JP2003021244A - ゲートバルブ - Google Patents

ゲートバルブ

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JP2003021244A
JP2003021244A JP2001206984A JP2001206984A JP2003021244A JP 2003021244 A JP2003021244 A JP 2003021244A JP 2001206984 A JP2001206984 A JP 2001206984A JP 2001206984 A JP2001206984 A JP 2001206984A JP 2003021244 A JP2003021244 A JP 2003021244A
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Japan
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valve
displacement
displacing
holding
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JP2001206984A
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English (en)
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Hiromi Shimoda
洋巳 下田
Kenji Waratani
健二 藁谷
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SMC Corp
Original Assignee
SMC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】変位部材を保持することにより、前記変位部材
の円滑な直線運動を確保することにある。 【解決手段】レバー部材78に連結された摺動プレート
81が変位部材80の外側面に装着された保持プレート
85に接触した状態で一体的に変位することにより、変
位部材80が保持されて該変位部材80の直線運動が確
保される。この結果、例えば、組み付け誤差または製造
誤差等があった場合であっても、前記変位部材80の直
線精度が確保され前記誤差に起因してガタ等が発生する
ことを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、集積回路
(IC)やその部品等のワークを一方の真空処理室から
他方の真空処理室に移送する移送通路、または、圧力流
体、気体等の流通通路もしくは排気通路等を開閉するこ
とが可能なゲートバルブに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、例えば、半導体ウェハや液晶
基板等の処理装置においては、半導体ウェハや液晶基板
等を種々の処理室に通路を介して出し入れすることが行
われており、前記通路には、それぞれ、該通路を開閉す
るゲートバルブが設けられている。
【0003】このゲートバルブは、例えば、特許第26
13171号公報(米国特許第5415376号、米国
特許第5641149号)に示されるように、シリンダ
の駆動作用下に変位する弁ロッドの直進運動によって弁
ディスクが弁座の対向位置に到達した後、前記弁ロッド
の傾動運動によって前記弁ディスクが弁座に押し付けら
れて着座することにより、弁箱に形成された通路が閉塞
されるように設けられている。
【0004】従来技術に係るゲートバルブでは、シリン
ダの側面に形成されたガイド溝に沿ってブロックの枢軸
が摺動変位するように設けられているため、長年の使用
によって前記枢軸が摩耗して変形してしまい、ガイド機
能が低下するという不具合がある。
【0005】そこで、本出願人は、ガイド手段を不要と
することにより部品点数を削減して製造コストを低減
し、しかも、塵埃等の発生を抑制することにより清浄性
が要求される環境で好適に使用することが可能なゲート
バルブを提案している(特開2000−356271号
公報)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記提案に
関連してなされたものであり、駆動源の駆動作用下に第
1変位部材と一体的に第2変位部材が変位する際、保持
部材を介して前記第2変位部材を保持することにより円
滑な直線運動を遂行させることが可能なゲートバルブを
提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、駆動源と、前記駆動源の駆動軸に連結
され、該駆動源の駆動作用下に軸線方向に沿って変位す
る第1変位部材と、前記第1変位部材と一体的に軸線方
向に沿って変位するとともに、軸線方向に沿った変位終
端において支持部材を支点として傾動自在に設けられた
第2変位部材と、前記第2変位部材に連結された弁ロッ
ドを介して通路を開閉する弁ディスクと、前記第2変位
部材の外側面に装着され、一部が前記外側面よりも僅か
に突出するように設けられた保持プレートと、前記第1
変位部材と一体的に変位するように設けられ、前記保持
プレートに接触することにより、前記第2変位部材の直
線運動を確保する保持部材と、を備えることを特徴とす
る。
【0008】この場合、前記保持プレートに対して潤滑
油を保持する潤滑溝が形成されることにより潤滑性が付
与され、保持プレートの摺動摩擦を減少させて摩耗を抑
制することができて好適である。
【0009】本発明によれば、保持部材が第2変位部材
の外側面に装着された保持プレートに接触した状態で第
1変位部材と第2変位部材とが一体的に変位する。従っ
て、保持プレートを介して第2変位部材が保持されて該
第2変位部材の直線運動が確保される。この結果、例え
ば、第2変位部材の組み付け誤差または製造誤差等があ
った場合であっても、前記第2変位部材の直線精度が確
保され前記誤差に起因してガタ等が発生することがな
い。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明に係るゲートバルブについ
て好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら
以下詳細に説明する。
【0011】図1において、参照数字20は、本発明の
実施の形態に係るゲートバルブを示す。
【0012】このゲートバルブ20は、駆動部22と、
前記駆動部22の駆動作用下に上下方向に沿って変位す
るとともに、前記上下方向と略直交する方向に傾動する
一組の弁ロッド24a、24bと、前記弁ロッド24
a、24bの一端部に連結された略長方形状の弁ディス
ク26とを有する。前記弁ロッド24a、24bの一端
側および略中央部の外周面には、それぞれ、環状段部2
7a、27bが形成されている(図3参照)。
【0013】なお、前記駆動部22の上部側には、図示
しないワークを出し入れするための通路28が形成され
た弁箱30が設けられ(図7および図8参照)、前記弁
箱30の内壁面に形成された弁座32に前記弁ディスク
26が着座することにより、前記通路28が気密に閉塞
される。前記弁ディスク26には環状溝に沿ってシール
部材34が装着され、前記シール部材34によって弁デ
ィスク26が弁座32に着座した際の気密性が保持され
る。
【0014】駆動部22は、前記弁箱30の底面にねじ
部材36(図3参照)を介して固定されたベースプレー
ト38と、前記ベースプレート38に装着される有底筒
状のケーシング40と、前記ケーシング40内に配設さ
れたシリンダ機構(駆動源)42とを有する。
【0015】前記ベースプレート38には、図2に示さ
れるように、一組の弁ロッド24a、24bを挿通する
ための断面略円形状の一組の貫通孔44a、44bが形
成され、また、その下面部には、後述する支持ローラ4
6を支持するための断面半円状の凹部48(図1参照)
が形成されている。前記貫通孔44a、44bの直径
は、弁ロッド24a、24bの直径よりも若干大きく形
成され、また該貫通孔44a、44bには、弁ロッド2
4a、24bの所定部分を被覆するベローズ50の一端
部を保持するリング体52が嵌合される。
【0016】前記ベローズ50と弁箱30との間には、
図9に示されるように、弁ロッド24a、24bの外周
面を囲繞するパッキン51が挟持され、前記パッキン5
1は、ピストン60が変位終端位置である上死点または
下死点に到達した際、弁ロッド24a、24bの上部側
の環状段部27aまたは下部側の環状段部27bに接触
してシール機能を営む。なお、前記パッキン51は、ピ
ストン60が上死点と下死点との間にあるとき、弁ロッ
ド24a、24bの外周面と接触しないように設けられ
ているため、摩擦による塵埃の発生が阻止される。
【0017】また、前記ベースプレート38には、図1
0に示されるように、例えば、ウレタン樹脂またはポリ
ウレタン樹脂等の樹脂製材料によって形成された第1緩
衝部材53が孔部内に装着され、前記第1緩衝部材53
は金具55および止め輪57を介して孔部内に固定され
る。前記第1緩衝部材53は、支持ローラ46が凹部4
8に係合する際、前記支持ローラ46に当接して該支持
ローラ46の衝撃を吸収する機能を営む。
【0018】前記シリンダ機構42は、図3に示される
ように、両側面に外方に向かって突出する凸部54(図
2参照)が形成され、図示しないねじ部材を介して前記
ベースプレート38に一端部が固定されるシリンダチュ
ーブ56と、前記シリンダチューブ56内のシリンダ室
58に沿って変位自在に収装されたピストン60と、一
端部が前記ピストン60に連結され、外周面に軸線方向
に沿って延在するスプライン溝62が形成されたピスト
ンロッド64と、前記シリンダチューブ56に固定さ
れ、前記ピストンロッド64のスプライン溝62に係合
する複数のボール66が設けられたスプライン軸受部材
68とを有する。
【0019】前記ピストン60の外周面には、該ピスト
ン60によって二分割された上部側シリンダ室58aと
下部側シリンダ室58bとをそれぞれ気密に保持するピ
ストンパッキン70が装着され、また前記ピストンパッ
キン70に近接する底面部には、ピストン60が下死点
に到達した際、前記スプライン軸受部材68の上端部に
当接し、その衝撃を吸収する第2緩衝部材72が装着さ
れている。第2緩衝部材72は、例えば、ウレタン樹
脂、あるいはポリウレタン樹脂等の樹脂製材料によって
形成されると好適である。
【0020】なお、前記上部側シリンダ室58aおよび
下部側シリンダ室58bには、圧力流体供給源(図示せ
ず)に接続された図示しないチューブを介して圧力流体
(例えば、圧縮空気)が供給され、図示しない切換弁の
切換作用下に上部側シリンダ室58aまたは下部側シリ
ンダ室58bのいずれか一方に圧力流体が供給される。
【0021】さらに、駆動部22は、図2および図3に
示されるように、ロックナット74およびスペーサ76
を介してピストンロッド64の他端部に固定されるレバ
ー部材(第1変位部材)78と、前記レバー部材78と
一体的に変位する変位部材(第2変位部材)80とを有
する。
【0022】前記レバー部材78の屈曲する両端面に
は、図2および図11に示されるように、ねじ部材79
を介して摺動プレート(保持部材)81が装着される。
前記摺動プレート81には、変位部材80の幅広な外側
面と略平行となるように折曲した一組の折曲部83a、
83bが形成され、前記折曲部83a、83bの内壁面
は、変位部材80の外側面に装着された保持プレート8
5と接触するように設けられる(図3参照)。前記保持
プレート85は、変位部材80の外側面に形成された略
長円状の溝部87内に固着され、且つ該保持プレート8
5の一部は、変位部材80の外側面から僅かに突出して
摺動プレート81の内壁面と摺接するように設けられ
る。
【0023】前記保持プレート85は、例えば、樹脂製
材料または金属製材料からなり、その表面には、図12
に示されるように、潤滑油を蓄積するための複数の潤滑
溝89a、89bが形成されている。
【0024】前記摺動プレート81の折曲部83a、8
3bの下部側には、横方向に向かって所定長だけ突出す
る一組の突出片82a、82bが形成され、前記突出片
82a、82bには、後述するばね部材84の一端部が
係着される略円形状の係着部材86が設けられている。
【0025】前記レバー部材78の相互に対向する両側
面には略長円状に切り欠かれた長溝88a、88bがそ
れぞれ形成され、前記長溝88a、88bにはピン部材
90を介して変位部材80に固定されたローラ92が係
合するように設けられている。
【0026】また、前記変位部材80の両側面には小孔
93を介して一組のピン部材94が嵌着され、前記ピン
部材94の一端部は、前記摺動プレート81の両側面に
形成された係合用孔部96に係合するように設けられて
いる(図2および図11参照)。
【0027】図2および図3に示されるように、変位部
材80の略平行に延在する両側面には、横方向に向かっ
て所定長だけ突出する一組のフランジ部98a、98b
が形成されている。前記フランジ部98a、98bに
は、弁ロッド24a、24bの他端部が嵌挿される断面
略円形状の孔部100が形成され、前記弁ロッド24
a、24bのねじ部に締結されるロックナット102を
介して前記弁ロッド24a、24bが変位部材80に固
定される。
【0028】前記変位部材80の一組のフランジ部98
a、98bと摺動プレート81の一組の突出片82a、
82bとの間には、それぞれ、ばね部材84が介装さ
れ、前記ばね部材84の一端部は、フランジ部98a、
98bに固定される弁ロッド24a、24bの一端部に
係着され、該ばね部材84の他端部は、突出片82a、
82bの円形状の係着部材86に係着されている。
【0029】この場合、前記変位部材80の内壁面とシ
リンダチューブ56の外壁面とは、図3に示されるよう
に、クリアランスCを介して所定間隔離間するように設
けられ、該変位部材80とシリンダチューブ56とは非
接触状態に構成されている。
【0030】なお、前記弁ロッド24a、24bの他端
部には、その外周面を被覆するようにベローズ50が設
けられ、前記ベローズ50の一端部はベースプレート3
8に保持されたリング体52に回動自在に連結され、他
端部は弁ロッド24a、24bに外嵌されたリング体1
04に固着されている。
【0031】また、レバー部材78に連結された摺動プ
レート81の両側面には、変位部材80に係止されたピ
ン部材94の一端部が係合する係合用孔部96がそれぞ
れ形成されている。前記係合用孔部96の上端部96a
にピン部材94が係合することにより、レバー部材78
と変位部材80とが上下方向および前後方向(図3にお
いて、紙面と略直交する方向)の位置ずれを防止し且つ
上下方向に沿って所定間隔離間した状態で位置決めさ
れ、このように位置決めされた状態で一体的に上下動す
る。そして、前記ピン部材94が係合用孔部96の上端
部96aから離脱して下端部96b(図2参照)に向か
って変位することにより、弁ディスク26が傾動可能と
なる。
【0032】さらに、二股に分岐した変位部材80の上
部には、一組の支持ローラ46が回動自在に軸支され、
前記支持ローラ46は、変位部材80の変位終端位置に
おいてベースプレート38の湾曲する凹部48に挿入さ
れ(図1参照)、前記凹部48に係合する支持ローラ4
6を支点として、弁ディスク26、弁ロッド24a、2
4bおよび変位部材80が所定角度θだけ傾動する(図
8参照)。
【0033】さらにまた、変位部材80の下部には、ピ
ストンロッド64が挿通し断面長円状からなる長孔10
6が形成され、前記変位部材80が傾動する際、前記ピ
ストンロッド64が長孔106に沿って変位するように
設けられている(図5参照)。
【0034】本発明の実施の形態に係るゲートバルブ2
0は、基本的には以上のように構成されるものであり、
次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、
以下の説明では、ピストン60がシリンダ室58の最下
端位置(下死点)にあり、弁箱30に形成された通路2
8が弁ディスク26によって閉塞されていない開成状態
を初期位置として説明する。
【0035】この場合、前記初期位置では、ばね部材8
4の弾発力によってレバー部材78が下方側に向かって
押圧されているため、レバー部材78に固着されたピン
部材94が変位部材80の係合用孔部96の上端部96
aに保持された状態にある。また、前記初期位置では、
レバー部材78の両側面に形成された長溝88a、88
bの上部側にローラ92が係合した状態にある。
【0036】前記初期位置において、圧力流体供給源
(図示せず)から図示しないチューブを介して下部側シ
リンダ室58bに圧力流体を供給する。下部側シリンダ
室58bに供給された圧力流体の作用下にピストン60
が上昇し、前記ピストン60に連結されたピストンロッ
ド64も上昇する。なお、この場合、上部側シリンダ室
58aは、図示しない切換弁の作用下に大気開放状態に
あるものとする。
【0037】前記ピストンロッド64が上昇することに
より、該ピストンロッド64とともにレバー部材78、
摺動プレート81、変位部材80、弁ロッド24a、2
4bおよび弁ディスク26が一体的に上昇する。この場
合、レバー部材78は摺動プレート81の突出片82
a、82bを介して付与されるばね部材84の弾発力に
よって下方側に押圧された状態にあり、変位部材80の
両側面に固着された一組のピン部材94が摺動プレート
81の係合用孔部96の上端部96aに保持されること
により、レバー部材78と変位部材80とは、それぞ
れ、上下方向および前後方向(図3において、紙面と略
直交する方向)の位置ずれを防止した所定位置に位置決
め保持された状態にある。
【0038】さらに、ピストンロッド64が上昇する
際、レバー部材78に連結された摺動プレート81が変
位部材80の外側面に装着された保持プレート85に接
触することにより、変位部材80が保持されて該変位部
材80の直線運動が確保される。換言すると、レバー部
材78に連結された摺動プレート81が保持プレート8
5に接触した状態で該レバー部材78と変位部材80と
が一体的に変位することにより、例えば、組み付け誤差
または製造誤差等があった場合であっても、前記変位部
材80の直線精度が確保され前記誤差に起因してガタ等
が発生することを防止することができる。
【0039】従って、レバー部材78、摺動プレート8
1および変位部材80は、前記所定位置に位置決め保持
された状態で一体的に上昇するとともに、変位部材80
の直線精度が確保される。
【0040】ピストンロッド64が上昇する際、前記ピ
ストンロッド64に形成されたスプライン溝62に沿っ
て複数のボール66が転動して循環するとともに、該ピ
ストンロッド64はシリンダチューブ56に固着された
スプライン軸受部材68によって周方向の回転が阻止さ
れて回り止めがなされている。
【0041】ピストンロッド64が上昇して変位部材8
0の支持ローラ46がベースプレート38の凹部48に
当接することにより前記変位部材80は変位終端位置に
到達し、弁ディスク26は、通路28の開口部に対峙し
た状態となる(図7参照)。その際、変位部材80の上
部に設けられた支持ローラ46は、ベースプレート38
の湾曲する凹部48に係合するとともに、第1緩衝部材
53に当接することによりその衝撃が吸収される。
【0042】変位部材80が変位終端位置に到達した
後、ピストンロッド64がさらに上昇することにより、
該変位部材80は、レバー部材78の長溝88a、88
bに対するローラ92の係合作用下に、凹部48に係合
する支持ローラ46を支点として所定角度θだけ傾動
し、弁ディスク26が弁座32に着座することにより通
路28が閉塞される(図8参照)。
【0043】すなわち、変位部材80が変位終端位置に
到達した後、ばね部材84の弾発力に抗してピストンロ
ッド64をさらに上昇させることによりレバー部材78
および摺動プレート81のみが上昇し、その際、変位部
材80は、レバー部材78の両側面に形成された長溝8
8a、88bに対するローラ92の係合作用下に、支持
ローラ46を支点として所定角度θだけ傾動する(図8
参照)。なお、変位部材80が支持ローラ46を支点と
して傾動する際、変位部材80の両側面に固着されたピ
ン部材94は、摺動プレート81の係合用孔部96の上
端部96aから離脱して下端部96bに向かって変位す
る。
【0044】従って、弁ロッド24a、24bを介して
変位部材80に固定された弁ディスク26は、前記変位
部材80が所定角度θだけ傾動することにより、通路2
8から所定間隔離間して対峙した状態から通路28側に
向かって略水平に変位する。この結果、弁ディスク26
に設けられたシール部材34が弁座32に着座して通路
28が気密に閉塞される。
【0045】次に、弁ディスク26を弁座32から離間
させて通路28を開成する場合には、図示しない切換弁
の切換作用下に上部側シリンダ室58aに圧力流体を供
給することによりピストン60が下降し、ピストンロッ
ド64、レバー部材78、摺動プレート81および変位
部材80が一体的に下降することにより、初期位置に復
帰する。なお、この場合、下部側シリンダ室58bは、
図示しない切換弁の作用下に大気開放状態にある。
【0046】すなわち、変位部材80が長溝88a、8
8bに対するローラ92の係合作用下に前記とは反対方
向に向かって所定角度θだけ傾動した後、ピストンロッ
ド64と一体的にレバー部材78、摺動プレート81お
よび変位部材80が下降することにより初期位置に復帰
する。その際、ピストン60の底面部に設けられた第2
緩衝部材72によって該ピストン60が下死点に到達し
たときの衝撃が吸収される。
【0047】本実施の形態では、レバー部材78に連結
された摺動プレート81が変位部材80の外側面に装着
された保持プレート85に接触することにより、変位部
材80が保持されて該変位部材80の直線運動が確保さ
れる。この結果、例えば、組み付け誤差または製造誤差
等があった場合であっても、前記変位部材80の直線精
度が確保され前記誤差に起因してガタ等が発生すること
を防止することができる。
【0048】また、本実施の形態では、レバー部材78
の両側面に固着されたピン部材94を変位部材80の係
合用孔部96に係合させることにより、前記レバー部材
78と前記変位部材80とを上下方向および前後方向に
位置ずれがない所定位置に位置決めした状態で保持し、
両者が一体的に上下動するように設けられている。
【0049】従って、本実施の形態では、レバー部材7
8および変位部材80を上下動させる際に前記レバー部
材78および変位部材80を案内するガイド手段が不要
となり、従来技術と比較して部品点数を削減して製造コ
ストを低減することができる。
【0050】さらに、本実施の形態では、従来技術のよ
うにガイド溝に沿って摺動変位する際に塵埃等を発生さ
せるガイド手段を設けていないため、塵埃等の発生を抑
制することにより、例えば、クリーンルーム等の清浄性
が要求される環境で好適に使用することができる。
【0051】なお、本発明の実施の形態では、駆動源と
して圧力流体の作用下にピストン60およびピストンロ
ッド64を一体的に変位させるシリンダ機構42を用い
て説明しているが、これに限定されるものではなく、前
記駆動源として、例えば、図示しないリニアアクチュエ
ータ、または電動アクチュエータ等を用いてもよいこと
は勿論である。
【0052】
【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。
【0053】すなわち、第1変位部材と一体的に第2変
位部材が変位する際、保持部材が第2変位部材の外側面
に装着された保持プレートに接触することにより、第2
変位部材が保持されて該第2変位部材の直線運動が確保
される。従って、例えば、組み付け誤差または製造誤差
等があった場合であっても、前記第2変位部材の直線精
度が確保され前記誤差に起因してガタ等が発生すること
を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るゲートバルブの概略
斜視図である。
【図2】図1に示すゲートバルブの分解斜視図である。
【図3】前記ゲートバルブの軸線方向に沿った縦断面図
である。
【図4】図3のIV−IV線に沿った横断面図である。
【図5】図3のV−V線に沿った横断面図である。
【図6】図3のVI−VI線に沿った横断面図である。
【図7】図3のVII−VII線に沿った縦断面図であ
る。
【図8】図7に示す状態から弁ロッドが角度θだけ傾動
して弁ディスクが弁座に着座した状態を示す縦断面図で
ある。
【図9】弁ロッドをシールするパッキンを示す部分拡大
縦断面図である。
【図10】軸線と略直交する方向に沿ったベースプレー
トの縦断面図である。
【図11】レバー部材に連結される摺動プレートと変位
部材との関係を示す分解斜視図である。
【図12】変位部材の溝部に装着される保持プレートの
軸線方向に沿った縦断面図である。
【符号の説明】
20…ゲートバルブ 22…駆動部 24a、24b…弁ロッド 26…弁ディスク 28…通路 30…弁箱 32…弁座 38…ベースプレ
ート 40…ケーシング 42…シリンダ機
構 44a、44b…貫通孔 46…支持ローラ 48、86…凹部 50…ベローズ 51…パッキン 53、72…緩衝
部材 56…シリンダチューブ 58、58a、5
8b…シリンダ室 60…ピストン 62…スプライン
溝 64…ピストンロッド 66…ボール 68…スプライン軸受部材 70…ピストンパ
ッキン 78…レバー部材 80…変位部材 81…摺動プレート 82a、82b…
突出片 83a、83b…折曲部 84…ばね部材 85…保持プレート 87…溝部 89…潤滑溝 88a、88b…
長溝 90、94…ピン部材 92…ローラ 96…係合用孔部 98a、98b…
フランジ部 106…長孔

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】駆動源と、 前記駆動源の駆動軸に連結され、該駆動源の駆動作用下
    に軸線方向に沿って変位する第1変位部材と、 前記第1変位部材と一体的に軸線方向に沿って変位する
    とともに、軸線方向に沿った変位終端において支持部材
    を支点として傾動自在に設けられた第2変位部材と、 前記第2変位部材に連結された弁ロッドを介して通路を
    開閉する弁ディスクと、 前記第2変位部材の外側面に装着され、一部が前記外側
    面よりも僅かに突出するように設けられた保持プレート
    と、 前記第1変位部材と一体的に変位するように設けられ、
    前記保持プレートに接触することにより、前記第2変位
    部材の直線運動を確保する保持部材と、 を備えることを特徴とするゲートバルブ。
  2. 【請求項2】請求項1記載のゲートバルブにおいて、 前記保持プレートには、潤滑油を保持する潤滑溝が形成
    されることを特徴とするゲートバルブ。
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