JP4971405B2

JP4971405B2 - 複合弁

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Publication number: JP4971405B2
Application number: JP2009224686A
Authority: JP
Inventors: 克憲広瀬
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2029-09-29
Also published as: US8444111B2; US20110073197A1; JP2011074955A

Description

本発明は、操作エアの給排気により弁開閉を行うパイロット弁と、安全装置として動作する手動弁とを一体化した複合弁に関する。

従来半導体製造工程に代表される、各種ガス等を流す配管を備える設備では、配管を取り外して各種作業を行う場合のために、パイロット弁の誤動作によるガス漏洩を防ぐ安全装置が必要とされている。半導体製造ラインでは、常にさらなる装置の小型化・低価格化が要求されるため、従来より、パイロット弁と、安全装置として動作する手動弁とを一体化した複合弁が使用されている。

図１３は、従来の複合弁１０１の断面図である。
従来の複合弁１０１は、弁座１０２にダイアフラム弁体１０３を当接又は離間する弁機構を有する。複合弁１０１は、パイロット機構により弁開閉を行うパイロット弁に、手動弁を一体に設けている。

パイロット弁は、操作ポート１０４が継手１０５を介して図示しない給排気装置に接続されている。パイロット弁は、操作ポート１０４から給排気流路１０６を介してピストン室１０７，１０８に供給される操作エアの圧力と復帰ばね１０９の弾性力とのバランスによりピストン１１０，１１１を上下動させることにより、ピストンロッド１１２を介してダイアフラム弁体１０３を弁座１０２に当接又は離間させる。

パイロット弁のシリンダ１１３には、手動弁の手動機構１１４が螺合されている。手動機構１１４は、ハンドル１１６と手動ステム１１７とサブハンドル１１８とセンターロッド１１９とを一体に連結して構成され、シリンダ１１３の上部に取り付けられたハウジング１２０に保持されている。手動機構１１４は、サブハンドル１１８とセンターロッド１１９の操作ポート１０４に対応する位置に貫通孔１１５がシリンダ１１３の径方向に設けられている。

複合弁１０１は、手動機構１１４が正方向へ回転されると、手動機構１１４が下降してピストンロッド１１２を介してダイアフラム弁体１０３を弁座１０２に当接させる。このとき、貫通孔１１５が操作ポート１０４に連通せず、図示しない排気ポートに連通するので、複合弁１０１は操作ポート１０４に操作エアを供給されても弁が開かない。手動機構１１４を逆方向へ回転させると、手動機構１１４が上昇してピストンロッド１１２から離間し、ダイアフラム弁体１０３を弁座１０２に押し付ける力を解除する。このとき、操作ポート１０４が貫通孔１１５に導通し、ピストン室１０７，１０８に連通されるため、パイロット弁は弁開閉動作を自在に行える（例えば特許文献１参照。）。

特開２００５−２１４２３１号公報

しかしながら、従来の複合弁１０１は、センターロッド１１９の外周にサブハンドル１１８を設けていたため、センターロッド１１９とサブハンドル１１８が配置される部分のハウジング１２０の肉厚が薄くなっていた。そして、その肉厚の薄い部分に操作ポート１０４を形成してサブハンドル１１８とセンターロッド１１９の貫通孔１１５に連通させるようにしていたので、継手１０５をハウジング１２０に内蔵できなかった。すなわち、継手１０５は、ハウジング１２０の外周面から突き出すように操作ポート１０４に接続せざるを得なかった。よって、従来の複合弁１０１は、半導体製造ライン等に組み付ける際に、継手１０５の設置スペースを必要としていた。上述のように半導体製造ラインでは、小型化が要求されており、継手１０５を省いて小型化することが望まれている。

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、小型な複合弁を提供することを目的とする。

本発明に係る複合弁は、次のような構成を有している。
（１）弁座にダイアフラム弁体を当接又は離間させる弁機構と、付勢手段により当接されている前記弁座と前記ダイアフラム弁体とを空気圧により離間させるパイロット機構とからなるパイロット弁と、前記パイロット弁の前記弁機構と反対側になる上部に設けられた手動機構を回転させることにより、排気ポートと前記手動機構に設けられた連通流路とを連通させて前記パイロット弁を弁閉させる第１位置と、操作ポートと前記連通流路とを連通させて前記パイロット弁の開閉操作を自在にさせる第２位置とに前記手動機構を切り替え可能な手動弁と、を備える複合弁において、前記パイロット機構は、前記排気ポートと前記操作ポートが設けられたハウジングを有し、前記手動機構は、前記連通流路が形成された鍔部を有し、前記ハウジングは、軸方向に設けられて前記手動機構を回転自在に保持する保持孔と、前記保持孔より大径に設けられて前記鍔部を定位置に収納する収納開口部とを有し、前記操作ポートが前記保持孔に対応する位置に設けられて継手を内蔵すると共に、前記排気ポートが前記収納開口部の内壁に開口しており、前記操作ポートと前記連通流路とを導通させる導通流路を、前記ハウジングと前記手動機構との間に形成する第１シール手段と、前記排気ポートが前記収納開口部の内壁に開口する開口部分を、前記導通流路から遮断する第２シール手段と、を有すること、前記第２シール手段は、前記排気ポートが前記収納開口部の上内壁に開口する前記開口部分の周りに沿って、前記収納開口部の上内壁に配置されるシール部材であること、前記開口部分は、円環状である前記上内壁の一箇所に設けられている。

（２）弁座にダイアフラム弁体を当接又は離間させる弁機構と、付勢手段により当接されている前記弁座と前記ダイアフラム弁体とを空気圧により離間させるパイロット機構とからなるパイロット弁と、前記パイロット弁の前記弁機構と反対側になる上部に設けられた手動機構を回転させることにより、排気ポートと前記手動機構に設けられた連通流路とを連通させて前記パイロット弁を弁閉させる第１位置と、操作ポートと前記連通流路とを連通させて前記パイロット弁の開閉操作を自在にさせる第２位置とに前記手動機構を切り替え可能な手動弁と、を備える複合弁において、前記パイロット機構は、前記排気ポートと前記操作ポートが設けられたハウジングを有し、前記手動機構は、前記連通流路が形成された鍔部を有し、前記ハウジングは、軸方向に設けられて前記手動機構を回転自在に保持する保持孔と、前記保持孔より大径に設けられて前記鍔部を定位置に収納する収納開口部とを有し、前記操作ポートが前記保持孔に対応する位置に設けられて継手を内蔵すると共に、前記排気ポートが前記収納開口部の内壁に開口しており、前記操作ポートと前記連通流路とを導通させる導通流路を、前記ハウジングと前記手動機構との間に形成する第１シール手段と、前記排気ポートが前記収納開口部の内壁に開口する開口部分を、前記導通流路から遮断する第２シール手段と、を有すること、前記鍔部から弁機構側へ突出する前記手動機構を挿通可能な環形状をなし、前記収納開口部の内壁との間で前記鍔部を挟み込むように前記ハウジングに取り付けられる隔壁部材を有し、前記第１シール手段は、前記隔壁部材と前記ハウジングとの間をシールするように前記隔壁部材の外周面に装着されるシール部材と、前記隔壁部材と前記手動機構との間をシールするように前記隔壁部材の内周面に装着されるシール部材とを含む。

（３）（１）又は（２）に記載の発明において、ロック部材が前記ハウジングの軸線に沿ってスライド可能に前記ハウジングに収納され、前記手動機構が前記第１位置に切り替えられている場合に前記ロック部材を前記ハウジングの上方へ突出させて前記手動機構の回転を阻止するロック機構を有する。

（４）（３）に記載の発明において、前記ロック機構は、前記ロック部材を前記ハウジングに収納する方向へ付勢する付勢手段を有する。

（５）（１）乃至（４）の何れか１つに記載の発明において、前記手動機構は、ピストンに連結されるインジケータが移動可能に挿通され、前記パイロット弁が弁開する場合における前記インジケータの上端面に対して位置調整されたブッシュを有する。

上記複合弁は、手動機構の鍔部に連通流路を設けることにより手動機構を細くしている。パイロット機構のハウジングは、手動機構を保持する保持孔より鍔部を収納する収納開口部を大径に設け、収納開口部の内壁に排気ポートが開口している。これにより、ハウジングは、収納開口部より手動機構寄りに設けられた保持孔に対応する部分の肉厚が径方向に厚くなる。そこで、ハウジングの保持孔に対応する肉厚部分に操作ポートを設けて継手を操作ポートに内設し、継手がハウジングの外へ出っ張らないようにする。第１シール手段は、ハウジングと手動機構との間に操作ポートと連通流路とを導通させる導通流路を形成し、第２シール手段は、排気ポートの収納開口部内壁に開口する開口部分を導通流路から遮断するように設けられている。そのため、手動機構を第１位置に切り換えると、連通流路は、導通流路に連通しないように第２シール手段に遮断された状態で、排気ポートに連通する。これにより、パイロット弁は、パイロット機構の空気圧が調整不能になり、弁閉する。一方、手動機構を第２位置に切り換えると、連通流路は、導通流路を介して排気ポートに連通しないように第２シール手段に遮断された状態で、導通流路を介して操作ポートに連通する。これにより、パイロット弁は、パイロット機構の空気圧を調整可能になり、弁機構の弁開閉動作を自在に行えるようになる。よって、上記複合弁によれば、継手がハウジングに内設されて出っ張らず、小型化できる。

上記複合弁は、排気ポートが収納開口部の内壁に開口する開口部分の外周に沿って収納開口部の内壁にシール部材を配置し、排気ポートを導通流路から遮断するので、排気ポートを導通流路から遮断する構造を簡単且つコンパクトにできる。

上記複合弁は、鍔部を収納開口部の内壁に突き当てるように手動機構を保持孔に挿通し、鍔部を収納開口部の内壁との間で挟み込むように隔壁部材がハウジングに取り付けられている。手動機構は、鍔部から弁機構側へ突出する端部を隔壁部材に挿通されている。隔壁部材とハウジングとの間、及び、隔壁部材と手動機構との間は、シール部材によりそれぞれシールされている。そのため、操作ポートに供給された操作流体は、導通流路を通って、収納開口部の内壁と鍔部の弁機構と反対側の端面との間と、隔壁部材と鍔部の弁機構側の端面との間とに回り込み、鍔部の弁機構と反対側の端面に作用する圧力が鍔部の弁機構側の端面に作用する圧力に相殺される。よって、上記複合弁によれば、操作ポートに操作流体を供給した状態であっても鍔部が隔壁部材に強く押し付けられず、手動機構を第１位置と第２位置に切り換えやすい。

上記複合弁は、手動機構が、連通流路を排気ポートに連通させてパイロット弁を弁閉する第１位置に配置される場合に、ロック部材を上方へ突出させて手動機構の回転を阻止する。ロック部材は、ハウジングに内設され、ハウジングの側方に突出しない。よって、上記複合弁は、ロック機構を複合弁の投影面積内に設けることができる。

上記複合弁は、ロック部材が付勢手段に付勢されてハウジングに収納されており、手動機構の回転を阻止する場合には、付勢手段の付勢力に抗してロック部材をハウジングから突出させる。よって、上記複合弁によれば、取付姿勢に関係なく、使用者の意思に沿って手動機構をロックすることができ、ロック機構の操作性が良い。

上記複合弁は、ピストンに連結されるインジケータが手動機構に移動可能に挿通され、パイロット弁が弁開する場合におけるインジケータの上端面に対してブッシュを位置調整して手動機構に取り付けている。そのため、パイロット弁の弁開閉動作時に、インジケータの上端面がブッシュの上面に対して移動する移動量が製品間でばらつかず、パイロット弁の弁開閉動作の検出に対する信頼性が向上する。

本発明の第１実施形態に係る複合弁の上面図であって、手動機構を第１位置に配置した場合を示す。図１のＡＡ断面図である。図１のＢＢ断面図である。サブハンドルの上面図である。複合弁の上面図であって、手動弁を第２位置に配置した場合を示す。図５のＣＣ断面図であって、手動機構を第２位置に配置した状態でパイロット機構が弁閉状態にされている。図５のＤＤ断面図であって、手動機構を第２位置に配置した状態でパイロット機構が弁閉状態にされている。図５のＣＣ断面図であって、手動機構を第２位置に配置した状態でパイロット機構が弁開状態にされている。図５のＤＤ断面図であって、手動機構を第２位置に配置した状態でパイロット機構が弁開状態にされている。本発明の第２実施形態に係る複合弁のロック機構周辺部分の拡大断面図であって、ロック解除状態を示す。複合弁のロック機構周辺部分の拡大断面図であって、ロック状態を示す。図１１の上面図である。従来の複合弁の断面図である。

以下に、本発明に係る複合弁の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る複合弁１の上面図であって、手動機構４を第１位置に配置した状態を示す。図２は、図１のＡＡ断面図である。図３は、図１のＢＢ断面図である。図４は、サブハンドル４１の上面図である。図５は、複合弁の上面図であって、手動機構４を第２位置に配置した状態を示す。図６は、図５のＣＣ断面図であって、手動機構を第２位置に配置した状態でパイロット機構３が弁閉状態にされている。図７は、図５のＤＤ断面図であって、手動機構を第２位置に配置した状態でパイロット機構３が弁閉状態にされている。図８は、図５のＣＣ断面図であって、手動機構を第２位置に配置した状態でパイロット機構３が弁開状態にされている。図９は、図５のＤＤ断面図であって、手動機構を第２位置に配置した状態でパイロット機構３が弁開状態にされている。

＜複合弁の概略構成＞
図２及び図３に示すように、複合弁１は、パイロット機構３により弁機構２を動作させるパイロット弁と、弁機構２を手動機構４により作動させる安全装置としての手動弁を一体に設けたものである。図２に示すように、複合弁１は、流体を誤って供給することを防ぐために、手動機構４の弁閉状態時に図示しない鍵を取り付られてロックするロック機構５が設けられている。このような複合弁１の外観は、弁本体１１、アダプタ１５、ベース１２、チューブ１４、キャップ１３、ハウジング１８により構成され、ハウジング１８に継手３５が内設されている。

図２及び図３に示すように、弁機構２は、弁本体１１に開設された入力ポート２１と出力ポート２２が連通部２３を介して連通している。入力ポート２１が連通部２３の内壁に開口する開口部には、弁座２４が設けられている。ダイアフラム弁体２５は、ダイアフラムホルダ１６を介してアダプタ１５と弁本体１１との間で外縁部を挟持され、連通部２３を流れる流体がアダプタ１５側へ漏れるのを防止している。ダイアフラムホルダ１６には、ステム１７が摺動自在に保持され、ダイアフラム弁体２５に当接している。

パイロット機構３は、手動機構４を回転自在に保持している。手動機構４は、図３に示すようにハウジング１８に形成された排気ポート３８に連通流路４６ｃを導通させて、パイロット機構３の弁開閉動作を制限する「第１位置」と、図６及び図８に示すようにハウジング１８に形成された操作ポート３４に連通流路４６ｃを導通させて、パイロット機構３の弁開閉動作を許容する「第２位置」とに、回転によって切り替えられる。手動機構４は、「第１位置」に配置されることにより複合弁１を確実に弁閉できるため、パイロット弁の安全装置として機能する。

＜パイロット機構の構成＞
図２及び図３に示すように、パイロット機構３は、アダプタ１５を介して弁本体１１に連結されている。パイロット機構３は、操作ポート３４からピストン室２９，３０の操作エアを給排気することにより、ピストン２７，２８の下面に作用する操作エアの圧力と復帰ばね３６の弾性力とのバランスに応じてピストン２７，２８を上下動させ、ダイアフラム弁体２５を弁座２４に当接又は離間させるように構成されている。

パイロット機構３は、チューブ１４の両端開口部にベース１２とキャップ１３をかしめ固定することにより、シリンダが構成されている。キャップ１３の上部には、ハウジング１８がネジ止めされている。ハウジング１８には、排気ポート３８と、継手３５を内設された操作ポート３４が設けられている。ベース１２とキャップ１３とチューブ１４により形成される空間は、隔壁部材３１によりピストン室２９，３０に仕切られている。ピストン室２９にはピストン２７が摺動可能に装填され、ピストン室３０にはピストン２８が摺動可能に装填されている。

ピストン２８は、連結ロッド部２８ｅの上端部がＯリング３２ａを介して隔壁部材３１に貫き通されてピストン室２９内に突出し、ピストン２７の連結凹部２７ｅに嵌合することにより、ピストン２８の主流路２８ａをピストン２７の中央流路２７ａに連通させている。ピストン２７，２８は、復帰ばね３６の付勢力により弁座方向へ常時付勢されている。ピストン２８は、ピストンロッド部２８ｄの下端部がＯリング３２ｂを介してベース１２に貫通されてダイアフラムホルダ１６内に突出し、ステム１７を介してダイアフラム弁体２５を弁座２４に当接させられるようになっている。ピストン２８は、ピストン室２９，３０に連通するように、分岐流路２８ｂ，２８ｃが主流路２８ａに直交するように設けられている。

ピストン２７は、手動ロッド部２７ｃの上端部が手動ねじ３７を介してキャップ１３に貫き通され、ハウジング１８内に突出している。手動ねじ３７は、キャップ１３に螺合され、ピストン２７の段差部２７ｄを手動ねじ３７の下面に当ててピストン２７の上昇量を規制する。

ハウジング１８には、連通流路４６ｃを備えるセンターロッド４６が回転自在に保持されている。ハウジング１８は、センターロッド４６を回転自在に保持する保持孔１８ａが軸線方向に沿って形成され、その保持孔１８ａに操作ポート３４が流路３３を介して連通している。ハウジング１８は、図中下面から保持孔１８ａと同軸上に収納開口部１８ｂが保持孔１８ａより大径に形成されている。収納開口部１８ｂは、操作ポート３４が保持孔１８ａの内壁に開口する開口部分より下方の位置まで設けられている。そのため、ハウジング１８は、収納開口部１８ｂより上方の径方向の肉厚が厚く、継手３５を内設可能な大きさで操作ポート３４が設けられている。

センターロッド４６は、外周面に外向きに突設された鍔部４６ｅを収納開口部１８ｂの内壁に突き当てるように保持孔１８ａに挿通され、鍔部４６ｅに隔壁部材５２を重ねられた状態で固定部材５１をハウジング１８に装着することにより、ハウジング１８の定位置に回転可能に保持される。隔壁部材５２は、環状をなし、センターロッド４６の下端部が挿通されている。隔壁部材５２は、外周面に装着されたＯリング（第１シール手段の一例）５３によりハウジング１８との間をシールされ、内周面に装着されたＯリング（第１シール手段の一例）５４によりセンターロッド４６との間をシールされている。また、センターロッド４６は、操作ポート３４より上方において、ハウジング１８との間をＯリング（第１シール手段の一例）４８によりシールされている。ハウジング１８には、収納開口部１８ｂに連通するように排気ポート３８が設けられ、排気ポート３８が収納開口部１８ｂの内壁に開口する開口部分にＯリング（第２シール手段の一例）３９が装着されている。よって、ハウジング１８とセンターロッド４６と隔壁部材５２との間には、Ｏリング３９，４８，５３，５４により、排気ポート３８から遮断された状態で操作ポート３４に導通する隙間（導通流路の一例）Ｓ１が形成されている。

センターロッド４６は、軸線に沿って形成された挿通孔４６ａの下端開口部に、挿通孔４６ａより大径のロッド挿入部４６ｂが挿通孔４６ａと同軸上に設けられている。挿通孔４６ａには、Ｏリング４５を介してインジケータロッド４２が挿通され、ロッド挿入部４６ｂには、ピストン２７の手動ロッド部２７ｃがＯリング５５を介して摺動可能に挿入されている。よって、センターロッド４６と手動ロッド部２７ｃとインジケータロッド４２との間には、Ｏリング４５，５５により気密に区画された隙間Ｓ２が形成されている。センターロッド４６は、鍔部４６ｅの上面と隙間Ｓ２の内壁（ロッド挿入部４６ｂの内壁）とを連通させるように連通流路４６ｃが形成され、隙間Ｓ２が隙間Ｓ１又は排気ポート３８に導通させることができるようになっている。

ピストン２７は、手動ロッド部２７ｃとインジケータロッド４２に貫き通すように連結ピン４４がピン孔２７ｂに挿通され、インジケータロッド４２と一体的に連結されている。隙間Ｓ２は、手動ロッド部２７ｃに形成された中央流路２７ａの内周面と、インジケータロッド４２の外周面との間の隙間Ｓ３を介して、ピストン２７の中央流路２７ａに連通している。

ここで、パイロット機構３の流路構成についてまとめると、図６〜図９に示すように、操作ポート３４が隙間Ｓ１、連通流路４６ｃ、隙間Ｓ２、隙間Ｓ３、中央流路２７ａ、主流路２８ａ、分岐流路２８ｂ，２８ｃを介してピストン室２９，３０に連通して、給気流路が構成される。また、図２及び図３に示すように、パイロット機構３は、排気ポート３８が連通流路４６ｃ、隙間Ｓ２、隙間Ｓ３、中央流路２７ａ、主流路２８ａ、分岐流路２８ｂ，２８ｃを介してピストン室２９，３０に連通して、排気流路が構成される。そして、排気流路と給気流路とは、図１及び図５に示すように手動機構４のセンターロッド４６を回転させて、図２、図３、図６〜図９に示すように連通流路４６ｃの配置を変えることにより、切り換えられる。

＜手動機構の構成＞
図２及び図３に示すように、手動機構４は、ハウジング１８から上方へ突出するセンターロッド４６の上端部にサブハンドル４１が止めネジ４８で固定され、サブハンドル４１にハンドル４０が六角穴付きボルト４７で固定されており、センターロッド４６とハンドル４０とが一体的に回転するようにされている。センターロッド４６の下端面には、一対の駆動伝達部４６ｄが下向きに突出してロッド挿入部４６ｂを挟んで対称に設けられている。駆動伝達部４６ｄは、手動ねじ３７の上面に長孔状に形成された被駆動伝達部３７ａに挿入され、ハンドル４０の回転をセンターロッド４６を介して手動ねじ３７に伝達するようになっている。駆動伝達部４６ｄは、被駆動伝達部３７ａにガタを持って嵌合され、手動機構４の回転に遊びを設けて誤操作を防いでいる。手動ねじ３７は、ハンドル４０と一体的に回転し、キャップ１３との間に設けられたねじ部のねじ送りによって図中上下方向へ移動することにより、ピストン２７，２８の上昇位置を設定している。

インジケータロッド４２は、センターロッド４６からサブハンドル４１に挿通され、上端部が、サブハンドル４１の上端に設けたブッシュ４９内に配置されている。ブッシュ４９は、弁開時に、上端面がインジケータロッド４２の上端面と同一平面に配置されるように位置調整されて、サブハンドル４１に組み付けられている。インジケータロッド４２は、連結ピン４４を介して連結されるピストン２７と一体的に上下動し、パイロット弁の弁閉時には図６及び図７に示すように上端面がブッシュ４９内に引っ込み、パイロット弁の弁開時には図８及び図９に示すように上端面がブッシュ４９の上端面に現れるようになっている。

手動機構４は、図３に示すようにハウジング１８の上面に立設された係止ピン５０によりハンドル４０の回転量が規制される。図４に示すように、サブハンドル４１には、係止ピン５０に係止される切欠部４１ａが設けられている。切欠部４１ａは、係止ピン５０に当接することによりハンドル４０の回し過ぎを防止し、弁座２４の過剰なつぶしを保護するための過剰回転防止端面４１ｂと、係止ピン５０に当接することにより手動機構４を「第２位置」に位置決めするための第２位置規制端面４１ｃとを有する。サブハンドル４１は、切欠部４１ａをロック機構５に対応する位置に配置するように、ハンドル４０とセンターロッド４６に固定されている。

＜ロック機構＞
図１及び図２に示すように、ハウジング１８は、南京錠の吊やケーブルなどが挿通される鍵穴１８ｄが、保持孔１８ａに対応する位置の肉厚部分に設けられている。スライド溝１８ｃは、鍵穴１８ｄ上に形成されている。ロックプレート（ロック部材の一例）８は、スライド溝８ａに挿通されたガイドピン６にガイドされて、スライド溝１８ｃ内を上下方向にスライドするように、ハウジング１８に保持されている。ロックプレート８は、スライド溝１８ｃ内に納められ、ハウジング１８の側面から突出せずにスライドする。手動機構４は、「第１位置」に配置されて弁閉状態である場合、ハンドル４０をロックプレート８上に配置せず、しかも、サブハンドル４１の切欠部４１ａをロックプレート８上に配置するので、ロック機構５はロックプレート８を上方へスライドさせることが可能である。一方、手動機構４は、「第２位置」に配置されて弁開状態である場合、ハンドル４０とサブハンドル４１をロックプレート８上に配置するので、ロック機構５はロックプレート８を上方へスライドさせることができない。

尚、図１及び図５に示すように、ハウジング１８の上端面には、ハンドル４０の回転によりパイロット弁が動作可能であるか否か、すなわち手動弁の弁開閉状態を切り替えて表示する表示部９が設けられている。表示部９は、手動機構４が弁閉状態のときには図１に示すように「Ｄｉｓａｂｌｅｄ」との表示が露呈し、パイロット弁が動作不能である（手動弁が弁閉状態である）ことを報知する。また、表示部９は、手動機構４が弁開状態のときには図５に示すように「Ｅｎａｂｌｅｄ」との表示が露呈し、パイロット弁が動作可能である（手動弁が弁開状態である）ことを報知する。

＜動作説明：手動弁を弁閉状態にした場合の動作＞
手動弁を弁閉状態にした場合の動作について図１、図２及び図３を参照して説明する。
図１〜図３に示すように、ハンドル４０を回転させ、手動機構４を「第１位置」に切り換えると、ハンドル４０とサブハンドル４１とセンターロッド４６と手動ねじ３７が連動して回転し、手動ねじ３７が下降する。手動ねじ３７は、下端面がピストン２７の段差部２７ｄに突き当てられ、ピストン２７，２８とステム１７を介してダイアフラム弁体２５を弁座２４に押し付ける。

このように手動弁を弁閉状態にして操作ポート３４に操作エアが供給されない場合には、ピストン２７，２８が復帰ばね３６と手動機構４により下方へ押し下げられ、ステム１７を介してダイアフラム弁体２５を弁座２４に当接させる。よって、複合弁１は、入力ポート２１から出力ポート２２へ流体を供給できない。

図３に示すように、手動機構４を「第１位置」に切り換えると、センターロッド４６の連通流路４６ｃは、排気ポート３８の収納開口部１８ｂに開口する開口部分の真下に配置されて、排気ポート３８に連通する。排気ポート３８と連通流路４６ｃとの接続部分は、Ｏリング３９により隙間Ｓ１と遮断されている。そのため、ピストン室２９，３０は、分岐流路２８ｂ，２８ｃと主流路２８ａと中央流路２７ａと隙間Ｓ３と隙間Ｓ２と連通流路４６ｃを介して排気ポート３８に導通し、隙間Ｓ１に導通しない。よって、操作ポート３４から隙間Ｓ１へ操作エアを供給されても、その操作エアはピストン室２９，３０に供給されないため、弁閉状態が維持される。

ところで、作業者は、ダイアフラム弁体２５が弁座２４に当たってハンドル４０を回しにくくなったことに気付かず、無理にハンドル４０を回転させ続けることがある。この場合、過剰回転防止端面４１ｂが係止ピン５０に当たってハンドル４０の回転を阻止するため、弁座２４が押し潰されない。しかも、この場合、連通流路４６ｃは、Ｏリング３９でシールされた範囲内で排気ポート３８の開口部分から僅かにずれるだけであるため、排気ポート３８のみに連通して隙間Ｓ１に連通しない。

図１に示すように、手動機構４を「第１位置」に切り換えると、ロックプレート８の上方が開放される。そこで、ロックプレート８を上方へスライドさせて鍵穴１８ｄを開放し、鍵穴１８ｄに南京錠の吊やケーブルを取り付ける。すると、ロックプレート８は、南京錠の吊やケーブルに持ち上げられて上昇した位置で保持される。これにより、手動機構４は、サブハンドル４１の第２位置規制端面４１ｃがロックプレート８に引っ掛かって、弁を開く方向へハンドル４０を回転することができなくなる。よって、複合弁１は弁閉状態で確実にロックされ、誤って弁を開く不具合が生じない。

尚、図１に示すように、手動機構４が「第１位置」に配置される場合、表示部９は、「Ｅｎａｂｌｅｄ」の表示がハンドル４０で隠され、「Ｄｉｓａｂｌｅｄ」の表示が表れる。よって、ユーザは、表示部９の表示を見て、手動弁が弁閉状態であってパイロット弁が動作不能であることを認識できる。

＜手動弁を弁開状態、パイロット弁を弁閉状態にする場合の動作＞
手動弁を弁開状態、パイロット弁を弁閉状態にする場合の動作について、図５、図６及び図７を参照して説明する。
図５〜図６に示すように、サブハンドル４１の第２位置規制端面４１ｃを係止ピン５０に突き当てるようにハンドル４０を回転させ、手動機構４を「第２位置」に切り換えると、ハンドル４０とサブハンドル４１とセンターロッド４６と手動ねじ３７が連動して回転し、手動ねじ３７が上昇する。これにより、手動ねじ３７の下端面とピストン２７の段差部２７ｄとの間には、所定量の隙間が形成され、手動機構４がピストン２７，２８とステム１７を介してダイアフラム弁体２５を弁座２４に押し付ける力が解除される。

手動機構４を「第２位置」に切り換えると、センターロッド４６の連通流路４６ｃが排気ポート３８の位置からずれ、隙間Ｓ１に導通される。そのため、ピストン室２９，３０は、分岐流路２８ｂ，２８ｃ、主流路２８ａ、中央流路２７ａ、隙間Ｓ３、隙間Ｓ２、連通流路４６ｃ、隙間Ｓ１を介して操作ポート３４に連通され、排気ポート３８には導通されない。このような状態で操作ポート３４に操作エアが供給されないと、ピストン２７，２８は復帰ばね３６の付勢力により押し下げられ、ステム１７を介してダイアフラム弁体２５を弁体に当接させる。よって、複合弁１は、弁閉状態になり、入力ポート２１から出力ポート２２へ流体を供給しない。

図５に示すように、手動機構４が「第２位置」に配置される場合、表示部９は、「Ｄｉｓａｂｌｅｄ」の表示がハンドル４０で隠され、「Ｅｎａｂｌｅｄ」の表示が表れる。よって、ユーザは、表示部９の表示を見て、手動弁が弁開状態であってパイロット弁が動作可能であることを認識できる。

また、インジケータロッド４２は、連結ピン４４を介してピストン２７に引き下ろされ、上端面がブッシュ４９内に引っ込んでいる。よって、ユーザは、インジケータロッド４２がブッシュ４９の表面に現れていないのを見て、パイロット弁が弁を開いていないことを認識できる。

尚、手動機構４が「第２位置」に配置される場合、ハンドル４０とサブハンドル４１がロックプレート８の上方に配置される。そのため、手動機構４を弁開状態にしたままロックプレート８を上昇させて鍵穴１８ｄに南京錠を取り付けることができない。よって、複合弁１は、手動弁を弁開状態にしたままロックされない。

＜手動弁を弁開状態、パイロット弁を弁開状態にする場合の動作＞
手動弁を弁開状態、パイロット弁を弁開状態にする場合の動作について、図８及び図９を参照して説明する。
手動機構４の動作は上記と同様であるので、説明を省略する。
パイロット機構３は、操作ポート３４に操作エアを供給されると、操作エアが、隙間Ｓ１、連通流路４６ｃ、隙間Ｓ２、隙間Ｓ３、中央流路２７ａ、主流路２８ａ、分岐流路２８ｂ，２８ｃを介してピストン室２９，３０に供給され、ピストン２７，２８の下端面を加圧する。ピストン２７，２８は、復帰ばね３６の弾性力と下面に作用する圧力とのバランスによって上昇し、ピストンロッド部２８ｄをステム１７から離間させる。ダイアフラム弁体２５は、自身のばね力により弁座２４から離間し、連通部２３を介して入力ポート２１と出力ポート２２とを連通させる。よって、複合弁１は、入力ポート２１から出力ポート２２に流体を供給することが可能になる。ダイアフラム弁体２５の全開位置は、ダイアフラム弁体２５がステム１７を持ち上げてピストンロッド部２８ｄに当接させることにより決定される。

＜作用効果＞
以上説明したように、手動機構４の鍔部４６ｅに連通流路４６ｃを設けることにより手動機構４を細くしている。パイロット機構３のハウジング１８は、手動機構４を保持する保持孔１８ａより鍔部４６ｅを収納する収納開口部１８ｂを大径に設け、収納開口部１８ｂの上内壁に排気ポート３８が開口している。これにより、ハウジング１８は、収納開口部１８ｂより手動機構４寄りに設けられた保持孔１８ａに対応する部分の肉厚が径方向に厚くなる。そこで、ハウジング１８の保持孔１８ａに対応する肉厚部分に操作ポート３４を設けて継手３５を操作ポート３４に内設し、継手３５がハウジング１８の外へ出っ張らないようにする。Ｏリング４８，５３，５４は、ハウジング１８と手動機構４との間に操作ポート３４と連通流路４６ｃとを導通させる隙間Ｓ１を形成し、Ｏリング３９は、排気ポート３８の収納開口部１８ｂの上内壁に開口する開口部分を隙間Ｓ１から遮断するように設けられている。そのため、手動機構４を「第１位置」に切り換えると、連通流路４６ｃは、隙間Ｓ１に連通しないようにＯリング３９に遮断された状態で、排気ポート３８に連通する。これにより、パイロット弁は、パイロット機構３の空気圧が調整不能になり、弁閉する。一方、手動機構４を「第２位置」に切り換えると、連通流路４６ｃは、隙間Ｓ１を介して排気ポート３８に連通しないようにＯリング３９に遮断された状態で、隙間Ｓ１を介して操作ポート３４に連通する。これにより、パイロット弁は、パイロット機構３の空気圧を調整可能になり、弁機構２の弁開閉動作を自在に行えるようになる。よって、上記複合弁１によれば、継手３５がハウジング１８に内設されて出っ張らず、小型化できる。

上記複合弁１は、排気ポート３８が収納開口部１８ｂの上内壁に開口する開口部分の外周に沿って収納開口部１８ｂの上内壁にＯリング３９を配置し、排気ポート３８を隙間Ｓ１から遮断するので、排気ポート３８を隙間Ｓ１から遮断する構造を簡単且つコンパクトにできる。

上記複合弁１は、鍔部４６ｅを収納開口部１８ｂの上内壁に突き当てるように手動機構４を保持孔１８ａに挿通し、鍔部４６ｅを収納開口部１８ｂの上内壁との間で挟み込むように隔壁部材５２がハウジング１８に固定部材５１により取り付けられている。手動機構４は、鍔部４６ｅから弁機構２側へ突出する端部を隔壁部材５２に挿通されている。隔壁部材５２とハウジング１８との間はＯリング５３によりシールされ、隔壁部材５２と手動機構４との間はＯリング５４によりシールされている。そのため、操作ポート３４に供給された操作流体は、隙間Ｓ１を通って、収納開口部１８ｂの上内壁と鍔部４６ｅの上端面との間と、隔壁部材５２の上面と鍔部４６ｅの下端面との間とに回り込み、鍔部４６ｅの上端面に作用する圧力が鍔部４６ｅの下端面に作用する圧力に相殺される。よって、上記複合弁１によれば、操作ポート３４に操作流体を供給した状態であっても鍔部４６ｅが隔壁部材５２に強く押し付けられず、手動機構４を「第１位置」と「第２位置」に切り換えやすい。

上記複合弁１は、手動機構４が、連通流路４６ｃを排気ポート３８に連通させてパイロット弁を弁閉する「第１位置」に配置される場合に、ロックプレート８を上方へ突出させて手動機構４の回転を阻止する。ロックプレート８は、ハウジング１８に内設され、ハウジング１８の側方に突出しない。よって、上記複合弁１は、ロック機構５を複合弁１の投影面積内に設けることができる。

上記複合弁１は、ピストン２７に連結されるインジケータロッド４２が手動機構４に移動可能に挿通され、パイロット弁が弁開する場合におけるインジケータロッド４２の上端面に対してブッシュ４９を位置調整して手動機構４に取り付けている。そのため、パイロット弁の弁開閉動作時に、インジケータロッド４２の上端面がブッシュ４９の上面に対して移動する移動量が製品間でばらつかず、パイロット弁の弁開閉動作の検出に対する信頼性が向上する。

尚、本実施形態の複合弁１では、ロック機構５が、ハウジング１８に鍵穴１８ｄを設けて、南京錠の吊やケーブルを通されるので、鍵穴１８ｄの強度が高い。そのため、ロック機構５は、南京錠が何らかの外力を受けても鍵穴１８ｄが破壊されず、ロック状態を維持できる。
また、本実施形態の複合弁１では、ピストン２７に一体に連結したインジケータロッド４２により、パイロット弁の弁開閉動作を機械的に検出するので、操作ポート３４に供給する操作エアの有無によりパイロット弁の弁開閉動作を検出する場合と比べて、検出精度が高い。

（第２実施形態）
続いて、本発明の第２実施形態を説明する。図１０は、第２実施形態に係る複合弁６１のロック機構６２周辺部分の拡大断面図であって、ロック解除状態を示す。図１１は、複合弁６１のロック機構周辺部分の拡大断面図であって、ロック状態を示す。図１２は、図１１の上面図である。尚、図１２では、ロックピン６３とサブハンドル４１との位置関係を分かりやすくするために、ロックピン６３とサブハンドル４１にハッチングを入れている。
図１０〜図１２に示す複合弁６１は、ロック機構６２の構造を除き、第１実施形態の複合弁１と構成が共通している。ロック機構６２は、ハウジング１８の上端面から、ロックピン６３を収納するためのピン孔６７が設けられている。ハウジング１８は、ピン孔６７を軸方向に沿って外部に連通させるようにスライド溝６８が形成されている。ロックピン６３に固定された操作部材６４は、スライド溝６８を介してハウジング１８の外部に突出し、スライド溝６８に沿ってロックピン６３を図中上下方向へ案内するようになっている。ピン孔６７の開口部には、ブッシュ６５が圧入されている。コイルばね（付勢手段の一例）６６は、ブッシュ６５とロックピン６３のばね受け６３ａとの間に縮設され、ロックピン６３をピン孔６７内に押し込むようにロックピン６３に付勢力を常時与えている。

このような複合弁６１は、図１１に示すように、操作部材６４を操作しない場合には、コイルばね６６の付勢力によってロックピン６３がピン孔６７内に収納される。この状態では、ロックピン６３がハンドル４０の回転を阻止せず、手動機構４は「第１位置」と「第２位置」との間で操作可能になる。これに対して、コイルばね６６を圧縮させながら操作部材６４をスライド溝６８に沿ってブッシュ６５側へ移動させると、ロックピン６３が操作部材６４と一体的に移動して、鍵穴１８ｄを開放する。この状態で、鍵穴１８ｄに南京錠の吊やワイヤを取り付けると、ロックピン６３は、吊やワイヤに持ち上げられてブッシュ６５から突出した状態を維持する。これにより、サブハンドル４１が第２位置規制端面４１ｃをロックピン６３に係止されて、ハンドル４０の回転が阻止され、手動機構４は「第１位置」でロックされる。

従って、複合弁６１は、使用者が操作部材６４を操作して鍵穴１８ｄに南京錠を取り付けない限り、ロックピン６３が突出してロック機構４の回転を阻止しない。そのため、手動機構４を下にして複合弁６１を装置に組み付けた場合、使用者は、南京錠を取り付けるまで、手動機構４を片手で操作して「第１位置」と「第２位置」に簡単に切り替えることができる。よって、複合弁６１によれば、取付姿勢に関係なく、使用者の意思に沿って手動機構４をロックすることができ、ロック機構６２の操作性が良い。

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。
例えば、上記実施形態では、パイロット機構３が２個のピストンを備えるが、１又は３個以上のピストンをパイロット機構３に設けても良い。
例えば、上記実施形態では、手動ねじ３７に被駆動伝達部３７ａを長孔状に形成したが、被駆動伝達部３７ａの形状を丸孔などで形成しても良い。また、手動ねじ３７の被駆動伝達部を凸状に設け、センターロッド４６の駆動伝達部を凹状に設けることにより、センターロッド４６から手動ねじ３７に回転を伝達するようにしても良い。
例えば、上記実施形態では、ピストン２７，２８を面接触させて中央流路２７ａと主流路２８ａを連通させることにより、操作エアを給排気する内部流路を構成した。これに対して、複数のピストンを流路構成用の円筒部材で連結して内部流路を構成しても良い。また、複数のピストンの中央にピストンロッドを挿通して固定し、ピストンロッドに内部流路を形成しても良い。
上記実施形態では、鍵穴１８ｄに取り付けられる南京錠の吊又はワイヤーによりロックプレート８又はロックピン６３の上昇位置を維持したが、ピンなどの固定部材によりロックプレート８又はロックピン６３の上昇位置を維持しても良い。
上記実施形態では、排気ポート３８が収納開口部１８ｂの上内壁に開口するが、排気ポート３８が収納開口部１８ｂの側面に開口しても良い。また、操作ポート３４が流路３３を介して保持孔１８ａに開口するが、操作ポート３４を収納開口部１８ｂの上内壁や側面に開口させても良い。

１，６１複合弁
２弁機構
３パイロット機構
４手動機構
５，６２ロック機構
８ロックプレート（ロック部材の一例）
１８ａ保持孔
１８ｂ収納開口部
２４弁座
２５ダイアフラム弁体
２７ピストン
２７ｃ手動ロッド部
３６復帰ばね（付勢手段の一例）
１８ハウジング
３４操作ポート
３５継手
３８排気ポート
３９Ｏリング（第２シール手段の一例）
４６ｂロッド挿入部
４６ｃ連通流路
４６ｅ鍔部
４８，５３，５４Ｏリング（第１シール手段の一例）
５２隔壁部材
６３ロックピン（ロック部材の一例）
６６コイルばね（付勢手段の一例）
Ｓ１隙間（導通流路の一例）

Claims

弁座にダイアフラム弁体を当接又は離間させる弁機構と、付勢手段により当接されている前記弁座と前記ダイアフラム弁体とを空気圧により離間させるパイロット機構とからなるパイロット弁と、前記パイロット弁の前記弁機構と反対側になる上部に設けられた手動機構を回転させることにより、排気ポートと前記手動機構に設けられた連通流路とを連通させて前記パイロット弁を弁閉させる第１位置と、操作ポートと前記連通流路とを連通させて前記パイロット弁の開閉操作を自在にさせる第２位置とに前記手動機構を切り替え可能な手動弁と、を備える複合弁において、
前記パイロット機構は、前記排気ポートと前記操作ポートが設けられたハウジングを有し、
前記手動機構は、前記連通流路が形成された鍔部を有し、
前記ハウジングは、軸方向に設けられて前記手動機構を回転自在に保持する保持孔と、前記保持孔より大径に設けられて前記鍔部を定位置に収納する収納開口部とを有し、前記操作ポートが前記保持孔に対応する位置に設けられて継手を内蔵すると共に、前記排気ポートが前記収納開口部の内壁に開口しており、
前記操作ポートと前記連通流路とを導通させる導通流路を、前記ハウジングと前記手動機構との間に形成する第１シール手段と、
前記排気ポートが前記収納開口部の内壁に開口する開口部分を、前記導通流路から遮断する第２シール手段と、を有すること、
前記第２シール手段は、前記排気ポートが前記収納開口部の上内壁に開口する前記開口部分の周りに沿って、前記収納開口部の上内壁に配置されるシール部材であること、
前記開口部分は、円環状である前記上内壁の一箇所に設けられていること、
を特徴とする複合弁。
弁座にダイアフラム弁体を当接又は離間させる弁機構と、付勢手段により当接されている前記弁座と前記ダイアフラム弁体とを空気圧により離間させるパイロット機構とからなるパイロット弁と、前記パイロット弁の前記弁機構と反対側になる上部に設けられた手動機構を回転させることにより、排気ポートと前記手動機構に設けられた連通流路とを連通させて前記パイロット弁を弁閉させる第１位置と、操作ポートと前記連通流路とを連通させて前記パイロット弁の開閉操作を自在にさせる第２位置とに前記手動機構を切り替え可能な手動弁と、を備える複合弁において、
前記パイロット機構は、前記排気ポートと前記操作ポートが設けられたハウジングを有し、
前記手動機構は、前記連通流路が形成された鍔部を有し、
前記ハウジングは、軸方向に設けられて前記手動機構を回転自在に保持する保持孔と、前記保持孔より大径に設けられて前記鍔部を定位置に収納する収納開口部とを有し、前記操作ポートが前記保持孔に対応する位置に設けられて継手を内蔵すると共に、前記排気ポートが前記収納開口部の内壁に開口しており、
前記操作ポートと前記連通流路とを導通させる導通流路を、前記ハウジングと前記手動機構との間に形成する第１シール手段と、
前記排気ポートが前記収納開口部の内壁に開口する開口部分を、前記導通流路から遮断する第２シール手段と、を有すること、
前記鍔部から弁機構側へ突出する前記手動機構を挿通可能な環形状をなし、前記収納開口部の内壁との間で前記鍔部を挟み込むように前記ハウジングに取り付けられる隔壁部材を有し、
前記第１シール手段は、前記隔壁部材と前記ハウジングとの間をシールするように前記隔壁部材の外周面に装着されるシール部材と、前記隔壁部材と前記手動機構との間をシールするように前記隔壁部材の内周面に装着されるシール部材とを含むこと、
を特徴とする複合弁。
請求項１又は請求項２に記載する複合弁において、
ロック部材が前記ハウジングの軸線に沿ってスライド可能に前記ハウジングに収納され、前記手動機構が前記第１位置に切り替えられている場合に前記ロック部材を前記ハウジングの上方へ突出させて前記手動機構の回転を阻止するロック機構を有する
ことを特徴とする複合弁。
請求項３に記載する複合弁において、
前記ロック機構は、前記ロック部材を前記ハウジングに収納する方向へ付勢する付勢手段を有する
ことを特徴とする複合弁。
請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載する複合弁において、
前記手動機構は、ピストンに連結されるインジケータが移動可能に挿通され、前記パイロット弁が弁開する場合における前記インジケータの上端面に対して位置調整されたブッシュを有する
ことを特徴とする複合弁。