JP6740909B2 - Vacuum valve - Google Patents
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Description
本発明は、真空バルブに関する。 The present invention relates to vacuum valves.
真空処理装置の真空チャンバにターボ分子ポンプなどの真空ポンプを装着する場合には、一般的に真空バルブを介在させる。 When a vacuum pump such as a turbo molecular pump is attached to the vacuum chamber of the vacuum processing apparatus, a vacuum valve is generally interposed.
真空バルブは、真空チャンバから真空ポンプへ流れる気体の量を変化させることに用いられたり、バルブ閉状態(例えば、特許文献1の図6(B)参照)にして気体の流れを遮断することに用いられたりする。 The vacuum valve is used for changing the amount of gas flowing from the vacuum chamber to the vacuum pump, or for shutting off the gas flow by closing the valve (see, for example, FIG. 6B of Patent Document 1). It is also used.
バルブ閉状態では、真空バルブのバルブプレートの上流側及び下流側のうちの一方を大気圧にして、他方を真空状態とすることがある。その結果、真空バルブのバルブプレートの上流側と下流側の差圧が0.12MPa(大気圧)程度になることがある。 In the valve closed state, one of the upstream side and the downstream side of the valve plate of the vacuum valve may be at atmospheric pressure and the other may be in a vacuum state. As a result, the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the valve plate of the vacuum valve may be about 0.12 MPa (atmospheric pressure).
ところで、真空バルブの開閉動作には高速性が求められている。バルブプレートを高速に駆動するためには、バルブプレートを軽くする必要がある。例えば、バルブプレートを薄くすることなどが求められる。バルブプレートが薄いと、上記の差圧がかかった場合に、バルブプレートがたわみやすくなる。さらには、バルブプレートのたわみが過大となってバルブプレートが破損するおそれがある。 By the way, high-speed operation is required for opening and closing the vacuum valve. In order to drive the valve plate at high speed, it is necessary to lighten the valve plate. For example, it is required to thin the valve plate. When the valve plate is thin, the valve plate is likely to bend when the above differential pressure is applied. Further, the valve plate may be excessively bent, and the valve plate may be damaged.
本発明の好ましい態様による真空バルブは、バルブ流路が形成された筐体と、バルブ流路を開放及び遮断するバルブプレートと、遮断状態におけるバルブプレートの表側に対向配置され、バルブプレートの表側へのたわみを抑制する第1の抑制部材と、遮断状態におけるバルブプレートの裏側に対向配置され、バルブプレートの裏側へのたわみを抑制する第2の抑制部材と、を備え、前記バルブプレートの一方の面又は他方の面の少なくともいずれかに軽量化のための凹部が形成され、前記凹部には、前記抑制部材と当接するための突起が設けられている。 A vacuum valve according to a preferred embodiment of the present invention includes a housing in which a valve flow path is formed, a valve plate that opens and closes the valve flow path, and a front surface of the valve plate that is opposed to the valve plate in a closed state. deflection of the first suppressing member suppresses the, disposed to face the rear side of the valve plate in the blocking state, and a second suppressing member suppresses the deflection of the back side of the valve plate, one of said valve plate A recess for reducing the weight is formed on at least one of the surface and the other surface, and the recess is provided with a protrusion for contacting with the suppressing member .
本発明によれば、バルブプレートのたわみを抑制することができる。 According to the present invention, the deflection of the valve plate can be suppressed.
―実施形態―
図1,2は、本発明の一実施形態による真空バルブ1を示す図である。図1は真空バルブ1の外観を示す斜視図であり、図2は図1のA−A断面図である。
-Embodiment-
1 and 2 are diagrams showing a
真空バルブ1は、バルブ本体2と駆動部10とを備えている。バルブ本体2は、フランジ3と、フランジ面6(図2参照)と圧縮空気導入口・排出口9とが形成された筐体4と、筐体4内においてスライド駆動されるバルブプレート8(弁板8)と、を備えている。真空処理装置の真空チャンバにフランジ3のシール面3Aが固定され、フランジ面6に真空ポンプが固定される。図示は省略するが、駆動部10には、バルブプレート8を揺動駆動するモータと、モータを駆動制御する制御部と、が設けられている。
The
図1に示すαは、バルブプレート8の開度を示している。図に示す「α=0%」は、フランジ3の開口部31を全閉する開度を示し、「α=100%」は、フランジ3の開口部31を全開する開度を示している。破線8aは、全開(α=100%)時のバルブプレート8を示している。バルブプレート8は、駆動部10のモータによって揺動駆動される。例えば、バルブプレート8の開度が調節されることで、真空処理装置から真空ポンプへ流れる気体の流量を調節する。
Α shown in FIG. 1 indicates the opening degree of the
図1に示すように、真空バルブ1には、バルブプレート8のたわみを抑制するためのたわみ抑制部材S1、S2が設けられている。たわみ抑制部材S1、S2の詳細については、後述する。
As shown in FIG. 1, the
図2においては、バルブプレート8の構造が簡略化して示されている。バルブプレート8の詳細については、後述する。
In FIG. 2, the structure of the
フランジ3は、シール面3Aと、開口部31とを有している。筐体4は、圧縮空気導入口・排出口9と、圧空導入路42、開口部41と、フランジ面6とを有している。フランジ3と筐体4とは、不図示のボルトにより締結されている。
The
開口部31と開口部41は互いに対向している。バルブプレート8は、開口部31と開口部41の間に挿脱される。図2に示すように、開口部31側には、真空チャンバが締結され、開口部41側に真空ポンプが締結される。
The opening 31 and the opening 41 face each other. The
フランジ3と筐体4との間には、封止体7が収容される筒状の収容部5が形成される。
Between the
封止体7は、ピストン部710とシールリング720とから構成されている。ピストン部710とシールリング720とは、突部71bと凹部72aで互いに係合している。
The sealing
ピストン部710は、圧空導入路42から送り込まれる圧縮空気(圧空)によって、図示上向きの力を受ける。また、ピストン部710は、圧縮ばね50によって、図示下向きの力を受ける。圧縮空気が導入されると、封止体7は図示上方向に移動し、圧縮空気が排出されると封止体7は図示下方向に移動する。
The
バルブプレート8を全閉(α=0%)にして、さらに、封止体7をバルブプレート8に当接させることで、バルブ閉状態となる。その結果、気体Gの流れが遮断される。
The
シールリング720におけるハッチングで示した領域には、後述するたわみ抑制部材S1が形成されている(図3参照)。また、開口部41におけるハッチングで示した領域には、後述するたわみ抑制部材S2が形成されている(図3参照)。 A deflection suppressing member S1 described later is formed in a hatched area of the seal ring 720 (see FIG. 3). A deflection suppressing member S2, which will be described later, is formed in the hatched region of the opening 41 (see FIG. 3).
図3は、シールリング720を詳細に示す図である。図3(a)は、シールリング720を開口部31側から見た図である。図3(b)は、図3(a)のB−B断面図である。
FIG. 3 is a diagram showing the
図3(a)に示すように、シールリング720は、環状のシールリング基部720Aと、たわみ抑制部材S1と、を有している。シールリング720は、シールリング基部720Aと、たわみ抑制部材S1と、を有している。たわみ抑制部材S1は封止体7のシールリング720の一部であるため、たわみ抑制部材S1は、封止体7の図示上下方向の移動に伴って図示上下方向に移動する。たわみ抑制部材S1は、バルブプレート8がたわむことを抑制するためのものである。たわみ抑制部材S1は、バルブ流路中に延在する接続部S1Bと、接続部S1Bの先端部に設けられてバルブプレート8に当接する当接部S1Aと、備える。本実施形態においては、当接部S1Aは、シールリング720の中央に1つ設けられている。接続部S1Bは、シールリング基部720Aと当接部S1Aとを接続する。本実施形態においては、接続部S1Bが4本設けられている。なお、接続部S1Bは、少なくとも1本設けられていればよい(後述)。以上のように、たわみ抑制部材S1が当接部S1Aと接続部S1Bとを有することで、シールリング720の内周側に気体G(図2参照)が通過できる開口部分が設けられるため、シールリング720の内周側を気体Gが通過することができる。
As shown in FIG. 3A, the
図3(b)に示すように、当接部S1Aには、当接面S1ALが形成されている。接続部S1Bよりも優先的に当接部S1Aをバルブプレート8に当接させるために、当接面S1ALは、接続部S1Bの下面S1BLよりもバルブプレート8側に位置するように設計されている。なお、本実施形態では上記設計としたが、これに限定されない。例えば、下面S1BLとバルブプレート8との距離を、当接面S1ALとバルブプレート8との距離と等しくして、接続部S1Bと当接部S1Aとをバルブプレート8に同時に当接させるように設計してもよい。
As shown in FIG. 3B, a contact surface S1AL is formed on the contact portion S1A. The contact surface S1AL is designed to be located closer to the
図4は、開口部41に設けられたたわみ抑制部材S2について示した図である。図4(a)は、たわみ抑制部材S2をバルブプレート8側から見た図である。図4(b)は、図4(a)のC−C断面図である。
FIG. 4 is a view showing the deflection suppressing member S2 provided in the
図4(a)に示すように、たわみ抑制部材S2は、バルブ流路中に延在する接続部S2Bと、接続部S2Bの先端部に設けられてバルブプレート8に当接する当接部S2Aと、備える。本実施形態においては、当接部S2Aは、開口部41の中央に1つ設けられている。接続部S2Bは、開口部41と当接部S2Aとを接続する。本実施形態においては、接続部S2Bが4本設けられている。なお、接続部S2Bは、少なくとも1本設けられていればよい(後述)。以上のように、たわみ抑制部材S2が当接部S2Aと接続部S2Bとを有することで、開口部41の内周側に気体G(図2参照)が通過できる開口部分が設けられるため、開口部41の内周側を気体Gが通過することができる。
As shown in FIG. 4A, the deflection suppressing member S2 includes a connecting portion S2B extending in the valve flow passage, and an abutting portion S2A provided at the tip of the connecting portion S2B and abutting on the
図4(b)に示すように、当接部S2Aの上面S2AUは、接続部S2Bの上面S2BUよりも図示上側に位置している。接続部S2Bよりも優先的に、当接部S2Aをバルブプレート8に当接させるために、上記設計としている。なお、開口部41の上端面41Sは、バルブプレート8の縁部と当接する(後述)。
As shown in FIG. 4B, the upper surface S2AU of the contact portion S2A is located above the upper surface S2BU of the connection portion S2B in the figure. The above-mentioned design is adopted in order to bring the contact portion S2A into contact with the
なお、本実施形態では上面S2AUと上面S2BUとの位置関係を上記設計としたが、これに限定されない。例えば、上面S2BUとバルブプレート8との距離を、上面S2AUとバルブプレート8との距離と等しくして、接続部S2Bと当接部S2Aとをバルブプレート8に同時に当接させるように設計してもよい。
In the present embodiment, the positional relationship between the upper surface S2AU and the upper surface S2BU is the above design, but the present invention is not limited to this. For example, the distance between the upper surface S2BU and the
図5は、バルブプレート8を示した図である。図5(a)は、真空排気下流側からバルブプレート8を見た図である。図5(b)は、図5(a)のD−D断面図である。
FIG. 5 is a diagram showing the
図5(a)に示すように、バルブプレート8は、弁部81と、把柄部82と、を有する。
As shown in FIG. 5A, the
図5(a)に示すように、把柄部82には、貫通孔82aが設けられている。バルブプレート8の把柄部82は、モータにより駆動される回転軸(不図示)に固定される。バルブプレート8は、上述の回転軸の軸芯Jを揺動軸として揺動する。
As shown in FIG. 5A, the
図5(a)及び図5(b)に示すように、弁部81の強度を維持しつつ軽量化するために、弁部81には、凹部81dが形成されている。凹部81dが形成されたことで、環状当接部81cが同時に形成される。環状当接部81cは、開口部41の上端面(図6の上端面41S)と当接する。凹部81dは、中央に突起81bを有する。バルブプレートの凹部に形成された突起81bは、たわみ抑制部材S2の当接部S2Aと当接するために形成されている。
As shown in FIGS. 5A and 5B, a
図5(b)に示すように、弁部81において、凹部81dの裏側は、平面81aとなっている。平面81aの中央部は、たわみ抑制部材S1の当接部S1Aの当接面S1ALと当接する。また、環状当接部81cの裏面である、平面81aの縁部は、シールリング基部720Aと当接する。
As shown in FIG. 5B, in the
図6は、シールリング720をバルブプレート8側に駆動して全閉状態となるまでの動作を示す図である。図6(a)がバルブプレート8側に駆動される前の状態(図2に示す状態)を示している。バルブプレート8は、開口部31,41に対向する位置に駆動され、全閉(α=0%)とされている。この場合には、シールリング720、バルブプレート8、及び、筐体4の相互間にはギャップが形成されている。
FIG. 6 is a diagram showing an operation until the
次いで、図6(b)に示すように、封止体7のシールリング720が図示下方に移動し、バルブプレート8の平面81aと、シールリング基部720A及びたわみ抑制部材S1の当接部S1Aとが当接する。この時点では、バルブプレート8と上端面41S、筐体4は当接していない。
Next, as shown in FIG. 6B, the
さらに、シールリング720が図示下方に移動すると、バルブプレート8はシールリング720と共に筐体4の方向に移動し、図6(c)に示すように、バルブプレート8が筐体4と当接する。具体的には、バルブプレート8の環状当接部81cと上端面41Sとが当接し、バルブプレート8の突起81bとたわみ抑制部材S2の当接部S2Aとが当接する。
Further, when the
図6(c)に示すように、シールリング720が、バルブプレート8を筐体4に押し付けることにより、バルブプレート8の縁部の表裏面がシールリング基部720Aと上端面41Sとに密着する。その結果、バルブ閉状態となる。
As shown in FIG. 6C, when the
さらに、図6(c)に示すように、バルブプレート8とたわみ抑制部材S1の当接部S1Aとが当接し、バルブプレート8とたわみ抑制部材S2の当接部S2Aとが当接する。これによって、バルブプレート8の表裏面に作用する圧力の差が生じた場合のバルブプレート8のたわみが抑制される。
Further, as shown in FIG. 6C, the
なお、図6に示す例では、バルブプレート8とたわみ抑制部材S1とが当接し、バルブプレート8とたわみ抑制部材S2とが当接するとしたが、これに限定されない。例えば、バルブプレート8とたわみ抑制部材S1との間にわずかな隙間が形成されるようにしてもよいが、その隙間量は、バルブプレート8がたわんで破損しない量に設定される。同様に、バルブプレート8とたわみ抑制部材S2との間にわずかな隙間が形成されるようにしてもよいが、その隙間量は、バルブプレート8がたわんで破損しない量に設定される。
In the example shown in FIG. 6, the
本実施形態の真空バルブは、以下の構成を有し、以下の作用効果を奏する。
(1)真空バルブ1は、遮断状態におけるバルブプレート8の開口部31側(上流側)に対向配置され、バルブプレート8の開口部31側へのたわみを抑制するたわみ抑制部材S1と、遮断状態におけるバルブプレート8の開口部41側(下流側)に対向配置され、バルブプレート8の開口部41側へのたわみを抑制するたわみ抑制部材S2と、を備える。
以上の構成により、たわみ抑制部材S1が、開口部31側(上流側)のバルブプレート8のたわみを抑制し、たわみ抑制部材S2が、開口部41側(下流側)のバルブプレート8のたわみを抑制することができる。その結果、バルブプレート8の開口部31側と開口部41側とで差圧が生じても、バルブプレート8が内部応力の許容範囲を超えてたわまないようにすることができる。
The vacuum valve of this embodiment has the following configuration, and has the following effects.
(1) The
With the above configuration, the deflection suppressing member S1 suppresses the deflection of the
(2)真空バルブ1は、遮断状態(バルブ閉状態)においてバルブプレート8の開口部31側の面に当接し、バルブプレート8による遮断を行わせる環状の封止体7を備える。そして、たわみ抑制部材S1は、封止体7のシールリング720に設けられている。
封止体7のシールリング720はバルブプレート8と当接するので、たわみ抑制部材S1はバルブプレート8と当接することができ、その結果、バルブプレート8のたわみをより生じさせないようにすることができる。
(2) The
Since the
(3)たわみ抑制部材S2は、筐体4の開口部41に設けられている。
筐体4の開口部41は、バルブプレート8の近傍に位置するので、バルブプレート8のたわみをより生じさせないようにすることができる。
(3) The deflection suppressing member S2 is provided in the
Since the
(4)たわみ抑制部材S1は、バルブ流路中に延在する接続部S1Bと、接続部S1Bの先端部に設けられてバルブプレート8に当接する当接部S1Aと、備える。また、たわみ抑制部材S2は、バルブ流路中に延在する接続部S2Bと、接続部S2Bの先端部に設けられてバルブプレート8に当接する当接部S2Aと、備える。
これによって、バルブプレート8のたわみを抑制しつつ、バルブコンダクタンスの低下を抑えることができる。
(4) The deflection suppressing member S1 includes a connecting portion S1B extending in the valve flow path, and an abutting portion S1A provided at the tip of the connecting portion S1B and abutting on the
As a result, it is possible to suppress the deflection of the
(5)バルブプレート8には、凹部81dが形成されている。凹部81dには、たわみ抑制部材S2と当接するための突起81bが設けられている。
凹部81dが設けられていることでバルブプレート8を軽量化しつつ、突起81bが設けられていることで、バルブプレート8のたわみを抑制することができる。
(5) The
By providing the
次のような変形も本発明の範囲内である。 The following modifications are also within the scope of the present invention.
―変形例1―
図7は、変形例1を示す図である。以上の実施形態では、たわみ抑制部材は、1つの当接部と、4本の接続部とを有しているとしたが、本発明は、これに限定されない。たわみ抑制部材は、少なくとも1つの当接部と1本の接続部とを有していればよい。例えば、図7に示す開口部41に設けられたたわみ抑制部材S21のように、1つの当接部S21Aが1本の接続部S21Bで筐体4に接続される構成であってもよい。図7は、開口部41に設けられたたわみ抑制部材S21の例だが、シールリング720に設けられたたわみ抑制部材においても同様である。
-Modification 1-
FIG. 7 is a diagram showing a first modification. In the above embodiment, the deflection suppressing member has one contact portion and four connecting portions, but the present invention is not limited to this. The deflection suppressing member only needs to have at least one abutting portion and one connecting portion. For example, like the deflection suppressing member S21 provided in the
―変形例2―
図8(a)は、変形例2を示す図である。変形例2では、図8(a)に示すように、たわみ抑制部材S22は、開口部41の中央から外れた位置に当接部S22Aを有する。たわみ抑制部材S22は複数設けられる。なお、当接部S22Aと当接できるように、変形例2のバルブプレート8の突起81bは、図8(b)に示すように、数及び位置を当接部S22Aに合わせる必要がある。変形例2は、開口部41に設けられたたわみ抑制部材の例だが、シールリング720に設けられたたわみ抑制部材においても同様である。
-Modification 2-
FIG. 8A is a diagram showing a second modification. In
―変形例3―
図9は、変形例3を示す図である。変形例3では、図9に示すたわみ抑制部材S22の当接部S22A同士を接続部S22Cで接続するようにした。当接部S22A同士を接続部S22Cで接続することで、複数のたわみ抑制部材S22の位置がより安定する。なお、変形例3でも、当接部S22Aと当接できるように、バルブプレート8の突起81bは、数及び位置を当接部S22Aに合わせる必要がある(図8(b)参照)。図9は、開口部41に設けられたたわみ抑制部材の例だが、シールリング720に設けられたたわみ抑制部材においても同様である。
-Modification 3-
FIG. 9 is a diagram showing a third modification. In
―変形例4―
図10は、変形例4を示す図である。図5に示すバルブプレート8は、片面にのみ凹部と突起が設けられていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図10に示すバルブプレート800のように、一方の面に凹部811d、環状当接部811c、突起811bを設け、他方の面に凹部812d、環状当接部812c、突起812bを設けるような変形を行ってもよい。このような変形をしても、以上の実施形態と同様の効果を奏することができる。
-Modification 4-
FIG. 10 is a diagram showing a modified example 4. The
その他、以下のような変形も可能である。 In addition, the following modifications are possible.
バルブプレート8は、図5に示すバルブプレート8の環状当接部81c及び突起81を取り除いた薄い板であってもよい。
The
以上では、振り子型(スウィング形式)の真空バルブに本発明を適用したが、バルブプレートが直線的にスライドする形式の真空バルブに本発明を適用することも可能である。 In the above, the present invention is applied to a pendulum type (swing type) vacuum valve, but the present invention can also be applied to a vacuum valve of a type in which a valve plate slides linearly.
本発明は、以上に示した内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 The present invention is not limited to the contents shown above. Other modes that are conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included within the scope of the present invention.
1:真空バルブ、
2:バルブ本体、
3:フランジ、
4:筐体、
6:フランジ面、
7:封止体、
8:バルブプレート、
31:開口部、
41:開口部、
81:弁部、
82:把柄部、
81b:突起、
81c:環状当接部、
81d:凹部、
720:シールリング、
S1、S2:たわみ抑制部材、
S1A、S2A:当接部、
S1B、S2B:接続部
1: vacuum valve,
2: valve body,
3: Flange,
4: housing,
6: Flange surface,
7: sealed body,
8: valve plate,
31: opening,
41: opening,
81: valve part,
82: Handle part,
81b: protrusion,
81c: annular contact portion,
81d: recess,
720: seal ring,
S1, S2: Deflection suppressing member,
S1A, S2A: contact part,
S1B, S2B: Connection part
Claims (3)
前記バルブ流路を開放及び遮断するバルブプレートと、
遮断状態における前記バルブプレートの一方の面側に対向配置され、前記バルブプレートの一方の面側へのたわみを抑制する第1の抑制部材と、
遮断状態における前記バルブプレートの他方の面側に対向配置され、前記バルブプレートの他方の面側へのたわみを抑制する第2の抑制部材と、を備え、
前記バルブプレートの一方の面又は他方の面の少なくともいずれかに軽量化のための凹部が形成され、前記凹部には、前記抑制部材と当接するための突起が設けられている、真空バルブ。 A housing in which a valve flow path is formed,
A valve plate for opening and closing the valve flow path,
A first suppressing member that is disposed so as to face one surface side of the valve plate in a shut-off state, and that suppresses bending of the valve plate toward the one surface side;
A second suppressing member that is disposed so as to face the other surface of the valve plate in the shut-off state, and that suppresses deflection of the valve plate toward the other surface ,
A vacuum valve , wherein a recess for reducing the weight is formed on at least one of the one surface and the other surface of the valve plate, and the recess is provided with a projection for contacting with the suppressing member .
前記遮断状態において前記バルブプレートの一方の面に当接し、前記バルブプレートによる遮断を行わせる環状の封止体を備え、
前記第1の抑制部材は、前記封止体に設けられ、
前記第1の抑制部材は、前記封止体から前記バルブ流路中に延在する第1の接続部と、前記第1の接続部の先端部に設けられて前記バルブプレートに当接する第1の当接部とを有し、前記突起は前記第1の当接部に当接する、真空バルブ。 The vacuum valve according to claim 1,
An annular sealing body that is in contact with one surface of the valve plate in the shut-off state to shut off the valve plate;
The first suppressing member is provided on the sealing body ,
The first suppressing member is provided at a first connecting portion extending from the sealing body into the valve flow path, and a first connecting portion provided at a tip end portion of the first connecting portion and abutting on the valve plate. A contact portion of the vacuum valve , wherein the protrusion abuts the first contact portion .
前記第2の抑制部材は、前記筐体に設けられ、
前記第2の抑制部材は、前記筐体から前記バルブ流路中に延在する第2の接続部と、前記第2の接続部の先端部に設けられて前記バルブプレートに当接する第2の当接部とを有し、前記突起は前記第2の当接部に当接する、真空バルブ。
The vacuum valve according to claim 1 or 2,
The second suppressing member is provided on the housing ,
The second suppressing member is provided at a second connecting portion extending from the housing into the valve flow path, and a second connecting portion provided at a tip end portion of the second connecting portion and abutting on the valve plate. A vacuum valve having an abutment portion, and the protrusion abuts the second abutment portion .
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