TW201938935A - 滑閥 - Google Patents

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Abstract

本發明之滑閥具有:閥箱,其具有中空部、及以隔著前述中空部彼此對向之方式設置而成為連通之流路之第1開口部及第2開口部;中立閥體,其配置於前述閥箱之前述中空部內且可將前述第1開口部閉合;及旋轉軸,其使前述中立閥體在將前述中立閥體設為相對於前述第1開口部為閉合狀態之閥閉合位置、與將前述中立閥體設為自前述第1開口部退避之開放狀態之閥開放位置之間旋動;旋轉裝置,其包含使前述旋轉軸旋轉之齒條小齒輪及將前述齒條小齒輪驅動之旋轉氣缸;閉合解除驅動部,其包含進行將前述中立閥體之閉合解除之動作之閉合解除氣缸;以及次序電路,其可使解除前述中立閥體之閉合之動作與前述中立閥體之旋轉動作依次動作。前述旋轉氣缸具有:活塞,其可與前述旋轉氣缸一體地動作;第1及第3壓力空間,其等串聯配置於前述活塞之動作方向,可將前述活塞進行閉動作;以及第2壓力空間及第4壓力空間,其等可將前述活塞進行開動作。前述次序電路具有:氣動式3通道滑軸閥;氣動式2通道滑軸閥;速度控制閥,其組合有單向閥及流量調整閥;止回閥;及旋轉動作結束檢測開關閥,其與前述止回閥並聯設置,可在將前述閉合解除氣缸之閉合壓力設為穩定之狀態下維持前述閉合壓力直至結束前述中立閥體之前述旋轉動作為止。前述次序電路當前述滑閥因1系統之驅動壓縮空氣供給而打開時,於前述閉合解除氣缸之驅動結束之際,將前述第1壓力空間設為非加壓狀態,將前述第2壓力空間設為加壓狀態,將前述第3壓力空間及前述第4壓力空間設為加壓狀態,而使前述旋轉氣缸之開動作開始;當前述滑閥因解除前述驅動壓縮空氣供給而關閉時,將前述第1壓力空間及前述第2壓力空間設為非加壓狀態,將前述第3壓力空間設為加壓狀態之密閉保持狀態,將前述第4壓力空間設為非加壓狀態,而使前述旋轉氣缸之閉動作開始;且在前述旋轉動作結束時使前述閉合解除氣缸之閉合動作開始。

Description

滑閥
本發明係關於一種適宜於除了藉由閥體(閥板)進行之將流路開閉之動作以外,還使閥體進行滑動動作之擺動型、直動型等之滑閥。特別是,本發明係關於一種在真空裝置等中,將連接具有不同壓力之2個空間之流路及連接進行不同製程之2個空間之流路予以隔斷(關閉),並開放該隔斷狀態(連接2個空間)之滑閥。
在真空裝置等中,設置有閘閥,該閘閥隔斷腔室與配管之間、配管與配管之間、或配管與泵等之間等的不同真空度之2個空間之間,並連接被隔斷之2個空間。作為如此之閘閥,已知悉各種形態之閥。
例如,已知悉使閥板滑動而將閥板插入於流路之閥開閉位置,進而使該閥板作動而隔斷流路(閉閥動作),或使上述閥板作動而連接流路(開閥動作),進而使閥板滑動,而使閥板自流路退避至閥箱內之退避位置之構造。作為具有如此之構造之滑閥,已知悉擺動型、直動型、閘型等。
擺動型滑閥具有配置了下述部分之構造,即:閥箱,其形成有構成流路之第1開口部及第2開口部且具有中空部;支持體,其在中空部固設於旋轉軸,且在與垂直於旋轉軸而成之面相平行之方向上擴展;及閥體(在密封板設置於開口部之構造時為閥板),其固設於該支持體。在該滑閥(閘閥)中,使上述旋轉軸旋轉,而使上述閥體轉動,從而使上述閥體插入於開口部(流路)之閥開閉位置,或使上述閥體退避至未形成有開口部之退避位置。
本發明人等開發了下述閘閥,該閘閥具備在藉由壓縮空氣供給而驅動之滑閥中可實現閉合之面積之大型化之構成,可以簡單之構成進行高信賴性之隔斷動作,並進行了專利申請(日本專利第5727841號公報,以下稱為專利文獻1)。
又,關於進行大的面積下之隔斷動作的滑閥,在日本特開2013-190028號公報(以下稱為專利文獻2)中揭示的閥在閥類型之點上與上述閘閥不同,但追求一種如在專利文獻2記載之常閉型、即在驅動電力供給或壓縮空氣供給等已消失時,可自動將流路關閉而處於閥閉位置的安全性高的閥。
該常閉意指在進行閥隔斷動作時使閥體等驅動的壓縮空氣(壓空)未作用的狀態等下,在閥處於開狀態時自動地成為閉狀態,在閥處於閉狀態時,維持將流路關閉之狀態。
然而,本發明人等所開發之專利文獻1記載之滑閥,未具有如此之常閉構造。
又,當在專利文獻1記載之壓空驅動之滑閥中,如專利文獻2記載般利用彈簧構件實現常閉構造之情形下,需要以取消常閉構造所使用之彈簧構件之彈推力之方式藉由壓縮空氣等動作流體進行開動作。因此,在進行大的面積下之隔斷動作的滑閥中,由於驅動所需的壓力值、或驅動用缸體等所需之驅動面積變大,因此存在零件大型化/重量化的問題。
進而,在閘閥之開閉動作中,有在動作停止時等驅動部或閥體等之可動部抵接於其他構件之情形。
最近,伴隨著閘閥之開閉動作之迅速化、及利用閘閥閉合之面積之大型化,而防止起因於閘閥之動作之衝擊產生不充分,此成為微粒產生之原因之事宜逐漸受到關注。為瞭解決該問題,亦考量將阻尼器等機械性機構設置於閘閥。
然而,在設置有閘閥之裝置/製造生產線等中,閘閥之設置姿勢根據使用閘閥之裝置/生產線被設定,而為各種。因此,通常,在製造閘閥時,無法特定閘閥之設置姿勢。因此,預先考量閘閥之全部設置姿勢而將阻尼器設置於閘閥並不現實。此係緣於相應於閘閥之設置姿勢而對閘閥進行開閉動作時之動作方向發生變化之故。進而,雖然因將阻尼器等機械性機構設置於閘閥而由開閉動作所致之衝擊量發生變動,但需要相應於機械性機構之衝擊吸收力設定機械性機構之構造、個數、性能等。雖然對於裝置/製造生產線中之閘閥之設置姿勢,考量多種設置構造,但據此準備多種阻尼器並不現實。
又,在本發明人等所開發之專利文獻1記載之滑閥中,作為驅動控制壓空而利用3系統之壓縮空氣,但產生欲僅憑藉供給1系統之驅動控制用壓縮空氣之壓力、即僅憑藉1個系統之壓空之開/關來控制滑閥之開閉動作的要求。
本發明係鑒於如此之先前之實際情況而完成者,其目的在於提供一種可防止起因於滑閥之動作之衝擊所致之微粒產生,謀求零件之省空間化,可進行僅憑藉1系統之驅動用壓縮空氣供給而可動作之常閉動作之滑閥。
為了解決上述課題,本發明之態樣之滑閥具有:閥箱,其具有中空部、及以隔著前述中空部彼此對向之方式設置而成為連通之流路之第1開口部及第2開口部;中立閥體,其配置於前述閥箱之前述中空部內且可將前述第1開口部閉合;及旋轉軸,其使前述中立閥體在將前述中立閥體設為相對於前述第1開口部為閉合狀態之閥閉合位置、與將前述中立閥體設為自前述第1開口部退避之開放狀態之閥開放位置之間轉動;旋轉裝置,其包含使前述旋轉軸旋轉之齒條小齒輪及將前述齒條小齒輪驅動之旋轉氣缸;閉合解除驅動部,其包含進行解除前述中立閥體之閉合之動作之閉合解除氣缸;以及次序電路,其可使解除前述中立閥體之閉合之動作與前述中立閥體之旋轉動作依次動作。前述旋轉氣缸具有:活塞,其可與前述旋轉氣缸一體地動作;第1及第3壓力空間,其等在前述活塞之動作方向串聯地配置,可使前述活塞進行閉動作;以及第2壓力空間及第4壓力空間,其等可使前述活塞進行開動作。前述次序電路具有:氣動式3通道滑軸閥;氣動式2通道滑軸閥;速度控制閥,其組合有單向閥及流量調整閥;止回閥;及旋轉動作結束檢測開關閥,其與前述止回閥並聯設置,可在將前述閉合解除氣缸之閉合壓力設為穩定的狀態下維持前述閉合壓力直至結束前述中立閥體之前述旋轉動作為止。前述次序電路在藉由1系統之驅動壓縮空氣供給而進行的前述滑閥之打開時,於前述閉合解除氣缸之驅動結束之際,將前述第1壓力空間設為非加壓狀態,將前述第2壓力空間設為加壓狀態,將前述第3壓力空間及前述第4壓力空間設為加壓狀態而使前述旋轉氣缸之開動作開始;在藉由解除前述驅動壓縮空氣供給而進行之前述滑閥之關閉時,將前述第1壓力空間及前述第2壓力空間設為非加壓狀態,將前述第3壓力空間設為加壓狀態之密閉保持狀態,將前述第4壓力空間設為非加壓狀態,而使前述旋轉氣缸之關閉動作開始;且在前述旋轉動作之結束時使前述閉合解除氣缸之閉合動作開始。
在本發明之態樣之滑閥中,前述次序電路可具有被設為4通道閥之保養維修開關、及止回閥,該保養維修開關在前述閥開放位置之保養維修時作動,將前述第1壓力空間、第3壓力空間、第4壓力空間、及前述閉合解除氣缸設為非加壓狀態,且將前述第2壓力空間維持為加壓狀態。
在本發明之態樣之滑閥中,前述次序電路在前述氣動式3通道滑軸閥中,可僅將連接對前述第3壓力空間供給驅動用壓力空氣之供給源之流路設為兩通閥。
本發明之態樣之滑閥具有:閥箱,其具有中空部、及以隔著前述中空部彼此對向之方式設置而成為連通之流路之第1開口部及第2開口部;中立閥體,其配置於前述閥箱之前述中空部內且可將前述第1開口部閉合;及旋轉軸,其使前述中立閥體在將前述中立閥體設為相對於前述第1開口部為閉合狀態之閥閉合位置、與將前述中立閥體設為自前述第1開口部退避之開放狀態之閥開放位置之間旋動;旋轉裝置,其包含使前述旋轉軸旋轉之齒條小齒輪及將前述齒條小齒輪驅動之旋轉氣缸;閉合解除驅動部,其包含進行將前述中立閥體之閉合解除之動作之閉合解除氣缸;以及次序電路,其可使解除前述中立閥體之閉合之動作與前述中立閥體之旋轉動作依次動作。前述旋轉氣缸具有:活塞,其可與前述旋轉氣缸一體地動作;第1及第3壓力空間,其等串聯配置於前述活塞之動作方向,可將前述活塞進行閉動作;以及第2壓力空間及第4壓力空間,其等可將前述活塞進行開動作。前述次序電路具有:氣動式3通道滑軸閥;氣動式2通道滑軸閥;速度控制閥,其組合有單向閥及流量調整閥;止回閥;及旋轉動作結束檢測開關閥,其與前述止回閥並聯設置,可在將前述閉合解除氣缸之閉合壓力設為穩定的狀態下維持前述閉合壓力直至結束前述中立閥體之前述旋轉動作為止。前述次序電路當前述滑閥因1系統之驅動壓縮空氣供給而打開時,於前述閉合解除氣缸之驅動結束之際,將前述第1壓力空間設為非加壓狀態,將前述第2壓力空間設為加壓狀態,將前述第3壓力空間及前述第4壓力空間設為加壓狀態而使前述旋轉氣缸之打開動作開始;當前述滑閥因解除前述驅動壓縮空氣供給而關閉時,將前述第1壓力空間及前述第2壓力空間設為非加壓狀態,將前述第3壓力空間設為加壓狀態之密閉保持狀態,將前述第4壓力空間設為非加壓狀態,而使前述旋轉氣缸之閉動作開始;且在前述旋轉動作結束時使前述閉合解除氣缸之閉合動作開始。藉此,當對次序電路輸入將1系統之驅動壓縮空氣供給進行打開動作之開信號時,設為使旋轉氣缸伸縮之壓力狀態,且可藉由速度控制閥使壓縮空氣供給延遲地供給至閉合解除氣缸。同時,當對次序電路輸入將1系統之驅動壓縮空氣供給斷開進行關閉動作之打開信號時,設為使旋轉氣缸伸縮之壓力狀態,且而可藉由速度控制閥延遲而將閉合解除氣缸減壓。藉此,可將解除中立閥體之閉合之動作與旋轉動作正確地依次動作。進而,在次序電路中之1系統之驅動壓縮空氣為非供給狀態時,可實現可維持閥閉合位置及中立閥體之閉合狀態之常閉。
在本發明之態樣中,前述次序電路具有作為4通道閥之保養維修開關、及止回閥,該保養維修開關在閥開放位置之保養維修時作動,將前述第1壓力空間、第3壓力空間、第4壓力空間、及前述閉合解除氣缸設為非加壓狀態,且將前述第2壓力空間維持為加壓狀態。藉此,在保養維修作業中1系統之驅動壓縮空氣為供給狀態下,藉由維持為加壓狀態之閉合解除氣缸與第2壓力空間,而維持成為閥開之退避位置。即便在驅動壓縮空氣供給在不預期地降低之情形下,仍可藉由止回閥維持第2壓力空間之加壓狀態,以不會突然成為閥閉之方式維持退避位置一定時間。
在本發明之態樣中,前述次序電路在氣動式3通道滑軸閥中,僅將連接對前述第3壓力空間供給驅動用壓力空氣之供給源之流路設為兩通閥。藉此,在氣動式3通道滑軸閥未被設為氣動之狀態下,即便1系統之驅動壓縮空氣供給在臨限值以下而發生變動之情形下,由於封閉狀態之兩通閥判斷為關閉信號,因此對於第3壓力空間之壓力增加成為關閉狀態而符合前述,滑閥不會進行不預期之動作,而可進行適切之動作。
[發明的效果]
根據本發明之態樣之滑閥,可獲得下述效果,即:可提供一種防止因起因於滑閥之動作之衝擊所致之微粒產生,謀求零件之省空間化,且具有僅憑藉1系統之驅動用壓縮空氣供給而可動作之常閉構造之滑閥。
以下,基於圖式對本發明之第1實施形態之滑閥進行說明。
又,在以下之說明中所使用之各圖中,為了將各構成要件設為在圖式上可辨識之程度之大小,而有使各構成要件之尺寸及比率與實際之尺寸及比例適當地不同之情形。
本發明之技術範圍並不限定於以下所述之實施形態,在不脫離本發明之趣旨之範圍內可施加各種變更。
(第1實施形態)
圖1係顯示本實施形態之滑閥之構成之平面圖。圖2係顯示本發明之第1實施形態之滑閥之構成之縱剖面圖,係顯示閥體配置於可退避動作位置之情形之圖。圖3係顯示圖2所示之中立閥部與第1可動閥部之連接部分、及第1彈推部與第2彈推部之附近之區域之主要部分之放大圖。圖4係顯示本實施形態之滑閥之構成之縱剖面圖,係顯示中立閥體配置於閥閉合位置之情形之圖。圖5係顯示圖4所示之中立閥部與第1可動閥部之連接部分、及第1彈推部與第2彈推部之附近之區域之主要部分之放大圖。圖6係顯示本發明之第1實施形態之滑閥之構成之縱剖面圖,係顯示閥體配置於退避位置之情形之圖。圖7A係將位於本實施形態之滑閥之旋轉軸及流體路徑環之附近之構件之主要部分放大而顯示之圖,係沿旋轉軸之徑向之剖面圖。圖7B係將位於本實施形態之滑閥之旋轉軸及流體路徑環之附近之構件之主要部分放大而顯示之圖,係沿旋轉軸之軸向之剖面圖。
[擺動型滑閥]
第1實施形態之滑閥1如圖1~圖6所示般,為擺動型滑閥。
本實施形態之滑閥1具備:閥箱10,其設置有彼此對向之第1開口部12a與第2開口部12b;旋轉軸20,其係作為貫通閥箱10之切換部者;連接構件91,其固著於旋轉軸20;中立閥部30,其經由該連接構件91連接於旋轉軸20;可動閥部40,其在旋轉軸20之軸線方向可移動地連接於中立閥部30;主彈簧(第1彈推部)70,其沿可動閥部40之厚度方向彈推可動閥部40而增加可動閥部40之厚度;驅動用之圓環狀氣缸(閉合解除氣缸)80,其可在與主彈簧70之彈推方向相反方向伸展;及位置規製用之輔助彈簧(第3彈推部)90,其使可動閥部40配置於靠近閥箱10之中央位置之位置。
中立閥部30及可動閥部40構成中立閥體5。又,可動閥部40包括:可動閥板部(第2可動閥部)50、及可動閥框部(第1可動閥部)60。自第1開口部12a朝向第2開口部12b設定有流路H。又,在以下之說明中,有將沿著此流路H之方向稱為流路方向H之情形。
若旋轉軸20朝以符號A1表示之方向(與流路H之方向交叉之方向)旋轉,則隨著該旋轉而經由連接構件91固定於旋轉軸20之中立閥部30亦沿著方向A1轉動。又,由於可動閥部40與中立閥部30僅在厚度方向可滑動地連接,故可動閥部40與中立閥部30一體地旋轉。
藉由如此般使中立閥部30旋轉,可動閥部40自未設置有流路H之中空部11之退避位置E1朝與第1開口部12a對應之位置的流路H之閥閉位置E2以擺動運動而移動。
然後,藉由主彈簧70作用於伸展之方向,若進行在流路H方向擴大可動閥部40之厚度尺寸之動作時(閉閥動作),如後文所述般,藉由可動閥框部60之密封部61、與可動閥板部50之反力傳遞部59分別按壓閥箱10之內面15a與內面15b,而可動閥部40關閉流路H。
相反地,藉由圓環狀氣缸(第2彈推部)80作用,與主彈簧70之彈推力相比圓環狀氣缸80之按壓力變大,而進行在流路H方向可動閥部40之厚度尺寸收縮之動作。藉此,可動閥部40之表面及背面自閥箱10之內面15a及內面15b離開(解除動作)。其後,若旋轉軸20朝以符號A2所示之朝向旋轉(退避動作),則隨著該旋轉而中立閥部30及可動閥部40亦沿朝向A2轉動。
藉由該解除動作與退避動作,可動閥部40自上述閥開閉位置退避至上述退避位置,而進行將可動閥部40設為閥開狀態之閥開動作。
[閥箱10]
閥箱10由具有中空部11之框架構成。在框架之圖示上表面設置有第1開口部12a,在框架之圖示下表面設置有第2開口部12b。
滑閥1插入於露出第1開口部12a之空間(第1空間)與露出第2開口部12b之空間(第2空間)之間。滑閥1將連接第1開口部12a與第2開口部12b之流路H、亦即連接第1空間與第2空間之流路H隔斷(閉合),且開放該隔斷狀態(連接第1空間與第2空間)。
於閥箱10之中空部11,設置有:旋轉軸20、中立閥部30、可動閥部40、主彈簧(第1彈推部)70、圓環狀氣缸(第2彈推部)80、及輔助彈簧(第3彈推部)90。
[旋轉軸20、流體路徑環17、18]
旋轉軸20與流路H以大致平行狀態地延伸,貫通閥箱10且可旋轉地設置。
於該旋轉軸20固著有連接構件91。該連接構件91例如為大致平板狀之構件。如圖7B所示般,相對於旋轉軸20之一端20a藉由螺釘92固著。於流路方向H上之連接構件91之一端側形成突起部93。換言之,突起部93在與流路方向H正交之方向上擴寬,連接構件91具有大致T字狀之剖面形狀。
旋轉軸20如圖7A及圖7B所示般,於固設於閥箱10之外殼14經由採用軸承等之軸承16A、16B貫通該閥箱10而可轉動地支持。軸承16A、16B在沿旋轉軸20之軸線LL之方向上儘可能離開地配置。
外殼14以相對於閥箱10以密閉狀態貫通之方式固定。外殼14設為:密封外殼14A,其由旋轉軸20在密閉狀態下轉動自如地貫通;圓筒外殼14B,其連接於該密封外殼14A,且經由設置於其內周側之軸承16A、16B轉動自如地支持旋轉軸20;及蓋體外殼14C,其將圓筒外殼14B之一端閉合。密封外殼14A、圓筒外殼14B、及蓋體外殼14C係相互固定連接。於蓋體外殼14C設置將可插拔旋轉軸20之開孔閉合之蓋體14D。
於密封外殼14A,為了密封閥箱10之內部而設置密封部14Aa、14Ab、14Ac及作為大氣壓之空間(空隙)之中間大氣室14Ad。
於圓筒外殼14B之內周面側,在沿軸線LL之方向之軸承16A、16B之間之位置以與旋轉軸20之外周面20b可滑動地接觸之方式固定有流體路徑環17、18。
於旋轉軸20之外周面20b之流體路徑環17、18之間之中心位置,固著有構成用於使該旋轉軸20驅動(旋轉)之旋轉軸驅動機構100(參照圖8)之小齒輪21。小齒輪21收納於可自外部密閉之外殼14B之內部空間22h,於該小齒輪21連接有圓棒狀之齒條構件22。藉由齒條構件22在圖7B中紙面深度方向往復動作,而齒條構件22經由小齒輪21使旋轉軸20轉動。
[旋轉軸驅動機構100]
圖8係顯示旋轉軸驅動機構100之剖面圖(伸位置)。圖9係顯示旋轉軸驅動機構100之剖面圖(縮位置)。圖10係顯示齒條構件、及滑動軸承之主要部分放大剖面圖。圖11係顯示齒條構件與小齒輪之嚙合部分之主要部分放大剖面圖。
用於使旋轉軸20旋轉之旋轉軸驅動機構100具有齒條構件22,其具備固著於旋轉軸20之小齒輪21、及與該小齒輪21嚙合之齒條齒22a。
又,旋轉軸驅動機構100具備用於使齒條構件22往復運動之旋轉驅動氣缸110(旋轉氣缸)及副缸體120。藉由旋轉驅動氣缸110與副缸體120,齒條構件22可沿軸線(長度方向)C直線地往復運動。
齒條構件22如圖8、圖9所示般,具有與旋轉軸20之軸線正交方向之軸線且連接於往復動作之活塞112。活塞112收容於筒狀之缸體本體(外殼)111,構成旋轉驅動氣缸(驅動機構、旋轉氣缸、缸體)110。連接於該旋轉驅動氣缸110之齒條構件22藉由對相對於齒條構件22成為活塞112之相反側之伸壓力空間(第2壓力空間)113供給壓縮空氣(驅動用氣體)而伸展。同樣地,齒條構件22藉由對成為活塞112之齒條構件22側之縮壓力空間(第1壓力空間)22c供給壓縮空氣(驅動用氣體)而收縮。
齒條構件22在與外殼14B設為一體之外殼14Bb之內部,以在與旋轉軸20正交之方向延伸之方式設置之齒條收納空間(空間)22d、22g、22m內部在軸向可移動地被收納。該空間22d、22g、22m具有較齒條構件22之直徑尺寸大的直徑尺寸。在空間22d、22g、22m之內部,齒條構件22由以覆蓋2個部位之外周之方式設置之滑動軸承(軸承)115B、115C可往復移動地支承。
軸承115B、115C配置於在齒條構件22之軸線方向上小齒輪21與齒條構件22嚙合之位置之兩側。軸承115B、115C任一者皆與外殼14Bb設為一體,具有以較空間22g之直徑尺寸變小之方式縮徑之外周面,該軸承115B、115C密接於齒條構件22之外周面。
於齒條構件22之外周面之周向之單側,與小齒輪21嚙合之複數個齒條齒21a在軸向相鄰地設置。於齒條構件22之外周面,在周向上與設置齒條齒22a之部位不同之位置,設置有連通槽116。連通槽116將相對於齒條構件22之軸線方向位於軸承115B之兩側之空間22d及空間22g連通。
該連通槽116如圖10所示般,將相對於軸線方向位於軸承115C之兩側之空間22g及空間22m連通。連通槽116之長度設定為,即便在齒條構件22往復動作之情形下,仍可維持位於軸承115B之兩側之空間22d與空間22g之連通狀態、及位於軸承115C之兩側之空間22g與空間22m之連通狀態。
伸壓力空間113連接於經由後述之次序電路SQ通過伸通氣口(供給路)114自旋轉驅動氣缸110之外部供給伸展用之壓縮空氣之供給源。
於縮壓力空間22c,連接有經由後述之次序電路SQ自旋轉驅動氣缸110之外部將收縮用之壓縮空氣自供給源供給之供給路22j。
關於自縮壓力空間22c至壓縮空氣供給源之路徑,供給路(縮通氣口)22j經過收納有齒條22之空間22d、與配置於與縮徑之軸承115B對應之位置之連通槽116及齒條齒22a對應之部分空間、在軸承115B與軸承115C之間擴徑之空間22g、收納有小齒輪21之外殼14B之內部空間22h、內部空間22h而與外殼14B之外部連接。
藉由軸承16A、16B相對於外殼14受支持之旋轉軸20藉由利用旋轉驅動氣缸(旋轉驅動裝置)往復運動之齒條構件22而驅動,與嚙合於該齒條構件22之小齒輪21一起旋轉動作。
又,旋轉驅動氣缸(驅動機構、旋轉氣缸)110之收縮動作時、及維持齒條構件22之縮位置Pb之期間,縮壓力空間22c、收納空間22d、收納有齒條構件22之空間22g、與配置於與縮徑之軸承115B對應之位置之連通槽116及齒條齒22a之嚙合位置對應之空間22g、無關於軸承115B與軸承115C之位置而擴徑之空間22d、22g、22m、收納小齒輪21之外殼14B之內部空間22h、連接該內部空間22h與外殼14B之外部之供給路22j中任一者皆可維持加壓狀態。
旋轉驅動氣缸110藉由伸縮驅動而使齒條構件22往復運動。旋轉驅動氣缸110與收納旋轉軸20之外殼14B設為一體。旋轉驅動氣缸110具備:圓筒狀之缸體本體111、該缸體本體111之內部之內部空間111b、及可滑動地收容於內部空間111之活塞112。
於旋轉驅動氣缸110,在缸體本體111之與齒條構件22相反側之位置,副缸體120在軸向上串聯地設置。副缸體120與缸體本體111設為一體,具備:內部空間121b,其位於一端側111a被閉合之圓筒狀之缸體本體111之內部;及活塞122,其可滑動地收容於內部空間121b。活塞122與活塞112連接於軸122s,可作為一體在相同之伸縮方向移動。
於旋轉驅動氣缸110之內部空間111b,利用缸體本體111之一端側111a與活塞112之一面側112a區劃,而形成藉由活塞112之移動而容量為可變之伸壓力空間113。又,於缸體本體111形成伸通氣口(通氣口)114,其連通於該伸壓力空間113,經由後述之次序電路SQ對伸壓力空間113供給伸長驅動用之壓縮空氣。於通氣口114,只要連接作為設置於滑閥1之外部之驅動用壓力空氣供給源例如泵即可。
活塞112在缸體本體111之內部空間111b,以可沿軸線(長度方向)C直線地往復運動之方式被收容。具有如此之構成之活塞112可在伸位置Pa(圖8)與縮位置Pb(圖9)之間滑動。在伸位置Pa(圖8),伸壓力空間113擴張為最大,活塞112位於缸體本體111之內部空間111b中最遠離一端側111a之位置。在縮位置Pb(圖9),活塞112之齒條構件22側之縮壓力空間22c擴張為最大,伸壓力空間113縮小為最小,而活塞112位於最接近一端側111a之位置。
又,於活塞112之一面側112a(第1面),形成有突起部112c。於缸體本體111之一端側111a,形成有在活塞112位於縮位置Pb時供突起部112c進入之凹部111c。突起部112c之外徑與凹部111c之內徑大致相等,以突起部112c之外表面與凹部111c之內面在滑動時凹部111c之內部與伸壓力空間113成為接近氣密狀態之方式設定突起部112c之外徑及凹部111c之內徑。通氣口114之一端側形成於在該凹部111c處露出之位置。
於活塞112之一面側112a,在突起部112c之中心位置固著有軸122s。
又,於活塞112之另一面側112b(第2面),經由與突起部112c同樣地形成之突起部(連接部)112d固著有齒條構件22。連接部112d之外徑與齒條收納空間22d之內徑大致相等,以在連接部112d之外表面與齒條收納空間22d之內面滑動時,齒條收納空間22d之內部與縮壓力空間22c成為接近氣密狀態之方式設定連接部112d之外徑及齒條收納空間22d之內徑。供給路(縮通氣口)22j之一端側可形成於在齒條收納空間22d處露出之位置。
於活塞112之突起部112c,形成緩衝槽(縮緩衝槽)118,其沿活塞112之往復運動方向、亦即軸線(長度方向)C剖面積連續地變化,而使伸壓力空間113內之空氣朝向通氣口114緩緩地通氣。
具體而言,緩衝槽118形成於活塞112之突起部112c,包含以自活塞112之一面側112a朝向缸體本體111之一端側111a剖面積擴寬之方式相對於軸線(長度方向)C傾斜之槽。
於活塞112之突起部112d形成有緩衝槽(伸緩衝槽)119,其沿活塞112之往復運動方向、亦即軸線(長度方向)C剖面積連續地變化,而使縮壓力空間22c內之空氣朝向空間22g緩緩地通氣。
緩衝槽(伸緩衝槽)119與緩衝槽118同樣地,形成於活塞112之突起部112d,包含以自活塞112之一面側112b朝向齒條構件22側之空間22d剖面積擴寬之方式相對於軸線(長度方向)C傾斜之槽。
在旋轉驅動氣缸110中,缸體本體111之內部空間111b與內部空間121b經由軸孔111s而連通。軸孔111s在活塞122及活塞112之伸縮軸向延伸,在徑向上之中央位置貫通缸體本體111。在軸孔111s之內部,軸122s可往復動作。藉此,缸體110與副缸體120連動。
又,以與內部空間111b相比,內部空間121b之體積大,即以與內部空間111b相比內部空間121b之徑向剖面積更大之方式設定。
活塞112與內部空間111b之筒狀側面、活塞122與內部空間121b之筒狀側面、軸122s與軸孔111s之內面皆在藉由O型環等密封構件維持密閉狀態下,彼此可滑動地在全周處被密封。
於副缸體120之內部空間121b,形成有壓力空間(第4壓力空間)123。壓力空間123被缸體本體111之一端側111a與活塞122之一面側122a區劃,藉由活塞122之移動而壓力空間123之容量可變。
於成為活塞122之一面側111a之缸體本體111,形成有通氣口124。通氣口124連通於壓力空間123,經由後述之次序電路SQ對壓力空間123供給動作用之壓縮空氣。於通氣口124,只要連接作為設置於滑閥1之外部之驅動用壓力空氣供給源例如泵即可。
於副缸體120之內部空間121b,形成有壓力空間(第3壓力空間)122c。壓力空間122c被缸體本體111之內面與活塞122之另一面側122b區劃,藉由活塞122之移動容量可變。
於活塞122之另一面側112b,固著有軸122s。
又,於成為活塞112之另一面側112b之缸體本體111,形成有通氣口122j。通氣口122j連通於壓力空間122c,經由後述之次序電路SQ對壓力空間122c供給動作用之壓縮空氣。於通氣口122j,只要連接作為設置於滑閥1之外部之驅動用壓力空氣供給源例如泵即可。
活塞122在缸體本體111之內部空間121b,以可沿軸線(長度方向)C直線地往復運動之方式被收容。
活塞122可在伸位置Pa(圖8)與縮位置Pb(圖9)之間滑動。在伸位置Pa(圖8),壓力空間123擴張為最大,活塞122位於副缸體120之內部空間121b中最遠離一端側111a之位置。在縮位置Pb(圖9),活塞122之成為內部空間111b側之壓力空間122c擴張為最大,壓力空間123縮小為最小,而活塞122位於最接近於一端側111a之位置。
再者,在圖9中,省略齒條構件22之圖示。
再者,亦可在活塞122之一面側122a(第1面)、及活塞122之另一面側112b(第2面),作為緩衝槽而形成與突起部112c及凹部111c、連接部112d及收納空間22d對應之凹凸。
齒條構件22如圖8、圖9、圖10所示般,形成為在垂直於軸線(長度方向)C之剖面上呈圓形之圓棒狀。而且,在該圓棒狀之齒條構件22之周面之一部分處,齒條齒22a沿軸線(長度方向)C以特定之節距排列形成。
在固著於旋轉軸20之小齒輪21與齒條齒22a之嚙合部分S之兩側分別配置有可滑動地支持齒條構件22之滑動軸承115B、115C。於該滑動軸承115B、115C,如圖10所示般,形成有較齒條構件22之剖面略大之剖面圓形之內周面115a。於該內周面115a接觸齒條構件22之外周,內周面115a將圓棒狀之齒條構件22沿軸線(長度方向)C以可順滑地滑動之方式支持。
又,如圖8、圖10所示般,於齒條構件22之表面(周面),如上述般連通槽(槽)116在軸線C方向,以延伸至滑動軸承115B與滑動軸承115C之兩外位置側之方式形成。又,於收納齒條構件22之外殼14B,形成有進入該連通槽116之凸起部(省略圖示)。藉由連通槽116與凸起部之卡合,而可防止齒條構件22繞軸線C轉動。藉此,齒條構件22在往復運動時不會圍繞軸線C扭轉。
圖11係顯示滑動軸承115B、115C之配置位置之說明圖。
滑動軸承115B、115C較佳為配置於較在小齒輪21與齒條齒22a之嚙合部分S處產生之齒條構件22之作用線(延長線)L1、L2、與齒條構件22之軸心(軸中心線)C之交點P1、P2更遠離嚙合部分S之方向。
亦即,在將作為2個嚙合齒即小齒輪21與齒條齒22a之接觸點之移動方向之作用線L1、L2在分別與齒條構件22之軸心(軸中心線)C交叉之點設為交點P1、P2時,以滑動軸承115B、115C之中心線Q成為較該交點P1、P2更外側之方式分別配置滑動軸承115B、115C。
藉由將滑動軸承115B、115C之配置位置如上述般設定,而滑動軸承115B、115C不受由小齒輪21之旋轉產生之外力、亦即朝向遠離小齒輪21之方向之力。藉此,滑動軸承115B、115C可防止對滑動軸承115B、115C與齒條構件22之接觸部分施加與軸心(軸中心線)C為直角之方向之應力,而降低滑動軸承115B、115C與齒條構件22之摩擦力從而順滑地可滑動地保持齒條構件22。
於缸體本體111之一端側111a,設置有當活塞112及活塞122位於縮位置Pb時動作之接觸式限位開關閥(旋轉動作結束檢測開關閥)cdS。該限位開關閥cdS如後述般使圖14所示之次序電路SQ之動作依存於活塞112及活塞122之位置。又,前述限位開關閥cdS在圖中,配置於活塞122所接觸之位置,亦可配置於藉由活塞112而使其動作之位置。
具體而言,以對應於後述之圖14之滑軸閥(氣動式2通道滑軸閥)sp2V之氣動sp2V0側之加壓之方式,在活塞112位於縮位置Pb時,藉由按壓開關而與彈簧等之彈推力相比壓縮空氣之力變大,從而將滑軸閥驅動之電路動作。又,在活塞112及活塞122自該縮位置Pb移動時,追隨活塞112及活塞122之動作而切斷藉由彈簧等之彈推力而將滑軸閥驅動之電路。
再者,在圖9中,為了說明由後述之緩衝槽118等進行之空氣緩衝動作,而顯示即將到達縮位置Pb之前之狀態。因此,限位開關閥cdS未以動作狀態顯示。
根據如以上之構成之旋轉軸驅動機構100,例如,在活塞112及活塞122位於圖9所示之縮位置Pb時,自固著於該活塞112及活塞122之齒條構件22經由小齒輪21而連動(旋轉)之旋轉軸20在旋轉軸20之轉動範圍內,成為圖8中之逆時針方向完全旋轉之狀態。在該旋轉軸20之位置,可動閥部40經由固定於旋轉軸20之中立閥部30被置於流路H之閥閉位置E2(圖1)。
另一方面,在自該縮位置Pb朝圖8所示之伸位置Pa使活塞112及活塞122移動時,對由缸體本體111之內面與活塞112之一面側112a區劃之伸壓力空間113之內部,自通氣口114送入驅動用壓縮空氣。
然後,藉由伸壓力空間113之內壓升高,而活塞112沿軸線(長度方向)C朝遠離缸體本體111之一端側111a之方向移動(滑動),而壓力空間113擴大。
此時,縮壓力空間22c之內部之多餘之空氣,自縮壓力空間22c經由齒條22收納用之空間22d、對應於與配置於軸承115B對應之位置之連通槽116及齒條齒22a之部分空間、外殼14Bb之內部空間22g、外殼14B之內部空間22h、通氣口22j被朝外部排出。
又,此時,在副缸體120中,如後述般,將通氣口122j設為閉合狀態,維持壓縮空氣被充填於由缸體本體111之內面與活塞122之另一面側122b區劃之壓力空間122c內之加壓狀態。同時,藉由將通氣口124設為開放狀態,而可實現處於閥閉位置E2(圖1)之常閉。
若活塞112及活塞122在遠離缸體本體111之一端側111a之方向上移動至伸位置Pa,則固著於活塞112之齒條構件22使與齒條齒22a嚙合之小齒輪21沿圖8中之順時針方向旋轉。藉此,旋轉軸20亦被沿順時針方向旋轉,而可動閥部40經由固定於該旋轉軸20之中立閥部30朝流路H之退避位置E1(圖1)以擺動運動而移動。
進而,在活塞112位於圖8所示之伸位置Pa,而可動閥部40被設為流路H之退避位置E1(圖1)時,在使活塞112及活塞122自該伸位置Pa(圖8)朝縮位置Pb(圖9)移動時,對由外殼14Bb之端面14Ba側與缸體本體111之內面111b及活塞112之另一面側112b區劃之縮壓力空間22c內,自通氣口22j送入驅動用壓縮空氣。然後,藉由縮壓力空間22c之內壓升高,而活塞112沿軸線(長度方向)C朝接近缸體本體111之一端側111a之方向移動(滑動),而壓力空間113收縮。
此時,伸壓力空間113之內部之多餘之空氣自伸壓力空間113經由通氣口114朝外部排出。
又,此時,在副缸體120中,如後述般,對由缸體本體111之內面與活塞122之一面側122a區劃之壓力空間123內,自通氣口124送入驅動用壓縮空氣,及對由缸體本體111之內面與活塞122之另一面側122b區劃之壓力空間122c內,自通氣口122j送入驅動用壓縮空氣。因此,壓力空間123與壓力空間122c成為相同壓力,而可將副缸體120設為對旋轉驅動氣缸110之驅動不起作用之狀態。
對縮壓力空間22c,自通氣口22j經由收納有小齒輪21之內部空間22h、收納有齒條22之內部空間22g、對應於與配置於軸承115B對應之位置之連通槽116及齒條齒22a之嚙合位置之空間22g、收納空間22d而供給壓縮空氣。此時,與軸承115C對應之連通槽116之內部、空間22d亦成為加壓狀態。
若活塞112及活塞122朝靠近缸體本體111之一端側111a之方向移動至縮位置Pb,則固著於活塞112之齒條構件22使與齒條齒22a嚙合之小齒輪21沿圖8中之逆時針方向旋轉。藉此,旋轉軸20亦沿逆時針方向旋轉,而可動閥部40經由固定於該旋轉軸20之中立閥部30朝流路H之閥閉位置E2(圖1)以擺動運動而移動。
如此般,使構成旋轉軸驅動機構100之缸體本體111內之伸壓力空間113及縮壓力空間22c之內壓可變,而使活塞112及活塞122在伸位置Pa(圖8)與縮位置Pb(圖9)之間直線運動。藉此,可經由齒條構件22、小齒輪21使旋轉軸20旋動,而可使可動閥部40相對於流路H在退避位置E1與閥閉位置E2(圖1)之間移動。
又,藉由副缸體120可實現處於閥閉位置E2(圖1)之常閉。
如以上所述般在活塞112在伸位置Pa與縮位置Pb之間之移動中,藉由緩衝槽118而使活塞112朝縮位置Pb之移動滑順地變化。同樣地,藉由緩衝槽119,而使活塞112朝伸位置Pa之移動滑順地變化。
對緩衝槽118進行說明。
在使活塞112自伸位置Pa朝縮位置Pb移動時,以不產生因伸壓力空間113之急劇之縮小所致之活塞112之緊急停止,亦即不對齒條構件22與小齒輪21之嚙合部分S急劇施加大的應力之方式,藉由形成於活塞112之突起部112c之緩衝槽118而使活塞112朝縮位置Pb之移動滑順地變化。
例如,對朝縮壓力空間22c供給驅動用壓縮空氣,使縮壓力空間22c之內壓增大而使活塞112朝向縮位置Pb移動之情形進行說明。在該情形下,若突起部112c移動而來直至進入缸體本體111之凹部111c之位置,則遮斷自突起部112c周圍之伸壓力空間113流入凹部111c且自通氣口114排出之空氣之流動。在突起部112c之周緣擴展之伸壓力空間113之內壓急劇升高(伸壓力空間113被壓縮),力作用於活塞112之移動速度急劇減小之方向。
然而,藉由形成於突起部112c之緩衝槽118,而伸壓力空間113內之空氣經由該緩衝槽118被誘導至通氣口114。亦即,伸壓力空間113經由緩衝槽118連通於通氣口114。
然而,該緩衝槽118由於以自活塞112之一面側112a朝向缸體本體111之一端側111a剖面積擴大之方式形成,因此活塞112愈接近縮位置Pb(圖9),則緩衝槽118之剖面積、亦即開口面積愈減少。藉此,在活塞112即將到達縮位置Pb之前,由於自伸壓力空間113至通氣口114的空氣之流量逐漸被縮窄(減少),因此伸壓力空間113之內壓減少逐漸地降低。藉此,可使活塞112和緩地停止在縮位置Pb。因此,可防止因伸壓力空間113之急劇之縮小所致之活塞112之緊急停止,而可在不對齒條構件22與小齒輪21之嚙合部分S(圖11)急劇地施加大的應力下使其滑順地停止。
同樣地,藉由緩衝槽119,而使活塞112朝伸位置Pa之移動滑順地變化。
其次,對朝伸壓力空間113供給驅動用壓縮空氣,使伸壓力空間113之內壓增大而使活塞112朝向伸位置Pa移動之情形進行說明。在該情形下,若突起部112d移動而來直至進入外殼14Bb之空間22d之位置,則遮斷自突起部112d周圍之縮壓力空間22c流入空間22d且朝空間22h側移動並自通氣口22j排出的空氣之流動。藉此,在突起部112d之周緣擴大之縮壓力空間22c之內壓急劇升高(在縮壓力空間22c被壓縮),而力作用於活塞112之移動速度急劇地減小之方向。
然而,藉由形成於突起部112d之緩衝槽119,而縮壓力空間22c內之空氣經由該緩衝槽119被誘導至連通於通氣口22j之空間22d。
亦即,縮伸壓力空間22c經由緩衝槽119連通於空間22d。
並且,由於該緩衝槽119以自活塞112之一面側112b朝向外殼14Bb之另一端側14Ba剖面積擴大之方式形成,因此活塞112愈靠近伸位置Pa(圖8),則緩衝槽119之剖面積,亦即開口面積愈減少。藉此,在活塞112即將到達伸位置Pa之前,由於自縮壓力空間22c至空間22d的空氣之流量逐漸被縮窄(減少),因此縮壓力空間22c之內壓減少逐漸地降低。藉此,可使活塞112和緩地停止在伸位置Pa。因此,可防止因縮壓力空間22c之急劇之縮小所致之活塞112之緊急停止,而可在不對齒條構件22與小齒輪21之嚙合部分S(圖11)急劇地施加大的應力下使其滑順地停止。
於旋轉驅動氣缸110,除了上述之緩衝槽118、119以外,還設置控制緩衝流路119a,其用於調節在活塞112即將到達伸位置Pa之前、或在活塞112剛開始自伸位置Pa移動之後的活塞112之移動速度。
控制緩衝流路119a之一端在活塞112被設為伸位置Pa(圖8)時,朝位於由突起部112d閉合之位置之空間22d開口。控制緩衝流路119a之另一端被設為朝外殼14Bb之另一面側14Ba開口之流路119a。
於該流路119a,設置有控制用孔119b。控制用孔119b在與流路119a相交之方向延伸,連通於流路119a,且朝外殼14Bb之外部開口。於該控制用孔119b之內部,可將流路119a閉合之控制銷119c在控制用孔119b之延伸之方向上可滑動地設置。
該控制緩衝流路119a與緩衝槽119同樣地用於控制在縮壓力空間22c與空間22d之間移動之空氣之流量。
具體而言,在控制緩衝流路119a中,若控制銷119c在控制用孔119b之內部移動,則藉由其位置而流路119a之剖面積變化。藉此,在縮壓力空間22c與空間22d之間移動之空氣之流量變化。因此,控制緩衝流路119a在處於朝空間22d開口之狀態且為突起部112d進入外殼14Bb之空間22d之狀態之情形下,可藉由控制銷119c之位置而調節流路119a之開度,從而可控制活塞112之移動速度。
若拔出控制銷119c而增大流路119a之剖面積,則齒條22之移動速度、即可動閥體40(可動閥部)之擺動運動之移動速度增大。若插入控制銷119c而減少流路119a之剖面積,則減小齒條22之移動速度,即減小可動閥體40之擺動型運動之移動速度。
特別是,不僅在活塞112即將到達伸位置Pa之前,而且在活塞112開始自伸位置Pa朝縮位置Pb移動之情形下,即在可動閥部40開始朝流路H之退避位置E1(圖1)以擺動運動而移動之情形下,亦發揮如此之空氣阻尼器效果。藉此,可在不對齒條構件22與小齒輪21之嚙合部分S(圖11)急劇地施加大之應力下可滑順地動作開始、及停止。
若為如此之缸體110,則可僅憑藉在伸通氣口114與縮通氣口22j切換壓縮空氣之供給而進行缸體110之伸縮,從而可使中立閥體5進行擺動動作。
流體路徑環17與流體路徑環18具有與旋轉軸20大致相等之內徑。將位於較小齒輪21更靠近閥箱10之流體路徑環17之外徑設為大於軸承16A之外徑且小於小齒輪21之外徑尺寸。將位於較小齒輪21更靠近蓋體14D之流體路徑環18之外徑設為大於小齒輪21之徑尺寸。若受軸承16A、16B支持之旋轉軸20轉動,則相對於流體路徑環17與流體路徑環18,接觸位置在周向變化。
於流體路徑環17設置有徑向環路徑17c。徑向環路徑17c係作為對在第2周圍區域40a中形成於可動閥板部50與可動閥框部60之間之圓環狀氣缸80供給驅動用氣體的供給路41之一部分之流體路徑。徑向環路徑17c在流體路徑環17之徑向延伸,且朝流體路徑環17之外周面17a及內周面17b開口。該徑向環路徑17c在流體路徑環17之外周面17a處,連通於在圓筒外殼14B之徑向上貫通之路徑14Bc。
於流體路徑環18設置有徑向環路徑18c。徑向環路徑18c連接於中間大氣室55(參照圖5)。中間大氣室55在第2周圍區域40a中,在設置於形成在可動閥板部50與可動閥框部60之間之圓環狀氣缸80的雙重密封部處設置於較第2重密封部51a、52a更靠近氣體供給側。徑向環路徑18c係作為在第1重密封部51b、52b破裂時,使驅動用氣體朝向滑閥1之外部釋放之連通路42之一部分之流體路徑。徑向環路徑18c在流體路徑環18之徑向延伸,且朝流體路徑環18之外周面18a及內周面18b開口。該徑向環路徑18c在流體路徑環18之外周面18a,連通於在圓筒外殼14B之徑向上貫通之路徑14Cc。
於流體路徑環17,在內周面17b周設有槽17d,槽17d被旋轉軸20之外周面20b包圍,而形成周向路徑。
在成為與槽17d對向之位置的旋轉軸20之外周面20b,徑向軸內路徑27開口,徑向軸內路徑27連通於在沿旋轉軸20之軸線LL之方向上延伸且朝旋轉軸20之一端面20a開口之軸向軸內路徑25。
於流體路徑環18,在內周面18b周設有槽18d,槽18d被旋轉軸20之外周面20b包圍,而形成周向路徑。
在成為與槽18d對向之位置的旋轉軸20之外周面20b,徑向軸內路徑28開口,徑向軸內路徑28連通於在沿旋轉軸20之軸線LL之方向延伸且朝旋轉軸20之一端面20a開口之軸向軸內路徑26。
該等軸向軸內路徑25與軸向軸內路徑26為相互平行狀態且與軸線LL平行。旋轉軸20之面向蓋體14D之另一端20c被閉合。
軸向軸內路徑25與軸向軸內路徑26任一者皆連接於中立閥部30之內部之供給路41及連通路42。
於流體路徑環17,在內周面17b與旋轉軸20之外周面20b之間周設有將徑向軸內路徑27之開口部分及槽17d可滑動地密封之O型環等密封構件17h、17j、17k。
於流體路徑環17,在外周面17a與圓筒外殼14B之內面之間周設有將徑向環路徑17c之開口部分及路徑14Bc密封之O型環等密封構件17e、17f、17g。
於流體路徑環18,在內周面18b與旋轉軸20之外周面20b之間周設有將徑向軸內路徑27之開口部分及槽18d可滑動地密封之O型環等密封構件18h、18j、18k。
於流體路徑環18,在外周面18a與圓筒外殼14B之內面之間周設有將徑向環路徑18c之開口部分及路徑14Cc密封之O型環等密封構件18e、18f、18g。
由於藉由具有如此之構成之流體路徑環17與流體路徑環18,而旋轉軸20無論成為何種轉動位置,皆可維持徑向軸內路徑27與徑向軸內路徑28連通之狀態,因此可如後述般高密閉度地進行驅動用流體之供給等。並且,由於將供給路41與連通路42獨立地各自連接,因此無關於旋轉軸20之轉動位置,而可對處於不同之壓力狀態或不同之狀態之氣體之2系統在不對閥體10之內部帶來影響下進行控制。
同時,由於在流體路徑環17及流體路徑環18周設有成為周向路徑之槽17d、18d,槽17d、18d內之流體之壓力以繞旋轉軸20之外周面20b一周之方式作用。因此,由於可將作用於徑向之壓力在全周設為均等,因此無關於該等流路中之壓力狀態,而可防止對在軸承16A與軸承16B處之旋轉軸20之支持狀態帶來影響。
同時,將上述之流體路徑環17與流體路徑環18位於軸承16A與軸承16B之間,而可儘量長地確保支持旋轉軸的軸承16A與軸承16B之間之距離。藉此,在利用軸承16A與軸承16B保持在旋轉軸20傾斜之方向上朝旋轉軸作用之力矩時,可使該等軸承16A與軸承16B承受之徑向荷重為最小,藉此可提高該等軸承16A與軸承16B之耐久性。此外,可在維持必要之旋轉軸20之傾斜方向上之防止變形之狀態下確保旋轉軸20之軸線方向長度,而可將包含旋轉軸20之旋轉驅動氣缸110小型化,從而可謀求閥之小型化。
又,作為軸承16A與軸承16B、流體路徑環17、小齒輪21及流體路徑環18之外徑尺寸,藉由採用上述之構成,在不改變零件之構成下僅藉由改變零件之組裝方向,而可使相對於旋轉機構部之閥箱之安裝面反轉,從而將該等相對於外殼14進行組裝。
在本實施形態中可將作為氣缸80之驅動用之壓縮空氣在不露出(暴露)於閥箱10之內部之中空部11下,經由旋轉軸20之內部朝中立閥體5供給,且可使朝後述之中間大氣室55、56之連通路42經由旋轉軸20之內部連通於閥箱10之外部。
於旋轉軸20,分別平行地設置有成為供給路41與連通路42之軸向路徑25、26。又,與供給路41與連通路42對應之流體路徑環17與流體路徑環18在沿旋轉軸20之軸線LL之方向上設置於不同之位置。藉此,可經由一個旋轉軸20之內部將複數個路徑25、26同時分別個別地設為連通狀態。因此,可僅憑藉一個旋轉軸20形成氣缸80之驅動用流體之供給路41與安全用之中間大氣用之連通路42,而可在不利用其他構成下,將供給路41及連通路42配置於旋轉軸20。
在流體路徑環17之內周面17b,於密封構件17h與密封構件17j之間,設置有連通於徑向環路徑17c之槽17d,在密封構件17j與密封構件17k之間周設有槽17p。
與該槽17p對向之旋轉軸20之外周面20b,形成作為大氣壓之空間(空隙)之第2中間大氣室且藉由第2連通路42A連接於外殼之外部。
該等密封構件17j與密封構件17k作為對於成為存在驅動用氣體之供給路41之槽17d之雙重密封部發揮功能。在該構造中,在氣缸80之加壓中,即便旋轉軸20中之第1重密封即密封構件17j破裂,仍可將壓縮空氣(驅動用氣體)經由槽17p及第2連通路42A朝外殼14之外部釋放。因此,可獲得防止在外殼14B內壓縮空氣自流體路徑環17之槽17d朝小齒輪21之內部空間22h放出等的在槽17d與內部空間22h之間壓力狀態發生變化的不良狀況之構成。
同時,密封構件17k與密封構件17j在旋轉軸20之旋轉驅動氣缸(驅動機構、旋轉氣缸)中作為對成為加壓空間之內部空間22h之雙重密封部發揮功能。在該構造中,在旋轉驅動氣缸之收縮中,即便旋轉軸20中之第1重密封即密封構件17k破裂,仍可將壓縮空氣(驅動用氣體)經由槽17p及第2連通路42A朝外殼14之外部釋放。因此,可獲得防止在外殼14B內中壓縮空氣自內部空間22h朝成為供給路41之槽17d放出等的在槽17d與內部空間22h之間壓力狀態發生變化的不良狀況的構成。
該等槽17d、內部空間22h任一者皆為加壓空間,防止與特定之動作對應之壓力狀態在因密封部之破裂而變化時,引起中立閥體5之厚度突然膨脹、中立閥體5進行轉動動作等之不預期之動作。
即,藉由密封構件17k、密封構件17j、槽17p及第2連通路42A可防止滑閥1因密封破裂而破損等。
在流體路徑環18之內周面18b,於密封構件18k與密封構件18j之間,設置有連通於徑向環路徑18c之槽18d,在密封構件18j與密封構件18h之間周設有槽18p。
與該槽18p對向之旋轉軸20之外周面20b,形成作為大氣壓之空間(空隙)之第2中間大氣室且藉由第2連通路42A連接於外殼之外部。
該等密封構件18j與密封構件18h作為對於在旋轉軸20之旋轉驅動氣缸(驅動機構、旋轉氣缸)中成為加壓空間之內部空間22h之雙重密封部發揮功能。在該構造中,在旋轉驅動氣缸之收縮中,即便旋轉軸20中之第1重密封即密封構件18h破裂,仍可使壓縮空氣(驅動用氣體)經由槽18p及第2連通路42A朝外殼14之外部釋放。因此,可獲得防止在外殼14B內壓縮空氣自內部空間22h朝成為連通路42之槽18d放出等的在槽18d與內部空間22h之間壓力狀態發生變化的不良狀況之構成。
藉此,內部空間22h為加壓空間,防止在與特定之動作對應之壓力狀態因密封部之破裂而變化時,引起中立閥體5進行轉動動作之不預期之動作。
即,藉由密封構件18h、密封構件18j、槽18p及第2連通路42A可防止滑閥1因密封破裂而破損等。
在圓筒外殼14B處,在密封外殼14A之附近之位置,設置有在徑向上延伸之洩漏流路14He。該洩漏流路14He如圖7B所示般連通於洩漏空間22He。洩漏空間22He形成於較軸承16A更靠近密封外殼14A之位置,與旋轉軸20之表面20b相接。
在與洩漏空間22He相接之旋轉軸20之內部,設置有軸向洩漏流路27He。該軸向洩漏流路27He之一端朝洩漏空間22He開口。軸向洩漏流路27He之另一端如後述般朝向貫通孔21A開口,該貫通孔21A在軸線方向上貫通旋轉軸20之中心且令用於經由連接構件91將旋轉軸20與中立閥部30予以緊固之公螺紋(緊固具)21貫通。
如圖12A及圖12B所示般,貫通孔21A設置於連接構件91之開口98及中立閥部30,而連通於具有將公螺紋21螺合之母螺紋(緊固具)31之空間31He。
如後述般公螺紋21貫通無螺紋槽之開口98直至具有被緊固之母螺紋31之空間31He。該空間31He之接近槽95B之位置由未圖示之閉合構件閉合。
在中立閥部30之空氣積存空間31He,需要在位於空間31He之前端之槽95B之附近之部位,進行調查未圖示之O型環等之密封是否破裂之氦漏試驗。因此,空氣積存空間31He經由開口98、貫通孔21A、軸向洩漏流路27He、洩漏空間22He、洩漏流路14He連通於洩漏空間22He。可通過該部分,為了實施檢查對於空氣積存空間31He、開口98、貫通孔21A之密閉狀態之氦漏試驗而進行氦之供給。
如此般,藉由設置軸向洩漏流路27He及洩漏流路14He,而可實施對於空氣積存空間31He、開口98、貫通孔21A之氦漏試驗。
同時,可進行自洩漏流路14He,對作為沿旋轉軸20之表面20b之密封機構之密封部14Aa、14Ab、14Ac及作為大氣壓之空間(空隙)之中間大氣室14Ad,朝中空部11之密封試驗。即,自洩漏流路14He對洩漏空間22He供給氦而調查對於中空部11之洩漏,藉此可進行氦漏試驗。
進而,洩漏流路14He在因密封構件17h、17j、17k、密封構件17e、17f、17g等之密封失敗,而壓縮空氣自作為加壓空間之內部空間22h及徑向環路徑17c、槽17d等朝洩漏空間22He漏出時,可使該壓縮空氣朝外部釋放。藉此,可防止壓力施加於密封部14Aa、14Ab、14Ac,從而可防止洩漏之壓縮空氣流入中空部11。
[中立閥部30、連接構件91]
圖12A係顯示旋轉軸與中立閥體之卡合部分之主要部分之放大圖,係沿旋轉軸之徑向之剖面圖。圖12B係顯示旋轉軸與中立閥體之卡合部分之主要部分之放大圖,係沿旋轉軸之軸向之剖面圖。
中立閥部30在相對於旋轉軸20之軸線正交之方向上延伸,且具有與該正交方向平行之面。如圖1所示般,中立閥部30具有:圓形部30a,其與可動閥部40重合;及旋轉部30b,其使圓形部伴隨著旋轉軸20之旋轉而旋轉。旋轉部30b位於旋轉軸20與圓形部30a之間,旋轉部30b之寬度自旋轉軸20朝向圓形部30a逐漸增加。雖然該等旋轉軸20、中立閥部30相對於閥箱10轉動,但以在不流路H方向上進行位置變動之方式設置。
於中立閥部30之一端,如圖12B所示般,形成與連接構件91之突起部93嵌合之凹部95。該凹部95之剖面形狀呈與連接構件91之剖面形狀吻合之大致T字狀。作為如此之凹部95,在中立閥部30之流路方向H之一面側30A與另一面側30B之兩側分別形成有凹部95A、95B。
藉此,旋轉軸20可相對於中立閥部30選擇性地連接於沿著流路方向H之上側與下側之任一側。
或者,可相對於旋轉軸20將中立閥體5整體安裝於兩面任一者。亦即,若將中立閥體5安裝於連接構件91之凹部95A,則在滑閥1之閉閥時,可動閥部40封塞第1開口部12a。相反地,若將中立閥體5安裝於連接構件91之凹部95B,則可動閥部40封塞第2開口部12b。
如圖12A及圖12B所示般,形成於連接構件91之突起部93、與形成於中立閥部30之凹部95相互嵌合。如圖12A所示般,連接構件91與中立閥部30在卡合狀態下,沿流路方向H相互平行地擴展且以第1間隔t1隔開之一組第1平行面96a、96b、與沿流路方向H相互平行地擴展且以較第1間隔t1寬之第2間隔t2隔開之一組第2平行面97a、97b相互接觸。
如此之一組第1平行面96a、96b、及一組第2平行面97a、97b分別隔著在流路方向H呈直角地延伸之一軸L而對稱地配置。又,第1平行面96a、96b與第2平行面97a、97b配置於沿該一軸L彼此不重合之位置。
於連接構件91之突起部93,如圖12A及圖12B所示般,形成有構成該一組第1平行面96a、96b之第1接觸面93a、93b、與構成第2平行面97a、97b之第2接觸面93c、93d。而且,該等第1接觸面93a、93b與第2接觸面93c、93d各者在第1傾斜面93e、93f相連。突起部93作為整體形成具有2階段之寬度之突起形狀。
形成於中立閥部30之一端之凹部95如圖12A及圖12B所示般,形成有構成一組第1平行面96a、96b之第3接觸面95a、95b,及構成第2平行面97a、97b之第4接觸面95c、95d。而且,該等第3接觸面95a、95b與第4接觸面95c、95d各者在第2傾斜面95e、95f相連。凹部95作為整體形成具有2階段之寬度之槽形狀。
於旋轉軸20之中心,如圖12A及圖12B所示般,形成有貫通孔21A,其令用於經由連接構件91將旋轉軸20與中立閥部30予以緊固之公螺紋(緊固具)21A貫通。又,在形成於中立閥部30之一端之凹部95,形成有與公螺紋(緊固具)21螺合之母螺紋31。進而,於連接構件91,形成有使公螺紋(緊固具)21貫通之無螺紋槽之開口98。
藉由以上之構成,形成於連接構件91之突起部93、與形成於中立閥部30之凹部95嵌合,進而,自旋轉軸20之上端側,公螺紋21貫通至貫通孔21A及開口98,公螺紋21之前端部分螺固於中立閥部30之母螺紋31。藉此,旋轉軸20與中立閥部30經由連接構件91被緊固(固定)。
在中立閥部30之保養維修、例如因重複開閉所致之中立閥部30之更換等而將中立閥部30安裝於固著在旋轉軸20之連接構件91時,使形成於中立閥部30之一端之凹部95與形成於連接構件91之突起部93對向。
其次,若將中立閥部30之凹部95插入突起部93,則凹部95之第3接觸面95a、95b分別與突起部93之第1接觸面93a、93b接觸。又,凹部95之第4接觸面95c、95d分別與突起部93之第2接觸面93c、93d接觸。
在如此之插入步驟中之凹部95與突起部93之接觸面並不限於第1平行面96a、96b、及第2平行面97a、97b,突起部93之第1傾斜面93e、93f、與凹部95之第2傾斜面95e、95f並不接觸。即,在以箭頭B1所示之方向即連接方向上,可在隔著旋轉軸20之軸線之兩側位置之部分規製周向之安裝位置。因此,可易於提高安裝位置、特別是圍繞旋轉軸20之軸線之中立閥部30之安裝方向之正確性。
同時,例如,即便將凹部95與突起部93之接觸面(第1平行面96a、96b、第2平行面97a、97b)之空隙(間隙)設為極小,仍可減輕將凹部95壓入突起部93時之摩擦力,而順暢地使凹部95與突起部93嵌合。
又,藉由在彼此寬度不同之第1平行面96a、96b、及第2平行面97a、97b使凹部95與突起部93接觸,而可提高將凹部95壓入突起部93時之安裝精度。又,藉由在安裝時減輕摩擦力,而可容易地調整該安裝位置、亦即凹部95相對於突起部93之壓入量。亦即,在凹部95與突起部93之卡合時,需要使形成於凹部95之母螺紋31之螺紋孔位置與形成於連接構件91之突起部93之開口98吻合。
如本實施形態所示般,藉由僅憑藉第1平行面96a、96b、及第2平行面97a、97b而使凹部95與突起部93接觸,而可在對母螺紋31之螺紋孔位置與形成於突起部93之開口98容易地微調整下使其等吻合。藉此,可自旋轉軸20之貫通孔21A經由開口98將公螺紋(緊固具)21容易地緊固於母螺紋31。又,藉由使端面93m與端面95m接觸,而亦可進行在圖12中以箭頭B1所示之方向即連接方向上之彼此之定位。
再者,在該實施形態中,係於連接構件91設置突起部93,且於中立閥部30之一端設置凹部95,但亦可設為凹凸相反之構造。即,為在固著於旋轉軸20之連接構件形成凹部,且將與該凹部嵌合之突起部形成於中立閥部之一端之構造。
[可動閥部40、可動閥板部(第2可動閥部)50、可動閥框部(第1可動閥部)60]
可動閥部40被設為大致略圓板狀,且具有:可動閥板部50,其形成為與圓形部30a大致同心圓狀;及大致圓環狀之可動閥框部60,其以包圍該可動閥板部50之周圍之方式而配置。可動閥框部60在流路H方向上可滑動地連接於中立閥部30。
又,可動閥板部50可滑動地嵌合於可動閥框部60。可動閥板部50與可動閥框部60藉由主彈簧70及圓環狀氣缸80可一面在以符號B1、B2所示之方向(往復方向)滑動一面移動。此處,以符號B1、B2所示之方向,係指垂直於可動閥板部50及可動閥框部60之面之方向,係與旋轉軸20之軸向平行之流路H方向。
又,於可動閥板部50之外周附近之全區域,形成有內周曲柄部50c。又,在可動閥框部60之內周附近之全區域,形成有外周曲柄部60c。
在本實施形態中,外周曲柄部60c與內周曲柄部50c可滑動地嵌合於與流路H方向平行之諸個滑動面50b、60b。
在與閥箱10之內面對向(抵接)之可動閥框部60之表面,設置有與第1開口部12a之形狀對應而形成為圓環狀的例如包含O型環等之第1密封部61(主密封部)。
該第1密封部61以在閉閥時可動閥部40覆蓋第1開口部12a之狀態,與成為第1開口部12a之周緣的閥箱10之內面15a接觸,而由可動閥框部60及閥箱10之內面按壓。藉此,將第1空間自第2空間確實地分離(確保隔斷狀態)。
[主彈簧(第1彈推部)70]
主彈簧(第1彈推部)70配置於與作為可動閥部40之最外周之第1周圍區域40a鄰接之第1周圍區域40b。在主彈簧70中,以將可動閥框部60朝向第1開口部12a(方向B1)按壓之方式,同時將可動閥板部50朝向第2開口部12b(方向B2)按壓之方式產生復原力。
藉此在由可動閥部40實現之閥閉狀態下,主彈簧70對可動閥板部50施加力(彈推),而朝向位於第2開口部12b之周圍之閥箱10之內面15b按壓可動閥板部50從而使內面15b與可動閥板部50之反力傳遞部59抵接。同時,主彈簧70對可動閥框部60施加力(彈推),而朝向位於第1開口部12a之周圍之閥箱10之內面15a按壓可動閥框部60從而使內面15a與可動閥框部60之第1密封部61抵接。
在本實施形態中,主彈簧70為彈性構件(例如,彈簧、橡膠、被密閉之空氣阻尼器等)。主彈簧70設置為嵌入於以在可動閥板部50朝向第2開口部12b開口之方式設置之凹部50a、與在該凹部50a之對向位置以在可動閥框部60朝向第1開口部12a開口之方式設置之凹部60a。
主彈簧70具有第1端與第2端。第1端抵接於可動閥板部50之凹部50a之底面。第2端抵接於可動閥框部60之凹部60a之頂面。又,如圖1所示般,在圓環狀之可動閥框部60中,沿周向等間隔地設置有複數個第1彈推部70。
構成主彈簧70之彈性構件之自然長大於可動閥框部60之密封部61、與可動閥板部50之反力傳遞部59分別將閥箱10之內面15a與內面15b按壓之可動閥部40成為最大厚度尺寸之狀態下的可動閥板部50之凹部50a之底面與可動閥框部60之凹部60a之頂面之間之距離。因此,在藉由可動閥板部50之凹部50a之底面與可動閥框部60之凹部60a之頂面壓縮且配置於凹部50a及凹部60a之內部之主彈簧70中,產生有彈性復原力(延伸力、彈推力)。藉由該彈性復原力作用,而在可動閥框部60朝方向B1滑動,同時,可動閥板部50朝方向B2滑動下,第1密封部61及反力傳遞部59抵接於閥箱10之內面而被按壓,而進行閉閥動作。
又,主彈簧70為了高效地傳遞對於第1密封部61之按壓力而確實地進行滑閥1之閉合,而配置於與第1密封部61接近之第2周圍區域40b。具體而言,於第1密封部61正下方之外周位置近處位在有作為後述之反力傳遞部59之突條。相對於此,在可動閥板部50之徑向之位置,主彈簧70位於相對於第1密封部61而在突條(反力傳遞部)59之相反側之位置。藉此,主彈簧70之彈推力被有效地傳遞至可動閥框部60之密封部61與可動閥板部50之反力傳遞部59,而可提高因第1密封部61之變形所致之閥之密閉之確實性。
又,主彈簧70為了可直接按壓第1密封部61,而可配置於作為第1密封部61之正下方附近之第2周圍區域40b。該情形下,在滑閥中,由於將第1彈推部70設置於可動閥框部60,因此可使第1彈推部70位於第1密封部61之正下方。
藉此,在滑閥1中,作為進行閉閥動作及開閥動作之致動器,而接近地設置進行閉閥動作之主彈簧70、與進行開閥動作之第2彈推部80(後述)。在該構成中,主彈簧70及第2彈推部80在靠近第1密封部61之可動閥部40之周圍區域(第1周圍區域40a及第2周圍區域40b)中,以彼此接近之方式在徑向相鄰地配置。又,主彈簧70位於第1密封部61之正下方附近。即,滑閥1之構造構成為第1密封部61、反力傳遞部59、主彈簧70之位置關係可作為施加存在作用點及支點之力矩荷重之構造而有效地進行密封。
進而,將主彈簧70之彈推力設在使可動閥板部50與可動閥框部60擴寬之方向,即增大可動閥部40之厚度,而將可動閥框部60之密封部61與可動閥板部50之反力傳遞部59朝閥箱10之內面15a、15b按壓之方向。因此,即便在因停電等而自設施設備停止朝具備滑閥1之裝置之電力供給(能量供給)時,仍可僅憑藉在主彈簧70中產生之機械性之力確實地關閉滑閥1。因此,可確實地實現失效安全之滑閥。
另一方面,在具有進行減少滑閥40之厚度之彈推之構造之滑閥、或具有藉由自設施設備供給之電力等能量進行閉閥動作之構造之滑閥中,存在當自設施設備停止朝裝置之能量供給時無法進行閉閥動作之情形。因此,在如此之構造中,無法實現失效安全之滑閥。
[圓環狀氣缸(第2彈推部)80]
圓環狀氣缸80配置於作為可動閥部40之最外周之第1周圍區域40a。在圓環狀氣缸80中,在對圓環狀氣缸80供給壓縮空氣作為驅動流體時,產生使可動閥框部60朝向第2開口部12b(方向B2)移動之力(彈推力、起因於壓縮空氣之力)。同時,產生使可動閥板部50朝向第1開口部12a(方向B1)移動之力(彈推力、起因於壓縮空氣之力)。藉此,由壓縮空氣形成之力大於主彈簧70之彈推力,而使可動閥框部60自位於第1開口部12a之周圍之閥箱10之內面15a分離,同時,使可動閥板部50自位於第2開口部12b之周圍之閥箱10之內面15b分離。
藉此,藉由後述之輔助彈簧(第3彈推部)90之彈推力,可動閥體40在流路H方向中位於閥箱10之厚度方向之中央,而成為可在閥箱10內轉動之狀態。
再者,在可動閥部40,第1周圍區域40a位於圓環狀之可動閥框部60之密封部61與可動閥板部50之反力傳遞部59之內側。同時,在可動閥部40中,第2周圍區域40b位於第1周圍區域40a之內側。亦即,在可動閥部40之徑向,主彈簧70配置於圓環狀氣缸80之內側。換言之,圓環狀氣缸80在和可動閥板部50與可動閥框部60滑動之方向(流路H方向)交叉之方向上與主彈簧70相鄰。即,圓環狀氣缸80在可動閥部40之徑向上,位於密封部61、反力傳遞部59、及主彈簧70之間。
在本實施形態中,圓環狀氣缸80係設置於可動閥板部50與可動閥框部60之間之1個氣缸(空隙)。
具體而言,該圓環狀氣缸80在可動閥框部60之朝向第1開口部12a開口之凹部60d與可動閥板部50之朝向第2開口部12b突出之凸部50d嵌合之狀態下形成,且形成為該等環狀之凹部60d與環狀之凸部50d滑動。又,該圓環狀氣缸80包含形成於可動閥框部60之周緣部之圓環狀之空間、及形成於可動閥板部50之最外周之突條(環狀凸部),作為1個圓環缸體(圓環空隙)而發揮功能。又,換言之,圓環缸體以包圍流路H之方式形成。
若對圓環狀氣缸80供給作為驅動用流體之壓縮空氣,則在方向B1、B2產生使第2彈推部80之體積膨脹之膨脹力(彈推力)。在膨脹力之大小大於在主彈簧70產生之復原力時,該膨脹力亦大於主彈簧70之彈推力。藉此,主彈簧70被壓縮,可動閥板部50朝方向B1滑動且可動閥框部60朝方向B2滑動而縮小可動閥體40在厚度方向之尺寸,第1密封部61自閥箱10之內面15a離開,同時,反力傳遞部59自閥箱10之內面15b離開,而進行開閥動作。此時,藉由圓環狀之凹部60d與凸部50d滑動,而將可動閥板部50與可動閥框部60之移動之方向規製為僅流路方向,且將可動閥板部50與可動閥框部60以自密封部61及反力傳遞部59抵接於閥箱10內面15a、15b之狀態平行移動之方式進行位置規製。即,該圓環狀氣缸80可規製可動閥板部50與可動閥框部60之相對移動方向及其姿勢。
[輔助彈簧(第3彈推部)90]
輔助彈簧90設置於中立閥部30與可動閥框部60之間。輔助彈簧90相對於位於閥箱10之流路方向之大致中央之中立閥部30,在可動閥體40之厚度尺寸縮小時,將可動閥體40朝閥箱10之中央進一步彈推。
輔助彈簧90設置於貫通設置在中立閥部30之外周位置(圖2、圖4中為右側位置)之開口30a而連接於可動閥框部60的棒狀之位置規製部65。輔助彈簧90亦與主彈簧70同樣地為彈性構件(例如,彈簧、橡膠、被密閉之空氣阻尼器等)。
輔助彈簧90卡止於設置在中立閥部30開口30a之第1開口部12a之附近之凸緣部30b、與位置規製部65之前端65a,在朝向將可動閥框部60朝第2開口部12b側移動之B2之方向彈推。
輔助彈簧90將較該中立閥部30位於第1開口部12a之附近之可動閥框部60朝向第2開口部12b彈推。在可動閥框部60之密封部61抵接在位於第1開口部12a之周圍之閥箱10之內面15a時,且對圓環狀氣缸80供給有作為驅動用流體之壓縮空氣之際,輔助彈簧90以將可動閥框部60自位於第1開口部12a之周圍之閥箱10之內面15a離開之方式彈推。
藉此,在對圓環狀氣缸80供給有壓縮空氣時,可動閥體40朝向閥箱10之流路方向之大致中央移動,最終,以可動閥體40位於閥箱10之流路方向之大致中央之方式控制可動閥體40之姿勢。又,輔助彈簧90之彈推力遠小於主彈簧70之彈推力與圓環狀氣缸80之彈推力之差。即,由於與用於實現閥閉狀態之能動性彈簧或作為致動器之主彈簧70及圓環狀氣缸80相比,輔助彈簧90只要使閥體之厚度尺寸變化即可,因此輔助彈簧90可為極小之彈簧。
如此般,在滑閥1中,作為進行閉閥動作及開閥動作之致動器設置有進行增大可動閥體40厚度之動作之主彈簧70、進行縮小可動閥體40厚度之動作之圓環狀氣缸80、及進行將可動閥體40在流路方向設為閥箱10中央位置側之姿勢控制之輔助彈簧90。
在該構成中,主彈簧70及圓環狀氣缸80在靠近第1密封部61之可動閥部40之周圍區域,以彼此接近之方式並行配置。
圓環狀氣缸80構成設置於可動閥板部50與可動閥框部60之間之1個圓環缸體。根據該構成,只要設置在一方向將壓縮空氣對第2彈推部80供給之供給路41,即可將壓縮空氣沿圓環狀氣缸80供給至該圓環缸體之內部。又,可進行可動閥體40之厚度尺寸之伸縮(開閥動作及閉閥動作)。進而,在該動作中藉由輔助彈簧90可將伴隨著可動閥體40之伸縮之可動閥體40在流路方向之位置容易地維持於閥箱10中央附近。因此,可實現具有簡易且小型化之構成之致動器。
又,由於圓環狀氣缸80為了進行開閥動作而使用,因此作為在第2彈推部80中產生之力之大小(輸出),只要為可將第1彈推部70壓縮之大小(輸出)即足夠。
在本實施形態中,由於藉由可動閥板部50與可動閥框部60構成將1個厚度方向之尺寸可變之可動閥部40,因此無需設置2個可動閥部,而可實現具有簡單且小型化之構造之可動閥部。
又,對於中立閥部30不作用致動器之力、特別是為了維持閥閉狀態而將可動閥體40密閉時施加之力。因此,對於中立閥部30而言只要具有作為擺動閥而將閥體擺動之足夠之強度即可。又,對於旋轉軸20亦不作用致動器之力、特別是為了維持閥閉狀態而將可動閥體40密閉時施加之力。因此,旋轉軸20只要具有作為擺動閥而將閥體擺動之足夠之強度即可。同時,與在旋轉軸20需要用於閥密閉之力矩相比,由於可抑制可動閥體40之擺動機構之輸出,因此可使該旋轉軸20之轉動機構小型化。
在該構造中,作為剛性,除了上述中立閥部30之強度以外,只要具備在退避位置與閥開閉位置之間使可動閥部40轉動時支承其自體重量之強度即足夠。
圖2顯示可動閥板部50與可動閥框部60彼此嵌合之部分、及中立閥部30與可動閥板部50彼此嵌合之部分、以及設置第1彈推部70及導引銷62之部位。
[第2密封部(雙重密封部)51a、51b及第3密封部(雙重密封部)52a、52b]
於可動閥板部50之環狀凸部(突條)50d之外周面,作為抵接於可動閥框部60之環狀凹部60d之內周面而對可動閥板部50與可動閥框部60之間進行密封之雙重密封部,而設置有O型環等圓環狀之第2密封部51a、51b及第3密封部52a、52b。
具體而言,在位於可動閥板部50之環狀凸部(突條)50d之徑向外側之第1外周面50f設置有第2密封部51a、51b。又,在徑向上在作為第1外周面50f之內側之第2內周面50g設置有第3密封部52a、52b。第2密封部51a、51b抵接於可動閥框部60之第1內周面60f,第3密封部52a、52b抵接於可動閥框部60之第2外周面60g。
第2密封部51a、51b將壓力高之空間即圓環狀氣缸80、與壓力低之空間等且靠近第1開口部12a之中空部11隔斷,並確保隔斷狀態。同樣地,第3密封部52a、52b將壓力高之空間即圓環狀氣缸80、與壓力低之空間等且靠近第2開口部12b之空部11隔斷,並確保隔斷狀態。
第2密封部51a、51b係可將被供給驅動用之壓縮空氣而壓力高之空間即圓環狀氣缸80、與例如連通於壓力低之空間之第1開口部12a之第1空間側遮斷者,並確保該隔斷狀態。同樣地,第3密封部52a、52b可將壓力高之空間即圓環狀氣缸80、與壓力低之空間且靠近第2開口部12b之第2空間側隔斷,並確保隔斷狀態。
[導引銷62]
導引銷62固設於可動閥框部60且在流路方向H上豎立設置,構成為粗細度尺寸為均一之棒狀體。導引銷62貫通圓環狀氣缸80內,嵌合於形成在可動閥板部50之環狀凸部(突條)50d之孔部50h。
該導引銷62以可動閥板部50與可動閥框部60滑動之方向不偏離以符號B1、B2所示之方向之方式,且在可動閥板部50與可動閥框部60滑動時,以可動閥板部50及可動閥框部60之姿勢不變化下進行平行移動之方式,確實地誘導可動閥板部50與可動閥框部60之位置規製。
藉此,防止可動閥板部50與可動閥框部60朝相對於符號B1、B2斜方向移動。同時,可動閥框部60相對於閥閉狀態,亦即,相對於密封部61與反力傳遞部59分別抵接於閥箱10之內面15a、15b之狀態,即便可動閥板部50與可動閥框部60在流路方向之位置變化之情形下,仍將該等在維持平行狀態下平行移動,而防止可動閥板部50與可動閥框部60傾斜。
在該構造中,可動閥板部50與可動閥框部60可彼此定位,且朝以符號B1及B2所示之方向維持平行狀態地相對性移動,進行閉閥動作及開閥動作。藉此,在開閥動作中,在設置於可動閥框部60之第1密封部61均一地產生按壓力,可實現洩漏受到抑制之密封構造。
又,在如此般具備導引銷62之構造中,在滑閥1安裝於真空裝置之姿勢未定之情形下,亦即在滑閥1之安裝方向為自由之情形下,可防止可動閥體40之重量之負荷局部地施加於第2密封部51a、51b及第3密封部52a、52b。例如,在以重力相對於可動閥板部50與可動閥框部60滑動之方向直角地作用之方式安裝滑閥1之情形下,滑動之構件即可動閥板部50與可動閥框部60之重量會施加於導引銷62。因此,防止可動閥板部50與可動閥框部60之重量直接施加於第2密封部51a、51b及第3密封部52a、52b(O-ring:O型環)。藉此,即便安裝滑閥1之姿勢為任意之姿勢,密封部之壽命不會變短,而可確保/維持防止洩漏之效果。
為了減少導引銷62與孔部50h之滑動面之面積,且,為了將導引銷62自滑閥1之外部即第1空間及第2空間分離,導引銷62以貫通圓環狀氣缸80內之方式配置。
又,如此般,藉由在圓環狀氣缸80內配置導引銷62,可使可動閥板部50與可動閥框部60彼此滑順地滑動。
再者,只要可充分獲得導引銷之強度,則即便在具有大口徑之滑閥中,仍可防止可動閥框部60滑動之方向偏離。又,導引銷62即便在具有特殊之形狀之可動閥部40仍可藉由設定與流路正交之面內配置而適宜分散荷重,而可作為開閉動作更加良好之滑閥而應用。
[刮刷53、54]
在位於可動閥板部50之環狀凸部(突條)50d之徑向外側之第1外周面50f,設置有抵接於可動閥框部60之內周面之圓環狀之刮刷53。同樣地,在可動閥板部50之環狀凸部(突條)50d之徑向上作為第1外周面50f之內側之第2內周面50g,設置有抵接於可動閥框部60之外周面之圓環狀之刮刷54。
刮刷53、54具有藉由開閥動作及閉閥動作潤滑或清掃可動閥框部60之凹部60d之內周面之功能。
[中間大氣室55、56]
於藉由第2密封部51a、51b分隔之圓環狀氣缸80之表面,設置有作為大氣壓之空間(空隙)之中間大氣室55。同樣地,於藉由第3密封部52a、52b分隔之圓環狀氣缸80之表面,設置有作為大氣壓之空間(空隙)之中間大氣室56,而可獲得即便在圓環狀氣缸80之加壓中第1重密封破裂之情形下,仍可使壓縮空氣(驅動用氣體)朝向滑閥外部釋放,而防止壓縮空氣朝閥箱10之內部放出之構成。
同時,又,該等中間大氣室55、56之壓力可藉由連通路監視。亦即,以壓力計測定中間大氣室55、56之壓力之方式設置於滑閥1之外部且藉由連通路連接,而由使用者監視其壓力。
[連接銷部69、供給路41]
圖13係顯示位於連接銷之附近之構件之主要部分之放大圖。
於滑閥1,以圖中利用兩點鏈線所示般,形成有對圓環狀氣缸80供給驅動用氣體之供給路41。該供給路41以經由可動閥框部60之軀體內部、及中立閥部30之軀體內部、旋轉軸10之內部連通於設置於滑閥1之外部之未圖示之驅動用氣體供給裝置之方式設置。
於該供給路41,設置有連接銷部69,其即便在可動閥框部60與中立閥部30在流路方向之位置發生變化時,仍可在可動閥框部60與中立閥部30之間供給驅動用氣體地滑動連接。
連接銷部69包含:圓形剖面之孔部38,其在中立閥部30與流路方向平行地穿孔;及棒狀之連接銷68,其可轉動地嵌合於該孔部38。孔部38之內面38a之與開口側之內面38a相比底部側之內面38b縮徑,與此對應,連接銷68之徑尺寸亦相對於基部68a而前端68b縮徑。而且,在該徑尺寸變化之部分分別形成有階差38c、階差68c。
連接銷部69如圖中以兩點鏈線所示般,在其中心軸線附近形成有供給路41而成為管狀,連通有可動閥框部60之內部之供給路41。又,在連接銷68之前端面68d供給路41開口,在該前端面68d與孔部38之底部38d之附近之空間形成之加壓空間69a,連通有形成於中立閥部30軀體內之供給路41。
自驅動用氣體供給裝置供給之壓縮空氣經由中立閥部30之內部之供給路41朝空間69a噴出,且經由連接銷部69之內部之供給路41及可動閥框部60之內部之供給路41供給至圓環狀氣缸80。
在連接銷部69中,於連接銷68之外周面68a抵接有孔部38之內周面38a,且於連接銷68之外周面68b抵接有孔部38之內周面38b。
於連接銷68,設置有雙重密封部。
即便在孔部38內連接銷68在軸線方向(流路方向)移動之情形下,不是在成為加壓面之前端面68d與底面38d之間,而是在成為滑動方向之面,設置有雙重密封部。雙重密封部將被供給有驅動用之壓縮空氣而壓力高之空間即加壓空間69a、與例如連通於壓力低之空間之第2開口部12b之第2空間側遮斷。
密封部可確保加壓空間69a與中空部11之隔斷狀態。
具體而言,於連接銷68,形成有將連接銷68與孔部38之間進行密封之雙重密封部。在雙重密封部之構造中,將O型環等與埋設該O型環等之周設槽的圓環狀之粗密封部68f設置於外周面68a,將O型環等與埋設該O型環等之周設槽的圓環狀之小密封部68g設置於外周面68b。
同時,由階差68c及階差38c形成之圓環狀之中間大氣室69c設置於雙重密封之間,連通於未圖示之連通路42。藉此,可防止壓縮空氣朝閥箱10之內部噴出,而對滑閥1之內部、及第1空間、第2空間帶來不良影響。
特別是,在上述構造中,不是在成為加壓面且其距離發生變化之前端面68d與底面38d之間進行密封,而是在不直接成為加壓面且為滑動面而距離不變化之外周面68a與內周面38a及外周面68b與內周面38b之間進行密封。藉此,可維持更確實之密閉狀態。
根據如此之密封部68f、68g之構成,可獲得與上述圓環狀氣缸80之第2密封部(雙重密封部)51a、51b及第3密封部(雙重密封部)52a、52b以及導引銷62之構成相同之作用效果。
即便在孔部38內連接銷68在軸線方向(流路方向)移動中或移動而流路方向之相對位置發生變化之情形下,自驅動用氣體供給裝置供給之壓縮空氣經由中立閥部30之內部之供給路41朝空間69a噴出。壓縮空氣將經由該體積變化之空間69a,且經由連接銷部69之內部之供給路41及可動閥框部60之內部之供給路41穩定地供給至圓環狀氣缸80。
又,作為連接銷68之在圖13中位於上側之連接銷部69,而連接於可動閥框部60之浮動銷68A(連接銷)嵌合於貫通孔67。
連接銷部69在可動閥框部60具有與流路方向平行地被穿孔之圓形剖面之貫通孔67,具有凸緣部68Aa之棒狀之浮動銷68A可轉動且可在半徑方向微動,且傾斜為最小限度地嵌合於該貫通孔67。
貫通孔67之凸緣內面67a與凸緣部68Aa之徑尺寸對應,而具有較與可動閥框部60對向之孔部38之直徑更大之直徑。與該開口側之凸緣內面67a之直徑相比,氣體連接位置內面38b之徑更小。與該氣體連接位置內面67b相比,圖13中位於上側之貫通側之支持位置內面67c之直徑更小。與該支持位置內面67c之直徑相比,圖13中位於上側之貫通側之外側內面67d之直徑更大。
浮動銷68A之徑尺寸與貫通孔67之徑尺寸相對應。與凸緣部68Aa之直徑相比氣體連接部68Ab之直徑更小。與氣體連接部68Ab之直徑相比固定端68Ac之直徑更小。
於固定端68Ac,周設有固定槽68Ad。嵌合於該固定槽68Ad之墊圈等固定構件68Ae藉由抵接於貫通孔67之外側面67e而規製浮動銷68A之軸向(流路方向)之內側方向(圖示下方向)之移動,而將位置予以固定。
成為凸緣部68Aa之上側之密封面68Af與成為氣體連接部68Ab之上側之密封面68Ag在與對向之階差面67f及階差面67g之間設置有被設為O型環等之密封構件67h、67j。
浮動銷68A與固定端68Ac之固定構件68Ae以在密封面68Af及密封面68Ag之密封構件67h、67j處對向之方向上夾持可動閥框部60之方式固定。藉此,浮動銷68A以在圖13中被朝上側按壓之狀態,以在軸線方向(貫通孔67之長度方向)不移動之方式固定於可動閥框部60。
同時,浮動銷68A形成為密封構件67h被朝密封面68Af與階差面67f按壓而變形,且密封構件67j被朝密封面68Ag與階差面67g按壓而變形。
如此般,藉由浮動銷68A之被設為O型環等之密封構件67h、67j被朝階差面67f及階差面67g按壓而變形,而將氣體連接部68Ab、及連接位置內面67b部分進行密封。
[次序電路SQ]
圖14係顯示驅動次序機構之電路圖。
在本實施形態中,滑閥1如圖14所示般,具有次序電路SQ,其將自OP-IN埠供給之壓縮空氣供給至輸出點FR、輸出點sub-OP、輸出點sub-CL、輸出點main-OP、輸出點main-CL,進行中立閥體5之厚度伸縮(LOCK-FREE,閉合-自由)動作、旋轉驅動氣缸110及副缸體120之伸縮(OPEN-CLOSE,打開-關閉)動作。
在次序電路SQ中,輸出點FR連接於供給路41,輸出點sub-OP連接於壓力空間123,輸出點sub-CL連接於壓力空間122c,輸出點main-OP連接於伸壓力空間113,輸出點main-CL連接於縮壓力空間22c。
輸出點FR可在閥之閉合狀態被解除時,自供給路41對包含圓環狀氣缸(第2彈推部)80與主彈簧70之單向驅動氣缸供給中立閥體5之厚度收縮用之壓縮空氣地連接。
輸出點main-CL在閥之閉合狀態被解除時,以在可動閥部40之厚度收縮前,經由供給路(縮通氣口)22j朝縮壓力空間22c供給缸體長度收縮用之壓縮空氣,而將旋轉驅動氣缸110維持為收縮狀態之方式連接。
此處,若在閥被閉合時不在可動閥部40之收縮前維持關閉(CLOSE)旋轉狀態,則因可動閥部40之收縮而閥體旋轉位置成為不定狀態,而可動閥部40會因自體重量而移動,因此不令人滿意。
輸出點main-OP連接於旋轉驅動氣缸110。輸出點main-OP在閥之閉合狀態被解除時,在可動閥部40之厚度收縮後,可自OP-IN埠經由伸通氣口(供給路)114對伸壓力空間113供給缸體長度伸展用之壓縮空氣,而可使旋轉驅動氣缸110進行伸展動作。
輸出點sub-CL在閥之閉合狀態被解除時,在可動閥部40之厚度收縮前,自OP-IN埠經由通氣口122j對壓力空間122c供給收縮用之壓縮空氣,而使副缸體120進行收縮動作(CLOSE),且維持關閉狀態,而可實現常閉地連接。
輸出點sub-OP連接於副缸體120。輸出點sub-OP在閥之閉合狀態被解除時,在可動閥部40之厚度收縮前,自OP-IN埠經由通氣口124對壓力空間123供給壓縮空氣,而可使副缸體120進行伸縮(OPEN-CLOSE)動作。
次序電路SQ具有:滑軸閥(氣動式3通道滑軸閥)sp1V,其連接於OP-IN埠;速度控制閥NCV1,組合其單向閥與流量調整閥;滑軸閥(氣動式2通道滑軸閥)sp2V,其連接於滑軸閥sp1V之sp1V1,藉由來自速度控制閥NCV1之壓空而可切換;自速度控制閥NCV1朝輸出點FR順向連接之單向閥(止回閥)CV1與和其並列之限位開關閥cdS;保養維修開關mSW,其連接於單向閥CV1、滑軸閥sp2V之sp2V2、滑軸閥sp1V之sp1V2、sp1V3且被設為4通道閥;單向閥(止回閥)CV3,其自保養維修開關mSW朝輸出點main-OP順向連接。
在次序電路SQ中,保養維修開關mSW連接於輸出點FR、輸出點sub-OP、輸出點sub-CL、輸出點main-OP,滑軸閥sp2V之sp2V1連接於輸出點main-CL,在保養維修開關mSW與輸出點main-OP之間並聯連接有單向閥CV3。
滑軸閥sp1V藉由將驅動用壓縮空氣自OP-IN埠供給至氣動sp1V0側而可被導通/關斷(ON/OFF)切換地操作。
滑軸閥sp1V在來自OP-IN埠之信號為關斷時,以切斷來自OP-IN埠之流動之方式將經由保養維修開關mSW連接於輸出點sub-CL之流路sp1V2設為閉合狀態。滑軸閥sp1V構成為將經由保養維修開關mSW連接於輸出點sub-OP之流路sp1V3與經由滑軸閥sp2V及保養維修開關mSW連接於輸出點main-OP及輸出點main-CL之流路sp1V1與朝大氣(外部)連通。
又,滑軸閥sp1V構成為在來自OP-IN埠之信號為導通時,將自OP-IN埠分割為3個之流動分別連接於滑軸閥sp1V之流路sp1V1、流路sp1V2、流路sp1V3。
因此,滑軸閥sp1V具有缸體狀之殼體,其形成為分別貫通連通於來自OP-IN埠之3流路及外部之2個連通孔與流路sp1V1、流路sp1V2、流路sp1V3。在滑軸閥sp1V之構成中,可滑動之滑軸(閥體)插入殼體,藉由彈簧等之彈推部而將滑軸朝向氣動sp1V0側彈推。
在滑軸閥sp1V中,於滑軸(閥體)形成有與其表面對應之流路槽。與沿滑軸(閥體)之軸線之滑動位置相應,可將連通於來自OP-IN埠之3流路及外部的2個連通孔與流路sp1V1、流路sp1V2、流路sp1V3進行連接/切斷。
又,在與殼體(套管)之氣動sp1V0側相反側,設置有調整構件,其可接受彈簧等之彈推力,且可設定為可調整套管軸線方向之位置。
藉由調節將該調整構件固定於殼體之軸線方向之位置,而彈簧之彈推力發生變化,從而可在自氣動sp1V0側供給之壓力中,調節通道連接/切斷之臨限值。
藉此,在滑軸閥sp1V中,將來自OP-IN埠之朝氣動sp1V0之供給壓力預先設為特定值,可設定為即便在具有該值以下之壓力變動之情形下,仍不進行閥動作。
再者,可將對滑軸閥sp1V進行來自OP-IN埠朝氣動sp1V0之壓力施加設為滑軸之滑閥動作開始信號。即,可僅憑藉來自1段OP-IN埠之信號而進行閥動作。
速度控制閥NCV1連接於自滑軸閥sp1V之流路sp1V1分支之流路。速度控制閥NCV1中之壓縮空氣之流動係與滑軸閥sp2V中之壓縮空氣之流動並列。單向閥CV1之流路與保養維修開關mSW連接。從自單向閥CV1朝向保養維修開關mSW之流路分支之流路與滑軸閥sp2V之氣動sp2V0側連接。亦即,自單向閥CV1朝向保養維修開關mSW之流路與自單向閥CV1朝向氣動sp2V0側之流路為並列。
在速度控制閥NCV1中,組合有流量調整閥與單向閥,以在自滑軸閥sp1V之流路sp1V1朝向單向閥CV1及滑軸閥sp2V之氣動sp2V0側之方向上停止壓縮空氣之流動(單向閥之止回功能作用、反方向)之方式,並列連接有流量調整閥與單向閥。
滑軸閥sp2V在來自OP-IN埠之信號為導通時,藉由利用速度控制閥NCV1較滑軸閥sp1V延遲地供給至氣動sp2V0側之流動而被操作。
滑軸閥sp2V構成為在信號為導通時,使自滑軸閥sp1V之流路sp1V1分支為2個之流動與經由保養維修開關mSW可連接於輸出點main-OP之流路sp2V2連通,且將連接於輸出點main-CL之流路sp2V1朝大氣(外部)連通。
又,滑軸閥sp2V構成為在信號為關閉時,使自滑軸閥sp1V之流路sp1V1分支為2個之流動與連接於輸出點main-CL之流路sp2V1連通,且使經由保養維修開關mSW可連接於輸出點main-OP之流路sp2V2朝大氣(外部)連通。
單向閥CV1係使壓縮空氣朝正向(允許壓縮空氣之流動)流動,且不朝反方向(阻止壓縮空氣之流動)流動之止回閥。
單向閥CV1以自速度控制閥NCV1及滑軸閥sp2V之氣動sp2V0側朝向輸出點FR之側為正向,且與利用限位開關閥cdS連通之流動平行之方式並列連接。
單向閥CV3以自保養維修開關mSW朝向輸出點main-OP之側成為正向之方式並列連接。
保養維修開關mSW被設為在保養維修時使用之4通道,被設為下述構成,在不是保養維修而是在圖14中成為右側位置之通常時,將單向閥CV1與輸出點FR連通,將滑軸閥sp2V之流路sp2V2與輸出點main-OP連通,將單向閥CV3側閉合,將滑軸閥sp1V之流路sp1V2與輸出點sub-CL連通,將滑軸閥sp1V之流路sp1V3與輸出點sub-OP連通。
保養維修開關mSW在圖14中成為左側位置之保養維修時,構成為將單向閥CV1側閉合,將輸出點FR側朝大氣(外部)連通,將自滑軸閥sp2V之流路sp2V2經由單向閥CV3而朝成為單向閥CV3之正向之輸出點main-OP連通,將滑軸閥sp1V之流路sp1V2側閉合,將輸出點sub-CL側朝大氣(外部)連通,將滑軸閥sp1V之流路sp1V3側閉合,將輸出點sub-OP側朝大氣(外部)連通。
藉由該保養維修開關mSW,即便在保養維修作業中來自OP-IN埠之壓空不預期地降低之情形下,亦可以不會突然成為閥閉之方式維持閥閉位置E2(圖1)一定時間。
其次,說明次序電路SQ中之壓力狀態、及氣動狀態。
圖15~圖25係顯示次序電路SQ中之壓力狀態之圖,粗線表示高壓PHi狀態,細線表示低壓PLo狀態。
再者,在該等圖中,為了便於說明,而有將實際上同時發生之狀態顯示於不同圖式之情形。
首先,將滑閥1為閉合密閉之閉合-關閉(LOCK-CLOSE)狀態設為始狀態。
此時,可動閥部40處於閥閉位置E2(圖1)即關閉狀態,且成為可動閥部40之厚度成為最大之LOCK狀態(閉合狀態)。
在LOCK-CLOSE狀態中,作為壓力狀態,如圖15所示般,在輸入側,在供給壓縮空氣之1系統之輸入中,對用於進行閥動作之OP-IN埠不供給壓縮空氣而設為大致與大氣壓相同之低壓PLo狀態。
因此,如圖15所示般,由於滑軸閥sp1V之氣動sp1V0側亦為大氣壓,因此成為信號關斷狀態而藉由彈簧之彈推力,來自OP-IN埠之流路與流路sp1V2任一者皆成為切斷狀態。同時,流路sp1V1側及流路sp1V3側朝大氣(外部)連通。
藉此,成為僅於輸出點sub-CL和與其連通之滑軸閥sp1V之流路sp1V2儲存有壓縮空氣而進行動作之高壓PHi狀態。因此,雖然旋轉驅動氣缸110之縮壓力空間22c未被加壓,但在副缸體120中壓力空間122c被加壓而活塞122位於縮位置Pb。
又,儲存於壓力空間122c之壓縮空氣若經過一定時間則降低至大氣壓,但利用內置於可動閥部40之彈簧70之力可將閥旋轉位置維持為閉合狀態。
又,由於流路sp1V1朝大氣(外部)連通,因此滑軸閥sp2V之氣動sp12V0側亦成為大氣壓。因此,滑軸閥sp2V成為信號關斷狀態而藉由彈簧之彈推力,流路sp1V1與流路sp2V1朝大氣(外部)連通。
藉此,連通於流路sp2V1之輸出點main-CL朝大氣(外部)連通。在連接於輸出點main-CL之旋轉驅動氣缸110之縮壓力空間22c中未被供給壓縮空氣而成為大致與大氣壓相同之低壓PLo狀態。
由於流路sp1V1朝大氣(外部)連通,因此連接於流路sp1V1之單向閥CV1與限位開關閥cdS朝大氣(外部)連通。
同時,藉由活塞122位於縮位置Pb,而限位開關閥cdS與活塞122接觸而成為連通狀態。
除此以外,由於保養維修開關mSW為將連通於流路sp1V1之單向閥CV1與輸出點FR進行連通之關閉狀態,因此在輸出側,在連接於輸出點FR之圓環狀氣缸(第2彈推部)80中未被供給壓縮空氣而成為大致與大氣壓相同之低壓PLo狀態,藉由主彈簧70之彈推力而增大可動閥部40之厚度。
又,流路sp1V3朝大氣(外部)連通,除此以外,由於保養維修開關mSW為將流路sp1V3與輸出點sub-CL進行連通之關閉狀態,因此連接於流路sp1V3之輸出點sub-CL朝大氣(外部)連通。
因此,在副缸體120中於壓力空間123未被供給壓縮空氣而成為大致與大氣壓相同之低壓PLo狀態。
此處,在旋轉驅動氣缸110中,由於縮壓力空間22c與伸壓力空間113為相同之低壓PLo狀態,任一者皆為相同壓力,因此成為對活塞112不進行任何作用之狀態。
其次,在作為開動作而在閥開之命令變為打開之時機下,作為壓力狀態而切換為如圖16所示般,在輸入側,於OP-IN埠供給有壓縮空氣而成為超過動作之臨限值之高壓PHi狀態。
與此相伴,如圖16所示般,OP-IN埠、滑軸閥sp1V之氣動sp1V0側成為加壓狀態,滑軸閥sp1V之藉由加壓而產生之力大於彈簧之彈推力而在圖16中朝右方向移動,切換為信號導通狀態。
然後,如圖17所示般,在滑軸閥sp1V中,OP-IN埠與流路sp1V1、sp1V2、sp1V3任一者皆連通而成為相同壓力。
此處,流路sp1V2原本為高壓PHi狀態。又,在流路sp1V3及與其連通之輸出點sub-OP、副缸體120之壓力空間123中瞬間成為高壓PHi狀態,但由於原本流路sp1V2及壓力空間122c為高壓PHi狀態,因此活塞122不移動。
在流路sp1V1及與其連通之滑軸閥sp2V之流路sp2V1、輸出點main-CL、旋轉驅動氣缸110之縮壓力空間22c中,瞬間成為高壓PHi狀態,但旋轉驅動氣缸110之伸壓力空間113為低壓PLo狀態,而活塞112不移動。
同時,若流路sp1V1成為高壓PHi狀態,則藉由連接於流路sp1V1之速度控制閥NCV1,較滑軸閥sp1V之升壓延遲而滑軸閥sp2V之氣動sp2V0側之壓力逐漸上升,若超過臨限值,則滑軸閥sp2V之壓縮空氣之力大於彈簧之彈推力,而在圖17中朝右方向移動,切換為信號導通狀態。
又,若較來自OP-IN埠之信號導通延遲而滑軸閥sp2V之氣動sp2V0側之壓力上升,則同時,單向閥CV1、限位開關閥cdS、及與該等連接之輸出點FR之壓力上升,在滑軸閥sp1V之朝信號導通狀態切換時機延遲,而在連接於輸出點FR之圓環狀氣缸80中之壓力亦逐漸上升。
然後,如圖18所示般,在滑軸閥sp2V切換為信號導通狀態時,單向閥CV1、限位開關閥cdS、輸出點FR亦被加壓而成為高壓PHi狀態。連接於該輸出點FR之圓環狀氣缸80之壓力上升至高壓PHi狀態。
此時,伴隨著圓環狀氣缸80之壓力上升,與主彈簧70之彈推力相比氣缸之力變大,藉由可動閥板部50在方向B1滑動且可動閥框部60在方向B2滑動,而縮小可動閥部40之厚度方向之尺寸,朝閉合解除狀態進行動作,而成為FREE-CLOSE狀態。
此時,不開始可動閥部40之轉動動作,而維持閥閉位置(解除位置)E2。
同時,在切換為信號導通狀態之滑軸閥sp2V中,如圖19所示般,輸出點main-CL朝大氣(外部)連通,且輸出點main-OP連接於流路sp1V1。
藉此,連接於流路sp1V1之輸出點main-OP成為加壓狀態,朝大氣(外部)連通之輸出點main-CL成為與大氣壓相同之低壓PLo狀態。
然後,在連通於輸出點main-CL之旋轉驅動氣缸110之縮壓力空間22c中瞬間成為高壓PHi狀態,在連通於輸出點main-OP之旋轉驅動氣缸110之伸壓力空間113中,瞬間成為低壓PLo狀態,而在縮壓力空間22c與伸壓力空間113產生壓力差。
其結果為,在旋轉驅動氣缸110中,活塞112自縮位置Pb朝向伸位置Pa側開始移動,與活塞112一體之活塞122與限位開關閥cdS成為非接觸。
然後,限位開關閥cdS如圖20所示般,形成在圖20中成為右側位置之切斷狀態,在輸出點FR與滑軸閥sp2V之氣動sp2V0側之間僅憑藉單向閥CV1連接。此處,由於單向閥CV1為止回閥,因此在自輸出點FR朝向滑軸閥sp2V之氣動sp2V0側之方向,止回功能(反方向)不起作用,而流路不連通。藉此,輸出點FR、圓環狀氣缸80藉由單向閥CV1維持加壓狀態,而維持可動閥部40之厚度方向之尺寸縮小之狀態。
此時,隨著縮壓力空間22c之減壓、伸壓力空間113之加壓所致之活塞112之移動,而旋轉軸20及中立閥體5轉動,可動閥部40自閥閉位置(閉合解除位置)E2(圖1)朝向退避位置E1(圖1)進行旋轉動作,而成為FREE-OPEN狀態。
此處,在可動閥部40之旋轉動作中,即活塞112自縮位置Pb移動之期間,由於限位開關閥cdS為切斷狀態,且由於圓環狀氣缸80為加壓狀態,因此維持可動閥部40之厚度方向之尺寸縮小之狀態。即,可維持在可動閥體40之厚度縮小動作結束後進行旋轉軸20之旋轉動作之動作順序。
如此般,在滑閥1之開動作結束時,如圖20所示般,維持閥開之自由-打開(FREE-OPEN)狀態。
再者,滑閥1之開動作時之旋轉速度係由旋轉驅動氣缸110之活塞112自縮位置Pb朝向伸位置Pa側之移動速度而規定。
此處,在活塞112之移動之終端時,藉由與突起部112c對應之凹部111c及與連接部112d對應之空間22d之空氣緩衝襯墊之效果所致之空氣緩衝作用,作為緩衝槽118、119如所說明之空氣阻尼器般進行作用而將到達縮位置Pb及伸位置Pa時之速度進行緩和,而可防止衝擊所致之微粒產生。
再者,作為滑軸閥sp1V之壓力臨限值sp1P、與滑軸閥sp2V之壓力臨限值sp1P可如以下所述般設定其關係。
可設為:sp1P>sp2P。
該等壓力臨限值sp1P與壓力臨限值sp1P之設定藉由在滑軸閥sp1V、sp2V中,為了簡便而調節各自彈簧之彈推力來進行。具體而言,將該等值表述為絕對壓,可設為
壓力臨限值sp1P=0.45~0.50 MPa
壓力臨限值sp2P=0.38~043 MPa,但該等數值可根據閥之尺寸、開閉速度之設定等而進行變動。
其次,說明自開狀態之閉動作。
作為閉動作在閥閉之命令為打開,即在OP-IN埠之加壓狀態消失而不供給壓縮空氣而成為大致與大氣壓相同之低壓PLo狀態之時機下,作為壓力狀態如圖21所示般,OP-IN埠、滑軸閥sp1V之氣動sp1V0側成為低壓PLo狀態。藉此,滑軸閥sp1V藉由彈簧之彈推力而在圖21中朝左方向移動,切換為信號關斷狀態。
然後,如圖22所示般,在滑軸閥sp1V中,OP-IN埠與流路sp1V2成為切斷狀態,又,流路sp1V1及流路sp1V3任一者皆朝大氣(外部)連通而被減壓至低壓PLo狀態。此處,流路sp1V2及輸出點sub-CL、壓力空間122c維持高壓PHi狀態。
又,在流路sp1V3及與其連通之輸出點sub-OP、副缸體120之壓力空間123中瞬間被減壓至低壓PLo狀態。
同時,流路sp1V1及與其連通之滑軸閥sp2V之流路sp2V2、輸出點main-OP及與其連接之旋轉驅動氣缸110之伸壓力空間113被減壓至低壓PLo狀態。
與此相伴,藉由高壓PHi狀態之壓力空間122c與低壓PLo狀態之壓力空間123之壓力差,而活塞122開始自伸位置Pa朝向縮位置Pb側移動。此時,由於旋轉驅動氣缸110之縮壓力空間22c與伸壓力空間113成為相同之低壓PLo狀態,因此無作用於活塞112之壓力差,而不涉及朝移動之作用。
同時,若流路sp1V1成為低壓PLo狀態,則滑軸閥sp2V藉由彈簧之彈推力而在圖23中朝左方向移動,切換為信號關斷狀態。
此處,由於速度控制閥NCV1並列連接有速度控制用之針閥與止回閥,因此流路SP1V1之壓力降低無延遲,而導致流路SP2V0之壓力降低。即,雖然FREE動作時需要延遲,但由於在CLOSE狀態中不延遲,因此設為不具有延遲作用之構成。
藉此,如圖23所示般,經由保養維修開關mSW可連接於輸出點main-CL之流路sp2V1與流路sp1V1被連通,且經由保養維修開關mSW可連接於輸出點main-OP之流路sp2V2朝大氣(外部)連通。此時,由於旋轉驅動氣缸110之縮壓力空間22c與伸壓力空間113處於相同之低壓PLo狀態,因此對於活塞112之移動不起作用。
此處,在滑軸閥sp2V切換至信號關斷狀態時,如圖23所示般,較單向閥CV1及限位開關閥cdS更靠近流路sp1V1側被減壓而成為低壓PLo狀態。因此,由於較該單向閥CV1及限位開關閥cdS更靠近輸出點FR側,亦包含圓環狀氣缸80維持高壓PHi狀態,因此維持可動閥部40之厚度方向之尺寸縮小之狀態。
再者,在流路sp1V1成為低壓PLo狀態後,在滑軸閥sp2V藉由彈簧之彈推力朝圖之左方向之移動結束之期間內,由於流路sp2V2朝成為大致與大氣壓相同之低壓PLo狀態之流路sp1V1或大氣(外部)連通,因此任一狀態下皆進行減壓。
伴隨著該壓力空間122c之升壓、壓力空間123之減壓所致之活塞122之自伸位置Pa朝向縮位置Pb側之移動,而旋轉軸20及中立閥體5轉動,可動閥部40自退避位置E1(圖1)朝向閥閉位置(閉合解除位置)E2(圖1)進行旋轉動作,而成為FREE-CLOSE狀態。
然後,若可動閥部40之旋轉動作結束,到達閥閉位置(閉合解除位置)E2(圖1),則同時,活塞122到達縮位置Pb。藉此,在副缸體120中活塞122抵接於限位開關閥cdS,而如圖15所示般,形成圖15中之成為右側位置之連通狀態。
因此,輸出點FR經由限位開關閥cdS、流路sp2V0側、流路sp1V1、滑軸閥sp1V,連接於大致與大氣壓相同之低壓PLo狀態之OP-IN埠,而將圓環狀氣缸80減壓至低壓PLo狀態。藉此,藉由主彈簧70之彈推力而可動閥部40之厚度增大,在閥閉位置E2(圖1)處朝閉合狀態動作,而成為LOCK-CLOSE狀態。
如此般,藉由利用到達縮位置Pb之活塞122而限位開關閥cdS成為連通狀態,而可將圓環狀氣缸80形成減壓狀態,因此維持在旋轉軸20之旋轉動作結束後而進行可動閥體40之厚度增大閉合動作之動作順序。
同時,在滑閥1之閉動作結束時,如圖15所示般,可在閥閉位置維持閉合狀態。
進而,只要活塞122不自縮位置Pb移動,則維持限位開關閥cdS之連通狀態,因此輸出點FR維持減壓狀態,而不減少可動閥部40之厚度方向之尺寸。
此處,若OP-IN埠為減壓狀態,則可維持不減少該可動閥部40之厚度方向之尺寸之狀態,因此滑閥1不進行開動作,即便在無驅動用壓力空氣之供給之狀態下,仍可實現常閉。
如以上所述般,相對於被設為OP-IN埠之1系統之輸入,在FR、main-OP、main-CL、sub-OP、sub-CL之5個輸出點中,壓力狀態在不利用電性機構下,可控制閥之開閉動作。進而,設定該等之壓力狀態發生變化之順序,藉由依次實現閉合位置、閉合解除位置、退避位置之狀態,可迅速、且安全地進行滑閥1之動作,且可進行常閉動作。
藉由具有上述之次序電路SQ,而具有可動閥部40之旋轉移動動作、可動閥部40之升降動作(閉合/解除動作)之2次獨立之動作,轉動動作藉由氣缸110及副缸體120進行,且升降動作藉由氣缸80進行之滑閥1可使該等移動動作/升降動作連動。由於可將可動閥部40之移動動作及升降動作任一者皆不是在電性控制下進行,而是藉由被設為1系統之輸入利用機械之控制進行,因此可防止停電時之異常動作等而容易地進行常閉動作。
進而,在上述之次序電路SQ中,具有在保養維修作業中使用之保養維修開關mSW。
在保養維修時,如圖24所示般,將保養維修開關mSW自滑閥1之FREE-OPEN狀態設為在圖24中成為左側位置之導通狀態。
然後,如圖24所示般,輸出點FR被與單向閥CV1切斷而朝大氣(外部)連通,輸出點main-OP被單向閥CV3閉合(單向閥中之止回功能起作用,反方向),而輸出點sub-CL及輸出點sub-OP朝大氣(外部)連通。
藉此,輸出點sub-CL與輸出點sub-OP成為低壓PLo狀態,且輸出點main-OP維持高壓PHi狀態,而維持退避位置E1(圖1)之OPEN狀態,且朝中立可動閥體40之壓空供給因輸出點FR為大氣解放狀態,因此成為可拆裝中立可動閥體40之作業之狀態。再者,雖然此處未圖示,但藉由後述之保養維修用之緊固螺栓43之作用,即便在朝中立可動閥體40之來自輸出點FR之壓空供給被遮斷之狀態下,仍保持閥閉合位置。
此處,即便在保養維修作業中來自OP-IN埠之壓空不預期地降低之情形下,藉由單向閥CV3仍可維持輸出點main-OP之高壓PHi狀態,而可以不會突然成為閥閉之方式維持退避位置E1(圖1)一定時間。
如以上所述般,在本實施形態中,設置包含在流路方向可彼此分離接近之可動閥板部50與可動閥框部60的可動閥部40,於可動閥部40設置有將可動閥板部50與可動閥框部60朝向流路方向外側彈推之主彈簧70,於可動閥部40設置有使可動閥板部50與可動閥框部60朝向中空部11之流路方向之中央位置移動之圓環狀氣缸80,且設置有將可動閥框部60朝與中立閥部30接近之方向彈推之輔助彈簧90。藉此,將可動閥板部50與可動閥框部60朝閥箱之內面15a、15b按壓,藉由密封部61及反力傳遞部59而可確實地進行閥閉合。
又,藉由使可動閥板部50與可動閥框部60朝向中空部11之流路方向之中央位置移動,而可使可動閥體40以不與閥箱10接觸之方式轉動,與需要轉動以外之動作之機構相比可藉由小型且輸出小之驅動機構將可動閥體40移動至退避位置。
在該構成中,可藉由1個可動閥部40與3個彈推部70、80、90形成閥體。又,藉由配置於可動閥部40之周圍區域之主彈簧70之復原力而將可動閥板部50與可動閥框部60朝閥箱10之內面直接按壓,而可確實地閉閥。同樣地,藉由對配置於可動閥部40之周圍區域之圓環狀氣缸80供給之壓縮空氣之作用而使可動閥板部50與可動閥框部60自閥箱10之內面離開,而可確實地設為可轉動狀態而開閥。因此,在第1實施形態中,可實現一種具有簡單之構造,且可高信賴性地進行隔斷動作之滑閥。
再者,保養維修開關mSW可與後文說明之緊固螺栓43一起在保養維修時使用。
[緊固螺栓(緊固構件)43]
圖25係顯示位於本實施形態中之緊固構件之附近之構件之主要部分之放大圖。
緊固螺栓(緊固構件)43如圖25所示般,具有於外周面設置有公螺紋之前端部分43a。前端部分43a螺接於設置在緊固螺著部63之螺紋孔63a,該緊固螺著部63設置於可動閥框部60。緊固螺栓43以緊固螺栓43之軸線朝向可動閥體40之厚度方向、即與可動閥板部50及可動閥框部60之移動方向即方向B1或方向B2平行之方向之方式設定。
緊固螺栓43之中央部分43b具有與前端部分43a大致相同之直徑,可軸向移動地貫通設置於緊固螺著部63之貫通孔57b,該緊固螺著部63設置於可動閥板部50。中央部分43b之直徑尺寸設為小於貫通孔57b之直徑尺寸,以即便當該等構件在軸向相對移動時亦互不接觸之方式形成。
緊固螺栓43之基端部分43c為螺栓頭,具有較前端部分43a及中央部分43b大之直徑。前端部分43a之抵接面43d藉由抵接於前端部分43a所對向之緊固部57中之貫通孔57b之外側之抵接面57d,而可規製緊固螺栓43與可動閥板部50在流路方向之變動位置。
於緊固螺栓43,在前端部分43a之較螺設有公螺紋之部分更前端位置,周設有卡止用槽43e。於該卡止用槽43e,嵌合有墊圈等擋環(卡止構件)43f。藉由擋環43f抵接於螺紋孔63a之外側面63f,而可規製緊固螺栓43在軸向(流路方向)之內側方向(圖示下方向)之移動。以即便緊固螺栓43旋轉,緊固螺栓43亦不會自可動閥框部60脫離之方式,由擋環43f將緊固螺栓43進行卡止。
擋環(卡止構件)43f不只是單純地使緊固螺栓(緊固構件)43不脫出,而且在可動閥板部50與可動閥框部60之緊固解除之狀態下,可使緊固螺栓43長期不鬆動,且保持位置。即,由於擋環(卡止構件)43f需要穩定地負擔緊固軸力,因此較佳為將E形擋環、或C型擋環用作擋環43f。再者,亦可根據擋環之類型而採用具有與卡止用槽43e之形狀相對應之形狀之擋環。又,亦可將銷型之卡止構件用作卡止構件。該情形下,可固定於設置在緊固螺栓43之徑向之卡止孔而取代卡止用槽43e。
緊固螺栓43之長度以下述程度較長地設定,即在擋環43f抵接於外側面63f之狀態下,即便可動閥部40成為最大厚度,前端部分43a側之抵接面43d不會抵接於與抵接面43d對向之緊固部57中之貫通孔57b之外側之抵接面57d。又,在可動閥部40成為最小厚度之情形下,藉由緊固螺著部63與緊固螺著部63之對向之抵接面63g、抵接面57g相抵接,而進行可動閥板部50與可動閥框部60之位置規製。即,相對於被螺接之緊固螺栓43,可動閥板部50在方向B1可移動至抵接面57g抵接於抵接面63g之位置,且,在方向B2可移動至抵接面57d抵接於抵接面43d之位置。
因此,藉由將緊固螺栓43相對於螺紋孔63a旋轉而將緊固長度變化,而可規製可動閥板部50之移動範圍,亦即可規製可動閥板部50與可動閥框部60在流路方向之位置。特別是,藉由氣缸80產生大於主彈簧70之彈推力之力,在可動閥部40之厚度縮小之狀態下,以抵接面57d抵接於抵接面43d之方式轉動緊固螺栓。藉此,即便在停止氣缸80之驅動之狀態下,仍可維持可動閥部40之厚度縮小之狀態。藉此,可在保養維修時等將中立閥體以不與閥箱10接觸之方式在自由之狀態下進行轉動。
又,緊固螺栓43為了較被設置複數個主彈簧70之彈推力而氣缸之力變大而穩定地維持可動閥部40之厚度縮小之狀態,而在平面觀察下繞可動閥部40在流路方向相對於配置有複數個主彈簧70之中心位置將該緊固螺栓43對稱地配置。
具體而言,可動閥部40之形狀在流路方向之平面觀察下為大致圓形,在可動閥部40之最外周即第1周圍區域40a複數個主彈簧70以位於同心狀之位置之方式配置。該情形下,複數個緊固螺栓43以相對於複數個主彈簧70之配置成為同心狀之方式配置,且,以複數個主彈簧70之間隔與複數個緊固螺栓43之間隔成為相等之方式將緊固螺栓43之個數設為與主彈簧70之個數相同。
在上述之構成中,作為一例,可舉出主彈簧70之彈推力為全部相等之情形。另一方面,在複數個主彈簧之彈推力為不均等之情形下,較佳為以高效地接受不均等之彈推力,而將可動閥部40之厚度尺寸之縮小幅度在中立閥體之面方向之整體中成為相等之方式設置緊固螺栓。
藉此,相對於主彈簧70之彈推力始終起作用之可動閥部40,無需另外準備縮小可動閥部40之厚度之冶具,而可進行包含中立閥部30與可動閥部40之中立閥體之拆卸。
進而,藉由設置擋環43f,而可排除在保養維修時,在將緊固螺栓43拆卸後丟失之風險。
再者,在本實施形態中,需要將副缸體120之直徑設為大於主旋轉驅動氣缸110之直徑。此係緣於因絕熱膨脹而壓力空間122c、壓力空間123之壓力自體小於來自輸出點sub-CL、輸出點sub-OP之供給壓,為了進行動作而需要面積之故。
在設定如此之缸體110、120之形狀之後,若對伸壓力空間(第2壓力空間)113與壓力空間(第3壓力空間)122c此兩者供給壓空,則可藉由自壓力空間(第3壓力空間)122c朝活塞112、122之作用力保持關閉狀態不變。
此時,在藉由對壓力空間(第4壓力空間)123同時進行加壓後,方可取消副缸體120之存在而使旋轉驅動氣缸110動作。
進而,在彈簧式單向驅動缸體之情形下,由於彈簧力常時產生,而需要較閥體動作所需之力矩進一步加上相當於彈簧之彈推力之份額之力矩。因此,原理上而言缸體之面積需要成為一倍以上。
然而,在本實施形態之使用副活塞120之情形下,由於無如彈簧力般常時作用之取消力,因此主旋轉驅動氣缸110之缸徑為所需最小限度即可。
另一方面,在副缸體120中,亦可藉由在不增大面積下將長度加長而擴大內部空間121b之體積,從而可保持絕熱膨脹後之必要之壓力。
[產業上之可利用性]
本發明可廣泛地應用於在真空裝置等中切換隔斷連結真空度、溫度或氣體環境等性質不同之2個空間之流路的狀態、及開放該隔斷狀態之狀態之用途,以及在將隔斷狀態開放之情形下,控制開度之用途之滑閥。
1‧‧‧滑閥
5‧‧‧中立閥體
10‧‧‧閥箱
11‧‧‧中空部
12a‧‧‧第1開口部
12b‧‧‧第2開口部
14‧‧‧外殼
14A‧‧‧密封外殼
14Aa‧‧‧密封部
14Ab‧‧‧密封部
14Ac‧‧‧密封部
14Ad‧‧‧中間大氣室
14B‧‧‧圓筒外殼、外殼
14Bb‧‧‧外殼
14Bc‧‧‧路徑
14C‧‧‧蓋體外殼
14Cc‧‧‧路徑
14D‧‧‧蓋體
14He‧‧‧洩漏流路
15a‧‧‧內面
15b‧‧‧內面
16B‧‧‧軸承
17‧‧‧流體路徑環
17a‧‧‧外周面
17b‧‧‧內周面
17c‧‧‧徑向環路徑
17d‧‧‧槽
17e‧‧‧密封構件
17f‧‧‧密封構件
17g‧‧‧密封構件
17h‧‧‧密封構件
17j‧‧‧密封構件
17k‧‧‧密封構件
17p‧‧‧槽
18‧‧‧流體路徑環
18a‧‧‧外周面
18b‧‧‧內周面
18c‧‧‧徑向環路徑
18d‧‧‧槽
18e‧‧‧密封構件
18f‧‧‧密封構件
18g‧‧‧槽
18h‧‧‧密封構件
18j‧‧‧密封構件
18k‧‧‧密封構件
18p‧‧‧槽
20‧‧‧旋轉軸
20a‧‧‧一端、一端面
20b‧‧‧外周面、表面
20c‧‧‧(蓋體之)另一端
21‧‧‧小齒輪、公螺紋(緊固具)
21A‧‧‧貫通孔、公螺紋(緊固具)
22‧‧‧齒條構件、齒條
22a‧‧‧齒條齒
22c‧‧‧縮壓力空間(第1壓力空間)、縮伸壓力空間
22d‧‧‧齒條收納空間(空間)、收納空間
22g‧‧‧空間、內部空間
22h‧‧‧內部空間、空間
22j‧‧‧供給路(縮通氣口)、通氣口
22He‧‧‧洩漏空間
22m‧‧‧齒條收納空間(空間)
25‧‧‧軸向軸內路徑、軸向路徑、路徑
26‧‧‧軸向軸內路徑、軸向路徑、路徑
27‧‧‧徑向軸內路徑
27He‧‧‧軸向洩漏流路
28‧‧‧徑向軸內路徑
30‧‧‧中立閥部
30a‧‧‧圓形部
30A‧‧‧一面側
30b‧‧‧旋轉部
30B‧‧‧另一面側
31‧‧‧母螺紋(緊固具)
31He‧‧‧空間、空氣積存空間
38‧‧‧孔部
38a‧‧‧內面、內周面
38b‧‧‧內面、內周面
38c‧‧‧階差
38d‧‧‧底部
40‧‧‧可動閥部、可動閥體
40a‧‧‧第1周圍區域
40b‧‧‧第2周圍區域
41‧‧‧供給路
42‧‧‧連通路
42A‧‧‧第2連通路
43‧‧‧緊固螺栓(緊固構件)
43a‧‧‧前端部分
43b‧‧‧中央部分
43c‧‧‧基端部分
43d‧‧‧抵接面
43e‧‧‧卡止用槽
43f‧‧‧擋環(卡止構件)
50‧‧‧可動閥板部、第2可動閥部
50a‧‧‧凹部
50b‧‧‧滑動面
50c‧‧‧內周曲柄部
50d‧‧‧凸部、環狀凸部(突條)
50f‧‧‧第1外周面
50g‧‧‧第2內周面
50h‧‧‧孔部
51a‧‧‧第2重密封部、雙重密封部、第2密封部
51b‧‧‧第1重密封部、第2密封部、雙重密封部
52a‧‧‧第2重密封部、第3密封部、雙重密封部
52b‧‧‧第1重密封部、第3密封部、雙重密封部
53‧‧‧刮刷
54‧‧‧刮刷
55‧‧‧中間大氣室
56‧‧‧中間大氣室
57‧‧‧緊固部
57b‧‧‧貫通孔
57d‧‧‧抵接面
57g‧‧‧抵接面
59‧‧‧突條、反力傳遞部
60‧‧‧可動閥框部、第1可動閥部
60a‧‧‧凹部
60b‧‧‧滑動面
60c‧‧‧外周曲柄部
60d‧‧‧凹部
60f‧‧‧第1內周面
60g‧‧‧第2外周面
61‧‧‧密封部、第1密封部、主密封部
62‧‧‧導引銷
63‧‧‧緊固螺著部
63a‧‧‧螺紋孔
63f‧‧‧外側面
63g‧‧‧抵接面
65‧‧‧位置規製部
65a‧‧‧前端
67‧‧‧貫通孔
67a‧‧‧凸緣內面
67b‧‧‧氣體連接位置內面
67c‧‧‧支持位置內面
67d‧‧‧外側內面
67f‧‧‧階差面
67g‧‧‧階差面
67h‧‧‧密封構件
67j‧‧‧密封構件
68‧‧‧連接銷
68a‧‧‧基部、外周面
68A‧‧‧浮動銷(連接銷)
68Aa‧‧‧凸緣部
68Ab‧‧‧氣體連接部
68Ac‧‧‧固定端
68Ad‧‧‧固定槽
68Ae‧‧‧固定構件
68Af‧‧‧密封面
68Ag‧‧‧密封面
68b‧‧‧前端、外周面
68B‧‧‧(連接銷之)前端
68c‧‧‧階差
68d‧‧‧前端面
68f‧‧‧粗密封部、密封部
68g‧‧‧小密封部、密封部
69‧‧‧連接銷部
69a‧‧‧加壓空間、空間
69c‧‧‧中間大氣室
70‧‧‧主彈簧、第1彈推部、彈簧、彈推部
80‧‧‧圓環狀氣缸、閉合解除氣缸、第2彈推部、氣缸、彈推部
90‧‧‧輔助彈簧、第3彈推部、彈推部
91‧‧‧連接構件
92‧‧‧螺釘
93‧‧‧突起部
93a‧‧‧第1接觸面
93b‧‧‧第1接觸面
93c‧‧‧第2接觸面
93d‧‧‧第2接觸面
93e‧‧‧第1傾斜面
93f‧‧‧第1傾斜面
93m‧‧‧端面
95‧‧‧凹部
95a‧‧‧第3接觸面
95A‧‧‧凹部
95b‧‧‧第3接觸面
95B‧‧‧槽、凹部
95c‧‧‧第4接觸面
95d‧‧‧第4接觸面
95e‧‧‧第2傾斜面
95f‧‧‧第2傾斜面
95m‧‧‧端面
96a‧‧‧第1平行面
96b‧‧‧第1平行面
97a‧‧‧第2平行面
97b‧‧‧第2平行面
98‧‧‧開口
100‧‧‧旋轉軸驅動機構
110‧‧‧旋轉驅動氣缸(驅動機構、旋轉氣缸、缸體)
111‧‧‧缸體本體(外殼)
111a‧‧‧一端側
111b‧‧‧內部空間、內面
111c‧‧‧凹部
111s‧‧‧軸孔
112‧‧‧活塞
112a‧‧‧一面側(第1面)
112b‧‧‧另一面側(第2面)、一面側
112c‧‧‧突起部
112d‧‧‧突起部(連接部)
113‧‧‧伸壓力空間(第2壓力空間)、壓力空間
114‧‧‧伸通氣口(供給路)、通氣口
115a‧‧‧內周面
115B‧‧‧滑動軸承(軸承)
115C‧‧‧滑動軸承(軸承)
116‧‧‧連通槽(槽)
118‧‧‧緩衝槽(縮緩衝槽)
119‧‧‧緩衝槽(伸緩衝槽)
119a‧‧‧控制緩衝流路、流路
119b‧‧‧控制用孔
119c‧‧‧控制銷
120‧‧‧副缸體、缸體
121b‧‧‧內部空間
122‧‧‧活塞
122a‧‧‧一面側(第1面)
122b‧‧‧另一面側
122c‧‧‧壓力空間(第3壓力空間)
122j‧‧‧通氣口
122s‧‧‧軸
123‧‧‧壓力空間(第4壓力空間)
124‧‧‧通氣口
A1‧‧‧符號、方向
A2‧‧‧符號(朝向)
B1‧‧‧箭頭、符號、方向
B2‧‧‧符號、方向
cdS‧‧‧限位開關閥(旋轉動作結束檢測開關閥)
C‧‧‧軸線(長度方向)、軸心(軸中心線)
CV1‧‧‧單向閥(止回閥)
CV3‧‧‧單向閥(止回閥)
E1‧‧‧退避位置
E2‧‧‧閥閉位置、解除位置、閉合解除位置
FR‧‧‧輸出點
H‧‧‧流路方向
L‧‧‧軸
L1‧‧‧作用線(延長線)
L2‧‧‧作用線(延長線)
LL‧‧‧軸線
main-CL輸出點
main-OP輸出點
mSW‧‧‧保養維修開關
NCV1‧‧‧速度控制閥
OP-IN‧‧‧埠
P1‧‧‧交點
P2‧‧‧交點
Pa‧‧‧伸位置
Pb‧‧‧縮位置
Q‧‧‧(滑動軸承之)中心線
S‧‧‧嚙合部分
sp1V‧‧‧滑軸閥(氣動式3通道滑軸閥)
sp1V0‧‧‧氣動
sp1V1‧‧‧流路
sp1V2‧‧‧流路
sp1V3‧‧‧流路
sp2V‧‧‧滑軸閥(氣動式2通道滑軸閥)
sp2V0‧‧‧氣動/流路
sp2V1‧‧‧流路
sp2V2‧‧‧流路
SQ‧‧‧次序電路
sub-CL‧‧‧輸出點
sub-OP‧‧‧輸出點
t1‧‧‧第1間隔
t2‧‧‧第2間隔
圖1係顯示本發明之第1實施形態之滑閥之構成之橫剖面圖。
圖2係顯示本發明之第1實施形態之滑閥之構成之縱剖面圖,係顯示閥體配置於可退避動作之位置之情形之圖。
圖3係顯示位於圖2中之圓環狀氣缸之附近之構件之主要部分之放大圖。
圖4係顯示本發明之第1實施形態之滑閥之構成之縱剖面圖,係閥體配置於閥閉位置之情形之圖。
圖5係顯示位於圖4中之主彈簧之附近之構件之主要部分之放大圖。
圖6係顯示本發明之第1實施形態之滑閥之構成之縱剖面圖,係顯示閥體配置於退避位置之情形之圖。
圖7A係將位於本發明之第1實施形態之滑閥之旋轉軸及流體路徑環之附近之構件之主要部分放大而顯示之圖,係沿旋轉軸之徑向之剖面圖。
圖7B係將位於本發明之第1實施形態之滑閥之旋轉軸及流體路徑環之附近之構件之主要部分放大而顯示之圖,係沿旋轉軸之軸向之剖面圖。
圖8係顯示本發明之第1實施形態之旋轉軸驅動機構之剖面圖(伸位置)。
圖9係顯示本發明之第1實施形態之旋轉軸驅動機構之剖面圖(縮位置)。
圖10係顯示齒條構件、及滑動軸承之主要部分放大剖面圖。
圖11係顯示齒條構件與小齒輪之嚙合部分之主要部分放大剖面圖。
圖12A係顯示旋轉軸與中立閥體之卡合部分之主要部分之放大圖,係沿旋轉軸之徑向之剖面圖。
圖12B係顯示旋轉軸與中立閥體之卡合部分之主要部分之放大圖,係沿旋轉軸之軸向之剖面圖。
圖13係顯示位於連接銷之附近之構件之主要部分之放大圖。
圖14係顯示本發明之第1實施形態之驅動次序機構之電路圖。
圖15係顯示圖14所示之驅動次序機構之壓力狀態之圖。
圖16係顯示圖14所示之驅動次序機構之壓力狀態之圖。
圖17係顯示圖14所示之驅動次序機構之壓力狀態之圖。
圖18係顯示圖14所示之驅動次序機構之壓力狀態之圖。
圖19係顯示圖14所示之驅動次序機構之壓力狀態之圖。
圖20係顯示圖14所示之驅動次序機構之壓力狀態之圖。
圖21係顯示圖14所示之驅動次序機構之壓力狀態之圖。
圖22係顯示圖14所示之驅動次序機構之壓力狀態之圖。
圖23係顯示圖14所示之驅動次序機構之壓力狀態之圖。
圖24係顯示圖14所示之驅動次序機構之壓力狀態之圖。
圖25係顯示位於本發明之第1實施形態之緊固構件之附近之構件之主要部分之放大圖。

Claims (3)

  1. 一種滑閥,其具有: 閥箱,其具有中空部、及以隔著前述中空部彼此對向之方式設置而成為連通之流路的第1開口部及第2開口部; 中立閥體,其配置於前述閥箱之前述中空部內且可將前述第1開口部閉合;及 旋轉軸,其使前述中立閥體在將前述中立閥體設為相對於前述第1開口部為閉合狀態之閥閉合位置、與將前述中立閥體設為自前述第1開口部退避之開放狀態之閥開放位置之間旋動; 旋轉裝置,其包含使前述旋轉軸旋轉之齒條小齒輪及將前述齒條小齒輪驅動之旋轉氣缸; 閉合解除驅動部,其包含進行將前述中立閥體之閉合解除之動作之閉合解除氣缸;以及 次序電路,其可使解除前述中立閥體之閉合之動作與前述中立閥體之旋轉動作依次動作;且 前述旋轉氣缸具有: 活塞,其可與前述旋轉氣缸一體地動作; 第1及第3壓力空間,其等串聯配置於前述活塞之動作方向,可將前述活塞進行閉動作;以及 第2壓力空間及第4壓力空間,其等可將前述活塞進行開動作; 前述次序電路具有: 氣動式3通道滑軸閥; 氣動式2通道滑軸閥; 速度控制閥,其組合有單向閥及流量調整閥; 止回閥;及 旋轉動作結束檢測開關閥,其與前述止回閥並聯設置,可在將前述閉合解除氣缸之閉合壓力設為穩定之狀態下維持前述閉合壓力直至結束前述中立閥體之前述旋轉動作為止; 前述次序電路: 當前述滑閥因1系統之驅動壓縮空氣供給而打開時,於前述閉合解除氣缸之驅動結束之際,將前述第1壓力空間設為非加壓狀態,將前述第2壓力空間設為加壓狀態,將前述第3壓力空間及前述第4壓力空間設為加壓狀態,而使前述旋轉氣缸之開動作開始, 當前述滑閥因解除前述驅動壓縮空氣供給而關閉時,將前述第1壓力空間及前述第2壓力空間設為非加壓狀態,將前述第3壓力空間設為加壓狀態之密閉保持狀態,將前述第4壓力空間設為非加壓狀態,而使前述旋轉氣缸之閉動作開始,且在前述旋轉動作結束時使前述閉合解除氣缸之閉合動作開始。
  2. 如請求項1之滑閥,其中前述次序電路具有: 作為4通道閥之保養維修開關,其在前述閥開放位置之保養維修時作動,將前述第1壓力空間、第3壓力空間、第4壓力空間、及前述閉合解除氣缸設為非加壓狀態,且將前述第2壓力空間維持為加壓狀態;及 止回閥。
  3. 如請求項1或2之滑閥,其中前述次序電路: 在前述氣動式3通道滑軸閥中,僅將連接對前述第3壓力空間供給驅動用壓力空氣之供給源之流路設為兩通閥。
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