JP2004197769A - ゲートバルブ - Google Patents
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Abstract
【課題】単一シャフトを１台の３位置化したエアシリンダーにより操作して、ＰＣ開口とＴＣ開口を選択的に閉じたりＰＣ開口とＴＣ開口を全開して物体の通過を可能とさせたりすることを課題とする。
【解決手段】単一シャフト15にレバー部材30が固定され、レバー部材30に支持されたローラー31とカム部材32のカム溝33とが係合状態に維持され、カム部材32を支持するカム支持部材34が３位置エアシリンダ35のピストンロッド36に連結されている。レバー部材30とカム支持部材34との間にスプリング37が介装され、ピストンロッド36の第１（下端）位置で両弁体25・26が全開位置に位置する。ピストンロッド36の移行により、ＰＣ側弁体がＰＣ開口を閉じる。ピストンロッド36の第２位置から第３（上端）位置への移行により、ローラー31がカム溝33の中位置との係合から下位置との係合へと変化し、この変化によりＴＣ側弁体25がＴＣ開口13を閉じる。
【選択図】 図１
【解決手段】単一シャフト15にレバー部材30が固定され、レバー部材30に支持されたローラー31とカム部材32のカム溝33とが係合状態に維持され、カム部材32を支持するカム支持部材34が３位置エアシリンダ35のピストンロッド36に連結されている。レバー部材30とカム支持部材34との間にスプリング37が介装され、ピストンロッド36の第１（下端）位置で両弁体25・26が全開位置に位置する。ピストンロッド36の移行により、ＰＣ側弁体がＰＣ開口を閉じる。ピストンロッド36の第２位置から第３（上端）位置への移行により、ローラー31がカム溝33の中位置との係合から下位置との係合へと変化し、この変化によりＴＣ側弁体25がＴＣ開口13を閉じる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置などの真空チェンバー間、例えばプロセスチェンバーとトランスファーチェンバーとの間に配置されるゲートバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特許文献１（米国特許第６，３９０，４４８号明細書）には、ゲートバルブのボディの対抗する壁にＰＣ（プロセスチェンバー）開口とＴＣ（トランスファーチェンバー）開口とが形成され、ＰＣ側弁体とＴＣ側弁体とを有する両面弁体により、ＰＣ開口とＴＣ開口を選択的に閉じることが開示されている。そして、例えば、ＴＣ開口を閉鎖して真空のトランスファーチェンバーを使用しながら、プロセスチェンバーを大気に開放してプロセスチェンバー内の修理をすることができる。しかも、プロセスチェンバー内の破片、汚染物質等がトランスファーチェンバーに侵入することを防ぐことができる。このように、一方の真空チェンバーの修理中に他方の真空チェンバー内で動作を継続することができる。
【０００３】
特許文献１のゲートバルブは、単一シャフトを上位置で傾斜させることにより、両面弁体がＰＣ開口とＴＣ開口を選択的に閉じたり、両面弁体を左右の両開口部の中間位置に位置させたり、単一シャフトを下位置に移動して両開口部を全開してワークの通過を可能とさせたりする。こうした動作をするために、両面弁体に単一シャフトを固定し、３個のエアシリンダによって単一シャフトを動かしている。しかし、３個のエアシリンダを用いるため、ゲートバルブが大型化し、コスト高となる。また、ボディの上側の蓋を外して、両壁のシール面を清掃することはできるが、両面弁体のシールを交換することはできない。そして、清掃のために弁体と両壁との間に間隔を設け、弁体を蝶番のピンを用いて連結し、弁体間の間隔が大きいので、バルブボディの前後の幅が大きい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ＴＣ側弁体・ＰＣ側弁体を有するゲートバルブにおいて、単一シャフトを１台の３位置化したエアシリンダーにより操作して、ＰＣ開口とＴＣ開口を選択的に閉じたりＰＣ開口とＴＣ開口を全開して物体の通過を可能とさせたりすることを第１課題とし、ＰＣ開口又はＴＣ開口を選択的に閉じたときに、閉じられていない側の弁体のシールを交換することを第２課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を達成するために、バルブボディの対抗する壁にＴＣ開口及びＰＣ開口がそれぞれ形成され、単一シャフトに連結されたＴＣ側弁体及びＰＣ側弁体がバルブボディ内に配設され、単一シャフトの操作によりＴＣ側弁体がＴＣ開口を閉じたり、ＰＣ側弁体がＰＣ開口を閉じたり、前記両弁体が前記両開口を全開させて物体を通過可能とさせたりするゲートバルブにおいて、
単一シャフトにレバー部材が固定され、レバー部材に支持されたローラーとカム部材のカム溝とが係合状態に維持され、カム部材を支持するカム支持部材が３位置エアシリンダのピストンロッドに連結され、レバー部材とカム支持部材との間にスプリングが介装され、ピストンロッドには第１、第２、第３の３位置がありかつカム溝にはＡ，Ｂ，Ｃの位置があり、ピストンロッドの第１位置で両弁体が全開位置に位置し、ピストンロッドの第１位置から第２位置への移行により、ローラーがカム溝のＡ位置との係合からＢ位置との係合へと変化し、この変化により（ＴＣ側弁体がＴＣ開口を開いた状態）ＰＣ側弁体がＰＣ開口を閉じ、ピストンロッドの第２位置から第３位置への移行により、ローラーがカム溝のＢ位置との係合からＣ位置との係合へと変化し、この変化により（ＰＣ側弁体がＰＣ開口を開き）ＴＣ側弁体がＴＣ開口を閉じることを第１構成とする。なお、２個のローラーがレバー部材の左右両側に支持され、２個のカム部材のカム溝に係合することができる。
本発明は、第１構成において、レバー部材にピボットが連結され、バルブボディの下側にピボット受溝が配設され、前記のローラーがカム溝のＡ位置との係合からＢ位置との係合へと変化し、またローラーがカム溝のＢ位置との係合からＣ位置との係合へと変化するときには、ピボットがピボット受溝に係合して、前記変化の支点となることを第２構成とする。なお、レバー部材の左右両側に２個のピボットが連結され、バルブボディの下面に２個のピボット受溝を配設することができる。
本発明は、第１・第２構成において、カム部材に溝プレートが連結され、レバー部材にボルトが植設され、溝プレートの枠溝内にボルトの軸部が位置していることを第３構成とする。
本発明は、バルブボディの対抗する壁にＴＣ開口及びＰＣ開口がそれぞれ形成され、単一シャフトに連結されたＴＣ側弁体及びＰＣ側弁体がバルブボディ内に配設され、単一シャフトの操作によりＴＣ側弁体がＴＣ開口を閉じたり、ＰＣ側弁体がＰＣ開口を閉じたり、前記両弁体が前記両開口を全開させて物体を通過可能とさせたりするゲートバルブにおいて、
ＰＣ側弁体及びＴＣ側弁体の少なくとも一方の弁体の内側面に回転掛止具が回動可能状態に支持され、回転掛止具の先端に掛止面が形成され、スプリングの弾発力によって掛止面が単一シャフトの接合面に付勢されて、前記弁体が掛止可能とされ、前記弁体の内側面にロッド支持部材が配設され、ロッド支持部材の（上下方向に貫通した）雌ねじにメンテロッド（着脱用ロッド）の雄ねじが螺合され、メンテロッドの雄ねじの先端が回転掛止具を押圧して掛止を解除可能とされたことを第４構成とする。
本発明は、第４構成において、ロッド支持部材が回転掛止具の上方に位置され、スプリングがロッド支持部材と回転掛止具の後端部との間に介装され、メンテロッドの雄ねじの先端が回転掛止具の先端側の上面に当接可能とされたことを第５構成とする。
本発明は、第４・第５構成において、上面視で回転掛止具の掛止面及び単一シャフトの接合面が傾斜した面とされ、傾斜した掛止面の全面が傾斜した接合面に接合可能とされたことを第６構成とする。
本発明は、第４〜第６構成において、弁体の内側面にシャフト押え部材が形成され、シャフト押え部材の先端に押え面が形成され、単一シャフトの接合面の左右方向の反対側に第２接合面が形成され、上面視でシャフト押え部材の押え面及び単一シャフトの第２接合面が傾斜した面とされ、傾斜した押え面の全面が傾斜した第２接合面に接合可能とされたことを第７構成とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１〜図６は本発明のゲートバルブの実施の形態を示す。図１〜図３に単一シャフト15を上下動させたり傾斜させたりする構造が記載されている。図１(a),(b) に示すように、前壁11、後壁12、左壁18、右壁19、底壁20からなるバルブボディ10の上側に、ボンネット（蓋体）22が固定され、下側に操作ボディ27が連結されている。ゲートバルブのバルブボディ10の前壁11にＴＣ開口13が形成されるとともに後壁12にＰＣ開口14が形成されている。単一シャフト15の上部15Ａに連結されたＴＣ側弁体25・ＰＣ側弁体26がバルブボディ10内に配設され、単一シャフト15の上部15Ａは底壁20の挿通穴21に挿通されて、単一シャフト15が操作ボディ27内に延びている。単一シャフト15の操作により、ＴＣ側弁体25のシール63がＴＣ側シール面23を押圧してＴＣ開口13を閉じたり、ＰＣ側弁体26のシール64がＰＣ側シール面24を押圧してＰＣ開口14を閉じたり、或いはＴＣ側弁体25・ＰＣ側弁体26を下降させ両開口13、14を全開させ、物体（ワーク）を通過可能とさせたりする。
【０００７】
単一シャフト15にレバー部材30が固定され、レバー部材30の下端の両側に支持された２個のローラー31Ａ，31Ｂと、２個のカム部材32Ａ，32Ｂのカム溝33Ａ，33Ｂとが係合状態に維持されている。カム部材32Ａ，32Ｂを支持するカム支持部材34の両端部が３位置エアシリンダ35Ａ，35Ｂのピストンロッド36Ａ，36Ｂにそれぞれ連結され、レバー部材30とカム支持部材34との間にスプリング37が介装されている。ＴＣ開口13は不図示の通路によってＴＣ（トランスファーチェンバー）に連通され、ＰＣ開口14は不図示の通路によってＰＣ（プロセスチェンバー）に連通されている。
【０００８】
単一シャフト15には、上から順に上部15Ａ、拡大部15Ｂ、下部15Ｃ及び雄ねじ15Ｄがあり、レバー部材30の段付挿通孔28には上大径孔28Ａ、中径孔28Ｂ、下大径孔28Ｃがある。単一シャフト15の下部15Ｃが段付挿通孔28の中径孔28Ｂに挿通され、単一シャフト15の雄ねじ15Ｄにナット38が螺合され、単一シャフト15の拡大部15Ｂの下端が段付挿通孔28の上大径孔28Ａの段差部に接触している。バルブボディ10の下面の挿通穴21の周囲にベローズ39の上端が密封状態に固定され、ベローズ39の下端は単一シャフト15の拡大部15Ｂの下端部外周面に密封状態に固定されている。
【０００９】
操作ボディ27内の左右端部の上方位置に３位置エアシリンダ35Ａ、35Ｂが固定され、２個の３位置エアシリンダ35Ａ、35Ｂの２個のピストンロッド36Ａ、36Ｂの先端の雄ねじが、カム支持部材34の左右端部の挿通孔40に挿通され、雄ねじにナット41が螺合され固定されている。カム部材32Ａ、32Ｂの上端に溝プレート42Ａ、42Ｂが連結され、レバー部材30の両側にボルト44Ａ、44Ｂが植設され、溝プレート42Ａ、42Ｂの枠溝43内にボルト44Ａ、44Ｂの軸部が位置している。レバー部材30の上端部両側にピボット（ローラー）45Ａ、45Ｂが連結され、バルブボディ10の下側にピボット受溝46Ａ、46Ｂが配設され、ピボット45Ａ、45Ｂは上昇時にピボット受溝46Ａ、46Ｂに係合するようにされている。
【００１０】
３位置エアシリンダ35Ａ、35Ｂのシリンダチューブ48の内側上方位置に環状顎部49が形成され、環状顎部49の上方位置にストップピストン50が摺動自在に配設され、ストップピストン50の下側には下方へ突出したストッパー51が形成されている。シリンダチューブ48の内側下方位置に略円筒状の循環式直動玉軸受52が気密状態に配設され、循環式直動玉軸受52の上端にはフランジ53が形成されている。シリンダチューブ48内のフランジ53と環状顎部49との間にピストン54が摺動自在に配設され、ピストン54のピストンロッド36Ａがフランジ53の中央孔に摺動自在かつ気密状態に支持されている。そして、ピストンロッド36Ａは、循環式直動玉軸受52によって往復動自在に支持され、ピストンロッド36Ａに作用するロッドに垂直に加わる加重を支持している。
【００１１】
３位置エアシリンダの35Ａ、35Ｂのフランジ53とピストン54との間に第１シリンダ室55があり、ピストン54とストップピストン50との間に第２シリンダ室56があり、ストップピストン50と上側エンドプレートとの間に第３シリンダ室57がある。操作ボディ27の側壁に上から順にストッパーポート58、開ポート59、閉ポート60が開口状態に形成され、ストッパーポート58、開ポート59、閉ポート60はそれぞれ簡略図示した通路を通って３位置エアシリンダの35Ａ、35Ｂの第３シリンダ室57の上部、第２シリンダ室56の上方部、第１シリンダ室55の下部に連通されている。
【００１２】
次に、単一シャフト15の操作について説明する。ピストンロッド36Ａ、36Ｂには第１、第２、第３の３位置がある。ストッパーポート58・開ポート59が圧縮空気圧源に連通され、閉ポート60が大気に連通されたとき、ピストンロッド36Ａ、36Ｂは図１に示す第１位置（下端位置）に位置している。ピストンロッド36Ａ、36Ｂの第１位置でＴＣ側弁体25・ＰＣ側弁体26が全開位置に位置し、ワークがＴＣ開口13、ＰＣ開口14を自由に通過することができ、プロセスチェンバーに対するワークの搬入、搬出が行われる。図１(b) に示すように、カム溝33Ａ（33Ｂ）は逆く字状に曲がった形をしており、上から順にＡ位置（上端位置）、Ｂ位置（中位置）、Ｃ位置（下端位置）の３位置がある。Ａ位置は左右方向の中央に位置し、中位置は中央より右側に位置し、下端位置は中央より左側に位置している。第１位置において、ローラー31Ａ、31Ｂはカム溝33Ａ、33Ｂの上端位置と係合している。また、枠溝43は三角形と長方形を縦に並べたような形をしており、上端にはボルト44Ａ、44Ｂの軸部がやっと係合できる程度の窪みがある。第１位置において、ボルト44Ａ、44Ｂの軸部は溝プレート42Ａ、42Ｂの枠溝43Ａ、43Ｂ内の上端位置（窪み）に位置している。
【００１３】
次に閉ポート60・ストッパーポート58が圧縮空気圧源に連通され、開ポート59が大気に連通されたとき、ピストン54が上昇を始め、ピストン54に連結されたピストンロッド36Ａ、36Ｂ・カム支持部材34・カム部材32Ａ、32Ｂが同時に上昇する。カム支持部材34の上昇運動はスプリング37を介してレバー部材30に伝達され、レバー部材30に連結された単一シャフト15、ＴＣ側弁体25・ＰＣ側弁体26が同時に上昇する。レバー部材30の上昇によりピボット45Ａ、45Ｂがピボット受溝46Ａ、46Ｂに当接すると、レバー部材30の上昇が終わり、図２(a) の中間位置( 第１位置と第２位置の中間の位置）に到達する。ＴＣ側弁体25・ＰＣ側弁体26がＴＣ開口13、ＰＣ開口14を半開口状態となし、流体の通過は可能であるが、ワークがＴＣ開口13、ＰＣ開口14を通過することができない。この中間位置において、ローラー31Ａ、31Ｂはカム溝33Ａ、33ＢのＡ位置と係合した儘であり、ボルト44Ａ、44Ｂの軸部は溝プレート42Ａ、42Ｂの枠溝43Ａ、43Ｂ内の上端位置に位置した儘である。
【００１４】
中間位置でレバー部材30の上昇が終了しても、カム部材32Ａ、32Ｂの上昇運動は続けられており、スプリング37が圧縮され、ローラー31Ａ、31Ｂはカム溝33Ａ、33ＢのＡ位置との係合から、カム溝33Ａの左側の第１カム61（図２(a) 参照）に押され、Ｂ位置との係合へと移行する。そのため、単一シャフト15・レバー部材30はピボット45Ａ、45Ｂを支点として、図２(a),(b) で見て反時計方向（左回転方向）に回動を始める。ピストン54が下降位置のストッパー51に当接するとピストン54の上昇が停止し、ピストンロッド36Ａ、36Ｂは図２(b) に示す第２位置に到達する。なお、ピストン54の下側の受圧面積よりもストップビストン50の上側の受圧面積の方が大きいので、ストップビストン50はピストン54の上昇運動を停止させることができる。しかし、停止作用をより確実にするため、第３シリンダ室57の直径及びストップビストン50の直径を更に大きくしてもよい。ピストンロッド36Ａ、36Ｂの中間位置から第２位置への移行により、ローラー31Ａ、31Ｂがカム溝33Ａ、33ＢのＡ位置との係合からＢ位置との係合へと変化し、この変化によりＰＣ側弁体26がＰＣ開口14を閉じる。この第２位置のとき、プロセスチェンバー内で半導体の処理が行われる。なお、図２(b) の第２位置のとき、ボルト44Ａの軸部は枠溝43の上方寄りで左右方向の中央より右側の位置にある。
【００１５】
通常は、第２位置で半導体の処理を行った後に、ピストン54を第１位置に戻して処理された半導体の搬出を行い、次に未処理品を搬入し、第２位置へ移行する。しかし、プロセスチェンバーを修理したり、ＰＣ側弁体26のシール64を交換したいときは、閉ポート60が圧縮空気圧源に連通され、開ポート59・ストッパーポート58が大気に連通されるようにし、ピストン54がさらに上昇してストッパー51を押し上げ、ピストンロッド36Ａ、36Ｂは図２(b) の第２位置から図２(c) の第３位置（上端位置）に移動する。ピストンロッド36Ａ、36Ｂの第２位置から第３位置への移行により、ローラー31Ａ、31Ｂがカム溝33Ａ、33ＢのＢ位置との係合から、Ｃ位置との係合へと変化する。この変化の過程で、第２カム62（図２(a) 参照）がローラー31Ａ、31Ｂを押し、単一シャフト15・レバー部材30はピボット45Ａ、45Ｂを支点として、図２(b),(c) で見て時計方向（右回転方向）に回動を始める。この回動により、ＰＣ側弁体26が半開口となり、ＰＣ開口14を半開にし、ＴＣ側弁体25がＴＣ開口13を閉じる。なお、図２(c) の第３位置において、ボルト44Ａの軸部は枠溝43の下方で左右方向の中央より左側の位置にある。
【００１６】
次に図４〜図６を参照して、ＰＣ開口14又はＴＣ開口13を選択的に閉じたときに、閉じられていない側の弁体のシールを交換する構成について説明する。ＰＣ側弁体26及びＴＣ側弁体25の少なくとも一方の弁体の内側面（図４(a),(b) では両弁体25、26が対抗している面）に回転掛止具66が回動可能状態に支持され、回転掛止具66の先端に掛止面67（図５(a) 参照）が形成されている。スプリング68の弾発力によって掛止面67が単一シャフト（の上部）15Ａの接合面73に付勢されて、前記弁体が所定の位置に掛止可能とされる。前記弁体の内側面にロッド支持部材77が配設され、ロッド支持部材77の上下方向に貫通した雌ねじ78Ａにメンテロッド（着脱用ロッド）82Ａの雄ねじ83Ａが螺合される。メンテロッド82Ａの雄ねじ83Ａの先端84Ａが、回転掛止具66を押圧して回転させ掛止を解除させることができる。
【００１７】
図４〜図６では、ＰＣ側弁体26及びＴＣ側弁体25の両方に、シールを交換する構成が施されているが、ここではＰＣ側弁体26に施された構成を中心として説明する。図４，図５には掛止状態が示されており、バルブボディ10の上面のボンネット22は取り外されている。ロッド支持部材77は、ＰＣ側弁体26の内側面で、ロッド支持部材77の上端面とＰＣ側弁体26の上端面とが一致する位置に配設されている。ロッド支持部材77をＰＣ側弁体26と一体にしてもよいし、ロッド支持部材77をＰＣ側弁体26とは別体にしてボルト，ナット等で固定してもよい。ロッド支持部材77の下側に単一シャフト15Ａの上端が近接して配設され、単一シャフト15Ａの左側にはロッド支持部材77の下側でやや離間した位置に回転掛止具66が配設されている。単一シャフト15Ａの右側にはロッド支持部材77の下側で離間した位置にシャフト押え部材90が配設されている。
【００１８】
回転掛止具66の左右方向の略中央位置かつ上方位置に段付の挿通孔69が形成され、挿通孔69に回転軸70が挿通されている。ＰＣ側弁体26の内側に雌ねじ71が形成され、回転軸70の先端の雄ねじが雌ねじ71に螺合されている。回転掛止具66の左方部に下側ばね座72が形成され、下側ばね座72の上方が開口され、ロッド支持部材77の下側で左端部に上側ばね座79が形成されている。下側ばね座72と上側ばね座79との間にスプリング68が介装され、スプリング68の弾発力により回転掛止具66は反時計方向に付勢されている。上面視、例えば図５(a) で見て、回転掛止具66の掛止面67及び単一シャフト15Ａの接合面73が傾斜した面とされ、傾斜した掛止面67の全面が傾斜した接合面73に接合可能とされている。
【００１９】
シャフト押え部材90はＰＣ側弁体26の内側面に形成され、図示のようにシャフト押え部材90をＰＣ側弁体26と一体に構成してもよいし、シャフト押え部材90をＰＣ側弁体26とは別体にして、ボルト, ナット等で固定してもよい。シャフト押え部材90の先端に押え面91が形成され、単一シャフト15Ａの接合面73の左右方向の反対側に第２接合面74が形成されている。上面視、例えば図５(a) で見て、シャフト押え部材90の押え面91及び単一シャフト15Ａの第２接合面74が傾斜した面とされ、傾斜した押え面91の全面が傾斜した第２接合面74に接合可能である。図４，図５の掛止状態では、スプリング68の弾発力により掛止面67の全面が接合面73を押圧し、その反力が回転掛止具66、回転軸70、ＰＣ側弁体26、シャフト押え部材90を介して押え面91に伝えられる。従って、押え面91の全面が第２接合面74を押圧することになり、単一シャフト15Ａは左右両側から掛止面67と押え面91とによって挟持され、掛止が確実に行われる。
【００２０】
次に単一シャフト15ＡにＴＣ側弁体25が掛止され、ＴＣ側弁体25がＴＣ開口13を閉じている状態で、ＰＣ側弁体26の掛止を解除し取り外すことについて説明する。ロッド支持部材77には縦方向に貫通した２個の雌ねじ78Ａ、78Ｂが形成されており、別途用意したメンテロッド82Ａ、82Ｂの雄ねじ83Ａ、83Ｂを雌ねじ78Ａ、78Ｂに上方から挿入し螺合する。図５(b) には、螺合がある程度進んで、雄ねじ83Ａの先端84Ａが回転掛止具66の先端側の上端に当接し、雄ねじ83Ｂの先端84Ｂがロッド支持部材77の下端面から突出した状態が示されている。このとき、メンテロッド82Ａ、82Ｂの雄ねじ83Ａ、83Ｂの上端の段差部は、ロッド支持部材77の上端面のやや上方に位置している。
【００２１】
図５(b) の状態から更に雄ねじ83Ａ、83Ｂの螺合を続けると、雄ねじ83Ａの先端84Ａが回転掛止具66の先端側の上端を下方に押し進め、スプリング68の弾発力に抗して回転掛止具66を時計方向に回転させ、図６(a),(b) に示す解除状態となる。このとき、メンテロッド82Ａ、82Ｂの雄ねじ83Ａ、83Ｂの上端の段差部は、ロッド支持部材77の上端面に接触し、これ以上螺合することができない。回転掛止具66の掛止面67は単一シャフト15Ａの接合面73から離隔され、押え面91の第２接合面74への押圧は解除され、掛止面67と接合面73との掛止が解除される。掛止が解除された状態で、メンテロッド82Ａ、82Ｂを手動で上方へ移動させると、ＰＣ側弁体26がメンテロッド82Ａ、82Ｂと共に移動され、ＰＣ側弁体26をバルブボディ10から取り出すことができる。そして、ＰＣ側弁体26をバルブボディ10から取り出した状態で、ＰＣ側弁体26のシール64を容易に交換することができる。ＰＣ側弁体26の取り付けは、取り出しの逆の順序で行えばよい。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１〜３のゲートバルブは、ＴＣ側弁体・ＰＣ側弁体を有するゲートバルブにおいて、３位置化した３位置エアシリンダーを１台用いて、ＰＣ開口とＴＣ開口を選択的に閉じたりＰＣ開口とＴＣ開口を全開して物体の通過を可能とさせたりすることができる。従って、本発明のゲートバルブは、特許文献１のゲートバルブに比べ、アクチュエータが１台で済むために、次の▲１▼，▲２▼の効果を奏する。
▲１▼ 部品点数が減少して信頼性が向上するとともにコストが逓減し、操作ボディの縦横の長さが短くなる。
▲２▼ 信号と位置検出系がシンプルになるので信頼性が向上し、誤信号による弁体の故障がなくなる。
【００２３】
請求項４〜７のゲートバルブは、ＰＣ開口又はＴＣ開口を選択的に閉じたときに、閉じられていない側の弁体（ＰＣ側弁体、ＴＣ側弁体の少なくとも一つ）を取り外して、その弁体のシールを交換することができる。従って、本発明のゲートバルブは、特許文献１のゲートバルブに比べ、次の(1) 〜(4) の効果を奏する。
(1) 弁体を単一シャフトに固定する手段として、幅の狭い回転掛止具とシャフト押え部材を用いているのでボルト着脱のためのスペースが不要である。そのため、ＰＣ側弁体とＴＣ側弁体との間隔を小さくすることができ、そしてＰＣシート面とＴＣ側シート面との間隔を小さくすることができるため、バルブボディの前後の幅を小さくできる。これに対して、特許文献１のゲートバルブは２弁体の間隔が大きく、弁体と壁との間隔も大きく、バルブボディの前後の幅が大きい。
(2) 弁体の着脱はメンテロッドの一部をバルブボディ内に入れて操作することにより行うことができ、ボルト着脱のときのようにバルブボディ内に手を入れる必要がないので、バルブボディ内が汚染されない。
(3) 弁体の交換は、メンテロッドを手でロッド支持部材にねじ込むだけで掛止が解除され、メンテロッドを引き上げれば弁体を取り外すことができ、その逆の操作をすれば弁体を取り付けることができるので、交換作業が短縮でき、設備待機の無駄時間が大幅に短縮できる。
(4) 弁体の交換中に万一ゲートバルブが誤動作しても、手を弁体とシート面に挟まれるなどの危険がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１(a) は本発明のゲートバルブの実施の形態の一部断面で示す正面図（第１位置）であり、図１(b) は図１(a) のＩ−Ｉ線で示す箇所の側断面図である。
【図２】図２(a) はピストンロッドが中間位置にある側断面図、図２(b) はピストンロッドが第２位置にある側断面図、図２(c) はピストンロッドが第３位置にある側断面図である。
【図３】図１(a) の要部拡大図である。
【図４】図４(a) はボンネットを外した状態の平面図、図４(b) は後記図４(c) のII−II線で示す箇所の断面図、図４(c) は図４(a) のIII −III 線で示す箇所の掛止状態の側断面図である。
【図５】図５(a) は図４(b) の要部拡大図、図５(b) は図４(c) の要部拡大図である。
【図６】図６(a) は掛止が解除されたときの図５(a) に対応する箇所の要部拡大図、図６(b) は掛止が解除されたときの図５(b) に対応する箇所の要部拡大図である。
【符号の説明】
15 単一シャフト
30 レバー部材
31 ローラー
32 カム部材
33 カム溝
34 カム支持部材
35 ３位置エアシリンダ
36 ピストンロッド
37 スプリング
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置などの真空チェンバー間、例えばプロセスチェンバーとトランスファーチェンバーとの間に配置されるゲートバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特許文献１（米国特許第６，３９０，４４８号明細書）には、ゲートバルブのボディの対抗する壁にＰＣ（プロセスチェンバー）開口とＴＣ（トランスファーチェンバー）開口とが形成され、ＰＣ側弁体とＴＣ側弁体とを有する両面弁体により、ＰＣ開口とＴＣ開口を選択的に閉じることが開示されている。そして、例えば、ＴＣ開口を閉鎖して真空のトランスファーチェンバーを使用しながら、プロセスチェンバーを大気に開放してプロセスチェンバー内の修理をすることができる。しかも、プロセスチェンバー内の破片、汚染物質等がトランスファーチェンバーに侵入することを防ぐことができる。このように、一方の真空チェンバーの修理中に他方の真空チェンバー内で動作を継続することができる。
【０００３】
特許文献１のゲートバルブは、単一シャフトを上位置で傾斜させることにより、両面弁体がＰＣ開口とＴＣ開口を選択的に閉じたり、両面弁体を左右の両開口部の中間位置に位置させたり、単一シャフトを下位置に移動して両開口部を全開してワークの通過を可能とさせたりする。こうした動作をするために、両面弁体に単一シャフトを固定し、３個のエアシリンダによって単一シャフトを動かしている。しかし、３個のエアシリンダを用いるため、ゲートバルブが大型化し、コスト高となる。また、ボディの上側の蓋を外して、両壁のシール面を清掃することはできるが、両面弁体のシールを交換することはできない。そして、清掃のために弁体と両壁との間に間隔を設け、弁体を蝶番のピンを用いて連結し、弁体間の間隔が大きいので、バルブボディの前後の幅が大きい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ＴＣ側弁体・ＰＣ側弁体を有するゲートバルブにおいて、単一シャフトを１台の３位置化したエアシリンダーにより操作して、ＰＣ開口とＴＣ開口を選択的に閉じたりＰＣ開口とＴＣ開口を全開して物体の通過を可能とさせたりすることを第１課題とし、ＰＣ開口又はＴＣ開口を選択的に閉じたときに、閉じられていない側の弁体のシールを交換することを第２課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を達成するために、バルブボディの対抗する壁にＴＣ開口及びＰＣ開口がそれぞれ形成され、単一シャフトに連結されたＴＣ側弁体及びＰＣ側弁体がバルブボディ内に配設され、単一シャフトの操作によりＴＣ側弁体がＴＣ開口を閉じたり、ＰＣ側弁体がＰＣ開口を閉じたり、前記両弁体が前記両開口を全開させて物体を通過可能とさせたりするゲートバルブにおいて、
単一シャフトにレバー部材が固定され、レバー部材に支持されたローラーとカム部材のカム溝とが係合状態に維持され、カム部材を支持するカム支持部材が３位置エアシリンダのピストンロッドに連結され、レバー部材とカム支持部材との間にスプリングが介装され、ピストンロッドには第１、第２、第３の３位置がありかつカム溝にはＡ，Ｂ，Ｃの位置があり、ピストンロッドの第１位置で両弁体が全開位置に位置し、ピストンロッドの第１位置から第２位置への移行により、ローラーがカム溝のＡ位置との係合からＢ位置との係合へと変化し、この変化により（ＴＣ側弁体がＴＣ開口を開いた状態）ＰＣ側弁体がＰＣ開口を閉じ、ピストンロッドの第２位置から第３位置への移行により、ローラーがカム溝のＢ位置との係合からＣ位置との係合へと変化し、この変化により（ＰＣ側弁体がＰＣ開口を開き）ＴＣ側弁体がＴＣ開口を閉じることを第１構成とする。なお、２個のローラーがレバー部材の左右両側に支持され、２個のカム部材のカム溝に係合することができる。
本発明は、第１構成において、レバー部材にピボットが連結され、バルブボディの下側にピボット受溝が配設され、前記のローラーがカム溝のＡ位置との係合からＢ位置との係合へと変化し、またローラーがカム溝のＢ位置との係合からＣ位置との係合へと変化するときには、ピボットがピボット受溝に係合して、前記変化の支点となることを第２構成とする。なお、レバー部材の左右両側に２個のピボットが連結され、バルブボディの下面に２個のピボット受溝を配設することができる。
本発明は、第１・第２構成において、カム部材に溝プレートが連結され、レバー部材にボルトが植設され、溝プレートの枠溝内にボルトの軸部が位置していることを第３構成とする。
本発明は、バルブボディの対抗する壁にＴＣ開口及びＰＣ開口がそれぞれ形成され、単一シャフトに連結されたＴＣ側弁体及びＰＣ側弁体がバルブボディ内に配設され、単一シャフトの操作によりＴＣ側弁体がＴＣ開口を閉じたり、ＰＣ側弁体がＰＣ開口を閉じたり、前記両弁体が前記両開口を全開させて物体を通過可能とさせたりするゲートバルブにおいて、
ＰＣ側弁体及びＴＣ側弁体の少なくとも一方の弁体の内側面に回転掛止具が回動可能状態に支持され、回転掛止具の先端に掛止面が形成され、スプリングの弾発力によって掛止面が単一シャフトの接合面に付勢されて、前記弁体が掛止可能とされ、前記弁体の内側面にロッド支持部材が配設され、ロッド支持部材の（上下方向に貫通した）雌ねじにメンテロッド（着脱用ロッド）の雄ねじが螺合され、メンテロッドの雄ねじの先端が回転掛止具を押圧して掛止を解除可能とされたことを第４構成とする。
本発明は、第４構成において、ロッド支持部材が回転掛止具の上方に位置され、スプリングがロッド支持部材と回転掛止具の後端部との間に介装され、メンテロッドの雄ねじの先端が回転掛止具の先端側の上面に当接可能とされたことを第５構成とする。
本発明は、第４・第５構成において、上面視で回転掛止具の掛止面及び単一シャフトの接合面が傾斜した面とされ、傾斜した掛止面の全面が傾斜した接合面に接合可能とされたことを第６構成とする。
本発明は、第４〜第６構成において、弁体の内側面にシャフト押え部材が形成され、シャフト押え部材の先端に押え面が形成され、単一シャフトの接合面の左右方向の反対側に第２接合面が形成され、上面視でシャフト押え部材の押え面及び単一シャフトの第２接合面が傾斜した面とされ、傾斜した押え面の全面が傾斜した第２接合面に接合可能とされたことを第７構成とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１〜図６は本発明のゲートバルブの実施の形態を示す。図１〜図３に単一シャフト15を上下動させたり傾斜させたりする構造が記載されている。図１(a),(b) に示すように、前壁11、後壁12、左壁18、右壁19、底壁20からなるバルブボディ10の上側に、ボンネット（蓋体）22が固定され、下側に操作ボディ27が連結されている。ゲートバルブのバルブボディ10の前壁11にＴＣ開口13が形成されるとともに後壁12にＰＣ開口14が形成されている。単一シャフト15の上部15Ａに連結されたＴＣ側弁体25・ＰＣ側弁体26がバルブボディ10内に配設され、単一シャフト15の上部15Ａは底壁20の挿通穴21に挿通されて、単一シャフト15が操作ボディ27内に延びている。単一シャフト15の操作により、ＴＣ側弁体25のシール63がＴＣ側シール面23を押圧してＴＣ開口13を閉じたり、ＰＣ側弁体26のシール64がＰＣ側シール面24を押圧してＰＣ開口14を閉じたり、或いはＴＣ側弁体25・ＰＣ側弁体26を下降させ両開口13、14を全開させ、物体（ワーク）を通過可能とさせたりする。
【０００７】
単一シャフト15にレバー部材30が固定され、レバー部材30の下端の両側に支持された２個のローラー31Ａ，31Ｂと、２個のカム部材32Ａ，32Ｂのカム溝33Ａ，33Ｂとが係合状態に維持されている。カム部材32Ａ，32Ｂを支持するカム支持部材34の両端部が３位置エアシリンダ35Ａ，35Ｂのピストンロッド36Ａ，36Ｂにそれぞれ連結され、レバー部材30とカム支持部材34との間にスプリング37が介装されている。ＴＣ開口13は不図示の通路によってＴＣ（トランスファーチェンバー）に連通され、ＰＣ開口14は不図示の通路によってＰＣ（プロセスチェンバー）に連通されている。
【０００８】
単一シャフト15には、上から順に上部15Ａ、拡大部15Ｂ、下部15Ｃ及び雄ねじ15Ｄがあり、レバー部材30の段付挿通孔28には上大径孔28Ａ、中径孔28Ｂ、下大径孔28Ｃがある。単一シャフト15の下部15Ｃが段付挿通孔28の中径孔28Ｂに挿通され、単一シャフト15の雄ねじ15Ｄにナット38が螺合され、単一シャフト15の拡大部15Ｂの下端が段付挿通孔28の上大径孔28Ａの段差部に接触している。バルブボディ10の下面の挿通穴21の周囲にベローズ39の上端が密封状態に固定され、ベローズ39の下端は単一シャフト15の拡大部15Ｂの下端部外周面に密封状態に固定されている。
【０００９】
操作ボディ27内の左右端部の上方位置に３位置エアシリンダ35Ａ、35Ｂが固定され、２個の３位置エアシリンダ35Ａ、35Ｂの２個のピストンロッド36Ａ、36Ｂの先端の雄ねじが、カム支持部材34の左右端部の挿通孔40に挿通され、雄ねじにナット41が螺合され固定されている。カム部材32Ａ、32Ｂの上端に溝プレート42Ａ、42Ｂが連結され、レバー部材30の両側にボルト44Ａ、44Ｂが植設され、溝プレート42Ａ、42Ｂの枠溝43内にボルト44Ａ、44Ｂの軸部が位置している。レバー部材30の上端部両側にピボット（ローラー）45Ａ、45Ｂが連結され、バルブボディ10の下側にピボット受溝46Ａ、46Ｂが配設され、ピボット45Ａ、45Ｂは上昇時にピボット受溝46Ａ、46Ｂに係合するようにされている。
【００１０】
３位置エアシリンダ35Ａ、35Ｂのシリンダチューブ48の内側上方位置に環状顎部49が形成され、環状顎部49の上方位置にストップピストン50が摺動自在に配設され、ストップピストン50の下側には下方へ突出したストッパー51が形成されている。シリンダチューブ48の内側下方位置に略円筒状の循環式直動玉軸受52が気密状態に配設され、循環式直動玉軸受52の上端にはフランジ53が形成されている。シリンダチューブ48内のフランジ53と環状顎部49との間にピストン54が摺動自在に配設され、ピストン54のピストンロッド36Ａがフランジ53の中央孔に摺動自在かつ気密状態に支持されている。そして、ピストンロッド36Ａは、循環式直動玉軸受52によって往復動自在に支持され、ピストンロッド36Ａに作用するロッドに垂直に加わる加重を支持している。
【００１１】
３位置エアシリンダの35Ａ、35Ｂのフランジ53とピストン54との間に第１シリンダ室55があり、ピストン54とストップピストン50との間に第２シリンダ室56があり、ストップピストン50と上側エンドプレートとの間に第３シリンダ室57がある。操作ボディ27の側壁に上から順にストッパーポート58、開ポート59、閉ポート60が開口状態に形成され、ストッパーポート58、開ポート59、閉ポート60はそれぞれ簡略図示した通路を通って３位置エアシリンダの35Ａ、35Ｂの第３シリンダ室57の上部、第２シリンダ室56の上方部、第１シリンダ室55の下部に連通されている。
【００１２】
次に、単一シャフト15の操作について説明する。ピストンロッド36Ａ、36Ｂには第１、第２、第３の３位置がある。ストッパーポート58・開ポート59が圧縮空気圧源に連通され、閉ポート60が大気に連通されたとき、ピストンロッド36Ａ、36Ｂは図１に示す第１位置（下端位置）に位置している。ピストンロッド36Ａ、36Ｂの第１位置でＴＣ側弁体25・ＰＣ側弁体26が全開位置に位置し、ワークがＴＣ開口13、ＰＣ開口14を自由に通過することができ、プロセスチェンバーに対するワークの搬入、搬出が行われる。図１(b) に示すように、カム溝33Ａ（33Ｂ）は逆く字状に曲がった形をしており、上から順にＡ位置（上端位置）、Ｂ位置（中位置）、Ｃ位置（下端位置）の３位置がある。Ａ位置は左右方向の中央に位置し、中位置は中央より右側に位置し、下端位置は中央より左側に位置している。第１位置において、ローラー31Ａ、31Ｂはカム溝33Ａ、33Ｂの上端位置と係合している。また、枠溝43は三角形と長方形を縦に並べたような形をしており、上端にはボルト44Ａ、44Ｂの軸部がやっと係合できる程度の窪みがある。第１位置において、ボルト44Ａ、44Ｂの軸部は溝プレート42Ａ、42Ｂの枠溝43Ａ、43Ｂ内の上端位置（窪み）に位置している。
【００１３】
次に閉ポート60・ストッパーポート58が圧縮空気圧源に連通され、開ポート59が大気に連通されたとき、ピストン54が上昇を始め、ピストン54に連結されたピストンロッド36Ａ、36Ｂ・カム支持部材34・カム部材32Ａ、32Ｂが同時に上昇する。カム支持部材34の上昇運動はスプリング37を介してレバー部材30に伝達され、レバー部材30に連結された単一シャフト15、ＴＣ側弁体25・ＰＣ側弁体26が同時に上昇する。レバー部材30の上昇によりピボット45Ａ、45Ｂがピボット受溝46Ａ、46Ｂに当接すると、レバー部材30の上昇が終わり、図２(a) の中間位置( 第１位置と第２位置の中間の位置）に到達する。ＴＣ側弁体25・ＰＣ側弁体26がＴＣ開口13、ＰＣ開口14を半開口状態となし、流体の通過は可能であるが、ワークがＴＣ開口13、ＰＣ開口14を通過することができない。この中間位置において、ローラー31Ａ、31Ｂはカム溝33Ａ、33ＢのＡ位置と係合した儘であり、ボルト44Ａ、44Ｂの軸部は溝プレート42Ａ、42Ｂの枠溝43Ａ、43Ｂ内の上端位置に位置した儘である。
【００１４】
中間位置でレバー部材30の上昇が終了しても、カム部材32Ａ、32Ｂの上昇運動は続けられており、スプリング37が圧縮され、ローラー31Ａ、31Ｂはカム溝33Ａ、33ＢのＡ位置との係合から、カム溝33Ａの左側の第１カム61（図２(a) 参照）に押され、Ｂ位置との係合へと移行する。そのため、単一シャフト15・レバー部材30はピボット45Ａ、45Ｂを支点として、図２(a),(b) で見て反時計方向（左回転方向）に回動を始める。ピストン54が下降位置のストッパー51に当接するとピストン54の上昇が停止し、ピストンロッド36Ａ、36Ｂは図２(b) に示す第２位置に到達する。なお、ピストン54の下側の受圧面積よりもストップビストン50の上側の受圧面積の方が大きいので、ストップビストン50はピストン54の上昇運動を停止させることができる。しかし、停止作用をより確実にするため、第３シリンダ室57の直径及びストップビストン50の直径を更に大きくしてもよい。ピストンロッド36Ａ、36Ｂの中間位置から第２位置への移行により、ローラー31Ａ、31Ｂがカム溝33Ａ、33ＢのＡ位置との係合からＢ位置との係合へと変化し、この変化によりＰＣ側弁体26がＰＣ開口14を閉じる。この第２位置のとき、プロセスチェンバー内で半導体の処理が行われる。なお、図２(b) の第２位置のとき、ボルト44Ａの軸部は枠溝43の上方寄りで左右方向の中央より右側の位置にある。
【００１５】
通常は、第２位置で半導体の処理を行った後に、ピストン54を第１位置に戻して処理された半導体の搬出を行い、次に未処理品を搬入し、第２位置へ移行する。しかし、プロセスチェンバーを修理したり、ＰＣ側弁体26のシール64を交換したいときは、閉ポート60が圧縮空気圧源に連通され、開ポート59・ストッパーポート58が大気に連通されるようにし、ピストン54がさらに上昇してストッパー51を押し上げ、ピストンロッド36Ａ、36Ｂは図２(b) の第２位置から図２(c) の第３位置（上端位置）に移動する。ピストンロッド36Ａ、36Ｂの第２位置から第３位置への移行により、ローラー31Ａ、31Ｂがカム溝33Ａ、33ＢのＢ位置との係合から、Ｃ位置との係合へと変化する。この変化の過程で、第２カム62（図２(a) 参照）がローラー31Ａ、31Ｂを押し、単一シャフト15・レバー部材30はピボット45Ａ、45Ｂを支点として、図２(b),(c) で見て時計方向（右回転方向）に回動を始める。この回動により、ＰＣ側弁体26が半開口となり、ＰＣ開口14を半開にし、ＴＣ側弁体25がＴＣ開口13を閉じる。なお、図２(c) の第３位置において、ボルト44Ａの軸部は枠溝43の下方で左右方向の中央より左側の位置にある。
【００１６】
次に図４〜図６を参照して、ＰＣ開口14又はＴＣ開口13を選択的に閉じたときに、閉じられていない側の弁体のシールを交換する構成について説明する。ＰＣ側弁体26及びＴＣ側弁体25の少なくとも一方の弁体の内側面（図４(a),(b) では両弁体25、26が対抗している面）に回転掛止具66が回動可能状態に支持され、回転掛止具66の先端に掛止面67（図５(a) 参照）が形成されている。スプリング68の弾発力によって掛止面67が単一シャフト（の上部）15Ａの接合面73に付勢されて、前記弁体が所定の位置に掛止可能とされる。前記弁体の内側面にロッド支持部材77が配設され、ロッド支持部材77の上下方向に貫通した雌ねじ78Ａにメンテロッド（着脱用ロッド）82Ａの雄ねじ83Ａが螺合される。メンテロッド82Ａの雄ねじ83Ａの先端84Ａが、回転掛止具66を押圧して回転させ掛止を解除させることができる。
【００１７】
図４〜図６では、ＰＣ側弁体26及びＴＣ側弁体25の両方に、シールを交換する構成が施されているが、ここではＰＣ側弁体26に施された構成を中心として説明する。図４，図５には掛止状態が示されており、バルブボディ10の上面のボンネット22は取り外されている。ロッド支持部材77は、ＰＣ側弁体26の内側面で、ロッド支持部材77の上端面とＰＣ側弁体26の上端面とが一致する位置に配設されている。ロッド支持部材77をＰＣ側弁体26と一体にしてもよいし、ロッド支持部材77をＰＣ側弁体26とは別体にしてボルト，ナット等で固定してもよい。ロッド支持部材77の下側に単一シャフト15Ａの上端が近接して配設され、単一シャフト15Ａの左側にはロッド支持部材77の下側でやや離間した位置に回転掛止具66が配設されている。単一シャフト15Ａの右側にはロッド支持部材77の下側で離間した位置にシャフト押え部材90が配設されている。
【００１８】
回転掛止具66の左右方向の略中央位置かつ上方位置に段付の挿通孔69が形成され、挿通孔69に回転軸70が挿通されている。ＰＣ側弁体26の内側に雌ねじ71が形成され、回転軸70の先端の雄ねじが雌ねじ71に螺合されている。回転掛止具66の左方部に下側ばね座72が形成され、下側ばね座72の上方が開口され、ロッド支持部材77の下側で左端部に上側ばね座79が形成されている。下側ばね座72と上側ばね座79との間にスプリング68が介装され、スプリング68の弾発力により回転掛止具66は反時計方向に付勢されている。上面視、例えば図５(a) で見て、回転掛止具66の掛止面67及び単一シャフト15Ａの接合面73が傾斜した面とされ、傾斜した掛止面67の全面が傾斜した接合面73に接合可能とされている。
【００１９】
シャフト押え部材90はＰＣ側弁体26の内側面に形成され、図示のようにシャフト押え部材90をＰＣ側弁体26と一体に構成してもよいし、シャフト押え部材90をＰＣ側弁体26とは別体にして、ボルト, ナット等で固定してもよい。シャフト押え部材90の先端に押え面91が形成され、単一シャフト15Ａの接合面73の左右方向の反対側に第２接合面74が形成されている。上面視、例えば図５(a) で見て、シャフト押え部材90の押え面91及び単一シャフト15Ａの第２接合面74が傾斜した面とされ、傾斜した押え面91の全面が傾斜した第２接合面74に接合可能である。図４，図５の掛止状態では、スプリング68の弾発力により掛止面67の全面が接合面73を押圧し、その反力が回転掛止具66、回転軸70、ＰＣ側弁体26、シャフト押え部材90を介して押え面91に伝えられる。従って、押え面91の全面が第２接合面74を押圧することになり、単一シャフト15Ａは左右両側から掛止面67と押え面91とによって挟持され、掛止が確実に行われる。
【００２０】
次に単一シャフト15ＡにＴＣ側弁体25が掛止され、ＴＣ側弁体25がＴＣ開口13を閉じている状態で、ＰＣ側弁体26の掛止を解除し取り外すことについて説明する。ロッド支持部材77には縦方向に貫通した２個の雌ねじ78Ａ、78Ｂが形成されており、別途用意したメンテロッド82Ａ、82Ｂの雄ねじ83Ａ、83Ｂを雌ねじ78Ａ、78Ｂに上方から挿入し螺合する。図５(b) には、螺合がある程度進んで、雄ねじ83Ａの先端84Ａが回転掛止具66の先端側の上端に当接し、雄ねじ83Ｂの先端84Ｂがロッド支持部材77の下端面から突出した状態が示されている。このとき、メンテロッド82Ａ、82Ｂの雄ねじ83Ａ、83Ｂの上端の段差部は、ロッド支持部材77の上端面のやや上方に位置している。
【００２１】
図５(b) の状態から更に雄ねじ83Ａ、83Ｂの螺合を続けると、雄ねじ83Ａの先端84Ａが回転掛止具66の先端側の上端を下方に押し進め、スプリング68の弾発力に抗して回転掛止具66を時計方向に回転させ、図６(a),(b) に示す解除状態となる。このとき、メンテロッド82Ａ、82Ｂの雄ねじ83Ａ、83Ｂの上端の段差部は、ロッド支持部材77の上端面に接触し、これ以上螺合することができない。回転掛止具66の掛止面67は単一シャフト15Ａの接合面73から離隔され、押え面91の第２接合面74への押圧は解除され、掛止面67と接合面73との掛止が解除される。掛止が解除された状態で、メンテロッド82Ａ、82Ｂを手動で上方へ移動させると、ＰＣ側弁体26がメンテロッド82Ａ、82Ｂと共に移動され、ＰＣ側弁体26をバルブボディ10から取り出すことができる。そして、ＰＣ側弁体26をバルブボディ10から取り出した状態で、ＰＣ側弁体26のシール64を容易に交換することができる。ＰＣ側弁体26の取り付けは、取り出しの逆の順序で行えばよい。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１〜３のゲートバルブは、ＴＣ側弁体・ＰＣ側弁体を有するゲートバルブにおいて、３位置化した３位置エアシリンダーを１台用いて、ＰＣ開口とＴＣ開口を選択的に閉じたりＰＣ開口とＴＣ開口を全開して物体の通過を可能とさせたりすることができる。従って、本発明のゲートバルブは、特許文献１のゲートバルブに比べ、アクチュエータが１台で済むために、次の▲１▼，▲２▼の効果を奏する。
▲１▼ 部品点数が減少して信頼性が向上するとともにコストが逓減し、操作ボディの縦横の長さが短くなる。
▲２▼ 信号と位置検出系がシンプルになるので信頼性が向上し、誤信号による弁体の故障がなくなる。
【００２３】
請求項４〜７のゲートバルブは、ＰＣ開口又はＴＣ開口を選択的に閉じたときに、閉じられていない側の弁体（ＰＣ側弁体、ＴＣ側弁体の少なくとも一つ）を取り外して、その弁体のシールを交換することができる。従って、本発明のゲートバルブは、特許文献１のゲートバルブに比べ、次の(1) 〜(4) の効果を奏する。
(1) 弁体を単一シャフトに固定する手段として、幅の狭い回転掛止具とシャフト押え部材を用いているのでボルト着脱のためのスペースが不要である。そのため、ＰＣ側弁体とＴＣ側弁体との間隔を小さくすることができ、そしてＰＣシート面とＴＣ側シート面との間隔を小さくすることができるため、バルブボディの前後の幅を小さくできる。これに対して、特許文献１のゲートバルブは２弁体の間隔が大きく、弁体と壁との間隔も大きく、バルブボディの前後の幅が大きい。
(2) 弁体の着脱はメンテロッドの一部をバルブボディ内に入れて操作することにより行うことができ、ボルト着脱のときのようにバルブボディ内に手を入れる必要がないので、バルブボディ内が汚染されない。
(3) 弁体の交換は、メンテロッドを手でロッド支持部材にねじ込むだけで掛止が解除され、メンテロッドを引き上げれば弁体を取り外すことができ、その逆の操作をすれば弁体を取り付けることができるので、交換作業が短縮でき、設備待機の無駄時間が大幅に短縮できる。
(4) 弁体の交換中に万一ゲートバルブが誤動作しても、手を弁体とシート面に挟まれるなどの危険がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１(a) は本発明のゲートバルブの実施の形態の一部断面で示す正面図（第１位置）であり、図１(b) は図１(a) のＩ−Ｉ線で示す箇所の側断面図である。
【図２】図２(a) はピストンロッドが中間位置にある側断面図、図２(b) はピストンロッドが第２位置にある側断面図、図２(c) はピストンロッドが第３位置にある側断面図である。
【図３】図１(a) の要部拡大図である。
【図４】図４(a) はボンネットを外した状態の平面図、図４(b) は後記図４(c) のII−II線で示す箇所の断面図、図４(c) は図４(a) のIII −III 線で示す箇所の掛止状態の側断面図である。
【図５】図５(a) は図４(b) の要部拡大図、図５(b) は図４(c) の要部拡大図である。
【図６】図６(a) は掛止が解除されたときの図５(a) に対応する箇所の要部拡大図、図６(b) は掛止が解除されたときの図５(b) に対応する箇所の要部拡大図である。
【符号の説明】
15 単一シャフト
30 レバー部材
31 ローラー
32 カム部材
33 カム溝
34 カム支持部材
35 ３位置エアシリンダ
36 ピストンロッド
37 スプリング
Claims (7)
- バルブボディの対抗する壁にＴＣ開口及びＰＣ開口がそれぞれ形成され、単一シャフトに連結されたＴＣ側弁体及びＰＣ側弁体がバルブボディ内に配設され、単一シャフトの操作によりＴＣ側弁体がＴＣ開口を閉じたり、ＰＣ側弁体がＰＣ開口を閉じたり、前記両弁体が前記両開口を全開させて物体を通過可能とさせたりするゲートバルブにおいて、
単一シャフトにレバー部材が固定され、レバー部材に支持されたローラーとカム部材のカム溝とが係合状態に維持され、カム部材を支持するカム支持部材が３位置エアシリンダのピストンロッドに連結され、レバー部材とカム支持部材との間にスプリングが介装され、ピストンロッドには第１、第２、第３の３位置がありかつカム溝にはＡ，Ｂ，Ｃの位置があり、ピストンロッドの第１位置で両弁体が全開位置に位置し、ピストンロッドの第１位置から第２位置への移行により、ローラーがカム溝のＡ位置との係合からＢ位置との係合へと変化し、この変化によりＰＣ側弁体がＰＣ開口を閉じ、ピストンロッドの第２位置から第３位置への移行により、ローラーがカム溝のＢ位置との係合からＣ位置との係合へと変化し、この変化によりＴＣ側弁体がＴＣ開口を閉じることを特徴とするゲートバルブ。 - レバー部材にピボットが連結され、バルブボディの下側にピボット受溝が配設され、前記のローラーがカム溝のＡ位置との係合からＢ位置との係合へと変化し、またローラーがカム溝のＢ位置との係合からＣ位置との係合へと変化するときには、ピボットがピボット受溝に係合して、前記変化の支点となる請求項１のゲートバルブ。
- カム部材に溝プレートが連結され、レバー部材にボルトが植設され、溝プレートの枠溝内にボルトの軸部が位置している請求項１又は２のゲートバルブ。
- バルブボディの対抗する壁にＴＣ開口及びＰＣ開口がそれぞれ形成され、単一シャフトに連結されたＴＣ側弁体及びＰＣ側弁体がバルブボディ内に配設され、単一シャフトの操作によりＴＣ側弁体がＴＣ開口を閉じたり、ＰＣ側弁体がＰＣ開口を閉じたり、前記両弁体が前記両開口を全開させて物体を通過可能とさせたりするゲートバルブにおいて、
ＰＣ側弁体及びＴＣ側弁体の少なくとも一方の弁体の内側面に回転掛止具が回動可能状態に支持され、回転掛止具の先端に掛止面が形成され、スプリングの弾発力によって掛止面が単一シャフトの接合面に付勢されて、前記弁体が掛止可能とされ、前記弁体の内側面にロッド支持部材が配設され、ロッド支持部材の雌ねじにメンテロッドの雄ねじが螺合され、メンテロッドの雄ねじの先端が回転掛止具を押圧して掛止を解除可能とされたことを特徴とするゲートバルブ。 - ロッド支持部材が回転掛止具の上方に位置され、スプリングがロッド支持部材と回転掛止具の後端部との間に介装され、メンテロッドの雄ねじの先端が回転掛止具の先端側の上面に当接可能とされた請求項４のゲートバルブ。
- 上面視で回転掛止具の掛止面及び単一シャフトの接合面が傾斜した面とされ、傾斜した掛止面の全面が傾斜した接合面に接合可能とされた請求項４又は５のゲートバルブ。
- 弁体の内側面にシャフト押え部材が形成され、シャフト押え部材の先端に押え面が形成され、単一シャフトの接合面の左右方向の反対側に第２接合面が形成され、上面視でシャフト押え部材の押え面及び単一シャフトの第２接合面が傾斜した面とされ、傾斜した押え面の全面が傾斜した第２接合面に接合可能とされた請求項４ないし６のいずれか一つのゲートバルブ。
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