CN102575790B

CN102575790B - 真空用阀框体及真空用阀

Info

Publication number: CN102575790B
Application number: CN201080040747.XA
Authority: CN
Inventors: 和田慎一; 佐久间守宏; 田中秀岳; 出村佑介; 中岛克次
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2010-09-13
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2030-09-13
Also published as: TWI516701B; CN102575790A; JP5361627B2; WO2011030563A1; JP2011058610A; TW201128101A

Abstract

本发明提供一种外径尺寸小且低制造成本的真空用阀框体以及由该框体构成的真空用阀。其特征在于，在长方体形状的框体的至少一面的中央部设置凹部，在上述凹部的底面的中央部设置开口面，并在上述开口面的外周的外侧，设置用于固定其它配管的凸缘的螺栓孔。

Description

真空用阀框体及真空用阀

技术领域

本发明涉及当利用真空泵对真空容器进行真空排气时，以对排气系统进行切换等为目的所使用的真空阀以及构成该真空阀的框体。

背景技术

以往，作为真空用阀，例如在专利文献1中有所公开。通常如图1所示，这种阀构成为如下的真空用阀：其具备通过活塞杆1而在中空圆筒状的框体2内的长度方向上移动的阀体3，并在框体2的长度方向的端面具备通过阀体3开闭的排气口4，在框体2的侧面立起设置有具备凸缘部的中空圆筒体5，并在其端面形成成为排气口的开口面6，内部流路为L型。

在如上所述地在框体2的侧面立起设置中空圆筒体5的构造的情况下，存在阀的外形尺寸变大的问题。另外，由于通过焊接来接合至少2个中空圆筒状的构件2、5，因此，在真空气氛下从焊接部放出的气体会成为问题，存在无法用作高真空用以及/或者高纯度气体用的真空用阀的问题。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2001-324051号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

因此，本发明的目的是提供一种外径尺寸小并且不进行焊接的低制造成本的真空用阀框体以及由该框体所构成的真空用阀。

解决技术问题的手段

本发明的解决手段如技术方案1的记载，其特征在于，不具备中空圆筒体而具备成为流路的多个开口面，在长方体形状的框体的至少一面的中央部设置凹部，在上述凹部的底面的中央部设置开口面，并在上述开口面的外周的外侧设置用于固定其它配管的凸缘的螺栓孔。

另外，技术方案2记载的本发明是如技术方案1所记载的真空用阀框体，其特征在于，上述框体的构成构件是通过将铝或铝合金的块体进行切削加工而得到的。

另外，技术方案3记载的本发明是如技术方案1或2所记载的真空用阀框体，其特征在于，上述框体由铝或铝合金所构成，并对形成于上述框体内的流路表面进行了阳极氧化处理。

另外，技术方案4记载的本发明是如技术方案1所记载的真空用阀框体，其特征在于，上述框体是通过锻造成型或铸造成型而得到的。

另外，技术方案5记载的本发明是如技术方案1所记载的真空用阀框体，其特征在于，上述框体是通过板金加工而得到的。

另外，技术方案6记载的本发明是如技术方案5所记载的真空用阀框体，其特征在于，将在通过板金加工而将上述螺栓孔形成为有底孔时所产生的凸缘部作为阀座。

另外，本发明的真空用阀如技术方案7的记载，其特征在于，由技术方案1所记载的真空用阀框体构成。

发明效果

根据本发明，能够将用于与配管连接的部位不从框体突出地进行设置，而能够谋求真空用阀的省空间化。另外，能够不将2个构件焊接地制造阀框体，因此，能够在真空气氛下减少放出气体。

附图说明

图1是以往的真空用阀的侧剖视图。

图2(a)是本发明的一个实施方式的真空用阀的侧剖视图，图2(b)为其仰视图，图2(c)为其右侧视图。

图3为本发明的其它实施方式的真空用阀框体的制造例的说明图。

图4为在图3中所说明了的实施方式的变型例的说明图。

具体实施方式

本发明的用于真空用阀的框体，在阀座所抵接的界面的方向上，剖面形状为多边形状，并且优选设置为多边形状。例如，设置为八边形柱体(也包含正八边形柱体)、六边形柱体(也包含正六边形柱体)、长方体，更优选设置为立方体形状，在该框体内具备阀体与阀座，据此，作为真空用阀而发挥功能。

下面，参照附图，将本发明的一个实施方式的真空用阀与其阀框体一起进行说明。

图2所示的本发明的一个实施方式的真空用阀，在大致立方体形状的框体10的底面10a的中央部，设置有具备与底面10a垂直方向的轴的筒形状(图示为圆筒形状)的凹部10u-1，在该凹部10u-1的底面的中央部，设置有开口面11(下面，称为“阀开口面”)。在阀开口面11的外周的外侧，如图2(b)所示，以间隔均等的方式穿孔有螺栓孔26。另外，在该框体10中，没有设置成为流路的其它中空圆筒状的构件以及阀体。

另外，从阀开口面11起朝向框体10的内部形成有流路，该流路形成为在与设置于横向上的流路正交的部位，剖面变窄，在该部位形成有阀座12。

设置于阀座12的上表面并进行阀的开闭的阀体13，被固定在从框体10的上表面插通的活塞杆14的前端部。在图示的例子中，通过将阀体13的上部与活塞杆14的前端部的锷部嵌合，从而固定。另外，在阀体13的下表面，形成有沿着其外周的槽，在该槽内设置环状的密封构件15，据此，提高阀体13与阀座12抵接时的密封性。另外，在框体10的上壁10h，设置有插通活塞杆14的通孔16，但是，在该通孔16的内周面也设置有密封构件17，提高活塞杆14与通孔16间的密封性。另外，在构成框体10的上表面的上壁10h与构成框体的侧面的侧壁(图示为10d、10f)间的接合面，也由于同样的目的而插入有O型环等密封构件。

如上所述，在框体10的内部在横向上形成有流路，该流路在框体10的右侧面10b以开口面18终接，并在左侧面以开口面20终接。开口面18、20在本实施方式中设为相同的形态，因此，在以下的说明中，以开口面18为中心进行说明。开口面18与底面10a同样地，形成于在右侧面的中央部形成的筒形状(图示为圆筒状)的凹部10u-2的底面的中央部。在开口面18的外周的外侧，如图2(c)所示，以间隔均等的方式穿孔有螺栓孔24。

在本实施方式中，由于在框体10的底面10a以及右侧面10b分别设置有凹部10u-1、10u-2，因此，不需要从长方体形状的框体10的底面10a以及右侧面10b设置具有用于连接配管等的开口部的突起物。另外，也不需要将突起物焊接，因此，可用作真空用的阀。进而，由于框体10成为包括立方体在内的长方体形状，因此，容易进行运送、处理。

上述说明的设置于框体10的凹部10u-1、10u-2，只要存在于构成框体10的平面中的至少一个面即可。

另外，凹部10u-1、10u-2的平面形状，在图示的形状(图2(b)及图2(c))中为圆形状，但是，只要是能够收容被连接的配管的形状即可，并不特别进行限制。另外，关于形成在凹部10u-1、10u-2的底面的内周部的螺栓孔24、26的间隔，只要是能够保持连接部的气密性即可，也并非一定需要等间隔地设置。另外，对于包含螺栓孔24、26的内周面的凹部10u-1、10u-2的内周面，为了提高连接部的耐久性，优选进行金属被膜、TUFRAM(注册商标，在耐酸铝中浸渍氟树脂的处理)等的处理。

另外，本说明书中的框体10的长方体形状是指阀开口面11和与其正交的4个面(框体侧面)在平面上构成的形状。这是因为，如图2(a)所示，构成框体10的上表面的板材10h，通常是与阀体13、活塞缸14以及气缸等的驱动机构22一起一体地构成，而从框体10的上表面侧通过螺栓19固定，因此会产生若干高差。

另外，优选上述框体10的构成构件是从长方体乃至立方体的铝或铝合金的块体通过切削加工而得到。这是因为，如果通过焊接来接合多个板材，则放出气体会变多，难以较高地保持内部流路的密封性。

若参照图2说明一个例子，则对由铝或铝合金构成的块体进行切削加工而得到框体10的除去了板材(上壁)10h的上面开口的箱体，即，底壁10c和立起设置于其周围的4个侧壁(图示为2个侧壁10d、10f)与板材(上壁)10h。在这种情况下，凹部10u-1、10u-2、通孔16以及开口面18、20也通过切削加工而形成。

另外，优选由铝或铝合金构成框体10，并对形成在上述框体内的流路表面进行阳极氧化处理。这是因为，能够绕入至框体10内部的流路表面而切实地形成被膜。另外因为也能够对通过切削加工所得到的构件表面形成足够的被膜。

上述阳极氧化处理是将被处理物浸渍在碱性溶液中，并进行伴随着火花放电的阳极氧化处理，而在被处理物表面上形成氧化被膜，上述阳极氧化处理包括：以200V以上的第1电压进行规定时间的处理的工序和根据电流密度以比第1电压低的其它电压进行规定时间的处理的工序。

作为上述碱性溶液的电解液的例子，能够使用将磷酸氢二钠、三聚磷酸钠、磷酸二氢钠、超多聚磷酸钠、硅酸钠、氢氧化钾、二磷酸钠、磷酸三钠、铝酸钠、偏硅酸钠以及氢氧化钠等中的一种或它们中的混合物溶解在水中而得到的电解液。

另外，作为被处理物，使用铝或铝合金，但是，铝合金的铸件材料、压铸材料以硅为代表，一般含有的元素较多，被认为难以形成多孔型阳极氧化被膜。

根据本发明，即使是这样的硅较多的铸件、压铸，也能够形成耐蚀性良好的被膜。另外，即使在展伸材料中，Al-Si合金的4000系列的处理也由于相同的理由，多孔型阳极氧化处理的耐蚀性差，但是，根据本发明，能够形成良好的氧化被膜。对于硅不析出那样的展伸材料、1000～3000系列、5000～7000系列的铝合金，也在复杂形状的情况、为100℃以上的高温的情况下具有效果。

上述阳极氧化处理是将被处理物浸渍在碱性溶液中，并进行伴随着火花放电的阳极氧化处理，但是，此时上述阳极氧化处理包括：以200V以上的第1电压(a(V))进行规定时间的处理的工序；和根据电流密度以比第1电压低的其它电压(b(V))进行规定时间的处理的工序。具体而言，一边监视电流密度(iA/cm²)，一边相对于第1电压的处理开始时的电流密度，以100％以下的期望值(例如，80％等)设定好电流密度，该电流密度成为用于切换为其它电压的目标，在成为了该电流密度时，即，在降低到了规定的电流密度时，使电压降低至比第1电压(a(V))低的电压(b(V))，以该电压来继续进行处理。作为第1电压的处理开始时的电流密度，优选设为0.02A/cm²～0.1A/cm²的范围。这是因为，若是不到0.02A/cm²，则有时电压不上升从而不产生放电，若是超过0.1A/cm²，则电压变高，所形成的膜由于放电而被破坏，被膜构造变粗糙而使耐蚀性恶化。另外，利用其它电压所进行的处理，只要为1次以上即可，降低至其它电压的方法，可为阶段性的，还可为线性的。另外，利用第1电压所进行的处理时间，如上所述，继续到成为规定的电流密度为止，利用其它电压所进行的处理时间，继续到相对于起初的电流密度(iA/cm²)成为例如100％以下的期望值(例如，30～40％等)的电流密度为止。另外，利用第1电压所进行的处理时间通常为10分钟以上。

另外，关于所施加的电压以及电流的波形，可为交流、直流、交流与直流的重叠之中的任一种，在交流的情况下，电流或电压可以是正弦波，也可以不是正弦波。

如上所述，通过恒定地对电压进行处理，能够在电流易于流动之处，即，没有形成氧化被膜之处依次形成氧化被膜，无需在被处理物的凹陷的部分或贯通孔内配置电极，就能够使氧化被膜一直形成至孔的内部表面。

另外，优选其它电压为200V～400V。这是因为，若是超过400V，则虽然能将被膜厚度增厚，但是所形成的膜由于放电而被破坏，在设置于被处理物中的贯通孔或难以安装复杂的电极的形状中，无法使被膜成长，并且被膜构造变粗糙，使耐蚀性恶化。另外因为，若是不到200V，则不产生放电，被膜仅能够形成200nm左右的薄的被膜，而使耐蚀性变差。

另外，优选以恒定的电流密度来上升至上述电压。

另外，进而，优选形成有上述氧化被膜的构件在大气下以150℃～500℃进行加热。这是因为，能够使所形成的氧化被膜更为致密，并使耐蚀性提高。另外，设为上述范围的理由在于：若是不到150℃，则不能促进氧化，而若是超过500℃，则仅会耗费能量而无法期待有大的效果。

另外，框体10也可通过锻造成型或者是铸造成型而得到。这是因为，与从金属制的块体来进行削出成型相比，制造成本更为便宜，而且能够消除来自焊接部的放出气体，另外能够提高内部流路的密封性。

在锻造成型的情况下，为了将工序简化，优选将在上述切削加工中说明的箱体与构成设置有活塞杆14的通孔16的上壁10h的板材分体地成型。另外，为了将工序简化，优选使框体10的内部成为没有底切的形状。

进而，如图3所示，也可通过板金加工形成上述箱体。在该情况下，可由在图3(a)中所示的一张平板25或一根管，如图3(b)～图3(f)所示那样，通过冲压加工、液压等利用液体的胀形成型加工而形成。

详细而言，如图3(b)所示，通过使用剖面形状为圆形、椭圆形或四边形状的模具，来进行较浅的挤压加工，并通过相同剖面形状的模具进行较深的挤压(图3(c))，通过翻边(burring)加工使成为螺栓孔24、26的螺纹孔(tap)的有底的螺纹底孔24a、26a成型(图3(d))，在螺纹底孔24a、26a的内周面形成螺纹孔(图3(e))，从开口侧通过机械加工而在内周形成C型环用槽28以及O型环用槽29，进而通过机械加工形成阀开口面11以及开口面18(图3(f))。

之后，如图2所示，将利用空气等来驱动的气缸单元安装在箱体上而成为真空用阀，该气缸单元是通过将活塞杆14插通板材10f并在活塞杆14的前端部设置阀体13而构成的。

另外，优选在上述工序(d)中，螺纹孔用的螺纹底孔26a从框体10的底面侧起被推压并延伸而形成，并且当在工序(f)中对阀开口面11进行了冲切时，将螺纹底孔26a的凸缘部25a作为阀座12。这是因为能够简化工序。

另外，也可以不设置图3(f)中的C型环用槽28，而如图4所示，将用于对构成板材(上壁)10h的板材进行螺栓紧固的螺纹孔30形成在箱体的凸缘。

附图标记的说明

1：活塞杆

2：框体

3：阀体

4：排气口

5：中空圆筒体

6：开口面

10：框体

10a：框体底面

10b：框体右侧面

10u-1：底面的凹部

10u-2：右侧面的凹部

10c：底壁

10d：侧壁

10f：侧壁

10h：上壁

11：开口面(阀开口面)

12：阀座

13：阀体

14：活塞杆

14a：活塞杆的锷部

15：密封构件

16：通孔

17：密封构件

18：开口面(右侧面)

19：螺栓

20：第2开口面(与第1开口面相对的位置的开口面)

22：驱动机构

23：螺栓

24：螺栓孔

25：平板

26：螺栓孔

27：密封构件

28：C型环用槽

29：O型环用槽

30：螺纹孔

Claims

1.一种真空用阀框体，其特征在于，

不具备中空圆筒体而具备成为流路的多个开口面，在长方体形状的框体的至少一面的中央部设置凹部，在上述凹部的底面的中央部设置开口面，并在上述开口面的外周的外侧，设置用于固定其它配管的凸缘的螺栓孔，上述框体是通过板金加工而得到的，将在通过板金加工而将上述螺栓孔形成为有底孔时所产生的凸缘部作为阀座。

2.如权利要求1所述的真空用阀框体，其特征在于，上述框体的构成构件是通过将铝或铝合金的块体进行切削加工而得到的。

3.如权利要求1或2所述的真空用阀框体，其特征在于，上述框体由铝或铝合金所构成，并对形成于上述框体内的流路表面进行了阳极氧化处理。

4.如权利要求1所述的真空用阀框体，其特征在于，上述框体是通过锻造成型或铸造成型而得到的。

5.一种真空用阀，其特征在于，由权利要求1所述的真空用阀框体构成。