JP2003202085A - 排出弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】排出される流体から受ける熱によって弁体の構
成部材等に生じる膨張あるいは収縮に起因する排出弁の
シール性の低下、誤作動、故障等を防止する排出弁を提
供する。 【解決手段】排出弁を底部内側に環状係止部２が突設さ
れ側面の上下に一対の作動流体供給口３、４が設けられ
た円筒状本体１と、上部に設けられた第１鍔部６が円筒
状本体１の上部内側に固定されかつ底部内側に弁座部１
１が設けられた内側円筒体５と、円筒状本体１と内側円
筒体５との間に形成された環状空間１６と、環状空間１
６内に上下動可能にかつ円筒状本体１及び内側円筒体５
間がシールされた状態で嵌挿され、底部には複数の流体
排出口１７が設けられた有底円筒体１３とから構成す
る。有底円筒体１３の底部に弁座部１１に圧接及び離間
する弁体１８を一体的に設け、一対の作動流体供給口
３、４を環状空間１６と連通させ、円筒状本体１の上端
部外周面にキャップナット１４を螺着固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として半導体分
野等の洗浄装置内の洗浄槽または配管中に取り付けられ
て好適に使用される排出弁に関するものであり、更に詳
しくは、耐久性に優れ、常に確実なシール性を有する排
出弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の排出弁としては、図６、図７に示
されるように駆動部内蔵型が知られており、構造は下記
の通りである。

【０００３】上部にキャップナット２９により固定され
る排出用パイプの挿入受口３０と挿入受口３０下部の弁
座部３１とを有する蓋体２８と、蓋体２８の下側にボル
ト等（図示せず）で固定され側面の上下に後記円筒状駆
動部３５に作動流体が供給あるいは排出される連通孔３
３を有し、底部周縁には２ケの円弧状流体排出口３４が
設けられた中空の弁本体３２と、弁本体３２の内部中央
に底部から突出して一体的に設けられた円筒状駆動部３
５とで構成されており、円筒状駆動部３５の内部にはピ
ストン３６及びピストンロッド３７が上下動可能に配置
され、また、ピストンロッド３７は円筒状駆動部３５の
上端部を貫通突出可能になっており、ピストンロッド３
７の上端には弁座部３１に圧接及び離間される弁体３８
が固定されている。円筒状駆動部３５の内部に形成され
た空隙３９には作動流体が供給あるいは排出されるよう
になっており、これよりピストン３６の上下動が行われ
るものである。弁本体３２と円筒状駆動部３５との間に
は円弧状流体排出口３４へ通じる流路４０が形成されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構造を有する従来の排出弁は、円筒状駆動部３５
が、弁本体３２内に配置されているため弁開時には常に
流体にさらされている構造になっていた。そのため、排
出される流体が高温の時、蓋体２８、弁本体３２または
円筒状駆動部３５を構成するピストン３６、ピストンロ
ッド３７等が流体の熱によって膨張、収縮することによ
って変形し、該排出弁のシール性の低下、誤作動、故障
等の原因となっていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上のような
従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その構成は図
１を参照すると、底部内側に環状係止部２が突設され側
面の上下に一対の作動流体供給口３、４が設けられた円
筒状本体１と、上部に設けられた第１鍔部６が円筒状本
体１の上部内側に固定されかつ底部内側に弁座部１１が
設けられた内側円筒体５と、円筒状本体１と内側円筒体
５との間に形成された環状空間１６と、環状空間１６内
に上下動可能にかつ円筒状本体１及び内側円筒体５間が
シールされた状態で嵌挿され、底部には複数の流体排出
口１７が設けられた有底円筒体１３とを具備してなり、
有底円筒体１３の底部には弁座部１１に圧接及び離間さ
れる弁体１８が一体的に設けられ、一対の作動流体供給
口３、４が環状空間１６と連通されており、また円筒状
本体１の上端部外周面にキャップナット１４が螺着固定
されていることを第一の特徴としている。

【０００６】また、キャップナット４２がボディキャッ
プ４１を介して円筒状本体１の上端部外周面に螺着固定
されていることを第二の特徴とし、さらにキャップナッ
ト４４がボディキャップ４３を介して円筒状本体１の下
端部外周面に螺着固定されていることを第三の特徴とし
ている。

【０００７】排出弁の各部材の材質は、硬質ポリ塩化ビ
ニル、塩素化ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ＰＴＦ
Ｅ、ＰＦＡ等のプラスチック、または、金属等が好適に
使用されるが、特に限定されない。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様について
図面を参照して説明するが、本発明が本実施態様に限定
されないことは言うまでもない。図１は、本発明の第一
の実施態様であるポリプロピレン製の排出弁の閉状態を
示す縦断面図である。図２は、図１における排出弁の開
状態を示す縦断面図である。図３は、図１における排出
弁の底面図である。図４は、本発明の第二の実施態様で
あるポリプロピレン製の排出弁の閉状態を示す縦断面図
である。図５は、図４の正面図である。

【０００９】図１乃至図３に基づいて本発明の排出弁の
第一の実施態様について説明する。１は円筒状本体であ
り、底部内側には環状係止部２が突設され、外周側面の
上下には、後記環状空間１６に連通した作動流体供給口
３、４が２ヶ設けられている。

【００１０】５は内側円筒体であり、上部外周部には外
方に突出した第１鍔部６が設けられ、第１鍔部６の外周
側面が円筒状本体１の上端部内周面に螺合により固定さ
れている。また、上部内周部には段差部７が設けられ、
段差部７の底部８は漸次縮径するテーパー状を有してい
る。底部８にはＯリング９が装着され、Ｏリング９の上
方には、段差部７と略同形状の外周面を有する円環状の
Ｏリング押さえ１０が装着されている。内側円筒体５の
底部内側には環状の弁座部１１が突出して設けられてい
る。実質的には弁座部１１の底部が後記弁体１８が圧接
される弁座部１１となっており、上部は接続される排出
用パイプ１２のストッパーとなっている。尚、内側円筒
体５の弁座部１１の外径は後記有底円筒体１３の内径よ
りもやや小さく設定されている。

【００１１】１４はキャップナットで、円筒状本体１の
上端部外周面に螺着固定されている。キャップナット１
４が螺着されることにより、円筒状本体１が径方向に膨
らむことを未然に防ぐことができる。また、キャップナ
ット１４が螺着されることにより、キャップナット１４
はＯリング押さえ１０を下方に押圧し、同時にＯリング
押さえ１０がＯリング９を下方に押圧する。この時Ｏリ
ング９は、下方に押圧されることにより段差部７の底部
８のテーパに沿って縮径していき排出用パイプ１２の外
周面に圧着され、排出弁は排出用パイプ１２に接続固定
されている。

【００１２】１３は有底円筒体であり、上端部に設けら
れた第２鍔部１５が円筒状本体１と内側円筒体５との間
に形成された環状空間内１６を上下に移動可能に配置さ
れている。また、底部周縁には４ケの円弧状の流体排出
口１７が設けられており（図３参照）、底部中央には、
内側円筒体５の弁座部１１に圧接及び離間される断面略
台形状のＰＴＦＥ等のフッ素樹脂製の弁体１８が螺着固
定されている。流体排出口１７の数は４ヶに限定され
ず、２〜３ケ設けてもかまわない。また、弁体１８の断
面形状は略台形状に限定されず矩形状、円弧状、略三角
形状あるいは、円環形状に設けてもよい。尚、有底円筒
体１３の内径は内側円筒体５の外径よりやや大きく、ま
た、外径は円筒状本体１の環状係止部２の内径よりやや
小さく設定されていることは言うまでもない。

【００１３】内側円筒体５の外周面に摺接する有底円筒
体１３の上部内周面に設けられた環状溝１９の奥部にＯ
リング２０が嵌着され、Ｏリング２０の内周側にはＰＴ
ＦＥ製の摺動性シールリング２１が嵌着されている。従
って摺動部分に摺動性シールリング２１が嵌着されてい
るため、排出弁の長期の開閉作動にも耐えることができ
る。また、円筒状本体１の内周面に摺接する有底円筒体
１３の第２鍔部１５外周面に設けられた環状溝２２にＯ
リング２３が嵌着され、有底円筒体１３の下部外周面に
摺接する円筒状本体１の環状係止部２内周面に設けられ
た環状溝２４にＯリング２５が嵌着されている。この
時、Ｏリング２３の外周面及びＯリング２５の内周面に
ＰＴＦＥ製の摺動性シールリング（図示せず）が嵌着可
能であることは言うまでもない。さらに、円筒状本体１
の内周面に接する内側円筒体５の第１鍔部６の下部外周
面に設けられた環状溝２６にはシール用のＯリング２７
が嵌着されている。

【００１４】尚、本実施態様において摺動性シールリン
グの材質はＰＴＦＥになっているが、ポリエチレン、ポ
リアセタール等のプラスチックでも良く、摺動性に優れ
ているものであれば、材質は特に限定されない。

【００１５】次に、本実施態様の排出弁の作動について
説明する。図１の状態で上方の作動流体供給口３に外部
より作動流体（例えば圧縮された空気等）が注入される
と、該作動流体が環状空間１６に導入され、その圧力で
有底円筒体１３の第２鍔部１５が押し下げられ有底円筒
体１３全体が下降する。同時に、環状空間１６に滞留し
ていた作動流体は下方の作動流体供給口４より排出さ
れ、弁体１８が弁座部１１より離間され、排出弁が開放
状態となる（図２の状態）。従って、排出弁が接続され
ている排出用パイプ１２を流れる流体が流体排出口１７
より外部に排出される。一方、図２の状態から円筒状本
体１の下方の作動流体供給口４から作動流体が注入され
ると、上記開作動時とは逆の作動により排出弁が閉塞状
態となる。

【００１６】また、排出弁が開閉作動する時、作動流体
の圧力により円筒状本体１が径方向に膨張しようとする
が、キャップナット１４が円筒状本体１の上端部外周面
に螺合されているため、膨張が抑止され、環状空間１６
内の作動流体が漏れる恐れはない。

【００１７】次に、図４乃至図５に基づいて本発明の排
出弁の第二の実施態様について説明する。４５は内側円
筒体であり、上端面には円環状突起部４７が設けられ、
内周には上方より漸次縮径する縮径部と直管部とが連続
して設けられ流路４８が形成されている。また、上端外
周部には第１鍔部４９が設けられ、第１鍔部４９の外周
側面が円筒状本体４６の上端部内周面に螺合により固定
されている。さらに、底部内側には環状の弁座部５０が
突出して設けられている。

【００１８】４１は円筒状本体４６の上方に配置される
略円筒状のボディキャップで、上部接続部５１は内周面
にテーパが形成されたソケット形を有している。下部に
は鍔部５２を有し、下端面には円環状凹部５３が設けら
れ円環状突起部４７に嵌合されている。

【００１９】４２はキャップナットで、ボディキャップ
４１の鍔部５２を挟持した状態で円筒状本体４６の上端
外周面に螺着固定されている。

【００２０】４３は円筒状本体４６の下方にＯリングを
介して配置される略円筒状のボディキャップで、上部に
鍔部５５を有し、下部接続部５４は内周面にテーパが形
成されたソケット形を有している。尚、本実施例では、
上部接続部５１、下部接続部５４が内周面にテーパが形
成されたソケット形を有しているボディキャップ４１、
４３が用いられているが、接続形式に応じて接続部がね
じ込み形、スピゴッド形のボディキャップに変更可能な
ことは言うまでもない。

【００２１】４４はキャップナットで、ボディキャップ
４３の鍔部５５を挟持した状態で円筒状本体４６の下端
部外周面に螺着固定されている。

【００２２】その他の部材及び作動は第一の実施態様と
同様であるので説明は省略する。

【００２３】

【発明の効果】本発明の排出弁は以上説明したような構
造を有しており、これを使用することにより以下の効果
が得られる。 （１）円筒状本体の上端部外周面にキャップナットを螺
合したので、円筒状本体の膨張を抑止でき、作動流体圧
が加わった状態、さらには雰囲気温度が高い状態でも内
側円筒体が螺合部より離脱することを防止できる。 （２）有底円筒体内側の環状溝に嵌合されたＯリングの
内周側（すなわち、内側円筒体及び有底円筒体の摺動
面）にＰＴＦＥ製の摺動性シールリングを設けたので、
開閉寿命の低下、シール性の低下、誤作動、故障等が起
きにくくなり、開閉作動の長期信頼性が増す。 （３）円筒状本体内に、内側円筒体及び有底円筒体を設
け、これらが環状空間内で上下動可能にかつ円筒状本体
及び内側円筒体間がシールされた状態で嵌挿され、これ
ら円筒体が水密状態で摺動することにより弁体の開閉動
作を行う構造にしたので、弁体の構成部材（例えば、弁
本体やピストン、ピストンロッド等）が弁開時に常に流
体にさらされることがない。したがって、排出される流
体の熱によってこれらの部材が膨張、収縮することに起
因する排出弁のシール性の低下、誤作動、故障等が防止
できる。 （４）接続形式に応じてボディキャップを変えることが
できるので、種々の配管に接続することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排出弁の一実施態様の閉状態を示す縦
断面図である。

【図２】図１における排出弁の開状態を示す縦断面図で
ある。

【図３】図１における排出弁の底面図である。

【図４】本発明の第二の実施態様であるポリプロピレン
製の排出弁の閉状態を示す縦断面図である。

【図５】図４の正面図である。

【図６】従来の排出弁を示す縦断面図である。

【図７】図６における従来の排出弁の底面図である。

【符号の説明】

１…円筒状本体 ２…環状係止部 ３…作動流体供給口 ４…作動流体供給口 ５…内側円筒体 ６…第１鍔部 ７…段差部 ８…底部 ９…Ｏリング １０…Ｏリング押さえ １１…弁座部 １２…排出用パイプ １３…有底円筒体 １４…キャップナット １５…第２鍔部 １６…環状空間 １７…流体排出口 １８…弁体 １９…環状溝 ２０…Ｏリング ２１…摺動性シールリング ２２…環状溝 ２３…Ｏリング ２４…環状溝 ２５…Ｏリング ２６…環状溝 ２７…Ｏリング ２８…蓋体 ２９…キャップナット ３０…挿入受口 ３１…弁座部 ３２…弁本体 ３３…連通孔 ３４…流体排出口 ３５…円筒状駆動部 ３６…ピストン ３７…ピストンロッド ３８…弁体 ３９…空隙 ４０…流路 ４１…ボディキャップ ４２…キャップナット ４３…ボディキャップ ４４…キャップナット ４５…内側円筒体 ４６…円筒状本体 ４７…円環状突起部 ４８…流路 ４９…第１鍔部 ５０…弁座部 ５１…上部接続部 ５２…鍔部 ５３…円環状凹部 ５４…下部接続部 ５５…鍔部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 底部内側に環状係止部が突設され側面の
   上下に一対の作動流体供給口が設けられた円筒状本体
   と、上部に設けられた鍔部が円筒状本体の上部内側に固
   定されかつ底部内側に弁座部が設けられた内側円筒体
   と、円筒状本体と内側円筒体との間に形成された環状空
   間と、環状空間内に上下動可能にかつ円筒状本体及び内
   側円筒体間がシールされた状態で嵌挿され、底部には複
   数の流体排出口が設けられた有底円筒体とを具備してな
   り、有底円筒体の底部には弁座部に圧接及び離間される
   弁体が一体的に設けられ、一対の作動流体供給口が環状
   空間と連通されており、また円筒状本体の上端部外周面
   にキャップナットが螺着固定されていることを特徴とす
   る排出弁。
2. 【請求項２】 キャップナットがボディキャップを介し
   て円筒状本体の上端部外周面に螺着固定されていること
   を特徴とする請求項１記載の排出弁。
3. 【請求項３】 キャプナットがボディキャップを介して
   円筒状本体の下端部外周面に螺着固定されていることを
   特徴とする請求項１記載または請求項２記載の排出弁。