(57)【要約】【課題】  駆動源たる圧縮空気の供給不足が生じても排水弁からの液体の流出を防ぐことができるとともに、過大水圧による液体の流出を防止することができる排水弁を提供する。【解決手段】  筐体４に形成された弁口１２ａと、この弁口１２ａを開閉する弁体２２とを有する排水弁３は、前記弁体２２を開閉動作させるための空気圧型駆動部１３を備えている。前記弁体２２は、前記弁口１２ａより径大に形成されるとともに該弁口１２ａの流入側においてこれと密接及び離間するように構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
この筐体に形成された弁口と、
この弁口を開閉する弁体と、
この弁体を開閉動作させるための空気圧型駆動部とを備え、
前記弁体は、前記弁口より径大に形成されるとともに該弁口の流入側においてこれと密接及び離間するよう構成されていることを特徴とする排水弁。
【請求項２】
前記空気圧型駆動部は、
前記筐体の内側に形成されたシリンダチューブと、
このシリンダチューブ内を二室に画成し且つ該チューブ内を摺動するピストンと、
このピストンに一端が固着され他端の先端部に前記弁体を装着したピストンロッドとを備えた構成であることを特徴とする請求項１記載の排水弁。
【請求項３】
前記ピストンロッドの先端部の外周部と前記シリンダチューブの外周部とを水密に接続するベローズを備えたことを特徴とする請求項２記載の排水弁。
【請求項４】
前記排水弁は、これに流入或いは流出する液体と接する部分が合成樹脂により構成されていることを特徴とする請求項１記載の排水弁。
【請求項５】
前記弁体を前記弁口と密接する方向へ付勢する付勢部材を備えたことを特徴とする請求項１記載の排水弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄槽などの貯水タンクに備えられる排水弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、家電や半導体装置は、これらの製品の製造工程における附着物或いは汚れを除去するために洗浄工程を経て製作されるのが一般である。この洗浄工程では、洗浄槽などの貯水タンクにおいて、洗浄水（例えば、種々の薬液または純水）によって前記附着物或いは汚れが除去される。そして、洗浄後の洗浄水は、前記貯水タンクに備えられた排水弁を介して外部に排出される。
【０００３】
この場合における排水弁は、生産性の向上などを目的として排水弁を開閉動作させるための空気圧型駆動部を備えた構成のものが知られている。即ち、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、排水弁５１には、これに形成された弁口５２を開閉する弁体５３と、該弁体５３を開閉動作させるための空気圧型駆動部５４とが設けられる。この空気圧型駆動部５４は、シリンダチューブ５５と、このシリンダチューブ５５内を基部室５６と先部室５７とに画成するピストン５８とを備えるとともに、該ピストン５８に一端が固着され他端の先端部に前記弁体５３を装着したピストンロッド５９を具備して構成される。
【０００４】
前記空気圧型駆動部５４は、基部ポート５６ａから基部室５６に圧縮空気が供給されると、この圧縮空気がピストン５８を押圧して弁体５３が前進し、前記弁口５２と該弁体５３とが密接することにより流路を閉塞するようになっている（図５（ａ）参照）。また、この状態において先部ポート５７ａから先部室５７に圧縮空気が供給されると、この圧縮空気がピストン５８を押圧して弁体５３が後退し、前記弁口５２と該弁体５３とが離間することにより流路を開放するようになっている（図５（ｂ）参照）。
【０００５】
尚、特許文献１には上述した排水弁５１と同様の構成のものが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２２７５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の構成の排水弁５１によって流路を開閉する場合、次のような問題があった。即ち、図５（ａ）に示す状態において、排水弁５１の各ポート５６ａ，５７ａに接続されるエアー配管の損傷や停電などによって、駆動源たる圧縮空気の圧力が低下し或いは圧縮空気が供給されなくなると、弁体５３に作用する洗浄水たる液体の圧力（以下、水圧Ｐと称する。）により、弁口５２と密接していた弁体５３が後退する。すると、弁口５２と該弁体５３とが離間することにより流路が開放され、前記貯水タンク内の洗浄水を流出させてしまう惧れがあった。
また、排水弁５１が大型の貯水タンクに用いられる場合、弁体５３に作用する水圧Ｐが増大するため、流路を閉塞する圧縮空気の圧力に抗して弁体５３と弁口５２とが離間し、該貯水タンク内の洗浄水を流出させてしまう惧れもある。
【０００７】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動源たる圧縮空気の供給不足が生じても排水弁からの液体の流出を防ぐことができるとともに、過大水圧による液体の流出を防止することができる排水弁を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、筐体と、この筐体に形成された弁口と、この弁口を開閉する弁体と、この弁体を開閉動作させるための空気圧型駆動部とを備え、前記弁体は、前記弁口より径大に形成されるとともに該弁口の流入側においてこれと密接及び離間するよう構成されていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、前記流入側における水圧は、弁体に対し弁口と密接する方向に作用する。従って、弁口と弁体とが密接して流路が閉塞されている状態において、駆動源たる圧縮空気の圧力が低下し或いは圧縮空気が供給されなくても、前記水圧によって弁口と密接する弁体はその状態を維持することができるので、排水弁から液体が流出することはない。他方、弁口と弁体とが離間して流路が開放されている状態において、前述した圧縮空気の供給不足が生じると、前記水圧によって弁体が弁口と密接するようになる。よって、排水弁の状態に関りなく、エアー配管の損傷や停電などの際に排水弁から液体が流出することを防止することができる。
また、前記構成によれば、前記水圧が増大するほど、弁体と弁口とがより密接するようになる。よって、水圧の増大により生じる液体の流出を防止することができるので、高耐圧弁への流用が可能となる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の排水弁において、前記空気圧型駆動部は、前記筐体の内側に形成されたシリンダチューブと、このシリンダチューブ内を二室に画成し且つ該チューブ内を摺動するピストンと、このピストンに一端が固着され他端の先端部に前記弁体を装着したピストンロッドとを備えた構成であることに特徴を有する。
この構成によれば、前記空気圧型駆動部は排水弁の内側に収容されるので、排水弁の大型化を抑制しながらも、空気圧型駆動部による流路の開閉を可能とすることができる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２に記載の排水弁において、前記ピストンロッドの先端部の外周部と前記シリンダチューブの外周部とを水密に接続するベローズを備えたことを特徴とし、これによれば、ベローズによってシリンダチューブ内への排水の浸入を防ぐことができるので、空気圧型駆動部の耐久性を向上させることができる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１記載の排水弁において、前記排水弁は、これに流入或いは流出する液体と接する部分が合成樹脂により構成されていることを特徴とし、これによれば、軽量化を図りつつ薬液などに対する耐食性を高めることができる。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１記載の排水弁において、前記弁体を前記弁口と密接する方向へ付勢する付勢部材を備えたことを特徴とし、これによれば、空気圧型駆動部に対して圧縮空気を供給することなく付勢部材によって流路を閉塞することができるので、空気圧型駆動部の操作方法の簡素化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明の排水弁によれば、駆動源たる圧縮空気の供給不足が生じても排水弁からの液体の流出を防ぐことができるとともに、過大水圧による液体の流出を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
＜第１実施例＞
以下、本発明を洗浄槽に備えられる排水弁に適用した第１実施例について図１乃至図３を参照しながら説明する。図１（ａ）は本発明に係る排水弁の流路を閉塞した状態の縦断面図、（ｂ）はその流路を開放した状態の縦断面図、図２（ａ）は排水弁の側面図、（ｂ）はその底面図、図３は前記排水弁を洗浄槽とともに示す縦断面図である。
【００１６】
図３に示す洗浄槽１は、例えば大型液晶テレビの硝子の洗浄工程に使用されるものであり、洗浄水（例えば、種々の薬液または純水）が貯えられている。この洗浄槽１の底面の略中央には開口部１ａが形成されている。この開口部１ａには、下方に延びる円筒状の配管２が装着されている。
前記配管２の下端部にはナット２ａが設けられていて、このナット２ａには後に詳述する排水弁３が螺合されている。さらに、排水弁３の下方に位置して、図示しない水受け部が配設されている。
【００１７】
これにて洗浄槽１には、開口部１ａ、配管２、排水弁３、及び水受け部を通じる流路が形成される。この流路は排水弁３により開閉されるように構成されていて、該流路を開放することにより前記硝子を洗浄した後の洗浄水が排水されるようになっている。尚、図３に示す洗浄槽１は、洗浄槽としては比較的大型のものであるが、便宜上、前記流路に比し縮小して示している。
【００１８】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、排水弁３は合成樹脂材料（例えばポリ塩化ビニル）からなる筐体４を備えている。該筐体４は、上から順に上筐体５、中筐体６、及び下筐体７からなり、これら別体の筐体５，６，７がその四隅に配設されたステンレス鋼からなるねじ８により固定されることで一体的に構成されている。
【００１９】
先ず、上筐体５の上部の端面９には、略円筒状をなす取付部１０が一体的に設けられるとともに、該取付部１０の外周面には雄ねじ１０ａが形成されている。そして、雄ねじ１０ａと前述した配管２のナット２ａとが螺合されることにより、排水弁３が配管２に装着されるようになっている。また、図１に示すように、上筐体５の端面９には、前記取付部１０の内周面に沿う開口部９ａが形成されるとともに、該端面９の四隅には、前記ねじ８の上側を水密に覆うキャップ１１が配設されている（図２（ａ）参照）。キャップ１１は、例えばポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと称する。）からなり、前記端面９と面一になるように設けられている。
【００２０】
前記中筐体６には、排水弁３内を流入側部３ａと流出側部３ｂとに画する規制部１２が設けられ、その中心には、平面視にて（図１中、上方から見て）円形の弁口１２ａが形成されている。
筐体４の下部に位置する下筐体７の内側には、空気圧型駆動部１３と流路たる一対の空洞部７ａ，７ａとが設けられている。この一対の空洞部７ａ，７ａは、図２（ｂ）に示すように空気圧型駆動部１３を囲むように環状に配設されている。
【００２１】
前記空気圧型駆動部１３は、合成樹脂材料（例えばポリ塩化ビニル）からなり、下筐体７と一体的に形成されたシリンダチューブ１４を備えている。このシリンダチューブ１４には、これを基部室１５と先部室１６とに画成し且つ該チューブ１４内を摺動するピストン１７が収容されている。また、排水弁３には基部室１５と連通する基部ポート１５ａ及び先部室１６と連通する先部ポート１６ａが配設されるとともに、シリンダチューブ１４の下端開口（図１中、下方）は蓋体１８により密封されている。
【００２２】
そして、ピストン１７の先部室１６側の端面には、前記弁口１２ａに向けて突出するピストンロッド１９の端部が固着されている。このピストンロッド１９の他端の先端部２０は前記シリンダチューブ１４と同じ径寸法に設定されていて、これらの外周部１４ａ，２０ａを接続するようにベローズ２１が水密に設けられている。
【００２３】
さらに、ピストンロッド１９の先端部２０側には弁体２２が装着されている。弁体２２は、該ピストンロッド１９と螺合する装着部２２ａと、前記弁口１２ａより径大に形成された本体部２２ｂとを備え、該本体部２２ｂの装着部２２ａ側には下方（図１中、下方）になるに従い径小となるテーパ部２２ｃが形成されている。この弁体２２は、本体部２２ｂが排水弁３の流入側部３ａに収容されることにより、弁口１２ａの流入側たる流入側部３ａにおいてこれと密接及び離間するように構成されている。
【００２４】
尚、弁体２２、前記ロッド１９の先端部２０、及びベローズ２１は、例えばＰＴＦＥからなり、これにてねじ８を除く排水弁３全体が合成樹脂材料により構成されている。
次に、上記構成の排水弁３の作用について説明する。
【００２５】
図１（ａ）は、弁体２２によって流路が閉塞された状態が示されている。この状態では、図３に示すように洗浄槽１に洗浄水が貯えられるようになっている。
この状態から、洗浄後の洗浄水を排水する場合、排水弁３は以下のように動作する。即ち、先ず、基部ポート１５ａから基部室１５に圧縮空気が供給される。すると、この圧縮空気がピストン１７を押圧してピストン１７、ピストンロッド１９及び弁体２２を一体的に前進させ、これにより弁口１２ａと弁体２２とが離間する。
【００２６】
この場合、図１（ｂ）に示すように排水弁３内には、流入側部３ａの洗浄水が弁口１２ａを通じて流出側部３ｂに流出し空洞部７ａ，７ａを介して排水弁３から排水される流路が形成される。かようにして、流路を開放することにより洗浄槽１内の洗浄水が排水弁３を介して排水される。
【００２７】
逆に、洗浄槽１内に洗浄水を貯える場合、図１（ｂ）の状態の排水弁３は以下のように動作する。即ち、先部ポート１６ａから先部室１６に圧縮空気が供給されると、この圧縮空気がピストン１７を押圧して弁体２２を後退させ、これにより弁口１２ａと弁体２２とが密接する。
この場合、図１（ａ）に示すように弁体２２のテーパ部２２ｃは、弁口１２ａの流入側においてこれと密接して前記流路を閉塞し、洗浄水が洗浄槽１内に貯えられる。この時、弁体２２には、流入側部３ａの洗浄水の圧力（以下、水圧Ｐと称する。）が弁口１２ａと密接する方向に作用するため、該水圧Ｐによって弁体２２と弁口とがより密接するようになる。
【００２８】
以上のように本実施例によれば、流路が閉塞されている状態（図１（ａ））において、駆動源たる圧縮空気の圧力が低下し或いは圧縮空気が供給されなくても、弁体２２には水圧Ｐが弁口１２ａと密接する方向に作用するため、弁体２２はその状態を維持することができる。他方、流路が開放されている状態（図１（ｂ））において、前述した圧縮空気の供給不足が生じると、前記水圧Ｐによって弁体２２が後退し弁口１２ａと密接するようになる（図１（ａ）参照）。よって、排水弁３の状態に関りなく、各ポート１５ａ，１６ａに接続されるエアー配管の損傷や停電などの際に排水弁３から液体が流出することを防止することができる。
【００２９】
また、水圧Ｐが増大するほど、弁体２２と弁口１２ａとがより密接するようになるので、水圧Ｐの増大により生じる液体の流出を防止することができる。
前記空気圧型駆動部１３は筐体４の内側に収容されるので、排水弁３の大型化を抑制しながらも、空気圧型駆動部１３による流路の開閉を可能とすることができる。また、排水弁３は、ねじ８を除く全体が合成樹脂材料により構成され、且つ前記ねじ８の上側を水密に覆うキャップ１１が配設されているため、軽量化を図りつつ薬液などに対する耐食性を高めることができる。殊に弁体２２、前記ロッド１９の先端部２０及びベローズ２１、並びにキャップ１１は、撥水性や耐摩耗性に優れたＰＴＦＥにより構成されているため薬液に対して劣化が少なく、より好適な排水弁３とすることができる。
【００３０】
さらに、前記ベローズ２１は、ピストンロッド１９の先端部２０の外周部２０ａとシリンダチューブ１４の外周部１４ａとを水密に接続するよう設けられることで、シリンダチューブ１４内への排水の浸入を防ぐことができるので、空気圧型駆動部１３の耐久性を向上させることができる。
【００３１】
また、本実施例によれば筐体４は、これを構成するそれぞれ別体の筐体５，６，７からなる。従って、弁体２２の本体部２２ｂと空気圧型駆動部１３とが弁口１２ａを隔てて、それぞれ別体の筐体に収容されていてもメンテナンス性が良い。また、前記筐体５，６，７はステンレス鋼からなるねじ８により一体的に固定されるので、略全体が合成樹脂により構成された排水弁３の剛性を高めることができる。
【００３２】
＜第２実施例＞
図４は、本発明の第２実施例を示すものであり、第１実施例と異なるところを説明する。尚、第１実施例と同一部分には同一符号を付している。
図４は、排水弁３の流路を閉塞した状態の縦断面図を示す。この図４に示すように、シリンダチューブ１４の先部室１６には、付勢部材たる圧縮コイルばね２３が配設されている。これにより、弁体２３は、前記圧縮コイルばね２３によって弁口１２ａと密接する方向へ付勢されるようになっている。
【００３３】
この構成によれば、先部ポート１６ａから先部室１６への圧縮空気の供給がなくても、圧縮コイルばね２３の付勢力によって弁体２２を後退させ該弁体２２と弁口１２ａとを密接させることができる。従って、空気圧型駆動部１３の操作は、流路の開放時における基部ポート１５ａへの圧縮空気の供給のみで足りるので、空気圧型駆動部１３の操作方法の簡素化を図ることができる。
【００３４】
ところで、上記実施例とは異なり、付勢部材の付勢力が前記水圧Ｐと対向する方向に作用する構成の場合、以下のような問題がある。即ち、例えば基部室に圧縮コイルばねを設けて、その付勢力のみで流路を開放または閉塞する場合、前記圧縮コイルばねは水圧Ｐに抗する大型のものが必要になるので、これを収容する排水弁は大型のものとなる。
これに対して、本実施例によれば、圧縮コイルばね２３の付勢力と水圧Ｐとが弁体２２に対し同方向に作用するため、排水弁３の大型化を抑制しながらも、圧縮コイルばね２３による流路の閉塞を可能とすることができる。
【００３５】
尚、本発明は、上記し、且つ図面に示す実施例にのみ限定されるものではなく、次のような変形、拡張が可能である。
本発明は、洗浄槽１に備えられる排水弁３に限られず、液体が流通する流路全般に適用できるものである。
また、上記実施例では、排水弁３は、筐体５，６，７を備えた構成としたが、これに限定されるものでは無く、筐体４を中筐体６及び下筐体７とで構成し、これに取付部を設けるようにしても良い。
【００３６】
さらに、上記実施例において、排水弁３は、略全体を合成樹脂材料により構成したがこれに限定されるものでは無い。即ち、排水弁３に流入或いは流出する液体と接する部分のみを合成樹脂にしても良いし、略全体を金属材料により構成しても良い。
このほか、本発明は、要旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施例を示すもので、（ａ）は排水弁の流路を閉塞した状態の縦断面図、（ｂ）はその流路を開放した状態の縦断面図
【図２】（ａ）は排水弁の正面図、（ｂ）はその底面図
【図３】排水弁を洗浄槽とともに示す縦断面図
【図４】本発明の第２実施例を示す図１（ａ）相当図
【図５】（ａ）は従来技術に係る図１（ａ）相当図、（ｂ）は図１（ｂ）相当図
【符号の説明】
【００３８】
図面中、３は排水弁、３ａは流入側部（流入側）、４は筐体、１２ａは弁口、１３は空気圧型駆動部、１４はシリンダチューブ、１４ａは外周部、１７はピストン、１９はピストンロッド、２０は先端部、２０ａは外周部、２１はベローズ、２２は弁体、２３は圧縮コイルばね（付勢部材）を示す。
【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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