特許 6358727 仕切弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6358727

(24)【登録日】2018年6月29日

(45)【発行日】2018年7月18日

(54)【発明の名称】仕切弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 3/06 20060101AFI20180709BHJP

   F16K 3/18 20060101ALI20180709BHJP

   F16K 51/02 20060101ALI20180709BHJP

【ＦＩ】

   F16K3/06 Z

   F16K3/18 Z

   F16K51/02 B

【請求項の数】6

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2018-514485(P2018-514485)

(86)(22)【出願日】2017年10月3日

(86)【国際出願番号】JP2017035963

【審査請求日】2018年3月16日

(31)【優先権主張番号】特願2016-196454(P2016-196454)

(32)【優先日】2016年10月4日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000231464

【氏名又は名称】株式会社アルバック

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100134359

【弁理士】

【氏名又は名称】勝俣 智夫

(74)【代理人】

【識別番号】100192773

【弁理士】

【氏名又は名称】土屋 亮

(72)【発明者】

【氏名】和田 慎一

(72)【発明者】

【氏名】井上 英晃

(72)【発明者】

【氏名】古瀬 晴邦

(72)【発明者】

【氏名】和出 拓也

(72)【発明者】

【氏名】猿渡 治郎

(72)【発明者】

【氏名】鐸木 幹也

(72)【発明者】

【氏名】徳平 真之介

【審査官】 正木 裕也

(56)【参考文献】

【文献】 特許第５６１３０８７（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００４−１０８４７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ ３／００− ３／３６

Ｆ１６Ｋ ３９／００−５１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

仕切弁であって、
中空部と、前記中空部を挟み互いに対向するように設けられて連通する流路となる第１開口部及び第２開口部とを有する弁箱と、
前記弁箱の前記中空部内に配置され前記第１開口部を閉塞可能な中立弁体と、
前記中立弁体を前記第１開口部に対して閉塞状態にする弁閉塞位置と、前記中立弁体を前記第１開口部から退避した開放状態にする弁開放位置との間で、前記中立弁体を動作する位置切り替え部として機能し、流路方向に延在する軸線を有する回転軸と、
を具備し、
前記中立弁体は、前記位置切り替え部に接続される中立弁部と、前記中立弁部に対して前記流路方向における位置が変更可能に接続される可動弁部と、を有し、
前記可動弁部は、前記可動弁部に周設され前記第１開口部の周囲の弁箱内面に密着されるシール部が設けられるとともに前記中立弁部に対して前記流路方向における位置が変更可能に接続される第１可動弁部と、前記第１可動弁部に対して前記流路方向に摺動可能とされる第２可動弁部と、を有し、
前記仕切弁は、前記弁箱に内蔵されている複数の第１付勢部と、前記第１可動弁部と前記第２可動弁部との間に配されている第２付勢部と、第３付勢部とを備え、
前記第３付勢部は、前記第１可動弁部を前記中立弁部に対して前記流路方向における位置が変更可能に接続するとともに、前記第１可動弁部を前記流路方向における中央位置に向けて付勢し、
複数の前記第１付勢部は、前記第１可動弁部を前記流路方向において前記第１開口部に向けて付勢して前記シール部を前記第１開口部の周囲の弁箱内面に密着可能とする機能を有し、
前記第２付勢部は、前記第１可動弁部と前記第２可動弁部との前記流路方向における厚み寸法を、調整が可能なように駆動する、
仕切弁。

【請求項2】

複数の前記第１付勢部の各々は、前記弁箱において、前記第１可動弁部に対して作用する位置に配され、かつ、前記第１可動弁部に沿って設けられる、請求項１に記載の仕切弁。

【請求項3】

複数の前記第１付勢部は、前記第１可動弁部に対して、引張力を作用する、
請求項１又は請求項２に記載の仕切弁。

【請求項4】

複数の前記第１付勢部は、前記第１可動弁部に対して、圧縮力を作用する、
請求項１又は請求項２に記載の仕切弁。

【請求項5】

前記第３付勢部は、板バネである、
請求項１に記載の仕切弁。

【請求項6】

仕切弁であって、
中空部と、前記中空部を挟み互いに対向するように設けられて連通する流路となる第１開口部及び第２開口部とを有する弁箱と、
前記弁箱の前記中空部内に配置され前記第１開口部を閉塞可能な中立弁体と、
前記中立弁体を前記第１開口部に対して閉塞状態にする弁閉塞位置と、前記中立弁体を前記第１開口部から退避した開放状態にする弁開放位置との間で、前記中立弁体を動作する位置切り替え部として機能し、流路方向に延在する軸線を有する回転軸と、
を具備し、
前記中立弁体は、前記位置切り替え部に接続される中立弁部と、前記中立弁部に対して前記流路方向における位置が変更可能に接続される可動弁部と、を有し、
前記可動弁部は、前記可動弁部に周設され前記第１開口部の周囲の弁箱内面に密着されるシール部が設けられるとともに前記中立弁部に対して前記流路方向における位置が変更可能に接続される第１可動弁部と、前記第１可動弁部に対して前記流路方向に摺動可能とされる第２可動弁部と、を有し、
前記仕切弁は、前記弁箱に内蔵されている複数の第１付勢部と、前記第１可動弁部と前記第２可動弁部との間に配されている第２付勢部とを備え、
複数の前記第１付勢部は、前記第１可動弁部を前記流路方向において前記第１開口部に向けて付勢して前記シール部を前記第１開口部の周囲の弁箱内面に密着可能とする機能、及び、前記第１可動弁部を前記中立弁部に対して前記流路方向における位置が変更可能に接続するとともに、前記第１可動弁部を前記流路方向における中央位置に向けて付勢する機能を有し、
前記第２付勢部は、前記第１可動弁部と前記第２可動弁部との前記流路方向における厚み寸法を、調整が可能なように駆動する、
仕切弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、弁体（弁板）による流路を開閉する動作に加えて、弁体をスライド動作させる振り子型，直動型等に適した仕切弁に関する。特に、本発明は、真空装置等において、異なる圧力を有する２つの空間をつなげている流路及び異なるプロセスを行う２つの空間をつなげている流路を仕切り（閉鎖し）、この仕切り状態を開放する（２つの空間をつなぐ）、仕切弁に関する。
本願は、２０１６年１０月４日に日本に出願された特願２０１６−１９６４５４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

【背景技術】

【0002】

真空装置等においては、チャンバーと配管との間、配管と配管との間、あるいは配管とポンプ等との間等、異なる真空度の２つの空間の間を仕切り、仕切られた２つの空間をつなげる仕切りバルブが設けられている。このような仕切りバルブとしては、様々な形態の弁が知られている。

【0003】

例えば、弁板をスライドさせて流路の弁開閉位置に弁板を挿入し、更にこの弁板を作動させて流路を仕切り（閉弁動作）、あるいは上記弁板を作動させて流路をつなぎ（開弁動作）、更に弁板をスライドさせ、流路から弁箱内の退避位置に弁板を退避させる構造が知られている。このような構造を有する弁としては、振り子型，直動型，ドア型等が知られている。

【0004】

直動型仕切弁は、流路を構成する第１開口部及び第２開口部が形成された弁箱の中空部に、弁棒（支持体）に固設された弁板が配置された構造を有する。この構造においては、上記弁棒をその長手方向に直動させて、上記弁板を開口部（流路）の弁開閉位置に挿入し、または、上記弁板を開口部が形成されていない退避位置に退避させる。

【0005】

従来の上記直動型仕切弁としては、ベローズで接続された２枚の第１弁板及び第２弁板からなる弁体と、この２つの弁板の間において弁板の中央部に配置されたアクチュエータと、流路を構成する開口部が形成された弁箱とを備えた仕切弁が知られている。この仕切弁においては、アクチュエータによって、弁箱の開口部の周囲の内面に第１弁板を当接及び押圧させて流路を閉鎖し、または、アクチュエータによって第１弁板を上記弁箱の内面から離間させて流路を開放する（例えば、特許文献１参照）。

【0006】

また、振り子型仕切弁は、流路を構成する第１開口部及び第２開口部が形成されかつ中空部を有する弁箱と、中空部において回転軸に固設されて回転軸と垂直をなす面に平行な方向において広がっている支持体と、この支持体に固設された弁体（シールリング板が開口部に設けられている構造の場合には弁板）とが配置された構造を有する。この仕切弁においては、上記回転軸を回転させて、上記弁体を回動させ、上記弁体を開口部（流路）の弁開閉位置に挿入し、または、上記弁体を開口部が形成されていない退避位置に退避させる。

【0007】

従来の上記振り子型仕切弁としては、ハウジングの中空部内に、回転軸において回動可能な弁板と、ハウジングの開口部に配置された摺動可能なシールリング板と、ハウジングに一体形成されたフランジに上記シールリング板を摺動させるアクチュエータとが設けられた構造が知られている。この仕切弁においては、上記シールリング板を上記弁板に当接及び押圧して流路を閉鎖し、または、上記シールリング板を上記弁板から離間させて流路を開放する（例えば、特許文献２参照）。

【0008】

この振り子型仕切弁のアクチュエータは、ボルトと環状室（シリンダ）とピストンとスプリングとが、シールリング板の摺動方向に直列に配置された構造を有する。従って、流路を閉鎖するときは、スプリングに生じる復元力が、ピストン，シリンダ，及びボルトを介してシールリング板に伝達される。

【0009】

このような振り子型仕切弁としては、流路を気密的に遮断し、耐摩耗性に優れ、メンテナンスが容易な弁が開示されている（例えば、特許文献３参照）。この仕切弁においては、外側弁体部がアームによって駆動装置に接続されており、外側弁体部を開口軸に沿って縦移動させる。ゆえに、アームに対して動力伝達装置により縦移動を促す起動装置は、仕切弁の面積が大型化するにつれて、大きな駆動力が必要となる。
また、特許文献３に開示された構造を大型の仕切弁に適用した場合、潰すべきＯリングの体積が増加することに加えて、回転軸からＯリングが遠方に離れた位置に配置される。このため、必要なモーメント荷重に対し、剛体となるように回転軸を設計しなければならないので、仕切弁の重量増加の一因となる。
ゆえに、特許文献３に開示された構造は、小型の仕切弁には有効であるが、大型の仕切弁には不向きである。

【0010】

本発明者らは、上述した仕切弁の面積の大型化が可能な構成を備え、簡単な構成で高い信頼性の仕切り動作が可能な仕切弁を開発し、特許出願を行った（特許文献４）。この仕切弁においては、弁体を構成する可動弁部が重なり方向で複数の可動弁部［例えば、可動弁枠部（第１可動弁部）、可動弁板部（第２可動弁部）］から構成されており、両者を接続する位置にエアシリンダ（第２付勢部）を設けた。このエアシリンダを駆動するため、仕切弁の外部から、仕切弁の回転軸を通してエアシリンダまで至る、圧空の導入ライン（供給路）を可動弁枠部（第１可動弁部）の内部に設ける必要があった。

【0011】

このようにエアシリンダや供給路が仕切弁の内部に設けられた弁体構造においては、高い信頼性の仕切り動作が可能な反面、弁体の重量が増加し、弁体の上下移動や弁体を旋回移動する際に大きな駆動力を要するため、弁体の構成の簡素化および軽量化が求めされていた。
また、弁体内にエアシリンダを備える機構において、弁体の圧力を受ける面積に占める割合が、例えば、２５％の場合、逆圧キャンセル率が７５％程度に留まるため、大きなシール力が必要となる傾向にある。このため、より高い逆圧キャンセル機構の開発が期待されていた。ここで、逆圧とは、閉弁状態から開弁状態の方向へ弁体に対して圧力が加わることであり、逆圧キャンセル機構とは、逆圧にまともに対抗しない機構（逆圧を発生させない機構）を意味する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】日本国特許第３４２５９３８号公報

【特許文献2】日本国特許第３６５５７１５号公報

【特許文献3】日本国特開２０１３−３２８４０号公報

【特許文献4】日本国特許第５６１３０８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明は、このような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、高い信頼性の仕切り動作が可能であり、可動弁部の軽量化が図れるとともに、１００％の逆圧キャンセル率が実現できる、仕切弁を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記課題を解決するため、本発明の第１態様に係る仕切弁は、中空部と、前記中空部を挟み互いに対向するように設けられて連通する流路となる第１開口部及び第２開口部とを有する弁箱と、前記弁箱の前記中空部内に配置され前記第１開口部を閉塞可能な中立弁体と、前記中立弁体を前記第１開口部に対して閉塞状態にする弁閉塞位置と、前記中立弁体を前記第１開口部から退避した開放状態にする弁開放位置との間で、前記中立弁体を動作する位置切り替え部として機能し、流路方向に延在する軸線を有する回転軸と、を具備する。前記中立弁体は、前記位置切り替え部に接続される中立弁部と、前記中立弁部に対して前記流路方向における位置が変更可能に接続される可動弁部と、を有する。前記可動弁部は、前記可動弁部に周設され前記第１開口部の周囲の弁箱内面に密着されるシール部が設けられるとともに前記中立弁部に対して前記流路方向における位置が変更可能に接続される第１可動弁部と、前記第１可動弁部に対して前記流路方向に摺動可能とされる第２可動弁部と、を有する。本発明の第１態様に係る仕切弁は、前記弁箱に内蔵されている複数の第１付勢部と、前記第１可動弁部と前記第２可動弁部との間に配されている（可動弁部に内蔵されている）第２付勢部と、第３付勢部とを備える。前記第３付勢部は、前記第１可動弁部を前記中立弁部に対して前記流路方向における位置が変更可能に接続するとともに、前記第１可動弁部を前記流路方向における中央位置に向けて付勢する。複数の前記第１付勢部は、前記第１可動弁部を前記流路方向において前記第１開口部に向けて付勢して前記シール部を前記第１開口部の周囲の弁箱内面に密着可能とする機能を有する。前記第２付勢部は、前記第１可動弁部と前記第２可動弁部との前記流路方向における厚み寸法を、調整が可能なように駆動する。

【0015】

本発明の第１態様に係る仕切弁においては、複数の前記第１付勢部の各々は、前記弁箱において、前記第１可動弁部に対して作用する位置に配され、かつ、前記第１可動弁部に沿って設けられてもよい。

【0016】

本発明の第１態様に係る仕切弁においては、複数の前記第１付勢部は、前記第１可動弁部に対して、引張力を作用してもよい。

【0017】

本発明の第１態様に係る仕切弁においては、複数の前記第１付勢部は、前記第１可動弁部に対して、圧縮力を作用してもよい。

【0018】

本発明の第１態様に係る仕切弁においては、前記第３付勢部は、板バネであってもよい。

【0019】

上記課題を解決するため、本発明の第２態様に係る仕切弁は、中空部と、前記中空部を挟み互いに対向するように設けられて連通する流路となる第１開口部及び第２開口部とを有する弁箱と、前記弁箱の前記中空部内に配置され前記第１開口部を閉塞可能な中立弁体と、前記中立弁体を前記第１開口部に対して閉塞状態にする弁閉塞位置と、前記中立弁体を前記第１開口部から退避した開放状態にする弁開放位置との間で、前記中立弁体を動作する位置切り替え部として機能し、流路方向に延在する軸線を有する回転軸と、を具備する。前記中立弁体は、前記位置切り替え部に接続される中立弁部と、前記中立弁部に対して前記流路方向における位置が変更可能に接続される可動弁部と、を有する。前記可動弁部は、前記可動弁部に周設され前記第１開口部の周囲の弁箱内面に密着されるシール部が設けられるとともに前記中立弁部に対して前記流路方向における位置が変更可能に接続される第１可動弁部と、前記第１可動弁部に対して前記流路方向に摺動可能とされる第２可動弁部と、を有する。本発明の第２態様に係る仕切弁は、仕切弁は、前記弁箱に内蔵されている複数の第１付勢部と、前記第１可動弁部と前記第２可動弁部との間に配されている（可動弁部に内蔵されている）第２付勢部とを備える。複数の前記第１付勢部は、前記第１可動弁部を前記流路方向において前記第１開口部に向けて付勢して前記シール部を前記第１開口部の周囲の弁箱内面に密着可能とする機能、及び、前記第１可動弁部を前記中立弁部に対して前記流路方向における位置が変更可能に接続するとともに、前記第１可動弁部を前記流路方向における中央位置に向けて付勢する機能を有する前記第２付勢部は、前記第１可動弁部と前記第２可動弁部との前記流路方向における厚み寸法を、調整が可能なように駆動する。

【発明の効果】

【0020】

本発明の第１態様に係る仕切弁は、弁箱の中空部内に配置された可動弁部が第１可動弁部と第２可動弁部とによって構成されている。仕切弁は、第１可動弁部と、この第１可動弁部に対して軸方向に摺動シール可能な状態で嵌合される第２可動弁部と、第１可動弁部を第２付勢部を介して保持する中立弁体とを備える弁体構造を有する。
また、本発明の第１態様に係る仕切弁は、第１可動弁部を中立弁部に対して流路方向における位置が変更可能に接続するとともに、第１可動弁部を前記流路方向における中央位置に向けて付勢する第３付勢部を備える。
さらに、本発明の第１態様に係る仕切弁は、弁箱の内部に設けられ、第１可動弁部を弁箱内面のシール面に向く方向に押圧し、伸縮が可能な昇降機構を構成する第１付勢部を有する。
この構成によれば、２つの第１可動弁部及び第２可動弁部と２つの第２付勢部及び第３付勢部とによって弁体が構成され、もう１つの第１付勢部は弁箱に内蔵した構成が得られるので、第１付勢部の重量分だけ弁体構造の軽量化が図れる。
本発明の第１態様に係る仕切弁においては、開弁状態から閉弁状態とする場合には第１付勢部が機能し、逆に閉弁状態から開弁状態とする場合には第３付勢部が機能する。
さらに、本発明の第２態様に係る仕切弁によれば、第１付勢部が第３付勢部の機能も兼ね備えた構成を実現することができる。これにより、さらに弁体構造の軽量化が図れるので、より好ましい。

【0021】

従来の仕切弁では、エアシリンダは弁体構造に含まれており、エアシリンダに対して圧空を導入する供給路が必要であり、弁体構造が複雑になっていた。これに対して、本発明の上記態様に係る第１付勢部は、弁箱の内部に配置され、弁体構造に含まれないので、弁体構造の簡素化をもたらす。
また、本発明の上記態様に係る仕切弁においては、弁箱の内部に第１付勢部を配置した構造を採用したことにより、仕切弁が潰すべきＯリングの反力は弁箱で受けることができるので、回転軸および中立弁部の剛体はＯリングの反力を考慮せずに設計可能となる。これは、弁体構造の軽量化をもたらす。
従来の仕切弁では、逆圧キャンセル率が７５％程度のエアシリンダを用いていた。これに対して、本発明の態様では、第１可動弁部をシール面に向く方向に押圧する昇降機構を構成する第１付勢部を採用したことにより、１００％の逆圧キャンセル率が得られる。
ゆえに、本発明の上記態様に係る仕切弁は、高い信頼性の仕切り動作が可能であり、可動弁部の軽量化が図れるとともに、１００％の逆圧キャンセル率が実現できる、仕切弁を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施形態に係る仕切弁の構成を示す横断面図である。

【図2】本発明の実施形態に係る仕切弁の構成を示す縦断面図であり、弁体が退避動作可能位置（ＦＲＥＥ）に配置されている場合を示す図である。

【図3】図１における線分Ａ−Ｏに沿う要部を示す拡大図であり、弁体が退避動作可能位置（ＦＲＥＥ）に配置されている場合を示す図である。

【図4】図１における線分Ｂ−Ｏに沿う要部を示す拡大図であり、弁体が退避動作可能位置（ＦＲＥＥ）に配置されている場合を示す図である。

【図5】図１における線分Ｃ−Ｏに沿う要部を示す拡大図であり、弁体が退避動作可能位置（ＦＲＥＥ）に配置されている場合を示す図である。

【図6】図２における付勢部Ｃの要部を示す拡大図であり、弁体が退避動作可能位置（ＦＲＥＥ）に配置されている場合を示す図である。

【図7】本発明の実施形態に係る仕切弁の構成を示す縦断面図であり、弁体が弁閉位置（正圧ｏｒ差圧無）に配置されている場合を示す図である。

【図8】図１における線分Ａ−Ｏに沿う要部を示す拡大図であり、弁体が弁閉位置（正圧ｏｒ差圧無）に配置されている場合を示す図である。

【図9】図１における線分Ｂ−Ｏに沿う要部を示す拡大図であり、弁体が弁閉位置（正圧ｏｒ差圧無）に配置されている場合を示す図である。

【図10】図１における線分Ｃ−Ｏに沿う要部を示す拡大図であり、弁体が弁閉位置（正圧ｏｒ差圧無）に配置されている場合を示す図である。

【図11】図７における付勢部Ｃの要部を示す拡大図であり、弁体が弁閉位置（正圧ｏｒ差圧無）に配置されている場合を示す図である。

【図12】本発明の実施形態に係る仕切弁の構成を示す縦断面図であり、弁体が逆圧位置に配置されている場合を示す図である。

【図13】図１における線分Ａ−Ｏに沿う要部を示す拡大図であり、弁体が逆圧位置に配置されている場合を示す図である。

【図14】図１における線分Ｂ−Ｏに沿う要部を示す拡大図であり、弁体が逆圧位置に配置されている場合を示す図である。

【図15】図１における線分Ｃ−Ｏに沿う要部を示す拡大図であり、弁体が逆圧位置に配置されている場合を示す図である。

【図16】本発明の実施形態の変形例において使用するポールプランジャ機構を示す図である。

【図17】本発明の実施形態の変形例における仕切弁の構成を示す縦断面図であり、弁体が退避動作可能位置（ＦＲＥＥ）に配置されている場合を示す図である。

【図18】本発明の実施形態の変形例における仕切弁の構成を示す縦断面図であり、弁体が弁閉位置（正圧ｏｒ差圧無）に配置されている場合を示す図である。

【図19】本発明の実施形態の変形例における仕切弁の構成を示す縦断面図であり、弁体が逆圧位置に配置されている場合を示す図である。

【図20】従来の仕切弁の構成を示す横断面図である。

【図21】従来の仕切弁の構成を示す縦断面図であり、弁体が退避動作可能位置に配置されている場合を示す図である。

【図22】従来の仕切弁の構成を示す縦断面図であり、弁体が弁閉位置に配置されている場合を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明に係る仕切弁の実施形態を、図面に基づいて説明する。
また、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識し得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法及び比率が実際のものとは適宜に異ならせてある。
本発明の技術範囲は、以下に述べる実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
本実施形態において、可動弁部Ａは本発明の第１可動弁部に対応し、可動弁部Ｂは本発明の第２可動弁部に対応している。また、付勢部Ａは本発明の第１付勢部に対応し、付勢部Ｂは本発明の第２付勢部に対応し、付勢部Ｃは本発明の第３付勢部に対応している。

【0024】

＜実施形態＞
図１は、本実施形態における仕切弁の構成を示す平面図である。
図２は、本実施形態における仕切弁の構成を示す縦断面図で、弁体が退避動作可能位置（ＦＲＥＥ）に配置されている場合を示す図である。図２は、図１における線分Ｂ−Ｏ−Ｃに相当する。図３〜図６は、図２と同様に、弁体が退避動作可能位置（ＦＲＥＥ）に配置されている場合を示す図である。
図３は、図１における線分Ａ−Ｏに沿う要部を示す拡大図であり、弁箱に内蔵された付勢部Ａの付近に位置する部材の構造を示す図である。
図４は、図１における線分Ｂ−Ｏに沿う要部を示す拡大図であり、可動弁部Ａと可動弁部Ｂとの間に配された付勢部Ｂの付近に位置する部材の構造を示す図である。
図５は、図１における線分Ｃ−Ｏに沿う要部を示す拡大図であり、付勢部Ａと付勢部Ｂが存在しない位置における可動弁部Ａと可動弁部Ｂを示す図である。
図６は、図１における付勢部Ｃの要部を示す拡大図であり、図２において付勢部Ｃを紙面奥行き方向に見た図である。

【0025】

図７は、本実施形態における仕切弁の構成を示す縦断面図で、弁体が弁閉位置（正圧ｏｒ差圧無）に配置されている場合を示す図である。図７は、図１における線分Ｂ−Ｏ−Ｃに相当する。図８〜図１１は、図７と同様に、弁体が弁閉位置（正圧ｏｒ差圧無）に配置されている場合を示す図である。
図８は、図１における線分Ａ−Ｏに沿う要部を示す拡大図であり、弁箱に内蔵された付勢部Ａの付近に位置する部材の構造を示す図である。
図９は、図１における線分Ｂ−Ｏに沿う要部を示す拡大図であり、可動弁部Ａと可動弁部Ｂとの間に配された付勢部Ｂの付近に位置する部材の構造を示す図である。
図１０は、図１における線分Ｃ−Ｏに沿う要部を示す拡大図であり、付勢部Ａと付勢部Ｂが存在しない位置における可動弁部Ａと可動弁部Ｂを示す図である。
図１１は、図１における付勢部Ｃの要部を示す拡大図であり、図７において付勢部Ｃを紙面奥行き方向に見た図である。

【0026】

図１２は、本実施形態における仕切弁の構成を示す縦断面図で、弁体が逆圧位置に配置されている場合を示す図である。図１２は、図１における線分Ｂ−Ｏ−Ｃに相当する。図１３〜図１５は、図１２と同様に、弁体が逆圧位置に配置されている場合を示す図である。
図１３は、図１における線分Ａ−Ｏに沿う部を示す拡大図であり、弁箱に内蔵された付勢部Ａの付近に位置する部材の構造を示す図である。
図１４は、図１における線分Ｂ−Ｏに沿う要部を示す拡大図であり、可動弁部Ａと可動弁部Ｂとの間に配された付勢部Ｂの付近に位置する部材の構造を示す図である。
図１５は、図１における線分Ｃ−Ｏに沿う要部を示す拡大図であり、付勢部Ａと付勢部Ｂが存在しない位置における可動弁部Ａと可動弁部Ｂを示す図である。

【0027】

［振り子型仕切弁］
本発明の実施形態に係る仕切弁１００は、図１〜図１５に示すように、振り子型スライド弁である。
仕切弁１００は、中空部１１と、中空部１１を挟み互いに対向するように設けられて連通する流路となる第１開口部１２ａ及び第２開口部１２ｂとを有する弁箱１０と、弁箱１０の中空部１１内に配置され第１開口部１２ａを閉塞可能な中立弁体５を備える。
第１開口部１２ａから第２開口部１２ｂに向かって流路Ｈが設定されている。なお、以下の説明において、この流路Ｈに沿った方向を流路方向Ｈと称することがある。
仕切弁１００は、中立弁体５を第１開口部１２ａに対して閉塞状態（図７）にする弁閉塞位置と、中立弁体５を第１開口部１２ａから退避した開放状態（図２）にする弁開放位置との間で動作する、位置切り替え部として機能する。また、仕切弁１００は、流路方向Ｈに延在する軸線を有する回転軸２０を有する。

【0028】

中立弁体５は、前記位置切り替え部（中立弁体５）に接続される中立弁部３０、及び、中立弁部３０に対して流路方向Ｈの位置が変更可能に接続される可動弁部４０、から構成されている。
可動弁部４０は、可動弁部Ａ６０（可動弁枠部）と可動弁部Ｂ５０（可動弁板部）を備える。可動弁部Ａ６０（可動弁枠部）は、可動弁部Ａに周設され第１開口部１２ａの周囲に位置する弁箱１０の内面に密着される第１シール部６１が設けられる。可動弁部Ｂ５０（可動弁板部）は、可動弁部Ａ６０（可動弁枠部）に対して流路方向Ｈに摺動可能とされる。

【0029】

弁箱１０には、複数の付勢部Ａ７０（ピストン：旧メインバネに相当）が内蔵されている。弁箱１０の内部に配置された付勢部Ａ７０は、可動弁部Ａ６０をシール面に向く方向に押圧する、伸縮が可能な昇降機構を構成している。
これにより、付勢部Ａ７０は、可動弁部Ａ６０を流路方向Ｈにおける第１開口部１２ａに向けて付勢して第１シール部６１を第１開口部１２ａの周囲に位置する弁箱１０の内面に密着可能とする機能を有する。

【0030】

また、本発明の実施形態に係る仕切弁は、可動弁部Ａを中立弁部に対して流路方向における位置が変更可能に接続するとともに、可動弁部Ａを前記流路方向における中央位置に向けて付勢する付勢部Ｃを備える。
さらに、本発明の実施形態に係る仕切弁は、弁箱の内部に、可動弁部Ａを弁箱内面１０Ａのシール面に向く方向に押圧する、伸縮が可能な昇降機構を構成する付勢部Ａを有する。

【0031】

この構成によれば、２つの可動弁部Ａ、Ｂと１つの付勢部Ｂとによって弁体を構成し、もう１つの付勢部Ａは弁箱に内蔵した構成が得られるので、付勢部Ａの重量分だけ弁体構造の軽量化が図れる。本発明の実施形態に係る仕切弁においては、開弁状態（図２）から閉弁状態（図７）とする場合には付勢部Ａが機能し、逆に閉弁状態（図７）から開弁状態（図２）とする場合には付勢部Ｃが機能する。

【0032】

可動弁部Ａ６０（可動弁枠部）と可動弁部Ｂ５０（可動弁板部）との間には、付勢部Ｂ（バネ：旧エアシリンダに相当）が配されている（可動弁部に内蔵されている）。付勢部Ｂは、可動弁部Ａ６０（可動弁枠部）と可動弁部Ｂ（可動弁板部）との流路方向Ｈにおける厚み寸法を、調整が可能なように駆動する。

【0033】

回転軸２０が符号Ｒ１で示された方向（流路Ｈの方向に交差する方向）に回転すると、この回転に従って、接続部材（不図示）を介して回転軸２０に固定されている中立弁部３０も方向Ａ１に沿って回動する。また、可動弁部４０は中立弁部３０に厚さ方向のみ摺動可能として接続されているため、可動弁部４０は、中立弁部３０と一体に回転する。
このように中立弁部３０を回転することにより、流路Ｈが設けられていない中空部１１とされる退避位置から第１開口部１２ａに対応する位置とされる流路Ｈの弁閉位置に可動弁部４０が振り子運動で移動する。

【0034】

そして、弁箱１０に内蔵された付勢部Ａ７０は、弁箱１０の内部に配置された固定部７１と、固定部７１から可動弁部Ａ６０に向く方向へ伸縮が可能な可動部７２とから構成されている。これにより、付勢部Ａ７０は、付勢部Ａ７０の先端部を可動弁部Ａ６０に当接させて、可動弁部Ａ６０を第１開口部１２に向けて移動させる機能を備えている。

【0035】

付勢部Ａ７０は、可動弁部Ａ６０を第１開口部１２ａに向けて移動させる機能により、可動弁部Ａ６０を弁箱１０の内面に接しさせ、可動弁部Ａ６０を前記弁箱１０の内面に押圧し、流路Ｈを閉鎖する（閉弁動作）。

【0036】

逆に、付勢部Ｃ９０は、可動弁部Ａ６０を第１開口部１２ａから離間可能とする機能により、可動弁部Ａ６０を弁箱１０の内面から引き離した後、可動弁部Ａ６０を退避させることにより、前記流路Ｈを開放する（解除動作）。
弁箱１０の内面に対して可動弁部Ａ６０を当接させる付勢部Ａ７０による機械的な当接動作と、弁箱１０の内面から可動弁部Ａ６０を引き離す付勢部Ｃ９０による機械的な分離動作によって、閉弁動作と解除動作が可能となる。
この解除動作の後に、回転軸２０が符号Ｒ２で示された向きに回転する（退避動作）と、この回転に従って中立弁部３０および可動弁部４０（すなわち、可動弁部Ａ６０と可動弁部Ｂ５０）も向きＲ２に回動する。

【0037】

さらに、可動弁部Ａ６０と可動弁部Ｂ５０との流路方向Ｈにおける厚み寸法を、調整可能なように駆動する付勢部Ｂは、前記可動弁部Ａと前記可動弁部Ｂとの間に配されている。すなわち付勢部Ｂは、可動弁部に内蔵されている。この付勢部Ｂの存在により、可動弁部Ａと前記可動弁部Ｂは、一連の動作（閉弁動作、解除動作、退避動作）において連動する。
この解除動作と退避動作とにより、可動弁部４０は上記弁開閉位置から上記退避位置に退避して弁開状態とする弁開動作が行われる。

【0038】

このように、本発明の実施形態に係る仕切弁においては、２つの可動弁部Ａ６０及び可動弁部Ｂ５０と２つの付勢部Ｂ８０及び付勢部Ｃ９０とによって弁体を構成し、もう１つの付勢部Ａは弁箱に内蔵した構成が得られる。すなわち、本発明の実施形態では、もう１つの付勢部Ａが弁箱に内蔵された分だけ、弁体の軽量化が可能となる。
したがって、本発明の実施形態によれば、高い信頼性の仕切り動作が可能であり、可動弁部の軽量化が図れるとともに、１００％の逆圧キャンセル率が実現できる、仕切弁を提供することができる。

【0039】

［弁箱１０］
弁箱１０は、中空部１１を有するフレームによって構成されている。フレームの図示上面には第１開口部１２ａが設けられており、フレームの図示下面には第２開口部１２ｂが設けられている。
仕切弁１００は、第１開口部１２ａが露出されている空間（第１空間）と第２開口部１２ｂが露出されている空間（第２空間）の間に挿入される。仕切弁１００は、第１開口部１２ａと第２開口部１２ｂとをつなげている流路Ｈ、即ち、第１空間と第２空間とをつなげている流路Ｈを仕切り（閉鎖し）、この仕切り状態を開放する（第１空間と第２空間をつなぐ）。
弁箱１０の中空部１１には、回転軸２０、中立弁部３０、可動弁部４０を構成する２つの可動弁部Ａ６０（スライド弁板）と可動弁部Ｂ５０（カウンター板）、及び、２つの付勢部Ｂ８０（保持バネ）と付勢部Ｃ９０（補助バネ）が設けられている。弁箱１０を構成するフレームの内部には、付勢部Ａ（昇降機構）が設けられている。

【0040】

［回転軸２０］
回転軸２０は、流路Ｈとほぼ平行状態に延在して弁箱１０を貫通するとともに回転可能に設けられている。回転軸２０は、不図示の駆動装置により回転可能である。
回転軸２０には、接続部材（不図示）が固着されている。この接続部材は、例えば、略平板状の部材であり、回転軸２０の一端に対してネジ等によって固着される。

【0041】

［中立弁部３０］
中立弁部３０は、回転軸２０の軸線に対して直交する方向に延在し、この方向に平行な面に含まれるように配置される。中立弁部３０は、接続部材（不図示）を介して、あるいは接続部材（不図示）を介さずに直接、回転軸２０に固定される。
図１に示すように、中立弁部３０は、可動弁部４０に重なる円形部３０ａと、回転軸２０の回転に伴って円形部３０ａを回転させる回転部３０ｂとを有する。回転部３０ｂは、回転軸２０と円形部３０ａとの間に位置しており、回転軸２０から円形部３０ａに向けて、２本の腕が延びたアーム形状で形成されている。これにより、円形部３０ａは、アーム部と呼称される場合もある。
これら回転軸２０、中立弁部３０は、弁箱１０に対して回動はするが、流路Ｈ方向には位置変動しないように設けられている。

【0042】

回転軸２０は、中立弁部３０に対して流路方向Ｈに沿った上側と下側のいずれにも選択的に接続することができる。あるいは、回転軸２０に対して、中立弁体５の全体、即ち、中立弁体５の両面に取り付けることができる。
本実施形態においては、仕切弁の閉弁時において、可動弁部４０が第１開口部１２ａを塞ぐように中立弁体５が移動する仕切弁の配置に基づき、仕切弁の開閉動作が行われる場合について説明する。

【0043】

［可動弁部４０、可動弁部Ｂ５０（可動弁板部：カウンター板）、可動弁部Ａ６０（可動弁枠部：スライド弁板）］
可動弁部４０は略円板状とされ、円形部３０ａと略同心円状に形成された可動弁部Ｂ５０と、この可動弁部Ｂ５０の周囲を囲むように配置された略円環状の可動弁部Ａ６０とを有する。可動弁部Ａ６０は、中立弁部３０に流路Ｈ方向に摺動可能として接続されている。また、可動弁部Ｂ５０は、可動弁部Ａ６０に摺動可能として嵌合されている。
可動弁部Ｂ５０と可動弁部Ａ６０とは、付勢部Ｂ８０（保持バネ）によって符号Ｂ１，Ｂ２（図２）で示された方向（往復方向）に摺動しながら移動可能である。ここで、符号Ｂ１，Ｂ２で示された方向とは、可動弁部Ｂ５０および可動弁部Ａ６０の面に垂直な方向であり、回転軸２０の軸方向に平行な流路Ｈ方向である。

【0044】

また、可動弁部Ｂ５０の外周付近における全領域には、内周クランク部５０ｃが形成されている。また、可動弁部Ａ６０の内周付近における全領域には、外周クランク部６０ｃが形成されている。
本実施形態においては、外周クランク部６０ｃは、流路Ｈ方向と平行な摺動面６０ｂを有する。内周クランク部５０ｃは、流路Ｈ方向と平行な摺動面５０ｂを有する。外周クランク部６０ｃ及び内周クランク部５０ｃは、摺動面５０ｂ、６０ｂどうしが摺動可能となるように嵌合している。この摺動を可能にするため、Ｏリング等からなる第３シール部５２（摺動シールパッキン）が外周クランク部６０ｃと内周クランク部５０ｃとの間に配されている。

【0045】

弁箱１０の内面に対向（当接）する可動弁部Ａ６０の表面には、第１開口部１２ａの形状に対応して円環状に形成された、例えば、Ｏリング等からなる第１シール部６１（弁板シールパッキン）が設けられている。
この第１シール部６１は、閉弁時に可動弁部４０が第１開口部１２ａを覆っている状態で、第１開口部１２ａの周縁となる弁箱１０の弁箱内面１０Ａに接触し、可動弁部Ａ６０及び弁箱１０の弁箱内面１０Ａによって押圧される。これによって、第１空間は第２空間から確実に隔離される（仕切り状態が確保される）。
弁箱１０の弁箱内面１０Ａに対向（当接）する可動弁部Ｂ５０の表面には、第２開口部１２ｂの形状に対応して円環状に形成された、例えば、Ｏリング等からなる第２シール部５１（カウンタークッション）が設けられている。

【0046】

［付勢部Ｂ８０（保持バネ）］
付勢部Ｂ８０（保持バネ）は、可動弁部Ａと可動弁部Ｂとの間に位置しており、可動弁部Ａ６０と可動弁部Ｂ５０とが重なる領域に、局所的に配置される。すなわち、付勢部Ｂ８０は、可動弁部４０（可動弁部Ａ６０と可動弁部Ｂ５０との間）に内蔵されている。付勢部Ｂ８０を設ける箇所は、３箇所以上が好ましく、互いに離間して設けられる。互いに離間する付勢部Ｂ８０の配置としては、等間隔の配置に限定されず、複数の付勢部Ｂ８０が非等間隔で配置されている構造が採用されても構わない。図１は、弁体の中心Ｏから見て、３個の付勢部Ｂ８０が同じ角度位置（１２０度）に配された構成例を示している。
付勢部Ｂ８０は、可動弁部Ａ６０（可動弁枠部：スライド弁板）に固定されたボルト状のガイドピン８１の長軸部によって、可動弁部Ｂの動きを誘導（規制）するように構成されている。付勢部Ｂ８０を構成する保持バネは、弾性部材（例えば、スプリング、ゴム等）で形成されている。

【0047】

付勢部Ｂ８０（保持バネ）は、可動弁部Ａ６０と可動弁部Ｂ５０との流路方向Ｈにおける厚み寸法を、調整が可能なように駆動する。これにより、可動弁部Ｂ５０は、可動弁部Ａ６０の動く方向（符号Ｂ１の方向，あるいは符号Ｂ２の方向）へ連動する。その際、可動弁部Ｂ５０は、流路方向Ｈにおける厚み寸法を調整が可能なように駆動するので、上述した閉弁時には、可動弁部Ａ６０の第１シール部６１が弁箱１０の弁箱内面１０Ａに接触する際の衝撃を緩和する。また、開弁時や逆圧時には、可動弁部Ｂ５０の第２シール部５１が弁箱１０の弁箱内面１０Ｂに接触する際の衝撃を緩和する。この衝撃を受けた際に、可動弁部Ｂ５０と弁箱内面１０Ｂと第２シール部５１によって密閉空間が形成される。この密閉空間に圧力を与えている気体を除去するために、可動弁部Ｂ５０には気抜き穴５３が設けられる。

【0048】

［ガイドピン８１］
ガイドピン８１は、可動弁部Ａ６０に固設されて流路方向Ｈに立設されており、太さ寸法が均一の棒状体で構成されている。ガイドピン８１は、付勢部Ｂ８０内を貫通し、可動弁部Ｂ５０に形成された孔部５０ｈに嵌合している。
このガイドピン８１は、可動弁部Ｂ５０と可動弁部Ａ６０とが摺動する方向（符号Ｑで示す軸）が符号Ｂ１，Ｂ２に示された方向からずれないように、かつ、可動弁部Ｂ５０と可動弁部Ａ６０とが摺動した際にも、可動弁部Ｂ５０及び可動弁部Ａ６０の姿勢が変化せずに平行移動を行うように、可動弁部Ｂ５０と可動弁部Ａ６０の位置規制を確実に誘導する。

【0049】

［付勢部Ｃ９０（補助バネ）］
付勢部Ｃ９０（補助バネ）は、中立弁部３０と可動弁部Ａ６０との間に設けられ、弁箱１０の流路方向Ｈにおいて、可動弁部Ａ６０を中立弁部３０に対して流路方向における位置が変更可能に接続するとともに、可動弁部Ａを前記流路方向における中央位置に向けて付勢する。これにより、本発明の実施形態において、仕切弁が閉弁状態（図７）から開弁状態（図２）に変わる場合に、付勢部Ｃ９０が機能する。すなわち、付勢部Ｃ９０は、閉弁状態（図７）から、弁箱１０の内面から可動弁部Ａ６０を引き離す機械的な分離動作を促す構造を有する。
付勢部Ｃ９０は、中立弁部３０の外周位置に位置する円形部３０ａを有し、可動弁部Ａ６０の外周位置に位置し、円形部３０ａと重なる部位（位置規制部６５）に設けられている。
付勢部Ｃ９０は、弁体の中心Ｏから見て、付勢部Ｂ８０と同じ角度位置に配されている。図１は、３個の付勢部Ｃ９０が配置された構成例を示している。
付勢部Ｃ９０も付勢部Ｂ８０と同様に弾性部材（例えば、スプリング、ゴム、板バネ等）である。

【0050】

中でも、付勢部Ｃ９０として板バネ（図６、図１１）を用いた場合は、可動弁部Ａ６０を中立弁部３０（アーム）に向けて引き込み保持する機能α［閉弁状態（図７）から機械的な分離動作を促す機能］に加えて、中立弁部３０（アーム）に対する可動弁部Ａ６０の半径方向の位置を保持する機能βも備えることができるので、より好ましい。
図６は、仕切弁が開弁状態（図２）にある場合の付勢部Ｃ９０を示す模式的な断面図である。図１１は、仕切弁が閉弁状態（図７）にある場合の付勢部Ｃ９０を示す模式的な断面図である。
図６や図１１に示すように、板バネ（付勢部Ｃ９０）の両端部に近い部分が、固定ピン９２，９３によってリング状部材９２ａ、９２ｂを挟んで、中立弁部３０の円形部３０ａの周方向に沿って係止されている。また、板バネの中央部に近い部分が、印圧ピン９１によって可動弁部Ａ６０の位置規制部６５に係止されている。

【0051】

仕切弁が開弁状態（図２）にある板バネは、曲部９０Ａを有することにより、高さ方向の距離が縮まった状態、すなわち、中立弁部３０（アーム）に対する可動弁部Ａ６０の離間距離が狭くなった状態にある（図６）。
これに対して、仕切弁が閉弁状態（図７）にある場合の板バネは、図６に示す曲部９０Ａを解消することにより、高さ方向の距離が伸びた状態、すなわち、中立弁部３０（アーム）に対する可動弁部Ａ６０の離間距離が広がった状態にある（図１１）。
このように、付勢部Ｃ９０として、極めて簡素な構造からなる板バネを採用することで、本発明の実施形態に係る仕切弁における付勢部Ｃ９０は、上述した２つの機能（機能αと機能β）が安定して得られる。

【0052】

［付勢部Ａ７０（昇降機構）］
付勢部Ａ７０（昇降機構）は、弁箱に内蔵されており、上述した２つの可動弁部Ａ、可動弁部Ｂ及び２つの付勢部Ｂ、付勢部Ｃを含む弁体、とは別体をなしている。
付勢部Ａ７０は、後述する可動部７２が、可動弁部Ａ６０を流路方向Ｈに沿って、第１開口部１２ａに向けて付勢して第１シール部６１を第１開口部１２ａの周囲の弁箱内面１０Ａに密着可能とする機能を有している。複数の付勢部Ａ７０が弁箱１０に内蔵されている。付勢部Ａ７０は、逆に第１シール部６１を第１開口部１２ａの周囲の弁箱内面１０Ａから離間可能とする機能は有していないが、自ら（後述する可動部７２）が初動する位置（後述する固定部７１内の位置）に戻る機能は備えている。ゆえに、付勢部Ａ７０は、付勢部Ａ７０から可動弁部Ａ６０へ向かう方向へ伸縮可能な昇降機構である。

【0053】

このような構成を有する複数の付勢部Ａ７０は各々、弁箱１０において、可動弁部Ａ６０に対して作用する位置に配され、かつ、可動弁部Ａ６０に沿って設けられる。
図１に示す構成例においては、付勢部Ａ７０を設ける箇所は、３箇所以上が好ましく、互いに離間して設けられる。互いに離間する付勢部Ａ７０の配置としては、等間隔の配置に限定されず、複数の付勢部Ａ７０が非等間隔で配置されている構造が採用されても構わない。図１は、弁体の中心Ｏから見て、４個の付勢部Ａ７０が同じ角度位置（９０度）に配された構成例を示している。
図１に示す構成例における付勢部Ａ７０は、付勢部Ａ７０の角度位置が前述した付勢部Ｂ８０と付勢部Ｃが配置された角度位置と重ならないように構成されている。

【0054】

本実施形態における付勢部Ａ７０は、弁箱１０の内部に設けられた固定部７１と、固定部７１から可動弁部Ａ６０に向く方向へ伸縮可能な可動部７２とから構成されている。
この構成により、付勢部Ａ７０は、可動部７２の先端部７２ａを可動弁部Ａ６０の下面６０ｓｂに当接させて、可動弁部Ａ６０を第１開口部１２に向けて移動させる機能と、自ら（可動部７２）が初動する位置（固定部７１内の位置）に戻る機能の２つの機能を有しており、弁体の昇降機構の役割を担う。

【0055】

図２〜図５は、可動弁部４０（可動弁部Ａ６０、可動弁部Ｂ５０）が、弁箱１０の何れの弁箱内面１０Ａ、１０Ｂとも接していない状態を表わしている。この状態を、弁体がＦＲＥＥな状態と呼称する。図６は、ＦＲＥＥな状態（図２）における付勢部Ｃの要部を示す拡大図であり、図２において付勢部Ｃを紙面奥行き方向に見た図である。
この弁体がＦＲＥＥな状態において、上述した付勢部Ａ７０の機能、すなわち、可動弁部Ａ６０を第１開口部１２ａに向けて移動させる機能により、可動弁部Ａ６０を弁箱１０の弁箱内面１０Ａに接するまで移動させ、可動弁部Ａ６０を前記弁箱内面１０Ａに押圧することによって、流路Ｈを閉鎖する（閉弁動作）。

【0056】

図７〜図１０は、上記の閉弁動作により流路Ｈが閉鎖された状態を表している。この状態を、正圧／差圧無の状態と呼称する。図１１は、正圧／差圧無の状態（図７）における付勢部Ｃの要部を示す拡大図であり、図７において付勢部Ｃを紙面奥行き方向に見た図である。
この弁体が正圧／差圧無の状態において、上述した付勢部Ｃ９０の機能、すなわち、可動弁部Ａ６０を中立弁部３０に対して流路方向における位置が変更可能に接続するとともに、可動弁部Ａを前記流路方向における中央位置に向けて付勢する機能により、可動弁部Ａ６０を弁箱１０の内面から引き離し、可動弁部Ａ６０を退避させることによって、前記流路Ｈを開放する（解除動作）。

【0057】

このように、本実施形態の仕切弁においては、Ｏリング等からなる第１シール部６１（弁板シールパッキン）とＯリング等からなる第３シール部５２（摺動シールパッキン）とが、ほぼ同一円筒面上に配置される（例えば、図３〜図５に示すラインＲに重なるように配置される）ため、約１００％の逆圧キャンセル率が得られる。
また、本実施形態の仕切弁における付勢部Ａ７０は、弁箱１０に内蔵されており、２つの可動弁部Ａ６０、可動弁部Ｂ５０と２つの付勢部Ｂ８０、付勢部Ｃ９０とを含む中立弁体５とは別体をなしている。これにより、本実施形態の仕切弁１００は、付勢部Ａ７０の重量分だけ弁体構造の軽量化が図れる。
ゆえに、本実施形態の仕切弁によれば、高い信頼性の仕切り動作が可能であると共に、弁体の重量が軽減されるので、弁体の上下移動や弁体を旋回移動する際に要する駆動力を抑制できるため、弁体の構成の簡素化および軽量化が実現する。

【0058】

図２０〜図２２は従来の仕切弁５０１を示す図であり、図２０は横断面図を示しており、図２１及び図２２は縦断面図を示している。図２１は、弁体が退避動作可能位置に配置されている場合を示しており、図２２は、弁体が弁閉位置に配置されている場合を示している（特許文献４）。
図２０〜図２２に示すように、従来の仕切弁５０１では、本実施形態の仕切弁１００における付勢部Ａ７０に相当するリング状のエアシリンダ５８０が弁体構造に含まれており、エアシリンダ５８０に対して圧空を導入する供給路５４１も必要であり、弁体構造が極めて複雑になっていた。これに対して、本発明の実施形態に係る付勢部Ａ７０は、弁箱１０の内部に配置され、弁体構造に含まれないので、弁体構造の簡素化も図れる。従来の仕切弁５０１が必須とした供給路５４１は、本実施形態の仕切弁１００においては不要である。

【0059】

ゆえに、本発明の実施形態に係る仕切弁は、弁箱の内部に配置され、弁体構造に含まれない付勢部Ａ７０を採用したより、回転軸２０を回転可能とする駆動装置として、従来よりも低パワーで駆動する部材や装置を選択することも可能となるので、本発明は省エネルギー型の仕切弁の実現に寄与する。
したがって、本発明は、高い信頼性の仕切り動作が可能であり、可動弁部の軽量化が図れるとともに、１００％の逆圧キャンセル率が実現できる、仕切弁の提供に貢献する。

【0060】

なお、図２は、付勢部Ａ７０が、第２開口部１２ｂに近い位置において、弁箱１０（１０ｂ）に内蔵されている構成を示しているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、第２開口部１２ｂに近い位置に代えて、第１開口部１２ａに近い位置に付勢部Ａ７０を設けても構わない。付勢部Ａ７０が可動弁部Ａ６０に対して作用できるならば、付勢部Ａ７０を設ける位置は自由に設定することが可能である。

【0061】

上述した実施形態においては、図２に示した付勢部Ａ７０は、前記可動弁部Ａ６０に対して圧縮力を作用する構成例を示しており、機械的な当接動作によって、閉弁動作を行っているが、本発明はこの構成に限定されない。
圧縮力を作用する機能を備えた付勢部Ａ７０としては、例えば、上述したシリンダ機構の他に、圧空機構、電磁機構、等が挙げられる。

【0062】

なお、付勢部Ａ７０が前記可動弁部Ａ６０に対して圧縮力を作用する機能と、可動弁部Ａ６０に対して引張力を作用する機能とを兼ね備えた構成例については、後述する図１７〜図１９に基づき、変形例として説明する。

【0063】

図２に示した付勢部Ａ７０は、図１における線分Ａ−Ｏに沿う断面図である図３から明らかなように、図１において可動弁部Ａ６０の下方（紙面奥側）に配されている。すなわち、本実施態様は、付勢部Ａ７０が９０度ピッチで４箇所に配された構成例を示している。この構成例は、４個の付勢部Ａ７０が等間隔で配置された場合を示しているが、本発明は、この構成に限定されるものではなく、付勢部Ａ７０の個数は、３個以上の複数であればよく、付勢部Ａ７０の間隔は非等間隔であっても構わない。

【0064】

また、本実施態様は、弁箱１０の内部に局所的に配されて付勢部Ａ７０として機能する部材としてピン状のシリンダを開示しているが、本発明はこの部材に限定されるものではない。例えば、ピン状のシリンダに代えて、リング状のシリンダを、付勢部Ａ７０として用いてもよい。

【0065】

［弁体が退避動作可能位置（ＦＲＥＥ）の状態］
以下では、図１〜図６に基づき、弁体がＦＲＥＥの状態について説明する。
図１は本発明の実施形態に係る仕切弁の構成を示す横断面図であり、図２は縦断面図である。図３は図１における線分Ａ−Ｏに沿う要部を示す拡大図、図４は図１における線分Ｂ−Ｏに沿う要部に示す拡大図、図５は図１における線分Ｃ−Ｏに沿う要部を示す拡大図である。また、図６は図２における付勢部Ｃの要部を示す拡大図である。

【0066】

中立弁体５がＦＲＥＥの状態とは、中立弁体５が弁箱１０の内面（第１開口部１２ａの周囲に位置する弁箱１０の内面、第２開口部１２ｂの周囲に位置する弁箱１０の内面）と接していない状態である。
付勢部Ａ７０（昇降機構）は、弁箱１０の内部に配置された固定部７１と、固定部７１から可動弁部Ａ６０に向く方向へ伸縮可能な可動部７２とから構成されており、固定部７１とともに可動部７２も弁箱１０の内部に配置された状態にある。つまり、中立弁体５とは別体をなす付勢部Ａ７０（昇降機構）は、中立弁体５と接していない状態である。

【0067】

換言すると、付勢部Ａ７０（昇降機構）は、弁箱１０に内蔵されており、２つの可動弁部Ａ６０、可動弁部Ｂ５０、及び付勢部Ｂ９０を含む中立弁体５とは別体をなしている。
この付勢部Ａ７０は、弁箱１０の内部に配置された固定部７１と、固定部７１から可動弁部Ａ６０に向く方向へ伸縮可能な可動部７２とから構成されている。
この構成により、付勢部Ａ７０は、可動部７２の先端部７２ａを可動弁部Ａ６０の下面６０ｓｂに当接させて、可動弁部Ａ６０を第１開口部１２に向けて移動させる機能と、可動弁部Ａ６０を逆に第１開口部１２から離間可能とする機能の２つの機能を有しており、弁体の昇降機構の役割を担う。

【0068】

図３に示すように、付勢部Ａ７０を構成する可動部７２の先端部７２ａが、可動弁部Ａ６０の下面６０ｓｂに当接する（矢印Ｆ１）ことにより、中立弁体５を構成する可動弁部Ａ６０は、弁箱１０の内面（第１開口部１２ａの周囲の弁箱１０の弁箱内面１０Ａ）に向けて移動する（矢印Ｆ２）。この移動により、第１シール部６１（弁板シールパッキン）が弁箱１０の弁箱内面１０Ａに接した状態が、閉弁位置の状態（閉弁状態）である。
可動弁部Ｂ５０と可動弁部Ａ６０とは、保持バネ（付勢部Ｂ８０）によって符号Ｂ１，Ｂ２（図２）で示された方向（往復方向）に第３シール部５２を介して摺動しながら移動可能とされているので、この移動時には、可動弁部Ｂ５０も可動弁部Ａ６０と同じ方向へ移動する。

【0069】

［弁体が弁閉位置（正圧ｏｒ差圧無）の状態］
以下では、図７〜図１０に基づき、弁体が弁閉位置の状態について説明する。
図７は本発明の実施形態に係る仕切弁の構成を示す縦断面図である。図８は図１における線分Ａ−Ｏに沿う要部を示す拡大図、図９は図１における線分Ｂ−Ｏに沿う要部を示す拡大図、図１０は図１における線分Ｃ−Ｏに沿う要部を示す拡大図である。

【0070】

中立弁体５が弁閉位置の状態とは、中立弁体５が弁箱１０の一方の内面（第１開口部１２ａの周囲の弁箱内面１０Ａ）と接した状態であり、他方の内面（第２開口部１２ｂの周囲に位置する弁箱１０の内面）とは接していない状態である。
付勢部Ａ７０（昇降機構）は、弁箱１０の内部に配置された固定部７１から可動部７２を可動弁部Ａ６０に向く方向へ伸延させて、可動部７２の先端部７２ａを可動弁部Ａ６０の下面６０ｓｂに当接させる。これにより、可動弁部Ａ６０を第１開口部１２に向けて移動させることにより、可動弁部Ａ６０の上面６０ｓａに設けた第１シール部６１を、弁箱１０の第１開口部１２ａの周囲の弁箱内面１０Ａ）と接した状態とする。

【0071】

［弁体が逆圧位置の状態］
以下では、図１２〜図１５に基づき、弁体が逆圧位置の状態について説明する。
図１２は本発明の実施形態に係る仕切弁の構成を示す縦断面図である。図１３は図１における線分Ａ−Ｏに沿う要部を示す拡大図、図１４は図１における線分Ｂ−Ｏに沿う要部を示す拡大図、図１５は図１における線分Ｃ−Ｏに沿う要部を示す拡大図である。

【0072】

中立弁体５が逆圧位置の状態とは、中立弁体５が弁箱１０の一方の内面（第１開口部１２ａの周囲の弁箱内面１０Ａ）と接した状態を保ちながら、他方の内面（第２開口部１２ｂの周囲に位置する弁箱１０の内面）にも接した状態である。逆圧とは、閉弁状態から開弁状態の方向へ弁体に対して圧力が加わることである。

【0073】

中立弁体５が逆圧を受けた場合、弁体を構成する可動弁部Ａ６０と可動弁部Ｂ５０の間に位置する付勢部Ｂ８０が機能する。すなわち、可動弁部Ｂ５０と可動弁部Ａ６０とは、付勢部Ｂ８０によって符号Ｂ１，Ｂ２（図１２）で示された方向（往復方向）に第３シール部５２を介して摺動しながら移動可能とされているので、中立弁体５が逆圧を受けた場合、可動弁部Ｂ５０は可動弁部Ａ６０に対して符号Ｂ２の方向へ移動する。

【0074】

これにより、可動弁部Ｂ５０は、弁箱１０の他方の内面（第２開口部１２ｂの周囲の弁箱内面１０Ｂ）に衝突することになる。この衝突による衝撃を緩和するため、可動弁部Ｂ５０は、第２シール部５１を、第２開口部１２ｂの周囲の弁箱内面１０Ｂに対向する箇所に備えている。このように、中立弁体５が受けた力（符号Ｂ２の方向に受けた力）を、弁箱１０の弁箱内面１０Ｂ（裏側のボディ）で受けてもらう機構が、逆圧キャンセル機構である。

【0075】

第２シール部５１としては、弾性体が好適に用いられる。可動弁部Ｂ５０が弁箱１０の弁箱内面１０Ｂに衝突した場合、衝突した瞬間に発生するゴミや、弁箱１０の弁箱内面１０Ｂ（裏側のボディ）がミリ単位で変形して微小摺動が起こり発生するゴミを防止する対応策が必要となる。第２シール部５１が弾性体であれば、衝突時に弾性体が変形することにより、何れのゴミであっても発生を防ぐことが可能となる。

【0076】

＜実施形態の変形例＞
図１７〜図１９は、本発明の実施形態の変形例における仕切弁の構成を示す縦断面図である。図１７は、弁体が退避動作可能位置（ＦＲＥＥ）に配置されている場合において、図３に相当する線分Ａ−Ｏに沿う要部を示す拡大図である。図１８は、弁体が弁閉位置（正圧ｏｒ差圧無）に配置されている場合において、図８に相当する線分Ａ−Ｏに沿う要部を示す拡大図である。図１９は、弁体が逆圧位置に配置されている場合において、図１３に相当する線分Ａ−Ｏに沿う要部を示す拡大図である。

【0077】

図１７〜図１９における付勢部Ａ７０は、前記可動弁部Ａ６０に対して圧縮力を作用する機能と、可動弁部Ａ６０に対して引張力を作用する機能とを兼ね備えた構成例を示している。
この２つの機能を兼ね備えるために、変形例の付勢部Ａ７０は、弁箱１０の内部に配置された固定部７１と、固定部７１から可動弁部Ａ６０に向く方向へ伸縮が可能な可動部７２とから構成されており、さらに可動部７２の側面には、図１６に示すようなボールプランジャが埋設されている。

【0078】

ここで、「プランジャ」とは、ワークを位置決め・固定するための機械要素部品であり、プランジャは、プランジャ本体と、プランジャ本体に内蔵されたスプリングと、スプリングの先端に位置する先端部材（ボールまたはピン）を備えている。プランジャは、先端部材に荷重が加わると、先端部材はプランジャ本体の内部に沈み込み、荷重が解けるとスプリングの力で先端部材が元の位置に戻る機構を有する。特に、ボールプランジャは、スプリングの先端に位置するボールが動作するプランジャであり、上下方向だけでなく横方向から加わる荷重によってボールを沈み込ませることができるため、スライドする機構の位置決めに適している。

【0079】

ボールプランジャ７２Ｂを可動部７２の側面に設けると共に、可動弁部Ａ６０において可動部７２の先端部が当接する部位６５Ａに、可動部７２の先端部とボールプランジャ７２Ｂの受け手となる凹部６５ｅを配置する。この構成によれば、変形例の付勢部Ａ７０は、前記可動弁部Ａ６０に対して圧縮力を作用する機能と、可動弁部Ａ６０に対して引張力を作用する機能とを兼ね備えることが可能となる。

【0080】

また、この変形例における仕切弁では、可動弁部Ａ６０と付勢部Ａ７０の一部である可動部７２との間にボールプランジャ７２Ｂを設けた構成と同じように、中立弁部３０と可動弁部Ａ６０の一部である位置規制部６５との間にもボールプランジャ６５Ｂを設けた構成を採用する。これにより、上述した実施形態における付勢部Ｃ９０が不要となる。ゆえに、変形例の仕切弁は、上述した実施形態の仕切弁に比較して、高い信頼性の仕切り動作が可能であると共に、弁体の重量がさらに軽減されるので、弁体の上下移動や弁体を旋回移動する際に要する駆動力を一段と抑制できるため、弁体の構成の簡素化および軽量化が実現する。

【0081】

この変形例における仕切弁では、可動弁部Ｂ５０と可動弁部Ａ６０の一部であり可動弁部Ｂ５０に重なる位置にある部位６７との間には、上述した実施形態と同じ構成からなる付勢部Ｂ８０が配置されている。ゆえに、この変形例における仕切弁においても、付勢部Ｂ８０によって、弁体の上下移動や弁体を旋回移動する際に要する駆動力が得られる。

【0082】

つまり、変形例における仕切弁においては、ボールプランジャを設けた構成を採用することにより、上述した実施形態の仕切弁において必須であった、付勢部Ｃ９０が弁体構造から排除することが可能となる。したがって、変形例によれば、弁体の上下移動や弁体を旋回移動する際に要する駆動力を一段と抑制でき、弁体の構成の簡素化および軽量化が図れる仕切弁をもたらす。
なお、この変形例では、２つのボールプランジャ７２Ｂ、６５Ｂを設けた構成を開示したが、必ずしも２つのボールプランジャを一緒に組込む必要はない。すなわち、上述した実施形態の仕切弁において、２つのボールプランジャ７２Ｂ、６５Ｂを設けた構成のうち、何れか１つを採用しても構わない。

【0083】

また、複数個の付勢部Ａ７０が弁箱１０の内部に配置される場合、付勢部Ａ７０として、例えば、上述した実施形態に示した「可動弁部Ａに対して圧縮力を作用する構造（第１構造）」と、上述した変形例に示した「可動弁部Ａに対して圧縮力を作用する機能と、可動弁部Ａ６０に対して引張力を作用する機能とを兼ね備えた構造（第２構造）」とを、交互に配置する構成が採用されてもよい。あるいは、２つの第１構造の間に複数の第２構造が配置された構造や、２つの第２構造の間に複数の第１構造が配置された構造が採用されてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0084】

本発明は、真空装置等において、真空度や温度あるいはガス雰囲気等性質の異なる２つの空間を連結している流路を仕切る状態と、この仕切り状態を開放した状態を切り替える用途の仕切弁に広く適用できる。

【符号の説明】

【0085】

５…中立弁体（弁体）、１０，１０ａ，１０ｂ…弁箱、１０Ａ，１０Ｂ…弁箱内面、１１…中空部、１２ａ…第１開口部、１２ｂ…第２開口部、２０…回転軸、３０…中立弁部（アーム）、３０ａ…円形部、３０ｂ…回転部（アーム）、４０…可動弁部、５０…可動弁部Ｂ（第２可動弁部、可動弁板部：カウンター板）、５１…第２シール部（カウンタークッション）、５２…第３シール部（摺動シールパッキン）、６０…可動弁部Ａ（第１可動弁部、可動弁枠部：スライド弁板）、６１…第１シール部（弁板シールパッキン）、６５…位置規制部、６５Ｂ…ボールプランジャ、７０…付勢部Ａ（第１付勢部、昇降機構）、７１…固定部、７２…可動部、７２Ｂ…ボールプランジャ、８０…付勢部Ｂ（第２付勢部、保持バネ）、８１…保持バネ用（ガイド）ピン、９０…付勢部Ｃ（第３付勢部、補助バネ）、９１…補助バネ用（印圧）ピン、１００…仕切弁。

【要約】

本発明の仕切弁は、中空部と、前記中空部を挟み互いに対向するように設けられて連通する流路となる第１開口部及び第２開口部とを有する弁箱と、前記弁箱の前記中空部内に配置され前記第１開口部を閉塞可能な中立弁体と、前記中立弁体を前記第１開口部に対して閉塞状態にする弁閉塞位置と、前記中立弁体を前記第１開口部から退避した開放状態にする弁開放位置との間で、前記中立弁体を動作する位置切り替え部として機能し、流路方向に延在する軸線を有する回転軸と、を具備する。前記中立弁体は、前記位置切り替え部に接続される中立弁部と、前記中立弁部に対して前記流路方向における位置が変更可能に接続される可動弁部と、を有する。前記可動弁部は、前記可動弁部に周設され前記第１開口部の周囲の弁箱内面に密着されるシール部が設けられるとともに前記中立弁部に対して前記流路方向における位置が変更可能に接続される第１可動弁部と、前記第１可動弁部に対して前記流路方向に摺動可能とされる第２可動弁部と、を有する。本発明の仕切弁は、前記弁箱に内蔵されている複数の第１付勢部と、前記第１可動弁部と前記第２可動弁部との間に配されている第２付勢部と、第３付勢部とを備える。前記第３付勢部は、前記第１可動弁部を前記中立弁部に対して前記流路方向における位置が変更可能に接続するとともに、前記第１可動弁部を前記流路方向における中央位置に向けて付勢する。複数の前記第１付勢部は、前記第１可動弁部を前記流路方向において前記第１開口部に向けて付勢して前記シール部を前記第１開口部の周囲の弁箱内面に密着可能とする機能を有する。前記第２付勢部は、前記第１可動弁部と前記第２可動弁部との前記流路方向における厚み寸法を、調整が可能なように駆動する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】