(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路を有するバルブ本体と、前記流路を開閉する開閉素子と、この開閉素子をエアの供給、排出により作動させるエアシリンダと、ハンドルのねじ部とエアシリンダのハウジング本体に設けたねじ部を螺合回転によりストッパの位置を調節し、前記エアシリンダによる前記開閉素子の開閉リフトを調節して流体の流量を調節し得る調節手段を有するアクチュエータとを備えた可変流量バルブであって、前記ストッパが円筒状に形成されてハンドルの中心部に一体的に設けられ、ハンドルの中心部に設けられたエアの供給口が前記円筒状のストッパの内側に取付けられ、前記ハンドルに螺入自在に設けた止めねじを前記ハウジング本体の頂面に圧接させて非調節時のハンドルのねじ部とハウジング本体のねじ部とを固定状態に保持するようにしたことを特徴とする可変流量バルブ。
【請求項２】
外部に加熱手段を備えた請求項１記載の可変流量バルブ。
【請求項３】
調節手段が、ハンドル外周部とエアシリンダのハウジング本体の外周部とに開閉リフト調節用表示手段を備えた請求項１又は２のいずれかに記載の可変流量バルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の流量を調節するために用い、特に、半導体、液晶等の製造装置における排気系において、排気の流量を調節するために用いるのに適する可変流量バルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、流体を一定流量に調節して流したり、閉じたりする配管系では、手動の流量調節弁とエアバルブを直列に配置し、エアバルブを開閉することにより一定流量の流体を流すようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来例のように二つのバルブを組み合わせて使用すると、流路が長くなり、装置全体のコンパクト化に自ら制約を受け、また、組立て作業に手間と時間を要し、組立て作業能率に劣り、更にはコストアップとなる。
【０００４】
本発明の目的は、前記のような従来例の問題を解決しようとするものであって、一つのバルブで流体の流量を調節して流すことができ、したがって、流路を短くすることができて装置全体のコンパクト化を図ることができ、組立て作業を簡単に、しかも、短時間で行うことができて組立て作業能率を向上させることができ、また、部品点数が少なくて構成を簡素化することができ、したがって、コストの低下を図ることができるようにした可変流量バルブを提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の可変流量バルブは、流路を有するバルブ本体と、前記流路を開閉する開閉素子と、この開閉素子をエアの供給、排出により作動させるエアシリンダと、ハンドルのねじ部とエアシリンダのハウジング本体に設けたねじ部を螺合回転によりストッパの位置を調節し、前記エアシリンダによる前記開閉素子の開閉リフトを調節して流体の流量を調節し得る調節手段を有するアクチュエータとを備えた可変流量バルブであって、前記ストッパが円筒状に形成されてハンドルの中心部に一体的に設けられ、ハンドルの中心部に設けられたエアの供給口が前記円筒状のストッパの内側に取付けられ、前記ハンドルに螺入自在に設けた止めねじを前記ハウジング本体の頂面に圧接させて非調節時のハンドルのねじ部とハウジング本体のねじ部とを固定状態に保持するようにしたものである。
【０００６】
前記課題を解決するために本発明の他の可変流量バルブは、前記構成において、外部に加熱手段を備えたものである。
【０００８】
また、前記調節手段が、前記ハンドル外周部と前記エアシリンダのハウジング本体の外周部とに開閉リフト調節用表示手段を備えることができる。
【０００９】
前記のように構成された本発明によれば、調節手段におけるハンドルの回転操作によりストッパの位置を調節することにより、エアシリンダによる開閉素子の開閉リフトを調節して流体の流量を調節することができる。このように、一つのバルブで流体の流量を調節して流すことができる。また、調節手段の部品点数を少なくして構成を簡素化することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１ないし図６は本発明の第１の実施形態に係る可変流量バルブを示し、図１は外部加熱手段を除去した状態の縦断面図、図２、図３は外部加熱手段を除去した状態の平面図、正面図、図４、図５、図６は外部加熱手段を取付けた状態の正面図、側面図、底面図である。
【００１１】
図１ないし図６に示す本実施形態の可変流量バルブは、ノーマルクローズタイプの適用例であって、バルブ本体１の一側に第１の流路２が形成され、バルブ本体１の他側に第２の流路３が形成され、第１の流路２は垂直方向に形成された弁座４の穴５と連続して形成され、第１の流路２と第２の流路３は、穴５および弁室６により連通されている。
【００１２】
弁室６内には開閉素子である弁体７が設けられている。この弁体７は、本実施形態においては、弁棒８と一体的に設けられ、本体部９の前面側の外周縁部に保持部１０が一体的に設けられ、本体部９の中央部のねじ穴１１には前面側から皿状のねじ１２が螺入され、保持部１０とねじ１２の頭部との間に奥側から前面開放側に至るに従い、次第に幅狭となる環状溝１３が形成され、環状溝１３にシールリング（Ｏリング）１４がその外周頂部を突出させた状態で離脱防止されるように保持されている。そして、シールリング１４が弁座４に当接されるようになっている。
【００１３】
弁棒８および弁体７を作動させるアクチュエータ１５にはエアシリンダ１６が用いられる。このエアシリンダ１６のハウジングの底部を兼用するボンネット１７の先端側筒状部１８の内周がバルブ本体１における筒状部１９の外周に螺着されている。筒状部１９の開放側内周の段部とボンネット１７との間にはリング状のベローズ受け２０の外周部がガスケット２１を介して挟持され、弁棒８がベローズ受け２０の中央部の穴に挿通されている。弁体７の本体部９とベローズ受け２０には弁棒８の外周部に設けられたベローズ２２の両端部が固定され、ベローズ２２は弁棒８および弁体７の移動に伴って伸縮されるようになっている。
【００１４】
ボンネット１７の基部側外周部にはエアシリンダ１６における頂部を有するハウジング本体２３の先端部内周が螺着されるとともに、ボンネット１７の外周の環状溝に収められたシールリング（Ｏリング）２４がハウジング本体２３の先端部内周面に圧接されて両者間がシールされている。ハウジング本体２３の内側にはピストン２５およびこのピストン２５と一体の軸部２６、２７が軸心方向に沿って移動可能に支持されるとともに、ピストン２５および軸部２６の外周の環状溝に収められたシールリング（Ｏリング）２８および２９がハウジング本体２３およびボンネット１７の内周面に圧接されて両者間がシールされている。軸部２６の中心部にはねじ穴３０が形成され、ねじ穴３０に弁棒８の基部側のねじ部が螺着されている。
【００１５】
ピストン２５とハウジング本体２３の頂部内面との間には軸部２７の外周部において圧縮ばね３１が介在され、この圧縮ばね３１の弾性によりピストン２５および軸部２６、２７が先方へ付勢されている。これに伴って、弁棒８および弁体７が前進（下降）され、弁体７のシールリング１４が弁座４に圧接されて穴５が閉じられ、流路２、３間が閉じられている。軸部２７にはその基端部から軸心方向に沿ってエア供給穴３２が形成され、ピストン２５にはピストン２５とボンネット１７との間の室３３とエア供給穴３２とを連通するエア供給穴３４が形成されている。ハウジング本体２３にはその頂部とピストン２５のとの間の室３５を大気に開放するエア抜き穴３６が形成されている。
【００１６】
そして、エア供給穴３２、３４を介して圧縮エアが室３３に供給されることにより、ピストン２５および軸部２６、２７が圧縮ばね３１の弾性に抗して後退される。これに伴って、弁棒８および弁体７がベローズ２２を縮めて後退（上昇）され、弁体７のシールリング１４が弁座４から離隔されて穴５が開放され、流路２、３が連通される（開かれる）ようになっている。これとは逆に、室３３内のエアがエア供給穴３４、３２を介して排出されることにより、前記のようにピストン２５、軸部２６、２７、弁棒８および弁体７が圧縮ばね３１の反撥力により前進（下降）され、弁体７のシールリング１４が弁座４に圧接されて穴５が閉じられ、流路２、３間が閉じられるようになっている。
【００１７】
ハウジング本体２３の頂部側外周面にはねじ部３７が形成され、このねじ部３７にキャップ状のハンドル３８の先端内周面に形成されたねじ部３９が螺合され、ハンドル３８が回転されることによりハウジング本体２３に対してねじ部３９、３７を介して進退されるようになっている。ハウジング本体２３の頂部の中心部に形成された穴４０に筒状のストッパ４２が回転可能に、かつ摺動可能に挿通され、ハンドル３８の中心部に形成された穴４１には筒状のストッパ４２の基部が嵌合されている。ハンドル３８にはその半径方向において穴４１と外方とに開放されるねじ穴４３が１箇所、若しくは複数箇所に形成され、ねじ穴４３に止めねじ４４が螺入され、その先端部がストッパ４２の基部外周に形成された凹入部４５に係合され、ストッパ４２がハンドル３８と一体化されている。ストッパ４２の先端部は軸部２７の小径部外周に回転可能に、かつ摺動可能に嵌合され、軸部２７の外周の環状溝に収められたシールリング（Ｏリング）４６がストッパ４２の内周面に圧接され、両者間がシールされている。
【００１８】
ピストン２５における軸部２７の外周部にはスラストワッシャ４７が設けられ、このスラストワッシャ４７がストッパ４２の先端面と対向されている。そして、前記のようにピストン２５、軸部２６、２７、弁棒８および弁体７が後退し、穴５を開放して流路２、３を連通させる際、スラストワッシャ４７がストッパ４２に当接して後退規制される。したがって、スラストワッシャ４７とストッパ４２との間隔Ａが弁体７の開閉リフトとなる。ハンドル３８の外周部には軸心と平行方向にねじ穴４８が貫通するように形成され、ねじ穴４８に止めねじ４９が螺入されている。そして、止めねじ４９がハウジング本体２３の頂面に圧接されることにより、ハウジング本体２３のねじ部３７とハンドル３８のねじ部３９とを圧接させて両者を固定状態に保持することができる。
【００１９】
ストッパ４２の基部内周にはねじ部５０が形成され、このねじ部５０にエア供給口となる継手５１が接続され、継手５１にはエア供給パイプ（図示省略）の一端が接続され、エア供給パイプの他端は圧縮エア供給源と大気とに切換えられるようになっている。ハンドル３８の外周面とハウジング本体２３の外周面とに弁体リフトを調節するための表示手段が設けられている。その一例として、ハンドル３８の外周面に基準表示５２が設けられ、ハウジング本体２３の頂部側外周面に目盛表示５３が設けられている。そして、基準表示５２がいずれの目盛表示５３に対応するかによって間隔Ａの調節量を知ることができる。
【００２０】
バルブ本体１とアクチュエータ１５の外部には加熱手段、例えば、ジャケットヒータ５４が設けられ、ジャケットヒータ５４はコード５５およびコネクタ５６により電源（図示省略）に接続されるようになっている。
【００２１】
以上の構成において、以下、その動作について説明する。
今、図１に示すように、弁体７のシールリング１４が弁座４に圧接され、流路２、３間が遮断されているとする。この状態で圧縮エア供給源から圧縮エアをエア供給パイプ、継手５１、ストッパ４２、エア供給穴３２、３４を介してエアシリンダ１６の室３３に供給する。これに伴って、ピストン２５、軸部２６、２７、弁棒８および弁体７を圧縮ばね３１の弾性に抗して後退（上昇）させ、弁体７のシールリング１４を弁座４から離隔させることにより、穴５を開放し、流路２、３を穴５を介して連通させることができる。したがって、流路２、穴５、流路３により流体、例えば、排ガスを流すことができる。このとき、ピストン２５側のスラストワッシャ４７がストッパ４２の先端面に当接することにより、ピストン２５、軸部２６、２７、弁棒８および弁体７の後退が規制され、これに伴って、流路２、穴５、流路３を流れる排ガスの量が決められる。
【００２２】
前記とは逆に、エア供給パイプを大気に開放することにより、エアシリンダ１６の室３３内のエアをエア供給穴３４、３２、ストッパ４２、継手５１、エア供給パイプを介して大気中へ放出することができるので、圧縮ばね３１の反撥力によりピストン２５、軸部２６、２７、弁棒８および弁体７を前進（下降）させて弁体７のシールリング１４を弁座４に圧接させ、穴５、すなわち、流路２、３を遮断して排ガスの流れを遮断することができる。
【００２３】
また、ジャケットヒータ５４により弁本体１、アクチュエータ１５を加熱することにより、排ガス中に含まれる副生成物が弁体７、ベローズ２２等に付着するのを防止することができる。したがって、弁体７、ベローズ２２等を円滑に作動させることができ、しかも、メンテナンス費を低減させることができる。
【００２４】
そして、止ねじ４９を緩めてハンドル３８をハウジング本体２３に対する固定状態から解放し、ハンドル３８およびストッパ４２を一体的に回転させ、ねじ部３９、３７を介してハンドル３８およびストッパ４２を回転させながら前進させ、若しくは後退させ、ストッパ４２の位置、すなわち、ストッパ４２の先端面とスラストワッシャ４７との間隔Ａを所望量に調節する。これにより、弁体７のリフト量を調節して流路２、穴５、流路３を流れる排ガスの量を調節することができる。このとき、基準表示５２と目盛表示５３とにより簡単に調節することができる。調節後、止めねじ４９を締めてその先端をハウジング本体２３の頂面に押圧することにより、ハンドル８をハウジング本体２３に対して固定状態に保持することができ、前記と同様にして弁体７の開閉動作を行うことができる。
【００２５】
本実施形態によれば、ハンドル３８の中心部にストッパ４２およびエア供給口である継手５１を配置しているので、前記のように外部から加熱するジャケットヒータ５４をアクチュエータ１５部まで加熱するように設けても、リフト調節作業に支障を来たすことがなく、ジャケットヒータ５４を容易に取付けることができ、ジャケットヒータ５４を設けない場合においても、エア供給パイプをエアシリンダの側方から導く場合のように周側に突出する部分がないので、調節作業を容易に行うことができる。また、ハンドル３８とストッパ４２を用いるので、部品点数が少なく、構成の簡素化を図ることができる。更に、大きいハンドル３８と基準表示５２、目盛表示５３等からなる表示手段によりリフト調節を容易に行うことができる。
【００２６】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図７は本発明の第２の実施形態に係る可変流量バルブを示し、外部加熱手段を除去した状態の縦断面図である。
【００２７】
図７に示す本実施形態の可変流量バルブは、ノーマルオープンタイプの適用例であって、基本的な構成については上記第１の実施形態に係るノーマルクローズタイプの可変流量バルブと同様であるので、以下、主として構成を異にする部分について説明し、同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００２８】
本実施形態においては、エアシリンダ１６の室３３においてピストン２５とボンネット１７との間に圧縮ばね５７が介在され、この圧縮ばね５７の弾性によりピストン２５、軸部２６、弁棒８および弁体７が後方（上方）へ付勢され、弁体７のシールリング１４が弁座４から離隔されて穴５が開放され、穴５を介して流路２、３が連通され、排ガスが流れるようになっている。一方、ストッパ４２の内側から室３５側へ圧縮エアを供給し得るように、上記第１の実施形態におけるストッパ４２と軸部２７との嵌合関係は廃止され、ストッパ４２の先端部に軸心と直角方向でストッパ４２内と室３５とを連通するエア供給穴５８が形成され、ストッパ４２の中間部外周面の環状溝にシールリング（Ｏリング）５９が収められ、このシールリング５９がハウジング本体２３の穴４０の周面に圧接され、両者間がシール状態で回転可能に、かつ摺動可能に保持されている。また、ハウジング本体２３の中間部に室３３を大気に開放するためのエア抜き穴６０が形成されている。
【００２９】
そして、圧縮エア供給源から圧縮エアがエア供給パイプ、継手５１（図４、図５参照）、ストッパ４２、エア供給穴５８を介して室３５に供給されることにより、ピストン２５、軸部２６、弁棒８および弁体７が圧縮ばね５７の弾性に抗して前進（下降）され、弁体７のシールリング１４が弁座４に圧接され、穴５、すなわち、流路２、３が遮断されるようになっている。
【００３０】
ピストン２５には突部６１の外周部においてスラストワッシャ６２が設けられ、前記のように圧縮ばね５７の弾性により弁体７が後退され、流路２、３が開放された状態で、スラストワッシャ６２がストッパ４２の先端面に当接され、圧縮ばね５７の弾性により弁体７が前進され、流路２、３が遮断された状態でスラストワッシャ６２がストッパ４２の先端面から離隔され、その間隔により弁体リフト、すなわち、流体の流量が規定されるようになっている。そして、弁体リフト、すなわち、流体の流量は、前記第１の実施形態と同様に、ハンドル３８およびストッパ４２を一体的に回転させて前進させ、若しくは後退させてストッパ４２の位置を調節することにより調節することができる。
【００３１】
なお、前記各実施形態においては、ベローズバルブに適用した例について説明したが、ダイヤフラムを開閉素子として用いるダイヤフラムバルブに適用することができる。また、ストッパ４２、エア供給口を任意の箇所に設けることもできる。更に、外部加熱手段は設けなくてもよい。このほか、本発明は、その基本的技術思想を逸脱しない範囲で種々設計変更することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、調節手段におけるハンドルの回転操作によりストッパの位置を調節することにより、エアシリンダによる開閉素子の開閉リフトを調節して流体の流量を調節することができる。このように、一つのバルブで流体の流量を調節して流すことができ、したがって、流路を短くすることができて装置全体のコンパクト化を図ることができ、組立て作業を簡単に、しかも、短時間で行うことができて組立て作業能率を向上させることができる。また、調節手段の部品点数を少なくして構成を簡素化することができ、したがって、コストの低下を図ることができる。
また、ハンドルの回転操作による調節後に、ハウジングのねじ部とハンドルのねじ部とを固定状態に保持できるので、正確に流量を設定できるばかりでなく、流体の流量を高精度に調節することができ、特に半導体、液晶等の製造装置における排気等に用いる可変流量バルブに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る可変流量バルブを示し、外部加熱手段を除去した状態の縦断面図である。
【図２】同可変流量バルブを示し、外部加熱手段を除去した状態の平面図である。
【図３】同可変流量バルブを示し、外部加熱手段を除去した状態の正面図である。
【図４】同可変流量バルブを示し、外部加熱手段を取付けた状態の正面図である。
【図５】同可変流量バルブを示し、外部加熱手段を取付けた状態の側面図である。
【図６】同可変流量バルブを示し、外部加熱手段を取付けた状態の底面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る可変流量バルブを示し、外部加熱手段を除去した状態の縦断面図である。
【符号の説明】
１  バルブ本体
２  流路
３  流路
４  弁座
７  弁体（開閉素子）
８  弁棒
１５  アクチュエータ
１６  エアシリンダ
２５  ピストン
３１  圧縮ばね
３８  ハンドル
４２  ストッパ
５１  継手（エア供給口）
５４  外部加熱手段
５７  圧縮ばね
【図１】
0003553526.tif 000002
【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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