專利名稱：無滑動式閘閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種閘閥，其安裝在半導(dǎo)體處理裝置中的真空腔上，在與該真空腔連通的開口的開閉中使用，更詳細(xì)地說涉及能夠無滑動地開閉所述開口的無滑動式閘閥。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體處理裝置中，在與真空腔連通的開口的開閉中使用閘閥。該閘閥一般具有開閉開口的閥板、與該閥板連結(jié)的閥軸、和與該閥軸連結(jié)的氣缸，由該氣缸操作所述閥軸，由此，使所述閥板的閥密封件相對于所述開口周圍的閥座面接近分離地開閉該開口。所述閘閥有如下方式:通過以一點(diǎn)為支點(diǎn)使所述閥軸傾動來開閉操作閥板的方式；通過使所述閥軸及閥板相對于閥座面垂直地移動來開閉操作該閥板的方式。其中，在使閥軸傾斜來開閉操作閥板的方式的閘閥中，所述閥密封件與閥座面接觸之后，當(dāng)為了獲得規(guī)定的推壓力，繼續(xù)使閥軸傾動時(shí)，閥板相對于閥座面在沿著該座面的方向上位移，從而存在如下的可能性:在所述閥密封件和閥座面之間發(fā)生摩擦，或者閥密封件在安裝槽內(nèi)轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生磨損粉末，成為閥的清潔化的損害。與之相對，使閥軸及閥板相對于閥座面垂直地移動來開閉操作該閥板的方式的閘閥，由于在閥密封件和閥座面之間不發(fā)生摩擦，從而不用擔(dān)心產(chǎn)生磨損粉末。在下述的專利文獻(xiàn)I中公開了在閥密封件和閥座面之間不發(fā)生摩擦的無滑動的閘閥。該閘閥是在氣缸的驅(qū)動桿(推進(jìn)軸)和閥軸(閥棒)之間夾設(shè)多個(gè)連桿、凸輪隨動件和導(dǎo)向槽，使閥板從開放位置到與開口相對的位置相對于該開口周圍的閥座面平行地移動之后，再相對于該閥座面垂直地移動，由此關(guān)閉所述開口。專利文獻(xiàn)1:日本特開平11 - 351419號公報(bào)但是，在所述專利文獻(xiàn)I公開的閘閥中，組合多個(gè)連桿、凸輪隨動件和導(dǎo)向槽而構(gòu)成用于使所述閥板相對于閥座面垂直地移動的機(jī)構(gòu)，從而存在零件個(gè)數(shù)變多、構(gòu)造復(fù)雜、操作也復(fù)雜的難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無滑動式閘閥，僅將使用了凸輪的簡單的機(jī)構(gòu)夾設(shè)在氣缸的驅(qū)動桿和閥軸之間，就能夠使所述閥軸及閥板相對于閥座面垂直地移動來開閉開口。為實(shí)現(xiàn)所述目的，根據(jù)本發(fā)明提供一種閘閥，具有:被收容在具有開口的閥箱內(nèi)的閥板；安裝在該閥板上的閥密封件；與所述閥板連結(jié)的閥軸；將驅(qū)動桿連結(jié)于該閥軸的氣缸，通過由該氣缸使所述閥軸移動，由此，所述閥板從與所述開口非相對的全開位置，經(jīng)由與所述開口相對的相對位置，移動到將閥密封件壓抵在所述開口周圍的閥座面上而關(guān)閉該開口的關(guān)閉位置。該閘閥具有:能夠相對位移地連結(jié)所述驅(qū)動桿和閥軸的連結(jié)機(jī)構(gòu)；使所述閥板及閥軸從所述全開位置向相對位置與所述閥座面平行地移動的平行移動機(jī)構(gòu)；使所述閥板及閥軸從所述相對位置向關(guān)閉位置相對于所述閥座面垂直地移動的垂直移動機(jī)構(gòu)，所述連結(jié)機(jī)構(gòu)具有:被固定在所述驅(qū)動桿上的桿臂；被固定在所述閥軸上的杠桿部件；被夾設(shè)在該杠桿部件和所述桿臂之間的壓縮彈簧，所述平行移動機(jī)構(gòu)具有:以分別與所述杠桿部件的左側(cè)面和右側(cè)面面對的方式被固定在所述桿臂上的左右一對凸輪框架；與所述閥座面平行地形成在各凸輪框架上的導(dǎo)向槽；被安裝在左右一對輥框架上并嵌合于所述導(dǎo)向槽的導(dǎo)向輥，所述左右一對輥框架固定于安裝有所述閥箱的閥蓋上，所述垂直移動機(jī)構(gòu)具有:凸輪槽，以相對于所述閥座面傾斜的朝向形成在所述一對凸輪框架的每一個(gè)上；凸輪輥，分別被安裝在所述杠桿部件的左側(cè)面和右側(cè)面上并嵌合于所述凸輪槽。在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，在所述一對凸輪框架的每一個(gè)上形成有一個(gè)所述導(dǎo)向槽和兩個(gè)所述凸輪槽，在所述杠桿部件的左側(cè)面和右側(cè)面分別安裝有兩個(gè)所述凸輪輥。在該情況下，優(yōu)選的是，所述導(dǎo)向槽與所述閥軸的軸線平行地形成，所述兩個(gè)凸輪槽和嵌合于該凸輪槽的所述兩個(gè)凸輪輥沿所述閥軸的軸線方向被配置成兩級。在本發(fā)明中，也可以在所述凸輪框架的寬度方向的一個(gè)半側(cè)形成有所述導(dǎo)向槽，在所述凸輪框架的寬度方向的另一個(gè)半側(cè)形成有所述凸輪槽，或者，也可以在所述凸輪框架的與所述輥框架面對的外表面上形成有所述導(dǎo)向槽，在所述凸輪框架的與所述杠桿部件面對的內(nèi)表面上形成有所述凸輪槽。在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述導(dǎo)向槽是一端開放的槽，在所述左右的輥框架的每一個(gè)上安裝有多個(gè)所述導(dǎo)向輥，在所述閥板的全開位置，至少一個(gè)導(dǎo)向輥嵌合于所述導(dǎo)向槽，在所述閥板的相對位置及關(guān)閉位置，全部的導(dǎo)向輥嵌合于所述導(dǎo)向槽。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，被配置成兩級的所述凸輪槽是接近所述閥板的第一凸輪槽和遠(yuǎn)離所述閥板的第二凸輪槽，所述第一凸輪槽和第二凸輪槽相對于所述閥軸的軸線的傾斜角度相互相等。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，被配置成兩級的所述凸輪槽是接近所述閥板的第一凸輪槽和遠(yuǎn)離所述閥板的第二凸輪槽，該第二凸輪槽具有相對于所述閥軸的軸線的傾斜角度相互不同的第一槽部分及第二槽部分，該第二槽部分位于比所述第一槽部分更遠(yuǎn)離閥板的位置，該第二槽部分的傾斜角度比所述第一凸輪槽相對于閥軸的軸線的傾斜角度大。另外，在本發(fā)明中，所述氣缸也可以以固定在所述閥蓋上的狀態(tài)分別在所述閥軸的左側(cè)和右側(cè)各設(shè)置一個(gè)，在從兩個(gè)氣缸延伸出的兩個(gè)所述驅(qū)動桿上安裝有所述桿臂，氣缸殼體兼用作所述輥框架。本發(fā)明的閘閥是使閥板相對于閥座面垂直地移動而使閥密封件相對于該閥座面接近分離的方式，從而不會存在在該閥密封件和閥座面之間發(fā)生摩擦，或者閥密封件在安裝槽內(nèi)轉(zhuǎn)動的情況，能夠可靠地防止磨損粉末的產(chǎn)生。而且，通過將使用了凸輪的簡單的機(jī)構(gòu)夾設(shè)在驅(qū)動桿和閥軸之間，僅通過氣缸的直進(jìn)動作來實(shí)現(xiàn)所述閥板的開閉動作，從而操作機(jī)構(gòu)的構(gòu)造簡單，并且零件個(gè)數(shù)也少即可實(shí)現(xiàn)，密封力也大。


圖1是表示本發(fā)明的閘閥的第一實(shí)施方式的沿圖2的I 一 I線的剖視圖，左半部分表示閥板處于開閥位置的狀態(tài)，右半部分表示閥板處于相對位置的狀態(tài)。圖2是沿圖1的II — II線的剖視圖。
圖3是分解地表示圖1的關(guān)鍵部位的立體圖。圖4是圖1的左半部分側(cè)的縱剖視圖。圖5是圖1的右半部分側(cè)的縱剖視圖。圖6是表示閥板處于關(guān)閉位置的狀態(tài)的與圖1的右半部分同樣的剖視圖。圖7是圖6的縱剖視圖。圖8是表示閥板處于關(guān)閉位置時(shí)的停止輥和抵接部的位置關(guān)系的關(guān)鍵部位的側(cè)視圖。圖9是表示本發(fā)明的閘閥的第二實(shí)施方式的與圖1同樣的剖視圖，左半部分表示閥板處于開閥位置的狀態(tài)，右半部分表示閥板處于相對位置的狀態(tài)。圖10是在圖9中閥板移動到關(guān)閉位置的狀態(tài)的縱剖視圖。圖11是表示本發(fā)明的閘閥的第三實(shí)施方式的沿圖12的X1- XI線的剖視圖，左半部分表示閥板處于開閥位置的狀態(tài)，右半部分表示閥板處于相對位置的狀態(tài)。圖12是沿圖11的XI1- XII線的剖視圖。圖13是圖11的左半部分側(cè)的縱剖視圖。圖14是圖11的右半部分側(cè)的縱剖視圖。圖15是表示閥板處于關(guān)閉位置的狀態(tài)的與圖11的右半部分同樣的剖視圖。圖16是圖15的縱剖視圖。圖17是簡化地表示本發(fā)明的閘閥的第四實(shí)施方式的關(guān)鍵部位的側(cè)視圖，表示閥板處于相對位置的狀態(tài)。圖18是表示閥板從圖17的位置移動到關(guān)閉位置的狀態(tài)的側(cè)視圖。圖19是為與圖18進(jìn)行對比，表示在第一 第三實(shí)施方式的閘閥中閥板處于相對位置的狀態(tài)的側(cè)視圖。附圖標(biāo)記的說明1A、1B、1C、1D 閘閥2 閥箱3 開口5 閥板6 閥密封件7 閥軸8 氣缸9 驅(qū)動桿10 閥座面12 杠桿部件24 桿臂25 壓縮彈簧28 凸輪框架29 導(dǎo)向槽30a、30b 凸輪槽30c第一槽部分
30d第二槽部分3 la、3 Ib 導(dǎo)向輥32輥框架33a、33b 凸輪輥LI閥軸的軸線Θ、Θ1、Θ2 傾斜角度
具體實(shí)施例方式圖廣圖8表示本發(fā)明的無滑動式閘閥的第一實(shí)施方式。該閘閥IA被安裝于半導(dǎo)體處理裝置中的真空腔來開閉與該真空腔連通的開口，并具有:具有所述開口 3的閥箱2 ;被收容在該閥箱2內(nèi)的閥板5 ;被安裝在該閥板5上的閥密封件6 ;與所述閥板5連結(jié)的閥軸7 ;將驅(qū)動桿9連結(jié)在該閥軸7上的氣缸8，通過該氣缸8使所述閥軸7移動，由此，使所述閥板5處于如下位置:在與所述開口 3非相對的位置使該開口 3成為全開的全開位置(參照圖1左半部分及圖4);與所述開口 3相對但未關(guān)閉的相對位置(參照圖1右半部分及圖5);將閥密封件6壓抵在所述開口 3周圍的閥座面10并關(guān)閉該開口 3的關(guān)閉位置(參照圖6及圖7)。所述閥箱2從圖1及圖4可知呈方形箱狀，在相對的前后的壁2a、2b上形成有橫長的矩形的所述開口 3和開口 4，在該閥箱2的內(nèi)部收容有開閉前方的壁2a的開口 3的橫長的矩形的所述閥板5。在所述前方的壁2a的內(nèi)表面形成有由圍繞所述開口 3的矩形或橢圓形的平坦面構(gòu)成的所述閥座面10，在所述閥板5的前面安裝有與所述閥座面10抵接來關(guān)閉所述開口 3的矩形或橢圓形的所述閥密封件6。在所述閥板5的中央部連結(jié)呈圓柱狀的所述閥軸7的上端，該閥軸7的下端部貫穿被氣密地固定在所述閥箱2的底部的閥蓋11的中央的筒部11a，并從所述閥箱2向下延伸，在該下端部固定有具有矩形的截面形狀的杠桿部件12。該杠桿部件12的下端部從所述閥軸7的下端部向下方稍微突出。所述閥軸7的軸線LI與所述閥座面10平行。在所述閥蓋11的筒部Ila的端部以向該筒部Ila的內(nèi)周側(cè)伸出的方式安裝的環(huán)狀的安裝部件15、和在所述閥軸7的外周上在與所述閥板5接近的位置安裝的環(huán)狀的安裝部件16，分別氣密地連結(jié)通過所述閥軸7的上下移動而伸縮的波紋管17的一端和另一端，通過該波紋管17將閥箱2的內(nèi)部與外部完全地切斷。在所述閥蓋11的下表面的隔著所述閥軸7相對的位置，以使驅(qū)動桿9的軸線L2與所述閥軸7的軸線LI平行的姿勢安裝有兩個(gè)所述氣缸8。所述氣缸8具有:外周面的形狀為矩形的氣缸殼體21 ;沿所述軸線L2方向自由滑動地收容在該氣缸殼體21的內(nèi)部的活塞22 ;上端與該活塞22連結(jié)的所述驅(qū)動桿9，所述氣缸殼體21的上端被固定在所述閥蓋11上，所述驅(qū)動桿9從安裝在該氣缸殼體21的下端上的端板23向下延伸。在從所述兩個(gè)氣缸8延伸的兩個(gè)驅(qū)動桿9、9的下端固定有呈板狀的桿臂24的一端和另一端。該桿臂24水平地延伸到比所述閥軸7及杠桿部件12的下端更靠下方的位置，在形成在該桿臂24的中央上表面上的凹狀的彈簧座24a和形成在所述杠桿部件12的下表面中央的凹狀的彈簧座12a之間夾設(shè)有壓縮彈簧25。
還參照圖3，左右一對凸輪框架28、28在分別與所述杠桿部件12的左側(cè)面及右側(cè)面面對的配置與所述閥軸7的軸線LI平行地被固定在所述桿臂24的上表面，在各凸輪框架28上，以貫穿該凸輪框架28的狀態(tài)形成有一個(gè)導(dǎo)向槽29和兩個(gè)凸輪槽30a、30b。所述導(dǎo)向槽29在所述凸輪框架28的寬度方向的一個(gè)半側(cè)，與所述閥軸7的軸線LI平行地形成，該導(dǎo)向槽29的上端向外部開放。該導(dǎo)向槽29的槽寬在全長范圍內(nèi)是恒定的。該導(dǎo)向槽29也可以在所述凸輪框架28的朝向所述氣缸8 一側(cè)的外表面?zhèn)?，以不貫穿該凸輪框?8的狀態(tài)形成。另一方面，所述凸輪槽30a、30b是相對于所述閥軸7的軸線LI傾斜的恒定槽寬的呈直線狀的槽，沿越趨向下方越接近所述閥座面10的方向傾斜。而且，兩個(gè)凸輪槽30a、30b在所述凸輪框架28的寬度方向的另一個(gè)半側(cè)，以相互沿相同方向以相同角度傾斜而相互平行的姿勢，沿所述閥軸7的軸線LI方向兩級地配置。在所述兩個(gè)氣缸8、8中的氣缸殼體21的朝向所述閥軸7側(cè)的內(nèi)側(cè)面，分別安裝有與所述導(dǎo)向槽29嵌合的兩個(gè)相同大小的導(dǎo)向輥31a、31b。這兩個(gè)導(dǎo)向輥31a、31b被配置在上下分離的位置，并在所述閥板5及閥軸7處于所述全開位置時(shí)，僅下方的第一導(dǎo)向輥31a與所述凸輪框架28的導(dǎo)向槽29嵌合，所述閥板5及閥軸7朝向所述相對位置移動時(shí)，在該相對位置附近，所述第二導(dǎo)向棍31b也嵌合于所述導(dǎo)向槽29,通過該導(dǎo)向棍31a、31b,在與所述閥座面10平行地保持所述閥軸7的軸線LI的狀態(tài)下，該閥軸7及閥板5從所述全開位置到所述相對位置與所述閥座面10平行地移動。因此，所述凸輪框架28、導(dǎo)向槽29和導(dǎo)向輥31a、31b構(gòu)成了用于使所述閥軸7及閥板5從所述全開位置朝向相對位置與所述閥座面10平行地移動的平行移動機(jī)構(gòu)。此外，所述氣缸殼體21的一部分兼用作用于安裝所述導(dǎo)向輥31a、31b的輥框架。因此，在以下的說明中，還將安裝有氣缸殼體21的所述導(dǎo)向輥31a、31b的部分稱為“輥框架32”。但是，該輥框架32也可以與所述氣缸殼體21分體地形成。另外，在所述杠桿部件12的左側(cè)面及右側(cè)面分別安裝有與所述凸輪框架28的兩個(gè)凸輪槽30a、30b嵌合的兩個(gè)凸輪輥33a、33b。這兩個(gè)凸輪輥33a、33b被配置在上下分離的位置，并單個(gè)地與所述兩個(gè)凸輪槽30a、30b嵌合，在所述全開位置及相對位置，通過所述壓縮彈簧25的彈簧力被壓抵在各凸輪槽30a、30b的上端。而且，在通過后述的停止機(jī)構(gòu)使所述閥軸7停止在所述相對位置的狀態(tài)下，當(dāng)所述凸輪框架28上升時(shí)，通過所述凸輪槽30a、30b的上升，所述凸輪輥33a、33b被推壓到傾斜的該凸輪槽30a、30b并向接近所述閥座面10的方向相對于該閥座面10垂直地移動，隨之，所述閥軸7及閥板5也向相同方向移動,所述閥板5的閥密封件6被壓抵在所述閥座面10，該閥板5處于所述關(guān)閉位置。因此，所述凸輪槽30a、30b和所述凸輪輥33a、33b構(gòu)成了用于使所述閥軸7及閥板5相對于所述閥座面10垂直地移動的垂直移動機(jī)構(gòu)。所述停止機(jī)構(gòu)由被安裝在所述杠桿部件12上的停止輥36、和形成在所述輥框架32上的抵接部37構(gòu)成。所述停止輥36同軸狀地被安裝在上方的第一凸輪輥33a的外側(cè)，并形成為直徑比該第一凸輪輥33a小。但是，該停止輥36也可以與所述第一凸輪輥33a的直徑相同。從圖8可知，所述抵接部37在形成于所述輥框架32的內(nèi)側(cè)面上的凹槽38的上端部形成，所述停止輥36嵌合在該凹槽38內(nèi)。所述凹槽38與所述閥軸7的軸線LI平行地延伸，在所述閥軸7從所述全開位置向所述相對位置移動時(shí)，所述停止輥36與所述抵接部37抵接，所述閥軸7停止在該位置。在所述抵接部37形成有相對于所述閥座面10垂直的平坦面37a，在所述停止輥36與該抵接部37抵接之后，所述閥軸7從所述相對位置向關(guān)閉位置移動時(shí)，該停止輥36能夠相對于所述抵接部37向與所述閥軸7相同的方向沿所述平坦面37a移動。由此，在所述凹槽38的上端部形成有用于接受移動來的所述停止輥36的橫槽部38a。這里，夾設(shè)在所述桿臂24和杠桿部件12之間的所述壓縮彈簧25具有能夠支承所述閥板5、閥軸7及杠桿部件12的重量的彈簧力，通過該彈簧力將前凸輪輥33a、33b壓抵在凸輪槽30a、30b的上端，由此，在所述閥板5從所述全開位置向相對位置移動時(shí)，使所述閥軸7和桿臂24成為一體化，所述閥板5從所述相對位置向所述關(guān)閉位置移動時(shí)被壓縮并允許所述閥軸7和桿臂24的相對移動。因此，該壓縮彈簧25與所述杠桿部件12及所述桿臂24 一起構(gòu)成了用于以能夠相對位移的方式連結(jié)所述閥軸7和驅(qū)動桿9的連結(jié)機(jī)構(gòu)。以下，對于具有所述結(jié)構(gòu)的閘閥IA的動作進(jìn)行說明。圖1左半部分及圖4是所述閥板5從開口 3分離并處于退避到閥箱2的下端部的全開位置的狀態(tài)。此時(shí)，氣缸8的驅(qū)動桿9向下完全地伸展，閥軸7及閥板5處于最大限度下降的位置，通過所述壓縮彈簧25的彈簧力將各凸輪輥33a、33b壓抵在各凸輪槽30a、30b的上端，由此，所述驅(qū)動桿9和閥軸7處于借助所述桿臂24、凸輪框架28和杠桿部件12成為一體的狀態(tài)，另外，兩個(gè)導(dǎo)向輥31a、31b中的下方的第一導(dǎo)向輥31a嵌合在導(dǎo)向槽29內(nèi)，所述停止輥36從抵接部37分離并位于凹槽38的下部。此外，在以下的說明中，將相互處于固定關(guān)系的所述驅(qū)動桿9、桿臂24和凸輪框架28稱為“桿側(cè)組件”，同樣地將處于固定關(guān)系的所述杠桿部件12、閥軸7和閥板5稱為“軸側(cè)組件”。從所述全開位置的狀態(tài)，將氣缸8的上部端口 8a向外部開放，并且向下部端口 Sb供給壓力空氣而使所述驅(qū)動桿9時(shí)，所述桿側(cè)組件和軸側(cè)組件相互成為一體并上升，如圖1右半部分及圖5所示，所述閥板5與開口 3相對，而閥密封件6達(dá)到從閥座面10分離的所述相對位置。此時(shí)，在所述桿側(cè)組件及軸側(cè)組件的上升初期，如圖4所示，通過與導(dǎo)向槽29嵌合的下方的第一導(dǎo)向輥31a引導(dǎo)凸輪框架28，由此，在與所述閥座面10平行地保持所述閥軸7的軸線LI的狀態(tài)下，進(jìn)行所述桿側(cè)組件及軸側(cè)組件相對于所述閥座面10的平行移動。而且，當(dāng)所述桿側(cè)組件及軸側(cè)組件接近所述相對位置時(shí)，如圖5所示，所述第二導(dǎo)向輥31b也嵌合于所述導(dǎo)向槽29，通過這兩個(gè)導(dǎo)向輥31a、31b引導(dǎo)所述桿側(cè)組件及軸側(cè)組件的平行移動。當(dāng)所述桿側(cè)組件及軸側(cè)組件到達(dá)所述相對位置時(shí)，還如圖8的點(diǎn)劃線所示，所述停止輥36與所述凹槽38的上端的抵接部37抵接，由此，所述軸側(cè)組件停止在該位置。但是，由于此后所述桿側(cè)組件對壓縮彈簧25進(jìn)行壓縮進(jìn)一步繼續(xù)上升，從而形成在所述凸輪框架28上的凸輪槽30a、30b相對于所述凸輪輥33a、33b上升。由此，該凸輪輥33a、33b被推壓在傾斜的所述凸輪槽30a、30b的槽壁并向接近所述閥座面10的方向相對于該閥座面10垂直地移動，所述軸側(cè)組件也與該凸輪輥33a、33b—起向相同方向移動，從而如圖6及圖7所示，所述閥板5的閥密封件6被壓抵在所述閥座面10并關(guān)閉所述開口 3，該閥板5處于關(guān)閉位置。此時(shí)，所述桿側(cè)組件從所述相對位置向關(guān)閉位置的移動是通過兩個(gè)導(dǎo)向輥31a、31b引導(dǎo)凸輪框架28而與所述閥座面10平行地進(jìn)行，另外，所述閥密封件6被壓抵在閥座面10時(shí)的反力通過所述凸輪框架28被所述兩個(gè)導(dǎo)向輥31a、31b承受。另外，所述停止輥36如圖8的實(shí)線所示地沿所述抵接部37的平坦面37a向與所述第一凸輪棍33a相同的方向移動，并被收容在所述橫槽部38a內(nèi)。此外，在所述閥板5處于所述關(guān)閉位置時(shí)，所述凸輪輥33a、33b不限于必須移動到與所述凸輪槽30a、30b的下端抵接的位置，有時(shí)也與閥密封件6的推壓力相應(yīng)地停止在比該凸輪槽30a、30b的下端更靠近前側(cè)的位置。在開放所述閘閥IA時(shí)，將所述氣缸8的下部端口 Sb向外部開放，并且向上部端口8a供給壓力空氣，由此，進(jìn)行與關(guān)閉所述閘閥IA時(shí)相反的動作。此時(shí)，最初，在保持通過所述壓縮彈簧25的彈簧力使所述停止輥36與抵接部37抵接的狀態(tài)下，與所述桿側(cè)組件下降的同時(shí)，所述壓縮彈簧25逐漸伸展，從而所述凸輪框架28及凸輪槽30a、30b下降，所述凸輪輥33a、33b從閥座面10垂直地向分離的方向移動，由此，所述閥密封件6也相對于該閥座面10垂直地分離，所述桿側(cè)組件向圖1右半部分及圖5所示的相對位置移動。然后，所述驅(qū)動桿9進(jìn)一步下降，由此，所述桿側(cè)組件和軸側(cè)組件成為一體并移動到圖1左半部分及圖4的全開位置。而且，所述閘閥IA的閥板5相對于閥座面10垂直地移動并使閥密封件6相對于該閥座面10垂直地接近分離，從而不會存在在該閥密封件6和閥座面10之間發(fā)生摩擦，或者閥密封件6在安裝槽內(nèi)轉(zhuǎn)動的情況，能夠可靠地防止磨損粉末的發(fā)生。而且，將使用了凸輪槽30a、30b和凸輪輥33a、33b的簡單的方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)夾設(shè)在驅(qū)動桿9和閥軸7之間，由此，通過氣缸8的直進(jìn)動作實(shí)現(xiàn)所述閥板5相對于所述閥座面10的垂直方向的開閉動作，從而用于開閉操作的構(gòu)造簡單且零件個(gè)數(shù)也少地即可實(shí)現(xiàn)。圖9及圖10表示本發(fā)明的閘閥的第二實(shí)施方式，該第二實(shí)施方式的閘閥IB與所述第一實(shí)施方式的閘閥IA的不同點(diǎn)是，構(gòu)成停止機(jī)構(gòu)的停止輥36及抵接部37中的所述停止輥36與安裝在杠桿部件12上的上下兩個(gè)凸輪輥33a、33b中的下方的第二凸輪輥33b同軸地被安裝，所述抵接部37由輥框架32的下端的凹臺階部40形成，以及波紋管17的配置不同。S卩，所述凹臺階部40是將所述輥框架32的內(nèi)側(cè)面下端部的一部分以凹狀切掉，并將該一部分作成所述抵接部37及平坦面37a。另外，所述波紋管17的上端被氣密地連結(jié)于固定在閥蓋11的內(nèi)周面上的環(huán)狀的安裝部件41，該波紋管17的下端被氣密地連結(jié)在與閥軸7 —體的杠桿部件12的上端。該第二實(shí)施方式的上述以外的結(jié)構(gòu)及動作與所述第一實(shí)施方式實(shí)質(zhì)相同，從而對于主要的相同的構(gòu)成部分標(biāo)注與第一實(shí)施方式相同的附圖標(biāo)記，并省略其說明。圖11 圖16表示本發(fā)明的閘閥的第三實(shí)施方式，本第三實(shí)施方式的閘閥IC與所述第一實(shí)施方式的閘閥IA不同的部分是構(gòu)成平行移動機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向槽29和導(dǎo)向棍31a、31b、構(gòu)成垂直移動機(jī)構(gòu)的凸輪槽30a、30b和凸輪輥33a、33b、以及構(gòu)成停止機(jī)構(gòu)的停止輥36和抵接部37的結(jié)構(gòu)。因此，在以下的說明中，關(guān)于與這些水平移動機(jī)構(gòu)、垂直移動機(jī)構(gòu)和停止機(jī)構(gòu)相關(guān)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。如圖11及圖12所示，在固定在桿臂24上的一對凸輪框架28每一個(gè)上，在其外側(cè)面和內(nèi)側(cè)面的在相互背對背的位置形成有所述導(dǎo)向槽29和凸輪槽30a、30b。S卩，在所述凸輪框架28的與輥框架32面對的外側(cè)面，一個(gè)導(dǎo)向槽29沿閥軸7的軸線LI在上下方向上形成，在所述凸輪框架28的與杠桿部件12面對的內(nèi)側(cè)面，傾斜的兩個(gè)凸輪槽30a、30b以上下兩級地形成。所述凸輪槽30a、30b及導(dǎo)向槽29的深度比所述凸輪框架28的厚度的一半淺。所述導(dǎo)向槽29和凸輪槽30a、30b的位置也可以沿凸輪框架28的寬度方向相互錯(cuò)位。而且，在所述輥框架32的內(nèi)側(cè)面上，安裝有與所述導(dǎo)向槽29嵌合的兩個(gè)導(dǎo)向輥31a、31b，在所述杠桿部件12的外側(cè)面上，安裝有單個(gè)地與所述兩個(gè)凸輪槽30a、30b嵌合的兩個(gè)凸輪輥33a、33b。所述凸輪框架28偏向所述桿臂24的靠寬度方向一端的位置地被固定在此位置，與該凸輪框架28對應(yīng)地，所述導(dǎo)向輥31a、31b及凸輪輥33a、33b也偏向所述輥框架32及杠桿部件12的靠寬度方向一端的位置地被安裝在此位置。另外，在所述輥框架32的內(nèi)側(cè)面，在不與所述凸輪框架28沖突的位置安裝有停止輥36，在所述杠桿部件12的左右兩側(cè)面，在與所述停止輥36對應(yīng)的位置形成有上表面呈水平的平坦面37a的伸出部12b，通過該伸出部12b形成供所述停止輥36抵接的抵接部37。上述以外的結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上與所述第一實(shí)施方式相同，從而對于主要的相同的構(gòu)成部分標(biāo)注與第一實(shí)施方式相同的附圖標(biāo)記，并省略其說明。對于所述第三實(shí)施方式的閘閥IC的閉閥動作，與所述第一實(shí)施方式的閘閥IA同樣地，從圖11左半部分及圖13所示的全開位置的狀態(tài)，經(jīng)由圖11右半部分及圖14所示的相對位置的狀態(tài)，達(dá)到圖15及圖16所示的關(guān)閉位置的狀態(tài)，由此進(jìn)行所述第三實(shí)施方式的閘閥IC的閉閥動作，開閥動作通過與其相反的路徑進(jìn)行。此時(shí)，通過所述導(dǎo)向槽29及導(dǎo)向輥31a、31b引導(dǎo)桿側(cè)組件及軸側(cè)組件相對于閥座面10的平行移動，通過所述凸輪槽30a、30b及凸輪輥33a、33b引導(dǎo)軸側(cè)組件相對于閥座面10的垂直移動。這點(diǎn)也與所述第一實(shí)施方式的閘閥IA相同。另一方面，關(guān)于構(gòu)成停止機(jī)構(gòu)的停止輥36及抵接部37，當(dāng)固定在所述閥軸7上的杠桿部件12從所述全開位置上升到相對位置時(shí)，形成在該杠桿部件12上的所述抵接部37的上表面與安裝在安裝框架32上的所述停止輥36抵接，該杠桿部件12停止在該位置。而且，當(dāng)經(jīng)由所述垂直移動機(jī)構(gòu)的作用，閥軸7朝向關(guān)閉位置移動時(shí)，所述杠桿部件12相對于所述停止輥36向所述關(guān)閉位置的方向相對移動。圖17及圖18是簡化地表示第四實(shí)施方式的閘閥ID的關(guān)鍵部位的側(cè)視圖。本第四實(shí)施方式的閘閥ID與所述第一 第三實(shí)施方式的閘閥IAlC的不同點(diǎn)是凸輪槽30a、30b的形狀，尤其是第二凸輪槽30b的形狀，通過使該第二凸輪槽30b的形狀與所述第一 第三實(shí)施方式的閘閥IAlC的第二凸輪槽30b的形狀不同，而減小開閉操作閥板5的氣缸(未圖示)的需要推力。以下，對于本第四實(shí)施方式的閘閥ID與所述第一 第三實(shí)施方式的閘閥IAlC不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。如圖17所示，在凸輪框架28上，兩個(gè)所述凸輪槽30a、30b沿閥軸7的軸線LI方向被配置成兩級，安裝在杠桿部件12上的兩個(gè)凸輪輥33a、33b單個(gè)地嵌合于該凸輪槽30a、30b。所述兩個(gè)凸輪槽30a、30b中的接近閥板5的第一凸輪槽30a是具有恒定槽寬的直線狀的槽，該第一凸輪槽30a相對于所述軸線LI的傾斜角度是Θ。此外，在圖示的實(shí)施方式中，所述凸輪框架28的側(cè)面28a與閥軸7的軸線LI平行，從而將槽壁相對于該側(cè)面28a的傾斜角度作為第一凸輪槽30a的傾斜角度Θ表示。對于以下說明的第二凸輪槽30b也相同。另一方面，遠(yuǎn)離所述閥板5的所述第二凸輪槽30b具有槽寬相互相同且傾斜角度相互不同的第一槽部分30c和第二槽部分30d，處于接近閥板5的一側(cè)的所述第一槽部分30c的傾斜角度Θ I比所述第一凸輪槽30a的傾斜角度Θ小，處于遠(yuǎn)離閥板5的一側(cè)的所述第二槽部分30d的傾斜角度Θ 2比所述第一凸輪槽30a的傾斜角度Θ大。但是，所述第一槽部分30c的傾斜角度Θ I也可以與第一凸輪槽30a的傾斜角度Θ相等。本第四實(shí)施方式的閘閥ID的上述以外的結(jié)構(gòu)與所述第一 第三實(shí)施方式的閘閥IAlC中的任意結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上相同。因此，對于上述以外的結(jié)構(gòu)中的圖17及圖18所示的部分，標(biāo)注與第一 第三實(shí)施方式的閘閥IAlC相同的附圖標(biāo)記，對于該閘閥ID的作用，如下所述。圖17表示閥板5處于與閥箱2的開口 3相對但未關(guān)閉該開口 3的位置即相對位置的狀態(tài)。此時(shí)，一體關(guān)系的閥板5、閥軸7和杠桿部件12處于被限制了進(jìn)一步上升的狀態(tài)，所述兩個(gè)凸輪輥33a、33b中的第一凸輪輥33a位于所述第一凸輪槽30a的上端部，第二凸輪輥33b位于第二凸輪槽30b中的所述第一槽部分30c的上端部，安裝在輥框架(未圖示)上的兩個(gè)導(dǎo)向輥31a、31b嵌合在形成于所述凸輪框架28的導(dǎo)向槽29內(nèi)。從圖17的狀態(tài)開始，當(dāng)通過氣缸驅(qū)動的所述凸輪框架28被嵌合于導(dǎo)向槽29的所述導(dǎo)向輥31a、31b引導(dǎo)并向軸線LI方向上升時(shí)，如圖18所示，所述凸輪輥33a、33b被推壓在傾斜的凸輪槽30a、30b并向圖中的左方向移動，從而所述杠桿部件12、閥軸7和閥板5成為一體并向閥座面10的方向相對于該閥座面10垂直地移動，閥密封件6被壓接于所述閥座面10并關(guān)閉所述開口 3，所述閥板5處于關(guān)閉位置。此時(shí)，第二凸輪輥33b位于第二凸輪槽30b中的所述第二槽部分30d內(nèi)。以下，關(guān)于所述閥板5關(guān)閉開口 3時(shí)作用于所述凸輪框架28的氣缸的推力，對第一 第三實(shí)施方式的閘閥IAlC的情況和第四實(shí)施方式的閘閥ID的情況進(jìn)行比較地如下說明。圖19是在所述第一 第三實(shí)施方式的閘閥1A 1C中，閥板5處于關(guān)閉開口 3的關(guān)閉位置的情況下的關(guān)鍵部位的側(cè)視圖。此時(shí)，開口 3側(cè)為大氣壓P1，閥板5的背面?zhèn)葹檎婵諌篜2。在該圖中，當(dāng)設(shè)閥密封件6對于閥座面10的壓接力為W、從閥座面10的中央到第一凸輪槽30a的力作用于第一凸輪輥33a的作用點(diǎn)Tl之間的距離為D1、從該作用點(diǎn)Tl到第二凸輪槽30b的力作用于第二凸輪輥33b的作用點(diǎn)T2之間的距離為D2時(shí)，施加在所述作用點(diǎn)T2的負(fù)荷W2成為W2 = WXDl / D2，施加在所述作用點(diǎn)Tl的負(fù)荷Wl與所述W2反向且成為Wl = W + WZ0另外，被氣缸的推力Fe推壓的所述凸輪框架28在第一凸輪槽30a的所述作用點(diǎn)Tl承受所述負(fù)荷W1，從而在所述作用點(diǎn)Tl的相反側(cè)的槽壁和第一凸輪輥33a之間產(chǎn)生的小的間隙。由此，所述第一凸輪槽30a實(shí)施的與閥座面10平行的方向的力Fl成為Fl=-WlXtan Θ ,這成為相對于所述推力Fe的反力。另一方面，第二凸輪槽30b的所述作用點(diǎn)T2處于與所述第一凸輪槽30a的作用點(diǎn)Tl相反的槽壁側(cè)，該第二凸輪槽30b實(shí)施的與閥座面10平行方向的力F2成為F2 = +W2 Xtane ,其作用于與所述推力Fe相同的方向。因此，氣缸的需要推力Fe成為Fe = Fl —F2。與此相對，在第四實(shí)施方式的閘閥ID的情況下，如圖18所示，第二凸輪輥33b位于第二凸輪槽30b的第二槽部分30d內(nèi)，由此，該第二凸輪槽30b實(shí)施的與閥座面10平行的方向的力F2’成為F2’ =+W2Xtan0 2。這里，由于Θ2> Θ，所以即使所述W、W1、W2、D1、D2的關(guān)系與圖19的情況相同，所述力F2’也比圖19中的F2大，因此，氣缸的需要推力Fe’ = Fl — F2’的值變得比圖19中的Fe的值小。其結(jié)果是，作為所述氣缸能夠使用推力比第一 第三實(shí)施方式的情況小的小型的氣缸。另外，在所述閥板5向所述關(guān)閉位置移動，閥板5的背面?zhèn)葹檎婵諌篜2，開口 3側(cè)為大氣壓Pl的情況下，通過閥密封件6的壓接力W的增加，施加在所述作用點(diǎn)Tl、T2的負(fù)荷W1、W2增加，凸輪框架28稍微下降，閥密封件6的壓縮量減少，但由于相互反向作用的力Fl和F2’之差Fl - F2’小，所以所述凸輪框架28的下降量變小到能夠無視的程度，閥密封件6的壓縮量的減少也變得極端小，從而能夠進(jìn)一步抑制泄漏。此外，在所述各實(shí)施方式中，為了閥板5的開閉操作而設(shè)置有兩個(gè)氣缸8，但也可以設(shè)置一個(gè)氣缸，將所述桿臂24連結(jié)在該氣缸的驅(qū)動桿上。另外，在所述各實(shí)施方式中也能夠如下的構(gòu)成:在左右的輥框架32的每一個(gè)上安裝有兩個(gè)導(dǎo)向輥31a、31b，但該導(dǎo)向輥也可以在各輥框架32上安裝三個(gè)以上，在閥板5的全開位置，除了一部分的導(dǎo)向輥以外的至少一個(gè)導(dǎo)向輥嵌合于凸輪框架28的導(dǎo)向槽29，在所述閥板5的相對位置及關(guān)閉位置，剩余的導(dǎo)向輥嵌合于所述導(dǎo)向槽29，由此，全部的導(dǎo)向輥嵌合于該導(dǎo)向槽29。另外，還能夠?qū)⑺龅谝粚?shí)施方式的閘閥中的波紋管17的配置適用于所述第二實(shí)施方式的閘閥，相反地，還能夠?qū)⑺龅诙?shí)施方式的閘閥中的波紋管17的配置適用于第一實(shí)施方式及第三實(shí)施方式的閘閥。而且，在不以真空狀態(tài)使用閘閥的情況下，還可以省略所述波紋管。
權(quán)利要求
1.一種無滑動式閘閥，具有:被收容在具有開口的閥箱內(nèi)的閥板；安裝在該閥板上的閥密封件；與所述閥板連結(jié)的閥軸；將驅(qū)動桿連結(jié)在該閥軸上的氣缸， 通過該氣缸使所述閥軸移動，由此，所述閥板從與所述開口成非相對的全開位置，經(jīng)由與所述開口相對的相對位置，移動到將閥密封件壓抵在所述開口周圍的閥座面上而關(guān)閉該開口的關(guān)閉位置，其特征在于， 所述閘閥具有:能夠相對位移地連結(jié)所述驅(qū)動桿和閥軸的連結(jié)機(jī)構(gòu)；使所述閥板及閥軸從所述全開位置向相對位置與所述閥座面平行地移動的平行移動機(jī)構(gòu)；使所述閥板及閥軸從所述相對位置向關(guān)閉位置相對于所述閥座面垂直地移動的垂直移動機(jī)構(gòu)， 所述連結(jié)機(jī)構(gòu)具有:被固定在所述驅(qū)動桿上的桿臂；被固定在所述閥軸上的杠桿部件；被夾設(shè)在該杠桿部件和所述桿臂之間的壓縮彈簧， 所述平行移動機(jī)構(gòu)具有:以分別與所述杠桿部件的左側(cè)面和右側(cè)面面對的方式被固定在所述桿臂上的左右一對凸輪框架；與所述閥座面平行地形成在各凸輪框架上的導(dǎo)向槽；被安裝在左右一對棍框架上并嵌合于所述導(dǎo)向槽的導(dǎo)向棍，所述左右一對棍框架固定于安裝有所述閥箱的閥蓋上， 所述垂直移動機(jī)構(gòu)具有:凸輪槽，以相對于所述閥座面傾斜的朝向形成在所述一對凸輪框架的每一個(gè)上；凸輪輥，分別被安裝在所述杠桿部件的左側(cè)面和右側(cè)面上并嵌合于所述凸輪槽。
2.按權(quán)利要求1所述的閘閥，其特征在于，在所述一對凸輪框架的每一個(gè)上形成有一個(gè)所述導(dǎo)向槽和兩個(gè)所述凸輪槽，在所述杠桿部件的左側(cè)面和右側(cè)面分別安裝有兩個(gè)所述凸輪棍。
3.按權(quán)利要求2所述的閘閥，其特征在于，所述導(dǎo)向槽與所述閥軸的軸線平行地形成，所述兩個(gè)凸輪槽和嵌合于該凸輪槽的所述兩個(gè)凸輪輥沿所述閥軸的軸線方向被配置成兩級。
4.按權(quán)利要求2或3所述的閘閥，其特征在于，在所述凸輪框架的寬度方向的一個(gè)半側(cè)形成有所述導(dǎo)向槽，在所述凸輪框架的寬度方向的另一個(gè)半側(cè)形成有所述凸輪槽。
5.按權(quán)利要求2或3所述的閘閥，其特征在于，在所述凸輪框架的與所述輥框架面對的外表面上形成有所述導(dǎo)向槽，在所述凸輪框架的與所述杠桿部件面對的內(nèi)表面上形成有所述凸輪槽。
6.按權(quán)利要求Γ3中任一項(xiàng)所述的閘閥，其特征在于，所述導(dǎo)向槽是一端開放的槽，在所述左右的輥框架的每一個(gè)上安裝有多個(gè)所述導(dǎo)向輥，在所述閥板的全開位置，至少一個(gè)導(dǎo)向輥嵌合于所述導(dǎo)向槽，在所述閥板的相對位置及關(guān)閉位置，全部的導(dǎo)向輥嵌合于所述導(dǎo)向槽。
7.按權(quán)利要求3所述的閘閥，其特征在于，被配置成兩級的所述凸輪槽是接近所述閥板的第一凸輪槽和遠(yuǎn)離所述閥板的第二凸輪槽，所述第一凸輪槽和第二凸輪槽相對于所述閥軸的軸線的傾斜角度相互相等。
8.按權(quán)利要求3所述的閘閥，其特征在于，被配置成兩級的所述凸輪槽是接近所述閥板的第一凸輪槽和遠(yuǎn)離所述閥板的第二凸輪槽，該第二凸輪槽具有相對于所述閥軸的軸線的傾斜角度相互不同的第一槽 部分及第二槽部分，該第二槽部分位于比所述第一槽部分更遠(yuǎn)離閥板的位置，該第二槽部分的傾斜角度比所述第一凸輪槽相對于閥軸的軸線的傾斜角度大。
9.按權(quán)利要求廣3中任一項(xiàng)所述的閘閥，其特征在于，所述氣缸以被固定在所述閥蓋上的狀態(tài)分別 在所述閥軸的左側(cè)和右側(cè)各設(shè)置一個(gè)，在從兩個(gè)氣缸延伸出的兩個(gè)所述驅(qū)動桿上安裝有所述桿臂，氣缸殼體兼用作所述輥框架。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無滑動式閘閥，在氣缸的驅(qū)動桿和閥軸之間夾設(shè)有由導(dǎo)向槽及導(dǎo)向輥構(gòu)成的平行移動機(jī)構(gòu)、和由凸輪槽及凸輪輥構(gòu)成的垂直移動機(jī)構(gòu)，通過由所述平行移動機(jī)構(gòu)使所述閥軸與閥座面平行地移動之后，由所述垂直移動機(jī)構(gòu)使其相對于所述閥座面垂直地移動，由此，使閥板的閥密封件相對于所述閥座面垂直地接近分離地開閉所述開口。
文檔編號F16K3/02GK103090030SQ201210432039
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者石垣恒雄, 下田洋己, 小川浩司 申請人:Smc株式會社