JP2005337488A - 真空圧用２ポートバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】 ２つのピストンで弁部材を段階的に駆動して弁座を段階的に開放させることにより、２つのポート間の流路を急激な流量変化が生じないように緩やかに開放することが可能な２ポートバルブを得る。
【解決手段】 弁部材４を駆動するシリンダ部２のピストン室２３内に、初期開放用の第１ピストン２４と、この第１ピストン２４を初期開放位置に停止させるスリーブ３５と、このスリーブ３５内に摺動自在に配設されて上記弁部材４からの弁シャフト１１に連結された第２ピストン３７とを設け、弁部材４の開放初期には、上記第１ピストン２４で第２ピストン３７を初期開放位置まで駆動して弁部材４を僅かに開放させ、そのあと第２ピストン３７を単独に駆動して弁部材４を全開位置まで移動させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、理化学機械等において化学反応用の真空チャンバーの減圧などに使用する真空圧用２ポートバルブに関するものである。

例えば、理化学機械等における化学反応用の真空チャンバーの内圧を真空ポンプで減圧して真空圧に下げる場合、高圧（大気圧か又は大気圧近く）の状態にあるチャンバー内の気体を急激に排気すると、一時に大量の気体が流動するため真空チャンバー内で気体の乱流が生じ、チャンバー内壁等に付着したパーティクルが巻き上げられて処理作業に支障を来し易く、また、真空ポンプが過負荷になり易いという問題もあった。

このため、真空チャンバーと真空ポンプとの間に接続する２ポートバルブを、例えば特許文献１に記載されているように、開度の大きい主弁機構と開度の小さい副弁機構とを有する構造とし、排気初期には副弁機構により真空チャンバーと真空ポンプとの間の流路を制限的に開放して緩やかに排気し、真空チャンバー内が十分低い圧力に到達すると、主弁機構により流路を大きく開放して残りの排気を行うようにしている。

ところが、上記従来の２ポートバルブは、主弁機構と副弁機構といった２組の弁機構を有しているため、その分構造が複雑になりがちで設計や製作に手間がかかり、製造コストも若干高いという問題があった。
特開平８−１６６０８５号公報

本発明の技術的課題は、２つのポート間の流路を急激な流量変化が生じないように緩やかに開放することができる、構造が簡単な２ポートバルブを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の２ポートバルブは、軸線方向に連なる主弁部とシリンダ部とを有していて、上記主弁部は、流路で連通する第１メインポート及び第２メインポートと、上記流路中に介在する弁座と、この弁座を開閉する弁部材と、この弁部材から上記軸線方向に延びて上記シリンダ部のピストン室内に達する弁シャフトとを有し、上記シリンダ部は、上記ピストン室を有するシリンダハウジングと、上記ピストン室内に移動自在に配設されて第１ピストンの初期開放位置を規定するスリーブと、このスリーブの位置を規定する位置決め部材と、上記スリーブの内部に摺動自在に配設されて上記弁シャフトに連結された第２ピストンと、上記ピストン室内に摺動自在に配設され、弁部材の開放初期に上記スリーブで規定される初期開放位置まで第２ピストンを駆動する上記第１ピストンと、この第１ピストンを操作するための第１圧力室と、上記第２ピストンを操作するための第２圧力室と、これらの圧力室に個別に連通する第１パイロットポート及び第２パイロットポートとを有することを特徴するものである。

本発明においては、上記第１ピストンが主弁部側の前端面と反対側の後端面とを有していて、後端面側に上記スリーブ及び第２ピストンが配設され、該第１ピストンの中央部を上記弁シャフトが摺動自在に貫通している。

また、本発明においては、上記位置決め部材が、上記シリンダハウジングにおけるピストン室の端部に、軸線回りの回転操作によって軸線方向に進退自在なるように取り付けられている。

本発明において好ましくは、上記位置決め部材の外端面に、放射状に目盛が付された円形の目盛板が軸線の回りに回動操作可能なるように取り付けられ、この目盛板の目盛を指示する指標が上記シリンダハウジングに形成されていることである。

また、本発明においては、上記第１ピストンの動作ストロークが上記第２ピストンの動作ストロークより小さく設定されている。
さらに、本発明においては、上記弁シャフトに、弁部材が全開位置にあることを表示するインジケータを設けることができる。

本発明の２ポートバルブには、上記第１ピストンの初期開放に伴う動作位置を検出するための位置検出装置を設けることができる。
上記位置検出装置は、上記スリーブ又は第２ピストンを介して第１ピストンの初期開放位置を検出するように構成されていることが望ましい。

上記構成を有する２ポートバルブにおいて、弁部材が弁座を閉鎖し、上記第１ピストンと第２ピストンとが一体となっている状態から、第１ピストンをスリーブで規定される初期開放位置までストロークさせると、第２ピストンも一緒にその位置まで移動するため、そのストロークに応じた僅かな距離だけ弁部材が弁座から離れて該弁座が初期開放する。ついで、上記第２ピストンを動作させて上記弁部材をさらに移動させることにより、弁座が全開放する。
かくして、２つのピストンで弁部材を段階的に駆動して弁座を段階的に開放させることにより、２つのポート間の流路を急激な流量変化が生じないように緩やかに開放することができる。

図１〜図４は、本発明に係る２ポートバルブの第１実施形態を示すものである。この２ポートバルブＡは、流路５を開閉する弁部材４を備えた主弁部１と、上記弁部材４を開閉操作するシリンダ部２とを有していて、これらの主弁部１とシリンダ部２とが、バルブの軸線Ｌに沿って直列に結合されている。

上記主弁部１は、実質的に角柱状又は円柱状をした中空のバルブハウジング７を有している。このバルブハウジング７は、真空チャンバー又は真空ポンプの一方に接続するための第１メインポート８と、他方に接続するための第２メインポート９とを有していて、一方の第１メインポート８は、上記バルブハウジング７の第１端７ａ側にバルブの軸線Ｌに沿って開口し、他方の第２メインポート９は、バルブハウジング７の側面に上記軸線Ｌと直交する向きに開口している。また、上記バルブハウジング７の内部には、上記両メインポート８，９を結ぶ上記流路５が形成されると共に、この流路５中に位置する弁座６が形成されている。この弁座６は、上記第１メインポート８が流路５中に開口する開口部８ａの回りを取り囲むように形成されている。

上記バルブハウジング７の内部には、上記弁座６を開閉するポペット式の上記弁部材４が、上記弁座６と同軸状に設けられている。この弁部材４は、円形のディスク形をしていて、実質的に平坦な先端面４ａを有し、この先端面４ａの外周端寄りの位置に、上記弁座６に接離する円環状をしたゴム製の弁シール部材４ｂが取り付けられている。この弁部材４の先端面４ａには、上記弁シール部材４ｂよりも前方に突出する部分あるいは部材を備えていない。

上記弁部材４の背面中央部には、バルブハウジング７の内部を上記軸線Ｌに沿って延びる弁シャフト１１の基端部が取り付けられている。この弁シャフト１１は、主弁部１とシリンダ部２とを区画する隔壁１３を、シール部材１２を介して気密にかつ摺動自在に貫通し、その先端が該シリンダ部２のピストン室２３内に延出している。

また、上記弁部材４の背面には、該弁部材４の全開放位置を規定するための円筒形をしたストッパ１４が、上記弁シャフト１１の基端部を取り囲むように取り付けられている。このストッパ１４は、上記弁部材４の背面から弁シャフト１１に沿って一定長さ延びていて、上記弁部材４の全開放位置でその先端が上記隔壁１３の先端の当接部１３ａに当たるようになっている。また、上記弁部材４の背面にはばね座１５が設けられ、このばね座１５と上記隔壁１３との間に、上記弁部材４を閉鎖方向に弾発するコイル状の復帰ばね１６が設けられている。

さらに、上記弁部材４の背面には、上記弁シャフト１１とストッパ１４及び復帰ばね１６の回りを取り囲むように伸縮自在のベローズ１７が設けられている。このベローズ１７は、金属等の耐食性素材で形成され、その一端が上記弁部材４の背面に取り付けられ、他端が、バルブハウジング７の端部と上記隔壁１３との間に設けられた支持プレート１８に取り付けられており、上記弁部材４の開閉に伴って伸縮する。なお、上記ベローズ１７の内側空間は、上記バルブハウジング７に設けられた呼吸孔１９を通じて外部に開放されている。

上記シリンダ部２は、上記バルブハウジング７の第２端７ｂ側に同軸状に結合されたシリンダハウジング２２を有している。このシリンダハウジング２２は、上記バルブハウジング７と同じ四角柱状又は円柱状をなしていて、軸線Ｌ方向の一端側にこのバルブハウジング７との間を隔てる上記隔壁１３を有すると共に、内部に軸線Ｌ方向に延びる上記ピストン室２３を有している。円形孔からなるこのピストン室２３の内部には、ディスク形をした第１ピストン２４と、円筒形をしたスリーブ３５とが、軸線Ｌに沿って直列状に収容され、それぞれシール部材２５，３６を介して軸線Ｌ方向に摺動自在となっている。

上記第１ピストン２４は、上記スリーブ３５よりもピストン室２３の前方側の位置即ち主弁部１寄りの位置に配設されていて、その軸線Ｌ方向の両面に、上記主弁部１側を向く前端面２４ａと、その反対側を向く後端面２４ｂとを有し、上記前端面２４ａと上記隔壁１３との間にこの第１ピストン２４を駆動するための第１圧力室２６が形成されている。また、この第１ピストン２４の中央部を、上記弁シャフト１１がシール部材１２を介して摺動自在なるように貫通し、該弁シャフト１１の先端は上記後端面２４ｂ側に延出して上記スリーブ３５内に延びている。

上記スリーブ３５は、上記第１ピストン２４の外径とほぼ同じ外径を有するもので、この第１ピストン２４の後端面２４ｂ側に配設され、上記ピストン室２３の端部に調節自在に取り付けられた位置決め部材２９によってその位置が規定されるようになっている。そして、この位置決め部材２９で位置決めされたスリーブ３５の前端部に上記第１ピストン２４が当接することによって、この第１ピストン２４の動作ストロークが規定されるようになっている。このスリーブ３５によって規定される第１ピストン２４の動作ストロークｂは、上記弁部材４による弁座６の初期開放量ａ（図２参照）と等しい。

上記スリーブ３５の内部には、第２ピストン３７が、シール部材３８を介して軸線Ｌ方向に摺動自在なるように収容され、上記弁シャフト１１の端部にナット３９で固定的に連結されている。この第２ピストン３７と上記第１ピストン２４との間には、この第２ピストン３７を駆動するための第２圧力室２７が形され、この第２圧力室２７内にパイロットエアを供給すると、上記第２ピストン３７が動作し、弁シャフト１１を介して弁部材４が弁座６から離反することにより該弁座６が開放するようになっている。また、上記第２圧力室２７にパイロットエアが供給されていないときには、図１及び図２に示すように、上記第２ピストン３７が復帰ばね１６の力によって第１ピストン２４側に移動し、該第１ピストン２４に直接当接するか又は間接的に当接あるいは係止し、両ピストン２４，３７が一体の関係になるように構成されている。そして、その状態で上記第１圧力室２６にパイロットエアを供給すると、両ピストン２４，３７が一体の状態を保ったまま、第１ピストン２４が上記スリーブ３５に当接する位置（初期開放位置）まで移動する。換言すれば、第１ピストン２４が第２ピストン３７を初期開放位置まで駆動し、弁部材４を開放量ａだけ初期開放させる。

上記両ピストン２４，３７の動作ストロークは、第１ピストン２４の動作ストロークａが第２ピストン３７の動作ストロークよりも小さく設定されている。
また、上記第２ピストン３７は、上記スリーブ３５の厚さ分だけ上記第１ピストン２４より小径であり、従ってその受圧面積は第１ピストン２４の受圧面積より若干小さい。

上記シリンダハウジング２２の一つの側面における上記バルブハウジング７寄りの位置には、細長い矩形のポートブロック３０が取り付けられていて、このポートブロック３０に第１パイロットポート３１と第２パイロットポート３２とが設けられ、第１パイロットポート３１が連通孔３１ａを通じて上記第１圧力室２６に連通し、第２パイロットポート３２が連通孔３２ａを通じて上記第２圧力室２７に連通している。

上記位置決め部材２９は、直径よりも軸線Ｌ方向長さが短い短円柱形をした部材であって、先端部外周に雄ねじ２９ａが切られ、この雄ねじ２９ａをピストン室２３の端部の雌ねじ２３ａにねじ込むことによって上記シリンダハウジング２２の端部に同軸状に取り付けられ、その先端部が上記スリーブ３５の後端部に当接している。また、この位置決め部材２９の軸線Ｌ方向の外端面の中央位置には、六角形の操作孔４２が形成され、この操作孔４２にレンチ等の工具を差し込んで軸線Ｌ回りに回転させることにより、この位置決め部材２９の軸線Ｌ方向の位置を調節し、その位置に応じて上記スリーブ３５の位置を規定するものである。位置決めされた上記位置決め部材２９は、上記シリンダハウジング２２の側面に取り付けられた止めねじ４３をねじ込んで該位置決め部材２９の側面に係止させることにより、その位置に固定することができる。この位置決め部材２９は、上記ピストン室２３の端部を塞ぐエンドブロックを兼ねるものである。

上記位置決め部材２９の外端面には、図４（ａ）に示すように、上記第１ピストン２４の動作ストロークを表示する目盛板４４が取り付けられている。この目盛板４４は円環形をしていて、上面に所定の間隔で放射状に付された目盛４４ａを有すると共に、中央部に円形の内孔４４ｂを有し、この内孔４４ｂ内に上記位置決め部材２９の外端面の円形突部４５を嵌合させることにより、軸線Ｌの回りに回動操作可能なるように取り付けられている。また、上記円形突部４５の端部の位置には、ねじからなる目盛板用固定部材４７が、その頭部４７ａが上記目盛板４４の一部にかかるように取り付けられ、この固定部材４７を締め込んでその頭部４７ａで目盛板４４を押さえ付けることにより、この目盛板４４を任意の回動位置に固定できるようになっている。
一方、上記シリンダハウジング２２の外端面には、上記目盛板４４と隣接する位置に、この目盛板４４の目盛を指示する一つの指標４８が設けられている。

上記構成を有する２ポートバルブＡは、図１の閉弁状態から、図２の初期開放状態を経て図３の全開状態に至るといったように、上記第１ピストン２４及び第２ピストン３７の２つのピストンによって弁部材４を段階的に開放させるもので、その使用に当たっては、上記第１ピストン２４による弁部材４の初期開放量ａを次のようにして設定する。

即ち、図１に示すように、第１圧力室２６及び第２圧力室２７が共に排気状態にあって弁部材４が弁座６に当接している閉弁状態で、六角レンチ等の工具を使用して位置決め部材２９を回転させ、それを前進させることによりスリーブ３５を押してこのスリーブ３５を第１ピストン２４に当接させる。次に、図４（ａ）に示すように、目盛板４４を回動させて目盛のゼロを指標４８の位置に合わせ、固定部材４７を締め込むことによって目盛板４４をその位置に固定する。続いて、上記位置決め部材２９を逆向きに回して図２の初期開放量ａに相当する目盛分だけ後退させ、止めねじ４３を締め込むことによってこの位置決め部材２９をその位置に固定する。これによって初期開放量ａが設定される。このとき、上記位置決め部材２９と一緒に目盛板４４も回転するから、図４（ｂ）に示すように、初期開放量ａを表す目盛４４ａが上記指標４８によって指示されることになる。また、上記スリーブ３５の前端部は第１ピストン２４に当接し、後端部は上記位置決め部材２９から上記初期開放量ａに相当する距離だけ離間している。

ここで、上記第２パイロットポート３２を排気状態にしたまま、上記第１パイロットポート３１から第１圧力室２６にパイロットエアを供給すると、図２に示すように、第１ピストン２４が、第２ピストン３７と一体となったままスリーブ３５を押し動かしながら移動し、このスリーブ３５の後端部が上記位置決め部材２９に当接する位置まで移動してその位置に停止する。このとき、上記第２ピストン３７に連結された弁シャフト１１を介して弁部材４が引き上げられ、この弁部材４が上記第１ピストン２４の動作ストロークｂ分だけ弁座６から離れてこの弁座６が初期開放される。従って、このとき上記スリーブ３５で規定される第１ピストン２４の停止位置が初期開放位置であり、また、弁部材４の初期開放量ａは上記第１ピストン２４の動作ストロークｂと同じである。

次に、上記第１圧力室２６にパイロットエアを供給したまま、第２パイロットポート３２から第２圧力室２７にパイロットエアを供給すると、図３に示すように、第２ピストン３７が第１ピストン２４から離れて移動するため、上記弁シャフト１１により弁部材４がさらに引き上げられて全開する。この全開位置は、弁部材４の背面の上記ストッパ１４の先端が上記隔壁１３の当接部１３ａに当たることによって規定される。

かくして、２つのピストン２４，３７で弁部材４を開放初期と開放後期の２段階に駆動して弁座６を段階的に開放させることにより、２つのメインポート８，９間の流路５を急激な流量変化が生じないように緩やかに開放することができる。従って、この２ポートバルブを理化学機械等における化学反応用の真空チャンバーの減圧に用いると、排気初期には流路を制限的に開放して一定の圧力になるまで緩やかに排気し、真空チャンバー内が十分低い圧力に到達したあとに流路を大きく開放して残りの排気を行うことができるため、乱気流によるパーティクルの巻き上げといったような問題が解消される。

上記２ポートバルブＡを図３の状態から閉弁させるときは、第１圧力室２６内のパイロットエアを排出したあと、第２圧力室２７内のパイロットエアを排出するか、又は、両圧力室内２６，２７のパイロットエアを同時に排出する。前者のような段階的な操作を行う場合、第１圧力室２６内のパイロットエアを排出した段階では、図２に示すように、第２ピストン３７が復帰ばね１６の力で第１ピストン２４に当接する位置に復帰するため、弁部材４は初期開放位置と同じ位置まで復帰し、そのあと第１圧力室２６のパイロットエアを排出すると、両ピストン２４，３７が一体となって図１に示す位置に復帰するため、弁部材４は弁座６に当接して該弁座６を閉鎖する。一方、後者のような同時操作では、上述した復帰動作が同時にかつ連続的に行われる。

図５及び図６は本発明に係る２ポートバルブの第２実施形態を示すもので、この第２実施形態の２ポートバルブＢが上記第１実施形態の２ポートバルブＡと異なる点は、位置決め部材２９を固定する止めねじ４３の後退位置を規制するための抜け止め機構５０を有する点と、弁部材４が全開位置にあるときそれを表示するインジケータ５１を有する点である。

まず、上記抜け止め機構５０は、シリンダハウジング２２の側面に取り付けたポートブロック３０によって形成されている。即ち、このポートブロック３０を上記止めねじ４３の取り付け位置まで延長し、この止めねじ４３と対応する位置に凹部５３を形成し、この凹部５３内にシリンダハウジング２２から突出する上記止めねじ４３の頭部４３ａを嵌合させることにより、この頭部４３ａをポートブロック３０で覆っている。そして、上記凹部５３の底壁に止めねじ４３より小径の窓孔５４を形成し、この窓孔５４からドライバーやレンチ等の工具を操作孔４３ｂに差し込んで該止めねじ４３を回動操作するようにしている。上記凹部５３の深さは、上記止めねじ４３を緩めてその頭部４３ａが該凹部５３の底壁に当接する位置まで最大限後退させたとき、この止めねじ４３の先端部４３ｃが、上記位置決め部材２９の側面からは離間するが先端の雄ねじ２９ａには係止可能な位置を占め得る大きさである。

このような抜け止め機構５０を設けることにより、上記止めねじ４３を緩め過ぎてそれがシリンダハウジング２２から脱落するのを確実に防止することができるのはもちろんのこと、この止めねじ４３を緩めた状態で上記位置決め部材２９を回動操作する場合に、この位置決め部材２９を逆向き（半時計回り）に回し過ぎてそれがシリンダハウジング２２から脱落するのをも確実に防止することができる。

また、上記インジケータ５１は、円形断面又は多角形断面を有する細長い棒状の部材からなるもので、上記弁シャフト１１の端部に同軸状に取り付けられ、この弁シャフト１１と一緒に変移するようになっている。そして、図６に示すように、弁部材４即ち弁シャフト１１が全開位置にあるとき、上記インジケータ５１は表示位置を占め、その先端部が位置決め部材２９の操作孔４２の開口端から僅かに突出するか、あるいは該開口端の近くに位置するようになっている。従って、このインジケータ５１は、その全表面のうち少なくとも先端面５１ａが、赤やオレンジあるいは黄色といったような目立ち易い色に着色されていることが望ましい。
上記弁部材４即ち弁シャフト１１が図６の全開位置以外の位置にあるとき、即ち、図５に示す全閉位置や初期開放位置（図２参照）にあるときは、上記インジケータ５１は後退して操作孔４２から離れているため、外部から目視しにくい。

なお、この第２実施形態の２ポートバルブＢの上記以外の構成は、上記第１実施形態の２ポートバルブＡと実質的に同じであるから、それらの主要な同一構成部分に第１実施形と同じ符号を付してその説明は省略する。

図７及び図８は本発明に係る２ポートバルブの第３実施形態を示し、また、図９及び図１０は同第４実施形態を示すもので、これら第３実施形態の２ポートバルブＣ及び第４実施形態の２ポートバルブＤが上記第２実施形態の２ポートバルブＢと異なる主要な点は、第１ピストン２４の初期開放に伴う動作位置を検出するための位置検出装置６０を有するという点である。以下、これら第３及び第４実施形態の２ポートバルブＣ，Ｄにおける位置検出装置６０と、それに関連する構成とについて説明する。なお、その説明中あるいは図中において、上記第１及び第２実施形態の２ポートバルブＡ及びＢと同じ主要な構成部分あるいは機能部分については、それらと同じ名称及び符号をそのまま使用し、詳細な説明は省略する。

先ず、第３実施形態の２ポートバルブＣは、スリーブ３５を介して第１ピストン２４の動作位置を検出するもので、位置決め部材２９に取り付けられた上記位置検出装置６０を有している。この位置検出装置６０は、外周にねじが切られた筒状のボディ６１と、このボディ６１の先端から伸縮自在に延出する接触子６２とを有していて、この接触子６２の先端を検出対象に直接又は間接に接触させ、該検出対象の変移に伴う接触子６２の変移を電気信号に変換して出力する接触式の検出装置である。この位置検出装置６０は、上記位置決め部材２９の中心から若干偏心した位置に形成されたねじ孔である取付孔６３内に、軸線をバルブの中心軸線Ｌと平行に向けてねじ込まれ、ナット６５で固定されている。また、上記接触子６２は取付孔６３内をピストン室２３内に向けて延び、該接触子６２の先端がスリーブ３５の上端に設けられたプレート６４の上面に当接している。

上記接触子６２の変移を電気信号に変換して出力するものとしては、例えば、ボディ６１に設けたスイッチを該接触子６２でオン・オフさせる方式のものや、ボディ６１に設けた光センサで接触子６２の位置を検出する光学式のもの、接触子６２に設けた磁気メモリをボディ６１に設けたセンサでカウントするリニアスケール式のものなどをあげることができる。しかし、これら以外のものであっても良いことは言うまでもないことである。

また、上記位置決め部材２９には、その中心に対して相対する位置に２つのばね孔６６が設けられ、これらのばね孔６６内にそれぞれコイル状の結合用ばね６７が収容されている。この結合用ばね６７の一端は、上記ばね孔６６内に移動自在に収容された軸状のばね座６８に当接し、このばね座６８を上記プレート６４の上面に押し付けており、結合用ばね６７の他端は、位置決め部材２９の上面に２つのばね孔６６を覆うように取り付けられた細長いプレート状のばね押え部材６９に当接している。７０はこのばね押え部材６９を固定するねじである。かくして、２つの結合用ばね６７のばね力が上記プレート６４を介してスリーブ３５に常に下向きに作用し、該スリーブ３５を常時第１ピストン２４に押し付けることにより、それらが一体となって上下動するようになっている。従って、上記結合用ばね６７は、上記プレート６４とスリーブ３５と第１ピストン２４とを一体化するためのものであり、それらの部材が一体に結合されている場合には必ずしも必要ないものである。

上記ばね押え部材６９は、目盛板４４を所定の回動位置に固定するための固定部材を兼ねるもので、両端部が該目盛板４４の内周側の一部と重合しており、この両端部で該目盛板４４を押さえ付けることによって固定するものである。従ってこの第３実施形態においては、上記第２実施形態に設けられているようなねじ式の固定部材４７は設けられていない。しかし、このばね押え部材６９に固定部材の機能を兼備させることなく、上記ねじ式の固定部材４７を別に設けても良い。

なお、この第３実施形態においては、弁部材４用の復帰ばね１６が、径の異なる第１ばね１６ａ及び第２ばね１６ｂの２つのばねで構成されているが、第２実施形態のように１つのばねであっても良い。

上記構成の２ポートバルブＣにおいて、弁部材４が弁座６に当接して該弁座６を閉鎖している状態では、上記第１ピストン２４と第２ピストン３７とは、互いに当接した状態で下動端である復帰位置を占めている。また、上記スリーブ３５も、プレート６４を介して作用する結合用ばね６７のばね力によって上記第１ピストン２４の上面に押し付けられている。このとき、位置検出装置６０の接触子６２は、伸長して上記プレート６４の上面に当接している。

この状態から第１圧力室２６にパイロットエアを供給すると、上記第１ピストン２４が第２ピストン３７、スリーブ３５及びプレート６４と一体となったまま上昇し、該プレート６４が位置決め部材２９に当接する図７の初期開放位置まで移動する。このとき、上記接触子６２もプレート６４に押されて変移し、その変移が電気信号に変換されることにより、上記第１ピストン２４の動作位置がプレート６４即ちスリーブ３５を介して上記位置検出装置６０により検出されることになる。

ここで、上記位置検出装置６０として、例えば接触子６２でスイッチをオン・オフさせる方式のものや、光センサでこの接触子６２を検出する方式のものなどを用いることにより、第１ピストン２４がストローク端である初期開放位置に移動したことをオン・オフ式に検出することができ、また、接触子６２に設けた磁気メモリをボディ６１に設けたセンサでカウントするリニアスケール式のものを用いることにより、第１ピストン２４が初期開放位置に移動するストローク中の全動作位置を検出することができる。
上記以外の構成及び作用については第１及び第２実施例と実質的に同じであるから、その説明は省略する。

次に、図９及び図１０に示す第４実施形態の２ポートバルブＤは、第２ピストン３７を介して第１ピストン２４の動作位置を検出する方式のものである。この２ポートバルブＤにおいては、上記第３実施形態の２ポートバルブＣに設けられているようなスリーブ３５の上端のプレート６４は備えておらず、位置検出装置６０の接触子６２は第２ピストン３７の上面即ち背面に直接接触している。そして、この第２ピストン３７が第１ピストン２４と一体になって図９の初期開放位置、即ちスリーブ３５の上端が位置決め部材２９に当接する位置まで移動するとき、この第２ピストン３７の動作位置を位置検出装置６０で検出することにより、その動作位置を上記第１ピストン２４の動作位置として検出できるようになっている。この場合、上記第３実施形態の場合と同様に、第２ピストン３７のストローク中の全動作位置を検出するように構成することも、該第２ピストン３７が初期開放位置に移動したことをオン・オフ式に検出するように構成することもできる。

上記第２ピストン３７はこのあと、第２圧力室２７にパイロットエアを供給することによって上記初期開放位置から全開位置まで駆動されるが、その場合に要すれば、上記位置検出装置６０により、この第２ピストン３７のその後の動作位置を引き続き検出することもできる。この場合、上記初期開放位置から全開位置に至るストローク中の全動作位置を検出するように構成することも、ストローク端である全開位置に移動したことをオン・オフ式に検出するように構成することもできる。
なお、この第３実施形態においても、弁部材用の復帰ばね１６が、径の異なる第１ばね１６ａ及び第２ばね１６ｂの２つのばねで構成されているが、第２実施形態のように１つのばねであっても良い。

なお、上記位置検出装置６０は、ボディ６１の先端から延出する接触子６２を検出対象であるプレート６４又は第２ピストン３７に接触させてその変移を検出する接触式の検出装置であるが、これに代えて、検出対象に光や超音波等を直接投射してその位置を検出する非接触式の位置検出装置を用いることもできる。

本発明に係る２ポートバルブの第１実施形態を示す、閉弁状態の断面図である。 図１の２ポートバルブの初期開放状態の断面図である。 図１の２ポートバルブの全開状態の断面図である。 図１の２ポートバルブの平面図で、初期開放量の設定を行う前の状態を示すものである。 図１の２ポートバルブの平面図で、初期開放量の設定を行った後の状態を示すものである。 本発明に係る２ポートバルブの第２実施形態を示す、閉弁状態の断面図である。 図５の２ポートバルブの全開状態の断面図である。 本発明に係る２ポートバルブの第３実施形態を示す初期開放状態の断面図である。 図７の２ポートバルブの平面図である。 本発明に係る２ポートバルブの第４実施形態を示す初期開放状態の断面図である。 図９の２ポートバルブの平面図である。

符号の説明

Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ ２ポートバルブ
１ 主弁部
２ シリンダ部
４ 弁部材
５ 流路
６ 弁座
８ 第１メインポート
９ 第２メインポート
１１ 弁シャフト
２２ シリンダハウジング
２３ ピストン室
２４ 第１ピストン
２６ 第１圧力室
２７ 第２圧力室
２９ 位置決め部材
３１ 第１パイロットポート
３２ 第２パイロットポート
３５ スリーブ
３７ 第２ピストン
４４ 目盛板
４４ａ 目盛
４８ 指標
５１ インジケータ
６０ 位置検出装置

Claims (8)

1. 軸線方向に連なる主弁部とシリンダ部とを有し、
   上記主弁部は、流路で連通する第１メインポート及び第２メインポートと、上記流路中に介在する弁座と、この弁座を開閉する弁部材と、この弁部材から上記軸線方向に延びて上記シリンダ部のピストン室内に達する弁シャフトとを有し、
   上記シリンダ部は、上記ピストン室を有するシリンダハウジングと、上記ピストン室内に移動自在に配設されて第１ピストンの初期開放位置を規定するスリーブと、このスリーブの位置を規定する位置決め部材と、上記スリーブの内部に摺動自在に配設されて上記弁シャフトに連結された第２ピストンと、上記ピストン室内に摺動自在に配設され、弁部材の開放初期に上記スリーブで規定される初期開放位置まで第２ピストンを駆動する上記第１ピストンと、この第１ピストンを操作するための第１圧力室と、上記第２ピストンを操作するための第２圧力室と、これらの圧力室に個別に連通する第１パイロットポート及び第２パイロットポートとを有する、
   ことを特徴する真空圧用２ポートバルブ。
2. 上記第１ピストンが、主弁部側の前端面と反対側の後端面とを有していて、後端面側に上記スリーブ及び第２ピストンが配設され、該第１ピストンの中央部を上記弁シャフトが摺動自在に貫通していることを特徴とする請求項１に記載の２ポートバルブ。
3. 上記位置決め部材が、上記シリンダハウジングにおけるピストン室の端部に、軸線回りの回転操作によって軸線方向に進退自在なるように取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の２ポートバルブ。
4. 上記位置決め部材の外端面に、放射状に目盛が付された円形の目盛板が軸線の回りに回動操作可能なるように取り付けられ、この目盛板の目盛を指示する指標が上記シリンダハウジングに形成されていることを特徴とする請求項３に記載の２ポートバルブ。
5. 上記第１ピストンの動作ストロークが上記第２ピストンの動作ストロークより小さいことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の２ポートバルブ。
6. 上記弁シャフトに、弁部材が全開位置にあることを表示するインジケータが設けられていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の２ポートバルブ。
7. 上記第１ピストンの初期開放に伴う動作位置を検出するための位置検出装置を有することを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の２ポートバルブ。
8. 上記位置検出装置が、上記スリーブ又は第２ピストンを介して第１ピストンの動作位置を検出するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の２ポートバルブ。

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