JP4097065B2 - エアーバルブ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエアーバルブに係り、特に、機械的な動きを起こす圧力制御バルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、エアーバルブは真空圧を発生させる真空ポンプと真空圧を用いる反応器との間に設けられ、必要に応じて真空ポンプと反応器とを連結する役割をする。
このようなエアーバルブはエアー圧を用いて駆動され、エアー圧によって伸縮が可能なベローズを備えた構成となっている。
上述したようなエアーバルブは、供給されて吐出される複数個のポートが用意されたシリンダと、このシリンダの内部に設けられてエアーの流出入動作によって直線移動するピストンと、このピストンのほぼ中心に設けられ、他端側にベローズが設けられてピストンの直線移動時に一緒に移動してベローズを伸縮させることによってバルブ体の流通口を開閉させるバルブ軸とで構成されており、バルブ軸はナットによってピストンと結合されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように構成されたエアーバルブでは、ピストンとバルブ軸との連結をナットでするために繰り返して動作するピストンの直線移動動作によってナットの緩みが生じるようになる。そして、そのような緩みが発生することによってピストンとバルブ軸とが別々に動作してバルブの機能を喪失するようになるという問題点がある。
また、そのようなナットの緩みが発生した場合には、その補修のためにシリンダ全体を分解した後、再び締める作業を行わなければならないという補修作業上の問題点がある。
【０００４】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、バルブ軸とピストンとの間の連結メカニズムを改善したエアーバルブを提供することにある。
本発明の他の目的は、寿命が長いピストンを有したエアーバルブを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明は、ガスが流出入される少なくとも一つのエアーポートが用意されたシリンダと；シリンダの内部に設けられ、ガスの流出入によって直線往復運動を遂行するピストンと；ピストンの中央部に貫通してシリンダ内に設けられ、第１結合部を有した第１端部を有する第１バルブ軸と；第１結合部を設けたシリンダ内に第２結合部を有し、当該シリンダ内から外部に突出した第１端部を有し、ピストンと接触するフランジ部を有する第２端部を有し、その内部に少なくとも一つの潤滑油通路を有する第２バルブ軸と；この第２バルブ軸を介してシリンダの内面に潤滑油を供給する潤滑油注入装置と；を含み、第１及び第２結合部が相互結合されると同時に、第２バルブ軸はシリンダの外部に突出する第１端部に第１及び第２結合部の結合を外部で補修する締める突出部を有するエアーバルブを提供する。
【０００６】
前記第１及び第２結合部は、一体に結合するねじ結合部を有している。この第１結合部はねじ結合部に形成されたボルト部を有しており、前記第２結合部はねじ結合部に形成されたナットを有している。また、締める突出部はスパナレンチによって締めるのに適合な八角形形状を有する。また、第１バルブ軸は、第１端部の他端側にシリンダ内から突出する第２端部を備え、当該第２端部周囲に配設されたベローズをさらに含む。また、シリンダの外周面と前記ベローズとの間に配設された弾性部材をさらに含む。
【０００７】
本発明はまたシリンダ内に配設されたピストンと；ピストンを貫通してシリンダ内に設けられた第１結合部を含む第１バルブ軸と；この第１結合部を設けたシリンダ内に第２結合部を含み、ピストンと接触するフランジ部を有する第２端部を有し、その内部に少なくとも一つの潤滑油通路を有する第２バルブ軸と；この第２バルブ軸を介してシリンダの内面に潤滑油を供給する潤滑油供給装置と；を含み、第１バルブ軸の第１結合部は第２バルブ軸の第２結合部と結合してピストンが第１及び第２バルブ軸の長手方向に直線往復運動を遂行するとともに、ピストンと対向する第２バルブ軸の第２結合部を有した第１端部が、シリンダ内から外部に突出し、当該第２バルブ軸の第１端部に締めるツールによって締めるのに適当である締める突出部を有するエアーバルブを提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明の構成及び作用をさらに詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例によるエアーバルブの構成を示す図である。図２は図１に示したエアーバルブが動作する状態を示した図である。図に示したように、エアーが流出入されるエアーポート１１１が用意されたシリンダ１１０と、シリンダ１１０の内部に設けられ、エアーポート１１１から供給されるエアー圧によって直線移動するピストン１１３と、ピストン１１３の略中央部を貫通するように設けられ、その下端にボルト部１１５ａが用意され、他端側にはベローズ１１７が用意される第１バルブ軸１１５と、第１バルブ軸１１５のボルト部１１５ａとねじ結合され、ピストン１１３と一体に結合されるようにその中央部にボルト部１１５ａが内挿されてねじ結合されるねじ溝１１９ａが形成された第２バルブ軸１１９とで構成される。
【０００９】
第２バルブ軸１１９は、図１に示したようにピストン１１３がシリンダ１１０の内部の最上側に位置した状態で、その端部がシリンダ１１０の外部に突出された状態となるような長さでなければならない。
ベローズ１１７の上下端側にはシーリングプレート１１７ａ、１１７ｂが用意され、シリンダ１１０とベローズ１１７との間の第１バルブ軸１１５の外周面には弾性部材１２１が外に嵌められてベローズ１１７を弾性反撥可能に支えるようにする。
【００１０】
第２バルブ軸１１９は、ピストン１１３の底面を支えるようにフランジ部１１９ｂが形成され、フランジ部１１９ｂが形成された他端側にはレンチツール、またはスパナのような締めるツールを利用して容易に締める作業を行うことができるように締める突起１１９Ｃが形成される。
ピストン１１３は、ゴム材料とすることが望ましい。
【００１１】
次に、このように構成された本発明の一実施例によるエアーバルブの動作を説明する。
まず、エアーポート１１１を介してシリンダ１１０の内部にエアーが供給されると、その供給されるエアー圧によってピストン１１３が追い出されて矢印方向に沿って直線移動する。
このようにピストン１１３が直線移動することによってピストン１１３と結合された第１バルブ軸１１５及び第２バルブ軸１１９が一緒に直線移動し、第１バルブ軸１１５の端部に設けられたベローズ１１７が引っ張られて図２に示すように収縮する。この結果、シーリングプレート１１７ａは弾性部材１２１を押して弾性部材１２１が圧縮状態を維持するようになる。
【００１２】
次に、エアー供給遮断時にはピストン１１３の上面を押していたエアー圧が解除されることによって圧縮状態となっていた弾性部材１２１がその復原力によってシーリングプレート１１７ａを押し上げる。これにより、第１バルブ軸１１５と第１バルブ軸１１５に結合された第２バルブ軸１１９と、ピストン１１３とが一緒に上昇するようになる。
この際、シリンダ１１０内部に満ちていた空気は、エアーが供給されたエアーポート１１１を介して再び排出されるようになる。そのような動作は、エアーポート１１１に連結されたエアーライン（図示せず）の一端に設置したソレノイドバルブ（Ｓｏｌｅｎｏｉｄ Ｖａｌｖｅ）のような流路変更装置によってその内部に内蔵されたスプール（Ｓｐｏｏｌ）の移動動作によりエアー供給時にはエアー供給路を開放し、エアー遮断時にはエアー供給路を遮断させると同時にエアー排出路を開放させる動作でその流路を変更させることによって可能になる。
【００１３】
このようにバルブ動作によって頻繁にピストン１１３が昇・下降動作を繰り返すことによって第１バルブ軸１１５及び第２バルブ軸１１９のねじ結合関係が不良になってバルブの機能が低下することがある。このとき、シリンダ１１０の外側に突出した第２バルブ軸１１９の端部側に形成された締める突起１１９Ｃを通してレンチ、またはスパナのような締めるツールを利用して締めることによってその結合関係を補修できる。
【００１４】
このとき、締める突起１１９Ｃの形状は、レンチが挿入される挿入溝を形成するとか、スパナで締めることができるように多角形形状を有するように構成することはいうまでもない。
このように外部からその補修作業を可能とすることによって、従来のようにシリンダ全体を分解した後補修作業を行わなければならないという従来の問題点を解消させることが出来る。
一方、前述したようにピストン１１３が何回も直線移動するあいだにシリンダ１１０の内壁と摩擦して寿命が短くなったり、またはその摩擦抵抗によってピストン運動が円滑にできなくなったりする問題点が発生する場合がある。
これを解消させるために図３及び図４に示すように第２バルブ軸１１９に潤滑油噴射装置を構成する。
【００１５】
図３は、図１、図２に示した第２バルブ軸１１９に潤滑油噴射装置２００が用意された状態を示した図であって、図４は図３の縦断面図である。
図に示したようにピストン１１３の一側面と接して一部がシリンダ１１０の外部に突出するように設けられる第２バルブ軸１１９にシリンダ１１０の内壁に潤滑油を噴射させることができる潤滑油通路１１９ｄが多数個用意される。
シリンダ１１０の外部に突出された第２バルブ軸１１９ｄの端部には潤滑油噴射装置２００を潤滑油通路１１９ｄに連結させる連結部材２０１が用意される。
連結部材２０１は、前述した一実施例での締める突起１１９Ｃの役割と同一の機能を遂行できるように締めるツールによって締めることができる形状で構成されることが望ましい。
【００１６】
潤滑油噴射装置２００は、公知の技術によるものであり、その一例を図３及び図４に具体的に示している。
図に示したように、潤滑油噴射装置２００は、噴射孔２１１が形成された噴射管２１０と、噴射孔２１１を開閉するバルブヘッド２１３ａと、バルブヘッド２１３ａを昇降作動させるバルブロッド２１３とで構成される。
噴射管２１０の下端部には、潤滑油流入口２１５ａが側面に形成されたＴ型の本体２１５の上端部がクラウンナットなどの接続具２１７によって結合され、本体２１５の下端部には潤滑油供給シリンダ２２０の上端部がクラウンナットなどの接続具２２１によって結合される。
【００１７】
潤滑油供給シリンダ２２０の下端部側にはエアー吸入口２２０ａが形成され、潤滑油供給シリンダ２２０にスプリング２２３で弾性反撥可能に設けられた潤滑油供給ピストン２２５のロッド２２５ａはバルブロッド２１３と連結され、バルブロッド２１３は潤滑油供給シリンダ２２０のキャップ（ｃａｐ）２２７の通孔を貫通して本体２１５と噴射管２１０内部に延びて設けられる。
バルブロッド２１３の上端部でキャップ２２７の上面に至るバルブロッド２１３の外部にじゃばら管２２９が被覆され、バルブロッド２１３の摺動部分から潤滑油が漏れて出ないように遮断されるよう構成される。
このように構成された潤滑油噴射装置２００の動作は次のように行なわれる。
【００１８】
まず、図示されていない動力源により潤滑油供給シリンダ２２０の吸入口２２０ａでエアーを吸入すると、潤滑油供給ピストン２２５はスプリング２２３を押しながら下降し、ピストンロッド２２５ａとバルブロッド２１３も下降しながら噴射孔２１１を遮蔽していたバルブヘッド２１３ａが下降し、噴射孔２１１が開放される。
したがって外部からホースを通して流入口２１５ａに流入される所定圧力の潤滑油が本体２１５と噴射管２１０の噴射孔２１１とを介して連結部材２０１の内部を通過した後、潤滑油通路１１９ｄを通してシリンダ１１０の内壁に噴射されるようになる。
この際バルブロッド２１３の外部にじゃばら管２２０が被覆されていてキャップ２２７の通孔部分が遮蔽されているので油気が流れ落ちることが防止される。したがって、高清浄の雰囲気を要求される半導体製造環境に特に適合するように使用できる。
【００１９】
【発明の効果】
上述したように本発明は、第１、２バルブ軸を用意してその第１、２バルブ軸がねじ結合によって結合されるように構成し、ピストンと結合関係をなすようにして第２バルブ軸がシリンダの外部に突出されるようにする。これにより、頻繁なピストン動作によってその結合具が緩んだ場合でも、シリンダの外部から容易に肉眼で確認することができる。そして、緩み状態の発見時には、シリンダの外部から締める作業をすることによってその補修作業を簡単にできる利点がある。
また、第２バルブ体に潤滑油を注入できる潤滑油通路を形成して潤滑油を周期的に供給するようにすることによってピストンが接するシリンダ内壁の摩擦を減らして円滑なピストン運動ができるようになる。
【００２０】
なお、本発明の詳細な説明では具体的な実施例に関して説明したが、本発明の範疇から外れない限度内で多様な変形が可能なことはもちろんである。それゆえ、本発明の範囲は説明された実施例に限定されることなく本発明の特許請求の範囲のみならずこの特許請求の範囲と均等な範囲に及ぶ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるエアーバルブを示した断面図である。
【図２】図１に示したエアーバルブの動作状態を示した断面図である。
【図３】エアーバルブの第２バルブ軸が潤滑油注入装置と連結された状態を示した斜視図である。
【図４】図３のエアーバルブの一部を示した断面図である。
【符号の説明】
１１０：シリンダ
１１１：エアーポート
１１３：ピストン
１１５：第１バルブ軸
１１７：ベローズ
１１９：第２バルブ軸
１２１：弾性部材
２００：潤滑油噴射装置

Claims (12)

1. ガスが流出入される少なくとも一つのエアーポートが用意されたシリンダと；
   前記シリンダの内部に設けられて前記ガスの流出入によって直線往復運動を行うピストンと；
   前記ピストンの中央部に貫通して前記シリンダ内に設けられ、第１結合部を有した第１端部を有する第１バルブ軸と；
   前記第１結合部を設けた前記シリンダ内に第２結合部を有し、前記シリンダ内から外部に突出した第１端部を有し、前記ピストンと接触するフランジ部を有する第２端部を有し、その内部に少なくとも一つの潤滑油通路を有する第２バルブ軸と；
   前記第２バルブ軸を介してシリンダの内面に潤滑油を供給する潤滑油注入装置と；
   を含み、
   前記第１及び第２結合部が相互結合されると同時に、前記第２バルブ軸は前記シリンダの外部に突出する前記第１端部に前記第１及び第２結合部の結合を外部で補修する締める突出部を有することを特徴とするエアーバルブ。
2. 前記第１及び第２結合部は、一体に結合するねじ結合部を有することを特徴とする請求項１に記載のエアーバルブ。
3. 前記第１結合部は、前記ねじ結合部に形成されたボルト部を有し、前記第２結合部は前記ねじ結合部に形成されたナットを有することを特徴とする請求項２に記載のエアーバルブ。
4. 前記締める突出部は、レンチが挿入される溝を有することを特徴とする請求項１に記載のエアーバルブ。
5. 前記締める突出部は、スパナレンチによって締めるのに適合な八角形形状を有することを特徴とする請求項１に記載のエアーバルブ。
6. 前記第１バルブ軸は、前記第１端部の他端側に前記シリンダ内から突出する第２端部を備え、当該第２端部周囲に配設されたベローズをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のエアーバルブ。
7. 前記シリンダの外周面と前記ベローズとの間に配設された弾性部材をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のエアーバルブ。
8. シリンダ内に配設されたピストンと；
   前記ピストンを貫通して前記シリンダ内に設けられた第１結合部を含む第１バルブ軸と；
   前記第１結合部を設けた前記シリンダ内に第２結合部を含み、前記ピストンと接触するフランジ部を有する第２端部を有し、その内部に少なくとも一つの潤滑油通路を有する第２バルブ軸と；
   前記第２バルブ軸を介して前記シリンダの内面に潤滑油を供給する潤滑油供給装置と；
   を含み、
   前記第１バルブ軸の前記第１結合部が前記第２バルブ軸の前記第２結合部と結合して前記ピストンが前記第１及び第２バルブ軸の長手方向に直線往復運動を遂行するとともに、
   前記ピストンと対向する前記第２バルブ軸の第２結合部を有した第１端部が、前記シリンダ内から外部に突出し、当該第２バルブ軸の第１端部に締めるツールによって締めるのに適当である締める突出部を有することを特徴とするエアーバルブ。
9. 前記第１及び第２結合部は、一体に結合するねじ結合部を有することを特徴とする請求項８に記載のエアーバルブ。
10. 前記第１結合部は、前記ねじ結合部に形成されたボルト部を有し、前記第２結合部は前記ねじ結合部に形成されたナット部を有することを特徴とする請求項９に記載のエアーバルブ。
11. 前記締める突出部は、レンチが挿入される溝を有することを特徴とする請求項９に記載のエアーバルブ。
12. 前記締める突出部は、スパナレンチを利用して締めるのに相応しい八角形形状を有することを特徴とする請求項９に記載のエアーバルブ。

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