JP4689976B2

JP4689976B2 - 制御スライドバルブ

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Publication number: JP4689976B2
Application number: JP2004177154A
Authority: JP
Inventors: ラッツエルクラウス; エーネフローリアーン
Original assignee: バットホールディングアーゲー
Priority date: 2003-06-19
Filing date: 2004-06-15
Publication date: 2011-06-01
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Description

本発明は、バルブ開口の流路断面を制御可能なスライドバルブに関し、特に、バルブ開口を備えるバルブ本体と、二つの面を備え、バルブ開口を開放する初期位置とバルブ開口を完全に覆う終端位置との間を移動経路に沿って移動するバルブプレートとを有する制御スライドバルブに関する。前記移動経路がバルブの制御範囲を形成する。

バルブプレートが、開放状態に置いてバルブ開口の側方に位置し、バルブを閉塞するためにバルブ開口を覆う位置に移動するスライドバルブは種々の構造形式のものが知られている。制御バルブとして構成されたスライドバルブにおいては、バルブプレートは、バルブプレートに相応する駆動手段により初期位置と終端位置との間の種々の中間位置に変位する。バルブプレートの駆動には、例えば、ステップモータが用いられる。他の従来の制御スライドバルブは制御のためにだけ用いられ、可能な限り閉塞した場合においてさえ、ある程度の残留する流通がある。他の従来の制御スライドバルブは完全にシール可能である。

通常、スライドバルブのバルブプレートは、バルブ開口を形成する通路の軸を横断して、バルブ開口を開放する位置とバルブ開口を覆う位置との間の、少なくとも、実質的にそれ自身の面内を移動する。最初にバルブプレートの面内で移動が行われ、それから、バルブ開口を覆う位置に達した後に垂直に移動するいわゆるL型移動や、摺り合せ移動（特にバルブの閉塞直前に、バルブプレートの面に斜行する変位成分を伴う）、いわゆるJ型移動が知られている。このバルブプレートの移動は直線的に行われる。または、いわゆる振り子スライドの場合は、バルブプレートに対して垂直な軸の周りの旋回移動によってバルブプレートが制御される。

特許文献１は，バルブの閉じ状態においてバルブ本体に対してバルブプレートをシールする環状のシール接合部材を備えたスライドバルブを開示している。このシール接合部材はバルブプレートの面に垂直に移動可能に通路内に装着され、バルブの閉じ状態及びシール状態においてバルブプレートと係合する。追加的にバルブの流通が制御し得るかかるタイプの他のスライドバルブが特許文献２に知られる。この特許文献は他の参照文献、特に、バルブプレートと係合するシール接合部材を開示する特許文献３に言及している。

特許文献２に知られるバルブは、バルブプレートが完全にバルブ開口を覆うバルブプレートの終端位置において調節可能な最小流通が達成できる。この位置は環状シール接合部材がバルブを完全にシールするためにバルブプレートに押圧可能な（しかし、バルブプレートから浮いている）位置である。バルブ開口を完全に覆うバルブプレートのこの位置において、残留する流通はバルブプレートとバルブ本体との間に残る残留ギャップに起因する。この残留ギャップが画成されるバルブプレートとバルブ本体との間の最小ギャップ幅は、バルブプレートのシール接合部材から遠い側の面において、すなわち、バルブプレートと、バルブプレートの面内に位置し、側方縁に隣接する領域でバルブプレートと対向して位置する表面との間に形成される。製造上の公差や様々な程度でバルブプレートに作用する差圧及びバルブの通路の軸方向にバルブプレートがやや変位することなどのため、この残留ギャップは要求する程小さくすることはできない。バルブを閉塞するとき、望ましくない粒子が真空中に放散するので、バルブプレートはバルブ本体の方向へ移動させるべきではない。そのため、残留ギャップの適切な量は、例を挙げれば、ほぼ１ｍｍである。バルブが調節できる最小の流通は、例えば窒素の場合１５ｌ／ｓｅｃである。
ＵＳＰ５５７７７０７ＵＳ５８７３５６２ＡＵＳ３１４５９６９Ａ

本発明の主要な目的は、極めて少量の最小流通を調節可能な、冒頭に述べた形式の制御スライドバルブを提供するにある。本発明の他の目的は、製造時の公差が制御可能な最小流通に影響する可能性の少ない冒頭に述べた形式の制御スライドバルブを提供するにある。本発明の他の目的は、制御可能な最小流通において可能な限り制御流通にヒステリシスのない冒頭に述べた形式の制御スライドバルブを提供するにある。

本発明の制御スライドバルブは、バルブ開口を備えるバルブ本体と、第１及び第２の面を備え、前記バルブ開口を開放する初期位置と前記バルブ開口を完全に覆う終端位置との間を移動するバルブプレートとを有し、該移動経路がバルブの制御領域を形成する制御スライドバルブにおいて、前記バルブプレートは前記第１の面に、前記バルブプレートの終端位置において前記バルブ開口を軸方向から見て前記バルブ開口を囲む円環状の接触リングを備え、前記接触リングは、前記バルブプレートにスプリング手段により支持されて、前記バルブプレートの第１の面より突出しており、前記バルブプレートの前記終端位置において、前記接触リングは前記スプリング手段の付勢力に抗して前記バルブプレートの方向に押圧され、少なくともその周囲の面を越えて前記バルブ本体の接触面に接触し、前記バルブをシールするためのシール接合部材を備え、前記シール接合部材は、前記バルブプレートの終端位置において、前記バルブプレートから離間した位置と、前記第２の面で前記バルブプレートに係合して前記バルブ本体に対して前記バルブプレートをシールする位置との間を移動し、前記バルブプレートの終端位置において、少なくとも前記接触リングの周方向の１点で前記接触リングと対向する接触面との間に残留ギャップが形成され、前記シール接合部材は、前記バルブ本体のシール面に接触する第１シールリングと、前記バルブプレートの前記シール接合部材に面する前記第２の面に接触する第２シールリングとを備えていることを特徴とする。

本発明の有利な実施形態において、前記バルブプレートの終端位置における極めて少量の流通はプラスティック、例えばPTEF（テフロン（登録商標））、からなる接触リングにより制御できる。接触リングはスプリングに支持されていることにより、バルブプレートとバルブ本体に備えた接触面との間の種々のギャップ幅に拡張することができる。このような種々のギャップ幅は製造時の公差及び／又は種々の差圧の結果として起こり得る。ギャップ幅はバルブプレートの円周方向によっても変化する。

本発明による制御スライドバルブは、シール状態を備えない気体流の制御のみに用いることが考えられ、原理的に可能である。一方、本発明による制御スライドバルブは、バルブ開口の完全なシールをも可能とする。このような目的のため、本発明の好ましい実施例において、環状シール接合部材を有するバルブを示す。環状シール接合部材は、バルブ開口が完全に覆われたバルブプレートの終端位置において、バルブ開口から浮き上がった位置とバルブプレートと係合しバルブ本体に対してバルブプレートをシールする位置との間を移動することができる。

前記接触リングは、前記バルブプレートに設けられた円環状の溝部に装着されていてもよい。前記溝部の両側の側壁に、前記溝部の底側の広幅領域よりも上側の狭幅領域の幅を狭めるようなアンダーカット部が設けられ、前記スプリング手段は、前記接触リングの周方向上に互いに間隔を置いて配置された複数のヘリカルスプリングを有し、前記ヘリカルスプリングは前記溝部の広幅の領域に配置され、前記ヘリカルスプリングの直径は前記溝部の狭幅領域の幅より大であり、前記溝部の側壁に設けられた前記アンダーカット部に係合することが好ましい。

前記接触リングは、分断され、分断された両端部は周方向に所定の距離だけオーバーラップしていてもよい。前記接触リングは、支持リングにより前記バルブプレートの溝部に保持され、前記支持リングは前記溝部の側壁の凹部に挿入されていることが好ましい。

前記残留ギャップは、前記バルブプレートが終端位置に移動するとき、前記バルブプレートが前記バルブ開口を最後に覆う接触リングの領域に位置することが好ましい。前記接触リングの残留ギャップ形成領域において、前記接触リングを部分的押圧状態に保持する押圧部が、部分的に接触リングの残留ギャップを形成することが好ましい。

前記接触リングは、アンダーカット部を有する前記バルブプレートの溝部に挿入され、該アンダーカット部が前記接触リングの係止面を形成することが好ましい。前記溝部は拡幅部を有し、該拡幅部により前記分断された接触リングがその分断端部から前記溝部に挿入可能とされていることが好ましい。

前記バルブプレートは、前記初期位置と終端位置との間を移動するとき、前記バルブ本体の接触面に近接していることが好ましい。

本発明の詳細と更なる利点とを以下に図に示す実施例を参照して記載する。以下の記載から本発明の更なる目的が明らかとなるであろう。

［実施例］図１乃至図７は、制御範囲と完全なシール状態とを有する本発明の第１実施例の制御スライドバルブを示す。この制御スライドバルブは、バルブ開口２を形成する流体通路を備えるバルブハウジングあるいはバルブ本体１を有する。簡明にするため、バルブ本体１をバルブ室あるいはポンプに接続する接続フランジは図面から省略してある。バルブ本体１は流体通路に向って開口する中空部３を備える。

バルブが完全な開放状態において、バルブのバルブプレート４は中空部３内に位置し、そのため流体通路の側方に位置してバルブ開口２は完全に開放される。バルブを閉塞するために、バルブプレート４は流体通路の縦軸５に垂直な面内を、バルブ開口２を覆う位置（図３）を占めるまで移動する。図２は、バルブプレート４が部分的にバルブ開口２を覆う中間位置を示す。この目的のため、バルブプレート４は旋回軸６の周りに旋回移動を行う。このようなスライドバルブはシャトルバルブあるいは振子バルブ、または振子スライドとして知られている。

バルブ開口２を完全に覆う図３に示す位置にバルブプレート４が移動してもバルブのシール状態には達していない。バルブをシールするために、軸方向に移動可能なように流体通路内に装着されたシール接合部材７を備える。このシール接合部材７は、好ましくは円筒形状である壁部外周にシールリング８を備え、該シールリング８はバルブ本体１のシール面として形成された対応する壁部９に接触する。

シール接合部材７は、バルブプレート４に面する前面に他のシールリング１０を備え、該シールリング１０は、バルブプレート４のシール接合部材７に面する第２面、すなわち、狭い側縁部の端面１６近傍に設けられたシール面１１に接触する。図３に示す状態においては、シール接合部材７はバルブプレート４のシール面１１から、シールリング１０が離間しており、一方、図４においては、シール面１１に対して、シールリング１０により、緊密に接合されている。このようにしてバルブプレート４はバルブ本体１に対してシールされる。

流体通路の壁部は、流体通路に開口する中空部３の領域を除いて、凹部１２を有し、該凹部１２には、バルブ開口２が完全に覆われる位置において、バルブプレート４の側縁部１６が嵌入する。

例えば、ステップモータなどの適切なバルブプレート４の駆動手段により、バルブプレート４が、バルブ開口２が完全に開放された初期位置（図１）とバルブ開口２が完全に覆われた終端位置（図３）との間の移動経路に沿って、定められた方法で移動する。そのため、バルブ開口２の開口のサイズ、したがってバルブの流通量がこのようなバルブの制御領域に沿って制御される。

上記の構成要素や記述した機能は知られており、実用化されているこの種の制御スライドバルブにおいて慣用されている。これらのバルブ構成は他の慣用的手段によっても構成することができる。例えば、バルブプレート４は直線的に変位するように形成することもできる。

バルブプレート４の駆動手段及びシール接合部材７は簡明にするため図示しない。既に記述したように、これらのものは従来の方法により製造することができる。例えば、シール接合部材７の駆動は、参照文献として先に引用した特許文献１や特許文献２に記載された方法により行うことができる。バルブプレート４の駆動は、例えば、ステップモータを直接または伝達機構を介してジャーナル１３に作用させる構成とすることも可能である。シール接合部材７やバルブプレート４の駆動構成は本発明の主題ではない。

スプリングに支持された接触リング１４がバルブプレート４のシール接合部材７から遠い側の第１の面１７に装着される。接触リング１４の構成、支持について図８〜図１１に示す第１実施例を参照してより詳細に説明する。

バルブプレート４は、接触リング１４を受容し支持する円形の環状溝１５を、シール接合部材７から遠い第１面に有する。環状溝１５はバルブプレート４のシール接合部材７から遠い第１面１７にバルブプレート４の狭い幅の縁端部１６に近接して設けられる。複数のヘリカルスプリング１８（図１１に破線で示す）が、環状溝１５の円周方向に間隔を置いて、接触リング１４と環状溝１５の底面との間に配置され、その軸１９はバルブプレート４の中心面２０に垂直である。例えば、２４個のヘリカルスプリング１８が環状溝１５の円周方向に沿って等間隔に配置される。各ヘリカルスプリングは比較的小さい弾力性を有する。

接触リング１４は肩部２１を備え、該肩部２１は、接触リング１４がヘリカルスプリング１８の付勢により環状溝１５から外方へ移動する範囲を制限する。完全に外方に移動した位置（図１０）において、接触リング１４の外端２２はバルブプレート４の面１７より距離ｄだけ突出する。距離ｄは１〜５ｍｍの範囲、例えば４ｍｍ程度である。この位置において、肩部２１は支持リング２３に接触する。

支持リング２３は、環状溝１５の外周側壁に設けられた凹部に挿入されている。支持リング２３は弾性材料からなり、環状溝１５の側壁の凹部に圧入されている。更に、支持リング２３が環状溝１５の側壁の凹部から脱落するのを防止する支持デバイスを設けることもできる。このため、例えば、支持リング２３を分割し、その端部領域を外方に折り曲げて（例えば、溶接により）固定部２４に固定し、固定部２４はバルブプレート４にネジ留めされる（図１１）。

接触リング１４は、充分に外方へ移動した位置（図１０）からヘリカルスプリング１８の付勢力に抗して環状溝１５内方に押入することができ、この場合距離ｄはより小さくなる。異なる地点で異なる程度押入することもでき、接触リング１４の外端縁２２はバルブプレート４の中心面２０に角度を有する面内に延在することとなる。また、接触リング１４は、円周上の種々の地点で種々の深さに圧入することにより、大きいまたは小さい波状となる。かかる目的のため、接触リング１４は充分な柔軟性を有するように構成される。

図９に示すように、接触リング１４は分離しており、接触リング１４の両分離端の領域は狭い幅に形成されて円周方向に距離ｓに亘りオーバーラップしている（図９）。かかる方法で、本実施例におけるPTFE（テフロン（登録商標））製の接触リング１４の熱膨張を吸収することができる。

バルブプレート４が、バルブ開口２覆うがシール接合部材７は開状態にあるシールされない位置（図３）に押し出されると、接触リング１４はバルブ本体１の協働接触面２５に外端２２により接触する。接触面２５はバルブ本体１の凹部１２のバルブプレート４に対向している面により形成され、そして、バルブ本体１を介してバルブ開口２を形成する流体通路に開口する領域における中空部３のバルブプレート４に対向する壁面に形成されている。

接触リング１４は上記のように円周方向内において種々の程度で押圧可能であり、そのため製造時の公差を吸収することができる。押入される深さは、バルブプレート４に作用する中心面２０に垂直な方向の押圧力、すなわち、バルブの両側における差圧に依存する。接触面２５と略平行なバルブプレートの中心面２０は、種々に作用する差圧に伴い接触面２５に対して幾分（例えば±１°の範囲で）傾斜する。

バルブプレート４がバルブ開口２を覆う位置（図３）において、接触リング１４は比較的少量の、例えば、接触リングの構成及び材料に依存して０．２ｌ／ｓｅｃから３ｌ／ｓｅｃ（窒素ガスの場合）の範囲の流通をもたらす。制御可能なバルブの最小流通は通常の制御スライドバルブと比較してこのように急激に減少する。

本発明によるバルブは、例えば、１０^−６ｂａｒまたはそれより低い真空度の範囲において生じるガス分子流を制御することに使用できる利点を有し、過渡範囲（<１０^−３ｂａｒ）においても役割を果たし、ガス分子の大きな平均自由行程に特徴を有する。

本発明の好ましい構成においては、ギャップは、バルブプレート４がバルブ開口２を覆う終端位置において、接触リング１４の外端２２と少なくとも接触リング１４が位置する接触面２５との間、また、可能性として円周方向において互いに隔離している複数の地点に生ずる。かかる目的のため、例えば、接触リングに外端２２に窪みを形成する相応の切欠を設けることもできる。

残留ギャップを形成する他の可能性を図２１、図２２に示し、以下に詳細に説明する。バルブの制御領域において定められた最小流通は、このような残留ギャップによって制御される。すなわち、バルブプレート４がバルブ開口２を完全に覆う位置（図３）に移動したとき、バルブ開口２が覆われた接触リング１４の領域において、一個の独立した残留ギャップが供されることが好ましい。

残留ギャップの領域において、接触リング１４がバルブプレート４に堅固に結合している場合、バルブプレートに対する移動が起きず、（特に、接触リング１４と環状溝１５の側壁との間の遊びが存在することによるバルブプレートの半径方向における）少量の制御された残留流通にともなうヒステリシスが防止できる。バルブプレートの駆動はできる限り遊びをなくすべきである。

図１２、図１３に接触リング１４を支持する実施形態を示す。この実施例においては、環状溝１５の両側の側壁にアンダーカット部を設け、環状溝１５の底面に近接して広幅部が形成される。広幅部上方の狭幅部の幅より大きい直径を有するヘリカルスプリング１８が広幅部に配置される。支持リング２３を取外し、接触リング１４を取り出しても、ヘリカルスプリング１８は広幅部に留まり環状溝１５の側壁の引っ込み段部に係合している。このことは例えば洗浄や接触リング１４の交換等バルブプレート１４のメンテナンスを実質的に容易にする。

図１４及び図１５に示す実施例においては、円周状に延出する波状スプリング２６が接触リング１４と環状溝１５の底面との間に配置され、複数のヘリカルスプリングの代わりに接触リング１４を弾性支持する。この実施例もバルブプレートの製造及びサービスを容易にする。

波状スプリングに代えて円板状スプリングを用いることもできる。円板状スプリングはバネ定数を減少させるために円周端縁に沿ってV字状の切り込みを設けることができる（星型スプリング）。接触リング１４のバネ弾性支持の他の構造も考えられ可能である。例えば、相応に柔らかなバネ弾性材料によるO−リングを接触リング１４と環状溝１５の底面との間に配置することも出きる。ばね定数を減少させるために、かかるO−リングを中空状（中空部と外部を連通させる）に構成することもでき、また、断面半円状の材料を使用して、その開放端を接触リング１４または環状溝１５の底面に向けることも可能である。

特に好ましい実施例を図１６〜図１８に示す。この実施例においては、肩部２１がバルブプレート４の中心に面しており、支持リング２３は接触リング１４の内側面の上に存在するように環状溝１５の内周側壁面の凹部に配置される。支持リング２３は切断され、その両端部領域２７，２８は内方に屈曲されて、一方はバルブプレート４の凹部２９の縁端に係合し、他方は係合部材３０に係合する。端部領域２８は係合部材３０に作用するスプリング３１により端部領域２７の方向へ付勢され、支持リング２３には常に張力が作用し、そのため、支持リング２３が熱膨張しても環状溝１５の内周側面の凹部に引張される。ヘリカルスプリング１８が接触リング１４の支持のため用いられており、環状溝１５の広幅部に配置されている。勿論、他のスプリング手段を用いてもよい。

図１９及び図２０に示す実施例においては、支持リング２３は省略されている。環状溝１５の外周側壁にアンダーカット部を設け、接触リング１４の広幅部３３に備えた肩部の係止面３２を設ける。環状溝１５の一部に拡幅部３４を有する。この拡幅部３４の部分では環状溝１５の外周側壁のアンダーカットは省略され、拡幅部３４の部分は環状溝１５内に接触リング１４を切断端部の一方から挿入するのに役立つ。

図２１、図２２に、バルブプレート４がバルブ開口２を覆う終端位置において残留ギャップを形成する実施例を示す。接触リング１４は内周面に支持リング２３（例えば、図１６〜図１８に記載するように）を有する。接触リング１４の円周上の一点、特に、バルブプレート４が閉じ位置に変位するとき、最後にバルブプレート４により覆われるバルブ開口２の円周上の一点におけるバルブプレート４にネジ孔３５を設ける。ネジ孔３５の直径は、環状溝１５に面する側において環状溝１５と幾分交差し、そのためネジ孔３５は環状溝１５に開口している。

接触リング１４は、内方への拡幅部３３がネジ孔３５の直径内に幾分突出している。ネジ孔３５にスタッドネジ３６をねじ込み拡幅部３３にネジを切り、接触リング１４はこの領域において環状溝１５の底面方向に固着され、環状溝１５内にスプリング手段に抗して固定され、スプリング手段は環状溝１５の底面と接触リング１４との間に完全に押圧されてこの位置で固定される。接触リング１４のフレキシビリティ及び支持スプリング手段のフレキシビリティにより、接触リング１４はスタッドネジ３６の両側において曲面状に外方に付勢され、側面からみると、スタッドネジ３６の領域に凹部３７が存在する（図２２）。

接触リング１４はアルミニウムやステンレス鋼のような金属製とすることもできるが、プラスチック製、特に、真空に適した熱可塑性樹脂または硬質プラスティック（すなわち、エラストマーではないプラスティック）製が好ましい。可能性のあるプラスティックの例としては、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＰＥＥＫ、ＰＩ、ＰＰＳ、ＰＢＴ、ＰＥＳあるいはDyneonの商標で知られるPTFE−TFMのような変性ＰＴＦＥがある。

接触リング１４を全周に亘って１ｍｍ押圧するに要する力は０．６〜２Ｎの範囲であることが好ましい。接触リング１４全体がバルブプレート４の面１７と同一高さに達するまで押圧するに要する力は、例えば、１．５Ｎと５Ｎとの間である。接触リング１４を部分的に１ｍｍ押圧するに必要な力は０．１〜０．４Ｎの範囲が好ましい（この場合、接触リングは一定に押圧され、制御ギャップの可能性の点から離れた点で観察した）。

接触リング１４が接触面２５に接触する際に発生する粒子をできる限り少なくするために、接触リング１４は接触面２５に対してできるだけ小さい摩擦係数にすべきである。接触リング１４をポンプ側に配置し、バルブの通路開口が比較的小さくなるまで接触面２５との接触を生じないようにすることにより、発生した粒子の大部分はポンプにより排除され、バルブの反対側に接続された真空室には僅かな粒子が達するに過ぎない。

更に粒子の発生を減少させ及び／又は接触リング１４の磨耗を減少させるために、バルブプレート４をいわゆるＬ型移動させることも可能である。そのようにした場合、バルブプレート４はバルブ開口２を完全に覆う位置（図３）に達するまで、面２０内を移動し、続いて面２０に対して垂直方向、すなわち、接触面２５の方向に移動する。この移動は比較的短い距離、例えば２ｍｍの範囲で行われる。かかるＬ型移動を行う駆動手段は知られている。また、接触面２５に対して斜めに移動すること、Ｊ型移動として知られる、も閉じ動作の最後の移動において実施可能である。バルブプレートをＪ型移動させる本発明による制御スライドバルブの実施例を図２３〜図３０に示す。

図２３〜図３０に示すバルブの基本構造は既に示してきた実施例と同一であり、バルブプレート４を変位させる駆動のみが変更されている。バルブプレート４はバルブプレート４に堅固に結合された軸ピン１３により形成された旋回軸６の周りに旋回する。軸ピン１３は回動リング３８を有し、回動リング３８は軸ピン１３に固く結合され外方に突出している。

対向する二つのローラ３９が回動リング３８に回動可能に支持され、それらの軸は旋回軸６の半径方向に配向している。回動リング３８とバルブプレート４を伴う軸ピン１３は、旋回軸６方向に短い距離、例えば４ｍｍ、移動可能なように支持されている。そのため、軸ピン１３とバルブプレート４は、概略的にしか示していない押圧スプリング４０により図の右方向へ、終端位置に移動する。ローラ３９は、制御円板４２の凹部４１内に配置され、制御円板４２は軸ピン１３から外方に突出するフランジ４３上に配置され、軸ピン１３が旋回軸６の周りに回転すると、最初は制御円板４２がフランジ４３に沿って回動する。

バルブプレート４がバルブ開口２を完全に覆う終端位置に達する直前（図２７に示す位置の直前）、制御円板４２は、図に概略を示すバルブ本体に固定された停止片４４に当接する。例えば、ピン状の停止片４４が制御円板４２に設けられた溝の終端に当接する。そのため、更に軸ピン１３を回転するとローラ３９が凹部４１の最低地点から転出し始め、更に旋回軸の周りに旋回すると、回動リング３８が、それに伴って軸ピン１３とバルブプレート４が押圧スプリング４０の付勢力に抗して軸方向に変位する。

バルブプレート４が完全に開放位置（図２３）及び閉移動の開始位置にある場合、接触リング１４は接触面２５から離れており、または接触面２５に僅かに押圧されている。一方、図２７に示す制御領域の終端位置においては、接触リング１４は接触面２５に押圧される。バルブの制御領域における粒子の発生はこのようなバルブプレート４のＪ型移動により減少することができる。バルブを完全にシールするためには、シール接合部材７を流体通路の縦軸５の方向に移動し、シール接合部材７に対向するバルブプレートの面に配置される（図３０）。

バルブの作動は回転リングの外周にギアを設け、駆動ピニオンを歯合させて行うことも出きる。

シール機能のない制御バルブの場合は、図に示すシール接合部材７を省略することも可能である。

原理的に、バルブプレート４の面１７にシールリングを設け、スプリング手段により支持された接触リング１４を設けて、例えば、接触リング１４の外方をシールリングで囲むことも考えられ、可能である。シールリングはＬ型移動またはＪ型移動の終わりにバルブ本体に接触させる。少なくともバルブプレートに差圧が作用する場合、シールリングをバルブ本体に押圧する場合、バルブのシール状態はこのようにして行うことができる。このシールリングは特にリップシールに構成することができる。

以上の記載から理解できるように、ここに示す実施例は本発明の範囲を制限するものではなく、本発明の範囲は付属する特許請求の範囲と可能な均等の範囲とを参照して確定すべきである。

本発明の一実施例であるバルブにおけるバルブプレートの完全な開放状態を示す概略断面図である。図１に示すバルブにおけるバルブプレートの部分的開放状態を示す概略断面図である。図１に示すバルブにおけるバルブプレートがバルブ開口を完全に覆った状態であるがシール接合部材が開いている状態を示す概略断面図である。図１に示すバルブにおいて、バルブが閉塞（シール）状態を示す概略断面図である。図１に示すバルブのA−Aに沿った断面図である。図２に示すバルブのB−Bに沿った断面図である。図３に示すバルブのC−Cに沿った断面図である。図５〜図７に示すバルブプレートの対面を示す平面図である。図８に示すバルブプレートのD部の拡大図である。図８に示すバルブプレートのL−Lに沿った断面図で、第１実施例を示す部分断面図である。図１０のE視点からの図で、接触リング及びリテーナーを示す部分平面図である。本発明の他の実施例を示す図１０に対応する断面図である。図１２に示す縁端部の接触リングとリテーナーを取除いた状態を示す図である。本発明の他の実施例を示す図１２に対応する断面図である。図１４のF視点から見た波状スプリングを示す断面図である。本発明の他の特に好ましい実施例を示す図１２に対応する部分の断面図である。図１６のG視点からのバルブプレートの部分平面図である。図１７のH−Hに沿った断面図である。本発明の他の実施例を示す図１２に対応する断面図である。図１９のI視点から見たバルブプレートの溝を示す平面図である。調節ギャップの形成領域におけるバルブプレートの縁端部の部分断面図である。図２１のK視点から見た調節ギャップ領域の側面図である。本発明によるバルブの他の実施例におけるバルブプレートの完全開放状態を示す概略断面図である。図２３のL部の拡大図である。図２３に示すバルブにおけるバルブプレートの部分開放状態を示す概略断面図である。図２５のM部の拡大図である。図２３に示すバルブにおけるバルブプレートがバルブ開口を完全に覆った状態であるがシール接合部材が開いている状態を示す概略断面図である。図２７のN部の拡大図である。図２７のO部の拡大図である。図２３に示すバルブにおいて、バルブがシールされた状態を示す概略断面図である。

１‥バルブ本体、２‥バルブ開口、３‥中空部、４‥バルブプレート、５‥開口軸、６‥旋回軸、７‥シール接合部材、８‥第１シールリング、１０‥第２シールリング、１１‥バルブプレート第２面、１３‥ジャーナル、１４‥接触リング、１５‥バルブプレート溝部、１７‥バルブプレート第１面、１８‥ヘリカルスプリング、２３‥支持リング、２５‥接触面、２６‥波状スプリング。

Claims

バルブ開口を備えるバルブ本体と、第１及び第２の面を備え、前記バルブ開口を開放する初期位置と前記バルブ開口を完全に覆う終端位置との間を移動するバルブプレートとを有し、該移動経路がバルブの制御領域を形成する制御スライドバルブにおいて、
前記バルブプレートは前記第１の面に、前記バルブプレートの終端位置において前記バルブ開口を軸方向から見て前記バルブ開口を囲む円環状の接触リングを備え、前記接触リングは、前記バルブプレートにスプリング手段により支持されて、前記バルブプレートの第１の面より突出しており、前記バルブプレートの前記終端位置において、前記接触リングは前記スプリング手段の付勢力に抗して前記バルブプレートの方向に押圧され、少なくともその周囲の面を越えて前記バルブ本体の接触面に接触し、
前記バルブをシールするためのシール接合部材を備え、前記シール接合部材は、前記バルブプレートの終端位置において、前記バルブプレートから離間した位置と、前記第２の面で前記バルブプレートに係合して前記バルブ本体に対して前記バルブプレートをシールする位置との間を移動し、
前記バルブプレートの終端位置において、少なくとも前記接触リングの周方向の１点で前記接触リングと対向する接触面との間に残留ギャップが形成され、
前記シール接合部材は、前記バルブ本体のシール面に接触する第１シールリングと、前記バルブプレートの前記シール接合部材に面する前記第２の面に接触する第２シールリングとを備えていることを特徴とする制御スライドバルブ。
請求項１記載の制御スライドバルブにおいて、前記接触リングは、前記バルブプレートに設けられた円環状の溝部に装着されることを特徴とする制御スライドバルブ。
請求項２記載の制御スライドバルブにおいて、前記溝部の両側の側壁に、前記溝部の底側の広幅領域よりも上側の狭幅領域の幅を狭めるようなアンダーカット部が設けられ、
前記スプリング手段は、前記接触リングの周方向上に互いに間隔を置いて配置された複数のヘリカルスプリングを有し、
前記ヘリカルスプリングは前記溝部の広幅の領域に配置され、前記ヘリカルスプリングの直径は前記溝部の狭幅領域の幅より大であり、前記溝部の側壁に設けられた前記アンダーカット部に係合することを特徴とする制御スライドバルブ。
請求項１記載の制御スライドバルブにおいて、前記接触リングは、分断され、分断された両端部は周方向に所定の距離だけオーバーラップしていることを特徴とする制御スライドバルブ。
請求項１記載の制御スライドバルブにおいて、前記残留ギャップは、前記バルブプレートが終端位置に移動するとき、前記バルブプレートが前記バルブ開口を最後に覆う接触リングの領域に位置することを特徴とする制御スライドバルブ。
請求項１記載の制御スライドバルブにおいて、前記接触リングの残留ギャップ形成領域において、前記接触リングを部分的押圧状態に保持する押圧部が、部分的に接触リングの残留ギャップを形成することを特徴とする制御スライドバルブ。
請求項１記載の制御スライドバルブにおいて、前記接触リングは、支持リングにより前記バルブプレートの溝部に保持され、前記支持リングは前記溝部の側壁の凹部に挿入されていることを特徴とする制御スライドバルブ。
請求項２記載の制御スライドバルブにおいて、前記接触リングは、アンダーカット部を有する前記バルブプレートの溝部に挿入され、該アンダーカット部が前記接触リングの係止面を形成することを特徴とする制御スライドバルブ。
請求項８記載の制御スライドバルブにおいて、前記溝部は拡幅部を有し、該拡幅部により前記分断された接触リングがその分断端部から前記溝部に挿入可能とされていることを特徴とする制御スライドバルブ。
請求項１記載の制御スライドバルブにおいて、前記バルブプレートは、前記初期位置と終端位置との間を移動するとき、前記バルブ本体の接触面に近接していることを特徴とする制御スライドバルブ。