專利名稱：閘閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種閘閥，這種閘閥能夠打開和閉合其中工件從一個處理室被傳送到另一個處理室所經過的傳送通道，或者能夠打開和閉合其中壓力流體、氣體或類似物流經的流體通道或排出通道。
背景技術：
迄今為止，在半導體薄片、液晶基板或類似的處理設備中，半導體薄片、液晶基板等會經過通道被送進和送出多種處理室，閘閥則用在這種通道內用于打開和閉合通道。例如，在日本專利第2613171號公開的這種閘閥中，閥盤通過在缸的驅動作用下移動的閥桿的平移運動到達閥板的面對位置后，閥桿會傾斜，借此閥盤會壓靠閥座并且被安置在閥座上，形成在閥箱內的通道會被密封。
發明內容
近來，在半導體薄片等制造廠商在空間節約上不斷改善的同時，人們期望能進一步地使構成并被使用在處理設備中的閘閥小型化。并且，也存在能夠使得閥盤被安置在閥座上的閥閉合狀態被可靠、穩定地維持的需求。本發明的主要目的是提供一種閘閥，這種閘閥能可靠、穩定地維持閥盤的閥閉合狀態，同時壓縮其高度尺寸從而有利于小型化閘閥。本發明的閘閥配備有閥箱；閥盤，該閥盤能夠移動以安置在形成在閥箱內的閥座上；閥桿，該閥桿被連接到閥盤上以可傾斜移動并且可沿直線移動閥盤；和驅動部，該驅動部被設置在與閥箱連接的殼體中用于在軸向方向上直線移動閥桿，這種閘閥包括支架(yoke)，該支架被連接到驅動部的驅動軸上，并且該支架可在驅動部的驅動作用下沿軸向方向移動；位移構件，該位移構件可與支架整體移動，并且該位移構件在沿軸向方向的終端位置可傾斜；接合構件，該接合構件被設置在位移構件的一側上，并且其中具有孔，安裝在位移構件上的第一輥被插入該孔內；框架，該框架被設置成平行于閥桿的軸向方向，并具有沿軸向方向延伸的凹槽；第二輥，該第二輥被設置在接合構件上，并被插入凹槽內；和壓力接收構件，該壓力接收構件被設置成面朝凹槽，并且在閥盤安置在閥座上的閥閉合狀態下抵靠第二輥，其中，閥桿、位移構件和驅動部都平行地設置在殼體內，壓力接收構件由具有比框架材料的硬度更大硬度的材料形成。根據本發明，通過將驅動部設置成平行于閥桿和位移構件，對比于將驅動部和位移構件設置成在一條直線上的情形，可以壓縮閘閥的高度尺寸，同時使得小型化閘閥成為可能。并且，若閥盤在閥閉合狀態下被安置在閥座上，傾斜的位移構件通過接合構件強加在第二輥上的大致水平方向的負載能夠被與第二輥抵靠的壓力接收構件可靠地且合適地承受，從而可以可靠、穩定地維持閥閉合狀態。通過下面的描述，同時結合以說明性實例展示本發明優選實施例的附圖，本發明的上述及其它目的、特征和優點將會變得更加明顯。
圖1是根據本發明實施例的閘閥的整體垂直橫截面圖；圖2是圖1中殼體附近的放大的橫截面圖；圖3是沿圖1中線III-III剖開的橫截面圖；圖4是沿圖1中線IV-IV剖開的橫截面圖；圖5是沿圖1中線V-V剖開的橫截面圖；圖6是圖4中閘閥的具有部分切除橫截面的立體圖；圖7是圖5中閘閥的具有部分切除橫截面的立體圖；圖8是展示圖3中閥盤和閥桿向上移動的閥打開狀態的垂直橫截面圖；圖9是展示圖4中閥盤和閥桿向上移動的閥打開狀態的垂直橫截面圖；圖10是展示圖5中閥盤和閥桿向上移動的閥打開狀態的垂直橫截面圖；和圖11是展示圖9中閥盤和閥桿向下移動，閥盤移動到閥箱內的狀態的垂直橫截面圖。
具體實施例方式如圖1-7所示，閘閥10配備有閥箱14、殼體16和缸組件18。在該閥箱14內形成有通道12，未圖示的工件(例如半導體片)經過該通道12被送進送出；該殼體16被連接到閥箱14的上部；該缸組件18被用作驅動部，并且被設置在殼體16的內部。閘閥10進一步地包括閥桿20、閥盤22、驅動轉換器M和保持機構26。該閥桿20 在缸組件18驅動作用下沿軸向方向(箭頭A和B的方向)發生位移，并且相對軸向方向傾斜預定角度；該閥盤22被連接在閥桿20的一端上，并且能夠阻塞且密封通道12 ；該驅動轉換器M可將缸組件18的直線位移轉化成閥桿20的傾斜運動；該保持機構沈能通過閥盤 22維持阻塞狀態。閥箱14被形成為具有通道12的中空箱，其中該通道12以矩形形式從中空箱的一端面穿透到另一端面。并且，閥箱14的內部設置有空間，稍后所述的閥盤22能夠運動經過該空間。閥座28被形成在空間的內壁表面上以面朝通道12的一端。閥座28被如此形成以能夠抵靠閥盤22。閥箱14的相對側表面被分別連接到未圖示的處理室上，并通過通道 12與處理室的內部連通。殼體16由基部30、一對側框架3 和32b以及蓋構件34組成。該基部30被連接在閥箱14的上部分上；該一對側框架3 和32b被連接到基部30的相對端上，缸組件18 被夾在該一對側框架3 和32b之間；該蓋構件34分別與側框架3 和32b的上端部分相連接。基部30被如此設置以覆蓋閥箱14的上部分。閥箱14的內部和殼體16的內部由桿孔36保持連通，桿孔36被形成在閥箱14的大致中心部分。后面描述的閥桿20被可移動地插入通過桿孔36。
側框架3 和32b例如由金屬材料形成，如鋁等。組成缸組件18的缸筒44被分別設置在側框架3 和32b的下部。側框架32a、32b和缸筒44被相對于基部30固定在一起。用于相對缸組件18供應和排出壓力流體的第一和第二端口 38、40被形成在其中一個側框架3 上。第一和第二端口 38、40分別打開并被沿側框架32a的縱向方向相互分開預定間隔。第一和第二端口 38、40通過未圖示的管被連接到壓力流體供應源上，并且正如下面更詳細地描述的那樣，它們分別與缸組件18的缸筒44的內部連通。缸組件18由一對被分別設置在殼體16內沿基部30的縱向方向的相對端上的流體壓力缸42a、42b組成。流體壓力缸42a、42b分別包括中空的圓筒形缸筒44、被設置為可在缸筒44內部沿軸向方向(箭頭A和B的方向)移動的活塞46和被連接到活塞46上的活塞桿(驅動軸)48。由于被連接到基部30上，缸筒44的某一端都被阻塞且密封，而其另一端則被其中插入有活塞桿48的桿蓋50阻塞。并且，在缸筒44的內部，形成有被活塞46分開的上側缸室52和下側缸室M。并且，在壓力流體被從未圖示出的壓力流體供應源供給第一端口 38 或第二端口 40的情況下，壓力流體通過形成在側框架32a內部的連通通道55a、5^被選擇性地供給上側缸室52和下側缸室M中的任何一個。第一端口 38或第二端口 40也通過未圖示的通道被分別連接到流體壓力缸42b內的上側缸室52和下側缸室M上。因此，被供應給上側缸室52或下側缸室M中的任何一個的壓力流體會在軸向方向(箭頭A和B的方向)上按壓活塞46并使得活塞46連同活塞桿48 —起移動。活塞桿48的下端被連接到活塞46的中心部分，而其上端突出到缸筒44的外部并分別以浮動方式被連接到后面描述的支架60。閥桿20被設置在殼體16的大體中心部分，并插入通過形成在基部30上的桿孔 36，閥桿20的大體中心部分被圓柱形波紋管56覆蓋。波紋管56被形成為圓柱形并被設置為面對桿孔36。波紋管56的一端與位于閥桿20上的環形凹槽接合，其另外一端與桿孔36 的開口連接。閥桿20沿軸向方向(箭頭A和B的方向)移動時，波紋管56在覆蓋閥桿20的狀態下作伸展和收縮運動，這樣閥桿20的一部分總是被波紋管56覆蓋。并且，閥桿20的下端被插入到閥箱14的內部并被連接到閥盤22上。閥盤22由平板形成，該平板與閥箱14內通道12的開口相對應具有大致矩形的橫截面。閥桿20被連接到閥盤22的大體中心部分，密封環58通過環形凹槽被安裝在閥盤22 面對閥座28的側表面上。在閥盤22被安置在閥座28上的閥閉合狀態下，密封環58會抵靠閥座觀，從而使得通道12的連通狀態被閥盤22阻塞。驅動轉換器M包括支架60、位移塊62和接合托架64。其中該支架60被固定在活塞桿48的另一端上，該位移塊62的橫截面被形成為H形并且和支架60整體移動，該接合托架64被固定在位移塊62相對側表面上并且在橫向方向上突出預定長度。支架60被設置為與活塞桿48的軸向方向垂直，流體壓力缸42a、42b中的活塞桿 48被分別連接到支架60的相對端上。因此，一旦開始供應壓力流體，在活塞桿48連同活塞 46 一起移動的情況下，支架60會和活塞桿48整體移動。換句話說，這對活塞46和活塞桿48通過支架60在軸向方向(箭頭A和B的方向)上整體一起移動。閥桿20的上端插入通過位移塊62的大體中心部分并且在位移塊62的大體中心部分突出。連接螺母66與閥桿20的上端突出部螺紋接合，借此位移塊62被整體連接到閥桿20。由例如螺旋彈簧制成的彈簧68被插入連接螺母66和支架60之間。支架60和位移塊62在相互分離的方向上(箭頭A和B的方向)被彈簧68的彈力推動。彈簧接收凹部 70被形成在支架60中，彈簧68的一端被插入該支架60內。并且，一對支撐輥72被軸向設置并被軸向支撐以用于旋轉，并從位移塊62的下端部分上的相對側表面向外突出。并且，若位移塊62被降低，則支撐輥72被分別插入支撐塊 76中，并分別被支撐塊76支撐，支撐塊76被形成在基部30的上表面上并且其中具有向上開口的凹部74。減震器77被分別設置在面對凹部74的支撐塊76中并從支撐塊76上輕微突出。更具體地，若支撐輥72被插入凹部74，則會通過支撐輥72抵靠減震器77而吸收沖擊。凹部74被形成具有半圓形狀的橫截面，對應于支撐輥72的橫截面的形狀。并且，在從其側表面向外突出的位移塊62的上端設置有一對傾斜輥(第一輥)78， 并且這對傾斜輥78被可旋轉地支撐。傾斜輥78被分別插入連接塊(接合構件)80的輥凹槽(孔)82，連接塊80被連接到支架60的下表面上。傾斜輥78被設置在位移塊62的相對立的側表面上，并與支撐輥72在一條直線上。輥凹槽82被形成為大體橢圓形狀，并且具有相對于面朝位移塊62的連接塊80的側表面的凹部。如圖4所示，輥凹槽82的下端相對于其上端朝閥箱14的閥座觀側以傾斜的方式延伸。換句話說，輥凹槽82相對于連接塊80的縱向方向(箭頭A和B的方向)以預定角度傾斜。并且，通過在缸組件18的驅動作用下連接塊80和支架60向上和向下一起移動， 傾斜輥78可沿著輥凹槽82移動，與此同時，位移塊62相對支撐輥72傾斜，即，支撐輥72 用作位移塊62傾斜的支軸。接合托架64，例如是由盤狀構件形成，并且具有L形的橫截面并具有形成于其中的接合凹槽86，被設置在位移塊62的相對側表面上的銷構件84被插入該接合凹槽86。銷構件84被支撐在接合凹槽86的下端部分上。因此，若閥盤22被降低，則可防止閥盤22和位移塊62在軸向方向上和與之垂直的方向上的位置移動。并且，通過提升銷構件84遠離接合凹槽86的下端，閥桿20和閥盤22能夠傾斜。保持機構沈被設置在殼體16內的側框架32a、32b的內部，并被分別設置在一對壓力流體缸42a、42b的上面。保持機構沈被設置在缸筒44和蓋構件34的上部分之間，并由兩對保持輥(第二輥)90a、90b組成，這兩對保持輥(第二輥)90a、90b被插入側框架32a、32b的內壁部分 88a、88b的輥插入凹槽(凹槽)89中。輥插入凹槽89沿著內壁部分88a、88b的軸向方向(箭頭A和B的方向)以預定長度延伸，并且被形成為具有稍大于保持輥90a、90b的直徑的寬度尺寸。并且，在內壁部分88a、88b的下部，在其面朝輥插入凹槽89的內側表面上形成有一對凹部。第一和第二壓力接受體(壓力接收構件)92、94被分別設置在該凹部內。第一和第二壓力接受體92、94，例如，被形成為具有大體矩形的橫截面并由具有比側框架32a、32b的硬度更大硬度的金屬材料(熱處理回火鋼或類似物)制成。并且，第一和第二壓力接受體92、94被如此形成以使得其與輥插入凹槽89的內壁表面齊平(如圖幻而不會從其上突
出出來ο更具體地，第一壓力接受體92和第二壓力接受體94被沿著側框架32a、32b的軸向方向(箭頭A和B的方向)偏置預定距離，這樣在通道12被閥盤22阻塞情況下，這兩對保持輥90a、90b會分別抵靠第一和第二壓力接受體92、94。第一壓力接受體92被設置在閥箱14的一側的較下的位置(在箭頭A和B的方向上)。保持輥90a、90b被軸向支撐以在連接塊80的側表面上旋轉，并且被設置在一條直線上，同時沿著連接塊80的縱向方向(箭頭A和B的方向)以預定距離相互分離。并且， 若連接塊80連同支架60 —起移動，則保持輥90a、90b會沿著輥插入凹槽89移動，借此通過連接塊80沿著軸向方向(箭頭A和B的方向)引導支架60、位移塊62和閥桿20。根據本發明實施例的閘閥10的基本構造如上所述。下面將說明閘閥10的操作和優點。在下面的說明中，如圖8-10所示，閥打開狀態被描述為初始狀態，在此狀態下，構成缸組件18的活塞46向上(箭頭A的方向)移動并且閥盤22在閥箱14中向上移動，借此打開通道12以用于連通。首先，在初始位置，從未圖示出的壓力流體供應源給第一端口 38供應壓力流體， 壓力流體被引導進入缸組件18內的上側缸室52，活塞46被按壓并向下(在箭頭B的方向上)移動。此時，第二端口 40被置于向周圍環境開放的狀態。隨著活塞46的移動，支架60、連接塊80和位移塊62也隨著它們整體降低。因此， 如圖4和7所示，閥桿20和閥盤22被下降，并且一旦將其插入支撐塊76的凹部74內，位移塊62的支撐輥72就會被置于終端位置。更具體地，可控制閥桿20和閥盤22的進一步向下運動，并且閥盤22被定位成面對閥箱14內的通道12和閥座28。在此情形下，由于閥盤22并未被安置在閥座28上，并未產生閥閉合狀態，因此閥箱14的通道12仍被保持在連通狀態。并且，若位移塊62被降低，由于彈簧68的彈性力大于來自支架60的按壓力，所以彈簧68并未被支架60壓縮，彈簧68連同支架60和位移塊62 —起整體移動。下面，如圖11所示狀態，在此狀態下，閥盤22被設置在面對閥座28的位置，通過進一步地將更多的壓力流體引入上側缸室52，活塞46會被進一步下降，借此支架60被活塞桿48向下(在箭頭B方向上)推。此時，由于位移塊62的向下運動被支撐塊76控制， 因此支架60向下移動同時壓縮彈簧68，連接塊80整體隨之下降。因此，通過與傾斜輥78 接合，位移塊62的上端相對支撐輥72順時針(在圖11的箭頭C的方向上)傾斜預定角度 (如圖4)。因此，如圖3-5所示，均被位移塊62保持的閥桿20和閥盤22整體傾斜，并且閥盤 22被安置在閥座28上，同時按壓密封環58，借此阻塞閥箱14的通道12。此時，如圖5所示，保持輥90a、90b分別抵靠內壁部分88a、88b上的第一和第二壓力接收體92、94，借此與閥盤22 —起傾斜的位移塊62施加的負荷被施加在接收體92、94 上。因此，利用連接塊80和保持輥90a、90b，可防止來自位移塊62的負荷被直接強加在內壁部分88&、8汕上。更具體地說，在閥盤22被安置在閥座28上的閥閉合狀態下，都會使得保持輥90a、90b抵靠相對內壁部分88a、88b具有較高硬度的第一和第二壓力接收體92、94，借此提高閥閉合狀態下的剛度。因此，可可靠、穩定地保持位移塊62的傾斜情形，同時通過閥盤22可靠、穩定地保持閥閉合狀態。因此，可在處理室中對工件如半導體薄片進行處理，處理室的通道12則被閉合、 密封。下面，在閥盤22與閥座28分離并且通道12被置于閥打開狀態的情況下，在未圖示出來的切換閥的切換作用下，壓力流體從第二端口 40被供應給缸組件18內的下側缸室 M。因此，活塞46會上升，活塞桿48和支架60連同活塞46 —起上升，這樣使得彈簧68伸長，被傾斜輥78軸向支撐的位移塊62逆時針方向(圖11中箭頭D方向)傾斜。因此，閥盤22與閥桿20和閥盤22 —起傾斜，并與閥座28分離，借此釋放通道12的阻塞狀態。并且，通過將壓力流體引入下側缸室M并提升活塞46，活塞桿48連同支架60、位移塊62、閥桿20和閥盤22 —起整體上升，于是閥盤22在向上方向上與面對閥箱14內的通道12的位置分離，恢復了閥打開情形的初始狀態(見圖8-10)。因此，通道12被置于閥箱14內的開放狀態，即能夠連通狀態，借此未圖示出的工件如半導體薄片或類似物能夠通過通道12被運輸，并且這些在某一處理室中已經被處理過工件通過通道12移動到另一個鄰近的處理室，在其上繼續進行處理。使用前述方式，根據本發明實施例，由于提供了位移塊62和閥桿20被設置在組成缸組件18的一對流體壓力缸42a、42b之間的結構，對比于缸和位移塊被設置在一條直線上的情況，閘閥10的高度尺寸可以被壓縮，閘閥10的尺寸可以被做得更小。并且，提供了保持機構沈，該保持機構沈由側框架32a、32b的內壁部分88a、88b 和一對沿著內壁部分88a、88b移動的保持輥90a、90b組成，這樣若閥盤22被安置在閥座28 上處于閥閉合狀態時，傾斜的位移塊62和傾斜輥78通過連接塊80施加的大體水平方向上的負荷能夠被與保持輥90a、90b抵靠的第一和第二壓力接收體92、94可靠地、合適地承受。 因此，被閥盤22閉合(阻塞)通道12的狀態可以被可靠地、穩定地維持。換句話說，通過提供保持機構沈可以獲得穩定的剛度，這使得閥盤22能被安置在閥座觀上。根據本發明的閘閥并不僅僅限于上述實施例，只要不背離所附權利要求給出的本發明的實質，多種附加或修改結構也可被理所當然地采用。
權利要求
1.一種閘閥(10)，所述閘閥(10)配備有閥箱(14)；閥盤(22)，所述閥盤(22)能夠移動以安置在形成于所述閥箱(14)內的閥座08)上；閥桿(20)，所述閥桿00)被連接到所述閥盤(22)，以沿直線移動所述閥盤0 并且可傾斜地移動所述閥盤0 ；和驅動部(18)， 所述驅動部(18)被設置在與所述閥箱(14)連接的殼體(16)中，用于在軸向方向上直線移動所述閥桿(20)，其特征在于，所述閘閥(10)包括支架(60)，所述支架(60)被連接到所述驅動部(18)的驅動軸08)上，并且所述支架 (60)可在所述驅動部(18)的驅動作用下沿著所述軸向方向移動；位移構件(62)，所述位移構件(62)可與所述支架(60)整體移動，并且所述位移構件 (62)在沿著所述軸向方向的終端位置可傾斜；接合構件(80)，所述接合構件(80)被設置在所述位移構件(62)的一側上，并且其中具有孔，安裝在所述位移構件(6 上第一輥(78)被插入所述孔(8 內；框架(3 , 32b)，所述框架(32a，32b)被設置成平行于所述閥桿Q0)的所述軸向方向， 并具有沿所述軸向方向延伸的凹槽(89)；第二輥(90a，90b)，所述第二輥(90a，90b)被設置在所述接合構件(80)上，并且所述第二輥(90a，90b)被插入所述凹槽(89)內；和壓力接收構件(92，94)，所述壓力接收構件(92，94)被設置成面朝所述凹槽(89)，并且在所述閥盤0 安置在所述閥座08)上的閥閉合狀態下，所述壓力接收構件(92，94)抵靠所述第二輥(90a，90b)；其中，所述閥桿00)、所述位移構件(6 和所述驅動部(18)都平行地設置在所述殼體 (16)內，并且所述壓力接收構件(92，94)由具有比所述框架(3 ，32b)的材料的硬度更大硬度的材料形成。
2.如權利要求1所述的閘閥，其特征在于，其中所述第二輥(90a，90b)包括一對第二輥 (90a，90b)，所述一對第二輥(90a，90b)在所述接合構件(80)的位移方向上相互分離，所述壓力接收構件(92，94)包括一對壓力接收構件(92，94)，所述一對壓力接收構件(92，94)在所述凹槽(89)的延伸方向上相互分離并與所述一對第二輥(90a，90b)對應。
3.如權利要求1所述的閘閥，其特征在于，其中一個所述壓力接收構件(92)和另一個所述壓力接收構件(94)被設置成在所述框架(3 ，32b)內相互面對，并將所述凹槽(89) 夾在它們之間。
4.如權利要求1所述的閘閥，其特征在于，其中所述驅動部(18)由流體壓力缸(42a， 42b)組成，所述流體壓力缸(42a，42b)包括有壓力流體被供應到其內部的缸筒(44)，和被可移動地設置在所述缸筒G4)內部的活塞(46)，所述驅動軸08)被連接到所述活塞 06)。
5.如權利要求4所述的間閥，其特征在于，其中所述流體壓力缸(42a，42b)包括兩個流體壓力缸0 ,42b)，所述兩個流體壓力缸(42a，42b)分別被設置在所述殼體(16)內關于所述閥桿00)的兩側上。
6.如權利要求1所述的閘閥，其特征在于，其中所述壓力接收構件(92，94)由金屬材料形成。
7.如權利要求1所述的閘閥，其特征在于，其中所述壓力接收構件(92，94)被設置在面朝所述凹槽(89)的凹部中，所述壓力接收構件(92，94)被設置成與所述凹槽(89)的側表面齊平，以使得不會相對于所述側表面向外突出。
8.如權利要求3所述的閘閥，其特征在于，其中一個所述壓力接收構件(92)和另一個所述壓力接收構件(94)沿著所述框架(3 , 32b)的軸向方向以預定距離相互偏置。
全文摘要
一種閘閥，其中，輥插入凹槽(89)沿著側框架(32a，32b)的內壁部分(88a，88b)的縱向方向形成，并被設置在組成閘閥(10)的殼體(16)的內部。各對保持輥(90a，90b)被插入輥插入凹槽(89)。閥盤(22)被傾斜，這樣在閥盤(22)安置在閥座(28)上的閥閉合狀態下，與閥桿(20)連接從而可傾斜地移動的位移塊(62)將負荷強加在保持輥(90a，90b)上，該負荷可以被與保持輥(90a，90b)抵靠并被設置在側框架(32a，32b)上的第一和第二壓力接收體(92，94)承受。第一和第二壓力接收體(92，94)由比側框架(32a，32b)的材料硬度更高硬度的材料形成。
文檔編號F16K3/18GK102410378SQ201110279670
公開日2012年4月11日 申請日期2011年9月20日 優先權日2010年9月22日
發明者小川浩司, 石邊二朗, 西川武志 申請人:Smc株式會社