JPH062782A - 空気圧作動バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は空気圧作動バルブに関し、特に弁本
体外部に摺動部を有しない非接触構造の開閉信号導出手
段を具備した空気圧作動バルブを提供することを目的と
している。 【構成】 弁本体１の上部に空気圧式アクチュエーター
が取りつけられた空気圧作動バルブにおいて、該アクチ
ュエーターは弁体１０に連結されたピストンロッド１６
とピストン１５とを上下動自在に支持したエアーシリン
ダー２０、及びエアーシリンダー２０上部に取りつけら
れたボンネット２８を具備し、ピストン１５上部には磁
石１９が装着され、磁石１９に対応したボンネット２８
の外部に、磁石１９の磁力を感知して電気信号を導出可
能にする磁気センサー３５が装着されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流体輸送ラインに用いら
れる空気圧作動バルブに係り、さらに詳しくは、弁の開
閉状態を指示するための電気信号を非接触構造によって
導出可能にした空気圧作動バルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気圧作動バルブにおいては、図
２に示すように、弁の開閉状態を指示する方法として、
エアーシリンダー３９内に摺動自在に装着されたピスト
ン４０の上部に一体的に設けられたインジケーターロッ
ド４１が、ボンネット４２を貫通して外部にまで突設さ
れており、ピストン４０の上下動に伴う弁体４３の開閉
状態を、ピストン４０に連動するインジケーターロッド
４１の上下動を外部から確認することで行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、弁外
部にインジケーターロッド４１が突設されているので特
に粉塵等の多い環境で使用した場合、摺動部４４に異物
を噛み込んでＯリング４５を損傷し、インジケーターロ
ッド４１すなわちピストン４０の作動に支障をきたす場
合がある。

【０００４】また、特に空気圧作動バルブが好んで使用
される分野に半導体製造プロセスがあるが、このような
極端に清浄度が要求される環境下では、前記摺動部４４
が外気と接触する構造は好ましくない。なぜならば、Ｏ
リング４５とインジケーターロッド４１との摺動によっ
て塵が発生しクリーンルーム等の清浄度を極端に低下さ
せる可能性があるからである。

【０００５】また、開閉信号を導出する場合は、前記イ
ンジケーターロッド４１の先端にリミットスイッチを当
接可能に配設し、該インジケーターロッド４１の上下動
によってリミットスイッチをオンオフするよう構成す
る。しかしながら、リミットスイッチを使用する場合に
はインジケーターロッド４１の移動距離に応じてリミッ
トスイッチが確実に作動するようその取り付け位置を調
整する必要があり非常に面倒である。と同時に、配管の
長期間にわたる振動等で該取り付け位置がずれて確実に
作動しなくなるなどの不安もある。また、基本的に機械
的駆動部を有する手段であるから前記した塵の発生等の
問題が生じることはいうまでもない。

【０００６】本発明はこれら従来技術の問題点を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、弁
本体外部に摺動部分等を有しない非接触型の開閉信号導
出手段を具備した空気圧作動バルブを提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の空気圧作動バルブの構成は、弁本体の上部に
空気圧式アクチュエーターが取りつけられた空気圧作動
バルブにおいて、該アクチュエーターは、弁体に連結さ
れたピストンロッドとピストンとを上下動自在に支持し
たエアーシリンダー、及び該エアーシリンダー上部に取
りつけられたボンネットを具備し、また前記ピストン上
部には磁石が装着され、該磁石に対応したボンネットの
外部に、該磁石の磁力を感知して電気信号を導出する磁
気センサーが装着されていることを特徴とするものであ
る。

【０００８】なお、本発明の空気圧作動バルブの材質は
金属でもプラスチックスでも良く特に限定されるもので
はない。また、弁部構造は、ダイヤフラム形式やベロー
ズ形式あるいはその他のピストン弁形式等いずれでも良
く特に限定されない。

【０００９】

【作用】上記の構成からなる本発明の空気圧作動バルブ
は使用時、弁の開状態においては、流体が人口流路から
弁体と本体とで形成される弁室を経て出口流路へと流出
する。

【００１０】弁体をアクチュエーターからの駆動力によ
って下方へ移動させると、弁体は弁座に当接しさらに押
圧させられるので、流体の流れはここで止められ弁は閉
止状態となる。また、これとは逆の作用で弁体が上方へ
移動させられると、弁は再び開状態となる。このように
して、弁の開閉が行われる。

【００１１】弁の開閉信号の導出は次のように行われ
る。ピストンの上下動に連動してピストンの上部に装着
された磁石も上下動する。磁石に対応したボンネットの
外部には磁気センサーが装着されているので、該磁気セ
ンサーは前記磁石の上下動によってその磁力の強弱の作
用を受ける。磁気センサーは磁力が強となればスイッチ
がオンとなり電流を通電する。逆に磁力が弱となればス
イッチがオフとなり電流が遮断される。このようなオン
オフの電気信号が、ピストンの上下動すなわち弁の開閉
に応じて導出される。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の一実施例であるプラスチック
製ダイヤフラムバルブの開状態を示す要部縦断面図であ
る。図において１はストップ弁型弁本体であり内部に設
けられた隔壁２により人口流路３と出口流路４とが隔離
されると共に該流路３及び４とが湾曲された流路となる
よう構成されている。５は隔壁２に設けられ人口流路３
と出口流路４とを連通する開口部である。

【００１３】６は隔壁２すなわち開口部５の周囲に一体
的に設けられ上方に向かって突き出た形状を有する環状
弁座である。７は弁本体上部に設けられた環状溝であ
り、８は環状溝７の内側に設けられた平坦部である。さ
らに平坦部から環状弁座６までの隔壁２の上面は該平坦
部８よりも下方に位置するよう形成されている。

【００１４】９はＰＴＦＥ製のダイヤフラムであり、中
央部に弁体１０、弁体１０の周縁に膜部１１、膜部１１
に連続して円盤上の周縁部１２が設けられており、さら
に周縁部１２の下方には断面矩形の環状嵌合部１３が一
体的に形成されている。また弁体１０の上面にはねじ部
１４が突設されており、該ねじ部１４はピストンロッド
１６に螺合固定されている。

【００１５】さらに、環状嵌合部１３は本体の環状溝７
に嵌合固定され、周縁部１２は上方から筒状のエアーシ
リンダー２０の突起部２３によって押圧されている。し
たがって、周縁部１２及び環状嵌合部１３は本体１とエ
アーシリンダー２０とによって挟持固定され周縁部１２
の下面１２ａは前記本体平坦部８に、環状嵌合部１３の
両側面は環状溝７の内側面にそれぞれ密着固定されてい
る。

【００１６】１５はピストンであり、その軸線上の下方
にはピストンロッド１６が、また上方にはインジケータ
ーロッド１７が一体的に設けられており、エアーシリン
ダー２０内にＯリング１８を介して摺動自在に装着され
ている。

【００１７】また、ピストンロッド１６はその下方に雌
ねじ部が設けられ前記ダイヤフラムのねじ部１４が螺合
固定されており、インジケーターロッド１７の上端部に
は円柱状の磁石１９が埋め込まれた状態で装着されてい
る。筒状エアーシリンダー２０には、その中央軸線上に
は前記ピストンロッド１６をＯリング２１を介して摺動
自在に支持している開口部２２が設けられている。

【００１８】また、その下端面には前記ダイヤフラム周
縁部１２を上部から押圧するための突起部２３が設けら
れると共に、該突起部２３中央軸線上にはダイヤフラム
の弁体１０の上部を収納するための断面お椀型に穿設さ
れた空間２４が設けられている。２５は空間２４と外部
とを連通する排出ポートである。２６はエアーシリンダ
ー２０の側面に設けられエアーシリンダー２０内部と外
部とを連通する第２給排ポートであって、本実施例では
エアーホース２７を螺合固定することによってエアー源
からの圧縮空気の給排を可能にしている。

【００１９】２８はエアーシリンダー２０の上部にＯリ
ング２９を介して固定されているボンネットであって、
その内部には中央軸線上に下方に伸びた筒状のストッパ
ー３０が設けられ、側面にはボンネット２８内部と外部
とを連通する第１給排ポート３１が設けられている。ま
た、該第１給排ポート３１には、前記第２給排ポートと
同様エアーホース３２が螺合固定され圧縮空気の給排が
可能となるよう配設されている。なお、本実施例におい
てはボンネット２８は透明のポリサルフォンで製作され
ている。

【００２０】３３はボンネット２８、エアーシリンダー
２０及びピストン１５とで形成される第１圧力室であ
る。３４はピストン１５とエアーシリンダー２０とで形
成される第２圧力室である。３５は磁気センサーであっ
て、磁石１９と対応したボンネットの２８外部にケース
３６に固定されビス３７によって固定されている。

【００２１】上記の構成からなる本実施例の空気圧作動
バルブの作動は次のとおりである。図１において、流体
は人口流路３から開口部５を通過してダイヤフラム９と
本体１とで形成される弁室３８を経て出口流路４へと流
出する。弁室３８に達した流体はその圧力の作用により
ダイヤフラム周縁部１２及び環状嵌合部１３と本体１と
のクリアランスを通過してバルブ外部へと流出しようと
する。

【００２２】しかし、周縁部１２及び環状嵌合部１３は
エアーシリンダー２０の突起部２３によって本体１の環
状溝７及び平坦部８に密接に挟持固定されているので、
流体のバルブ外部への流出は阻止される。

【００２３】次に、弁の開閉作用は次の様に行われる。
エアーホース３２を介して第１給排ポート３１から圧縮
空気が第１圧力室３３内に供給されると、該圧縮空気の
作用によりピストン１５及びピストンロッド１６は下方
へと移動させられ、それに連動して弁体１０も下方に移
動し本体環状弁座６に当接しさらに押圧させられる。し
たがって、流路はここで完全に遮断され、弁は閉止状態
となる。

【００２４】また、これとは逆にエアーホース２７を介
して第２給排ポートから圧縮空気を第２圧力室３４内に
供給すると、該圧縮空気の作用によりピストン１５、ピ
ストンロッド１６及び弁体１０は上方へ移動し弁は再び
開状態となる。このようにして弁の開閉が行われる。

【００２５】また、このような弁の開閉作用の際、第１
給排ポート３１から圧縮空気が供給される場合には第２
給排ポート２６が排気の作用をし、逆に第２給排ポート
２６から圧縮空気が供給される場合には第１給排ポート
３１が排気の作用をすることはいうまでもなく、これら
第１及び第２給排ポート３１，２６の給排の切り替えは
電磁弁等（図示せず）で行われる。

【００２６】また、同様に弁の開閉作用の際、排出ポー
ト２５は、ディスク部１０の上下動にともなう空間２４
内の空気の給排作用を行い、Ｏリング１８，２１及び２
９は前記圧縮空気を第１または第２圧力室３３，３４以
外にリークさせないようシールしている。

【００２７】次に、上記した弁の開閉状態を指示する電
気信号の導出は次の様に行われる。ピストン１５及びイ
ンジケーターロッド１７が上方に移動し弁が開状態にな
ると、磁石１９と磁気センサー３５との距離は最小とな
り、磁力は強となる。磁気センサー３５はその磁力の作
用で通電状態となり、弁が開状態であることを外部に指
示する。

【００２８】また、逆にピストン１５及びインジケータ
ーロッド１７が下方に移動し弁が閉状態になると、磁石
１９と磁気センサー３５との距離は最大となり、磁力は
小となる。磁気センサー３５はその磁力の作用を受け電
流を遮断するので、弁が閉状態であることを外部に指示
することができる。

【００２９】このように、弁の開閉に伴う磁石１９の上
下動によって磁気センサー３５は電流をオンオフさせる
ので、弁の開閉状態に対応した電気信号を導出すること
ができる。

【００３０】センサー３５は上記した電気的手段で外部
に弁の開閉状態を指示する必要のない場合にはビス３７
をはずすことによってボンネット２８から取り外され
る。但しこの場合でも、ボンネット２８は透明材料で製
作されているから内部のインジケーターロッド１７の位
置を目視することによって弁の開閉状態を容易に確認す
ることができる。あるいは、本実施例では実施していな
いが、エアーシリンダー２０を透明材料で製作し、内部
のピストン１５の位置を確認することによっても同様の
効果を得ることができる。

【００３１】このようにボンネット２８及びまたはエア
ーシリンダー２０を透明にすることで、現場でも簡単に
弁の開閉状態を確認でき、しかも外気と接触するような
前記した摺動部を設ける必要もない。

【００３２】次に、センサー３５は遠隔地等に開閉信号
を伝送する必要が生じた場合には前記と逆の要領でボン
ネット２８にビス３７によって固定され、開閉信号を導
出することができる。このとき、該センサー３５及び磁
石１９は非接触であるから面倒な位置調整の必要性もな
く簡便である。

【００３３】なお、本実施例では弁部がダイヤフラムで
ある空気圧作動バルブを挙げたが、これに限定されるも
のではなくベローズ型やピストン弁型でも良いことはい
うまでもない。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したごとき構造を有する本発明
の空気圧作動バルブを使用することにより、ごみなどの
作用で弁の開閉作動に支障をきたすことのない、また塵
等が全く生じない極めて信頼性の高いクリーンな開閉信
号の導出が可能となる。また、開閉信号の導出手段が非
接触構造でかつ磁気的手段であるため、センサー部を非
常にコンパクトに、しかも極めて低価格で製作できると
共に面倒な位置調整を行う必要がなく現場での着脱も簡
単に行える。

【００３５】さらに、エアーシリンダー又はボンネット
を透明にした場合には、センサー部を取り外していても
現場にて弁の開閉状態を目視で確認できるものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空気圧作動バルブの一実施例を示
す開状態の要部縦断面図である。

【図２】従来の空気圧作動バルブを示す開状態の要部縦
断面図である。

【符号の説明】

１…本体 ２…隔壁 ３…人口流路 ４…出口流路 ９…ダイヤフラム １０…弁体 １５…ピストン １６…ピストンロッド １７…インジケーターロッド １９…磁石 ２０…エアシリンダー ２６…第２給排ポート ２８…ボンネット ３１…第１給排ポート ３３…第１圧力室 ３４…第２圧力室 ３５…磁気センサ ３６…ケース

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁本体の上部に空気圧式アクチュエータ
   ーが取りつけられた空気圧作動バルブにおいて、該アク
   チュエーターは弁体に連結されたピストンロッドとピス
   トンとを上下動自在に支持したエアーシリンダー、及び
   該エアーシリンダー上部に取りつけられたボンネットを
   具備し、また前記ピストン上部には磁石が装着され、該
   磁石に対応したボンネットの外部に、該磁石の磁力を感
   知して電気信号を導出する磁気センサーが装着されてい
   ることを特徴とする空気圧作動バルブ。
2. 【請求項２】 請求項１の空気圧作動バルブにおいて、
   ボンネット及びエアーシリンダーの少くとも一方が透明
   材料からなることを特徴とする空気圧作動バルブ。