(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体通路および弁室が形成され、弁座を備えた弁箱と、
駆動力を受けて回転しながら前記弁座に対し近接および離間移動可能に設けられた弁棒と、
前記弁棒に対しその移動に連動して移動可能に接続され、前記弁室に配置された弁体部と、を備え、
前記弁体部は、
前記弁棒に対しその回転に対して非回転かつ相対的に移動可能に接続された接続部と、
前記弁座に対し着座および離間して前記流体通路を開閉する弁体と、
前記弁箱の前記弁室を形成する内面に当接し、前記弁室を、流体に接触する接液室と、前記接続部が位置し流体に接触しない非接液室とに区切るシール部材と、を備え、
前記接続部に接続された被装着部と、
前記被装着部に着脱可能に装着され、前記弁体を保持する弁体保持部と、を更に備え、
前記シール部材は、前記弁体保持部の外周に設けられているバルブ。
【請求項２】
前記弁棒は、断面凸字状の段付き円柱状をなし、前記接続部と接続される被接続部を有し、
前記接続部には、断面凸字状の溝が形成され、
前記被接続部が、前記接続部の前記溝に対し遊挿されることにより、前記接続部と前記被接続部とが互いに接続される請求項１に記載のバルブ。
【請求項３】
前記被装着部は、円柱状をなし、外周に雄ねじ部が設けられ、
前記弁体保持部は、内周に雌ねじ部が形成された円筒状をなし、前記雌ねじ部が前記雄ねじ部に螺合することにより前記被装着部に装着され、
前記弁体保持部の先端部には、内方に向かって突出する突起部が設けられ、
前記弁体は、前記突起部と前記被装着部とにより挟持されて前記弁体保持部に保持されている請求項１または請求項２に記載のバルブ。
【請求項４】
前記弁体保持部は、前記弁体を保持する保持本体部と、前記保持本体部の前記先端部に対する反対側において、前記保持本体部に当接して前記被装着部に装着されるナットとを備える請求項３に記載のバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置および原子力発電プラント等の流体管路に使用されるバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、積層させた複数のシートパッキンを、ボンネットに固定されたバネにより付勢して弁座に対し押圧し、ステムに吊られた状態の弁体を、最上位に位置するシートパッキンに対し当接および離間させることにより開閉を行うバルブが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−６２９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のバルブでは、弁体がステムに吊られた状態であり、ステムが弁体に対し摺動しながら回転するためパーティクルが発生する。また、バルブが開状態にあるときには、流体により弁体がチャタリングを起こすことがある。
【０００５】
そこで本発明は、パーティクルが発生したとしても流体に混ざることがなく、チャタリングの発生を防止可能なバルブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を解決するために、本発明の一態様であるバルブは、流体通路および弁室が形成され、弁座を備えた弁箱と、駆動力を受けて回転しながら前記弁座に対し近接および離間移動可能に設けられた弁棒と、前記弁棒に対しその移動に連動して移動可能に接続され、前記弁室に配置された弁体部と、を備え、前記弁体部は、前記弁棒に対しその回転に対して非回転かつ相対的に移動可能に接続された接続部と、前記弁座に対し着座および離間して前記流体通路を開閉する弁体と、前記弁箱の前記弁室を形成する内面に当接し、前記弁室を、流体と接触する接液室と、前記接続部が位置し流体と接触しない非接液室とに区切るシール部材とを備える。
【０００７】
また、前記接続部に接続された被装着部と、前記被装着部に着脱可能に装着され、前記弁体を保持する弁体保持部と、を更に備え、前記シール部材は、前記接続部または前記弁体保持部の外周に設けられても良い。
【０００８】
また、前記弁体は、複数枚設けられ、前記弁体保持部は、積層した複数枚の前記弁体を保持しても良い。
【０００９】
また、前記弁棒は、断面凸字状の段付き円柱状をなし、前記接続部と接続される被接続部を有し、前記接続部には、断面凸字状の溝が形成され、前記被接続部が、前記接続部の前記溝に対し遊挿されることにより、前記接続部と前記被接続部とが互いに接続されても良い。
【００１０】
また、前記被装着部は、円柱状をなし、外周に雄ねじ部が設けられ、前記弁体保持部は、内周に雌ねじ部が形成された円筒状をなし、前記雌ねじ部が前記雄ねじ部に螺合することにより前記被装着部に装着され、前記弁体保持部の先端部には、内方に向かって突出する突起部が設けられ、前記弁体は、前記突起部と前記被装着部とにより挟持されて前記弁体保持部に保持されても良い。
【００１１】
また、前記弁体保持部は、前記弁体を保持する保持本体部と、前記保持本体部の前記先端部に対する反対側において、前記保持本体部に当接して前記被装着部に装着されるナットとを備えても良い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、パーティクルが発生したとしても流体に混ざることがなく、チャタリングの発生を防止可能なバルブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る開状態にあるバルブの縦断面図を示す。
【図２】バルブが開状態にあるときの弁体部およびその周囲の拡大図を示す。
【図３】バルブが閉状態にあるときの弁体部およびその周囲の拡大図を示す。
【図４】変形例における弁体部およびステムの一部の拡大図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態によるバルブについて、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態における開状態にあるバルブ１の縦断面図を示している。図１に示すように、バルブ１は、バルブボディ２と、ボンネット３と、ステム４と、弁体部１０と、ハンドル５とを主に備える。なお、以下の説明において、バルブ１の、ハンドル５側を上側、バルブボディ２側を下側として説明する。
【００１６】
弁箱であるバルブボディ２には、円柱状の弁室２ａと、弁室２ａに連通する流入路２ｂおよび流出路２ｃとが形成されている。弁室２ａは、内周面２ｄと底面２ｅとにより規定されている。バルブボディ２の流入路２ｂと弁室２ａとが連通する箇所の周縁には、弁体部１０に向かって突出する円環状の弁座２Ｆが設けられている。バルブボディ２には、弁座２Ｆによって、底面２ｅに円環状の凹部２ｇが形成される。また、弁室２ａは、図２に示すように、後述のＯリング１４により接液室２ａ１と、非接液室２ａ２とに区切られている。
【００１７】
ボンネット３は、略円筒状をなし、その一端部に設けられた雌ねじ部をバルブボディ２に設けられた雄ねじ部に螺合させることにより、弁室２ａを覆うようにバルブボディ２に固定されている。ボンネット３の内周面の軸方向の上端部には、雌ねじ部３ａが形成されている。また、ボンネット３の上端部の外周には、グランドナット６が装着されており、ボンネット３の上端部を塞いでいる。
【００１８】
弁棒であるステム４は、ボンネット３を貫通するように設けられ、弁体部１０と接続される被接続部４Ａと、中央部４Ｂと、ボンネット３から突出する突出部４Ｃとを有する。被接続部４Ａは、断面凸字状の段付き円柱状をなし、中央部４Ｂに接続される小径円柱部４Ａ１と、ステム４の先端に位置し小径円柱部４Ａ１よりも外径が大きい大径円柱部４Ａ２とを有する。中央部４Ｂの外周面には雄ねじ部４ｄが形成されている。中央部４Ｂの雄ねじ部４ｄは、ボンネット３の雄ねじ部３ａと螺合している。これにより、ステム４は、ボンネット３に対し、回転可能かつ回転に伴い軸方向に移動可能に支持されている。
【００１９】
ハンドル５は、ステム４の突出部４Ｃの上端に取り付けられており、ユーザがハンドル５を回転させることにより、ステム４が回転駆動力を受けて回転し軸方向に沿って移動する。
【００２０】
図２は、バルブ１が開状態にあるときの弁体部１０およびステム４の一部の拡大図を示しており、図２に示すように、弁体部１０は、基部１１と、弁体保持部１２と、弁体１３と、Ｏリング１４とを有する。
【００２１】
基部１１は、ステム４の被接続部４Ａと接続される接続部１５と、接続部１５に一体的に接続された被装着部１６とを有し、段付き円柱状をなしている。
【００２２】
接続部１５には、径方向の一端から他端に渡って貫通する断面凸字状の溝１５ａが形成されている。溝１５ａは、小幅溝１５ｂと、小幅溝１５ｂより幅が大きい大幅溝１５ｃとにより構成されている。小幅溝１５ｂの幅は、小径円柱部４Ａ１の外径よりも大きく、かつ大径円柱部４Ａ２の外径より小さく構成され、大幅溝１５ｃの幅は、大径円柱部４Ａ２の外径より大きく構成されている。また、小径円柱部４Ａ１の厚さは小幅溝１５ｂの深さより長く、大径円柱部４Ａ２の厚さは大幅溝１５ｃの深さよりも短く構成されている。当該構成において、小径円柱部４Ａ１が小幅溝１２ｂに、大径円柱部４Ａ２が大幅溝１５ｃに遊びがある状態で挿入（遊挿）されることにより、ステム４の被接続部４Ａが接続部１５の溝１５ａに対し、遊びがある状態で接続されている。よって、接続部１５はステム４の移動に対して連動して移動可能であるが、ステム４の回転は接続部１５に伝達されない。すなわち、接続部１５は、ステム４に対しその回転に対して非回転かつ相対的に移動可能に接続されている。換言すれば、接続部１５（弁体部１０）は、ステム４に対して吊り下げられた状態（吊弁状態）である。
【００２３】
被装着部１６の外周面には雄ねじ部１６ａが形成されている。
【００２４】
弁体保持部１２は、ナット１７と、保持本体部１８とを有する。
【００２５】
ナット１７は、その雌ねじ部１７ａが、被装着部１６の雄ねじ部１６ａに螺合され装着されている。
【００２６】
保持本体部１８は、略円筒状、若しくは多角筒状をなし、上側部１８Ａと下側部１８Ｂとを有する。上側部１８Ａの内周面には、雌ねじ部１８ｃが形成され、雌ねじ部１８ｃが被装着部１６の雄ねじ部１６ａに螺合されることにより、保持本体部１８は被装着部１６に装着される。よって、保持本体部１８は、被装着部１６に対し着脱可能に接続されている。また、上側部１８Ａの外周面には円環状をなすように凹部１８ｄが形成されている。
【００２７】
また、保持本体部１８の下側部１８Ｂの内周の径は、弁体１３の外径よりも僅かに大きく構成さている。下側部１８Ｂの下端には、径方向の内方に突出する突起部１８Ｅが設けられ、突起部１８Ｅの内径は、弁体１３の外径よりも小さく、弁座２Ｆの外径よりも大きく構成されている。また、下側部１８Ｂの外周面１８Ｆは、先端に向かって縮径するテーパ形状をなしている。
【００２８】
弁体１３は、円盤状をなし、本実施形態においては３枚設けられ、保持本体部１８の下側部１８Ｂ内に配置されている。なお、弁体１３の枚数は何枚であっても良い。弁体１３の材料としては、例えば、フッ素樹脂材料（ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等）、ＰＥＥＫ、エンジニアリングプラスチック、ニッケルあるいはステンレス等の金属材料、または鋼材である。弁体１３の外径は、突起部１８Ｅの内径より大きく構成されているので、弁体１３の外周縁部は突起部１８Ｅ上に位置している。これにより、複数枚の弁体１３は弁体保持部１２に保持されている。なお、弁体１３は、被装着部１６と突起部１８Ｅとにより挟持されている。
【００２９】
シール部材であるＯリング１４は、保持本体部１８の上側部１８Ａの凹部１８ｄにはめ込まれており、弁室２ａを形成する内周面２ｄに圧接されている。そして、Ｏリング１４が内周面２ｄに圧接されることにより、弁室２ａは、バルブ１が開状態の時に流体に接触する接液室２ａ１と、流体に接触しない非接液室２ａ２とに区切られている。非接液室２ａ２には、基部１１の接続部１５およびステム４の被接続部４Ａが位置している。
【００３０】
次に、複数枚の弁体１３を基部１１および弁体保持部１２に装着する方法について説明する。
【００３１】
まず、ナット１７を基部１１の被装着部１６に螺合させる。保持本体部１８に、複数枚の弁体１３を挿入し、保持本体部１８を基部１１の被装着部１６に螺合させて装着する。次に、ナット１７を保持本体部１８側に移動するように回転させて、ナット１７を保持本体部１８に当接させ押しつける。これにより、保持本体部１８が被装着部１６に対し強固に固定される。
【００３２】
次に、バルブ１を開状態から閉状態にする時の弁体部１０の動作について説明する。
【００３３】
図２に示すように、バルブ１が開状態にあり弁体１３が弁座２Ｆから離間している状態において、ユーザがハンドル５を回転させることにより、ステム４および弁体部１０が弁座２Ｆに近接移動（下降）する。この時、ステム４は回転しながら下降するが、接続部１５がステム４の被接続部４Ａに対し、その回転に対して非回転に接続されているので、接続部１５は回転しない。すなわち、弁体部１０は、回転せずに弁座２Ｆに向かって下降する。よって、弁体１３も回転せずに弁座２Ｆに向かって下降する。また、Ｏリング１４は、内周面２ｄに摺接し、接液室２ａ１と非接液室２ａ２とを維持しながら下降する。
【００３４】
そして、図３に示すように、最も下側（弁座２Ｆ側）に位置する弁体１３が弁座２Ｆに当接し、複数枚の弁体１３が、弁体部１０の基部１１と弁座２Ｆとにより狭圧され、バルブ１が閉状態となる。
【００３５】
なお、バルブ１が閉状態であるときにハンドル５を逆方向に回転させることにより、バルブ１は、図３に示す閉状態から図２に示す開状態に戻る。
【００３６】
以上のように、本実施形態のバルブ１によれば、弁体部１０の接続部１５が、ステム４に対しその回転に対して非回転かつ相対的に移動可能に接続され、Ｏリング１４が、保持本体部１８の外周に設けられ、弁室２ａを形成する内周面２ｄに当接し、弁室２ａを、流体に接触する接液室２ａ１と、接続部１５が位置し流体に接触しない非接液室２ａ２とに区切っている。
【００３７】
このように、弁体部１０のＯリング１４が弁室２ａを形成する内周面２ｄに当接するように設けられているので、弁体部１０の接続部１５が、ステム４に対しその回転に対して非回転かつ相対的に移動可能に接続されていても、開状態にあるときに弁体部１０が揺れ動くことがなくチャタリングの発生を抑制することができる。また、流体に接触しない非接液室２ａ２にステム４の被接続部４Ａと接続する接続部１５が位置しているので、ステム４の被接続部４Ａと接続部１５との摺動接触によりパーティクルが発生したとしても、Ｏリング１４により、流体へのパーティクルの混入を防止することができる。また、弁体部１０は、非回転状態で、弁座２Ｆに対し近接および離間移動するので、弁体１３が回転して弁座２Ｆに対して摺動することを防止でき、弁体１３の寿命を向上させることができる。
【００３８】
また、Ｏリング１４は、保持本体部１８の外周に設けられているので、Ｏリング１４を設けるために他の部材を追加することなく弁体部１０に対しＯリング１４を設けることができる。また、弁体１３は着脱可能な弁体保持部１２に保持されているので、バルブ１の組立および分解が容易となり、メンテナンス性および施工性を向上させることができる。
【００３９】
また、弁体１３は複数枚設けられているので、弁体保持部１２の保持本体部１８をステム４から取り外して、弁体１３を入れ替えることで、ユーザ自ら弁座２Ｆに当接する弁体を新しい弁体１３に交換することができ、新たに弁体を用意する回数を減らすことができる。
【００４０】
また、ステム４の被接続部４Ａは、断面凸字状の段付き円柱状をなし、基部１１の接続部１５には、断面凸字状の溝１５ａが形成され、被接続部４Ａが接続部１５の溝１５ａに対し遊挿されることにより、接続部１５と被接続部４Ａとが互いに接続されている。当該構成により、接続部１５はステム４の移動に対して連動して移動可能であるが、ステム４の回転は接続部１５に伝達されない。すなわち、接続部１５を、ステム４に対しその回転に対して非回転に接続することができる。
【００４１】
また、ナット１７は、保持本体部１８に当接するように、基部１１の被装着部１６に装着されているため、保持本体部１８をステム４に対し強固に固定することができ、震動等により保持本体部１８が外れるのを抑制することができる。
【００４２】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。
【００４３】
例えば、上記の実施形態において、バルブ１を、ハンドル５側を上側にバルブボディ２を下側にして設置する形態について説明したが、設置方向はこれに限らず、水平方向に設置されても良いし、上下逆方向に設置されても良い。
【００４４】
また、上記の実施形態では、Ｏリング１４を弁体保持部１２の保持本体部１８の外周に設けたが、図４に示すように、Ｏリング１４を接続部１５に形成した凹部１５ｄにはめ込んで、内周面２ｄに当接させて、弁室２ａを、流体に接触する接液室と、流体に接触しない非接液室２ａ２とに区切るようにしても良い。この時、Ｏリング１４は、接続部１５を径方向に貫通する大幅溝１５ｃの両端を塞ぐように装着される。
【００４５】
また、ナット１７の外周に凹部を設けて、当該凹部にＯリングをはめ込んで、内周面２ｄに当接させて、弁室２ａを、流体に接触する接液室と、流体に接触しない非接液室２ａ２とに区切るようにしても良い。
【００４６】
また、保持本体部１８は、円筒状に構成され、弁体１３の外周を囲うように構成されていたが、保持本体部１８の下側部１８Ｂが、例えば、円周方向において互いに離間して設けられる複数の鍵爪状の弁体保持片により構成され、複数の弁体保持片により弁体１３が保持される構成であっても良い。
【００４７】
また、保持本体部１８は、装着部１６に対し、螺合されることにより装着されていたが、保持本体部１８を装着部１６にはめ込むことで固定されるような、はめ込み構造であっても良い。
【００４８】
また、シール部材は、Ｏリング１４であったが、Ｘリング等のリングまたはリップパッキン等であっても良い。
【符号の説明】
【００４９】
１：バルブ、２：バルブボディ、２ｂ：流入路、２ｃ：流出路、２ｄ：内周面、２Ｆ：弁座、４：ステム、４Ａ：被接続部、４ｄ：雄ねじ部、１０：弁体部、１１：基部、１２：弁体保持部、１３：弁体、１４：Ｏリング、１５：接続部、溝：１５ａ、１６：被装着部雄ねじ部：１６ａ、１７：ナット、１８：保持本体部、１８ｃ：雌ねじ部、１８Ｂ：下側部、１８Ｅ：突起部
【図１】
0006412723.tif 000002
【図２】
0006412723.tif 000003
【図３】
0006412723.tif 000004
【図４】
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