(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体通路が形成され、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、
前記弁棒に着脱可能に接続される弁体保持部と、
前記弁体保持部に保持され、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、
前記弁体と前記弁棒との間に設けられる摺動部材と、を備え、
前記弁体は、前記弁座から離間しているときは前記弁体保持部に保持される保持状態にあり、前記弁座に着座しているときは前記弁体保持部による保持から解放される非保持状態にあり、
前記弁体が非保持状態にあるとき、前記弁棒の先端が前記摺動部材に当接して摺動回転可能に構成され、
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するバルブ。
【請求項２】
流体通路が形成され、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、
前記弁棒に着脱可能に接続される弁体保持部と、
前記弁体保持部に保持され、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、
前記弁体と前記弁棒との間に設けられる摺動部材と、を備え、
前記弁体は、前記弁座から離間しているときは前記弁体保持部に保持される保持状態にあり、前記弁座に着座しているときは前記弁体保持部による保持から解放される非保持状態にあり、
前記弁体が非保持状態にあるとき、前記弁棒の先端が前記摺動部材に当接して摺動回転可能に構成され、
前記弁体と前記摺動部材との間には、バネ部材が設けられ、
前記弁体が前記弁座から離間し前記保持状態にあるとき、前記バネ部材の付勢力により、前記弁体は前記弁体保持部に当接し、前記摺動部材は前記弁棒に当接しているバルブ。
【請求項３】
前記弁体が前記弁座から離間し前記保持状態にあるとき、前記摺動部材と前記弁棒の先端との間に隙間が形成される請求項１または請求項２に記載のバルブ。
【請求項４】
前記弁棒は、外周に雄ねじ部が設けられ、前記弁体保持部が装着される被装着部を有し、
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、前記突起部により前記弁体保持部に保持される請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項５】
前記弁体保持部の前記先端部に対する反対側において、前記弁体保持部に当接して前記被装着部に装着されるナットを備える請求項４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、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）。当該バルブにおいては、ボンネットを取り外してシートパッキンに対するバネの付勢を解除することにより、損傷したシートパッキンと未使用のシートパッキンとの入れ替えが行われている。
【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、複数のシートパッキンがバネの付勢力のみで弁座に対して固定されているため、バネの付勢力が加わらない状態では、複数のシートパッキンがどこにも支持されておらず、バルブを組み立てるときの作業性・施工性が悪かった。これにより、ユーザが自らシートの交換作業を行うことが非常に困難であった。また、ステムが水平方向に移動可能な状態にバルブを組み立てるのは非常に困難であった。
【０００５】
そこで本発明は、ユーザによるシート（本願においては弁体）の交換が容易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、前記弁棒に着脱可能に接続される弁体保持部と、前記弁体保持部に保持され、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、前記弁体と前記弁棒との間に設けられる摺動部材と、を備え、前記弁体は、前記弁座から離間しているときは前記弁体保持部に保持される保持状態にあり、前記弁座に着座しているときは前記弁体保持部による保持から解放される非保持状態にあり、前記弁体が非保持状態にあるとき、前記弁棒の先端が前記摺動部材に当接して摺動回転可能に構成されている。
【０００７】
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。              
【０００８】
また、前記弁体と前記摺動部材との間には、バネ部材が設けられ、前記弁体が前記弁座から離間し前記保持状態にあるとき、前記バネ部材の付勢力により、前記弁体は前記弁体保持部に当接し、前記摺動部材は前記弁棒に当接しても良い。
【０００９】
また、前記弁体が前記弁座から離間し前記保持状態にあるとき、前記摺動部材と前記弁棒の先端との間に隙間が形成されても良い。
【００１０】
また、前記弁棒は、外周に雄ねじ部が設けられ、前記弁体保持部が装着される被装着部を有し、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、前記突起部により前記弁体保持部に保持されても良い。
【００１１】
また、前記弁体保持部の前記先端部に対する反対側において、前記弁体保持部に当接して前記被装着部に装着されるナットを備えても良い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ユーザによるシート（本願においては弁体）の交換が容易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ステムの一部の拡大図を示す。
【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】変形例において、バルブが開状態にあるときの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、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。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２Ｄが設けられている。バルブボディ２には、弁座２Ｄによって、弁室２ａを規定する底面に円環状の凹部２ｅが形成される。
【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中央部には、雌ねじ部３ａが形成されている。ボンネット３のバルブボディ２側に対する反対側の端部には、グランドナット６が装着されており、当該グラウンドナット６がＯリングオサエ７を介してＯリング８をボンネット３、及びステム４に圧接することによりボンネット３の端部を塞いでいる。
【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、弁室２ａ内に位置する押圧部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。被装着部である押圧部４Ａの外周には雄ねじ部４ｄが形成され、中央部４Ｂの外周面には雄ねじ部４ｅが形成されている。中央部４Ｂの雄ねじ部４ｅ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、ナット１１と、弁体保持部１２と、複数枚の円板状の弁体１３と、皿バネ１４と、スラストベアリング１５とを有する。
【００２１】
ナット１１は、その雌ねじ部１１ａが、ステム４の押圧部４Ａの雄ねじ部４ｄに螺合され装着されている。
【００２２】
弁体保持部である弁体保持部１２は、略円筒状、若しくは多角筒状をなし、その内周の上部には雌ねじ部１２ａが形成されている。雌ねじ部１２ａがステム４の押圧部４Ａの雄ねじ部４ｄに螺合されることにより、弁体保持部１２はステム４の押圧部４Ａに装着される。よって、弁体保持部１２は、ステム４に対し着脱可能に接続されている。また、弁体保持部１２の先端部１２Ｂ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。先端部１２Ｂの下端には、径方向の内方に突出する突起部１２Ｃが設けられ、突起部１２Ｃの内径は、弁体１３の外径よりも小さく、弁座２Ｄの外径よりも大きく構成されている。また、先端部１２Ｂの外周面１２Ｄは、先端に向かって縮径するテーパ形状をなしている。
【００２３】
弁体である弁体１３は、円盤状をなし、本実施形態においては３枚設けられ、弁体保持部１２の貫通孔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１２Ｃ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１２Ｃ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。
【００２４】
皿バネ１４は、複数枚の弁体１３とスラストベアリング１５との間に設けられている。皿バネ１４により、複数枚の弁体１３は突起部１２Ｃに向かって付勢されている。
【００２５】
摺動部材であるスラストベアリング１５は、皿バネ１４とステム４の押圧部４Ａとの間に配置されている。皿バネ１４により、スラストベアリング１５は、押圧部４Ａに向かって付勢され、押圧部４Ａに当接している。
【００２６】
次に、複数枚の弁体１３を、弁体保持部１２を介してステム４に装着する方法について説明する。
【００２７】
まず、ナット１１をステム４の押圧部４Ａに螺合させる。弁体保持部１２に、複数枚の弁体１３を挿入し、その上に皿バネ１４およびスラストベアリング１５を挿入して、弁体保持部１２をステム４の押圧部４Ａに螺合させて装着する。次に、ナット１１を弁体保持部１２側に移動するように回転させて、ナット１１を弁体保持部１２に当接させ押しつける。これにより、弁体保持部１２がステム４に対し強固に固定される。
【００２８】
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。
【００２９】
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２Ｄから離間している状態において、弁体１３は、皿バネ１４の付勢力により弁体保持部１２の突起部１２Ｃに当接し、弁体保持部１２に保持される保持状態にある。
【００３０】
この状態において、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が回転しながら弁座２Ｄに近接移動（下降）する。そして、最も下側（弁座２Ｄ側）に位置する弁体１３が弁座２Ｄに当接すると、複数枚の弁体１３は回転および下降を停止し、弁体１３に対するステム４による押圧が開始される。ステム４は、スラストベアリング１５上を摺動回転しながら、皿バネ１４の付勢力に抗して皿バネ１４が平坦状になるまで下降し、弁体保持部１２の突起部１２Ｃは、弁体１３から離間して、凹部２ｅ内を下降する。
【００３１】
そして、図３に示すように、皿バネ１４が平坦状となり、複数枚の弁体１３が、ステム４と弁座２Ｄとにより狭圧され、バルブ１が閉状態となる。このように、バルブ１が閉状態にあり弁体１３が弁座２Ｄに着座している状態において、弁体１３は、弁体保持部１２による保持から解放される非保持状態にある。
【００３２】
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。
【００３３】
以上のように、本実施形態のバルブ１によれば、弁体１３は、弁座２Ｄから離間しているときは弁体保持部１２に保持される保持状態にあり、弁座２Ｄに着座しているときは弁体保持部１２による保持から解放される非保持状態にあり、弁体１３が非保持状態にあるとき、ステム４の先端がスラストベアリング１５に当接して摺動回転可能に構成されている。よって、弁体１３が弁座２Ｄに着座しているときに、ステム４の回転はスラストベアリング１５により弁体１３に伝達されない。従って、弁体１３が回転して弁座２Ｄ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。また、弁体１３は弁体保持部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。
【００３４】
また、弁体１３は複数枚設けられているので、弁体保持部１２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２Ｄ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。
【００３５】
また、弁体１３が弁座２Ｄから離間し保持状態にあるとき、すなわちバルブ１が開状態にあるとき、皿バネ１４の付勢力により、弁体１３は弁体保持部１２の突起部１２Ｃに当接し、スラストベアリング１５はステム４の押圧部４Ａに当接している。よって、流体の流れによって弁体１３が動いて弁体保持部１２に対して摺動することを抑制することができ、パーティクルの発生を防止することができる。
【００３６】
また、ナット１１は、弁体保持部１２に当接するように、ステム４の押圧部４Ａに装着されているため、弁体保持部１２をステム４に対し強固に固定することができ、震動等により弁体保持部１２が外れるのを抑制することができる。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
また、上記の実施形態では、弁体部１０に皿バネ１４を設けたが、図４に示すように、皿バネ１４を設けずに、ステム４とスラストベアリング１５との間に隙間１６が形成されるような構成であっても良い。
【００４０】
また、皿バネ１４を設けずに、弾力性に富む材料からなる弁体を用いて、スラストベアリング１５とステム４との間に隙間が形成されない構成にしても良い。かかる構成では、当該弁体が弁座２Ｄとステム４とに狭圧されて、変形して厚みがつぶれることにより、弁体が弁体保持部１２による保持から解放され非保持状態となる。
【００４１】
また、弁体保持部１２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、先端部１２Ｂは、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。
【００４２】
また、弁体保持部１２は、ステム４の押圧部４Ａに対し、螺合されることにより装着されていたが、弁体保持部１２を押圧部４Ａ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。
【００４３】
また、バネ部材は、皿バネ１４であったが、板バネまたは他のバネであっても良い。
【符号の説明】
【００４４】
１：バルブ、２：バルブボディ、２ｂ：流入路、２ｃ：流出路、２Ｄ：弁座、４：ステム、４Ａ：押圧部  ４ｄ：雄ねじ部、１０：弁体部、１１：ネット、１２：弁体保持部、１２ａ：雌ねじ部、１２Ｂ：先端部、１２Ｃ：突起部、１３：弁体、１４：皿バネ、１５：スラストベアリング  
【図１】
0006360364.tif 000002
【図２】
0006360364.tif 000003
【図３】
0006360364.tif 000004
【図４】
0006360364.tif 000005