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JP7637938B2 - Wear Valve - Google Patents
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JP7637938B2 - Wear Valve - Google Patents

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JP7637938B2 JP2020204839A JP2020204839A JP7637938B2 JP 7637938 B2 JP7637938 B2 JP 7637938B2 JP 2020204839 A JP2020204839 A JP 2020204839A JP 2020204839 A JP2020204839 A JP 2020204839A JP 7637938 B2 JP7637938 B2 JP 7637938B2
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Description

本発明は、流路と、流路に設けられた堰と、薄膜部を有するダイアフラム弁体と、を備え、薄膜部が弾性変形することでダイアフラム弁体が堰に対して当接離間の動作を行い、流路を流れる流体の流体制御を行うウエアバルブに関するものである。 The present invention relates to a wear valve that includes a flow path, a weir provided in the flow path, and a diaphragm valve body having a thin film portion, and in which the thin film portion elastically deforms to cause the diaphragm valve body to move toward and away from the weir, thereby controlling the flow of fluid through the flow path.

飲料の充填装置においては、飲料用容器への飲料の充填量を制御するために、ウエアバルブが多く用いられる。ウエアバルブとは、例えば特許文献1に示すように、流路と、流路に設けられた堰と、薄膜部を有するダイアフラム弁体と、を備えており、薄膜部が弾性変形することでダイアフラム弁体が堰に対して当接離間し、流路を流れる流体の流体制御を行うものである In beverage filling devices, wear valves are often used to control the amount of beverage filled into beverage containers. As shown in Patent Document 1, for example, a wear valve is equipped with a flow path, a weir provided in the flow path, and a diaphragm valve body with a thin film portion, and the thin film portion elastically deforms to cause the diaphragm valve body to come into contact with and separate from the weir, thereby controlling the fluid flowing through the flow path.

特許文献1に示すウエアバルブは、手動開閉式であるが、飲料の充填装置には、例えば図3,図5,図7に示すような、エアオペレイト式のウエアバルブ5が用いられる。 The wear valve shown in Patent Document 1 is a manually opened and closed type, but beverage filling devices use air-operated wear valves 5, such as those shown in Figures 3, 5, and 7.

ウエアバルブ5は、駆動部2と、ボディ6と、駆動部2とボディ6とにより挟持固定されているダイアフラム弁体4と、から構成されている。 The wear valve 5 is composed of a drive unit 2, a body 6, and a diaphragm valve element 4 that is clamped and fixed between the drive unit 2 and the body 6.

駆動部2は、内部にピストン25、スプリング28を有している。駆動部2に導入される操作エアや、スプリングの弾性力により、ピストン25がピストン室27内で上昇または下降され、このピストン25の上昇または下降に伴い、ダイアフラム弁体4の中央部が上昇または下降される。これにより、ダイアフラム弁体4と堰35の離間または当接が行われ、ウエアバルブ5の開弁動作または閉弁動作が行われる。 The drive unit 2 has a piston 25 and a spring 28 inside. The piston 25 rises or falls in the piston chamber 27 due to the operating air introduced into the drive unit 2 and the elastic force of the spring, and as the piston 25 rises or falls, the center of the diaphragm valve body 4 rises or falls. This causes the diaphragm valve body 4 to separate from or come into contact with the weir 35, opening or closing the wear valve 5.

ボディ6は、入力側流路31と出力側流路32とにより、入力ポート33から出力ポート34までの流路が形成されている。当該流路上には、ダイアフラム弁体4が当接離間する堰35が設けられている。 The body 6 has an input side flow path 31 and an output side flow path 32 that form a flow path from the input port 33 to the output port 34. A weir 35 against which the diaphragm valve body 4 comes into contact and separates is provided on the flow path.

ダイアフラム弁体4は、接液面側のポリテトラフルオロエチレン(PTFE)からなる第1層4aと、接液面側とは反対側のエチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)からなる第2層4bとにより、2層構造となっている。また、ダイアフラム弁体4は、薄膜部42を有し、薄膜部42の外周には、薄膜部42と接続された被固定部43を備える。この被固定部43が、駆動部2の固定部231と、ボディ6の固定部36により、ダイアフラム弁体4が堰35に対して当接離間する方向(図中上下方向)の双方向から挟持されることで、ダイアフラム弁体4がウエアバルブ5に固定されている。また、固定部36は、凸部36aを有しており、この凸部36aがダイアフラム弁体4を圧縮することで、ダイアフラム弁体4の外部シールをより強固なものとしている。 The diaphragm valve body 4 has a two-layer structure with a first layer 4a made of polytetrafluoroethylene (PTFE) on the liquid-contacting surface side and a second layer 4b made of ethylene propylene diene rubber (EPDM) on the opposite side to the liquid-contacting surface side. The diaphragm valve body 4 also has a thin film portion 42, and the outer periphery of the thin film portion 42 is provided with a fixed portion 43 connected to the thin film portion 42. This fixed portion 43 is clamped by the fixing portion 231 of the drive unit 2 and the fixing portion 36 of the body 6 from both directions in which the diaphragm valve body 4 abuts against and separates from the weir 35 (up and down in the figure), thereby fixing the diaphragm valve body 4 to the wear valve 5. The fixing portion 36 also has a convex portion 36a, which compresses the diaphragm valve body 4, making the external seal of the diaphragm valve body 4 stronger.

飲料の充填装置にこのようなウエアバルブが多く用いられるのは、ポペット弁などと比べて、流路構造が比較的単純で、液溜りが少ないことが挙げられる。食品衛生上の観点から、飲料の充填装置に用いられるバルブは、洗浄が行われる頻度が高い。よって、流路構造の単純なウエアバルブが適しているのである。 The reason why these types of wear valves are often used in beverage filling equipment is that, compared to poppet valves, the flow path structure is relatively simple and there is less liquid accumulation. From the standpoint of food hygiene, valves used in beverage filling equipment are cleaned frequently. Therefore, wear valves with a simple flow path structure are suitable.

特開2018-62953号公報JP 2018-62953 A

しかしながら、上記従来技術には、ウエアバルブの開閉(すなわちダイアフラム弁体4の堰35に対する当接離間の動作)が繰り返されると、ダイアフラム弁体4の薄膜部42が、ボディ6の固定部36の端部(凸部36a)と摩擦することで、第1層4aが摩耗し、摩耗粉が生じてしまうおそれがあった。 However, in the above conventional technology, when the wear valve is repeatedly opened and closed (i.e., the diaphragm valve body 4 moves toward and away from the weir 35), the thin film portion 42 of the diaphragm valve body 4 rubs against the end (protrusion 36a) of the fixed portion 36 of the body 6, causing wear of the first layer 4a and the risk of wear powder being generated.

この摩耗が発生するメカニズムは以下の通りである。図3に示すように、ピストン25が下限位置にあり、ダイアフラム弁体4が堰35に当接した状態(すなわちウエアバルブ5が閉弁状態)にあるとき、ダイアフラム弁体4の薄膜部42に負荷がかかっていない状態である。この状態から開弁動作が行われると、まず、図7に示すように、ピストン25が下限位置から上方に移動し始め、ダイアフラム弁体4が堰35から離間する方向に向かって弾性変形される。このようにダイアフラム弁体4の弾性変形が行われると、ダイアフラム弁体4の被固定部43が図中上下方向から挟持固定されている状態であるため、図3において負荷がかけられていなかったダイアフラム弁体4の薄膜部42と被固定部43との境界近傍が、図8に示すように、ダイアフラム弁体4の外方(矢印Y12の方向)に圧縮または押し込まれる状態とされる。 The mechanism by which this wear occurs is as follows. As shown in FIG. 3, when the piston 25 is at the lower limit position and the diaphragm valve body 4 is in a state of abutting against the weir 35 (i.e., the wear valve 5 is in a closed state), no load is applied to the thin film portion 42 of the diaphragm valve body 4. When the valve is opened from this state, first, as shown in FIG. 7, the piston 25 starts to move upward from the lower limit position, and the diaphragm valve body 4 is elastically deformed in a direction away from the weir 35. When the diaphragm valve body 4 is elastically deformed in this way, the fixed portion 43 of the diaphragm valve body 4 is in a state of being clamped and fixed from above and below in the figure, so that the vicinity of the boundary between the thin film portion 42 and the fixed portion 43 of the diaphragm valve body 4, which was not loaded in FIG. 3, is compressed or pushed outward (in the direction of the arrow Y12) of the diaphragm valve body 4, as shown in FIG. 8.

そして、さらにピストン25が上方に移動され、上限位置まで移動すると、図5に示すように、ウエアバルブ5が全開状態となる。この全開状態においては、ダイアフラム弁体4の被固定部43が図中上下方向から挟持されている状態で、ダイアフラム弁体4の中心部が上方向に引っ張られているため、図8において圧縮または押し込まれていたダイアフラム弁体4の薄膜部42と被固定部43との境界近傍が、図6に示すように、ダイアフラム弁体4の中心部に向かう方向(矢印Y11の方向)に引き延ばされる。 Then, when the piston 25 is further moved upward and reaches the upper limit position, the wear valve 5 is fully open as shown in Figure 5. In this fully open state, the fixed portion 43 of the diaphragm valve body 4 is clamped from above and below in the figure, and the center of the diaphragm valve body 4 is pulled upward, so that the vicinity of the boundary between the thin film portion 42 of the diaphragm valve body 4 and the fixed portion 43, which was compressed or pressed in Figure 8, is stretched in the direction toward the center of the diaphragm valve body 4 (the direction of the arrow Y11) as shown in Figure 6.

そして、全開状態から閉弁動作が行われる場合、ピストン25が上限位置から下方に移動し始め、ダイアフラム弁体4が堰35に当接する方向に向かって弾性変形されるため、ダイアフラム弁体4は、再度、図7に示した状態となる。つまり、図6において引き延ばされていたダイアフラム弁体4の薄膜部42と被固定部43との境界近傍が、再度、ダイアフラム弁体4の外方(矢印Y12の方向)に圧縮または押し込まれる状態とされる。 When the valve is closed from the fully open state, the piston 25 starts to move downward from the upper limit position, and the diaphragm valve body 4 is elastically deformed in the direction of contact with the weir 35, so that the diaphragm valve body 4 returns to the state shown in FIG. 7. In other words, the vicinity of the boundary between the thin film portion 42 and the fixed portion 43 of the diaphragm valve body 4, which was stretched in FIG. 6, is once again compressed or pushed outward (in the direction of arrow Y12) of the diaphragm valve body 4.

そして、図3に示すように、ピストン25が下限位置まで移動し、ダイアフラム弁体4が堰35に当接し、ウエアバルブ5が閉弁状態となると、図7において圧縮または押し込まれた状態となっていたダイアフラム弁体4の薄膜部42と被固定部43との境界近傍が、図4に示すように、矢印Y13の方向に引き延ばされ、薄膜部42に負荷がかかっていない状態に戻る。 As shown in FIG. 3, when the piston 25 moves to the lower limit position, the diaphragm valve body 4 abuts against the weir 35, and the wear valve 5 is closed, the vicinity of the boundary between the thin film portion 42 and the fixed portion 43 of the diaphragm valve body 4, which was in a compressed or pressed-in state in FIG. 7, is stretched in the direction of the arrow Y13 as shown in FIG. 4, and the thin film portion 42 returns to a state where no load is applied.

以上のように、ダイアフラム弁体4の当接離間の動作が行われると、ダイアフラム弁体4の薄膜部42と被固定部43との境界近傍が、矢印Y11および矢印13の方向に引き延ばされたり、矢印Y12の方向に圧縮または押し込まれたりするため、ダイアフラム弁体4が、ボディ6の固定部36の端部(凸部36a)と摩擦する。この摩擦により、ダイアフラム弁体4の第1層4aが摩耗し、摩耗粉が発生するのである。 As described above, when the diaphragm valve body 4 moves in and out of contact, the vicinity of the boundary between the thin film portion 42 and the fixed portion 43 of the diaphragm valve body 4 is stretched in the directions of arrows Y11 and 13, and compressed or pushed in the direction of arrow Y12, causing friction between the diaphragm valve body 4 and the end (protrusion 36a) of the fixed portion 36 of the body 6. This friction causes wear in the first layer 4a of the diaphragm valve body 4, generating wear powder.

飲料の充填装置に用いられるウエアバルブにおいて、ダイアフラム弁体4の第1層4aに摩耗が発生すると、その摩耗粉が、飲料に混入するおそれがある。第1層4aを形成するPTFEは、食品衛生法上、摂取しても人体に影響がない材料とされているが、飲料内で目視可能なほどの大きさの摩耗粉は、外観上問題がある。このため、第1層4aに摩耗が生じたウエアバルブ5は、摩耗が進むと大きな摩耗粉が発生するおそれがあることから、ウエアバルブ5自体の機能に問題が無い場合であっても、目視可能なほどの大きさの摩耗粉が発生する前に交換しなければならない。ウエアバルブ5自体の機能に問題が無い場合でも、交換をしなければならないことは経済的でなく、可能な限り、ダイアフラム弁体の摩耗を抑え、摩耗粉の発生を抑制するウエアバルブが望まれている。 In a wear valve used in a beverage filling device, when wear occurs in the first layer 4a of the diaphragm valve body 4, the wear powder may be mixed into the beverage. Under the Food Sanitation Act, the PTFE that forms the first layer 4a is a material that is harmless to the human body when ingested, but wear powder large enough to be visible in the beverage is problematic in appearance. For this reason, a wear valve 5 with wear in the first layer 4a may generate large wear powder as the wear progresses, so it must be replaced before visible wear powder is generated, even if there is no problem with the function of the wear valve 5 itself. Even if there is no problem with the function of the wear valve 5 itself, having to replace it is not economical, and a wear valve that suppresses wear of the diaphragm valve body and generation of wear powder as much as possible is desired.

本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、ダイアフラム弁体の当接離間動作に伴うウエアバルブのボディとの摩擦により生じる摩耗粉を抑制することが可能なウエアバルブを提供することを目的とする。 The present invention is intended to solve the above problems, and aims to provide a wear valve that can suppress wear powder generated by friction with the wear valve body as the diaphragm valve body moves toward and away from the wear valve.

上記課題を解決するために、本発明のウエアバルブは、次のような構成を有している。
(1)流路と、前記流路に設けられた堰と、薄膜部を有するダイアフラム弁体と、を備え、前記薄膜部が弾性変形することで前記ダイアフラム弁体が前記堰に対して当接離間の動作を行い、前記流路を流れる流体の流体制御を行うウエアバルブにおいて、前記ダイアフラム弁体は、前記薄膜部の外周に、前記薄膜部と接続された被固定部を備えること、前記ウエアバルブは、被固定部を前記当接離間の方向の双方向から挟持することで前記ダイアフラム弁体を固定する固定部を備えること、前記固定部の表面には、ダイヤモンドライクカーボンのコーティングが施されており、前記ダイアフラム弁体の前記当接離間の動作に伴った前記固定部と前記ダイアフラム弁体との摩擦により生じる前記ダイアフラム弁体の摩耗を抑制すること、前記コーティングは、前記固定部の、前記ダイアフラム弁体の前記流体と接触する接液面の側の面と接触する部分に施されていること、を特徴とする。
In order to solve the above problems, the wear valve of the present invention has the following configuration.
(1) A wear valve comprising a flow path, a weir provided in the flow path, and a diaphragm valve element having a thin film portion, the thin film portion elastically deforming to cause the diaphragm valve element to move toward and away from the weir, thereby controlling a fluid flowing through the flow path, characterized in that the diaphragm valve element has a fixed portion connected to the thin film portion on an outer periphery of the thin film portion, the wear valve has a fixing portion that fixes the diaphragm valve element by clamping the fixed portion from both directions of the contact and separation, a surface of the fixing portion is coated with diamond-like carbon to suppress wear of the diaphragm valve element caused by friction between the fixing portion and the diaphragm valve element accompanying the contact and separation movement of the diaphragm valve element, and the coating is applied to a portion of the fixing portion that comes into contact with a surface of the diaphragm valve element on the side of the liquid contact surface that comes into contact with the fluid .

(2)(1)に記載のウエアバルブにおいて、前記ウエアバルブは、飲料の充填装置に用いられるエアオペレイト式のウエアバルブであること、を特徴とする。 (2) The wear valve described in (1) is characterized in that the wear valve is an air-operated wear valve used in a beverage filling device.

(4)(1)乃至(3)のいずれか1つに記載のウエアバルブにおいて、前記コーティングの表面の動摩擦係数が0.1以上0.2以下であること、を特徴とする。 (4) The wear valve according to any one of (1) to (3) is characterized in that the coefficient of dynamic friction of the coating surface is 0.1 or more and 0.2 or less.

(5)(1)乃至(4)のいずれか1つに記載のウエアバルブにおいて、前記ダイアフラム弁体は、前記流体と接触する側の第1層と、前記流体と接触する側とは反対側の第2層と、の2層により構成されていること、前記第1層は、フッ素樹脂により形成されていること、前記第2層は、エチレン・プロピレン・ジエンゴムにより形成されていること、を特徴とする。 (5) In the wear valve described in any one of (1) to (4), the diaphragm valve body is characterized in that it is composed of two layers, a first layer on the side that contacts the fluid and a second layer on the side opposite to the side that contacts the fluid, the first layer is made of fluororesin, and the second layer is made of ethylene propylene diene rubber.

本発明のウエアバルブは、ダイアフラム弁体を固定する固定部の表面にダイヤモンドライクカーボンのコーティングが施されているため、固定部の表面の動摩擦係数が低下される。固定部の表面の動摩擦係数が低下されれば、ダイアフラム弁体と固定部との間に摩擦が発生しても、ダイアフラム弁体に生じる摩耗の発生を抑えることが可能である。 The wear valve of the present invention has a diamond-like carbon coating on the surface of the fixing part that fixes the diaphragm valve body, which reduces the dynamic friction coefficient of the surface of the fixing part. If the dynamic friction coefficient of the surface of the fixing part is reduced, it is possible to suppress wear on the diaphragm valve body even if friction occurs between the diaphragm valve body and the fixing part.

ウエアバルブを飲料の充填装置に用いる場合には、ダイアフラム弁体に摩耗が発生し、流体に目視可能な摩耗粉が混入すると、ウエアバルブ自体の機能に問題が無い場合であっても、ウエアバルブの交換を余儀なくされていたが、ダイアフラム弁体に生じる摩耗の発生を抑えることができれば、ウエアバルブの交換までの寿命を延ばすことが可能である。 When a wear valve is used in a beverage filling device, if wear occurs on the diaphragm valve body and visible wear debris gets mixed into the fluid, the wear valve must be replaced even if there is no problem with the function of the wear valve itself. However, if wear on the diaphragm valve body can be suppressed, it is possible to extend the life of the wear valve before it needs to be replaced.

本実施形態に係るウエアバルブの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the wear valve according to the embodiment. 図1のX11部分の部分拡大図である。FIG. 2 is a partially enlarged view of the X11 portion of FIG. 従来技術に係るウエアバルブの断面図であり、閉弁状態を表す。FIG. 1 is a cross-sectional view of a prior art wear valve in a closed state. 図3のX12部分の部分拡大図である。FIG. 4 is a partially enlarged view of the portion X12 in FIG. 3 . 従来技術に係るウエアバルブの断面図であり、開弁状態を表す。FIG. 1 is a cross-sectional view of a prior art wear valve in an open state. 図5のX13部分の部分拡大図である。FIG. 6 is a partially enlarged view of the portion X13 in FIG. 5 . 従来技術に係るウエアバルブの断面図であり、閉弁動作中の状態を表す。FIG. 1 is a cross-sectional view of a wear valve according to the prior art, showing the valve closing state. 図7のX14部分の部分拡大図である。FIG. 8 is a partially enlarged view of the portion X14 in FIG. 7 . 固定部にコーティングを施していない場合において、ダイアフラム弁体の当接離間動作を150万回行った後のダイアフラム弁体を、第1層側から観察した状態を表す。1 shows the state of the diaphragm valve body observed from the first layer side after the diaphragm valve body was subjected to contact and separation operations 1.5 million times in a case where no coating was applied to the fixing portion. 固定部に、動摩擦係数0.15~0.2のコーティングを施した場合において、ダイアフラム弁体の当接離間動作を150万回連続して行った後のダイアフラム弁体を、第1層側から観察した状態を表す。This shows the state of the diaphragm valve body observed from the first layer side after the diaphragm valve body was subjected to 1.5 million consecutive contact and separation operations when a coating with a dynamic friction coefficient of 0.15 to 0.2 was applied to the fixed portion. 固定部に、動摩擦係数0.1~0.15のコーティングを施した場合において、ダイアフラム弁体の当接離間動作を150万回連続して行った後のダイアフラム弁体を、第1層側から観察した状態を表す。This shows the state of the diaphragm valve body observed from the first layer side after the diaphragm valve body was subjected to 1.5 million consecutive contact and separation operations when a coating with a dynamic friction coefficient of 0.1 to 0.15 was applied to the fixed portion. 当接離間動作を50万回、100万回、150万回行った場合に発生した摩耗痕の、半径方向の幅のうち、最大のものを測定した結果をまとめた表である。13 is a table summarizing the results of measuring the maximum radial width of wear marks generated when the contact and separation operation was performed 500,000 times, 1,000,000 times, and 1,500,000 times.

本発明のウエアバルブの実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 The embodiment of the wear valve of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(ウエアバルブの構成について)
まず、本実施形態に係るウエアバルブ1の構成について、図1および図2を用いて説明する。図1は、本実施形態に係るウエアバルブ1の断面図である。図2は、図1のX11部分の部分拡大図である。
(About the structure of the wear valve)
First, the configuration of the wear valve 1 according to this embodiment will be described with reference to Figures 1 and 2. Figure 1 is a cross-sectional view of the wear valve 1 according to this embodiment. Figure 2 is a partially enlarged view of the X11 portion of Figure 1.

ウエアバルブ1は、飲料の充填装置に用いられる、ノーマルクローズタイプのエアオペレイト式開閉弁であり、駆動部2と、ボディ3と、駆動部2とボディ3とにより挟持固定されているダイアフラム弁体4と、から構成されている。 The wear valve 1 is a normally closed type air operated on-off valve used in beverage filling equipment, and is composed of a drive unit 2, a body 3, and a diaphragm valve element 4 that is clamped and fixed between the drive unit 2 and the body 3.

駆動部2は、上カバー21と、下カバー22と、ロッドカバー23と、ピストンロッド24と、ピストン25と、コンプレッサ26とにより構成される。 The drive unit 2 is composed of an upper cover 21, a lower cover 22, a rod cover 23, a piston rod 24, a piston 25, and a compressor 26.

上カバー21は、例えばアルミダイカストからなり、一端(図1中上端)が閉塞され、他端が開放されたカップ状に形成されている。上カバー21の開放されている側の端部には、下カバー22が結合されている。 The upper cover 21 is made of, for example, aluminum die casting, and is formed in a cup shape with one end (the upper end in FIG. 1) closed and the other end open. The lower cover 22 is connected to the open end of the upper cover 21.

下カバー22は、例えばアルミダイカストからなり、上カバー21とともに、ピストン室27を形成している。 The lower cover 22 is made of, for example, aluminum die casting, and together with the upper cover 21, forms the piston chamber 27.

ピストン室27には、例えばアルミニウム合金により円盤状に形成されたピストン25が、図1中の上下方向に摺動自在に保持されており、このピストン25によって、ピストン室27は、上ピストン室271と、下ピストン室272とに区切られている。上ピストン室271には、スプリング28が、上ピストン室271の上壁面とピストン25の上端面とに圧縮されるよう配設されており、スプリング28は、ピストン25を下カバー22側に常時付勢している。 A piston 25 made of, for example, an aluminum alloy and formed into a disk shape is held in the piston chamber 27 so that it can slide freely in the vertical direction in FIG. 1, and this piston 25 divides the piston chamber 27 into an upper piston chamber 271 and a lower piston chamber 272. A spring 28 is disposed in the upper piston chamber 271 so as to be compressed by the upper wall surface of the upper piston chamber 271 and the upper end surface of the piston 25, and the spring 28 constantly biases the piston 25 toward the lower cover 22.

また、上ピストン室271は、上カバー21側面に設けられた貫通孔213により、第1操作ポート211に連通している。さらにまた、下ピストン室272は、上カバー21側面に設けられた貫通孔214により、第2操作ポート212に連通している。 The upper piston chamber 271 is connected to the first operation port 211 via a through hole 213 provided on the side of the upper cover 21. The lower piston chamber 272 is connected to the second operation port 212 via a through hole 214 provided on the side of the upper cover 21.

ピストン25には、ピストン室27に貫装されたピストンロッド24が、ピストン25と同軸に結合されている。ピストンロッド24は、例えばステンレス等により、ピストン25が上昇または下降する方向と平行な方向に長手方向を有する円柱状に形成されており、ピストン室27から、下カバー22に設けられたガイド孔221を通り、図1中の下方へ突出している。そして、ピストンロッド24のピストン室27から突出している部分は、下カバー22の、上カバー21の側とは反対の側に結合された、筒状のロッドカバー23により保護されている。 A piston rod 24, which is inserted through a piston chamber 27, is connected coaxially to the piston 25. The piston rod 24 is formed, for example, from stainless steel or the like, into a cylindrical shape with its longitudinal direction parallel to the direction in which the piston 25 rises or falls, and protrudes downward from the piston chamber 27 through a guide hole 221 provided in the lower cover 22 in FIG. 1. The part of the piston rod 24 protruding from the piston chamber 27 is protected by a cylindrical rod cover 23 connected to the side of the lower cover 22 opposite the side of the upper cover 21.

ロッドカバー23は、例えばアルミダイカストからなる。ロッドカバー23の、下カバー22の側とは反対の側の端部(図1中下端部)は、フランジ状に形成されており、ダイアフラム弁体4を固定するための固定部231となっている。 The rod cover 23 is made of, for example, aluminum die casting. The end of the rod cover 23 opposite the lower cover 22 (the lower end in FIG. 1) is formed in a flange shape and serves as a fixing part 231 for fixing the diaphragm valve body 4.

ダイアフラム弁体4は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)により形成される第1層4aと、エチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)により形成されている第2層4bと、の2層により構成されている。第1層4aの表面は、ボディ3に設けられた流路を流れる流体である飲料に接触する面(以下、接液面)となる。 The diaphragm valve body 4 is composed of two layers: a first layer 4a made of polytetrafluoroethylene (PTFE) and a second layer 4b made of ethylene propylene diene rubber (EPDM). The surface of the first layer 4a becomes the surface that comes into contact with the beverage, which is the fluid that flows through the flow path provided in the body 3 (hereinafter, the liquid contact surface).

ダイアフラム弁体4の、接液面とは反対側の面の中央部には、結合部44が突設されており、結合部44はコンプレッサ26を介してピストンロッド24に結合されている。また、ダイアフラム弁体4の、接液面側の中央部には、ボディ3の堰35と当接離間する当接部41が設けられている。そして、当接部41の外周に薄膜部42が設けられ、さらに薄膜部42の外周には被固定部43が設けられている。また、被固定部43の上端面および下端面には、それぞれ位置決め45,46が突設されている。 A connecting portion 44 protrudes from the center of the surface of the diaphragm valve body 4 opposite the liquid contact surface, and the connecting portion 44 is connected to the piston rod 24 via the compressor 26. A contact portion 41 that contacts and separates from the weir 35 of the body 3 is provided in the center of the liquid contact surface side of the diaphragm valve body 4. A thin film portion 42 is provided on the outer periphery of the contact portion 41, and a fixed portion 43 is provided on the outer periphery of the thin film portion 42. Positioning members 45, 46 protrude from the upper and lower end faces of the fixed portion 43, respectively.

ボディ3は、例えばSUS316L等のステンレス鋼からなり、入力側流路31と出力側流路32とにより、入力ポート33から出力ポート34までの流路が形成されている。当該流路上には、ダイアフラム弁体4が当接離間する堰35が、ダイアフラム弁体4側に突出するようにして設けられている。 The body 3 is made of stainless steel such as SUS316L, and an input flow path 31 and an output flow path 32 form a flow path from an input port 33 to an output port 34. A weir 35 against which the diaphragm valve body 4 comes into contact is provided on the flow path so as to protrude toward the diaphragm valve body 4.

ボディ3の、ロッドカバー23の固定部231とダイアフラム弁体4を挟んで対向する部分は固定部36である。固定部231と固定部36とが、ダイアフラム弁体4の被固定部43を、ダイアフラム弁体4が堰35に対して当接離間する方向(図1および図2の上下方向)の双方向から挟持することで、ダイアフラム弁体4は固定されている。また、固定部36は、当接離間する方向と直交する方向を半径方向とし、ピストン25やピストンロッド24と同軸とされた、環状の凸部36aを有しており、この凸部36aがダイアフラム弁体4を圧縮することで、ダイアフラム弁体4の外部シールをより強固なものとしている。 The portion of the body 3 that faces the fixed portion 231 of the rod cover 23 across the diaphragm valve body 4 is the fixed portion 36. The fixed portion 231 and the fixed portion 36 clamp the fixed portion 43 of the diaphragm valve body 4 from both directions in which the diaphragm valve body 4 abuts against and separates from the weir 35 (the up and down directions in Figures 1 and 2), thereby fixing the diaphragm valve body 4. The fixed portion 36 also has an annular protrusion 36a that is coaxial with the piston 25 and the piston rod 24 and has a radial direction perpendicular to the abutment and separation direction, and this protrusion 36a compresses the diaphragm valve body 4, making the external seal of the diaphragm valve body 4 stronger.

ボディ3の固定部36の表面には、ダイヤモンドライクカーボンのコーティング37(例えば、水素含有アモルファスカーボン(a-C:H))が施されている。このコーティング37は、例えば、化学気相成長法による蒸着(CVD蒸着)により成膜されたものであり、その厚みは1~20μmである。そして、このコーティング37の表面の動摩擦係数は、0.1以上0.2以下の範囲であることが望ましく、0.1以上0.15以下の範囲であることがさらに望ましい。この動摩擦係数は、表面に上記コーティング37と同一のコーティングを施した円板状試験片と、炭素クロム軸受鋼鋼材(SUJ2)製の球とによるボールオンディスク方式の摩擦試験を行い、得られた値である。 A diamond-like carbon coating 37 (e.g., hydrogen-containing amorphous carbon (a-C:H)) is applied to the surface of the fixed portion 36 of the body 3. This coating 37 is formed, for example, by chemical vapor deposition (CVD deposition) and has a thickness of 1 to 20 μm. The dynamic friction coefficient of the surface of this coating 37 is preferably in the range of 0.1 to 0.2, and more preferably in the range of 0.1 to 0.15. This dynamic friction coefficient is a value obtained by conducting a ball-on-disk friction test using a disk-shaped test piece whose surface is coated with the same coating as the coating 37 and a ball made of carbon-chromium bearing steel (SUJ2).

(ウエアバルブの動作について)
まず、ウエアバルブ1の弁開動作について説明する。第2操作ポート212から貫通孔214を通して下ピストン室272に操作エアが供給されると、下ピストン室272の圧力が上昇し、ピストン25が、上ピストン室271側に上昇する。このとき、上ピストン室271内の空気は、第1操作ポート211から排出される。
(About the operation of the wear valve)
First, a description will be given of the valve opening operation of the wear valve 1. When operating air is supplied from the second operating port 212 through the through hole 214 to the lower piston chamber 272, the pressure in the lower piston chamber 272 increases, and the piston 25 rises toward the upper piston chamber 271. At this time, the air in the upper piston chamber 271 is exhausted from the first operating port 211.

ピストン25には、ピストン室27に貫装されたピストンロッド24が結合されているため、ピストン25がピストン室27内で上昇すると、これに伴って、ピストンロッド24が上昇する。 The piston 25 is connected to a piston rod 24 that passes through the piston chamber 27, so when the piston 25 rises in the piston chamber 27, the piston rod 24 rises accordingly.

さらに、ダイアフラム弁体4が、結合部44によりコンプレッサ26を介してピストンロッド24に結合されているため、ピストンロッド24が上昇すると、これに伴って、薄膜部42が弾性変形し、ダイアフラム弁体4の中央部が上昇する。ダイアフラム弁体4の中央部が上昇することで、当接部41が堰35から離間し、ウエアバルブ1は弁開状態となる。 Furthermore, because the diaphragm valve body 4 is connected to the piston rod 24 via the compressor 26 by the connection portion 44, when the piston rod 24 rises, the thin film portion 42 elastically deforms and the center portion of the diaphragm valve body 4 rises. As the center portion of the diaphragm valve body 4 rises, the abutment portion 41 moves away from the weir 35, and the wear valve 1 is in an open state.

次に閉弁動作について説明する。ウエアバルブ1が開弁状態にあるときに、下ピストン室272への操作エアの供給が停止されると、スプリング28の付勢力により、ピストン25は、下ピストン室272側に下降する。ピストン25がピストン室27内で下降すると、これに伴って、ピストン25に結合されたピストンロッド24が下降する。 Next, the valve closing operation will be explained. When the supply of operating air to the lower piston chamber 272 is stopped while the wear valve 1 is in the open state, the piston 25 descends toward the lower piston chamber 272 due to the biasing force of the spring 28. When the piston 25 descends within the piston chamber 27, the piston rod 24 connected to the piston 25 also descends.

さらに、ピストンロッド24が下降すると、これに伴って、薄膜部42が弾性変形し、ダイアフラム弁体4の中央部が下降する。ダイアフラム弁体4の中央部が下降することで、当接部41が堰35に当接し、ウエアバルブ1は弁開状態となる。 When the piston rod 24 descends, the thin film portion 42 elastically deforms and the center of the diaphragm valve body 4 descends. As the center of the diaphragm valve body 4 descends, the abutment portion 41 abuts against the weir 35, and the wear valve 1 enters an open state.

以上のような、ダイアフラム弁体4の堰35に対する当接離間の動作が繰り返されると、ダイアフラム弁体4の薄膜部42とボディ6の固定部36の端部(凸部36a)との間に摩擦が発生するおそれがある。どのようにして、ダイアフラム弁体4とボディ6の固定部36の端部(凸部36a)との摩擦が発生するのか、図3から図8を用いて説明する。なお、図3から図8は、従来技術に係るウエアバルブ5について表すものであるが、説明に用いる構成が共通しているため、以下においては、本実施形態に係るウエアバルブ1のものとして説明する。 When the diaphragm valve body 4 is repeatedly moved toward and away from the weir 35 as described above, friction may occur between the thin film portion 42 of the diaphragm valve body 4 and the end (protrusion 36a) of the fixed portion 36 of the body 6. How friction occurs between the diaphragm valve body 4 and the end (protrusion 36a) of the fixed portion 36 of the body 6 will be explained using Figures 3 to 8. Note that Figures 3 to 8 show a wear valve 5 according to the prior art, but since the configuration used in the explanation is common, the following explanation will be given as the wear valve 1 according to this embodiment.

図3に示すように、ピストン25が下限位置にあり、ダイアフラム弁体4が堰35に当接した状態(すなわちウエアバルブ1が閉弁状態)にあるとき、薄膜部42に負荷がかかっていない状態である。この状態から開弁動作が行われると、まず、図7に示すように、ピストン25が下限位置から上方に移動し始め、ダイアフラム弁体4が堰35から離間する方向に向かって弾性変形される。このようにダイアフラム弁体4の弾性変形が行われると、ダイアフラム弁体4の被固定部43が図中上下方向から挟持固定されている状態であるため、図3において負荷がかけられていなかったダイアフラム弁体4の薄膜部42と被固定部43との境界近傍が、図8に示すように、ダイアフラム弁体4の外方(矢印Y12の方向)に圧縮または押し込まれる状態とされる。 As shown in FIG. 3, when the piston 25 is at the lower limit position and the diaphragm valve body 4 is in contact with the weir 35 (i.e., the wear valve 1 is in a closed state), no load is applied to the thin film portion 42. When the valve is opened from this state, the piston 25 first starts to move upward from the lower limit position as shown in FIG. 7, and the diaphragm valve body 4 is elastically deformed in a direction away from the weir 35. When the diaphragm valve body 4 is elastically deformed in this way, the fixed portion 43 of the diaphragm valve body 4 is in a state where it is clamped and fixed from above and below in the figure, so that the vicinity of the boundary between the thin film portion 42 and the fixed portion 43 of the diaphragm valve body 4, which was not loaded in FIG. 3, is compressed or pushed outward (in the direction of the arrow Y12) of the diaphragm valve body 4 as shown in FIG. 8.

そして、さらにピストン25が上方に移動され、上限位置まで移動すると、図5に示すように、ウエアバルブ1が全開状態となる。この全開状態においては、ダイアフラム弁体4の被固定部43が図中上下方向から挟持されている状態で、ダイアフラム弁体4の中心部が上方向に引っ張られているため、図8において圧縮または押し込まれていたダイアフラム弁体4の、薄膜部42と被固定部43との境界近傍が、図6に示すように、ダイアフラム弁体4の中心部の方向(矢印Y11の方向)へ引き延ばされる。 Then, when the piston 25 is further moved upward and reaches the upper limit position, the wear valve 1 is in a fully open state as shown in Figure 5. In this fully open state, the fixed portion 43 of the diaphragm valve body 4 is clamped from above and below in the figure, and the center of the diaphragm valve body 4 is pulled upward, so that the vicinity of the boundary between the thin film portion 42 and the fixed portion 43 of the diaphragm valve body 4, which was compressed or pressed in in Figure 8, is stretched toward the center of the diaphragm valve body 4 (in the direction of the arrow Y11) as shown in Figure 6.

そして、全開状態から閉弁動作が行われる場合、ピストン25が上限位置から下方に移動し始め、ダイアフラム弁体4が堰35に当接する方向に向かって弾性変形されるため、ダイアフラム弁体4は、再度、図7に示した状態となる。つまり、図6において引き延ばされていたダイアフラム弁体4の薄膜部42と被固定部43との境界近傍が、再度、ダイアフラム弁体4の外方(矢印Y12の方向)に圧縮または押し込まれる状態とされる。 When the valve is closed from the fully open state, the piston 25 starts to move downward from the upper limit position, and the diaphragm valve body 4 is elastically deformed in the direction of contact with the weir 35, so that the diaphragm valve body 4 returns to the state shown in FIG. 7. In other words, the vicinity of the boundary between the thin film portion 42 and the fixed portion 43 of the diaphragm valve body 4, which was stretched in FIG. 6, is once again compressed or pushed outward (in the direction of arrow Y12) of the diaphragm valve body 4.

そして、ピストン25が下限位置まで移動し、ダイアフラム弁体4が堰35に当接し、ウエアバルブ5が閉弁状態となると、図7において圧縮または押し込まれた状態となっていたダイアフラム弁体4の薄膜部42と被固定部43との境界近傍が、図4に示すように、矢印Y13の方向に引き延ばされ、薄膜部42に負荷がかかっていない状態に戻る。 Then, when the piston 25 moves to the lower limit position, the diaphragm valve body 4 abuts against the weir 35, and the wear valve 5 is closed, the vicinity of the boundary between the thin film portion 42 and the fixed portion 43 of the diaphragm valve body 4, which was in a compressed or pressed-in state in FIG. 7, is stretched in the direction of the arrow Y13 as shown in FIG. 4, and the thin film portion 42 returns to a state where no load is applied.

ダイアフラム弁体4の当接離間の動作が行われると、以上のように、ダイアフラム弁体4の薄膜部42と被固定部43との境界近傍が、矢印Y11および矢印13の方向に引き延ばされたり、矢印Y12の方向に圧縮または押し込まれたりするため、ダイアフラム弁体4が、ボディ6の固定部36の端部(凸部36a)と摩擦するのである。 When the diaphragm valve body 4 moves in and out of contact, the vicinity of the boundary between the thin film portion 42 and the fixed portion 43 of the diaphragm valve body 4 is stretched in the directions of arrows Y11 and 13, and compressed or pressed in the direction of arrow Y12, causing friction between the diaphragm valve body 4 and the end (protrusion 36a) of the fixed portion 36 of the body 6.

しかし、ウエアバルブ1の固定部36には、図2に示すように、ダイヤモンドライクカーボンのコーティング37が施されているため、ダイアフラム弁体4とボディ6の固定部36の端部(凸部36a)とが摩擦しても、ダイアフラム弁体4(第1層4a)に摩耗が発生することを抑えることができる。 However, as shown in FIG. 2, the fixed portion 36 of the wear valve 1 is coated with a diamond-like carbon coating 37, so that even if friction occurs between the diaphragm valve body 4 and the end (protrusion 36a) of the fixed portion 36 of the body 6, wear on the diaphragm valve body 4 (first layer 4a) can be suppressed.

(実験結果について)
以下に、固定部36(凸部36a)にコーティング37を施していない場合と、動摩擦係数0.15~0.2のコーティング37を施した場合と、動摩擦係数0.1~0.15のコーティング37を施した場合とにおいて、ダイアフラム弁体4の当接離間動作を50万回、100万回、150万回行い、ダイアフラム弁体4に発生する摩耗痕の大きさを比較した実験の結果を説明する。
(Regarding the experimental results)
Below, we will explain the results of an experiment in which the diaphragm valve body 4 was subjected to contact and separation operations 500,000 times, 1 million times, and 1.5 million times in which the size of wear marks generated on the diaphragm valve body 4 was compared in cases where no coating 37 was applied to the fixed portion 36 (convex portion 36a), where a coating 37 with a kinetic friction coefficient of 0.15 to 0.2 was applied, and where a coating 37 with a kinetic friction coefficient of 0.1 to 0.15 was applied.

図9は、固定部36(凸部36a)にコーティング37を施していない場合(即ち従来技術に係るウエアバルブ5)において、ダイアフラム弁体4の当接離間動作を150万回行った後のダイアフラム弁体4を、第1層4a側から観察した状態を表す図である。 Figure 9 shows the state of the diaphragm valve body 4 observed from the first layer 4a side after the diaphragm valve body 4 has been subjected to 1.5 million contact and separation movements in a case where the coating 37 is not applied to the fixed portion 36 (protruding portion 36a) (i.e., a wear valve 5 according to the prior art).

固定部36(凸部36a)にコーティング37を施さずに、ダイアフラム弁体4の当接離間動作を150万回連続して行うと、図9に示すように、薄膜部42に、円弧状の摩耗痕S11が発生していることが分かる。摩耗痕S11が円弧状になっているのは、凸部36aが環状に設けられており、この凸部36aと薄膜部42とが摩擦しているためである。摩耗痕S11の半径方向の幅は、最大で約400μm(図12参照)である。 When the diaphragm valve body 4 is subjected to 1.5 million successive contact and separation operations without applying the coating 37 to the fixed portion 36 (protrusion 36a), it can be seen that an arc-shaped wear mark S11 is generated on the thin film portion 42, as shown in FIG. 9. The wear mark S11 is arc-shaped because the protrusion 36a is provided in an annular shape, and friction occurs between this protrusion 36a and the thin film portion 42. The radial width of the wear mark S11 is a maximum of approximately 400 μm (see FIG. 12).

さらに、当接離間動作50万回、100万回行った場合において、摩耗痕S11の半径方向の幅は、最大で、図12に示すように、50万回で190μm、100万回で270μmであった。 Furthermore, when the contact and separation operations were performed 500,000 times and 1,000,000 times, the maximum radial width of the wear mark S11 was 190 μm at 500,000 times and 270 μm at 1,000,000 times, as shown in FIG. 12.

図10は、固定部36(凸部36a)に、動摩擦係数0.15~0.2のコーティング37を施した場合において、ダイアフラム弁体4の当接離間動作を150万回連続して行った後のダイアフラム弁体4を、第1層4a側から観察した状態を表す図である。 Figure 10 shows the state of the diaphragm valve body 4 observed from the first layer 4a side after the diaphragm valve body 4 was subjected to 1.5 million consecutive contact and separation movements when a coating 37 with a dynamic friction coefficient of 0.15 to 0.2 was applied to the fixed portion 36 (protrusion 36a).

固定部36(凸部36a)に、動摩擦係数0.15~0.2のコーティング37を施し、当接離間動作を150万回連続して行うと、図10に示すように、薄膜部42に、円弧状の摩耗痕S12が発生している。しかし、摩耗痕S12が発生している範囲は、図9に示す摩耗痕S11が発生している範囲よりも小さくなっていることが分かる。さらに、摩耗痕S12の半径方向の幅は、最大で約200μm(図12参照)であり、コーティング37を施さない場合の摩耗痕S11に比べ、約半分となっている。 When the fixed portion 36 (protruding portion 36a) is coated with a coating 37 having a dynamic friction coefficient of 0.15 to 0.2 and the contact and separation operation is performed 1.5 million times in succession, arc-shaped wear marks S12 are generated on the thin film portion 42, as shown in FIG. 10. However, it can be seen that the range in which the wear marks S12 are generated is smaller than the range in which the wear marks S11 shown in FIG. 9 are generated. Furthermore, the radial width of the wear marks S12 is a maximum of approximately 200 μm (see FIG. 12), which is approximately half the width of the wear marks S11 when the coating 37 is not applied.

さらに、当接離間動作50万回、100万回行った場合において、摩耗痕S12の半径方向の幅は、最大で、図12に示すように、50万回で100μm、100万回で145μm、であった。 Furthermore, when the contact and separation operations were performed 500,000 times and 1,000,000 times, the radial width of the wear mark S12 was a maximum of 100 μm after 500,000 times and 145 μm after 1,000,000 times, as shown in FIG. 12.

図11は、固定部36(凸部36a)に、動摩擦係数0.1~0.15のコーティング37を施した場合において、ダイアフラム弁体4の当接離間動作を150万回連続して行った後のダイアフラム弁体4を、第1層4a側から観察した状態を表す図である。 Figure 11 shows the state of the diaphragm valve body 4 observed from the first layer 4a side after the diaphragm valve body 4 was subjected to 1.5 million consecutive contact and separation movements when a coating 37 with a dynamic friction coefficient of 0.1 to 0.15 was applied to the fixed portion 36 (protrusion 36a).

固定部36(凸部36a)に、動摩擦係数0.1~0.15のコーティング37を施し、当接離間動作を150万回連続して行うと、図11に示すように、薄膜部42に、摩耗痕S13が発生している。しかし、摩耗痕S13が発生している範囲は、図9に示す摩耗痕S11が発生している範囲よりも小さく、図10に示す摩耗痕S12が発生している範囲よりも更に小さくなっていることが分かる。さらに、摩耗痕S13の半径方向の幅は、最大で約150μm(図12参照)であり、コーティング37を施さない場合の摩耗痕S11に比べ、約3分の1となっている。 When a coating 37 with a dynamic friction coefficient of 0.1 to 0.15 is applied to the fixed portion 36 (protruding portion 36a) and contact and separation operations are performed 1.5 million times in succession, wear marks S13 are generated on the thin film portion 42 as shown in FIG. 11. However, it can be seen that the range in which the wear marks S13 are generated is smaller than the range in which the wear marks S11 shown in FIG. 9 are generated, and is even smaller than the range in which the wear marks S12 shown in FIG. 10 are generated. Furthermore, the radial width of the wear marks S13 is a maximum of approximately 150 μm (see FIG. 12), which is approximately one-third of the wear marks S11 when the coating 37 is not applied.

さらに、当接離間動作50万回、100万回行った場合において、摩耗痕S13の半径方向の幅は、最大で、図12に示すように、50万回で90μm、100万回で100μmであった。 Furthermore, when the contact and separation operations were performed 500,000 times and 1,000,000 times, the radial width of the wear mark S13 was a maximum of 90 μm after 500,000 times and 100 μm after 1,000,000 times, as shown in FIG. 12.

以上説明したように、本実施形態のウエアバルブ1は、
(1)流路(例えば入力側流路31および出力側流路32)と、流路に設けられた堰35と、薄膜部42を有するダイアフラム弁体4と、を備え、薄膜部42が弾性変形することでダイアフラム弁体4が堰35に対して当接離間の動作を行い、流路を流れる流体(例えば飲料)の流体制御を行うウエアバルブ1において、ダイアフラム弁体4は、薄膜部42の外周に、薄膜部42と接続された被固定部43を備えること、ウエアバルブ1は、被固定部43を当接離間の方向の双方向から挟持することでダイアフラム弁体4を固定する固定部231,36を備えること、固定部36の表面には、ダイヤモンドライクカーボンのコーティング37が施されており、ダイアフラム弁体4の当接離間の動作に伴った固定部36とダイアフラム弁体4との摩擦により生じるダイアフラム弁体4の摩耗を抑制すること、を特徴とする。
As described above, the wear valve 1 of the present embodiment has the following features:
(1) A ware valve 1 comprising a flow path (e.g., an input side flow path 31 and an output side flow path 32), a weir 35 provided in the flow path, and a diaphragm valve element 4 having a thin film portion 42, the thin film portion 42 elastically deforming to cause the diaphragm valve element 4 to move toward and away from the weir 35, thereby controlling the fluid (e.g., a beverage) flowing through the flow path, the diaphragm valve element 4 comprising a fixed portion 43 connected to the thin film portion 42 on the outer periphery of the thin film portion 42, the ware valve 1 comprising fixing portions 231, 36 which fix the diaphragm valve element 4 by clamping the fixed portion 43 from both directions of the contact and separation, and a coating 37 of diamond-like carbon applied to the surface of the fixing portion 36, thereby suppressing wear of the diaphragm valve element 4 caused by friction between the fixing portion 36 and the diaphragm valve element 4 as the diaphragm valve element 4 moves toward and away from the weir 35.

(2)(1)に記載のウエアバルブ1において、ウエアバルブ1は、飲料の充填装置に用いられるエアオペレイト式のウエアバルブであること、を特徴とする。 (2) The wear valve 1 described in (1) is characterized in that it is an air-operated wear valve used in a beverage filling device.

(3)(1)または(2)に記載のウエアバルブ1において、コーティング37は、固定部231,36の、ダイアフラム弁体4の流体(飲料)と接触する側の面と接触する部分(例えば固定部36の表面)に施されていること、を特徴とする。 (3) In the wear valve 1 described in (1) or (2), the coating 37 is applied to the portion of the fixing portion 231, 36 that contacts the surface of the diaphragm valve body 4 that contacts the fluid (beverage) (e.g., the surface of the fixing portion 36).

(4)(1)乃至(3)のいずれか1つに記載のウエアバルブ1において、コーティング37の表面の動摩擦係数が0.1以上0.2以下であること、を特徴とする。 (4) The wear valve 1 described in any one of (1) to (3) is characterized in that the kinetic friction coefficient of the surface of the coating 37 is 0.1 or more and 0.2 or less.

(5)(1)乃至(4)のいずれか1つに記載のウエアバルブ1において、ダイアフラム弁体4は、流体(飲料)と接触する側の第1層4aと、流体(飲料)と接触する側とは反対側の第2層4bと、の2層により構成されていること、第1層4aは、フッ素樹脂(例えばPTFE)により形成されていること、第2層4bは、エチレン・プロピレン・ジエンゴムにより形成されていること、を特徴とする。 (5) In the wear valve 1 described in any one of (1) to (4), the diaphragm valve body 4 is characterized in that it is composed of two layers, a first layer 4a on the side that contacts the fluid (beverage) and a second layer 4b on the side opposite to the side that contacts the fluid (beverage), the first layer 4a is made of a fluororesin (e.g., PTFE), and the second layer 4b is made of ethylene propylene diene rubber.

上記構成を有するウエアバルブ1によれば、ダイアフラム弁体4を固定する固定部36の表面にダイヤモンドライクカーボンのコーティング37が施されているため、固定部36の表面の動摩擦係数が低下される。固定部36の表面の動摩擦係数が低下されれば、ダイアフラム弁体4と固定部36との間に摩擦が発生しても、ダイアフラム弁体4に生じる摩耗(摩耗痕S11,S12,S13)の発生を抑えることが可能である。 In the wear valve 1 having the above configuration, the surface of the fixing part 36 that fixes the diaphragm valve body 4 is coated with a diamond-like carbon coating 37, which reduces the dynamic friction coefficient of the surface of the fixing part 36. If the dynamic friction coefficient of the surface of the fixing part 36 is reduced, it is possible to suppress the occurrence of wear (wear marks S11, S12, S13) on the diaphragm valve body 4 even if friction occurs between the diaphragm valve body 4 and the fixing part 36.

従来、ウエアバルブを飲料の充填装置に用いる場合、ダイアフラム弁体4に摩耗(摩耗痕S11,S12,S13)が発生したウエアバルブは、摩耗が進むと大きな摩耗粉が発生するおそれがあることから、ウエアバルブ自体の機能に問題が無い場合であっても、目視可能なほどの大きさの摩耗粉が発生する前に交換しなければならなかったが、本実施形態に係るウエアバルブ1のように、ダイアフラム弁体4に生じる摩耗の発生を抑えることができれば、ウエアバルブ1の交換までの寿命を延ばすことが可能である。 Conventionally, when a wear valve is used in a beverage filling device, a wear valve with wear (wear marks S11, S12, S13) on the diaphragm valve body 4 is at risk of generating large wear particles as the wear progresses, and so even if the wear valve itself is not in poor function, it must be replaced before visible wear particles are generated. However, if wear on the diaphragm valve body 4 can be suppressed, as in the wear valve 1 of this embodiment, it is possible to extend the life of the wear valve 1 before it needs to be replaced.

なお、本実施形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で様々な改良、変形が可能である。例えば、本実施形態においては、コーティング37は、固定部36の表面に施されているが、コーティング37を施す範囲はこれに限定されず、固定部36のうち、凸部36aの表面のみに施しても良いし、ボディ3の表面全体に施しても良い。また、固定部36は必ずしも凸部36aを備える必要はなく、平坦な面としても良い。 Note that this embodiment is merely an example and does not limit the present invention in any way. Naturally, therefore, the present invention can be improved and modified in various ways without departing from the spirit of the invention. For example, in this embodiment, the coating 37 is applied to the surface of the fixing portion 36, but the area to which the coating 37 is applied is not limited to this, and it may be applied only to the surface of the protruding portion 36a of the fixing portion 36, or it may be applied to the entire surface of the body 3. Also, the fixing portion 36 does not necessarily have to have the protruding portion 36a, and may be a flat surface.

1 ウエアバルブ
4 ダイアフラム弁体
31 入力側流路
32 出力側流路
35 堰
36 固定部
37 コーティング
42 薄膜部
43 被固定部
231 固定部
REFERENCE SIGNS LIST 1 wear valve 4 diaphragm valve body 31 input flow path 32 output flow path 35 weir 36 fixing portion 37 coating 42 thin film portion 43 fixed portion 231 fixing portion

Claims (4)

流路と、前記流路に設けられた堰と、薄膜部を有するダイアフラム弁体と、を備え、前記薄膜部が弾性変形することで前記ダイアフラム弁体が前記堰に対して当接離間の動作を行い、前記流路を流れる流体の流体制御を行うウエアバルブにおいて、
前記ダイアフラム弁体は、前記薄膜部の外周に、前記薄膜部と接続された被固定部を備えること、
前記ウエアバルブは、前記被固定部を前記当接離間の方向の双方向から挟持することで前記ダイアフラム弁体を固定する固定部を備えること、
前記固定部の表面に、ダイヤモンドライクカーボンのコーティングが施されており、前記ダイアフラム弁体の前記当接離間の動作に伴った前記固定部と前記ダイアフラム弁体との摩擦により生じる前記ダイアフラム弁体の摩耗を抑制すること、
前記コーティングは、前記固定部の、前記ダイアフラム弁体の前記流体と接触する接液面の側の面と接触する部分に施されていること、
接液面であること、
を特徴とするウエアバルブ。
A wear valve comprising a flow path, a weir provided in the flow path, and a diaphragm valve element having a thin film portion, the thin film portion elastically deforming to cause the diaphragm valve element to move toward and away from the weir, thereby controlling a fluid flowing through the flow path,
the diaphragm valve body includes a fixed portion connected to the thin film portion on an outer periphery of the thin film portion;
the wear valve includes a fixing portion that fixes the diaphragm valve body by clamping the fixed portion from both directions of the contact and separation;
a surface of the fixing portion is coated with a diamond-like carbon coating, thereby suppressing wear of the diaphragm valve body caused by friction between the fixing portion and the diaphragm valve body accompanying the contact and separation movement of the diaphragm valve body;
the coating is applied to a portion of the fixing portion that comes into contact with a surface of the diaphragm valve body on a side of a liquid-contacting surface that comes into contact with the fluid;
It is a liquid-contact surface.
Wear valve featuring.
請求項1に記載のウエアバルブにおいて、
前記ウエアバルブは、飲料の充填装置に用いられるエアオペレイト式のウエアバルブであること、
を特徴とするウエアバルブ。
2. The wear valve of claim 1,
The wear valve is an air-operated wear valve used in a beverage filling device;
Wear valve featuring.
請求項1または2に記載のウエアバルブにおいて、
前記コーティングの表面の動摩擦係数が0.1以上0.2以下であること、
を特徴とするウエアバルブ。
The wear valve according to claim 1 or 2 ,
The coefficient of dynamic friction of the surface of the coating is 0.1 or more and 0.2 or less;
Wear valve featuring.
請求項1乃至のいずれか1つに記載のウエアバルブにおいて、
前記ダイアフラム弁体は、
前記流体と接触する側の第1層と、前記流体と接触する側とは反対側の第2層と、の2層により構成されていること、
前記第1層は、フッ素樹脂により形成されていること、
前記第2層は、エチレン・プロピレン・ジエンゴムにより形成されていること、
を特徴とするウエアバルブ。
4. The wear valve according to claim 1 ,
The diaphragm valve body is
The membrane is composed of two layers, that is, a first layer on the side that contacts the fluid and a second layer on the opposite side to the side that contacts the fluid;
the first layer is formed of a fluororesin;
the second layer is formed of ethylene propylene diene rubber;
Wear valve featuring.
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