JP2009208658A

JP2009208658A - 真空装置用扉開閉装置

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Publication number: JP2009208658A
Application number: JP2008054376A
Authority: JP
Inventors: Hisao Kitayama; 尚男北山
Original assignee: Taiyo Nippon Sanso Corp
Current assignee: Taiyo Nippon Sanso Corp
Priority date: 2008-03-05
Filing date: 2008-03-05
Publication date: 2009-09-17
Anticipated expiration: 2028-03-05
Also published as: JP5199703B2

Abstract

【課題】簡単な構造で地震時の荷重を低減でき、小さな力で扉を真空容器に押し付けることができる大型真空装置に適した扉開閉装置を提供する。
【解決手段】軸線を水平方向に向けて配置した円筒状の真空容器１１の開口部１１ａを、軸線に直交する方向の水平方向に移動する扉１２によって開閉する。開口部１１ａの前方床面に前記軸線に直交する方向に設けられたガイドレール１７と、該ガイドレール１７にガイドされて移動する台車１３ａと、該台車１３ａ上に設けられた門形フレーム１４と、該門形フレーム上部の梁１４ｂに設けた扉吊持手段１５とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空装置用扉開閉装置に関し、詳しくは、宇宙環境試験装置等に用いられる大型真空容器の開口部を開閉する扉を、真空容器の軸線に直交する方向の水平方向に移動させて前記開口部を開閉する真空装置用扉開閉装置に関する。

従来、宇宙環境試験装置等の大型真空装置に用いられる真空容器用の扉の開閉装置としては、扉を載せた台車を真空容器の軸線方向に前後進させる直進型開閉装置（例えば、特許文献１参照。）や、真空容器の上方に設けた上部レールに扉を真空容器の開口部に向けて移動可能に吊持させる吊下型開閉装置（例えば、特許文献２参照。）や、ヒンジを介して扉を真空容器に連結して扉を回転させることにより開閉させるヒンジ式開閉装置（例えば、特許文献３参照。）が知られている。
特開２００７−１０６３４２号公報特開平７−１２５７００号公報特開２００３−１３７２００号公報

しかし、直進型の開閉装置では、扉周辺の作業スペースを確保するために、真空容器の軸線方向に大きなスペースが必要になるとともに、地震発生時に扉の重量とバランスを取るための大きなバランスウエイトが必要となり、大型の真空装置には適さなかった。

また、吊下型の開閉装置では、扉が移動する空間に扉を支持する構造物を作ることができないことから、真空容器後方に設けた支持構造物から扉を片持ち支持する構造となっていた。このため、支持構造物には高い強度が必要となるとともに、基礎との取合部分に引抜荷重と圧縮荷重とが作用することから、厚い基礎が必要となっていた。また、支持構造物は大きなスペースを占有することから、シュラウド冷却用の弁や真空ポンプ類を配置するためのスペースは別途設けなくてはならなかった。さらに、扉を閉じる際には、扉と開口部のフランジ同士を締め付けるクランプ装置が必要であった。

さらに、ヒンジ式の開閉装置では、ヒンジに近いパッキンに大きな負荷が掛かり、パッキンの寿命が短かった。また、真空容器が大型になると地震時の転倒を防止するために、強度の高いヒンジ装置が必要となり、真空容器と扉との平行度を確保する調整機構も大型となっていた。また、扉を真空容器に押し付けるためのクランプ装置も必要となっていた。

また、台車上に扉を載置して真空容器の軸線に直交する方向の水平方向に移動させる方式も提案されているが、扉を台車上に強固に固定しなければならず、開口部に扉を押し付けるために大掛かりな装置を必要としていた。

そこで本発明は、簡単な構造で地震時の荷重を低減でき、小さな力で扉を真空容器に押し付けることができる大型真空装置に適した扉開閉装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明は、軸線を水平方向に向けて配置した円筒状の真空容器の開口部を、前記軸線に直交する方向の水平方向に移動する扉によって開閉する真空装置用扉開閉装置において、前記開口部の前方床面に前記軸線に直交する方向に設けられたガイド手段と、該ガイド手段にガイドされて移動する台車と、該台車上に設けられた門形フレームと、該門形フレーム上部の梁に設けた扉吊持手段とを備えていることを特徴とし、前記扉吊持手段は、前記扉を前記真空容器の軸線方向に移動させる扉移動手段を備えていると好適で、また、前記扉吊持手段は、前記扉移動手段と前記扉との間に、該扉を前記真空容器の軸線方向に移動可能に吊持する吊持部材を備えていても良い。さらに、前記扉の下部を前記真空容器の開口部に向かって押圧する扉下部押圧手段を設けることもできる。

本発明の真空装置用扉開閉装置によれば、台車上に設けた門形フレームの梁から扉を吊持したことにより、扉を簡単な構造で安定して開閉移動させることができる。また、軽量な構造とすることができるので、基礎の負担も軽減でき、コストの低減を図ることができる。さらに、真空容器の開口部に対して横方向に開閉するように形成することにより、シュラウド冷却用の弁や真空ポンプ類を配置するためのスペースを十分に確保することができ、省スペース化を図ることができる。さらに、扉を揺動可能な状態で上吊り形式とすることにより、地震等の揺れで扉が転倒する危険性も低減できる。

図１は本発明を大型宇宙環境試験装置に適用した一形態例を示す真空装置用扉開閉装置の正面図、図２は側面図、図３は上部断面側面図、図４は上部断面正面図、図５は下部断面側面図である。

宇宙環境試験装置１０は、内部に試験体を収容する横向円筒状の真空容器１１と、該真空容器１１の開口部１１ａを開閉する扉１２とを有するもので、前記真空容器１１の内周には、液体窒素により冷却されるシュラウド（図示せず）が配設されるとともに、容器内部を真空排気するための真空排気装置が接続され、真空容器１１の内部に模擬宇宙空間を形成できるようにしている。また、開口部１１ａの外周と扉１２の外周とには、リング状のパッキン（図示せず）を介して両者を密着させるためのフランジ部１１ｂ，１２ａがそれぞれ設けられている。

扉１２は、移動架台１３に吊持された状態で前記真空容器１１の軸線に直交する方向の水平方向に移動して前記開口部１１ａを開閉する。移動架台１３は、台車１３ａの上に、左右一対の柱１４ａ，１４ａと梁１４ｂとからなる門形フレーム１４を設けたものであって、前記梁１４ｂには、前記扉１２を吊持する扉吊持手段１５が２箇所に設けられ、前記台車１３ａには、前記扉１２の下部を前記開口部１１ａに向かって押圧する扉下部押圧手段１６が設けられている。また、前記開口部１１ａの前方の床面部ＦＬには、前記真空容器１１の軸線に直交する方向のガイド手段である一対のガイドレール１７が敷設されており、前記台車１３ａには、電動装置（図示せず）によってガイドレール１７上を転動する複数の車輪１３ｂが設けられている。

扉１２は、鏡板部１２ｂと、該鏡板部１２ｂの真空容器側外周に設けられた前記フランジ部１２ａとを有するもので、鏡板部１２ｂの外面には、前記扉吊持手段１５の位置に対応した２個のブラケット１２ｃ，１２ｃが設けられ、フランジ部１２ａの下部には、前記扉下部押圧手段１６の位置に対応した押板１８が設けられている。

前記扉吊持手段１５には、前記扉１２を前記真空容器１１の軸線方向に移動させる扉移動手段１９がそれぞれ設けられている。この扉移動手段１９は、梁１４ｂの下面部に設けられた箱形の上ガイド部材１９ａ内に収容されるもので、上ガイド部材１９ａの両側板及び底板には、真空容器１１の軸線方向にそれぞれ設けられた長孔からなる側部ガイド孔１９ｂ，１９ｂと底部ガイド孔１９ｃとが設けられている。

上ガイド部材１９ａの内部には、真空容器１１の軸線と平行な方向に伸縮するロッド２０ａを備えた上部油圧シリンダ２０と、前記ロッド２０ａの先端部に、該ロッド２０ａと直交する水平方向に設けられて前記側部ガイド孔１９ｂ，１９ｂから外方に突出する支軸２０ｂ，２０ｂと、該支軸２０ｂに上端部が回動可能に軸支されて下端部が前記底部ガイド孔１９ｃから下方に突出する吊持部材２０ｃとが収容されるとともに、前記支軸２０ｂの両先端部には、上ガイド部材１９ａの下部側方に突出したガイド面１９ｄ上を転動する一対のガイドローラ２０ｄ，２０ｄがそれぞれ取り付けられ、前記吊持部材２０ｃの下端部には、前記支軸２０ｂと平行な方向の連結ピン２１を介して前記ブラケット１２ｃが回動可能に連結されている。この吊持部材２０ｃとブラケット１２ｃとは、扉１２の重心に対応した位置で連結され、フランジ部１１ｂ，１２ａの間隔が数十ｍｍ、例えば２０ｍｍ程度離れた位置で、扉１２が略直立状態で吊持されるように設定されている。

また、前記扉下部押圧手段１６は、前記台車１３ａの台板１３ｃ上に、真空容器１１の軸線と平行な方向に伸縮するロッド２２ａを備えた下部油圧シリンダ２２を設けたものであって、前記ロッド２２ａの先端側は、前記押板１８を軸方向に移動可能な状態で貫通しており、押板１８より下部油圧シリンダ２２側のロッド２２ａには、ロッド２２ａの伸長時に前記押板１８を押圧する押圧部材２３が取り付けられ、ロッド２２ａの先端には、前記押板１８の抜け止め２２ｂが取り付けられている。さらに、前記台板１３ｃ上には、前記上部油圧シリンダ２０及び前記下部油圧シリンダ２２を作動させるための油圧ユニット２４が設けられている。

前記扉１２が開いた状態では、前記上部油圧シリンダ２０及び前記下部油圧シリンダ２２が共に短縮した状態になっており、フランジ部１１ｂ，１２ａが離間して扉１２は、扉吊持手段１５の吊持部材２０ｃにより、支軸２０ｂ及び連結ピン２１を介して下部が真空容器１１の方向に揺動可能な状態となっている。また、扉１２の下部の押板１８は、押圧部材２３と抜け止め２２ｂとの間に位置しており、ロッド２２ａによって真空容器１１の軸線と直交する方向への揺動が規制され、真空容器１１の方向への揺動は許容された状態となっている。

前記扉１２を閉じるときには、車輪１３ｂを回転駆動し、ガイドレール１７に沿って移動架台１３を真空容器１１の開口部１１ａに対応する位置に移動させ、真空容器１１の軸線と扉１２の中心線とを一致させた後、油圧ユニット２４によって上部油圧シリンダ２０及び前記下部油圧シリンダ２２の各ロッド２０ａ，２２ａを伸長させる。上部油圧シリンダ２０のロッド２０ａが伸長することにより、ガイド面１９ｄ上を転動するガイドローラ２０ｄ，２０ｄにガイドされて支軸２０ｂが真空容器１１の方向に移動し、この支軸２０ｂの移動に伴って、吊持部材２０ｃ、連結ピン２１及びブラケット１２ｃを介して扉１２が真空容器１１の開口部１１ａに向かって移動する。このとき、真空容器１１及び扉１２の両フランジ部１１ｂ，１２ａが当接した後も支軸２０ｂが真空容器１１の方向に僅かに移動することにより、扉１２の全体が真空容器１１の開口部１１ａに押し付けられた状態となる。さらに、下部油圧シリンダ２２のロッド２０ａが伸長して押圧部材２３が押板１８を押圧することにより、扉１２の下部を開口部１１ａに押圧する。

これにより、真空容器１１の開口部１１ａは扉１２によって密封された状態になる。この状態で真空容器１１の内部を真空引きすることにより、大気圧が扉１２を開口部１１ａに押圧する方向に作用するので、開口部１１ａと扉１２とを十分に密封することができる。また、必要に応じて従来と同様のクランプ装置により両フランジ部１１ｂ，１２ａを圧接させてパッキンを締め付けるようにしてもよい。

扉１２を開くときには、真空容器１１の内部を大気圧に戻した後、上部油圧シリンダ２０及び下部油圧シリンダ２２の各ロッド２０ａ，２２ａを短縮させて両フランジ部１１ｂ，１２ａを離間させた後、車輪１３ｂを回転駆動して移動架台１３をガイドレール１７に沿って横方向に移動させればよい。

また、下部油圧シリンダ２２のロッド２２ａを短縮させる際に、前記パッキンが密着した状態で、両フランジ部１１ｂ，１２ａが離れにくい場合でも、抜け止め２２ｂが押板１８を両フランジ部１１ｂ，１２ａの離間方向へ押動することにより、両フランジ部１１ｂ，１２ａを確実に離間させることができる。

このように、門型構成を有する門形フレーム１４の梁１４ｂから扉１２を吊持したことにより、台車上に扉を立設させるときのように、台車と扉とを強固に固定して転倒防止を図る必要がなくなるので、移動架台１３や扉１２の構造の簡略化や軽量化を図ることができる。これにより、基礎部分の負担を軽減することができ、工事費の削減や工期の短縮等を図れる。また、梁１４ｂに設けた扉吊持手段１５に扉１２を軸線方向に移動させる扉移動手段１９を設けることにより、簡単な構造で扉１２を軸線方向に移動させることができる。

さらに、本形態例では、真空容器１１の開口部１１ａを開閉する際には、上部油圧シリンダ２０及び下部油圧シリンダ２２を作動させて扉１２のみを真空容器１１の軸線方向に移動させるだけでよいことから、従来のように台車上の扉を真空容器の軸線方向に移動させるための押し付け装置に比べて軽い力で扉１２を開口部１１ａに向けて移動させることができ、上部油圧シリンダ２０及び下部油圧シリンダ２２として小型のものを採用することができる。

また、扉１２を真空容器１１の軸線方向に対して揺動可能な状態で吊持することにより、扉１２が開いた状態で地震による揺れが移動架台１３に作用したとき、真空容器１１の軸線方向の揺れに対しては、扉１２が揺動することによって揺れを吸収するので、移動架台１３に大きな振動加速度が加わることはなく、台車１３ａや移動架台１３を真空容器１１の軸線方向に支持するガイドレール１７の間隔を大きく取らなくても、移動架台１３が転倒することを防止できる。一方、真空容器１１の軸線と直交する方向の揺れに対しては、台車１３ａの両端部に位置する車輪１３ｂ，１３ｂの軸距が扉１２の直径以上に設定されているので、この方向に転倒することはなく、押板１８を貫通した下部油圧シリンダ２２のロッド２０ａによって扉１２がこの方向に揺動することも規制される。

さらに、扉１２を閉じた状態での地震の揺れに対しては、吊持部材２０ｃを介して扉１２を移動架台１３に連結しているので、真空容器１１側から扉１２を通して移動架台１３に地震の加速度が直接伝播されることはなく、真空容器１１と移動架台１３とが独立した状態になるため、移動架台１３における地震荷重を小さくすることができる。

これらのことから、移動架台１３における台車１３ａの奥行き寸法やガイドレール１７の間隔を従来の台車方式に比べて大幅に小さくすることができ、扉１２を支持するための構造物の簡略化及び軽量化が可能となり、ガイドレール１７や基礎部分の負担を軽減してこれらの構造の簡略化や工事費の削減等を図ることができる。

加えて、真空容器１１の開口部に対して扉１２を横方向に移動させて開閉するように形成したことにより、シュラウド冷却用の弁や真空ポンプ類を配置するためのスペースを確保することができるとともに、宇宙環境試験装置等の設置スペースの省スペース化を図ることができる。

なお、本形態例では、移動架台１３の梁１４ｂに設けた扉吊持手段１５に扉１２を軸線方向に移動させる扉移動手段１９を設けているが、梁１４ｂや柱１４ａ等の他の部分に扉吊持手段１５とは独立した状態で扉移動手段を設けることもでき、真空容器１１側に扉１２を引き寄せる扉移動手段を設けることも可能である。また、吊持部材２０ｃを使用しないで扉１２を扉吊持手段１５の支軸２０ｂに揺動可能に吊持させることも可能である。さらに、扉下部押圧手段も、移動架台１３の他の部分に設けることができ、真空容器１１側に扉１２の下部を引き寄せる装置を設けることもできる。

本発明の一形態例を示す大型真空装置用扉開閉装置の正面図である。同じく大型真空装置用扉開閉装置の側面図である。同じく大型真空装置用扉開閉装置の上部断面側面図である。同じく大型真空装置用扉開閉装置の上部断面正面図である。同じく大型真空装置用扉開閉装置の下部断面側面図である。

符号の説明

１０…宇宙環境試験装置、１１…真空容器、１１ａ…開口部、１１ｂ…フランジ部、１２…扉、１２ａ…フランジ部、１２ｂ…鏡板部、１２ｃ…ブラケット、１３…移動架台、１３ａ…台車、１３ｂ…車輪、１３ｃ…台板、１４…門形フレーム、１４ａ…柱、１４ｂ…梁、１５…扉吊持手段、１６…扉下部押圧手段、１７…ガイドレール、１８…押板、１９…扉移動手段、１９ａ…上ガイド部材、１９ｂ…側部ガイド孔、１９ｃ…底部ガイド孔、１９ｄ…ガイド面、２０…上部油圧シリンダ、２０ａ…ロッド、２０ｂ…支軸、２０ｃ…吊持部材、２０ｄ…ガイドローラ、２１…連結ピン、２２…下部油圧シリンダ、２２ａ…ロッド、２２ｂ…抜け止め、２３…押圧部材、２４…油圧ユニット、ＦＬ…床面部

Claims

軸線を水平方向に向けて配置した円筒状の真空容器の開口部を、前記軸線に直交する方向の水平方向に移動する扉によって開閉する真空装置用扉開閉装置において、前記開口部の前方床面に前記軸線に直交する方向に設けられたガイド手段と、該ガイド手段にガイドされて移動する台車と、該台車上に設けられた門形フレームと、該門形フレーム上部の梁に設けた扉吊持手段とを備えていることを特徴とする真空装置用扉開閉装置。
前記扉吊持手段は、前記扉を前記真空容器の軸線方向に移動させる扉移動手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の真空装置用扉開閉装置。
前記扉吊持手段は、前記扉移動手段と前記扉との間に、該扉を前記真空容器の軸線方向に移動可能に吊持する吊持部材を備えていることを特徴とする請求項２記載の真空装置用扉開閉装置。
前記扉の下部を前記真空容器の開口部に向かって押圧する扉下部押圧手段を備えていることを特徴とする請求項２又は３記載の真空装置用扉開閉装置。