JPH04119278A - 真空弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、クレームの上位概念に示されるようなハウジ
ングを有する真空弁に関する。

発明の技術的背景 真空技術に使用されるような真空弁は、圧力差が１バー
ルのオーダーものを制御しなければならない。対象とな
る真空弁は例えば、真空シール（密閉）しうるような管
系に使用される。容器にポンプが設けられている場合、
両者をシールするため、或いは容器を空にした後真空状
態を保持するため、この種の真空弁が必要である。更に
、二つの空にした容器の間にシール状態を保つため、こ
の種の真空弁が必要である。

このような真空弁は、公知技術によれば、ハウジングと
、ハウジング内を移動しうる弁プレートと、この弁プレ
ートの駆動機構とからなる。

従来、本発明の分野の技術として、弁プレートがフラン
ジ閉止の前にその弁座に行き、ハウジング域のフランジ
開口部内側に位置するためにストローク動作が行われ、
そこで必要な弁座に達する構成が知られている。

弁プレートを開くためには、更に、弁プレートがその弁
座からリフト（揚程）し、フランジ開放域から十分に離
脱するようにすることも知られている。

これに加えて従来の駆動機構として、ローラまたは膨張
体を使用することが知られている。同様に弁プレート（
以下テラー、Ｔｅ１ｌｅｒとも呼ぶ）をローラまたは膨
張体を用いてハウジング中で作動させ、テラーを摺動し
、ストローク作動するようにすることが知られている。

これら公知技術による構成の場合、二つのテラー或いは
多くの例では三つのテラーすら使用される。

第一のテラーはシール体を用い、ハウジングのフランジ
内側のシールをするようにし、第二のテラーは、ローラ
もしくは膨張体を用いて、この第二のテラーのローラ又
は膨張体に対して第一のテラーを支承し、第三のテラー
は、シールに用いたテラーに作用するシール圧をハウジ
ングに導くよう用いられる。

この場合には、テラーを後退ストロークさせる場合、即
ち弁座からテラーを離脱させる場合にいわゆる後退スプ
リング力を働かせなければならない難点がある。

この種の後退スプリング力は特別に大きくし、存在する
真空の作用で大気圧に抗してテラー（シールプレート）
をリフトさせるよう、必要なスプリング力をもつように
しなければならない、という難点がある。この場合、高
真空であるか、或いは相対的な真空であるかはあまり問
題ではない。なぜならばリフト力は相互にあまり蓮わな
いからである。

たとえば１バールの圧力差の場合、必要なリフト力をも
つようにするためには、後退スプリング力を極めて大き
く設計しなければならず、そのため、テラーの閉止のた
めのローラもしくは膨張体には過大な負担がかかり、従
ってこのような公知の真空摺動弁の寿命は極めて限定さ
れる、という難点がある。

先に述べた種類の真空弁の別の公知例として、米国特許
！　３，５５４，４８６号があるが、この公知例では斜
面を利用しており、ここにピボット（Ｂｏｌｚｅｎ）或
いはプレートが摺動するようにしている。プランジャー
ヘッドを越えて斜面が下降或いはリフトする際、特に圧
力スプリングと組合せた場合、弁プレートは弁座に押圧
されるか、これからリフトする。

この場合にはテラー（弁プレート）自身がスプリング体
に形成されており、斜面に沿う摺動は比較的強い摩擦力
で行われる、という難点があるため、故障の機会が多く
なる。

米国特許第３，２３７．９１６号による別の公知例では
、テラーの中央に、ねじビンを使用しており、これはあ
る機構により回転し、それによりテラーがリフトするか
押圧される。この場合には機構のコストが高くなり、ね
じピンの摩擦により故障が生じやすく、このことは侵蝕
性媒体による真空弁を利用する時に著しい。

発明の目的 本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決し
ようとするものであって、先述した種類の真空摺動弁で
あって、弁の作動が確実に行われ、故障がなく、製造価
格が実質的に低置であり、圧力に差がある場合にも確実
に開くことができるように構成した弁を提供することで
ある。

発明の概要 本発明に係る真空弁は、弁の閉止位置から開放位置へ、
又はその逆の駆動をするように弁プレートが作動する、
ハウジングを有する真空弁であって、シールプレートと
しての弁プレートを弁座からの離すことが、直線的押圧
動作により機械的な強制ガイドの形で行われる真空弁に
おいて、ローラ体レバーおよび／もしくはトグルレバー
と共にテラー（シールプレート）の直線状押圧動作が行
われることを特徴とする。

本発明によれば、基本的に公知のスプリングを使用する
ことがな（、中央ガイドプレートとテラーとの直線的な
相対運動による押圧機構が提案され、この場合、ガイド
プレートとテラーとの相対的摺動運動に基づき、同時に
ハウジングから、そしてそれにより弁座からフランジ内
面へのテラーの押圧作動が行われる。このようにして、
斜面の摺動或いは摩擦を伴なうねじへの回転動等の故障
の生じやすい事態を避けることができる。本発明によれ
ば従来技術と異なり、テラーはシール材と共に直線的に
側方へ摺動し、ごく僅かにのみ下降或いはリフトし、そ
れにより摩擦閉止の場合に生ずる虞がある、故障の原因
となるようなテラーの傾斜動を避けることができる。

弁座からハウジングのフランジ内側にテラーのリフト動
が行われるようにするため、本発明の強制ガイドを行う
ようにすることにより、高い差圧を確実に制御すること
ができ、よく知られたスプリング機構の場合のような機
構的に厄介な蓄圧機構を設ける必要がない。

更にテラーの下降又はリフト動作を行う場合の長手方向
摩擦閉止が避けられ、これにより差動圧の場合、長い作
動時間の間に摩擦力が変化することによる故障の生じや
すい事態が避けられる。

ハウジング側弁座からテラーのリフト作動を行うための
、このような強制ガイドは、種々の、実施態様により実
現できる。

第一実施態様においては、ハウジング内にプレートが長
手方向摺動可能に設けられ、このプレートはローラによ
りハウジング内を長手方向摺動可能に配置されている。

ローラは／Ｘウジング側部のガイドレールに支えられて
いる。

プレートの摺動は、種々の可能性が考えられる駆動機構
により行われる。

発明の詳細な説明 次に本発明を実施例に基づいて以下に説明する。

この実施例から、そのほかの重要な特徴が理解されるで
あろう。

先ず第１図乃至７図を参照しつつ第一実施例について説
明する。図示の弁は一つの／％ウジングからなり、この
例においてはハウジングは、蓋板ｌａｓ側部ガイドレー
ル１ｂ、端板１　ｃ　ｓ駆動フランジ内側ｓ及び二つの
接続フランジ１ｆからなる。ハウジングは図示の如く溶
接構造である。

もっとも、精密性及び機械的な他の設計要件を満たす限
り、別の方法によってもよい。

このハウジング１には中央ガイドプレート２が設けられ
ており、これはローラ体３を介してガイド溝に受は入れ
られている。このガイドプレート２はハウジングの長さ
方向全体にわたり摺動し、孔断面４を完全に解放するか
閉じる。

ハウジングの一端には開孔が設けられ、ここから全体の
機構を取り付けることができる。この孔は蓋５及びシー
ル材６（本例の場合、平坦シール）により、真空シール
状に閉止される。

この中央ガイドプレート２は、球体８のための複数の保
持部材７を有する。この例ではこのような球体が６個あ
るが、より大きい弁ではその数はそれに応じて多くなる
。テラー９の一側面には溝が設けられており、溝にはＯ
リング１０が設けられている。０リングと反対側の面に
は傾斜面１１が設けられ、ここに球体８が係合している
。球体８は、テラー９とガイドプレート２が相互に軸方
向にシール圧を加えられる位置の場合に傾斜面１１と係
合する。

回転軸１２にはレバー１３が回転自在に取り付けられ、
これは、両プレート２．９のリンク溝間に係合している
ローラ１４と係合している。このリンク溝は、その回転
路のほとんどの部分（回転角度βの間）で一致し、閉止
路と呼ぶことができる角度αの間では、一致しない。テ
ラー９のリンク溝１５は、テラーが閉止路αにある間は
静止位置にあり、弁ハウジングの方向に摺動しない。中
央ガイドプレート２のリンク溝１６は、閉止路αにある
間は弁ハウジングの方向に摺動する。解除の場合にも、
これら二つのリンク溝１５及び１６はローラ１４により
同様に作動し、強制後退ガイドが行われる。

第４図には、球体８がハウジングに支承されており、ハ
ウジングから球体８へ、そしてテラー９の０リング１０
へ力がつたえられる。

中央ガイドプレート２には、この例の場合、球体１８に
対する４つの保持部材が設けてあり、これらは球の両側
に配置され、球体８のように、／＼ウジングにより、但
し弁座側に保持される。閉止工程中には、この球体１８
は作用しない。

開放ストロークは以下の通りである。閉じた状態では、
弁座側のハウジング蓋板１ａと、球体の接触面２０を有
する爪１９の間の距離は、二つの球体１８が間に存在す
るために必要な距離と正確に同しである。中央ガイドプ
レート２がテラー９に対して相対的に移動すると（解除
方向に、角度α）、二つの球体１８は相互に回動する。

接触面２０は、この動作に適合して移動し、それにより
テラー９は弁座（０リング１０との接触面）から弁座と
反対側のハウジング１ａに押し付けられる。

従ってこの場所でも強制的な解除が生ずる。

このように全体的な移動工程において、元応力を有する
スプリング素子を使うことはなく、夫々の運動は、閉止
であれ解除であれ、強制ガイドによる。

球体１８の保持部材１７には、弱いねし圧力スプリング
２１が設けられている。このスプリング２１は、ストロ
ークβの間、即ち孔断面４が解放されている時には、テ
ラー９と中央ガイドプレート２との相互に圧力を生じさ
せ、それにより球体１８がハウジングに沿って衝突せず
、テラー９とプレート２とがガタつかないようにするた
めのものである。

支持部材１７は金属の円筒体であって、その突出部２２
を越えてプレート２と接続している。その対向端には別
の突出部２３が形成されており、これはスプリング２１
の支持部の役割をなし、スプリング２１は、その他端で
球ケージ２５の突出部２４に支承されている。球ケージ
２５内には球体１８が回転自在に、しかも摺動しないよ
うに保持されている。

スプリング２１は支持部材１７内を球ケージ２５から軸
方向に押しており、それによりプレート２及び９は相互
に押圧される。なぜなら爪１９はプレート２からスプリ
ング作用により、離される方向に力を受けており、爪１
９はプレート９の直角部分２６を越えてプレート９に達
し、かくしてプレート２と係合する。

球体８は、球体８に軸方向遊びを可能にする拡大切欠部
２７のため、断面Ｂ−Ｂから理解されるように、ハウジ
ングに沿ってその自重によってのみ摺動する。この効果
は障害となるものてはないが、この状態を除きたい場合
は、この球体８に支持部材１７における場合と同様のス
プリング機構を組込んでもよい。

この第一実施態様においては、駆動フランジ１ｅは、ハ
ウジングの下側にあり、この駆動フランジ１ｅは球ベア
リング２９を通る軸３０を有する。軸３０はピニオン３
１に固定されている。ピニオン３１はスピンドル３２と
噛合しており、スピンドル３２は、駆動フランジ１ｅか
ら分離しており、図示されていない回転軸に固定されて
いる。

スピンドル３２の駆動により軸３０が回動し、それによ
りレバー１３は角度αプラスβ旋回する。

レバー１３の旋回可能な自由端にはローラ１４が取り付
けられており、ローラはガイドプレート２のリンク溝１
６と係合している。リンク溝１６は、直線的に形成され
た長孔であり、ガイドプレート２の矢印方向２８の移動
方向に対し、垂直方向に延びている。

ローラ１４は同時に、別のリンク溝１５と係合している
。リンク溝１５は、その一部が弓形であり、また他の部
分はシールプレート９に対して垂直方向に沿った長手孔
となっている。

第２図に示すように、リンク溝１５の上部は弓形長孔状
に形成されており、弓形部分はハウジング１ａのセンタ
ーラインの下部にまで延びており、次いで下部プレート
２のための下部リンク溝１６における下方の直線部と一
致している。

レバー１３のストロークβては両プレートが一致する。

即ち、両プレート２．９が相対的に相互にずれていない
。ストロークαては、シールプレート９はプレート２に
対し相対的にずれている。

即ち、両プレートの間で閉止ストロークが生じている。

ストロークβの場合、レバー１３が円弧３３に沿って矢
印３４に示す方向に旋回している時には、両プレート２
，９は互いに平行して移動しており、この場合、シール
プレート９は第１図に示す開いた状態にある。即ち０リ
ング１０はそのシール位置３５からハウジング１ａのフ
ランジ内側へ上動している。

二つのプレート２，９は次いで、フランジ１ｆの孔断面
４から完全に離れ、接続フランジ１ｆは完全に導通し、
いずれの素子によっても、導通が阻止されることはない
。

レバー１３が矢印３４の逆方向、即ち矢印３６の方向へ
旋回すると、ローラ１４が第２図に示した状態、即ちプ
レート９に形成されたリンク溝１５における弓形上側部
分にある状態になり、それによりプレート９は第１図に
示した位置、即ち、開いた状態であるが、接続フランジ
１ｆのフランジ側弁座３５に対してＯリング１０が対向
位置にある。

リンク溝１５における弓形部分の円弧３７は円弧３３と
重なるため、レバー１３が角度αにおける矢印３６の方
向へ旋回した時には、プレート９は相対的な移動をする
ことはない。

この旋回動の間に閉止状態になる。即ちプレートは矢印
３８の方向（第１図参照）に上動し、０リング１０の閉
止ストローク端部は強い力でフランジ側弁座３５に押し
付けられる。

矢印３８へ向かうこの閉止ストロークは次のように行わ
れる。

ローラ１４が、リンク溝１５における弓形部分内を円弧
３７に沿って矢印３６の方向に回動すると、ローラ１４
は、下側プレート２に垂直に形成されたリンク溝１６に
おける垂直部分３９に移動する。それによりプレート２
は相対的に矢印２８の方向に移動し、かくしてプレート
２は／’％ウジング１ａに対して、かつテラー９に対し
て相対的に移動する。

この相対的な移動は、第３図及び第４図においては図面
に対して垂直方向に、また第１図においては矢印２８の
方向の移動として見ることができる。

この場合球体８はハウジング側フランジ３９上を回転す
る。

テラー９とプレート２との間における必要なストローク
運動は以下の通りである。

第３，４及び６図に示されるように、上側球体８は、テ
ラー９とプレート２との相対的な移動により傾斜面１１
の域に達し、ここで、それぞれの球体８はテラー９の傾
斜面１１に位置する。この傾斜面１１は第２図では点線
で示されている。第６図には閉止が行われる状態が示さ
れている。これにおいて、プレート２が矢印２８の方向
に移動する。それによりプレート２の上側球体８が傾斜
面１１の斜め部分４２の域に達し、テラー９はかくして
上動し、０リング１０はそれによりフランジ側弁座３５
に押し付けられる。このような球体８の閉止位置は、第
６図及び４図の位置４０に示されている。

解除のためには、第６図の矢印２８ａの方向に、プレー
ト２が右に移動し、それにより球体８は斜面４２を上昇
して位置２７に達し、プレート９は矢印３８と反対方向
に下へ動く。即ちプレート９は自由な状態になる。

スプリング機構は、球ケージに組込まれる球体１８に作
用するスプリングの形で設けられる。

この場合重要なことは、フランジ側弁座３５から、０リ
ング１０と共にテラー９が離れることは、スプリング力
によって行われるのでなく、強制ガイドにより行われる
ことである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による真空弁の第一実施態様の第２図
の線Ａ−Ａに沿う断面図であって、この態様では、ロー
ル体上のリフト動作はプレートにより行われる。 第２図は第１図の一部切欠平面図。 第３図は第２図の線Ｂ−Ｂに沿う断面図であって、弁の
開いた状態を示す。 第４図は第３図に対する図であるが、弁の閉じた状態を
示す。 第５図は、球を球ケージに収容しスプリングと共に使用
する実施態様を示す図。 第６図は、第２図の線■−■に沿う断面図。 第７図は、第２図の線■−■に沿う断面図。 第８図は、第１図と同様の縦断面図であるが、トグルレ
バーを用いた第二実施態様を示す図。 第９図は、ロール体による強制ガイドが特にテラーとプ
レートの間の接続位置で行われることを示す第三実施態
様における、真空弁の構成素子の縦断面図。そして、 第１０図は、テラーとプレートの接続力（角早除された
位置状態を示す第９図に対応する図である。 １・・・ハウジング ９・・・弁プレート ３・・・ローラ体 １３・・・レバー 特許出願人　）　ジ精機株式会社 代　　理　　人　　弁理士　　　鈴　　木　　俊一部代
　　理　　人　　弁理士　　　前　　１）　　均第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 弁の閉止位置から開放位置へ、又はその逆の駆動をする
   ように弁プレートが作動する、ハウジングを有する真空
   弁であって、シールプレートとしての弁プレートを弁座
   からの離すことが、直線的押圧動作により機械的な強制
   ガイドの形で行われる真空弁において、直線的な押圧動
   作が、ローラ体、レバー及び／もしくはトグルレバーに
   より行われることを特徴とする真空弁。