CN111853266A - 油压驱动系统及闸阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种油压驱动系统及闸阀。油压驱动系统是具有以能够在真空气氛的腔室内按压对象物的方式伸缩的真空致动器、油压驱动部以及驱动部的油压驱动系统。真空致动器具有向对象物能够伸缩的伸缩杆和向远离对象物的方向对伸缩杆施力的施力部件。真空致动器通过从油压驱动部供给的工作油压产生比施力部件的作用力大的驱动力来使伸缩杆驱动。在驱动部中设置有油压抑制部,所述油压抑制部用于在伸缩杆通过油压施力部件的作用力而向接近对象物的方向移动时,对付电动机的反转,抑制油压的上升。
Description
技术领域
本发明涉及一种油压驱动系统及闸阀,特别涉及一种具有能够进行常闭操作的真空致动器的油压驱动系统、以及适于用于使用了油压驱动系统的钟摆式阀门的技术。
背景技术
在真空装置等中,设置有用于在真空气氛的腔室内按压对象物的伸缩致动器。作为这种伸缩致动器,从防止腔室内的污染等的观点来看,已知有驱动部被配置在真空气氛的腔室外并使腔室内的伸缩部驱动的结构。
例如,伸缩致动器具有电磁驱动型、气动驱动型、油压驱动型等。
本发明人提出与钟摆式闸阀有关的专利申请(专利文献1),该钟摆式闸阀具有作为施力部的油压驱动型伸缩致动器,该施力部在密闭时将阀体推压到阀箱开口。
在此,伸缩致动器中的油压的产生由从电源供电的电动机承担。
需要说明的是,本例的伸缩致动器为如下的称为回弹的结构:在需要高输出的油压下的驱动基本上在退缩的方向上进行,在伸缩致动器的伸长的方向上,则使用弹簧等。
作为闸阀,除了在大面积下的阻断操作的高可靠性之外,还要求在电源供给的消失或者气动等控制流体驱动压力的消失等紧急情况下,能够进行关闭流道的常闭操作。
该常闭操作是指,在进行阀阻断操作时使用于驱动阀体等的供给电力或气动等的动力源未起作用的状态下等,能够进行关闭流道的操作以及维持关闭流道的状态。
专利文献1:日本专利第6358727号公报
为了考虑安全性而实现常闭操作时,需要兼顾正常驱动和紧急操作,该正常驱动利用由电动机产生的油压,该紧急操作在正常供电时的基础上紧急停电时利用回弹。
但是,在停电时能够进行回弹的情况下,如果对供电消失的油压产生用的电动机通过回弹进行紧急操作,则存在以下问题。
首先,当停电时油压因回弹而逆流时,在真空致动器中会同时发生电动机旋转轴的反转。那么,在供电消失状态下反转的电动机由于惯性而产生较大的反转能量。
在此,能够进行大面积下的阻断操作的闸阀由于阀体大,阀体的重量也大,为了使该阀体驱动而使用额定电流极大的电动机。因此,由上述惯性引起的反转(由反向角速度与惯性力矩的乘积表示的动能)变得非常大。因此,在回弹的末端,随着回弹的动能作为冲击负荷而开放,油压产生部中的缸体过度收缩,产生超出预想的油压。
由于该过大的油压,在回弹的末端,有可能损坏油压驱动部的部件等。另外,闸阀中的阀体的关闭操作有可能无法顺利进行。或者,阀体附近的部件会发生故障等不良情况。
因此,人们要求防止紧急情况下的回弹导致的部件等破损。
进而,为了防止紧急情况下的回弹产生过大的油压,可以考虑将电动机与油压驱动部分离的结构。
但是,如果是这种结构,则在正常供电时的回弹操作中,电动机的反向旋转变大。在这种情况下,与紧急情况时的回弹同样,有时在操作的末端,油压产生部中的缸体会过度收缩(过度压缩),产生超出预想的油压。
由于该过大的油压,在操作的末端,有可能损坏油压驱动部的部件等。另外,闸阀中的阀体的关闭操作有可能无法顺利进行。或者,阀体附近的部件会发生故障等问题。因此,即使在正常的供电时的回弹中,也要求防止部件等破损。
进而,反转的电动机会产生再生电力。如上所述,对于能够在大面积下进行阻断操作的闸阀来说,为了驱动阀体,使用额定电流极大的电动机。因此,由于上述再生电力非常大,因此有可能损坏与电动机连接的电子部件。因此,要求防止再生电力引起的电子部件等的破损。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的,想要达到以下目的。
1、不管是在供电时还是在停电时,均防止回弹操作的末端产生过大的油压。
2、防止回弹操作的末端的部件等破损。
3、在供电时的回弹操作中,维持不断开电动机的状态。
4、在供电时的回弹操作中,将电动机驱动维持在所希望的状态。
本发明的油压驱动系统具有真空致动器,所述真空致动器以能够在真空气氛的腔室内按压对象物的方式伸缩,所述油压驱动系统包括:通过从外部供给的工作油压驱动的所述真空致动器;向所述真空致动器供给工作油压的油压驱动部;在所述油压驱动部中产生油压的油压产生部;具有驱动所述油压产生部的电动机及油压施力部件的驱动部;以及向所述驱动部供电的电源。
真空致动器具有向所述对象物能够伸缩的伸缩杆和向远离所述对象物的方向对所述伸缩杆施力的施力部件。所述真空致动器通过从所述油压驱动部供给的工作油压来产生比所述施力部件的作用力大的驱动力以使所述伸缩杆驱动。
在所述驱动部中设置有油压抑制部,所述油压抑制部用于在所述伸缩杆通过所述油压施力部件的作用力而向接近所述对象物的方向移动时,对付所述电动机的反转,抑制油压的上升。通过该结构,解决了上述课题。
在本发明的油压驱动系统中,所述油压抑制部也可以是仅向一个方向传递旋转力的离合器机构。
优选地,在本发明中,在所述伸缩杆通过所述油压施力部件的作用力而向接近所述对象物的方向移动时,所述油压抑制部切断所述驱动部与所述油压产生部之间的旋转,当所述伸缩杆向远离所述对象物的方向移动时,所述油压抑制部传递所述驱动部与所述油压产生部之间的旋转。
本发明的闸阀是能够进行常闭操作的闸阀,包括:中空部;阀箱,具有以隔着所述中空部相互对置的方式设置并成为连通的流道的第一开口部和第二开口部;能够开放及关闭所述流道的阀体;旋转轴,将所述阀体在所述中空部内的退避位置与阀开口遮蔽位置之间能够旋转地支撑并且具有在流道方向上延伸的轴线;能够旋转驱动所述阀体的旋转驱动部;可动阀部,在所述流道方向上的位置能够改变且设置于所述阀体上;阀箱施力部(真空致动器),设置于所述阀箱并将所述阀开口遮蔽位置的所述可动阀部在所述流道方向上移动并关闭;向所述阀箱施力部(真空致动器)供给工作油压来驱动的油压驱动部;在所述油压驱动部中产生油压的油压产生部;具有驱动所述油压产生部的电动机及油压施力部件的驱动部;以及向所述驱动部供电的电源。所述阀箱施力部(真空致动器)包括向所述可动阀部能够伸缩的伸缩杆和向远离所述可动阀部的方向对所述伸缩杆施力的施力部件。所述阀箱施力部(真空致动器)通过从所述油压驱动部供给的工作油压来产生比所述施力部件的作用力大的驱动力以使所述伸缩杆驱动。在所述驱动部中设置有油压抑制部,所述油压抑制部用于在所述伸缩杆通过所述油压施力部件的作用力而向接近所述可动阀部的方向移动时,对付所述电动机的反转,抑制油压的上升。通过该结构,解决了上述课题。
在本发明的闸阀中,所述油压抑制部也可以是仅向一个方向传递旋转力的离合器机构。
在本发明中,当所述伸缩杆通过所述油压施力部件的作用力而向接近所述可动阀部的方向上移动时,所述油压抑制部可以切断所述驱动部与所述油压产生部之间的旋转,当所述伸缩杆向远离所述可动阀部的方向移动时,所述油压抑制部可以传递所述驱动部与所述油压产生部之间的旋转。
本发明的油压驱动系统具有真空致动器,所述真空致动器以能够在真空气氛的腔室内按压对象物的方式伸缩,所述油压驱动系统包括:通过从外部供给的工作油压驱动的所述真空致动器;向所述真空致动器供给工作油压的油压驱动部;在所述油压驱动部中产生油压的油压产生部;具有驱动所述油压产生部的电动机及油压施力部件的驱动部;以及向所述驱动部供电的电源。
真空致动器具有向所述对象物能够伸缩的伸缩杆和向远离所述对象物的方向对所述伸缩杆施力的施力部件。所述真空致动器通过从所述油压驱动部供给的工作油压来产生比所述施力部件的作用力大的驱动力以使所述伸缩杆驱动。
在所述驱动部中设置有油压抑制部,所述油压抑制部用于在所述伸缩杆通过所述施力部件的作用力而向接近所述对象物的方向移动时,对付所述电动机的反转,抑制油压的上升。
由此,在油压驱动系统中,在正常的供电时,通过油压驱动部供给的油压来驱动真空致动器并使伸缩杆退缩,从而解除向对象物的按压。另外,在油压驱动系统中,通过油压施力部件的作用力使伸缩杆伸长并按压对象物。由此,能够提供具有回弹功能的油压驱动系统。
另外,在油压驱动系统中,在未设置油压抑制部的情况下,在从电源向驱动部的供给电力消失的电源丧失时,通过油压施力部件的作用力使油压从油压产生部向真空致动器逆流。此时,在油压驱动系统中,驱动部的电动机反转。那么,除了弹簧的作用力之外,通过电动机的惯性使油压产生部的操作向末端急剧增加。
即使在这种情况下,通过设置油压抑制部,在回弹引起的油压产生部的操作末端,抑制由驱动部的电动机的惯性而产生的过大的油压。
由此,能够通过油压抑制部,对付电动机中产生的旋转轴的反转,防止油压驱动系统的破损或真空致动器及对象物中产生的破损等不良情况。
另外,能够抑制电动机中产生的再生电力对其他部件的影响。
同时,在通电时的回弹操作中,能够控制减速曲线以使驱动部的电动机中的旋转操作变得缓慢。由此,在通电时的回弹引起的油压产生部的操作末端,不会因驱动部的电动机的惯性而产生过大的油压。
本发明的油压驱动系统的所述油压抑制部是仅向一个方向传递旋转力的离合器机构。
由此,在从电源向驱动部的供给电力消失的电源丧失时,即使在油压通过施力部件的作用力从油压产生部向真空致动器逆流的情况下,也不会传递从油压产生部向驱动部的旋转,不会因驱动部的电动机的惯性受到影响。因此,通过设置油压抑制部,能够抑制在回弹引起的油压产生部的操作末端产生过大的油压。
同时,在通电时的回弹操作中,能够控制减速曲线以使驱动部的电动机中的旋转操作变得缓慢。由此,在通电时的回弹引起的油压产生部的操作末端,不会因驱动部的电动机的惯性而产生过大的油压。
在本发明中,当所述伸缩杆通过所述油压施力部件的作用力而向接近所述对象物的方向移动时,所述油压抑制部切断所述驱动部与所述油压产生部之间的旋转,当所述伸缩杆向远离所述对象物的方向移动时,所述油压抑制部传递所述驱动部与所述油压产生部之间的旋转。
由此,在从电源向驱动部的供给电力消失的电源丧失时,对付因施力部件的作用力而在电动机中产生的旋转轴的反转,不会传递从油压产生部向驱动部的旋转,能够防止油压驱动系统破损或真空致动器及对象物中发生破损等不良情况。另外,能够抑制在电动机中产生的再生电力对其他部件的影响。
同时,在通电时的回弹操作中,通过控制以维持能够传递所述驱动部与所述油压产生部之间的旋转的状态,从而能够控制减速曲线以使驱动部的电动机中的旋转操作变得缓慢。由此,在通电时的回弹引起的油压产生部的操作末端,不会因驱动部的电动机的惯性而产生过大的油压。
本发明的闸阀是能够进行常闭操作的闸阀,包括:中空部;阀箱,具有以隔着所述中空部相互对置的方式设置并成为连通的流道的第一开口部和第二开口部;能够开放及关闭所述流道的阀体;旋转轴,将所述阀体在所述中空部内的退避位置与阀开口遮蔽位置之间能够旋转地支撑并且具有在流道方向上延伸的轴线;能够旋转驱动所述阀体的旋转驱动部;可动阀部,在所述流道方向上的位置能够改变且设置于所述阀体上;阀箱施力部(真空致动器),设置于所述阀箱并将所述阀开口遮蔽位置的所述可动阀部在所述流道方向上移动并关闭;向所述阀箱施力部(真空致动器)供给工作油压来驱动的油压驱动部;在所述油压驱动部中产生油压的油压产生部;具有驱动所述油压产生部的电动机及油压施力部件的驱动部;以及向所述驱动部供电的电源。所述阀箱施力部(真空致动器)包括向所述可动阀部能够伸缩的伸缩杆和向远离所述可动阀部的方向对所述伸缩杆施力的施力部件。所述阀箱施力部(真空致动器)通过从所述油压驱动部供给的工作油压来产生比所述施力部件的作用力大的驱动力以使所述伸缩杆驱动。在所述驱动部中设置有油压抑制部,所述油压抑制部用于在所述伸缩杆通过所述油压施力部件的作用力而向接近所述可动阀部的方向移动时,对付所述电动机的反转,抑制油压的上升。
由此,在闸阀中,在通常的供电时,通过由油压驱动部供给的油压来驱动阀箱施力部(真空致动器)并使伸缩杆退缩,从而解除向可动阀部的按压。另外,在闸阀中,通过油压施力部件的作用力使伸缩杆伸长并按压可动阀部。由此,能够提供具有回弹功能且常闭操作可靠的闸阀。
另外,在闸阀中,在未设置油压抑制部的情况下,在从电源向驱动部的供给电力消失的电源丧失时,通过油压施力部件的作用力,油压从油压产生部向阀箱施力部(真空致动器)逆流。此时,在油压驱动系统中,驱动部的电动机反转。那么,除了油压施力部件(弹簧)的施力之外,因电动机的惯性,油压产生部的操作向着阀闭的末端急剧增加。
即使在这种情况下,通过设置油压抑制部,在回弹引起的油压产生部的操作末端也抑制由驱动部的电动机的惯性产生的过大的油压。
由此,能够通过油压抑制部,对付电动机中产生的旋转轴的反转,防止闸阀的油压驱动部的破损或阀箱施力部(真空致动器)及可动阀部中产生的破损等不良情况。
另外,能够抑制电动机中产生的再生电力对其他部件的影响。
同时,在通电时的回弹操作中,能够控制减速曲线以使驱动部的电动机中的旋转操作变得缓慢。由此,在通电时的回弹引起的油压产生部的操作末端,不会因驱动部的电动机的惯性而产生过大的油压。
本发明的闸阀的所述油压抑制部是仅向一个方向传递旋转力的离合器机构。
由此,在从电源向驱动部的供给电力消失的电源丧失时,即使在油压通过油压施力部件的作用力从油压产生部向阀箱施力部(真空致动器)逆流的情况下,也不会传递从油压产生部向驱动部的旋转,不会因驱动部的电动机的惯性受到影响。因此,通过设置油压抑制部,能够抑制在回弹引起的油压产生部的操作末端产生过大的油压。
同时,在通电时的回弹操作中,能够控制减速曲线以使驱动部的电动机中的旋转操作变得缓慢。由此,在通电时的回弹引起的油压产生部的操作末端,不会因驱动部的电动机的惯性而产生过大的油压。
在本发明中,当所述伸缩杆通过所述油压施力部件的作用力而向接近所述可动阀部的方向移动时,所述油压抑制部切断从所述驱动部向所述油压产生部的旋转,当所述伸缩杆向远离所述可动阀部的方向移动时,所述油压抑制部传递从所述驱动部向所述油压产生部的旋转。
由此,在从电源向驱动部的供给电力消失的电源丧失时,对付因施力部件的作用力而在电动机中产生的旋转轴的反转,不会传递从油压产生部向驱动部的旋转。因此,能够防止油压驱动部破损或阀箱施力部(真空致动器)及可动阀部中发生破损等不良情况。
另外,能够抑制电动机中产生的再生电力对其他部件的影响。
同时,在通电时的回弹操作中,通过控制以维持能够传递所述驱动部与所述油压产生部之间的旋转的状态,从而能够控制减速曲线以使驱动部的电动机中的旋转操作变得缓慢。由此,在通电时的回弹引起的油压产生部的操作末端,不会因驱动部的电动机的惯性而产生过大的油压。
根据本发明,能够获得如下的效果:能够抑制由于回弹末端的电动机的反转而引起的油压增大,能够防止部件的破损或不良影响的发生,并能提高常闭操作中的操作可靠性。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的油压驱动系统的示意图。
图2是用于说明本发明的第一实施方式的油压驱动系统中回弹时的油压状态的时间经过的图表。
图3是表示本发明的第二实施方式的闸阀的沿流道方向的示意性剖视图,是表示阀体被配置在退避位置(阀开放位置)的情况的图。
图4是表示本发明的第二实施方式的闸阀的沿流道的示意性剖视图,是表示阀体被配置在阀开口遮蔽位置(滑动准备位置)的情况的图。
图5是表示本发明的第二实施方式的闸阀的沿流道的示意性剖视图,是表示阀体被配置在阀关闭位置的情况的图。
图6是表示本发明的第三实施方式的油压驱动系统及闸阀中的油压驱动部的示意说明图。
图7是用于说明本发明的第三实施方式的油压驱动系统及闸阀中的油压抑制部的剖视图。
图8是用于说明本发明的第三实施方式的油压驱动系统及闸阀中的油压抑制部的剖视图。
图9是表示本发明的第三实施方式的油压驱动系统及闸阀中的油压驱动部的示意说明图。
图10是表示本发明的第三实施方式的油压驱动系统及闸阀中的油压驱动部的示意说明图。
图11是表示本发明的第三实施方式的油压驱动系统及闸阀中的真空致动器的示意说明图。
图12是表示本发明的第三实施方式的油压驱动系统及闸阀中的真空致动器的示意说明图。
图13是表示本发明的第三实施方式的油压驱动系统及闸阀中的真空致动器的示意说明图。
图14是表示本发明的第四实施方式的具备油压驱动系统的真空装置的示意说明图。
图15是表示本发明的第五实施方式的闸阀的结构的沿与流道正交的剖视图,表示阀体的退避位置与阀开口遮蔽位置。
图16是表示本发明的第五实施方式的闸阀的结构的沿流道的剖视图,表示阀体的阀开口遮蔽位置。
图17是表示图16中的阀体的边缘部的沿流道的放大剖视图。
图18是从与流道正交的方向观察本发明的第五实施方式的闸阀中的阀体的俯视图。
图19是表示图17中的阀箱施力部、阀框施力部和阀片施力部的沿流道的放大剖视图。
图20是表示本发明的第五实施方式的闸阀中的阀体边缘部的沿流道的放大剖视图,表示利用可动阀框的阀关闭状态。
图21是表示图20中的阀箱施力部、阀框施力部和阀片施力部的沿流道的放大剖视图。
图22是表示本发明的第五实施方式的闸阀中的阀体边缘部的沿流道的放大剖视图,表示利用可动阀片部的背压抵消的阀关闭状态。
图23是表示图22中的阀箱施力部、阀框施力部和阀片施力部的沿流道的放大剖视图。
具体实施方式
下面,根据附图说明本发明的第一实施方式的油压驱动系统。
图1是表示本实施方式中的油压驱动系统的示意图,在图1中,附图标记700是油压驱动部。
如图1所示,本实施方式的油压驱动系统具有回弹功能,具有油压驱动部700和真空致动器70。
本实施方式的真空致动器70是在真空气氛的腔室Ch内能够按压对象物的伸缩致动器。本实施方式的真空致动器70通过油压进行控制,因此能够将其按压力控制为规定的值。
如图1所示,本实施方式的真空致动器70具有伸缩杆(可动部)72、施力部件(压簧)73和固定部71。
在本实施方式中,真空致动器70的固定部71被固定在真空装置的腔室中的壁部、底部或腔室内的机构等上。
在本实施方式中,真空致动器70的可动部(伸缩杆)72可向真空气氛的腔室Ch内伸缩。
真空致动器70被配置为施力部件(压簧)73能够向远离对象物的方向对可动部(伸缩杆)72施力。
在真空致动器70中,如图1所示,通过施力部件(压簧)73的作用力而退缩的可动部(伸缩杆)72远离对象物并收纳在固定部71中。
真空致动器70的驱动通过从油压驱动部700供给的油压(非压缩性流体)进行。
油压驱动部700具有油压产生部701和油压管702。油压产生部701产生向固定部71供给的油压。油压管702与油压产生部701及真空致动器70的固定部71连接。
油压驱动部700被构造为能够进行常闭操作。
油压产生部701具有通过作用力来产生向真空致动器70供给的油压的油压施力部件720。
油压产生部701在使可动部(伸缩杆)72退缩操作时,通过油压施力部件720的作用力将操作方向的油压供给到真空致动器70。而且,在该操作结束时油压产生部701能够维持油压状态以维持可动部(伸缩杆)72伸缩的状态。另外,能够适当地控制按压力等可动部(伸缩杆)72与对象物的抵接状态。
油压驱动部(非压缩性流体驱动部)700如图1所示具有驱动部705。
驱动部705具有电动机705m,所述电动机705m用于在使可动部(伸缩杆)72进行退缩操作时,产生比油压施力部件720的施力大的驱动力来驱动油压产生部701,以使油压从真空致动器70向油压产生部701流动。
驱动部705也可以具备停止电动机705m的旋转轴的旋转的励磁制动器。
驱动部705具有油压抑制部705d,该油压抑制部705d在电动机705m的旋转轴相对于驱动方向反转时抑制产生过大的油压。
驱动部705连接到控制部(控制器)706并被控制。
驱动部705连接到电源707以供给用于驱动驱动部705的电力。
真空致动器70通过从油压驱动部700供给的工作油压产生比施力部件(压簧)73的作用力大的驱动力来驱动可动部(伸缩杆)72。
真空致动器70可以通过油压驱动部700进行回弹。
回弹是指因油压产生部701的油压施力部件720的作用力,工作油从油压产生部701向真空致动器70流动,并且朝向与由电动机705m产生的操作方向相反的方向驱动可动部(伸缩杆)72。
在发生回弹即可动部(伸缩杆)72通过油压产生部701的油压施力部件(主弹簧)720的施力而向接近对象物的方向移动时,油压抑制部705d抑制因电动机705m的反转产生的油压产生部701中过大的油压。
油压抑制部705d是仅在一个方向上传递旋转力的离合器机构。
具体而言,油压抑制部705d具有如下的功能:在电源707未供电的状态下,可动部(伸缩杆)72通过油压产生部701的油压施力部件720的作用力向接近对象物的方向移动时,油压抑制部705d切断电动机705m与油压产生部701之间的旋转。
另外,油压抑制部705d具有如下的功能:在电源707供电的状态下,可动部(伸缩杆)72向远离对象物的方向移动时,油压抑制部705d传递电动机705m与油压产生部701之间的旋转。
换言之,油压抑制部705d具有在电源707供电的状态下将通过控制部(控制器)706的控制驱动的电动机705m的旋转驱动力传递给油压产生部701的功能。由此,油压抑制部705d具有使可动部(伸缩杆)72能够向远离对象物的方向移动的功能。
此时,如后所述,具有能够传递电动机705m与油压产生部701之间的旋转的功能,以使所驱动的电动机705m与利用逆流的油压的油压产生部701联动。由此,油压抑制部705d具有能够抑制电动机705m的惯性导致过大旋转的功能。
进而,油压抑制部705d具有如下功能:在电源707未供电的状态下,电动机705m通过油压产生部701的油压施力部件720的作用力而反向旋转时,油压抑制部705d能够切断油压产生部701与电动机705m之间以免传递旋转。由此,能够抑制电动机705m的惯性导致向电动机705m的旋转变得过大。
因此,油压抑制部705d通过上述功能具有抑制产生过大的油压的功能。
此外,油压抑制部705d使用公知的单向离合器,油压抑制部705d的结构不限定。
本实施方式的油压驱动系统在正常的供电时,通过由油压驱动部700供给的油压来驱动真空致动器70并使可动部(伸缩杆)72退缩,从而解除向对象物的按压。
另外,在油压驱动系统中,通过真空致动器70中的油压产生部701的油压施力部件720的作用力来使可动部(伸缩杆)72伸长并按压对象物。
这被称为油压产生部701的油压施力部件720引起的回弹。
图2是用于说明本实施方式的油压驱动系统中回弹时的油压状态的时间经过的图表。
在本实施方式的油压驱动系统中,在从电源707向驱动部705供给电力的状态,即,在正常的供电时产生油压产生部701的油压施力部件720引起的回弹的情况下,通过油压产生部701的油压施力部件720的作用力,可动部(伸缩杆)72向接近对象物的方向移动。
那么,工作油从油压产生部701逆流到固定部71。
此时,通过油压产生部701的油压施力部件720的作用力,油压产生部701运行以使电动机705m朝向反向旋转的方向旋转。
那么,电动机705m的旋转轴反向旋转。
此时,在通过控制部(控制器)706不控制电动机705m情况下,电动机705m向与驱动可动部(伸缩杆)72的正向旋转相反的方向旋转。
即,在未设置油压抑制部705d的情况下,如图2的虚线所示,通过电动机705m的惯性,在回弹的末端,产生油压产生部701中的急剧的油压的上升。
该油压的上升,有可能是回弹末端的额定油压的两倍以上。
在极端情况下,由于电动机705m的惯性造成较大的冲击,也有可能损坏油压产生部701的缸体。进而,在真空致动器70中也有可能发生不良情况。
另外,因大力伸长的可动部(伸缩杆)72,也有可能在对象物中发生不良情况。
与此相对,在本实施方式的油压驱动系统中,通过油压抑制部705d,能够联动地连接油压产生部701与电动机705m。
同时,控制部(控制器)706驱动电动机705m。
此时,控制部(控制器)706控制从电源707向驱动部705的供给电力,并进行抑制转数以使电动机705m的反转速度成为规定的状态的控制。
通过控制部(控制器)706的控制,向使可动部(伸缩杆)72退缩的正向旋转方向驱动电动机705m。
此时,通过控制部(控制器)706的控制,与使可动部(伸缩杆)72退缩驱动时相比更弱地驱动电动机705m。
那么,传递电动机705m与油压产生部701之间的旋转,以使被更弱地驱动的电动机705m与油压逆流的油压产生部701通过油压抑制部705d联动。
由此,抑制电动机705m中产生不必要的旋转力。因此,能够抑制在回弹的末端中因电动机705m的惯性而油压产生部701中产生的急剧的油压上升。
此外,还能够构成为通过反向旋转的电动机705m产生的再生电力被能够处理再生电流的部件消耗。或者,也能够构成为控制电流方向,抑制再生电力对其他驱动器(ドライバ)产生影响。
另外,在本实施方式的油压驱动系统中,考虑从电源707向驱动部705的供电消失的状态、即在电源丧失时由油压产生部701的油压施力部件720产生回弹的情况。
在这种情况下,由于处于没有供电的状态,因此通过油压产生部701的油压施力部件720的作用力,可动部(伸缩杆)72向接近对象物的方向移动。
在这种情况下,由于控制部(控制器)706不控制电动机705m,因此通过油压产生部701的油压施力部件720的作用力,油压产生部701运动,电动机705m向与驱动可动部(伸缩杆)72的正向旋转相反的方向旋转。
此时,在可动部(伸缩杆)72处于向接近方向移动的末端时,电动机705m的内部的转子因其较大的惯性(惯性力矩)的作用继续保持旋转。因此,通过转子的惯性力,油压产生部701中的油压将过度上升。
在此,油压抑制部705d切断从油压产生部701向电动机705m的旋转。那么,通过该油压抑制部(单向离合器)705d的作用,电动机705m不能对油压产生部701传递转矩。其结果是油压产生部701中的油压的上升消失。
这样,由于电动机705m的惯性不影响油压产生部701,因此在回弹的末端,能够抑制油压产生部701中的急剧的油压上升。
由此,油压驱动系统具有回弹功能,并且无论有无供电,都能够通过油压抑制部705d抑制电动机705m的惯性的影响,抑制逆流的油压过大上升。
由此,即使在油压产生部701的油压施力部件720产生回弹的情况下,也能够通过油压抑制部705d来应对油压产生部701的驱动系统的反转。因此,能够防止电动机705m空转而油压驱动系统破损或在真空致动器70中发生破损等不良情况。
由此,能够在较少的功耗下得到足够的驱动转矩,且防止电动机705m发生反转而影响其他部件。进而,还具有回弹的功能和对回弹引起的油压上升的充分的对策,能够在真空气氛中运行长寿命的油压驱动系统。
另外,在因油压产生部701的油压施力部件720发生回弹的情况下,不需要使用电磁阀、滑阀等来阻断从真空致动器70向油压产生部701逆流的油压。因此,能够提高油压驱动系统的操作可靠性并实现部件的长寿命。同时,即使减少维护的次数,也能够提高可靠性。
以下,根据附图说明本发明的油压驱动系统及闸阀的第二实施方式。
图3是表示本实施方式的闸阀的退避位置(阀开放位置)的沿流道的示意性剖视图。图4是表示本实施方式的闸阀的阀开口遮蔽位置(滑动准备位置)的沿流道的示意性剖视图。图5是表示本实施方式的闸阀的阀关闭位置的沿流道的示意性剖视图。
在本实施方式中,对与上述第一实施方式对应的结构标注相同的附图标记并省略其说明。在图3~图5中,附图标记100是闸阀。
在本实施方式中的油压驱动系统中,如图3~图5所示,真空致动器70在闸阀100中作为阀关闭位置的真空致动器(施力部,推压缸体)70而设置。
另外,在本实施方式的油压驱动系统中,如图3~图5所示,油压驱动部700驱动作为阀关闭位置的真空致动器(施力部,推压缸体)70。
本实施方式的闸阀100是通过回弹可进行常闭操作的钟摆式滑动阀。如图3~图5所示,本实施方式的闸阀100具备阀箱10、中空部11、阀体5、旋转轴20、旋转驱动部21和油压驱动部(非压缩性流体驱动部)700。
阀箱10具有以隔着中空部11相互对置的方式设置从而成为连通的流道H的第一开口部12a和第二开口部12b。
流道H从第二开口部12b朝向第一开口部12a设定。
阀体5被配置在阀箱10的中空部11内并能开放及关闭流道H。
旋转轴20具有在流道H方向上延伸的轴线。
旋转轴20将阀体5在中空部11内的退避位置(阀开放位置)与阀开口遮蔽位置(滑动准备位置)之间能够旋转地支撑。
在退避位置(阀开放位置)上,阀体5从第一开口部12a退避并成为可连通流道H的开放状态(图3)。在阀开口遮蔽位置(滑动准备位置)上,阀体5处于遮蔽第一开口部12a的可关闭状态(图4)。
闸阀100在退避位置(阀开放位置)与阀关闭位置(图5)之间操作。
旋转驱动部21能够旋转驱动旋转轴20。
旋转驱动部21能够使阀体5往返旋转操作。
阀体5由与旋转轴20连接的中立阀部30、与中立阀部30连接的阀框部63、以及与阀框部63连接的可动阀部(可动阀片部)54构造。
中立阀部30固定于旋转轴20。
中立阀部30维持中空部11中的流道H方向的中央位置。
阀框部63位于可动阀部(可动阀片部)54的周围。阀框部63固定于中立阀部30。阀框部63与中立阀部30一起在退避位置(阀开放位置)、阀开口遮蔽位置(滑动准备位置)和阀关闭位置上维持中空部11的中央位置。
可动阀部(可动阀片部)54能够相对于阀框部63在流道H方向上滑动。
可动阀部(可动阀片部)54能够在阀开口遮蔽位置(滑动准备位置)和阀关闭位置上,相对于阀框部63改变流道H方向上的位置。
可动阀部(可动阀片部)54在退避位置(阀开放位置)及退避位置(阀开放位置)与阀开口遮蔽位置(滑动准备位置)之间,维持中空部11的中央位置。
在可动阀部(可动阀片部)54中,设置有与位于第一开口部12a的周围的阀箱10的内表面紧贴的阀片密封垫。
施力部(推压缸体)70被埋入阀箱10中而设置。沿着可动阀部(可动阀片部)54的圆周方向配置有多个施力部(推压缸体)70。
施力部(推压缸体)70是上述第一实施方式中的真空致动器70。
需要说明的是,在上述第一实施方式的真空致动器70中,作为伸缩杆(可动部)72伸展的真空侧的腔室Ch与和流道H连通的中空部11对应。
内置于阀箱10的施力部(推压缸体)70连接到设置在大气侧的油压驱动部(非压缩流体驱动部)700并通过油压驱动。
油压驱动部(非压缩性流体驱动部)700对施力部(推压缸体)70进行非压缩性流体(压力油)的给排即供给和排出,从而同时驱动多个施力部(推压缸体)70。
施力部(推压缸体)70在阀开口遮蔽位置(滑动准备位置)和阀关闭位置上,对可动阀部(可动阀片部)54向流道H方向上的第一开口部12a施力。施力部(推压缸体)70具有使阀片密封垫可紧贴到位于第一开口部12a的周围的阀箱10的内表面的功能。
施力部(推压缸体)70将位于阀开口遮蔽位置(滑动准备位置)的可动阀部(可动阀片部)54的周围向流道H方向按压。施力部(推压缸体)70通过移动的可动阀部(可动阀片部)54封闭(关闭)流道H。
进而,在阀框部63或可动阀部(可动阀片部)54中,虽然未图示,但设置有相对于阀框部63朝向流道H方向上的中空部11的中央位置对可动阀部(可动阀片部)54施力的施力部(中立施力部)。
另外,本实施方式的闸阀100具有在施力部(推压缸体)70未操作的情况下,在阀箱10的内部,使可动阀部(可动阀片部)54维持在中空部11的中央位置的机构。通过施力部(推压缸体)70与阀框部63的施力部(中立施力部),在阀开口遮蔽位置(滑动准备位置)与阀关闭位置之间,可调整阀框部63与可动阀部(可动阀片部)54在流道H方向上的厚度尺寸。
当旋转轴20在与流道H的方向交叉的方向上旋转时,随着该旋转,固定于旋转轴20的中立阀部30也一体转动。另外,可动阀部(可动阀片部)54仅可在中立阀部30上沿厚度方向滑动,因此可动阀部(可动阀片部)54与中立阀部30一体旋转。
通过中立阀部30的旋转,在从作为未设置流道H的中空部11的退避位置(阀开放位置)到遮蔽作为与第一开口部12a对应的位置的流道H的阀开口遮蔽位置(滑动准备位置),可动阀部(可动阀片部)54通过钟摆运动移动。
在本实施方式中,真空致动器(推压缸体)70的固定部71内置于阀箱10。真空致动器(推压缸体)70被配置为使得施力部件(压簧)73能够向远离可动阀部(可动阀片部)54的方向对可动部(伸缩杆)72施力。
在真空致动器(推压缸体)70中,如图2和图3所示,通过施力部件(压簧)73退缩的可动部(伸缩杆)72远离可动阀部(可动阀片部)54,收纳在内置于阀箱10的固定部71中。
在此,在真空致动器(推压缸体)70中,从退缩的收纳状态,通过油压产生部701的油压施力部件720从油压驱动部(非压缩性流体驱动部)700供给油压(回弹)并伸长可动部(伸缩杆)72。
此时,真空致动器(推压缸体)70通过可动部(伸缩杆)72使可动阀部(可动阀片部)54向第一开口部12a移动,使可动阀部(可动阀片部)54接触到阀箱10的内表面。进而,真空致动器(推压缸体)70将可动阀部(可动阀片部)54按压到阀箱10的内表面并使其处于关闭状态,闭锁流道H(闭阀操作)。
从该可动部(伸缩杆)72的伸长状态,真空致动器(推压缸体)70通过驱动部705的电动机705m的驱动而解除从油压驱动部(非压缩性流体驱动部)700供给的油压,从而使可动部(伸缩杆)72的前端部退缩。此时,施力部(中立施力部)使可动阀部(可动阀片部)54远离第一开口部12a。
由此,可动阀部(可动阀片部)54从阀箱10的内表面拉开并退避。通过将可动阀部(可动阀片部)54设为流道H方向上的中空部11的中央位置,开放流道H(解除操作)。
如此,通过真空致动器(推压缸体)70中的机械性的抵接操作和机械性的分离操作,能够进行闭阀操作和解除操作。在此,真空致动器(推压缸体)70中的机械性的抵接操作是指使可动阀部(可动阀片部)54与阀箱10的内表面抵接的操作。真空致动器(推压缸体)70中的机械性的分离操作是指通过施力部(中立施力部)从阀箱10的内表面拉开可动阀部(可动阀片部)54的操作。
在该解除操作之后,旋转轴20通过旋转驱动部21旋转驱动(退避操作)时,随着该旋转,中立阀部30和可动阀部(可动阀片部)54也一体转动。
闸阀100通过该解除操作和退避操作,进行可动阀部(可动阀片部)54从阀开口遮蔽位置(滑动准备位置)退避到退避位置(阀开放位置)而成为阀开状态的阀开操作。旋转驱动部21被构造为能够进行常闭操作。
真空致动器(推压缸体)70的驱动通过从油压驱动部(非压缩性流体驱动部)700供给的油压(非压缩性流体)进行。
油压驱动部(非压缩性流体驱动部)700是上述第一实施方式中的油压驱动部(非压缩性流体驱动部)700。
油压驱动部(非压缩性流体驱动部)700还可以具备切换传感器802,该切换传感器802能够检测经旋转轴20的旋转成为阀关闭位置和阀开口遮蔽位置(滑动准备位置)并切换油压供给。
油压驱动部(非压缩性流体驱动部)700被构造为可通过油压产生部701的油压施力部件720进行利用回弹的常闭操作。
油压驱动部(非压缩性流体驱动部)700在使可动部(伸缩杆)72退缩操作时,通过驱动部705的电动机705m将工作油从真空致动器(推压缸体)70向油压产生部701移动。
油压驱动部(非压缩性流体驱动部)700在对可动部(伸缩杆)72进行伸长操作时,使油压产生部701的油压施力部件720的油压逆流到真空致动器(推压缸体)70。
油压驱动部(非压缩性流体驱动部)700能够在操作结束时维持将可动部(伸缩杆)72伸缩的油压状态。
油压驱动部(非压缩性流体驱动部)700能够适当地控制可动部(伸缩杆)72与可动阀部(可动阀片部)54的抵接状态。
油压驱动部(非压缩性流体驱动部)700具有油压抑制部705d。
油压驱动部(非压缩性流体驱动部)700通过油压抑制部705d,能够抑制电动机705m的惯性造成的影响,抑制逆流的油压过大上升。由此,能够防止油压驱动系统破损或在真空致动器70和可动阀部(可动阀片部)54等中发生破损等不良情况。
在本实施方式中的闸阀100中,如图3所示,可动阀部(可动阀片部)54处于退避位置(阀开放位置),流道H全开并成为可流通的状态。
另外,在可动阀部(可动阀片部)54从图3所示的退避位置(阀开放位置)到图4所示的阀开口遮蔽位置(滑动准备位置)为止进行关闭旋转操作的期间,流道H部分地由可动阀部(可动阀片部)54覆盖,流道H可一部分流通。
进而,在可动阀部(可动阀片部)54到达图4所示的阀开口遮蔽位置(滑动准备位置)之后,流道H被可动阀部(可动阀片部)54遮蔽,但并未密闭,流道H在可动阀部(可动阀片部)54的周缘部附近可一部分流通。
另外,在通过油压产生部701的油压施力部件720进行回弹时,在真空致动器(推压缸体)70中,可动部(伸缩杆)72被伸长驱动。由此,可动阀部(可动阀片部)54进行改变流道H方向上的位置的密闭操作。由此,可动阀部(可动阀片部)54从图4所示的阀开口遮蔽位置(滑动准备位置)滑动到图5所示的阀关闭位置并使流道H关闭。
接着,驱动部705的电动机705m被驱动时,通过真空致动器(推压缸体)70中的可动部(伸缩杆)72的退缩驱动,进行可动阀部(可动阀片部)54改变流道H方向上的位置的开放操作。由此,可动阀部(可动阀片部)54从图5所示的阀关闭位置滑动到图4所示的阀开口遮蔽位置(滑动准备位置)。此时,流道H部分地被可动阀部(可动阀片部)54覆盖,流道H可一部分流通。
进而,在可动阀部(可动阀片部)54从图5所示的阀关闭位置刚刚开始密闭解除操作(隔开操作)之后,流道H的密闭被解除,流道H在可动阀部(可动阀片部)54的周缘部附近可一部分流通。同时,流道H成为被可动阀部(可动阀片部)54遮蔽,但未被密闭的状态。
进而,在可动阀部(可动阀片部)54从图4所示的阀开口遮蔽位置(滑动准备位置)到图3所示的退避位置(阀开放位置)进行开放旋转操作的期间,流道H部分地被可动阀部(可动阀片部)54覆盖,流道H可一部分流通。
需要说明的是,在可动阀部(可动阀片部)54的旋转操作中,在真空致动器(推压缸体)70中,维持可动部(伸缩杆)72的退缩状态,不进行可动部(伸缩杆)72的伸长驱动。
在本实施方式中,能够发挥与第一实施方式同样的效果。
以下,根据附图说明本发明的第三实施方式的油压驱动系统及闸阀。
图6是表示本实施方式的油压驱动系统及闸阀的油压驱动部中的加压状态的油压产生部的示意说明图。图7是用于说明本实施方式的油压驱动系统及闸阀中的油压抑制部的剖视图。图8是用于说明本实施方式的油压驱动系统及闸阀中的油压抑制部的剖视图。图9是表示本实施方式的油压驱动系统及闸阀的油压驱动部中的减压状态的油压产生部的示意说明图。图10是表示本实施方式的油压驱动系统及闸阀的油压驱动部中的过压状态的油压产生部的示意说明图。
本实施方式与上述第一实施方式的不同点在于其涉及到油压产生部及真空致动器这一点,对于除此以外的对应的结构要素标注相同的附图标记,并省略其说明。
本实施方式的油压驱动部(非压缩性流体驱动部)700具有与上述第一实施方式的油压驱动部(非压缩性流体驱动部)700同等的结构。
如图6~图10所示,油压产生部701具备油压缸体710、油压施力部件720、缸体驱动部730和壳体750。
油压缸体710对真空致动器(推压缸体)70加压作为非压缩性流体的压力油并供给。油压施力部件720能够对油压缸体710施力并进行回弹操作。缸体驱动部730可与油压施力部件720抗衡来驱动油压缸体710。壳体750收纳这些油压缸体710、油压施力部件720和缸体驱动部730。
油压缸体710具有有底筒状的缸体主体711和在缸体主体711的内部能够在轴线方向上相对移动的活塞712。活塞712具有沿活塞712的轴线贯穿内部的油压流道713,油压流道713与油压管702连接。油压流道713可对油压管702流入或流出作为非压缩性流体的压力油(驱动流体)。
连接到油压管702的活塞712的油压流道713贯穿壳体750。活塞712的端部712a被O型圈和密封材料密封。活塞712的端部712a安装固定到壳体750。
活塞712的位于与端部712a相反的位置的端部712b位于缸体主体711的内部。活塞712与缸体主体711位于同轴上。
缸体主体711的端部711a(第一端)被开口。通过缸体主体711的端部711a,活塞712的端部712b插入到缸体主体711的内部。
缸体主体711能够相对于活塞712在轴线方向上相对移动。缸体主体711能够相对于壳体750在轴线方向上相对移动。
缸体主体711的端部711b(第二端)关闭缸体主体711的内部空间。在缸体主体711的底面(与端部711b相反的内表面)与活塞712的端部712b的端面之间形成油压空间714。在油压空间714中填充作为非压缩性流体的压力油(驱动流体)。
当缸体主体711相对于活塞712在轴线方向上相对移动时,油压空间714的容积增大或减小。随着该油压空间714的容积的增大或减小,在油压空间714中填充的压力油经由油压流道713向油压管702流入或从油压管702流出。
在缸体主体711的端部711a的外周位置上设置有凸缘部711c。凸缘部711c以向缸体主体711的径向外侧伸出的方式环设在端部711a。
在壳体750的内部,在朝向缸体主体711的端部711b的面上抵接有构造施力部件720的内弹簧721的端部721b及外弹簧722的端部722b。
在凸缘部711c的与端部711a相反侧的面上,以靠近缸体主体711的外周面的方式环设有圆周槽711d。
圆周槽711d与构造施力部件720的内弹簧721的端部721a抵接。在凸缘部711c中,圆周槽711d的外周位置与外弹簧722的端部722a抵接。
油压施力部件720具有内弹簧721及外弹簧722。内弹簧721及外弹簧722是盘簧。内弹簧721及外弹簧722与缸体主体711和活塞712配置在同轴上。内弹簧721具有比缸体主体711的外周面的直径尺寸稍大的内径尺寸。
外弹簧722具有比内弹簧721的外径尺寸稍大的内径尺寸。外弹簧722的线径大于内弹簧721的线径。外弹簧722具有比内弹簧721更大的作用力。
内弹簧721及外弹簧722能够向缸体主体711传递朝向向伸缩方向的作用力。内弹簧721及外弹簧722均以朝向活塞712的端部712a按压缸体主体711的凸缘部711c的方式施力。
内弹簧721的端部721b及外弹簧722的端部722b与壳体750抵接。由此,油压施力部件720相对于壳体750对缸体主体711施力。
需要说明的是,油压施力部件720只要能够对缸体主体711施力,则不限于本结构。
在缸体主体711的内周面上的接近端部711a的位置处设置有衬套711e及Y型垫711f、711g。缸体主体711的内周面与活塞712的外周面能够滑动地密闭。缸体驱动部730的驱动轴731的端部731a以位于同轴上的方式连接于缸体主体711的端部711b。
缸体驱动部730具有:驱动轴731,用于使缸体主体711相对于活塞712沿轴线方向相对移动;和驱动传递部,通过电动机等的驱动部705对驱动轴731进行驱动。
驱动轴731与缸体主体711和活塞712在同轴上被配置在壳体750内。驱动轴731能够在轴向上移动。驱动轴731能够相对于活塞712及壳体750在轴线方向上相对移动。
在驱动轴731的外周面的接近端部731a的位置上形成有滚珠丝杠731c。滚珠丝杠731c在驱动轴731的轴向长度被设定为当缸体主体711沿轴向移动时,后述的内侧螺纹面732c相对于滚珠丝杠731c的整个范围(周围区域,螺纹形成面)能够维持螺纹结合状态。
在驱动轴731的径向外侧,丝杠驱动齿轮732配置在滚珠丝杠731c的外周位置且与滚珠丝杠731c位于同轴上。驱动轴731通过丝杠驱动齿轮732支撑在壳体750。
在驱动轴731的与端部731a相反位置的端部731b上,沿径向突出设置有后述的止动件731h。止动件731h位于设置在壳体750上的滑槽757的内部,限制驱动轴731的移动方向以使驱动轴731能够不旋转地在轴向上移动。
丝杠驱动齿轮732呈筒状。丝杠驱动齿轮732能够旋转地支撑在壳体750。在丝杠驱动齿轮732的外周上设置有滚珠轴承732f、732g。滚珠轴承732f、732g相对于壳体752位于同轴上,并且以能够与驱动轴731旋转的方式支撑丝杠驱动齿轮732。
需要说明的是,丝杠驱动齿轮732不会相对于壳体750沿轴向移动。在丝杠驱动齿轮732的内周上形成有内侧螺纹面732c。内侧螺纹面732c与驱动轴731的滚珠丝杠731c螺纹结合。
当丝杠驱动齿轮732旋转时,旋转力通过与内侧螺纹面732c螺合的滚珠丝杠731c作用于驱动轴731。驱动轴731的旋转被止动件731h及滑槽757限制。因此,驱动轴731沿被滑槽757限制的方向即驱动轴731的轴向移动。
在丝杠驱动齿轮732的外周上形成有外侧齿轮732d。外侧齿轮732d在丝杠驱动齿轮732的轴向上形成于夹在滚珠轴承732f和滚珠轴承732g之间的位置。在丝杠驱动齿轮732中,外侧齿轮732d位于径向的最外侧。
需要说明的是,丝杠驱动齿轮732可以是形成有内侧螺纹面732c的内丝杠驱动齿轮732a和形成有外侧齿轮732d的外丝杠驱动齿轮732b一体连接的结构。
外侧齿轮732d与驱动齿轮733d啮合。驱动齿轮733d具有与驱动轴731的轴线平行的旋转轴线。驱动齿轮733d旋转自如地支撑在与驱动轴731的轴线平行的旋转轴734上。旋转轴734作为驱动轴731的径向上与外侧远离的位置支撑在壳体750上。驱动齿轮733d与位于与驱动齿轮733d同轴上的驱动齿轮733e形成一体。驱动齿轮733e具有比驱动齿轮733d大的直径尺寸。驱动齿轮733e与驱动齿轮733d一体旋转。
驱动齿轮733e与驱动齿轮735啮合。驱动齿轮735具有与驱动轴731的轴线平行的旋转轴线。驱动齿轮735旋转自如地支撑在与驱动轴731的轴线平行的旋转轴736上。旋转轴736在驱动轴731的径向上的外侧位置,在比旋转轴734更远离的位置支撑在壳体750上。
驱动齿轮735与驱动齿轮737啮合。驱动齿轮737具有与驱动轴731的轴线平行的旋转轴线。驱动齿轮737旋转自如地支撑在与驱动轴731的轴线平行的旋转轴705k上。旋转轴705k在驱动轴731的径向上的外侧位置上被配置在比旋转轴736更远离的位置。
旋转轴705k被配置在与驱动部705中的电动机705m的旋转驱动轴705a同轴的位置。
旋转轴705k与旋转驱动轴705a通过油压抑制部705d连接。
油压抑制部705d为单向离合器。
单向离合器具有相对旋转的外圈及内圈,通过在外圈与内圈之间传递转矩的楔块或辊等与设置在外圈或内圈的轨道面上的凸轮面相啮合,仅向一个方向传递旋转转矩。另外,被构造成反向空转。
单向离合器被构造为,在内圈或外圈设置的凹槽(凹处)配置有辊,根据旋转方向,通过辊与凹槽的小的深度部分卡合的楔形作用锁定旋转。
如图7所示,油压抑制部705d具有作为电动机705m的旋转驱动轴的内圈705a、和在内圈705a的半径方向外侧在同轴上且与内圈705a相对旋转自如地配置的外圈705d2。
外圈705d2与旋转轴705k同轴形成一体。
在外圈705d2的内周部,以圆周方向等分设置有相对于内圈705a的外周面开口的多个凹槽705d3。在径向上,凹槽705d3之间的外圈705d2的内周面成为相对于内圈705a的外周面滑动的轴承部。
在各凹槽705d3中,在凹槽705d3的外周面的一部分上形成凸轮面,另外配置有大致圆筒形的辊705d1。
凹槽705d3的凸轮面被形成为其与内圈705a的外周面之间的径向尺寸即深度的值相对于圆周方向的位置发生变化。
凹槽705d3的凸轮面的深度被设置为以比辊705d1的直径尺寸稍小的值变为比辊705d1的直径尺寸稍大的值的方式在圆周方向上增大。
多个凹槽705d3的凸轮面的深度增大的方向在圆周方向上均为相同的朝向。
在凹槽705d3的内部的深度尺寸小的位置上,辊705d1被外圈705d2与内圈705a夹持。由此,通过辊705d1,外圈705d2与内圈705a卡合。
在凹槽705d3的内部的深度尺寸大的位置上,辊705d1不与外圈705d2和内圈705a接触。因此,外圈705d2与内圈705a不会通过辊705d1卡合。
在凹槽705d3中,还设置有将辊705d1向凸轮面的深度小的方向施力的施力弹簧705d4。
在旋转驱动轴(内圈)705a和外圈705d2均未旋转的状态下,如图7所示,通过施力弹簧705d4的作用力,辊705d1在凹槽705d3的圆周方向上位于凸轮面的深度小的部分。
在这种状态下,当驱动驱动部705的电动机705m时,旋转驱动轴(内圈)705a在图7中向左旋转。那么,由于内圈705a与外圈705d2卡合,因此内圈705a的旋转驱动力被传递到外圈705d2。
与此相对,当外圈705d2在图8中向右旋转时,通过圆周方向上的外圈705d2与内圈705a的相对位置的变化,辊705d1在凹槽705d3的圆周方向上移动。那么,通过产生比施力弹簧705d4的作用力更大的力,辊705d1在凹槽705d3的圆周方向上向凸轮面的深度大的部分移动。
在这种状态下,由于外圈705d2与内圈705a不卡合,因此外圈705d2的旋转不会传递到旋转驱动轴(内圈)705a。
进而,即使当外圈705d2在图8中向右旋转时,当驱动驱动部705的电动机705m的情况下,由于圆周方向上的外圈705d2与内圈705a的相对位置的变化,能够使辊705d1在凹槽705d3的圆周方向上位于凸轮面的深度小的部分。那么,内圈705a与外圈705d2能够一体旋转。
或者,在这样控制驱动部705的电动机705m的驱动的情况下,能够实现将外圈705d2的旋转状态设为低速等、控制为所希望状态的旋转状态。
在此,使图7中的旋转驱动轴(内圈)705a向左旋转可以是从真空致动器(推压缸体)70向油压缸体710流动工作油的情况。
另外,外圈705d2在图8中向右旋转可以是工作油在回弹下从油压缸体710向真空致动器(推压缸体)70逆流的情况。
旋转驱动轴705a在驱动轴731的径向上的外侧位置,位于比旋转轴736更远离的位置。旋转驱动轴705a以贯穿状态能够旋转地安装在壳体750上。
丝杠驱动齿轮732、滚珠轴承732f、732g、内侧螺纹面732c、外侧齿轮732d、驱动齿轮733d、驱动齿轮733e、旋转轴734、驱动齿轮735、旋转轴736、驱动齿轮737、旋转轴705k、油压抑制部705d构成驱动传递部(油压产生部701的驱动系统)。
壳体750由壳体筒751、壳体盖752、后壳体753、环754和盖部758构成。壳体筒751为筒状。壳体盖752封闭壳体筒751的一端。
后壳体753封闭壳体筒751的另一端。环754设置在壳体筒751与后壳体753之间。盖部758封闭后壳体753的另一端。
壳体筒751具有与缸体主体711、活塞712、驱动轴731在同轴上延伸的内部形状。壳体筒751的内部形成收纳空间755。
在收纳空间755的内部收纳有缸体主体711、活塞712、构成油压施力部件720的内弹簧721及外弹簧722、驱动轴731的端部731a。收纳空间755在接近活塞712的端部位置开口,该开口被壳体盖752封闭。
活塞712连接固定到壳体盖752。活塞712的端部712a贯穿壳体盖752。收纳空间755在接近驱动轴731的端部位置开口,该开口被后壳体753封闭。驱动轴731贯穿后壳体753。在收纳空间755中,在接近后壳体753的位置设置有环754。
环754与驱动轴731位于同轴上且配置在驱动轴731的周围。环754的内周与驱动轴731的外周隔开。环754具有与凸缘部711c的内周、即缸体主体711的外周面的直径尺寸相等的内径。另外,环754具有与凸缘部711c的外径尺寸相等的外径。
环754的与壳体盖752相对的面与构成油压施力部件720的内弹簧721的端部721b及外弹簧722的端部722b抵接。在环754的与壳体盖752相对的面上,以与圆周槽711d对应的方式环设有圆周槽754d。圆周槽754d与构成油压施力部件720的内弹簧721的端部721b抵接。外弹簧722的端部722b与环754的位于圆周槽754d的外周且朝向壳体盖752的面抵接。
在壳体筒751与后壳体753之间,设置有比收纳空间755更向驱动轴731的径向外侧延伸的驱动系统支撑部751k、753k。驱动系统支撑部751k、753k被形成为相对于壳体筒751和后壳体753形成圆周方向的一部分的凸缘状。
驱动系统支撑部751k与驱动系统支撑部753k相互接触。在驱动系统支撑部751k与驱动系统支撑部753k之间夹持有丝杠驱动齿轮732、滚珠轴承732f、732g、内侧螺纹面732c、外侧齿轮732d、驱动齿轮733d、驱动齿轮733e、旋转轴734、驱动齿轮735、旋转轴736、驱动齿轮737和旋转轴705k。
此外,油压抑制部705d中的旋转驱动轴(内圈)705a、外圈705d2、施力弹簧705d4和辊705d1均设置在比驱动系统支撑部751k更接近驱动部705的电动机705m的位置。
在驱动系统支撑部751k与驱动系统支撑部753k的相对的面上,形成有与丝杠驱动齿轮732、滚珠轴承732f、732g、外侧齿轮732d、驱动齿轮733d、驱动齿轮733e、旋转轴734、驱动齿轮735、旋转轴736及驱动齿轮737对应的凹凸部。
在驱动系统支撑部751k与驱动系统支撑部753k彼此相对的面之间,支撑有丝杠驱动齿轮732、滚珠轴承732f、732g、驱动齿轮733d、驱动齿轮733e、旋转轴734、驱动齿轮735、旋转轴736、驱动齿轮737及旋转轴705k。
另外,旋转轴705k贯穿驱动系统支撑部751k。在驱动系统支撑部751k中收纳有油压抑制部705d中的外圈705d2、施力弹簧705d4和辊705d1。
旋转驱动轴(内圈)705a在与旋转轴705k同轴上的位置被安装在驱动系统支撑部751k上。具有电动机705m的驱动部705被安装在驱动系统支撑部751k上。
在壳体筒751与外丝杠驱动齿轮732b(丝杠驱动齿轮732)之间设置有滚珠轴承732f。滚珠轴承732f相对于壳体筒751能够旋转地支撑丝杠驱动齿轮732。在后壳体753与外丝杠驱动齿轮732b(丝杠驱动齿轮732)之间设置有滚珠轴承732g。滚珠轴承732g相对于后壳体753能够旋转地支撑丝杠驱动齿轮732。
在后壳体753中形成有后空间756,该后空间756在驱动轴731沿轴向移动时成为驱动轴731的端部731b的躲避槽。在后空间756与收纳空间755的边界位置上配置有丝杠驱动齿轮732。即,在后空间756与收纳空间755的边界位置上,以能够沿轴向移动的方式配置有驱动轴731。
在后空间756上以扩径的方式形成有滑槽757。滑槽757位于驱动轴731的径向外侧。止动件731h在滑槽757的内部滑动,由此能够限制驱动轴731的旋转,并且实现驱动轴731的轴向移动。后空间756的端部由盖部758堵塞。
在后空间756中接近盖部758的位置上,设置有能够检测驱动轴731已接近的检测开关(检测机构)760。检测开关(检测机构)760与控制部706连接。检测开关(检测机构)760还可以位于滑槽757。
在接近后空间756的丝杠驱动齿轮732的位置上,设置有能够检测驱动轴731已接近活塞712的检测开关(检测机构)761。检测开关(检测机构)761与控制部706连接。检测开关(检测机构)761还可以位于滑槽757。
检测开关(检测机构)760与检测开关(检测机构)761检测驱动轴731的轴向位置。检测开关(检测机构)760与检测开关(检测部件)761可以是接触式或非接触式磁性开关。
例如,检测开关(检测机构)760可以是当驱动轴731的一部分抵接时能够检测的限制开关或能够检测设置于驱动轴731的一部分上的磁性元件的磁性开关。
检测开关(检测机构)760在驱动轴731从收纳空间755向后空间756移动的情况下,检测驱动轴731已沿轴向到达由检测开关(检测机构)760规定的位置。另外,检测开关(检测机构)761在驱动轴731从后空间756向收纳空间755移动的情况下,检测驱动轴731已轴向到达由检测开关(检测机构)761规定的位置。
在此,在检测开关(检测机构)760将驱动轴731已到达轴向上的规定位置上的信号输出给控制部的情况下,接收信号的控制部706输出停止驱动部705的驱动的信号。由此,驱动部705停止驱动。因此,能够通过检测开关(检测机构)760的设置位置来限制驱动轴731的移动位置。
在此,驱动部705中的驱动停止可以通过来自电源707的供电停止来停止电动机705m的驱动。
或者,在检测开关(检测机构)761将驱动轴731已到达轴向上的规定位置上的信号输出给控制部706的情况下,接收到信号的控制部706输出开始驱动部705的驱动的信号。由此,驱动部705开始驱动。因此,驱动轴731的移动位置由检测开关(检测机构)761所设置的位置来限制。
在此,驱动部705中的驱动开始还可以通过来自电源707的供电开始来开始驱动电动机705m。
如此,油压产生部701能够根据控制部706的信号来切换驱动部705中的驱动状态。
在控制部706输出驱动信号的情况下,驱动部705的电动机705m驱动。通过电动机705m的驱动,旋转驱动轴(内圈)705a旋转。
在此,由于旋转驱动轴(内圈)705a与外圈705d2通过辊705d1卡合,因此内圈705a的旋转驱动力被传递到外圈705d2。
因此,通过旋转驱动轴(内圈)705a的旋转,与外圈705d2一体的旋转轴705k旋转。通过旋转轴705k的旋转,安装在旋转轴705k上的驱动齿轮737旋转。驱动齿轮737的旋转传递到与驱动齿轮737啮合的驱动齿轮735。驱动齿轮735的旋转传递到与驱动齿轮735啮合的驱动齿轮733e。
驱动齿轮733e的旋转传递到与驱动齿轮733e一体形成的驱动齿轮733d。驱动齿轮733d的旋转传递到与驱动齿轮733d啮合的外侧齿轮732d,从而丝杠驱动齿轮732旋转。外侧齿轮732d的旋转传递到与外侧齿轮732d一体形成的丝杠驱动齿轮732的内侧螺纹面732c。
丝杠驱动齿轮732的内侧螺纹面732c的旋转传递到与丝杠驱动齿轮732啮合的驱动轴731的滚珠丝杠731c,从而驱动轴731旋转。丝杠驱动齿轮732由滚珠轴承732f、732g支撑。因此,即使丝杠驱动齿轮732旋转,丝杠驱动齿轮732也不在轴向上移动。
驱动轴731由内侧螺纹面732c支撑,并且止动件731h位于滑槽757的内部,驱动轴731的移动方向受到限制。因此,当丝杠驱动齿轮732旋转时,驱动轴731在轴向上移动。如此,通过驱动传递部,电动机等的驱动部705的旋转驱动力传递到驱动轴731,驱动轴731在轴向上移动。
当驱动轴731在轴向上移动时,与驱动轴731一体连接的缸体主体711也以同样的方式在轴向上移动。此时,由于活塞712被固定在壳体盖752上,因此不移动。由此,缸体主体711与活塞712在轴线方向上相对移动。
在此,通过缸体主体711与活塞712相对移动,从而缸体主体711的内部的油压空间714的容积发生变化。根据油压空间714的容积变化,填充在油压空间714中的非压缩性流体即压力油(驱动流体)流入油压流道713或从油压流道713流出。
在缸体主体711中,与凸缘部711c抵接的构成油压施力部件720的内弹簧721及外弹簧722施加施力。
在本实施方式中,当正常推力,即驱动部705的电动机705m未驱动时,可动部(伸缩杆)72能够伸长。因此,在油压缸体710中,油压施力部件720的作用力发生在内弹簧721及外弹簧722伸长的方向上。
即,从油压施力部件720向缸体主体711施加的作用力在缸体主体711远离丝杠驱动齿轮732的方向上产生。
因此,油压施力部件720的作用力以缸体主体711中的油压空间714的容积减少的方式被施加。
另外,在本实施方式中,当正常推力,即驱动部705的电动机705m被驱动时,可动部(伸缩杆)72能够退缩。因此,在油压缸体710中,通过电动机705m的驱动,驱动轴731移动的方向与油压施力部件720的作用力的方向相反。
即,通过电动机705m的驱动,驱动轴731向远离活塞712的方向移动。
因此,通过驱动部705中的电动机705m的驱动,驱动轴731以缸体主体711中的油压空间714的容积增加的方式移动。
当油压产生部701停止电源707对驱动部705的电动机705m的电力供给,从而电动机705m停止驱动的情况下,如图6所示,通过油压施力部件720的作用力,油压空间714的容积减少。由此,油压空间714的容积被加压(回弹)。
由此,作为非压缩性流体的工作油(驱动流体)从油压空间714经由油压流道713流入油压管702。此时,在真空致动器(推压缸体)70中,油压起作用,可动部(伸缩杆)72的前端部72a伸长。
在此,在通过控制部706输出的信号,电动机705m的驱动停止的情况下,通过油压施力部件720的作用力,缸体主体711以同样的方式在轴向上移动。
此时,由于活塞712被固定在壳体盖752上,因此不移动。
由此,缸体主体711与活塞712在轴线方向上相对移动。
此时,驱动轴731与缸体主体711一起向接近活塞712的方向移动。
驱动轴731的止动件731h位于滑槽757的内部,驱动轴731的旋转受到限制,并且由内侧螺纹面732c支撑。因此,当驱动轴731在轴向上移动时旋转。
驱动轴731旋转时,滚珠丝杠731c旋转。
驱动轴731的滚珠丝杠731c的旋转传递到与之啮合的丝杠驱动齿轮732的内侧螺纹面732c,使得丝杠驱动齿轮732旋转。由于丝杠驱动齿轮732由滚珠轴承732f、732g支撑,因此即使旋转也不在轴向上移动。
丝杠驱动齿轮732的旋转传递到与丝杠驱动齿轮732一体形成的外侧齿轮732d。
外侧齿轮732d的旋转传递到与之啮合的驱动齿轮733d。
驱动齿轮733d的旋转传递到与驱动齿轮733d一体形成的驱动齿轮733e。
驱动齿轮733e的旋转传递到与之啮合的驱动齿轮735。驱动齿轮735的旋转传递到与之啮合的驱动齿轮737。
通过驱动齿轮737的旋转,安装了驱动齿轮737的旋转轴705k旋转。
那么,通过旋转轴705k的旋转,与旋转轴705k一体的外圈705d2旋转。
在此,当外圈705d2旋转的情况下,如图8所示,由于圆周方向上的外圈705d2与内圈705a的相对位置的变化,辊705d1在凹槽705d3的圆周方向上移动。那么,产生比施力弹簧705d4的作用力更大的力,从而辊705d1在凹槽705d3的圆周方向上向凸轮面的深度大的部分移动。
在这种状态下,由于外圈705d2与内圈705a不卡合,因此外圈705d2的旋转不会传递到旋转驱动轴(内圈)705a。
即,在这种状态下,在驱动部705中电动机705m的旋转驱动轴(内圈)705a不旋转。
因此,能够阻断电动机705m的惯性对驱动轴731和缸体主体711造成的影响。
或者,在因停电等而停止供电的情况下,电动机705m的驱动停止。在该情况下,与通过控制部706的控制停止供电的情况同样,通过油压施力部件720的作用力,缸体主体711以同样的方式在轴向上移动。
在这种状态下,由于外圈705d2与内圈705a不卡合,因此外圈705d2的旋转不会传递到旋转驱动轴(内圈)705a。
即,在这种状态下,在驱动部705中电动机705m的旋转驱动轴(内圈)705a不旋转。
因此,能够阻断电动机705m的惯性对驱动轴731和缸体主体711造成的影响。
另外,当油压产生部701从电源707对驱动部705的电动机705m供给电力,驱动电动机705m的情况下,如图9所示,驱动部705的驱动力使油压空间714的容积增大。由此,油压空间714的容积被减压。
此时,如图7所示,由于旋转驱动轴(内圈)705a与外圈705d2卡合,因此旋转驱动轴(内圈)705a的旋转驱动力经由外圈705d2传递到驱动轴731和缸体主体711。
那么,非压缩性流体即压力油(驱动流体)经由油压流道713从油压管702流入油压空间714。此时,在真空致动器(推压缸体)70中,油压起作用,可动部(伸缩杆)72的前端部72a退缩。
或者,能够这样控制驱动部705的电动机705m的驱动,使外圈705d2的旋转状态设为低速,实现如缓解缸体主体711的移动、抑制油压的急剧上升等的控制为所希望状态的驱动状态。
另外,在油压产生部701中因某种原因,缸体主体711以接近壳体盖752的方式超限运行的情况下,也如图10所示,凸缘部711c与壳体盖752抵接,从而停止缸体主体711的移动。由此,将油压空间714的减少限制在规定范围内。因此,油压产生部701能够不使过剩的压力油(驱动流体)向真空致动器(推压缸体)70流入。
需要说明的是,在图10中省略了检测开关(检测机构)761的描述。
在这种情况下,通过停止电源707对驱动部705的电动机705m的电力供给,能够使外圈705d2与内圈705a处于不卡合的状态。据此,外圈705d2的旋转能够不传递到旋转驱动轴(内圈)705a。
即,即使在发生了该超限运行的情况下,在驱动部705中也能够降低电动机705m的惯性对驱动轴731和缸体主体711造成的影响。
或者,能够这样控制驱动部705的电动机705m的驱动,实现如使外圈705d2的旋转状态设为低速等的控制为所希望状态的旋转状态。
进而,当通过回弹进行操作时,也可以不停止电动机705m的驱动。在这种情况下,通过控制部706的控制维持电动机705m的驱动。同时,与使可动部(伸缩杆)72的前端部72a退缩的情况相比,通过控制部706的控制较弱地控制电动机705m的驱动力。
那么,与供电停止的情况同样,通过油压施力部件720的作用力,缸体主体711以同样的方式在轴向上移动。
此时,驱动轴731与缸体主体711一起向接近活塞712的方向移动。
在这种状态下,旋转驱动轴(内圈)705a以致外圈705d2与内圈705a卡合的程度旋转。
由此,由于在圆周方向上的外圈705d2与内圈705a的相对位置的变化,辊705d1在凹槽705d3的圆周方向上位于凸轮面的深度小的部分。
那么,内圈705a与外圈705d2能够一体旋转。
此时,外圈705d2的旋转传递到旋转驱动轴(内圈)705a。
即,在这种状态下,在驱动部705中电动机705m的旋转驱动轴(内圈)705a跟随驱动轴731的移动。
因此,能够降低电动机705m的惯性对驱动轴731和缸体主体711造成的影响。
或者,能够这样控制驱动部705的电动机705m的驱动,并实现如外圈705d2的旋转状态设为低速等、控制为所希望的状态的旋转状态。
图11是用于说明本实施方式的油压驱动系统及闸阀中的真空致动器的轴向剖视图。图12是与用于说明本实施方式的油压驱动系统及闸阀中的真空致动器的图11正交的轴向剖视图。图13是表示用于说明本实施方式中的油压驱动系统及闸阀中的真空致动器的伸长状态的轴向剖视图。
如图11~图13所示,本实施方式的真空致动器70具有导杆771、缸体部772、伸缩杆(可动部)72、凸缘部773、施力部件(压簧)73和壳体774。
真空致动器70为直径比壳体774细的伸缩杆72从大致圆柱状的该壳体774的一端能够伸出及能够退缩的结构。真空致动器70通过油压管702与油压产生部701连接。
导杆771呈大致圆柱状,沿轴向具有能够从油压驱动部700朝向一端面771a供给工作油压的贯穿孔771c。导杆771从壳体774的盖部774b朝向壳体774的内部竖立设置。
导杆771也可以与盖部774b呈一体。在本实施方式中,在导杆771中,管状的外导杆771g螺合到从设置在盖部774b中的凹部774g的中心位置突出的凸部774h。由此,进行外导杆771g相对于盖部774b的定心。贯穿孔711c连续形成在盖部774b、凸部774h及外导杆771g的内部。
缸体部772呈另一端开口的有底圆筒状。缸体部772与导杆771配置在同轴上。缸体部772被配置为能够滑动地覆盖导杆771的一端面771a。在导杆771的一端面771a与缸体部772的内表面的内部形成驱动空间777。
驱动空间777与贯穿孔771c连通。如图12所示,贯穿孔771c与油压管702连接。驱动空间777通过油压管702连接到油压产生部701。
经由油压管702从油压产生部701向驱动空间777供给工作油,从而驱动空间777被加压。或者,驱动空间777中的工作油经由油压管702返回到油压产生部701,从而驱动空间777被减压。
在缸体部772的一端部772a中,图12中的上表面位置上设置有伸缩杆72。伸缩杆72呈朝向缸体部772的轴向外方延伸的圆柱状。伸缩杆72与圆筒状的缸体部772配置在同轴上。伸缩杆72与圆柱状的导杆771位于同轴上。
伸缩杆72与缸体部772为一体,伴随缸体部772相对于导杆771的滑动,伸缩杆72能够在轴向上伸缩自如地移动。伸缩杆72的直径尺寸被设定为小于缸体部772的直径尺寸。
伸缩杆72的直径尺寸被设定为小于导杆771的直径尺寸。伸缩杆72也可以与缸体部772为一体。对于本实施方式的伸缩杆72来说,该伸缩杆72被螺合到从缸体部772的轴中心位置突出的凸部772h。由此,能够进行伸缩杆72相对于盖部774b的定心。
在缸体部772的另一端部772b的外周位置上环设有凸缘部773。
凸缘部773在缸体部772的另一端部772b向径向外侧延伸。凸缘部773具有规定的厚度。
凸缘部773与缸体部772一体形成。
在凸缘部773的接近伸缩杆72的按压面773a上抵接有施力部件(弹簧)73的另一端。
施力部件(弹簧)73为螺旋状,该施力部件73向伸缩杆72的退缩方向对凸缘部773施力。
施力部件(弹簧)73与缸体部772在同轴上位于缸体部772的外周。施力部件(弹簧)73的一端与壳体774抵接。
壳体774具有圆筒状的圆筒部774c、封堵圆筒部774c的另一端部的盖部774b、以及封堵设置在圆筒部774c的一端的贯穿孔774m的真空侧盖部774a。
在盖部774b的中心位置,导杆771朝向壳体774的内部竖立设置。真空侧盖部774a在真空侧盖部774a的中央具有供伸缩杆72贯穿的贯穿孔775。贯穿孔775面向真空侧。圆筒部774c的另一端与设置在盖部774b上的凹部774g相结合。
在圆筒部774c、盖部774b和真空侧盖部774a的内部形成有缓冲空间776。
在缓冲空间776中收纳有缸体部772和施力部件(弹簧)73。在缓冲空间776中,缸体部772能够往返移动。缓冲空间776为如下空间:在工作油压从驱动空间777泄漏时,在工作油压向作为真空侧的外部(腔室)Ch漏出之前,缓冲空间776收容(缓冲)工作油压。
在作为缓冲空间776的圆筒部774c的内表面上形成有台阶774d。对于圆筒部774c的内表面来说,接近盖部774b的位置与接近真空侧盖部774a的位置相比被扩径。
台阶774d与凸缘部773的按压面773a的外缘部分抵接。台阶774d是限制缸体部772在移动范围内伸长时的位置的限制部。
凸缘部773的外周面与作为缓冲空间776的圆筒部774c的内表面不相接。作为缸体部772另一端部772b的凸缘部773与设置在盖部774b上的凹部774g抵接。凹部774g是限制缸体部772在移动范围内的退缩侧的位置的限制部。
圆筒部774c与真空侧盖部774a连接固定。在圆筒部774c的接近真空侧盖部774a的位置上形成有台阶774e。在圆筒部774c的比台阶774e更接近真空侧盖部774a的位置上形成有大气侧缓冲空间778,该大气侧缓冲空间778进一步缩径且具有与缸体部772的外形尺寸相等的内径尺寸。
台阶774e与施力部件(弹簧)73的一端抵接。
缸体部772的外周面(滑动面)772m能够滑动地与大气侧缓冲空间778的内周面相接。如图12所示,在大气侧缓冲空间778中,沿圆筒部774c的径向形成有与外部连通的贯穿孔778s。大气侧缓冲空间778通过贯穿孔778s与大气侧连通。
贯穿孔775具有小于大气侧缓冲空间778的直径尺寸。贯穿孔775具有与伸缩杆72的外径大致相等的直径尺寸。
壳体774和导杆771构造固定部71。
在真空致动器70中设置有作为多级密封结构(密封机构)的密闭部件,从而在油压驱动时,作为工作流体的油不会向作为真空侧的腔室Ch泄漏。具体而言,在被供给油压的缸体部772内部的驱动空间777与作为伸缩杆72伸展的真空侧的腔室Ch的内部的外部之间,设置有四级密闭部件77a1~77e。
在相对于缸体部772的内表面滑动的导杆771外周的滑动面771f上设置有两级密闭部件77a1~77e。
在导杆771外周的滑动面771f上,以能够从驱动空间777朝向外部密闭的方式,在同一槽中环设有O型圈(密闭部件)77a1和耐磨环(密闭部件)77a2。
耐磨环(密闭部件)77a2环设在O型圈(密闭部件)77a1的径向外侧。
耐磨环(密闭部件)77a2与缸体部772的内表面相接,并且相对于缸体部772的内周的滑动面772f滑动。
进而,在导杆771外周的滑动面771f上,在与耐磨环(密闭部件)77a2相比更远离驱动空间777的位置上,以与滑动面771f成同一面的方式环设有耐磨环(密闭部件)77b。。
O型圈(密闭部件)77a1、耐磨环(密闭部件)77a2、耐磨环(密闭部件)77b形成第一级密闭部件。耐磨环(密闭部件)77b是备用环。
进而,在导杆771外周的滑动面771f上,在与耐磨环(密闭部件)77b相比更远离驱动空间777的位置上,Y型垫(密闭部件)77c1及密封件(密闭部件)77c2以与滑动面771f成为同一面的方式环设在同一槽中。
Y型垫(密闭部件)77c1和密封件(密闭部件)77c2均与缸体部772的内表面相接。Y型垫(密闭部件)77c1和密封件(密闭部件)77c2相对于缸体部772内周的滑动面772f滑动。
密封件(密闭部件)77c2配置在与Y型垫(密闭部件)77c1相比更远离驱动空间777的位置上。
进而,在导杆771外周的滑动面771f上,在与密封件(密闭部件)77c2相比更远离驱动空间777的位置上,以与滑动面771f成为同一平面的方式环设有耐磨环(密闭部件)77d。
Y型垫(密闭部件)77c1、密封件(密闭部件)77c2及耐磨环(密闭部件)77d形成第二级密闭部件。耐磨环(密闭部件)77d是备用环。
在壳体774的圆筒部774c中的设置在接近真空侧盖部774a的位置上的贯穿孔774m的内周面上环设有Y型垫(密闭部件)77e。
Y型垫(密闭部件)77e相对于接近缸体部772的一端面771a的位置的外周的滑动面772m滑动。Y型垫(密闭部件)77e是第三级密闭部件。
在壳体774的真空侧盖部774a中的贯穿孔775的内周面上环设有O型圈(密闭部件)77f。
O型圈(密闭部件)77f相对于伸缩杆72的外周面(滑动面)72m滑动。Y型垫(密闭部件)77e是第四级密闭部件。
此外,除密闭部件77a1~77e之外,在壳体774的凸部774h与外导杆771g的螺合位置上配置有O型圈(密闭部件)77p。
在壳体774的圆筒部774c与设置在盖部774b上的凹部774g之间配置有O型圈(密闭部件)77q。
在真空侧盖部774a中的贯穿孔775的周围配置有O型圈(密闭部件)77r,用于密封作为真空侧的腔室Ch与真空侧盖部774a之间。
在本实施方式的真空致动器70中,作为构成密闭部件77a1~77r的材质,可列举如下材质。
耐磨环(密闭部件)77a2由氟化树脂构成。耐磨环(密闭部件)77b由HNBR(氢化丁腈橡胶)构成。Y型垫(密闭部件)77c1由HNBR(氢化丁腈橡胶)构成。密封件(密闭部件)77c2由氟化树脂构成。耐磨环(密闭部件)77d由氟化树脂构成。Y型垫(密闭部件)77e由HNBR(氢化丁腈橡胶)构成。O型圈(密闭部件)77f由HNBR(氢化丁腈橡胶)构成。O型圈(密闭部件)77p、O型圈(密闭部件)77q、O型圈(密闭部件)77r均由HNBR(氢化丁腈橡胶)构成。
另外,伸缩杆72由不锈钢构成。导杆771由不锈钢构成。缸体部772由不锈钢构成。壳体774的圆筒部774c、盖部774b和真空侧盖部774a均由铝构成。需要说明的是,可根据真空致动器70的用途适当改变这些结构的材质。
另外,由不锈钢构成的导杆771的外周的滑动面771f、缸体部772的内周的滑动面772f、缸体部772的作为接近一端面771a的位置的外周的滑动面772m、以及伸缩杆72外周的滑动面均实施镀铬等的表面处理。
在本实施方式的真空致动器70中,在正常推力即未工作的状态下,伸缩杆72退缩。在该状态下,施力部件(弹簧)73向伸缩杆72的退缩方向对凸缘部773施力。
接着,在油压驱动部700中,通过驱动部705的驱动从油压产生部701供给的工作油经由油压管702流入驱动空间777。那么,驱动空间777被加压,产生大于施力部件(弹簧)73的作用力的驱动力,缸体部772向贯穿孔775移动。此时,缸体部772在缓冲空间776的内部移动。
凸缘部773的按压面773a的外缘部分与台阶774d抵接,缸体部772的移动结束。由此,如图13所示,伸缩杆72伸展,伸缩杆72朝向作为真空侧的腔室Ch前进。伸展的伸缩杆72按压对象物。在该状态下,通过维持从油压产生部701供给到驱动空间777的油压,能够维持伸缩杆72伸长的状态。
为了使伸缩杆72从伸长状态变为退缩状态,对从油压产生部701向驱动空间777供给的油压进行减压。或者,使工作油经由油压管702从驱动空间777返回到油压产生部701。那么,通过由施力部件(弹簧)73对凸缘部773的施力的作用力,缸体部772向盖部774b移动。由此,如图11及图12所示,伸缩杆72成为退缩的状态。
进而,在本实施方式的真空致动器(推压缸体)70中,在油从驱动空间777经由油压管702泄漏到油压空间714的情况下,能够检测漏油。具体而言,在驱动空间777中收容的油量减少的情况下,因油压施力部件720的作用力,油压空间714的容积减少。由此,驱动轴731在轴向上的的往返操作范围从设想的位置向接近活塞712的方向移动。
因此,与设想的位置相比,在驱动轴731的轴向移动的早期阶段就会由检测开关(检测机构)761输出检测信号。因此,能够检测在驱动空间777中收容的油量已减少。
在本实施方式中,能够提供具有回弹功能并且操作可靠的闸阀100。
另外,在未设置油压抑制部705d的情况下,通过施力部件(压簧)73的作用力以及电动机705m的反转的惯性,油压产生部701的操作朝向回弹的末端急剧增加,抑制产生过大的油压。
由此,通过油压抑制部705d,能够对付电动机705m中产生的旋转轴的反转,防止油压驱动系统破损或在阀箱施力部(真空致动器)70及可动阀部(可动阀片部)54附近发生破损等问题。
另外,能够抑制由于电动机705m的反转而产生的再生电力对其他部件的影响。
同时,在通电时的回弹操作中,能够控制减速曲线以使电动机705m中的旋转操作变得缓慢。由此,在通电时利用回弹的油压产生部701的操作末端,不会因电动机705m的惯性产生过大的油压。
在本实施方式中,通过油压抑制部705d,在从电源707向驱动部705的供给电力消失的电源丧失时,不会传递从油压产生部701向电动机705m的旋转,不会受到电动机705m的惯性的影响。通过设有该油压抑制部705d,即使在通过油压施力部件720的作用力而油压从油压产生部701逆流到阀箱施力部(真空致动器)70的情况下,在利用回弹的油压产生部701的操作末端也能够抑制产生过大的油压。
在本实施方式中,能够发挥与上述的实施方式同样的效果。
以下,根据附图说明本发明的第四实施方式的油压驱动系统。
图14是表示具备本实施方式中的油压驱动系统的真空装置的示意说明图。
本实施方式与上述第一至第三实施方式的不同点在于其涉及到设置有油压驱动系统的真空装置这一点,对于除此以外的对应的结构要素使用相同的附图标记,并省略其说明。
本实施方式中的真空装置200例如是进行侧溅式溅射等真空处理的装置。
本实施方式中的真空装置(溅射装置)200具备:装载及卸载室,用于运入和运出大致矩形的玻璃基板(被处理基板)G;耐压的成膜室(腔室)201,利用溅射法在玻璃基板G上形成例如ZnO系或In2O3系的透明导电膜等的被膜;和运送室,位于成膜室201与装载及卸载室之间。
需要说明的是,在图14中仅示出成膜室201。
第一实施方式中的腔室Ch在本实施方式中为成膜室201。
在本实施方式的真空装置(溅射装置)200中,如图14所示,在成膜室(腔室)201的内部设置有背板(阴极电极)206、电源206a、气体导入装置207a(气体导入机构)和高真空排气装置207b(高真空排气机构)。
背板(阴极电极)206保持作为供给成膜材料的机构的竖立设置的靶。电源206a对背板206施加负电位的溅射电压。气体导入装置207a向成膜室(腔室)201内导入气体。高真空排气装置207b为对成膜室201的内部进行高抽真空的涡轮分子泵等。
在成膜室201的内部,背板206竖立设置在离与运送室连通的运送口204a最远的位置。在背板206的与玻璃基板G大致平行相对的前面侧固定有靶。
背板(阴极电极)206起到对靶施加负电位溅射电压的电极的作用。
背板206与施加负电位的溅射电压的电源206a连接。在背板(阴极电极)206的后侧设置有磁控管磁路,该磁控管磁路用于在靶上形成规定的磁场。
如图14所示,成膜室201的内部由成膜时作为玻璃基板G的正面侧的前侧空间201a和作为玻璃基板G的后面侧的后侧空间201b构成。固定有靶的背板(阴极电极)206配置在成膜室201的前侧空间201a中。在成膜室201的后侧空间201b中设置有朝向前侧空间201a开口的成膜口204b。在成膜口204b的周围设置有防附着板框202。
在后侧空间201b的内部,也可以设置有基板保持装置(基板保持机构),在成膜过程中,该基板保持装置将玻璃基板G保持为与靶相对且能沿横向摇动。基板保持装置(保持机构)具有从后面保持玻璃基板G的保持部203。
通过旋转驱动部,摇动轴绕轴线转动,保持部203通过该转动能够在处于大致水平方向位置的水平载置位置与在大致铅直方向位置上立起的铅直处理位置之间进行旋转操作。
运送口204a位于处于水平载置位置的保持部203表面的延伸位置上,从而能够载置从运送室运送的玻璃基板G。处于铅直处理位置的保持部203的表面设置为大致堵住成膜口204b,从而玻璃基板G的表面与阴极电极206相对并能够进行成膜。
在保持部203中配置有升降销和升降销移动部70,该升降销在玻璃基板G的运入或运出时,从处于水平载置位置的保持部203向上方突出,并且在比保持部203更靠上侧的位置上支撑玻璃基板G,该升降销移动部70用于使该升降销上下移动。
在本实施方式中,例如升降销移动部70是第一实施方式或第二实施方式中的真空致动器(升降销移动部)70。
另外,升降销与伸缩杆72位于同轴上,并且安装在伸缩杆72的前端。
需要说明的是,在图14中,用箭头表示真空致动器(升降销移动部)70。
真空致动器(升降销移动部)70可在维持腔室201的密闭的状态下驱动。通过该结构,在玻璃基板G的运入或运出时,能够自如地在保持部203与运送装置的机械手之间传递玻璃基板G。
在保持部203的铅直处理位置上,具有用于将玻璃基板G按压到掩模205上的按压部70。
在本实施方式中,例如按压部70是第一实施方式中的真空致动器(按压部)70。
掩模205在规定次数的成膜处理后更换,但此时对准装置70(对准机构)设置在成膜口204b的下侧位置上,该对准装置70用于将更换后的掩模205对准到防附着板框202。
在本实施方式中,例如对准装置70是第一实施方式中的真空致动器(对准机构)70。通过该结构,真空致动器(对准机构)70能够使伸缩杆72的前端部72a与规定的对象物抵接而按压对象物,并且使该对象物移动或对准。
本实施方式的真空致动器70均能够以小于其他驱动类型的容积在真空气氛中表现出较大的作用力(按压力)。此外,本实施方式的真空致动器70不仅限于固定值的按压力,还能够改变按压力。
在本实施方式中,在极大地降低腔室201内发生漏油的可能性的状态下,各个真空致动器70能够按压对象物。
本实施方式能够实现与上述实施方式同样的效果。
下面,根据附图对本发明的第六实施方式的具备真空致动器的闸阀进行说明。本实施方式与上述第二及第三实施方式的不同点在于其涉及到闸阀的钟摆阀体这一点,对于除此以外的对应的结构要素,使用相同的附图标记并省略其说明。
图15是表示本实施方式的闸阀的与流道正交的剖视图。
图16是表示本实施方式的闸阀的沿流道的剖视图。
图17是表示本实施方式的闸阀的边缘部的沿流道的放大剖视图。
在图15~图17中,附图标记100是闸阀。
如图15和图16所示,本实施方式的闸阀100具备阀箱10、中空部11、阀体5、旋转轴20、旋转驱动部21、阀箱施力部(推压缸体)70、阀片施力部(保持弹簧)80、阀框施力部90和油压驱动部700。
第一开口部12a和第二开口部12b具有大致相同的轮廓。第一开口部12a具有圆形轮廓。第二开口部12b具有圆形轮廓。
在中空部11内配置有阀体5。
阀体5在阀关闭位置上可遮断第一空间与第二空间。
旋转轴20具有与流道H方向大致平行地延伸的轴线。旋转轴20贯穿阀箱10。旋转轴20可以通过旋转驱动部21旋转驱动。
阀体5经由连接部件(未示出)固定在旋转轴20上。或者,阀体5可以不经由连接部件(未示出)直接连接到旋转轴20上。
旋转轴20作为阀体5的位置切换部发挥功能。
图18是表示本实施方式的闸阀中的阀体的在与流道正交的方向看到的俯视图。
阀体5可关闭第一开口部12a和/或第二开口部12b。
阀体5在阀关闭位置、阀开口遮蔽位置和阀开放位置(退避位置)之间操作。
阀体5可在退避位置与阀开口遮蔽位置之间旋转。
在阀关闭位置上,阀体5相对于第一开口部12a和/或第二开口部12b处于关闭状态(图20~图23)。
在阀开放位置(退避位置)上,阀体5处于从第一开口部12a和/或第二开口部12b退避的开放状态(图15中虚线所示)。
阀体5由中立阀部30及可动阀部40构成。
中立阀部30在与旋转轴20的轴线正交的方向上延伸。中立阀部30被配置为包含在与和旋转轴20的轴线正交的方向平行的面中。
如图15~图17所示,中立阀部30具有圆形部30a和旋转部30b。
圆形部30a为比第一开口部12a和/或第二开口部12b的轮廓稍大的环状。在作为圆形部30a的径向内侧的位置上,配置有可动阀部40。圆形部30a的内周被配置为从流道H方向来看,与第一开口部12a和/或第二开口部12b基本重叠。
旋转部30b位于旋转轴20与圆形部30a之间。旋转部30b随着旋转轴20的旋转而使圆形部30a旋转。旋转部30b形成为以从旋转轴20向圆形部30a扩径的方式延伸的平板形状。旋转部30b也可以是从旋转轴20向圆形部30a延伸出多条手臂的臂形状。
这些旋转轴20和中立阀部30相对于阀箱10转动,但在流道H方向上不变动位置。
圆形部30a和旋转部30b还可以为一体。
在这种情况下,在平板状的中立阀部30上形成与可动阀部40嵌合的贯穿孔,该贯穿孔为圆形部30a。圆形部30a的圆周方向的一部分朝向径向外侧延伸的部分为旋转部30b。
圆形部30a的流道H方向的厚度尺寸被形成为与旋转部30b的流道H方向的厚度尺寸大致相等。在圆形部30a中的中立阀部30的径向内侧环设有圆凸缘部30c。
圆凸缘部30c的流道H方向的厚度尺寸被形成为比圆形部30a的流道H方向的厚度尺寸小。圆凸缘部30c在圆形部30a的内周面中,在流道H方向上接近第一开口部12a的位置上环设。
在流道H方向上,后述的可动阀框部60的外框板60e位于比圆凸缘部30c更接近第二开口部12b的位置。圆凸缘部30c与后述的可动阀框部60的外框板60e连接。圆凸缘部30c与外框板60e位于外周曲柄部60c的径向外侧。
圆凸缘部30c在中立阀部30的径向宽度尺寸被设定为与外周曲柄部60c在可动阀框部60的径向宽度尺寸大致相等。圆形部30a及圆凸缘部30c相对于外周曲柄部60c,环设在作为可动阀框部60的径向外侧的位置。
此外,圆形部30a和旋转部30b也可以形成为在流道H方向的厚度尺寸相等。
可动阀部40大致为圆板状。
可动阀部40以能改变流道H方向的位置的方式连接于中立阀部30。即,可动阀部40以只能沿厚度方向滑动的方式连接于中立阀部30。
可动阀部40由可在流道H方向上相互移动的两个部分构成。可动阀部40具备可动阀框部60(滑动阀框)和可动阀片部50(对面板)。
可动阀框部60是与圆形部30a大致同心状的大致圆环状。可动阀框部60位于圆形部30a的径向内侧。可动阀框部60嵌合于圆形部30a。
可动阀框部60相对于中立阀部30能够在流道H方向上滑动。可动阀框部60相对于中立阀部30能够在流道H方向上移动位置。可动阀框部60相对于中立阀部30能够在可进行钟摆操作的位置与可接触第一开口部12a的位置之间移动。
可动阀框部60具有外周曲柄部60c、内框板60d和外框板60e。
可动阀框部60的内框板60d、外周曲柄部60c及外框板60e连接,从而在径向上的环状的截面形状呈大致Z字形状。
外周曲柄部60c被形成为具有比第一开口部12a和/或第二开口部12b的轮廓稍大的环状或圆筒状。外周曲柄部60c被形成在可动阀框部60的外缘的全周。外周曲柄部60c在流道H方向上的厚度尺寸与中立阀部30在流道H方向上的厚度尺寸大致相等。
外周曲柄部60c具有滑动面60b。
滑动面60b是具有与流道H方向平行的轴线的圆筒面。滑动面60b在外周曲柄部60c的内周面中被设置在圆周方向的全长。滑动面60b与后述的可动阀片部50的内周曲柄部50c的滑动面50b能够相互滑动并且处于相对状态。
内周曲柄部50c嵌合于外周曲柄部60c。
内框板60d被环设在外周曲柄部60c中作为可动阀框部60的径向内侧的位置。内框板60d被环设在外周曲柄部60c的流道H方向上接近第一开口部12a的端部。内框板60d被形成为与阀片50d平行的凸缘状。
内框板60d在流道H方向的厚度尺寸小于外周曲柄部60c在流道H方向的厚度尺寸。后述的内周曲柄部50c位于比内框板60d更接近流道H方向上的第二开口部12b的位置。内框板60d在可动阀框部60的径向宽度尺寸被设定为与内周曲柄部50c在可动阀框部60的径向宽度尺寸大致相等。
外框板60e被环设在外周曲柄部60c在可动阀框部60的径向外侧位置。外框板60e被环设在外周曲柄部60c的流道H方向上接近第二开口部12b的端部。外框板60e被环设在外周曲柄部60c在可动阀框部60的径向外侧。
外框板60e是比外周曲柄部60c在流道H方向上的尺寸小的突条。
圆凸缘部30c位于比外框板60e更接近流道H方向上的第一开口部12a的位置。如后所述,在外框板60e中配置有多个阀框施力部90。在外框板60e中配置有多个内置阀框施力部90的施力部孔68。
在可动阀框部60与中立阀部30之间配置有阀框施力部(辅助弹簧)90。
可动阀框部60通过阀框施力部(辅助弹簧)90以能够改变流道H方向上的位置的方式与中立阀部30连接。可动阀框部60与圆形部30a被设为同心状的双重圆环。
可动阀框部60在与阀箱内表面10A相对(抵接)的表面上环设有阀框密封垫61。阀框密封垫61配置在圆形的外周曲柄部60c与内框板60d的边界位置。阀框密封垫61设置在与外周曲柄部60c的第一开口部12a相对的端面上。
阀框密封垫61与第一开口部12a的形状对应地形成为圆环状。
阀框密封垫61例如是由O型圈等构成的密封部。阀框密封垫61可以紧贴位于第一开口部12a的周围的阀箱内表面10A。
阀框密封垫61与可动阀框部60配置为同心状。
阀框密封垫61设置在外周曲柄部60c中接近最外周的位置。阀框密封垫61在闭阀时与作为第一开口部12a的周缘的阀箱内表面10A接触,并且被可动阀框部60及阀箱内表面10A按压。由此,第一空间和第二空间成为阻断状态。
可动阀片部50是具有与圆形部30a大致同心状的圆形轮廓的板体。
可动阀片部50嵌合于可动阀框部60中的外周曲柄部60c的径向内侧。在作为可动阀片部50的径向外侧的位置上,以包围可动阀片部50的周围的方式配置有可动阀框部60。
可动阀片部50的内周曲柄部50c与可动阀框部60为同心状的双重圆环。可动阀片部50可相对于可动阀框部60在流道H方向上滑动。可动阀片部50可相对于可动阀框部60在流道H方向上移动位置。
在此,可动阀片部50可在以下三个位置之间移动。
第一位置是相对于位于可钟摆操作的位置的可动阀框部60与中立阀部30,可动阀片部50同样位于可钟摆操作的位置。
第二位置是在可动阀框部60处于可与第一开口部12a接触的位置的情况下,与第一位置上相对于可动阀框部60的可动阀片部50相同的位置。
第三位置是相对于第二位置上可动阀框部60,可动阀片部50可与第二开口部12b接触的位置。
可动阀片部50具有内周曲柄部50c和阀片50d。
可动阀片部50在阀片50d中与第一开口部12a相对的表面的周缘位置上环设有内周曲柄部50c,内周曲柄部50c的通过直径的截面形状为大致U字形状。阀片50d被设置为密闭内周曲柄部50c的径向内侧。阀片50d是配置在与流道H方向大致正交的方向上的平板状。
内周曲柄部50c被形成为环状或被形成为轴向尺寸比径向尺寸短的圆筒状。内周曲柄部50c被形成在可动阀片部50的外缘的全周。内周曲柄部50c具有比第一开口部12a和/或第二开口部12b的轮廓稍大的外周轮廓。内周曲柄部50c具有比第一开口部12a和/或第二开口部12b的轮廓稍小的内周轮廓。
内周曲柄部50c具有比外周曲柄部60c小的厚度尺寸即流道H方向的尺寸。内周曲柄部50c具有比阀片50d大的厚度尺寸即流道H方向的尺寸。
内周曲柄部50c具有滑动面50b。滑动面50b是具有与流道H方向平行的轴线的圆筒面。滑动面50b设置在内周曲柄部50c的外周面上圆周方向的全长。内周曲柄部50c和外周曲柄部60c在滑动面50b与滑动面60b接触的状态下嵌合。滑动面50b和可动阀框部60的滑动面60b以能够相互滑动的方式处于对置状态。
在内周曲柄部50c中,收容有阀片施力部(保持弹簧)80的施力部孔58和圆周槽59在可动阀片部50的圆周方向上交替配置。在可动阀片部50的圆周方向上以相互分离的等间隔设置有多个阀片施力部(保持弹簧)80。设置多个阀片施力部(保持弹簧)80的地方,优选为三处以上。
在本实施方式中,作为相互分离的阀片施力部(保持弹簧)80的配置,示出如下的结构例:即,从阀片50d的中心O来看,以相同的角度位置(90度)分离配置有四个阀片施力部(保持弹簧)80。
从阀片50d的中心O来看,阀片施力部(保持弹簧)80的角度位置被设置为与阀箱施力部(推压缸体)70和阀框施力部90的角度位置重叠。
施力部孔58以与如上所述的阀片施力部(保持弹簧)80的配置对应的方式,在内周曲柄部50c的圆周方向上等间隔设置在四处。
圆周槽59以连接相邻的施力部孔58之间的方式,在内周曲柄部50c的圆周方向上环设。
施力部孔58和圆周槽59在内周曲柄部50c中沿流道H方向与第一开口部12a相对的表面上具有开口。
在内周曲柄部50c中,通过圆周槽59形成夹着圆周槽59并在流道H方向上竖立设置的内周壁59a、外周壁59b、以及内周壁59a和外周壁59b之间的底部59c。
内周壁59a和外周壁59b在流道H方向上延伸。底部59c在与阀片50d大致平行的与流道H方向正交的方向上延伸。内周壁59a在可动阀片部50的径向中与圆周槽59相比更靠内侧的位置上环设。
在圆周槽59中,设置有将底部59c的表面(底面)与内周壁59a的表面(侧面)之间弯曲连接的弯曲部59d。在圆周槽59中,设置有将底部59c的表面(底面)与外周壁59b的表面(侧面)之间弯曲连接的弯曲部59e。
圆周槽59的底部59c与施力部孔58的底部58c相比,在流道H方向上位于更接近第一开口部12a的位置。圆周槽59的底部59c被形成得比施力部孔58的底部58c厚。
施力部孔58能够收纳后述的阀片施力部80,被形成为大致圆筒状。
施力部孔58的底部58c为平面状,可以不设置具有与弯曲部59d、59e相同程度的曲率半径的弯曲部。
内周壁59a在可动阀片部50的径向内侧上连接有阀片50d。
在可动阀片部50中,内周曲柄部50c的内周壁59a与阀片50d的周缘部分在比圆周槽59的底部59c更接近圆周槽59的开口的位置连接。
进而,在内周壁59a的径向内侧,在作为流道H方向的可动阀片部50的厚度方向上,优选在比内周曲柄部50c的中心位置更接近第一开口部12a的位置连接阀片50d。
此外,对于内周壁59a与阀片50d连接的位置,该位置可在流道H方向上从作为接近第一开口部12a的位置的内周壁59a的端部位置到内周曲柄部50c的中心位置之间适当地设定。
对于内周壁59a与阀片50d连接的位置,该位置可设定在流道H方向上比内周曲柄部50c的中心位置更接近第一开口部12a的位置,即接近内周壁59a的端部侧的位置。
在外周壁59b上,在可动阀片部50的径向外侧环设有滑动面50b。在外周壁59b上,在可动阀片部50的径向外侧配置有作为板滑动密封部由O型圈等构成的滑动密封垫(滑动密封部件)52。在外周壁59b上,环设有用于收容滑动密封垫(滑动密封构件)52的槽52m。
滑动密封垫(滑动密封部件)52被设置在比外周槽56更接近圆周槽59的开口的位置,即在流道H方向上接近外周壁59b的端部的位置。
槽52m被设置在比外周槽56更接近圆周槽59的开口的位置,即在流道H方向上接近外周壁59b的端部的位置。槽52m在作为流道H方向的可动阀片部50的厚度方向上,被配置在外周壁59b的接近第一开口部12a的位置。
在外周壁59b上,在作为可动阀片部50的径向外侧的位置,环设有设置了槽51m的突条。设置了槽51m的突条在作为流道H方向的可动阀片部50的厚度方向上,位于外周壁59b的接近第2开口部12b的位置。
槽51m在可动阀片部50的径向上位于外周壁59b的外侧。
槽51m收容后述的对面护垫(密封部件)51。槽51m被设置在作为突条中的接近第二开口部12b的位置的端面上。
在可动阀片部50的径向上,在外周壁59b的外周面设置有外周槽56。
外周槽56位于流道H方向上的槽52m与槽51m之间。外周槽56被配置为不与滑动密封垫(滑动密封部件)52接触。
滑动密封垫(滑动密封部件)52被配置在内周曲柄部50c与外周曲柄部60c之间。通过滑动密封垫52,维持滑动时的滑动面50b与滑动面60b的密封状态。
滑动面50b、滑动密封垫(滑动密封部件)52和滑动面60b构成板滑动密封部。
可动阀片部50与可动阀框部60通过阀片施力部80(保持弹簧)连接。
可动阀片部50与可动阀框部60在图16中附图标记B1、B2所示的往返方向上彼此间能够相对滑动。往返方向B1、B2是指与可动阀片部50及可动阀框部60的面垂直的方向。往返方向B1、B2是指与旋转轴20的轴向平行的流道H方向。
在可动阀片部50中,在与阀箱内表面10B相对(抵接)的表面上,环设有对面护垫(密封部件)51。
对面护垫(密封部件)51与第二开口部12b的形状对应地形成为圆环状。对面护垫(密封部件)51是弹性体。对面护垫(密封部件)51可在闭阀时紧贴于作为第二开口部12b周缘的阀箱内表面10B。
对面护垫(密封部件)51是由O型圈等构成的密封部。
对面护垫(密封部件)51被设置在内周曲柄部50c的与第二开口部12b相对的端面上。对面护垫(密封部件)51被设置在内周曲柄部50c的最外周位置。
对面护垫(密封部件)51在闭阀时与作为第二开口部12b周缘的阀箱内表面10B接触,并被可动阀片部50和阀箱内表面10B按压。
由此,第一空间与第二空间成为阻断状态。
当可动阀片部50与阀箱内表面10B发生碰撞时,对面护垫(密封部件)51弹性变形。对面护垫(密封部件)51缓解可动阀片部50与阀箱内表面10B碰撞时的冲击。这样可以防止产生垃圾。
对面护垫(密封部件)51、滑动密封垫(滑动密封部件)52和阀框密封垫61被配置在大致同一个圆筒面上。对面护垫(密封部件)51、滑动密封垫(滑动密封部件)52和阀框密封垫61被配置为从流道H方向来看相互重叠。因此,能够得到约100%的背压抵消率。
在可动阀片部50上设置有排气孔53。
排气孔53在比对面护垫51更接近中心O的位置上,将外周槽56的内部和内周曲柄部50c的与第二开口部12b相对的表面相连通。
在可动阀片部50与阀箱内表面10B发生碰撞时,通过可动阀片部50、阀箱内表面10B和对面护垫51形成密闭空间。排气孔53从该密闭空间中去除气体。
阀片施力部(保持弹簧)80内置于可动阀片部50的施力部孔58中。
阀片施力部80被配置在从流道H方向来看可动阀框部60与可动阀片部50重叠的区域,即可动阀框部60的内框板60d与可动阀片部50的内周曲柄部50c上。
在可动阀片部50的圆周方向上以彼此隔开的等间隔设置有多个阀片施力部(保持弹簧)80。设置阀片施力部80的地方优选为三处以上。多个阀片施力部80以两个作为一组(set)配置。一组阀片施力部80分别被配置在通过可动阀片部50的中心O的直径的两端位置。
多个阀片施力部80在可动阀片部50的圆周方向上相按组(set)隔开设置。
作为具体的多个阀片施力部80的配置,如图18所示,可以是从阀片50d的中心O来看,四个阀片施力部80被配置在相同角度位置(90°)的结构。
阀片施力部80将可动阀片部50的运动引导(限制)到流道H方向。阀片施力部80可改变可动阀框架部60与可动阀片部50的流道H方向的厚度尺寸。阀片施力部80使可动阀片部50联动,使之向可动阀框部60运动的往返方向B1、B2移动。
图19是表示本实施方式的闸阀中的阀箱施力部、阀框施力部及阀片施力部的沿流道的放大剖视图。
阀片施力部80连接可动阀框架部60的内框板60d与可动阀片部50的内周曲柄部50c。
阀片施力部80具有板引导销81、盘簧82、受压部83、盖部58f和限制筒85。
板引导销81由粗细尺寸大致均匀的棒状体构成。板引导销81为螺栓状。板引导销81贯穿阀片施力部80内。板引导销81竖立设置在流道H方向上。板引导销81的基部81b被固定设置在可动阀框部60的内框板60d上。板引导销81的基部81b贯穿内框板60d。板引导销81的长轴部从内框板60d向施力部孔58竖立设置。
板引导销81与内周曲柄部50c的施力部孔58同轴配置。板引导销81的前端81a位于施力部孔58的内部。在板引导销81的前端81a设置有直径尺寸比板引导销81的长轴部的直径尺寸大的受压部83。
受压部83被配置为能够与施力部孔58的底部58c抵接或与底部58c不抵接的位置。受压部83在板引导销81的前端81a以凸缘状环设。受压部83从板引导销81向径向外侧突出。
在板引导销81的长轴部,限制筒85可滑动地位于径向外侧。
限制筒85是与板引导销81的长轴部同轴的筒状。限制筒85限制板引导销81的滑动位置及滑动方向。限制筒85的一端部与堵住施力部孔58的盖部58f连接。限制筒85的轴向尺寸比板引导销81的轴向尺寸小。在限制筒85的径向内侧配置有与板引导销81接触的衬套85a。
盖部58f被配置为堵住施力部孔58的开口。盖部58f被固定在施力部孔58的开口位置。在盖部58f中作为贯穿孔设置有孔部58g。
孔部58g与限制筒85同轴且同径。板引导销81嵌合于孔部58g及限制筒85。
在盖部58f的接近内框板60d的位置上,进一步以与盖部58f接触的方式设置有固定盖58f1。固定盖58f1加强盖部58f相对于施力部孔58的开口的固定。在固定盖58f1上,同心状地设置有比孔部58g大的贯穿孔。
盘簧(保持弹簧)82例如是螺旋状的弹簧等弹性部件。盘簧(保持弹簧)82被配置为具有与施力部孔58的轴线平行的施力轴。盘簧(保持弹簧)82内置于可动阀片部50的施力部孔58中。盘簧(保持弹簧)82为双重螺旋,具有直径尺寸不同的内盘簧82a和外盘簧82b。
内盘簧82a和外盘簧82b均与板引导销81同轴配置。
盘簧(保持弹簧)82设置为双层并强化了施力,但也可以是单层。
盘簧(保持弹簧)82的一端与盖部58f抵接,另一端与受压部83抵接。盘簧(保持弹簧)82以按压这些盖部58f和受压部83的方式被施力。
在盖部58f及固定盖58f1中设置有排气孔85b,该排气孔85b用于在施力部孔58的内部连通底部58c附近与作为比盖部58f更接近内框板60d的位置的空间。
在板引导销81的基部81b及内框板60d中,设置有排气孔85c,该排气孔85c连通作为比盖部58f更接近内框板60d的位置的空间与比内框板60d更接近阀箱内表面10A的中空部11。
在限制筒85的比衬套85a更接近盖部58f的位置上,还可以环设有O型圈等密封部件85d。
通过板引导销81与限制筒85相互在轴向上滑动,从而在板引导销81与限制筒85的轴向角度不变化的情况下,板引导销81与限制筒85的流道H方向的位置发生变化。由此,固定有板引导销81的基部81b的内框板60d与固定有限制筒85的一端的盖部58f在流道H方向上相互移动。由此,引导可动阀框部60与可动阀片部50的位置限制。
盘簧(保持弹簧)82向彼此远离的方向按压盖部58f和受压部83。
由于受压部83、板引导销81的前端81a、板引导销81的基部81b和内框板60d相互固定,因此彼此的位置关系不会变化。因此,盘簧(保持弹簧)82向盖部58f与内框板60d在流道H方向上接近的方向,始终对盖部58f和受压部83施力。
在此,在内框板60d和盖部58f以远离的方式在流道H方向上移动的情况下,盖部58f与受压部83的距离减少。由此,盘簧(保持弹簧)82收缩。即使在这种情况下,由于受压部83、板引导销81的前端81a、板引导销81的基部81b和内框板60d相互固定,因此位置关系不会发生变化。
因此,收缩后的盘簧(保持弹簧)82进一步向盖部58f与内框板60d在流道H方向上接近的方向,对盖部58f和受压部83施力。由此,向盖部58f与板引导销81的扩径的受压部83远离的方向,可动阀片部50与可动阀框部60相互移动。
在阀片施力部80中,当可动阀片部50与可动阀框架部60相互滑动时,贯穿孔部58g的板引导销81在被限制筒85(衬套85a)限制轴向方向的状态下,相对于盖部58f和限制筒85在板引导销81的轴向上移动。那么,盘簧(保持弹簧)82在板引导销81的轴向上收缩。通过收缩后的盘簧(保持弹簧)82,堵住施力部孔58的盖部58f朝向相对于可动阀框部60的内框板60d接近的方向被施力。
由此,可动阀片部50与可动阀框部60向在流道H方向的厚度尺寸缩小的方向,接受阀片施力部80的作用力。
通过阀片施力部80,当可动阀片部50与可动阀框部60相互滑动时,能够限制滑动方向不偏离往返方向B1、B2。
另外,当可动阀片部50与可动阀框部60滑动时,可动阀片部50及可动阀框部60的姿势也不会变化而是能够进行平行移动。
阀片施力部(保持弹簧)80与阀框施力部(辅助弹簧)90被设置为具有可向彼此相反的流道H方向施加的作用力。
阀框施力部(辅助弹簧)90被配置在中立阀部30的圆凸缘部30c与从流道H方向来看与圆凸缘部30c重叠的作为可动阀框部60的位置限制部的外框板60e之间。阀框施力部(辅助弹簧)90相对于中立阀部30,将可动阀框部60向流道H方向上的中央位置施力。
阀框施力部(辅助弹簧)90内置于外框板60e的施力部孔68中。阀框施力部(辅助弹簧)90被配置在从流道H方向来看中立阀部30与可动阀框部60重叠的区域,即配置在中立阀部30的圆凸缘部30c与可动阀框部60的外框板60e上。
在圆凸缘部30c的圆周方向上以相互隔开的等间隔设置有多个阀框施力部(辅助弹簧)90。设置阀框施力部(辅助弹簧)90的地方,与阀片施力部80对应地优选为三处以上。多个阀框施力部(辅助弹簧)90以两个为一组(set)配置。一组阀框施力部(辅助弹簧)90分别被配置在通过可动阀框部60的中心O的直径的两端位置。
多个阀框施力部(辅助弹簧)90按组(set)在可动阀框部60的圆周方向上相互隔开设置。作为具体的多个阀框施力部(辅助弹簧)90的配置,可在图18中示出从可动阀框部60的中心O来看,四个阀框施力部(辅助弹簧)90被配置在相同角度位置(90°)的结构。
从阀片50d的中心O来看,圆凸缘部30c的圆周方向上的阀框施力部(辅助弹簧)90的角度位置被构成为与可动阀片部50的圆周方向上的阀片施力部(保持弹簧)80的角度位置重叠。阀框施力部(辅助弹簧)90与阀片施力部(保持弹簧)80被配置在通过阀片50d的中心O的同一直线上。阀框施力部(辅助弹簧)90在通过中心O的直线上被配置在比阀片施力部(保持弹簧)80更远离阀片50d的中心O的位置。
阀框施力部(辅助弹簧)90将中立阀部30与可动阀框部60的运动引导(限制)到流道H方向。阀框施力部(辅助弹簧)90可改变中立阀部30与可动阀框部60在流道H方向的厚度尺寸。阀框施力部(辅助弹簧)90使可动阀框部60相对于圆凸缘部30c向往返方向B1、B2往返移动。
阀框施力部(辅助弹簧)90连接中立阀部30的圆凸缘部30c与可动阀框部60的外框板60e。施力部孔68被设置在可动阀框部60的外框板60e上。施力部孔68被形成为在流道H方向上具有轴线的圆筒状。施力部孔68被设置为贯穿可动阀框部60的外框板60e。
在施力部孔68中,如后所述,外框板60e中与第二开口部12b相对的面的开口被受压部93关闭。在施力部孔68中,在流道H方向上,接近第一开口部12a的位置的开口不被关闭。即,施力部孔68向与可动阀片部50的施力部孔58相同的方向开口。施力部孔68设置在与外框板60e中的在可动阀框部60的径向上靠近径向内侧的外周曲柄部60c接近的位置。
阀框施力部(辅助弹簧)90具有框引导销91、框盘簧92和限制筒95。
框引导销91由粗细尺寸大致均匀的棒状体构成。框引导销91贯穿阀框施力部(辅助弹簧)90内。框引导销91在流道H方向上竖立设置。框引导销91被固定设置在可动阀框部60的外框板60e上。框引导销91与外框板60e的施力部孔68同轴配置。在框引导销91的基部91b上设置有直径尺寸比框引导销91的长轴部的直径尺寸大的受压部93。
受压部93被固定在施力部孔68中在流道H方向上与第二开口部12b相对的位置。受压部93关闭施力部孔68中的在流道H方向上朝向第二开口部12b的开口。受压部93形成施力部孔68的底部。即,框引导销91的基部91b作为受压部93形成施力部孔68的底部。受压部93也可以与施力部孔68的开口螺合。在这种情况下,框引导销91可为螺栓状。
受压部93在可动阀框部60中在与后述的阀箱施力部(推压缸体)70相对的表面露出。框引导销91的基部91b被固定在可动阀框部60的外框板60e上。
框引导销91的长轴部从外框板60e的施力部孔68向圆凸缘部30c竖立设置。在圆凸缘部30c中,在与第一开口部12a相对的表面上设置有凹部30cm。
在凹部30cm的中央位置,设置有在流道H方向上贯穿圆凸缘部30c的贯穿孔30g。
在贯穿孔30g中,框引导销91的接近前端91a的位置以可滑动的方式贯穿。
因此,框引导销91的前端91a贯穿圆凸缘部30c。框引导销91的前端91a可以位于设置在圆凸缘部30c上的凹部30cm。框引导销91的前端91a在流道H方向上的轴向长度被设定为使得该前端91a不比阀框密封垫61接近阀箱内表面10A的大小。
在框引导销91的前端91a的周围设置有中立间隔器94。
中立间隔器94通过C形圈94a安装在框引导销91的前端91a位置。中立间隔器94的C形圈94a可以位于凹部30cm的内部。
在位于框引导销91的轴向中央的长轴部的径向外侧设置有相对于框引导销91能够滑动的限制筒95。
限制筒95呈与框引导销91的长轴部同轴的筒状。限制筒95限制框引导销91的滑动位置及滑动方向。限制筒95的轴向尺寸比框引导销91的轴向尺寸小。在限制筒95的径向内侧配置有与框引导销91接触的衬套95a。
在限制筒95的一个端部环设有凸缘部95f。
凸缘部95f被固定连接在圆凸缘部30c中作为凹部30cm的背面的位置。限制筒95通过凸缘部95f固定在圆凸缘部30c中的与外框板60e相对的表面上。
凸缘部95f和限制筒95具有在流道H方向上延伸的贯穿孔95g。贯穿孔95g在凸缘部95f和限制筒95中连通。贯穿孔95g与贯穿孔30g位于同轴。在贯穿孔95g中,与贯穿孔30g同样地,框引导销91的与前端91a的位置以可滑动的方式贯穿。
框盘簧92作为辅助弹簧构成阀框施力部90。框盘簧92收纳在施力部孔68的内部。框盘簧92在同轴上被配置在框引导销91周围的位置。
框盘簧92例如为弹簧等弹性部件,并被配置为具有与施力部孔68的轴线平行的施力轴。
框盘簧92的一端与受压部93抵接,该受压部93为框引导销91中的基部91b的周围。框盘簧92的另一端与凸缘部95f抵接,该凸缘部95f为贯穿孔95g的周围。框盘簧92对框引导销91的基部91b的周围与贯穿孔95g的周围的凸缘部95f在流道H方向上分别反向施力。
例如,框盘簧92也可作为由双层盘簧构成的结构,强化作用力。
在阀框施力部(辅助弹簧)90中,在可动阀框部60相对于中立阀部30移动时,在固定于圆凸缘部30c的限制筒95的贯穿孔95g的轴向上,框引导销91移动。此时,框引导销91相对于衬套95a滑动。那么,框引导销91的前端91a从凹部30cm向阀箱内表面10A突出。
由此,限制筒95的凸缘部95f与作为施力部孔68的底部的受压部93在流道H方向上接近。此时,框盘簧92收缩。通过收缩后的框盘簧92的作用力,受压部93与凸缘部95f向彼此远离的方向被按压。
即,施力部孔68的底部的受压部93与圆凸缘部30c的背面的凸缘部95f以在流道H方向上相互远离的方式移动位置。由此,可动阀框部60相对于中立阀部30移动位置。
这样,通过阀框施力部(辅助弹簧)90,可以改变中立阀部30与可动阀框部60在流道H方向上的厚度尺寸。阀框施力部(辅助弹簧)90相对于不在流道H方向上移动位置的中立阀部30,使可动阀框部60向往返方向B1、B2移动位置。
此时,在阀框施力部(辅助弹簧)90中,限制筒95使得框引导销的轴向不倾斜。通过阀框施力部(辅助弹簧)90,在可动阀框部60相对于中立阀部30在流道H方向上移动位置时,限制可动阀框部60的移动方向不偏离往返方向B1、B2。因此,可动阀框部60在相对于中立阀部30的姿势不发生变化的情况下进行平行移动。
同时,能够限制可动阀框部60相对于中立阀部30不向流道H方向以外移动。具体而言,能够防止嵌合于圆形部30a的可动阀框部60在圆周方向上移动。由此,在阀体5的钟摆操作中,能够稳定可动阀框部60相对于中立阀部30的保持状态,并提高闸阀100的操作稳定性。
进而,在可动阀框部60相对于中立阀部30在流道H方向上移动位置时,也通过框引导销91与板引导销81的平行,可动阀片部50追随阀片施力部80向往返方向B1、B2移动位置。此外,在向阀片50d施加流道H方向的差压的情况下,不受此限制。
在此,关于在流道H方向上的可动阀框部60的位置移动,通过阀片施力部(保持弹簧)80及阀框施力部(辅助弹簧)90,当中立阀部30、可动阀片部50和可动阀框部60相互滑动时,能够限制这些构件的滑动方向不偏离往返方向B1、B2。另外,即使当中立阀部30、可动阀片部50和可动阀框部60滑动时,中立阀部30、可动阀片部50和可动阀框部60也能在彼此的姿势不变化的情况下进行相对平行移动。
阀箱10中内置有多个阀箱施力部(推压缸体)70。
阀箱施力部(推压缸体)70构成将可动阀框架部60向密封面的方向按压的升降机构。阀箱施力部(推压缸体)70配置在可对可动阀框部60在流道H方向上向接近第一开口部12a的方向施力的位置,即配置在作为第二开口部12b的周围的位置。
阀箱施力部(推压缸体)70是第一~第三实施方式中的真空致动器70。
在本实施方式中的阀箱施力部(推压缸体)70中,伸缩杆(可动部)72沿着流道H方向从固定部71向接近第一开口部12a的方向伸长自如。
在阀箱施力部(推压缸体)70中设置有多级密封结构,以防止油压驱动时作为工作流体的油泄漏到作为真空侧的中空部11中。
在伸缩杆(可动部)72的周围,例如在接近可动阀框部60的位置上设置有环状的密封部件(O型圈)77f。伸缩杆(可动部)72在油压驱动部(固定部)71与作为真空侧的中空部11的边界被密封的状态下伸缩自如。
阀箱施力部(推压缸体)70具有使可动阀框部60向第一开口部12a移动的功能。阀箱施力部(推压缸体)70使可动阀框部60与阀箱内表面10A抵接,将可动阀框部60按压到阀箱内表面10A来关闭流道H(闭阀操作)。
阀箱施力部(推压缸体)70配置在阀箱10中的一位置,该位置为阀箱施力部(推压缸体)70在不改变可动阀框部60的姿势的情况下能够按压的位置。具体而言,阀箱施力部(推压缸体)70的伸缩杆(可动部)72的轴线被配置为与阀框施力部(辅助弹簧)90的框引导销91的轴线一致。
伸缩杆(可动部)72的前端部72a按压阀框施力部(辅助弹簧)90的地方被配置在框引导销91的基部91b。即伸缩杆(可动部)72的前端部72a按压阀框施力部(辅助弹簧)90的地方被配置在框引导销91的受压部93。
多个阀箱施力部(推压缸体)70沿着第二开口部12b的轮廓的周围相互隔开设置。在第二开口部12b的轮廓的圆周方向上以相互隔开的等间隔设置有多个多个阀箱施力部(推压缸体)70。
设置阀箱施力部(推压缸体)70的地方,与阀框施力部(辅助弹簧)90对应地优选为三处以上。多个阀箱施力部(推压缸体)70以两个为一组(set)配置。一组阀箱施力部(推压缸体)70分别配置在通过第二开口部12b的中心O的直径(直线)上的两端的外侧位置。一组阀箱施力部(推压缸体)70与阀框施力部(辅助弹簧)90同样地分别配置在通过可动阀框部60的中心O的直径的两端位置。
多个阀箱施力部(推压缸体)70按组(set)在第二开口部12b的轮廓的圆周方向上相互隔开设置。作为具体的多个阀箱施力部(推压缸体)70的配置,可在图18中示出从第二开口部12b的中心O来看,四个阀箱施力部(推压缸体)70配置在相同角度位置(90°)的结构。
从第二开口部12b的中心O来看,圆凸缘部30c的圆周方向上的阀箱施力部(推压缸体)70的角度位置被构成为与可动阀片部50的圆周方向上的阀片施力部(保持弹簧)80及阀框施力部(辅助弹簧)90的角度位置重叠。
阀箱施力部(推压缸体)70、阀框施力部(辅助弹簧)90和阀片施力部(保持弹簧)80配置在通过阀片50d的中心O的同一直线上。阀箱施力部(推压缸体)70与阀框施力部(辅助弹簧)90同样,在通过中心O的直线上配置在比阀片施力部(保持弹簧)80更远离阀片50d的中心O的位置。
当从阀开口遮蔽位置(滑动准备位置)的流道连通状态(图17、图19)改为闭阀状态(图20~图23)时,阀箱施力部(推压缸体)70通过油压使伸缩杆(可动部)72伸展。
此时,阀箱施力部(推压缸体)70对与前端部72a抵接的可动阀框部60施力。由此,可动阀框部60在流道H方向上向第一开口部12a移动。阀框密封垫61紧贴第一开口部12a周围的阀箱内表面10A。
在多个阀箱施力部(推压缸体)70中,伸缩杆(可动部)72的伸长操作均可几乎同时操作。
在此,伸缩杆(可动部)72的前端部72a与位于从伸缩杆(可动部)72的轴线延伸的位置上的受压部93抵接。由于受压部93被固定在施压部孔68的底部位置,因此伸缩杆(可动部)72的按压力经由受压部93和外框板60e传递到外周曲柄部60c。
此时,通过框引导销91和限制筒95进行可动阀框部60相对于中立阀部30的位置限制。通过该框引导销91的轴线与伸缩杆(可动部)72的轴线一致,从而可动阀框部60在相对于中立阀部30进行流道H方向的移动时,相对于移动方向,该向移动方向的按压力在一致的位置和方向上起作用。
下面,对本实施方式的闸阀100的操作进行详细说明。
首先,在本实施方式的闸阀100中,如图15中虚线所示,考虑阀体5处于未设置流道H的中空部11的退避位置的状态。此时,可动阀部40与阀箱内表面10A及阀箱内表面10B均不接触。
在这种状态下,通过旋转驱动部21使旋转轴20沿附图标记R01表示的方向(与流道H的方向交叉的方向)旋转。那么,中立阀部30及可动阀部40沿方向R01以钟摆运动方式旋转移动。通过该旋转,如图15中实线所示,阀体5从退避位置移动到作为与第一开口部12a相对的位置的阀开口遮蔽位置(滑动准备位置)。
在阀体5处于阀开口遮蔽位置(滑动准备位置)的状态下,阀箱施力部(推压缸体)70使伸缩杆(可动部)72向流道H方向中的接近第一开口部12a的方向伸长。伸缩杆(可动部)72与可动阀框部60抵接并按压该可动阀框部60。可动阀框部60向接近第一开口部12a的方向移动。
通过阀箱施力部(推压缸体)70,可动阀框部60与阀箱内表面10A抵接。此时,阀框密封垫61与位于第一开口部12a周围的阀箱内表面10A紧贴。由此,如图20~图23所示,关闭流道H(闭阀操作)。
相反,在关闭流道H的状态下,阀箱施力部(推压缸体)70使伸缩杆(可动部)72退缩。由此,从伸缩杆(可动部)72向可动阀框部60的作用力减小。那么,通过阀框施力部90的作用力,可动阀框部60从阀箱10的内表面拉开。可动阀框部60与阀箱内表面10A解除密闭状态。
由此,如图16~图19所示,开放流道H(解除操作)。
可动阀部40中的闭阀操作及解除操作,通过阀箱施力部(推压缸体)70的机械抵接操作和阀框施力部90的机械分离操作来进行。
在解除操作之后,通过旋转驱动部21使旋转轴20向附图标记R02表示的方向旋转。那么,可动阀部40从阀开口遮蔽位置(滑动准备位置)移动到退避位置(退避操作)。
通过该解除操作和退避操作,进行使可动阀部40处于阀开状态的阀开操作。
在一系列的操作(闭阀操作、解除操作、退避操作)中,阀片施力部80使可动阀框部60与可动阀片部50连动。
[阀体在能够进行退避操作位置(FREE)的状态]
在图16~图19中,示出位于阀开口遮蔽位置(滑动准备位置)的可动阀部40(可动阀框部60、可动阀片部50)与阀箱10的任何阀箱内表面10A、10B均未接触的状态。将该状态称为阀体的自由(FREE)状态。
在阀体的自由状态下,阀箱施力部(推压缸体)70的伸缩杆(可动部)72处于退缩的状态。此时,伸缩杆(可动部)72不从阀箱内表面10B突出,处于埋入比阀箱内表面10A更接近固定部71的位置的状态。即阀箱施力部(推压缸体)70与阀体5不接触。另外,框引导销91未从凹部30cm突出。
图20是表示本实施方式的闸阀中的边缘部的沿流道的放大剖视图。图21是表示本实施方式的闸阀中的阀箱施力部、阀框施力部及阀片施力部的沿流道的放大剖视图。
接着,从阀体自由的状态,驱动阀箱施力部(推压缸体)70。
那么,如图20、图21中的箭头F1所示,伸缩杆(可动部)72的前端部72a与可动阀框部60的下表面60sb抵接。此时,伸缩杆(可动部)72的前端部72a与受压部93抵接。
由此,可动阀框部60向阀箱内表面10A移动。进而,可动阀框部60移动,阀框密封垫61与阀箱内表面10A接触的状态为闭阀位置的状态(闭阀状态)。另外,框引导销91从凹部30cm突出。
此时,可动阀片部50通过阀片施力部(保持弹簧)80向与可动阀框部60相同的方向移动。同时,可动阀片部50与可动阀框部60经由滑动密封垫52维持滑动密封状态。
在阀体自由的状态下,阀箱施力部(推压缸体)70使可动阀框部60接触阀箱10的阀箱内表面10A来关闭流道H(闭阀操作)。
[阀体在阀闭位置(没有正压或差压)的状态]
图20和图21中示出通过上述闭阀操作关闭流道H的状态。
将该状态称为没有正压/差压的阀闭状态。没有正压/差压的阀闭状态是指阀体5与阀箱10的一个内表面接触且与另一个内表面不接触的状态。
即,在没有正压/差压的阀闭状态下,阀体5的可动阀框部60与第一开口部12a周围的阀箱内表面10A相接。同时,阀体5与位于第二开口部12b的周围的阀箱内表面10B不相接。
在没有正压/差压的阀闭状态下,阀箱施力部(推压缸体)70维持伸缩杆(可动部)72朝向可动阀框部60的方向延伸的状态。即,维持前端部72a与可动阀框部60的下表面60sb抵接的状态。另外,维持阀框密封垫61与阀箱10的第一开口部12a的周围的阀箱内表面10A相接的状态。另外,框引导销91维持从凹部30cm突出的状态。
[阀体在背压位置的阀闭状态]
图22是表示本实施方式的闸阀中的边缘部的沿流道的放大剖视图。图23是表示本实施方式的闸阀中的阀箱施力部、阀框施力部及阀片施力部的沿流道的放大剖视图。
图22和图23中示出在背压状态下关闭流道H的状态。
将该状态称为背压阀闭状态。背压阀闭状态是指阀体5与流道H方向上的两个阀箱内表面10A、10B相接的状态。即,背压阀闭状态为保持阀体5的可动阀框部60与第一开口部12a周围的阀箱内表面10A相接的状态的同时,阀体5的可动阀片部50还与位于第二开口部12b周围的阀箱内表面10B相接的状态。在此,背压是指朝向从闭阀状态成为开阀状态的方向对阀体施加压力。
在伸缩杆(可动部)72伸长的状态下,在阀体5受到背压的情况下,通过阀片施力部80,可动阀片部50相对于可动阀框部60沿往返方向B2(图22、图23)滑动的同时移动。可动阀框部60与可动阀片部50之间通过滑动密封垫52维持密封状态。
由此,可动阀片部50与第二开口部12b周围的阀箱内表面10B碰撞。此时,对面护垫51缓解因可动阀片部50的碰撞产生的冲击。让阀箱10的阀箱内表面10B(后侧主体)承受中立阀体5所受的力的机构为背压抵消机构。
进而,从背压阀闭状态成为没有正压/差压的状态。在该状态下,通过阀框施力部90的框盘簧92的作用力,将可动阀框部60从阀箱10的内表面拉开,通过使可动阀框部60退避,开放流道H(解除操作)。
在本实施方式的闸阀100中,当中立阀部30、可动阀片部50和可动阀框部60相互滑动时,可分别正确地进行相互的位置限制。即,能够正确地进行中立阀部30与可动阀框部60中的位置限制。同时,可正确地进行可动阀框部60与可动阀片部50中的位置限制。
特别地,能够限制中立阀部30、可动阀片部50和可动阀框部60的滑动方向均不偏离往返方向B1、B2。
另外,即使在中立阀部30、可动阀片部50和可动阀框部60滑动时,中立阀部30、可动阀片部50和可动阀框部60也能在彼此的姿势不变的情况下进行相对平行移动。
进而,在阀体5进行钟摆操作时,中立阀部30、可动阀片部50和可动阀框部60也能在彼此的姿势不变的情况下相互维持一体的位置关系的状态下进行钟摆操作。
在本实施方式的闸阀100中,在伸缩杆(可动部)72按压可动阀框部60时,通过框引导销91和限制筒95进行可动阀框部60相对于中立阀部30的位置限制。
阀箱施力部(推压缸体)70、阀片施力部(保持弹簧)80和阀框施力部(辅助弹簧)90为上述结构。由此,在可动阀框部60相对于中立阀部30在流道H方向上移动的过程中,可动阀框部60的移动方向与该移动方向上产生按压力的位置及方向一致。
因此,在利用阀箱施力部(推压缸体)70的可动阀框部60相对于中立阀部30的移动中,能够使可动阀框部60相对于中立阀部30的姿势非常稳定。
同时,在被伸缩杆(可动部)72按压的可动阀框部60相对于中立阀部30在流道H方向上移动时,该可动阀框部60的移动方向与来自伸缩杆(可动部)72的按压力的作用方向一致。另外,相对于可动阀框部60的移动方向,来自伸缩杆(可动部)72的按压力在同一直线上的位置上对可动阀框部60起作用。
由此,能够抑制在可动阀框部60中产生力矩。因此,能够抑制可动阀框部60中发生变形。
由此,能够提高可动阀框部60的密封性,提高可动阀框部60的操作可靠性。
在本实施方式中,将阀箱施力部(推压缸体)70、阀片施力部(保持弹簧)80和阀框施力部(辅助弹簧)90分别设置四个并分成两组,但也可以是除此以外的结构。具体而言,分别设置六个并分成三组,或者分别设置八个并分成四组等,也可以根据闸阀100的口径,设为其他设置组数。
另外,阀箱施力部(推压缸体)70及阀框施力部(辅助弹簧)90与阀片施力部(保持弹簧)80也可以配置成不同的组数。在这种情况下,也优选将阀箱施力部(推压缸体)70及阀框施力部(辅助弹簧)90设为相同的组数。
在本实施方式中,能够发挥与上述各实施方式同样的效果。
此外,在本发明中,也可以适当地选择上述各实施方式中的各个结构进行组合。
本发明能够广泛应用于如下用途的闸阀中,该用途为将真空装置等中的真空度、温度或气体气氛等性质不同的两个空间在将连结的流道阻断的状态与开放该阻断状态的状态之间进行切换。
附图标记说明
70 真空致动器(推压缸体、阀箱施力部、升降销移动部、对准机构、按压部、阀箱施力部)
71 油压驱动部(固定部)
72 可动部(伸缩杆)
73 施力部件(压簧、弹簧)
700 油压驱动部(非压缩性流体驱动部)
701 油压产生部
702 油压管
705 驱动部
705a 旋转驱动轴(内圈)
705d 油压抑制部
705d1 辊
705d2 外圈
705d3 凹槽
705d4 施力弹簧
705m 电动机
706 控制部(控制器)
707 电源
720 油压施力部件
5 阀体、中立阀体
10 阀箱
11 中空部
20 旋转轴
30 中立阀部
40 可动阀部
50 可动阀片部
54 可动阀部(可动阀片部)
60 可动阀框部
63 阀框部
80 阀片施力部(保持弹簧)
90 阀框施力部
100 闸阀
200 真空装置(溅射装置)
201 成膜室(腔室)
H 流道
Claims (6)
1.一种油压驱动系统,具有以能够在真空气氛的腔室内按压对象物的方式伸缩的真空致动器,所述油压驱动系统包括:
通过从外部供给的工作油压驱动的所述真空致动器;
向所述真空致动器供给工作油压的油压驱动部;
在所述油压驱动部中产生油压的油压产生部;
具有驱动所述油压产生部的电动机及油压施力部件的驱动部;以及
向所述驱动部供电的电源,
所述真空致动器具有向所述对象物能够伸缩的伸缩杆和向远离所述对象物的方向对所述伸缩杆施力的施力部件,所述真空致动器通过从所述油压驱动部供给的工作油压来产生比所述施力部件的作用力大的驱动力以使所述伸缩杆驱动,
在所述驱动部中设置有油压抑制部,所述油压抑制部用于在所述伸缩杆通过所述油压施力部件的作用力而向接近所述对象物的方向移动时,对付所述电动机的反转,抑制油压的上升。
2.根据权利要求1所述的油压驱动系统,其中,所述油压抑制部是仅向一个方向传递旋转力的离合器机构。
3.根据权利要求2所述的油压驱动系统,其中,
当所述伸缩杆通过所述油压施力部件的作用力向接近所述对象物的方向移动时,所述油压抑制部切断所述驱动部与所述油压产生部之间的旋转,
当所述伸缩杆向远离所述对象物的方向移动时,所述油压抑制部传递所述驱动部与所述油压产生部之间的旋转。
4.一种闸阀,能够进行常闭操作,所述闸阀包括:
中空部;
阀箱,具有以隔着所述中空部相互对置的方式设置并成为连通的流道的第一开口部和第二开口部;
能够开放及关闭所述流道的阀体;
旋转轴,将所述阀体在所述中空部内的退避位置与阀开口遮蔽位置之间能够旋转地支撑并且具有在流道方向上延伸的轴线;
能够旋转驱动所述阀体的旋转驱动部;
可动阀部,在所述流道方向上的位置能够改变且设置于所述阀体上;
阀箱施力部,设置于所述阀箱并将所述阀开口遮蔽位置的所述可动阀部在所述流道方向上移动并关闭;
向所述阀箱施力部供给工作油压来驱动的油压驱动部;
在所述油压驱动部中产生油压的油压产生部;
具有驱动所述油压产生部的电动机及油压施力部件的驱动部;以及
向所述驱动部供电的电源,
所述阀箱施力部包括向所述可动阀部能够伸缩的伸缩杆和向远离所述可动阀部的方向对所述伸缩杆施力的施力部件,所述阀箱施力部通过从所述油压驱动部供给的工作油压来产生比所述施力部件的作用力大的驱动力以使所述伸缩杆驱动,
在所述驱动部中设置有油压抑制部,所述油压抑制部用于在所述伸缩杆通过所述油压施力部件的作用力而向接近所述可动阀部的方向移动时,对付所述电动机的反转,抑制油压的上升。
5.根据权利要求4所述的闸阀,其中,所述油压抑制部是仅向一个方向传递旋转力的离合器机构。
6.根据权利要求5所述的闸阀,其中,
当所述伸缩杆在通过所述油压施力部件的作用力而向接近所述可动阀部的方向移动时,所述油压抑制部切断所述驱动部与所述油压产生部之间的旋转,
当所述伸缩杆向远离所述可动阀部的方向移动时,所述油压抑制部传递所述驱动部与所述油压产生部之间的旋转。
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