闸阀的制作方法

文档序号:19488161发布日期:2019-12-21 04:05阅读:412来源:国知局
闸阀的制作方法

本发明涉及一种适于在使用阀体(阀片)开闭流道的操作基础上使阀体进行滑动操作的钟摆式等的闸阀。特别是,本发明涉及一种如下的闸阀:该闸阀用于在真空装置等中将连接具有不同压力的两个空间的流道及连接进行不同工序的两个空间的流道阻断(关闭),并且开放该阻断状态(将两个空间相连)。

本申请基于2018年3月30日在日本申请的专利申请2018-069863号要求优先权,并且在此援引其内容。



背景技术:

在真空装置等中设置有闸阀,该闸阀用于将腔室与管道之间、管道与管道之间、或者管道与泵等之间等不同真空度的两个空间之间阻断,并且将被阻断的两个空间相连。作为这种闸阀,已知有各种形式的阀。

例如,已知有如下的结构:通过使阀片滑动而将阀片插入到流道的阀开闭位置,并且使该阀片工作以阻断流道(闭阀操作),或者使上述阀片工作以连接流道(开阀操作),进而通过使阀片滑动而使阀片从流道退避至阀箱内的退避位置。作为具有这种结构的阀,已知有钟摆式、直线运动式或门式等。

钟摆式滑动阀具有如下的结构:即,在该钟摆式闸阀中配置有:阀箱,形成有构造流道的第一开口部及第二开口部且具有中空部;支撑体,在中空部中固定设置在旋转轴上,并且在平行于与旋转轴垂直的平面的方向上扩展;以及固定设置在该支撑体上的阀体(在密封环板设置于开口部的结构的情况下为阀片)。该滑动阀(闸阀)通过使上述旋转轴旋转而使上述阀体转动,并且使上述阀体插入到开口部(流道)的阀开闭位置,或者使上述阀体退避至未形成开口部的退避位置。

本发明人开发了具备能够在由压缩空气供给驱动的滑动阀中实现关闭面积大型化的结构且能够以简单的结构进行可靠性高的阻断操作的闸阀,并且提出专利申请(专利文献1)。

另外,作为钟摆式闸阀,已知有如下的结构:即,在外壳的中空部内设置有:能够在旋转轴上转动的阀片;配置在外壳的开口部的可滑动密封环板;以及用于使上述密封环板在与外壳一体形成的凸缘上滑动的致动器。该闸阀通过使上述密封环板抵接并推压到上述阀片而关闭流道,或者通过使上述密封环板远离上述阀片而开放流道(例如参照专利文献2)。

该钟摆式闸阀的致动器具有沿密封环板的滑动方向按直列方式配置有螺栓、环状室(缸体)、活塞和弹簧的结构。因此,在关闭流道时,弹簧中产生的恢复力经由活塞、缸体及螺栓传递到密封环板。

已知在上述闸阀中,例如在阀体的转动时使用压缩空气。

另外,虽然专利文献3所公开的阀在阀类型上与使用压缩空气的闸阀不同,但要求如下的安全性高的阀:该阀如专利文献3所记载那样的常闭(normallyclosed)阀,即在驱动电力供给或压缩空气供给等消失时,能够自动关闭流道,从而处于阀闭位置。

该常闭是指在进行阀阻断操作时用于驱动阀体等的压缩空气(压空)不发挥作用的状态等下,当阀处于打开状态时自动成为关闭状态,并且当阀处于关闭状态时维持流道关闭状态。

专利文献1:日本专利公开第5727841号公报

专利文献2:日本专利第3655715号公报

专利文献3:日本专利公开2013-190028号公报

然而,本发明人开发出的专利文献1所记载的滑动阀不具有这种常闭结构。

另外,对于专利文献2所记载的进行压空驱动的闸阀来说,在使用弹簧部件来实现常闭结构的情况下,当利用进行常闭操作的弹簧部件的作用力来停止操作等时,驱动部或阀体等的可动部有可能与其他部件抵接。

近年来,伴随闸阀的开闭操作的迅速化以及由闸阀关闭的面积的大型化,因闸阀的操作引起的冲击发生的防止不够充分,其成为作为颗粒发生原因这一问题日益突显。为了解决该问题,也想到在闸阀中设置阻尼器等机械机构。

然而,在设置闸阀的装置及制造生产线等中,根据使用闸阀的装置及生产线来设定闸阀的设置姿势,并且闸阀的设置姿势各种各样。因此,通常在制造闸阀时无法确定闸阀的设置姿势。因此,通过事先考虑闸阀的所有设置姿势而将阻尼器设置于闸阀是不现实的。其理由是闸阀根据其设置姿势改变在开闭操作时的操作方向。此外,由于将阻尼器等的机械机构设置于闸阀而随开闭操作产生的冲击量有变动,但需要根据机械机构的冲击吸收力而设定机械机构的结构、数量或性能等。关于装置及制造生产线中的闸阀的设置姿势,想到多个设置结构,但根据该设置结构准备多种阻尼器是不现实的。

另外,在本发明人开发出的专利文献1所记载的滑动阀中,作为驱动控制压空,使用三系统的压缩空气,但具有欲只通过供给一系统的驱动控制用压缩空气的压力即只通过一系统的压空中的开启/关闭(on/off)而控制滑动阀的开闭操作这一要求。

同时,为了能够进行大面积下的阻断操作,使闸阀大型化,但供给到闸阀的控制用流体(压缩空气等)的压力不会与此相应地增加。因此,为了驱动重量增加的阀体等的可动部,要求增加可动部的输出,从而有构造闸阀的部件的体积也较大的倾向。然而,在设置闸阀的装置及制造生产线等中,不断要求空间节省化,具有欲使构造闸阀的部件空间节省化及小型化的要求。



技术实现要素:

本发明是鉴于这种现有的实际情况而提出的,其目的是提供一种具有常闭结构的闸阀,该闸阀能够防止因起因于闸阀操作的冲击导致的颗粒发生,实现部件的省空间化,并且只通过供给一系统的驱动用压缩空气而能够进行操作且能够进行可靠性高的阻断操作,实现可动阀部的轻量化。

为了解决上述问题,本发明的第一方式的闸阀具备:阀箱,具有中空部和第一开口部及第二开口部,所述第一开口部及第二开口部隔着所述中空部彼此相对设置且成为连通的流道;中立阀体,配置在所述阀箱的所述中空部内且能关闭所述第一开口部;旋转轴,用于在使所述中立阀体相对于所述第一开口部处于关闭状态的阀关闭位置与使所述中立阀体处于从所述第一开口部退避的开放状态的阀开放位置之间转动所述中立阀体;旋转装置,由用于使所述旋转轴旋转的齿条小齿轮及用于驱动所述齿条小齿轮的旋转气缸构造;关闭解除驱动部,由进行解除所述中立阀体的关闭的操作的关闭解除气缸构造;和时序回路,能够依次进行解除所述中立阀体的关闭的操作和所述中立阀体的旋转操作。所述旋转气缸具有:用于使所述中立阀体进行关闭操作的施力部;能够进行开闭操作的活塞;和沿所述活塞的操作方向串联配置且能够使所述活塞进行关闭操作的第一压力空间和能够使所述活塞进行打开操作的第二压力空间。所述时序回路具有:气动式双腔滑阀;和由单向阀及流量调整阀组合而成的调速阀。所述时序回路在利用一系统的驱动压缩空气供给来打开所述闸阀时,向所述第一压力空间供给压缩空气作为阻尼用空气,在结束所述关闭解除气缸的驱动的情况下,将所述第一压力空间设为非加压状态,将所述第二压力空间设为加压状态,并且开始所述旋转气缸的打开操作,在所述中立阀体即将到达所述阀开放位置之前,利用所述第一压力空间的空气来缓解冲击,在通过解除所述驱动压缩空气供给而关闭所述闸阀时,将所述第一压力空间及所述第二压力空间设为非加压状态,利用所述施力部的作用力来开始所述旋转气缸的关闭操作,在所述中立阀体即将到达所述阀关闭位置之前,利用所述第二压力空间的阻尼用空气来缓解冲击,在结束所述中立阀体的旋转操作时,利用所述关闭解除气缸来开始所述中立阀体的关闭操作。

为了解决上述问题,本发明的第二方式的闸阀具备:阀箱,具有中空部和第一开口部及第二开口部,所述第一开口部及第二开口部隔着所述中空部彼此相对设置且成为连通的流道;中立阀体,配置在所述阀箱的所述中空部内且能关闭所述第一开口部;旋转轴,作为位置切换部发挥功能且具有沿流道方向延伸的轴线,所述位置切换部在使所述中立阀体相对于所述第一开口部处于关闭状态的阀关闭位置与使所述中立阀体处于从所述第一开口部退避的开放状态的阀开放位置之间操作所述中立阀体;旋转装置,由用于使所述旋转轴旋转的齿条小齿轮及用于驱动所述齿条小齿轮的旋转气缸构造;关闭解除驱动部,由进行解除所述中立阀体的关闭的操作的关闭解除气缸构造;和时序回路,能够依次进行解除所述中立阀体的关闭的操作和所述中立阀体的旋转操作。所述中立阀体具有连接于所述位置切换部的中立阀部和以能够改变所述流道方向上的位置的方式与所述中立阀部连接的可动阀部。所述可动阀部具有:第一可动阀部,环设于所述可动阀部且设置有紧贴于所述第一开口部的周围的阀箱内表面上的密封部,并且以能够改变所述流道方向上的位置的方式与所述中立阀部连接;和第二可动阀部,相对于所述第一可动阀部能够沿所述流道方向滑动。所述闸阀具备内置于所述阀箱中的多个第一施力部、配设在所述第一可动阀部与所述第二可动阀部之间的第二施力部以及第三施力部,所述第三施力部使所述第一可动阀部以能够改变所述流道方向上的位置的方式与所述中立阀部连接,并且朝向所述流道方向上的中央位置对所述第一可动阀部施力。多个所述第一施力部具有能够由所述关闭解除气缸驱动且通过在所述流道方向上朝向所述第一开口部对所述第一可动阀部施力而将所述密封部紧贴在所述第一开口部的周围的阀箱内表面上的功能。所述第二施力部以能够调整所述第一可动阀部与所述第二可动阀部的在所述流道方向上的厚度尺寸的方式驱动。所述旋转气缸具有:用于使所述中立阀体进行关闭操作的施力部;能够进行开闭操作的活塞;和沿所述活塞的操作方向串联配置且能够使所述活塞进行关闭操作的第一压力空间和能够使所述活塞进行打开操作的第二压力空间。所述时序回路具有:气动式双腔滑阀;和由单向阀及流量调整阀组合而成的调速阀。所述时序回路在利用一系统的驱动压缩空气供给来打开所述闸阀时,向所述第一压力空间供给压缩空气作为阻尼用空气,在结束所述关闭解除气缸的驱动的情况下,将所述第一压力空间设为非加压状态,将所述第二压力空间设为加压状态,并且开始所述旋转气缸的打开操作,在所述中立阀体即将到达所述阀开放位置之前,利用所述第一压力空间的空气来缓解冲击,在通过解除所述驱动压缩空气供给而关闭所述闸阀时,将所述第一压力空间及所述第二压力空间设为非加压状态,利用所述施力部的作用力来开始所述旋转气缸的关闭操作,在所述中立阀体即将到达所述阀关闭位置之前,利用所述第二压力空间的阻尼用空气来缓解冲击,在结束所述中立阀体的旋转操作时,利用所述关闭解除气缸来开始所述中立阀体的关闭操作。

为了解决上述问题,本发明的第三方式的闸阀具备:阀箱,具有中空部和第一开口部及第二开口部,所述第一开口部及第二开口部隔着所述中空部彼此相对设置且成为连通的流道;中立阀体,配置在所述阀箱的所述中空部内且能关闭所述第一开口部;旋转轴,作为位置切换部发挥功能且具有沿流道方向延伸的轴线,所述位置切换部在使所述中立阀体相对于所述第一开口部处于关闭状态的阀关闭位置与使所述中立阀体处于从所述第一开口部退避的开放状态的阀开放位置之间操作所述中立阀体;旋转装置,由用于使所述旋转轴旋转的齿条小齿轮及用于驱动所述齿条小齿轮的旋转气缸构造;密封圈,以相对于所述流动方向能够滑动的方式设置于所述第一开口部的周围,所述密封圈能够处于通过与成为所述阀关闭位置的所述中立阀体抵接而关闭所述流道的关闭状态以及所述中立阀体成为所述阀开放位置的开放状态,并且能够调整所述流道的开度;关闭解除气缸,内置于所述阀箱且用于解除所述密封圈的所述关闭状态;密封圈施力部,朝向与所述中立阀体抵接的方向对所述密封圈施力;和时序回路,能够依次进行解除所述中立阀体的关闭的操作和所述中立阀体的旋转操作。所述旋转气缸具有:用于使所述中立阀体进行关闭操作的施力部;能够进行开闭操作的活塞;和沿所述活塞的操作方向串联配置且能够使所述活塞进行关闭操作的第一压力空间和能够使所述活塞进行打开操作的第二压力空间。所述时序回路具有:气动式双腔滑阀;和由单向阀及流量调整阀组合而成的调速阀。所述时序回路在利用一系统的驱动压缩空气供给来打开所述闸阀时,向所述第一压力空间供给压缩空气作为阻尼用空气,在结束所述关闭解除气缸的驱动的情况下,将所述第一压力空间设为阻尼压力状态,将所述第二压力空间设为加压状态,并且开始所述旋转气缸的打开操作,在所述中立阀体即将到达所述阀开放位置之前,利用所述第一压力空间的空气来缓解冲击,在通过解除所述驱动压缩空气供给而关闭所述闸阀时,将所述第一压力空间设为阻尼压力状态,将所述第二压力空间设为非加压状态,并且利用所述施力部的作用力来开始所述旋转气缸的关闭操作,在所述中立阀体即将到达所述阀关闭位置之前,利用所述第二压力空间的阻尼用空气来缓解冲击,在结束所述中立阀体的旋转操作时,利用所述关闭解除气缸来开始所述中立阀体的关闭操作。

此外,在本发明的方式的闸阀中,所述时序回路可具备关闭检测轴(旋转操作结束检测开关阀),并且使所述中立阀体进行关闭解除操作。

本发明的方式的闸阀具有常闭结构,能够通过时序回路上的一系统的驱动压缩空气供给及解除来依次进行解除所述中立阀体的关闭的操作和所述中立阀体的旋转操作,并且能够利用所述第一压力空间的阻尼用空气来缓解起因于闸阀操作的冲击,从而防止颗粒发生。

根据本发明的方式的闸阀,获得能够提供如下的具有常闭结构的闸阀的效果:即,该闸阀防止因起因于闸阀操作的冲击导致的颗粒发生,实现零部件的省空间化,并且能够只通过一系统的驱动用压缩空气的供给来进行操作且能够进行可靠性高的阻断操作,实现可动阀部的轻量化。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的闸阀结构的横剖视图。

图2是表示本发明的第一实施方式的闸阀结构的纵剖视图,是表示阀体配置在能够进行退避操作位置上的情况的图。

图3是表示图2中的位于圆环状气缸附近的部件的主要部分的放大图。

图4是表示本发明的第一实施方式的闸阀结构的纵剖视图,是表示阀体配置在阀闭位置上的情况的图。

图5是表示图4中的位于主弹簧附近的部件的主要部分的放大图。

图6是表示本发明的第一实施方式的闸阀结构的纵剖视图,是表示阀体配置在退避位置上的情况的图。

图7a是放大表示本发明的第一实施方式的闸阀中的位于旋转轴及流体路径环附近的部件的主要部分的图,是沿旋转轴的径向的剖视图。

图7b是放大表示本发明的第一实施方式的闸阀中的位于旋转轴及流体路径环附近的部件的主要部分的图,是沿旋转轴的轴向的剖视图。

图8是表示本发明的第一实施方式的旋转轴驱动机构的剖视图(伸长位置)。

图9是表示本发明的第一实施方式的旋转轴驱动机构的剖视图(收收缩位置)。

图10是表示齿条部件及滑动轴承的主要部分放大剖视图。

图11是表示齿条部件与小齿轮的啮合部分的主要部分放大图。

图12a是表示旋转轴与中立阀体的配合部分的主要部分的放大图,是沿旋转轴的径向的剖视图。

图12b是表示旋转轴与中立阀体的配合部分的主要部分的放大图,是沿旋转轴的轴向的剖视图。

图13是表示位于连接销附近的部件的主要部分的放大图。

图14是表示本发明的第一实施方式的驱动时序机构的回路图。

图15是表示图14所示的驱动时序机构中的压力状态的图。

图16是表示图14所示的驱动时序机构中的压力状态的图。

图17是表示图14所示的驱动时序机构中的压力状态的图。

图18是表示图14所示的驱动时序机构中的压力状态的图。

图19是表示位于本发明的第一实施方式的紧固部件附近的部件的主要部分的放大图。

图20是表示本发明的第二实施方式的闸阀结构的横剖视图。

图21是表示本发明的第二实施方式的闸阀结构的纵剖视图,是表示阀体配置在能够进行退避操作位置(free)上的情况的图。

图22是表示图20中的沿线段a-o的主要部分的放大图,是表示阀体配置在能够进行退避操作位置(free)上的情况的图。

图23是表示图20中的沿线段b-o的主要部分的放大图,是表示阀体配置在能够进行退避操作位置(free)上的情况的图。

图24是表示图20中的沿线段c-o的主要部分的放大图,是表示阀体配置在能够进行退避操作位置(free)上的情况的图。

图25是表示图21中的c施力部的主要部分的放大图,是表示阀体配置在能够进行退避操作位置(free)上的情况的图。

图26是表示本发明的第二实施方式的闸阀结构的纵剖视图,是表示阀体配置在阀闭位置(没有正压或差压)上的情况的图。

图27是表示本发明的第三实施方式的闸阀结构的纵剖视图。

具体实施方式

下面,基于附图对本发明的第一实施方式的闸阀进行说明。

另外,在以下说明中使用的各图中,为了将各结构要素设为图中能够识别的程度的大小,将各结构要素的尺寸及比例适当地设为与实际尺寸及比例不同。

本发明的技术范围并不限定于以下描述的实施方式,在不脱离本发明主旨的范围内可以进行各种改变。

(第一实施方式)

图1是表示本实施方式的闸阀结构的俯视图。图2是表示本发明的第一实施方式的闸阀结构的纵剖视图,是表示阀体配置在能够进行退避操作位置上的情况的图。图3是表示图2所示的中立阀部与第一可动阀部的连接部分及第一施力部与第二施力部附近的区域中的主要部分的放大图。图4是表示本实施方式的闸阀结构的纵剖视图,是表示中立阀体配置在阀关闭位置上的情况的图。图5是表示图4所示的中立阀部与第一可动阀部的连接部分及第一施力部与第二施力部附近的区域中的主要部分的放大图。图6是表示本发明的第一实施方式的闸阀结构的纵剖视图,是表示阀体配置在退避位置上的情况的图。图7a是放大表示本发明的第一实施方式的闸阀中的位于旋转轴及流体路径环附近的部件的主要部分的图,是沿旋转轴的径向的剖视图。图7b是放大表示本发明的第一实施方式的闸阀中的位于旋转轴及流体路径环附近的部件的主要部分的图,是沿旋转轴的轴向的剖视图。

[钟摆式闸阀]

如图1~图6所示,第一实施方式的闸阀1为钟摆式滑动阀。

本实施方式的闸阀1具备:阀箱10,设置有彼此相对的第一开口部12a和第二开口部12b;贯通阀箱10的作为切换部的旋转轴20;连接部件91,固定于旋转轴20;中立阀部30,通过该连接部件91连接于旋转轴20;可动阀部40,以能够沿旋转轴20的轴线方向移动的方式连接于中立阀部30;主弹簧(第一施力部)70,用于沿可动阀部40的厚度方向对可动阀部40施力而增加可动阀部40的厚度;驱动用圆环状气缸(关闭解除气缸)80,能够沿与主弹簧70的施力方向相反的方向伸展;和位置限制用辅助弹簧(第三施力部)90,用于将可动阀部40配置在阀箱10的靠近中央位置的位置上。

中立阀部30及可动阀部40构造中立阀体5。另外,可动阀部40由可动阀片部(第二可动阀部)50和可动阀框部(第一可动阀部)60构造。从第一开口部12a朝向第二开口部12b设定有流道h。此外,在以下说明中,有时将沿该流道h的方向称为流道方向h。

在旋转轴20沿以附图标记a1表示的方向(与流道h的方向交叉的方向)旋转的情况下,由连接部件91固定于旋转轴20的中立阀部30也伴随该旋转沿方向a1转动。另外,由于可动阀部40只沿厚度方向能够滑动地连接于中立阀部30,因此可动阀部40与中立阀部30一体旋转。

通过如此使中立阀部30旋转,可动阀部40以钟摆运动从位于未设置流道h的中空部11的退避位置e1移动至作为与第一开口部12a对应的位置的流道h的阀闭位置e2。

并且,在通过使主弹簧70向伸展方向发挥作用,进行在流道h方向上扩大可动阀部40的厚度尺寸的操作的情况下(闭阀操作),如后述,可动阀框部60的密封部61和可动阀片部50的反力传递部59分别按压阀箱10的内表面15a和内表面15b,从而可动阀部40关闭流道h。

相反,通过使圆环状气缸(第二施力部)80发挥作用,从而圆环状气缸80的按压力大于主弹簧70的作用力,进行可动阀部40的厚度尺寸在流道h方向上收缩的操作。由此,可动阀部40的表面及背面远离阀箱10的内表面15a及内表面15b(解除操作)。之后,在旋转轴20沿以附图标记a2表示的方向旋转(退避操作)的情况下,伴随该旋转,中立阀部30及可动阀部40也沿方向a2转动。

通过该解除操作和退避操作,可动阀部40从上述阀开闭位置向上述退避位置退避,进行可动阀部40处于阀开状态的阀开操作。

[阀箱10]

阀箱10由具有中空部11的框架构造。在框架的图示的上表面上设置有第一开口部12a,在框架的图示的下表面上设置有第二开口部12b。

闸阀1插入到第一开口部12a露出的空间(第一空间)与第二开口部12b露出的空间(第二空间)之间。闸阀1用于阻断(关闭)连接第一开口部12a和第二开口部12b的流道h即连接第一空间和第二空间的流道h,并开放该阻断状态(连接第一空间和第二空间)。

在阀箱10的中空部11中设置有旋转轴20、中立阀部30、可动阀部40、主弹簧(第一势力部)70、圆环状气缸(第二施力部)80及辅助弹簧(第三施力部)90。

[旋转轴20、流体路径环17、18]

旋转轴20设置为以与流道h几乎平行的状态延伸且贯通阀箱10并能旋转。

在该旋转轴20上固定有连接部件91。该连接部件91例如为大致平板状的部件。如图7b所示,通过螺栓92固定到旋转轴20的一端20a。在连接部件91的流道方向h上的一端侧形成有突起部93。换言之,突起部93在与流道方向h正交的方向上扩展,连接部件91具有大致t字状的剖面形状。

如图7a及图7b所示,旋转轴20由轴承等的轴承16a、16b以贯通该阀箱10的方式能够旋转地支撑在固定设置于阀箱10的壳体14上。轴承16a、16b在沿旋转轴20的轴线ll的方向上尽可能远离配置。

壳体14以相对于阀箱10处于密封状态并贯通的方式固定。壳体14具有旋转轴20以密封状态转动自如地贯通的密封壳14a、连接于该密封壳14a且由设置在内周侧的轴承16a、16b转动自如地支撑旋转轴20的圆筒壳14b和关闭圆筒壳14b的一端的盖体壳14c。密封壳14a、圆筒壳14b及盖体壳14c相互固定连接。在盖体壳14c上设置有关闭能够插拔旋转轴20的开孔的盖体14d。

为了密封阀箱10的内部,在密封壳14a上设置有密封部14aa、14ab、14ac及作为大气压空间(空隙)的中间大气室14ad。

在圆筒壳14b的内周面侧,流体路径环17、18以与旋转轴20的外周面20b能够滑动地接触的方式固定在沿轴线ll的方向中的轴承16a、16b之间的位置上。

在旋转轴20的外周面20b的流体路径环17、18之间的中心位置上固定有小齿轮21,该小齿轮21构造用于使该旋转轴20进行驱动(旋转)的旋转轴驱动机构100(参照图8)。小齿轮21收纳在从外部能够密封的圆筒壳14b的内部空间22h中,在该小齿轮21上连接有圆棒状的齿条部件22。通过在图7b中沿纸面纵深方向往复操作齿条部件22,从而齿条部件22通过小齿轮21使旋转轴20转动。

[旋转轴驱动机构100]

图8是表示旋转轴驱动机构100的剖视图(伸长位置)。图9是表示旋转轴驱动机构100的剖视图(收收缩位置)。图10是表示齿条部件及滑动轴承的主要部分放大剖视图。图11是表示齿条部件与小齿轮的啮合部分的主要部分放大剖视图。

用于使旋转轴20旋转的旋转轴驱动机构100具有小齿轮21和齿条部件22,该小齿轮21固定于旋转轴20,该齿条部件22a具备与该小齿轮21啮合的齿条齿22a。

另外,旋转轴驱动机构100具备用于使齿条部件22往复运动的旋转驱动气缸110(旋转气缸)和施力部120。通过旋转驱动气缸110和施力部120,齿条部件22能够沿轴线(长度方向)c进行直线往复运动。

如图8及图9所示,齿条部件22与活塞112连接,该活塞112具有与旋转轴20的轴线正交的方向的轴线且进行往复操作。活塞112容纳于筒状的缸体主体(壳体)111来构造旋转驱动气缸(驱动机构、旋转气缸、缸体)110。通过向相对于齿条部件22位于活塞112的相反侧的伸展压力空间(第二压力空间)113供给压缩空气(驱动用气体),连接于该旋转驱动气缸110的齿条部件22伸展。同样,通过使由施力部120施力的活塞112移动,齿条部件22收缩。

齿条部件22能够沿轴向移动地收纳在齿条收纳空间(空间)22d、22g、22m的内部,该收纳空间(空间)22d、22g、22m在与壳体14b一体的壳体14bb的内部沿与旋转轴20正交的方向延伸地设置。该空间22d、22g、22m具有大于齿条部件22的直径尺寸的直径尺寸。在空间22d、22g、22m的内部,齿条部件22通过滑动轴承(轴承)115b、115c被支撑为能够往复移动,该滑动轴承115b、115c被设置为覆盖齿条部件22的两部位的外周。

轴承115b、115c在齿条部件22的轴线方向上配置在小齿轮21和齿条部件22啮合的位置的两侧。轴承115b、115c均与壳体14bb一体,具有以小于空间22g的直径尺寸的方式缩径的外周面,该轴承115b、115c与齿条部件22的外周面紧贴。

在齿条部件22的外周面的圆周方向的一侧,沿轴向相邻设置有与小齿轮21啮合的多个齿条齿22a。在齿条部件22的外周面的圆周方向上,与设置有齿条齿22a的部位不同的位置上设置有连通槽116。连通槽116与相对于齿条部件22的轴线方向位于轴承115b的两侧的空间22d及空间22g连通。

如图10所示,该连通槽116与相对于轴线方向位于轴承115c的两侧的空间22g及空间22m连通。连通槽116的长度被设定为在齿条部件22进行往复操作的情况下,也维持位于轴承115b的两侧的空间22d和空间22g中的连通状态及位于轴承115c的两侧的空间22g和空间22m中的连通状态。

伸展压力空间113通过后述的时序回路sq与供给源连接,该供给源通过伸展通气口(供给路)114从旋转驱动气缸110的外部供给伸展用压缩空气。

在收缩压力空间(第一压力空间)22c中,通过后述的时序回路sq连接有从旋转驱动气缸110的外部由供给源供给压缩空气的供给路22j。由供给路22j供给的压缩空气在收缩时作为设为阻尼压力的阻尼用空气发挥功能。

关于收缩压力空间22c至压缩空气供给源的路径,供给路(收缩通气口)22j经由收纳有齿条部件22的空间22d、配置在对应于缩径的轴承115b的位置上的连通槽116及与齿条齿22a对应的部分空间、在轴承115b与轴承115c之间的扩径的空间22g以及用于收纳小齿轮21的壳体14b的内部空间22h及内部空间22h与壳体14b的外部连接。

借助轴承16a、16b支撑于壳体14的旋转轴20通过利用旋转驱动气缸(旋转驱动装置)进行往复运动的齿条部件22被驱动,并且和与该齿条部件22啮合的小齿轮21一同进行旋转操作。

另外,在旋转驱动气缸(驱动机构、旋转气缸)110的收缩操作时以及在维持齿条部件22的收缩位置pb的期间,也可以在收缩压力空间22c、收纳空间22d、收纳有齿条部件22的空间22g、以对应于缩径的轴承115b的方式设置的连通槽116及与齿条22a的啮合位置对应的空间22g、不论轴承115b与轴承115c的位置而扩径的空间22d、22g、22m、用于收纳小齿轮21的壳体14b的内部空间22h以及与该内部空间22h和壳体14b的外部连接的供给路22j中的任何空间中维持加压状态。

旋转驱动气缸110通过进行伸缩驱动而使齿条部件22往复运动。旋转驱动气缸110与用于收纳旋转轴20的壳体14b为一体。旋转驱动气缸110具备圆筒状的缸体主体111、该缸体主体111内部的内部空间111b和能够滑动地收容在内部空间111中的活塞112。

对于旋转驱动气缸110来说,在缸体主体111的与齿条部件22相反的一侧的位置上沿轴向串联设置有施力部120。施力部120与缸体主体111为一体,并且具备弹簧部件120s,该弹簧部件120s配置在已堵塞一端侧111a的圆筒状的缸体主体111的外部。弹簧部件120s与活塞112和轴122s连接且能够将朝向伸缩方向的作用力传递给活塞112。

在旋转驱动气缸110的内部空间111b中形成有伸展压力空间113,该伸展压力空间113由缸体主体111的一端侧111a和活塞112的一面侧112a划定,并且通过活塞112的移动来可改变容量。另外,在缸体主体111上形成有伸展通气口(通气口)114,该伸展通气口114与该伸展压力空间113连通,并且通过后述的时序回路sq向伸展压力空间113供给伸长驱动用压缩空气。在通气口114上,作为设置于闸阀1的外部的驱动用压力空气供给源,例如可以连接有泵。

活塞112能够沿轴线(长度方向)c直线往复运动地收容在缸体主体111的内部空间111b中。具有这种结构的活塞112在伸展位置pa(图8)与收缩位置(图9)之间能够滑动。在伸展位置pa(图8)上,伸展压力空间113扩张为最大,活塞112位于在缸体主体111的内部空间111b中离一端侧111a最远的位置。在收缩位置pb(图9)上,活塞112的齿条部件22侧的收缩压力空间22c扩张为最大,伸展压力空间113缩小为最小,活塞112位于在最靠近一端侧111a的位置。

此外,在图9中省略齿条部件22的图示。

另外,在活塞112的一面侧112a(第一面)形成有突起部112c。在缸体主体111的一端侧111a形成有在活塞112处于收缩位置pb时供突起部112c进入的凹部111c。突起部112c的外径与凹部111c的内径大致相等,以在突起部112c的外周面和凹部111c的内表面滑动时凹部111c的内部和伸展压力空间113接近气密状态的方式,设定有突起部112c的外径及凹部111c的内径。通气口114的一端侧形成在由该凹部111c露出的位置上。

对于活塞112的一面侧112a来说,在突起部112c的中心位置上固定有轴122s。

另外,在活塞112的另一面侧112b(第二面),通过以与突起部112c同样的方式形成的突起部(连接部)112d固定有齿条部件22。连接部112d的外径与齿条收纳空间22d的内径大致相等,以在连接部12d的外表面和齿条收纳空间22d的内表面滑动时,齿条收纳空间22d的内部和收缩压力空间22c接近气密状态的方式,设定有连接部112d的外径及齿条收纳空间22d的内径。供给路(收缩通气口)22j的一端侧也可以形成在由齿条收纳空间22d露出的位置上。

在活塞112的突起部112c形成有缓冲槽(缓冲机构)118,该缓冲槽118的剖面积沿活塞112的往复运动方向即轴线(长度方向)c连续变化,该缓冲槽118朝向通气口114缓慢通入伸展压力空间113内的空气。

具体而言,缓冲槽118形成在活塞112的突起部112c,并且由以剖面积从活塞112的一面侧112a朝向缸体主体111的一端侧111a扩展的方式相对于轴线(长度方向)c倾斜的槽构造。

在活塞112的突起部112d形成有缓冲槽(伸缓冲槽)119,该缓冲槽119的剖面积沿活塞112的往复运动方向即轴线(长度方向)c连续变化,该缓冲槽119朝向空间22g缓慢通入收缩压力空间22c内的空气。

缓冲槽(伸缓冲槽)119与缓冲槽118同样形成在活塞112的突起部112d,并且由以剖面积从活塞112的另一面侧112b朝向齿条部件22侧的空间22d扩展的方式相对于轴线(长度方向)c倾斜的槽构造。

对于旋转驱动气缸110来说,缸体主体111的内部空间111b经由轴孔111s与缸体主体111的一端侧111a的外侧连通,该轴孔111s在活塞112的伸缩轴方向上贯通径向上的中央位置。在轴孔111s的内部,轴122s能够进行往复操作。由此,缸体110和施力部120联动。

活塞112与内部空间111b的筒状侧面、以及轴122s与轴孔111s的内表面均通过o型圈等的密封部件来维持密闭状态的同时,以能够相互滑动的方式在整周密封。

在作为与活塞112相反的一侧的轴122s的端部设置有扩径的固定部122。在缸体主体111的一端侧111a的外侧与固定部122的另一面122b之间安装有弹簧部件120s,该弹簧部件120s能够通过伸缩来施加作用力。

如图8、图9及图10所示,齿条部件22被形成为在与轴线(长度方向)c垂直的剖面上呈圆形的圆棒状。并且,在该圆棒状的齿条部件22的周面的一部分,沿轴线(长度方向)c以规定的齿距排列形成有齿条齿22a。

在固定于旋转轴20的小齿轮21与齿条齿22a的啮合部分s的两侧,分别配设有能够滑动地支撑齿条部件22的滑动轴承115b、115c。如图10所示,在该滑动轴承115b、115c上形成有比齿条部件22的剖面稍大的剖面圆形的内周面115a。齿条部件22的外周与该内周面115a接触,内周面115a沿轴线(长度方向)c顺畅而能够滑动地支撑圆棒状的齿条部件22。

另外,如图8及图10所示,如上述那样连通槽(槽)116以在轴线c方向上延伸至滑动轴承115b与滑动轴承115c的两外位置侧的方式形成在齿条部件22的表面(周面)上。另外,在收纳齿条部件22的壳体14b上形成有进入该连通槽116中的凸台(未图示)。通过连通槽116与凸台的配合,能够防止齿条部件22绕轴线c转动。由此,齿条部件22在进行往复运动时不会绕轴线c扭转。

图11是表示滑动轴承115b、115c的配置位置的说明图。

滑动轴承115b、115c优选配设在与在小齿轮21与齿条齿22a的啮合部分s生成的齿条部件22的作用线(的延长线)l1、l2和齿条部件22的轴心(轴中心线)c的交点p1、p2相比更远离啮合部分s的方向上。

即,在将作为两个啮合齿即小齿轮21与齿条齿22a的接触点的移动方向的作用线l1、l2分别与齿条部件22的轴心(轴中心线)c交叉的点设为交点p1、p2时,以滑动轴承115b、115c的中心线q位于比该交点p1、p2更靠外侧的方式,分别配置滑动轴承115b、115c。

通过以上述方式设定滑动轴承115b、115c的配置位置,滑动轴承115b、115c不会承受因小齿轮21的旋转产生的外力即朝向远离小齿轮21的方向的力。由此,能够防止对滑动轴承115b、115c与齿条部件22的接触部分施加与轴心(轴中心线)c正交的方向的应力,从而降低滑动轴承115b、115c与齿条部件22的摩擦力以使滑动轴承115b、115c能够顺畅地滑动保持齿条部件22。

在缸体主体111的一端侧111a也可以设置有接触式限位开关阀(旋转操作结束检测开关阀)cds,该接触式限位开关阀cds在活塞112处于收缩位置pb时进行操作。限位开关阀cds例如也可以使得通向输出点fr的时序回路sq中的向关闭解除气缸80的压空供给操作能够在活塞112的终端位置依赖于该限位开关阀cds进行。

此外,在图9中,为了说明利用后述的缓冲槽118等进行的空气缓冲操作,示出即将到达收缩位置pb之前的状态。因此,未示出限位开关阀cds的操作状态。

根据如以上结构的旋转轴驱动机构100,例如在活塞112处于图9所示的收缩位置的情况下,从固定于该活塞112的齿条部件22通过小齿轮21联动(旋转)的旋转轴20在旋转轴20的转动范围内被设为沿图8中的逆时针旋转方向旋转到头的状态。在该旋转轴20的位置上,通过固定于旋转轴20的中立阀部30,可动阀部40处于流道h的闭阀位置e2(图1)。

另一方面,在使活塞112从该收缩位置pb移动至图8所示的伸展位置pa时,从通气口114向由缸体主体111的内表面和活塞112的一面侧112a划定的伸展压力空间113的内部送入驱动用压缩空气。

于是,伸展压力空间113的内压上升,由内压产生的力大于弹簧部件120s的作用力,活塞112沿轴线(长度方向)c向远离缸体主体111的一端侧111a的方向移动(滑动),伸展压力空间113扩展。

此时,收缩压力空间22c内部的多余空气从收缩压力空间22c经由用于收纳齿条部件22的空间22d、配置在与轴承115b对应的位置上的连通槽116及与齿条齿22a对应的部分空间、壳体14bb的内部空间22g、壳体14b的内部空间22h以及通气口22j,除了阻尼用空气之外被排出到外部。此外,若可动阀部40靠近退避位置e1,则经由缓冲槽(伸缓冲槽)119及控制缓冲流道119a朝向空间22g缓慢排出收缩压力空间22c内的空气,能够得到空气阻尼效果(空气缓冲效果)。

另外,此时在施力部120中,连接于轴122s的活塞112通过弹簧部件120s从图8所示的伸展位置pa向朝向图9所示的收缩位置pb的方向施力,从而能够实现可动阀部40处于阀闭位置e2(图1)的常闭。

在活塞112朝向远离缸体主体111的一端侧111a的方向移动至伸展位置pa的情况下,固定于活塞112的齿条部件22使与齿条齿22a啮合的小齿轮21沿图8中的顺时针方向旋转。由此,旋转轴20也沿顺时针方向旋转,可动阀部40由固定于该旋转轴20的中立阀部以钟摆运动移动至流道h的退避位置e1(图1)。

此外,在活塞112位于图8所示的伸展位置pa,并且可动阀部40处于流道h的退避位置(e1)的情况下,当活塞112从该伸展位置pa(图8)移动至收缩位置pb(图9)时,因伸展压力空间113内的残留压力而产生空气缓冲作用。

通过弹簧部件120s的作用力,连接于轴122s的活塞112沿轴线(长度方向)c向靠近缸体主体111的一端侧111a的方向移动(滑动),从而压力空间113收缩。

此时,虽然伸展压力空间113内部的多余空气通过通气口114从伸展压力空间113排出到外部,但若活塞112靠近阀闭位置e2,则伸展压力空间113内部的空气通过缓冲槽118排出到外部。由此,顺畅地改变活塞112向收缩位置pb的移动。

由此在施力部120,如后述,连接于轴122s的活塞112从图8所示的伸展位置pa向朝向图9所示的收缩位置pb的方向移动时,能够防止在成为阀闭位置e2(图1)的关闭操作时缸体主体111的内表面与活塞112猛烈地抵接及冲击。

压缩空气从通气口22j经由收纳有小齿轮21的内部空间22h、收纳有齿条22的内部空间22g、配置在与轴承115b对应的位置上的连通槽116及与齿条齿22a的啮合位置对应的空间22g、以及收纳空间22d被供给到收缩压力空间22c中。此时,由于利用控制缓冲流道119a的控制销119c以接近关闭的状态封入压缩空气,因此与轴承115c对应的连通槽116的内部及空间22d成为压力低于收缩压力空间22c的压力的加压状态。

在活塞112朝向靠近缸体主体111的一端侧111a的方向移动至收缩位置pb的情况下,固定于活塞112的齿条部件22使与齿条齿22a啮合的小齿轮21沿图8中的逆时针方向旋转。由此,旋转轴20也沿逆时针方向旋转,可动阀部40由固定于该旋转轴20的中立阀部30以钟摆运动移动至流道h的阀闭位置e2(图1)。

如此,改变构造旋转轴驱动机构100的缸体主体111内的伸展压力空间113及收缩压力空间22c的内压,并且通过弹簧部件120s的作用力,使活塞112在伸展位置pa(图8)与收缩位置pb(图9)之间进行直线运动。由此,能够通过齿条部件22及小齿轮21使旋转轴20转动,并且使可动阀部40相对于流道h在退避位置e1与阀闭位置e2(图1)之间移动。

另外,能够通过施力部120来实现成为阀闭位置e2(图1)的常闭。

此外,在如上述的活塞112在伸展位置pa与收缩位置pb之间移动时,通过缓冲槽118来顺畅地改变活塞112向收缩位置pb的移动。同样,也能够通过缓冲槽119来顺畅地改变活塞112向伸展位置pa的移动。

对缓冲槽118进行说明。

在使活塞112从伸展位置pa移动至收缩位置pb时,通过形成于活塞112的突起部112c的缓冲槽118,顺畅地改变活塞112向收缩位置pb的移动,以免因伸展压力空间113的急剧缩小而活塞112急剧停止的情况,即避免对齿条部件22与小齿轮21的啮合部分s施加的急剧而较大的应力。

例如,关于向收缩压力空间22c供给驱动用压缩空气,将收缩压力空间22c的内压设为阻尼压力状态,并且通过弹簧部件120s的作用力使活塞112朝向收缩位置pb移动的情况进行说明。在该情况下,如果活塞112移动至突起部112c进入缸体主体111的凹部111c中的位置,则从突起部112c周围的伸展压力空间113流入到凹部111c并从通气口114排出的空气的流动被阻断。由此,在突起部112c的周缘扩张的伸展压力空间113的内压突然升高(伸展压力空间113被压缩),力向活塞112的移动速度急剧减少的方向发挥作用。

然而,通过形成于突起部112c的缓冲槽118,伸展压力空间113内的空气通过该缓冲槽118引导至通气口114。即,伸展压力空间113通过缓冲槽118连通到通气口114。

此外,由于该缓冲槽18形成为从活塞112的一面侧112a朝向壳体111的一端侧111a而剖面积扩展,因此,活塞112越靠近收缩位置pb(图9),缓冲槽118的剖面积即开口面积越小。由此,在活塞112即将到达收缩位置pb之前,从伸展压力空间113至通气口114的空气的流量逐渐缩小(减少),因此伸展压力空间113的内压减少逐渐降低。由此,能够使活塞112缓慢地停止在收缩位置pb。因此,能够防止因伸展压力空间113的急剧缩小引起的活塞112的突然停止,在未对齿条部件22与小齿轮21的啮合部分s(图11)急剧施加较大的应力的情况下能够顺畅地停止。

同样,通过作为阻尼用空气预先送入驱动用压缩空气以处于阻尼压力状态,从而利用缓冲槽119顺畅地改变活塞112向伸展位置pa的移动。接着,关于向伸展压力空间113供给驱动用压缩空气,并且增加伸展压力空间113的内压以使活塞112朝向伸展位置pa移动的情况进行说明。在该情况下,如果活塞112移动至突起部112d进入壳体14bb的空间22d的位置,则从突起部112d周围的收缩压力空间22c向空间22d流入后向空间22h侧移动并从通气口22j排出的空气的流动被阻断。由此,在突起部112d的周边扩展的收缩压力空间22c的内压突然升高(收缩压力空间22c被压缩),力向活塞112的移动速度急剧减少的方向发挥作用。

然而,通过形成于突起部112d的缓冲槽119,收缩压力空间22c内的空气通过该缓冲槽119引导至与通气口22j连通的空间22d中。

即,收缩压力空间22c通过缓冲槽119与空间22d连通。

此外,由于该缓冲槽119形成为从活塞112的一面侧112b朝向壳体14bb的另一端侧14ba而剖面积扩展,因此活塞112越靠近伸展位置pa(图8),缓冲槽119的剖面积即开口面积越小。由此,在活塞112即将到达伸展位置pa之前,从收缩压力空间22c至空间22d的空气的流量逐渐缩小(减少),因此处于阻尼压力状态的收缩压力空间22c的内压减少逐渐降低。由此,能够使活塞112缓慢地停止在伸展位置pa。因此,能够防止因收缩压力空间22c的急剧缩小引起的活塞112的突然停止,在未对齿条部件22与小齿轮21的啮合部分s(图11)急剧施加较大的应力的情况下能够顺畅地停止。

在旋转驱动气缸110中,除上述缓冲槽118、119之外,还设置有控制缓冲流道119a,该控制缓冲流道119a用于调节活塞112即将到达伸展位置pa之前或者活塞112刚从伸展位置pa开始移动之后的活塞112的移动速度。

在活塞112处于伸展位置pa(图8)时,控制缓冲流道119a的一端向处于由突起部112d堵塞的位置的空间22d开口。控制缓冲流道119a的另一端为向壳体14bb的另一面侧14ba开口的流道119a。

在该流道119a上设置有控制用孔119b。控制用孔119b沿与流道119a相交的方向延伸,并且与流道119a连通,控制用孔119b向壳体14bb的外部开口。在该控制用孔119b的内部,沿控制用孔119b所延伸的方向能够滑动地设置有能够关闭流道119a的控制销119c。

该控制缓冲流道119a与缓冲槽119同样,用于控制在收缩压力空间22c与空间22d之间移动的空气的流量。

具体而言,在控制缓冲流道119a中,当控制销119c在控制用孔119b内部移动时,流道119a的剖面积根据控制销119c的位置发生变化。由此,在收缩压力空间22c与空间22d之间移动的空气的流量发生变化。因此,在控制缓冲流道119a处于向空间22d开口的状态并且处于突起部112d进入壳体14bb的空间22d的状态的情况下,能够通过控制销119c的位置来调节流道119a的开度,从而控制活塞112的移动速度。

如果拔出控制销119c以增加流道119a的剖面积,则齿条部件22的移动速度即可动阀体40(可动阀部)的钟摆运动的移动速度增加。另外,如果插入控制销119c以使流道119a的剖面积减少,则齿条部件22的移动速度即可动阀体40的钟摆运动的移动速度减少。

特别是,在不仅活塞112即将到达伸展位置pa之前,而且活塞112从伸展位置pa向收缩位置pb开始移动的情况下,即在可动阀部40通过钟摆运动向流道h的退避位置e1(图1)开始移动的情况下,也取得这种空气阻尼效果。由此,能够在不剧烈地对齿条部件22与小齿轮21的啮合部分s(图11)施加较大应力的情况下,顺畅地进行开始操作及停止。

如果为这种气缸110,则只需由伸展通气口114和收缩通气口22j切换压缩空气的供给,即能进行气缸110的伸缩来进行中立阀体5的摇动操作。

流体路径环17和流体路径环18具有与旋转轴20几乎相等的内径。位于比小齿轮21更靠近阀箱10的流体路径环17的外径被设定为大于轴承16a的外径且小于小齿轮21的外径尺寸。位于比小齿轮21更靠近盖体14d的流体路径环18的外径被设定为大于小齿轮21的直径尺寸。如果由轴承16a、16b支撑的旋转轴20转动,则对于流体路径环17和流体路径环18而言,接触位置沿圆周方向发生变化。

在流体路径环17中设置有径向环路径17c。径向环路径17c为对在第二周围区域40a中形成于可动阀片部50与可动阀框部60之间的圆环状气缸80供给驱动用气体的供给路41的一部分的流体路径。径向环路径17c沿流体路径环17的径向延伸,并且在流体路径环17的外周面17a及内周面17b上开口。该径向环路径17c在流体路径环17的外周面17a上连通到沿圆筒壳14b的径向贯通的路径14bc。

在流体路径环18中设置有径向环路径18c。径向环路径18c与中间大气室55连接(参照图5)。中间大气室55通过在第二周围区域40a中设置于可动阀片部50与可动阀框部60之间形成的圆环状气缸80上的双层密封部中的第二层的密封部51a、52a而设置于气体供给侧。径向路径环18c为在第一层的密封部51b、52b被破坏时使驱动用气体朝向闸阀1的外部逃逸的联络通道42的一部分的流体路径。径向环路径18c沿流体路径环18的径向延伸,并且在流体路径环18的外周面18a及内周面18b上开口。该径向环路径18c在流体路径环18的外周面18a上与沿圆筒壳14b的径向贯通的路径14cc连通。

在流体路径环17的的内周面17b上环设有槽17d,槽17d被旋转轴20的外周面20b包围,形成圆周方向路径。

在作为与槽17d相对的位置的旋转轴20的外周面20b上开口有径向轴内路径27,径向轴内路径27与轴向轴内路径25连通,该轴向轴内路径25在沿旋转轴20的轴线的ll方向上延伸且在旋转轴20的一端面20a上开口。

在流体路径环18的内周面18b上环设有槽18d,槽18d被旋转轴20的外周面20b包围,形成圆周方向路径。

在作为与槽18d相对的位置的旋转轴20的外周面20b上开口有径向轴内路径28,径向轴内路径28与轴向轴内路径26连通,该轴向轴内路径26在沿旋转轴20的轴线的ll方向上延伸且在旋转轴20的一端面20a上开口。

这些轴向轴内路径25和轴向轴内路径26处于彼此平行状态且与轴线ll平行。旋转轴20的面对盖体14d的另一端20c被堵塞。

轴向轴内路径25和轴向轴内路径26均与中立阀部30内部的供给路41及联络通道42连通。

在流体路径环17上环设有o型圈等的密封部件17h、17j、17k,该密封部件17h、17j、17k在内周面17b与旋转轴20的外周面20b之间能够滑动地密封径向轴内路径27的开口部分及槽17d。

在流体路径环17上环设有o型圈等的密封部件17e、17f、17g,该密封部件17e、17f、17g在外周面17a与圆筒壳14b的内表面之间密封径向环路径17c的开口部分及路径14bc。

在流体路径环18上环设有o型圈等的密封部件18h、18j、18k,该密封部件18h、18j、18k在内周面18b与旋转轴20的外周面20b之间能够滑动地密封径向轴内路径27的开口部分及槽18d。

在流体路径环18上环设有o型圈等的密封部件18e、18f、18g,该密封部件18e、18f、18g在外周面18a与圆筒壳14b的内表面之间密封径向环路径18c的开口部分及路径14cc。

由于具有这种结构的流体路径环17和流体路径环18,不论旋转轴20处于何种转动位置,也能够维持径向轴内路径27和径向轴内路径28连通的状态,因此能够如后述那样以优良的密闭度进行驱动用流体的供给等。此外,由于独立地分别连接供给路41和联络通道42,因此不论旋转轴20的转动位置如何,能够控制不同的压力状态或不同气体状态的的双系统且不会对阀箱10的内部带来影响。

同时,由于在流体路径环17及流体路径环18上环设有作为圆周方向路径的槽17d、18d,因此由槽17d、18d内的流体产生的压力绕旋转轴20的外周面20b一周发挥作用。因此,能够使在径向上作用的压力在整周均匀,因此不论这些流道中的压力状态如何,能够防止影响轴承16a和轴承16b对旋转轴20的支撑状态。

同时,在轴承16a与轴承16b之间设置有上述流体路径环17和流体路径环18,从而能够将支撑旋转轴的轴承16a与轴承16b之间的距离确保为尽可能长。由此,在通过轴承16a和轴承16b来保持沿着使旋转轴20倾斜的方向作用于旋转轴的力矩的情况下,能够使这些轴承16a和轴承16b所承受的径向载荷最小,由此能够提高这些轴承16a和轴承16b的耐久性。或者,在维持必要的旋转轴20的倾斜方向上的变形防止能力的状态下能够确保旋转轴20的轴线方向长度,使包含旋转轴20在内的旋转驱动气缸110小型化,从而能够谋求阀的小型化。

另外,通过作为轴承16a和轴承16b、流体路径环17、小齿轮21及流体路径环18的外径尺寸采用上述结构,从而无需改变零部件的结构,能够仅通过改变零部件的组装方向,使旋转机构部的相对于阀箱的安装面反转来将它们组装到壳体14。

在本实施方式中能够在不对阀箱10内部的中空部11露出(暴露)气缸80驱动用压缩空气的情况下,经由旋转轴20的内部向中立阀体5供给该压缩空气,并且使通向后述的中间大气室55、56的联络通道42经由旋转轴20的内部与阀箱10的外部连通。

在旋转轴20中分别平行地设置有作为供给路41和联络通道42的轴向轴内路径25、26。另外,与供给路41和联络通道42对应的流体路径环17和流体路径环18在沿旋转轴20的轴线ll的方向上设置在不同的位置。根据该结构,能够经由一根旋转轴20的内部,同时将多个路径25、26分别设为独立的连通状态。因此,能够仅由一个旋转轴20形成气缸80的驱动用流体的供给路41和安全用的中间大气用的联络通道42,能够在不使用其他结构的情况下将供给路41及联络通道42配置在旋转轴20上。

在流体路径环17的内周面17b中,在密封部件17h与密封部件17j之间设置有与径向环路径17c连通的槽17d,在密封部件17j与密封部件17k之间环设有槽17p。

该槽17p与相对的旋转轴20的外周面20b形成作为大气压空间(空隙)的第二中间大气室,并且通过第二连通路42a与壳体的外部连接。

这些密封部件17j和密封部件17k作为对槽17d的双层密封部发挥功能,该槽17d为存在驱动用气体的供给路41。对于该结构来说,在气缸80的加压过程中,即使旋转轴20的作为第一层密封件的密封部件17被破坏,也会经由槽17p及第二连通路42a向壳体14的外部释放压缩空气(驱动用气体)。因此,能够得到如下的结构:该结构防止在壳体14b内压缩空气从流体路径环17的槽17d排出到小齿轮21的内部空间22h等的在槽17d与内部空间22h之间压力状态发生变化的不良情况。

同时,密封部件17k和密封部件17j作为对旋转轴20的旋转驱动气缸(驱动机构、旋转气缸)中成为加压空间的内部空间22h的双层密封部发挥功能。对于该结构来说,在旋转驱动气缸的收缩过程中,即使旋转轴20的作为第一层密封件的密封部件17k被破坏,也会经由槽17p及第二连通路42a向壳体14的外部释放压缩空气(驱动用气体)。因此,能够得到如下的结构:该结构防止在壳体14b内压缩空气从内部空间22h向作为供给路41的槽17d排出等的在槽17d与内部空间22h之间压力状态发生变化的不良情况。

虽然这些槽17d及内部空间22h均为加压空间,但在与规定的操作对应的压力状态因密封部的破坏而发生变化的情况下,防止引起中立阀体5的厚度突然膨胀或中立阀体5进行转动操作这样的意外操作。

即,通过密封部件17k、密封部件17j、槽17p及第二连通路42a,能够防止闸阀1因密封破坏等而破损。

在流体路径环18的内周面18b中,在密封部件18k与密封部件18j之间设置有与径向环路径18c连通的槽18d,在密封部件18j与密封部件18h之间环设有槽18p。

该槽18p和相对的旋转轴20的外周面20b形成作为大气压空间(空隙)的第二中间大气室,并且通过第二连通路42a连接到壳体的外部。

这些密封部件18j和密封部件18h作为对在旋转轴20的旋转驱动气缸(驱动机构、旋转气缸)中成为加压空间的内部空间22h的双层密封部发挥功能。对于这种结构来说,在旋转驱动气缸的收缩过程中,即使旋转轴20中的作为第一层密封件的密封部件18h被破坏,也会经由槽18p及第二连通路42a向壳体14的外部释放压缩空气(驱动用气体)。因此,能够得到如下的结构:该结构防止在壳体14b内压缩空气从内部空间22h侧向作为联络通道42的槽18d排出等的在槽18d与内部空间22h之间压力状态发生变化的不良情况。

由此,在内部空间22h为加压空间,且与规定的操作对应的压力状态因密封部的破坏而发生变化的情况下,防止引起中立阀体5进行转动操作这样的意外操作。

即,通过密封部件18h、密封部件18j、槽18p及第二连通路42a,能够防止闸阀1因密封破坏引起的破损等。

在圆筒壳14b的靠近密封壳14a的位置上设置有沿径向延伸的泄漏流道14he。如图7b所示,该泄漏流道14he与泄漏空间22he连通。泄漏空间22he形成在比轴承16a更靠近密封壳14a的位置上,并且与旋转轴20的表面20b相接。

在与泄漏空间22he相接的旋转轴20的内部设置有轴向泄漏流道27he。该轴向泄漏流道27he的一端向泄漏空间22he上开口。如后述,轴向泄漏流道27he的另一端在旋转轴20的中心上沿轴线方向贯通,并且朝向贯通孔21a开口,该贯通孔21a供通过连接部件91将旋转轴20和中立阀部30紧固的螺钉(紧固件)21d贯通。

如图12a及图12b所示,贯通孔21a与连接部件91的开口98及设置在中立阀部30上且具有与螺钉21d螺合的内螺纹(紧固件)31的空间31he连通。

如后述,螺钉21d直至具有被紧固的内螺纹31的空间31he为止贯通没有螺纹槽的开口98。该空间31he的靠近槽95b的位置被未图示的堵塞部件堵塞。

对于中立阀部30的空气滞留空间31he来说,需要在位于空间31he的前端的槽95b附近的部位进行调查由未图示的o型圈等所进行的密封是否被破坏的氦泄漏测试。因此,空气滞留空间31he经由开口98、贯通孔21a、轴向泄漏流道27he、泄漏空间22he及泄漏流道14he与泄漏空间22he连通,为了对空气滞留空间31he、开口98及贯通孔21a检查密封状态的氦泄漏测试,可通过该部分来供给氦。

如此,通过设置轴向泄漏流道27he及泄漏流道14he,能够对空气滞留空间31he、开口98及贯通孔21a进行氦泄漏测试。

同时,能够从泄漏流道14he对沿旋转轴20的表面20b的作为密封机构的密封部14aa、14ab、14ac及作为大气压空间(空隙)的中间大气室14ad进行向中空部11的密封测试。即,通过从泄漏流道14he向泄漏空间22he侧供给氦以调查对中空部11的泄漏,从而能够进行氦泄漏测试。

此外,当由密封部件17h、17j、17k和密封部件17e、17f、17g等所进行的密封破裂,压缩空气从作为加压空间的内部空间22h、径向环路径17c及槽17d等向泄漏空间22he漏出时,泄漏流道14he能够使该压缩空气向外部释放。由此,能够防止对密封部14aa、14ab、14ac施加压力,从而防止泄漏的压缩空气向中空部11流入。

[中立阀部30、连接部件91]

图12a是表示旋转轴与中立阀体的配合部分的主要部分的放大图,是沿旋转轴的径向的剖视图。图12b是表示旋转轴与中立阀体的配合部分的主要部分的放大图,是沿旋转轴的轴向的剖视图。

中立阀部30沿与旋转轴20的轴线正交的方向延伸,并且具有与该正交方向平行的表面。如图1所示,中立阀部30具有与可动阀部40重叠的圆形部30a和伴随旋转轴20的旋转使圆形部旋转的旋转部30b。旋转部30b位于旋转轴20与圆形部30a之间,旋转部30b的宽度从旋转轴20朝向圆形部30a逐渐增加。这些旋转轴20及中立阀部30被设置为虽然相对于阀箱10转动但在流道h方向上没有位置变动。

如图12b所示,在中立阀部30的一端形成有与连接部件91的突起部93嵌合的凹部95。该凹部95的剖面形状呈与连接部件91的剖面形状一致的大致t字状。作为这种凹部95,在中立阀部30的流道方向h上的一面侧30a和另一面侧30b的两侧分别形成有凹部95a、95b。

由此,在沿流道方向h的上侧和下侧的任一侧,旋转轴20均能选择性地与中立阀部30连接。

或者,能够将中立阀体5全体安装在旋转轴20的两面中的任一面上。即,如果将中立阀体5安装在连接部件91的凹部95a,则在闸阀1的闭阀时,可动阀部40堵塞第一开口部12a。相反,如果将中立阀体5安装在连接部件91的凹部95b,则可动阀部40堵塞第二开口部12b。

如图12a及图12b所示,形成于连接部件91的突起部93和形成于中立阀部30的凹部95相互嵌合。如图12a所示,连接部件91和中立阀部30在配合状态下通过一组第一平行面96a、96b和一组第二平行面97a、97b相互接触,其中,该一组第一平行面96a、96b沿流道方向h相互平行地扩展且以第一间隔t1相隔,该一组第二平行面97a、97b沿流道方向h相互平行地扩展且以与第一间隔t1相比更宽的第二间隔t2相隔。

这种一组第一平行面96a、96b及一组第二平行面97a、97b分别隔着与流道方向h垂直延伸的一轴l对称配设。另外,第一平行面96a、96b和第二平行面97a、97b沿该一轴l配设在相互不重叠的位置。

如图12a及图12b所示,在连接部件91的突起部93上形成有构造该一组第一平行面96a、96b的第一接触面93a、93b和构造一组第二平行面97a、97b的第二接触面93c、93d。并且,这些第一接触面93a、93b和第二接触面93c、93d分别通过第一倾斜面93e、93f相连。突起部93整体呈具有二级宽度的突起形状。

如图12a及图12b所示,在形成于中立阀部30的一端的凹部95形成有构造一组第一平行面96a、96b的第三接触面95a、95b和构造一组第二平行面97a、97b的第四接触面95c、95d。并且,这些第三接触面95a、95b和第四接触面95c、95d分别通过第二倾斜面95e、95f相连。凹部95整体呈具有二级宽度的槽形状。

如图12a及图12b所示,在旋转轴20的中心形成有贯通孔21a,该贯通孔21a供用于通过连接部件91紧固旋转轴20和中立阀部30的螺钉(紧固件)21贯通。另外,在形成于中立阀部30的一端的凹部95形成有与螺钉(紧固件)21螺合的内螺纹31。此外,在连接部件91上形成有使螺钉(紧固件)21贯通且不具有螺纹槽的开口98。

根据以上的结构,形成于连接部件91的突起部93和形成于中立阀部30的凹部95嵌合,并且螺钉21从旋转轴20的上端侧贯通贯通孔21a及开口98,并且螺钉21的前端部分螺固在中立阀部30的内螺纹31中。由此,旋转轴20和中立阀部30通过连接部件91被紧固(固定)。

在中立阀部30的维护,例如在更换反复开闭的中立阀部30等的过程中,将中立阀部30安装在固定于旋转轴20的连接部件91时,使形成在中立阀部30的一端的凹部95与形成在连接部件91的突起部93相对。

其次,将中立阀部30的凹部95插入到突起部93,则凹部95的第三接触面95a、95b分别与突起部93的第一接触面93a、93b接触。另外,凹部95的第四接触面95c、95d分别与突起部93的第二接触面93c、93d接触。

在这种插入工序中的凹部95和突起部93的接触面限于第一平行面96a、96b及第二平行面97a、97b,突起部93的第一倾斜面93e、93f和凹部95的第二倾斜面95e、95f不接触。即,在作为箭头b1所示方向的连接方向上,能够在成为隔着旋转轴20的轴线的两侧位置的部分限制圆周方向的安装位置。因此,能够容易提高安装位置的准确性,特别是中立阀部30在旋转轴20的轴线周围的安装方向的准确性。

同时,例如,在将凹部95与突起部93的接触面(第一平行面96a、96b及第二平行面97a、97b)的余隙(间隙)设定为极小的情况下,也能够减轻凹部95压入到突起部95时的摩擦力,从而能够使凹部95和突起部93顺畅地嵌合。

另外,通过使凹部95和突起部93在宽度互不相同的第一平行面96a、96b及第二平行面97a、97b上接触,能够提高凹部95压入到突起部93时的安装精度。另外,通过安装时的摩擦力的减少,能够容易调整其安装位置,即凹部95相对于突起部93的压入量。即,在配合凹部95和突起部93时,需要使形成在凹部95上的内螺纹31的螺纹孔位置与形成在连接部件91的突起部93上的开口98对齐。

如本实施方式,通过使凹部95和突起部93仅在第一平行面96a、96b及第二平行面97a、97b上接触,能够容易微调内螺纹31的螺纹孔位置和形成于突起部93的开口98的同时能够使其对齐。由此,能够从旋转轴20的贯通孔21a经由开口98,容易将螺钉(紧固件)21d紧固到内螺纹31。另外,通过使端面93m与端面95m接触,能够进行在图12中的作为箭头b1所示方向的连接方向上的相互定位。

此外,在该实施方式中,在连接部件91上设置有突起部93,并且在中立阀部30的一端设置有凹部95,但也可以是凹凸相反的结构。即是在固定于旋转轴20的连接部件上形成凹部,并且将与该凹部嵌合的突起部形成在中立阀部的一端的结构。

[可动阀部40、可动阀片部(第二可动阀部)50、可动阀框部(第一可动阀部)60]

可动阀部40为大致圆板状,具有形成为与圆形部30a大致同心圆状的可动阀片部50和以包围该可动阀片部50的周围的方式配置的大致圆环状的可动阀框部60。可动阀框部60以能够沿流道h方向滑动的方式连接在中立阀部30。

另外,可动阀片部50能够滑动地嵌合于可动阀框部60。可动阀片部50和可动阀框部60能够通过主弹簧70及圆环状气缸80沿附图标记b1、b2表示的方向(往复方向)滑动的同时移动。在此,用附图标记b1、b2表示的方向为与可动阀片部50及可动阀框部60的表面垂直的方向,并且为与旋转轴20的轴向平行的流道h方向。

另外,在可动阀片部50的外周附近的整个区域中形成有内周曲柄部50c。另外,在可动阀框部60的内周附近的整个区域中形成有外周曲柄部60c。

在本实施方式中,外周曲柄部60c和内周曲柄部50c通过与流道h方向平行的滑动面50b、60b彼此能够滑动地嵌合。

在与阀箱10的内表面相对(抵接)的可动阀框部60的表面上设置有第一密封部61(主密封部),该第一密封部61与第一开口部12a的形状对应地形成为圆环状且例如由o型圈等形成。

该第一密封部61在闭阀时以可动阀部40覆盖第一开口部12a的状态与作为第一开口部12a的周缘的阀箱10的阀箱10的内表面15a接触,并且被可动阀框部60及阀箱10的内表面推压。由此,第一空间切实地与第二空间隔离(确保阻断状态)。

[主弹簧(第一势力部)70]

主弹簧(第一施力部)70配置在与作为可动阀部40的最外周的第一周围区域40a相邻的第一周围区域40b中。主弹簧70产生恢复力,从而朝向第一开口部12a(b1方向)推压可动阀框部60的同时,朝向第二开口部12b(b2方向)推压可动阀片部50。

由此,在由可动阀部40进行的阀闭状态下,主弹簧70对可动阀片部50施加力(施力),朝向位于第二开口部12b周围的阀箱10的内表面15b推压可动阀片部50,以使内表面15b和可动阀片部50的反力传递部59抵接。同时,主弹簧70对可动阀框部60施加力(施力),朝向位于第一开口部12a周围的阀箱10的内表面15a推压可动阀框部60,以使内表面15a和可动阀框部60的第一密封部61抵接。

在本实施方式中,主弹簧70为弹性部件(例如,弹簧、橡胶或密闭的空气阻尼器等)。主弹簧70被嵌入设置在凹部50a和凹部60a中,该凹部50a以朝向第二开口部12b开口的方式设置在可动阀片部50上,该凹部60a在该凹部50a的相对位置以朝向第一开口部12a开口的方式设置在可动阀框部60上。

主弹簧70具有第一端和第二端。第一端与可动阀片部50的凹部50a的底面抵接。第二端与可动阀框部60的凹部60a的顶面抵接。另外,如图1所示,在圆环状的可动阀框部60中沿圆周方向等间隔地设置有多个第一施力部70。

构造主弹簧70的弹性部件的自然长度大于在可动阀框部60的密封部61与可动阀片部50的反力传递部59分别推压阀箱10的内表面15a与内表面15b的作为可动阀部40的最大厚度尺寸的状态下的可动阀片部50的凹部50a的底面与可动阀框部60的凹部60a的顶面之间的距离。因此,被可动阀片部50的凹部50a的底面和可动阀框部60的凹部60a的顶面压缩的同时配置在凹部50a及凹部60a的内部的主弹簧70产生弹性恢复力(延伸力、作用力)。通过该弹性恢复力的作用,可动阀框部60沿b1方向滑动的同时可动阀片部50沿b2方向滑动,并且第一密封部61及反力传递部59与阀箱10的内表面抵接并推压,从而进行闭阀操作。

另外,为了通过高效地传递对第一密封部61的推压力而切实地关闭闸阀1,主弹簧70配置在靠近第一密封部61的第二周围区域40b中。具体而言,在第一密封部61正下方的外周位置上设置有作为后述的反力传递部59的突条。与此相对地,作为可动阀片部50的径向位置,主弹簧70相对于该第一密封部61位于突条(反力传递部)59的相反侧的位置。由此,主弹簧70的作用力高效地传递到可动阀框部60的密封部61与可动阀片部50的反力传递部59,从而能够提高由第一密封部61的变形引起的阀的密闭的切实性。

另外,为了能够直接推压第一密封部61,主弹簧70还可以配置在作为第一密封部61的正下方附近的第二周围区域40b中。在该情况下,由于在闸阀中,将第一施力部70设置在可动阀框部60上,因此能够使第一施力部70位于第一密封部61的正下方。

如此,在闸阀1中,作为进行闭阀操作及开阀操作的致动器,进行闭阀操作的主弹簧70和进行开阀操作的第二施力部80(后述)彼此接近地设置。对于该结构来说,主弹簧70及第二施力部80在靠近第一密封部61的可动阀部40的周围区域(第一周围区域40a及第二周围区域40b)中,以彼此接近的方式沿径向相邻配置。另外,主弹簧70位于第一密封部61的正下方附近。即,闸阀1的结构以第一密封部61、反力传递部59及主弹簧70的位置关系作为施加存在作用点及支点的力矩载荷的结构能够有效地进行密封的方式构造。

此外,主弹簧70的作用力设定在扩大可动阀片部50与可动阀框部60的方向上,即设定在增大可动阀部40的厚度以将可动阀框部60的密封部61和可动阀片部50的反力传递部59推压到阀箱10的内表面15a、15b的方向上。因此,在由于停电等而停止从应用设备向具备闸阀1的装置的电力供给(能源供给)的情况下,也能够只利用主弹簧70中产生的机械力来切实地关闭闸阀1。因此,能够切实地实现故障安全的闸阀。

另一方面,在具有进行减少可动阀部40的厚度的施力的结构的闸阀或者具有通过从应用设备供给的电力等的能源进行闭阀操作的结构的闸阀中,停止从应用设备向装置的能源供给的情况下,有时无法进行闭阀操作。因此,这种结构无法实现故障安全的闸阀。

[圆环状气缸(第二施力部)80]

圆环状气缸80配置在作为可动阀部40的最外周的第一周围区域40a。在圆环状气缸80中,向圆环状气缸80供给作为驱动流体的压缩空气时,产生使可动阀框部60朝向第二开口部12b(方向b2)移动的力(作用力,由压缩空气产生的力)。同时,产生使可动阀片部50朝向第一开口部12a(方向b1)移动的力(作用力,由压缩空气产生的力)。由此,由压缩空气产生的力大于主弹簧70的作用力,使可动阀框部60远离位于第一开口部12a周围的阀箱10的内表面15a的同时,使可动阀片部50远离位于第二开口部12b周围的阀箱10的内表面15b。

由此,通过后述的辅助弹簧(第三施力部)90的作用力,可动阀体40在流道h方向上位于阀箱10的厚度方向上的中央,成为能够在阀箱10内转动的状态。

此外,在可动阀部40中,第一周围区域40a位于圆环状的可动阀框部60的密封部61与可动阀片部50的反力传递部59的内侧。同时,在可动阀部40中,第二周围区域40b位于第一周围区域40a的内侧。即,在可动阀部40的径向上,主弹簧70配置在圆环状气缸80的内侧。换言之,圆环状气缸80在与可动阀片部50和可动阀框部60滑动的方向(流道h方向)交叉的方向上与主弹簧70相邻。即,圆环状气缸80在可动阀部40的径向上位于密封部61及反力传递部59与主弹簧70之间。

在本实施方式中,圆环状气缸80为设置在可动阀片部50与可动阀框部60之间的一个气缸(空隙)。

具体而言,该圆环状气缸80以可动阀框部60的朝向第一开口部12a开口的凹部60d和可动阀片部50的朝向第二开口部12b突出的凸部50d配合的状态形成,并且以这些环状的凹部60d和环状的凸部50d滑动的方式形成。另外,该圆环状气缸80由形成在可动阀框部60的周缘部的圆环状的空间及形成在可动阀片部50的最外周的突条(环状凸部)构造,且作为一个圆环气缸(圆环空隙)发挥功能。另外,换言之,圆环气缸以包围流道h的方式形成。

如果向圆环状气缸80供给作为驱动用流体的压缩空气,则沿方向b1、b2产生使第二施力部80的体积膨胀的膨胀力(作用力)。在膨胀力的大小大于主弹簧70中产生的恢复力的情况下,该膨胀力大于主弹簧70的作用力。由此,主弹簧70被压缩,可动阀片部50沿方向b1滑动且可动阀框部60沿方向b2滑动以使可动阀体40的厚度方向上的尺寸缩小,从而第一密封部61远离阀箱10的内表面15a,同时,反力传递部59远离阀箱10的内表面15b来进行开阀操作。此时,通过圆环状的凹部60d和凸部50d滑动,可动阀片部50和可动阀框部60的移动方向被限制为仅在流道方向上,并且可动阀片部50和可动阀框部60的位置被限制,使得从密封部61及反力传递部59与阀箱10的内表面15a、15b抵接的状态平行移动。即,该圆环状气缸80能够限制可动阀片部50与可动阀框部60的相对移动方向和其姿势。

[辅助弹簧(第三施力部)90]

辅助弹簧90设置在中立阀部30与可动阀框部60之间。当可动阀体40的厚度尺寸相对于位于阀箱10的流道方向的大致中央的中立阀部30缩小时,辅助弹簧90向阀箱10的中央对可动阀体40施力。

辅助弹簧90设置在棒状的位置限制部65上,该位置限制部将设置在中立阀部30的外周位置(在图2及图4中为右侧位置)上的开口30a贯通并设置在与可动阀框部60连接。辅助弹簧90也与主弹簧70同样为弹性部件(例如,弹簧、橡胶或被密封的空气阻尼器等)。

辅助弹簧90被卡止在设置于中立阀部30的开口30a的第一开口部12a附近的凸缘部30b和位置限制部65的前端65a上,并且向第二开口部12b侧移动的b2方向对可动阀框部60施力。

辅助弹簧90朝向第二开口部12b对与该中立阀部30相比位于第一开口部12a附近的可动阀框部60施力。在可动阀框部60的密封部61与位于第一开口部12a周围的阀箱10的内表面15a抵接的情况下,当向圆环状气缸80供给作为驱动用流体的压缩空气时,辅助弹簧90以可动阀框部60远离位于第一开口部12a周围的阀箱10的内表面15a的方式施力。

由此,当向圆环状气缸80供给压缩空气时,可动阀体40朝向阀箱10的流道方向的大致中央移动,最终以可动阀体40位于阀箱10的流道方向的大致中央的方式控制可动阀体40的姿势。另外,辅助弹簧90的作用力远远小于主弹簧70的作用力与圆环状气缸80的作用力之差。即,由于辅助弹簧90只要改变阀体的厚度尺寸即可,因此与用于实现阀闭状态的主动弹簧或者作为致动器的主弹簧70或圆环状气缸80相比较,辅助弹簧90可以是极小的弹簧。

如此,在闸阀1中,作为进行闭阀操作及开阀操作的致动器,设置有进行增大可动阀体40厚度的操作的主弹簧70、进行缩小可动阀体40厚度的操作的圆环状气缸80、以及控制可动阀体40的姿势以使该可动阀体40在流道方向上位于阀箱10的中央位置侧的辅助弹簧90。

在该结构中,主弹簧70及圆环状气缸80在靠近第一密封部61的可动阀部40的周围区域中,以彼此接近的方式并列配置。

圆环状气缸80构造设置在可动阀片部50与可动阀框部60之间的一个圆环缸体。根据该结构,如果设置有单向地朝向第二施力部80供给压缩空气的一个供给路41,则能够沿圆环状气缸80向该圆环缸体的内部供给压缩空气。另外,能够进行可动阀体40的厚度尺寸的伸缩(开阀操作及闭阀操作)。此外,在该操作中通过辅助弹簧90能够随着可动阀体40的伸缩将可动阀体40的流道方向上的位置易于维持在阀箱10的中央附近。因此,能够实现具有简易且紧凑的结构的致动器。

另外,由于圆环状气缸80用于进行开阀操作,因此作为第二施力部80中发生的力的大小(输出),只要是能够压缩第一施力部70的大小(输出)即可。

在本实施方式中,由可动阀片部50和可动阀框部60构造一个能够改变厚度方向上的尺寸的可动阀部40,因此无需设置两个可动阀部,能够实现具有简单且紧凑的结构的可动阀部。

另外,在中立阀部30上未作用有致动器的力、特别是为了维持闭阀状态而密封可动阀体40时所施加的力。因此,中立阀部30只要具有将阀体作为钟摆式阀摇动时够用的强度即可。另外,在旋转轴20上也未作用有致动器的力、特别是为了维持闭阀状态而密闭可动阀体40时所施加的力。因此,旋转轴20只要具有将阀体作为钟摆式阀而摇动时够用的强度即可。同时,由于与旋转轴20需要用于阀密闭的力矩的结构相比,能够抑制可动阀体40的摇动机构的输出,因此能够使该旋转轴20的转动机构小型化。

在该结构中,作为刚性,只要在上述中立阀部30的强度基础上具有在退避位置与阀开闭位置之间使可动阀部40转动时支撑其自重的强度即可。

在图2中示出可动阀片部50和可动阀框部60互相嵌合的部分、中立阀部30和可动阀片部50互相嵌合的部分及设置有第一施力部70及导向销62的部位。

[第二密封部(双层密封部)51a、51b及第三密封部(双层密封部)52a、52b]

在可动阀片部50的环状凸部(突条)50d的外周面上设置有o型圈等圆环状的第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b,该第二密封部51a、51b及该第三密封部52a、52b与可动阀框部60的环状凹部60d的内周面抵接,并且为密封可动阀片部50与可动阀框部60之间的双层密封部。

具体而言,在位于可动阀片部50的环状凸部(突条)50d的径向外侧的第一外周面50f上设置有第二密封部51a、51b。另外,在径向上位于第一外周面50f的内侧的第二内周面50g上设置有第三密封部52a、52b。第二密封部51a、51b与可动阀框部60的第一内周面60f抵接,第三密封部52a、52b与可动阀框部60的第二外周面60g抵接。

第二密封部51a、51b阻断作为高压空间的圆环状气缸80和作为低压空间等且靠近第一开口部12a的中空部11,并且确保阻断状态。同样地,第三密封部52a、52b阻断作为高压空间的圆环状气缸80和作为低压空间等且靠近第二开口部12b的中空部11,并且确保阻断状态。

第二密封部51a、51b能够截断被供给驱动用压缩空气而成为高压空间的圆环状气缸80和连通到例如作为低压空间的第一开口部12a的第一空间侧,并且确保该阻断状态。同样地,第三密封部52a、52b能够阻断作为高压空间的圆环状气缸80和作为低压空间等且靠近第二开口部12b的第二空间侧,并且确保阻断状态。

[导向销62]

导向销62固定设置在可动阀框部60上并在流道方向上竖立设置,导向销62由粗细尺寸均匀的棒状体构造。导向销62贯通圆环状气缸80的内部,与形成在可动阀片部50的环状凸部(突条)50d上的孔部50h嵌合。

该导向销62切实地导引可动阀片部50和可动阀框部60的位置限制,使得可动阀片部50和可动阀框部60滑动的方向不会从附图标记b1、b2所示的方向偏移,并且使得当可动阀片部50和可动阀框部60滑动时也不改变可动阀片部50和可动阀框部60的姿势而使之进行平行移动。

由此,防止可动阀片部50和可动阀框部60相对于附图标记b1、b2沿倾斜方向移动。同时,可动阀框部60即使在相对于作为阀闭状态即密封部61和反力传递部59分别与阀箱10的内表面15a、15b抵接的状态,可动阀片部50和可动阀框部60的流道方向上的位置发生变化的情况下,它们也维持平行状态进行平行移动,从而防止可动阀片部50和可动阀框部60的倾斜。

在该结构中,可动阀片部50和可动阀框部60能够互相定位,并且在维持与附图标记b1及b2所示的方向平行的状态的情况下进行相对移动,并能进行闭阀操作及开阀操作。由此,在开阀操作中,能够使设置于可动阀框部60的第一密封部61产生均匀的推压力,实现抑制泄露的密封结构。

另外,在如此具备导向销62的结构中,在没有确定闸阀1在真空装置中的安装姿势的情况下,即在闸阀1的安装方向自由的情况下,能够防止可动阀体40的重量负载局部地施加在第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b上。例如,在以重力相对于可动阀片部50和可动阀框部60滑动的方向垂直作用的方式安装闸阀1的情况下,作为滑动部件的可动阀片部50和可动阀框部60的重量施加在导向销62上。因此,防止可动阀片部50和可动阀框部60的重量直接施加到第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b(o型圈)上。由此,无论闸阀1的安装姿势为何种姿势,密封部的寿命不会变短,从而能够确保并维持防止泄露的效果。

为了减小导向销62与孔部50h的滑动面的面积,并且为了将导向销62与作为闸阀1的外部的第一空间及第二空间隔离,导向销62被配置为贯通圆环状气缸80内。

另外,通过如此在圆环状气缸80内配置导向销62,能够使可动阀片部50和可动阀框部60互相平滑地滑动。

此外,如果导向销获得充分的强度,则即使在具有大口径的闸阀中也能够防止可动阀框部60滑动的方向偏移。另外,导向销62即使在具有特殊形状的可动阀部40中也设定与流道正交的面内配置来适当地分散载荷,由此能够用作开闭操作更优良的闸阀。

[擦拭器53、54]

在位于可动阀片部50的环状凸部(突条)50d的径向外侧的第一外周面50f上,设置有与可动阀框部60的内周面抵接的圆环状的擦拭器53。同样地,在可动阀片部50的环状凸部(突条)50d的径向中作为第一外周面50f的内侧的第二内周面50g上,设置有与可动阀框部60的外周面抵接的圆环状的擦拭器54。

擦拭器53、54具有通过开阀操作及闭阀操作来润滑或清扫可动阀框部60的凹部60d的内周面的功能。

[中间大气室55、56]

在由第二密封部51a、51b阻断的圆环状气缸80的表面上设置有作为大气压空间(空隙)的中间大气室55。同样地,在由第三密封部52a、52b阻断的圆环状气缸80的表面上设置有作为大气压空间(空隙)的中间大气室56,由此能够获得即使在圆环状气缸80的加压过程中第一层密封被破坏的情况下也防止压缩空气(驱动用气体)朝向闸阀外部逃逸而压缩空气排出至阀箱10内部的结构。

同时,这些中间大气室55、56的压力能够通过联络通道来监测。即,在闸阀1的外部设置有压力计且由联络通道连接,以测量中间大气室55、56的压力,并由使用者监视该压力。

[连接销部69、供给路41]

图13是表示位于连接销附近的部件的主要部分的放大图。

如图中双点划线所示,在闸阀1中,形成有对圆环状气缸80供给驱动用气体的供给路41。该供给路41被设置为经由可动阀框部60的主体内部、中立阀部30的主体内部及旋转轴10的内部,连通到设置在闸阀1的外部的未图示的驱动用气体供给装置。

在该供给路41中,设置有连接销部69,该连接销部69在可动阀框部60与中立阀部30的流道方向上的位置发生变化时,也以能够供给驱动用气体的方式滑动连接在可动阀框部60与中立阀部30之间。

连接销部69由在中立阀部30中平行于流道方向穿孔的呈圆形剖面的孔部38和与该孔部38能够转动地配合的棒状的连接销68构造。孔部38的内表面38a与开口侧的内表面38a相比底部侧的内表面38b被缩径,与此相应地,连接销68的直径尺寸也相对于基部68a其前端68b缩径。并且,在该直径尺寸变化的部分分别形成有台阶38c及台阶68c。

如图中双点划线所示,连接销部69在其中心轴线附近形成有供给路41而呈管状,并且连通有可动阀框部60内部的供给路41。另外,在连接销68的前端面68d上开口有供给路41,在由该前端面68d和孔部38的底部38d附近的空间形成的加压空间69a中,连通有形成在中立阀部30的主体内的供给路41。

由驱动用气体供给装置供给的压缩空气经由中立阀部30内部的供给路41喷出到空间69a,并且经由连接销部69内部的供给路41及可动阀框部60内部的供给路41供给到圆环状气缸80。

对于连接销部69来说,在连接销68的外周面68a上抵接有孔部38的内周面38a,并且在连接销部68的外周面68b上抵接有孔部38的内周面38b。

在连接销68上设置有双层密封部。

在孔部38内连接销68沿轴线方向(流道方向)移动的情况下,不但在作为加压面的前端面68d与底面38d之间,在作为滑动方向的面上也设置有双层密封部。双层密封部阻断被供给驱动用的压缩空气而成为高压空间的加压空间69a和连通到例如作为低压空间的第二开口部12b的第二空间侧。

密封部能够确保加压空间69a与中空部11的阻断状态。

具体而言,在连接销68上形成有密封连接销68与孔部38之间的双层密封部。在双层密封部的结构来说,在外周面68a上设置有o型圈等和作为埋设该o型圈等的周设槽的圆环状的粗密封部68f,并且在外周面68b上设置有o型圈等和作为埋设该o型圈等的周设槽的圆环状的小密封部68g。

同时,由台阶68c及台阶38c形成的圆环状的中间大气室69c位于双层密封之间,并且连通到未图示的联络通道42。由此,压缩空气喷出到阀箱10的内部,能够防止对闸阀1的内部、第一空间及第二空间带来不良影响。

特别是,对于上述结构来说,在成为加压面且距离变化的前端面68d与底面38d之间不进行密封,而是直接在不作为加压面并且作为滑动面且距离不变的外周面68a与内周面38a及外周面68b与内周面38b之间进行密封。因此,能够维持切实的密闭状态。

根据这种密封部68f、68g的结构,能够取得与上述圆环状气缸80中的第二密封部(双层密封部)51a、51b和第三密封部(双层密封部)52a、52b以及导向销62的结构同样的作用效果。

在孔部38内连接销68沿轴线方向(流道方向)移动的过程中或通过移动而流道方向的相对位置变化的情况下,由驱动用气体供给装置供给的压缩空气也会经由中立阀部30内部的供给路41喷出到空间69a中。压缩空气经由体积变化的空间69a且经由连接销部69内部的供给路41及可动阀框部60内部的供给路41稳定地供给到圆环状气缸80。

另外,作为在图13中位于连接销68的上侧的连接销部69,连接到可动阀框部60的浮动销68a(连接销)与贯通孔67配合。

连接销部69具有在可动阀框部60上平行于流道方向穿孔的呈圆形剖面的贯通孔67,具有凸缘部68aa的棒状的浮动销68a以能够转动且能够沿半径方向微动并且倾斜为最低限度的方式配合在该贯通孔67中。

贯通孔67的凸缘内表面67a对应凸缘部68aa的直径尺寸,具有比与可动阀框部60相对的孔部38的直径更大的直径。与该开口侧的凸缘内表面67a的直径相比,气体连接位置内表面38b的直角较小。与该气体连接位置内表面67b相比,在图13中位于上侧的贯通侧的支撑位置内表面67c的直径较小。与该支撑位置内表面67c相比,在图13中位于上侧的贯通侧的外侧内表面67d的直径较大。

浮动销68a的直径尺寸对应贯通孔67的直径尺寸。气体连接部68ab的直径小于凸缘部68aa的直径。固定端68ac的直径小于气体连接部68ab的直径。

在固定端68ac上环设有固定槽68ad。通过配合在该固定槽68ad中的垫片等的固定部件68ae与贯通孔67的外侧面67e抵接,限制浮动销68a的轴向(流道方向)上的内侧方向(图示下方向)的移动并固定位置。

作为凸缘部68aa的上侧的密封面68af和作为气体连接部68ab的上侧的密封面68ag在相对的台阶面67f及台阶面67g之间设置有作为o型圈等的密封部件67h、67j。

浮动销68a以由固定端68ac的固定部件68ae和密封面68af及密封面68ag的密封部件67h、67j沿相对的方向夹持可动阀框部60的方式被固定。由此,浮动销68a以推压到图13中的上侧的状态且以在轴线方向(贯通孔67的长度方向)上不移动的方式被固定在可动阀框部60上。

同时,浮动销68a构造为密封部件67h被密封面68af和台阶面67f推压而变形,并且密封部件67j被密封面68ag和台阶面67g推压而变形。

如此,通过浮动销68a的作为o型圈等的密封部件67h、67j被台阶面67f及台阶面67g推压而变形来密封气体连接部68ab及连接位置内表面67b的部分。

[时序回路sq]

图14是表示驱动时序机构的回路图。

如图14所示,在本实施方式中闸阀1具有时序回路sq,该时序回路sq通过将由op-in端口供给的压缩空气供给到输出点fr、输出点主-op、输出点主-cl而进行可动阀部40的厚度伸缩(锁定-自由,lock-free)操作、旋转驱动气缸110的伸缩(开放-关闭,open-close)操作及阻尼用空气的供给。

在时序回路sq中,输出点fr连接到供给路41,输出点主-op连接到伸展压力空间113,输出点主-cl连接到收缩压力空间22c。

输出点fr被连接为在解除阀的关闭状态时,能够从供给路41向由圆环状气缸(第二施力部)80和主弹簧70组成的单作用气缸供给可动阀部40的厚度收缩用压缩空气。

输出点主-cl被连接为在阀开操作之前,并且在可动阀部40的厚度收缩之前,能够经由供给路(收缩通气口)22j向收缩压力空间22c供给作为阻尼用空气的压缩空气,从而能够设为对旋转驱动气缸110的阻尼压力状态。

在此,如果在关闭阀的情况下可动阀部40收缩之前不维持关闭(close)旋转状态,则因可动阀部40的收缩,阀体旋转位置成为不稳定状态,可动阀部40因自重而动,因此不优选。

输出点主-op连接到旋转驱动气缸110。在解除阀的关闭状态的情况下可动阀部40的厚度收缩之前,输出点主-op能够从op-in端口经由伸展通气口(供给路)114向伸展压力空间113供给伸展用压缩空气,从而由压缩空气产生的力大于施力部120的作用力,旋转驱动气缸110进行伸展操作。

时序回路sq具有连接到op-in端口的滑阀(气动式双腔滑阀)sp1v、由单向阀和流量调整阀组合而成的调速阀nc1v、nc2v、nc3v。

滑阀sp1v被运转为能够通过从op-in端口向气动sp1v0侧供给驱动用压缩空气而切换接通/断开(on/off)。

滑阀sp1v被构造为在来自op-in端口的信号为断开时,连接op-in端口和主-cl的同时,将输出点主-op连通到大气(外部),并且在来自op-in端口的信号为接通时,连接op-in端口和主-op的同时,将输出点主-cl释放到大气中。

因此,滑阀sp1v可以是如下的结构:能够滑动的线轴(阀体)插入于缸体状的壳体中,通过弹簧等的施力部朝向气动sp1v0侧对该线轴施力,其中,该壳体被形成为来自op-in端口的两个流道及与外部连通的连通孔、与输出点主-op及输出点主-cl连接的两个流道分别贯通该壳体。

在滑阀sp1v中,在线轴(阀体)上形成有与其表面对应的流道槽。在线轴(阀体)的沿轴线的滑动位置上,能够连接及切断来自op-in端口的两流道及与外部连通的连通孔和与输出点主-op及输出点主-cl连接的两个流道。

另外,在壳体(套管)的与气动sp1v0相反的一侧设置有调整部件,该调整部件能够承受弹簧等的作用力,并且设定为能够调整套管轴线方向上的位置。

通过调节将该调整部件固定于壳体的轴线方向上的位置,弹簧的作用力发生变化,能够在由气动sp1v0侧供给的压力中调节通道连接及切断的阈值。

由此,在滑阀sp1v中,可将从op-in端口向气动sp1v0侧供给的压力预先设定为规定值,从而设定为即使在具有该规定值以下的压力变动的情况下也不进行阀操作。

此外,可以将从op-in端口向气动sp1v0的压力施加当作对滑阀sp1v施加的线轴的滑动阀操作开始信号。即,能够只通过来自一级的op-in端口的信号来进行阀操作。

调速阀nc1v连接到从op-in端口与朝向输出点主-op及输出点主-cl的流道(与滑阀sp1v连接的流道)分支的流道。另外,滑阀sp1v至输出点主-op的流道与滑阀sp1v至输出点主-cl的流道并联。从调速阀nc1v朝向滑阀sp1v的气动sp1v0的流道被分支,分支出的流道与输出点fr连接。

在调速阀nc1v中组合有流量调整阀和单向阀,以在从op-in端口朝向滑阀sp1v的气动sp1v0侧及输出点fr的方向上阻止压缩空气的流动(发挥单向阀的止回功能,反向)的方式并联连接流量调整阀和单向阀。

调速阀nc2v与从滑阀sp1v朝向输出点主-op的流道连接。

在调速阀nc2v中组合有流量调整阀和单向阀,以在滑阀sp1v至输出点主-op的方向上允许压缩空气的流动(不发挥单向阀的止回功能,正向)的方式并联连接流量调整阀和单向阀。

调速阀nc3v与从滑阀sp1v朝向输出点主-cl的流道连接。

在调速阀nc3v中组合有流量调整阀和单向阀,以在滑阀sp1v至输出点主-cl的方向上允许压缩空气的流动(不发挥单向阀的止回功能,正向)的方式并联连接流量调整阀和单向阀。

滑阀sp1v被运转为在来自op-in端口的信号为接通时,因调速阀nc1v,比来自op-in端口的信号接通延迟。

同时,被运转为在来自op-in端口的信号为接通时,因调速阀nc1v,通向气动sp1v0侧及输出点fr的供给比从op-in端口向输出点主-op或输出点主-op的流动延迟。

另外,在滑阀sp1v的运转时,因调速阀nc2v,从输出点主-op流出的流动比由该滑阀sp1v的运转进行的切换延迟。

同样,在滑阀sp1v的运转时,因调速阀nc3v,从输出点主-cl流出的流动比由该滑阀sp1v的运转进行的切换延迟。

接着,对时序回路sq中的压力状态及气动状态进行说明。

图14~图18表示时序回路sq中的压力状态,粗线表示高压phi状态,细线表示低压plo状态,粗虚线表示阻尼压力pd。

此外,在图14~图18中,为了说明,有时实际上同时发生的状态表示在不同的图中。

首先,将关闭密闭闸阀1的锁定-关闭(lock-close)状态设为初始状态。

此时,可动阀部40处于作为阀闭位置e2(图1)的关闭(close)状态,并且成为可动阀部40的厚度最大的锁定(lock)状态(关闭状态)。同时,活塞112处于收缩位置pb。

在锁定-关闭状态下,作为时序回路sq的压力状态,如图14所示,在输入侧供给压缩空气的一系统的输入中,未向用于进行阀操作的op-in端口供给压缩空气,成为几乎与大气压相同的低压plo状态(用细线表示)。

因此,如图14所示,滑阀sp1v的气动sp1v0侧也成为与大气压相同的低压plo状态(用细线表示),因此通过弹簧的作用力成为信号断开状态,来自op-in端口的流道与输出点主-cl的流道连通。同时,输出点主-op侧的流道与大气(外部)连通。

由此,输出点fr、输出点主-op及输出点主-cl均成为几乎与大气压相同的低压plo状态(用细线表示)。因此,虽然旋转驱动气缸110的收缩压力空间22c及伸展压力空间113未被加压,但通过施力部120施力,活塞112处于收缩位置pb。因此,能够实现常闭。

接着,作为开启操作在阀开的指令接通的时机,如图15所示,作为压力状态,在输入侧被切换为使得op-in端口因被供给压缩空气而成为超过操作阈值的高压phi状态(用粗线表示)。

伴随此,如图15所示,op-in端口成为加压状态,压缩空气流入输出点主-cl。此时,调速阀nc3v因从op-in端口侧朝向输出点主-cl的方向为正向而顺畅地被加压。

由此,输出点主-cl成为阻尼压力pd状态(用粗虚线表示),该阻尼压力pd状态为其压力虽然高于与大气压几乎相同的低压plo状态(用细线表示)的压力,但低于设定为旋转驱动气缸110的操作阈值的高压phi状态(用粗线表示)的压力。同样,旋转驱动气缸110的收缩压力空间22c成为阻尼压力pd状态。

此时,收缩压力空间22c中的阻尼压力pd状态的压力低于高压phi状态的压力,并且未达到旋转驱动气缸110的操作阈值,因此由施力部120施力的活塞112不会运动。

此时,通过连接到op-in端口的调速阀nc1v,滑阀sp1v的气动sp1v0侧成为压力上升延迟的状态,且维持滑阀sp1v不运动的状态。

此外,输出点fr也成为虽然相对于op-in端口延迟但压力上升的状态。伴随此,连接到该输出点fr的圆环状气缸80的压力也上升。

接着,输出点fr的压力也上升,从而如图16所示,如果成为与op-in端口相同的高压phi状态(用粗线表示),则输出点fr也成为高压phi状态(用粗线表示)的加压状态。

此时,伴随圆环状气缸80的压力上升,由气缸产生的力大于主弹簧70的作用力,可动阀片部50沿方向b1滑动且可动阀框部60沿方向b2滑动,从而可动阀部40的厚度方向的尺寸缩小而向关闭解除状态操作,从而成为自由-关闭(free-close)状态。

此时,由于通过施力部120施力,因此未开始进行可动阀部40的转动操作,而维持阀闭位置(解除位置)e2。

在输出点fr的压力上升并成为与op-in端口相同的高压phi状态(用粗线表示)时,滑阀sp1v的气动sp1v0侧成为加压状态,如果超过阈值则因滑阀sp1v而由压缩空气产生的力大于弹簧的作用力,在图16中朝向右方移动,切换为信号接通状态。

对于该滑阀sp1v中的向信号接通状态的切换操作来说,通过调速阀nc1v来控制该操作的阈值,从而在直至收缩压力空间22c处于阻尼压力pd状态为止流入压缩空气之后,气动sp1v0侧的压力上升至规定值。

于是,如图17所示,在滑阀sp1v切换为信号接通状态的情况下,来自op-in端口的流道和输出点主-op侧的流道连通。同时,输出点主-cl侧的流道通过滑阀sp1v连通到大气侧。

由此,连接到op-in端口的输出点主-op被加压成为与op-in端口相同的高压phi状态(用粗线表示)。此时,调速阀nc2v由于从op-in端口侧朝向输出点主-op的方向为正向,因此顺畅地被加压。

于是,连通到输出点主-op的旋转驱动气缸110的伸展压力空间113瞬间成为高压phi状态(用粗线表示),连通到输出点主-cl的旋转驱动气缸110的收缩压力空间22c成为比该高压phi低的阻尼压力pd状态(用粗虚线表示),因此在收缩压力空间22c与伸展压力空间113之间产生压力差。

其结果,同时由压缩空气产生的力大于施力部120的弹簧部件120s的作用力,在旋转驱动气缸110中,活塞112从收缩位置pb朝向伸展位置pa侧开始移动。

此时,输出点fr及圆环状气缸80维持高压phi状态(用粗线表示),并且维持可动阀部40的厚度方向上的尺寸缩小的状态。

此时,随着由伸展压力空间113的加压产生的活塞112的移动,旋转轴20及中立阀体5转动,可动阀部40从阀闭位置(关闭解除位置)e2(图1)朝向退避位置e1(图1)进行旋转操作,成为自由-开放(free-open)状态。

在此,由于因调速阀nc1v而滑阀sp1v中的通向信号接通状态的切换相对于op-in端口的信号接通延迟,因此可动阀部40的旋转操作即活塞112从收缩位置pb开始的移动相对于圆环状气缸80的加压延迟。因此,能够维持在可动阀部40的厚度方向尺寸的缩小操作之后即在可动阀部40的厚度缩小操作结束之后进行旋转轴20的旋转操作这一操作顺序。

此时,调速阀nc3v由于从输出点主-cl朝向大气侧的方向为反向,因此缓解输出点主-cl的减压。由此,作为阻尼用空气预先送入的空气残留在收缩压力空间22c中。因此,在临近阀开操作的结束,该空气因缓冲槽119及控制缓冲流道119a而经由连通槽116的内部及空间22d等排出到大气侧时,能够得到空气阻尼效果及气垫效果,从而能够顺利地改变活塞112向伸展位置pa的移动。

最终,输出点主-cl减压至与大气压相同的低压plo状态。

如此,在结束滑动阀1的开启操作的情况下,如图17所示,维持阀开的自由-开放状态。

最终,输出点主-cl减压至与大气压相同的低压plo状态。

此外,由旋转驱动气缸110中的活塞112从收缩位置pb朝向伸展位置pa侧的移动速度规定滑动阀1的开启操作中的旋转速度。

在此,在活塞112处于阀闭位置e2(图1)的关闭操作的终端时,因伸展压力空间113内的残留压力而产生气垫作用,事先设为阻尼压力状态,从而能够防止缸体主体111的内表面和活塞112猛烈地抵接及冲击,防止因冲击的颗粒发生。

此外,在活塞112的移动终端时,能够通过由与连接部112d对应的空间22d的气垫填料的效果产生的气垫作用,来缓解如作为缓冲槽119说明的空气阻尼器那样发挥作用而到达伸展位置pa时的速度,并且防止因冲击产生的颗粒发生。

接着,对从开启状态到关闭操作进行说明。

在作为关闭操作指令的阀闭指令接通的时机,即在op-in端口中的加压状态消失且未供给压缩空气而成为几乎与大气压相同的低压plo状态的时机,如图18所示,作为压力状态,连接到op-in端口的输出点fr及滑阀sp1v的气动sp1v0侧成为低压plo状态。

此时,虽然输出点fr连通到与大气压相等的op-in端口,但在调速阀nc1v中,从输出点fr朝向op-in端口的方向为正向,因此从输出点fr流出的流动及时顺畅地被减压。

同时,滑阀sp1v因弹簧的作用力而在图18中向左移动,及时切换为信号关闭状态。

同时,虽然输出点主-op侧的流道连通到与大气压相等的op-in端口,但在调速阀nc2v中,从输出点主-op朝向op-in端口侧的方向为反向,因此从输出点主-op流出的流动延迟于该阀闭指令的接通切换。

由此,输出点主-op侧的流道连通到大气(外部),连接到输出点主-op的旋转驱动气缸110的伸展压力空间113被减压。于是,通过施力部120中的弹簧部件120s的作用力,活塞112从伸展位置pa朝向收缩位置pb侧开始移动。

如果气动sp1v0侧成为低压plo状态,则与此同时,输出点fr也成为低压plo状态。

在此,由于在调速阀nc1v中并联连接有调速用针阀和止回阀,因此op-in端口中的压力下降不会延迟,牵连到气动sp1v0侧及输出点fr的压力下降。即,虽然在自由操作时需要延迟,但在close状态中不会延迟,因此设为不具有延迟作用的结构。

同时,输出点主-op侧的流道被减压而成为低压plo状态,从而进行减压。

随着活塞112从伸展位置pa朝向收缩位置pb侧移动,旋转轴20及可动阀部40转动,可动阀部40从退避位置e1(图1)朝向阀闭位置(关闭解除位置)e2(图1)进行旋转操作,成为自由-关闭(free-close)状态。

圆环状气缸80减压至低压plo状态。由此,通过主弹簧70的作用力来加大可动阀部40的厚度,在阀闭位置e2(图1)中向关闭状态操作,成为锁定-关闭(lock-close)状态。

如此,在结束滑动阀1的关闭操作的情况下,如图14所示,能够通过施力部120中的弹簧部件120s的作用力,在阀闭位置上维持关闭状态。

在此,如果op-in端口处于减压状态,则能够维持该可动阀部40的厚度方向的尺寸不会减少的状态,因此滑动阀1不进行开启操作,在不供给驱动用压力空气的状态下,也能够实现常闭。

总结上述时序回路sq中的状态。

<阀开状态>

l主-op:高压导通状态

l主-cl:大气导通状态

lfr:高压导通状态

<阀闭旋转操作中>

l主-op:大气释放

l主-cl:高压导通状态

1fr:高压保持状态

<阀闭旋转结束、阀升降操作开始>

l主-op:大气释放

l主-cl:高压导通状态

lfr:大气释放

如上所述,能够针对op-in端口的一系统的输入,在fr、主-op及主-cl的输出点上,未使用电气机构而能够控制压力状态和阀的开闭操作。此外,通过设定这些压力状态的变化顺序,按顺序实现关闭位置、关闭解除位置及退避位置的状态,从而能够迅速而安全地进行滑动阀1的操作并进行常闭操作。

如上所述,在本实施方式中设置有由在流道方向上能够互相分离及接近的可动阀片部50及可动阀框部60构成的可动阀部40。在可动阀部40中设置有对可动阀片部50及可动阀框部60朝向流道方向外侧施力的主弹簧70,且在可动阀部40中设置有使可动阀片部50及可动阀框部60朝向中空部11的流道方向上的中央位置侧移动的圆环状气缸80,并且设置有向接近中立阀部30的方向对可动阀框部60施力的辅助弹簧90。由此,能够将可动阀片部50及可动阀框部60推压到阀箱的内表面15a、15b上,从而能够由密封部61及反力传递部59切实地进行阀关闭。

另外,通过使可动阀片部50及可动阀框部60朝向中空部11的流道方向上的中央位置移动,从而使可动阀体40在与阀箱10不接触的情况下转动,与需要转动以外的操作的机构相比,能够通过小型且输出小的驱动机构将可动阀体40移动至退避位置。

在该结构中,能够由一个可动阀部40和三个施力部70、80、90形成阀体。另外,能够通过配置在可动阀部40的周围区域中的主弹簧70的恢复力,直接将可动阀片部50和可动阀框部60推压到阀箱10的内表面上,从而能够切实地进行闭阀。同样地,能够通过供给至配置在可动阀部40的周围区域中的圆环状气缸80的压缩空气的作用,使可动阀片部50和可动阀框部60远离阀箱10的内表面,切实地进行开阀并成为能够转动的状态。因此,在第一实施方式中,能够实现具有简单的结构且能够以高度的可靠性进行阻断操作的滑动阀。

[紧固螺栓(紧固部件)43]

图19是表示本实施方式中的位于紧固部件附近的部件的主要部分的放大图。

如图19所示,紧固螺栓(紧固部件)43具有在外周面上设置有外螺纹的前端部分43a。前端部分43a与设置在可动阀框部60的紧固螺纹拧接部63上的螺纹孔63a螺接。紧固螺栓43被设置为固螺栓43的轴线朝向与可动阀体40的厚度方向即作为可动阀片部50和可动阀框部60的移动方向的方向b1或方向b2平行的方向。

紧固螺栓43的中央部分43b具有与前端部分43a大致相同的直径,并且能够轴向移动地贯通到贯通孔57b中,该贯通孔57b设置在设置于可动阀片部50的紧固螺纹拧接部63上。中央部分43b的直径尺寸设定为小于贯通孔57b的直径尺寸,它们在沿轴向相对移动的情况下也不会互相接触。

紧固螺栓43的基端部分43c为螺栓头,具有比前端部分43a及中央部分43b的直径大的直径。前端部分43a的抵接面43d与紧固部57中的与前端部分43a相对的贯通孔57b外侧的抵接面57d抵接,从而能够限制紧固螺栓43与可动阀片部50的流道方向变动位置。

对于紧固螺栓43来说,在与设置有外螺纹的前端部分43a的部分相比更靠前端的位置环设有卡止用槽43e。在该卡止用槽43e中配合有垫片等的挡圈(卡止部件)43f。通过挡圈43f与螺纹孔63a的外侧面63f的抵接,限制紧固螺栓43的轴向(流道方向)内侧方向(图示下方向)的移动。为了在紧固螺栓43旋转的情况下也避免紧固螺栓43脱离可动阀框部60,挡圈43卡止紧固螺栓43。

挡圈(卡止部件)43f不是只简单地防止紧固螺栓(紧固部件)43脱落,而是在解除可动阀片部50和可动阀框部60紧固的状态下,能够使紧固螺栓43长期不松动地保持位置。即,需要挡圈(卡止部件)43f稳定地承担紧固轴向力,因此优选应用e型挡圈或c型挡圈作为挡圈43f。此外,根据挡圈的类型,也可以采用具有与卡止用槽43e的形状对应的形状的挡圈。另外,作为卡止部件,也可以应用销型卡止部件。在该情况下,可以代替卡止用槽43e,固定于设置在紧固螺栓43的径向上的卡止孔中。

紧固螺栓43的长度较长地设定为在挡圈43f与外侧面63f抵接的状态下,即使可动阀部40的厚度最大,前端部分43a侧的抵接面43d也不会与抵接面43d所相对的紧固部57中的贯通孔57b外侧的抵接面57d抵接的程度。另外,在可动阀部40的厚度最小的情况下,紧固螺纹拧接部63和紧固螺纹拧接部63的相对的抵接面63g与抵接面57g抵接,由此进行可动阀片部50和可动阀框部60的位置限制。即,相对于被螺接的紧固螺栓43,可动阀片部50在方向b1上能够移动至抵接面57g与抵接面63g抵接的位置,并且在方向b2上能够移动至抵接面57d与抵接面43d抵接的位置。

因此,通过使紧固螺栓43相对于螺纹孔63a旋转,改变紧固长度,从而能够限制可动阀片部50的移动范围,即可动阀片部50与可动阀框部60的流道方向上的位置。特别是,在由气缸80产生大于主弹簧70的作用力的力以使可动阀部40的厚度缩小的状态下,通过使紧固螺栓转动而使抵接面57d与抵接面43d抵接。由此,在停止气缸80的驱动的状态下,也能够维持可动阀部40的厚度缩小的状态。由此,在维护等时,能够使中立阀体5在与阀箱10不接触的情况下以自由的状态转动。

另外,为了由气缸产生的力大于所设置的多个主弹簧70的作用力以稳定地维持可动阀部40的厚度缩小的状态,紧固螺栓43在俯视观察中沿可动阀部40的流道方向,关于多个主弹簧70所配置的中心位置对称地配置该紧固螺栓43。

具体而言,可动阀部40的形状在流道方向上的俯视观察中呈大致圆形,在作为可动阀部40的最外周的第一周围区域40a以同心状设置的方式配置有多个主弹簧70。在该情况下,多个紧固螺栓43被配置为相对于多个主弹簧70的配置呈同心状,并且紧固螺栓43的数量被设定为与主弹簧70的数量相同,使得多个主弹簧70的间隔与多个紧固螺栓43的间隔相等。

在上述结构中,作为一例,列举主弹簧70的作用力完全相等的情况。另一方面,在多个主弹簧的作用力不均等的情况下,优选以有效承受不均等的作用力且使得可动阀部40的厚度尺寸的缩小幅度在中立阀体的整个面方向上相同的方式设置紧固螺栓。

由此,无需对主弹簧70的作用力总是起作用的可动阀部40另行准备缩小可动阀部40的厚度的夹具,能够进行由中立阀部30和可动阀部40形成的中立阀体的拆卸。

此外,通过设置挡圈43f,在维护时能够排除拆卸紧固螺栓43之后丢失的危险。

下面,基于附图对本发明的第二实施方式的闸阀进行说明。

图20是表示本实施方式的闸阀结构的俯视图。图21是表示本实施方式的闸阀结构的纵剖视图,是表示阀体配置在能够进行退避操作位置(free)上的情况的图。图21相当于图20中的线段b-o-c。

与图21同样,图22~图25是表示阀体配置在能够进行退避操作位置(free)上的情况的图。图22是表示图20中的沿线段a-o的主要部分的放大图,是表示位于内置于阀箱的a施力部附近的部件结构的图。图23是表示图20中的沿线段b-o的主要部分的放大图,是表示位于配设在a可动阀部与b可动阀部之间的b施力部附近的部件结构的图。图24是表示图20中的沿线段c-o的主要部分的放大图,是表示不存在a施力部和b施力部的位置上的a可动阀部和b可动阀部的图。图25是表示图20中的c施力部的主要部分的放大图。图21是沿纸面纵深方向观察c施力部的图。图26是表示本实施方式的闸阀结构的纵剖视图,是表示阀体配设在阀闭位置(没有正压或差压)上的情况的图。图26相当于图20中的线段b-o-c。

[钟摆式闸阀]

如图20~图25所示,本实施方式的闸阀300为钟摆式滑动阀。

闸阀300具备:阀箱310,具有中空部311和第一开口部312a及第二开口部312b,该第一开口部312a及第二开口部312b隔着中空部311互相相对设置并成为连通的流道;和中立阀体305,配置在阀箱310的中空部311内,能够关闭第一开口部312。

从第一开口部312a朝向第二开口部312b设定有流道h。此外,在以下说明中,有时将沿该流道h的方向称为流道方向h。

闸阀300作为位置切换部发挥功能,该位置切换部在使中立阀体305相对于第一开口部312a处于关闭状态的阀关闭位置(图26)与使中立阀体305处于从第一开口部312a退避的开放状态(图21)的阀开放位置之间进行操作。另外,闸阀300具有旋转轴320,该旋转轴320具有沿流道方向h延伸的轴线。

中立阀体305由连接于所述位置切换部(中立阀体305)的中立阀部330和以能够改变流道方向h上的位置的方式与中立阀部330连接的可动阀部340构造。

可动阀部340具备a可动阀部360(可动阀框部)和b可动阀部350(可动阀片部)。在a可动阀部360(可动阀框部)设置有第一密封部361,该第一密封部361环设于a可动阀部且与位于第一开口部312a周围的阀箱310的内表面紧贴。

b可动阀部350(可动阀片部)相对于a可动阀部360(可动阀框部)能够沿流道方向h滑动。

在阀箱310中内置有多个a施力部370(活塞:相当于以前的主弹簧)。配置在阀箱310内部的a施力部370构造沿朝向密封面的方向推压a可动阀部360的可伸缩升降机构。a施力部370连接到第一实施方式中的时序回路sq的输出点主-fr而被驱动。

由此,a施力部370具有如下的功能:即,该a施力部370能够朝向流道方向h上的第一开口部312a对a可动阀部360施力以使第一密封部361紧贴到位于第一开口部312a周围的阀箱310的内表面。

另外,本实施方式的闸阀具备c施力部,该c施力部以能够使a可动阀部相对于中立阀部改变流道方向上的位置的方式与a可动阀部连接,并且朝向所述流道方向上的中央位置对a可动阀部施力。

此外,本实施方式的闸阀在阀箱内部具有构造可伸缩升降机构的a施力部,该a施力部朝向阀箱内表面310a的密封面的方向推压a可动阀部。

根据该结构,可得到由a可动阀部和b可动阀部这两个可动阀部及一个b施力部构造阀体且另一个a施力部内置于阀箱的结构,因此与a施力部的重量相应地谋求阀体结构的轻量化。对于本发明的实施方式所涉及的闸阀来说,当将开阀状态(图21)改为闭阀状态(图26)时a施力部发挥作用,相反当将闭阀状态(图26)改为开阀状态(图21)时c施力部发挥作用。

在a可动阀部360(可动阀框部)与b可动阀部350(可动阀片部)之间配设有b施力部(弹簧:相当于以前的气缸)(内置于可动阀部)。b施力部以能够调整a可动阀部360(可动阀框部)和b可动阀部(可动阀片部)的在流道方向h上的厚度尺寸的方式驱动。

当旋转轴320沿以附图标记r1表示的方向(与流道h的方向交叉的方向)旋转时,通过连接部件(未图示)固定于旋转轴320的中立阀部330也伴随该旋转沿方向r1转动。另外,由于可动阀部340只能沿厚度方向滑动地连接于中立阀部330,因此可动阀部340与中立阀部330一体旋转。

通过中立阀部330如此旋转,可动阀部40以钟摆运动从位于未设置流道h的中空部311的退避位置移动至设为与第一开口部312a对应的位置的流道h的阀闭位置。

并且,内置于阀箱310中的a施力部370通过由配置在阀箱310内部的第一实施方式中的时序回路sq的输出点主-fr供给的压缩空气来工作。a施力部370由能够驱动的固定部(缸体)371、通过该固定部371能够从所述固定部371向朝向a可动阀部360的方向伸缩的可动部(活塞)372和配置在固定部371且朝向阀闭侧对活塞372施力的弹簧等的施力部件构造。

另外,在可动部372周围的可动部372前端侧位置上设置有环状的密封部件(o型圈)75。在密封固定侧371和作为a可动阀部360侧的真空侧的状态下,可动部372伸缩自如。

由此,a施力部370具有如下的功能:即,通过利用压缩空气使a施力部370的前端部与a可动阀部360抵接,使a可动阀部360朝向第一开口部312a移动。a施力部370与第一实施方式的气缸80及主弹簧70同样能够利用弹簧力来进行密封且通过压缩空气来设为自由(free)(非密封)。

a施力部370利用使a可动阀部360朝向第一开口部312a移动的功能,使a可动阀部360与阀箱310的内表面抵接,并且将a可动阀部360推压到所述阀箱310的内表面来关闭流道h(闭阀操作)。

反之,c施力部390具有使a可动阀部360能够远离第一开口部312a的功能。c施力部390利用该功能在从阀箱310的内表面拉开a可动阀部360之后使a可动阀部360退避来开放所述流道h(解除操作)。

通过使a可动阀部360与阀箱310的内表面抵接的a施力部370的机械抵接操作和从阀箱310的内表面拉开a可动阀部360的c施力部390的机械分离操作,能够进行闭阀操作和解除操作。

在该解除操作之后,当使旋转轴320沿以附图标记r2表示的方向旋转(退避操作)时,中立阀部330及可动阀部340(即,a可动阀部360和b可动阀部350)也伴随该旋转沿方向r2转动。

此外,以能够调整a可动阀部360和b可动阀部350的在流道方向h上的厚度尺寸的方式驱动的b施力部配设在所述a可动阀部与所述b可动阀部之间。即,b施力部内置于可动阀部。由于存在该b施力部,a可动阀部和所述b可动阀部在一系列操作(闭阀操作、解除操作、退避操作)中联动。

通过该解除操作和退避操作,可动阀部340进行从上述阀开闭位置退避到上述退避位置而成为阀开状态的阀开操作。

如此,本实施方式的闸阀可得到如下的结构:即,由a可动阀部360及b可动阀部350这两个阀部和b施力部380及c施力部390这两个施力部来构造阀体,另一个a施力部内置于阀箱中。即在本实施方式中,与另一个a施力部内置于阀箱的情况相应地能够实现阀体的轻量化。

因此,根据本实施方式,可提供如下的闸阀:该闸阀能够进行可靠性高的阻断操作,并且谋求可动阀部的轻量化的同时能够实现100%的背压抵消率。

[阀箱310]

阀箱310由具有中空部311的框架构造。在图21中,在框架的上表面上设置有第一开口部312a,在框架的下表面上设置有第二开口部312b。

闸阀300插入到第一开口部312a露出的空间(第一空间)与第二开口部312b露出的空间(第二空间)之间。闸阀300用于阻断(关闭)连接第一开口部312a和第二开口部312b的流道h即连接第一空间和第二空间的流道h,并开放该阻断状态(连接第一空间和第二空间)。

在阀箱310的中空部311中设置有旋转轴320、中立阀部330、构造可动阀部340的a可动阀部360(滑动阀片)和b可动阀部350(对面板)这两个阀部、以及b施力部380(保持弹簧)和c施力部390(辅助弹簧)这两个施力部。在构造阀箱310的框架的内部设置有a施力部(升降机构)。

[旋转轴320]

旋转轴320与第一实施方式的旋转轴20对应,设置为以与流道h几乎平行的状态延伸且贯通阀箱10并能旋转。旋转轴20能够通过第一实施方式的旋转驱动机构100及与此连接的时序回路sq来旋转。

在旋转轴320上固定有连接部件(未图示)。该连接部件例如为大致平板状的部件,通过螺栓等固定到旋转轴320的一端。

[中立阀部330]

中立阀部330配置为沿与旋转轴320的轴线正交的方向延伸,并且包含在与该正交方向平行的面内。中立阀部330通过连接部件(未图示)固定在旋转轴320上或者未通过连接部件(未图示)直接固定在旋转轴320上。

如图20所示,中立阀部330具有与可动阀部340重叠的圆形部330a和伴随旋转轴320的旋转使圆形部330a旋转的旋转部330b。旋转部330b位于旋转轴320与圆形部330a之间,并且形成为两个杆从旋转轴320朝向圆形部330a延伸的臂形状。由此,圆形部330a有时被称作臂部。

这些旋转轴20及中立阀部330设置为虽然相对于阀箱310转动但在流道h方向上不会有位置变动。

旋转轴320能够选择性地连接到中立阀部330的沿流道方向h的上侧和下侧中的任一侧。或者,旋转轴320能够安装在中立阀体305整体即中立阀体305的两面上。

在本实施方式中,对如下的情况进行说明:即,当闸阀的闭阀时,基于中立阀体305以可动阀部340堵塞第一开口部312a的方式移动的闸阀的配置,进行闸阀的开闭操作。

[可动阀部340、b可动阀部350(可动阀片部:对面板)、a可动阀部360(可动阀框部:滑动阀片)]

可动阀部340为大致圆板状,具有形成为与圆形部330a大致同心圆状的b可动阀部350和以包围该b可动阀部350的周围的方式配置的大致圆环状的a可动阀部360。a可动阀部360以能够沿流道h方向滑动的方式连接在中立阀部330。另外,b可动阀部350能够滑动地嵌合于a可动阀部360。

b可动阀部350和a可动阀部360能够通过b施力部380(保持弹簧)沿以附图标记b1、b2(图21)表示的方向(往复方向)滑动的同时移动。在此,用附图标记b1、b2表示的方向为与b可动阀部350及a可动阀部360的表面垂直的方向,并且为与旋转轴320的轴向平行的流道h方向。

另外,在b可动阀部350的外周附近的整个区域中形成有内周曲柄部350c。另外,在a可动阀部360的内周附近的整个区域中形成有外周曲柄部360c。

在本实施方式中,外周曲柄部360c具有与流道h方向平行的滑动面360b。内周曲柄部350c具有与流道h方向平行的滑动面50b。

外周曲柄部360c和内周曲柄部350c以滑动面350b、360b彼此能够滑动的方式嵌合。为了能够进行该滑动,由o型圈等形成的第三密封部352(滑动密封垫)配设在外周曲柄部360c与内周曲柄部350c之间。

在与阀箱310的内表面相对(抵接)的a可动阀部360的表面上设置有第一密封部361(阀片密封垫),该第一密封部361与第一开口部312a的形状对应地形成为圆环状且例如由o型圈等形成。

该第一密封部361在闭阀时由可动阀部340覆盖第一开口部312a的状态下与作为第一开口部312a的周缘的阀箱310的阀箱内表面310a接触,并且被a可动阀部360及阀箱310的阀箱内表面310a推压。由此,第一空间切实地与第二空间隔离(确保阻断状态)。

在与阀箱310的阀箱内表面310a相对(抵接)的b可动阀部350的表面上设置有第二密封部351(对面护垫),该第二密封部351与第二开口部312b的形状对应地形成为圆环状且例如由o型圈等形成。

[b施力部380(保持弹簧)]

b施力部380(保持弹簧)位于a可动阀部与b可动阀部之间,并且局部配置在a可动阀部360和b可动阀部350所重叠的区域。即,b施力部380内置于可动阀部340(a可动阀部360与b可动阀部350之间)。设置b施力部380的部位优选为三处以上并且彼此隔开设置。彼此隔开的b施力部380的配置并不限定于等间隔配置,也可以采用以不等间隔配置多个b施力部380的结构。图20表示从阀体的中心o观察时在相同的角度位置(120度)配设三个b施力部380的结构例。

b施力部380被构造为通过固定于a可动阀部360(可动阀框部:滑动阀片)的螺栓状的导向销381的长轴部来导引(限制)b可动阀部的运动。构造b施力部380的保持弹簧由弹性部件(例如,弹簧或橡胶等)形成。

b施力部380(保持弹簧)以能够调整a可动阀部360和b可动阀部350在流道方向h上的厚度尺寸的方式驱动。由此,b可动阀部350朝向a可动阀部360运动的方向(附图标记b1的方向或附图标记b2的方向)联动。

此时,由于b可动阀部50以能够调整在流道方向h上的厚度尺寸的方式驱动,因此在上述的闭阀时,缓解a可动阀部360的第一密封部361与阀箱310的阀箱内表面310a接触时闸阀所产生的冲击。

另外,在开阀时或背压时,缓解b可动阀部350的第二密封部351与阀箱310的阀箱内表面310b接触时闸阀所产生的冲击。在受到该冲击时,通过b可动阀部350、阀箱内表面310b和第二密封部351来形成密闭空间。为了去除对该密闭空间施加压力的气体,在b可动阀部350上设置有排气孔353。

[导向销81]

导向销381固定设置于a可动阀部360且沿流道方向h竖立设置,并且由粗细尺寸均匀的棒状体构造。导向销381贯通b施力部380内,并且与形成在b可动阀部350的孔部50h嵌合。

该导向销381切实地导引b可动阀部350和a可动阀部360的位置限制,使得b可动阀部350和a可动阀部360滑动的方向(用附图标记q表示的轴)不会偏离附图标记b1、b2所表示的方向。此外,当b可动阀部350和a可动阀部360滑动时,该导向销381也切实地导引b可动阀部350和a可动阀部360的位置限制,使得b可动阀部350和a可动阀部360不改变姿势而进行平行移动。

[c施力部390(辅助弹簧)]

c施力部390(辅助弹簧)设置在中立阀部330与a可动阀部360之间。c施力部390使a可动阀部360以在阀箱310的流道方向h上能够改变流道方向上的位置的方式与中立阀部330连接,并且朝向所述流道方向上的中央位置对a可动阀部施力。由此,对于本实施方式来说,当闸阀从闭阀状态(图26)改为开阀(图21)状态时,c施力部390发挥功能。即,c施力部390具有从闭阀状态(图26)促进机械分离操作的结构,该机械分离操作为从阀箱310的内表面拉开a可动阀部360的操作。

c施力部390设置在与圆形部330a重叠的部位(位置限制部365)上,该部位具有位于中立阀部330的外周位置上的圆形部330a并且位于a可动阀部360的外周位置上。

c施力部390从阀体的中心o观察时配置在与b施力部380相同的角度位置上。图20表示配置有三个c施力部390的结构例。

与b施力部380同样,c施力部390也为弹性部件(例如,弹簧、橡胶或板簧等)。

其中,尤其在将板簧(图21)作为c施力部390使用的情况下,在朝向中立阀部330(臂)拉入并保持a可动阀部360的功能α[从闭阀状态(图26)促进机械分离操作的功能]基础上,还具备保持a可动阀部360相对于中立阀部330(臂)的半径方向的位置的功能β,因此更加优选。

图25是表示闸阀处于开阀状态(图21)时的c施力部390的示意性剖视图。

如图21所示,利用固定销392、393隔着环状部件392a、392b沿中立阀部330的圆形部330a的圆周方向卡合有板簧(c施力部390)的靠近两端部的部分。另外,板簧的靠近中央部的部分通过按压(印圧)销391结合到a可动阀部360的位置限制部365。

闸阀处于开阀状态(图21)的板簧通过具有曲部390a来处于高度方向的距离缩小的状态即a可动阀部360相对于中立阀部330(臂)的隔开距离变小的状态(图25)。

与此相对地,闸阀处于闭阀状态(图26)时的板簧通过消除图25所示的曲部390a来处于高度方向的距离变长的状态即a可动阀部360相对于中立阀部330(臂)的隔开距离扩大的状态。

如此,通过将由极其简单的结构形成的板簧作为c施力部390来采用,本发明的实施方式的闸阀中的c施力部390能够稳定地得到上述两种功能(功能α和功能β)。

[a施力部370(升降机构)]

a施力部370(升降机构)内置于阀箱,并且被构造为与上述包含a可动阀部及b可动阀部这两个阀部和b施力部及c施力部这两个施力部的阀体独立的结构。

a施力部70利用通过由第一实施方式中的时序回路sq的输出点主-fr供给且作用于固定部371的压力,来使可动部372的前端部朝向a可动阀部360伸展。通过该操作,沿流道方向h朝向第一开口部312a对a可动阀部360施力。a施力部370具有如下的功能:即,能够通过该可动部372的伸长操作而使第一密封部361与第一开口部312a周围的阀箱内表面310a紧贴。

在内置于阀箱310的多个a施力部370中,均能基本上同时操作该可动部372的伸长操作。

虽然a施力部370不具有能够使第一密封部361远离第一开口部312a周围的阀箱内表面310a的相反功能,但具有自己(后述的可动部372)返回到初始运动位置(后述的固定部371内的位置)的功能。因此,a施力部370为能够从a施力部370向朝向a可动阀部360的方向伸缩的升降机构。

具有这种结构的多个a施力部370分别在阀箱310中配设于对a可动阀部360发挥作用的位置上,并且沿a可动阀部360设置。

在图20所示的结构例中,设置a施力部370的部位优选为三处以上,并且彼此隔开设置。

彼此隔开的a施力部370的配置并不限定于等间隔配置,也可以采用以不等间隔配置多个a施力部370的结构。图20是表示从阀体的中心o观察时在相同的角度位置(90度)上配设四个a施力部370的结构例。

该结构例中的a施力部370被构造为a施力部370的角度位置与配置有前述的b施力部80和c施力部的角度位置不重叠。

根据该结构,a施力部370具有通过使可动部372的前端部372a与a可动阀部360的下表面360sb抵接而使a可动阀部360朝向第一开口部312移动的功能和自己(可动部372)返回到初始运动位置(固定部371内的位置)的功能这两个功能,承担阀体升降机构的作用。

图21~图24表示可动阀部340(a可动阀部360、b可动阀部350)与阀箱310的任何阀箱内表面310a、310b均未接触的状态。将该状态称作阀体的自由状态。图6表示自由状态(图21)下的c施力部的主要部分的放大图,是在图21中从纸面纵深方向观察c施力部的图。

在该阀体的自由状态下,利用上述a施力部370的功能,即利用使a可动阀部360朝向第一开口部312a移动的功能,直至与阀箱310的阀箱内表面310a接触为止使a可动阀部360移动,并且将a可动阀部360推压到所述阀箱内表面310a,从而关闭流道h(闭阀操作)。

图26表示通过上述闭阀操作关闭流道h的状态。将该状态称作没有正压/差压的状态。

在该阀体处于没有正压/差压的状态下,利用上述c施力部390的功能,即利用使a可动阀部360以能够改变流道方向上的位置的方式与中立阀部330连接且朝向所述流道方向上的中央位置对a可动阀部施力的功能,从阀箱310的内表面拉开a可动阀部360,以使a可动阀部360退避,从而开放所述流道h(解除操作)。

另外,在本实施方式的闸阀中的a施力部370内置于阀箱310中,并且与包含a可动阀部360及b可动阀部350这两个阀部和b施力部380及c施力部390这两个施力部的中立阀体305为独立的结构,它们通过第一实施方式中的旋转驱动机构100及与此连接的时序回路sq来驱动。由此,对于本实施方式的闸阀300来说,能够与a施力部370的重量份相应地谋求阀体结构的轻量化。

在本实施方式中,能够得到与上述第一实施方式同等的效果。

下面,基于附图对本发明的闸阀的第三实施方式进行说明。

图27是表示本实施方式的闸阀的剖视图。

本实施方式与上述第一及第二实施方式的不同点在于与密封圈相关的点及由此附带的点。

本实施方式的闸阀500为钟摆式滑动阀。

如图27所示,闸阀500具备:阀箱510,具有中空部511和第一开口部512a及第二开口部512b,该第一开口部512a及第二开口部512b隔着中空部511互相相对设置并成为连通的流道;中立阀体(阀体)505,配置在阀箱510的中空部511内且能够关闭第一开口部512a;旋转轴520,作为位置切换部发挥功能且具有沿流道方向延伸的轴线,该位置切换部在使阀体505相对于第一开口部512a处于关闭状态的阀关闭位置与使阀体505处于从第一开口部512a退避的开放状态的阀开放位置之间操作阀体505;旋转轴驱动机构(旋转装置)600,由使旋转轴520旋转的齿条部件522及小齿轮521和用于驱动它们的旋转气缸610形成;密封圈540,以相当于流道方向h能够滑动的方式设置于第一开口部512a的周围,该密封圈540能够实现通过与成为所述阀关闭位置的阀体505抵接而关闭流道的关闭状态以及阀体505朝向阀开放位置能够开放的开放状态;关闭解除气缸570,内置于阀箱510且用于解除密封圈540的关闭状态;密封圈施力部590,朝向与阀体505抵接的方向对密封圈540施力;和时序回路sq,能够依次进行解除阀体505关闭的操作和阀体505的旋转操作。

在本实施方式中,中空部511与上述的第一实施方式的中空部11对应,第一开口部512a与上述的第一实施方式的第一开口部12a对应,第二开口部512b与上述的第一实施方式的第二开口部12b对应,阀箱510与上述的第一实施方式的阀箱10对应,旋转轴520与上述的第一实施方式的旋转轴20对应,齿条部件522与上述的第一实施方式的齿条部件22对应,小齿轮521与上述的第一实施方式的小齿轮21对应,旋转轴驱动机构(旋转装置)600与上述的第一实施方式的旋转轴驱动机构(旋转装置)110对应,旋转气缸610与上述的第一实施方式的旋转气缸610对应,关于此,更换附图标记的百位数(百番台),省略其说明。

本实施方式的阀体505进行绕旋转轴520的旋转操作,但被设为在其厚度尺寸不变的情况下关闭流道的板体。

本实施方式的密封圈540能够处于通过与成为阀关闭位置的阀体505抵接而关闭流道的关闭状态及阀体505朝向阀开放位置能够开放的开放状态。密封圈540具有:筒状部541,在第一开口部512a的周边部能够沿流道方向h滑动且设置于阀箱510;和凸缘部542,环设于筒状部541的外方。

凸缘部542设置在作为与阀体505相对(抵接)的位置的周边外侧。在与阀体505相对(抵接)的凸缘部542的表面上设置有第一密封部542a(对面护垫),该第一密封部542a与第一开口部512a的形状对应地形成为圆环状且例如由o型圈等形成。

同样,在筒状部541的外周部设置有阀箱510的第一开口部512a和密封部541a(对面护垫),该密封部541a在滑动时形成为圆弧状且例如由o型圈等形成。

关闭解除气缸570内置于阀箱510,在相对于凸缘部542的第一密封部542a的背面位置,在密封圈540的周边位置上设置有多个关闭解除气缸570。

关闭解除气缸570具有:内部空间571,内置于阀箱510;活塞573,能够滑动地设置于内部空间571;可动部572,与活塞573连接且使前端部朝向密封圈540伸展;和作为弹簧部件的密封圈施力部590,设置于内部空间571内。

关闭解除气缸570进行与上述的第二实施方式的a施力部70(升降机构)对应的操作。可动部572进行与可动部72对应的操作。内部空间570与上述第一实施方式的时序回路sq中的输出点fr连接。

密封圈施力部590以在不存在来自输出点fr的加压的状态下使可动部572的前端部朝向密封圈540伸展的方式施力。

另外,被构造为在由输出点fr加压的状态下,内部空间571的压力上升,可动部572的前端部以远离密封圈540的方式缩退。

此外,活塞573和内部空间571及可动部572的周围和关闭解除气缸570被密封为通过密封部件相互维持密闭状态。

本实施方式中的旋转轴驱动机构(旋转装置)600与第一实施方式中的旋转轴驱动机构100对应。旋转气缸610具有:施力部620,用于使阀体505进行关闭操作;活塞612,在缸体主体(壳体)611的内部空间611b内滑动而能够进行开闭操作;和在活塞612的操作方向上串联配置且能够使活塞612进行关闭操作的第一压力空间522c和能够使活塞612进行开启操作的第二压力空间613。

第一压力空间522c与第一实施方式的时序回路sq中的输出点主-cl连接,第二压力空间613与第一实施方式的时序回路sq中的输出点主-op连接。

作为施力部620的弹簧部件620s在缸体主体(壳体)611的内部空间611b内设置在活塞612的靠近齿条部件522的位置上,朝向旋转气缸610缩退的方向即让阀体505进行关闭操作的方向施力。

本实施方式中的时序回路sq的结构与第一实施方式中的时序回路sq的结构相同。时序回路sq具有气动式双腔滑阀sp1v和由单向阀及流量调整阀组合而成的调速阀nc1v、nc2v、nc3v。

在本实施方式的闸阀500中,通过对连接到输出点fr的关闭解除气缸570的内部空间571、连接到输出点主-cl的第一压力空间522c和连接到输出点主-op的第二压力空间613进行与第一实施方式中的时序回路sq同样的时序操作,从而能够进行开关操作。

由此,在阀闭操作时,能够防止缸体主体611的内表面和活塞612强烈地抵接及冲击。

产业上的可利用性:

本发明能够广泛地适用于以下用途的闸阀:该用途为在真空装置等中对将连结真空度、温度或气体气氛等性质不同的两个空间的流道阻断的状态和开放该阻断状态的状态进行切换的用途;以及在开放阻断状态的情况下控制开度的用途。

附图标记说明

1…闸阀

5…中立阀体

10、10a、10b…阀箱

11…中空部

12a…第一开口部

12b…第二开口部

17、18…流体路径环

20…旋转轴

21…小齿轮

22…齿条

26…阀轴

30…中立阀部

40…可动阀部

41…供给路

42…联络通道

50…可动阀片部(第二可动阀部)

51a、51b…第二密封部

52a、52b…第三密封部

53、54…擦拭器

55、56…中间大气室

60…可动阀框部(第一可动阀部)

61…第一密封部

62…导向销

68…连接销

68a…浮动销

69…连接销部

70…主弹簧(第一施力部)

80…圆环状气缸(第二施力部)

90…辅助弹簧(第三施力部)

91…连接部件

100…旋转轴驱动机构

110…旋转驱动气缸(缸体)

120…施力部

120s…弹簧部件

111…缸体主体

111b…内部空间

112…活塞

122s…轴

113…伸展压力空间(第二压力空间)

22c…收缩压力空间(第一压力空间)

114…通气口

118…缓冲槽

sq…时序回路

fr、主-op、主-cl…输出点

sp1v…滑阀

nc1v、nc2v、nc3v…调速阀

cds…限位开关阀

pa…伸展位置

e1…退避位置

pb…收缩位置

e2…阀开位置

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