JPWO2011027861A1

JPWO2011027861A1 - 仕切弁

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Publication number: JPWO2011027861A1
Application number: JP2011529954A
Authority: JP
Inventors: 中村　久三; 久三中村; 浩司柴山; 慎一和田; 聖也迫田
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2010-09-03
Publication date: 2013-02-04
Anticipated expiration: 2030-09-03
Also published as: KR20120061905A; WO2011027861A1; TW201124655A; JP5378526B2; US8733734B2; CN102575779B; US20120161055A1; KR101430515B1; CN102575779A

Abstract

この仕切弁は、中空部（１１）と、前記中空部（１１）を挟むように設けられた第１開口部（１２ａ）及び第２開口部（１２ｂ）と、前記第１開口部（１２ａ）の周囲に形成された内面と、前記中空部（１１），前記第１開口部（１２ａ），及び前記第２開口部（１２ｂ）を通る流路（Ｈ）とを有する弁箱（１０，１０ａ，１０ｂ）と、前記中空部（１１）内に配置された支持体（３０）と、前記支持体（３０）に固設された固定弁部（５０）と、前記固定弁部（５０）の外周を囲むように配設されて前記流路（Ｈ）が延在する方向に摺動する可動弁部（６０）と、第１周囲領域（４０ａ）と、第２周囲領域（４０ｂ）とを有する弁板（４０）と、前記第１周囲領域（４０ａ）に配置され、前記可動弁部（６０）を前記第１開口部（１２ａ）に向けて移動させ、前記可動弁部（６０）を前記内面に当接させ、前記可動弁部（６０）を前記内面に押圧し、前記流路（Ｈ）を閉鎖する第１付勢部（７０）と、前記第２周囲領域（４０ｂ）に配置され、前記可動弁部（６０）を前記第２開口部（１２ｂ）に向けて移動させ、前記可動弁部（６０）を前記内面から離間させることにより、前記流路（Ｈ）を開放する第２付勢部（８０）とを含む。

Description

本発明は、弁板による流路を開閉する動作に加えて、弁板をスライド動作させる振り子型，直動型，ドア型等に適した仕切弁に関する。特に、本発明は、真空装置等において、異なる真空度（大気圧を含む）の２つの空間をつなげている流路を仕切り（閉鎖し）、この仕切り状態を開放する（２つの空間をつなぐ）、仕切弁に関する。
本願は、２００９年９月３日に出願された特願２００９−２０４０７０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

真空装置等においては、チャンバーと配管との間、配管と配管との間、あるいは配管とポンプ等との間等、異なる真空度の２つの空間の間を仕切り、仕切られた２つの空間をつなげる仕切りバルブが設けられている。このような仕切りバルブとしては、様々な形態の弁が知られている。
例えば、弁板をスライドさせて流路の弁開閉位置に弁板を挿入し、更にこの弁板を作動させて流路を仕切り（閉弁動作）、あるいは上記弁板を作動させて流路をつなぎ（開弁動作）、更に弁板をスライドさせ、流路から弁箱内の退避位置に弁板を退避させる構造が知られている。このような構造を有する弁としては、振り子型，直動型，ドア型等が知られている。

直動型仕切弁は、流路を構成する第１開口部及び第２開口部が形成された弁箱の中空部に、弁棒（支持体）に固設された弁板が配置された構造を有する。この構造においては、上記弁棒をその長手方向に直動させて、上記弁板を開口部（流路）の弁開閉位置に挿入し、または、上記弁板を開口部が形成されていない退避位置に退避させる。

従来の上記直動型仕切弁としては、ベローズで接続された２枚の第１弁板及び第２弁板からなる弁体と、この２つの弁板の間において弁板の中央部に配置されたアクチュエータと、流路を構成する開口部が形成された弁箱とを備えた仕切弁が知られている。この仕切弁においては、アクチュエータによって、弁箱の開口部の周囲の内面に第１弁板を当接及び押圧させて流路を閉鎖し、または、アクチュエータによって第１弁板を上記弁箱の内面から離間させて流路を開放する（例えば特許文献１参照）。

また、振り子型仕切弁は、流路を構成する第１開口部及び第２開口部が形成されかつ中空部を有する弁箱と、中空部において回転軸に固設されて回転軸と垂直をなす面に平行な方向において広がっている支持体と、この支持体に固設された弁体（シールリング板が開口部に設けられている構造の場合には弁板）とが配置された構造を有する。この仕切弁においては、上記回転軸を回転させて、上記弁体を回動させ、上記弁体を開口部（流路）の弁開閉位置に挿入し、または、上記弁体を開口部が形成されていない退避位置に退避させる。

従来の上記振り子型仕切弁としては、ハウジングの中空部内に、回転軸において回動可能な弁板と、ハウジングの開口部に配置された摺動可能なシールリング板と、ハウジングに一体形成されたフランジに上記シールリング板を摺動させるアクチュエータとが設けられた構造が知られている。この仕切弁においては、上記シールリング板を上記弁板に当接及び押圧して流路を閉鎖し、または、上記シールリング板を上記弁板から離間させて流路を開放する（例えば特許文献２参照）。
この振り子型仕切弁のアクチュエータは、ボルトと環状室（シリンダ）とピストンとスプリングとが、シールリング板の摺動方向に直列に配置された構造を有する。従って、流路を閉鎖するときは、スプリングに生じる復元力が、ピストン，シリンダ，及びボルトを介してシールリング板に伝達される。

また、ドア型仕切弁は、流路を構成する第１開口部及び第２開口部が形成されかつ中空部を有する弁箱と、弁軸に固設されかつ弁軸を含む面に平行な方向に広がっている支持体と、この支持体に固設された弁体とが配置された構造を有する。この仕切弁においては、上記弁軸を回転させて、上記弁体を回動させ、上記弁体を開口部（流路）の弁開閉位置に挿入し、または、上記弁体を開口部と略垂直をなす退避位置に退避させる。

特開２００２−１８１２０５号公報日本国特許第３６５５７１５号公報

このような仕切弁においては、仕切弁の全体構成をコンパクトにする等の要請から、弁体の構造を簡単にする必要があり、かつ、仕切り動作の信頼性を確保する必要がある。

しかしながら、上記従来の弁においては、アクチュエータが弁板の中央部に配置されているので、実際に空間をシールする弁板の面に十分な押し付け力を伝えるためには、弁板に高い剛性が要求される。弁板の剛性が不足すると、確実に仕切りをすることができず、高い信頼性を得られないという課題があった。
更に、上記従来の弁においては、２枚の弁板を連結する構造が採用されている。この連結構造とアクチュエータとは個別の構造部品であるので、弁体の構造が複雑であるという課題があった。
また、大口径バルブにおいては、逆圧に耐え得るためには大きな力を発生するシリンダが必要であり、弁体が大型化してしまうという課題があった。

また、上記従来の振り子型仕切弁においては、シールリングを摺動させるアクチュエータがフランジに設けられており、このアクチュエータと、環状のシリンダと、スプリングとが直列に配置されている。
このため、実際に空間をシールする弁板の面は、アクチュエータの内側に位置しており、この面はアクチュエータの位置からずれており、更に、この面にはピストン，シリンダ，ボルトを介してスプリングによる押し付け力（スプリングによる復元力）が伝われる。このため、この押し付け力が不十分であると、確実に仕切りをすることができず、高い信頼性を得られないという課題があった。
また、大口径バルブにおいて逆圧に耐え得るためには、或いは、特殊な形状の弁板、シールリング板、フランジに適用するためには、シリンダを除いたアクチュエータ部品を多数配置する必要があり、仕切弁の構成が複雑になるという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成で高い信頼性の仕切り動作が可能な仕切弁を提供することを目的とするものである。

本発明の一態様の仕切弁は、中空部と、前記中空部を挟むように設けられた第１開口部及び第２開口部と、前記第１開口部の周囲に形成された内面と、前記中空部，前記第１開口部，及び前記第２開口部を通る流路とを有する弁箱と、前記中空部内に配置された支持体と、前記支持体に固設された固定弁部と、前記固定弁部の外周を囲むように配設されて前記流路が延在する方向に摺動する可動弁部と、第１周囲領域と、第２周囲領域とを有する弁板と、前記第１周囲領域に配置され、前記可動弁部を前記第１開口部に向けて移動させ、前記可動弁部を前記内面に当接させ、前記可動弁部を前記内面に押圧し、前記流路を閉鎖する第１付勢部と、前記第２周囲領域に配置され、前記可動弁部を前記第２開口部に向けて移動させ、前記可動弁部を前記内面から離間させることにより、前記流路を開放する第２付勢部とを含む。

また、本発明の一態様の仕切弁においては、前記可動弁部は、前記内面に当接して前記内面に押圧される第１シール部を有し、前記第１付勢部は、前記可動弁部において前記第１シール部の直下に設けられた弾性部材（自己弾性部材）であることが好ましい。

また、本発明の一態様の仕切弁においては、前記第２付勢部は、前記第２周囲領域において前記固定弁部と前記可動弁部との間に環状に形成された１つのエアシリンダであることが好ましい。

また、本発明の一態様の仕切弁においては、前記第１付勢部は、前記可動弁部が摺動する方向に並列に、前記第２付勢部に近接するように配置されていることが好ましい。

また、本発明の一態様の仕切弁においては、前記固定弁部は、第２シール部，第３シール部，及びワイパーを有し、前記ワイパーは、前記第３シール部よりも前記第２開口部に近い位置に配置されていることが好ましい。

本発明の一態様の仕切弁においては、弁板が固定弁部と可動弁部とによって構成されている。更に、前記第１付勢部は、前記可動弁部を前記第１開口部に向けて移動させ、前記可動弁部を前記内面に当接させ、前記可動弁部を前記内面に押圧し、前記流路を閉鎖する。更に、前記第２付勢部は、前記可動弁部を前記第２開口部に向けて移動させ、前記可動弁部を前記内面から離間させることにより、前記流路を開放する。この構成によれば、１つの弁板と２つの付勢部とによって弁体を構成することができる。また、第１付勢部が可動弁部を移動させて、仕切弁を直接かつ確実に閉弁することができる。また、第２付勢部が可動弁部を異動させて、仕切弁を直接かつ確実に開弁できる。このため、簡単な構成で高い信頼性の仕切り動作を行う仕切弁を得ることができるという効果が得られる。

本発明の第１実施形態の仕切弁の構成を示す横断面図である。本発明の第１実施形態の仕切弁の構成を示す縦断面図であり、弁体が弁開閉位置に配置されている場合を示す図である。本発明の第１実施形態の仕切弁において固定弁部と固定弁部とが嵌合されている部分を示す拡大縦断面図である。本発明の第２実施形態の仕切弁において固定弁部と固定弁部とが嵌合されている部分を示す拡大縦断面図である。本発明の第３実施形態の仕切弁の構成を示す横断面図である。本発明の第３実施形態の仕切弁の構成を示す縦断面図であり、弁体が弁開閉位置に配置されている場合を示す図である。本発明の第４実施形態の仕切弁の構成を示す横断面図である。本発明の第４実施形態の仕切弁の構成を示す縦断面図であり、弁体が弁開閉位置に配置されている場合を示す図である。本発明の実施形態の仕切弁に適用可能な開口部及び弁板の形状を示す図である。本発明の実施形態の仕切弁に適用可能な開口部及び弁板の形状を示す図である。本発明の実施形態の仕切弁に適用可能な開口部及び弁板の形状を示す図である。本発明の実施形態の仕切弁に適用可能な開口部及び弁板の形状を示す図である。本発明の実施形態の仕切弁に適用可能な開口部及び弁板の形状を示す図である。本発明の実施形態の仕切弁に適用可能な開口部及び弁板の形状を示す図である。

以下、本発明に係る仕切弁の実施形態について、図面に基づき説明する。
また、以下の説明に用いられる各図においては、各構成要素を図面上で認識し得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法及び比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。
本発明の技術範囲は、以下に述べる実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

（第１実施形態）
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の第１実施形態の仕切弁の構成を説明する図である。図１Ａは仕切弁の横断面図であり、図１Ｂは弁体が弁開閉位置に配置されている場合の仕切弁の縦断面図である。
第１実施形態の仕切弁１００は、弁箱１０と、回転軸２０と、支持体３０と、弁板４０と、第１付勢部７０と、第２付勢部８０とを備えている。支持体３０及び弁板４０は、弁体を構成している。また、弁板４０は、固定弁部５０（固定弁板部）と可動弁部６０（可動弁板部）とによって構成されている。

［振り子型仕切弁］
第１実施形態の仕切弁１００は、振り子型仕切弁である。
回転軸２０が符号Ａ１で示された方向（流路Ｈの方向に交差する方向）に回転すると、この回転に従って支持体３０も方向Ａ１に沿って回動する。また、弁板４０は支持体３０に設けられているため、弁板４０は、支持体３０と一体に回転する。
このように支持体３０が回転することにより、流路Ｈが設けられていない退避位置から流路Ｈの弁開閉位置に弁板４０が挿入される。
そして、第１付勢部７０が作動することにより（閉弁動作）、弁板４０は流路Ｈを閉鎖する。逆に、第２付勢部８０が作動することにより弁板４０を開いた後（開弁動作）に、回転軸２０が符号Ａ２で示された向きに回転すると、この回転に従って支持体３０も向きＡ２に回動する。
これにより、弁板４０は上記弁開閉位置から上記退避位置に退避する。

［弁箱１０］
弁箱１０は、中空部１１を有するフレームによって構成されている。フレームの上面には第１開口部１２ａが設けられており、フレームの下面には第２開口部１２ｂが設けられている。
仕切弁１００は、第１開口部１２ａが露出されている空間（第１空間）と第２開口部１２ｂが露出されている空間（第２空間）の間に挿入される。仕切弁１００は、第１開口部１２ａと第２開口部１２ｂとをつなげている流路Ｈ、即ち、第１空間と第２空間とをつなげている流路Ｈを仕切り（閉鎖し）、この仕切り状態を開放する（第１空間と第２空間をつなぐ）。
弁箱１０の中空部１１には、回転軸２０、支持体３０、弁板４０、第１付勢部７０、及び第２付勢部８０が設けられている。

［回転軸２０、支持体３０］
回転軸２０は、弁箱１０に回転可能に設けられている。
この回転軸２０には、支持体３０が固設されている。支持体３０は、回転軸２０に対して垂直方向に平行な面を有している。図１Ａに示すように、支持体３０は、弁板４０に重なる円形部３０ａと、回転軸２０の回転に伴って円形部を回転させる回転部３０ｂとを有する。回転部３０ｂは、回転軸２０と円形部３０ａとの間に位置しており、回転部３０ｂの幅は回転軸２０から円形部３０ａに向けて徐々に増加している。

［弁板４０、固定弁部５０、可動弁部６０］
弁板４０は、略同心円状に形成された固定弁部５０と、この固定弁部５０の周囲を囲むように配置された略円環状の可動弁部６０とを有する。固定弁部５０は、支持体３０に固設されている。また、可動弁部６０は、固定弁部５０に嵌合しており、第１付勢部７０及び第２付勢部８０によって符号Ｂ１，Ｂ２で示された方向（往復方向）に固定弁部５０に対して摺動しながら移動可能である。ここで、符号Ｂ１，Ｂ２で示された方向とは、支持体３０及び固定弁部５０の面に垂直な方向であり、回転軸２０の軸方向に平行な方向である。
また、固定弁部５０の外周における全領域には、外周クランク部が形成されている。また、可動弁部６０の内周における全領域には、内周クランク部が形成されている。
第１実施形態においては、固定弁部５０の外周クランク部が、可動弁部６０の内周クランク部と摺動可能に嵌合している。

弁箱１０の内面に対向（当接）する可動弁部６０の面には、円環状に形成された、例えば、Ｏリング等からなる第１シール部６１（主シール部）が設けられている。
この第１シール部６１は、閉弁時に弁板４０が第１開口部１２ａを覆っている状態で、弁箱１０の内面に接触し、可動弁部６０及び弁箱１０の内面によって押圧される。これによって、第１空間は第２空間から確実に隔離される（仕切り状態が確保される）。

［第１付勢部７０（弾性部材）］
第１付勢部７０は、弁板４０の第１周囲領域４０ａに配置されている。第１付勢部７０においては、可動弁部６０を第１開口部１２ａに向けて（Ｂ１方向）に押圧するように、復元力が生じている。これによって、第１付勢部７０は、可動弁部６０に力を加え（付勢し）、第１開口部１２ａの周囲に位置する弁箱１０の内面に可動弁部６０を押圧し、この内面と可動弁部６０とを当接させている。
第１実施形態においては、第１付勢部７０は、可動弁部６０の凹部６０ａに設けられた弾性部材（例えば、スプリング、ゴム、密閉されたエアダンパーなど）である。
第１付勢部７０は、第一端と第二端とを有する。第一端は、可動弁部６０の凹部６０ａの天井面に当接している。第二端は、支持体３０に当接している。また、図１Ａに示すように、円環状の可動弁部６０において、複数の第１付勢部７０が周方向に沿って設けられている。

第１付勢部７０を構成する弾性部材の自然長は、上記凹部６０ａの深さよりも大きい。このため、凹部６０ａの天井面と支持体３０とによって圧縮されつつ凹部６０ａ内に配置されている第１付勢部７０においては、弾性復元力（延伸力，付勢力）が生じている。この弾性復元力が作用することにより、可動弁部６０がＢ１方向に摺動しながら、第１シール部６１が弁箱１０の内面に当接して押圧され、閉弁動作が行われる。

第１付勢部７０は、第１シール部６１を直接押圧できるようにするために、第１シール部６１の直下に配置されることが望ましい。
この仕切弁１００においては、第１付勢部７０が可動弁部６０に設けられているので、第１付勢部７０を第１シール部６１の直下に位置させることが可能である。仕切弁１００の構造においては、このような第１シール部６１の直下に第１付勢部７０が位置している。

このように、仕切弁１００においては、閉弁動作及び開弁動作を行うアクチュエータとして、閉弁動作を行う第１付勢部７０と、開弁動作を行う第２付勢部８０（後述）とが設けられている。この構成において、第１付勢部７０及び第２付勢部８０は、第１シール部６１に近い弁板４０の周囲領域（第１周囲領域及び第２周囲領域）において、互いに近接するように並列に配置されている。また、第１付勢部７０は、第１シール部６１の直下に位置している。この構造においては、第１付勢部７０は第１シール部６１を直接押圧することができ、第１シール部６１にほぼ垂直方向に荷重を直接加えることができる。
つまり、仕切弁１００の構造は、作用点及び支点が存在するモーメント荷重を加える構造ではない。このため、梃子に相当する部分の構造部材（強度）は必要なく、アクチュエータの構造を簡易化することができる。また、可動弁部６０に要求される剛性として、可動弁部６０の自重を支えることができる強度があれば十分である。

更に、第１付勢部７０が第１シール部６１の直下に配置されているので、停電等によってユーティリティ設備から仕切弁１００を備える装置への電力供給（エネルギー供給）が停止した場合であっても、第１付勢部７０において生じる機械的な力のみで確実に仕切弁１００を閉じることができる。このため、フェイルセーフな仕切弁を確実に実現できる。
一方、ユーティリティ設備から供給される電力等のエネルギーによって閉弁動作が行われている構造を有する仕切弁においては、ユーティリティ設備から装置へのエネルギー供給が停止した場合に閉弁動作を行うことができない場合がある。このため、このような構造においては、フェイルセーフな仕切弁を実現できない。

［第２付勢部８０（エアシリンダ）］
第２付勢部８０は、弁板４０の第２周囲領域４０ｂに配置されている。第２付勢部８０においては、第２付勢部８０に圧縮空気が供給された際に、可動弁部６０を第２開口部１２ｂに向けて（Ｂ２方向）移動させる力（付勢力、圧縮空気に起因する力）が生じる。これによって、第１開口部１２ａの周囲に位置する弁箱１０の内面から可動弁部６０を離間させる。なお、弁板４０において、第２周囲領域４０ｂは、第１周囲領域４０ａの内側に位置する。即ち、弁板４０の径方向において、第２付勢部８０は、第１付勢部７０の内側に配置されている。言い換えれば、第１付勢部７０は、可動弁部６０が摺動する方向に交差する方向において第２付勢部８０に近接している。
第１実施形態においては、第２付勢部８０は、固定弁部５０と可動弁部６０との間に設けられた１つのエアシリンダ（空隙）である。具体的に、このエアシリンダは、固定弁部５０の第２外周面５０ｃ（後述）と可動弁部６０の「第１内周面６０ｂ」，第１内周面６０ｂ（後述）との間に形成され、外周クランク部と内周クランク部との間に形成されている。また、このエアシリンダは、固定弁部５０の周囲に形成された円環状の空間であり、１つの円環シリンダ（円環空隙）として機能する。また、言い換えると、円環シリンダは、流路Ｈを囲むように形成されている。

第２付勢部８０に圧縮空気が供給されると、第２付勢部８０の体積を膨張させる膨張力（付勢力）がＢ２方向に生じる。膨張力の大きさが第１付勢部７０に生じる復元力（Ｂ１方向に生じる付勢力）よりも大きい場合、第１付勢部７０が圧縮され、可動弁部６０がＢ２方向に摺動し、第１シール部６１が弁箱１０の内面から離れ、開弁動作が行われる。

このように、仕切弁１００においては、閉弁動作及び開弁動作を行うアクチュエータとして、閉弁動作を行う第１付勢部７０と、開弁動作を行う第２付勢部８０とが設けられている。この構成において、第１付勢部７０及び第２付勢部８０は、第１シール部６１に近い弁板４０の周囲領域において、互いに近接するように並列に配置されている。第２付勢部８０は、固定弁部５０と可動弁部６０の間に設けられた１つの円環シリンダを構成している。この構成によれば、一方向に圧縮空気が供給されるエアシリンダが第２付勢部８０に１つ設けられていれば、圧縮空気を円環シリンダの形状に沿って円環シリンダの内部に供給することができ、開弁動作及び閉弁動作を行うことができる。このため、簡易かつコンパクトな構成を有するアクチュエータを実現することができる。

また、第２付勢部８０は、開弁動作を行うために用いられるので、第２付勢部８０において発生する力の大きさ（出力）として、第１付勢部７０を圧縮することができる大きさ（出力）があれば十分である。

第１実施形態においては、固定弁部５０と可動弁部６０とによって１つの弁板４０が構成されているので、２枚の弁板を設ける必要がなく、簡単かつコンパクトな構造を有する弁板を実現することができる。
また、固定弁部５０にはアクチュエータの力が作用しない。このため、逆圧が作用した場合であっても、固定弁部５０の剛性として、弾性変形の範囲内の撓みが発生する強度があれば十分である。
なお、固定弁部５０と支持体３０とが一体化された構造を採用することも可能である。この構造においては、剛性として、上記固定弁部５０の強度に加えて、退避位置と弁開閉位置の間で弁板４０を回動させる際に可動弁部６０の自重を支える強度（固定弁部５０と支持体３０とが一体化された支持構造の強度）があれば十分である。

また、第１実施形態においては、閉弁動作を行う第１付勢部７０と、開弁動作を行う第２付勢部８０とを、第１シール部６１に近い弁板４０の周囲領域に配置しているので、弁箱１０にアクチュエータを設ける必要がなく、簡単な構成を有する仕切弁を実現できる。
更に、第１実施形態の構造においては、可動弁部６０の第１シール部６１の直下に第１付勢部７０が配置され、固定弁部５０と可動弁部６０との間に設けられた１つの円環シリンダによって第２付勢部８０が形成されている。この構造においては、アクチュエータの構成も簡単にすることにでき、閉弁動作及び開弁動作の信頼性を向上させることができる。
また、このように弁板４０の周囲領域にアクチュエータが配置された構成が大口径を有する仕切弁に適用された場合であっても、上述した同様の構造によって確実に閉弁動作及び開弁動作を行うことができ、逆圧が作用した場合においても同様の動作ができる。

図２は、固定弁部５０と可動弁部６０とが互いに嵌合されている部分を示す拡大縦断面図であり、第１付勢部７０及びガイドピンが設けられた部位を示している。

［第２シール部５１ａ，５１ｂ及び第３シール部５２ａ，５２ｂ］
固定弁部５０の外周面には、可動弁部６０の内周面に当接し、固定弁部５０と可動弁部６０との間をシールするＯリング等の円環状の第２シール部５１ａ，５１ｂ及び第３シール部５２ａ，５２ｂが設けられている。
具体的には、固定弁部５０の外周クランク部において、径方向外側に位置する第１外周面５０ｂに第２シール部５１ａ，５１ｂが設けられている。また、径方向において第１外周面５０ｂの内側であって第２シール部５１ａ，５１ｂの下方に位置する第２外周面５０ｃに、第３シール部５２ａ，５２ｂが設けられている。第２シール部５１ａ，５１ｂは、可動弁部６０の第１内周面６０ｂに当接し、第３シール部５２ａ，５２ｂは、可動弁部６０の第１内周面６０ｂの下方に位置する第２内周面６０ｃに当接する。
第２シール部５１ａ，５１ｂは、圧力が高い空間である第２付勢部８０と、圧力が低い空間等であって第１開口部１２ａに近い第１空間とを仕切り、仕切り状態を確保する。同様に、第３シール部５２ａ，５２ｂは、圧力が高い空間である第２付勢部８０と、圧力が低い空間等であって第２開口部１２ｂに近い第２空間とを仕切り、仕切り状態を確保する。

［ガイドピン６２］
ガイドピン６２は、可動弁部６０に固設され、第２付勢部８０内を貫通し、固定弁部５０に形成された凹部５０ａに嵌合している。
このガイドピン６２は、可動弁部６０が摺動する方向が符号Ｂ１，Ｂ２に示された方向からずれないように、可動弁部６０を誘導する。これによって、可動弁部６０は、符号Ｂ１，Ｂ２に対して斜め方向に移動することが防止される。この構造においては、固定弁部５０に対して可動弁部６０が位置決めされつつ、符号Ｂ１及びＢ２で示された方向に平行に可動弁部６０が移動し、閉弁動作及び開弁動作を行うことができる。これによって、開弁動作においては、可動弁部６０に設けられた第１シール部６１に均一に押圧力を生じさせ、リークが抑制されたシール構造を実現できる。

また、このようにガイドピン６２を備えた構造においては、仕切弁１００が真空装置に取り付けられる姿勢が決められていない場合、即ち、仕切弁１００が取り付け方向が自由である場合に、可動弁部６０の重量の負荷が第２シール部５１ａ，５１ｂ及び第３シール部５２ａ，５２ｂに局所的に加わることを防止することができる。例えば、可動弁部６０が摺動する方向に対して直角に重力が作用するように仕切弁１００が取り付けられている場合、摺動する部材である可動弁部６０の重量がガイドピン６２に加わる。このため、第２シール部５１ａ，５１ｂ及び第３シール部５２ａ，５２ｂ（Ｏ−ｒｉｎｇ）に可動弁部６０の重量が直接的に加わることを防止される。これにより、仕切弁１００が取り付けられる姿勢がいかなる姿勢であっても、シール部の寿命が短くならず、リークを防止する効果を確保することができる。

ガイドピン６２と凹部５０ａとの摺動面の面積を低減するため、また、第１空間及び第２空間からガイドピン６２を隔離するために、ガイドピン６２は、第２付勢部８０内を貫通するように配置されている。
また、このように、第２付勢部８０内にガイドピン６２を配置することにより、固定弁部５０に対して可動弁部６０を滑らかに摺動させることができる。
なお、ガイドピンの強度が十分に得られていれば、大口径を有する仕切弁においても、可動弁部６０が摺動する方向がずれることが防止される。また、ガイドピン６２は、特殊な形状を有する弁板においても適用可能である。

［ワイパー５３，５４］
固定弁部５０の外周面には、可動弁部６０の内周面に当接する円環状のワイパー５３，５４が設けられている。
具体的には、固定弁部５０の外周クランク部において、径方向外側に位置する第１外周面５０ｂにワイパー５３が設けられている。また、径方向において第１外周面５０ｂの内側であってワイパー５３の下方に位置する第２外周面５０ｃに、ワイパー５４が設けられている。ワイパー５３は、可動弁部６０の第１内周面６０ｂに当接し、ワイパー５４は、可動弁部６０の第１内周面６０ｂの下方に位置する第２内周面６０ｃに当接する。
ワイパー５３，５４の両者は、固定弁部５０の外周面に配置されている。第２シール部５１ａは、第１開口部１２ａ（第１空間）に近い位置に配置されている。第３シール部５２ａは、第２開口部１２ｂ（第２空間）に近い位置に配置されている。
これらのワイパー５３，５４は、開弁動作及び閉弁動作によって摺動する可動弁部６０の内周面を潤滑あるいは清掃し、上記摺動によって発生するダスト及び第２付勢部８０から発生するダストを第１空間及び第２空間に放出させない機能を有する。
また、ワイパー５３，５４を構成する部材（材料）として、例えば、スポンジ状のポーラスな弾性体を選択すれば、その部材の内部に潤滑油を浸透（保持）させておくことができる。
これにより、第２シール部５１ａ，５１ｂ及び第３シール部５２ａ，５２ｂによってシールされるシール面に一定の膜厚を有する薄い油膜が形成された状態を維持することが可能となる。つまり、ワイパー５３，５４は、余剰な油膜を拭き取り、油膜が枯渇した際には一定の膜厚を有する油膜を塗布する。

［中間大気室５５，５６］
第２シール部５１ａ，５１ｂによって仕切られた固定弁部５０の外周面には、大気圧の空間（空隙）である中間大気室５５が設けられている。
同様に、第３シール部５２ａ，５２ｂによって仕切られた固定弁部５０の外周面には、大気圧の空間（空隙）である中間大気室５６が設けられている。
具体的には、固定弁部５０の外周クランク部において、径方向外側に位置する第１外周面５０ｂに中間大気室５５が設けられている。また、径方向において第１外周面５０ｂの内側であって中間大気室５５の下方に位置する第２外周面５０ｃに、中間大気室５６が設けられている。中間大気室５５は、可動弁部６０の第１内周面６０ｂと第１外周面５０ｂに設けられた溝との間の空間であり、中間大気室５６は、可動弁部６０の第１内周面６０ｂの下方に位置する第２内周面６０ｃと第２外周面５０ｃに設けられた溝との間の空間である。
そして、これらの中間大気室５５，５６の圧力は、モニタ可能である。即ち、圧力計が中間大気室５５，５６の圧力を測定するように仕切弁１００に設けられており、ユーザによってその圧力が監視される。

例えば、第１開口部１２ａに近い第１空間が減圧空間であり、第２シール部５１ａが破損している場合においては、中間大気室５５の圧力は、大気圧よりも低くなる。
また、圧縮空気が供給されているシリンダ（第２付勢部８０）内の圧力は大気圧よりも高くなるため、第２シール部５１ｂが破損している場合には、中間大気室５５の圧力は、大気圧よりも高くなる。

同様に、第２開口部１２ｂに近い第２空間が減圧空間であり、第３シール部５２ａが破損している場合においては、中間大気室５６の圧力は、大気圧よりも低くなる。
また、圧縮空気が供給されているシリンダ（第２付勢部８０）内の圧力は大気圧よりも高くなるため、第３シール部５２ｂが破損している場合には、中間大気室５６の圧力は、大気圧よりも高くなる。

従って、仕切弁１００は、中間大気室５５，５６の圧力をモニタする構造を有するので、例えば、中間大気室５５，５６の圧力値が大気圧よりも低い圧力であって閾値の圧力よりも低い場合、あるいは大気圧よりも高い圧力であって閾値の圧力よりも高い場合に、第２シール部５１ａ，５１ｂ及び第３シール部５２ａ，５２ｂの異常を検知することができる。例えば、仕切弁１００にアラーム装置が設けられた構造、或いは、仕切弁１００に接続された制御装置にアラーム装置が設けられた構造が採用されていれば、第２シール部５１ａ，５１ｂ及び第３シール部５２ａ，５２ｂの異常をアラームによって報知することができる。従って、第２シール部５１ａ，５１ｂ及び第３シール部５２ａ，５２ｂが破損し、内部リークが仕切弁１００に発生し、メンテナンスが必要であることをすぐに認識することができる。
これにより、真空装置等の外部から検知することができない、仕切弁において発生した内部リーク等の不具合を確実に判断することができる。

以上のように、第１実施形態においては、固定弁部５０と、固定弁部５０の外周を囲む可動弁部６０とによって構成された弁板４０が設けられている。また、弁板４０の周囲領域に、可動弁部６０を第１開口部１２ａに向けて移動させることによって閉弁動作を行う第１付勢部７０（スプリング）が設けられている。また、可動弁部６０を第２開口部１２ｂに向けて移動させることによって開弁動作を行う第２付勢部８０（エアシリンダ）が設けられている。この構成においては、１つの弁板４０と２つの付勢部とによって弁体を形成することができる。また、弁板４０の周囲領域に配置された第１付勢部７０の復元力によって可動弁部６０を弁箱１０の内面に直接押し付けて、確実に閉弁できる。同様に、弁板４０の第２周囲領域４０ｂに配置された第２付勢部８０に供給された圧縮空気の作用によって可動弁部６０を弁箱１０の内面から離間させて、確実に開弁できる。従って、第１実施形態においては、簡単な構造を有し、高い信頼性で仕切り動作を行うことができる仕切弁を実現することができる。

（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態の仕切弁を示し、固定弁部と固定弁部とが嵌合されている部分を示す拡大縦断面図である。
図３において、図１Ａ及び図１Ｂまたは図２と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。

第２実施形態の仕切弁においては、上記第１実施形態の仕切弁１００（図１Ａ，図１Ｂ，又は図２参照）における固定弁部５０と可動弁部６０とが互いに嵌合されている部分が変更されており、弁板４０の厚さが減少されている。

上記第１実施形態の弁板４０の構造においては、図２に示すように固定弁部５０の外周に形成された外周クランク部と可動弁部６０の内周に形成された内周クランク部とが嵌合されている。
一方、第２実施形態においては、固定弁部５０の外周にＵ字形状のＵ字部が形成されており、可動弁部６０の内周に逆Ｕ字形状の逆Ｕ字部が形成されている。また、固定弁部５０のＵ字部と可動弁部６０の逆Ｕ字部とが互いに嵌合するように、固定弁部５０及び可動弁部６０は設けられている。

このような第２実施形態においては、第３シール部５２ｂ，中間大気室５６，第３シール部５２ａ，及びワイパー５４の位置が、第１実施形態とは異なっている。具体的に、第１実施形態においては、第２外周面５０ｃに第３シール部５２ｂ，中間大気室５６，第３シール部５２ａ，及びワイパー５４が設けられているが、第２実施形態においては、第１外周面５０ｂとは反対の面である内側面５０ｄに第３シール部５２ｂ，中間大気室５６，第３シール部５２ａ，及びワイパー５４が設けられている。
また、可動弁部６０は、第１内周面６０ｂに対向する対向面６０ｄを有している。内側面５０ｄに設けられた第３シール部５２ａ，５２ｂ，及びワイパー５４は、対向面６０ｄに当接している。また、内側面５０ｄに設けられた中間大気室５６は、対向面６０ｄと内側面５０ｄに設けられた溝との間の空間である。

以上のように、第２実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。更に、第２実施形態においては、弁体の厚さを小さくすることができるので、仕切弁の高さを十分に確保できない場合、例えば、真空装置等の装置における狭い空間に仕切弁を配置する場合に、第２実施形態の仕切弁を有効に適用することができる。

（第３実施形態）
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の第３実施形態の仕切弁の構成を説明する図である。図４Ａは仕切弁の横断面図であり、図４Ｂは弁体が弁開閉位置に配置されている場合の仕切弁の縦断面図である。
図４Ａ及び図４Ｂにおいて、図１Ａ及び図１Ｂと同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。

第３実施形態の仕切弁３００は、弁箱１０ａと、弁棒２５と、支持体３０と、弁板４０と、第１付勢部７０（スプリング）と、第２付勢部８０（エアシリンダ）とを備えている。支持体３０及び弁板４０は、弁体を構成している。また、弁板４０は、固定弁部５０と可動弁部６０とによって構成されている。

［直動型仕切弁］
第３実施形態の仕切弁３００は、直動型仕切弁である。仕切弁３００においては、上記第１実施形態の振り子型の仕切弁１００を構成する弁体構造が、直動型仕切弁に適用されている。
ただし、上記実施形態１においては、第１開口部１２ａ，第２開口部１２ｂ，及び弁板４０（固定弁部５０及び可動弁部６０）の形状は、同心円形状であったが、第３実施形態においては、これらの形状及び支持体３０の形状は、角部に丸みを有する略正方形である。
また、弁体を直動させるため、弁箱１０ａの横断面形状は略長方形である。支持体３０は、弁棒２５の端部に固設されている。

符号Ｄ１で示された向きに直進するように弁棒２５が駆動すると、この駆動に従って支持体３０も向きＤ１に沿って直動する。このように支持体３０が直動することにより、流路Ｈが設けられていない退避位置から流路Ｈの弁開閉位置に弁板４０が挿入される。
そして、第１付勢部７０が作動することにより（閉弁動作）、弁板４０は流路Ｈを閉鎖する。逆に、第２付勢部８０が作動することにより弁板４０を開いた後（開弁動作）に、弁棒２５を向きＤ２に直進するように駆動すると、これに従って支持体３０も向きＤ２に直動する。
これにより、弁板４０は上記弁開閉位置から上記退避位置に退避する。

以上のように、第３実施形態によれば、直動型仕切弁において、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。

（第４実施形態）
図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の第４実施形態の仕切弁の構成を説明する図である。図５Ａは仕切弁の横断面図であり、図５Ｂは弁体が弁開閉位置に配置されている場合の仕切弁の縦断面図である。
図５Ａ及び図５Ｂにおいて、図１Ａ，図１Ｂ，図４Ａ，又は図４Ｂと同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。

第４実施形態の仕切弁４００は、弁箱１０ｂと、弁軸２６と、支持体３０と、弁板４０と、第１付勢部７０（スプリング）と、第２付勢部８０（エアシリンダ）とを備えている。支持体３０及び弁板４０は、弁体を構成している。また、弁板４０は、固定弁部５０と可動弁部６０とによって構成されている。

［ドア型仕切り弁］
第４実施形態の仕切弁４００は、ドア型仕切弁である。仕切弁４００においては、上記第３実施形態の直動型の仕切弁３００を構成する弁体構造が、ドア型仕切弁に適用されている。
従って、第４実施形態の仕切弁４００においては、上記第１実施形態の振り子型の仕切弁１００を構成する弁体構造がドア型仕切弁に適用され、支持体３０及び弁板４０の形状が同心円から略正方形に変更されている。また、第１実施形態においては、回転軸２０の延在方向と流路Ｈの方向とが一致していたが、第４実施形態の弁軸２６の延在方向は、流路Ｈの方向に対して交差している。
上記第１実施形態の振り子型の仕切弁１００においては、回転軸２０に垂直な面に平行に広がる回転部３０ｂを有する支持体３０が回転軸２０に固設された構造が採用されていた。一方、第４実施形態のドア型の仕切弁４００においては、弁軸２６に平行な面を有する支持体３０が弁軸２６に固設されている。

弁軸２６を符号Ｅ１で示された向きに回転すると、この回転に従って支持体３０も向きＥ１に沿って回動する。
このように支持体３０が回転することにより、流路Ｈが設けられていない退避位置から流路Ｈの弁開閉位置に弁板４０が挿入される。
そして、第１付勢部７０が作動することにより（閉弁動作）、弁板４０は流路Ｈを閉鎖する。逆に、第２付勢部８０が作動することにより弁板４０を開いた後（開弁動作）に、弁軸２６が符号Ｅ２で示された向きに回転すると、この回転に従って支持体３０も向きＥ２に回動する。
これにより、弁板４０は上記弁開閉位置から退避位置に退避する。退避位置に配置された支持体３０と、第１開口部１２ａ又は第２開口部１２ｂとは略垂直である。

以上のように、第３実施形態によれば、ドア型仕切弁において、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。

なお、上記本発明の実施形態においては、第１付勢部としてスプリングが用いられた構造について説明したが、他の弾性体を用いてもよい。
また、第２付勢部の構造として、円環状の１つのエアシリンダが採用された構造について説明したが、油圧シリンダ等を採用してもよい。１つの円環状のシリンダが駆動することによって弁箱１０（１０ａ，１０ｂ）の内面から可動弁部６０を離間させる駆動装置が第２付勢部として用いられる。

また、上記本発明の実施形態においては、図６Ａに示すような円形に形成された開口部及び弁板、或いは図６Ｂに示すような角部に丸みを有する略正方形に形成された開口部及び弁板について説明した。本発明の仕切弁は、図６Ａ及び図６Ｂに示された形状を限定していない。本発明の仕切弁は、弁板の周囲領域にアクチュエータが設けられた構造を有するので、例えば、図６Ｃに示すような角部に丸みを有する略三角形に形成された開口部及び弁板が採用されてもよい。また、図６Ｄに示すような角部に丸みを有する略長方形に形成された開口部及び弁板が採用されてもよい。また、図６Ｅに示すような角部に丸みを有する略六角形に形成された開口部及び弁板が採用されてもよい。また、図６Ｆに示すような角部に丸みを有する略Ｕ字形に形成された開口部及び弁板に適用することも可能である。
更には、楕円形に形成された開口部及び弁板、あるいは角部に丸みを有する略八角形に形成された開口部及び弁板等、あらゆる形状に形成された開口部及び弁板を本発明に適用可能である。

本発明は、真空装置等において、異なる真空度の２つの空間をつなげている流路を仕切る、あるいはこの仕切り状態を開放する用途の仕切弁に広く適用できる。

１０，１０ａ，１０ｂ弁箱、１１中空部、１２ａ第１開口部、１２ｂ第２開口部、２０回転軸、２５弁棒、２６弁軸、３０支持体、４０弁板、５０固定弁部、５１ａ，５１ｂ第２シール部、５２ａ，５２ｂ第３シール部、５３，５４ワイパー、５５，５６中間大気室、６０可動弁部、６１第１シール部、６２ガイドピン、７０第１付勢部（弾性部材）、８０第２付勢部（エアシリンダ）、１００，３００，４００仕切弁。

Claims

仕切弁であって、
中空部と、前記中空部を挟むように設けられた第１開口部及び第２開口部と、前記第１開口部の周囲に形成された内面と、前記中空部，前記第１開口部，及び前記第２開口部を通る流路とを有する弁箱と、
前記中空部内に配置された支持体と、
前記支持体に固設された固定弁部と、前記固定弁部の外周を囲むように配設されて前記流路が延在する方向に摺動する可動弁部と、第１周囲領域と、第２周囲領域とを有する弁板と、
前記第１周囲領域に配置され、前記可動弁部を前記第１開口部に向けて移動させ、前記可動弁部を前記内面に当接させ、前記可動弁部を前記内面に押圧し、前記流路を閉鎖する第１付勢部と、
前記第２周囲領域に配置され、前記可動弁部を前記第２開口部に向けて移動させ、前記可動弁部を前記内面から離間させることにより、前記流路を開放する第２付勢部と、
を含むことを特徴とする仕切弁。
請求項１に記載の仕切弁であって、
前記可動弁部は、前記内面に当接して前記内面に押圧される第１シール部を有し、
前記第１付勢部は、前記可動弁部において前記第１シール部の直下に設けられた弾性部材であることを特徴とする仕切弁。
請求項１又は請求項２に記載の仕切弁であって、
前記第２付勢部は、前記第２周囲領域において前記固定弁部と前記可動弁部との間に環状に形成された１つのエアシリンダであることを特徴とする仕切弁。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の仕切弁であって、
前記第１付勢部は、前記可動弁部が摺動する方向に並列に、前記第２付勢部に近接するように配置されていることを特徴とする仕切弁。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の仕切弁であって、
前記固定弁部は、第２シール部，第３シール部，及びワイパーを有し、
前記ワイパーは、前記第３シール部よりも前記第２開口部に近い位置に配置されていることを特徴とする仕切弁。