JP2004308717A - 流体作動弁 - Google Patents

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Kenji Hamada
Toshihiro Hanada
健志 濱田
敏広 花田
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Asahi Organic Chem Ind Co Ltd
旭有機材工業株式会社
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    • F16K31/1225Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston with a plurality of pistons

Abstract

【課題】緊急時には全閉となると共に、流体が高圧となる状況下においても優れたシール性能を発揮することができる流体作動弁を提供する。
【解決手段】流体作動弁は、貫通口21を介して連通している第1弁室16及び第2弁室25と、第1弁室16に隣接して設けられ且つ第1ピストン6を摺動可能に収容している第1シリンダ室39と、第2弁室25内に位置し且つ貫通口21周りの弁座22に当接又は離間する弁体3と、一端が第1ピストン6に接続され且つ他端が弁体16と接続された弁軸4と、内周部を弁軸4に固定され且つ外周部を第1弁室16の内周面に固定された環状のダイヤフラム8とを備える。第1ピストン6はバネ9によって付勢され、弁体3が弁座22に当接している。第1シリンダ5の作動流体供給口から作動流体を供給することによって、第1ピストン6を移動させ、弁体3を弁座22から離間させることができる。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化学工場、半導体製造分野、食品分野、バイオ分野などの各種産業における流体輸送で使用される、流体の出入口となる第1流路と第2流路とを備えた流体作動弁に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、各種化学薬液ラインや純水ラインにおいて、例えば図6に示されているようにタンク108内に所定量の流体を精度良く供給する際には、口径の異なる複数の二方弁106、107を並列に設け、初期段階においては双方の二方弁106、107を開放して大流量にて充填し、最終段階においては大口径の二方弁107を閉じ且つ小口径の二方弁106のみを開放して、全体容量の微小な調節を行なうといった方法が取られていた。
【0003】
しかし、この方法では二方弁を2台以上設置することが必要となるため、配管作業が煩雑になり、広い配管スペースが必要になる他に、複数のバルブ及びそのための配管材料に起因して、コストが増大するといった問題があった。
【0004】
これらを解決する手段としては図7に示されているような3ポジション開閉弁を応用して用いることが考えられる(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
図7によると、この3ポジション開閉弁は、第1操作ポート117と第2操作ポート118のいずれからも作動流体(例えば、圧縮空気等)が注入されないときには、弁体112を一端に備える第1ピストン113が第1復帰バネ114の付勢力により弁座115から離間する方向へ付勢されるとともに、規制ロッド116によりその移動が規制され、弁の微開状態が維持される構成になっている。
ここで、第2操作ポート118からは作動流体を注入せずに、第1操作ポート117から作動流体を注入すると、第1ピストン113が第1復帰バネ114の付勢に抗して下向きに押圧され、弁体112が弁座115と接触して、弁は全閉状態となる。逆に、第1操作ポート117からは作動流体を注入せずに、第2操作ポート118から作動流体を注入すると、第2ピストン119が第2復帰バネ120の付勢に抗して上向きに押圧され、第2ピストン119に接合された規制ロッド116が上向きに移動し、すなわち第1ピストン113の規制が解除されて、弁は全開状態となる。
【0006】
この3ポジション開閉弁を応用した使用方法を具体的に説明すると、タンク内へ所定量の流体(例えば、薬液等)を供給する際に、初期段階においては、第1操作ポート117から作動流体を注入せずに第2操作ポート118から作動流体を注入することによって、弁を全開状態にして大流量にて充填を行ない、最終段階においては、第1操作ポート117と第2操作ポート118のいずれからも作動流体を注入しないようにすることによって、弁を微開状態にして全体容量の微量な調節を行なう。そして、所定量の充填が終了した後、第2操作ポート118から作動流体を注入せずに第1操作ポート117から作動流体を注入することによって、弁を全閉状態にし、流体の供給を止めるようにする。
【0007】
【特許文献1】
特開平7−217767号公報 (第8頁、第1図)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような3ポジション開閉弁では、作動流体が注入されない状況において全閉する機能を持っていないため、例えば作動流体の供給が停止されるような緊急事態が発生した場合に、弁は微開状態を維持し、ラインを流れる薬液等の流体が流れ出続けてしまうという問題があった。また、弁の全閉時には弁体が弁座を上から押圧することで止水を行なう構造となっており、止水されている流体は弁体を押し上げる方向、すなわち弁体を弁座から離間させる方向へ力を加えるようになっているため、特に流体圧が高い場合には、弁体を弁座へ押圧させる力に対して流体が弁体を押し上げる力が勝ってしまい、漏れが発生しやすくなるといった問題があった。
【0009】
本発明の目的は、上記従来技術に存する問題を解消して、緊急時には全閉となる機能を備え、さらには流体が高圧となる状況下においても優れたシール性能を発揮することができる流体作動弁を提供することにある。また、本発明の他の目的は、上記構成を有すると共に、弁開度を全閉、全開及び任意の中間開度に調節し保持することが可能である流体作動弁を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的に鑑み、弁箱と、貫通口を介して連通している前記弁箱内に設けられた第1弁室及び第2弁室と、前記弁箱の内部において第1弁室に隣接して設けられた第1シリンダ室と、前記第1シリンダ室に摺動可能に収容されている第1ピストンと、第2弁室内に位置し且つ前記貫通口の縁部に形成された弁座に当接又は離間することにより第1弁室と第2弁室との間を連通又は遮断する弁体と、前記貫通口及び前記第1弁室を通って延び、一端が前記第1ピストンに接続されており且つ他端が前記弁体と接続されている弁軸と、内周部を前記弁軸に固定され且つ外周部を前記第1弁室の内周面に固定されている環状のダイヤフラムとを備え、前記第1ピストンがバネによって前記第1弁室から離れる方向に付勢され、前記弁体が前記弁座に当接させられており、前記第1ピストンによって隔てられた第1シリンダ室内の空間のうち第1弁室から離れた側の空間に作動流体を供給することによって、前記第1ピストンを前記第1弁室に近づく方向に移動させ、前記弁体を前記弁座から離間させて、前記第1弁室と前記第2弁室との間で流体の流通を可能とさせるようになっている流体作動弁を提供する。
【0011】
上記流体作動弁では、前記第1弁室内の流体に対する受圧面積について、前記弁体よりも前記ダイヤフラムの方が大きくなるように定められていることが好ましい。
【0012】
本発明の流体作動弁では、第1ピストンがバネによって第1弁室から離れる方向に付勢されているので、エア、オイル等の作動流体が流体作動弁に供給されていないときには、弁軸を介して第1ピストンに接続されている弁体が弁座に押し付けられ、全閉状態となる。このため、流体作動弁に作動流体が供給されない緊急時に、流体が弁を通って流れることはなくなる。
【0013】
また、全閉状態では、第1弁室内の流体がダイヤフラムと弁体との両方に圧力を作用させるが、弁体は貫通口を介して上記流体の圧力を受け、貫通口の開口面積は最大でも第1弁室の断面積と等しい程度となる。したがって、ダイヤフラムの受圧面積は少なくとも弁体の受圧面積と等しくなるので、第1弁室内の流体によって弁体に作用し弁体を弁座から離間させる方向の力は、第1弁室内の流体によってダイヤフラムに作用し弁体を弁座に押し付ける方向の力によって相殺され、弁体を弁座から離間させる方向の力が勝ることはなくなる。
【0014】
特に、第1弁室内の流体に対する弁体の受圧面積よりもダイヤフラムの受圧面積の方が大きくなるように定められていれば、全閉状態では、常に、弁体を弁座に押し付ける方向の力が弁体を弁座から離間させる方向の力に勝るので、優れたシール性能を発揮することが可能となる。
【0015】
上記流体作動弁の好ましい実施形態では、流体作動弁が、前記弁箱内において前記第1シリンダ室と隣接して前記第1弁室と反対側に設けられた第2シリンダ室と、前記第2シリンダ室に摺動可能に収容されている第2ピストンと、一端が前記第1シリンダ室内に位置し且つ他端が前記弁箱の外部に位置するように前記第2ピストン及び前記第2シリンダ室を貫通して延び、前記前記第2ピストンからの突出量を調節可能なように第2ピストンに取り付けられている調節ネジとを備えており、前記第2ピストンによって隔てられた前記第2シリンダ室内の空間のうち前記第1シリンダ室から離れた側の空間にエア、オイル等を供給することによって、前記調節ネジの前記一端を前記第1ピストンに当接させて、前記第1ピストンを前記第1弁室へ近づく方向に移動させ、前記弁体を前記弁座から離間させるようになっている。
【0016】
第2シリンダ室の第2ピストンに取り付けられた調節ネジを第1ピストンに当接させて、弁体を弁座から離間させるようになっていれば、第2ピストンから調節ネジが突出する量を調節することによって、弁開度を調節することができ、全閉状態と全開状態との中間開度に弁を調節することが可能となる。この調節ネジの他端が弁箱の外部に位置していれば、弁箱を分解することなく第2ピストンに対する調節ネジの突出量を調節できるので、弁開度の調節は一層容易となる。
【0017】
上記流体作動弁のさらに好ましい実施形態では、前記第2弁室が前記弁箱底部に設けられている。
【0018】
第2弁室が弁箱の底部に設けられていれば、弁をタンク等に直接的に設置したときに、第2弁室とタンク等とを接続するための配管の必要性をなくすことが可能となる。
【0019】
【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いうまでもない。
【0020】
図1は本発明の流体作動弁の例であるエアオペレイトバルブの全閉状態を示している縦断面図である。図2は図1のエアオペレイトバルブの全開状態を示している縦断面図である。図3は図1のエアオペレイトバルブの中間開度状態を示している縦断面図である。図4は本発明の流体作動弁の例であるエアオペレイトバルブの他の実施態様を示している縦断面図である。
【0021】
図において、1は上部本体であり、その内部には上面が開放された略すり鉢形状の第1弁室16が形成されており、第1弁室16の上部外周には平坦部17が、平坦部17のさらに外周には環状溝18が形成されている。上部本体1の側面には、継手部20が突出して設けられており、継手部20の内部に形成された第1流路19が第1弁室16と連通するようになっている。底部には、第1弁室16へ通じる貫通口21が形成されており、貫通口21の下端には、後記弁体3が当接又は離間することによって流体の供給又は停止を行なうための弁座22が形成されている。弁座22の周囲には凹部23が形成されており、凹部23の外側には環状溝24が形成されている。
【0022】
なお、上部本体1は、後述の下部本体2、第1シリンダ5、第2シリンダ10及び台座15と共に、エアオペレイトバルブの弁箱を構成している。
【0023】
2は下部本体であり、その内部には、上面が開放され且つ上部本体1の貫通口21と連通する第2弁室25が形成されており、この第2弁室25は、後記弁体3が上下移動するのに充分な空間を有している。第2弁室25の上面の開放部外側には、上部本体1の環状溝24に嵌合固定される環状の突部26が設けられている。また、下部本体2の側面には、継手部28が突出して設けられており、継手部28の内部に形成された第2流路27が第2弁室25に連通するようになっている。
【0024】
ここで、上述したように、本実施態様においては、第1流路19及び第2流路27を内部に形成した継手部20及び28が上部本体1及び下部本体2の側面に一体成形にて突出して形成されている。継手部20に配管チューブ29を固定するには、継手部20の外周に設けられた雄ねじ部30にキャップナット31の雌ねじ部32を螺着させ、継手部20の先端に嵌合された配管チューブ29の端部を継手部20の先端外周面とキャップナット31の内周面との間に挟持固定する方法で行なわれる。継手部28に配管チューブ33を固定する場合も同様の方法によって行なわれる。なお、当該エアオペレイトバルブを配管するための構造は本実施態様に限定されるものではなく、配管が可能な構造であれば任意のものを採用することができる。また、本実施態様において、上部本体1の継手部20と下部本体2の継手部28はエアオペレイトバルブの長手方向軸線に関して互いに反対側に位置しているが、同じ側の側面又は直角方向に設けてもよく、その位置は特に限定されるものではない。
【0025】
3は第2弁室25内に位置する弁体であり、弁体3の直径は上部本体1の貫通口21の直径よりも大きく設けられており、上部本体1の貫通口21の縁部に形成された弁座22に当接、離間して流体の供給停止を行なう。弁座22と弁体3との間には開口部34が形成されており、弁体3を上下動させることにより開口部34の面積を増減させ、流量を増減させることができる。弁体3の上部には弁体3と一体的に弁軸4が形成されており、上部本体1の貫通口21内に挿通されている。弁軸4の上端部外周には雄ネジ部35が、また弁軸4の中央部外周には鍔部36がそれぞれ設けられている。本実施態様においては、弁体3と弁軸4は一体成形にて設けられているが、別体に設けられ螺合または接着、溶着などによって接合されたものであってもよい。
【0026】
5は第1シリンダであり、上部本体1の上部に固定されており、上面には凹部37が設けられ、その底部中央には四角形状の貫通口38が形成されている。第1シリンダ5の内部には階段状に拡径された凹部(すなわち、第1シリンダ室)39が形成され、第1シリンダ5の側面には凹部39の上端部に連通する第1エア口40が形成されている。
【0027】
6は第1ピストンであり、上部外周にはOリング41を保持するための環状の溝部42を有する鍔部43が設けられており、第1シリンダ5の内周面を上下に摺動可能に配置されている。下面には、雌ネジ部44及びそれより拡径されている雌ネジ部45からなる階段状ネジ孔が形成されている。
【0028】
7はバネ受けであり、その内部には有底円筒状の凹部46が形成されている。
バネ受け7の下面は逆すり鉢形状に形成されており、その下面中央には凹部46と連通する貫通口47が形成されている。貫通口47の内周面には環状の溝部48が設けられ、その溝部48にOリング52が嵌合されており、貫通口47内には第1ピストン6の下方部が上下に摺動可能に嵌合されている。バネ受け7の下端部外周面は階段状になっており、第1シリンダ5の凹部39の下端部に挿嵌されている。バネ受け7の下面中央の貫通口47の外側には、ダイヤフラム8の上下方向屈曲動作を滑らかにするためのエア抜き用の貫通穴50が形成されている。
【0029】
8はダイヤフラムであり、その中央に貫通口51が形成されており、貫通口51の内周面にはOリング52を保持するための環状の溝部53が設けられている。上部の外周部には雄ネジ部54が設けられ、雄ネジ部54の付根部分には第1ピストン6の底面が接触される鍔部55が設けられている。鍔部55の外周には上下に屈曲可能な膜部56が設けられており、膜部56の周縁部には断面が略L字形状に形成された環状嵌合部57が形成されている。ダイヤフラム8の環状嵌合部57は、Oリング58によって圧接された状態で上部本体1に形成された環状溝18に嵌合固定され、上部本体1とバネ受け7との間に挟持固定されている。また、ダイヤフラム8は、その雄ネジ部54が第1ピストン6に設けられた雌ネジ部45に螺合にて接合され、さらにダイヤフラム8の貫通口51内に挿入された弁軸4の雄ネジ部35が第1ピストン6に設けられた雌ネジ部44に螺合にて接合され、同時に弁軸4の鍔部36上面にて第1ピストン6の底面との間に挟持固定されている。
【0030】
9はバネであり、第1ピストン6に設けられた鍔部43の下面と、バネ受け7に設けられた凹部46の底面との間に挟持され、第1ピストン6を常時上方(すなわち、第1弁室16から離れる方向)へ付勢している。つまり外力の影響がない状況下においては、第1ピストン6と接合された弁軸4及び弁体3は常時上方へ付勢され、弁体3は弁座22と当接されており、すなわちバルブは全閉状態になっている。
【0031】
10は第2シリンダであり、その上面中央には貫通口59が形成されており、下面には第1シリンダ5の凹部(すなわち、第2シリンダ室)37にOリング60を挟持して嵌挿固定される円筒状の突部61が設けられており、突部61の内側には凹部62が形成されている。また、第2シリンダ10の側面には、凹部62の上端部に連通する第2エア口63が形成されている。
【0032】
11は中空状に形成された第2ピストンであり、その中央部外周には鍔部64が形成され、鍔部64の外周にはOリング65を保持する環状の溝部66が設けられており、第2シリンダ10内を上下に摺動するように配置されている。鍔部64の上部には円柱形状の上部ロッド67が形成され、上部ロッド67の外周面にはOリング68を保持する環状の溝部69が設けられ第2シリンダ10の貫通口59内を上下に摺動可能となっている。鍔部64の下部には、第1シリンダ5の貫通口38に嵌挿される四角柱形状の下部ロッド70が形成されており、貫通口38内を上下移動自在且つ回動不能の状態にて保持されている。下部ロッド70の内周面には雌ネジ部71が設けられており、雌ネジ部71に連続して貫通口72が第2ピストン11を貫通して形成されている。なお、下部ロッド70の長さは、貫通口38の軸線方向長さと等しくなるように定められている。すなわち、第2ピストン11の鍔部64の下面が第1シリンダ5の凹部37の底面に当接したときに、下部ロッド70の下端面は、第1シリンダ5の凹部39の上面と面一となるようになっている。
【0033】
12は第2ピストン11に挿通されている調節ネジである。その下部外周には第2ピストン11の雌ネジ部71に螺合する雄ネジ部73が、中央部外周にはOリング74を保持する環状の溝部75が、さらに上部外周には後記ロックナット14が螺合される雄ネジ部76が設けられている。調節ネジ12の上端には、調節ネジ12の回転操作を行なうハンドル13がボルト77にて固定されている。すなわち、調節ネジ12は、ハンドル13の回転操作により、上下に移動することができるようになっている。
【0034】
14はロックナットであり、その内周面には調節ネジ12の雄ネジ部76と螺合する雌ネジ部78が、下部外周には第2シリンダ10の貫通口59内を上下に移動するために貫通口59よりも小径に設けられた円筒部79が、上部外周には第2シリンダ10の貫通口59よりも大径に設けられた鍔部80がそれぞれ設けられている。
【0035】
15は下部本体2の下に位置する台座であって、台座15の底面に取付られた四つのナット(図示せず)と、台座15、上部本体1、下部本体2、第1シリンダ5、第2シリンダ10を貫通する四本のボルト(図示せず)とによって挟持固定されている。
【0036】
なお、本発明において上部本体1や下部本体2等の部材には、耐薬品性に優れ不純物の溶出も少ないことから、ポリテトラフルオロエチレン(以下PTFEという)やテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(以下PFAという)などのフッ素樹脂が好適に使用されるが、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン等のその他のプラスチックあるいは金属でもよく、特に限定されるものではない。また、ダイヤフラム8の材質は、PTFE、PFA等のフッ素樹脂が特に好適として使用されるが、ゴム及び金属でもよく、特に限定されるものではない。
【0037】
次に、本実施態様のエアオペレイトバルブの作動について説明する。
【0038】
図1はバルブの全閉状態を示しており、第1エア口40と第2エア口63のいずれからもエア等の作動流体は注入されていない。すなわち、第1ピストン6はバネ9によって上方へ付勢されているため、第1ピストン6と接合され一体的に動作をする弁軸4及び弁体3も同様に上方へ付勢されており、弁体3が弁座22に当接して、バルブは全閉状態になっている。このとき流体は、第1流路19より流入しているが、バルブが全閉状態にあるため、第2流路27へ流れることはできない。
【0039】
この全閉状態の場合、第1弁室16内の流体圧は、弁体3を下方向(すなわち、弁座から離間させる方向)に押す力と、ダイヤフラム8を上方向(すなわち、第1弁室16から離れる方向)に押す力とをそれぞれ弁体3及びダイヤフラム8に及ぼすことになる。図からもわかるとおり、第1弁室16内の流体の圧力に対する受圧面積は、弁体3のものよりもダイヤフラム8のものの方が大きくなるように設計されているので、通常の流体圧においても弁体3を下方へ押し下げる力よりもダイヤフラム8を上方へ押し上げる力が大きくなる。一方、弁体3とダイヤフラム8とは弁軸4を介して一体的に接合されているため、弁体3は上向きに押し上げられ、すなわち弁体3は弁座22に圧接される方向の力を加えられ、これにより高いシール性能を保つことが可能となる。さらに高い流体圧が付加された場合には、弁体3を押し下げる力はさらに大きくなるが、ダイヤフラム8を押し上げる力もさらに大きくなり、ダイヤフラム8と一体的に接合された弁軸4及び弁体3も強く上方へ押し上げられるため、高いシール性能を維持でき、仮に高い流体圧や急激な流体圧の変動が起こったとしても流体は漏れることなく保持することができる。また、流体の流れ方向を逆にして用いられた場合においても、弁体3及びダイヤフラム8は流体圧によって双方ともに上方へ力を受けるので、優れたシール性能を維持することができる。
【0040】
図1の状態において、第2シリンダ10の第2エア口63からは作動流体を注入しない状態で、第1シリンダ5の第1エア口40から作動流体を注入すると、該作動流体の圧力で第1ピストン6が押し下げられ、同時に弁軸4及び弁体3が下方へ押し下げられて、弁体3が弁座22から離間してバルブは開状態となり、流体が第1流路19から第2流路27へ流出する。第1ピストン6の下降は鍔部43下面がバネ受け7の上面に接触したところで止まり、このとき、バルブは全開状態(図2の状態)となる。第1エア口40から注入されている作動流体を排出すると、第1ピストン6は再びバネ9の力によって上方へ押し上げられ、弁体3が弁座22と当接したところでバルブは再び全閉状態(図1の状態)となる。
【0041】
次に、バルブを中間開度に保持する方法について説明する。第1シリンダ5の第1エア口40からはエア等の作動流体を注入しない状態で、第2シリンダ10の第2エア口63から作動流体を注入すると、該作動流体の圧力で第2ピストン11が押し下げられ、第2ピストン11の鍔部64の下面が第1シリンダ5の凹部37の底面に当接し、第2ピストン11の凹部39の上面と面一となる。このとき、ハンドル13の回転操作によって第2ピストン11に螺合されている調節ネジ12を第2ピストン11の下面から任意の長さ突出させておくと、調節ネジ12の下面が第2ピストン11の下面から突出した長さ分だけ第1ピストン6の上面を押し下げるため、第1ピストン6と接合された弁体3は弁座22から離間しバルブは中間開度(図3の状態)となる。中間開度の際の流量は弁体3と弁座22との開口部34の面積によって決まり、すなわち調節ネジ12を第2ピストン11の下面から突出させた長さによって決定されるため、ハンドル13の回転操作によって中間開度の流量を任意に決定することができる。このとき、ロックナット14を回動させ、その底面を第2ピストン11の上面と接触固定させて調節ネジ12の位置を完全に固定しておけば、例えばポンプ等の振動やハンドル13への不慮の接触等によってハンドル13が回動してしまい、中間開度の流量が変化してしまうというようなトラブルは発生しない。
【0042】
全開の場合と同様に、第2エア口63から注入されている作動流体を排出すると、第1ピストン6は再びバネ9の力によって上方へ押し上げられるため、バルブは再び閉止状態(図1の状態)となる。
【0043】
本実施態様によると、例えば図5に示すようにタンク103内に所定量の薬液等の流体を精度良く充填するときには、初期段階においては第1エア口40より作動流体を注入し、すなわちバルブを全開状態にして大流量にて充填を行ない、最終段階においては第1エア口40から作動流体の圧力を開放し、第2エア口63から作動流体を注入し、すなわちバルブを中間開度状態にして全体容量の微量な調節を行なう。そして、所定量の充填が終了したならば、第2エア口63の作動流体の圧力を開放し、すなわちバルブを全閉状態にして供給を止めればよい。
【0044】
他の使用方法として、例えば純水ラインに用いる場合においては、本実施態様における中間開度を用いて使用することで、水流を停止させずに常時少量の水を流した状態にしておくことができ、すなわち流体の滞留による微生物の繁殖を抑制することができる。
【0045】
尚、本実施態様においては、第1エア口40及び第2エア口63の双方に作動流体が注入されていない状態においては、バルブは全閉状態となるため、例えば外部の何らかのトラブルによって作動流体の供給が停止されるような緊急時においてもバルブは全閉状態を保ち、流体が流出してしまうことはない。
【0046】
図4は本発明の他の実施態様を示したものである。本実施態様の第1の実施態様と異なる点は、第2流路98が台座95を貫通して下部本体82の底部に設けられた点であり、作動は第1の実施態様と同じであるため詳細な説明は省略するが、例えば、第1の実施態様の説明の際に示した図5のような配管ラインにおいて本実施態様を利用する場合には、第2流路98が下部本体82の底部に設けられているため、タンク103上にボルト(図示せず)によって直接バルブを設置することが可能であり、配管作業が簡素化され、さらには配管スペースの減少にともない配管部材に係るコストを削減させることができる。
【0047】
尚、本実施態様では、第2弁室と第2流路98が同径で連通されているが、第1の実施態様にて用いたように底部に継手部を一体的に形成してもよく、その形状は特に限定されるものではない。
【0048】
【発明の効果】
本発明は以上説明したような構造をしており、これを使用することにより以下の優れた効果が得られる。
【0049】
(1)作動流体の切換のみでバルブの開度を全閉・全開及び任意の中間開度の3段階に調節し、保持することが容易にでき、また緊急時にはバルブは全閉状態となるため流体が流出してしまうことがない。
【0050】
(2)流体が高圧となったり、急激な圧力変動が起こるような状況下においても漏れたりすることがなく、優れたシール性能を発揮することができる。
【0051】
(3)中間開度の設定は中間開度調節機構の操作のみで行なうことができるため、所望の流量を容易に得ることができる。
【0052】
(4)純水ライン等に使用される場合には、中間開度を利用することにより常時流体を流した状態での使用が可能であるため、バクテリア等の繁殖を防止することができるといったバイパス弁としての利用もできる。
【0053】
(5)タンクに薬液等の流体を充填する場合において、第2流路を下部本体の底部に設けることによりタンク上に直接バルブを設置することが可能であり、配管作業が簡素化され、さらには配管スペースの減少にともない配管部材に係るコストを削減させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の流体作動弁の例であるエアオペレイトバルブの全閉状態を示している縦断面図である。
【図2】図1のエアオペレイトバルブの全開状態を示している縦断面図である。
【図3】図1のエアオペレイトバルブの中間開度の状態を示している縦断面図である。
【図4】本発明の流体作動弁の例であるエアオペレイトバルブの他の実施態様を示している縦断面図である。
【図5】図4のエアオペレイトバルブを用いたタンクへの薬液供給ラインを示している外観図である。
【図6】従来の二方弁を2台用いたタンクへの薬液供給ラインを示している外観図である。
【図7】従来の3ポジション開閉弁の構成を示している縦断面図である。
【符号の説明】
1…上部本体
2…下部本体
3…弁体
4…弁軸
5…第1シリンダ
6…第1ピストン
7…バネ受け
8…ダイヤフラム
9…バネ
10…第2シリンダ
11…第2ピストン
12…調節ネジ
13…ロックナット
14…台座
19…第1流路
22…弁座
27…第2流路
34…開口部
40…第1エア口
63…第2エア口

Claims (4)

  1. 弁箱と、
    貫通口を介して連通している前記弁箱内に設けられた第1弁室及び第2弁室と、
    前記弁箱の内部において第1弁室に隣接して設けられた第1シリンダ室と、
    前記第1シリンダ室に摺動可能に収容されている第1ピストンと、
    第2弁室内に位置し且つ前記貫通口の縁部に形成された弁座に当接又は離間することにより第1弁室と第2弁室との間を連通又は遮断する弁体と、
    前記貫通口及び前記第1弁室を通って延び、一端が前記第1ピストンに接続されており且つ他端が前記弁体と接続されている弁軸と、
    内周部を前記弁軸の周面に固定され且つ外周部を前記第1弁室の内周面に固定されている環状のダイヤフラムとを備え、
    前記第1ピストンがバネによって前記第1弁室から離れる方向に付勢され、前記弁体が前記弁座に当接させられており、前記第1ピストンによって隔てられた第1シリンダ室内の空間のうち第1弁室から離れた側の空間に作動流体を供給することによって、前記第1ピストンを前記第1弁室に近づく方向に移動させ、前記弁体を前記弁座から離間させて、前記第1弁室と前記第2弁室との間で流体の流通を可能とさせることを特徴とする流体作動弁。
  2. 前記第1弁室内の流体に対する受圧面積について、前記弁体よりも前記ダイヤフラムの方が大きくなるように定められている、請求項1に記載の流体作動弁。
  3. 前記流体作動弁は、前記弁箱内において前記第1シリンダ室と隣接して前記第1弁室と反対側に設けられた第2シリンダ室と、前記第2シリンダ室に摺動可能に収容されている第2ピストンと、一端が前記第1シリンダ室内に位置し且つ他端が前記弁箱の外部に位置するように前記第2ピストン及び前記第2シリンダ室を貫通して延び、前記前記第2ピストンからの突出量を調節可能なように第2ピストンに取り付けられている調節ネジとを備えており、前記第2ピストンによって隔てられた前記第2シリンダ室内の空間のうち前記第1シリンダ室から離れた側の空間に作動流体を供給することによって、前記調節ネジの前記一端を前記第1ピストンに当接させて、前記第1ピストンを前記第1弁室へ近づく方向に移動させ、前記弁体を前記弁座から離間させる、請求項1に記載の流体作動弁。
  4. 前記第2弁室が前記弁箱底部に設けられている、請求項1から請求項3の何れか一項に記載の流体作動弁。
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