JP2003049964A - エアーバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 バルブ軸とピストン間の連結メカニズムを改
善したエアーバルブの提供並びに、寿命が長いピストン
を有したエアーバルブを提供する。 【解決手段】 ガスが流出入される少なくとも一つのエ
アーポート１１１が用意されたシリンダ１１０と；シリ
ンダの内部に設けられてガスの流出入によって直線往復
運動を行うピストン１１３と；ピストンの中央部に貫通
して設けられ、第１結合部を有した第１端部を有する第
１バルブ軸１１５と；第２結合部を有し、シリンダから
突出する第１端部を有した第２バルブ軸１１９とを含
み、第１及び第２結合部は相互結合される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエアーバルブに係
り、特に、機械的な動きを起こす圧力制御バルブに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、エアーバルブは真空圧を発生
させる真空ポンプと真空圧を用いる反応器との間に設け
られ、必要に応じて真空ポンプと反応器とを連結する役
割をする。このようなエアーバルブはエアー圧を用いて
駆動され、エアー圧によって伸縮が可能なベローズを備
えた構成となっている。上述したようなエアーバルブ
は、供給されて吐出される複数個のポートが用意された
シリンダと、このシリンダの内部に設けられてエアーの
流出入動作によって直線移動するピストンと、このピス
トンのほぼ中心に設けられ、他端側にベローズが設けら
れてピストンの直線移動時に一緒に移動してベローズを
伸縮させることによってバルブ体の流通口を開閉させる
バルブ軸とで構成されており、バルブ軸はナットによっ
てピストンと結合されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように構
成されたエアーバルブでは、ピストンとバルブ軸との連
結をナットでするために繰り返して動作するピストンの
直線移動動作によってナットの緩みが生じるようにな
る。そして、そのような緩みが発生することによってピ
ストンとバルブ軸とが別々に動作してバルブの機能を喪
失するようになるという問題点がある。また、そのよう
なナットの緩みが発生した場合には、その補修のために
シリンダ全体を分解した後、再び締める作業を行わなけ
ればならないという補修作業上の問題点がある。

【０００４】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたもので、本発明の目的は、バルブ軸とピストン
との間の連結メカニズムを改善したエアーバルブを提供
することにある。本発明の他の目的は、寿命が長いピス
トンを有したエアーバルブを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明は、ガスが流出入される少なくとも一つのエア
ーポートが用意されたシリンダと；前記シリンダの内部
に設けられ、前記ガスの流出入によって直線往復運動を
遂行するピストンと；前記ピストンの中央部に貫通して
設けられ、第１結合部を有した第１端部を有する第１バ
ルブ軸と；第２結合部を有し、前記シリンダから突出す
る第１端部を有する第２バルブ軸とを含み、前記第１及
び第２結合部が相互結合されるエアーバルブを提供す
る。

【０００６】前記第１及び第２結合部は、相互対をなす
スレッド（ｔhｒｅａｄ）が形成された界面を有してい
る。前記第１結合部はスレッドが形成されたボルト部を
有しており、前記第２結合部はスレッドが形成されたナ
ットを有している。前記第２バルブ軸は前記ピストンと
接触するフランジ部を有した第２端部をさらに含む。前
記１及び第２バルブは締める突出部を有している。前記
締める突出部はレンチが挿入される溝を有する。前記締
める突出部はスパナレンチによって締めるのに適合な八
角形形状を有する。前記第１バルブ軸の第２端部周囲に
配設されたベローズをさらに含む。前記シリンダの外周
面と前記ベローズとの間に配設された弾性部材をさらに
含む。前記第２バルブ軸を介して前記シリンダの内面に
潤滑油を供給する潤滑油注入装置をさらに含む。前記第
２バルブ軸は少なくとも一つの潤滑油通路をその内部に
有している。

【０００７】本発明はまたシリンダ内に配設されたピス
トンと；前記ピストンを貫通して第１結合部を含む第１
バルブ軸と；第２結合部を含む第２バルブ軸とを含み、
前記第１バルブ軸の前記第１結合部は前記第２バルブ軸
の前記第２結合部と結合して前記ピストンが前記第１及
び第２バルブ軸の長手方向に直線往復運動を行うエアー
バルブを提供する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明の構成及び作用をさらに詳細に説明する。図１
は、本発明の一実施例によるエアーバルブの構成を示す
図である。図２は図１に示したエアーバルブが動作する
状態を示した図である。図に示したように、エアーが流
出入されるエアーポート１１１が用意されたシリンダ１
１０と、シリンダ１１０の内部に設けられ、エアーポー
ト１１１から供給されるエアー圧によって直線移動する
ピストン１１３と、ピストン１１３の略中央部を貫通す
るように設けられ、その下端にボルト部１１５ａが用意
され、他端側にはベローズ１１７が用意される第１バル
ブ軸１１５と、第１バルブ軸１１５のボルト部１１５ａ
とねじ結合され、ピストン１１３と一体に結合されるよ
うにその中央部にボルト部１１５ａが内挿されてねじ結
合されるねじ溝１１９ａが形成された第２バルブ軸１１
９とで構成される。

【０００９】第２バルブ軸１１９は、図１に示したよう
にピストン１１０がシリンダ１１１の内部の最上側に位
置した状態で、その端部がシリンダ１１１の外部に突出
された状態となるような長さでなければならない。ベロ
ーズ１１７の上下端側にはシーリングプレート１１７
ａ、１１７ｂが用意され、シリンダ１１１とベローズ１
１７との間の第１バルブ軸１１５の外周面には弾性部材
１２１が外に嵌められてベローズ１１７を弾性反撥可能
に支えるようにする。

【００１０】第２バルブ軸１１９は、ピストン１１３の
底面を支えるようにフランジ部１１９ｂが形成され、フ
ランジ部１１９ｂが形成された他端側にはレンチツー
ル、またはスパナのような締めるツールを利用して容易
に締める作業を行うことができるように締める突起１１
９Ｃが形成される。ピストン１１３は、ゴム材料とする
ことが望ましい。

【００１１】次に、このように構成された本発明の一実
施例によるエアーバルブの動作を説明する。まず、エア
ーポート１１１を介してシリンダ１１０の内部にエアー
が供給されると、その供給されるエアー圧によってピス
トン１１３が追い出されて矢印方向に沿って直線移動す
る。このようにピストン１１３が直線移動することによ
ってピストン１１３と結合された第１バルブ軸１１５及
び第２バルブ軸１１９が一緒に直線移動し、第１バルブ
軸１１５の端部に設けられたベローズ１１７が引っ張ら
れて図２に示すように収縮する。この結果、シーリング
プレート１１７ａは弾性部材１２１を押して弾性部材１
２１が圧縮状態を維持するようになる。

【００１２】次に、エアー供給遮断時にはピストン１１
３の上面を押していたエアー圧が解除されることによっ
て圧縮状態となっていた弾性部材１２１がその復原力に
よってシーリングプレート１１７ａを押し上げる。これ
により、第１バルブ軸１１５と第１バルブ軸１１５に結
合された第２バルブ軸１１９と、ピストン１１３とが一
緒に上昇するようになる。この際、シリンダ１１０内部
に満ちていた空気は、エアーが供給されたエアーポート
１１１を介して再び排出されるようになる。そのような
動作は、エアーポート１１１に連結されたエアーライン
（図示せず）の一端に設置したソレノイドバルブ（Ｓｏ
ｌｅｎｏｉｄ Ｖａｌｖｅ）のような流路変更装置によ
ってその内部に内蔵されたスプール（Ｓｐｏｏｌ）の移
動動作によりエアー供給時にはエアー供給路を開放し、
エアー遮断時にはエアー供給路を遮断させると同時にエ
アー排出路を開放させる動作でその流路を変更させるこ
とによって可能になる。

【００１３】このようにバルブ動作によって頻繁にピス
トン１１３が昇・下降動作を繰り返すことによって第１
バルブ軸１１５及び第２バルブ軸１１９のねじ結合関係
が不良になってバルブの機能が低下することがある。こ
のとき、シリンダ１１０の外側に突出した第２バルブ軸
１１９の端部側に形成された締める突起１１９Ｃを通し
てレンチ、またはスパナのような締めるツールを利用し
て締めることによってその結合関係を補修できる。

【００１４】このとき、締める突起１１９Ｃの形状は、
レンチが挿入される挿入溝を形成するとか、スパナで締
めることができるように多角形形状を有するように構成
することはいうまでもない。このように外部からその補
修作業を可能とすることによって、従来のようにシリン
ダ全体を分解した後補修作業を行わなければならないと
いう従来の問題点を解消させることが出来る。一方、前
述したようにピストン１１３が何回も直線移動するあい
だにシリンダ１１０の内壁と摩擦して寿命が短くなった
り、またはその摩擦抵抗によってピストン運動が円滑に
できなくなったりする問題点が発生する場合がある。こ
れを解消させるために図３及び図４に示すように第２バ
ルブ軸１１９に潤滑油噴射装置を構成する。

【００１５】図３は、図１、図２に示した第２バルブ軸
１１９に潤滑油噴射装置２００が用意された状態を示し
た図であって、図４は図３の縦断面図である。図に示し
たようにピストン１１３の一側面と接して一部がシリン
ダ１１０の外部に突出するように設けられる第２バルブ
軸１１９にシリンダ１１０の内壁に潤滑油を噴射させる
ことができる潤滑油通路１１９ｄが多数個用意される。
シリンダ１１０の外部に突出された第２バルブ軸１１９
ｄの端部には潤滑油噴射装置２００を潤滑油通路１１９
ｄに連結させる連結部材２０１が用意される。連結部材
２０１は、前述した一実施例での締める突起１１９Ｃの
役割と同一の機能を遂行できるように締めるツールによ
って締めることができる形状で構成されることが望まし
い。

【００１６】潤滑油噴射装置２００は、公知の技術によ
るものであり、その一例を図３及び図４に具体的に示し
ている。図に示したように、潤滑油噴射装置２００は、
噴射孔２１１が形成された噴射管２１０と、噴射孔２１
１を開閉するバルブヘッド２１３ａと、バルブヘッド２
１３ａを昇降作動させるバルブロッド２１３とで構成さ
れる。噴射管２１０の下端部には、潤滑油流入口２１５
ａが側面に形成されたＴ型の本体２１５の上端部がクラ
ウンナットなどの接続具２１７によって結合され、本体
２１５の下端部には潤滑油供給シリンダ２２０の上端部
がクラウンナットなどの接続具２２１によって結合され
る。

【００１７】潤滑油供給シリンダ２２０の下端部側には
エアー吸入口２２０ａが形成され、潤滑油供給シリンダ
２２０にスプリング２２３で弾性反撥可能に設けられた
潤滑油供給ピストン２２５のロッド２２５ａはバルブロ
ッド２１３と連結され、バルブロッド２１３は潤滑油供
給シリンダ２２０のキャップ（ｃａｐ）２２７の通孔を
貫通して本体２１５と噴射管２１０内部に延びて設けら
れる。バルブロッド２１３の上端部でキャップ２２７の
上面に至るバルブロッド２１３の外部にじゃばら管２２
９が被覆され、バルブロッド２１３の摺動部分から潤滑
油が漏れて出ないように遮断されるよう構成される。こ
のように構成された潤滑油噴射装置２００の動作は次の
ように行なわれる。

【００１８】まず、図示されていない動力源により潤滑
油供給シリンダ２２０の吸入口２２０ａでエアーを吸入
すると、潤滑油供給ピストン２２５はスプリング２２３
を押しながら下降し、ピストンロッド２２５ａとバルブ
ロッド２１３も下降しながら噴射孔２１１を遮蔽してい
たバルブヘッド２１３ａが下降し、噴射孔２１１が開放
される。したがって外部からホースを通して流入口２１
５ａに流入される所定圧力の潤滑油が本体２１５と噴射
管２１０の噴射孔２１１とを介して連結部材２０１の内
部を通過した後、潤滑油通路１１９ｄを通してシリンダ
１１０の内壁に噴射されるようになる。この際バルブロ
ッド２１３の外部にじゃばら管２２０が被覆されていて
キャップ２２７の通孔部分が遮蔽されているので油気が
流れ落ちることが防止される。したがって、高清浄の雰
囲気を要求される半導体製造環境に特に適合するように
使用できる。

【００１９】

【発明の効果】上述したように本発明は、第１、２バル
ブ軸を用意してその第１、２バルブ軸がねじ結合によっ
て結合されるように構成し、ピストンと結合関係をなす
ようにして第２バルブ軸がシリンダの外部に突出される
ようにする。これにより、頻繁なピストン動作によって
その結合具が緩んだ場合でも、シリンダの外部から容易
に肉眼で確認することができる。そして、緩み状態の発
見時には、シリンダの外部から締める作業をすることに
よってその補修作業を簡単にできる利点がある。また、
第２バルブ体に潤滑油を注入できる潤滑油通路を形成し
て潤滑油を周期的に供給するようにすることによってピ
ストンが接するシリンダ内壁の摩擦を減らして円滑なピ
ストン運動ができるようになる。

【００２０】なお、本発明の詳細な説明では具体的な実
施例に関して説明したが、本発明の範疇から外れない限
度内で多様な変形が可能なことはもちろんである。それ
ゆえ、本発明の範囲は説明された実施例に限定されるこ
となく本発明の特許請求の範囲のみならずこの特許請求
の範囲と均等な範囲に及ぶ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるエアーバルブを示した断
面図である。

【図２】図１に示したエアーバルブの動作状態を示した
断面図である。

【図３】エアーバルブの第２バルブ軸が潤滑油注入装置
と連結された状態を示した斜視図である。

【図４】図３のエアーバルブの一部を示した断面図であ
る。

【符号の説明】

１１０：シリンダ １１１：エアーポート １１３：ピストン １１５：第１バルブ軸 １１７：ベローズ １１９：第２バルブ軸 １２１：弾性部材 ２００：潤滑油噴射装置

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスが流出入される少なくとも一つのエ
   アーポートが用意されたシリンダと；前記シリンダの内
   部に設けられて前記ガスの流出入によって直線往復運動
   を行うピストンと；前記ピストンの中央部に貫通して設
   けられ、第１結合部を有した第１端部を有する第１バル
   ブ軸と；第２結合部を有し、前記シリンダから突出する
   第１端部を有する第２バルブ軸とを含み、 前記第１及び第２結合部が相互結合されることを特徴と
   するエアーバルブ。
2. 【請求項２】 前記第１及び第２結合部は、相互対をな
   すスレッド（ｔhｒｅａｄ）が形成された界面を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のエアーバルブ。
3. 【請求項３】 前記第１結合部は、スレッドが形成され
   たボルト部を有し、前記第２結合部はスレッドが形成さ
   れたナットを有することを特徴とする請求項２に記載の
   エアーバルブ。
4. 【請求項４】 前記第２バルブ軸は、前記ピストンと接
   触するフランジ部を有する第２端部をさらに含むことを
   特徴とする請求項１に記載のエアーバルブ。
5. 【請求項５】 前記第１及び第２バルブは、締める突出
   部を有することを特徴とする請求項１に記載のエアーバ
   ルブ。
6. 【請求項６】 前記締める突出部は、レンチが挿入され
   る溝を有することを特徴とする請求項５に記載のエアー
   バルブ。
7. 【請求項７】 前記締める突出部は、スパナレンチによ
   って締めるのに適合な八角形形状を有することを特徴と
   する請求項５に記載のエアーバルブ。
8. 【請求項８】 前記第１バルブ軸の第２端部周囲に配設
   されたベローズをさらに含むことを特徴とする請求項１
   に記載のエアーバルブ。
9. 【請求項９】 前記シリンダの外周面と前記ベローズと
   の間に配設された弾性部材をさらに含むことを特徴とす
   る請求項８に記載のエアーバルブ。
10. 【請求項１０】 前記第２バルブ軸を介して前記シリン
    ダの内面に潤滑油を供給する潤滑油注入装置をさらに含
    むことを特徴とする請求項１に記載のエアーバルブ。
11. 【請求項１１】 前記第２バルブ軸は、少なくとも一つ
    の潤滑油通路をその内部に有することを特徴とする請求
    項１０に記載のエアーバルブ。
12. 【請求項１２】 シリンダ内に配設されたピストンと；
    前記ピストンを貫通して第１結合部を含む第１バルブ軸
    と；第２結合部を含む第２バルブ軸とを含み、前記第１
    バルブ軸の前記第１結合部が前記第２バルブ軸の前記第
    ２結合部と結合して前記ピストンが前記第１及び第２バ
    ルブ軸の長手方向に直線往復運動を行うことを特徴とす
    るエアーバルブ。
13. 【請求項１３】 前記第１及び第２結合部は、相互対を
    なしたスレッドが形成された界面を有することを特徴と
    する請求項１２に記載のエアーバルブ。
14. 【請求項１４】 前記第１結合部は、スレッドが形成さ
    れたボルト部を有し、前記第２結合部はスレッドが形成
    されたナット部を有することを特徴とする請求項１３に
    記載のエアーバルブ。
15. 【請求項１５】 前記ピストンと対向する前記第２バル
    ブ軸の第１端部が、前記シリンダから突出することを特
    徴とする請求項１３に記載のエアーバルブ。
16. 【請求項１６】 前記第２バルブ軸の前記第１端部は、
    締めるツールによって締めるのに適当である締める突出
    部を有することを特徴とする請求項１３に記載のエアー
    バルブ。
17. 【請求項１７】 前記締める突出部は、レンチが挿入さ
    れる溝を有することを特徴とする請求項１６に記載のエ
    アーバルブ。
18. 【請求項１８】 前記締める突出部は、スパナレンチを
    利用して締めるのに相応しい八角形形状を有することを
    特徴とする請求項１６に記載のエアーバルブ。
19. 【請求項１９】 前記第２バルブ軸は、前記ピストンと
    接触するフランジ部を有する第２端部をさらに含むこと
    を特徴とする請求項１２に記載のエアーバルブ。
20. 【請求項２０】 前記第２バルブ軸を介して前記シリン
    ダの内面に潤滑油を供給する潤滑油供給装置をさらに含
    むことを特徴とする請求項１３に記載のエアーバルブ。
21. 【請求項２１】 前記第２バルブ軸は、その内部に少な
    くとも一つの潤滑油通路を有することを特徴とする請求
    項２０に記載のエアーバルブ。