JP2023073983A - バルブプレート - Google Patents

Abstract

【課題】真空バルブの閉状態において、弾性シール部材の均一な圧縮を可能とする。【解決手段】バルブプレートは、前側にシール部材２が取り付けられているプレート部１と、プレート部１の後側に配置され、バルブプレートを真空バルブの支持装置に連結するための連結装置と、を備えている。連結装置が、縦方向に延在している２つの連結部５を有している、縦方向３に離間している両端部において各連結部５がプレート部１に対して連結されている。各連結部５が、その両端部の間の領域においてプレート部１から間隔をあけて配置され、プレート部１と各連結部５との間に延在しているスロット６を形成している。各連結部５が、真空バルブの支持装置の各バルブロッドの端部に連結するための連結機構５ｃをその縦延在部分の中央部分において有している。【選択図】図２

Description

本発明は、バルブプレートであって、前側にエラストマー材料のシール部材が取り付けられ、かつ、縦方向の延在部分が当該縦方向に対して垂直な幅方向の延在部分より大きいプレート部と、前記プレート部の前側とは反対側の後側に配置され、前記バルブプレートを真空バルブの支持装置に連結するための連結装置と、を備えているバルブプレートに関する。

バルブロッドにより構成されている真空バルブの支持装置に連結するための連結装置として、バルブロッドに対して垂直に延在している軸線まわりにバルブプレートの揺動を可能とするジョイントまたは関節機構を有するバルブプレートが知られている。真空バルブの閉状態において、構造上の公差および弾性変形、特にバルブロッドのわずかなたわみが補正されることにより、バルブプレートの前側に配置されたシール部材のより均一な圧縮を達成することができる。しかし、真空バルブの真空領域における関節機構を介した連結は、表面が相互に変位する際にパーティクルが発生するため、望ましくない。

前記のようなタイプのバルブプレートが開示されている（例えば、特許文献１参照）。バルブプレートのプレート部がその前側にエラストマー材料からなるシール部材を備え、プレート部の後側において縦方向に延在している連結部が連結装置として配置され、その両端部がプレート部に対して連結されている。両端部の間には、連結部がプレート部から間隔をおいて配置され、連結部の縦中央部には、当該連結部をバルブロッドの端部に連結するための連結機構が設けられており、バルブロッドの端部が連結部の凹部に挿入されてそこに螺合されている。バルブプレートのバルブロッドに対する一定の揺動は、連結部のねじれ（ひねり）の形態の弾性変形によって可能となる。

米国特許公開公報 ＵＳ２０１１／０１０８７５０Ａ１

本発明の目的は、真空バルブの閉状態において、弾性シール部材の均一な圧縮が可能となる、前述のタイプの有利なバルブプレートを提供することである。

本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴を有するバルブプレートによって達成される。

本発明に係るバルブプレートは、縦方向に延在している第１連結部および第２連結部を備え、第１連結部が、プレート部の縦中央部（縦方向または長手方向の中央部）の一方側に配置され、第２連結部がプレート部の縦中央部の他方側に配置されている。縦方向に離間している両端部により、各連結部がプレート部の後側に連結されている。その両端部の間の領域において、プレート部と各連結部との間にそれぞれのスロットが形成されるように、各連結部がプレート部からそれぞれ間隔をあけて配置されている。その縦延在部分の中央部分において、各連結部が、真空バルブの支持装置のそれぞれのバルブロッドに連結するための連結機構を有している。

連結部がねじれ（またはひねり）の携帯でたわむことにより、バルブプレートの角度がシール面の正確な位置に合わせられる。バルブプレートが、バルブロッドに対して垂直な軸線まわりに（わずかながら）傾動する。第１連結部および第２連結部を備えている本発明に係る連結装置の構成に起因して、バルブロッドに対して垂直な軸線に対するバルブプレートの偏向が低減されうる。この場合、バルブプレートの縦方向に延在しているシール部材の長手部分または長手脚部の圧縮の均一性を、当該長手部分の全長にわたって向上させることができる。幅方向に延在しているシール部材の短手部分または短手脚部の圧縮と、シール部材の長手部分の圧縮との偏差または相違がこれにより低減されうる。

本発明の有利な実施形態において、各連結部が、その端部のそれぞれから連結部の縦延在部分の中央部分まで延在している板状の第１連結アームおよび第２連結アームを備えている。好ましくは、これらの板状の連結アームが、バルブプレートの平面に延在しているプレート部の前側に対して２０°以下の角度をなす平面に存在し、これにより、当該平面は、連結部の各端部から縦中央部までプレート部の前側から離間している。

板状の第１連結アームおよび第２連結アームが、各連結アームの縦延在部分の中央部分において、連結機構が形成されている肉厚部を介して相互に連結されてもよい。

本発明の有利な実施形態では、連結機構が、連結部の第１狭小側面の領域に形成されており、それぞれの連結部が、第１狭小側面に対して幅方向に連続または隣接している延在部分と比較して、その反対側の第２狭小側面に対して幅方向に連続または隣接している延在部分において、好ましくはバルブプレートのプレート部に向かって突出した補強ウェブにより補強されている。

本発明のさらなる利点および詳細は、添付図面を参照して以下に説明される。

本発明に係るバルブプレートの一実施形態の一の方向からの斜視図。 本発明に係るバルブプレートの一実施形態の他の方向からの斜視図。 本発明に係るバルブプレートの一実施形態の正面図。 本発明に係るバルブプレートの一実施形態の背面図。 縦方向に延在している一方の狭小側面におけるバルブプレートの側面図。 縦方向に延在している他方の狭小側面におけるバルブプレートの側面図。 図５のＡ－Ａ線に沿ったバルブプレートの断面図。 図５のＢ－Ｂ線に沿ったバルブプレートの断面図。 図１～図８に示されている本発明に係るバルブプレートを有する真空バルブの簡略図。 図９のＣ－Ｃ線に沿った開状態の真空バルブの断面図。 図９のＤ－Ｄ線に沿った開状態の真空バルブの断面図。 中間状態における真空バルブの図１０に対応する断面図。 閉状態における真空バルブの図１０に対応する断面図。

本発明に係るバルブプレートの第１実施形態が図１～図８に示されている。バルブプレートはプレート部１を有し、その前側または前側面には、好ましくは平坦または実質的に平坦に形成された、エラストマー材料からなる環状のシール部材２が取り付けられている。例えば、シール部材２は、プレート部１に加硫接着されていてもよい。溝にＯ－リングが設けられていてもよい。

プレート部１は、幅ｂよりも大きい、好ましくは２倍以上の長さａを有している。プレート部１は、縦方向３または長手方向の縦延在部分またはサイズが、縦方向３に対して垂直な幅方向４または横方向における幅延在部分またはサイズよりも大きく、好ましくは２倍以上大きい。

プレート部１の厚さは、幅ｂよりも実質的に小さく、好ましくは半分以下である。

プレート部１の前側を上方から臨んだ場合、前述のように本実施形態におけるプレート部１は、好ましくは角が丸みを帯びた矩形状の輪郭を有している。

縦方向に延在している第１連結部５および第２連結部５を有する連結装置は、バルブプレートをバルブロッドに連結する役割を担っている。各連結部５は、幅方向４よりも縦方向３に大きく延在している。好ましくは、各連結部５の縦方向３の延在部分またはサイズは、幅方向４の延在部分またはサイズに対して２倍以上である。

第１連結部５および第２連結部５は、プレート部１の縦中央部（＝縦方向３の延在了以域の中央部）の両側に存在している。好ましくは、両方の連結部５は、プレート部１の縦中央部に対して対称的に配置され、かつ、その縦延在部分が相互に平行であり、幅方向４の延在部分の中央部の領域においてプレート部１の縦延在部分に対して平行に延在している。

各連結部５は、縦方向３に離間したその両端部においてのみ、プレート部１の前側とは反対側の後側に連結されている。本実施形態では、プレート部１の後側には、プレート部１が比較的厚く、かつ、縦方向３に延在している部分において、縦方向３に延在した補強リブ１ａが形成されている。補強リブ１ａは、プレート部１の後側に段差状の高さを形成している。各連結部５の両端部は、補強リブ１ａの領域においてプレート部１に連結されている。

補強リブ１ａが省略されてもよく、プレート部１が、少なくとも後側が実質的に平坦に形成されていてもよい。必要であれば、プレート部１が少しだけ厚く形成されていてもよい。

各連結部５の両端部の間にある領域において、当該各連結部５はプレート部１から間隔をあけて存在し、これによりプレート部１と各連結部５との間にスロット６が形成されている。

本実施形態では、プレート部１および各連結部５が一体的に形成され、バルブプレートの金属製の基体を構成している。これに代えて、プレート部１および連結部５が複数の部品により構成され、当該複数の部品を固定する連結要素が設けられていてもよい。例えば、各連結部５が別個の部品として構成され、その両端部がプレート部１に対して溶接されていてもよい。また、各連結部５の両端部がプレート部１に対してネジ止めされていてもよい。

プレート部１の縦中央部において、図示されているように、両端部を相互に向けた２つの連結部５が、互いに、かつ、プレート部１と一体の材料により、または、一体的に形成されていてもよい。

各連結部５は、幅方向４について相互に対向している第１狭小側面５ａおよび第２狭小側面５ｂにより画定されている（図４参照）。特に、第１狭小側面５ａおよび第２狭小側面５ｂは、バルブプレートの前側の平面１５に対して垂直に延在している。第１狭小側面５ａの縦延在部分の中央部分において、各連結部５には連結機構５ｃが形成されている。これは、各バルブロッドの先端部分に連結する役割を担う。このため、連結機構５ｃは幅方向４に配向している。本実施形態では、連結機構５ｃは、第１狭小側面５ａに位置する連結部５の狭小または幅狭の側面（＝周縁面）における凹部の形態で構成されている。この凹部にバルブロッド８の先端部分が挿入される。図４において、各連結部５に連結されたバルブロッドの一部が破線で示されている。凹部の底部には、第２狭小側面５ｂに位置する連結部５の狭小の側面（＝周縁面）まで続く穴５ｄが設けられている。この穴５ｄを通じて、バルブロッド８の端部におけるネジ山に締結用ネジ７（図４では破線で表示されている。）が螺合されうる。そして、バルブプレートに連結されたバルブロッド８は、図４に示されているように、第１狭小側面５ａにおいて各連結部５から突出している。

各連結部５は、その端部のそれぞれから縦中央部まで延在している２つの板状の連結アーム５ｅ、５ｆを有し、連結機構５ｃが形成されている凹部を介して相互に連結され、本実施形態では一体的に形成されている。したがって、連結アーム５ｅ、５ｆの厚さは、その長さおよびその幅よりも実質的に小さい。

本実施形態では、板状の連結アーム５ｅ、５ｆは、平面１５に延在しているプレート部１の前側と２０°以下の角度をなす平面１６、１７に延在している。連結アーム５ｅ、５ｆは、連結部５の端部のそれぞれから連結部５の縦中央部にかけてプレート部１の前側から離間している（図５参照）。平面１６、１７は平面１５に対して傾斜している。平面１６、１７と平面１５都がなす角度は５°以上であることが好ましい。

各連結部５は、板状の連結アーム５ｅ、５ｆからプレート部１に向かって突出する補強ウェブ５ｇをさらに有している。補強ウェブ５ｇは、各連結部５の第２狭小側面５ｂに連続している延在部分に配置されている。横断面において（図８、図９および図１０参照）、補強ウェブ５ｇは、連結アーム５ｅ、５ｆに対して垂直である。各連結部５は、第２狭小側面５ｂに対して幅方向４に連続している延在部分が、第１狭小側面５ａに対して幅方向４に連続している延在部分と比較して、補強ウェブ５ｇにより補強されている。各連結部５の幅方向４の延在部分のうち、第２狭小側面５ｂに対して連続しているその半分の領域、本実施形態では、第２狭小側面５ｂに直接的に当該補強部材が配置されている。

本実施形態では、補強ウェブ５ｇは、プレート部１の前側が存在する平面１５に対して垂直な平面に存在する。

変形実施形態において、第２狭小側面５ｂに連続している部分における連結部５の補強は、異なる方法で、特に当該領域における各連結部５の比較的大きな厚さによって実現されていてもよい。例えば、連結アーム５ｅ、５ｆは、その縦方向に延在している段差を有し、それによって、連結アーム５ｅ、５ｆは、第１狭小側面５ａに連続している延在部分と比較して、第２狭小側面５ｂに連続している延在部分において厚くなるように形成されていてもよい。

本発明に係るバルブプレートを有する真空バルブが簡略化され、部分的に模式化された構成が図９～図１３に示されている。バルブプレートを支持する支持装置は、真空バルブの第１バルブロッド８および第２バルブロッド８を備えている。第１バルブロッド８および第２バルブロッド８は、後述するように、各連結部５の連結機構５ｃに対して連結されている。バルブプレートは、固定ネジ７によって各バルブロッド８に対して固定または締結されている。バルブプレートおよびこれに連続または隣接しているバルブロッド８の部分が、バルブハウジング９の内部空間に配置されている。真空バルブの開状態において、バルブプレートはバルブ開口部１０を開放し、ひいてはバルブ開口部１０およびこれの反対側にある開口部１１との間で延在しているバルブハウジング９の内部通路を開放する（図１０参照）。真空バルブの閉状態において、バルブ開口部１０はバルブプレートによって閉じられ封止される（図１３参照）。

バルブロッド８は、例えばベローズ１２のそれぞれによってバルブハウジング９の内部から封止または遮断された状態で導出されている。真空バルブを開閉するには、真空領域の外部空間に配置されたバルブ駆動機構によってバルブロッド８が駆動される。このため、縦駆動機構１３および横駆動機構１４が模式的に図示されている。バルブロッド８が、縦駆動機構１３により、真空バルブの開状態から、バルブプレートがバルブ開口部１０に対向しているものの、そこから離間している中間状態まで、その縦方向に変位する（図１２参照）。バルブロッド８、ひいてはバルブプレートが、横駆動機構１４により、この中間状態から、バルブロッド８の縦軸線に対して垂直な方向に変位し、この結果、バルブプレートのシール部材２がバルブハウジング９の内側でバルブ開口部１０を取り囲むバルブシートに対して押し当てられる。バルブシートは、シール面によって構成されている。

本発明に係るバルブプレートを備えている真空バルブは、設計変更されてもよい。例えば、中間状態から真空バルブを閉じるために、バルブロッド８の縦軸線に対して垂直に延在している揺動軸線のまわりにバルブロッド８が揺動されてもよい。
複数のバルブロッド８に対して共通の縦駆動機構１３および／または共通の横駆動機構１４が設けられていてもよい。

連結機構５ｃおよびそれと協働するバルブロッド８の端部も設計変更されてもよい。

バルブプレートがバルブシートに押し付けられた場合、バルブロッド８に一定のたわみが生じる。バルブシートに対するバルブプレートの角度は、各連結部５のたわみによって調整可能である。各連結部５のたわみは、特に、連結部５のひねり（＝ねじれ）である。第２狭小側面５ｂに対して幅方向４に連続している延在部分において各連結部５が補強されることにより、そのような補強がなされずに設計された連結部と比較して、バルブ駆動機構の反対側においてバルブプレートに設けられているシール部材２の（長辺部分または長辺脚部の）縦方向への圧縮が増長されうる。このようにして、バルブ駆動機構の反対側にあるシール部材２の縦方向への圧縮が、バルブ駆動機構に近いシール部材２の（長辺部分または長辺脚部の）縦方向への圧縮に適合されうる。

バルブプレートの各連結部５の補強機構は、連結部５の幅方向４の延在部分のうち、バルブ駆動機構から離間している半分に配置されている。

シール部材２の長辺部分の均一な圧縮だけでなく、少なくとも実質的にこれに均等なシール部材２の２つの短辺部分の圧縮は、プレート部１に対してその２つの端部でそれぞれ連結された２つの連結部を有するバルブプレートの設計と、２つの連結部の２つのバルブロッドとの協働によって実現される。

１‥プレート部
１ａ‥補強リブ
２‥シール部材
３‥縦方向
４‥幅方向
５‥連結部
５ａ‥第１狭小側面
５ｂ‥第２狭小側面
５ｃ‥連結機構
５ｄ‥穴
５ｅ‥連結アーム
５ｆ‥連結アーム
５ｇ‥補強ウェブ
６‥スロット
７‥固定ネジ
８‥バルブロッド
９‥バルブハウジング
１０‥バルブ開口部
１１‥開口部
１２‥ベローズ
１３‥縦駆動機構
１４‥横駆動機構
１５‥平面
１６‥平面
１７‥平面。

Claims (9)

1. バルブプレートであって、
   前側にエラストマー材料のシール部材（２）が取り付けられ、かつ、縦方向（３）の延在部分が当該縦方向（３）に対して垂直な幅方向（４）の延在部分より大きいプレート部（１）と、
   前記プレート部（１）の前側とは反対側の後側に配置され、前記バルブプレートを真空バルブの支持装置に連結するための連結装置と、を備え、
   前記連結装置が、縦方向に延在している第１連結部（５）および第２連結部（５）を備え、前記第１連結部（５）が前記プレート部（１）の縦中央部の一方側に配置され、前記第２連結部（５）が前記プレート部（１）の縦中央部の他方側に配置され、前記第１連結部（５）および前記第２連結部（５）のそれぞれが、前記縦方向（３）に離間している両端部において前記プレート部（１）に対して連結され、
   前記第１連結部（５）および前記第２連結部（５）のそれぞれが、前記プレート部（１）と前記第１連結部（５）および前記第２連結部（５）のそれぞれとの間に延在しているスロット（６）を形成するため、それらの両端部の間の領域において前記プレート部（１）から離間しており、かつ、それらの縦方向の延在部分の中央部分において、前記真空バルブの前記支持装置のバルブロッド（８）のそれぞれに端部に連結するための連結機構（５ｃ）をそれぞれ有している
   バルブプレート。
2. 請求項１に記載のバルブプレートにおいて、
   前記第１連結部（５）および前記第２連結部（５）のそれぞれが、その端部のそれぞれから縦延在部分の中央部分に延在している板状の第１連結アーム（５ｅ）および第２連結アーム（５ｆ）を有している
   バルブプレート。
3. 請求項２に記載のバルブプレートにおいて、
   前記第１連結アーム（５ｅ）および前記第２連結アーム（５ｆ）のそれぞれが、前記プレート部（１）の前側に延在している平面に対して２０°以下の角度をなす平面に存在し、当該平面が、前記前記第１連結部（５）および前記第２連結部（５）のそれぞれの端部のそれぞれから縦延在部分の中央部にかけて、前記プレート部（１）の前側から離間している
   バルブプレート。
4. 請求項２または３に記載のバルブプレートにおいて、
   前記第１連結アーム（５ｅ）および前記第２連結アーム（５ｆ）が、それぞれの縦延在部分の中央部分において、肉厚部を介して相互に連結され、当該肉厚部に前記連結機構（５ｃ）が形成されている
   バルブプレート。
5. 請求項１～４のうちいずれか１項に記載のバルブプレートにおいて、
   前記連結機構（５ｃ）が、前記第１連結部（５）および前記第２連結部（５）のそれぞれにおいて前記バルブロッドの端部を受け入れるための凹部を有する
   バルブプレート。
6. 請求項１～５のうちいずれか１項に記載のバルブプレートにおいて、
   前記プレート部（１）が、その前側と反対側の後側において、前記縦方向（３）に延在している補強リブ（１ａ）を有し、前記第１連結部（５）および前記第２連結部（５）のそれぞれの両端部が前記補強リブ（１ａ）に対して連結されている
   バルブプレート。
7. 請求項１～６のうちいずれか１項に記載のバルブプレートにおいて、
   前記連結機構（５ｃ）が、前記第１連結部（５）および前記第２連結部（５）のそれぞれの第１狭小側面（５ａ）の領域に形成され前記第１連結部（５）および前記第２連結部（５）のそれぞれが、当該第１狭小側面（５ａ）の反対側にある第２狭小側面（５ｂ）に対して前記幅方向（４）に連続している延在部分において、前記第１狭小側面（５ａ）に
   対して前記幅方向（４）に連続している延在部分と比較して補強されている
   バルブプレート。
8. 請求項７に記載のバルブプレートにおいて、
   前記第２狭小側面（５ｂ）に対して前記幅方向（４）に連続している延在部分において、前記第１連結部（５）および前記第２連結部（５）のそれぞれから、補強リブ（５ｇ）が前記バルブプレートの前記プレート部（１）に向かって突出している
   バルブプレート。
9. 請求項１～８のうちいずれか１項に記載のバルブプレートを備えている真空バルブであって、
   前記バルブプレートが、前記真空バルブを開閉するためのバルブ駆動機構（１３、１４）によって駆動される、前記真空バルブの第１バルブロッド（８）および第２バルブロッド（８）のそれぞれにより支持されている
   真空バルブ。

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