| 【発明の名称】 |
切換弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】花田 敏広
【氏名】古川 重信
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| 【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。 |
【特許請求の範囲】
【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。
【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。
【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。
【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。
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【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１１１，１１０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１１７，１１６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１２１，１２０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１０８，１０７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２９，２８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１３，１２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２１，２０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、ＰＴＦＥ、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１９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。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１１７１０２
【氏名又は名称】旭有機材工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）４月２４日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 敬介 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−３０４０２２ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１１月５日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１１４５１７ |
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