JP7253803B2 - 手動バルブ装置および流体制御装置 - Google Patents
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Description
上記のような流体制御装置の分野においては、プロセスガスの供給制御により高い応答性が求められており、このためには流体制御装置をできるだけ小型化、集積化することが進められている。
また、手動バルブが意図せず操作されるのを防ぐためには、手動操作用のハンドルやレバーに保護枠、キャップ、カバー等を設け、開閉状態を示すインジケータも設ける必要があり、さらに小型化が困難となる。
本発明の他の目的は、上記の手動バルブ装置を含む小型化、集積化された流体制御装置を提供することにある。
前記ケーシングの上端側に設けられ、前記操作部材の少なくとも一部を覆う保護カバーを有し、
前記操作部材は、前記駆動機構の作動に必要な力を当該操作部材に作用させるための補助工具を取り外し可能に装着させる装着部を有し、
前記保護カバーは、前記操作部材の装着部への前記工具のアクセスおよび操作を可能にするように形成されている、ことを特徴とする。
前記保護カバーは、前記操作部材の外周を覆い、
前記装着部は、前記操作部材の上端面に形成されている、構成を採用できる。
前記カム部に形成されたカム面上を移動可能で、かつ、前記可動ロッドに回転可能に保持されたローラ部材と、を有し、
前記カム面は、前記ローラ部材が係止して前記操作部材を開放位置と閉鎖位置とに保持する係止部を有する、構成を採用できる。
前記ケーシングの上端側に設けられ、前記操作部材の少なくとも一部を覆う保護カバーを有し、
前記操作部材は、前記駆動機構の作動に必要な傾動力を当該操作部材に作用させるための補助レバーを取り外し可能に装着させる装着部を有し、
前記保護カバーは、前記操作部材の装着部への前記補助レバーのアクセスを可能にするように形成されている、ことを特徴とする。
前記操作部材は、所定軸線を中心に傾動可能に前記可動ロッドに連結され、
前記カム部は、前記操作部材に形成されたカム面と、当該カム面と係合し前記操作部材に作用する傾動力を受ける受け面とを有する、構成を採用できる。
前記流体機器に上記構成の手動バルブ装置が含まれる、ことを特徴とする。
先ず、図17を参照して、本発明が適用される流体制御装置の一例を説明する。
図17に示す流体制御装置は、金属製のベースプレートBS上には、幅方向W1,W2に沿って配列され長手方向G1,G2に延びる5本のレール部材500が設けられている。なお、W1は正面側、W2は背面側,G1は上流側、G2は下流側の方向を示している。各レール部材500には、複数の流路ブロック200を介して各種流体機器210A~210Eが設置され、複数の流路ブロック200によって、上流側から下流側に向かって流体が流通する図示しない流路がそれぞれ形成されている。
ここで、「流体機器」とは、流体の流れを制御する流体制御装置に使用される機器であって、流体流路を画定するボディを備え、このボディの表面で開口する少なくとも2つの流路口を有する機器である。具体的には、開閉弁(2方弁)210A、レギュレータ210B、プレッシャーゲージ210C、開閉弁(3方弁)210D、マスフローコントローラ210E等が含まれるが、これらに限定されるわけではない。なお、導入管310は、上記した図示しない流路の上流側の流路口に接続されている。
流体機器を小型化、集積化していくと、図17から分かるように、全体的に細長く形成され、幅方向W1,W2の隣り合う流体機器間にはほとんど隙間が存在しないのがわかる。
本発明の手動バルブ装置は、例えば、開閉弁210Aの位置に適用されうる。
次に、図1A~図7を参照して、本第1発明の一実施形態に係る手動バルブ装置について説明する。なお、図中において、矢印A1,A2は上下方向を示しており、A1が上方向、A2が下方向を示している。
手動バルブ装置1は、バルブボディ20と、弁体としてのダイヤフラム40と、駆動機構50と、駆動機構50を内蔵するケーシング70と、保護カバー100と、操作部材110とを有する。
ダイヤフラム40は、弁体として機能し、バルブシート30よりも大きな直径を有し、ステンレス、NiCo系合金などの金属やフッ素系樹脂で球殻状に弾性変形可能に形成されている。ダイヤフラム40は、押えアダプタ42を介してケーシング部材71の下端面によりバルブボディ20に向けて押し付けられることによりバルブシート30に対して当接離隔可能にバルブボディ20に支持されている。図1Aにおいて、ダイヤフラム40はダイヤフラム押え51により押圧されて弾性変形し、バルブシート30に押し付けられている状態にある。ダイヤフラム押え51による押圧を開放すると、球殻状に復元する。ダイヤフラム40がバルブシート30に押し付けられている状態では、流路21が閉鎖されている。図2に示すように、ダイヤフラム40がバルブシート30から離れると、流路21は開放され、流路22と連通する。
駆動機構50は、ダイヤフラム押え51、可動ロッド52およびコイルばね54を有する。ダイヤフラム押え51および可動ロッド52はケーシング70内を上下方向A1,A2に移動可能に保持されており、可動ロッド52は、中途に形成された鍔部52bがケーシング部材71の上端面に当接することにより、下方向A2への移動が規制される。
コイルばね54は、可動ロッド52の鍔部52bとケーシング部材72との間に介在し、復元力により、可動ロッド52を下方向A2へ向けて常時付勢している。手動バルブ装置1は、通常は流路21がダイヤフラム40により閉鎖されたノーマリクローズのバルブである。
図1Aおよび図2に示すように、可動ロッド52の上端部には、可動ロッド52の中心軸線に対して直交する向きに貫通するピン孔52aが形成され、このピン孔52aにピン81が挿入され、ピン81の両端部にローラ部材82が嵌め込まれている。
保護カバー100は、図7に示すように、円筒状部材であり、ケーシング部材72の上端部に接続されねじ部材で固定されている。保護カバー100の上端側の開口100aは、操作部材110の上端側の円柱部分が挿入可能な直径に形成されている。
この状態から、図2に示す開放状態にするには、トルクレンチ600を操作部材110の装着凹部110aに装着し、操作部材110をケーシング70の中心軸線を中心に回転させる。ローラ部材82はカム面80から上方向A1側に移動するカム作用を受け、可動ロッド52がコイルばね54の付勢力に抗して上方向A1に移動する。図4Aおよび図4Bに示すように、操作部材110を90度回転させたところで、ローラ部材82は、高位側に位置する第1係止部80aに位置付けられて係止する。ローラ部材82の動きに伴って、操作部材110は、図4Aおよび図4Bに示すように、上方向A1に移動し、上端部の一部が保護カバー100の上端面から突出した状態となる。
このように、操作部材110の保護カバー100に対する位置から、手動バルブ装置1の開閉状態を判別できる。
次に、図9A~図16Bを参照して、本第2発明の一実施形態(実施形態2)に係る手動バルブ装置について説明する。なお、実施形態1の手動バルブと同様の構造については説明を省略する。
また、図16Aおよび図16Bに示すように、操作部材210は、図9A、10Aに点線で示した丸棒状の補助レバー700の先端が取り外し可能に装着される装着凹部210aが形成され、上端側から下方に向けて平行に延びる対向壁部210bを有する。対向壁部210bのそれぞれの下端面側は傾斜および湾曲するカム面210fとなっており、また、対向壁部210bには壁面に垂直にピン孔210hが形成されている。2つのピン孔210hには上記したピン90が挿入される。
操作部材210の2つの対向壁部210bの間に可動ロッド52の上端部が挿入され、ピン孔52aおよびピン孔210hにピン90が挿入されると、操作部材210はピン90を中心に可動ロッド52に対して傾動自在に保持される。なお、ピン90は、円筒状に形成された保護カバー400を、図14に示すケーシング部材73の上端部に挿入固定することで、保護カバー400の内周面により移動が規制され、ピン孔52aおよびピン孔210hから脱落しないようになっている。
また、図16Bに示すように、操作部材210のカム面210fの一端側には凸状に湾曲する係止凸部210gが形成されており、この係止凸部210gが後述する受け部材180の係止凹部180tに嵌ることにより、操作部材210の動きをロックできるようになっている。
ここで、図9Bおよび図10Bは、手動バルブ装置1Bの上面視であり、図中B1,B2はバルブボディ20の長手方向(流体の流通方向)であり、C1,C2が幅方向である。図9Bおよび図10Bからわかるように、保護カバー400および操作部材210は、バルブボディ20の上面20aの外形内に収まっている。このため、図9A、図9Bに示したような、流体機器が小型化、集積化された流体制御装置に手動バルブ装置1Bを適用可能となる。
20 :バルブボディ
20a :上面
20b :底面
21 :流路
21a :開口部
22 :流路
22a :開口部
23,24:貫通孔
30 :バルブシート
40 :ダイヤフラム
42 :押えアダプタ
50 :駆動機構
51 :ダイヤフラム押え
52 :可動ロッド
52a :ピン孔
52b :鍔部
54 :コイルばね
70 :ケーシング
71,72,73:ケーシング部材
80 :カム面
80a :第1係止部
80b :第2係止部
81 :ピン
82 :ローラ部材
90 :ピン
100 :保護カバー
100a :開口
110 :操作部材
110a :装着凹部
110b :挿入孔
180 :受け部材
180a :突出部
180b :湾曲面
180f :受け面
180h :貫通孔
180t :係止凹部
200 :流路ブロック
200b :保護壁部
210 :操作部材
210A :開閉弁
210B :レギュレータ
210C :プレッシャーゲージ
210D :流体機器
210E :マスフローコントローラ
210a :装着凹部
210b :対向壁部
210f :カム面
210g :係止凸部
210h :ピン孔
310 :導入管
400 :保護カバー
500 :レール部材
600 :トルクレンチ
600a :先端部
700 :補助レバー
A1 :上方向
A2 :下方向
BS :ベースプレート
G1 :長手方向
G2 :長手方向
W1 :幅方向
W2 :幅方向
Claims (12)
- 対向する底面及び上面を画定するとともに流体流路を画定するブロック状のバルブボディと、前記バルブボディの前記流体流路を開閉可能に設けられた弁体と、前記弁体を開閉方向に駆動する駆動機構と、前記バルブボディに接続されて当該バルブボディの前記上面から上方に向けて延在し前記駆動機構を内蔵する筒状のケーシングと、前記駆動機構を作動させるための操作部材と、当該操作部材に作用する力を当該駆動機構の駆動力に変換するカム部とを有する手動バルブ装置であって、
前記ケーシングの上端側に設けられ、前記操作部材の少なくとも一部を覆う保護カバーを有し、
前記操作部材は、前記駆動機構の作動に必要な力を当該操作部材に作用させるための補助工具を取り外し可能に装着させる装着部を有し、
前記保護カバーは、前記操作部材の装着部への前記補助工具のアクセスを可能に形成されており、
前記駆動機構は、上端部が前記操作部材に連結されるとともに下端部が前記弁体を押圧する可動ロッドと、該可動ロッドを前記弁体側に付勢するコイルばねを有し、
前記可動ロッドは、前記コイルばねが外嵌された可動ロッド上部と、該コイルばねの付勢力を受ける鍔部分と、コイルばねが外嵌されない可動ロッド下部と、を有し、
前記ケーシングは、前記バルブボディに固定されるとともに前記可動ロッド下部を収容する下部ケーシング部材と、該下部ケーシング部材の上側に同軸に接続され、前記可動ロッドの鍔部分及び前記可動ロッド上部並びに前記コイルばねを収容する上部ケーシング部材からなる
ことを特徴とする手動バルブ装置。 - 前記操作部材および前記保護カバーは、上面視において、前記ケーシングの外形内に収まるように形成されている、ことを特徴とする請求項1に記載の手動バルブ装置。
- 前記装着部は、凹状に形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の手動バルブ装置。
- 前記操作部材は、前記ケーシングの中心軸線を中心に回転可能に保持され、
前記保護カバーは、前記操作部材の外周を覆い、
前記装着部は、前記操作部材の上端面に形成されている、ことを特徴とする請求項2又は3に記載の手動バルブ装置。 - 前記駆動機構は、前記弁体を開閉する方向に移動可能に保持された可動ロッドと、
前記カム部に形成されたカム面上を移動可能で、かつ、前記可動ロッドに回転可能に保持されたローラ部材と、を有し、
前記カム面は、前記ローラ部材が係止して前記操作部材を開放位置と閉鎖位置とに保持する係止部を有する、
ことを特徴とする請求項4に記載の手動バルブ装置。 - 前記操作部材は、前記流体流路が閉鎖されると前記操作部材の上端部の全体が前記保護カバーの内部に収容された状態に維持され、前記流体流路が閉鎖状態から開放されると、当該操作部材の一部が前記保護カバーから突出した状態に維持される、ことを特徴とする請求項4又は5に記載の手動バルブ装置。
- 対向する底面及び上面を画定するとともに流体流路を画定するブロック状のバルブボディと、前記バルブボディの前記流体流路を開閉可能に設けられた弁体と、前記弁体を開閉方向に駆動する駆動機構と、前記バルブボディに接続されて当該バルブボディの前記上面から上方に向けて延在する筒状のケーシングと、前記駆動機構を作動させるための操作部材と、当該操作部材に作用する傾動力を当該駆動機構の駆動力に変換するカム部とを有する手動バルブ装置であって、
前記ケーシングの上端側に設けられ、前記操作部材の少なくとも一部を覆う保護カバーを有し、
前記操作部材は、前記駆動機構の作動に必要な傾動力を当該操作部材に作用させるための補助レバーを取り外し可能に装着させる装着部を有し、
前記保護カバーは、前記操作部材の装着部への前記補助レバーのアクセスを可能にするように形成されており、
前記駆動機構は、上端部が前記操作部材に連結されるとともに下端部が前記弁体を押圧する可動ロッドと、該可動ロッドを前記弁体側に付勢するコイルばねを有し、
前記可動ロッドは、前記コイルばねが外嵌された可動ロッド上部と、該コイルばねの付勢力を受ける鍔部分と、コイルばねが外嵌されない可動ロッド下部と、を有し、
前記ケーシングは、前記バルブボディに固定されるとともに前記可動ロッド下部を収容する下部ケーシング部材と、該下部ケーシング部材の上側に同軸に接続され、前記可動ロッドの鍔部分及び前記可動ロッド上部並びに前記コイルばねを収容する上部ケーシング部材からなる
ことを特徴とする手動バルブ装置。 - 前記装着部は、凹状に形成されていることを特徴とする請求項7に記載の手動バルブ装置。
- 前記駆動機構は、前記弁体を開閉する方向に移動可能に保持された可動ロッドを有し、 前記操作部材は、所定軸線を中心に傾動可能に前記可動ロッドに連結され、
前記カム部は、前記操作部材に形成されたカム面と、当該カム面と係合し前記操作部材に作用する傾動力を受ける受け面とを有する、ことを特徴とする請求項7又は8に記載の手動バルブ装置。 - 前記受け面を有する受け部材は、前記可動ロッドが貫通する貫通孔を有し、前記保護カバー内で前記ケーシングに保持されている、ことを特徴とする請求項9に記載の手動バルブ装置。
- 前記受け部材は、前記操作部材の一部が係合し、開放状態または閉鎖状態に当該操作部材を維持するための係止部をさらに有する、ことを特徴とする請求項10に記載の手動バルブ装置。
- 複数の流体機器を有する流体制御装置であって、
前記流体機器に請求項1乃至11のいずれかに記載の手動バルブ装置が含まれる、ことを特徴とする流体制御装置。
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