JP2002089729A - 開閉バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】専用工具を用いることがなくメンテナンス作業
の時間短縮化を図ることが可能な開閉バルブを提供する
ことにある。 【解決手段】バルブボデイ１２とボンネット１４とを着
脱自在に連結する着脱機構１６を設け、前記着脱機構１
６は、バルブボデイ１２の連結用凹部５４に設けられた
第１環状溝５６と、ボンネット１４の連結用凸部５８に
設けられた第２環状溝６０と、前記バルブボデイ１２と
ボンネット１４とが連結された際、前記第１環状溝５６
と第２環状溝６０とにそれぞれ装着される弾性略環状体
６２とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、圧力流
体、気体等の流体通路もしくは排気通路等を開閉するこ
とが可能な開閉バルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、半導体ウェハや液晶基板等の
半導体製造機械では、配管やバルブ等によって構成され
た通路を介してポンプと種々の処理室とが接続されてお
り、前記バルブの付勢・滅勢作用下に通路が開閉制御さ
れている。

【０００３】前記半導体製造機械では、単位時間当たり
の減価償却費や生産コストが高価となるために、メンテ
ナンス時間を極力短縮することが要請されている。ま
た、前記半導体製造機械にトラブルが発生した際、前記
バルブに配管を接続した状態で内部部品（例えば、ボン
ネット、シール部材等）を交換しなければならない場合
がある。

【０００４】本出願人が案出した従来技術に係る開閉弁
１では、図９に示されるように、ボデイ２からボンネッ
ト３を取り外して分解する場合、ボデイ２とボンネット
３とを一体的に連結する４本のボルト４を図示しない専
用工具によって緩め、前記ボルト４を取り外した後、ボ
デイ２からボンネット３を分離させてメンテナンス作
業、あるいは部品交換作業等を行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術に係る開閉弁では、ボデイとボンネットとを一体的に
連結している複数のボルトを取り外すための専用工具が
必要になるとともに、開閉弁の設置環境に対応して狭小
な空間で前記ボルトの取り外し作業を行うために多くの
時間を要するという不具合がある。

【０００６】また、専用工具が必要となり、狭小な空間
でボルトの取り外し作業を行うということは、メンテナ
ンス作業の時間短縮化に大きな障害となっていた。

【０００７】本発明は、前記の不具合を考慮してなされ
たものであり、バルブボデイとボンネットとを簡便に着
脱する着脱機構を設けることにより、専用工具を用いる
ことがなくメンテナンス作業の時間短縮化を図ることが
可能な開閉バルブを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、駆動手段と、圧力流体が流通する第１
ポートおよび第２ポートを有するバルブボデイと、前記
バルブボデイと別体で形成され、該バルブボデイに搭載
されるボンネットと、前記駆動手段の駆動作用下に変位
する弁ロッドと、前記弁ロッドの変位作用下に、前記バ
ルブボデイに形成された第１ポートと第２ポートとの連
通路を開閉する弁ディスクと、前記バルブボデイと前記
ボンネットとの間に設けられ、該バルブボデイとボンネ
ットとを着脱自在に連結する着脱機構と、を備えること
を特徴とする。

【０００９】この場合、バルブボデイの連結部に設けら
れた第１環状溝と、ボンネットの連結部に設けられた第
２環状溝と、前記バルブボデイとボンネットとが連結さ
れた際、前記第１環状溝と第２環状溝とにそれぞれ装着
される弾性略環状体とを含むように着脱機構を設け、第
１および第２環状溝に沿って形成された略環状部と、一
端部および他端部に形成された一組の摘み部とによって
弾性略環状体を形成するとよい。

【００１０】なお、前記弾性略環状体が装着された第２
環状溝側に、縮径したときに遊びとして機能するクリア
ランスを設けるとよい。

【００１１】さらに、前記バルブボデイとボンネットと
の連結部位をシールするシール部材を設け、このシール
部材を、小径の内径部から大径の外径部に向かって徐々
に拡径する中空の円錐台状に形成するとよい。

【００１２】前記バルブボデイとボンネットとが連結さ
れた際、前記シール部材の内径部がホルダの外周面に形
成された断面曲線状の第１シール装着溝に係合し、一
方、前記外径部がバルブボデイの環状段部に形成された
断面曲線状の第２シール装着溝に係合してシール機能が
営まれる。

【００１３】本発明によれば、着脱機構を設けることに
より、専用工具を用いることがなくバルブボデイに対し
てボンネットを簡便に着脱することができる。

【００１４】すなわち、作業者が指で弾性略環状体の一
組の摘み部を把持し、弾性力に抗して前記一組の摘み部
を接近させて合致させることにより、弾性略環状体の略
環状部が縮径する。従って、弾性略環状体は、バルブボ
デイの第１環状溝内から離脱してボンネットの第２環状
溝内に沿って縮径するため、バルブボデイに対する弾性
略環状体の係止状態が解除される。この結果、バルブボ
デイからボンネットを簡便に取り外すことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明に係る開閉バルブについて
好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以
下詳細に説明する。

【００１６】図１において、参照数字１０は本発明の実
施の形態に係る開閉バルブを示す。

【００１７】この開閉バルブ１０は、略角筒状に形成さ
れたバルブボデイ１２と、前記バルブボデイ１２と別体
からなり該バルブボデイ１２の上部に連結されるボンネ
ット１４と、前記バルブボデイ１２と前記ボンネット１
４との間に設けられ該バルブボデイ１２とボンネット１
４とを着脱自在に連結する着脱機構１６とを有する。

【００１８】前記バルブボデイ１２の内部には室１８が
形成され、前記室１８には、相互に直交する方向に配設
された第１ポート２０および第２ポート２２がそれぞれ
連通するように設けられる。

【００１９】前記ボンネット１４の内部には駆動手段と
して機能するシリンダ機構２４が配設され、前記シリン
ダ機構２４は、圧力流体供給ポート２６から供給される
圧力流体の作用下にシリンダ室２８に沿って摺動変位す
るピストン３０と、前記ピストン３０に連結されるピス
トンロッド（弁ロッド）３２と、前記シリンダ室２８を
閉塞するカバー部材３３とを有する。

【００２０】なお、前記ピストン３０の外周面には、環
状溝を介してピストンパッキン３４が装着され、また前
記ピストンパッキン３４に近接する部位には環状溝を介
してリング状のマグネット３６が装着される。また、前
記カバー部材３３の略中心部には、大気に連通する通気
孔３７が形成されている。

【００２１】ボンネット１４の下部側には、前記ピスト
ンロッド３２を軸支する軸受部３８が形成され、前記軸
受部３８には、該ピストンロッド３２が挿通する軸孔４
０と、前記軸孔４０の内周面に装着されて該ピストンロ
ッド３２の外周面を囲繞するロッドパッキン４２とが設
けられている。

【００２２】バルブボデイ１２の室１８内に臨むピスト
ンロッド３２の端部には、バルブボデイ１２の内部に形
成された環状の着座部４４に着座することにより第１ポ
ート２０と第２ポート２２との連通を遮断する弁ディス
ク４６が連結される。前記弁ディスク４６には、着座部
４４に接触することによりシール機能を営むシールリン
グ４８が環状溝を介して装着されている。

【００２３】また、バルブボデイ１２の室１８内には、
一端部が後述するホルダ４７に係着され他端部がピスト
ンロッド３２を囲繞する円筒部材４９のフランジ５１に
係着されたばね部材５０が配設され、前記弁ディスク４
６は前記ばね部材５０の弾発力の作用下に着座部４４に
向かって着座するように付勢されている。

【００２４】さらに、バルブボデイ１２の室１８内に
は、一端部がホルダ４７に係止され他端部が弁ディスク
４６の環状溝部に係止された蛇腹状のベローズ５２が配
設され、前記ベローズ５２によってピストンロッド３２
およびばね部材５０等が被覆される。

【００２５】着脱機構１６は、図２および図３に示され
るように、バルブボデイ１２の上部側に設けられた連結
用凹部（連結部）５４の内周面に形成された第１環状溝
５６と、ボンネット１４の下部側に設けられた連結用凸
部（連結部）５８の外周面に形成された第２環状溝６０
と、前記連結用凹部５４に対して連結用凸部５８が挿入
されてバブルボデイ１２とボンネット１４とが連結され
た際、第１環状溝５６と第２環状溝６０とにそれぞれ装
着される弾性略環状体６２とを有する。

【００２６】なお、バルブボデイ１２とボンネット１４
とが連結された際、前記第１環状溝５６と第２環状溝６
０とは相互に対向した状態となり、弾性略環状体６２が
装着された第２環状溝６０側には、図２に示されるよう
に、前記弾性略環状体６２を縮径させたときに遊びとし
て機能するクリアランス６４が形成されている。

【００２７】前記弾性略環状体６２は、図５に示される
ように、第１および第２環状溝５６、６０に沿って形成
された略環状部６６と、該弾性略環状体６２の一端部お
よび他端部に形成され略直角状に折曲された一組の摘み
部６８ａ、６８ｂとから構成される。この弾性略環状体
６２は、自由状態において、その弾性力の作用下に一組
の摘み部６８ａ、６８ｂ間の離間距離が最大となるよう
に設定され（図４中の二点鎖線参照）、その弾性力に抗
して第１および第２環状溝５６、６０内に装着されるこ
とにより、一組の摘み部６８ａ、６８ｂ間の離間距離が
所定長となる（図４中の実線参照）。

【００２８】この場合、作業者が指で一組の摘み部６８
ａ、６８ｂを把持し、弾性力に抗して一組の摘み部６８
ａ、６８ｂを接近させて合致させることにより、略環状
部６６が縮径する。従って、弾性略環状体６２は、バル
ブボデイ１２の第１環状溝５６内から離脱してボンネッ
ト１４の第２環状溝６０内に沿って縮径するため、バル
ブボデイ１２に対する弾性略環状体６２の係止状態が解
除される。この結果、バルブボデイ１２からボンネット
１４を簡便に取り外すことができる。

【００２９】バルブボデイ１２の連結用凹部５４には環
状段部７０が形成され、前記環状段部７０には蛇腹状の
ベローズ５２を保持する環状のホルダ４７が当接するよ
うに設けられる。このホルダ４７は、ボンネット１４と
は別体で該ボンネット１４に当接するように形成され、
前記ホルダ４７とバルブボデイ１２の環状段部７０との
間には、バルブボデイ１２とボンネット１４との連結部
位をシールするシール部材７２が装着される。

【００３０】このシール部材７２は、例えば、ゴム等の
弾性材料からなり、図６に示されるように、その自由状
態において、小径の内径部７４から大径の外径部７６に
向かって徐々に拡径する中空の略円錐台状に形成され
る。前記シール部材７２の内径部７４は、ホルダ４７の
外周面に形成された断面曲線状の第１シール装着溝７８
に係合し、前記外径部７６は、バルブボデイ１２の環状
段部７０に形成された断面曲線状の第２シール装着溝８
０に係合するように形成される。

【００３１】なお、シール部材７２の断面形状は、前記
第１および第２シール装着溝７８、８０の形状に対応し
て略長円状に形成される。

【００３２】バルブボデイ１２に対してボンネット１４
が連結されることにより、シール部材７２の内径部７４
が押圧されて略水平な環状体となり、ホルダ４７側の第
１シール装着溝７８とバルブボデイ１２側の第２シール
装着溝８０とによって圧縮されてシール機能が発揮され
る。

【００３３】換言すると、前記シール部材７２は、図７
に示されるように、自由状態においてその断面形状が直
角三角形Ａの斜辺に沿って形成されているが、一方、バ
ルブボデイ１２に対してボンネット１４が連結される
と、内径部７４が押圧されてその断面形状が直角三角形
Ａの底辺に沿って形成される。

【００３４】従って、シール部材７２の断面形状が直角
三角形Ａの底辺に沿った略平坦な環状体となることによ
り、第１シール装着溝７８と第２シール装着溝８０との
間で略水平方向に沿って圧縮されてシール機能が営まれ
る。この結果、例えば、製造誤差等に起因してバルブボ
デイ１２とボンネット１４との結合部位に間隙が発生し
た場合であっても、前記シール部材７２によって確実に
シール機能が達成される。

【００３５】また、前記シール部材７２は、略水平方向
に沿って圧縮され、公知のＯリング（図示せず）のよう
に装着方向（略鉛直方向）の多大な圧縮力を受けないた
め、バルブボデイ１２に対してボンネット１４を容易に
装着することができる。

【００３６】さらに、前記シール部材７２は、その内径
部７４と外径部７６とでシールするために、軸方向に若
干の寸法ずれがあっても、シール性に多大な影響を与え
ることがないという利点がある。

【００３７】なお、シール部材７２の断面略長円形状の
面積は、ホルダ４７側の第１シール装着溝７８とバルブ
ボデイ１２側の第２シール装着溝８０とを併せた全面積
の約８５％〜９８％に設定すると好適である。

【００３８】本発明の実施の形態に係る開閉バルブ１０
は、基本的には以上のように構成されるものであり、次
にその動作並びに作用効果について説明する。

【００３９】図１に示されるように、ピストン３０が下
限位置にあって弁ディスク４６のシールリング４８が着
座部４４に着座して第１ポート２０と第２ポート２２と
の連通が遮断された状態を初期位置として説明する。

【００４０】図示しない圧力流体供給源を付勢して圧力
流体供給ポート２６から供給された圧力流体（例えば、
圧縮空気）はシリンダ室２８に導入され、前記圧力流体
の作用下にピストン３０を上方に向かって押圧する。こ
の場合、前記ピストン３０およびピストンロッド３２が
一体的に上昇し、前記ピストンロッド３２の一端部に連
結された弁ディスク４６はばね部材５０の弾発力に抗し
て着座部４４から離間する。従って、弁ディスク４６と
着座部４４との間に間隙が形成され、前記間隙を通じて
第１ポート２０と第２ポート２２とが連通した状態とな
る。

【００４１】なお、図示しない切換弁の切換作用下に圧
力流体供給ポート２６を開放状態として大気に連通させ
ることにより、ばね部材５０の弾発力の作用下にピスト
ン３０、ピストンロッド３２および弁ディスク４６が一
体的に下降し、前記弁ディスク４６のシールリング４８
が着座部４４に着座して初期状態となる。

【００４２】このように、圧力流体供給ポート２６から
供給される圧力流体の作用下に、ピストン３０に連動し
て弁ディスク４６を変位させることにより、第１ポート
２０と第２ポート２２とが連通する通路（図示せず）を
開閉することができる。

【００４３】次に、本実施の形態に係る開閉バルブ１０
の第１ポート２０および第２ポート２２に図示しない管
路が接続された状態において、例えば、メンテナンス作
業を遂行するために、バルブボデイ１２からボンネット
１４を取り外す場合について説明する。

【００４４】先ず、作業者が指で弾性略環状体６２の一
組の摘み部６８ａ、６８ｂを把持し、弾性力に抗して前
記一組の摘み部６８ａ、６８ｂを接近させて合致させる
（図５の二点鎖線参照）。所定間隔離間していた一組の
摘み部６８ａ、６８ｂが合致することにより、弾性略環
状体６２の略環状部６６は、バルブボデイ１２の第１環
状溝５６内から離脱してボンネット１４の第２環状溝６
０のクリアランス６４に沿って縮径する。

【００４５】この場合、図２に示されるように、バルブ
ボデイ１２とボンネット１４との連結時において第１環
状溝５６および第２環状溝６０の両方に装着されていた
弾性略環状体６２がその縮径作用下にボンネット１４の
第２環状溝６０側にのみ装着されることにより、バルブ
ボデイ１２に対する弾性略環状体６２の係止状態が解除
される（図３参照）。一組の摘み部６８ａ、６８ｂを把
持してバルブボデイ１２に対する弾性略環状体６２の係
止解除状態を保持しながら、ボンネット１４を引き上げ
ることにより、バルブボデイ１２からボンネット１４を
簡便に取り外すことができる（図８参照）。

【００４６】また、前記とは反対にバルブボデイ１２に
対してボンネット１４を装着する場合には、一組の摘み
部６８ａ、６８ｂを把持して略環状部６６がボンネット
１４の第２環状溝６０に沿って縮径させた状態を保持し
ながら、バルブボデイ１２の連結用凹部５４に対してボ
ンネット１４の連結用凸部５８を挿入する。

【００４７】挿入後、第１環状溝５６と第２環状溝６０
とが相互に対向し、その弾性作用下に弾性略環状体６２
の略環状部６６が拡径して第１環状溝５６側にも装着さ
れる。従って、弾性略環状体６２が第１および第２環状
溝５６、６０の両者にそれぞれ装着されてバルブボデイ
１２とボンネット１４とが弾性略環状体６２を介してそ
れぞれ係止されることにより、バルブボデイ１２とボン
ネット１４とが簡便に連結される。

【００４８】なお、バルブボデイ１２とボンネット１４
とが連結される際、第１シール装着溝７８および第２シ
ール装着溝８０にそれぞれ係合するシール部材７２によ
ってシール機能が発揮されることは、前述したとおりで
ある。

【００４９】このように、本実施の形態では、弾性略環
状体６２が設けられた着脱機構１６を操作することによ
り、専用工具を用いることがなくバルブボデイ１２から
ボンネット１４を簡便に着脱することができる。従っ
て、開閉バルブ１０の設置環境が狭小な空間であって
も、メンテナンス作業や部品交換作業等を容易に行うこ
とにより、作業時間の短縮化を図ることができる。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００５１】すなわち、バルブボデイとボンネットとを
簡便に着脱する着脱機構を設けることにより、専用工具
を用いることがなくメンテナンス作業や部品交換作業等
の時間短縮化を図ることができる。

【００５２】この結果、生産効率を向上させることによ
り、単位時間当たりの減価償却費等を抑制し、しかも製
造コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る開閉バルブの軸線方
向に沿った縦断面図である。

【図２】前記開閉バルブを構成する着脱機構の拡大縦断
面図である。

【図３】図２のバルブボデイとボンネットとが連結され
た状態からボンネットを上方に引き上げた状態を示す拡
大縦断面図である。

【図４】前記着脱機構を構成する弾性略環状部材の平面
図である。

【図５】図１のＶ−Ｖ線に沿った横断面図である。

【図６】バルブボデイとボンネットとの連結部位に装着
されたシール部材の一部切欠斜視図である。

【図７】前記シール部材のシール機能の説明に供される
縦断面図である。

【図８】前記着脱機構を介してバルブボデイからボンネ
ットを外した状態の縦断面図である。

【図９】本出願人が案出した従来技術に係る開閉弁の分
解斜視図である。

【符号の説明】

１０…開閉バルブ １２…バルブボデイ １４…ボンネット １６…着脱機構 １８…室 ２０、２２…ポート ２４…シリンダ機構 ２６…圧力流体供給
ポート ２８…シリンダ室 ３０…ピストン ３２…ピストンロッド ４４…着座部 ４６…弁ディスク ４７…ホルダ ４８…シールリング ５０…ばね部材 ５４…連結用凹部 ５６、６０…環状溝 ５８…連結用凸部 ６２…弾性略環状体 ６４…クリアランス ６６…略環状部 ６８ａ、６８ｂ…摘み部 ７０…環状段部 ７２…シール部材 ７４…内径部 ７６…外径部 ７８、８０…シール
装着溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 圓崎 明 茨城県筑波郡谷和原村絹の台４−２−２ エスエムシー株式会社筑波技術センター内 Ｆターム(参考） 3H051 AA01 BB02 BB03 CC06 CC11 CC12 FF01 FF09 3H056 AA01 BB33 BB50 CA01 CB03 CC01 CD04 GG03 GG14

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動手段と、 圧力流体が流通する第１ポートおよび第２ポートを有す
   るバルブボデイと、 前記バルブボデイと別体で形成され、該バルブボデイに
   搭載されるボンネットと、 前記駆動手段の駆動作用下に変位する弁ロッドと、 前記弁ロッドの変位作用下に、前記バルブボデイに形成
   された第１ポートと第２ポートとの連通路を開閉する弁
   ディスクと、 前記バルブボデイと前記ボンネットとの間に設けられ、
   該バルブボデイとボンネットとを着脱自在に連結する着
   脱機構と、 を備えることを特徴とする開閉バルブ。
2. 【請求項２】請求項１記載の開閉バルブにおいて、 前記着脱機構は、バルブボデイの連結部に設けられた第
   １環状溝と、ボンネットの連結部に設けられた第２環状
   溝と、前記バルブボデイとボンネットとが連結された
   際、前記第１環状溝と第２環状溝とにそれぞれ装着され
   る弾性略環状体とを含むことを特徴とする開閉バルブ。
3. 【請求項３】請求項２記載の開閉バルブにおいて、 前記弾性略環状体は、第１および第２環状溝に沿って形
   成された略環状部と、一端部および他端部に形成された
   一組の摘み部とからなることを特徴とする開閉バルブ。
4. 【請求項４】請求項２記載の開閉バルブにおいて、 前記弾性略環状体が装着された第２環状溝側には、縮径
   したときに遊びとして機能するクリアランスが設けられ
   ることを特徴とする開閉バルブ。
5. 【請求項５】請求項１記載の開閉バルブにおいて、 前記バルブボデイとボンネットとの連結部位をシールす
   るシール部材が設けられ、前記シール部材は、小径の内
   径部から大径の外径部に向かって徐々に拡径する中空の
   円錐台状に形成されることを特徴とする開閉バルブ。
6. 【請求項６】請求項５記載の開閉バルブにおいて、 前記バルブボデイとボンネットとが連結された際、前記
   シール部材の内径部は、ホルダの外周面に形成された断
   面曲線状の第１シール装着溝に係合し、一方、前記外径
   部は、バルブボデイの環状段部に形成された断面曲線状
   の第２シール装着溝に係合するように形成されることを
   特徴とする開閉バルブ。