JP6778206B2 - 真空バルブ - Google Patents

Description

本発明は、軸線を有し、かつ、バルブシートにより囲まれているバルブ開口部を有するバルブ本体と、前記バルブ開口部を開放する開位置と、前記バルブ開口部を覆っている一方で前記バルブシートから離間している中間位置との間で縦運動方向に平行に変位可能であり、かつ、当該中間位置と前記バルブシートに対して当接する閉位置との間で横運動方向に平行に変位可能である閉塞要素と、前記縦変位方向に平行に変位可能、かつ、前記横変位方向に対して平行に変位可能に設けられ、前記閉塞要素を担持するバルブロッドと、前記バルブロッドが堅固に連結されている移動部材と、前記閉塞要素を開位置、中間位置および閉位置の間で駆動するため、前記縦運動方向に平行に延在する軸線のまわりでドライブシャフトを回転自在とする駆動モータと、を備えている真空バルブに関する。

真空バルブを閉塞するため、閉塞要素が、まずバルブロッドに対して平行に配置されている縦運動方向について、開位置から閉塞要素がバルブ開口部を覆う一方でバルブシートから離間している中間位置まで動かされ、続いて縦運動方向に対して垂直に配置されている横運動方向について、バルブシートに対して押し付けられるような真空バルブはＬ−バルブと呼ばれている。

特殊な構造のＬ−バルブによれば、バルブプレートを中間位置から閉位置まで動かし、これとは逆にバルブプレートを閉位置から中間位置まで動かすことができるように、バルブロッドが縦運動方向に垂直に延在する軸線回りに回動可能に設けられている。軸線のまわりでバルブロッドを回動させるためにローラガイドを用いることが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

閉塞要素を中間位置および閉位置の間で動かすために、縦運動方向に対して傾斜しているまたは垂直な横運動方向に閉塞要素が平行移動されるＬ−バルブによれば、従来、閉塞要素を担持する担持ユニットが、真空バルブのバルブハウジングの内側に設けられ、かつ、真空バルブの真空領域の外側に導出されているバルブロッドに取り付けられている（例えば、特許文献４〜６参照）。

閉塞要素が中間位置および閉位置の間で直線的に動かされ、閉塞要素を開位置および中間位置の間で動かす駆動機構、および、閉塞要素を中間位置および閉位置の間で動かす駆動機構が真空領域の外側に配置されているＬ−バルブが知られている（例えば、特許文献７〜９参照）。閉塞要素を支持しているバルブロッドは、縦運動方向および横運動方向に平行移動可能である。真空の外側において、ロッド状のガイド部材により縦運動方向に変位可能に案内される伝動部材がバルブロッドに取り付けられ、ロッド状のガイド部材が縦運動方向に垂直に配置されている横運動方向に変位可能に設けられている真空バルブが開示されている（特許文献９参照）。ロッド状のガイド部材、ひいてはバルブロッドを横運動方向に駆動するため、ロッド状のガイド部材に係合する気圧式のピストンシリンダユニットが用いられる。バルブロッドを縦運動方向に駆動するため、伝動部材に係合する気圧式のピストンシリンダユニットが用いられる。

上記タイプのさらなる真空バルブが提案されている（例えば、特許文献１０参照）。真空バルブを開閉するため、スピンドルの形態で構成されたドライブシャフトを、縦運動方向に平行に配置されている軸線まわりに回転させる駆動モータが用いられる。スピンドルの回動により縦運動方向に動かされる閉塞要素が、斜め連結部材、特に斜面ガイド部材または平行四辺形ガイド部材を介して、側部でバルブに堅固に連結されている移動部材に連結され、かつ、真空領域の外側にある。移動部材は、ローラガイドなどのガイド部材により、縦運動方向に平行に第１位置および第２位置の間で変位可能に、かつ、横運動方向に平行に第２位置および第３位置の間で変位可能に案内される。移動部材が第１位置、第２位置および第３位置のそれぞれにある際、閉塞要素は開位置、中間位置および閉位置のそれぞれにある。駆動モータの動力をバルブロッドに伝達する伝動部材に加えて、真空バルブにおいて縦運動方向および横運動方向の駆動を実行するためのローラガイドの形態のガイド要素の構造が比較的複雑となる。

米国特許公報 ＵＳ６３２７８９２Ｂ１ 米国特許公報 ＵＳ７０６６４４３Ｂ２ 米国特許公開公報 ＵＳ２０１２／０２５８２４２Ａ１ 米国特許公報 ＵＳ６０５６２６６Ａ 米国特許公報 ＵＳ６８９９３１６Ｂ２ 米国特許公報 ＵＳ７６１１１２２Ｂ２ 国際公開公報 ＷＯ２０１０／０３４４６０Ａ１ 米国特許公報 ＵＳ７７６２５２７Ｂ２ 国際公開公報 ＷＯ２０１４／０７５７５７Ａ１ 欧州特許公報 ＥＰ２７４９７９８Ａ１

本発明の目的は、簡便な方法で閉塞要素を（開位置と中間位置との間で）縦運動方向に平行に動かし、かつ、（中間位置と閉位置との間で）横運動方向に平行に動かす、上記タイプの好適な真空バルブを提供することにある。

本発明によれば、当該目的は、請求項１の特徴を有する真空バルブによって達成される。

本発明に係る真空バルブは、真空バルブを開閉するために駆動モータによって回動されえるドライブシャフトが、第１部分において縦駆動カム機構の縦駆動カム部材を備えている。閉塞要素を開位置および中間位置の間で動かすため、当該縦駆動カム部材は、縦駆動カム機構の縦駆動係合部材と相互作用する。ドライブシャフトが、第２部分において横駆動カム機構の横駆動カム部材を備えている。閉塞要素を中間位置および閉位置の間で動かすため、当該横駆動カム部材は、横駆動カム機構の横駆動係合部材と相互作用する。縦駆動カム機構の縦駆動係合部材は、バルブロッドに堅固に連結されている移動部材に対して、縦運動方向（すなわち、縦運動方向に対して平行に）変位不可能に連結されている。横駆動カム機構の横駆動係合部材は、移動部材に対して、横運動方向（すなわち、横運動方向に対して平行に）変位不可能に連結されている。

閉塞要素を縦運動方向に平行に駆動するためのカム部材およびカム機構、ならびに、閉塞要素を横運動方向に平行に駆動するためのカム部材およびカム機構がドライブシャフトにより構成されている。バルブロッド、ひいては閉塞要素を縦運動方向に平行かつ横運動方向に平行に運動させるための好適なガイドが可能となる。

閉塞要素の開位置から、少なくとも１つのドライブシャフトが回転閉方向に回動されることにより、縦駆動係合部材が縦駆動カム部材により縦運動方向に平行に動かされ、移動部材が連動し、閉塞要素が開位置から中間位置に向かって動かされる。閉塞要素の中間位置から、少なくとも１つのドライブシャフトが回転閉方向に回動されることにより、横駆動係合部材が横駆動カム部材により横運動方向に平行に動かされ、移動部材が連動し、閉塞要素が中間位置から閉位置に向かって動かされる。

バルブロッドが縦運動方向に平行にかつ横運動方向に平行に変位可能に構成されるように、バルブロッドに堅固に連結された移動部材が当該方向に平行に変位可能に構成されてもよい。

一の実施態様において、移動部材を縦運動方向に平行に変位可能に構成する、少なくとも１つの縦リニアガイドが設けられてもよい。当該少なくとも１つの縦リニアガイドは、少なくとも１つの横リニアガイドによって横運動方向に平行に変位可能に構成されていてもよい。少なくとも１つの縦駆動カム機構の縦駆動係合部材および少なくとも１つの横駆動カム機構の横駆動係合部材が移動部材に直接的に配置されてもよい。

他の実施態様において、スライダを縦運動方向に平行に変位可能に構成する、少なくとも１つの縦リニアガイドが設けられていてもよい。移動部材が、スライダに対して横運動方向に平行に設けられていてもよい。少なくとも１つの縦駆動カム機構の縦駆動係合部材が好ましくはスライダに設けられ、移動部材がスライダに対して縦運動方向に変位可能に保持されている。少なくとも１つの縦駆動カム機構の縦駆動係合部材が移動部材に直接的に配置されてもよい。

閉塞要素を中間位置から閉位置に向かう方向およびこれとは反対に閉位置から中間位置に向かう方向に動かすため、ドライブシャフトの第２部分が、二重カム部材を構成し、かつ、移動部材に対して横運動方向に変位不可能に連結されている第１横駆動係合部材および第２横駆動係合部材のそれぞれと相互作用する、第１横駆動カム部材および第２横駆動カム部材を備えていてもよい。これらにより、横運動方向に平行な双方向の規制ガイドが構成されている。このような規制ガイドは、例えば横駆動係合部材の溝ガイドにより構成されていてもよい。一方、横駆動カム機構が、外表面に対してこれと相互作用する横駆動係合部材がバネによって押し付けられる単一のカムのみを備えていてもよい。

縦駆動カム部材によって構成された曲線が無勾配部分を有し、閉塞要素が中間位置にある場合、縦駆動係合部材が当該無勾配部分にある。縦駆動係合部材が当該無勾配部分にある場合、ドライブシャフトが回転された際、バルブロッドは縦運動方向に平行に動かず、かつ、横駆動カム機構によって縦駆動係合部材が縦駆動カム部材に対して横運動方向に平行に動くことができる。

縦駆動カム機構は、シリンダカム機構であってもよい。

有利な実施形態では、真空バルブが、ドライブシャフトの軸線まわりの回転を制止する制動装置をさらに備えている。特に電気エネルギーにより構成される駆動モータの運転手段が故障した場合、ドライブシャフトの回動が制止され、閉塞要素が特に閉位置または開位置などのそのときの位置に固定される。

本発明の有利な実施形態では、第１ドライブシャフトおよび第２ドライブシャフトが設けられ、第１ドライブシャフトおよび第２ドライブシャフトがそれぞれの駆動モータまたは単一の共通の駆動モータによって相互に平行に配置されている軸線まわりに回動され、縦駆動カム機構の縦駆動係合部材と相互作用する当該縦駆動カム機構の縦駆動カム部材を第１部分において備え、かつ、横駆動カム機構の横駆動係合部材と相互作用する当該横駆動カム機構の横駆動カム部材を第２部分において備えていてもよい。

本発明の構造により、バルブシートに対する閉塞要素の押圧力が簡単に調整または制御可能となり、これにより押圧力がさまざまな数値に設定されうる。閉塞要素をバルブシートに対して封止するための弾性を有するシールリングの寿命が最適化されるように、差圧が存在しない場合、弾性を有するシールリングの荷重が例えば低減されてもよい。

本発明の好ましい実施例のさらなる特徴および詳細は、概略図に基づいて例示的に説明される。

閉塞要素が開位置にある状態の本発明の一実施形態に係る真空バルブの斜視図。 閉塞要素が開位置にある状態の本発明の一実施形態に係る真空バルブの正面図。 図２のＡ−Ａ線に沿った断面図。 図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図。 図２のＣ−Ｃ線に沿った断面図。 図２のＤ−Ｄ線に沿った断面図。 図２のＥ−Ｅ線に沿った断面図。 図２のＦ−Ｆ線に沿った断面図。 閉塞要素が中間位置にある状態の真空バルブの斜視図。 閉塞要素が中間位置にある状態の真空バルブの正面図。 図１０のＧ−Ｇ線に沿った断面図。 図１０のＨ−Ｈ線に沿った断面図。 図１０のＩ−Ｉ線に沿った断面図。 図１０のＪ−Ｊ線に沿った断面図。 図１０のＫ−Ｋ線に沿った断面図。 図１２のＬ−Ｌ線に沿った断面図。 閉塞要素が閉位置にある状態の真空バルブの斜視図。 閉塞要素が閉位置にある状態の真空バルブの正面図。 図１８のＭ−Ｍ線に沿った断面図。 図１８のＮ−Ｎ線に沿った断面図。 図１８のＯ−Ｏ線に沿った断面図。 図１８のＰ−Ｐ線に沿った断面図。 図１８のＱ−Ｑ線に沿った断面図。 一の方向から見た際の真空バルブの分解図。 他の方向から見た際の真空バルブの分解図。 閉塞要素、バルブロッドおよび移動部材を有するユニットの斜視図。 縦駆動係合部材および横駆動係合部材を有する移動部材の分解図。 駆動モータ、伝動部材および制動装置を備える駆動ユニットの分解図。 他の実施形態に係る横駆動カム機構の説明図。 さらに別の実施形態に係る真空バルブの斜視図。 当該さらに別の実施形態に係る真空バルブの部分分解図。

本発明の一実施形態に係る真空バルブが図１〜図２８に示されている。

真空バルブは、軸線３を有するバルブ開口部２を備えた壁部が設けられているバルブハウジング１を備えている。真空バルブの閉状態において、バルブ開口部２は、特にプレート状に構成された、閉位置にある閉塞要素４によって閉塞される。閉塞要素４は、その閉位置において、閉塞要素４に対向する側でバルブ開口部２を囲んでいるバルブシート５に対して押し付けられる。真空バルブの開状態において、閉塞要素４は開位置にあってバルブ開口部２を開放している。閉塞要素４は、閉位置と開位置との間で中間位置を経由して動かされ、当該中間位置においてバルブ開口部２の軸線３の方向に見た場合に閉塞要素４がバルブ開口部２を覆う一方、バルブシート５に対向する一方で浮いている（＝離間している）。

閉塞要素４が閉位置にある際に、閉塞要素４とバルブ本体１のバルブ開口部２を有する壁部とを封止するため、閉塞要素４に設けられた（例えばＦＫＭまたはＦＦＫＭなどからなる）弾性を有するシールリング６が用いられ、バルブシート５はシールリング６が押し付けられるシール面を有する。基本的に、シールリング６がシールシートに配置され、閉塞要素４のシール面がそこに押し付けられてもよい。

本実施形態では、バルブ本体１はハウジング状に形成され、バルブハウジングということもでき、閉塞要素４はバルブ本体１の内部空間７に配置されている。バルブ本体１の内部空間７は、真空バルブの真空領域（＝真空が存在することができる領域）を形成する。バルブ本体１を貫通する通路が形成されるように、バルブ本体１のさらなる壁部にはさらなる開口部８が設けられている。当該貫通路は、軸線３の方向に直線的に延在している。

本実施形態では、バルブ本体１は、蓋部４５によって閉塞される開口部が設けられ、当該開口部を通じて修理・点検作業が簡易化される。この開口部および蓋部４５は省略されてもよい。

バルブ本体１は、真空システムにおける例えば真空チャンバおよび／またはパイプラインなどの他の部品に対して接続されてもよい。閉塞要素４が開位置にある際、バルブ本体１の内部空間７は、バルブ開口部２を通じて、真空システムの第１部分の内部空間に連通し、かつ、開口部８を通じて真空システムの第２部分の内部空間に連通する。

バルブ開口部２を真空チャンバの壁部における開口部と整列するように、真空バルブは、基本的に、真空バルブの動作状態において、真空チャンバの内部空間でバルブ本体１を当該真空チャンバの壁部に対して封止されて配置させる、いわゆるインサートを構成してもよい。この場合、真空バルブにおいて開口部８を有する対向する壁部は省略されてもよい。閉塞要素４は、真空バルブの真空領域に配置される。

本実施形態では、一方側でバルブロッド９に固定され、他方側で閉塞要素４に固定された連結部材１２を介して、閉塞要素４がバルブロッド９により担持されている。バルブロッド９は、バルブ本体１の開口部を通じて、真空バルブの真空領域から導出され、その縦軸線１０の方向、かつ、これに対して垂直な方向に移動可能である。この目的のため、本実施形態ではベローズ１１が用いられている。基本的に、他のタイプの真空貫通ガイド部材が設けられてもよく、例えば、ガイド方向に垂直な方向に、バルブ本体１に対して封止された状態で移動可能に設けられている、他のタイプのベローズまたはリニアガイドが設けられていてもよい。

真空領域の外側で、バルブロッド９に移動部材１３が堅固に固定されている。移動部材１３（本実施形態では複数の部品により構成されている。）は、ベアリング機構によって、縦運動方向１４に平行かつ縦運動方向１４に垂直に延在する横運動方向１５に変位可能に設けられている。移動部材１３が縦運動方向１４に平行に動くことにより、バルブロッド９ひいては閉塞要素４が縦変位方向１４に平行に動かされる。閉塞要素４が開位置と中間位置との間で動かされることにより、移動部材１３が縦運動方向１４に平行に動かされる。

移動部材１３が横運動方向１５に平行に動かされることにより、バルブロッド９、ひいては閉塞要素４が横運動方向１５に平行に動かされる。移動部材１３の横運動方向１５に平行な動きにより、閉塞要素４が中間位置および閉位置の間で動かされる。

バルブロッド９の縦軸線１０は、構運動方向１４に平行に延在し、これにより、バルブロッド９が真空領域から簡単に導出されうる。

バルブ開口部２の軸線３が横運動方向１５に平行に延在し、かつ、バルブシート５が横運動方向１５に垂直に広がっている平面に存在し、これにより閉塞要素４がバルブシート５に平行に配置される。このような平行な配置からの多少の逸脱は、基本的に許容される。

移動部材１３を縦運動方向１４および横運動方向１５のそれぞれに平行に変位可能に設けるためのベアリング機構は、本実施形態では、移動部材１３の開口部を貫通する縦ガイドロッド１６を備え、当該開口部には摺動案内のためのガイドブッシュ１７が配置されている。例えば、バルブロッド９の両側に配置された縦ガイドロッド１６が設けられている。縦ガイドロッド１６は、縦運動方向１４に平行に延在し、かつ、横運動方向１５に平行に変位可能に案内される。本実施形態では、横ガイドロッド１８が縦ガイドロッド１６の両端部に設けられた開口部を貫通し、当該開口部には摺動案内のためのガイドブッシュ１９が配置されている。横ガイドロッド１８は、横運動方向１５に対して平行に延在し、かつ、バルブ本体１に堅固に連結された担持体２０に取り付けられている。

縦ガイドロッド１６は、移動部材１３において移動ガイドを構成する部分と共に、移動部材１３のための縦リニアガイドを構成し、当該縦リニアガイドはシャフトガイドの形態で構成されている。縦運動方向１４に平行に移動部材１３を変位可能に設けるため、例えばレールガイドまたはロールガイドなど、他の形態で構成された少なくとも１つの縦リニアガイドが設けられていてもよい。レールガイドには、（移動部材の一部を構成する）スライダを変位可能に案内するガイドレールが設けられてもよい。ロールガイドには、長孔、溝または突起部により形成され、かつ、これに対応する係合要素が変位可能に案内されるガイドルートが設けられてもよい。

代替的に、スライディングガイドまたはローラガイドが設けられてもよい。

横ガイドロッドは、縦ガイドロッド１６を横ガイドロッド１８に沿って変位可能にする部材と共に、本実施形態ではシャフトガイドの形態の横リニアガイドを構成する。移動部材１３を横運動方向１５に平行に変位可能に案内するため、例えばレールガイドまたはスライドガイドなど、異なる形態の横リニアガイドが設けられていてもよい。

代替的にスライディングガイド、ローラガイドが設けられていてもよい。

移動部材１３を横運動方向１５に加えて縦運動方向１４に平行に動かすため、ドライブシャフト２１、２２は移動部材１３と相互作用する。バルブロッド９の両側に配置されたドライブシャフト２１、２２は、縦運動方向１４に平行に延在する軸線２３のまわりに回転可能に設けられている。本実施形態では、当該回転可能性は、担持体２０に対するローラベアリング２４によって実現される。

ドライブシャフト２１、２２を軸線２３まわりに回転させるため、駆動モータ２５、２６が用いられる。各駆動モータ２５、２６により、本実施形態ではギヤ２７、２８、２９および３０を備えている伝動機構を介して各ドライブシャフト２１、２２が駆動される。

駆動モータ２５、２６は、ＤＣモータ、ブラシレスモータもしくはブラシモータ、同期モータ、誘導モータまたはステッピングモータ等の電動モータである。ＤＣモータ、同期モータまたは誘導モータが使用される場合、駆動モータ２５、２６の同期は、例えばロータリーエンコーダまたはホールセンサなどの適当なセンサ手段（図示略）を用いて、コントローラ（図示略）によって実行される。ステッピングモータが使用される場合、駆動モータ２５、２６は、同数のステップが付与されることにより同期して制御され、付加的または代替的に、同期のために適当なセンサが用いられる。

電動式の駆動モータ２５、２６に代えて、基本的に、ドライブシャフト２１、２２を各軸線２３のまわりに回動させるため、例えば気圧式または油圧式のモータなどの異なる駆動モータが設けられていてもよく、複数の駆動シャフト２１、２２がある場合、および、ドライブシャフト２１、２２を駆動するための個別のモータがある場合、ドライブシャフト２１、２２の回転の同期が必要である。

例えば歯付きベルトなどの適当な伝動要素を介して、２つの駆動シャフト２１、２２をそれぞれの回転軸線２３のまわりに回転するための単一の駆動モータのみが設けられていてもよい。各ドライブシャフトのための個別の駆動モータが使用される場合、このような機械的な同期が適用されてもよい。

移動部材１３、ひいてはバルブロッド９および閉塞要素４を縦運動方向１４に平行に動かすように、閉塞要素４を開位置および中間位置の間で動かすため、縦駆動カム機構が用いられる。縦駆動カム機構は、各ドライブシャフト２１、２２の長手方向の延在領域における第１部分において構成されている縦駆動カム部材３１と、縦駆動カム部材３１と相互作用する、移動部材１３に配置されている縦駆動係合部材３２と、を備えている。本実施形態では、縦駆動カム機構は、移動部材１３に固定されているピン３２ａにより構成され、ピン３２ａに対してローラ３２ｂが回転軸線２３に平行な軸線回りに回動可能に設けられている。ローラ３２は基本的に省略されてもよく、ピン３２ａが縦駆動カム部材３１において摺動しながら案内されてもよい。

それぞれの縦駆動カム部材３１は、ドライブシャフト２１、２２の周囲で螺旋状に延在する溝部によって構成されている。当該溝部にローラ３２ｂが係合し、溝部側面を転動する、または、代替的にピン１と係合することができる。このような溝カムに代えて、対応して構成された係合部材と相互作用する突起カムが設けられてもよい。各縦駆動カム部材３１は、各縦駆動カム部材３１と相互作用する各縦駆動係合部材３２と共に各シリンダカム機構を構成する。

縦駆動カム部材３１により構成された曲線は、縦運動方向１４についての勾配部分３１ａに加えて、無勾配部分３１ｂが設けられている。縦駆動係合部材３２が勾配部分３１ａに係合している場合、ドライブシャフト２１、２２の回動により、縦駆動係合部材３２が縦運動方向１４に平行に動かされる。縦駆動係合部材３２が無勾配部分３１ｂに係合している場合、ドライブシャフト２１、２２の回動により、縦駆動係合部材３２が縦運動方向１４に平行に動かされない。閉塞要素４が開位置から中間位置に向かって動く行程の終端において中間位置に到達した際、縦駆動係合部材３２が無勾配部分３１ｂに位置している。

縦駆動カム部材３１により構成された曲線は、勾配部分３１ａにおいて、本実施形態ではドライブシャフト２１、２２の周方向に３６０°未満にわたり延在している。例えば、（縦運動方向１４についての）勾配部分３１ａは１８０°から３２０°まで延在している。閉塞要素４を開位置から中間位置に動かすため、各ドライブシャフト２１、２２の３６０°未満だけ回動する。例えば、各ドライブシャフト２１、２２の当該回転角度は、１８０°以上３２０°以下の範囲に含まれている。

移動部材１３、ひいてはバルブロッド９および閉塞要素４を横運動方向１５に平行に動かされるように、閉塞要素４を中間位置および閉位置の間で動かすため、横駆動カム機構が用いられる。それぞれの横駆動カム機構は、本実施形態では第１横駆動カム部材３３および第２横駆動カム部材３４を備え、第１横駆動カム部材３３および第２横駆動カム部材３４のそれぞれは各ドライブシャフト２１、２２の長手方向の延在領域における第２部分において構成されている。第１横駆動カム部材３３および第２横駆動カム部材３４のそれぞれと、移動部材１３に配置されている第１横駆動係合部材３５および第２横駆動係合部材３６のそれぞれが相互作用する。

第１横駆動カム部材３３および第２横駆動カム部材３４は、第１横駆動係合部材３５および第２横駆動係合部材３６と相互作用する外表面を有するカムの形態で構成され、第１横駆動カム部材３３および第２横駆動カム部材３４の外表面は、第１横駆動係合部材３５および第２横駆動係合部材３６と相互作用する領域において回転軸線２３の周りの周方向の距離が変化している。第１横駆動カム部材３３および第２横駆動カム部材３４は、カムと呼ぶことができる。

閉塞要素４を中間位置から閉位置まで動かすため、第１横駆動カム部材３３および第１横駆動係合部材３５が相互作用する。閉塞要素４を閉位置から中間位置まで動かすため、第２横駆動カム部材３４および第２横駆動係合部材３６が相互作用する。

第１横駆動カム部材３３と、閉塞要素４が閉位置においてバルブシート５に押し付けられる押圧力を伝達する第１横駆動係合部材３５とが滑り接触している。第１横駆動係合部材３５は、担持部材３５ａと、担持部材３５ａに保持されている軸線ピン３５ｃとにより、回転軸線２３に平行に延在する軸線まわりに回動自在に設けられているローラ３５ｂを備えている。それぞれの第１横駆動カム部材３３およびそれぞれの第１横駆動係合部材３５は摺接していてもよい。本実施形態では、それぞれの第２横駆動カム部材３４およびそれぞれの第２横駆動係合部材３６は摺接している。当該部材が滑り接触するように構成されていてもよい。

第１横駆動係合部材３５および第２横駆動係合部材３６は、それぞれの二重カムを構成する。単一の係合部材と相互作用する単一のカムのみが設けられ、横運動方向に平行に双方向に動かされるように、カム部材および係合部材の当接状態がバネによって維持されていてもよい。バネは、例えば開方向に作用する。

真空バルブを閉塞要素４が開位置にある開状態から閉塞するため、各ドライブシャフト２１、２２がそれぞれの回転閉方向３８、３９に回動される。本実施形態では、各ドライブシャフト２１、２２の回転閉方向３８、３９は逆向きである。各ドライブシャフト２１、２２の回転閉方向３８、３９は同じ向きであってもよい。

閉塞要素４の開位置において、縦運動方向１４について、第１横駆動係合部材３５が第１横駆動カム部材３５から離間し、かつ、第２横駆動係合部材３６が第２横駆動カム部材３４から離間している。閉塞要素４の開位置から中間位置に至るまでの行程の最後まで、第１横駆動係合部材３５が第１横駆動カム部材３３に対して（縦運動方向１４について）重なり、かつ、第２横駆動係合部材３６が第２横駆動カム部材３４に対して（縦運動方向１４について）重なっている。ドライブシャフト２１、２２がそれぞれの回転閉方向３８、３９にさらに回動される場合、閉塞要素４は縦運動方向１４にそれ以上は動かず、縦駆動係合部材３２が、縦駆動カム部材３１の曲線において無勾配部分３１ｂの領域にはない。ドライブシャフト２１、２２がそれぞれの回転閉方向３８、３９にさらに回動される場合、第１横駆動カム部材３３が第１横駆動係合部材３５を縦運動方向１５に平行に動かし、これにより閉塞要素４が中間位置から閉位置に動かされてバルブシート５に押し付けられる。

閉塞要素４の閉位置において、各ドライブシャフト２１、２２は、それぞれの回転開方向３８、３９と反対向きの回転開方向に回動され、第２横駆動カム部材３４が第２横駆動係合部材３６を横運動方向１５に平行に動かし、これにより閉塞要素４が閉位置から中間位置まで駆動される。既に述べたように、第２横駆動カム部材３４および第２横駆動係合部材３６に代えて、ドライブシャフト２１、２２の当該回動に際して、縦駆動係合部材３１を縦駆動カム部材３１に当接した状態を維持し、かつ、閉塞要素４を閉位置から中間位置に動かす少なくとも１つのバネ３４が設けられていてもよい。ドライブシャフト２１、２２がそれぞれの回転開方向にさらに回動された場合、縦駆動係合部材３２が、縦駆動カム部材３１の曲線において無勾配部分３１ａにあり、当該曲線には縦運動方向１４に傾斜があり、これにより閉塞要素４を中間位置から開位置まで動かすことができる。

他の変形実施形態は、第１横駆動カム部材３３および第１横駆動係合部材３５が省略され、かつ、ドライブシャフト２１、２２が回転閉方向に回動された際、少なくとも１つの閉じバネが、第２横駆動係合部材３６が第２横駆動カム部材３４に当接した状態を維持し、かつ、閉塞要素４を中間位置から閉位置に動かす。

縦駆動係合部材３２が、無勾配部分３１ｂにある場合、縦駆動カム部材３１が、横運動方向１５に平行に、縦駆動係合部材３２に対して相対移動することが可能とされている。この目的のため、当該方向についてのドライブシャフト２１、２２の適当な間隙、および、ドライブシャフト２１、２２が貫通する、移動部材１３の貫通開口部３７が設けられてもよい（図６参照）。

中間位置、閉位置および中間位置と閉位置との間の任意の位置において、対向して配置されている横駆動カム部材３３、３４に係合する少なくとも１つの横駆動係合部材３５、３６が設けられている。

縦駆動カム部材３１において無勾配部分３１ｂが省略され、閉塞要素４が開位置から中間位置まで至る工程の最後において、縦駆動係合部材３２が縦駆動カム部材３１と係合しないように設けられてもよい。例えば、縦駆動カム部材３１が、部分３１ａにわたり延在している突起カムを備え、縦駆動係合部材３２の側面が開方向に作用するバネにより当該突起カムに押し付けられ、閉塞要素４が中間位置に到達する際、移動部材１３がラッチ機構によって当該バネの付勢力に抗して動かないように維持され（その一方で横運動方向１５には変位可能である）、当該ラッチ機構は閉塞要素４が閉位置から中間位置に戻る際には機能しない。

バルブロッド９は、縦運動方向１４について、移動部材１３が設けられている領域にわたり、閉塞要素４から離れる方向に延在している。閉塞要素４が閉位置にある状態で、バルブロッド９の長手方向の延在領域のうち一部、好ましくは閉塞要素４から離れている端部領域において、バルブロッド９はバルブ本体１に対して堅固に保持されている支持部材４２に支持される。支持部材４２は、横運動方向１５についてバルブロッド９においてバルブシート５と同じ側に存在する。バルブロッド９がこのように支持されることにより、移動部材１３のガイド方向に作用するモーメントが低減され、（前記のようにバルブロッド９の中央部に移動部材１３が設けられている場合）好ましくは実質的に打ち消される。支持部材４２は、弾性的に構成され、好ましくはシールリング６と同程度の弾性を有する。

本実施形態では、それぞれのドライブシャフト２１、２２の回動を制止する制動装置４０が、各ドライブシャフト２１、２２のために設けられている。例えば、閉塞要素４が閉位置にある際、ドライブシャフト２１、２２の例示的な回転のために、２２を遮断することができます。また、駆動モータ２５の操作手段の回動が制止される。これにより、本実施形態では電気エネルギーにより構成される駆動モータ２５、２６の運転手段が故障した場合、真空バルブが閉状態に固定される。本実施形態では、制動装置４０は、伝動装置のギヤ２８の１つと係合するギヤ４１を有している。制動装置４０の制止部材は、伝動モータ２５、２６の運転手段により、バネの付勢力に抗してギヤ４１に連結されたシャフトとの間隔が維持され、運転手段の故障に際してバネにより当該シャフトに押し付けられる。当該制止部材は図示されていない。駆動モータ２５の運転手段が故障した場合、閉塞要素４は現在位置に固定される。

このような制動装置は、駆動モータにより駆動されるモータシャフトに対して直接的に相互作用してもよい。

基本的には、少なくとも１つの駆動モータによって駆動される複数のドライブシャフト２１、２２、または、駆動モータによって駆動される単一のドライブシャフトのみが設けられていてもよい。単一のドライブシャフトのみが設けられている場合、好ましくは縦運動方向１４に対して垂直かつ横運動方向１５に対して垂直に延在する方向について、閉塞要素４の中心を（本実施形態ではバルブロッド９の前後で）位置決めするため、バルブシート５に対する閉塞要素４の押圧力を中央に作用させることができる。

単一のバルブロッド９に代えて、平行に配置され、かつ、閉塞要素４を一緒に担持する２本以上のバルブロッド９が設けられてもよい。

少なくとも１つの駆動モータは、中間の伝動機構を介さずに、少なくとも１つのドライブシャフトを直接的に駆動してもよい。

本発明の範囲から逸脱することなく、本実施形態のさまざまな変更が可能である。

図２９は、横駆動カム機構またはそれぞれの横駆動カム機構の可能な変形実施形態を示している。横駆動カム部材４３は、ここでは、閉塞要素４が中間位置および閉位置の間（中間位置および閉位置の間の任意の位置）において縦運動方向１４に動かされるような位置にある際、横駆動係合部材４４が係合するガイド溝４３ａを有するカムの形態で構成されている。横駆動係合部材４４は、ピンまたはピンに対して回動自在に設けられたローラによって構成されてもよい。

閉塞要素４が中間位置から開位置に向かって動く際、横駆動係合部材４４は横駆動カム部材４３との係合状態から解放される。

他の実施形態が図３０および図３１に示されている。後述する相違点を除き、図１〜図２８に示されている実施形態の構成および説明は、その可能な変形例と同様に、図３０および図３１に示されている実施形態に適用される。

図１〜図２８に示されている実施形態では、移動部材１３は、縦運動方向１４に平行なガイドを介して、横運動方向１５に平行なガイドに連結されているのに対して、図３０および図３１に示されている実施形態では、移動部材１３は、横運動方向１５に平行なガイドを介して、縦運動方向１４に平行なガイドに連結されている。

ここで、縦ガイドロッド１６は、担持体２０に対して固定され、縦ガイドロッド１６に沿ってスライダ４５が縦運動方向１４に平行に案内される。縦ガイドロッド１６は、当該縦ガイドロッド１６に沿って案内されるスライダ４５のガイド要素と共に、縦リニアガイドを構成する。スライダ４５は側部で移動部材１３を横運動方向１５に平行に案内する。対応する横リニアガイドが設けられている。図３０および図３１に示されている実施形態において、スライダ４５に対して堅固に固定され、横運動方向１４に平行に整列された横ガイドロッド４６により横リニアガイドが構成され、横ガイドロッド４６により移動部材１３のガイドブッシュ４７が変位可能に案内される。移動部材１３は、縦運動方向１４についてスライダ４５に対して変位不可能に担持されている。

少なくとも１つの異なる方式の、縦リニアガイドおよび横リニアガイドのうち一方または両方が設けられてもよい。

縦駆動カム部材３１に係合している縦駆動係合部材３２は、本実施形態ではスライダ４５に配置されている。図３０および図３１において、縦駆動係合部材３２は見えないものの、図１〜図２８に示されている実施形態と完全に同一に構成されてもよい。

横駆動係合部材３５、３６は、図１〜図２８に示されている実施形態では移動部材１３に配置され、両方の横駆動係合部材３５、３６が軸線ピンのまわりに回転可能に設けられたローラを備えている。

図３０および図３１に対応する構成により、縦運動方向１４および横運動方向１５のそれぞれに平行に著しく安定な、移動部材１３のガイドが構成される。

閉塞要素が中間位置および閉位置の間で動かされる際、本実施形態ではスライダ、ひいては縦駆動係合部材（それぞれの縦駆動カム部材３１の無勾配部分３１ｂに設けられている）が横運動方向に変位することはない。本実施形態において、縦駆動カム部材が、移動部材１３に対して直接的に配置されてもよい。

１‥バルブ本体、２‥バルブ開口部、３‥軸線、４‥閉塞要素、５‥バルブシート、６‥シールリング、７‥内部空間、８‥開口部、９‥バルブロッド、１０‥縦軸線、１１‥ベローズ、１２‥連結部材、１３‥移動部材、１４‥縦運動方向、１５‥横運動方向、１６‥縦ガイドロッド、１７‥ガイドブッシュ、１８‥横ガイドロッド、１９‥ガイドブッシュ、２０‥担持体、２１‥ドライブシャフト、２２‥ドライブシャフト、２３‥回転軸線、２４‥ローラベアリング、２５‥駆動モータ、２６‥駆動モータ、２７‥ギヤ、２８‥ギヤ、２９‥ギヤ、３０‥ギヤ、３１‥縦駆動カム部材、３１ａ‥勾配部分、３１ｂ‥無勾配部分、３２‥縦駆動係合部材、３２ａ‥ピン、３２ｂ‥ローラ、３３‥第１横駆動カム部材、３４‥第２横駆動カム部材、３５‥第１横駆動係合部材、３５ａ‥担持部材、３５ｂ‥ローラ、３５ｃ‥軸線ピン、３６‥第２横駆動係合部材、３７‥貫通開口部、３８‥回転閉方向、３９‥回転閉方向、４０‥制動装置、４１‥ギヤ、４２‥支持部材、４３‥横駆動カム部材、４３ａ‥ガイド溝、４４‥横駆動係合部材、４５‥スライダ、４６‥横ガイドロッド、４７‥ガイドブッシュ。

Claims (10)

1. 軸線（３）を有し、かつ、バルブシート（５）により囲まれているバルブ開口部（２）を有するバルブ本体（１）と、
   前記バルブ開口部（２）を開放する開位置と、前記バルブ開口部（２）を覆っている一方で前記バルブシート（５）から離間している中間位置との間で縦運動方向（１４）に平行に変位可能であり、かつ、当該中間位置と前記バルブシート（５）に対して当接する閉位置との間で横運動方向（１５）に平行に変位可能である閉塞要素（４）と、
   前記縦運動方向（１４）に平行に変位可能、かつ、前記横運動方向（１５）に対して平行に変位可能に設けられ、前記閉塞要素（４）を担持するバルブロッド（９）と、
   前記バルブロッド（９）が堅固に連結されている移動部材（１３）と、
   前記閉塞要素（４）を開位置、中間位置および閉位置の間で駆動するため、前記縦運動方向（１４）に平行に延在する軸線（２３）のまわりでドライブシャフト（２１）（２２）を回転自在とする駆動モータ（２５）（２６）と、を備えている真空バルブであって、
   前記ドライブシャフト（２１）（２２）が、
   第１部分において、前記閉塞要素（４）を開位置および中間位置の間で駆動するため、前記移動部材（１３）に対して前記縦運動方向（１４）に平行に変位不可能に連結された、縦駆動カム機構の縦駆動係合部材（３２）と相互作用する、当該縦駆動カム機構の縦駆動カム部材（３１）を備え、かつ、
   第２部分において、前記閉塞要素（４）を中間位置および閉位置の間で駆動するため、前記移動部材（１３）に対して前記横運動方向（１５）に平行に変位不可能に連結された、横駆動カム機構の横駆動係合部材（３５）（３６）（４４）と相互作用する、当該横駆動カム機構の横駆動カム部材（３３）（３４）（４３）を備え、
   前記縦駆動カム部材（３１）により構成される曲線は、無勾配部分（３１ａ）を有し、前記縦駆動係合部材（３２）が、前記閉塞要素（４）の開位置から中間位置に至る軌道の終端部において、無勾配部分（３１ｂ）に設けられていることを特徴とする真空バルブ。
2. 請求項１記載の真空バルブにおいて、
   前記バルブロッド（９）を前記縦運動方向（１４）に平行に変位可能、かつ、前記横運動方向（１５）に平行に変位可能に設けるため、前記移動部材（１３）が、前記バルブ本体（１）に堅固に連結された担持部材（２０）に対して前記縦運動方向（１４）に平行に変位可能、かつ、前記横運動方向（１５）に平行に変位可能に設けられていることを特徴とする真空バルブ。
3. 請求項２記載の真空バルブにおいて、
   前記移動部材（１３）のための少なくとも１つの縦リニアガイドが設けられ、
   当該少なくとも１つの縦リニアガイドが、前記移動部材（１３）を前記縦運動方向（１４）に平行に変位可能とし、かつ、少なくとも１つの横リニアガイドによって前記横運動方向（１５）に平行に変位可能に設けられていることを特徴とする真空バルブ。
4. 請求項２記載の真空バルブにおいて、
   前記横運動方向（１５）に平行に変位不可能に設けられたスライダ（４５）が、少なくとも１つの縦リニアガイドにより前記縦運動方向（１４）に平行に変位可能に設けられ、かつ、前記移動部材（１３）を前記横運動方向（１５）に変位可能とし、前記移動部材（１３）が前記スライダ（４５）に対して前記縦運動方向（１４）に平行に変位不可能に担持されていることを特徴とする真空バルブ。
5. 請求項１〜４のうちいずれか１つに記載の真空バルブにおいて、
   前記横駆動カム部材（３３）（３４）が、前記横駆動係合部材（３５）（３６）を案内するための外表面を有するカムの形態で構成され、または、前記横駆動カム部材（４３）が、前記横駆動係合部材（４４）のための溝ガイドを形成するガイド溝（４３ａ）を有していることを特徴とする真空バルブ。
6. 請求項５記載の真空バルブにおいて、
   前記ドライブシャフト（２１）（２２）が、前記第２部分において、二重のカムを構成し、かつ、第１横駆動係合部材（３５）および第２横駆動係合部材（３６）と相互作用する、第１横駆動カム部材（３３）および第２横駆動カム部材（３４）を備えていることを特徴とする真空バルブ。
7. 請求項１〜６のうちいずれか１つに記載の真空バルブにおいて、
   前記縦駆動カム機構は、シリンダカム機構であることを特徴とする真空バルブ。
8. 請求項１〜７のうちいずれか１つに記載の真空バルブにおいて、
   駆動モータまたはそれぞれの駆動モータ（２５）（２６）によってそれぞれの軸線（２３）のまわりに回転可能な第１ドライブシャフト（２１）および第２ドライブシャフト（２２）を備え、
   前記第１ドライブシャフト（２１）および前記第２ドライブシャフト（２２）のそれぞれが、
   第１部分において、縦駆動カム機構の縦駆動係合部材（３２）と相互作用する、それぞれの当該縦駆動カム機構の縦駆動カム部材（３１）を備え、
   第２部分において、横駆動カム機構の横駆動係合部材（３５）（３６）と相互作用する、それぞれの当該横駆動カム機構の横駆動カム部材（３３）（３４）を備えていることを特徴とする真空バルブ。
9. 請求項１〜８のうちいずれか１つに記載の真空バルブにおいて、
   前記バルブロッド（９）が、前記縦運動方向（１４）に平行に延在する縦軸線（１０）を有することを特徴とする真空バルブ。
10. 請求項１〜９のうちいずれか１つに記載の真空バルブにおいて、
    前記ドライブシャフト（２１）（２２）の前記軸線（２３）の周りの回転を防止する制動装置（４０）が設けられていることを特徴とする真空バルブ。

Images