CN110959085B - 闸阀装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种结构简单且成本低廉的闸阀装置，其在阀板于一方向上形成长边的情况下，也能使阀板水平地保持该姿态并上下移动。本发明的闸阀装置(IV)是一种间隔在彼此连续设置的第一室和第二室之间并隔断两室的闸阀装置，其具有：连通块(Bc)，其具有允许第一室和第二室连通的连通路径(1)；以及阀单元(Uv)，其具有在隔断位置和打开位置之间自由进退的阀板(2)，所述隔断位置是坐置在连通路径上设置的座表面(11)上，隔断连通路径的位置、所述打开位置是离开座表面的位置；阀单元具有：有底筒状的阀箱(3)，以从打开位置向隔断位置的阀板的运动方向为上下方向，所述阀单元安装在连通块的上表面，阀板的上端部(21)插设在所述阀单元内，上端部(21)与所述阀单元的内侧壁(31)之间间隔有密封单元(32a，32b)；压力施加部(5)，以与阀箱的上内表面(33)相对的阀板的上表面(21b)为承压面，向该承压面施加气体压力；以及引导部(4)，其引导阀板的进退；当向承压面施加气体压力时，从阀箱突出并局部贯穿连通块的阀板下端部坐置在连通块的连通路径上设置的座表面上。

Description

闸阀装置

技术领域

本发明涉及一种间隔在彼此连续设置的第一室和第二室之间并隔断两室的闸阀装置。

背景技术

这种闸阀装置例如由专利文献1已知。该装置具有：连通块(阀主体)，其开设有允许第一室和第二室连通的连通路径；以及阀单元，其具有在隔断位置和打开位置之间自由进退的阀板，所述隔断位置坐置在形成于连通路径上的座表面上，隔断连通路径；所述打开位置离开座表面并打开连通路径。连通路径的宽度通常是根据在第一室和第二室之间输送的被输送物(例如硅基板或玻璃基板)的宽度设置，与之对应地设置阀板的板长。再有，在该装置中，在阀板的下表面上沿该板长方向留出间隔地立设有多个轴，将气缸或电机等驱动装置的动力传递给各个轴并使阀板进退。此时，在将阀板从打开位置移动到隔断位置时，为了设置在阀板上的密封件其整体上大致均匀(优选大约同时)地被压接(施加力使接触)在座表面上，通常会设计例如在阀板上的轴的数量和间隔以及施加在各轴上的动力等要素。

此时，在普遍使用上述闸阀装置的真空处理装置中，作为被输送物的待处理基板的尺寸存在大型化的倾向，相应地，真空处理装置乃至基板通过的连通路径的尺寸也发生改变。此时，需要与连通路径的尺寸变化对应地改变(增长)阀板的板长。但是，在上述现有例子中，存在闸阀装置的结构复杂化的问题。此外，在上述现有例子中，一旦阀板的板长改变，则需要修改上述要素，再次重新设计，这样的话使用不便。

现有技术文献

【专利文献】

【专利文献1】日本专利公开2011-144922号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

鉴于以上内容，本发明的技术问题是提供一种结构简单的闸阀装置。

解决技术问题的手段

为了解决上述技术问题，本发明的闸阀装置是一种间隔在彼此连续设置第一室和第二室之间并隔断两室的闸阀装置，其具有：连通块，其具有允许第一室和第二室连通的连通路径；以及阀单元，其具有在隔断位置和打开位置之间自由进退阀板，其中，所述隔断位置坐置在连通路径上设置的座表面上，隔断连通路径；所述打开位置是离开座表面的位置；阀单元具有：有底筒状的阀箱，以从打开位置向隔断位置的阀板的运动方向为上下方向，所述阀箱安装在连通块的上表面，阀板的上端部插设在所述阀箱内，该上端部和所述阀箱的内侧壁之间间隔有密封装置；压力施加部，以与阀箱上内表面相对的阀板上表面为承压面，向该承压面施加气体压力；以及引导部，其引导阀板的进退；当向承压面施加气体压力时，从阀箱突出并局部贯穿连通块的阀板下端部坐置在连通块的连通路径上设置的座表面上。

采用本发明，由于使用了以阀板的上表面作为承压面并通过向该承压面施加气体压力使阀板进退的结构，从而可得到结构简单的闸阀装置。此外，即使改变了阀板的板长，也可无需修改用于使阀板进退的(设计)要素而再次设计，可得到易于与阀板的板长变化对应且使用方便的装置。

在本发明中，优选还具有在所述阀板上朝其施加向上运动方向的作用力的作用力施加装置。由此，通过停止向阀板的承压面施加气体压力，可使阀板向上运动。

再有，在本发明中，优选在所述阀箱上设置有泄压通道，其将气体压力释放到大气中，使得不对所述密封件施加大于等于规定的压力。由此，可防止作用在密封件上的压力过大而导致流入连通路径。

再有，在本发明中，也可构成为当在第一室和第二室之间经所述连通路径输送带状基板材料时，阀体的下端部压接(施加力使接触)在基板材料的表面，因接触压力而变形的基板材料的内表面通过坐置在所述座表面上而隔断第一室和第二室。即也可构成为阀体的下端部间隔基板材料坐置在座表面上。

附图说明

图1是示出介于第一室和第二室之间的本发明的实施方式的闸阀装置的俯视示意图。

图2是沿图1所示II－II线的纵向剖视图。

图3是示出阀板移动到打开位置的状态下闸阀装置的纵向剖视图。

图4是示出阀板移动到隔断位置的状态下闸阀装置的纵向剖视图。

图5是示出阀板移动到隔断位置的状态下密封区域的俯视图。

图6是示出本发明的变形例闸阀装置的密封件的立体图。

图7是示出阀板移动到隔断位置的状态下本发明的变形例闸阀装置的纵向剖视图。

具体实施方式

下面参照附图来说明间隔在彼此连接设置的第一室C1和第二室C2之间并隔断两室的本发明的实施方式的闸阀装置IV。

如图1～图5所示，闸阀装置IV具有：连通块Bc，其带有连通路径1，所述连通路径1允许第一室C1和第二室C2连通的同时允许输送带状的基板材料W；以及阀单元Uv，其具有在隔断位置和打开位置之间自由进退的阀板2，所述隔断位置是坐置在连通路径1上设置的后面说到的座表面11a，11b，11c上，隔断连通路径1的位置、所述打开位置是离开该座表面的位置。下面将从打开位置向隔断位置的阀板2的移动方向作为上下方向中的下方，以图2中的左右方向作为板长方向进行说明。

阀单元Uv间隔作为密封单元13的O形环安装在连通块Bc上表面12。阀单元Uv具有有底筒状的阀箱3，作为阀板2上端部21的凸缘部插设在所述阀箱3内，在所述凸缘部和所述阀箱3的内侧壁(大致跑道形的气缸内壁)31之间间隔有作为密封装置32a，32b的O形环。O形环13，32a，32b以及后面说到的作为密封单元32c，32d的O形环，例如可使用氟橡胶材质的产品。此外，在本实施方式中，虽然以设置两个密封单元32a，32b的情况为例进行了说明，但在可有效隔绝作用在阀体2上表面21a和下表面21b的压力差时，也可将密封单元设置为单个。

阀板2在其下端部即凹槽20处枢转支撑有密封件22。凹槽20的曲率与橡胶辊形的密封件22表面的曲率相同(参照图2)。此外，凹槽20板长方向的长度设置为长于密封件22的长度。密封件22和阀板2的约束是通过在密封件22的轴22a和在阀板2上插设的孔2a之间的存在间隙的所谓间隙配合进行的枢转支撑。由此，阀板2向下方移动，密封件22与最初铺在引导辊Gr1，Gr2之间的基板材料W的表面Wa接触后，将基板材料W压下，使基板材料W的背面Wb(表面Wa相反侧的面)与座表面11a接触后，进一步向下方移动，凹槽20的内周面与密封件22抵接，在进一步向下按压时，即当阀板2移动到隔断位置时，密封件22的下端压接在基板材料W的表面Wa上，该压接的基板材料W的背面Wb压接在座表面11a上。与此同时，密封件22下端的板长方向的两端部的下表面区域被压接在位于基板材料W外侧的座表面11b上。与之配合，密封件22的长边方向的两侧部被压接在连通块Bc的被阀板2插入的开口的内表面、即座表面11c上。在处于压接状态的基板材料W的外侧，虽然理论上不可避免地存在由平面的座表面11a与基板材料W构成的阶梯状的对应基板材料W厚度的阶差导致形成的微小间隙Sp，但通过以适当选择密封件22的表面硬度等来控制漏气率，可实质上填补该微小间隙Sp。由此，防止两室C1，C2连通。即如图5中阴影线所示，在俯视图中阀体2通过在隔断位置形成大致口字型的密封区域R1和连接与密封区域R1相对的短边的线形的密封区域R2，隔断两室C1，C2。此外，大致口字型中不仅包括框型，还包括跑道形。

两杆部23在板长方向留出规定间隔地朝上方突出设置在阀板2的上表面21a。杆部23既可以与阀板2一体形成也可以单独形成。阀箱3上具有引导部4，其引导阀板2的进退(上下移动)。作为引导部4，例如可使用公知的直线引导机构，其构成为包括：壳体41；以及套筒43，其在壳体41内使用止动环等止动件42定位，并插入杆部23。再有，由于根据所需的上下移动位置精度，密封单元32a，32b的滑动面和密封单元32c，32d的滑动面形成了所谓的活塞/汽缸结构，从而用其设置为兼做引导部的结构，也可实现省略引导部4的设计。

闸阀装置IV以与阀箱3的上方内表面33相对的阀板2的上表面21a作为承压面，在阀长方向上留出间隔地具有多个向该承压面21a施加气体压力的压力施加单元(压力施加部)5。由于可使用导入规定压力的压缩空气的公知的压缩空气导入机构作为压力施加单元5，因此此处省略其详细说明。压缩空气的典型压力是0.5MPa。此外，压力施加单元5导致的承压面积是被密封单元32包围的上表面21a的俯视面积。参照图4，在将阀板2移动到隔断位置时，在位于密封单元32c和密封单元32d之间的连通块Bc的部分上，开设有释放气体压力的泄压通道34，该泄压通道34使得不会有大气压及以上的压力作用在O形环32d上。由此，可防止在从压力施加单元5或作用力施加单元6向阀体2的上表面21a或下表面21b施加气体压力时，通过作用在O形环32d上的压差为大气压以上，而出现大气压以上的漏气率，增加的气体流入连通路径1的情况。此外，也可在泄压通道34的开放端连接真空泵等真空排气装置，将泄压通道34抽真空到低真空气氛，由此，可通过泄压通道34进一步降低作用在O形环32d上的压力，进而可降低经连通路径1进入各室C1，C2的漏气量。

再有，闸阀装置IV还具有作用力施加单元6，其在阀板2的向上移动方向上施加作用力。由于可使用向阀板2的凸缘部21的下表面21b施加气体压力的公知的压缩气体导入机构作为作用力施加单元，因此此处省略其详细说明。此外，在使阀板2向上移动时，承受作用力施加单元6的气体压力的有效面积是从O形环32b包围的面积中减去O形环32c包围的面积后的面积。O形环32d包围的面积根据第一室C1和第二室C2的压力而变化，且根据O形环32a包围的面积和压力施加单元5的压力而改变。在典型的生产运转状态下，O形环32a的上侧是大气压，O形环32d的下侧是低真空以下的压力。即在生产运转状态下，为了使阀板2向上移动到打开位置，除阀板2的自重外，还需要施加与作用在O形环32a侧的大气压导致的力相对抗或更大的力。如上所述，由于阀板2下表面21b的承压面积明显小于O形环32a包围的面积，因此在生产运转状态中必须通过作用力施加单元6导入大于等于大气压的压力。即如果没有泄压通道34的话，则O形环32d将暴露在大于等于大气压的压力下，与没有泄压通道34时相比，漏气量增加。

再有，在闸阀装置IV中，设置有引导辊Gr1，Gr2，在如图3所示地输送基板材料W时，基板W不与连通块Bc接触。此外，引导辊Gr1，Gr2也可设置在第一室C1和第二室C2，再有，引导辊Gr1，Gr2的数量可根据基板材料W和连通块Bc的尺寸适当设置。

下面对上述闸阀装置IV的动作进行说明。如图2和图3所示，在向阀板2的凸缘部21的下表面21b施加来自作用力施加单元6的气体压力的状态下，阀板2的密封件22的下端与基板材料W的表面Wa分离，在这种情况下，可通过连通块Bc的连通路径1输送基板材料W(打开位置)。此时，基板材料W受引导辊Gr1，Gr2引导，使得基板材料W不与连通块Bc接触。

在以阀体2隔断第一室和第二室时，通过停止导入来自作用力施加单元6的压缩气体，中止对阀板2的凸缘部21的下表面21b施加气体压力。与之配合，从压力施加单元5导入压缩空气，向阀板2的承压面21a施加气体压力。由此，如图4所示，阀体2移动到隔断位置，从阀箱3突出的阀板2下端处设置的密封件22的下端按压基板材料W的表面Wa，因该压力而变形为大致V字形的基板材料W的背面Wb被压接在连通路径1上设置的座表面11a上。与该压接同时地，密封件22的下端也被压接在位于基板材料W外侧的座表面11a和11b上。此外，通过密封件22的长边方向的两侧部被压接在座表面11c上而隔断第一室C1和第二室C2。此处，由于基板材料W有厚度，所以不可避免地会在压接在座表面11a上的基板材料W的表面Wa和位于基板材料W外侧的座表面11a之间产生阶差，但可通过适当选择密封件22的硬度来填补该阶差(即不因该阶差而产生间隙)，不会在两室C1，C2的隔断性能上产生问题。此外，在本实施方式中，所谓的座表面11b，指的是座表面11a中未被基板材料W覆盖的部分(剩余部分)

此外，在第一室C1和第二室C2是真空气氛时，即使O形环32a上方的压力是大气压也可使阀板2向下移动到隔断位置，且一旦确保了密封件22可充分压接的压力，则此时无须导入来自压力施加单元5的压缩空气，也可只释放由作用力施加单元施加的气体压力。

如此，采用本实施方式，由于使用了以阀板2的上表面21a作为承压面，通过向该承压面21a施加气体压力而使阀板2进退的结构，因此可设计成使按压密封件22的力和承压面21a的面积的承压力相对抗。即当阀板2板长方向的长度变长或变短时，承压面21a的面积就会变化，但可设计成使给该承压面21a的力和密封件22的按压力相同。由此，即使阀板2的板长改变，也可无需修改用于使阀板2进退的(设计)要素并再次设计，可制成易于对应阀板2的板长变化的使用方便的产品。并且，通过设置引导部4，可防止O形环32a，32b，32c，32d扭曲，可使在打开位置和隔断位置之间顺畅移动。

再有，将密封件22的轴支撑设置为间隙配合，利用沿其上表面的凹槽20按压该密封件22。由此，即使阀板2在倾斜的状态下向下移动，与引导部4的精度不是很高地相结合，该上表面和凹槽20以仿照密封件22的上表面的方式抵接，允许密封件22在水平方向上的微小滑动。再有，由于承压面21a是承受空气压力的面，因此不存在空气压力在按压方向上的矢量要素。通过上述内容，可防止密封件22与基板材料W的表面Wa局部接触的不良情况的发生。即无需要求引导部4的高精度，通过密封件22的精度就可防止局部接触。此外，在密封件22的轴支撑设置为过渡配合或过盈配合时，为了在板长方向整体上以均等的压力按压密封件22，可谋求引导部4的高引导精度。此时，一旦引导部4的引导精度低，则无法实现在密封件22的板长方向整体上以均等的压力按压，进而存在密封件22与基板材料W的表面Wa局部接触的情况。

上面对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不仅限于上述方式。在上述实施方式中，是以使用压缩空气导入机构构成作用力施加单元6的情况为例进行说明的，但也可通过弹簧使阀板2在向上运动方向上作用。

在上述实施方式中，是以连通块Bc和阀单元Uv分体形成的情况为例进行说明的，但两者也可一体成型。

在上述实施方式中，虽然阀板2在打开位置处的下端形状(即橡胶辊形密封件22的下端形状)为剖视图呈U字形(或橡胶辊的外形是圆筒形)，但只要是能坐置在连通块Bc的座表面11a，11b上即可，没有特殊限定，例如也可以是剖视图呈六边形、梯型、倒三角形。需要的形状是在阀板2移动到隔断位置时，对各压接面施加均等的垂直方向上的足够的压接力。在任何情况下，密封件22的下端都向下方按压基板材料W的表面Wa，利用该按压力而略呈V字形变形的基板材料W的背面Wb被压接在座表面11a上。密封件22的下端也压接在位于基板材料W的板长方向外侧的座表面11a，11b上。通过与之配合地将密封件22的长边方向的两侧部也压接在座表面11c上，可隔断两室C1，C2。此外，为了避免在移动到隔断位置时，在多边形形状剖面上产生的座表面11b的各顶部上的压接力难以均等，圆弧形剖面是最佳形状。并且，为了进行侧部的压接，座表面11c在向隔断位置移动时要保持楔形形状的斜面。此时，虽然在基板材料W的表面Wa和座表面11b之间会不可避免地产生阶差，但通过将密封件22的硬度设置为可填补该阶差，从而能可靠地隔断两室C1，C2。

再有，在上述实施方式中，以轴支撑轴密封件22的情况为例进行了说明，但也可使用无轴的橡胶辊形密封件。此时，在连通块Bc的插入有阀体2的开口部的底部上开设比密封件小一圈的切口，只要以该切口的周边部分支撑密封件即可。

再有，在上述实施方式中，以座表面11a是平面的情况为例进行了说明，但也可以是与密封件22具有相同曲率的剖视图呈圆弧形的曲面。以此，可增加密封件22相对于座表面的压接面积，即使有粉尘(异物)啮合到了密封件22和座表面之间，也能尽量抑制不良隔断的发生，是有利的。

而在阀体2从隔断位置移动到打开位置时，即压接在基板材料W的表面Wa上的密封件22在从该表面Wa离开时，有时会产生基板材料W粘附在密封件22上的问题。此外，该问题在密封件22坐置的座表面是上述剖视图呈圆弧形曲面的情况时容易发生。因此，如图6所示，优选在橡胶辊形密封件22的周面上以规定深度形成凹槽220，该凹槽220在阀长方向上延伸，优选这些凹槽220为交错设置。通过这样设置凹槽220，可减少密封件22和基板材料W的接触面积，最终可防止基板材料W的粘附。此时，压接面的长度(在基板材料W的平面向连通块Bc投影的压接区域上基板材料输送方向的长度)优选设置为大于等于凹槽220的间距(交错设置凹槽220时，则是大于等于交错重复的间距)。再有，在座表面11b区域内，由于基板材料不存在以及为使压接距离减少，优选不设置凹槽220。另一优点是，由于所需的压接力是相对于密封件的压接面积的表面压力的合计，因此在压接面积增加时，通常压接力也会增加，但可使对应凹槽220面积的压接力减少，是有利的。

再有，作为另一实施方式，如下所述地确保阀体2的移动量也是有效的。即移动量也可设置为：压接在基板材料W的表面Wa上的密封件22从该表面Wa离开时，保持基板材料W粘附在密封件22上的状态，将阀体2向上方移动，使基板材料W的表面Wa与连通块Bc接触，从而通过基板材料W产生剥离方向的力，确保由此可使基板材料W从密封件22脱离的移动量。在现有例中，存在通过使密封件22旋转等剥离的方法，采用这种方法，需要设置旋转机构等新的构成元素。相反，采用上述结构无需设置新的构成元素，采用规定阀体的移动量这种简单的结构就能实现。同时，针对连通块Bc和基板材料W的接触部位，为了能得到剥离方向的力能有效地工作这一更好的效果，也可采用例如收窄开口，或者对开口部附近的连通路径上下方向进行收窄的形状。

再有，在上述实施方式中，以密封件22下端隔着基板材料W的表面Wa坐置在座表面11a上，该下端坐置在座表面11b上，并且密封件22的侧部坐置在座表面11c上的情况为例进行了说明，但并不限于此，也可构成为根据基板材料W的形状、连通路径1的形状和座表面的位置，使密封件22的其他部分坐置。

再有，在上述实施方式中，作为引导部4以具有套筒43的引导部为例进行了说明，但并没有特殊限定，只要是能引导阀体2进退即可，例如可使用沿导轨引导的公知单元作为引导部。

再有，在上述实施方式中，以具有两个压缩空气导入机构5的情况为例进行了说明，但只要至少具有一个压缩空气导入机构5即可，可根据阀板2的移动速度而适当设置压缩空气导入机构5的数量。在具有一个压缩空气导入机构5的情况下，优选设置在阀长方向的中央，再有，在具有三个及以上压缩空气导入机构5时，优选在阀长方向上等间隔设置。

再有，泄压通道34的开设位置不限于图3和图4所示的位置，只要开设为不会有大气压以上的压力作用在密封装置32d上即可。

附图标记说明

Bc.连通块、IV.闸阀装置、Uv.阀单元、1.连通路径、2.阀板、3.阀箱、4.引导部、5.压力施加单元、6.作用力施加单元、11a，11b，11c.座表面、12.连通块Bc的上表面、21a.阀板2的上表面(承压面)、31.阀箱3的内侧壁、32a，32b，32d.O形环(密封单元)、33.阀箱3的上内表面、34.泄压通道。

Claims (3)

1.一种闸阀装置，是间隔设置在彼此连续设置的第一室和第二室之间并将两室隔断的闸阀装置，其特征在于，具有：

连通块，其具有允许第一室和第二室连通的连通路径；以及

阀单元，其具有阀板，该阀板可在隔断位置和打开位置之间自由进退，所述隔断位置是坐置在连通路径上设置的座表面上隔断连通路径的位置，所述打开位置是离开座表面的位置；

阀板的下端部压接在第一室和第二室之间经连通路径运送的带状基板的表面，通过压接力使基板的背面坐置在座表面上；

阀单元具有：有底筒状的阀箱，以从打开位置向隔断位置的阀板移动的方向作为上下方向，所述阀箱安装在连通块的上表面，阀板的上端部插设在所述阀箱内，在所述上端部和所述阀箱的内侧壁之间间隔有密封单元；压力施加部，其以与阀箱的上内表面相对的阀板的上表面作为承压面，向该承压面施加气体压力；以及引导部，其引导阀板的进退；在向承压面施加气体压力时，从阀箱突出并局部贯通连通块的阀板的下端部坐置在连通块的连通路径上设置的座表面上；

在阀板的下端朝上方凹陷设置有凹槽，在该凹槽中插入具有中心轴的辊形密封件，所述密封件构成可压接在基板表面上的阀板的下端部，密封件的中心轴的端部留出间隙地插入并枢转支撑在凹槽轴向两侧的壁面上开设的孔部中。

2.根据权利要求1所述的闸阀装置，其特征在于：

还具有向所述阀板施加其向上移动方向的作用力的作用力施加单元。

3.根据权利要求1或2所述的闸阀装置，其特征在于：

所述阀箱中开设有泄压通道，其使气体压力释放到大气中以便不会有大于等于规定的压力作用在所述密封单元上。

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