JPH0544872A

JPH0544872A - 弁の開閉表示機構

Info

Publication number: JPH0544872A
Application number: JP3196866A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Taniguchi; 口務谷
Original assignee: Fuji Seiki KK
Current assignee: Fuji Seiki KK
Priority date: 1991-08-06
Filing date: 1991-08-06
Publication date: 1993-02-23
Also published as: US5179974A

Abstract

(57)【要約】【構成】弁体が開成したときにピストンが位置する
開側端部と、弁体が閉成したときにピストンが位置する
閉側端部と、これらの中間位置がハウジングに規定して
ある。ピストンが開側端部に近づくときピストンの当接
部がスリーブの止め輪に当接して、スリーブを開側端部
の筒状付勢部材に抗して開側端部に移動させ、表示スイ
ッチを「開」に表示させる一方、ピストンが閉側端部に
近づくときピストンの当接部がスリーブの止め輪を当接
して、スリーブを閉側端部の筒状付勢部材に抗して閉側
端部に移動させ、表示スイッチを「閉」に表示させる。
さらに、ピストンが前記開側端部または閉側端部から離
れるときには、開側端部または閉側端部の筒状付勢部材
により、スリーブを中間位置に戻し、表示スイッチに開
閉を表示させない。【効果】表示機構に備えられたスリーブに作動圧力が
作用しないようにし、これにより、表示スイッチの誤作
動を確実に防止でき、信頼性を向上できると共に、構造
が簡易であり組み立てが容易である、弁の開閉表示機構
を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、弁、例えば、ゲート弁の
開閉を表示するための弁の開閉表示機構に関する。

【０００２】

【発明の技術的背景】弁、例えば、ゲート弁、バタフラ
イ弁では、空気圧、油圧等により作動されるピストンの
移動に連動して、弁座に対して弁体を移動させて弁を開
閉する弁の開閉駆動機構が採用されている。

【０００３】このような開閉駆動機構を有するゲート弁
として、図９に示すようなものがある。このゲート弁に
おいては、例えば、図９に示すように、このゲート弁
は、流管を開閉する弁本体１０と、この弁本体１０の弁
体１５を駆動するための弁の開閉駆動機構３０とからな
っている。この弁本体１０内の弁体１５は、アーム１７
が回転駆動されることにより、弁本体１０内と駆動機構
３０内との間で上下動されると共に、ガイドプレート１
６の作用により、左右に移動されて弁体１５のシール部
材１４を弁座１３に押圧するように構成されている。

【０００４】一方、開閉駆動機構３０では、基本的に
は、空気圧によりピストン３１が左右に往復動され、ピ
ストン３１と一体的に、スクリュー５０が直線運動さ
れ、スクリュー５０の爪部７１が旋回軸７５に対して滑
動できるため、スクリュー５０の直線運動が旋回軸７５
の回転運動に変換されて、この旋回軸７５が固定された
アーム１７が回転され、これにより、上記のように弁体
１５が上下動されるように構成されている。

【０００５】このピストン３１の右方（弁の閉方向）へ
の移動に際しては、ピストン３１の左端側の空気室Ａ、
及びピストン３１の右端側の環状の空気室Ｂに同じ圧力
の空気圧がかけられ、加圧面積の差により、ピストン３
１が右方（弁の閉方向）へ移動される。一方、ピストン
３１の左方（弁の開方向）への移動に際しては、ピスト
ン３１の右端側に規定された環状の空気室Ｂにのみ空気
圧がかけられることにより行われる。

【０００６】また、このゲート弁では、弁が現在開成さ
れた状態にあるか、または弁が現在閉成された状態にあ
るか、を認識するため、弁の開閉を表示する弁の開閉表
示機構が設けられている。この表示機構では、図１０に
拡大して詳細に示すように、基本的には、ピストン３１
の移動に伴って、スリーブ３８が移動することにより、
リミットスイッチ８１，８２がＯＮ−ＯＦＦされ弁の開
閉が表示される。

【０００７】先ず、スリーブ３８の右方に形成された数
個の孔に、数個のボール８４が介在されている。このボ
ール８４が嵌入し得る凹所８５，８６が各々ピストン３
１及び筒状部材３２に形成されている。ピストン３１が
図１０に図示の位置にあるときには、ボール８４はピス
トン３１の凹所８５に嵌入されているが、ピストン３１
が左方に移動すると、ボール８４はピストン３１の凹所
８５により押圧されて筒状部材３２の凹所８６に嵌入
し、ピストン３１はこのボール８４の内側を通過するよ
うに構成されている。

【０００８】さらに、ピストン３１の右端面３１ｄに、
リング８７が当接されており、このリング８７はバネ８
８により左方に付勢されている。これにより、ピストン
３１が左方に所定距離移動してボール８４が筒状部材３
２の凹所８６に嵌入すると、リング８７がボール８４に
当接し、バネ８８の付勢力によりボール８４及びスリー
ブ３８を左方に向けて付勢する状態となる。

【０００９】一方、スリーブ３８の左方に形成された数
個の孔にも、数個のボール９１が介在されている。筒状
部材３２には、このボール９１が嵌入する凹所９２が形
成されており、ピストン３１が左方に移動したときにボ
ール９１が嵌入する凹所９３がこのピストン３１の左方
外周面に形成されている。さらに、このボール９１にリ
ング９４が当接されており、このリング９４は、バネ９
５により右方に付勢され、これにより、スリーブ３８は
右方に付勢されている。

【００１０】リミットスイッチ８１，８２をＯＮ−ＯＦ
Ｆするための機構として、２つのボール９６，９７が筒
状部材３２に形成された孔９８に介在されており、ボー
ル９６，９７を嵌入し得る凹所９９がスリーブ３８に形
成されている。これらのボール９６，９７は、リミット
スイッチ８１，８２によりスリーブ３８の凹所９９に向
けて付勢されている。

【００１１】これにより、図１０に示すように、スリー
ブ３８が右方に移動されると、これに対応して、一方の
ボール９６がスイッチ８１の付勢力に抗して凹所９９の
縁により持ち上げられて筒状部材３２の孔９８に嵌入さ
れ、その結果、リミットスイッチ８１がＯＮされて、弁
が閉成したことが表示される。このとき、他方のボール
９７は凹所９９の縁により孔９８に嵌入されていた状態
から、スイッチ８２の付勢力により押圧されて凹所９９
内に嵌入され、その結果、弁の開成を表示するスイッチ
８２がＯＦＦされる。

【００１２】したがって、弁が閉成状態から開成状態に
されるとき、ピストン３１が左方に移動されてくると、
ボール８４がピストン３１により押圧されて、筒状部材
３２の凹所８６に嵌入され、ピストン３１は、ボール８
４の内側を通過する。このとき、バネ８８により左方に
付勢されたリング８７は、このボール８４に当接する。
これにより、ボール８４及びスリーブ３８は左方に付勢
された状態となるが、スリーブ３８は、バネ９５の付勢
力によりリング９４及びボール９１を介して右方に付勢
されているため、左右の付勢力がつりあった状態にあ
り、スリーブ３８は図１０に示す状態で停止している。

【００１３】その後、ピストン３１は、ボール９１の内
側を通過し、リング９４に当接してバネ９５の付勢力に
抗してリング９４を左方に移動させると、リング９４が
ボール９１から離れるため、ボール９１及びスリーブ３
８を右方に付勢する付勢力が解除される。これにより、
スリーブ３８は、バネ８８によりリング８７及びボール
８４を介して付勢されているため、左方に移動する。そ
の結果、ボール９７が持ち上げられ、ボール９６は押し
下げられ、弁の開成を表示するリミットスイッチ８２が
ＯＮされ、弁の閉成を表示するリミットスイッチ８１が
ＯＦＦされる。

【００１４】逆に、弁が開成状態から閉成状態にされる
ときには、ピストン３１が左端にある状態から右方に移
動されると、リング９４は、ピストン３１から離れ、ボ
ール９１に当接してバネ９５の付勢力によりボール９１
及びスリーブ３８を右方に押圧する。しかし、このと
き、スリーブ３８は、バネ８８の付勢力によりリング８
７及びボール８４を介して左方に付勢されているため、
左右の付勢力がつりあった状態にあり、スリーブ３８は
停止している。

【００１５】その後、ピストン３１が右方に移動して、
ボール８４の内側を通過するとき、ピストン３１の右端
面３１ｄがリング８７に当接し、バネ８８の付勢力に抗
してリング８７を右方に移動させる。これにより、リン
グ８７がボール８４から離されるため、ボール８４及び
スリーブ３８を左方に付勢する付勢力が解除される。こ
のとき、スリーブ３８は、バネ９５の付勢力によりリン
グ９４及びボール９１を介して右方に付勢されているた
め、右方に移動される。その結果、ボール９６が持ち上
げられ、ボール９７は押し下げられ、弁の閉成を表示す
るリミットスイッチ８１がＯＮされ、弁の開成を表示す
るリミットスイッチ８２がＯＦＦされる。

【００１６】このように、表示機構は、スリーブ３８が
移動することにより、リミットスイッチ８１，８２がＯ
Ｎ−ＯＦＦされるように構成されている。しかしなが
ら、このスリーブ３８は、部材としての所定の厚みを有
しているため、開時に空気室Ａ，Ｂの差圧が、このスリ
ーブ３８の右端面に作用するため、スリーブ３８が移動
しなくてもよいときに、スリーブ３８が右方に不用意に
移動することがあり、その結果、リミットスイッチ８
１，８２が誤作動することがあり、問題となっていた。

【００１７】

【発明の目的】本発明は、上述したような事情に鑑みて
なされたものであって、表示機構に備えられたスリーブ
に作動圧力が作用しないようにし、これにより、表示ス
イッチの誤作動を確実に防止でき、信頼性を向上できる
と共に、構造が簡易であり組み立てが容易である、弁の
開閉表示機構を提供することを目的としている。

【００１８】

【発明の概要】この目的を達成するため、本考案に係る
弁の開閉表示機構は、ピストンの往復動に連動して、弁
体を弁座に対して開閉する弁の開閉表示機構であって、
弁体が開成したときにピストンが位置する開側端部、弁
体が閉成したときにピストンが位置する閉側端部、及び
これらの中間位置を有するハウジングと、このハウジン
グの内周とピストンの外周との間に装着され、前記開側
端部、中間位置、閉側端部の間で移動可能であり、この
移動方向に離間して一対の止め輪が内周面に配設してあ
るスリーブと、このスリーブを常に前記中間位置に位置
するように付勢し、前記開側端部および閉側端部に各々
配設された一対の筒状付勢部材と、ピストンの外周面
に、スリーブの一対の止め輪の間に位置するように配設
され、ピストンが前記開側端部または閉側端部に移動し
たときに、前記一対の止め輪の各々に当接する一対の当
接部と、スリーブが前記開側端部に位置したときには
「開」を表示する一方、スリーブが前記閉側端部に位置
したときには「閉」を表示し、スリーブが中間位置に位
置したときには開閉を表示しない表示スイッチと、を具
備することを特徴としている。

【００１９】したがって、ピストンが前記開側端部に近
づくときピストンの当接部がスリーブの止め輪に当接し
て、スリーブを開側端部の筒状付勢部材に抗して開側端
部に移動させ、表示スイッチを「開」に表示させること
ができる。一方、ピストンが前記閉側端部に近づくとき
ピストンの当接部がスリーブの止め輪を当接して、スリ
ーブを閉側端部の筒状付勢部材に抗して閉側端部に移動
させ、表示スイッチを「閉」に表示させることができ
る。さらに、ピストンが前記開側端部または閉側端部か
ら離れるときには、開側端部または閉側端部の筒状付勢
部材により、スリーブを中間位置に戻し、表示スイッチ
に開閉を表示させない。

【００２０】このように、本発明では、従来の図１０の
ように、バネ８８，９５により左右から付勢されてつり
あった状態にあるスリーブ３８を、一方のバネの付勢力
を解除することにより、移動させているのではなく、開
側端部または閉側端部に配設した一対の筒状付勢部材に
より常にスリーブを中間位置に戻すようにし、必要時
に、ピストンの力によりスリーブを移動させているた
め、スリーブは常に安定した状態にある。そのため、ス
リーブが不用意に移動することがないと共に、図１に示
すように、このスリーブの所定厚みのある端部に、空気
圧が作用しない構成を取ることができ、スリーブが不用
意に移動することが防止でき、これにより、表示スイッ
チの誤作動を防止することができ、信頼性を向上するこ
とができる。また、構成が極めて簡易になっており、組
み立て作業が容易であるというメリットもある。

【００２１】

【発明の具体的説明】以下、図面を参照して、本考案に
係る実施例を具体的に説明する。図１から図８は、流管
（図示略）の一側を真空に維持するような場合に用いら
れる真空弁であるゲート弁を示す。

【００２２】このゲート弁は、流管を開閉する弁本体１
０と、この弁本体１０を駆動するための本実施例に係る
弁の開閉駆動機構３０とからなっている。先ず、図２乃
至図４を参照して、弁本体１０の構造について説明す
る。図２は、弁の閉成状態を示し、図３は、図２に示す
矢印ＩＩＩの矢視図を示し、図４は、弁が開成した直後
の状態を示ている。

【００２３】この弁本体１０には、袋状に形成されたハ
ウジング１１が設けてあり、このハウジング１１の両外
側には、対称に配置された一対の流管接続用フランジ１
２が固定してある。ハウジング１１及びフランジ１２に
は、流体流通用の開口が形成してあり、このハウジング
１１の一方の開口近くの側壁により弁座１３を規定して
いる。弁体１５ガハウジング１１内を上下動可能に設け
られ、この弁体１５に収納されたシール部材１４が弁座
１３に当接し、弁を閉成する。

【００２４】この弁体１５は、以下のようなロック機構
により、下位置（弁の閉成位置）と上位置（弁の開成位
置）との間で移動される。このロック機構は、弁体１５
に並列的に配置されたガイドプレート１６を備えてお
り、図３に示すように、これら弁体１５及びガイドプレ
ート１６は、複数のガイドローラ９によりハウジング１
１内壁を上下方向に案内されるように構成されている。
図２及び図３に示すように、これら両プレート１５，１
６の上方は、弁の開閉駆動機構３０のアーム１７に支持
されている。すなわち、このアーム１７に固定軸１８が
固定してあり、この固定軸１８に軸受１９を介してロー
ラ２０が回転可能に取付けてある。このローラ２０は、
図３に示すように、弁体１５及びガイドプレート１６に
各々形成された２つの案内溝２１，２２を摺動するよう
に構成されている。したがって、アーム１７が揺動され
ると、ローラ２０が案内溝２１，２２に案内されて、弁
体１５及びガイドプレート１６がハウジング１１内を上
下方向に移動される。

【００２５】さらに、これらの案内溝２１，２２は、図
３に示すように、左端では同じ高さで互いに一致してい
るが、右側では弁体１５の案内溝２１の方がガイドプレ
ート１６の案内溝２２より位置が高くなっている。これ
らの案内溝２１，２２の左端にローラ２０がくると、弁
体１５及びガイドプレート１６は、同じ高さの位置にあ
り、このとき、弁体１５及びガイドプレート１６は下位
置（弁の閉成位置）及び上位置（弁の開成位置）を取る
ように構成してある。一方、案内溝２１，２２の高さの
違う右側にローラ２０がくると、ガイドプレート１６の
位置の方が弁体１５の位置より高い位置にあり、このと
き、弁体１５及びガイドプレート１６は上位置（弁の閉
成位置）と下位置（弁の開成位置）との中間の位置を取
るように構成してある。

【００２６】したがって、図４に示すように、弁が閉成
される直前までは、ローラ２０が案内溝２１，２２の高
さの違う所にあり、ガイドプレート１６の位置の方が弁
プレ−ト１５の位置より高くなっているが、図２に示す
ように、完全な閉成位置（下位置）を取ろうとする場合
には、ローラ２０が案内溝２１，２２の高さの違う所か
ら同じ高さの所（図３の案内溝２１，２２の左端）に案
内されるため、ガイドプレート１６が弁体１５に対して
押し下げられ、弁体１５及びガイドプレート１６はその
高さが同じにされて停止される。逆に、この完全な閉成
位置（下位置）から開成位置（上位置）に向って移動を
開始する場合には、ローラ２０が案内溝２１，２２の同
じ高さの所から高さの違う所に案内されるため、ガイド
プレート１６は、弁体１５に対して相対的に押し上げら
れ、ガイドプレート１６の位置の方が弁プレ−ト１５の
位置より高くなった状態にされる。

【００２７】なお、開成位置（上位置）を取る場合に
も、特に図示しないが、閉成位置（下位置）の場合と同
様に作動される。次に、このロック機構では、弁体１５
及びガイドプレート１６が弁の閉成位置に近づくときに
は、弁体１５を弁座１３に近づくように移動させる一
方、弁体１５及びガイドプレート１６が弁の開成位置に
向かって移動し始めるときには、弁体１５を弁座１３か
ら離してガイドプレート１６に近付けるように移動させ
るように構成されている。

【００２８】すなわち、図２及び図４に示すように、ガ
イドプレート１６の下方には、弁体１５に向って付勢さ
れた一対のボール体２５が設けてあり、弁体１５の下方
に、このボール体２５が摺動する凹状の案内溝２６が形
成してある。この案内溝２６は、上側ほど深く、下側に
なるほど浅くなるように形成されている。なお、これら
ボール体２５及び案内溝２６は、第３図に示すように、
複数箇所設けられている。

【００２９】したがって、図４に示すように、ボール体
２５が案内溝２６に嵌まり込んだ状態でハウジング１３
内を下方に移動されてきて弁体１５が弁座１２に対向す
る位置にくると、上述したように、ガイドプレート１６
がさらに下方に移動される。これにより、ボール体２５
が案内溝２６をその下方に摺動し、その結果、図２に示
すように、弁体１５は、ガイドプレート１６から離れて
弁座１２に近づくように移動され、その結果、弁体１５
が弁座１２に押し付けられてロックされる。これによ
り、弁が閉成される。

【００３０】一方、図２及び図４に示すように、弁体１
５には、案内カム２７を有する突片２８が設けられてお
り、ガイドプレート１６には、案内カム２７を摺動する
ボール体２９が設けられている。このボール体２９は、
図示しないが、上述したボール体２５と同じであり、案
内カム２７に向って付勢されている。また、案内カム２
７は、下側ほど弁体１５及びガイドプレート１６から離
れており、上側ほど弁体１５及びガイドプレート１６に
近いように構成されている。なお、これらボール体２９
及び案内カム２７は、図３に示すように、複数箇所設け
られている。

【００３１】したがって、弁体１５及びガイドプレート
１６が閉成位置（下位置）から開成位置（上位置）に向
って移動を開始すると、上述したように、ガイドプレー
ト１６が弁体１５に対して押し上げられ、ボール体２９
が案内カム２７を上方に摺動し、その結果、弁体１５が
弁座１２から離れてガイドプレート１６に近付く方向に
移動され、この状態でロックされる。

【００３２】このようなロック機構では、従来と異な
り、ハウジング１１の底壁などにガイドプレート１６な
どが当接することがない状態にて弁の開閉が実行される
ため、弁の閉成時の音が静かである。また、弁体１５及
びガイドプレート１６がアーム１７により連続的に移動
されて、弁が開閉されており、弁体及びガイドプレート
の止めなどが必要とされないため、弁体及びガイドプレ
ートの運動がスムーズであり、ノックするようなことも
ない。さらに、メンテナンス時にはロック機構をハウジ
ング１１から容易に取り出せるとともに、ロック機構の
構造が極めて簡易であるため、ロック機構のメンテナン
スが極めて容易である。

【００３３】次に、図１、図５、図６、図７、及び図８
を参照して、本実施例に係る弁の開閉駆動機構３０につ
いて説明する。図１は、弁が閉成状態にあるときの弁の
開閉駆動機構の断面図、図５は、ピストンが中間位置に
あるときの弁の開閉駆動機構の断面図、図６は、弁が開
成状態にあるときの弁の開閉駆動機構の断面図、図７
は、図１のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿うスクリューの断面
図、図８は、図１の図１のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う
スクリューの断面図を示している。

【００３４】この開閉駆動機構３０では、図１に示すよ
うに、基本的には、空気圧によりピストン３１が直線的
に移動され、ピストン３１によりスクリュー５０が直線
運動され、このスクリュー５０の直線運動が旋回軸７５
の回転運動に変換されて、アーム１７が回転され、その
結果、上述したように弁が開閉される。

【００３５】先ず、ピストン３１を直線運動させる構成
について説明する。この駆動機構のハウジングは、シリ
ンダ３２と、このシリンダ３２の左側端を閉鎖する蓋部
材３３と、シリンダ３２の右側に配置された筒状の第１
ブロック３４と、この第１ブロック３４の右側に固定さ
れた筒状の第２ブロック３５と、これのさらに右側に固
定された筒状の第３ブロック３６と、これら第２，第３
ブロック３５，３６の内方に配置された筒状固定部材３
７とからなっている。

【００３６】一方、シリンダ３２の内側に、スリーブ３
８が摺動可能に配置してあり、このスリーブ３８に、ピ
ストン３１が摺動可能に配置してある。このピストン３
１は、スリーブ３８内を摺動する大径部３１ａと、この
大径部３１ａより小径で且つ筒状に形成され、第１ブロ
ック３４の内側、および第２ブロック３５と筒状固定部
材３７との間を摺動する小径部３１ｂとからなってい
る。なお、大径部３１ａとスリーブ３８との間は、Ｏリ
ング３９によりシールされており、小径部３１ｂと第２
ブロック３５との間も、Ｏリング４１によりシールされ
ている。

【００３７】このピストン３１の内部に形成された有底
孔４２の底部には、後述するベローズ１０３を装着する
ためのピストン・ブロック４３が固定されており、この
ピストン・ブロック４３に、スクリュー５０がボルト４
５により固定されている。このスクリュー５０は、筒状
固定部材３７に軸方向移動可能且つ回転不能に嵌合され
ている。すなわち、スクリュー５０の外周面には、軸方
向に延びる数条の溝５３が形成されており（図８参
照）、この基部５１の溝５３に対向する筒状固定部材３
７の内周面にも、軸方向に延びる数条の溝５４が形成さ
れている。これらの溝５３，５４に、数個のボール体５
５が介挿されている。これにより、スライドベアリング
が構成されており、スクリュー５０を滑らかに軸方向に
移動させることができるとともに、回転不能に構成され
ている。したがって、ピストン３１が軸方向に移動され
ると、ピストン・ブロック４３及びスクリュー５０がピ
ストン３１と一体的に移動される。

【００３８】次に、ピストン３１は、以下のように、空
気圧により軸方向に移動される。ピストン３１の基部３
１ａの左端面３１ｃと、スリーブ３８と、蓋部材３３と
により、第１シリンダ室Ａが規定されている一方、第１
ブロック３４に形成された環状の凹所５６と、ピストン
３１の基部３１ａの環状の右端面３１ｄとにより、第２
シリンダ室Ｂ（図５，図６参照）が規定されている。ピ
ストン３１の左端面３１ｃは円であるのに対し、ピスト
ン３１の右端面３１ｄは環状である。そのため、ピスト
ンの加圧面積は、左端面３１ｃの方が右端面３１ｄより
大きくなっている。

【００３９】第１シリンダ室Ａには、図示しない空気管
を通して一定圧力Ｐ（具体的には、約４kgf/cm²）がか
けられる場合と、大気圧がかけられる場合とが、図示し
ない三方弁により切り替えられる。一方、第２シリンダ
室Ｂには、第１ブロック３４に形成された空気管５７を
通して、第１シリンダ室Ａにかけられる圧力と同じ一定
圧力Ｐが常時かけられている。

【００４０】したがって、三方弁（図示略）が切り替え
られて一定圧力Ｐが第１シリンダ室Ａにかけられる場
合、第２シリンダ室Ｂにも一定圧力Ｐが常時かけられて
いるが、左端面３１ｃの加圧面積が右端面３１ｄの加圧
面積より大きいため、左端面３１ｃに作用する力は、右
端面３１ｄに作用する力より大きい。そのため、ピスト
ン３１は、右方に移動され（弁が開いた状態から閉じた
状態に移動、即ち、図６→図５→図１）、後述するよう
に、弁が閉成されるように弁体１５が移動される。ピス
トン３１が右方に移動されて、ピストン３１の右端面３
１ｄが第ブロック３４に当接すると、ピストン３１の移
動が停止され弁が完全に閉成される。本明細書では、こ
の弁が閉成しているときにピストンが位置するハウジン
グ内の位置を閉側端部を呼ぶ（図１の状態）。

【００４１】本実施例では、このようにピストン３１の
移動が停止されようとするとき、第２シリンダ室Ｂにも
一定圧力Ｐがかけられた状態にあるため、ピストン３１
の移動速度は除々に遅くなり、ゆっくりと停止しようと
する。すなわち、この時、第２シリンダ室Ｂが真空でな
いため、ピストン３１を第１ブロック３４側に引きつけ
ようとする力が作用するといったことがなく、逆に、第
２シリンダ室Ｂ内の空気が緩衝作用をし（即ちクッショ
ンの役割を果たし）、ピストン３１はゆっくりと移動し
て、衝突音を発することなく第１ブロック３４にゆっく
りと当接する。そのため、弁体１５も弁座１３に当接す
るとき、弁体１５もゆっくりと移動し、衝突音を発する
ことなくゆっくりと弁体１５に当接することができる。
これにより、弁の閉成作用を極めてスムーズに行うこと
ができ、弁の開閉駆動機構の長寿命化を図ることができ
る。

【００４２】一方、三方弁（図示略）が逆に切り替えら
れて第１シリンダ室Ａに大気圧がかけられると、第２シ
リンダ室Ｂには、大気圧より高い一定圧力Ｐが常時かけ
られているため、右端面３１ｄに作用する力は左端面３
１ｃに作用する力より大きくなり、ピストン３１は、左
方に移動され（弁が閉じた状態から開いた状態に移動、
即ち、図１→図５→図６）、後述するように、弁が閉成
されるように弁体１５が移動される。ピストン３１が左
方に移動されてピストン３１の左端面３１ｃが蓋部材３
３の右端面に当接すると、ピストン３１の移動が停止さ
れて弁が完全に開成される。本明細書では、この弁が開
成しているときにピストン３１が位置するハウジング内
の位置を開側端部を呼ぶ（図６の状態）。

【００４３】このとき、弁が閉成される場合と同様に、
ピストン３１の移動が停止されようとするとき、第１シ
リンダ室Ａには大気圧がかけられているため、この第１
シリンダ室Ａ内の空気が緩衝作用をし（即ち、クッショ
ンの役割を果たし）、ピストン３１はゆっくりと移動し
て衝突音を発することなく蓋部材３３の右端面に当接
し、これにより、弁体１５は弁の開成位置にゆっくりと
停止することができる。したがって、上述したように、
弁の開閉を極めてスムーズに行うことができ、ピスト
ン、弁体などの劣化を抑制して、弁の開閉駆動機構の長
寿命化を図ることができる。

【００４４】また、本考案では、第１シリンダ室Ａへの
流体圧の切り替えを三方弁により行えるため、流体圧の
制御機構の簡略化も図ることができる。次に、ピストン
３１の直線運動を回転運動に変換する機構について説明
する。

【００４５】この機構では、弁体１５を移動させるアー
ム１７に連結された筒状回転部材６１が設けられ、この
筒状回転部材６１の外周面と、ブッシュ６３との間に、
数個のボール体６５が介装されている。これにより、第
３ブロック３６及び筒状固定部材３７に回転可能に且つ
軸方向移動不能に支持されている。

【００４６】ボール体５５により軸方向移動自在に筒状
固定部材３７に装着されたスクリュー５０が、この筒状
回転部材６１に対しても軸方向移動自在に筒状回転部材
の内周に装着されている。このスクリュー５０には、図
７にも示されるように、螺旋状に相互に所定間隔の一対
の隙間７２を介して軸方向に突出する一対の爪部７１が
形成されている。このスクリュー５０を軸方向に貫通す
る孔７３が形成されている。この孔７３が形成されてい
ることにより、後述する旋回軸７５がこの孔７３を貫通
して、一対の隙間７２間に挿入されることができる。な
お、この孔７３の左方にボルト４５が挿入されてスクリ
ュー５０がピストン・ブロック４３に固定されている。
さらに、図７に示すように、この孔７３に垂直方向に、
爪部７１間の所定間隔の隙間７２に連続する孔７４が形
成されている。

【００４７】この爪部７１間の隙間７２と孔７４とに、
スクリュー５０の軸と略垂直方向に且つ孔７１を貫通し
て、円柱状の旋回軸７５が差し込まれている。この旋回
軸７５は、その両端部が前記筒状回転部材６１に形成さ
れた孔６２に差し込まれ、この筒状回転部材６１に一体
的に回転自在であるが、軸方向移動不能に構成されてい
る。

【００４８】したがって、ピストン３１が軸方向に往復
移動されると、スクリュー５０がピストン３１と一体的
に軸方向に往復移動される。これに対応して、旋回軸７
５が、螺旋状の爪部７１を滑動し、爪部７１間の隙間７
２を相対的に螺旋状に旋回移動する。これにより、筒状
回転部材６１は、この旋回軸７５と一体的に回転され
る。その結果、この筒状回転部材６１に連結されたアー
ム１７が回転されて、弁体１５及びガイドプレート１６
とが移動され、その結果、弁が開閉される。

【００４９】このスクリュー５０の軸方向の直線運動が
旋回軸７５の回転運動に変換される際、旋回軸７５は、
爪部７１を滑動しているため、旋回軸７５と爪部７１と
は、いわば、面接触ではなく、線接触している状態にあ
る。そのため、旋回軸７５と爪部７１との間には、殆ど
摩擦力が発生せず、その結果、スクリュー５０の軸方向
の力が、トルクに変換されて旋回軸７５に伝達されると
き、摩擦に伴う損失を生じることが殆どなく、トルクへ
の変換効率を従来に比べて著しく改善することができ
る。そのため、従来のように大きい機構を用いなくても
小さい機構であっても、大きい力をトルクに変換ことが
できる。さらに、このように変換効率が従来に比べて著
しく改善される結果、従来のように変換に伴う損失を補
填する必要がないため、従来のように必要以上に大きい
力が軸移動手段に加えられる必要がない。

【００５０】また、スクリュー５０の爪部７１の隙間７
２は、常に所定間隔に形成されているため、また、上述
したように旋回軸７５と爪部７１とは、いわば線接触し
ている状態にあるため、旋回軸７５が爪部７１を滑動す
るとき、旋回軸７５と爪部７１との間に、「ガタ」が生
じる可能性が殆どない。そのため、旋回軸７５が爪部
７１を極めてスムーズに滑動でき、軸方向の力をトルク
にスムーズに変換することができる。

【００５１】次に、本実施例に係る弁の開閉表示機構に
ついて説明する。なお、本明細書では、上述したよう
に、弁が閉成しているときにピストン３１が位置するハ
ウジング３１内の位置を閉側端部と呼ぶ（図１の状態）
と共に、弁が開成しているときにピストン３１が位置す
るハウジング内の位置を開側端部を呼び（図６の状
態）、これらの間に位置するときのピストンの位置を中
間位置と呼ぶ。

【００５２】この表示機構では、基本的には、図１に示
すように、ピストン３１が前記閉側端部に近づくときピ
ストン３１の当接部３１ｆがスリーブ３８の止め輪２０
２に当接して、スリーブ３８を閉側端部の筒状付勢部材
２２０に抗して閉側端部に移動させ、表示スイッチ（リ
ミットスイッチ８１，８２）を「閉」に表示させること
ができる。一方、図６に示すように、ピストン３１がハ
ウジングの開側端部に近づくときピストン３１の当接部
３１ｅがスリーブ３８の止め輪２０１に当接して、スリ
ーブ３８を開側端部の筒状付勢部材２１０に抗して開側
端部に移動させ、表示スイッチ（リミットスイッチ８
１，８２）を「開」に表示させることができる。さら
に、ピストン３１が前記開側端部または閉側端部から離
れるときには、開側端部または閉側端部の筒状付勢部材
２１０，２２０により、スリーブ３８を中間位置に戻
し、表示スイッチ（リミットスイッチ８１，８２）に開
閉を表示させない。

【００５３】具体的には、先ず、スリーブ３８は、蓋部
材３３に形成した筒状部３３ａの外周側と、第１ブロッ
ク３４の凹溝３４ａとの間で、軸方向に移動するように
構成されている。そのため、スリーブ３８の左端面又は
右端面には、第１及び第２シリンダ室Ａ，Ｂの空気圧が
作用することがない。

【００５４】このスリーブ３８の内周面には、一対の止
め輪２０１，２０２が移動方向に所定間隔をおいて配設
されている。また、スリーブ３８の外周面には、一対の
環状突起２０３，２０４が移動方向に所定間隔をおいて
配設されている。さらに、このスリーブ３８の両端部の
外周側であって、開側端部および閉側端部に、一対の筒
状付勢部材２１０，２２０が固定されている。この筒状
付勢部材２１０，２２０は、スプリング、ゴム、又は樹
脂等であればよい。これらの筒状付勢部材２１０，２２
０は、各々、スリーブ３８の一対の環状突起２０３，２
０４に当接してスリーブ３８を付勢している。これによ
り、ピストン３１がスリーブ３８に当接しない限り、ス
リーブ３８は、図５に示すように、常に中間位置になる
ように付勢されている。なお、スリーブ３８が右方また
は左方に移動しているとき、または後述するように、ス
リーブ３８が中間位置にあるときには、一対の筒状付勢
部材２１０，２２０は、シリンダ３２の内壁に形成され
た段部２０５，２０６に当接されるように構成されてい
る。

【００５５】さらに、リミットスイッチ８１，８２をＯ
Ｎ−ＯＦＦするための機構として、２つのボール９６，
９７が筒状部材３２に形成された孔９８に介在されてお
り、ボール９６，９７を嵌入し得る凹所９９がスリーブ
３８に形成されている。これ０１２００９６，９７は、
リミットスイッチ８１，８２によりスリーブ３８の凹所
９９に向けて付勢されている。

【００５６】これにより、図１に示すように、スリーブ
３８が右方（弁が開→閉）に移動されると、これに対応
して、一方のボール９６がスイッチ８１の付勢力に抗し
て凹所９９の縁により持ち上げられて筒状部材３２の孔
９８に嵌入され、その結果、リミットスイッチ８１がＯ
Ｎされて、弁が閉成したことが表示される。逆に、スリ
ーブ３８が左方（弁が閉→開）に移動される場合にも、
図６に示すように、スイッチ８１がＯＦＦスイッチ８２
がＯＮされ、弁が開成したことが表示される。

【００５７】次に、表示機構全体の作用を説明する。図
１に示すように、弁が閉成されるときには、ピストン３
１が右方（閉側端部）に移動すると、ピストン３１の当
接部３１ｆがスリーブ３８の止め輪２０２に当接して、
スリーブ３８を閉側端部の筒状付勢部材２２０に抗して
閉側端部に移動させる。これにより、一方のボール９６
がスイッチ８１の付勢力に抗して凹所９９の縁により持
ち上げられて筒状部材３２の孔９８に嵌入され、その結
果、リミットスイッチ８１がＯＮされて、弁が閉成した
ことが表示される。

【００５８】次に、図５に示すように、弁が閉成状態か
ら開成状態に移動する中間位置では、ピストン３１が左
方に移動すると、ピストンの当接部３１ｆが、止め輪２
０２から離される。これにより、筒状付勢部材２２０
が、スリーブ３８の環状突起２０４を押圧し、スリーブ
３８が左方に移動され、その結果、一対の段部２０５，
２０６に当接している。これにより、図５に示すよう
に、スリーブ３８は、一対の付勢部材２１０，２２０に
より左右から付勢されている状態にある。このとき、ボ
ール９６が凹所９９内に嵌合され、リミットスイッチ８
１がＯＦＦにされ、弁の開閉を表示しない。

【００５９】次に、図６に示すように、弁が開成される
ときには、ピストン３１が左方（閉側端部）に移動する
と、ピストン３１の当接部３１ｅがスリーブ３８の止め
輪２０１に当接して、スリーブ３８を閉側端部の筒状付
勢部材２１０に抗して閉側端部に移動させる。これによ
り、一方のボール９７がスイッチ８２の付勢力に抗して
凹所９９の縁により持ち上げられて筒状部材３２の孔９
８に嵌入され、その結果、リミットスイッチ８２がＯＮ
されて、弁が開成したことが表示される。

【００６０】このように、本実施例では、従来の図１０
のように、バネ８８，９５により左右から付勢されてつ
りあった状態にあるスリーブ３８を、一方のバネの付勢
力を解除することにより、移動させているのではなく、
開側端部または閉側端部に配設した一対の筒状付勢部材
２１０，２２０により常時スリーブ３８を中間位置にな
るようにし、必要時に、ピストン３１の力によりスリー
ブ３８を移動させているため、スリーブ３８は常に安定
した状態にある。そのため、スリーブ３８が不用意に移
動することがないと共に、図１に示すように、このスリ
ーブ３８の所定厚みのある端部に、空気圧が作用しない
構成を取ることができ、スリーブ３８が不用意に移動す
ることが防止でき、これにより、リミットスイッチ８
１，８２の誤作動を防止することができ、信頼性を向上
することができる。また、構成が極めて簡易になってお
り、組み立て作業が容易であるというメリットもある。

【００６１】次に、この弁のシールについて説明する。
本実施例に係る弁は、真空弁であるため、弁本体１０の
ハウジング１１内は真空に維持される必要がある。一
方、弁の開閉駆動機構３０の第２シリンダ室Ｂには、ピ
ストンを駆動するための一定圧力Ｐがかかっている。そ
のため、この一定圧力Ｐが弁本体１０のハウジング１１
内に作用しないように、シールされている必要がある。

【００６２】本実施例では、筒状固定部材３７に形成さ
れた環状の凹部１１１と、ピストン３１に固定されたピ
ストン・ブロック４３に形成された環状の凹所１１２と
の間に、ベローズ１０３が連結されている。さらに、上
述したように、ピストン３１の小径部３１ｂと第１ブロ
ック３４との間に、Ｏリング４１が介在されている。

【００６３】Ｏリング４１が設けられていない場合に
は、第２シリンダ室Ｂの一定圧力Ｐは、ピストン３１の
小径部ｂと、第１及び第２ブロック３４，３５との間を
通して、ピストン・ブロック４３と筒状固定部材３７と
の間に作用し、ベローズ１０３に負担がかかる。

【００６４】本実施例では、上述したように、Ｏリング
４１が設けられているため、第２シリンダ室Ｂの一定圧
力Ｐの作用は、Ｏリング４１により止められ、ベローズ
１０３に負担がかからない機構になっている。

【００６５】なお、従来の弁の開閉駆動機構では、弁体
を駆動させるためのトルクがベローズに作用し、ベロー
ズが劣化されることがあり、ベローズの寿命が短いとい
う問題があった。

【００６６】これに対して、本実施例では、ピストンの
軸方向の力がスクリュー５０と旋回軸７５との協働作用
により、この軸方向の力がトルクに変換されて、変換に
伴う損失が抑制されているため、さらに、スクリュー５
０は、スライドベアリングを構成するボール体５５によ
り軸方向に移動自在に筒状固定部材３７に支持されてい
る。そのため、旋回軸７５のトルクのベローズ１０３へ
の伝達は完全に遮断され、ベローズ１０３にトルクが加
えられることは全くない。そのため、ベローズ１０３の
劣化は著しく抑制され、ベローズ１０３の長寿命化が図
られる。また、駆動機構が小型化される結果、このベロ
ーズ１０３のサイズも小さくすることができる。

【００６７】さらに、本実施例では、ピストン３１の外
周面に設けられたＯリング３９により、ピストン３１の
大径部３１ａとスリーブとの間がシールされ、第１シリ
ンダ室Ａと第２シリンダ室Ｂとの間の連通が阻止されて
いる。

【００６８】なお、本考案は、上述した実施例に限定さ
れないのは勿論であり、種々変形可能である。たとえ
ば、実施例は、ゲート弁に適用される弁の開閉駆動機構
であるが、この駆動機構は、種々の弁の弁体の駆動に適
用可能であり、たとえば、バタフライ弁の弁体を駆動す
るに際しても適用可能である。

【００６９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明では、従来の
図１０のように、バネ８８，９５により左右から付勢さ
れてつりあった状態にあるスリーブ３８を、一方のバネ
の付勢力を解除することにより、移動させているのでは
なく、開側端部または閉側端部に配設した一対の筒状付
勢部材により常にスリーブを中間位置に戻すようにし、
必要時に、ピストンの力によりスリーブを移動させてい
るため、スリーブは常に安定した状態にある。そのた
め、スリーブが不用意に移動することがないと共に、図
１に示すように、このスリーブの所定厚みのある端部
に、空気圧が作用しない構成を取ることができ、スリー
ブが不用意に移動することが防止でき、これにより、表
示スイッチの誤作動を防止することができ、信頼性を向
上することができる。また、構成が極めて簡易になって
おり、組み立て作業が容易であるというメリットもあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、弁が閉成状態にあるときの弁の開閉駆
動機構の断面図である。

【図２】図２は、弁の閉成状態にあるときの弁本体の断
面図である。

【図３】図３は、図２に示す矢印ＩＩＩの矢視図であ
る。

【図４】図４は、弁が開成した直後の状態にある弁本体
の断面図である。

【図５】図５は、ピストンが中間位置にあるときの弁の
開閉駆動機構の断面図である。

【図６】図６は、弁が開成状態にあるときの弁の開閉駆
動機構の断面図である。

【図７】図７は、図１のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿うスクリ
ューの断面図である。

【図８】図８は、図１の図１のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に
沿うスクリューの断面図である。

【図９】図９は、従来のゲート弁の全体断面図である。

【図１０】図１０は、図９に示す従来のゲート弁の駆動
機構の拡大断面図である。

【符号の説明】

１３弁座１５弁体３１ピストン３１ｅ，３１ｆ当接部３８スリーブ８１，８２リミットスイッチ（表示スイッ
チ）２０１，２０２止め輪２１０，２２０筒状付勢部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ピストンの往復動に連動して、弁体を弁
座に対して開閉する弁の開閉表示機構であって、弁体が開成したときにピストンが位置する開側端部、弁
体が閉成したときにピストンが位置する閉側端部、及び
これらの中間位置を有するハウジングと、このハウジングの内周とピストンの外周との間に装着さ
れ、前記開側端部、中間位置、閉側端部の間で移動可能
であり、この移動方向に離間して一対の止め輪が内周面
に配設してあるスリーブと、このスリーブを常に前記中間位置に戻すように付勢し、
前記開側端部および閉側端部に各々配設された一対の筒
状付勢部材と、ピストンの外周面に、スリーブの一対の止め輪の間に位
置するように配設され、ピストンが前記開側端部または
閉側端部に移動したときに、前記一対の止め輪の各々に
当接する一対の当接部と、スリーブが前記開側端部に位置したときには「開」を表
示する一方、スリーブが前記閉側端部に位置したときに
は「閉」を表示し、スリーブが中間位置に位置したとき
には開閉を表示しない表示スイッチと、を具備し、これにより、ピストンが前記開側端部に近づくときピス
トンの当接部がスリーブの止め輪に当接して、スリーブ
を開側端部の筒状付勢部材に抗して開側端部に移動さ
せ、表示スイッチを「開」に表示させ、ピストンが前記閉側端部に近づくときピストンの当接部
がスリーブの止め輪を当接して、スリーブを閉側端部の
筒状付勢部材に抗して閉側端部に移動させ、表示スイッ
チを「閉」に表示させ、ピストンが前記開側端部または閉側端部から離れるとき
には、開側端部または閉側端部の筒状付勢部材により、
スリーブを中間位置に戻し、表示スイッチに開閉を表示
させないことを特徴とする弁の開閉表示機構。