特許 6475467 バルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6475467

(24)【登録日】2019年2月8日

(45)【発行日】2019年2月27日

(54)【発明の名称】バルブ

(51)【国際特許分類】

   F16K 1/32 20060101AFI20190218BHJP

   F16K 1/48 20060101ALI20190218BHJP

【ＦＩ】

   F16K1/32 C

   F16K1/48 Z

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-218702(P2014-218702)

(22)【出願日】2014年10月27日

(65)【公開番号】特開2016-84891(P2016-84891A)

(43)【公開日】2016年5月19日

【審査請求日】2017年10月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】390033857

【氏名又は名称】株式会社フジキン

(74)【代理人】

【識別番号】110000279

【氏名又は名称】特許業務法人ウィルフォート国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 秀信

(72)【発明者】

【氏名】四方 出

【審査官】 山本 崇昭

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０１３０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５５−０２９７３９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００１−３４３０８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５８−０８２５６５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１２−１７２８３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４２６４０５３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ １／００−１／５４

Ｆ１６Ｋ ３１／００−３１／０５

Ｆ１６Ｋ ３１／４４−３１／６２

Ｆ１６Ｋ ３９／００−５１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体通路が形成され、弁座を備えたバルブボディと、
前記弁座に対し近接および離間移動可能に設けられた弁棒と、
前記弁座に対し着座および離間して前記流体通路を開閉する弁体と、
前記弁棒の先端部に装着され前記弁棒の軸に対して直交する方向に向かって開口する開口部が形成された装着部と、前記装着部の前記弁座側に設けられ前記弁体を保持する保持部と、を有する弁体保持部と、を備え、
前記弁体保持部は、前記開口部を介して前記先端部に対して着脱可能であり、
前記先端部は、円柱状をなし、その外周に弾性部材が設けられ、
前記装着部は、半円筒状をなし、その内周面に前記弾性部材が圧縮状態で嵌るようにして前記先端部に対し装着されるバルブ。

【請求項2】

前記バルブボディには、前記弁体保持部に当接する防振部材が設けられる請求項１に記載のバルブ。

【請求項3】

前記弁体は、複数枚設けられ、前記弁体保持部は、積層した複数枚の前記弁体を保持する請求項１または請求項２に記載のバルブ。

【請求項4】

前記弁体と前記弁棒の前記先端部との間に設けられる摺動部材を更に備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のバルブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体製造装置および原子力発電プラント等の流体管路に使用されるバルブに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、弁棒の先端および弁体にピンを挿通して、弁体を弁棒に固定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開昭５３−４５５３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上記のバルブでは、弁体の交換時において、ピンを抜く時およびピンの挿入時 に工具が必要となる。このため、弁体交換時の分解および組立が複雑になり、メンテナンス性が良くない。

【0005】

そこで本発明は、弁の最重要機能である閉止機構部に該当する弁体の交換時の分解および組立が容易であり、メンテナンス性を向上させたバルブを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を解決するために、本発明の一態様であるバルブは、流体通路が形成され、弁座を備えたバルブボディと、前記弁座に対し近接および離間移動可能に設けられた弁棒と、前記弁座に対し着座および離間して前記流体通路を開閉する弁体と、前記弁棒の先端部に装着され前記弁棒の軸に対して直交する方向に向かって開口する開口部が形成された装着部と、前記装着部の前記弁座側に設けられ前記弁体を保持する保持部と、を有する弁体保持部と、を備え、前記弁体保持部は、前記開口部を介して前記先端部に対して着脱可能である。

【0007】

また、前記先端部は、円柱状をなし、その外周に弾性部材が設けられ、前記装着部は、半円筒状をなし、その内周面に前記弾性部材が圧縮状態で嵌るようにして前記先端部に対し装着されても良い。

【0008】

また、前記バルブボディには、前記弁体保持部に当接する防振部材が設けられても良い。

【0009】

また、前記弁体は、複数枚設けられ、前記弁体保持部は、積層した複数枚の前記弁体を保持しても良い。

【0010】

また、前記弁体と前記弁棒の前記先端部との間に設けられる摺動部材を更に備えても良い。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、弁体の交換時の分解および組立が容易であり、メンテナンス性を向上させたバルブを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態に係る開状態にあるバルブの縦断面図を示す。

【図2】バルブが開状態にあるときの弁体部およびステムの一部の拡大図を示す。

【図3】弁体部の斜視図を示す。

【図4】弁体保持部の斜視図を示す。

【図5】バルブが閉状態にあるときの弁体部およびステムの一部の拡大図を示す。

【図6】変形例における弁体保持部の斜視図を示す。

【図7】変形例における弁体保持部の斜視図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の一実施形態によるバルブについて、図面を参照して説明する。

【0014】

図１は、本実施形態における開状態にあるバルブ１の縦断面図を示している。図１に示すように、バルブ１は、バルブボディ２と、ボンネット３と、ステム４と、弁体部１０と、ハンドル５とを主に備える。なお、以下の説明において、バルブ１の、ハンドル５側を上側、バルブボディ２側を下側として説明する。

【0015】

弁箱であるバルブボディ２には、円柱状の弁室２ａと、弁室２ａに連通する流入路２ｂおよび流出路２ｃとが形成されている。バルブボディ２の流入路２ｂと弁室２ａとが連通する箇所の周縁には、弁体部１０に向かって突出する円環状の弁座２Ｄが設けられている。バルブボディ２には、弁座２Ｄによって、弁室２ａを規定する底面に円環状の凹部２ｅが形成される。また、ボディ２の弁室２ａを形成する内周面には、円環状の凹部２ｆが形成され、当該凹部２ｆには、防振部材であるＯリング２Ｇがはめ込まれている。

【0016】

ボンネット３は、略円筒状をなし、その一端部に設けられた雌ねじ部をバルブボディ２に設けられた雄ねじ部に螺合させることにより、弁室２ａを覆うようにバルブボディ２に固定されている。ボンネット３の内周面の軸方向の中央部には、雌ねじ部３ａが形成されている。ボンネット３には、バルブボディ２と当接する箇所に、円環状の凹部３ｂが形成され、当該凹部３ｂには、Ｏリング３Ｃがはめ込まれている。Ｏリング３Ｃにより、バルブボディ２とボンネット３との間から流体が漏れるのを防止する。また、ボンネット３のバルブボディ２側に対する反対側の端部には、グランドナット６が装着されており、当該グラウンドナット６がパッキン押え７を介して、２つのパッキン８Ａ、８Ｂをボンネット３、及びステム４に圧接することによりボンネット３の端部を塞いでいる。

【0017】

弁棒であるステム４は、ボンネット３を貫通するように設けられ、弁室２ａ内に位置する押圧部４Ａと、中央部４Ｂと、ボンネット３から上方へ突出する突出部４Ｃとを有する。先端部である押圧部４Ａは、円柱状をなし、径方向の外方に突出する鍔部４Ｄを有し、円環状の凹部４ｅが形成されている。当該凹部４ｅには、弾性部材であるＯリング４Ｆがはめ込まれている。中央部４Ｂの外周面には雄ねじ部４ｇが形成されている。中央部４Ｂの雄ねじ部４ｇは、ボンネット３の雌ねじ部３ａと螺合している。これにより、ステム４は、ボンネット３に対し、回転可能かつ回転に伴い軸方向に移動可能に支持されている。

【0018】

ハンドル５は、ステム４の突出部４Ｃの上端に取り付けられており、ユーザがハンドル５を回転させることにより、ステム４が回転駆動力を受けて回転し軸方向に沿って移動する。

【0019】

次に、弁体部１０の構成について、図２〜図４を参照して説明する。図２は、バルブ１が開状態にあるときの弁体部１０およびステム４の一部の拡大図を示し、図３は、弁体部１０の斜視図を示し、図４は、弁体保持部１１の斜視図を示している。図２に示すように、弁体部１０は、弁体保持部１１と、複数枚の円板状の弁体１２と、スラストベアリング１３とを有する。

【0020】

弁体保持部１１は、装着部１１Ａと保持部１１Ｂとを有する。図３、４に示すように、装着部１１Ａは、半円筒状をなし、その内周面１１ｃには半環状の凹部１１ｄが形成されている。凹部１１ｄの弁棒４の軸に沿う長さは、鍔部４Ｄの長さよりも長く構成される。

【0021】

保持部１１Ｂは、装着部１１Ａの下端（座面２Ｄ側端部）に接続されており、環状をなしている。保持部１１Ｂの内径は、弁体１２およびスラストベアリング１３の外径よりも僅かに大きく構成さている。保持部１１Ｂの下端には、径方向の内方に突出する突起部１１Ｅが設けられ、突起部１１Ｅの内径は、弁体１２の外径よりも小さく、弁座２Ｄの外径よりも大きく構成されている。

【0022】

また、図２に示すように、装着部１１Ａおよび保持部１１Ｂの外径は、弁室２ａの内径よりも僅かに小さく構成され、装着部１１Ａおよび保持部１１Ｂの外周面に対し、Ｏリング２Ｇが当接するように構成されている。

【0023】

そして、図４に示すように、装着部１１Ａには、弁棒４の軸に対して直交する方向に向かって開口する開口部１１ｆが形成されている。弁体保持部１１は、開口部１１ｆを介して押圧部４Ａに対して着脱される。また、弁体保持部１１は、押圧部４Ａの鍔部４Ｄが、凹部１１ｄ内に挿入され、押圧部４ＡのＯリング４Ｆが、圧縮状態で内周面１１ｃに嵌るようにして、押圧部４Ａに対し装着される。

【0024】

図２に示すように、弁体である弁体１２は、円盤状をなし、本実施形態においては２枚設けられ、保持部１１Ｂ内に配置されている。なお、弁体１２の枚数は何枚であっても良い。弁体１２の材料としては、例えば、フッ素樹脂材料（ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等）、ＰＥＥＫ、エンジニアリングプラスチック、ニッケルあるいはステンレス等の金属材料、または鋼材である。弁体１２の外径は、突起部１１Ｅの内径より大きく構成されているので、弁体１２の外周縁部は突起部１１Ｅ上に位置している。これにより、複数枚の弁体１２は弁体保持部１１に保持されている。

【0025】

摺動部材であるスラストベアリング１３は、弁体１２と押圧部４Ａとの間に配置されている。

【0026】

次に、弁体１２を交換する方法について説明する。

【0027】

ユーザが、バルブボディ２からボンネット３を外して、弁体部１０を弁室２ａから抜き出す。ユーザが弁体保持部１１を把持して、弁棒４の軸に対し直行する方向であって装着部１１Ａ側の方向に弁体保持部１１をスライドさせて、弁体部１１を弁棒４の押圧部４Ａから外す。これにより、弁体保持部１１の開口部１１ｆを介して、弁体保持部１１が弁棒４の押圧部４Ａから外される。外した弁体保持部１１の保持部１１Ｂにおいて、弁体１２の交換が行われる。

【0028】

弁体１２を交換後、ユーザが弁体保持部１１を把持して、弁体保持部１１を弁棒４の軸に対し直行する方向にスライドさせて、弁体保持部１１の開口部１１ｆを介して、弁体部１１を弁棒４の押圧部４Ａに装着する。弁体保持部１１が押圧部４Ａに装着された状態では、押圧部４Ａの鍔部４Ｄが、凹部１１ｄ内に挿入され、押圧部４ＡのＯリング４Ｆが、圧縮状態で内周面１１ｃに嵌っている。これにより、押圧部４Ａと弁体保持部１１とが一体化される。

【0029】

次に、弁体部１０を弁室２ａに挿入して、ボンネット３をバルブボディ２に螺合させることにより、弁体１２の交換作業が終了する。

【0030】

次に、バルブ１を開状態から閉状態にする時の弁体部１０の動作について説明する。

【0031】

図２に示すように、バルブ１が開状態にあり弁体１２が弁座２Ｄから離間している状態において、ユーザがハンドル５を回転させることにより、ステム４および弁体部１０が回転しながら弁座２Ｄに近接移動（下降）する。

【0032】

そして、最も下側（弁座２Ｄ側）に位置する弁体１２が弁座２Ｄに当接すると、複数枚の弁体１２は回転および下降を停止し、弁体１２に対するステム４による押圧が開始される。ステム４は、スラストベアリング１３上を摺動回転しながら下降し、保持部１１Ｂの突起部１１Ｅは、弁体１２から離間する。このようにして、図５に示すように、複数枚の弁体１２が、ステム４の押圧部４Ａと弁座２Ｄとにより狭圧され、バルブ１が閉状態となる。なお、バルブ１が開状態にあり弁体１２が弁座２Ｄから離間している状態において、弁体１２は弁体保持部１１に保持される保持状態にあり、バルブ１が閉状態にあり弁体１２が弁座２Ｄに着座している状態において、弁体１２は弁体保持部１１による保持から解放される非保持状態にある。

【0033】

また、バルブ１が閉状態であるときにハンドル５を逆方向に回転させることにより、バルブ１は、図５に示す閉状態から図２に示す開状態に戻る。

【0034】

以上のように、本実施形態のバルブ１によれば、弁体保持部１１は、弁棒４の押圧部４Ａに装着される装着部１１Ａと、装着部１１Ａの弁座２Ｄ側に接続され弁体１２を保持する保持部１１Ｂとを有している。そして、装着部１１Ａに弁棒４の軸に対して直交する方向に向かって開口する開口部１１ｆが形成され、弁体保持部１１は、開口部１１ｆを介して押圧部４Ａに対して着脱される。

【0035】

このように、弁体保持部１１には、弁棒４の軸に対して直交する方向に向かって開口する開口部１１ｆが形成され、弁体保持部１１は、当該開口部１１ｆを介して押圧部４Ａに対して着脱される。よって、弁体１２の交換時に、弁体１２を保持する弁体保持部１１を弁棒４から外すのに、スパナ等の工具を必要とせず、弁体保持部１１を弁棒４から取り外すことができる。従って、弁体１２の交換時の分解および組立が容易となり、メンテナンス性および施工性を向上させることができる。

【0036】

また、弁棒４の押圧部４Ａは、円柱状をなし、その外周に弾性部材であるＯリング４Ｆが設けられ、弁体保持部１１の装着部１１Ａは、半円筒状をなし、その内周面１１ｃにＯリング４Ｆが圧縮状態で嵌るようにして押圧部４Ａに対し装着される。

【0037】

これにより、押圧部４Ａと弁体保持部１１とが一体化され、弁体保持部１１が押圧部４Ａから容易に外れるのが抑制される。よって、弁体１２の交換時の施工性が向上する。

【0038】

また、バルブボディ２には、弁体保持部１１に当接する防振部材であるＯリング２Ｇが設けられている。よって、バルブ１が開状態にあるときに弁体部１０が揺れ動くことなくチャタリングの発生を防止することができる。

【0039】

また、弁体１２は複数枚設けられているので、弁体保持部１１をステム４から取り外して、弁体１２を入れ替えることで、ユーザ自ら弁座２Ｄに当接する弁体を新しい弁体１２に交換することができ、新たに弁体を用意する回数を減らすことができる。

【0040】

また、弁体１２と弁棒４の押圧部４Ａとの間に摺動部材であるスラストベアリング１３が設けられている。よって、ステム４の回転はスラストベアリング１３により弁体１２に伝達されない。従って、弁体１２が回転して弁座２Ｄに対して摺動することを防止でき、弁体１２の寿命を向上させることができる。

【0041】

なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。

【0042】

例えば、上記の実施形態において、バルブ１を、ハンドル５側を上側にバルブボディ２を下側にして設置する形態について説明したが、設置方向はこれに限らず、水平方向に設置されても良いし、上下逆方向に設置されても良い。

【0043】

また、上記の実施形態では、弁体部１０にスラストベアリング１３を設けたが、スラストベアリング１３を設けない構成であっても良い。

【0044】

また、上記の実施形態における弁体保持部１１に代えて、図６にしめすような弁体保持部１１１であっても良い。弁体保持部１１１は、一対の装着部１１１Ａと、保持部１１１Ｂとを有する。保持部１１１Ｂは、弁体保持部１１の保持部１１Ｂと同様の形状をなし、突起部１１１Ｅを有する。

【0045】

一対の装着部１１１Ａは、保持部１１１Ｂに対し、径方向において互いに対向する位置に設けられている。各装着部１１１Ａの内周面１１１ｃには、凹部１１１ｄが形成されている。そして、一対の装着部１１１Ａに、弁棒４の軸に対して直交する方向に向かって開口する開口部１１１ｆが形成されている。弁体保持部１１１は、開口部１１１ｆを介して押圧部４Ａに対して着脱される。また、弁体保持部１１１は、押圧部４Ａの鍔部４Ｄが、各凹部１１１ｄ内に挿入され、押圧部４ＡのＯリング４Ｆが、一対の装着部１１１Ａにより挟まれるようにして、押圧部４Ａに対し装着される。

【0046】

この弁体保持部１１１でも、開口部１１１ｆを介して押圧部４Ａに対して着脱される。よって、弁体１２の交換時に、弁体１２を保持する弁体保持部１１１を弁棒４から外すのに、スパナ等の工具を必要とせず、弁体保持部１１１を弁棒４から取り外すことができる。

【0047】

また、押圧部４Ａを、中央部４Ｂおよび突出部４Ｃとは別体にして、弁棒４の回転が押圧部４Ａに伝わらないように、押圧部４Ａと中央部４Ｂとを接続する構成にしても良い。この構成にした場合、押圧部４Ａは回転しないので、スラストベアリング１３は必要ない。

【0048】

また、上記の実施形態において装着部１１Ａは、半円筒状であったが、弁棒４の軸に対して直交する方向に向かって開口する開口部１１ｆを形成し、弁体保持部１１が当該開口部１１ｆを介して押圧部４Ａに着脱可能であれば、装着部１１Ａの形状は、半円筒状に限らない。また、保持部１１Ｂは、弁体１２の全周を囲む環状であったが、弁体１２を保持可能であれば、全周を囲む環状でなくても良い。例えば、図７に示すような弁体保持部２１１であっても良い。弁体保持部２１１は、装着部１１Ａと同形状の装着部２１１Ａと、半環状の保持部２１１Ｂとを備える。保持部２１１Ｂは、突起部２１１Ｅを有する。また、弁体保持部を、一対の弁体保持部２１１により構成し、一対の弁体保持部２１１で、押圧部４Ａを挟むようにして押圧部４Ａに対し装着される構成であっても良い。

【符号の説明】

【0049】

１：バルブ、２：バルブボディ、２ｂ：流入路、２ｃ：流出路、２Ｄ：弁座、４：ステム、４Ａ：押圧部 １０：弁体部、１１、１１１、２１１：弁体保持部、１１Ａ、１１１Ａ：装着部、１１Ｂ、１１１Ｂ、２１１Ｂ：保持部、１１ｆ、１１１ｆ：開口部、１２：弁体、１３：スラストベアリング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】