(57)【要約】【課題】真空用ゲートバルブとして安定性とコンパクト性に優れ、しかもパーティクルの発生を極力少なくした真空用ゲートバルブを提供する。【解決手段】対向配置したハウジング体の間に設けた弁体開閉駆動体とこの弁体開閉駆動体のステムとこのステムに弁体を備えハウジング体にはシリンダ機構により上下動するピストンロッドとこのピストンロッドのカム部材とこのカム部材に形成したカム溝には弁体開閉駆動体に設けられかつカム溝に摺動可能に案内されたカムローラとを有し弁体開閉駆動体の両側のスプリング受部とこのスプリング受部をカム部材に配置しかつスプリング受部とピストンロッドとの間に弾発支持させたスプリングとを備えハウジング体には弁体開閉駆動体がハウジング体の間を上下動する上下動案内部と弁体開閉駆動体が上昇時に係止するストッパ部とを備えた真空用ゲートバルブである。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置した縦長のハウジング体の間に設けた弁体開閉駆動体と、この弁体開閉駆動体の上部に固定したステムと、このステムの上端に弁体シール材を有する長尺矩形状の弁体と、を備え、前記ハウジング体には、シリンダ機構により上下動するピストンロッドと、このピストンロッドの上部に固着したカム部材と、このカム部材に形成した長穴のカム溝には、前記弁体開閉駆動体の両側上部に設けられ、かつ前記カム溝に揺動可能に案内されたカムローラと、を有し、前記弁体開閉駆動体の両側には、スプリング受け部と、このスプリング受け部を前記カム部材の下部に配置し、かつ前記スプリング受け部と前記ピストンロッドとの間に弾発支持させたスプリングと、を備えており、前記ハウジング体と前記弁体開閉駆動体の下方位置には、前記弁体開閉駆動体が前記ハウジング体の間の上昇時に係止するストッパ部と、前記ハウジング体の間において振り子動作する際の支点を、それぞれ備え、前記ピストンロッドが上昇し前記支点が前記ストッパ部に係止し、さらにピストンロッドが上昇してスプリングが縮みながらカムローラを流路側方向に押し、かつ前記振り子動作により弁を閉じ、弁座に弁体シール材が接触する位置で弁座と弁体が平行になるように設定し、弁体シール材を締付圧縮してステムをたわませて弁体シール材を弁座とほぼ平行に締め切るようにしたことを特徴とする真空用ゲートバルブ。
【請求項２】
前記弁体開閉駆動体は、弁閉時の荷重でも撓みを生じない剛体構造である請求項１に記載の真空用ゲートバルブ。
【請求項３】
前記ピストンロッドの上方に設けた装着軸部を前記スプリング受け部の開口部より挿通させた状態で前記カム部材と装着軸部とをボルトで固着した請求項１又は２に記載の真空用ゲートバルブ。
【請求項４】
前記スプリングは、前記装着軸部にはめ込んだ状態で上端を前記スプリング受け部に、他端を前記ピストンロッドの上端に当接させた請求項１乃至３の何れか１項に記載の真空用ゲートバルブ。
【請求項５】
前記スプリング受け部を前記弁体開閉駆動体に対して回動自在に設けて取付け角度調整可能にした請求項１乃至４の何れか１項に記載の真空用ゲートバルブ。
【請求項６】
前記スプリング受け部に回動溝を有する回動軸を前記弁体開閉駆動体の挿入穴に挿入した状態で、前記弁体開閉駆動体に固着したセットビスで前記回動溝が回動自在に案内されるようにした請求項５に記載の真空用ゲートバルブ。
【請求項７】
縦長の上下動案内溝を前記ハウジング体の下方位置に形成し、この上下動案内溝の上端に前記ストッパ部としての支点ストッパを有し、前記支点は、支点ロッドである請求項１又は２に記載の真空用ゲートバルブ。
【請求項８】
前記弁体開閉駆動体の下端にロッド受け部としての支点を有し、前記ストッパ部は、前記ハウジング体に設けたストッパロッドである請求項１又は２に記載の真空用ゲートバルブ。
【請求項９】
前記ハウジング体の下部にシリンダベースを連結し、このシリンダベースには、エアを給排する流路を設け、この流路を前記シリンダ機構のシリンダ室に連通させた請求項１又は２に記載の真空用ゲートバルブ。
【請求項１０】
前記ステムの上端部を前記弁体の中央位置にボルトで固着した請求項１又は２に記載の真空用ゲートバルブ。
【請求項１１】
前記弁体開閉駆動体の前記支点の位置は、前記弁体の弁体シール材が押圧して締め切る弁箱側の弁座の真下位置になるように設定した請求項１又は２に記載の真空用ゲートバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体製造装置の真空チャンバを開閉し、ウエハを搬送するための真空用ゲートバルブに関し、特に、この種のゲートバルブの弁体構造が簡単な構造の弁体であっても弁体シール材からのパーティクル発生量を極めて少なくした開閉機構を有するゲートバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無摺動ゲートバルブであっても、稼働時にパーティクルの発生量を極力抑えることができないため、半導体の微細化の進展に伴って、デバイス不良の影響が極めて大きくなるため、その対策としてパーティクルの発生量を可能な限り少なくした真空用ゲートバルブの開発が切望されている。
【０００３】
従来の真空用ゲートバルブの従来例を図１３及び図１４に基づいて具体的に説明する。まず、図１３に示す特許文献１は、弁体１をボディシール面２と平行に移動し締付ける構造のゲートバルブである。このゲートバルブは、弁体１を上下方向に移動するシリンダ３と弁体１を水平方向に移動するシリンダ４で構成され、弁体１を上下方向に移動するシリンダ３により弁体１を流路位置まで上昇（距離ｌ１の移動）させると弁体１は上昇を停止し、水平方向に移動（弁体１とボディシール面２との間の距離ｌ２の移動）するシリンダ４で弁棒５の中心部を水平方向に開閉し、ボディシール面２と弁体１を略平行に開閉する構造のゲートバルブである。このゲートバルブの場合、弁棒５は、長い両端支持梁構造であり、したがって弁棒５の中心部５ａをシリンダ４で押す際に、弁棒５のたわみ量が大きいと、同図に示すように、弁棒５には、支点Ｚ部から中心部５ａ側と中心部５ａから弁体７側に撓み角度θが発生し、弁体１は、ボディシール面２と平行に締め切ることができないため、依然としてパーティクルの発生量を少なくすることができない。
【０００４】
そこで、特許文献１の問題に対応するため特許文献２が提案されている。同文献は、ボディシール面２を均一に押し付ける弁体１が揺動可能な揺動機構６を有する弁体サポート構造を備えており、ボディシール面２の裏側に弁体サポート７を取り付け、弁体サポート７に弁棒５が取り付けられた弁体１と弁体サポート接合部８を揺動機構６を介して揺動可能に取り付けたことで弁棒５のたわみにより生じたボディシール面２と弁体１の僅かなたわみ角度θを弁体１と弁体サポート接合部８が揺動することでボディシール面２と平行に押し付けることができるようにしている。
【０００５】
次に、図１４に示す特許文献３は、弁体１０をボディシール面１１と平行に移動し締付ける構造のゲートバルブである。このゲートバルブは、弁体１０を上下方向に移動するシリンダ１２により弁体１０を流路位置まで上昇（距離ｌ１０’）させると、弁体１０は上昇を停止し、更にピストン１３が上昇（距離ｌ１１’）すると、平行リンク機構１４により弁棒１５の中心部を水平方向に開閉（弁体１０とボディシール面１１との間の距離ｌ２’の移動）し、ボディシール面１１と弁体シール材１６を略平行に開閉する構造のゲートバルブである。このゲートバルブの場合、弁棒１５は、長い両端支持梁構造であり、したがって、弁棒１５の中心部１５ａを平行リンク機構１４で押す際に、弁棒１５のたわみ量が大きいと、同図に示すように、弁棒１５には、支点Ｚ部から中心部１５ａ側と中心部１５ａから弁体１７側に撓み角度θ’が発生し、弁体部は、ボディシール面１１と平行に締め切ることができないため、依然としてパーティクルの発生量を少なくすることができない。
【０００６】
そこで、特許文献３の問題に対応するため特許文献４が提案されている。同文献は、弁棒１５に弁体サポート１７を取付け、弁体１０の背面に弁体サポート１７が取り付けられ、弁体１０が僅かに湾曲して取り付けることで弁体１０の長手方向の両端に回転モーメントを与えて弁体１０をボディシール面１１と平行に締め切ることができるようにしている。この場合、弁体１０と弁体サポート１７に隙間を持たせた取付構造であるため、特許文献２と同様に弁棒１５のたわみにより生じたボディシール面１１と弁体１０の僅かな角度を弁体１０が揺動することでボディシール面１１と平行に押し付けることができるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５４９０１２４号公報
【特許文献２】特許第５６５５００２号公報
【特許文献３】特許第５８２３０７１号公報
【特許文献４】特許第５８９０９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１または特許文献３によると、弁体部は、ボディシール面と平行に締め切ることができないため、依然としてパーティクルの発生量を少なくすることができない。同文献１、３の問題点に対応するために、特許文献２及び特許文献４を提案しているが、同文献であっても弁体と弁体サポート部の接続揺動部は材料の弁体サポート部のたわみにより揺動する構造となっているため、剛性が高いと、揺動しにくく、剛性が弱いと弁体と弁体サポートの接続面からパーティクルが発生しやすい等の課題を有している。よって、真空用ゲートバルブとして安定性を欠き、パーティクルの発生に対して、必ずしも確実で安定性を有したゲートバルブとはいえない。
【０００９】
本発明は、上記の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、真空用ゲートバルブとして安定性とコンパクト性に優れ、しかもパーティクルの発生を極力少なくした真空用ゲートバルブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、対向配置した縦長のハウジング体の間に設けた弁体開閉駆動体と、この弁体開閉駆動体の上部に固定したステムと、このステムの上端に弁体シール材を有する長尺矩形状の弁体と、を備え、前記ハウジング体には、シリンダ機構により上下動するピストンロッドと、このピストンロッドの上部に固着したカム部材と、このカム部材に形成した長穴のカム溝には、前記弁体開閉駆動体の両側上部に設けられ、かつ前記カム溝に揺動可能に案内されたカムローラと、を有し、前記弁体開閉駆動体の両側には、スプリング受け部と、このスプリング受け部を前記カム部材の下部に配置し、かつ前記スプリング受け部と前記ピストンロッドとの間に弾発支持させたスプリングと、を備えており、前記ハウジング体と前記弁体開閉駆動体の下方位置には、前記弁体開閉駆動体が前記ハウジング体の間の上昇時に係止するストッパ部と、前記ハウジング体の間において振り子動作する際の支点を、それぞれ備え、前記ピストンロッドが上昇し前記支点が前記ストッパ部に係止し、さらにピストンロッドが上昇してスプリングが縮みながらカムローラを流路側方向に押し、かつ前記振り子動作により弁を閉じ、弁座に弁体シール材が接触する位置で弁座と弁体が平行になるように設定し、弁体シール材を締付圧縮してステムをたわませて弁体シール材を弁座とほぼ平行に締め切るようにしたことを特徴とする真空用ゲートバルブである。
【００１１】
請求項２に係る発明は、弁体開閉駆動体は、弁閉時の荷重でも撓みを生じない剛体構造である真空用ゲートバルブである。
【００１２】
請求項３に係る発明は、ピストンロッドの上方に設けた装着軸部をスプリング受け部の開口部より挿通させた状態でカム部材と装着軸部とをボルトで固着した真空用ゲートバルブである。
【００１３】
請求項４に係る発明は、スプリングは、装着軸部にはめ込んだ状態で上端をスプリング受け部に、他端をピストンロッドの上端に当接させた真空用ゲートバルブである。
【００１４】
請求項５に係る発明は、スプリング受け部を弁体開閉駆動体に対して回動自在に設けて取付け角度調整可能にした真空用ゲートバルブである。
【００１５】
請求項６に係る発明は、スプリング受け部に回動溝を有する回動軸を弁体開閉駆動体の挿入穴に挿入した状態で、弁体開閉駆動体に固着したセットビスで回動溝が回動自在に案内されるようにした真空用ゲートバルブである。
【００１６】
請求項７に係る発明は、縦長の上下動案内溝をハウジング体の下方位置に形成し、この上下動案内溝の上端にストッパ部としての支点ストッパを有し、支点は、支点ロッドである真空用ゲートバルブである。
【００１７】
請求項８に係る発明は、弁体開閉駆動体の下端にロッド受け部としての支点を有し、ストッパ部は、ハウジング体に設けたストッパロッドである真空用ゲートバルブである。
【００１８】
請求項９に係る発明は、ハウジング体の下部にシリンダベースを連結し、このシリンダベースには、エアを給排する流路を設け、この流路をシリンダ機構のシリンダ室に連通させた真空用ゲートバルブである。
【００１９】
請求項１０に係る発明は、ステムの上端部を弁体の中央位置にボルトで固着した真空用ゲートバルブである。
【００２０】
請求項１１に係る発明は、弁体開閉駆動体の支点の位置は、弁体の弁体シール材が押圧して締め切る弁箱側の弁座の真下位置になるように設定した真空用ゲートバルブ。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に係る発明によると、全体としてコンパクトに製造でき、小型化の要請に対応することができ、しかもステムがたわみ弁体シール材を弁座に均一に締付けることができるため、パーティクルの発生を極力抑えることが可能となり、デバイス不良の影響が解消され、安定性に優れた真空用ゲートバルブを提供することができる。
【００２２】
特に、ステムのたわみがあっても弁体を弁座と平行に締め切ることができるため、従来のように弁体サポートがない一体型の弁体を使用することができ加工も簡単で安価であり、もってパーティクルの発生量が少ない開閉機構を有するゲートバルブを得ることができる。
【００２３】
請求項２に係る発明によると、弁体開閉駆動体は弁閉時の荷重でも撓みを生じることがなく、特に、ステムの撓み量を極めて低減することができる。
【００２４】
請求項３に係る発明によると、カム部材をハウジング体の内部の上方位置で確実にかつ安定的に上下動可能に駆動させることができるので、ゲートバルブの開閉機構においてパーティクルの発生量を極力少なくすることができる。
【００２５】
請求項４に係る発明によると、一対のハウジング体の上方位置で均一な状態で安定的にスプリングの機能を十分に発揮させることができる。
【００２６】
請求項５に係る発明によると、スプリング受け部の角度調整を可能としたので、スプリング受け部の当接面をカム部材の下面に平行に調整可能となり、当接面と下面とが平面当接可能となる。よって、弁体開閉駆動体の振り子動作の全開位置における保持が確実となる。
【００２７】
請求項６に係る発明によると、弁体開閉駆動体の作動を確実に行え、もってパーティクルの発生量を抑えることが可能になる。
【００２８】
請求項７又は請求項８に係る発明によると、弁体開閉駆動体をストッパ部までの上昇時に垂直状態に確実に昇降動し、その後はストッパ部を支点として弁体開閉駆動体により弁体と弁座がほぼ平行状態で確実に作動する。
【００２９】
請求項９に係る発明によると、一対のハウジング体と弁体開閉駆動体とをコンパクトに組み立てることができ、エアの給排もシリンダベースを用いて行うことができ、コンパクト性に寄与することができる。
【００３０】
請求項１０に係る発明によると、ステムと弁体とは一体型の構造であるから、構造が簡単になるばかりでなく、パーティクルの発生も抑制することができる。
【００３１】
請求項１１に係る発明によると、ストッパ部を支点として弁体が振り子動作し、弁体がシールする位置で振り子の最上点となり、振り子動作による弁体上下の動きが最小になり、もってパーティクルの発生量も最少にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（ａ）乃至（ｄ）は、本発明における真空用ゲートバルブの作動状態を示す概念図である。
【図２】一方のハウジング体と弁体開閉駆動体を分離した状態の一例を示す斜視図である。
【図３】一方のハウジング体と弁体開閉駆動体を分離した状態の他例を示す斜視図である。
【図４】（ａ）はハウジング体の平面図、（ｂ）は弁体開閉駆動体の平面図である。
【図５】（ａ）はハウジング体の断面図、（ｂ）は弁体開閉駆動体の部分断面図、（ｃ）はシリンダベースの断面図である。
【図６】弁体開閉駆動体とスプリング受け部を分離した状態を示す斜視図である。
【図７】（ａ）はカム部材の斜視図であり、（ｂ）はＡ―Ａ線断面図である。
【図８】真空用ゲートバルブの全開状態で弁体が下方位置にある状態を示した一部切欠き部分断面である。
【図９】同上の全開状態で弁体が上方位置にある状態を示した一部切欠き部分断面図である。
【図１０】同上の全閉状態を示した一部切欠き部分断面図である。
【図１１】（ａ）は全開状態で弁体が下方位置にある状態を示した一部切欠き断面側面図、（ｂ）は同上の全開状態で弁体が上方位置にある状態を示した一部切欠き断面側面図、（ｃ）は弁体が垂直状態を示した断面側面図、（ｄ）は全閉状態を示した断面側面図である。
【図１２】（ａ）は一体型弁体部分を示した断面図であり、（ｂ）はヒータ加熱弁体の例を示した断面図である。
【図１３】（ａ）乃至（ｃ）は、従来の真空用ゲートバルブの一例を示した概念説明図である。
【図１４】（ａ）乃至（ｃ）は、従来の真空用ゲートバルブの一例を示した概念説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明における真空用ゲートバルブの好ましい実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１、２、５、８〜１１は、それぞれ本発明の実施形態（本例）であり、図３、６は、他の実施形態（他例）である。ただし、本例と他例との相違点は、後述の上下動案内溝３２ａの有無及びストッパ部３３ａ、３３ｂと支点Ｘ、Ｙの違いのみであり、その他の構造は共通している。
【００３４】
図２、３、８〜１０に示すように、本発明の弁体開閉駆動体２１は、対向配置した縦長のハウジング体２０の間に設けられる。ハウジング体２０は、本発明のゲートバルブのアクチュエータであり、縦長の直方体形状を呈し、弁体開閉駆動体２１の左右に対称的にコンパクトに配置され、弁体２４及びステム２２と共に一体的に両側のハウジング体２０の間を昇降動して流路を開閉する。同図に示すように、昇降動する弁体開閉駆動体２１の両サイドに２本コラムのハウジング体２０が集積されるから、本発明のゲートバルブは全体がコンパクトに弁箱（不図示）に収納される。
【００３５】
図２〜５に示すように、弁体開閉駆動体２１（２１’）の下方側には、左右両側に２枚の側板部４８（４８ａ（４８ａ’）、４８ｂ（４８ｂ’））を有し、後述する弁閉の際における荷重が作用しても撓みを生じない剛体構造であり、これらの上方両側には左右方向へ向けてスプリング受け部３０が設けられている。これらスプリング受け部３０は、後述のようにバルブの開閉の際は、弁体２４、ステム２２及び弁体開閉駆動体２１の荷重が作用すると共に、スプリング３１の弾発力も作用するから、弁体開閉駆動体２１に対して所定の負荷に耐え得る程度の強度が必要となるが、このような強度に設けられていれば、その構造は任意に選択可能である。全開状態においては、弁体開閉駆動体２１は、左右のカム溝２８とカムローラ２９、及びスプリング３１とスプリング受け部３０により、後述の振り子動作の全開位置の姿勢で保持されている。なお、側板部４８外面側には樹脂製のスラストベアリング部材６９が備えられており、側板部４８外面側がハウジング体２０内側面２０ａに対する摺動・案内をサポートするようにしている。
【００３６】
図６に示すように、スプリング受け部３０は、弁体開閉駆動体２１（２１’）に対して回動自在に設けて角度調整可能にしている。同図は本発明の実施形態の他例であるが、本例においても同様である。この角度調整機構は、スプリング受け部３０の当接面３０ｂの水平方向に対する角度を調整自在とし、当接面３０ｂの方向を後述のカム部材２７の下面２７ａの方向と平行にして当接面３０ｂと下面２７ａとを平面当接（面接触）可能とすることができれば、任意に選択可能である。
【００３７】
具体的には、スプリング受け部３０に回動溝３９を有する回動軸４０を弁体開閉駆動体２１の挿入穴４１に挿入した状態で、回動溝３９が回動自在に案内され、かつセットビス４２で弁体開閉駆動体２１（２１’）に固着されるようにしたねじ止め構造である。組立の際には、図５、６において、スプリング受け部３０の回動軸４０を挿入穴４１に挿入し、当接面３０ｂの弁体開閉駆動体２１（側板部４８等）に対する（回動）角度が、左右のカム部材２７の下面２７ａに対して平行に面接触する角度（後述の図１１（ａ）、（ｂ）に示されるような振り子動作における弁開姿勢の角度）となるように維持し、この状態でセットビス４２（図５）をネジ穴４６にねじ込んでいくと、セットビス４２の先端が回動溝３９に当たって回動軸４０を弁体開閉駆動体２１に圧着し、スプリング受け部３０が所望の角度で弁体開閉駆動体２１に固着される。また、この角度でスプリング受け部３０を固着した上で、この弁体開閉駆動体２１をハウジング体２０に取り付け、当接面３０ｂと下面２７ａとが面接触状態で組み立てられた後は、弁体開閉駆動体２１は、後述の振り子動作の弁開姿勢で確実に姿勢が保持された状態となる。
【００３８】
図２、３に示すように、ハウジング体２１又は弁体開閉駆動体２１（２１’）の下方位置には、弁体開閉駆動体２１（２１’）がハウジング体２０の間の上昇時に係止するストッパ部３３ａ、３３ｂと、ハウジング体２０の間において振り子動作する際の支点Ｘ、Ｙとを、それぞれ備えている。ストッパ部３３ａ、３３ｂは、弁体開閉駆動体２１（２１’）が両側に隣接したハウジング体２０の間をアクチュエータからの動力で上下動する際に、この上下動の上昇を係止するストッパ部であり、支点Ｘ、Ｙは、弁体開閉駆動体２１（２１’）が後述の振り子動作する際の支点である。このようなストッパ部３３と支点Ｘ、Ｙは、弁体開閉駆動体２１（２１’）又はハウジング体２０の何れに備えてもよく、実施に応じて任意の構造が選択可能である。
【００３９】
図２において、本例では、ハウジング体２０の下方位置に縦長の上下動案内溝３２ａが形成されており、この上下動案内溝３２ａの上端の支点ストッパ３３ａがストッパ部３３である。また、弁体開閉駆動体２１の下方位置に設けた支点ロッドＸが、後述の振り子動作における支点Ｘとなる。
【００４０】
図２に示すように、上下動案内溝３２ａは、両側面部が案内部３２ａ’となっており、直線状にバルブストローク長Ｌ１の長さ分をハウジング体２０（静止側）の内側面底部から上方へ向けて切り欠いた溝であり、この溝の上端がストッパ部３３となっている。このストッパ部３３は、支点ロッドＸの上昇を係止すると共に、後述のように弁体の振り子動作に伴い支点ロッドＸが揺動する部位であるから、支点ロッドＸの形状に適合する円弧形状に切り欠かれており、また、支点ロッドＸの回動を極めて少ない抵抗で摺動案内可能となっている。支点ロッドＸ（可動側）は、ベアリング６８を介して弁体開閉駆動体２１下方の２枚の側板部４８ａ、４８ｂに懸架され、両端部は外側面側に突出しており、この両端部が支点ストッパ３３ａに係合する。
【００４１】
図３において、他例では、弁体開閉駆動体２１’の下端にロッド受け部Ｙとしての支点を有しており、このロッド受け部Ｙが、後述の振り子動作における支点Ｙとなる。また、ハウジング体２０に設けたストッパロッド３３ｂがストッパ部３３である。
【００４２】
図３に示すように、逃げ部３２ｂは、直線状にバルブストローク長Ｌ１の長さ分だけ側板部４８ａ’，４８ｂ’（可動側）の側面を切り欠いて形成され、昇降動する際にストッパロッド３３ｂの弁体開閉駆動体２１’との干渉を防止していると共に、弁体開閉駆動体２１’を軽量化している。この逃げ部３２ｂの下端がロッド受け部Ｙとなっている。ストッパロッド３３ｂ（静止側）は、両側のハウジング体２０内側面に対称的に設けられた穴部４８に両端が固定されている。ロッド受け部Ｙは、後述のように弁体の振り子動作に伴いストッパロッド３３ｂに対して揺動するから、受け面はストッパロッド３３ｂの形状に適合する円弧形状に形成されており、また、ストッパロッド３３ｂの回動を極めて少ない抵抗で摺動案内可能となっている。
【００４３】
図２、３、８〜１０に示すように、ハウジング体２０には、シリンダ機構２５により上下動するピストンロッド２６が設けられている。ピストンロッド２６は、下方位置にシリンダ室４４内壁との間を摺動シールするシール部材５４と、ゲートロック機構がラッチロックする凹部２６ａを有し、上端には後述のカム部材２７が固着される装着軸部３５を有する。左右のハウジング体２０にそれぞれ設けられた２本のピストンロッド２６を直接的に連結・連動させるような部品は設けられておらず、互いに独立した構造であるから、ゲートバルブの組立時にも別々に組み立てることができ、また、ゲートバルブのコンパクト性や部品の生産性の向上にも寄与している。なお、ピストンロッド２６に設けられた検出端５５は、図示しないバルブの全開〜全閉開度表示用のセンサ検出板に繋がるセンサの一部であり、弁体開閉駆動体２１（２１’）に連結された電線管５６は、弁体内部に設けられるカートリッジヒータ等へ電源から導線を案内する案内部材であり、何れも弁体開閉駆動体２１の昇降動作に拘わらずゲートバルブの内外を連通可能に設けられている。
【００４４】
図８〜１０において、ハウジング体２０の下部にシリンダベース４３を連結し、このシリンダベース４３には、エアを給排する流路４３ａを設け、この流路４３ａをシリンダ機構２５のシリンダ室４４に連結させている。シリンダ機構２５は、図示しないエア供給源、ブロック体５７、シリンダベース４３と、このシリンダベース４３に設けられた流路４３ａ、５２と流体密に連通されるハウジング体２０内部に設けられた流路５１、後述のゲートロック機構と、シリンダ室４４ａ、４４ｂとから成る。
【００４５】
同図において、シリンダベース４３は、両側の一対のハウジング体２０の底部に共通して１台が設けられ、ハウジング体２０の底部に流体密に連結される。また、ブロック体５７も連結され、エア供給源と内部の流路４３ａとが連通可能となる。シリンダ室４４ａは、流路５２を介してシリンダベース４３の流路４３ａと連通しており、内部にエアが所定圧力で充填されることでピストンロッド２６を流体圧で押し上げる。シリンダ室４４ｂは、ピストンロッド２６との間がシール部材５３で摺動シールされていると共に、内部は後述の連通路を介してゲートロック機構内部のシリンダ室に連通し、さらにハウジング体２０内部の流路５１と連通しており、内部にエアが所定圧力で充填されることでピストンロッド２６を流体圧で押し下げる。
【００４６】
同図に示すように、シリンダベース４３のエアを給排気する孔（流路５２など）は、左右対称的に設けられているから、一対のハウジング体２０内部に設けられた２本のピストンロッド２６は、連結されておらず互いに独立した構造でありながら、エアの給排気に応じて左右同時に昇降動可能となり、また、シリンダベース４３でコンパクトに連結され、シリンダ機構２５のコンパクト性にも寄与している。さらに、エア供給源の位置やゲートバルブの配置等に応じて、シリンダベース４３への中央に取り付けるブロック体５７の向きを変えてエア供給口の方向を適宜設定したり、オリフィス５７ａを用いてエア供給速度（動作速度）を適宜設定することも可能である。
【００４７】
同図において、ゲートロック機構は、ピストンロッド２６をピストン２６ａの上死点位置（全閉位置）においてロック可能な機構であれば任意に選択可能であるが、本例（他例）においては、ハウジング体２０の外側面部に設けられたラッチロック機構であり、図１０を用いて後述するように、ピストンロッド２６が全閉位置（上死点位置）となった際、シリンダ４４ｂ内のエアが排気され、ピストン４９のピン４９ａは、スプリング５０の付勢力によりシリンダ室４４ｂ側へ飛び出して凹部２６ａに嵌ることによりシリンダ室４４ａ側のエアが無くなってもピストンロッド２６の昇降動をラッチロック可能となっている。
【００４８】
図４（ａ）、５、７に示すように、ピストンロッド２６の上部にはカム部材２７が固着されている。本例（他例）では、ピストンロッド２６の上方に設けた装着軸部３５をスプリング受け部３０の開口部３０ａより挿通させた状態で、カム部材２７と装着軸部３５とをボルト３６で固着している。より具体的には、図７（ｂ）において、カム部材２７の下面２７ａ側へ開口した嵌合部２７ｂ（凹テーパ形状）に装着軸部３５の上端部を嵌合させてカム部材２７の上面側へ開口した凹部２７ｃにボルト３６を捻じ込んで装着軸部３５に挿通して堅密に固着している。よって、カム部材２７とピストンロッド２６とは独立した別部材であるが、両者はかたく結合されて一体的に運動可能となっている。
【００４９】
図７（ａ）に示すように、カム部材２７には長穴のカム溝２８が形成されている。このカム溝２８は、後述のカムローラ２９より僅かに大径の幅となるように略く字状に屈曲して切り欠かれた溝であり、溝方向に沿ってカムローラ２９が遊嵌状に自由に移動可能に形成されている。上端部には円弧状の係合部２８ａ、中間部には突出した凸面部２８ｂ、下方位置には円弧状の係止部２８ｃ、下端部には円弧状の円弧面２８ｄが形成されている。
【００５０】
図２、３、５、７、８〜１０に示すように、ハウジング体２０内を昇降動するカム部材２７を案内するためのカム受けローラ３７、３８が取り付けられている。図８〜１０に示すように、カム受けローラ３７は、ハウジング体２０内の上端部に取り付けられており、カム部材２７がハウジング体２０内の上端部付近に位置した際、図７（ａ）に示す矩形状に切り欠かれたローラ受け部５８に遊嵌状に収容され、このローラ受け部５８の内側面や底面に当接・回動してカム部材２７の動作を案内できる。
【００５１】
図７（ａ）に示すように、カム受けローラ３８は、立方体状のカム部材２７から下面２７ａ側に突出しない程度の径でカム部材２７の底面側に取り付けられ、カム部材２７がハウジング体２０内を昇降動する際、内側面５９に当接・回動してカム部材２７の動作を案内できる。
【００５２】
なお、カム受けローラ３７、３８の代わりに、カム部材２７が昇降動する際に当接・摺動し得るハウジング体２０の内側面側（内側面５９など）に、プラスチック製のスラストベアリングを適宜設け、このスラストベアリングでカム部材２７のハウジング体２０内部における昇降動を案内するようにしてもよい。カム受けローラ３７、３８によりカム部材２７は円滑にかつ安定状態で昇降動することができる。
【００５３】
図８〜１０に示すように、本発明のゲートバルブは、両側のハウジング体２０の間に弁体開閉駆動体２１を配置し、スプリング受け部３０がカム部材２７の下部に配置した状態で、スプリング受け部３０とピストンロッド２６との間に弾発支持させたスプリング３１を備える。このスプリング３１の弾発力により、弁体２４、ステム２２及び弁体開閉駆動体２１は、スプリング受け部３０を作用点として持ち上げ状態となると共に、当接面３０ｂが下面２７ａに当接・付勢された状態となる。具体的には、スプリング３１は、装着軸部３５に嵌め込んだ状態で上端をスプリング受け部３０の円形凹部３０ｃに、他端をピストンロッド２６の上端の肩部２６ｂに当接させ、これら円形凹部３０ｃと肩部２６ｂとの間を広げる方向に弾発している。
【００５４】
図２〜６等に示すように、弁体開閉駆動体２１（２１’）の両側上部には、カム溝２８に揺動可能に案内されるカムローラ２９（２９’）が設けられている。カムローラ２９は、図１１に示すように、本発明のゲートバルブの使用状態では、僅かな遊びを有した遊嵌状態でカム溝２８に係合し、このカム溝２８の方向に沿って、カム溝２８とカムローラ２９との間の極めて小さい動摩擦力でほぼ抵抗なく摺動・回動してカム溝２８に案内されることができる。
【００５５】
図２、３等に示すように、弁体開閉駆動体２１（２１’）の上部にはステム２２が固定され、このステム２２の上端に、弁体シール材２３を有する長尺状の弁体とを有する。また、図１２に示すように、ステム２２の上端部を弁体２４の中央位置にボルト４５で固着している。
【００５６】
図４（ｂ）、５、８〜１０に示すように、ステム２２の下端部は、弁体開閉駆動体２１の軸心部に設けられた嵌合部６１に嵌合させた状態で、弁体開閉駆動体２１にボルト固定可能な狭着部材６２を被せて狭着固定されている。また、図１２（ａ）に示すように、ステム２２の上端部２２ａと弁体２４の中心位置２４ａもボルト４５で固着されているので、ステム２２と弁体２４とは、弁体サポートを有さない一体型の弁体である。よって、弁体２４、ステム２２及び弁体開閉駆動体２１は、首ふり機構等を有さず、互いの連結部が摺動・揺動することなく全体が一体的に設けられている。
【００５７】
図１２（ｂ）に示すように、弁体２４の別の構造として、ヒータ内蔵構造を採用することもできる。この構造では、ステム２２ｂに図示しない電源に連通した導線６３が内蔵され、この導線６３は、カートリッジヒータ６４に導通している。カートリッジヒータ６４は、弁体２４背面に連結されるサポート部材６５に設けられた長尺長方形状の弁体２４と同形状の溝に備えられ、弁体２４を均一加熱可能となっている。カートリッジヒータ６４が溝に設けられたサポート部材６５には、シールプレート６６が全周溶接により固着され、カートリッジヒータ６４は気密にサポート部材６５とシールプレート６６との間に内蔵される。弁体２４とシールプレート６６とは、ボルト４５により固着されている。
【００５８】
続いて、本発明のゲートバルブの作用を図面に基づいて詳細に説明する。図１（ａ）、８、１１（ａ）は、それぞれバルブの全開状態を示し、弁体２４は弁座３４（流路位置）から離間して下方に完全に隠れており、ピストンロッド２６は下死点に位置している。
【００５９】
上記バルブ全開状態において、先ず、エア供給源からのエアがブロック体５７からシリンダベース４３の流路４３ａ、５２を通ってハウジング体２０内部のシリンダ室４４ａに流入し、シリンダ室４４ａ内部の昇圧に伴いピストンロッド２６が流体圧で押し上げられて上昇して弁体２４が流路７０を塞ぐ位置に到達する。この流路７０を塞ぐ位置に到達した状態が、図１（ｂ）、９、１１（ｂ）に示されている。この間は、カム部材２７の下面２７ａとスプリング受け部３０の当接面３０ｂとは面接触して付勢された状態であり、ピストンロッド２６は、図９に示したバルブストロークＬ１の間を上昇する。なお、バルブを開ける動作（下降）においても同様である。
【００６０】
また、この間（ピストンロッド２６がバルブストロークＬ１範囲を昇降動する間）は、スプリング３１の上端がスプリング受け部３０の凹部３０ｃを上方へ弾発して弁体開閉駆動体２１を持ち上げた状態である。ここで、仮に、当接面３０ｂが下面２７ａ（カム受けローラ３８）に対して傾斜して線接触している場合は、弁体開閉駆動体２１はスプリング受け部３０を軸心とした僅かな回動が可能な自由度を有し、当接面３０ｂが下面２７ａに平面当接して安定化しようとする回転モーメントが生じる。
【００６１】
一方で、本発明のゲートバルブの弁閉動作は、弁体２４を流路７０下方の全開位置から流路位置まで運び、この位置で、弁体２４を振り子動作させて流路７０を締め切るいわゆるＪ動作タイプであるから、この間（バルブストロークＬ１範囲）は、弁体２４の弁体シール材２３の形成するシール面を、弁座３４の形成する弁座面に対して僅かに傾斜させた弁開姿勢を保持させる必要がある。
【００６２】
この弁開姿勢の保持は、スプリング受け部３０を軸心とした上記回転を係止することで可能となるが、予めスプリング受け部３０の角度調整により当接面３０ｂと下面２７ａとが平面当接可能にしておくことで、予め回動自由度を皆無として弁開姿勢が確実に保持されると共に、弁体開閉駆動体２１の昇降動作も安定化させることができる。例えば、流路７０が水平方向であって、弁が開いた状態の後述の振り子動作の揺動角度が鉛直方向から０．３度の場合、スプリング受け部３０の当接面３０ｂとカム部材２７の下面２７ａとが面接触した状態で、セットビス４２で固着すれば、スプリング受け部３０を弁体開閉駆動体２１（２１’）の軸心垂直方向に対して０．３度傾斜した状態で取り付け固定できる。
【００６３】
また、このバルブストロークＬ１範囲での昇降動において、図２に示す本例の場合は、弁体開閉駆動体２１の支点Ｘが、上下動案内溝３２ａの案内部３２ａ’にガイドされながら昇降動可能な構造となっており、この案内部３２ａ’により支点Ｘの揺動が確実に係止され、弁体開閉駆動体２１の流路方向への揺動が確実に防止される。このように本例の弁体開閉駆動体２１は、上方位置においてはスプリング３１がスプリング受け部３０をカム部材２７に向けて確実に圧着させると共に、下方位置においては支点Ｘが上下動案内溝３２ａの案内部３２ａ’に確実にガイドされ、しかも、両側面に設けられたスラストベアリング６９がハウジング体２１の内側面２０ａに確実に当接してガイドされ、これにより、弁体開閉駆動体２１は両側の２本のハウジング体２０の中心位置に確実に保持された状態を保って昇降動乃至振り子動作を高い安定性で実現可能な構造となっている。
【００６４】
一方で、図３に示す他例の場合は、スプリング受け部３０による弁開姿勢の保持構造と、スラストベアリング６９によるガイド構造は共通しているが、弁体開閉駆動体２１’の下方位置には案内部３２ａ’のようなガイド構造を有しておらず、弁体開閉駆動体２１’の弁開姿勢の保持は、スプリング受け部３０の当接面３０ｂの当接付勢に頼った構造となっているが、図２の本例の構造より簡易に設けることができる。よって、これらは実施に応じて適宜選択される。
【００６５】
ピストンロッド２６がバルブストロークＬ１の上死点に到達すると、弁体開閉駆動体２１の支点Ｘ、Ｙがストッパ部３３に係止し、その上昇が止められる。本例では支点ロッドＸが支点ストッパ３３ａに、他例ではロッド受け部Ｙがストッパロッド３３ｂに、それぞれ係止されて弁体開閉駆動体２１の上昇が止められる。
【００６６】
次に、弁体２４を弁座３４に押し付けて流路７０を締め切る動作を説明する。ピストンロッド２６は、この間、カム作動ストロークＬ２範囲を昇降動する。図１（ｃ）、１１（ｃ）は、それぞれこのストロークＬ２範囲における途中の状態を示している。
【００６７】
上記カム作動ストロークＬ２範囲における弁閉動作は、弁体開閉駆動体２１の下端位置に設けられた支点（本例においては支点ロッドＸ、他例においてはロッド受け部Ｙ）に対して、カムローラ２９を力点、弁体２４を作用点とした弁体２４の振り子動作により弁閉する。すなわち、上記の図１（ｂ）、９、１１（ｂ）に示したバルブストロークＬ１の上死点から、ピストンロッド２６がさらに上昇してスプリング３１が縮みながらカムローラ２９を流路７０方向に押圧し、ストッパ部３３を支点とした振り子動作をしながら弁を閉じる。
【００６８】
具体的には、本例の支点Ｘ（支点ロッドＸ）は支点ストッパ３３ａに、他例の支点Ｙ（ロッド受け部Ｙ）はストッパロッド３３ｂに、それぞれ揺動可能に係合して弁体開閉駆動体２１（２１’）の上昇が係止され、この係止状態で、カム部材２７はスプリング３１の弾発力に抗してこれを縮めながら更に上昇を継続する。この際、上昇係止状態のカムローラ２９は、上昇するカム溝２８の係合部２８ａから凸面部２８ｂへ乗り上げるようにほぼ抵抗なく摺動・回動していく。この凸面部２８ｂへの乗り上げ動作に伴い、弁体開閉駆動体２１はカムローラ２９（２９’）を力点、ストッパ部３３を支点として、弁体２４が流路７０方向に向けて回動傾斜するように倒されていく（図８〜１０においては、紙面垂直方向に僅かに倒される）。この傾倒動作により、弁体２４（作用点）は、弁開姿勢から弁座３４に向けて僅かな揺動角度の振り子動作をする。
【００６９】
図１（ｄ）、１０、１１（ｄ）は、それぞれ弁体２４が弁座３４に押し付けられて流路７０を締め切った状態を示している。この状態では、カムローラ２９（２９’）は、カム溝２８において凸面部２８ｂを乗り越えて係止部２８ｃ付近で係止している。なお、カムローラ２９は、カム部材２７を更に上昇（カム作動ストロークＬ２上限まで）させることにより、係止部２８ｃから円弧面２８ｄまでさらに移動可能であり、円弧面２８ｄまで移動させるとステム２２が僅かに撓みながら弁体開閉駆動体２１（弁体２４）がさらにストッパ部３３を支点として振られる方向に力が作用し、弁座３４への押圧力がさらに高まる。
【００７０】
カム溝２８の形状は、カムローラ２９（２９’）を案内して弁体開閉駆動体２１を上記振り子動作により傾倒させるような形状であれば実施に応じて任意に選択可能である。また、カム作動ストロークＬ２における弁締切の際は、カム部材２７の下面２７ａには弁体締切荷重の２倍程度の荷重が作用し、これによりカム部材２７に水平方向の力が作用してスムーズな昇降動に支障が生じ得ることから、カム受けローラ３７、３８を設け、ローラ３７はローラ受け部５８内側面、ローラ３８はハウジング体２０の内側面５９にそれぞれ当接・回動できるようにして、ハウジング体２０がカム部材２７の昇降動をスムーズかつ安定的に案内可能としている。
【００７１】
ゲートロック機構のラッチロックピストン４９は、ハウジング体２０のカム作動ストロークＬ２範囲内における所定位置に設けられており、弁体２４が振り子動作されて所定の揺動角度（弁座締め切り状態）となった際、ピストンロッド２６の昇降動を、これに対応する位置でロック可能となっている。具体的には、図１（ｄ）、１０、１１（ｄ）に示すように、ピストンロッド２６が所定の高さまで上昇し、所定の締め切り状態となった際、この位置に設けられたピストン４９のピン４９ａは、凹部２６ａに突出してピストンロッド２６をこの位置にラッチロックし、このラッチロックよりシリンダ室４４ａからエアが排気された後であってもピストンロッド２６の下降が係止され、弁体２４の弁座３４への所定の締め切り状態が保持される。
【００７２】
上記のように、弁体開閉駆動体２１（２１’）は、ストッパ部３３で上昇が係止されつつスプリング３１の弾発で持ち上げられた状態で、ピストンロッド２６によるカム部材２７の上昇力がカムローラ２９（２９’）のカム溝２８に沿った運動に変換され、カムローラ２９の運動により弁体開閉駆動体２１がステム２２及び弁体２４と共に全体が一体的に支点（Ｘ、Ｙ）を中心として回動（傾倒）する。この回転運動（振り子動作）は、支点（Ｘ、Ｙ）が弁体開閉駆動体２１の下端位置であるから、上端の弁体２４から下端の支点までが振り子動作のスパンであり、従来技術と異なり振り子スパンが最大限の長さに確保されている。このため、弁体２４を弁座３４に押し付けて弁を締め切る際に必要となる弁体２４の必要傾斜角度が、同じ条件下における従来技術に比して大幅に小さくすることができる。よって、弁を締め切る際にステム２２の撓み量も小さくなり、弁座３４に押し付けられる際に弁体シール材２３に生じうる捻じれや擦れも小さくなり、もって弁閉の際のパーティクルの発生を極めて抑制することができる。
【００７３】
具体的には、図１３、１４に示したようなステムの中間位置５ａ、１５ａを流路方向（水平）に向けて押圧して弁を締め切る構造の場合、例えばステムの太さが同じで長さ（支点Ｚから弁体までの長さ）が３３０ｍｍであって弁体シール材の圧縮範囲を０．２〜１．０ｍｍとした場合、これら従来の構造ではステムの撓みは０．８ｍｍとなり、この際の弁体のボディシール面２、１１に対する傾斜角度θ（θ’）は０．３度となる。一方で、同条件の下における本発明のゲートバルブの場合、弁の締め切りに必要となる弁体２４の弁座３４に対する必要傾斜角度は、図１（ｄ）に示すようにΦ＝０．１４度である。よって、従来技術ほどに弁体２４が傾倒することはなく、よって、弁体シール材２３と弁座３４との間からのパーティクルの発生も極めて抑制される。
【００７４】
更に、図１３、１４の従来技術のようにステムの中間位置５ａ、１５ａを押圧すると、ステムは弁体１、１０の下端部側付近を起点に撓みながら上端部側付近をボディシール面２、１１から引き剥がす力が作用するので、弁体シール材の弁体１、１０の締め切りによる捻じれや擦れが生じやすくなる。一方、本発明の弁体２４を締め切る動作の場合は、弁体２４、ステム２２及び弁体開閉駆動体２１は一体的に支点を中心とした回動動作であるから、少なくとも弁体２４を締め切るための僅かな回動範囲（振り子動作の振れ角範囲）においてはステム２２が撓んでも弁体２４と弁座３４とはほぼ平行状態が保たれる。よって、本発明の場合は弁体シール材２３の捻じれや擦れの発生がきわめて抑制できる。
【００７５】
また、上記振り子動作は、弁体開閉駆動体２１の両側に対照的に取り付けられたスプリング受け部３０が２本のスプリング３１で左右から持ち上げられた状態で動作するものであり、従来技術に見られる弁体開閉駆動体の軸心部を１本のスプリングのみで持ち上げるような構造のゲートバルブに比して、振り子動作の安定性や正確性が高いものとなる。
【００７６】
しかも、カム部材２７は、弁開閉の力点となるので、弁体２４に近いほどステム２２（弁体開閉駆動体２１）を振って揺動させるために必要となる回転モーメントの作用が小さくなるが、上記のように、カム部材２７による振り子動作の力点作用は、ハウジング体２０上端付近におけるカム作動ストロークＬ２範囲内で生じるようにしているので、この範囲でカム部材２７の昇降動に必要となる推進力を最小にできる。また、カム部材２７及びピストンロッド２６には、上記のように水平方向の力が作用して変形や昇降動への支障が生じるおそれがあるが、堅牢なハウジング体２０内部にこれらが収容されているので、このような水平方向への力への耐久性を高めつつ確実な昇降動作が担保されると共に、ハウジング体２０を薄型にコンパクト化してもなお高い耐久性の確保が可能となる。
【００７７】
本発明のゲートバルブは、上記のように弁体２４とステム２２とは一体型であり、図１、１１等に示すように、弁座３４に弁体シール材２３が接触する位置で弁座３４と弁体２４とが平行になるように設定され、弁体シール材２３を締付圧縮してステム２２を撓ませて弁体シール材２３を弁座３４とほぼ平行に締め切るようにしている。
【００７８】
上記のように設定するには、弁体２４のステム２２に対する固定角度や、流路７０の方向や位置に対するゲートバルブの配置関係等やこれらの組み合わせにより適宜設定可能であるが、本発明のゲートバルブでは、図１１に示すように、弁体開閉駆動体２１の支点（Ｘ、Ｙ）の位置を、弁体２４の弁体シール材２３が押圧して締め切る弁箱側の弁座３４の真下位置になるように設定している。
【００７９】
支点（Ｘ、Ｙ）が弁座３４の真下位置であれば、弁体２４がステム２２に対して平行に固定されていても、弁体２４が振り子動作される際には自ずと弁座３４がこの振り子動作の頂点位置となって弁体２４が平行に弁座３４に着座することが担保されると共に、振り子動作による弁体２４の昇降変位が最小に抑えられる。
【００８０】
ここで、剛性部材の撓み量（曲がり変形の変形量）は、撓ませる力が同一の場合、一般に部材の長さ（撓み方向に垂直な梁軸方向の長さ）が長くなるほど大きくなり、よって、撓み量を小さくしようとする場合は、部材の長さが短いほど良い。これに対し、弁座に弁体シール材が接触する位置で弁座と弁体とが平行になるように設定して弁体を弁座に締付ける部材（弁体開閉駆動体及びステム部）全体を撓ませながら弁体シール材を締付圧縮させて弁体シール材を弁座とほぼ平行に締め切るようにしている場合、ステム部の撓み量を最小にすることで、弁体シール材の圧縮変位量とステム部の撓み量と弁締付荷重とのバランスが取れて弁体を弁座にほぼ平行に締め付けることができる。一方で、ステム部の撓み量が同一の場合、ステム部が細いと弁体の締切荷重を大きく設定することができなくなり、ステム部が太いとステム部が撓みにくくなって弁体が弁座に斜めに締め付けられることになるので、やはりステム部の撓み量は小さいほうが良い。これらのことから、ステム部の撓み量は小さく設定されているほど有利であり、よって、ステム部の長さはなるべく短く設けられる方が好ましいと言える。
【００８１】
この点、本発明では、前述したように、弁閉の際に弁体２４を弁座３４に締め付ける部材は弁体開閉駆動体２１及びステム２２であって、弁体開閉駆動体２１は弁閉の際に作用する程度の荷重では実質的に撓み量が生じる事が無いような剛体で構成されているから、撓む部材は実質的にステム２２のみとなっている。また、ステム２２の下端部は、弁体開閉駆動体２１の弁体２４にかなり近接した上方位置に強固に固定されている。したがって、本発明では、弁閉の際には実質的にステム２２のみが撓む構造であって、このステム２２の長さ（弁体開閉駆動体２１と弁体２４との距離）は、必要最小限に抑えられているから、弁閉の際に撓み量も最小限とすることができる。
【００８２】
しかも、弁閉の際は、カム溝２８（カム部材２７）が上昇することで、上昇が係止されているカムローラ２９（弁体開閉駆動体２１）を動かして弁体２４を傾倒させるようにしているので、カム溝２８の形状・長さに応じて弁閉動作が決まるものであり、特に、ステム２２の撓み量が小さいほど、カム溝２８でカムローラ２９が揺動される変位量も小さくなる。よって、本発明では上記のようにステム２２の撓み量が最小限に抑えられているから、カムローラ２９の変位量も低減され、もって、カム部材２７（ピストンロッド２６）に必要となる推進力（上昇力）も低減される。このことは、ピストンロッド２６（シリンダ機構２５）の小型化に寄与するものであり、延いては、本発明のゲートバルブの小型化も可能となる。
【００８３】
弁体シール材２３は、図示しない弁体２４表面に形成された所定の溝部に加硫接着により設けられており、この溝部の体積より多く凸出し量は１ｍｍ程度有している。また、弁体シール材２３の圧縮力に弁体２４の逆圧荷重を加えた以上の荷重で締め付けられた場合であっても、破壊されずにその面圧に耐えて弁座３４の弁座面（ボディシール面）と弁体２４との間に０．２〜０．３ｍｍ程度の隙間を保つことができるように設けられている。なお、弁体シール材２３としては上記のほか、パーティクル発生量は多くなるものの、アリ溝構造に所定のＯリングを装着した構成でもよい。
【００８４】
次いで、弁体シール材２３が弁座３４に押圧された上記弁閉状態から、弁体シール材２３を弁座３４から引き剥がして弁を開ける弁開動作を説明する。弁開の際は、ゲートロック機構のロックを解除してピストンロッド２６の係止状態を解除する。本発明のゲートロック機構は、ラッチロックピストン４９のシリンダ室をエアが経由可能な構造となっている。
【００８５】
シリンダベース４３から流路５１を経由してラッチロックピストン４９のシリンダ室にエアが供給されると、スプリング５０の付勢力に抗してピストン４９が引き上がる。ここで、図示していないが、ピストン４９には、ピストン４９のシリンダ室とハウジング体２０のシリンダ室４４ｂとを連通可能な連通路が設けられており、ピストン４９の引き上がりによりこの連通路がピストン４９のシリンダ室側で開口する。この開口により、ピストン４９のシリンダ室とハウジング体２０のシリンダ室４４ｂとが連通してエアが供給される。よって、ピストン４９の引き上がりによってピン４９ａが凹部２６ａから外れてピストンロッド２６の係止が確実に解除された後、シリンダ室４４ｂへのエア供給によりピストンロッド２６の降下（開弁動作）が開始される。
【００８６】
これに対し、ハウジング体のシリンダ室へのエア供給と、ラッチロックピストンのシリンダ室へのエア供給が同時に行われる従来構造の場合、ラッチロックピストンのピンがピストンシリンダへの係合が完全に解除される前にピストンロッドのシリンダ室へのエア供給による昇圧によりピストンロッドに動力が作用し、これによりラッチロックピンにピストンロッドの荷重が掛かってピストンロッドが動作しないおそれがあったが、本発明の上記構造の場合は、このような問題が生じることがない。
【００８７】
ラッチロックピストン４９が上記のようにピストンロッド２６の係止を解除すると、ピストンロッド２６の降下が開始し、これに伴いカム部材２７も降下する。以降の弁開動作は、基本的に上述した一連の弁閉動作の逆の動作となる。特に、カム作動ストロークＬ２範囲内においては上記のように弁体２４は流路位置に保持されながらほぼ弁を開く方向（流路方向）にのみ動く振り子動作をするから、たとえ弁体２４が弁座３４に張り付いている状態であっても、弁体２４はほぼ水平方向に開かれる。よって、弁閉動作と同様に、弁開動作の際にも弁体２４が弁座３４との間で捻じれや擦れを生じることがなく、パーティクルの発生が極めて抑制される。
【００８８】
更に、本発明は、前記実施の形態の記載に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
【符号の説明】
【００８９】
２０  ハウジング体
２１  弁体開閉駆動体
２２  ステム
２２ａ  上端部
２３  弁体シール材
２４  弁体
２４ａ  中心位置
２５  シリンダ機構
２６  ピストンロッド
２７  カム部材
２８  カム溝
２９  カムローラ
３０  スプリング受け部
３０ａ  開口部
３１  スプリング
３２ａ  上下動案内溝
３３  ストッパ部
３３ａ  支点ストッパ
３３ｂ  ストッパロッド
Ｘ  支点（支点ロッド）
Ｙ  支点（ロッド受け部）
３４  弁座
３５  装着軸部
３６  ボルト
３７、３８  カム受けローラ
３９  回動溝
４０  回動軸
４１  挿入穴
４２  セットビス
４３  シリンダベース
４３ａ  流路
４４  シリンダ室
４５  ボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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