。連結リング６は、連結機構に相当する。
【0025】
交換リング７は、例えばステンレス等の金属材料により構成され、平面視で略Ｃ字状をなしている。交換リング７のリング外周部７Ａは、その軸を含む平面で切った断面形状が円弧状をなしている。交換リング７の外径は、外力が作用しない状態（自由状態）では、ボンネット３の第１傾斜面３Ｄの下端の内径よりも大きく構成され、上面７Ｂが、ボンネット３の下面３Ｃに当接する寸法を有する。また、交換リング７は、ボンネット３の嵌込溝３ｅに嵌っている。なお、交換リング７は、通常のバルブ１の使用時には機能せず、後述の弁体ユニット１０の交換時に機能する。すなわち、通常のバルブ１の使用時に、交換リング７に対し、嵌め輪部材５および押えリング１３は接触しない。上面７Ｂは、第１面に、下面３Ｃは、第２面に相当する。
【0026】
弁体ユニット１０は、連結部材１１と、弁体ホルダ１２と、弁体１２Ｈと、押えリング１３と、ダイヤフラム１４と、押えアダプタ１５とを有する。以下に記載するように、連結部材１１、弁体ホルダ１２、弁体１２Ｈ、押えリング１３、ダイヤフラム１４、および押えアダプタ１５は、一体的に構成され、一部品として取り扱うことが可能である。
【0027】
連結部材１１は、ステム４の下端に設けられ、円柱部１１Ａと、半球状部１１Ｂとを有する。円柱部１１Ａは、先端部１１Ｄがテーパ状をなし、ザグリ孔５ａおよび挿入孔４ｂに挿入されている。ザグリ孔５ａの下側部および挿入孔４ｂは、連結孔に相当する。円柱部１１Ａの外周面には、環状凹部５ｂに対向する位置に、連結溝１１ｃが形成されてる。半球状部１１Ｂは、略半球状（半球と全球の間の形状）をなし、円柱部１１Ａの下端に設けられている。円柱部１１Ａは、ステム連結部に、半球状部１１Ｂは、弁体連結部に相当する。
【0028】
弁体ホルダ１２は、弁体保持部１２Ａと、挿通部１２Ｂと、嵌入部１２Ｃとを有する。弁体保持部１２Ａは、略円盤状をなし、樹脂からなる環状の弁体１２Ｈを保持している。弁体１２Ｈがバルブボディ２の弁座２ｄに対し当接および弁座２ｄから離間することによって、流体通路の開閉が行われる。弁体ホルダ１２および弁体１２Ｈは、弁体部に相当する。
【0029】
挿通部１２Ｂは、弁体保持部１２Ａの上側に設けられ、上側に向かって先細る段付き円柱形状をなしている。挿通部１２Ｂの第１段差部１２Ｄの外周面には、全周にわたって固着溝１２ｅが形成されている。嵌入部１２Ｃは、挿通部１２Ｂの上側に設けられ、略円筒状をなし、上方に開口する嵌入孔１２ｆが形成されている。嵌入孔１２ｆは、半球状部１１Ｂに対応する略半球状（半球と全球の間の形状）をなしている。嵌入孔１２ｆに、連結部材１１の半球状部１１Ｂが嵌め入れられている。これにより、弁体ホルダ１２と連結部材１１とが連結され、弁体ホルダ１２は半球状部１１Ｂの外面に沿って摺動可能である。また、嵌入部１２Ｃは、挿通部１２Ｂよりも径が小さく構成され、嵌入部１２Ｃと挿通部１２Ｂとにより、第２段差部１２Ｇが形成される。
【0030】
押えリング１３は、ダイヤフラム１４に対する弁室２ａ側とは反対側に設けられ、円筒部１３Ａと、フランジ部１３Ｂとを有する。円筒部１３Ａに弁体ホルダ１２の嵌入部１２Ｃが圧入されて、押えリング１３は弁体ホルダ１２に固定されている。円筒部１３Ａの下面１３Ｃの内径側は、第２段差部１２Ｇに当接し、円筒部１３Ａの下面１３Ｃの外径側は、挿通部１２Ｂの外周面よりも外側に位置している。円筒部１３Ａは、交換リング７の貫通孔７ｃを貫通している。フランジ部１３Ｂは、円筒部１３Ａの上下方向の中間部分から、円筒部１３Ａの径方向の外方に突出している。フランジ部１３Ｂは、リング落下部および冶具当接部に相当する。
【0031】
ダイヤフラム１４は、バルブボディ２の弁室２ａを覆うように設けられ、弁室２ａの気密を保持する。ダイヤフラム１４は、メインダイヤフラム１６と、サポートダイヤフラム１７とを有する。
【0032】
メインダイヤフラム１６は、例えば、ニッケル合金、ステンレス鋼により皿状に形成された一枚の薄板（例えば厚さ：０．１ｍｍ～０．２ｍｍ）により構成されている。メインダイヤフラム１６は、弁室２ａに直接対向しており、プロセスガス等の流体に直接接触する。メインダイヤフラム１６は、その径方向の外側から内側に向かって、第１外周部１６Ａと、第１中間部１６Ｂと、第１内周部１６Ｃとを有する。
【0033】
第１外周部１６Ａは、サポートダイヤフラム１７の第２外周部１７Ａと共に、バルブボディ２に形成された固定部２Ｅと円環状の押えアダプタ１５との間に設けられ、ボンネット３を締め付けることにより、押えアダプタ１５とバルブボディ２とにより気密状態で挟圧され保持されている。第１中間部１６Ｂは、軸を含む平面で切った断面形状が円弧状をなしている。
【0034】
第１内周部１６Ｃは、第１中間部１６Ｂの内端から下方へ折り曲げるように形成されている。第１内周部１６Ｃの内周面は、挿通部１２Ｂの外周面に当接している。第１内周部１６Ｃの内周面により、メインダイヤフラム１６の中央部に、弁体ホルダ１２の挿通部１２Ｂが挿通する第１挿通孔１６ｄが形成される。第１内周部１６Ｃの第１末端部１６Ｅには、凸部が設けられ、当該凸部が挿通部１２Ｂの固着溝１２ｅに嵌った状態で、当該部分を電子ビーム溶接、レーザ溶接等により全周にわたって溶接Ｗされることにより、第１内周部１６Ｃの第１末端部１６Ｅは挿通部１２Ｂに固着されている。
【0035】
サポートダイヤフラム１７は、メインダイヤフラム１６の上側、すなわち弁室２ａに対する反対側に設けられている。サポートダイヤフラム１７は、メインダイヤフラム１６の上に載せられているだけであり、接着等されていない。サポートダイヤフラム１７は、例えば、金属、ゴム、樹脂等により皿状に形成された一枚の薄板（例えば厚さ：０．１ｍｍ～０．２ｍｍ）により構成されている。すなわち、サポートダイヤフラム１７は、メインダイヤフラム１６を構成する材料とは異なる材料により構成されている。サポートダイヤフラム１７は、その径方向の外側から内側に向かって、第２外周部１７Ａと、第２中間部１７Ｂと、第２内周部１７Ｃとを有する。
【0036】
第２外周部１７Ａは、上記のように、メインダイヤフラム１６の第１外周部１６Ａと共に、バルブボディ２の固定部２Ｅと円環状の押えアダプタ１５との間に設けられ、ボンネット３を締め付けることにより、押えアダプタ１５とバルブボディ２とにより気密状態で挟圧され保持されている。第２中間部１７Ｂは、軸を含む平面で切った断面形状が円弧状をなし、下面が第１中間部１６Ｂに当接している。また、第２中間部１７Ｂは、径方向の長さが第１中間部１６Ｂよりも短く構成されている。
【0037】
第２内周部１７Ｃは、第２中間部１７Ｂの内端から折れ曲がるように、メインダイヤフラム１６から離間して、弁体ホルダ１２の第２段差部１２Ｇへ向かって延びている。第２内周部１７Ｃは、押えリング１３の下面１３Ｃに当接している。すなわち、サポートダイヤフラム１７の内周側の第２末端部１７Ｄは、メインダイヤフラム１６の内周側の第１末端部１６Ｅから離間している。なお、サポートダイヤフラム１７は、第２内周部１７Ｃが押えリング１３から押圧力を受けることにより、メインダイヤフラム１６に対し押圧力を付与しながら当接していてもよい。また、第２内周部１７Ｃの内端により、サポートダイヤフラム１７の中央部に、弁体ホルダ１２の挿通部１２Ｂが挿通する第２挿通孔１７ｄが形成される。
【0038】
押えアダプタ１５は、環状をなし、ボンネット３の下端かつダイヤフラム１４の上側に配置されている。押えアダプタ１５は、ボンネット３の下面３Ｃに当接する上面１５Ａを有し、上面１５Ａの内周側には、全周にわたって第２傾斜面１５Ｂが形成されている。上面１５Ａは、第３面に相当する。第２傾斜面１５Ｂは、ステム４の軸に対して傾斜し、上端から下端にいくにつれて内径が小さくなるように（内方にいくにつれて弁座２ｄに近づくように）構成されている。第２傾斜面１５Ｂの上端（外周端）は、第１傾斜面３Ｄの下端（外周端）よりも外側に位置し、下面３Ｃの下側に位置している。すなわち、第２傾斜面１５Ｂの上端（外周端）の内径は、第１傾斜面３Ｄの下端（外周端）の内径よりも大きく構成されている。また、交換リング７の外径は、外力が作用しない状態では、第２傾斜面１５Ｂの上端の内径よりも小さく構成され、交換リング７のリング外周部７Ａが第２傾斜面１５Ｂに当接する寸法を有する。
【0039】
ハンドル８は、ステム４の上端に取り付けられており、作業者が手動でハンドル８を回転させ駆動力を発生させることにより、ステム４が回転駆動力を受けて回転し上下方向に沿って移動する。ハンドル８には、貫通孔８ａが形成されている。ハンドル８は駆動手段に相当する。
【0040】
インジケータ９は、ボンネット３の上端に固定されている。インジケータ９の上面には、「開」および「閉」の文字が印字されている。ハンドル８を回転させて、バルブ１が開状態であるときには、「開」の文字がハンドル８の貫通孔８ａを介して視認され、バルブ１が閉状態であるときには、「閉」の文字がハンドル８の貫通孔８ａを介して視認されるように構成されている。
【0041】
本実施形態のバルブ１では、ハンドル８の回転操作によりステム４を上下動させると、弁体ユニット１０が上下動すると共に、これに伴ってメインダイヤフラム１６の内周部１６Ｃおよびサポートダイヤフラム１７の内周部１７Ｃも上下動して、ダイヤフラム１４が弾性変形し、弁体１２Ｈが弁座２ｄに当接および弁座２ｄから離間して、流入路２ｂと流出路２ｃとの間を開閉するようになっている。
【0042】
次に、本実施形態のバルブ１の組立方法について説明する。
【0043】
図４～図８は、バルブ１の組立方法の説明図である。
図４では、弁体ユニット１０が、連結リング６によりステム４および嵌め輪部材５に連結され、交換リング７は、外力が作用しない状態で、押えリング１３のフランジ部１３Ｂの上に載置されている。ハンドル８（図１）を開方向へ止まるまで回すことにより、交換リング７の上面７Ｂは、ボンネット３の下面３Ｃに当接し、交換リング７のリング外周部７Ａは、押えアダプタ１５の第２傾斜面１５Ｂに当接している。よって、ボンネット３の下面３Ｃと押えアダプタ１５の上面１５Ａとの間に隙間を有し、ボンネット３とステム４との間にも隙間４ｅを有する。また、ボンネット３は、バルブボディ２に対し、完全に締め切っていない状態である。
図４では、弁体ユニット１０が、連結リング６によりステム４および嵌め輪部材５に連結され、交換リング７は、外力が作用しない状態で、押えリング１３のフランジ部１３Ｂの上に載置されている。ハンドル８（図１）を開方向へ止まるまで回すことにより、交換リング７の上面７Ｂは、ボンネット３の下面３Ｃに当接し、交換リング７のリング外周部７Ａは、押えアダプタ１５の第２傾斜面１５Ｂに当接している。よって、ボンネット３の下面３Ｃと押えアダプタ１５の上面１５Ａとの間に隙間を有し、ボンネット３とステム４との間にも隙間４ｅを有する。また、ボンネット３は、バルブボディ２に対し、完全に締め切っていない状態である。
【0044】
図４に示したバルブ１の状態から、図５に示すように、レンチ等によりボンネット３を締め込んでいき、ダイヤフラム１４をバルブボディ２の固定部２Ｅに当接させ、さらにボンネット３を締め込むことにより、交換リング７が、ボンネット３の下面３Ｃに押されて、押えアダプタ１５の第２傾斜面１５Ｂに沿って縮径する。そして、図６に示すように、ボンネット３の下面３Ｃと押えアダプタ１５の上面１５Ａが当接すると、交換リング７のリング外周部７Ａが、ボンネット３の第１傾斜面３Ｄに当接するようになる。
【0045】
図４に示したバルブ１の状態から、ハンドル８（図１）を開方向へ回すことにより、押えリング１３を上昇させて、交換リング７を上側に移動させる。これにより、図７に示すように、交換リング７のリング外周部７Ａが、ボンネット３の第１傾斜面３Ｄに沿って移動し、交換リング７がさらに縮径する。その結果、交換リング７が、完全にボンネット３の内周側に移動する。そして、ハンドル８（図１）を回してステム４を上死点まで移動させると、図８に示すように、交換リング７のリング外周部７Ａが嵌込溝３ｅの下端に当接する位置まで移動する。交換リング７のリング外周部７Ａは円弧状であり、交換リング７は縮径状態であるので、交換リング７は、その復元力により、嵌込溝３ｅの斜面に沿って拡径しながら上昇し、押えリング１３のフランジ部１３Ｂから離間し、図３に示すように、交換リング７は、ボンネット３の嵌込溝３ｅに嵌った状態となる。
【0046】
このように、交換リング７は、ステム４が上死点に位置する状態から、さらに上昇してボンネット３の嵌込溝３ｅに嵌る。また、開状態のバルブ１における、弁体１２Ｈと弁座２ｄとの間の距離は、嵌め輪部材５と交換リング７との間の距離よりも小さく構成されている。よって、バルブ１を開閉しても、嵌め輪部材５が交換リング７に接触しない。したがって、交換リング７は、バルブ１の開閉動作を阻害しない。また、ボンネット３をバルブボディ２に締め付ける際に、ステム４は上死点付近に常に位置しているので、弁体１２Ｈが弁座２ｄに接触しない。
【0047】
このように、本実施形態のバルブ１の組立方法によれば、容易に交換リング７をボンネット３の嵌込溝３ｅに嵌め込むことができる。これにより、後述のように容易に弁体ユニット１０を交換することができる。
【0048】
次に、本実施形態の弁体ユニット１０の交換方法について説明する。
【0049】
図９～図１４は、第１の実施形態における弁体ユニット１０の交換方法の説明図である。
図９に示すように、ステム４が上死点に位置するバルブ１（全開状態であるバルブ１）において、バルブボディ２に締結され、ダイヤフラム１４を狭圧しているボンネット３をレンチ等により回して、バルブボディ２から緩める。これにより、弁体ユニット１０は弁座２ｄから離間する。この状態で、ハンドル８を閉方向に回して、図１０に示すように、ステム４を下降させて、嵌め輪部材５を交換リング７に当接させる。さらに、ハンドル８を閉方向に回すことにより、図１１に示すように、交換リング７は嵌め輪部材５に押されて縮径し、嵌込溝３ｅから外れて、図１２に示すように、ボンネット３から押えリング１３へ落下する。これにより、交換リング７の外径は、自由状態に戻る。
図９に示すように、ステム４が上死点に位置するバルブ１（全開状態であるバルブ１）において、バルブボディ２に締結され、ダイヤフラム１４を狭圧しているボンネット３をレンチ等により回して、バルブボディ２から緩める。これにより、弁体ユニット１０は弁座２ｄから離間する。この状態で、ハンドル８を閉方向に回して、図１０に示すように、ステム４を下降させて、嵌め輪部材５を交換リング７に当接させる。さらに、ハンドル８を閉方向に回すことにより、図１１に示すように、交換リング７は嵌め輪部材５に押されて縮径し、嵌込溝３ｅから外れて、図１２に示すように、ボンネット３から押えリング１３へ落下する。これにより、交換リング７の外径は、自由状態に戻る。
【0050】
次に、ハンドル８を開方向へ回して、上昇させると、図１３に示すように、交換リング７の上面７Ｂがボンネット３の下面３Ｃに面当接する。さらに、ハンドル８を開方向へ回すと、ステム４は上昇するが、交換リング７の上面７Ｂがボンネット３の下面３Ｃに面当接し、押えリング１３のフランジ部１３Ｂが交換リング７に当接しているため、弁体ユニット１０は、上昇することができない。このため、図１４に示すように、ステム４および嵌め輪部材５のみが上昇し、連結部材１１の連結溝１１ｃの斜面により、連結リング６ に力を作用させて拡径させ、連結部材１１が連結リング６から外れる。これにより、連結リング６による、連結部材１１とステム４との連結が解除される。
【0051】
この状態で、ボンネット３をバルブボディ２から外すことにより、弁体ユニット１０をステム４等から取り外すことができる。そして、前述の組立方法を用いて新たな弁体ユニット１０の連結部材１１の円柱部１１Ａを、嵌め輪部材５のザグリ孔ａの下側部およびステム４の挿入孔４ｂに挿入することにより、新たな弁体ユニット１０をステム４等に取り付けることができる。このように、本実施形態のバルブ１では、容易に弁体ユニット１０の交換を行うことができる。
【0052】
次に、本発明の第２の実施形態に係るバルブ２１について説明する。第１の実施形態に係るバルブ１と異なる部分についてのみ説明する。
【0053】
【0054】
図１５に示すように、本実施形態のバルブ２１は、押えリング２３の円筒部２３Ａの外周面２３Ｃは、嵌め輪部材５に向かって先細るテーパ状をなしている。図１６に示すように、弁体ユニット１０の交換時において、交換リング７がボンネット３から押えリング２３のフランジ部２３Ｂへ落下するときには、当該外周面２３Ｃにガイドされて落下するので、交換リング７を所望の位置に落下させることができる。円筒部２３Ａは、ガイド部に相当する。
【0055】
また、本実施形態のバルブ２１においても、第１の実施形態のバルブ１と同様の作用効果を奏することができる。
【0056】
次に、本発明の第３の実施形態に係るバルブ３１について説明する。第１の実施形態に係るバルブ１と異なる部分についてのみ説明する。
【0057】
図１７は、第３の実施形態における開状態にあるバルブ３１の縦断面図である。
【0058】
本実施形態のバルブ３１は、第１の実施形態のバルブ１の交換リング７を有していない。よって、ボンネット３３の内周面には、嵌込溝３ｅは形成されていない。このように、本実施形態のバルブ３１は、交換リング７を有していないため、第１の実施形態のバルブ１のように、冶具なしで弁体ユニット１０をバルブ３１から外すことはできない。
【0059】
次に、バルブ３１における弁体ユニット１０の交換方法について説明する。
【0060】
図１８は、弁体ユニット１０を外すための交換冶具４０の説明図である。図１９～図２３は、第３の実施形態における弁体ユニット１０の交換方法の説明図である。なお、図２０～図２３では、バルブボディ２の図示を省略している。
【0061】
図１８に示すように、交換冶具４０は、例えばステンレス鋼等の金属材料により構成され、平面視矩形の平板状をなし、把持部４１と、把持部４１から延びる一対の差込部４２とを有する。一対の差込部４２の間に、差込空間４３が形成される。一対の差込部４２の間の距離は、連結部材１１の円柱部１１Ａの外径より大きく、押えリング１３のフランジ部１３Ｂの外径よりも小さく構成される。
【0062】
そして、図１９に示すように、ステム４が上死点に位置するバルブ３１（全開状態であるバルブ３１）において、ボンネット３をレンチ等により回して、バルブボディ２から外す。ハンドル８を閉方向に回転させて、図２０に示すように、ステム４を下死点まで下降させる。これにより、押えリング１３のフランジ部１３Ｂは、それとボンネット３の下面３Ｃとの軸に沿った距離が、交換冶具４０の厚さよりも長い位置まで移動する。
【0063】
次に、図２１に示すように、交換冶具４０の一対の差込部４２を、押えリング１３が差込空間４３に位置するように、嵌め輪部材５と押えリング１３との間に差し込む。図２１に示した状態から、ハンドル８を開方向に回転させて、ステム４、嵌め輪部材５、弁体ユニット１０、および交換冶具４０を上昇させて、交換冶具４０の把持部４１をボンネット３３の下面３Ｃに当接させる。
【0064】
さらに、ハンドル８を開方向へ回すと、ステム４は上昇するが、交換冶具４０の把持部４１がボンネット３３の下面３Ｃに面当接し、押えリング１３のフランジ部１３Ｂが交換冶具４０の把持部４１および差込部４２に当接しているため、弁体ユニット１０は、上昇することができない。このため、図２２に示すように、ステム４および嵌め輪部材５のみが上昇し、連結部材１１の連結溝１１ｃの斜面により、連結リング６が拡径されて、連結部材１１が連結リング６から外れる。
【0065】
図２３に示すように、交換冶具４０を下側へ押し下げることにより、弁体ユニット１０をバルブ３１のステム４および嵌め輪部材５から外すことができる。そして、新たな弁体ユニット１０の連結部材１１の円柱部１１Ａを、嵌め輪部材５のザグリ孔ａの下側部およびステム４の挿入孔４ｂに挿入することにより、新たな弁体ユニット１０をステム４等に取り付けることができる。このように、本実施形態のバルブ３１では、容易に弁体ユニット１０の交換を行うことができる。
【0066】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。
【0067】
例えば、上記の実施形態において、ステム４を上下動させる駆動手段は、手動式のハンドル１０であったが、自動式の駆動手段であってもよい。自動式の駆動手段としては、流体式の駆動手段でもよい。かかる構成のバルブであっても、上記の実施形態のバルブ１、２１、３１と同様の効果を奏する。
【0068】
また、サポートダイヤフラム１７は、メインダイヤフラム１６と一体的に構成されていてもよい。また、連結機構である連結リング６を、ボールプランジャにより構成してもよい。ボールプランジャである場合には、連結部材１１の円柱部１１Ａにボールプランジャを埋没させ、ボールプランジャの先端のボールが環状凹部５ｂに進入するように構成してもよい。この場合には、円柱部１１Ａに連結溝１１ｃを形成しなくてもよい。また、ステム４の挿入孔４ｂを形成する部分に、ボールプランジャを埋没させて、ボールプランジャの先端のボールを挿入孔４ｂ内へ突出させ、当該ボールが連結溝１１ｃに進入するように構成してもよい。この場合には、環状凹部５ｂを形成しなくてもよい。
【符号の説明】
【0069】
１、２１、３１：バルブ、 ２：バルブボディ、 ２ａ：弁室、 ２ｂ：流入路、 ２ｃ：流出路、 ２ｄ：弁座、 ３、３３：ボンネット、 ３Ｄ：第１傾斜面、 ３ｅ：嵌込溝、 ４：ステム、 ４ｂ：挿入孔、 ５：嵌め輪部材、５ａ：ザグリ孔、 ５ｂ：環状凹部、 ６：連結リング、 ７：交換リング、 ７Ａ：リング外周部、 ７Ｂ：上面、 ８：ハンドル、 １０：弁体ユニット、 １１：連結部材、 １１Ａ：円柱部、 １１Ｂ：半球状部、 １１ｃ：連結溝、 １２：弁体ホルダ、 １２Ｈ：弁体、 １３、２３：押えリング、 １３Ａ、２３Ａ：円筒部、 １３Ｂ、２３Ｂ：フランジ部、 １４：ダイヤフラム、 １５：押えアダプタ、 １５Ａ：上面、 １５Ｂ：第２傾斜面、 １６：メインダイヤフラム、 １７：サポートダイヤフラム、 ２３Ｃ：外周面、 ４０：交換冶具、 ４１：把持部、 ４２：差込部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】