JPS649510B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は真空領域を真空ポンプから隔離すべく
減圧で作動する弁に係る。

このような弁に適切な密封性を与えるためには
弁板を高圧でバルブシートに押し付けなければな
らず、従つて弁の可動部材を駆動させるための力
の強い手段が必要となる。

例えば、先行技術の減圧弁には主として下記の
機械要素からなるものがある。

−内部隔壁により第１部分と第２部分とに分割さ
れており、当該第１部分には真空化すべき領域
に接続される第１開口と真空ポンプの吸引側に
接続される第２開口とが具備された中空体。

−前記第１部分内に配置された可動弁板。

−前記弁板に圧力を加えて前記第１開口を閉塞せ
しめるバネ。

−前記内部隔壁を貫通し一端が前記弁板に接続さ
れたロツド。

−前記ロツドの他端に接続されており、前記第２
部分を第１チヤンバと第２チヤンバとに分割し
たピストン。これらチヤンバは互いに密封的に
分離され、第１チヤンバがピストンのロツド側
にあつて外界と連通している。

この先行技術の弁を開放するためには、大きく
なり得るバネの力を相殺すべく膜ポンプのごとき
補助真空ポンプをその駆動モータと共に使用する
必要がある。

このように前記先行技術の弁は弁自体の体積の
２から３倍に及ぶような大型の補助装置を必要と
する。

本発明は前記諸点に鑑み成されたものであり、
その目的とするところは前記の欠点を除去して、
かさばる補助装置の不要な減圧で作動する弁を提
供することにある。

前記目的は、本発明によれば、中空体と、この
中空体の内部空間を第１及び第２の空間に分割す
べく当該内部空間に配設された隔壁と、前記第１
の空間と中空体の外部とを連通すべく当該中空体
に夫々形成された第１及び第２の開口と、前記隔
壁に形成された貫通孔と、この貫通孔に於いて気
密状態で摺動し得るように前記隔壁に装着されて
おり、前記第２の空間に配置された一端部で当該
第２の空間を第１及び第２のチヤンバに分割し、
他端部で前記第１の開口を開閉すべく前記第１の
空間に配置されたピストン装置と、このピストン
装置の他端部を前記第１の開口に向かわせ当該第
１の開口を当該他端部で閉鎖させるべく前記中空
体の内部空間に配設されたバネと、前記ピストン
装置の内部に配置され、前記第１の空間を第２の
チヤンバに連通させており、一端が前記第１の空
間に開放しており、前記ピストン装置の他端に配
置された他端が、前記第２のチヤンバに開放し、
前記第２の空間を規定する前記隔壁の壁面に対向
する前記中空体の壁面に対向した第１の通路と、
前記ピストン装置の所定の移動において所定量前
記第１の開口が開放される際、前記第１の通路の
他端を閉じるべく前記中空体の壁面に設けられた
密封手段と、前記第２のチヤンバを外部に連通し
ており、当該中空体に形成された第２の通路と、
この第２の通路の連通を制御すべく当該第２の通
路に接続された閉鎖手段と、前記中空体の外部に
前記第１のチヤンバを連通させる第３の通路とか
らなる減圧で開放する弁によつて達成される。

従つて本発明による減圧で開放する弁ではバネ
の圧力を相殺し弁を開放するに必要な力が真空ポ
ンプ自体によつて供給される。本発明の前記弁を
開放するには、前記第２の通路、例えばオリフイ
スをその閉鎖手段により閉鎖して第２のチヤンバ
と外界との接続を絶つだけでよい。このオリフイ
スの閉鎖手段による閉鎖には小さな力しか必要と
されず、閉鎖手段として例えば弁自体よりはるか
に小さい電磁弁を使用し得る。この電磁弁は真空
ポンプの始動と実質的に同時に作動する。

本発明の前記弁の好ましい具体例では中空体の
第２のチヤンバ及び第１の空間の前記連通が前記
ピストン装置のロツドを貫通しピストン装置のピ
ストン部材の外側で第２のチヤンバに連通する第
１の通路、例えばチヤネルを介して行なわれる。

本発明による前記弁の開放時には、前記チヤネ
ルの端部の第２のチヤンバへの出口が前記密封手
段、例えば環状パツキンに当接して当該チヤネル
の連通が阻止されるように構成するのが好まし
い。

このようにすれば、前記電磁弁が外部、即ち大
気と第２のチヤンバ内の圧力との過度の圧力差に
作用される状態におかれることはない。この場合
は弁が開放すると第２のチヤンバと真空ポンプと
の接続が絶たれるため前記電磁弁は小さい力をも
つだけでよく、従つて小型の電磁弁を使用し得
る。

以下添付図面に基づき非限定的具体例を挙げて
本発明の減圧で開放する弁をより詳細に説明す
る。

本発明による減圧で開放する弁は、隔壁として
の内部隔壁４によつて内部空間が第１の空間２及
び第２の空間３に分割された中空体１を有してい
る。中空体１には第１の空間２が真空化すべき領
域に接続される第１の開口５と真空ポンプ（図示
せず）の吸引側に接続される第２の開口６とが形
成されており、夫々の開口５，６は中空体１の内
部空間を外部に連通させている。

第１の空間２には可動の弁板７が配置されてお
り、該弁板７にはバネ８が作用している。前記弁
の閉鎖時にはこの弁板７が開口５を閉鎖する。弁
板７の開口５に対する閉鎖に於けるその密封性は
パツキン９によつて確保されている。内部隔壁４
には貫通孔３３が形成されている。弁板７は内部
隔壁４の貫通孔３３に密封的に挿通されている。
即ち貫通孔３３に於いて気密状態で摺動し得るよ
うに弁板７はロツド１０の端部３４に固定されて
おり、該内部隔壁４の貫通孔３３は弁板７がロツ
ド１０の軸線方向に移動する時の軸受けの役割を
果たしている。第２の空間３の内部にネジ１２に
よつてロツド１０の端部３５に接続されたピスト
ン１１が配置されている。このピストン１１は第
２の空間３を第１のチヤンバ１３及び第２のチヤ
ンバ１４に分割する。これら第１のチヤンバ１３
及び第２のチヤンバ１４は外周縁が内部隔壁４と
中空体１の蓋体部１６との間に挟持され内周縁が
ピストン１１とワツシヤ１７との間に挟持された
環状の膜部材としての環状エラストマ膜１５によ
つて互いに密封的に分離されている。ピストン１
１及び環状エラストマ膜１５によつてピストン部
材を構成しており、更に、これらのロツド１０、
ピストン１１、ネジ１２及び環状エラストマ膜１
５によつてピストン装置を構成している。またバ
ネ８は、ロツド１０の端部３４に固定された弁板
７を第１の開口５に向かわせて当該開口５を閉鎖
すべく中空体１の内部空間に配設されている。

環状エラストマ膜１５の外周縁には外界と中空
体１の内側の空間３との間の密封性を保持するた
めのパツキン１８が具備されている。

第１のチヤンバ１３は通路としてのオリフイス
１９を介して外界と連通している。

中空体１の第１の空間２は通路としてのチヤネ
ル２０を介して中空体１の第２の空間３の第２の
チヤンバ１４と連通している。

チヤネル２０は弁板７の上側の部分をその中心
部分、即ち軸線の位置まで径方向に貫通する水平
部分２０ａと、この水平部分２０ａから第２のチ
ヤンバ１４への出口３０まで延在する垂直部分２
０ｂとからなる。該チヤネル２０の出口３０の部
分の表面はネジ１２のヘツドの表面３１で構成さ
れ、このヘツドの表面３１は弁の開放時にはパツ
キン２１に当接して第２のチヤンバ１４と中空体
１の第１の空間２との間の連通を封鎖する。即
ち、チヤネル２０は、第１の空間２を第２のチヤ
ンバ１４に連通させており、一端が第１の空間２
に開放しており、他端、即ち出口３０が第２のチ
ヤンバ１４に開放し且つ第２の空間３を規定する
内部隔壁４の壁面３６に対向する中空体１の壁面
３７に対向している。第２のチヤンバ１４はまた
中空体１の蓋体部１６に設けられた通路２２を介
して外界と連通している。この通路２２は閉鎖手
段に連結されており、該閉鎖手段は本具体例では
電磁弁２３からなる。この電磁弁２３は開口６に
接続された真空ポンプ（図示せず）の始動時に動
力を受給して通路２２を閉鎖する。

隔壁４と中空体１の下方部２５との間には環状
パツキン２４が挿入され中空体１の第１の空間２
を外界に対し密封している。

この中空体１含むアセンブリ全体は第３図に示
すようにネジ２６及び２７によつて互いに固定さ
れている。

この本発明による減圧で開放する弁の本具体例
における弁は下記のごとく作動する。

第２図の開放位置では弁板７がバルブシート３
２に当接し、その結果開口５が閉鎖され、チヤネ
ル２０によつて第１の空間２と第２のチヤンバ１
４とが連通する。通路２２は電磁弁２３が動力を
受給しないため開放状態にあり、従つて第２のチ
ヤンバ１４は大気圧下におかれる。また、第１の
チヤンバ１３もオリフイス１９を介して大気圧下
におかれる。バネ８は弁板７をバルブシート３２
に押し付けている。

開口６に接続された真空ポンプの始動時に電磁
弁２３を作動させて通路２２を閉鎖する。その結
果、真空ポンプによつて第１の空間２の真空化が
行なわれ、チヤネル２０を介して第２のチヤンバ
１４も真空化される。第１のチヤンバ１３がオリ
フイス１９を介して大気圧下にあるためピストン
１１の両面に加えられる夫々の圧力の間に差が生
じ、この圧力差がやがてピストン１１をバネ８の
弾性力に逆らつて上方に移動させるほど大きくな
る。この状態になると弁板７がバルブシート３２
への押し付け状態から開放される。該弁板７が上
方位置に達すると（第１図に示す状態）ネジ１２
のヘツドの表面３１が密封手段としてのパツキン
２１に当接してチヤネル２０の出口３０を閉鎖
し、第２のチヤンバ１４と真空ポンプとの接続、
即ち連通を絶つ。パツキン２１は前記ピストン装
置の所定の移動に於ける所定量第１の開口５が開
放される際、チヤネル２０の出口３０を閉じるべ
く中空体１の壁面３７に設けられている。チヤネ
ル２０は必ずしもこのように閉鎖する必要はない
が、このような閉鎖を行うことによつて弁開放後
における第２のチヤンバ１４内の過度の圧力低下
が回避される。このような閉鎖を行なわない場
合、大気圧とこの低下した圧力との差に耐え得る
電磁弁が必要になる。前述のごとき方法を採れば
電磁弁２３に作用する圧力差がより小さくなるた
め、比較的微力の小型電磁弁を選択し得る。

該弁を閉鎖するには電磁弁２３への動力供給を
停止して通路２２を開放し、第２のチヤンバ１４
の内部を大気圧に戻す、 その結果第１のチヤンバ１３及び第２のチヤン
バ１４間の圧力差がゼロになり、バネ８の弾性力
により弁板７は押し戻されてバルブシート３２に
当接し、開口５を閉鎖せしめる。このような弁は
特にベーンポンプのごとき一次真空ポンプから真
空化すべき領域を隔壁する場合に有用である。チ
ヤネル２０は真空ポンプの停止と共に弁を閉鎖せ
しめるが、この時該真空ポンプの作動部分をも大
気圧下に戻するため、この種のポンプの機能に係
る種々の問題が解消される。

このように、本発明では小型電磁弁を一つ用い
るだけで弁の開放を行うことができる。

例えば弁が一次真空ポンプに接続される場合は
11ワツトの電磁弁で十分である。

このような弁は、弁閉鎖時に弁板７がバルブシ
ート３２に当接する前にチヤネル２０が大気と真
空部分とを瞬間的に接続するにも拘わらず二次真
空ポンプにも使用し得る。ただしその場合は前記
瞬間的接続時間を短縮すべくバネ８がより大きい
剛性を有していなければならず、チヤネル２０の
断面が十分小さく且つ第２真空領域が十分な容積
を有していなければならない。

以上のような構成を有するため、本発明の減圧
で開放する弁に於いては、前記第２のチヤンバに
接続された第２の通路の外部との連通が閉鎖手段
により閉鎖され、前記第１の通路を介して真空装
置に接続されている第２のチヤンバ内の圧力が、
常に外部と連通されている前記第１のチヤンバ内
の圧力に比較して低下し、その結果前記ピストン
装置が前記隔壁の壁面に対向する前記中空体の壁
面に向かつて移動する際、当該第２のチヤンバ内
は、当該ピストン装置が当該隔壁の壁面に対向す
る中空体の壁面に当接して当該壁面に設けられた
密封手段によつて前記第１の通路の他端が閉鎖さ
れるまで当該真空装置からの減圧作用を連続して
受けることができ、即ち当該ピストン装置は、前
記第１のチヤンバの内部に比較して第２のチヤン
バの内部が常に負の圧力状態に置かれているた
め、当該ピストン装置の慣性による往復方向の繰
返し移動、即ち振動動作を起こすことなく当該ピ
ストン装置の移動の終端位置である当該中空体の
壁面に当接する位置まで一方向に移動し得る結
果、当該ピストン装置の前記第１の空間に形成さ
れた第１の開口の開放動作を確実に行うことがで
き、加えて、当該ピストン装置の移動距離、即ち
ストロークを大きく確保し得、その結果当該ピス
トン装置の前記開放動作をより一層確実に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は弁板が開放位置にある時の本発明の減
圧で開放する弁を示す軸方向断面図、第２図は閉
鎖位置にある時の前記弁の断面図、第３図は該弁
の平面図である。 １……中空体、２……第１の空間、３……第２
の空間、４……内部隔壁、５……第１の開口、６
……第２の開口、７……弁板、８……バネ、１０
……ロツド、１１……ピストン、１２……ネジ、
１３……第１のチヤンバ、１４……第２のチヤン
バ、１５……環状エラストマ膜、１６……蓋体
部、２３……電磁弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中空体と、この中空体の内部空間を第１及び
   第２の空間に分割すべく当該内部空間に配設され
   た隔壁と、前記第１の空間と中空体の外部とを連
   通すべく当該中空体に形成された第１及び第２の
   開口と、前記隔壁に形成された貫通孔と、この貫
   通孔に於いて気密状態で摺動し得るように前記隔
   壁に装着されており、前記第２の空間に配置され
   た一端部で当該第２の空間を第１及び第２のチヤ
   ンバに分割し、他端部が前記第１の開口を開閉す
   べく前記第１の空間に配置されたピストン装置
   と、このピストン装置の他端部を前記第１の開口
   に向かわせ当該第１の開口を当該他端部で閉鎖さ
   せるべく前記中空体の内部空間に配設されたバネ
   と、前記ピストン装置の内部に配置され、前記第
   １の空間を第２のチヤンバに連通させており、一
   端が前記第１の空間に開放しており、前記ピスト
   ン装置の他端に配置された他端が、前記第２のチ
   ヤンバに開放し、前記第２の空間を規定する前記
   隔壁の壁面に対向する前記中空体の壁面に対向し
   た第１の通路と、前記ピストン装置の所定の移動
   において所定量前記第１の開口が開放される際、
   前記第１の通路の他端を閉じるべく前記中空体の
   壁面に設けられた密封手段と、前記第２のチヤン
   バを外部に連通しており、当該中空体に形成され
   た第２の通路と、この第２の通路の連通を制御す
   べく当該第２の通路に接続された閉鎖手段と、前
   記中空体の外部に前記第１のチヤンバを連通させ
   る第３の通路とからなる減圧で開放する弁。 ２ 前記閉鎖手段が電磁弁からなり、当該電磁弁
   が前記第２の開口に接続される真空装置の始動に
   よつて前記第２通路を閉鎖すべく作動されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の減圧
   で開放する弁。 ３ 前記密封手段は、前記第１の通路の他端を気
   密的にシールするシール部材であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
   減圧で開放する弁。 ４ 前記ピストン装置が前記第１の開口を閉鎖す
   るために当該第１の開口を規定する中空体の部分
   に接触する弁板を有していることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項から第３項のいずれか一項に
   記載の減圧で開放する弁。 ５ 前記ピストン装置が前記第２の空間に配置さ
   れたピストン部材を有していることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項から第４項のいずれか一項
   に記載の減圧で開放する弁。 ６ 前記ピストン部材は、ピストンと、このピス
   トンに内周縁が接続され外周縁が前記隔壁と中空
   体との間に挟持された環状の膜部材とを有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の減
   圧で開放する弁。