CN219327694U - 活塞缸和半导体设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种活塞缸和半导体设备，所述活塞缸包括：缸体，具有内腔和与所述内腔连通的第一流体通道；活塞，可往复移动地插入于所述内腔中，将所述内腔分隔为与所述第一流体通道连通的第一腔体和与所述第一流体通道隔开的第二腔体；以及气垫结构，设置于所述活塞缸中，所述气垫结构包括：密封部，以能够与往复移动的所述活塞接触而将所述第一腔体和所述第一流体通道隔开的方式设置在所述缸体的内壁上；流体控制部，包括旁通流体通道和流量调节部件，所述旁通流体通道设置在所述第一腔体与所述第一流体通道之间，所述流量调节部件在第一腔体侧插入于所述旁通流体通道中；阻尼器，在所述第一腔体内设置在所述活塞与所述流量调节部件之间。

Description

活塞缸和半导体设备

技术领域

本实用新型涉及设备制造领域，特别涉及活塞通过流体压力往复移动的活塞缸以及半导体设备。

背景技术

在半导体设备、机械设备等设备或设施领域中，需要能够实现前后往复运动、旋转运动等周期性运动的装置或机构，作为一例，已知利用液压或气压提供这种周期性运动的活塞缸。这种活塞缸包括缸体和在缸体内受流体压力(液压或气压)往复移动的活塞。而在不同的应用场景中，根据活塞的行程、所要求的功率等，活塞缸的规格多种多样。

尤其，在半导体设备领域(例如，半导体处理设备)中，需要使用小而精密的活塞缸。为了精确地控制活塞的动作，已经研发了各种活塞缸设备。另外，当活塞往复移动过程中接近最大行程位置(例如，在上下往复移动中的最大上升位置或最大下降位置)时需要将速度减少至零后再进行加速，在此过程中如果活塞的运动状态突然发生变化，则会对活塞和缸体带来冲击，并且发生噪声，因此需要一种能缓冲活塞运动发生突然变化的结构。

作为一个示例，可以采用气垫(aircushion)。气垫在活塞接近最大行程位置时，随着缸体中的流体排出的流量减少而使活塞速度缓慢减小。

然而，在以往的气垫中，仅通过将空气调节部件利用过盈配合组装到气垫块。因此，在活塞进行往复移动的过程中由于流体的排出压力而导致气垫结构中的流量调节部件发生脱离，导致流体泄漏。

实用新型内容

技术问题

为此，本实用新型的一个目的在于，提供一种活塞缸以及包括该活塞缸的半导体设备，其能够防止因气垫结构中的流量调节部件脱离而发生流体泄漏。

本实用新型的另一个目的在于，提供一种活塞缸以及包括该活塞缸的半导体设备，其能够进一步缓冲活塞运动的突然变化，减少冲击和噪声。

本实用新型的另一个目的在于，提供一种活塞缸以及包括该活塞缸的半导体设备，其使在活塞的运动方向发生变化并被流体的压力驱动而加速时由于流体的压力瞬间施加于活塞而导致的物体振动迅速衰减。

技术方案

作为一个实施方式，本实用新型提供一种活塞缸，可包括：缸体，具有内腔和与所述内腔连通的第一流体通道；活塞，可往复移动地插入于所述内腔中，将所述内腔分隔为与所述第一流体通道连通的第一腔体和与所述第一流体通道隔开的第二腔体；以及气垫结构，设置于所述活塞缸中，所述气垫结构可包括：密封部，以能够与往复移动的所述活塞接触而将所述第一腔体和所述第一流体通道隔开的方式设置在所述缸体的内壁上；流体控制部，包括旁通流体通道和流量调节部件，所述旁通流体通道设置在所述第一腔体与所述第一流体通道之间，所述流量调节部件在第一腔体侧插入于所述旁通流体通道中；以及阻尼器，在所述第一腔体内设置在所述活塞与所述流量调节部件之间。

在一些实施方式中，当所述第一腔体的体积减小并且所述活塞与所述密封部接触时，所述第一腔体中的流体经由所述旁通流体通道排出到所述第一流体通道。

在一些实施方式中，所述旁通流体通道在第一腔体侧设有扩孔部，所述流量调节部件通过过盈配合安装于所述扩孔部中。

在一些实施方式中，所述流量调节部件设有供流体流过的孔口，所述孔口的孔径根据流体的压力而变化。

在一些实施方式中，所述旁通流体通道还包括内径小于所述扩孔部的内径的流路部以及所述扩孔部与所述流路部之间的台阶部。

在一些实施方式中，所述流量调节部件安置于所述台阶部上并插入到所述流路部内。

在一些实施方式中，所述流量调节部件的第一腔体侧设有用于安置所述阻尼器的安置部。

在一些实施方式中，所述阻尼器的阻尼系数为针对所述活塞运动引发的振动的临界阻尼系数。

作为一个实施方式，本实用新型进一步提供一种半导体设备，其可包括上述的活塞缸。

有益效果

本实用新型的活塞缸以及包括该活塞缸的半导体设备能够防止因气垫结构中的流量调节部件脱离而发生流体泄漏。

本实用新型的活塞缸以及包括该活塞缸的半导体设备能够进一步缓冲活塞运动的突然变化，减少冲击和噪声。

本实用新型的的活塞缸以及包括该活塞缸的半导体设备使在活塞的运动方向发生变化并被流体的压力驱动而加速时由于流体的压力瞬间施加于活塞而导致的物体振动迅速衰减。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施方式的活塞缸的立体图。

图2是本实用新型的一个实施方式的活塞缸的主视图。

图3是沿图2中的剖切线A-A截取的剖视图。

图4是图3中的B区域的局部放大图，示出本实用新型的一个实施方式的阻尼器的配置。

图5是本实用新型的一个实施方式的流体控制部的流量调节部件的立体图。

图6是本实用新型的一个实施方式的流体控制部的流量调节部件的俯视图。

图7是沿图6中的剖切线C-C截取的剖视图。

图8是说明本实用新型的一个实施方式的阻尼器的阻尼系数的示意图。

附图标记

1：活塞缸；

2：缸体；

21：内腔；

211：第一腔体；

212：第二腔体；

22：第一流体通道；

221：第一端口部；

222：第一连通部；

23：第二流体通道；

231：第二端口部；

232：第二连通部；

24：活塞伸出通道；

3：活塞；

31：大径部；

32：第一延伸部；

33：第二延伸部；

4：气垫结构；

5：密封部；

6：流体控制部；

61：旁通流体通道；

611：扩孔部；

612：流路部；

613：台阶部；

62：流量调节部件；

621：孔口；

622：安置部；

623：台阶；

7：阻尼器；

8：密封圈。

具体实施方式

下面，结合本实用新型的一个或多个实施方式的附图，对本实用新型的一个或多个实施方式中进行详细说明，显然，这一或这些实施方式仅仅是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本实用新型的实施方式，本领域技术人员在无需创造性劳动加以变形所获得的所有其他实施方式，也属于本实用新型所保护的范围。

在下列实施方式中使用的术语仅仅是为了说明或解释特定实施方式的目的，而并非旨在对本实用新型的保护范围构成限制。另外，本实用新型中所使用的单数表达形式，例如“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”等旨在包括例如“一个或多个”之类的复数形式，除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解，在本实用新型的实施方式中，使用“一个或多个”、“至少一个”、“一个以上”等术语时，旨在包括一个、两个以及至少三个的情形。

另外，在本实用新型的说明书中使用“在一个实施方式中”、“在一些实施方式中”、“一个或多个实施方式中”等术语进行说明时，旨在本实用新型的一个以上的实施方式中可以包括结合该实施方式进行说明的特定技术特征。因此，在本说明书的不同之处出现的“在一个实施方式中”、“在一些实施方式中”、“在一个或多个实施方式”中不一定是指同一个实施方式，而是既可以指相同的实施方式，也可以指不同的实施方式，除非这些实施方式所说明的特定技术特征不能单独使用或不能结合。

另外，在本实用新型中，当一个要素描述为“包括”、“包含”、“具有”另一个要素时，旨在进行开放式限定，即，该一个要素除包括该另一个要素外，还可以包括其他要素。而当一个要素描述为“仅包括”、“仅包含”、“仅具有”另一个要素或“由另一个要素组成”时，旨在进行封闭式限定，即，该一个要素不包括除该另一个要素外的其他要素。但需要注意的是，为了说明多个要素之间的形成关系而使用一个要素“由另一个要素形成”这一术语时，该术语并非旨在进行封闭式限定，应认为该另一个要素形成该一个要素的一部分，该一个要素可以包含除该另一个要素以外的其他要素。

应该理解的是，在本文中使用“第一”、“第二”等顺序性术语来说明各个要素时，这些顺序性术语仅在区分一个要素与另一个要素，而不应该“第一”、“第二”等术语含有表示主次关系、先后关系等含义。在不脱离本实用新型的范围内，第一要素可以标注为第二要素，第二要素也可以标注为第一要素。

在本实用新型中，对两个以上的要素的位置关系进行说明时若使用“在……上”、“在……下”、“在……之间”等术语，则表示该两个以上的要素之间还可以设置另外的一个或多个其他要素，除非使用“刚好”、“紧邻地”等术语。

以下，参照附图对本实用新型的一个或多个实施方式进行详细说明，以便本领域技术人员清楚、完整地理解本实用新型。当对公知的结构或特征的描述会不必要地导致本实用新型的主旨变模糊时，将省略对这些公知的结构或特征的说明。

根据本实用新型的一个实施方式，提供一种气垫结构和活塞缸，气垫结构设置于活塞缸中。为了使本领域技术人员更容易理解本实用新型的气垫结构和活塞缸，在先对活塞缸的结构进行详细说明的基础上，对本实用新型的气垫结构的实施方式进行详细说明。

图1是本实用新型的一个实施方式的活塞缸的立体图。图2是本实用新型的一个实施方式的活塞缸的主视图。图3是沿图2中的剖切线A-A截取的剖视图。

如图1至图3所示，活塞缸1包括缸体2和活塞3。如图1至图3所示，缸体2的外形例如形成为大致圆柱形状，但不限于此，也可以是多棱柱状等其他形状。缸体2沿上下方向延伸。

缸体2内设有中空的内腔21。内腔21例如形成为直径比缸体的外形小的圆柱形状，但不限于此，也可以是多棱柱形状等其他形状。内腔21沿上下方向延伸，供后述的活塞3在其内部往复移动。

在缸体2中还设有第一流体通道22，第一流体通道22与内腔21的一端(例如，下端)连通。第一流体通道22包括与内腔21直接连通的第一连通部222和与第一连通部222连通的第一端口部221。

第一连通部222在缸体2内沿与内腔21相同的方向，即，上下方向从内腔21的下端延伸而形成，从而在活塞3向下移动时可以收纳活塞3的下端部分。第一连通部222形成为与活塞3的下端部分的形状匹配的形状，例如，圆柱形状。第一连通部222的轴线方向与内腔21的轴线方向和后述的活塞3的轴线方向重合。

第一端口部221贯穿缸体2的侧壁，在与第一连通部222交叉的方向(例如，水平方向)上延伸形成。第一端口部221供流体(例如，气体或液体)排出或流入。

在缸体2中还可以设有第二流体通道23，第二流体通道23与内腔21的另一端(例如，上端)连通。第二流体通道23包括与内腔21直接连通的第二连通部232和与第二连通部232连通的第二端口部231。

第二连通部232在缸体2内沿与内腔21相同的方向，即，上下方向从内腔21的上端延伸而形成。第二连通部232也可以例如形成为圆柱形状。第二连通部232的延伸方向可以与第一连通部222和内腔21的轴线方向在水平方向上错开而平行地延伸。

第二端口部231贯穿缸体2的侧壁，在与第二连通部232交叉的方向(例如，水平方向)上延伸形成。第二端口部231供流体(例如，气体或液体)排出或流入。例如，当流体经过第一端口部221和第一连通部222流入内腔21的一侧时，内腔21的另一侧的流体经第二连通部232和第二端口部231流出，相反地，当流体经过第二端口部231和第二连通部232流入内腔21的另一侧时，内腔21的一侧的流体经第一连通部222和第一端口部221流出。

在缸体2中还可以设有贯穿缸体2与内腔21的上端连接的活塞伸出通道24，后述的活塞3的上部通过活塞伸出通道24从内腔21伸出到外部。活塞伸出通道24在缸体2内沿与内腔21相同的方向，即，上下方向从内腔21的上端延伸而形成。活塞伸出通道24形成为与活塞3的上部的形状匹配的形状，例如，圆柱形状。活塞伸出通道24的轴线方向与内腔21的轴线方向和后述的活塞3的轴线方向重合。

活塞伸出通道24中靠近缸体2外侧的一端利用密封圈8进行密封，以防止内腔21中的流体通过活塞伸出通道24与活塞3之间的缝隙流出到外部。密封圈8可根据实际情况选用例如U型密封圈、O型密封圈、Y型密封圈等中的至少一种，本实用新型不限于此。活塞伸出通道24与第二连通部232可以是单独的不同结构，然而在一些实施方式中，活塞伸出通道24和第二连通部232也可以是同一个结构，即，活塞伸出通道24用作第二连通部232。

在缸体2的内腔21中插入有活塞3，活塞3包括经由活塞伸出通道24与外部的其他机构连接的第一延伸部32、与第一延伸部32连接的大径部31以及从大径部31向下延伸的第二延伸部33。大径部31与内腔21的侧壁紧密接触，并在内腔21内上下往复移动。大径部31的直径大致等于内腔21的内径，大径部31的直径大于第一延伸部32和第二延伸部33的直径。大径部31沿上下方向的长度小于内腔21沿上下方向的长度。大径部31将内腔21分隔为下侧的第一腔体211和位于第一腔体211的相反侧，即，上侧的第二腔体212。为了将第一腔体211与第二腔体212隔开，可以在大径部31的与内腔21的侧壁接触的侧面设置供密封圈8插入的凹槽，并在该凹槽内设置密封圈8。第二延伸部33从大径部31的下端向下延伸，当大径部31在内腔21内移动到靠下侧的位置时，第二延伸部33与后述的气垫结构4的密封部5紧密接触，并且第二延伸部33的至少一部分可以容纳在第一连通部222内，以断开第一连通部222与第一腔体211的直接连通，而当大径部31在内腔21内移动到靠上侧的位置时，第二延伸部33离开第一连通部222，从而使得第一连通部222与第一腔体211直接连通。

根据如上所述的本实施方式的活塞缸1的结构，通过控制流体经第一流体通道22和第二流体通道23的流入和排出，使活塞3借助于流体的压力而往复移动。

在本实施方式中，对缸体2包括活塞伸出通道24并且活塞3包括经由活塞伸出通道24与外部的其他机构连接的第一延伸部32的情况进行了说明，但是，在另一些实施方式中，缸体2也可以不包括活塞伸出通道24并且活塞3不包括经由活塞伸出通道24与外部的其他机构连接的第一延伸部32。此时，在大径部31的上侧也可以设置与大径部31的下侧相同的第二延伸部33以及第一流体通道22相关的结构以及后述的气垫结构4。

接下来，对本实用新型的一个实施方式的气垫结构4进行详细说明。图4是图3中的B区域的局部放大图，示出本实用新型的一个实施方式的阻尼器的配置。图5是本实用新型的一个实施方式的流体控制部的流量调节部件的立体图。图6是本实用新型的一个实施方式的流体控制部的流量调节部件的俯视图。图7是沿图6中的剖切线C-C截取的剖视图。图8是说明本实用新型的一个实施方式的阻尼器的阻尼系数的示意图。

如图3所示，气垫结构4可以设置于活塞缸1的靠第一腔体211和第一流体通道22的缸体2中。气垫结构4包括密封部5、流体控制部6以及阻尼器7。

密封部5以能够与往复移动的活塞3接触而将第一腔体211与第一流体通道22的第一连通部222隔开的方式设置在缸体2的内壁。具体而言，密封部5设置在第一流体通道22的第一连通部222的靠第一腔体211侧的侧壁上。当活塞3向下移动时，第一腔体211的体积减小，第二腔体212的体积增大，随着活塞3向下移动，第二延伸部33插入到第一连通部222并且第二延伸部33的侧壁与密封部5接触，从而断开第一腔体211与第一连通部222的直接连通。密封部5例如可以采用密封垫、密封圈等，其材料不受限制，只要能够阻断流体经由第二延伸部33与第一连通部222的侧壁之间缝隙在第一连通部222与第一腔体211之间流动即可。

流体控制部6在第一腔体211的体积减小并且活塞3与密封部5接触后，控制第一腔体211内的流体的排出。流体控制部6包括旁通流体通道61和流量调节部件62。

旁通流体通道61设置在第一腔体211与第一流体通道22之间，具体地，设置在第一腔体211与第一端口部221之间。旁通流体通道61可以设置成在第一连通部222的径向外侧与第一连通部222平行地延伸。旁通流体通道61例如也设置成圆柱形，但不限于此。随着活塞3向下移动，第二延伸部33与密封部5接触后，第一腔体211内的流体经由旁通流体通道61排出到第一端口部221并排出到外部。旁通流体通道61的横向宽度(例如，后述的流路部612的内径)设置成小于第一连通部222的横向宽度(例如，内径)，因此，在第二延伸部33与密封部5接触后，第一腔体211内流体的排出速度减缓，从而能够防止或减缓活塞3的大径部31向下移动时与第一腔体211的下端的壁部碰撞而产生冲击。

旁通流体通道61包括设置在第一腔体211侧的扩孔部611、设置在扩孔部下侧的流路部612以及形成在扩孔部611与流路部612之间的台阶部613。

扩孔部611用于安装流量调节部件62，其横向尺寸(例如，内径)大于流路部612的横向尺寸(例如，内径)。扩孔部611例如通过锪孔等工艺形成在缸体2的内壁。

流路部612设置在第一端口部221侧，即，扩孔部611的相反侧，与第一端口部221连通。

台阶部613形成在扩孔部611与流路部612之间，连接扩孔部611与流路部612。台阶部613用于将流量调节部件62卡止在扩孔部611上，防止流量调节部件62因第一腔体211内的流体的排出压力而向流路部612侧移动。

流量调节部件62通过过盈配合安装于扩孔部611中，并且能够在第一腔体211的体积缩小时根据第一腔体211内的压力而调节第一腔体211内的流体排出的流量和流速。

具体而言，如图5至图7所示，流量调节部件62的中心设有贯穿流量调节部件62的供流体流过的孔口621，孔口621的孔径根据流体的压力而变化。例如，当流体的压力大时，孔口621的孔径会扩大，当流体的压力小时，孔口621的孔径会缩小，从而根据第一腔体211内的流体的压力调节孔径来调节流体的流量。为此，流量调节部件62优选例如由弹性材料，例如橡胶构成。由此，流量调节部件62以适应第一腔体211内的流体的压力的方式调整流体的流量，使流体以稳定的流速被排出，从而使活塞3的大径部31接近第一腔体211的下端时得以平缓地减速，防止大径部31与第一腔体211的下端的壁部碰撞而产生冲击和噪声。

流量调节部件62具有与旁通流体通道61的扩孔部611和台阶部613对应的外形，并且流量调节部件62的下端可插入于流路部612中，从而将流量调节部件62稳固地安装在扩孔部611内，并卡止在台阶部613上。例如，流量调节部件62的坐落在扩孔部611内的部分的外径大于插入流路部612中的部分的外径，并且两者通过与台阶部613对应的台阶623连接。流量调节部件62的插入流路部612的部分的纵向长度可以设为比坐落在扩孔部611内的部分的纵向长度长，从而能够更加牢固地将流量调节部件62安装在扩孔部611中，防止其因流体的压力变化而脱落。

流量调节部件62在第一腔体211侧设有用于安置阻尼器7的安置部622。具体地，安置部622形成为与阻尼器7的端部的形状匹配的形状，以将阻尼器7牢固地固定。例如，安置部622可以公母耦合的方式安置阻尼器7，以便牢靠地安装阻尼器7，阻尼器7也可以过盈配合的方式插入于安置部622，从而以被安置部622环绕夹紧的方式被牢牢固定。

阻尼器7在第一腔体211内设置在活塞3与流量调节部件62之间。具体地，阻尼器7可以设置在大径部31与流量调节部件62之间，安置在流量调节部件62的安置部622。当活塞3向下移动而接近第一腔体211的下端的壁部时，活塞3的大径部31的与流量调节部件62相对的面与阻尼器7接触，并使阻尼器7发生弹性变形，阻尼器7的变形对流量调节部件62施加按压力，使得流量调节部件62稳定地抵接在扩孔部611内的台阶部613上，因此，能够防止活塞3移动的过程中由于流体的排出压力而导致流量调节部件62发生脱离，导致流体泄漏。

阻尼器7可设置为在活塞3向下移动(即，第一腔体211的体积减小)并与密封部5接触之前就与活塞3的大径部31接触，发生弹性变形，从而为大径部31提供与其移动方向相反的方向的力，以使活塞3提前开始减速，从而使得活塞3在第二延伸部33与密封部5接触时，速度已经被控制在规定的范围内。由此，能够进一步抑制活塞3以较高的速度与密封部5接触而导致第一腔体211内的流体压力和流量发生突然变化从而导致流量调节部件62的脱落，并且能够更有效地减缓活塞3的运动状态突然发生变化而发生冲击、振动以及噪音，从而能够进一步防止由这种冲击和振动所导致的零件的磨损及精度的降低等。另外，阻尼器7对活塞3预先开始且持续进行缓冲，因此，当第二延伸部33与密封部5接触时，阻尼器7与流量调节部件62协同操作，第一腔体211内的流体的压力和阻尼器7的弹性力共同使活塞3的速度逐渐减小，进一步提高气垫结构4整体的缓冲效果，还能够避免活塞3对缸体2产生冲击以及由该冲击引发的流量调节部件62的脱落等损伤。进一步地，即便活塞3向下移动接近最大行程位置(即，最大下降位置)而使得第一腔体211中的流体被大部分排出而迫使流量调节部件62停止操作，由于阻尼器7能够持续对活塞3进行缓冲，因此，能够避免缸体2直接受到活塞3的冲击，同时，能够避免流量调节部件62受到该冲击而发生松动甚至脱落。

根据如上所述的实施方式，阻尼器7在对活塞3进行缓冲的同时，其受到的来自活塞3的压力会反向施加给流量调节部件62，使得流量调节部件62受到向下的压力，加之旁通流体通道61的台阶部613又对流量调节部件62提供向上的支撑力，流量调节部件62通过这种夹紧力和过盈配合的设置方式，能够更加稳定地固定于扩孔部611，避免了受第一腔体211中的流体的压力变化以及活塞3对缸体2产生的冲击和振动的影响而发生松动甚至脱落。

优选地，阻尼器7可以是弹簧(例如，螺旋弹簧)，该弹簧的弹性变形方向与活塞3的运动方向一致。弹簧作为一种利用弹性来工作的机械零件，利用弹簧的弹性变形可以缓和活塞3的冲击或振动等。因此，当使用弹簧时，不仅能够在第一腔体211的体积减小(即，活塞3朝向流量调节部件62侧移动)时对活塞3进行缓冲，而且能够在流体流入第一流体通道22中而使活塞3向上侧移动，使得第一腔体211的体积增加(即，活塞3朝向远离流量调节部件62的方向移动)时，对活塞3的移动提供辅助的推力。

阻尼器7优选采用具有针对活塞运动引发的振动的临界阻尼系数的阻尼器，例如，具有临界阻尼系数的弹簧。当活塞3的运动方向发生变化，并被流体的压力驱动而加速时，由于流体的压力瞬间施加于活塞3而导致物体振动(例如，活塞3、缸体2、气垫结构4等)。而当阻尼器7采用具有针对活塞运动引发的振动的临界阻尼系数的阻尼器时，如图8所示，阻尼器7能够以最快的速度使该振动衰减，从而更稳定地驱动活塞3。临界阻尼系数是指物体受到外扰时不发生自由振动而迅速稳定的阻尼系数。当阻尼系数小于临界阻尼系数时，在活塞3的运动方向发生变化并被流体的压力驱动而加速时，流体的压力瞬间施加于活塞3而导致振动，振动衰减速度变慢，即，处于欠阻尼状态，而当阻尼系数大于临界阻尼系数时，则处于过阻尼状态，振动的衰减速度也会变慢。临界阻尼系数可根据活塞缸1受到外扰而导致振动的临界阻尼系数而定(例如，采用使活塞缸1的振动迅速衰减的活塞缸1的临界阻尼系数)。

根据上述实施方式的气垫结构4，能够防止因气垫结构4中的流量调节部件62脱离而发生流体泄漏，而且，能够进一步缓冲活塞3运动的突然变化，减少对缸体2冲击以及由此产生噪声。

下面，对气垫结构4的动作进行详细说明。

当活塞3位于内腔21的最上端(最大行程位置)时，第二腔体212的体积处于最小状态，第一腔体211的体积处于最大状态。此时，当流体通过第二流体通道23的第二端口部231供给到缸体2内时，流体经过第二连通部232流入第二腔体212内，并对活塞3的大径部31施加向下的压力，使活塞3加速向下移动，第二腔体212的体积增大，第一腔体211的体积减小，第一腔体211内的流体经由第一流体通道22的第一连通部222以及气垫结构4的旁通流体通道6排出到第一流体通道22的第一端口部221，并进一步排出到外部。随着活塞3向下移动而靠近内腔21的下端时，活塞3的第二延伸部33插入到第一连通部222中，并且第二延伸部33的侧壁与设置在第一连通部222的侧壁上的密封部5接触，断开第一腔体211与第一连通部222的直接连通，流体只能通过旁通流体通道6排出到第一端口部221。第二延伸部33与密封部5接触时，第一腔体211内的压强迅速增大，使流量控制部件62的孔口621根据流体压力而发生变化，调节流体经过旁通流体通道61排出的流量，从而对第一腔体211内的流体的压强进行反馈控制，使其保持在适当的压强，以缓冲活塞3突然减速。另外，气垫结构4的阻尼器7可以在活塞3的第二延伸部33与密封部5接触前就已与活塞3的大径部31接触(例如，在活塞3的往复移动过程中，阻尼器7与活塞3的大径部31始终保持连接状态，或者从离开活塞3的大径部7的状态在第二延伸部33与密封部5接触前变为与活塞3的大径部31接触的状态)。阻尼器7与活塞3接触后发生变形，在与活塞3的运动方向相反的方向对活塞3施加压力，从而使活塞3稳定减速。另一方面，阻尼器7与活塞3接触发生变形而将流量控制部件62按压在台阶部613上，从而防止流量控制部件62因排出的流体压力而从旁通流体通道61脱落，发生流体泄漏，并且进一步缓冲活塞3运动的突然变化，减少活塞3在内腔21的下端(最大行程位置处)与缸体2碰撞而产生冲击和噪声。

接下来，活塞3继续向下移动，借助于阻尼器7的进一步变形和第一腔体211内的流体的压力进一步对活塞3进行缓冲以使其减速，使得活塞3的速度在内腔21的下端处减至零。此时，第一腔体211的体积达到最小，第二腔体212的体积达到最大。

接着，当流体通过第一流体通道22的第一端口部221进入到第一连通部222时，流体对第二延伸部33施加向上的压力，而经过旁通流体通道61流入第一腔体21内的流体则对大径部31施加向上的压力，从而驱动活塞3向上加速。此时，由于流体的压力瞬间施加于活塞3而导致活塞缸1振动(例如，活塞3、缸体2、气垫结构4等)。而当阻尼器7采用具有针对活塞运动引发的振动的临界阻尼系数的阻尼器时，阻尼器7能够以最快的速度使该振动衰减，从而更稳定地驱动活塞3。随着，活塞3的向上移动，第一腔体211的体积增大，第二腔体212的体积减小，第二腔体212内的流体经由第二流体通道23的第二连通部232排出到第二流体通道23的第二端口部231，并进一步排出到外部。第二延伸部33则离开第一连通部222，与密封部5分开，第一连通部222与第一腔体211恢复直接连通状态。接下来，活塞3达到最大速度后随之减速并到达内腔21的最上端。此后，如此反复地进行活塞3的往复移动，对此不再赘述。

在本实用新型的一个或一些实施方式中，还提供一种活塞缸1，其可包括上述的气垫结构4。以下，对于活塞缸1和气垫结构4的说明中与上述的内容重复的部分进行省略，该部分同样适用于此。

另外，活塞缸1可与外部的例如泵等流体供给设备(未示出)连接，通过流体供给设备以向第一腔体211或第二腔体212泵送流体或从第一腔体211或第二腔体212吸出流体的方式来调节内腔21中的流体以驱动活塞3的往复移动。该流体供给设备可根据实际情况自由地进行选择，本实用新型不限于此。

本实用新型的活塞缸1可以应用于各类半导体处理设备中，但不限于此，还可以用于其他需要利用流路调节的机械设备领域中，例如，可以用于滑阀、闸阀等阀门中。

在本实用新型的一个或一些实施方式，本实用新型进一步提供一种半导体设备(未示出)，其可包括上述的活塞缸1。以下，对于与上述的内容重复的部分进行省略，该部分同样适用于此。该半导体设备可以是半导体处理设备或半导体加工设备，例如，半导体刻蚀设备、半导体清洗设备、光刻机、减薄机、划片机、测试机、分选机、探针机等，本实用新型不限于此。

以上对本实用新型的实施方式进行了说明，但是这仅用于帮助全面地理解本实用新型，本实用新型不限于此，本领域技术人员能够由这些记载进行多种修改及变形。因此，本实用新型的技术思想不限于上述的实施方式，所附的权利要求以及其等同或等价的变形均属于本实用新型的范畴。

Claims (9)

1.一种活塞缸，其特征在于，包括：

缸体，具有内腔和与所述内腔连通的第一流体通道；

活塞，可往复移动地插入于所述内腔中，将所述内腔分隔为与所述第一流体通道连通的第一腔体和与所述第一流体通道隔开的第二腔体；以及

气垫结构，设置于所述活塞缸中，

所述气垫结构包括：

密封部，以能够与往复移动的所述活塞接触而将所述第一腔体和所述第一流体通道隔开的方式设置在所述缸体的内壁上；

流体控制部，包括旁通流体通道和流量调节部件，所述旁通流体通道设置在所述第一腔体与所述第一流体通道之间，所述流量调节部件在第一腔体侧插入于所述旁通流体通道中；以及

阻尼器，在所述第一腔体内设置在所述活塞与所述流量调节部件之间。

2.根据权利要求1所述的活塞缸，其特征在于，

当所述第一腔体的体积减小并且所述活塞与所述密封部接触时，所述第一腔体中的流体经由所述旁通流体通道排出到所述第一流体通道。

3.根据权利要求1所述的活塞缸，其特征在于，

所述旁通流体通道在第一腔体侧设有扩孔部，所述流量调节部件通过过盈配合安装于所述扩孔部中。

4.根据权利要求3所述的活塞缸，其特征在于，

所述流量调节部件设有供流体流过的孔口，所述孔口的孔径根据流体的压力而变化。

5.根据权利要求3所述的活塞缸，其特征在于，

所述旁通流体通道还包括内径小于所述扩孔部的内径的流路部以及所述扩孔部与所述流路部之间的台阶部。

6.根据权利要求5所述的活塞缸，其特征在于，

所述流量调节部件安置于所述台阶部上并插入到所述流路部内。

7.根据权利要求6所述的活塞缸，其特征在于，

所述流量调节部件的第一腔体侧设有用于安置所述阻尼器的安置部。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的活塞缸，其特征在于，

所述阻尼器的阻尼系数为针对所述活塞运动引发的振动的临界阻尼系数。

9.一种半导体设备，其特征在于，

包括权利要求1至8中任一项所述的活塞缸。

Images