JP2020153491A - Combined automatic valve with manual operation mechanism part - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主に半導体製造装置に用いられるガス供給システムに設けられる集積弁に使用され、手動弁と自動弁を組み合わせて流体制御をおこなうようにした手動操作機構部付き複合自動弁に関する。 The present invention relates to a composite automatic valve with a manual operation mechanism that is mainly used for an integrated valve provided in a gas supply system used in a semiconductor manufacturing apparatus and that controls fluid by combining a manual valve and an automatic valve.
半導体製造装置の集積弁で用いられるバルブとして、手動弁と自動弁とを組み合わせた、いわゆる複合弁と呼ばれるバルブが知られている。この複合弁は、操作ハンドルによる手動操作部と圧縮エア駆動等による自動操作部とが備えられ、これらがケーシング内に一体化された状態で設けられることで、手動操作機能と自動操作機能の二つの機能が一つの機器によりなされる。これにより、この複合弁は、手動弁と自動弁とを兼用するバルブとして、集積弁ユニットの一つのバルブスペースに設置可能になっている。 As a valve used in an integrated valve of a semiconductor manufacturing apparatus, a so-called composite valve, which is a combination of a manual valve and an automatic valve, is known. This composite valve is provided with a manual operation unit using an operation handle and an automatic operation unit driven by compressed air, etc., and by being provided in a state where these are integrated in the casing, there are two functions, a manual operation function and an automatic operation function. Two functions are performed by one device. As a result, this combined valve can be installed in one valve space of the integrated valve unit as a valve that doubles as a manual valve and an automatic valve.
この種の複合弁として、例えば特許文献1の流体制御器が開示されている。この流体制御器は、圧縮流体導入・排出手段により上下移動して弁体押さえを開位置または閉位置に移動させる自動開閉時作動部材と、手動操作により弁体押さえを下方に押圧して弁閉状態とする手動開閉時作動部材とが設けられている。そして、手動操作時作動部材による弁閉時には、自動開閉時作動部材の移動を不可能にし、手動操作時作動部材による弁開時には、自動開閉時作動部材による開閉操作を可能としている。 As a composite valve of this type, for example, the fluid controller of Patent Document 1 is disclosed. This fluid controller has an automatic opening / closing actuating member that moves up and down by the compressed fluid introduction / discharge means to move the valve body retainer to the open position or the closed position, and the valve body retainer is manually pressed downward to close the valve. A manual opening / closing actuating member is provided. When the valve is closed by the manually operated operating member, the automatic opening / closing operating member cannot be moved, and when the valve is opened by the manually operated operating member, the opening / closing operation is enabled by the automatic opening / closing operating member.
この流体制御器では、ケーシングの内部に手動操作用の操作軸、並びに筒状体が設けられ、筒状体の内部には可動通路部材、棒状体が挿入される。これらの内部にはそれぞれ流路が形成され、その位置関係によって弁体を可動させる圧縮流体流路、圧縮流体の排出流路がそれぞれ構成される。 In this fluid controller, an operation shaft for manual operation and a tubular body are provided inside the casing, and a movable passage member and a rod-shaped body are inserted inside the tubular body. A flow path is formed inside each of these, and a compressed fluid flow path for moving the valve body and a compressed fluid discharge flow path are respectively configured depending on the positional relationship.
一方、本出願人は、特許文献2の複合自動弁を出願している。この複合自動弁1は、図6に示すように、手動操作用の手動操作機構部2と、図示しない自動操作用のエア駆動源とを有し、手動操作機構部2で弁開状態としたときに自動操作が可能になっている。自動操作時においては、本体内部に設けられたピストン部材3の一側にエア供給口4からエアが供給されたときに弁開状態となり、上流側流路5と下流側流路6とが連通してガス流路が構成される。
また、図7に示すように、手動操作機構部2のステム7を操作ハンドル8で押し込みつつ90°回転操作することで、ステム7の下部に装着された押圧部材9が下方に移動し、この押圧部材9の下端部でピストン部材3を押し付けて弁閉状態としつつ、本体からパージ口10を通して操作エアが排気される。このとき、操作エア圧が遮断されて自動操作が不可能な状態となる。
On the other hand, the applicant has applied for the compound automatic valve of
Further, as shown in FIG. 7, by pushing the
この複合自動弁1では、ステム7の上部外周とケーシング部11との間に環状部材12が取付けられ、この環状部材12内に形成された内部流路13と、環状部材12の外周に取付けられたOリング14と、ステム7の外周に取付けられたOリング15とにより、エア供給口4やパージ口10の流路の切換えがおこなわれる。
これに加えて、環状部材12の底面側には段差部16が形成され、操作ハンドル8の押し回し後には、ステム7に取付けられた平行ピン17が段差部16に係止され、弁閉状態が維持されるようになっている。
In the composite automatic valve 1, an
In addition to this, a
ここで、上述した各バルブのように、自動弁と手動弁とを組み合わせた複合弁を設ける場合、手動弁の機能として、(1)操作ハンドルを押し込みつつ(押し込んでから)回転操作ができること、(2)操作ハンドルの回転操作時に90°の回転で開閉可能であること、(3)操作ハンドルによる弁閉操作時に自動操作用のエア圧を遮断できること、が要求されている。集積弁ユニットに搭載する複合弁を設ける場合、これを所定の高さ寸法及びフットプリント内に収めつつ、これら(1)〜(3)までの機能を発揮できる構造であることが望まれる。 Here, when a composite valve that combines an automatic valve and a manual valve is provided as in each valve described above, the functions of the manual valve are (1) that the operation handle can be pushed (after being pushed) and rotated. It is required that (2) it can be opened and closed by rotating 90 ° when the operation handle is rotated, and (3) the air pressure for automatic operation can be cut off when the valve is closed by the operation handle. When a composite valve to be mounted on the integrated valve unit is provided, it is desired that the structure is such that the functions (1) to (3) can be exhibited while keeping the compound valve within a predetermined height dimension and footprint.
特許文献1の流体制御器においては、上記の(1)〜(3)までの手動操作の機能を具備するために、その手動操作機構が複雑化し、部品点数も増加するという問題を有している。
例えば、(1)操作ハンドルを押し込みつつ(押し込んでから)回転操作する機能を満足させるために、筒状体の上端側が操作軸内部に装入され、これら筒状体と操作軸とを筒状体の内部に装入した圧縮コイルばねで弾発付勢した構造により内部が複雑化し、組立ても面倒になる。しかも、(2)操作ハンドルの回転操作時に90°の回転で開閉可能にするために、これらおねじ部とめねじ部のねじピッチにより弁体のストロークを調節した場合、加工が難しくなって精度の高い設計も要求される。(3)操作ハンドルによる弁閉操作時に自動操作用のエア圧を遮断するために、ケーシングの内部に筒状体、この筒状体の内部に可動通路部材、棒状体を挿入し、これらの内部に切換え用流路を形成していることで部品点数が増加し、流路用の穴の加工も複雑になる。
The fluid controller of Patent Document 1 has a problem that the manual operation mechanism is complicated and the number of parts is increased in order to provide the functions of the manual operations (1) to (3) described above. There is.
For example, (1) in order to satisfy the function of rotating while pushing (after pushing) the operation handle, the upper end side of the tubular body is charged inside the operation shaft, and these tubular bodies and the operation shaft are tubular. The structure that is elastically urged by the compression coil spring that is charged inside the body complicates the inside and makes it troublesome to assemble. Moreover, (2) if the stroke of the valve body is adjusted by the screw pitch of these male and female threads in order to enable opening and closing by rotating 90 ° when the operation handle is rotated, machining becomes difficult and accuracy is achieved. High design is also required. (3) In order to shut off the air pressure for automatic operation when the valve is closed by the operation handle, a tubular body is inserted inside the casing, and a movable passage member and a rod-shaped body are inserted inside the tubular body. By forming the switching flow path, the number of parts increases, and the processing of the hole for the flow path becomes complicated.
上記のように部品点数が増加することから、組立て後の強度が低下し、特に、ステム、ケーシングの径方向に重なるように部品が組合わせられていると、限られたフットプリントに対応させるために各部品の肉厚が薄くなることで一層強度が低くなり、耐久性が大幅に低下するという問題がある。また、部品点数の増加により、組立て時にシール用Oリングを傷付ける可能性もある。 As the number of parts increases as described above, the strength after assembly decreases, and especially when the parts are combined so as to overlap in the radial direction of the stem and casing, it is possible to correspond to a limited footprint. In addition, there is a problem that the strength is further lowered by reducing the wall thickness of each part, and the durability is significantly lowered. In addition, the increase in the number of parts may damage the sealing O-ring during assembly.
一方、特許文献2の複合自動弁では、環状部材12を介して上記(1)〜(3)までの手動弁の機能を発揮できるため、特許文献1に比較して構造が単純化している。しかし、環状部材12を設けていることで同文献1の場合と同様に部品点数が増加し、この環状部材12がステム7、ケーシング部11の径方向に重なるように配置されていることで、これらを十分な強度を確保する肉厚により設けることが難しい。また、環状部材12の内部にエア供給、パージ流路のための切換え用の内部流路13、外周にOリング14によるシール部、底面側に平行ピン17を係止する段差部16をそれぞれ設けていることで加工が困難になることから、加工の容易性も要求されている。組立て時には、環状部材12にOリング14を装着し、段差部16の位置を平行ピン17の向きに合わせた状態で環状部材12をケーシング部11に装入する必要があるため、組立ての容易性も望まれている。
On the other hand, in the composite automatic valve of
本発明は、上記の問題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、手動操作と自動操作との切換え機能と、自動操作時における流路の自動開閉機能とを備え、部品点数を少なく抑えて内部構造を単純化しつつ手動操作性を確保し、ステムやケーシングの肉厚を十分に確保して耐久性を向上したコンパクトで簡便な手動操作機構部付き複合自動弁を提供することにある。 The present invention has been developed in order to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a function of switching between manual operation and automatic operation, and a function of automatically opening and closing the flow path during automatic operation. A compact and simple compound automatic valve with a manual operation mechanism that secures manual operability while keeping the number of parts small and simplifying the internal structure, and secures sufficient wall thickness of the stem and casing to improve durability. To provide.
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、ケーシング内を上下移動するピストンで弁体を動作させて流路を開閉する弁開閉機構の上方にステムが設けられ、このステムは、自動操作によりピストンに操作エアを供給して弁体を開閉操作するエア流路が内部に形成されると共に、手動操作により押し回された状態でピストンを下降させて弁体を弁閉状態に動作可能に設けられ、このステムの上部外周にはケーシングに形成された自動操作用のエア供給路又は操作エアをパージするエア排出路の何れか一方に連通可能なエア給排気孔がステムとケーシングとの間に装着したシール部材を介してエア流路に連通して設けられ、ステムの下部付近にはケーシングに形成された係止段部に手動操作時に係止してステムを弁閉状態に保持するピン部材が装着されている手動操作機構部付き複合自動弁である。 In order to achieve the above object, in the invention according to claim 1, a stem is provided above a valve opening / closing mechanism that opens and closes a flow path by operating a valve body with a piston that moves up and down in a casing, and this stem is automatically provided. An air flow path is formed inside to supply operating air to the piston by operation to open and close the valve body, and the piston can be lowered while being pushed around by manual operation to operate the valve body in the valve closed state. The stem and casing are provided with air supply / exhaust holes that can communicate with either the air supply path for automatic operation or the air discharge path for purging the operation air formed in the casing on the upper outer periphery of the stem. It is provided so as to communicate with the air flow path via a seal member mounted between them, and locks the stem to the locking step formed in the casing near the lower part of the stem during manual operation to keep the stem in the valve closed state. It is a compound automatic valve with a manual operation mechanism equipped with a pin member.
請求項2に係る発明は、シール部材は複数のOリングからなり、このOリングがステムの外周に装着されてこのステム外周とケーシング内周との間がシールされると共に、複数のOリングの間にエア給排気孔が形成され、Oリングを介してエア給排気孔がエア供給路に連通したときにエア排出路が遮断された状態となり、一方、Oリングを介してエア給排気孔がエア排出路に連通したときにエア供給路が遮断された状態となる手動操作機構部付き複合自動弁である。
In the invention according to
請求項3に係る発明は、係止段部は、ピン部材が係止してステムを略90°の回転角度に規制する切欠き溝からなり、この係止段部のステムの弁開位置にはピン部材の位置を規制する固定溝が形成されている手動操作機構部付き複合自動弁である。 According to the third aspect of the present invention, the locking step portion is composed of a notched groove in which the pin member is locked to regulate the stem to a rotation angle of approximately 90 °, and the locking step portion is located at the valve opening position of the stem of the locking step portion. Is a composite automatic valve with a manual operation mechanism that has a fixing groove that regulates the position of the pin member.
請求項4に係る発明は、ステムとピストン側との間に、ステムを上方に弾発付勢するコイルスプリングが装着された手動操作機構部付き複合自動弁である。
The invention according to
請求項1に係る発明によると、ステムを介して手動操作と自動操作との切換え機能と、自動操作時における流路の自動開閉機能とを発揮できる。この場合、ステムの上部外周に、エア供給路又はエア排気路の何れか一方に連通可能なエア給排気孔、ステムとケーシングとの間に装着したシール部材を介してエア流路に連通するように設け、ステムの下部付近に、手動操作時にケーシングの係止段部に係止してステムを弁閉状態に保持するピン部材を装着していることから、部品点数を最小限に抑えて内部構造を単純化し、所定の高さ寸法及びフットプリント内に配置可能にコンパクト化した状態で、簡便に自動操作又は手動操作に切換えできる。このように、ステムやケーシングの径方向にあらたな部品を設けることがないため、これらの肉厚を十分に確保して耐久性を向上できる。さらに、部品の加工や組立ても容易になり、組立て時や操作時にシール用のOリングが傷付くおそれもない。手動操作時の操作性を確保し、所定量の押し回しにより確実にバルブの開閉状態に切換えできる。これらのことから、小さい推力で弁閉から弁閉状態まで自動操作可能に設け、これに応じてピストンの段数を削減して弁開閉機構の配置空間を小さくするようにすれば、バルブ全体の高さに対してエア給排気孔、ピン部材の配置空間を長さ方向に大きく設定し、スペースを有効活用した無駄の無い構造の複合自動弁を提供できる。 According to the invention of claim 1, the function of switching between manual operation and automatic operation via the stem and the function of automatically opening and closing the flow path at the time of automatic operation can be exhibited. In this case, the outer periphery of the upper part of the stem is communicated with the air flow path through an air supply / exhaust hole capable of communicating with either the air supply path or the air exhaust path, and a seal member mounted between the stem and the casing. Since a pin member that locks to the locking step of the casing and holds the stem in the valve closed state during manual operation is attached near the bottom of the stem, the number of parts is kept to a minimum and inside. The structure can be simplified and easily switched to automatic operation or manual operation in a compact state so that it can be arranged within a predetermined height dimension and footprint. As described above, since new parts are not provided in the radial direction of the stem or the casing, it is possible to secure a sufficient wall thickness of these parts and improve the durability. Further, it becomes easy to process and assemble the parts, and there is no possibility that the O-ring for the seal is damaged during the assembly or operation. Operability during manual operation is ensured, and the valve can be reliably switched to the open / closed state by pushing and turning a predetermined amount. From these facts, if the valve is automatically operated from the valve closed to the valve closed state with a small thrust, and the number of piston stages is reduced accordingly to reduce the arrangement space of the valve opening / closing mechanism, the height of the entire valve is increased. On the other hand, the space for arranging the air supply / exhaust holes and the pin members is set large in the length direction, and it is possible to provide a composite automatic valve having a lean structure that makes effective use of the space.
請求項2に係る発明によると、Oリングによってステム外周とケーシング内周とをシールすることで部品点数の増加を防ぎつつ高いシール性を発揮しつつ流路を容易に切換え可能になり、Oリングが傷付くことを防いで外部漏れを確実に防止しつつ、エア給排気孔をエア供給路又はエア排出路に連通させることができる。この場合、Oリングを介してエア給排気孔がエア供給路に連通したときにエア排出路が遮断された状態となるため、自動操作によりケーシング内部への操作エアの供給により弁体を開操作、或は操作エアの停止により弁体を閉操作することが可能となる。一方、Oリングを介してエア給排気孔がエア排出路に連通したときにエア供給路が遮断された状態となるため、エア供給路からの操作エアの供給を停止した状態で、手動操作により弁体を閉状態とすることが可能となる。
According to the invention of
請求項3に係る発明によると、ステムを略90°回転することにより簡便に弁開又は弁閉状態に簡便に手動操作できる。手動操作時におけるステムの弁開状態の際には、固定溝にピン部材の位置が規制されることでステムの誤操作や自然の回転を防いでこの状態を維持し、手動操作による場合のみにステムを弁閉状態まで戻すことができる。
According to the invention of
請求項4に係る発明によると、コイルスプリングでステムを係止段部側に弾発付勢して押し戻すことにより、通常時にはステムに装着したピン部材を固定溝に係止させて弁開状態を維持し、コイルスプリングの弾発力に抗して上方より所定の大きさの操作力を加えたときに、ピン部材の固定溝への係止状態を解除し、ステムを弁閉方向に回転操作することが可能となる。これにより、ステムの誤操作や自然に回転することを防止できる。
According to the invention of
以下、本発明の手動操作機構部付き複合自動弁の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1〜図3においては、本発明の手動操作機構部付き複合自動弁の実施形態における縦断面図を示している。複合自動弁(以下、バルブ本体という)は、図示しない半導体製造装置に用いられるガス供給システムの集積弁に搭載される。このバルブ本体20は、弁開閉機構21を備え、この弁開閉機構21は、弁箱30、弁体31、ケーシング32、ピストン33を有している。さらに、ピストン33の上方にはステム34が設けられる。
Hereinafter, embodiments of the composite automatic valve with a manual operation mechanism according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 to 3 show a vertical cross-sectional view of the composite automatic valve with a manual operation mechanism according to the present invention. The compound automatic valve (hereinafter referred to as a valve body) is mounted on an integrated valve of a gas supply system used in a semiconductor manufacturing apparatus (not shown). The
弁箱30は、図示しない集積弁ユニットへの取付け側であるバルブ本体20の下部側に設けられ、この弁箱30内に弁体31が取り付けられる。弁箱30内部には半導体製造用ガスが流れる流体流路35が形成され、この流体流路35は、一次側流路36、二次側流路37を有している。これら一次側流路36と二次側流路37との間には弁座38が装着される。
The
弁体31は、円板形状のダイヤフラムからなり、弁座38に接離可能な状態で一次側流路36と二次側流路37との間に装着される。弁体31の上部には、略円柱状の摺動部材40がボンネット41を介して装着され、このボンネット41が弁箱30内周側に固定されることで、摺動部材40がボンネット41に対して所定範囲内で上下動できるようになっている。この構成により、摺動部材40が上下移動したときには、この摺動部材40により弁体31が弁座38に接離するように動作し、一次側流路36と二次側流路37とが開閉可能に設けられる。
The
ケーシング32は、略円筒形状に形成されて弁箱30の上部に取付けられ、その内部にステム34、ピストン33が挿着される。ケーシング32は、上部ケーシング32a、中間ケーシング32b、下部ケーシング32cにより構成され、このうち、中間ケーシング32bは、2つの上下の円筒状部品が固着されて一体に設けられる。上部ケーシング32aと中間ケーシング32bとは止めネジ42により固定され、中間ケーシング32bと下部ケーシング32cとは螺合により固定され、これにより、所定の高さ寸法及びフットプリント内に配置可能にケーシング32が一体化される。下部ケーシング32cの下端側は、弁箱30内周に螺着により一体化され、これによってボンネット41が位置決め固定され、このボンネット41により押圧保持される弁体31のずれが防止される。
The
上部ケーシング32aの上部付近には、自動操作用のエア供給路50、操作エアをパージするエア排出路51が中心の貫通部分に向かって外部と連通するように形成され、このエア供給路50又はエア排出路51の何れか一方に、後述するステム34のエア給排気孔52が連通可能に設けられる。エア供給路50の入口側にはめねじ50aが形成され、このめねじ50aには図示しない外部流路が接続され、この外部流路より操作用エアがエア供給路50を通してケーシング32内に供給される。
Near the upper part of the
図4、図5において、上部ケーシング32aの下端側には、ステム34の回転規制用の溝状の係止段部60が形成される。係止段部60は、上部ケーシング32aの中心から略90°の間隔で略扇状に切欠き形成された切欠き溝よりなり、この係止段部60に後述のピン部材61が係止することで、このピン部材61によってステム34の回転が略90°の範囲に規制される。
In FIGS. 4 and 5, a groove-shaped
係止段部60のステム34の弁開位置に対応する位置には、より深い固定溝62がピン部材61の直径よりもやや大きい幅で形成され、この固定溝62にピン部材61が係止可能に設けられる。これにより、ピン部材61が固定溝62に係止したときにその位置が規制され、図1、図2のバルブの自動操作時にステム34位置が保持されることでこのステム34の上下移動及び回転が防がれる。
A
一方、図4(a)の状態からステム34を下方に押し込むと、固定溝62へのピン部材61の係止が外れ、この状態で図4(b)に示すようにステム34を90°右方向に回転することで、ステム34の弁閉状態となる下方への移動状態が保持される。このように、ステム34は押し回しされない限り、自動操作による操作エアの供給又は供給停止で弁開又は弁閉状態に操作可能になっている。
On the other hand, when the
中間ケーシング32bの内周の略中間付近には雌ねじ部67が形成され、この雌ねじ部67には後述する押圧部材63の雄ねじ部68が螺合されている。
A
ケーシング32内部には、ピストン33、ステム34がそれぞれ上下動可能に装着され、これらピストン33とステム34との間には略円筒形状に形成された押圧部材63が取付けられる。
ピストン33は、上部ピストン33aと下部ピストン33bとが一体に組み合わせられることにより設けられ、ケーシング32から抜け出しが防止された状態で、摺動部材40の上方位置に取付けられる。
A
The
上部ピストン33a、下部ピストン33bのケーシング32内壁との接触位置にはOリング64、64がそれぞれ装着され、このOリング64により、上部ピストン33a、下部ピストン33bとケーシング32内周との間がシールされる。これによって、上部ピストン33a、下部ピストン33bとケーシング32の間には、上部空気室65、下部空気室66がそれぞれ設けられる。
O-
弁開閉機構21において、ピストン33は、ケーシング32内を所定ストロークで上下移動(往復移動)し、このピストン33により摺動部材40が押圧され、この摺動部材40により弁体31が弁開又は弁閉方向に動作して流体流路35を開閉するようになっている。
In the valve opening /
ピストン33の中央には貫通孔70が形成され、この貫通孔70には上部空気室65、下部空気室66に連通する上部分岐孔70a、下部分岐孔70bがそれぞれ形成され、貫通孔70から操作エアが供給されるときには、上部分岐孔70a、下部分岐孔70bから上部空気室65、下部空気室66へ送られることで、ピストン33が二段ピストンとして小さいエア操作圧力で動作(上昇)するようになっている。
A through
上部ピストン33aとケーシング32との間には、スプリング71が弾発状態で装着され、このスプリング71により常時ピストン33が下方に付勢され、このピストン33の下端側で摺動部材40が下方に押圧され、この摺動部材40により弁体31が弁座38に押し付けられることで弁閉状態が維持される。
A
ステム34は、押圧部材63を介してピストン33の上方に同軸に配置され、このステム34の下端外周には雄セレーション部72が形成される。雄セレーション部72は、後述する押圧部材63の雌セレーション部73に連結され、ステム34は、これら雄雌セレーション部72、73によって押圧部材63に対して上下移動可能であり、かつ押圧部材63と共にケーシング32に対して回転可能になっている。
The
ステム34の中央内部にはエア流路80が形成され、このエア流路80から自動操作によりピストン33に操作エアが供給されて弁体31が開閉操作される。この場合、エア流路80には、エア給排気孔52が放射方向に形成されている。このエア給排気孔52は、ステム34の上下移動及び回転動作により、エア供給路50又はエア排出路51の何れか一方に連通可能に設けられる。
An
ステム34の上部外周には、複数のシール部材81、82、83、84が装着され、これらシール部材81〜84は、Oリングよりなっている。Oリング81、82は、エア給排気孔52を上下から挟む位置に取付けられ、このように、Oリング81とOリング82との間にエア給排気孔52が形成されている。一方、下部側のOリング82と、Oリング83は、図3の手動操作時における弁閉時にエア排気路51を上下から挟む位置に取付けられる。
A plurality of sealing
これらOリング81〜84をステム34とケーシング32との間に設けることにより、ステム34外周とケーシング32内周との間がシールされ、エア給排気孔52が、Oリング81〜83を介してエア供給路50又はエア排気路51の何れか一方と連通した状態で、エア流路80と連通可能に設けられる。
By providing these O-
この場合、Oリング81〜83を介してエア給排気孔52がエア供給路50に連通したときに、エア排出路51が遮断された状態となる。一方、Oリング81〜83を介してエア給排気孔52がエア排出路51に連通したときに、エア供給路50が遮断された状態となる。Oリング84は、Oリング81〜83よりも上部に装着され、このOリング84により、エア給排気孔52がエア排出路51と連通したときに、エア供給路50からの操作エアの外部への漏れを防いでいる。
In this case, when the air supply / exhaust holes 52 communicate with the
具体的には、図1、図2のように、ステム34が上昇位置にあって回転していない状態では、エア給排気孔52はエア供給路50と連通し、エア排出路51とは遮断された状態になり、エア給排気孔52からエア流路80を通してピストン33側に操作エアを供給可能となる。一方、図3のように、ステム34が下降移動しかつ90°右回転(時計方向に回転)した状態では、エア給排気孔52がエア供給路50から遮断され、エア排出路51と連通した状態となり、ケーシング32(シリンダ)内の操作エアがエア排出路51を通して外部に排出される。
Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, when the
ステム34の中央からやや下部付近には、エア流路80と直交する方向に取付け穴85が貫通形成され、この取付け穴85には両端が放射方向に突出するようにピン部材61が横向きに嵌め込まれる。ピン部材61は、手動操作時にケーシング32の係止段部60に係止可能な状態に装着され、このピン部材61の係止によりステム34を弁閉状態に保持するようになっている。ステム34は、ピン部材61によって開状態から閉状態までの略90°の角度に回転規制される。
A mounting
押圧部材63は略円筒状に形成され、その上部付近の内周には、ステム34の雄セレーション部72が連結可能な雌セレーション部73が形成される。押圧部材63の上部内周には、これら雄雌セレーション部72、73を介してステム34の下端側が連結され、このステム34が押圧部材63に対して上下に移動可能な状態で、かつこれらが一体に回転可能に設けられる。
The pressing
押圧部材63の雌ねじ部67との対向側には雄ねじ部68が形成され、これら雌ねじ部67と雄ねじ部68とを介して、押圧部材63がステム34の回転によりケーシング32に対して上下動可能に結合されている。押圧部材63の下部内周には、Oリング91を介して上部ピストン33aの上部側が挿入され、押圧部材63はピストン33に対して回転可能に設けられている。
A male threaded
前記ステム34とピストン33側である押圧部材63との間には、コイルスプリング92が装着され、このコイルスプリング92の弾発力により、常時ステム34が押圧部材63及び上部ピストン33a(ピストン33)に対して上方に付勢された状態になっている。
A
ステム34の上端には、手動操作用ハンドル93が止めネジ94により取付けられ、このハンドル93によってステム34がコイルスプリング92の弾発付勢力に抗して押し回し可能に設けられている。ステム34がハンドル93の手動操作により押し回された状態のときには、ピストン33を下降させて弁体31を弁閉状態に動作可能になっている。
A
なお、上記実施形態におけるバルブ本体20は、手動操作時に雌ねじ部67と雄ねじ部68との螺合を介してステム34を押し回しする構造に設けられているが、この螺合部を省略することも可能である。
The
また、図示しないが、ハンドル93にロック用の穴、バルブ本体20に弁開時又は弁閉時にロック用穴と連通するロック用止め穴部をそれぞれ設けるようにしてもよい。この場合、弁開時又は弁閉時において、これらロック用穴と止め穴部とを連通させた状態とし、これらの穴を南京錠等でロックすることにより、手動操作できない状態にハンドルを固定し、誤操作等を防止可能となる。
Further, although not shown, the
続いて、本発明における手動操作機構部付き複合自動弁の上記実施形態における動作並びに作用を説明する。
図1、図2においては、手動操作用ハンドル93を開状態に操作し、自動操作によって操作エアの供給又は排出し、弁体31を開状態又は閉状態に操作した状態を示している。この場合、ステム34は、コイルスプリング92の弾発力により押圧部材63に対して上方に付勢されていることで、ピン部材61が係止段部60の固定溝62に係止されてステム34の回転が防がれている。このため、ステム34の回転が阻止された状態にあり、ステム34に回転方向の力が加わったとしても、この力によってステム34が回転することがない。
押圧部材63の下端側は上部ピストン33aの段部面33cから離れた状態にあり、これらの離間距離がピストン33のストロークとなる。このハンドル開状態における押圧部材63の下面が、ピストン33が上昇するときの上死点となる。
Subsequently, the operation and operation of the composite automatic valve with a manual operation mechanism according to the above embodiment will be described.
1 and 2 show a state in which the manual operation handle 93 is operated in the open state, the operation air is supplied or discharged by automatic operation, and the
The lower end side of the pressing
図1は、上記のハンドル93の開状態において、エア供給路50からの操作エアの供給を停止したときの状態を示す。このとき、Oリング81、82により、外部への漏れが防がれた状態でエア給排気孔52がエア供給路50と連通し、エア排出路51とはOリング82、83によって遮断された状態にある。この操作エアの供給停止時には、スプリング71の弾発力によりピストン33が下方に付勢され、ピストン33の先端側で摺動部材40が下方に押圧される。そのため、摺動部材40により弁体31が弁座38に適切な力で着座して弁閉状態になり、弁箱30内の一次側流路36から二次側流路37へのガス流体の流れが防がれた状態となる。
FIG. 1 shows a state when the supply of operating air from the
図2は、ハンドル93の開状態において、エア供給路50から操作エアを供給し、弁体31を開操作したときの状態を示す。この場合、操作エアがエア供給路50からエア給排気孔52を通してエア流路80に送られ、続いて、ピストン33内部の貫通孔70を通して上部分岐孔70a、下部分岐孔70bより上部空気室65、下部空気室66にそれぞれ給気される。このため、ピストン33を上方に押し上げる方向の力が働き、この力によってピストン33(上部ピストン33a、下部ピストン33b)が、上記ストロークの分だけスプリング71の弾発付勢力に抗して上昇する。
FIG. 2 shows a state when the operation air is supplied from the
これによって、摺動部材40がピストン33の先端側による押圧状態から開放されて上方に移動可能な状態となり、弁体31は摺動部材40による押圧から開放された状態となる。そのため、弁体31がこれ自体の有する反力により元の形状に復帰して弁開状態となり、一次側流路36から二次側流路37に流体が流れるようになる。
As a result, the sliding
図3においては、図2の状態から手動操作によりハンドル93を閉方向(右回転方向)に90°の回転角度で押し回し操作した状態を示す。この場合、ステム34と押圧部材63とが雄セレーション部72と雌セレーション部73とで連結されていることから、コイルスプリング92の弾発付勢力に抗するようにステム34を押し下げるようにすれば、このステム34が押圧部材63に対して下方に移動し、これによって固定溝62からピン部材61が下方に外れてステム34を回転操作することが可能になる。このとき、押圧部材63は、セレーション機構を介してステム34が押し下げられた状態でこのステム34と一体に回転し、上部ピストン33aに対してはOリング91でシールされた状態で空転しながら下降するようになっている。
FIG. 3 shows a state in which the
ステム34を押し下げた状態で右回転(時計回転)するときには、ピン部材61を係止段部60の底面に沿わせるようにしながら回転可能となる。ステム34を略90°回転したときには、ピン部材61が係止段部60の側面に当接してその回転が規制され、この状態でコイルスプリング92の弾発力によりステム34が保持される。そのため、ステム34が自然に回転前の状態に戻るおそれがない。
When rotating clockwise (clockwise) with the
このステム34の押し回し操作の際には、ハンドル93によってステム34を押し下げたときに、Oリング81がエア供給路50よりも下方まで移動した状態となる。これにより、エア供給路50とエア給排気孔52とがOリング81のシールで遮断された状態となり、エア給排気孔52側への操作エアの供給が停止される。
During the push-and-turn operation of the
このとき、Oリング82がエア排出路51よりも下方まで移動し、それまでこのOリング82とOリング83との間で流路が塞がれていたエア排出路51が開口し、エア給排気孔52と連通した状態になる。このため、上部空気室65、下部空気室66、貫通孔70、エア流路80などのバルブ本体20内の操作エアが、エア給排気孔52を通してエア排出路51から外部に排出(パージ)される。これによって、ハンドル93によるステム34押し下げ時には、操作エアの残留による抵抗を少なくでき、スムーズにステム34を下降させることが可能となる。
At this time, the O-
続いて、ステム34を回転させる際には、このステム34を最下位置まで下降させて固定溝62からピン部材61の係止を外した状態にすることで回転操作が可能となる。このように、固定溝62からピン部材61が外れるまでハンドル93を押し下げてステム34の係止状態を解除する必要があるため、ハンドル93への意図しない接触や誤操作による回転を確実に防止できる。
Subsequently, when the
ステム34は、ピン部材61が係止段部60の弁閉側の側面に当接するまで、略90°押し回し回転することで、手動操作により正確に弁閉操作できる。ステム34の押し回し後にも、前述したコイルスプリング92によりステム34が上方に付勢された状態が維持されるため、ピン部材61が係止段部60の底面に弾発係止した状態が維持され、手を離した場合にも弁閉状態が確実に保持される。
The
この手動操作による弁閉時には、ピストン33から下部側は、図1の自動操作の弁閉時の場合と同様の状態となる。これにより、一次側流路36から二次側流路37へのガス流体の流れを遮断できる。この弁閉状態はハンドル93で弁開操作をおこなうまで解除されることはなく、仮にこの弁閉状態でエア供給路50から操作エアが供給されたとしても、これによってバルブ本体20が弁開動作することはない。
When the valve is closed by this manual operation, the lower side from the
しかも、押圧部材63が下降し、ステム34の回転角度が略90°になったとき(手動による弁閉時)には、この押圧部材63の底面で上部ピストン33aの段部面33cを上方から押えた状態となる。これにより、一次側流路36から予期しない高圧が弁体に加わり、この圧力がスプリング71による弁閉方向の弾発付勢力よりも大きい場合であってもピストン33の上昇を防いで弁閉状態を維持し、誤って弁開状態となることを確実に防止する。
Moreover, when the pressing
本発明の上記実施形態におけるバルブ本体20は、ピストン33で弁体31を動作させて流体流路35を開閉する弁開閉機構21の上方にステム34が設けられ、このステム34には、自動操作用のエア流路80が内部に形成されると共に、手動操作により弁体31を弁閉状態に動作可能に設けられている。そして、ステム34の上部外周にエア供給路50又はエア排出路51の何れか一方に連通可能なエア給排気孔52が、ステム34とケーシング32との間に装着したOリング81〜83を介して設けられているので、ステム34とケーシング32とに、エア供給、エア排出の切換え部分を直接設けることができ、ステム34やケーシング32の径方向への薄肉化を抑えることが可能になる。
In the
ステム34の下部付近にピン部材61を装着し、手動操作時にはこのピン部材61をケーシング32の係止段部60に係止してステム34を弁閉状態に保持しているので、この手動操作によるエア流路80の切換えを簡便かつ正確におこなうことができる。
これらのように、ステム34に対して、自動操作用のエア給排気孔52と、手動操作用のピン部材61とを設けていることから、内部構造の複雑化を防ぎ、部品点数を最小限に抑えることができる。
A
As described above, since the
ステム34とケーシング32との間の流路切換え用のOリング81〜83を必要最小限の数により設けることができ、これらOリング81〜83をステム34外周に装着しているために組立ても容易であり、組立て時や操作時にOリング81〜83が傷付くことを防ぐことができる。
O-
Oリング81〜83を介してエア給排気孔52をエア供給路50に連通させたときにはエア排出路51を遮断した状態とし、一方、Oリング81〜83を介してエア給排気孔52をエア排出路51に連通させたときにはエア供給路50を遮断した状態にできるため、エア供給路50又はエア排気路51の何れか一方がエア給排気孔52と連通したときに他方側への操作エアの流れを確実に防止した状態で、自動操作と手動操作とを切り換え可能になる。
When the air supply / exhaust holes 52 are communicated with the
係止段部60を上部ケーシング32aの下端側に形成しているので、この係止段部60の加工が容易であり、また、上記のエア供給路50及びエア排出路51も簡単かつ正確に加工できる。
Since the locking
本発明は、前記実施の形態の記載に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができる。 The present invention is not limited to the description of the embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention described in the claims of the present invention.
20 バルブ本体
21 弁開閉機構
31 弁体
32 ケーシング
33 ピストン
34 ステム
35 流体流路
50 エア供給路
51 エア排出路
52 エア給排気孔
60 係止段部
61 ピン部材
62 固定溝
80 エア流路
81、82、83 Oリング(シール部材)
92 コイルスプリング
20
92 coil spring
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