| 【発明の名称】 |
ゲートバルブ |
| 【発明者】 |
【氏名】下田 洋己
【氏名】藁谷 健二
【氏名】古舘 政一
【氏名】石垣 恒雄
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| 【要約】 |
【課題】製造コストを削減し且つ信頼性が高いシール性能を保持することが可能なゲートバルブを提供することにある。
【解決手段】弁ロッド２４ａ（２４ｂ）の外周面を囲繞するパッキン５０を設け、前記パッキン５０の中心点が支持ローラ４６の軸線Ｔと略一致するように配設することにより、前記弁ロッド２４ａ（２４ｂ）が直進運動および傾動運動を行う際に弁箱の室内を気密に保持するシール機能が発揮される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】駆動源と、前記駆動源の駆動軸に連結され、該駆動源の駆動作用下に軸線方向に沿って変位する第１変位部材と、前記第１変位部材と一体的に軸線方向に沿って変位するとともに、軸線方向に沿った変位終端において支持部材を支点として傾動自在に設けられた第２変位部材と、前記第２変位部材に連結された弁ロッドを介して弁箱の通路を開閉する弁ディスクと、前記弁ロッドの外周面を囲繞するように設けられ、前記弁ロッドが直進運動および傾動運動を行う際にシール機能を営む環状のシール部材と、を備え、前記シール部材の中心点が、前記支持部材の軸線と略一致するように設定されることを特徴とするゲートバルブ。
【請求項２】請求項１記載のゲートバルブにおいて、前記シール部材は、断面が楕円形状または円形状からなり、弾性体によって形成されたパッキンであることを特徴とするゲートバルブ。
【請求項３】請求項１または２記載のゲートバルブにおいて、前記パッキンと前記弁箱との間には、弁ロッドの外周面を囲繞するスクレーパが設けられ、前記スクレーパは、油溜まりを形成する環状溝を有することを特徴とするゲートバルブ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、集積回路（ＩＣ）やその部品等からなるワークを一方の真空処理室から他方の真空処理室に移送する移送通路、または、圧力流体、気体等の流通通路もしくは排気通路等を開閉することが可能なゲートバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、例えば、半導体ウェハや液晶基板等の処理装置においては、半導体ウェハや液晶基板等を種々の処理室に通路を介して出し入れすることが行われており、前記通路には、それぞれ、該通路を開閉するゲートバルブが設けられている。
【０００３】この種のゲートバルブは、例えば、特許第２６１３１７１号公報に開示されているように、シリンダの駆動作用下に変位する弁ロッドの直進運動によって弁ディスクが弁座の対向位置に到達した後、前記弁ロッドの傾動運動によって前記弁ディスクが弁座に押し付けられて着座することにより、弁箱に形成された通路が閉塞されるように設けられている。
【０００４】すなわち、従来技術に係るゲートバルブ１は、図１４および図１５に示されるように、ワークを出し入れする通路２が形成された弁箱３と、前記弁箱３内に形成された弁座４に着座することにより前記通路２を閉塞する弁ディスク５と、前記弁ディスク５に連結されて上下動および傾動自在に設けられた弁ロッド６とを有する。
【０００５】前記弁ロッド６の上部にはブロック７が連結され、前記ブロック７の両側面には、一組のシリンダ８ａ、８ｂのシリンダチューブ９の両側面にそれぞれ形成されたガイド溝１０に沿って変位する枢軸１１が固着され、前記ブロック７は、枢軸１１が係合するガイド溝１０の案内作用下に上下動および傾動可能に設けられている。なお、前記シリンダチューブ９、ブロック７および枢軸１１はそれぞれ金属製材料によって形成されている。
【０００６】換言すると、前記ブロック７は、枢軸１１が係合するガイド溝１０の案内作用下に、引張ばね１２を介してヨーク１３と一体的に上下方向に沿って直進運動するとともに、前記ガイド溝１０の湾曲する下端部によって支持された枢軸１１を支点として矢印Ａ方向に傾動運動するように構成されている（図１４参照）。従って、前記弁ディスク５は、枢軸１１を支点として矢印Ｂ方向に傾動して弁座４に着座することにより、通路２が気密に閉塞される。
【０００７】なお、参照数字１４は、断面菱形の板状カムを示し、傾斜した前記板状カム１４が略水平に変位することにより、前記ブロック７がガイド溝１０の下端部１０ａを支点として矢印Ａ方向に傾動するように設けられている。
【０００８】さらに、従来技術に係るゲートバルブ１では、弁ロッド６の外周面の一部に伸縮自在な筒状ベローズ１５が装着され、前記筒状ベローズ１５は、弁ロッド６が直進運動および傾動運動を行う際に弁箱３の室１６内を気密に保持する機能を営む。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の従来技術に係るゲートバルブでは、シール手段として用いられている筒状ベローズが高価であるため、製造コストを高騰させるという不具合がある。
【００１０】また、前記筒状ベローズを用いた場合、前記筒状ベローズの一端部および他端部をそれぞれ弁ロッドに保持するリング体等の固定金具が必要となり、部品点数が多くなって製造コストが増大するという不具合がある。
【００１１】本発明は、前記の不具合を考慮してなされたものであり、製造コストを削減し且つ信頼性が高いシール性能を保持することが可能なゲートバルブを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するために、本発明は、駆動源と、前記駆動源の駆動軸に連結され、該駆動源の駆動作用下に軸線方向に沿って変位する第１変位部材と、前記第１変位部材と一体的に軸線方向に沿って変位するとともに、軸線方向に沿った変位終端において支持部材を支点として傾動自在に設けられた第２変位部材と、前記第２変位部材に連結された弁ロッドを介して弁箱の通路を開閉する弁ディスクと、前記弁ロッドの外周面を囲繞するように設けられ、前記弁ロッドが直進運動および傾動運動を行う際にシール機能を営む環状のシール部材と、を備え、前記シール部材の中心点が、前記支持部材の軸線と略一致するように設定されることを特徴とする。
【００１３】この場合、前記シール部材は、断面が楕円形状または円形状からなり、弾性体によって形成されたパッキンを用いるとよい。また、前記パッキンと前記弁箱との間に弁ロッドの外周面を囲繞するスクレーパを設け、前記スクレーパの環状溝によって油溜まりを形成することにより、潤滑性が保持される。
【００１４】本発明によれば、シール部材の中心点を支持部材の軸線上に設定することにより、弁ディスクが直進運動および傾動運動を行う際、前記シール部材によって弁箱のシール性が保持される。従って、簡素な構造によってシール機能を発揮することにより、部品点数を削減し製造コストを低減することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明に係るゲートバルブについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１６】図１において、参照数字２０は、本発明の第１の実施の形態に係るゲートバルブを示す。
【００１７】このゲートバルブ２０は、駆動部２２と、前記駆動部２２の駆動作用下に上下方向に沿って変位するとともに、前記上下方向と略直交する方向に所定角度だけ傾動する一組の弁ロッド２４ａ、２４ｂと、前記弁ロッド２４ａ、２４ｂの一端部に連結された略長方形状の弁ディスク２６とを有する。
【００１８】なお、前記駆動部２２の上部側には、図示しないワークを出し入れするための通路２８が形成された弁箱３０が設けられ（図７および図８参照）、前記弁箱３０の内壁面に形成された弁座３２に前記弁ディスク２６が着座することにより、前記通路２８が気密に閉塞される。前記弁ディスク２６には環状溝に沿ってシール部材３４が装着され、前記シール部材３４によって弁ディスク２６が弁座３２に着座した際の気密性が保持される。
【００１９】駆動部２２は、前記弁箱３０の底面にねじ部材３６（図３参照）を介して固定されたベースプレート３８と、前記ベースプレート３８に装着される有底筒状のケーシング４０と、前記ケーシング４０内に配設されたシリンダ機構（駆動源）４２とを有する。
【００２０】前記ベースプレート３８には、図２に示されるように、一組の弁ロッド２４ａ、２４ｂを挿通するための断面略円形状の一組の貫通孔４４ａ、４４ｂが形成され、また、その下面部には、後述する支持ローラ（支持部材）４６を支持するための断面半円状の凹部４８（図１参照）が形成されている。前記貫通孔４４ａ、４４ｂの直径は、弁ロッド２４ａ、２４ｂの直径よりも若干大きく形成される。
【００２１】前記貫通孔４４ａ、４４ｂの内壁面には、図４に示されるように、弁ロッド２４ａ、２４ｂの外周面を囲繞するリング状のパッキン（シール部材）５０が環状溝を介して装着され、前記パッキン５０の中心点が前記支持ローラ４６の軸線Ｔと略一致するように配設されている。
【００２２】前記パッキン５０は、図４および図９に示されるように、断面楕円形状を有するリング状の弾性体からなり、前記断面楕円形状の長軸Ｃが水平軸と略平行となるように形成されている。該パッキン５０の断面形状を長軸Ｃが水平軸と略平行となる楕円形状に形成することにより、弁ロッド２４ａ、２４ｂがパッキン装着部分を支点として傾動動作した際のシール力をより一層増大させることができる。
【００２３】この場合、前記パッキン５０は、弁ロッド２４ａ、２４ｂが直進運動および傾動運動を行う際に、弁箱３０の室内の圧力を気密に保持するシール機能を営む。なお、前記パッキン５０の断面形状は、楕円形状に限定されるものではなく、例えば、円形状に形成してもよい。
【００２４】また、前記パッキン５０の上部側には環状溝を介してリング状のスクレーパ５１が装着され、前記スクレーパ５１には、弁ロッド２４ａ、２４ｂの外周面にリップが接触することにより、前記外周面に塗布されたグリスを貯留する環状溝５２が形成されている。従って、前記環状溝５２に形成されたグリスの液溜まりによって弁ロッド２４ａ、２４ｂの潤滑性を向上させることができる。
【００２５】前記ベースプレート３８には、図１に示されるように、例えば、ウレタン樹脂またはポリウレタン樹脂等の樹脂製材料によって形成された第１緩衝部材５３が孔部内に装着され、前記第１緩衝部材５３は金具５５および止め輪５７を介して孔部内に固定される。前記第１緩衝部材５３は、支持ローラ４６が凹部４８に係合する際、前記支持ローラ４６に当接して該支持ローラ４６の衝撃を吸収する機能を営む。
【００２６】前記シリンダ機構４２は、図３に示されるように、両側面に軸線方向に沿って延在する段部５４（図２参照）がそれぞれ形成され、図示しないねじ部材を介して前記ベースプレート３８に一端部が固定されるシリンダチューブ５６と、前記シリンダチューブ５６内のシリンダ室５８に沿って変位自在に収装されたピストン６０と、一端部が前記ピストン６０に連結され、外周面に軸線方向に沿って延在するスプライン溝６２が形成されたピストンロッド６４と、前記シリンダチューブ５６に固定され、前記ピストンロッド６４のスプライン溝６２に係合する複数のボール６６が設けられたスプライン軸受部材６８とを有する。
【００２７】前記ピストン６０の外周面には、該ピストン６０によって二分割された上部側シリンダ室５８ａと下部側シリンダ室５８ｂとをそれぞれ気密に保持するピストンパッキン７０が装着され、また前記ピストンパッキン７０に近接する底面部には、ピストン６０が下死点に到達した際、前記スプライン軸受部材６８の上端部に当接し、その衝撃を吸収する第２緩衝部材７２が装着されている。第２緩衝部材７２は、例えば、ウレタン樹脂、あるいはポリウレタン樹脂等の樹脂製材料によって形成されると好適である。
【００２８】なお、前記上部側シリンダ室５８ａおよび下部側シリンダ室５８ｂには、圧力流体供給源（図示せず）に接続された図示しないチューブを介して圧力流体（例えば、圧縮空気）が供給され、図示しない切換弁の切換作用下に上部側シリンダ室５８ａまたは下部側シリンダ室５８ｂのいずれか一方に圧力流体が供給される。
【００２９】さらに、駆動部２２は、図２および図３に示されるように、ロックナット７４およびスペーサ７６を介してピストンロッド６４の他端部に固定されるレバー部材（第１変位部材）７８と、前記レバー部材７８と一体的に変位する変位部材（第２変位部材）８０とを有する。
【００３０】略平行に延在する前記レバー部材７８の両側面には、横方向に向かって所定長だけ突出する一組の突出片８２ａ、８２ｂが形成され、前記突出片８２ａ、８２ｂには、後述するばね部材８４の一端部が係着される略円形状の凹部８６が形成されている。前記レバー部材７８の両側面には略長円状に切り欠かれた長孔８８ａ、８８ｂがそれぞれ形成され、前記長孔８８ａ、８８ｂにはピン部材９０を介して変位部材８０に固定されたローラ９２が係合するように設けられている。
【００３１】さらに、前記レバー部材７８の両側面の上部側には孔部を介して一組のピン部材９４が嵌着され、前記ピン部材９４の一端部は、変位部材８０の両側面に形成された係合用溝部９６に係合するように設けられている。
【００３２】図２および図３に示されるように、変位部材８０の略平行に延在する両側面には、横方向に向かって所定長だけ突出する一組のフランジ部９８ａ、９８ｂが形成されている。前記フランジ部９８ａ、９８ｂには、弁ロッド２４ａ、２４ｂの他端部が嵌挿される断面略円形状の孔部１００が形成され、前記弁ロッド２４ａ、２４ｂのねじ部に締結されるロックナット１０２を介して前記弁ロッド２４ａ、２４ｂが変位部材８０に固定される。
【００３３】前記変位部材８０の一組のフランジ部９８ａ、９８ｂとレバー部材７８の一組の突出片８２ａ、８２ｂとの間には、それぞればね部材８４が介装され、前記ばね部材８４の一端部は、フランジ部９８ａ、９８ｂに固定される弁ロッド２４ａ、２４ｂの一端部に係着され、該ばね部材８４の他端部は、突出片８２ａ、８２ｂの円形状の凹部８６に係着されている。
【００３４】また、変位部材８０の両側面には、レバー部材７８に係止されたピン部材９４の一端部が係合する係合用溝部９６がそれぞれ形成されている。前記係合用溝部９６の下端部９６ａにピン部材９４が係合することにより、レバー部材７８と変位部材８０とが上下方向および前後方向（図３において、紙面と略直交する方向）の位置ずれを防止し且つ上下方向に沿って所定間隔離間した状態で位置決めされ、このように位置決めされた状態で一体的に上下動する。そして、前記ピン部材９４が係合用溝部９６の下端部９６ａから離脱して傾斜部９６ｂ（図２参照）に沿って上昇することにより、弁ディスク２６が傾動可能となる。
【００３５】さらに、二股に分岐した変位部材８０の上部には、一組の支持ローラ４６が回動自在に軸支され、前記支持ローラ４６は、図４に示されるように、クリアランスを介してシリンダチューブ５６の段部５４に対して非接触状態に設けられている。また、前記支持ローラ４６は、変位部材８０の変位終端位置においてベースプレート３８の湾曲する凹部４８に挿入され（図１参照）、前記凹部４８に係合する支持ローラ４６を支点として、弁ディスク２６、弁ロッド２４ａ、２４ｂおよび変位部材８０が所定角度θだけ傾動する（図８参照）。
【００３６】さらにまた、変位部材８０の下部には、ピストンロッド６４が挿通し断面長円状からなる長孔１０６が形成され、前記変位部材８０が傾動する際、前記ピストンロッド６４が長孔１０６に沿って変位するように設けられている（図５参照）。
【００３７】本発明の第１の実施の形態に係るゲートバルブ２０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、以下の説明では、ピストン６０がシリンダ室５８の最下端位置（下死点）にあり、弁箱３０に形成された通路２８が弁ディスク２６によって閉塞されていない開成状態を初期位置として説明する。
【００３８】この場合、前記初期位置では、ばね部材８４の弾発力によってレバー部材７８が下方側に向かって押圧されているため、レバー部材７８に固着されたピン部材９４が変位部材８０の係合用溝部９６の下端部９６ａに保持された状態にある。また、前記初期位置では、レバー部材７８の両側面に形成された長孔８８ａ、８８ｂの上部にローラ９２が係合した状態にある。
【００３９】前記初期位置において、圧力流体供給源（図示せず）から図示しないチューブを介して下部側シリンダ室５８ｂに圧力流体を供給する。下部側シリンダ室５８ｂに供給された圧力流体の作用下にピストン６０が上昇し、前記ピストン６０に連結されたピストンロッド６４も上昇する。なお、この場合、上部側シリンダ室５８ａは、図示しない切換弁の作用下に大気開放状態にあるものとする。
【００４０】前記ピストンロッド６４が上昇することにより、該ピストンロッド６４とともにレバー部材７８、変位部材８０、弁ロッド２４ａ、２４ｂおよび弁ディスク２６が一体的に上昇する。前記弁ロッド２４ａ、２４ｂが軸線方向に沿って直進運動を行う際、該弁ロッド２４ａ、２４ｂの外周面を囲繞するパッキン５０によって弁箱３０の室内の気密性が保持されるとともに、スクレーパ５１の環状溝５２に形成された油溜まりによって潤滑性が保持される。
【００４１】この場合、レバー部材７８はばね部材８４の弾発力によって下方側に押圧された状態にあり、前記レバー部材７８の両側面に固着された一組のピン部材９４が変位部材８０の係合用溝部９６の下端部９６ａに保持されることにより、レバー部材７８と変位部材８０とは、それぞれ上下方向および前後方向（図３において、紙面と略直交する方向）の位置ずれを防止した所定位置に位置決め保持された状態にある。
【００４２】従って、レバー部材７８および変位部材８０は、前記所定位置に位置決め保持された状態で一体的に上昇する。なお、前記レバー部材７８および変位部材８０が一体的に上昇する際、変位部材８０の上部に軸支された支持ローラ４６は、シリンダチューブ５６の段部５４に接触しておらず、該レバー部材７８および変位部材８０は、支持ローラ４６によってガイドされていない（図５参照）。
【００４３】ピストンロッド６４が上昇する際、前記ピストンロッド６４に形成されたスプライン溝６２に沿って複数のボール６６が転動して循環するとともに、該ピストンロッド６４はシリンダチューブ５６に固着されたスプライン軸受部材６８によって周方向の回転が阻止されて回り止めがなされている。
【００４４】ピストンロッド６４が上昇して変位部材８０の一端部がベースプレート３８に当接することにより前記変位部材８０は変位終端位置に到達し、弁ディスク２６は、通路２８の開口部に対峙した状態となる（図７参照）。その際、変位部材８０の上部に設けられた支持ローラ４６は、ベースプレート３８の湾曲する凹部４８に係合するとともに、第１緩衝部材５３に当接することによりその衝撃が吸収される。
【００４５】変位部材８０が変位終端位置に到達した後、ピストンロッド６４がさらに上昇することにより、該変位部材８０は、レバー部材７８の長孔８８ａ、８８ｂに対するローラ９２の係合作用下に、凹部４８に係合する支持ローラ４６を支点として所定角度θだけ傾動し、弁ディスク２６が弁座３２に着座することにより通路２８が閉塞される（図８参照）。
【００４６】すなわち、変位部材８０が変位終端位置に到達した後、ばね部材８４の弾発力に抗してピストンロッド６４をさらに上昇させることによりレバー部材７８のみが上昇し、その際、変位部材８０は、レバー部材７８の両側面に形成された長孔８８ａ、８８ｂに対するローラ９２の係合作用下に、支持ローラ４６を支点として所定角度θだけ傾動する（図８参照）。なお、変位部材８０が支持ローラ４６を支点として傾動する際、レバー部材７８の両側面に固着されたピン部材９４は、変位部材８０の係合用溝部９６の下端部９６ａから離脱して傾斜部９６ｂに沿って上昇する。
【００４７】従って、弁ロッド２４ａ、２４ｂを介して変位部材８０に固定された弁ディスク２６は、前記変位部材８０が所定角度θだけ傾動することにより、通路２８から所定間隔離間して対峙した状態から通路２８側に向かって略水平に変位する。この結果、弁ディスク２６に設けられたシール部材３４が弁座３２に着座して通路２８が気密に閉塞される。
【００４８】弁ロッド２４ａ、２４ｂが支持ローラ４６の軸線Ｔを支点として所定角度θだけ傾動運動を行う際、パッキン５０の中心点が支持ローラ４６の軸線Ｔと略一致するように配設されているため、弁ロッド２４ａ、２４ｂが傾動しても確実に弁箱３０の室をシールすることができる。
【００４９】すなわち、パッキン５０の中心点が支持ローラ４６の軸線Ｔと略一致するように設定されているため、弁ロッド２４ａ、２４ｂは、パッキン５０が装着された部分を支点として所定角度θだけ傾動運動する。従って、弁ロッド２４ａ、２４ｂが傾動運動をしても前記弁ロッド２４ａ、２４ｂの外周面にパッキン５０が密着した状態が維持されてシール機能が保持されるため、シール性を劣化させることなく弁箱３０の室内の気密性を保つことができる。
【００５０】次に、弁ディスク２６を弁座３２から離間させて通路２８を開成する場合には、図示しない切換弁の切換作用下に上部側シリンダ室５８ａに圧力流体を供給することによりピストン６０が下降し、ピストンロッド６４、レバー部材７８および変位部材８０が一体的に下降することにより、初期位置に復帰する。なお、この場合、下部側シリンダ室５８ｂは、図示しない切換弁の作用下に大気開放状態にある。
【００５１】すなわち、変位部材８０が長孔８８ａ、８８ｂに対するローラ９２の係合作用下に前記とは反対方向に向かって所定角度θだけ傾動した後、ピストンロッド６４と一体的にレバー部材７８および変位部材８０が下降することにより初期位置に復帰する。その際、ピストン６０の底面部に設けられた第２緩衝部材７２によって該ピストン６０が下死点に到達したときの衝撃が吸収される。なお、ピストン６０が下降するとき、ばね部材８４の弾発力によってレバー部材７８が下方側に向かって押圧されるため、上部側シリンダ室５８ａに供給される圧力流体の流量を抑制することができる。
【００５２】第１の実施の形態では、図４に示されるように、支持ローラ４６の軸線Ｔ上に弁ロッド２４ａ、２４ｂの外周面をそれぞれ囲繞するパッキン５０を設け、前記弁ロッド２４ａ、２４ｂが直進運動および傾動運動をそれぞれ行う際、前記パッキン５０によって良好なシール性を発揮させることができる。従って、第１の実施の形態では、弾性体からなり簡素な構造を有するパッキン５０を用いることにより、従来技術で用いられていた筒状ベローズ１５と比較して、部品点数を削減して製造コストを低減させ、しかも、前記筒状ベローズ１５と略同等のシール性能を確保することができる。
【００５３】さらに、第１の実施の形態では、環状溝５２によって油溜まりを形成するスクレーパ５１を設けることにより、弁ロッド２４ａ、２４ｂの潤滑性を保持して摺動抵抗を抑制することができる。この場合、前記スクレーパ５１をパッキン５０と弁箱３０との間に設けることにより、前記弁箱３０の室内に余分なグリスが進入することを阻止するとともに、前記パッキン５０にグリスを略均一に塗布することができるという効果を有する。また、前記スクレーパ５１をパッキン５０と弁箱３０との間に設けることにより、グリスによって弁箱３０の室内が汚染されることを阻止することができる。
【００５４】なお、第１の実施の形態では、レバー部材７８の両側面に固着されたピン部材９４を変位部材８０の係合用溝部９６に係合させることにより、前記レバー部材７８と前記変位部材８０とを上下方向および前後方向に位置ずれがない所定位置に位置決めした状態で保持し、両者が一体的に上下動するように設けられている。この場合、変位部材８０の上部に設けられた支持ローラ４６は、シリンダチューブ５６の段部５４に対して非接触状態にあり、前記支持ローラ４６によってガイドされていない（図５参照）。
【００５５】従って、この第１の実施の形態では、レバー部材７８および変位部材８０を上下動させる際に前記レバー部材７８および変位部材８０を案内するガイド手段が不要となり、部品点数を削減してより一層製造コストを低減することができるという利点がある。
【００５６】次に、本発明の第２の実施の形態に係るゲートバルブを図１０乃至図１３に示す。なお、パッキン５０およびスクレーパ５１については、第１の実施の形態と同一の構成および作用効果を奏するため、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５７】この第２の実施の形態に係るゲートバルブ２２０は、駆動部（駆動源）２２２と、前記駆動部２２２の駆動作用下に上下方向に沿って変位するとともに、前記上下方向と略直交する方向に傾動する弁ロッド２２４と、前記弁ロッド２２４の一端部に連結された略長方形状の弁ディスク２２６とを有する。
【００５８】なお、前記駆動部２２２の上部側には、図示しないワークを出し入れするための通路２８が形成された弁箱３０が設けられ、前記弁箱３０の内壁面に形成された弁座３２に前記弁ディスク２２６が着座することにより、前記通路２８が気密に閉塞される。前記弁ディスク２２６には環状溝に沿ってシール部材２３４が装着され、前記シール部材２３４によって弁ディスク２２６が弁座３２に着座した際の気密性が保持される。
【００５９】駆動部２２２は、前記弁箱３０の底面に図示しないねじ部材を介して固定される第１ベースプレート２３６および第２ベースプレート２３８と、前記第２ベースプレート２３８に装着される有底筒状のケーシング２４０と、前記ケーシング２４０内に略平行に配設され、同一構成要素からなる第１シリンダ機構２４２ａおよび第２シリンダ機構２４２ｂとを有する。
【００６０】図１１に示されるように、第１ベースプレート２３６および第２ベースプレート２３８の略中央部には、弁ロッド２２４が挿通するための断面略円形状の貫通孔２４４ａ、２４４ｂがそれぞれ形成されている。また、第２ベースプレート２３８の下面部には、後述する支持ローラ（支持部材）２４６を支持するための断面半円状の凹部２４８が形成された一組の突起部２４９ａ、２４９ｂが所定間隔離間して設けられている。前記貫通孔２４４ａ、２４４ｂの直径は、弁ロッド２２４の直径よりも大きく形成される。
【００６１】第２ベースプレート２３８の下面部には前記貫通孔２４４ｂを形成する環状突起部２４５が形成され、前記環状突起部２４５の内壁面には、環状溝を介してパッキン５０およびスクレーパ５１が装着されている。この場合、前記パッキン５０の中心点が前記支持ローラ２４６の軸線Ｔと略一致するように配設されている。
【００６２】また、第２ベースプレート２３８には、図１１および図１２に示されるように、例えば、ウレタン樹脂またはポリウレタン樹脂等の樹脂製材料によって形成された第１緩衝部材２５３が孔部内に装着され、前記第１緩衝部材２５３は第１ベースプレート２３６と第２ベースプレート２３８とによって挟持される。前記第１緩衝部材２５３は、支持ローラ２４６が凹部２４８に係合する際、前記支持ローラ２４６に当接して該支持ローラ２４６の衝撃を吸収する機能を営む。
【００６３】前記第１シリンダ機構２４２ａと第２シリンダ機構２４２ｂとは、それぞれ、同一構成要素から構成されるため、第１シリンダ機構２４２ａについて詳細に説明し、第２シリンダ機構２４２ｂについては同一の構成要素に符号ｂを付してその詳細な説明を省略する。
【００６４】第１シリンダ機構２４２ａは、図１２に示されるように、図示しない固定手段を介して第２ベースプレート２３８に固定されるシリンダチューブ２５６ａと、前記シリンダチューブ２５６ａ内のシリンダ室２５８に沿って変位自在に収装されたピストン２６０ａと、一端部が前記ピストン２６０ａに連結されたピストンロッド２６４ａと、前記シリンダチューブ２５６ａに保持され、ピストンロッド２６４ａの外周面を囲繞するシール部材２６６ａとを有する。
【００６５】前記ピストン２６０ａの外周面には、該ピストン２６０ａによって二分割された上部側シリンダ室２５８ａと下部側シリンダ室２５８ｂとをそれぞれ気密に保持するピストンパッキン２７０ａが装着されている。なお、前記ピストン２６０ａの底面部には、該ピストン２６０ａが下死点に到達した際の衝撃を吸収する図示しない第２緩衝部材を設けてもよい。前記第２緩衝部材は、例えば、ウレタン樹脂、あるいはポリウレタン樹脂等の樹脂製材料によって形成されると好適である。
【００６６】この場合、前記上部側シリンダ室２５８ａおよび下部側シリンダ室２５８ｂには、圧力流体供給源（図示せず）に接続された図示しないチューブを介して圧力流体（例えば、圧縮空気）が供給され、図示しない切換弁の切換作用下に上部側シリンダ室２５８ａまたは下部側シリンダ室２５８ｂのいずれか一方に圧力流体が供給される。
【００６７】さらに、駆動部２２２は、図１１および図１２に示されるように、ロックナット２７４を介して一組のピストンロッド２６４ａ、２６４ｂの他端部にそれぞれ固定され、長尺な板状に形成されたヨーク（第１変位部材）２７８と、前記ヨーク２７８と一体的に変位する縦断面略Ｈ状に形成された変位ブロック（第２変位部材）２８０とを有する。
【００６８】図１１および図１２に示されるように、前記ヨーク２７８の略中央部には、後述するばね部材２８４の一端部が係着される略円形状の凹部２８６が形成されている。また、前記ヨーク２７８には、略長円状に切り欠かれた長孔２８８ａ、２８８ｂを有する一組の保持ブロック２９０ａ、２９０ｂが所定間隔離間して固着され、前記長孔２８８ａ、２８８ｂには、ピン部材２９１を介して変位ブロック２８０に軸着されたローラ２９２が係合するように設けられている。なお、前記ローラ２９２は、ピン部材２９１を中心として回動自在に軸支されている。
【００６９】さらに、前記一組の保持ブロック２９０ａ、２９０ｂの上部には、それぞれ、ねじ部材を介して保持プレート２９３が固定されている。前記保持プレート２９３には孔部を介して一組のピン部材２９４が嵌着され、前記ピン部材２９４の一端部は、変位ブロック２８０の両側面に形成された係合用溝部２９６に係合するように設けられている。
【００７０】図１１および図１２に示されるように、変位ブロック２８０の略中央部には、弁ロッド２２４の他端部が嵌挿される断面略円形状の孔部３００が形成され、前記弁ロッド２２４のねじ部に締結されるロックナット３０２を介して前記弁ロッド２２４が変位ブロック２８０に固定される。前記変位ブロック２８０とヨーク２７８との間には、弁ロッド２２４とばね部材２８４が介装され、前記ばね部材２８４の一端部は、前記ロックナット３０２に係着され、該ばね部材２８４の他端部は、ヨーク２７８の凹部２８６に係着されている。
【００７１】また、変位ブロック２８０の両側面には、保持ブロック２９０ａ、２９０ｂおよび保持プレート２９３を介してヨーク２７８に係止されたピン部材２９４の一端部が係合する係合用溝部２９６がそれぞれ形成されている。前記係合用溝部２９６の下端部２９６ａにピン部材２９４が係合することにより、ヨーク２７８と変位ブロック２８０との上下方向および前後方向（図１２において、紙面と略直交する方向）の位置ずれを防止し且つ上下方向に沿って所定間隔離間した状態で位置決めされ、このように位置決めされた状態で一体的に上下動する。そして、前記ピン部材２９４が係合用溝部２９６の下端部２９６ａから離脱し該係合用溝部２９６に沿って上昇することにより、弁ディスク２２６が傾動可能となる。
【００７２】さらに、二股に分岐した変位ブロック２８０の上部には、一組の支持ローラ２４６が回動自在に軸支され、前記支持ローラ２４６は、変位ブロック２８０の変位終端位置において第２ベースプレート２３８の突起部２４９ａ、２４９ｂに形成された湾曲する凹部２４８に挿入され、前記凹部２４８に係合する支持ローラ２４６を支点として、弁ディスク２２６、弁ロッド２２４および変位ブロック２８０が所定角度θだけ傾動する。
【００７３】本発明の第２の実施の形態に係るゲートバルブ２２０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、以下の説明では、一組のピストン２６０ａ、２６０ｂがそれぞれシリンダ室２５８の最下端にあり、弁箱３０に形成された通路２８が弁ディスク２２６によって閉塞されていない開成状態を初期位置として説明する。
【００７４】この場合、前記初期位置では、ばね部材２８４の弾発力によってヨーク２７８が下方側に向かって押圧されているため、保持ブロック２９０ａ、２９０ｂおよび保持プレート２９３を介してヨーク２７８に係止されたピン部材２９４が変位ブロック２８０の係合用溝部２９６の下端部２９６ａに保持された状態にある。また、前記初期位置では、保持ブロック２９０ａ、２９０ｂに形成された長孔２８８ａ、２８８ｂの上部にローラ２９２が係合した状態にある。
【００７５】前記初期位置において、圧力流体供給源（図示せず）から図示しないチューブを介して第１シリンダ機構２４２ａおよび第２シリンダ機構２４２ｂの下部側シリンダ室２５８ｂに圧力流体をそれぞれ略同時に供給する。前記下部側シリンダ室２５８ｂに供給された圧力流体の作用下に一組のピストン２６０ａ、２６０ｂがそれぞれ上昇し、前記ピストン２６０ａ、２６０ｂに連結された一組のピストンロッド２６４ａ、２６４ｂもそれぞれ上昇する。なお、この場合、上部側シリンダ室２５８ａは、図示しない切換弁の作用下に大気開放状態にあるものとする。
【００７６】前記一組のピストンロッド２６４ａ、２６４ｂが略平行にそれぞれ上昇することにより、該ピストンロッド２６４ａ、２６４ｂとともにヨーク２７８、変位ブロック２８０、弁ロッド２２４および弁ディスク２２６が一体的に上昇する。この場合、ヨーク２７８はばね部材２８４の弾発力によって下方側に押圧された状態にあり、保持ブロック２９０ａ、２９０ｂおよび保持プレート２９３を介して前記ヨーク２７８に係止された一組のピン部材２９４が変位ブロック２８０の係合用溝部２９６の下端部２９６ａに保持されることにより、ヨーク２７８と変位ブロック２８０とは、それぞれ、上下方向および前後方向（図１２において、紙面と略直交する方向）の位置ずれを防止した所定位置に位置決め保持された状態にある。従って、ヨーク２７８および変位ブロック２８０は、前記所定位置に位置決め保持された状態で一体的に上昇する。
【００７７】ピストンロッド２６４ａ、２６４ｂが略同時に上昇して変位ブロック２８０の一端部が第２ベースプレート２３８に当接することにより前記変位ブロック２８０は変位終端位置に到達し、弁ディスク２２６は、通路２８の開口部に対峙した状態となる。その際、変位ブロック２８０の上部に設けられた一組の支持ローラ２４６は、第２ベースプレート２３８の突起部２４９ａ、２４９ｂに形成された湾曲する凹部２４８にそれぞれ係合するとともに、第１緩衝部材２５３に当接することによりその衝撃が吸収される。
【００７８】変位ブロック２８０が変位終端位置に到達した後、一組のピストンロッド２６４ａ、２６４ｂがさらにそれぞれ上昇することにより、該変位ブロック２８０は、ヨーク２７８の長孔２８８ａ、２８８ｂに対するローラ２９２の係合作用下に、凹部２４８に係合する支持ローラ２４６を支点として所定角度θだけ傾動し、弁ディスク２２６が弁座３２に着座することにより通路２８が閉塞される。
【００７９】すなわち、変位ブロック２８０が変位終端位置に到達した後、ばね部材２８４の弾発力に抗して一組のピストンロッド２６４ａ、２６４ｂをさらに略同時に上昇させることによりヨーク２７８のみが上昇し、その際、変位ブロック２８０は、ヨーク２７８の両側面に形成された長孔２８８ａ、２８８ｂに対するローラ２９２の係合作用下に、支持ローラ２４６を支点として所定角度θだけ傾動する。なお、変位ブロック２８０が支持ローラ２４６を支点として所定角度傾動する際、ヨーク２７８に係止されたピン部材２９４は、変位ブロック２８０の係合用溝部２９６の下端部２９６ａから離脱し該係合用溝部２９６に沿って上昇する。
【００８０】従って、弁ロッド２２４を介して変位ブロック２８０に固定された弁ディスク２２６は、前記変位ブロック２８０が所定角度θだけ傾動することにより、通路２８から所定間隔離間して対峙した状態から通路２８側に向かって略水平に変位する。この結果、弁ディスク２２６に設けられたシール部材２３４が弁座３２に着座して通路２８が気密に閉塞される。
【００８１】次に、弁ディスク２２６を弁座３２から離間させて通路２８を開成する場合には、図示しない切換弁の切換作用下に第１シリンダ機構２４２ａおよび第２シリンダ機構２４２ｂの上部側シリンダ室２５８ａに圧力流体をそれぞれ略同時に供給することにより一組のピストン２６０ａ、２６０ｂが略同時に下降し、ピストンロッド２６４ａ、２６４ｂ、ヨーク２７８および変位ブロック２８０が一体的に下降することにより、初期位置に復帰する。なお、この場合、下部側シリンダ室２５８ｂは、図示しない切換弁の作用下に大気開放状態にある。
【００８２】すなわち、変位ブロック２８０が長孔２８８ａ、２８８ｂに対するローラ２９２の係合作用下に前記とは反対方向に向かって所定角度θだけ傾動して弁ディスク２２６が確実に弁座３２から離間した後、係合用溝部２９６に対するピン部材２９４の係合作用下に、一組のピストンロッド２６４ａ、２６４ｂと一体的にヨーク２７８および変位ブロック２８０が下降することにより初期位置に復帰する。その際、ピストン２６０ａ、２６０ｂの底面部に設けられた図示しない第２緩衝部材によって該ピストン２６０ａ、２６０ｂが下死点に到達したときの衝撃を吸収するとよい。
【００８３】第２の実施の形態では、保持ブロック２９０ａ、２９０ｂおよび保持プレート２９３を介してヨーク２７８に係止されたピン部材２９４を変位ブロック２８０の係合用溝部２９６に係合させることにより、前記ヨーク２７８と前記変位ブロック２８０とを上下方向および前後方向に位置ずれがないように所定位置に位置決めした状態で保持し、両者が一体的に上下動するように設けられている。
【００８４】従って、この第２の実施の形態では、ヨーク２７８および変位ブロック２８０を上下動させる際に前記ヨーク２７８および変位ブロック２８０を案内するガイド手段を設ける必要がないため、部品点数を削減して製造コストを低減することができるという利点がある。
【００８５】なお、本発明の第２の実施の形態では、複数の駆動機構として圧力流体の作用下にピストン２６０ａ、２６０ｂおよびピストンロッド２６４ａ、２６４ｂを一体的に変位させる第１シリンダ機構２４２ａおよび第２シリンダ機構２４２ｂを用いて説明しているが、これに限定されるものではなく、前記複数の駆動機構として、例えば、図示しないリニアアクチュエータ、回転駆動源、または電動アクチュエータ等を用いてもよいことは勿論である。
【００８６】
【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００８７】すなわち、本発明では、弾性体からなり簡素な構造を有する単一のシール部材を用いることにより、従来技術で用いられていた筒状ベローズと比較して、部品点数を削減して製造コストを低減させ、しかも、前記筒状ベローズと略同等のシール性能を確保することができる。
【００８８】また、環状溝によって油溜まりを形成するスクレーパを設けることにより、弁ロッドの潤滑性を保持して摺動抵抗を抑制することができる。この場合、前記スクレーパをシール部材と弁箱との間に設けることにより、前記弁箱の室内に余分なグリスが進入することを阻止するとともに、前記シール部材にグリスを略均一に塗布することができるという効果を有する。さらに、グリスによって弁箱の室内が汚染されることを阻止することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１０２５１１
【氏名又は名称】エスエムシー株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月２８日（１９９９．１０．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７７６６５
【弁理士】
【氏名又は名称】千葉 剛宏 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１２４２２１（Ｐ２００１−１２４２２１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月１１日（２００１．５．１１） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３０７５８９ |
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