JPH0528554Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は迅速な操作が可能で、しかも確実に
シールを達成することができる高速シヤツタに関
するものである。

（従来技術） 核融合炉において、高温のプラズマを発生させ
るために中性粒子入射装置より中性粒子を核融合
炉に入射して加熱を行う。この核融合炉では高温
プラズマの中にトリチューム、重水素等の作用物
質があり、それらの作用物質は中性粒子入射装置
に流れ込んでくる。すなわち、中性粒子入射装置
には重水素イオンを除去するための大容量真空ポ
ンプ（クライオパネル）があり、その真空度（約
1.3×10 torr）は、核融合炉の真空度（約８×10
torr）より低く設定されているためである。従つ
て、入射時以外はこれらの作用物質（とくにトリ
チユーム）が中性粒子入射装置に流入して排気さ
れてしまうことを防止する必要がある。このため
核融合炉と中性粒子入射装置との間には中性粒子
の入射時のみ開く高速シヤツタを設ける必要があ
る。

上記高速シヤツタとして、従来は弁体がバルブ
シートと若干の隙間を保ちながら、バルブシート
に対して弁体がその面方向に移動して弁の開閉を
行う機構が採用されており、許容されるコンダク
タンスが厳しく（小さく）なつた場合、弁体とバ
ルブシートとの間の隙間を小さくすることが必要
となるが、小さくすると弁体の高速の移動による
バルブシートとの摺動によりカジリや溶着等のト
ラブルが生じるおそれがあつた。

（考案の目的） この考案は、このような従来の課題の解決のた
めになれたものであり、操作を迅速に行うことが
でき、しかも溶着等のトラブルの生じるおそれが
なく、確実にシールを達成することができる高速
シヤツタを提供するものである。

（考案の構成） この考案は、流体の通路中に設けられた弁箱
と、上記弁箱中に設けられたバルブシートと、上
記バルブシートに当接することにより通路を閉塞
する弁体と、この弁体が一端部に取付けられた弁
棒と、この弁棒を保持して弁体が上記バルブシー
トの面方向に移動するように軸周りに揺動する支
柱と、駆動軸にアームが取付けられるとともにそ
のアームの先端に第２の作動部材が取付けられて
なる駆動手段とを有し、上記弁棒は上記支柱の揺
動方向と直交方向に揺動可能に支柱により保持さ
れるとともに第１の作動部材が結合され、上記ア
ームの先端部には第３の作動部材が取付けられて
この第３の作動部材が上記支柱と係合し、上記ア
ームの揺動により第３の作動部材を介して支柱を
その軸周りに揺動させるように構成され、かつ弁
の開き始めおよび閉じ終りのみは第２の作動部材
が第１の作動部材を介して弁棒を支柱の揺動方向
と直交方向に揺動させて弁体がバルブシートの面
と直交方向にのみ動くように構成されているもの
である。

（実施例） 第８図において、核融合炉１１に中性粒子入射
装置１４の外囲真空容器１５が真空弁１２、高速
シヤツタ１および導管１３を介して接続されてい
る。核融合炉１１の運転中は真空弁１２は開か
れ、核融合炉１１および中性粒子入射装置１４は
それぞれ図示しない真空ポンプで高真空に保持さ
れている。

中性粒子１１３を中性粒子入射装置１４より核
融合炉１１に入射する時には高速シヤツタ１を開
き、イオン源ガス配管１７を通して供給される重
水素ガスをイオンビーム発生器１６でイオン化し
て加速した後、イオン中性化セル１８を通して中
性粒子１１３とし、核融合炉１１に入射する。中
性化しなかつたイオン１１４は偏向磁石１９によ
り偏向させ、ビームダンプ１１０によりエネルギ
ーを吸収した後、クライオパネル１１１，１１２
に吸着させて除去する。所定の中性粒子の入射が
終了すれば、中性粒子の発生を止めるとともに、
高速シヤツタ１を短時間で閉じ、核融合炉１１か
ら重水素およびトリチユーム１１５が大量に逆流
するのを防止する。

上記高速シヤツタ１は、第１図〜第５図に示す
ように構成されている。すなわち、導管１３の両
端部間に弁箱２がガスケツト２９を介在させてシ
ール構造で配置され、この弁箱２内の一方の側に
バルブシート（シールベローズ）３が配置され、
このバルブシート３に対して弁体４が当接して配
置されている。弁体４の上部には弁棒４０が結合
され、この弁棒４０は弁箱上板２１の貫通穴２２
を貫通して上方に突出し、その上端部にはナツト
４２によつて揺動フランジ４１が結合されてい
る。

上記貫通部には貫通穴２２の周囲にベローズ４
３が配置されるとともに、弁棒４０を取付けてい
る揺動フランジ４１に上記ベローズ４３の上端部
が結合され、これによつて弁棒４０が上板２１を
貫通する部分を弁棒４０が任意の方向に移動でき
るようにシールしている。

弁箱２の上板２１上には、一対の軸受台２５が
取付けられ、この軸受台２５によつて支柱５ａ，
５ｂの下端部が軸５０により軸受２６を介して回
転可能に結合され、この支柱５ａ，５ｂの上端部
には弁棒ガイド４４、中間部には支持部材５６が
取付けられている。支持部材５６を貫通する弁棒
４０の貫通部には自動調芯軸受４６が取付けら
れ、これによつてこの貫通部で弁棒４０が任意の
方向に傾動することができるように、弁棒４０が
支柱５ａ，５ｂによつて保持されている。また、
弁棒ガイド４４は弁棒４０の上端部を相対向する
互いに平行な面４７で挟み付け、これによつて弁
棒４０の上端部が第１図の左右方向（第２図の紙
面に直交方向）にのみ移動可能に構成されてい
る。

支持部材５６と弁棒ガイド４４との間には、カ
ム（第１の作動部材）６が配置され、このカム６
の軸６７は支柱５ｂを貫通し、その先端にはカラ
ー６５がナツト６６で固定されて抜け止めされ、
また支柱５ｂに支持されたバネ６４によりカム６
が前進する方向（第１図の右方向）に押されてい
る。また、カム６の座部６２には弁棒４０を貫通
するピン６３が取付けられ、弁棒４０はこのピン
６３周りに回転可能に構成されている。

駆動軸７の軸端にはアーム７０が取付けられ、
このアーム７０の先端部では大ローラ軸７２によ
つて大ローラフオロア（第３の作動部材）７１が
保持され、かつ大ローラ軸７２の先端では上記大
ローラ軸７２と直交方向に配置されている小ロー
ラ軸７４によつて小ローラフオロア（第２の作動
部材））７３が保持されている。そして、大ロー
ラフオロア７１が支柱５ａに形成された案内溝５
５内を移動するように配置されるとともに、小ロ
ーラフオロア７３が上記カム６にバネ６４の力に
抗して圧着されている。また支柱５ａにはカムガ
イド６１が取付けられ、これによつてカム６を第
４図の紙面方向のみに動くようにガイドしてい
る。

駆動軸７は駆動装置用架台８６上の軸受ハウジ
ング７８，７９によつて軸受７６，７７を介して
回転可能に保持されている。また駆動軸７の軸端
はカツプリング８１を介して油圧モータ８および
サーボ弁８３に連結され、これらは駆動装置用架
台８６およびその上に取付けられた軸受ハウジン
グ８４，８５によつて支持されている。またサー
ボ弁８３には図示しない油圧配管によつて油圧ユ
ニツトが接続され、かつ電気信号配線によつてコ
ントロールボツクスが接続されている。そして、
サーボ弁８３は上記コントロールボツクスに入力
された信号を受けて、その信号に対応する駆動を
油圧モータ８に行わせるために上記油圧ユニツト
からサーボ弁８３を通り油圧モータ８に流入する
油量を制御するように構成されている。

なお、駆動装置として油圧モータを例示した
が、これに限らず他の駆動装置、例えば電動モー
タを採用してもよい。

第６図および第７図は弁棒４０の保持手段の別
の例を示し、支柱５ａ，５ｂに取付けられた支持
部材５７には弁棒４０が貫通するとともに、この
貫通部で支持部材５７および弁棒４０を貫通して
ピン５８が取付けられ、これによつて弁棒４０が
ピン５８周りに回転可能に構成されている。

つぎにこの装置の作用を説明する。第１図およ
び第２図は閉弁状態を示し、この状態から油圧モ
ータ８により駆動軸７を第５図において反時計方
向に回転させると、アーム７０の先端部に取付け
られた小ローラフオロア７３がカム６上を下向き
に移動することによりカム６はバネ６４の力で第
１図の右方向に移動し、このためカム６とピン６
３によつて連結された弁棒４０は自動調芯軸受４
６（またはピン５８）周りに回転し、これによつ
て弁体４はバルブシート３から後退する（第１図
において弁体４が左方向に移動する）。

また駆動軸７のアーム７０の先端部に取付けら
れた大ローラフオロア７１が支柱５ａの案内溝５
５に沿つて移動するため支柱５ａ，５ｂは軸５０
を中心に第１図の紙面と直交方向（第２図で弁体
４がバルブシート３から離れる方向）に回転しは
じめる。なお、大ローラフオロア７１が案内溝５
５に沿つて移動するアーム７０の揺動開始時は、
アーム７０が案内溝５５に直交しているために、
駆動軸７の回転角度θ（第３図）の変化に対して
軸５０を中心に回転する支柱５ａ，５ｂの回転角
度αの変化は極めて小さく、弁体４はバルブシー
ト３の面方向（第２図で左の仮想線方向）へは実
質上移動しない。

一方、この間に弁棒４０は自動調芯軸受４６
（またはピン５８）を中心に回転角度β（第４図）
回転し、バルブシート３を押付けている弁体４が
第１図で左方向に移動し、バルブシート３より離
れる。すなわち、駆動軸７の回転の初期には弁体
４はバルブ３から実質上後退する方向にのみ移動
する。

駆動軸７の回転がさらに進むと、小ローラフオ
ロア７３はカム６に当接しなくなるために、弁棒
４０の自動調芯軸受４６（またはピン５８）周り
の回転はなくなり、軸５０周りのみに回転して弁
体４をバルブシート３の面方向にバルブシート３
の側方に移動させるようになる。そして、第２図
の仮想線の位置（第５図の右側の位置）に到達す
ることにより開弁状態になる。また、開弁状態か
ら、駆動軸７を逆向きに回転させると、上記と逆
の作動が行われる。すなわち、弁棒４０が第２図
の仮想線の状態から実線の状態へと軸５０周りに
回転することにより弁体４をバルブシート３の面
方向にバルブシート３の正面へ移動させ、ついで
小ローラフオロア７３がカム６上を移動すること
によりカム６を後退させて弁棒４０を自動調芯軸
受４６（またはピン５８）周りに回転させて弁体
４をバルブシート３に対して前進させて圧着させ
る。

このように、弁棒４０が支柱５ａ，５ｂに保持
されて支柱５ａ，５ｂとともに軸５０周りに回転
するとともに、支柱５ａ，５ｂに保持された自動
調芯軸受４６（またはピン５８）周りに回転可能
に構成されていることにより、弁の開閉の際には
弁体４は実質上バルブシート３に対して直交方向
に後退した後に側方に移動するように、あるいは
側方から前面に移動した後に面に直交方向にバル
ブシートに圧着されるように、作動がなされる。
なお、弁体４がバルブシート３に対して前進、後
退する際に、バルブシート３もそれ自体の弾力で
同方向に移動するが、その量は弁体４の移動量よ
り小さい。したがつて、弁の開閉の際に弁体４と
バルブシート３とが摺動することがなく、このた
めカジリや溶着等のトラブルが生じる恐れがな
く、高真空下でもシールを確実に達成することが
できる。

（考案の効果） 以上説明したように、この考案は弁の開閉機構
において、駆動軸の回転運動を、弁体がバルブシ
ートに対して前進、後退する運動とバルブシート
の側方に移動する運動とに変換するように、しか
もこれが連続して行われるようにしたものであ
り、弁の開閉の際にはまず弁体を実質上バルブシ
ートに対して直交方向に移動させるようにしてお
り、このため溶着等のトラブルの生じるおそれが
なく、しかも操作が迅速で確実にシールを達成す
ることができるものである。このため、核融合炉
と中性粒子入射装置との間等の高真空中で用いる
高速シヤツタとして極めて優れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例を示す断面図、第２
図はその−線断面図、第３図はアームの断面
図、第４図は第１図の部拡大図、第５図はアー
ムと支柱との作動説明図、第６図は弁棒支持手段
の他の例を示す断面図、第７図はその−線断
面図、第８図はこの考案が適用される中性粒子入
射装置の全体説明図である。 １……高速シヤツタ、２……弁箱、３……バル
ブシート、４……弁体、５ａ，５ｂ……支柱、６
……カム、７……駆動軸、４０……弁棒、４６…
…自動調芯軸受、５０……軸、５５……案内溝、
５８……ピン、７０……アーム、７１，７３……
ローラフオロア。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 流体の通路中に設けられた弁箱と、上記弁箱中
   に設けられたバルブシートと、上記バルブシート
   に当接することにより通路を閉塞する弁体と、こ
   の弁体が一端部に取付けられた弁棒と、この弁棒
   を保持して弁体が上記バルブシートの面方向に移
   動するように軸周りに揺動する支柱と、駆動軸に
   アームが取付けられるとともにそのアームの先端
   に第２の作動部材が取付けられてなる駆動手段と
   を有し、上記弁棒は上記支柱の揺動方向と直交方
   向に揺動可能に支柱により保持されるとともに第
   １の作動部材が結合され、上記アームの先端部に
   は第３の作動部材が取付けられてこの第３の作動
   部材が上記支柱と係合し、上記アームの揺動によ
   り第３の作動部材を介して支柱をその軸周りに揺
   動させるように構成され、かつ弁の開き始めおよ
   び閉じ終りのみは第２の作動部材が第１の作動部
   材を介して弁棒を支柱の揺動方向と直交方向に揺
   動させて弁体がバルブシートの面と直交方向にの
   み動くように構成されていることを特徴とする高
   速シヤツタ。