JPH0718503B2 - 空気作動弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は空気作動弁に係り、流体を用いて作動される各
種目的装置への洗浄な流体の供給を制御するものであっ
て、製造時に於ける部材の洗浄を容易なものとし、使用
時に洗浄流体の汚染を生じる事がないようにするととも
にピストンロッドの作動を、弁部に正確に伝達し、しか
も工作上の手数を大幅に簡略化して、工作精度を高め得
るようにしようとするものである。

従来の技術 従来空気作動弁には、一定方向に付勢されるピストンの
付勢力により、ピストンロッドに設けた弁部で、流体の
流通路を常時開放するとともに開閉信号を感知して、空
気圧を付勢力に抗してピストンに加へることにより、流
体の流通路を常時開放から閉止状態とする常開空気作動
弁と、常時はピストンの付勢力により、ピストンロッド
に設けた弁部で、流体の流通路を常時閉止するとともに
開閉信号を感知して、空気圧を付勢力に抗してピストン
に加へることにより、流体の流通路を常時閉止から開放
状態とする、常閉空気作動弁とが存在する。この空気作
動弁が流通を制御する流体に、IC基盤の洗浄に用いるよ
うな、純水を使用する場合とか、純粋なガスを流通させ
る場合には、塵あい等の混入が生じる事のないようにす
るため、組み立て前の部材の洗浄を確実に行なう必要が
ある。しかしながら弁部材には、オーリング等の軟弾性
部材が多数用いられているため、超音波等により強力な
洗浄を行なうと、これらの軟弾性部材が超音波によって
破壊されるものとなり、好ましくない。またオーリング
等の軟弾性材を分離して洗浄すると、オーリング等を組
込む必要性から、組立時に部材に接触する回数が多くな
り、塵あい等もそれだけ多く付着する欠点を有してい
た。

そして、このような欠点を除去する目的で、特開昭61-1
09973号、特開昭61-130682号のごとく、ピストンロッド
を、超音波洗浄によって破損される虞れのあるオーリン
グ等を有するピストンロッドと、洗浄な流体が接触しオ
ーリング等超音波洗浄によって破損される虞れのない流
通部材とを別部材にて形成し、製造時に於ける洗浄作業
を、ピストンロッドと流通部材とで別個に行なう事によ
り、清浄な内容液と接触する流通部材を確実に洗浄し、
後にピストンロッドと流通部材を組み立てて接続する方
法が知られている。しかしながら、弁部の開閉ストロー
クを短くする必要がある場合、例えば0.5mm程度の開閉
ストロークしか取れないような場合には、ピストンロッ
ドと流通部材を、組み立て接続して一本のピストンロッ
ドとすると、ピストン、固定リング、接続のための各部
材、部材間の突当て位置等の多くの部材が連結し、各部
材単位の製作誤差が僅かのものであっても、これが集合
されると、大きなものとなり、組み立て時の誤差、ガタ
付き等も加わり、0.5mm程度の開閉ストロークは吸収さ
れるか、何倍にも成ってしまい、弁部の開閉を行うこと
が出来ないものとなる可能性が、高いものであった。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、上述の如き欠点を除去した空気作動弁に係る
ものであって、超音波洗浄によって破損される虞れのあ
るオーリング等を有するピストンロッド方向と、洗浄な
流体が接触しオーリング等超音波洗浄によって破損され
る虞れのない流通部材とを、別部材にて形成し、製造時
に於ける洗浄作業を、ピストンロッドと流通部材とで別
個に行なう事により、洗浄な内容液と接触する流通部材
を確実に洗浄することができ、清浄洗浄液、純粋ガス等
の汚染を生じることがないようにするとともにピストン
ロッドと流通部材を、組み立て接続することなく、分離
したままの状態とし、流通部材とピストンロッドの組み
立て接続による、開閉ストロークの吸収等を生じず、小
さなストロークで、弁部による確実な開閉部の開閉を可
能にし、しかもこれらの部材の製作精度、組み立て精度
に手数をそれ程掛けなくとも、高精度の製品を得ること
を可能とし、微少な開閉ストロークであっても、十分対
応しようとするものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、上述の如き問題点を解決するため、一定方向
に付勢されるピストンの付勢力により、弁部で流体の流
通路を常時開放または常時閉止とするとともに開閉信号
を感知し空気圧を付勢力に抗してピストンに加えること
により、流体の流通路を常時開放から閉止状態、または
常時閉止から開放状態とするものに於て、流通路方向に
ピストンロッドとは別個に進退可能に形成した流通部材
に、加工作業時に工作機械に接続するための、保持部を
形成するとともに流通路の開閉部に臨ませて弁部を接続
し、この弁部の開閉部方向面を任意量切削し得るよう、
少なくとも切削予測量だけ肉厚に形成してなるものであ
る。

作用 本発明は上述の如く、空気圧導入方向のピストンロッド
と、流通路方向の流通部材とを別個に形成するものであ
るから、清浄な流体と接触する流通部材を確実に洗浄し
てから組立てることができる。また組み立てに於いて
は、ピストンロッドと流通部材を接続する必要が無いと
ともに弁部の流通路方向面を任意量切削し得るよう、少
なくとも切削予想量だけ肉厚に形成したから、流通部材
を組み立て後、この流通部材の保持部を工作機械に保持
して、弁部を切削することにより、複数の部材の組み合
わせからなる流通部材の、全体としての寸法を厳密に確
定することができ、流通部材およびこれに関連する各部
材の、個々の寸法が不均一なものであっても、弁部の微
少で正確な開閉ストロークを出す事ができ、従来のごと
く、ピストンロッドに接続する、全ての部材を厳密に製
作、組み立てする必要が無くなり、廉価に、しかも、バ
ラ付きの無い製品を得ることが出来るものである。従っ
て、金属ダイヤフラム等を設置することによって、弁部
の移動ストロークが極度に少ない場合も、確実な開閉弁
を可能にする。そして閉止信号を感知した場合は、空気
圧を付勢力に抗してピストンに加へることにより、常開
空気作動弁に於いては、ピストンがピストンロッドを介
して流通部材を押圧するから、弁部によって流体の流通
路を常時開放から閉止状態とする。

また常閉空気作動弁にあっては、開放信号を感知した場
合は、空気圧を付勢力に抗してピストンに加へることに
より、ピストンロッドによる流通部材への押圧を解除す
るから、流通部材は自身の付勢力により、ピストンロッ
ド方向に移動し、弁部を開閉部から開放し、流体の流通
路を常閉状態から開放状態とする。

実施例 以下本発明を、常時開放状態で用いられる、常開空気作
動弁に於いて、一実施例を第１図で説明すれば、（１）
はシリンダーで、オーリング（２）を介して上端を密閉
体（３）により密閉固定し、この密閉体（３）の上面
を、係合突部（４）を設けた蓋体（５）により、被覆す
るとともに軸方向の側面に、制御空気の流入口（６）を
形成している。またシリンダー（１）内には、ピストン
ロッド（７）を挿入位置し、このピストンロッド（７）
の外周に、シリンダー（１）内周面にオーリング（８）
（９）を密接して摺動する、２個のピストン（10）（1
1）を固定し、このピストン（10）（11）を、シリンダ
ー（１）から内方環状に突出形成したセパレーター（1
3）にて、気密的に分割するとともにシリンダー飯野軸
方向の側面に開口した、制御流体の流入口（６）を、２
個のピストン（10）（11）の一面に各々形成される、２
個の流入室（14）（15）に接続している。この２個の流
入室（14）（15）への制御流体の注入は、ピストンロッ
ド（７）に上端面から軸方向に形成した、導入路（16）
を介して行うものであって、第１図に示す実施例では、
第１の流入室（14）を第１のピストン（10）と、前記密
閉体（３）との間隔に形成し、この第１の流入室（14）
から、ピストンロッド（７）の上端より軸方向に形成し
た流入路（16）を、第２の流入室（15）に開口してい
る。

またシリンダー（１）は、一端を本体（17）にロックリ
ング（18）を介して接続固定することにより、本体（1
7）に対して回転自在に固定するとともに第１のピスト
ン（10）とセパレーター（13）の間に、押圧発条（20）
を介装し、この押圧発条（20）によって、第１および第
２ピストン（10）（11）は、第１および第２の流入室
（14）（15）方向に付勢され、常時はピストンロッド
（７）の下端外周に突出した係合部（21）を、本体（1
7）から内方に突出した内筒（22）の端部（23）に係合
している。そして流入口（６）から制御空気が注入され
ると、ピストンロッド（７）に形成された導入路（16）
を介して、制御空気はピストン（10）（11）を、押圧発
条（20）の復元力に抗して押圧する方向に流入し、ピス
トンロッド（７）を移動する。また本体（17）の内周に
は、制御流体の流通路（24）を有する接続体（25）を、
螺子部（26）を介して螺着固定し、この接続体（25）内
には、ピストンロッド（７）とは別個に、進退自在に形
成した流通部材（27）を挿入位置している。

この流通部材（27）は、多角形または二方ズリの、係合
受部（28）を外周に突出した、部材本体（30）を設け、
この部材本体（30）の上方に螺子部（31）を介して保持
体（32）を螺着固定し、この保持体（32）の上端には、
螺溝を設けた保持部（33）を形成するとともに保持体
（32）と部材本体（30）間には、ステンレス等の材質で
形成した金属ダイヤフラム（34）および係合鍔（35）
を、金属ダイヤフラム（34）を部材本体（30）側に、係
合鍔（35）を保持体（32）側に位置して、部材本体（3
0）の環状押圧部（36）を金属ダイヤフラム（34）に圧
着することにより狭持固定している。また流通路（24）
の開閉部（37）に臨ませた部材本体（30）には、流通路
（24）を常時は閉止することのない弁部（38）を固定
し、この弁部（38）は、適宜量の切削が行えるよう、少
なくとも切削予測量だけ肉厚に形成し、上記部材本体
（30）、保持体（32）、係合鍔（35）、金属ダイヤフラ
ム（34）の組み立てを完了した段階で、保持部（33）に
治具（40）を螺着固定し、この治具（40）を旋盤等の工
作機械のチャック（41）に固定して、弁部（38）の表面
を切削加工すれば、上記各部材の寸法は精度が低いもの
であっても、係合鍔（35）の上面から弁部（38）の下面
までの寸法（ａ）は、極めて厳密に設定する事ができる
ものとなり、流通部材（27）を簡易な工作手段によって
精度の高いものとすることができる。

次に治具（40）から取り外した流通部材（27）は、金属
ダイヤフラム（34）の外周を接続体（25）の上面に位置
し、この金属ダイヤフラム（34）の上面に、接続体（2
5）と回動不能に凹凸嵌合接続する、環状の挿通部材（4
2）を位置するとともに挿通部材（42）の内周突部（3
9）を係合鍔（35）の上面に接触する。そして内周突部
（39）と、前記保持部（33）に固定した環状鍔（43）と
の間に、復元発条（44）を介装し、ピストンロッド
（７）方向に流通部材（27）を付勢している。また上述
のごとく、金属ダイヤフラム（34）を位置する事によ
り、ピストン（10）（11）方向と、流通路（24）方向と
を液密に分割し、流通路（24）を流通する清浄な制御目
的流体が、ピストンロッド（７）方向との接触によっ
て、汚染されることのないよう保護している。この金属
ダイヤフラム（34）を設置することにより、流通部材
（27）は移動ストロークを極めて限定されたものとな
り、一実施例では0.5mm程度としている。そして、流通
部材（27）に接続した弁部（38）が、流通路（24）の開
閉部（37）を開放した状態で、流通部材（27）の係合鍔
（35）と挿通部材（42）とは、復元発条（44）の復元力
により突当接触するものとなる。

上述のごとく構成したものに於いて、これを組み立てる
には、まずピストンロッド（７）方向の各部材と、流通
部材（27）の各部材を別個に洗浄する。この洗浄は、清
浄な流体と直接接触する、流通部材（27）および接続体
（25）を特に確実に行なうとともにピストンロッド
（７）方向の各部材は、使用している多数のオーリング
（２）（８）を破損しない範囲で適宜の洗浄を行なう。
この洗浄を行なった、ピストンロッド（７）と流通部材
（27）とは、相互に連結することのないよう他の部材と
ともに組み立てを行なう。この組み立ては、ピストンロ
ッド（７）と、流通部材（27）を連結することなく行な
うから、組み立てが容易で、洗浄化された自動機械によ
り、係合固定作業を行なう事ができ、ピストンロッド
（７）を構成する各部材の、組立作業時に於ける接触を
少なくし、組立時に於ける流通部材（27）への塵あいの
付着を防止する事を可能とする。

また金属ダイヤフラム（34）の設置により、移動可能ス
トロークは、一実施例に於いて、0.5mm程度と極めて短
いものとなるが、ピストンロッド（７）と流通部材（2
7）を別個に形成しているから、ピストンロッド
（７）、ピストン（10）（11）等の多くの部材の寸法の
影響を受けることがなく、しかも流通部材（27）は前述
のごとく、組み立て後に弁部（38）を切削加工すれば、
厳密な寸法を確保できるから、部材寸法としては、接続
体（25）の立上部（46）と、挿通部材（42）の寸法を正
確に製作、組み立てを行なえば、弁部（38）と開閉部
（37）間に形成される開放間隔（47）は、自ずと正確に
形成されるものとなり、従来のごとく多数の部材の全て
を、厳密に製作、組み立てしなければ成らないという、
無駄を省く事ができるとともに製品の信頼性を向上し、
開放間隔（47）に対応する移動ストロークが吸収され、
弁部（38）を作動させることが出来ないといった事故を
防止し、0.5mm程度の、極めて小さな移動ストロークの
弁部（38）の作動を確実に行なうことが出来るものであ
る。

上述の如く構成した空気作動弁の作動を説明すれば、常
時は押圧発条（20）によるピストン（10）（11）への付
勢力により、ピストンロッド（７）は流通部材（27）を
押圧することがないから、流通部材（27）は復元発条
（44）の復元力によって弁部（38）を、常時開放状態と
する。そして閉止信号を感知した場合は、シリンダー
（１）に開口した制御流体の流入口（６）から、制御流
体を、２個のピストン（10）（11）間に形成される２個
の流入室（14）（15）に流入させれば、制御流体圧は２
個のピストン（10）（11）に加えられ、ピストン（10）
（11）の受圧面積は、一個のピストンの場合に比較し、
２倍近くなり、大きな出力をピストンロッド（７）を介
して、流通部材（27）に加える事ができ、復元発条（4
4）の復元力に抗して、流通部材（27）を押圧し、流通
路（24）を流通する流体が高圧の場合も、容易に、弁部
（38）にて流通路（24）の開閉部（37）を閉止すること
ができる。

上記実施例に於ては、本発明を常開空気作動弁として用
いた実施例について説明したが、常閉空気作動弁として
用いる場合にあっては、第２図に示すごとく、押圧発条
（20）をピストン（10）と密閉体（３）の間に装着し、
流通部材（27）を流通路（24）の閉止方向にピストンロ
ッド（７）の押圧端面（45）で押圧して、開閉部（37）
を弁部（38）により常時閉止状態としている。この閉止
状態に於いて、流通部材（27）と、挿通部材（42）間に
形成される、開放間隔（48）を厳密に形成しておけば、
金属ダイヤフラム（34）を設置することによって、弁部
（38）の移動ストロークが、極度に少ない場合も、確実
な開閉弁を可能にする。そして開放信号を感知した場合
は、空気圧を押圧発条（20）の付勢力に抗してピストン
（10）（11）に加へることにより、ピストンロッド
（７）による流通部材（27）への押圧を解除するから、
流通部材（27）は復元発条（44）の付勢力により、ピス
トンロッド（７）方向に移動し、弁部（38）を開閉部
（37）から開放し、流体の流通路（24）を常閉状態から
開放状態とする。

発明の効果 本発明は上述の如く、超音波洗浄によって破損される虞
れのあるオーリング等を有するピストンロッドと、清浄
な流体が接触しオーリング等超音波洗浄によって破損さ
れる虞れの有る部材を有しない流通部材とを、別部材に
て形成し、製造時に於ける洗浄作業を、ピストンロッド
と流通部材とで別個に行なう事により、清浄な内容液と
接触する流通部材を確実に洗浄し、清浄洗浄液の汚染を
生じることがない。

また金属ダイヤフラム等の設置により、弁部の移動可能
ストロークが短くなっても、ピストンロッドと流通部材
を別個に形成しているから、従来のごとくピストンロッ
ド、ピストン、固定リング等の多くの部材の寸法の影響
を受けることがなく、しかも流通部材は、組み立て後に
弁部を切削加工するものであるから、構成部材個々の工
作精度を比較的低いものとしても、弁部と開閉部間に形
成される開放間隔は、自ずと正確に形成されるものとな
り、廉価で信頼性の高い製品を得ることが出来るもので
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は常開空
気作動弁の断面図、第２図は常閉空気作動弁の断面図、
第３図は流通部材の拡大断面図、第４図は工作機械によ
る弁部の切削状態を示す断面図である。 （７）……ピストンロッド （10）（11）……ピストン （24）……流通路、（27）……流通部材 （30）……部材本体、（33）……保持部 （34）……金属ダイヤフラム （35）……係合鍔、（37）……開閉部 （38）……弁部、（42）……挿通部材 （43）……環状鍔、（44）……復元発条 （47）（48）……開放間隔

フロントページの続き (72)発明者 青樹 寿一 埼玉県大宮市三橋１丁目840 藤倉ゴム工 業株式会社大宮工場内 (72)発明者 星 光昇 埼玉県大宮市三橋１丁目840 藤倉ゴム工 業株式会社大宮工場内 (72)発明者 江尻 隆 東京都中野区中野３−13−16 (56)参考文献 特開 昭63−88387（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−181074（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−82477（ＪＰ，Ｕ)

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一定方向に付勢されるピストンの付勢力に
   より、弁部で流体の流通路を常時開放または常時閉止と
   するとともに開閉信号を感知し空気圧を付勢力に抗して
   ピストンに加えることにより、流体の流通路を常時開放
   から閉止状態または常時閉止から開放状態とするものに
   於て、流通路方向にピストンロッドとは別個に進退可能
   に形成した流通部材に、加工作業時に工作機械に接続す
   るための保持部を形成するとともに流通路の開閉部に臨
   ませて弁部を接続し、この弁部の開閉部方向面を任意量
   切削し得るよう、少なくとも切削予測量だけ肉厚に形成
   した事を特徴とする空気作動弁。
2. 【請求項２】流通部材は、保持部に固定した流通部材の
   環状鍔と、流通部材を摺動自在に挿通した挿通部材間
   に、復元発条に介装することにより、ピストンロッドに
   向けて付勢力を形成したものであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の空気作動弁。
3. 【請求項３】流通部材の外周には係合鍔を突出し、この
   係合鍔を、挿通部材の復元発条設置側とは反対側面に臨
   ませて位置するとともに係合鍔と部材本体間に、金属ダ
   イヤフラムの中央を挟持固定したものであることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載の空気作動弁。
4. 【請求項４】流通部材の係合鍔と部材本体間に中央部を
   挟持固定した、金属ダイヤフラムの外周を、流通部材と
   挿通部材間に挿入固定し、ピストン方向と流通路方向と
   を液密に分割したものであることを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載の空気作動弁。
5. 【請求項５】常開空気作動弁に於いて、流通部材の弁部
   が、流通路の開閉部を開放した状態で、流通部材の係合
   鍔と挿通部材とは、復元発条の復元力により押圧接触す
   るものであることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載の空気作動弁。
6. 【請求項６】常閉空気作動弁に於いて、流通部材に接続
   した弁部が流通路の開閉部を閉止した状態で、流通部材
   の係合鍔と挿通部材との間には、開放間隔が形成される
   ものであることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の空気作動弁。