JP7537329B2 - ぶれ防止機構付きゲートバルブ - Google Patents

Description

本発明は、半導体処理装置における真空チャンバに取り付けられ、該真空チャンバのゲートの開閉に使用されるゲートバブルブに関するものであり、特に、弁板の開閉動作を安定化させるためのぶれ防止機構を備えたゲートバルブに関するものである。

半導体処理装置においては、真空チャンバのゲートの開閉に、特許文献１に開示されているようなゲートバルブが使用される。このゲートバルブは、前記ゲートに通じる弁箱の開口を開閉する弁板と、該弁板に連結された弁シャフトと、該弁シャフトを介して前記弁板を開閉操作する操作部とを有している。

前記操作部は、前記弁箱の底部に取り付けられてその中央部を前記弁シャフトが変位自在に貫通するボンネットと、該ボンネットに前記弁シャフトを挟んで相互に平行に取り付けられた２つのエアシリンダと、該２つのエアシリンダの間に介在して該２つのエアシリンダのロッドと前記弁シャフトとを連結し、前記ロッドの進退動作を前記弁シャフトに伝える連結機構とを有していて、前記２つのエアシリンダにより前記連結機構を介して前記弁シャフトを進退動（上下動）させることにより、前記弁板で前記弁箱の開口を開閉するものである。なお、前記特許文献１において、前記連結機構は、ロッドアーム２４、カムフレーム２８、レバー部材１２、及び圧縮ばね２５からなる。

このようなゲートバルブにおいては、一般に、前記操作部により前記弁板を開閉操作する際に、前記２つのエアシリンダのハウジングと前記連結機構のカムフレームのような、互いに近接した状態で相対的に変位する部材の間に隙間があると、前記２つのエアシリンダの同期が崩れることで、前記連結機構が左右にぶれてエアシリンダのボディに接触し、前記弁シャフト及び弁板が左右に傾いたり、接触した部分が摩耗するなどの問題が発生し易い。このため、前述したような隙間がある場合には、この隙間を埋めることによって弁板の開閉動作を安定化させることが要求される。

一方、特許文献２に開示された真空用ゲートバルブは、２つのエアシリンダのハウジング本体と、前記連結機構に当たる弁体開閉駆動体との間の隙間をなくすため、該弁体開閉駆動体の左右両側面にスラストベアリングを取り付け、このスラストベアリングを前記ハウジング本体の内側面に当接させるようにしている。
しかし、前記２つのハウジング本体の内側面と前記弁体開閉駆動体の両側面との間にそれぞれ介在する隙間を、両方の隙間に丁度適合する厚みのスラストベアリングによってぴったりと埋めるのは非常に難しく、誤差による隙間を生じ易い。

特開２０１３－９６５５７号公報 特開２０１８－７１６４２号公報

本発明の技術的課題は、弁シャフトに連結された弁板を、２つのエアシリンダを有する操作部により連結機構を介して開閉操作するゲートバルブにおいて、前記弁板を開閉操作する際に相対的に変位する部材間の隙間をなくすことにより、該隙間によって生じる部材のぶれをなくして前記弁板の開閉動作を安定化させることにある。

前記課題を解決するため、本発明のぶれ防止機構付きゲートバルブは、弁箱の開口を開閉する弁板と、該弁板に連結された弁シャフトと、該弁シャフトを介して前記弁板を開閉操作する操作部とを有し、前記操作部は、前記弁シャフトが変位自在に貫通するボンネットと、該ボンネットに前記弁シャフトを挟んで該弁シャフトの中心軸と平行に取り付けられた２つのエアシリンダと、該２つのエアシリンダの間に介在して該２つのエアシリンダのロッドと前記弁シャフトとを連結し、前記ロッドの進退動作を前記弁シャフトに伝える連結機構とを有し、前記連結機構は、前記２つのエアシリンダのロッドに連結されたベースフレームと、該ベースフレームに取り付けられて前記２つのエアシリンダのハウジングの間に配設され、該ハウジングに沿って変位する２つのサイドフレームと、前記弁シャフトに連結されて前記２つのサイドフレームの間に配設され、該サイドフレームに沿って変位するセンターフレームとを有し、前記２つのサイドフレームの外側面と前記２つのハウジングの内側面とが個々に対面する２つの対面部分、及び、前記２つのサイドフレームの内側面と前記センターフレームの左右の側面とが個々に対面する２つの対面部分のうち、少なくとも１つの対面部分に、前記操作部で前記弁板を開閉操作する際のぶれを防止するためのぶれ防止機構が１つ又は複数設けられており、前記ぶれ防止機構は、対面する２つの側面の一方に設けられた摺動面及び他方に設けられた摺動部材と、前記摺動部材を前記摺動面に当接する方向に押圧するばね機構とを有することを特徴とする。

本発明において、前記ぶれ防止機構は、前記ばね機構と前記摺動部材との間に介在して前記ばね機構のばね力を該摺動部材に伝えるスペーサと、該スペーサを固定するための止め螺子とを有し、前記スペーサは、前記ばね機構のばね力を前記摺動部材に伝えて該摺動部材を前記摺動面に押し付ける位置に前記止め螺子で固定されていても良い。

この場合、前記ハウジングに収容孔が形成され、該収容孔は、孔底側の小径部と、孔口側の大径部とを有し、前記小径部内に前記ばね機構と前記スペーサとが収容され、前記大径部内に前記摺動部材が収容されていることが望ましい。
また、前記小径部は円形をなし、前記大径部は前記中心軸方向に細長い長孔状をなし、前記ばね機構は円環形の皿ばねからなり、前記スペーサは円柱状をなし、前記摺動部材は前記中心軸方向に細長い長円形状をしていることが望ましい。
さらに、前記摺動部材は、合成樹脂からなっていて、前記摺動面に当接する当接面を有し、該当接面に複数のグリス保持孔を有することが望ましい。

本発明において、前記ぶれ防止機構は、前記２つのサイドフレームの外側面と２つのハウジングの内側面とが個々に対面する２つの対面部分のうち、少なくとも一方の対面部分に複数設けられ、該複数のぶれ防止機構は、前記ハウジングとサイドフレームとが相対的に変位する方向に並べて配置されていることが望ましい。
また、前記ぶれ防止機構は、前記２つのサイドフレームの内側面と前記センターフレームの左右の側面とが個々に対面する２つの対面部分のうち、少なくとも一方の対面部分に複数設けられ、該複数のぶれ防止機構は、前記サイドフレーム及び前記センターフレームの前後方向の異なる位置に配置されていることが望ましい。

本発明によれば、弁板の開閉操作時に相対的に変位する部材同士が対面する対面部分にぶれ防止機構を設けると共に、このぶれ防止機構を、前記対面部分の一方の側面に設けられた摺動面及び他方の側面に設けられた摺動部材と、該摺動部材を前記摺動面に押し付けるばね機構とで構成することにより、前記摺動部材が前記ばね機構のばね力で前記摺動面に押し付けられるようにしたので、前記対面部分における両側面間の隙間を確実になくすことが可能になり、その結果、前記隙間による部材のぶれを防止して弁板の開閉動作を安定させることができた。

本発明に係るゲートバルブの一部を破断して示す正面図であって、弁板が開放位置にある時の図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。 弁箱を省略したゲートバルブの斜視図である。 図３の一部を分解して示す斜視図である。 弁板が中間位置にある時のゲートバルブの断面図である。 弁板が閉鎖位置にある時のゲートバルブの断面図である。 図４の要部を拡大して示す斜視図である。 図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。 連結機構におけるセンターフレームの斜視図である。 センターフレームとサイドフレームとの対面部分に介設したぶれ防止機構を示す要部断面図である。

図１－図１０は本発明に係るぶれ防止機構付きゲートバルブを示すものである。このゲートバルブは、図１及び図２に示すように、真空処理チャンバ（不図示）のゲートに連通する開口２を備えた弁箱１と、該弁箱１内に収容されて前記開口２を開閉する弁板３と、該記弁板３に連結された弁シャフト４と、該弁シャフト４を介して前記弁板３を開閉操作する操作部５とを有している。

前記弁箱１は、左右に細長い矩形の箱であって、相対する前壁１ａ及び後壁１ｂを有しており、前記前壁１ａ及び後壁１ｂに、半導体ウエハ等の被処理物を出し入れするための前記開口２及び開口６が開設されている。
前記開口２は、左右に細長い矩形状をなすもので、前記前壁１ａの内面には、該開口２の周りを取り囲む平面状をした弁シート２ａが形成され、該弁シート２ａに前記弁板３に取り付けられた弁シール３ａが押し付けられることにより、前記開口２が閉鎖される。

前記弁板３は、図３からも明らかなように、その前面の外周部に環状のシール溝が形成され、該シール溝内に、Ｏリング等の弾性材からなる環状の前記弁シール３ａが取り付けられている。

前記弁シャフト４は、前記弁箱１の底部に固定されたボンネット７の中央部を、該弁シャフト４の中心軸Ｌ方向及び前記ボンネット７の前後方向に変位可能なるように貫通し、該弁シャフト４の上端部は前記弁板３の底面中央部に連結され、該弁シャフト４の下端部は、前記操作部５の位置まで延びていて、後述する連結機構１２のセンターフレーム２２に連結されている。
また、前記ボンネット７と前記センターフレーム２２とには、前記弁シャフト４の外周を気密に取り囲むベローズ８の上端部と下端部とが連結され、該ベローズ８によって前記弁箱１の内部が外部から遮断されている。該ベローズ８は、前記弁シャフト４の上下動によって伸縮する。

前記操作部５は、図４からも明らかなように、プレート状をした前記ボンネット７と、該ボンネット７の下面に、前記弁シャフト４を挟んで前記中心軸Ｌと平行をなすと共に互いに平行をなすように取り付けられた２つのエアシリンダ１０，１０と、該２つのエアシリンダ１０，１０の間に介在して該２つのエアシリンダ１０，１０のロッド１１，１１と前記弁シャフト４とを連結し、前記ロッド１１，１１の進退動作を前記弁シャフト４に伝える前記連結機構１２とを有している。

前記２つのエアシリンダ１０，１０は、実質的に同一構造を有するもので、各エアシリンダ１０は、四角柱状をした中空のハウジング１３を有し、該ハウジング１３は、前記操作部５の前方を向く前面１３ａと、該操作部５の後方を向く背面１３ｂと、前記弁シャフト４側を向く内側面１３ｃと、該内側面１３ｃの反対側を向く外側面１３ｄとを有している。従って、２つのエアシリンダ１０，１０の前記内側面１３ｃ，１３ｃは、前記弁シャフト４を介して互いに向き合っていることになる。

また、前記ロッド１１の先端部は、前記エアシリンダ１０のハウジング１３から下向きに延出し、該ロッド１１の基端部は、前記ハウジング１３に内蔵されたピストン１４に連結され、該ハウジング１３の内部に、前記ピストン１４の上面側に位置する第１圧力室１５ａと、該ピストン１４の下面側に位置する第２圧力室１５ｂとが形成されている。

前記２つのエアシリンダ１０，１０のうち一方のエアシリンダ１０におけるハウジング１３の外側面１３ｄには、２つのエアポート１６ａ，１６ｂが形成され、一方の第１エアポート１６ａが、前記ハウジング１３及びボンネット７に形成された通孔を通じて２つのエアシリンダ１０，１０の前記第１圧力室１５ａ，１５ａに連通し、他方の第２エアポート１６ｂが、同様に前記ハウジング１３及びボンネット７に形成された他の通孔を通じて２つのエアシリンダ１０，１０の前記第２圧力室１５ｂ，１５ｂに連通している。

そして、前記第１エアポート１６ａ及び第２エアポート１６ｂを通じて２つのエアシリンダ１０，１０の前記第１圧力室１５ａ，１５ａと第２圧力室１５ｂ，１５ｂとに圧縮空気を交互に給排することにより、該２つのエアシリンダ１０，１０が同期的に動作する。具体的には、前記第１エアポート１６ａを通じて２つのエアシリンダ１０，１０の前記第１圧力室１５ａ，１５ａに圧縮空気を供給すると共に、前記第２エアポート１６ｂを通じて２つのエアシリンダ１０，１０の前記第２圧力室１５ｂ，１５ｂの圧縮空気を外部に排出すると、図１及び図２に示すように、該２つのエアシリンダ１０，１０の２つのロッド１１，１１が同期して下降（前進）することにより、前記連結機構１２を介して前記弁シャフト４及び弁板３が、前記開口２を全開にする開放位置Ａに下降する。

一方、前記弁板３が前記開放位置Ａにある状態から、前記第２エアポート１６ｂを通じて２つのエアシリンダ１０，１０の前記第２圧力室１５ｂ，１５ｂに圧縮空気を供給すると共に、前記第１エアポート１６ａを通じて２つのエアシリンダ１０，１０の前記第１圧力室１５ａ，１５ａの圧縮空気を排出すると、前記２つのエアシリンダ１０，１０の２つのロッド１１，１１が同期して上昇（後退）することにより、前記連結機構１２を介して前記弁シャフト４及び弁板３は、図５に示すように、該弁板３が前記弁箱１の開口２に間隔を保って対面しているが未だ該開口２を閉鎖していない状態の中間位置Ｂを経由して、図６に示すように、前記開口２を閉鎖する閉鎖位置Ｃまで変位する。

次に前記連結機構１２の構成をその作用と共に説明する。該連結機構１２は、図１－図４に示すように、前記２つのエアシリンダ１０，１０のロッド１１，１１の先端部間に掛け渡されたベースフレーム２０と、該ベースフレーム２０の上面に基端部を固定され、前記中心軸Ｌを挟んで該中心軸Ｌと平行すると共に互いに平行するように配置された２つのサイドフレーム２１，２１と、前記弁シャフト４の下端部に取り付けられ、前記２つのサイドフレーム２１，２１の間に該サイドフレーム２１，２１に対して相対的に変位自在なるように配設された前記センターフレーム２２と、該センターフレーム２２と前記ベースフレーム２０との間に介設されたコイル状の圧縮ばね２３とを有している。
なお、前記ロッド１１，１１とベースフレーム２０とは、図４に示すように、ワッシャ２４ｂ，２４ｄ及びカラー２４ｃを介してナット２４ａにより連結されている。

前記２つのサイドフレーム２１，２１の外側面２１ａ，２１ａは、前記２つのエアシリンダ１０，１０のハウジング１３，１３の内側面１３ｃ，１３ｃに、それぞれ微少な隙間Ｇ１を介して個々に対面しており、前記２つのエアシリンダ１０，１０のロッド１１，１１が前記弁板３を、前記開放位置Ａから前記中間位置Ｂを経て前記閉鎖位置Ｃまで変位させるのに伴って、前記２つのサイドフレーム２１，２１は、前記ハウジング１３，１３の内側面１３ｃ，１３ｃに沿って図の上下方向に変位する。

前記２つのエアシリンダ１０，１０の前記ハウジング１３，１３の内側面１３ｃ，１３ｃと、前記２つのサイドフレーム２１，２１との間には、各サイドフレーム２１が前記開放位置Ａから前記閉鎖位置Ｃまで変位する際に、該サイドフレーム２１を前記ハウジング１３の内側面１３ｃに沿って前記中心軸Ｌと平行（図１の上下方向）に変位させるための平行移動機構２６が、それぞれ形成されている。

前記平行移動機構２６は、前記ハウジング１３の内側面１３ｃに上下方向に並べて取り付けられた複数（図では３個）のガイドローラ２７ａ，２７ｂ，２７ｃと、前記サイドフレーム２１に上下方向に直線的に形成されたガイド溝２８とを有している。
前記３個のガイドローラ２７ａ，２７ｂ，２７ｃのうち、最下段の第１ガイドローラ２７ａ及び中段の第２ガイドローラ２７ｂは、互いに同径であって、前記ガイド溝２８の内部に嵌合可能であり、最上段の第３ガイドローラ２７ｃは、前記第１ガイドローラ２７ａ及び第２ガイドローラ２７ｂより大径であると共に、前記ガイド溝２８の溝幅よりも大径である。

一方、前記ガイド溝２８は、一定の溝幅を有し、該ガイド溝２８の前面壁２８ａ及び背面壁２８ｂのうち、背面壁２８ｂの上端部は、前記サイドフレーム２１が中間位置Ｂから閉鎖位置Ｃまで上昇する際に大径の前記第３ガイドローラ２７ｃが衝突するのを防止するため、切除されており、このとき前記第３ガイドローラ２７ｃは、前記前面壁２８ａだけに当接する。

しかし、前記３個のガイドローラ２７ａ，２７ｂ，２７ｃは全て同径であっても良く、この場合、前記ガイド溝２８の背面壁２８ｂの上端部は、切除する必要がない。

前記平行移動機構２６の作用は次の通りである。即ち、前記エアシリンダ１０，１０のロッド１１，１１が下降して弁板３が図２の開放位置Ａにあるとき、各サイドフレーム２１も下降した位置にあり、このとき、前記ガイド溝２８内に第１ガイドローラ２７ａだけが嵌合している。

この状態から、前記ロッド１１，１１が上昇して前記サイドフレーム２１が上昇すると、前記ガイド溝２８内に前記第２ガイドローラ２７ｂも嵌合し、これら第１ガイドローラ２７ａ及び第２ガイドローラ２７ｂによって前記サイドフレーム２１の上昇がガイドされるため、該サイドフレーム２１は、前記閉鎖位置Ｃに達するまで、前記ハウジング１３の内側面１３ｃに沿って前記中心軸Ｌと平行に真っ直ぐ上昇することができる。また、前記サイドフレーム２１が前記中間位置Ｂに達すると、前記第３ガイドローラ２７ｃが前記ガイド溝２８の前面壁２８ａに当接するため、そのあと該サイドフレーム２１は、この第３ガイドローラ２７ｃによっても上昇がガイドされる。

一方、前記センターフレーム２２は、正面視形状がＨ字形をしていて、左右の側面２２ａ，２２ａを有し、この左右の側面２２ａ，２２ａが、前記２つのサイドフレーム２１，２１の内側面２１ｂ，２１ｂに、微少な間隙Ｇ２を介して個々に対面しており、該センターフレーム２２の中心部に前記弁シャフト４の基端部が取り付けられている。また、該センターフレーム２２の上端面には、前記ボンネット７の下面のストッパ７ａに当接するローラからなる当接部３０が形成されている。そして、該センターフレーム２２は、前記ロッド１１，１１が上昇して前記弁板３が前記開放位置Ａから前記閉鎖位置Ｃまで変位する行程の中で、前記中間位置Ｂまでは、前記ベースフレーム２０、サイドフレーム２１，２１、及び前記圧縮ばね２３と一体になって上昇するが、該中間位置Ｂで前記当接部３０が前記ボンネット７のストッパ７ａに当接することにより、該センターフレーム２２はこの中間位置Ｂに停止する。

そのあと、前記ロッド１１，１１が更に上昇すると、前記ベースフレーム２０及びサイドフレーム２１，２１が前記圧縮ばね２３を圧縮しながら更に上昇するため、前記センターフレーム２２は、該センターフレーム２２と前記サイドフレーム２１，２１とに形成されたカム機構３１の作用により、前記閉鎖位置Ｃに向けて前記中心軸Ｌに垂直な方向に変位し、前記弁シャフト４を介して前記弁板３を前記開口２に押し付け、該開口２を閉鎖する。

前記カム機構３１は、前記センターフレーム２２の左右の側面２２ａ，２２ａにそれぞれ上下２個ずつ取り付けられたカムローラ３２，３２と、前記２つのサイドフレーム２１，２１にそれぞれ上下２個ずつ形成されたカム溝３３，３３とを有し、該カム溝３３，３３内に前記カムローラ３２，３２が個々に嵌合している。

前記カム溝３３，３３は、上下方向に真っ直ぐな溝ではなく、部分的に左右方向に傾斜しているため、前記サイドフレーム２１及び該カム溝３３，３３が、前記センターフレーム２２及びカムローラ３２，３２に対して前記中間位置Ｂから前記閉鎖位置Ｃまで上昇する際に、該カム溝３３，３３の傾斜に沿って前記カムローラ３２，３２が図５の右方向に押し動かされ、前記センターフレーム２２も該カムローラ３２，３２と同じ方向に変位する。その結果、前記弁シャフト４及び弁板３が前記中間位置Ｂから前記閉鎖位置Ｃまで変位し、該弁板３が前記弁箱１の開口２に押し付けられて該開口２を閉鎖する。このとき前記弁板３に作用する反力は、該弁板３から、弁シャフト４、センターフレーム２２、及びサイドフレーム２１を介して前記ガイドローラ２７ａ，２７ｂ，２７ｃにより受け止められる。

前記エアシリンダ１０，１０のロッド１１，１１を下降させて前記弁板３を前記閉鎖位置Ｃから開放位置Ａまで変位させるときは、前述した場合と逆の動作が行われる。

また、前記ゲートバルブには、図４及び図７－図１０に示すように、前記操作部５で前記弁板３を開閉操作する際に相対的に変位する部材同士が対面する対面部分に、対面する部材間に介在する隙間によるぶれを防止するためのぶれ防止機構３６Ａ，３６Ｂが設けられている。図示した例では、前記エアシリンダ１０，１０のハウジング１３，１３と前記サイドフレーム２１，２１とが対面する対面部分に複数のぶれ防止機構３６Ａが介設されると共に、前記サイドフレーム２１，２１と前記センターフレーム２２とが対面する対面部分にも複数のぶれ防止機構３６Ｂが介設されている。

前記ぶれ防止機構３６Ａは、図４、図７及び図８に示すように、前記２つのハウジング１３，１３の内側面１３ｃ，１３ｃと、前記２つのサイドフレーム２１，２１の外側面２１ａ，２１ａとが、個々に対面する２つの対面部分にそれぞれ配設されていて、このぶれ防止機構３６Ａにより、前記サイドフレーム２１，２１が前記ハウジング１３，１３に沿って前記開放位置Ａから閉鎖位置Ｃまで変位する際の該サイドフレーム２１，２１の左右方向へのぶれ、即ち、前記隙間Ｇ１（図１参照）の大きさが変化する方向へのぶれが防止される。

図示した例では、一方のエアシリンダ１０のハウジング１３の内側面１３ｃと一方のサイドフレーム２１の外側面２１ａとの対面部分、及び、他方のエアシリンダ１０のハウジング１３の内側面１３ｃと他方のサイドフレーム２１の外側面２１ａとの対面部分に、それぞれ２つのぶれ防止機構３６Ａ，３６Ａが設けられている。

前記ぶれ防止機構３６Ａは、前記サイドフレーム２１の外側面２１ａに形成された平坦な摺動面３７と、前記ハウジング１３の内側面１３ｃに設けられた摺動部材３８と、該摺動部材３８を前記摺動面３７に当接する方向に押圧するばね機構３９と、該ばね機構３９と前記摺動部材３８との間に介在するスペーサ４０とを有している。

前記摺動部材３８、スペーサ４０、及びばね機構３９は、前記ハウジング１３の内側面１３ｃに形成された収容孔４１内に収容されている。該収容孔４１は、孔底側の小径部４１ａと、孔口側の大径部４１ｂとを有し、前記小径部４１ａは円形をなし、前記大径部４１ｂは、前記中心軸Ｌ方向に細長い長孔状をなしており、該大径部４１ｂの深さは、前記小径部４１ａの深さより浅い。そして、前記小径部４１ａ内に、円環形の皿ばねからなる前記ばね機構３９と、短円柱状をした前記スペーサ４０とが収容され、前記大径部４１ｂ内に板状をした前記摺動部材３８が収容されている。

前記摺動部材３８は、摺動性に勝れた合成樹脂で形成することが望ましく、また、該摺動部材３８の外面即ち前記摺動面３７に当接する当接面３８ａに、グリスを充填して保持させるためのグリス保持孔４２が、該摺動部材３８の長さ方向に複数（図示の例では２個）並べて形成されていることが望ましい。
しかし、前記摺動部材３８は金属で形成することもできる。この場合、前記スペーサ４０も金属製にすることにより、これら摺動部材３８とスペーサ４０とを一体に形成することができる。

前記２つのぶれ防止機構３６Ａ，３６Ａは、前記サイドフレーム２１の外側面２１ａが前記ハウジング１３の内側面１３ｃと常に対面する部分、即ち、該サイドフレーム２１が図１の開放位置Ａに下降した際にも前記ハウジング１３の内側面１３ｃと対面する部分に、該サイドフレーム２１と前記ハウジング１３とが相対的に変位する方向である上下方向に並べて配設されている。

また、前記ハウジング１３の前面１３ａには、前記ぶれ防止機構３６Ａの前記スペーサ４０と対応する位置に螺子孔４４が形成され、該螺子孔４４内に、該スペーサ４０を固定するための止め螺子４３が、工具による回転操作で進退動自在なるように取り付けられている。この止め螺子４３は、六角穴付きの螺子であって、次のように操作される。

先ず、前記操作部５の組み立てに当たって前記連結機構１２を前記２つのエアシリンダ１０，１０の間に配置する際には、前記摺動部材３８を前記収容孔４１内に強く押し込むことにより、前記スペーサ４０を介して前記ばね機構３９（皿ばね）を扁平状態に押し潰し、その状態で前記止め螺子４３を締め込んで前記スペーサ４０をその位置に固定する。これにより、前記収容孔４１から突出する摺動部材３８の突出量が少なくなるため、前記連結機構１２を前記２つのエアシリンダ１０，１０の間にスムーズに配置することができる。
なお、前記スペーサ４０の側面の一部に平面部を形成し、この平面部の位置に前記止め螺子４３の先端を当接させるようにすることもできる。

次に、前記連結機構１２の配置が終了すると、前記止め螺子４３を一旦緩めて前記ばね機構３９を復元させる。そうすることにより、該ばね機構３９のばね力により前記スペーサ４０を介して前記摺動部材３８が押され、該摺動部材３８の当接面３８ａが前記サイドフレーム２１の摺動面３７に当接するため、前記エアシリンダ１０のハウジング１３の内側面１３ｃと前記サイドフレーム２１との間の隙間Ｇ１は前記摺動部材３８によって埋められることになる。そこで、前記止め螺子４３を再び締め込んで前記スペーサ４０をその位置に固定することにより、前記摺動部材３８を、該摺動部材３８と前記サイドフレーム２１との間の隙間Ｇ１が丁度零となる位置に固定することができ、その状態で前記ゲートバルブは使用される。

一方、前記ぶれ防止機構３６Ｂは、図１、図９及び図１０から分かるように、前記センターフレーム２２の左右の側面２２ａ，２２ａと、前記２つのサイドフレーム２１，２１の内側面２１ｂ，２１ｂとが個々に対面する対面部分に、それぞれ複数配設されており、このぶれ防止機構３６Ｂにより、前記サイドフレーム２１，２１と前記センターフレーム２２とが前記中間位置Ｂから閉鎖位置Ｃまで相対的に変位する際のぶれが防止される。

図示した例では、一方のサイドフレーム２１の内側面２１ｂと前記センターフレーム２２の一方の側面２２ａとの対面部分、及び、他方のサイドフレーム２１の内側面２１ｂと前記センターフレーム２２の他方の側面２２ａとの対面部分に、それぞれ３つのぶれ防止機構３６Ｂが、互いの位置を前記センターフレーム２２の前後方向にずらした状態で配置されている。

前記ぶれ防止機構３６Ｂは、前記ぶれ防止機構３６Ａと実質的に同じ構成を有するもので、前記サイドフレーム２１の内側面２１ｂに形成された平坦な摺動面３７と、前記センターフレーム２２の側面２２ａに設けられた摺動部材３８と、該摺動部材３８を前記摺動面３７に当接する方向に押圧するばね機構３９と、該ばね機構３９と前記摺動部材３８との間に介在するスペーサ４０とを有しており、前記摺動部材３８、スペーサ４０、及びばね機構３９は、前記センターフレーム２２の側面２２ａに形成された収容孔４１内に収容されている。
なお、前記ぶれ防止機構３６Ｂの摺動部材３８には、前記ぶれ防止機構３６Ａの摺動部材３８に形成されているグリス保持孔４２が形成されていないが、このようなグリス保持孔４２を形成することもできる。

このようにして、前記エアシリンダ１０，１０のハウジング１３，１３の内側面１３ｃ，１３ｃと前記サイドフレーム２１，２１の外側面２１ａ，２１ａとの対面部分、及び、前記サイドフレーム２１，２１の内側面２１ｂ，２１ｂと前記センターフレーム２２の側面２２ａ，２２ａとの対面部分に、前記ぶれ防止機構３６Ａ，３６Ｂをそれぞれ設けたことにより、前記操作部５で弁板３を開閉操作する際に、前記サイドフレーム２１，２１及びセンターフレーム２２の左右方向へのぶれを確実になくして該弁板３の開閉動作を安定化させることができる。

なお、前述した実施形態では、前記スペーサ４０を、前記ばね機構３９からのばね力を前記摺動部材３８に伝えて該摺動部材３８を前記摺動面３７に押し付ける位置に前記止め螺子４３で固定しているが、該スペーサ４０を前記止め螺子４３で固定することなく、該止め螺子４３を緩めた状態に保持しておくことにより、前記ばね機構３９のばね力が前記スペーサ４０を介して前記摺動部材３８に常に作用している状態にすることもできる。この場合、前記止め螺子４３は、振動や衝撃等によって脱落しないようにしておくことが必要であり、場合によっては、前記止め螺子４３を省略することもできる。

また、図示した実施形態では、２つのエアシリンダ１０，１０のハウジング１３，１３の内側面１３ｃ，１３ｃと２つのサイドフレーム２１，２１の外側面２１ａ，２１ａとの対面部分にそれぞれ複数のぶれ防止機構３６Ａを設けると共に、２つのサイドフレーム２１，２１の内側面２１ｂ，２１ｂとセンターフレーム２２の左右の側面２２ａ，２２ａとの対面部分にそれぞれ複数のぶれ防止機構３６Ｂを設けているが、前記ぶれ防止機構３６Ａ及び３６Ｂを各対面部分にそれぞれ１つだけ設けることも、前記ぶれ防止機構３６Ａだけ又は前記ぶれ防止機構３６Ｂだけを設けることもできる。

あるいは、一方のエアシリンダ１０のハウジング１３の内側面１３ｃと一方のサイドフレーム２１の外側面２１ａとの間の隙間が無視できる程度に小さい場合には、他方のエアシリンダ１０のハウジング１３の内側面１３ｃと他方のサイドフレーム２１の外側面２１ａとの対面部分だけに１つ又は複数のぶれ防止機構３６Ａを設けても良い。
同様に、一方のサイドフレーム２１の内側面２１ｂとセンターフレーム２２の一方の側面２２ａとの対面部分の隙間が無視できる程度に小さい場合にも、他方のサイドフレーム２１の内側面２１ｂとセンターフレーム２２の他方の側面２２ａとの対面部分だけに１つ又は複数のぶれ防止機構３６Ｂを設けても良い。

さらに、前記ぶれ防止機構３６Ａ，３６Ｂのばね機構３９は、図示した例では皿ばねで形成されているが、コイルばねやゴム弾性体により形成することもでき、あるいは圧縮空気を用いることもできる。

また、前記ぶれ防止機構３６Ａにおいては、前記収容孔４１、ばね機構３９、スペーサ４０及び摺動部材３８が前記ハウジング１３に形成され、前記摺動面３７が前記サイドフレーム２１に形成されているが、その逆に、前記収容孔４１、ばね機構３９、スペーサ４０及び摺動部材３８が前記サイドフレーム２１に形成され、前記摺動面３７が前記ハウジング１３に形成されていても良い。
前記ぶれ防止機構３６Ｂにおいても同様に、前記収容孔４１、ばね機構３９、スペーサ４０及び摺動部材３８が前記サイドフレーム２１に形成され、前記摺動面３７が前記センターフレーム２２に形成されていても良い。

また、前記ゲートバルブは、前記弁シャフト４及び弁板３が、開放位置Ａから中間位置Ｂまでは平行移動機構２６の作用で中心軸Ｌに対して平行に移動し、前記中間位置Ｂから閉鎖位置Ｃまでは垂直移動機構３１の作用で前記中心軸Ｌに対して垂直に移動するが、本発明は、前記弁シャフト４及び弁板３が、前記開放位置Ａ又は中間位置Ｂから閉鎖位置Ｃに向けて斜めに変位するタイプのゲートバルブにも適用することができる。

１ 弁箱
２ 開口
３ 弁板
４ 弁シャフト
５ 操作部
７ ボンネット
１０ エアシリンダ
１１ ロッド
１２ 連結機構
１３ ハウジング
１３ｃ 内側面
２０ ベースフレーム
２１ サイドフレーム
２１ａ 外側面
２１ｂ 内側面
２２ センターフレーム
２２ａ 側面
３６Ａ，３６Ｂ ぶれ防止機構
３７ 摺動面
３８ 摺動部材
３８ａ 当接面
３９ ばね機構
４０ スペーサ
４１ 収容孔
４１ａ 小径部
４１ｂ 大径部
４２ グリス保持孔
４３ 止め螺子
Ｌ 中心軸

Claims (7)

1. 弁箱の開口を開閉する弁板と、該弁板に連結された弁シャフトと、該弁シャフトを介して前記弁板を開閉操作する操作部とを有し、
   前記操作部は、前記弁シャフトが変位自在に貫通するボンネットと、該ボンネットに前記弁シャフトを挟んで該弁シャフトの中心軸と平行に取り付けられた２つのエアシリンダと、該２つのエアシリンダの間に介在して該２つのエアシリンダのロッドと前記弁シャフトとを連結し、前記ロッドの進退動作を前記弁シャフトに伝える連結機構とを有し、
   前記連結機構は、前記２つのエアシリンダのロッドに連結されたベースフレームと、該ベースフレームに取り付けられて前記２つのエアシリンダのハウジングの間に配設され、該ハウジングに沿って変位する２つのサイドフレームと、前記弁シャフトに連結されて前記２つのサイドフレームの間に配設され、該サイドフレームに沿って変位するセンターフレームとを有し、
   前記２つのサイドフレームの外側面と前記２つのハウジングの内側面とが個々に対面する２つの対面部分、及び、前記２つのサイドフレームの内側面と前記センターフレームの左右の側面とが個々に対面する２つの対面部分のうち、少なくとも１つの対面部分に、前記操作部で前記弁板を開閉操作する際のぶれを防止するためのぶれ防止機構が１つ又は複数設けられており、
   前記ぶれ防止機構は、対面する２つの側面の一方に設けられた摺動面及び他方に設けられた摺動部材と、前記摺動部材を前記摺動面に当接する方向に押圧するばね機構とを有する、
   ことを特徴とするぶれ防止機構付きゲートバルブ。
2. 前記ぶれ防止機構は、前記ばね機構と前記摺動部材との間に介在して前記ばね機構のばね力を該摺動部材に伝えるスペーサと、該スペーサを固定するための止め螺子とを有し、前記スペーサは、前記ばね機構のばね力を前記摺動部材に伝えて該摺動部材を前記摺動面に押し付ける位置に前記止め螺子で固定されていることを特徴とする請求項１に記載されたぶれ防止機構付きゲートバルブ。
3. 前記ハウジングに収容孔が形成され、該収容孔は、孔底側の小径部と、孔口側の大径部とを有し、前記小径部内に前記ばね機構と前記スペーサとが収容され、前記大径部内に前記摺動部材が収容されていることを特徴とする請求項２に記載されたぶれ防止機構付きゲートバルブ。
4. 前記小径部は円形をなし、前記大径部は、前記中心軸方向に細長い長孔状をなし、
   前記ばね機構は円環形の皿ばねからなり、前記スペーサは円柱状をなし、前記摺動部材は、前記中心軸方向に細長い長円形状をしている、
   ことを特徴とする請求項３に記載されたぶれ防止機構付きゲートバルブ。
5. 前記摺動部材は、合成樹脂からなっていて、前記摺動面に当接する当接面を有し、該当接面に複数のグリス保持孔を有することを特徴とする請求項１から４の何れかに記載されたぶれ防止機構付きゲートバルブ。
6. 前記ぶれ防止機構は、前記２つのサイドフレームの外側面と２つのハウジングの内側面とが個々に対面する２つの対面部分のうち、少なくとも一方の対面部分に複数設けられ、該複数のぶれ防止機構は、前記ハウジングとサイドフレームとが相対的に変位する方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載されたぶれ防止機構付きゲートバルブ。
7. 前記ぶれ防止機構は、前記２つのサイドフレームの内側面と前記センターフレームの左右の側面とが個々に対面する２つの対面部分のうち、少なくとも一方の対面部分に複数設けられ、該複数のぶれ防止機構は、前記サイドフレーム及び前記センターフレームの前後方向の異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載されたぶれ防止機構付きゲートバルブ。

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