JP2003014155A - 可変流量バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一つのバルブで流体の流量を調節することが
できて装置全体のコンパクト化、組立て作業能率の向上
等を図ることができ、また、構成を簡素化することがで
きてコストの低下を図ることができる。 【解決手段】 可変流量バルブは、流路２、３を有する
バルブ本体１と、流路２、３を開閉する弁体７と、弁体
７を作動させるアクチュエータ１５とを備える。アクチ
ュエータ７は、弁体７を作動させるエアシリンダ１６
と、圧縮ばね３１と、ハンドル３８の回転によりストッ
パ４２の位置を調節し、エアシリンダ１６による弁体７
の開閉リフトを調節する調節手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体の流量を調節
するために用い、特に、半導体、液晶等の製造装置にお
ける排気系において、排気の流量を調節するために用い
るのに適する可変流量バルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、流体を一定流量に調節して流した
り、閉じたりする配管系では、手動の流量調節弁とエア
バルブを直列に配置し、エアバルブを開閉することによ
り一定流量の流体を流すようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例のように二つのバルブを組み合わせて使用すると、
流路が長くなり、装置全体のコンパクト化に自ら制約を
受け、また、組立て作業に手間と時間を要し、組立て作
業能率に劣り、更にはコストアップとなる。

【０００４】本発明の目的は、前記のような従来例の問
題を解決しようとするものであって、一つのバルブで流
体の流量を調節して流すことができ、したがって、流路
を短くすることができて装置全体のコンパクト化を図る
ことができ、組立て作業を簡単に、しかも、短時間で行
うことができて組立て作業能率を向上させることがで
き、また、部品点数が少なくて構成を簡素化することが
でき、したがって、コストの低下を図ることができるよ
うにした可変流量バルブを提供しようとするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の可変流量バルブは、流路を有するバルブ本体
と、前記流路を開閉する開閉素子と、この開閉素子をエ
アの供給、排出により作動させるエアシリンダ、ハンド
ルの回転によりストッパの位置を調節し、前記エアシリ
ンダによる前記開閉素子の開閉リフトを調節して流体の
流量を調節し得る調節手段を有するアクチュエータとを
備えたものである。

【０００６】前記課題を解決するために本発明の他の可
変流量バルブは、前記構成において、外部に加熱手段を
備えたものである。

【０００７】前期各構成において、前記エアの供給口を
前記ハンドルの中心部に設けるのが好ましく、この場
合、前記ストッパを円筒状に形成し、前記ハンドルの中
心部に一体的に設け、前記エアの供給口を前記ストッパ
の内側に取付けることができる。

【０００８】また、前記調節手段が、前記ハンドル外周
部と前記エアシリンダのハウジング本体の外周部とに開
閉リフト調節用表示手段を備えることができる。

【０００９】前記のように構成された本発明によれば、
調節手段におけるハンドルの回転操作によりストッパの
位置を調節することにより、エアシリンダによる開閉素
子の開閉リフトを調節して流体の流量を調節することが
できる。このように、一つのバルブで流体の流量を調節
して流すことができる。また、調節手段の部品点数を少
なくして構成を簡素化することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら説明する。まず、本発明の第１の実
施形態について説明する。図１ないし図６は本発明の第
１の実施形態に係る可変流量バルブを示し、図１は外部
加熱手段を除去した状態の縦断面図、図２、図３は外部
加熱手段を除去した状態の平面図、正面図、図４、図
５、図６は外部加熱手段を取付けた状態の正面図、側面
図、底面図である。

【００１１】図１ないし図６に示す本実施形態の可変流
量バルブは、ノーマルクローズタイプの適用例であっ
て、バルブ本体１の一側に第１の流路２が形成され、バ
ルブ本体１の他側に第２の流路３が形成され、第１の流
路２は垂直方向に形成された弁座４の穴５と連続して形
成され、第１の流路２と第２の流路３は、穴５および弁
室６により連通されている。

【００１２】弁室６内には開閉素子である弁体７が設け
られている。この弁体７は、本実施形態においては、弁
棒８と一体的に設けられ、本体部９の前面側の外周縁部
に保持部１０が一体的に設けられ、本体部９の中央部の
ねじ穴１１には前面側から皿状のねじ１２が螺入され、
保持部１０とねじ１２の頭部との間に奥側から前面開放
側に至るに従い、次第に幅狭となる環状溝１３が形成さ
れ、環状溝１３にシールリング（Ｏリング）１４がその
外周頂部を突出させた状態で離脱防止されるように保持
されている。そして、シールリング１４が弁座４に当接
されるようになっている。

【００１３】弁棒８および弁体７を作動させるアクチュ
エータ１５にはエアシリンダ１６が用いられる。このエ
アシリンダ１６のハウジングの底部を兼用するボンネッ
ト１７の先端側筒状部１８の内周がバルブ本体１におけ
る筒状部１９の外周に螺着されている。筒状部１９の開
放側内周の段部とボンネット１７との間にはリング状の
ベローズ受け２０の外周部がガスケット２１を介して挟
持され、弁棒８がベローズ受け２０の中央部の穴に挿通
されている。弁体７の本体部９とベローズ受け２０には
弁棒８の外周部に設けられたベローズ２２の両端部が固
定され、ベローズ２２は弁棒８および弁体７の移動に伴
って伸縮されるようになっている。

【００１４】ボンネット１７の基部側外周部にはエアシ
リンダ１６における頂部を有するハウジング本体２３の
先端部内周が螺着されるとともに、ボンネット１７の外
周の環状溝に収められたシールリング（Ｏリング）２４
がハウジング本体２３の先端部内周面に圧接されて両者
間がシールされている。ハウジング本体２３の内側には
ピストン２５およびこのピストン２５と一体の軸部２
６、２７が軸心方向に沿って移動可能に支持されるとと
もに、ピストン２５および軸部２６の外周の環状溝に収
められたシールリング（Ｏリング）２８および２９がハ
ウジング本体２３およびボンネット１７の内周面に圧接
されて両者間がシールされている。軸部２６の中心部に
はねじ穴３０が形成され、ねじ穴３０に弁棒８の基部側
のねじ部が螺着されている。

【００１５】ピストン２５とハウジング本体２３の頂部
内面との間には軸部２７の外周部において圧縮ばね３１
が介在され、この圧縮ばね３１の弾性によりピストン２
５および軸部２６、２７が先方へ付勢されている。これ
に伴って、弁棒８および弁体７が前進（下降）され、弁
体７のシールリング１４が弁座４に圧接されて穴５が閉
じられ、流路２、３間が閉じられている。軸部２７には
その基端部から軸心方向に沿ってエア供給穴３２が形成
され、ピストン２５にはピストン２５とボンネット１７
との間の室３３とエア供給穴３２とを連通するエア供給
穴３４が形成されている。ハウジング本体２３にはその
頂部とピストン２５のとの間の室３５を大気に開放する
エア抜き穴３６が形成されている。

【００１６】そして、エア供給穴３２、３４を介して圧
縮エアが室３３に供給されることにより、ピストン２５
および軸部２６、２７が圧縮ばね３１の弾性に抗して後
退される。これに伴って、弁棒８および弁体７がベロー
ズ２２を縮めて後退（上昇）され、弁体７のシールリン
グ１４が弁座４から離隔されて穴５が開放され、流路
２、３が連通される（開かれる）ようになっている。こ
れとは逆に、室３３内のエアがエア供給穴３４、３２を
介して排出されることにより、前記のようにピストン２
５、軸部２６、２７、弁棒８および弁体７が圧縮ばね３
１の反撥力により前進（下降）され、弁体７のシールリ
ング１４が弁座４に圧接されて穴５が閉じられ、流路
２、３間が閉じられるようになっている。

【００１７】ハウジング本体２３の頂部側外周面にはね
じ部３７が形成され、このねじ部３７にキャップ状のハ
ンドル３８の先端内周面に形成されたねじ部３９が螺合
され、ハンドル３８が回転されることによりハウジング
本体２３に対してねじ部３９、３７を介して進退される
ようになっている。ハウジング本体２３の頂部の中心部
に形成された穴４０に筒状のストッパ４２が回転可能
に、かつ摺動可能に挿通され、ハンドル３８の中心部に
形成された穴４１には筒状のストッパ４２の基部が嵌合
されている。ハンドル３８にはその半径方向において穴
４１と外方とに開放されるねじ穴４３が１箇所、若しく
は複数箇所に形成され、ねじ穴４３に止めねじ４４が螺
入され、その先端部がストッパ４２の基部外周に形成さ
れた凹入部４５に係合され、ストッパ４２がハンドル３
８と一体化されている。ストッパ４２の先端部は軸部２
７の小径部外周に回転可能に、かつ摺動可能に嵌合さ
れ、軸部２７の外周の環状溝に収められたシールリング
（Ｏリング）４６がストッパ４２の内周面に圧接され、
両者間がシールされている。

【００１８】ピストン２５における軸部２７の外周部に
はスラストワッシャ４７が設けられ、このスラストワッ
シャ４７がストッパ４２の先端面と対向されている。そ
して、前記のようにピストン２５、軸部２６、２７、弁
棒８および弁体７が後退し、穴５を開放して流路２、３
を連通させる際、スラストワッシャ４７がストッパ４２
に当接して後退規制される。したがって、スラストワッ
シャ４７とストッパ４２との間隔Ａが弁体７の開閉リフ
トとなる。ハンドル３８の外周部には軸心と平行方向に
ねじ穴４８が貫通するように形成され、ねじ穴４８に止
めねじ４９が螺入されている。そして、止めねじ４９が
ハウジング本体２３の頂面に圧接されることにより、ハ
ウジング本体２３のねじ部３７とハンドル３８のねじ部
３９とを圧接させて両者を固定状態に保持することがで
きる。

【００１９】ストッパ４２の基部内周にはねじ部５０が
形成され、このねじ部５０にエア供給口となる継手５１
が接続され、継手５１にはエア供給パイプ（図示省略）
の一端が接続され、エア供給パイプの他端は圧縮エア供
給源と大気とに切換えられるようになっている。ハンド
ル３８の外周面とハウジング本体２３の外周面とに弁体
リフトを調節するための表示手段が設けられている。そ
の一例として、ハンドル３８の外周面に基準表示５２が
設けられ、ハウジング本体２３の頂部側外周面に目盛表
示５３が設けられている。そして、基準表示５２がいず
れの目盛表示５３に対応するかによって間隔Ａの調節量
を知ることができる。

【００２０】バルブ本体１とアクチュエータ１５の外部
には加熱手段、例えば、ジャケットヒータ５４が設けら
れ、ジャケットヒータ５４はコード５５およびコネクタ
５６により電源（図示省略）に接続されるようになって
いる。

【００２１】以上の構成において、以下、その動作につ
いて説明する。今、図１に示すように、弁体７のシール
リング１４が弁座４に圧接され、流路２、３間が遮断さ
れているとする。この状態で圧縮エア供給源から圧縮エ
アをエア供給パイプ、継手５１、ストッパ４２、エア供
給穴３２、３４を介してエアシリンダ１６の室３３に供
給する。これに伴って、ピストン２５、軸部２６、２
７、弁棒８および弁体７を圧縮ばね３１の弾性に抗して
後退（上昇）させ、弁体７のシールリング１４を弁座４
から離隔させることにより、穴５を開放し、流路２、３
を穴５を介して連通させることができる。したがって、
流路２、穴５、流路３により流体、例えば、排ガスを流
すことができる。このとき、ピストン２５側のスラスト
ワッシャ４７がストッパ４２の先端面に当接することに
より、ピストン２５、軸部２６、２７、弁棒８および弁
体７の後退が規制され、これに伴って、流路２、穴５、
流路３を流れる排ガスの量が決められる。

【００２２】前記とは逆に、エア供給パイプを大気に開
放することにより、エアシリンダ１６の室３３内のエア
をエア供給穴３４、３２、ストッパ４２、継手５１、エ
ア供給パイプを介して大気中へ放出することができるの
で、圧縮ばね３１の反撥力によりピストン２５、軸部２
６、２７、弁棒８および弁体７を前進（下降）させて弁
体７のシールリング１４を弁座４に圧接させ、穴５、す
なわち、流路２、３を遮断して排ガスの流れを遮断する
ことができる。

【００２３】また、ジャケットヒータ５４により弁本体
１、アクチュエータ１５を加熱することにより、排ガス
中に含まれる副生成物が弁体７、ベローズ２２等に付着
するのを防止することができる。したがって、弁体７、
ベローズ２２等を円滑に作動させることができ、しか
も、メンテナンス費を低減させることができる。

【００２４】そして、止ねじ４９を緩めてハンドル３８
をハウジング本体２３に対する固定状態から解放し、ハ
ンドル３８およびストッパ４２を一体的に回転させ、ね
じ部３９、３７を介してハンドル３８およびストッパ４
２を回転させながら前進させ、若しくは後退させ、スト
ッパ４２の位置、すなわち、ストッパ４２の先端面とス
ラストワッシャ４７との間隔Ａを所望量に調節する。こ
れにより、弁体７のリフト量を調節して流路２、穴５、
流路３を流れる排ガスの量を調節することができる。こ
のとき、基準表示５２と目盛表示５３とにより簡単に調
節することができる。調節後、止めねじ４９を締めてそ
の先端をシリンダ本体２３の頂面に押圧することによ
り、ハンドル８をハウジング本体２３に対して固定状態
に保持することができ、前記と同様にして弁体７の開閉
動作を行うことができる。

【００２５】本実施形態によれば、ハンドル３８の中心
部にストッパ４２およびエア供給口である継手５１を配
置しているので、前記のように外部から加熱するジャケ
ットヒータ５４をアクチュエータ１５部まで加熱するよ
うに設けても、リフト調節作業に支障を来たすことがな
く、ジャケットヒータ５４を容易に取付けることがで
き、ジャケットヒータ５４を設けない場合においても、
エア供給パイプをエアシリンダの側方から導く場合のよ
うに周側に突出する部分がないので、調節作業を容易に
行うことができる。また、ハンドル３８とストッパ４２
を用いるので、部品点数が少なく、構成の簡素化を図る
ことができる。更に、大きいハンドル３８と基準表示５
２、目盛表示５３等からなる表示手段によりリフト調節
を容易に行うことができる。

【００２６】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。図７は本発明の第２の実施形態に係る可変流量
バルブを示し、外部加熱手段を除去した状態の縦断面図
である。

【００２７】図７に示す本実施形態の可変流量バルブ
は、ノーマルオープンタイプの適用例であって、基本的
な構成については上記第１の実施形態に係るノーマルク
ローズタイプの可変流量バルブと同様であるので、以
下、主として構成を異にする部分について説明し、同じ
部分には同じ符号を付してその説明を省略する。

【００２８】本実施形態においては、エアシリンダ１６
の室３３においてピストン２５とボンネット１７との間
に圧縮ばね５７が介在され、この圧縮ばね５７の弾性に
よりピストン２５、軸部２６、弁棒８および弁体７が後
方（上方）へ付勢され、弁体７のシールリング１４が弁
座４から離隔されて穴５が開放され、穴５を介して流路
２、３が連通され、排ガスが流れるようになっている。
一方、ストッパ４２の内側から室３５側へ圧縮エアを供
給し得るように、上記第１の実施形態におけるストッパ
４２と軸部２７との嵌合関係は廃止され、ストッパ４２
の先端部に軸心と直角方向でストッパ４２内と室３５と
を連通するエア供給穴５８が形成され、ストッパ４２の
中間部外周面の環状溝にシールリング（Ｏリング）５９
が収められ、このシールリング５９がハウジング本体２
３の穴４０の周面に圧接され、両者間がシール状態で回
転可能に、かつ摺動可能に保持されている。また、ハウ
ジング本体２３の中間部に室３３を大気に開放するため
のエア抜き穴６０が形成されている。

【００２９】そして、圧縮エア供給源から圧縮エアがエ
ア供給パイプ、継手５１（図４、図５参照）、ストッパ
４２、エア供給穴５８を介して室３５に供給されること
により、ピストン２５、軸部２６、弁棒８および弁体７
が圧縮ばね５７の弾性に抗して前進（下降）され、弁体
７のシールリング１４が弁座４に圧接され、穴５、すな
わち、流路２、３が遮断されるようになっている。

【００３０】ピストン２５には突部６１の外周部におい
てスラストワッシャ６２が設けられ、前記のように圧縮
ばね５７の弾性により弁体７が後退され、流路２、３が
開放された状態で、スラストワッシャ６２がストッパ４
２の先端面に当接され、圧縮ばね５７の弾性により弁体
７が前進され、流路２、３が遮断された状態でスラスト
ワッシャ６２がストッパ４２の先端面から離隔され、そ
の間隔により弁体リフト、すなわち、流体の流量が規定
されるようになっている。そして、弁体リフト、すなわ
ち、流体の流量は、前記第１の実施形態と同様に、ハン
ドル３８およびストッパ４２を一体的に回転させて前進
させ、若しくは後退させてストッパ４２の位置を調節す
ることにより調節することができる。

【００３１】なお、前記各実施形態においては、ベロー
ズバルブに適用した例について説明したが、ダイヤフラ
ムを開閉素子として用いるダイヤフラムバルブに適用す
ることができる。また、ストッパ４２、エア供給口を任
意の箇所に設けることもできる。更に、外部加熱手段は
設けなくてもよい。このほか、本発明は、その基本的技
術思想を逸脱しない範囲で種々設計変更することができ
る。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、調
節手段におけるハンドルの回転操作によりストッパの位
置を調節することにより、エアシリンダによる開閉素子
の開閉リフトを調節して流体の流量を調節することがで
きる。このように、一つのバルブで流体の流量を調節し
て流すことができ、したがって、流路を短くすることが
できて装置全体のコンパクト化を図ることができ、組立
て作業を簡単に、しかも、短時間で行うことができて組
立て作業能率を向上させることができる。また、調節手
段の部品点数を少なくして構成を簡素化することがで
き、したがって、コストの低下を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る可変流量バルブ
を示し、外部加熱手段を除去した状態の縦断面図であ
る。

【図２】同可変流量バルブを示し、外部加熱手段を除去
した状態の平面図である。

【図３】同可変流量バルブを示し、外部加熱手段を除去
した状態の正面図である。

【図４】同可変流量バルブを示し、外部加熱手段を取付
けた状態の正面図である。

【図５】同可変流量バルブを示し、外部加熱手段を取付
けた状態の側面図である。

【図６】同可変流量バルブを示し、外部加熱手段を取付
けた状態の底面図である。

【図７】本発明の第２の実施形態に係る可変流量バルブ
を示し、外部加熱手段を除去した状態の縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ バルブ本体 ２ 流路 ３ 流路 ４ 弁座 ７ 弁体（開閉素子） ８ 弁棒 １５ アクチュエータ １６ エアシリンダ ２５ ピストン ３１ 圧縮ばね ３８ ハンドル ４２ ストッパ ５１ 継手（エア供給口） ５４ 外部加熱手段 ５７ 圧縮ばね

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流路を有するバルブ本体と、前記流路を
   開閉する開閉素子と、この開閉素子をエアの供給、排出
   により作動させるエアシリンダ、ハンドルの回転により
   ストッパの位置を調節し、前記エアシリンダによる前記
   開閉素子の開閉リフトを調節して流体の流量を調節し得
   る調節手段を有するアクチュエータとを備えた可変流量
   バルブ。
2. 【請求項２】 外部に加熱手段を備えた請求項１記載の
   可変流量バルブ。
3. 【請求項３】 エアの供給口がハンドルの中心部に設け
   られた請求項１または２記載の可変流量バルブ。
4. 【請求項４】 ストッパが円筒状に形成されてハンドル
   の中心部に一体的に設けられ、エアの供給口が前記スト
   ッパの内側に取付けられた請求項３記載の可変流量バル
   ブ。
5. 【請求項５】 調節手段が、ハンドル外周部とエアシリ
   ンダのハウジング本体の外周部とに開閉リフト調節用表
   示手段を備えた請求項１ないし４のいずれかに記載の可
   変流量バルブ。