专利名称：闸阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种闸阀，其能够打开和关闭用于将一工件例如一集成电路(IC)或元件从一个真空处理腔传输到另一个真空处理腔的传输通道，或者用于打开和关闭用于压力流体或气体或类似物的一液流通道或一废气流通道。
按照惯例，在用于半导体片或液晶片的处理设备中，例如，从各种处理腔中插入和取出这些半导体片或液晶片的工作是通过连通通道来承担的，在这些连通通道中，闸阀分别用来打开和关闭连通通道。
例如，在日本专利文献No.2,613,171(与美国专利Nos.5,415,376和5,641,149对应)中，以下列方式设置了这样一种闸阀，即，通过使一阀杆在一压力缸的驱动操作下笔直前进的运动，而使阀板相对于阀座到达一相对的位置后，再通过阀杆的倾斜移动而将阀板压到与阀座接触并坐在阀座上的状态，从而关闭在阀箱内形成的连通通道。
更准确地说，如图27和28所示，传统技术中的闸阀包括一阀箱3，其内形成一用于插入和取出工件的连通通道2；一阀板5，通过使阀板5坐在在阀箱3内形成的阀座4上而打开和关闭连通通道2；以及一阀杆6，其与阀板5连接并且既能上、下移动，又能可倾斜地移动。
阀块7与阀杆6的上部连接，其中，在阀块7的两侧表面上附装有沿导向槽10移动的枢轴11(见图29)，该导向槽分别在一对压力缸8a、8b的缸筒9的两侧表面上形成，其中，在与枢轴11配合的导向槽10的导向作用下，阀块7能够上下移动并且能够倾斜。缸筒9、阀块7和枢轴11都分别由金属材料制成。
另外，阀块7的构成是这样的通过施加一拉力的拉簧12，在与枢轴11配合的导向槽10的导向作用下，阀块7与轭架13一起沿竖直方向作笔直前进的运动，另外，当枢轴11由导向槽10(见图27)的弯曲的下端10a(见图29)支承作为一枢轴(转轴)时，阀块7作沿箭头A方向的倾斜运动。结果，以枢轴11作为转轴，阀板5沿箭头B方向作倾斜运动并坐在阀座4上，从而将连通通道2严密地关闭。
此外，参考标号14表示一横断面是棱形的凸轮盘，其中，通过凸轮盘14逐渐向基本水平的方向移动，以导向槽10的下部弯曲部分10a作为转轴，阀块7沿箭头A方向作倾斜运动。
尽管如此，对于上述传统技术的闸阀，由于所设置的阀块轴是用于沿着在缸体的两侧表面内形成的导向槽进行滑移，因此在使用一段时间后，枢轴就会因受到磨损而变形，所产生的不利的结果是枢轴导向作用的能力就会降低。
其次，在上述传统技术的闸阀中，由于枢轴必须设置在阀块的两侧，因此，增加了元件的数量，另外，由于必须加工和切削出在缸体两侧面内的导向槽，因此，这样做的缺点是增加了生产成本。
再者，在上述传统技术的闸阀中，由于由金属材料制成的阀块的枢轴沿着同样由金属材料制成的缸筒导向槽以接触的方式滑移，因此增加了废屑或粉尘等等。另外，由于金属元件之间的摩擦引起粉尘产生，因此另一个缺点在于，该装置不能在有洁净度要求的环境中使用，例如洁净的房间或类似的环境。
本发明的一个总的目的是提供一种闸阀，其中，通过省去对导向装置的需要而减少元件的数量，从而使生产成本降低。
本发明的另一个主要目的是提供一种闸阀，通过抑制废屑、粉尘和类似物的产生，而使该闸阀能够适用于有洁净度要求的环境。
本发明的再一个目的是提供一种闸阀，其中设置一定位支承机构，用于整体地将第一移动元件和第二移动元件保持在沿位移方向的一预定位置的状态，并且即使在使用一段时间之后，其还能够保持第一和第二移动元件的确定位置状态。
结合附图，从下面的说明书中，本发明的上述和其它目的、特点和优点会更为明显，在附图中，通过所示实例而示出了本发明的优选实施例。
图1是本发明第一个优选实施例的闸阀的外形透视图2是图1所示闸阀的分解剖开立体图；图3是沿图1所示闸阀的轴线方向的垂直剖视图；图4是沿图3所示的IV-IV线的水平剖视图；图5是沿图3所示的V-V线的水平剖视图；图6是沿图3所示的VI-VI线的水平剖视图；图7是沿图3所示的VII-VII线的垂直剖视图；图8是表示当阀杆从图7所示的状态倾斜θ角时，阀板坐在阀座上的状态的垂直剖视图；图9是用于密封一阀杆的密封件的局部放大的垂直剖视图；图10是沿垂直于轴线方向的方向剖开的底板的垂直剖视图；图11是本发明第二实施例的闸阀沿轴线方向的垂直剖视图；图12是沿图11所示的XII-XII线的垂直剖视图；图13是沿图11所示的XIII-XIII线的水平剖视图；图14是表示当阀杆从图12所示的状态倾斜θ角时，阀板坐在阀座上的状态的垂直剖视图；图15是本发明第三个实施例的闸阀的外形透视图；图16是图15所示闸阀的分解透视图；图17是沿图15所示闸阀的轴线方向的垂直剖视图；图18是沿图17中XVIII-XVIII线的水平剖视图；图19是沿图17中XIX-XIX线的水平剖视图；图20是沿图17中XX-XX线的垂直剖视图；图21是表示当阀杆从图20所示的状态倾斜θ角时阀板坐在阀座上的状态的垂直剖视图；图22是表示用于密封阀杆的密封件的局部放大的垂直剖视图；图23是沿本发明第四实施例的闸阀的轴线方向截取的垂直剖视图；图24是沿图23所示的XXIV-XXIV线的水平剖视图；图25是沿图23所示的XXV-XXV线的垂直剖视图26是表示当阀杆从图25所示的状态倾斜θ角时阀板坐在阀座上的状态的垂直剖视图；图27是沿传统技术中闸阀的轴线方向的垂直剖视图；图28是沿图27所示闸阀的轴线方向的垂直剖视图；以及图29是构成图27所示闸阀的一部分结构的缸筒的透视图。
在图1中，参考标号20表示根据本发明第一实施例的闸阀。
闸阀20包括一驱动装置22、一对阀杆24a、24b以及一纵向成形的阀板26，所述阀杆24a、24b在驱动装置22的驱动作用下可以沿向上和向下的方向移动，并且还可以沿与上/下方向垂直的方向可倾斜地运动，所述阀板26与阀杆24a、24b的端部相连接。环形台阶27a、27b分别在阀杆24a、24b的端侧和基本上处于中心的位置处的外圆周表面上形成(见图3)。
一阀箱30(见图7和图8)位于驱动装置22的上侧，其内限定了一个用于抽出和插入未示出的工件的连通通道28，其中，通过使阀板26坐在由阀体30的内壁表面形成的阀座32上，而将连通通道28严密关闭。一密封件34沿一个位于阀板26内的环形槽设置，因此，阀板26坐在阀座32上时的密封状态是由密封件34保持的。
驱动装置22包括一个通过螺纹件36固定到阀箱30底面上的底板38(见图3)、一个连接到底板38上的有底的筒式壳体40、以及一个设置在壳体40内部的压力缸机构(驱动源)42。
如图2所示，在底板38上形成一对横断面基本上呈圆形的通孔44a、44b，以便穿过该通孔将一对阀杆24a、24b插入。而且，在底板38的下表面上，形成横断面呈半圆形的凹部48(见图1)，用于容纳和支承后面将讨论的支承滚(支承元件)。所形成的通孔44a、44b的直径比阀杆24a、24b的直径略微大一些，而且，支撑住波纹管50端部的环52装在通孔44a、44b内，所述波纹管覆盖住阀杆24a、24b的给定部分。
如图9所示，在波纹管50与阀箱30之间，以夹心式关系设置一个围绕阀杆24a、24b外圆周表面的密封垫(密封件)51。当活塞分别到达处于与活塞位移端点相对应的位置的其上死点和下死点时，密封件51不仅通过与阀杆24a、24b的上侧环形台阶27a接触而起到密封作用，而且通过与阀杆24a、24b的下侧环形台阶27b接触而起到密封作用。此外，当活塞处于其上死点和下死点之间时，由于所设置的密封件51保持不与阀杆24a、24b的周边表面接触，从而防止了由摩擦引起的废屑和粉尘的产生。
另外，如图10所示，由树脂材料例如尿烷或聚氨基甲酸(乙)酯树脂或类似物制成的第一弹性件53设置在底板38内的孔中，利用金属配件55和止动环57将第一弹性件53安装在孔内。第一弹性件53与支承滚46邻接，当支承滚46与凸形的凹部48接合时，该弹性件起到吸收支承滚46的振动的作用。
如图3所示，压力缸机构42包括一缸筒56，该缸筒与在其两侧表面上沿轴线方向延伸的相应的阶梯部分54一起构成(见图2)，并且具有通过未示出的螺钉而固定到底板38上的端部；一活塞60，设置成使其沿着在缸筒56内部限定的缸室58移动；一活塞杆64，其与活塞60的一端连接，并具有在其外周边表面上沿轴线方向延伸而形成的齿槽62；以及一齿轴接收件68，其内设置有多个与活塞杆64的齿槽62相接合的滚珠66。
将一活塞密封件70安装成超出活塞60的外圆周表面，其用于维持由活塞60分开的相应的上侧缸室58a和下侧缸室58b之间的密封性。此外，一第二弹性件72设置在与活塞密封件70紧密相邻的底面部分上，用于在活塞60到达其下死点且第二弹性件72顶靠在齿轴接收件68的上端时吸收振动。第二弹性件72可以适当地由树脂材料例如尿烷树脂、聚氨基甲酸(乙)酯树脂或类似物制成。
通过一个与一压力流体供应源(也未示出)相连接的未示出的管路，而将压力流体(例如压缩空气)供给到上侧和下侧缸室58a、58b，因此，在一个未示出的方向控制阀的切换作用下，压力流体被供应到上侧缸室58a或下侧缸室58b中的一个。
再者，如图2和3所示，驱动装置22包括一个通过一锁定螺母74和垫圈76而固定到活塞杆64的另一端上的拉杆元件(第一移动元件)78，以及另一个移动元件(第二移动元件)80，用于与拉杆元件78一起整体移动。
一对突出部分82a、82b在基本上平行延伸的拉杆元件78的两侧表面上形成，该突出部分仅沿横向伸出一预定的长度，其中，在突出部分82a、82b上形成基本上呈圆形的凹座86，将弹簧元件84(后面将述及)安置在其内。在拉杆元件78的两侧表面内切削出基本上呈椭圆形的细长孔88a、88b，将滚子92设置成与细长孔88a、88b相配合，通过销钉90将该滚子安装到移动元件80上。
再者，将一对销钉元件94穿过孔装配到拉杆元件78的两侧表面的上侧，其中，将销钉元件94的端部设置成与在移动元件80的两侧表面内形成的接合槽96相配合。
如图2和3所示，一对凸缘98a、98b在移动元件80的两个基本上平行延伸的侧表面内形成，该凸缘仅沿横向伸出一确定的长度。在凸缘元件98a、98b内形成横断面基本上呈圆形的孔100，将阀杆24a、24b的另一端装入该孔内，其中，通过拧在阀杆24a、24b的螺纹上的锁定螺母102，将阀杆24a、24b固定到移动元件80上。
将弹簧元件84分别设置成介于移动元件80的一对凸缘98a、98b和拉杆元件78的一对突出部分82a、82b之间，其中，弹簧元件84的端部坐靠在安装到凸缘元件98a、98b上的阀杆24a、24b的端部上，而弹簧元件84的另一端坐靠在突出部分82a、82b的圆形凹座86上。
波纹管50位于阀杆24a、24b的另一端，该波纹管罩在阀杆的外圆周表面上，其中，波纹管50的端部可转动地与安装在底板38内的环体52相连接，其另一端固定连接到环体104上，该环体104围绕阀杆24a、24b安装在其外部。
再者，接合槽96在移动元件80的两侧表面上形成，其用于与固定在拉杆元件78内适当位置上的销钉元件94的端部相配合。通过销钉元件94与接合槽96下端96a的配合，可以防止拉杆元件78和移动元件80滑出沿上/下方向以及沿前/后方向(即，基本上与图3所示的页面垂直的方向)的位置，而且，可以沿上/下方向以一固定间距将拉杆元件和移动元件保持在一设定的位置状态，在保持其设定的位置状态的同时，拉杆元件和移动元件以这种方式整体地向上和向下运动。而且，通过将销钉元件94从接合槽96的下端96a推出，并且沿接合槽的倾斜部分96b(见图2)提高销钉94的位置，阀板26就可以可倾斜地运动。
再者，将一对支承滚46沿轴向可旋转地支承在以叉状方式从移动元件80分支出来的上部上，其中，如图4所示，通过一给定的间隙，以相对于缸筒56的阶梯部分54不接触的方式设置这种支承滚46。另外，在移动元件80的位移端点处，支承滚46将插入底板38的弯曲凹部48内(见图1)，其中，与凹部48配合的支承滚46起到转轴的作用，从而使阀板26、阀杆24a、24b和移动元件80仅倾斜一预定的角度θ(见图8)。
再者，一个横断面基本上呈椭圆形的长孔106在移动元件80的下部形成，活塞杆64位于该长孔内，以便当移动元件80倾斜时使活塞杆64可以沿长孔106移动(见图5)。
本发明第一实施例的闸阀20基本上如上所述地构成。下面，将说明本发明的动作和操作效果。在下面的描述中，所说明的初始位置是活塞60在缸室58内处于其最低位置(下死点)，并且在阀箱30内形成的连通通道28处于打开状态，而没有被阀板26关闭。
在处于初始位置的这种情况下，由于弹簧元件84的弹性力将拉杆元件78压向下侧，因此，固定到拉杆元件78上的销钉元件94保持在这样一种状态，即，该销钉元件保持在移动元件80的接合槽96的下端96a处。另外，在此初始位置，滚子92处于与在拉杆元件78两侧表面内形成的长孔88a、88b的上部相配合的状态。
在处于此初始位置时，通过未示出的管路，将压力流体从一压力流体供应源(未示出)供应到下侧缸室58b。在供应到下侧缸室58b的压力流体的作用下，活塞60上升，因而，与活塞60相连接的活塞杆64也上升。在这种情况下，通过未表示出的方向控制阀的操作，使上侧缸室58a保持与大气相通(通气)的状态。
由于活塞杆64上升，拉杆元件78、移动元件80、阀杆24a、24b和阀板26与阀杆64一起整体地上升。在这种情况下，由于弹簧元件84的弹性力的作用，使拉杆元件78处于被压向下侧的状态，并且由于固定到拉杆元件78两侧表面上的那对销钉元件94保持在移动元件80的接合槽96的下端部分96a处，因此，拉杆元件78和移动元件80处于这样一种状态，即，它们的位置关系维持在固定的位置，并且可以防止上/下方向以及前/后方向(即，与图3所示的页面垂直的方向)的位置滑移或偏离。因此，在维持这些元件之间的固定位置关系而使之处于设定的位置状态时，拉杆元件78和移动元件80整体地一起上升。而且，当拉杆元件78和移动元件80整体上升时，沿轴向支承在移动元件80上部的支承滚46不与缸筒56的阶梯部分54接触，并且拉杆元件78和移动元件80都不由支承滚46导向(见图4)。
当活塞杆64上升时，多个滚珠66沿在活塞杆64上形成的齿槽62旋转并循环，同时，通过固定到缸筒56上的齿轴接收件68而阻碍活塞杆64沿圆周方向旋转，从而阻止了活塞杆64的任何转动。
通过使活塞杆64上升，并且使移动元件80的一端顶靠在底板38上，使移动元件80到达了其位移的顶端位置，并且阀板26处于面对连通通道28的开口的状态(见图7)。此时，设置在移动元件80上部的支承滚46与底板38内的曲面凹部48相配合，其中任何振动都由于与第一弹性元件53顶靠而被吸收。
在移动元件80到达其位移端点后，活塞杆64还进一步继续上升，因此，由于与凹部48相配合的支承滚46起到转轴的作用，仅通过滚子92相对于拉杆元件78的长孔88a、88b的配合作用就可使移动元件80倾斜一预定的角度θ，并且通过使阀板26坐靠在阀座32上而关闭连通通道28(见图8)。
更准确地说，在移动元件80到达其位移的顶点后，由于活塞杆64克服弹簧元件84的相反的弹性力而进一步上升，这时只有拉杆元件78继续上升。此时，在滚子92相对于在拉杆元件78的两侧表面内形成的长孔88a、88b的配合作用下，以支承滚46作为转轴，移动元件80仅倾斜一预定的角度θ(见图8)。此外，当移动元件80围绕由支承滚46限定的转轴倾斜时，固定到拉杆元件78两侧表面上的销钉元件94被从移动元件80的接合槽96的下部区域96a推出，并且沿其倾斜区域96b上升。
因此，由于移动元件80仅倾斜一预定角度θ，因此，通过阀杆24a、24b而固定到移动元件80上的阀板26从相对于连通通道28分开一预定距离的状态移动到基本上与连通通道28平行并贴在连通通道28上的状态。因此，设置在阀板26上的密封件34就坐靠在阀座32上，从而严密地关闭连通通道28。
接着，在阀板26要与阀座32分开以便打开连通通道28的情况下，在未示出的方向控制阀的切换作用下，通过向上侧缸室58a供应压力流体而使活塞下行，并且由于活塞杆64、拉杆元件78和移动元件80的整体移动，各个元件又回复其初始位置。而且，此时，在未示出的方向控制阀的作用下，下侧缸室58b处于与大气相通的状态。
更准确地讲，当移动元件在滚子92相对于长孔88a、88b的配合作用下而沿着与前面所述的方向相反的方向仅倾斜一预定的角度θ后，活塞杆64与拉杆元件78和移动元件80一起整体地下行，从而又回到它们的初始位置。此时，当活塞60到达其下死点时所产生的任何振动都被设置在活塞60的底面上的第二弹性元件72吸收掉。而且，当活塞60下行时，由于弹簧元件84的弹性力将拉杆元件78向下压，因此，可以限制供应到上侧缸室58a内的压力流体的液流量。
在第一个实施例中，通过使安装到拉杆元件78两侧表面上的销钉元件94与移动元件80的接合槽96相配合，使柄杆元件78和移动元件80保持在预定位置的位置状态，而不会在上/下以及前/后方向上在其间发生滑移或偏离，并且两个元件整体地向上和向下移动。在这种情况下，设置在移动元件80上部的支承滚46保持在与缸筒56的台阶部分54不接触的状态，并且移动元件80不由支承滚46导向(见图4)。因此，根据第一个实施例，当拉杆元件78和移动元件80向上和向下运动时，无须提供任何用于引导拉杆元件78和移动元件80的导向装置，与传统技术相比，减少了元件的数量，并降低了生产成本。
而且，在第一实施例中，由于省略了加工或切削在传统技术中设置的缸筒9侧面内的导向槽10(见图29)的工序，因此，可以简化生产步骤，同时降低生产成本。
再者，根据第一实施例，由于无须提供当沿传统技术中的导向槽10滑移时会产生废屑和粉尘的导向装置，所以抑制了粉尘和类似物的产生，因而该闸阀可以适用于有洁净度要求的环境中，例如用在一洁净的房间或类似的环境中。
下面，在图11至14中示出了本发明的第二个实施例的闸阀110。在下面的说明中，用相同的参考标号表示与图1所示的第一实施例的闸阀20相同的结构特征，并且省略对这些特征的详细说明。
在根据第二实施例的闸阀110中，构成第一实施例的闸阀20结构的固定到拉杆元件78上的销钉元件94以及在移动元件80两侧表面内形成的接合槽96由一对连接销钉112a、112b取代，该连接销钉112a、112b用于保持拉杆元件78和移动元件80的整体位置状态。
连接销钉112a、112b中每一个的第一端都螺纹地连接并固定在移动元件80的底面上，而其另一端具有一给定间隙地宽松地配装在拉杆元件78的长孔114内。因此，连接销钉112a、112b的另一端沿长孔114可移动地设置。而且，将连接销钉112a、112b的头部设置成呈锥形横断面，以便通过在长孔114内形成的锥形区域116而将该连接销钉固定在适当位置。
在这种情况下，拉杆元件78处于被弹簧元件84的弹性力向下压的状态，并且由于连接到移动元件80底面上的这对连接销钉112a、112b的头部被拉杆元件78的长孔114的锥形区域116固定在适当位置，从而使拉杆元件78和移动元件80保持在一固定的位置状态。因此，拉杆元件78和移动元件80在保持其间的固定位置关系的同时整体地上升和下移。
接着，在移动元件80到达其位移顶点后，拉杆元件78继续沿与弹簧元件84的弹性力相反的方向进一步上升，此时，连接销钉112a、112b的头部被推出而从拉杆元件78的长孔114内伸出来，因此，以支承滚46作为转轴，移动元件80仅倾斜一预定的角度θ(见图14)。
在第二实施例中，由于简化的一对连接销钉112a、112b的结构，拉杆元件78和移动元件80就可以在沿上/下方向的预定位置处保持处于一确定的位置状态，因而装置的生产成本就越发可以降低。
至于其它的结构特征和操作效果，由于其与第一实施例相同，因此省略了对这些内容的详细说明。
再者，在第一和第二实施例的构成中，通过一压力缸机构42对驱动源进行了描述，该压力缸机构42在压力流体的作用下使活塞60和活塞杆64整体移动。但是，本发明并不局限于这样的结构，虽然没有表示出来，例如线性致动器、旋转驱动源、电致动器或者类似物，也都可以简便地用作驱动源。
接着，在图15中示出了本发明第三实施例的闸阀。
第三实施例的闸阀220包括一驱动装置(驱动源)222；一阀杆224，其在驱动装置222的驱动作用下沿上/下方向移动，阀杆224还可沿基本上与上/下方向横切的方向可倾斜地运动；以及一细长形阀板226，其与阀杆224的一端连接。一直径向下逐渐加大的环形台阶元件227围绕阀杆224的大致中央部分的外圆周表面而形成。
一阀箱230设置在驱动装置222的上侧，该阀箱内限定了一个用于取出和插入未示出的工件的连通通道228(见图20和21)，其中，通过使阀板226坐靠在在阀箱230内壁表面上形成的阀座232上，而将连通通道228严密地关闭。一密封件234沿一环形槽设置在阀板226上，因此，由于密封件234的作用，当阀板226坐在阀座232上时，保持了密封性。
驱动装置222包括一第一底板236和一第二底板238，它们都通过未表示出的螺钉而固定到阀箱230的底面上；一壳体240，其呈连接到第二底板238上的有底的筒形；以及第一和第二压力缸机构242a、242b(驱动机构)，其由相同结构的元件构成，并且大致平行地设置在壳体240内部。
如图16所示，通常呈圆形横断面、用于使阀杆224从中插入的通孔244a、224b分别在第一和第二底板236、238的大致处于中心的区域内形成。而且，一对突出部分249a、249b以一固定间距设置在第二底板238下表面部分上，该突出部分形成有基本上呈半圆横断面形的凹部248，用于支承支承滚246(后面将述及)。所形成的通孔244a、224b的直径比阀杆224的直径大，而且，一个用于支承波纹管250一端的环252装在通孔244b内，该波纹管250围绕并包覆在阀杆224的指定部分上。
如图22所示，一个围绕阀杆224外圆周表面的密封垫(密封件)251被夹紧在第一和第二底板236和238之间。当一对活塞260a、260b上升时，密封件与阀杆224的环形台阶227接触，起到密封的作用。而且，由于将密封件251设置成除了环形台阶227外不与阀杆224的其它圆周表面接触的型式，因而，能够防止由于摩擦而引起的废屑和粉尘的产生。
此外，如图16和17所示，例如由树脂材料如尿烷或聚氨基甲酸(乙)酯树脂或类似物制成的第一弹性元件253设置在第二底板238内的孔内部，其中，第一弹性元件253被第一底板236和第二底板238夹紧在其间。当支承滚246与凹部248接合时，第一弹性元件253与支承滚246顶靠，从而起到吸收支承滚246的振动的作用。
由于第一压力缸机构242a和第二压力缸机构242b分别由相同结构的元件构成，下面只详细介绍第一压力缸机构242a，而用字母符号b表示从属于第二压力缸机构242b的相同结构的元件，而且省略了其详细说明。
如图17所示，第一压力缸机构242a包括一缸筒256a，其通过一未示出的连接装置而安装到第二底板238上；一活塞260a，其可移动地沿缸筒256a内部的缸室258而设置；一活塞杆264a，其与活塞260a的一端连接；以及一密封件266a，其保持在缸筒256a上，并围绕在活塞杆264a的外圆周表面上。
将一活塞密封件270a设置成超出活塞260a的外圆周表面，该活塞密封件用于保持由活塞260a分开的相应的上侧缸室258a和下侧缸室258b之间的密封性。而且，将一第二弹性元件设置在活塞260a的底面部分上，用于在活塞260a到达其下死点时吸收振动。第二弹性元件可以适当地由树脂材料例如尿烷树脂、聚氨基甲酸酯树脂或类似物制成。
在这种情况下，通过一个未示出的与一压力流体供应源(也未示出)连接的管路而向上、下侧缸室258a、258b供应压力流体(例如，压缩空气)，因此，在一未示出的方向控制阀的切换作用下，将压力流体供应到上侧缸室258a或下侧缸室258b中的一个。
而且，如图16和17所示，驱动装置222包括一个构成一沿长度方向加工成所需尺寸的板的轭架278，其通过锁定螺母274而分别固定到一对活塞杆264a、264b的另一端；以及一移动块280，其与轭架278整体地移动，并具有H形的垂直横截面。
如图16和17所示，一基本上呈圆形的凹部286在轭架278的中央部分形成，该凹部与一弹簧元件(后面将述及)的端部接合。而且，一对支承块290a、290b以一预定的间隔固定在轭架278上，在该支承块上切出基本上呈椭圆形的长孔，其中，通过销钉元件291而沿轴向连接到移动块280上的滚子292与长孔288a、288b配合。滚子292围绕销钉元件291可旋转地沿轴向支承在中心处。
再者，通过螺纹件，将支承板293分别固定到一对支承块290a、290b的上部。将一对销钉元件294穿过孔而装入支承板293的适当位置，其中，将销钉元件294的端部设置成与在移动块280两侧表面内形成的接合槽296相接合。
如图16和17所示，一个横断面基本上呈圆形的孔300在移动块280的大致中心部分内形成，阀杆224的另一端适当地充分插入该孔，其中，通过一个与阀杆224的螺纹端部连接的锁定螺母302而将阀杆224固定到移动块280上。阀杆24和弹簧元件284介于移动块280和轭架278之间，其中，弹簧元件284的一端与锁定螺母302接合，弹簧元件284的另一端与轭架278的凹部286接合。
一波纹管250以包覆关系围绕阀杆224另一端侧的外圆周表面而设置，其中，波纹管的一端通过一支承环252而安装到第二底板238上，而其另一端安装到装在阀杆224外面的环体304上。
再者，用于与销钉元件294的端部接合的接合槽296分别在移动块280的两侧表面内形成，其中，借助于支承块290a、290b和支承板293而将销钉元件294固定在轭架278内的适当位置。通过销钉元件294在接合槽296下部296a的配合，可以防止轭架278和移动块280之间沿上/下方向以及前/后方向(即，与图17所示的页面垂直方向)的位置滑移或偏离，而且，这些元件沿上/下方向以一固定的间距定位，并且可在设定的位置状态以这种方式整体地向上和向下运动。另外，通过将销钉元件294从接合槽296的下端部分296a推出，并且通过使销钉元件沿接合槽296上升，而使阀板226可倾斜地运动。
再者，一对支承滚246可沿轴向旋转地支承在移动块280的上分支部分上，其中，当移动块280处于其位移的顶点时，这些支承滚246插入在第二底板238的突出部分249a、249b内形成的曲面凹部248内，从而，利用与凹部248相接合作为转轴的支承滚246，而使阀板226、阀杆224和移动块280仅以一预定角度θ可倾斜地运动。
本发明第三实施例中的闸阀220基本上如上所述地构成。下面将说明本发明的动作和操作效果。在下面的描述中，所说明的初始位置是一对活塞260a、260b分别在缸室258内处于其最低位置，并且，在阀箱230内形成的连通通道228处于打开状态，而没有被阀板226关闭。
在处于初始位置的这种情况下，由于弹簧284的弹性力将轭架278向下侧压，因此，使销钉元件294保持处于移动块280的接合槽296下端296a处的状态，其中，该销钉元件通过支承块290a、290b和支承板293而固定到轭架278上。另外，在这一初始位置，滚子292处于与在支承块290a、290b内形成的长孔288a、288b的上部相接合的状态。
当处于初始位置时，压力流体通过未示出的管路而从压力流体供应源(未示出)分别供应到第一和第二压力缸机构242a、242b的下侧缸室258b。在供应到下侧缸室258b的压力流体的作用下，活塞260a、260b上升，因此，一对与活塞260a、260b连接的活塞杆264a、264b也分别上升。在这种情况下，通过未示出的方向控制阀的作用，上侧缸室258a处于保持与大气相通(通气)的状态。
由于活塞杆264a、264b基本平行地上升，使活塞杆264a、264b与轭架278、移动块280、阀杆224和阀板226一起整体地上升。在这种情况下，轭架278处于被弹簧元件284的弹性力压向下侧的状态，并且由于通过支承块290a、290b和支承板293而固定到轭架278上的一对销钉元件294保持移动块280的接合槽296的下端部分296a处，因此轭架278和移动块280保持在这样一种状态，即，它们的位置关系保持在固定的位置，并且可以防止沿上/下方向以及前/后方向(即，与图17所示的页面垂直的方向)的位置滑移或偏离。因此，轭架278和移动块280一致地整体上升，同时，维持这些元件之间的固定位置关系而使其处于设定的位置状态。
活塞杆264a、264b大致同时上升，通过使移动块280端部与第二底板238接合，而使移动块280到达其位移的顶点，其中，阀板226处于面对连通通道228的开口的状态(见图20)。此时，设置在移动块280的上部的一对支承滚246分别与在第二底板238的突出部分249a、249b内形成的曲面凹部248相配合，另外，通过顶靠在第一弹性元件253上而吸收了所产生的任何振动。
在移动块280到达其位移的顶点后，一对活塞杆264a、264b分别继续上升，因此，在滚子292相对于轭架278的长孔288a、288b的配合作用下，由于与凹部248相配合的支承滚246起到转轴的作用，使移动块280可倾斜地运动，其中，阀板226坐在阀座232上，从而关闭了连通通道(见图21)。
更准确地说，在移动块280到达其位移的顶点后，由于活塞杆264a、264b克服弹簧元件284的相反弹性力而进一步上升，只有轭架278继续上升。此时，在滚子292相对于在轭架278两侧表面内形成的长孔288a、288b的配合作用下，以支承滚246作为一转轴，移动块280仅倾斜一预定的角度θ(见图21)。而且，当移动块280围绕由支承滚246限定的转轴倾斜时，将固定到轭架278的两侧表面上的销钉元件294从移动块280的接合槽296下端部分296a中推出，并沿接合槽296上升。
因此，由于移动块280仅通过一预定角度θ的角位移，使得通过阀杆224而安装到移动块280上的阀板226从以一预定间距面对连通通道228的状态移动到目前与连通通道228的侧面基本平行的状态。结果，设置在阀板226上的密封件234变得坐靠在阀座232上，连通通道228被严密地关闭。
接着，在使阀板226与阀座232分开而打开连通通道228的情况下，在未示出的方向控制阀的切换作用下，压力流体基本同时供应到第一和第二压力缸机构242a、242b的上侧缸室258a、258b，因此，一对活塞260a、260b基本同时下降，并且活塞杆264a、264b、轭架278和移动块280都整体地向下移动而回复到其初始位置。而且，在这种情况下，通过未示出的方向控制阀的切换作用，下侧缸室258b处于与大气相通的状态。
更准确地讲，当移动块280在滚子292相对于长孔288a、288b的配合作用下而沿着与前面所述方向相反的方向仅倾斜一预定角度θ，并且阀板226可靠地与阀座232分开后，一对活塞杆264a、264b与轭架278和移动块280一起整体地下移，从而回到它们的初始位置。此时，活塞260a、260b到达其下死点时所产生的任何振动都被设置在活塞260a、260b底面上的第二弹性元件吸收掉。
在第三个实施例中，通过使借助于支承块290a、290b和支承板293而安装到轭架278上的销钉元件294与移动块280的接合槽296相配合，而使轭架278和移动块280以预定的位置保持在一设定的位置状态，而不会沿上/下和前/后方向在其间发生滑移或偏离，并且，两元件一致地整体向上和向下运动。因此，在第三个实施例中，当轭架278和移动块280向上和向下运动时，无须提供任何用于对轭架278和移动块280导向的导向装置，与传统技术相比，能够减少元件的数量，降低生产成本。
再者，在第三个实施例中，由于省略了传统技术中加工或切削在缸筒9侧面内的导向槽10的工艺过程(见图29)，可以简化生产步骤，同时降低生产成本。
再者，根据第三个实施例，由于无须提供传统技术中在沿导向槽10滑移时会产生废屑和粉尘的导向装置，所以，抑制了废屑、粉尘以及类似物的产生，因此，该闸阀可以适用于有洁净度要求的环境中，例如用在洁净的房间或类似的环境中。
下面，图23-26示出了本发明的第四实施例的闸阀310。在下面的描述中，用相同的参考标号表示与图15所示的第三实施例的闸阀220相同的结构特征，并且省略对这些特征的详细描述。
在第四实施例的闸阀310中，构成第三实施例的闸阀220结构的固定到轭架278上的销钉元件294以及在移动块280的两侧表面内形成的接合槽296由一对连接销钉312a、312b取代，该连接销钉312a、312b用于保持轭架278和移动块280的整体位置状态，其中，无论是沿上/下方向还是沿前/后方向，都不会发生位置滑移或偏离的现象。
连接销钉312a、312b中每一个的第一端都分别螺纹地连接在移动块280的底面上，而其另一端则以一给定的间隙宽松地装进轭架278的长孔314内。因此，连接销钉312a、312b的另一端沿长孔314可移动地设置。而且，呈锥形横断面的连接销钉312a、312b的头部通过在长孔内形成的锥形区域316而被固定在适当的位置。
在这种情况下，轭架278处于被弹簧元件284的弹性力向下压的状态，并且由于连接到移动块280底面上的连接销钉312a、312b的头部被利用轭架278的长孔314的锥形区域固定在适当位置，因而轭架278和移动块280一起保持在一确定的位置状态。因此，轭架278和移动块280在保持其间的固定位置状态的同时整体地上升和下降。
接着，在移动块280到达其位移顶点后，轭架278继续沿与弹簧元件284的弹性力相反的方向上升，此时，连接销钉312a、312b的头部被从轭架278的长孔314中推出而伸出来，因而，以支承滚246作为转轴，移动块280仅倾斜一预定的角度θ。
在第四实施例中，由于简化的这对连接销钉312a、312b的结构，可以使轭架278和移动块280在沿上/下方向的预定位置处保持处于一确定的位置状态，因此，越发降低了装置的生产成本。
至于其它的结构和操作效果，由于其与第三实施例相同，因此省略对其的详细说明。
再者，在第三和第四实施例的结构中，已经通过第一和第二压力缸机构242a、242b而对多个驱动机构进行了描述，该第一和第二压力缸机构242a、242b在压力流体的作用下使活塞260a、260b和活塞杆264a、264b整体移动。但是，本发明不局限于这样的结构，虽然没有表示出来，例如线性致动器、旋转驱动源、电致动器和类似物都可以很方便地用于多个驱动装置。
权利要求
1.一种闸阀，包括一驱动源(42)；一第一移动元件(78)，其与所述驱动源(42)的一驱动轴(64)连接，并且可在所述驱动源(42)的驱动作用下沿轴向移动；一第二移动元件(80)，其可沿轴向与所述第一移动元件(78)整体地移动，并且可沿轴向在位移顶点处围绕作为一转轴的支承元件(46)而可倾斜地运动；一阀板(26)，用于通过与所述第二移动元件(80)连接的一阀杆(24a、24b)而打开和关闭一通道(28)；以及一定位支承机构(94、96)，用于使所述第一移动元件(78)和所述第二移动元件(80)沿其位移方向保持在一预定的位置状态。
2.根据权利要求1所述的闸阀，其特征在于，所述的定位支承机构包括一个介于所述第一移动元件(78)和所述第二移动元件(80)之间的弹簧元件(84)、一个安装在所述第一移动元件(78)侧面内的销钉元件(94)，以及一个在所述第二移动元件(80)的侧面内形成并与所述销钉元件(94)配合的接合凹槽(96)。
3.根据权利要求1所述的闸阀，其特征在于，所述定位支承机构包括一个介于所述第一移动元件(78)和所述第二移动元件(80)之间的弹簧元件(84)以及一连接销钉(112a、112b)，所述连接销钉(112a、112b)的一端可滑动地配装在限定于所述第一移动元件(78)内的长孔(114)内，而其另一端固定到所述第二移动元件(80)上。
4.根据权利要求1所述的闸阀，其特征在于，所述的驱动源包括一单个的压力缸机构(42)，用于在压力流体的作用下使活塞(60)和活塞杆(64)沿轴向产生位移，所述压力缸机构(42)包括一个用于阻止所述活塞杆(64)沿周向旋转运动的止转元件(62)。
5.根据权利要求4所述的闸阀，其特征在于，所述的止转元件包括齿槽(62)和一齿轴接收件(68)，齿槽(62)在所述活塞杆(64)上沿轴向延伸而形成，所述齿轴接收件(68)内设置有多个用于沿所述齿槽(62)作滚动运动的滚珠(66)。
6.根据权利要求1所述的闸阀，其特征在于，所述的支承元件包括一对沿轴向可旋转地支承在所述第二移动元件(80)一端的支承滚(46)，当所述第二移动元件(80)处于其位移顶点的位置时，所述支承滚(46)与在一底板(38)内形成的曲面凹部(48)相配合。
7.根据权利要求6所述的闸阀，其特征在于，进一步包括设置在所述凹部(48)内的第一弹性元件(53)，用于在所述支承滚(46)顶靠在所述凹部时吸收振动。
8.根据权利要求4所述的闸阀，其特征在于，进一步包括一第二弹性元件(72)，用于在所述活塞(60)到达其下死点时吸收由所述活塞(60)产生的振动。
9.根据权利要求4所述的闸阀，其特征在于，进一步包括一密封件(51)，当所述活塞(60)到达其相应的位移顶端位置时，该密封件与在阀杆(24a、24b)的外圆周表面上形成的环形元件(27a、27b)接触并形成密封。
10.一种闸阀，包括一驱动源(222)，其具有多个基本上平行设置的驱动机构(242a、242b)；一轭架(278)，其分别与所述多个驱动机构(242a、242b)的驱动轴(64a、64b)连接，用于在所述多个驱动机构(242a、242b)的驱动作用下使其沿轴向移动；一移动块(280)，其可与所述轭架(278)整体地沿轴向移动，并且，沿轴向在位移顶端处围绕一个作为转轴的支承元件(246)而可倾斜地运动；一阀板(226)，用于通过与所述移动块(280)连接的一阀杆(224)而打开和关闭一通道(228)；以及一定位支承机构(294、296)，用于使所述轭架(278)和所述移动块(280)沿其位移方向保持在一预定的位置状态。
11.根据权利要求10所述的闸阀，其特征在于，所述的定位支承元件包括一个介于所述轭架(278)和所述移动块(280)之间的弹簧元件(284)、一个通过一支承块(290a、290b)和一支承板(293)安装在所述轭架(278)内的销钉元件(294)，以及一个在所述移动块(280)的侧面形成并与所述销钉元件(294)配合的接合槽(296)。
12.根据权利要求10所述的闸阀，其特征在于，所述的定位支承装置包括一个介于所述轭架(278)和所述移动块(280)之间的弹簧元件(284)以及一连接销钉(312a、312b)，所述连接销钉(312a、312b)的一端可滑动地配装在限定于所述轭架(278)内的长孔(314)内，而其另一端固定到所述移动块(280)上。
13.根据权利要求10所述的闸阀，其特征在于，所述的多个驱动机构包括第一和第二压力缸机构(242a、242b)，其在供应到缸室(258)的压力流体的作用下，使活塞(260a、260b)和活塞杆(264a、264b)沿轴线方向产生位移。
14.根据权利要求10所述的闸阀，其特征在于，所述的支承元件包括一对沿轴向可旋转地支承在所述移动块(280)一端的支承滚(246)，当所述移动块(280)处于其位移的顶点位置时，所述支承滚(246)与在底板(238)内形成的曲面凹部(248)配合。
15.根据权利要求14所述的闸阀，其特征在于，进一步包括设置在所述凹部(248)内的第一弹性元件(253)，用于在所述支承滚(246)顶靠住所述凹部时吸收振动。
16.根据权利要求10所述的闸阀，其特征在于，进一步包括一密封件(251)，其与在阀杆(224)的外圆周表面上形成的环形元件(227)接触并形成密封。
全文摘要
公开了一种闸阀,其包括:一个可升起的拉杆元件(78),其与一活塞杆(64)连接;一移动元件(80),用于与拉杆元件(78)整体地作向上和向下运动,并且在位移的顶部位置,该移动元件围绕作为枢轴或转轴的支承滚(46)可倾斜地设置;弹簧元件(84),其介于拉杆元件(78)和移动元件(80)之间;销钉元件(94),其固定在拉杆元件(78)的侧面内;以及接合槽(96),其在移动元件(80)的侧面内形成并与销钉元件(94)配合。
文档编号F16K51/02GK1277333SQ0011838
公开日2000年12月20日 申请日期2000年6月14日 优先权日1999年6月14日
发明者石垣恒雄, 藁谷健二, 神坂育男 申请人:Smc株式会社