(57)【要約】【課題】緊急時には全閉となると共に、流体が高圧となる状況下においても優れたシール性能を発揮することができる流体作動弁を提供する。【解決手段】流体作動弁は、貫通口２１を介して連通している第１弁室１６及び第２弁室２５と、第１弁室１６に隣接して設けられ且つ第１ピストン６を摺動可能に収容している第１シリンダ室３９と、第２弁室２５内に位置し且つ貫通口２１周りの弁座２２に当接又は離間する弁体３と、一端が第１ピストン６に接続され且つ他端が弁体１６と接続された弁軸４と、内周部を弁軸４に固定され且つ外周部を第１弁室１６の内周面に固定された環状のダイヤフラム８とを備える。第１ピストン６はバネ９によって付勢され、弁体３が弁座２２に当接している。第１シリンダ５の作動流体供給口から作動流体を供給することによって、第１ピストン６を移動させ、弁体３を弁座２２から離間させることができる。【選択図】      図１
2004308717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁箱と、
貫通口を介して連通している前記弁箱内に設けられた第１弁室及び第２弁室と、
前記弁箱の内部において第１弁室に隣接して設けられた第１シリンダ室と、
前記第１シリンダ室に摺動可能に収容されている第１ピストンと、
第２弁室内に位置し且つ前記貫通口の縁部に形成された弁座に当接又は離間することにより第１弁室と第２弁室との間を連通又は遮断する弁体と、
前記貫通口及び前記第１弁室を通って延び、一端が前記第１ピストンに接続されており且つ他端が前記弁体と接続されている弁軸と、
内周部を前記弁軸の周面に固定され且つ外周部を前記第１弁室の内周面に固定されている環状のダイヤフラムとを備え、
前記第１ピストンがバネによって前記第１弁室から離れる方向に付勢され、前記弁体が前記弁座に当接させられており、前記第１ピストンによって隔てられた第１シリンダ室内の空間のうち第１弁室から離れた側の空間に作動流体を供給することによって、前記第１ピストンを前記第１弁室に近づく方向に移動させ、前記弁体を前記弁座から離間させて、前記第１弁室と前記第２弁室との間で流体の流通を可能とさせることを特徴とする流体作動弁。
【請求項２】
前記第１弁室内の流体に対する受圧面積について、前記弁体よりも前記ダイヤフラムの方が大きくなるように定められている、請求項１に記載の流体作動弁。
【請求項３】
前記流体作動弁は、前記弁箱内において前記第１シリンダ室と隣接して前記第１弁室と反対側に設けられた第２シリンダ室と、前記第２シリンダ室に摺動可能に収容されている第２ピストンと、一端が前記第１シリンダ室内に位置し且つ他端が前記弁箱の外部に位置するように前記第２ピストン及び前記第２シリンダ室を貫通して延び、前記前記第２ピストンからの突出量を調節可能なように第２ピストンに取り付けられている調節ネジとを備えており、前記第２ピストンによって隔てられた前記第２シリンダ室内の空間のうち前記第１シリンダ室から離れた側の空間に作動流体を供給することによって、前記調節ネジの前記一端を前記第１ピストンに当接させて、前記第１ピストンを前記第１弁室へ近づく方向に移動させ、前記弁体を前記弁座から離間させる、請求項１に記載の流体作動弁。
【請求項４】
前記第２弁室が前記弁箱底部に設けられている、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の流体作動弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化学工場、半導体製造分野、食品分野、バイオ分野などの各種産業における流体輸送で使用される、流体の出入口となる第１流路と第２流路とを備えた流体作動弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種化学薬液ラインや純水ラインにおいて、例えば図６に示されているようにタンク１０８内に所定量の流体を精度良く供給する際には、口径の異なる複数の二方弁１０６、１０７を並列に設け、初期段階においては双方の二方弁１０６、１０７を開放して大流量にて充填し、最終段階においては大口径の二方弁１０７を閉じ且つ小口径の二方弁１０６のみを開放して、全体容量の微小な調節を行なうといった方法が取られていた。
【０００３】
しかし、この方法では二方弁を２台以上設置することが必要となるため、配管作業が煩雑になり、広い配管スペースが必要になる他に、複数のバルブ及びそのための配管材料に起因して、コストが増大するといった問題があった。
【０００４】
これらを解決する手段としては図７に示されているような３ポジション開閉弁を応用して用いることが考えられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図７によると、この３ポジション開閉弁は、第１操作ポート１１７と第２操作ポート１１８のいずれからも作動流体（例えば、圧縮空気等）が注入されないときには、弁体１１２を一端に備える第１ピストン１１３が第１復帰バネ１１４の付勢力により弁座１１５から離間する方向へ付勢されるとともに、規制ロッド１１６によりその移動が規制され、弁の微開状態が維持される構成になっている。
ここで、第２操作ポート１１８からは作動流体を注入せずに、第１操作ポート１１７から作動流体を注入すると、第１ピストン１１３が第１復帰バネ１１４の付勢に抗して下向きに押圧され、弁体１１２が弁座１１５と接触して、弁は全閉状態となる。逆に、第１操作ポート１１７からは作動流体を注入せずに、第２操作ポート１１８から作動流体を注入すると、第２ピストン１１９が第２復帰バネ１２０の付勢に抗して上向きに押圧され、第２ピストン１１９に接合された規制ロッド１１６が上向きに移動し、すなわち第１ピストン１１３の規制が解除されて、弁は全開状態となる。
【０００６】
この３ポジション開閉弁を応用した使用方法を具体的に説明すると、タンク内へ所定量の流体（例えば、薬液等）を供給する際に、初期段階においては、第１操作ポート１１７から作動流体を注入せずに第２操作ポート１１８から作動流体を注入することによって、弁を全開状態にして大流量にて充填を行ない、最終段階においては、第１操作ポート１１７と第２操作ポート１１８のいずれからも作動流体を注入しないようにすることによって、弁を微開状態にして全体容量の微量な調節を行なう。そして、所定量の充填が終了した後、第２操作ポート１１８から作動流体を注入せずに第１操作ポート１１７から作動流体を注入することによって、弁を全閉状態にし、流体の供給を止めるようにする。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２１７７６７号公報  （第８頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような３ポジション開閉弁では、作動流体が注入されない状況において全閉する機能を持っていないため、例えば作動流体の供給が停止されるような緊急事態が発生した場合に、弁は微開状態を維持し、ラインを流れる薬液等の流体が流れ出続けてしまうという問題があった。また、弁の全閉時には弁体が弁座を上から押圧することで止水を行なう構造となっており、止水されている流体は弁体を押し上げる方向、すなわち弁体を弁座から離間させる方向へ力を加えるようになっているため、特に流体圧が高い場合には、弁体を弁座へ押圧させる力に対して流体が弁体を押し上げる力が勝ってしまい、漏れが発生しやすくなるといった問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、上記従来技術に存する問題を解消して、緊急時には全閉となる機能を備え、さらには流体が高圧となる状況下においても優れたシール性能を発揮することができる流体作動弁を提供することにある。また、本発明の他の目的は、上記構成を有すると共に、弁開度を全閉、全開及び任意の中間開度に調節し保持することが可能である流体作動弁を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的に鑑み、弁箱と、貫通口を介して連通している前記弁箱内に設けられた第１弁室及び第２弁室と、前記弁箱の内部において第１弁室に隣接して設けられた第１シリンダ室と、前記第１シリンダ室に摺動可能に収容されている第１ピストンと、第２弁室内に位置し且つ前記貫通口の縁部に形成された弁座に当接又は離間することにより第１弁室と第２弁室との間を連通又は遮断する弁体と、前記貫通口及び前記第１弁室を通って延び、一端が前記第１ピストンに接続されており且つ他端が前記弁体と接続されている弁軸と、内周部を前記弁軸に固定され且つ外周部を前記第１弁室の内周面に固定されている環状のダイヤフラムとを備え、前記第１ピストンがバネによって前記第１弁室から離れる方向に付勢され、前記弁体が前記弁座に当接させられており、前記第１ピストンによって隔てられた第１シリンダ室内の空間のうち第１弁室から離れた側の空間に作動流体を供給することによって、前記第１ピストンを前記第１弁室に近づく方向に移動させ、前記弁体を前記弁座から離間させて、前記第１弁室と前記第２弁室との間で流体の流通を可能とさせるようになっている流体作動弁を提供する。
【００１１】
上記流体作動弁では、前記第１弁室内の流体に対する受圧面積について、前記弁体よりも前記ダイヤフラムの方が大きくなるように定められていることが好ましい。
【００１２】
本発明の流体作動弁では、第１ピストンがバネによって第１弁室から離れる方向に付勢されているので、エア、オイル等の作動流体が流体作動弁に供給されていないときには、弁軸を介して第１ピストンに接続されている弁体が弁座に押し付けられ、全閉状態となる。このため、流体作動弁に作動流体が供給されない緊急時に、流体が弁を通って流れることはなくなる。
【００１３】
また、全閉状態では、第１弁室内の流体がダイヤフラムと弁体との両方に圧力を作用させるが、弁体は貫通口を介して上記流体の圧力を受け、貫通口の開口面積は最大でも第１弁室の断面積と等しい程度となる。したがって、ダイヤフラムの受圧面積は少なくとも弁体の受圧面積と等しくなるので、第１弁室内の流体によって弁体に作用し弁体を弁座から離間させる方向の力は、第１弁室内の流体によってダイヤフラムに作用し弁体を弁座に押し付ける方向の力によって相殺され、弁体を弁座から離間させる方向の力が勝ることはなくなる。
【００１４】
特に、第１弁室内の流体に対する弁体の受圧面積よりもダイヤフラムの受圧面積の方が大きくなるように定められていれば、全閉状態では、常に、弁体を弁座に押し付ける方向の力が弁体を弁座から離間させる方向の力に勝るので、優れたシール性能を発揮することが可能となる。
【００１５】
上記流体作動弁の好ましい実施形態では、流体作動弁が、前記弁箱内において前記第１シリンダ室と隣接して前記第１弁室と反対側に設けられた第２シリンダ室と、前記第２シリンダ室に摺動可能に収容されている第２ピストンと、一端が前記第１シリンダ室内に位置し且つ他端が前記弁箱の外部に位置するように前記第２ピストン及び前記第２シリンダ室を貫通して延び、前記前記第２ピストンからの突出量を調節可能なように第２ピストンに取り付けられている調節ネジとを備えており、前記第２ピストンによって隔てられた前記第２シリンダ室内の空間のうち前記第１シリンダ室から離れた側の空間にエア、オイル等を供給することによって、前記調節ネジの前記一端を前記第１ピストンに当接させて、前記第１ピストンを前記第１弁室へ近づく方向に移動させ、前記弁体を前記弁座から離間させるようになっている。
【００１６】
第２シリンダ室の第２ピストンに取り付けられた調節ネジを第１ピストンに当接させて、弁体を弁座から離間させるようになっていれば、第２ピストンから調節ネジが突出する量を調節することによって、弁開度を調節することができ、全閉状態と全開状態との中間開度に弁を調節することが可能となる。この調節ネジの他端が弁箱の外部に位置していれば、弁箱を分解することなく第２ピストンに対する調節ネジの突出量を調節できるので、弁開度の調節は一層容易となる。
【００１７】
上記流体作動弁のさらに好ましい実施形態では、前記第２弁室が前記弁箱底部に設けられている。
【００１８】
第２弁室が弁箱の底部に設けられていれば、弁をタンク等に直接的に設置したときに、第２弁室とタンク等とを接続するための配管の必要性をなくすことが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施態様について図面を参照して説明するが、本発明が本実施態様に限定されないことはいうまでもない。
【００２０】
図１は本発明の流体作動弁の例であるエアオペレイトバルブの全閉状態を示している縦断面図である。図２は図１のエアオペレイトバルブの全開状態を示している縦断面図である。図３は図１のエアオペレイトバルブの中間開度状態を示している縦断面図である。図４は本発明の流体作動弁の例であるエアオペレイトバルブの他の実施態様を示している縦断面図である。
【００２１】
図において、１は上部本体であり、その内部には上面が開放された略すり鉢形状の第１弁室１６が形成されており、第１弁室１６の上部外周には平坦部１７が、平坦部１７のさらに外周には環状溝１８が形成されている。上部本体１の側面には、継手部２０が突出して設けられており、継手部２０の内部に形成された第１流路１９が第１弁室１６と連通するようになっている。底部には、第１弁室１６へ通じる貫通口２１が形成されており、貫通口２１の下端には、後記弁体３が当接又は離間することによって流体の供給又は停止を行なうための弁座２２が形成されている。弁座２２の周囲には凹部２３が形成されており、凹部２３の外側には環状溝２４が形成されている。
【００２２】
なお、上部本体１は、後述の下部本体２、第１シリンダ５、第２シリンダ１０及び台座１５と共に、エアオペレイトバルブの弁箱を構成している。
【００２３】
２は下部本体であり、その内部には、上面が開放され且つ上部本体１の貫通口２１と連通する第２弁室２５が形成されており、この第２弁室２５は、後記弁体３が上下移動するのに充分な空間を有している。第２弁室２５の上面の開放部外側には、上部本体１の環状溝２４に嵌合固定される環状の突部２６が設けられている。また、下部本体２の側面には、継手部２８が突出して設けられており、継手部２８の内部に形成された第２流路２７が第２弁室２５に連通するようになっている。
【００２４】
ここで、上述したように、本実施態様においては、第１流路１９及び第２流路２７を内部に形成した継手部２０及び２８が上部本体１及び下部本体２の側面に一体成形にて突出して形成されている。継手部２０に配管チューブ２９を固定するには、継手部２０の外周に設けられた雄ねじ部３０にキャップナット３１の雌ねじ部３２を螺着させ、継手部２０の先端に嵌合された配管チューブ２９の端部を継手部２０の先端外周面とキャップナット３１の内周面との間に挟持固定する方法で行なわれる。継手部２８に配管チューブ３３を固定する場合も同様の方法によって行なわれる。なお、当該エアオペレイトバルブを配管するための構造は本実施態様に限定されるものではなく、配管が可能な構造であれば任意のものを採用することができる。また、本実施態様において、上部本体１の継手部２０と下部本体２の継手部２８はエアオペレイトバルブの長手方向軸線に関して互いに反対側に位置しているが、同じ側の側面又は直角方向に設けてもよく、その位置は特に限定されるものではない。
【００２５】
３は第２弁室２５内に位置する弁体であり、弁体３の直径は上部本体１の貫通口２１の直径よりも大きく設けられており、上部本体１の貫通口２１の縁部に形成された弁座２２に当接、離間して流体の供給停止を行なう。弁座２２と弁体３との間には開口部３４が形成されており、弁体３を上下動させることにより開口部３４の面積を増減させ、流量を増減させることができる。弁体３の上部には弁体３と一体的に弁軸４が形成されており、上部本体１の貫通口２１内に挿通されている。弁軸４の上端部外周には雄ネジ部３５が、また弁軸４の中央部外周には鍔部３６がそれぞれ設けられている。本実施態様においては、弁体３と弁軸４は一体成形にて設けられているが、別体に設けられ螺合または接着、溶着などによって接合されたものであってもよい。
【００２６】
５は第１シリンダであり、上部本体１の上部に固定されており、上面には凹部３７が設けられ、その底部中央には四角形状の貫通口３８が形成されている。第１シリンダ５の内部には階段状に拡径された凹部（すなわち、第１シリンダ室）３９が形成され、第１シリンダ５の側面には凹部３９の上端部に連通する第１エア口４０が形成されている。
【００２７】
６は第１ピストンであり、上部外周にはＯリング４１を保持するための環状の溝部４２を有する鍔部４３が設けられており、第１シリンダ５の内周面を上下に摺動可能に配置されている。下面には、雌ネジ部４４及びそれより拡径されている雌ネジ部４５からなる階段状ネジ孔が形成されている。
【００２８】
７はバネ受けであり、その内部には有底円筒状の凹部４６が形成されている。
バネ受け７の下面は逆すり鉢形状に形成されており、その下面中央には凹部４６と連通する貫通口４７が形成されている。貫通口４７の内周面には環状の溝部４８が設けられ、その溝部４８にＯリング５２が嵌合されており、貫通口４７内には第１ピストン６の下方部が上下に摺動可能に嵌合されている。バネ受け７の下端部外周面は階段状になっており、第１シリンダ５の凹部３９の下端部に挿嵌されている。バネ受け７の下面中央の貫通口４７の外側には、ダイヤフラム８の上下方向屈曲動作を滑らかにするためのエア抜き用の貫通穴５０が形成されている。
【００２９】
８はダイヤフラムであり、その中央に貫通口５１が形成されており、貫通口５１の内周面にはＯリング５２を保持するための環状の溝部５３が設けられている。上部の外周部には雄ネジ部５４が設けられ、雄ネジ部５４の付根部分には第１ピストン６の底面が接触される鍔部５５が設けられている。鍔部５５の外周には上下に屈曲可能な膜部５６が設けられており、膜部５６の周縁部には断面が略Ｌ字形状に形成された環状嵌合部５７が形成されている。ダイヤフラム８の環状嵌合部５７は、Ｏリング５８によって圧接された状態で上部本体１に形成された環状溝１８に嵌合固定され、上部本体１とバネ受け７との間に挟持固定されている。また、ダイヤフラム８は、その雄ネジ部５４が第１ピストン６に設けられた雌ネジ部４５に螺合にて接合され、さらにダイヤフラム８の貫通口５１内に挿入された弁軸４の雄ネジ部３５が第１ピストン６に設けられた雌ネジ部４４に螺合にて接合され、同時に弁軸４の鍔部３６上面にて第１ピストン６の底面との間に挟持固定されている。
【００３０】
９はバネであり、第１ピストン６に設けられた鍔部４３の下面と、バネ受け７に設けられた凹部４６の底面との間に挟持され、第１ピストン６を常時上方（すなわち、第１弁室１６から離れる方向）へ付勢している。つまり外力の影響がない状況下においては、第１ピストン６と接合された弁軸４及び弁体３は常時上方へ付勢され、弁体３は弁座２２と当接されており、すなわちバルブは全閉状態になっている。
【００３１】
１０は第２シリンダであり、その上面中央には貫通口５９が形成されており、下面には第１シリンダ５の凹部（すなわち、第２シリンダ室）３７にＯリング６０を挟持して嵌挿固定される円筒状の突部６１が設けられており、突部６１の内側には凹部６２が形成されている。また、第２シリンダ１０の側面には、凹部６２の上端部に連通する第２エア口６３が形成されている。
【００３２】
１１は中空状に形成された第２ピストンであり、その中央部外周には鍔部６４が形成され、鍔部６４の外周にはＯリング６５を保持する環状の溝部６６が設けられており、第２シリンダ１０内を上下に摺動するように配置されている。鍔部６４の上部には円柱形状の上部ロッド６７が形成され、上部ロッド６７の外周面にはＯリング６８を保持する環状の溝部６９が設けられ第２シリンダ１０の貫通口５９内を上下に摺動可能となっている。鍔部６４の下部には、第１シリンダ５の貫通口３８に嵌挿される四角柱形状の下部ロッド７０が形成されており、貫通口３８内を上下移動自在且つ回動不能の状態にて保持されている。下部ロッド７０の内周面には雌ネジ部７１が設けられており、雌ネジ部７１に連続して貫通口７２が第２ピストン１１を貫通して形成されている。なお、下部ロッド７０の長さは、貫通口３８の軸線方向長さと等しくなるように定められている。すなわち、第２ピストン１１の鍔部６４の下面が第１シリンダ５の凹部３７の底面に当接したときに、下部ロッド７０の下端面は、第１シリンダ５の凹部３９の上面と面一となるようになっている。
【００３３】
１２は第２ピストン１１に挿通されている調節ネジである。その下部外周には第２ピストン１１の雌ネジ部７１に螺合する雄ネジ部７３が、中央部外周にはＯリング７４を保持する環状の溝部７５が、さらに上部外周には後記ロックナット１４が螺合される雄ネジ部７６が設けられている。調節ネジ１２の上端には、調節ネジ１２の回転操作を行なうハンドル１３がボルト７７にて固定されている。すなわち、調節ネジ１２は、ハンドル１３の回転操作により、上下に移動することができるようになっている。
【００３４】
１４はロックナットであり、その内周面には調節ネジ１２の雄ネジ部７６と螺合する雌ネジ部７８が、下部外周には第２シリンダ１０の貫通口５９内を上下に移動するために貫通口５９よりも小径に設けられた円筒部７９が、上部外周には第２シリンダ１０の貫通口５９よりも大径に設けられた鍔部８０がそれぞれ設けられている。
【００３５】
１５は下部本体２の下に位置する台座であって、台座１５の底面に取付られた四つのナット（図示せず）と、台座１５、上部本体１、下部本体２、第１シリンダ５、第２シリンダ１０を貫通する四本のボルト（図示せず）とによって挟持固定されている。
【００３６】
なお、本発明において上部本体１や下部本体２等の部材には、耐薬品性に優れ不純物の溶出も少ないことから、ポリテトラフルオロエチレン（以下ＰＴＦＥという）やテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（以下ＰＦＡという）などのフッ素樹脂が好適に使用されるが、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン等のその他のプラスチックあるいは金属でもよく、特に限定されるものではない。また、ダイヤフラム８の材質は、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ等のフッ素樹脂が特に好適として使用されるが、ゴム及び金属でもよく、特に限定されるものではない。
【００３７】
次に、本実施態様のエアオペレイトバルブの作動について説明する。
【００３８】
図１はバルブの全閉状態を示しており、第１エア口４０と第２エア口６３のいずれからもエア等の作動流体は注入されていない。すなわち、第１ピストン６はバネ９によって上方へ付勢されているため、第１ピストン６と接合され一体的に動作をする弁軸４及び弁体３も同様に上方へ付勢されており、弁体３が弁座２２に当接して、バルブは全閉状態になっている。このとき流体は、第１流路１９より流入しているが、バルブが全閉状態にあるため、第２流路２７へ流れることはできない。
【００３９】
この全閉状態の場合、第１弁室１６内の流体圧は、弁体３を下方向（すなわち、弁座から離間させる方向）に押す力と、ダイヤフラム８を上方向（すなわち、第１弁室１６から離れる方向）に押す力とをそれぞれ弁体３及びダイヤフラム８に及ぼすことになる。図からもわかるとおり、第１弁室１６内の流体の圧力に対する受圧面積は、弁体３のものよりもダイヤフラム８のものの方が大きくなるように設計されているので、通常の流体圧においても弁体３を下方へ押し下げる力よりもダイヤフラム８を上方へ押し上げる力が大きくなる。一方、弁体３とダイヤフラム８とは弁軸４を介して一体的に接合されているため、弁体３は上向きに押し上げられ、すなわち弁体３は弁座２２に圧接される方向の力を加えられ、これにより高いシール性能を保つことが可能となる。さらに高い流体圧が付加された場合には、弁体３を押し下げる力はさらに大きくなるが、ダイヤフラム８を押し上げる力もさらに大きくなり、ダイヤフラム８と一体的に接合された弁軸４及び弁体３も強く上方へ押し上げられるため、高いシール性能を維持でき、仮に高い流体圧や急激な流体圧の変動が起こったとしても流体は漏れることなく保持することができる。また、流体の流れ方向を逆にして用いられた場合においても、弁体３及びダイヤフラム８は流体圧によって双方ともに上方へ力を受けるので、優れたシール性能を維持することができる。
【００４０】
図１の状態において、第２シリンダ１０の第２エア口６３からは作動流体を注入しない状態で、第１シリンダ５の第１エア口４０から作動流体を注入すると、該作動流体の圧力で第１ピストン６が押し下げられ、同時に弁軸４及び弁体３が下方へ押し下げられて、弁体３が弁座２２から離間してバルブは開状態となり、流体が第１流路１９から第２流路２７へ流出する。第１ピストン６の下降は鍔部４３下面がバネ受け７の上面に接触したところで止まり、このとき、バルブは全開状態（図２の状態）となる。第１エア口４０から注入されている作動流体を排出すると、第１ピストン６は再びバネ９の力によって上方へ押し上げられ、弁体３が弁座２２と当接したところでバルブは再び全閉状態（図１の状態）となる。
【００４１】
次に、バルブを中間開度に保持する方法について説明する。第１シリンダ５の第１エア口４０からはエア等の作動流体を注入しない状態で、第２シリンダ１０の第２エア口６３から作動流体を注入すると、該作動流体の圧力で第２ピストン１１が押し下げられ、第２ピストン１１の鍔部６４の下面が第１シリンダ５の凹部３７の底面に当接し、第２ピストン１１の凹部３９の上面と面一となる。このとき、ハンドル１３の回転操作によって第２ピストン１１に螺合されている調節ネジ１２を第２ピストン１１の下面から任意の長さ突出させておくと、調節ネジ１２の下面が第２ピストン１１の下面から突出した長さ分だけ第１ピストン６の上面を押し下げるため、第１ピストン６と接合された弁体３は弁座２２から離間しバルブは中間開度（図３の状態）となる。中間開度の際の流量は弁体３と弁座２２との開口部３４の面積によって決まり、すなわち調節ネジ１２を第２ピストン１１の下面から突出させた長さによって決定されるため、ハンドル１３の回転操作によって中間開度の流量を任意に決定することができる。このとき、ロックナット１４を回動させ、その底面を第２ピストン１１の上面と接触固定させて調節ネジ１２の位置を完全に固定しておけば、例えばポンプ等の振動やハンドル１３への不慮の接触等によってハンドル１３が回動してしまい、中間開度の流量が変化してしまうというようなトラブルは発生しない。
【００４２】
全開の場合と同様に、第２エア口６３から注入されている作動流体を排出すると、第１ピストン６は再びバネ９の力によって上方へ押し上げられるため、バルブは再び閉止状態（図１の状態）となる。
【００４３】
本実施態様によると、例えば図５に示すようにタンク１０３内に所定量の薬液等の流体を精度良く充填するときには、初期段階においては第１エア口４０より作動流体を注入し、すなわちバルブを全開状態にして大流量にて充填を行ない、最終段階においては第１エア口４０から作動流体の圧力を開放し、第２エア口６３から作動流体を注入し、すなわちバルブを中間開度状態にして全体容量の微量な調節を行なう。そして、所定量の充填が終了したならば、第２エア口６３の作動流体の圧力を開放し、すなわちバルブを全閉状態にして供給を止めればよい。
【００４４】
他の使用方法として、例えば純水ラインに用いる場合においては、本実施態様における中間開度を用いて使用することで、水流を停止させずに常時少量の水を流した状態にしておくことができ、すなわち流体の滞留による微生物の繁殖を抑制することができる。
【００４５】
尚、本実施態様においては、第１エア口４０及び第２エア口６３の双方に作動流体が注入されていない状態においては、バルブは全閉状態となるため、例えば外部の何らかのトラブルによって作動流体の供給が停止されるような緊急時においてもバルブは全閉状態を保ち、流体が流出してしまうことはない。
【００４６】
図４は本発明の他の実施態様を示したものである。本実施態様の第１の実施態様と異なる点は、第２流路９８が台座９５を貫通して下部本体８２の底部に設けられた点であり、作動は第１の実施態様と同じであるため詳細な説明は省略するが、例えば、第１の実施態様の説明の際に示した図５のような配管ラインにおいて本実施態様を利用する場合には、第２流路９８が下部本体８２の底部に設けられているため、タンク１０３上にボルト（図示せず）によって直接バルブを設置することが可能であり、配管作業が簡素化され、さらには配管スペースの減少にともない配管部材に係るコストを削減させることができる。
【００４７】
尚、本実施態様では、第２弁室と第２流路９８が同径で連通されているが、第１の実施態様にて用いたように底部に継手部を一体的に形成してもよく、その形状は特に限定されるものではない。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は以上説明したような構造をしており、これを使用することにより以下の優れた効果が得られる。
【００４９】
（１）作動流体の切換のみでバルブの開度を全閉・全開及び任意の中間開度の３段階に調節し、保持することが容易にでき、また緊急時にはバルブは全閉状態となるため流体が流出してしまうことがない。
【００５０】
（２）流体が高圧となったり、急激な圧力変動が起こるような状況下においても漏れたりすることがなく、優れたシール性能を発揮することができる。
【００５１】
（３）中間開度の設定は中間開度調節機構の操作のみで行なうことができるため、所望の流量を容易に得ることができる。
【００５２】
（４）純水ライン等に使用される場合には、中間開度を利用することにより常時流体を流した状態での使用が可能であるため、バクテリア等の繁殖を防止することができるといったバイパス弁としての利用もできる。
【００５３】
（５）タンクに薬液等の流体を充填する場合において、第２流路を下部本体の底部に設けることによりタンク上に直接バルブを設置することが可能であり、配管作業が簡素化され、さらには配管スペースの減少にともない配管部材に係るコストを削減させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の流体作動弁の例であるエアオペレイトバルブの全閉状態を示している縦断面図である。
【図２】図１のエアオペレイトバルブの全開状態を示している縦断面図である。
【図３】図１のエアオペレイトバルブの中間開度の状態を示している縦断面図である。
【図４】本発明の流体作動弁の例であるエアオペレイトバルブの他の実施態様を示している縦断面図である。
【図５】図４のエアオペレイトバルブを用いたタンクへの薬液供給ラインを示している外観図である。
【図６】従来の二方弁を２台用いたタンクへの薬液供給ラインを示している外観図である。
【図７】従来の３ポジション開閉弁の構成を示している縦断面図である。
【符号の説明】
１…上部本体
２…下部本体
３…弁体
４…弁軸
５…第１シリンダ
６…第１ピストン
７…バネ受け
８…ダイヤフラム
９…バネ
１０…第２シリンダ
１１…第２ピストン
１２…調節ネジ
１３…ロックナット
１４…台座
１９…第１流路
２２…弁座
２７…第２流路
３４…開口部
４０…第１エア口
６３…第２エア口
【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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