TWI512222B - 無滑動型閘閥 - Google Patents

Description

無滑動型閘閥

本發明係有關被安裝於半導體處理裝置中的真空腔室，且被使用在將與該真空腔室連通的開口進行開閉的閘閥，更詳細而言，係有關能夠將前述開口無滑動開閉的無滑動型閘閥。

於半導體處理裝置中，使用將與真空腔室連通的開口進行開閉的閘閥。一般而言此閘閥係具有：將開口進行開閉的閥板、被連結在該閥板的閥軸、以及被連結在該閥軸的汽缸，以該汽缸對前述閥軸進行操作，使前述閥板之閥密封對前述開口周圍的閥座面進行接觸或分離將該開口加以開閉。

前述閘閥係具有，將前述閥軸以一點作為支點傾動藉此將閥板進行開閉操作的方式、以及使前述閥軸及閥板相對於閥座面進行垂直移動藉此將該閥板進行開閉操作的方式。

其中，在將閥軸傾斜對閥板進行開閉操作之方式的閘閥，在前述閥密封與閥座面接觸後，為了獲得既定之推壓力而繼續閥軸的傾動時，因閥板對閥座面往沿著該閥座面之方向移位，而有前述閥密封和閥座面之間發生摩擦，或是閥密封在裝設溝內旋轉，發生摩耗粉對閥之清淨化造成不良影響之虞。

相對於此，使閥軸及閥板相對於閥座面垂直移動而將該閥板開閉操作之方式的閘閥，因為在閥密封和閥座面之間不會發生摩擦，所以不用擔心摩耗粉的發生。下述專利文獻1揭示有：閥密封和閥座面之間不發生摩擦之無滑動的閘閥。此閘閥係在汽缸的驅動桿(推進軸)和閥軸(閥棒)之間中介有複数連桿和凸輪從動件和導引溝，使閥板從開放位置相對於該開口周圍之閥座面平行移動到與開口對向的位置為止後，藉由相對於該閥座面垂直移動來關閉前述開口。

專利文獻1 日本特開平11-351419號公報

然而，前述專利文獻1所揭示之閘閥，由於使前述閥板相對於閥座面垂直移動的機構，是將複數連桿和凸輪從動件和導引溝加以組合所構成，因此其缺點為零件數多且構造複雜，動作亦較複雜。

本發明之目的在於提供一種無滑動型閘閥，係僅將使用凸輪之簡單機構中介於汽缸之驅動桿和閥軸和之間，便可使前述閥軸及閥板相對於閥座面垂直移動來對開口進行開閉。

為達成前述目的，依據本發明係提供一種無滑動型閘閥，係具有：被收容在具有開口的閥箱內的閥板、被安裝在該閥板的閥密封、被連結在前述閥板的閥軸、以及驅動桿被連結在該閥軸的汽缸，藉由在該汽缸移動前述閥軸， 使前述閥板從與前述開口非對向的全開位置，經過與前述開口相對向的對向位置，移動至將閥密封緊壓在前述開口周圍之閥座面而封閉該開口的閉鎖位置，其特徵為：此閘閥係具有：將前述驅動桿和閥軸可相對移位地進行連結的連結機構、及將前述閥板及閥軸從前述全開位置朝向對向位置與前述閥座面平行移動的平行移動機構、以及將前述閥板及閥軸從前述對向位置朝向閉鎖位置而相對於前述閥座面垂直移動的垂直移動機構，前述連結機構係具有：被固定在前述驅動桿的桿臂、被固定在前述閥軸的槓桿構件、以及被介設在該槓桿構件與前述桿臂之間的壓縮彈簧，前述平行移動機構係具有：在前述桿臂被固定成與前述槓桿構件之左側面和右側面分別相對面之左右一對的凸輪架、與前述閥座面平行地形成於各凸輪架之導引溝、以及被裝設於左右一對輥架而嵌合於前述導引溝的導引輥，前述輥架固定在安裝有前述閥箱之閥帽，前述垂直移動機構係具有：形成於前述一對凸輪架各個且相對於前述閥座面朝傾斜方向的凸輪溝、以及分別安裝在前述槓桿構件之左側面和右側面而嵌合於前述凸輪溝的凸輪輥。

於本發明較佳為在前述一對凸輪架分別形成有一個前述導引溝和兩個前述凸輪溝，在前述槓桿構件之左側面和右側面分別裝設有兩個前述凸輪輥。

該場合中，較佳為前述導引溝與前述閥軸之軸線形成平行，且前述兩個凸輪溝和嵌合於該凸輪溝的前述兩個凸輪輥，係於前述閥軸之軸線方向被配設為兩段。

於本發明中也可在前述凸輪架之寬度方向的一半側形成有前述導引溝，在前述凸輪架之寬度方向的另一半側形成有前述凸輪溝，或者亦可在前述凸輪架之與前述輥架相對向的外面形成有前述導引溝，在前述凸輪架之與前述槓桿構件相對向的內面形成有前述凸輪溝。

在本發明中，較佳為前述導引溝係一端開口的溝，在前述左右輥架分別安裝有複數前述導引輥，在前述閥板之全開位置至少一個的導引輥嵌合於前述導引溝，在前述閥板之對向位置及閉鎖位置全部導引輥嵌合於前述導引溝。

在本發明的其中一個實施方式中，被配設為兩段的前述凸輪溝，係靠近前述閥板之第1凸輪溝及遠離前述閥板之第2凸輪溝，前述第1凸輪溝和第2凸輪溝之相對於前述閥軸之軸線的傾斜角度為相互相等。

在本發明的其他實施方式中，被配設為兩段的前述凸輪溝，係靠近前述閥板之第1凸輪溝及遠離前述閥板之第2凸輪溝，且該第2凸輪溝係具有前述相對於閥軸之軸線的傾斜角度相互不同之第1溝部分及第2溝部分，該第2溝部分係位於較前述第1溝部分離閥板更遠的位置，該第2溝部分之傾斜角度較前述第1凸輪溝相對於閥軸之軸線的傾斜角度更大。

在本發明中，也可前述汽缸以被固定在前述閥帽之狀態分別在前述閥軸之左側和右側各設有一個，在從兩個汽缸延伸出的兩個前述驅動桿安裝有前述桿臂，汽缸外殼兼作為前述輥架。

本發明之閘閥由於其為閥板相對於閥座面垂直移動來使閥密封對該閥座面接觸或分離的方式，所以不會在該閥密封和閥座面之間生發生摩擦，或是閥密封在裝設溝內旋轉，而能夠確實地防止摩耗粉產生。

而且，由於將前述閥板的開閉動作，藉由使用凸輪之簡單機構中介於驅動桿和閥軸之間，只以汽缸之直進動作實現，因此操作機構的構造簡單且零件數量較少，密封力也較大。

第1至第8圖係表示本發明有關之無滑動型閘閥的第1實施方式。此閘閥1A係被安裝在半導體處理裝置之真空腔室來將與該真空腔室連通的開口加以開閉，且具有：具有前述開口3的閥箱2、被收容在該閥箱2內的閥板5、被安裝在該閥板5的閥密封6、被連結在前述閥板5的閥軸7、以及在該閥軸7連結有驅動桿9的汽缸8，以該汽缸8使前述閥軸7移動，藉此使前述閥板5位於以下位置：與前述開口3非對向的位置使該開口3全開的全開位置(參照第1圖左半部及第4圖)、與前述開口3對向但未封閉的對向位置(參照第1圖右半部及第5圖)、及使閥密封6緊壓前述開口3周圍之閥座面10來封閉該開口3的閉鎖位置(參照第6圖及第7圖)。

前述閥箱2係如由第1圖及第4圖所瞭解般為四角形箱形，在相對之前後壁2a、2b形成有橫長矩形之前述開 口3和開口4，在該閥箱2內部，收容有用來將前方之壁2a之開口3開閉之橫長矩形的前述閥板5。

於前述前方之壁2a內面，形成有由包圍前述開口3之矩形或是長圓形之平坦面所構成的前述閥座面10，且於前述之閥板5之前面，裝設有抵接於前述閥座面10來將前述開口3封閉之矩形或是橢圓形前述閥密封6。

於前述閥板5之中央部，連結有圓柱狀之前述閥軸7的上端，該閥軸7之下端部，係貫通在前述閥箱2之底部被氣密地固定的閥帽11的中央之筒部11a、從前述閥箱2向下延伸出，於該下端部固定具有矩形之剖面形狀的槓桿構件12。該槓桿構件12之下端部從前述閥軸7的下端部微稍往下方突出。前述閥軸7之軸線L1與前述閥座面10平行。

在前述閥帽11之筒部11a的端部朝該筒部11a之內周側突出的方式被安裝之環狀的安裝構件15、以及在前述閥軸7之外周與前述閥板5靠近的位置被安裝之環狀的安裝構件16處，氣密連結有藉由前述閥軸7之上下動而伸縮的伸縮管17之一端和另一端，而以此伸縮管17將閥箱2內部從外部完全遮斷。

在前述閥帽11下面的隔著前述閥軸7相對位置，兩個前述汽缸8係安裝成使驅動桿9之軸線L2朝向與前述閥軸7之軸線L1平行的姿勢。前述汽缸8係具有：外周面之形狀為矩形的汽缸外殼21、於該汽缸外殼21內部在前述軸線L2方向被滑動自如地收容的活塞22、以及上端 被連結在該活塞22的前述驅動桿9，前述汽缸外殼21之上端被固定在前述閥帽11，且前述驅動桿9從被安裝在該汽缸外殼21下端的端板23向下延伸出。

在從前述兩個汽缸8延伸出的兩個驅動桿9、9下端，固定有板狀之桿臂24的一端和另一端。此桿臂24係在前述閥軸7及槓桿構件12之下端更下方位置水平延伸，在該桿臂24的中央上面所形成之凹狀的彈簧座24a、以及前述槓桿構件12的下面中央所形成之凹狀的彈簧座12a之間，介設有壓縮彈簧25。

參照第3圖，在前述桿臂24上面，左右一對凸輪架28、28以分別與前述槓桿構件12之左側面及右側面相對面之方式固定成與前述閥軸7之軸線L1平行，且各凸輪架28形成為：使一個導引溝29和兩個凸輪溝30a、30b貫穿該凸輪架28的狀態。

前述導引溝29在前述凸輪架28之寬度方向的一半側，與前述閥軸7之軸線L1平行地形成，該導引溝29上端朝外部開口。該導引溝29之溝寬在整個全長為固定。此導引溝29亦可在前述凸輪架28之朝向前述汽缸8側的外面側，形成為未貫穿該凸輪架28之狀態。

另一方面，前述凸輪溝30a、30b係相對於前述閥軸7之軸線L1傾斜之固定溝寬的直線狀的溝，且越往下方越逐漸往靠近前述閥座面10的方向傾斜。然後，兩個凸輪溝30a、30b在前述凸輪架28之寬度方向的另一半側，相互往相同方向傾斜相同角度藉此以相互平行的姿勢，於前 述閥軸7之軸線L1方向被兩段配設。

前述兩個汽缸8、8之汽缸外殼21的朝向前述閥軸7側之內側面，分別安裝有嵌合於前述導引溝29之兩個相同大小的導引輥31a、31b。該兩個導引輥31a、31b被配置在上下隔離的位置，於前述閥板5及閥軸7位於前述全開位置時，僅下方第1導引輥31a嵌合於前述凸輪架28之導引溝29，且前述閥板5及閥軸7朝著前述對向位置移動時，在該對向位置附近前述第2導引輥31b與前述導引溝29嵌合，藉由此導引輥31a、31b，在前述閥軸7之軸線L1與前述閥座面10保持平行的狀態，該閥軸7及閥板5從前述全開位置到前述對向位置為止與前述閥座面10平行移動。

所以，前述凸輪架28和導引溝29和導引輥31a、31b，係用以將前述閥軸7及閥板5從前述全開位置朝向對向位置來與前述閥座面10平行移動的平行移動機構。

此外，前述汽缸外殼21的其中一部分兼作為用以安裝前述導引輥31a、31b的輥架。因而，於以下說明中，亦有將汽缸外殼21之安裝有前述導引輥31a、31b的部分稱為「輥架32」。但是，此輥架32亦可與前述汽缸外殼21以個別構件形成。

另外，在前述槓桿構件12之左側面及右側面，分別安裝有嵌合在前述凸輪架28的兩個凸輪溝30a、30b的兩個凸輪輥33a、33b。該兩個凸輪輥33a、33b，被配置在上下隔離之位置，而被個別嵌合在前述兩個凸輪溝30a、 30b，在前述全開位置及對向位置被以前述壓縮彈簧25之彈簧力推壓至各凸輪溝30a、30b上端。

然後，在藉由後述之停止機構使前述閥軸7停止於前述對向位置的狀態，前述凸輪架28上升時，藉由前述凸輪溝30a、30b的上升，前述凸輪輥33a、33b被傾斜之該凸輪溝30a、30b推壓往接近前述閥座面10的方向相對於該閥座面10垂直移動，而且隨之前述閥軸7及閥板5亦往相同方向移動，前述閥板5之閥密封6被推壓在前述閥座面10而讓該閥板5位於前述閉鎖位置。

所以，前述凸輪溝30a、30b和凸輪輥33a、33b，係用以將前述閥軸7及閥板5相對於前述閥座面10垂直移動的垂直移動機構。

前述停止機構係由被安裝在前述槓桿構件12的停止輥36，以及形成在前述輥架32的抵接部37所構成。

前述停止輥36係同軸狀安裝在上方之第1凸輪輥33a的外側，且形成比該第1凸輪輥33a小徑。但是，該停止輥36亦可與前述第1凸輪輥33a同徑。

前述抵接部37如由第8圖所瞭解般，被形成在前述輥架32之內側面所形成的凹溝38的上端部，且在該凹溝38內嵌合有前述停止輥36。前述凹溝38係與前述閥軸7之軸線L1平行延伸，前述閥軸7從前述全開位置往前述對向位置移動時，前述停止輥36抵接前述抵接部37來使前述閥軸7停止在該位置。

前述抵接部37形成有相對於前述閥座面10垂直之平 坦面37a、前述停止輥36抵接該抵接部37之後前述閥軸7從前述對向位置移動至閉鎖位置時，該停止輥36能夠對前述抵接部37，在與前述閥軸7相同方向沿前述平坦面37a移動。因此，於前述凹溝38之上端部，形成有用以承接移動後之前述停止輥36的橫溝部38a。

在此，在前述桿臂24和槓桿構件12之間所介設的前述壓縮彈簧25，係具有能夠支撐前述閥板5和閥軸7及槓桿構件12之重量的彈簧力，以此彈簧力將前凸輪輥33a、33b推往凸輪溝30a、30b的上端，藉此在前述閥板5從前述全開位置往對向位置移動時使前述閥軸7和桿臂24一體化，在前述閥板5從前述對向位置往前述閉鎖位置移動之際被壓縮而容許前述閥軸7和桿臂24相對地移動。因而，該壓縮彈簧25係與前述槓桿構件12及前述桿臂24，一起構成使前述閥軸7和驅動桿9以可相對移位的方式連結的連結機構。

接下來，針對具有前述構成之閘閥1A的動作進行說明。第1圖左半部及第4圖，係前述閥板5處於從開口3遠離而退避至閥箱2之下端部的全開位置的狀態。此時，汽缸8的驅動桿9向下完全伸展，閥軸7及閥板5位於下降至最大限度的位置，以前述壓縮彈簧25之彈簧力各凸輪輥33a、33b被推壓至各凸輪溝30a、30b的上端，藉此前述驅動桿9和閥軸7，透過前述桿臂24和凸輪架28及槓桿構件12而成為一體化的狀態，另外，兩個導引輥31a、31b之中下方的第1導引輥31a嵌合於導引溝29 內，且前述停止輥36係從抵接部37遠離而位於凹溝38的下部。

此外，於以下說明中，將相互為固定關係之前述驅動桿9和桿臂24及凸輪架28稱為「桿側組件」，同樣地將固定關係的前述槓桿構件12和閥軸7和閥板5稱為「軸側組件」。

從前述全開位置之狀態，將汽缸8之上部埠8a朝外部開放並且對下部埠8b供給壓縮空氣使前述驅動桿9上升時，前述桿側組件和軸側組件係相互成為一體而上升，且如第1圖右半部及第5圖所示般，前述閥板5到達與開口3對向但閥密封6從閥座面10遠離的前述對向位置。

此時，於前述桿側組件及軸側組件之上升初期中，如第4圖所示般，以嵌合於導引溝29之下方第1導引輥31a來導引凸輪架28，藉此在前述閥軸7之軸線L1與前述閥座面10保持平行狀態下，進行前述桿側組件及軸側組件之對於前述閥座面10的平行移動。接著，前述桿側組件及軸側組件接近前述對向位置時，如第5圖所示般，前述第2導引輥31b亦嵌合於前述導引溝29，藉由該兩個導引輥31a、31b來導引前述桿側組件及軸側組件之平行移動。

前述桿側組件及軸側組件到達前述對向位置時，如在第8圖虛線所示般，前述停止輥36抵接前述凹溝38上端之抵接部37，藉此使前述軸側組件停止於該位置。然而，之後前述桿側組件仍對壓縮彈簧25壓縮而繼續進一步上 升，所以形成在前述凸輪架28之凸輪溝30a、30b對於前述凸輪輥33a、33b上升。因此，該凸輪輥33a、33b被推壓在傾斜之前述凸輪溝30a、30b的溝壁朝靠近前述閥座面10的方向往該閥座面10垂直移動，前述軸側組件亦與該凸輪輥33a、33b一起往相同方向移動，所以如第6圖及第7圖所示般，前述閥板5之閥密封6被緊壓在前述閥座面10而使前述開口3閉鎖，該閥板5位於閉鎖位置。

此時，前述桿側組件之從前述對向位置往閉鎖位置的移動，以兩個導引輥31a、31b導引凸輪架28，藉此與前述閥座面10平行地進行，另外，前述閥密封6被推壓在閥座面10時之反作用力，透過前述凸輪架28由前述兩個導引輥31a、31b所承受。

另外，前述停止輥36如第8圖中以實線所示般，沿著前述抵接部37之平坦面37a往與前述第1凸輪輥33a相同方向移動，被收容在前述橫溝部38a內。

此外，前述閥板5位於前述閉鎖位置時，前述凸輪輥33a、33b不一定須要移動至抵接在前述凸輪溝30a、30b下端的位置，亦可隨著閥密封6之押壓力停止在比該凸輪溝30a、30b之下端更前方位置。

將前述閘閥1A開放時，係使前述汽缸8之下部埠8b朝外部開放的同時將壓縮空氣供給到上部埠8a，藉此進行與前述閘閥1A閉鎖時相反的動作。

此時，最初在以前述壓縮彈簧25之彈簧力使前述停止輥36抵接於抵接部37的狀態下，因為在前述桿側組件 下降的同時前述壓縮彈簧25逐漸伸展，所以前述凸輪架28及凸輪溝30a、30b下降而前述凸輪輥33a、33b往垂直遠離閥座面10的方向移動，因此前述閥密封6亦對該閥座面10垂直遠離，前述桿側組件往第1圖右半部及第5圖所示之對向位置移動。

接著，前述驅動桿9進一步下降，藉此前述桿側組件和軸側組件成為一體而移動至第1圖左半部及第4圖的全開位置。

如此一來前述閘閥1A由於其方式為閥板5相對於閥座面10垂直移動來使閥密封6對該閥座面10接觸或分離，所以不會在該閥密封6和閥座面10之間生發生摩擦，或是閥密封6在裝設溝內旋轉，而能夠確實地防止摩耗粉產生。

而且，將相對於前述閥板5之前述閥座面10的垂直方向之開閉動作，藉著將利用凸輪溝30a、30b和凸輪輥33a、33b之簡單的方向變換機構介於驅動桿9和閥軸7之間，藉汽缸8之直進動作來實現，因而用於開閉操作的構造簡單且零件數也不須太多。

第9圖及第10圖係表示本發明相關之閘閥的第2實施方式，此第2實施方式之閘閥1B與前述第1實施方式之閘閥1A不同之處在於：構成停止機構之停止輥36及抵接部37之中，前述停止輥36與槓桿構件12所安裝的上下兩個凸輪輥33a、33b之中下方的第2凸輪輥33b安裝在相同軸上，前述抵接部37係由輥架32下端之凹段部40 所形成，以及伸縮管17的配置不同。

換言之，前述凹段部40係將前述輥架32之內側面下端部的一部分形成凹狀缺口，且將其一部分成為前述抵接部37及平坦面37a。

另外，前述伸縮管17，其上端與閥帽11之內周面所固定之環狀的安裝構件41氣密連結，該伸縮管17之下端，氣密連結於與閥軸7一體之槓桿構件12上端。

此第2實施方式之前述以外的結構及動作與前述第1實施方式實質上相同，所以對主要相同構成部分給予與第1實施方式相同符號，省略其說明。

第11圖至第16圖係表示本發明有關之閘閥的第3實施方式，此第3實施方式之閘閥1C與前述第1實施方式之閘閥1A不同的部分，其結構為：用以構成平行移動機構的導引溝29及導引輥31a、31b、用以構成垂直移動機構的凸輪溝30a、30b及凸輪輥33a、33b、以及構成停止機構之停止輥36及抵接部37。因此，於以下說明中，針對該等水平移動機構和垂直移動機構及停止機構之相關結構進行說明。

如第11圖及第12圖所示般，被固定在桿臂24的一對凸輪架28各個，在其外側面和內側面之相互背向位置形成有前述導引溝29和凸輪溝30a、30b。換言之，在前述凸輪架28之與輥架32相對面的外側面，一個導引溝29沿著閥軸7之軸線L1而在上下方向形成，在前述凸輪架28之與槓桿構件12相對面的內側面，傾斜之兩個凸輪溝 30a、30b在上下兩段形成。前述凸輪溝30a、30b及導引溝29的深度，比前述凸輪架28的厚度一半淺。前述導引溝29和凸輪溝30a、30b的位置，在凸輪架28之寬度方向相互錯開亦可。

而且，在前述輥架32之內側面，安裝有嵌合在前述導引溝29的兩個導引輥31a、31b，在前述槓桿構件12之外側面，安裝有個別嵌合在前述兩個凸輪溝30a、30b的兩個凸輪輥33a、33b。

前述凸輪架28係固定在靠近偏前述桿臂24之寬度方向的一端的位置，為了與該凸輪架28對應，前述導引輥31a、31b及凸輪輥33a、33b亦被安裝在靠近偏前述輥架32及槓桿構件12之寬度方向一端的位置。

另外，於前述輥架32之內側面，在未與前述凸輪架28競合之位置安裝有停止輥36，於前述槓桿構件12之左右兩側面，在與前述停止輥36對應之位置形成有上面為水平之平坦面37a的突出部12b，藉由此突出部12b形成抵接前述停止輥36的抵接部37。

前述以外的結構係實質上與前述第1實施方式相同，因此對主要相同構成部分給予與第1實施方式相同符號，省略其說明。

前述第3實施方式之閘閥1C的閉閥動作，與前述第1實施方式之閘閥1A相同，藉由從第11圖左半部及第13圖所示之全開位置的狀態，經過第11圖右半部及第14圖所示之對向位置的狀態，到第15圖及第16圖所示之閉鎖 位置的狀態來進行，開閥動作循著與此相反的路徑來進行。

此時，藉由前述導引溝29及導引輥31a、31b，使對桿側組件及軸側組件之閥座面10的平行移動受到導引，藉由前述凸輪溝30a、30b及凸輪輥33a、33b，使對軸側組件之閥座面10的垂直移動受到導引。此點亦與前述第1實施方式的閘閥1A相同。

另一方面，針對構成停止機構之停止輥36及抵接部37，固定於前述閥軸7的槓桿構件12從前述全開位置上升至對向位置時，形成在該槓桿構件12的前述抵接部37上面抵接在輥架32上安裝的前述停止輥36，使該槓桿構件12在此位置停止。然後，藉前述垂直移動機構之作用使閥軸7朝向閉鎖位置移動時，前述槓桿構件12對於前述停止輥36往前述閉鎖位置之方向相對地移動。

第17圖及第18圖係簡略表示第4實施方式之閘閥1D的重要部分的側面圖。此第4實施方式之閘閥1D與前述第1至第3實施方式之閘閥1A-1C的不同點，在於凸輪溝30a、30b的形狀，尤其是第2凸輪溝30b的形狀，藉由將此第2凸輪溝30b的形狀與前述第1至第3實施方式之閘閥1A-1C的第2凸輪溝30b的形狀不同，將閥板5開閉操作之汽缸(未圖示)所須推力減少。以下，針對此第4實施方式之閘閥1D與前述第1至第3實施方式之閘閥1A-1C的不同結構進行說明。

如第17圖所示般，在凸輪架28，於閥軸7之軸線L1 方向上兩段配設兩個前述凸輪溝30a、30b，在該凸輪溝30a、30b，分別嵌合有在槓桿構件12安裝的兩個凸輪輥33a、33b。

前述兩個凸輪溝30a、30b之中，靠近閥板5的第1凸輪溝30a係具有固定溝寬度之直線狀的溝，且該第1凸輪溝30a相對於前述軸線L1的傾斜角度為θ。此外，於圖示之實施方式中，因為前述凸輪架28之側面28a與閥軸7之軸線L1為平行，所以將相對於此側面28a之溝壁的傾斜角度以第1凸輪溝30a之傾斜角度θ表示。此點與以下所說明之第2凸輪溝30b相同。

另一方面，離前述閥板5較遠之前述第2凸輪溝30b，係具有溝寬度彼此相同而傾斜角度彼此不同之第1溝部分30c和第2溝部分30d，位於靠近閥板5側之前述第1溝部分30c的傾斜角度θ1，比前述第1凸輪溝30a之傾斜角度θ小，位於離閥板5較遠側之前述第2溝部分30d的傾斜角度θ2，比前述第1凸輪溝30a的傾斜角度θ大。但是，前述第1溝部分30c之傾斜角度θ1亦可與第1凸輪溝30a之傾斜角度θ相等。

針對此第4實施方式之閘閥1D以外的結構與前述第1至第3實施方式之閘閥1A-1C的任一個結構係實質上相同。因而，對前述以外的結構之中於第17圖及第18圖所表示的部分，賦予與第1至第3實施方式之閘閥1A-1C相同符號，針對該閘閥1D之作用在下述進行說明。

第17圖係表示：閥板5位於與閥箱2之開口3相對 向但未封閉該開口3之位置亦即對向位置的狀態。此時，一體關係之閥板5和閥軸7及槓桿構件12係被限制繼續往上上升的狀態，前述兩個凸輪輥33a、33b之中第1凸輪輥33a，係位於前述第1凸輪溝30a之上端部，第2凸輪輥33b，係位於第2凸輪溝30b之前述第1溝部分30c的上端部，被安裝在輥架(未圖示)的兩個導引輥31a、31b，係嵌合於前述凸輪架28所形成的導引溝29內。

從第17圖之狀態，藉由汽缸來驅動的前述凸輪架28，受到嵌合在導引溝29的前述導引輥31a、31b導引而往軸線L1方向上升時，如第18圖所示般，前述凸輪輥33a、33b被傾斜之凸輪溝30a、30b推壓往圖的左方向移動，所以前述槓桿構件12和閥軸7及閥板5成為一體而在閥座面10的方向相對於該閥座面10垂直移動，而且閥密封6被壓接在前述閥座面10而使前述開口3被閉鎖，前述閥板5位在閉鎖位置。此時，第2凸輪輥33b位在第2凸輪溝30b之前述第2溝部分30d內。

接著，針對由前述閥板5來閉鎖開口3時對前述凸輪架28所作用的汽缸之推力，一邊與第1至第3實施方式的閘閥1A-1C的場合及第4實施方式之閘閥1D的場合做比較一邊進行以下說明。

第19圖係在前述第1至第3實施方式之閘閥1A-1C中，閥板5位於將開口3閉鎖之閉鎖位置的場合之重要部分的側面圖。此時，開口3側係大氣壓P1、閥板5的背面側係真空壓P2。

在該圖中，將對於閥座面10之閥密封6的壓接力設為W、將從閥座面10之中央到對於第1凸輪輥33a作用有第1凸輪溝30a之力的作用點T1為止的距離設為D1、從該作用點T1到對於第2凸輪輥33b作用有第2凸輪溝30b之力的作用點T2為止的距離設為D2，施加在前述作用點T2之荷重W2為W2=W×D1/D2，施加在前述作用點T1之荷重W1，在與前述W2反方向為W1=W+W2。

另外，以汽缸之推力Fc推壓的前述凸輪架28，由於在第1凸輪溝30a之前述作用點T1承受到前述荷重W1，所以在前述作用點T1之相反側的溝壁和第1凸輪輥33a之間產生小縫隙。因此，前述第1凸輪溝30a所致之與閥座面10平行方向之力F1，係F1=-W1×tanθ，此係對於前述推力Fc的反力。

另一方面，第2凸輪溝30b之前述作用點T2，則在與前述第1凸輪溝30a之作用點T1相反的溝壁側，該第2凸輪溝30b所致之與閥座面10平行方向之力F2，係F2=+W2×tanθ，此係作用在前述推力Fc相同方向。因而，汽缸之必要推力Fc，成為Fc=F1-F2。

對此，第4實施方式之閘閥1D的場合，如第18圖所示般，藉由使第2凸輪輥33b位於第2凸輪溝30b之第2溝部分30d內，該第2凸輪溝30b所致之與閥座面10平行方向的力F2' ，成為F2' =+W2×tanθ2。在此，由於θ2>θ，所以即使前述W、W1、W2、D1、D2的關係與第19圖之場合相同，前述力F2' 比第19圖之F2大，因此汽缸 之所須推力Fc' =F1-F2' 之值，比第19圖之Fc的值小。

此結果，作為前述汽缸，能夠使用比第1至第3實施方式之場合推力小的小型汽缸。

另外，在前述閥板5移動至前述閉鎖位置，閥板5之背面側為真空壓P2且開口3側為大氣壓P1之場合，藉由閥密封6的壓接力W的增加使施加在前述作用點T1、T2的荷重W1、W2增加而使凸輪架28若干下降，而且閥密封6的壓縮量減少，但是相互往反方向作用之力F1和F2' 的差F1-F2' 較小，因此前述凸輪架28的下降量係小到能夠忽略的程度，閥密封6之壓縮量減少亦極少，所以能夠進一步抑制洩漏。

此外，在前述各實施方式中，為了閥板5之開閉操作而設置兩個汽缸8，但亦可僅設置一個汽缸，而在此汽缸之驅動桿連結前述桿臂24。

另外，於前述各實施方式中，在左右之輥架32分別安裝有兩個導引輥31a、31b，但此導引輥亦可以在各輥架32安裝三個以上，在閥板5之全開位置使除了一部分之導引輥以外之至少一個導引輥嵌合於凸輪架28的導引溝29，且在前述閥板5之對向位置及閉鎖位置使剩下的導引輥與前述導引溝29嵌合，藉此使全部的導引輥嵌合於該導引溝29。

另外，亦可將前述第1實施方式的閘閥之伸縮管17的配置適用在前述第2實施方式的閘閥，相反地，亦可將前述第2實施方式的閘閥之伸縮管17的配置適用在第1 實施方式及第3實施方式的閘閥。

而且，未在真空狀態使用閘閥的場合中，亦可省略前述伸縮管。

1A、1B、1C、1D‧‧‧閘閥

2‧‧‧閥箱

2a、2b‧‧‧前後壁

3、4‧‧‧開口

5‧‧‧閥板

6‧‧‧閥密封

7‧‧‧閥軸

8‧‧‧汽缸

8a‧‧‧上部埠

8b‧‧‧下部埠

9‧‧‧驅動桿

10‧‧‧閥座面

11‧‧‧閥帽

11a‧‧‧筒部

12‧‧‧槓桿構件

12a‧‧‧彈簧座

12b‧‧‧突出部

15、16‧‧‧安裝構件

17‧‧‧伸縮管

21‧‧‧汽缸外殼

22‧‧‧活塞

23‧‧‧端板

24‧‧‧桿臂

24a‧‧‧彈簧座

25‧‧‧壓縮彈簧

28‧‧‧凸輪架

28a‧‧‧側面

29‧‧‧導引溝

30a、30b‧‧‧凸輪溝

30c‧‧‧第1溝部分

30d‧‧‧第2溝部分

31a、31b‧‧‧導引輥

32‧‧‧輥架

33a、33b‧‧‧凸輪輥

36‧‧‧停止輥

37‧‧‧抵接部

37a‧‧‧平坦面

38‧‧‧凹溝

38a‧‧‧橫溝部

40‧‧‧凹段部

41‧‧‧安裝構件

L1‧‧‧閥軸之軸線

L2‧‧‧驅動桿之軸線

θ、θ1、θ2‧‧‧傾斜角度

第1圖係表示本發明有關閘閥之第1實施方式的沿第2圖之I-I線的剖面圖，左半部係表示閥板位於開閥位置的狀態、右半部係表示閥板位於對向位置的狀態。

第2圖係沿第1圖之II-II線的剖面圖。

第3圖係將第1圖之重要部分加以分解表示的立體圖。

第4圖係第1圖之左半部側的縱剖面圖。

第5圖係第1圖之右半部側的縱剖面圖。

第6圖係表示閥板位於閉鎖位置的狀態，與第1圖之右半部相同的剖面圖。

第7圖係第6圖的縱剖面圖。

第8圖係表示閥板位於閉鎖位置時之停止輥和抵接部的位置關係的重要部分之側面圖。

第9圖係表示本發明有關閘閥之第2實施方式的與第1圖同樣的剖面圖，左半部係表示閥板位於開閥位置的狀態、右半部係表示閥板位於對向位置的狀態。

第10圖係於第9圖中閥板移動至閉鎖位置之狀態的縱剖面圖。

第11圖係表示本發明有關閘閥之第3實施方式的沿 第12圖之XI-XI線的剖面圖，左半部係表示閥板位於開閥位置的狀態、右半部係表示閥板位於對向位置的狀態。

第12圖係沿第11圖之XII-XII線的剖面圖。

第13圖係第11圖之左半部側的縱剖面圖。

第14圖係第11圖之右半部側的縱剖面圖。

第15圖係表示閥板位於閉鎖位置的狀態，與第11圖之右半部相同的剖面圖。

第16圖係第15圖的縱剖面圖。

第17圖係本發明有關之閘閥的第4實施方式重要部分簡略化表示之側面圖，且表示閥板位於對向位置的狀態。

第18圖係表示閥板從第17圖的位置往閉鎖位置移動之狀態的側面圖。

第19圖係為了與第18圖對比，而表示在第1至第3實施方式之閘閥中閥板位於對向位置的狀態的側面圖。

1A‧‧‧閘閥

2‧‧‧閥箱

3‧‧‧開口

5‧‧‧閥板

6‧‧‧閥密封

7‧‧‧閥軸

8‧‧‧汽缸

8a‧‧‧上部埠

8b‧‧‧下部埠

9‧‧‧驅動桿

10‧‧‧閥座面

11‧‧‧閥帽

11a‧‧‧筒部

12‧‧‧槓桿構件

12a‧‧‧彈簧座

15‧‧‧安裝構件

16‧‧‧安裝構件

17‧‧‧伸縮管

21‧‧‧汽缸外殼

22‧‧‧活塞

23‧‧‧端板

24‧‧‧桿臂

24a‧‧‧彈簧座

25‧‧‧壓縮彈簧

28‧‧‧凸輪架

30b‧‧‧凸輪溝

31a、31b‧‧‧導引輥

33a、33b‧‧‧凸輪輥

36‧‧‧停止輥

37‧‧‧抵接部

38‧‧‧凹溝

L1‧‧‧閥軸的軸線

L2‧‧‧軸線

Claims (9)

1. 一種無滑動型閘閥，係具有：被收容在具有開口的閥箱內的閥板、被安裝在該閥板的閥密封、被連結在前述閥板的閥軸、以及驅動桿被連結在該閥軸的汽缸，藉由在該汽缸移動前述閥軸，使前述閥板從與前述開口非對向的全開位置，經過與前述開口相對向的對向位置，移動至將閥密封緊壓在前述開口周圍之閥座面而封閉該開口的閉鎖位置，其特徵為：前述閘閥係具有：將前述驅動桿和閥軸可相對移位地進行連結的連結機構、將前述閥板及閥軸從前述全開位置朝向對向位置與前述閥座面平行移動的平行移動機構、以及將前述閥板及閥軸從前述對向位置朝向閉鎖位置而相對於前述閥座面垂直移動的垂直移動機構，前述連結機構係具有：被固定在前述驅動桿的桿臂、被固定在前述閥軸的槓桿構件、以及被介設在該槓桿構件與前述桿臂之間的壓縮彈簧，前述平行移動機構係具有：在前述桿臂被固定成與前述槓桿構件之左側面和右側面分別相對面之左右一對的凸輪架、與前述閥座面平行地形成於各凸輪架之導引溝、以及被裝設於左右一對輥架而嵌合於前述導引溝的導引輥，前述輥架固定在安裝有前述閥箱之閥帽，前述垂直移動機構係具有：形成於前述一對凸輪架各個且相對於前述閥座面朝傾斜方向的凸輪溝、以及分別安裝在前述槓桿構件之左側面和右側面而嵌合於前述凸輪溝 的凸輪輥。
2. 如申請專利範圍第1項所述之閘閥，其中，在前述一對凸輪架分別形成有一個前述導引溝和兩個前述凸輪溝，在前述槓桿構件之左側面和右側面分別裝設有兩個前述凸輪輥。
3. 如申請專利範圍第2項所述之閘閥，其中，前述導引溝係與前述閥軸之軸線形成平行，且前述兩個凸輪溝和嵌合於該凸輪溝的前述兩個凸輪輥，係於前述閥軸之軸線方向被配設為兩段。
4. 如申請專利範圍第2項或第3項所述之閘閥，其中，在前述凸輪架之寬度方向的一半側形成有前述導引溝，在前述凸輪架之寬度方向的另一半側形成有前述凸輪溝。
5. 如申請專利範圍第2項或第3項所述之閘閥，其中，在前述凸輪架之與前述輥架相對向的外面形成有前述導引溝，在前述凸輪架之與前述槓桿構件相對向的內面形成有前述凸輪溝。
6. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之閘閥，其中，前述導引溝係一端開口的溝，在前述左右輥架分別安裝有複數前述導引輥，在前述閥板之全開位置至少一個的導引輥嵌合於前述導引溝，在前述閥板之對向位置及閉鎖位置全部導引輥嵌合於前述導引溝。
7. 如申請專利範圍第3項所述之閘閥，其中，被配設為兩段的前述凸輪溝，係靠近前述閥板之第1凸輪溝及遠 離前述閥板之第2凸輪溝，前述第1凸輪溝和第2凸輪溝之相對於前述閥軸之軸線的傾斜角度為相互相等。
8. 如申請專利範圍第3項所述之閘閥，其中，被配設為兩段的前述凸輪溝，係靠近前述閥板之第1凸輪溝及遠離前述閥板之第2凸輪溝，該第2凸輪溝係具有相對於前述閥軸之軸線的傾斜角度相互不同之第1溝部分及第2溝部分，該第2溝部分係位於較前述第1溝部分離閥板更遠的位置，該第2溝部分之傾斜角度較前述第1凸輪溝相對於閥軸之軸線的傾斜角度更大。
9. 如申請專利範圍第1項至第3項之任一項所述之閘閥，其中，前述汽缸以被固定在前述閥帽之狀態分別在前述閥軸之左側和右側各設有一個，在從兩個汽缸延伸出的兩個前述驅動桿安裝有前述桿臂，汽缸外殼兼作為前述輥架。