專利名稱：真空閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空閥的閥開(kāi)閉推進(jìn)力發(fā)生裝置。
背景技術(shù)：
例如，在半導(dǎo)體制造工序中，通過(guò)真空泵使真空腔的內(nèi)部減壓時(shí)，在將這些真空腔與真空泵連接的流路內(nèi)，連接著真空閥，通過(guò)該真空閥來(lái)開(kāi)閉流路。
用于這樣的用途的真空閥，通常為缸體的活塞桿與開(kāi)閉流路的閥部件連接，由缸體的活塞桿運(yùn)動(dòng)而驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。
對(duì)于開(kāi)閉真空閥的驅(qū)動(dòng)力使用缸體的原因是，采用較簡(jiǎn)單的構(gòu)造就可低成本地實(shí)現(xiàn)較大的推力。
這樣的真空閥的缸體的驅(qū)動(dòng)方式具有常閉型、常開(kāi)型、往復(fù)運(yùn)動(dòng)型這3種，分別根據(jù)用途選定。
常閉型的真空閥通過(guò)將驅(qū)動(dòng)氣體向單側(cè)的閥室供給，在單側(cè)使用彈簧就可驅(qū)動(dòng)缸體，不供給驅(qū)動(dòng)氣體時(shí)，真空閥就成為關(guān)閉狀態(tài)。因此，用于在電源斷開(kāi)且氣體抽出時(shí)，通過(guò)關(guān)閉真空閥，以朝著安全側(cè)動(dòng)作的情況。
另外，常開(kāi)型的真空閥同樣向單側(cè)閥室供給驅(qū)動(dòng)氣體，通過(guò)在單側(cè)使用彈簧，驅(qū)動(dòng)缸體，在不供給驅(qū)動(dòng)氣體時(shí)，真空閥成為開(kāi)啟狀態(tài)。這樣的常開(kāi)型的真空閥用于根據(jù)使用者的使用方式，在開(kāi)啟真空閥時(shí)，朝著安全側(cè)動(dòng)作的情況。
此外，往復(fù)運(yùn)動(dòng)型的真空閥向兩側(cè)的閥室供給驅(qū)動(dòng)氣體來(lái)開(kāi)閉閥。這樣的往復(fù)運(yùn)動(dòng)型的真空閥用于根據(jù)使用者安全考慮的不同，在電源斷開(kāi)時(shí)，由驅(qū)動(dòng)氣體的壓力可靠地隔斷真空閥的情況等。
這3種方式中，最常用的是常閉型。但是，常開(kāi)型、往復(fù)運(yùn)動(dòng)型根據(jù)生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)不同也有需求?？墒?，因需求沒(méi)有那么多，準(zhǔn)備專門設(shè)計(jì)的部件的話，會(huì)提高常開(kāi)型和往復(fù)運(yùn)動(dòng)型的成本。
根據(jù)這樣的事實(shí)，即使真空閥以常閉型為基準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于常開(kāi)型或往復(fù)運(yùn)動(dòng)型的驅(qū)動(dòng)方式也通過(guò)例如使缸體內(nèi)徑通用化等，將常閉型和部件通用化，可降低成本。
作為以往的真空閥一例，示出了專利文獻(xiàn)1。
專利文獻(xiàn)1的真空閥為圖13所示的高真空用閥的額定載荷密封裝置，為了在額定載荷下密封，采用板簧的往復(fù)運(yùn)動(dòng)型的真空閥。
專利文獻(xiàn)1的真空閥為，形成通過(guò)管部而與閥本體100的閥室111連通的多個(gè)端口，使閥桿119動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)器與閥本體鄰接配置。將閥室與一方的管部連接的流路上形成閥座，通過(guò)使安裝于閥桿119基端的閥體上的密封橡膠與閥座接觸，流路被關(guān)閉，通過(guò)使閥體的密封橡膠離開(kāi)閥座，流路被開(kāi)啟。
驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)力通過(guò)板簧101從驅(qū)動(dòng)部件125向閥桿119傳遞，驅(qū)動(dòng)部件125可圍繞著閥桿119自由往復(fù)運(yùn)動(dòng)地安裝，同時(shí)限制移動(dòng)量，從驅(qū)動(dòng)部件125向閥桿119傳遞的載荷不會(huì)超過(guò)規(guī)定量。
這樣，從驅(qū)動(dòng)部件125向閥桿119傳遞的載荷不超過(guò)規(guī)定量是為了保護(hù)密封橡膠。
密封橡膠上具有最合適的壓縮量，壓縮量不足時(shí)，會(huì)產(chǎn)生泄漏，而壓縮量過(guò)大時(shí)，會(huì)促進(jìn)橡膠劣化。并且，維持在最合適壓縮量時(shí)，需要將加壓氣體的使用壓力限定在狹小的范圍內(nèi)。
可是，在為了維持最合適壓縮量所設(shè)定的加壓氣體的壓力下，不能得到使真空閥處于開(kāi)啟狀態(tài)用的推力，不能將真空閥處于開(kāi)啟狀態(tài)。為此，在專利文獻(xiàn)1中，確定可以使真空閥處于開(kāi)啟狀態(tài)的加壓氣體的壓力范圍，使真空閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，設(shè)有使從驅(qū)動(dòng)部件125向閥桿119傳遞的載荷不會(huì)超過(guò)規(guī)定量的板簧101，以吸收其載荷的一部分，并維持密封橡膠的最合適的壓縮量。
接著專利文獻(xiàn)2示出了另外的真空閥的一例。
專利文獻(xiàn)2的真空閥為可如圖14所示地調(diào)整開(kāi)度的2端口真空閥，通過(guò)組合2個(gè)缸體功能，可進(jìn)行開(kāi)度調(diào)整。
專利文獻(xiàn)2的真空閥為，在缸體202的活塞室202a內(nèi)收納第1活塞215和第2活塞232，第1活塞215與開(kāi)關(guān)主流路206的主閥部件214連接，第2活塞232與具有位置可自由調(diào)節(jié)的止動(dòng)件243的第2桿件242連接，向第2壓力室240供給壓力流體，使第2活塞前進(jìn)直到止動(dòng)件243與接觸部239b接觸為止，通過(guò)在該狀態(tài)下，向第1壓力室229供給壓力流體，使第1活塞215行進(jìn)到與第2活塞232接觸的位置為止，從而主閥部件214只以該第1活塞215的行程X的程度進(jìn)行開(kāi)閥。
另外，具有限制性地開(kāi)閉上述主流路206的副閥機(jī)構(gòu)208，通過(guò)在第1活塞215內(nèi)設(shè)置副活塞248，對(duì)設(shè)置于主閥部件214上的副流路206A進(jìn)行開(kāi)關(guān)，可實(shí)現(xiàn)與真空閥連接的真空腔的緩慢排氣。
即，構(gòu)成如下構(gòu)造通過(guò)使第1活塞215與第2活塞232組合并可各自自由地行進(jìn)，可將閥體任意地停止在3個(gè)位置上，并且設(shè)有副流路206A，通過(guò)副活塞248開(kāi)關(guān)可實(shí)現(xiàn)緩慢排氣。
專利文獻(xiàn)1日本特開(kāi)平10-220640號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開(kāi)2004-44727號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容但是，對(duì)于以往技術(shù)，存在著如下的技術(shù)問(wèn)題。
(1)在往復(fù)運(yùn)動(dòng)型真空閥中，不能設(shè)定關(guān)閥時(shí)的最合適載荷范圍。
正如上述，從成本以及保養(yǎng)部件管理等的觀點(diǎn)考慮，常閉型、常開(kāi)型、往復(fù)運(yùn)動(dòng)型的真空閥要使部件通用。
但是，使部件通用也存在著問(wèn)題。
在真空閥中，閥的開(kāi)關(guān)推進(jìn)載荷由真空閥中具備的活塞的受壓面積與驅(qū)動(dòng)氣體的壓力的積確定。
在驅(qū)動(dòng)裝置采用往復(fù)運(yùn)動(dòng)型的缸體時(shí)，在閥打開(kāi)時(shí)，缸體內(nèi)徑與活塞桿外徑的差成為活塞的受壓面積，需要使活塞上升的力和克服流入閥體內(nèi)的流體壓力的力。而閥關(guān)閉時(shí)，缸體內(nèi)徑成為活塞的受壓面積，需要使活塞下降的力和將閥體上具備的密封橡膠壓扁的力。真空閥上具有波紋管時(shí)，在閥開(kāi)啟時(shí)、閥關(guān)閉時(shí)進(jìn)一步需要使波紋管伸縮的力。
即，在往復(fù)運(yùn)動(dòng)型的真空閥中，閥開(kāi)啟時(shí)和閥關(guān)閉時(shí)的最合適載荷范圍是不同的，通常，閥開(kāi)啟時(shí)需要的力比閥關(guān)閉時(shí)的力大。根據(jù)設(shè)計(jì)，也會(huì)有在閥開(kāi)啟時(shí)和閥關(guān)閉時(shí)所需力數(shù)倍不同的情況。
但是，真空閥如不能開(kāi)關(guān)閥，則不能實(shí)現(xiàn)功能，因而與需要更大力的閥開(kāi)啟時(shí)相配合而進(jìn)行設(shè)計(jì)。
真空閥通過(guò)使閥體上具備的密封橡膠與閥座接觸并壓扁密封橡膠，可關(guān)閉閥，隔斷流路。
即，在壓扁的密封橡膠的復(fù)原力作用下，將閥座的全周密封，以隔斷流體。
可是，密封橡膠的彈性力通過(guò)在真空閥開(kāi)關(guān)時(shí)反復(fù)地壓扁，會(huì)失效，密封橡膠成為壓扁的狀態(tài)，不能密封。這樣的劣化在對(duì)密封橡膠施加過(guò)大的力時(shí)容易發(fā)生。密封橡膠的劣化會(huì)使真空閥的流體隔斷性能降低，不能實(shí)現(xiàn)作為真空閥的功能，在密封橡膠劣化時(shí)，需要更換密封橡膠。
即，不能使閥關(guān)閉時(shí)的力最合適時(shí)，密封橡膠的劣化提前，存在著必須頻繁地更換密封橡膠的問(wèn)題。
為此，在使用往復(fù)運(yùn)動(dòng)型的真空閥時(shí)，也考慮使用調(diào)節(jié)器以在真空閥關(guān)閉時(shí)，使供給驅(qū)動(dòng)氣體側(cè)的氣體壓下降，但采用這種方法，需要另外設(shè)置推調(diào)節(jié)器，也需要有額外的設(shè)置空間。
在專利文獻(xiàn)1中，針對(duì)此問(wèn)題，要通過(guò)采用板簧101解決該技術(shù)問(wèn)題。
而專利文獻(xiàn)2的發(fā)明因不是密封載荷調(diào)整目的，因此不是這樣的問(wèn)題的解決手段。
(2)因裝配時(shí)需要調(diào)整，成本變高。
然而在專利文獻(xiàn)1中，為了解決(1)的問(wèn)題所使用的板簧101，在將板簧101裝配到真空閥時(shí)，需要調(diào)整板簧101的撓曲量與密封橡膠的壓縮量的關(guān)系。盡管在專利文獻(xiàn)1中沒(méi)有這樣的的直接記載，但實(shí)際上考慮到制品誤差等，作為密封橡膠使用的O型環(huán)制品的誤差比機(jī)械加工的制品誤差要大，獲取最合適壓縮量的活塞位置并不一定。另一方面，因板簧101具有較大的彈簧模量，具有在稍許變形量的變化下，所產(chǎn)生作用力較大變化的性質(zhì)，為了獲得合適的壓縮量，考慮需要有調(diào)整機(jī)構(gòu)，需要進(jìn)行裝配時(shí)的調(diào)整。
但這樣的調(diào)整意味著要將板簧101的壓縮量與制品的個(gè)體差相適應(yīng)地進(jìn)行微調(diào)整，因此調(diào)整為適當(dāng)范圍內(nèi)的操作需要工時(shí)。
這樣的調(diào)整操作因在裝配時(shí)需要，裝配時(shí)會(huì)增加成本，結(jié)果，招致制品的成本提高，而不優(yōu)選。
申請(qǐng)人為了解決(1)的問(wèn)題，考慮了使用如圖12的O型環(huán)的真空閥。在這種方法中，在缸筒內(nèi)接觸面21d上進(jìn)一步設(shè)有一個(gè)O型環(huán)300，在閥體24上具備的、相當(dāng)于上述密封橡膠的密封部件35與閥座部34接觸后，活塞部22與缸筒內(nèi)接觸面21d上具備的O型環(huán)300接觸，密封部件35與O型環(huán)300通過(guò)時(shí)間差壓扁，控制密封部件35的壓縮量，使密封部件35的壓力降低。
根據(jù)此方法，由于密封部件35和O型環(huán)300這兩個(gè)彈性體接受閥體的推力，相抵了施加到密封部件35上的力，與專利文獻(xiàn)1的方法相比，構(gòu)造更簡(jiǎn)單，從而具有低成本的優(yōu)點(diǎn)?？墒?，因密封部件35與O型環(huán)300的位置關(guān)系很重要，需要進(jìn)行壓縮量的調(diào)整。
因此，盡管構(gòu)造簡(jiǎn)單而與專利文獻(xiàn)1相比可降低成本，但因還需要調(diào)整，在裝配成本方面沒(méi)有改變。
另外，作為減輕對(duì)密封橡膠的負(fù)擔(dān)的另外的手段，也考慮到將真空閥的驅(qū)動(dòng)部的缸體直徑縮小的方法。根據(jù)該方法，由于僅僅使缸體的直徑較小，也可降低成本。
但是，為了抑制來(lái)自驅(qū)動(dòng)氣體的推壓力使缸體的直徑較小，在減小活塞的受壓面積時(shí)，盡管減輕了流路隔斷時(shí)密封橡膠的負(fù)擔(dān)，但結(jié)果是，在流路連通時(shí)，也會(huì)減少使閥體動(dòng)作的力。因此，根據(jù)在與真空閥連接的真空腔或真空泵中使用的真空壓不同，在流路開(kāi)放時(shí)，可能不能提升閥體，需要增加驅(qū)動(dòng)氣體的壓力，還需要準(zhǔn)備另外的增壓閥等并裝配升壓回路。即，使驅(qū)動(dòng)氣體的壓力減小或者使受壓面積減小，會(huì)影響動(dòng)作，且成為發(fā)生其他問(wèn)題的一個(gè)因素。
即，在以往技術(shù)或上述申請(qǐng)人提出的例等中，正如上述，很難在往復(fù)運(yùn)動(dòng)型真空閥中設(shè)置將對(duì)作為消耗部件的閥體上具備的密封橡膠施加的力加以抑制的機(jī)構(gòu)，以在在閥開(kāi)啟時(shí)和閥關(guān)閉時(shí)這兩種情況下得到最合適載荷范圍。
在對(duì)閥體上具備的密封橡膠施加必要以上的力時(shí)，密封橡膠的壽命縮短，產(chǎn)生必須頻繁地維修等問(wèn)題，成為對(duì)使用者添加負(fù)擔(dān)的問(wèn)題。
因此，本發(fā)明中解決了這樣的問(wèn)題，其目的在于提供一種在閥開(kāi)啟時(shí)和閥關(guān)閉時(shí)這兩種情況下，可將閥體上施加的載荷范圍最適化的真空閥。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的真空閥具有以下的特征。
(1)一種真空閥，具有與閥本體連接且內(nèi)部具有可動(dòng)軸的缸體、形成于所述閥本體上的第1端口、形成于所述閥本體上并與所述第1端口連通的第2端口、在連通所述第1端口和所述第2端口的流路上形成的閥座、與所述可動(dòng)軸連接并帶有與所述閥座部接觸和離開(kāi)的密封部件的閥體，其特征在于，所述缸體具有與所述可動(dòng)軸結(jié)合且受壓面積小于所述缸體的圓筒內(nèi)面截面積的第1活塞、和與所述可動(dòng)軸接合且通過(guò)壓力流體的壓力間接地使所述第1活塞移動(dòng)的第2活塞；通過(guò)向所述缸體上具備的第1操作端口供給所述壓力流體，所述第1活塞和所述第2活塞受壓，所述第1活塞在所述第2活塞內(nèi)部具備的凹部?jī)?nèi)壁上滑動(dòng)，所述第2活塞在所述缸體的圓筒部?jī)?nèi)壁面上滑動(dòng)，由此所述第1活塞和所述第2活塞移動(dòng)；在所述第2活塞與將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)的第2活塞用止動(dòng)件接觸時(shí)，由于所述第1活塞與將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)的第1活塞用止動(dòng)件之間具有空間，因而第1活塞進(jìn)一步朝著將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)移動(dòng)，僅所述第1活塞的推壓力成為對(duì)接觸所述閥座的所述密封部件施加的推壓載荷，將所述第1端口和所述第2端口隔斷。
在此，“與所述可動(dòng)軸結(jié)合”意思為，可動(dòng)軸與第1活塞物理地接合，在第1活塞上刻設(shè)螺紋時(shí)，或在可動(dòng)軸側(cè)刻設(shè)螺紋并用螺栓接合時(shí)，作為簡(jiǎn)單的接合手段，可以用止動(dòng)環(huán)等部件以不卸下的方式相對(duì)可動(dòng)軸止住第1活塞，以有些松動(dòng)的狀態(tài)保持。
另外，在此，“密封部件”為，例如O型環(huán)狀的彈性部件或具有含金屬密封件等密封功能的部件。在本發(fā)明的情況下，使閥體上具備的密封部件與閥座接觸，通過(guò)壓扁以與閥座之間無(wú)間隙地進(jìn)行密封。O型環(huán)那樣的彈性部件通過(guò)推壓力以壓扁O型環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)密封功能。在金屬密封件的情況下，為了不像O型環(huán)情況下那樣的變形，要求閥體與閥座的平行度和各自的平面度，但如從微觀來(lái)看，金屬密封件被推壓著變形，產(chǎn)生密封功能。因此，隔斷流體的功能在任意一種情況下均可實(shí)現(xiàn)。另外，通常為了降低加工成本，如O型環(huán)那樣，使用變形量大的密封部件。
(2)一種真空閥，具有與閥本體連接且內(nèi)部具有可動(dòng)軸的缸體、形成于所述閥本體上的第1端口、形成于所述閥本體上并與所述第1端口連通的第2端口、在連通所述第1端口和所述第2端口的流路上形成的閥座、與所述可動(dòng)軸連接并帶有與所述閥座部接觸和離開(kāi)的密封部件的閥體，其特征在于，所述缸體具有與所述可動(dòng)軸結(jié)合且受壓面積小于所述缸體的圓筒內(nèi)面截面積的第1活塞、和與所述可動(dòng)軸接合且通過(guò)壓力流體的壓力間接地使所述第1活塞移動(dòng)的第2活塞；第1活塞處于所述第2活塞的內(nèi)側(cè)，所述第1活塞的外周與所述第2活塞的內(nèi)周通過(guò)撓性膜連接；通過(guò)向所述缸體上具備的第1操作端口供給所述壓力流體，所述第1活塞和所述第2活塞受壓移動(dòng)；在所述第2活塞與將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)的第2活塞用止動(dòng)件接觸時(shí)，由于所述第1活塞與將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)的第1活塞用止動(dòng)件之間具有空間，因而第1活塞進(jìn)一步朝著將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)移動(dòng)，僅所述第1活塞的推壓力成為對(duì)接觸所述閥座的所述密封部件施加的推壓載荷，將所述第1端口和所述第2端口隔斷。
在此，“撓性膜”指膜片或具有波紋管等可撓性的膜。第1活塞與第2活塞通過(guò)由膜片等連接，可以不用如(1)那樣的滑動(dòng)面的構(gòu)造實(shí)現(xiàn)密封。
(3)一種真空閥，具有與閥本體連接且內(nèi)部具有可動(dòng)軸的缸體、形成于所述閥本體上的第1端口、形成于所述閥本體上并與所述第1端口連通的第2端口、在連通所述第1端口和所述第2端口的流路上形成的閥座、與所述可動(dòng)軸連接并帶有與所述閥座部接觸和離開(kāi)的密封部件的閥體，其特征在于，所述缸體具有與所述可動(dòng)軸結(jié)合且受壓面積小于所述缸體的圓筒內(nèi)面截面積的第1活塞、和與所述可動(dòng)軸接合且通過(guò)壓力流體的壓力間接地使所述第1活塞移動(dòng)的第2活塞；通過(guò)向所述缸體上具備的第1操作端口供給所述壓力流體，所述第1活塞和所述第2活塞受壓，所述第1活塞在所述第2活塞上具備的凸部壁面上滑動(dòng)，所述第2活塞在所述缸體的圓筒部?jī)?nèi)壁面上滑動(dòng)，由此所述第1活塞和所述第2活塞移動(dòng)；在所述第2活塞與將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)的第2活塞用止動(dòng)件接觸時(shí)，由于所述第1活塞與將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)的第1活塞用止動(dòng)件之間具有空間，因而第1活塞進(jìn)一步朝著將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)移動(dòng)，僅所述第1活塞的推壓力成為對(duì)接觸所述閥座的所述密封部件施加的推壓載荷，將所述第1端口和所述第2端口隔斷。
(4)在(1)～(3)任一所述的真空閥中，其特征在于，所述第1活塞具有與所述缸體的所述圓筒部?jī)?nèi)壁面滑動(dòng)的支承部，所述支承部處于所述第1操作端口側(cè)，所述支承部上具有通過(guò)所述壓力流體用的通氣孔。
(5)在(1)～(4)任一所述的真空閥中，其特征在于，所述第2活塞由所述可動(dòng)軸穿過(guò)，并設(shè)于所述第1活塞與所述閥體之間，在所述可動(dòng)軸上具有與所述第2活塞接合用的卡定部，與所述第2活塞的接合部接合，所述第2活塞的所述接合部的厚度比從所述第1活塞的端面到所述卡定部的長(zhǎng)度小。
在此，“卡定部”可以為，例如在可動(dòng)軸上實(shí)施臺(tái)階加工而設(shè)置臺(tái)階部，以卡定接合部，也可使用止動(dòng)環(huán)以卡定接合部。即，厚度比從第1活塞的端面到卡定部的距離要小的第2活塞的接合部，通過(guò)設(shè)置于可動(dòng)軸上的卡定部限制移動(dòng)即可。由此，第2活塞的接合部的移動(dòng)范圍由第1活塞的端面和可動(dòng)軸的卡定部確定。
通過(guò)具有這樣的特征的本發(fā)明的真空閥，可獲取如下的作用和效果。
(1)由于一種真空閥，具有與閥本體連接且內(nèi)部具有可動(dòng)軸的缸體、形成于所述閥本體上的第1端口、形成于所述閥本體上并與所述第1端口連通的第2端口、在連通所述第1端口和所述第2端口的流路上形成的閥座、與所述可動(dòng)軸連接并帶有與所述閥座部接觸和離開(kāi)的密封部件的閥體，其特征在于，所述缸體具有與所述可動(dòng)軸結(jié)合且受壓面積小于所述缸體的圓筒內(nèi)面截面積的第1活塞、和與所述可動(dòng)軸接合且通過(guò)壓力流體的壓力間接地使所述第1活塞移動(dòng)的第2活塞；通過(guò)向所述缸體上具備的第1操作端口供給所述壓力流體，所述第1活塞和所述第2活塞受壓，所述第1活塞在所述第2活塞內(nèi)部具備的凹部?jī)?nèi)壁上滑動(dòng)，所述第2活塞在所述缸體的圓筒部?jī)?nèi)壁面上滑動(dòng)，由此所述第1活塞和所述第2活塞移動(dòng)；在所述第2活塞與將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)的第2活塞用止動(dòng)件接觸時(shí)，由于所述第1活塞與將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)的第1活塞用止動(dòng)件之間具有空間，因而第1活塞進(jìn)一步朝著將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)移動(dòng)，僅所述第1活塞的推壓力成為對(duì)接觸所述閥座的所述密封部件施加的推壓載荷，將所述第1端口和所述第2端口隔斷，從而具有在閥開(kāi)啟時(shí)和閥關(guān)閉時(shí)這兩種情況下，使施加到閥體上的載荷范圍最適化的優(yōu)越的效果。
在閥開(kāi)啟時(shí)和閥關(guān)閉時(shí)這兩種情況下，使施加到閥體上的載荷范圍最適化的效果，由如下的作用實(shí)現(xiàn)。
在真空閥的閥開(kāi)啟時(shí)，由于由第1活塞和第2活塞進(jìn)行，因此由壓力流體的操作壓P1與缸體的內(nèi)徑和可動(dòng)軸的外徑差的受壓面積A2的積A2P1確定。
另一方面，在真空閥的閥關(guān)閉時(shí)，第2活塞在閥體上具備的密封部件與閥座部接觸前，與第2活塞用止動(dòng)件接觸，在比缸體的圓筒內(nèi)面截面積小的第1活塞的受壓面積A1與操作壓P1的積A1P1的推壓力下，朝著與閥座部接觸的密封部件施加的推壓載荷，因而可對(duì)密封部件進(jìn)行最合適載荷范圍內(nèi)的推壓。
即，閥開(kāi)啟時(shí)，為受壓面積A2，閥關(guān)閉時(shí)，為受壓面積A1，由于接受壓力流體的操作壓P1，受壓面積不同，從而設(shè)定各自的最合適載荷范圍。
(2)由于一種真空閥，具有與閥本體連接且內(nèi)部具有可動(dòng)軸的缸體、形成于所述閥本體上的第1端口、形成于所述閥本體上并與所述第1端口連通的第2端口、在連通所述第1端口和所述第2端口的流路上形成的閥座、與所述可動(dòng)軸連接并帶有與所述閥座部接觸和離開(kāi)的密封部件的閥體，其特征在于，所述缸體具有與所述可動(dòng)軸結(jié)合且受壓面積小于所述缸體的圓筒內(nèi)面截面積的第1活塞、和與所述可動(dòng)軸接合且通過(guò)壓力流體的壓力間接地使所述第1活塞移動(dòng)的第2活塞；第1活塞處于所述第2活塞的內(nèi)側(cè)，所述第1活塞的外周與所述第2活塞的內(nèi)周通過(guò)撓性膜連接；通過(guò)向所述缸體上具備的第1操作端口供給所述壓力流體，所述第1活塞和所述第2活塞受壓移動(dòng)；在所述第2活塞與將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)的第2活塞用止動(dòng)件接觸時(shí)，由于所述第1活塞與將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)的第1活塞用止動(dòng)件之間具有空間，因而第1活塞進(jìn)一步朝著將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)移動(dòng)，僅所述第1活塞的推壓力成為對(duì)接觸所述閥座的所述密封部件施加的推壓載荷，將所述第1端口和所述第2端口隔斷，因而在無(wú)滑動(dòng)部、例如由膜片連接第1活塞和第2活塞時(shí)，通過(guò)使第1活塞動(dòng)作，可獲取與(1)的真空閥相同的效果，并且可在比(1)的真空閥小的阻力下使第1活塞動(dòng)作。
(3)由于一種真空閥，具有與閥本體連接且內(nèi)部具有可動(dòng)軸的缸體、形成于所述閥本體上的第1端口、形成于所述閥本體上并與所述第1端口連通的第2端口、在連通所述第1端口和所述第2端口的流路上形成的閥座、與所述可動(dòng)軸連接并帶有與所述閥座部接觸和離開(kāi)的密封部件的閥體，其特征在于，所述缸體具有與所述可動(dòng)軸結(jié)合且受壓面積小于所述缸體的圓筒內(nèi)面截面積的第1活塞、和與所述可動(dòng)軸接合且通過(guò)壓力流體的壓力間接地使所述第1活塞移動(dòng)的第2活塞；通過(guò)向所述缸體上具備的第1操作端口供給所述壓力流體，所述第1活塞和所述第2活塞受壓，所述第1活塞在所述第2活塞上具備的凸部壁面上滑動(dòng)，所述第2活塞在所述缸體的圓筒部?jī)?nèi)壁面上滑動(dòng)，由此所述第1活塞和所述第2活塞移動(dòng)；在所述第2活塞與將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)的第2活塞用止動(dòng)件接觸時(shí)，由于所述第1活塞與將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)的第1活塞用止動(dòng)件之間具有空間，因而第1活塞進(jìn)一步朝著將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)移動(dòng)，僅所述第1活塞的推壓力成為對(duì)接觸所述閥座的所述密封部件施加的推壓載荷，將所述第1端口和所述第2端口隔斷，可獲取與(1)的真空閥相同的效果。
(4)在(1)～(3)任一所述的真空閥中，由于其特征在于，所述第1活塞具有與所述缸體的所述圓筒部?jī)?nèi)壁面滑動(dòng)的支承部，所述支承部處于所述第1操作端口側(cè)，所述支承部上具有通過(guò)所述壓力流體用的通氣孔，因而在使閥體與閥座接觸時(shí)，可抑制對(duì)可動(dòng)軸的半徑方向的搖擺，可施加均等力地使閥體上具備的密封部件與閥座接觸。
另外，第1活塞的受壓面積，通過(guò)在第1活塞上設(shè)有通氣部，可比缸筒的圓筒內(nèi)面截面積小。
5、在(1)～(4)任一所述的真空閥中，由于其特征在于，所述第2活塞由所述可動(dòng)軸穿過(guò)，并設(shè)于所述第1活塞與所述閥體之間，在所述可動(dòng)軸上具有與所述第2活塞接合用的卡定部，與所述第2活塞的接合部接合，所述第2活塞的所述接合部的厚度比從所述第1活塞的端面到所述卡定部的長(zhǎng)度小，因而可以用簡(jiǎn)單的方法，在第2活塞與止動(dòng)件接觸后，得到第1活塞動(dòng)作的幅度，僅由第1活塞可產(chǎn)生使閥體上具備的密封部件與閥座接觸的力。


圖1為示出本發(fā)明第1實(shí)施例中關(guān)閉狀態(tài)下的真空閥的剖視圖，圖2為示出本發(fā)明第1實(shí)施例中開(kāi)啟狀態(tài)下的真空閥的剖視圖，圖3為示出本發(fā)明第1實(shí)施例中關(guān)閉狀態(tài)下的真空閥的放大剖視圖，第1活塞處于行程的上端，
圖4為示出本發(fā)明第1實(shí)施例中關(guān)閉狀態(tài)下的真空閥的放大的剖視圖，第1活塞處于行程的下端，圖5為示出第1實(shí)施例中圖3的A部截面的詳細(xì)說(shuō)明圖，圖6為示出第1實(shí)施例中圖4的B部截面的詳細(xì)說(shuō)明圖，圖7為示出本發(fā)明第2實(shí)施例中關(guān)閉狀態(tài)下的真空閥的放大的剖視圖，第1活塞處于行程的上端，圖8為示出本發(fā)明第3實(shí)施例中關(guān)閉狀態(tài)下的真空閥的放大的剖視圖，第1活塞處于行程的上端，圖9為示出本發(fā)明第4實(shí)施例中關(guān)閉狀態(tài)下的真空閥的放大剖視圖，第1活塞處于行程的上端，圖10為示出本發(fā)明第5實(shí)施例中關(guān)閉狀態(tài)下的真空閥的放大剖視圖，第1活塞處于行程的上端，圖11為示出本發(fā)明第5實(shí)施例中開(kāi)啟狀態(tài)下的真空閥的放大的剖視圖，第1活塞處于行程的上端，圖12為示出申請(qǐng)人提出例中用O型環(huán)調(diào)整真空閥的閥體上具備的密封部件的壓縮量的真空閥的剖視圖，圖13為示出專利文獻(xiàn)1中用板簧調(diào)整真空閥的閥體上具備的密封部件的壓縮量的真空閥的剖視圖，圖14為示出專利文獻(xiàn)2中用2個(gè)活塞調(diào)整缸體開(kāi)度的真空閥的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
(第1實(shí)施例)下面，參照附圖，說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施例。首先對(duì)第1實(shí)施例的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
圖1示出第1實(shí)施例的真空閥的關(guān)閉狀態(tài)下的剖視圖。圖2示出第1實(shí)施例的真空閥的開(kāi)啟狀態(tài)下的剖視圖。
并且，圖3和圖4示出真空閥關(guān)閉狀態(tài)下的放大圖。
真空閥1如圖1所示，由閥部11和缸體部12這2部分構(gòu)成，閥部11由作為有中空部的不銹鋼或鋁制加工品的閥本體31構(gòu)成，內(nèi)面以貯存氣體不會(huì)存留的方式無(wú)間隙或無(wú)凹凸部地一體成形。另外，缸體部12由具有圓筒內(nèi)面21a的缸筒21構(gòu)成，為鋁制沖壓成形品。閥部11和缸體部12通過(guò)螺栓等可裝脫地緊固連接。
在閥部11上，在與缸體部12相對(duì)置處設(shè)置有第1端口32的大致圓筒形狀的第1端口部件41，在第1端口部件41的前端形成第1端口凸緣部41a。另外，在閥部11側(cè)面設(shè)置具有第2端口33的大致圓筒形狀的第1端口部件42，在第2端口部件42的前端與在第1端口部件41上同樣形成第2端口凸緣部42a。并且，通過(guò)第1端口32或第2端口33上形成的第1端口凸緣部41a和第2端口凸緣部42a，與真空腔或真空泵等外部設(shè)備連接。
下面，對(duì)閥部11的內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。
在圖1和圖2所示的閥本體31的內(nèi)部，在第1端口部件41的與第1端口凸緣部41a相對(duì)置的端部，設(shè)有閥座部34，與具有可自由裝卸的密封部件35的閥體24接觸或離開(kāi)。
密封部件35為氟化橡膠制的O型環(huán)，通過(guò)密封固定部件24a，可變形地安裝到閥體24上。
該密封固定部件24a通過(guò)螺栓緊固到閥體24上。密封固定部件24a裝到閥體24上的截面為燕尾槽狀，成為保持密封部件35的空間。該燕尾槽狀空間的深度要比密封部件35的截面直徑小。即，在密封部件35安裝于閥體24上的狀態(tài)下，成為密封部件35圓周狀地出現(xiàn)在閥體24的在閥座部34側(cè)的表面上的狀態(tài)。
并且，通過(guò)閥體24與閥座部34接觸，密封部件35在整個(gè)圓周上被壓扁，在其復(fù)原力作用下，發(fā)揮密封功能。
閥體24與可動(dòng)軸23連接，可動(dòng)軸23靠缸體部12驅(qū)動(dòng)。
在閥體24與缸體部12之間設(shè)有金屬波紋管36。
金屬波紋管36為不銹鋼制成的可自由伸縮的形狀，為了使可動(dòng)軸23滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的顆粒不落入連通第1端口32和第2端口33的流路內(nèi)，金屬波紋管36的端部分別氣密地安裝到閥本體31和閥體24上。
下面，對(duì)缸體部12的內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。
在圖1和圖2所示的缸筒21上，設(shè)有第1操作端口25和第2操作端口26，第1操作端口25與第1缸室27連通，第2操作端口26與第2缸室28連通。并且，通過(guò)安裝到第1操作端口25和第2操作端口26上的未圖示的接頭，與氣管連接，進(jìn)而通過(guò)電磁閥與壓縮機(jī)連接。
與閥體24結(jié)合的可動(dòng)軸23與在缸筒21內(nèi)部的圓筒內(nèi)面21a上滑動(dòng)的活塞部22連接。因此，由未圖示的電磁閥供給的驅(qū)動(dòng)氣體向第1操作端口25或第2操作端口26供給時(shí)，活塞部22在圓筒內(nèi)面21a上滑動(dòng)，驅(qū)動(dòng)與活塞部22連接的可動(dòng)軸23。
可動(dòng)軸23由在缸筒21上凸出設(shè)置的可動(dòng)軸保持部21b可滑動(dòng)地保持著，在可動(dòng)軸保持部21b上設(shè)有可動(dòng)軸保持襯墊21c，通過(guò)可動(dòng)軸23滑動(dòng)，微粒很難發(fā)生的同時(shí)，防止了驅(qū)動(dòng)氣體的壓力施加到金屬波紋管36內(nèi)的情況。
活塞部22由在第2活塞46的凹部滑動(dòng)面46c上滑動(dòng)的第1活塞45、在圓筒內(nèi)面21a上滑動(dòng)的第2活塞46這2個(gè)活塞構(gòu)成。
在第1活塞45上形成圓筒狀的凸部，在第2活塞46上形成圓筒狀的凹部滑動(dòng)面46c。圓筒狀凸部可嵌入圓筒狀的凹部滑動(dòng)面中。
并且，在第1活塞45的凸部嵌入第1滑動(dòng)襯墊45a，以在第2活塞46的凹部滑動(dòng)面46c上滑動(dòng)。
在第1活塞45上，在與圓筒內(nèi)面21a的接觸部設(shè)有耐磨環(huán)45b。此外，在第1活塞45上設(shè)有多個(gè)流體通過(guò)孔45c。
另外，在第2活塞46上，設(shè)有第2滑動(dòng)襯墊46a和活塞磁鐵46b，以在圓筒內(nèi)面21a上滑動(dòng)。該活塞磁鐵46b用于檢測(cè)出缸體位置的未圖示自動(dòng)開(kāi)關(guān)的檢測(cè)等。
并且，第2活塞46使與第1活塞45連接的可動(dòng)軸23貫通，并設(shè)置于第1活塞45與缸筒內(nèi)接觸面21d之間，在可動(dòng)軸23上設(shè)有臺(tái)階，可動(dòng)軸23上比與缸筒內(nèi)接觸面21d的滑動(dòng)部還細(xì)一段的臺(tái)階部23a，與第2活塞46的接合部46f接合。
在可動(dòng)軸23與第2活塞46之間設(shè)有間隙S1，圖5示出了其放大圖。該間隙S1為，即使閥體24相對(duì)圖面左右搖擺時(shí)，可動(dòng)軸23與第2活塞46也不干涉程度的空隙。
此外，從可動(dòng)軸23的臺(tái)階部23a起進(jìn)一步變細(xì)的部分上刻設(shè)有螺紋，以與第1活塞45接合。
因此，在可動(dòng)軸23的臺(tái)階部23a處，與接合部46f接合的第2活塞46成為夾入可動(dòng)軸23的臺(tái)階與第1活塞45的形狀。
但是，與從可動(dòng)軸23的臺(tái)階部23a到端部接觸面45d的距離相比，第2活塞46的接合部46f的厚度稍小，在圖2活塞22的上升端，第2活塞46從圖面上看去，具有只可上下動(dòng)作的空隙。在圖1的活塞22的下降端也是同樣的。該空隙要比閥體24具有的密封部件35的壓縮量大。
圖3和圖4說(shuō)明了真空閥1的關(guān)閉狀態(tài)。并且，圖5為圖3的A部放大的截面詳圖，圖6為圖4的B部放大的截面詳圖。
圖3示出了第2活塞46的第2活塞面46d與缸筒內(nèi)接觸面21d接觸狀態(tài)下的、第1活塞45的移動(dòng)上端的位置。
該移動(dòng)上端的位置如圖5所示，由臺(tái)階部23a與接合部46f的空隙確定。
另外，圖4示出了第2活塞46的第2活塞面46d與缸筒內(nèi)接觸面21d接觸狀態(tài)下的、第1活塞45的移動(dòng)下端的位置。
即，圖1所示的真空閥1的關(guān)閉狀態(tài)中、第1活塞45在供給第1缸室27的驅(qū)動(dòng)氣體作用下，接收壓力，通過(guò)可動(dòng)軸23而與第1活塞45連接的閥體24所具備的密封部件35與閥座部34接觸，第1活塞45通過(guò)可動(dòng)軸23和閥體24，相對(duì)密封部件35傳遞推壓力。
此時(shí)，如圖6所示，第2活塞46所具備的接合部46f不與可動(dòng)軸23所具備的臺(tái)階部23a接觸，以可以具有第1空隙X1和第2空隙X2的方式確定各部件的尺寸。該第1空隙X1+第2空隙X2大于密封部件35的壓縮量，在第1實(shí)施例中，設(shè)定為壓縮量的2倍左右。
即，密封部件35與閥座部34接觸，在給予適度的壓縮量的狀態(tài)下，臺(tái)階部23a與接合部46f的關(guān)系因也存在著第1空隙X1和第2空隙X2，第2活塞46不會(huì)將力傳遞給可動(dòng)軸23，在只是與可動(dòng)軸23直接連接的第1活塞45對(duì)密封部件35施加推壓力的狀態(tài)下，確定可動(dòng)軸23、閥體24、密封部件35、第1活塞45、第2活塞46的形狀和尺寸。
下面，對(duì)上述構(gòu)成的第1實(shí)施例的真空閥1的作用進(jìn)行說(shuō)明。
首先，對(duì)真空閥1處于開(kāi)啟狀態(tài)的情況加以說(shuō)明。
在圖1所示狀態(tài)下，由于向第2操作端口26供給驅(qū)動(dòng)氣體時(shí)，驅(qū)動(dòng)氣體流入第2缸室28內(nèi)，并從第1缸室27中排出氣體，從而活塞部22就朝向圖1的圖面上側(cè)上升。
此時(shí)，與缸筒內(nèi)接觸面21d接觸的第2活塞下表面46d在驅(qū)動(dòng)氣體的氣壓作用下提升，第2活塞46如圖2所示，移動(dòng)到與缸筒端部接觸面21e和閥體接觸面24d接觸為止。
并且同時(shí)，由于與第2活塞46的凹部接觸面46e和第1活塞45的端部接觸面45d接觸，第1活塞45就與第2活塞46一同移動(dòng)。
由此，成為圖2的狀態(tài)，通過(guò)可動(dòng)軸23而與第1活塞45連接的閥體24離開(kāi)閥座部34，因第1端口32和第2端口33連通，真空閥1成為開(kāi)啟狀態(tài)。
這樣，由于真空閥1成為開(kāi)啟狀態(tài)，如果例如第1端口32與未圖示的真空腔連接，但第2端口33與未圖示的真空泵連接，則通過(guò)真空泵，可將真空腔內(nèi)的流體排出。
對(duì)真空閥1處于關(guān)閉狀態(tài)的情況加以說(shuō)明。
在圖2所示的狀態(tài)下，由于一旦向第1操作端口25供給驅(qū)動(dòng)氣體，就向第1缸室27內(nèi)流入驅(qū)動(dòng)氣體，并從第2缸室28中排出氣體，從而活塞部22就朝向圖2的圖面下側(cè)下降。
流入第1缸室27內(nèi)的驅(qū)動(dòng)氣體推壓第1活塞上表面，使第1活塞45向圖面下側(cè)移動(dòng)。
另外，由于在第1活塞45上設(shè)有流體通過(guò)孔45c，流入第1缸室27中的驅(qū)動(dòng)氣體也同樣推壓第2活塞上表面46g，第2活塞46也產(chǎn)生朝向圖面下側(cè)的力。
此外，因通過(guò)流體通過(guò)孔45c，壓力流體也流入下表面，如流體通過(guò)孔45c的孔的大小足夠大，則第1活塞45的受壓面積不是第1活塞上表面45e的截面積，而是與形成第2活塞46上設(shè)置的凹部滑動(dòng)面46c的圓筒的截面積相等。因此，第1活塞45和第2活塞46的受壓面積之和與形成缸筒內(nèi)接觸面21d的圓筒的截面積相等。
這樣，活塞22向圖面下側(cè)移動(dòng)。
此時(shí)，第1活塞45與第2活塞46的位置關(guān)系由第1滑動(dòng)襯墊45a以及第2滑動(dòng)襯墊46a的滑動(dòng)阻力、金屬波紋管36伸縮時(shí)的阻力、向第1操作端口25或第2操作端口26供給的驅(qū)動(dòng)氣體的壓力或供給量的平衡所決定。
因此，第1活塞45與缸筒內(nèi)接觸面21d接觸時(shí)刻，以及第2活塞46與第1活塞45的端部接觸面45d接觸的時(shí)刻，也由上述的平衡決定。
例如，第2活塞46的凹部接觸面46e與第1活塞45的端部接觸面45d設(shè)定成在第2活塞下表面46d與缸筒內(nèi)接觸面21d接觸前接觸的情況下，驅(qū)動(dòng)氣體從第1操作端口25向第1缸室27供給的結(jié)果，先是第2活塞46的凹部接觸面46e與第1活塞45的端部接觸面45d接觸，之后，通過(guò)第2活塞下表面46d與缸筒內(nèi)接觸面21d接觸，第2活塞46的凹部接觸面46e與第1活塞45的端部接觸面45d離開(kāi)。
此時(shí)，通過(guò)第2活塞46的第2活塞下表面46d與缸筒內(nèi)接觸面21d接觸，由于第2活塞46不能再向圖面下側(cè)移動(dòng)，只是第1活塞45將朝向圖面下側(cè)的力傳遞給閥體24，在閥體24具備的密封部件35與閥座部34接觸時(shí)刻，只在第1活塞45的推壓力作用下，密封部件35被壓扁。
另外，第2活塞下表面46d與缸筒內(nèi)接觸面21d設(shè)定成在第2活塞46的凹部接觸面46e與第1活塞45的端部接觸面45d接觸前接觸的情況下，驅(qū)動(dòng)氣體從第1操作端口25向第1缸室27供給的結(jié)果，先是第2活塞下表面46d與缸筒內(nèi)接觸面21d接觸，之后，第1活塞45朝著第2活塞46的凹部接觸面46e與第1活塞45的端部接觸面45d接觸的方向移動(dòng)。
此時(shí)，也通過(guò)第2活塞46的第2活塞下表面46d與缸筒內(nèi)接觸面21d接觸，由于第2活塞46不能再向圖面下側(cè)移動(dòng)，只是第1活塞45將朝向圖面下側(cè)的力傳遞給閥體24，在閥體24具備的密封部件35與閥座部34接觸時(shí)刻，只在第1活塞45的推壓力作用下，密封部件35被壓扁。
這樣，在上述任意情況下，在密封部件35與閥座部34接觸的狀態(tài)下，只是來(lái)自第1活塞45的推壓力施加到密封部件35上。
圖3和圖4示出了第2活塞下表面46d與缸筒內(nèi)接觸面21d接觸，進(jìn)而第1活塞45向第2活塞46的凹部接觸面46e與第1活塞45的端部接觸面45d接觸的方向移動(dòng)時(shí)的視圖。
首先，正如上述，從第1操作端口25供給的驅(qū)動(dòng)氣體向第1缸室27供給，如圖3所示，第2活塞46的第2活塞下表面46d與缸筒內(nèi)接觸面21d接觸。
此時(shí)，由于向第1缸室27供給的驅(qū)動(dòng)氣體通過(guò)第1活塞45的流體通過(guò)孔45c，并在第2活塞46的第2活塞上表面46g上施加壓力，從而接著推壓缸筒內(nèi)接觸面21d，但由于第2活塞46處于移動(dòng)下限，從第2活塞46的接合部46f不會(huì)將力傳遞給可動(dòng)軸23的臺(tái)階部23a。
另一方面，第1活塞45在圖3狀態(tài)下因不處于移動(dòng)下限，進(jìn)而接受驅(qū)動(dòng)氣體供給第1缸室27的力，并向圖面下側(cè)移動(dòng)。
第1活塞45的移動(dòng)下限為如下所述的狀態(tài)在通過(guò)可動(dòng)軸23而與第1活塞45連接的閥體24所具備的密封部件35與閥座部34接觸，并具有適當(dāng)?shù)膲嚎s量的狀態(tài)，即圖5所示的、臺(tái)階部23a與接合部46f的關(guān)系為具有第1空隙X1和第2空隙X2的狀態(tài)。
在該狀態(tài)下，通過(guò)向第1缸室27供給驅(qū)動(dòng)氣體，給予第1活塞45的推力與密封部件35具有適當(dāng)?shù)膲嚎s量而壓扁所產(chǎn)生的反力平衡，在密封部件35上不會(huì)作用上過(guò)大的力。
即，在真空閥1關(guān)閉的狀態(tài)下，第2活塞46處于移動(dòng)下限，由于具有第1空隙X1和第2空隙X2，不會(huì)向可動(dòng)軸23傳遞推力，僅第1活塞45對(duì)密封部件35施加推壓力。
第1活塞45的來(lái)自驅(qū)動(dòng)氣體的壓力的受壓面積因第1活塞45具有流體通過(guò)孔45c，因此與第2活塞46的凹部滑動(dòng)面46c的截面積相等。因此，第1活塞45的受壓面積小于缸筒21的圓筒內(nèi)面21a的截面積，從而施加給密封部件35的推壓力能夠小于缸筒21的圓筒內(nèi)面21a的整個(gè)截面積上產(chǎn)生的推壓力。
這樣，由于真空閥1成為關(guān)閉狀態(tài)，第1端口32和第2端口33被隔斷，如果例如第1端口32與未圖示的真空腔連接，而第2端口33與未圖示的真空泵連接，則停止真空泵所致的真空腔內(nèi)的空氣的排出。
正如上述，真空閥1處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，只是由第1活塞45產(chǎn)生的推力將閥體24中具備的密封部件35壓扁，可用適度的力壓扁密封部件35。
因此，不會(huì)用過(guò)度的力推壓密封部件35，進(jìn)而可延長(zhǎng)密封部件35的壽命。
每當(dāng)反復(fù)開(kāi)閉真空閥1時(shí)，密封部件35就被推壓到閥座部34發(fā)生變形，但用過(guò)度力推壓的話，會(huì)使密封部件35劣化，縮短壽命。
由此，使用者要經(jīng)常進(jìn)行密封部件35的更換等操作，但通過(guò)使用本發(fā)明的真空閥，可降低對(duì)密封部件35施加的推壓力等負(fù)荷，由于延長(zhǎng)了壽命，可降低更換頻率，能夠減輕操作者的負(fù)擔(dān)。
另外，對(duì)密封部件35的推壓載荷由于由第1活塞45的受壓面積和驅(qū)動(dòng)氣體的操作壓確定，幾乎不受部件原材料強(qiáng)度或尺寸偏差的影響。第1活塞45的受壓面積根據(jù)設(shè)計(jì)確定。因此，裝配真空閥1時(shí)，無(wú)須專利文獻(xiàn)1情況下所考慮的調(diào)整。即，可降低生產(chǎn)時(shí)成本。
根據(jù)上述的本發(fā)明的真空閥1的第1實(shí)施例，可具有如下的效果。
(1)真空閥1具有與閥本體31連接且內(nèi)部具有可動(dòng)軸23的缸體部12、形成于閥本體31上的第1端口32、形成于閥本體31上并與第1端口32連通的第2端口33、在連通第1端口32和第2端口33的流路上形成的閥座部34、與可動(dòng)軸23連接并帶有與閥座部34接觸和離開(kāi)的密封部件35的閥體24，其特征在于，缸體部12具有與可動(dòng)軸23結(jié)合且受壓面積小于缸體部12的圓筒內(nèi)面截面積的第1活塞45、和與可動(dòng)軸23接合且通過(guò)壓力流體的壓力間接地使第1活塞45移動(dòng)的第2活塞46，通過(guò)向缸筒21上具備的第1操作端口25供給壓力流體，第1活塞45和第2活塞46受壓，第1活塞45在第2活塞46內(nèi)部具備的第2活塞46的凹部滑動(dòng)面46c上滑動(dòng)，第2活塞46在缸筒21的圓筒內(nèi)面21a上滑動(dòng)，由此第1活塞45和第2活塞46移動(dòng)，在第2活塞46與將第1端口32和第2端口33隔斷一側(cè)的缸筒內(nèi)接觸面21d接觸時(shí)，由于在第1活塞45與將第1端口32和第2端口33隔斷一側(cè)的第2活塞46的凹部接觸面46e之間具有第1空隙X1，進(jìn)而第1活塞45朝著將第1端口32和第2端口33隔斷一側(cè)移動(dòng)，僅第1活塞45的推壓力成為對(duì)接觸閥座部34的密封部件施加的推壓載荷，將第1端口32和第2端口33隔斷，因而具有在真空閥1的閥開(kāi)啟時(shí)和閥關(guān)閉時(shí)這兩種情況下，可以使對(duì)閥體施加的載荷范圍最適化的優(yōu)越效果。
在閥開(kāi)啟時(shí)和閥關(guān)閉時(shí)這兩種情況下，對(duì)閥體24施加的載荷范圍最適化的效果通過(guò)如下的作用實(shí)現(xiàn)。
在真空閥1的閥開(kāi)啟時(shí)，由于由第1活塞45和第2活塞46進(jìn)行，因此由壓力流體的操作壓P1與缸筒21的內(nèi)徑和可動(dòng)軸23的外徑差的受壓面積A2的積A2P1確定。
另一方面，在真空閥的閥關(guān)閉時(shí)，第2活塞46在閥體24上具備的密封部件與閥座部34接觸前，與缸筒內(nèi)接觸面21d接觸，在比缸筒21的圓筒內(nèi)面21a的截面積小的第1活塞45的受壓面積A1與操作壓P1的積A1P1的推壓力下，朝著與閥座部34接觸的密封部件35施加推壓載荷，因而可對(duì)密封部件35進(jìn)行最合適載荷范圍內(nèi)的推壓。
即，閥開(kāi)啟時(shí)，為受壓面積A2，閥關(guān)閉時(shí)，為受壓面積A1，由于接受壓力流體的操作壓P1，受壓面積不同，從而設(shè)定各自的最合適載荷范圍。
由此，在真空閥1的閥開(kāi)啟時(shí)，可設(shè)定在克服流入閥本體31內(nèi)的流體的壓力以開(kāi)啟閥的最合適載荷范圍內(nèi)，在閥關(guān)閉時(shí)，可設(shè)定在密封部件35的壓縮量可最合適的最合適載荷范圍內(nèi)，可延長(zhǎng)密封部件35的壽命。
此外，閥體24上具備的密封部件35的推壓力由第1活塞45的受壓面積確定，從而可通過(guò)事先加工確定，無(wú)需裝配時(shí)的多余調(diào)整。因此，在消減成本方面也是有效的。
即，根據(jù)(1)的發(fā)明，在閥開(kāi)啟時(shí)和閥關(guān)閉時(shí)這兩種情況下，可將施加到閥體上的載荷范圍最適化，同時(shí)，具有壽命長(zhǎng)、成本低的優(yōu)越效果。
因此，由于不縮小缸筒21的內(nèi)徑就可實(shí)現(xiàn)減輕對(duì)密封部件35的負(fù)擔(dān)，從而不必提高驅(qū)動(dòng)氣體的壓力。
此外，通過(guò)提高閥體24上具備的密封部件35的壽命，可減少真空閥1的維修次數(shù)，可減輕使用者的負(fù)擔(dān)。
另外，通過(guò)采用將活塞組合的簡(jiǎn)單構(gòu)造，就可實(shí)現(xiàn)密封部件35的長(zhǎng)壽命，可消減制造成本。
(2)在(1)記載的真空閥中，由于其特征在于，第1活塞45具有與缸體部12的圓筒內(nèi)面21a滑動(dòng)的支承部，第1活塞45的支承部處于第1操作端口25側(cè)，在第1活塞45的支承部上具有使壓力流體通過(guò)用的流體通過(guò)孔45c，從而使閥體24與閥座部34接觸時(shí)，能夠抑制可動(dòng)軸23朝半徑方向的搖擺，可以施加均等力而使閥體24與閥座部34接觸。
另外，第1活塞45的受壓面積，通過(guò)在第1活塞45上設(shè)置流體通過(guò)孔45c，與缸筒21的圓筒內(nèi)面21a的截面積相比，可以減小受壓面積。
(3)在(2)記載的真空閥中，由于其特征在于，第2活塞由可動(dòng)軸23穿過(guò)，位于第1活塞45與閥體24之間，在可動(dòng)軸23上具有與第2活塞46接合用的臺(tái)階部23a，第2活塞46的接合部46f與臺(tái)階部23a接合，第2活塞46的接合部46f的厚度比從第1活塞45的端部接觸面45d到臺(tái)階部23a的長(zhǎng)度小，因此，用簡(jiǎn)單的方法就可在第2活塞46與缸筒內(nèi)接觸面21d接觸后，具有第1活塞45動(dòng)作的幅度，僅由第1活塞45產(chǎn)生使閥體24上具備的密封部件35與閥座部34接觸的力。
(第2實(shí)施例)下面，根據(jù)

本發(fā)明的第2實(shí)施例。首先對(duì)第2實(shí)施例的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
圖7示出了第2實(shí)施例的真空閥的關(guān)閉狀態(tài)下的放大的剖視圖。
第2實(shí)施例由于是第1實(shí)施例的變形例，大部分構(gòu)成是與第1實(shí)施例相同的，第2實(shí)施例與第1實(shí)施例的差別在于活塞部22部分的構(gòu)造的不同。因此，對(duì)構(gòu)成不同的活塞部22進(jìn)行說(shuō)明。因其他部分是相同的，省略對(duì)其說(shuō)明。在圖7中，也將與第1實(shí)施例的構(gòu)成不同的特征部分放大地示出。
活塞部22由第1活塞45和第2活塞46這兩個(gè)活塞構(gòu)成。
第1活塞45通過(guò)作為撓性膜一例的膜片47而與第2活塞46連接，直徑比第2活塞46上的凹部小，設(shè)置成進(jìn)入第2活塞46的凹部的狀態(tài)。另外，第1活塞45與可動(dòng)軸23連接。
另一方面，第2活塞46具有可在缸筒21的圓筒內(nèi)面21a上滑動(dòng)的第2滑動(dòng)襯墊46a。并且，第2活塞可使可動(dòng)軸23貫通，并設(shè)置于第1活塞45與缸筒內(nèi)接觸面21d之間?？蓜?dòng)軸23上設(shè)有臺(tái)階部23a，第2活塞46的接合部46f以由第1活塞45的端部接觸面45d和臺(tái)階部23a夾持的形態(tài)，與可動(dòng)軸23的變細(xì)一段的部分接合。
接合部46f的厚度比第1活塞的端部接觸面45d與臺(tái)階部23a的距離要小，第2活塞46如圖7所示，在第2活塞46與缸筒內(nèi)接觸面21d接觸的狀態(tài)下，具有從圖面看使第1活塞45只可上下動(dòng)作的空隙。
下面，對(duì)上述構(gòu)成的第2實(shí)施例的作用進(jìn)行說(shuō)明。
另外，作用也是同第1實(shí)施例大致相同的，為此只對(duì)有差別的關(guān)閉狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。
一旦向第1操作端口25供給驅(qū)動(dòng)氣體，則驅(qū)動(dòng)氣體就流入第1缸室27中，由于從第2缸室28排出氣體，因而與第1實(shí)施例的活塞部22朝圖2的圖面下側(cè)下降同樣地，第2實(shí)施例的活塞部22也下降。
并且，如圖7所示，一旦第2活塞46與缸筒內(nèi)接觸面21d接觸，即使來(lái)自驅(qū)動(dòng)氣體的壓力施加到第2活塞上表面46g，由于第2活塞46處于移動(dòng)下限，來(lái)自第2活塞46的接合部46f的力也不會(huì)傳遞給可動(dòng)軸23的臺(tái)階部23a。
另一方面，第1活塞45因在圖7狀態(tài)下不處于移動(dòng)下限，進(jìn)而接受向第1缸室27供給的驅(qū)動(dòng)氣體的力，并向圖面下側(cè)移動(dòng)。因第1活塞45通過(guò)膜片47而與第2活塞46連接，對(duì)于第1活塞45自身上不設(shè)有滑動(dòng)部，可在比第1實(shí)施例小的阻力下動(dòng)作。
第1活塞45的移動(dòng)下限為，通過(guò)可動(dòng)軸23而與第1活塞45連接的閥體24上具備的密封部件35與閥座部34接觸，且具有適當(dāng)?shù)膲嚎s量的狀態(tài)。
在該狀態(tài)下，通過(guò)向第1缸室27供給驅(qū)動(dòng)氣體，給予第1活塞45的推力與密封部件35具有適當(dāng)?shù)膲嚎s量而壓扁所產(chǎn)生的反力相平衡，在密封部件35上不會(huì)作用過(guò)大的力。
即，在真空閥1的關(guān)閉狀態(tài)下，第2活塞46處于移動(dòng)下限，推力不會(huì)傳遞給可動(dòng)軸23，僅第1活塞45將推壓力施加到密封部件35上。
第1活塞45的來(lái)自驅(qū)動(dòng)氣體的壓力的受壓面積，由于第1活塞45具有流體通過(guò)孔45c，因而與第2活塞46的凹部46h的截面積相等。因此，第1活塞45的受壓面積小于缸筒21的圓筒內(nèi)面21a的截面積，從而施加到密封部件35上的推壓力可小于缸筒21的圓筒內(nèi)面21a的整個(gè)截面積上產(chǎn)生的推壓力。
這樣，因真空閥1處于關(guān)閉狀態(tài)，第1端口32和第2端口33隔斷，如果例如第1端口32與未圖示的真空腔連接，而第2端口33與未圖示的真空泵連接，則停止真空泵所致的真空腔內(nèi)的空氣排放。
正如上述，真空閥1處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，僅由第1活塞45產(chǎn)生的推力將閥體24上具備的密封部件35壓扁，可以用適度的力壓扁密封部件35。
因此，具有不會(huì)用過(guò)度的力推壓密封部件35，可延長(zhǎng)密封部件35的壽命等的與第1實(shí)施例同樣的效果。
作為使用膜片47的優(yōu)點(diǎn)為，因不用摩擦力而只采用膜片47的復(fù)原力就可與第2活塞46連接，因此即使用較弱的力推壓第1活塞45時(shí)，也可將力傳遞給可動(dòng)軸23。
另外，可在第1活塞45上設(shè)置第1實(shí)施例的第1活塞45所具有的耐磨環(huán)45b的支承部。通過(guò)該支承部可抑制可動(dòng)軸23的搖擺。
正如上述，通過(guò)本發(fā)明的真空閥1的第2實(shí)施例，可獲取以下的效果。
(1)該真空閥1具有與閥本體31連接且內(nèi)部設(shè)有可動(dòng)軸23的缸體部12、形成于閥本體31上的第1端口32、形成于閥本體31上并與第1端口32連通的第2端口33、在連通第1端口32和第2端口33的流路上形成的閥座部34、與可動(dòng)軸23連接并帶有與閥座部34接觸和離開(kāi)的密封部件35的閥體24，其特征在于，缸體部12具有與可動(dòng)軸23接合且受壓面積小于缸體部12的圓筒內(nèi)面截面積的第1活塞45，和與可動(dòng)軸23接合且通過(guò)壓力流體的壓力間接地使第1活塞45移動(dòng)的第2活塞46，第1活塞45處于第2活塞46的內(nèi)側(cè)，第1活塞45的外周與第2活塞46的內(nèi)周通過(guò)膜片47連接，通過(guò)向缸體部12上具備的第1操作端口25供給壓力流體，第1活塞45和第2活塞46受壓移動(dòng)，在第2活塞46與將第1端口32和第2端口33隔斷一側(cè)的缸筒內(nèi)接觸面21d接觸時(shí)，由于在第1活塞45與將第1端口32和第2端口33隔斷一側(cè)的第2活塞46的凹部接觸面46e之間具有第1空隙X1，因而第1活塞45朝著將第1端口32和第2端口33隔斷一側(cè)移動(dòng)，僅第1活塞45的推壓力成為對(duì)接觸閥座部34的密封部件35施加的推壓載荷，將第1端口32和第2端口33隔斷，由于無(wú)滑動(dòng)部而通過(guò)膜片47使第1活塞45動(dòng)作，因而得到與第1實(shí)施例的真空閥相等的效果之外，能夠在比第1實(shí)施例的真空閥小的阻力下使第1活塞45動(dòng)作。
(2)在(1)記載的真空閥中，由于其特征在于，第1活塞45具有與缸體部12的圓筒內(nèi)面21a滑動(dòng)的支承部，第1活塞45的支承部處于第1操作端口25側(cè)，在第1活塞45的支承部上具有使壓力流體通過(guò)用的流體通過(guò)孔45c，從而使閥體24與閥座部34接觸時(shí)，能夠抑制可動(dòng)軸23朝半徑方向的搖擺，可以施加均等力而使閥體24與閥座部34接觸。
另外，第1活塞45的受壓面積，通過(guò)在第1活塞45上設(shè)有通氣孔，可小于缸筒21的圓筒內(nèi)面截面積。
(3)在(2)記載的真空閥中，由于其特征在于，第2活塞46由可動(dòng)軸23穿過(guò)，并位于第1活塞45與閥體24之間，在可動(dòng)軸23上具有與第2活塞46接合用的臺(tái)階部23a，第2活塞46的接合部46f與臺(tái)階部23a接合，第2活塞46的接合部46f的厚度比從第1活塞45的端部接觸面45d到臺(tái)階部23a的長(zhǎng)度小，因此，用簡(jiǎn)單的方法就可在第2活塞46與缸筒內(nèi)接觸面21d接觸后，得到第1活塞45動(dòng)作的幅度，僅由第1活塞45產(chǎn)生使閥體24上具備的密封部件35與閥座部34接觸的力。
(第3實(shí)施例)下面，根據(jù)

本發(fā)明的第3實(shí)施例。首先對(duì)第3實(shí)施例的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
圖8示出了第3實(shí)施例的真空閥的關(guān)閉狀態(tài)下的放大的剖視圖。
第3實(shí)施例由于是第1實(shí)施例的變形例，大部分構(gòu)成是與第1實(shí)施例和第2實(shí)施例相同的，第3實(shí)施例與第1實(shí)施例和第2實(shí)施例的差別在于活塞部22部分的構(gòu)造的不同。因此，對(duì)構(gòu)成不同的活塞部22進(jìn)行說(shuō)明。因其他部分是相同的，省略對(duì)其說(shuō)明。在圖8中，也將與第1實(shí)施例的構(gòu)成不同的特征部分放大地示出。
活塞部22由第1活塞45和第2活塞46這兩個(gè)活塞構(gòu)成。
第1活塞45上設(shè)有將第2活塞46上的凸部嵌入的凹部，第1活塞45與可動(dòng)軸23連接。另外，在第1活塞45的凹部和第2活塞46的凸部之間，可滑動(dòng)的第1滑動(dòng)襯墊45a設(shè)置于第1活塞45側(cè)。
另一方面，第2活塞46具有可在缸筒21的圓筒內(nèi)面21a上滑動(dòng)的第2滑動(dòng)襯墊46a。并且，第2活塞可使可動(dòng)軸23貫通，并設(shè)置于第1活塞45與缸筒內(nèi)接觸面21d之間?？蓜?dòng)軸23上設(shè)有臺(tái)階部23a，第2活塞46的接合部46f以由第1活塞45的凹部?jī)?nèi)端面45f和臺(tái)階部23a夾持的形態(tài)，與可動(dòng)軸23的變細(xì)一段的部分接合。
接合部46f的厚度比從第1活塞的凹部?jī)?nèi)端面45f到臺(tái)階部23a的距離要小。
另外，第1活塞45的凹部?jī)?nèi)端面45f與凸部端面46i接觸前，端部接觸面45d退讓為不與第2活塞上表面46g接觸。
即，在將從凹部?jī)?nèi)端面45f到凸部端面46i的距離設(shè)為第1空隙X1，從端部接觸面45d到第2活塞上表面46g的距離設(shè)為第3空隙X3時(shí)，成為第1空隙X1＜第3空隙X3的關(guān)系。
由此，第2活塞46在如圖8所示地、第2活塞46與缸筒內(nèi)接觸面21d接觸的狀態(tài)下，具有從圖面看第1活塞45只可上下動(dòng)作的空隙。
另外，將第1空隙X1和第3空隙X3哪一個(gè)的距離變短，由于屬于設(shè)計(jì)事項(xiàng)，可依據(jù)想接觸的面適當(dāng)?shù)刈兏?br> 下面，對(duì)上述構(gòu)成的第3實(shí)施例的作用進(jìn)行說(shuō)明。
作用也是同第1實(shí)施例和第2實(shí)施例大致相同的，為此只對(duì)有差別的關(guān)閉狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。
一旦向第1操作端口25供給驅(qū)動(dòng)氣體，則驅(qū)動(dòng)氣體就流入第1缸室27中，由于從第2缸室28排出氣體，就與第1實(shí)施例的活塞部22朝圖2的圖面下側(cè)下降同樣地，第3實(shí)施例的活塞部22也下降。
并且，如圖8所示，一旦第2活塞46與缸筒內(nèi)接觸面21d接觸，即使來(lái)自驅(qū)動(dòng)氣體的壓力施加到第2活塞上表面46g，由于第2活塞46處于移動(dòng)下限，也不會(huì)從第2活塞46的接合部46f將力傳遞給可動(dòng)軸23的臺(tái)階部23a。
另一方面，第1活塞45因在圖8狀態(tài)下不處于移動(dòng)下限，因而進(jìn)一步接受向第1缸室27供給的驅(qū)動(dòng)氣體的力，并向圖面下側(cè)移動(dòng)。第1活塞45與第2活塞46的凸部滑動(dòng)，并向圖面下側(cè)移動(dòng)。
第1活塞45的移動(dòng)下限為，通過(guò)可動(dòng)軸23而與第1活塞45連接的閥體24上具備的密封部件35與閥座部34接觸，且具有適當(dāng)?shù)膲嚎s量的狀態(tài)。
在該狀態(tài)下，通過(guò)向第1缸室27供給驅(qū)動(dòng)氣體，給予第1活塞45的推力與密封部件35具有適當(dāng)?shù)膲嚎s量而壓扁所產(chǎn)生的反力相平衡，在密封部件35上不會(huì)作用上過(guò)大的力。
即，在真空閥1的關(guān)閉狀態(tài)下，第2活塞46處于移動(dòng)下限，推力不會(huì)傳遞給可動(dòng)軸23，僅第1活塞45將推壓力施加到密封部件35上。
第1活塞45的來(lái)自驅(qū)動(dòng)氣體的壓力的受壓面積因第1活塞45具有流體通過(guò)孔45c，而與第2活塞46的凸部端面46i的截面積相等。因此，第1活塞45的受壓面積小于缸筒21的圓筒內(nèi)面21a的截面積，從而施加到密封部件35上的推壓力可小于缸筒21的圓筒內(nèi)面21a的整個(gè)截面積上產(chǎn)生的推壓力。
這樣，因真空閥1處于關(guān)閉狀態(tài)，第1端口32和第2端口33隔斷，如果例如第1端口32與未圖示的真空腔連接，而第2端口33與未圖示的真空泵連接，則停止真空泵所致真空腔內(nèi)的空氣排放。
正如上述，真空閥1處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，僅由第1活塞45產(chǎn)生的推力將閥體24上具備的密封部件35壓扁，可以用適度的力壓扁密封部件35。
因此，具有不會(huì)用過(guò)度的力推壓密封部件35，可延長(zhǎng)密封部件35的壽命等的與第1實(shí)施例同樣的效果。
對(duì)于第3實(shí)施例和第1實(shí)施例，第1活塞45與第2活塞46的凹凸關(guān)系是相反的，但即使在這樣的構(gòu)成情況下，也可獲取同樣的效果。
可在第1活塞45上設(shè)置第1實(shí)施例的第1活塞45所具有的耐磨環(huán)45b的支承部。通過(guò)該支承部可抑制可動(dòng)軸23的搖擺。
正如上述，通過(guò)本發(fā)明的真空閥1的第3實(shí)施例，可獲取以下的效果。
(1)真空閥1具有與閥本體31連接且內(nèi)部具有可動(dòng)軸23的缸體部12、形成于閥本體31上的第1端口32、形成于閥本體31上并與第1端口32連通的第2端口33、在連通第1端口32和第2端口33的流路上形成的閥座部34、與可動(dòng)軸23連接并帶有與閥座部34接觸和離開(kāi)的密封部件35的閥體24，其特征在于，缸體部12具有與可動(dòng)軸23接合且受壓面積小于缸體部12的圓筒內(nèi)面截面積的第1活塞45、和與可動(dòng)軸23接合且通過(guò)壓力流體的壓力間接地使第1活塞45移動(dòng)的第2活塞46，通過(guò)向缸筒21上具備的第1操作端口25供給壓力流體，第1活塞45和第2活塞46受壓，第1活塞45在第2活塞46所具備的凸部壁面上滑動(dòng)，第2活塞46在缸筒21的圓筒內(nèi)面21a上滑動(dòng)，由此第1活塞45和第2活塞46移動(dòng)，在第2活塞46與將第1端口32和第2端口33隔斷一側(cè)的缸筒內(nèi)接觸面21d接觸時(shí)，由于第1活塞45在將第1端口32和第2端口33隔斷一側(cè)的凸部端面46i與第2活塞上表面46g之間具有第1空隙X1和第3空隙X3，第1活塞45進(jìn)而朝著將第1端口32和第2端口33隔斷一側(cè)移動(dòng)，僅第1活塞45的推壓力成為對(duì)接觸閥座部34的密封部件35施加的推壓載荷，將第1端口32和第2端口33隔斷，因而可獲取與第1實(shí)施例的真空閥相等的效果。
(2)在(1)記載的真空閥中，其特征在于，第1活塞45具有與缸體部12的圓筒內(nèi)面21a滑動(dòng)的支承部，第1活塞45的支承部處于第1操作端口25側(cè)，在第1活塞45的支承部上具有使壓力流體通過(guò)用的流體通過(guò)孔45c，從而使閥體24與閥座部34接觸時(shí)，能夠抑制可動(dòng)軸23朝半徑方向的搖擺，可以施加均等力而使閥體24與閥座部34接觸。
另外，第1活塞45的受壓面積，通過(guò)在第1活塞45上設(shè)有通氣孔，可小于缸筒的圓筒內(nèi)面截面積。
(3)在(2)記載的真空閥中，其特征在于，第2活塞46由可動(dòng)軸23穿過(guò)，并位于第1活塞45與閥體24之間，在可動(dòng)軸23上具有與第2活塞46接合用的臺(tái)階部23a，第2活塞46的接合部46f與臺(tái)階部23a接合，第2活塞46的接合部46f的厚度比從第1活塞45的凹部?jī)?nèi)端面45f到臺(tái)階部23a的長(zhǎng)度小，因此，用簡(jiǎn)單的方法就可在第2活塞46與缸筒內(nèi)接觸面21d接觸后，得到第1活塞45動(dòng)作的幅度，僅由第1活塞45就產(chǎn)生使閥體24上具備的密封部件35與閥座部34接觸的力。
(第4實(shí)施例)下面，根據(jù)

本發(fā)明的第4實(shí)施例。首先對(duì)第4實(shí)施例的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
圖9示出了第4實(shí)施例的真空閥的關(guān)閉狀態(tài)下的放大的剖視圖。
第4實(shí)施例由于是第1實(shí)施例的變形例，大部分構(gòu)成是與第1實(shí)施例相同的，與第1實(shí)施例的差別在于活塞部22部分的構(gòu)造的不同。因此，對(duì)構(gòu)成不同的活塞部22進(jìn)行說(shuō)明。因其他部分是相同的，省略對(duì)其說(shuō)明。在圖9中，也將與第1實(shí)施例的構(gòu)成不同的特征部分放大地示出。
活塞部22由第1活塞45和第2活塞46這兩個(gè)活塞構(gòu)成。
第1活塞45上設(shè)有第2活塞46進(jìn)入用的凹部，第1活塞45與可動(dòng)軸23連接。并且，在第2活塞46上，在凹部設(shè)有防止第1活塞45拔出用的止動(dòng)件46j。
另一方面，第2活塞46具有可在缸筒21的圓筒內(nèi)面21a滑動(dòng)的第2滑動(dòng)襯墊46a。并且，第2活塞使可動(dòng)軸23貫通，并設(shè)置于第1活塞45與缸筒內(nèi)接觸面21d之間。
第1活塞45的厚度比從止動(dòng)件46j到凹部接觸面46e的距離要小。因此，第2活塞46如圖9所示，在第2活塞46與缸筒內(nèi)接觸面21d接觸的狀態(tài)下，具有從圖面看第1活塞45只可上下動(dòng)作的空隙。
與第1實(shí)施例不同，在第4實(shí)施例中，第1活塞45的形狀，為不具有帶耐磨環(huán)46b的支承部的形狀。因此，需要減小可動(dòng)軸23與可動(dòng)軸保持部21b的間隙，成為矯正軸向搖擺的構(gòu)成。
下面，對(duì)上述構(gòu)成的第4實(shí)施例的作用進(jìn)行說(shuō)明。
作用也是同第1實(shí)施例大致相同的，因此只對(duì)有差別的關(guān)閉狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。
一旦向第1操作端口25供給驅(qū)動(dòng)氣體，則驅(qū)動(dòng)氣體就流入第1缸室27中，從第2缸室28排出氣體，因而與第1實(shí)施例的活塞部22朝圖2的圖面下側(cè)下降同樣地，第4實(shí)施例的活塞部22也下降。
并且，如圖9所示，一旦第2活塞46與缸筒內(nèi)接觸面21d接觸，即使來(lái)自驅(qū)動(dòng)氣體的壓力施加到第2活塞上表面46g，由于第2活塞46處于移動(dòng)下限，從第2活塞46的止動(dòng)件46j也不會(huì)將力傳遞給與可動(dòng)軸23結(jié)合的第1活塞45。
另一方面，第1活塞45因在圖9狀態(tài)下不處于移動(dòng)下限，進(jìn)一步接受向第1缸室27供給的驅(qū)動(dòng)氣體的力，并向圖面下側(cè)移動(dòng)。第1活塞45與第2活塞46的凹部滑動(dòng)，并向圖面下側(cè)移動(dòng)。
第1活塞45的移動(dòng)下限為，通過(guò)可動(dòng)軸23而與第1活塞45連接的閥體24所具備的密封部件35與閥座部34接觸，且具有適當(dāng)?shù)膲嚎s量的狀態(tài)。
在該狀態(tài)下，通過(guò)向第1缸室27供給驅(qū)動(dòng)氣體給予第1活塞45的推力，與密封部件35具有適當(dāng)?shù)膲嚎s量而壓扁所產(chǎn)生的反力相平衡，在密封部件35上不會(huì)作用上過(guò)大的力。
即，在真空閥1的關(guān)閉狀態(tài)下，第2活塞46處于移動(dòng)下限，推力不會(huì)傳遞給可動(dòng)軸23，僅第1活塞45將推壓力施加到密封部件35上。
第1活塞45的來(lái)自驅(qū)動(dòng)氣體的壓力的受壓面積與第2活塞46的凹部滑動(dòng)面46c的截面積相等。因此，第1活塞45的受壓面積小于缸筒21的圓筒內(nèi)面21a的截面積，從而施加到密封部件35上的推壓力可小于缸筒21的圓筒內(nèi)面21a的整個(gè)截面積上產(chǎn)生的推壓力。
這樣，因真空閥1處于關(guān)閉狀態(tài)，第1端口32和第2端口33隔斷，如果例如第1端口32與未圖示的真空腔連接，而第2端口33與未圖示的真空泵連接，則停止真空泵所致的真空腔內(nèi)的空氣排放。
正如上述，真空閥1處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，僅由第1活塞45產(chǎn)生的推力將閥體24上具備的密封部件35壓扁，可以用適度的力壓扁密封部件35。
因此，具有不會(huì)用過(guò)度的力推壓密封部件35，可延長(zhǎng)密封部件35的壽命等的與第1實(shí)施例同樣的效果。
正如上述，通過(guò)本發(fā)明的真空閥1的第4實(shí)施例，可獲取以下的效果。
(1)真空閥1具有與閥本體31連接且內(nèi)部具有可動(dòng)軸23的缸體部12、形成于閥本體31上的第1端口32、形成于閥本體31上并與第1端口32連通的第2端口33、在連通第1端口32和第2端口33的流路上形成的閥座部34、與可動(dòng)軸23連接并帶有與閥座部34接觸和離開(kāi)的密封部件35的閥體24，其特征在于，缸體部12具有與可動(dòng)軸23接合且受壓面積小于缸體部12的圓筒內(nèi)面截面積的第1活塞45、和與可動(dòng)軸23接合且通過(guò)壓力流體的壓力間接地使第1活塞45移動(dòng)的第2活塞46，通過(guò)向缸筒21上具備的第1操作端口25供給壓力流體，第1活塞45和第2活塞46受壓，第1活塞45在第2活塞46的內(nèi)部具備的第2活塞46的凹部滑動(dòng)面46c上滑動(dòng)，第2活塞46在缸筒21的圓筒內(nèi)面21a上滑動(dòng)，由此第1活塞45和第2活塞46移動(dòng)，在第2活塞46與將第1端口32和第2端口33隔斷一側(cè)的缸筒內(nèi)接觸面21d接觸時(shí)，由于第1活塞45與將第1端口32和第2端口33隔斷一側(cè)的第2活塞46的凹部接觸面46e之間具有第1空隙X1，因而第1活塞45進(jìn)一步朝著將第1端口32和第2端口33隔斷一側(cè)移動(dòng)，僅第1活塞45的推壓力成為對(duì)接觸閥座部34的密封部件35施加的推壓載荷，將第1端口32和第2端口33隔斷，因而具有可在真空閥1的閥開(kāi)啟時(shí)和閥關(guān)閉時(shí)這兩種情況下使施加到閥體上的載荷范圍最適化等的與第1實(shí)施例相等的效果。
(第5實(shí)施例)下面，根據(jù)

本發(fā)明的第5實(shí)施例。首先對(duì)第5實(shí)施例的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
圖10示出了第5實(shí)施例的真空閥的截面放大圖。第1活塞處于行程的上端。另一方面，圖11示出第5實(shí)施例的開(kāi)啟狀態(tài)下的放大圖。第1活塞處于行程的上端。
第5實(shí)施例具有與第1實(shí)施例大致相同的構(gòu)成，但不同點(diǎn)在于，在圖10所示例中，在第2活塞46上設(shè)有通氣孔46k。在圖11所示例中，第2活塞46上設(shè)有止動(dòng)件46l。
通氣孔46k和止動(dòng)件46l設(shè)置于第2活塞46上。設(shè)置通氣孔46k和止動(dòng)件46l的目的在于，在第2活塞46上具備的第2活塞下表面46d與缸筒21上具備的缸筒內(nèi)接觸面21d接觸時(shí)，使緊貼而通氣性能下降時(shí)的通氣性得到輔助。
缸筒內(nèi)接觸面21d與第2活塞下表面46d的表面粗糙度良好且平滑性高時(shí)，或附著潤(rùn)滑用的潤(rùn)滑脂等時(shí)，缸筒內(nèi)接觸面21d與第2活塞下表面46d可能會(huì)緊貼。一旦缸筒內(nèi)接觸面21d與第2活塞下表面46d緊貼，如圖5所示，則阻礙向在第1活塞45與第2活塞46之間生成的第1間隙X1部分的空間的通氣性，會(huì)妨礙第1活塞45的動(dòng)作，為了避免這樣的事態(tài)，設(shè)有通氣孔46k和止動(dòng)件46l，有助于第1活塞45與第2活塞46之間的通氣性。
通氣孔46k和止動(dòng)件46l為了充分確保通氣性可僅設(shè)有1處，也可設(shè)有多個(gè)。
此外，盡管對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，可具有各種應(yīng)用。
例如，在各部位所示的材料可置換為其他適宜的材料。
另一方面，設(shè)置于第1活塞45上的流體通過(guò)孔45c因以通過(guò)流體為目的，所以，不僅可以是簡(jiǎn)單的圓形孔，也可以是在第1活塞45上設(shè)有切口的形狀。
并且，第1端口32和第2端口33的形狀也可根據(jù)連接對(duì)象而變，這些均處于設(shè)計(jì)事項(xiàng)的范圍內(nèi)，例如，也可考慮將第1端口32的第1端口部件41和第2端口33的第2端口部件42朝45度方向彎曲。
另一方面，為了使第1實(shí)施例和第3實(shí)施例的第1活塞45相對(duì)第2活塞46滑動(dòng)而設(shè)立的第1滑動(dòng)襯墊45a可設(shè)置于第1活塞45側(cè)，也可設(shè)置于第2活塞46側(cè)。
權(quán)利要求
1.一種真空閥，具有與閥本體連接且內(nèi)部具有可動(dòng)軸的缸體、形成于所述閥本體上的第1端口、形成于所述閥本體上并與所述第1端口連通的第2端口、在連通所述第1端口和所述第2端口的流路上形成的閥座、與所述可動(dòng)軸連接并具有與所述閥座部接觸和離開(kāi)的密封部件的閥體，其特征在于，所述缸體具有與所述可動(dòng)軸結(jié)合且受壓面積小于所述缸體的圓筒內(nèi)面截面積的第1活塞、和與所述可動(dòng)軸接合且通過(guò)壓力流體的壓力間接地使所述第1活塞移動(dòng)的第2活塞，通過(guò)向所述缸體上具備的第1操作端口供給所述壓力流體，所述第1活塞和所述第2活塞受壓，所述第1活塞在所述第2活塞內(nèi)部所具備的凹部?jī)?nèi)壁上滑動(dòng)，所述第2活塞在所述缸體的圓筒部?jī)?nèi)壁面上滑動(dòng)，由此所述第1活塞和所述第2活塞移動(dòng)，在所述第2活塞與將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)的第2活塞用止動(dòng)件接觸時(shí)，由于所述第1活塞與將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)的第1活塞用止動(dòng)件之間具有空間，因而第1活塞進(jìn)一步朝著將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)移動(dòng)，僅所述第1活塞的推壓力成為對(duì)接觸所述閥座的所述密封部件施加的推壓載荷，將所述第1端口和所述第2端口隔斷。
2.一種真空閥，具有與閥本體連接且內(nèi)部具有可動(dòng)軸的缸體、形成于所述閥本體上的第1端口、形成于所述閥本體上并與所述第1端口連通的第2端口、在連通所述第1端口和所述第2端口的流路上形成的閥座、與所述可動(dòng)軸連接并帶有與所述閥座部接觸和離開(kāi)的密封部件的閥體，其特征在于，所述缸體具有與所述可動(dòng)軸結(jié)合且受壓面積小于所述缸體的圓筒內(nèi)面截面積的第1活塞、和與所述可動(dòng)軸接合且通過(guò)壓力流體的壓力間接地使所述第1活塞移動(dòng)的第2活塞，第1活塞處于所述第2活塞的內(nèi)側(cè)，所述第1活塞的外周與所述第2活塞的內(nèi)周通過(guò)撓性膜連接，通過(guò)向所述缸體上具備的第1操作端口供給所述壓力流體，所述第1活塞和所述第2活塞受壓而移動(dòng)，在所述第2活塞與將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)的第2活塞用止動(dòng)件接觸時(shí)，由于所述第1活塞與將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)的第1活塞用止動(dòng)件之間具有空間，因而第1活塞進(jìn)一步朝著將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)移動(dòng)，僅所述第1活塞的推壓力成為對(duì)接觸所述閥座的所述密封部件施加的推壓載荷，將所述第1端口和所述第2端口隔斷。
3.一種真空閥，具有與閥本體連接且內(nèi)部具有可動(dòng)軸的缸體、形成于所述閥本體上的第1端口、形成于所述閥本體上并與所述第1端口連通的第2端口、在連通所述第1端口和所述第2端口的流路上形成的閥座、與所述可動(dòng)軸連接并帶有與所述閥座部接觸和離開(kāi)的密封部件的閥體，其特征在于，所述缸體具有與所述可動(dòng)軸結(jié)合且受壓面積小于所述缸體的圓筒內(nèi)面截面積的第1活塞、和與所述可動(dòng)軸接合且通過(guò)壓力流體的壓力間接地使所述第1活塞移動(dòng)的第2活塞，通過(guò)向所述缸體上具備的第1操作端口供給所述壓力流體，所述第1活塞和所述第2活塞受壓，所述第1活塞在所述第2活塞上具備的凸部壁面上滑動(dòng)，所述第2活塞在所述缸體的圓筒部?jī)?nèi)壁面上滑動(dòng)，由此所述第1活塞和所述第2活塞移動(dòng)，在所述第2活塞與將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)的第2活塞用止動(dòng)件接觸時(shí)，由于所述第1活塞與將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)的第1活塞用止動(dòng)件之間具有空間，因而第1活塞進(jìn)一步朝著將所述第1端口和所述第2端口隔斷一側(cè)移動(dòng)，僅所述第1活塞的推壓力成為對(duì)接觸所述閥座的所述密封部件施加的推壓載荷，將所述第1端口和所述第2端口隔斷。
4.按照權(quán)利要求1～3任一所述的真空閥，其特征在于，所述第1活塞具有與所述缸體的所述圓筒部?jī)?nèi)壁面滑動(dòng)的支承部，所述支承部處于所述第1操作端口側(cè)，所述支承部上具有使所述壓力流體通過(guò)用的通氣孔。
5.按照權(quán)利要求1～3任一所述的真空閥，其特征在于，所述第2活塞由所述可動(dòng)軸穿過(guò)，并設(shè)于所述第1活塞與所述閥體之間，在所述可動(dòng)軸上具有與所述第2活塞接合用的卡定部，與所述第2活塞的接合部接合，所述第2活塞的所述接合部的厚度比從所述第1活塞的端面到所述卡定部的長(zhǎng)度小。
6.按照權(quán)利要求1～3任一所述的真空閥，其特征在于，所述第1活塞具有與所述缸體的所述圓筒部?jī)?nèi)壁面滑動(dòng)的支承部，所述支承部處于所述第1操作端口側(cè)，所述支承部上具有通過(guò)所述壓力流體用的通氣孔，所述第2活塞由所述可動(dòng)軸穿過(guò)，并設(shè)于所述第1活塞與所述閥體之間，在所述可動(dòng)軸上具有與所述第2活塞接合用的卡定部，與所述第2活塞的接合部接合，所述第2活塞的所述接合部的厚度比從所述第1活塞的端面到所述卡定部的長(zhǎng)度小。
全文摘要
本發(fā)明提供一種緊湊且壽命長(zhǎng)、低成本的真空閥。該真空閥1具有缸體部(12)、在閥本體(31)上具備的第1端口(32)、第2端口(33)、閥座部(34)和與可動(dòng)軸(23)連接且?guī)в信c閥座部(34)接觸或離開(kāi)的密封部件(35)的閥體(24)，缸體部(12)具有第1活塞(45)和第2活塞(46)，通過(guò)向第1操作端口(25)供給壓力流體，第1活塞(45)和第2活塞(46)受壓移動(dòng)，在第2活塞(46)與缸筒內(nèi)接觸面(21d)接觸時(shí)，由于第1活塞(45)與端部接觸面(45d)之間具有空間，第一活塞(45)進(jìn)一步朝隔斷第1端口(32)和第2端口(33)一側(cè)移動(dòng)，僅第1活塞(45)的推壓力成為對(duì)接觸閥座部(34)的密封部件(35)施加的壓力。
文檔編號(hào)F16K51/02GK1955519SQ20061013569
公開(kāi)日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2006年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月25日
發(fā)明者柳川正史, 生路教典, 池尾利洋 申請(qǐng)人:喜開(kāi)理株式會(huì)社