JP2008208977A

JP2008208977A - 制御弁

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Publication number: JP2008208977A
Application number: JP2007048895A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Sugata; 和広菅田; Kazuhiro Fujita; 和宏藤田
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2008-09-11
Anticipated expiration: 2027-02-28
Also published as: JP4860506B2

Abstract

【課題】弁部の全閉状態を確実に検知できる制御弁を提供すること。
【解決手段】ピストン室１２内でピストンロッド１３を往復運動させることにより、ピストンロッド１３に連結された弁体１０を弁座１１に当接又は離間させるものであって、弁開閉検知機構３２を有する制御弁１において、ピストンロッド１３は、ピストン室１２に摺動可能に収納される第１ピストン部材１４と、ロッド部２１を第１ピストン部材１４に摺動可能に貫き通した状態でピストン部２０がピストン室１２に収納される第２ピストン部材１５と、を含み、弁体１０が弁座１１に当接している場合に、第１ピストン部材１４と第２ピストン部材１５との間に隙間Ｓが形成されるものであり、弁開閉検知機構３２は、第１ピストン部材１４がピストン室１２内において弁座１１側に移動した場合に係止される係止位置を弁部の全閉状態として検知するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体制御に用いられる制御弁に関する。

従来、半導体、医薬品などの製造ラインにおいては、純水、酸、アルカリ等の流体を制御するために、制御弁が使用されている。制御弁は、制御対象が酸、アルカリ等でも適用できるようにするため、メタルフリー設計がなされることがある。

図５は、従来の制御弁１００の断面図であって、全閉状態を実線で示し、全開時のインジケータ１０７の位置を二点鎖線で示す。
従来の制御弁１００は、ボディ１０１とシリンダ１０２とカバー１０３とからバルブ本体を構成している。シリンダ１０２には、ピストンロッド１０４が摺動可能に装填されている。ピストンロッド１０４の下端部には、ダイアフラム１０５が取り付けられ、ボディ１０１に設けられた弁座１０６にダイアフラム１０５を当接又は離間するようになっている。ピストンロッド１０４の上端部には、インジケータ１０７が固定されている。インジケータ１０７は、カバー１０３に形成された穿通孔１０８から外部に突き出し、カバー１０３に固定されたフォトセンサ１０９によって位置検出されるようになっている。

このような制御弁１００は、ダイヤフラム１０５が弁座１０６に当接しているときには、図中実線に示すように、インジケータ１０７がカバー１０３から所定量突出する一方、ダイヤフラム１０５が弁座１０６から離間しているときには、図中二点鎖線に示すように、インジケータ１０７が全閉時より大きくカバー１０３から突出する。従って、フォトセンサ１０９によってインジケータ１０７の突出量を検出すれば、制御弁１００の弁開閉状態を検知することができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１５３２６１号公報

しかしながら、従来の制御弁１００は、例えば、ダイヤフラム１０５や弁座１０６などで構成される弁部の材質を樹脂としたメタルフリー設計である場合、弁開閉動作を繰り返すうちに、弁部が経年変化したり、クリープを発生することがあった。経年変化やクリープが生じた場合、ピストンロッド１０４は、初期状態より下降してダイヤフラム１０５を弁座１０６に当接させるため、全閉時におけるインジケータ１０７の所在位置が初期位置より低くなる。この場合であっても、従来の制御弁１００は、インジケータ１０７の初期位置を基準に弁閉状態を検出していたため、インジケータ１０７が初期位置まで移動すると、弁が少し開いているにもかかわらず、全閉状態を検出していた。このことは、例えば、制御弁１００を酸やアルカリの排液制御に用いる場合に、酸とアルカリが混ざる原因となり、好ましくない。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、弁部の全閉状態を確実に検知できる制御弁を提供することを目的とする。

本発明に係る制御弁は、次のような構成を有している。
（１）バルブ本体に形成したピストン室内でピストンロッドを往復運動させることにより、前記ピストンロッドに連結された弁体を弁座に当接又は離間させるものであって、弁開閉状態を検知する弁開閉検知機構を有する制御弁において、前記ピストンロッドは、前記ピストン室に摺動可能に収納される第１ピストン部材と、前記弁体が連結されるロッド部と、前記ロッド部より大径なピストン部とを備え、前記ロッド部を前記第１ピストン部材に摺動可能に貫き通した状態で前記ピストン部が前記ピストン室に収納される第２ピストン部材と、を含み、前記弁体が前記弁座に当接している場合に、前記第１ピストン部材と前記第２ピストン部材との間に隙間が形成されるものであり、前記弁開閉検知機構は、前記第１ピストン部材が前記ピストン室内において前記弁座側に移動した場合に係止される係止位置を弁部の全閉状態として検知するものである。

（２）（１）に記載の発明において、前記第１ピストン部材は、前記ピストン部を収納する凹部が形成され、前記凹部の内周面と前記ピストン部の外周面との間にシール部材が配置されている。

（３）（１）又は（２）に記載の発明において、前記第１ピストン部材を前記弁座側に付勢する第１付勢部材と、前記第２ピストン部材を前記弁座側に付勢する第２付勢部材と、前記バルブ本体に開設され、前記第１ピストン部材の前記弁座側の端面に作用する操作エアを給排気する操作ポートと、を有する。

（４）（３）に記載の発明において、前記第１付勢部材は、前記第２付勢部材より付勢力が小さい。

本発明の制御弁は、ピストンロッドが第１ピストン部材と第２ピストン部材とに分割され、弁体が弁座に当接している場合に第１ピストン部材と第２ピストン部材との間に隙間が形成される。そのため、例えば、弁体や弁座などで構成される弁部が経年変化やクリープを発生した場合に、第２ピストン部材が弁体を弁座に当接させる弁閉位置が初期時と変化したとしても、第１ピストン部材がピストン室内において弁座側に移動して初期時と同じ係止位置で停止する。弁開閉検知機構は、第１ピストン部材の係止位置を弁部の全閉状態として検知するので、弁閉位置が初期時と変化したとしても、第１ピストン部材の係止位置を基準として弁部の全閉状態を１点で検知し続ける。従って、本発明の制御弁によれば、弁部の全閉状態を確実に検知することができる。

本発明の制御弁は、第１ピストン部材に形成された凹部に第２ピストン部材のピストン部を収納し、凹部とピストン部との間にシール部材を配置するので、第１ピストン部材と第２ピストン部材との間から流体漏れが生じることを防止できる。

本発明の制御弁は、第１及び第２ピストン部材を弁座側に付勢する第１及び第２付勢部材の合力と、操作ポートから第１ピストン部材の弁座側の端面とピストン室の内壁との間に供給されて第１ピストン部材に弁座と反対向きに作用する操作エアの圧力とのバランスにより、弁開閉動作を行う。弁閉止力は第２付勢部材により確保され、第１ピストン部材を係止位置まで移動させる力は第１付勢部材により確保される。よって、本発明の制御弁によれば、簡単な構造で従来の弁閉止力を維持しつつ第１ピストン部材を係止位置に復帰させることができる。

本発明の制御弁は、第１付勢部材が第２付勢部材より付勢力が小さく、第１ピストン部材を第２ピストン部材より小さい力で移動させることができるので、第１及び第２ピストン部材を分割しても、弁開閉動作の応答性に殆ど影響を及ぼさない。

次に、本発明に係る制御弁の一実施形態について図面を参照して説明する。

＜全体構成＞
図１は、制御弁１の断面図であって、全閉状態を示す。図２は、制御弁１の断面図であって、第１ピストン部材１４のみが動作している状態を示す図である。図３は、制御弁１の断面図であって、全開状態を示す。
図１〜図３に示す制御弁１は、例えば、樹脂製の取付板３３を介して半導体製造装置に組み付けられ、アルカリや酸などの排液を排出するために用いられる。制御弁１は、ボディ２とシリンダ３とカバー４とを図示しないボルトなどで固定し、「バルブ本体」が構成されている。

ボディ２は、樹脂を直方体形状に成形したものである。ボディ２は、対向する側面から第１ポート５と第２ポート６が開設されている。第１及び第２ポート５，６の内周面には、図示しない配管を接続するための雌ねじが形成されている。また、ボディ２は、上面から開口部８が円柱状に開設され、開口部８の外周に沿って取付段差部９が形成されている。「弁体」の一例であるダイアフラム１０は、周縁部を取付段差部９に嵌合して位置決めし、ボディ２とシリンダ３との間で周縁部を狭持されている。これにより、開口部８は、ダイヤフラム１０によって気密に区画され、開口部８の内壁とダイヤフラム１０の受圧面により弁室７が形成される。

弁室７の底部には、第１ポート５と第２ポート６とを連通させる弁座１１が設けられ、ダイアフラム１０が当接又は離間するようになっている。本実施形態では、弁座１１はボディ２に一体成形しているが、弁座１１を別部材としてボディ２に着脱可能に取り付け、劣化した弁座１１のみを交換できるようにしてもよい。

シリンダ３は、樹脂を直方体形状に成形したものである。シリンダ３は、大径円柱状の中空孔と小径円柱状の中空孔とが同軸上に形成されている。カバー４は、四角い板状の樹脂成形品であり、円筒状のボス部２５が突設されている。シリンダ３は、ボス部２５を大径中空孔の開口部に隙間無く嵌め込むようにカバー４を取り付けられて大径中空孔を塞がれ、カバー４との間にピストン室１２を形成している。ピストン室１２には、ピストンロッド１３が摺動可能に装填されている。

ピストンロッド１３は、第１ピストン部材１４と第２ピストン部材１５とを含み、図１に示す弁閉時に第１ピストン部材１４と第２ピストン部材１５との間に隙間Ｓが形成される。ピストン部材１４，１５は、「第１付勢部材」の一例である第１コイルスプリング２６と「第２付勢部材」の一例である第２コイルスプリング２７とにより弁座１１側（図中下向き）に付勢されている。ピストン構造については、後述する。

図１〜図３に示すように、ピストン室１２は、ピストンロッド１３によって上室と下室とに気密に区画されている。ピストン室１２の下室には、シリンダ３に開設された操作ポート２８が連通し、操作エアが給排気される。一方、ピストン室１３の上室は、カバー４に開設された呼吸孔２９と連通し、大気開放されている。

従って、ピストンロッド１３は、第１及び第２コイルスプリング２６，２７の弁座１１側に作用する合力と、ピストン室１２の下室に供給されて弁座１１と反対向きに作用する操作エアの圧力とのバランスに応じてピストン室１２内を往復運動する。ピストンロッド１３は、ダイヤフラム１０に連結され、ピストン室１２内を往復運動することによりダイヤフラム１０を弁座１１に当接又は離間させる。この場合の弁開閉状態は、弁開閉検知機構３２によって検知される。弁開閉検知機構３２については、後述する。

＜ピストン構造＞
次に、上述したピストン構造について説明する。ピストンロッド１３は、第１ピストン部材１４と第２ピストン部材１５とに分割して設けられ、第２ピストン部材１５がダイヤフラム１０を弁座１１に当接させる弁閉時に、第１ピストン部材１４が移動可能な隙間Ｓを設けている。

第１ピストン部材１４は、樹脂成形品であり、第１ピストン室１２に摺動可能に収納されている。第１ピストン部材１４は、円柱状をなし、図中上端面から凹部１６が円柱状に開設されている。第１ピストン部材１４の外周面には、二本の環状溝が平行に形成されている。一方（図中上側）の環状溝には、ゴムや樹脂などの弾性材料からなるＯリング１７が装着され、第１ピストン部材１４の外周面とピストン室１２の内周面との間をシールしている。他方（図中下側）の環状溝には、環状磁石１８が取り付けられている。

環状磁石１８は、第１ピストン部材１４にインサート成形や接着剤などにより固定されている。環状磁石１８は、ピストン室１２の内周面に傷をつけないように第１ピストン部材１４の外周面より若干内側に入り込んで配置されている。

第２ピストン部材１５は、樹脂成形品である。第２ピストン部材１５は、ダイヤフラム１０が連結されるロッド部２１と、ロッド部２１より大径なピストン部２０とを備える。ロッド部２１とピストン部２０とは、射出成形などによって一体成形されている。ピストン部２０は、円柱形状をなし、外径が凹部１６の内径とほぼ同一寸法であって、ボス部２５の先端面（図中下端面）の一部に重なるように設けられている。

第２ピストン部材１５は、第１ピストン部材１４の中央部に形成された貫通孔にロッド部２１を摺動可能に貫き通し、ピストン部２０を第１ピストン部材１４の凹部１６に嵌め合わせた状態で、ピストン部２０がピストン室１２に収納されている。ロッド部２１は、先端部がシリンダ３の小径中空孔からボディ２の開口部８内に突き出し、ダイヤフラム１０が螺設されている。ロッド部２１とシリンダ３との摺接部分には、Ｏリング２２が配設され、第２ピストン部材１５の芯出し及び操作エアの気密を行っている。

このように第１及び第２ピストン部材１４，１５を係合させてピストンロッド１３を組み上げた場合、第１ピストン部材１４の上端面は、第２ピストン部材１５に設けられたピストン部２０の周りに沿って配置され、第１及び第２ピストン部材１４，１５の間に段差を設ける。また、第１ピストン部材１４の上端面は、カバー４のボス部２５の先端面（図中下端面）と対向している。第１コイルスプリング２６は、第１ピストン部材１４の上端面とカバー４に設けられたボス部２５の下端面との間に縮設され、第１ピストン部材１４を弁座１１側（図中下向き）に常時付勢している。第１コイルスプリング２６の付勢力により、第１ピストン部材１４はピストン室１２の底部に突き当てられて係止される。従って、ピストン室１２の底部は、第１ピストン部材１４の弁座１１側への移動を制限するストッパとなる。この第１ピストン部材１４がピストン室１２内において弁座１１側に移動してピストン室１２の底部に係止される位置を、「係止位置」とする。

第２ピストン部材１５は、第１ピストン部１４の凹部１６に嵌合されたピストン部２０がカバー４と対向している。第２コイルスプリング２７は、ボス部２５の内側に配置され、カバー４とピストン部２０との間に縮設されている。そのため、第２コイルスプリング２７は、第２ピストン部材１５を弁座１１側（図中下向き）に常時付勢している。第２コイルスプリング２７の付勢力により、第２ピストン部材１５はダイヤフラム１０を弁座１１に当接させる。また、第２ピストン部材１５は、ピストン部２０がボス部２５の一部と重なるように配置され、ボス部２５に接離可能に設けられている。従って、第２ピストン部材１５のストロークは、図１に示すように下限が弁座１１の位置によって決められ、図３に示すように上限がボス部２５の先端面（下端面）の位置によって決められる。

図１に示すように、ピストン室１２は、ダイヤフラム１０が弁座１１に当接している場合に、凹部１６の底部とピストン部２０の図中下端面との間に隙間Ｓを形成するように、底部が設けられている。そのため、第１ピストン部材１４は、第２ピストン部材１５がダイヤフラム１０を弁座１１に当接する弁閉後に、係止位置まで移動しうる遊びが設けられている。

第１ピストン部材１４の凹部１６の内周面と、第２ピストン部材１５のピストン部２０の外周面との間は、シール部材２３によってシールされている。シール部材２３は、第１ピストン部材１４が第２ピストン部材１５に対して隙間Ｓ分移動する動作を阻害しないように摩擦抵抗が設定されている。

尚、第１コイルスプリング２６は、第２コイルスプリング２７より付勢力が小さくされている。すなわち、第２コイルスプリング２７は、弁閉止力を確保するのに必要な付勢力に設定されている。一方、第１コイルスプリング２６は、弁閉後に第１ピストン部材１４を係止位置まで移動させるのに必要な付勢力に設定されている。

＜弁開閉検知機構＞
図１〜図３に示すように、弁開閉検知機構３２は、第１ピストン部材１４に取り付けられた環状磁石１８と、シリンダ３に取り付けられたＭＲ素子センサ３０とで構成される。ＭＲ素子センサ３０は、配線３１を介して図示しない制御装置に接続され、弁開閉状態の検知信号を送信する。ＭＲ素子センサ３０の検知領域は、第１ピストン部材１４がピストン室１２内において往復運動する場合に環状磁石１８が軸方向に移動する領域をカバーするように設定されている。

ＭＲ素子センサ４０は、環状磁石１８の位置から第１ピストン部材１４の位置検出を行い、弁開閉状態を検知する。すなわち、ＭＲ素子センサ３０は、図１に示す第１ピストン部材１４の係止位置を弁部の全閉状態として検知し、図３に示すように、第２ピストン部材１５がボス部２５に当接して上方への移動を制限されたときの第１ピストン部材１４の位置を弁部の全開状態として検知する。そして、ＭＲ素子センサ４０は、係止位置を基準とした第１ピストン部材１４の移動量に応じて弁開閉状態を検知する。

＜動作説明＞
上記構成を有する制御弁１は、図１に示すように、操作ポート２８に操作エアを供給していない場合には、第１及び第２ピストン部材１４，１５が第１及び第２コイルスプリング２６，２７によって図中下向きに押し下げられる。第１ピストン部材１４は、第１コイルスプリング２６に付勢されて係止位置まで押し下げられるのに対し、第２ピストン部材１５は、第２コイルスプリング２７に付勢されてダイヤフラム１０を弁座１１に当接させる位置まで押し下げられる。従って、弁閉止力は、第２コイルスプリング２７のみで確保される。この場合、制御弁１は、第１ポート５と第２ポート６との間が遮断され、第１ポート５に供給された排液が第２ポート６から排出されない。

このとき、弁開閉検知機構３２は、ＭＲ素子センサ３０が、環状磁石１８の位置に基づいて第１ピストン部材１４が係止位置にあることを検出し、弁部の全閉状態を検知する。この検知結果は、ＭＲ素子センサ３０から配線３１を介して図示しない制御装置に送信される。

これに対して、操作ポート２８に操作エアを供給し、第１ピストン部材１４の下面に作用する操作エアの圧力が第１コイルスプリング２６の付勢力に打ち勝つと、第１ピストン部材１４が図中上向きに動き始める。第１ピストン部材１４が隙間Ｓを移動する間は、第２ピストン部材１５には図中上向きの力が作用せず、弁閉状態を維持する。

その後、図２に示すように、第１ピストン部材１４が隙間Ｓ分だけ上昇し、凹部１６の底部を第２ピストン部材１５のピストン部２０に当接させると、操作エアの圧力が第１ピストン部材１４を介して第２ピストン部材１５に作用する。第１ピストン部材１４は、操作エアの圧力が第１及び第２コイルスプリング２６，２７の合力に打ち勝つと、図３に示すように第２ピストン部材１５を押し上げる。すなわち、第１及び第２ピストン部材１４、１５が一体的に上昇する。

これに伴って、第２ピストン部材１５は、ダイヤフラム１０を引き上げ、弁座１１から分離させる。第１及び第２ピストン部材１４，１５は、操作エアの圧力と第１及び第２コイルスプリング２６，２７の合力とがバランスする位置まで上昇する。これにより、第１ポート５に供給された排液が、弁開度に応じた流量に調整され、第２ポート６から排出される。

弁開時には、ＭＲ素子センサ３０は、環状磁石１８に基づいて第１ピストン部材１４の移動を検出し、係止位置からの移動量に応じて弁開度を検知する。

その後、操作ポート２８から操作エアを排出し、第１及び第２ピストン部材１４，１５の上面に下向きに作用する第１及び第２コイルスプリング２６，２７の合力が、第１ピストン部材１４の下面に上向きに作用する操作エアの圧力に打ち勝つと、第１及び第２ピストン部材１４，１５が一体的に下降し始める。第１コイルスプリング２６の付勢力が第２コイルスプリング２７の付勢力より小さいため、第１ピストン部材１４は、凹部１６の底部を第２ピストン部材１５のピストン部２０に押し下げられる形で下降する。

第２ピストン部材１５は、ダイヤフラム１０を弁座１１に当接させると下方への移動を制限され、停止する。この時点では、第１ピストン部材１４は、係止位置に到達しておらず、下向きの移動を制限されていない。そのため、第１ピストン部材１４は、第１コイルスプリング２６の付勢力により第２ピストン部材１５から分離して弁座１１側へ押し下げられ、下降し続ける。第１ピストン部材１４は、隙間Ｓだけ下降して、図１に示すようにピストン室１２の底部に係止されると、下降を停止する。すなわち、第１ピストン部材１４は係止位置に到達する。

弁開閉検知機構３２は、図１に示すように、第１ピストン部材１４が係止位置にあることを検出すると弁部の全閉状態を検知し、その検知結果を図示しない制御装置に送信する。制御弁１は、第１ピストン部材１４が係止位置に到達する前に、第２ピストン部材１５がダイヤフラム１０を弁座１１に当接させているため、弁開閉検知機構３２が弁部の全閉状態を検知したときには、弁部が弁閉して排液を遮断している。

＜作用効果＞
以上説明したように、本実施形態の制御弁１は、ピストンロッド１３が第１ピストン部材１４と第２ピストン部材１５とに分割され、ダイヤフラム１０が弁座１１に当接している場合に第１ピストン部材１４と第２ピストン部材１５との間に隙間Ｓが形成される（図１参照）。そのため、例えば、ダイヤフラム１０や弁座１１などで構成される弁部が経年変化やクリープを発生した場合に、第２ピストン部材１５がダイヤフラム１０を弁座１１に当接させる弁閉位置が初期時と変化したとしても、第１ピストン部材１４がピストン室１２内において弁座側に移動して初期と同じ係止位置で停止する。弁開閉検知機構３２は、第１ピストン部材１４の係止位置を弁部の全閉状態として検知するので、弁閉位置が初期時と変化したとしても、第１ピストン部材１４の係止位置を基準として弁部の全閉状態を１点で検知し続ける。従って、本実施形態の制御弁１によれば、弁部の全閉状態を確実に検知することができる。

しかも、従来の制御弁１００は、ダイヤフラム１０５に連結されたピストンロッド１０４を検出していたため、例えば、ダイヤフラム１０５のストロークが０．２〜０．３ｍｍと小さいと、ピストンロッド１０４の変位を検出できず、弁部の開閉状態を検知することが困難であった。しかし、本実施形態の制御弁１は、第１ピストン部材１４と第２ピストン部材１５との間に隙間Ｓを設けているため、ダイヤフラム１０のストロークが０．２〜０．３ｍｍと小さい場合であっても、第１ピストン部材１４のストロークをダイヤフラム１０のストロークより大きく確保し、弁開閉検知機構３２が第１ピストン部材１４の変位を検出することが可能である。よって、本実施形態の制御弁１によれば、ダイヤフラム１０のストロークが小さい場合であっても、弁部の開閉状態を確実に検知することができる。

また、本実施形態の制御弁１は、第１ピストン部材１４に形成された凹部１６に第２ピストン部材１５のピストン部２０を収納し、凹部１６とピストン部２０との間にシール部材２３を配置するので（図１〜図３参照）、第１ピストン部材１４と第２ピストン部材１５との間から流体漏れが生じることを防止できる。

また、本実施形態の制御弁１は、第１及び第２ピストン部材１４，１５を弁座１１側に付勢する第１及び第２コイルスプリング２６，２７の合力と、操作ポート２８から第１ピストン部材１４の弁座１１側の端面とピストン室１２の内壁との間に供給されて第１ピストン部材１４に弁座１１と反対向きに作用する操作エアの圧力とのバランスにより、弁開閉動作を行う（図１〜図３参照）。弁閉止力は第２コイルスプリング２７により確保され、第１ピストン部材１４を係止位置まで移動させる力は第１コイルスプリング２６により確保される。よって、本実施形態の制御弁１によれば、簡単な構造で従来の弁閉止力を維持しつつ第１ピストン部材１４を係止位置に復帰させることができる。すなわち、従来のスプリング構造とほぼ同様な構造で、弁部の全閉状態を確実に検知することができる。

また、本実施形態の制御弁１は、第１コイルスプリング２６が第２コイルスプリング２７より付勢力が小さく、第１ピストン部材１４を第２ピストン部材１５より小さい力で移動させることができるので、第１及び第２ピストン部材１４，１５を分割しても、弁開閉動作の応答性に殆ど影響を及ぼさない。

尚、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。

（１）例えば、上記実施形態では、ピストン室１２の底部を係止位置を決めるストッパとした。これに対して、図４に示すように、シリンダ４４の大径中空孔と小径中空孔との間の段差部分に円筒状のストッパ４５を立設し、ストッパ４５によって第１ピストン部材４５の係止位置を決めてもよい。

（２）例えば、上記実施形態では、ボディ２の第１及び第２ポート５，６に継手部材などをねじ込むようにした。これに対して、図４に示すように、第１及び第２ポート４２，４３の外周に図示しないワンタッチ継手を取り付けるようにしてもよい。

（３）例えば、上記実施形態では、ノーマルクローズタイプの制御弁１を例に挙げて説明したが、ノーマルオープンタイプの制御弁に上記実施形態のピストンロッド１３を適用してもよい。

（４）例えば、上記実施形態では、第１及び第２コイルスプリング２６，２７を第１及び第２付勢部材の一例として挙げた。これに対して、例えば、第１コイルスプリング２６を板ばねとしてもよい。また、例えば、第２コイルスプリング２６の代わりに操作エアによって第２ピストン部材１５を加圧して弁閉止力を確保してもよい。

（５）例えば、上記実施形態では、環状磁石１８とＭＲ素子センサ３０とにより弁開閉検知機構３２を設けたが、光学センサによって弁開閉状態を検知する弁開閉検知機構を制御弁１に適用してもよい。

（６）例えば、上記実施形態では、第２ピストン部材１５のピストン部２０とロッド部２１とを一体成形したが、ピストン部とロッド部とを別々に設けて連結し、第２ピストン部材としてもよい。

本発明の実施形態に係る制御弁の断面図であって、全閉状態を示す。本発明の実施形態に係る制御弁の断面図であって、第１ピストン部材のみが動作している状態を示す図である。同じく、制御弁の断面図であって、全開状態を示す。本実施形態の制御弁の変形例である。従来の制御弁の断面図であって、全閉状態を実線で示し、全開状態を二点鎖線で示す。

符号の説明

１制御弁
２ボディ
３シリンダ
４カバー
１０ダイヤフラム
１１弁座
１３ピストンロッド
１４第１ピストン部材
１５第２ピストン部材
１６凹部
２０ピストン部
２１ロッド部
２３シール部材
２６第１コイルスプリング（第１付勢部材）
２７第２コイルスプリング（第２付勢部材）
２８操作ポート
３２弁開閉検知機構
Ｓ隙間

Claims

バルブ本体に形成したピストン室内でピストンロッドを往復運動させることにより、前記ピストンロッドに連結された弁体を弁座に当接又は離間させるものであって、弁開閉状態を検知する弁開閉検知機構を有する制御弁において、
前記ピストンロッドは、
前記ピストン室に摺動可能に収納される第１ピストン部材と、
前記弁体が連結されるロッド部と、前記ロッド部より大径なピストン部とを備え、前記ロッド部を前記第１ピストン部材に摺動可能に貫き通した状態で前記ピストン部が前記ピストン室に収納される第２ピストン部材と、を含み、
前記弁体が前記弁座に当接している場合に、前記第１ピストン部材と前記第２ピストン部材との間に隙間が形成されるものであり、
前記弁開閉検知機構は、
前記第１ピストン部材が前記ピストン室内において前記弁座側に移動した場合に係止される係止位置を弁部の全閉状態として検知するものである
ことを特徴とする制御弁。
請求項１に記載する制御弁において、
前記第１ピストン部材は、前記ピストン部を収納する凹部が形成され、
前記凹部の内周面と前記ピストン部の外周面との間にシール部材が配置されている
ことを特徴とする制御弁。
請求項１又は請求項２に記載する制御弁において、
前記第１ピストン部材を前記弁座側に付勢する第１付勢部材と、
前記第２ピストン部材を前記弁座側に付勢する第２付勢部材と、
前記バルブ本体に開設され、前記第１ピストン部材の前記弁座側の端面に作用する操作エアを給排気する操作ポートと、
を有することを特徴とする制御弁。
請求項３に記載する制御弁において、
前記第１付勢部材は、前記第２付勢部材より付勢力が小さい
ことを特徴とする制御弁。