特開 2024-756 流体制御バルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024000756

(43)【公開日】2024-01-09

(54)【発明の名称】流体制御バルブ

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/122 20060101AFI20231226BHJP

   F16K 7/17 20060101ALI20231226BHJP

【ＦＩ】

F16K31/122

F16K7/17 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022099644

(22)【出願日】2022-06-21

(71)【出願人】

【識別番号】000106760

【氏名又は名称】ＣＫＤ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】森下 浩史

(72)【発明者】

【氏名】棚橋 拓也

【テーマコード（参考）】

3H056

【Ｆターム（参考）】

3H056AA07

3H056BB33

3H056CA01

3H056CB03

3H056CB09

3H056CD04

3H056EE10

3H056GG17

(57)【要約】

【課題】アクチュエータを動作させなくても取付ボルトの着脱を容易に行えるようにすること。
【解決手段】流体制御弁１は、内部シール面３３を備えるバルブボディ３と、内部シール面３３に当接または離間するダイアフラム４と、ダイアフラム４と連結され、ダイアフラム４をバルブボディ３側に付勢する圧縮バネ２６を内蔵するアクチュエータ２と、バルブボディ３をアクチュエータ２に取り付ける複数の取付ボルト５と、を備える。この流体制御バルブ１に、手動操作可能であって、取付ボルト５を脱着する場合に圧縮バネ２６の伸張を制限するストッパ機構７を設ける。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁座を備えるバルブボディと、前記弁座に当接または離間する弁体と、前記弁体と連結され、前記弁体を弁座方向に付勢する圧縮バネを内蔵するアクチュエータと、前記バルブボディを前記アクチュエータに取り付ける複数の取付ボルトと、を備える流体制御バルブにおいて、
手動操作可能であって、前記複数の取付ボルトを着脱する場合に前記アクチュエータの動作を制限するストッパ機構を有する、
ように構成されている流体制御バルブ。

【請求項2】

請求項１に記載する流体制御バルブにおいて、
前記アクチュエータの外部に露出し、前記アクチュエータの動作に応じて変位するインジケータを有し、
前記ストッパ機構は、
前記インジケータに取り付けられ、前記アクチュエータに係止されるストッパ部材と、
前記ストッパ部材と前記インジケータとの間に設けられ、前記ストッパ部材の位置を調節するネジ部と、
を有する、
ように構成されている流体制御バルブ。

【請求項3】

請求項２に記載する流体制御バルブにおいて、
前記ストッパ機構は、前記ストッパ部材の位置を固定する固定部材を有する、
ように構成されている流体制御バルブ。

【請求項4】

請求項２または請求項３に記載する流体制御バルブにおいて、
前記流体制御バルブの弁閉時に、前記ストッパ部材と前記アクチュエータとの間に隙間が形成されている、
ように構成されている流体制御バルブ。

【請求項5】

請求項４に記載する流体制御バルブにおいて、
前記隙間の間隔を管理する隙間管理機構を有する、
ように構成されている流体制御バルブ。

【請求項6】

請求項１から請求項３の何れか１つに記載する流体制御バルブにおいて、
前記弁座は、前記バルブボディに形成された流路を横断するように設けられたシール面により設けられ、
前記弁体は、前記アクチュエータの動作に応じて変形して前記シール面に当接または離間する変形部と、前記変形部の外縁部に沿って平坦に設けられ、前記取付ボルトが挿通される挿通穴を複数備えるフラット部と、を有するダイアフラムであり、
前記アクチュエータは、前記フラット部の一方の面に面接触し、前記取付ボルトが締結される雌ねじ穴を複数備える第１フランジ部を有し、
前記バルブボディは、前記フラット部の他方の面に面接触し、前記取付ボルトが貫通する貫通穴を複数備える第２フランジ部を有する、
ように構成されている流体制御バルブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、弁体が弁座に当接または離間することにより流体を制御する流体制御バルブに関する。

【背景技術】

【0002】

弁体が弁座に当接または離間することにより流体を制御する流体制御バルブが知られている。流体制御バルブは、弁体に連結されるアクチュエータと、弁座が設けられたバルブボディとを備え、アクチュエータとバルブボディとが取付ボルトを用いて連結されている。流体制御バルブには、アクチュエータが動作しない場合に、弁体が弁座にシールして流路を遮断するノーマルクローズタイプのバルブがある。ノーマルクローズタイプの流体制御バルブは、アクチュエータが、弁体を弁座にシールさせるためのシール荷重を発生する圧縮バネを内蔵している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－２３８１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

流体制御バルブは、例えば、不純物の混入防止や衛生管理などのため、定期的に弁体の交換や流路の清掃などのメンテナンスが実施される。メンテナンス時には、バルブボディとアクチュエータとを分離するために取付ボルトを取り外したり、バルブボディとアクチュエータとを連結するために取付ボルトを締結したりする。ノーマルクローズタイプの流体制御バルブは、弁閉時に流路を完全に遮断できるように圧縮バネのバネ力が強く設定されている。取付ボルトの締結部分には、その圧縮バネの荷重が作用する。そのため、取付ボルトを取り外してバルブボディとアクチュエータとを分離する場合、取付ボルトの締結部分が圧縮バネの荷重によって焼き付いたり、破損したりすることがあった。また、取付ボルトを用いてバルブボディとアクチュエータとを連結する場合、圧縮バネに抗して取付ボルトを締結しなければならず、取付ボルトの締結に必要なトルクが大きくなってしまっていた。

【0005】

そこで、従来、ノーマルクローズタイプの流体制御バルブは、アクチュエータに弁開動作させた状態で、取付ボルトを着脱していた。これによれば、取付ボルトの締結部分に作用する圧縮バネの荷重を軽減できるが、取付ボルトを着脱する度にアクチュエータに弁開動作させなければならず、手間だった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題の解決を目的としてなされた流体制御バルブは、（１）弁座を備えるバルブボディと、前記弁座に当接または離間する弁体と、前記弁体と連結され、前記弁体を弁座方向に付勢する圧縮バネを内蔵するアクチュエータと、前記バルブボディを前記アクチュエータに取り付ける複数の取付ボルトと、を備える流体制御バルブにおいて、手動操作可能であって、前記複数の取付ボルトを着脱する場合に前記アクチュエータの動作を制限するストッパ機構を有する、ように構成されている。

【0007】

上記構成の流体制御バルブは、取付ボルトを脱着する場合、圧縮バネの荷重を軽減するためにアクチュエータに弁開動作させなくても、ストッパ機構がアクチュエータの動作を制限する。これにより、取付ボルトを脱着する際に取付ボルトの締結部分に作用する圧縮バネの荷重が、軽減される。そのため、取付ボルトを取り外してバルブボディとアクチュエータとを分離する場合に、取付ボルトの締結部分が焼き付いたり、破損したりすることを回避できる。また、取付ボルトを用いてバルブボディとアクチュエータとを連結する場合に、圧縮バネに抗して取付ボルトを締結する必要がなく、取付ボルトの締結に必要なトルクを小さくできる。よって、上記構成によれば、取付ボルトを用いてバルブボディがアクチュエータに取り付けられるノーマルクローズタイプの流体制御バルブにおいて、アクチュエータを動作させなくても取付ボルトの着脱を容易に行うことがきる。

【0008】

（２）（１）に記載する流体制御バルブにおいて、前記アクチュエータの外部に露出し、前記アクチュエータの動作に応じて変位するインジケータを有し、前記ストッパ機構は、前記インジケータに取り付けられ、前記アクチュエータに係止されるストッパ部材と、前記ストッパ部材と前記インジケータとの間に設けられ、前記ストッパ部材の位置を調節するネジ部と、を有する、ことが好ましい。

【0009】

上記構成の流体制御バルブは、ストッパ部材がアクチュエータの動作を制限する位置をネジ部によって調節できるので、コンパクトな構造でネジ機構を設けることができる。

【0010】

（３）（２）に記載する流体制御バルブにおいて、前記ストッパ機構は、前記ストッパ部材の位置を固定する固定部材を有する、ことが好ましい。

【0011】

上記構成の流体制御バルブは、例えば、流体制御バルブの開閉動作時の振動によって、ストッパ部材の位置がずれることを抑制できる。

【0012】

（４）（２）または（３）に記載する流体制御バルブにおいて、前記流体制御バルブの弁閉時に、前記ストッパ部材と前記アクチュエータとの間に隙間が形成されている、ことが好ましい。

【0013】

上記構成の流体制御バルブは、弁閉時に、ストッパ部材とアクチュエータとの間に隙間が形成されているので、ストッパ機構が流体制御バルブの弁閉時のシール性能を損なうことがない。

【0014】

（５）（４）に記載する流体制御バルブにおいて、前記隙間の間隔を管理する隙間管理機構を有する、ことが好ましい。

【0015】

上記構成の流体制御バルブは、例えば流体制御バルブを組み立てる場合に、隙間の間隔を誰でも簡単に調整することができる。

【0016】

（６）（１）から（５）の何れか１つに記載する流体制御バルブにおいて、前記弁座は、前記バルブボディに形成された流路を横断するように設けられたシール面により設けられ、前記弁体は、前記アクチュエータの動作に応じて変形して前記シール面に当接または離間する変形部と、前記変形部の外縁部に沿って平坦に設けられ、前記取付ボルトが挿通される挿通穴を複数備えるフラット部と、を有するダイアフラムであり、前記アクチュエータは、前記フラット部の一方の面に面接触し、前記取付ボルトが締結される雌ねじ穴を複数備える第１フランジ部を有し、前記バルブボディは、前記フラット部の他方の面に面接触し、前記取付ボルトが貫通する貫通穴を複数備える第２フランジ部を有する、ことが好ましい。

【0017】

上記構成の流体制御バルブは、ダイアフラムのフラット部がアクチュエータの第１フランジ部とバルブボディの第２フランジ部との間で押し潰されてシールし、流路を横切るように設けられたシール面にダイアフラムの変形部を当接または離間させるウエア形ダイアフラムバルブである。このような流体制御バルブは、ダイアフラムの交換を行いやすいようにストッパ機構を手動操作してアクチュエータの動作を制限することができ、便利である。

【発明の効果】

【0018】

本明細書において開示する技術によれば、取付ボルトを用いてバルブボディがアクチュエータに取り付けられるノーマルクローズタイプの流体制御バルブにおいて、アクチュエータを動作させなくても取付ボルトの着脱を容易に行うことがきる。技術を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】流体制御バルブの側面図である。

【図2】流体制御バルブの下面図である。

【図3】図１のＡ－Ａ断面図である。

【図4】流体制御バルブの分解斜視図である。

【図5】流体制御バルブの分解斜視図である。

【図6】ストッパ機構を備えない流体制御バルブの断面図である。

【図7】図６に示す流体制御バルブの取付ボルトを緩めた状態を示す。

【図8】ストッパ機構を備える流体制御バルブにおいて取付ボルトを緩めた状態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本明細書にて開示する技術について図面に基づいて説明する。本明細書において開示する技術は、取付ボルトを用いてバルブボディとアクチュエータとが連結されるノーマルクローズタイプの流体制御バルブに適用される。

【0021】

図１は、流体制御バルブ１の側面図である。本実施形態の流体制御バルブ１は、ノーマルクローズタイプのウエア形ダイアフラムバルブである。ウエア形ダイアフラムバルブは、流路を横断するように設けられたシール面にダイアフラムを当接または離間させることにより、流体を制御するバルブである。ウエア形ダイアフラムは、接液部に流体が残留しにくく、例えば、医薬品、食品、燃料電池などの製造装置に用いられている。流体制御バルブ１は、アクチュエータ２とバルブボディ３との間にダイアフラム４が配置され、アクチュエータ２とバルブボディ３とが複数の取付ボルト５を用いて連結されている。

【0022】

図２は、流体制御バルブ１の下面図である。本実施形態の流体制御バルブ１は、４本の取付ボルト５を用いてバルブボディ３がアクチュエータ２に取り付けられている。なお、取付ボルト５の数や配置は本実施形態に限定されない。

【0023】

図１に戻り、流体制御バルブ１は、流体制御バルブ１の動作状態を示すインジケータ７３を備えている。インジケータ７３には、ストッパ機構７が設けられている。ストッパ機構７は、手動操作可能であって、複数の取付ボルト５を着脱する場合にアクチュエータ２の動作を制限するものである。ストッパ機構７については後述する。

【0024】

図３は、図１のＡ－Ａ断面図である。アクチュエータ２は、操作エアにより動作するエアオペレイト式の駆動装置である。アクチュエータ２は、シリンダ２１と、ピストン２３と、圧縮バネ２６と、ピストンロッド２７と、ロッドカバー２８と、コンプレッサ２９と、インジケータ７３と、を含む。ピストン２３は、シリンダ２１に設けられたピストン室２２に摺動可能に装填され、ピストン室２２を第１室２２Ａと第２室２２Ｂとに気密に区画している。

【0025】

図１に示すように、シリンダ２１は、第１室２２Ａに連通するように操作ポート２４が開設され、第２室２２Ｂに連通するように呼吸穴２５が開設されている。図示しない操作エア制御装置は、操作ポート２４に接続され、第１室２２Ａに操作エアを給排気することによって第１室２２Ａの内圧を制御する。呼吸穴２５は、大気開放され、空気が第２室２２Ｂに自由に流出入するようにしている。

【0026】

図３に示すように、圧縮バネ２６は、第２室２２Ｂに縮設され、ピストン２３をバルブボディ３側（図中下向き）に常時付勢している。アクチュエータ２は、第１室２２Ａの内圧と圧縮バネ２６のバネ力とのバランスに応じて、ピストン２３がシリンダ２１内を図中上下方向に移動することができる。

【0027】

ピストン２３には、ピストンロッド２７とインジケータ７３とが結合されている。ピストンロッド２７の図中上端部には、結合ネジ２０がインサート成形されている。ピストン２３は、ピストンロッド２７の結合ネジ２０がバルブボディ３側から貫き通され、インジケータ７３がバルブボディ３と反対側から結合ネジ２０に螺合されることにより、ピストンロッド２７とインジケータ７３とが一体的に取り付けられている。

【0028】

ピストンロッド２７は、シリンダ２１のバルブボディ３側に位置する端面（図中下端面）に摺動可能に挿通されている。ロッドカバー２８は、筒状をなし、シリンダ２１の図中下端面にネジ止めされている。ピストンロッド２７の下端部は、ロッドカバー２８の内部に配置されている。ロッドカバー２８の内部には、コンプレッサ２９が回り止めされた状態で図中上下方向に移動可能に配置されている。ピストンロッド２７の下端部は、このコンプレッサ２９に連結されている。コンプレッサ２９のバルブボディ３側に位置する端面（図中下端面）は、バルブボディ３側に突出する球面形状をなし、ダイアフラム４と連結されている。

【0029】

バルブボディ３は、ステンレスなどの金属により形成されている。バルブボディ３は、流路３１が真っ直ぐに形成されている。バルブボディ３は、アクチュエータ２側から流路３１に連通するように開口部３４が設けられている。なお、流路３１は真っ直ぐに形成されていなくてもよい。

【0030】

バルブボディ３は、流路３１の内部に堰部３２が設けられている。堰部３２は、開口部３４に対応する位置に、流路３１を横断するように設けられている。流路３１は、堰部３２によって、第１流路部３１Ａと第２流路部３１Ｂとに分けられている。堰部３２は、流路３１内に残留する流体を減らすため、流路軸線方向に沿って切断した断面の形状が山形になるように設けられている。堰部３２は、内部シール面３３が頂部に設けられ、ダイアフラム４と内部シール面３３との間に、第１流路部３１Ａと第２流路部３１Ｂとを連通させるための空間を形成することができる。内部シール面３３は、コンプレッサ２９の下端面に対応して、中央部が両端部より低い位置となる円弧状に設けられている。

【0031】

ダイアフラム４は、フッ素樹脂などの樹脂により形成され、シール性能を向上させるために、表面がゴムによってコーティングされている。ダイアフラム４は、変形部４１とフラット部４２とを備えている。

【0032】

変形部４１は、ドーム形をなし、バルブボディ３側に位置する頂部にシール部４６が突設されている。シール部４６は、直径方向に沿って真っ直ぐ設けられている。ダイアフラム４は、変形部４１の中央部に、連結軸４７がアクチュエータ２側に突出するようにインサート成形されている。連結軸４７とコンプレッサ２９は、ダイアフラム４を９０°正方向に回転させることで連結され、ダイアフラム４を９０°逆方向に回転させることで連結を解除されるように、構成されている。フラット部４２は、変形部４１の外縁部から外向きに延長して設けられ、変形部４１の外縁部に沿って平坦に設けられている。

【0033】

ダイアフラム４は、シール部４６が内部シール面３３と対向する状態で、フラット部４２がアクチュエータ２とバルブボディ３との間で挟持されている。ダイアフラム４は、アクチュエータ２に内蔵される圧縮バネ２６の荷重がコンプレッサ２９、ピストンロッド２７、ピストン２３を介して伝達され、シール部４６が内部シール面３３に押し付けられてシールする。ダイアフラム４は、ピストン２３の動作に応じて、変形部４１が内部シール面３３に当接または離間する。ダイアフラム４は弁体の一例である。内部シール面３３は弁座の一例である。

【0034】

図４および図５は、流体制御バルブ１の分解斜視図である。ダイアフラム４のフラット部４２は、矩形状に設けられている。図４に示すように、フラット部４２は、アクチュエータ２側に位置する面（図中上面）に、第１環状突起４３が変形部４１の外側に環状に設けられている。図５に示すように、フラット部４２は、バルブボディ３側に位置する面（図中下面）に、第２環状突起４４が変形部４１の外側に環状に設けられている。フラット部４２は、第１環状突起４３と第２環状突起４４より外側の四隅に、取付ボルト５が挿通される挿通穴４５が形成されている。

【0035】

図５に示すように、アクチュエータ２のロッドカバー２８は、シリンダ２１と反対側に位置する端部（図中下端部）に、第１フランジ部２８ａが設けられている。第１フランジ部２８ａは、フラット部４２の一方の面に面接触するように、フラット部４２に対応する矩形状に設けられている。第１フランジ部２８ａは、バルブボディ３側に位置する面（図中下面）に、第１環状突起４３が装着される第１環状溝２８ｂが環状に形成されている。第１フランジ部２８ａは、第１環状溝２８ｂより外側の四隅に、取付ボルト５が締結される雌ねじ穴２８ｃが形成されている。

【0036】

図４に示すように、バルブボディ３は、アクチュエータ２と対向する部分に、第２フランジ部３５が設けられている。第２フランジ部３５の中央部には開口部３４が円柱状に開設されている。第２フランジ部３５は、フラット部４２の他方の面に面接触するように、フラット部４２に対応する矩形状に設けられている。第２フランジ部３５は、アクチュエータ２側に位置する面（図中上面）に、第２環状突起４４が装着される第２環状溝３６が環状に形成されている。第２フランジ部３５は、第２環状溝３６より外側の四隅に、取付ボルト５が貫通する貫通穴３７が形成されている。

【0037】

図４および図５に示すように、取付ボルト５は、それぞれ、座金６を介してバルブボディ３の貫通穴３７からダイアフラム４の挿通穴４５に挿通され、アクチュエータ２の雌ねじ穴２８ｃに締結される。これにより、バルブボディ３がダイアフラム４を介してアクチュエータ２に取り付けられる。

【0038】

図３に示すように、流体制御バルブ１は、取付ボルト５の締め込みによって、第１フランジ部２８ａと第２フランジ部３５との間でダイアフラム４のフラット部４２を押し潰し、変形部４１の外側にシール面を形成している。これにより、バルブボディ３の流路３１に流通する流体が、アクチュエータ２とバルブボディ３との間から外部に漏れない。

【0039】

上述したストッパ機構７について説明する。図３および図４に示すように、ストッパ機構７は、ストッパナット７１と、ロックナット７２と、ネジ部７４と、を含む。ストッパナット７１はストッパ部材の一例である。ロックナット７２は固定部材の一例である。

【0040】

ネジ部７４は、インジケータ７３の外周面に設けられた雄ねじ部７３ａと、ストッパナット７１の内周面に形成された雌ねじ部７１ａとによって構成されている。インジケータ７３は、棒形状をなす。インジケータ７３は、シリンダ２１のバルブボディ３と反対側に位置する端面（図中上端面）に摺動可能に挿通され、上端部がアクチュエータ２の外部に露出している。インジケータ７３は、下端部がピストン２３に連結され、ピストン２３の動作に応じて上端部の位置が変位する。つまり、インジケータ７３はアクチュエータ２の動作に応じて変位する。

【0041】

図３に示すように、ストッパナット７１は、ネジ部７４を介して、インジケータ７３に位置調節可能に取り付けられている。ストッパナット７１は、インジケータ７３を挿通するためにシリンダ２１に形成した挿通穴より大きいサイズを有し、シリンダ２１に係止されることによりアクチュエータ２の動作を制限する。

【0042】

ストッパナット７１は、流体制御バルブ１の弁閉時に、シリンダ２１との間に隙間Ｓを形成するように、位置が調節されている。隙間Ｓは、ストッパナット７１が流体制御バルブ１の閉動作を妨げない範囲に設定されている。

【0043】

隙間Ｓは、ダイアフラム４やシール部４６の変形を許容する範囲内で設定することが好ましい。隙間Ｓの間隔が、ダイアフラム４やシール部４６の変形を許容する範囲の下限値より小さい値に設定された場合、圧縮バネ２６による弁閉止力が十分に得られない可能性があるからである。隙間Ｓの間隔が、ダイアフラム４やシール部４６の変形を許容する範囲の上限値を大きく超えた値に設定された場合、取付ボルト５を着脱する場合に、圧縮バネ２６の荷重が取付ボルト５の締結部分に作用する範囲が広くなり、バルブの分解および組立の作業性が悪くなるからである。

【0044】

ロックナット７２は、インジケータ７３の雄ねじ部７３ａに螺合されている。ロックナット７２は、ストッパナット７１に当接するようにシリンダ２１と反対側から雄ねじ部７３ａに締め込まれ、ストッパナット７１が緩むことを防いでいる。つまり、ストッパナット７１の位置は、ロックナット７２によって固定されている。

【0045】

図４に示すように、スペーサ８は、Ｕ字形をなす。スペーサ８は、隙間Ｓの間隔に応じた厚さを有し、ストッパナット７１を雄ねじ部７３ａに締め込む際に隙間Ｓの間隔を管理する。なお、スペーサ８は、流体制御バルブ１の組立時にストッパナット７１とシリンダ２１との間に配設され、組立完了後に流体制御バルブ１から取り除く。スペーサ８は隙間管理機構の一例である。

【0046】

続いて、流体制御バルブ１の動作について説明する。本実施形態では、第１流路部３１Ａから第２流路部３１Ｂへ流体が流れるものとする。図３に示すように、流体制御バルブ１は、操作エアが第１室２２Ａに供給されない場合、ピストン２３が圧縮バネ２６に付勢されてダイアフラム４のシール部４６を内部シール面３３にシールさせる。流路３１は、第１流路部３１Ａと第２流路部３１Ｂとの間で遮断され、第１流路部３１Ａから第２流路部３１Ｂへ流体が流れない。

【0047】

流体制御バルブ１は、第１室２２Ａが操作エアを供給されると、第１室２２Ａの内圧と圧縮バネ２６のバネ力とがバランスする位置までピストン２３が上昇する。ダイアフラム４は、変形部４１がコンプレッサ２９、ピストンロッド２７を介してピストン２３に引き上げられて変形し、シール部４６を内部シール面３３から離間させる。流体は、シール部４６と内部シール面３３との間の空間を介して第１流路部３１Ａから第２流路部３１Ｂへ流れる。

【0048】

その後、流体制御バルブ１は、第１室２２Ａから操作エアが排出されると、ピストン２３が圧縮バネ２６に付勢されて下降する。ダイアフラム４は、変形部４１がコンプレッサ２９、ピストンロッド２７を介してピストン２３に引き下げられて変形し、内部シール面３３に当接する。圧縮バネ２６のバネ力は、ピストン２３、ピストンロッド２７、コンプレッサ２９を介してダイアフラム４に伝達され、シール部４６が内部シール面３３にシールする。これにより、流体が第１流路部３１Ａから第２流路部３１Ｂへ流れなくなる。

【0049】

流体制御バルブ１は、上記のようにして開閉動作を繰り返すことができる。この場合、インジケータ７３は、ピストン２３と一体的に上下動する。つまり、インジケータ７３は、アクチュエータ２のストロークに応じて、上端部の位置が変位する。よって、流体制御バルブ１の動作状態は、インジケータ７３の上端部の位置に基づいて確認できる。

【0050】

ストッパナット７１は、シリンダ２１との間に隙間Ｓを形成する位置に配置されている。そのため、ストッパナット７１は、流体制御バルブ１の弁閉時のシール性能を損なわない。

【0051】

ストッパナット７１は、流体制御バルブ１が開閉動作する際に発生する振動によって移動することがある。しかし、ロックナット７２が、ストッパナット７１の移動を制限する。よって、流体制御バルブ１は、開閉動作を繰り返しても、ストッパナット７１が初期位置からずれることなく、隙間Ｓの間隔を維持することができる。

【0052】

続いて、ダイアフラム４を交換する手順について説明する。本実施形態の流体制御バルブ１について説明する前に、ストッパ機構７を備えない流体制御バルブ１Ｘの取付ボルト５について説明する。

【0053】

図６は、流体制御バルブ１Ｘの断面図である。流体制御バルブ１Ｘは、インジケータ７３Ｘが雄ねじ部７３ａを備えず、ストッパナット７１とロックナット７２がインジケータ７３に螺合されていない。この点が、インジケータ７３に形成した雄ねじ部７３ａにストッパナット７１とロックナット７２とが螺合する本実施形態の流体制御バルブ１と相違している。なお、流体制御バルブ１Ｘの構成のうち、流体制御バルブ１と共通する構成については、流体制御バルブ１と同じ符号を使用する。

【0054】

図７は、図６に示す流体制御バルブ１Ｘの取付ボルト５を緩めた状態を示す。流体制御バルブ１Ｘは、アクチュエータ２が動作せず、ダイアフラム４が内部シール面３３に当接している弁閉状態において、取付ボルト５を緩める場合、圧縮バネ２６が取付ボルト５の緩みに従って伸張する。流体制御バルブ１Ｘは、ストッパ機構７を備えないため、ピストン２３がシリンダ２１の内壁に係止されるまで、圧縮バネ２６は伸張することができる。

【0055】

流体制御バルブ１Ｘは、取付ボルト５を緩める間、圧縮バネ２６のバネ力によって、ダイアフラム４が内部シール面３３に押し付けられる。そのため、アクチュエータ２は、圧縮バネ２６の伸張に従って、バルブボディ３から離れる方向に押し上げられる。よって、図中Ｐ１に示す取付ボルト５と雌ねじ穴２８ｃとの締結部分には、取付ボルト５を緩める方向と逆向きに、圧縮バネ２６の荷重が作用する。

【0056】

ノーマルクローズタイプの流体制御バルブ１Ｘは、弁閉時のシール荷重を得るために、圧縮バネ２６のバネ力が強く設定されている。そのため、取付ボルト５の締結部分に作用する圧縮バネ２６の荷重が大きい。この状態で、取付ボルト５を無理矢理回転させると、図中Ｐ１に示す螺合部分が焼き付いたり、破損したりする虞がある。

【0057】

そこで、流体制御バルブ１Ｘは、取付ボルト５を取り外す前に、第１室２２Ａに操作エアを供給して、アクチュエータ２に弁開動作させる。これにより、取付ボルト５と雌ねじ穴２８ｃとの螺合部分に圧縮バネ２６の荷重が作用しなくなる。そのため、取付ボルト５は、雌ねじ穴２８ｃとの締結部分を破損させることなく、取り外すことができる。

【0058】

バルブボディ３がアクチュエータ２から取り外されたら、流体制御バルブ１Ｘは、第１室２２Ａから操作エアが排出される。これにより、ダイアフラム４が第１フランジ部２８ａに押し付けられなくなる。ダイアフラム４は、９０°逆方向に回転されることにより連結軸４７とコンプレッサ２９との連結が解除され、コンプレッサ２９から取り外される。

【0059】

流体制御バルブ１Ｘは、新しいダイアフラム４が９０°正方向に回転させて連結軸４７をコンプレッサ２９に連結させたら、アクチュエータ２の第１室２２Ａに操作エアを供給し、アクチュエータ２に弁開動作させる。これにより、取付ボルト５は、圧縮バネ２６に抗して雌ねじ穴２８ｃに締結する必要がなくなり、小さいトルクで雌ねじ穴２８ｃに締結することができる。

【0060】

流体制御バルブ１Ｘは、取付ボルト５を取り外す前、あるいは、取付ボルト５を締結する前に、第１室２２Ａに操作エアを供給してアクチュエータ２に弁開動作させることにより、取付ボルト５の着脱を容易にしている。しかし、この方法では、取付ボルト５を着脱する度に、アクチュエータ２に操作エアを供給して弁開動作させなければならず、手間である。

【0061】

これに対して、流体制御バルブ１は、ストッパ機構７を備えることにより、アクチュエータ２を動作させなくても、取付ボルト５の着脱を容易にしている。図８を参照して、流体制御バルブ１のダイアフラム４を交換する手順について説明する。図８は、ストッパ機構７を備える流体制御バルブ１において取付ボルト５を緩めた状態を示す。

【0062】

流体制御バルブ１は、取付ボルト５を緩める。取付ボルト５を緩め始めると、圧縮バネ２６が伸張しようとする。しかし、ピストン２３が圧縮バネ２６に付勢されて隙間Ｓだけバルブボディ３側へ移動すると、ストッパナット７１がシリンダ２１に係止される。アクチュエータ２のピストン２３は、インジケータ７３、ストッパナット７１を介してシリンダ２１に係止され、バルブボディ３側へそれ以上移動できなくなる。つまり、アクチュエータ２の動作が制限される。

【0063】

アクチュエータ２の動作が制限されると、第１室２２Ａに操作エアを供給しなくても、図中Ｐ２に示す取付ボルト５と雌ねじ穴２８ｃとの螺合部分に圧縮バネ２６の荷重が作用しなくなる。よって、流体制御バルブ１は、流体制御バルブ１Ｘのようにアクチュエータ２が操作エアを供給されて弁開動作しなくても、取付ボルト５を緩める際に、図中Ｐ２に示す取付ボルト５と雌ねじ穴２８ｃとの螺合部分が焼き付いたり、破損したりすることを回避できる。

【0064】

ストッパナット７１とシリンダ２１との間の隙間Ｓの分だけ取付ボルト５を緩める間、圧縮バネ２６の荷重が取付ボルト５の締結部分に作用する。しかし、隙間Ｓは、ダイアフラム４やシール部４６の変形を許容する範囲内で設定される僅かな隙間である。そのため、取付ボルト５の締結部分は、取付ボルト５を緩め始める一瞬だけ、圧縮バネ２６の荷重が作用し、取付ボルト５を緩める大半は、圧縮バネ２６の荷重が作用しない。よって、流体制御バルブ１は、流体制御バルブ１Ｘと比べ、取付ボルト５を緩める際のトルクが小さくて済む。

【0065】

アクチュエータ２は、取付ボルト５を緩める場合、隙間Ｓの分だけ、圧縮バネ２６がピストン２３、ピストンロッド２７、コンプレッサ２９を介してダイアフラム４をバルブボディ３側へ押し出す。これにより、ダイアフラム４のフラット部４２とアクチュエータ２の第１フランジ部２８ａとの間に自動的に隙間Ｓ２が形成される。流体制御バルブ１は、隙間Ｓ２を維持した状態で、つまり、ダイアフラム４がシリンダ２１の下面から突出し過ぎない状態で、取付ボルト５が取り外される。

【0066】

流体制御バルブ１は、取付ボルト５を取り外してバルブボディ３をアクチュエータ２から分離させた後、既存のダイアフラム４をコンプレッサ２９から取り外す場合、ダイアフラム４が隙間Ｓ２を介して第１フランジ部２８ａから分離している。よって、流体制御バルブ１は、アクチュエータ２が操作エアを排気して弁閉動作しなくても、既存のダイアフラム４を９０°逆方向に回転させてコンプレッサ２９から簡単に取り外し、さらに、新しいダイアフラム４を９０°正方向に回転させてコンプレッサ２９に簡単に取り付けることができる。

【0067】

流体制御バルブ１は、新しいダイアフラム４が取り付けられたら、新しいダイアフラム４を介してバルブボディ３の第２フランジ部３５をアクチュエータ２の第１フランジ部２８ａに重ね合わせ、取付ボルト５をそれぞれ第２フランジ部３５の貫通穴３７、ダイアフラム４の挿通穴４５に挿通して第１フランジ部２８ａの雌ねじ穴２８ｃに締結する。

【0068】

流体制御バルブ１は、アクチュエータ２が操作エアを供給されて弁開動作しなくても、取付ボルト５を取り外す場合と同様に、ストッパ機構７によってアクチュエータ２の動作が制限されている。つまり、ピストン２３の移動が制限され、圧縮バネ２６の荷重がダイアフラム４に作用しない。取付ボルト５を雌ねじ穴２８ｃに締結する場合に、圧縮バネ２６の荷重が取付ボルト５の締結部分に作用しないので、取付ボルト５を小さいトルクで締結できる。新しいダイアフラム４は、流体制御バルブ１の組立時にシリンダ２１の下面から突出し過ぎないため、バルブの組立時に別の部材に擦れるなどして傷付きにくい。これにより、ダイアフラム４の交換が完了する。

【0069】

以上説明したように、本実施形態の流体制御バルブ１は、取付ボルト５を脱着する場合、圧縮バネ２６の荷重を軽減するためにアクチュエータ２に操作エアを供給して弁開動作させなくても、ストッパ機構７がアクチュエータ２の動作を制限する。これにより、取付ボルト５を脱着する際に取付ボルト５の締結部分に作用する圧縮バネ２６の荷重が、軽減される。そのため、取付ボルト５を取り外してバルブボディ３とアクチュエータ２とを分離する場合に、取付ボルト５の締結部分が焼き付いたり、破損したりすることを回避できる。また、取付ボルト５を用いてバルブボディ３とアクチュエータ２とを連結する場合に、圧縮バネ２６に抗して取付ボルト５を締結する必要がなく、取付ボルト５の締結に必要なトルクを小さくできる。よって、本実施形態によれば、取付ボルト５を用いてバルブボディ３がアクチュエータ２に取り付けられるノーマルクローズタイプの流体制御バルブ１において、アクチュエータ２を動作させなくても取付ボルト５の着脱を容易に行うことがきる。その結果、流体制御バルブ１の分解および組立の作業性が向上する。

【0070】

尚、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。例えば、アクチュエータ２は、エアオペレイトタイプの駆動装置に限らず、ソレノイドタイプの駆動装置であってもよい。各部材の材質は、上記実施形態に限定されず、用途等に応じて適宜変更してもよい。

【0071】

また、ストッパ機構７の手動操作方法はネジ構造に限定されない。例えば、ストッパ機構７は、トグルハンドルなどによって手動操作される構造であってもよい。トグルハンドルによりストッパ機構７を手動操作する場合、圧縮バネ２６の伸張を制限する第１の位置、または、圧縮バネ２６の伸張を制限しない第２の位置に、ストッパ機構７を簡単に配置することができる。ただし、ストッパ機構７がネジ構造により手動操作するようにすれば、トグルハンドルで手動操作する場合より、ストッパ機構７の構造をコンパクトにでき、さらに、アクチュエータ２の動作を制限する際に強い力を発揮しやすい。

【0072】

また、ロックナット７２に代えて、ストッパナット７１とインジケータ７３とに固定ピンを挿通し、ストッパナット７１の位置を固定してもよい。ストッパナット７１の位置を固定してもよい。この場合、固定ピンが固定部材の一例となる。ストッパナット７１は、ロックナット７２などで位置を固定されなくてもよい。ただし、ストッパナット７１の位置がロックナット７２などにより固定されると、例えば、流体制御バルブ１の開閉動作時の振動によって、ストッパナット７１の位置がずれることを抑制できる。

【0073】

また、隙間Ｓを省略し、弁閉時にストッパナット７１がシリンダ２１に接触するように配置されてもよい。ただし、弁閉時にストッパナット７１とシリンダ２１との間に隙間Ｓが形成されていることにより、ストッパ機構７が流体制御バルブの弁閉時のシール性能を損なうことがない。

【0074】

また、スペーサ８に代えて、ストッパナット７１の締め込み位置を示す目印をインジケータ７３に設け、隙間Ｓの間隔を管理してもよい。これによれば、部品点数が減り、部品管理が容易になる。

【0075】

また、スペーサ８を配置したり、インジケータ７３に目印を設けたりすることにより、隙間Ｓの間隔を管理する隙間管理機構は、省略してもよい。ただし、スペーサ８や目印などを含む隙間管理機構を備えることにより、例えば、流体制御バルブ１を組み立てる際に隙間Ｓの間隔を誰でも簡単に調整することができる。

【0076】

また、流体制御バルブ１は、ウエア形ダイアフラムバルブに限らず、ポペット弁を内蔵するバルブや、環状に設けられた弁座にダイアフラムを当接または離間させるダイアフラムバルブであってもよい。ただし、流体制御バルブ１が、ウエア形ダイアフラムバルブである場合、ダイアフラム４の交換を行いやすいようにストッパ機構７を手動操作してアクチュエータ２の動作を制限することができ、便利である。

【0077】

また、流体制御バルブ１の構造や、動作や、ダイアフラム交換などのメンテナンス作業などは、本明細書で開示する技術の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更可能であることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0078】

１……流体制御バルブ、２……アクチュエータ、３……バルブボディ、４……ダイアフラム、５……取付ボルト、７……ストッパ機構、８……スペーサ、２６……圧縮バネ、３３……内部シール面、７１……ストッパナット、７２……ダブルナット、７３……インジケータ、７４……ネジ部、Ｓ……隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】