JP2018009604A - 開閉弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 弁本体部とアクチュエータ本体部との接続を容易にし、かつ弁部とアクチュエータ本体部との中心軸を一致させる必要がない。
【解決手段】 弁本体部１の弁座１６に弁体１８が着座及び離座可能で、弁体１８から伸びた弁側軸２８が弁本体部１内に段付きリング３０とガイド３８によって進退可能とされ、弁本体部１の一端から突出している。弁本体部１の一端の開口２７の周囲にアクチュエータ本体部４の一端の接続面４１が接して取り付けられ、アクチュエータ本体部４の軸結合室４２が弁側軸２８の突出端を包囲している。軸結合室４２と区画壁５４を隔てシリンダ５６が位置し、シリンダ５６内にピストン５０が配置され、ピストン５０のピストン軸５２がガイドとして機能する壁５４を貫通して軸結合室４２内に突出し、その突出端が弁側軸２８の突出端に結合されている。弁側軸２８とピストン軸５２との結合が、Ｔ溝７８と、Ｔ字状の頭部７６とによるＴ溝結合によって行われ、この結合時に弁体１８が弁座１６に着座する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、アクチュエータによって弁体を弁座に着座及び離座させることによって開閉される開閉弁、例えば容器弁に関し、特にアクチュエータを収容するアクチュエータ本体部と、弁体及び弁座を収容している弁本体部との結合及び弁体とアクチュエータとの接続に関するものである。

開閉弁の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１の開閉弁は、弁本体部とアクチュエータ本体部とを有している。弁本体部は、水平部分の一端に垂直部分の中央が結合され、水平部分他端で開口した流体流入通路が、垂直部分内部の中央付近まで伸びて、これの流体流入通路の内端に交差して垂直部分内の下端まで流体流出通路が形成されている。この流体流出通路と流体流入通路との交差部分よりも上方の垂直部分内に弁座が形成されている。この弁座に着座及び離座可能に弁体が垂直部分内に設けられ、この弁体の１本の作動軸が上方に伸び、垂直部分の上部に別個に設けたアクチュエータ部内のシリンダ内に侵入している。侵入するとき、この作動軸は、シリンダとの隔壁を貫通している。シリンダ内にある作動軸の先端にはピストンが設けられ、ピストンがシリンダ内の垂直部分側に作動流体が供給される受圧室を形成し、シリンダ内の受圧室と反対側に、弁体が弁座に着座するようにピストンを押圧するバネが設けられたバネ室を形成している。垂直部分における作動軸が通る部分には、作動軸が保密摺動可能に挿通されるパッキン付き筒部材が配置されており、作動軸は垂直部分の軸線上に位置し、かつアクチュエータ部の軸線上に位置している。この１本の作動軸は、弁本体部の垂直部内にあるパッキン付き筒部材と、アクチュエータ部内にある隔壁とにガイドされている。

特開２００７−２４７６９７号公報

この開閉弁では、1本の作動軸に対するガイドが、別体である弁本体部の垂直部とアクチュエータ部との複数個所にあるので、作動軸を弁本体部とアクチュエータ部とそれぞれの中心に位置させるように弁本体部とアクチュエータ部とに加工精度を要する上に、弁本体部とアクチュエータ部と作動軸とを同芯状に組み立てる必要があり、その作業が面倒である。

本発明は、弁本体部とアクチュエータ部との接続を容易にし、かつ少なくとも弁本体部とアクチュエータ本体部との中心軸を完全に一致させる必要がない開閉弁を提供することを目的とする。

本発明の一態様の開閉弁は、弁本体部を有し、前記弁本体部内に、外界に開口して互いに離れて位置する流体の流入口及び流出口が設けられている。前記流入口と前記流出口とは、前記弁本体部内に形成された流路によって繋がれている。この弁本体部に開閉部が設けられている。開閉部では、前記流路の中途に弁座が設けられている。この弁座は、前記弁本体部の一端側と他端側とをつなぐ第１の直線上に開口している。第１の直線は、例えば弁本体部の中心軸線である。この弁座に着座及び離座可能に弁体が設けられている。前記弁体の前記弁座と反対側から第１の直線に沿って弁部の第１の軸が伸びている。前記第１の軸は前記第１の直線に沿って進退可能に前記弁本体部内の第１のガイドによってガイドされている。前記弁本体部の一端にアクチュエータ本体部が、その一端を接触させて取り付けられている。このアクチュエータ本体部にアクチュエータ部が設けられ、アクチュエータ部は、前記アクチュエータ本体部内にシリンダを有している。シリンダ内には、前記アクチュエータ本体部の一端から他端に向かう第２の直線の方向に進退可能にピストンが配置されている。第２の直線は、例えばアクチュエータ本体部の中心軸線である。前記ピストンから前記第２の直線に沿って第２の軸の先端が前記アクチュエータ本体部の一端側に伸びている。第２の軸が前記第２の直線に沿って進退可能に前記アクチュエータ本体部内の第２のガイドによってガイドされている。前記ピストンを前記第２の直線の方向に進退させる駆動流体を前記シリンダに給排する駆動流体給排手段が、本開閉弁に設けられている。駆動流体給排手段は、例えばアクチュエータ本体部にシリンダに通じるように設けた駆動流体の給排口とすることもできるし、或いは弁本体部に設けられて、弁本体部からアクチュエータ本体部のシリンダ室に通じた給排口とすることもできる。前記アクチュエータ本体部の一端を前記弁本体部の一端に接触させた状態で、前記弁体が前記弁座に着座し、互いに接触している前記弁体部の一端と前記アクチュエータ本体部の一端との一方に形成された空間内において、前記第１および第２の軸の先端同士が結合され、その結合は、前記第１及び第２の軸の先端の一方に形成されたＴ溝に、前記第１及び第２の軸の先端の他方に形成されたＴ字状の頭部が、前記Ｔ溝の側方から侵入したＴ溝結合によって、行われている。前記空間は、アクチュエータ本体部側に形成することもできるし、弁本体部側に設けることもできる。また、Ｔ溝結合では、例えばＴ溝を第２の軸に設け、Ｔ字状の頭部を第１の軸に設けることもできるし、逆にＴ溝を第１の軸に設け、Ｔ字状の頭部を第２の軸に設けることもできる。

このように構成された開閉弁では、軸は、１本の軸ではなく、第１及び第２の２本の軸からなり、第１の軸は第１のガイドによって第１の直線に沿って進退可能とされ、第２の軸は第２のガイドによって第２の直線に沿って進退可能とされ、これら第１及び第２の軸の先端がＴ溝結合されているので、たとえ第１の軸と第２の軸とが完全に一致していなくても、ピストンの摺動に従って第２の軸が進退すると、これに伴って第１の軸も進退する。従って、第１の軸と第２の軸とが完全に一致するように、弁本体部とアクチュエータ本体部とを接合する必要がなく、両者の接続が容易になる。しかも、弁本体部及びアクチュエータ本体部の一方に形成された空間内で、Ｔ溝内にその側方からＴ字状の頭部を挿入して第１及び第２の軸をＴ溝結合するように、弁本体部及びアクチュエータ本体部を相対移動させて、弁本体部の一端とアクチュエータ本体部の一端とを接触させると、両者の接続が行われ、しかも、自動的に弁体を弁座に着座させられるので、益々両者の接続が容易になる。

上記の態様において、前記弁体部の一端及び前記アクチュエータ本体部の一端のうち一方に、凸部を、形成することができる。この場合、前記弁体部の一端及び前記アクチュエータ本体部の一端のうち他方に、前記凸部がはめ込まれている収容部を設けている。例えばいんろう構造を前記弁体部の一端及び前記アクチュエータ本体部の一端に設けてある。このように構成すると、凸部が収容部に嵌め込まれるように弁本体部とアクチュエータ本体部とを移動させるだけで、弁本体部の一端とアクチュエータ本体部の一端とを接続することができる。

さらに、前記アクチュエータ本体部の一端と前記弁本体部の一端とが非接触で前記弁体が前記弁座から離座して最も離れている状態であって、かつ前記Ｔ溝結合した状態で、前記アクチュエータ本体部の一端と前記弁本体部の一端との間の距離以下の長さを前記凸部が有するようにできる。このように構成すると、Ｔ溝にＴ字状の頭部が接触した状態で、凸部の先端をアクチュエータ本体部の一端または弁本体部の一端に接触させることができ、この状態から、凸部の先端を弁本体部の空間周囲に接触させるか、或いは凸部の先端をアクチュエータ本体部の空間周囲に接触させると、弁本体部とアクチュエータ本体部とが接続されると共に、自動的に弁体を弁座に着座させることができる。しかも弁本体部とアクチュエータ本体部とが、例えばボルトのような締結手段で結合されたとき、弁体が弁座に押し付けられる押しつけ力も確保され、弁体は確実に弁座に着座する。

前記Ｔ字状の頭部の先端を、Ｔ溝に球面接触させることもできる。このように球面接触させると、確実にＴ溝にＴ字状の頭部が接触するし、弁体を弁座に着座させる際に、第１の軸と第２の軸とが少し傾いていても、第１の軸を第１のガイドに沿って押し込めるので、弁体に偏荷重が加わることを防止できる。

なお、上記の態様では、弁体の駆動は、流体によって行ったが、これに加えて、手動の開閉手段をアクチュエータ本体部に設け、手動によってピストンを駆動して、弁体を開閉することもできるし、ピストンに、その外部に突出したインジケータを設ければ、弁体が弁座に着座しているか否かを開閉弁の外部から知ることができる。

以上のように、本発明によれば、弁本体部とアクチュエータ本体部との接続を容易にすることができる。また弁本体部とアクチュエータ本体部との中心軸を完全に一致させる必要がない。

本発明による開閉弁の１実施形態の容器弁の組み立て過程を示す図である。 図１の容器弁の弁部の縦断面図、横断面図及び右側面図である。 図１の容器弁のアクチュエータ本体部の縦断面図、横断面図及び左側面図である。 図１の容器弁の縦断面図、正面図及び右側面図である。 図１の容器弁の弁軸とピストン軸とのＴ溝結合部分の拡大縦断面図である。

本発明の１実施形態の開閉弁は、例えば容器弁として使用されるもので、流体、例えば気体、具体的には水素ガスが収容された容器に取り付けられる。この容器弁は、通常状態では閉弁状態にあり、駆動流体、例えばエアーが供給されると、開弁状態に切り替えられ、容器から気体を排出したり、容器に気体を充填したりすることができる。また、この開閉弁は、開弁状態において手動によって閉弁状態に切り替えられ、あるいは閉弁状態において手動によって開弁状態に切り替えられる。また、この容器弁では、開弁状態における弁の開度を手動によって調整可能である。この容器弁は、各図に示すように横向きに配置されているが、縦向きに配置されることも可能である。

この開閉弁は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、弁部１とアクチュエータ本体部４とからなる。弁部１は、弁本体部、例えば弁ハウジング２を有している。弁ハウジング２は縦断面形状が横倒したＴ字状で、図２（ｃ）及び図４（ｃ）に示すように柱状、例えば面取りされた角柱状の垂直部２ａを有している。この垂直部２ａは、図２（ｃ）に示すように、概略長方形状の２つの側面を対向して有し、図２（ａ）、（ｂ）に示すように２つの側面の一方の側面中央部から水平に外方に水平部２ｂが突出している。水平部２ｂは、柱状、例えば円柱状に形成され、水平部２ｂの外周面には雄ねじが形成されている。この雄ねじを利用して、水素ガスが収容されている容器に取り付けられる。水平部２ｂは水平な中心軸線を有し、垂直部２ａは垂直な中心軸線を有し、両中心軸線は、９０度をなしている。

図２（ａ）及び図４（ａ）に示すように、水平部２ｂの外方端から、その内部に水平に、気体の流入口６が形成されている。流入口６の内奥から水平部２ｂの長さ方向に沿って垂直部２ａ内に向けて直線状に流路、例えば流入路８が形成されている。これらは水平部２ｂの水平な中心軸上に位置している。垂直部２ａの２つの側面間を繋ぐ２つの端面のうち一方からその内部に向けて気体の流出口１０が形成されている。流出口１０の内奥から垂直部２ａの奥に向かって直線状に流路、流出路１２が形成されている。これらは、垂直部２ａの垂直な軸線上に位置している。流入路８と流出路１２とは、水平部２ｂの水平な中心軸線と垂直部２ａの垂直な軸線との交差位置及びその周囲に形成された筒状の弁用空間１４によって連通されている。弁用空間１４は、流入路８及び流出路１２の径よりも大きな径に形成されている。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、流入路８と弁用空間１４との境界部分に、弁座１６が形成されている。弁座１６は、水平部２ｂの水平な中心軸線上にある。この水平な中心軸線に沿って進退することによって、弁座１６に着座及び離座可能に、主弁１８が弁用空間１４に配置されている。主弁１８の弁座１６と反対側に主弁ホルダ２０が取り付けられている。主弁ホルダ２０も水平部２０ａと垂直部２０ｂとを有する概略Ｔ字のもので、水平部２０ａが主弁１８に接触している。主弁１８が着座している状態において、主弁１８の着座している先端部以外の部分及びを水平部２０ａ全域を包囲するように、カバー２２が取り付けられている。これら主弁１８、主弁ホルダ２０、カバー２２によって弁体が構成されている。

垂直部２ａの水平部２ｂが形成されている側面と反対側の側面には、水平部２ｂと中心軸線が一致するように短スリーブ２４が形成されている。この短スリーブ２４の径は、図２（ｃ）に示すように、垂直部２ａの側面の短辺よりも短く形成されている。この短スリーブ２４よりも内側の部分は、主弁ホルダ２０の垂直部まで続く凹所２５に形成されている。短スリーブ２４の外周面に、弁部１の残りの部分である円環状のフランジ２６の内孔２７の周面が接触している。このフランジ２６の外径は、垂直部２ａの側面の長辺に一致し、フランジ２６の中心軸線も水平部２ｂの水平な中心軸線に一致している。

主弁ホルダ２０の垂直部２０ｂの主弁１８と反対側の面には、第１の軸、例えば弁側軸２８が設けられている。水平部２０ａ、垂直部２０ｂ及び弁側軸２８は、一体形成されている。この弁側軸２８は、図４（ａ）に示すように、主弁１８が弁座１６に着座した状態で、短スリーブ２４の内側の凹所２５及びフランジ２６の内孔２７を通過して、フランジ２６の外方にまで突出している。弁側軸２８の中心軸線も水平部２ｂの水平な中心軸線に一致している。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、短スリーブ２４の内側の凹所２５の弁用空間１４との境界には、弁用空間１４を封止するように、第１のガイド、例えば段付きリング３０が配置され、更に段付きリング３０の周囲にＯリング３１が配置されている。この段付きリング３０内に弁側軸２８が挿通されている。この段付きリング３０の垂直部に接した位置から軸封スリーブ３２が、フランジ２６における弁ハウジング２の垂直部２ａと反対側の端付近まで形成され、凹所２５及び短スリーブ２４にねじ結合されている。この軸封スリーブ３２の中心には内孔３３が形成され、この内孔に段付きリング３０の水平部が接触して配置されて、弁側軸２８がこの内孔内に挿通されて、フランジ２６の外方まで突出している。この内孔３３の周囲と弁側軸２８との間には隙間があり、この隙間を埋めるように、段付きリング３０の水平部側から主軸シール３４、Ｏリングホルダ３６、第１のガイド、例えばリング状ガイド３８が弁側軸２８を包囲して隙間内に配置されている。Ｏリングホルダ３６は、弁側軸２８及び軸封スリーブ３２に対するＯリングを保持している。段付きリング３０、ガイド３８によって弁側軸２８は、水平部２ｂの中心軸線上に位置し、かつ、この中心軸線に沿って摺動可能である。これら弁座１６、主弁１８、弁側軸２８、段付きリング３０、ガイド３８等によって開閉部が構成されている。

図４（ａ）に示すように、アクチュエータ本体部４の一端は、フランジ２６の一端に接続されている。アクチュエータ本体部４は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、アクチュエータハウジング４ａとアクチュエータカバー４ｂとを、有している。アクチュエータハウジング４ａは、フランジ２６に接続される短円筒状部４０を有している。この短円筒状部４０は、図４（ａ）に示すように、フランジ２６と同じ径を有し、その中心軸線が弁部１の弁部ハウジング２の水平部２ｂの中心軸線とほぼ一致している。図３（ａ）、（ｂ）に示す短円筒状部４０の一方の端面４１が、図４（ａ）に示すように、フランジ２６の一方の端面、例えばフランジ２６のアクチュエータ部４側の面と接触している。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、短円筒状部４０の一方の端面４１から短円筒状部４０の奥側に向けて、空間、例えば有底の円孔状の軸結合室４２が形成されている。この軸結合室４２も、その中心軸線が短円筒状部４０の中心軸線と一致している。この軸結合室４２の径は、フランジ２６の内孔２７の径よりも小さく、図４（ａ）に示すように、軸結合室４２内には、弁側軸２８におけるフランジ２６から突出した部分が位置している。端面４１における軸結合室４２の周囲には、軸結合室４２の周囲からフランジ２６の内孔２７内に侵入して、収容部として機能するフランジ２６の内孔２７の周面に接触するように、凸部、例えば短スリーブ４４が形成されている。即ち短スリーブ４４とフランジ２６の内孔２７とは、いんろう構造をなしている。この短スリーブ４４の中心軸線も短円筒状部４０の中心軸線と一致している。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、短円筒状部４０における端面４１と反対側の面に、短円筒状部４０よりも若干径が大きくされた筒状、例えば円筒状の拡大円筒状部４６が形成されている。拡大円筒状部４６の軸結合室４２と反対側の面は開口されており、この開口に、例えば円板状に形成されたアクチュエータカバー４ｂがねじ結合されて、開口は閉じられている。これによって、拡大円筒状部４６とアクチュエータカバー４ｂとの内部には、シリンダ４８が形成されている。このシリンダ４８の中心軸線も、短円筒状部４０の中心軸線と一致している。

このシリンダ４８内に、ピストン５０が、その中心軸線をシリンダ４８の中心軸線上に位置させて配置され、かつ、ピストン５０は、その外周面がシリンダ４８の内周面に接し、かつシリンダ４８の中心軸線に沿って進退可能である。このピストン５０の軸結合室４２側の面には、第２の軸、例えばピストン軸５２が、その中心軸線をピストン５０の中心軸線に一致させた状態で形成されている。ピストン軸５２は、シリンダ４８と軸結合室４２とを区画している壁、例えば区画壁５４を貫通して、軸結合室４２内に侵入し、軸結合室４２内において、弁側軸２８と結合されている。この結合については、後述する。また、壁５４には、ピストン軸５２の周囲を包囲するように、Ｏリング５３が配置されている。このＯリング５３を備えた区画壁５４が第２のガイドとして機能し、かつ、ピストン５０の外周面がシリンダ４８の内周面に接することも第２のガイドとして機能し、これらガイドによってピストン軸５２は、短円筒状部４０の中心軸上に位置し、かつ、この中心軸線に沿って摺動可能である。

シリンダ４６は、ピストン５０によって、アクチュエータカバー４ｂ側のばね室５６と、区画壁５４側の駆動流体給排室５８とに区画されている。ばね室５６には、押圧手段、または弾性手段、例えばばね、具体的にはコイルばね６０がピストン５０とアクチュエータカバー４ｂとの間に配置され、ピストン５０を弁ハウジング２側に押圧している。弁側軸２８とピストン軸５２とが結合された状態で、コイルばね６０がピストン５０を弁ハウジング２側に押圧することによって、図４（ａ）に示すように主弁１８が弁座１６に着座して、気体の流入口６と気体の流出口１０とを遮断している。駆動流体給排室５８は、短円筒状部４０に形成された駆動流体給排口６２に連通している。この駆動流体給排口６２に駆動流体、例えばエアーが供給されると、ピストン５０が、コイルばね６０の押圧力に抗して、アクチュエータカバー４ｂ側に摺動され、ピストン軸５２と弁側軸２８も、アクチュエータカバー４ｂ側に移動し、主弁１８が弁座１６から離座し、気体の流入口６と気体の流出口１０とを連通させる。また。駆動流体給排室５８からエアーを排出すると、ピストン５０がコイルばね６０の押圧力によって区画壁５４側に摺動され、ピストン軸５２及び弁側軸２８も、弁本体部１側に移動し、主弁１８が弁座１６に着座し、気体の流入口６と気体の流出口１０とが遮断される。

アクチュエータ本体部４には、上述したように駆動流体の給排によって主弁１８を開閉する自動の開閉手段が設けられているが、この他に、主弁１８を手動で開閉する手動の開閉手段も設けられている。即ち、ピストン５２のアクチュエータカバー４ｂ側の端面には、被駆動部材、例えばロッド６４の一端が取り付けられ、その他端はアクチュエータカバー４ｂを貫通して、外方に突出し、その突出端には、ロッド６４よりも大きい頭部６６が形成されている。ロッド６４の中心軸線は短円筒状部４０の中心軸線と一致している。駆動部材、例えば手動操作ボルト６８内にロッド６４が配置され、手動操作ボルト６８の頭部７０がロッド６４の頭部６６を包囲している。手動操作ボルト６８は、アクチュエータカバー４ｂの内面側に設けた円筒状部７２にねじ結合されている。従って、手動操作ボルト６８は回転しながらロッド６４の長さ方向に沿って進退可能である。但し、アクチュエータカバー４ｂの外面側にはスペーサ７４が取り付けられており、これがアクチュエータカバー４ｂの外面と手動操作ボルト６８の頭部７０との間に位置している状態では、手動操作ボルト６８は、ピストン５０側への移動は規制されている。

この規制が外されている状態では、手動操作ボルト６８を正回転させることによって、手動操作ボルト６８の内方端はピストン５０に接触可能で、その接触状態から更にピストン５０側に手動操作ボルト６８を回転させて移動させると、手動操作ボルト６８の内方端でピストン５０を弁部１側に押圧することが可能である。従って、何らかの原因で完全に主弁１８が弁座１６に着座していないような場合には、手動操作ボルト６８を回転させることによって主弁１８を弁座１６方向に移動させて、手動によって完全に着座させることができる。同様にして、完全に離座している主弁１８を弁座１６に手動によって完全に着座させることもできる。また、手動操作ボルト６８を逆回転させると、手動操作ボルト６８の頭部７０がロッド６４の頭部６６をアクチュエータカバー４ｂの外面側に移動させ、これに伴ってピストン５０もアクチュエータカバー４ｂ側に移動させることができる。従って、何らかの原因で主弁１８が弁座１６から完全に離座していないような場合には、手動操作ボルト６８を逆回転させることによって主弁１８を弁座１６から離座する方向に移動させて、手動によって完全に離座させることができる。同様にして、完全に着座している主弁１８を弁座１６から手動によって完全に離座させることもできる。このように手動によって主弁１８を弁座１６に着座、離座させることができるので、例えば、駆動流体給排室５８にエアーが供給できない状態で、主弁１８を弁座１６に離座させることができるので、便利である。

また、ロッド６４が、インジケータとしても機能する。即ち、駆動流体給排室５８に駆動流体が供給され、ピストン５０がばね室５６側に移動して、主弁１８が弁座１６から離座したとき、ピストン５０と共にロッド６４が移動して、その頭部６６が、手動操作ボルト６８の頭部７０よりも外方に突出する。これによって、ピストン軸５２や弁側軸２８を外部から観察できない構造であるにも関わらず、弁座１６が開かれていることが外部から確認することができる。

なお、弁部１とフランジ２６とアクチュエータ本体部４との結合は、図４（ｂ）に示すように弁部１とフランジ２６とをボルトによって結合する共に、フランジ２６とアクチュエータ本体部４とをボルトによって結合することによって行われている。

弁側軸２８とピストン軸５２との結合は、Ｔ溝結合によって行われている。即ち、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、弁側軸２８の突出端には、縦断面形状がＴ字状である頭部７６が取り付けられている。即ち、頭部７６は、円管状の脚部７６ａを弁側軸２８の長さ方向に有し、これの先端に膨大部７６ｂが形成されている。膨大部７６ｂは、脚部７６ａよりも径が大きい円環状に形成されている。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、軸結合室４２内にあるピストン軸５２の先端部には、Ｔ溝７８が形成されている。Ｔ溝７８に頭部７６は合致するように形成されている。即ち、Ｔ溝７６には、その軸結合室４２側から脚部７６ａに合致する脚部収容溝７８ａが形成され、これの先端からピストン５０側に、膨大部７６ｂに合致する拡大部収容溝７８ｂが形成されている。頭部７６とＴ溝７８とによって弁側軸２８とピストン軸５２とが結合された状態では、両者の中心軸線は、弁ハウジング２の水平部２ｂの中心軸線上にほぼ位置している。Ｔ溝７８には、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように頭部７６がＴ溝７８に侵入可能となるように、ピストン軸５２の先端からその長さ方向に沿って開口８０が形成されている。また、図５に拡大して示すように、弁側軸２８の突出端２８ａは、球面に形成され、拡大収容溝７８ｂのピストン５０側の壁７７に球面接触している。

この容器弁の組み立ては、図１（ａ）に示すように、主弁１８が弁座１６から離座し、かつ主弁ホルダ２０の垂直部２０ｂが段付きリング３０にほぼ接触するまで弁体部１から弁側軸２８が引き出される。即ち、主弁１８が弁座１６から離座して、弁座１６から最も離れた状態とされる。この状態から弁側軸２８の頭部７６が、アクチュエータ本体部４の軸結合空間４２内に入って、かつ頭部７８が開口８０の側方に位置するようにアクチュエータ本体部４を配置する。この状態において、短スリーブ４４の先端がフランジ２６のアクチュエータ本体部４側の面にほぼ接触している。同図（ｂ）に示すように頭部７６がＴ溝７８に開口８０から入るようにアクチュエータ本体部４を側方に滑らせる。或いは、逆に弁ハウジング２を逆方向に滑らせる。これによって頭部７６が開口８０を介してＴ溝７８に入った状態で、短スリーブ４４の外周面がフランジ２６の内孔２７の周面と一致している。この状態から同図（ｃ）に示すようにアクチュエータ本体部４を弁部１側に移動させる。或いは、逆に弁ハウジング２をアクチュエータ本体部４側に移動させる。

このとき、主弁１８が弁座１６側に移動して着座しているが、アクチュエータ本体部４の一端面４１と、弁部１のフランジ２６のアクチュエータ本体部４側の端面との間にごくわずかな隙間がある。その隙間をなくすように、同図（ｃ）に示すように弁部１と結合したフランジ２６と、アクチュエータ本体部４とを締結手段、例えばボルトによって結合する。この結合時、主弁１８は弁座１６側に移動して確実に着座し、それ以上弁座１６側に移動不可能となり、その反力が弁側軸２８及びピストン軸５２を介してピストン５０に伝達され、同図（ｂ）に示すように今まで区画壁５４に接触していたピストン５０は、同図（ｃ）に示すように区画壁５４からわずかに離れ、コイルばね６０が圧縮されて押圧力を発生し、その押圧力によって主弁１８は弁座１６に確実に着座した状態が保持される。

このように主弁１８が弁座１６に着座した状態を保持するために、短スリーブ４４の長さ、即ちストローク（同図（ｃ）に示すようにフランジ２６の内孔２７内にある先端から短円筒状部４０の端面４１までの距離）は、同図（ｂ）に示すように、主弁１８が弁座１６から離座して、弁座１６から最も離れた状態において、フランジ２６のアクチュエータ本体部４側の端面と、短円筒状部４０の端面４１との間の距離に等しいか若干短く設定されている。また、ボルトによって結合しているので、本体部１とアクチュエータ部４とはボルトで引っ張り込むことで結合され、結合時に主弁１８に回転力が発生せず、主弁１８の損傷が発生しない。

この容器弁では、弁側軸２８は、弁ハウジング２に対して段付きリング３０とガイド３８とによって水平部２ｂの中心軸線上を進退可能に取り付けられ、ピストン軸５２はアクチュエータ本体部４に対して隔壁５４によるガイドと、シリンダ４８によるガイドとによって短円筒状部４０の中心軸線上を進退可能とされて、更に弁側軸２８とピストン軸５２とはＴ溝結合されているので、たとえ弁ハウジング２の水平部２ｂの中心軸線とアクチュエータ本体部４の短円筒状部４０の中心軸線とが完全に一致していない状態で弁ハウジング２とアクチュエータ本体部４とが接続されていても、ピストン５０の進退に従ってピストン軸５２が進退すると、弁側軸２８も進退し、弁座１６に主弁１８を着座、離座させることができる。従って、弁ハウジング２の水平部２ｂの中心軸線とアクチュエータ本体部４の短円筒状部４０の中心軸線とが完全に一致するように、弁ハウジング２とアクチュエータ本体部４とを接続する必要がなく、その接続作業が容易になる。さらに、弁側軸２８の球面の突出端２８ａは、拡大収容溝７８ｂの壁７７に球面接触しているので、弁側軸２８とピストン軸５２とが傾斜していても、弁座１６に主弁１８を着座、離座させることができるし、弁側軸２８とピストン軸５２との２本の軸が、主弁１８を弁座１６に着座させるために押し合っていても、主弁１８に偏荷重が加わることを防止できる。

上記の実施形態では、主弁１８に対する手動の開閉手段を設けたが、これは場合によっては除去することができる。上記の実施形態では、弁側軸２８にＴ溝結合用の頭部７６を形成し、ピストン軸５２側にＴ溝７８を形成したが、逆に弁側軸２８にＴ溝を形成し、ピストン軸５２側に頭部を形成することもできる。上記の実施形態では、フランジ２６を設けたが、場合によってはフランジ２６を設けずに、弁ハウジング２の垂直部２ｂをアクチュエータ本体部４側に延長して、その端に直接にアクチュエータ本体部４を結合することもできる。この場合、軸封スリーブ３２等を除去して弁側軸２８が挿通される孔を形成し、この孔をガイドとして使用することができる。上記の実施形態では、弁側軸２８の先端をアクチュエータ本体部４の軸結合室４２内に突出させて、軸結合室４２でピストン軸５２と結合させたが、逆に弁ハウジング２の垂直部２ｂ側に軸結合室を形成し、ピストン軸５２の先端を垂直部２ｂ内の軸結合室まで突出させ、この軸結合室内で弁側軸２８と結合することもできる。

上記の実施形態では、短スリーブ４４を形成したが、これに代えて、弁本体部１とアクチュエータ部４とを結合した状態で、フランジ２６の内孔２７内に侵入するように複数の凸部を軸結合室４２の周囲に間隔をおいて形成することもできる。また、上記の実施形態では、主弁１８が弁座１６から離座して、最も弁座１６から最も離れた状態で、フランジ２６のアクチュエータ本体４側の面とアクチュエータ本体部４の一端面４１との間の距離に等しいか若干短い長さを、短スリーブ４４は有しているが、この長さよりも短い長さを短スリーブ４４に持たすこともできる。また、上記の実施形態では、短スリーブ４４をアクチュエータ本体部４側に形成したが、短スリーブ４４を除去し、フランジ２６の内孔２７の周囲に短スリーブ４４に相当する短スリーブを形成し、これを軸結合室４２の内周面に接触させるように構成することもできる。また、短スリーブ４４を除去し、短スリーブ４４に相当するものを短円筒状部４０の外周面に形成し、これの内周面がフランジ２６の外周面に接触するように構成することもできる。逆に、フランジ２６の外周面に短スリーブ４４に相当するものを設け、これの内周面が短円筒状部４０の外周面に接触するように構成することもできる。

上記の実施形態では、第１のガイドとして段付きリング３０とガイド３８とを設けたが、いずれか一方のみを設けることもできる。同様に第２のガイドとして、隔壁５４と、シリンダ４８の内周面を用いたが、いずれか一方のみを使用することもできる。

上記の実施形態では、容器弁として、駆動流体が供給されていない状態で閉弁され、駆動流体が供給されると開弁されるものを示したが、ばね６４を区画壁５４とピストン５２との間に形成して、このばね６４でピストン５０をアクチュエータカバー４ｂ側に押圧し、駆動流体をピストン５０とアクチュエータカバー４ｂ側に供給するように構成して、駆動流体が供給されていない状態で開弁され、駆動流体が供給されると閉弁される構成とすることもできる。上記の実施形態では、弁本体部１とフランジ２６とを別個に設けたが、場合によってフランジ２６を弁本体部１と一体に設けることもできる。上記の実施形態では、給排口６２をアクチュエータ本体部４の円筒状部４０に設けたが、例えばフランジ２６に給排口６２を形成し、これをシリンダ室５６に通じるように通路を円筒状部４０に形成することもできるし、給排口を弁本体部の垂直部２ａに形成し、これがシリンダ室５６に通じるように、フランジ２６、アクチュエータ本体部４の円筒状部４０に通路を形成することもできる。

１ 弁本体部
４ アクチュエータ本体部
６ 流入口
８ 流入路（流路）
１０ 流出口
１２ 流出路（流路）
１６ 弁座
１８ 主弁（弁体）
２８ 弁側軸（第１の軸）
３０ ３８ ガイド（第１のガイド）
４８ シリンダ
５０ ピストン
５２ ピストン軸（第２の軸）
５４ 隔壁（第２のガイド）
６２ 給排口
７６ 頭部
７８ Ｔ溝

本発明の一態様の開閉弁は、弁本体部を有し、前記弁本体部内に、外界に開口して互いに離れて位置する流体の流入口及び流出口が設けられている。前記流入口と前記流出口とは、前記弁本体部内に形成された流路によって繋がれている。この弁本体部に開閉部が設けられている。開閉部では、前記流路の中途に弁座が設けられている。この弁座は、前記弁本体部の一端側と他端側とを繋ぐ第１の直線上に開口している。第１の直線は、例えば弁本体部の中心軸線である。この弁座に着座及び離座可能に弁体が設けられている。前記弁体の前記弁座と反対側から第１の直線に沿って弁本体部の第１の軸が伸びている。前記第１の軸は前記第１の直線に沿って進退可能に前記弁本体部内の第１のガイドによってガイドされている。前記弁本体部の一端にアクチュエータ本体部が、その一端を接触させて取り付けられている。このアクチュエータ本体部にアクチュエータ部が設けられ、アクチュエータ部は、前記アクチュエータ本体部内にシリンダを有している。シリンダ内には、前記アクチュエータ本体部の一端から他端に向かう第２の直線の方向に進退可能にピストンが配置されている。第２の直線は、例えばアクチュエータ本体部の中心軸線である。前記ピストンから前記第２の直線に沿って第２の軸の先端が前記アクチュエータ本体部の一端側に伸びている。第２の軸が前記第２の直線に沿って進退可能に前記アクチュエータ本体部内の第２のガイドによってガイドされている。前記アクチュエータ本体部の一端を前記弁本体部の一端に接触させた状態で、前記第１及び第２の軸の先端同士がＴ溝結合されている。このＴ溝結合は、前記第１及び第２の軸の先端の一方に形成されたＴ溝と、前記第１及び第２の軸の先端の他方に形成されており、前記Ｔ溝に前記Ｔ溝の側方から侵入しているＴ字状の頭部とを有している。このＴ溝結合では、例えばＴ溝を第２の軸に設け、Ｔ字状の頭部を第１の軸に設けることもできるし、逆にＴ溝を第１の軸に設け、Ｔ字状の頭部を第２の軸に設けることもできる。前記ピストンを前記第２の直線の方向に進退させる駆動流体を駆動流体給排手段が前記シリンダに給排して、前記弁体を前記弁座に着座及び離座させる。前記弁本体部の一端と前記アクチュエータ本体部の一端との一方に空間が形成されている。前記空間は、アクチュエータ本体部側に形成することもできるし、弁本体部側に設けることもできる。前記空間には、前記第１及び第２の軸の先端が配置されている。前記空間は、前記弁本体部と前記アクチュエータ本体部とが、それらの側方に相対移動したとき、前記空間内で前記第１及び第２の軸の先端がそれらの側方から相対移動可能に形成されている。

上記の態様の開閉弁において、前記アクチュエータ本体部の一端と前記弁本体部の一端とが非接触で、且つ前記弁体が前記弁座から離座している状態で、前記Ｔ字の頭部が前記Ｔ溝の側方に位置させることができる。この場合、前記弁本体部と前記アクチュエータ本体部とが、第１及び第２の軸の側方から第１及び第２の軸側に相対移動することによって、前記空間内で前記Ｔ溝結合が行われたときの前記弁本体部の一端と前記アクチュエータ本体部の一端との距離は、前記弁本体部及び前記アクチュエータ本体部の側方への相対移動後に前記弁本体部の一端と前記アクチュエータ本体部の一端とが接触したとき、前記弁体が前記弁座に着座するように選択されている。

本発明の他の態様の開閉弁は、上記の態様の開閉弁と同様に、弁本体部と、流入口及び流出口と、流路と、開閉部と、アクチュエータ本体部と、アクチュエータ部と、Ｔ溝結合と、駆動流体給排手段とを有している。さらに、前記弁本体部の一端及び前記アクチュエータ本体部の一端のうち一方に凸部が形成されている。この凸部は、前記弁本体部の一端と前記アクチュエータ本体部の一端とが非接触の状態において、その非接触を維持し、前記弁本体部及び前記アクチュエータ本体部の側方への相対移動時に前記Ｔ溝に前記Ｔ字状の頭部が結合するように、前記弁本体部の一端及び前記アクチュエータ本体部の一端の他方に接触している。前記弁本体部の一端及び前記アクチュエータ本体部の一端のうち他方に収容部が形成されている。この収容部は、前記弁本体部及び前記アクチュエータ本体部の側方への相対移動後に前記弁本体部の一端と前記アクチュエータ本体部の一端とが接触したとき、前記凸部が嵌め込まれる。

本発明の他の態様の開閉弁は、弁本体部を有し、前記弁本体部内に、外界に開口して互いに離れて位置する流体の流入口及び流出口が設けられている。前記流入口と前記流出口とは、前記弁本体部内に形成された流路によって繋がれている。この弁本体部に開閉部が設けられている。開閉部では、前記流路の中途に弁座が設けられている。この弁座は、前記弁本体部の一端側と他端側とをつなぐ第１の直線上に開口している。第１の直線は、例えば弁本体部の中心軸線である。この弁座に着座及び離座可能に弁体が設けられている。前記弁体の前記弁座と反対側から第１の直線に沿って弁本体部の第１の軸が伸びている。前記第１の軸は前記第１の直線に沿って進退可能に前記弁本体部内の第１のガイドによってガイドされている。前記弁本体部の一端にアクチュエータ本体部が、その一端を接触させて取り付けられている。このアクチュエータ本体部にアクチュエータ部が設けられ、アクチュエータ部は、前記アクチュエータ本体部内にシリンダを有している。シリンダ内には、前記アクチュエータ本体部の一端から他端に向かう第２の直線の方向に進退可能にピストンが配置されている。第２の直線は、例えばアクチュエータ本体部の中心軸線である。前記ピストンから前記第２の直線に沿って第２の軸の先端が前記アクチュエータ本体部の一端側に伸びている。第２の軸が前記第２の直線に沿って進退可能に前記アクチュエータ本体部内の第２のガイドによってガイドされている。前記アクチュエータ本体部の一端を前記弁本体部の一端に接触させた状態で、前記弁体が前記弁座に着座し、互いに接触している前記弁本体部の一端と前記アクチュエータ本体部の一端との一方に形成された空間内において、前記第１及び第２の軸の先端同士が結合されている。その結合は、前記第１及び第２の軸の先端の一方に形成されたＴ溝に、前記第１及び第２の軸の先端の他方に形成されたＴ字状の頭部が、前記Ｔ溝の側方から侵入したＴ溝結合によって、行われている。前記弁本体部の一端及び前記アクチュエータ本体部の一端のうち一方に、凸部が形成されている。前記弁本体部の一端及び前記アクチュエータ本体部の一端のうち他方に、前記凸部がはめ込まれている収容部が設けられている。前記アクチュエータ本体部の一端と前記弁本体部の一端とが非接触状態で前記弁体が前記弁座から離座して最も離れている状態で、かつ前記Ｔ溝結合した状態で、前記アクチュエータ本体部の一端と前記弁本体部の一端との間の距離以下の長さを前記凸部が有している。

Claims (4)

1. 弁本体部と、
   前記弁本体部内に、外界に連通して互いに離れて設けられた流体の流入口及び流出口と、
   前記弁本体部内において前記流入口と前記流出口とを繋いで形成された流路と、
   前記流路の中途に、前記弁本体部の一端側と他端側とをつなぐ第１の直線上に開口して設けられた弁座に、着座及び離座可能に弁体が設けられ、前記弁体の前記弁座と反対側から前記第１の直線に沿って第１の軸の先端が伸び、前記第１の軸が前記第１の直線に沿って進退可能に前記弁本体部内の第１のガイドによってガイドされている開閉部と、
   前記弁本体部の一端に一端が接触して取り付けられたアクチュエータ本体部と、
   前記アクチュエータ本体部内に形成したシリンダ内に、前記アクチュエータ本体部の一端から他端に向かう第２の直線の方向に進退可能にピストンが配置され、前記ピストンから前記第２の直線に沿って前記弁本体部側に先端が伸びた第２の軸が前記第２の直線に沿って進退可能に前記アクチュエータ本体部内の第２のガイドによってガイドされたアクチュエータ部と、
   前記ピストンを前記第２の直線の方向に進退させる駆動流体を前記シリンダに給排する駆動流体給排手段とを、
   有し、前記アクチュエータ本体部の一端を前記弁本体部の一端に接触させた状態で、前記弁体が前記弁座に着座し、互いに接触している前記弁体部の一端と前記アクチュエータ本体部の一端との一方に形成された空間内において、前記第１および第２の軸の先端同士が結合され、その結合は、前記第１及び第２の軸の先端の一方に形成されたＴ溝に、前記第１及び第２の軸の先端の他方に形成されたＴ字状の頭部が、前記Ｔ溝の側方から侵入したＴ溝結合によって、行われている開閉弁。
2. 請求項１記載の開閉弁において、前記弁体部の一端及び前記アクチュエータ本体部の一端のうち一方に、凸部が形成され、前記弁体部の一端及び前記アクチュエータ本体部の一端のうち他方に、前記凸部がはめ込まれている収容部を有している開閉弁。
3. 請求項２記載の開閉弁において、前記アクチュエータ本体部の一端と前記弁本体部の一端とが非接触状態で前記弁体が前記弁座から離座して最も離れている状態で、かつ前記Ｔ溝結合した状態で、前記アクチュエータ本体部の一端と前記弁本体部の一端との間の距離以下の長さを前記凸部が有している開閉弁。
4. 請求項１記載の開閉弁において、前記Ｔ字状の頭部の先端は、前記Ｔ溝に球面接触している開閉弁。

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