JPH05164255A

JPH05164255A - ゲートバルブ

Info

Publication number: JPH05164255A
Application number: JP35370591A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Ishigaki; 垣恒雄石; Kenji Waratani; 谷健二藁
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1991-12-18
Filing date: 1991-12-18
Publication date: 1993-06-29
Anticipated expiration: 2012-07-16
Also published as: JP2631594B2

Abstract

(57)【要約】【目的】高純度ガス系、超高真空系において使用する
ゲートバルブにおいて、弁板のシールのための操作力を
弁箱の外側で発生させ、弁板の構造を単純な板材で構成
することを可能とし、系内での駆動部分をなくして、構
造を簡単、小型化し、操作力源等のメンテナンスも容易
化する。【構成】弁箱１の通孔４を開閉する弁板６を、閉弁位
置と開弁位置とに移動可能に支持させ、閉弁位置にある
弁板６の背後周辺部に、通孔４の周囲のシール部に弁板
６を圧接する押圧部材１４を対設し、弁板をシール部に
圧接するための操作力源１６を弁箱１外に設け、その操
作力源から押圧部材１４に至る押圧力伝達機構１７を、
弁箱１と押圧部材１４との間に設けたベローズ２０，２
１により弁箱内のバルブ室１１から隔離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として、高純度ガス
系、超高真空系において使用するゲートバルブに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、高純度ガス系や超高真空系に
おいて使用されているゲートバルブでは、通常、弁箱に
おける対向位置の一対のフランジ部に設けた通孔を開閉
するための弁体を、その通孔に対面する閉弁位置と、該
通孔に対面せずに通孔に対向する空間を開放する開弁位
置とに移動可能に支持させている。

【０００３】即ち、開弁状態では一対のフランジの通孔
間に流れの障害となる弁体等が存在しないことが必要で
あり、そのため、開弁時には弁体を上記通孔から離れた
開弁位置に置き、閉弁に際しては、その弁体を上記通孔
に対面する閉弁位置に移動する移動動作の後に、弁体を
フランジ部の通孔周辺のシール部に圧接するシール動作
に入る、というステップが必要である。

【０００４】このシール動作及びシール解除動作を行う
手段としては、従来から、リンク機構を用いて弁体を通
孔周辺のシール部に圧接する方式、弁体にベローズを取
付けて、ベローズの中に高圧ガスを入れることにより弁
体を通孔周辺のシール部に圧接する方式、ベローズ内を
通して外部から弁組立体内に機械的駆動力を伝達し、そ
の駆動力により弁体をシール部に圧接する方式などがあ
る。

【０００５】しかるに、これらの方式では、次のような
問題点がある。即ち、ゲートバルブでは、それにより開
閉される高純度ガス系や超高真空系の流路が、通常は真
空または低圧高純度ガスの雰囲気にあり、異物による僅
かな汚染も嫌うため、系内に弁部材等が摺動する部分が
あって、それらの摺動部分で摩耗等による発塵が生じる
ことは避ける必要がある。

【０００６】また、上述した高純度ガス系や超高真空系
の流路は、通常、低圧の状態にあるため、弁体等を動作
させるベローズ内に高圧の圧力流体を供給する方式で
は、ベローズの内外の圧力差が大きく、ベローズの破損
対策が必要になる。そして、ベローズが破損すると、圧
力流体が真空系に流入し、それが系内に拡散して、全体
を著しく汚染することになる。このような問題を避ける
ためには、ベローズの耐圧強度を大きくする必要がある
が、それによって弁開閉機構が大型化する。

【０００７】しかも、ベローズに直接作用する流体の圧
力により閉弁力を発生させる場合には、その閉弁力の大
きさに応じた圧力作用面積が必要になり、この点でも装
置が大型化する。さらに、ベローズ内を通して外部から
弁組立体内に機械的駆動力を伝達し、その駆動力により
弁体をシール部に圧接する方式では、弁体に前記移動動
作とシール動作をさせる必要があるので、装置が複雑化
し、あるいは大型化するのを避けられない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の技術的課題
は、ゲートバルブにおけるシールのための操作力を弁箱
の外側で発生させると同時に、弁体の構造を単純な弁板
で構成することにより、系内での駆動部分をなくして発
塵の原因をなくすと共に、その構造を簡単、小型化し、
さらに操作力源等のメンテナンスを真空系外で容易に実
施可能にすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明のゲートバルブは、弁箱内において通孔を開閉
する弁板を、その通孔に対面する閉弁位置と、該通孔に
対面する部分を開放する開弁位置とに移動可能に支持さ
せ、閉弁位置にある上記弁板の背後周辺部に、通孔の周
囲のシール部に弁板を圧接する押圧部材を対設し、上記
弁板をシール部に圧接するための操作力源を弁箱外に設
け、その操作力源から押圧部材に至る押圧力伝達機構
を、弁箱と押圧部材との間に設けたベローズにより弁箱
内のバルブ室から隔離したことを特徴とするものであ
る。

【００１０】上記ゲートバルブにおいて、操作力源から
押圧部材に至る押圧力伝達機構をバルブ室から隔離する
ためのベローズは、弁箱と、シール部に対応した環状の
押圧部材の外周部との間に設けた外周ベローズ、及び弁
箱と環状の押圧部材の内周部との間に設けた内周ベロー
ズにより構成し、あるいは、操作力源からシール部に対
応した環状の押圧部材に至る均等的配置の複数の押圧力
伝達機構のそれぞれを個別的に被包するように、弁箱と
押圧部材との間に設けたベローズにより構成し、これら
のベローズにより押圧力伝達機構を弁箱内のバルブ室か
ら隔離することができる。

【００１１】

【作用】ゲートバルブが開弁状態にある場合、弁板は開
閉用アクチュエータにより開弁位置に保持される。この
開弁状態から閉弁するには、弁板を閉弁位置に移動させ
るが、この移動においては、容易に弁板が弁箱等に接触
しないようにすることができ、それによって流路内にお
ける摺動部分は皆無となる。上記開弁状態からの閉弁に
際しては、弁板の閉弁部を通孔に対面する閉弁位置に移
動させる移動動作の後に、弁板をフランジの通孔周辺の
シール部に圧接するシール動作を行わせる。

【００１２】即ち、操作力源によって押圧部材による弁
板の押圧を解除した状態に保持し、開閉用アクチュエー
タの作動により弁板の閉弁部を通孔に対向する位置に移
動させ、この閉弁位置において、操作力源の駆動により
押圧部材を介して弁板をフランジのシール部に圧接し、
閉弁する。

【００１３】上記構成により、弁板のシールのための操
作力を弁箱の外側で発生させると、弁板の構造を単純な
板材で構成することが可能になり、系内での駆動部分を
なくして発塵の原因をなくすと共に、その構造を簡単、
小型化し、さらに操作力源等のメンテナンスを真空系外
で容易に実施することが可能になる。

【００１４】

【実施例】図１及び図２には、本発明の第１実施例の揺
動型ゲートバルブの構成を示している。このゲートバル
ブは、弁箱１における対向位置に設けたフランジ２，３
にそれぞれガスの通孔４，５を開設し、この弁箱１内
に、一方のフランジ２の通孔４を開閉する弁板６を配設
したものである。この弁板６は、上記通孔４に対面して
それを閉鎖する平板状の閉弁部６ａと、該通孔４と実質
的に同形の開口により開弁状態に保持する開弁部６ｂと
を備え、通孔４の開閉のために、それに取付けた弁杆７
を揺動支持軸８により弁箱１の外部に揺動可能に支持さ
せたものである。なお、この弁板６には、特に開弁部６
ｂを設ける必要はなく、通孔４に対面してそれを閉鎖す
る閉弁部６ａのみを設けることもできる。

【００１５】上記弁板６は、平板状の閉弁部６ａがフラ
ンジ２の通孔４に対面する閉弁位置（点線位置）と、そ
の閉弁部６ａが通孔４から完全に外れた位置に移動し、
開口を有する開弁部６ｂが通孔４に対面する開弁位置
（２点鎖線位置）とに移動可能にしたもので、この移動
を行うため、上記弁杆７には弁箱１の外側において開閉
用アクチュエータ９を取付けている。また、上記弁杆７
と弁箱１とは、曲げベローズ１０により連結し、弁箱１
内のバルブ室１１を外部と隔離している。なお、図１で
は、この開閉用アクチュエータ９として、流体圧シリン
ダを用いる場合を略示しているが、ロータリーアクチュ
エータやモータなどを使用することもできる。

【００１６】上記弁板６は、通孔４の周囲のシール部に
おけるシール材１３に閉弁部６ａを圧接して、その通孔
４を閉鎖するもので、閉弁位置にある上記弁板６の背後
周辺部には、通孔４の周囲のシール部に弁板６を圧接す
るための環状の押圧部材１４を対設している。この押圧
部材１４は、弁板６の背面に圧接するシール材１５を有
しているが、このシール材１５は必ずしも必要なもので
はなく、金属接触による発塵防止程度の機能を有するも
のでよい。

【００１７】上記押圧部材１４には、弁板６をフランジ
２のシール部に圧接するための操作力源１６を設けてい
る。この操作力源１６は、環状の押圧部材１４上に均等
的に配置されている複数の押圧力伝達機構１７を介し
て、その押圧部材１４を閉弁のために弁板６に圧接する
もので、押圧力伝達機構１７としては、簡略的に図示し
ているようなリンク機構等を用いることができ、この場
合に、操作力源１６としては、リンクの連結部１８を押
圧する任意のアクチュエータを用いることができる。

【００１８】上記操作力源１６は、弁箱１外に設けたも
のであり、また、その操作力源１６から押圧部材１４に
至る操作力を伝達するための押圧力伝達機構１７は、弁
箱１と押圧部材１４との間に設けた大径の外周ベローズ
２０及び小径の内周ベローズ２１により、弁箱１内のバ
ルブ室１１から隔離されている。上記外周ベローズ２０
は、弁箱１と、シール部に対応した環状の押圧部材１４
の外周部との間に設けたものであり、また、上記内周ベ
ローズ２１は、弁箱１と押圧部材１４の内周部との間に
設けた設けたものであり、これらのベローズは、弁箱１
と押圧部材１４とに溶接などにより気密を維持するよう
に取付け、弁箱１内の真空を維持するものである。従っ
て、上記操作力源１６及び押圧力伝達機構１７は、弁箱
１外の大気圧中に配設される。

【００１９】上記構成を有する揺動型ゲートバルブは、
それが開弁状態にある場合、弁板６は開閉用アクチュエ
ータ９により開弁位置（図１において弁板が中心からθ
だけ左に傾斜した２点鎖線位置）に移動した状態に保持
される。この開弁状態では、弁板６における開弁部６ｂ
とフランジ２の通孔４及びフランジ３の通孔５が導通し
た状態にある。この場合、操作力源１６の駆動により押
圧部材１４を介して弁板６をフランジ２のシール材１３
に圧接した状態に保持してもよいが、特にその必要はな
い。

【００２０】上記開弁状態からの閉弁に際しては、弁板
６の閉弁部６ａを通孔４に対面する閉弁位置に移動させ
る移動動作の後に、弁板６をフランジ２の通孔周辺のシ
ール材１３に圧接するシール動作に入る、というステッ
プが必要である。

【００２１】具体的には、操作力源１６によって押圧部
材１４による弁板６の押圧を解除した状態に保持し、開
閉用アクチュエータ９の作動により弁杆７と一体の弁板
６を揺動支持軸８のまわりに２θだけ揺動させて、弁板
６の閉弁部６ａを通孔４に対向する位置（図１の点線位
置）に移動させ、この閉弁位置において、弁板６のシー
ト面を弁箱１のフランジ２に設けたシール材１３を対向
させる。この弁板６の移動の後、操作力源１６の駆動に
より押圧部材１４を介して弁板６をフランジ２のシール
材１３に圧接し、閉弁を完了する。

【００２２】上記弁板６の移動に際しては、押圧部材１
４を後退させることにより弁板６のシート面とシール材
１３とが接触せず、さらに弁板６と押圧部材１４のシー
ル材１５も接触しないように、一定のクリアランスを保
持させるため、流路内における機械的な摺動部分は皆無
となる。

【００２３】図３及び図４は、上記第１実施例と同様な
揺動型ゲートバルブにおいて、操作力源から押圧部材に
至る複数の押圧力伝達機構を個別的にベローズで被包す
るようにした実施例を示している。即ち、この第２実施
例では、弁箱３０のシール材３３に圧接して通孔を開閉
する弁板２６を備え、適宜アクチュエータによって構成
される操作力源３６から環状の押圧部材３４に至る押圧
力伝達機構３７を、図４に示すように、押圧部材３４の
周囲に均等的に配置し、その押圧力伝達機構３７をバル
ブ室３１から隔離するに際し、複数の押圧力伝達機構３
７のそれぞれを、弁箱３０と押圧部材３４との間に溶接
等で気密に取り付けたベローズ４０により個別的に被包
させ、これらのベローズ４０により押圧力伝達機構３７
を弁箱内のバルブ室３１から隔離している。なお、この
実施例の動作は前記第１実施例の場合と実質的に変わる
ところがない。

【００２４】上記両実施例においては、押圧部材１４，
３４が弁板６，２６を弁箱１，３０のシール材１３，３
３に圧接するようにしているが、弁板６，２６の両側に
押圧部材とその操作力源、押圧力伝達機構等を設け、弁
板をその両面側からシール部をもつ押圧部材で挟み込む
ようにすることもできる。また、ここでは揺動型ゲート
バルブを例示して説明したが、揺動型のゲートバルブに
限ることなく、弁板を開弁位置と閉弁位置との間で移動
させる各種形式のゲートバルブに適用することができ
る。

【００２５】

【発明の効果】以上に詳述したように、本発明によれ
ば、主として、高純度ガス系、超高真空系において使用
するゲートバルブにおいて、弁板のシールのための操作
力を弁箱の外側で発生させるようにしているので、弁板
の構造を単純な板材で構成することが可能になり、系内
での駆動部分をなくして発塵の原因をなくすと共に、そ
の構造を簡単、小型化し、さらに操作力源等のメンテナ
ンスを真空系外で容易に実施することを可能にするもの
である。

【００２６】また、弁板のシールのための操作力を弁箱
の外側で発生させるので、次のような効果も期待するこ
とができる。ａ．バルブ室内の表面積を少なくして、バルブ室内を真
空にしたときのガス放出量を少なくすることができる。ｂ．上記操作力を発生させる操作力源として任意のアク
チュエータを用いることができ、強いシール力を必要と
するメタルシールにも適用することができる。ｃ．ベローズに高圧を加えてシール力を得る従来例とは
異なり、ベローズは大気圧と真空の差圧が掛かるのみで
あるから、その強度を高める必要がなく、製作が容易で
ある。ｄ．弁板を単純な板材によって形成できるので、軽量で
故障がなく、且つ揺動等の弁板移動機構も小型化するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の正面図である。

【図２】上記実施例の側断面図である。

【図３】本発明の第２実施例の要部側断面図である。

【図４】上記第２実施例における弁箱の縦断正面図であ
る。

【符号の説明】

１，３０弁箱、４，５，２４
通孔、６，２６弁板、１１，３
１バルブ室、１４，３４押圧部材、１６，
３６操作力源、１７，３７押圧力伝達機構、
２０外周ベローズ、２１内周ベローズ、
４０ベローズ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】弁箱内において通孔を開閉する弁板を、そ
の通孔に対面する閉弁位置と、該通孔に対面する部分を
開放する開弁位置とに移動可能に支持させ、閉弁位置にある上記弁板の背後周辺部に、通孔の周囲の
シール部に弁板を圧接する押圧部材を対設し、上記弁板をシール部に圧接するための操作力源を弁箱外
に設け、その操作力源から押圧部材に至る押圧力伝達機構を、弁
箱と押圧部材との間に設けたベローズにより弁箱内のバ
ルブ室から隔離した、ことを特徴とするゲートバルブ。
【請求項２】操作力源から押圧部材に至る押圧力伝達機
構をバルブ室から隔離するためのベローズを、弁箱と、
シール部に対応した環状の押圧部材の外周部との間に設
けた外周ベローズ、及び弁箱と環状の押圧部材の内周部
との間に設けた内周ベローズにより構成し、これらのベローズにより両ベローズ間の押圧力伝達機構
を弁箱内のバルブ室から隔離した、ことを特徴とする請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項３】操作力源から押圧部材に至る押圧力伝達機
構をバルブ室から隔離するためのベローズを、操作力源
からシール部に対応した環状の押圧部材に至る均等的配
置の複数の押圧力伝達機構のそれぞれを個別的に被包す
るように、弁箱と押圧部材との間に設けたベローズによ
り構成し、これらのベローズにより押圧力伝達機構を弁箱内のバル
ブ室から隔離した、ことを特徴とする請求項１に記載の
ゲートバルブ。