JP3337667B2 - ゲートバルブ - Google Patents

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）やその部品等からなる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】この種のゲートバルブは、例えば、特許第
２６１３１７１号公報に開示されているように、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】すなわち、従来技術に係るゲートバルブ１
は、図１４および図１５に示されるように、ワークを出
し入れする通路２が形成された弁箱３と、前記弁箱３内
に形成された弁座４に着座することにより前記通路２を
閉塞する弁ディスク５と、前記弁ディスク５に連結され
て上下動および傾動自在に設けられた弁ロッド６とを有
する。

【０００５】前記弁ロッド６の上部にはブロック７が連
結され、前記ブロック７の両側面には、一組のシリンダ
８ａ、８ｂのシリンダチューブ９の両側面にそれぞれ形
成されたガイド溝１０に沿って変位する枢軸１１が固着
され、前記ブロック７は、枢軸１１が係合するガイド溝
１０の案内作用下に上下動および傾動可能に設けられて
いる。なお、前記シリンダチューブ９、ブロック７およ
び枢軸１１はそれぞれ金属製材料によって形成されてい
る。

【０００６】換言すると、前記ブロック７は、枢軸１１
が係合するガイド溝１０の案内作用下に、引張ばね１２
を介してヨーク１３と一体的に上下方向に沿って直進運
動するとともに、前記ガイド溝１０の湾曲する下端部に
よって支持された枢軸１１を支点として矢印Ａ方向に傾
動運動するように構成されている（図１４参照）。従っ
て、前記弁ディスク５は、枢軸１１を支点として矢印Ｂ
方向に傾動して弁座４に着座することにより、通路２が
気密に閉塞される。

【０００７】なお、参照数字１４は、断面菱形の板状カ
ムを示し、傾斜した前記板状カム１４が略水平に変位す
ることにより、前記ブロック７がガイド溝１０の下端部
１０ａを支点として矢印Ａ方向に傾動するように設けら
れている。

【０００８】さらに、従来技術に係るゲートバルブ１で
は、弁ロッド６の外周面の一部に伸縮自在な筒状ベロー
ズ１５が装着され、前記筒状ベローズ１５は、弁ロッド
６が直進運動および傾動運動を行う際に弁箱３の室１６
内を気密に保持する機能を営む。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来技術に係るゲートバルブでは、シール手段として用
いられている筒状ベローズが高価であるため、製造コス
トを高騰させるという不具合がある。

【００１０】また、前記筒状ベローズを用いた場合、前
記筒状ベローズの一端部および他端部をそれぞれ弁ロッ
ドに保持するリング体等の固定金具が必要となり、部品
点数が多くなって製造コストが増大するという不具合が
ある。

【００１１】本発明は、前記の不具合を考慮してなされ
たものであり、製造コストを削減し且つ信頼性が高いシ
ール性能を保持す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。

【００１２】

【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
ドを介して弁箱の通路を開閉する弁ディスクと、前記弁
ロッドの外周面を囲繞するように設けられ、前記弁ロッ
ドが直進運動および傾動運動を行う際にシール機能を営
む環状のシール部材と、を備え、前記シール部材の中心
点が、前記支持部材の軸線と略一致するように設定され
ることを特徴とする。

【００１３】この場合、前記シール部材は、断面が楕円
形状または円形状からなり、弾性体によって形成された
パッキンを用いるとよい。また、前記パッキンと前記弁
箱との間に弁ロッドの外周面を囲繞するスクレーパを設
け、前記スクレーパの環状溝によって油溜まりを形成す
ることにより、潤滑性が保持される。

【００１４】本発明によれば、シール部材の中心点を支
持部材の軸線上に設定することにより、弁ディスクが直
進運動および傾動運動を行う際、前記シール部材によっ
て弁箱のシール性が保持される。従って、簡素な構造に
よってシール機能を発揮することにより、部品点数を削
減し製造コストを低減することができる。

【００１５】

【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。

【００１６】図１において、参照数字２０は、本発明の
第１の実施の形態に係るゲートバルブを示す。

【００１７】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所定角度
だけ傾動する一組の弁ロッド２４ａ、２４ｂと、前記弁
ロッド２４ａ、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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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
（支持部材）４６を支持するための断面半円状の凹部４
８（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る。

【００２１】前記貫通孔４４ａ、４４ｂの内壁面には、
図４に示されるように、弁ロッド２４ａ、２４ｂの外周
面を囲繞するリング状のパッキン（シール部材）５０が
環状溝を介して装着され、前記パッキン５０の中心点が
前記支持ローラ４６の軸線Ｔと略一致するように配設さ
れている。

【００２２】前記パッキン５０は、図４および図９に示
されるように、断面楕円形状を有するリング状の弾性体
からなり、前記断面楕円形状の長軸Ｃが水平軸と略平行
となるように形成されている。該パッキン５０の断面形
状を長軸Ｃが水平軸と略平行となる楕円形状に形成する
ことにより、弁ロッド２４ａ、２４ｂがパッキン装着部
分を支点として傾動動作した際のシール力をより一層増
大させることができる。

【００２３】この場合、前記パッキン５０は、弁ロッド
２４ａ、２４ｂが直進運動および傾動運動を行う際に、
弁箱３０の室内の圧力を気密に保持するシール機能を営
む。なお、前記パッキン５０の断面形状は、楕円形状に
限定されるものではなく、例えば、円形状に形成しても
よい。

【００２４】また、前記パッキン５０の上部側には環状
溝を介してリング状のスクレーパ５１が装着され、前記
スクレーパ５１には、弁ロッド２４ａ、２４ｂの外周面
にリップが接触することにより、前記外周面に塗布され
たグリスを貯留する環状溝５２が形成されている。従っ
て、前記環状溝５２に形成されたグリスの液溜まりによ
って弁ロッド２４ａ、２４ｂの潤滑性を向上させること
ができる。

【００２５】前記ベースプレート３８には、図１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５
３が孔部内に装着され、前記第１緩衝部材５３は金具５
５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４８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４
６の衝撃を吸収する機能を営む。

【００２６】前記シリンダ機構４２は、図３に示される
ように、両側面に軸線方向に沿って延在する段部５４
（図２参照）がそれぞれ形成され、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５
６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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】略平行に延在する前記レバー部材７８の両
側面には、横方向に向かって所定長だけ突出する一組の
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
る略円形状の凹部８６が形成されている。前記レバー部
材７８の両側面には略長円状に切り欠かれた長孔８８
ａ、８８ｂがそれぞれ形成され、前記長孔８８ａ、８８
ｂ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。

【００３１】さらに、前記レバー部材７８の両側面の上
部側には孔部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、変位部材８０の両側面に
形成された係合用溝部９６に係合するように設けられて
いる。

【００３２】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。

【００３３】前記変位部材８０の一組のフランジ部９８
ａ、９８ｂとレバー部材７８の一組の突出片８２ａ、８
２ｂ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
の円形状の凹部８６に係着されている。

【００３４】また、変位部材８０の両側面には、レバー
部材７８に係止されたピン部材９４の一端部が係合する
係合用溝部９６がそれぞれ形成されている。前記係合用
溝部９６の下端部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
係合用溝部９６の下端部９６ａから離脱して傾斜部９６
ｂ（図２参照）に沿って上昇することにより、弁ディス
ク２６が傾動可能となる。

【００３５】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、図４に示されるように、クリア
ランスを介してシリンダチューブ５６の段部５４に対し
て非接触状態に設けられている。また、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４６を支点と
して、弁ディスク２６、弁ロッド２４ａ、２４ｂおよび
変位部材８０が所定角度θだけ傾動する（図８参照）。

【００３６】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）。

【００３７】本発明の第１の実施の形態に係るゲートバ
ルブ２０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２８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。

【００３８】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の係合用溝部９６の下端部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孔８８ａ、８８
ｂの上部にローラ９２が係合した状態にある。

【００３９】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。

【００４０】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、
変位部材８０、弁ロッド２４ａ、２４ｂおよび弁ディス
ク２６が一体的に上昇する。前記弁ロッド２４ａ、２４
ｂが軸線方向に沿って直進運動を行う際、該弁ロッド２
４ａ、２４ｂの外周面を囲繞するパッキン５０によって
弁箱３０の室内の気密性が保持されるとともに、スクレ
ーパ５１の環状溝５２に形成された油溜まりによって潤
滑性が保持される。

【００４１】この場合、レバー部材７８はばね部材８４
の弾発力によって下方側に押圧された状態にあり、前記
レバー部材７８の両側面に固着された一組のピン部材９
４が変位部材８０の係合用溝部９６の下端部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。

【００４２】従って、レバー部材７８および変位部材８
０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。なお、前記レバー部材７８および変位部材
８０が一体的に上昇する際、変位部材８０の上部に軸支
された支持ローラ４６は、シリンダチューブ５６の段部
５４に接触しておらず、該レバー部材７８および変位部
材８０は、支持ローラ４６によってガイドされていない
（図５参照）。

【００４３】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。

【００４４】ピストンロッド６４が上昇して変位部材８
０の一端部がベースプレート３８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。

【００４５】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の長孔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）。

【００４６】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
のみが上昇し、その際、変位部材８０は、レバー部材７
８の両側面に形成された長孔８８ａ、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、レバー
部材７８の両側面に固着されたピン部材９４は、変位部
材８０の係合用溝部９６の下端部９６ａから離脱して傾
斜部９６ｂに沿って上昇する。

【００４７】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。

【００４８】弁ロッド２４ａ、２４ｂが支持ローラ４６
の軸線Ｔを支点として所定角度θだけ傾動運動を行う
際、パッキン５０の中心点が支持ローラ４６の軸線Ｔと
略一致するように配設されているため、弁ロッド２４
ａ、２４ｂが傾動しても確実に弁箱３０の室をシールす
ることができる。

【００４９】すなわち、パッキン５０の中心点が支持ロ
ーラ４６の軸線Ｔと略一致するように設定されているた
め、弁ロッド２４ａ、２４ｂは、パッキン５０が装着さ
れた部分を支点として所定角度θだけ傾動運動する。従
って、弁ロッド２４ａ、２４ｂが傾動運動をしても前記
弁ロッド２４ａ、２４ｂの外周面にパッキン５０が密着
した状態が維持されてシール機能が保持されるため、シ
ール性を劣化させることなく弁箱３０の室内の気密性を
保つことができる。

【００５０】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。

【００５１】すなわち、変位部材８０が長孔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。なお、ピストン６０が下降するとき、ばね部材
８４の弾発力によってレバー部材７８が下方側に向かっ
て押圧されるため、上部側シリンダ室５８ａに供給され
る圧力流体の流量を抑制することができる。

【００５２】第１の実施の形態では、図４に示されるよ
うに、支持ローラ４６の軸線Ｔ上に弁ロッド２４ａ、２
４ｂの外周面をそれぞれ囲繞するパッキン５０を設け、
前記弁ロッド２４ａ、２４ｂが直進運動および傾動運動
をそれぞれ行う際、前記パッキン５０によって良好なシ
ール性を発揮させることができる。従って、第１の実施
の形態では、弾性体からなり簡素な構造を有するパッキ
ン５０を用いることにより、従来技術で用いられていた
筒状ベローズ１５と比較して、部品点数を削減して製造
コストを低減させ、しかも、前記筒状ベローズ１５と略
同等のシール性能を確保することができる。

【００５３】さらに、第１の実施の形態では、環状溝５
２によって油溜まりを形成するスクレーパ５１を設ける
ことにより、弁ロッド２４ａ、２４ｂの潤滑性を保持し
て摺動抵抗を抑制することができる。この場合、前記ス
クレーパ５１をパッキン５０と弁箱３０との間に設ける
ことにより、前記弁箱３０の室内に余分なグリスが進入
することを阻止するとともに、前記パッキン５０にグリ
スを略均一に塗布することができるという効果を有す
る。また、前記スクレーパ５１をパッキン５０と弁箱３
０との間に設けることにより、グリスによって弁箱３０
の室内が汚染されることを阻止することができる。

【００５４】なお、第１の実施の形態では、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
の係合用溝部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。
この場合、変位部材８０の上部に設けられた支持ローラ
４６は、シリンダチューブ５６の段部５４に対して非接
触状態にあり、前記支持ローラ４６によってガイドされ
ていない（図５参照）。

【００５５】従って、この第１の実施の形態では、レバ
ー部材７８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、部品点数を削減してより一層製造コス
トを低減することができるという利点がある。

【００５６】次に、本発明の第２の実施の形態に係るゲ
ートバルブを図１０乃至図１３に示す。なお、パッキン
５０およびスクレーパ５１については、第１の実施の形
態と同一の構成および作用効果を奏するため、同一の参
照符号を付してその詳細な説明を省略する。

【００５７】この第２の実施の形態に係るゲートバルブ
２２０は、駆動部（駆動源）２２２と、前記駆動部２２
２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弁ロッド２２
４と、前記弁ロッド２２４の一端部に連結された略長方
形状の弁ディスク２２６とを有する。

【００５８】なお、前記駆動部２２２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、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２２６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２２６には環状溝に沿ってシール部材２３４が装着
され、前記シール部材２３４によって弁ディスク２２６
が弁座３２に着座した際の気密性が保持される。

【００５９】駆動部２２２は、前記弁箱３０の底面に図
示しないねじ部材を介して固定される第１ベースプレー
ト２３６および第２ベースプレート２３８と、前記第２
ベースプレート２３８に装着される有底筒状のケーシン
グ２４０と、前記ケーシング２４０内に略平行に配設さ
れ、同一構成要素からなる第１シリンダ機構２４２ａお
よび第２シリンダ機構２４２ｂとを有する。

【００６０】図１１に示されるように、第１ベースプレ
ート２３６および第２ベースプレート２３８の略中央部
には、弁ロッド２２４が挿通するための断面略円形状の
貫通孔２４４ａ、２４４ｂがそれぞれ形成されている。
また、第２ベースプレート２３８の下面部には、後述す
る支持ローラ（支持部材）２４６を支持するための断面
半円状の凹部２４８が形成された一組の突起部２４９
ａ、２４９ｂが所定間隔離間して設けられている。前記
貫通孔２４４ａ、２４４ｂの直径は、弁ロッド２２４の
直径よりも大きく形成される。

【００６１】第２ベースプレート２３８の下面部には前
記貫通孔２４４ｂを形成する環状突起部２４５が形成さ
れ、前記環状突起部２４５の内壁面には、環状溝を介し
てパッキン５０およびスクレーパ５１が装着されてい
る。この場合、前記パッキン５０の中心点が前記支持ロ
ーラ２４６の軸線Ｔと略一致するように配設されてい
る。

【００６２】また、第２ベースプレート２３８には、図
１１および図１２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２５３が孔部内に装着され、前記
第１緩衝部材２５３は第１ベースプレート２３６と第２
ベースプレート２３８とによって挟持される。前記第１
緩衝部材２５３は、支持ローラ２４６が凹部２４８に係
合する際、前記支持ローラ２４６に当接して該支持ロー
ラ２４６の衝撃を吸収する機能を営む。

【００６３】前記第１シリンダ機構２４２ａと第２シリ
ンダ機構２４２ｂとは、それぞれ、同一構成要素から構
成されるため、第１シリンダ機構２４２ａについて詳細
に説明し、第２シリンダ機構２４２ｂについては同一の
構成要素に符号ｂを付してその詳細な説明を省略する。

【００６４】第１シリンダ機構２４２ａは、図１２に示
されるように、図示しない固定手段を介して第２ベース
プレート２３８に固定されるシリンダチューブ２５６ａ
と、前記シリンダチューブ２５６ａ内のシリンダ室２５
８に沿って変位自在に収装されたピストン２６０ａと、
一端部が前記ピストン２６０ａに連結されたピストンロ
ッド２６４ａと、前記シリンダチューブ２５６ａに保持
され、ピストンロッド２６４ａの外周面を囲繞するシー
ル部材２６６ａとを有する。

【００６５】前記ピストン２６０ａの外周面には、該ピ
ストン２６０ａによって二分割された上部側シリンダ室
２５８ａと下部側シリンダ室２５８ｂとをそれぞれ気密
に保持するピストンパッキン２７０ａが装着されてい
る。なお、前記ピストン２６０ａの底面部には、該ピス
トン２６０ａが下死点に到達した際の衝撃を吸収する図
示しない第２緩衝部材を設けてもよい。前記第２緩衝部
材は、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。

【００６６】この場合、前記上部側シリンダ室２５８ａ
および下部側シリンダ室２５８ｂ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２５８ａまたは
下部側シリンダ室２５８ｂのいずれか一方に圧力流体が
供給される。

【００６７】さらに、駆動部２２２は、図１１および図
１２に示されるように、ロックナット２７４を介して一
組のピストンロッド２６４ａ、２６４ｂの他端部にそれ
ぞれ固定され、長尺な板状に形成されたヨーク（第１変
位部材）２７８と、前記ヨーク２７８と一体的に変位す
る縦断面略Ｈ状に形成された変位ブロック（第２変位部
材）２８０とを有する。

【００６８】図１１および図１２に示されるように、前
記ヨーク２７８の略中央部には、後述するばね部材２８
４の一端部が係着される略円形状の凹部２８６が形成さ
れている。また、前記ヨーク２７８には、略長円状に切
り欠かれた長孔２８８ａ、２８８ｂを有する一組の保持
ブロック２９０ａ、２９０ｂが所定間隔離間して固着さ
れ、前記長孔２８８ａ、２８８ｂには、ピン部材２９１
を介して変位ブロック２８０に軸着されたローラ２９２
が係合するように設けられている。なお、前記ローラ２
９２は、ピン部材２９１を中心として回動自在に軸支さ
れている。

【００６９】さらに、前記一組の保持ブロック２９０
ａ、２９０ｂの上部には、それぞれ、ねじ部材を介して
保持プレート２９３が固定されている。前記保持プレー
ト２９３には孔部を介して一組のピン部材２９４が嵌着
され、前記ピン部材２９４の一端部は、変位ブロック２
８０の両側面に形成された係合用溝部２９６に係合する
ように設けられている。

【００７０】図１１および図１２に示されるように、変
位ブロック２８０の略中央部には、弁ロッド２２４の他
端部が嵌挿される断面略円形状の孔部３００が形成さ
れ、前記弁ロッド２２４のねじ部に締結されるロックナ
ット３０２を介して前記弁ロッド２２４が変位ブロック
２８０に固定される。前記変位ブロック２８０とヨーク
２７８との間には、弁ロッド２２４とばね部材２８４が
介装され、前記ばね部材２８４の一端部は、前記ロック
ナット３０２に係着され、該ばね部材２８４の他端部
は、ヨーク２７８の凹部２８６に係着されている。

【００７１】また、変位ブロック２８０の両側面には、
保持ブロック２９０ａ、２９０ｂおよび保持プレート２
９３を介してヨーク２７８に係止されたピン部材２９４
の一端部が係合する係合用溝部２９６がそれぞれ形成さ
れている。前記係合用溝部２９６の下端部２９６ａにピ
ン部材２９４が係合することにより、ヨーク２７８と変
位ブロック２８０との上下方向および前後方向（図１２
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２９４が係合用溝部２９６
の下端部２９６ａから離脱し該係合用溝部２９６に沿っ
て上昇することにより、弁ディスク２２６が傾動可能と
なる。

【００７２】さらに、二股に分岐した変位ブロック２８
０の上部には、一組の支持ローラ２４６が回動自在に軸
支され、前記支持ローラ２４６は、変位ブロック２８０
の変位終端位置において第２ベースプレート２３８の突
起部２４９ａ、２４９ｂに形成された湾曲する凹部２４
８に挿入され、前記凹部２４８に係合する支持ローラ２
４６を支点として、弁ディスク２２６、弁ロッド２２４
および変位ブロック２８０が所定角度θだけ傾動する。

【００７３】本発明の第２の実施の形態に係るゲートバ
ルブ２２０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、一組のピストン２６０ａ、
２６０ｂがそれぞれシリンダ室２５８の最下端にあり、
弁箱３０に形成された通路２８が弁ディスク２２６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。

【００７４】この場合、前記初期位置では、ばね部材２
８４の弾発力によってヨーク２７８が下方側に向かって
押圧されているため、保持ブロック２９０ａ、２９０ｂ
および保持プレート２９３を介してヨーク２７８に係止
されたピン部材２９４が変位ブロック２８０の係合用溝
部２９６の下端部２９６ａに保持された状態にある。ま
た、前記初期位置では、保持ブロック２９０ａ、２９０
ｂに形成された長孔２８８ａ、２８８ｂの上部にローラ
２９２が係合した状態にある。

【００７５】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第１シリ
ンダ機構２４２ａおよび第２シリンダ機構２４２ｂの下
部側シリンダ室２５８ｂに圧力流体をそれぞれ略同時に
供給する。前記下部側シリンダ室２５８ｂに供給された
圧力流体の作用下に一組のピストン２６０ａ、２６０ｂ
がそれぞれ上昇し、前記ピストン２６０ａ、２６０ｂに
連結された一組のピストンロッド２６４ａ、２６４ｂも
それぞれ上昇する。なお、この場合、上部側シリンダ室
２５８ａ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。

【００７６】前記一組のピストンロッド２６４ａ、２６
４ｂが略平行にそれぞれ上昇することにより、該ピスト
ンロッド２６４ａ、２６４ｂとともにヨーク２７８、変
位ブロック２８０、弁ロッド２２４および弁ディスク２
２６が一体的に上昇する。この場合、ヨーク２７８はば
ね部材２８４の弾発力によって下方側に押圧された状態
にあり、保持ブロック２９０ａ、２９０ｂおよび保持プ
レート２９３を介して前記ヨーク２７８に係止された一
組のピン部材２９４が変位ブロック２８０の係合用溝部
２９６の下端部２９６ａに保持されることにより、ヨー
ク２７８と変位ブロック２８０とは、それぞれ、上下方
向および前後方向（図１２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。従って、ヨーク２７８および変位ブロ
ック２８０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。

【００７７】ピストンロッド２６４ａ、２６４ｂが略同
時に上昇して変位ブロック２８０の一端部が第２ベース
プレート２３８に当接することにより前記変位ブロック
２８０は変位終端位置に到達し、弁ディスク２２６は、
通路２８の開口部に対峙した状態となる。その際、変位
ブロック２８０の上部に設けられた一組の支持ローラ２
４６は、第２ベースプレート２３８の突起部２４９ａ、
２４９ｂに形成された湾曲する凹部２４８にそれぞれ係
合するとともに、第１緩衝部材２５３に当接することに
よりその衝撃が吸収される。

【００７８】変位ブロック２８０が変位終端位置に到達
した後、一組のピストンロッド２６４ａ、２６４ｂがさ
らにそれぞれ上昇することにより、該変位ブロック２８
０は、ヨーク２７８の長孔２８８ａ、２８８ｂに対する
ローラ２９２の係合作用下に、凹部２４８に係合する支
持ローラ２４６を支点として所定角度θだけ傾動し、弁
ディスク２２６が弁座３２に着座することにより通路２
８が閉塞される。

【００７９】すなわち、変位ブロック２８０が変位終端
位置に到達した後、ばね部材２８４の弾発力に抗して一
組のピストンロッド２６４ａ、２６４ｂをさらに略同時
に上昇させることによりヨーク２７８のみが上昇し、そ
の際、変位ブロック２８０は、ヨーク２７８の両側面に
形成された長孔２８８ａ、２８８ｂに対するローラ２９
２の係合作用下に、支持ローラ２４６を支点として所定
角度θだけ傾動する。なお、変位ブロック２８０が支持
ローラ２４６を支点として所定角度傾動する際、ヨーク
２７８に係止されたピン部材２９４は、変位ブロック２
８０の係合用溝部２９６の下端部２９６ａから離脱し該
係合用溝部２９６に沿って上昇する。

【００８０】従って、弁ロッド２２４を介して変位ブロ
ック２８０に固定された弁ディスク２２６は、前記変位
ブロック２８０が所定角度θだけ傾動することにより、
通路２８から所定間隔離間して対峙した状態から通路２
８側に向かって略水平に変位する。この結果、弁ディス
ク２２６に設けられたシール部材２３４が弁座３２に着
座して通路２８が気密に閉塞される。

【００８１】次に、弁ディスク２２６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
弁の切換作用下に第１シリンダ機構２４２ａおよび第２
シリンダ機構２４２ｂの上部側シリンダ室２５８ａに圧
力流体をそれぞれ略同時に供給することにより一組のピ
ストン２６０ａ、２６０ｂが略同時に下降し、ピストン
ロッド２６４ａ、２６４ｂ、ヨーク２７８および変位ブ
ロック２８０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２５８
ｂは、図示しない切換弁の作用下に大気開放状態にあ
る。

【００８２】すなわち、変位ブロック２８０が長孔２８
８ａ、２８８ｂに対するローラ２９２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だけ傾動して弁デ
ィスク２２６が確実に弁座３２から離間した後、係合用
溝部２９６に対するピン部材２９４の係合作用下に、一
組のピストンロッド２６４ａ、２６４ｂと一体的にヨー
ク２７８および変位ブロック２８０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２６０ａ、２
６０ｂの底面部に設けられた図示しない第２緩衝部材に
よって該ピストン２６０ａ、２６０ｂが下死点に到達し
たときの衝撃を吸収するとよい。

【００８３】第２の実施の形態では、保持ブロック２９
０ａ、２９０ｂおよび保持プレート２９３を介してヨー
ク２７８に係止されたピン部材２９４を変位ブロック２
８０の係合用溝部２９６に係合させることにより、前記
ヨーク２７８と前記変位ブロック２８０とを上下方向お
よび前後方向に位置ずれがないように所定位置に位置決
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。

【００８４】従って、この第２の実施の形態では、ヨー
ク２７８および変位ブロック２８０を上下動させる際に
前記ヨーク２７８および変位ブロック２８０を案内する
ガイド手段を設ける必要がないため、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という利点があ
る。

【００８５】なお、本発明の第２の実施の形態では、複
数の駆動機構として圧力流体の作用下にピストン２６０
ａ、２６０ｂおよびピストンロッド２６４ａ、２６４ｂ
を一体的に変位させる第１シリンダ機構２４２ａおよび
第２シリンダ機構２４２ｂ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、前記複数の駆動機構とし
て、例えば、図示しないリニアアクチュエータ、回転駆
動源、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。

【００８６】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００８７】すなわち、本発明では、弾性体からなり簡
素な構造を有する単一のシール部材を用いることによ
り、従来技術で用いられていた筒状ベローズと比較し
て、部品点数を削減して製造コストを低減させ、しか
も、前記筒状ベローズと略同等のシール性能を確保する
ことができる。

【００８８】また、環状溝によって油溜まりを形成する
スクレーパを設けることにより、弁ロッドの潤滑性を保
持して摺動抵抗を抑制することができる。この場合、前
記スクレーパをシール部材と弁箱との間に設けることに
より、前記弁箱の室内に余分なグリスが進入することを
阻止するとともに、前記シール部材にグリスを略均一に
塗布することができるという効果を有する。さらに、グ
リスによって弁箱の室内が汚染されることを阻止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るゲートバルブ
の一部切欠斜視図である。

【図２】図１に示すゲートバルブの分解斜視図である。

【図３】図１に示すゲートバルブの軸線方向に沿った縦
断面図である。

【図４】弁ロッドの外周面を囲繞するパッキンおよびス
クレーパを示す部分拡大縦断面図である。

【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】図４に示すパッキンの一部切欠斜視図である。

【図１０】本発明の第２の実施の形態に係るゲートバル
ブの斜視図である。

【図１１】図１０に示すゲートバルブの分解斜視図であ
る。

【図１２】図１０に示すゲートバルブの軸線方向に沿っ
た縦断面図である。

【図１３】弁ロッドの外周面を囲繞するパッキンおよび
スクレーパを示す部分拡大縦断面図である。

【図１４】従来技術に係るゲートバルブの軸線方向に沿
った縦断面図である。

【図１５】図１４に示すゲートバルブの軸線方向に沿っ
た縦断面図である。

【符号の説明】

２０、２２０…ゲートバルブ ２２、２２２…
駆動部 ２４ａ、２４ｂ、２２４…弁ロッド ２６、２２６…
弁ディスク ３０…弁箱 ４２、２４２ａ、２４２ｂ…シリンダ機構 ４６、２４６…支持ローラ ５０…パッキン ５１…スクレーパ ５２…環状溝 ６０、２６０ａ、２６０ｂ…ピストン ６４、２６４ａ、２６４ｂ…ピストンロッド ７８…レバー部材 ８０…変位部材 ９２、２９２…ローラ ２７８…ヨーク ２８０…変位ブロック ２９０ａ、２９
０ｂ…保持ブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古舘 政一 茨城県筑波郡谷和原村絹の台４−２−２ エスエムシー株式会社 筑波技術セン ター内 (72)発明者 石垣 恒雄 茨城県筑波郡谷和原村絹の台４−２−２ エスエムシー株式会社 筑波技術セン ター内 (56)参考文献 特開 平９−324863（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−218238（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−199572（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 3/00 - 3/36 F16K 41/00 - 41/08 F16K 51/02

Claims (3)

(57)【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弁箱の
   通路を開閉する弁ディスクと、 前記弁ロッドの外周面を囲繞するように設けられ、前記
   弁ロッドが直進運動および傾動運動を行う際にシール機
   能を営む環状のシール部材と、 を備え、前記シール部材の中心点が、前記支持部材の軸
   線と略一致するように設定され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、 前記シール部材は、断面が楕円形状または円形状からな
   り、弾性体によって形成されたパッキンであることを特
   徴とするゲートバルブ。
3. 【請求項３】請求項１または２記載のゲートバルブにお
   いて、 前記パッキンと前記弁箱との間には、弁ロッドの外周面
   を囲繞するスクレーパが設けられ、前記スクレーパは、
   油溜まりを形成する環状溝を有することを特徴とするゲ
   ートバルブ。