JP2877213B2 - 空気アクチュエータ付ダイヤフラム式高圧ガスバルブ - Google Patents

空気アクチュエータ付ダイヤフラム式高圧ガスバルブ

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JP2877213B2 JP16159990A JP16159990A JP2877213B2 JP 2877213 B2 JP2877213 B2 JP 2877213B2 JP 16159990 A JP16159990 A JP 16159990A JP 16159990 A JP16159990 A JP 16159990A JP 2877213 B2 JP2877213 B2 JP 2877213B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (I)…産業上の利用分野 本発明は、ダイヤフラム式高圧ガスバルブに遠隔操作
用の空気アクチュエータを備えた、空気アクチュエータ
付高圧ガスバルブに係るものである。
(II)…従来技術とその課題 (1)…近時、高圧ガスバルブの分野において、例えば
半導体製造工程のクリーンルーム内に設置する場合など
に、人が手で直接操作するハンドル開閉式に代えて、遠
隔操作できるものが要求されるようになり、その要望に
沿うべく、例えば空気圧によって作動するコンパクト構
成の空気アクチュエータ(空気圧作動式弁開閉装置)が
開発されつつある。
(2)…而して、現在開発されているものとしては、例
えば、特開平1−112091号、発明の名称「空気アクチュ
エータ並びに弁及び弁アクチュエータの組合せ構造」に
係るようなものがあるが、これは空気アクチュエータを
円筒形ハウジング内に構成したものであり、その底板下
面中央に凸設したねじ付ニップル部を、弁体の弁室上部
の内面ねじに螺合して、弁体と空気アクチュエータを連
結固着するものであるが、その時、螺合するねじ付ニッ
プルに部の下面で、バルブの気密性を保持するための最
重要部分であるダイヤフラムの締付けシールを同時に行
うように構成されているため、保管、運搬、使用時等に
おける僅かな振動、外部衝撃等がダイヤフラムのシール
状態に直接影響することとなって、ガス漏洩が生じやす
いという、高圧ガスバルブにとって致命的な欠点があっ
て、未だに実用に供し得ない状態にあり、よって、実用
に対応し得る安全性を備えたものの開発が課題とされて
きたものである。
上記従来空気アクチュエータ付高圧ガスバルブの構成
及び作用を詳細に説明すると、 (i)、構成(第6図参照) 弁体1の弁室2内にコイルばね3で上方付勢された弁
棒4を設置し、該弁棒4上にダイヤフラム5を介して外
側弁棒6を設置し、ハンドル操作等によって外側弁棒6
+ダイヤフラム5+弁棒4を押圧下降し弁棒4下面を弁
座7に押圧して開弁し、その押圧を解くとコイルばね3
の弾発力で弁棒4+ダイヤフラム+外側弁棒6が押し上
げられて弁棒4下面が弁座7から離隔して開弁する既存
構成のダイヤフラム式高圧ガスバルブに、従来の手動式
ハンドルに代えて空気アクチュエータAを取付けたもの
であり、 該空気アクチュエータAは、底板8の下面中央にねじ
付ニップル部9(中央孔内に外側弁棒6を挿通した)を
凸設した上面開口の円筒形ハウジング10の円筒部11内
に、外側弁棒6、第1ピストンP1、圧力板12、第2ピス
トンP2(第1ピストンP1、圧力板12及び第2ピストンP2
は夫々気密兼上下摺動自在)、円板ばね13の順に嵌挿
し、上面開口にハウジングカバー14を円板ばね13を圧縮
しつつ螺着して構成したものであって、 上記空気アクチュエータAのねじ付ニップル部9を弁
体1の弁室2上部の内面ねじ15に螺合してその下端でダ
イヤフラム5を弁室2にシールしつつ、空気アクチュエ
ータAを弁体に連結固着して、空気アクチュエータ付高
圧ガスバルブを構成したものである。
(ii)、作用 開弁状態、即ち、ハウジングカバー14によって圧縮セ
ットされた円板ばね13の弾発力がガス圧及びコイルばね
3の弾発力に勝って、第1ピストンP1、第2ピストン
P2、外側弁棒6、ダイヤフラム5及び弁棒4を押下して
弁棒4下面が弁座7に圧接した、閉弁状態において、 送気孔16から圧力空気(または窒素)を下チャンバー
C1内に送給すると、空気は該下チャンバーC1→横溝また
は小孔17→通孔18→横溝19を通って上チャンバーC2に送
給され、第1、第2ピストンP1、P2が円板ばね13を圧縮
して上昇し、よって、円板ばね13の押圧を解かれた外側
弁棒6、ダイヤフラム5、弁棒4がコイルばね3の弾発
力で上昇して開弁する。
逆に、圧力空気をページするなどして第1、第2ピス
トンP1、P2の加圧を解くと、円板ばね13の弾発力で第
1、第2ピストンP1、P2、外側弁棒6、ダイヤフラム
5、弁棒4が下降して再び閉弁する。
従って、空気アクチュエータAへの圧力空気操作によ
って高圧ガスバルブを自在に遠隔開閉操作し得るもので
ある。
(III)…本発明の構成 (1)…本発明は、ダイヤフラム式高圧ガスバルブであ
り、手動開閉ハンドルに代えて、空気アクチュエータで
開閉操作するものであって、 該空気アクチュエータは、底板下面中央にねじ付ニッ
プル部を凸設した上面開口の円筒形ハウジングの円筒部
内に外側弁棒(ねじ付ニップル部の中心孔に嵌挿)、第
1ピストン、圧力板、第2ピストン、及び、円板ばねの
順に嵌挿し、上面開口にハウジングカバーを円板ばねを
圧縮しつつ螺合して構成したものであり、 上記空気アクチュエータのねじ付ニップル部を弁体の
弁室上部の内面ねじに螺合してその下端でダイヤフラム
をシールしつつ、空気アクチュエータを弁体に連結固着
して構成した空気アクチュエータ付ダイヤフラム式高圧
ガスバルブにおいて、 空気アクチュエータのねじ付ニップル部を、円筒部と
底板からなる円筒形ハウジングの底板と分離構成して、
別個独立の部材であるねじ付ニップルとして設けると共
に、該ねじ付ニップルを円筒形ハウジングの底板の中央
に設置し、 上記のねじ付ニップルを弁体の弁室上部の内面ねじに
螺合緊締することによりダイヤフラムをシールするよう
に備えたことを特徴とする、空気アクチュエータ付ダイ
ヤフラム式高圧ガスバルブである。
(IV)…実施例 (1)…実施例1(第1図参照) 第1図示の実施例1は、上記従来構成の空気アクチュ
エータ付ダイヤフラム式高圧ガスバルブ(第6図参照)
において、 空気アクチュエータAのねじ付ニップル部9を、円筒
部11と底板8からなる円筒形ハウジング10と分離構成し
て、別個独立の部材であるねじ付ニップル9aとして設け
ると共に、該ねじ付ニップル9aを円筒形ハウジング10の
底板8の中央に設置するようにしたものであり、 その設置は、ねじ付ニップル9aの下部を弁体1の弁室
2上部の内面ねじ15に螺合緊締してダイヤフラム5をシ
ールすると共に、円筒形ハウジング10の底板8にあけた
中心孔20に嵌挿したねじ付ニップル9aの上部にナット21
を螺合緊締して行い、 また、上記のようにねじ付ニップル9aを設置すること
によって円筒形ハウジング10(の底板8)とねじ付ニッ
プル9a及び弁体1の3者を連結して、本発明空気アクチ
ュエータ付高圧ガスバルブを構成したものである。
(2)…実施例2(第2図参照) 第2図示の実施例2は上記実施例1と略同様の構成で
あるが、但し、円筒形ハウジング10の円筒部11と底板8
を分離構成し、円筒部11の下端部に内面ねじ22を切設す
ると共に、底板8を外周面にねじ23を切設し中心孔20を
あけたリング状に設け、 弁室1上部の内面ねじ15に螺着したねじ付ニップル9a
を底板8の中心孔20に嵌合すると共に、ナット21をねじ
付ニップル9aのねじに螺合緊締して、該底板8と弁体1
を連結し、また、底板外周面のねじ23に円筒部11下端の
内面ねじ22を螺合して、該底板8と円筒部11を連結し
て、本発明空気アクチュエータ付ダイヤフラム式高圧ガ
スバルブを構成したものである。
また、本実施例2(実施例3〜5も同じ)は、円筒形
ハウジング10の円筒部11と圧力板12を一体に構成してい
る。
(3)…実施例3(第3図参照) 第3図示の実施例3は上記実施例2と略同様の構成で
あるが、但し、弁体1上部の外周面にもねじ24を切設
し、底板8の中心孔20を弁体1上部に嵌挿すると共に、
ナット21を弁体1上部のねじ24に螺合緊締して、該底板
8と弁体1を連結するように構成したものである。
(4)…実施例4(第4図参照) 第4図示の実施例は、上記実施例2、3がナット21を
締着して底板8と弁体1を連結するようにしていたのに
対し、底板8の中心孔20を弁体1の上部に嵌挿し、該弁
体上部に突設したフランジ25と底板8をボルト26で締結
するように構成したものである。
(5)…実施例5(第5図参照) 第5図示の実施例5は、上記実施例1〜4とやや異な
り、円筒形ハウジング10の底板8をはじめから省いた構
成とし、 円筒形ハウジング10の底板8に相当する円板部27を弁
体1の上部に延設してその外周面にねじ28を切設し、円
筒形ハウジング10の円筒部11下端に切設した内面ねじ22
に、円板部27の外周面のねじ28を螺合して、弁体1と円
筒部11を連結して構成したものである。
(V)…作用 本発明に係る空気アクチュエータ付ダイヤフラム式高
圧ガスバルブも、作用の点は前記従来例の「作用」の項
で説明したのと同一であるので、その説明を省略する。
(VI)…効果 (1)…バルブの気密性を保持する上で最重要部分であ
るダイヤフラムのシールを、空気アクチュエータから完
全に分離独立した部材であるねじ付ニップルで行なうよ
うにし、空気アクチュエータと一体構成(従来は一体構
成)でなくしたので、保管、運搬、使用時などに振動や
外部衝撃が空気アクチュエータ、弁体、ガス容器等に加
わっても従来のように直接影響を受けることなく有効な
シール状態を保持し得て、バルブの安全性を著しく向上
した効果がある。
(2)…従来はねじ付ニップル部を含め完全に一体構成
であった空気アクチュエータを、本発明はねじ付ニップ
ル、円筒部、底板等の部品に分割構成したため、例え
ば、特殊ガスに対して必要な材質の部品と、その配慮を
要しない部品の材質を分けて設計できる特徴があり、こ
れによって、例えばねじ付ニップル等の要部は優れた特
性を有する材質を用いて耐薬品性、気密性等を向上する
一方、他の大部分にはアルミニウムのような軽量な金属
や場合によってはプラスチック等を使用することも可能
となり、全体の性能向上と合わせて軽量化、コストダウ
ンなどを企図し得る。
(3)…上記のようにアルミニウムやプラスチック等を
使用可能とすることによって、色彩、デザイン等の選択
が自在となり、商品的価値を高め得る。
(4)…従来は弁体に空気アクチュエータを、そのねじ
付ニップル部をねじ込むだけで直接連結構成していたた
め、ねじ込みの終点位置が一定でなく、よって、開閉力
入力点(圧力空気送給孔の位置)を定位置に設定でき
ず、多様化するユーザーの要求に対応し切れない点があ
ったが、本発明はねじ付ニップルを別設し、また、円筒
形ハウジングの円筒部、底板等を分離構成したので、開
閉力入力点を自在に調節設定し得る利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図、 第2図、 第3図、 第4図、及び、 第5図は、何れも本発明の実施例の縦断正面図である。 第6図は従来例の縦断正面図である。 符号の説明 A……空気アクチュエータ P1……第1ピストン P2……第2ピストン C1……下チャンバー C2……上チャンバー、 1……弁体、 2……弁室 3……コイルばね 4……弁棒 5……ダイヤフラム 6……外側弁棒 7……弁座 8……底板 9……ねじ付ニップル 9a……本発明ねじ付ニップル 10……円筒形ハウジング 11……円筒部 12……圧力板 13……円板ばね 14……ハウジングカバー 15……内面ねじ(弁体1上部) 16……送気孔 17……横溝または小孔 18……通孔 19……横溝 20……中心孔(底板8) 21……ナット 22……内面ねじ(円筒部11) 23……ねじ(底板8外周) 24……ねじ(弁体1上部外周面) 25……フランジ 26……ボルト 27……円板部 28……ねじ(円板部27)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ダイヤフラム式高圧ガスバルブであり、手
    動開閉ハンドルに代えて、空気アクチュエータで開閉操
    作するものであって、 該空気アクチュエータは、底板下面中央にねじ付ニップ
    ル部を凸設した上面開口の円筒形ハウジングの円筒部内
    に外側弁棒(ねじ付ニップル部の中心孔に嵌挿)、第1
    ピストン、圧力板、第2ピストン、及び、円板ばねの順
    に嵌挿し、上面開口にハウジングカバーを円板ばねを圧
    縮しつつ螺合して構成したものであり、 上記空気アクチュエータのねじ付ニップル部を弁体の弁
    室上部の内面ねじに螺合してその下端でダイヤフラムを
    シールしつつ、空気アクチュエータを弁体に連結固着し
    て構成した空気アクチュエータ付ダイヤフラム式高圧ガ
    スバルブにおいて、 空気アクチュエータのねじ付ニップル部を、円筒部と底
    板からなる円筒形ハウジングの底板と分離構成して、別
    個独立の部材であるねじ付ニップルとして設けると共
    に、該ねじ付ニップルを円筒形ハウジングの底板の中央
    に設置し、 上記のねじ付ニップルを弁体の弁室上部の内面ねじに螺
    合緊締することによりダイヤフラムをシールするように
    備えたことを特徴とする、 空気アクチュエータ付ダイヤフラム式高圧ガスバルブ。
  2. 【請求項2】ねじ付ニップルを弁体の弁室上部の内面ね
    じに螺着してダイヤフラムをシールし、該ねじ付ニップ
    ルを円筒形ハウジングの底板にあけた中心孔に嵌挿する
    と共に、ナットをねじ付ニップルのねじに螺合緊締する
    ことにより、円筒形ハウジングとねじ付ニップル及び弁
    体の3者を連結して構成した、 請求項(1)記載の空気アクチュエータ付ダイヤフラム
    式高圧ガスバルブ。
  3. 【請求項3】円筒形ハウジングの円筒部と底板を分離構
    成し、円筒部の下端部に内面ねじを切設すると共に、底
    板を外周面にねじを切設し中心孔をあけたリング状に設
    け、 弁室上部の内面ねじに螺着したねじ付ニップルを底板の
    中心孔に嵌合すると共に、ナットをねじ付ニップルのね
    じに螺合緊締して、該底板と弁体を連結し、また、底板
    外周面のねじに円筒部下端の内面ねじを螺合して、該底
    板と円筒部を連結して構成した、 請求項(1)記載の空気アクチュエータ付ダイヤフラム
    式高圧ガスバルブ。
  4. 【請求項4】弁体上部の外周面にねじを切設し、底板の
    中心孔を弁体上部に嵌挿すると共に、ナットを上記ねじ
    に螺合緊締して、該底板と弁体を連結して構成した、 請求項(1)記載の空気アクチュエータ付ダイヤフラム
    式高圧ガスバルブ。
  5. 【請求項5】円筒形ハウジングの円筒部と底板を分離構
    成し、外周面にねじを切設し中心孔をあけたリング状の
    底板の中心孔に、弁体上部を嵌挿し、弁体上部と底板を
    ボルト等で連結固着すると共に、底板外周面のねじに円
    筒部下端の内面ねじを螺合して、該底板と円筒部を連結
    して構成した、 請求項(1)記載の空気アクチュエータ付ダイヤフラム
    式高圧ガスバルブ。
  6. 【請求項6】円筒形ハウジングの底板に相当する円板部
    を弁体の上部に延設してその外周面にねじを切設し、円
    筒形ハウジングの円筒部下端に切設した内面ねじに、円
    板部の外周面のねじを螺合して、弁体と円筒部を連結し
    て構成した、 請求項(1)記載の空気アクチュエータ付ダイヤフラム
    式高圧ガスバルブ。
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