JPH0211984A - 流体作動形弁アクチュエータ及び弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、広くは弁に関し、より詳しくは弁用の流体作
動形弁アクチュエータに関する。

本発明は特に、最小の改造を施すだけで、常開弁又は常
閉弁のいずれにも使用できる流体作動形弁アクチュエー
タに適用することができる。しかしながら当業者には、
本発明が広範囲の適用性を有しておりかつ複動弁用のア
クチュエータとしても有効であることが理解されよう。

空気圧アクチュエータ又は油圧アクチュエータのような
遠隔制御形アクチュエータを備えた遮断弁は良く知られ
ている。圧縮空気のような加圧流体を作動装置に供給す
ると、弁座から弁軸が持ち上げられて弁が開放される。

また、加圧流体が排出されると、コイルスプリングの押
圧力により弁軸が自動的に下降して弁が閉鎖される。

常開弁用及び複動弁用の空気圧アクチュエータもまた知
られている。しかしながら、これらの３つの適用例のい
ずれにも容易に使用できる流体アクチュエータは、現在
では入手することができない。すなわち、現在では、常
開弁、常閉弁及び複動弁に対し、異なる弁アクチュエー
タハウジングが必要とされている。

これらの３つに大きく分類した弁の各々について多数の
弁サイズのものが製造されているので、自動弁の製造業
者は、非常に多数の異種の弁アクチュエータの設計及び
供給を行って、需要者に対し完全なライン（系統）を提
供できるようにしなくてはならない。このことは、製造
業者の観点からすれば明らかに不利である。また、異な
る形式及びサイズの多数の自動弁を必要とする設備を保
有していて、このため多数の異種の弁アクチュエータ及
び弁についての補修用部品をストックしておかなければ
ならない弁のユーザの観点からしても好ましいことでは
ない。

また、最近では、半導体産業の分野において小型の弁ア
クチュエータに対する需要がある。半導体産業分野では
、流体の流れを制御するのに、複数の弁を近接して配置
し、−群の弁として使用できるようにする必要がある。

しかしながら、現在入手できる従来の弁アクチュエータ
の直径は弁自体よりもかなり大きいため、弁アクチュエ
ータにより、弁と弁との間隔が互いに制限されてしまう
。

自動弁用の成る形式の可逆アクチュエータが従来技術に
おいて知られている。この弁アクチュエータでは、カッ
プ形ピストンが、その開放端を、弁アクチュエータのハ
ウジング部材のいずれかの端壁に対面させることができ
るように配置されていて、常開弁及び常閉弁のいずれに
も使用できるようになっている。しかしながら、この形
式の弁アクチュエータは、商業的な成功を収めてはいな
い。

例えば半導体産業に広（使用されているような、ベロー
シール形の弁の分野においては、常開弁、常閉弁及び複
動弁に対して種々の弁アクチュエータが現在使用されて
いる。殆どの弁アクチュエータのハウジングは、限定さ
れた場所内に嵌め込むことができる程には小さくなく、
また幾つかの弁アクチュエータは、入口ポート又は出口
ポートを所定の位置に位置決めする必要があるときに回
転することができない。このため、常開弁又は常閉弁並
びに複動弁に僅かな改変を施すだけで使用できる、小型
で回転可能な弁アクチュエータが依然として要望されて
いる。

従って、上記及び他の困難性を解消でき、上記要望を満
たすことができると同時に、全体的により優れた結果を
得ることができる新規で改善された弁アクチュエータを
開発することが望ましいと考えられている。

本発明によれば、常開弁又は常閉弁のいずれにも使用で
きる新規で改善された流体作動形の弁アクチュエータが
提供される。

より詳しくは、本発明の弁アクチュエータは、側壁及び
該側壁と一体の、孔が穿けられた端壁を備えておりかつ
キャビティが形成されているハウジング本体を有してい
る。前記キャビティを包囲してチャンバを形成すべく、
端キャップが前記ハウジング本体の側壁に対して選択的
に固定されるようになっている　端キャップは、そのほ
ぼ中央に配置されておりかつ前記端キャップを貫通して
前記チャンバに連通している第１ポートを備えている。

ボンネットが、前記孔が穿けられた端壁を通って前記ハ
ウジング内に延入しており、またボンネットは、前記ハ
ウジング本体のチャンバに連通している長手方向に延在
するボアを備えている。

ハウジング本体は、保持手段により前記ボンネットに保
持されている。弁作動ロッドが、前記ボンネットのボア
を通って延在しておりかつ前記ハウジング本体のチャン
バ内に終端している。ピストンが前記チャンバ内に配置
されておりかつ前記弁作動ロッドに固定されている。弾
性手段が設けられていて、ピストンを一方の端位置に押
圧するようになっている。この弾性手段は、前記チャン
バ及びボンネットのボアの中の一方に配置されるように
なっている。また、前記弾性手段の押圧力に抗して前記
ピストンをリニアに選択的に移動させて前記弁軸を変位
させるべく、前記ピストンの一方の側に流体の流れを導
入する手段が更に設けられている。

本発明の別の特徴によれば、前記弾性手段が前記チャン
バ内に配置されたスプリングで構成されている。該スプ
リングは、その第１端部が前記チャンバの端壁に係合し
ており、その第２端部が前記ピストンの一方の面に係合
している。別の構成として、前記弾性手段がボンネット
のボア内に配置されたスプリングで構成されており、該
スプリングは、その第１端部が前記ボンネットの内方に
延在する肩部に係合しており、その第２端部が前記弁作
動ロッドの外周部に配置された溝内に保持されたスナッ
プリングに係合している。

本発明の別の特徴によれば、前記保持手段が、前記ボン
ネットの外周部に配置された溝内に嵌着されたスナップ
リングを備えている。本発明の弁アクチュエータは更に
、前記ハウジングの端壁の内部の肩部に保持されており
かつ前記スナップリングに隣接して配置されたスペーサ
リングを有している。また、前記ハウジングの端壁の溝
内に配置されておりかつ前記スペーサリングに隣接した
箇所において前記ボンネットを包囲しているシールが設
けられている。

本発明の更に別の特徴によれば、前記第１ポートがねじ
付き部分を備えている。

本発明の別の特徴によれば、前記端キャップが、端面と
、該端面に対して垂直に延在しておりかつねじ部分を備
えたステムと、該ステムの前記ねし部分と前記端面との
間で前記ステムに配置された溝とを備えている。好まし
くは、前記端キャップの前記溝内に選択的に配置するこ
とができるシール本体が更に設けられている。

本発明の更に別の特徴によれば、前記弁作動ロッドの外
周部には、第１溝と、該第１溝から間隔を隔てた位置に
形成された第２溝とが設けられている。本発明の弁アク
チュエータは更に、前記ピストンの隣接面をシールすべ
く前記第１溝内に配置された第１シール本体と、前記ボ
ンネットの隣接面をシールすべく前記第２溝内に配置さ
れた第２シール本体とを有している。

本発明の弁アクチュエータの別の特徴は、前記ハウジン
グ本体の側壁を貫通して延在しておりかつ前記チャンバ
に連通している第２ポートを更に有していることである
。

本発明の更に別の特徴によれば、弁が提供される。

本発明の弁の特徴をより詳しく説明すると、この弁は、
弁チャンバ及び弁座を備えた弁本体と、該弁本体に固定
されたボンネットであって、該ボンネットを貫通して延
在しておりかつ前記弁チャンバに連通している長手方向
の通路を備えているボンネットとを存している。弁軸が
、前記弁チャンバ及び前記ボンネットの通路内に延在し
ていて長手方向に移動できるように配置されている。ま
た、側壁及び該側壁と一体の端壁を備えていて、ほぼ円
筒状のキャビティが形成されているアクチュエータのハ
ウジング本体を有しており、該ハウジング本体が、前記
端壁に隣接する箇所において前記側壁を貫通しておりか
つ前記キャビティに連通している第１ポートを備えてい
る。更に、該第１ポートの半径方向の位置決めを選択的
に行うことができるように、前記ハウジング本体を前記
ボンネットに対して回転自在に保持するための保持手段
が設けられている。前記ハウジング本体のキャビティを
閉鎖しかつ前記ハウジング本体内にチャンバを形成すべ
く、前記ハウジング本体の内筒状の側壁に対し選択的に
固定できる端キャップを有しており、該端キャップが、
この端キャップを貫通していて前記チャンバに連通して
いる第２ポートを備えている。前記チャンバ内にはピス
トンが配置されていて、該ピストンは前記弁軸に固定さ
れている。また、関連する導管を前記ハウジング本体に
連結して、前記第１ポートを介して前記チャンバに連通
させるための第１連結手段と、関連する導管を前記端キ
ャップに連結して、前記第２ポートを介して前記チャン
バに連通させるための第２連結手段とを有している。本
発明の弁は更に、前記ヒストンを一方向に押圧するため
の弾性手段を有しており、前記第１ポート及び第２ポー
トを通って前記ピストンの一方の側にある前記チャンバ
内に流入する流体により、前記ピストンを、前記弾性手
段により前記ピストンが押圧されている前記一方向とは
反対の方向に選択的に移動させるように構成されている
。

本発明の更に別の特徴によれば、制限された領域内で使
用することができかつ常開弁及び常閉弁のいずれにも使
用できる流体作動形弁アクチュエータが提供される。

より詳しくは、この弁アクチュエータは、側壁と孔が設
けられた端壁とを備えておりかつキャビティが形成され
ているハウジング本体と、前記キャビティを閉鎖してチ
ャンバを形成すべく、前記ハウジング本体の側壁に対し
て選択的に固定できる端キャップと、第１端部及び第２
端部及びこれらの両端部の間に延在している長手方向の
ボアを備えたボンネットとを有しており、該ボンネット
の前記第１端部が前記端壁を通って前記ハウジング本体
内に延入している。また、前記ハウジング本体を前記ボ
ンネットに保持するための保持手段と、前記ボンネット
の第２端部を関連する弁本体に固定するボンネットナツ
トと、該ボンネットナツトを通って延在していて前記ハ
ウジング本体のチャンバ内に終端している弁作動ロッド
と、前記チャンバ内に配置されておりかつ前記弁作動ロ
ッドに固定されているピストンとを更に有しており、前
記ハウジング本体の直径の方が前記ボンネットナツトの
直径よりも小さく構成されている。

本発明の１つの長所は、新規で改善された流体作動形の
弁アクチュエータを提供できることである。

本発明の別の長所は、極く僅かな改変を施すだけで、常
開弁又は常閉弁並びに複動弁にも使用できる流体作動形
弁アクチュエータを提供できることである。

本発明の更に別の長所は、２つのねじ付きポートを備え
た常開弁又は常閉弁用の弁アクチュエータのハウジング
であって、前記２つのポートの中の一方のポートが、ハ
ウジング内に保持されたピストンのいずれか一方の側に
連通しているように構成されたハウジングを提供できる
ことである。

本発明の更に別の長所は、小型の弁アクチュエータのハ
ウジングであって、制限された空間内に取り付けること
ができ従って、例えば半導体産業において使用されてい
るような一群の弁配置構成にも使用できる弁アクチュエ
ータのハウジングを提供できることである。

本発明の更に別の長所は、弁アクチュエータ本体のポー
トを流体の入口又は出口と容易に連結できるように、３
６０°旋回できる弁アクチュエータ本体を提供できるこ
とである。

本発明の他の利点及び長所は、本発明の実施例について
の以下の詳細な説明により明らかになるであろう。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を説
明する。

添付図面は本発明の好ましい実施例を示す目的のみを有
しており、本発明を制限することを目的とするものでは
ない。第１図は、常閉形ベローズ弁Ｂと組み合わせて使
用されている本発明の弁アクチュエータＡを示すもので
ある。ベローズ形の弁は、弁からの漏洩が生じないよう
にして弁の遮断操作が行えるように構成された配管系に
通される腐食性、有毒性又は高価な液体或いはガスのご
とき流体の流れを制御するのに使用されている。

本発明による流体作動形の弁アクチュエータは、常開形
及び常閉形のベローズ弁と組み合わせて使用する場合に
ついて説明するが、本発明に包含される全体的な発明概
念はベローズ弁以外の弁についても使用できるものであ
り、かつ常開形及び常閉形の弁だけでなく複動形の弁に
ついても使用できるものである。

弁アクチュエータＡはハウジング本体１０を有しており
、該ハウジング本体１０は、円筒状の側壁部１２、及び
該側壁部１２と一体になった厚肉の端壁部１４を備えて
いる。ボア１６が端壁１４を貫通して延在しており、該
ボア１６は、側壁１２内に形成されたキャビティ１８内
に終端している。キャビティ１８の開放端に隣接する位
置において、側壁１２の内周部にはねじ部２０が設けら
れている。

端壁１４に隣接する箇所において、ハウジング本体ＩＯ
の側壁１２には厚肉の側壁部２２が設けられている。こ
の厚肉側壁部２２を貫通してねじ付きボア２４が延在し
ていて、該ボア２４はハウジング本体内に形成されたキ
ャビティ１８に連通している。ボア２４のねじは、従来
技術において良く知られているように、加圧流体をキャ
ビティ１８に連通させるための適当な慣用形の第１チユ
ーブ又は導管（図示せず）のねじ端部を受け入れる連結
手段として作用する。

キャビティ１８を閉鎖してチャンバを形成するため、ハ
ウジング本体１０には端キャップ３０が選択的に固定で
きるようになっている。端キャップ３０は、端面３２と
、該端面３２に対して垂直に延在しておりかつねじ部３
６が設けられているステム３４とを備えている。ねじ部
３６と端面３２との間において、ステム３４には環状溝
３８が設けられている。端キャップ３０を貫通してボア
４０が延在しており、該ボア４０は、ねじ部４１と、該
ねじ部４１よりも直径が大きくてねじが形成されていな
い部分（非ねじ形成部）４２とを備えている。ボア４０
のねじ部４１は、従来技術において良く知られているよ
うに、加圧流体をチャンバに連通させるための適当な慣
用形の第２チユーブ又は導管（図示せず）のねじ端部を
受け入れる連結手段として作用する。

ハウジング本体１０の端壁部１４のボア１６を貫通して
ボンネット５０が延在しており、該ボンネット５０はチ
ャンバ内に終端している。ボンネット５０は外周部５２
を有しており、該外周部５２には、ハウジング本体１０
が座着する肩部５４が設けられている。ボンネット５０
の第１端部に隣接する箇所において、該ボンネット５０
の外周部５２には溝５６が設けられている。この溝５６
は保持リング５８と協働して、ハウジング本体１０をボ
ンネット５０上で回転自在に保持している。保持リング
５８の下にはスペーサリング６０が配置されており、該
スペーサリング６０は、ハウジング本体ｌの端壁１４の
内面６１に接している。端壁１４には、０リングのよう
なシール６４を保持する溝６２が設けられており、保持
リング５８及びスペーサ６０に隣接する箇所においてボ
ンネット５０とハウジング本体１０との間のシールを形
成している。ボンネット５０の第２端部にはフランジ６
６が設けられており、該フランジ６６は、弁本体７２に
ボンネット５０を保持するためのボンネットナツト７０
と協働するようになっている。ボンネット５０には、そ
の長平方向に貫通するようにしてボア７４が延在してお
り、弁軸８０を受け入れることができるようになってい
る。

弁軸８０は、第１端部８２及び第２端部８３を有してい
る。第１端部８２の近くには、シール８６を受け入れる
ための第１溝８４が設けられている。シール８６は、ボ
ンネット５０の第１端部に設けられた、ボンネットの内
方に延在する厚肉部分８８の内壁８７に対しシールして
いる。また、弁軸８０には、溝８４から間隔を隔てた箇
所において肩部８９が設けられており、該肩部８９には
、ディスク状でドーナツ状のピストン９０が保持されて
いる。肩部８９とピストン９０との間には、湾曲したス
プリングワッシャ９３と共にワッシャ９２が介在されて
いる。肩部８９から間隔を隔てた箇所において弁軸８０
には更に第２の溝９４が設けられている。この溝９４は
ピストン９０のボアの内壁をシールするＯリングのよう
な適当なシール部材９６が収容されている。この第２の
溝９４から間隔を隔てた箇所において第３の溝９８が設
けられている。この溝９８は保持リング１００と協働し
て、ピストン９０を弁軸の肩部８９に対して移動しない
ように保持している。

前述のように、ハウジング本体１０は、保持リング５８
及びスペーサリング６０により、ボンネット５０に対し
回転自在に支持されていて、下方のポート（ねじ付きボ
ア）２４を、弁本体７２の回りの予め選択された位置に
選択的に位置決めできるようになっている。すなわち、
空気圧作動装置（弁アクチュエータ）Ａは、ハウジング
本体１０が回転して、慣用の適当な流体供給ライン（図
示せず）をねじ付きボア２４に連結できるように、ボン
ネット５０に取り付けられている。

再び弁本体７２を参照すれば、該弁本体７２は弁チャン
バ１１２を存しており、該弁チャンバ１１２内には、弁
軸８０の第２端部８３に保持された弁軸インサート１１
６と協働する弁座１１４が設けられている。弁軸８０の
第２端部８３にはベローズ１１８の一端が固定されてお
り、ベローズ１１８の他端は、弁軸８０の一部を包囲し
ているリング１２０に固定されている。リング１２０に
はフランジ１２２が設けられており、該フランジ１２２
は、ボンネットのフランジ６６に隣接して半径方向外方
に延在している。従って、ボンネットのフランジ６６及
びリング１２０のフランジ１２２は、ボンネットナツト
７０により弁本体７２に保持されている。また、弁本体
７２の上端部に対して、リング１２０のフランジ１２２
の部分によるビードシールが形成されている。リング１
２０内では、ブシュ１２４により弁軸８０の一部が包囲
されている。

ボンネット５０内に延在する弁軸８０の部分の周囲には
、スプリング１３０が配置されている。

スプリング１３０の第１端部１３２は、弁軸８０の溝１
３８内に保持された保持リング１３６上に取り付けられ
たワッシャ１３４により、所定位置に保持されている。

スプリング１３０の第２端部１４０は、ボンネット５０
の厚肉部分８８の下方に面した肩部１４２に対して当接
している。

前述のように、ピストン９０はほぼディスク状の形状を
有しており、その外周部１４４には溝１４６が形成され
ていて、該溝１４６内には、ハウジング本体１０のチャ
ンバの壁に対するシールをなす０リングのような適当な
シール部材１４８が収容されている。これにより、ハウ
ジング本体１０内のチャンバは、ピストン９０及びその
シール９６．１４８により、ピストン９０の下に配置さ
れる第１部分１５２と、ピストン９０の上に配置される
第２部分１５４とに区分される。

第１図の実施例においては、図示のように、弁軸８０が
、該弁軸に取り付けられた圧縮コイルスプリング１３０
の作用により常閉位置に保持されている。従ってこの構
成では、ワッシャ１３４とボンネットの肩部１４２との
間でスプリング１３０が圧縮されていて、弁軸８０に対
して常時下向きの力を作用し、ピストン９０の下面に流
体圧力が作用しないときには、弁軸インサート１１６と
弁座１１４とのシール係合を維持している。

作動に際し、弁軸インサート１１６を弁座１１４から変
位させて弁を開放させるには、ねじ付きボア２４（該ね
じ付きボア２４は、常閉弁の入口ポートとして機能する
）を通してチャンバの第１部分１５２に流体圧力を尋人
する。チャンバの第１部分１５２が加圧されると、ピス
トン９０に上向きの力が作用し、弁軸８０に作用してい
るスプリング１３０による下向きの力に打ち勝つように
なる。これにより、ワッシャ１３０とボンネットの肩部
１４２との間でスプリング１３０が圧縮され、弁が開放
される。一方、チャンバの第１部分１５２から流体を排
出すると、ピストン９０に作用する上向きの力が小さく
なっていく。スプリング１３０の力の方が、ピストン９
０に作用する上向きの力よりも大きくなると、弁軸８０
が下方に移動して、第１図に示すように弁が閉鎖される
。このようにして、弁は、その全開位置又は全開位置の
いずれかの位置に作動される。

第１図に示すように、端キャップ３０にねじ付きボア４
１を設けることは、常閉弁であっても、厳格な清浄度が
要求される場合に有利である。この目的のため、ボア４
１に適当なホース（図示せず）を連結して「パイプアウ
ェイ」ベントとして使用することができる。

本発明の空気圧作動装置（弁アクチュエータ）Ａは、通
常必要とされるタレットが省略されていること及び空気
圧作動装置のハウジング全体がボンネット５０の回りで
旋回できるようになっていることから、従来の空気圧作
動装置に比べ直径を非常に小さくすることができる。特
に、ハウジング本体１０の直径がボンネットナツト７０
の直径よりも太き（ならないように設計することにより
、空気圧作動装置のサイズをコンパクトにすることがで
きる。前述のように、半導体産業の分野においては、互
いに近接して配置される一群の複数の弁が使用されてお
り、かような弁の場合には、弁アクチュエータのハウジ
ングの直径が、いかに近接して弁を配置できるかを決定
する制限ファクタになっている。かような状況下におい
て、近接した間隔で配置される弁を使用する場合には、
弁本体７２のねじ付きの入口端１５５及び出口端１５７
を省略し、弁の配置間隔を定める制限ファクタが、ボン
ネットナツト７０及び弁アクチュエータのハウジング本
体１０となるようにすることもできる。

本発明によるコンパクトなアクチュエータ内に設けられ
た小型ピストン９０が実験室用圧縮空気（約３０〜４０
ｐｓｉすなわち約２．１〜２．８　ｋｇ／ｃｍりにより
作動されると、スプリング１３０の力に抗してピストン
９０を作動させるに充分な力を発生することができる。

なぜならば、スプリング１３０が弁軸８０に取り付けら
れており、これが、弁軸８０の移動に要する力を小さく
しているからである。また、スプリング１３０をこのよ
うに配置することによって、従来のように配置されたス
プリングが弁軸の移動により圧縮されるときに通常化じ
る摩擦力の成る程度を除去することができる。

図示のように、端キャップ３０には、中央のボア４０の
両側に配置された１対の孔１５８が設けられている。こ
れらの孔１５８は、適当な慣用のスパナレンチと協働し
て、端キャップ３０とハウジング本体１０との間の協働
ねじ面２０．３６に沿って、端キャップ３０をハウジン
グ本体１０にねじ込むことができるようになっている。

端キャップ３０がハウジング本体１０に螺着される構造
は、ハウジング本体１０の直径を小さくできる点でも有
利である。なぜならば、ハウジング本体１０の側壁１２
の肉厚を、ハウジング本体１０に対し慣用的な方法で端
キャップ３０を固定するのに使用するファスナ（緊締具
）を使用できる厚さに形成する必要が無くなるからであ
る。

第２図には、本発明の弁アクチュエータを、常開形のダ
イアフラム弁と組み合わせた実施例が示されている。こ
の実施例の図示及び理解を容易にするため、第１図の実
施例のコンポーネンツと同様なコンポーネンツについて
は、第１図に使用した番号にダッシュ（′）を付した番
号を使用し、新しいコンポーネンツについては新しい番
号を使用している。

この実施例においても、空気圧作動装置（弁アクチュエ
ータ）Ａ′が弁Ｂ′に取り付けられている。空気圧作動
装置Ａ′はハウジング本体１０′を有している。該ハウ
ジング本体１０′は、側壁１２’及び厚肉の端壁１４′
を備えており、またハウジング本体１０′内にはキャビ
ティ１８′が設けられている。このキャビティ１８′は
端キャップ３０′により閉鎖されて、チャンバを形成し
ている。ハウジング本体１０′は、ボンネット５０′に
対し回転できるように保持されており、ボンネット５０
′は弁本体７２′に固定されている。ボンネット５０′
の長手方向のボア７４′を通って弁軸８０’が延在して
おり、該弁軸８０′の端部は、ハウジング本体１０′内
に形成されたチャンバ内に配置されている。弁軸８０′
の他端には、ベローズ１１８′の一端が固定されている
。

弁軸８０′にはピストン９０′が往復運動できるように
取り付けられており、該ピストン９０′はチャンバを、
第１部分１５２′と第２部分１５４′とに区分している
。この実施例においては、弁Ｂ′が常開形の弁であり、
従って、弁軸インサート１１６′は、弁座１１４′から
離れる方向に常時押圧されている。これは、チャンバの
第１部分１５２′内に配置されたスプリング１６０によ
り達成される。スプリング１６０の第１端部１６２はピ
ストン９０′の下面１６４に当接しており、スプリング
１６０の第２端部１６６は、端壁１４′の頂面に隣接し
て配置されていてかつボンネット５０′に対してハウジ
ング本体１０’を保持しているスナップリング５８′に
当接している。

前述のように、弁軸８０′は、ピストン９０′従って弁
軸８０′に対して上向きの力を作用している圧縮コイル
スプリング１６０の作用により、常開位置に保持されて
いる。弁軸８０′に作用する上向きの力は、弁軸インサ
ート１１６’に作用する上向きの力として伝達し、弁軸
インサート１１６′が弁座１１４′から引き離された状
態にする。しかしながら、端キャップ３０′のボア４０
′を通してチャンバの第２部分１５４′内に加圧流体を
導入し、ピストン９０′の上面１６８に対して適当な流
体圧力を作用すると、スプリング１６０の力に打ち勝っ
て、第２図に示すように、弁軸インサート１１６’が弁
座１１４′に接触するようになる。この構成では、チャ
ンバの第２部分１５４′内に充分な流体圧力が存在しな
い場合には、ピストン９０′とハウジング本体１０′の
端壁１４′との間でスプリング１６０が圧縮されており
、弁軸８０′に上向きの力を作用して弁軸インサート１
１６′を弁座！１４′から常時用ぎ離した状態に維持す
るようになっている。

端午ヤッ１３０′の溝部分３８′内には、Ｏリングシー
ルのような適当なシール部材１７０が配置されている。

このシールにより、チャンバの第２部分１５４′内の加
圧流体が端キャップ３０′とハウジング本体の側壁１２
’との間から漏洩することを防止し、端キャップ３０′
とピストン９０′との間のチャンバの第２部分１５４′
内に加圧流体を保持しておくことが可能になる。

弁軸インサート１１６’を、第２図に示すように、弁座
１１４′と接触させて弁を閉じるべく作動するには、ね
じ部４１′を備えた端キャップ３０’のボア４０′を通
してチャンバの第２部分１５４′内に加圧流体を導入す
る。チャンバの第２部分１５４′が加圧されると、ピス
トン９０′に下向きの力が作用し、スプリング１６０が
ピストン９０′に作用している上向きの力に打ち勝つよ
うになる。これにより、スプリング１６０がピストン９
０′とハウジング本体１０′の端壁１４′との間で圧縮
される。一方、チャンバの第２部分１５４′から流体が
排出されると、ピストン９０’に作用する下向きの力が
小さくなり、流体によるこの下向きの力よりもスプリン
グ１６０による上向きの力の方が太き（なると、弁軸８
０’が上方に移動して弁が開放される。か（して、弁Ｂ
′は、全開位置と全閉位置との間で作動することができ
る。

ハウジング本体１０′の側壁部１２′の厚肉部分２２′
にねじ付きボア２４′を設けることは、第２図に示すよ
うな常開弁であっても、厳格な清浄度が要求される場合
に有利である。この目的のため、ボア２４′に適当なホ
ース（図示せず）を連結して「パイプアウェイ」ベント
として使用することができる。

ピストン９０′の第２の面（上面）１６８に作用する適
当な慣用の実験室用圧縮空気（約３０〜４０ｐｓｉすな
わち約２．１〜２．８　ｋｇ／ｃｍ”）を使用すること
により、スプリング１６０のばね力に抗する充分な大き
さの力をピストン９０’に対して作用することができ、
これにより、弁Ｂ′を第２図に示すような閉鎖位置に作
動することができる。

以上から明らかなように、本体の弁作動装置は、二、三
の簡単な調節を行うことにより、常開弁及び常閉弁のい
ずれにも使用できるように変更することができる。より
詳しく説明するならば、第１図の弁アクチュエータＡの
スプリング１３０を、ワッシャ１３４及び保持リング１
３６と共に除去し、この弁アクチュエータＡに、スプリ
ング１６０及び０リング１７０を第２図に示すように配
置すれば、弁アクチュエータを、常開弁用の弁アクチュ
エータから常閉弁用の弁アクチュエータに変更すること
ができる。

また、ハウジング本体１０には２つのねし連結部（すな
わち、ハウジング本体の側壁１２に設けられたねじ付き
ボア２４及び端キャップ３０に設けられたねじ付きボア
４１）が設けられているため、所望ならば、本発明の空
気圧作動装置（弁アクチュエータ）Ａにスプリングを設
けないで、複動作動装置として使用することも可能であ
る。各場合において、３６０′旋回形の空気入口（又は
出口）連結部２４を設けることにより、空気圧作動装置
の設置が容易に行えるようになる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本
明細書を読みかつ理解したならば、本発明について種々
の改変を行うことができよう、これらの改変が特許請求
の範囲内にあるか本発明と均等物である限り、これらの
全ての改変は本発明に包含されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の弁アクチュエータを使用した常閉弁
を断面したところを示す側面図である。 第２図は、本発明の弁アクチュエータを使用した常開弁
を断面したところを示す側面図である。 １０．１０’・・・ハウジング本体、 １２．１２′・・・ハウジング本体の側壁（部）、１４
．１４′・・・ハウジング本体の端壁（部）、１８．１
８’・・・キャビティ、 ２４．２４′・・・ねじ付きボア、 ３０．３０′・・・端キャップ、 ３８．３８′・・・環状溝、 ４０．４０′・・・ボア、 ５０．５０’・・・ボンネット、 ７０．７０′・・・ボンネットナツト、７２．７２′・
・・弁本体、 ８０．８０′・・・弁軸、　　９０．９０′・・・ピス
トン、１１６．１１６′・・・弁軸インサート、１３０
・・・スプリング、　　１６０・・・スプリング、１７
０・・・シール部材、 Ａ、Ａ’・・・弁アクチュエータ（空気圧作動装置）、
Ｂ。 Ｂ′・・・ベローズ弁。 図面の浄書（内容に変更なし） 手 続 補 正 書（方式） １、事件の表示 平成１年特許願第１１３５２０号 ２、発明の名称 流体作動形弁アクチュエータ及び弁 ３、補正をする者 事件との関係

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. （１）常開弁又は常閉弁のいずれにも使用できる流体作
   動形弁アクチュエータにおいて、 側壁及び該側壁と一体の、孔が穿けられた端壁を備えて
   おりかつキャビティが形成されているハウジング本体と
   、 前記キャビティを包囲してチャンバを形成すべく前記ハ
   ウジング本体の側壁に対して選択的に固定することがで
   きる端キャップとを有しており、該端キャップが、この
   ほぼ中央に配置されておりかつ前記端キャップを貫通し
   て前記チャンバに連通している第１ポートを備えており
   、前記孔が穿けられた端壁を通って前記ハウジング内に
   延入しているボンネツトを有しており、該ボンネツトが
   、前記ハウジング本体のチャンバに連通している長手方
   向に延在するボアを備えており、 前記ハウジング本体を前記ボンネツトに保持するための
   保持手段と、 前記ボンネツトのボアを通って延在しておりかつ前記ハ
   ウジング本体のチャンバ内に終端している弁作動ロッド
   と、 前記チャンバ内に配置されておりかつ前記弁作動ロッド
   に固定されたピストンと、 該ピストンを一方の端位置に押圧するための弾性手段で
   あって、前記チャンバ及びボンネツトのボアの中の一方
   に配置される弾性手段と、前記弾性手段の押圧力に抗し
   て前記ピストンをリニアに選択的に移動させて前記弁軸
   を変位させるべく、前記ピストンの一方の側に流体の流
   れを導入する手段とを更に有していることを特徴とする
   流体作動形弁アクチュエータ。
2. （２）前記弾性手段が前記チャンバ内に配置されたスプ
   リングで構成されており、該スプリングは、その第１端
   部が前記チャンバの端壁に係合しており、その第２端部
   が前記ピストンの一方の面に係合していることを特徴と
   する請求項１に記載の流体作動形弁アクチュエータ。
3. （３）前記弾性手段が前記ボンネツトのボア内に配置さ
   れたスプリングで構成されており、該スプリングは、そ
   の第１端部が前記ボンネツトの内方に延在する肩部に係
   合しており、その第２端部が前記弁作動ロッドの外周部
   に配置された溝内に保持されたスナップリングに係合し
   ていることを特徴とする請求項１に記載の流体作動形弁
   アクチュエータ。
4. （４）前記保持手段が、前記ボンネツトの外周部に配置
   された溝内に嵌着されるスナップリングを備えており、
   更に前記保持手段が、 前記ハウジングの端壁の内部の肩部に保持されておりか
   つ前記スナップリングに隣接して配置されたスペーサリ
   ングと、 前記ハウジングの端壁の溝内に配置されておりかつ前記
   スペーサリングに隣接した箇所において前記ボンネツト
   を包囲しているシールとを備えていることを特徴とする
   請求項１に記載の流体作動形弁アクチュエータ。
5. （５）前記端キャップが、 端面と、 該端面に対して垂直に延在しておりかつねじ部分を備え
   たステムと、 該ステムの前記ねじ部分と前記端面との間で前記ステム
   に配置された溝とを備えていることを特徴とする請求項
   １に記載の流体作動形弁アクチュエータ。
6. （６）前記端キャップの前記溝内に選択的に配置するこ
   とができるシール本体を更に備えていることを特徴とす
   る請求項５に記載の流体作動形弁アクチュエータ。
7. （７）前記第１ポートがねじ部分を備えていることを特
   徴とする請求項５に記載の流体作動形弁アクチュエータ
   。
8. （８）前記弁作動ロッドの外周部には、第１溝と、該第
   １溝から間隔を隔てた位置に形成された第２溝とが設け
   られており、弁アクチュエータが更に、前記ピストンの
   隣接面をシールすべく前記第１溝内に配置された第１シ
   ール本体と、前記ボンネツトの隣接面をシールすべく前
   記第２溝内に配置された第２シール本体とを有している
   ことを特徴とする請求項１に記載の流体作動形弁アクチ
   ュエータ。
9. （９）前記ハウジング本体の側壁を貫通して延在してお
   りかつ前記チャンバに連通している第２ポートを更に有
   していることを特徴とする請求項１に記載の流体作動形
   弁アクチュエータ。
10. （１０）弁チャンバ及び弁座を備えた弁本体と、該弁本
    体に固定されたボンネツトであって、該ボンネツトを貫
    通して延在しておりかつ前記弁チャンバに連通している
    長手方向の通路を備えているボンネツトと、 前記弁チャンバ及び前記ボンネツトの通路内に延在して
    いて長手方向に移動できるように配置されている弁軸と
    、 側壁及び該側壁と一体の端壁を備えていて、ほぼ円筒状
    のキャビティが形成されているアクチュエータのハウジ
    ング本体とを有しており、該ハウジング本体が、前記端
    壁に隣接する箇所において前記側壁を貫通しておりかつ
    前記キャビティに連通している第１ポートを備えており
    、該第１ポートの半径方向の位置決めを選択的に行うこ
    とができるように、前記ハウジング本体を前記ボンネツ
    トに対して回転自在に保持するための保持手段と、 前記ハウジング本体のキャビティを閉鎖しかつ前記ハウ
    ジング本体内にチャンバを形成すべく、前記ハウジング
    本体の円筒状の側壁に対し選択的に固定できる端キャッ
    プとを有しており、該端キャップが、この端キャップを
    貫通していて前記チャンバに連通している第２ポートを
    備えており、 前記チャンバ内に配置されておりかつ前記弁軸に固定さ
    れたピストンと、 関連する導管を前記ハウジング本体に連結して、前記第
    １ポートを介して前記チャンバに連通させるための第１
    連結手段と、 関連する導管を前記端キャップに連結して、前記第２ポ
    ートを介して前記チャンバに連通させるための第２連結
    手段と、 前記ピストンを一方向に押圧するための弾性手段とを更
    に有しており、前記第１ポート及び第２ポートを通って
    前記ピストンの一方の側にある前記チャンバ内に流入す
    る流体により、前記ピストンを、前記弾性手段により前
    記ピストンが押圧されている前記一方向とは反対の方向
    に選択的に移動させることを特徴とする弁。
11. （１１）前記弾性手段が前記チャンバ内に配置されたス
    プリングであり、該スプリングは、その第１端部が前記
    チャンバの端壁に、その第２端部が前記ピストンの一方
    の面に係合していることを特徴とする請求項１０に記載
    の弁。
12. （１２）前記弾性手段が前記ボンネツトのボア内に配置
    されたスプリングであり、該スプリングは、その第１端
    部が前記ボンネツトの上方に延在している肩部に、その
    第２端部がスナップリングを備えた前記保持手段に係合
    していることを特徴とする請求項１０に記載の弁。
13. （１３）前記第１連結手段及び第２連結手段の各々が、
    前記第１ポート及び第２ポートのそれぞれに設けられた
    ねじ部を備えていることを特徴とする請求項１０に記載
    の弁。
14. （１４）前記端キャップが、 端面と、 該端面に対して垂直に延在しておりかつねじ部分を備え
    たステムと、 該ステムの前記ねじ部分と前記端面との間で前記ステム
    に配置された溝とを備えていることを特徴とする請求項
    １０に記載の弁。
15. （１５）前記端キャップの前記溝内に選択的に配置する
    ことができるシール本体を更に備えていることを特徴と
    する請求項１４に記載の弁。
16. （１６）前記保持手段が、前記ボンネツトの外周部に配
    置された溝及び前記ハウジング本体の端壁の内周部に配
    置された肩部と協働するスナップリングを備えており、
    前記ハウジング本体を前記ボンネツトに対して回転でき
    るように固定していることを特徴とする請求項１０に記
    載の弁。
17. （１７）前記ピストンが、外周溝及び該外周溝内に受け
    入れられたシールを備えており、前記端キャップの、ね
    じが設けられた前記第２ポート及び前記アクチュエータ
    のハウジング本体の、ねじが設けられた第１ポートは、
    前記ピストンの位置の如何に係わらず前記ピストンのシ
    ールが常に前記第１ポートと第２ポートとの間に存在す
    るように、相対的に位置決めされていることを特徴とす
    る請求項１０に記載の弁。
18. （１８）制限された領域内で使用することができかつ常
    開弁及び常閉弁のいずれにも使用できる流体作動形弁ア
    クチュエータにおいて、 側壁と孔が設けられた端壁とを備えておりかつキャビテ
    ィが形成されているハウジング本体と、 前記キャビティを閉鎖してチャンバを形成すべく、前記
    ハウジング本体の側壁に対して選択的に固定できる端キ
    ャップと、 第１端部及び第２端部及びこれらの両端部の間に延在し
    ている長手方向のボアを備えたボンネツトとを有してお
    り、該ボンネツトの前記第１端部が前記端壁を通って前
    記ハウジング本体内に延入しており、 前記ハウジング本体を前記ボンネツトに保持するための
    保持手段と、 前記ボンネツトの第２端部を関連する弁本体に固定する
    ボンネツトナットと、 該ボンネツトナットを通って延在していて前記ハウジン
    グ本体のチャンバ内に終端している弁作動ロッドと、 前記チャンバ内に配置されておりかつ前記弁作動ロッド
    に固定されているピストンとを更に有しており、 前記ハウジング本体の直径の方が前記ボンネツトナット
    の直径よりも小さいことを特徴とする流体作動形弁アク
    チュエータ。
19. （１９）前記ピストンを一方の端位置に押圧するための
    弾性手段であって、前記チャンバ及びボンネツトのボア
    の中の一方に配置される弾性手段と、前記弾性手段の押
    圧力に抗して前記ピストンをリニアに選択的に移動させ
    て前記弁軸を変位させるべく、前記ピストンの一方の側
    に流体の流れを導入する手段とを更に有していることを
    特徴とする請求項１８に記載の流体作動形弁アクチュエ
    ータ。
20. （２０）前記ピストンが、前記チャンバを第１チャンバ
    部分と第２チャンバ部分とに区分しており、前記第１チ
    ャンバ部分が大気と連結しないようにシールする第１シ
    ール手段と、 前記第２チャンバ部分が大気と連結しないようにシール
    する第２シール手段とを更に備えていることを特徴とす
    る請求項１９に記載の流体作動形弁アクチュエータ。
21. （２１）前記ハウジング本体の前記側壁を貫通して延在
    している第１ポートと、 前記端キャップを貫通して延在している第２ポートと、 関連する導管を前記ハウジング本体に連結して、前記第
    １ポートを介して前記チャンバに連通させるための第１
    連結手段と、 関連する導管を前記端キャップに連結して、前記第２ポ
    ートを介して前記チャンバに連通させるための第２連結
    手段とを更に備えていることを特徴とする請求項１８に
    記載の流体作動形弁アクチュエータ。