(57)【要約】【課題】手動操作と自動操作との切換え機能と、自動操作時の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。【解決手段】ケーシング３２内を上下移動するピストン３３で弁体３１を動作させて流路３５を開閉する弁開閉機構２１の上方にステム３４が設けられる。ステムは自動操作により弁体を開閉操作するエア流路８０が形成され、手動操作で弁体を弁閉状態に動作可能に設けられる。ステム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がシール部材８１〜８３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、係止段部６０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９０が装着されている。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、自動操作により前記ピストンに操作エアを供給して前記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前記ピストンを下降させて前記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前記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前記エア流路に連通して設けられ、前記ステムの下部付近には前記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前記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ことを特徴とする手動操作機構部付き複合自動弁。
【請求項２】
前記シール部材は複数のＯリングからなり、このＯリングが前記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、複数の前記Ｏリングの間に前記エア給排気孔が形成され、前記Ｏリングを介して前記エア給排気孔が前記エア供給路に連通したときに前記エア排出路が遮断された状態となり、一方、前記Ｏリングを介して前記エア給排気孔が前記エア排出路に連通したときに前記エア供給路が遮断された状態となる請求項１に記載の手動操作機構部付き複合自動弁。
【請求項３】
前記係止段部は、前記ピン部材が係止して前記ステムを略９０°の回転角度に規制する切欠き溝からなり、この係止段部の前記ステムの弁開位置には前記ピン部材の位置を規制する固定溝が形成されている請求項１又は２に記載の手動操作機構部付き複合自動弁。
【請求項４】
前記ステムと前記ピストン側との間に、前記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請求項３に記載の手動操作機構部付き複合自動弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３７５２５８６号公報
【特許文献２】特許第４１０８５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【発明の効果】
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の手動操作機構部付き複合自動弁の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の複合自動弁の自動操作による弁開状態を示す縦断面図である。
【図３】図１の複合自動弁の手動操作による弁閉状態を示す縦断面図である。
【図４】（ａ）は弁開状態における複合自動弁の部分拡大斜視図である。（ｂ）は（ａ）が手動操作により弁閉した状態を示す部分拡大斜視図である。
【図５】ケーシングの係止段部付近を示す一部拡大斜視図である。
【図６】従来の複合自動バルブを示す縦断面図である。
【図７】図６の複合自動バルブの手動操作時の弁閉状態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【符号の説明】
【００６７】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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