(57)【要約】【課題】常時開位置又は常時閉位置に弁体と弁座との関係を維持するバネを使用しつつも耐食性に優れた弁を提供する。【解決手段】ケーシング２０内を流体が流れる流路２０ｃと、ピストン５を軸方向に移動させる駆動力を作用させる駆動部材移動室３７とを完全に隔離し、流体が駆動部材移動室３７内に侵入しないようにする。【選択図】図１Ａ
2010138998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の入口（２０ａ）と、前記入口に連通されかつ軸方向と直交する面において複数に分割された分岐流路（２０ｃ）と、全ての前記分岐流路と連通された出口（２０ｄ）とを有するケーシング（２０）と、
前記ケーシングの前記入口に設けられた弁座（２２）と、
前記ケーシング内に収納され、前記ケーシングの前記弁座に接離可能に配置された弁体（４）と、
前記ケーシング内に収納され、前記分岐流路とは独立した可動部材移動室（２０ｆ，２０ｇ）内で軸方向に移動可能に配置され、前記弁体に一端（５ａ）が連結され他端側に駆動力受け部（５ｃ）を有するとともに、前記駆動力受け部の外面でかつ互いに隣接する前記分岐流路に対向する部分と前記分岐流路に対向する部分との間の部分に、前記ケーシングの入口側から出口側に向かうに従い前記駆動力受け部の軸芯に近づくように傾斜した複数の傾斜面（５ｅ）を有する可動部材（５）と、
前記可動部材の軸方向とは直交する方向に移動可能に、前記分岐流路とは独立した前記ケーシングの駆動部材移動室（３７）内に配置され、かつ、前記可動部材の前記傾斜面が摺動する傾斜面（７ｅ）を一端に有し、他端側に配置された付勢部材（９）の付勢力により前記一端の前記傾斜面が前記可動部材の前記傾斜面に常時接触する方向に押圧付勢される複数の可動部材駆動部材（７）と、
を備え、
前記付勢部材の前記付勢力により、前記可動部材駆動部材の前記傾斜面が前記可動部材の前記傾斜面に常時接触するとともに、前記可動部材が軸方向に移動して前記弁体が前記弁座に接触して常時閉状態となることを特徴とする弁。
【請求項２】
前記ケーシング内の前記可動部材移動室の流体入口側の端部と前記可動部材との間に形成された可動部材駆動室（３０）と、
前記可動部材駆動室に連通する可動部材駆動用エア供給通路（３１）とをさらに備えて、
前記可動部材駆動用エア供給通路から前記可動部材駆動室にエアが供給されると、前記付勢部材の前記付勢力に抗して前記可動部材が軸方向に移動して前記弁体が前記弁座から離れて、前記流体が前記入口から前記複数の分岐流路に流れ込み、前記複数の分岐流路から前記出口を経て排出される、請求項１に記載の弁。
【請求項３】
流体の入口（２０ａ）と、前記入口に連通されかつ軸方向と直交する面において複数に分割された分岐流路（２０ｃ）と、全ての前記分岐流路と連通された出口（２０ｄ）とを有するケーシング（２０）と、
前記ケーシングの前記入口に設けられた弁座（２２）と、
前記ケーシング内に収納され、前記ケーシングの前記弁座に接離可能に配置された弁体（４）と、
前記ケーシング内に収納され、前記分岐流路とは独立した可動部材移動室（２０ｆ，２０ｇ）内で軸方向に移動可能に配置され、前記弁体に一端（５ａ）が連結され他端側に駆動力受け部（５ｃ）を有するとともに、前記駆動力受け部の外面でかつ互いに隣接する前記分岐流路に対向する部分と前記分岐流路に対向する部分との間の部分に、前記ケーシングの入口側から出口側に向かうに従い前記駆動力受け部の軸芯から遠ざかるように傾斜した複数の傾斜面（５ｅ）を有する可動部材（５）と、
前記可動部材の軸方向とは直交する方向に移動可能に、前記分岐流路とは独立した前記ケーシングの駆動部材移動室（３７）内に配置され、かつ、前記可動部材の前記傾斜面が摺動する傾斜面（７ｅ）を一端に有し、他端側に配置された付勢部材（９）の付勢力により前記一端の前記傾斜面が前記可動部材の前記傾斜面に常時接触する方向に押圧付勢される複数の可動部材駆動部材（７）と、
を備え、
前記付勢部材の前記付勢力により、前記可動部材駆動部材の前記傾斜面が前記可動部材の前記傾斜面に常時接触するとともに、前記可動部材が軸方向に移動して前記弁体が前記弁座から離れて常時開状態となり、前記流体が前記入口から前記複数の分岐流路に流れ込み、前記複数の分岐流路から前記出口を経て排出されることを特徴とする弁。
【請求項４】
前記ケーシング内の前記可動部材移動室の流体入口側の端部と前記可動部材との間に形成された可動部材駆動室（３０）と、
前記可動部材駆動室に連通する可動部材駆動用エア供給通路（３１）とをさらに備えて、
前記可動部材駆動用エア供給通路から前記可動部材駆動室にエアが供給されると、前記付勢部材の前記付勢力に抗して前記可動部材が軸方向に移動して前記弁体が前記弁座に接触して閉状態となる、請求項２に記載の弁。
【請求項５】
前記ケーシングは、前記可動部材の前記駆動力受け部よりも入口側の部分を覆って前記流路と前記可動部材の前記駆動力受け部よりも前記入口側の部分とを隔離するベロー部（１ｂ）を有するとともに、前記ベロー部の先端に前記弁体を一体的に取り付けて、前記ベロー部と前記弁体との間に前記流体が侵入しないようにしている、請求項１〜４のいずれか１つに記載の弁。
【請求項６】
前記可動部材駆動部材の前記傾斜面を有する前記一端の側の部分であって前記ケーシングを摺動する底部に、前記可動部材駆動部材の中間部から前記一端に向かうに従い、流体入口側に傾斜する傾斜面（７ｆ）を有する請求項１に記載の弁。
【請求項７】
前記ケーシング内の前記可動部材移動室に連通するエア通路（３１）をさらに備えて、
前記可動部材の移動に伴い、前記エア通路を経て、前記可動部材移動室と弁外部との間でエアーの吸い込み及び排出を行う、請求項１又は３に記載の弁。
【請求項８】
前記可動部材駆動部材の前記可動部材の軸方向とは直交する方向の移動を案内するガイド部（６ｂ，２０ｋ）をさらに備える、請求項１〜７のいずれか１つに記載の弁。
【請求項９】
前記ケーシングと前記可動部材と前記可動部材駆動部材とはフッ素系樹脂で形成されている請求項１〜８のいずれか１つに記載の弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁体を弁座に接触させて常時閉位置に維持するか、又は、弁体を弁座から離した常時開位置に維持する弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の弁において、例えば、弁体を弁座に接触させて常時閉位置に維持させる機構としては、薬液の流路内にバネを配置し、そのバネの付勢力により、弁体を弁座に常時押し付けるように付勢するものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
このような構造では、弁体を弁座から離すときには、弁体に連結したピストンに対して、エアー圧又は電磁力又はモータの動力などの駆動力を与えて、弁体を弁座から離すようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４７２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、通常、バネは金属で構成するため、薬液の流路内にバネを配置すると、薬液に対してバネが腐食されてしまうため、何らかの耐腐食手段をバネに施す必要がある。例えば、耐腐食性のある合成樹脂などでバネ自体を全面コーティングするか、又は、バネを耐腐食性のある合成樹脂のチューブで覆うようにしたものがある。
【０００６】
しかしながら、バネ自体を全面コーティングする場合には、バネの全面を正確に被覆することができず、被覆されていない部分が腐食されてしまうといった問題がある。また、合成樹脂のチューブでバネ全体覆う場合には、バネの端部をカットしてチューブ内にバネを挿入させるため、端部がカットされることによりバネ全体としては安定性が悪くなるとともに、チューブの端部の密封処理が必要なり、煩雑であるといった問題がある。
【０００７】
また、バネを金属ではなく、合成樹脂で構成すれば、前記したような手段は不要となるが、合成樹脂では強度が弱く、樹脂の種類によっては、耐薬品性に問題が生じる場合もある。
【０００８】
従って、本発明の目的は、前記問題を解決することにあって、常時開位置又は常時閉位置に弁体と弁座との関係を維持するバネを使用しつつも耐食性に優れた弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
本発明の第１態様によれば、流体の入口と、前記入口に連通されかつ軸方向と直交する面において複数に分割された分岐流路と、全ての前記分岐流路と連通された出口とを有するケーシングと、
前記ケーシングの前記入口に設けられた弁座と、
前記ケーシング内に収納され、前記ケーシングの前記弁座に接離可能に配置された弁体と、
前記ケーシング内に収納され、前記分岐流路とは独立した可動部材移動室内で軸方向に移動可能に配置され、前記弁体に一端が連結され他端側に駆動力受け部を有するとともに、前記駆動力受け部の外面でかつ互いに隣接する前記分岐流路に対向する部分と前記分岐流路に対向する部分との間の部分に、前記ケーシングの入口側から出口側に向かうに従い前記駆動力受け部の軸芯に近づくように傾斜した複数の傾斜面を有する可動部材と、
前記可動部材の軸方向とは直交する方向に移動可能に、前記分岐流路とは独立した前記ケーシングの駆動部材移動室内に配置され、かつ、前記可動部材の前記傾斜面が摺動する傾斜面を一端に有し、他端側に配置された付勢部材の付勢力により前記一端の前記傾斜面が前記可動部材の前記傾斜面に常時接触する方向に押圧付勢される複数の可動部材駆動部材と、
を備え、
前記付勢部材の前記付勢力により、前記可動部材駆動部材の前記傾斜面が前記可動部材の前記傾斜面に常時接触するとともに、前記可動部材が軸方向に移動して前記弁体が前記弁座に接触して常時閉状態となることを特徴とする弁を提供する。
【００１０】
本発明の第２態様によれば、前記ケーシング内の前記可動部材移動室の流体入口側の端部と前記可動部材との間に形成された可動部材駆動室と、
前記可動部材駆動室に連通する可動部材駆動用エア供給通路とをさらに備えて、
前記可動部材駆動用エア供給通路から前記可動部材駆動室にエアが供給されると、前記付勢部材の前記付勢力に抗して前記可動部材が軸方向に移動して前記弁体が前記弁座から離れて、前記流体が前記入口から前記複数の分岐流路に流れ込み、前記複数の分岐流路から前記出口を経て排出される、第１の態様に記載の弁を提供する。
【００１１】
本発明の第３態様によれば、流体の入口と、前記入口に連通されかつ軸方向と直交する面において複数に分割された分岐流路と、全ての前記分岐流路と連通された出口とを有するケーシングと、
前記ケーシングの前記入口に設けられた弁座と、
前記ケーシング内に収納され、前記ケーシングの前記弁座に接離可能に配置された弁体と、
前記ケーシング内に収納され、前記分岐流路とは独立した可動部材移動室内で軸方向に移動可能に配置され、前記弁体に一端が連結され他端側に駆動力受け部を有するとともに、前記駆動力受け部の外面でかつ互いに隣接する前記分岐流路に対向する部分と前記分岐流路に対向する部分との間の部分に、前記ケーシングの入口側から出口側に向かうに従い前記駆動力受け部の軸芯から遠ざかるように傾斜した複数の傾斜面を有する可動部材と、
前記可動部材の軸方向とは直交する方向に移動可能に、前記分岐流路とは独立した前記ケーシングの駆動部材移動室内に配置され、かつ、前記可動部材の前記傾斜面が摺動する傾斜面を一端に有し、他端側に配置された付勢部材の付勢力により前記一端の前記傾斜面が前記可動部材の前記傾斜面に常時接触する方向に押圧付勢される複数の可動部材駆動部材と、
を備え、
前記付勢部材の前記付勢力により、前記可動部材駆動部材の前記傾斜面が前記可動部材の前記傾斜面に常時接触するとともに、前記可動部材が軸方向に移動して前記弁体が前記弁座から離れて常時開状態となり、前記流体が前記入口から前記複数の分岐流路に流れ込み、前記複数の分岐流路から前記出口を経て排出されることを特徴とする弁を提供する。
【００１２】
本発明の第４態様によれば、前記ケーシング内の前記可動部材移動室の流体入口側の端部と前記可動部材との間に形成された可動部材駆動室と、
前記可動部材駆動室に連通する可動部材駆動用エア供給通路とをさらに備えて、
前記可動部材駆動用エア供給通路から前記可動部材駆動室にエアが供給されると、前記付勢部材の前記付勢力に抗して前記可動部材が軸方向に移動して前記弁体が前記弁座に接触して閉状態となる、第２の態様に記載の弁を提供する。
【００１３】
本発明の第５態様によれば、前記ケーシングは、前記可動部材の前記駆動力受け部よりも入口側の部分を覆って前記流路と前記可動部材の前記駆動力受け部よりも前記入口側の部分とを隔離するベロー部を有するとともに、前記ベロー部の先端に前記弁体を一体的に取り付けて、前記ベロー部と前記弁体との間に前記流体が侵入しないようにしている、第１〜４のいずれか１つの態様に記載の弁を提供する。
【００１４】
本発明の第６態様によれば、前記可動部材駆動部材の前記傾斜面を有する前記一端の側の部分であって前記ケーシングを摺動する底部に、前記可動部材駆動部材の中間部から前記一端に向かうに従い、流体入口側に傾斜する傾斜面を有する第１の態様に記載の弁を提供する。
【００１５】
本発明の第７態様によれば、前記ケーシング内の前記可動部材移動室に連通するエア通路をさらに備えて、
前記可動部材の移動に伴い、前記エア通路を経て、前記可動部材移動室と弁外部との間でエアーの吸い込み及び排出を行う、第１又は３の態様に記載の弁を提供する。
【００１６】
本発明の第８態様によれば、前記可動部材駆動部材の前記可動部材の軸方向とは直交する方向の移動を案内するガイド部をさらに備える、第１〜７のいずれか１つの態様に記載の弁を提供する。
【００１７】
本発明の第９態様によれば、前記ケーシングと前記可動部材と前記可動部材駆動部材とはフッ素系樹脂で形成されている第１〜８のいずれか１つの態様に記載の弁を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、パッキングなどを使用することなく、ケーシング内を流体が流れる流路と、可動部材（例えばピストン）を軸方向に移動させる駆動力を作用させる駆動部材移動室とを完全に隔離し、流体が駆動部材移動室内に侵入しないようにしているので、可動部材駆動部材の付勢力を発揮させる付勢部材として、例えば、金属のバネを使用しても、金属のバネと流体とが接触することが全く無くなり、耐薬品性を大幅に向上させることができ、耐食性に優れた弁を提供することができる。また、可動部材駆動部材の配置空間内でバネと可動部材駆動部材との間で発塵が生じたとしても、塵は流体に接触しえないので、流路内に入り込むことが全く無い。
【００１９】
また、本発明の第５態様の構成によれば、前記ケーシングの前記ベロー部により、前記流路と前記可動部材の前記駆動力受け部よりも前記入口側の部分とを隔離することができて、より確実に、前記ベロー部と前記弁体との間に前記流体が侵入しないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明における第１実施形態を詳細に説明する。
本発明の第１の実施形態にかかる弁は、図１Ａ〜図６Ｂに示すように、弁座２２を有するケーシング２０と、弁体４と、可動部材の一例としてのピストン５と、ピストンロッド６と、複数の可動部材駆動部材の一例としてのピストン駆動部材７と、バネケース８と、付勢部材の一例としてのバネ９と、可動部材駆動室の一例としてのピストン駆動室３０と、可動部材駆動用エア供給通路の一例としてのピストン駆動用エア供給通路３１とを備えて構成している。
【００２１】
ケーシング２０は、図１Ａの上から下に向けて、流体入口側ケーシング部２と、ベローズ付きケーシング本体部１と、流体出口側ケーシング部３との３つの部品で構成されているが、３つの部品に限定されるものではなく、適宜、一体化又は細分化してもよい。流体入口側ケーシング部２とベローズ付きケーシング本体部１との間はＯリング１４Ａで密閉されている。また、ベローズ付きケーシング本体部１と流体出口側ケーシング部３との間はＯリング１４Ｂで密閉されている。
【００２２】
流体入口側ケーシング部２には、中央に貫通して配置されかつ流体例えば薬液（酸、アルカリ、溶剤などの液体）などの液体の流体入口２０ａと、入口２０ａの内端部に配置された弁座２２と、前記入口２０ａに連通された円環状流路２０ｂとが形成されている。弁座２２は、前記ケーシング２０の前記入口２０ａの内端部に設けられた環状の円錐面で構成されている。流体入口側ケーシング部２の円環状流路２０ｂが形成されている部分の中央部には、内部でピストン５が軸方向に進退可能な、ケーシング本体部１の大略筒状のベローズ部１ｂが入り込んでいる。言い換えれば、流体入口側ケーシング部２の流体出口側の端部内にケーシング本体部１のベローズ部１ｂが入り込んで、円環状流路２０ｂが形成されている。流体入口側ケーシング部２の外側に嵌め込まれている取付用フランジ１６は、入口２０ａに連通させる他の配管を取り付けるためのフランジである。
【００２３】
ケーシング本体部１には、中央部に、流体入口側ケーシング部２の流体出口側の端部内まで入り込むように突出しかつ内部でピストン５が軸方向に進退可能な、ケーシング本体部１のベローズ部１ｂが配置され、その周囲に、流体入口側ケーシング部２の円環状流路２０ｂに連通されて複数に分割された分岐流路２０ｃが間隔を開けて（言い換えれば、ピストン駆動部材配置空間３７が形成される部分に対応する部分を避けて）形成されている。ベローズ部１ｂの先端１ａには、ピストン５の軸先端部５ａにねじ込まれるなどして固定された大略円錐台形状の弁体４がＯリング１０を介して連結されており、ベローズ部１ｂと弁体４とでピストン５を完全に覆って密閉するようにしている。
【００２４】
分岐流路２０ｃは、一例として、図１Ａ〜図２では、ケーシング２０の軸芯周りに１２０度間隔で３個に分割されて配置されている。流体入口２０ａから各分岐流路２０ｃ内に入り込んだ液体が各分岐流路２０ｃ内を円滑に流れるためには、分割された分岐流路２０ｃの合計の流路面積は、入口２０ａの開口面積より大きくするのが好ましい。より円滑に液体を流すためには、分割された分岐流路２０ｃの合計の流路面積は、入口２０ａの開口面積の１．２倍よりも大きくするのが好ましい。ケーシング本体部１は、軸方向と直交する面において、図１Ｃ〜図１Ｅに示すように、隣接する分岐流路２０ｃと分岐流路２０ｃとの間の部分に、後述するピストン駆動部材７が配置されるピストン駆動部材配置空間３７を形成している。ケーシング本体部１の中央部には、分岐流路２０ｃとは独立してピストン５が軸方向に移動する第１ピストン移動室２０ｆと第１ピストン移動室２０ｆよりも大径の第２ピストン移動室２０ｇを有するとともに、その第２ピストン移動室２０ｇの流体出口側の端部にピストンロッド６を固定している。第１ピストン移動室２０ｆと第２ピストン移動室２０ｇとは、可動部材移動室の一例として機能する。第２ピストン移動室２０ｇの流体入口側の端部に、ピストン５の後述する駆動力受け部５ｃとの間に、円環状のピストン駆動室３０を形成している。このピストン駆動室３０は、ピストン５の中間部５ｂと第１ピストン移動室２０ｆの内壁との間をＯリング１１で密封し、駆動力受け部５ｃと第２ピストン移動室２０ｇの内壁との間をＯリング１２で密封することにより、ピストン５とケーシング本体部１との間に形成された密閉空間として構成されている。このピストン駆動室３０には、ケーシング本体部１を径方向に貫通するピストン駆動用エア供給通路３１が連通されており、ピストン駆動用エア供給通路３１からエアがピストン駆動室３０内に供給されると、エアの圧力で、ケーシング本体部１に対してピストン５が下降するように付勢される。ピストン５は、一例として、円柱部材で構成するが、これに限られるものではなく、角柱部材で構成するようにしてもよい。
【００２５】
なお、図１Ａの参照符号１５は、流体入口側ケーシング部２とケーシング本体部１と流体出口側ケーシング部３とを一体的に固定するための固定用フランジボルトである。
【００２６】
流体出口側ケーシング部３には、全ての前記分岐流路２０ｃと連通された流体出口２０ｄが形成されている。流体出口側ケーシング部３の外側に嵌め込まれている取付用フランジ１６は、流体出口２０ｄに連通させる他の配管を取り付けるためのフランジである。
【００２７】
よって、前記ケーシング２０において、液体は、流体入口２０ａから入り、円環状流路２０ｂを経て、分岐流路２０ｃで分岐したのち、全ての前記分岐流路２０ｃから流体出口２０ｄを経て排出されるようになっている。
【００２８】
ピストン５は、軸方向の先端（入口側の端部）に弁体４を固定して、ピストン５の軸方向の移動により、ケーシング２０内で、弁体４がケーシング２０の弁座２２に接離可能となっている。すなわち、ピストン５は、弁体４が固定される小径の軸先端部５ａと、軸先端部５ａに続き軸先端部５ａより大径の円柱状の中間部５ｂと、中間部５ｂに続き中間部５ｂよりも大径の円柱状でかつ１２０度間隔に傾斜面５ｅを有する駆動力受け部５ｃと、駆動力受け部５ｃに続き駆動力受け部５ｃよりも小径の円柱状のガイド軸部５ｄとで構成されている。傾斜面５ｅは、駆動力受け部５ｃの外面でかつ互いに隣接する分岐流路２０ｃに対向する部分と分岐流路２０ｃに対向する部分との間の部分に配置されている。中間部５ｂは、その周囲がケーシング本体部１のベローズ部１ｂで完全に覆われており、ベローズ部１ｂでその内部に第１ピストン移動室２０ｆを形成し、第１ピストン移動室２０ｆ内で軸方向に自在に中間部５ｂが移動可能となっている。また、駆動力受け部５ｃは、ケーシング本体部１の第２ピストン移動室２０ｇ内で軸方向に自在に移動可能となっている。
【００２９】
ピストンロッド６は、ピストン５の流体出口側に配置されており、ケーシング本体部１の第２ピストン移動室２０ｇの流体出口側の端部にＯリング１３を介して密閉しつつ固定されている。図４にも示されるように、ピストンロッド６は、軸直交方向沿いに配置された入口側の面６ａに、その面６ａから軸方向の入口側に突出してピストン駆動部材７の進退移動、すなわち、ピストン駆動部材７の底面及び両側面の移動を摺動自在に案内するピストン駆動部材ガイド部６ｂを１２０度間隔で備えているとともに、中央部に、ピストン５のガイド軸部５ｄが自在に移動するガイド穴６ｃを有している。ピストン駆動部材ガイド部６ｂとピストン駆動部材７との位置関係を合わせるため、ピストンロッド６は、ケーシング本体部１に対してその軸回りに回転しないように、溶接などにより固定されている。好ましくは、ピストンロッド６の全周囲とケーシング本体部１とを溶接により固着し（図１Ａの符号５０の溶接部分を参照）、この固着部分から分岐流路２０ｃ又は流体出口２０ｄを流れる流体が全く侵入できないようにするのが好ましい。
【００３０】
よって、弁体４とピストン５の中間部５ｂとの間はＯリング１０で密閉され、ピストンロッド６とケーシング本体部１との間はＯリング１３で密閉されているため、第１ピストン移動室２０ｆ及び第２ピストン移動室２０ｇ内には、液体が入り込まないようになっている。
【００３１】
一方、ケーシング本体部１であって、かつ、ピストン５の駆動力受け部５ｃに対向する部分であってかつピストンロッド６の上方において、弁の中心軸回りに１２０度間隔を開けて、駆動部材移動室の一例として機能するピストン駆動部材配置空間３７に、３個のピストン駆動部材７が配置されている。各ピストン駆動部材配置空間３７は、分岐流路２０ｃとは完全に独立しており、薬液が誤って侵入することはないようにしている。その理由は、前記したように、２つのＯリング１０と１３（さらには、溶接部分５０をピストンロッド６の全周に設けた場合には、溶接部分５０）とにより、第１ピストン移動室２０ｆ及び第２ピストン移動室２０ｇ内には、液体が入り込まないようになっているため、第２ピストン移動室２０ｇにピストン駆動部材７が入り込んでも、ピストン駆動部材配置空間３７、すなわち、後述するピストン駆動部材７及びバネ９及びバネ収納部材８内のピストン駆動部材配置空間３７には、薬液が誤って侵入することはない。
【００３２】
図５にも示されるように、各ピストン駆動部材７は、前記弁の軸方向と直交する方向に、弁の中心軸に向けて進退移動自在にピストン駆動部材配置空間３７内に配置されている。すなわち、ピストン駆動部材７の長手方向の一端部には、流体入口側から流体出口側に向かうに従い弁の中心軸に接近するような傾斜面７ｅを有して、傾斜面７ｅがピストン５の傾斜面５ｅに摺動自在に接触して、ピストン駆動部材７の軸方向と直交する方向の移動による押圧力を、傾斜面７ｅと傾斜面５ｅとの摺動により、ピストン５の軸方向の移動力に変換して、ピストン５を軸方向に移動する駆動力として働くようにしている。ピストン５の軸方向の移動量とピストン駆動部材７からピストン５への駆動力の伝達効率などを考慮すると、傾斜面７ｅと傾斜面５ｅとの傾斜角度は、一例として６０度又は６０度程度とするのがよい。
【００３３】
ピストン駆動部材７の長手方向の他端部には、その長手方向に沿ってバネ９の先端部を収納する凹部７ａを有する。また、ピストン駆動部材７の中間部から基端部の全体及びバネ９の基端部を収納する凹部８ａを有するバネ収納部材８を、ケーシング本体部１に１２０度間隔で備えている。具体的には、バネ収納部材８の外周の雄ねじ部８ｂがケーシング本体部１のピストン駆動部材配置空間３７に形成したネジ穴２０ｈ内にねじまれて固定されている。よって、バネ収納部材８とピストン駆動部材７との間にバネ９が縮められて配置され、バネ９の付勢力が、常に、ピストン駆動部材７を弁の中心軸側に押しやる方向に作用するようにしている。この結果、ピストン駆動部材７の傾斜面７ｅがピストン５の傾斜面５ｅに摺動自在に常に接触し、ピストン駆動部材７のピストン５に対する押圧力でもって、ピストン５が上昇して、弁体４が弁座２２に常時接触することになる一方、前記したように、ピストン駆動用エア供給通路３１からエアがピストン駆動室３０内に供給されると、エアの圧力で、バネ９の付勢力に抗して、ケーシング本体部１に対してピストン５が下降するように付勢されて、弁体４が弁座２２から離れるようにしている。バネ９は、一例として、コイルバネより構成する。付勢部材としては、バネに限定されるものではなく、ゴム、又は、エアダンパーなど、バネ９と同様な機能を発揮することができる部材をバネに代えて使用することができる。  
【００３４】
なお、ケーシング本体部１のネジ穴２０ｈに対してバネ収納部材８の雄ねじ部８ｂを取り外す方向に回転させれば、バネ収納部材８をケーシング本体部１から容易に取り外すことができ、ピストン駆動部材配置空間３７に配置されたバネ９及びピストン駆動部材７が流体と接触していないことの確認（流体のリークの有無の確認）、又は、バネ９の状態などの各種確認作業を簡単に行うことができる。さらに、確認作業の際に発塵が生じたり、また、バネ９の伸縮動作により発塵が生じたりしても、発生した塵は流体とは接触しないので、流体を汚染することが全くない。
【００３５】
前記弁の各部品の材質の一例としては以下のようなものが挙げられる。薬液と接触する可能性のある部分、例えば、流体入口側ケーシング部２と、ベローズ付きケーシング本体部１と、流体出口側ケーシング部３と、弁体４とは、フッ素樹脂、例えば、ポリテトラ・フルオロエチレン（PTFE）で構成されているのが、耐薬品性の点で好ましい。また、ピストン５は、フッ素樹脂、例えば、ポリフッ化ビニリデン（PVDF）で構成されているのが、耐薬品性及び機械的特性の点で好ましい。ピストンロッド６及びピストン駆動部材７は、フッ素樹脂、例えば、ポリクロロトリフルオロエチレン（PCTFE）で構成されているのが、耐薬品性及び機械的特性の点で好ましい。バネ９は、薬液に接触することがないため、通常の汎用されているステンレス鋼などの金属でよい。
【００３６】
前記構成にかかる弁は、以下のようにして作用する。
【００３７】
まず、常時は、図１Ａ及び図６Ａに示すように、３個のバネ９の付勢力により、３個のピストン駆動部材７の傾斜面７ｅがピストン５の３個の傾斜面５ｅに接触して、ピストン駆動部材７からの押圧力により、ピストン５が上昇させられて、ピストン５の先端の弁体４が弁座２２に常時接触して、閉位置をとるようになっている。この閉位置では、図６Ａに示すように、ケーシング本体部１のベローズ部１ｂが伸びた状態となっている。この閉位置となると、液体の流体入口側ケーシング部２の流体入口２０ａから円環状流路２０ｂ内への流入が停止させられる。
【００３８】
一方、図２及び図６Ｂに示すように、ピストン駆動用エア供給通路３１から（図２の矢印（１）参照）エアがピストン駆動室３０内に供給されると（図２の矢印（２）参照）、ピストン駆動室３０内のエアの圧力が上昇し、エアの圧力でケーシング本体部１に対してピストン５が下降するような押し下げ力が働く（図２の矢印（３）参照）。この押し下げ力により、ピストン５の各傾斜面５ｅが３個のピストン駆動部材７の傾斜面７ｅを押圧して（図２の矢印（４）参照）、各ピストン駆動部材７と各バネ収納部材８との間のバネ９を縮めて、ピストン駆動部材７をバネ収納部材８内に後退させる。よって、バネ９の付勢力に抗して、ケーシング本体部１に対してピストン５が下降して（図２の矢印（５）参照）、弁体４が弁座２２から離れて開位置となる。この開位置では、図６Ｂに示すように、ケーシング本体部１のベローズ部１ｂが縮んだ状態となっている。弁体４が前記弁座２２から離れて開位置となると、液体が流体入口側ケーシング部２の流体入口２０ａから円環状流路２０ｂ内に入り、ケーシング本体部１の３個の分岐流路２０ｃを通過し、流体出口側ケーシング部３の流体出口２０ｄから排出される。
【００３９】
前記実施形態によれば、液体の流れる流路と、バネ９が動作するピストン駆動部材配置空間３７とが完全に分離されて、液体がバネ９が動作する空間内に入り込まないため、バネ９を金属で構成しても腐食することがなく、常時閉位置に弁体４と弁座２２との関係を維持するバネ９を使用しつつも耐食性に優れた弁を提供することができる。
【００４０】
また、バネ収納部材８をケーシング本体部１にねじで連結しているたけであるため、ねじを緩めれば、バネ収納部材８をケーシング本体部１から容易に取り外すことができ、ピストン駆動部材配置空間３７に配置されたバネ９及びピストン駆動部材７が流体と接触していないことの確認（流体のリークの有無の確認）、又は、バネ９の状態などの各種確認作業を簡単に行うことができる。
【００４１】
さらに、確認作業の際に発塵が生じたり、又は、バネ９の伸縮動作により発塵が生じても、発生した塵は流体とは接触しないので、流体を汚染することが全くない。
【００４２】
これに対して、従来、流路内にバネがある場合には、たとえ、シール部材で流路とバネを収納している空間とを密閉していたとしても、何らかのトラブルが生じたとき、シール部材での密閉を解除して、バネを収納している空間内の流体のリークなどを確認すると、バネの伸縮作用に伴って発生した塵が流路内に誤って入り込んだりしてしまい、汚染が生じてしまうといった課題がある。ところが、本発明によれば、バネ９が収納されているピストン駆動部材配置空間３７と流路２０ｃとを完全に隔離して分離しているため、ピストン駆動部材配置空間３７をあけて、バネ９を取り出したり、流体のリークを確認するなどの作業をしても、流路２０ｃを全く開くことにならず、バネ９の伸縮作用に伴って発生した塵が流路２０ｃ内に誤って入り込む可能性が全く無い。
【００４３】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。
【００４４】
例えば、前記実施形態では、弁体４とベロー部１ｂとは別々に設けていたが、図７に示すように、弁体４Ａとベロー部１ｂとを一体成形により形成するようにしてもよい。このようにすれば、弁体４とピストン５との間に設けていたＯリング１０を不要とすることができる。
【００４５】
また、図８に示すように、ピストン駆動部材７の長手方向の傾斜面７ｅが形成されている先端部側の底部分（可動部材駆動部材の前記傾斜面を有する前記一端の側の部分）が、ピストン駆動部材７の中間部から前記一端に向かうに従い、ピストン駆動部材配置空間３７の摺動面よりも流体入口側に傾斜した傾斜面７ｆを形成して、ピストン駆動部材７がピストンロッド６の上面６ａ及びケーシング本体部１に対してより円滑に摺動するようにしてもよい。特に、ピストン駆動部材７がバネ収納部材８内に入り込むようにピストン側から後退するときに、傾斜面７ｆが形成されていることによりピストン５からピストン駆動部材７に作用する押圧力を分散することができて、ピストンロッド６の上面６ａ及びケーシング本体部１に対してピストン駆動部材７が円滑に摺動することができる。
【００４６】
また、図９に示すように、ピストン５のガイド軸部５ｄを角柱にするとともに、ピストンロッド６のガイド穴６ｃを角柱のガイド軸部５ｄが自在に移動する角穴に形成して、ピストン５がピストンロッド６に対して相対的に回転することなく、軸方向にのみ円滑に案内されるようにしてもよい。
【００４７】
また、ピストン駆動部材７とバネ９とバネ収納部材８とで構成するピストン駆動機構は、弁の中心軸回りに１２０度間隔に３個設けるものに限らず、図１０に示すように、弁の中心軸回りに９０度間隔に４個設けたり、図１１に示すように、弁の中心軸回りに１８０度間隔に２個設けるようにしてもよい。ピストン駆動機構を前記実施形態のように１２０度間隔に３個設ける場合には、ピストン駆動部材７からの駆動力をピストン５に安定して伝達することができる。ピストン駆動機構を図１０のように９０度間隔に４個設ける場合には、バネ９の付勢力を、３個の配置する場合よりも小さくすることができる。ピストン駆動機構を図１１のように１８０度間隔に２個設ける場合には、流路２０ｃを大きく形成することができる。なお、ピストン駆動機構を２個設ける場合には、ピストン駆動部材７をより安定して移動させるため、ピストン駆動部材７の先端の傾斜面７ｅの両側をピストン５に向けて突出ガイド部７ｇとして突出させ、ピストン５の傾斜面５ｅの両側に、前記突出ガイド部７ｇをそれぞれ摺動可能に収納する凹部５ｇを形成するようにしてもよい。
【００４８】
また、図１２及び図１３に示すように、常時閉型の弁ではなく、チェック弁として使用することもできる。すなわち、流体入口側ケーシング部２の流体入口２０ａ内の流体、例えば液体の圧力が所定圧力以上になると、バネ９の付勢力に抗して、液体の圧力により弁体４が弁座２２が離れて弁の流路内に液体が流れて、流体入口側ケーシング部２の流体入口２０ａ内の圧力を下げるようにすることができる。この場合、図１Ａのピストン駆動用エア供給通路３１の代わりに、ピストン駆動室エア抜き通路３９を配置して、液体の圧力により弁体４が弁座２２が離れて、ピストン５が下降するとき、弁の外側の空気をピストン駆動室３０内に自動的に吸い込む（図１３参照）一方、液体の圧力が所定圧力未満となり、バネ９の付勢力により、ピストン５が上昇して弁体４が弁座２２に接触するとき、ピストン駆動室３０内のエアを自動的に排出することにより（図１２参照）、ピストン５がケーシング２０内で円滑に移動するようにしている。なお、図１２及び図１３では、弁体４Ａとベロー部１ｂとを一体成形により形成したタイプの弁となっているが、これに限られるものではなく、図１Ａのように弁体４とベロー部１ｂとは別々に設けるようにしてもよい。
【００４９】
なお、図１２及び図１３に示す弁をインラインとして配置した場合には、チェック弁として使用することができるが、図１２及び図１３に示す弁をライン外に配置した場合には、リリーフ弁として機能させることもできる。
【００５０】
また、図１４及び図１５に示すように、バネ９の付勢力により、弁体４を弁座２２に対して常時閉位置に付勢するのではなく、常時開位置に位置するように付勢させる常時開形式の弁として構成してもよい。この場合、図１Ａ及び図２の常時閉位置に弁体４を弁座２２に対して位置させる型式の弁と比較して、ピストン駆動機構をピストン５の駆動力受け部５ｃの流体出口側の端部ではなく、流体入口側に設けるようにして、バネ９の付勢力により、ピストン５が常時下降するように付勢させるようにしてもよい。このため、傾斜面の傾斜角度が１８０度異なっている。すなわち、ピストン駆動部材７の長手方向の一端部には、流体入口側から流体出口側に向かうに従い弁の中心軸から遠ざかるような傾斜面７ｊを有するとともに、ピストン５の駆動力受け部５ｃの流体入口側の端部に、前記傾斜面７ｊを摺動する傾斜面５ｊを形成するようにしてもよい。このとき、第２ピストン移動室２０ｇの流体出口側の端部に、ピストン５の駆動力受け部５ｃとの間に、ピストン駆動室３０と同様な円環状のピストン駆動室３０Ｂを形成している。このピストン駆動室３０Ｂには、ピストン駆動用エア供給通路３１と同様に、ケーシング本体部１を径方向に貫通するピストン駆動用エア供給通路３１Ｂが連通している。また、ピストン駆動部材ガイド部６ｂと同様なピストン駆動部材ガイド部２０ｋを、第１ピストン移動室２０ｆと第２ピストン移動室２０ｇとの境界部分の軸方向と直交する面沿いに形成して、ピストン駆動部材ガイド部６ｂと同様に、ピストン駆動部材ガイド部２０ｋにより、ピストン駆動部材７の移動を案内するようにしている。
【００５１】
前記常時開形式の弁の構成において、まず、常時は、図１４に示すように、３個のバネ９の付勢力により、３個のピストン駆動部材７の傾斜面７ｊがピストン５の３個の傾斜面５ｊに接触して、ピストン駆動部材７からの押圧力により、ピストン５が下降させられて、ピストン５の先端の弁体４が弁座２２から常時離れて、開位置をとるようになっている。この開位置となると、液体が流体入口側ケーシング部２の流体入口２０ａから円環状流路２０ｂ内に入り、ケーシング本体部１の３個の分岐流路２０ｃを通過し、流体出口側ケーシング部３の流体出口２０ｄから排出される。
【００５２】
一方、図１５に示すように、ピストン駆動用エア供給通路３１Ｂからエアがピストン駆動室３０Ｂ内に供給されると、ピストン駆動室３０Ｂ内のエアの圧力が上昇し、エアの圧力でケーシング本体部１に対してピストン５が上昇するような押し上げ力が働く。この押し上げ力により、ピストン５の各傾斜面５ｊが３個のピストン駆動部材７の傾斜面７ｊを押圧して、各ピストン駆動部材７と各バネ収納部材８との間のバネ９を縮めて、ピストン駆動部材７をバネ収納部材８内に後退させる。よって、バネ９の付勢力に抗して、ケーシング本体部１に対してピストン５が上昇して、弁体４が弁座２２に接触して閉位置となる。この閉位置となると、液体の流体入口側ケーシング部２の流体入口２０ａから円環状流路２０ｂ内への流入が停止させられる。なお、図１４及び図１５では、弁体４Ａとベロー部１ｂとを一体成形により形成したタイプの弁となっているが、これに限られるものではなく、図１Ａのように弁体４とベロー部１ｂとは別々に設けるようにしてもよい。
【００５３】
なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明にかかる弁は、常時開位置又は常時閉位置に弁体と弁座との関係を維持する付勢部材を使用しつつも耐食性に優れた弁であって、例えば、流量制御弁、チェック弁、リリーフ弁などとして有用である。本発明にかかる弁は、特に、耐薬品性に優れているため、薬液用弁としても最適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１Ａ】本発明の一実施形態にかかる常時閉形式の弁の閉状態での縦断面図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＡ−Ａ線の横断面図である。
【図１Ｃ】図１ＡのＢ−Ｂ線の横断面図である。
【図１Ｄ】図１ＡのＣ−Ｃ線の横断面図である。
【図１Ｅ】図１ＡのＤ−Ｄ線の横断面図である。
【図１Ｆ】図１ＡのＥ−Ｅ線の横断面図である。
【図２】本発明の前記実施形態にかかる常時閉形式の弁の開状態での縦断面図である。
【図３】本発明の前記実施形態にかかる常時閉形式の弁のピストン駆動部材に関しての図１ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ線の縦断面図である。
【図４】本発明の前記実施形態にかかる常時閉形式の弁のピストンとピストンロッドの部分斜視図である。
【図５】本発明の前記実施形態にかかる常時閉形式の弁のピストン駆動部材の部分斜視図である。
【図６Ａ】本発明の前記実施形態にかかる常時閉形式の弁において閉状態での拡大縦断面図である。
【図６Ｂ】本発明の前記実施形態にかかる常時閉形式の弁において開状態での拡大縦断面図である。
【図７】本発明の前記実施形態の変形例にかかる常時閉形式の弁の閉状態での縦断面図である。
【図８】本発明の前記実施形態の変形例にかかる常時閉形式の弁のピストン駆動部材付近の部分縦断面図である。
【図９Ａ】本発明の前記実施形態の変形例にかかる常時閉形式の弁において、図１ＡのＥ−Ｅ線の横断面図に相当する断面図である。
【図９Ｂ】図９Ａの本発明の前記実施形態の前記変形例にかかる常時閉形式の弁の部分縦断面図である。
【図１０】本発明の前記実施形態の変形例にかかる常時閉形式の弁において、図１ＡのＤ−Ｄ線の横断面図に相当する断面図である。
【図１１】本発明の前記実施形態の変形例にかかる常時閉形式の弁において、図１ＡのＤ−Ｄ線の横断面図に相当する断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態にかかる常時閉形式のチェック弁の閉状態での縦断面図である。
【図１３】図１２にかかる本発明の前記実施形態の前記変形例にかかる常時閉形式のチェック弁の開状態での縦断面図である。
【図１４】本発明の前記実施形態の変形例にかかる常時開形式の弁の閉状態での縦断面図である。
【図１５】図１４にかかる本発明の前記実施形態の前記変形例にかかる常時開形式の弁の開状態での縦断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  ケーシング本体部
１ａ  先端
１ｂ  ベローズ部
２  流体入口側ケーシング部
３  流体出口側ケーシング部
４  弁体
５  ピストン
５ａ  軸先端部
５ｂ  中間部
５ｃ  駆動力受け部
５ｄ  ガイド軸部
５ｅ  傾斜面
６  ピストンロッド
６ａ  入口側の面
６ｂ  ピストン駆動部材ガイド部
６ｃ  ガイド穴
７  ピストン駆動部材
７ａ  凹部
７ｅ  傾斜面
７ｆ  傾斜面
７ｊ  傾斜面
８  バネケース
８ａ  凹部
８ｂ  雄ねじ部
９  バネ
１０，１１，１２，１３，１４Ａ，１４Ｂ  Ｏリング
１５  固定用フランジボルト
１６  取付用フランジ
２０  ケーシング
２０ａ  流体入口
２０ｂ  円環状流路
２０ｃ  分岐流路
２０ｄ  流体出口
２０ｆ  第１ピストン移動室
２０ｇ  第２ピストン移動室
２０ｈ  ネジ穴
２０ｋ  ピストン駆動部材ガイド部
２２  弁座
３０，３０Ｂ  ピストン駆動室
３１，３１Ｂ  ピストン駆動用エア供給通路
５０  溶接部分
【図１Ａ】
2010138998.tif 000003
【図１Ｂ】
2010138998.tif 000004
【図１Ｃ】
2010138998.tif 000005
【図１Ｄ】
2010138998.tif 000006
【図１Ｅ】
2010138998.tif 000007
【図１Ｆ】
2010138998.tif 000008
【図２】
2010138998.tif 000009
【図３】
2010138998.tif 000010
【図４】
2010138998.tif 000011
【図５】
2010138998.tif 000012
【図６Ａ】
2010138998.tif 000013
【図６Ｂ】
2010138998.tif 000014
【図７】
2010138998.tif 000015
【図８】
2010138998.tif 000016
【図９Ａ】
2010138998.tif 000017
【図９Ｂ】
2010138998.tif 000018
【図１０】
2010138998.tif 000019
【図１１】
2010138998.tif 000020
【図１２】
2010138998.tif 000021
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2010138998.tif 000024