JP4274735B2 - ゲート弁 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゲート弁に関し、特に、開弁位置に上昇している弁体の落下を防止するための対策に係るものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、例えば特開2000−46206号公報に示されるように、開口を有するハウジング内に設けられ、該開口と略平行な方向に沿って、開口よりも上方の開弁位置と下方の閉弁位置との間を昇降することにより、その開口を開閉する弁体を備えるゲート弁は知られている。また、このようなゲート弁では、駆動装置として、例えば、空気供給源から作動流体たる高圧の空気が供給されるエアシリンダを設け、このエアシリンダにより上記弁体を開閉駆動することが広く知られている。
【0003】
そして、上記ゲート弁は、例えば、真空容器内でウエハーに蒸着処理等を行う半導体製造装置において、真空容器の開口を気密状に開閉する目的で使用される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のものでは、エアシリンダに供給される空気の圧力(つまり、エアシリンダの操作圧力)が小さくなると、開弁位置に上昇している弁体は、その自重により閉弁位置へ向かって落下してしまう。その結果、落下する弁体によって、開弁時にハウジングの開口を通過して搬送されるウエハーを破損してしまう虞れがある。
【0005】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ゲート弁の構成に工夫を凝らすことにより、開弁位置に上昇している弁体の落下を確実に防止しようとすることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明では、シリンダに供給される作動流体の圧力が所定値以下になった異常時に、アクチュエータが当接部を駆動するようにした。
【0007】
具体的に、第1の発明は、開口を有するハウジングと、上記ハウジングの内部に設けられ、上記ハウジングの開口と略平行な方向に沿って上方の開弁位置と下方の閉弁位置との間を昇降することにより上記ハウジングの開口を開閉する弁体と、作動流体供給源から所定値よりも大きい圧力で作動流体が供給されることにより上記弁体を駆動するシリンダと、開弁位置に上昇している上記弁体の下方に出没可能に設けられた当接部と、上記作動流体供給源に直接に接続され、上記シリンダに供給される上記作動流体の圧力と同じ圧力の作動流体が上記作動流体供給源から供給されるアクチュエータとを備え、上記弁体が開弁位置に上昇している状態で、上記シリンダ及びアクチュエータには作動流体が供給されており、上記所定値は、上記弁体が開弁位置に上昇している状態で、上記作動流体の圧力が低下して、上記弁体が自重によって落下しようとするときの圧力値であり、上記アクチュエータは、上記シリンダ及びアクチュエータに供給されている作動流体の圧力が上記所定値よりも大きい通常時に、上記当接部を上記弁体の移動経路から回避させている一方、上記シリンダ及びアクチュエータに供給されている作動流体の圧力が上記所定値以下になった異常時に、上記当接部を駆動して上記弁体の下方に突出させることにより、上記当接部を上記弁体の下部に当接させることを特徴とする。
【0008】
上記の発明によると、シリンダのピストンロッドを収縮させるように、該シリンダに作動流体が供給されたときに、弁体は、開口と略平行な方向に沿って上昇し、開弁位置へ移動して開口が開放される。一方、シリンダのピストンロッドを伸長させるように、該シリンダに作動流体が供給されたときに、弁体は、開口と略平行な方向に沿って下降し、閉弁位置へ移動して開口が閉鎖される。
【0009】
ところで、弁体が開弁位置に上昇しており、且つシリンダに供給される作動流体の圧力が所定値以下になった異常時には、弁体はその自重によって閉弁位置へ向かって落下しようとする。これに対して、当接部は、上記作動流体の圧力低下に連動してアクチュエータによって駆動され、弁体の下方へ突出して、該弁体をその下端で受け止める。その結果、シリンダに供給される作動流体の圧力が低下したときに、弁体の落下が防止される。
【0010】
第2の発明は、開口を有するハウジングと、上記ハウジングの内部に設けられ、上記ハウジングの開口と略平行な方向に沿って上方の開弁位置と下方の閉弁位置との間を昇降することにより上記ハウジングの開口を開閉する弁体と、上記弁体にリンク機構を介して連結され、作動流体供給源から所定値よりも大きい圧力で作動流体が供給されることにより該弁体を駆動するシリンダと、上記弁体が開弁位置にあるときに上記リンク機構の移動経路上に出没可能に設けられた当接部と、上記作動流体供給源に直接に接続され、上記シリンダに供給される上記作動流体の圧力と同じ圧力の作動流体が上記作動流体供給源から供給されるアクチュエータとを備え、上記弁体が開弁位置に上昇している状態で、上記シリンダ及びアクチュエータには作動流体が供給されており、上記所定値は、上記弁体が開弁位置に上昇している状態で、上記作動流体の圧力が低下して、上記弁体が自重によって落下しようとするときの圧力値であり、上記アクチュエータは、上記シリンダ及びアクチュエータに供給されている作動流体の圧力が上記所定値よりも大きい通常時に、上記当接部を上記リンク機構の移動経路から回避させている一方、上記シリンダ及びアクチュエータに供給されている作動流体の圧力が上記所定値以下になった異常時に、上記当接部を駆動して上記リンク機構の移動経路上に突出させることにより、上記当接部を上記リンク機構に当接させることを特徴とする。
【0011】
上記の発明によると、シリンダに作動流体が供給されることにより、そのピストンロッドが伸縮し、このピストンロッドに連動してリンク機構が駆動する。そして、弁体は、リンク機構の駆動により開弁位置と閉弁位置との間を昇降する。すなわち、弁体の昇降はリンク機構に連動している。
【0012】
そして、弁体が開弁位置に上昇しており、且つシリンダに供給される作動流体の圧力が所定値以下になった異常時には、弁体はその自重によって閉弁位置へ向かって落下しようとする。これに対して、当接部は、上記作動流体の圧力低下に連動してアクチュエータによって駆動され、リンク機構の移動経路上に突出して、そのリンク機構の端部を受け止める。その結果、シリンダに供給される作動流体の圧力が低下したときに、当接部は、リンク機構の移動を規制して弁体の落下を防止する。
【0013】
第3の発明は、上記第1又は2の発明において、上記シリンダは、電磁弁を介して上記作動流体供給源に接続され、上記アクチュエータは、上記作動流体供給源と上記電磁弁との間に接続されている。
【0014】
上記の発明によると、作動流体は、作動流体供給源から電磁弁を介してシリンダへ供給されると共に、作動流体供給源からアクチュエータへ供給される。
【0015】
【発明の実施の形態】
(実施形態1)
図1〜図3は本発明の実施形態に係るゲート弁を示しており、1は前側に位置する真空容器、2は真空容器1の後側に隣接する容器であって、各容器1,2はそれぞれ互いに対向配置された略矩形状の開口3,4を有する。また、容器2には、外部に連通する連絡口(図示省略)が形成されており、この連絡口の開放状態で外部から容器2内へワークを搬出入可能に構成されている。
【0016】
この真空容器1と容器2との間に、両容器1,2の内部空間同士を連通又は連通遮断するための真空ゲート弁5が配設されている。この真空ゲート弁5は、両容器1,2間に気密状に挟まれた薄厚矩形状のハウジングたる弁箱6を備え、この弁箱6の前壁(図2及び図3で左側壁)の下部には上記真空容器1の開口3に対応する前側連通口7が、また後壁(図2及び図3で右側壁)の下部には容器2の開口4に対応する後側連通口8がそれぞれ開口されており、この連通口7,8を介して弁箱6内の空間が各容器1,2と連通している。このとき、弁箱6の外壁面における連通口7,8の周囲部には、この周囲部に接触して取り付けられる真空容器1及び容器2のフランジ部との間で圧接されて、この弁箱6の連通口7,8周囲部と、各容器1,2のフランジ部との間をシールするシール部材9a,9bがそれぞれ取付固定されている。このシール部材9a,9bは、例えばバイトン等からなる。
【0017】
図1に示すように、上記弁箱6内の上部には、左右方向に所定間隔離れた位置を前後方向に互いに平行に延びる左右1対の支持軸11,11がそれぞれ弁箱6の前後壁に形成した軸孔6a,6aを貫通して回転可能に支持されている。つまり、この弁箱6前後壁の軸孔6a,6aにはそれぞれ軸受10,10が気密シールされて嵌合固定され、この両軸受10,10には各支持軸11が軸受10,10にそれぞれ内挿したシール部材(図示省略)を介して回転可能にかつ気密状にシールされて挿通されている。
【0018】
上記左右の支持軸11,11において弁箱6内に位置する中間部にはそれぞれ左右アーム12,12の基端部が回転一体に取付固定され、この両アーム12,12の各先端部には、板状の左右リンク13,13の各一端部(上端部)がそれぞれ前後方向に延びるリンク軸14,14により揺動可能に支持されている。そして、このリンク軸14と、リンク13及びアーム12との間には、例えばMoS2等の固体潤滑材料からなるブッシュ13aが介在されている。
【0019】
一方、リンク13,13の各他端部(下端部)は、上記弁箱6下部の連通口7,8よりも若干大きくかつ弁箱6内の後側(容器2側)にオフセット配置した弁板支持体15上端に対し、その左右方向に離れた位置にある前後方向に2股状に分かれた取付部17,17にてそれぞれ前後方向のリンク軸19,19により揺動可能に連結されている。また、このリンク軸19と、リンク13及び取付部17との間にも、上記ブッシュ13aと同様のブッシュ13bが介在されている。
【0020】
このことにより、弁板支持体15は、左右の両アーム12,12の先端部にそれぞれリンク13,13を介して吊り下げられていて、左右の両支持軸11,11が互いに逆方向に同期して回転することで弁箱6内を昇降し、左側(図1で左側)の支持軸11が反時計回り方向に、また右側の支持軸11が同図で時計回り方向にそれぞれ同期回転したときに上昇するようになっている。
【0021】
すなわち、弁板支持体15及び後述の弁板34からなる弁体15,34は、弁箱6の開口7,8と略平行な方向に沿って、開口7,8よりも上方の開弁位置と下方の閉弁位置との間を昇降することにより、弁箱6の開口を開閉するように構成されている。
【0022】
図1〜図3に示すように、上記各支持軸11の後端部は弁箱6の後壁外面よりも後側(弁箱6外)に延び、その後端部には、後側(支持軸11の軸方向)から見て弁箱6の左右中央側に上記アーム12と直角となるように延びる1対の平行な板材からなる内側リンク28が基端部にて回転一体に取付固定されている。この内側リンク28の先端部には板状のレバー29の一端部が前後方向のリンク軸30により揺動可能に支持されている。そして、左右方向に延びる板状の連結部32の両端部にそれぞれ上記レバー29,29の他端部が前後方向のリンク軸30により揺動可能に連結されている。
【0023】
また、弁箱6よりも後側の左右中央部には上下方向の軸線を有し、弁体15,34を駆動する駆動手段としてのリニアアクチュエータたるシリンダ31が配置固定されている。シリンダ31は、シリンダボディから下方に突出して直線運動をするピストンロッド31aを有している。
【0024】
図6に示すように、シリンダ31は、エアシリンダにより構成されており、電磁弁62を介して、作動流体供給源であるエアコンプレッサ等の空気供給源61に接続されている。また、空気供給源61と電磁弁62との間には、後述のストッパ機構50が接続されている。
【0025】
シリンダ31には、その上下端部(図6で左右端部)に上側ポート31b及び下側ポート31cがそれぞれ形成されていて、電磁弁62にそれぞれ接続されている。一方、電磁弁62は空気供給源61が接続されている。そして、電磁弁62を切り換えることにより、上側ポート31b又は下側ポート31cを介して、シリンダ31内へ作動流体である高圧の空気を供給するようにしている。
【0026】
こうして、電磁弁62を切り換えることで、上側ポート31bを介してシリンダ31内へ空気を供給することにより、ピストンロッド31aを伸長させる一方、電磁弁62を切り換えることで、下側ポート31cを介してシリンダ31内へ空気を供給することにより、ピストンロッド31aを収縮させるようにしている。
【0027】
そして、ピストンロッド31aの下端部には上記連結部32が中央にて移動一体に取付固定されている。すなわち、シリンダ31のピストンロッド31aは各内側リンク28先端部にレバー29及び連結部32を介して連結されている。
【0028】
このようにして、リンク機構20は、連結部32、レバー29、内側リンク28、アーム12、リンク13、リンク軸14,19,30、及び支持軸11により構成されており、シリンダ31は、弁体15,34に上記リンク機構20を介して連結されている。
【0029】
そして、シリンダ31は、空気供給源61から空気が供給されることにより伸縮作動し、ピストンロッド31aを昇降させて両支持軸11,11を同期して逆方向に回転させることによって、弁体15,34を昇降駆動するように構成されている。
【0030】
すなわち、シリンダ31を収縮作動させたときには、左側支持軸11を図1で反時計回り方向に、また右側支持軸11を同図で時計回り方向にそれぞれ回転させて弁体15,34を上昇させ、ゲート弁5を開弁状態とする一方、シリンダ31を伸長作動させたときには、左側支持軸11を同図で時計回り方向に、また右側支持軸11を同図で反時計回り方向にそれぞれ回転させて弁体15,34を下降させ、ゲート弁5を閉弁状態とする。
【0031】
そして、上記アーム12と内側リンク28とは、互いに直交方向に延びるように設けられているので、弁板支持体15が上昇端位置近傍にあるときにアーム12が略水平状態になる一方、弁板支持体15が下降端位置近傍にあるときに内側リンク28が略水平状態になるようにしている。
【0032】
ところで、上記弁板支持体15を弁箱6内で昇降案内する複数種類の案内用ローラ22,24,26が設けられている。すなわち、図1に示すように、弁板支持体15の左右側部の上下端部にはそれぞれ水平左右方向の軸心を持ったローラ軸21,21,…が突出して取付固定され、この各ローラ軸21には、弁箱6の前後壁内面間の間隔よりも若干小さい外径を有しかつ弁箱6の連通口7,8の左右両側の前後壁内面上を転動する前後ガイドローラ22が回転可能に支持されている。
【0033】
また、図4に弁体15,34が開弁位置にあるときの弁体15,34の下端部を拡大して示すように、上記弁板支持体15の容器2側(図4で右側)である後側面の上下端部には、切り欠き部80,80が設けられている。これら切り欠き部80,80,…には、それぞれ水平左右方向に延びるローラ軸23,23,…が上下に略対応して左右方向に並んだ状態で取付固定され、この各ローラ軸23には、開弁時において弁箱6の後側連通口8よりも下方部の後壁内面上を転動可能な後側ガイドローラ24が支持されている。
【0034】
さらに、図1に示す如く、弁板支持体15の左右側部の上下端部にはそれぞれ水平前後方向の軸心を持つローラ軸25,25,…(一方のみを示す)が取付固定され、この各ローラ軸25に弁箱6の左右側壁内面上を転動するサイドローラ26が回転可能に支持されている。そして、これらガイドローラ22,24及びサイドローラ26により弁板支持体15が弁箱6内で前後方向及び左右方向に殆ど位置ずれすることなく昇降するようになっている。
【0035】
図1〜図5に示すように、上記弁板支持体15の前側面(図4で左側面)には弁板支持体15と略同じ大きさ(弁箱6下部の前側連通口7よりも若干大)の弁板34が弁板支持機構としての平行リンク機構44,44,…を介して接離可能に支持されている。この弁板34は、略矩形状の板材からなり、弁板支持体15に対し接離して、真空容器1の開口3つまり弁箱6の前側連通口7を開閉して真空容器1及び容器2同士を連通又は連通遮断させるものである。
【0036】
そして、弁体15,34には、この弁体15,34が弁箱6の開口を閉じたときに弁体15,34と開口周りの弁箱6との間で圧接されて、この弁体15,34及び弁箱6間をシールする弾性体からなるシール部材35が設けられている。具体的に、弁板34の前側面外周部には弁箱6の前壁内面における連通口7周りに当接してシールする、例えばバイトン等からなるリング状のシール部材35が取付固定されている。尚、そのシール部材35を弁箱6に配設するようにしてもよい。
【0037】
上記平行リンク機構44,44,…は、弁板34及び弁板支持体15の間に設けられて上記弁板支持体15の閉弁位置で弁板34及び弁板支持体15が互いに接離するように支持しており、この弁板34及び弁板支持体15が接触することによって真空ゲート弁5が開弁する一方、離隔することによって閉弁するように構成されている。そして、この平行リンク機構44,44,…の各々のリンク取付構造は以下のとおりである。
【0038】
すなわち、図1、図4及び図5に示すように、弁板支持体15の上下中間部には、弁板支持体15を前後方向に貫通しかつ上下1対を1組とした例えば2組の開口部16,16,…がそれぞれ左右方向に並んだ状態で形成され、この各開口部16内でリンク45の後端部(弁板支持体15側の端部)が弁板支持体15の移動方向と直交する水平左右方向の軸心回りに揺動可能に軸支されている。すなわち、開口部16内にリンク軸47が取付固定され、このリンク軸47は、リンク45の後端部に形成された軸孔45bに挿通されている。
【0039】
一方、弁板34の後側面には上記弁板支持体15の各開口部16に略対応して凹部36aが形成され、さらに、この凹部36aの底部に凹部36が形成されている。そして、この各凹部36内で上記各リンク45の前端部(弁板34側の端部)が水平左右方向の軸心回りに揺動可能に軸支されている。すなわち、凹部36内にリンク軸46が取付固定され、このリンク軸46は、リンク45の前端部に形成された軸孔45aに挿通されている。
【0040】
そして、上記上下に対応する1組のリンク45,45で平行リンク機構44,44,…が構成されており、この平行リンク機構44,44,…を介して弁板34が弁板支持体15の前側面(第1の真空容器1側の側面)に接離可能に支持されている。
【0041】
さらに、図4及び図5に示す如く、上記各平行リンク機構44の摺動部である各リンク45の前後の軸孔45a,45b内周面と、該軸孔45a,45bに挿通されるリンク軸46,47の外周面との間には、例えばMoS2等の固体潤滑材料を成形してなる円筒状ブッシュ57が介在されている。
【0042】
ところで、図2〜図4に示すように、上記弁板34の前側面における左右側部下端にはそれぞれ水平左右方向に延びるローラ軸38,38が取付固定され、この各ローラ軸38にはストッパローラとしての弁板前ローラ39が回転可能に支承されている。
【0043】
一方、上記弁箱6内の下部には上記各弁板前ローラ39の真下位置にそれぞれ停止部材40,40が左右方向に並んだ状態で取り付けられている。この各停止部材40はブロック状のもので、弁板支持体15が下降端位置近傍まで下降したときに弁板34詳しくは弁板前ローラ39に当接して弁板34の下降移動を停止させ、その後の弁板支持体15の下降移動に伴い、弁板34を平行リンク機構44,44,…によって弁板支持体15から離隔する前方向つまり閉じ方向に相対移動させるように案内する。尚、この弁板前ローラ39に代え、各停止部材40に、弁板34に当接して転動するストッパローラを軸支するようにしてもよい。
【0044】
そして、各ローラ22,24,26,39と、そのローラ軸21,23,25,38との間には、上記平行リンク機構44と同様のブッシュがそれぞれ介在されている。
【0045】
そして、本発明の特徴として、真空ゲート弁5は、シリンダ31内の操作圧力が低下したときに、リンク機構20に当接することによって、開弁位置に上昇した弁体15,34の下降を規制するストッパ機構50を備えている。
【0046】
図7〜図10に拡大して示すように、ストッパ機構50は、弁体15,34が開弁位置にあるときにリンク機構20を構成する連結部32の移動経路上に出没可能に設けられた当接部51と、この当接部51を駆動するアクチュエータ52とを備えている。図6に示すように、アクチュエータ52は、シリンダ31と同じ空気供給源61に接続されている。そして、当接部51は、シリンダ31内の空気の圧力が所定値である通常時の操作圧力値以下になったときに突出するように構成されている。
【0047】
すなわち、図1に示すように、ストッパ機構50は、開弁位置にある弁体15,34と共に上昇している連結部32の下方において、弁箱6の後側外壁面に取り付けられている。
【0048】
そして、図7〜図10に示すように、当接部51は、弁箱6の後側外壁面に取付固定されて対向する2つの支持部材54,55に挟まれた状態で、上下方向に嵌挿されて延びる回転軸53周りに回転自在に支持されている。上側支持部材54及び下側支持部材55はそれぞれ板状に形成されており、下側支持部材55の先端部は肉厚に形成されている。そして、これら支持部材54,55の基端側で弁箱6に固着される一方、先端側で当接部51を支持している。また、当接部51は、例えば角棒状の部材からなり、その長さ方向に延びるカム溝56が基端側に形成されている。
【0049】
アクチュエータ52は、図示省略のブラケットにより弁箱6に取付固定されていて、シリンダ状の本体部52bと、本体部52bから延びるピストンロッド52aとを備えている。ピストンロッド52aの先端には、当接部51のカム溝56に係合されるピン52dが形成されている。
【0050】
そして、本体部52b内には、基端側からピストンロッド52aを押圧して伸長させるバネ59が設けられている。また、本体部52bの先端側には、空気供給源61に接続されて空気が導入されるポート52cが設けられている。
【0051】
このようにして、図7及び図9に示すように、空気供給源61から供給される空気の圧力が所定値よりも大きい通常時には、本体部52b内の高圧空気がバネ59を基端側へ押圧してピストンロッド52aを収縮させ、当接部51の先端を連結部32の移動経路から弁箱6側の回避位置へ回避させるようにしている。一方、図8及び図10に示すように、空気供給源61から供給される空気の圧力が所定値以下である異常時には、バネ59によりピストンロッド52aを伸長させ、当接部51の先端を回避位置から連結部32の移動経路上へ突出させるようにしている。
【0052】
次に、本実施形態に係る真空ゲート弁5の作動について説明する。図3に示す閉弁状態にある真空ゲート弁5を開くときには、シリンダ31の収縮作動によりピストンロッド31aを上昇移動させる。このことで、ピストンロッド31a下端の連結部32にレバー29,29及び内側リンク28,28を介して連結されている両支持軸11,11が同期して互いに逆方向に回転し、左側支持軸11は図1で反時計回り方向に、また右側支持軸11は同時計回り方向にそれぞれ回転する。この支持軸11,11の回転駆動により該支持軸11,11と一体のアーム12,12も回動し、その先端にリンク13,13を介して連結されている閉弁位置の弁板支持体15が、ガイドローラ22,24により前後方向に、またサイドローラ26により左右方向にそれぞれ移動規制されて案内されながら弁箱6内を上昇する。この弁板支持体15の上昇により、弁箱6と真空容器1との間の連通部つまり前側連通口7を気密状に閉じていた弁板34が平行リンク機構44,44,…により引き上げられて、その前側連通口7が開かれる。
【0053】
そして、上記シリンダ31の収縮ストロークエンド近傍で、図2及び図1で仮想線にて示すように、弁板支持体15により弁板34が下端部を弁箱6の連通口7,8の上端位置に略一致させるように開弁位置へ移動して、真空容器1及び容器2の内部空間同士が弁箱6内を介して連通状態となる。尚、図1では、開弁位置にある弁板支持体15を仮想線で示しているが、そのときのアーム12及びリンク13については、その図示を省略している。
【0054】
これに対し、上記開弁状態から逆にゲート弁5を閉じるときには、シリンダ31の伸長作動によりピストンロッド31aを下降させる。このことで、両支持軸11,11が同期して互いに逆方向に回転し、左側支持軸11は図1で時計回り方向に、また右側支持軸11は反時計回り方向にそれぞれ回転する。この支持軸11,11の回転駆動により該支持軸11,11と一体のアーム12,12も回動して、その先端にリンク13,13を介して連結されている開弁位置の弁板支持体15が、ガイドローラ22,24及びサイドローラ26により移動規制されて案内されながら弁板34と共に弁箱6内を下降する。そして、弁板支持体15の下降端位置近傍、つまり閉弁位置で弁板34下端の上記各弁板前ローラ39が停止部材40に当接すると、弁板34のそれ以上の下降移動が停止され、弁板支持体15のさらなる下降移動により弁板34が今度は平行リンク機構44,44,…における各リンク45の立上がり動作により弁板支持体15から離隔するように前側に移動案内される。図3及び図1で実線に示すように、上記シリンダ31の伸長ストロークエンド近傍で弁板支持体15が下降端位置に達すると、弁板34はガイドローラ22,24により後側面を移動規制されている弁板支持体15によりリンク45,45,…を介して前側に押される。そして、弁板34に配設されているシール部材35は、弁箱6と真空容器1との間の連通部つまり弁箱6の前側連通口7の周りに押し付けられ、真空容器1及び容器2の内部空間同士の連通が弁板34によって気密シール状態で遮断される。
【0055】
次に、ストッパ機構50の作動について説明する。まず、空気供給源61からシリンダ31へ空気が適切に供給される通常時には、図7及び図9に示すように、ストッパ機構50の本体部52b内へポート52cを介して、所定圧力よりも大きい空気が適切に供給される。このことにより、バネ59は、ピストンロッド52aの基端のピストンを介して基端側へ押圧されて収縮する。このため、ピストンロッド52aが本体部52b内へ収縮し、ピストンロッド52a先端のピン52dが当接部51のカム溝56に案内されて本体部52b側へ引き寄せられる。
【0056】
その結果、当接部51は、回転軸53周りに図7で時計回りに回動する。すなわち、当接部51の先端は、連結部32の移動経路上から外れて、弁箱6の壁面側の回避位置へ移動する。このとき、当接部51が連結部32の昇降を規制しないため、弁体15,34は、シリンダ31によって自在に開閉作動される。
【0057】
一方、空気供給源61側の空気供給経路や、空気供給源61自体に不具合が生じて、空気供給源61からシリンダ31内に供給される空気の圧力が、所定値である通常時の操作圧力値以下となった異常時には、図8及び図10に示すように、本体部52b内の空気圧力も低下するため、バネ59が本体部52bの先端側へ伸長する。このため、ピストンロッド52aが本体部52の先端側へ伸長し、ピン52dがカム溝56に案内されて支持部材54,55側へ引き出される。
【0058】
その結果、当接部51は、回転軸53周りに図8で反時計回りに回動する。すなわち、当接部51の先端は、弁箱6側の回避位置から、連結部32の移動経路上の当接位置へ移動する。このとき、当接部51先端が、連結部32の下端を受け止めるため、シリンダ31のピストンロッド31aの下降や、リンク機構20の回動が規制される。したがって、弁体15,34の閉弁位置への落下が防止される。
【0059】
以上説明したように、この実施形態によると、当接部51が、シリンダ31と同じ空気供給源61に接続されたアクチュエータ52によって駆動するように構成されているため、空気供給源61側の空気供給経路や、空気供給源61自体に異常が生じて、シリンダ31内の空気の圧力が低下した異常時には、アクチュエータ52内の空気圧力も所定値以下になる。したがって、異常時には、アクチュエータ52を伸長作動させて、当接部51を回避位置から連結部32の移動経路上の当接位置へ突出させることができる。
【0060】
ところで、シリンダ31は、リンク機構20を介して弁体15,34に連結されているため、連結部32の昇降は弁体15,34の昇降に連動している。つまり、連結部32は、弁体15,34の下降に同期して下降する。したがって、異常時に、当接部51が当接位置へ突出して連結部32の下端を受け止めるため、弁体15,34の下降を規制して閉弁位置への落下を防止することができる。
【0061】
そのことに加えて、当接部51を、弁箱6の外部に設けられているリンク機構20の連結部32に当接するようにしたので、ストッパ機構50を、大気側の弁箱6の外部に設けることができる。したがって、弁箱6の内外を貫通させる必要が無く、ストッパ機構50の取付構造を簡単にすることができる。すなわち、弁体15,34の落下を容易に防止することができると共に、その落下防止のために要するコストを低減させることができる。
【0062】
さらに、本実施形態の当接部51を有するストッパ機構50は、弁体15,34等を開弁位置で厳格にロックするような複雑な構成ではないため、その当接部51の設置や、位置決め調整を容易に行うことができる。すなわち、誤作動により弁体15,34をロックする虞れがないため、装置全体の信頼性を向上させることができる。
【0063】
尚、上記実施形態では、当接部51が連結部32に当接するようにしたが、リンク機構20を構成するその他の部分に当接するように構成してもよい。すなわち、例えば、異常時に、当接部51を内側リンク28の移動経路上に突出させるように構成してもよい。
【0064】
(実施形態2)
図11〜図13は、本発明の実施形態2を示し(尚、この実施形態では、図1〜図10と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する)、上記実施形態1では、当接部51がリンク機構20の連結部32を受け止めるようにしたのに対し、弁体15,34を直接受け止めるようにしたものである。
【0065】
すなわち、ゲート弁5′は、開弁位置に上昇している弁体15,34の下方に出没可能に設けられ、シリンダ31内の空気の圧力が所定値以下になったときに突出する当接部71を備えている。
【0066】
具体的に、図11に示すように、この実施形態に係る真空ゲート弁5′は、シリンダ31のピストンロッド31a′が弁体15,34に直接に接続された所謂直動型のゲート弁である。シリンダ31は、弁箱6の上部に載置した状態で固定されており、シリンダ31のピストンロッド31a′が弁箱6の上部壁面を上下に貫通しており、その先端が弁板支持体15に連結されている。そして、シリンダ31の収縮作動により弁体15,34が開弁位置へ上昇する一方、シリンダ31の伸長作動により弁体15,34が閉弁位置へ下降するようにしている。
【0067】
そして、真空ゲート弁5′は、ストッパ機構70を備えている。ストッパ機構70は、開弁位置へ上昇している弁体15,34の下方において、弁箱6の後側壁面に貫通した状態で取付固定されている。ストッパ機構70は、上記実施形態1のストッパ機構50と同様に、当接部71とアクチュエータ72とを有しているが、バネ79の配置が異なる。
【0068】
すなわち、図12及び図13に示すように、当接部71は、弁箱6の後側内壁面に基端側で取付固定されて対向する2つの支持部材74,75によって、その先端側で挟まれた状態で水平方向に延びる回転軸73周りに回転自在に支持されている。支持部材74,75の基端側には、回転軸73と同じ方向に延びる停止部材77が設けられており、当接部71の先端が当接位置へ移動したときに該当接部71の基端を受けて支持するように構成されている。また、当接部71は、その長さ方向に延びるカム溝76が基端側に形成されている。
【0069】
アクチュエータ72は、図示省略のブラケットにより弁箱6の外壁面に取付固定されていて、上記実施形態1と同様に、シリンダ状の本体部72bと、本体部72bから延びるピストンロッド72aとを備えている。ピストンロッド72aの先端には、当接部71のカム溝76に係合されるピン72dが形成されている。
【0070】
そして、ピストンロッド72aは、弁箱6の後壁を外側から貫通して弁箱6内へ延びている。すなわち、弁箱6の後壁には、貫通孔65が形成されており、この貫通孔65にピストンロッド72aが嵌挿されている。そして、貫通孔65周りの弁箱6後側壁面には、ピストンロッド72aを嵌挿した状態で、弁箱6内外をシールするためのシール部66が気密状に取り付けられている。シール部66は、フランジ状に形成されており、その中心にピストンロッド72aを嵌挿させるための貫通部67を有している。そして、貫通部67の内周面には、リング状のシール部材68が配設されており、該貫通部67内周面とピストンロッド72a外周面との間をシールするように構成されている。一方、貫通部67の前側壁面にも、リング状のシール部材69が配設されており、該貫通部67前側壁面と、貫通孔65周りの弁箱6後側壁面との間をシールするように構成されている。
【0071】
そして、本体部72b内には、先端側からピストンロッド72aを押圧して収縮させるバネ79が設けられている。また、本体部72bの基端側には、空気供給源61に接続されて空気が導入されるポート72cが設けられている。
【0072】
このようにして、図12に示すように、空気供給源61から供給される空気の圧力が所定値よりも大きい通常時には、本体部72b内の高圧空気がバネ79を先端側へ押圧してピストンロッド72aを伸長させ、当接部71の先端を弁体15,34の移動経路から弁箱6の内壁後側の回避位置へ回避させるようにしている。一方、図13に示すように、空気供給源61から供給される空気の圧力が所定値以下である異常時には、バネ79によりピストンロッド72aを収縮させ、当接部71の先端を回避位置から弁体15,34の移動経路上の当接位置へ突出させるようにしている。
【0073】
したがって、この実施形態によると、シリンダ31内の空気圧力が所定値よりも大きい正常時には、アクチュエータ72を伸長作動させて当接部71を回避位置へ回避させることができる。一方、シリンダ31内の空気の圧力が低下した異常時には、アクチュエータ72を伸長作動させて当接部71を回避位置から弁体15,34の移動経路上の当接位置へ突出させることができる。その結果、リンク機構20を有しない直動型のゲート弁についても、上記実施形態1と同様に、異常時に、弁体15,34の下降を規制して閉弁位置への落下を容易且つ確実に防止することができる。
【0074】
尚、この実施形態では、所謂直動型のゲート弁について説明したが、上記ストッパ機構70を、上記実施形態1で説明した所謂リンク型のゲート弁に適用するようにしてもよい。
【0075】
【発明の効果】
以上説明したように、第1の発明によると、開弁位置に上昇している弁体の下方に出没可能に設けられた当接部と、シリンダに供給される作動流体の圧力と同じ圧力で、作動流体供給源から作動流体が供給されると共に、作動流体の圧力が所定値以下になった異常時に、当接部を駆動して弁体の下方に突出させることにより、当接部を弁体の下部に当接させるアクチュエータとを備えることにより、弁体が開弁位置に上昇しており、且つシリンダに供給される作動流体の圧力が所定値以下になった異常時に、当接部が作動流体の圧力低下に連動してアクチュエータによって駆動され、弁体の下方へ突出して該弁体を受け止めるため、その作動流体の圧力低下時における弁体の落下を容易且つ確実に防止することができる。
【0076】
第2の発明によると、弁体が開弁位置にあるときにリンク機構の移動経路上に出没可能に設けられた当接部と、シリンダに供給される作動流体の圧力と同じ圧力で、作動流体供給源から作動流体が供給されると共に、作動流体の圧力が所定値以下になった異常時に、当接部を駆動してリンク機構の移動経路上に突出させることにより、当接部をリンク機構に当接させるアクチュエータとを備えることにより、弁体が開弁位置に上昇しており、且つシリンダに供給される作動流体の圧力が所定値以下になった異常時に、当接部が作動流体の圧力低下に連動してアクチュエータによって駆動され、ハウジング外のリンク機構の移動経路上に突出してリンク機構を受け止めるため、その作動流体の圧力低下時におけるリンク機構の移動を規制して、弁体の落下を容易且つ適切に防止することが可能となる。
【0077】
第3の発明によると、アクチュエータを作動流体供給源と電磁弁との間に接続するようにしたので、シリンダへ供給される作動流体を作動流体供給源からアクチュエータへ供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態1に係るゲート弁の閉弁状態を示す背面図である。
【図2】 実施形態1に係るゲート弁の開弁状態を示す側断面図である。
【図3】 実施形態1に係るゲート弁の閉弁状態を示す図2相当図である。
【図4】 開弁時における平行リンク機構を拡大して示す側断面図である。
【図5】 平行リンク機構を上方からみた拡大断面図である。
【図6】 シリンダ及びストッパ機構と空気供給源との接続状態を示す説明図である。
【図7】 実施形態1における当接部が回避位置に回避している状態を示す拡大平面図である。
【図8】 当接部が当接位置へ突出している状態を示す図7相当図である。
【図9】 実施形態1における当接部が回避位置に回避している状態を示す拡大側面図である。
【図10】 当接部が当接位置へ突出している状態を示す図9相当図である。
【図11】 本発明の実施形態2に係るゲート弁の開弁状態を示す側断面図である。
【図12】 実施形態2における当接部が回避位置に回避している状態を示す拡大側面図である。
【図13】 当接部が当接位置へ突出している状態を示す図12相当図である。
【符号の説明】
5,5′ 真空ゲート弁
6 弁箱(ハウジング)
7 前側連通口(開口)
8 後側連通口(開口)
15 弁板支持体(弁体)
20 リンク機構
31 シリンダ
32 連結部
34 弁板(弁体)
51,71 当接部
52,72 アクチュエータ
61 空気供給源(作動流体供給源)
Claims (3)
- 開口を有するハウジングと、
上記ハウジングの内部に設けられ、上記ハウジングの開口と略平行な方向に沿って上方の開弁位置と下方の閉弁位置との間を昇降することにより上記ハウジングの開口を開閉する弁体と、
作動流体供給源から所定値よりも大きい圧力で作動流体が供給されることにより上記弁体を駆動するシリンダと、
開弁位置に上昇している上記弁体の下方に出没可能に設けられた当接部と、
上記作動流体供給源に直接に接続され、上記シリンダに供給される上記作動流体の圧力と同じ圧力の作動流体が上記作動流体供給源から供給されるアクチュエータとを備え、
上記弁体が開弁位置に上昇している状態で、上記シリンダ及びアクチュエータには作動流体が供給されており、
上記所定値は、上記弁体が開弁位置に上昇している状態で、上記作動流体の圧力が低下して、上記弁体が自重によって落下しようとするときの圧力値であり、
上記アクチュエータは、上記シリンダ及びアクチュエータに供給されている作動流体の圧力が上記所定値よりも大きい通常時に、上記当接部を上記弁体の移動経路から回避させている一方、上記シリンダ及びアクチュエータに供給されている作動流体の圧力が上記所定値以下になった異常時に、上記当接部を駆動して上記弁体の下方に突出させることにより、上記当接部を上記弁体の下部に当接させることを特徴とするゲート弁。 - 開口を有するハウジングと、
上記ハウジングの内部に設けられ、上記ハウジングの開口と略平行な方向に沿って上方の開弁位置と下方の閉弁位置との間を昇降することにより上記ハウジングの開口を開閉する弁体と、
上記弁体にリンク機構を介して連結され、作動流体供給源から所定値よりも大きい圧力で作動流体が供給されることにより該弁体を駆動するシリンダと、
上記弁体が開弁位置にあるときに上記リンク機構の移動経路上に出没可能に設けられた当接部と、
上記作動流体供給源に直接に接続され、上記シリンダに供給される上記作動流体の圧力と同じ圧力の作動流体が上記作動流体供給源から供給されるアクチュエータとを備え、
上記弁体が開弁位置に上昇している状態で、上記シリンダ及びアクチュエータには作動流体が供給されており、
上記所定値は、上記弁体が開弁位置に上昇している状態で、上記作動流体の圧力が低下して、上記弁体が自重によって落下しようとするときの圧力値であり、
上記アクチュエータは、上記シリンダ及びアクチュエータに供給されている作動流体の圧力が上記所定値よりも大きい通常時に、上記当接部を上記リンク機構の移動経路から回避させている一方、上記シリンダ及びアクチュエータに供給されている作動流体の圧力が上記所定値以下になった異常時に、上記当接部を駆動して上記リンク機構の移動経路上に突出させることにより、上記当接部を上記リンク機構に当接させることを特徴とするゲート弁。 - 請求項1又は2において、
上記シリンダは、電磁弁を介して上記作動流体供給源に接続され、
上記アクチュエータは、上記作動流体供給源と上記電磁弁との間に接続されていることを特徴とするゲート弁。
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