JP2646336B2 - 手動操作バルブのハンドル機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に金属イオンの混入
をきらう半導体製造工程などに用いられる化学薬品や純
水の配管に好適な手動式バルブのハンドル機構に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体製造や化学工業分野にお
いて、腐食性の強い化学薬品や高純水を配管を通じて移
送する場合、そこに使われるバルブは耐腐食性などに優
れた合成樹脂製のものであり、機械や電磁操作により開
閉する構造以外にも手動操作式のものも多く用いられて
いる。

【０００３】図５はその手動操作バルブの一従来例を示
している。同図の手動操作バルブはボディａ、弁座ｂ、
弁体ｃ、シャフトｄなど主要構成部材が樹脂製であり、
弁座ｂがボディａの下部側に一体に設けられた流通路ｅ
に位置し、この弁座ｂに対してシャフトｄの下端に設け
られたダイヤフラムなどからなる弁体ｃを開閉する構造
である。この場合、シャフトｄは中間部分に形成した雄
ねじｆをボディａ側の雌ねじｇに噛み合わせた状態で、
上端のハンドルｈを回動操作することにより、流通路ｅ
を通る流体を開閉制御する。なお、ボディａにはリッド
ｊが一体に組み付けられていて、シャフトｄの上端側が
そのリッドｊに設けられた挿通孔を通って外部に突出し
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の手
動操作バルブの内、弁体ｃに直結されたシャフトｄの一
端部分を利用して回動操作するハンドルでは、バルブを
全開する場合、ハンドルｈをシャフトｄの突出する方向
へ回動操作して、雄ねじｆを形成している径大部がリッ
ドｊの内壁に当接した時点で回動を止めることとなる。
しかし、このようなハンドルｈの回動操作においては、
雄ねじｆを形成している径大部がリッドｊ内壁に当接し
た状態になっているのにもかかわらず、ハンドルｈを更
に同方向に廻すとリッドｊ等のボディａ側が金属製の場
合は手の力でそれ以上廻らないものの、樹脂製であると
ねじの螺合状態を損ねるばかりでなく、リッドｊ等のボ
ディａ側にクラックを生じて破損することもあった。こ
れは、一般的に化学薬品を取り扱う場合に厚手のゴム手
袋を使用しており、作業者がゴム手袋を介してハンドル
ｈを回動操作するので、不用意に大きな力が加わり易い
ことに起因すると考えられ、しかもバルブ全開状態は作
業者の手感触ないしは勘で判断しており、手袋を使用し
ているとその感覚がずれてしまうことなども要因とな
る。

【０００５】そこで、本発明の目的は、上記問題を解消
するもので、安全性に優れると共に操作性を向上した手
動式バルブの開閉ハンドル機構を提供することにある。
さらに、他の目的は、以下に説明する内容の中で順次明
らかにして行く。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的は、本発明の要
部である、樹脂製ボディ内に配置された弁体に対して直
結されたシャフトの一端部分を利用して回動操作するこ
とにより、ボディの流体通路ないしはボディに結合した
管内を通る流体を制御する手動式バルブのハンドル機構
において、前記シャフトが弁体に直結した下部シャフト
と、下部シャフト側に雄ねじを形成した上部シャフトと
に二分割されており、前記下部シャフトがボディ内の軸
方向に移動自在に配置されると共に、第１付勢手段の付
勢力により弁体の開方向へ移動配置され、かつ弁体の全
開状態で下部シャフトの外周部に設けられた突起部をボ
ディ側に設けられた係止部に当ててその移動を規制され
る一方、前記上部シャフトが前記弁体の全開状態以降に
あって空転自在となり、この空転状態から一方向へ回動
操作されることによりその雄ねじをボディ側に設けられ
た雌ねじに螺入しつつ下部シャフト側へ移動を開始し、
かつこの移動開始した後に前記第１付勢手段の付勢圧に
抗して下部シャフトを弁体の閉方向へ押し込め移動する
ようにした。

【０００７】以上の本発明では、以下のように構成する
ことがより好ましい。第１に、前記ボディに空転自在に
組み付けられて、前記上部シャフトを一体に回動操作可
能なカバー部材を有していることである。第２に、前記
上部シャフトが、第２付勢手段の付勢力により下部シャ
フト側へ付勢されて、上部シャフトの空転状態にあると
きにその雄ねじをボディ側の雌ねじに接する状態に保持
されていることである。

【０００８】

【作用】以上の本発明によれば、バルブを閉じる場合
は、上部シャフト（カバー部材を有するときはそれ）を
空転状態からねじ嵌合状態に回動操作する。つまり、上
部シャフトは一方向に回動操作されることにより、その
雄ねじをボディ側に設けられた雌ねじに螺入しながら下
部シャフト側へ移動を開始する。そして、この螺入状態
での移動が開始された後に、上部シャフトは下部シャフ
トに当たり、第１付勢手段の付勢圧に抗してさらに螺入
されつつ下部シャフトを押し込め移動する。その結果、
弁体は下部シャフトを介して弁座に密接されて閉じる。
逆に、バルブを開ける場合は、上部シャフト（カバー部
材を有するときはそれ）を逆向きに回動操作する。上部
シャフトは、この回動操作によりねじの噛み合いを介し
て下部シャフトから離れる方向へ移動される。この移動
過程においては、先ず、下部シャフトが第１付勢手段で
付勢されているので弁体の全開状態に至るまで連動して
移動された後、前記突起部がボディ側の係止部に当接し
てその移動を停止する。この状態からは上部シャフトが
ねじの噛み合いを介して移動し下部シャフトから離れ
る。上部シャフトは下部シャフトから離れた後、少しす
ると前記ねじの噛み合いが解放されて空転状態となる。
このように、上部シャフトは空転状態を形成することに
より、ボディ側に不要な力が加わることを防止し、ま
た、手で操作している人に対して開状態になったことを
感覚的に分かるようにして的確な操作を可能にするので
ある。

【０００９】

【実施例】図１から図４は本発明を適用した実施例を示
し、図１は装置構成の概略をバルブの閉状態で示す断面
図、図２はボディに組み付けられるカバー部材および上
部シャフトを下側から見た図、図３はバルブの開状態で
示す断面図である。なお、図１は図２のＡ−Ａ線方向で
の断面に相当し、図３は図２のＢ−Ｂ線方向での断面に
相当している。図の手動操作バルブは、ボディ１，弁体
３，カバー部材４，シャフト５等の構成部品が共に耐腐
食性ないしは耐薬品性に優れたふっ素樹脂等の合成樹脂
製からなり、ボディ１内の弁体３に対して直結されたシ
ャフト５の一端部分を利用して回動操作することによ
り、バルブ１の開閉を行なう点で従来と同じくしてい
る。異なる構成は、シャフト５が弁体３に直結した下部
シャフト６と、雄ねじ部７１を一部に形成した上部シャ
フト７とに二分割されている点、ボディ１に空転自在に
組み付けられて上部シャフト７を一体に回動操作可能な
カバー部材４を有している点、第１付勢手段であるスプ
リング２Ａおよび第２付勢手段であるスプリング２Ｂ等
を有している点であり、以下、これら要部について詳述
する。

【００１０】ボディ１は、内部にシャフト挿通孔１１を
形成し、上部側にあって一段径小に形成されている外周
部１２および周回溝１３に対しカバー部材４が空転自在
に組み付けられると共に、下部側に管部８を一体に結合
している。管部８はその両側に形成している接続用ねじ
部８１を介して配管側に接続される。管内の中間部には
弁座８２が突出形成されていて、この弁座８２に対して
弁体３を開閉作動する。弁体３はダイヤフラムであり、
中心部の取付部３１が下部シャフト６の端面部に設けら
れた凹所に結合される一方、その周囲部３２がボディ１
と管体８との間に固定状態に挟持されている。シャフト
挿通孔１１は、下から上側に沿って係止部１４を形成し
ている孔部分、最径小孔部分、スプリング２Ａの下端部
を収納配置するための周回溝１５を形成している最径大
孔部分を有し、また、前記最径大孔部分の略中間位置に
雌ねじ１６を形成している。なお、符号９Ａはボデイ１
側に結合されたベースプレートであり、符号９Ｂはｏリ
ング等のシール部材である。

【００１１】下部シャフト６は、シャフト挿通孔１１に
移動自在に配置されると共に、軸下側に突起部６１を持
ち、この突起部６１がシャフト挿通孔１１の係止部１４
に当接することにより上側移動が規制される。また、下
部シャフト６は、軸上側が２重の段差に形成されその最
径大部段差端面６２と、シャフト挿通孔１１の周回溝１
５との間に圧縮した状態で配置されたスプリング２Ａを
有し、このスプリング２Ａのばね圧により通常は図３に
示す如く突起部６１が係止部１４に当接するまで上方へ
移動されている。

【００１２】上部シャフト７は、下から上側に沿って雄
ねじ７１を形成している径大部分、断面略楕円状に形成
された楕円部分７２、径小軸部分７３からなり、雄ねじ
７１側の端面中央に形成された当接用突起７４を有して
いる。そして、上部シャフト７はカバー部材４にはめ込
まれた後、ボディ１側に組み付けられる。

【００１３】カバー部材４は、図１から図３に示す如く
略中間部から下側が６個のスリット４１により分割さ
れ、かつ下端内壁に係止突起４２を持つ複数の片部４３
に形成されており、各片部４３を拡径しながらボディ１
側の外周部１２にはめ込まれて、ボディ１側に対し係止
突起４２が周回溝１３に嵌合した状態で空転自在に組み
付けられる。また、カバー部材４の内部にあって、各片
部４３の上側には挿通孔４４および貫通孔４５が設けら
れると共に、挿通孔４４を横切る径方向には図１，図２
に表れる如く長細い断面楕円状の嵌合孔４６が形成され
ている。嵌合孔４６には、上部シャフト７の径小軸部分
７３にスプリング２Ｂを巻き付けた状態で、楕円部分７
２がスプリング２Ｂのばね圧に抗しながら嵌合される。
そして、この状態からボディ１側に組み付けられるので
ある。

【００１４】この場合は、図３の如くカバー部材４がボ
ディ１に対し周回溝１３と係止突起４２との嵌合、嵌合
孔４６と上部シャフト７の楕円部分７２との嵌合によ
り、上部シャフト７と一体に空転自在に組み込まれる。
また、上部シャフト７は、径小軸部分７３に巻き付けた
スプリング２Ｂのばね圧により下方向に移動されて、下
部シャフト６の上端面に対し隙間Ｌを保ってその突起７
４を対抗位置している（図４（イ）を参照）。なお、第
２付勢手段であるスプリング２Ｂは、第１付勢手段であ
るスプリング２Ａよりもばね圧が小さなものが用いられ
ている。

【００１５】次に、以上の手動式バルブのハンドル動作
を、図４（イ），（ロ）を含めて参考しつつ説明する。
図４（イ）は図３における上部シャフト７と下部シャフ
ト６との対抗部分を拡大した図、同（ロ）は上部シャフ
ト７が螺入を開始した後に下部シャフト６に当接した状
態を示している。なお、上部シャフト７は、空転自在な
状態において、スプリング２Ｂにより常時、下部シャフ
ト６側へ押されており、図４（イ）の如く雄ねじ７１が
ボディ１側の雌ねじ１６に軽く当接した状態に保持され
ている。この状態では上部シャフト７と下部シャフト６
との間に隙間Ｌが形成されている。先ず、図３のバルブ
開状態からバルブを閉じる場合はカバー部材４を手で決
められた一方向へ回動操作すると、上部シャフト７がカ
バー部材４と一体に回動される。すると、雄ねじ７１は
図４（イ）の如く雌ねじ１６に軽く当接した状態になっ
ているので、ねじの噛み合いがスムースに行なわれて螺
入が開始される。また、この螺入が進むとまもなく、上
部シャフト７の下部突起７４が下部シャフト６の上端面
に当接して図４（ロ）の状態となる。図４（イ）から
（ロ）の間の螺入過程ではスプリング２Ａの付勢力を受
けずに行なわれるので、ねじの噛み合いを直ちに形成
し、かつ弱い力で回動操作可能となるのである。そし
て、前記回動操作をさらに行なうと、上部シャフト７の
雄ねじ７１がボディ１側の雌ねじ１６に螺入しつつ、図
４（ロ）の状態から下部シャフト６を下方向へさらに押
圧移動する。下部シャフト６の移動時にはスプリング２
Ａのばね圧を受けることは勿論である。そして、図１に
示すように、下部シャフト６の移動により弁体３が弁座
８２に密接すると、バルブが閉じられた状態に保持され
るのである。

【００１６】逆に、バルブを開ける場合には上部シャフ
ト７を閉じるときと逆向きにカバー部材４を回動操作す
る。すると、上部シャフト７がねじの噛み合いを介して
上方へ移動される。この移動過程を詳述すると、先ず、
下部シャフト６がスプリング２Ａにより付勢されている
ので弁体３の全開状態に至るまで連動して移動された
後、突起部６１が係止部１４に当接してその移動を停止
する。この状態からは上部シャフト７はねじの噛み合い
を介してさらに移動し、下部シャフト６から離れる。上
部シャフト７が下部シャフト６から離れた後、少しする
とねじの噛み合いが解放されて図４（イ）の如く、空転
自在の状態に保たれる。このように、上部シャフト７が
空転状態を形成することにより、従来の如くボディ１側
に不要な力が加わることがなくなって安全性を向上で
き、また、手で操作している人は開状態になったことが
感覚的に分かるので的確に操作できるのである。また、
カバー部材７は、ボディ１側に空転自在に組み付けられ
ているので、回動操作時の安定化が得られ、またボディ
１を簡素化することも容易になる。しかも、下部シャフ
ト６は、突起部６１を持ち、これをボディ１側の係止部
１４に当ててその上移動を規制されるようになっている
ので、前述した隙間Ｌが形成可能になり、さらにねじの
噛み合いが解放され、カバー部材４の空転時における抵
抗を少なくできる。そして、これに加え、スプリング２
Ｂの存在により両シャフト６，７の隙間Ｌを保った状態
で、バルブを閉じる際に上部シャフト７の螺入がスプリ
ング２Ａの抵抗を受ける前に直ちに開始できるのであ
る。

【００１７】なお、本発明は、実施例のバルブ構造に限
られるものではなく、手動操作バルブの内、主要構成部
材が樹脂製のものであれば一般に適用できるものであ
る。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
バルブを開ける場合には上部シャフトを閉じるときと逆
向きに回動操作すると、上部シャフトがねじの噛み合い
を介して下部シャフトから離れる方向へ移動された後、
ねじの噛み合いが解放されて空転され、同時に弁体が下
部シャフトを介して弁座から離れて開状態になる。この
ように、上部シャフトが空転状態を形成することによ
り、従来構造に対し、ボディ側に不要な力が加わること
がなくなって安全性を向上でき、手で操作している人は
開状態になったことが感覚的に分かるので的確に操作で
きる。また、バルブを閉じる場合には、上部シャフトを
空転状態から一方向へ回動操作すると、上部シャフトが
その雄ねじをボディ側の雌ねじに螺入しながら下部シャ
フト側へ移動を開始し、この移動が開始された後に上部
シャフトが下部シャフトに当たり、第１付勢手段の付勢
圧に抗してさらに螺入されつつ下部シャフトを押し込め
移動するので、ねじの噛み合い状態が空転状態からスム
ース、かつ弱い力で得ることができる。

【００１９】しかも、ボディは空転自在に組み付けられ
て、上部シャフトを一体に回動操作可能なカバー部材を
備えることにより、操作部の安定化、ボディの簡素化な
どが可能になる。また、上部シャフトは、第２付勢手段
の付勢力によって下部シャフト側へ付勢され、空転状態
にあるときにその雄ねじをボディ側の雌ねじに接する状
態に保持されることにより、空転状態からねじの噛み合
いを直ちに得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した装置構成の概略をバルブの閉
状態で示す断面図である。

【図２】前記装置構成のボディに組み付けられるカバー
部材等を下側から見た図である。

【図３】本発明を適用した装置構成の概略をバルブの開
状態で示す断面図である。

【図４】図３における上下シャフト部間の隙間を示す拡
大断面図である。

【図５】従来の手動操作バルブの装置構成例を示す概略
断面図である。

【符号の説明】

１ 樹脂製ボディ ３ 弁体 ４ カバー部材 ５ シャフト ６ 下部シャフト ７ 上部シャフト ２Ａ 第１付勢手段 ２Ｂ 第２付勢手段 １４ 係止部 １６ 雌ねじ ６１ 突起部 ７１ 雄ねじ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一木 貢 茨城県勝田市東石川2336 有限会社エ ム・アイテクノ内

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂製ボディ内に配置された弁体に対し
   て直結されたシャフトの一端部分を利用して回動操作す
   ることにより、前記ボディの流体通路ないしはボディに
   結合した管内を通る流体を開閉制御する手動式バルブの
   ハンドル機構において、 前記シャフトが弁体に直結した下部シャフトと、下部シ
   ャフト側に雄ねじを形成した上部シャフトとに二分割さ
   れており、 前記下部シャフトがボディ内の軸方向に移動自在に配置
   されると共に、第１付勢手段の付勢力により弁体の開方
   向へ移動配置され、かつ弁体の全開状態で下部シャフト
   の外周部に設けられた突起部をボディ側に設けられた係
   止部に当ててその移動を規制される一方、 前記上部シャフトが前記弁体の全開状態以降にあって空
   転自在となり、この空転状態から一方向へ回動操作され
   ることによりその雄ねじをボディ側に設けられた雌ねじ
   に螺入しつつ下部シャフト側へ移動を開始し、かつこの
   移動開始した後に前記第１付勢手段の付勢圧に抗して下
   部シャフトを弁体の閉方向へ押し込め移動することを特
   徴とする手動式バルブのハンドル機構。
2. 【請求項２】 前記ボディに空転自在に組み付けられ
   て、前記上部シャフトを一体に回動操作可能なカバー部
   材を有している請求項１記載の手動式バルブのハンドル
   機構。
3. 【請求項３】 前記上部シャフトが、第２付勢手段の付
   勢力により下部シャフト側へ付勢されて、上部シャフト
   の空転状態にあるときにその雄ねじをボディ側の雌ねじ
   に接する状態に保持されている請求項１または２記載の
   手動式バルブのハンドル機構。