CN103403416B - 切断阀及滑阀 - Google Patents
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Abstract
本发明的切断阀具备阀体、中立阀芯、位置切换机构、可动阀部、第一可动阀部、第一施力部、第二可动阀部、第二施力部和第三施力部。
Description
技术领域
本发明涉及一种适于在使用阀芯(阀片)开闭流道的动作基础上使阀芯进行滑动动作的摆动式、直动式、门式等的切断阀和适于使阀芯进行滑动动作的摆动式的滑阀。
特别是,本发明涉及一种在真空装置等中,切断(关闭)连结不同压力并进行不同工序的两个空间的流道,开放该切断状态(将两个空间连结),并能够调节阀的开度,从而限制流道的一部分(限制流道的开口面积)的切断阀及滑阀。
本申请在2011年3月10日提出的特愿2011-053141号、2011年3月17日提出的特愿2011-059704号、2011年3月17日提出的特愿2011-059778号、2011年4月04日提出的特愿2011-082792号、2011年4月22日提出的特愿2011-096279号、2011年4月26日提出的特愿2011-098428号、2011年6月03日提出的特愿2011-125727号、2011年6月03日提出的特愿2011-125728号的基础上要求优先权,并在此援引其内容。
背景技术
在真空装置等中设置有切断阀,所述切断阀将腔室和管道之间、管道和管道之间、或者管道和泵等之间等不同真空度的两个空间之间切断,并将被切断的两个空间连结。作为这种切断阀,已知有各种形式的阀。
例如,已知有如下结构:使阀片滑动从而将阀片插入到流道的阀开闭位置,进一步使该阀片动作以切断流道(闭阀动作),或者使上述阀片动作以连结流道(开阀动作),进一步使阀片滑动而使阀片从流道退避至阀体内的退避位置。另外,例如,已知有如下结构:使阀片滑动从而将阀芯导入到流道上(流道切断位置),进一步使用阀芯闭塞构成流道的开口部(阀闭位置)。作为具有这种结构的阀,已知有摆动式、直动式和门式等。
直动式切断阀(直动式滑阀)具有在形成有构成流道的第一开口部及第二开口部的阀体的中空部配置有固定设置在阀杆(支撑体)上的阀片的结构。在该结构中,使上述阀杆沿其长度方向直线运动,以将上述阀片插入到开口部(流道)的阀开闭位置,或者使上述阀片退避至未形成有开口部的退避位置。
作为现有的上述直动式切断阀,已知有一种切断阀,其具备:阀芯,由用皱纹管连接的第一阀片及第二阀片这两个阀片构成;致动器,在该两个阀片之间配置在阀片的中央部;以及阀体,形成有构成流道的开口部。在该切断阀中,通过致动器使第一阀片抵接并推压到阀体的开口部周围的内表面上从而关闭流道,或者通过致动器使第一阀片从上述阀体的内表面分离从而开放流道(例如参照专利文献1)。
另外,摆动式切断阀(摆动式滑阀)具有如下结构,即所述摆动式切断阀配置有:阀体,形成有构成流道的第一开口部及第二开口部并具有中空部;支撑体,在中空部中固定设置在旋转轴上,在平行于与旋转轴垂直的表面的方向上扩张;以及固定设置在该支撑体上的阀芯(在密封环板设置在开口部上的结构的情况下为阀片)。在该切断阀中,使上述旋转轴旋转而使上述阀芯转动,并使将上述阀芯插入到开口部(流道)的阀开闭位置,或者使上述阀芯退避至未形成有开口部的退避位置。
作为现有的上述摆动式切断阀,已知有如下结构,即在外壳的中空部内设置有:阀片,能够围绕旋转轴转动;能够滑动的密封环板,配置在外壳的开口部;以及致动器,使上述密封环板在与外壳一体形成的凸缘上滑动。在该切断阀中,使上述密封环板抵接并推压到上述阀片而关闭流道,或者使上述密封环板从上述阀片分离而开放流道(例如参照专利文献2)。
该摆动式切断阀的致动器具有螺栓、环状室(气缸)、活塞和弹簧在密封环板的滑动方向上串联配置的结构。因此在关闭流道时,弹簧所产生的恢复力经由活塞、气缸及螺栓传递至密封环板。
对于这种切断阀而言,从使切断阀的整体结构紧凑化等的要求出发,需要使阀芯的结构简化,并且需要确保切断动作的可靠性。
然而,在上述现有的阀中,由于致动器配置在阀片的中央部,因此为了对阀片的实际上密封空间的表面传递充分的推压力,阀片需要有较高的刚性。若阀片的刚性不足,则具有无法切实地实现切断,无法获得高度的可靠性的问题。
进一步,上述现有的阀采用了将两个阀片连结的结构。由于该连结结构和致动器为独立的结构部件,因此具有阀芯结构复杂的问题。
此外,在大口径阀中,为了能够承受反压,需要有产生较大的力的气缸,具有导致阀芯大型化的问题。
另外,在上述现有的摆动式切断阀中,使密封环滑动的致动器设置在凸缘上,并且该致动器、环状的气缸和弹簧串联配置。
为此,阀片的实际上密封空间的表面位于致动器的内侧,该表面从致动器的位置偏移,进一步,在该表面上,经由活塞、气缸和螺栓传递由弹簧产生的推压力(由弹簧产生的恢复力)。为此,若该推压力不充分,则具有无法切实地进行切断,无法获得高度可靠性的问题。
而且,在大口径阀中,为了能够承受反压,或者为了适用于特殊形状的阀片、密封环板、凸缘,需要将除气缸之外的致动器部件配置多个,具有切断阀的结构变得复杂的问题。
另外,在上述现有的摆动式切断阀中,由于阀芯安装在旋转轴上,因此在旋转轴的一端部设置连接部件,通过使阀芯配合于该连接部件,从而将阀芯和旋转轴连接。
在图21A、图21B、图22A及图22B中,表示现有的连接部件与阀芯的配合结构的一例。例如,在图21A及图21B所示的切断阀201中,具备形成在阀芯202的一端的矩形的配合突起203和安装在旋转轴204上的连接部件205。在该连接部件205上,形成有与配合突起203配合的凹部206。
而且,当向旋转轴204安装阀芯202时,将配合突起203插入到连接部件205的凹部206中(参照图21A)。于是,将阀芯202朝向连接部件205压入直至配合突起203的前端面与凹部的深处的表面接触(参照图21B)。
另外,例如,在图22A及22B所示的切断阀211中,具备形成在阀芯212的一端并具有相对于安装方向倾斜的面的配合突起213和安装在旋转轴214上的连接部件215。在连接部件215上,形成有与配合突起213配合的凹部216。
而且,当向旋转轴214阀芯212安装时,将配合突起213与连接部件225的凹部216位置匹配(参照图22A)。于是,以与凹部216匹配的方式保持配合突起213,利用螺栓等将阀芯212固定于连接部件215(参照图22B)。
然而,在上述现有的切断阀中的旋转轴与阀芯的安装结构中,具有对于固定在旋转轴上的连接部件,安装阀芯时需要极大的力,难以将阀芯无偏移地安装于正确的安装位置等问题。
例如,在图21A及图21B所示的现有的切断阀201中,为了将阀芯202无偏移地安装于连接部件205,配合突起203与凹部206的接触部分的间隙极小。为此,当将矩形的配合突起203压入到凹部206时,由于压入长度长,摩擦力大,所以安装需要较大的力。因此,具有阀芯202相对于连接部件205的装卸困难的问题。
另一方面,例如在图22A及图22B所示的现有的切断阀210中,虽然易于使配合突起213嵌合到凹部216,但需要在将阀芯212保持在正确的安装位置的状态下,使形成于旋转轴214的螺纹孔与形成于配合突起213的螺纹孔一致,无偏移地螺纹紧固,并且各部件要求高加工精度。另外,由于需要高度的位置匹配,因此具有操作性不好的问题。
在这种滑阀中,从使切断阀的整体结构紧凑化等的要求出发,需要使阀芯的结构简化,并且需要确保切断动作的可靠性。
另外,在大口径阀中,为了能够承受反压,或者为了适用于特殊形状的阀片、密封环板、凸缘,需要将除气缸之外的致动器部件配置多个,具有滑阀的结构变得复杂的问题。
在如上述的摆动式切断阀中,作为用于使阀片转动的机构,已知有如下阀片旋转机构,其由固定在安装有阀片的旋转轴上的小齿轮、形成有与该小齿轮啮合的齿条的齿条部件和使齿条部件直线运动(往复运动)的气缸构成。
在上述现有的切断阀中,从切断连通的腔室等的阀的用途出发,最好其驱动部分尽可能地小型化。然而,由于在固定于活塞的齿条上形成有与固定在旋转轴上的小齿轮啮合的齿,因此若过于小型化,则形成其齿条齿的部分将齿条设为能够滑动地动作至气缸的密封的部分,从而具有由于未能密封气缸无法进行规定以上的小型化的问题。
进一步,在上述现有的切断阀中为如下结构,在筒状的气缸主体内滑动的活塞进行收缩,即活塞在气缸主体的压力空间减少的方向上进行移动时,在活塞的移动方向的终端部分活塞与气缸主体的内壁碰撞等,活塞突然减速。
为此,从固定于活塞的齿条部件经由旋转轴连接的阀芯也会突然停止转动,并对阀芯施加强应力从而有可能对阀芯造成损坏。
进一步,具有希望利用简单的结构,实现改变阀的开度以能够设定切断流道的面积的结构的要求。
在上述现有的切断阀中,从切断连通的腔室等的阀的用途出发,最好驱动部分,特别是阀片转动的驱动部分尽可能地小型化。
然而,将驱动部分小型化,即若气缸小型化,则其输出降低,由于阀片的移动速度,即阀的开闭速度降低,因此具有无法进行规定以上的小型化的问题。
进一步,在上述现有的切断阀中,谋求包括在筒状的气缸主体内滑动的活塞进行收缩的气缸的驱动部分的小型化的情况下,使活塞移动的压力空气供给设为一系统,并通过该压力空气的供给,伸缩的时候进行单向的动作,并且相反的动作通过弹簧等的施力机构进行,从而为所谓单作用气缸的结构。
为此,由于需要克服弹簧等的作用力通过压力空气驱动活塞,因此具有驱动速度迟缓的问题。
另外,在这种单作用气缸中,与供给用于阀的驱动的压力空气为一系统无关,必须进行阀片的转动动作和与其正交的方向的闭塞解除的动作的两个动作。进一步,由于作为这些的动作的时机,在闭塞解除不充分的状态下转动时,可能引起阀的破损,因此动作的时机也需要准确性。另外,应对停电或压力空气供给停止等控制系统的故障,需要能够防止阀破坏的结构。
进一步,具有希望利用更简单的结构实现这种结构的要求。
进一步,具有希望利用更简单的结构实现改变阀的开度以能够设定所切断的流道的面积的结构。
专利文献1:日本国特开2002-181205号公报
专利文献2:日本国专利第3655715号公报
发明内容
本发明为了解决这种现有问题而提出,其目的是提供一种切断阀,该切断阀能够用简单的结构进行高度可靠性的切断动作。
另外,本发明为了解决这种现有问题而提出,其目的是提供一种切断阀,该切断阀能够用简单的结构将阀芯准确地并且容易地安装到旋转轴上。
本发明为了解决这种现有问题而提出,其目的是提供一种滑阀,该滑阀能够用简单的结构进行高度可靠性的切断动作。
本发明为了解决这种现有问题而提出,其目的是提供一种滑阀,该滑阀能够小型化并能够用简单的结构进行高度可靠性的切断动作,并且能够进行切断量,即阀的开度的调节。
本发明的第一方式的切断阀具有:阀体,具有中空部和第一开口部及第二开口部,该第一开口部及第二开口部隔着所述中空部互相对置设置并成为连通的流道;中立阀芯,被配置在所述阀体的所述中空部内,能够闭塞所述第一开口部;和位置切换机构,将所述中立阀芯在相对于所述第一开口部为闭塞状态的阀闭塞位置和从所述第一开口部退避而成为开放状态的阀开放位置之间动作,所述中立阀芯具有连接于所述切换机构的中立阀部和相对于该中立阀部被连接为能够变更流道方向位置的可动阀部,所述可动阀部具备:第一可动阀部,设置有圆周设置于该可动阀部以紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上的密封部,并且相对于所述中立阀部被连接为能够变更流道方向位置;第一施力部,将所述第一可动阀部沿所述流道方向朝向所述第一开口部施力,以能够将所述密封部紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上;第二可动阀部,相对于所述第一可动阀部在所述流道方向上能够滑动;第二施力部,与所述第一施力部的作用力对抗,并以能够收缩所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的所述流道方向厚度尺寸的方式驱动;和第三施力部,对应所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的流道方向厚度尺寸的变化,将所述第一可动阀部连接为相对于所述中立阀部能够变更流道方向位置,并且将所述第一可动阀部向所述流道中央位置侧施力。
优选地,在本发明的第一方式的切断阀中,在所述第二可动阀部,设置有将所述第一施力部的反力传递至所述第二开口部周围的阀体内表面的反力传递部。
优选地,在本发明的第一方式的切断阀中,所述第二施力部为在所述第二周围区域中形成在所述第一可动阀部与所述第二可动阀部之间的气缸。
优选地,在本发明的第一方式的切断阀中,形成有对作为所述第二施力部的气缸供给驱动用气体的供给通道,在该供给通道中设置有连接销部,该连接销部即使所述第一可动阀部与所述中立阀部的流道方向位置改变时,也能够供给驱动用气体地滑动连接在所述第一可动阀部与所述中立阀部之间。
优选地,在本发明的第一方式的切断阀中,在作为所述第二施力部的气缸中,在滑动部分设置有双层密封部,与第二层的密封相比在气体供给侧,设置有当第一层的密封被破坏时将驱动用气体朝向切断阀外部逃逸的联络通道。
优选地,在本发明的第一方式的切断阀中,在所述连接销部中,在滑动部分设置有双层密封部,与第二层的密封相比在气体供给侧,设置有当第一层的密封被破坏时将驱动用气体朝向切断阀外部逃逸的联络通道。
优选地,在本发明的第一方式的切断阀中,所述切换机构包括具有在所述流道方向上延伸的轴线的旋转轴。
优选地,在本发明的第一方式的切断阀中,所述切换机构包括在与所述流道方向交叉的方向上延伸且被直线状地驱动的阀杆。
优选地,在本发明的第一方式的切断阀中,包括:可动阀部,被配置在所述阀体的所述中空部内以能够闭塞所述第一开口部;位置切换机构,将所述可动阀部在相对于所述第一开口部为闭塞状态的阀闭塞位置和从所述第一开口部退避而成为开放状态的阀开放位置之间动作;和中立阀部,连接所述切换机构与所述可动阀部。
通过具备该中立阀部,不会在中立阀部上作用流道方向的力,仅通过第一可动阀部及第二可动阀部进行闭塞第一开口部时的密封部的变形。
另外,优选地,在本发明的第一实施方式的切断阀中,所述气缸及连接销部能够具有第二密封部、第三密封部及擦拭器,所述擦拭器配置在与所述第三密封部相比更靠近所述第二开口部的位置。
本发明的第二方式的切断阀具备:阀体,具有中空部和第一开口部及第二开口部,该第一开口部及第二开口部隔着所述中空部互相对置设置并成为连通的流道;中立阀芯,被配置在所述阀体的所述中空部内,能够闭塞所述第一开口部;和位置切换机构,将所述中立阀芯在相对于所述第一开口部为闭塞状态的阀闭塞位置和从所述第一开口部退避而成为开放状态的阀开放位置之间动作,所述中立阀芯具有连接于所述切换机构的中立阀部和相对于该中立阀部被连接为能够变更流道方向位置的可动阀部,所述可动阀部具备:第一可动阀部,设置有圆周设置于该可动阀部以紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上的密封部,并且相对于所述中立阀部被连接为能够变更流道方向位置;第一施力部,将所述第一可动阀部沿所述流道方向朝向所述第一开口部施力,以能够将所述密封部紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上;第二可动阀部,相对于所述第一可动阀部在所述流道方向上能够滑动;第二施力部,与所述第一施力部的作用力对抗,并以能够收缩所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的所述流道方向厚度尺寸的方式驱动;第三施力部,对应所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的流道方向厚度尺寸的变化,将所述第一可动阀部连接为相对于所述中立阀部能够变更流道方向位置,并且将所述第一可动阀部向所述流道中央位置侧施力;和紧固部件,能够在所述中立阀芯的厚度尺寸收缩的状态下紧固所述第一可动阀部与所述第二可动阀部。
优选地,在本发明的第二实施方式的切断阀中,在所述紧固部件上设置有卡止部件,以使该连接部件不会从所述可动阀部脱离,并使得在将所述第一可动部件与所述第二可动部件紧固解除的状态下能够进行阀开闭动作。
优选地,在本发明的第二实施方式的切断阀中,设置多个所述第一施力部,并在流道方向俯视所述中立阀芯,相对于配置有所述第一施力部的中心位置,对称地配置所述紧固部件。
优选地,在本发明的第二实施方式的切断阀中,所述中立阀芯能够闭塞大致圆形的所述第一开口部,并在流道方向俯视,所述第一施力部与所述紧固部件相对于所述中立阀芯被配置为同心状。
优选地,在本发明的第二实施方式的切断阀中,所述卡止部件为E型挡圈或C型挡圈。
优选地,在本发明的第二实施方式的切断阀中,在所述第二可动阀部,设置有将所述第一施力部的反力传递至所述第二开口部周围的阀体内表面的反力传递部。
优选地,在本发明的第二方式的切断阀中,所述第二施力部为在所述第二周围区域中在所述第一可动阀部与第二可动阀部之间形成的气缸。
优选地,在本发明的第二方式的切断阀中,在被设为所述第二施力部的气缸中,在滑动部分设置有双层密封部,与第二层的密封相比在气体供给侧设置有当第一层的密封被破坏时将驱动用气体朝向切断阀外部逃逸的联络通道。
优选地,在本发明的第二方式的切断阀中,形成对被设为所述第二施力部的气缸供给驱动用气体的供给通道,并在该供给通道中设置有,即使所述第一可动阀部与所述中立阀部的流道方向位置变更时,也能够供给驱动用气体地滑动连接在所述第一可动阀部与所述中立阀部之间的连接销部。
优选地,在本发明的第二方式的切断阀中,在所述连接销部中,在滑动部分设置有双层密封部,与第二层的密封相比在气体供给侧设置有当第一层的密封被破坏时将驱动用气体朝向切断阀外部逃逸的联络通道。
优选地,在本发明的第二方式的切断阀中,所述切换机构包括具有在所述流道方向延伸的轴线的旋转轴。
优选地,在本发明的第二方式的切断阀中,所述切换机构包括在与所述流道交叉的方向延伸并被直线状地驱动的阀杆。
优选地,在本发明的第二方式的切断阀中,包括:可动阀部,被配置在所述阀体的所述中空部内以能够闭塞所述第一开口部;位置切换机构,将所述可动阀部相对于所述第一开口部为闭塞状态的阀闭塞位置和从所述第一开口部退避成为开放状态的阀开放位置之间动作;中立阀部,连接所述切换机构与所述可动阀部。
通过具备该中立阀部,不会在中立阀部上作用流道方向的力,能够仅通过第一可动阀部及第二可动阀部进行闭塞第一开口部时的密封部的变形。
另外,优选地,在本发明的第二实施方式的切断阀中,所述气缸及连接销部能够具有第二密封部、第三密封部及擦拭器,所述擦拭器配置在与所述第三密封部相比更靠近所述第二开口部的位置。
本发明的第三方式的切断阀具备:阀体,具有中空部和第一开口部及第二开口部,该第一开口部及第二开口部隔着所述中空部互相对置设置并成为连通的流道;中立阀芯,被配置在所述阀体的所述中空部内,能够闭塞所述第一开口部;旋转轴,使所述中立阀芯在相对于所述第一开口部为闭塞状态的阀闭塞位置与从所述第一开口部退避而成为开放状态的阀开放位置之间转动;和连接部件,在所述阀体内固定于所述旋转轴,并能够装卸地保持所述中立阀部,所述中立阀芯具有经由所述连接部件与所述旋转轴连接的中立阀部和相对于该中立阀部被连接为能够变更流道方向位置的可动阀部,所述连接部件与所述中立阀部在沿所述流道方向互相平行地扩张并以第一间隔分离的一组第一平行面和沿所述流道方向互相平行地扩张并以与所述第一间隔相比更宽的第二间隔分离的一组第二平行面上互相接触。
优选地,在本发明的第三方式的切断阀中,在所述可动阀部上设置有圆周设置于该阀片以紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上的密封部,并且具备:第一可动阀部,相对于所述中立阀部被连接为能够变更流道方向位置;第一施力部,将所述第一可动阀部沿所述流道方向朝向所述第一开口部施力,以能够将所述密封部紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上;第二可动阀部,相对于所述第一可动阀部在所述流道方向上能够滑动;第二施力部,与所述第一施力部的作用力对抗,并以能够收缩所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的所述流道方向厚度尺寸的方式驱动;和第三施力部,对应所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的流道方向厚度尺寸的变化,将所述第一可动阀部连接为相对于所述中立阀部能够变更流道方向位置,并且将所述第一可动阀部向所述流道中央位置侧施力。
优选地,在本发明的第三方式的切断阀中,在所述连接部件形成有具备构成所述第一平行面的第一接触面和构成所述第二平行面的第二接触面的突起部,在所述中立阀芯的一端部形成有具备构成所述第一平行面的第三接触面和构成所述第二平行面的第四接触面并与所述突起部嵌合的凹部。
优选地,在本发明的第三方式的切断阀中,所述凹部分别形成在所述中立阀部的所述流道方向上的一面侧(第一面)及另一面侧(第二面)。
优选地,在本发明的第三方式的切断阀中,所述旋转轴和所述中立阀部由贯通该旋转轴及所述连接部件的外螺纹和形成于所述中立阀部并与所述外螺纹螺纹旋合的内螺纹结合。
本发明的第四方式的切断阀具备:阀体,具有中空部和第一开口部及第二开口部,该第一开口部及第二开口部隔着所述中空部互相对置设置并成为连通的流道;阀芯,被配置在所述阀体的所述中空部内,能够闭塞所述第一开口部;旋转轴,使所述阀芯在相对于所述第一开口部为闭塞状态的阀闭塞位置与从所述第一开口部退避而成为开放状态的阀开放位置之间转动;和连接部件,在所述阀体内固定于所述旋转轴并能够装卸地保持所述阀部,所述连接部件与所述阀部在沿所述流道方向互相平行地扩张并以第一间隔分离的一组第一平行面和沿所述流道方向互相平行地扩张并以与所述第一间隔相比更宽的第二间隔分离的一组第二平行面上互相接触。
本发明的第五方式的滑阀具备:阀体,具有中空部和第一开口部及第二开口部,该第一开口部及第二开口部隔着所述中空部互相对置设置并成为连通的流道;中立阀芯,被配置在所述阀体的所述中空部内,能够闭塞所述第一开口部;和旋转轴,作为将所述中立阀芯在相对于所述第一开口部为闭塞状态的阀闭塞位置和从所述第一开口部退避而成为开放状态的阀开放位置之间动作的位置切换机构,具有在所述流道方向上延伸的轴线,所述中立阀芯具有连接于所述切换机构的中立阀部和相对于该中立阀部被连接为能够变更流道方向位置的可动阀部,所述可动阀部具备:第一可动阀部,设置有圆周设置于该可动阀部以紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上的密封部,并且相对于所述中立阀部被连接为能够变更流道方向位置;第一施力部,将所述第一可动阀部沿所述流道方向朝向所述第一开口部施力,以能够将所述密封部紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上;第二可动阀部,相对于所述第一可动阀部在所述流道方向上能够滑动;第二施力部,与所述第一施力部的作用力对抗,并以能够收缩所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的所述流道方向厚度尺寸的方式驱动;第三施力部,对应所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的流道方向厚度尺寸的变化,将所述第一可动阀部连接为相对于所述中立阀部能够变更流道方向位置,并且将所述第一可动阀部向所述流道中央位置侧施力;两个以上的轴承,在所述旋转轴的轴线方向上分离并保持该旋转轴;和流体路径环,在所述旋转轴的轴线方向上的这些轴承间的位置与所述旋转轴周面能够滑动地接触,设置有连通设置在所述旋转轴的一端面与所述流体路径环的外周面的开口彼此的密封的流体路径,所述旋转轴不论转动位置如何,未对所述阀体中空部露出并连通形成于所述中立阀部内部的流体路径和成为所述旋转轴径向外侧位置的所述阀体外部。
优选地,在本发明的第五方式的滑阀中,作为所述流体路径,在所述旋转轴内部设置有轴内路径,该轴内路径由在所述旋转轴的轴线方向延伸并在所述旋转轴的一端侧开口的轴向轴内路径和连接于该轴向路径并且在所述旋转轴的周面开口的径向轴内路径构成,
作为所述流体路径,在所述流体路径环内部设置有在该流体路径环的径向延伸并在其外周面及内周面开口的径向环路径,在所述流体路径环内周面及旋转轴周面之间圆周设置有圆周方向路径,该圆周方向路径设置于圆周方向上并连通所述径向轴内路径和所述径向环路径。
优选地,在本发明的第五方式的滑阀中,所述路径为对在所述第二周围区域中在所述第一可动阀部与所述第二可动阀部之间作为所述第二施力部形成的气缸供给驱动用气体的供给通道的一部分的机构,或所述路径为在作为所述第二施力部的气缸的滑动部分上设置的双层密封部中与第二层密封相比设置在气体供给侧,且当第一层密封破坏时将驱动用气体朝向滑阀外部逃逸的联络通道的一部分。
优选地,在本发明的第五方式的滑阀中,在所述旋转轴中,成为所述供给通道和所述联络通道的轴向路径分别平行地设置,并且与所述供给通道和所述联络通道对应的流体路径环设置在所述旋转轴的不同轴向位置。
与本发明的第五实施方式中的所述供给通道和所述联络通道对应的流体路径环,相对于所述轴承的轴线方向中间位置被对称地配置。
在本发明的第五方式中的所述轴承的轴线方向中间位置,连接有驱动所述旋转轴的驱动系小齿轮。
优选地,在本发明的第五方式的滑阀中,在所述第二可动阀部,设置将所述第一施力部的反力传递到所述第二开口部周围的阀体内表面的反力传递部。
优选地,在本发明的第五方式的滑阀中,所述第二施力部为在所述第二周围区域中形成在所述第一可动阀部与第二可动阀部之间的气缸。
优选地,在本发明的第五方式的滑阀中,在被设为所述第二施力部的气缸,在滑动部分设置有双层密封部,与第二层的密封相比在气体供给侧设置有当第一层密封被破坏时使驱动用气体朝向滑阀外部逃逸的联络通道。
优选地,在本发明的第五方式的滑阀中,形成对被设为所述第二施力部的气缸供给驱动用气体的供给通道,并在该供给通道,设置有即使所述第一可动阀部与所述中立阀部的流道方向位置变更时,也能够供给驱动用气体地滑动连接在所述第一可动阀部与所述中立阀部之间的连接销部。
优选地,在本发明的第五方式的滑阀中,在所述连接销部中,在滑动部分设置有双层密封部,与第二层的密封相比在气体供给侧设置有当第一层密封被破坏时使驱动用气体朝向滑阀外部逃逸的联络通道。
优选地,在本发明的第五方式的滑阀中,所述切换机构包括具有在所述流道方向延伸的轴线的旋转轴。
优选地,在本发明的第五方式的滑阀中,所述切换机构包括在与所述流道方向交叉的方向延伸并被直线状地驱动的阀杆。
本发明的第六方式的滑阀具备:阀体,具有中空部和第一开口部及第二开口部,该第一开口部及第二开口部隔着所述中空部互相对置设置并成为连通的流道;可动阀部,被配置在所述阀体的所述中空部内,能够闭塞所述第一开口部;旋转轴,作为将所述中立阀芯在相对于所述第一开口部为闭塞状态的阀闭塞位置和从所述第一开口部退避而成为开放状态的阀开放位置之间动作的位置切换机构,具有在所述流道方向上延伸的轴线;中立阀部,连接所述切换机构与所述可动阀部,所述中立阀芯具有被连接在所述切换机构的中立阀部和相对于该中立阀部被连接为能够变更流道方向位置的可动阀部,所述可动阀部具备:第一可动阀部,设置有圆周设置于该可动阀部以紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上的密封部,并且相对于所述中立阀部被连接为能够变更流道方向位置;第一施力部,将所述第一可动阀部沿所述流道方向朝向所述第一开口部施力,以能够将所述密封部紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上;第二可动阀部,相对于所述第一可动阀部在所述流道方向上能够滑动;第二施力部,与所述第一施力部的作用力对抗,并以能够收缩所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的所述流道方向厚度尺寸的方式驱动;第三施力部,对应所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的流道方向厚度尺寸的变化,将所述第一可动阀部连接为相对于所述中立阀部能够变更流道方向位置,并且将所述第一可动阀部向所述流道中央位置侧施力;两个以上的轴承,在所述旋转轴的轴线方向上分离并保持该旋转轴;和流体路径环,在所述旋转轴的轴线方向上的这些轴承间的位置与所述旋转轴周面能够滑动地接触,设置有连通设置在所述旋转轴的一端面与所述流体路径环的外周面的开口彼此的密封的流体路径,所述旋转轴不论转动位置如何,未对所述阀体中空部露出并连通形成于所述中立阀部内部的流体路径和成为所述旋转轴径向外侧位置的所述阀体外部。根据该结构,能够长久保持轴承与轴承之间的距离。由此,通过二个以上的轴承保持在旋转轴倾斜方向上向旋转轴作用的力矩时,能够使该轴承承受的径向载荷为最小,因此能够提高轴承的耐久性。或者,通过维持需要的旋转轴的倾斜方向中的变形防止能力,能够确保旋转轴的轴线方向长度,从而能够谋求作为阀的小型化。
另外,根据设为上述的结构,不改变部件的结构,仅通过改变部件的装配方向,能够使相对于旋转机构部的阀体的安装面反转。
优选地,在本发明的第六方式的滑阀中,作为所述流体路径,在所述旋转轴内部设置有轴内路径,该轴内路径由在所述旋转轴的轴线方向延伸并在所述旋转轴的一端侧开口的轴向轴内路径和连接于该轴向路径并且在所述旋转轴的周面开口的径向轴内路径构成,作为所述流体路径,在所述流体路径环内部设置有在该流体路径环的径向延伸并在其外周面及内周面开口的径向环路径,在所述流体路径环内周面及旋转轴周面之间圆周设置有圆周方向路径,该圆周方向路径设置于圆周方向上并连通所述径向轴内路径和所述径向环路径。
由此,即使旋转轴转动,也能够维持被圆周设置的圆周方向路径连通所述径向轴内路径和所述径向环路径的状态。另外,由于圆周方向路径被圆周设置,因此能够防止来自路径内的流体的作用力对轴承中的旋转轴的支撑状态带来影响。
优选地,在本发明的第六方式的滑阀中,所述路径为对在所述第二周围区域中在所述第一可动阀部与所述第二可动阀部之间作为所述第二施力部形成的气缸供给驱动用气体的供给通道的一部分。
优选地,在本发明的第六方式的滑阀中,所述路径为在作为所述第二施力部的气缸的滑动部分上设置的双层密封部中与第二层密封相比设置在气体供给侧,且当第一层密封破坏时将驱动用气体朝向滑阀外部逃逸的联络通道的一部分。由此,未对阀体内部的中空部露出(暴露),经由旋转轴内部将驱动用气体向中立阀芯供给,并且经由旋转轴内部能够使通向中间大气室的联络通道连通到阀体外部。
优选地,在本发明的第六方式的滑阀中,在所述旋转轴中,成为所述供给通道和所述联络通道的轴向路径分别平行地设置,并且与所述供给通道和所述联络通道对应的流体路径环设置在所述旋转轴的不同轴向位置。由此,由于能够将多个路径通过一个旋转轴内部同时其各自分别设为连通状态,因此只经由一个旋转轴,能够配置驱动用流体的供给通道和安全用的中间大气用的联络通道。
优选地,在本发明的第六方式的滑阀中,与所述供给通道和所述联络通道对应的流体路径环,相对于所述轴承的轴线方向中间位置被对称地配置。由此,将对于轴承的载荷为大致均匀,以使提高轴承的耐久性,从而能够减低阀的维护费用。
优选地,在本发明的第六方式的滑阀中,在所述轴承的轴线方向中间位置,连接有驱动所述旋转轴的驱动系小齿轮。由此,将对于轴承的载荷为大致均匀,以使提高轴承的耐久性,从而能够减低阀的维护费用。
优选地,在本发明的第五方式及第六方式的滑阀中,所述气缸及连接销部具有第二密封部、第三密封部及擦拭器。优选地,所述擦拭器配置在与所述第三密封部相比更靠近所述第二开口部的位置。
本发明的第七方式的滑阀具备:阀体,具有中空部和第一开口部及第二开口部,该第一开口部及第二开口部隔着所述中空部互相对置设置并成为连通的流道;中立阀芯,被配置在所述阀体的所述中空部内,能够闭塞所述第一开口部;旋转轴,使所述中立阀芯在相对于所述第一开口部为闭塞状态的阀闭塞位置与从所述第一开口部退避而成为开放状态的阀开放位置之间转动;旋转机构,使该旋转轴旋转;连接部件,在所述阀体内固定于所述旋转轴,并能够装卸地保持所述中立阀部,所述中立阀芯具有经由所述连接部件与所述旋转轴连接的中立阀部和相对于该中立阀部被连接为能够变更流道方向位置的可动阀部,所述旋转机构具有形成在所述旋转轴的轴心周围的小齿轮、具备与该小齿轮啮合的齿条齿的齿条部件、使该齿条部件直线运动的气缸和以密封状态收纳该齿条部件与小齿轮的壳体,在所述壳体中,在所述小齿轮与所述齿条的啮合部分的两侧,分别圆周设置有能够滑动地支撑所述齿条部件的滑动轴承,所述气缸由筒状的气缸主体和在该气缸主体内能够进行往复运动的活塞构成,在该活塞上固定有在其往复运送方向上延伸的所述齿条部件,在所述气缸主体的一端侧和所述活塞之间构成伸压力空间,并且在所述气缸主体的另一端侧以密封状态连接的所述壳体侧与所述活塞之间构成缩压力空间,具有设置于所述气缸主体且使所述伸压力空间与外部之间连通的伸通气口和设置于所述小齿轮收纳侧的壳体且使所述缩压力空间与外部之间连通的缩通气口,在所述齿条部件与所述滑动轴承部件之间对置的部分,形成有即使所述齿条部件进行往复运动也维持与所述滑动轴承相比靠近所述活塞侧的缩压力空间内与所述缩通气口的通气状态的连通槽。
优选地,在本发明的第七方式的滑阀中,在所述活塞上形成有沿所述往复运动方向剖面面积连续变化,从而使所述压力空间内的空气逐渐朝向所述通气口通气的缓冲槽。
优选地,在本发明的第七方式的滑阀中,在所述壳体形成有当使所述压力空间内的空气朝向所述通气口通气时,能够控制该通气量的控制缓冲流道。
优选地,在本发明的第七方式的滑阀中,在所述小齿轮与所述齿条齿的啮合部分的两侧,分别配设能够滑动地支撑所述齿条部件的滑动轴承,所述气缸由筒状的气缸主体和在该气缸主体内能够往复运动的活塞构成,并在所述气缸主体的一端侧与所述活塞之间形成压力空间,在所述气缸主体具有连通所述压力空间与外部之间的通气口,在所述活塞形成有沿所述往复运动方向剖面面积连续变化从而使所述压力空间内的空气逐渐朝向所述通气口通气的缓冲槽。
优选地,在本发明的第七方式的滑阀中,通过从第一通气口供给驱动用空气和从第二通气口经由壳体内部的小齿轮收纳部分、齿条部件收纳部分及连通槽供给驱动用空气,从而连接在移动的活塞上的齿条部件伸缩,以使中立阀芯开闭。
优选地,在本发明的第七方式的滑阀中,所述活塞由第一活塞和被配设在该第一活塞与所述气缸主体的一端侧之间的第二活塞构成,并在所述第一活塞与所述第二活塞的抵接部分配设有缓冲材。
优选地,在本发明的第七方式的滑阀中,所述齿条部件在垂直于长度方向的剖面呈圆形,并且在沿所述长度方向的二处以上,通过所述滑动轴承被滑动自如地支撑。
优选地,在本发明的第七方式的滑阀中,所述滑动轴承配置在与所述小齿轮和所述齿条齿的啮合部分生成的所述齿条部件的作用线和所述齿条部件的轴中心线的交点相比更远离所述啮合部分的方向上。
优选地,在本发明的第七方式的滑阀中,在所述齿条部件的表面进一步形成有沿长度方向延伸的槽。
优选地,在本发明的第七方式的滑阀中,在所述可动阀部上设置有圆周设置于该阀片以紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上的密封部,并且具备:第一可动阀部,相对于所述中立阀部被连接为能够变更流道方向位置;第一施力部,将所述第一可动阀部沿所述流道方向朝向所述第一开口部施力,以能够将所述密封部紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上;第二可动阀部,相对于所述第一可动阀部在所述流道方向上能够滑动;第二施力部,与所述第一施力部的作用力对抗,并以能够收缩所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的所述流道方向厚度尺寸的方式驱动;和第三施力部,对应所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的流道方向厚度尺寸的变化,将所述第一可动阀部连接为相对于所述中立阀部能够变更流道方向位置,并且将所述第一可动阀部向所述流道中央位置侧施力。
本发明的第八方式的滑阀具备:阀体,具有中空部和第一开口部及第二开口部,该第一开口部及第二开口部隔着所述中空部互相对置设置并成为连通的流道;中立阀芯,被配置在所述阀体的所述中空部内,能够闭塞所述第一开口部;和旋转轴,作为将所述中立阀芯在相对于所述第一开口部为闭塞状态的阀闭塞位置和从所述第一开口部退避而成为开放状态的阀开放位置之间动作的位置切换机构,具有在所述流道方向上延伸的轴线,所述中立阀芯具有连接于所述切换机构的中立阀部和相对于该中立阀部被连接为能够变更流道方向位置的可动阀部,所述可动阀部具备:第一可动阀部,设置有圆周设置于该可动阀部以紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上的密封部,并且相对于所述中立阀部被连接为能够变更流道方向位置;第一施力部,将所述第一可动阀部沿所述流道方向朝向所述第一开口部施力,以能够将所述密封部紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上;第二可动阀部,相对于所述第一可动阀部在所述流道方向上能够滑动;第二施力部,与所述第一施力部的作用力对抗,并以能够收缩所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的所述流道方向厚度尺寸的方式驱动;第三施力部,对应所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的流道方向厚度尺寸的变化,将所述第一可动阀部连接为相对于所述中立阀部能够变更流道方向位置,并且将所述第一可动阀部向所述流道中央位置侧施力;两个以上的轴承,在所述旋转轴的轴线方向上分离并保持该旋转轴;和流体路径环,在所述旋转轴的轴线方向上的这些轴承间的位置与所述旋转轴周面能够滑动地接触,设置有连通设置在所述旋转轴的一端面与所述流体路径环的外周面的开口彼此的密封的流体路径,所述旋转轴不论转动位置如何,未对所述阀体中空部露出并连通形成于所述中立阀部内部的流体路径和成为所述旋转轴径向外侧位置的所述阀体外部。
优选地,在本发明的第八方式的滑阀中,作为所述流体路径,在所述旋转轴内部设置有轴内路径,该轴内路径由在所述旋转轴的轴线方向延伸并在所述旋转轴的一端侧开口的轴向轴内路径和连接于该轴向路径并且在所述旋转轴的周面开口的径向轴内路径构成,作为所述流体路径,在所述流体路径环内部设置有在该流体路径环的径向延伸并在其外周面及内周面开口的径向环路径,在所述流体路径环内周面及旋转轴周面之间圆周设置有圆周方向路径,该圆周方向路径设置于圆周方向上并连通所述径向轴内路径和所述径向环路径。
优选地,在本发明的第八方式的滑阀中,所述路径为对在所述第二周围区域中在所述第一可动阀部与所述第二可动阀部之间作为所述第二施力部形成的气缸供给驱动用气体的供给通道的一部分。
优选地,在本发明的第八方式的滑阀中,所述路径为在作为所述第二施力部的气缸的滑动部分上设置的双层密封部中与第二层密封相比设置在气体供给侧,且当第一层密封破坏时将驱动用气体朝向滑阀外部逃逸的联络通道的一部分。
优选地,在本发明的第八方式的滑阀中,在所述旋转轴中,成为所述供给通道和所述联络通道的轴向路径分别平行地设置,并且与所述供给通道和所述联络通道对应的流体路径环设置在所述旋转轴的不同轴向位置。
优选地,在本发明的第八方式的滑阀中,与所述供给通道和所述联络通道对应的流体路径环,相对于所述轴承的轴线方向中间位置被对称地配置。
优选地,在本发明的第八方式的滑阀中,在本发明的所述轴承的轴线方向中间位置,连接有驱动所述旋转轴的驱动系小齿轮。
优选地,在本发明的第八方式的滑阀中,在所述第二可动阀部,设置将所述第一施力部的反力传递到所述第二开口部周围的阀体内表面的反力传递部。
优选地,在本发明的第八方式的滑阀中,所述第二施力部为在所述第二周围区域中形成在所述第一可动阀部与第二可动阀部之间的气缸。
优选地,在本发明的第八方式的滑阀中,在被设为所述第二施力部的气缸,在滑动部分设置有双层密封部,与第二层的密封相比在气体供给侧设置有当第一层密封被破坏时使驱动用气体朝向滑阀外部逃逸的联络通道。
优选地,在本发明的第八方式的滑阀中,形成对被设为所述第二施力部的气缸供给驱动用气体的供给通道,并在该供给通道,设置有即使变更所述第一可动阀部与所述中立阀部的流道方向位置时,也能够供给驱动用气体地滑动连接在所述第一可动阀部与所述中立阀部之间的连接销部。
优选地,在本发明的第八方式的滑阀中,在所述连接销部,滑动部分设置有双层密封部,与第二层的密封相比在气体供给侧设置有当第一层密封被破坏时使驱动用气体朝向滑阀外部逃逸的联络通道。
优选地,在本发明的第八方式的滑阀中,所述切换机构包括具有在所述流道方向延伸的轴线的旋转轴。
优选地,在本发明的第八方式的滑阀中,所述切换机构包括在与所述流道方向交叉的方向延伸并被直线状地驱动的阀杆。
在本发明的第八方式的滑阀中,设置有连通在所述旋转轴的一端面与所述流体路径环的外周面上设置的开口彼此的密封的流体路径。所述旋转轴不论转动位置如何,并且未对所述阀体中空部露出而连通形成于所述中立阀部内部的流体路径和构成所述旋转轴径向外侧位置的所述阀体外部。根据该结构,能够长久保持轴承与轴承之间的距离。由此,通过二个以上的轴承保持在旋转轴倾斜方向上向旋转轴作用的力矩时,能够使该轴承承受的径向载荷为最小,因此能够提高轴承的耐久性。或者,在维持需要的旋转轴的倾斜方向中的变形防止能力的状态下,能够确保旋转轴的轴线方向长度,从而能够谋求作为阀的小型化。
另外,根据设为上述的结构,不改变部件的结构,仅通过改变部件的装配方向,能够使相对于旋转机构部的阀体的安装面反转。
在本发明的第八方式的滑阀中,作为所述流体路径,在所述旋转轴内部设置轴内路径,该轴内路径由在所述旋转轴的轴线方向延伸并在所述旋转轴的一端侧开口的轴向轴内路径和连接于该轴向路径并在所述旋转轴的周面开口的径向轴内路径构成。作为所述流体路径,在所述流体路径环内部设置有在该流体路径环的径向延伸并在其外周面及内周面开口的径向环路径。通过在所述流体路径环内周面及旋转轴周面之间圆周设置有圆周方向路径,该圆周方向路径设置于圆周方向上并连通所述径向轴内路径和所述径向环路径,即使旋转轴转动,被圆周设置的圆周方向路径也能够维持连通所述径向轴内路径和所述径向环路径的状态。另外,由于圆周方向路径被圆周设置,因此能够防止来自路径内的流体的作用力对轴承中的旋转轴的支撑状态带来影响。
在本发明的第八方式的滑阀中,所述路径为对在所述第二周围区域中在所述第一可动阀部与所述第二可动阀部之间作为所述第二施力部形成的气缸供给驱动用气体的供给通道的一部分。或者,所述路径为在作为所述第二施力部的气缸的滑动部分上设置的双层密封部中与第二层密封相比设置在气体供给侧,且当第一层密封破坏时将驱动用气体朝向滑阀外部逃逸的联络通道的一部分。由此,未对阀体内部的中空部露出(暴露),经由旋转轴内部将驱动用气体向中立阀芯供给,并且经由旋转轴内部能够使通向中间大气室的联络通道连通到阀体外部。
在本发明的第八方式的滑阀中,通过在所述旋转轴中,成为所述供给通道和所述联络通道的轴向路径分别平行地设置,并且与所述供给通道和所述联络通道对应的流体路径环设置在所述旋转轴的不同轴向位置,从而由于能够将多个路径通过一个旋转轴内部同时其各自分别设为连通状态,因此只经由一个旋转轴,能够配置驱动用流体的供给通道和安全用的中间大气用的联络通道。
在本发明的第八方式的滑阀中,通过与所述供给通道和所述联络通道对应的流体路径环,相对于所述轴承的轴线方向中间位置被对称地配置,将对于轴承的载荷为大致均匀,以使提高轴承的耐久性,从而能够减低阀的维护费用。
本发明的第八方式的滑阀中,通过在所述轴承的轴线方向中间位置,连接有驱动所述旋转轴的驱动系小齿轮,从而将对于轴承的载荷为大致均匀,以使提高轴承的耐久性,从而能够减低阀的维护费用。
在本发明的第八实施方式的滑阀中,所述气缸及连接销部能够具有第二密封部、第三密封部及擦拭器,所述擦拭器配置在与所述第三密封部相比更靠近所述第二开口部的位置。
本发明的第九方式的滑阀具备:阀体,具有中空部和第一开口部及第二开口部,该第一开口部及第二开口部隔着所述中空部互相对置设置并成为连通的流道;中立阀芯,被配置在所述阀体的所述中空部内,能够闭塞所述第一开口部;旋转轴,使所述中立阀芯在相对于所述第一开口部为闭塞状态的阀闭塞位置与从所述第一开口部退避而成为开放状态的阀开放位置之间转动;旋转机构,使该旋转轴旋转;连接部件,在所述阀体内固定于所述旋转轴,并能够装卸地保持所述中立阀部,所述中立阀芯具有经由所述连接部件与所述旋转轴连接的中立阀部和相对于该中立阀部被连接为能够变更流道方向位置的可动阀部,所述旋转机构具有形成在所述旋转轴的轴心周围的小齿轮、具备与该小齿轮啮合的齿条齿的齿条部件和使该齿条部件直线运动的气缸,在所述小齿轮与所述齿条的啮合部分的两侧,分别配设有能够滑动地支撑所述齿条部件的滑动轴承,所述气缸由筒状的气缸主体和在该气缸主体内能够往复运动的活塞构成,并在所述气缸主体的一端侧和所述活塞之间构成压力空间,在所述气缸主体上具有使所述压力空间与外部之间连通的通气口,在所述活塞上形成有沿所述往复运动方向剖面面积连续变化,从而使所述压力空间内的空气逐渐朝向所述通气口通气的缓冲槽。
在本发明的第九方式的滑阀中,所述活塞由第一活塞和被配设在该第一活塞与所述气缸主体的一端侧之间的第二活塞构成,并在所述第一活塞与所述第二活塞的抵接部分配设有缓冲材。
优选地,在本发明的第九方式的滑阀中,所述齿条部件的垂直于长度方向的剖面呈圆形,并且在沿所述长度方向的二处以上,通过所述滑动轴承被滑动自如地支撑。
优选地,在本发明的第九方式的滑阀中,所述滑动轴承配置在与所述小齿轮和所述齿条齿的啮合部分生成的所述齿条部件的作用线和所述齿条部件的轴中心线的交点相比更远离所述啮合部分的方向上。
优选地,在本发明的第九方式的滑阀中,在所述齿条部件的表面进一步形成有沿长度方向延伸的槽。
优选地,在本发明的第九方式的滑阀中,在所述可动阀部上设置有圆周设置于该阀片以紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上的密封部,并且具备:第一可动阀部,相对于所述中立阀部被连接为能够变更流道方向位置;第一施力部,将所述第一可动阀部沿所述流道方向朝向所述第一开口部施力,以能够将所述密封部紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上;第二可动阀部,相对于所述第一可动阀部在所述流道方向上能够滑动;第二施力部,与所述第一施力部的作用力对抗,并以能够收缩所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的所述流道方向厚度尺寸的方式驱动;和第三施力部,对应所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的流道方向厚度尺寸的变化,将所述第一可动阀部连接为相对于所述中立阀部能够变更流道方向位置,并且将所述第一可动阀部向所述流道中央位置侧施力。
本发明的第十方式的滑阀具有:阀体,具有中空部和第一开口部及第二开口部,该第一开口部及第二开口部隔着所述中空部互相对置设置并成为连通的流道;中立阀芯,被配置在所述阀体的所述中空部内,能够闭塞所述第一开口部;旋转轴,使所述中立阀芯在相对于所述第一开口部为闭塞状态的阀闭塞位置与从所述第一开口部退避而成为开放状态的阀开放位置之间转动;旋转机构,使该旋转轴转动,由齿条小齿轮及驱动该齿条小齿轮的双作用式气缸构成;和闭塞解除驱动机构,由使所述中立阀芯进行闭塞解除动作的单作用式气缸构成,在所述滑阀中具备时序回路,该时序回路能够依次操作所述中立阀芯的闭塞解除动作和该中立阀芯的旋转动作,并且具有在开启时,当闭塞解除气缸的驱动压力超过规定的阈值时使旋转气缸进行开始动作,并在关闭时,当旋转动作完成时使闭塞动作开始的气动式二位二通阀。
优选地,在本发明的第十方式的滑阀中,所述时序回路具有在关闭时能够以稳定的状态维持闭塞压力直到所述中立阀芯的旋转动作结束的旋转动作结束检测开关。
优选地,在本发明的第十方式的滑阀中,本发明的所述时序回路具有单向阀,该单向阀具有外壳、在该外壳内部被偏压的滚珠和限制该滚珠的移动位置的滚珠导轨,并且不论所述滚珠的位置如何流道剖面面积为固定的。
优选地,在本发明的第十方式的滑阀中,所述第二施力部为在所述第二周围区域中形成在所述第一可动阀部与第二可动阀部之间的气缸,与设为弹簧等的第一施力部一同形成单作用气缸。
本发明的第十一方式的滑阀具有:阀体,具有中空部和第一开口部及第二开口部,该第一开口部及第二开口部隔着所述中空部互相对置设置并成为连通的流道;中立阀芯,被配置在所述阀体的所述中空部内,能够闭塞所述第一开口部;旋转轴,使所述中立阀芯在相对于所述第一开口部为闭塞状态的阀闭塞位置与从所述第一开口部退避而成为开放状态的阀开放位置之间转动;旋转机构,使该旋转轴转动,由齿条小齿轮及驱动该齿条小齿轮的双作用式气缸构成;和闭塞解除驱动机构,由使所述中立阀芯进行闭塞解除动作的单作用式气缸构成,并且所述双作用式气缸具有驱动所述小齿轮的第二活塞和为了设定阀开度而限制所述第二活塞的停止位置的第一活塞,在所述滑阀中具备时序回路,该时序回路能够依次操作所述中立阀芯的闭塞解除动作和该中立阀芯的旋转动作,具有在开启时,当闭塞解除气缸的驱动压力超过规定的阈值时使旋转气缸进行开始动作,并在关闭时,当旋转动作完成时使闭塞动作开始的气动式二位二通阀,并且具有设定所述中立阀芯的停止位置的气动式二位二通阀。
优选地,在本发明的第十一方式的滑阀中,所述时序回路具有在关闭时能够以稳定的状态维持闭塞压力直到所述中立阀芯的旋转动作结束的旋转动作结束检测开关。
优选地,在本发明的第十一方式的滑阀中,所述时序回路具有单向阀,该单向阀具有外壳、在该外壳内部被偏压的滚珠和限制该滚珠的移动位置的滚珠导轨,并且不论所述滚珠的位置如何流道剖面面积为固定的。
优选地,在本发明的第十一方式的滑阀中,所述第二施力部设为在所述第二周围区域中形成在所述第一可动阀部与第二可动阀部之间的气缸,与设为弹簧等的第一施力部一同形成单作用气缸。
在本发明的第十一方式的滑阀中,设置有将在所述旋转轴的一端面与所述流体路径环的外周面上设置的开口彼此连通的密封的流体路径。所述旋转轴不论转动位置如何,并且未对所述阀体中空部露出而连通形成于所述中立阀部内部的流体路径和构成所述旋转轴径向外侧位置的所述阀体外部。根据该结构,能够长久保持轴承与轴承之间的距离。由此,通过二个以上的轴承保持在旋转轴倾斜方向上向旋转轴作用的力矩时,能够使该轴承承受的径向载荷为最小,因此能够提高轴承的耐久性。或者,在维持需要的旋转轴的倾斜方向中的变形防止能力的状态下,能够确保旋转轴的轴线方向长度,从而能够谋求作为阀的小型化。
另外,根据设为上述的结构,不改变部件的结构,仅通过改变部件的装配方向,能够使相对于旋转机构部的阀体的安装面反转。
在本发明的第十一方式的滑阀中,作为所述流体路径,在所述旋转轴内部设置有轴内路径,该轴内路径由在所述旋转轴的轴线方向延伸并在所述旋转轴的一端侧开口的轴向轴内路径和连接于该轴向路径并且在所述旋转轴的周面开口的径向轴内路径构成。作为所述流体路径,在所述流体路径环内部设置有在该流体路径环的径向延伸并在其外周面及内周面开口的径向环路径。通过在所述流体路径环内周面及旋转轴周面之间圆周设置有圆周方向路径,该圆周方向路径设置于圆周方向上并连通所述径向轴内路径和所述径向环路径,即使旋转轴转动,被圆周设置的圆周方向路径也能够维持连通所述径向轴内路径和所述径向环路径的状态。另外,由于圆周方向路径被圆周设置,因此能够防止来自路径内的流体的作用力对轴承中的旋转轴的支撑状态带来影响。
在本发明的第十一方式的滑阀中,所述路径为对在所述第二周围区域中在所述第一可动阀部与所述第二可动阀部之间作为所述第二施力部形成的气缸供给驱动用气体的供给通道的一部分。或者,所述路径为在作为所述第二施力部的气缸的滑动部分上设置的双层密封部中与第二层密封相比设置在气体供给侧,且当第一层密封破坏时将驱动用气体朝向滑阀外部逃逸的联络通道的一部分。由此,未对阀体内部的中空部露出(暴露),经由旋转轴内部将驱动用气体向中立阀芯供给,并且经由旋转轴内部能够使通向中间大气室的联络通道连通到阀体外部。
发明效果
在本发明的第一方式的切断阀中,可动阀部由第一可动阀部和第二可动阀部构成。进一步,所述第一施力部使所述第一可动阀部朝向所述第一开口部移动,使所述第一可动阀部与所述内表面接触,并将所述第一可动阀部推压到所述内表面上,以关闭所述流道。进一步,所述第二施力部通过使所述第一可动阀部朝向所述第二开口部移动,使所述第一可动阀部从所述内表面分离后使可动阀部退避而开放所述流道。根据该结构,能够由两个可动阀部和两个施力部构成阀芯。另外,第一施力部使第一、第二可动阀部移动,以能够直接且切实地关闭阀。另外,第二施力部使第一、第二可动阀部移动,以能够直接且切实地开启阀。为此,可获得能够得到以简单的结构进行高度可靠性的切断动作的切断阀的效果。根据本发明的第一方式,实现可以微小的输出驱动的所述切换机构的结构,并可取得能够谋求阀的小型化的效果。
在本发明的第二方式的切断阀中,可动阀部由第一可动阀部和第二可动阀部构成。进一步,所述第一施力部使所述第一可动阀部向所述第一开口部移动,使所述第一可动阀部与所述内表面接触,并将所述第一可动阀部推压到所述内表面上,以关闭所述流道。进一步,所述第二施力部通过使所述第一可动阀部向所述第二开口部移动,使所述第一可动阀部从所述内表面分离后使可动阀部退避而开放所述流道。根据该结构,能够由两个可动阀部和两个施力部构成阀芯。另外,第一施力部使第一、第二可动阀部移动,以能够直接且切实地关闭阀。另外,第二施力部使第一、第二可动阀部移动,以能够直接且切实地开启阀。进一步,由于通过紧固部件,能够以缩小中立阀芯的厚度尺寸的状态紧固第一可动阀部和第二可动阀部,因此即使在未由第二施力部施力的状态下,也维持缩小中立阀芯的厚度尺寸的状态,从而将中立阀芯为阀开的状态,以能够进行维护。为此,可获得能够得到以简单的结构进行高度可靠性的切断动作的切断阀的效果。
根据本发明的第二方式,实现可以微小的输出驱动的所述切换机构的结构,并可取得能够谋求阀的小型化的效果。
根据本发明的第三方式及第四方式的切断阀,使中立阀芯安装在固定于旋转轴上的连接部件时,中立阀芯的凹部和连接部件的突起部的接触面被第一平行面及第二平行面限制。由此,例如即使凹部与突起部的接触面(第一平面、第二平面)的余隙(间隙)设定为极小,与以往相比将凹部推压到突起部时的推压长度变短,能够平滑地且以高度安装精度使凹部与突起部嵌合。
在本发明的第五方式及第六方式的滑阀中,可动阀部由第一可动阀部和第二可动阀部构成。进一步,所述第一施力部使所述第一可动阀部向所述第一开口部移动,使所述第一可动阀部与所述内表面接触,并将所述第一可动阀部推压到所述内表面上,以关闭所述流道。进一步,所述第二施力部通过使所述第一可动阀部向所述第二开口部移动,使所述第一可动阀部从所述内表面分离后使可动阀部退避而开放所述流道。根据该结构,能够由两个可动阀部和两个施力部构成阀芯。另外,第一施力部使第一、第二可动阀部移动,以能够直接且切实地关闭阀。另外,第二施力部使第一、第二可动阀部移动,以能够直接且切实地开启阀。为此,可获得能够得到以简单的结构进行高度可靠性的切断动作的滑阀的效果。
根据本发明的第五方式及第六方式,实现可以微小的输出驱动的所述切换机构的结构,并可取得能够谋求阀的小型化的效果。
在本发明的第七方式及第八方式的滑阀中,即使是具有形成齿条齿的部分移动至滑动轴承的两侧位置的齿条部件的气缸,收纳齿条及小齿轮的部分的壳体也被密封。另外,通过对该壳体的小齿轮收纳部分供给驱动用空气,即使通向齿条小齿轮的连通部分未被密封,也将驱动用压缩空气供给到气缸,以能够使活塞进行往复动作。能够将中立阀芯的驱动部分小型化至以往未能实现的程度。同时,通过设置连通槽,从而按气缸内的缩压力空间、齿条部分的收纳部分、对应滑动轴承的连通槽、小齿轮收纳部分和通气口的顺序连通缩压力空间,例如,在该路径的中途设置通气口的情况下,与活塞相反侧的密封空间成为蓄压部,可防止中立阀芯的动作变迟缓。
进一步,当使活塞从伸位置移动至缩位置时,由伸压力空间的急剧缩小引起的活塞的紧急停止,即为了不对齿条部件与小齿轮的啮合部分剧烈施加大的应力,通过形成于活塞的缓冲槽,使朝向活塞的缩位置的移动进行顺利变化。
同样地,通过形成于活塞的缓冲槽,使活塞从缩位置移动至伸位置时,由缩压力空间的急剧缩小引起的活塞的紧急停止,即为了不对齿条部件与小齿轮的啮合部分剧烈施加大的应力,使朝向活塞的伸位置的移动进行顺利变化。
即,当增加缩压力空间的内压以使活塞朝向其缩位置移动时,伸压力空间的内压急剧升高(伸压力空间被压缩),力对活塞的移动速度急剧减少的方向起作用。然而,伸压力空间内的空气经由缓冲槽引导至通气口,并且由于该缓冲槽被形成为从活塞的一面侧朝向气缸主体的一端侧剖面面积扩张,因此活塞越靠近缩位置,缓冲槽的剖面面积,即开口面积越减少。由此,由于在活塞即将到达缩位置之前,从伸压力空间至通气口的空气的流量逐渐缩小(减少),因此压力空间的内压减少逐渐下降。由此,能够使活塞缓慢地停止在缩位置。因此,防止由伸压力空间的急剧缩小引起的活塞的紧急停止,从而不对齿条部件与小齿轮的啮合部分剧烈施加大的应力,能够顺利停止。
进一步,当增加伸压力空间的内压以使活塞朝向其伸位置移动时,缩压力空间的内压急剧升高(缩压力空间被压缩),力对活塞的移动速度急剧减少的方向起作用。然而,缩压力空间内的空气经由缓冲槽及控制缓冲流道引导至通气口侧。此时,缓冲槽从气缸主体的一端侧朝向活塞的一面侧剖面面积扩张,即,由于被形成为从活塞的另一面侧朝向滑动轴承侧剖面面积扩张,因此活塞越靠近伸位置,缓冲槽的剖面面积,即开口面积越减少。由此,由于在活塞即将到达伸位置之前,从缩压力空间至通气口侧的密封空间的空气的流量逐渐缩小(减少),因此缩压力空间的内压减少逐渐下降。由此,能够使活塞缓慢地停止在缩位置。因此,防止由缩压力空间的急剧缩小引起的活塞的紧急停止,从而不对齿条部件与小齿轮的啮合部分剧烈施加大的应力,能够顺利停止。
进一步,通过利用控制缓冲流道控制从缩压力空间至通气口侧的密封空间的空气的流量,从而活塞的移动速度,即齿条部件的伸张速度,即中立阀芯的开闭动作即将停止之前的速度能够控制。
在本发明的第九方式的滑阀中,使活塞从伸位置移动至缩位置时,由压力空间的急剧缩小引起的活塞的紧急停止,即为了不对齿条部件与小齿轮的啮合部分剧烈施加大的应力,通过形成于活塞的缓冲槽,使朝向活塞的伸位置的移动进行顺利变化。
即,当减少压力空间的内压以使活塞朝向缩位置移动时,压力空间的内压急剧升高(压力空间被压缩),力对活塞的移动速度急剧减少的方向起作用。然而,压力空间内的空气经由缓冲槽引导至通气口,并且由于该缓冲槽被形成为从活塞的一面侧朝向气缸主体的一端侧剖面面积扩张,因此活塞越靠近缩位置,缓冲槽的剖面面积,即开口面积越减少。由此,由于在活塞即将到达缩位置之前,从压力空间至通气口的空气的流量逐渐缩小(减少),因此压力空间的内压减少逐渐下降。由此,能够使活塞缓慢地停止在收缩位置。因此,防止由压力空间的急剧缩小引起的活塞的紧急停止,从而不对齿条部件与小齿轮的啮合部分剧烈施加大的应力,能够顺利停止。
在本发明的第十方式的滑阀中,即使是具有形成齿条齿的部分移动至滑动轴承的两侧位置的齿条部件的气缸,收纳齿条及小齿轮的部分的壳体也被密封。通过对该壳体的小齿轮收纳部分供给驱动用空气,即使通向齿条小齿轮的连通部分未被密封,也将驱动用压缩空气供给到气缸,以能够使活塞进行往复动作。能够将中立阀芯的驱动部分小型化至以往未能实现的程度。同时,通过设置连通槽,从而按气缸内的缩压力空间、齿条部分的收纳部分、与滑动轴承对应的连通槽、小齿轮收纳部分和通气口的顺序连通缩压力空间,例如,在该路径的中途设置通气口的情况下,与活塞相反侧的密封空间成为蓄压部,可防止中立阀芯的动作变迟缓。
进一步,当使活塞从伸位置移动至缩位置时,由伸压力空间的急剧缩小引起的活塞的紧急停止,即为了不对齿条部件与小齿轮的啮合部分剧烈施加大的应力,通过形成在活塞上的缓冲槽,使朝向活塞的缩位置的移动进行顺利变化。
同样地,通过形成在活塞上的缓冲槽,使活塞从缩位置移动至伸位置时,由缩压力空间的急剧缩小引起的活塞的紧急停止,即为了不对齿条部件与小齿轮的啮合部分剧烈施加大的应力,使朝向活塞的伸位置的移动进行顺利变化。
即,当增加缩压力空间的内压以使活塞朝向其缩位置移动时,伸压力空间的内压急剧升高(伸压力空间被压缩),力对活塞的移动速度急剧减少的方向起作用。然而,伸压力空间内的空气经由缓冲槽引导至通气口,并且由于该缓冲槽被形成为从活塞的一面侧朝向气缸主体的一端侧剖面面积扩张,因此活塞越靠近缩位置,缓冲槽的剖面面积,即开口面积越减少。由此,由于在活塞即将到达缩位置之前,从伸压力空间至通气口的空气的流量逐渐缩小(减少),因此压力空间的内压减少逐渐低下。由此,能够使活塞缓慢地停止在缩位置。因此,防止由伸压力空间的急剧缩小引起的活塞的紧急停止,从而不对齿条部件与小齿轮的啮合部分剧烈施加大的应力,能够顺利停止。
进一步,当增加伸压力空间的内压以使活塞朝向其伸位置移动时,缩压力空间的内压急剧升高(缩压力空间被压缩),力对活塞的移动速度急剧减少的方向起作用。然而,缩压力空间内的空气经由缓冲槽及控制缓冲流道引导至通气口侧。此时,缓冲槽从气缸主体的一端侧朝向活塞的一面侧剖面面积扩张,即,由于被形成为从活塞的另一面侧朝向滑动轴承侧剖面面积扩张,因此活塞越靠近伸位置,缓冲槽的剖面面积,即开口面积越减少。由此,由于在活塞即将到达伸位置之前,从缩压力空间至通气口侧的密封空间的空气的流量逐渐缩小(减少),因此缩压力空间的内压减少逐渐下降。由此,能够使活塞缓慢地停止在缩位置。因此,防止由缩压力空间的急剧缩小引起的活塞的紧急停止,从而不对齿条部件与小齿轮的啮合部分剧烈施加大的应力,能够顺利停止。
进一步,通过利用控制缓冲流道控制从缩压力空间至通气口侧的密封空间的空气的流量,从而活塞的移动速度,即齿条部件的伸张速度,即能够控制中立阀芯的开闭动作即将停止之前的速度。
在本发明的第十一方式的滑阀中,即使是具有形成齿条齿的部分移动至滑动轴承的两侧位置的齿条部件的气缸,收纳齿条及小齿轮的部分的壳体也被密封。通过对该壳体的小齿轮收纳部分供给驱动用空气,即使通向齿条小齿轮的连通部分未被密封,也将驱动用压缩空气供给到气缸,以能够使活塞进行往复动作,并能够将中立阀芯的驱动部分小型化至以往未能实现的程度。同时,通过设置连通槽,从而按气缸内的缩压力空间、齿条部分的收纳部分、与滑动轴承对应的连通槽、小齿轮收纳部分和通气口的顺序连通缩压力空间,例如,在该路径的中途设置通气口的情况下,与活塞相反侧的密封空间成为蓄压部,可防止中立阀芯的动作变迟缓。
进一步,当使活塞从拉伸位置移动至缩位置时,由伸压力空间的急剧缩小引起的活塞的紧急停止,即为了不对齿条部件与小齿轮的啮合部分剧烈施加大的应力,通过形成在活塞上的缓冲槽,使朝向活塞的缩位置的移动进行顺利变化。
同样地,通过形成于活塞的缓冲槽,使活塞从缩位置移动至伸位置时,由缩压力空间的急剧缩小引起的活塞的紧急停止,即为了不对齿条部件与小齿轮的啮合部分剧烈施加大的应力,使朝向活塞的伸位置的移动进行顺利变化。
即,当增加缩压力空间的内压以使活塞朝向其缩位置移动时,伸压力空间的内压急剧升高(伸压力空间被压缩),力对活塞的移动速度急剧减少的方向起作用。然而,伸压力空间内的空气经由缓冲槽引导至通气口,并且由于该缓冲槽被形成为从活塞的一面侧朝向气缸主体的一端侧剖面面积扩张,因此活塞越靠近缩位置,缓冲槽的剖面面积,即开口面积越减少。由此,由于在活塞即将到达缩位置之前,从伸压力空间至通气口的空气的流量逐渐缩小(减少),因此压力空间的内压减少逐渐下降。由此,能够使活塞缓慢地停止在缩位置。
因此,防止由伸压力空间的急剧缩小引起的活塞的紧急停止,从而不对齿条部件与小齿轮的啮合部分剧烈施加大的应力,能够顺利停止。
进一步,当增加伸压力空间的内压以使活塞朝向其伸位置移动时,缩压力空间的内压急剧升高(缩压力空间被压缩),力对活塞的移动速度急剧减少的方向起作用。然而,缩压力空间内的空气经由缓冲槽及控制缓冲流道引导至通气口侧。此时,缓冲槽从气缸主体的一端侧朝向活塞的一面侧剖面面积扩张,即,由于被形成为从活塞的另一面侧朝向滑动轴承侧剖面面积扩张,因此活塞越靠近伸位置,缓冲槽的剖面面积,即开口面积越减少。由此,由于在活塞即将到达伸位置之前,从缩压力空间至通气口侧的密封空间的空气的流量逐渐缩小(减少),因此缩压力空间的内压减少逐渐下降。由此,能够使活塞缓慢地停止在缩位置。因此,防止由缩压力空间的急剧缩小引起的活塞的紧急停止,从而不对齿条部件与小齿轮的啮合部分剧烈施加大的应力,能够顺利停止。
进一步,通过利用控制缓冲流道控制从缩压力空间至通气口侧的密封空间的空气的流量,从而活塞的移动速度,即齿条部件的伸张速度,即中立阀芯的开闭动作即将停止之前的速度能够控制。
根据本发明的第十一方式的滑阀,由于具有上述的时序回路,因此不依靠电子电路,通过驱动用的压缩空气输入到三端口,能够将四端口的输出设定其顺序并进行。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式中的切断阀的结构的横剖视图。
图2是表示本发明的第一实施方式中的切断阀的结构的纵剖视图,是表示阀芯在能够进行退避动作位置的状态的图。
图3是图2中的气缸附近的主要部分放大图。
图4表示本发明的第一实施方式中的切断阀的结构的纵剖视图,是表示阀芯在阀闭位置的状态的图。
图5是图4中的主弹簧附近的主要部分的放大图。
图6表示本发明的第一实施方式中的切断阀的结构的纵剖视图,是表示阀芯在退避位置的状态的图。
图7是表示本发明的第二实施方式中的切断阀的结构的纵剖视图,是气缸附近的主要部分放大图。
图8是表示本发明的第三实施方式中的切断阀的结构的横剖视图。
图9是图8中的中立阀部附近的主要部分放大图。
图10A是表示能够适用于本发明的第四实施方式的切断阀的开口部及可动阀部的形状的图。
图10B是表示能够适用于本发明的第四实施方式的切断阀的开口部及可动阀部的形状的图。
图10C是表示能够适用于本发明的第四实施方式的切断阀的开口部及可动阀部的形状的图。
图10D是表示能够适用于本发明的第四实施方式的切断阀的开口部及可动阀部的形状的图。
图10E是表示能够适用于本发明的第四实施方式的切断阀的开口部及可动阀部的形状的图。
图10F是表示能够适用于本发明的第四实施方式的切断阀的开口部及可动阀部的形状的图。
图11是本发明的第四实施方式中的连接销附近的主要部分放大图。
图12是本发明的第五实施方式中的紧固部件附近的主要部分放大图。
图13A是表示本发明的第五实施方式中的紧固部件和主弹簧的配置的例的配置图。
图13B是表示本发明的第五实施方式中的紧固部件和主弹簧的配置的例的配置图。
图13C是表示本发明的第五实施方式中的紧固部件和主弹簧的配置的例的配置图。
图14A是表示本发明的第五实施方式中的卡止部件的例的放大图。
图14B是表示本发明的第五实施方式中的卡止部件的例的放大图。
图15是表示本发明的第六实施方式中的切断阀的结构的横剖视图。
图16是表示固定在旋转轴上的连接部件的主要部分放大俯视图(a)及主要部分放大剖视图(b)。
图17是表示与连接部件连接的中立阀部的一端的主要部分放大俯视图(a)及主要部分放大剖视图(b)。
图18是表示将连接部件与中立阀部嵌合的状态的主要部分放大俯视图(a)及主要部分放大剖视图(b)。
图19A是表示将中立阀部安装在连接部件上时的情况的说明图。
图19B是表示将中立阀部安装在连接部件上时的情况的说明图。
图19C是表示将中立阀部安装在连接部件上时的情况的说明图。
图20是表示作为第六实施方式的变形例的中立阀部与连接部件的连接部分的形状的俯视图。
图21A是表示现有的切断阀中的阀芯与旋转轴的安装部分的说明图。
图21B是表示现有的切断阀中的阀芯与旋转轴的安装部分的说明图。
图22A是表示现有的切断阀中的阀芯与旋转轴的安装部分的说明图。
图22B是表示现有的切断阀中的阀芯与旋转轴的安装部分的说明图。
图23A是表示本发明的第七实施方式中的中立阀部与连接部件的连接部分的形状的俯视图。
图23B是表示本发明的第七实施方式中的中立阀部与连接部件的连接部分的形状的俯视图。
图24是表示本发明的第八实施方式中的滑阀的结构的横剖视图。
图25是表示本发明的第八实施方式中的滑阀的结构的纵剖视图,是表示阀芯在能够进行退避动作位置的状态的图。
图26是图25中的气缸附近的主要部分放大图。
图27是表示本发明的第八实施方式中的滑阀的结构的纵剖视图,是表示阀芯在阀闭位置的状态的图。
图28是表示图27中的主弹簧附近的主要部分放大图。
图29是表示本发明的第八实施方式中的滑阀的结构的纵剖视图,是表示阀芯在退避位置的状态的图。
图30是表示本发明的第九实施方式中的滑阀的结构的纵剖视图,是气缸附近的主要部分放大图。
图31是表示本发明的第十实施方式中的连接销附近的主要部分放大图。
图32A是放大表示本发明的第八实施方式的滑阀中的旋转轴及流体路径环附近的主要部分的径向剖视图。
图32B是放大表示本发明的第八实施方式的滑阀中的旋转轴及流体路径环附近的主要部分的轴向剖视图。
图33A是透视本发明的第八实施方式的滑阀中的旋转轴及流体路径环附近的主要部分的示意立体图。
图33B是透视本发明的第八实施方式的滑阀中的旋转轴及流体路径环附近的主要部分的示意剖视图。
图34是表示将本发明的第八实施方式的滑阀中的连接部件与中立阀部嵌合的状态的主要部分放大俯视图(a)及主要部分放大剖视图(b)。
图35是表示本发明的第十实施方式中的连接销附近的主要部分放大图。
图36是表示本发明的第八实施方式中的导向销附近的主要部分放大图。
图37是表示本发明的第八实施方式的滑阀中的流体路径环的内周面及旋转轴的滑动面附近的轴向剖视图。
图38是透视了表示本发明的其他实施方式的滑阀中的旋转轴及流体路径环的主要部分的立体图。
图39是表示本发明的其他实施方式的滑阀中的旋转轴及流体路径环的轴向剖视图。
图40是表示本发明的其他实施方式的滑阀中的流体路径环的内周面及旋转轴的滑动面附近的示意图。
图41是表示本发明的其他实施方式的滑阀中的流体路径环的内周面附近的轴向剖视图。
图42是表示本发明的第八实施方式的滑阀中的旋转轴的驱动机构的剖视图。
图43是表示本发明的第十一实施方式中的旋转轴驱动机构的剖视图(伸位置)。
图44是表示本发明的第十一实施方式中的旋转轴驱动机构的剖视图(缩位置)。
图45A是表示缓冲槽的作用的剖视图。
图45B是表示缓冲槽的作用的剖视图。
图46是表示齿条部件及滑动轴承的主要部分放大剖视图。
图47是表示齿条部件与小齿轮的啮合部分的主要部分放大剖视图。
图48是表示本发明的第十二实施方式中的旋转轴驱动机构的剖视图(缩位置Pb1、Pb3,伸位置Pa2)。
图49是表示本发明的第十二实施方式中的旋转轴驱动机构的剖视图(缩位置Pb1、Pb2、Pb3)。
图50是表示本发明的第十二实施方式中的旋转轴驱动机构的剖视图(伸位置Pa1、Pc3、Pa3)。
图51是表示本发明的第十二实施方式中的滑阀的结构的横剖视图。
图52是表示本发明的第十二实施方式中的缓冲材的作用的示意图。
图53是表示控制缓冲流道的主要部分放大剖视图。
图54是表示本发明的第十二实施方式中的旋转轴驱动机构的剖视图(缩位置Pb1、中间位置Pc3、伸位置Pa2)。
图55是表示本发明的第十二实施方式中的旋转轴驱动机构的剖视图(中间位置Pc1、Pc3、伸位置Pa2)。
图56是表示本发明的第十二实施方式中的旋转轴驱动机构的剖视图(中间位置Pc1、Pc2、Pc3)。
图57是表示本发明的第十二实施方式中的在旋转轴驱动机构中的压缩空气供给切换状态的图。
图58是表示本发明的第十二实施方式中的在旋转轴驱动机构中的压缩空气供给切换状态的图.
图59A是放大表示本发明的第十三实施方式的滑阀中的旋转轴及流体路径环附近的主要部分的径向剖视图。
图59B是放大表示本发明的第十三实施方式的滑阀中的旋转轴及流体路径环附近的主要部分的轴向剖视图。
图60是表示本发明的第十三实施方式中的旋转轴驱动机构的剖视图(伸位置)。
图61是表示本发明的第十三实施方式中的旋转轴驱动机构的剖视图(缩位置)。
图62A是表示缓冲槽的作用的剖视图。
图62B是表示缓冲槽的作用的剖视图。
图63是表示齿条部件及滑动轴承的主要部分放大剖视图。
图64是表示齿条部件与小齿轮的啮合部分的主要部分放大剖视图。
图65是表示本发明的第十四实施方式中的旋转轴驱动机构的剖视图(伸位置)。
图66是表示本发明的第十四实施方式中的旋转轴驱动机构的剖视图(缩位置)。
图67是表示本发明的第十四实施方式中的旋转轴驱动机构的剖视图(中间位置)。
图68是表示本发明的第十四实施方式中的滑阀的结构的横剖视图。
图69A是表示本发明的第十四实施方式中的缓冲材的作用的示意图。
图69B是表示本发明的第十四实施方式中的缓冲材的作用的示意图。
图70是表示本发明的第十五实施方式中的驱动时序结构的回路图。
图71是表示本发明的第十五实施方式中的在驱动时序结构中的压力状态的时间图。
图72是表示以图71的圆圈数字1表示的时间中的在驱动时序结构中的压力状态的图。
图73是表示以图71的圆圈数字2表示的时间中的在驱动时序结构中的压力状态的图。
图74是表示以图71的圆圈数字3表示的时间中的在驱动时序结构中的压力状态的图。
图75是表示以图71的圆圈数字4表示的时间中的在驱动时序结构中的压力状态的图。
图76是表示以图71的圆圈数字5表示的时间中的在驱动时序结构中的压力状态的图。
图77A是表示本发明的第十五实施方式中的二位二通阀的剖视图。
图77B是表示本发明的第十五实施方式中的二位二通阀的剖视图。
图78是表示剖视图本发明的第十五实施方式中的单向阀的剖视图。
图79A是表示本发明的第十五实施方式中的单向阀的分解剖视图。
图79B是表示本发明的第十五实施方式中的单向阀的壳体的侧视图。
图80是表示本发明的第十五实施方式中的单向阀的部件的破断立体图。
图81是本发明的第十五实施方式中的紧固部件附近的主要部分放大图。
图82A是表示图81中的紧固部件与主弹簧的配置的例的配置图。
图82B是表示图81中的紧固部件与主弹簧的配置的例的配置图。
图82C是表示图81中的紧固部件与主弹簧的配置的例的配置图。
图83A是表示紧固部件中的卡止部件的例的放大图。
图83B是表示紧固部件中的卡止部件的例的放大图。
图84是表示本发明的第十六实施方式中的驱动时序结构的回路图。
图85是表示本发明的第十六实施方式中的在驱动时序结构中的压力状态的时间图。
图86是表示以图85的A-圆圈数字1表示的时间中的在驱动时序结构中的压力状态的图。
图87是表示以图85的A-圆圈数字2表示的时间中的在驱动时序结构中的压力状态的图。
图88是表示以图85的A-圆圈数字3表示的时间中的在驱动时序结构中的压力状态的图。
图89是表示以图85的A-圆圈数字4表示的时间中的在驱动时序结构中的压力状态的图。
图90是表示本发明的第十六实施方式中的在驱动时序结构中的压力状态的时间图。
图91是表示以图90的B-圆圈数字1表示的时间中的在驱动时序结构中的压力状态的图。
图92是表示以图90的B-圆圈数字2表示的时间中的在驱动时序结构中的压力状态的图。
图93是表示以图90的B-圆圈数字3表示的时间中的在驱动时序结构中的压力状态的图。
图94是表示以图90的B-圆圈数字4表示的时间中的在驱动时序结构中的压力状态的图。
图95是表示本发明的第十六实施方式中的在驱动时序结构中的压力状态的时间图。
图96是表示以图95的C-圆圈数字1表示的时间中的在驱动时序结构中的压力状态的图。
图97是表示以图95的C-圆圈数字2表示的时间中的在驱动时序结构中的压力状态的图。
图98是表示以图95的C-圆圈数字3表示的时间中的在驱动时序结构中的压力状态的图。
图99是表示本发明的第十六实施方式中的在驱动时序结构中的压力状态的时间图。
图100是表示以图99的D-圆圈数字1表示的时间中的在驱动时序结构中的压力状态的图。
图101是表示以图99的D-圆圈数字2表示的时间中的在驱动时序结构中的压力状态的图。
图102是表示以图99的D-圆圈数字3表示的时间中的在驱动时序结构中的压力状态的图。
具体实施方式
下面,基于附图说明本发明所涉及的切断阀的第一实施方式。
另外,在以下说明所使用的各图中,为了将各结构要素成为在图中能够识别的大小,使各结构要素的尺寸及比例适当地不同于实际尺寸及比例。
本发明的技术范围不限定于以下描述的实施方式,在不脱离本发明宗旨的范围内能够加以各种变更。
(第一实施方式)
图1是表示第一实施方式中的切断阀的结构的俯视图。图2是表示本发明的第一实施方式中的切断阀的结构的纵剖视图,是表示阀芯在能够进行退避动作位置的状态的图。图3是表示图2的中立阀部与第一可动阀部的连接部分及第一与第二施力部附近的主要部分放大图。图4表示本发明的第一实施方式中的切断阀的结构的纵剖视图,是表示阀芯在密封闭塞位置的状态的图。图5是图4的中立阀部与第一可动阀部的连接部分及第一与第二施力部附近的主要部分放大图。图6表示本发明的第一实施方式中的切断阀的结构的纵剖视图,是表示阀芯在退避位置的状态的图。
[摆动式切断阀]
如图1至图3所示,第一实施方式的切断阀100为摆动式切断阀。
该切断阀100具备:阀体10,设置有互相对置的第一开口部12a和第二开口部12b;旋转轴20,作为贯通阀体10的切换机构;中立阀部30,被连接在旋转轴20上;可动阀部40,沿旋转轴20的轴线方向能够移动并连接在中立阀部30上;主弹簧70(第一施力部),向扩大可动阀部40的厚度方向尺寸的方向施力;驱动用的气缸80(第二施力部),能够在与主弹簧70的施力方向的相反方向上伸张;位置限定用的辅助弹簧90(第三施力部),使可动阀部40朝向阀体10的中央位置移动。中立阀部30及可动阀部40构成中立阀芯5。另外,可动阀部40由第二可动阀部50(可动阀片部)和第一可动阀部60(可动阀框部)构成。从第一开口部12a朝向第二开口部12b设定有流道H(流道方向H)。
另外,如在下面的第五实施方式所述,设置有在可动阀部40的厚度尺寸缩小的状态下能够紧固第二可动阀部50(可动阀片部)与第一可动阀部60(可动阀框部)的紧固螺栓43(紧固部件)。
当旋转轴20在用附图标记A1表示的方向(与流道H的方向交叉的方向)旋转时,中立阀部30随着该旋转也沿方向A1转动。另外,由于可动阀部40仅厚度方向能够滑动地连接在中立阀部30,因此可动阀部40与中立阀部30一体旋转。
通过如此旋转中立阀部30,可动阀部40以摆动运动从位于没有设置流道H的中空部11的退避位置移动至被设为与第一开口部12a对应的位置的流道H的阀闭位置。
而且,如后述,通过主弹簧70作用于伸张的方向从而可动阀部40的厚度尺寸在流道H方向上扩大的动作(阀闭动作),可动阀框部60的密封部61与可动阀片部50的反力传递部59分别推压阀体10的内表面15a与内表面15b,可动阀部40关闭流道H。相反,通过气缸80起作用,气缸80的推压力克服主弹簧70的作用力,利用可动阀部40的厚度尺寸在流道H方向上收缩的动作,可动阀部40的表里都从阀体10的内表面15a及内表面15b分离后(解除动作),当旋转轴20在用附图标记A2表示的方向旋转(退避动作)时,中立阀部30及可动阀部40随着该旋转也沿方向A2转动。
通过该解除动作和退避动作,可动阀部40从上述阀开闭位置退避至上述退避位置,进行设为阀开状态的阀开动作。
[阀体10]
阀体10由具有中空部11的框架构成。在框架的图示上表面设置有第一开口部12a,在框架的图示下表面设置有第二开口部12b。
切断阀100插入到第一开口部12a露出的空间(第一空间)和第二开口部12b露出的空间(第二空间)之间。切断阀100将连结第一开口部12a和第二开口部12b的流道H、即将连结第一空间和第二空间的流道H切断(关闭),并开放该切断状态(连结第一空间和第二空间)。
在阀体10的中空部11内设置有旋转轴20、中立阀部30、可动阀部40、主弹簧70(第一施力部)、气缸80(第二施力部)及辅助弹簧90(第三施力部)。
[旋转轴20、中立阀部30]
旋转轴20延伸至与流道H几乎平行状态,贯通阀体10,并且被能够旋转地设置。
在该旋转轴20上固定设置有中立阀部30。中立阀部30在相对于旋转轴20的轴线径直的方向延伸,并具有与该方向平行的表面。如图1所示,中立阀部30具有与可动阀部40重叠的圆形部30a和随着旋转轴20的旋转而使圆形部旋转的旋转部30b。旋转部30b位于旋转轴20与圆形部30a之间,旋转部30b的宽度从旋转轴20朝向圆形部30a逐渐增加。这些旋转轴20、中立阀部30相对于阀体10进行转动,但被设置为在流道H方向上无位置变动。
[可动阀部40、第二可动阀部50(可动阀片部)、第一可动阀部60(可动阀框部)]
可动阀部40为大致圆板状,具有与圆形部30a形成为大致同心圆状的可动阀片部50和以包围该可动阀片部50的周围的方式配置的大致圆环状的第二可动阀部60。第二可动阀部60在流道H方向上能够滑动地被连接在中立阀部30。另外,可动阀片部50能够滑动地嵌合于第二可动阀部60。可动阀片部50和第二可动阀部60,能够通过主弹簧70及气缸80沿附图标记B1、B2所示的方向(往复方向)滑动的同时移动。在此,附图标记B1、B2所示的方向为与可动阀片部50及第二可动阀部60的表面垂直的方向,并且为与旋转轴20的轴向平行的流道H方向。
另外,在可动阀片部50的外周附近的整个区域中形成有内周曲柄部50c。另外,在可动阀框部60的内周附近的整个区域中形成有外周曲柄部60c。
在第一实施方式中,外周曲柄部60c和内周曲柄部50c在与流道H方向平行的滑动面50b、60b上彼此能够滑动地嵌合。
在与阀体10的内表面对置(抵接)的可动阀框部60的表面上,设置有对应于第一开口部12a的形状形成为圆环状的、例如由O型圈等构成的第一密封部61(主密封部)。
该第一密封部61在闭阀时,以可动阀部40覆盖第一开口部12a的状态,与构成第一开口部12a的周缘的阀体10的内表面15a接触,并被可动阀框部60及阀体10的内表面推压。由此,第一空间切实地与第二空间隔离(确保切断状态)。
[主弹簧70(第一施力部)]
主弹簧70(第一施力部)配置在与作为可动阀部40的最外周的第一周围区域40a邻接的第一周围区域40b。在主弹簧70中产生恢复力,使得朝向第一开口部12a(B1方向)推压可动阀框部60,同时朝向第二开口部12b(B2方向)推压可动阀片部50。由此,在由可动阀部40的阀闭状态中,主弹簧70对可动阀片部50施加力(施力),将可动阀片部50朝向位于第二开口部12b周围的阀体10的内表面15b推压,以使内表面15b和可动阀片部50的反力传递部59抵接。进而,主弹簧70同时对可动阀框部60施加力(施力),将可动阀框部60朝向位于第一开口部12a周围的阀体10的内表面15a推压,以使内表面15a和可动阀框部60的第一密封部61抵接。
在第一实施方式中,主弹簧70为被嵌入设置在以面向第二开口部12b开口的方式设置在可动阀片部50上的凹部50a和在朝向该凹部50a的对置位置以面向第一开口部12a开口的方式设置在可动阀框部60上的凹部60a中的弹性部件(例如,弹簧、橡胶、被密封的空气阻尼器等)。
主弹簧70具有第一端和第二端。第一端与可动阀片部50的凹部50a的底面抵接。第二端与可动阀框部60的凹部60a的顶面抵接。此外,如图1所示,在圆环状的可动阀框部60中沿圆周方向等间隔地设置有多个第一施力部70。
构成主弹簧70的弹性部件的自然长度大于可动阀框部60的密封部61与可动阀片部50的反力传递部59分别推压阀体10的内表面15a与内表面15b的构成可动阀部40的最大厚度尺寸的状态中的可动阀片部50的凹部50a的底面与可动阀框部60的凹部60a的顶面之间的距离。因此,在被可动阀片部50的凹部50a的底面和可动阀框部60的凹部60a的顶面压缩的同时配置在凹部50a及凹部60a的内部的主弹簧70中,产生弹性恢复力(延伸力、作用力)。通过该弹性恢复力的作用,可动阀框部60沿B1方向,同时可动阀片部50沿B2方向滑动,并且第一密封部61及反力传递部59抵接并推压阀体10的内表面,进行闭阀动作。
另外,为了有效地传递对第一密封部61的推压力,以切实地进行切断阀100的闭塞,主弹簧70被配置在靠近第一密封部61的第二周围区域40b中。具体来讲,相对于构成后述的反力传递部59的突条位于在第一密封部61正下方的外周位置,作为可动阀片部50的径向位置,主弹簧70位于隔着该第一密封部61的突条59(反力传递部)的相反侧位置。由此,主弹簧70的作用力有效地传递到可动阀框部60的密封部61与可动阀片部50的反力传递部59,从而能够提高由第一密封部61的变形引起的阀的密封的切实性。
另外,为了能够直接推压第一密封部61,主弹簧70能够配置在作为第一密封部61的正下方附近的第二周围区域40b中。此时,在切断阀中,由于将第一施力部70设置在可动阀框部60上,因此能够使第一施力部70位于第一密封部61的正下方。
如此,在切断阀100中,作为进行闭阀动作及开阀动作的致动器,接近设置有进行闭阀动作的主弹簧70和进行开阀动作的第二施力部80(后述)。在该结构中,主弹簧70及第二施力部80在靠近第一密封部61的可动阀部40的周围区域(第一周围区域40a及第二周围区域40b)中,以彼此接近的方式在径向上邻接配置。另外,主弹簧70位于第一密封部61的正下方附近。即切断阀100的结构以第一密封部61、反力传递部59及主弹簧70的位置关系作为施加存在作用点及支点的力矩载荷的结构能够有效地进行密封的方式构成。
进一步,主弹簧70的作用力设定在扩大可动阀片部50和可动阀框部60的方向,即增大可动阀部40的厚度,以使可动阀框部60的密封部61和可动阀片部50的反力传递部59推压到阀体10的内表面15a、15b的方向上。为此,即使在由于停电等,从应用设备向具备切断阀100的装置的电力供给(能源供给)停止的情况下,仅以主弹簧70中产生的机械力,也能够切实地关闭切断阀100。因此,能够切实地实现故障保险的切断阀。
另一方面,在进行减少切断阀40的厚度的施力的结构,或者,具有通过从应用设备供给的电力等的能源进行闭阀动作的结构的切断阀中,在从应用设备向装置的能源供给停止的情况下,会有无法进行闭阀动作的情况。因此,在这种结构中,无法实现故障保险的切断阀。
[气缸80(第二施力部)]
气缸80被配置在作为可动阀部40的最外周的第一周围区域40a。在气缸80中,在压缩空气作为驱动流体向气缸80供给时,产生使可动阀框部60朝向第二开口部12b(B2方向)移动的力(作用力,由压缩空气产生的力)。同时,产生使可动阀片部50朝向第一开口部12a(B1方向)移动的力(作用力,由压缩空气产生的力)。由此,克服主弹簧70的作用力,使可动阀框部60从位于第一开口部12a的周围的阀体10的内表面15a分离的同时,使可动阀片部50从位于第二开口部12b的周围的阀体10的内表面15b分离。
由此,通过后述的辅助弹簧90(第三施力部)的作用力,阀芯40为在流道H方向上为阀体10的厚度中央位置的阀体10内能够转动的状态。
此外,在可动阀部40中,第一周围区域40a位于圆环状的可动阀框部60的密封部61和可动阀片部50的反力传递部59的内侧。同时,在可动阀部40中,第二周围区域40b位于第一周围区域40a的内侧。即,在可动阀部40的径向上,主弹簧70被配置在气缸80的内侧。换言之,气缸80在与可动阀片部50和可动阀框部60滑动的方向(流道H方向)交叉的方向上与主弹簧70邻接。即,气缸80在可动阀部40的径向上,位于密封部61及反力传递部59与主弹簧70之间。
在第一实施方式中,气缸80为设置在可动阀片部50与可动阀框部60之间的一个气缸(空隙)。
具体来讲,该气缸80以可动阀框部60的朝向第一开口部12a开口的凹部60d和可动阀片部50的朝向第二开口部12b突出的凸部50d接合的状态形成,形成为使这些环状的凹部60d和环状的凸部50d滑动。另外,该气缸80由形成在可动阀框部60的周缘部的圆环状的空间及形成在可动阀片部50的最外周的突条(环状凸部)构成,以作为一个环状气缸(圆环空隙)发挥功能。另外,换言之,圆环气缸以包围流道H的方式形成。
若对气缸80供给作为驱动用流体的压缩空气,则沿B1、B2方向产生使第二施力部80的体积膨胀的膨胀力(作用力)。当膨胀力的大小大于主弹簧70中产生的恢复力时,该膨胀力克服主弹簧70的作用力以使主弹簧70被压缩,可动阀片部50沿B1方向、可动阀框部60沿B2方向滑动以使阀芯40的厚度方向尺寸缩小,从而第一密封部61从阀体10的内表面15a分离,同时,反力传递部59从阀体10的内表面15b分离,进行开阀动作。此时,通过圆环状的凹部60d和凸部50d滑动,仅在流道方向上限制可动阀片部50和可动阀框部60的移动方向,并且可动阀片部50和可动阀框部60被限制位置,使得从密封部61及反力传递部59与阀体10内表面15a、15b抵接的状态平行移动。即,该气缸80能够限制可动阀片部50与可动阀框部60的相对移动方向和其姿势。
[辅助弹簧90(第三施力部)]
辅助弹簧90设置在中立阀部30与可动阀框部60之间,当相对于位于阀体10的流道方向大致中央的中立阀部30,阀芯40的厚度尺寸缩小时,使阀芯40靠近阀体10的中央施力。
辅助弹簧90贯通设置在中立阀部的外周位置(在图2、图4中右侧位置)的开口30a并设置在与可动阀框部60连接的棒状的位置限制部65上。辅助弹簧90与主弹簧70相同也为弹性部件(例如,弹簧、橡胶、被密封的空气阻尼器等)。
辅助弹簧90被卡止在设置于中立阀部30的开口30a的第一开口部12a侧的凸缘部30b与位置限制部65的前端65a,并朝向使可动阀框部60向第二开口部12b侧移动的B2方向施力。
辅助弹簧90朝向第二开口部12b对与该中立阀部30相比位于第一开口部12a侧的可动阀框部60施力,在可动阀框部60的密封部61与位于第一开口部12a的周围的阀体10的内表面15a抵接的状态下,当对气缸80供给作为驱动用流体的压缩空气时,施力以使可动阀框部60从位于第一开口部12a的周围的阀体10的内表面15a分离。
由此,当对气缸80供给压缩空气时,阀芯40朝向阀体10的流道方向大致中央移动,最终阀芯的姿势被控制使得阀芯40位于阀体10的流道方向大致中央。另外,辅助弹簧90的作用力远远小于主弹簧70的作用力和气缸80的作用力的差。即,由于辅助弹簧90为了使阀芯的厚度尺寸变化而发挥功能,因此与为了实现闭阀状态的主动弹簧或作为致动器的主弹簧70及气缸80相比,辅助弹簧90的作用力可以极小。
如此,在切断阀100中,作为进行闭阀动作及开阀动作的致动器,设置有进行增大阀芯40厚度的动作的主弹簧70、进行缩小阀芯40厚度的动作的气缸80、控制阀芯40的姿势以使阀芯40配置在流道方向上阀体10的中央位置侧的辅助弹簧90。
在该结构中,主弹簧70及气缸80在靠近第一密封部61的可动阀部40的周围位置中,以彼此接近的方式被并列配置。气缸80构成被设置在可动阀片部50与可动阀框部60之间的一个圆环气缸。根据该结构,如果设置有一个沿一方向对第二施力部80供给压缩空气的供给通道41,则沿圆环状的气缸80能够对该圆环气缸的内部供给压缩空气,从而能够进行阀芯40的厚度尺寸的伸缩(开阀动作及闭阀动作),并且在该动作中通过辅助弹簧90能够易于随着阀芯40的伸缩将阀芯40的流道方向位置维持在阀体10的中央附近。为此,能够实现具有简易且紧凑的结构的致动器。
另外,由于气缸80用于进行开阀动作,因此作为第二施力部80中发生的力的大小(输出),只要具有能够压缩第一施力部70的大小(输出)则足够。
在第一实施方式中,由可动阀片部50和可动阀框部60构成一个能够改变厚度方向尺寸的可动阀部40,因此无需设置两个可动阀部,能够实现具有简单且紧凑的结构的可动阀部。
另外,致动器的力、特别是为了维持闭阀状态而密封阀芯40时所施加的力未作用在中立阀部30上。为此,中立阀部30只要具有作为摆动式阀而摆动阀芯时够用的强度则足够。另外,致动器的力、特别是为了维持闭阀状态而密封阀芯40时所施加的力也未作用在旋转轴20上。为此,旋转轴20只要具有作为摆动式阀而摆动阀芯时够用的强度则足够。同时,由于与旋转轴20中需要用于阀密封的力矩的结构相比,能够抑制阀芯40的摆动机构的输出,因此能够使该旋转轴20的转动机构小型化。
在该结构中,作为刚性,在上述中立阀部30的强度基础上,使可动阀部40在退避位置与阀开闭位置之间转动时,只要具有支撑起自重的强度则足够。
图2是表示可动阀片部50和可动阀框部60互相嵌合的部分及中立阀部30和可动阀片部50互相嵌合的部分的扩大纵剖视图,表示设置有第一施力部70及导向销62的部位。
[第二密封部51a、51b(双层密封部)及第三密封部52a、52b(双层密封部)]
在可动阀片部50的环状凸部50d(突条)外周面上,设置有与可动阀框部60的环状凹部60d抵接,且作为密封可动阀片部50和可动阀框部60之间的双层密封部的O型圈等圆环状的第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b。
具体来说,在位于可动阀片部50的环状凸部50d(突条)的径向外侧的第一外周面50f上设置有第二密封部51a、51b。另外,在径向上作为第一外周面50f的内侧的第二内外周面50g上设置有第三密封部52a、52b。第二密封部51a、51b与可动阀框部60的第一内周面60f抵接,第三密封部52a、52b与可动阀框部60的第二外周面60g抵接。
第二密封部51a、51b切断作为高压空间的气缸80和作为低压空间等的靠近第一开口部12a的中空部11,以确保切断状态。同样地,第三密封部52a、52b切断作为高压空间的气缸80和作为低压空间等的靠近第二开口部12b的中空部11,以确保切断状态。
第二密封部51a、51b截断被供给驱动用的压缩空气而作为高压空间的气缸80和例如作为低压空间的连通至第一开口部12a的第一空间侧,以能够确保该切断状态。同样地,第三密封部52a、52b切断作为高压空间的气缸80和作为低压空间并靠近第二开口部12b的第二空间侧,以能够确保切断状态。
[导向销62]
导向销62固定设置在可动阀框部60上并为在流道方向上竖立设置的粗细尺寸均匀的棒状体,贯穿气缸80内,与形成在可动阀片部50的环状凸部50d(突条)上的孔部50h嵌合。
该导向销62切实地导引可动阀片部50和可动阀框部60的位置限制,使得可动阀片部50和可动阀框部60滑动的方向不会从附图标记B1、B2所示的方向偏移,并且,使得当可动阀片部50和可动阀框部60滑动时也不改变其姿势进行平行移动。
由此,防止可动阀片部50和可动阀框部60相对于附图标记B1、B2沿倾斜方向移动。同时,可动阀框部60对于作为阀闭状态密封部61和反力传递部59分别与阀体10的内表面15a、15b抵接的状态,即使在可动阀片部50和可动阀框部60的流道方向位置变化的情况下,可动阀片部50和可动阀框部60也维持平行状态进行平行移动,从而防止可动阀片部50和可动阀框部60的倾斜。
在该结构中,可动阀片部50和可动阀框部60能够互相定位,并且维持平行于附图标记B1及B2所示的方向的状态进行相对移动,以进行闭阀动作及开阀动作。由此,在开阀动作中,能够使设置于可动阀框部60的第一密封部61均匀地产生推压力,实现抑制泄露的密封结构。
另外,在如此具备导向销62的结构中,在没有确定切断阀100在真空装置中的安装姿势的情况下,即在切断阀100的安装方向为自由的情况下,能够防止阀芯40的重量负载局部地施加在第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b上。例如,在切断阀100被安装为相对于可动阀片部50和可动阀框部60滑动的方向重力垂直作用的情况下,作为滑动部件的可动阀片部50和可动阀框部60的重量施加在导向销62上。为此,防止可动阀片部50和可动阀框部60的重量直接施加到第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b(O-ring)上。由此,无论切断阀100的安装姿势为何种姿势,密封部的寿命不会变短,从而能够确保并维持防止泄露的效果。
为了减小导向销62和孔部50h的滑动面的面积,并且为了将导向销62从切断阀100的外部的第一空间及第二空间隔离,导向销62配置为贯通气缸80内。
另外,通过如此在气缸80内配置导向销62,能够使可动阀片部50和可动阀框部60互相平滑地滑动。
此外,若导向销获得充分的强度,则即使在具有大口径的切断阀中,也防止可动阀部60滑动的方向偏移。另外,导向销62在具有特殊形状的可动阀部中也设定与流道径直的面内配置,并通过适当分散载荷,能够进一步作为开闭动作良好的切断阀适用。
[擦拭器53、54]
在位于可动阀片部50的环状凸部50d(突条)的径向外侧的第一外周面50f上设置有与可动阀部60的内周面抵接的圆环状的擦拭器53。同样地,在可动阀片部50的环状凸部50d(突条)的径向中作为第一外周面50f的内侧的第二内周面50g上设置有与可动阀部60的外周面抵接的圆环状的擦拭器54。
擦拭器53与第二密封部51a、51b相同,与可动阀框部60的第一内周面60f抵接,擦拭器54与第三密封部52a、52b相同,与可动阀框部60的第一外周面60g抵接。
擦拭器53、54、第二密封部51a、51b和第三密封部52a、52b都被配置在可动阀片部50的环状凸部50d(突条)上。第二密封部51a被配置在靠近第一开口部12a(第一空间)的位置。第三密封部52a被配置在靠近第二开口部12b(第二空间)的位置。
这些擦拭器53、54在通过开阀动作及闭阀动作而使环状的凹部60d和环状的凸部50d滑动的气缸80中,润滑或清洁其可动阀框部60的凹部60d的内周面,具有不让由上述滑动产生的灰尘及由气缸80产生的灰尘排出至第一空间及第二空间的功能。
另外,作为构成擦拭器53、54的部件(材料),若例如选择海绵状的多孔弹性体,则能够使润滑油浸透(保持)到该部件的内部。
由此,能够维持在由第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b密封的密封面上形成具有规定膜厚的薄油膜的状态。即,擦拭器53、54拭去多余的油膜,且在油膜枯竭的时候涂布具有规定膜厚的油膜。
[中间大气室55、56]
在由第二密封部51a、51b切断的气缸80的表面上,设置有作为大气压的空间(空隙)的中间大气室55。同样地,由第三密封部52a、52b切断的气缸80的表面上设置有作为大气压的空间(空隙)的中间大气室56。
具体来说,在可动阀片部50的环状凸部50d(突条)的外周面50f,在由第二密封部51a、51b切断的部分上设置有中间大气室55。另外,在可动阀片部50的环状凸部50d(突条)的内周面50g,在由第三密封部52a、52b切断的部分上设置有中间大气室56。中间大气室55为由可动阀框部60的第一内周面60f和设置在可动阀片部50的外周面50b上的槽形成的空间,中间大气室56为由可动阀框部60的第一外周面60g和设置在可动阀片部50的第二内周面50g上的槽形成的空间。
而且,这些中间大气室55、56作为与后述的供给道41相同的结构,通过未图示的联络通道连通到切断阀100的外部,即使在气缸80的加压过程中第一层的密封被破坏的情况下,也使压缩空气(驱动用气体)朝向切断阀外部逃逸,从而能够防止压缩空气排出至阀体10内部。
即,对处在加压状态的气缸80而言,与作为第二层的密封的第二密封部51a相比在气体供给侧,设置有当作为第一层的密封的第二密封部51b被破坏时使驱动用气体朝向切断阀外部逃逸的中间大气室55及联络通道。另外,对处于加压状态的气缸80而言,与作为第二层的密封的第三密封部52a相比在气体供给侧,设置有当作为第一层的密封的第三密封部52b被破坏时使驱动用气体朝向切断阀外部逃逸的中间大气室56及联络通道。
由此,压缩空气喷出到阀体10内部,能够防止对切断阀100内部及第一空间、第二空间带来不良影响。
同时,这些中间大气室55、56的压力由联络通道能够监测。即,在切断阀100外部设置有压力计,以测定中间大气室55、56的压力,并且由联络通道连接,从而由使用者监视该压力。
例如,在靠近第一开口部12a的第一空间为减压空间,在第二密封部51a破损的情况下,中间大气室55的压力低于大气压。
另外,由于被供给压缩空气的气缸80内的压力高于大气压,因此在第二密封部51b破损的情况下,中间大气室55的压力高于大气压。
同样地,在靠近第二开口部12b的第二空间为减压空间,在第三密封部52a破损的情况下,中间大气室56的压力低于大气压。
另外,由于被供给压缩空气的气缸80内的压力高于大气压,因此在第三密封部52b破损的情况下,中间大气室56的压力高于大气压。
如此,由于切断阀100能够具有监测中间大气室55、56的压力的结构,因此在例如中间大气室55、56压力值为低于大气压的压力且低于阈值压力的情况下,或者为高于大气压的压力且高于阈值压力的情况下,能够检测第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b的异常。
例如,若采用在中间大气室55、56或联络通道上设置有报警装置的结构,或者在与切断阀100连接的控制装置上设置有报警装置的结构,则能够通过报警通知第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b的异常。因此,能够立即识别因第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b破损,在切断阀100中产生内部泄露,需要维修的情况。
由此,能够切实地判断无法从真空装置等的外部检测的在切断阀中产生的内部泄露等不良情况。
[连接销部69、供给通道41]
如图中双点划线所示,在切断阀100中,形成有对气缸80供给驱动用气体的供给通道41,该供给通道41被设置为经由可动阀框部60的体内部、中立阀部30的体内部及旋转轴10的内部,连通到设置在切断阀100的外部的未图示的驱动用气体供给机构中。
在该供给通道41上,设置有即使在可动阀框部60与中立阀部30的流道方向位置变化时,也能够供给驱动用气体地滑动连接在可动阀框部60与中立阀部30之间的连接销部69。
连接销部69由平行于流道方向在中立阀部30上穿孔的圆形剖面的孔部38和与该孔部38能够转动地接合的棒状的连接销68构成。在孔部38的内表面38a中,与开口侧的内表面38a相比底部侧的内表面38b缩径,与此相应,连接销68的直径尺寸也相对于基部68a前端68b缩径。而且,在该直径尺寸变化的部分分别形成有台阶38c、台阶68c。
如图中双点划线所示,连接销部69在其中心轴线附近形成有供给通道41且为管状,并连通有可动阀框部60内部的供给通道41。另外,供给通道41在连接销68的前端面68da上开口,在由该前端面68d和孔部38的底部38d附近形成的加压空间69a中连通有形成在中立阀部30体内的供给通道41。
由驱动用气体供给机构供给的压缩空气,经由中立阀部30内部的供给通道41喷出到空间69a,并经由连接销部69内部的供给通道41及可动阀框部60内部的供给通道41供给到气缸80。
在连接销部69中,连接销68的外周面68a与孔部38的内周面38a抵接,并且连接销68的外周面68b与孔部38的内周面38b抵接。
在连接销68中,即使连接销68在孔部38内沿轴线方向(流道方向)移动的情况下,不但在作为加压面的前端面68d和底面38d之间,在作为滑动方向的面上也设置有截断供给驱动用的压缩空气而作为高压空间的加压空间69a和例如连通到作为低压空间的第二开口部1b的第二空间侧的双层密封部。
作为密封部,使用能够确保加压空间69a和中空部11的切断状态的部件。
具体来讲,在连接销68上,作为密封连接销68与孔部38之间的双层密封部,设置有O型圈等和埋设该O型圈等的圆周设置槽所成的圆环状的粗密封部68f,并且在外周面68b上设置有O型圈等和埋设该O型圈等的圆周设置槽所成的圆环状的细密封部68g设置。
同时,由台阶68c及台阶38c形成的圆环状的中间大气室69c位于该双层密封之间,通过连通到未图示的联络通道42,从而压缩空气喷出到阀体10内部,以能够防止对切断阀100内部、第一空间及第二空间带来不良影响。
特别是,由于不但在作为加压面并且其距离变化的前端面68d与底面38d之间进行密封,也在不直接成为加压面并且为滑动面距离未变化的外周面68a与内周面38a及外周面68b与内周面38b之间进行密封,因此能够维持切实的密封状态。
根据这种密封部68f、69g的结构,能够取得与上述的气缸80中的第二密封部51a、51b(双层密封部)及第三密封部52a、52b(双层密封部)以及导向销62的结构相同的作用效果。
即使在孔部38内连接销68沿轴线方向(流道方向)移动中或移动而使流道方向的相对位置变化的情况下,由驱动用气体供给的压缩空气经由中立阀部30内部的供给通道41喷出到空间69a中,并经由该体积变化的空间69a,且经由连接销部69内部的供给通道41及可动阀框部60内部的供给通道41,稳定地对气缸80供给。
如上所述,在第一实施方式中设置有由在流道方向能够互相分离接近的可动阀片部50及可动阀框部60构成的可动阀部40。在可动阀部40中设置有使可动阀片部50及可动阀框部60朝向流道方向外侧施力的主弹簧70。在可动阀部40中设置有使可动阀片部50及可动阀框部60朝向中空部11的流道方向中央位置侧移动的气缸80。另外,设置有向接近中立阀部30的方向对可动阀框部60施力的辅助弹簧90。根据该结构,将可动阀片部50及可动阀框部60推压到阀体的内表面15a、15b上,以能够由密封部61及反力传递部59切实地进行阀闭塞。
另外,通过使可动阀片部50及可动阀框部60朝向中空部11的流道方向中央位置侧移动,从而使阀芯40不与阀体10接触且转动,与需要转动以外的动作的机构相比,能够通过小型且输出小的驱动机构将阀芯40移动至退避位置。
在该结构中,能够由一个可动阀部40和三个施力部70、80、90形成阀芯。另外,能够通过配置在可动阀部40的周围区域的主弹簧70的恢复力,直接将可动阀片部50和可动阀框部60推压到阀体10的内表面上,以切实地进行闭阀。同样地,能够通过供给至被配置在可动阀部40的周围区域的气缸80的压缩空气的作用,使可动阀片部50和可动阀框部60从阀体10的内表面分离,以切实地进行开阀并成为能够转动的状态。从而,在第一实施方式中,能够实现具有简单的结构,且能够以高度的可靠性进行切断动作的切断阀。
(第二实施方式)
图7是表示本发明的第二实施方式中的切断阀的结构的纵剖视图,是固定阀部与可动阀部嵌合的气缸附近的主要部分放大图。
在图7中,与图1及图6所示的第一实施方式相同的部件使用相同的附图标记,并省略或简化其说明。
在第一实施方式中,在可动阀片部50的外周形成有U字形状的U字部,在可动阀框部60的周围形成有倒U字形状的倒U字部。另外,以可动阀片部50的U字部和可动阀框部60的倒U字部相互嵌合的方式设置可动阀片部50及可动阀框部60。
另一方面,如图7所示,在第二实施方式的可动阀部40的结构中,形成在可动阀片部50的外周的外周曲柄部和形成在可动阀框部60的内周的内周曲柄部被嵌合。
构成主弹簧70的弹性部件的自然长度大于凹部60a的深度。因此,在被凹部60a的顶面和可动阀片部50压缩的同时被配置在凹部60a内的第一施力部70中,产生弹性恢复力(延伸力、作用力)。通过该弹性恢复力的作用,可动阀部60沿B1方向滑动,并且第一密封部61抵接并推压阀体10的内表面,以进行闭阀动作。
为了能够直接推压第一密封部61,主弹簧70优选被配置在第一密封部61的正下方。
在第二实施方式中,由于主弹簧70设置在可动阀框部60上,因此能够使主弹簧70位于第一密封部61的正下方。
在这种第二实施方式中,作为进行闭阀动作及开阀动作的致动器,设置有进行闭阀动作的主弹簧70和进行开阀动作的气缸80。在该结构中,主弹簧70及气缸80在靠近第一密封部61的可动阀部40的周围区域中,以彼此接近的方式并排配置。
具体来讲,在作为阀芯40的最外周的第一周围区域40a设置主弹簧70,并在与第一周围区域40a邻接的第二周围区域40b配置气缸80。另外,主弹簧70位于第一密封部61的正下方。
在该结构中,主弹簧70能够直接推压第一密封部61,能够对第一密封部61沿大致垂直方向直接施加载荷。
即,切断阀100的结构并不是施加存在作用点及支点的力矩载荷的结构。为此,无需相当于杠杆部分的结构部件(强度),能够简化致动器的结构。另外,作为可动阀部60所要求的刚性,只要是能够支撑可动阀部60的自重的强度即足够。
在第二实施方式的结构中,主弹簧70被配置在可动阀框部60的第一密封部61的正下方,并通过设置在可动阀片部50与可动阀框部60之间的一个圆环气缸形成有第二施力部80(气缸)。在该结构中,也能够简化致动器的结构,以提高闭阀动作及开阀动作的可靠性。
另外,即使在这种可动阀部40的周围区域配置致动器的结构适用于具有大口径的切断阀的情况下,也通过与上述相同的结构能够切实地进行闭阀动作及开阀动作,并在反压作用的情况中也能够进行相同的动作。
在该第二实施方式中,第三密封部52b、中间大气室56、第三密封部52a及擦拭器54的位置与第一实施方式不同。
具体来讲,在第一实施方式中,在作为与第一外周面50f相反的面的内侧面50g上设置有第三密封部52b、中间大气室56、第三密封部52a及擦拭器54,但在第二实施方式中,在第二外周面50j上设置有第三密封部52b、中间大气室56、第三密封部52a及擦拭器54。
在可动阀片部50的外周曲柄部中,在位于径向外侧的第一外周面50f设置有第二密封部51a、51b、擦拭器53。另外,在径向中为第一外周面50f的内侧,且位于第二密封部51a、51b的下方的第二外周面50j上设置有第三密封部52a、52b、擦拭器54。第二密封部51a、51b与可动阀框部60的第一内周面60j抵接,第三密封部52a、52b与位于可动阀部60的第一内周面60j的下方的第二内周面60k抵接。
第二密封部51a、51b、擦拭器53及中间大气室55切断作为高压空间的气缸80和作为低压空间等的靠近第一开口部12a的第一空间,以确保切断状态。同样,第三密封部52a、52b、擦拭器54及中间大气室56切断作为高压空间的气缸80和作为低压空间等的靠近第二开口部12b的第二空间,以确保切断状态。
这些擦拭器53、54润滑或清扫由开阀动作及闭阀动作滑动的可动阀框部60的内周面,从而具有不让由上述滑动而产生的灰尘及由气缸80产生的灰尘排出至第一空间及第二空间的功能。
另外,能够使润滑油浸透(保持)在擦拭器53、54的内部。
由此,能够维持在由第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b密封的密封面上形成具有规定膜厚的薄油膜的状态。即,擦拭器53、54拭去多余的油膜,且在油膜枯竭的时候涂布具有规定膜厚的油膜。
如上所述,根据第二实施方式能够获得与上述第一实施方式相同的效果。进一步,在第二实施方式中,由于进行闭阀动作的主弹簧70和进行开阀动作的气缸80配置在靠近第一密封部61的可动阀部40的周围区域上,因此无需对阀体10设置致动器,能够实现具有简单的结构的切断阀。
(第三实施方式)
图8及图9是说明本发明的第三实施方式的切断阀的结构的图。图8是切断阀的横剖视图,图9是阀芯被配置在阀开闭位置的状态的切断阀的纵剖视图。
在图8及图9中,与图1至图6所示的第一实施方式及图7所示的第二实施方式相同的部件使用相同的附图标记,并省略或简化其说明。
第三实施方式的切断阀100具备阀体10a、阀杆25、中立阀部30、可动阀部40、第一施力部70(弹簧)和第二施力部80(气缸)。中立阀部30及可动阀部40构成阀芯。另外,可动阀部40由可动阀片部50和可动阀框部60构成。
[直动式切断阀]
第三实施方式的切断阀1000为直动式切断阀。在切断阀1000中,构成上述第一实施方式的摆动式切断阀100的阀芯结构适用于直动式切断阀。
但是,在上述实施方式1中,第一开口部12a、第二开口部12b及可动阀部40(可动阀片部50及可动阀框部60)的形状为同心圆形状,但在第三实施方式中,这些的形状为在角部具有圆角的大致正方形。
另外,为了使阀芯直线运动,阀体10a的横剖面形状为大致长方形。中立阀部30固定设置于作为切换机构的阀杆25的端部。
压缩空气向供给通道41供给,可动阀片部50和可动阀框部60的厚度尺寸收缩,并在可动阀部40从阀体10的内表面15a、15b分离的状态下,当驱动阀杆25以沿附图标记D1所示的方向直线前进时,随着该驱动,中立阀部30也沿方向D1直线运动。通过中立阀部30如此直线运动,可动阀部40从没有设置流道H的退避位置插入到流道H的阀开闭位置。
而且,通过切断气缸80的动作并且主弹簧70工作(闭阀动作),可动阀部40的厚度尺寸增大以使可动阀部40关闭流道H。反之,在通过气缸80的操作开启可动阀部40之后(开阀动作),当驱动阀杆25以沿方向D2直线前进时,中立阀部30也随之沿方向D2直线运动。
由此,可动阀部40从上述阀开闭位置退避至上述退避位置。
(第四实施方式)
图11是表示本发明的第四实施方式中的切断阀的结构的纵剖视图,是连接有中立阀部和可动阀部(可动阀框部)的连接销部附近的主要部分放大图。
在图11中,与图1至图6所示的第一实施方式相同的部件使用相同的附图标记,并省略或简化其说明。
在第一实施方式中,作为连接销部69形成有与可动阀框部60一体的连接销68,但作为第四实施方式的连接销部69,连接于可动阀框部60的浮动销68A(连接销)与贯通孔67接合。
如图11所示,在浮动销68A中,能够转动并且沿轴向能够滑动地与孔部38接合的图示下部侧为与上述第一实施方式大致同等的结构。
第四实施方式的连接销部69具有在可动阀框部60上平行于流道方向穿孔的圆形剖面的贯通孔67,具有凸缘部68Aa的棒状的浮动销68A能够转动且能够沿半径方向微动,并且以倾斜为最低限度的方式接合在该贯通孔67中。贯通孔67的内表面67a对应凸缘部68Aa的直径尺寸,具有比与可动阀框部60对置的孔部38扩径的凸缘内表面67a,与该开口侧的凸缘内表面67a相比图示上的贯通侧的气体连接位置内表面38b被缩径,与该气体连接位置内表面67b相比图示上的贯通侧的支撑位置内表面67c被缩径,与该支撑位置内表面67c相比图示上的贯通侧的外侧内表面67d被扩径。
浮动销68A其直径尺寸对应该贯通孔67的直径尺寸,相对于凸缘部68Aa缩径的气体连接部68Ab缩径,且相对于气体连接部68Ab固定端68Ac缩径。
在固定端68Ac上圆周设置有固定槽68Ad,通过接合在该固定槽68Ad中的垫片等的固定部件68Ae与贯通孔67的外侧面67e抵接,从而限制浮动销68A的轴向(流道方向)中的内侧方向(图示下方向)的移动以固定位置。
作为凸缘部68Aa的上侧的密封面68Af和作为气体连接部68Ab的上侧的密封面68Ag在于对置的台阶面67f及台阶面67g之间设置有被设为O型圈等的密封部件67h、67j。
作为浮动销68A的外径尺寸,固定端68Ac设定为与支撑位置67c的内径尺寸大致相等,但凸缘部68Aa及气体连接部68Ab分别设定为以微小尺寸小于凸缘内表面67a及气体连位置内表面38b,,以成为浮动销68A相对于可动阀框部60在径向上具有微小游隙的状态。若倾斜,则由于密封部件67h的压缩余量产生变化,因此将倾斜控制到最低限度,在径向上进行微小变位为技术特征。为此,按照径向的外力,将固定端68Ac作为支撑位置,具有略微倾斜并移动的余地。
浮动销68A以由固定端68Ac的固定部件68Ae和密封面68Af及密封面68Ag的密封部件67h、67j沿对置的方向夹持可动阀框部60的方式被固定。由此,浮动销68A以推压到图示上侧的状态,固定在可动阀框部60上,使得在轴线方向(贯通孔67的长度方向)无法进行移动。
同时,浮动销68A构成为密封部件67h被密封面68Af和台阶面67f推压而变形,并且密封部件67j被密封面68Ag和台阶面67g推压而变形。
如此,通过浮动销68A的设为O型圈等的密封部件67h、67j被台阶面67f及台阶面67g推压而变形,从而气体连接部68Ab及连接位置内表面67b部分被密封。
在孔部38的底部38d附近,设置有成为供给通道41的开口。
在浮动销68A的内部设置有供给通道41,供给通道41在其前端面68d开口且沿轴向在中心穿开,并且在与设置在连接位置内表面67b中的开口对置的位置的气体连接部68Ab的表面上开口,以能够连接加压空间69a和气缸80。
在第四实施方式的浮动销68A中,在与滑动面相同方向的内表面67a和凸缘部68Aa的外周之间没有设置密封部件。另外,在气体连接位置内表面67b和气体连接部68Ab之间没有设置密封部件。在与平行于成为加压面的前端面68d的面(方向)之间,即密封部件67j设置在密封面68Ag和台阶面67g之间。另外,密封部件67h设置在密封面68Af(与滑动方向径直的面)和台阶面67f之间。为此,即使在浮动销68A倾斜的情况下或浮动销68A沿径向略微移动的情况下,被设为O型圈等的密封部件67h、67j的压缩余量也未产生变化。因此,在浮动销68A如此移动的情况下,即,即使在中立阀部30和可动阀框部60发生流道方向以外的相对位置变动的情况下,也维持对于被加压的气体连接部68Ab附近的供给通道41的密封,密封不会被破坏。
同时,在第四实施方式中,即使在粗密封部68f及细密封部68g中,因为制作公差等相对于浮动销68A具有半径方向的位置偏差等的情况下,由于在浮动销68A与可动阀框部60上具有与流道正交的方向(浮动销68A径向)的游隙,因此在粗密封部68f及细密封部68g的滑动O型圈上不会产生偏心。由此,即使在滑动时,也维持连接销68与孔部38之间的密封,密封不会被破坏。
同时,即使在浮动销68A位置变动时,由于变形不会在粗密封部68f及细密封部68g中集中,因此能够减低变形并破损的可能性,以能够进一步切实地进行密封维持。
此外,在上述本发明的实施方式中,对作为第一施力部70使用弹簧的结构进行了说明,但还可以使用其他弹性体。
另外,对作为第二施力部80的结构,采用圆环状的一个气缸的结构进行了说明,还可以采用液压缸等的使用其他驱动流体的结构。此时,通过一个圆环状的气缸驱动,使可动阀片部50和可动阀框部60的厚度尺寸从阀体10(10a、10b)的内表面收缩的驱动装置作为第二施力部被使用。
另外,在上述本发明的实施方式中,对如图10A所示的形成为圆形的开口部及可动阀部,或者如图10B所示的形成为在角部具有圆角的大致正方形的开口部和可动阀部进行了说明。本发明的切断阀并不限定于这些形状。由于本发明的切断阀具有在可动阀部的周围区域设置有致动器的结构,因此还可以采用例如如图10C所示的形成为在角部具有圆角的大致三角形的开口部及阀片(可动阀部)。另外,还可以采用如图10D所示的形成为在角部具有圆角的大致长方形的开口部及阀片。另外,还可以采用如图10E所示的形成为在角部具有圆角的大致六边形的开口部及阀片。另外,还可以采用如图10F所示的形成为在角部具有圆角的大致U字的开口部及阀片。
进一步,也可以在本发明中适用形成为椭圆形的开口部及阀片、或者形成为在角部具有圆角的大致八边形的开口部及阀片等形成为任何形状的开口部及阀片。
(第五实施方式)
图12是本发明的第五实施方式中的紧固部件附近的主要部分放大图。
在图12中,与图1至图11所示的实施方式相同的部件使用相同的附图标记,并省略或简化其说明。
[紧固螺栓43(紧固部件)]
紧固螺栓43(紧固部件)如图12所示,在外周面设置有外螺纹的前端部分43a与设置在可动阀框部60的紧固螺纹拧接部63上的螺纹孔63a螺纹连接。紧固螺栓43被设置为轴线朝向可动阀芯40的厚度方向,即与作为可动阀片部50和可动阀框部60的移动方向的B1方向或B2方向平行的方向。
紧固螺栓43的中央部分43b为与前端部分43a大致同径,并能够轴向移动地贯通至设置在可动阀片部50上的紧固螺纹拧接部63上设置的贯通孔57b中。中央部分43b的直径尺寸设定为小于贯通孔57b的直径尺寸,即使这些沿轴向相对移动的情况下,也不会互相接触。
紧固螺栓43的基端部分43c设为与前端部分43a及中央部分43b相比更扩径的螺栓头,前端部分43a侧的抵接面43d与对置的紧固部57中的贯通孔57b外侧的抵接面57d抵接,以能够限制紧固螺栓43与可动阀片部50的流道方向变动位置。
在紧固螺栓43上,在与螺纹设置有前端部分43a的外螺纹的部分相比更前端位置,圆周设置有卡止用槽43e,并通过接合在该卡止用槽43e中的垫片等的挡圈43f(卡止部件)与螺纹孔63a的外侧面63f抵接,从而限制紧固螺栓43的轴向(流道方向)中的内侧方向(图示下方向)的移动,并卡止使得即使旋转紧固螺栓43也不会从可动阀框部60脱离。
挡圈43f(卡止部件)以不但紧固螺栓43(紧固部件)不会单纯地脱落,而且可动阀片部50和可动阀框部60解除紧固的状态,能够使紧固螺栓43不会长期松动,并且保持位置。即,由于需要挡圈43f(卡止部件)稳定地承担紧固轴向力,因此优选适用如图14A所示的E型挡圈或如图14B所示的C型挡圈。此外,按照挡圈的形状,也可适当地选择卡止用槽43e的形状。另外,作为卡止部件,也能够适用销型,此时,能够代替卡止用槽43e,固定于设置在紧固螺栓43的径向上的卡止孔中。
紧固螺栓43的长度较长地设定为在挡圈43f与外侧面63f抵接的状态下,即使可动阀部40为最大厚度,前端部分43a侧的抵接面43d也不与对置的紧固部57中的贯通孔57b外侧的抵接面57d抵接的程度。另外,在可动阀部40为最小厚度的情况下,通过紧固螺纹拧接部63和紧固螺纹拧接部63对置的抵接面63g与抵接面57g抵接,进行可动阀片部50和可动阀框部60的位置限制。即,相对于被螺纹连接的紧固螺栓43,可动阀片部50在B1方向上能够移动至抵接面57g与抵接面63g抵接的位置,另外在B2方向上能够移动至抵接面57d与抵接面43d抵接的位置。
因此,通过使紧固螺栓43相对于螺纹孔63a旋转,变化紧固长度,从而能够限制可动阀片部50的移动范围,即可动阀片部50与可动阀框部60的流道方向位置。特别是,在由气缸80克服主弹簧70的作用力以使可动阀部40的厚度缩小的状态下,通过使紧固螺栓转动而使抵接面57d与抵接面43d抵接,,从而即使停止气缸80的驱动的状态下,也能够维持可动阀部40的厚度缩小的状态。由此,在维护等时,能够以自由的状态可旋转,使得中立阀芯5不与阀体10接触。
另外,紧固螺栓43为了克服多个设置的主弹簧70的作用力以稳定地维持可动阀部40的厚度缩小的状态,在流道方向俯视可动阀部40,相对于配置有多个主弹簧70的中心位置,对称地配置该紧固螺栓43。
具体来讲,如图13A至图13C所示,在流道方向俯视可动阀部40为大致圆形,在作为可动阀部40的最外周的第一周围区域40a以位于同心状的方式配置多个主弹簧70的情况下,紧固螺栓43以与主弹簧70同心状并且与主弹簧70为等间隔的方式,被设置为与主弹簧70数目相同。
作为一例,在图13A表示主弹簧70和紧固螺栓43各配置4根的例,在图13B表示主弹簧70和紧固螺栓43各配置3根的例。另外,在图13C表示6根主弹簧70被配置为同心状,紧固螺栓43被设置在中心的例。
此外,这些例列举了主弹簧70的作用力完全相等的情况,但在多个主弹簧的作用力不均等的情况下,优选以有效承受多个主弹簧的作用力,且可动阀部40的厚度尺寸的缩小幅度在中立阀芯5中的面方向的全体相同的方式来设置紧固螺栓。
由此,无需对主弹簧70的作用力总是起作用的可动阀部40另准备缩小其厚度的夹具,能够进行由中立阀部30和可动阀部40构成的中立阀芯5的拆卸。
进一步,通过设置挡圈43f,从而在维护时,能够排除拆卸紧固螺栓43之后丢失的危险。
(第六实施方式)
下面对本发明的第六实施方式的切断阀进行说明。
图15是表示第六实施方式中的切断阀的结构的俯视图。图16是表示固定在旋转轴上的连接部件的主要部分放大俯视图(图16(a))及主要部分放大剖视图(图16(b))。图17是表示与连接部件连接的中立阀部的一端的主要部分放大俯视图(图17(a))及主要部分放大剖视图(图17(b))。图18是表示将连接部件与中立阀部嵌合的状态的主要部分放大俯视图(图18(a))及主要部分放大剖视图(图18(b))。
在第六实施方式中,与上述第一至第五实施方式相同的部件使用相同的附图标记,并省略或简化其说明。
由于第六实施方式的切断阀100A为图1至图3所示的摆动式切断阀,因此省略说明。在第六实施方式中,切断阀100A具备固定在旋转轴20上的连接部件91和经由该连接部件91连接于旋转轴20的中立阀部30。
若旋转轴20沿附图标记A1所示的方向(与流道方向H交叉的方向)旋转,则经由连接部件91固定于旋转轴20的中立阀部30随着该旋转也沿方向A1转动。另外,中立阀部30中的可动阀部40的动作与上述实施方式相同。另外,第六实施方式中的阀体10的结构也与上述实施方式相同。
[旋转轴20、中立阀部30、连接部件91]
旋转轴20以与流道H几乎平行状态延伸,贯通阀体10,并且被能够旋转地设置。
在该旋转轴20上固定有连接部件91。如图16所示,该连接部件91例如为大致平面状的部件,a由螺钉92固定于旋转轴20的一端20。如图16(b)所示,连接部件91形成有沿流道方向H的一端侧扩张的呈大致T字状的剖面形状的突起部93。
另一方面,中立阀部30在相对于旋转轴20的轴线径直的方向上延伸,并具有与该方向平行的表面。如图1所示,中立阀部30具有与可动阀部40重叠的圆形部30a和随着旋转轴20的旋转而使圆形部旋转的旋转部30b。旋转部30b位于旋转轴20与圆形部30a之间,旋转部30b的宽度从旋转轴20向圆形部30a逐渐增加。这些旋转轴20、中立阀部30相对于阀体10进行转动,但在流道H方向上设置为没有位置变动。
而且,如图15及17所示,在该中立阀部30的一端形成有与连接部件91的突起部93嵌合的凹部95。该凹部95构成其剖面形状与连接部件91的剖面形状一致的大致T字状。这种凹部95在中立阀部30的流道方向H中的一面侧30A(第一面)及另一面侧30B(第二面)的两侧,分别形成为凹部95A、95B。由此,旋转轴20(参照图18)相对于中立阀部30沿流道方向H的上侧和下侧的任一侧能够选择性地连接。或者,相对于旋转轴20,能够将中立阀芯5全体安装在两面的任意面中。即,若将中立阀芯5安装在连接部件91的凹部95A的侧,则在切断阀100A的闭阀时,可动阀部40为堵塞第一开口部12a的方向(参照图2)。相反,将中立阀芯5安装在连接部件91的凹部95B的侧,则可动阀部40为堵塞第二开口部12ab的方向。
如图18所示,形成于连接部件91的突起部93和形成于中立阀部30的凹部95相互嵌合。如图18(a)所示,连接部件91和中立阀部30在配合状态中,通过在沿流道方向H互相平行地扩张且以第一间隔t1分离的一组第一平行面96a、96b和在沿流道方向H互相平行地扩张且以比第一间隔t1更宽的第二间隔t2分离的一组第二平行面97a、97b互相接触。
这一组第一平行面96a、96b及一组第二平行面97a、97b分别隔着与流道方向H垂直延伸的一轴L对称配置。另外,第一平行面96a、96b和第二平行面97a、97b沿该一轴L被配置在互相不重叠的位置。
如图16所示,在连接部件91的突起部93上形成有构成该一组第一平行面96a、96b的第一接触面93a、93b和构成第二平行面97a、97b的第二接触面的93c、93d。于是,与接合这些第一接触面93a、93b和第二接触面的93c、93d的各自的第一倾斜面93e、93f一起,突起部93作为全体成为具有二阶段的宽度的突起形状。
另一方面,如图17所示,形成在中立阀部30的一端的凹部95形成有构成一组第一平行面96a、96b的第三接触面95a、95b和构成第二平行面97a、97b的第四接触面的95c、95d。于是,与接合这些第三接触面95a、95b和第四接触面的95c、95d的各自的第二倾斜面95e、95f一起,凹部95作为全体具有二阶段的宽度的槽形状。
进一步,如图16、图18所示,在旋转轴20的中心,形成有经由连接部件91使用于紧固旋转轴20和中立阀部30的外螺纹21(紧固件)贯通的贯通孔22。另外,在形成于中立阀部30的一端的凹部95,形成有与外螺纹21(紧固件)螺纹旋合的内螺纹31。进一步,在连接部件91形成有使外螺纹21(紧固件)贯通的不带有螺纹槽的开口98。
根据以上的结构,使形成于连接部件91的突起部93和形成于中立阀部30的凹部95嵌合,进一步,从旋转轴20的上端侧使外螺纹21(紧固件)贯通至贯通孔22及开口98,将外螺纹21的前端部分螺纹固定在中立阀部30的内螺纹31中,从而旋转轴20和中立阀部30经由连接部件91被紧固(固定)。
图19A至图19是阶段性地表示将中立阀部安装在连接部件时的工序的说明图。
中立阀部30的维护,例如,在反复开闭的中立阀部30的交换等中,将中立阀部30安装在固定于旋转轴20的连接部件91时,使形成在中立阀部30的一端的凹部95与形成在连接部件91的突起部93对置(参照图19A)。
其次,若将中立阀部30的凹部95插入到突起部93,则凹部95的第三接触面95a、95b分别与突起部93的第一接触面93a、93b接触(参照图19B)。另外,凹部95的第四接触面95c、95d分别与突起部93的第二接触面93c、93d接触。
在这种插入工序中的凹部95和突起部93的接触面限于第一平行面96a、96b及第二平行面97a、97b,突起部93的第一倾斜面93d、93f和凹部95的第二倾斜面95e、95f并不接触。由此,例如,即使凹部95和突起部93的接触面(第一平行面96a、96b,第二平行面97a、97b)的余隙(间隙)设定为极小,也能够减少将凹部95压入到突起部95时的摩擦力,以使凹部95和突起部93平滑地嵌合(参照图19C)。
另外,通过使凹部95和突起部96在互相宽度不同的第一平行面96a、96b及第二平行面97a、97b上接触,从而提高将凹部95压入到突起部93时的安装精度,并且通过安装时的摩擦力的减少,能够易于调整其安装位置,即,凹部95相对于突起部93的压入量。即,凹部95和突起部93配合时,需要使形成在凹部95的内螺纹31的螺纹孔位置与形成在连接部件91的突起部93的开口98一致。
然而,在如图18所示的安装时的摩擦力大的配合结构中,为了使小直径的孔彼此一致而进行调节是有困难的。然而,如第六实施方式,通过使凹部95与突起部93仅在第一平行面96a、96b及第二平行面97a、97b上接触,从而能够易于微调内螺纹31的螺纹孔位置和形成在突起部93的开口98的同时使其一致。由此,能够从旋转轴20的贯通孔22经由开口98使外螺纹21(紧固件)易于紧固到内螺纹31中。
(第六实施方式的变形例)
在该第六实施方式中,在连接部件91设置有突起部93,在中立阀部30的一端设置有凹部95,但还可以是相反的。
图20是第六实施方式的变形例。在该变形例中,在固定于旋转轴20的连接部件191上形成有凹部195。另外,在中立阀部130的一端形成有与凹部195嵌合的突起部193。即使是这种变形例,也与上述的实施方式相同,将中立阀芯130安装在连接部件191时,减少凹部195与突起部193之间的摩擦以易于安装,并且也能够易于进行安装位置的微调。
(第七实施方式)
下面对本发明的第七实施方式中的切断阀进行说明。
以下,在切断阀的第七实施方式中,与第六实施方式相同的结构使用相同的附图标记。
在图23A及图23B所示的第七实施方式中,具备形成于连接部件151的突起部152和形成于中立阀部153的凹部154。如图23B所示,在第七实施方式中,连接部件151和中立阀部153在配合状态中,在沿流道方向H互相平行地扩张且以第一间隔t1分离的一组第一平行面156a、156b和沿流道方向H互相平行地扩张且以与第一间隔t1相比更宽的第二间隔t2分离的一组第二平行面157a、157b互相接触。
这种一组第一平行面156a、156b及一组第二平行面157a、157b配设在不重叠的位置。于是,在突起部152和凹部154嵌合的状态中,在第一平行面156a、156b和第二平行面157a、157b之间,形成有不与突起部152互相接触且使其分离的空间部159。
如图23A所示,在连接部件151的突起部152上形成有构成该一组第一平行面156a、156b的第一接触面152a、152b和构成第二平行面157a、157b的第二接触面的152c、152d。
另一方面,形成在中立阀部153的一端的凹部154上形成有构成一组第一平行面156a、156b的第三接触面154a、154b和构成第二平行面157a、157b的第四接触面的154c、154d。
根据以上的结构,若将中立阀部153的凹部154插入到突起部152,则凹部154的第三接触面154a、154b分别与突起部152的第一接触面152a、152b接触。此时,突起部152的第一接触面152a、152b仅在前端部分与凹部154的第三接触面154a、154b接触,其他大部分相对于凹部154分离,从而即使在嵌合状态中也在凹部154中形成不与突起部152接触的空间部159。
另外,凹部154的第四接触面的154c、154d分别与突起部152的第二接触面152c、152d接触。
根据这种第七实施方式的切断阀,在突起部152进入凹部154的内部的部分的全体长度L3中,突起部152与凹部154接触的长度限于第一平行面156a、156b的长度L1和第二平行面157a、157b的长度L2,其他几乎作为空间部159为凹部154和突起部152分离的状态。由此,使中立阀部153嵌合到连接部件151时,能够使用少的接触面更易于安装,从而大幅提高安装操作性。另一方面,凹部154和突起部152能够隔着空间部159,通过第一平行面156a、156b和第二平行面157a、157b切实地高精度嵌合。
(第八实施方式)
下面,基于附图,对本发明的第八实施方式所涉及的滑阀进行说明。
在构成以下叙述的滑阀的部件中,与构成上述的切断阀的部件通用的部件使用相同的附图标记。
图24是表示第八实施方式中的滑阀的结构的俯视图。图25是表示本发明的第八实施方式中的滑阀的结构的纵剖视图,是表示阀芯在能够进行退避动作位置的状态的图。图26是表示图25的中立阀部和第一可动阀部的连接部分及第一和第二施力部附近的主要部分放大图。图4是表示本发明的第八实施方式中的滑阀的结构的纵剖视图,是表示阀芯在密封闭塞位置的状态的图。图28是表示图4的中立阀部和第一可动阀部的连接部分及第一和第二施力部附近的主要部分放大图。图29是表示本发明的第八实施方式中的滑阀的结构的纵剖视图,是表示阀芯设在退避位置的状态的图。
[摆动式滑阀]
如图24至图29所示,第八实施方式的滑阀100B为摆动式滑阀。
该滑阀100B具备:阀体10,设置有互相对置的第一开口部12a和第二开口部12b;旋转轴20,为贯通阀体10的切换机构;连接部件91,固定在旋转轴20上;中立阀部30,经由该连接部件91连接在旋转轴20上;可动阀部40,沿旋转轴20的轴线方向能够移动地连接在中立阀部30上;主弹簧70(第一施力部),向扩大可动阀部40的厚度方向尺寸的方向施力;驱动用的气缸80(第二施力部),在与主弹簧70的施力方向的相反方向上能够伸张;位置限定用的辅助弹簧90(第三施力部),使可动阀部40朝向阀体10的中央位置移动。中立阀部30及可动阀部40构成中立阀芯5。另外,可动阀部40由第二可动阀部50(可动阀片部)和第一可动阀部60(可动阀框部)构成。从第一开口部12a朝向第二开口部12b设定有流道H。此外,在下面的说明中,有时将沿该流道H的方向称为流道方向H。
当旋转轴20在用附图标记A1表示的方向(与流道H的方向交叉的方向)旋转时,经由连接部件91固定于该旋转轴20的中立阀部30随着该旋转也沿方向A1转动。另外,由于可动阀部40仅厚度方向能够滑动地连接在中立阀部30,因此可动阀部40与中立阀部30一体旋转。
通过如此转动中立阀部30,可动阀部40以摆动运动从没有设置流道H的位于中空部11的退避位置E1移动至作为与第一开口部12a对应的位置的流道H的阀闭位置E2(参照图24)。
而且,如后述,通过主弹簧70作用于伸张的方向从而根据可动阀部40的厚度尺寸在流道H方向上扩大的动作(阀闭动作),可动阀框部60的密封部61与可动阀片部50的反力传递部59分别推压阀体10的内表面15a与内表面15b,以使可动阀部40关闭流道H。相反,通过气缸80起作用,从而气缸80的推压力克服主弹簧70的作用力,通过可动阀部40的厚度尺寸在流道H方向上收缩的动作,可动阀部40的表里都从阀体10的内表面15a及内表面15b分离后(解除动作),当旋转轴20在用附图标记A2表示的方向转动(退避动作)时,中立阀部30及可动阀部40随着该旋转也沿方向A2转动。
通过该解除动作和退避动作,可动阀部40从上述阀开闭位置退避至上述退避位置,进行设为阀开状态的阀开动作。
[阀体10]
阀体10由具有中空部11的框架构成。在框架的上表面设置有第一开口部12a,在框架的下表面设置有第二开口部12b。
滑阀100B插入到第一开口部12a露出的空间(第一空间)和第二开口部12b露出的空间(第二空间)之间。滑阀100B将连结第一开口部12a和第二开口部12b的流道H、即将连结第一空间和第二空间的流道H切断(关闭),并开放该切断状态(连结第一空间和第二空间)。
在阀体10的中空部11内设置有旋转轴20、中立阀部30、可动阀部40、主弹簧70(第一施力部)、气缸80(第二施力部)及辅助弹簧90(第三施力部)。
[旋转轴20、流体路径17、18]
旋转轴20以与流道H大致平行状态延伸,贯通阀体10,并且被能够旋转地设置。
在该旋转轴20上固定有连接部件91。该连接部件91例如为大致平面状的部件。如图32A及图32B所示,由螺钉92固定于旋转轴20的一端20a。如图32B所示,连接部件91形成有沿流道方向H的一端侧扩张的呈大致T字状的剖面形状的突起部93。
如图32A及图32B所示,旋转轴20经由轴承等的轴承16A、16B,贯通该阀体10且能够旋转地支撑在固定设置于阀体10的壳体14上。轴承16A、16B在旋转轴20的轴线LL方向上尽可能分离地配置。
壳体14以相对于阀体10为密封状态而贯通的方式固定,并且由旋转轴20以密封状态转动自如地贯通的密封壳14A、连接于该密封壳14A且经由设置在其内周侧的轴承16A、16B转动自如地支撑旋转轴20的圆筒壳14B和闭塞圆筒壳14B的一端的盖体壳14C构成,并且这些被互相固定连接。在盖体壳14C上设置有闭塞能够插拔旋转轴20的开孔的盖体14D。
为了密封阀体10的内部,在密封壳14A上设置有密封部14Aa、14Ab、14Ac及作为大气压的空间(空隙)的中间大气室14Ad。
在圆筒壳14B的内周面侧,流体路径环17、18以能够滑动地与旋转轴20的外周面20b接触的方式固定在轴线LL方向中的轴承16A、16B之间的位置。
在旋转轴20的外周面20b的流体路径环17、18之间的中心位置固定有驱动该旋转轴20的驱动系列小齿轮121。小齿轮121收纳在从外部能够密封的壳14B的内部空间122h中,在该小齿轮121上连接有通过沿图32A及图32B中的纸面垂直方向往双作用作而转动旋转轴20的圆棒状的齿条122。
如图42所示,齿条122经由连接部件122a连接在具有与旋转轴20的轴线正交方向的轴线并进行往复动作的活塞122b上。活塞122b容纳在筒状的壳体122A中,以构成旋转驱动气缸(驱动机构)。被连接于该气缸的齿条122通过相对于对活塞122b的与齿条122相反侧的伸气缸122c供给压缩空气(驱动用气体)而伸长,并通过对活塞122b的齿条122侧的缩气缸122d供给压缩空气(驱动用气体)而收缩。
齿条122收纳在空间122g内部,空间122g的直径尺寸与齿条122的直径尺寸相比更大,并在与旋转轴20径直的方向上设置于壳体14内部。在该空间122g内部中,齿条122通过以覆盖在其轴线方向中与小齿轮121啮合的两侧位置的二处外周的方式设置的轴承122B、122C被能够往复移动地支撑。轴承122B、122C都与壳14B为一体,并形成为以与空间122g相比直径尺寸更小的方式缩径的外周面,该轴承122B、122C紧贴在齿条122的外周面上。
在齿条122的外周面的圆周方向的单侧,与小齿轮121啮合的齿121e沿轴向邻接而设置有多个,并在与该齿122e不同的圆周方向位置上,设置有连通至相对于齿条122的轴线方向轴承122B两侧位置的空间122g的连通槽122f。该连通槽122f连通至相对于轴线方向轴承122C两侧位置的空间122g,并且即使齿条122进行往复动作的情况下,也设定为维持轴承122B两侧位置的空间122g中的连通状态及轴承122C两侧位置的空间122g中的连通状态的长度。
伸气缸122c经由供给通道122k连接至从旋转驱动气缸外部供给伸张用的压缩空气的供给源。
在缩气缸122d上连接有从旋转驱动气缸外部供给来自供给源的收缩用的压缩空气的供给源。其路径为缩气缸122d、收纳齿条122的空间122g、对应缩径的轴承122B的位置的连通槽122f及对应齿122e的空间122g、在轴承122B与轴承122C之间扩径的空间122g、收纳小齿轮121的壳14B的内部空间122h、连接至该内部空间122h与壳14B外部的供给通道122j。
由轴承16A、16B支撑于壳体14上的旋转轴20,通过由旋转驱动气缸(驱动机构)进行往复运动的齿条12驱动,并与啮合于该齿条122的小齿轮121一同进行旋转动作。
另外,旋转驱动气缸(驱动机构)进行收缩动作时,以及在维持齿条122的收缩位置期间,在以下的空间(气缸)中维持加压状态。具体来讲,在缩气缸122d、收纳齿条122的空间122g、对应缩径的轴承122B的位置的连通槽122f及对应齿122e的空间122g、不论轴承122B和轴承122C的位置扩径的空间122g、收纳小齿轮121的壳14B的内部空间122h、连接至该内部空间122h与壳14B外部的供给通道122j的任一空间中,维持加压状态。
流体路径环17和流体路径环18设为与旋转轴20几乎相等的内径,与小齿轮121相比更靠阀体10侧的流体路径环17的外径大于轴承16A的外径,并且设定为小于小齿轮121的外径尺寸,与小齿轮121相比更靠盖体14D侧的流体路径环18的外径设定为大于小齿轮121的直径尺寸。若由轴承16A、16B支撑的旋转轴20转动,则对流体路径环17和流体路径环18而言,接触位置在圆周方向上发生变化。
在流体路径环17中设置有径向环路径17c,所述径向环路径17c作为对在第二周围区域40a中形成在可动阀片部50与可动阀框部60之间的气缸80供给驱动用气体的供给通道41的一部分的流体路径,在径向上延伸并在其外周面17a及内周面17b开口。该径向环路径17c的外周面17a侧连通至在圆筒壳体14B的径向上贯通的路径14Bc。
在流体路径环18设置有径向环路径18c,所述径向环路径18c通过在第二周围区域40a中设置在可动阀片部50与可动阀框部60之间形成的气缸80上的双层密封部中的第二层的密封51a、52a连接到设置在气体供给侧的中间大气室55,并作为当第一层密封51b、52b被破坏时朝向滑阀100B外部使驱动用气体逃逸的联络通道42的一部分的流体路径,在径向延伸并在其外周面18a及内周面18b开口。该径向环路径18c的外周面18a侧连通至在圆筒壳体14B的径向贯通的路径14Cc。
在流体路径环17中,在内周面17b上圆周设置有槽17d,并通过由旋转轴20的外周面20b包围,构成圆周方向路径。
径向轴内路径27在与槽17d对置的位置的旋转轴20的外周面20b上开口,径向轴内路径27连通至在旋转轴20的轴线LL方向延伸且在旋转轴20的一端面20a上开口的轴向轴内路径125。
在流体路径环18中,在内周面18b上圆周设置有槽18d,并通过由旋转轴20的外周面20b包围,构成圆周方向路径。
径向轴内路径28在与槽18d对置的位置的旋转轴20的外周面20b开口,径向轴内路径28连通至在旋转轴20的轴线LL方向延伸且在旋转轴20的一端面20a上开口的轴向轴内路径126。
这些轴向轴内路径125和轴向轴内路径126为互相平行状态并且与轴线LL平行,旋转轴20的盖体14D侧的另一端20c侧被闭塞。
轴向轴内路径125和轴向轴内路径126都被连接到中立阀部30内部的供给通道41及联络通道42。
在流体路径环17上,在内周面17b与旋转轴20的外周面20b之间圆周设置有能够滑动地密封径向轴内路径27的开口部分及槽17d的O型圈等密封部件17h、17j、17k。
在流体路径环17上,在外周面17a与圆筒壳14B内表面之间圆周设置有密封径向轴内路径17c的开口部分及路径14Bc的O型圈等密封部件17e、17f、17g。
在流体路径环18上,在内周面18b与旋转轴20的外周面20b之间圆周设置有能够滑动地密封径向轴内路径27的开口部分及槽18d的O型圈等密封部件18h、18j、18k。
在流体路径环18上,在外周面18a与圆筒壳14B内表面之间圆周设置有密封径向环路径18c的开口部分及路径14Cc的O型圈等密封部件18e、18f、18g。
如图32A、图32B、图33A及图33B所示,由于流体路径环17和流体路径环18设置有构成圆周方向路径的槽17d、18d,从而无论在什么样的旋转轴20的转动位置,也能够维持径向轴内路径27和径向轴内路径28连通的状态,因此能够以良好密封度进行后述的驱动用流体的供给等。此外,由于独立地分别连接有供给通道41和联络通道42,因此不论旋转轴20的转动位置,能够控制不同压力状态或不同气体状态的两系统且对阀体10内部不带来影响。
同时,由于圆周设置有构成圆周方向路径的槽17d、18d,因此来自槽17d、18d内的流体的压力绕旋转轴20的外周面20b一周作用,能够使作用于径向的压力在整周均匀,因此不论这些流道中的压力状态,均能够防止对轴承16A和轴承16B中的旋转轴20的支撑状态带来影响。
同时,将这些流体路径环17和流体路径环18位于轴承16A和轴承16B之间,以能够尽可能长地确保支撑旋转轴的轴承16A和轴承16B之间的距离。由此,旋转轴20通过轴承16A和轴承16B保持在倾斜方向上向旋转轴作用的力矩时,能够使这些轴承16A和轴承16B承受的径向载荷最小,因此能够提高这些轴承16A和轴承16B耐久性。或者,通过维持需要的旋转轴20的倾斜方向中的变形防止能力的状态,能够确保旋转轴20的轴线方向长度,使旋转轴20的驱动机构小型化,从而能够谋求作为阀的小型化。
另外,通过将轴承16A和轴承16B、流体路径环17、小齿轮121及流体路径环18的外径尺寸为上述的结构,从而无需改变部件的结构,仅通过改变部件的安装方向,能够使旋转机构部的相对于阀体的安装面反转,并将这些对壳体14安装。
在第八实施方式中气缸80的驱动用的压缩空气未对阀体10内部的中空部11露出(暴露),经由旋转轴20内部向中立阀芯5供给,并且能够经由旋转轴20内部使通向后述的中间大气室55、56的联络通道42连通到阀体10外部。
在本发明的旋转轴20中分别平行地设置有构成供给通道41和联络通道42的轴向路径125、126。进一步,与供给通道41和联络通道42对应的流体路径环17和流体路径环18设置在与旋转轴20的不同的轴线LL方向位置。根据该结构,经由一根旋转轴20内部,能够同时使多个路径125、126分别为单独的连通状态。为此,能够仅由一个旋转轴20,不使用其他结构,配置气缸80的驱动用流体的供给通道41和安全用的中间大气用的联络通道42。
通过本发明中的对应供给通道41和联络通道42的流体路径环17、18相对于轴承16A、16B的轴线方向中间位置被对称配置,从而使对轴承16A、16B的载荷大致均等以提高轴承16A、16B的耐久性,并且能够减低滑阀100B的维护费用。
此外,在第八实施方式中,如图32A、图32B、图33A及图33B所示,作为圆周方向路径,仅在流体路径环17和流体路径环18的内表面17b、18b上形成槽17d、槽18d,但如图38所示,能够在旋转轴20的外周面20b上形成槽122、槽23。或者,也能够在这些流体路径环17和流体路径环18的内表面17b、18b及旋转轴20的外周面20b的双方上形成槽。
另外,在第八实施方式中,如图32A、及图33B所示,作为圆周方向路径,将槽17d、18d设置在旋转轴20的整周,但也能够仅在图24中箭头A1、A2表示的与中立阀芯5的转动范围对应的必要部分,即如图39所示,在与旋转轴20所要求的转动范围对应的圆周方向圆弧范围A1A2所对应的部分圆弧状地形成槽17d、18d。在该例中,槽17d圆弧状地设置在径向轴内路径27相对于径向环路径18c的移动范围A1A2内,该槽17d设为与在中立阀芯5的转动范围内运动的中心角度范围几乎相等的中心角度范围。另外,槽18d不仅设置在径向轴内路径28相对于径向环路径18c的移动范围A1A2内,而且设置在对于径向环路径18c的连接部分A1A2a内。
在流体路径环17的内周面17b中,在密封部件17h与密封部件17j之间,设置有连通至径向环路径17c的槽17d,并在密封部件17j与密封部件17k之间,圆周设置有槽17p。
该槽17p和对置的旋转轴20的外周面20b形成作为大气压的空间(空隙)的第二中间大气室,并且通过第二连通通道42A连接到壳体外部。
这些密封部件17j和密封部件17k作为对于构成存在有驱动用气体的供给通道41的槽17d的双层密封部发挥功能。为此,在气缸80的加压过程中,即使旋转轴20中的作为第一层密封的密封部件17j被破坏的情况下,也经由槽17p及第二连通通道42A向壳体14外部逃逸压缩空气(驱动用气体)。由此,能够防止在壳14B内从流体路径环17的槽17d侧向小齿轮121侧的内部空间122h排出压缩空气等、以及在槽17d与内部空间122h之间压力状态发生变化的不良情况。
同时,密封部件17k和密封部件17j作为对于在旋转轴20的旋转驱动气缸(驱动机构)中构成加压空间的内部空间122h的双层密封部发挥功能。为此,在旋转驱动气缸的收缩中,即使旋转轴20中的作为第一层密封的密封部件17k被破坏的情况下,也经由槽17p及第二连通通道42A向壳体14外部逃逸压缩空气(驱动用气体)。由此,能够防止在壳14B内从内部空间122h侧向构成供给通道41的槽17d排出压缩空气等、以及在槽17d与内部空间122h之间压力状态发生变化的不良情况。
这些的槽17d、内部空间122h都为加压空间,对应于规定的动作的压力状态由于密封部的破坏而发生变化时,能够防止引起中立阀芯5的厚度突然膨胀、中立阀芯5进行转动动作的意外动作。
即,通过密封部件17k、密封部件17j、槽17p及第二连通通道42A,能够防止滑阀100B由于密封破坏引起的破损等。
在流体路径环18的内周面18b中,在密封部件18k与密封部件18j之间设置有连通至径向环路径18c的槽18d,并在密封部件18j与密封部件18h之间圆周设置有槽18p。
该槽18p和对置的旋转轴20的外周面20b形成作为大气压的空间(空隙)的第二中间大气室,并且通过第二连通通道42A连接到壳体外部。
这些密封部件18j和密封部件18h作为对于旋转轴20的旋转驱动气缸(驱动机构)中的构成加压空间的内部空间122h的双层密封部发挥功能。在旋转驱动气缸的收缩中,即使旋转轴20中的作为第一层密封的密封部件18h被破坏的情况下,也经由槽18p及第二连通通道42A向壳体14外部逃逸压缩空气(驱动用气体)。由此,能够防止在壳14B内从内部空间122h侧向构成联络通道42的槽18d排出压缩空气等、以及在槽18d与内部空间122h之间压力状态发生变化的不良情况。
由此,内部空间122h为加压空间,对应于规定的动作的压力状态由于密封部的破坏而发生变化时,能够防止引起中立阀芯5进行转动动作的意外动作。
即,通过密封部件18h、密封部件18j、槽18p及第二连通通道42A,能够防止滑阀100B由于密封破坏引起的破损等。
此外,在收纳小齿轮121的内部空间122h没有构成加压空间的情况下,如图40所示,还可以是未设置槽17p、槽18p及第二连通通道42A的结构。此时,能够进一步不设置密封部件17j、18j。
另外,如图37所示,在槽17d及槽18d中,在其旋转轴20的外周面20b侧开口位置设置有锥面17m、锥面18m而被扩径。
该锥面17m、18m在流体路径环17、18的径向上具有深度尺寸Tt1,在密封部件17h、17j、17k、18h、18j、18k为O型圈的情况下,该深度尺寸Tt1并不是密封时的压缩余量,在旋转轴20未与流体路径环17、18接触的状态下,设定为大于该O型圈从旋转轴20的外周面20b突出的高度尺寸Tt2。
另外,锥面17m、18m设定为与流体路径环17、18内周面的径向法线形成的角度θ为45°以上,优选为30°以上。
由此,壳体14向旋转轴20的组装时,能够防止O型圈卡在槽17d、18d的开口部分而破损等不良情况。
此外,若O型圈可能破损,则锥面17m、18m并不限定于该形状。
进一步,如图41所示,在槽17d及槽18d的旋转轴20的外周面20b侧开口位置,代替锥面17m、18m,能够形成将角部倒圆的曲面17n、18n。
同样地,能够将该曲面17n、18n的深度尺寸Tt1设定为大于O型圈从旋转轴20的外周面20b突出的高度尺寸Tt2。
在圆筒壳14B的密封壳14A侧设置有在径向延伸的泄露流道14He。如图32B所示,该泄露流道14He为与轴承16A相比更靠密封壳14A侧,并且连通至接近旋转轴20的表面20b的泄漏空间122He。
在接近泄漏空间122He的旋转轴20的内部设置有轴向泄漏流道27He。如图32A及图33B所示,该轴向泄漏流道27He的一端在泄漏空间122He开口。如图32B及图34所示,轴向泄漏流道27He的另一端,如后述,在旋转轴20的中心沿轴向方向贯通,且朝向经由连接部件91使用于紧固旋转轴20和中立阀部30的外螺纹121(紧固件)贯通的贯通孔121A开口。
贯通孔121A设置在连接部件91的开口98及中立阀部30上,并连通到具有螺纹旋合外螺纹121的内螺纹31(紧固件)的空间31He。
如图34所示,后述的外螺纹121贯通没有螺纹槽的开口98,直到具有紧固外螺纹121的内螺纹31的空间31He为止。该空间31He在槽95B侧由未图示的闭塞部件闭塞。
中立阀部30的空气滞留空间31He需要进行调查其前端的槽95B侧中的未图示的O型圈等的密封是否被破坏的氦气泄漏测试。为此,空气滞留空间31He经由开口98、贯通孔121A、轴向泄漏流道27He、泄漏空间122He及泄漏流道14He连通到泄漏空间122He侧,由此,能够进行氦气的供给,以用于对空气滞留空间31He、开口98、贯通孔121A检查密封状态的氦气泄漏测试。
如此,通过设置轴向泄漏流道27He及泄漏流道14He,从而能够进行对空气滞留空间31He、开口98、贯通孔121A的氦气泄漏测试。
同时,能够对沿旋转轴20的表面20b的作为密封机构的密封部14Aa、14Ab、14Ac及作为大气压的空间(空隙)的中间大气室14Ad,进行从泄漏流道14He向中空部11的密封测试。即,通过从泄漏流道14He向泄漏空间122He侧供给氦气以调查对中空部11的泄漏,从而能够进行氦气泄漏测试。
进一步,当因密封部件17h、17j、17k、密封部件17e、17f、17g等的密封破裂,压缩空气从作为加压空间的内部空间122h及径向环路径17c、槽17d等向泄漏空间122He漏出时,泄漏流道14He能够使该压缩空气向外部逃逸。由此,防止对密封部14Aa、14Ab、14Ac施加压力,以能够防止泄漏的压缩空气向中空部11流入。
[中立阀部30、连接部件91]
中立阀部30在相对于旋转轴20的轴线径直的方向延伸,并具有与该方向平行的表面。如图24所示,中立阀部30具有与可动阀部40重叠的圆形部30a和随着旋转轴20的旋转而使圆形部旋转的旋转部30b。旋转部30b位于旋转轴20与圆形部30a之间,旋转部30b的宽度从旋转轴20向圆形部30a逐渐增加。这些旋转轴20、中立阀部30相对于阀体10进行转动,但在流道H方向上设置为没有位置变动。
如图34所示,在中立阀部30的一端形成有与连接部件91的突起部93嵌合的凹部95。该凹部95构成其剖面形状与连接部件91的剖面形状一致的大致T字状。这种凹部95在中立阀部30的流道方向H中的一面侧30A(第一面)和另一面侧30B(第二面)的两侧,分别作为凹部95A、95B而形成。由此,旋转轴20相对于中立阀部30沿流道方向H的上侧和下侧的任一侧能够选择性地连接。或者,相对于旋转轴20,能够将中立阀芯5全体安装在两面的任一面中。即,若将中立阀芯5安装在连接部件91的凹部95A的侧,则在滑阀100B的闭阀时,可动阀部40成为堵塞第一开口部12a的方向。相反,将中立阀芯5安装在连接部件91的凹部95B的侧,则可动阀部40成为为堵塞第一开口部12ab的方向。
如图34所示,形成于连接部件91的突起部93和形成于中立阀部30的凹部95相互嵌合。如图34(a)所示,连接部件91和中立阀部30在配合状态中,在沿流道方向H互相平行地扩张且以第一间隔t1分离的一组第一平行面96a、96b和沿流道方向H互相平行地扩张且以与第一间隔t1相比更宽的第二间隔t2分离的一组第二平行面97a、97b上互相接触。
这种一组第一平行面96a、96b及一组第二平行面97a、97b分别隔着与流道方向H垂直延伸的一轴L被对称配设。另外,第一平行面96a、96b和第二平行面97a、97b沿该一轴L被配设在互相不重叠的位置。
如图34所示,在连接部件91的突起部93上形成有构成该一组第一平行面96a、96b的第一接触面93a、93b和构成一组第二平行面97a、97b的第二接触面93c、93d。于是,突起部93与构成连接这些第一接触面93a、93b和第二接触面的93c、93d的各自的第一倾斜面93e、93f一起,作为全体具有二阶段的宽度的突起形状。
如图34所示,形成于中立阀部30的一端的凹部95形成有构成一组第一平行面96a、96b的第三接触面95a、95b和构成一组第二平行面97a、97b的第四接触面95c、95d。于是,凹部95与构成连接这些第三接触面95a、95b和第四接触面的95c、935的各自的第二倾斜面95e、95f一起,作为全体具有二阶段的宽度的槽形状。
如图34所示,在旋转轴20的中心形成有使用于经由连接部件91紧固旋转轴20和中立阀部30的外螺纹121(紧固件)贯通的贯通孔121A。另外,在形成于中立阀部30的一端的凹部95形成有与外螺纹121(紧固件)螺纹旋合的内螺纹31。进一步,在连接部件91形成有使外螺纹121(紧固件)贯通的不具有螺纹槽的开口98。
根据以上的结构,使形成于连接部件91的突起部93和形成于中立阀部30的凹部95嵌合,进一步,从旋转轴20的上端侧使外螺纹121(紧固件)贯通至贯通孔121A及开口98,通过将外螺纹121的前端部分螺纹固定在中立阀部30的内螺纹31中,从而旋转轴20和中立阀部30经由连接部件91被紧固(固定)。
中立阀部30的维护,例如,在反复开闭的中立阀部30的交换等中,将中立阀部30安装在固定于旋转轴20的连接部件91时,使形成在中立阀部30的一端的凹部95与形成在连接部件91的突起部93对置。
其次,若将中立阀部30的凹部95插入到突起部93,则凹部95的第三接触面95a、95b分别与突起部93的第一接触面93a、93b接触。另外,凹部95的第四接触面95c、95d分别与突起部93的第二接触面93c、93d接触。
在这种插入工序中的凹部95和突起部93的接触面限于第一平行面96a、96b及第二平行面97a、97b,突起部93的第一倾斜面93e、93f和凹部95的第二倾斜面95e、95f并不接触。即,由于在作为箭头B1所表示方向的连接方向中,能够在成为隔着旋转轴20的轴线的两侧位置的部分限制圆周方向的安装位置,因此能够易于提高安装位置,特别是中立阀部30在旋转轴20的轴线周围的安装方向的准确性。同时,例如,即使凹部95和突起部93的接触面(第一平行面96a、96b,第二平行面97a、97b)的余隙(间隙)设定为极小,也减少将凹部95压入到突起部95时的摩擦力,以能够使凹部95和突起部93平滑地嵌合。
另外,通过使凹部95和突起部96在互相宽度不同的第一平行面96a、96b及第二平行面97a、97b上接触,从而提高将凹部95压入到突起部93时的安装精度,并且通过安装时的摩擦力的减少,能够易于调整其安装位置,即,凹部95相对于突起部93的压入量。即,配合凹部95和突起部93时,需要使形成在凹部95的内螺纹31的螺纹孔位置与形成在连接部件91的突起部93的开口98一致。
如第八实施方式,通过使凹部95和突起部96仅在第一平行面96a、96b及第二平行面97a、97b上接触,从而易于微调内螺纹31的螺纹孔位置和形成于突起部93的开口98的同时能够使其一致。由此,能够从旋转轴20的贯通孔121A经由开口98,易于将外螺纹121(紧固件)紧固到内螺纹31。另外,通过使端面93m与端面95m接触,从而能够进行在图34中的作为箭头B1所示方向的连接方向中的互相定位。
此外,在第八实施方式中,在连接部件91设置有突起部93,而且在中立阀部30的一端设置有凹部95,但也可以是使凹凸为相反的结构。即,是在固定于旋转轴20的连接部件上形成凹部,并将与该凹部嵌合的突起部形成在中立阀部的一端的结构。
[可动阀部40、第二可动阀部50(可动阀片部)、第一可动阀部60(可动阀框部)]
可动阀部40设为大致圆板状,具有与圆形部30a形成为大致同心圆状的可动阀片部50和以包围该可动阀片部50的周围的方式被配置的大致圆环状的第二可动阀部60。第二可动阀部60在流道H方向上能够滑动地被连接在中立阀部30。另外,可动阀片部50能够滑动地嵌合于第二可动阀部60。可动阀片部50和第二可动阀部60,能够通过主弹簧70及气缸80沿附图标记B1、B2所示的方向(往复方向)滑动的同时移动。在此,附图标记B1、B2所示的方向为与可动阀片部50及第二可动阀部60的表面垂直的方向,并且为与旋转轴20的轴向平行的流道H方向。
另外,在可动阀片部50的外周附近的整个区域中形成有内周曲柄部50c。另外,在可动阀框部60的内周附近的整个区域中形成有外周曲柄部60c。
在第八实施方式中,外周曲柄部60c和内周曲柄部50c在与流道H方向平行的滑动面50b、60b彼此能够滑动地嵌合。
在与阀体10的内表面对置(抵接)的可动阀框部60的表面上,设置有与第一开口部12a的形状对应形成为圆环状的、例如由O型圈等构成的第一密封部61(主密封部)。
该第一密封部61在闭阀时,以可动阀部40覆盖第一开口部12a的状态,与构成第一开口部12a的周缘的阀体10的内表面15a接触,并被可动阀框部60及阀体10的内表面推压。由此,第一空间切实地与第二空间隔离(确保切断状态)。
[主弹簧70(第一施力部)]
主弹簧70(第一施力部)配置在与构成可动阀部40的最外周的第一周围区域40a邻接的第一周围区域40b中。在主弹簧70中产生恢复力,使得朝向第一开口部12a(B1方向)推压可动阀框部60的同时,朝向第二开口部12b(B2方向)推压可动阀片部50。由此,在由可动阀部40的阀闭状态中,主弹簧70对可动阀片部50施加力(施力),将可动阀片部50朝向位于第二开口部12b周围的阀体10的内表面15b推压,以使内表面15b和可动阀片部50的反力传递部59抵接。进而,同时对可动阀框部60施加力(施力),将可动阀框部60朝向位于第一开口部12a周围的阀体10的内表面15a推压,以使内表面15a和可动阀框部60的第一密封部61抵接。
在第八实施方式中,主弹簧70为被嵌入设置在以面向第二开口部12b开口的方式设置在可动阀片部50的凹部50a和在朝向该凹部50a的对置位置以面向第一开口部12a侧开口的方式在可动阀框部60的凹部60a之间的弹性部件(例如,弹簧、橡胶、被密封的空气阻尼器等)。
主弹簧70具有第一端和第二端。第一端与可动阀片部50的凹部50a的底面抵接。第二端与可动阀框部60的凹部60a的顶面抵接。此外,如图24所示,在圆环状的可动阀框部60中沿圆周方向等间隔地设置有多个第一施力部70。
构成主弹簧70的弹性部件的自然长度大于可动阀框部60的密封部61与可动阀片部50的反力传递部59分别推压阀体10的内表面15a与内表面15b的构成可动阀部40的最大厚度尺寸的状态中的可动阀片部50的凹部50a的底面与可动阀框部60的凹部60a的顶面之间的距离。因此,在被可动阀片部50的凹部50a的底面和可动阀框部60的凹部60a的顶面压缩的同时配置在凹部50a及凹部60a的内部的主弹簧70中,产生弹性恢复力(延伸力、作用力)。通过该弹性恢复力的作用,可动阀框部60沿B1方向,同时可动阀片部50沿B2方向滑动,并且第一密封部61及反力传递部59抵接并推压阀体10的内表面,进行闭阀动作。
另外,为了有效地传递对第一密封部61的推压力,以切实地进行滑阀100B的闭塞,主弹簧70被配置在靠近第一密封部61的第二周围区域40b中。具体来讲,对于在第一密封部61正下方的外周位置具有构成后述的反力传递部59的突条,作为可动阀片部50的径向位置,主弹簧70位于隔着该第一密封部61的突条59(反力传递部)的相反侧位置。由此,主弹簧70的作用力有效地传递到可动阀框部60的密封部61与可动阀片部50的反力传递部59,从而能够提高由第一密封部61的变形引起的阀的密封的切实性。
另外,为了能够直接推压第一密封部61,主弹簧70还能够配置在作为第一密封部61的正下方附近的第二周围区域40b中。此时,在滑阀中,由于将第一施力部70设置在可动阀框部60上,因此能够使第一施力部70位于第一密封部61的正下方。
如此,在滑阀100B中,作为进行闭阀动作及开阀动作的致动器,接近并设置有进行闭阀动作的主弹簧70和进行开阀动作的第二施力部80(后述)。在该结构中,主弹簧70及第二施力部80在靠近第一密封部61的可动阀部40的周围区域(第一周围区域40a及第二周围区域40b)中,以彼此接近的方式在径向上被邻接配置。另外,主弹簧70位于第一密封部61的正下方附近。即,滑阀100B的结构以第一密封部61、反力传递部59及主弹簧70的位置关系,作为施加存在作用点及支点的力矩载荷的结构能够有效地进行密封的方式构成。
进一步,主弹簧70的作用力设定在扩大可动阀片部50与可动阀框部60的方向,即增大可动阀部40的厚度,以使可动阀框部60的密封部61和可动阀片部50的反力传递部59推压到阀体10的内表面15a、15b的方向上。为此,即使在由于停电等,从应用设备向具备滑阀100B的装置的电力供给(能源供给)停止的情况下,仅以第一施力部70中产生的机械力,也能够切实地关闭滑阀100B。因此,能够切实地实现故障安全的滑阀。
另一方面,在进行减少滑阀40的厚度的施力的结构,或者,具有通过从应用设备供给的电力等的能源进行闭阀动作的结构的滑阀中,在从应用设备向装置的能源供给停止的情况下,会有无法进行闭阀动作的情况。因此,在这种结构中,无法实现故障安全的滑阀。
[气缸80(第二施力部)]
气缸80配置在作为可动阀部40的最外周的第一周围区域40a。在气缸80中,在向气缸80供给作为驱动流体的压缩空气时,产生使可动阀框部60朝向第二开口部12b(B2方向)移动的力(作用力,由压缩空气产生的力)。同时,产生使可动阀片部50朝向第一开口部12a(B1方向)移动的力(作用力,由压缩空气产生的力)。由此,克服主弹簧70的作用力,使可动阀框部60从位于第一开口部12a的周围的阀体10的内表面15a分离的同时,使可动阀片部50从位于第二开口部12b的周围的阀体10的内表面15b分离。
由此,通过后述的辅助弹簧90(第三施力部)的作用力,阀芯40在流道H方向中为阀体10的厚度中央位置的阀体10内,成为能够转动的状态。
此外,在可动阀部40中,第一周围区域40a位于圆环状的可动阀框部60的密封部61和可动阀片部50的反力传递部59的内侧。同时,在可动阀部40中,第二周围区域40b位于第一周围区域40a的内侧。即,在可动阀部40的径向中,主弹簧70被配置在气缸80的内侧。换言之,气缸80在与可动阀片部50和可动阀框部60滑动的方向(流道H方向)交叉的方向中与主弹簧70邻接。即,气缸80在可动阀部40的径向中,位于密封部61及反力传递部59与主弹簧70之间。
在第八实施方式中,气缸80为设置在可动阀片部50与可动阀框部60之间的一个气缸(空隙)。
具体来讲,该气缸80以可动阀框部60的朝向第一开口部12a开口的凹部60d和可动阀片部50的朝向第二开口部12b突出的凸部50d匹配的状态形成,以这些环状的凹部60d和环状的凸部50d滑动的方式形成。另外,该气缸80由形成在可动阀框部60的周缘部的圆环状的空间及形成在可动阀片部50的最外周的突条(环状凸部)构成,以作为一个环状气缸(圆环空隙)发挥功能。另外,换言之,环状气缸以包围流道H的方式形成。
若向气缸80供给作为驱动用流体的压缩空气,则沿B1、B2方向产生使第二施力部80的体积膨胀的膨胀力(作用力)。当膨胀力的大小大于主弹簧70中产生的恢复力时,该膨胀力克服主弹簧70的作用力以使主弹簧70被压缩,可动阀片部50沿B1方向、可动阀框部60沿B2方向滑动以使阀芯40的厚度方向尺寸缩小,从而第一密封部61从阀体10的内表面15a分离,同时,反力传递部59从阀体10的内表面15b分离,进行开阀动作。此时,通过圆环状的凹部60d和凸部50d滑动,可动阀片部50和可动阀框部60的移动方向被限制为仅在流道方向上,并且可动阀片部50和可动阀框部60被限制位置,使得从密封部61及反力传递部59与阀体10内表面15a、15b抵接的状态平行移动。即,该气缸80能够限制可动阀片部50与可动阀框部60的相对移动方向和其姿势。
[辅助弹簧90(第三施力部)]
辅助弹簧90设置在中立阀部30与可动阀框部60之间,当相对于位于阀体10的流道几乎中央的中立阀部30,阀芯40的厚度尺寸缩小时,使阀芯40靠近阀体10的中央施力。
辅助弹簧90贯通设置在中立阀部30的外周位置(在图25、图4中右侧位置)的开口30a并设置在与可动阀框部60连接的棒状的位置限制部65中。辅助弹簧90也与主弹簧70相同为弹性部件(例如,弹簧、橡胶、被密封的空气阻尼器等)。
辅助弹簧90被卡止在设置在中立阀部30的开口30a的第一开口部12a侧的凸缘部30b和位置限制部65的前端65a上,并朝向使可动阀框部60向第二开口部12b移动的B2方向施力。
辅助弹簧90将与该中立阀部30相比位于第一开口部12a侧的可动阀框部60朝向第二开口部12b施力,在可动阀框部60的密封部61与位于第一开口部12a的周围的阀体10的内表面15a抵接的状态下,当对气缸80供给作为驱动用流体的压缩空气时,施力以使可动阀框部60从位于第一开口部12a的周围的阀体10的内表面15a分离。
由此,当对气缸80供给压缩空气时,阀芯40朝向阀体10的流道方向的大致中央移动,最终阀芯40的姿势被控制,使得阀芯40位于阀体10的流道方向的大致中央。另外,辅助弹簧90的作用力远远小于主弹簧70的作用力和气缸80的作用力的差。即,由于辅助弹簧90为了使阀芯的厚度尺寸变化而发挥功能,因此与为了实现闭阀状态的主动弹簧或作为致动器的主弹簧70及气缸80相比,辅助弹簧90的作用力可以极小。
如此,在滑阀100B中,作为进行闭阀动作及开阀动作的致动器,设置有进行增大阀芯40厚度的动作的主弹簧70、进行缩小阀芯40厚度的动作的气缸80、控制阀芯40的姿势以使阀芯40在流道方向中配置阀体10的中央位置侧的辅助弹簧90。
在该结构中,主弹簧70及气缸80在靠近第一密封部61的可动阀部40的周围位置中,以彼此接近的方式被并列配置。气缸80构成被设置在可动阀片部50与可动阀框部60之间的一个圆环气缸。根据该结构,如果设置有沿单向向第二施力部80供给压缩空气的一个供给通道41,则沿圆环状的气缸80能够向该圆环气缸供给压缩空气。从而能够进行阀芯40的厚度尺寸的伸缩(开阀动作及闭阀动作),并且在该动作中通过辅助弹簧90能够随着阀芯40的伸缩将阀芯40的流道方向位置易于维持在阀体10的中央附近。为此,能够实现具有简易且紧凑的结构的致动器。
另外,由于气缸80用于进行开阀动作,因此作为第二施力部80中发生的力的大小(输出),只要具有能够压缩第一施力部70的大小(输出)则足够。
在第八实施方式中,由可动阀片部50和可动阀框部60构成有一个能够改变厚度方向尺寸的可动阀部40,因此无需设置两个可动阀部,能够实现具有简单且紧凑的结构的可动阀部。
另外,在中立阀部30上未作用有致动器的力、特别是为了维持闭阀状态而密封阀芯40时所施加的力。为此,在中立阀部30中只要具有作为摆动式阀而摆动阀芯时够用的强度则足够。另外,在旋转轴20上也未作用有致动器的力、特别是为了维持闭阀状态而密封阀芯40时所施加的力。为此,旋转轴20只要具有作为摆动式阀而摆动阀芯时够用的强度则足够。同时,由于与旋转轴20中需要用于阀密封的力矩的结构相比,能够抑制阀芯40的摆动机构的输出,因此能够使该旋转轴20的转动机构小型化。
在该结构中,作为刚性,在上述中立阀部30的强度基础上,在退避位置与阀开闭位置之间使可动阀部40转动时,只要具有支撑其自重的强度则足够。
图25是表示可动阀片部50和可动阀框部60互相嵌合的部分及中立阀部30和可动阀片部50互相嵌合的部分的扩大纵剖视图,表示设置有第一施力部70及导向销62的部位。
[第二密封部51a、51b(双层密封部)及第三密封部52a、52b(双层密封部)]
在可动阀片部50的环状凸部50d(突条)的外周面上设置有与可动阀框部60的环状凹部60d的内周面抵接,且作为密封可动阀片部50和可动阀框部60之间的双层密封部的O型圈等圆环状的第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b。
具体来说,在位于可动阀片部50的环状凸部50d(突条)的径向外侧的第一外周面50f上设置有第二密封部51a、51b。另外,在径向上位于第一外周面50f的内测的第二内周面50g上设置有第三密封部52a、52b。第二密封部51a、51b与可动阀框部60的第一内周面60f抵接,第三密封部52a、52b与可动阀框部60的第二外周面60g抵接。
第二密封部51a、51b切断作为高压空间的气缸80和作为低压空间等的靠近第一开口部12a的中空部11,并确保切断状态。同样地,第三密封部52a、52b切断作为高压空间的气缸80和作为低压空间等的靠近第二开口部12b的中空部11,并确保切断状态。
第二密封部51a、51b截断被供给驱动用的压缩空气而作为高压空间的气缸80和例如连通至作为低压空间的第一开口部的第一空间侧,以能够确保该切断状态。同样地,第三密封部52a、52b切断作为高压空间的气缸80和作为低压空间等的靠近第二开口部12b的第二空间侧,以能够确保切断状态。
[导向销62]
导向销62固定设置在可动阀框部60上并为被在流道方向上竖立设置的粗细尺寸均匀的棒状体,贯穿气缸80内,与形成在可动阀片部50的环状凸部50d(突条)上的孔部50h嵌合。
该导向销62切实地导引可动阀片部50和可动阀框部60的位置限制,使得可动阀片部50和可动阀框部60滑动的方向不会从附图标记B1、B2所示的方向偏移,并且,使得当可动阀片部50和可动阀框部60滑动时也不改变其姿势进行平行移动。
由此,防止可动阀片部50和可动阀框部60相对于附图标记B1、B2沿倾斜方向移动。同时,可动阀框部60即使在相对于作为阀闭状态密封部61和反力传递部59分别与阀体10的内表面15a、15b抵接的状态,可动阀片部50和可动阀框部60的流道方向位置变化的情况下,可动阀片部50和可动阀框部60也维持平行状态进行平行移动,从而防止可动阀片部50和可动阀框部60的倾斜。
在该结构中,可动阀片部50和可动阀框部60能够互相定位,并且维持平行于附图标记B1及B2所示的方向的状态进行相对移动,以进行闭阀动作及开阀动作。由此,在开阀动作中,能够使设置于可动阀框部60的第一密封部61产生均匀的推压力,实现抑制泄露的密封结构。
另外,在如此具备导向销62的结构中,在没有确定滑阀100B在真空装置中的安装姿势的情况下,即在滑阀100B的安装方向为自由的情况下,能够防止阀芯40的重量负载局部地施加在第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b上。例如,在滑阀100B被安装为重力相对于可动阀片部50和可动阀框部60滑动的方向垂直作用的情况下,作为滑动部件的可动阀片部50和可动阀框部60的重量施加在导向销62上。为此,防止可动阀片部50和可动阀框部60的重量直接施加到第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b(O-ring)上。由此,无论滑阀100B的安装姿势为何种姿势,密封部的寿命不会变短,从而能够确保并维持防止泄露的效果。
为了减小导向销62和孔部50h的滑动面的面积,并且为了将导向销62从滑阀100B的外部的第一空间及第二空间隔离,导向销62配置为贯通气缸80内。
另外,通过如此在气缸80内配置导向销62,能够使可动阀片部50和可动阀框部60互相平滑地滑动。
此外,若导向销获得充分的强度,则即使在具有大口径的滑阀中,也防止可动阀部60滑动的方向偏移。另外,导向销62即使在具有特殊形状的可动阀部中,设定与流道径直的面内配置,并适当分散载荷,由此也能够进一步适用作为开闭动作良好的滑阀。
如图36所示,在导向销62上具有连通其前端和形成于可动阀框部60侧的内部空间62a的开口,并设置有贯通导向销62内部的轴向路径62b,轴向路径62b的底部侧连接至联络通道42。另外,圆筒状的内部空间62a经由朝向中立阀部5的径向内侧及外侧的路径42a,分别连通至位于导向销62中心侧的中间大气室55、56。在导向销62的作为可动阀片部50侧的前端侧设置有O型圈等密封部件62c,以密封与孔部50h的滑动面。
[擦拭器53、54]
在位于可动阀片部50的环状凸部50d(突条)的径向外侧的第一外周面50f上,设置有与可动阀部60的内周面抵接的圆环状的擦拭器53。同样地,在可动阀片部50的环状凸部50d(突条)的径向中作为第一外周面50f的内侧的第二内周面50g上,设置有与可动阀部60的外周面抵接的圆环状的擦拭器54。
擦拭器53与第二密封部51a、51b相同,与可动阀框部60的第一内周面60f抵接,擦拭器54与第三密封部52a、52b相同,与可动阀框部60的第一外周面60g抵接。
擦拭器53、54、第二密封部51a、51b和第三密封部52a、52b都被配置在可动阀片部50的环状凸部50d(突条)上。第二密封部51a被配置在靠近第一开口部12a(第一空间)的位置。第三密封部52a被配置在靠近第二开口部12b(第二空间)的位置。
这些擦拭器53、54在环状的凹部60d和环状的凸部50d通过开阀动作及闭阀动作而滑动的气缸80中,润滑或清洁可动阀框部60的凹部60d的内周面,具有不让由上述滑动而产生的灰尘及由气缸80产生的灰尘排出至第一空间及第二空间的功能。
另外,作为构成擦拭器53、54的部件(材料),若例如选择海绵状的多孔弹性体,则能够使润滑油浸透(保持)到该部件的内部。
由此,能够维持在由第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b密封的密封面上形成具有规定膜厚的薄油膜的状态。即,擦拭器53、54拭去多余的油膜,且在油膜枯竭的时候涂布具有规定膜厚的油膜。
[中间大气室55、56]
在由第二密封部51a、51b切断的气缸80的表面上设置有作为大气压的空间(空隙)的中间大气室55。同样地,在由第三密封部52a、52b切断的气缸80的表面上设置有作为大气压的空间(空隙)的中间大气室56。
具体来说,在可动阀片部50的环状凸部50d(突条)的外周面50f,在由第二密封部51a、51b切断的部分上设置有中间大气室55。另外,在可动阀片部50的环状凸部50d(突条)的内周面50g,在由第三密封部52a、52b切断的部分上设置有中间大气室56。中间大气室55为由可动阀框部60的第一内周面60f和设置在可动阀片部50的外周面50f上的槽形成的空间,中间大气室56为由可动阀框部60的第一外周面60g和设置在可动阀片部50的第二内周面50g上的槽形成的空间。
而且,这些中间大气室55、56通过与后述的供给通道41相同的结构且未图示的联络通道连通到滑阀100B的外部,即使在气缸80的加压过程中第一层的密封被破坏的情况下,使压缩空气(驱动用气体)朝向滑阀外部逃逸,从而也能够防止压缩空气排出至阀体10内部。
即,对处在加压状态的气缸80而言,与作为第二层的密封的第二密封部51a相比在气体供给侧,设置有当作为第一层的密封的第二密封部51b被破坏时使驱动用气体朝向滑阀外部逃逸的中间大气室55及联络通道。另外,对处于加压状态的气缸80而言,与作为第二层的密封的第三密封部52a相比在气体供给侧,设置有当作为第一层的密封的第三密封部52b被破坏时使驱动用气体朝向滑阀外部逃逸的中间大气室56及联络通道。
由此,压缩空气喷出到阀体10内部,能够防止对滑阀100B内部及第一空间、第二空间带来不良影响。
同时,这些中间大气室55、56的压力通过联络通道能够监测。即,在滑阀100B外部设置有压力计,以测定中间大气室55、56的压力,并且由联络通道连接,从而由使用者监视该压力。
例如,在靠近第一开口部12a的第一空间为减压空间,在第二密封部51a破损的情况下,中间大气室55的压力低于大气压。
另外,由于被供给压缩空气的气缸80内的压力高于大气压,因此在第二密封部51b破损的情况下,中间大气室55的压力高于大气压。
同样地,在靠近第二开口部12b的第二空间为减压空间,在第三密封部52a破损的情况下,中间大气室56的压力低于大气压。
另外,由于被供给压缩空气的气缸80内的压力高于大气压,因此在第三密封部52b破损的情况下,中间大气室56的压力高于大气压。
如此,由于滑阀100B能够具有监测中间大气室55、56的压力的结构,因此例如在中间大气室55、56压力值为低于大气压的压力,且低于阈值压力的情况下,或者为高于大气压的压力,且高于阈值压力的情况下,能够检测第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b的异常。
例如,若采用在中间大气室55、56中或联络通道上设置有报警装置的结构,或者在与滑阀100B连接的控制装置上设置有报警装置的结构,则能够通过报警通知第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b的异常。因此,能够立即识别第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b破损,在滑阀100B中产生内部泄露,需要维修的情况。
由此,能够切实地判断无法从真空装置等的外部检测的、在切断阀中产生的内部泄露等不良情况。
[连接销部69、供给通道41]
如图中双点划线所示,在滑阀100B中,形成有对气缸80供给驱动用气体的供给通道41,该供给通道41被设置为经由可动阀框部60的体内部、中立阀部30的体内部及旋转轴10的内部,连通到设置在切断阀100的外部的未图示的驱动用气体供给机构。
在该供给通道41中,设置有即使可动阀框部60与中立阀部30的流道方向位置变化时,也能够供给驱动用气体地滑动连接在可动阀框部60与中立阀部30之间的连接销部69。
连接销部69由在中立阀部30中平行于流道方向地穿孔的圆形剖面的孔部38和与该孔部68能够转动地配合的棒状的连接销68构成。孔部38的内表面38a与开口侧的内表面38a相比底部侧的内表面38b被缩径,与此相应,连接销68的直径尺寸也相对于基部68a其前端68b缩径。而且,在该直径尺寸变化的部分分别形成有台阶38c、台阶68c。
如图中双点划线所示,连接销部69在其中心轴线附近形成有供给通道41且为管状,并连通有可动阀框部60内部的供给通道41。另外,供给通道41在连接销68的前端面68da上开口,在由该前端面68d和孔部38的底部38d附近形成的加压空间69a,连通有形成在中立阀部30体内的供给通道41。
由驱动用气体供给机构供给的压缩空气,经由中立阀部30内部的供给通道41喷出到空间69a,并经由连接销部69内部的供给通道41及可动阀框部60内部的供给通道41供给到气缸80。
在连接销部69中,在连接销68的外周面68a上抵接有孔部38的内周面38a,并且在连接销部68的外周面68b上抵接有孔部38的内周面38b。
在连接销68中,即使在孔部38内连接销68沿轴线方向(流道方向)移动的情况下,不但在构成加压面的前端面68d和底面38d之间,也在构成滑动方向的面设置有切断供给驱动用的压缩空气而作为高压空间的加压空间69a和例如连通到作为低压空间的第二开口部1b的第二空间侧的双层密封部。
作为密封部,使用能够确保加压空间69a和中空部11的切断状态的部件。
具体来讲,在连接销68上,作为密封连接销68与孔部38之间的双层密封部,设置有O型圈等和埋设O型圈等的圆周设置槽的圆环状的粗密封部68f,并且外周面68b上设置有O型圈等和埋设O型圈等的圆周设置槽的圆环状的细密封部68g设置在。
同时,由台阶68c及台阶38c形成的圆环状的中间大气室69c位于该双层密封之间,通过连通到未图示的联络通道42,压缩空气喷出到阀体10内部,以能够防止对滑阀100内部、第一空间及第二空间带来不良影响。
特别是,由于不在成为加压面并且其距离变化的前端面68d与底面38d之间进行密封,在不直接成为加压面并且作为滑动面距离未变化的外周面68a与内周面38a及外周面68b与内周面38b之间进行密封,因此能够维持切实的密封状态。
根据这种密封部68f、68g的结构,能够取得与上述的气缸80中的第二密封部51a、51b(双层密封部)及第三密封部52a、52b(双层密封部)以及导向销62的结构相同的作用效果。
即使在孔部38内连接销68沿轴线方向(流道方向)移动中或移动而使流道方向的相对位置变化的情况下,由驱动用气体供给的压缩空气经由中立阀部30内部的供给通道41喷出到空间69a中,并经由该体积变化的空间69a,且经由连接销部69内部的供给通道41及可动阀框部60内部的供给通道41,稳定地对气缸80供给。
如上所述,在第八实施方式中,设置有由在流道方向上能够互相分离接近的可动阀片部50及可动阀框部60构成的可动阀部40。在可动阀部40设置有使可动阀片部50及可动阀框部60朝向流道方向外侧施力的主弹簧70。在可动阀部40设置有使可动阀片部50及可动阀框部60朝向中空部11的流道方向中央位置侧移动的气缸80。通过设置有使可动阀框部60向接近中立阀部30的方向施力的辅助弹簧90,从而将可动阀片部50及可动阀框部60推压到阀体的内表面15a、15b上,以能够由密封部61及反力传递部59切实地进行阀闭塞。
另外,通过使可动阀片部50及可动阀框部60朝向中空部11的流道方向中央位置侧移动,从而使阀芯40不与阀体10接触且转动,与转动以外的动作所需的机构相比,能够通过小型且输出小的驱动机构将阀芯40移动至退避位置。
在该结构中,能够由一个可动阀部40和三个施力部70、80、90形成阀芯。另外,能够通过配置在可动阀部40的周围区域的主弹簧70的恢复力,直接将可动阀片部50和可动阀框部60推压到阀体10的内表面上,以切实地进行闭阀。同样地,能够通过供给至被配置在可动阀部40的周围区域的气缸80的压缩空气的作用,使可动阀片部50和可动阀框部60从阀体10的内表面分离,以切实地成为能够转动的状态并进行开阀。从而,在第八实施方式中,能够实现具有简单的结构,且能够以高度的可靠性进行切断动作的滑阀。
(第九实施方式)
图30是表示本发明的第九实施方式中的滑阀的结构的纵剖视图,是固定阀部和可动阀部嵌合的气缸附近的主要部分放大图。
在图30中,与图24至图29所示的第八实施方式相同的部件使用相同的附图标记,并省略或简化其说明。
在第八实施方式中,在可动阀片部50的外周形成有U字形状的U字部,在可动阀框部60的内周形成有倒U字形状的倒U字部。另外,以可动阀片部50的U字部和可动阀框部60的倒U字部相互嵌合的方式设置可动阀片部50及可动阀框部60。
另一方面,如图30所示,在第九实施方式的可动阀部40的结构中,形成在可动阀片部50的外周的外周曲柄部和形成在可动阀框部60的内周的内周曲柄部被嵌合。
构成主弹簧70的弹性部件的自然长度大于凹部60a的深度。为此,在被凹部60a的顶面和可动阀片部50压缩的同时被配置在凹部60a内的第一施力部70中,产生弹性恢复力(延伸力、作用力)。通过该弹性恢复力的作用,可动阀部60沿B1方向滑动,并且第一密封部61抵接并推压阀体10的内表面,以进行闭阀动作。
为了能够直接推压第一密封部61,主弹簧70优选被配置在第一密封部61的正下方。
在第九实施方式中,由于主弹簧70设置在可动阀框部60上,因此能够使主弹簧70位于第一密封部61的正下方。
在这种第九实施方式中,作为进行闭阀动作及开阀动作的致动器,设置有进行阀闭动作的主弹簧70和进行阀开动作的气缸80。在该结构中,主弹簧70及气缸80在靠近第一密封部61的可动阀部40的周围区域中,以彼此接近的方式并排配置。
具体来讲,在作为可动阀部40的最外周的第一周围区域40a设置有主弹簧70,并在与第一周围区域40a邻接的第二周围区域40b配置有气缸80。另外,主弹簧70位于第一密封部61的正下方。
在该结构中,主弹簧70能够直接推压第一密封部61,能够对第一密封部61沿大致垂直方向直接施加载荷。
即,滑阀100B的结构并不是施加存在作用点及支点的力矩载荷的结构。为此,无需相当于杠杆部分的结构部件(强度),能够简化致动器的结构。此外,作为可动阀部60所要求的刚性,只要是能够支撑可动阀部60的自重的强度即足够。
在第九实施方式的结构中,主弹簧70被配置在可动阀框部60的第一密封部61的正下方,并通过设置在可动阀片部50与可动阀框部60之间的一个圆环气缸形成有第二施力部80(气缸)。在该结构中,也能够简化致动器的结构,以能够提高闭阀动作及开阀动作的可靠性。
另外,即使在致动器如此配置在可动阀部40的周围区域的结构适用于具有大口径的滑阀的情况下,也通过与上述相同的结构能够切实地进行闭阀动作及开阀动作,并在反压作用的情况中也能够进行相同的动作。
在该第九实施方式中,第三密封部52b、中间大气室56、第三密封部52a及擦拭器54的位置与第八实施方式不同。
具体来讲,在第八实施方式中,在作为与第一外周面50f相反的面的内侧面50g设置有第三密封部52b、中间大气室56、第三密封部52a及擦拭器54,但在第九实施方式中,在第二外周面50j设置有第三密封部52b、中间大气室56、第三密封部52a及擦拭器54。
在可动阀片部50的外周曲柄部中,在位于径向外侧的第一外周面50f设置有第二密封部51a、51b、擦拭器53。另外,在径向中位于第一外周面50f的内侧且位于第二密封部51a、51b的下方的第二外周面50j,设置有第三密封部52a、52b擦拭器54。第二密封部51a、51b与可动阀框部60的第一内周面60j抵接,第三密封部52a、52b与位于可动阀部60的第一内周面60j的下方的第二内周面60k抵接。
第二密封部51a、51b、擦拭器53及中间大气室55切断作为高压空间的气缸80和作为低压空间等的靠近第一开口部12a的第一空间,以确保切断状态。同样,第三密封部52a、52b、擦拭器54及中间大气室56切断作为高压空间的气缸80和作为低压空间等的靠近第二开口部12b的第二空间,以确保切断状态。
这些擦拭器53、54润滑或清扫由于开阀动作及闭阀动作而滑动的可动阀框部60的内周面,具有不让由上述滑动而产生的灰尘及由气缸80产生的灰尘排出至第一空间及第二空间的功能。
另外,能够使润滑油浸透(保持)到擦拭器53、54的内部。
由此,能够维持在由第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b密封的密封面上形成具有规定膜厚的薄油膜的状态。即,擦拭器53、54拭去多余的油膜,且在油膜枯竭的时候涂布具有规定膜厚的油膜。
如上所述,根据第九实施方式能够获得与上述第八实施方式相同的效果。进一步,在第九实施方式中,由于进行闭阀动作的主弹簧70和进行开阀动作的气缸80配置在靠近第一密封部61的可动阀部40的周围区域上,因此无需对阀体10设置致动器,能够实现具有简单的结构的滑阀。
(第十实施方式)
图31是表示本发明的第十实施方式中的滑阀的结构的纵剖视图,是连接有中立阀部和可动阀部(可动阀框部)的连接销部附近的主要部分放大图。
在图31中,与图24至图29所示的第八实施方式相同的部件使用相同的附图标记,并省略或简化其说明。
在第八实施方式中,作为连接销部69形成有与可动阀框部60一体的连接销68,但作为第十实施方式的连接销部69,连接于可动阀框部60的浮动销68A(连接销)与贯通孔67配合。
浮动销68A为如图31所示,能够转动并且沿轴向能够滑动地与孔部38配合的图示下部侧设为与上述第八实施方式大致同等的结构。
[连接销部69、浮动销68A、供给通道41]
如图31所示,第十实施方式的连接销部69作为供给通道41而被设置,在可动阀框部60具有与流道方向平行地穿孔的圆形剖面的贯通孔67,具有凸缘部68Aa的棒状的浮动销68A以能够转动且能够沿半径方向微动,并且倾斜缩减为最低限度的方式配合在该贯通孔67中。贯通孔67的内表面67a对应于凸缘部68Aa的直径尺寸,具有与可动阀框部60对置的孔部38相比扩径的凸缘内表面67a,与该开口侧的凸缘67a相比图示上的贯通侧的气体连接位置内表面38b被缩径,与该气体连接位置内表面67b相比图示上的贯通侧的支撑位置内表面67c被缩径,与该支撑位置内表面67b相比图示上的贯通侧的外侧内表面67d被扩径。
浮动销68A其直径尺寸对应该贯通孔67的直径尺寸,相对于凸缘部68Aa缩径的气体连接部68Ab缩径,且相对于气体连接部68Ab固定端68Ac缩径。
在固定端68Ac圆周设置有固定槽68Ad,通过配合在该固定槽68Ad中的垫片等的固定部件68Ae与贯通孔67的外侧面67e抵接,从而限制浮动销68A的轴向(流道方向)中的内侧方向(图示下方向)的移动以固定位置。
成为凸缘部68Aa的上侧的密封面68Af和成为气体连接部68Ab的上侧的密封面68Ag,在与对置的台阶面67f及台阶面67g之间设置有O型圈等密封部件67h、67j。
作为浮动销68A的外径尺寸,固定端68Ac设定为与支撑位置内表面67c的内径尺寸大致相等,但凸缘部68Aa及气体连接部68Ab分别设定为以微小尺寸小于凸缘内表面67a及气体连位置内表面38b,以被设为浮动销68A相对于可动阀框部60在径向上具有微小游隙的状态。若倾斜,则由于密封部件67h的压缩余量产生变化,因此将倾斜控制到最低限度,在径向上进行微小变位为技术特征。
浮动销68A以由固定端68Ac的固定部件68Ae和密封面68Af及密封面68Ag的密封部件67h、67j在对置的方向上夹持可动阀框部60的方式固定。由此,浮动销68A以推压到图示上侧的状态,固定在可动阀框部60上,使得在轴线方向(贯通孔67的长度方向)无法进行移动。
同时,浮动销68A构成为密封部件67h被密封面68Af和台阶面67f推压而变形,并且密封部件67j被密封面68Ag和台阶面67g推压而变形。
如此,通过浮动销68A的O型圈等的密封部件67h、67j被台阶面67f及台阶面67g推压而变形,从而气体连接部68Ab及连接位置内表面67b部分被密封。
在孔部38的底部38d附近,设置有成为供给通道41的开口。
在浮动销68A的内部,设置有在其前端面68d开口且沿轴向向中心穿开,并且在与设置在连接位置内表面67b中的开口对置的位置的气体连接部68Ab的表面上开口的供给通道41,以能够连接加压空间69a和气缸80。
[连接销部69、浮动销68B、联络通道42]
作为第十实施方式的连接销部69来讲,作为联络通道42而被设置的浮动销68B,如图35所示,由于可动阀框部60侧设为与图31所示的浮动销68A大致相同的结构,因此在对应的结构使用相同的附图标记,但将68A的附图标记换为68B,并省略其说明。
浮动销68B在中立阀部30侧变短。为此,构成中间大气室的空间69Ba不被加压,开口的联络通道42在对应台阶面68c的位置为端面68Bd。另外,由于不在加压状态,因此也未采用双层密封。如图24所示,作为联络通道42的一部分的浮动销68B和作为供给通道的一部分的浮动销68A,分别设置在中立阀芯5的面内的不同位置。如此,联络通道42和供给通道41并列设置在中立阀部30内部及可动阀框部60内部中,使得在旋转轴20内部中被设为平行位置。
在浮动销68B的内部,设置有在其前端面68Bd开口并沿轴向在中心穿开,并且在与设置在连接位置内表面67b中的开口对置的位置的气体连接部68Bb的表面上开口的联络通道42,以能够连接中间大气空间69Ba和中间大气室55、56。
在第十实施方式的浮动销68A中,在与滑动面为相同方向的内表面67a和凸缘部68Aa的外周之间没有设置密封部件。另外,在气体连接位置内表面67b和气体连接部68Ab之间未设置密封部件。在与成为加压面的前端面68d平行的面(方向)之间,即,密封部件67j设置在密封面68Ag和台阶面67g之间。另外,密封部件67h设置在密封面68Af(与滑动方向径直的面)和台阶面67f之间。为此,即使浮动销68A倾斜的情况或浮动销68A沿径向略微移动的情况下,O型圈等的密封部件67h、67j的间隙也不会产生变化。因此,即使在浮动销68A如此移动,即中立阀部30和可动阀框部60流道方向以外的相对位置变动的情况下,也维持对被加压的气体连接部68Ab附近的供给通道41的密封,密封不会被破坏。同样地,浮动销68B也同样维持对联络通道42的密封,密封不会被破坏。
同时,在第十实施方式中,即使在粗密封部68f及细密封部68g中,由于制作公差等相对于浮动销68A具有半径方向的位置偏差等的情况下,由于在浮动销68A与可动阀框部60上具有与流道正交的方向(浮动销68A径向)的游隙,因此在粗密封部68f及细密封部68g的滑动O型圈中也不产生偏心。由此,即使在滑动时,也维持连接销68与孔部38之间的密封,密封不会被破坏。
同时,即使在浮动销68A位置变动时,由于变形不会集中在粗密封部68f及细密封部68g中,因此能够减低变形并破损的可能性,以能够进一步切实地进行密封维持。
此外,在上述本发明的实施方式中,对作为第一施力部70,使用弹簧的结构进行了说明,但还可以使用其他弹性体。
另外,对作为第二施力部80的结构,采用圆环状的一个气缸的结构进行了说明,还可以采用液压缸等的使用其他驱动流体的结构。此时,通过一个圆环状的气缸驱动,使可动阀片部50和可动阀框部60的厚度尺寸从阀体10(10a、10b)的内表面收缩的驱动装置作为第二施力部被使用。
另外,在上述本发明的实施方式中,对如图10A所示的形成为圆形的开口部及可动阀部,或者如图10B所示的形成为在角部具有圆角的大致正方形的开口部和可动阀部进行了说明。本发明的滑阀并不限定于这些形状。由于本发明的滑阀具有在可动阀部的周围区域设置有致动器的结构,因此还可以采用例如如图10C所示的形成为在角部具有圆角的大致三角形的开口部及阀片(可动阀部)。另外,还可以采用如图10D所示的形成为在角部具有圆角的大致长方形的开口部及阀片。另外,还可以采用如图10E所示的形成为在角部具有圆角的大致六边形的开口部及阀片。另外,还可以采用如图10F所示的形成为在角部具有圆角的大致U字的开口部及阀片。
进一步,也可以在本发明中适用形成为椭圆形的开口部及阀片、或者形成为在角部具有圆角的大致八边形的开口部及阀片等形成为任何形状的开口部及阀片。
(第十一实施方式)
下面对本发明的第十一实施方式中的滑阀进行说明。
以下,在第十一实施方式的滑阀中,与第八至第十实施方式相同的结构使用相同的附图标记。
如图43所示,在旋转轴20的外周面20b的流体路径环17、18之间的中心位置,固定有构成用于使该旋转轴20驱动(旋转)的旋转轴驱动机构300A的小齿轮421。小齿轮421收纳在从外部能够密封的壳414B的内部空间422h中,在该小齿轮421连接有通过沿图40中的纸面纵深方向进行往复动作从而经由小齿轮421(对应于小齿轮121)使旋转轴20转动的圆棒状的齿条422(对应于齿条122)。
[旋转轴驱动机构300A]
图43是表示旋转轴驱动机构300A的概要图。
用于使旋转轴20旋转的旋转轴驱动机构300A具有固定于旋转轴20的小齿轮421和具备与该小齿轮421啮合的齿条齿422a的齿条部件422。
另外,旋转轴驱动机构300A具备用于使齿条部件422进行往复运动的旋转驱动气缸410。通过旋转驱动气缸410,齿条部件422能够沿轴线(长度方向)C进行直线往复运功。
另外,将在后述的第十五实施方式中进行详细说明,在旋转轴驱动机构300A设置有限位开关(旋转动作结束检测开关)cdS。该开关设置在气缸主体411的一端侧411a上,是在活塞412位于收缩位置Pb时动作的接触式限位开关。
如图43所示,齿条部件422具有与旋转轴20的轴线正交方向的轴线且连接在进行往复动作的活塞412上。活塞412容纳在筒状的气缸主体411(壳体)中,以构成旋转驱动气缸410(驱动机构)。
被连接于旋转驱动气缸410的齿条部件422通过向相对于活塞412的齿条部件422相反侧的伸压力空间413供给压缩空气(驱动用气体)而伸长,并通过向活塞412的齿条部件422侧的缩压力空间422c供给压缩空气(驱动用气体)而收缩。
在与壳体414B一体的壳体414Bb内部,齿条部件422轴向能够移动地收纳在设为与齿条部件422的直径尺寸相比更大的直径尺寸,且沿与旋转轴20径直的方向延伸的齿条收纳空间422d、422g、422m(空间)的内部。在该空间422d、422g、422m的内部中,齿条部件422通过以覆盖在其轴线方向中与小齿轮421啮合的两侧位置的二处外周的方式设置的滑动轴承415B、415C(轴承)被能够往复移动地支撑。轴承415B、415C都与壳414Bb为一体,并以构成与空间422g相比更小的直径尺寸的方式,形成为缩径的外周面,该轴承422B、422C紧贴在齿条422的外周面上。
在齿条422的外周面的圆周方向的单侧,与小齿轮421啮合的齿条齿422a沿轴向邻接设置有多个,并在与该齿条齿422a不同的圆周方向位置上,相对于齿条422的轴线方向,设置有与轴承415B两侧位置的空间422d及空间422g连通的连通槽416。如图46所示,该连通槽416相对于轴线方向与轴承415C两侧位置的空间422g及422m连通,并且设定为即使齿条422进行往复动作的情况下,也维持轴承422B两侧位置的空间422d和空间422g中的连通状态及轴承422C两侧位置的空间422g和空间422m中的连通状态的长度。
伸压力空间413a经由伸通气口414(供给通道)连接至从旋转驱动气缸410外部供给伸张用的压缩空气的供给源。
在缩压力空间422c连接有从旋转驱动气缸外部由供给源供给收缩用的压缩空气的供给源。其路径为缩压力空间422c、收纳齿条部件422的空间422d、对应于缩径的轴承415B的位置的连通槽416及对应于齿条齿422a的部分空间、在轴承415B和轴承415C之间扩径的空间422g、收纳小齿轮421的壳体414B的内部空间422h、将该内部空间422h与壳414B外部连接的供给通道422j(缩通气口)。
由轴承16A、16B(参照图40)支撑在壳体14上的旋转轴20,由通过旋转驱动气缸(驱动机构)进行往复运动的齿条部件422驱动,并与该齿条部件422啮合的小齿轮421一同进行旋转动作。
另外,旋转驱动气缸410(驱动机构)进行收缩动作时,以及在维持齿条部件422的收缩位置Pb期间,在以下的空间(气缸)中维持加压状态。具体来讲,在缩压力空间422c、、收纳空间422d、收纳齿条部件422的空间422g、对应于缩径的轴承415B的位置的连通槽416及对应于齿条齿422a的啮合位置的空间422g、不论轴承415B和轴承415C的位置如何扩径的空间422d、422g、422m、收纳小齿轮421的壳体414B的内部空间422h、将该内部空间422h与壳体414B外部连接的供给道422j的任一空间中,均维持加压状态。
旋转驱动气缸410(气缸)与收纳旋转轴20的壳体414B为一体,具备一端侧411a被闭塞的圆筒状的气缸主体411和能够滑动地收容在该气缸主体411的内部空间411b中的活塞412。而且,在该内部空间411b中,由气缸主体411的一端侧411a和活塞412的一面的412a(第一面)被划分,形成通过活塞412的移动容量可变的伸压力空间413。另外,在气缸主体411上形成有连通至该伸压力空间413,并从外部向伸压力空间413供给驱动用的压缩空气的伸通气口414(通气口)。这种通气口414例如可以连接有泵,作为设置在滑阀100B的外部的驱动用压力空气供给源。
活塞412沿轴线(长度方向)C能够直线往复运动地被收容在气缸主体411的内部空间411b中。这种活塞412能够在伸位置Pa(图43)和缩位置Pb(图44)之间滑动,所述伸位置Pa为伸压力空间413扩张为最大,活塞412位于气缸主体411的内部空间411b中距离一端411a侧最远的位置,所述缩位置Pb为活塞412的齿条部件422侧的缩压力空间422c扩张为最大而收缩,从而伸压力空间413缩小为最小,活塞412位于最接近一端侧411a的位置。
另外,在活塞412的一面侧412a上形成有突起部412c。在气缸主体411的一端侧411a上形成有当活塞412位于缩位置Pb时突起部412c进入的凹部411c。突起部412c的外径与凹部411c的内径大致相等,当这些滑动时,设定为凹部411c内部和伸压力空间413接近气密状态。通气口414的一端侧形成在由该凹部411c露出的位置上。另外,在活塞412的另一端侧412b(第二面)上,经由与突起部412c相同地形成的突起部412d(连接部),固定有齿条部件422。连接部件412d的外径与齿条收纳空间422d的内径大致相同,当这些进行滑动时,设定为齿条收纳空间422d内部和缩压力空间422c接近气密状态。
在活塞412的突起部412c形成有缓冲槽418(缩缓冲槽),所述缓冲槽418沿活塞412的往复运动方向,即沿轴线(长度方向)C截面积连续变化,以使伸压力空间413内的空气逐渐朝向通气口414通气。
具体来讲,如图45A及图45B所示,缓冲槽418由形成于活塞412的突起部412c且相对于轴线(长度方向)C以从活塞412的一面侧412a朝向气缸主体411的一端侧411a剖面面积扩张的方式倾斜的槽构成。
在活塞412的突起部412d形成有缓冲槽419(伸缓冲槽),所述缓冲槽沿活塞412的往复运动方向,即沿轴线(长度方向)C剖面面积连续变化,以使缩压力空间422c内的空气逐渐朝向空间422g通气。
与如图45A及图45B所示的缓冲槽418相同,缓冲槽419(伸缓冲槽)由形成于活塞412的突起部412d且相对于轴线(长度方向)C以从活塞412的一面侧412b朝向齿条部件422侧的空间422d剖面面积扩张的方式倾斜的槽构成。
如图43、图44、图46所示,齿条部件422形成为与轴线(长度方向)C垂直的剖面呈圆形的圆棒状。而且,在该圆棒状的齿条部件422的周面的一部分上,沿轴线(长度方向)C以规定的齿距排列形成有齿条齿422a。
在固定于旋转轴20的小齿轮421和齿条齿422a的啮合部分S的两侧,分别配设有能够滑动地支撑齿条部件422的滑动轴承415B、415C。如图46所示,该滑动轴承415B、415C形成有与齿条部件422的剖面相比稍大的剖面圆形的内周面415a,从而沿轴线(长度方向)C光滑地且能够旋转地支撑外周与其内周面415a接触的圆棒状的齿条部件422。
另外,如图43、图46所示,如上述连通槽416(槽)以在轴线C方向中延伸至滑动轴承415B和滑动轴承415C的两外位置侧的方式形成在齿条部件422的表面(周面)。另外,在收纳齿条部件422的壳体414B上形成有伸入该连通槽416中的凸起部(图略),通过连通槽416和凸起部的配合,能够防止齿条部件422围绕轴线C转动。由此,当齿条部件422进行往复运动时,不会围绕轴线C扭转。
图47是表示滑动轴承415B、415C的配置位置的说明图。
优选地,滑动轴承415B、415C配设在与在小齿轮421与齿条齿422a的啮合部分S上生成的齿条部件422的作用线(的延长线)L1、L2和齿条部件422的轴心(轴中心线)C的交点P1、P2相比更远离啮合部分S的方向上。
即,分别配置轴承415B、415C,使得将作为两个啮合齿的小齿轮421和齿条齿422a的接触点的移动方向的作用线L1、L2分别与齿条部件422的轴心(轴中心线)交叉的点设为P1、P2时,滑动轴承415B、415C的中心线Q为与该交点P1、P2相比更外侧。
通过将滑动轴承415B、415C的配置位置设定为如上所述,从而滑动轴承415B、415C不会承受由于小齿轮421的旋转而生成的外力,即朝向从小齿轮421远离的方向的力。由此,滑动轴承415B、415C在与齿条部件422的接触部分中,防止施加沿轴心(轴中心线)C垂直方向的应力,以减少与齿条部件422的摩擦力,从而能够光滑地且能够滑动地保持齿条部件422。
根据以上结构的旋转轴驱动机构300A,例如在如图44所示活塞412位于缩位置Pb的情况下,从固定于该活塞412的齿条部件422经由小齿轮421运动(转动)的旋转轴20在其转动范围中,被设为沿图44中的逆时针旋转方向旋转到头的状态,在该旋转轴20的位置中,经由固定于旋转轴20的中立阀部30,可动阀部40位于流道H的阀闭位置E2(图24)。
另一方面,从该缩位置Pb,使活塞412移动至图43所示的伸位置Pa时,在由气缸主体411的内表面和活塞412的一面侧412a限定的伸压力空间413内,从通气口414输入驱动用压缩空气。于是,通过伸压力空间413的内压升高,活塞412沿轴线(长度方向)C,向远离气缸主体411的一端侧411a的方向移动(滑动),从而压力空间413扩张。此时,缩压力空间422c内部的多余空气从缩压力空间422c经由收纳齿条部件422的空间422d、对应于轴承415B的位置的连通槽416及对应于齿条齿422a的部分空间、壳体414Bb的内部空间422g、壳体414B的内部空间422h及通气口422j,排出到外部。
若活塞412沿远离气缸主体411的一端侧411a的方向移动到伸位置Pa,则固定于活塞412的齿条部件422使与齿条齿422a啮合的小齿轮421沿图43中的顺时针旋转方向旋转。由此,旋转轴20也沿顺时间方向旋转,并经由固定于该旋转轴20的中立阀部30,可动阀部40通过摆动运动移动至流道H的退避位置E1。
进一步,在活塞412位于图43所示的伸位置Pa,可动阀部40设为流道H的退避位置E1(图24)的情况下,从该伸位置Pa(图43)使活塞412移动至缩位置Pb(图44)时,在由壳体414Bb的端面414Ba和气缸主体411的内表面411b与活塞412的另一面侧412b限定的缩压力空间422c内,从通气口422j输入驱动用压缩空气。于是,通过缩压力空间422c的内压升高,活塞412沿轴线(长度方向)C,沿接近气缸主体411的一端侧411a的方向移动(滑动),从而压力空间413收缩。
此时,伸压力空间413内部的多余空气从伸压力空间413经由通气口414,排出到外部。
在缩压力空间422c中,从通气口422j经由收纳小齿轮421的内部空间422h、收纳齿条部件422的内部空间422g、对应于轴承415B的位置的连通槽416及对应于齿条齿422a的啮合位置的空间422g及收纳空间422,供给压缩空气。此时,与轴承415C对应的连通槽416内部、空间422d也为加压状态。
若活塞412沿接近气缸主体411的一端侧411a的方向移动至缩位置Pb,则固定于活塞412的齿条部件422使与齿条齿422a啮合的小齿轮421沿图44中的逆时针方向旋转。由此,旋转轴20也沿逆时针方向旋转,并经由固定于该旋转轴20的中立阀部30,可动阀部40通过摆动运动移动至移动至流道H的阀闭位置E2。
如此,使构成旋转轴驱动机构300A的气缸主体411内的伸压力空间413及缩压力空间422c的内压可变,并通过使活塞412在伸位置Pa(图43)和缩位置Pb(图44)之间进行直线运动,从而经由齿条部件422、小齿轮421使旋转轴20转动,以能够使可动阀部40相对于流道H在退避位置E1和阀闭位置E2(图24)之间移动。
在如上所述的活塞412在伸位置Pa和缩位置Pb之间移动的过程中,通过缓冲槽418,使活塞412向缩位置Pb的移动顺利地变化。同样地,通过缓冲槽419,使活塞412向伸位置Pa的移动顺利地变化。
首先,对缓冲槽418进行说明。
使活塞412从伸位置Pa向缩位置Pb移动时,由伸压力空间413的急剧缩小引起的活塞412的紧急停止,即为了不剧烈地对齿条部件422和小齿轮421的啮合部分S施加大的应力,通过形成于活塞412的突起部412c的缓冲槽418,使活塞412向缩位置Pb的移动顺利地变化。
例如,如图45A所示,当对缩压力空间422C供给驱动用压缩空气,使其内压增大,以使活塞412朝向缩位置Pb移动时,若突起部412c移动至伸入至气缸主体411的凹部411c中的位置,则从突起部412c周围的伸压力空间413流入到凹部411c并从通气口414排出的空气的流动被截断。另外,在突起部412c的周缘扩张的伸压力空间413a的内压突然升高(伸压力空间413a被压缩),力作用在活塞412的移动速度急剧减少的方向上。
然而,通过形成于突起部412c的缓冲槽418,伸压力空间413a内的空气经由该缓冲槽418引导至通气口414。即,伸压力空间413a经由缓冲槽418连通到通气口414。
此外,由于该缓冲槽418形成为从活塞412的一面侧412a朝向气缸主体411的一端侧411a剖面面积扩张,因此如图45B所示,活塞412越接近缩位置Pb(图44),缓冲槽418的剖面面积,即开口面积越减少。由此,由于在活塞412即将到达缩位置Pb之前,从伸压力空间413a至通气口414的空气的流量逐渐缩小(减少),因此伸压力空间413a的内压减少逐渐降低。由此,能够使活塞412缓慢地停止在缩位置Pb上。由此,防止由伸压力空间413的急剧缩小引起的活塞412的紧急停止,以能够不剧烈地对齿条部件422和小齿轮421的啮合部分S(图47)施加大的应力而顺利地停止。
同样地,通过缓冲槽419,使活塞412向伸位置Pa的移动顺利地变化。
当对伸压力空间413供给驱动用压缩空气。使其内压增大,以使活塞412朝向伸位置Pa移动时,若突起部412d移动至伸入至壳体414Bb的空间422d中的位置,则从突起部412d周围的缩压力空间422c流入到空间422d并移动至空间422h侧且从通气口422j排出的空气的流动被切断。另外,在突起部412d的周缘扩张的缩压力空间422c的内压突然升高(缩压力空间422c被压缩),力作用在活塞412的移动速度急剧减少的方向上。
然而,通过形成于突起部412d的缓冲槽419,缩压力空间422c内的空气经由该缓冲槽419引导到连通至通气口422j的空间422d。即,缩压力空间422c经由缓冲槽419连通至空间422d。
此外,由于该缓冲槽419形成为从活塞412的一面侧412b朝向壳体414Bb的另一端侧414Ba剖面面积扩张,因此活塞412越接近伸位置Pa(图43),缓冲槽419的剖面面积,即开口面积越减少。由此,由于在活塞412即将到达伸位置Pa之前,从缩压力空间422c至空间422d的空气的流量逐渐缩小(减少),因此缩压力空间422c的内压减少逐渐降低。由此,能够使活塞412缓慢地停止在伸位置Pa上。由此,防止由缩压力空间422c的急剧缩小引起的活塞412的紧急停止,以能够不剧烈地对齿条部件422和小齿轮421的啮合部分S(图47)施加大的应力而顺利地停止。
在旋转驱动气缸410中,除了上述的缓冲槽418、419之外,设置有控制缓冲流道419a,所述控制缓冲流道419a用于调节活塞412即将到达伸位置Pa之前,或者活塞412刚从伸位置Pa开始移动之后的活塞412的移动速度。
控制缓冲流道419a如图43、图44、图53所示,当活塞412被设为伸位置Pa(图43)时,为一端在由突起部412d闭塞的位置的空间422d开口,并且另一端在壳体414Bb的另一面侧414Ba(第二面)开口的流道419a。
在该流道419a上设置有沿相交的方向连通并且在壳体414Bb外部开口的控制用孔416b,在该控制用孔416b内部中,在控制用孔419的延伸方向上能够滑动地设置有能够闭塞流道419a的控制销419c。
该控制缓冲流道419a与缓冲槽419相同,控制在缩压力空间422c和空间422d之间移动的空气的流量。
具体来讲,在控制缓冲流道419a中,若控制销419c在控制用孔416b内部移动,则根据其位置,流道419a的剖面面积发生变化。由此,在缩压力空间422c和空间422d之间移动的空气的流量发生变化。因此,控制缓冲流道419a以向空间422d开口的状态,并且突起部412d伸入到壳体414Bb的空间422d的状态期间,通过控制销419c的位置,调节流道419a的开度,以能够控制活塞412的移动速度。
若漏出控制销419c增加流道419a的剖面面积,则齿条部件422的移动速度,即可动阀体40的摆动运动的移动速度增大。另外,若插入控制销419c使流道419a的剖面面积减少,则齿条部件422的移动速度,即可动阀芯40的摆动运动的移动速度减少。
特别是,不但在活塞412即将到达伸位置Pa之前,而且活塞412从伸位置Pa向缩位置Pb开始移动时,即在可动阀部40通过摆动运动向流道H的退避位置E1(图24)开始移动的情况下,也取得这种空气缓冲器效果。由此,能够不剧烈地对齿条部件422和小齿轮421的啮合部分S(图47)施加大的应力而顺畅地进行开始动作及停止。
若为这种气缸410,则仅由伸通气口414和缩通气口522j切换压缩空气的供给而进行气缸410的伸缩,就能够进行中立阀芯5的摆动动作。
流体路径环17和流体路径环18被设为与旋转轴20几乎相等的内径,与小齿轮421相比更靠阀体10侧的流体路径环17的外径设定为大于轴承16A的外径,并且小于小齿轮421的外径尺寸,与小齿轮421相比更靠盖体14D(参照图40)侧的流体路径环18的外径设定为大于小齿轮421的直径尺寸。若由轴承16A、16B支撑的旋转轴20转动,则对流体路径环17和流体路径环18而言,接触位置在圆周方向上发生变化。
在流体路径环17中设置有径向环路径17c,所述径向环路径17c作为对在第二周围区域40a中形成于可动阀片部50与可动阀框部60之间的圆环状气缸80供给驱动用气体的供给通道41的一部分的流体路径,在径向延伸并在其外周面17a及内周面17b开口。该径向环路径17c的外周面17a侧连通到在圆筒壳体414B的径向贯通的路径14Bc。
在流体路径环18中设置有径向环路径18c,所述径向环路径18c通过在第二周围区域40a中形成在可动阀片部50与可动阀框部60之间的圆环状气缸80上设置的双层密封部中的第二层的密封51a、52a连接到设置在气体供给侧的中间大气室55,并作为当第一层密封51b、52b被破坏时朝向滑阀10B外部使驱动用气体逃逸的联络通道42的一部分的流体路径,在径向延伸并在其外周面18a及内周面18b开口。该径向环路径18c的外周面18a侧连通到在圆筒壳体414B的径向贯通的路径14Cc。
在上述的第十一实施方式中,能够得到与上述的第八至第十实施方式相同的效果。
(第十二实施方式)
下面对本发明的第十二实施方式中的旋转轴驱动机构300B进行说明。
以下,在第十二实施方式的滑阀中,与第八至第十一实施方式相同的结构使用相同的附图标记。
图48是表示本发明的第十二实施方式中的旋转轴驱动机构300B的结构的剖视图,是旋转驱动气缸(气缸)位于伸位置时的状态。图49是表示旋转轴驱动机构300B的结构的剖视图,是气缸位于缩位置时的状态。
图50是表示旋转轴驱动机构300B的结构的剖视图,是气缸位于中间位置时的状态。
此外,在这些图48~图58所示的第十二实施方式中,与图24至图47所示的第十一实施方式相同的结构、部件使用相同的附图标记,另外省略或简略化其说明,小齿轮421、旋转轴20侧省略图示。
在第十一实施方式中,收纳在气缸主体411的内部空间411b中的活塞412为一个,并且作为该活塞412的停止位置设定有伸位置Pa和缩位置Pb的两个位置(参照图43、图44)。
另一方面,在下面进行说明的第十二实施方式中,在气缸主体511的第一内部空间511b及第二内部空间511c分别串联收容有两个活塞521a、521b。而且,这两个活塞521a、521b分别设定有三个停止位置,即伸位置Pa1、Pa2、缩位置Pb1、Pb2、以及中间位置Pc1、Pc2。
通过对这两个活塞521a、521b分别设定有三个停止位置,从而在图51所示的第十二实施方式中的滑阀的可动阀部40能够在可动阀部的三个停止位置上停止。具体来讲,所谓三个停止位置为位于没有设置流道H的中空部11的退避位置E1、作为对应第一开口部12a的位置的流道H的阀闭位置E2及位于这些退避位置E1与阀闭位置E2的中间且覆盖(遮蔽)流道H的开口面积中的一半左右的半开位置(E3)。该半开位置的状态能够调整。
此外,除此以外的结构与第十一实施方式相同。下面,以构成旋转轴驱动机构300B的气缸510为中心,说明其结构和作用。
用于使旋转轴20旋转的旋转轴驱动机构300B具有固定于旋转轴20的小齿轮421和具备与该小齿轮421啮合的齿条齿422a的齿条部件422,这些被密封在壳体14以外的内部中。
另外,旋转轴驱动机构300B具备用于使齿条部件422进行往复运动的气缸510。通过气缸510,齿条部件422能够沿轴线(长度方向)C进行往复运动。
旋转驱动气缸510(气缸)与收纳旋转轴20的壳体414B一体化,具有一端侧511a被闭塞的大致圆筒形的气缸主体511。
气缸主体511的内部由中间隔壁523划分有互相被切断的第一内部空间511b及第二内部空间511c。
另外,具备能够滑动地收容在第一内部空间511b中的第一活塞521和能够滑动地收容在第二内部空间511c中的第二活塞522。而且,形成有由该气缸主体511和第一活塞521的一面侧521a(第一面)限定,并通过第一活塞521的移动而容量可变的停止位置设定用压力空间524(第一压力空间)。另外,形成有由气缸主体511的中间隔壁523和第二活塞522的一面侧522a(第一面)限定,并通过第二活塞522的移动而容量可变的第二伸压力空间525,及由壳体414Bb的另一面侧414Ba和第二活塞522限定,并通过第二活塞522的移动而容量可变的第二缩压力空间422c。
在气缸主体511上形成有伸通气口526(通气口)和连通孔523b,所述伸通气口526连通至第一压力空间524,从外部对第一压力空间524输入空气,或从第一压力空间524对外部排出空气,所述连通孔523b连通至与通过第一活塞521的移动而容量可变的第一压力空间524相反侧的容量可变空间523A,并随着第一活塞521的移动将容量可变空间523A内部的空气与外部之间进行交换。
另外,在气缸主体511上形成有伸通气口527(通气口),该伸通气口527连通至第二压力空间525,从外部对第二压力空间525输入空气,或从第二压力空间525对外部排出空气。在壳体414B设置有缩通气口422j(参照图43、图44),所述缩通气口422j连通至空间422d(参照图43、图44)、空间422g、空间422h,从外部输入压力空气至第二缩压力空间422c,或排出压力空气。
这些伸通气口526、527、缩通气口422j可以在外部分别连接有例如泵等压力空气供给源。
第一活塞521在中心部分形成有从一面侧521a朝向第二压力空间525延伸的中空的突出部531。在中间隔壁523形成有使该突出部531能够滑动地贯通的贯通孔523a。在突出部531中,第一活塞521的一面侧521a被设为狭窄部531a,与在中间隔壁523侧扩张的中空部分相比开口宽度变窄。突出部531的轴线C长度尺寸被设定,使得在第一活塞521位于气缸主体511的一端侧511a的情况下,贯通孔523a相对于第二活塞522侧,成为与第十一实施方式中的凹部411c对应的凹部。另外,在贯通孔523a内表面的容量可变空间523A侧,圆周设置有使突出部531能够在密封状态下滑动的作为密封机构的O型圈523c。
在气缸主体511的一端侧511a,能够转动地设置有由长螺栓532、转动手柄533及螺纹旋合于长螺栓532的螺母534构成的第一活塞限制部件535。
其中,长螺栓532的一端侧贯通第一活塞521的突出部531中的狭窄部531a,并在突出部531的中空部分紧固有螺母534。该螺母534的外径大于狭窄部531a的开口宽度。另外,螺母534通过突出部531的中空部分内表面限制其转动,使得当旋转长螺栓532时,螺母534不转动,与长螺栓532的螺纹旋合位置沿轴向变化。
另一方面,在第二活塞522的一面侧522a形成有突起部522b。
而且,该突起部522b为了得到与第十一实施方式中的突起部412c相同的作用,如图48所示,被设定为突起部522b的外径与贯通孔523a的内径大致相等,当这些滑动时,由突出部531前端与贯通孔523a形成的凹部内和伸压力空间425成为接近密封状态。同时,在贯通孔523a内表面的伸压力空间525侧,圆周设置有用于维持突起部522b和贯通孔523a内部中的气密性的气垫填料523d。与此同时,与第十一实施方式中的缓冲槽418(缩缓冲槽)相同地,在突起部522b设置有缓冲槽518,所述缓冲槽518沿活塞521的往复运动方向,即轴线(长度方向)C,剖面面积连续变化,以使贯通孔523a内部的空气逐渐朝向伸压力空间525通气。
在突起部522b的一端形成有缓冲材536。第一活塞521和第二活塞522在突出部531的第二活塞522侧的外表面(底面)和突起部522b抵接,在这种抵接部分中,经由该缓冲材536第一活塞521和第二活塞522抵接。缓冲材536例如可以由橡胶、凝胶等弹性材料、海绵等多孔材料构成。
在这种第二活塞522的另一面侧522c(第二面)上,经由突起部522d(连接部)固定有齿条部件422。
第一活塞521能够沿轴线(长度方向)C直线往复运动地收容在气缸主体511的第一内部空间511b中。这种第一活塞521设定有伸位置Pa1(图48)、缩位置Pb1(图49)和中间位置Pc1(图52)的三个停止位置,所述伸位置Pa1为第一压力空间524扩张为最大,在第一内部空间511b中最远离一端侧521a的位置,即第一活塞521的另一面侧521b(第二面)接触中间隔壁523的位置,所述缩位置Pb1为第一内部空间511b缩小为最小,最接近一端侧511a的位置,所述中间位置Pc1位于该伸位置Pa1和缩位置Pb1的中间附近。
此外,第一活塞521通过第一活塞限制部件535能够调整中间位置Pc1(图52)中的停止位置。即,通过转动第一活塞限制部件535的转动手柄533,从而使接触突出部531的内表面以被抑制转动的螺母534和长螺栓532之间的位置发生变化。
由此,例如,若将螺母534相对于长螺栓532的紧固位置为靠近气缸主体511的一端侧511a的位置,则使第一活塞521朝向伸位置Pa1移动时,螺母534与狭窄部531a抵接,从而第一活塞521不能再朝向中间隔壁523移动。由此,能够调整第一活塞521的中间位置Pc1中的停止位置,即调整经由旋转轴20连接的可动阀部40的半开位置(E3)中的停止位置。
第二活塞522能够沿轴线(长度方向)C直线往复运动地收容在气缸主体511的第二内部空间511c中。这种第二活塞522停止的位置设定为伸位置Pa2(图48)、缩位置Pb2(图49)及中间位置Pc2(图50)的三个位置。在此,伸位置Pa2为第二压力空间525扩张为最大,并在第二内部空间511c中最远离中间隔壁523的位置。缩位置Pb2为第二内部空间511c收缩为最小,第二活塞522的一面侧522a接近乃至接触中间隔壁523的位置。中间位置Pc2为伸位置Pa2和缩位置Pb2的中间附近,由第一活塞521的中间位置Pc1设定。
与第十一实施方式的缓冲槽419相同,在第二活塞522的突起部522d形成有缓冲槽519(伸缓冲槽),所述缓冲槽519沿第二活塞522的往复运动方向,即轴线(长度方向)C剖面面积连续变化,以使缩压力空间422c内的空气逐渐朝向空间422g通气。
齿条部件422形成为与轴线(长度方向)C垂直的剖面呈圆形的圆棒状。而且,在该圆棒状的齿条部件422的周面的一部分上,沿轴线(长度方向)C以规定的齿距排列形成有齿条齿422a。另外,在固定于旋转轴20的小齿轮421和齿条齿422a的啮合部分S的两侧,分别配设有能够滑动地支撑齿条部件422的滑动轴承415B、415C(参照图43、图44)。
另外,将在后述的第十六实施方式中进行详细说明,但在旋转轴驱动机构300B中设置有限位开关(检测旋转动作结束开关)cdS。该开关设置在气缸主体511的中间隔壁523上,是当活塞522位于缩位置Pb2时动作的接触式限位开关。
说明具备如上所述的结构的旋转轴驱动机构300B的滑阀的作用。
例如,作为初期状态,第一活塞521、第二活塞5222分别在图49所示的缩位置Pb1、Pb的情况下,从固定于该第二活塞522的齿条部件422经由小齿轮421联动(旋转)的旋转轴20,为与图44中相同沿逆时针旋转的状态,在该旋转轴20的位置中,经由固定于旋转轴20的中立阀部30,可动阀部40处于流道H的阀闭位置E2(图51)。
在此,如图48、49所示,旋转转动手柄533调节螺母534和长螺栓532间的位置,使得在设为缩位置Pb1的第一活塞521中狭窄部531a与螺母534抵接的缩位置Pb3作为第一活塞限制部件535中的初期状态。
(情况1,2)
在使第一活塞限制部件535中的初期状态为缩位置Pb3的状态下,作为最终状态,使第二活塞522从最终位置Pb2移动至图48所示的伸位置Pa2,即可动阀部40的流道H的退避位置E1(图51)时,从通气口527对第二压力空间525内供给压缩空气,并且在通气口422j未供给压缩空气且能够排气。于是,第二压力空间525的内压升高的同时缩压力空间422c的压力下降,由此第二活塞522沿轴线(长度方向)C沿远离气缸主体511的一端侧511a的方向移动(滑动),从而第二压力空间525的内容积扩张,并且缩压力空间422c的内容积收缩。
若第二活塞522沿远离气缸主体511的一端侧511a的方向移动,则固定于第二活塞522的齿条部件422使与齿条齿422a啮合的小齿轮421沿图49中的顺时针方向旋转。由此,旋转轴20也沿顺时针方向旋转,并经由固定于该旋转轴20的中立阀部30,可动阀部40通过摆动运动移动至流道H的退避位置E1(图51)。
其次,如图50所示,作为第一活塞限制部件535中的初期状态,旋转转动手柄533,调节螺母534和长螺栓532间的位置,使得成为在伸位置Pa1的第一活塞521中狭窄部531a与螺母534抵接的伸位置Pb3。(情况3~6)
另外,作为初期状态,未从通气口526对第一压力空间524内供给压缩空气且设为能够排气,未从通气口527对第二压力空间525内供给压缩空气且设为能够排气,将压缩空气供给到通气口422j。由此,将第一活塞521、第二活塞522分别位于图49所示的缩位置Pb1、Pb2上。
在使第一活塞限制部件535中的初期状态为伸位置Pa3的状态下,使第二活塞522从初期状态的收缩位置Pb2向图48所示的拉伸位置Pa2,移动至作为最终状态的图48所示的伸位置Pa2,即可动阀部40的流道H的退避位置E1(图51)时,从通气口527对第二压力空间525内供给压缩空气,并且在通气口422j未供给压缩空气且设为能够排气。于是,第二压力空间525的内压升高的同时缩压力空间422c的压力下降,由此第二活塞522沿轴线(长度方向)C沿远离气缸主体511的一端侧511a的方向移动(滑动),从而第二压力空间525的内容积扩张,并且缩压力空间422c的内容积则收缩。
由此,第一活塞521成为缩位置Pb1,第二活塞522成为伸位置Pa2,第二活塞522沿远离气缸主体511的一端侧511的方向移动。于是,与图43相同,固定于第二活塞522的齿条部件422使与齿条齿422a啮合的小齿轮421顺时针方向旋转。由此,旋转轴20也顺时针方向旋转,并经由固定于该旋转轴20的中立阀部30,可动阀部40通过摆动运动移动至流道H的退避位置E1(图51)。
同样地,作为初期状态,第一活塞限制部件535的螺母534设为伸位置Pa3、第一活塞521设为缩位置Pb1、第二活塞522设为缩位置Pb2。
在该状态下,从通气口526对第一压力空间524内供给压缩空气,从通气口527对第二压力空间525内供给压缩空气,并且在通气口422j未供给压缩空气且设为能够排气。由此,第一活塞521及第二活塞522分别沿远离气缸主体511的一端侧511a的方向移动,以使第一活塞521、第二活塞522同时成为伸位置Pa1、Pa2。于是,固定于第二活塞522的齿条部件422使与齿条齿422a啮合的小齿轮421沿图49中的顺时针方向旋转。由此,旋转轴20也沿顺时针方向旋转,并经由固定于该旋转轴20的中立阀部30,可动阀部40通过摆动运动移动至流道H的退避位置E1(图51)。
如此,当使第一活塞521、第二活塞522移动至伸位置Pa1、Pa2时,通过第一限制部件535,能够将第一活塞521的伸位置Pa1中的停止位置进行微调。即,能够将第一活塞521的伸位置Pa1中的停止位置进行微调,即能够将经由旋转轴20被连接的可动阀部40的阀开位置E1中的停止位置进行微调。
其次,如图54至图56所示,作为第一活塞限制部件535中的初期状态,旋转转动手柄533,调节螺母534和长螺栓532间的位置,使得成为作为缩位置Pb3与伸位置Pa3之间的任意位置的中间位置Pc3。
(情况7~14)
首先,作为初期状态,未从通气口526对第一压力空间524内供给压缩空气且设为能够排气,未从通气口527对第二压力空间525内供给压缩空气且设为能够排气,将压缩空气供给到通气口422j。由此,将第一活塞521、第二活塞522设为缩位置Pb1、Pb2。
其次,未从通气口526对第一压力空间524内供给压缩空气且设为能够排气,从通气口527对第二压力空间525内供给压缩空气,并且在通气口422j未供给压缩空气且设为能够排气。由此,如图54所示,第一活塞521成为缩位置Pb1,第二活塞522成为伸位置Pa2。
以该状态,从通气口526对第一压力空间524内供给压缩空气,从通气口527对第二压力空间525内供给压缩空气,并且在通气口422j未供给压缩空气且设为能够排气。由此,如图55所示,第一活塞521成为中间位置Pc1,第二活塞522成为伸位置Pa2。
在该状态下,维持从通气口526对第一压力空间524内供给压缩空气,未从通气口527对第二压力空间供给压缩空气且设为能够排气,并且在通气口422j供给压缩空气。由此,如图56所示,第一活塞521及第二活塞522成为中间位置Pc1、Pc2。此时,第二活塞522的突起部522b与第一活塞521的突出部531碰撞。然而,由于在第二活塞522的突起部522b形成有缓冲材536,因此第二活塞522的突起部522b经由该缓冲材536与停止在中间位置Pc1上的第一活塞521抵接。由此,由缓冲材536吸收碰撞的冲击,能够防止由第二活塞522的移动而对第一活塞521施加强大的冲击。
而且,第二活塞522停止在第二活塞522的突起部522b经由缓冲槽536与第一活塞521的突出部531抵接的位置,从而第二活塞522被配置在中间位置Pc2上。
这种第一活塞521及第二活塞522分别处于中间位置Pc1、Pc2时,经由中立阀部30被固定于旋转轴20的可动阀部40位于流道H的半开位置E3(图51)。在这种半开位置E3中,可动阀部40成为覆盖流道H一半左右的姿态,例如流道H的开口面积限制在阀开位置E1的一半左右。通过设定如此的半开位置E3,能够适用作为与阀开位置E1相比更加限制通过滑阀的流量的阀位置。
此外,在这种旋转轴驱动机构300B中,与第一实施方式的旋转轴驱动机构300相同,可以在第一活塞521及第二活塞522上形成缓冲槽,当这些第一活塞521及第二活塞522朝向缩位置Pb1、Pb2移动时,为第一活塞521及第二活塞522相对于气缸主体511缓慢地抵接的结构。
如图57、图58所示,在第十二实施方式中,旋转转动手柄533,从缩位置pb3、伸位置Pa3、中间位置Pc3选择第一活塞限制部件535的初期状态。从缩位置Pb2、伸位置Pa2、中间位置Pc2选择第一活塞521的初期状态及最终状态。从缩位置Pb1、伸位置Pa1、中间位置Pc1选择第二活塞522的初期状态及最终状态。分别设定切换从通气口526向第一压力空间524内的压缩空气供给状态、从通气口527向第二压力空间525内的压缩空气供给状态、从通气口422j向缩压力空间422c内的压缩空气供给状态。由此,能够切换可动阀部40的退避位置E1(阀闭位置)E1、阀闭位置E2及半开位置E3。
此外,如图54至图56所示,作为第一活塞限制部件535中的初期状态,旋转转动手柄533,并通过调节螺母534与长螺栓532间的位置,使得中间位置Pc3成为缩位置Pb3与伸位置Pa3之间的任意位置,从而在退避位置E1(阀开位置)E1与阀闭位置E2之间能够任意设定可动阀部40的半开位置E3的半开状态。
进一步,如图52所示,在第十二实施方式中,未从通气口527向第二压力空间525内供给压缩空气且设为能够排气,并通过控制从通气口526向第一压力空间524内供给的压缩空气的压力状态和从通气口422j向压力空间422c供给的压缩空气的压力状态,从而如图52所示,能够将第一活塞521、第二活塞522设为中间位置Pc1、Pc2。
此时,当使第一活塞521、第二活塞522从伸位置Pa1、Pa2移动至中间位置Pa3、Pa3,即可动阀部40的半开位置E3时,如图52所示,首先,将第一压力空间524内的空气从通气口526排出以缩减(缩小)第一压力空间524。由此,第一活塞521沿轴线(长度方向)C,朝向靠近气缸主体511的一端侧511a的方向移动(滑动)。而且,使其在规定的中间位置Pc1停止。
之后,将第二压力空间525内的空气从通气口527排出以缩减(缩小)第二压力空间525。此时,第二活塞522的突起部522b与第一活塞521的突出部531碰撞。然而,由于在第二活塞522的突起部522b形成有缓冲材536,因此第二活塞522的突起部522b经由该缓冲材536与停止在中间位置Pc1的第一活塞521抵接。由此,由缓冲材536吸收碰撞的冲击,能够防止由第二活塞522的移动而对第一活塞521施加强大的冲击。
(第十三实施方式)
下面对本发明的第十三实施方式中的滑阀进行说明。
以下,在第十三实施方式的滑阀中,与第八至第十二实施方式相同的结构使用相同的附图标记。
如图59A及图59B所示,旋转轴20经由被设为轴承等的轴承16A、16B,贯通阀体10且能够转动地支撑在固定设置于该阀体10的壳体14上。轴承16A、16B在旋转轴20的轴线LL方向上尽可能地分离配置。
壳体14以相对于阀体10设为密封状态而贯通的方式固定,并且由旋转轴20以密封状态转动自如地贯通的密封壳14A、连接于该密封壳14A且经由设置在其内周侧的轴承16A、16B转动自如地支撑旋转轴20的圆筒壳14B和闭塞圆筒壳14B的一端的盖体壳14C构成,并且这些被互相固定连接。在盖体壳14C设置有闭塞能够插拔旋转轴20的开孔的盖体14D。
为了密封阀体10的内部,在密封壳14A设置有密封部14Aa、14Ab、14Ac及作为大气压的空间(空隙)的中间大气室14Ad。
在圆筒壳14B的内周面侧,流体路径环17、18以能够滑动地与旋转轴20的外周面20b接触的方式固定在轴线LL方向中的轴承16A、16B之间的位置。
在旋转轴20的外周面20b的流体路径环17、18之间的中心位置,固定有构成用于驱动(转动)该旋转轴20的旋转轴驱动机构300C(参照图60)的小齿轮621(对应图40的小齿轮121)。小齿轮621处于与外部连通的大气压状态。
在该小齿轮621连接有通过沿图59A及图59B中的纸面纵深方向进行往复动作,从而经由小齿轮621使旋转轴20转动的圆棒状的齿条部件622(对应图40的齿条122)。
[旋转轴驱动机构300C]
图60是表示旋转轴驱动机构300C的概要图。
用于使旋转轴20旋转的旋转轴驱动机构300C具有固定于旋转轴20的小齿轮621和具备与该小齿轮621啮合的齿条齿622a的齿条部件622。
另外,旋转轴驱动机构300C具备用于使齿条部件622进行往复运动的气缸610(旋转轴驱动用气缸)。通过气缸610,齿条部件622能够沿轴线(长度方向)C进行直线往复运功。
气缸610具备一端侧611a被闭塞的气缸主体611和能够滑动地收容在该气缸主体611的内部空间611b中的活塞612。
而且,形成有由该气缸主体611和活塞621的一面侧621a(第一面)划分,并通过活塞621的移动而容量可变的压力空间613。另外,在气缸主体611形成有通气口614,所述通气口614连通至该压力空间613,从外部对压力空间613输入空气,或从压力空间613对外部排出空气。这种通气口614可在外部例如连接有泵。
活塞612能够沿轴线(长度方向)C直线往复运动地收容在气缸主体611的内部空间611b中。这种活塞612能够在伸位置Pa(图60)和缩位置Pb(图61)之间滑动,所述伸位置Pa为压力空间613扩张为最大,活塞612在气缸主体611的内部空间611b中位于最远离一端侧611a的位置,所述缩位置Pb为压力空间613收缩为最小,活塞612位于最接近一端侧611a的位置。
另外,在活塞612的一面侧612a形成有突起部612c。在气缸主体611的一端侧611a上形成有当活塞612位于缩位置Pb时突起部612c伸入的凹部611c。通气口614的一端侧形成在由该凹部611c露出的位置上。另外,在活塞612的另一面侧612b(第二面)上经由连接部612d固定有齿条部件622。
在活塞612的突起部612c形成有缓冲槽618,所述缓冲槽618沿活塞612的往复运动方向,即轴线(长度方向)C剖面面积连续变化,以使压力空间613内的空气逐渐朝向通气口614通气。
具体来讲,如图62A及图62B所示,缓冲槽618由形成于活塞612的突起部612c,且由相对于轴线(长度方向)C以从活塞612的一面侧612a朝向气缸主体611的一端侧611a剖面面积扩张的方式倾斜的槽构成。
如图60、图61、图63所示,齿条部件622形成为与轴线(长度方向)C垂直的剖面呈圆形的圆棒状。而且,在该圆棒状的齿条部件622的周面的一部分上沿轴线(长度方向)C以规定的齿距排列形成有齿条齿622a。
在固定于旋转轴20的小齿轮621和齿条齿622a的啮合部分S的两侧,分别配设有能够滑动地支撑齿条部件622的滑动轴承615、615。如图62A及62B所示,该滑动轴承615、615形成有与齿条部件622的剖面相比稍大的剖面圆形的开口615a,从而通过以包围该开口615a的方式排列的轴承(图略),沿轴线(长度方向)C光滑地且能够旋转地支撑圆棒状的齿条部件622。
另外,如图60所示,在齿条部件622的表面(周面)形成有沿轴线(长度方向)C延伸的槽616(长槽)。另外,例如在与齿条部件622邻接的壳体(图略)上形成有伸入到该槽616(长槽)中的凸起部617。通过这种槽616(长槽)和凸起部617的配合,能够防止齿条部件422围绕轴线C转动。由此,当齿条部件622进行往复运动时,不会围绕轴线C扭转。
图64是表示滑动轴承615的配置位置的说明图。
优选地,滑动轴承615、615配设在与在小齿轮621与齿条齿622a的啮合部分S生成的齿条部件622的作用线(的延长线)L1、L2和齿条部件622的轴心(轴中心线)C的交点P1、P2相比更远离啮合部分S的方向上。
即,分别配置轴承615、615,使得作为二个啮合齿的小齿轮621和齿条齿622a的接触点的移动方向的作用线L1、L2分别与齿条部件622的轴心(轴中心线)C交叉的点为P1、P2时,滑动轴承615、615的中心线Q为与该交点P1、P2相比更外侧。
通过将滑动轴承615、615的配置位置设定为如上所述,从而滑动轴承615、615不会承受由小齿轮621的旋转而生成的外力,即朝向远离小齿轮621的方向的力。由此,滑动轴承615、615在与齿条部件622的接触部分中,防止施加与轴心(轴中心线)C垂直方向的应力,以减少与齿条部件622的摩擦力,从而能够光滑地且能够滑动地保持齿条部件622。
根据以上结构的旋转轴驱动机构300C,例如在如图61所示的活塞612位于缩位置Pb的情况下,从固定于该活塞612的齿条部件622经由小齿轮621联动(转动)的旋转轴20为沿图61中的逆时针旋转的状态,并在该旋转轴20的位置中,经由固定于旋转轴20的中立阀部30,可动阀部40位于流道H的阀闭位置E2(图24)。
另一方面,从该缩位置Pb,使活塞612移动至图60所示的伸位置Pa时,在由气缸主体611的内表面和活塞612的一面侧612a限定的压力空间613内,从通气口614输入驱动用压缩空气。于是,通过压力空间613的内压升高,活塞612沿轴线(长度方向)C,沿远离气缸主体611的一端侧611a的方向移动(滑动),从而压力空间613扩张
若活塞612沿远离气缸主体611的一端侧611a的方向移动,则固定于活塞612的齿条部件622使与齿条齿622a啮合的小齿轮621沿图60中的顺时针方向旋转。由此,旋转轴20也沿顺时间方向旋转,并经由固定于该旋转轴20的中立阀部30,可动阀部40通过摆动运动移动至流道H的退避位置E1(图24)。
如此,使构成旋转轴驱动机构300C的气缸主体611内的压力空间613的内压可变,并通过使活塞612在伸位置Pa(图60)和缩位置Pb(图60)之间进行直线运动,从而经由齿条部件622、小齿轮621使旋转轴20转动,以能够使可动阀部40相对于流道H在退避位置E1和阀闭位置E2(图24)之间移动。
在如上所述的活塞612在伸位置Pa和缩位置Pb之间移动的过程中,特别是使活塞612从伸位置Pa向缩位置Pb移动时,通过形成于活塞612的突起部612c的缓冲槽418,使活塞612向缩位置Pb的移动进行顺利变化,使得由压力空间613的急剧缩小引起的活塞612的紧急停止,即不会激烈地对齿条部件622与小齿轮621的啮合部分S施加大的应力。
例如,如图62A所示,使压力空间613的内压减少以使活塞612朝向缩位置Pb移动时,若移动至突起部612c伸入气缸主体611的凹部611c中的位置,则在突起部612c的周缘扩张的压力空间613a的内压突然升高(压力空间613a被压缩),力作用在活塞612的移动速度急剧减少的方向上。
然而,通过形成于突起部612c的缓冲槽618,压力空间613a内的空气经由该缓冲槽618引导到通气口614。即,压力空间613a经由缓冲槽618连通至通气口614。
此外,由于该缓冲槽618形成为从活塞612的一面侧612a朝向气缸主体611的一端侧611a剖面面积扩张,因此如图62B所示,活塞612越接近缩位置Pb(图61),缓冲槽618的剖面面积,即开口面积越减少。由此,由于在活塞612即将到达缩位置Pb之前,从压力空间613a至通气口614的空气的流量逐渐缩小(减少),因此压力空间613a的内压减少逐渐降低。由此,能够使活塞612缓缓移动到缩位置Pb。因此,防止由压力空间613的急剧缩小引起的活塞612的紧急停止,以能够不剧烈地对齿条部件622和小齿轮621的啮合部分S(图64)施加大的应力而顺利停止。
流体路径环17和流体路径环18被设为与旋转轴20几乎相等的内径,与小齿轮621相比更靠阀体10侧的流体路径环17的外径设定为大于轴承16A的外径,并且小于小齿轮621的外径,与小齿轮621相比更靠盖体14D侧的流体路径环18的外径设定为大于小齿轮621的外径。若由轴承16A、16B支撑的旋转轴20转动,则相对流体路径环17和流体路径环18,接触位置在圆周方向上发生变化。
在流体路径环17设置有径向环路径17c,所述径向环路径17c作为对在第二周围区域40a中的可动阀片部50与可动阀框部60之间形成的圆环状气缸80供给驱动用气体的供给通道41的一部分的流体路径,在径向延伸并在其外周面17a及内周面17b开口。该径向环路径17c的外周面17a侧连通至在圆筒壳体14B的径向贯通的路径14Bc。
在流体路径环18设置有径向环路径18c,所述径向环路径18c在第二周围区域40a中通过在可动阀片部50与可动阀框部60之间形成的圆环状气缸80上设置的双层密封部中的第二层的密封51a、52a连接到设置在气体供给侧的中间大气室55,并作为当第一层密封51b、52b被破坏时朝向滑阀1外部使驱动用气体逃逸的联络通道42的一部分的流体路径,在径向延伸并在其外周面18a及内周面18b开口。该径向环路径18c的外周面18a侧连通至在圆筒壳体414B的径向贯通的路径14Cc。
在流体路径环17中,在内周面17b圆周设置有槽17d,并通过由旋转轴20的外周面20b包围,构成圆周方向路径。
径向轴内路径27在与槽17d对置的位置的旋转轴20的外周面20b开口,径向轴内路径27沿旋转轴20的轴线LL方向延伸,以连通到在旋转轴20的一端面20a上开口的轴向轴内路径125。
在流体路径环18中,在内周面18b圆周设置有槽18d,并通过由旋转轴20的外周面20b包围,构成圆周方向路径。
径向轴内路径28在设为与槽18d对置的位置的旋转轴20的外周面20b开口,径向轴内路径28沿旋转轴20的轴线LL方向延伸,以连通到在旋转轴20的一端面20a上开口的轴向轴内路径126。
这些轴向轴内路径125和轴向轴内路径126为互相平行状态并且与轴线LL平行,旋转轴20的盖体14D侧的另一端20C侧被闭塞。
轴向轴内路径125和轴向轴内路径126都被连接到中立阀部30内部的供给通道41及联络通道42。
在流体路径环17上,在内周面17b与旋转轴20的外周面20b之间圆周设置有能够滑动地密封径向轴内路径27的开口部及槽17d的O型圈等密封部件17h、17j、17k。
在流体路径环17上,在外周面17a与圆筒壳14B内表面之间圆周设置有密封径向环路径17c的开口部及路径14Bc的O型圈等密封部件17e、17f、17g。
在流体路径环18上,在内周面18b与旋转轴20的外周面20b之间圆周设置有能够滑动地密封径向轴内路径27的开口部及槽18d的O型圈等密封部件18h、18j、18k。
在流体路径环18上,在外周面18a与圆筒壳14B内表面之间圆周设置有密封径向环路径18c的开口部及路径14Cc的O型圈等密封部件18e、18f、18g。
由于通过这种流体路径环17和流体路径环18,即使旋转轴20在什么样的的转动位置,也能够维持径向轴内路径27和径向轴内路径28连通的状态,因此能够以良好密封度,进行驱动用流体的供给等。此外,由于独立地分别连接有供给通道41和联络通道42,因此不论旋转轴20的转动位置如何,能够控制不同压力状态或不同气体状态的两系统而对阀体10内部不带来影响。
[中立阀部30、连接部件91]
中立阀部30在相对于旋转轴20的轴线径直的方向延伸,并具有与该方向平行的表面。如图24所示,中立阀部30具有与可动阀部40重叠的圆形部30a和随着旋转轴20的旋转而使圆形部旋转的旋转部30b。旋转部30b位于旋转轴20与圆形部30a之间,旋转部30b的宽度从旋转轴20向圆形部30a逐渐增加。这些旋转轴20、中立阀部30设置为相对于阀体10进行转动,但在流道H方向上无位置变动。
如图34所示,在中立阀部30的一端形成有与连接部件91的突起部93啮合的凹部95。该凹部95构成其剖面形状与连接部件91的剖面形状一致的大致T字状。这种凹部95在中立阀部30的流道方向H中的一面侧30A(第一面)和另一面侧30B(第二面)的两侧,分别作为凹部95A、95B而形成。由此,旋转轴20相对于中立阀部30能够选择性地连接在沿流道方向H的上侧和下侧的任一侧。
或者,相对于旋转轴20,能够将中立阀芯5全体安装在两面的任意面中。即,若将中立阀芯5安装在连接部件91的凹部95A的侧,则在滑阀1的闭阀时,可动阀部40成为堵塞第一开口部12a的方向。相反,将中立阀芯5安装在连接部件91的凹部95B的侧,则可动阀部40成为堵塞第二开口部12ab的方向。
如图34所示,形成于连接部件91的突起部93和形成于中立阀部30的凹部95相互嵌合。如图34(a)所示,连接部件91和中立阀部30在配合状态中,在沿流道方向H互相平行地扩张且以第一间隔t1分离的一组第一平行面96a、96b和沿流道方向H互相平行地扩张且以与第一间隔t1相比更宽的第二间隔t2分离的一组第二平行面97a、97b互相接触。
这种一组第一平行面96a、96b及一组第二平行面97a、97b分别隔着与流道方向H垂直延伸的一轴L被对称配设。另外,第一平行面96a、96b和第二平行面97a、97b沿该一轴L被配设在互相不重叠的位置。
如图34所示,在连接部件91的突起部93形成有构成该一组第一平行面96a、96b的第一接触面93a、93b和构成一组第二平行面97a、97b的第二接触面的93c、93d。于是,突起部93与接合这些第一接触面93a、93b和第二接触面的93c、93d的各自的第一倾斜面93e、93f一起,作为全体构成具有二阶段的宽度的突起形状。
如图34所示,形成于中立阀部30的一端的凹部95形成有构成一组第一平行面96a、96b的第三接触面95a、95b和构成一组第二平行面97a、97b的第四接触面的95c、95d。于是,凹部95与接合这些第三接触面95a、95b和第四接触面的95c、95d的各自的第二倾斜面95e、95f一起,作为全体构成具有二阶段的宽度的槽形状。
如图34所示,在旋转轴20的中心形成有使用于经由连接部件91紧固旋转轴20和中立阀部30的外螺纹21(紧固件)贯通的贯通孔22。另外,在形成于中立阀部30的一端的凹部95形成有与外螺纹21(紧固件)螺纹旋合的内螺纹31。进一步,在连接部件91形成有使外螺纹21(紧固件)贯通的不具有螺纹槽的开口98。
根据以上的结构,使形成于连接部件91的突起部93和形成于中立阀部30的凹部95嵌合,进一步,从旋转轴20的上端侧使外螺纹21(紧固件)贯通至贯通孔22及开口98,通过将外螺纹21的前端部分螺纹固定在中立阀部30的内螺纹31中,从而旋转轴20和中立阀部30经由连接部件91被紧固(固定)。
中立阀部30的维护,例如,在反复开闭的中立阀部30的更换等中,将中立阀部30安装在固定于旋转轴20的连接部件91时,使形成在中立阀部30的一端的凹部95与形成在连接部件91的突起部93对置。
其次,若将中立阀部30的凹部95插入到突起部93,则凹部95的第三接触面95a、95b分别与突起部93的第一接触面93a、93b接触。另外,凹部95的第四接触面95c、95d分别与突起部93的第二接触面93c、93d接触。
在这种插入工序中的凹部95和突起部93的接触面限于第一平行面96a、96b及第二平行面97a、97b,突起部93的第一倾斜面93d、93f和凹部95的第二倾斜面95e、95f并不接触。即,由于在作为箭头B1所表示方向的连接方向中,能够在隔着旋转轴20的轴线的两侧位置的部分限制圆周方向的安装位置,因此能够易于提高安装位置,特别是中立阀部30围绕旋转轴20的轴线的的安装方向的准确性。
同时,例如,即使凹部95和突起部93的接触面(第一平行面96a、96b,第二平行面97a、97b)的余隙(间隙)设定为极小,也减少将凹部95压入到突起部93时的摩擦力,以能够使凹部95和突起部93平滑地嵌合。
另外,通过使凹部95和突起部93在互相宽度不同的第一平行面96a、96b及第二平行面97a、97b上接触,从而提高将凹部95压入到突起部93时的安装精度,并且通过安装时的摩擦力的减少,能够易于调整其安装位置,即,凹部95相对于突起部93的压入量。即,配合凹部95和突起部93时,需要使形成在凹部95的内螺纹31的螺纹孔位置与形成在连接部件91的突起部93的开口98一致。
如第十三实施方式,通过使凹部95和突起部96仅在第一平面96a、96b及第二平面97a、97b上接触,从而易于微调内螺纹31的螺纹孔位置和形成于突起部93的开口98的同时能够使其一致。由此,能够从旋转轴20的贯通孔22经由开口98,易于将外螺纹21(紧固件)紧固到内螺纹31中。另外,通过使端面93m与端面95m接触,从而还能够进行图34中的作为箭头B1所示方向的连接方向中的互相定位。
此外,在第十三实施方式中,在连接部件91设置有突起部93,而且在中立阀部30的一端设置有凹部95,但也可以是使凹凸为相反的结构。即,是在固定于旋转轴20的连接部件形成凹部,并将与该凹部嵌合的突起部形成在中立阀部的一端的结构。
(第十四实施方式)
图65是表示本发明的第十四实施方式中的旋转轴驱动机构300D的结构的剖视图,是气缸处于伸位置时的状态。图66是表示旋转轴驱动机构300D的结构的剖视图,是气缸处于缩位置时的状态。图67是表示旋转轴驱动机构300D的结构的剖视图,是气缸处于中间位置时的状态。
此外,在这些图65至图67所示的第十四实施方式的滑阀中,与图59A至图64所示的第十三实施方式相同的结构、部件使用相同的附图标记,并省略或简化其说明。
在第十三实施方式中,收容在气缸611的内部空间611b中的活塞612为一个,作为该活塞612的停止位置设定有伸位置Pa和缩位置Pb的两个位置(参照图60、图61)。
另一方面,在下面说明的第十四实施方式中,在气缸主体711的第一内部空间711b及第二内部空间711c中分别串联收容有两个活塞712a、712b。而且,这两个活塞712a、712b分别设定有三个停止位置,即伸位置Pa1、Pa2、缩位置Pb1、Pb2、以及中间位置Pc1、Pc2。
通过在这种两个活塞712a、712b中分别设定有三个停止位置,从而在图68所示的第十四实施方式中的滑阀的可动阀部40能够在可动阀部中的三个停止位置上停止。具体来讲,所谓三个停止位置为位于没有设置流道H的中空部11的退避位置E1、作为对应第一开口部12a的位置的流道H的阀闭位置E2及位于这些退避位置E1与阀闭位置E2的中间且覆盖(遮蔽)流道H的开口面积的一半左右的半开位置(E3)。
此外,除此以外的结构与第十三实施方式相同。下面,以构成旋转轴驱动机构300D的气缸710为中心,说明其结构和作用。
用于使旋转轴20旋转的旋转轴驱动机构300D具有固定于旋转轴20的小齿轮621和具备与该小齿轮621啮合的齿条齿622a的齿条部件622。
另外,旋转轴驱动机构300D具备用于使齿条部件622进行往复运动的气缸710。通过气缸710,齿条部件622沿轴线(长度方向)C能够进行往复运动。
气缸710具有一端侧711a被闭塞的大致圆筒形的气缸主体711。气缸主体711的内部由中间隔壁723划分有互相被隔开的第一内部空间711b及第二内部空间711c。
另外,具备能够滑动地收容在第一内部空间711b的第一活塞721和能够滑动地收容在第二内部空间711c的第二活塞722。而且,形成有由该气缸主体711和第一活塞721的一面侧721a(第一面)划分,并通过第一活塞521的移动而容量可变的第一压力空间724。另外,形成有由气缸主体711和第二活塞722的一面侧722a(第一面)划分,并通过第二活塞722的移动而容量可变的第二压力空间725。
在气缸主体711形成有通气口726,所述通气口726连通至第一压力空间724,以从外部对第一压力空间724输入空气,或从第一压力空间724对外部排出空气。
另外,在气缸主体711形成有通气口727,所述通气口727连通至第二压力空间725,以从外部对第二压力空间725输入空气,或从第二压力空间725对外部排出空气。
这些通气口726、727可在外部分别连接有例如泵。
第一活塞721形成有中心部分从一面侧721a朝向第二压力空间725延伸的中空的突出部731。在中间隔壁723形成有使该突出部731能够滑动地贯通的贯通孔723a。在突出部731中,第一活塞721的一面侧721a被设为狭窄部731a,与在中间隔壁723侧扩张的中空部分相比开口宽度狭窄。
在气缸主体711的一端侧711a能够转动地设置有由长螺栓732、转动手柄733及螺纹旋合于长螺栓732的一端的螺母734构成的第一活塞限制部件735。
其中,长螺栓732的一端侧贯通第一活塞721的突出部731中的狭窄部731a,并在突出部731的中空部分紧固有螺母734。该螺母734的外径大于狭窄部731a的开口宽度。
另一方面,在第二活塞722的一面侧722a形成有突起部722b。
而且,在该突起部722b的一端形成有缓冲材736。第一活塞721和第二活塞722通过突出部731的第二活塞722侧的外表面(底面)和突起部722b而抵接,在这种抵接部分中,经由该缓冲材736第一活塞721和第二活塞722抵接。缓冲材736例如可以由橡胶、凝胶等弹性材料、海绵等多孔材料构成。
在这种第二活塞722的另一面侧722c(第二面)经由连接部722d固定有齿条部件622。
第一活塞721能够沿轴线(长度方向)C直线往复运动地收容在气缸主体711的第一内部空间711b中。这种第一活塞721设定有伸位置Pa1(图65)、缩位置Pb1(图66)和中间位置Pc1(图67)的三个停止位置,所述伸位置Pa1为第一压力空间724扩张为最大,并在第一内部空间711b中最远离一端侧721a的位置,即第一活塞721的另一面侧721b(第二面)接触中间隔壁723的位置,所述缩位置Pb1为第一内部空间711b缩小为最小,并最接近一端侧711a的位置,所述中间位置Pc1位于该伸位置Pa1和缩位置Pb1的中间附近。
此外,第一活塞721通过第一活塞限制部件735能够微调伸位置Pa1(图65)中的停止位置。即,通过转动第一活塞限制部件735的转动手柄733,从而使接触突出部731的内表面以抑制转动的螺母734和长螺栓732之间的位置发生变化。
由此,例如,若将螺母734相对于长螺栓732的紧固位置为靠近气缸主体711的一端侧711a的位置,则使第一活塞721朝向伸位置Pa1移动时,螺母734与狭窄部731a抵接,从而第一活塞721不能再朝向中间隔壁723移动。由此,能够微调第一活塞721的伸位置Pa1中的停止位置,即微调经由旋转轴20被连接的可动阀部40的阀开位置E1中的停止位置。
第二活塞722能够沿轴线(长度方向)C直线往复运动地收容在气缸主体711的第二内部空间711c中。这种第二活塞722设定有伸位置Pa2(图65)、缩位置Pb2(图66)及中间位置Pc2(图67)的三个停止位置,所述伸位置Pa2为第二压力空间725扩张为最大,并在第二内部空间711c中最远离中间隔壁723的位置,所述缩位置Pb2为第二内部空间711c收缩为最小,并第二活塞722的一面侧722a接近乃至接触中间隔壁723的位置,所述中间位置Pc2位于伸位置Pa2和缩位置Pb2的中间附近。
齿条部件622形成为与轴线(长度方向)C垂直的剖面呈圆形的圆棒状。而且,在该圆棒状的齿条部件622的周面的一部分上沿轴线(长度方向)C以规定的齿距排列形成有齿条齿622a。另外,在固定于旋转轴20的小齿轮621和齿条齿622a的啮合部分S的两侧,分别配设有能够滑动地支撑齿条部件622的滑动轴承615、615。
说明具备如上所述的结构的旋转轴驱动机构300D的滑阀的作用。例如,第一活塞721、第二活塞722分别在图66所示的缩位置Pb1、Pb2的情况下,从固定于该第二活塞722的齿条部件622经由小齿轮621联动(转动)的旋转轴20,为沿图61中的逆时针旋转的状态,在该旋转轴20的位置中,经由固定于旋转轴20的中立阀部30,可动阀部40处于流道H的阀闭位置E2(图68)。
另一方面,从该缩位置Pb1、Pb2使第一活塞721、第二活塞722分别移动至图65所示的伸位置Pa1、Pa2,即可动阀部40的阀开位置E2时,分别从通气口726、727向第一压力空间724内及第二压力空间725内输入空气。于是,通过第一压力空间724内及第二压力空间725的内压各自升高,第一活塞721、第二活塞722沿轴线(长度方向)C,沿远离气缸主体711的一端侧711a的方向移动(滑动),从而第一压力空间724及第二压力空间725的内容积分别扩张。
若第一活塞721及第二活塞722分别沿远离气缸主体711的一端侧711a的方向移动,则固定于第二活塞722的齿条部件622使与齿条齿622a啮合的小齿轮621沿图66中的顺时针方向旋转。由此,旋转轴20也沿顺时针方向旋转,并经由固定于该旋转轴20的中立阀部30,可动阀部40通过摆动运动移动至流道H的退避位置E1(图68)。
当使这种第一活塞721、第二活塞722移动至伸位置Pa1、Pa2时,通过由第一活塞限制部件735微调第一活塞721的伸位置Pa1中的停止位置,从而微调第一活塞721的伸位置Pa1中的停止位置,即微调经由旋转轴20连接的可动阀部40的阀开位置E1中的停止位置。
其次,当使该第一活塞721、第二活塞722分别从伸位置Pa1、Pa2移动至中间位置Pa3、Pa3,即可动阀部40的半开位置E3时,如图69A所示,首先,将第一压力空间724内的空气从通气口726排出以缩减(缩小)第一压力空间724。由此,第一活塞721沿轴线(长度方向)C,朝向靠近气缸主体711的一端侧711a的方向移动(滑动)。而且,使其在规定的中间位置Pc1停止。此外,第一活塞721的停止位置可以由第一压力空间724内的内压调整来设定。另外,当使第一活塞721朝向气缸主体711的一端侧711a移动时,通过由螺纹旋合于长螺栓732的螺母734的位置调整限制第一活塞721的移动,从而也可以使其在规定的中间位置Pc1停止。
之后,将第二压力空间725内的空气从通气口727排出以缩减(使缩小)第二压力空间725。此时,第二活塞722的突起部722b与第一活塞721的突出部731碰撞(图69A)。然而,由于在第二活塞722的突起部722b形成有缓冲材736,因此经由该缓冲材736与停止在中间位置Pc1上的第二活塞722的突起部722b抵接。由此,由缓冲材736吸收碰撞的冲击,能够防止由第二活塞722的移动而对第一活塞721施加强大的冲击。
而且,第二活塞722将停止在第二活塞722的突起部722b经由缓冲材736与第一活塞721的突出部731抵接的位置,从而第二活塞722被配置在中间位置Pc2上。
这种第一活塞721及第二活塞722分别处于中间位置Pc1、Pc2时,经由中立阀部30被固定于旋转轴20的可动阀部40位于流道H的半开位置E3(图68)。在这种半开位置E3中,可动阀部40成为覆盖流道H一半左右的姿态,例如流道H的开口面积限制在阀开位置E1的一半左右。通过设定如此的半开位置E3,能够适用作为与阀开位置E1相比更限制通过滑阀的流量的阀位置。
此外,在这种旋转轴驱动机构300D中,与第一实施方式的旋转轴驱动机构300C相同,可以对第一活塞721及第二活塞722形成缓冲槽,当这些第一活塞721及第二活塞722朝向缩位置Pb1、Pb2移动时,为第一活塞721及第二活塞722相对于气缸主体711缓慢地抵接的结构。
(第十五实施方式)
下面对本发明的第十五实施方式中的滑阀进行说明。
以下,在第十五实施方式的滑阀中,与第八至第十四实施方式相同的结构使用相同的附图标记。下面,基于附图,说明本发明所涉及的滑阀的第十五实施方式。
在第十五实施方式中,说明未使用阀开度调节机构的滑阀的结构及动作。这是为了在后述的第十六实施方式的滑阀中的时序回路SQ3中,简略说明对MID端口未供给驱动用压缩空气的状态。原因在于通过对梭阀stV及对MID端口未供给驱动用空气的二位二通阀t2V的t2V4,时序回路SQ3的ML侧正好为被切断的状态以不成为加压状态。
[摆动式滑阀]
如图24所示,第十五实施方式的滑阀100B为摆动式滑阀。另外,如在第八实施方式中所述,滑阀100B具备阀体10、旋转轴20、连接部件91、中立阀部30、可动阀部40、主弹簧70(第一施力部)、圆环状气缸80(第二施力部)和辅助弹簧90(第三施力部)。
另外,旋转轴20及流体路径环17、18的结构与第八实施方式的图32A及图32B所示的结构相同。
另外,在旋转轴20的周外面20b的流体路径环17、18之间的中心位置固定有构成用于使该旋转轴20驱动(旋转)的旋转轴驱动机构300A(参照图43)的小齿轮121(对应小齿轮421)。小齿轮121收纳在从外部能够密封的壳体14B(参照图32A及图32B)的内部空间122h中。在该小齿轮121连接有通过沿图32A及图32B中的纸面纵深方向进行往复动作,从而经由小齿轮121使旋转轴20转动的圆棒状的齿条122(对应于齿条、齿条部件422)。
第十五实施方式的滑阀100B的作用及动作与第八至第十四实施方式相同。
另外,旋转轴驱动机构300A的基本结构、作用及动作与第八至第十四实施方式相同,但特别是,第十五实施方式中的旋转轴驱动机构具备限位开关(旋转动作结束检测开关)cdS。
该开关设置在气缸主体411的一端侧411a上,是在活塞412位于缩位置时动作的接触式限位开关。
如后述,该开关cdS使图70所示的时序回路SQ中的动作依赖于活塞412的位置。具体来讲,通过在活塞412位于缩位置Pb时推压开关,从而克服弹簧等作用力使回路连通,使得对应后述的图77A及图77B的二位二通阀ttV中的气动侧ttV0的加压。另外,在活塞412从该缩位置Pb移动的情况下,追随活塞412的动作由弹簧等的作用力切断回路。此外,在图44中,为了说明由后述的缓冲槽418等引起的气垫动作,表示即将到达缩位置Pb时的状态。为此,开关cdS则作为动作状态未被表示。
[时序回路SQ]
如图70所示,第十五实施方式中的滑阀100B具有时序回路SQ。通过该时序回路SQ,从被设为供给通道41的OPEN端口对由圆环状气缸80(第二施力部)和主弹簧70构成的单作用气缸供给中立阀部30的厚度收缩用的压缩空气。进而,旋转驱动气缸410(驱动机构)进行伸张动作时,从OPEN端口经由伸通气口414(供给通道)对伸压力空间413a供给伸张用的压缩空气。旋转驱动气缸410进行收缩动作时,从CLOSE端口经由供给通道422j(缩通气口)对缩压力空间422c供给收缩用的压缩空气。
时序回路SQ从OPEN端口经由二位二通阀ttV及单向阀和流量调整阀组合而成的速度控制阀NCV2连接到伸压力空间413a。另外,时序回路SQ从OPEN端口经由速度控制阀NCV1、二位二通阀ttV的气动部ttV0、与单向阀CV3并联的限位开关阀cdS及维护开关mSW连接到圆环状气缸80,同时,与二位二通阀ttV的气动部ttV0连接的流道进行分支,经由单向阀CV1连接在二位二通阀ttV及速度控制阀NCV2之间。
另外,时序回路SQ从CLOSE端口经由与单向阀CV2并联的二位二通阀ttV及速度控制阀NCV3连接到缩压力空间422c。
速度控制阀NCV1从圆环状气缸80及二位二通阀ttV的气动侧ttV0朝向OPEN端口一侧为正向,并且该速度控制阀NCV1被并联连接,使得成为与在二位二通阀ttV中从ttV2向ttV1的流动平行。
速度控制阀NCV2被连接为从输出OP侧朝向伸压力空间413a一侧为正向,速度控制阀NCV3被连接为从输出CL侧朝向缩压力空间422c一侧为正向。
单向阀CV1从输出OP及二位二通阀ttV的ttV2侧朝向气动侧ttV0及圆环状气缸80一侧为正向,并且单向阀CV1被并联连接,使得成为与在二位二通阀ttV中从ttV2向ttV1的流动平行。
单向阀CV2从CLOSE端口朝向缩压力空间422c一侧为正向,并且单向阀CV2被并联连接,使得成为与在二位二通阀ttV中从ttV3向ttV4的流动平行。
在圆环状气缸80和单向阀CV3之间连接有维护开关mSW,维护开关mSW能够使得用手动来切换以将圆环状气缸80连接到大气压的外部空气。通过该维护开关mSW,无论输出点FR及输入的OPEN端口和CLOSE端口的压力状态为何种状态,都能够使圆环状气缸80的压力为低压PLo状态。
如图77A及图77B所示,二位二通阀ttV构成为通过由气动侧ttV0供给驱动用压缩空气,连接或切断流道ttV1和流道ttV2的同时,连接并切断或流道ttV3和流道ttV4。为此,能够滑动的阀体ttV5插入到以贯通流道ttV1、流道ttV2、流道ttV3、流道ttV4的方式形成的圆柱状的壳体ttV9中,并通过弹簧ttV8等施力机构,向气动侧ttV0偏压。在阀芯ttV5中,其表面上形成有流道槽ttV6、ttV7,并通过阀芯ttV5的沿轴线的滑动位置,能够连接或切断流道ttV1和流道ttV2,并且能够连接或切断流道ttV3和流道ttV4。另外,在壳体ttV9的与气动侧ttV0的相反侧承受弹簧ttV8的作用力,并且设置有能够可调整地设定图中箭头所示的轴线方向位置的调整部件ttVa,并通过由未图示的固定机构调节将调整部件ttVa固定于壳体ttV9的轴线方向位置,从而使弹簧ttV8的作用力变化,以在对于由气动侧ttV0供给的压力,能够使通路连接或切断的阈值进行调节。
如图78至图80中的附图标记CV所示,单向阀CV1、CV2、CV3是将压缩空气从流道CVa流动至流道CVb,而不能反向流动的止回阀。单向阀CV由成为流道且形成于外壳CVc的凹部CVd、插入到该凹部CVd的有底圆筒状的壳体CVW、设置在壳体(滚珠导轨)CVW内部的成为阀芯的滚珠CVB、将滚珠CVB偏压向流道CVa侧的弹簧CVS、密封壳体CVW和凹部CVd之间的密封部件CVr构成。
在单向阀CV的壳体CVW的外周面中,在凹部CVd的开口部分形成有双层凸缘CVe,并由位于双层凸缘CVe的内侧的环状密封部件CVr密封。壳体CVW外径尺寸设定使得,在凹部CVd的内侧部分中,具有凹部CVd内表面与壳体CVW外周面未接触的部分。
另外,壳体CVW内径大于滚珠CVB的外径,并具有壳体CVW内表面与滚珠CVB外周面总是不接触的部分。
如图78至图80所示,在壳体CVW内周面形成有朝向中心轴线突出的三个凸片(滚珠导轨)CVf,并具有该凸片CVf的中心轴侧端面CVf1与滚珠CVB外周面总是接触的部分,由此,限制滚珠CVB在壳体CVW内的移动位置。在壳体CVW中,在圆周方向上凸片CVf彼此之间的位置形成有贯通孔CVg,以使壳体CVW内外为连通状态。
壳体CVW以向流道CVa开口的状态被配置,并通过以沿轴线方向为几乎相同直径尺寸的方式配置的凸片CVf的端面CVf1,滚珠CVW的移动方向被限制在轴线方向上,轴线方向的移动位置限制在壳体CVW的开口侧在阀座的锥面部CVaa及作为壳体CVW底部侧的凸片CVf的端面CVf1在基端部侧缩径的部位进行。
滚珠CVB通过弹簧CVS向流道CVa侧偏压,并通过推压到形成于流道CVa的锥面部CVaa而贴近在锥面部CVaa上,并成为压缩空气不会从流道CVb流至流道CVa的状态。当流道CVa被加压,并克服弹簧CVS的作用力使滚珠CVB从锥面部CVaa分离时,则压缩空气从流道CVa流动至流道CVb。另外,通过弹簧CVS侧的凸片CVF向轴线侧突出,从而限制滚珠CVB的移动位置。
此时,通过在壳体CVW内周面上形成有凸片CVf,从而存在壳体CVW内表面与滚珠CVB外周面总是不接触的部分,即不管滚珠CVB在轴线方向中的位置,在壳体CVW内表面与滚珠CVB外周面之间存在成为流道剖面的空间。为此,即使滚珠CVB在由弹簧CVS的作用力和来自流道CVa的压力决定的任何位置中,由壳体CVW内表面与滚珠CVB外周面之间决定的流道剖面的大小也没有变化。
同时,不管滚珠CVB的位置,作为从流道CVa闭塞的锥面部CVaa和滚珠CVB、滚珠CVB和壳体CVW内周面、贯通孔CVg、CVW外周面和凹部CVd的内表面、流道CVb而形成的流动都是稳定的。
由此,即使压缩流体以大流量或高流速流动的情况下,也不会由于在壳体CVW内表面和滚珠CVB外周面之间等发生的流速变化,滚珠CVB和锥面部CVaa的位置发生变动,而导致流量、流速变动。特别是,能够防止滚珠CVB相对于锥面部CVaa振动,流量、流速进行周期性变动。
因此,由于可使压缩气体以大流量或高流速流动,因此增大圆环状气缸80及旋转驱动气缸410的伸缩动作中的输出,以能够将作为滑阀100B的动作高速化。
其次,说明时序回路SQ中的压力状态及气动状态。
图71表示驱动用的压缩空气输入两系统和输出三系统中的压力状态的变化。在此,OPEN端口、CLOSE端口、FR、OP、CL的各点对应图70所示的各点。图72至图76表示时序回路SQ中的压力状态,粗线表示高压PHi状态,细线表示低压PLo状态,并且双点划线表示对应实际结构的回路模块。
首先,将滑阀100B进行闭塞密封的阀闭状态设为初始状态。
此时,中立阀部30处于阀闭位置E2(图24),并且可动阀部40的厚度为最大。
在关闭状态中,如图72的圆圈数字1所示,作为压力状态,在输入侧方面,在供给压缩空气的驱动用两系统的输入中,在用于进行阀开动作的OPEN端口未供给压缩空气且为与大气压几乎相等的低压PLo状态,在用于进行阀闭动作的CLOSE端口设为供给压缩空气而动作的高压Phi状态。另外,在输出侧方面,在使圆环状气缸80(第二施力部)动作的输出点FR设为与大气压几乎相等的低压PLo状态,在使旋转驱动气缸410加压的伸压力空间413a的点OP设为与大气压几乎相等的低压PLo状态,在使旋转驱动气缸410加压的缩压力空间422c的点CL设为供给压缩空气而动作的高压PHi状态。
同时,如图72所示,由于二位二通阀ttV的气动侧ttV0也为大气压,因此通过由弹簧ttV8引起的作用力阀芯位于图77A及图77B的右方,从而流道ttV1和流道ttV2及流道ttV3和流道ttV4都成为切断状态。由此,CLOSE端口、单向阀CV2、输出点CL和速度控制阀NCV3作为高压PHi状态连接,从而缩压力空间422c被加压,在旋转驱动气缸410中活塞412处于缩位置Pb。
同时,限位开关cdS因活塞412接触而成为连通状态。
其次,作为开启动作在阀开的指令接通期间,如图71的圆圈数字2所示,作为压力状态,在输入侧被切换,使得在OPEN端口成为供给压缩空气而动作的高压PHi状态,在CLOSE端口成为压缩空气未被供给而与大气压几乎相等的低压PLo状态。
随之,如图73所示,OPEN端口、二位二通阀ttV的气动侧ttV0至单向阀CV1、及单向阀CV3、限位开关cdS、输出点FR成为加压状态,如图71的圆圈数字2所示,这些的回路部分中的压力不断上升。
此外,该输出点FR中的压力能够视为与圆环状气缸80的压力几乎相等。
此时,随着圆环状气缸80的压力上升,通过可动阀片部50向B1方向、可动阀框部60向B2方向滑动,从而可动阀部40的厚度方向尺寸缩小,以向闭塞解除状态动作。
此时,可动阀部40的转动动作未开始,维持阀闭位置(解除位置)E2。
同时,如图73所示,是二位二通阀ttV被切断的状态,另外,由于单向阀CV1,流道ttV2、输出点OP、速度控制阀NCV2和伸压力空间413a为几乎与大气压相等的低压PLo状态。同时,二位二通阀ttV为被切断的状态,另外,由于单向阀CV2压力不会漏出,输出点CL、速度控制阀NCV3和缩压力空间422c维持高压PHi状态。
同时,限位开关cdS因活塞412接触而成为连通状态。
若从OPEN端口的压缩空气的供给为规定量,则圆环状气缸80克服弹簧70的作用力,OPEN端口、二位二通阀ttV的气动侧ttV0至单向阀CV1、及单向阀CV3、限位开关cdS、输出点FR和圆环状气缸80的压力超过规定的阈值,则如图71的圆圈数字3所示,二位二通阀ttV的气动侧ttV0的压力变高,对抗弹簧ttV8的作用力而使阀芯ttV5移动成为图77B所示的连通状态。
由此,从CLOSE端口、在二位二通阀ttV中从ttV4向ttV3的流动、输出点CL、速度控制阀NCV3、收缩压力空间422c连通,缩压力空间422c被减压。同时,从OPEN端口、在二位二通阀ttV中从ttV1向ttV2的流动、输出点OP、伸压力空间413a连通,伸压力空间413a被加压。
其结果,在旋转驱动气缸410中,活塞412从缩位置Pb朝向伸位置Pa侧移动,从而活塞412非接触限位开关cdS成为切断状态。由此,通过单向阀CV,圆环状气缸80维持加压状态。
此时,随着由缩压力空间422c的减压、伸压力空间413a的加压引起的活塞412的移动,旋转轴20及中立阀芯5进行转动,以使可动阀部40从阀闭位置(闭塞解除位置)E2朝向退避位置E1(图24)进行旋转动作。
在此,由于在中立阀部30的旋转动作中,即在活塞412从缩位置Pb移动的期间,圆环状气缸80为加压状态,因此维持可动阀部40的厚度方向尺寸缩小的状态。
如此,若滑阀10B的开启动作结束,则如图71的圆圈数字3撇所示,维持阀开的状态。
此外,作为圆环状气缸80的压力阈值Pth,以阀芯40的厚度方向尺寸为缩小动作结束的状态,并且可以为高压PHi状态以下。即,能够维持在阀芯40的厚度缩小动作结束之后进行旋转轴20的旋转动作的动作顺序,并且为了使旋转轴20的旋转速度(旋转)成为能够维持滑阀100B所要求的灵敏度的值,可以是
PLo<Pth<PHi,
进而,在旋转轴20的旋转为30°/sec(±十分之一)的情况下,能够设为
3<Pth<PLo<5
0.5<(PHi-Pth)/PLo<4。
在二位二通阀ttV中,为了简便,该压力阈值Pth的设定通过由调节部件ttVa的固定位置来简单地调节弹簧ttV8的作用力而进行。具体来讲,将这些的值作为绝对压力表示,能够设为PLo=1.0kgf/cm2(98.1kPa)、Pth=3.0~5.0kgf/cm2(294.2~490.3kPa)、PHi=5.5~7.0kgf/cm2(539.4~686.5kPa),但这些数值能够根据阀的尺寸、开闭速度的设定等变动。
其次,说明从开启状态的关闭动作。
作为关闭动作在阀闭的指令接通期间,如图71的圆圈数字4所示,作为压力状态,在输入侧被切换,使得CLOSE端口成为供给压缩空气而动作的高压PHi状态,OPEN端口成为压缩空气未被供给而与大气压几乎相等的低压PLo状态。
随之,如图75所示,CLOSE端口、单向阀CV2、输出点CL及速度控制阀NCV3作为高压PHi状态而连接,以使缩压力空间422c被加压,在旋转驱动气缸410中活塞412从伸位置Pa向缩位置Pb开始移动。在该时机,限位开关cdS因活塞412非接触而成为切断状态。
同时,通过从OPEN端口的减压,OPEN端口、二位二通阀ttV的气动侧ttV0、单向阀CV1及二位二通阀ttV中从ttV2向ttV1的流动、输出点OP、伸压力空间413a连通,伸压力空间413a被减压。
于是,若二位二通阀ttV的气动侧ttV0的压力低于规定的阈值Pth,则对抗弹簧ttV8的作用力使阀芯ttV5移动而成为图77A所示的切断状态。
同时,在开启状态中,在作为加压状态的圆环状气缸80侧,限位开关cdS为被切断的状态,并且由于单向阀CV3而压力不会漏出,输出点FR、圆环状气缸80维持着高压PHi状态。
由此,通过在旋转驱动气缸410中伸压力空间413a的减压、缩压力空间422c的加压,活塞412从伸位置Pa向缩位置Pb开始移动。同时,可动阀部40从退避位置E1(图24)朝向阀闭位置(闭塞解除位置)E2(图24)进行旋转动作。此时,维持可动阀部40的厚度方向尺寸缩小的状态。
若可动阀部40的旋转动作结束而到达阀闭位置(闭塞解除位置),则同时在旋转驱动气缸410中,活塞412到达缩位置Pb。由此,活塞412接触限位开关cdS,限位开关cdS为连通状态。
由此,如图71中的圆圈数字5所示,作为压力状态,圆环状气缸80及输出点FR与OPEN端口连通而被减压。
此时,由于主弹簧70的作用力随着圆环状气缸80的压力下降,通过可动阀片部50沿B2方向、可动阀框部60沿B1方向滑动,从而可动阀部40的厚度方向尺寸扩大,以进行向闭塞状态的动作。
如图75所示,在输出侧方面,使圆环状气缸80(第二施力部)动作的输出点FR为几乎与大气压相等的低压PLo状态,从而成为关闭状态。
如上所述,在FR、OP、CL的三输出点中,对于被设为OPEN端口和CLOSE端口的两端口的输入,未使用电气性的结构而能够控制压力状态,并且通过设定这些的压力变化顺序,按顺序实现闭塞位置、闭塞解除位置及退避位置的状态,从而能够迅速且安全地进行滑阀100B的动作。
通过具有上述的时序回路SQ,具有进行可动阀部40的旋转移动动作和可动阀部40的升降动作(闭塞并解除动作)的两次独立的动作,而且,转动动作由双作用式气缸410、升降动作由单作用式气缸80进行的滑阀100B中,能够使这些移动动作和升降动作联动。由于可动阀部40的移动动作及升降动作都不用电气性的控制进行,而能够用机械性的控制进行,因此能够易于防止停电时的异常动作等。
与使用两个二位一通阀的情况相比,通过设为二位二通阀ttV,能够正确吻合阀的动作时机,以能够正确实现时序。
通过分割回路形成体,即使在气缸的变更、变更为三位置气缸控制用回路的情况下,也能够通用模块1,从而得到成本减低效果。
通过维护开关mSW,能够进行截断向圆环状气缸80的压缩空气供给的操作,并在保持向旋转驱动气缸410的压缩空气供给的状态下,能够进行圆环状气缸80的装卸操作。
在单向阀CV中,通过形成凸片CVf及贯通孔CVg以使壳体(滚珠导轨)CVW的内周面及外周面成为流道,从而能够防止滚珠CVB被吸引靠近成为阀座的锥面部CVaa,由此,使压缩空气的供给流量增加,以缩短旋转驱动气缸410的动作时间,从而能够缩短滑阀100B的开闭动作时间。
此外,维护开关mSW与下面说明的紧固螺栓43一同能够在维护时使用。
[紧固螺栓43(紧固部件)]
如图81所示,在紧固螺栓43(紧固部件)中在外周面设置有外螺纹的前端部分43a与设置在可动阀框部60的紧固螺纹拧接部63上的螺纹孔63a螺纹连接。紧固螺纹43设置为轴线朝向可动阀芯40的厚度方向,即与作为可动阀片部50和可动阀框部60的移动方向的B1方向或B2方向平行的方向。
紧固螺纹43的中央部分43b设为与前端部分43a大致同径,并能够轴向移动地贯通至设置在可动阀片部50中的紧固螺纹拧接部63上设置的贯通孔57b。中央部分43b的直径尺寸设定为小于贯通孔57b直径尺寸,即使这些沿轴向相对移动的情况下,也不互相接触。
紧固螺栓43的基端部分43c设为与前端部分43a及中央部分43b相比更扩径的螺栓头,前端部分43a侧的抵接面43d与对置的紧固部57中的贯通孔57b外侧的抵接面57d抵接,以能够限制紧固螺栓43与可动阀片部50的流道方向变动位置。
在紧固螺栓43上,在与螺纹设置有前端部分43a的外螺纹的部分相比更前端位置,圆周设置有卡止用槽43e,并通过接合在该卡止用槽43e中的垫片等的挡圈43f(卡止部件)与螺纹孔63a的外侧面63f抵接,从而限制紧固螺栓43的轴向(流道方向)中的内侧方向(图示下方向)移动,并卡止使得即使旋转紧固螺栓43也不会从可动阀框部60脱离。
挡圈43f(卡止部件)以不但紧固螺栓43(紧固部件)不会单纯地脱落,而且在可动阀片部50和可动阀框部60解除紧固的状态下,能够使紧固螺栓43没有长期松动,并且保持位置。即,由于挡圈43f(卡止部件)需要稳定地承担紧固轴向力,因此优选适用如图83A所示的E型挡圈或如图83B所示的C型挡圈。此外,按照挡圈的形状,也可适当地选择卡止用槽43e的形状。另外,作为卡止部件,也能够适用销型,此时,能够代替卡止用槽43e,固定于设置在紧固螺栓43的径向上的卡止孔。
紧固螺栓43的长度设定为以挡圈43f与外侧面63f抵接的状态,即使可动阀部40为最大厚度,前端部分43a侧的抵接面43d也不与对置的紧固部57中的贯通孔57b外侧的抵接面57d抵接程度的长度。另外,在可动阀部40为最小厚度的情况下,通过紧固螺纹拧接部63和紧固螺纹拧接部63对置的抵接面63g与抵接面57g抵接,进行可动阀片部50和可动阀框部60的位置限制。即,相对于被螺纹连接的紧固螺栓43,可动阀片部50能够移动至在B1方向抵接面57g与抵接面63g抵接的位置,另外在B2方向能够移动至抵接面57d与抵接面43d抵接的位置。
因此,通过使紧固螺栓43相对于螺纹孔63a旋转,变化紧固长度,从而能够限制可动阀片部50的移动范围,即可动阀片部50与可动阀框部60的流道方向位置。特别是,在由气缸80克服主弹簧70的作用力以使可动阀部40的厚度缩小的状态下,,通过使紧固螺栓转动以使抵接面57d与抵接面43d抵接,从而即使停止气缸80的驱动的状态下,也能够维持可动阀部40的厚度缩小的状态。由此,在维护等时,能够以自由的状态可旋转,使得中立阀芯5不与阀体10接触。
另外,紧固螺栓43为了克服被多个设置的主弹簧70的作用力以稳定地维持可动阀部40的厚度缩小的状态,在流道方向俯视可动阀部40,相对于配置有多个主弹簧70的中心位置,对称地配置该紧固螺栓43。
具体来讲,如图82A至图82C所示,在流道方向俯视可动阀部40为大致圆形,并在作为可动阀部40的最外周的第一周围区域40以位于同心状的方式配置多个主弹簧70的情况下,为了与主弹簧同心状并且与主弹簧70为等间隔,紧固螺栓43被设置为主弹簧70数目相同。
作为一例,在图82A表示主弹簧70和紧固螺栓43各配置4根的例,在图82B表示主弹簧70和紧固螺栓43各配置3根的例。另外,在图82C表示6根主弹簧70被配置为同心状,并紧固螺栓43被设置在中心的例。
此外,这些例列举了主弹簧70的作用力完全相等的情况,但在多个主弹簧的作用力不相等的情况下,优选以有效承受这些的作用力,且可动阀部40的厚度尺寸的缩小宽度在中立阀芯面方向全体相同的方式设置紧固螺栓。
由此,无需相对于主弹簧70的作用力总是起作用的可动阀部40另准备缩小其厚度的夹具,能够进行由中立阀部30和可动阀部40构成的中立阀芯的拆卸。
进一步,通过设置挡圈43f,从而在维护时,能够排除拆卸紧固螺栓43之后丢失的危险。
如上所述,在第十五实施方式中设置有由在流道方向上能够互相分离接近的可动阀片部50及可动阀框部60构成的可动阀部40。在可动阀部40设置有使可动阀片部50及可动阀框部60朝向流道方向外侧施力的主弹簧70。在可动阀部40设置有使可动阀片部50及可动阀框部60朝向中空部11的流道方向中央位置侧移动的圆环状气缸80。设置有使可动阀框部60接近中立阀部30的方向施力的辅助弹簧90。由此,将可动阀片部50及可动阀框部60推压到阀体的内表面15a、15b上,以能够由密封部61及反力传递部59切实地进行阀闭塞。
另外,通过使可动阀片部50及可动阀框部60朝向中空部11的流道方向中央位置侧移动,从而使阀芯40不与阀体10接触地转动,与需要转动以外的动作的机构相比,能够通过小型且输出小的驱动机构将阀芯40移动至退避位置。
在该结构中,能够由一个可动阀部40和三个施力部70、80、90形成阀芯。另外,能够通过配置在可动阀部40的周围区域的主弹簧70的恢复力,直接将可动阀片部50和可动阀框部60推压到阀体10的内表面上,以切实地进行闭阀。同样地,能够通过供给至被配置在可动阀部40的周围区域的圆环状气缸80的压缩空气的作用,使可动阀片部50和可动阀框部60从阀体10的内表面分离,以切实地成为能够转动的状态以进行开阀。从而,在第十五实施方式中,能够实现具有简单的结构,且能够以高度的可靠性进行切断动作的滑阀。
(第十六实施方式)
下面对本发明的第十六实施方式中的滑阀进行说明。
以下,在第十六实施方式的滑阀中,与第八至第十五实施方式相同的结构使用相同的附图标记。下面,基于附图,说明本发明所涉及的滑阀的第十六实施方式。
在第十六实施方式中,说明进行阀开度调节的滑阀的结构及动作。。
[摆动式滑阀]
如图51所示,第十六实施方式的滑阀为具备阀开度调节机构的摆动式滑阀。如第十二实施方式所述,该滑阀具备阀体10、旋转轴20、连接部件91、中立阀部30、可动阀部40、主弹簧70(第一施力部)、圆环状气缸80(第二施力部)和辅助弹簧90(第三施力部)。该滑阀的可动阀部40能够在可动阀部中的三个停止位置上停止。具体来讲,所谓三个停止位置为位于没有设置流道H的中空部11的退避位置E1、作为对应第一开口部12a的位置的流道H的阀闭位置E2及位于这些退避位置E1与阀闭位置E2的中间且覆盖(遮蔽)流道H的开口面积的一半左右的半开位置(E3)。该半开位置的状态能够调整。图51所示的滑阀具备图48至图50所示的旋转轴驱动机构300B。
在第十一、十五实施方式中,收容在气缸主体411的内部空间411b中的活塞412为一个,并作为该活塞412的停止位置设定伸位置Pa和缩位置Pb的两个位置。(参照图43、图44)
另一方面,如在第十二实施方式中所述,在第十六实施方式中,作为阀开度调节机构,在气缸主体511的第一内部空间511b及第二内部空间511c中,分别串联收容有两个活塞512a、512b。而且,这两个活塞512a、512b分别设定有三个停止位置,即伸位置Pa1、Pa2、缩位置Pb1、Pb2、及中间位置Pc1、Pc2。
通过分别对这两个活塞512a、512b设定有三个停止位置,从而如图51所示,滑阀2的可动阀部40能够在三个停止位置上停止,并该半开位置的状态能够调整。
旋转轴驱动机构300B的基本结构、作用及动作与第八至第十五实施方式相同,但特别是,第十五实施方式中的旋转轴驱动机构具备限位开关cdS。
[时序回路SQ3]
如图84所示,第十六实施方式中的滑阀在如图70所示的时序回路SQ的基础上,具有时序回路SQ3,所述时序回路SQ3为在设定阀开度的第一活塞521进行伸张动作时,从MID端口经由通气口526对停止位置设定用压力空间524(第一压力空间)供给伸张用的压缩空气,并且具有梭阀stV的结构。
即,如图84所示,在时序回路SQ3中,从设为供给通道41的OPEN端口对由圆环状气缸80(第二施力部)和主弹簧70构成的单作用气缸供给中立阀芯30的厚度收缩用的压缩空气。另外,旋转驱动气缸510(驱动机构)进行伸张动作时,从OPEN端口经由伸通气口527(供给通道)对第二伸压力空间525供给伸张用的压缩空气。旋转驱动气缸510进行收缩动作时,从CLOSE端口经由供给通道422j(缩通气口)对缩压力空间422c供给收缩用的压缩空气。设定阀开度的第一活塞521进行伸张动作时,从MID端口经由通气口526对停止位置设定用压力空间524(第一压力空间)供给伸张用的压缩空气。另外,时序回路SQ3具有梭阀stV。
时序回路SQ3从OPEN端口经由二位二通阀ttV及单向阀和流量调整阀组合而成的速度控制阀NCV2连接到第二伸压力空间525。另外,时序回路SQ3从OPEN端口经由速度控制阀NCV1、二位二通阀ttV的气动部ttV0、梭阀stV、与单向阀CV3并联的限位开关阀cdS及维护开关mSW连接到圆环状气缸80,同时,二位二通阀ttV的气动部ttV0分支为向梭阀stV流入的部分的流道,经由单向阀CV1连接在二位二通阀ttV的流道ttV2及速度控制阀NCV2之间。
另外,时序回路SQ3从CLOSE端口经由与单向阀CV2并联的二位二通阀ttV及速度控制阀NCV3连接到第二缩压力空间422c。
另外,时序回路SQ3从MID端口经由二位二通阀t2V及速度控制阀NCV5连接到第一压力空间524。另外,时序回路SQ3从MID端口经由速度控制阀NCV4及二位二通阀t2V的气动部t2V0连接到梭阀stV。
另外,第一压力空间524的第一活塞521上连接的突出部531的前端能够接触第二活塞522,在第一压力空间524和第二缩压力空间422c的任一空间或两空间被加压的情况下,能够在第一活塞521和第二活塞522之间互相推压而传递压力。
速度控制阀速度控制阀NCV1从圆环状气缸80及二位二通阀ttV的气动侧ttV0朝向OPEN端口一侧为正向,并且该速度控制阀NCV1被并联连接,使得成为与在二位二通阀ttV中从ttV2向ttV1的流动平行。
速度控制阀NCV2被连接为从输出OP侧朝向第二伸压力空间525一侧为正向,速度控制阀NCV3被连接为从输出CL侧朝向第二缩压力空间422C一侧为正向。
单向阀CV1从输出OP及二位二通阀ttV的流道ttV2侧朝向气动侧ttV0及圆环状气缸80一侧为正向,并且单向阀CV1被并联连接,使得成为与在二位二通阀ttV中从ttV2向ttV1的流动平行。
单向阀CV2从CLOSE端口朝向第二缩压力空间422C一侧为正向,并且单向阀CV2被并联连接,使得成为与在二位二通阀ttV中从ttV3向ttV4的流动平行。
单向阀CV3从OPEN端口侧朝向圆环状气缸80一侧为正向,并且单向阀CV3被并联连接,使得成为与由限位开关cdS连通的流动平行。
速度控制阀NCV4经由成为MID先导管线的点ML连接到梭阀stV,并从该梭阀stV及二位二通阀t2V的向气动侧t2V0和单向阀CV5分支侧朝向MID端口一侧为正向,并且该速度控制阀NCV4被并联连接,使得成为与在二位二通阀t2V中从t2V2向t2V1的流动平行。
速度控制阀NCV4在与到达点ML的回路的气动侧t2V0相比更上游侧分支,从单向阀CV5、二位二通阀t2V的流道t2V3侧、流道t2V4侧分支并连接二位二通阀ttV的ttV4、单向阀CV2及输出CL。
速度控制阀NCV5被连接为从输出MID侧朝向第一压力空间524一侧为正向。
单向阀CV5从二位二通阀t2V的t2V3朝向速度控制阀NCV4一侧为正向,并且单向阀CV4被连接为从输出MID及二位二通阀t2V的流道t2V2侧朝向气动侧t2V0及点ML一侧为正向。
梭阀stV被连接为使从OPEN端口的二位二通阀t2V的气动部t2V0侧(点SS侧)及从MID端口的由回路内的点ML侧的流入选择性地流出至输出点FR侧。
在圆环状气缸80与单向阀CV3之间连接有维护开关mSW,维护开关mSW能够用手动来切换使得将圆环状气缸80连接到大气压的外部空气。二位二通阀t2V为与图77A及图77B所示的二位二通阀t2V相同的结构。单向阀CV4、CV5为图78至图80所示的结构。
其次,说明时序回路SQ3中的压力状态及气动状态。
图85表示驱动及位置控制用的压缩空气输入三系统和输出四系统中的压力状态的变化。在此,OPEN端口、CLOSE端口、MID端口、FR、OP、CL、MID及ML的各点对应图84所示的各点。图86至图89表示时序回路SQ3中的压力状态,粗线表示高压PHi状态,细线表示低压PLo状态,并且双点划线表示对应实际结构的回路模块。
首先,将滑阀闭塞密封的阀闭(E2)的状态设为初始状态。另外,将结束状态设为半开位置(E3)。
此时,中立阀部30处于阀闭位置E2(图51),并且可动阀部40的厚度为最大。
如图85中的A-圆圈数字1所示,在闭塞密封状态中,作为压力状态,在输入侧方面,在供给压缩空气的驱动用两系统的输入中,用于进行阀开动作的OPEN端口未供给压缩空气且为几乎与大气压相等的低压PLo状态,用于进行阀闭动作的CLOSE端口设为供给压缩空气而动作的高压PHi状态。另外,作为供给压缩空气的开度控制用的输入的MID端口被设为未供给压缩空气且几乎与大气压相等的低压PLo状态。
另外,在图85中的A-圆圈数字1所示的闭塞密封状态中,在输出侧方面,在使圆环状气缸80(第二施力部)动作的输出点FR为几乎与大气压相等的低压PLo状态,在使旋转驱动气缸510的第二伸压力空间525加压的点OP为几乎与大气压相等的低压PLo状态。另外,在使旋转驱动气缸510的第二缩压力空间422c加压的点CL为供给压缩空气而动作的高压PHi状态。另外,在使进行阀开度调节的第一活塞521侧的第一压力空间动作的输出点MID为几乎与大气压相等的低压PLo状态。另外,回路内的点ML也为低压PLo状态。
同时,如图86所示,由于二位二通阀ttV的气动侧ttV0也为大气压,因此由于弹簧ttV8的作用力阀芯位于图77A及图77B的右方,流道ttV1和流道ttV2及流道ttV3和流道ttV4都成为切断状态。由此,CLOSE端口、单向阀CV2、输出点CL和速度控制阀NCV3作为高压PHi状态连接,从而缩压力空间422c被加压,在旋转驱动气缸510中活塞412处于缩位置Pb2(图49)。
同时,由于二位二通阀t2V的气动侧t2V0也为大气压,因此同样地,流道t2V1和流道t2V2及流道t2V3和流道t2V4都成为切断状态。另外,限位开关cdS因第二活塞接触而成为连通状态。
由此,CLOSE端口、单向阀CV2、从二位二通阀ttV的ttV4至二位二通阀t2V的t2V4、输出点CL、速度控制阀NCV及第二压力空间422c连通而成为高压PHi状态。
其次,如图85中的A-圆圈数字2所示,在作为密封解除动作半开驱动的指令接通期间,作为压力状态,OPEN端口以低压PLo状态、CLOSE端口以高压PHi状态未发生变化,MID端口从低压PLo状态切换为高压PHi状态。
随之,如图87所示,MID端口、二位二通阀ttV的tSV1至单向阀CV5、二位二通阀ttV的气动侧ttV0至单向阀CV4、输出ML至梭阀stV及单向阀CV3、限位开关cdS、输出点FR及圆环状气缸80成为加压状态,如图85中的A-圆圈数字2所示,这些回路的部分中的压力上升。
此时,随着圆环状气缸80的压力上升,通过可动阀片部50向B1方向、可动阀框部60向B2方向滑动,从而可动阀部40的厚度方向尺寸缩小,以向闭塞解除状态动作。
另外,图85中的A-圆圈数字2所示,虽然进行密封解除,但可动阀部40的转动动作未开始,维持作为解除位置的阀闭位置E2。
同时,如图87所示,二位二通阀ttV为被切断的状态,另外,由于梭阀stV,流道ttV2、输出点OP、速度控制阀NCV1、单向阀CV1、速度控制阀NCV2及第二伸压力空间525成为几乎与大气压相等的低压PLo状态。
同时,二位二通阀ttV及二位二通阀t2V为被切断的状态,另外,由于梭阀stV等而压力不会漏出,CLOSE端口、单向阀CV2、从二位二通阀ttV的ttV4至二位二通阀t2V的t2V4、输出点CL、速度控制阀NCV3及第二缩压力空间422c维持高压PHi状态。
此时,限位开关cdS因活塞512接触而成为连通状态。
若从MID的压缩空气的供给为规定量,圆环状气缸80克服弹簧70的作用力,MID端口、速度控制阀NCV4至单向阀CV5、二位二通阀t2V的气动侧t2V0至单向阀CV4、从点ML至梭阀及单向阀CV3、限位开关cdS、输出点FR及圆环状气缸80的压力超过规定的阈值PtM,则如图88中的A-圆圈数字3所示,二位二通阀t2V的气动侧t2V0的压力变高,以对抗弹簧的作用力,使阀芯移动,从而二位二通阀t2V成为连通状态。
由此,如图88中的A-圆圈数字3所示,从MID端口、在二位二通阀t2V中从t2V1向t2V2的流动、输出点MID、速度控制阀NCV5及第一压力空间524连通,从而第一压力空间524被加压。同时,从CLOSE端口、在二位二通阀t2V中从t2V4向t2V3的流动、单向阀CV5及点ML连通。
其结果,在旋转驱动气缸510中,第一活塞521从缩位置Pb1朝向伸位置Pa1侧移动。此时,随着第一压力空间524的压力上升,推压第一活塞521的突出部531所接触的第二活塞522,由于第一活塞521与第一压力空间524的推压力的差,第二缩压力空间422c收缩,从而驱动力开始作用在第一压力空间524扩大(伸缩)的方向上。
同时,第二活塞522开始移动且限位开关cdS成为切断状态。由此,通过单向阀CV圆环状气缸80维持加压状态。
在此,在第一活塞521及第二活塞522的伸张动作中,第一压力空间524及第二缩压力空间422c的扩大缩小不由加压并减压而进行,而通过突出部531接触的第一活塞521和第二活塞522间的推压力的差而进行。为此,如图89中的A-圆圈数字4所示,随着第一活塞521及第二活塞522的伸张动作,从第二缩压力空间422c向第一压力空间524,回流驱动用的压缩空气。
具体来讲,从第二缩压力空间422c向速度控制阀NCV3、从速度控制阀NCV3向输出点CL、从输出点CL向二位二通阀t2V的t2V4、从二位二通阀t2V的t2V4向t2V3流动,从二位二通阀t2V的t2V3向单向阀CV5、从单向阀CV5向速度控制阀NCV4、从速度控制阀NCV4向二位二通阀t2V的t2V1、从二位二通阀t2V的t2V1向t2V2流动,从二位二通阀t2V的t2V2向输出MID、从输出MID向速度控制阀NCV5、从速度控制阀NCV5向第一压力空间524流动。
随着从该第二缩压力空间422c向第一压力空间524的回流引起的第二活塞522的移动,旋转轴20及中立阀芯5转动,可动阀部40从阀闭位置E2(闭塞解除位置,图51)朝向半开位置E3(图51)进行转动动作。
在此,由于在中立阀部30的旋转动作中,即在活塞512从缩位置Pb移动的期间,圆环状气缸80为加压状态,因此维持可动阀部40的厚度方向尺寸缩小的状态。
如此,若第一活塞521、第二活塞522都结束向半开位置Pc1、Pc2的移动而结束滑阀的半开动作,则根据从第一压力空间524由突出部531接触所施加的压力对于由突出部531接触的第二活塞522的向伸张方向的推压力和从第二缩压力空间422c向第二活塞522的加压,如图89中的A-圆圈数字3所示,维持阀半开的状态。此外,第一活塞521的停止位置限制在由第二活塞限制部件535设定的位置上。
此外,作为圆环状气缸80的压力阈值PtM,能够使其与上述的压力阈值Pth相等,也能够使其不同。该压力阈值PtM能够通过阀的尺寸、开闭速度的设定等变动,但以阀芯40的厚度方向尺寸为缩小动作结束的状态,并且可以是高压PHi状态以下。即,能够维持在阀芯40的厚度缩小动作结束之后,进行旋转轴20的旋转动作的动作顺序,并且为了旋转轴20的旋转速度(旋转)成为维持滑阀中所要求的灵敏度的值,可以是
PLo<Pth<PHi。
其次,说明从半开E3状态向阀闭(E2)的半闭(闭塞并密封)动作。
滑阀作为初始状态位于半开位置E3(图51),并且可动阀部40的厚度为最小。
如图90中的B-圆圈数字1所示,在半开状态中,作为压力状态,在输入侧方面,在供给压缩空气的驱动用两系统的输入中,用于进行阀开动作的OPEN端口为低压PLo状态,CLOSE端口为高压PHi状态,MID端口为高压PHi状态。
另外,在如图90中的B-圆圈数字1所示的半开状态中,在输出侧方面,输出点FR为高压PHi状态。输出点OP为低压PLo状态,输出点CL为高压PHi状态,输出点MID为高压PHi状态,回路内的点ML也为高压PHi状态。
同时,如图90所示,第一活塞521、第二活塞522都伸张至半开位置Pc1、Pc2,圆环状气缸80伸张。另外,二位二通阀t2V的t2V1和t2V2及t2V3和t2V4为连通状态,二位二通阀ttV的ttV1和ttV2及ttV3和ttV4为切断状态,限位开关cdS为切断状态。
如图90中的B-圆圈数字2所示,在作为半开动作的指令接通期间,作为压力状态,在输入侧方面,MID端口被切换成为低压PLo状态。
随之,如图92所示,MID端口、速度控制阀NCV4至单向阀CV5、二位二通阀t2V的气动侧t2V0、单向阀CV4、点ML、速度控制阀NCV5及第一压力空间524连通而被减压,在旋转驱动气缸510中第一活塞521从半开位置Pc1向缩位置Pb1开始移动。此时,随着第二缩压力空间422c的伸张,从CLOSE端口供给压缩空气。
同时,由于二位二通阀t2V的气动侧t2V0被减压,因此若气动侧t2V0的压力低于规定的阈值PtM,则二位二通阀t2V的t2V1和t2V2及t2V3和t2V4为切断状态。
同时,在半开(E3)状态中,在作为加压状态的圆环状气缸80侧,限位开关cdS为被切断的状态,并且由于单向阀CV3压力不会漏出,输出点FR、圆环状气缸80维持高压PHi状态。
由此,在旋转驱动气缸510中,通过第一压力空间524的减压、向第二缩压力空间422c的压缩空气供给,第二活塞522从半开位置Pc2朝向缩位置Pb2开始移动。同时,可动阀部40从半开位置E3(图51)朝向退避位置E1(闭塞解除位置,图51)进行旋转动作。此时,可动阀部40的厚度方向尺寸维持缩小的状态。
若可动阀部40的旋转动作结束而到达阀闭位置E2(闭塞解除位置),则如图93所示,同时,在旋转驱动气缸510中,第二活塞522到达缩位置Pb2。由此,第二活塞522接触限位开关cdS,限位开关cdS为连通状态。
由此,如图90中的B-圆圈数字3所示,作为压力状态,圆环状气缸80及输出点FR与OPEN端口连通而被减压。
此时,由于主弹簧70的作用力,随着圆环状气缸80的压力下降,可动阀片部50沿B2方向、可动阀框部60沿B1方向滑动,从而可动阀部40的厚度方向尺寸扩大,以进行向闭塞状态的动作。
如图94所示,在输出侧方面,使圆环状气缸80(第二施力部)动作的输出点FR为几乎与大气压相等的低压PLo状态,从而成为关闭状态。
其次,说明从半开E3状态向阀开(E1)的从半开向开的动作。
滑阀作为初始状态处于半开位置E3(图51),并且可动阀部40的厚度为最小。
如图95中的C-圆圈数字1所示,在半开状态中,作为压力状态,在输入侧方面,在供给压缩空气的驱动用两系统的输入中,OPEN端口为低压PLo状态,CLOSE端口为高压PHi状态,MID端口为高压PHi状态。
另外,如图95中的C-圆圈数字1所示的半开状态中,在输出侧方面,输出点FR为高压PHi状态,输出点OP为低压PLo状态,输出点CL为高压PHi状态,输出点MID为高压PHi状态,回路内的点ML为高压PHi状态,回路内的梭阀stV与单向阀CV1之间的点SS为低压PLo状态。
同时,如图96所示,第一活塞521、第二活塞522都伸张至半开位置Pc1、Pc2,圆环状气缸80伸张。另外,二位二通阀t2V的t2V1和t2V2及t2V3和t2V4为连通状态,二位二通阀ttV的ttV1和ttV2及ttV3和ttV4为切断状态,限位开关cdS为切断状态。
如图95中的C-圆圈数字2所示,在作为半开动作的指令接通期间,作为压力状态,在输入侧方面被切换使得OPEN端口成为高压PHi状态,CLOSE端口成为低压PLo状态。
随之,如图97所示,OPEN端口、二位二通阀ttV的气动侧ttV0至单向阀CV1、及梭阀stV、单向阀CV3、限位开关cdS、输出点FR成为加压状态,并且MID端口、速度控制阀NCV4、单向阀CV5、二位二通阀t2V的气动侧t2V0、单向阀CV4、点ML、输出MID、速度控制阀NCV5及第一压力空间524成为加压状态。
在旋转驱动气缸510中,第一活塞521维持半开位置Pc1。
同时,CLOSE端口、从二位二通阀ttV的ttV3、单向阀CV2至CLOSE端口侧成为减压状态。此时,通过单向阀CV2,从单向阀CV2至输出CL、第二缩压力空间422c侧维持加压状态。
如图95中的C-圆圈数字3所示,若从OPEN端口的压缩空气的供给为规定量,二位二通阀ttV的气动侧ttV0的压力超过规定的阈值Pth,则如图98所示,二位二通阀ttV的ttV1和ttV2及ttV3和ttV4为连通状态。
由此,从CLOSE端口、在二位二通阀ttV中从ttV4向ttV3的流动、输出点CL、速度控制阀NCV3、第二缩压力空间422c连通,从而第二缩压力空间422c被减压。同时,从OPEN端口、在二位二通阀ttV中从ttV1向ttV2的流动、输出点OP、第二伸压力空间525连通,从而第二伸压力空间525被加压。
其结果,在旋转驱动气缸510中,通过第二伸压力空间525的加压,第二活塞522从半开位置Pc2向伸位置Pa2开始移动。同时,成为非接触的第一活塞521维持半开位置Pc1。此时,圆环状气缸80维持加压状态。
通过在该旋转驱动气缸510中的第二活塞522从半开位置向伸位置Pa2的移动,可动阀部40从半开位置E3(图51)朝向退避位置E1(阀开位置,图51)进行旋转动作。此时,可动阀部40的厚度方向尺寸维持缩小的状态。
其次,说明从退避状态(E1)至半开状态(E3)的半开闭动作。
滑阀作为初始状态处于退避位置E1(图51),并且可动阀部40的厚度为最小。
如图99中的D-圆圈数字1所示,在阀开(退避)状态中,作为压力状态,在输入侧方面,在供给压缩空气的驱动用两系统的输入中,OPEN端口为高压PHi状态,CLOSE端口为低压PLo状态,MID端口为高压PHi状态。
另外,如图99中的D-圆圈数字1所示的半开状态中,在输出侧方面,输出点FR为高压PHi状态,输出点OP为低压PHi状态,输出点CL设为低压PLo状态,输出点MID为高压PHi状态,回路内的点ML也为高压PHi状态,点SS也为高压PHi状态。
同时,如图100所示,第一活塞521伸张至半开位置Pc1、第二活塞522伸张至伸位置Pa2,圆环状气缸80伸张。另外,二位二通阀t2V的t2V1和t2V2及t2V3和t2V4为连通状态,二位二通阀ttV的ttV1和ttV2及ttV3和ttV4为连通状态,限位开关cdS为切断状态。
如图99中的D-圆圈数字2所示,在作为半开闭动作的指令接通期间,作为压力状态,在输入侧方面被切换使得OPEN端口成为低压PLo状态,CLOSE端口成为高压PHi状态。
随之,如图101所示,OPEN端口、二位二通阀ttV的气动侧ttV0、单向阀CV1、点SS至梭阀stV及OPEN端口、从二位二通阀ttV的ttV1至ttV2、输出点OP、第二伸压力空间525连通而开始减压。
在旋转驱动气缸510中,第一活塞521维持半开位置Pc1。
同时,CLOSE端口、从二位二通阀ttV的气动侧ttV3至ttV4、单向阀CV2、输出点CL、第二缩压力空间422c为加压状态。
其结果,在旋转驱动气缸510中,通过第二伸压力空间525的减压及第二缩压力空间422c的加压,第二活塞522从伸位置Pa2向半开位置Pc2开始移动。此时,随着第二缩压力空间422c的伸张,从CLOSE端口供给压缩空气。另外,第一活塞521维持半开位置Pc1。
在该时机中,限位开关cdS由于活塞512非接触成为切断状态。
同时,由于通过从OPEN端口的减压,二位二通阀ttV的气动侧ttV0被减压,因此若气动侧ttV0的压力低于规定的阈值Pth,则二位二通阀ttV的ttV1和ttV2及ttV3和ttV4为切断状态。
同时,在退避状态(E1)中,在作为加压状态的圆环状气缸80侧,由于梭阀stV而压力未漏出,输出点FR、圆环状气缸80维持高压PHi状态。
由此,如图102所示,在旋转驱动气缸510中,通过第二伸压力空间525的减压、向第二缩压力空间422c的压缩空气供给而开始移动的第二活塞522,与位于半开位置Pc1的第一活塞521的突出部531抵接,从而停止在半开位置Pc2上。同时,可动阀部40从退避位置E1(图51)朝向半开位置E3(图51)进行旋转动作。此时,可动阀部40的厚度方向尺寸维持缩小的状态。
如上所述,在第十六实施方式中,采用如下结构:即对于被设为OPEN端口、CLOSE端口、MID端口的三端口的驱动及位置控制用压力空气的输入,通过被设为FR、OP、CL、MID的四输出点的时序回路,驱动控制由单作用气缸引起的中立阀芯的厚度变动和二段式并且为双作用气缸的中立阀芯的旋转动作气缸的结构。在该结构中,未使用电气性的机构而控制这些的压力状态,并能够控制在闭塞位置E2、退避位置E1、半开位置E3的三个位置之间的动作。另外,设定与这些的动作对应的压力变化顺序,能够按规定的顺序实现闭塞位置、闭塞解除位置、半开位置、退避位置的状态。为此,能够迅速并且安全地进行滑阀的动作。另外,也能够使上述的动作连续或组合进行。
通过具有上述的时序回路SQ3,从而具有可动阀部40的旋转移动动作、可动阀部40的升降动作(闭塞、解除动作)的两次独立的动作,并且转动动作由双作用式气缸510、升降动作由单作用式气缸80进行,并且在能够调节开度的滑阀中,能够使这些移动动作、升降动作联动。由于可动阀部40的移动动作及升降动作、半开动作都未用电气性的控制进行,并能够用机械性的控制进行,因此能够防止停电时的异常动作等。此外,第十六实施方式的时序回路为一例,即使在其他结构中,如果进行如上所述的动作及与其对应的压缩空气的控制,也能够适用。
另外,与使用4个二位一通阀相比,通过在OPEN端口中设为二位二通阀ttV、在MID端口中设为二位二通阀t2V,从而能够准确吻合阀的动作时机,以能够准确实现时序。
通过将回路形成体分割为在图84中用双点划线包围的每个模块而设为能够使其组合的结构,从而即使在气缸的变更,特别是在二位置气缸和三位置气缸之间变更为控制用回路的情况下,也能够共用模块,以得到成本减低效果。
产业上的可应用性
本发明能够广泛地适用于在真空装置等中将连结真空度和温度或气体气氛等性质不同的两个空间的流道切断的状态和开放该切断状态进行切换的用途、及在切断状态和开放状态之间控制开度的切断阀及滑阀。
符号说明
5…中立阀芯、10,10a,10b…阀体、11…中空部、12a…第一开口部、12b…第二开口部、17,18…流体路径环、20…旋转轴、21,121…外螺纹、25…阀杆、30…中立阀部、31…内螺纹、40…可动阀部、41…供给通道、42…联络通道、43…紧固螺栓(紧固部件)、43f…挡圈(卡止部件)、50…可动阀片部(第二可动阀部)、51a,51b…第二密封部、52a,52b…第三密封部、53,54…擦拭器、55,56…中间大气室、60…可动阀框部(第一可动阀部)、61…第一密封部、62…导向销、68…连接销、68A…浮动销、69…连接销部、70…主弹簧(第一施力部)、80…气缸(第二施力部、圆环状气缸)、90…辅助弹簧(第三施力部)、91…连接部件、93…突起部、95…凹部、96a,96b…第一平行面、97a,97b…第二平行面、121,421,621…小齿轮、122,422,622…齿条、125,126…轴向轴内路径、100,100A,1000…切断阀、100B…滑阀、300A,300B,300C,300D…旋转轴驱动机构、410,510,610,710…气缸、411,511,611,711…气缸主体、412,521,612,712…活塞、413,613…压力空间、414,614…通气口、418,618…缓冲槽、536,736…缓冲材。
Claims (44)
1.一种切断阀,其特征在于,具备:
阀体,具有中空部和第一开口部及第二开口部,该第一开口部及第二开口部隔着所述中空部互相对置设置并成为连通的流道;
中立阀芯,被配置在所述阀体的所述中空部内,能够闭塞所述第一开口部;和
位置切换机构,将所述中立阀芯在相对于所述第一开口部为闭塞状态的阀闭塞位置和从所述第一开口部退避而成为开放状态的阀开放位置之间动作,
所述中立阀芯具有连接于所述切换机构的中立阀部和相对于该中立阀部被连接为能够变更流道方向位置的可动阀部,
所述可动阀部具备:
第一可动阀部,设置有圆周设置于该可动阀部以紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上的密封部,并且相对于所述中立阀部被连接为能够变更流道方向位置;
第一施力部,将所述第一可动阀部沿所述流道方向朝向所述第一开口部施力,以能够将所述密封部紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上;
第二可动阀部,相对于所述第一可动阀部在所述流道方向上能够滑动;
第二施力部,与所述第一施力部的作用力对抗,并以能够收缩所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的所述流道方向厚度尺寸的方式驱动;和
第三施力部,对应所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的流道方向厚度尺寸的变化,将所述第一可动阀部连接为相对于所述中立阀部能够变更流道方向位置,并且将所述第一可动阀部向所述流道中央位置侧施力。
2.根据权利要求1所述的切断阀,其特征在于,
在所述第二可动阀部,设置有将所述第一施力部的反力传递至所述第二开口部周围的阀体内表面的反力传递部。
3.根据权利要求1或2所述的切断阀,其特征在于,
所述第二施力部为形成在所述第一可动阀部与所述第二可动阀部之间的气缸。
4.根据权利要求3所述的切断阀,其特征在于,
形成有对作为所述第二施力部的气缸供给驱动用气体的供给通道,在该供给通道中设置有连接销部,该连接销部即使所述第一可动阀部与所述中立阀部的流道方向位置改变时,也能够供给驱动用气体地滑动连接在所述第一可动阀部与所述中立阀部之间。
5.根据权利要求3所述的切断阀,其特征在于,
在作为所述第二施力部的气缸中,在滑动部分设置有双层密封部,与第二层的密封相比在气体供给侧,设置有当第一层的密封被破坏时将驱动用气体朝向切断阀外部逃逸的联络通道。
6.根据权利要求4所述的切断阀,其特征在于,
在所述连接销部中,在滑动部分设置有双层密封部,与第二层的密封相比在气体供给侧,设置有当第一层的密封被破坏时将驱动用气体朝向切断阀外部逃逸的联络通道。
7.根据权利要求1所述的切断阀,其特征在于,
所述切换机构包括具有在所述流道方向上延伸的轴线的旋转轴。
8.根据权利要求1所述的切断阀,其特征在于,
所述切换机构包括在与所述流道方向交叉的方向上延伸且被直线状地驱动的阀杆。
9.一种切断阀,其特征在于,具备:
阀体,具有中空部和第一开口部及第二开口部,该第一开口部及第二开口部隔着所述中空部互相对置设置并成为连通的流道;
中立阀芯,被配置在所述阀体的所述中空部内,能够闭塞所述第一开口部;和
位置切换机构,将所述中立阀芯在相对于所述第一开口部为闭塞状态的阀闭塞位置和从所述第一开口部退避而成为开放状态的阀开放位置之间动作,
所述中立阀芯具有连接于所述切换机构的中立阀部和相对于该中立阀部被连接为能够变更流道方向位置的可动阀部,
所述可动阀部具备:
第一可动阀部,设置有圆周设置于该可动阀部以紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上的密封部,并且相对于所述中立阀部被连接为能够变更流道方向位置;
第一施力部,将所述第一可动阀部沿所述流道方向朝向所述第一开口部施力,以能够将所述密封部紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上;
第二可动阀部,相对于所述第一可动阀部在所述流道方向上能够滑动;
第二施力部,与所述第一施力部的作用力对抗,并以能够收缩所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的所述流道方向厚度尺寸的方式驱动;
第三施力部,对应所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的流道方向厚度尺寸的变化,将所述第一可动阀部连接为相对于所述中立阀部能够变更流道方向位置,并且将所述第一可动阀部向所述流道中央位置侧施力;和
紧固部件,能够在所述中立阀芯的厚度尺寸收缩的状态下紧固所述第一可动阀部与所述第二可动阀部。
10.根据权利要求9所述的切断阀,其特征在于,
在所述紧固部件上设置有卡止部件,以使该连接部件不会从所述可动阀部脱离,并使得在将所述第一可动部件与所述第二可动部件紧固解除的状态下能够进行阀开闭动作。
11.根据权利要求10所述的切断阀,其特征在于,
设置多个所述第一施力部,
并在流道方向俯视所述中立阀芯,相对于配置有所述第一施力部的中心位置,对称地配置所述紧固部件。
12.根据权利要求9所述的切断阀,其特征在于,
所述中立阀芯能够闭塞大致圆形的所述第一开口部,并在流道方向俯视,所述第一施力部与所述紧固部件相对于所述中立阀芯被配置为同心状。
13.根据权利要求10所述的切断阀,其特征在于,
所述卡止部件为E型挡圈或C型挡圈。
14.一种切断阀,其特征在于,具备:
阀体,具有中空部和第一开口部及第二开口部,该第一开口部及第二开口部隔着所述中空部互相对置设置并成为连通的流道;
中立阀芯,被配置在所述阀体的所述中空部内,能够闭塞所述第一开口部;
旋转轴,使所述中立阀芯在相对于所述第一开口部为闭塞状态的阀闭塞位置与从所述第一开口部退避而成为开放状态的阀开放位置之间转动;和
连接部件,在所述阀体内固定于所述旋转轴,并能够装卸地保持所述中立阀芯,
所述中立阀芯具有经由所述连接部件与所述旋转轴连接的中立阀部和相对于该中立阀部被连接为能够变更流道方向位置的可动阀部,
所述连接部件与所述中立阀部在沿所述流道方向互相平行地扩张并以第一间隔分离的一组第一平行面和沿所述流道方向互相平行地扩张并以与所述第一间隔相比更宽的第二间隔分离的一组第二平行面上互相接触,在所述连接部件和所述中立阀部配合的状态下,在所述第一平行面与所述第二平行面之间形成有使所述连接部件和所述中立阀部分离而不接触的空间部。
15.根据权利要求14所述的切断阀,其特征在于,
具备:
第一可动阀部,相对于所述中立阀部被连接为能够变更流道方向位置;
密封部,圆周设置于所述第一可动阀部,紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上;
第一施力部,将所述第一可动阀部沿所述流道方向朝向所述第一开口部施力,以能够将所述密封部紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上;
第二可动阀部,相对于所述第一可动阀部在所述流道方向上能够滑动;
第二施力部,与所述第一施力部的作用力对抗,并以能够收缩所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的所述流道方向厚度尺寸的方式驱动;和
第三施力部,对应所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的流道方向厚度尺寸的变化,将所述第一可动阀部连接为相对于所述中立阀部能够变更流道方向位置,并且将所述第一可动阀部向所述流道中央位置侧施力。
16.根据权利要求14或15所述的切断阀,其特征在于,
在所述连接部件形成有具备构成所述第一平行面的第一接触面和构成所述第二平行面的第二接触面的突起部,
在所述中立阀芯的一端部形成有具备构成所述第一平行面的第三接触面和构成所述第二平行面的第四接触面并与所述突起部嵌合的凹部。
17.根据权利要求16所述的切断阀,其特征在于,
所述凹部分别形成在所述中立阀部的所述流道方向上的一面侧及另一面侧。
18.根据权利要求14或15项所述的切断阀,其特征在于,
所述旋转轴和所述中立阀部由贯通该旋转轴及所述连接部件的外螺纹和形成于所述中立阀部并与所述外螺纹螺纹旋合的内螺纹结合。
19.一种切断阀,其特征在于,具备:
阀体,具有中空部和第一开口部及第二开口部,该第一开口部及第二开口部隔着所述中空部互相对置设置并成为连通的流道;
阀芯,被配置在所述阀体的所述中空部内,能够闭塞所述第一开口部;
旋转轴,使所述阀芯在相对于所述第一开口部为闭塞状态的阀闭塞位置与从所述第一开口部退避而成为开放状态的阀开放位置之间转动;和
连接部件,在所述阀体内固定于所述旋转轴并能够装卸地保持所述阀芯,
所述连接部件与所述阀芯在沿所述流道方向互相平行地扩张并以第一间隔分离的一组第一平行面和沿所述流道方向互相平行地扩张并以与所述第一间隔相比更宽的第二间隔分离的一组第二平行面上互相接触,在所述连接部件和所述阀芯配合的状态下,在所述第一平行面与所述第二平行面之间形成有使所述连接部件和所述阀芯分离而不接触的空间部。
20.一种滑阀,其特征在于,具备:
阀体,具有中空部和第一开口部及第二开口部,该第一开口部及第二开口部隔着所述中空部互相对置设置并成为连通的流道;
中立阀芯,被配置在所述阀体的所述中空部内,能够闭塞所述第一开口部;和
旋转轴,作为将所述中立阀芯在相对于所述第一开口部为闭塞状态的阀闭塞位置和从所述第一开口部退避而成为开放状态的阀开放位置之间动作的位置切换机构,具有在所述流道方向上延伸的轴线,
所述中立阀芯具有连接于所述切换机构的中立阀部和相对于该中立阀部被连接为能够变更流道方向位置的可动阀部,
所述可动阀部具备:
第一可动阀部,设置有圆周设置于该可动阀部以紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上的密封部,并且相对于所述中立阀部被连接为能够变更流道方向位置;
第一施力部,将所述第一可动阀部沿所述流道方向朝向所述第一开口部施力,以能够将所述密封部紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上;
第二可动阀部,相对于所述第一可动阀部在所述流道方向上能够滑动;
第二施力部,与所述第一施力部的作用力对抗,并以能够收缩所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的所述流道方向厚度尺寸的方式驱动;
第三施力部,对应所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的流道方向厚度尺寸的变化,将所述第一可动阀部连接为相对于所述中立阀部能够变更流道方向位置,并且将所述第一可动阀部向所述流道中央位置侧施力;
两个以上的轴承,在所述旋转轴的轴线方向上分离并保持该旋转轴;和
流体路径环,在所述旋转轴的轴线方向上的这些轴承间的位置与所述旋转轴周面能够滑动地接触,
设置有连通设置在所述旋转轴的一端面与所述流体路径环的外周面的开口彼此的密封的流体路径,所述旋转轴不论转动位置如何,未对所述阀体中空部露出并连通形成于所述中立阀部内部的流体路径和成为所述旋转轴径向外侧位置的所述阀体外部。
21.根据权利要求20所述的滑阀,其特征在于,
作为所述流体路径,在所述旋转轴内部设置有轴内路径,该轴内路径由在所述旋转轴的轴线方向延伸并在所述旋转轴的一端侧开口的轴向轴内路径和连接于该轴向路径并且在所述旋转轴的周面开口的径向轴内路径构成,
作为所述流体路径,在所述流体路径环内部设置有在该流体路径环的径向延伸并在其外周面及内周面开口的径向环路径,
在所述流体路径环内周面及旋转轴周面之间圆周设置有圆周方向路径,该圆周方向路径设置于圆周方向上并连通所述径向轴内路径和所述径向环路径。
22.根据权利要求21所述的滑阀,其特征在于,
所述路径为对在所述第一可动阀部与所述第二可动阀部之间作为所述第二施力部形成的气缸供给驱动用气体的供给通道的一部分。
23.根据权利要求22所述的滑阀,其特征在于,
所述路径为在作为所述第二施力部的气缸的滑动部分上设置的双层密封部中与第二层密封相比设置在气体供给侧,且当第一层密封破坏时将驱动用气体朝向滑阀外部逃逸的联络通道的一部分。
24.根据权利要求23所述的滑阀,其特征在于,
在所述旋转轴中,成为所述供给通道和所述联络通道的轴向路径分别平行地设置,并且与所述供给通道和所述联络通道对应的流体路径环设置在所述旋转轴的不同轴向位置。
25.根据权利要求24所述的滑阀,其特征在于,
与所述供给通道和所述联络通道对应的流体路径环,相对于所述轴承的轴线方向中间位置被对称地配置。
26.根据权利要求25所述的滑阀,其特征在于,
在所述轴承的轴线方向中间位置,连接有驱动所述旋转轴的驱动系小齿轮。
27.一种滑阀,其特征在于,具备:
阀体,具有中空部和第一开口部及第二开口部,该第一开口部及第二开口部隔着所述中空部互相对置设置并成为连通的流道;
中立阀芯,被配置在所述阀体的所述中空部内,能够闭塞所述第一开口部;
旋转轴,使所述中立阀芯在相对于所述第一开口部为闭塞状态的阀闭塞位置与从所述第一开口部退避而成为开放状态的阀开放位置之间转动;
旋转机构,使该旋转轴旋转;
连接部件,在所述阀体内固定于所述旋转轴,并能够装卸地保持所述中立阀芯,
所述中立阀芯具有经由所述连接部件与所述旋转轴连接的中立阀部和相对于该中立阀部被连接为能够变更流道方向位置的可动阀部,
所述旋转机构具有形成在所述旋转轴的轴心周围的小齿轮、具备与该小齿轮啮合的齿条齿的齿条部件、使该齿条部件直线运动的气缸和以密封状态收纳该齿条部件与小齿轮的壳体,
在所述壳体中,在所述小齿轮与所述齿条的啮合部分的两侧,分别圆周设置有能够滑动地支撑所述齿条部件的滑动轴承,
所述气缸由筒状的气缸主体和在该气缸主体内能够进行往复运动的活塞构成,在该活塞上固定有在其往复运送方向上延伸的所述齿条部件,
在所述气缸主体的一端侧和所述活塞之间构成伸压力空间,
并且在所述气缸主体的另一端侧以密封状态连接的所述壳体侧与所述活塞之间构成缩压力空间,
具有设置于所述气缸主体且使所述伸压力空间与外部之间连通的伸通气口和设置于所述小齿轮收纳侧的壳体且使所述缩压力空间与外部之间连通的缩通气口,
在所述齿条部件与所述滑动轴承部件之间对置的部分,形成有即使所述齿条部件进行往复运动也维持与所述滑动轴承相比靠近所述活塞侧的缩压力空间内与所述缩通气口的通气状态的连通槽。
28.根据权利要求27所述的滑阀,其特征在于,
在所述活塞上形成有沿所述往复运动方向剖面面积连续变化,从而使所述压力空间内的空气逐渐朝向所述通气口通气的缓冲槽。
29.根据权利要求27所述的滑阀,其特征在于,
在所述壳体形成有当使所述压力空间内的空气朝向所述通气口通气时,能够控制该通气量的控制缓冲流道。
30.根据权利要求27所述的滑阀,其特征在于,
所述活塞由第一活塞和被配设在该第一活塞与所述气缸主体的一端侧之间的第二活塞构成,
在所述第一活塞与所述第二活塞的抵接部分配设有缓冲材。
31.根据权利要求27所述的滑阀,其特征在于,
所述滑动轴承配置在与所述小齿轮和所述齿条齿的啮合部分生成的所述齿条部件的作用线和所述齿条部件的轴中心线的交点相比更远离所述啮合部分的方向上。
32.根据权利要求27至31中的任一项所述的滑阀,其特征在于,
具备:
第一可动阀部,相对于所述中立阀部被连接为能够变更流道方向位置;
密封部,圆周设置于所述第一可动阀部,紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上;
第一施力部,将所述第一可动阀部沿所述流道方向朝向所述第一开口部施力,以能够将所述密封部紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上;
第二可动阀部,相对于所述第一可动阀部在所述流道方向上能够滑动;
第二施力部,与所述第一施力部的作用力对抗,并以能够收缩所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的所述流道方向厚度尺寸的方式驱动;和
第三施力部,对应所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的流道方向厚度尺寸的变化,将所述第一可动阀部连接为相对于所述中立阀部能够变更流道方向位置,并且将所述第一可动阀部向所述流道中央位置侧施力。
33.一种滑阀,其特征在于,具备:
阀体,具有中空部和第一开口部及第二开口部,该第一开口部及第二开口部隔着所述中空部互相对置设置并成为连通的流道;
中立阀芯,被配置在所述阀体的所述中空部内,能够闭塞所述第一开口部;
旋转轴,使所述中立阀芯在相对于所述第一开口部为闭塞状态的阀闭塞位置与从所述第一开口部退避而成为开放状态的阀开放位置之间转动;
旋转机构,使该旋转轴旋转;
连接部件,在所述阀体内固定于所述旋转轴,并能够装卸地保持所述中立阀芯,
所述中立阀芯具有经由所述连接部件与所述旋转轴连接的中立阀部和相对于该中立阀部被连接为能够变更流道方向位置的可动阀部,
所述旋转机构具有形成在所述旋转轴的轴心周围的小齿轮、具备与该小齿轮啮合的齿条齿的齿条部件和使该齿条部件直线运动的气缸,
在所述小齿轮与所述齿条的啮合部分的两侧,分别配设有能够滑动地支撑所述齿条部件的滑动轴承,
所述气缸由筒状的气缸主体和在该气缸主体内能够往复运动的活塞构成,并在所述气缸主体的一端侧和所述活塞之间构成压力空间,
在所述气缸主体上具有使所述压力空间与外部之间连通的通气口,在所述活塞上形成有沿所述往复运动方向剖面面积连续变化,从而使所述压力空间内的空气逐渐朝向所述通气口通气的缓冲槽。
34.根据权利要求33所述的滑阀,其特征在于,
所述活塞由第一活塞和被配设在该第一活塞与所述气缸主体的一端侧之间的第二活塞构成,
在所述第一活塞与所述第二活塞的抵接部分配设有缓冲材。
35.根据权利要求33或34所述的滑阀,其特征在于,
所述齿条部件的垂直于长度方向的剖面呈圆形,并且在沿所述长度方向的二处以上,通过所述滑动轴承被滑动自如地支撑。
36.根据权利要求33或34所述的滑阀,其特征在于,
所述滑动轴承配置在与所述小齿轮和所述齿条齿的啮合部分生成的所述齿条部件的作用线和所述齿条部件的轴中心线的交点相比更远离所述啮合部分的方向上。
37.根据权利要求33或34所述的滑阀,其特征在于,
在所述齿条部件的表面进一步形成有沿长度方向延伸的槽。
38.根据权利要求33或34所述的滑阀,其特征在于,
具备:
第一可动阀部,相对于所述中立阀部被连接为能够变更流道方向位置;
密封部,圆周设置于所述第一可动阀部,紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上;
第一施力部,将所述第一可动阀部沿所述流道方向朝向所述第一开口部施力,以能够将所述密封部紧贴在所述第一开口部周围的阀体内表面上;
第二可动阀部,相对于所述第一可动阀部在所述流道方向上能够滑动;
第二施力部,与所述第一施力部的作用力对抗,并以能够收缩所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的所述流道方向厚度尺寸的方式驱动;和
第三施力部,对应所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的流道方向厚度尺寸的变化,将所述第一可动阀部连接为相对于所述中立阀部能够变更流道方向位置,并且将所述第一可动阀部向所述流道中央位置侧施力。
39.一种滑阀,其特征在于,具有:
阀体,具有中空部和第一开口部及第二开口部,该第一开口部及第二开口部隔着所述中空部互相对置设置并成为连通的流道;
中立阀芯,被配置在所述阀体的所述中空部内,能够闭塞所述第一开口部;
旋转轴,使所述中立阀芯在相对于所述第一开口部为闭塞状态的阀闭塞位置与从所述第一开口部退避而成为开放状态的阀开放位置之间转动;
旋转机构,使该旋转轴转动,由齿条小齿轮及驱动该齿条小齿轮的双作用式气缸构成;和
闭塞解除驱动机构,由使所述中立阀芯进行闭塞解除动作的单作用式气缸构成,
在所述滑阀中具备时序回路,该时序回路能够依次操作所述中立阀芯的闭塞解除动作和该中立阀芯的旋转动作,并且具有在开启时,当闭塞解除气缸的驱动压力超过规定的阈值时使旋转气缸进行开始动作,并在关闭时,当旋转动作完成时使闭塞动作开始的气动式二位二通阀。
40.根据权利要求39所述的滑阀,其特征在于,
所述时序回路具有在关闭时能够以稳定的状态维持闭塞压力直到所述中立阀芯的旋转动作结束的旋转动作结束检测开关。
41.根据权利要求39或40所述的滑阀,其特征在于,
所述时序回路具有单向阀,该单向阀具有外壳、在该外壳内部被偏压的滚珠和限制该滚珠的移动位置的滚珠导轨,并且不论所述滚珠的位置如何流道剖面面积为固定的。
42.一种滑阀,其特征在于,具有:
阀体,具有中空部和第一开口部及第二开口部,该第一开口部及第二开口部隔着所述中空部互相对置设置并成为连通的流道;
中立阀芯,被配置在所述阀体的所述中空部内,能够闭塞所述第一开口部;
旋转轴,使所述中立阀芯在相对于所述第一开口部为闭塞状态的阀闭塞位置与从所述第一开口部退避而成为开放状态的阀开放位置之间转动;
旋转机构,使该旋转轴转动,由齿条小齿轮及驱动该齿条小齿轮的双作用式气缸构成;和
闭塞解除驱动机构,由使所述中立阀芯进行闭塞解除动作的单作用式气缸构成,并且所述双作用式气缸具有驱动所述小齿轮的第二活塞和为了设定阀开度而限制所述第二活塞的停止位置的第一活塞,
在所述滑阀中具备时序回路,该时序回路能够依次操作所述中立阀芯的闭塞解除动作和该中立阀芯的旋转动作,具有在开启时,当闭塞解除气缸的驱动压力超过规定的阈值时使旋转气缸进行开始动作,并在关闭时,当旋转动作完成时使闭塞动作开始的气动式二位二通阀,并且具有设定所述中立阀芯的停止位置的气动式二位二通阀。
43.根据权利要求42所述的滑阀,其特征在于,
所述时序回路具有在关闭时能够以稳定的状态维持闭塞压力直到所述中立阀芯的旋转动作结束的旋转动作结束检测开关。
44.根据权利要求42或43所述的滑阀,其特征在于,
所述时序回路具有单向阀,该单向阀具有外壳、在该外壳内部被偏压的滚珠和限制该滚珠的移动位置的滚珠导轨,并且不论所述滚珠的位置如何流道剖面面积为固定的。
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