(57)【要約】  弁体を付勢する押圧力が高いため弁座に常に大きい負荷がかかっている高圧用自動ＮＣダイヤフラムバルブにおいて、使用時までバルブの性能を維持したまま保管を可能とし、長期間の保管をすることができる高圧用自動ダイヤフラムバルブを提供することである。  ボデー内に設けたアクチュエータ内部のピストン機構でダイヤフラムを押圧し弁閉するダイヤフラムバルブにおいて、前記アクチュエータのケーシングに固定側係止部を設け、かつ前記ピストン機構の適宜位置に可動側係止部を設け、前記ピストン機構を上方向の解除側に動かしたときに、前記固定側係止部と前記可動側係止部の係止位置を一致させ、かつ前記ケーシングの外方より挿通した保持部材で前記固定側係止部と可動側係止部を係止させる構造とした。
2015020209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボデー内に設けた弁座シートにダイヤフラムを押圧して弁閉するダイヤフラムバルブにおいて、前記ボデーに設けたアクチュエータ内のピストン機構で前記ダイヤフラムを押圧し又は押圧を解除すると共に、前記アクチュエータのケーシングに固定側係止部を設け、かつ前記ピストン機構の適宜位置に可動側係止部を設け、前記ピストン機構を上方向の解除側に動かしたときに、前記固定側係止部と前記可動側係止部の係止位置を一致させ、かつ前記ケーシングの外方より挿通した保持部材で前記固定側係止部と前記可動側係止部を係止させて前記弁座シートに負荷を掛けずに長期保存を可能とし、バルブ使用時には、前記保持部材を前記ケーシングの外方より取り外してバルブを使用可能としたことを特徴とする高圧用自動ダイヤフラムバルブ。
【請求項２】
前記ピストン機構は、エアーを供給してピストンを上方向に動かして前記ダイヤフラムを自力にて上方向に変形移動すると共に、全閉時に、倍力機構を介してスプリングの弾発力で下方に負荷を与える構造を有し、ピストンを上方に動かしたときに、前記保持部材でピストン機構が下がるのを防止した請求項１に記載の高圧用自動ダイヤフラムバルブ。
【請求項３】
前記ピストン機構にエアーを供給し、ピストンを上死点へ移動させて前記固定側係止部である係止穴部に前記可動側係止部である係止溝の位置を一致させ、一致した双方の穴に外方より保持部材である保持ピンを差し込み、使用時には当該保持ピンを外方より抜き出してバルブを使用可能とした請求項１又は２に記載の高圧用自動ダイヤフラムバルブ。
【請求項４】
前記固定側係止部である２つの係止穴部に前記可動側係止部である半円形係止溝又は係止孔の位置を一致させ、一致させた係止穴部に外方より保持部材である保持ピンを差し込み、使用時には当該保持ピンを外方より抜き出してバルブを使用可能とした請求項１又は２に記載の高圧用自動ダイヤフラムバルブ。
【請求項５】
ボデー内に設けた弁座シートにダイヤフラムを押圧して弁閉するダイヤフラムバルブにおいて、前記ボデーに設けたアクチュエータ内のピストン機構で前記ダイヤフラムを押圧し又は押圧を解除すると共に、前記ピストン機構にピストンの上下方向の往復動に連動して上下移動する昇降体を設け、かつ前記アクチュエータのケーシングの外方より、前記昇降体を上方向の解除側に動かしたときにこの昇降体の底面側に生じる隙間に保持部材を挿入可能に設け、前記昇降体の解除側への移動時に前記昇降体底面に前記保持部材を係止させ、前記弁座シートに負荷を掛けずに長期保存を可能とし、バルブ使用時には、前記保持部材を前記ケーシングの外方より取り外してバルブを使用可能としたことを特徴とする高圧用自動ダイヤフラムバルブ。
【請求項６】
前記ピストン機構にエアーを供給して前記ピストンを下方向に動かし、かつ前記ダイヤフラムを自力にて上方向に変形移動すると共に、全閉時に、スプリングの弾発力により前記ピストンを上方向に動かしたときに倍力機構を介して前記昇降体を下方向に移動させて負荷を与える構造を有し、ピストンを下方に動かしたときに、前記保持部材でピストン機構の昇降体が下がるのを防止した請求項５に記載の高圧用自動ダイヤフラムバルブ。
【請求項７】
前記ピストン機構にエアーを供給し、ピストンを下死点へ移動させたときに前記倍力機構を介して前記昇降体の底面とこの底面が全閉時に当接する固定側当接面との間に隙間を設け、この隙間に前記ケーシングに形成した挿入孔から保持部材である保持ピンを差し込み、使用時には当該保持ピンの外端に形成した折曲部を摘んで前記ケーシングの外方より抜き出してバルブを使用可能とした請求項５又は６に記載の高圧用自動ダイヤフラムバルブ。
【請求項８】
前記スプリングは、前記ピストン内に２ヶ所設けて当該ピストンを上方向に弾発可能に設け、これらスプリングの相互の巻方向を逆向きとした請求項６又は７に記載の高圧用自動ダイヤフラムバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用時又は交換時まで、バルブの性能を全く損なうことなく、バルブ性能を維持したままの状態で保管を可能とした高圧用自動ＮＣ（ノーマルクローズ）ダイヤフラムバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程においては、引火爆発性、分解爆発性、腐食性、毒性などの各種の特殊ガス、例えばフォスフィンやアルシン、シラン等を使用する。一般にこのような特殊材料ガスは、数１０気圧から１００気圧以上の高圧力でガスボンベに充填しておき、密閉されたクリーンルーム内にそのガスボンベを設置し、配管途中に配置されたバルブを介して半導体製造装置に供給され、又は当該装置より排気される。【０００３】
近年、半導体基板の高集積化に伴い、半導体素子の高速化および小型化が著しく進んでおり、それに伴い、ベースとなるシリコンウェハも高純度、高品質であることが求められるため、その製造工程において用いられる上記のような各種の特殊なガス流体の流量制御精度にも、著しく高い精度が求められるようになってきている。【０００４】
このようにして半導体製造工程に設けられる流体制御装置としてのバルブの弁体移動の精度には、高い変位精度が要求されるため、とりわけ、その距離制御と物理的に直接関連する部材である弁座の状態を高品質に維持する必要がある。【０００５】
一方で、半導体製造工程においては、腐食性流体等の影響でバルブが劣化しやすく、寿命が短くなりやすい。バルブボディ内部の弁室内のガスが滞留しやすいデッドスペースが大きくなる場合、高圧、高濃度の、例えば、フッ素ガスを弁室内に導入すると、断熱圧縮により弁室内の温度が上昇しやすい。弁室内の温度が上昇すると、弁室内の表面腐食や樹脂材質の劣化が生じやすくなる。その結果、表面腐食による生成物が弁室内（特に弁座部）に付着し、腐食による生成物が原因で、気密状態が不良になり、リークしやすくなることで、バルブの品質が劣化してしまう。また、フッ素ガスなどのハロゲンを含む腐食性の高いガスは、バルブ弁室内部の表面腐食を引き起こしやすいため、生成した腐食物が弁座表面部に付着し、弁座を劣化させ、流量制御機能を損なう主な原因となる。【０００６】
このようにして半導体製造工程に使用されるバルブは寿命が短くなり、上記のような高精度の流量制御能力を維持させるためには、頻繁にバルブを新品のバルブへ交換しなければならない。【０００７】
従って、製造管理者又は使用者は、新品のバルブを交換用として長期間に渡って在庫し保管しておく必要がある。【０００８】
ここで、ＮＣ（ノーマルクローズタイプ）ダイヤフラムバルブを高圧流体用として用いる場合、腐食性流体等の高圧流体に対する高シール性を確保するために、常時閉状態の弁に対してさらにばね等の外力により弁体による弁座への押圧負荷を常時加えるようにして、弁体を付勢する押圧力を高くすることがある。【０００９】
例えば、特許文献１の遮断弁では、ハウジング内にばねユニットを設け、このばねユニットのばね力によって通常時にはダイヤフラムを弁座に押圧して流体を遮断し、一方、圧力室に圧力空気を導入したときに、遮断ダイヤフラムをばねユニットのばね力に抗して弁座から離間させて弁座を開放するようになっている。この遮断弁では、各ばねユニットを複数のばねにより構成し、このばねユニットの互いに隣接するばねを逆向きに設けている。【００１０】
また、ばねを設けたＮＣタイプのダイヤフラムバルブについて、弁開度を一定に保持する手段が設けられたものが知られている。例えば、特許文献２のバルブでは、使用の目的で空圧作動式制御器の流路を手動で解放でき、開放の度合いを長時間にわたって維持することができる手動作動装置等が開示されている。特許文献３では、常閉弁を強制開弁して使用に供する強制開弁装置等が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第２７４９５２７号公報
【特許文献２】特開平１１−３１１３６５号公報
【特許文献３】特開２００２−１９５４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ＮＣタイプのダイヤフラムにおいて、特許文献１のようにばね等の外力を付加してダイヤフラムを着座させる方向に押圧した場合には、長期間在庫や保管している間、ピストンによってダイヤフラムを介して押圧される弁座には常に大きな負荷が継続して加わる状態となり、弁座がその負荷によって潰されるという現象が生じる。とりわけ倍力機構を備えて弁体駆動させるバルブでは、駆動源の押圧力が何倍にも倍増されているため、そのような現象が顕著に生じる。【００１３】
このようにして生じる弁座の潰れは、直接的にバルブストロークを増大させる結果を生じる。このため、増大したバルブストローク分に応じて、弁座に対するピストンの弁体押圧力が弱められる。ピストンの押圧力が弱められれば、気密を保持するための押し力が低減し、高い圧力の流体に拮抗して弁体の変位を制御することで高精度な流量制御を実現するバルブの流量制御能力を十分に発揮できなくなる。結果として、長期間保管された高圧流体用自動ＮＣダイヤフラムバルブは、新品としての使用開始時から必要な流量制御能力を発揮できなかったり、使用可能期間が短くなるという問題点がある。【００１４】
このような高度な流量制御能力の劣化したバルブを使用すれば、高精度な品質を要求される半導体製品の品質を維持できなくなり、歩留まりを減少させ生産効率を悪化させるため、この問題点の解決は喫緊の課題である。【００１５】
このバルブでは、ばねユニットの互いに隣接するばねを逆向きに設けているが、その理由が開示ないし示唆されておらず、このようなばねの装着構造とすることでダイヤフラムと弁座とに加わる強い押圧力を回避できるものでもない。【００１６】
一方、特許文献２においては、シャフトの上端部に設けられる特定構造の固定部及び該固定部の延出棒に嵌入可能な切欠部を備えた特定構造の操作部からなる機構が必要とされており、しかも、流路を強制的に解放させた状態で使用に供するものである。したがって、高圧用バルブに適用することができないばかりか、使用を目的に開弁する装置であって、使用時まで性能を維持する着想や示唆は存在しない。【００１７】
特許文献３においては、弁開させるための機構は、特定構造のマニュアル開弁治具及びそれに対応した特定構造を備えた常閉弁からなる機構を必要とし、しかも、特許文献２と同様に、流路を強制的に解放させた状態で使用に供するものである。したがって、高圧用バルブに適用することができないばかりか、使用時まで性能を維持する着想や示唆は全く存在しない。【００１８】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、弁体を付勢する押圧力が高いため弁座に常に大きい負荷がかかっている高圧用自動ＮＣダイヤフラムバルブにおいて、使用時までバルブの性能を維持したまま保管を可能とし、長期間の保管をすることができる高圧用自動ＮＣダイヤフラムバルブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、ボデー内に設けた弁座シートにダイヤフラムを押圧して弁閉するダイヤフラムバルブにおいて、前記ボデーに設けたアクチュエータ内のピストン機構で前記ダイヤフラムを押圧し又は押圧を解除すると共に、前記アクチュエータのケーシングに固定側係止部を設け、かつ前記ピストン機構の適宜位置に可動側係止部を設け、前記ピストン機構を上方向の解除側に動かしたときに、前記固定側係止部と前記可動側係止部の係止位置を一致させ、かつ前記ケーシングの外方より挿通した保持部材で前記固定側係止部と可動側係止部を係止させて前記弁座シートに負荷を掛けずに長期保存を可能とし、バルブ使用時には、前記保持部材を前記ケーシングの外方より取り外してバルブを使用可能としたことを特徴とする高圧用自動ダイヤフラムバルブである。【００２０】
請求項２に係る発明は、前記ピストン機構は、エアーを供給してピストンを上方向に動かして前記ダイヤフラムを自力にて上方向に変形移動すると共に、全閉時に、倍力機構を介してスプリングの弾発力で下方に負荷を与える構造を有し、ピストンを上方に動かしたときに、前記保持部材でピストン機構が下がるのを防止した請求項１に記載の高圧用自動ダイヤフラムバルブである。【００２１】
請求項３に係る発明は、前記ピストン機構にエアーを供給し、ピストンを上死点へ移動させて前記固定側係止部である係止穴部に前記可動側係止部である係止溝の位置を一致させ、一致した双方の穴に外方より保持部材である保持ピンを差し込み、使用時には当該保持ピンを外方より抜き出してバルブを使用可能とした請求項１又は２に記載の高圧用自動ダイヤフラムバルブである。【００２２】
請求項４に係る発明は、前記固定側係止部である２つの係止穴部に前記可動側係止部である半円形係止溝又は係止孔の位置を一致させ、一致させた係止穴部に外方より保持部材である保持ピンを差し込み、使用時には当該保持ピンを外方より抜き出してバルブを使用可能とした請求項１又は２に記載の高圧用自動ダイヤフラムバルブである。【００２３】
請求項５に係る発明は、ボデー内に設けた弁座シートにダイヤフラムを押圧して弁閉するダイヤフラムバルブにおいて、ボデーに設けたアクチュエータ内のピストン機構でダイヤフラムを押圧し又は押圧を解除すると共に、ピストン機構にピストンの上下方向の往復動に連動して上下移動する昇降体を設け、かつアクチュエータのケーシングの外方より、昇降体を上方向の解除側に動かしたときにこの昇降体の底面側に生じる隙間に保持部材を挿入可能に設け、昇降体の解除側への移動時に昇降体底面に保持部材を係止させ、弁座シートに負荷を掛けずに長期保存を可能とし、バルブ使用時には、保持部材をケーシングの外方から抜き出してバルブを使用可能とした高圧用自動ダイヤフラムバルブである。【００２４】
請求項６に係る発明は、ピストン機構にエアーを供給してピストンを下方向に動かし、かつダイヤフラムを自力にて上方向に変形移動すると共に、全閉時に、スプリングの弾発力によりピストンを上方向に動かしたときに倍力機構を介して昇降体を下方向に移動させて負荷を与える構造を有し、ピストンを下方に動かしたときに、保持部材でピストン機構の昇降体が下がるのを防止した高圧用自動ダイヤフラムバルブである。【００２５】
請求項７に係る発明は、ピストン機構にエアーを供給し、ピストンを下死点へ移動させたときに倍力機構を介して昇降体の底面とこの底面が全閉時に当接する固定側当接面との間に隙間を設け、この隙間にケーシングに形成した挿入孔から保持部材である保持ピンを差し込み、使用時には当該保持ピンの外端に形成した折曲部を摘んでケーシングの外方より抜き出してバルブを使用可能とした高圧用自動ダイヤフラムバルブである。【００２６】
請求項８に係る発明は、スプリングは、ピストン内に２ヶ所設けて当該ピストンを上方向に弾発可能に設け、これらスプリングの相互の巻方向を逆向きとした高圧用自動ダイヤフラムバルブである。
【発明の効果】
【００２７】
従って本発明によると、高圧用ＮＣバルブが長期間保管されている間、高い付勢力のピストンによる弁座シートへの押圧が加わることを簡単に防止し、かつ、簡単に解除できる構造を備えたため、高圧用ＮＣバルブを使用時までその性能を維持したままの長期保管できると共に、使用者が保管による性能劣化を気にせず保管部品を在庫管理することができるため、使用の際には簡単にその防止構造を解除できるため、万が一バルブが故障した場合は、使用者は、保管していたバルブを即座に交換して使用できる状態とすることができる等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の高圧用自動ダイヤフラムバルブの第１実施形態を示した断面図である。
【図２】図１における、弁閉状態を示した断面図である。
【図３】本発明の高圧用自動ダイヤフラムバルブの第２実施形態を示した断面図である。
【図４】図３における、平面図である。
【図５】本発明の高圧用自動ダイヤフラムバルブの第３実施形態を示した断面図である。
【図６】図５における、平面図である。
【図７】本発明の高圧用自動ダイヤフラムバルブの第４実施形態の要部を示した一部切欠き断面図である。
【図８】図７における、平面図である。
【図９】本発明の高圧用自動ダイヤフラムバルブの第５実施形態の要部を示した一部切欠き断面図である。
【図１０】図９における、平面図である。
【図１１】本発明の高圧用自動ダイヤフラムバルブの第６実施形態を示した断面図である。
【図１２】図１１のダイヤフラムバルブの弁閉状態を示した断面図である。
【図１３】図１１のＡ−Ａ断面図である。
【図１４】保持部材の装着状態を示した概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明における高圧用自動ダイヤフラムバルブの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。この実施形態における本発明の高圧用自動ダイヤフラムバルブとして、図１、図２は第１実施形態を、図３、図４は第２実施形態を、図５、図６は第３実施形態をそれぞれ示している。
【００３０】
図１、図２に示す本発明の第１実施形態では、バルブ用アクチュエータ（以下、アクチュエータという。）１ａは、ケーシング２ａとこのケーシング２ａを被蓋するためのベース体３とを有するボデー４を備え、このボデー４内に、テーパ面状部５を形成したテーパ面状部面６、固定ディスク７に形成されたテーパ面からなる固定ディスク面８、移動部材であるボール９を有する倍力機構１０を備えている。さらに、アクチュエータ１ａには、弁駆動用出力軸部１１、ディスク１２が設けられ、このアクチュエータ１ａにより、ダイヤフラム１３を押圧可能になっている。
【００３１】
アクチュエータ１ａは、ピストン１４の背面に取付けたスプリング１５の弾発力により、推力部材１６がダイヤフラム１３を閉止する構造であって、スプリング１５の推力を倍力機構１０により出力軸部１１に拡大して出力する構造のノーマリークローズタイプの空気圧作動アクチュエータとして構成されている。
【００３２】
倍力機構１０は、スプリング１５が推力部材１６を介してダイヤフラム１３を押圧する力を拡大するための機構である。この倍力機構１０には、テーパ面状部面６の内側に設けられ、出力軸部１１の上部に設けたディスク１２面上のボール載置部１７に複数個のボール９が配置され、これらのボール９が固定ディスク面８とテーパ面状部面６との間に挟持されることで構成されている。ケーシング２ａとベース体３とは、密封状態で螺着されてアクチュエータ１ａとして一体化される。ボール９は、例えば、鋼球よりなり、倍力機構１０の内部に複数個配置される。ボール９は適宜数であればよいが、少なくとも３個以上設けることが好ましく、例えば、８〜１２個程度とするとよい。この場合、出力軸部１１と固定ディスク７とが安定した状態になる。
【００３３】
固定ディスク７は、シャフト１９を介してアクチュエータ１ａの上部に固定される。その際、固定ディスク７は、シャフト１９に形成された雄ねじ部２０とカバー２２に形成された雌ねじ部２１との螺着により出力軸部１１と対向するように配置される。この螺着構造によりシャフト１９を上下に移動してその位置を調整でき、固定ディスク７の位置を調整可能になっている。
【００３４】
シャフト１９の内部には、アクチュエータ１ａの外部と、推力部材１６とベース体３との間を連通する吸排気口２３が形成されている。この吸排気口２３を介してアクチュエータ１ａの外部よりピストン１４とシリンダ２４との間のエアー操作室２５内に圧縮エアーが供給可能になっている。また、エアー操作室内のエアーの排気も、この吸排気口２３からなされる。
【００３５】
推力部材１６は略円筒状に形成され、この１個の推力部材１６がケーシング２ａ内に往復移動可能に収納されており、内外周側には、Ｏリング２７が装着されている。推力部材１６は、本例では１段であるが、複数段でもよい。
【００３６】
出力軸部１１は、ダイヤフラムピース２９の上部に配設され、このダイヤフラムピース２９はアクチュエータ１ａに取付けたバルブ３０のダイヤフラム１３に直接接触して駆動させるために設けられている。出力軸部１１の固定ディスク７との対向側にはディスク１２が設けられ、このディスク１２面上にはボール載置部１７が形成されている。出力軸部１１の下部には軸部３１が形成され、この軸部３１は、ベース体３に形成された取付穴３２に挿入されており、これにより出力軸部１１全体がベース体３に対して駆動自在になっている。出力軸部１１とベース体３との間にはコイルスプリング３３が装着されている。出力軸部１１は、コイルスプリング３３により、図１において上方向に弾発付勢されている。軸部３１の外周にはＯリング３４が装着され、このＯリング３４により軸部３１とベース体３との間がシールされる。
【００３７】
ベース体３には、前述したように出力軸部１１の軸部３１が挿入可能な取付穴３２が形成され、この取付穴３２により、出力軸部１１が上下方向に案内される。ベース体３のケーシング側外周にはオネジ部３５が形成され、このオネジ部３５は、ケーシング２ａに形成されたメネジ部３６とシール部材３７を介して密封シール可能に螺着接合されている。ベース体３のバルブ装着側には雄螺子３８が形成され、この雄螺子３８を介してアクチュエータ１ａがバルブ３０に着脱される。
【００３８】
バルブ３０はダイヤフラム弁であり、図１、図２、図３、図５に示した構造は、その一例である。このバルブ３０は、一次側流路３９、二次側流路４０を有する弁箱４１、ダイヤフラム１３、弁座シート４２、ダイヤフラムピース２９、ボンネット４３を有している。ダイヤフラム１３は、弁箱４１の所定位置に配設され、その上部に押圧用の押え部材としてのダイヤフラムピース２９が駆動自在にボンネット４３により取り付けられている。バルブ３０のアクチュエータ１ａとの接続側には、雄螺子３８と螺合可能な雌螺子４４が形成され、この雌螺子４４と雄螺子３８とを螺合させることにより、内部に倍力機構１０を組み込んだアクチュエータ１ａとバルブ３０とを着脱できる。
【００３９】
ダイヤフラムピース２９は、アクチュエータ１ａの出力軸部１１の軸方向への出力により駆動する。このダイヤフラムピース２９の駆動によってダイヤフラム１３が弁座シート４２に接離し、一次側流路３９と二次側流路４０とが開閉可能になる。高圧用バルブでは、ダイヤフラムピース２９が弁座シート４２を押圧する力は、バルブのサイズによって２０００Ｎ程度から１００００Ｎ程度に及ぶ。
【００４０】
本例においては、推力部材１６の外周側面の適宜位置には、可動側係止部４５として断面が半円形状の係止溝４５ａが設けられ、アクチュエータ１ａのケーシング２ａには、固定側係止部４６として係止穴部４６ａが、推力部材１６が係止位置となったとき前記係止溝４５ａと前記係止穴部４６ａの位置が一致するように設けられる。図１においては、固定側係止部４６が２か所設けられて何れか１か所に保持ピン４７ａ一本を挿入している状態を示しているが、より安定化のため双方に２本挿入することもできる。また、前記係止穴部４６ａをケーシング２ａに複数箇所設けた上で、複数本の保持ピン４７ａを挿入して推力部材１６の保持をしてもよい。
【００４１】
さらに、可動側係止部４５を、図示しない係止孔４５ａとすることもできる。係止孔４５ａは、推力部材１６の外周側面に円筒形アクチュエータ１ａの求心方向へあけられた孔であり、アクチュエータ１ａのケーシング２ａには、固定側係止部４６として係止穴部４６ａが、推力部材１６が係止位置となったとき前記係止孔４５ａと前記係止穴部４６ａの位置が一致するように設けられる。この場合、推力部材１６には、図示しないが、回転方向の力が作用して回転することで係止穴部４６ａと係止孔４５ａの位置が円周方向にずれることを防止するための適当な回転防止手段を設けることが望ましい。
【００４２】
本例では、係止溝４５ａは推力部材１６の外周側面を一周して切り欠いた溝として形成されており、保持部材４７としての保持ピン４７ａの先端部５６が、係止穴部４６ａを貫通して係止溝４５ａに着脱可能に係合できる。また、係止孔４５ａは推力部材１６の外周側面に、円筒形アクチュエータ１ａの求心方向へ削られた孔として形成されており、保持部材４７としての保持ピン４７ａの先端部５６が、係止穴部４６ａを貫通して係止孔４５ａに着脱可能に嵌合できる。
【００４３】
推力部材１６に設けられる係止溝４５ａ又は係止孔４５ａの位置は、推力部材１６の駆動やバルブの機能に支障のない位置であればよく、推力部材１６以外の位置であっても、実施に応じて任意の位置にとることができる。
【００４４】
推力部材１６の係止位置は、推力部材１６がダイヤフラム１３を介して弁座シート４２を押圧する位置以外であれば、任意の位置にとることができる。ただし、係止位置は、ピストンの最大変位位置である上死点であることが望ましい。
【００４５】
固定側係止部４６としての係止穴部４６ａの位置は、上述した推力部材１６の係止位置における係止溝４５ａの位置と一致する位置に対して、ケーシング２ａの外周側面に設けられる。
【００４６】
保持ピン４７ａは、オペレータが手でつかむ取手部５５と、固定側係止部４６であるケーシング２ａの係止穴部４６ａへ挿入される先端部５６からなる。
【００４７】
次に、図１、図２に基づき、第１実施形態において、保持ピン４７ａを挿通させてピストン１４の可動側係止部４５をケーシング２ａの固定側係止部４６に係止する動作及びその係止を解除する動作を説明する。
【００４８】
本例では、推力部材１６の駆動源の一例として、エアー操作室２５と吸排気口２３からなるエアー駆動源を有している。シャフト１９に形成された吸排気口２３より圧縮エアーが供給されると、供給された圧縮エアーは分岐口４８を介してエアー操作室２５へ流入し、これによりエアー操作室２５内部の空気圧が上昇し、スプリング１５による付勢力に打ち勝ってピストン１４を、ダイヤフラム１３の押圧を解除する上方向へ押し上げる。
【００４９】
推力部材１６は、ピストン１４と連動して駆動する構造となっているため、前記ピストン１４の解除側である上方向移動に連動して、推力部材１６も上方向へ移動し、可動側係止部４５である係止溝４５ａと固定側係止部４６である係止穴部４６ａの位置が一致する係止位置で停止させる。この係止位置は、上述したように、推力部材１６の上死点の位置であり、この位置であることが望ましい。
【００５０】
推力部材１６が上方向移動すると、推力部材１６のボール９を介したディスク１２に対するダイヤフラム１３を押圧する下方向への押圧力がなくなり、コイルスプリング３３による上方向への付勢力によってディスク１２は上方向へ付勢される。このため、推力部材１６の上方向移動と連動して、ディスク１２と一体の出力軸部１１も上方向移動して、ダイヤフラムピース２９によるダイヤフラム１３への押圧力がなくなる。
【００５１】
ダイヤフラムピース２９がダイヤフラム１３から離間すると、ダイヤフラム１３は、自らの反力により上方向へ変形移動し、弁座シート４２から離間した旧位の形状となる。この形状は、ダイヤフラム１３が弁室内部に取り付けられ外力が作用していないときの形状である。ダイヤフラム１３がこの形状となっているとき、ダイヤフラム１３と弁座シート４２の間の離間距離は、本例においては、０．３ｍｍから０．４ｍｍ程度である。
【００５２】
このようにして推力部材１６が係止位置に停止し弁開となったとき、可動側係止部４５として推力部材１６に設けられた係止溝４５ａと、固定側係止部４６としてケーシング２ａに設けられた係止穴部４６ａの位置が、互いに一致する位置となる。この状態で、保持部材である保持ピン４７ａの先端部５６をケーシング２ａの外方より円筒形アクチュエータ１ａの求心方向へ挿入して、係止穴部４６ａを貫通させて係止溝４５ａへ係合させることで、可動部材である推力部材１６と固定部材であるケーシング２ａを互いに係止させることができるようになる。図１は、このように保持ピン４７ａを挿入して、推力部材１６を係止位置に係止させた状態を示す。
【００５３】
推力部材１６の係止がされた後、エアー操作室２５に供給されているエアーを排気する。操作エアー室２５のエアー排気は、上述したエアー供給の場合と逆に、シャフト１９に形成された分岐口４８からシャフト１９内部を介して吸排気口２３から排気される。エアーが排気されれば、エアー操作室２５内部の気圧がなくなり、スプリング１５によるダイヤフラム１３を押圧する方向への付勢力が推力部材１６に作用するが、上述した保持ピン４７ａの挿入により推力部材１６がケーシング２ａに係止されているため、ダイヤフラム１３が弁座シート４２を押圧することが防止される。
【００５４】
次いで、上述のように保持ピン４７ａが挿入されて推力部材１６が係止されている本例において、推力部材１６の係止を解除するためには、保持ピン４７ａを外方より取り外せばよい。保持ピン４７ａの取手部５５を手でつかんでケーシング２ａから引き抜くと、推力部材１６のケーシング２ａへの係止が解除される。
【００５５】
この場合、上記のように保持ピン４７ａを引き抜いて推力部材の係止を解除する前に、予め操作エアー室２５に所定量のエアーを供給して空気圧を与えスプリング１５による付勢力を弱めることで、保持ピン４７ａを外方より確実に引き抜くことができるようにすることもできる。
【００５６】
係止が解除されれば、スプリング１５の付勢力によって、ピストン１４がダイヤフラム１３を押圧する方向へ付勢されて駆動し、それに連動して推力部材１６も駆動し、ボール９を介して弁駆動用出力軸部１１も駆動し、ダイヤフラムピース２９がダイヤフラム１３を押圧して弁座シート４２に圧着され、図２に示す弁閉状態となる。このようにして、バルブ３０の使用が開始される。
【００５７】
なお本例の場合、保持ピン４７ａの取手部５５が、ケーシング２ａ表面に対して垂直方向に突出しているので、オペレータの手による引き抜き又は挿入操作が行い易い。
【００５８】
図３は、本発明の第２実施形態を示す。第２実施形態においては、第１実施形態と同一部分は同一符号を示し、以降の実施形態においては説明を省略する。
【００５９】
本例においては、推力部材１６の外周側面の適宜位置には、可動側係止部４５として断面が半円形状の係止溝４５ａが設けられ、アクチュエータ１ａのケーシング２ａには、固定側係止部４６として係止穴部４６ｂが、一対の互いに対抗する位置に２か所設けられ、その一対が２組設けられている。推力部材１６が係止位置となったとき、前記係止溝４５ａと前記２組の係止穴部４６ｂの位置が一致する。図３、図４においては、固定側係止部４６は、２組の係止穴部４６ｂが４か所設けられ、何れか１組に保持ピン４７ｂ一本を挿入し他方の係止穴部４６ｂから貫通させている状態を示しているが、より安定化のために双方の組に２本挿入して貫通させることもできる。
【００６０】
本例では、係止溝４５ａは推力部材１６の外周側面を一周して切り欠いた溝として形成されており、保持部材４７としての保持ピン４７ｂの先端部５６が、一対の係止穴部４６ｂの一方を貫通し、係止溝４５ａに沿って推力部材１６と係合しつつ進入し、他方の係止穴部４６ｂから貫通して突出している。本例によれば、保持ピン４７ｂと推力部材１６との接触面積は、図４に示されるように、第１実施形態における接触面積よりも大きい。また、保持ピン４７ｂは、ケーシング２と２か所の係止穴部４６ｂで貫通した状態で保持されているので、第１実施形態における推力部材１６の係止と比較して、推力部材１６の保持を、より安定強固のものとすることができる。
【００６１】
本例では、係止溝４５ａは推力部材１６の外周側面を一周して切り欠いた溝として形成されており、保持部材４７としての保持ピン４７ｂの先端部５６が、１組の係止穴部４６ｂの双方を貫通して係止溝４５ａに着脱可能に係合できる。
【００６２】
推力部材１６に設けられる係止溝４５ａの位置は、推力部材１６の駆動やバルブの機能に支障のない位置であればよく、推力部材１６以外の位置であっても、実施に応じて任意の位置にとることができる。
【００６３】
推力部材１６の係止位置は、推力部材１６がダイヤフラム１３を介して弁座シート４２を押圧する位置以外であれば、任意の位置にとることができる。ただし、係止位置は、ピストンの最大変位位置である上死点であることが望ましい。
【００６４】
固定側係止部４６としての係止穴部４６ｂの位置は、上述した推力部材１６の係止位置における係止溝４５ａの位置と一致する位置に対して、ケーシング２ａの外周側面に設けられる。
【００６５】
本例における保持ピン４７ｂを挿通させて推力部材１６の可動側係止部４５をケーシング２ａの固定側係止部４６に係止する動作及びその係止を解除する動作は、上述した第１実施形態と同様である。
【００６６】
図５は、本発明の第３実施形態を示す。本例においても、第１実施形態と同一部分は同一符号を示し、以降の実施形態においては説明を省略する。
【００６７】
本例においては、推力部材１６の外周側面の適宜位置には、可動側係止部４５として円筒形アクチュエータ１ａの求心方向以外の方向へ直線状にあけられた孔又は貫通させられた孔である係止孔４５ｃが設けられ、アクチュエータ１ａのケーシング２ａには、固定側係止部４６として係止穴部４６ｃが、前記係止孔４５ｃがあけられた孔の場合は１か所、前記係止孔４５ｃが貫通させられた孔の場合は一対の互いに対抗する位置に２か所設けられている。推力部材１６が係止位置となったとき、前記係止孔４５ｃの開口部５０と前記１か所又は１組の係止穴部４６ｃの位置が一致する。図５、図６においては、貫通させられた孔である係止孔４５ｃが１か所設けられ係止穴部４６ｃが１組設けられて保持ピン４７ｃ一本を挿入して推力部材１６及びケーシング２ａを貫通している状態を示している。
【００６８】
前記係止孔４５ｃがあけられた孔である場合は、保持ピン４７ｃの先端部５６が、前記係止穴部４６ｃを貫通して保持ピン４７ｃと着脱自在に嵌合することができ、前記係止孔４５ｃが貫通させられた孔である場合は、保持ピン４７ｃの先端部５６が、１組の係止穴部４６ｃの一方を貫通して保持ピン４７ｃと着脱自在に嵌合することができる。この場合は先端部５６を係止穴部４６ｃの他方からさらに貫通させて外方に突出させてもよいし、貫通させずに新たな保持ピンの先端部５６を前記係止穴部４６ｃの他方に貫通させて、保持ピン４７ｃを前記係止孔４５ｃと着脱自在に嵌合させてもよい。
【００６９】
さらに、前記係止孔４５ｃは２か所以上設けてもよく、それに対応して前記係止穴部４６ｃも複数箇所設け保持ピン４７ｃも複数本用いてもよい。
【００７０】
また本例においては、推力部材１６には、図示しないが、回転方向の力が作用して回転することで係止穴部４６ｃと係止孔４５ｃの位置が円周方向にずれることを防止するための適当な回転防止手段を設けることが望ましい。
【００７１】
本例では、推力部材１６の係止孔４５ｃに保持ピン４７ｃの先端部５６が挿入又は貫通されているので、保持ピン４７ｃと推力部材１６との接触面積は第２実施形態における接触面積よりも大きいため、第２実施形態における推力部材１６の係止と比較して、推力部材１６の保持を、より安定強固のものとすることができる。特に保持ピン４７ｃの先端部が推力部材１６を貫通している場合は、その効果が大きい。
【００７２】
推力部材１６に設けられる係止孔４５ｃの位置は、推力部材１６の駆動やバルブの機能に支障のない位置であればよく、推力部材１６以外の位置であっても、実施に応じて任意の位置にとることができる。
【００７３】
推力部材１６の係止位置は、推力部材１６がダイヤフラム１３を介して弁座シート４２を押圧する位置以外であれば、任意の位置にとることができる。ただし、係止位置は、ピストンの最大変位位置である上死点であることが望ましい。
【００７４】
固定側係止部４６としての係止穴部４６ｃの位置は、上述した推力部材１６の係止位置における係止孔４５ｃの開口部５０の位置と一致する位置に対して、ケーシング２ａの外周側面に設けられる。
【００７５】
本例における保持ピン４７ｃを挿通させて推力部材１６の可動側係止部４５をケーシング２ａの固定側係止部４６に係止する動作及びその係止を解除する動作は、上述した第１実施形態と同様である。
【００７６】
図７、図８は第４実施形態を、図９、１０は第５実施形態を示している。これらの実施形態は、上記実施形態とは別の構造のアクチュエータ１ｂへ本発明を適用した高圧用自動ダイヤフラムバルブの実施形態である。
【００７７】
図７は、本発明の第４実施形態を示す。図７の中央縦線より左側は、保持ピンが挿入されピストンが係止された状態を、中央縦線より右側は、保持ピンが引き抜かれてピストンの係止が解除された状態を示す。
【００７８】
アクチュエータ１ｂは、ケーシング２ｂ内に設けられて駆動するピストン１４を付勢するスプリング１５を有し、上記実施形態と同様に、弁体であるダイヤフラムを押圧する下方向へピストン１４を付勢している。
【００７９】
本例においては、ピストン１４の適宜位置には、可動側係止部４５として係止孔４５ｄが一対の互いに対抗する位置に２か所設けられ、アクチュエータ１ｂのケーシング２ｂには、固定側係止部４６として係止穴部４６ｄが一対の互いに対抗する位置に２か所設けられ、推力部材１６が係止位置となったとき、前記係止孔４５ｄと前記係止穴部４６ｄの位置が一致するように設ける。図７においては、固定側係止部４６は、本例では２か所設けて、その一方に保持部材４７である保持ピン４７ｄを１本挿入しているが、ピストン１４の係止をより安定させるため双方の固定側係止部４６に保持ピン４７ｄを２本挿入してもよい。
【００８０】
本例においても、上述した第１実施形態と同様に、ピストン１４の位置が係止位置となっているときに、保持部材である保持ピン４７ｄの先端部５６をケーシング２ｂの外方より円筒形アクチュエータ１ｂの求心方向へ挿入して、係止穴部４６ｄを貫通させて係止孔４５ｄへ嵌合させることで、可動部材であるピストン１４と固定部材であるケーシング２ｂを互いに係止させることができるようになる。図８は、このように保持ピン４７ｄを２本挿入して、ピストン１４を係止位置に係止させた状態を示す。また、ピストン１４の係止を解除するためには、保持ピン４７ｄを外方より取り外せばよい。保持ピン４７ｄの取手部５５を手でつかんでケーシング２ｂから引き抜くと、ピストン１４のケーシング２ｂへの係止が解除される。
【００８１】
ピストン１４に設けられる係止孔４５ｄの位置は、ピストン１４の駆動やバルブの機能に支障のない位置であればよく、ピストン１４以外の位置であっても、実施に応じて任意の位置にとることができる。
【００８２】
ピストン１４の係止位置は、ピストン１４がダイヤフラムを介して弁座シートを押圧する位置以外であれば、任意の位置にとることができる。ただし、係止位置は、ピストンの最大変位位置である上死点であることが望ましい。
【００８３】
固定側係止部４６としての係止穴部４６ｄの位置は、上述したピストン１４の係止位置における係止孔４５ｄの開口部５０の位置と一致する位置に対して、ケーシング２ｂの外周側面に設けられる。
【００８４】
本例によれば、図８に示されるように２本の保持ピンでピストン１４を係止しているので、１本の保持ピン４７ａで推力部材１６を保持する第１実施形態における場合と比較して、保持ピンに加わるピストンの付勢力が分散されバランスよく保持できることから、ピストン１４やケーシング２ｂの形状等を傷めずより安定長期の係止ができる。また、保持ピン４７ｄを２本有するので不意に一方の１本が外れても、他方の１本の保持ピンでピストン１４の係止が持続できる。
【００８５】
図９は、第５実施形態を示す。中央縦線より左側は、保持ピン５４が挿入されピストン５２が係止された状態を、中央縦線より右側は、保持ピン５４が引き抜かれてピストン５２の係止が解除された状態を示す。本例においては、第４実施形態と同一部分は同一符号を示し、説明を省略する。
【００８６】
本例においては、ピストン１４の適宜位置には、可動側係止部４５として半円形状にピストン１４の外周側面を切り欠いた係止溝４５ｅが設けられ、アクチュエータ１ｂのケーシング２ｂには、固定側係止部４６として係止穴部４６ｅが一対の互いに対抗する位置に２か所設けられ、その一対が２組設けられており、ピストン１４が係止位置となったとき、前記係止溝４５ｅと前記係止穴部４６ｅの位置が一致するように設ける。図９においては、固定側係止部４６は、本例では２組設けて、その一方に保持部材４７である保持ピン４７ｅを１本挿入しているが、ピストン１４の係止をより安定させるため双方の固定側係止部４６に保持ピン４７ｅを２本挿入してもよい。
【００８７】
本例においても、上述した第２実施形態と同様に、ピストン１４の位置が係止位置となっているときに、保持部材である保持ピン４７ｅの先端部５６をケーシング２ｂへ挿入して、係止穴部４６ｅを貫通させて係止溝４５ｅへ係合させることで、可動部材であるピストン１４と固定部材であるケーシング２ｂを互いに係止させることができるようになる。図１０は、このように保持ピン４７ｅを２本挿入して、ピストン１４を係止位置に係止させた状態を示す。また、ピストン１４の係止を解除するためには、保持ピン４７ｅを外方より取り外せばよい。保持ピン４７ｅの取手部５５を手でつかんでケーシング２ｂから引き抜くと、ピストン１４のケーシング２ｂへの係止が解除される。
【００８８】
ピストン１４に設けられる係止孔４５ｅの位置は、ピストン１４の駆動やバルブの機能に支障のない位置であればよく、ピストン１４以外の位置であっても、実施に応じて任意の位置にとることができる。
【００８９】
ピストン１４の係止位置は、ピストン１４がダイヤフラムを介して弁座シートを押圧する位置以外であれば、任意の位置にとることができる。ただし、係止位置は、ピストンの最大変位位置である上死点であることが望ましい。
【００９０】
固定側係止部４６としての係止穴部４６ｅの位置は、上述したピストン１４の係止位置における係止溝４５ｅの位置と一致する位置に対して、ケーシング２ｂの外周側面に設けられる。
【００９１】
本実施形態によれば、図１０に示されるように２本の保持ピンでピストン１４を係止しているので、１本の保持ピン４７ｂ，４７ｃで推力部材１６を保持する第２、第３実施形態における場合と比較して、保持ピンに加わるピストンの付勢力が分散されバランスよく保持できることから、ピストン１４やケーシング２ｂの形状等を傷めずより安定長期の係止ができる。また、保持ピン４７ｅを２本有するので不意に一方の１本が外れても、他方の１本の保持ピンでピストン１４の係止が持続できる。
【００９２】
図１１、図１２においては本発明の高圧用自動ダイヤフラムバルブの第６実施形態を示しており、図１１（ａ）、図１２（ａ）は、この実施形態におけるダイヤフラムバルブの縦断面図、図１１（ｂ）、図１２（ｂ）は、図１１（ａ）、図１２（ａ）におけるアクチュエータの一部省略縦中央断面図を示している。
【００９３】
本実施形態におけるバルブ用アクチュエータ６０は、内部にピストン機構６１と、倍力機構６２とを有している。
ピストン機構６１は、略円筒状に形成されたケーシング７０と、このケーシング７０に挿着可能な略円筒状のピストン７１とを有し、ケーシング７０内にＯリング７２を介してピストン７１が挿着され、ケーシング７０上部に設けられた吸排気口２３からの吸排気によってピストン７１がケーシング７０内を摺動しながら往復動自在に設けられる。ケーシング７０の下部には開口部７３が設けられ、この開口部７３にはめねじ７４、環状の係止段部７５が形成される。ケーシング７０には、開口部７３よりケース７６、ベース７７が装着可能に設けられる。さらに、ベース７７にはキャップ７８が取付けられ、このキャップ７８を介してバルブボデー７９が装着される。
【００９４】
倍力機構６２は、ピストン７１、昇降体８０、カム８１、スプリング８２、ローラー８３、出力軸部８４を有し、昇降体８０、カム８１、スプリング８２、出力軸部８４の上部が装着用のケース７６に装着され、昇降体８０がケース７６内を上下移動可能に設けられている。ローラー８３はピストン７１に取付けられ、後述するように、いわゆる、てこの原理を利用しながらピストン７１の往復動に連動してカム８１を動作するように設けられる。このような倍力機構８０を介して、ダイヤフラムバルブは、ピストン機構６１の動作に応じてダイヤフラムピース２９で、ダイヤフラム１３を弁座シート４２に押圧して弁閉される構造になっている。
【００９５】
倍力機構６２において、図１３に示すように、ケース７６は略円板状に形成され、ケーシング７０の開口部７３よりベース７７の上面に載置された状態で係止段部７５に係止した状態でケーシング７０に取付け可能に設けられる。円板状ケース７６の直径方向には、昇降体８０及びカム８１を装着するための直線状の溝部９０が形成され、この溝部９０の長さ方向の両端側の底部には、連通孔９１が外周面に貫通して設けられる。
【００９６】
図１４に示すように、連通孔９１には、ケーシング７０に貫通形成された挿入孔９２を介して保持ピンからなる保持部材９３が挿入可能に設けられる。保持ピン９３は、挿入孔９２への挿入時に昇降体８０の底面８０ａが当接可能な長さに設けられ、図１１（ａ）に示すように、保持ピン９３の外端側には手指で摘むことが可能な折曲部９４が形成されている。
【００９７】
ケース７６の溝部９０の中央には、出力軸部８４の上端部を挿通可能な貫通穴９５が形成され、溝部９０の両側付近には、この溝部９０との直交方向に２つの連通穴９６が外周面に連通して形成されている。各連通穴９６にはピン部材９７が挿入され、このピン部材９７は、ケース７６の上面側から各連通穴９６と交差する方向に嵌入される止めピン９８で両端が位置決めされ、連通穴９６に抜け止め状態で挿着される。
ケース７６の直径方向における溝部９０との直交位置には、スプリング８２を挿入可能な有底穴９９が対向して２ヶ所に形成され、これらの遊底穴９９にスプリング８２の一側部が挿入される。
【００９８】
昇降体８０は、例えば、合金工具鋼などの金属により略長方体形状に設けられ、溝部９０の中央位置に装入される。図１１において、昇降体８０の底面側は中央を頂部８０ｂとした山形状に形成され、この頂部８０ｂに貫通穴９５から挿通した出力軸部８４の先端が当接される。昇降体８０は、後述するように、ピストン機構６１の上下方向の往復動に連動して上下移動するように取付けられ、この上下移動により出力軸部８４を上下動させるように設けられる。
【００９９】
図１１（ａ）、図１２（ａ）において、カム８１は略Ｌ字形状に形成され、ケース７６への装着側に取付穴１００、この取付穴１００の他端部側にローラー８３を係止可能な係止片１０１が設けられる。２つのカム８１、８１は、ケース７６の中心に対称に昇降体８０の上から溝部９０に装入されるように取付けられ、取付穴１００に前記のピン部材９７が挿入されて溝部９０に抜け止め状態となり、ピン部材９７によりケース７６に対して回動可能に設けられる。カム８１の昇降体８０側には、この昇降体８０の両端上部の角部位が係止する係止凹部１０２が設けられ、この係止凹部１０２と昇降体８０との係止により、カム８１の回動に応じてその範囲が規制されながら昇降体８０が昇降動作するようになっている。
【０１００】
図１４において、スプリング８２は、上記したようにケース７６の遊底穴９９に一側部が挿入され、一方、このスプリング８２の他端部は、図１１（ｂ）、図１２（ｂ）に示すように略円筒状に形成されたピストン７１の底面側に当接される。これにより、スプリング８２は、ピストン７１内の２ヶ所に配置され、ピストン機構６１からの圧縮エアー排気時に、ピストン７１を同図において上方向に弾発するように設けられている。
各スプリング８２、８２は、右巻き、左巻きに設けられ、このように相互の巻方向が逆向きに形成されている。
【０１０１】
図１４に示すローラー８３は、図１１のピストン７１内のカム８１との係止位置に水平方向に２ヶ所設けられ、ピストン７１の往復動に伴ってこのピストン７１と一体に上下移動するようになっている。ローラー８３は、ピストン７１に対して回転可能に取付けられた状態でカム８１の係止片１０１が係止され、このローラー８３の移動時には、ピストン７１の往復動時のカム８１との摩擦抵抗が少なくなる。
【０１０２】
出力軸部８４は、昇降体８０とダイヤフラムピース２９との間に設けられ、コイルスプリング３３により、図１１において上方向に弾発付勢されている。これにより、前述の昇降体８０が下方向からカム８１側に押圧され、このカム８１の回転動作により昇降体８０が昇降動されるときには、この昇降動に伴って出力軸部８４も一体的に上下移動可能に設けられる。このとき、昇降体８０の昇動作によって出力軸部８４が上方向に移動したときには、ダイヤフラムピース２９も上方向に移動してダイヤフラム１３が弁開状態となり、一方、昇降体８０が降動作して出力軸部８４が下方向に移動したときには、ダイヤフラムピース２９の下方向への移動によりダイヤフラム１３が弁開状態に変形される。このとき、前記の昇降体８０の底面８０ａ側が山形状に形成されていることで、出力軸部８４がこの底面８０ａ側によって調心されながら上下動され、ダイヤフラム１３が均等に押圧されることで弁座シート４２に均一にシールされる。これによって弁閉時のシール性が向上する。
【０１０３】
図１１の倍力機構６２において、ピストン機構６１に圧縮エアーを供給してピストン７１を下方向に動かしたときには、ローラー８３の下方移動によってこのローラー８３の外周面に沿ってコイルスプリング３３で弾発された２つのカム８１、８１が、外方向への回転、すなわち昇降体８０の押圧を緩和する方向に回転し、この昇降体８０が上昇移動する。これによって、出力軸部８４、ダイヤフラムピース２９が上方向に移動して、ダイヤフラム１３が自力にて上方向に変形移動する。
【０１０４】
図１１に示すように、ピストンの下方向移動により倍力機構６２を介して昇降体８０を上方向に動かしたときには、この昇降体底面８０ａ側と、この底面８０ａが全閉時に当接するケース７６の固定側当接面１０５との間には隙間Ｇが生じる。この隙間Ｇは、ピストン７１を下死点に移動させたときに最大となり、この状態においてケーシング７０の外方より挿入孔９２から保持ピン９３を挿入可能となる。この状態で挿入孔９２から保持ピン９３を差し込むことで、昇降体８０の解除側への移動時において昇降体底面８０ａに保持ピン９３を係止することが可能になる。その際、昇降体底面８０ａが中央に向けて傾斜していることで、この傾斜によって保持ピン９３が案内されて容易に挿入可能となる。
【０１０５】
このように、ダイヤフラムバルブの閉状態において、昇降体８０の解除側への移動時に保持ピン９３により昇降体８０を係止することで、出力軸部８４、ダイヤフラムピース２９を上方に移動させてダイヤフラム１３を自力で上方向に変形させた状態において、このダイヤフラム１３と弁座シート４２との非接触状態を保持できる。そのため、保持ピン９３の差し込み後にエアーの供給を停止した場合にも隙間Ｇが確保され、これによってダイヤフラム１３が弁座シート４２に接触することが防止される。そのため、ダイヤフラム１３の摩耗や劣化が防がれ、弁座シート４２にも負荷を掛けずに長期保存することが可能になる。
【０１０６】
一方、ダイヤフラムバルブの使用時においては、保持ピン９３外端の折曲部９４を摘んでケーシング７０の外方より抜き出すようにすればよく、図１２に示すように、保持ピン９３による係止が外れることで昇降体８０が下降移動し、通常の弁閉時には高圧用自動ＮＣタイプのダイヤフラムバルブとして腐食性流体等の漏れを防ぎ、弁開時には倍力機構６２を介してダイヤフラム１３が動作させて細かい流量制御を行った場合にも、所定の流路を確保できる。
【０１０７】
このように昇降体８０を用いた倍力機構６２を設けていることで、この実施形態のアクチュエータでは、エアーを供給してピストン７１を下方向に移動させたときに昇降体８０を昇動作させて弁開状態にし、一方、エアーを排気してピストン７１を上方向に移動させたときにスプリング８２の弾発力で昇降体８０を下方向に押圧して弁閉状態に構造に設けられている。
【０１０８】
また、ベース７７は、ケース７６と略同径の略円板状に形成され、上部外周側にはめねじ７４と螺着するおねじ１０６が形成され、上部内周側にはキャップ７８取付け用の雌ねじ１０７と、この雌ねじ１０７に続けて下方側に環状凹部１０８が形成されている。ベース７７は、ケース７６が嵌入されたケーシング７０の開口部７３側からめねじ７４におねじ１０６を介して螺着され、このベース７７によってケース７６がケーシング７０内の係止段部７５により位置決め固定される。このとき、ベース７７の最外周に形成されたおねじ１０６、ケーシング開口部７３に形成された拡径状のめねじ７４とが螺合して一体化されることで締付け力が強くなり、これによってガタつきの発生が防がれてアクチュエータの作動時にケース７６が動いて振動や異音を発生させることがなく、ピストン７１の摺動もスムーズになる。
ベース７７の下部外周の３ヶ所には、雌螺子部１１０が１２０°間隔で均等に形成され、この雌螺子部１１０に止めネジ１１１が螺着される。
【０１０９】
キャップ７８は略円筒状に形成され、上部にはベースの雌ねじ１０７に螺着可能な雄ねじ１１２と、この雄ねじ１１２に続けて環状凹部１０８に嵌合可能な環状凸部１１３が形成され、キャップ７８下部にはバルブボデー７９に形成された雌ねじ部１１４に螺着する雄ねじ部１１５が形成される。キャップ７８中央には、出力軸部８４挿入用の挿入穴部１１６が設けられている。
【０１１０】
この場合、キャップ７８の雄ねじ１１２と前記ベース７７の雌ねじ１０７とが、大径に形成されていることが望ましい。このように設けられている場合、アクチュエータ動作時の推力がこれら雄ねじ１１２と雌ねじ１０７とに加わったときにも十分な強度を確保することができ、安定した動作が可能となる。
【０１１１】
キャップ７８は、３個の止めネジ１１１でベース７７の外周側から固定されており、これら止めネジ１１１によりベース７７に容易に固定可能となり、３ヶ所で強固に芯出ししながら取付けられることで、締付け後にベース７７に対してキャップ７８がグラつくこともない。さらに、ベース７７の側面方向から止めネジ１１１を締付ける構造であるため、ダイヤフラムバルブが配管等に取付けられている場合にもこの配管やバルブボデー７９等が邪魔になることがなく、ベース７７へのキャップ７８の螺入状態を調節してストローク調整を行った上で、止めネジ１１１により簡単にこれらを固定できる。
【０１１２】
この実施形態のダイヤフラムバルブにおける倍力機構６２は、昇降体８０とカム８１との係止により動作する構造であって、昇降体８０が摺動を伴って昇降することがなく、摺動部であるピストン７１に保持ピン９３を係止することがないため、ピストン７１に負荷が掛かることがなく、ピストン７１外面やケーシング７０内面に傷やバリが発生するおそれがない。そのためにピストン７１の摺動時に保持ピン９３による傷やバリ等でＯリング７２が損傷したり作動不良を生じることがない。これによって、延いてはケーシング７０をアルミ等の軟質材料で形成して全体の軽量化を図ることも可能になり、この場合にも保持ピン９３によって傷やバリ等が発生することがない。
【０１１３】
図１２の倍力機構６２において、ピストン機構６１の圧縮エアーを排気したときには、スプリング８２の弾発力によりピストン７１が上方向に動き、ローラー８３が上方移動することで、２つのカム８１、８１が内方向への回転、すなわち昇降体８０を下降移動させて負荷を与える方向に回転する。昇降体８０の移動により、出力軸部８４、ダイヤフラムピース２９が下方向に移動し、ダイヤフラムピース２９によりダイヤフラム１３が弁座シート４２に着座して弁閉状態となる。このとき、倍力機構６２がカムを用いた、てこの原理を使用して昇降体８０を強く押圧する機構であることから、ダイヤフラム１３を弁座シート４２に強く押し付けて高圧流体の場合にも確実に漏れを防止する。
【０１１４】
ピストン７１には上方向に弾発するスプリング８２が２ヶ所に設けられ、これらスプリング８２の相互の巻方向が逆向きに設けられていることにより、スプリング８２の圧縮時に右巻きと左向きと相合抵抗によってピストン７１の回転が防がれる。このため、カム８１と溝部９０との擦れによる互いの干渉が抑制され、ピストン７１のストロークが大きい場合にもスプリング８２圧縮時のよじれによるピストン７１の回転が防がれ、カム８１と溝部９０との擦れによる作動不良や寿命低下の危険性も回避される。さらに、ピストン７１動作が正確になることで、ダイヤフラムバルブを高精度に開制御可能になる。
【０１１５】
なお、昇降体８０は、エアーの供給で動作するピストン７１の上下動に伴って内部で摺動することなくバルブ開閉できるものであればよく、ダイヤフラムバルブが、昇降体底面８０ａに保持ピン９３を外部から係止させ、ダイヤフラムピース２９の下方向の移動を規制してダイヤフラム１３の摩耗や劣化を防止できるものであればよい。そのため、昇降体８０は必ずしも出力軸部８４やダイヤフラムピース２９と別体である必要はなく、これらが一体に設けられていてもよい。
【０１１６】
また、この実施形態では、ケーシング７０に形成した挿入孔９２から保持ピン９３を挿入しているが、昇降体底面８０ａに生じる隙間Ｇに挿入して昇降体８０を弁開状態に保持できるものであれば、挿入部分を溝状等に設けるようにしてもよく、一方、保持部材をプレート状やその他の形状に設けてもよい。
【符号の説明】
【０１１７】
１ａ，１ｂ  アクチュエータ
２ａ，２ｂ  ケーシング
４  ボデー
１０  倍力機構
１３  ダイヤフラム
１４  ピストン
１５、８２  スプリング
１６  推力部材
４２  弁座シート
４５  可動側係止部
４５ａ，４５ｂ，４５ｅ  係止溝
４５ｃ，４５ｄ  係止孔
４６  固定側係止部
４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ，４６ｅ  係止穴部
４７  保持部材
４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ，４７ｅ  保持ピン
８０  昇降体
８０ａ  昇降体底面
９３  保持ピン（保持部材）
９４  折曲部
Ｇ  隙間
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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