TWI695136B - 閘閥 - Google Patents
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Abstract
本發明之閘閥具備複數個第1施壓部、及第2施壓部。複數個第1施壓部具有下述功能,即,藉由非壓縮性流體驅動而對第1可動閥部朝向第1開口部施壓從而能夠使密封部密接於第1開口部之周圍之閥箱內表面。第2施壓部係以能夠調整第1可動閥部與第2可動閥部之厚度尺寸的方式驅動。閘閥具有驅動複數個第1施壓部之非壓縮性流體驅動裝置。旋轉裝置於斷電時將中立閥體設為閥封閉位置,並且可使旋轉軸之旋轉動作與第1施壓部之封閉動作依次進行動作。
Description
本發明係關於一種除了將閥體(閥板)之流路開閉之動作以外,亦使閥體滑動動作之適合於擺錘型、直動型等的閘閥。尤其是,本發明係關於一種閘閥,其於真空裝置等中,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個空間之流路分隔(閉鎖),並解除該分隔狀態(使2個空間相連)。
於真空裝置等中設置有閘閥,該閘閥將腔室與配管之間、配管與配管之間或配管與泵等之間等真空度不同之2個空間之間分隔,並連接分隔之2個空間。作為此種閘閥,已知有各種形態之閥。
例如,已知有如下構造:使閥板滑動並將閥板插入至流路之閥開閉位置,進而使該閥板作動而將流路分隔(閉閥動作)或使上述閥板作動而使流路相連(開閥動作),進而使閥板滑動,使閥板自流路退避至閥箱內之退避位置。作為具有此種構造之閥,已知有擺錘型、直動型、門型等。
擺錘型閘閥具有如下構造,其配置有:閥箱,其形成構成流路之第1開口部及第2開口部且具有中空部;支持體,其於中空部固設於旋轉軸且在平行於與旋轉軸呈垂直之面之方向上擴展;及閥體(於開口部
設置有密封環板之構造之情形時為閥板),其固設於該支持體。於該閘閥,使上述旋轉軸旋轉,使上述閥體轉動,將上述閥體插入至開口部(流路)之閥開閉位置,或使上述閥體退避至未形成開口部之退避位置。
作為先前之上述擺錘型閘閥,已知有如下構造,其於殼體之中空部內設置有:閥板,其能夠於旋轉軸轉動;密封環板,其配置於殼體之開口部且能夠滑動;及致動器,其使上述密封環板滑動至一體形成於殼體之凸緣。於該閘閥,將上述密封環板抵接及按壓至上述閥板而將流路閉鎖,或使上述密封環板自上述閥板離開而將流路打開(例如,參照日本專利第3655715號公報,以下稱為專利文獻1)。
該擺錘型閘閥之致動器具有於密封環板之滑動方向上串聯配置有螺栓、環狀室(缸體)、活塞及彈簧之構造。因此,將流路閉鎖時,產生於彈簧之回覆力經由活塞、缸體及螺栓而傳遞至密封環板。
作為此種擺錘型閘閥,揭示有將流路氣密性地遮斷,耐磨性優異且容易維護的閥(例如,參照日本專利特開2013-32840號公報,以下稱為專利文獻2)。於該閘閥,外側閥體部藉由臂而連接於驅動裝置,使外側閥體部沿著開口軸縱向移動。因此,藉由動力傳遞裝置促使相對於臂縱向移動之啟動裝置隨著閘閥之面積大型化而需要較大之驅動力。
又,於將專利文獻2中揭示之構造應用於大型之閘閥之情形時,應壓扁之O形環之體積增加,除此以外,O形環配置於自旋轉軸向遠處離開之位置。因此,必須以相對於所需之力矩載荷成為剛體之方式設計旋轉軸,故而成為閘閥之重量增加之一個原因。
因此,專利文獻2中揭示之構造對小型之閘閥有效,但不適合於大型之閘閥。
於上述閘閥中,例如對於閥體之驅動,已知有如專利文獻1及專利文獻2般使用壓縮空氣或如日本專利特開2014-027706號公報(以下稱為專利文獻3)所記載般使用電動致動器。
又,閥類型雖為不同技術,但要求安全性較高之閥,其於如日本專利特開2013-190028號公報(以下稱為專利文獻4)記載之常閉(normally closed)、即驅動電力供給或壓縮空氣供給等消失時,能夠自動地將流路閉鎖而成為閥關閉位置。
該常閉係指未供給進行閥分隔動作時使閥體等驅動之驅動電力,或於壓縮空氣(壓空)未作用之狀態等下,閥處於打開狀態時自動地成為關閉狀態,閥處於關閉狀態時維持將流路關閉之狀態。
但,於專利文獻1及專利文獻2記載之滑動閥,未實施此種常閉化。
又,關於專利文獻1記載之壓空驅動之閘閥,考慮設為使用彈簧構件而常閉化之構成。於該情形時,有可能因設為常閉化之彈簧構件之施壓力而導致於動作停止時等驅動部或閥體等之可動部本身抵接於其他構件。最近,要求閘閥之開閉動作之迅速化、及利用閘閥封閉之面積之大型化。隨之,作為顆粒產生之原因,該衝擊產生之防止不充分逐漸受到關注。為了解決該問題,亦考慮設置阻尼器等機械器件。
但,於設置閘閥之裝置‧製造線等中,閘閥之設置姿勢由各個裝置‧製造線設定。因此,通常,於閘閥之製造時無法特定設置姿勢。因此,關於閘閥之設計,預先對應於所有設置姿勢設置阻尼器並不現實。其原因在於閘閥根據其設置姿勢而開閉動作時之動作方向會變化。其原因在於,根據動作方向之變化,因開閉動作產生之衝擊量發生變動。
但,其原因在於,為了利用機械器件進行應對以吸收該衝擊,只有如下認為不現實之方法,即,針對有可能之閘閥之設置姿勢,對應於所考慮之衝擊量準備多種阻尼器等。
又,於專利文獻1及專利文獻2記載之滑動閥,設為使用壓空之驅動控制方式。但,有欲採用使用電動馬達之驅動控制方式代替該方式之要求。進而,如專利文獻2所記載般,使用彈簧構件設為能夠常閉之構成之情形時,電動馬達驅動所需之電力變大。但,產生欲降低驅動電力之要求。
同時,為了能夠以較大之面積進行分隔動作,閘閥本身大型化,因此,為了驅動重量增大之閥體等之可動部,要求增大驅動部中之輸出。同時,有包括驅動部在內,各個零件之體積亦變大之傾向。但,由於電動馬達驅動所需之電力變大,故有欲降低此且針對構成閘閥之各個零件實現省空間化、小型化之要求。
進而,於專利文獻3記載之技術中,使用二次電源驅動,但對於此種驅動方式,若將閥之使用期間與能夠維持二次電源之可靠性之期間進行比較,則擔心二次電源及電動致動器導致大型化、重量化、成本增加。因此,產生如下要求:不使用二次電源,欲機械地提高可靠性,以閥單體實現能夠常閉之構成。
本發明係鑒於此種先前之實際情況而完成者,其目的在於提供一種閘閥,該閘閥防止因衝擊產生而產生顆粒,降低驅動電力,實現零件之省空間化,能夠進行高可靠性之分隔動作,實現可動閥部之輕量化,且具有常閉構造。
本發明之第1態樣之閘閥具備:閥箱,其具有中空部、及以隔著上述中空部相互對向之方式設置且成為連通之流路的第1開口部及第2開口部;中立閥體,其配置於上述閥箱之上述中空部內且能夠將上述第1開口部封閉;旋轉軸,其具有於沿著上述流路之流路方向上延伸之軸線;及旋轉裝置,其具備使上述旋轉軸旋轉之電動致動器。
上述閘閥作為位置切換部發揮功能,且該位置切換部係使上述中立閥體在相對於上述第1開口部為封閉狀態之閥封閉位置與自上述第1開口部退避之打開狀態之閥打開位置之間動作。
上述中立閥體具有連接於上述位置切換部之中立閥部、及以上述流路方向上之位置能夠變更之方式連接於上述中立閥部之可動閥部。
上述可動閥部具有:第1可動閥部,其設置有環繞設置於上述可動閥部且密接於上述第1開口部之周圍之閥箱內表面的密封部,並且以上述流路方向上之位置能夠變更之方式連接於上述中立閥部;及第2可動閥部,其能夠相對於上述第1可動閥部於上述流路方向上滑動。
上述閘閥具備內置於上述閥箱之複數個第1施壓部、配置於上述第1可動閥部與上述第2可動閥部之間之第2施壓部、及第3施壓部。
上述第3施壓部係將上述第1可動閥部以上述流路方向上之位置能夠變更之方式連接於上述中立閥部,並且對上述第1可動閥部朝向上述流路方向上之中央位置施壓。
複數個上述第1施壓部具有下述功能,即,藉由非壓縮性流體驅動而對上述第1可動閥部於上述流路方向上朝向上述第1開口部施壓從而能夠使上述密封部密接於上述第1開口部之周圍之閥箱內表面。
上述第2施壓部係以能夠調整上述第1可動閥部與上述第2可動閥部之上述流路方向上之厚度尺寸之方式驅動。
上述閘閥具有藉由非壓縮性流體驅動複數個上述第1施壓部之非壓縮性流體驅動裝置。
上述旋轉裝置於斷電時將上述中立閥體設為上述閥封閉位置,並且可使上述旋轉軸之旋轉動作與上述第1施壓部之封閉動作依次進行動作。
藉此,解決了上述問題。
本發明之第2態樣之閘閥具備:閥箱,其具有中空部、及以隔著上述中空部相互對向之方式設置且成為連通之流路的第1開口部及第2開口部;中立閥體,其配置於上述閥箱之上述中空部內且能夠將上述第1開口部封閉;旋轉軸,其具有於沿著上述流路之流路方向上延伸之軸線;及旋轉裝置,其具備使上述旋轉軸旋轉之電動致動器。
上述閘閥作為位置切換部發揮功能,且該位置切換部係使上述中立閥體在相對於上述第1開口部為封閉狀態之閥封閉位置與自上述第1開口部退避之打開狀態之閥打開位置之間動作。
上述中立閥體具有連接於上述位置切換部之中立閥部、及以上述流路方向上之位置能夠變更之方式連接於上述中立閥部之可動閥
部。
上述可動閥部具有:第1可動閥部,其設置有環繞設置於上述可動閥部且密接於上述第1開口部之周圍之閥箱內表面的密封部,並且以上述流路方向上之位置能夠變更之方式連接於上述中立閥部;及第2可動閥部,其能夠相對於上述第1可動閥部於上述流路方向上滑動。
上述閘閥具備內置於上述閥箱之複數個第1施壓部、及配置於上述第1可動閥部與上述第2可動閥部之間之第2施壓部。
複數個上述第1施壓部具有下述功能,即,藉由非壓縮性流體驅動而對上述第1可動閥部於上述流路方向上朝向上述第1開口部施壓從而能夠使上述密封部密接於上述第1開口部之周圍之閥箱內表面的功能、及將上述第1可動閥部以上述流路方向上之位置能夠變更之方式連接於上述中立閥部並且對上述第1可動閥部朝向上述流路方向上之中央位置施壓的功能。
上述第2施壓部係以能夠調整上述第1可動閥部與上述第2可動閥部之上述流路方向上之厚度尺寸的方式驅動。
上述閘閥具有藉由非壓縮性流體驅動複數個上述第1施壓部之非壓縮性流體驅動裝置。
上述旋轉裝置於斷電時將上述中立閥體設為上述閥封閉位置,並且可使上述旋轉軸之旋轉動作與上述第1施壓部之封閉動作依次進行動作。
藉此,解決了上述問題。
又,上述旋轉裝置可具有:於斷電時藉由施壓力將上述中立閥體設為上述閥封閉位置之斷電施壓裝置,及對基於上述電動致動器及
上述斷電施壓裝置之上述旋轉軸之旋轉進行切換之旋轉切換裝置。
又,上述旋轉裝置可具有於斷電恢復時使上述斷電施壓裝置為復原狀態之復原裝置。
又,可於上述旋轉軸設置對於上述中立閥體之配重。
本發明之第1態樣之閘閥具備:閥箱,其具有中空部、及以隔著上述中空部相互對向之方式設置且成為連通之流路的第1開口部及第2開口部;中立閥體,其配置於上述閥箱之上述中空部內且能夠將上述第1開口部封閉;旋轉軸,其作為位置切換部發揮功能,且具有於流路方向上延伸之軸線,該位置切換部係使上述中立閥體在使上述中立閥體相對於上述第1開口部為封閉狀態之閥封閉位置與使上述中立閥體為自上述第1開口部退避之打開狀態之閥打開位置之間動作;及旋轉裝置,其具備使上述旋轉軸旋轉之電動致動器。
上述中立閥體具有連接於上述位置切換部之中立閥部、及以上述流路方向上之位置能夠變更之方式連接於上述中立閥部的可動閥部。
上述可動閥部具有:第1可動閥部,其設置有環繞設置於上述可動閥部且密接於上述第1開口部之周圍之閥箱內表面的密封部,並且以上述流路方向上之位置能夠變更之方式連接於上述中立閥部;及第2可動閥部,其能夠相對於上述第1可動閥部於上述流路方向上滑動。
上述閘閥具備內置於上述閥箱之複數個第1施壓部、配置於上述第1可動閥部與上述第2可動閥部之間之第2施壓部、及第3施壓
部。
上述第3施壓部係將上述第1可動閥部以上述流路方向上之位置能夠變更之方式連接於上述中立閥部,並且對上述第1可動閥部朝向上述流路方向上之中央位置施壓。
複數個上述第1施壓部具有下述功能,即,藉由非壓縮性流體驅動而對上述第1可動閥部於上述流路方向上朝向上述第1開口部施壓從而能夠使上述密封部密接於上述第1開口部之周圍之閥箱內表面。
上述第2施壓部係以能夠調整上述第1可動閥部與上述第2可動閥部之上述流路方向上之厚度尺寸的方式驅動。
上述閘閥具有藉由非壓縮性流體驅動複數個上述第1施壓部之非壓縮性流體驅動裝置。
上述旋轉裝置於斷電時將上述中立閥體設為上述閥封閉位置。上述旋轉裝置可使上述旋轉軸之旋轉動作與上述第1施壓部之封閉動作依次進行動作。
藉此,於通常之通電時(供給驅動電力時),旋轉裝置之電動致動器旋轉驅動中立閥體。同時,於並非通常之斷電時(驅動電力之供給被遮斷時),旋轉裝置能夠旋轉驅動中立閥體。藉此,可實現能夠常閉之閘閥。
同時,上述第3施壓部將上述第1可動閥部以上述流路方向上之位置能夠變更之方式連接於上述中立閥部,並且對上述第1可動閥部朝向上述流路方向上之中央位置施壓。複數個上述第1施壓部係由非壓縮性流體驅動裝置驅動,具有下述功能,即,對上述第1可動閥部於上述流路方向上朝向上述第1開口部施壓從而能夠使上述密封部密接於上述第1開
口部之周圍之閥箱內表面。上述第2施壓部係內置於可動閥部,且以能夠調整上述第1可動閥部與上述第2可動閥部之上述流路方向上之厚度尺寸的方式驅動。
本發明之第2態樣之閘閥具備:閥箱,其具有中空部、及以隔著上述中空部相互對向之方式設置且成為連通之流路的第1開口部及第2開口部;中立閥體,其配置於上述閥箱之上述中空部內且能夠將上述第1開口部封閉;旋轉軸,其作為位置切換部發揮功能,且具有於流路方向上延伸之軸線,該位置切換部係使上述中立閥體在使上述中立閥體相對於上述第1開口部為封閉狀態之閥封閉位置與使上述中立閥體為自上述第1開口部退避之打開狀態之閥打開位置之間動作;及旋轉裝置,其具備使上述旋轉軸旋轉之電動致動器。
上述中立閥體具有連接於上述位置切換部之中立閥部、及以上述流路方向上之位置能夠變更之方式連接於上述中立閥部之可動閥部。
上述可動閥部具有:第1可動閥部,其設置有環繞設置於上述可動閥部且密接於上述第1開口部之周圍之閥箱內表面的密封部,並且以上述流路方向上之位置能夠變更之方式連接於上述中立閥部;及第2可動閥部,其能夠相對於上述第1可動閥部於上述流路方向上滑動。
上述閘閥具備內置於上述閥箱之複數個第1施壓部、及配置於上述第1可動閥部與上述第2可動閥部之間之第2施壓部。
複數個上述第1施壓部具有下述功能,即,藉由非壓縮性
流體驅動而對上述第1可動閥部於上述流路方向上朝向上述第1開口部施壓從而能夠使上述密封部密接於上述第1開口部之周圍之閥箱內表面的功能、及將上述第1可動閥部以上述流路方向上之位置能夠變更之方式連接於上述中立閥部並且對上述第1可動閥部朝向上述流路方向上之中央位置施壓。
上述第2施壓部係以能夠調整上述第1可動閥部與上述第2可動閥部之上述流路方向上之厚度尺寸的方式驅動。
上述閘閥具有藉由非壓縮性流體驅動複數個上述第1施壓部之非壓縮性流體驅動裝置。
上述旋轉裝置於斷電時將上述中立閥體設為上述閥封閉位置。上述旋轉裝置可使上述旋轉軸之旋轉動作與上述第1施壓部之封閉動作依次進行動作。
藉此,於通常之供電時,旋轉裝置之電動致動器旋轉驅動中立閥體。同時,於斷電時,旋轉裝置能夠旋轉驅動中立閥體。藉此,可實現能夠常閉之閘閥。同時,複數個上述第1施壓部係由非壓縮性流體驅動裝置驅動,且具有下述功能,即,對上述第1可動閥部於上述流路方向上朝向上述第1開口部施壓從而能夠使上述密封部密接於上述第1開口部之周圍之閥箱內表面。上述第2施壓部具有下述功能,即,將上述第1可動閥部以上述流路方向上之位置能夠變更之方式連接於上述中立閥部並且對上述第1可動閥部及上述第2可動閥部朝向上述流路方向上之中央位置施壓。上述第2施壓部係以能夠調整上述第1可動閥部與上述第2可動閥部之上述流路方向上之厚度尺寸的方式驅動。
上述旋轉裝置具有:於斷電時藉由施壓力將上述中立閥體
設為上述閥封閉位置之斷電施壓裝置,及對基於上述電動致動器及上述斷電施壓裝置之上述旋轉軸之旋轉進行切換之旋轉切換裝置。
藉此,於通常之供電時,電動致動器旋轉驅動中立閥體時,電動致動器無須對抗斷電施壓裝置之施壓力而驅動。因此,電動致動器為較小之輸出即可。因此,閘閥可實現小型化、省空間化、及常閉化。
上述旋轉裝置具有於斷電恢復時使上述斷電施壓裝置為復原狀態之復原裝置。
藉此,成為如下閘閥,該閘閥僅藉由在斷電恢復時(自斷電狀態成為恢復通電之狀態時)使復原裝置啟動,便可進行常閉化而維持安全性。
於上述旋轉軸設置對於上述中立閥體之配重。藉此,可於旋轉裝置中減小電動致動器及斷電施壓裝置中之輸出。因此,閘閥可實現小型化、省空間化、及常閉化。
於本發明之第1態樣之閘閥中,複數個上述第1施壓部之各者亦可於上述閥箱中配置於對上述第1可動閥部發揮作用之位置,且沿著上述第1可動閥部設置。
於本發明之第1態樣之閘閥中,複數個上述第1施壓部亦可對上述第1可動閥部作用拉伸力。
於本發明之第1態樣之閘閥中,複數個上述第1施壓部亦可對上述第1可動閥部作用壓縮力。
於本發明之第1態樣之閘閥中,上述第3施壓部亦可為板彈簧或螺旋彈簧。
本發明之第1態樣之閘閥中,配置於閥箱之中空部內之可動閥部包括第1可動閥部與第2可動閥部。閘閥具有具備第1可動閥部、相對於該第1可動閥部以能夠於軸向上滑動密封之狀態嵌合之第2可動閥部、及經由第2施壓部保持第1可動閥部之中立閥體的閥體構造。
又,本發明之第1態樣之閘閥具備第3施壓部,該第3施壓部將第1可動閥部以流路方向上之位置能夠變更之方式連接於中立閥部,並且對第1可動閥部朝向上述流路方向上之中央位置施壓。
進而,本發明之第1態樣之閘閥具有構成升降機構之第1施壓部,該第1施壓部設置於閥箱之內部,對第1可動閥部向朝向閥箱內表面之密封面之方向進行按壓,且由非壓縮性流體驅動裝置驅動而能夠伸縮。
根據該構成,可獲得如下構成,即,由2個第1可動閥部及第2可動閥部與2個第2施壓部及第3施壓部構成閥體,且另一個第1施壓部內置於閥箱,因此,可相應於第1施壓部之重量而實現閥體構造之輕量化。
於本發明之第1態樣之閘閥中,於自開閥狀態設為閉閥狀態之情形時第1施壓部發揮功能,相反地,於自閉閥狀態設為開閥狀態之情形時第3施壓部發揮功能。
又,利用由非壓縮性流體驅動裝置驅動之第1施壓部,可實現常閉動作。
進而,根據本發明之第2態樣之閘閥,可實現第1施壓部亦同時具備第3施壓部之功能之構成。藉此,可進一步實現閥體構造之輕量化,因而更佳。
此處,作為非壓縮性流體驅動裝置,例如可採用能夠藉由
油壓驅動之裝置。
於先前之閘閥,氣缸包含於閥體構造,需要對氣缸導入壓空之供給路,而閥體構造變得複雜。與此相對,本發明之上述態樣之第1施壓部配置於閥箱之內部,不包含於閥體構造,且可由非壓縮性流體驅動裝置驅動,因此,實現閥體構造之簡化。
又,於本發明之上述態樣之閘閥中,藉由採用在閥箱之內部配置第1施壓部之構造,閘閥應壓扁之O形環之反作用力可由閥箱承受,因此,旋轉軸及中立閥部之剛體可不考慮O形環之反作用力而設計。此實現閥體構造之輕量化。
於先前之閘閥,使用逆壓消除率為75%左右之氣缸。與此相對,於本發明之態樣中,藉由採用構成對第1可動閥部向朝向密封面之方向進行按壓之升降機構之第1施壓部,可獲得100%之逆壓消除率。
因此,本發明之上述態樣之閘閥可提供如下閘閥,其可進行高可靠性之分隔動作,可實現可動閥部之輕量化,並且可實現100%之逆壓消除率。
5:中立閥體(閥體)
10:閥箱
10a:閥箱
10b:閥箱
10A:閥箱內表面
10B:閥箱內表面
11:中空部
12a:第1開口部
12b:第2開口部
20:旋轉軸
21:止動部
22:跳脫臂
22a:突出部
30:中立閥部(臂)
30a:圓形部
30b:旋轉部(臂)
40:可動閥部
50:可動閥部B(第2可動閥部、可動閥板部:平衡板)
50b:滑動面
50c:內周曲軸部
50h:孔部
51:第2密封部(平衡墊)
52:第3密封部(滑動密封墊圈)
53:排氣孔
60:可動閥部A(第1可動閥部、可動閥框部:滑動閥板)
60b:滑動面
60c:外周曲軸部
60sb:下表面
61:第1密封部(閥板密封墊圈)
65:位置限制部
65A:部位
65B:球頭柱塞
65e:凹部
70:施壓部A(第1施壓部、升降機構)
71:固定部
72:可動部
72a:前端
72B:球頭柱塞
73:彈簧
75:密封構件
80:施壓部B(第2施壓部、保持彈簧)
81:保持彈簧用(引導)銷
90:施壓部C(第3施壓部、輔助彈簧)
90A:曲部
91:輔助彈簧用(印壓)銷
92:固定銷
92a:環狀構件
93:固定銷
100:閘閥
200:旋轉軸驅動機構(旋轉裝置)
201:外殼
205c:合併軸
209:中繼齒輪
210:行星齒輪離合器
211:驅動齒輪
211a:套筒
212:恆星齒輪
213:行星齒輪
214:內齒輪
214a:內周齒
214b:外周齒
215:凸緣部
220:馬達
221:無激磁作動式制動器
230:斷電施壓裝置
231:扁平螺旋彈簧
231c:螺旋軸
231d:上緊停止部
233:內中繼齒輪
234:外中繼齒輪
235:小螺旋齒輪
236:大螺旋齒輪
237:捲緊齒輪
240:旋轉切換裝置
241:激磁作動式制動器
241c:制動軸
243:小中繼齒輪
244:大中繼齒輪
245:制動齒輪
250:感測器
273:弧狀齒輪
273a:弧狀齒部
273d:抵接槽
501:閘閥
541:供給路
580:氣缸
700:油壓驅動裝置(非壓縮性流體驅動裝置)
701:油壓產生部
702:油壓管
703:電磁閥
704:切換閥
705:驅動部
705a:旋轉驅動軸
706:控制部(控制器)
707:電源
710:油壓缸
711:缸本體
711a:端部
711b:端部
711c:凸緣部
711d:周槽
711e:襯套
711f、711g:Y形墊圈
712:活塞
712a:端部
712b:端部
713:油壓流路
714:油壓空間
720:施壓構件
721:內彈簧
721a:端部
721b:端部
722:外彈簧
722a:端部
722b:端部
730:缸驅動部
731:驅動軸
731a:端部
731b:端部
731c:滾珠螺桿
731h:止轉部
732:螺桿驅動齒輪
732a:內螺桿驅動齒輪
732b:外螺桿驅動齒輪
732c:內側螺面
732d:外側齒輪
732f、732g:滾珠軸承
733d:驅動齒輪
733e:驅動齒輪
734:旋轉軸
735:驅動齒輪
736:旋轉軸
737:驅動齒輪
750:外殼
751:外殼筒
751k、753k:驅動系統支持部
752:外殼蓋
753:後外殼
754:環
754d:周槽
755:收納空間
756:後空間
757:滑動槽
758:蓋部
760:限制器開關
A-O:線段
B-O:線段
B1:方向
B2:方向
C-O:線段
CW:配重
F1:箭頭
F2:箭頭
H:流路
O:閥體之中心
Q:軸
R:線
R1:方向
R2:方向
RZ1:箭頭
RZ2:箭頭
RZ3:箭頭
圖1係表示本發明之實施形態之閘閥之構成之與流路正交之剖視圖。
圖2係表示本發明之實施形態之閘閥之構成之沿著流路之剖視圖,且係表示閥體配置於可退避動作之位置(空閒)之情形之圖。
圖3係表示沿著圖1中之線段A-O之主要部分之沿著流路之放大剖視圖,且係表示閥體配置於可退避動作之位置(空閒)之情形之圖。
圖4係表示沿著圖1中之線段B-O之主要部分之沿著流路之放大剖視
圖,且係表示閥體配置於可退避動作之位置(空閒)之情形之圖。
圖5係表示沿著圖1中之線段C-O之主要部分之沿著流路之放大剖視圖,且係表示閥體配置於可退避動作之位置(空閒)之情形之圖。
圖6係表示圖1中之施壓部C之主要部分之放大剖視圖,且係表示閥體配置於可退避動作之位置(空閒)之情形之圖。
圖7係表示本發明之實施形態之閘閥之構成之沿著流路之剖視圖,且係表示閥體配置於閥閉位置(正壓或差壓無)之情形之圖。
圖8係表示沿著圖1中之線段A-O之主要部分之沿著流路之放大剖視圖,且係表示閥體配置於閥閉位置(正壓或差壓無)之情形之圖。
圖9係表示沿著圖1中之線段B-O之主要部分之沿著流路之放大剖視圖,且係表示閥體配置於閥閉位置(正壓或差壓無)之情形之圖。
圖10係表示沿著圖1中之線段C-O之主要部分之沿著流路之放大剖視圖,且係表示閥體配置於閥閉位置(正壓或差壓無)之情形之圖。
圖11係表示圖1中之施壓部C之主要部分之放大剖視圖,且係表示閥體配置於閥閉位置(正壓或差壓無)之情形之圖。
圖12係表示本發明之實施形態之閘閥之構成之沿著流路之剖視圖,且係表示閥體配置於逆壓位置之情形之圖。
圖13係表示沿著圖1中之線段A-O之主要部分之沿著流路之放大剖視圖,且係表示閥體配置於逆壓位置之情形之圖。
圖14係表示沿著圖1中之線段B-O之主要部分之沿著流路之放大剖視圖,且係表示閥體配置於逆壓位置之情形之圖。
圖15係表示沿著圖1中之線段C-O之主要部分之沿著流路之放大剖視圖,且係表示閥體配置於逆壓位置之情形之圖。
圖16係表示本發明之實施形態之變化例中使用之球頭柱塞機構之圖。
圖17係表示本發明之實施形態之變化例中之閘閥之構成之沿著流路之剖視圖,且係表示閥體配置於可退避動作之位置(空閒)之情形之圖。
圖18係表示本發明之實施形態之變化例中之閘閥之構成之沿著流路之剖視圖,且係表示閥體配置於閥閉位置(正壓或差壓無)之情形之圖。
圖19係表示本發明之實施形態之變化例中之閘閥之構成之沿著流路之剖視圖,且係表示閥體配置於逆壓位置之情形之圖。
圖20係表示先前之閘閥之構成之橫剖視圖。
圖21係表示先前之閘閥之構成之沿著流路之剖視圖,且係表示閥體配置於可退避動作之位置之情形之圖。
圖22係表示先前之閘閥之構成之沿著流路之剖視圖,且係表示閥體配置於閥閉位置之情形之圖。
圖23係說明本發明之實施形態之閘閥中之油壓驅動裝置及第1施壓部之概略構成圖。
圖24係用以說明本發明之實施形態之閘閥中之第1施壓部之配置之立體圖。
圖25係用以說明本發明之實施形態之閘閥中之第1施壓部之配置之立體圖。
圖26係表示本發明之實施形態之閘閥中之油壓驅動裝置之油壓產生部之剖視圖。
圖27係表示本發明之實施形態之閘閥中之油壓驅動裝置之油壓產生部之剖視圖。
圖28係表示本發明之實施形態之閘閥中之油壓驅動裝置之油壓產生部之剖視圖。
圖29係用以說明本發明之實施形態之閘閥中之旋轉裝置之頂視圖。
圖30係用以說明本發明之實施形態之閘閥中之旋轉裝置之前視圖。
圖31係用以說明本發明之實施形態之閘閥中之旋轉裝置之旋轉軸方向之剖視圖。
圖32係表示本發明之實施形態之閘閥中之旋轉裝置之說明圖。
圖33係表示本發明之實施形態之閘閥中之旋轉裝置之說明圖。
以下,基於圖式對本發明之閘閥之實施形態進行說明。
又,於以下之說明所使用之各圖中,將各構成要素設為能夠於圖式上識別之程度之大小,因此,各構成要素之尺寸及比率與實物適當不同。
本發明之技術範圍並不限定於以下敍述之實施形態,可於不脫離本發明之主旨之範圍內施加各種變更。
於本實施形態中,可動閥部A對應於本發明之第1可動閥部,可動閥部B對應於本發明之第2可動閥部。又,施壓部A對應於本發明之第1施壓部,施壓部B對應於本發明之第2施壓部,施壓部C對應於本發明之第3施壓部。
圖1係表示本實施形態中之閘閥之構成之與流路正交之俯視圖。
圖2係表示本實施形態中之閘閥之構成之沿著流路之剖視
圖,且係表示閥體配置於可退避動作之位置(空閒)之情形之圖。圖2相當於圖1中之線段B-O-C。圖3~圖6與圖2同樣地,係表示閥體配置於可退避動作之位置(空閒)之情形之圖。
圖3係表示沿著圖1中之線段A-O之主要部分之沿著流路之放大剖視圖,且係表示位於內置於閥箱之施壓部A之附近之構件之構造的圖。
圖4係表示沿著圖1中之線段B-O之主要部分之沿著流路之放大剖視圖,且係表示位於配置於可動閥部A與可動閥部B之間之施壓部B之附近之構件之構造的圖。
圖5係表示沿著圖1中之線段C-O之主要部分之沿著流路之放大剖視圖,且係表示不存在施壓部A與施壓部B之位置上之可動閥部A與可動閥部B的圖。
圖6係表示圖1中之施壓部C之主要部分之放大剖視圖,且係於圖2中沿紙面深度方向觀察施壓部C所得之圖。
圖7係表示本實施形態中之閘閥之構成之沿著流路之剖視圖,且係表示閥體配置於閥閉位置(正壓或差壓無)之情形之圖。圖7相當於圖1中之線段B-O-C。圖8~圖11與圖7同樣地,係表示閥體配置於閥閉位置(正壓或差壓無)之情形之圖。
圖8係表示沿著圖1中之線段A-O之主要部分之沿著流路之放大剖視圖,且係表示位於內置於閥箱之施壓部A之附近之構件之構造的圖。
圖9係表示沿著圖1中之線段B-O之主要部分之沿著流路之放大剖視圖,且係表示位於配置於可動閥部A與可動閥部B之間之施壓部B
之附近之構件之構造的圖。
圖10係表示沿著圖1中之線段C-O之主要部分之沿著流路之放大剖視圖,且係表示不存在施壓部A與施壓部B之位置上之可動閥部A與可動閥部B的圖。
圖11係表示圖1中之施壓部C之主要部分之放大剖視圖,且係於圖7中沿紙面深度方向觀察施壓部C所得之圖。
圖12係表示本實施形態中之閘閥之構成之沿著流路之剖視圖,且係表示閥體配置於逆壓位置之情形之圖。圖12相當於圖1中之線段B-O-C。圖13~圖15與圖12同樣地,係表示閥體配置於逆壓位置之情形之圖。
圖13係表示沿著圖1中之線段A-O之主要部分之沿著流路之放大剖視圖,且係表示位於內置於閥箱之施壓部A之附近之構件之構造的圖。
圖14係表示沿著圖1中之線段B-O之主要部分之沿著流路之放大剖視圖,且係表示位於配置於可動閥部A與可動閥部B之間之施壓部B之附近之構件之構造的圖。
圖15係表示沿著圖1中之線段C-O之主要部分之沿著流路之放大剖視圖,且係表示不存在施壓部A與施壓部B之位置上之可動閥部A與可動閥部B的圖。
圖23係說明圖2中之油壓驅動裝置及施壓部A之概略構成圖。
圖24係用以說明圖2中之施壓部A之配置之立體圖。
圖25係用以說明圖2中之施壓部A之配置之立體圖。
圖26~圖28係表示圖2中之油壓驅動裝置之油壓產生部之剖視圖。
圖29係用以說明本實施形態中之旋轉裝置及油壓驅動裝置之一部分之頂視圖。
圖30係用以說明本實施形態中之旋轉裝置及油壓驅動裝置之一部分之前視圖。
圖31係用以說明本實施形態中之旋轉裝置及油壓驅動裝置之一部分之旋轉軸方向之剖視圖。
圖32係用以說明本實施形態中之旋轉裝置之另一例之前視圖。
圖33係用以說明本實施形態中之旋轉裝置之另一例之前視圖。
[擺錘型閘閥]
本發明之實施形態之閘閥100如圖1~圖15所示,係擺錘型滑動閥。
閘閥100具備:閥箱10,其具有中空部11、及以隔著中空部11相互對向之方式設置且成為連通之流路的第1開口部12a及第2開口部12b;及中立閥體5,其配置於閥箱10之中空部11內且能夠將第1開口部12a封閉。
自第1開口部12a朝向第2開口部12b設定有流路H。再者,於以下之說明中,有時將沿著該流路H之方向稱為流路方向H。
閘閥100作為位置切換部發揮功能,該位置切換部係使中立閥體5在使中立閥體5相對於第1開口部12a為封閉狀態(圖7)之閥封閉位
置與使中立閥體5為自第1開口部12a退避之打開狀態(圖2)之閥打開位置之間動作。又,閘閥100具有旋轉軸20,該旋轉軸20具有於流路方向H上延伸之軸線。
中立閥體5包括連接於上述位置切換部(中立閥體5)之中立閥部30、及以流路方向H之位置能夠變更之方式連接於中立閥部30的可動閥部40。
可動閥部40具備可動閥部A60(可動閥框部)與可動閥部B50(可動閥板部)。可動閥部A60(可動閥框部)中設置有第1密封部61,該第1密封部61環繞設置於可動閥部40且密接於位於第1開口部12a之周圍之閥箱10之內表面。可動閥部B50(可動閥板部)可相對於可動閥部A60(可動閥框部)於流路方向H上滑動。
於閥箱10內置有複數個施壓部A70(活塞)。配置於閥箱10之內部之施壓部A70構成將可動閥部A60向朝向密封面之方向按壓且能夠伸縮之升降機構。施壓部A70連接於油壓驅動裝置(非壓縮性流體驅動裝置)700且藉由油壓驅動。
藉此,施壓部A70具有如下功能,即,能夠對可動閥部A60朝向流路方向H上之第1開口部12a施壓而使第1密封部61密接於位於第1開口部12a之周圍之閥箱10之內表面。
又,本發明之實施形態之閘閥具備施壓部C,該施壓部C將可動閥部A以流路方向上之位置能夠變更之方式連接於中立閥部,並且對可動閥部A朝向上述流路方向上之中央位置施壓。
進而,本發明之實施形態之閘閥於閥箱之內部具有施壓部A,該施壓部A構成將可動閥部A向朝向閥箱內表面10A之密封面之方向按
壓且能夠伸縮之升降機構。
根據該構成,可獲得如下構成,即,由2個可動閥部A、B與1個施壓部C構成閥體,且另一個施壓部A內置於閥箱,因此,相應於施壓部A之重量而可實現閥體構造之輕量化。於本發明之實施形態之閘閥中,於自開閥狀態(圖2)設為閉閥狀態(圖7)之情形時施壓部A發揮功能,相反地,於自閉閥狀態(圖7)設為開閥狀態(圖2)之情形時施壓部C發揮功能。
於可動閥部A60(可動閥框部)與可動閥部B50(可動閥板部)之間配置有施壓部B(彈簧)(內置於可動閥部)。施壓部B以能夠調整可動閥部A60(可動閥框部)與可動閥部B(可動閥板部)之流路方向H上之厚度尺寸之方式驅動。
若旋轉軸20沿以符號R1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,經由連接構件(未圖示)固定於旋轉軸20之中立閥部30亦沿著方向R1轉動。又,由於可動閥部40以僅能夠於厚度方向上滑動之方式連接於中立閥部30,故而可動閥部40與中立閥部30一體地旋轉。
藉由如此使中立閥部30旋轉,可動閥部40以擺錘運動自設為未設置流路H之中空部11之退避位置移動至設為與第1開口部12a對應之位置之流路H之閥閉位置。
而且,內置於閥箱10之施壓部A70包括:油壓驅動部(固定部)71,其配置於閥箱10之內部且能夠藉由自油壓驅動裝置700供給之油壓(加壓非壓縮性流體)而驅動;及可動部72,其藉由該油壓驅動部(固定部)71,可於自固定部71朝向可動閥部A60之方向上伸縮。又,施壓部A70
亦可具有朝使可動部72退縮之方向施壓之彈簧73。
又,於可動部72之周圍,於可動部72前端側位置設置有環狀之密封構件(O形環)75。於以藉由密封構件75自油壓驅動部(固定部)71側將配置有可動閥部A60側之真空側(真空空間)隔離之方式將可動部72密封之狀態下,可動部72伸縮自如。
藉此,施壓部A70具備如下功能,即,藉由油壓使施壓部A70之前端部抵接於可動閥部A60,使可動閥部A60朝向第1開口部12a移動。
施壓部A70藉由使可動閥部A60朝向第1開口部12a移動之功能,使可動閥部A60與閥箱10之內表面相接,將可動閥部A60按壓至上述閥箱10之內表面,將流路H閉鎖(閉閥動作)。
反之,施壓部C90藉由能夠使可動閥部A60自第1開口部12a離開之功能,使可動閥部A60自閥箱10之內表面分離之後,使可動閥部A60退避,藉此將上述流路H打開(解除動作)。
藉由使可動閥部A60抵接於閥箱10之內表面之施壓部A70之機械性之抵接動作、及使可動閥部A60自閥箱10之內表面分離之施壓部C90之機械性之分離動作,可進行閉閥動作與解除動作。
於該解除動作之後,若旋轉軸20沿以符號R2表示之方向旋轉(退避動作),則隨著該旋轉,中立閥部30及可動閥部40(即,可動閥部A60與可動閥部B50)亦沿方向R2轉動。
進而,以能夠調整可動閥部A60與可動閥部B50之流路方向H上之厚度尺寸之方式驅動的施壓部B配置於上述可動閥部A與上述可動閥部B之間。即,施壓部B內置於可動閥部。藉由該施壓部B之存在,可
動閥部A與上述可動閥部B係於一連串動作(閉閥動作、解除動作、退避動作)中連動。
藉由該解除動作與退避動作,可動閥部40進行自上述閥開閉位置退避至上述退避位置而設為閥開狀態的閥開動作。
如此,於本發明之實施形態之閘閥中可獲得如下構成,即,由2個可動閥部A60及可動閥部B50與2個施壓部B80及施壓部C90構成閥體,且另一個施壓部A內置於閥箱。即,於本發明之實施形態中,相應於另一個施壓部A內置於閥箱而可實現閥體之輕量化。
因此,根據本發明之實施形態,可提供一種閘閥,該閘閥可進行高可靠性之分隔動作,可實現可動閥部之輕量化,並且可實現100%之逆壓消除率。
[閥箱10]
閥箱10包括具有中空部11之框架。於框架之圖示上表面設置有第1開口部12a,且於框架之圖示下表面設置有第2開口部12b。
可動閥部40插入至第1開口部12a露出之空間(第1空間)與第2開口部12b露出之空間(第2空間)之間。可動閥部40將連接第1開口部12a與第2開口部12b之流路H、即連接第1空間與第2空間之流路H分隔(閉鎖),並解除該分隔狀態(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、構成可動閥部40之2個可動閥部A60(滑動閥板)與可動閥部B50(平衡板)、及2個施壓部B80(保持彈簧)與施壓部C90(輔助彈簧)。於構成閥箱10之框架之內部設置有施壓部A(升降機構)。
[旋轉軸20]
旋轉軸20係以與流路H大致平行之狀態延伸,貫通閥箱10並且能夠旋轉地設置。旋轉軸20可藉由未圖示之驅動裝置進行旋轉。
於旋轉軸20固接有連接構件(未圖示)。該連接構件例如為大致平板狀之構件,藉由螺絲等而固接於旋轉軸20之一端。
[中立閥部30]
中立閥部30沿相對於旋轉軸20之軸線正交之方向延伸,且以包含於與該方向平行之面之方式配置。中立閥部30經由連接構件(未圖示)或不經由連接構件(未圖示)而直接固定於旋轉軸20。
如圖1所示,中立閥部30具有與可動閥部40重疊之圓形部30a、及伴隨旋轉軸20之旋轉使圓形部30a旋轉之旋轉部30b。旋轉部30b位於旋轉軸20與圓形部30a之間,自旋轉軸20朝向圓形部30a,以2根支桿延伸之臂形狀形成。藉此,亦有圓形部30a稱為臂部之情形。
該等旋轉軸20、中立閥部30係以相對於閥箱10轉動但於流路H方向上位置不變動之方式設置。
旋轉軸20之沿著流路方向H之上側與下側均可選擇性地連接於中立閥部30。或者,旋轉軸20可安裝於中立閥體5之整體、即中立閥體5之兩面。
於本實施形態中,對如下情形進行說明,即,於閘閥之閉閥時,基於中立閥體5以可動閥部40將第1開口部12a封閉之方式移動之閘閥之配置,進行閘閥之開閉動作。
[可動閥部40、可動閥部B50(可動閥板部:平衡板)、可動閥部A60(可動閥框部:滑動閥板)]
可動閥部40設為大致圓板狀,具有形成為與圓形部30a大
致同心圓狀之可動閥部B50、及以包圍該可動閥部B50之周圍之方式配置之大致圓環狀之可動閥部A60。可動閥部A60係以能夠於流路H方向上滑動之方式連接於中立閥部30。又,可動閥部B50係能夠滑動地嵌合於可動閥部A60。
可動閥部B50與可動閥部A60藉由施壓部B80(保持彈簧)能夠於以符號B1、B2(圖2)表示之方向(往返方向)上一面滑動一面移動。此處,符號B1、B2表示之方向係與可動閥部B50及可動閥部A60之面垂直之方向,且係與旋轉軸20之軸向平行之流路H方向。
又,於可動閥部B50之外周附近之整個區域形成有內周曲軸部50c。又,於可動閥部A60之內周附近之整個區域形成有外周曲軸部60c。
於本實施形態中,外周曲軸部60c具有與流路H方向平行之滑動面60b。內周曲軸部50c具有與流路H方向平行之滑動面50b。外周曲軸部60c及內周曲軸部50c係以滑動面50b、60b彼此能夠滑動之方式嵌合。為了能夠進行該滑動,於外周曲軸部60c與內周曲軸部50c之間配置有包括O形環等之第3密封部52(滑動密封墊圈)。
於與閥箱10之內表面對向(抵接)之可動閥部A60之表面,設置有對應於第1開口部12a之形狀而形成為圓環狀的例如包括O形環等之第1密封部61(閥板密封墊圈)。
該第1密封部61係於閉閥時以可動閥部40覆蓋第1開口部12a之狀態接觸於成為第1開口部12a之周緣之閥箱10之閥箱內表面10A,並被可動閥部A60及閥箱10之閥箱內表面10A按壓。藉此,第1空間自第2空間確實地隔離(確保分隔狀態)。
於與閥箱10之閥箱內表面10B對向(抵接)之可動閥部B50之表面,設置有對應於第2開口部12b之形狀而形成為圓環狀的例如包括O形環等之第2密封部51(平衡墊)。
於旋轉軸20之閥箱10外側端部,連接用以使該旋轉軸20驅動(旋轉)之旋轉軸驅動機構(旋轉裝置)200(參照圖29)。
[旋轉軸驅動機構200]
用以使旋轉軸20旋轉之旋轉軸驅動機構(旋轉裝置)200設為電動致動器。
旋轉軸驅動機構(旋轉裝置)200如圖29~圖31所示,具有連結於旋轉軸20之行星齒輪離合器210、連接於行星齒輪離合器210且作為驅動源之馬達220、連接於行星齒輪離合器210之斷電施壓裝置230、旋轉切換裝置240、及復原裝置。
旋轉軸驅動機構200於斷電時(驅動電力之供給被遮斷時)將中立閥體(閥體)5設為閥封閉位置。
旋轉軸驅動機構200成為可使旋轉軸20之旋轉動作與施壓部A70之封閉動作依次進行動作的構成。
斷電施壓裝置230設為具備具有施壓力之扁平螺旋彈簧231之彈簧傾斜式。
斷電施壓裝置230設為將於通常之通電時捲緊之扁平螺旋彈簧231於斷電時釋放之構成。
此時,斷電施壓裝置230係以藉由扁平螺旋彈簧231之施壓力將中立閥體5設為閥封閉位置之方式使旋轉軸20旋轉。
旋轉切換裝置240設為於通電時與斷電時能夠切換對於旋
轉驅動旋轉軸20之驅動源之連接狀態的構成。
具體而言,於通常之通電時(供給驅動電力時),藉由馬達220旋轉驅動旋轉軸20。
又,於並非通常之斷電時(驅動電力之供給被遮斷時),藉由斷電施壓裝置230旋轉驅動旋轉軸20。
復原裝置具有如下功能,即,使斷電時施壓力被解除之斷電施壓裝置230於自斷電狀態成為恢復通電之狀態之斷電恢復時為儲存有轉矩之復原狀態。
再者,該等斷電施壓裝置230與旋轉切換裝置240及復原裝置亦可具有相互共通之構成。
具體而言,作為旋轉軸驅動機構200,具有行星齒輪離合器(行星齒輪式離合器)210。
行星齒輪離合器210設為具有驅動齒輪211、恆星齒輪212、複數個行星齒輪213、內齒輪214、凸緣部215、及收納其等之外殼201的構成。
驅動齒輪211藉由馬達220之驅動而旋轉。
驅動齒輪211旋轉自如地安裝於旋轉軸20之外周。
恆星齒輪212與驅動齒輪211一體地形成。恆星齒輪212旋轉自如地安裝於旋轉軸20之外周。
行星齒輪213相對於恆星齒輪212位於旋轉軸20之徑向之外側。
行星齒輪213於旋轉軸20之周向上設置有複數個。
複數個行星齒輪213均以與恆星齒輪212嚙合之方式配置。
內齒輪214旋轉自如地安裝於旋轉軸20之外周。
內齒輪214具有朝向旋轉軸20之徑向之內側之內周齒214a。
內齒輪214藉由內周齒214a而與各行星齒輪213嚙合。
內齒輪214之內周齒214a相對於各行星齒輪213位於旋轉軸20之徑向外側。
凸緣部215以朝旋轉軸20之外周方向突出之方式連接。
凸緣部215與旋轉軸20一體地旋轉。
於凸緣部215,旋轉自如地安裝有貫通各行星齒輪213之支軸212c之一端。
旋轉軸20設為行星齒輪離合器210中之輸出軸。
藉由通過旋轉軸20之套筒211a將恆星齒輪212與驅動齒輪211連結。
於內齒輪214之外周設置有外周齒214b。
內齒輪214係以利用外周齒214b與內中繼齒輪233嚙合之方式連結。
內中繼齒輪233旋轉自如地安裝於螺旋軸231c之外周。
螺旋軸231c配置於與旋轉軸20平行之位置。
內中繼齒輪233與和螺旋軸231c同軸之外中繼齒輪234為一體。
外中繼齒輪234旋轉自如地安裝於螺旋軸231c之外周。
於外中繼齒輪234嚙合有小中繼齒輪243。
小中繼齒輪243旋轉自如地安裝於制動軸241c之外周。
制動軸241c配置於與旋轉軸20及螺旋軸231c平行之位置。
小中繼齒輪243與和制動軸241c同軸之大中繼齒輪244為一體。
大中繼齒輪244與螺旋齒輪235嚙合。
小螺旋齒輪235與和螺旋軸231c同軸之大螺旋齒輪236為一體。
小螺旋齒輪235與大螺旋齒輪236係與螺旋軸231c一體地旋轉。
於大螺旋齒輪236嚙合有制動齒輪245。
制動齒輪245係與制動軸241c一體地旋轉。
於螺旋軸231c連接有扁平螺旋彈簧231。
螺旋軸231c可藉由解除施壓力之扁平螺旋彈簧231而驅動。
於螺旋軸231c,以於將扁平螺旋彈簧231上緊時以固定之狀態使上緊停止之方式,設置有上緊停止部231d。
於螺旋軸231c,設置有偵測扁平螺旋彈簧231已充分捲緊之感測器250。
感測器250以能夠輸出檢測信號之方式連接於激磁作動式制動器241。
於制動軸241c,連接有將捲緊之扁平螺旋彈簧231於斷電時釋放之作為旋轉切換裝置240之激磁作動式制動器241。
扁平螺旋彈簧231設為轉矩儲存單元。
扁平螺旋彈簧231於施壓力之釋放時,經由中繼齒輪部使旋轉軸20旋轉。藉此,旋轉軸驅動機構200構成為將中立閥體5設為閥封
閉位置。
激磁作動式制動器241於通電時發揮對於扁平螺旋彈簧231之制動功能。藉此,於通電時,螺旋軸231c之旋轉停止。
激磁作動式制動器241於斷電時,將對於扁平螺旋彈簧231之制動功能解除,釋放扁平螺旋彈簧231之施壓力。藉此,於斷電時,使螺旋軸231c旋轉自如。
於馬達220,連接有無激磁作動式制動器221。
無激磁作動式制動器221於斷電時,發揮制動功能,使馬達220之旋轉停止。
無激磁作動式制動器221於通電時,解除制動功能,使馬達220能夠旋轉驅動。
再者,於馬達220,除上述構成以外,亦可同時附加調整轉矩、轉數之齒輪單元及控制用馬達單元。
又,於旋轉軸20設置有限制轉動位置之止動部21。
止動部21限制旋轉軸20能夠於閥封閉位置與閥打開位置之間轉動。
於止動部21,連接有偵測中立閥體5成為閥封閉位置之切換閥704。當該切換閥704接通時,如下所述,於油壓驅動部(固定部)71,自連接之油壓驅動裝置700供給之油壓減少,藉此,能夠朝使施壓部A70之可動部72伸長之封閉方向驅動。
旋轉軸驅動機構200於通常之通電時(供給驅動電力之狀態),激磁作動式制動器241發揮制動功能並維持該狀態。
又,扁平螺旋彈簧231維持捲緊之狀態。
同時,於通常之通電時,無激磁作動式制動器221不發揮制動功能。因此,馬達220之驅動力可經由行星齒輪離合器210而使旋轉軸20轉動。
具體而言,於旋轉軸驅動機構200,激磁作動式制動器241維持制動軸241c之旋轉停止之狀態。
於該狀態下,維持與制動軸241c為一體之制動齒輪245之旋轉停止之狀態。
因此,與制動齒輪245嚙合之大螺旋齒輪236、與大螺旋齒輪236及小螺旋齒輪235為一體之螺旋軸231c均維持旋轉停止之狀態。
同時,與小螺旋齒輪235嚙合之大中繼齒輪244、與大中繼齒輪244為一體之小中繼齒輪243、與小中繼齒輪243嚙合之外中繼齒輪234、與外中繼齒輪234為一體之內中繼齒輪233均維持旋轉停止之狀態。
又,同樣地,與內中繼齒輪233以外周齒214b嚙合之內齒輪214維持旋轉停止之狀態。
若於該狀態下使馬達220驅動,則於行星齒輪離合器210,使驅動齒輪211旋轉驅動。
如此一來,與驅動齒輪211為一體之恆星齒輪212旋轉。
又,與恆星齒輪212嚙合之行星齒輪213旋轉。
此時,行星齒輪213繞支軸212c之軸進行旋轉。
當行星齒輪213旋轉時,內齒輪214停止旋轉。此時,由於行星齒輪213以內周齒214a與內齒輪214嚙合,故行星齒輪213沿內齒輪214之周向旋轉移動。
追隨於沿該內齒輪214之周向移動之行星齒輪213而凸緣部
215旋轉。
藉此,與凸緣部215為一體之旋轉軸20轉動。
於斷電時(驅動電力之供給被遮斷時),於旋轉軸驅動機構200,無激磁作動式制動器221發揮制動功能。藉此,成為馬達220不驅動之狀態。
藉此,驅動齒輪211成為旋轉停止之狀態。同時,與驅動齒輪211為一體之恆星齒輪212成為旋轉停止之狀態。
同時,激磁作動式制動器241不發揮制動功能。
藉此,制動軸241c成為能夠旋轉之狀態。
如此一來,與制動軸241c為一體之制動齒輪245成為能夠旋轉之狀態。
因此,與制動齒輪245嚙合之大螺旋齒輪236成為能夠旋轉之狀態。又,與大螺旋齒輪236為一體之小螺旋齒輪235及螺旋軸231c成為能夠旋轉之狀態。
如此一來,捲緊之扁平螺旋彈簧231之施壓力釋放,而螺旋軸231c旋轉。
隨著螺旋軸231c之旋轉,與螺旋軸231c為一體之小螺旋齒輪235旋轉。
隨著小螺旋齒輪235之旋轉,與小螺旋齒輪235嚙合之大中繼齒輪244、與大中繼齒輪244為一體之小中繼齒輪243均進行旋轉。
進而,與小中繼齒輪243嚙合之外中繼齒輪234、與外中繼齒輪234為一體之內中繼齒輪233均進行旋轉。
藉此,與內中繼齒輪233以外周齒214b嚙合之內齒輪214進
行旋轉。
藉由內齒輪214之旋轉,與內齒輪214以內周齒214a嚙合之行星齒輪213繞支軸212c之軸進行旋轉。
此時,恆星齒輪212停止旋轉。因此,與恆星齒輪212嚙合之行星齒輪213沿恆星齒輪212之周向移動。
追隨於沿該恆星齒輪212之周向移動之行星齒輪213而凸緣部215進行旋轉。
藉此,與凸緣部215為一體之旋轉軸20轉動。
如此,於斷電時,於旋轉軸驅動機構200,捲緊之扁平螺旋彈簧231釋放,藉此旋轉軸20轉動至閥封閉位置。
追隨於旋轉軸20之轉動,與旋轉軸20為一體之止動部21轉動至閥封閉位置。
當旋轉軸20及止動部21成為閥封閉位置時,止動部21抵接於切換閥704。如此一來,切換閥704接通,朝施壓部A70之可動部72伸長之封閉方向驅動而成為閥封閉狀態。
於自斷電狀態復原時成為能夠通電之狀態。
因此,無激磁作動式制動器221設為不發揮制動功能之狀態。
因此,馬達220之驅動力可經由行星齒輪離合器210而使旋轉軸20轉動。
於自斷電狀態向通常之通電狀態復原之斷電恢復時,於旋轉軸驅動機構200,首先,激磁作動式制動器241維持不發揮制動功能之狀態。
藉此,制動軸241c維持能夠旋轉之狀態。
如此一來,與制動軸241c為一體之制動齒輪245維持能夠旋轉之狀態。
因此,與制動齒輪245嚙合之大螺旋齒輪236成為能夠旋轉之狀態。
又,與大螺旋齒輪236為一體之小螺旋齒輪235及螺旋軸231c成為能夠旋轉之狀態。
與螺旋軸231c為一體之小螺旋齒輪235成為能夠旋轉之狀態。
與小螺旋齒輪235嚙合之大中繼齒輪244、與大中繼齒輪244為一體之小中繼齒輪243均成為能夠旋轉之狀態。
進而,與小中繼齒輪243嚙合之外中繼齒輪234、與外中繼齒輪234為一體之內中繼齒輪233均成為能夠旋轉之狀態。
與內中繼齒輪233以外周齒214b嚙合之內齒輪214成為能夠旋轉之狀態。
若於該狀態下使馬達220驅動,則於行星齒輪離合器210,使驅動齒輪211旋轉驅動。
如此一來,與驅動齒輪211為一體之恆星齒輪212進行旋轉。
又,與恆星齒輪212嚙合之行星齒輪213進行旋轉。
此時,行星齒輪213繞支軸212c之軸進行旋轉。
於該狀態下,藉由閥體5之重量,凸緣部215及旋轉軸20不轉動。因此,藉由驅動齒輪211之旋轉,經由恆星齒輪212、行星齒輪213
而內齒輪214轉動。
如此一來,與內齒輪214以外周齒214b嚙合之內中繼齒輪233進行旋轉。
隨著內中繼齒輪233之旋轉,與內中繼齒輪233為一體之外中繼齒輪234進行旋轉。
進而,與外中繼齒輪234嚙合之小中繼齒輪243、與小中繼齒輪243為一體之大中繼齒輪244、與大中繼齒輪244嚙合之小螺旋齒輪235均進行旋轉。
隨著小螺旋齒輪235之旋轉,與小螺旋齒輪235為一體之螺旋軸231c進行旋轉。
藉由螺旋軸231c進行旋轉,而連結之扁平螺旋彈簧231捲緊。
同時,隨著小螺旋齒輪235之旋轉,與小螺旋齒輪235為一體之大螺旋齒輪236進行旋轉。隨著大螺旋齒輪236之旋轉,制動軸241c進行旋轉。
於扁平螺旋彈簧231充分捲緊而成為於斷電時足以將中立閥體5設為閥封閉位置之狀態的情形時,利用感測器250偵測該狀態而激磁作動式制動器241發揮制動功能。
藉由激磁作動式制動器241之制動功能而使制動軸241c之旋轉停止。
藉此,與制動軸241c為一體之制動齒輪245、與制動齒輪245嚙合之大螺旋齒輪236、與大螺旋齒輪236為一體之螺旋軸231c均成為旋轉停止之狀態。
藉此,扁平螺旋彈簧231維持充分捲緊之狀態而成為對於斷電產生之待機狀態。
進而,與大螺旋齒輪236為一體之小螺旋齒輪235成為旋轉停止之狀態。
藉此,與小螺旋齒輪235嚙合之大中繼齒輪244、與大中繼齒輪244為一體之小中繼齒輪243、與小中繼齒輪243嚙合之外中繼齒輪234、與外中繼齒輪234為一體之內中繼齒輪233均成為旋轉停止之狀態。
又,同樣地,與內中繼齒輪233以外周齒214b嚙合之內齒輪214成為旋轉停止之狀態。
若於該狀態下使馬達220驅動,則馬達220之驅動力傳遞至旋轉軸20而能夠使中立閥體5轉動。
於該通電開始時(斷電恢復時),不使激磁作動式制動器241發揮功能而藉由馬達220之驅動使扁平螺旋彈簧231捲緊,能夠進行該動作之構成設為復原裝置。
[施壓部B80(保持彈簧)]
施壓部B80(保持彈簧)位於可動閥部A與可動閥部B之間,局部配置於可動閥部A60與可動閥部B50重疊之區域。即,施壓部B80內置於可動閥部40(可動閥部A60與可動閥部B50之間)。設置施壓部B80之部位較佳為3處以上,且相互分開地設置。作為相互分開之施壓部B80之配置,並不限定於等間隔之配置,亦可採用複數個施壓部B80非等間隔地配置之構造。圖1表示自閥體之中心O觀察時3個施壓部B80配置於相同角度位置(120度)之構成例。
施壓部B80構成為藉由固定於可動閥部A60(可動閥框部:
滑動閥板)之螺栓狀之導銷81之長軸部而引導(限制)可動閥部B之動作。構成施壓部B80之保持彈簧由彈性構件(例如彈簧、橡膠等)形成。
施壓部B80(保持彈簧)係以能夠調整可動閥部A60與可動閥部B50之流路方向H上之厚度尺寸之方式驅動。藉此,可動閥部B50於可動閥部A60活動之方向(符號B1之方向或符號B2之方向)上連動。此時,由於可動閥部B50係以能夠調整流路方向H上之厚度尺寸之方式驅動,故而於上述閉閥時,緩和可動閥部A60之第1密封部61與閥箱10之閥箱內表面10A接觸時之衝擊。
又,於開閥時或逆壓時,緩和可動閥部B50之第2密封部51與閥箱10之閥箱內表面10B接觸時之衝擊。受到該衝擊時,由可動閥部B50與閥箱內表面10B及第2密封部51形成密閉空間。於可動閥部B50設置有排氣孔53,以去除對該密閉空間施加壓力之氣體。
[導銷81]
導銷81係固設於可動閥部A60且豎立設置於流路方向H上,由粗度尺寸均勻之棒狀體構成。導銷81貫通施壓部B80內,且嵌合於形成於可動閥部B50之孔部50h。
該導銷81係以可動閥部B50與可動閥部A60滑動之方向(以符號Q表示之軸)不自符號B1、B2所示之方向偏移,且於可動閥部B50與可動閥部A60滑動時,可動閥部B50及可動閥部A60之姿勢亦不變化而進行平行移動的方式,確實地引導可動閥部B50與可動閥部A60之位置限制。
[施壓部C90(輔助彈簧)]
施壓部C90(輔助彈簧)設置於中立閥部30與可動閥部A60之
間,於閥箱10之流路方向H上,將可動閥部A60以流路方向上之位置能夠變更之方式連接於中立閥部30,並且對可動閥部A朝向上述流路方向上之中央位置施壓。藉此,於本發明之實施形態中,於閘閥自閉閥狀態(圖7)變化為開閥狀態(圖2)之情形時,施壓部C90發揮功能。即,施壓部C90具有自閉閥狀態(圖7)促進使可動閥部A60自閥箱10之內表面分離之機械性之分離動作的構造。
施壓部C90具有位於中立閥部30之外周位置之圓形部30a,位於可動閥部A60之外周位置,且設置於與圓形部30a重疊之部位(位置限制部65)。
施壓部C90係自閥體之中心O觀察時,配置於與施壓部B80相同之角度位置。圖1表示配置有3個施壓部C90之構成例。
施壓部C90亦與施壓部B80同樣地為彈性構件(例如彈簧、橡膠、板彈簧等)。
其中,於使用板彈簧(圖6、圖11)作為施壓部C90之情形時,除了將可動閥部A60朝向中立閥部30(臂)引入保持之功能α[自閉閥狀態(圖7)促進機械性之分離動作之功能]以外,亦可具備保持可動閥部A60相對於中立閥部30(臂)之半徑方向之位置之功能β,因而更佳。
圖6係表示閘閥處於開閥狀態(圖2)之情形時之施壓部C90之模式性之剖視圖。圖11係表示閘閥處於閉閥狀態(圖7)之情形時之施壓部C90之模式性之剖視圖。
如圖6或圖11所示,板彈簧(施壓部C90)之靠近兩端部之部分藉由固定銷92、93隔著環狀構件92a、93a而沿著中立閥部30之圓形部30a之周向卡止。又,板彈簧之靠近中央部之部分藉由印壓銷91而卡止於
可動閥部A60之位置限制部65。
閘閥處於開閥狀態(圖2)之板彈簧藉由具有曲部90A,而處於高度方向之距離縮短之狀態、即可動閥部A60相對於中立閥部30(臂)之分開距離變小之狀態(圖6)。
與此相對,閘閥處於閉閥狀態(圖7)之情形時之板彈簧藉由消除圖6所示之曲部90A,而處於高度方向之距離伸長之狀態、即可動閥部A60相對於中立閥部30(臂)之分開距離變大之狀態(圖11)。
如此,藉由採用由極其簡單之構造構成之板彈簧作為施壓部C90,本發明之實施形態之閘閥中之施壓部C90可穩定地獲得上述2個功能(功能α與功能β)。
[施壓部A70(升降機構)]
施壓部A70(升降機構)內置於閥箱,與上述包含2個可動閥部A、可動閥部B及2個施壓部B、施壓部C之閥體形成獨立個體。
施壓部A70係利用藉由自油壓驅動裝置700供給油(作動流體、加壓非壓縮性流體)而作用於油壓驅動部(固定部)71之油壓,使可動部72之前端72a朝向可動閥部A60伸長。藉由該動作,施壓部A70對可動閥部A60沿著流路方向H朝向第1開口部12a施壓。施壓部A70具有藉由該可動部72之伸長動作而能夠使第1密封部61密接於第1開口部12a之周圍之閥箱內表面10A的功能。
該可動部72之伸長動作可於內置於閥箱10之複數個施壓部A70均大致同時地動作。
施壓部A70相反地不具有能夠使第1密封部61自第1開口部12a之周圍之閥箱內表面10A離開之功能,但具備返回至自己(下述可動部
72)開始活動之位置(下述固定部71內之位置)之功能。因此,施壓部A70係能夠於自施壓部A70朝向可動閥部A60之方向上伸縮之升降機構。
具有此種構成之複數個施壓部A70各自於閥箱10中配置於對可動閥部A60作用之位置,且沿著可動閥部A60設置。
於圖1所示之構成例中,設置施壓部A70之部位較佳為3處以上,且相互分開地設置。
作為相互分開之施壓部A70之配置,並不限定於等間隔之配置,亦可採用複數個施壓部A70非等間隔地配置之構造。圖1及圖23、圖24表示自閥體之中心O觀察時4個施壓部A70配置於相同角度位置(90度)之構成例。
圖1所示之構成例中之施壓部A70係以施壓部A70之角度位置不與配置有上述施壓部B80與施壓部C之角度位置重疊之方式構成。
本實施形態中之施壓部A70包括:油壓驅動部(固定部)71,其設置於閥箱10之內部;可動部72,其能夠於自油壓驅動部(固定部)71朝向可動閥部A60之方向上伸縮;及彈簧73(圖23),其朝使可動部72退縮之方向施壓。
油壓驅動部(固定部)71連接於油壓驅動裝置700,設為藉由自該油壓驅動裝置700供給之油壓而能夠使可動部72於上述方向上伸縮之構成。
油壓驅動裝置700如圖23所示,具有:油壓產生部701,其產生對油壓驅動部(固定部)71供給油壓之油壓;油壓管702,其自油壓產生部701連接於油壓驅動部(固定部)71;電磁閥703,其設置於油壓管702且能夠以於可動閥部A60之打開動作結束時將油壓供給切斷之方式作動;
切換閥704,其設置於油壓管702且能夠檢測旋轉軸20之旋轉成為關閉位置而切換油壓供給;馬達等驅動部705,其驅動油壓產生部701;控制部(控制器)706,其控制驅動部705;及電源707,其供給用以對驅動部705進行驅動之電力。
又,油壓產生部701如圖26~圖28所示,設為能夠常閉之構成。
施壓部A70中設置有防止於油壓驅動時作為作動流體之油(液壓油)洩漏至配置有可動閥部A60之真空側的多層之密封裝置。
油壓產生部701係於使可動部72伸縮動作時,將成為正壓或負壓之油壓供給至油壓驅動部(固定部)71,並且於動作結束時,能夠將對於油壓驅動部71之油壓供給切斷。又,油壓產生部701可適當地控制可動部72相對於可動閥部A60之抵接狀態。
圖26~圖28係表示油壓驅動裝置700中之油壓產生部701之剖視圖。圖26表示油壓驅動裝置700中之油壓產生部701之閉閥狀態。圖27表示油壓驅動裝置700中之油壓產生部701之開閉狀態。圖28表示油壓驅動裝置700中之油壓產生部701之過壓狀態。
油壓產生部701如圖26所示,具備:油壓缸710,其將作為非壓縮性流體之壓力油加壓並供給至油壓驅動部(固定部)71;施壓構件720,其對油壓缸710施壓;缸驅動部730,其能夠抵抗施壓構件720而驅動油壓缸710;及外殼750,其收納該等構件。
油壓缸710具有有底筒狀之缸本體711、及於缸本體711之內部能夠於軸線方向上相對地移動之活塞712。
活塞712具有沿著活塞712之軸線貫通內部之油壓流路
713,油壓流路713連接於油壓管702。油壓流路713能夠使作為非壓縮性流體之壓力油(驅動流體)相對於油壓管702流入或流出。
連接於油壓管702之活塞712之油壓流路713貫通外殼750。活塞712之端部712a由O形環及密封材料密封。活塞712之端部712a安裝固定於外殼750。
活塞712之與端部712a成為相反側之端部712b位於缸本體711之內部。活塞712位於與缸本體711為同軸上。
缸本體711之端部711a(第1端)開口。活塞712之端部712b通過缸本體711之端部711a插入至缸本體711之內部。
缸本體711能夠相對於活塞712於軸線方向上相對地移動。缸本體711能夠相對於外殼750於軸線方向上相對地移動。
缸本體711之端部711b(第2端)將缸本體711之內部空間封閉。於缸本體711之底面(與端部711b相反之面)與活塞712之端部712b之端面之間形成油壓空間714。於油壓空間714填充作為非壓縮性流體之壓力油(驅動流體)。
油壓空間714之容積係於缸本體711相對於活塞712於軸線方向上相對地移動之情形時增減。隨著該油壓空間714之容積之增減,填充於油壓空間714之壓力油經由油壓流路713相對於油壓管702流入或流出。
於缸本體711之端部711a,於外周位置設置有凸緣部711c。凸緣部711c係於端部711a,朝缸本體711之徑向外側突出地環繞設置。
於外殼750之內部中朝向缸本體711之端部711b之面抵接有
成為施壓構件720之內彈簧721之端部721b及外彈簧722之端部722b。
於凸緣部711c,於與端部711a為相反側之面,靠近缸本體711之外周面地環繞設置有周槽711d。於周槽711d抵接有成為施壓構件720之內彈簧721之端部721a。於凸緣部711c中成為周槽711d之外周位置的凸緣部711c之朝向端部711b之面抵接有外彈簧722之端部722a。
施壓構件720具有內彈簧721及外彈簧722。內彈簧721及外彈簧722設為螺旋彈簧。內彈簧721及外彈簧722配置成與缸本體711及活塞712為同軸狀。內彈簧721具有較缸本體711之外周面之直徑尺寸略大之內徑尺寸。外彈簧722具有較內彈簧721之外徑尺寸略大之內徑尺寸。外彈簧722設為較內彈簧721大之線徑。外彈簧722具有較內彈簧721大之施壓力。
內彈簧721及外彈簧722能夠將伸縮方向上之施壓力傳遞至缸本體711。內彈簧721及外彈簧722均以將缸本體711之凸緣部711c朝向活塞712之端部712a按壓之方式被施壓。
內彈簧721之端部721b及外彈簧722之端部722b抵接於外殼750。藉此,施壓構件720相對於外殼750對缸本體711施壓。
再者,施壓構件720只要能夠對缸本體711施壓,則不限於該構成。
於缸本體711之內周面,於靠近端部711a之位置設置有襯套711e、Y形墊圈711f、711g。缸本體711之內周面與活塞712之外周面能夠滑動地被密閉。
於缸本體711之端部711b,於外側位置呈同軸狀地連接有缸驅動部730之驅動軸731之端部731a。
缸驅動部730具有使缸本體711相對於活塞712於軸線方向上相對地移動之驅動軸731、及藉由馬達等驅動部705對驅動軸731進行驅動之驅動傳遞部。
驅動軸731係以與缸本體711及活塞712同軸之狀態配置於外殼750內。驅動軸731能夠於軸向上移動。驅動軸731能夠相對於活塞712及外殼750於軸線方向上相對地移動。
於驅動軸731之外周面,於靠近端部731a之位置形成有滾珠螺桿731c。
驅動軸731之軸向上之滾珠螺桿731c之長度係以如下方式設定,即,當缸本體711於軸向上移動時,相對於滾珠螺桿731c之所有範圍(結束區域、螺桿形成面),下述內側螺面732c能夠維持螺合狀態。
於驅動軸731之徑向外側,於滾珠螺桿731c之外周位置呈同軸狀地配置有螺桿驅動齒輪732。驅動軸731係藉由螺桿驅動齒輪732而支持於外殼750。
於驅動軸731之與端部731a成為相反側之端部731b,於徑向上突出地設置有下述止轉部731h。止轉部731h位於設置於外殼750之滑動槽757之內部。止轉部731h係以驅動軸731不旋轉而能夠於軸向上移動之方式,限制驅動軸731之移動方向。
螺桿驅動齒輪732設為筒狀。螺桿驅動齒輪732係能夠旋轉地支持於外殼750。
於螺桿驅動齒輪732之外周設置有滾珠軸承732f、732g。滾珠軸承732f、732g係以能夠相對於外殼750與驅動軸731同軸地旋轉之方式支持螺桿驅動齒輪732。
再者,螺桿驅動齒輪732相對於外殼750於軸向上不移動。
於螺桿驅動齒輪732之內周形成有內側螺面732c。內側螺面732c與驅動軸731之滾珠螺桿731c螺合。
於螺桿驅動齒輪732旋轉之情形時,藉由與內側螺面732c螺合之滾珠螺桿731c,對驅動軸731作用旋轉力。驅動軸731被止轉部731h及滑動槽757限制旋轉。
因此,驅動軸731係於被滑動槽757限制之方向、即驅動軸731之軸向上移動。
於螺桿驅動齒輪732之外周形成有外側齒輪732d。外側齒輪732d係於螺桿驅動齒輪732之軸向上形成於夾於滾珠軸承732f及滾珠軸承732g之間之位置。於螺桿驅動齒輪732,外側齒輪732d位於徑向之最外側。
再者,螺桿驅動齒輪732中,形成有內側螺面732c之內螺桿驅動齒輪732a與形成有外側齒輪732d之外螺桿驅動齒輪732b可一體地連接。
外側齒輪732d與驅動齒輪733d嚙合。驅動齒輪733d具有與驅動軸731之軸線平行之旋轉軸線。
驅動齒輪733d旋轉自如地支持於與驅動軸731之軸線平行之旋轉軸734。旋轉軸734係於離開至驅動軸731之徑向上之外側之位置支持於外殼750。
驅動齒輪733d係與位於和驅動齒輪733d為同軸上之驅動齒輪733e一體地形成。驅動齒輪733e具有較驅動齒輪733d大之直徑尺寸。驅動齒輪733e係與驅動齒輪733d一體地旋轉。
驅動齒輪733e與驅動齒輪735嚙合。驅動齒輪735具有與驅動軸731之軸線平行之旋轉軸線。驅動齒輪735係旋轉自如地支持於與驅動軸731之軸線平行之旋轉軸736。旋轉軸736係於驅動軸731之徑向上之外側位置且較旋轉軸734進一步離開之位置支持於外殼750。
驅動齒輪735與驅動齒輪737嚙合。驅動齒輪737具有與驅動軸731之軸線平行之旋轉軸線。驅動齒輪737固定於與驅動軸731之軸線平行之馬達等驅動部705之旋轉驅動軸705a。
旋轉驅動軸705a配置於驅動軸731之徑向上之外側位置且較旋轉軸736進一步離開之位置。旋轉驅動軸705a係以貫通狀態能夠旋轉地安裝於外殼750。
螺桿驅動齒輪732、滾珠軸承732f、732g、內側螺面732c、外側齒輪732d、驅動齒輪733d、驅動齒輪733e、旋轉軸734、驅動齒輪735、旋轉軸736、驅動齒輪737構成驅動傳遞部。
外殼750包括筒狀之外殼筒751、將外殼筒751之一端封閉之外殼蓋752、將外殼筒751之另一端封閉之後外殼753、於外殼筒751之內部(收納空間755)設置於外殼蓋752與後外殼753之間之環754、及將後外殼753之另一端封閉之蓋部758。
外殼筒751具有與缸本體711、活塞712、驅動軸731呈同軸狀地延伸之內部形狀。外殼筒751之內部形成收納空間755。
收納空間755將缸本體711、活塞712、成為施壓構件720之內彈簧721及外彈簧722、以及驅動軸731之端部731a收納於內部。
收納空間755具有2個開口。活塞712位於2個開口中之一者,該開口由外殼蓋752封閉。
於外殼蓋752連接固定有活塞712。於外殼蓋752貫通有活塞712之端部712a。
驅動軸731位於收納空間755之2個開口中之另一者,該開口由後外殼753封閉。於後外殼753貫通有驅動軸731。
收納空間755係於靠近後外殼753之位置設置有環754。
環754係與驅動軸731同軸地配置於驅動軸731之周圍。環754之內周與驅動軸731之外周分開。
環754具有與凸緣部711c之內周、即缸本體711之外周面之直徑尺寸相等之內徑。又,環754具有與凸緣部711c之外徑尺寸相等之外徑。
於環754之與外殼蓋752對向之面抵接有成為施壓構件720之內彈簧721之端部721b及外彈簧722之端部722b。
於環754之與外殼蓋752對向之面,以與周槽711d對應之方式環繞設置有周槽754d。
於周槽754d抵接有成為施壓構件720之內彈簧721之端部721b。於位於周槽754d之外周且環754之朝向外殼蓋752之面抵接有外彈簧722之端部722b。
外殼筒751與後外殼753中設置有相較收納空間755更朝驅動軸731之徑向外側延伸之驅動系統支持部751k、753k。驅動系統支持部751k、753k呈形成周向之一部分之凸緣狀形成於外殼筒751及後外殼753。
驅動系統支持部751k與驅動系統支持部753k相互接觸。於驅動系統支持部751k與驅動系統支持部753k之間夾持有螺桿驅動齒輪
732、滾珠軸承732f、732g、內側螺面732c、外側齒輪732d、驅動齒輪733d、驅動齒輪733e、旋轉軸734、驅動齒輪735、旋轉軸736、及驅動齒輪737。
於驅動系統支持部751k與驅動系統支持部753k之對向之面,形成有與螺桿驅動齒輪732、滾珠軸承732f、732g、內側螺面732c、外側齒輪732d、驅動齒輪733d、驅動齒輪733e、旋轉軸734、驅動齒輪735、旋轉軸736、及驅動齒輪737對應的凹凸部。凹凸部支持該等構件。
又,於驅動系統支持部751k貫通有旋轉驅動軸705a。於驅動系統支持部751k安裝有馬達等驅動部705。
於外殼筒751與外螺桿驅動齒輪732b(螺桿驅動齒輪732)之間設置有滾珠軸承732f。滾珠軸承732f係能夠使螺桿驅動齒輪732旋轉地支持於外殼筒751。
於後外殼753與外螺桿驅動齒輪732b(螺桿驅動齒輪732)之間設置有滾珠軸承732g。滾珠軸承732g係能夠使螺桿驅動齒輪732旋轉地支持於後外殼753。
於後外殼753形成有當驅動軸731於軸向上移動時成為驅動軸731之端部731b之退避部之後空間756。
於成為後空間756與收納空間755之邊界之位置配置有螺桿驅動齒輪732。即,於成為後空間756與收納空間755之邊界之位置,能夠於軸向上移動地配置有驅動軸731。
於後空間756,以直徑擴大之方式形成有滑動槽757。滑動槽757位於驅動軸731之徑向外側。滑動槽757係藉由止轉部731h於滑動槽757之內部滑動,而限制驅動軸731之旋轉,並且能夠進行驅動軸731之軸
向之移動。
後空間756之端部由蓋部758封閉。
於後空間756中靠近蓋部758之位置,設置有可供驅動軸731之端部731b抵接之限制器開關760。限制器開關760連接於控制部706。
限制器開關760係於驅動軸731自收納空間755朝向後空間756移動之情形時,偵測驅動軸731之端部731b已抵接於限制器開關760。此時,限制器開關760將驅動軸731之端部731b已到達至特定之位置輸出至控制部706。
接收到該信號之控制部706輸出使馬達等驅動部705之驅動停止之信號。藉此,馬達等驅動部705停止驅動。因此,藉由設置有限制器開關760之位置,限制驅動軸731之移動位置。
油壓產生部701可根據控制部706之輸出信號驅動馬達等驅動部705。
若控制部706輸出驅動信號,則馬達等驅動部705驅動,從而旋轉驅動軸705a旋轉。藉由旋轉驅動軸705a之旋轉,安裝於旋轉驅動軸705a之驅動齒輪737旋轉。驅動齒輪737之旋轉傳遞至與驅動齒輪737嚙合之驅動齒輪735。驅動齒輪735之旋轉傳遞至與驅動齒輪735嚙合之驅動齒輪733e。
驅動齒輪733e之旋轉傳遞至與驅動齒輪733e一體地形成之驅動齒輪733d。驅動齒輪733d之旋轉傳遞至與驅動齒輪733d嚙合之外側齒輪732d,從而螺桿驅動齒輪732旋轉。外側齒輪732d之旋轉傳遞至與外側齒輪732d一體地形成之螺桿驅動齒輪732之內側螺面732c。
螺桿驅動齒輪732之內側螺面732c之旋轉傳遞至與螺桿驅動齒輪732嚙合之驅動軸731之滾珠螺桿731c,從而驅動軸731旋轉。螺桿驅動齒輪732由滾珠軸承732f、732g支持。因此,即便螺桿驅動齒輪732旋轉,螺桿驅動齒輪732亦不於軸向上移動。
驅動軸731由內側螺面732c支持,並且止轉部731h位於滑動槽757之內部,限制驅動軸731之移動方向。因此,驅動軸731係於螺桿驅動齒輪732旋轉之情形時於軸向上移動。
如此,藉由驅動傳遞部將馬達等驅動部705之旋轉驅動力傳遞至驅動軸731,從而驅動軸731於軸向上移動。
若驅動軸731於軸向上移動,則與驅動軸731一體地連接之缸本體711亦同樣地於軸向上移動。此時,活塞712由於固定於外殼蓋752,故而不移動。藉此,缸本體711與活塞712於軸線方向上相對地移動。
此處,藉由缸本體711與活塞712相對地移動,缸本體711內部之油壓空間714之容積產生變化。對應於油壓空間714之容積變化,填充於油壓空間714之作為非壓縮性流體之壓力油(驅動流體)相對於油壓流路713流入或流出。
抵接於凸緣部711c之成為施壓構件720之內彈簧721及外彈簧722對缸本體711賦予施壓力。
於本實施形態之閘閥中,由於能夠常閉,故來自施壓構件720之施壓力產生於內彈簧721及外彈簧722伸長之方向上。即,自施壓構件720對缸本體711賦予之施壓力產生之方向係與缸本體711自螺桿驅動齒輪732離開之方向一致。
因此,施壓構件720之施壓力係以缸本體711中之油壓空間714之容積減少之方式賦予至缸本體711。
又,於本實施形態之閘閥中,能夠常閉、即於馬達等驅動部705驅動時能夠開路。因此,藉由馬達等驅動部705之驅動而驅動軸731移動之方向成為與施壓構件720之施壓力之方向相反之方向。
即,藉由馬達等驅動部705之驅動,驅動軸731於自活塞712離開之方向上移動。因此,藉由馬達等驅動部705之驅動,驅動軸731以缸本體711中之油壓空間714之容積增大之方式移動。
於油壓產生部701中,於不驅動馬達等驅動部705之情形時,如圖26所示,藉由施壓構件720之施壓力而油壓空間714之容積減少。藉此,作為非壓縮性流體之壓力油(驅動流體)自油壓空間714經由油壓流路713流入至油壓管702。此時,於施壓部A70油壓發揮作用,可動部72之前端72a伸長。
又,油壓產生部701係於驅動馬達等驅動部705之情形時,如圖27所示,藉由馬達等驅動部705之驅動力而油壓空間714之容積增大。藉此,作為非壓縮性流體之壓力油(驅動流體)經由油壓流路713而自油壓管702流入至油壓空間714。此時,於施壓部A70油壓發揮作用,可動部72之前端72a退縮。
又,於油壓產生部701,於因某些原因而導致缸本體711朝向外殼蓋752超限移動之情形時,亦如圖28所示,凸緣部711c抵接於外殼蓋752,而使缸本體711之移動停止。藉此,將油壓空間714之減少限制於特定範圍。因此,油壓產生部701能夠不使過量之壓力油(驅動流體)流入至施壓部A70。
藉由該構成,施壓部A70具有使可動部72之前端72a抵接於可動閥部A60之下表面60sb而使可動閥部A60朝向第1開口部12a移動的功能、及返回至自己(可動部72)開始活動之位置(固定部71內之位置)之功能之2個功能,擔負閥體之升降機構之作用。
圖2~圖5表示可動閥部40(可動閥部A60、可動閥部B50)與閥箱10之任一閥箱內表面10A、10B均不相接之狀態。將該狀態稱為閥體空閒之狀態。圖6係表示空閒狀態(圖2)下之施壓部C之主要部分之放大圖,且係於圖2中沿紙面深度方向觀察施壓部C所得之圖。
於該閥體空閒之狀態下,藉由上述施壓部A70之功能、即使可動閥部A60朝向第1開口部12a移動之功能,使可動閥部A60移動至與閥箱10之閥箱內表面10A相接為止,將可動閥部A60按壓至上述閥箱內表面10A,藉此將流路H閉鎖(閉閥動作)。
圖7~圖10表示藉由上述閉閥動作而流路H閉鎖之狀態。將該狀態稱為正壓/差壓無之狀態。圖11係表示正壓/差壓無之狀態(圖7)下之施壓部C之主要部分之放大圖,且係於圖7中沿紙面深度方向觀察施壓部C所得之圖。
於該閥體為正壓/差壓無之狀態下,藉由上述施壓部C90之功能、即將可動閥部A60以流路方向上之位置能夠變更之方式連接於中立閥部30,並且對可動閥部A朝向上述流路方向上之中央位置施壓之功能,使可動閥部A60自閥箱10之內表面分離,使可動閥部A60退避,藉此將上述流路H打開(解除動作)。
如此,於本實施形態之閘閥中,包括O形環等之第1密封部61(閥板密封墊圈)與包括O形環等之第3密封部52(滑動密封墊圈)大致配置
於同一圓筒面上(例如,以與圖3~圖5所示之線R重疊之方式配置),因此,可獲得約100%之逆壓消除率。
又,本實施形態之閘閥中之施壓部A70內置於閥箱10,且與包含2個可動閥部A60、可動閥部B50與2個施壓部B80、施壓部C90的中立閥體5形成獨立個體。藉此,本實施形態之閘閥100相應於施壓部A70之重量而可實現閥體構造之輕量化。
又,由於施壓部A70設為藉由油壓驅動裝置700而利用作動流體為非壓縮性之油壓進行動作之構成,故而與作動流體使用壓空(壓縮空氣)等之壓縮性流體之情形相比,可實現省空間化,並且同時可進行確實之閉閥動作。進而,與壓空驅動相比,亦可提高動作上之安全性。
因此,根據本實施形態之閘閥,可進行高可靠性之分隔動作,並且可減輕閥體之重量,因此,能夠抑制閥體之上下移動或使閥體迴轉移動時所需之驅動力,故而實現閥體之構成之簡化及輕量化。
圖20~圖22係表示先前之閘閥501之圖,圖20表示橫剖視圖,圖21及圖22表示縱剖視圖。圖21表示閥體配置於可退避動作之位置之情形,圖22表示閥體配置於閥閉位置之情形(專利文獻4)。
如圖20~圖22所示,於先前之閘閥501,相當於本實施形態之閘閥100中之施壓部A70之環狀之氣缸580包含於閥體構造,亦需要對氣缸580導入壓空之供給路541,閥體構造變得極其複雜。又,於圖20~圖22所示之先前例之閘閥之構成中,考慮於具有較大面積之閘閥中進行封閉。於該情形時,將氣缸580形成為環狀時,為了滿足所要求之高動作準確性、高密閉性,所需之加工精度極高。因此,擔心此種先前之閘閥之製造時之高成本化。
與此相對,本發明之實施形態之施壓部A70配置於閥箱10之內部,而不包含於閥體構造,因此,亦可實現閥體構造之簡化。先前之閘閥501所需之供給路541於本實施形態之閘閥100中不需要。又,作為施壓部A70,可使用複數個通常形態之圓柱、圓筒狀之活塞、缸,因此,能夠低成本地製造滿足所要求之高動作準確性、高密閉性之閘閥。
因此,本發明之實施形態之閘閥藉由採用配置於閥箱之內部且不包含於閥體構造之施壓部A70,亦能夠較先前低成本地選擇低功率地驅動之構件或裝置作為能夠使旋轉軸20旋轉之驅動裝置,因此,本發明有助於實現省能量型之閘閥。
因此,本發明有助於提供一種閘閥,該閘閥可進行高可靠性之分隔動作,可實現可動閥部之輕量化,並且可實現100%之逆壓消除率,且具有常閉構造。
再者,圖2表示施壓部A70於靠近第2開口部12b之位置內置於閥箱10(10b)之構成,但本發明並不限定於該構成。例如,亦可代替靠近第2開口部12b之位置而於靠近第1開口部12a之位置設置施壓部A70。若施壓部A70能夠對可動閥部A60發揮作用,則設置施壓部A70之位置可自由地設定。
於上述實施形態中,關於圖2所示之施壓部A70,表示對上述可動閥部A60作用壓縮力之構成例,藉由機械性之抵接動作進行閉閥動作,但本發明並不限定於該構成。
作為具備作用壓縮力之功能之施壓部A70,除了油壓以外,例如除了上述缸機構以外,亦可列舉壓空機構、電磁機構等。再者,壓空機構等於閘閥100並非為大面積之情形等時,作為施壓部A70尤其有
效。其原因在於,不取決於閘閥100之設置姿勢,可安全地進行開閉動作。
再者,關於施壓部A70同時具備對上述可動閥部A60作用壓縮力之功能及對可動閥部A60作用拉伸力之功能的構成例,基於下述圖17~圖19,作為變化例進行說明。
圖2所示之施壓部A70根據沿著圖1中之線段A-O之剖視圖即圖3可明確,於圖1中配置於可動閥部A60之下方(紙面裏側)。即,本實施態樣如圖23、圖24所示,表示施壓部A70以90度間距配置於4個部位之構成例。該構成例表示4個施壓部A70等間隔地配置之情形,但本發明並不限定於該構成,施壓部A70之個數只要為3個以上之複數個即可,施壓部A70之間隔亦可為非等間隔。
又,本實施態樣中,作為局部配置於閥箱10之內部且作為施壓部A70發揮功能之構件,揭示了銷狀之缸,但本發明並不限定於該構件。例如,亦可代替銷狀之缸而使用環狀之缸作為施壓部A70。
[閥體位於可退避動作之位置(空閒)之狀態]
以下,基於圖1~圖6,對閥體空閒之狀態進行說明。
圖1係表示本發明之實施形態之閘閥之構成之橫剖視圖,圖2係縱剖視圖。圖3係表示沿著圖1中之線段A-O之主要部分之放大圖,圖4係表示沿著圖1中之線段B-O之主要部分之放大圖,圖5係表示沿著圖1中之線段C-O之主要部分之放大圖。又,圖6係表示圖2中之施壓部C之主要部分之放大圖。
中立閥體5空閒之狀態係中立閥體5不與閥箱10之內表面(位於第1開口部12a之周圍之閥箱10之內表面、位於第2開口部12b之周圍
之閥箱10之內表面)相接之狀態。
施壓部A70(升降機構)包括配置於閥箱10之內部之固定部71、及藉由自固定部71朝向可動閥部A60之方向上油壓而能夠伸縮之可動部72,處於與固定部71一起,可動部72亦配置於閥箱10之內部之狀態。即,與中立閥體5形成獨立個體之施壓部A70(升降機構)係不與中立閥體5相接之狀態。
換言之,施壓部A70(升降機構)內置於閥箱10,與包含2個可動閥部A60、可動閥部B50及施壓部B80之中立閥體5形成獨立個體。
該施壓部A70包括:固定部71,其連接於油壓驅動裝置700並且配置於閥箱10之內部;及可動部72,其能夠於自固定部71朝向可動閥部A60之方向上伸縮。
藉由該構成,施壓部A70具有使可動部72之前端72a抵接於可動閥部A60之下表面60sb而使可動閥部A60朝向第1開口部12a移動的功能、及相反地使可動閥部A60能夠自第1開口部12a離開之功能之2個功能,擔負閥體之升降機構之作用。
如圖3所示,藉由構成施壓部A70之可動部72之前端72a抵接於可動閥部A60之下表面60sb(箭頭F1),構成中立閥體5之可動閥部A60朝向閥箱10之內表面(第1開口部12a之周圍之閥箱10之閥箱內表面10A)移動(箭頭F2)。藉由該移動,第1密封部61(閥板密封墊圈)與閥箱10之閥箱內表面10A相接之狀態為閉閥位置之狀態(閉閥狀態)。
可動閥部B50與可動閥部A60係藉由保持彈簧(施壓部B80)而能夠於符號B1、B2(圖2)所示之方向(往返方向)上經由第3密封部52一面滑動一面移動,因此,於該移動時,可動閥部B50亦於與可動閥部A60相
同之方向上移動。
[閥體位於閥閉位置(正壓或差壓無)之狀態]
以下,基於圖7~圖10,對閥體位於閥閉位置之狀態進行說明。
圖7係表示本發明之實施形態之閘閥之構成之縱剖視圖。圖8係表示沿著圖1中之線段A-O之主要部分之放大圖,圖9係表示沿著圖1中之線段B-O之主要部分之放大圖,圖10係表示沿著圖1中之線段C-O之主要部分之放大圖。
中立閥體5位於閥閉位置之狀態係中立閥體5與閥箱10之一內表面(第1開口部12a之周圍之閥箱內表面10A)相接之狀態,且係不與另一內表面(位於第2開口部12b之周圍之閥箱10之內表面)相接之狀態。
施壓部A70(升降機構)係藉由油壓使可動部72自配置於閥箱10之內部之固定部71向朝向可動閥部A60之方向延伸,使可動部72之前端72a抵接於可動閥部A60之下表面60sb。藉此,使可動閥部A60朝向第1開口部12移動,從而將設置於可動閥部A60之上表面60sa之第1密封部61設為與閥箱10之第1開口部12a之周圍之閥箱內表面10A)相接之狀態。
[閥體位於逆壓位置之狀態]
以下,基於圖12~圖15,對閥體位於逆壓位置之狀態進行說明。
圖12係表示本發明之實施形態之閘閥之構成之縱剖視圖。圖13係表示沿著圖1中之線段A-O之主要部分之放大圖,圖14係表示沿著圖1中之線段B-O之主要部分之放大圖,圖15係表示沿著圖1中之線段C-O之主要部分之放大圖。
中立閥體5位於逆壓位置之狀態係中立閥體5保持與閥箱10之一內表面(第1開口部12a之周圍之閥箱內表面10A)相接之狀態,且同時亦與另一內表面(位於第2開口部12b之周圍之閥箱10之內表面)相接的狀態。所謂逆壓係指於自閉閥狀態至開閥狀態之方向上對閥體施加壓力。
於中立閥體5受到逆壓之情形時,位於構成閥體之可動閥部A60與可動閥部B50之間之施壓部B80發揮功能。即,可動閥部B50與可動閥部A60係藉由施壓部B80而能夠於符號B1、B2(圖12)所示之方向(往返方向)上經由第3密封部52一面滑動一面移動,因此,於中立閥體5受到逆壓之情形時,可動閥部B50相對於可動閥部A60於符號B2之方向上移動。
藉此,可動閥部B50與閥箱10之另一內表面(第2開口部12b之周圍之閥箱內表面10B)碰撞。為了緩和因該碰撞所致之衝擊,可動閥部B50於與第2開口部12b之周圍之閥箱內表面10B對向之部位具備第2密封部51。如此,以閥箱10之閥箱內表面10B(背面側之主體)承受中立閥體5所受之力(於符號B2之方向上受到之力)之機構係逆壓消除機構。
作為第2密封部51,可較佳地使用彈性體。於可動閥部B50與閥箱10之閥箱內表面10B碰撞之情形時,需要防止於碰撞之瞬間產生之灰塵、或閥箱10之閥箱內表面10B(背面側之主體)以毫米為單位變形引起微小滑動而產生之灰塵的對策。若第2密封部51為彈性體,則藉由在碰撞時彈性體產生變形,可防止產生任何灰塵。
於本實施形態之閘閥中,未設置產生彈簧等之施壓力之構成作為以能夠常閉之方式使旋轉軸20轉動之構成。因此,未設置對抗該施壓力而使旋轉軸20轉動之構成。因此,可削減馬達之輸出及扁平螺旋彈簧
之施壓力。藉此,可提供能夠實現低成本化、小型化、省空間化之閘閥。
同時,於閥封閉時,可依次進行旋轉軸20之關閉轉動與可動閥部B50之封閉狀態。進而,於斷電閥之封閉時,可依次進行旋轉軸20之關閉轉動與可動閥部B50之封閉狀態。藉此,可設為於斷電時亦無須準備二次電源等且能夠常閉之閘閥之構成。同時,可提供斷電時之安全性提高之閘閥。
進而,於通電復原時,藉由進行基於馬達之復原動作,便可將扁平螺旋彈簧捲緊,並且復原為通常之通電狀態。因此,可提供更安全之能夠常閉之構成之閘閥。
圖17~圖19係表示本發明之實施形態之變化例中之閘閥之構成之縱剖視圖。圖17係表示於閥體配置於可退避動作之位置(空閒)之情形時相當於圖3之沿著線段A-O之主要部分的放大圖。圖18係表示於閥體配置於閥閉位置(正壓或差壓無)之情形時相當於圖8之沿著線段A-O之主要部分的放大圖。圖19係表示於閥體配置於逆壓位置之情形時相當於圖13之沿著線段A-O之主要部分的放大圖。
關於圖17~圖19中之施壓部A70,表示同時具備對上述可動閥部A60作用壓縮力之功能、及對可動閥部A60作用拉伸力之功能的構成例。
為了同時具備該2個功能,變化例之施壓部A70包括配置於閥箱10之內部之固定部71、及能夠於自固定部71朝向可動閥部A60之方向上伸縮之可動部72。進而,於可動部72之側面埋設有如圖16所示之球頭柱塞。
該球頭柱塞係於成為以可動部72配置於靠近油壓驅動部(固定部)71之位置之方式退縮之狀態的情形時,位於較環狀之密封構件(O形環)75更靠可動部72之前端。
再者,如該部分般之基於油壓之直線導入部中之密封構件較理想為設為雙重密封等設置漏油緩衝空間。尤其是,於該部直接面向真空部之構成之情形時可降低使真空槽內受到油污染之概率,因此特別推薦。又,為了真空、大氣環境同時降低使周圍受到油污染之可能性,液壓油較理想為使用蒸汽壓較低之油。液壓油之蒸汽壓由所要求之真空度等決定,一般地,選擇為10-3Pa左右以下。
此處,「柱塞」係用以將工件定位、固定之機械要素零件,柱塞具備柱塞本體、內置於柱塞本體之彈簧、及位於彈簧之前端之前端構件(球或銷)。柱塞具有如下機構,即,若對前端構件施加負荷,則前端構件下陷至柱塞本體之內部,若解除負荷則利用彈簧之力使前端構件返回至原來之位置。
尤其是,球頭柱塞係位於彈簧之前端之球動作之柱塞,可藉由不僅自上下方向而且自橫向施加之負荷使球下陷,因此,適合於滑動之機構之定位。
於可動部72之側面設置球頭柱塞72B,並且於可動閥部A60中供可動部72之前端部抵接之部位65A配置成為可動部72之前端部與球頭柱塞72B之承接部之凹部65e。根據該構成,變化例之施壓部A70可同時具備對上述可動閥部A60作用基於油壓之壓縮力之功能、及對可動閥部A60作用拉伸力之功能。
且說,於內置於施壓部A70之壓縮螺旋彈簧(彈簧)73(圖
23)以壓縮狀態停止之情形時,與該彈簧73之位移量對應之反彈力與缸之活塞面處之基於油壓之力同等。即,彈簧73之反彈力轉換為油壓,因此,經由油壓產生部701傳遞至驅動部705。即,驅動部705若不發揮與彈簧73之反彈力同等之力則無法保持平衡狀態、即停止狀態。但,於本實施形態之構成中,可藉由電磁閥703將油壓迴路遮斷。即,即便為受到彈簧73之反彈力之狀況,只要將電磁閥703遮斷,亦可保持停止狀態且驅動部705無須產生力。其結果,可防止驅動部705溫度上升。
又,於該變化例之閘閥中,與於可動閥部A60與作為施壓部A70之一部分之可動部72之間設置球頭柱塞72B之構成同樣地,採用於中立閥部30與作為可動閥部A60之一部分之位置限制部65之間亦設置球頭柱塞65B之構成。藉此,無需上述實施形態中之施壓部C90。
因此,變化例之閘閥與上述實施形態之閘閥相比,可進行高可靠性之分隔動作,並且閥體之重量進一步減輕,因此,可進一步抑制閥體之上下移動或使閥體迴轉移動時所需之驅動力。因此,實現常閉提高,且容易地實現閥體之構成之簡化及輕量化。
於該變化例之閘閥中,於可動閥部B50與作為可動閥部A60之一部分且位於與可動閥部B50重疊之位置之部位67之間,配置有包括與上述實施形態相同之構成之施壓部B80。因此,於該變化例之閘閥中,藉由施壓部B80,亦能夠獲得閥體之上下移動或使閥體迴轉移動時所需之驅動力。
即,於變化例之閘閥中,藉由採用設置球頭柱塞之構成,可將上述實施形態之閘閥中所需之施壓部C90自閥體構造排除。因此,根據變化例,獲得一種閘閥,該閘閥可進一步抑制閥體之上下移動或使閥體
迴轉移動時所需之驅動力,且可實現閥體之構成之簡化及輕量化。
再者,於該變化例中,揭示了設置2個球頭柱塞72B、65B之構成,但並非必須將2個球頭柱塞一起組入。即,於上述實施形態之閘閥中,亦可採用設置有2個球頭柱塞72B、65B之構成中之任一個。
又,於閥箱10之內部配置複數個施壓部A70之情形時,作為施壓部A70,例如亦可採用交替地配置上述實施形態所示之「對可動閥部A作用壓縮力之構造(第1構造)」與上述變化例所示之「同時具備對可動閥部A作用壓縮力之功能、及對可動閥部A60作用拉伸力之功能之構造(第2構造)」的構成。或者,亦可採用於2個第1構造之間配置有複數個第2構造之構造、或於2個第2構造之間配置有複數個第1構造之構造。
進而,亦可採用如下例。
圖32係表示本實施形態中之旋轉器件之其他例之說明圖。
[旋轉軸驅動機構200]
於本變化例中,與上述實施形態之不同點係關於行星齒輪離合器之方面,對除此以外之與上述實施形態對應之構成標註相同符號並省略其說明。
本變化例中之旋轉軸驅動機構(旋轉裝置)200亦與上述實施形態同樣地,設為用以使旋轉軸20旋轉之電動致動器。
於旋轉軸驅動機構(旋轉裝置)200,設為螺旋軸231c與制動軸241c為一根合併軸205c之構成。
合併軸205c係與旋轉軸20平行地配置。合併軸205c設為與上述實施形態中之螺旋軸231c對應之配置。
於合併軸205c連接有扁平螺旋彈簧231與激磁作動式制動器241。
扁平螺旋彈簧231與激磁作動式制動器241係於在合併軸205c中之軸線方向上不同之位置連接於合併軸205c。
又,於馬達220與驅動齒輪211之間配置有中繼齒輪209。
大中繼齒輪244及小中繼齒輪243係旋轉自如地安裝於旋轉軸20。
於本例中,可於旋轉軸驅動機構200實現進一步之省空間化。
進而,於本例中,於旋轉軸20設置中立閥體5之配重(平衡器)CW,可降低馬達220及扁平螺旋彈簧231中所需之轉矩。
配重(平衡器)CW係設置於旋轉軸20之與中立閥體5軸對稱之位置。進而,該配重CW亦可設置於切換閥704作動用開關21。
再者,於圖32中,符號CW表示安裝配重(平衡器)之部位。
又,於本例中,可發揮與上述實施形態同等之效果。
圖33係表示本實施形態中之旋轉器件之其他例之說明圖。
[旋轉軸驅動機構200]
於本變化例中,與上述實施形態之不同點係與斷電施壓裝置相關之方面,對除此以外之與上述實施形態對應之構成標註相同符號並省略其說明。
本變化例中之旋轉軸驅動機構(旋轉裝置)200亦設為用以使旋轉軸20旋轉之電動致動器。旋轉軸驅動機構(旋轉裝置)200具有連接於
旋轉軸20之跳脫臂式之斷電施壓裝置230、旋轉切換裝置、及復原裝置。
於旋轉軸驅動機構(旋轉裝置)200,旋轉軸20連接馬達220。
又,於旋轉軸20,設置有朝向旋轉軸20之徑向外側突出之跳脫臂22。
斷電施壓裝置230具有該跳脫臂22、弧狀齒輪(扇形齒輪、sector gear)273、捲緊齒輪237、及作為復原裝置之捲緊馬達(未圖示)。
跳脫臂22係與圖29~圖31所示之止動部21同樣地,自旋轉軸20朝徑向外側突出。
跳脫臂22係於旋轉軸20中與馬達220不同之軸向位置連接。
於跳脫臂22,於前端設置有於旋轉軸20之軸向上突出之突出部22a。
突出部22a係與跳脫臂22一體地繞旋轉軸20旋轉。
弧狀齒輪(扇形齒輪、sector gear)273係轉動自如地安裝於旋轉軸20。
弧狀齒輪273係於旋轉軸20之軸向上,安裝於鄰接於跳脫臂22之位置。
弧狀齒輪273係於旋轉軸20之周向上之一部分具有弧狀齒部273a。
弧狀齒輪273係於旋轉軸20之徑向上之較弧狀齒部273a更靠內側具有抵接槽273d。
抵接槽273d形成於朝向旋轉軸20之徑向之面。
抵接槽273d係於旋轉軸20之周向上凹陷之形狀。
抵接槽273d係配置於可供跳脫臂22之突出部22a抵接之位置。
抵接槽273d係於旋轉軸20之徑向上設置於與突出部22a對應之位置。
弧狀齒部273a係於旋轉軸20之周向上環繞設置於如下範圍,即,如下所述,於通常之通電時,閥體5於閥開位置與閥閉位置之間擺錘動作時,跳脫臂22之突出部22a不抵接於弧狀齒輪273之抵接槽273d。
捲緊齒輪237安裝於螺旋軸231c。
捲緊齒輪237係於螺旋軸231c之軸向上,安裝於與弧狀齒輪273之弧狀齒部273a對應之位置。
捲緊齒輪237與弧狀齒輪273之弧狀齒部273a嚙合。
於螺旋軸231c連接有捲緊馬達(未圖示)。
捲緊馬達可使螺旋軸231c轉動而將扁平螺旋彈簧231上緊。
於捲緊齒輪237與弧狀齒輪273之弧狀齒部273a嚙合之狀態時,捲緊齒輪237與弧狀齒輪273可相互傳遞旋轉。
又,於捲緊齒輪237不與弧狀齒輪273之弧狀齒部273a嚙合之狀態、即捲緊齒輪237位於與弧狀齒輪273之缺齒部對應之位置之狀態時,捲緊齒輪237與弧狀齒輪273空轉而不相互傳遞旋轉。
即,弧狀齒輪(扇形齒輪、sector gear)273係於弧狀齒部273a與捲緊齒輪237嚙合之狀態下,與捲緊齒輪237同步地旋轉。
若弧狀齒輪273繞旋轉軸20轉動而弧狀齒部273a脫離捲緊齒輪237,則弧狀齒輪273與捲緊齒輪237不連結。
於本例中,於通常之通電時,如圖33所示,扁平螺旋彈簧231藉由捲緊馬達(未圖示)而維持捲緊狀態。
此時,閥體5於閥開位置與閥閉位置之間擺錘動作,因此,弧狀齒輪273位於旋轉軸20之周向上跳脫臂22之突出部22a不抵接之範圍。
同時,成為弧狀齒輪273之弧狀齒部273a與捲緊齒輪237嚙合之狀態。
於該情形時,跳脫臂22之突出部22a不與弧狀齒輪273之任一部分抵接。
因此,弧狀齒輪273及捲緊齒輪237不會對旋轉軸20之轉動造成影響。
與此相對,於斷電時,無激磁作動式制動器221發揮功能而馬達220不驅動。
同時,激磁作動式制動器241不發揮功能。
藉此,已捲緊之扁平螺旋彈簧231之施壓力釋放。
再者,由於弧狀齒輪273旋轉自如地安裝於旋轉軸20,故於該驅動電力之供給被遮斷之初始狀態下,弧狀齒輪273之轉動不會對旋轉軸20造成影響。
若扁平螺旋彈簧231之施壓力釋放,則藉由扁平螺旋彈簧231之施壓力,如圖33中箭頭RZ1所示,螺旋軸231c轉動。
藉此,如圖33中箭頭RZ1所示,與螺旋軸231c一體地捲緊
齒輪237轉動。
藉由捲緊齒輪237之轉動,如圖33中箭頭RZ2所示,與捲緊齒輪237嚙合之弧狀齒輪273轉動。
此時,弧狀齒輪273以與弧狀齒部273a對應之角度繞旋轉軸20轉動。
如此一來,抵接槽273d以與弧狀齒部273a成為同一角度之方式一體地如圖33中箭頭RZ2所示繞旋轉軸20轉動。
藉由弧狀齒輪273之轉動,成為跳脫臂22之突出部22a抵接於抵接槽273d之狀態。進而,若弧狀齒輪273轉動,則抵接槽273d對跳脫臂22之突出部22a於旋轉軸20之周向上進行按壓。
藉此,如圖33中箭頭RZ3所示,跳脫臂22繞旋轉軸20轉動特定角度。
追隨於跳脫臂22之轉動,如圖33中箭頭RZ3所示,旋轉軸20轉動特定角度。
如此,旋轉軸驅動機構(旋轉裝置)200經由捲緊齒輪237、弧狀齒輪273、跳脫臂22而使旋轉軸20轉動特定角度。藉此,旋轉軸驅動機構(旋轉裝置)200於斷電時能夠使中立閥體5轉動至成為閥封閉位置為止。
即,旋轉軸驅動機構(旋轉裝置)200實現能夠常閉之構成。
此處,亦可於激磁作動式制動器241設置緩和裝置。緩和裝置具有於弧狀齒輪273開始轉動時使抵接槽273d不有力地抵接於跳脫臂22之突出部22a的功能。緩和裝置具有於弧狀齒輪273與跳脫臂22抵接之前限制扁平螺旋彈簧231之施壓力的功能。
作為緩和裝置,考慮使用插入至捲緊馬達之端子間之再生電阻作為捲緊馬達中之驅動軸之制動力的構成。
此時,可於旋轉軸20之周向上,根據跳脫臂22之角度位置與弧狀齒輪273之角度位置之兩者之角度,使捲緊馬達中之再生電阻之電阻值可變。
藉由控制再生電阻之電阻值,而將對於捲緊馬達之制動力控制為理想值。藉此,可使緩和裝置中之緩和功能最佳化。
進而,作為緩和裝置,可採用除此以外之構成等。
又,於本例中,於自斷電狀態復原之斷電恢復時,旋轉軸驅動機構(旋轉裝置)200驅動捲緊馬達,使弧狀齒輪273轉動至弧狀齒輪273不抵接於跳脫臂22之位置。
進而,使弧狀齒輪273轉動,將弧狀齒輪273之缺齒部設為與捲緊齒輪237對應之位置。於該狀態下,藉由捲緊馬達,使捲緊齒輪237空轉。於該狀態下,藉由捲緊馬達,將扁平螺旋彈簧231捲緊。
進而,旋轉軸驅動機構(旋轉裝置)200於扁平螺旋彈簧231之捲緊完成之後,使激磁作動式制動器241發揮功能,轉移至通常之通電時之閘閥100之動作。
此處,於扁平螺旋彈簧231之捲緊完成之後,設為無激磁作動式制動器221之制動功能不發揮之狀態。
或者,旋轉軸驅動機構(旋轉裝置)200於斷電恢復時,可不使激磁作動式制動器241動作而維持對捲緊馬達通電之狀態。藉此,亦可實現於旋轉軸驅動機構(旋轉裝置)200保持捲緊齒輪237之停止狀態之構成、即保持閥體5能夠通常動作之狀態之構成。
於本例中,可發揮與上述各例同等之效果。
於本發明中,可將上述各實施形態及各例中之構成適當組合而實施。
本發明可廣泛應用於在真空裝置等中對將連結真空度或溫度或氣體氛圍等性質不同之2個空間之流路分隔之狀態與解除該分隔狀態之狀態進行切換的用途之閘閥,又,藉由將油壓迴路設為閉鎖迴路,於任意設置姿勢下均可維持安全且確實之動作狀態。
10‧‧‧閥箱
10a‧‧‧閥箱
10b‧‧‧閥箱
10A‧‧‧閥箱內表面
10B‧‧‧閥箱內表面
11‧‧‧中空部
12a‧‧‧第1開口部
12b‧‧‧第2開口部
20‧‧‧旋轉軸
30‧‧‧中立閥部(臂)
30a‧‧‧圓形部
30b‧‧‧旋轉部(臂)
40‧‧‧可動閥部
50‧‧‧可動閥部B(第2可動閥部、可動閥板部:平衡板)
60‧‧‧可動閥部A(第1可動閥部、可動閥框部:滑動閥板)
70‧‧‧施壓部A(第1施壓部、升降機構)
71‧‧‧固定部
72‧‧‧可動部
80‧‧‧施壓部B(第2施壓部、保持彈簧)
700‧‧‧油壓驅動裝置(非壓縮性流體驅動裝置)
B1‧‧‧方向
B2‧‧‧方向
H‧‧‧流路
O‧‧‧閥體之中心
R1‧‧‧方向
R2‧‧‧方向
Claims (5)
- 一種閘閥,其具備:閥箱,其具有中空部、及以隔著上述中空部相互對向之方式設置且成為連通之流路的第1開口部及第2開口部;中立閥體,其配置於上述閥箱之上述中空部內且能夠將上述第1開口部封閉;旋轉軸,其具有於沿著上述流路之流路方向上延伸之軸線;及旋轉裝置,其具備使上述旋轉軸旋轉之電動致動器;上述閘閥作為位置切換部發揮功能,且該位置切換部係使上述中立閥體在相對於上述第1開口部為封閉狀態之閥封閉位置與自上述第1開口部退避之打開狀態之閥打開位置之間動作;上述中立閥體具有連接於上述位置切換部之中立閥部、及以上述流路方向上之位置能夠變更之方式連接於上述中立閥部之可動閥部,上述可動閥部具有:第1可動閥部,其設置有環繞設置於上述可動閥部且密接於上述第1開口部之周圍之閥箱內表面的密封部,並且以上述流路方向上之位置能夠變更之方式連接於上述中立閥部;及第2可動閥部,其能夠相對於上述第1可動閥部於上述流路方向上滑動;上述閘閥具備內置於上述閥箱之複數個第1施壓部、配置於上述第1可動閥部與上述第2可動閥部之間之第2施壓部、及第3施壓部,上述第3施壓部係將上述第1可動閥部以上述流路方向上之位置能夠變更之方式連接於上述中立閥部,並且對上述第1可動閥部朝向上述流路方向上之中央位置施壓, 複數個上述第1施壓部具有下述功能,即,藉由非壓縮性流體驅動而對上述第1可動閥部於上述流路方向上朝向上述第1開口部施壓從而能夠使上述密封部密接於上述第1開口部之周圍之閥箱內表面,上述第2施壓部係以能夠調整上述第1可動閥部與上述第2可動閥部之上述流路方向上之厚度尺寸的方式驅動,上述閘閥具有藉由非壓縮性流體驅動複數個上述第1施壓部之非壓縮性流體驅動裝置,且上述旋轉裝置於斷電時將上述中立閥體設為上述閥封閉位置,並且可使上述旋轉軸之旋轉動作與上述第1施壓部之封閉動作依次進行動作。
- 一種閘閥,其具備:閥箱,其具有中空部、及以隔著上述中空部相互對向之方式設置且成為連通之流路的第1開口部及第2開口部;中立閥體,其配置於上述閥箱之上述中空部內且能夠將上述第1開口部封閉;旋轉軸,其具有於沿著上述流路之流路方向上延伸之軸線;及旋轉裝置,其具備使上述旋轉軸旋轉之電動致動器;上述閘閥作為位置切換部發揮功能,且該位置切換部係使上述中立閥體在相對於上述第1開口部為封閉狀態之閥封閉位置與自上述第1開口部退避之打開狀態之閥打開位置之間動作;上述中立閥體具有連接於上述位置切換部之中立閥部、及以上述流路方向上之位置能夠變更之方式連接於上述中立閥部之可動閥部,上述可動閥部具有:第1可動閥部,其設置有環繞設置於上述可動閥 部且密接於上述第1開口部之周圍之閥箱內表面的密封部,並且以上述流路方向上之位置能夠變更之方式連接於上述中立閥部;及第2可動閥部,其能夠相對於上述第1可動閥部於上述流路方向上滑動;上述閘閥具備內置於上述閥箱之複數個第1施壓部、及配置於上述第1可動閥部與上述第2可動閥部之間之第2施壓部,複數個上述第1施壓部具有下述功能,即,藉由非壓縮性流體驅動而對上述第1可動閥部於上述流路方向上朝向上述第1開口部施壓從而能夠使上述密封部密接於上述第1開口部之周圍之閥箱內表面的功能,及將上述第1可動閥部以上述流路方向上之位置能夠變更之方式連接於上述中立閥部並且對上述第1可動閥部朝向上述流路方向上之中央位置施壓的功能,上述第2施壓部係以能夠調整上述第1可動閥部與上述第2可動閥部之上述流路方向上之厚度尺寸的方式驅動,上述閘閥具有藉由非壓縮性流體驅動複數個上述第1施壓部之非壓縮性流體驅動裝置,且上述旋轉裝置於斷電時將上述中立閥體設為上述閥封閉位置,並且可使上述旋轉軸之旋轉動作與上述第1施壓部之封閉動作依次進行動作。
- 如請求項1或2之閘閥,其中上述旋轉裝置具有:於斷電時藉由施壓力將上述中立閥體設為上述閥封閉位置之斷電施壓裝置,及對基於上述電動致動器及上述斷電施壓裝置之上述旋轉軸之旋轉進行切換之旋轉切換裝置。
- 如請求項3之閘閥,其中上述旋轉裝置具有於斷電恢復時使上述斷電 施壓裝置為復原狀態之復原裝置。
- 如請求項1或2之閘閥,其中於上述旋轉軸設置有對於上述中立閥體之配重。
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