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公開番号2024132753
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-01
出願番号2023057997
出願日2023-03-31
発明の名称作動精度を向上させるゲートバルブ
出願人新莱應材科技有限公司
代理人Knowledge Partners弁理士法人
主分類F16K 3/18 20060101AFI20240920BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】作動精度を向上させるゲートバルブを提供する。
【解決手段】ゲートバルブは弁座、第一ピストンユニット、第二ピストンユニットおよびバルブを備える。弁座はバルブに対応する開口部を有する。第一ピストンユニットは弁座内に装着され、開口部を開放する第一位置と開口部を遮蔽する第二位置との間にバルブを流体の動力によって移動させる。第二ピストンユニットは弁座内に装着され、第二位置と開口部に密着する第三位置との間にバルブを流体の動力によって移動させる。弁座は内部に一つ以上の流路スイッチを有する。流路スイッチがオープンであれば、流体は第二ピストンユニットを作動させる。続いて第二ピストンユニットはバルブと弁座の開口部とを相互に密着させる。上述した構造特徴により、作動精度の向上および気密性の確保が実現できる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
弁座、第一ピストンユニット、第二ピストンユニット、バルブユニットおよび流路スイッチを備え、
前記弁座は開口部、軸孔、格納溝、第一ピストン溝および第二ピストン溝を有し、前記軸孔は軸方向が前記開口部の向きに垂直であり、前記格納溝は前記開口部と前記軸孔との間に形成され、前記第一ピストン溝は前記軸孔に接するように形成され、軸方向が前記開口部の向きに垂直であり、前記第二ピストン溝は前記格納溝に接するように形成され、軸方向が前記開口部の向きに平行であり、
前記弁座はさらに流体出入口、流入口、流出口、第一流路、第二流路、第三流路、第四流路、第五流路、第六流路および第七流路を有し、前記第一流路は前記流体出入口に繋がり、前記第二流路は前記第一流路に繋がり、前記第三流路は前記第一流路に繋がり、前記第四流路は前記第三流路に繋がり、前記第五流路は前記第四流路および前記流出口に繋がり、前記第六流路は前記流入口に繋がり、前記第七流路は前記第六流路に繋がり、流体は前記第一流路、前記第二流路、前記第三流路、前記第四流路、前記第五流路、前記第六流路および前記第七流路を流れ、
前記第一ピストンユニットは第一ピストン、第一チャンバー、第二チャンバー、第一ピストンシャフトおよび伝動ユニットを有し、前記第一ピストンは前記弁座の前記第一ピストン溝内に移動可能に装着され、前記第一チャンバーは前記第二流路に繋がるように前記第一ピストンの一端と前記第一ピストン溝の端部壁面との間に形成され、
前記流体が前記第一チャンバーに流れ込めば前記第一ピストンは前記流体の動力によって前記第一ピストン溝の軸方向に沿って前記弁座の前記開口部へ移動し、前記第二チャンバーは前記第七流路に繋がるように前記第一ピストンの外周面と前記第一ピストン溝の周壁との間に形成され、
前記流体が前記第二チャンバーに流れ込めば前記第一ピストンは前記流体の動力によって前記第一ピストン溝の軸方向に沿って前記弁座の前記開口部と逆方向に移動し、前記第一ピストンシャフトは一部分が前記弁座の前記格納溝に露出し、一端が前記第一ピストンに連結されたうえで前記第一ピストンの駆動力を受けて軸方向に沿って往復移動し、前記伝動ユニットは前記第一ピストン溝の軸方向に沿って移動できるように前記弁座の前記格納溝内に装着され、前記第二ピストン溝の軸方向に沿って移動できるように前記第一ピストンシャフトに連結され、前記伝動ユニットは前記第一ピストンシャフトによって駆動されたうえで前記第一ピストン溝の軸方向に沿って往復移動し、
前記第二ピストンユニットは第二ピストンシャフト、第二ピストン、第三チャンバーおよび第四チャンバーを有し、前記第二ピストンシャフトは前記伝動ユニットに嵌まり込んだうえで前記伝動ユニットを前記第一ピストン溝の軸方向に沿って移動させ、前記第二ピストンは前記弁座の前記第二ピストン溝内に移動可能に装着され、かつ前記第二ピストンシャフトに連結され、前記第三チャンバーおよび前記第四チャンバーは前記第二ピストンの相対する両端面と前記第二ピストン溝の相対する両端壁面との間に別々に形成され、前記第三チャンバーは前記第四流路に繋がり、前記第四チャンバーは前記第六流路に繋がり、
前記流体が前記第三チャンバーに流れ込めば前記第二ピストンは前記流体の動力によって前記第二ピストンシャフトを作動させたうえで前記第二ピストン溝の軸方向に沿って前記伝動ユニットを前記第一ピストンシャフトと逆方向に移動させ、
前記流体が前記第四チャンバーに流れ込めば前記第二ピストンは前記流体の動力によって前記第二ピストンシャフトを作動させたうえで前記第二ピストン溝の軸方向に沿って前記伝動ユニットを前記第一ピストンシャフトの方向へ移動させ、
前記バルブユニットは回転接続台座、ドライブシャフトおよびバルブを有し、前記回転接続台座は前記弁座の前記軸孔内に移動可能に装着され、前記ドライブシャフトは前記伝動ユニットに固定され、一端が前記弁座の前記軸孔を貫通して前記回転接続台座に連結されたうえで前記伝動ユニットとともに作動し、前記バルブは前記ドライブシャフトに連結されるため、前記ドライブシャフトの軸方向に沿って前記弁座の前記開口部を開放する第一位置と前記弁座の前記開口部を遮蔽する第二位置との間を移動することも、前記ドライブシャフトの回転によって前記第二位置と前記弁座の前記開口部に密着する第三位置との間を移動することもでき、
前記流路スイッチは前記第三流路と前記第四流路との連結箇所および前記第六流路と前記第七流路との連結箇所、またはいずれかの一つに配置され、前記流路スイッチがオープンであれば、前記流体を通過させることができることを特徴とするゲートバルブ。
続きを表示（約 2,700 文字）【請求項２】
前記流路スイッチは前記第三流路と前記第四流路との前記連結箇所に配置されることを特徴とする請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項３】
前記流路スイッチは第一流路スイッチであり、前記第一流路スイッチはスイッチ本体、バルブシャフト、前記バルブシャフトに被さる閉塞ユニットおよび弾性ユニットを有し、前記スイッチ本体は前記第三流路に繋がる流体導入孔と、前記第四流路に繋がる流体排出孔とを有し、前記バルブシャフトは前記スイッチ本体内に配置され、前記第一ピストンシャフトの駆動力によって閉位置から開位置まで移動し、前記弾性ユニットは前記バルブシャフトに弾力を生じ、前記バルブシャフトを前記閉位置に維持し、
前記バルブシャフトが前記閉位置に維持される際、前記流体導入孔から前記スイッチ本体に流れ込む前記流体は前記閉塞ユニットの妨害を受けるため、前記流体排出孔まで流れることができなく、
前記バルブシャフトが前記開位置に維持される際、前記流体導入孔から前記スイッチ本体に流れ込む前記流体は前記閉塞ユニットに妨害されず、前記流体排出孔まで流れることができることを特徴とする請求項２に記載のゲートバルブ。
【請求項４】
前記流路スイッチは前記第六流路と前記第七流路との前記連結箇所に配置されることを特徴とする請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項５】
前記流路スイッチは第二流路スイッチであり、前記第二流路スイッチはスイッチ本体、バルブシャフト、前記バルブシャフトに被さる閉塞ユニットおよび弾性ユニットを有し、前記スイッチ本体は前記第六流路に繋がる流体導入孔と、前記第七流路に繋がる流体排出孔とを有し、前記バルブシャフトは前記スイッチ本体内に配置され、前記第二ピストンシャフトの駆動力によって閉位置から開位置まで移動し、前記弾性ユニットは前記バルブシャフトに弾力を生じ、前記バルブシャフトを前記閉位置に維持し、
前記バルブシャフトが前記閉位置に維持される際、前記流体導入孔から前記スイッチ本体に流れ込む前記流体は前記閉塞ユニットの妨害を受けるため、前記流体排出孔まで流れることができなく、
前記バルブシャフトが前記開位置に維持される際、前記流体導入孔から前記スイッチ本体に流れ込む前記流体は前記閉塞ユニットに妨害されず、前記流体排出孔まで流れることができることを特徴とする請求項４に記載のゲートバルブ。
【請求項６】
前記第三流路と前記第四流路との前記連結箇所および前記第六流路と前記第七流路との前記連結箇所に前記流路スイッチを別々に配置することを特徴とする請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項７】
前記第三流路と前記第四流路との前記連結箇所に配置された前記流路スイッチは第一流路スイッチであり、前記第一流路スイッチはスイッチ本体、バルブシャフト、前記バルブシャフトに被さる閉塞ユニットおよび弾性ユニットを有し、前記スイッチ本体は前記第三流路に繋がる流体導入孔と、前記第四流路に繋がる流体排出孔とを有し、前記バルブシャフトは前記スイッチ本体内に配置され、前記第一ピストンシャフトの駆動力によって閉位置から開位置まで移動し、前記弾性ユニットは前記バルブシャフトに弾力を生じ、前記バルブシャフトを前記閉位置に維持し、
前記バルブシャフトが前記閉位置に維持される際、前記流体導入孔から前記スイッチ本体に流れ込む前記流体は前記閉塞ユニットの妨害を受けるため、前記流体排出孔まで流れることができなく、
前記バルブシャフトが前記開位置に維持される際、前記流体導入孔から前記スイッチ本体に流れ込む前記流体は前記閉塞ユニットに妨害されず、前記流体排出孔まで流れることができ、
前記第六流路と前記第七流路との前記連結箇所に配置された前記流路スイッチは第二流路スイッチであり、前記第二流路スイッチはスイッチ本体、バルブシャフト、前記バルブシャフトに被さる閉塞ユニットおよび弾性ユニットを有し、前記スイッチ本体は前記第六流路に繋がる流体導入孔と、前記第七流路に繋がる流体排出孔とを有し、前記バルブシャフトは前記スイッチ本体内に配置され、前記第二ピストンシャフトの駆動力によって閉位置から開位置まで移動し、前記弾性ユニットは前記バルブシャフトに弾力を生じ、前記バルブシャフトを前記閉位置に維持し、
前記バルブシャフトが前記閉位置に維持される際、前記流体導入孔から前記スイッチ本体に流れ込む前記流体は前記閉塞ユニットの妨害を受けるため、前記流体排出孔まで流れることができなく、
前記バルブシャフトが前記開位置に維持される際、前記流体導入孔から前記スイッチ本体に流れ込む前記流体は前記閉塞ユニットに妨害されず、前記流体排出孔まで流れることができることを特徴とする請求項６に記載のゲートバルブ。
【請求項８】
さらに第三流路スイッチを備え、
前記第三流路スイッチは前記第五流路と前記流出口との連結箇所に配置されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一つに記載のゲートバルブ。
【請求項９】
前記弁座はさらに前記第五流路および前記流出口に繋がる排出通路を有し、
前記第三流路スイッチはバルブシャフト、前記バルブシャフトに被さる閉塞ユニットおよび弾性ユニットを有し、前記バルブシャフトは前記弁座の前記排出通路内に装着され、前記第二ピストンシャフトの駆動力によって閉位置から開位置まで移動し、前記弾性ユニットは前記バルブシャフトに弾力を生じ、前記バルブシャフトを前記閉位置に維持し、
前記バルブシャフトが前記閉位置に維持される際、前記第五流路から前記排出通路に流れ込む前記流体は前記閉塞ユニットの妨害を受けるため、前記流出口まで流れることができなく、
前記バルブシャフトが前記開位置に維持される際、前記第五流路から前記排出通路に流れ込む前記流体は前記閉塞ユニットに妨害されず、前記流出口まで流れることができることを特徴とする請求項８に記載のゲートバルブ。
【請求項１０】
前記弁座はさらに緩衝エリアを有し、前記緩衝エリアは前記第一流路と前記第二流路との間に連結され、プラグおよび弾性ユニットを有し、前記プラグは前記緩衝エリアと前記第一流路との間に配置され、前記弾性ユニットは前記プラグに弾力を生じることで前記第一流路に向かって前記プラグを後ろから押すことを特徴とする請求項１に記載のゲートバルブ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲートバルブに関し、詳しく言えば作動精度を向上させるゲートバルブに関するものである。
続きを表示（約 4,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の真空バルブにおいて、バルブレバーは流体によって駆動され、二つの自由度で作動したうえでバルブプレートを駆動する。それに対し、バルブプレートはバルブレバーによって駆動されたうえでバルブの開口部に平行の方向に沿ってバルブの開口部まで移動し、続いてバルブの開口部に垂直の方向に沿ってバルブの開口部まで移動し、バルブの開口部に密着し、気密効果を生じる。
【０００３】
しかし、従来の真空バルブは流体によって駆動されると同時にバルブプレートを作動させるため、流体の圧力をうまく制御できなければ、バルブプレートの作動精度に影響を与えるだけでなく、バルブプレートがバルブの開口部に密着できず、バルブプレートとバルブの開口部との間の気密性を十分に維持することができない。つまり、従来の真空バルブの構造には改善の余地がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は作動精度を向上させ、気密性を確保することができるゲートバルブを提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するため、ゲートバルブは弁座、第一ピストンユニット、第二ピストンユニット、バルブユニットおよび流路スイッチを備える。弁座は開口部、軸孔、格納溝、第一ピストン溝および第二ピストン溝を有する。軸孔は軸方向が開口部の向きに垂直である。格納溝は開口部と軸孔との間に形成される。第一ピストン溝は軸孔に接するように形成され、軸方向が軸孔の軸方向に平行である。第二ピストン溝は格納溝に接するように形成され、軸方向が開口部の向きに平行である。弁座はさらに流体出入口、流入口、流出口、第一流路、第二流路、第三流路、第四流路、第五流路、第六流路および第七流路を有する。第一流路は流体出入口に繋がる。第二流路は第一流路に繋がる。第三流路は第一流路に繋がる。第四流路は第三流路に繋がる。第五流路は第四流路および流出口に繋がる。第六流路は流入口に繋がる。第七流路は第六流路に繋がる。流体は第一流路、第二流路、第三流路、第四流路、第五流路、第六流路および第七流路を流れる。第一ピストンユニットは第一ピストン、第一チャンバー、第二チャンバー、第一ピストンシャフトおよび伝動ユニットを有する。第一ピストンは弁座の第一ピストン溝内に移動可能に装着される。第一チャンバーは第二流路に繋がるように第一ピストンの一端と軸孔の端部壁面との間に形成される。流体が第一チャンバーに流れ込めば第一ピストンは流体の動力によって第一ピストン溝の軸方向に沿って弁座の開口部へ移動する。第二チャンバーは第七流路に繋がるように第一ピストンの外周面と軸孔の壁面との間に形成される。流体が第二チャンバーに流れ込めば第一ピストンは流体の動力によって第一ピストン溝の軸方向に沿って弁座の開口部と逆方向に移動する。第一ピストンシャフトは一部分が弁座の格納溝に露出し、一端が第一ピストンに連結されたうえで第一ピストンの駆動力を受けて軸方向に沿って往復移動する。伝動ユニットは第一ピストン溝の軸方向に沿って移動できるように弁座の格納溝内に装着され、第二ピストン溝の軸方向に沿って移動できるように第一ピストンシャフトに連結される。伝動ユニットは第一ピストンシャフトによって駆動されたうえで第一ピストン溝の軸方向に沿って往復移動する。第二ピストンユニットは第二ピストンシャフト、第二ピストン、第三チャンバーおよび第四チャンバーを有する。第二ピストンシャフトは伝動ユニットに嵌まり込んだうえで伝動ユニットを第一ピストン溝の軸方向に沿って移動させる。第二ピストンは弁座の第二ピストン溝内に移動可能に装着され、かつ第二ピストンシャフトに連結される。第三チャンバーおよび第四チャンバーは第二ピストンの相対する両端面と第二ピストン溝の相対する両端壁面との間に形成される。第三チャンバーは第四流路に繋がる。第四チャンバーは第六流路に繋がる。流体が第三チャンバーに流れ込めば第二ピストンは流体の動力によって第二ピストンシャフトを作動させたうえで第二ピストン溝の軸方向に沿って伝動ユニットを第一ピストンシャフトと逆方向に移動させる。流体が第四チャンバーに流れ込めば第二ピストンは流体の動力によって第二ピストンシャフトを作動させたうえで第二ピストン溝の軸方向に沿って伝動ユニットを第一ピストンシャフトの方向へ移動させる。バルブユニットは回転接続台座、ドライブシャフトおよびバルブを有する。回転接続台座は弁座の軸孔内に移動可能に装着される。ドライブシャフトは伝動ユニットに固定され、一端が弁座の軸孔を貫通して回転接続台座に連結されたうえで伝動ユニットとともに作動する。バルブはドライブシャフトに連結されたうえで弁座の開口部を開放する第一位置と弁座の開口部を遮蔽する第二位置との間をドライブシャフトの軸方向に沿って移動し、ドライブシャフトの回転によって第二位置と弁座の開口部に密着する第三位置との間を移動する。流路スイッチは第三流路と第四流路との連結箇所および第六流路と第七流路との連結箇所、またはいずれかの一つに配置される。流路スイッチを入れれば流体を流動させることができる。
【０００６】
詳しく言えば、流体が第二流路に沿って第一チャンバーに流れ込めば、第一ピストンユニットは流体の動力によって伝動ユニットおよびドライブシャフトを駆動するとともにバルブを第一位置から第二位置へ移動させる。流体が第三流路および第四流路に沿って第三チャンバーに流れ込めば、第二ピストンユニットは流体の動力によって伝動ユニットおよびドライブシャフトを駆動するとともにバルブを第二位置から第三位置へ移動させ、バルブを弁座の開口部に密着させる。続いて、第四流路内の流体は第五流路に沿って流出口から弁座の外部へ流出する。流体が第六流路に沿って第四チャンバーに流れ込めば、第二ピストンユニットは流体の動力によって伝動ユニットおよびドライブシャフトを駆動するとともにバルブを第三位置から第四位置へ移動させる。流体が第七流路に沿って第二チャンバーに流れ込めば、第一ピストンユニットは流体の動力によって伝動ユニットおよびドライブシャフトを駆動するとともにバルブを第二位置から第一位置へ移動させ、弁座の開口部を開放する。続いて、第一チャンバー内の流体は第二流路に沿って第一流路を流れ、流出口から弁座の外部に流出する。流路スイッチは流体を通過させるか否かを制御するものである。流体が到着する前に流路スイッチは遮断状態に維持される。流体が到着したときに流路スイッチは開放状態を維持し、流体を通過させる。通過した流体は流動力によって第一ピストンユニットおよび第二ピストンユニットを作動させる。上述した構造特徴により、バルブは弁座の開口部に密着したり、弁座の開口部を開放したりすることができるため、作動精度の向上および気密性の確保が実現できる。
【０００７】
比較的好ましい場合、流路スイッチは実際のニーズに応じて第三流路と第四流路との連結箇所または第六流路と第七流路との連結箇所に配置されるか、第三流路と第四流路との連結箇所および第六流路と第七流路との連結箇所に配置される。
【０００８】
比較的好ましい場合、流路スイッチは第三流路と第四流路との連結箇所に配置され、スイッチ本体、バルブシャフト、バルブシャフトに被さる閉塞ユニットおよび弾性ユニットを有する。スイッチ本体は第三流路に繋がる流体導入孔と、第四流路に繋がる流体排出孔とを有する。バルブシャフトはスイッチ本体内に配置され、第一ピストンシャフトの駆動力によって閉位置から開位置まで移動する。上述した構造特徴により、バルブシャフトが弾性ユニットの弾力によって閉位置に維持される際、流体導入孔からスイッチ本体に流れ込む流体は閉塞ユニットの妨害を受けるため、流体排出孔まで流れることができない。バルブシャフトが第一ピストンシャフトの駆動力によって開位置に維持される際、流体導入孔からスイッチ本体に流れ込む流体は閉塞ユニットの妨害を受けることなく、流体排出孔まで流れることができる。
【０００９】
比較的好ましい場合、流路スイッチは第六流路と第七流路との連結箇所に配置され、スイッチ本体、バルブシャフト、バルブシャフトに被さる閉塞ユニットおよび弾性ユニットを有する。スイッチ本体は第六流路に繋がる流体導入孔と、第七流路に繋がる流体排出孔とを有する。バルブシャフトはスイッチ本体内に配置され、第二ピストンシャフトの駆動力によって閉位置から開位置まで移動する。上述した構造特徴により、バルブシャフトが弾性ユニットの弾力によって閉位置に維持される際、流体導入孔からスイッチ本体に流れ込む流体は閉塞ユニットの妨害を受けるため、流体排出孔まで流れることができない。バルブシャフトが第二ピストンシャフトの駆動力によって開位置に維持される際、流体導入孔からスイッチ本体に流れ込む流体は閉塞ユニットの妨害を受けることなく、流体排出孔まで流れることができる。
【００１０】
比較的好ましい場合、ゲートバルブはさらに第五流路と流出口との連結箇所に位置する流路スイッチを備える。流路スイッチはバルブシャフト、バルブシャフトに被さる閉塞ユニットおよび弾性ユニットを有する。バルブシャフトは弁座の排出通路内に装着され、第二ピストンシャフトの駆動力によって閉位置から開位置まで移動する。上述した構造特徴により、バルブシャフトが弾性ユニットの弾力によって閉位置に維持される際、第五流路から排出通路に流れ込む流体は閉塞ユニットの妨害を受けるため、流出口まで流れることができない。バルブシャフトが第二ピストンシャフトの駆動力によって開位置に維持される際、第五流路から排出通路に流れ込む流体は閉塞ユニットの妨害を受けることなく、流出口まで流れることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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