JPH0639187Y2 - 弁駆動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、弁軸の軸線方向の移動により、弁箱内の弁体
を移動させて、開弁及び閉弁するようにした弁装置にお
ける前記弁軸の駆動装置に関する。

〔従来の技術〕

たとえば半導体工場等における高圧ガス系には、ばねの
付勢力により、弁軸を介して、ディスクを弁座に押圧し
て閉弁し、かつエアシリンダーの作動により、前記弁軸
をばねの付勢力に抗して引き上げることにより開弁する
ようにしたディスク弁が用いられている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上述のような従来のディスク弁においては、被制御流体
が高圧であるため、その圧力を抗してディスクを弁座に
押圧するのに強力かつ大型のばねを必要とし、またこの
バネの付勢力に抗して開弁させるためのエアシリンダを
強力なものにする必要がある。

すなわち、押圧力＝受圧面積×空気圧の関係により、大
きな押圧力を得るためには、受圧面積を大きくするか、
空気圧を高める手段しかない。しかし空気圧を高めに設
定することは安全上または保守上問題があり、圧力に限
界もあることから、受圧面積、すなわちシリンダ、ピス
トンの径を大きく設定する手段が一般的である。このた
め、駆動装置全体が大型化するといった問題が発生し、
設置スペース的にも、また取付け作業上も装置の小型化
が望まれている。

本考案は、このような問題に鑑み、小径のシリンダおよ
びピストンにより大きな駆動力を発生させることのでき
る弁駆動装置を得ることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案の弁駆動装置は、単一のシリンダ内を環状板によ
り２室に区分し、そのそれぞれにピストンを設けて、そ
れらを互いに結合することにより、ピストンの受圧面積
を単一のピストンのものより倍増し、もって従来のもの
と同一の弁駆動力を得るのに、外形寸法を従来のものよ
り著しく小とし得るようにし、上記問題点の解決を図っ
ている。

すなわち、本考案の弁駆動装置は、弁軸の軸線方向の移
動により、弁箱内の弁体を移動させて、開弁及び閉弁す
るようにした弁装置における前記弁軸の駆動装置であっ
て、前記弁箱に固着した単一のシリンダ内に環状板を固
嵌することにより、前記シリンダ内を、第１シリンダ室
と第２シリンダ室との２室に区分し、かつ前記各室に、
前記環状板を気密状態で摺動自在に貫通する軸をもって
互いに結合された第１ピストン及び第２ピストンをそれ
ぞれ摺動自在に嵌合するとともに、各シリンダ室内にお
ける各ピストンの同一方向を向く面側に、高圧室が形成
されるように、高圧流体流通路を形成し、かつ少なくと
もいずれか一方のシリンダ室内における高圧室と反対側
の室内に、前記高圧室内の流体圧力によるピストンの付
勢方向と反対方向にピストンを付勢するばねを設け、さ
らにいずれか一方のピストンを、前記弁軸に結合したこ
とを特徴としている。

〔作用〕

本考案の装置においては、常時は、ばねの付勢力によ
り、弁軸が一方向に付勢され、弁体は閉弁（又は開弁）
させられている。

この状態から、第１及び第２の両シリンダ室における各
高圧室側に作動用の高圧流体を導入すると、第１及び第
２両ピストンは互いに同一方向に向けて付勢され、弁軸
は、高圧流体による両ピストンの受圧力の和より、ばね
の付勢力を減じた力により、他方向に向けて移動させら
れ、弁体は開弁（又は閉弁）させられる。

各シリンダ室の高圧室への高圧流体の導入を停止し、各
高圧室を大気に連通させると、ばねの付勢力により、弁
軸は一方向に付勢され、弁体は再度閉弁（又は開弁）さ
せられる。

〔実施例〕

図面は、本考案をディスク弁に適用した場合の一実施例
の閉弁時の状態を示すもので、（１）は弁箱、（1a）は
弁箱（１）の上面に設けた取付筒、（２）は、弁箱
（１）に側方へ向け設けた２つの高圧ガスの流路、
（３）は、弁箱（１）内における一方の流路（２）の端
末に設けた上方を向いて開口する環状の弁座である。

弁座（３）に、上方より圧接して閉弁する弁体であるデ
ィスク（４）の上面の中央より上向突設した螺杆（4a）
は、その真上の押圧体（５）の中央下部に螺合されてい
る。

押圧体（５）の上端には、フランジ（5a）が連設されて
いる。

弁箱（１）の取付筒（1a）の内面下部に形成した段部
（６）上には、下方より順に、環状ダイヤフラム（７）
と、環状ばね受（８）と、垂直筒状のボンネット（９）
の下部における、上記押圧体（５）を囲む大径部（9a）
が嵌合している。

ボンネット（９）は、ユニオンナット（10）をもって、
取付筒（1a）に連結されている。

ダイヤフラム（７）の外周部は、段部（６）とばね受
（８）の間に気密に挾持され、同じく内周部は、ディス
ク（４）の上面に溶着されている。ばね受（８）と押圧
体（５）のフランジ（5a）の間には、圧縮補助ばね（1
1）が縮設されている。

ボンネット（９）の上部の小径部（9b）は、上下方向を
向くシリンダ（12）の下面に貫入している。

シリンダ（12）の上面は閉塞され、その中央には圧縮空
気口（13）が穿設されている。シリンダ（12）の内面下
部には、下方が若干縮径する段部（14）が形成され、そ
の真下には、シリンダ（12）の内外を連通するべく側方
を向く、小径の通気孔（15）が穿設されている。

シリンダ（12）の段部（14）上には、環状板（16）が気
密に嵌合され、この環状板（16）を境として、シリンダ
（12）内は第１シリンダ室（12a）と第２シリンダ室（1
2b）とに区分されている。

前記圧縮空気孔（13）は、図示を省略した三口二方切替
弁を介して、圧縮空気源に接続されている。

シリンダ（12）における環状板（16）の上方には、中央
に上下方向を向く中心軸（18）を備える第１ピストン
（17）が、若干の間隙を設けて嵌合されている。

中心軸（18）の上端は、圧縮空気孔（13）に近接し、同
じく下端は、環状板（16）を昇降自在かつ気密に貫通し
ている。

中心軸（18）の軸線上に貫設した第１流通孔（19）は、
側方を向く小径の連通孔（20）をもって、第１ピストン
（17）と環状板（16）の間に形成された、第１高圧室
（21）に連通している。

シリンダ（12）における環状板（16）の下方には、第２
ピストン（22）が嵌合されている。

第２ピストン（22）の上面中央に設けた凹孔（22a）に
は、第１ピストン（17）の中心軸（18）の下端が、回動
自在かつ気密に嵌入している。第２ピストン（22）の下
面中央には、弁軸（23）が一体的に垂設されている。

弁軸（23）は、上記ボンネット（９）上部の小径部（9
b）を、昇降自在かつ気密に貫通し、その下端は、上記
押圧体（５）の上面を圧接している。

第２ピストン（22）の上面中央より、弁軸（23）の上部
に亘って、その軸線上に穿設した有底の第２流通孔（2
4）の上端は、上記第１流通孔（19）と連通し、同じく
下端は、第２ピストン（22）とシリンダ（12）の下端間
に形成された第２高圧室（26）に、側方を向く連通孔
（25）を介して連通している。

第１ピストン（17）とシリンダ（12）の上端間には、第
１ピストン（17）を下方に押圧する圧縮ばね（27）が縮
設されている。この圧縮ばね（27）は、第２シリンダ室
（12b）内の第２ピストン（22）と環状板（16）との間
に設けてもよく、又は第１シリンダ室（12a）と第２シ
リンダ室（12b）との両方に上述のように設けてもよ
い。

上述の本考案バルブにおいては、ディスク（４）は、常
時は、圧縮ばね（27）の付勢により、第１ピストン（1
7）と、その中心軸（18）と、第２ピストン（22）と、
その弁軸（23）と、押圧体（５）とを介して押圧され
て、弁座（３）に圧接し、弁は閉じている。

この状態において、圧縮空気口（13）に三口二方切替弁
の操作により圧縮空気を流入すれば、圧縮空気は、第１
・第２両流通孔（19）（24）と連通孔（20）（25）を経
て、第１・第２両高圧室（21）（26）に流入する。

第１高圧室（21）に流入した圧縮空気は、第１ピストン
（17）の下面の受圧面に作用し、この第１ピストン（1
7）を上方に押し上げ、さらに第２高圧室（26）に流入
した圧縮空気は、第２ピストン（22）の下面の受圧面に
作用し、これも第２ピストン（22）を上方に押し上げ
る。

すなわち、同一圧力の圧縮空気は、第１・第２ピストン
（17）（22）それぞれの両受圧面の総和に作用すること
になり、小径でありながらその受圧面が増し、強力な上
昇力が得られることになる。

その結果、第１・第２両ピストン（17）（22）は、圧縮
ばね（27）に抗して上昇し、押圧体（５）とともに、デ
ィスク（４）は高圧ガスの圧力と補助ばね（11）によ
り、上昇し、バルブは開放される。

なお、上述の実施例においては、弁装置をディスク弁と
したが、本考案は、弁軸の軸線方向の移動により、開弁
及び閉弁するようにしたものであれば、どのような弁装
置にも適用することができ また、上述の実施例においては、ピストンを２段とした
が、シリンダ内を３室以上に仕切り、そのそれぞれにピ
ストンを設けて、ピストンを３段以上としてもよいこと
はもちろんである。

〔考案の効果〕

本考案は、次の効果を奏する。

（ａ）本装置によると、シリンダ・ピストンが、縦方向
に配列されているので、シリンダの径が小さいにもかか
わらず強力な押圧力が得られ、装置全体の小型化が達成
される。

（ｂ）シリンダの径が小さいため狭い場所に装置を取り
付け取り外しする場合に作業が楽である。

【図面の簡単な説明】

図面は、本考案の一実施例を示す中央縦断正面図であ
る。 （１）弁箱、（1a）取付筒 （２）流路、（３）弁座 （４）ディスク（弁体）、（4a）螺杆 （５）押圧体、（5a）フランジ （６）段部、（７）ダイヤフラム （８）ばね受、（９）ボンネット （9a）大径部、（9b）小径部 （10）ユニオンナット、（11）補助ばね （12）シリンダ、（12a）第１シリンダ室 （12b）第２シリンダ室、（13）圧縮空気口 （14）段部、（15）通気孔 （16）環状板、（17）第１ピストン （18）中心軸、（19）第１流通孔 （20）連通孔、（21）第１高圧室 （22）第２ピストン、（22a）凹孔 （23）弁軸、（24）第２流通孔 （25）連通孔、（26）第２高圧室 （27）圧縮ばね

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】弁軸の軸線方向の移動により、弁箱内の弁
   体を移動させて、開弁及び閉弁するようにした弁装置に
   おける前記弁軸の駆動装置であって、前記弁箱に固着し
   た単一のシリンダ内に環状板を固嵌することにより、前
   記シリンダ内を、第１シリンダ室と第２シリンダ室との
   ２室に区分し、かつ前記各室に、前記環状板を気密状態
   で摺動自在に貫通する軸をもって互いに結合された第１
   ピストン及び第２ピストンをそれぞれ摺動自在に嵌合す
   るとともに、各シリンダ室内における各ピストンの同一
   方向を向く面側に、高圧室が形成されるように、高圧流
   体流通路を形成し、かつ少なくともいずれか一方のシリ
   ンダ室内における高圧室と反対側の室内に、前記高圧室
   内の流体圧力によるピストンの付勢方向と反対方向にピ
   ストンを付勢するばねを設け、さらにいずれか一方のピ
   ストンを、前記弁軸に結合したことを特徴とする弁駆動
   装置。
2. 【請求項２】弁軸を、いずれか一方のピストンと一体的
   に成形してなる実用新案登録請求の範囲第（１）項に記
   載の弁駆動装置。