CN104246334A - 杠杆式转换阀 - Google Patents
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Abstract
流路块11的内部形成有流入流路12、阀座部14以及阀室13a。外壳21的内部沿基准面形成有动作室13、摆动室22以及驱动室23。阀杆31被插入动作室13中,沿动作室13的延伸方向往复运动,与阀座部14抵接或离开阀座部14。活塞杆55被插入驱动室23,沿驱动室23的延伸方向往复运动。杠杆部件60被容纳在摆动室22中,具有支轴部68。设定活塞杆55和杠杆部件60互相抵接的第二抵接位置P2与支轴部68的中心P3之间的距离比阀杆31和杠杆部件60互相抵接的第一抵接位置P1与支轴部68的中心P3之间的距离长。
Description
技术领域
本发明涉及将流体流路在连通状态和切断状态之间转换的杠杆式转换阀。
背景技术
之前,作为上述种类的杠杆式转换阀,有这样的杠杆式转换阀,即通过放射状配置的凸轮将活塞和阀体开闭用的杆进行联接,根据凸轮的杠杆比使活塞的推力增大(例如,参考专利文献1)。
另外,也有这样的杠杆式转换阀,即在阀室中配置具有力点、支点和作用点的杠杆部件,在杠杆部件的作用点上形成与阀座接触和分离的阀体(例如,参考专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本第3067977号专利公报
专利文献2:日本实用新型申请“实开平1-118270号”公开公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而,在专利文献1中记载的杠杆式转换阀中,由于是放射状配置的所有凸轮通过1个活塞驱动,因此将所有凸轮设置在活塞的直径范围内。因此,无法减小活塞的直径,必须将转换阀设计得很大。
另外,在专利文献2中记载的杠杆式转换阀中,由于通过柱塞只摆动一个杠杆部件,因此无需为了驱动多个杠杆部件而增大柱塞的直径。但是,在专利文献2中记载的杠杆式转换阀中,由于在摆动的杠杆部件上形成有阀体,因此阀体可能相对阀座倾斜而不恰当地抵接。
本发明是鉴于上述实际情况而做出的,其主要目的是提供能够实现阀的薄型化,并且能够使阀体和阀座部适当地抵接的杠杆式转换阀。
解决技术所需的手段
为了解决上述课题,本发明使用以下装置。
第一装置,其特征在于,包括:
主体,所述主体内部设置有流体的流路、阀座部、动作室、摆动室以及驱动室,所述动作室与所述阀座部相对并直线状地延伸,所述摆动室延伸以在位于所述阀座部的相反侧的所述动作室的端部处与所述动作室交叉,所述驱动室直线状地延伸以在偏离所述动作室的延长线的位置上与所述摆动室交叉,所述动作室的延伸方向、所述摆动室的延伸方向以及所述驱动室的延伸方向都沿着基准面;
阀杆,插入所述动作室中,沿所述动作室的延伸方向往复运动并与所述阀座部抵接和分离;
活塞杆,插入所述驱动室中,并沿所述动作室的延伸方向往复运动;以及
杠杆部件,被容纳在所述摆动室中,并具有支点部,
所述杠杆部件配置成:所述活塞杆和所述杠杆部件互相抵接的第二抵接位置与所述支点部之间的距离大于所述阀杆和所述杠杆部件互相抵接的第一抵接位置与所述支点部之间的距离,
所述活塞杆的往复运动使所述杠杆部件以所述支点部为中心摆动,并且所述杠杆部件的摆动使所述阀杆往复运动。
根据上述结构,在主体中设置有与阀座部相对并直线状地延伸的动作室、延伸以在位于所述阀座部的相反侧的所述动作室的端部处与所述动作室交叉的摆动室、以及直线状地延伸以在偏离动作室的延长线的位置处与摆动室交叉的驱动室。而且,动作室中和驱动室中分别插入阀杆和活塞杆,杠杆部件被容纳在摆动室中。这里,在主体中,由于动作室的延伸方向、摆动室的延伸方向以及驱动室的延伸方向都沿着基准面,因此能够缩短相对基准面的垂直方向的主体长度,从而能够使转换阀薄型化。
而且,被插入驱动室中的活塞杆沿驱动室的延伸方向往复运动。由此被插入摆动室中的杠杆部件以支点部为中心摆动。其结果,被插入动作室的阀杆基于杠杆部件的摆动,沿动作室的延伸方向往复运动。这样,由于阀杆沿动作室的延伸方向往复运动并与阀座部抵接和分离,因此与阀体摆动的结构相比,能够使阀杆和阀座部恰当地抵接。
而且,设定活塞杆和杠杆部件互相抵接的第二抵接位置与支点部之间的距离比阀杆和杠杆部件互相抵接的第一抵接位置与支点部之间的距离长。因此,通过杠杆部件增加活塞杆的驱动力,能够使阀杆往复运动。因此,能够将从活塞杆作用于杠杆部件的驱动力设定得较小,从而能够使活塞杆小型化。
在第二装置中,
所述驱动室被设置在与所述动作室相反的一侧且与所述动作室之间隔着所述摆动室,并且被设置在偏离所述动作室的延长线的位置处,
所述支点部设置在所述杠杆部件中所述第一抵接位置和所述第二抵接位置之间,
所述主体中,在与所述动作室相反的一侧设置有第一辅助室且该第一辅助室与所述动作室之间隔着所述摆动室,
所述第一辅助室中设置有朝向所述阀杆侧对所述杠杆部件施力的第一施力机构。
根据上述结构,在与动作室相反的一侧设置有第一辅助室且该第一辅助室与动作室之间隔着摆动室,在第一辅助室中设置有第一施力机构。而且,由于通过第一施力机构对杠杆部件朝阀杆侧施力,因此阀杆在第一施力机构的施加力作用下与阀座部抵接。因此,能够实现常闭式(normally close)的转换阀。
在第三装置中,
所述驱动室被设置在与所述动作室相反的一侧且与所述动作室之间隔着所述摆动室,并且被设置在偏离所述动作室的延长线的位置处,
所述支点部设置在所述杠杆部件中所述第一抵接位置和所述第二抵接位置之间,
所述主体中,在与所述驱动室相反的一侧设置有第二辅助室,并且,该第二辅助室与所述驱动室之间隔着所述摆动室,
所述第二辅助室中设置有朝向所述活塞杆侧对所述杠杆部件施力的第二施力机构。
根据上述结构,在与驱动室相反的一侧设置有第二辅助室,并且,该第二辅助室与驱动室之间隔着摆动室,在第二辅助室中设置有第二施力机构。而且,通过第二施力机构对杠杆部件朝活塞杆侧施力。这里,支点部设置在杠杆部件中第一抵接位置和第二抵接位置之间。因此,当通过第二施力机构对杠杆部件的力点朝活塞杆侧施力时,对杠杆部件的作用点向阀杆侧施力。因此,阀杆在第二施力机构的施加力作用下与阀座部抵接。因此,能够实现常闭式(normally close)的转换阀。
这里,如上所述,设定第二抵接位置与支点部之间的距离比第一抵接位置与支点部之间的距离长。由此,第二施力机构的施加力通过杠杆部件增大并施加于阀杆,能够使阀杆和阀座部确实地抵接。换言之,即使第二施力机构的施加力小,也能够通过杠杆部件向阀杆施加足够的施加力,因此能够使用小型的第二施力机构。
而且,在包含上述第二装置的结构时,阀杆在第一施力机构的施加力和第二施力机构的施加力作用下与阀座部抵接。因此,在常闭式的转换法中,能够使阀杆和阀座部更确实地抵接。而且,通过将使阀杆抵接阀座部的施加力分配到第一施力机构和第二施力机构,能够使各施力机构小型化。
在第四装置中,
所述动作室中设置有朝向所述杠杆部件侧对所述阀杆施力的第三施力机构,
所述杠杆部件配置为相对于所述第一抵接位置将所述支点部更换到与所述第二抵接位置相反的一侧,
所述主体中,在与所述驱动室相反的一侧设置有第二辅助室,并且,该第二辅助室与所述驱动室之间隔着所述摆动室,
所述第二辅助室中设置有朝向所述活塞杆侧对所述杠杆部件施力的第二施力机构,
所述第一施力机构为可拆卸结构。
根据上述结构,由于通过第三施力机构对阀杆朝杠杆部件侧施力,因此阀杆从阀座部分离。而且,通过相对于第一抵接位置将支点部更换到与第二抵接位置相反的一侧,使得杠杆部件的力点和作用点向相同方向摆动。另外,通过拆卸第一施力机构,能够消除使阀杆抵接阀座部的、来自第一施力机构的施加力。
这里,通过利用第二施力机构将杠杆部件朝活塞杆侧施力,能够保持阀杆在第三施力机构的施加力作用下从阀座部分离的状态。而且,当活塞杆向杠杆部件侧移动时,阀杆通过杠杆部件向阀座部移动。因此,能够共用多个构成部件,并能够将第二装置的常闭式转换阀改变为常开式(normally open)转换阀使用。而且,通过使用常闭式的转换阀和常开式的转换阀将相同的活塞杆向相同的方向驱动,能够分别进行阀的打开和关闭。
在第五装置中,
所述驱动室被设置在与所述动作室相反的一侧且与所述动作室之间隔着所述摆动室,并且被设置在偏离所述动作室的延长线的位置处,
所述动作室中设置有朝向所述杠杆部件侧对所述阀杆施力的第三施力机构,
在所述杠杆部件中,相对于所述第一抵接位置将所述支点部设置在与所述第二抵接位置相反的一侧。
根据上述结构,由于通过第三施力结构对阀杆朝杠杆部件侧施力,因此阀杆从阀座部离开。而且,由于在杠杆部件中,相对于第一抵接位置,支点部被设置在与第二抵接位置相反的一侧,因此杠杆部件的力点和作用点向相同方向摆动。因此,当活塞杆向杠杆部件侧移动时,阀杆通过杠杆部件向阀座部侧移动。也就是说,能够实现常开式的转换阀。因此,在常开式的转换阀中,能够使转换阀薄型化,并使阀杆和阀座部恰当地抵接。
在第六装置中,所述杠杆部件中设置有与所述阀杆点接触或线接触的抵接部,该抵接部中至少与所述阀杆抵接的部位形成截面圆弧状。
根据上述结构,杠杆部件中设置有与阀杆点接触或线接触的抵接部。因此,能够减小在杠杆部件和阀杆产生的摩擦,从而能够抑制由于磨损产生的劣化或产生微小的粒子(颗粒)。
在第七装置中,所述阀杆中设置有与所述阀杆的往复运动方向垂直并与所述抵接部抵接的第一平坦部。
根据上述结构,阀杆中设置有与阀杆的往复运动方向垂直并与抵接部抵接的第一平坦部。因此,通过杠杆部件的摆动,即使杠杆部件和阀杆之间的角度变化,从抵接部通过第一平坦部作用于阀杆的力也能一直作用于阀杆进行往复运动的方向。其结果,能够抑制在阀杆的往复运动时产生使阀杆倾斜的力,从而使阀杆和阀座部稳定地抵接。
在第八装置中,所述杠杆部件中设置有与所述活塞杆点接触或线接触的抵接部,该抵接部中至少与所述活塞杆抵接的部位形成截面圆弧状。
根据上述结构,杠杆部件中设置有与活塞杆点接触或线接触的抵接部。因此,能够减小在杠杆部件和活塞杆产生的摩擦,从而能够抑制由于磨损产生的劣化或产生微小的粒子。
在第九装置中,活塞杆中设置有与活塞杆的往复运动方向垂直并与抵接部抵接的第二平坦部。
根据上述结构,活塞杆中设置有与活塞杆的往复运动方向垂直并与抵接部抵接的第一平坦部。因此,通过杠杆部件的摆动,即使杠杆部件和活塞杆之间的角度变化,从抵接部通过第一平坦部作用于阀杆的力也能一直作用于阀杆进行往复运动的方向。其结果,能够抑制在活塞杆的往复运动时产生使活塞杆倾斜的力,从而使活塞杆的驱动力稳定地向杠杆部件传递。
在第十装置中,抵接部是旋转自如地设置在杠杆部件上的球体。
杠杆部件摆动时,抵接部描绘圆弧状的轨迹移动。另一方面,由于阀杆和活塞杆分别进行直线运动,因此在杠杆部件摆动时,抵接部和阀杆的相对位置以及抵接部和活塞杆的相对位置变化。因此,在第十装置中,通过将作为抵接部的球体旋转自如地设置在杠杆部件,使得杠杆部件摆动时球体配合阀杆和杠杆部件或活塞杆和杠杆部件的相对位置变化而旋转。由此,能够有效地降低在球体与阀杆之间或球体与活塞杆之间产生的摩擦。
在第十一装置中,抵接部是以和支点部方向相同的轴为中心摆动自如地设置在杠杆部件的柱状体,柱状体的两端部形成为截面圆弧状。
在第十一装置中,通过将作为抵接部的柱状体摆动自如地设置在杠杆部件,使得在杠杆部件摆动时柱状体配合阀杆和杠杆部件或活塞杆和杠杆部件的相对位置变化而旋转。由此,能够有效地降低在柱状体之间与阀杆或柱状体与活塞杆之间产生的摩擦。
在第十二装置中,包括:
滑动部,设置在所述驱动室中,在所施加的驱动力作用下,在所述驱动室中向接近所述杠杆部件的方向滑动;
限制部,与所述在所述驱动力作用下滑动的滑动部抵接并使所述滑动部停止;以及
施力部,配置为能够沿所述活塞杆的延伸方向弹性变形,连接所述滑动部和所述活塞杆之间,
在所述滑动部由于限制部而停止的状态下,所述施力部通过弹力朝向所述杠杆部件侧对所述活塞杆施力。
在上述结构中,在滑动部由于限制部而停止的状态下,施力部的弹力施加于活塞杆。也就是说,使滑动部滑动的驱动力由限制部阻止,只对活塞杆施加施力部的弹力。因此,防止大的驱动力直接作用于活塞杆,从而能够抑制主体的内部机构,特别是阀座部和阀杆破损。
在第十三装置中,主体中设置有检测或推断阀杆的位置的位置传感器。
根据上述结构,通过由位置传感器检测或推断阀杆的位置,能够检测阀开度。
附图说明
图1是示出第一实施方式的杠杆式转换阀的截面图。
图2是沿线II-II截取的截面图。
图3是示出螺栓的紧固方式的截面图。
图4是示出图1的杠杆式转换阀的动作方式的截面图。
图5是示出杠杆式转换阀的变形例的截面图。
图6是示出第二实施方式的杠杆式转换阀的截面图。
图7是示出图6的杠杆式转换阀的动作方式的截面图。
图8是示出第三实施方式的杠杆式转换阀的截面图。
图9是放大示出第三实施方式的杠杆式转换阀中重要部分的截面图。
图10是示出第三实施方式的杠杆式转换阀的变形例的截面图。
图11是示出第四实施方式的杠杆式转换阀的截面图。
图12是示出第四实施方式的杠杆式转换阀的工作方式的截面图。
图13是示出第五实施方式的杠杆式转换阀的截面图。
图14是示出将杠杆式转换阀作为三路阀时的截面图。
具体实施方式
(第一实施方式)
下文,将参考附图来描述第一实施方式。在本实施方式中,杠杆式转换阀可用于半导体制造装置等中并且将处理气体的流路在连通状态和切断状态之间进行转换。本实施方式的杠杆式转换阀作为常闭式(normally close)的转换阀。
图1是示出本实施方式的杠杆式转换阀10的截面图,图2是沿线II-II截取的截面图。另外,图1对应于沿图2的线I-I得到的截面图。如图1、图2所示,杠杆式转换阀10具有流路块11、壳体21、阀杆31、第一施力杆39、第二施力杆45、活塞杆55、杠杆部件60以及盖子81等。在杠杆式转换阀10中,通过使活塞杆55往复运动而使得杠杆部件60摆动。而且,基于杠杆部件60的摆动,使阀杆31往复运动而打开和关闭阀。
流路块11由具有耐化学性的不锈钢等形成为薄型的长方体状。在流路块11中,与横向(图1的左右方向)的长度以及高度方向(图1、图2的上下方向)的长度相比,纵向(图2的左右方向)的长度较短。另外,高度方向的一方(图1、图2的下方)称为下方,高度方向的另一方(图1、图2的上方)称为上方。
在流路块11中,形成有处理气体流入的流入通路12(流路)、阀杆31插入的阀室13a、以及处理气体流出的流出通路15(流路)。流入通路12和流出通路15在流路块11的底面(安装面)开口。流入通路12和流出通路15通过阀室13a连通。阀室13a形成为圆柱状,沿流路块11的高度方向直线状地延伸。阀室13a在流路块11的顶面开口。阀室13a沿流路块11纵向中的近似全部长度延伸。流入通路12和阀室13a的连接部处形成有圆环状的阀座部14。
流路块11中,形成有用于紧固螺栓50(紧固部件)的螺栓孔16。螺栓孔16从流路块11的顶面沿底面方向延伸。流路块11中形成有伸出部17。伸出部17中形成有供螺栓(未示出)等插入的插入孔18。插入孔18沿流路块11的高度方向贯穿伸出部17。而且,通过把螺栓50拧紧在上述螺栓孔16,将上述流路块11和外壳21紧固。
外壳21由铝材或PPS(Poly Phenylene Sulfide,聚苯硫醚)树脂等形成为薄型的长方体状。在外壳21中,相对于横向(图1的左右方向)的长度以及高度方向(图1、图2的上行方向)的长度,纵向(图2的左右方向)的长度较短。流路块11的顶面和外壳21的底面形成为大致相同的尺寸,流路块11的顶面安装有外壳21。也就是说,流路块11和外壳21在各自纵向的长度大致相同,并且在各自横向的长度大致相同。
动作室13跨过流路块11和外壳21而形成。动作室13形成为圆柱状,沿流路块11和外壳21的高度方向直线状地延伸。动作室13沿流路块11纵向中的近似全部长度延伸。阀室13a构成动作室13的底部,动作室13和阀座部14相对。
在外壳21中,高度方向的中间部形成有沿外壳21的横向延伸的摆动室22。摆动室22形成为长方体状,其长度的方向和外壳21的横向相同。摆动室22沿横向贯穿外壳21。动作室13的顶部与摆动室22的底部连通。也就是说,摆动室22延伸以与动作室13中的、阀座部14相反侧的端部交叉。
外壳21中,在与动作室13相反的一侧设置有第一辅助室24且该第一辅助室24与动作室13之间隔着摆动室22。第一辅助室24形成为圆柱状,沿外壳21的高度方向直线状地延伸。第一辅助室24的底部和摆动室22的顶部连通,第一辅助室24的顶部在外壳21的顶面开口。第一辅助室24沿流路块11纵向的近似全部长度延伸。上述动作室13的中心轴线与第一辅助室24的中心轴线彼此一致。
在外壳21中,驱动室23被设置在与动作室13相反的一侧且与动作室13之间隔着摆动室22,并且被设置在偏离动作室13的延长线的位置上。驱动室23形成为圆柱状,沿外壳21的高度方向直线状地延伸。驱动室23的底部和摆动室22的顶部连通,驱动室23的顶部在外壳21的顶面开口。也就是说,驱动室23延伸以与摆动室22交叉。驱动室23沿流路块11纵向中的近似全部长度延伸。
外壳21中,在与驱动室23相反的一侧设置有第二辅助室25,并且,该第二辅助室25与驱动室23之间隔着摆动室22。第二辅助室25形成为圆柱状,沿外壳21的高度方向直线状地延伸。第二辅助室25的顶部和摆动室22的底部连通,第二辅助室25的底部在外壳21的底面开口。设定第二辅助室25的直径比第一辅助室24的直径小。驱动室23的中心轴线与第二辅助室25的中心轴线彼此一致。
外壳21中,在外壳21的横向(摆动室22的延伸方向),动作室13以及第一辅助室24和第二辅助室25以及驱动室23之间形成有沿外壳21的高度方向延伸的安装孔26。安装孔26横穿摆动室22延伸,并在外壳21的顶面(端面)开口。安装孔26形成为能够插入用于紧固上述螺栓50的工具的尺寸。
外壳21中,形成有沿外壳21的纵向延伸并与安装孔26连通的插入孔27。插入孔27沿纵向贯穿动作室13和第二辅助室25之间。插入孔27形成为能够将螺栓50插入外壳21内部的尺寸。
动作室13、摆动室22、驱动室23以及第一辅助室24的各个中心轴线被配置在未示出的共同假想面(下文称为基准面)上。也就是说,动作室13的延伸方向、摆动室22的延伸方向、驱动室23的延伸方向以及第一辅助室24的延伸方向都沿着共同基准面。另外,安装孔26和螺栓孔16的各个中心轴线也被配置在上述基准面上,安装孔26的延伸方向和螺栓孔16的延伸方向也沿着该基准面。
动作室13中插入有阀杆31。阀杆31由具有耐化学性的不锈钢等形成为圆柱状。配置阀杆31以使其沿流路块11和外壳21的高度方向(上下方向)延伸。阀杆31的下端部设置有凸缘部31a。凸缘部31a的底部安装有阀座31b。阀座31b由具有耐化学性的氟树脂等形成为圆片状。阀座31b与阀座部14相对。以与上述阀座部14对应的尺寸形成阀座31b,通过与阀座部14抵接来切断流入通路12和阀室13a的连通。
凸缘部31a的顶部安装有为了覆盖阀杆31的底部而延伸的波纹管33。波纹管33由具有耐化学性的不锈钢等形成为圆筒状。波纹管33的顶部与圆环状的弹簧支架32连接。阀杆31插入并穿过弹簧支架32。弹簧支架32安装在上述阀室13a的顶部,也就是安装在上述流路块11的顶面。而且,通过弹簧支架32、波纹管33以及阀杆31密封阀室13a的顶部。
阀杆31的中间部的外周安装有圆环状的弹簧支架34。在动作室13中,弹簧支架34配置在弹簧支架32的上方。弹簧支架32和弹簧支架34之间安装有压缩弹簧35。压缩弹簧35与弹簧支架32、34抵接,对阀杆13施加朝上(从阀座部14远离的方向)的力。另外,压缩弹簧35以及弹簧支架32、34构成第三施力机构。
动作室13的顶部安装有圆筒状的套筒36(滑动部)。阀杆31插入并穿过套筒36。套筒36能够滑动地支撑阀杆31。因此,阀杆31能够沿动作室13的延伸方向往复运动。通过使阀杆31往复运动,阀座31b与阀座部14抵接以及分离。这里,套筒36和阀杆31之间形成有对于套筒36允许阀杆31有些许倾斜的间隙(第二间隙)。因此,即使由于阀座部14、阀杆13以及阀座31b的制造误差和阀杆31与阀座31b的安装误差,对于阀座部14和阀座31b的各个中心轴线各个抵接面有些许倾斜,也能根据阀座部14的形状与阀座31b抵接。
第一辅助室24中和驱动室23中分别插入有第一施力杆39和活塞杆55。第一施力杆39和活塞杆55由具有耐化学性的不锈钢等形成为圆柱状。配置第一施力杆39和活塞杆55以使它们在外壳21的高度方向(上行方向)上延伸。
外壳21的顶面安装有盖子81。盖子81由铝材或PPS(PolyPhenylene Sulfide,聚苯硫醚)树脂等形成为薄型的长方体状。在盖子81中,设定纵向(图2的左右方向)的长度比横向(图1的左右方向)的长度短。外壳21的顶面和盖子81的底面形成为大致相等的尺寸。也就是说,外壳21和盖子81的各个纵向的长度大致相同,而且各个横向的长度大致相同。
盖子81中形成有与驱动室23连通的端口82。端口82沿盖子81的高度方向延伸并在盖子81的顶面开口。盖子81中形成有与第一辅助室24连通的通气孔83。通气孔83沿盖子81的高度方向延伸并在盖子81的顶面开口。盖子81中形成有与安装孔26连通的贯穿孔84。贯穿孔84沿盖子81的高度方向延伸并在盖子81的顶面开口。而且,穿过贯穿孔84插入螺栓51(紧固部件),外壳21和盖子81通过螺栓51紧固。另外,流路块11、外壳21以及盖子81构成主体。
第一施力杆39的上端部设置有凸缘部39a。在凸缘部39a和盖子81的底面之间安装有压缩弹簧40、41。压缩弹簧40、41与凸缘部39a和盖子81的底面抵接,并对第一施力杆39施加朝下(靠近阀座部14的方向)的力。
活塞杆55的上端部设置有圆柱状的活塞部55a。活塞部55a的外周安装有密封部件56。驱动室23的内周面和活塞部55a的外周面之间通过密封部件56密封。密封部件56能够相对驱动室23的内周面滑动。另外,在驱动室23的顶部,外壳21和盖子81之间通过密封部件85密封。而且,通过端口82导入用于驱动活塞杆55的工作气体(高压空气)。由此,向活塞杆55施加驱动力,并对活塞杆55施加朝下(靠近第二施力杆45的方向)的力。
第一辅助室24的底部和驱动室23的底部分别安装有圆筒状的套筒42、57(滑动部)。第一施力杆39和活塞杆55分别插入并穿过套筒42、57。套筒42、57分别能够滑动地支撑第一施力杆39和活塞杆55。因此,第一施力杆39和活塞杆55能够分别沿第一辅助室24的延伸方向和驱动室23的延伸方向往复运动。另外,第一施力杆39、压缩弹簧40、41以及套筒42构成第一施力机构。
第二辅助室25中插入有第二施力杆45。第二施力杆45由具有耐化学性的不锈钢等形成为圆柱状。配置第二施力杆45以使其沿外壳21的高度方向(上下方向)延伸。
第二施力杆45的下端部设置有凸缘部45a。在第二辅助室25的底部,流路块11和外壳21之间安装有弹簧支架46。凸缘部45a和弹簧支架46之间安装有压缩弹簧47。压缩弹簧47抵接凸缘部45a和弹簧支架46,并对第二施力杆45施加朝上(靠近活塞杆55的方向)的力。
第二辅助室25的上部安装有圆筒状的套管48(滑动部)。第二施力杆45插入并穿过套管48。套管48能够滑动地支撑第二施力杆45。因此,第二施力杆45能够沿第二辅助室25的延伸方向往复运动。另外,第二施力杆45、压缩弹簧47、弹簧支架46以及套管48构成第二施力机构。
对于上述阀杆31、第一施力杆39、活塞杆55以及第二施力杆45,在插入摆动室22中一侧的端部,分别形成有平坦部31c、39c、55c以及45c。平坦部31c、39c、55c以及45c形成为分别相对于阀杆31、第一施力杆39、活塞杆55以及第二施力杆45的各个中心轴线垂直。而且,平坦部31c、39c、55c以及45c被配置为分别垂直于阀杆31、第一施力杆39、活塞杆55以及第二施力杆45的各个往复运动方向。另外,阀杆31的平坦部31c构成第一平坦部,活塞杆55的平坦部55c构成第二平坦部。
摆动室22中插入有杠杆部件60。杠杆部件60由具有耐化学性的不锈钢等形成为四角柱状。配置杠杆部件60以使其沿外壳21的横向延伸。杠杆部件60中远离杠杆部件60的长度方向形成有两个圆柱状的支点孔61、62。支点孔61、62形成为互相平行,纵向贯穿杠杆部件60。沿杠杆部件60的延伸方向(横向)靠近一方的端部(图1中是靠近左端部)处形成支点孔61、62。
杠杆部件60中形成有圆柱状的第一孔63和第二孔65。第一孔63和第二孔65形成为互相平行,纵向贯穿杠杆部件60。支点孔61、62和第一孔63、第二孔65互相平行。沿杠杆部件60的延伸方向靠近支点孔61、62以及第一孔63的相反侧的端部(图1中是靠近右端部)处形成第二孔65。因此支点孔61与第二孔65之间的距离比支点孔61和第一孔63之间的距离长。另外,支点孔62与第二孔65之间的距离比支点孔62和第一孔63之间的距离长。
杠杆部件60的底面形成有与第一孔63和第二孔65分别连通的接合孔64a、66a。杠杆部件60的顶面形成有与第一孔63和第二孔65分别连通的接合孔64b、66b。接合孔64a、64b的中心轴线彼此一致,接合孔64a、64b的中心轴线和第一孔63的中心轴线垂直地交叉。接合孔66a、66b中心轴线的彼此一致,接合孔66a、66b的中心轴线和第二孔65的中心轴线垂直地交叉。
第一孔63和第二孔65分别压入有钢球69、70(抵接部、球体)。钢球69、70由具有耐化学性的不锈钢等形成为球状。钢球69、70分别从纵向(沿第一孔63和第二孔65的延伸方向(图2中是左右方向))被压入第一孔63和第二孔65。当压入钢球69、70时,如果将钢球69压入第一孔63和接合孔64a、64b连通的位置,则钢球69的一部分分别从接合孔64a、64b突出。因此,通过将钢球69的一部分与接合孔64a、64b接合,使得能够容易地进行钢球69相对于杠杆部件60的定位。同样,通过将钢球70的一部分与接合孔66a、66b接合,使得能够容易地进行钢球70相对于杠杆部件60的定位。特别地,因为转换阀10的纵向长度为10mm左右,故杠杆部件60的尺寸更小,因此这样的结构有效。
这里,第一孔63和第二孔65的开口尺寸设定为:在钢球69和第一孔63的内周面之间以及在钢球70与第二孔65的内周面之间形成微小空隙(间隙)的大小。因此,钢球69、70在分别嵌入第一孔63和第二孔65的内部中的状态下能够旋转。
在杠杆部件60的延伸方向上,在杠杆部件60的中央附近形成有在高度方向贯穿的贯穿孔67。贯穿孔67的尺寸允许插入用于紧固上述螺栓50的工具。
支轴部68在纵向插入支点孔61中(图2中是左右方向)。支轴部68(支点部)由具有耐化学性的不锈钢等形成为圆柱状。支轴部68的两端部通过外壳21支撑。而且,支点孔61的内周面和支轴部68的外周面能够互相滑动。由此,杠杆部件60能够以支轴部68为中心摆动。另外,支轴部68的外周面与在外壳21支撑支轴部68的部分也可以互相滑动。
杠杆部件60配置在阀杆31和第一施力杆39之间,并且配置在活塞杆55和第二施力杆45之间。具体地,阀杆31和第一施力杆39的中心轴线穿过钢球69的中心,而且活塞杆55和第二施力杆45的中心轴穿过钢球70的中心。在这种状态下,杠杆部件60的上述贯穿孔67与外壳21的上述安装孔26相对。
通过动作室13中的压缩弹簧35对阀杆31朝上方施力,阀杆31与杠杆部件60抵接。通过第一辅助室24中的压缩弹簧40、41对第一施力杆39朝下方施力,第一施力杆39与杠杆部件60抵接。当从端口82导入工作气体时,对活塞杆55朝下方施力,活塞杆55与杠杆部件60抵接。通过第二辅助室25中的压缩弹簧47对第二施力杆45朝上方施力,第二施力杆45与杠杆部件60抵接。
这里,活塞杆55和杠杆部件60互相抵接的第二抵接位置P2和支轴部68的中心P3之间的距离大于阀杆31和杠杆部件60互相抵接的第一抵接位置P1和支轴部68的中心P3之间的距离。具体地说,在第一抵接位置P1处,阀杆31的平坦部31c和钢球69抵接。在第二抵接位置P2处,活塞杆55的平坦部55c和钢球70抵接。在杠杆部件60中,支轴部68被设置在第一抵接位置P1和第二抵接位置P2之间。
如上,钢球69、70形成为球体。钢球69、70分别与阀杆31的平坦部31c和活塞杆55的平坦部55c进行点接触。
压缩弹簧40、41对第一施力杆39朝杠杆部件60侧施加的力大于压缩弹簧35对阀杆31朝杠杆部件60侧施加的力。因此,在未从端口82导入工作气体的状态下,阀杆31的阀座31b抵接阀座部14。而且,通过由压缩弹簧47对第二施力杆45向杠杆部件60侧施力,使得通过杠杆部件60对阀杆31朝阀座部14侧施力。此时,由于压缩弹簧47对杠杆部件60施加的力通过杠杆部件60增大,因此比起压缩弹簧40、41,采用具有更小施加力的压缩弹簧47。
图3是示出紧固螺栓50时的情况的截面图。如图3所示,螺栓50从插入孔27插入外壳21内部。螺栓50被配置在与安装孔26相对的位置,使其对准螺栓孔16。而且,如图3所示,当螺栓50将被拧紧在流路块11的螺栓孔16中时,将六角扳手T(工具)穿过盖子81的贯穿孔84、外壳21的安装孔26、杠杆部件60的贯穿孔67以及外壳21的插入孔27插入外壳21的内部。之后,通过六角扳手T拧紧螺栓50,将流路块11和外壳21紧固。另外,通过将螺栓等插入伸出部17的插入孔18并拧紧,使得转换阀10被安装在其他的流路块等。而且,流入通路12与处理气体的上游侧的流路连接,流出通路15与处理气体的下游侧的流路连接。另外,也可以将流路块11和其他流路块11形成为一体来代替将流路块11安装在其他流路块。
接着,参考图4,说明杠杆式转换阀10的动作方式。
当从端口82向驱动室23中导入工作气体时,活塞杆55由于工作气体的压力(驱动力)而向下方移动。此时,活塞杆55由套管57引导,抑制活塞杆55相对套管57的倾斜。
当活塞杆55向下移动时,活塞杆55向第二施力杆45侧推杠杆部件60,杠杆部件60向一个方向(图4中是顺时针方向)摆动。这里,在第二抵接位置P2,与活塞杆55的往复运动方向垂直的平坦部55c与设置在杠杆部件60的钢球70进行点接触。因此,无论杠杆部件60与活塞杆55成什么角度,由活塞杆55产生的往复运动方向(图4中是下方)的驱动力都平滑地作用于杠杆部件60。其结果,难以对活塞杆55施加与往复运动方向交叉的方向上的负载(来自杠杆部件的反作用力),因此抑制活塞杆55向往复运动方向的倾斜。也就是说,活塞杆55的驱动力向杠杆部件60稳定地传递,从而能够使两个部件55、60平滑地动作。
这里,与直线运动的活塞杆55相对,由于杠杆部件60进行旋转运动,因此钢球70和活塞杆55的第二平坦部55c的相对位置根据杠杆部件60的角度变化。也就是说,第二抵接位置P2配合杠杆部件60的摆动向横向(在图4中是左右方向)稍微偏离。
这里,钢球70旋转自如地设置在杠杆部件60中,当杠杆部件60摆动时钢球70能够旋转。由此,允许第二抵接位置P2的偏离,能够抑制在钢球70和活塞杆55上产生的摩擦。
同样地,与第二施力杆45的往复运动方向垂直的平坦部45c与设置在杠杆部件60的钢球70进行点接触。因此,无论杠杆部件60与第二施力杆45成什么角度,都通过杠杆部件60使沿往复运动方向的驱动力作用于第二施力杆45。其结果,当第二施力杆45往复运动时,抑制产生使第二施力杆45倾斜的力。另外,与活塞杆55的情况相同,通过在杠杆部件60摆动时钢球70旋转,允许钢球70和第二施力杆45的平坦部45c的抵接位置偏移。由此,抑制在钢球70和第二施力杆4上5产生的摩擦。
这样,抵抗压缩弹簧47的施加力,向下方按下第二施力杆45。此时,第二施力杆45由套管48引导,抑制第二施力杆45相对于套管48倾斜。
当通过活塞杆55向第二施力杆45侧推杠杆部件60时,杠杆部件60以支轴部68为中心摆动。在杠杆部件60中,支轴部68被设置在第一抵接位置P1和第二抵接位置P2之间。因此,当与活塞杆55抵接的钢球70向下方移动时,与阀杆31和第一施力杆39抵接的钢球69向上方移动。这里,设定第二抵接位置P2与支轴部68的中心P3之间的距离大于第一抵接位置P1与支轴部68的中心P3之间的距离。这些距离之比对应于杠杆比,活塞杆55的驱动力根据杠杆比而增大。因此,使用小型的活塞杆55能够克服压缩弹簧40、41的施加力将第一施力杆39向上推。
这里,由于钢球69与第一施力杆39点接触,因此与钢球70的情况相同,来自进行旋转运动的杠杆部件60的驱动力能够平滑地传递至进行直线运动的第一施力杆39。因此,抑制对第一施力杆39施加与第一施力杆39的往复运动方向交叉的方向上的负载,能够使杠杆部件60和第一施力杆39稳定地动作。
而且,钢球69被旋转自如地设置在杠杆部件60。因此,通过在杠杆部件60摆动时钢球69旋转,使得允许钢球69和第一施力杆39的抵接位置偏移。因此,能够抑制在钢球69和第一施力杆39产生的摩擦。
由于通过压缩弹簧35对阀杆31朝上方施力,因此,阀杆31的阀座31b从阀座部14分离。而且,活塞杆55向下方移动直到活塞部55a与套管57或外壳21的内壁抵接为止。由此,钢球70被移动至最下点,同时钢球69被移动至最上点。也就是说,杠杆部件60从阀杆31向远离侧进行最大的摆动。
这里,在转换阀10被打开的状态(全打开状态)下,杠杆部件60的钢球69和阀杆31之间形成有空隙(第一空隙)。因此,即使阀座部14、阀杆31、杠杆部件60以及活塞杆55的制造误差累加,也能够恰当地保证使阀杆31从阀座部14离开的冲程。其结果,可靠地连通流入通路12和阀室13a,使得从流出通路15流出规定量的处理气体。
接着,当关闭转换阀10(使成为全关闭状态)时,使驱动室23中的工作气体通过端口82排出。由此,在压缩弹簧40、41的施加力作用下,杠杆部件60向相反方向(在图4中是逆时针方向)摆动,使阀杆31向阀座部14侧移动。此时,在第一抵接位置P1处,与阀杆31的往复运动方向垂直的平坦部31c与杠杆部件60的钢球69点接触。因此,无论杠杆部件60与阀杆31成什么角度,都通过杠杆部件60使沿往复运动方向的驱动力作用于阀杆31。其结果,当阀杆31往复运动时,能够抑制产生使阀杆31倾斜的力,从而能够使阀座31b和阀座部14稳定地抵接。
另外,通过在杠杆部件60摆动时钢球69旋转,允许钢球69和阀杆31的抵接位置(即第一抵接位置P1)向横向(在图4中是左右方向)偏移。由此,能够恰当地抑制在钢球69和阀杆31的平坦部31c产生的摩擦。
上文详细描述的本实施方式具有以下优点。
·杠杆式转换阀10的主体(流路块11、外壳21)中设置有:动作室13,与阀座部14相对并直线状地延伸;摆动室22,延伸以与在动作室13中的阀座部14相反侧的端部交叉;以及驱动室23,被设置在与动作室13相反的一侧且与动作室13之间隔着摆动室22,并且在偏离动作室13的延长线的位置上延伸以与摆动室22交叉。而且,在动作室13中和驱动室23中分别插入阀杆31和活塞杆55,摆动室22中容纳有杠杆部件60。这里,在主体中,由于动作室13的延伸方向、摆动室22的延伸方向以及驱动室23的延伸方向都沿着基准面,因此能够缩短相对基准面垂直方向的主体的长度。由此,能够使杠杆式转换阀10薄型化。
·被插入驱动室23的活塞杆55沿驱动室23的延伸方向往复运动。由此,被插入摆动室22中的杠杆部件60以支轴部68为中心摆动。其结果,基于杠杆部件60的摆动,被插入动作室13中的阀杆13沿动作室13的延伸方向往复运动。这样,由于阀杆31沿动作室13的延伸方向往复运动并与阀座部14抵接和远离,因此与使阀体摆动的结构相比,能够使阀杆31和阀座部14适当地抵接。
·由于阀杆31在第一施力机构的压缩弹簧40、41的施加力以及第二施力机构的压缩弹簧47的施加力作用下与阀座部14抵接,因此在常闭式的转换阀10中,能够使阀杆31和阀座部14更可靠地抵接。而且,通过将使阀杆31与阀座部14抵接的施加力分配至第一施力机构和第二施力机构,能够使各施力机构小型化。
·在第一抵接位置P1处,与阀杆31的往复运动方向垂直的平坦部31c与设置在杠杆部件60的钢球69进行点接触。因此,通过杠杆部件60的摆动,即使杠杆部件16和阀杆31的角度变化,也能够通过杠杆部件60使沿往复运动方向的驱动力作用于阀杆31。其结果,当阀杆31往复运动时,能够抑制力作用于使阀杆31倾斜的方向,从而能够使阀杆31和阀座部14可靠地抵接。
·在第二抵接位置P2处,与活塞杆55的往复运动方向垂直的平坦部55c与设置在杠杆部件60的钢球70抵接。因此,通过杠杆部件60的摆动,即使杠杆部件60和活塞杆55的角度变化,也能够通过活塞杆55使沿往复运动方向的驱动力作用于杠杆部件60。其结果,能够抑制力作用于活塞杆55相对往复运动方向倾斜的方向,从而能够将活塞杆55的驱动力向杠杆部件60稳定地传递。
·外壳21中,形成有安装孔26,该安装孔26在摆动室22的延伸方向在动作室13和驱动室23之间横穿摆动室22延伸,并在外壳21的顶面开口。该安装孔26与使螺栓50能够插入外壳21的内部的插入孔27连通。因此,从插入孔27将螺栓50插入外壳21的内部,能够将螺栓50配置在与安装孔26相对的位置。这里,杠杆部件60中在与安装孔26相对的部分形成有贯穿孔67。因此,穿过安装孔26和杠杆部件60的贯穿孔67,能够使用六角扳手T拧紧螺栓50。其结果,无需将螺栓50延长至外壳21的表面附近,能够抑制螺栓50的增长。
也能够通过以下变形实施上述实施方式。
·在上述实施方式中,盖子81中形成有连通至第一辅助室24的通气孔83。但是,如图5所示,也可以在盖子81形成用于插入位置传感器87的插入孔88来代替通气孔83,穿过插入孔88将位置传感器87插入第一辅助室24中。具体地说,插入孔88沿高度方向延伸,在盖子81的顶面开口。位置传感器87由近距离传感器等构成,为圆柱形状。位置传感器87从插入孔88被插入第一辅助室24中,并被安装在与第一施力杆39预定的间隔处。位置传感器87检测到第一施力杆39的距离,进而检测第一施力杆39的位置。另外这里,上述压缩弹簧41被拆下。
根据上述结构,第一辅助室24中设置有具有第一施力杆39的第一施力机构。而且,通过第一施力机构,第一施力杆39沿第一辅助室24的延伸方向往复运动,通过第一施力杆39对杠杆部件60朝阀杆31侧施力。这里,杠杆部件60通过第一施力杆39的往复运动而摆动,阀杆31通过杠杆部件60的摆动而往复运动。因此,阀杆31的位置根据第一施力杆39的位置而变化。因此,通过使用被插入第一辅助室24中的位置传感器87检测第一施力杆39的位置,能够检测阀杆31的位置,进而检测阀开度。也就是说,使用对杠杆部件60朝阀杆31侧施力的第一施力杆39,能够检测阀开度。
而且,在与动作室13相反的一侧,也就是相对摆动室22与驱动室23相同的一侧,设置有第一辅助室24,该第一辅助室24与动作室13之间隔着摆动室22。因此,能够将用于驱动活塞杆55的机构和位置传感器87设置在相同侧,从而能够减小这些配置的空间。
(第二实施方式)
在第一实施方式中的结构是将杠杆式转换阀10作为常闭式的转换阀,但是在第二实施方式中的结构是将杠杆式转换阀110作为常开式(normally open)的转换阀。具体地说,如图6所示,在第一实施方式的转换阀10中,可相对于第一抵接位置P1将支轴部68更换到与第二抵接位置P2相反一侧的支点孔62中,并且拆卸第一施力机构(第一施力杆39,压缩弹簧40、41,套管42)。其他结构与第一实施方式相同。另外,对于和第一实施方式相同的部件,通过附加相同的符号省略说明。
支轴部68配置成允许在支点孔61和支点孔62更换杠杆部件60的位置。在第二实施方式中,将支轴部68更换至支点孔62,支轴部68的两端部由外壳21支撑。而且,支点孔62的内周面和支轴部68的外周面能够互相滑动。由此,杠杆部件60能够以支轴部68为中心摆动。另外,也可以是:支轴部68的外周面和在外壳21中支撑支轴部68的部分能够互相滑动。
第一施力机构(第一施力杆39,压缩弹簧40、41,套管42)的配置成能够从外壳21(第一辅助室24)拆卸。在第二实施方式中,第一施力机构从外壳21拆下。
在未将工作气体导入驱动室23中的状态下,压缩弹簧35对阀杆31朝上方施力,因此阀杆31的阀座31b从阀座部14分离。另外,压缩弹簧47经由杠杆部件60对活塞杆55朝上方施力。因此,活塞杆55移动至上方直到活塞部55a与盖子81的内壁抵接为止。而且,钢球69、70移动至各自最高点,杠杆部件60从阀杆31向远离侧进行最大摆动。
这样,在杠杆式转换阀110被打开的状态(全打开状态)下,在杠杆部件60的钢球69和阀杆31之间形成有间隙。因此,即使阀座部14、阀杆31、杠杆部件60和活塞杆55的制造误差累加,也能够恰当地保证使阀杆31从阀座部14离开的冲程。其结果,可靠地连通流入通路12和阀室13a,使得从流出通路15流出规定量的处理气体。
接着,参考图7说明杠杆式转换阀110的工作方式。另外,省略说明与第一实施方式相同的作用。
当从端口82将工作气体导入驱动室23中时,活塞杆55在工作气体的压力(驱动力)作用下向下移动。当活塞杆55向第二施力杆45推杠杆部件60时,杠杆部件60以支轴部68为中心摆动。在杠杆部件60中,相对于第一抵接位置P1将支轴部68被设置在与第二抵接位置P2相反的一侧。因此,当使与活塞杆55抵接的钢球70向下方移动时,与阀杆31抵接的钢球69也向下方移动。
这里,设定第二抵接位置P2与支轴部68的中心P3之间的距离大于第一抵接位置P1与支轴部68的中心P3之间的距离。这些距离的比对应于杠杆比,活塞杆55的驱动力根据杠杆比而增大。因此,通过小型的活塞杆55,能够抵抗压缩弹簧35、47的施加力而按下第二施力杆45和阀杆31。
而且,经由杠杆部件60使阀杆31向阀座部14侧移动。这时,在第一抵接位置P1,与阀杆31的往复运动方向垂直的平坦部31c和杠杆部件60的钢球69点接触。因此,无论杠杆部件60与阀杆31成什么角度,都通过杠杆部件60使沿往复运动方向的驱动力作用于阀杆31。其结果,当阀杆31往复运动时,能够抑制产生使阀杆31倾斜的力,从而能够使阀杆31的阀座31b和阀座部14稳定地抵接。
另外,由于钢球69被旋转自如地设置在杠杆部件60,因此当杠杆部件60摆动时钢球69旋转。由此,允许钢球69和阀杆31的平坦部31c的抵接位置(即第一抵接位置P1)偏移,从而能够抑制在钢球69和阀杆31之间产生的摩擦。
上文详细描述的本实施方式具有以下优点。另外这里只叙述与第一实施方式不同的优点。
·由于第三施力机构的压缩弹簧35对阀杆31朝杠杆部件60侧施力,因此阀杆31的阀座31b从阀座部14离开。而且,在杠杆部件60中,通过相对于第一抵接位置P1将支轴部68更换到与第二抵接位置P2相反的一侧,使得杠杆部件60的钢球70(力点)和钢球69(作用点)向相同方向摆动。因此,当通过第二施力机构的压缩弹簧47对杠杆部件60的钢球70朝活塞杆55侧施力时,对杠杆部件60的钢球69朝阀杆31的相对侧施力。另外,通过拆卸第一施力机构,能够消除使阀杆31与阀座部14抵接的施加力。
这里,当使活塞杆55向杠杆部件60侧移动时,阀杆31通过杠杆部件60向阀座部14侧移动。因此,能够在共用多个构成部件的同时,可将第一实施方式的常闭式转换阀10变更为常开式转换阀10使用。其结果,在常开式的转换阀110中,能够使转换阀110薄型化,并使阀杆31的阀座31b和阀座部14恰当地抵接。而且,在常闭式的转换阀10和常开式的转换阀110中,通过将相同的活塞杆55向相同方向驱动,能够分别进行阀的打开和闭合。
(第三实施方式)
接着,说明第三实施方式的杠杆式转换阀120。在第三实施方式中,与第一实施方式相同,杠杆式转换阀120为常闭式的转换阀。另外,对于和第一实施方式相同的部件,通过附加相同的符号省略说明。
如图8所示,在第三实施方式的杠杆式转换阀120中,第二辅助室25中未安装第二施力机构这一点与第一实施方式不同。
另外,在第一实施方式中,将钢球69、70旋转自如地设置在杠杆部件60,而在第三实施方式中,将柱状的抵接部(柱状体122、124)摆动自如地设置在杠杆部件121。该柱状体122、124的柱状主体的两端部在与基准面平行的截面上是圆弧状(截面圆弧状)。更具体地说,柱状体122、124中,圆柱状的主体的两端部分别形成为半球状。也就是说,柱状体122、124的两端部为球面。
柱状体122、124的长度(高度)长于与杠杆部件121的长度方向垂直的方向中的柱状体122、124的长度(厚度)。
杠杆部件121中,形成有一对设置孔125,该一对设置孔125贯穿与杠杆部件121的长度方向垂直的方向。各设置孔125形成截面圆形状,分别设置在杠杆部件121的长度方向的两端侧。而且,在柱状体122、124被插入各设置孔125、125的状态下,通过沿与支轴部68相同的方向(纵向)延伸的固定轴126、126枢轴支撑杠杆部件121。这里,将设置孔125的开口尺寸(直径)设定为比柱状体122、124的直径稍大。也就是说,如图9所示,在将柱状体122、124插入设置孔125的状态下,在柱状体122、124和设置孔125的内周面之间形成微小的间隙。由此,柱状体122、124在设置孔125内能够以固定轴126为中心摆动。
在柱状体122、124被插入设置孔125的状态下,柱状体122、124的两端部从设置孔125突出,以与阀杆31、第一施力杆39和活塞杆55抵接。如前所述,在柱状体122、124中,与阀杆31、第一施力杆39和活塞杆55抵接的端面为球面。因此,柱状体122与阀杆31和第一施力杆39点接触,柱状体124与活塞杆55点接触。
在第三实施方式中,使用从螺栓51的位置延伸到螺栓50的位置的长螺栓127代替第一实施方式的螺栓50、51。该长螺栓127插入并穿过盖子81的贯穿孔84、外壳21的安装孔26以及杠杆部件121的贯穿孔67。通过该长螺栓127紧固流路块11、外壳21以及盖子81。
接着,参考图8、图9说明杠杆式转换阀120的动作方式。另外,省略与第一实施方式相同的作用说明。
如图8所示,在工作气体未被送至驱动室23的状态下,第一施力杆39通过压缩弹簧40、41的弹力将杠杆部件121(柱状体122)压在阀杆31侧。这里,在第三实施方式的杠杆式转换阀120中,第二辅助室25中未设置第二施力机构。但是,由于杠杆部件121通过两个压缩弹簧40、41被牢牢地压在阀杆31侧,因此使阀座31b可靠地与阀座部14抵接。
当将工作气体从端口82导入驱动室23时,活塞杆55的平坦部55c推压柱状体124,使杠杆部件121向一个方向(图9中时顺时针方向)摆动。此时,由于柱状体124的球面与活塞杆55点接触,因此抑制在柱状体124和活塞杆55上产生的摩擦。而且,从柱状体124经由平坦部55c作用于活塞杆55的力(反作用力)作用于活塞杆55往复运动的方向中(在图9中是向上方向)。因此,能够使活塞杆55和杠杆部件121平滑地动作。
这里,也在第三实施方式中,通过杠杆部件121摆动,活塞杆55和柱状体124抵接的第二抵接位置P2向横向(在图9中是左右方向)微微偏离。但是,柱状体124由杠杆部件121枢轴支撑于固定轴126,在设置孔125中能够摆动。因此,如图9所示,配合杠杆部件121的摆动,柱状体124也微微摆动,允许第二抵接位置P2偏移。因此,能够抑制在柱状体124和活塞杆55的平坦部55c产生的摩擦。
当杠杆部件121通过活塞杆55摆动时,柱状体122上推第一施力杆39。也在这种情况下,由于柱状体122在与第一施力杆39的平坦部39c点接触的状态下摆动,因此抑制在柱状体122和平坦部39c产生的摩擦。当通过柱状体122上推第一施力杆39时,在压缩弹簧35的施加力作用下上推阀杆31,使阀座31b从阀座部14分离。而且,当通过杠杆部件121最大限度地上推第一施力杆39时,杠杆式转换阀120称为全打开状态。此时,杠杆部件121的柱状体122和阀杆31之间形成有微小的间隙。
接着,当通过端口82使驱动室23中的工作气体排出时,在压缩弹簧40、41的施加力作用下向下方推第一施力杆39。由此,杠杆部件121向其他方向(在图8中时逆时针方向)摆动,柱状体124上推活塞杆55。与此同时,柱状体122抵抗压缩弹簧35的施加力下推阀杆31。此时,通过柱状体122与阀杆31的平坦部31c点接触并摆动,抑制在柱状体122和阀杆31产生的摩擦。而且,从柱状体122经由阀杆31的平坦部31c作用于阀杆31的力作用于阀杆31的往复运动方向(即下方)。因此,即使杠杆部件121和阀杆31所成的角度变化,也能够竖直下推阀杆31,从而能够使杠杆部件121和阀杆31稳定地动作。
而且,当阀杆31的阀座31b与阀座部14抵接时,第一施力杆39、杠杆部件121以及活塞杆55的动作停止,杠杆式转换阀成为全关闭状态(参考图8)。
上文详细叙述的本实施方式具有以下的优点。另外这里只叙述与第一实施方式不同的优点。
·由于将具有球面的柱状体122摆动自如地设置在杠杆部件121中,因此柱状体122与阀杆31点接触,从而能够抑制在柱状体122和阀杆31产生的摩擦。而且,通过在杠杆部件121摆动时柱状体122摆动,允许第一抵接位置P1(柱状体122和阀杆31的相对位置)偏离。因此,抑制在柱状体122和阀杆31产生的摩擦,从而能够抑制两个部件122、31由于磨损出现劣化或产生微小粒子(颗粒)。
·同样地,通过柱状体124与活塞杆55点接触,能够抑制在柱状体124和活塞杆55产生的摩擦。另外,通过在杠杆部件121摆动时柱状体124摆动,允许第二抵接位置P2(柱状体124和活塞杆55的相对位置)偏离。因此,抑制在柱状体124和活塞杆55产生的摩擦,从而能够抑制两个部件124、55由于磨损出现劣化或产生微小粒子。
·只通过对于在插入设置孔125的状态下的柱状体122、124枢轴支撑固定轴126,就能够将柱状体122、124简单地安装在杠杆部件121。因此,与第一实施方式和第二实施方式中说明过的钢球69、70相比,能够有效地进行柱状体122、124向杠杆部件121安装的安装作业。
·通过单个长螺栓127紧固流路块11、外壳21以及盖子81。因此,与像第一实施方式那样使用两根螺栓50、51的情况相比,能够减少部件数量,从而抑制产品成本。而且,只紧固1根长螺栓127就能够组装杠杆式转换阀120,从而能够简化操作过程。
·在实施方式3中,仅在压缩弹簧40、41的施加力作用下将杠杆式转换阀120维持在全关闭状态,设定为不在第二辅助室25中设置第二施力机构的结构。因此,与第一实施方式相比,能够减少部件数量,从而抑制产品成本。
另外,第三实施方式的杠杆式转换阀120能够进行如下变更。如图10所示,阀杆31、活塞杆55以及第一施力杆39的端部分别安装有更换式的平坦部128。该平坦部128在表面进行了氮化处理等提高耐磨损性的表面处理。平坦部128设置有柱状的插入部。而且,通过将平坦部128的插入部压入设置在阀杆31、活塞杆55以及第一施力杆39的插入孔中,使得平坦部128安装在各杆31、55、39。
但是,作为平坦部128,不限于通过压入的安装,也可以是将平坦部128螺纹固定在阀杆31等的结构。也就是说,在平坦部128设置外螺纹部,也可以将该外螺纹部与设置在阀杆31、活塞杆55以及第一施力杆39的内螺纹部螺纹固定。
这样,通过将作为进行表面处理后的分离件的平坦部128设置在各杆31、55、39,能够更有效地减少在杠杆部件121的柱状体122、124之间产生的摩擦。由此,能够恰当地抑制由于平坦部128和柱状体122、124的磨损产生的粒子。另外,作为提高耐磨损性的表面处理,并不限于氮化处理等的硬质化处理。例如也可以使平坦部128的表面平滑化,从而降低柱状体122、124之间的摩擦力。
另外,通过设定为在各杆31、55、39设置更换式的平坦部128的结构,使得只更换劣化的平坦部128即可。因此,无需更换各杆31、55、39的全部平坦部,从而能够抑制成本。
另外,该更换式的平坦部128也能够在第一实施方式和第二实施方式中说明过的杠杆式转换阀10、110中使用。
(第四实施方式)
接着,参考图11说明第四实施方式的杠杆式转换阀130。在第四实施方式中,构成为常开式的转换阀,另外,还具有在第三实施方式的杠杆式转换阀120所使用的柱状体122、124。在以下的说明中,仅说明与第一至第三实施方式不同的部分。
在第四实施方式中,使活塞杆129动作的机构和第一至第三实施方式不同。驱动室23中,沿驱动室23的延伸方向(在图11中是上下方向)滑动自如地设置有滑动部131。该滑动部131是朝向第二辅助室侧(在图11中是朝下方)开口的筒状体,形成比驱动室23的内部空间稍小的外形。在滑动部131的外周面形成环状的凹部,在该凹部环状地设置有密封部件134。该密封部件134密封滑动部131的外周面和驱动室23的内周面之间的空间。当工作气体被导入驱动室23中时,滑动部131由于工作气体的压力向杠杆部件121侧(在图11中是下侧)滑动。
如图12所示,当滑动部131由于工作气体滑动时,滑动部131的开口边缘与驱动室23的杠杆部件121侧的内面(下文称为限制面132)抵接。也就是说,限制面132作为规定滑动部131的滑动界限的限制部。
滑动部131的内部设置有压缩弹簧133(施力部)。压缩弹簧133能够在沿活塞杆129的延伸方向(在图11中是上下方向)弹性变形。设定压缩弹簧133的弹力比工作气体的压力(驱动力)小。活塞杆129相反侧的压缩弹簧133端部(在图11中是上端)与滑动部131连接。另外,活塞杆129侧的压缩弹簧133端部(在图11中是下端)与活塞杆129连接。也就是说,滑动部131和活塞杆129通过压缩弹簧133连接。
因此,当滑动部131滑动时,活塞杆129通过压缩弹簧133的弹力向杠杆部件121侧移动。而且,在滑动部131由于限制面132而停止滑动的状态下,仅压缩弹簧133的弹力将活塞杆129推向杠杆部件121侧。也就是说,工作气体的驱动力不直接作用于活塞杆129,而是通过压缩弹簧133的弹力对活塞杆129施力(驱动)。
在第四实施方式中,未设置第一施力机构和第二施力机构。因此,仅由压缩弹簧35的施加力朝杠杆部件121侧(在图11中是上方)推阀杆31。也就是说,仅由压缩弹簧35的施加力维持杠杆式转换阀130的全打开状态。
接着,对于第四实施方式的杠杆式转换阀130的作用,只说明与第一至第三实施方式不同的部分。
当将工作气体从端口82导入驱动室23中时,滑动部131通过工作气体的压力向杠杆部件121侧滑动。通过滑动部131滑动,由于压缩弹簧133的弹力向杠杆部件121侧推动活塞杆129。其结果,活塞杆129的平坦部55c推动柱状体124,使杠杆部件121以支轴部68为中心摆动。此时,活塞杆129推动柱状体124的力是压缩弹簧133的弹力,工作气体的驱动力不会直接作用于柱状体124(杠杆部件121)。
通过杠杆部件121摆动,柱状体122推动阀杆31,使阀杆31向阀座部14侧移动。这里,活塞杆129的驱动力通过杠杆部件121增大并作用于阀杆31。因此,假设大的力作用于活塞杆129,该力由杠杆部件121增大,则可能有非常大的力作用于阀杆31。
但是,活塞杆129通过比工作气体的驱动力还小的压缩弹簧133的弹力动作。因此,即使活塞杆129的驱动力通过杠杆部件121增大,也能防止大的力作用于阀杆31。
如图12所示,当滑动部131的开口边缘与限制面132抵接时,滑动部131停止滑动。此时,成为仅有压缩弹簧133的弹力作用于活塞杆129的状态。
当滑动部131停止滑动时,阀杆31的阀座31b与阀座部14抵接,杠杆式转换阀130成为全关闭状态。即使在这种情况下,由压缩弹簧133的弹力对活塞杆129施力,由于大的力不作用于阀杆31,因此阀座31b不会被很强地推在阀座部14。由此,能够防止由于抵接时的冲击而阀杆31或阀座部14破损,或产生微小的粒子。
上文详细叙述的本实施方式具有以下的优点。另外,这里,只叙述与第一至第三实施方式不同的优点。
·由于设置为由压缩弹簧133的弹力驱动活塞杆129的结构,因此能够抑制大的力作用于阀杆31。因此,能够防止阀座31b被很强地推在阀座部14,从而防止两部件31c、14由于其冲击而破损。
·设置为通过滑动部131的开口边缘与限制面132抵接使得滑动部131停止的结构。因此,由于通过限制面132能够正确地限制滑动部131的滑动量,因此能够恰当地控制活塞杆129的移动量。其结果,防止活塞杆129过度移动,从而能够抑制阀座31b和阀座部14破损。
另外,在第四实施方式的杠杆式转换阀130中,也可以在阀杆31和活塞杆129设置更换式的平坦部128(参考图10)。
(第五实施方式)
接着,参考图13说明实施方式5的杠杆式转换阀140。实施方式5的杠杆式转换阀140为常闭式的转换阀。另外,对于第五实施方式,与在第一至第四实施方式中已经出现的部件相同的部件通过附加相同的符号省略其说明。
在第五实施方式的杠杆式转换阀140中:使用设置在第二辅助室25的压缩弹簧47(第二施力机构)的施加力对阀杆31朝阀座部14侧施力。也就是说,杠杆式转换阀140主要在压缩弹簧47的施加力作用下维持其全关闭状态,第一辅助室24中未设置第一施力机构。
这里,设置在第二辅助室25的压缩弹簧47的施加力通过杠杆部件121增大并作用于阀杆31。因此,只在压缩弹簧47的施加力作用下,就有足够大的力作用于阀杆31,能够可靠地维持杠杆式转换阀140的全关闭状态。
杠杆式转换阀140中安装有位置传感器87,该位置传感器87为插入盖子81的插入孔88中的状态。第一辅助室24中设置有作为位置传感器87的检测对象的被检测体141。位置传感器87被设置为能够在第一辅助室24中往复运动。另外,第一辅助室24中设置有辅助弹簧141a,该辅助弹簧141a对被检测体141向杠杆部件121侧施力。设置该辅助弹簧141a的施加力小于压缩弹簧47的施加力。在该辅助弹簧141a的施加力作用下,使被检测体141向杠杆部件121侧(在图13中是下侧)笔直地移动。也就是说,辅助弹簧141a对该被检测体141施加比较小的施加力以使得被检测体141向杠杆部件121侧稳定地动作。
杠杆部件121侧的被检测体141端部(在图13中是下端部)从第一辅助室24突出,与杠杆部件121的柱状体122抵接(点接触)。而且被检测体141配合杠杆部件121的摆动进行往复运动。
而且,位置传感器87通过检测被检测体141的位置来检测阀杆31的位置。由此,能够检测阀杆31的位置,进而检测阀开度。
上文详细叙述的本实施方式具有以下的优点。另外这里只叙述与第一至第四实施方式不同的优点。
·由于仅在设置在第二辅助室25的第二施力机构(压缩弹簧47)的施加力作用下将杠杆式转换阀140维持在全关闭状态,因此无需在第一辅助室24中设置如在第一实施方式中说明过的第一施力机构那样的大型压缩弹簧40、41。因此,与第一实施方式相比部件数量减少,从而能够抑制产品成本。另外,由于第二施力机构的施加力通过杠杆部件121增大并作用于阀杆31,因此即使是第二施力机构也能够对阀杆31施加足够大的力。
·在第一辅助室24中设置被检测体141,由位置传感器87检测该被检测体141的位置。因此,即使不直接检测阀杆31的位置也能检测阀开度。另外,能够使用第一实施方式中说明过的第一施力杆39作为被检测体141。在这种情况下,能够将部件共通化,从而能够抑制产品成本和开发成本。
另外,在图5示出的变形例中,位置传感器87检测第一施力杆39的位置,在第五实施方式中,位置传感器87检测被检测体141的位置。但是,作为位置传感器87的检测对象,不限于第一施力杆39或被检测体141,能够使用其他部件。
例如,位置传感器87也可以直接检测阀杆31的位置。另外,也可以由位置传感器87检测活塞杆55或129或第二施力杆45的位置,并根据该检测结果推断阀杆31的位置。而且,也能够由位置传感器87检测杠杆部件60、121的倾斜角度来推断阀杆31的位置。另外,使用活塞杆55、129或第二施力杆45、杠杆部件60、121作为检测对象时,为了推断阀杆31的位置,需要使用预定的变换式变换检测结果。
另外,不限于上述各实施方式,例如也能够按下述实施。另外,对于与上述各实施方式相同的部件,通过附加相同的符号省略其说明。
·在上述实施方式中,作为杠杆式转换阀,其结构为通过单个阀杆31转换流入通路12和流出通路15的连通状态。但是,如图14所示,也可以将杠杆式转换阀设定为三路阀150。也就是说,在图14的三路阀150中,结构为通过两个阀杆31、31分别转换两组流入通路12和流出通路15的连通状态。
具体地说,三路阀150的结构为,并排配置有第一转换阀151和第二转换阀152,其中,第一转换阀151与图8中示出的杠杆式转换阀120的结构相同,第二转换阀152以阀杆31的往复运动方向(在图14中是上下方向)为基准与杠杆式转换阀120左右对称。在该三路阀150中,第一转换阀151和第二转换阀152共用一个流路块153。该流路块153由具有耐化学性的不锈钢等形成为薄型的长方体状。设定流路块153的纵向(支轴部68的方向)长度比横向(图14的左右方向)长度短。由此,能够实现纵向尺寸小的薄型三路阀150。
在流路块153中,流入通路12和流出通路15与第一换阀151和第二转换阀152对应并各形成一组。各流入通路12在流路块153的底面分别开口。另一方面,两条流出通路15、15在流路块153的底面连接,共同的开口部在流路块153的底面开口。
而且,通过使第一转换阀151和第二转换阀152的各个阀杆31、31进行往复运动,能够控制流入通路12和流出通路15的连通状态。在使第一转换阀151和第二转换阀152都处于全打开状态时,在两条流出通路15中流通的处理气体在流路块153的底面合流并排出。另外,在使第一转换阀151和第二转换阀152中的任何一个处于全打开状态,而另一个处于全关闭状态时,能够控制只从全打开状态的转换阀排出处理气体。
·在第一至第四实施方式中,相对于摆动室22,动作室13位于驱动室23的相反侧。但是,相对于摆动室22,也可以设置动作室13位于驱动室23的相同侧(即第一至第四实施方式的第二辅助室25的位置)。在这种情况下,第二辅助室25被设置在第一至第四实施方式的驱动室23的位置。
·在第一实施方式和第二实施方式的杠杆式转换阀10、110中,也能够设定为在套管36和阀杆31之间不形成允许阀杆13相对套管36有些许倾斜的间隙(第二间隙)。在这种情况下,可以通过套管36仅能够滑动地支撑阀杆31。
·在第一实施方式和第二实施方式中,转换阀10、110在打开状态(全打开状态)下,也可以设定为在杠杆部件60的钢球69和阀杆31之间不形成间隙(第一间隙)。也就是说,转换阀10在打开状态(全打开状态)下,也能够设定杠杆部件60的钢球69和阀杆31抵接。
·在第一实施方式和第二实施方式中,也能够将分别压入钢球69、70的第一孔63和第二孔65形成为沿杠杆部件60的高度方向贯穿的孔。
抵接部也不一定必须旋转自如或摆动自如地设置在杠杆部件60、121中。另外,也不一定像钢球69、70和柱状体122、124那样,必须将抵接部与杠杆部件60、121分离构成,而是可以将抵接部与杠杆部件60、121形成一体。另外,作为抵接部,至少与阀杆31和活塞杆55、129抵接的部位形成球面或圆柱面等截面圆弧状即可,并不限于钢球69、70和柱状体122、124的形状。例如,也可以使用具有椭圆形或角部被弄圆的菱形截面的抵接部。
第三实施方式中的柱状体122、124的结构为将圆柱状主体的两端部形成为半球状,但是作为柱状体122、124并不限于此。例如,也可以通过将角柱状主体的两端部形成为半圆柱状来构成柱状体122、124。在这种情况下,柱状体122、124的两端部形成圆柱面。该柱状体122、124的圆柱面沿支轴部68的方向与阀杆31和活塞杆55线接触。这样,即使将柱状体122、124的两端部设定为圆柱面,也能抑制与阀杆31和活塞杆55等的接触量。其结果,能够降低在柱状体122、124和阀杆31、活塞杆55之间产生的摩擦力。
而且,也可以使用辊状的圆柱体作为抵接部,在这种情况下,圆柱体的抵接部通过轴心与支轴部68为相同方向的轴旋转自如地枢轴支持在杠杆部件60、121。另外,抵接部被构成为其圆柱面沿支轴部68的方向与阀杆31和活塞杆55线接触。这样,即使在使用圆柱体的抵接部时,也能抑制与阀杆31和活塞杆55等的接触量。因此,能够降低在柱状体122、124和阀杆31、活塞杆55之间产生的摩擦力。
·也可以使用由进给丝杆等驱动活塞杆55、129的驱动结构来代替由工作气体驱动活塞杆55、129的驱动结构。在这种情况下,可以是手动操作进给丝杆的结构,也可以是马达驱动进给丝杆的结构。
·也可以将处理气体的流通方向设为与上述实施方式相反。也就是说,也能够使处理气体从流出通络15流入,使处理气体从流入通路12流出。
·也可以将杠杆式转换阀10、110、120、130、140、150具体化为将药液等液体的流路在连通状态和切断状态之间转换的转换阀。
根据上述的实施方式,能够限定以下所述的技术思想。
1.在第十装置的杠杆式转换阀中,在上述杠杆部件中形成有压入上述球体的孔、以及连通上述孔并与上述球体的一部分接合的接合孔。
根据上述结构,当把球体压入杠杆部件的孔(第一孔、第二孔)时,能够使连通该孔的接合孔与球体的一部分接合。因此,对于杠杆部件,能够容易地进行球体的定位。特别是在将转换阀薄型化,使用小型的杠杆部件时上述结构有效。
2.在第一至第十三装置的杠杆式转换阀中,在使上述杠杆部件从上述阀杆向远离侧进行最大摆动的状态下,上述杠杆部件和上述阀杆之间形成有第一间隙。
在阀杆、杠杆部件以及活塞杆联合动作的杠杆式转换阀中,这些制造误差累加,可能无法恰当地保证使阀杆从阀座部离开的冲程。
关于这一点,利用上述结构,在使杠杆部件从阀杆向远离侧进行最大摆动的状态下,杠杆部件和阀杆之间形成有第一间隙。因此,即使阀座部、阀杆、杠杆部件、活塞杆的制造误差累加,也能够恰当地保证使阀杆从阀座部离开的冲程。
3.在第一至第十三装置的杠杆式转换阀中,上述主体中,使上述阀杆进行上述往复运动时,设置能够滑动地支撑上述阀杆的滑动部,上述滑动部和上述阀杆之间形成有第二间隙。
根据上述结构,在使阀杆进行往复运动时,通过设置在主体的滑动部,能够滑动地支撑阀杆。而且,由于滑动部和阀杆之间形成有第二间隙,因此在时阀杆进行往复运动时,允许阀杆相对滑动部有些许倾斜。其结果,阀杆随着阀座部的形状抵接,即使阀座部和阀杆有制造误差,也能够使阀杆和阀座部恰当地抵接。
4.在第一至第十三装置的杠杆式转换阀中,上述主体包括设置有上述流路和上述阀座部的流路块,以及设置有上述摆动室的外壳,上述外壳中形成有安装孔和插入孔,其中,上述安装孔沿上述摆动室的延伸方向在上述动作室和上述驱动室之间横穿上述摆动室延伸,并在上述外壳的端面开口,上述插入孔连通上述安装孔并能够使紧固部件插入上述外壳内部,上述杠杆部件中,上述安装孔相对的部分形成有贯穿孔,通过上述紧固部件紧固上述流路块和上述外壳。
根据上述结构,外壳中形成有安装孔,该安装孔沿摆动室的延伸方向在动作室和驱动室之间横穿摆动室延伸,并在外壳的端面开口。该安装孔与能够使紧固部件插入外壳内部的插入孔连通。因此,将紧固部件从插入孔插入外壳内部,能够将紧固部件配置在与安装孔相对的位置。这里,杠杆部件中,安装孔相对的部分形成有贯穿孔。因此,能够穿过安装孔和杠杆部件的贯穿孔,使用工具将紧固部件拧紧。其结果,无需将紧固部件延长到外壳的表面附近,从而能够抑制紧固部件增长。
5.在第一至第十三装置的杠杆式转换阀中,上述主体中,
在与动作室相反的一侧设置有直线状地延伸的第一辅助室且该第一辅助室与动作室之间隔着摆动室,上述第一辅助室设置有具有第一施力杆的第一施力机构,上述第一施力机构使第一施力杆沿上述第一辅助室的延伸方向往复运动,并经由上述第一施力杆对上述杠杆部件向上述阀杆侧施力,上述第一辅助室中插入有检测上述第一施力杆的位置的位置传感器。
利用上述结构,第一辅助室设置有具有第一施力杆的第一施力机构。而且,通过第一施力机构,使第一施力杆沿第一辅助室的延伸方向往复运动,经由第一施力杆对杠杆部件向阀杆侧施力。这里,杠杆部件通过第一施力杆的往复运动而摆动,阀杆通过杠杆部件的摆动而往复运动。因此,阀杆的位置根据第一施力杆的位置而变化。因此,通过使用插入第一辅助室中的位置传感器检测第一施力杆的位置,能够检测阀杆的位置,进而检测阀开度。也就是说,使用对杠杆部件向阀杆侧施力的第一施力杆,能够检测阀开度。
而且,第一辅助室设置在与动作室相反的一侧且与动作室之间隔着摆动室,也就是说,相对于摆动室而设置在驱动室的相同侧。因此,能够将用于驱动活塞杆的结构和位置传感器设置在相同侧,从而能够减小这些的配置空间。
附图标记说明
10:转换阀;
13:动作室;
14:阀座部;
22:摆动室;
23:驱动室;
24:第一辅助室;
25:第二辅助室;
31:阀杆;
31c:平坦部;
39c:平坦部;
45c:平坦部;
55:活塞杆;
55c:平坦部;
60:部件;
66:部件;
69:钢球(抵接部、球体);
70:钢球(抵接部、球体);
87:位置传感器;
110:转换阀;
120:转换阀;
121:部件;
122:柱状体(抵接部);
124:柱状体(抵接部);
128:平坦部;
129:活塞杆;
130:转换阀;
131:滑动部;
132:限制面(限制部);
133:压缩弹簧(施力部);
140:转换阀;
150:三路阀;
P1:第一抵接位置;
P2:第二抵接位置;
P3:中心
Claims (13)
1.一种杠杆式转换阀,其特征在于,包括:
主体,所述主体内部设置有流体的流路、阀座部、动作室、摆动室和驱动室,所述动作室与所述阀座部相对并直线状地延伸,所述摆动室延伸以在位于所述阀座部的相反侧的所述动作室的端部处与所述动作室交叉,所述驱动室直线状地延伸以在偏离所述动作室的延长线的位置上与所述摆动室交叉,所述动作室的延伸方向、所述摆动室的延伸方向以及所述驱动室的延伸方向都沿着基准面;
阀杆,插入所述动作室中,沿所述动作室的延伸方向往复运动并与所述阀座部抵接和分离;
活塞杆,插入所述驱动室中,并沿所述动作室的延伸方向往复运动;以及
杠杆部件,容纳在所述摆动室中,并具有支点部,
所述杠杆部件配置成:所述活塞杆和所述杠杆部件互相抵接的第二抵接位置与所述支点部之间的距离大于所述阀杆和所述杠杆部件互相抵接的第一抵接位置与所述支点部之间的距离,
所述活塞杆的往复运动使所述杠杆部件以所述支点部为中心摆动,并且所述杠杆部件的摆动使所述阀杆往复运动。
2.根据权利要求1所述的杠杆式转换阀,其中,
所述驱动室设置在与所述动作室相反的一侧且与所述动作室之间隔着所述摆动室,并且设置在偏离所述动作室的延长线的位置处,
所述支点部设置在所述杠杆部件中所述第一抵接位置和所述第二抵接位置之间,
所述主体中,在与所述动作室相反的一侧设置有第一辅助室,且该第一辅助室与所述动作室之间隔着所述摆动室,
所述第一辅助室中设置有朝向所述阀杆侧对所述杠杆部件施力的第一施力机构。
3.根据权利要求1或2所述的杠杆式转换阀,其中,
所述驱动室设置在与所述动作室相反的一侧且与所述动作室之间隔着所述摆动室,并且被设置在偏离所述动作室的延长线的位置处,
所述支点部设置在所述杠杆部件中所述第一抵接位置和所述第二抵接位置之间,
所述主体中,在与所述驱动室相反的一侧设置有第二辅助室,并且该第二辅助室与所述驱动室之间隔着所述摆动室,
所述第二辅助室中设置有朝向所述活塞杆侧对所述杠杆部件施力的第二施力机构。
4.根据权利要求2所述的杠杆式转换阀,其中,
所述动作室中设置有朝向所述杠杆部件侧对所述阀杆施力的第三施力机构,
所述杠杆部件配置为:相对于所述第一抵接位置将所述支点部更换到与所述第二抵接位置相反的一侧,
所述主体中,在与所述驱动室相反的一侧设置有第二辅助室,并且该第二辅助室与所述驱动室之间隔着所述摆动室,
所述第二辅助室中设置有朝向所述活塞杆侧对所述杠杆部件施力的第二施力机构,
所述第一施力机构为可拆卸结构。
5.根据权利要求1所述的杠杆式转换阀,其中,
所述驱动室设置在与所述动作室相反的一侧且与所述动作室之间隔着所述摆动室,并且设置在偏离所述动作室的延长线的位置处,
所述动作室中设置有朝向所述杠杆部件侧对所述阀杆施力的第三施力机构,
在所述杠杆部件中,相对于所述第一抵接位置将所述支点部设置在与所述第二抵接位置相反的一侧。
6.根据权利要求1至5的任一项所述的杠杆式转换阀,其中,
所述杠杆部件中设置有与所述阀杆进行点接触或线接触的抵接部,所述抵接部中至少与所述阀杆抵接的部位形成截面圆弧状。
7.根据权利要求6所述的杠杆式转换阀,其中,
所述阀杆中设置有与所述阀杆的往复运动方向垂直并与所述抵接部抵接的第一平坦部。
8.根据权利要求1至7的任一项所述的杠杆式转换阀,其中,
所述杠杆部件中设置有与所述活塞杆进行点接触或线接触的抵接部,所述抵接部中至少与所述活塞杆抵接的部位形成截面圆弧状。
9.根据权利要求8所述的杠杆式转换阀,其中,
所述活塞杆中设置有与所述活塞杆的往复运动方向垂直并与所述抵接部抵接的第二平坦部。
10.根据权利要求6至9的任一项所述的杠杆式转换阀,其中,
所述抵接部是旋转自如地设置在所述杠杆部件上的球体。
11.根据权利要求6至9的任一项所述的杠杆式转换阀,其中,
所述抵接部是以与所述支点部方向相同的轴为中心摆动自如地设置在所述杠杆部件的柱状体,所述柱状体的两端部形成为截面圆弧状。
12.根据权利要求1至11的任一项所述的杠杆式转换阀,其中,包括:
滑动部,设置在所述驱动室中,在所施加的驱动力作用下,在所述驱动室中向接近所述杠杆部件的方向滑动;
限制部,与所述在所述驱动力作用下滑动的滑动部抵接,并使所述滑动部停止;以及
施力部,配置为能够沿所述活塞杆的延伸方向弹性变形,并且连接所述滑动部和所述活塞杆,
在所述滑动部由于限制部而停止的状态下,所述施力部通过弹力对所述活塞杆施加朝向所述杠杆部件侧的力。
13.根据权利要求1至12的任一项所述的杠杆式转换阀,其中,
所述主体中设置有检测或推断所述阀杆的位置的位置传感器。
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| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20141224 |