專利名稱：閘閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種閘閥，其能夠打開和關閉用于將一工件例如一集成電路(IC)或元件從一個真空處理腔傳輸到另一個真空處理腔的傳輸通道，或者用于打開和關閉用于壓力流體或氣體或類似物的一液流通道或一廢氣流通道。
按照慣例，在用于半導體片或液晶片的處理設備中，例如，從各種處理腔中插入和取出這些半導體片或液晶片的工作是通過連通通道來承擔的，在這些連通通道中，閘閥分別用來打開和關閉連通通道。
例如，在日本專利文獻No.2,613,171(與美國專利Nos.5,415,376和5,641,149對應)中，以下列方式設置了這樣一種閘閥，即，通過使一閥桿在一壓力缸的驅動操作下筆直前進的運動，而使閥板相對于閥座到達一相對的位置后，再通過閥桿的傾斜移動而將閥板壓到與閥座接觸并坐在閥座上的狀態，從而關閉在閥箱內形成的連通通道。
更準確地說，如圖27和28所示，傳統技術中的閘閥包括一閥箱3，其內形成一用于插入和取出工件的連通通道2；一閥板5，通過使閥板5坐在在閥箱3內形成的閥座4上而打開和關閉連通通道2；以及一閥桿6，其與閥板5連接并且既能上、下移動，又能可傾斜地移動。
閥塊7與閥桿6的上部連接，其中，在閥塊7的兩側表面上附裝有沿導向槽10移動的樞軸11(見圖29)，該導向槽分別在一對壓力缸8a、8b的缸筒9的兩側表面上形成，其中，在與樞軸11配合的導向槽10的導向作用下，閥塊7能夠上下移動并且能夠傾斜。缸筒9、閥塊7和樞軸11都分別由金屬材料制成。
另外，閥塊7的構成是這樣的通過施加一拉力的拉簧12，在與樞軸11配合的導向槽10的導向作用下，閥塊7與軛架13一起沿豎直方向作筆直前進的運動，另外，當樞軸11由導向槽10(見圖27)的彎曲的下端10a(見圖29)支承作為一樞軸(轉軸)時，閥塊7作沿箭頭A方向的傾斜運動。結果，以樞軸11作為轉軸，閥板5沿箭頭B方向作傾斜運動并坐在閥座4上，從而將連通通道2嚴密地關閉。
此外，參考標號14表示一橫斷面是棱形的凸輪盤，其中，通過凸輪盤14逐漸向基本水平的方向移動，以導向槽10的下部彎曲部分10a作為轉軸，閥塊7沿箭頭A方向作傾斜運動。
盡管如此，對于上述傳統技術的閘閥，由于所設置的閥塊軸是用于沿著在缸體的兩側表面內形成的導向槽進行滑移，因此在使用一段時間后，樞軸就會因受到磨損而變形，所產生的不利的結果是樞軸導向作用的能力就會降低。
其次，在上述傳統技術的閘閥中，由于樞軸必須設置在閥塊的兩側，因此，增加了元件的數量，另外，由于必須加工和切削出在缸體兩側面內的導向槽，因此，這樣做的缺點是增加了生產成本。
再者，在上述傳統技術的閘閥中，由于由金屬材料制成的閥塊的樞軸沿著同樣由金屬材料制成的缸筒導向槽以接觸的方式滑移，因此增加了廢屑或粉塵等等。另外，由于金屬元件之間的摩擦引起粉塵產生，因此另一個缺點在于，該裝置不能在有潔凈度要求的環境中使用，例如潔凈的房間或類似的環境。
本發明的一個總的目的是提供一種閘閥，其中，通過省去對導向裝置的需要而減少元件的數量，從而使生產成本降低。
本發明的另一個主要目的是提供一種閘閥，通過抑制廢屑、粉塵和類似物的產生，而使該閘閥能夠適用于有潔凈度要求的環境。
本發明的再一個目的是提供一種閘閥，其中設置一定位支承機構，用于整體地將第一移動元件和第二移動元件保持在沿位移方向的一預定位置的狀態，并且即使在使用一段時間之后，其還能夠保持第一和第二移動元件的確定位置狀態。
結合附圖，從下面的說明書中，本發明的上述和其它目的、特點和優點會更為明顯，在附圖中，通過所示實例而示出了本發明的優選實施例。


圖1是本發明第一個優選實施例的閘閥的外形透視圖2是圖1所示閘閥的分解剖開立體圖；圖3是沿圖1所示閘閥的軸線方向的垂直剖視圖；圖4是沿圖3所示的IV-IV線的水平剖視圖；圖5是沿圖3所示的V-V線的水平剖視圖；圖6是沿圖3所示的VI-VI線的水平剖視圖；圖7是沿圖3所示的VII-VII線的垂直剖視圖；圖8是表示當閥桿從圖7所示的狀態傾斜θ角時，閥板坐在閥座上的狀態的垂直剖視圖；圖9是用于密封一閥桿的密封件的局部放大的垂直剖視圖；圖10是沿垂直于軸線方向的方向剖開的底板的垂直剖視圖；圖11是本發明第二實施例的閘閥沿軸線方向的垂直剖視圖；圖12是沿圖11所示的XII-XII線的垂直剖視圖；圖13是沿圖11所示的XIII-XIII線的水平剖視圖；圖14是表示當閥桿從圖12所示的狀態傾斜θ角時，閥板坐在閥座上的狀態的垂直剖視圖；圖15是本發明第三個實施例的閘閥的外形透視圖；圖16是圖15所示閘閥的分解透視圖；圖17是沿圖15所示閘閥的軸線方向的垂直剖視圖；圖18是沿圖17中XVIII-XVIII線的水平剖視圖；圖19是沿圖17中XIX-XIX線的水平剖視圖；圖20是沿圖17中XX-XX線的垂直剖視圖；圖21是表示當閥桿從圖20所示的狀態傾斜θ角時閥板坐在閥座上的狀態的垂直剖視圖；圖22是表示用于密封閥桿的密封件的局部放大的垂直剖視圖；圖23是沿本發明第四實施例的閘閥的軸線方向截取的垂直剖視圖；圖24是沿圖23所示的XXIV-XXIV線的水平剖視圖；圖25是沿圖23所示的XXV-XXV線的垂直剖視圖26是表示當閥桿從圖25所示的狀態傾斜θ角時閥板坐在閥座上的狀態的垂直剖視圖；圖27是沿傳統技術中閘閥的軸線方向的垂直剖視圖；圖28是沿圖27所示閘閥的軸線方向的垂直剖視圖；以及圖29是構成圖27所示閘閥的一部分結構的缸筒的透視圖。
在圖1中，參考標號20表示根據本發明第一實施例的閘閥。
閘閥20包括一驅動裝置22、一對閥桿24a、24b以及一縱向成形的閥板26，所述閥桿24a、24b在驅動裝置22的驅動作用下可以沿向上和向下的方向移動，并且還可以沿與上/下方向垂直的方向可傾斜地運動，所述閥板26與閥桿24a、24b的端部相連接。環形臺階27a、27b分別在閥桿24a、24b的端側和基本上處于中心的位置處的外圓周表面上形成(見圖3)。
一閥箱30(見圖7和圖8)位于驅動裝置22的上側，其內限定了一個用于抽出和插入未示出的工件的連通通道28，其中，通過使閥板26坐在由閥體30的內壁表面形成的閥座32上，而將連通通道28嚴密關閉。一密封件34沿一個位于閥板26內的環形槽設置，因此，閥板26坐在閥座32上時的密封狀態是由密封件34保持的。
驅動裝置22包括一個通過螺紋件36固定到閥箱30底面上的底板38(見圖3)、一個連接到底板38上的有底的筒式殼體40、以及一個設置在殼體40內部的壓力缸機構(驅動源)42。
如圖2所示，在底板38上形成一對橫斷面基本上呈圓形的通孔44a、44b，以便穿過該通孔將一對閥桿24a、24b插入。而且，在底板38的下表面上，形成橫斷面呈半圓形的凹部48(見圖1)，用于容納和支承后面將討論的支承滾(支承元件)。所形成的通孔44a、44b的直徑比閥桿24a、24b的直徑略微大一些，而且，支撐住波紋管50端部的環52裝在通孔44a、44b內，所述波紋管覆蓋住閥桿24a、24b的給定部分。
如圖9所示，在波紋管50與閥箱30之間，以夾心式關系設置一個圍繞閥桿24a、24b外圓周表面的密封墊(密封件)51。當活塞分別到達處于與活塞位移端點相對應的位置的其上死點和下死點時，密封件51不僅通過與閥桿24a、24b的上側環形臺階27a接觸而起到密封作用，而且通過與閥桿24a、24b的下側環形臺階27b接觸而起到密封作用。此外，當活塞處于其上死點和下死點之間時，由于所設置的密封件51保持不與閥桿24a、24b的周邊表面接觸，從而防止了由摩擦引起的廢屑和粉塵的產生。
另外，如圖10所示，由樹脂材料例如尿烷或聚氨基甲酸(乙)酯樹脂或類似物制成的第一彈性件53設置在底板38內的孔中，利用金屬配件55和止動環57將第一彈性件53安裝在孔內。第一彈性件53與支承滾46鄰接，當支承滾46與凸形的凹部48接合時，該彈性件起到吸收支承滾46的振動的作用。
如圖3所示，壓力缸機構42包括一缸筒56，該缸筒與在其兩側表面上沿軸線方向延伸的相應的階梯部分54一起構成(見圖2)，并且具有通過未示出的螺釘而固定到底板38上的端部；一活塞60，設置成使其沿著在缸筒56內部限定的缸室58移動；一活塞桿64，其與活塞60的一端連接，并具有在其外周邊表面上沿軸線方向延伸而形成的齒槽62；以及一齒軸接收件68，其內設置有多個與活塞桿64的齒槽62相接合的滾珠66。
將一活塞密封件70安裝成超出活塞60的外圓周表面，其用于維持由活塞60分開的相應的上側缸室58a和下側缸室58b之間的密封性。此外，一第二彈性件72設置在與活塞密封件70緊密相鄰的底面部分上，用于在活塞60到達其下死點且第二彈性件72頂靠在齒軸接收件68的上端時吸收振動。第二彈性件72可以適當地由樹脂材料例如尿烷樹脂、聚氨基甲酸(乙)酯樹脂或類似物制成。
通過一個與一壓力流體供應源(也未示出)相連接的未示出的管路，而將壓力流體(例如壓縮空氣)供給到上側和下側缸室58a、58b，因此，在一個未示出的方向控制閥的切換作用下，壓力流體被供應到上側缸室58a或下側缸室58b中的一個。
再者，如圖2和3所示，驅動裝置22包括一個通過一鎖定螺母74和墊圈76而固定到活塞桿64的另一端上的拉桿元件(第一移動元件)78，以及另一個移動元件(第二移動元件)80，用于與拉桿元件78一起整體移動。
一對突出部分82a、82b在基本上平行延伸的拉桿元件78的兩側表面上形成，該突出部分僅沿橫向伸出一預定的長度，其中，在突出部分82a、82b上形成基本上呈圓形的凹座86，將彈簧元件84(后面將述及)安置在其內。在拉桿元件78的兩側表面內切削出基本上呈橢圓形的細長孔88a、88b，將滾子92設置成與細長孔88a、88b相配合，通過銷釘90將該滾子安裝到移動元件80上。
再者，將一對銷釘元件94穿過孔裝配到拉桿元件78的兩側表面的上側，其中，將銷釘元件94的端部設置成與在移動元件80的兩側表面內形成的接合槽96相配合。
如圖2和3所示，一對凸緣98a、98b在移動元件80的兩個基本上平行延伸的側表面內形成，該凸緣僅沿橫向伸出一確定的長度。在凸緣元件98a、98b內形成橫斷面基本上呈圓形的孔100，將閥桿24a、24b的另一端裝入該孔內，其中，通過擰在閥桿24a、24b的螺紋上的鎖定螺母102，將閥桿24a、24b固定到移動元件80上。
將彈簧元件84分別設置成介于移動元件80的一對凸緣98a、98b和拉桿元件78的一對突出部分82a、82b之間，其中，彈簧元件84的端部坐靠在安裝到凸緣元件98a、98b上的閥桿24a、24b的端部上，而彈簧元件84的另一端坐靠在突出部分82a、82b的圓形凹座86上。
波紋管50位于閥桿24a、24b的另一端，該波紋管罩在閥桿的外圓周表面上，其中，波紋管50的端部可轉動地與安裝在底板38內的環體52相連接，其另一端固定連接到環體104上，該環體104圍繞閥桿24a、24b安裝在其外部。
再者，接合槽96在移動元件80的兩側表面上形成，其用于與固定在拉桿元件78內適當位置上的銷釘元件94的端部相配合。通過銷釘元件94與接合槽96下端96a的配合，可以防止拉桿元件78和移動元件80滑出沿上/下方向以及沿前/后方向(即，基本上與圖3所示的頁面垂直的方向)的位置，而且，可以沿上/下方向以一固定間距將拉桿元件和移動元件保持在一設定的位置狀態，在保持其設定的位置狀態的同時，拉桿元件和移動元件以這種方式整體地向上和向下運動。而且，通過將銷釘元件94從接合槽96的下端96a推出，并且沿接合槽的傾斜部分96b(見圖2)提高銷釘94的位置，閥板26就可以可傾斜地運動。
再者，將一對支承滾46沿軸向可旋轉地支承在以叉狀方式從移動元件80分支出來的上部上，其中，如圖4所示，通過一給定的間隙，以相對于缸筒56的階梯部分54不接觸的方式設置這種支承滾46。另外，在移動元件80的位移端點處，支承滾46將插入底板38的彎曲凹部48內(見圖1)，其中，與凹部48配合的支承滾46起到轉軸的作用，從而使閥板26、閥桿24a、24b和移動元件80僅傾斜一預定的角度θ(見圖8)。
再者，一個橫斷面基本上呈橢圓形的長孔106在移動元件80的下部形成，活塞桿64位于該長孔內，以便當移動元件80傾斜時使活塞桿64可以沿長孔106移動(見圖5)。
本發明第一實施例的閘閥20基本上如上所述地構成。下面，將說明本發明的動作和操作效果。在下面的描述中，所說明的初始位置是活塞60在缸室58內處于其最低位置(下死點)，并且在閥箱30內形成的連通通道28處于打開狀態，而沒有被閥板26關閉。
在處于初始位置的這種情況下，由于彈簧元件84的彈性力將拉桿元件78壓向下側，因此，固定到拉桿元件78上的銷釘元件94保持在這樣一種狀態，即，該銷釘元件保持在移動元件80的接合槽96的下端96a處。另外，在此初始位置，滾子92處于與在拉桿元件78兩側表面內形成的長孔88a、88b的上部相配合的狀態。
在處于此初始位置時，通過未示出的管路，將壓力流體從一壓力流體供應源(未示出)供應到下側缸室58b。在供應到下側缸室58b的壓力流體的作用下，活塞60上升，因而，與活塞60相連接的活塞桿64也上升。在這種情況下，通過未表示出的方向控制閥的操作，使上側缸室58a保持與大氣相通(通氣)的狀態。
由于活塞桿64上升，拉桿元件78、移動元件80、閥桿24a、24b和閥板26與閥桿64一起整體地上升。在這種情況下，由于彈簧元件84的彈性力的作用，使拉桿元件78處于被壓向下側的狀態，并且由于固定到拉桿元件78兩側表面上的那對銷釘元件94保持在移動元件80的接合槽96的下端部分96a處，因此，拉桿元件78和移動元件80處于這樣一種狀態，即，它們的位置關系維持在固定的位置，并且可以防止上/下方向以及前/后方向(即，與圖3所示的頁面垂直的方向)的位置滑移或偏離。因此，在維持這些元件之間的固定位置關系而使之處于設定的位置狀態時，拉桿元件78和移動元件80整體地一起上升。而且，當拉桿元件78和移動元件80整體上升時，沿軸向支承在移動元件80上部的支承滾46不與缸筒56的階梯部分54接觸，并且拉桿元件78和移動元件80都不由支承滾46導向(見圖4)。
當活塞桿64上升時，多個滾珠66沿在活塞桿64上形成的齒槽62旋轉并循環，同時，通過固定到缸筒56上的齒軸接收件68而阻礙活塞桿64沿圓周方向旋轉，從而阻止了活塞桿64的任何轉動。
通過使活塞桿64上升，并且使移動元件80的一端頂靠在底板38上，使移動元件80到達了其位移的頂端位置，并且閥板26處于面對連通通道28的開口的狀態(見圖7)。此時，設置在移動元件80上部的支承滾46與底板38內的曲面凹部48相配合，其中任何振動都由于與第一彈性元件53頂靠而被吸收。
在移動元件80到達其位移端點后，活塞桿64還進一步繼續上升，因此，由于與凹部48相配合的支承滾46起到轉軸的作用，僅通過滾子92相對于拉桿元件78的長孔88a、88b的配合作用就可使移動元件80傾斜一預定的角度θ，并且通過使閥板26坐靠在閥座32上而關閉連通通道28(見圖8)。
更準確地說，在移動元件80到達其位移的頂點后，由于活塞桿64克服彈簧元件84的相反的彈性力而進一步上升，這時只有拉桿元件78繼續上升。此時，在滾子92相對于在拉桿元件78的兩側表面內形成的長孔88a、88b的配合作用下，以支承滾46作為轉軸，移動元件80僅傾斜一預定的角度θ(見圖8)。此外，當移動元件80圍繞由支承滾46限定的轉軸傾斜時，固定到拉桿元件78兩側表面上的銷釘元件94被從移動元件80的接合槽96的下部區域96a推出，并且沿其傾斜區域96b上升。
因此，由于移動元件80僅傾斜一預定角度θ，因此，通過閥桿24a、24b而固定到移動元件80上的閥板26從相對于連通通道28分開一預定距離的狀態移動到基本上與連通通道28平行并貼在連通通道28上的狀態。因此，設置在閥板26上的密封件34就坐靠在閥座32上，從而嚴密地關閉連通通道28。
接著，在閥板26要與閥座32分開以便打開連通通道28的情況下，在未示出的方向控制閥的切換作用下，通過向上側缸室58a供應壓力流體而使活塞下行，并且由于活塞桿64、拉桿元件78和移動元件80的整體移動，各個元件又回復其初始位置。而且，此時，在未示出的方向控制閥的作用下，下側缸室58b處于與大氣相通的狀態。
更準確地講，當移動元件在滾子92相對于長孔88a、88b的配合作用下而沿著與前面所述的方向相反的方向僅傾斜一預定的角度θ后，活塞桿64與拉桿元件78和移動元件80一起整體地下行，從而又回到它們的初始位置。此時，當活塞60到達其下死點時所產生的任何振動都被設置在活塞60的底面上的第二彈性元件72吸收掉。而且，當活塞60下行時，由于彈簧元件84的彈性力將拉桿元件78向下壓，因此，可以限制供應到上側缸室58a內的壓力流體的液流量。
在第一個實施例中，通過使安裝到拉桿元件78兩側表面上的銷釘元件94與移動元件80的接合槽96相配合，使柄桿元件78和移動元件80保持在預定位置的位置狀態，而不會在上/下以及前/后方向上在其間發生滑移或偏離，并且兩個元件整體地向上和向下移動。在這種情況下，設置在移動元件80上部的支承滾46保持在與缸筒56的臺階部分54不接觸的狀態，并且移動元件80不由支承滾46導向(見圖4)。因此，根據第一個實施例，當拉桿元件78和移動元件80向上和向下運動時，無須提供任何用于引導拉桿元件78和移動元件80的導向裝置，與傳統技術相比，減少了元件的數量，并降低了生產成本。
而且，在第一實施例中，由于省略了加工或切削在傳統技術中設置的缸筒9側面內的導向槽10(見圖29)的工序，因此，可以簡化生產步驟，同時降低生產成本。
再者，根據第一實施例，由于無須提供當沿傳統技術中的導向槽10滑移時會產生廢屑和粉塵的導向裝置，所以抑制了粉塵和類似物的產生，因而該閘閥可以適用于有潔凈度要求的環境中，例如用在一潔凈的房間或類似的環境中。
下面，在圖11至14中示出了本發明的第二個實施例的閘閥110。在下面的說明中，用相同的參考標號表示與圖1所示的第一實施例的閘閥20相同的結構特征，并且省略對這些特征的詳細說明。
在根據第二實施例的閘閥110中，構成第一實施例的閘閥20結構的固定到拉桿元件78上的銷釘元件94以及在移動元件80兩側表面內形成的接合槽96由一對連接銷釘112a、112b取代，該連接銷釘112a、112b用于保持拉桿元件78和移動元件80的整體位置狀態。
連接銷釘112a、112b中每一個的第一端都螺紋地連接并固定在移動元件80的底面上，而其另一端具有一給定間隙地寬松地配裝在拉桿元件78的長孔114內。因此，連接銷釘112a、112b的另一端沿長孔114可移動地設置。而且，將連接銷釘112a、112b的頭部設置成呈錐形橫斷面，以便通過在長孔114內形成的錐形區域116而將該連接銷釘固定在適當位置。
在這種情況下，拉桿元件78處于被彈簧元件84的彈性力向下壓的狀態，并且由于連接到移動元件80底面上的這對連接銷釘112a、112b的頭部被拉桿元件78的長孔114的錐形區域116固定在適當位置，從而使拉桿元件78和移動元件80保持在一固定的位置狀態。因此，拉桿元件78和移動元件80在保持其間的固定位置關系的同時整體地上升和下移。
接著，在移動元件80到達其位移頂點后，拉桿元件78繼續沿與彈簧元件84的彈性力相反的方向進一步上升，此時，連接銷釘112a、112b的頭部被推出而從拉桿元件78的長孔114內伸出來，因此，以支承滾46作為轉軸，移動元件80僅傾斜一預定的角度θ(見圖14)。
在第二實施例中，由于簡化的一對連接銷釘112a、112b的結構，拉桿元件78和移動元件80就可以在沿上/下方向的預定位置處保持處于一確定的位置狀態，因而裝置的生產成本就越發可以降低。
至于其它的結構特征和操作效果，由于其與第一實施例相同，因此省略了對這些內容的詳細說明。
再者，在第一和第二實施例的構成中，通過一壓力缸機構42對驅動源進行了描述，該壓力缸機構42在壓力流體的作用下使活塞60和活塞桿64整體移動。但是，本發明并不局限于這樣的結構，雖然沒有表示出來，例如線性致動器、旋轉驅動源、電致動器或者類似物，也都可以簡便地用作驅動源。
接著，在圖15中示出了本發明第三實施例的閘閥。
第三實施例的閘閥220包括一驅動裝置(驅動源)222；一閥桿224，其在驅動裝置222的驅動作用下沿上/下方向移動，閥桿224還可沿基本上與上/下方向橫切的方向可傾斜地運動；以及一細長形閥板226，其與閥桿224的一端連接。一直徑向下逐漸加大的環形臺階元件227圍繞閥桿224的大致中央部分的外圓周表面而形成。
一閥箱230設置在驅動裝置222的上側，該閥箱內限定了一個用于取出和插入未示出的工件的連通通道228(見圖20和21)，其中，通過使閥板226坐靠在在閥箱230內壁表面上形成的閥座232上，而將連通通道228嚴密地關閉。一密封件234沿一環形槽設置在閥板226上，因此，由于密封件234的作用，當閥板226坐在閥座232上時，保持了密封性。
驅動裝置222包括一第一底板236和一第二底板238，它們都通過未表示出的螺釘而固定到閥箱230的底面上；一殼體240，其呈連接到第二底板238上的有底的筒形；以及第一和第二壓力缸機構242a、242b(驅動機構)，其由相同結構的元件構成，并且大致平行地設置在殼體240內部。
如圖16所示，通常呈圓形橫斷面、用于使閥桿224從中插入的通孔244a、224b分別在第一和第二底板236、238的大致處于中心的區域內形成。而且，一對突出部分249a、249b以一固定間距設置在第二底板238下表面部分上，該突出部分形成有基本上呈半圓橫斷面形的凹部248，用于支承支承滾246(后面將述及)。所形成的通孔244a、224b的直徑比閥桿224的直徑大，而且，一個用于支承波紋管250一端的環252裝在通孔244b內，該波紋管250圍繞并包覆在閥桿224的指定部分上。
如圖22所示，一個圍繞閥桿224外圓周表面的密封墊(密封件)251被夾緊在第一和第二底板236和238之間。當一對活塞260a、260b上升時，密封件與閥桿224的環形臺階227接觸，起到密封的作用。而且，由于將密封件251設置成除了環形臺階227外不與閥桿224的其它圓周表面接觸的型式，因而，能夠防止由于摩擦而引起的廢屑和粉塵的產生。
此外，如圖16和17所示，例如由樹脂材料如尿烷或聚氨基甲酸(乙)酯樹脂或類似物制成的第一彈性元件253設置在第二底板238內的孔內部，其中，第一彈性元件253被第一底板236和第二底板238夾緊在其間。當支承滾246與凹部248接合時，第一彈性元件253與支承滾246頂靠，從而起到吸收支承滾246的振動的作用。
由于第一壓力缸機構242a和第二壓力缸機構242b分別由相同結構的元件構成，下面只詳細介紹第一壓力缸機構242a，而用字母符號b表示從屬于第二壓力缸機構242b的相同結構的元件，而且省略了其詳細說明。
如圖17所示，第一壓力缸機構242a包括一缸筒256a，其通過一未示出的連接裝置而安裝到第二底板238上；一活塞260a，其可移動地沿缸筒256a內部的缸室258而設置；一活塞桿264a，其與活塞260a的一端連接；以及一密封件266a，其保持在缸筒256a上，并圍繞在活塞桿264a的外圓周表面上。
將一活塞密封件270a設置成超出活塞260a的外圓周表面，該活塞密封件用于保持由活塞260a分開的相應的上側缸室258a和下側缸室258b之間的密封性。而且，將一第二彈性元件設置在活塞260a的底面部分上，用于在活塞260a到達其下死點時吸收振動。第二彈性元件可以適當地由樹脂材料例如尿烷樹脂、聚氨基甲酸酯樹脂或類似物制成。
在這種情況下，通過一個未示出的與一壓力流體供應源(也未示出)連接的管路而向上、下側缸室258a、258b供應壓力流體(例如，壓縮空氣)，因此，在一未示出的方向控制閥的切換作用下，將壓力流體供應到上側缸室258a或下側缸室258b中的一個。
而且，如圖16和17所示，驅動裝置222包括一個構成一沿長度方向加工成所需尺寸的板的軛架278，其通過鎖定螺母274而分別固定到一對活塞桿264a、264b的另一端；以及一移動塊280，其與軛架278整體地移動，并具有H形的垂直橫截面。
如圖16和17所示，一基本上呈圓形的凹部286在軛架278的中央部分形成，該凹部與一彈簧元件(后面將述及)的端部接合。而且，一對支承塊290a、290b以一預定的間隔固定在軛架278上，在該支承塊上切出基本上呈橢圓形的長孔，其中，通過銷釘元件291而沿軸向連接到移動塊280上的滾子292與長孔288a、288b配合。滾子292圍繞銷釘元件291可旋轉地沿軸向支承在中心處。
再者，通過螺紋件，將支承板293分別固定到一對支承塊290a、290b的上部。將一對銷釘元件294穿過孔而裝入支承板293的適當位置，其中，將銷釘元件294的端部設置成與在移動塊280兩側表面內形成的接合槽296相接合。
如圖16和17所示，一個橫斷面基本上呈圓形的孔300在移動塊280的大致中心部分內形成，閥桿224的另一端適當地充分插入該孔，其中，通過一個與閥桿224的螺紋端部連接的鎖定螺母302而將閥桿224固定到移動塊280上。閥桿24和彈簧元件284介于移動塊280和軛架278之間，其中，彈簧元件284的一端與鎖定螺母302接合，彈簧元件284的另一端與軛架278的凹部286接合。
一波紋管250以包覆關系圍繞閥桿224另一端側的外圓周表面而設置，其中，波紋管的一端通過一支承環252而安裝到第二底板238上，而其另一端安裝到裝在閥桿224外面的環體304上。
再者，用于與銷釘元件294的端部接合的接合槽296分別在移動塊280的兩側表面內形成，其中，借助于支承塊290a、290b和支承板293而將銷釘元件294固定在軛架278內的適當位置。通過銷釘元件294在接合槽296下部296a的配合，可以防止軛架278和移動塊280之間沿上/下方向以及前/后方向(即，與圖17所示的頁面垂直方向)的位置滑移或偏離，而且，這些元件沿上/下方向以一固定的間距定位，并且可在設定的位置狀態以這種方式整體地向上和向下運動。另外，通過將銷釘元件294從接合槽296的下端部分296a推出，并且通過使銷釘元件沿接合槽296上升，而使閥板226可傾斜地運動。
再者，一對支承滾246可沿軸向旋轉地支承在移動塊280的上分支部分上，其中，當移動塊280處于其位移的頂點時，這些支承滾246插入在第二底板238的突出部分249a、249b內形成的曲面凹部248內，從而，利用與凹部248相接合作為轉軸的支承滾246，而使閥板226、閥桿224和移動塊280僅以一預定角度θ可傾斜地運動。
本發明第三實施例中的閘閥220基本上如上所述地構成。下面將說明本發明的動作和操作效果。在下面的描述中，所說明的初始位置是一對活塞260a、260b分別在缸室258內處于其最低位置，并且，在閥箱230內形成的連通通道228處于打開狀態，而沒有被閥板226關閉。
在處于初始位置的這種情況下，由于彈簧284的彈性力將軛架278向下側壓，因此，使銷釘元件294保持處于移動塊280的接合槽296下端296a處的狀態，其中，該銷釘元件通過支承塊290a、290b和支承板293而固定到軛架278上。另外，在這一初始位置，滾子292處于與在支承塊290a、290b內形成的長孔288a、288b的上部相接合的狀態。
當處于初始位置時，壓力流體通過未示出的管路而從壓力流體供應源(未示出)分別供應到第一和第二壓力缸機構242a、242b的下側缸室258b。在供應到下側缸室258b的壓力流體的作用下，活塞260a、260b上升，因此，一對與活塞260a、260b連接的活塞桿264a、264b也分別上升。在這種情況下，通過未示出的方向控制閥的作用，上側缸室258a處于保持與大氣相通(通氣)的狀態。
由于活塞桿264a、264b基本平行地上升，使活塞桿264a、264b與軛架278、移動塊280、閥桿224和閥板226一起整體地上升。在這種情況下，軛架278處于被彈簧元件284的彈性力壓向下側的狀態，并且由于通過支承塊290a、290b和支承板293而固定到軛架278上的一對銷釘元件294保持移動塊280的接合槽296的下端部分296a處，因此軛架278和移動塊280保持在這樣一種狀態，即，它們的位置關系保持在固定的位置，并且可以防止沿上/下方向以及前/后方向(即，與圖17所示的頁面垂直的方向)的位置滑移或偏離。因此，軛架278和移動塊280一致地整體上升，同時，維持這些元件之間的固定位置關系而使其處于設定的位置狀態。
活塞桿264a、264b大致同時上升，通過使移動塊280端部與第二底板238接合，而使移動塊280到達其位移的頂點，其中，閥板226處于面對連通通道228的開口的狀態(見圖20)。此時，設置在移動塊280的上部的一對支承滾246分別與在第二底板238的突出部分249a、249b內形成的曲面凹部248相配合，另外，通過頂靠在第一彈性元件253上而吸收了所產生的任何振動。
在移動塊280到達其位移的頂點后，一對活塞桿264a、264b分別繼續上升，因此，在滾子292相對于軛架278的長孔288a、288b的配合作用下，由于與凹部248相配合的支承滾246起到轉軸的作用，使移動塊280可傾斜地運動，其中，閥板226坐在閥座232上，從而關閉了連通通道(見圖21)。
更準確地說，在移動塊280到達其位移的頂點后，由于活塞桿264a、264b克服彈簧元件284的相反彈性力而進一步上升，只有軛架278繼續上升。此時，在滾子292相對于在軛架278兩側表面內形成的長孔288a、288b的配合作用下，以支承滾246作為一轉軸，移動塊280僅傾斜一預定的角度θ(見圖21)。而且，當移動塊280圍繞由支承滾246限定的轉軸傾斜時，將固定到軛架278的兩側表面上的銷釘元件294從移動塊280的接合槽296下端部分296a中推出，并沿接合槽296上升。
因此，由于移動塊280僅通過一預定角度θ的角位移，使得通過閥桿224而安裝到移動塊280上的閥板226從以一預定間距面對連通通道228的狀態移動到目前與連通通道228的側面基本平行的狀態。結果，設置在閥板226上的密封件234變得坐靠在閥座232上，連通通道228被嚴密地關閉。
接著，在使閥板226與閥座232分開而打開連通通道228的情況下，在未示出的方向控制閥的切換作用下，壓力流體基本同時供應到第一和第二壓力缸機構242a、242b的上側缸室258a、258b，因此，一對活塞260a、260b基本同時下降，并且活塞桿264a、264b、軛架278和移動塊280都整體地向下移動而回復到其初始位置。而且，在這種情況下，通過未示出的方向控制閥的切換作用，下側缸室258b處于與大氣相通的狀態。
更準確地講，當移動塊280在滾子292相對于長孔288a、288b的配合作用下而沿著與前面所述方向相反的方向僅傾斜一預定角度θ，并且閥板226可靠地與閥座232分開后，一對活塞桿264a、264b與軛架278和移動塊280一起整體地下移，從而回到它們的初始位置。此時，活塞260a、260b到達其下死點時所產生的任何振動都被設置在活塞260a、260b底面上的第二彈性元件吸收掉。
在第三個實施例中，通過使借助于支承塊290a、290b和支承板293而安裝到軛架278上的銷釘元件294與移動塊280的接合槽296相配合，而使軛架278和移動塊280以預定的位置保持在一設定的位置狀態，而不會沿上/下和前/后方向在其間發生滑移或偏離，并且，兩元件一致地整體向上和向下運動。因此，在第三個實施例中，當軛架278和移動塊280向上和向下運動時，無須提供任何用于對軛架278和移動塊280導向的導向裝置，與傳統技術相比，能夠減少元件的數量，降低生產成本。
再者，在第三個實施例中，由于省略了傳統技術中加工或切削在缸筒9側面內的導向槽10的工藝過程(見圖29)，可以簡化生產步驟，同時降低生產成本。
再者，根據第三個實施例，由于無須提供傳統技術中在沿導向槽10滑移時會產生廢屑和粉塵的導向裝置，所以，抑制了廢屑、粉塵以及類似物的產生，因此，該閘閥可以適用于有潔凈度要求的環境中，例如用在潔凈的房間或類似的環境中。
下面，圖23-26示出了本發明的第四實施例的閘閥310。在下面的描述中，用相同的參考標號表示與圖15所示的第三實施例的閘閥220相同的結構特征，并且省略對這些特征的詳細描述。
在第四實施例的閘閥310中，構成第三實施例的閘閥220結構的固定到軛架278上的銷釘元件294以及在移動塊280的兩側表面內形成的接合槽296由一對連接銷釘312a、312b取代，該連接銷釘312a、312b用于保持軛架278和移動塊280的整體位置狀態，其中，無論是沿上/下方向還是沿前/后方向，都不會發生位置滑移或偏離的現象。
連接銷釘312a、312b中每一個的第一端都分別螺紋地連接在移動塊280的底面上，而其另一端則以一給定的間隙寬松地裝進軛架278的長孔314內。因此，連接銷釘312a、312b的另一端沿長孔314可移動地設置。而且，呈錐形橫斷面的連接銷釘312a、312b的頭部通過在長孔內形成的錐形區域316而被固定在適當的位置。
在這種情況下，軛架278處于被彈簧元件284的彈性力向下壓的狀態，并且由于連接到移動塊280底面上的連接銷釘312a、312b的頭部被利用軛架278的長孔314的錐形區域固定在適當位置，因而軛架278和移動塊280一起保持在一確定的位置狀態。因此，軛架278和移動塊280在保持其間的固定位置狀態的同時整體地上升和下降。
接著，在移動塊280到達其位移頂點后，軛架278繼續沿與彈簧元件284的彈性力相反的方向上升，此時，連接銷釘312a、312b的頭部被從軛架278的長孔314中推出而伸出來，因而，以支承滾246作為轉軸，移動塊280僅傾斜一預定的角度θ。
在第四實施例中，由于簡化的這對連接銷釘312a、312b的結構，可以使軛架278和移動塊280在沿上/下方向的預定位置處保持處于一確定的位置狀態，因此，越發降低了裝置的生產成本。
至于其它的結構和操作效果，由于其與第三實施例相同，因此省略對其的詳細說明。
再者，在第三和第四實施例的結構中，已經通過第一和第二壓力缸機構242a、242b而對多個驅動機構進行了描述，該第一和第二壓力缸機構242a、242b在壓力流體的作用下使活塞260a、260b和活塞桿264a、264b整體移動。但是，本發明不局限于這樣的結構，雖然沒有表示出來，例如線性致動器、旋轉驅動源、電致動器和類似物都可以很方便地用于多個驅動裝置。
權利要求
1.一種閘閥，包括一驅動源(42)；一第一移動元件(78)，其與所述驅動源(42)的一驅動軸(64)連接，并且可在所述驅動源(42)的驅動作用下沿軸向移動；一第二移動元件(80)，其可沿軸向與所述第一移動元件(78)整體地移動，并且可沿軸向在位移頂點處圍繞作為一轉軸的支承元件(46)而可傾斜地運動；一閥板(26)，用于通過與所述第二移動元件(80)連接的一閥桿(24a、24b)而打開和關閉一通道(28)；以及一定位支承機構(94、96)，用于使所述第一移動元件(78)和所述第二移動元件(80)沿其位移方向保持在一預定的位置狀態。
2.根據權利要求1所述的閘閥，其特征在于，所述的定位支承機構包括一個介于所述第一移動元件(78)和所述第二移動元件(80)之間的彈簧元件(84)、一個安裝在所述第一移動元件(78)側面內的銷釘元件(94)，以及一個在所述第二移動元件(80)的側面內形成并與所述銷釘元件(94)配合的接合凹槽(96)。
3.根據權利要求1所述的閘閥，其特征在于，所述定位支承機構包括一個介于所述第一移動元件(78)和所述第二移動元件(80)之間的彈簧元件(84)以及一連接銷釘(112a、112b)，所述連接銷釘(112a、112b)的一端可滑動地配裝在限定于所述第一移動元件(78)內的長孔(114)內，而其另一端固定到所述第二移動元件(80)上。
4.根據權利要求1所述的閘閥，其特征在于，所述的驅動源包括一單個的壓力缸機構(42)，用于在壓力流體的作用下使活塞(60)和活塞桿(64)沿軸向產生位移，所述壓力缸機構(42)包括一個用于阻止所述活塞桿(64)沿周向旋轉運動的止轉元件(62)。
5.根據權利要求4所述的閘閥，其特征在于，所述的止轉元件包括齒槽(62)和一齒軸接收件(68)，齒槽(62)在所述活塞桿(64)上沿軸向延伸而形成，所述齒軸接收件(68)內設置有多個用于沿所述齒槽(62)作滾動運動的滾珠(66)。
6.根據權利要求1所述的閘閥，其特征在于，所述的支承元件包括一對沿軸向可旋轉地支承在所述第二移動元件(80)一端的支承滾(46)，當所述第二移動元件(80)處于其位移頂點的位置時，所述支承滾(46)與在一底板(38)內形成的曲面凹部(48)相配合。
7.根據權利要求6所述的閘閥，其特征在于，進一步包括設置在所述凹部(48)內的第一彈性元件(53)，用于在所述支承滾(46)頂靠在所述凹部時吸收振動。
8.根據權利要求4所述的閘閥，其特征在于，進一步包括一第二彈性元件(72)，用于在所述活塞(60)到達其下死點時吸收由所述活塞(60)產生的振動。
9.根據權利要求4所述的閘閥，其特征在于，進一步包括一密封件(51)，當所述活塞(60)到達其相應的位移頂端位置時，該密封件與在閥桿(24a、24b)的外圓周表面上形成的環形元件(27a、27b)接觸并形成密封。
10.一種閘閥，包括一驅動源(222)，其具有多個基本上平行設置的驅動機構(242a、242b)；一軛架(278)，其分別與所述多個驅動機構(242a、242b)的驅動軸(64a、64b)連接，用于在所述多個驅動機構(242a、242b)的驅動作用下使其沿軸向移動；一移動塊(280)，其可與所述軛架(278)整體地沿軸向移動，并且，沿軸向在位移頂端處圍繞一個作為轉軸的支承元件(246)而可傾斜地運動；一閥板(226)，用于通過與所述移動塊(280)連接的一閥桿(224)而打開和關閉一通道(228)；以及一定位支承機構(294、296)，用于使所述軛架(278)和所述移動塊(280)沿其位移方向保持在一預定的位置狀態。
11.根據權利要求10所述的閘閥，其特征在于，所述的定位支承元件包括一個介于所述軛架(278)和所述移動塊(280)之間的彈簧元件(284)、一個通過一支承塊(290a、290b)和一支承板(293)安裝在所述軛架(278)內的銷釘元件(294)，以及一個在所述移動塊(280)的側面形成并與所述銷釘元件(294)配合的接合槽(296)。
12.根據權利要求10所述的閘閥，其特征在于，所述的定位支承裝置包括一個介于所述軛架(278)和所述移動塊(280)之間的彈簧元件(284)以及一連接銷釘(312a、312b)，所述連接銷釘(312a、312b)的一端可滑動地配裝在限定于所述軛架(278)內的長孔(314)內，而其另一端固定到所述移動塊(280)上。
13.根據權利要求10所述的閘閥，其特征在于，所述的多個驅動機構包括第一和第二壓力缸機構(242a、242b)，其在供應到缸室(258)的壓力流體的作用下，使活塞(260a、260b)和活塞桿(264a、264b)沿軸線方向產生位移。
14.根據權利要求10所述的閘閥，其特征在于，所述的支承元件包括一對沿軸向可旋轉地支承在所述移動塊(280)一端的支承滾(246)，當所述移動塊(280)處于其位移的頂點位置時，所述支承滾(246)與在底板(238)內形成的曲面凹部(248)配合。
15.根據權利要求14所述的閘閥，其特征在于，進一步包括設置在所述凹部(248)內的第一彈性元件(253)，用于在所述支承滾(246)頂靠住所述凹部時吸收振動。
16.根據權利要求10所述的閘閥，其特征在于，進一步包括一密封件(251)，其與在閥桿(224)的外圓周表面上形成的環形元件(227)接觸并形成密封。
全文摘要
公開了一種閘閥,其包括:一個可升起的拉桿元件(78),其與一活塞桿(64)連接;一移動元件(80),用于與拉桿元件(78)整體地作向上和向下運動,并且在位移的頂部位置,該移動元件圍繞作為樞軸或轉軸的支承滾(46)可傾斜地設置;彈簧元件(84),其介于拉桿元件(78)和移動元件(80)之間;銷釘元件(94),其固定在拉桿元件(78)的側面內;以及接合槽(96),其在移動元件(80)的側面內形成并與銷釘元件(94)配合。
文檔編號F16K51/02GK1277333SQ0011838
公開日2000年12月20日 申請日期2000年6月14日 優先權日1999年6月14日
發明者石垣恒雄, 藁谷健二, 神坂育男 申請人:Smc株式會社