JPH11304022A - 切換弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切換弁について、常に確実な切り換えが得ら
れるようにする。 【解決手段】 流入口６が連通された中央空間１１の左
右に連なって、それぞれ流出口８，７が連通された側部
空間１５，１４を設け、両側部空間１５，１４側に設け
たシリンダー部２１，２０で左右にスライド可能に弁軸
４を保持すると共に、両シリンダー部２１，２０内のシ
リンダー空間１９，１８に作動流体流通口１７，１６を
連通させ、弁軸４の中央部には、弁軸４の左右へのスラ
イドに伴って、中央空間１１と両側部空間１５，１４と
の間に位置してそれぞれ設けられた弁座１０，９に圧接
または離間される弁体５を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、常に確実な二排出
方向の切り換えが行えるコンパクトな切換弁に関するも
ので、例えば半導体分野の洗浄装置における洗浄槽から
の洗浄液の排出等に好適に使用することができる切換弁
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、二排出方向の切り換えが行える切
換弁としては、図８に示されるような切換弁が一般的に
使用されており、その構造は次の通りである。

【０００３】すなわち、上部の流入口１０１が連通され
た中央空間１０２と、下部の流出口１０４，１０３がそ
れぞれ連通された左右の側部空間１０６，１０５とを有
し、しかも相互に連なる中央空間１０２と左右の両側部
空間１０６，１０５との間に弁座１０８，１０７を有す
る弁箱本体１０９の両側に、シリンダー空間１１１，１
１０の両端に作動流体流通口１１５，１１４，１１３，
１１２がそれぞれ連通されたシリンダー部１１７，１１
６が取り付けられており、シリンダー部１１７，１１６
の内部にはピストン部１１９，１１８が摺動自在に配置
されており、ピストン部１１９，１１８にはロッド１２
１，１２０が一体的に設けられており、ロッド１２１，
１２０の端部には、円盤状の弁体１２３，１２２が設け
られたものとなっている。この従来の切換弁は、左右二
組のシリンダピストン機構を、弁体１２３，１２２が弁
座１０８，１０７に交互に圧接・離間されるように作動
させることで切換を行うものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の切換弁においては、弁体１２３，１２２の弁座１０
８，１０７への圧接が、流れを切り換えるべき対象流体
の圧力に逆らう方向に行われることから、弁座１０８，
１０７に圧接されるべき側の弁体１２３，１２２が流体
圧によって弁座１０８，１０７から離間され、不必要な
方向に対象流体が排出されることが生じ、確実な流体の
流れ方向の切り換えが行えなくなる場合がある。また、
二組のシリンダピストン機構により二つの弁体１２３，
１２２を別々に作動させるものであるため、誤動作によ
り排出が全くできない状態を生じるという、切換弁にと
って致命的な欠点の原因になっている。更には、シリン
ダー部１１７，１１６が外付けであるため、全体が大型
化になりやすく、狭いスペースでの配管が行いにくく、
重量が増して支持具が必要となる等の問題に加えて、切
り換え方向の表示手段がなく、その確認がしにくいとい
う問題もある。

【０００５】本発明は、上記従来の切換弁の問題点にか
んがみてなされたもので、常に確実な切り換えが得られ
るようにすることを第一の目的とする。また、本発明
は、切換弁を小型化できるようにすると共に、切り換え
方向を容易に確認できるようにすることを第二の目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１および図
２に示されるように、流入口６が連通された中央空間１
１の左右に連なって、それぞれ流出口８，７が連通され
た側部空間１５，１４がそれぞれ設けられており、両側
部空間１５，１４側には、中央空間１１を挟んで相対向
する位置にそれぞれシリンダー部２１，２０が設けられ
ていて、両シリンダー部２１，２０にそれぞれ両端部が
差し込まれて左右にスライド可能に弁軸４が保持されて
いると共に、両シリンダー部２１，２０内のシリンダー
空間１９，１８に作動流体流通口１７，１６が連通され
ており、弁軸４の中央部には、弁軸４の左右へのスライ
ドに伴って、中央空間１１と両側部空間１５，１４との
間に位置してそれぞれ設けられた弁座１０，９に圧接ま
たは離間される弁体５が設けられていることを特徴とす
る切換弁とすることで、常に確実か切換が行えるように
しているものである。

【０００７】また、本発明は、図１および図２に示され
るように、上記切換弁において、中央空間１１が、流入
口６を有する弁箱本体１内に形成され、側部空間１５，
１４が、流出口８，７および作動流体流通口１７，１６
をそれぞれ有する弁箱側体３，２内に形成されており、
弁箱側体３，２が、接続側部１３，１２を弁箱本体１の
左右に嵌め合わすことで取り付けられていると共に、弁
座１０，９が、接続側部１３，１２先端の接続端部２
６，２５にそれぞれ設けられており、両シリンダー部２
１，２０が、それぞれ弁箱側体３，２から側部空間１
５，１４内に突設されていることで、弁箱側体３，２に
一体に内蔵されていることを特徴とする切換弁とするこ
とで、容易にコンパクト化できるようにしているもので
ある。

【０００８】更に、本発明は、図６および図７に示され
るように、一方のシリンダー部２１，２０のシリンダー
空間１９または１８に、図１および図２に示される作動
流体流通口１７または１６に代えて通気口３９が連通さ
れており、この通気口３９が連通されたシリンダー空間
１９または１８を有するシリンダー部２１または２０側
に、弁軸４を軸方向に押圧するスプリング３８が設けら
れていることを特徴とする切換弁とすることで、切り換
え制御を更に簡便で確実なものとしているものである。

【０００９】加えて、本発明は、図６および図７に示さ
れるように、弁軸４の少なくとも一端に、弁軸４の左右
へのスライドに伴って、外部突出位置と内部収納位置間
でスライドされる切換方向表示ロッド３５が取り付けら
れていることを特徴とする切換弁とすることで、切り換
え方向が容易に確認できるようにしているものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】まず、図１〜図３に基づいて本発
明の第１の例に係る切換弁を説明する。図１は本発明の
第１の例に係る切換弁の排出方向を右方向に切り換えた
状態を示す縦断面図、図２は本発明の第１の例に係る切
換弁の排出方向を左方向に切り換えた状態を示す縦断面
図、図３は本発明の第１の例に係る切換弁の流入口６お
よび流出口８，７に管継手３２，３４，３３を接続した
状態の外観を示す斜視図である。

【００１１】弁箱本体１は、図３に示されるように、断
面外形が略四角形状をなすもので、図１および図２に示
されるように、上部に流入口６を構成する流入側接続部
２７を有し、内部に流入口６が連通された中央空間１１
を有している。弁箱本体１の流入側接続部２７の外周に
は、管継手３２（図３参照）を取り付けるための雄ネジ
部２２が設けられ、弁箱本体１内の中央空間１１は、後
述する弁軸４を取り巻く円環状をなしている。

【００１２】弁箱本体１の左右には、弁箱側体３，２が
取り付けられている。この左右の弁箱側体３，２は、図
３に示されるように、弁箱本体１と同じく断面外形が略
四角形状になっており、図１および図２に示されるよう
に、各々下部に流出口８，７を構成する流出側接続部２
９，２８を有し、各々内部に側部空間１５，１４を有し
ている。両弁箱側体３，２の流出側接続部２９，２８の
外周には、管継手３４，３３（図３参照）を取り付ける
ための雄ネジ部２４，２３が設けられている。また、両
弁箱側体３，２内の側部空間１５，１４は、後述する弁
軸４およびシリンダー部２１，２０を取り巻く円環状を
なし、前記弁箱本体１内の中央空間１１と一体に連なっ
ている。

【００１３】両弁箱側体３，２は、それぞれ接続側部１
３，１２を弁箱本体１に嵌め合わせて、着脱可能にネジ
止め（図示されていない）されている。弁箱側体３，２
の接続側部１３，１２先端の接続端部２６，２５にはそ
れぞれ弁座１０，９が設けられており、両弁座１０，９
は前記中央空間１１と両側部空間１５，１４との間に位
置されている。

【００１４】両弁箱側体３，２内に形成された側部空間
１５，１４内には、弁箱側体３，２から突設されること
で、シリンダー部２１，２０が弁箱側体３，２内に一体
に内蔵されている。このシリンダー部２１，２０は、弁
箱本体１内の中央空間１１を挟んで相対向する位置に設
けられているもので、中央空間１１を左右に横断する円
柱形の弁軸４を左右にスライド可能に保持するものであ
る。すなわち、弁軸４は、その両端部がスライド可能な
状態でそれぞれこの両シリンダー部２１，２０に差し込
まれて保持されている。

【００１５】シリンダー部２１，２０に差し込まれる弁
軸４の両端部には、シリンダー部２１，２０内に残され
るシリンダー空間１９，１８をシールするためのＯ−リ
ング３１，３０が取り付けられており、各シリンダー空
間１９，１８には、弁箱側体３，２に形成された作動流
体流通口１７，１６が連通されている。作動流体流通口
１７，１６は、例えば圧縮空気等の作動流体を給排する
ためのもので、両シリンダー空間１９，１８に対して交
互に作動流体を給排することで、シリンダー部２１，２
０と弁軸４とで構成されたシリンダピストン機構を作動
させて弁軸４を左右にスライドさせるためのものであ
る。

【００１６】弁軸４の中央部には径方向に突出した円盤
状の弁体５が一体的に設けられている。この弁体５は、
中央空間１１内に位置しており、弁軸４の左右へのスラ
イドに伴って、中央空間１１と両側部空間１５，１４と
の間に位置してそれぞれ設けられた弁座１０，９間を左
右に移動されるものである。すなわち、弁体５は、弁軸
４の左右へのスライドに伴って、左右の弁座１０，９に
対して交互に圧接・離間されるものとなっている。

【００１７】尚、本第１の例に係る切換弁に限らず、後
述する他の例に係る切換弁も、例えば硬質塩化ビニル樹
脂、塩素化塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン、ＰＴＦ
Ｅ、ＰＦＡ等のプラスチック、または、金属等で構成す
ることができる。

【００１８】次に、本第１の例に係る切換弁の作動につ
いて説明する。

【００１９】先ず、図１の状態においては、図中右側の
作動流体流通口１６から右側のシリンダー空間１８内に
外部の作動流体供給源（図示されていない）から作動流
体が供給され、図中左側のシリンダー空間１９内の作動
流体は左側の作動流体流通口１７から排出された状態に
ある。この状態における弁体５は、図中左側の弁座１０
に圧接されており、流れの切り換え制御をすべき対象流
体は、中央の流入口６より入り、弁箱本体１の中央空間
１１を流れると同時に、弁体５の右側端面を流体圧で押
圧することによりさらに弁体５を弁座１０に圧接させ、
図中右側の弁箱側体２内の側部空間１４を通って右側の
流出口７より排出される（図１中の矢印方向）。

【００２０】上記の状態で、図中左側の弁箱側体３の作
動流体流通口１７に外部の作動流体供給源（図示されて
いない）から作動流体が注入されると、該作動流体が図
中左側のシリンダー空間１９に導入され、その圧力で弁
軸４が図中右側方向にスライド移動する。同時に図中右
側のシリンダー空間１８に滞留していた作動流体は右側
の作動流体流通口１６より排出され、弁体５の左側端面
が左側の弁座１０より離間し、図２のごとく、弁体５の
右側端面が右側の弁座９に圧接された状態になる。この
図２に示される状態においては、中央の流入口６より入
った対象流体は、左側の流出口８より排出される（図２
中の矢印方向）。

【００２１】上述の第１の例においては、左右の弁箱側
体３，２の下部に下方に向けて流出口８，７が設けられ
ているが、他の位置に他の方向に向けて流出口８，７を
設けることもできる。例えば図４に示すごとく、弁箱側
体３，２の前部に流出口８，７を前方に向けて設けた
り、図５に示すごとく、一方の弁箱側体３の前部に流出
口８を前方に向けて設け、他方の弁箱側体２の下部に流
出口７を下方に向けて設けることもできる。

【００２２】次に、本発明の第２の例に係る切換弁を図
６および図７に基づいて説明する。図６は本発明の第２
の例に係る切換弁の排出方向を右方向に切り換えた状態
を示す縦断面図、図７は本発明の第２の例に係る切換弁
の排出方向を左方向に切り換えた状態を示す縦断面図で
ある。なお、前記第１の例と共通する部材もしくは部位
には同じ符号を付してある。

【００２３】本第２の例においては、弁軸４の左側端面
に円柱状の切換方向表示ロッド３５が取り付けられてい
る。切換方向表示ロッド３５の弁軸４への取り付けは、
接着やねじ込み（図面においてはねじ込み）等で行うこ
とができる。この切換方向表示ロッド３５に対応する左
側の弁箱側体３の側壁部に貫通孔３６が形成されてい
て、切換方向表示ロッド３５が、シールされかつ摺動可
能な状態でこの貫通孔３６に差し込まれている。切換方
向表示ロッド３５は、弁軸４が左側へスライドした図６
の状態においては左側の弁箱側体３外の外部突出位置ま
で突出し、弁軸４が右側へスライドした図７の状態にお
いては左側の弁箱側体３内の内部収納位置へ収納される
突出長さとなっているものである。

【００２４】弁軸４の右端部内側には、円柱状のスプリ
ング収納凹部３７が設けられており、このスプリング収
納凹部３７と右側のシリンダー空間１８に亙って、弁軸
４を軸方向に押圧するスプリング３８が装着されてい
る。図６の状態においては、スプリング３８の反発力に
より、弁軸４がその軸方向左側へ押されており、弁体５
の左側端面が左側の弁座１０に圧接された状態になって
いる。また、右側のシリンダー空間１８は、第１の例に
おける作動流体流通口１６に代えて、通気孔３９が連通
されている。

【００２５】次に、第２の例に係る切換弁の作動につい
て説明する。

【００２６】図６の状態で、左側の弁箱側体３の作動流
体流通口１７に外部の作動流体供給源（図示されていな
い）から作動流体が注入されると、該作動流体が左側の
シリンダー空間１９に導入され、その圧力で弁軸４がそ
の軸方向右側にスライドする。同時に、右側のシリンダ
ー空間１８内の空気は右側の弁箱側体２に設けられた通
気孔３９から排出され、スプリング３８がスプリング収
納凹部３７内で圧縮される。よって、弁体５の左側端面
は左側の弁座１０より離間し、図７のごとく、弁体５の
右側端面が右側の弁座９に圧接された状態になる。従っ
て、流入口６より入った対象流体は、弁箱本体１の中央
空間１１を流れ、同時に、弁体５の左側端面を流体圧で
押圧することによりさらに弁体５の右側端面を弁座９に
圧接させながら、左側の弁箱側体３の流出口８より排出
される。また、弁軸４（弁体５）が右方向に移動すると
同時に、左側の弁箱側体３から外部突出位置へ突出して
いた切換方向表示ロッド３５が右方向へ移動し、図７に
示される内部収納位置へ引き込まれることで、対象流体
の流れ方向がわかるようになっている。

【００２７】次に、図７の状態から、左側のシリンダー
空間１９内に滞留していた作動流体の圧力を、左側の弁
箱側体３の作動流体流通口１７より排出（大気に放出）
させると、左側のシリンダー空間１９内の圧力が下が
り、スプリング３８の反発力で弁軸４が左側へ移動し、
同時に弁体５の右側端面が右側の弁座９より離間し、弁
体５の左側端面が左側の弁座１０に圧接されて、図６に
示すような切換方向表示ロッド３５が外部突出位置まで
突出した元の状態になる。

【００２８】上記第２の例においては、第１の例におけ
る右側のシリンダー空間１８に、作動流体流通口１６に
代えて通気孔３９を連通させると共に、この通気孔３９
が連通されたシリンダー空間１８を有するシリンダー部
２０側に、弁軸４を軸方向に押圧するスプリング３８を
設けているが、第１の例における左側のシリンダ空間１
９に、作動流体流通口１７に代えて通気孔３９を連通さ
せ、このシリンダー空間１９を有するシリンダー部２１
側に、弁軸４を軸方向に押圧するスプリング３８を設け
てもよい。

【００２９】上記第２の例においては、弁軸４の左側に
切換方向表示ロッド３５を取り付けているが、この切換
方向表示ロッド３５を、スプリング収納凹部３７の底部
からスプリング３８内を通して弁軸４の右側に設けた
り、弁軸４の両側に設けていずれの側が外部突出位置ま
で突出しているかによって切換方向を表示できるように
することもできる。また、切換方向表示ロッド３５は、
図６および図７と同様の取り付け構造によって、前述の
第１の例に係る切換弁における弁軸４の左右いずれ一方
もしくは両方に設けることもできる。

【００３０】

【発明の効果】本発明の切換弁は以上説明したような構
造を有しており、このような構造とすることによって以
下の優れた効果が得られる。

【００３１】（１）一つの弁体５により切り換えを行う
構造になっており、また、対象流体が流れることにより
対象流体圧が弁体５を弁座１０または９に圧接する方向
に加わる構成になっているため、常に確実な対象流体の
流れ方向の切り換えが行える。

【００３２】（２）一つの弁体５で対象流体の流れ方向
の切り換えを行う構造になっているため、弁体５の誤作
動による対象流体の排出不能等の事態の発生を防止でき
る。

【００３３】（３）切換方向表示ロッド３５を設けるこ
とにより、対象流体の排出される方向の確認が容易にで
きる。

【００３４】（４）シリンダー部２１，２０を側部空間
１５，１４内に突出させて弁箱側体３，２に一体に内蔵
させてしまうと、非常にコンパクトな構造とすることが
でき、配管末端からの特に下方向への突出代が小さくな
り、狭いスペースでも配管できる。

【００３５】（５）弁軸４のスライドをスプリング３８
を併用して行うようにすると、作動流体の供給箇所を一
箇所で済ませることができ、切り換え制御を更に簡便で
確実なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の例に係る切換弁の排出方向を右
方向に切り換えた状態を示す縦断面図である。

【図２】本発明の第１の例に係る切換弁の排出方向を左
方向に切り換えた状態を示す縦断面図である。

【図３】本発明の第１の例に係る切換弁の流入口および
流出口に管継手を接続した状態の外観を示す斜視図であ
る。

【図４】本発明の第１の例に係る切換弁の流出口の位置
を変えた変形例の外観を示す斜視図である。

【図５】本発明の第１の例に係る切換弁の流出口の位置
を変えた他の変形例の外観を示す斜視図である。

【図６】本発明の第２の例に係る切換弁の排出方向を右
方向に切り換えた状態を示す縦断面図である。

【図７】本発明の第２の例に係る切換弁の排出方向を左
方向に切り換えた状態を示す縦断面図である。

【図８】従来の切換弁を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 弁箱本体 ２ 弁箱側体 ３ 弁箱側体 ４ 弁軸 ５ 弁体 ６ 流入口 ７ 流出口 ８ 流出口 ９ 弁座 １０ 弁座 １１ 中央空間 １２ 接続側部 １３ 接続側部 １４ 側部空間 １５ 側部空間 １６ 作動流体流通口 １７ 作動流体流通口 １８ シリンダー空間 １９ シリンダー空間 ２０ シリンダー部 ２１ シリンダー部 ２２ 雄ネジ部 ２３ 雄ネジ部 ２４ 雄ネジ部 ２５ 接続端部 ２６ 接続端部 ２７ 流入側接続部 ２８ 流出側接続部 ２９ 流出側接続部 ３０ Ｏ−リング ３１ Ｏ−リング ３２ 管継手 ３３ 管継手 ３４ 管継手 ３５ 切換方向表示ロッド ３６ 貫通孔 ３７ スプリング収納凹部 ３８ スプリング ３９ 通気孔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流入口６が連通された中央空間１１の左
   右に連なって、それぞれ流出口８，７が連通された側部
   空間１５，１４がそれぞれ設けられており、両側部空間
   １５，１４側には、中央空間１１を挟んで相対向する位
   置にそれぞれシリンダー部２１，２０が設けられてい
   て、両シリンダー部２１，２０にそれぞれ両端部が差し
   込まれて左右にスライド可能に弁軸４が保持されている
   と共に、両シリンダー部２１，２０内のシリンダー空間
   １９，１８に作動流体流通口１７，１６が連通されてお
   り、弁軸４の中央部には、弁軸４の左右へのスライドに
   伴って、中央空間１１と両側部空間１５，１４との間に
   位置してそれぞれ設けられた弁座１０，９に圧接または
   離間される弁体５が設けられていることを特徴とする切
   換弁。
2. 【請求項２】 中央空間１１が、流入口６を有する弁箱
   本体１内に形成され、側部空間１５，１４が、流出口
   ８，７および作動流体流通口１７，１６をそれぞれ有す
   る弁箱側体３，２内に形成されており、弁箱側体３，２
   が、接続側部１３，１２を弁箱本体１の左右に嵌め合わ
   すことで取り付けられていると共に、弁座１０，９が、
   接続側部１３，１２先端の接続端部２６，２５にそれぞ
   れ設けられており、両シリンダー部２１，２０が、それ
   ぞれ弁箱側体３，２から側部空間１５，１４内に突設さ
   れていることで、弁箱側体３，２に一体に内蔵されてい
   ることを特徴とする請求項１の切換弁。
3. 【請求項３】 一方のシリンダー部２１，２０のシリン
   ダー空間１９または１８に、作動流体流通口１７または
   １６に代えて通気口３９が連通されており、この通気口
   ３９が連通されたシリンダー空間１９または１８を有す
   るシリンダー部２１または２０側に、弁軸４を軸方向に
   押圧するスプリング３８が設けられていることを特徴と
   する請求項１または２の切換弁。
4. 【請求項４】 弁軸４の少なくとも一端に、弁軸４の左
   右へのスライドに伴って、外部突出位置と内部収納位置
   間でスライドされる切換方向表示ロッド３５が取り付け
   られていることを特徴とする請求項１〜３いずれかの切
   換弁。