| 【発明の名称】 |
弁構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】大石 隆宏
|
| 【要約】 |
【課題】長期にわたって高気密性を保持して流体の外部漏洩を防止することができ，かつ安全かつ簡単にメンテナンスを行えるようにする。
【解決手段】弁体２１が、円筒形状の筒部１２の内周面１２Ｎと摺接しつつ縦軸線２１ｙを中心として回動可能に設けられかつ周面部２２Ｓに流体通し穴２２Ｈが貫通穿設された本体２２と、この本体２２の両端部に設けられた軸部２５とからなり、弁体２１の軸部２５に連結され当該弁体２１を流体通し穴２２Ｈと筒部１２の両開口部（１３，１４）とが整合する開放位置と、当該開口部（１３，１４）を本体周面部２２Ｓで塞ぐ閉鎖位置とのいずれかに選択的に位置決め保持可能な操作部２６を設け、筒部１２の弁座形成部分１２Ｅと弁体２１の本体周面部２２Ｓとの間にＯリング３１を介装するとともに、弁箱１０の軸受部（１５）より内方のシール部１０Ｓと弁体２１の軸部２５の外周面２５Ｓとの間にＯリング３２を介装した。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 弁箱と、この弁箱内に設けられ入口部と出口部との間の流体通路を開閉可能な弁体とを有する弁構造において、弁箱の入口部と出口部との間に配設されかつ周面部に当該入口部および出口部に対向して開口部が貫通穿設された円筒形状の筒部を具備し、弁体が、筒部の内周面と摺接しつつ縦軸線を中心として回動可能に設けられかつ周面部に流体通し穴が貫通穿設された本体と、この本体の両端部に設けられかつ弁箱の軸受部に縦軸線を中心として回動可能に支持された軸部とからなり、弁体の軸部に連結されかつ当該弁体を流体通し穴と筒部の両開口部とが整合する開放位置と当該開口部を本体周面部で塞ぐ閉鎖位置とのいずれかに選択的に位置決め保持可能な操作部を設け、筒部の弁座形成部分と弁体の本体周面部との間に閉鎖時漏洩防止用のＯリングを介装するとともに、弁箱の軸受部より内方のシール部と弁体の軸部の外周面との間に外部漏洩防止用のＯリングを介装したことを特徴とする弁構造。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、弁箱と、この弁箱内に設けられ入口部と出口部との間の流体通路を開閉可能な弁体とを有する弁構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、毒性ガスを流すための配管系に使用される弁（バルブ）は、極めて高度な気密性が要求される。
【０００３】上記配管系において使用可能な弁の１つであるベローズ弁４０の代表的構造を図３に示す。図において、１０は弁箱、４１は弁体、４２は弁体操作部、４６はベローズである。弁箱１０は、入口部１１Ａと出口部１１Ｂとを有し、当該入口部１１Ａと出口部１１Ｂとの間には毒性ガスの通路（流体通路１１Ｃ）が形成されている。なお、入口部１１Ａおよび出口部１１Ｂには、それぞれ配管系を形成する配管（図示省略）が接続されている。
【０００４】弁体４１は、弁体操作部４２によって弁座１１Ｄと密接した閉鎖位置と、弁座１１Ｄより離隔した開放位置（図３で示す位置）とに位置決め保持可能に設けられている。弁体４１の弁座１１Ｄと接触する底面にはＯリング４８が装着されている。
【０００５】弁体操作部４２は、弁箱１０のねじ穴１１Ｓと螺合しかつ図３中下端部が弁体４１と接続されたねじ軸４３と、このねじ軸４３の上端部に取付けられたハンドル４４等とから形成されている。
【０００６】ベローズ４６は、その胴体部分が蛇腹状に形成されており、図３中下端部が弁体４１の上面に固定されるとともに上端部が弁箱１０の天井面１１Ｔに固定されて上記ねじ軸４３およびねじ穴１１Ｓを被覆している。なお、このベローズ４６は、弁体４１の上下動に伴い伸縮するので、当該弁体４１を開放位置，閉鎖位置に円滑に位置決めすることができる。
【０００７】上記ベローズ弁４０において、ハンドル４４を適宜回転（例えば、１５回転）させて弁体４１を図３に示す開放位置から閉鎖位置へ位置決めすると、弁体４１はＯリング４８を介して弁座１１Ｄと密接される。これにより、弁箱１０内の流体通路１１Ｃは閉鎖され、毒性ガスの入口部１１Ａから出口部１１Ｂへ向けての流動は停止される。
【０００８】次に、ハンドル４４を上記した場合とは反対方向に回転させて、弁体４１を開放位置に位置決めすると、流体通路１１Ｃの閉鎖は解除され、毒性ガスが入口部１１Ａから出口部１１Ｂへ向けて流動する。この際、ねじ軸４３およびねじ穴１１Ｓはベローズ４６によって被覆されているので、流体がねじ軸４３とねじ穴１１Ｓとの間の隙間を通って外部に漏洩するような事態の発生が防止される。
【０００９】なお、上記ベローズ弁４０ほどの高度の気密性は有さないものの、流体（ガス，液体）を流す配管系で開閉装置として広く使用されているものに図４に示すボール弁５０がある。ボール弁５０は、弁箱１０内で一対のテフロンパッキン（５３Ａ，５３Ｂ）によって保持されかつ流体通し穴５１Ｈが形成された球状の弁体５１と、この弁体５１を縦軸線５１ｙを中心として回動して流体通し穴５１Ｈがテフロンパッキン（５３Ａ，５３Ｂ）の穴部と整合する位置（開放位置）および不整合となる位置（閉鎖位置）のいずれかに位置決め可能な弁体操作部５２（ねじ軸５３，ハンドル５４）等とから形成されている。
【００１０】上記弁体操作部５２を回動操作して弁体５１を開放位置に位置決めすると、入口部１１Ａと出口部１１Ｂとの間の流体通路１１Ｃは開放され、流体は入口部１１Ａから出口部１１Ｂへ流れる。また、弁体操作部５２を用いて弁体５１を開放位置から半回転させて閉鎖位置に位置決めすると、流体通路１１Ｃは閉鎖される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ベローズ弁４０は、弁体４１と弁座１１ＤとをＯリング４８を介して密接させる構造とされているので、流体通路１１Ｃを完全に閉鎖することができる。ここで、ベローズ４６の蛇腹状の外面にゴミ等が付着した場合、弁体４１の上下動に伴いベローズ４６が伸縮すると、ゴミ等が当該ベローズ４６の外面を突き破って穴を開けてしまう事態が生ずることがある。
【００１２】かかる事態が生じると、流体（毒性ガス）が上記穴を通ってねじ軸４３とねじ穴１１Ｓとの間の隙間から外部に漏洩してガス中毒等が引き起こされることになる。そこで、適時、ベローズ４６をクリーニングして外面に付着したゴミ等を除去する必要があるが、当該外面は凹凸が激しいのでゴミ等を完全に除去することは困難である。また、ベローズ弁４０は、１回の開閉操作でねじ軸４３を何十回転（例えば、１５＋１５＝３０回転）もさせるため、ねじ穴１１Ｓ等が破損しやすい。
【００１３】ここにおいて、上記したボール弁５０を、シール構造を改良することによりベローズ弁の代用品として使用することが考えられる。しかし、上記ボール弁５０では、デッドスペース１１ＤＳに流体（毒性ガス）が残留しやすく、メンテナンス時に弁箱１０を分解等した場合、かかる流体が空気中に放出されて作業者に重大な危害を与えるおそれがある。
【００１４】すなわち、ボール弁５０においては、流体流し時に開放位置に位置決めされた弁体５１は、流体の圧力によって出口側に押されて図４中２点鎖線で示す位置に移動させられる。そのため、弁体５１と入口側のテフロンパッキン５３Ａとの間に隙間が生じてデッドスペース１１ＤＳに流体が入り込みやすくなる。
【００１５】次に、弁体５１が閉鎖位置に位置決めされて流体の流れが停止させられると、弁体５１に加わっていた流体の圧力は大幅に減少し弁体５１は図中実線で示す位置に戻される。これにより、デッドスペース１１ＤＳは、両パッキン（５１Ａ，５１Ｂ）によって密閉されることになり、流体流し時にデッドスペース１１ＤＳ内に入り込んだ流体（毒ガス）は残留することになる。
【００１６】本発明の目的は、長期にわたって高気密性を保持して流体の外部漏洩を防止することができ、かつメンテナンスを安全・簡単に行うことができる弁構造を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は、弁箱と、この弁箱内に設けられ入口部と出口部との間の流体通路を開閉可能な弁体とを有する弁構造において、弁箱の入口部と出口部との間に配設されかつ周面部に当該入口部および出口部に対向して開口部が貫通穿設された円筒形状の筒部を具備し、弁体が、筒部の内周面と摺接しつつ縦軸線を中心として回動可能に設けられかつ周面部に流体通し穴が貫通穿設された本体と、この本体の両端部に設けられかつ弁箱の軸受部に縦軸線を中心として回動可能に支持された軸部とからなり、弁体の軸部に連結されかつ当該弁体を流体通し穴と筒部の両開口部とが整合する開放位置と当該開口部を本体周面部で塞ぐ閉鎖位置とのいずれかに選択的に位置決め保持可能な操作部を設け、筒部の弁座形成部分と弁体の本体周面部との間に閉鎖時漏洩防止用のＯリングを介装するとともに、弁箱の軸受部より内方のシール部と弁体の軸部の外周面との間に外部漏洩防止用のＯリングを介装したことを特徴とする。
【００１８】かかる構成の場合、操作部を用いて弁体が回動されて開放位置へ位置決めされると、入口部から流入した流体は弁体の流体通し穴を通って出口部へ流れる。この際、流体が弁体の本体周面部と筒部の内周面との間を通り抜けて弁箱内のデッドスペースへ侵入したとしても、弁箱のシール部と弁体の軸部の外周面との間に介装されたＯリングによって外部に漏洩するのが防止される。
【００１９】また、操作部を用いて弁体が閉鎖位置へ位置決めされると、筒部の開口部は弁体の本体周面部によって塞がれる。そして、筒部の弁座形成部分と弁体の本体周面部とは、Ｏリングによってシールされる。したがって、流体通路は完全に閉鎖される。なお、この際にも、外部漏洩防止用Ｏリングによって流体の外部漏洩は防止される。したがって、長期にわたって高気密性を保持して流体の外部漏洩を防止することができる。
【００２０】また、筒部の弁座形成部分と弁体の本体周面部との間だけがＯリングによってシールされるので、デッドスペースが密閉されるようなことはなく、当該スペースに流体が残留するような事態は生じない。しかも、弁体の周面部に付着したゴミ等もクリーニングして簡単に除去することができるので、メンテナンスを安全にかつ簡単に行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本発明に係る弁構造は、図１および図２に示す如く、弁箱１０内に筒部１２を設けるとともに、筒部１２内に弁体２１（円柱形状の本体２２，軸部２５）を回動可能に設け、筒部１２の内周面１２Ｎと弁体２１の本体周面部２２Ｓとの間および弁箱１０のシール部１０Ｓと弁体２１の軸部２５との間にそれぞれＯリング（３１，３２）を設けて、高気密性保持可能に構成されている。
【００２２】具体的には、筒部１２は、円筒形状に形成されており、弁箱１０の入口部（例えば、真空配管継手）１１Ａと出口部（真空配管継手）１１Ｂとの間に設けられている。筒部１２には、入口部１１Ａおよび出口部１１Ｂに対向して開口部（１３，１４）が貫通穿設されている。
【００２３】この実施形態では、組立等が一段と簡単に行えるように、筒部１２は、外筒１２Ａと、この外筒１２Ａの内側に設けられた内筒１２Ｂとから形成されている。外筒１２Ａは、弁箱１０に図示しないボルト等を介して固定されており、内筒１２Ｂはキー１２Ｋを介して固定されている。
【００２４】弁体２１は、円柱形状の本体２２と軸部２５とから形成されている。本体２２は、筒部１２（詳しくは、内筒１２Ｂ）の内周面１２Ｎと摺接しつつ縦軸線２１ｙを中心として回動可能に設けられており、その周面部２２には縦軸線２１ｙと直交する方向に流体通し穴２２Ｈが貫通穿設されている。
【００２５】軸部２５は、本体２１の両端部にそれぞれ軸線が縦軸線２１ｙと一致するように設けられており、弁箱１０の軸受部（１５）に縦軸線２１ｙを中心として回動可能に支持されている。
【００２６】この実施形態では、弁体２１，筒部１２（外筒１２Ａ，内筒１２Ｂ）および内内筒１２Ｄは、いずれもステンレス鋼製とされている。そして、弁体２１の周面部２２Ｓ，筒部１２および内内筒１２Ｄの各内周面１２Ｎは、研磨仕上げ〔＃８００の研磨（Ｒｍａｘ＝０．３μｍ）〕と同等とされている。筒部１２の開口部（１３，１４）および全体２１の流体通し穴２２Ｈは、一直線上に配列され、各内径は入口部１１Ａおよび出口部１１Ｂと略同一とされている。また、上記軸受部は、ベアリング１５から形成されている。なお、図１で、１５Ｎはベアリング１５を固定するための軸受ナットである。
【００２７】操作部２６は、弁体２１の軸部２５に連結され当該弁体２１を流体通し穴２２Ｈと筒部１２の両開口部（１３，１４）とが整合する図１に示す開放位置と、当該開口部（１３，１４）を本体周面部２２Ｓで塞ぐ図２に示す閉鎖位置とのいずれかに選択的に位置決め保持可能に形成されている。具体的には、操作部２６は、弁体２１の軸部２５の先端部に一体的に設けられた操作軸２７と、この操作軸２７に装着されたハンドル２８とから形成されている。
【００２８】閉鎖時漏洩防止用Ｏリング３１は、筒部１２（詳しくは、内筒１２Ｂ）の内周面１２Ｎに設けられた弁座形成部分１２Ｅと弁体２１の本体周面部２２Ｓとの間に介装されている。より具体的には、Ｏリング３１は、内筒１２Ｂの穴部１２ＢＮに内側から内内筒１２Ｄによって補強された状態で装着されている。かかるＯリング３１によって入口部１１Ａから出口部１１Ｂへ流体が流れるのを完全に防止することができる。
【００２９】外部漏洩防止用Ｏリング３２は、弁箱１０の軸受部（１５）より内方のシール部１０Ｓと弁体２１の軸部２５の外周面２５Ｓとの間に介装されている。
【００３０】次に、この実施形態の作用について説明する。操作部２６を用いて弁体２１が回動操作されて図１に示す開放位置へ位置決めされると、入口部１１Ａから流入した流体（例えば、毒性ガス）は弁体２１の流体通し穴２２Ｈを通って出口部１１Ｂへ向けて流れる。この際、流体が弁体２１の本体周面部２２Ｓと筒部１２の内周面１２Ｎとの間を通り抜けたとしても、弁箱１０のシール部１０Ｓと弁体２１の軸部２５の外周面２５Ｓとの間に介装されたＯリング３２によって外部に漏洩するのが防止される。
【００３１】また、操作部２６を用いて弁体２１が閉鎖位置へ位置決めされると、筒部１２の開口部（１３，１４）は弁体２１の本体周面部２２Ｓによって塞がれる。そして、筒部１２の弁座形成部分１２Ｅと弁体２１の本体周面部２２Ｓとの間に介装されたＯリング３１によってシールされる。したがって、流体通路１１Ｃは完全に閉鎖される。この際にも、外部漏洩防止用Ｏリング３２によって流体の漏洩は防止される。
【００３２】ここにおいて、筒部１２側の弁座形成部分１２Ｅと弁体２１の本体周面部２２Ｓとの間だけがＯリング３１によってシールされるので、弁箱１０内のデッドスペース１１ＤＳに流体が残留するような事態は生じない。なお、弁体２１の本体周面部２２Ｓにゴミ等が付着しても、当該弁体２１が開閉動作される際に本体周面部２２Ｓと摺接する筒部１２の内周面１２Ｎによって剥離されるので、一段と確実にシールすることができる。
【００３３】しかして、この実施形態によれば、弁箱１０の入口部１１Ａと出口部１１Ｂとの間に配置されかつ周面部に当該入口部１１Ａおよび出口部１１Ｂに対向して開口部（１３，１４）が貫通穿設された円筒形状の筒部１２を設け、弁体２１が、筒部１２の内周面１２Ｎと摺接しつつ縦軸線２１ｙを中心として回動可能に設けられかつ周面部２２に流体通し穴２２Ｈが貫通穿設された本体２２と、この本体２２の両端部に設けられかつ弁箱１０の軸受部（１５）に縦軸線２１ｙを中心として回動可能に支持された軸部２５とからなり、弁体２１の軸部２５に連結され当該弁体２１を流体通し穴２２Ｈと筒部１２の両開口部（１３，１４）とが整合する開放位置と、当該開口部（１３，１４）を本体周面部２２Ｓで塞ぐ閉鎖位置とのいずれかに選択的に位置決め保持可能な操作部２６を設け、筒部１２の弁座形成部分１２Ｅと弁体２１の本体周面部２２Ｓとの間に閉鎖時漏洩防止用のＯリング３１を介装するとともに、弁箱１０の軸受部（１５）より内方のシール部１０Ｓと弁体２１の軸部２５の外周面２５Ｓとの間に外部漏洩防止用のＯリング３２を介装したので、長期にわたって高気密性を保持して流体の外部漏洩を防止することができる。したがって、長期にわたって高気密性を保持して流体の外部漏洩を防止することができる。
【００３４】また、筒部１２の弁座形成部分１２Ｅと弁体２１の本体周面部２２Ｓとの間だけがＯリング３１によってシールされるので、弁箱１０内のデッドスペース１１ＤＳが密閉されるようなことはなく、当該スペース１１ＤＳに流体が残留することもなく、弁体２１の周面部２２Ｓに付着したゴミ等もクリーニングして簡単に除去することができるので、メンテナンスを安全にかつ簡単に行うことができる。
【００３５】また、弁体２１を開放位置に位置決めした際に、入口部１１Ａと弁体２１の流体通し穴２２Ｈと出口部１１Ｂとは一直線上に並ぶとともに略同一内径とされているので、流体損失を一段と低く抑えることができる。
【００３６】さらに、弁体２１の本体周面部２２Ｓ等が研磨仕上げされているので、本体周面部２２Ｓ等にゴミ等が付着しても一段と簡単かつ確実に除去することができる。
【００３７】また、弁体２１の軸部２５を支持する軸受部をベアリング１５から形成したので、弁体２１を長期にわたって円滑に回動操作して流体通路１１Ｃの開閉を行わせることができる。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、弁箱の入口部と出口部との間に配置されかつ周面部に当該入口部および出口部に対向して開口部が貫通穿設された円筒形状の筒部を設け、弁体が、筒部の内周面と摺接しつつ縦軸線を中心として回動可能に設けられかつ周面部に流体通し穴が貫通穿設された本体と、この本体の両端部に設けられかつ弁箱の軸受部に縦軸線を中心として回動可能に支持された軸受部とからなり、弁体の軸部に連結され当該弁体を流体通し穴と筒部の両開口部とが整合する開放位置と、当該開口部を本体周面部で塞ぐ閉鎖位置とのいずれかに選択的に位置決め保持可能な操作部を設け、筒部の内周面のうち弁座を形成する部位と弁体の本体周面部との間に閉鎖時漏洩防止用のＯリングを介装するとともに、弁箱の軸受部より内方のシール部と弁体の軸部の外周面との間に外部漏洩防止用のＯリングを介装したので、長期にわたって高気密性を保持して流体の外部漏洩を防止することができ、かつメンテナンスを安全かつ簡単に行うことができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】５９８０２０７１２
【氏名又は名称】大和半導体株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）２月１６日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】長島 悦夫
|
| 【公開番号】 |
特開平１１−２３０３７７ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）８月２７日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３２７７１ |
|