-
Hintergrund der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Absperrventil, mit welchem ein Transportdurchgang, durch den ein Werkstück von einer Bearbeitungskammer in eine andere Bearbeitungskammer transportiert wird, geöffnet und geschlossen werden kann, oder zum Öffnen und Schließen eines Fluiddurchgangs oder eines Ablassdurchgangs, durch welchen ein Druckfluid, ein Gas oder dergleichen strömt.
-
Bisher werden in Bearbeitungsvorrichtungen für Halbleiterwafer, Flüssigkristallsubstrate oder dergleichen die Halbleiterwafer, Flüssigkristallsubstrate oder dergleichen durch Durchgänge in bzw. aus verschiedenen Bearbeitungskammern eingebracht bzw. entnommen und Absperrventile werden in diesen Durchgängen eingesetzt, um die Durchgänge zu öffnen und zu schließen.
-
Bei einem solchen Absperrventil, wie es bspw. in dem japanischen Patent Nummer
JP 2 613 171 B2 beschrieben ist, wird dann, wenn eine Ventilscheibe durch die translatorische Bewegung einer Ventilstange, die mit Hilfe eines Zylinders verschoben wird, gegenüber einem Ventilsitz angeordnet wird, die Ventilstange schräg gestellt, wodurch die Ventilscheibe gegen den Ventilsitz gepresst wird und auf diesem aufsetzt. Dadurch wird ein in einem Ventilkasten ausgebildeter Durchgang abgedichtet.
-
Die
US 5 626 324 A offenbart ein Vakuumschieberventil mit einem Ventilgehäuse, dessen Ventilöffnung durch einen über eine Ventilstange betätigten Schieberventilkörper geöffnet und geschlossen wird. Die Ventilstange vollzieht eine lineare und schwenkende Bewegung, so dass der Ventilkörper gegen einen die Ventilöffnung umgebenden Ventilsitz schwenkt. Die Ventilstange wird durch Zylinderstangen linear bewegt, die sich von Zylindern erstrecken, welche auf beiden Seiten der Ventilstange an dem Ventilgehäuse angebracht sind. An einem Verbindungselement, das Endabschnitte der Zylinderstangen verbindet, ist in einem winkligen Schlitz ein Nockenkörper vorgesehen. Die Ventilstange weist einen Nockenstößel auf, der in den Schlitz eingreift, um die Ventilstange und den Ventilkörper entsprechend der hin und her gehenden vertikalen Bewegung der Zylinderstangen zu verschwenken und die Ventilöffnung zu öffnen und zu schließen.
-
Auch aus der
JP 2002 - 323 149 A ist ein Schieberventil mit einem Verschiebungselement bekannt, welches um eine Stützwalze als Drehpunkt schwenkbar ist. In einem Eingriffselement ist ein Schlitz ausgebildet, in den eine Führungswalze des Verschiebungselements eingreift.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
In Verbindung mit Verbesserungen hinsichtlich der wirtschaftlichen Platzausnutzung in Produktionsanlagen für Halbleiterwafer und dergleichen wird in jüngerer Zeit angestrebt, die Absperrventile, die in den Bearbeitungsvorrichtungen eingesetzt werden, weiter zu verkleinern. Außerdem besteht das Bedürfnis, dass ein Zustand, in welchem die Ventilscheibe auf dem Ventilsitz aufsitzt (Ventil geschlossen) zuverlässig und stabil beibehalten werden kann.
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Absperrventil vorzuschlagen, mit dem der geschlossene Zustand einer Ventilscheibe zuverlässig und stabil aufrecht erhalten werden kann, wobei gleichzeitig die Höhe verringert und dadurch eine Miniaturisierung des Absperrventils erreicht werden kann.
-
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Absperrventil einen Ventilkästen, eine Ventilscheibe, die verschiebbar ist, um auf einem in dem Ventilkasten ausgebildeten Ventilsitz aufzusetzen, eine Ventilstange, die mit der Ventilscheibe verbunden ist, um die Ventilscheibe entlang einer geraden Linie zu verschieben und die Ventilscheibe auch schwenkend zu bewegen, sowie einen Antriebsabschnitt, der in einem mit dem Ventilkasten verbundenen Gehäuse angeordnet ist, um die Ventilstange in einer axialen Richtung linear zu verschieben, wobei das Absperrventil folgende Elemente umfasst:
- ein mit einer Antriebswelle des Antriebsabschnitts verbundenes Joch, das durch den Antrieb des Antriebsabschnitts entlang der axialen Richtung verschoben wird,
- ein Verschiebungselement, das einstückig mit dem Joch verschoben wird und an einer Endposition in der axialen Richtung verschwenkbar ist,
- ein Eingriffselement, das an einer Seite des Verschiebungselementes angeordnet ist und ein Loch aufweist, in welches eine erste Walze, die an dem Verschiebungselement befestigt ist, eingesetzt ist,
- einen Rahmen, der parallel zu der axialen Richtung der Ventilstange angeordnet ist und eine Nut aufweist, die sich in der axialen Richtung erstreckt,
- eine zweite Walze, die an dem Eingriffselement angeordnet ist und in die Nut eingesetzt ist,
- und ein Druckaufnahmeelement, das so angeordnet ist, dass es der Nut zugewandt ist, und das in einem geschlossenen Zustand des Ventils, in welchem die Ventilscheibe auf dem Ventilsitz aufsitzt, an der zweiten Walze anliegt,
wobei die Ventilstange, das Verschiebungselement und der Antriebsabschnitt parallel im Inneren des Gehäuses angeordnet sind, und wobei das Druckaufnahmeelement aus einem Material geformt ist, das eine größere Härte aufweist als der Rahmen.
-
Indem gemäß der vorliegenden Erfindung der Antriebsabschnitt parallel zu der Ventilstange und dem Verschiebungselement angeordnet wird, kann im Vergleich zu einem Fall, bei welchem der Antriebsabschnitt und das Verschiebungselement gemeinsam entlang einer geraden Linie angeordnet werden, die Höhe des Absperrventils verringert und gleichzeitig eine Miniaturisierung des Absperrventils erreicht werden. Wenn die Ventilscheibe in einem geschlossenen Zustand des Ventils auf dem Ventilsitz aufsitzt, kann außerdem eine Last in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung, die von dem gekippten Verschiebungselement über das Eingriffselement auf die zweiten Walzen aufgebracht wird, zuverlässig und passend durch die Druckaufnahmeelemente, die an den zweiten Walzenabschnitten anliegen, aufgenommen werden, wodurch der Ventil-Geschlossen-Zustand zuverlässig und stabil beibehalten wird.
-
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
-
Figurenliste
-
- 1 ist ein Schnitt durch ein Absperrventil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
- 2 ist ein vergrößerter Schnitt in der Nähe eines in 1 gezeigten Gehäuses,
- 3 ist ein Schnitt entlang der Linie III-III in 1,
- 4 ist ein Schnitt entlang der Linie IV-IV in 1,
- 5 ist ein Schnitt entlang der Linie V-V in 1,
- 6 ist eine teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht des in 4 gezeigten Absperrventils,
- 7 ist eine teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht des in 5 gezeigten Absperrventils,
- 8 ist ein Schnitt, der einen Ventil-Offen-Zustand zeigt, in welchem eine Ventilscheibe und eine Ventilstange, die in 3 gezeigt sind, nach oben verschoben sind.
- 9 ist ein Schnitt, der einen Ventil-Offen-Zustand zeigt, in dem eine Ventilscheibe und eine Ventilstange, die in 4 gezeigt sind, nach oben verschoben sind,
- 10 ist ein Schnitt, der einen Ventil-Offen-Zustand zeigt, in dem eine Ventilscheibe und eine Ventilstange, die in 5 gezeigt sind, nach oben verschoben sind, und
- 11 ist ein Schnitt, der einen Zustand zeigt, in dem eine Ventilscheibe und eine Ventilstange, die in 9 gezeigt sind, nach unten verschoben sind, wobei die Ventilscheibe in das Innere eines Ventilkastens bewegt ist.
-
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
-
Wie in den 1 bis 7 dargestellt ist, umfasst ein Absperrventil 10 einen Ventilkasten 14, in dem ein Durchgang 12 ausgebildet ist, durch welchen ein nicht dargestelltes Werkstück (bspw. ein Halbleiterwafer) ein- und ausgefördert wird, ein Gehäuse 16, das mit einem oberen Teil des Ventilkastens 14 verbunden ist, und eine Zylinderanordnung 18, die als ein Antriebsabschnitt dient und im Inneren des Gehäuses 16 angeordnet ist.
-
Das Absperrventil 10 umfasst außerdem eine Ventilstange 20, die in einer axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) durch den Antrieb der Zylinderanordnung 18 verschoben wird und die um einen festgelegten Winkel gegenüber der axialen Richtung verschwenkt wird, eine Ventilscheibe 22, die mit einem Ende der Ventilstange 20 verbunden und in der Lage ist; den Durchgang 12 zu blockieren und abzudichten, einen Antriebskonverter 24 zum Umwandeln einer linearen Verschiebung der Zylinderanordnung 18 in eine Schwenkbewegung der Ventilstange 20 und einen Haltemechanismus 26, der den durch die Ventilscheibe 22 blockierten Zustand aufrecht erhalten kann.
-
Der Ventilkasten 14 ist als ein hohler Kasten mit dem Durchgang 12 ausgebildet, welcher in einer rechteckigen Form von einer Endfläche zu der anderen Endfläche des Kastens durchtritt. Außerdem ist im Inneren des Ventilkastens 14 ein Raum vorgesehen, durch welchen sich die später beschriebene Ventilscheibe 22 bewegen kann. Ein Ventilsitz 28 ist an einer inneren Wandfläche des Raumes so ausgebildet, dass er einem Ende des Durchgangs 12 zugewandt ist. Der Ventilsitz 28 ist so geformt, dass er an der Ventilscheibe 22 anliegen kann. Gegenüberliegende Seitenflächen des Ventilkastens 14 sind jeweils mit nicht dargestellten Bearbeitungskammern verbunden und stehen mit dem Inneren der Bearbeitungskammern über den Durchgang 12 in Verbindung.
-
Das Gehäuse 16 besteht aus einer Basis 30, die mit einem oberen Abschnitt des Ventilkastens 14 verbunden ist, einem Paar von Seitenrahmen 32a, 32b, die mit gegenüberliegenden Enden der Basis 30 verbunden sind und die Zylinderanordnung 18 sandwichartig zwischen sich aufnehmen, sowie einem Abdeckelement 34, welches die jeweiligen oberen Endabschnitte der Seitenrahmen 32a, 32b verbindet. Die Basis 30 ist so angeordnet, dass sie den oberen Abschnitt des Ventilkastens 14 abdeckt. Das Innere des Ventilkastens 14 und das Innere des Gehäuses 16 werden durch eine Stangenöffnung 38, die in einem im Wesentlichen zentralen Abschnitt des Ventilkörpers 14 ausgebildet ist, in Verbindung gehalten. Die später beschriebene Ventilstange 20 ist verschiebbar durch die Stangenöffnung 36 eingesetzt.
-
Die Seitenrahmen 32a, 32b bestehen bspw. aus einem metallischen Material, wie Aluminium oder dgl.. Zylinderrohre 44 der Zylinderanordnung 18 sind jeweils an unteren Teilen der Seitenrahmen 32a, 32b vorgesehen. Die Seitenrahmen 32a, 32b werden zusammen mit den Zylinderrohren 44 an der Basis 30 befestigt.
-
Erste und zweite Anschlussöffnungen 38, 40 für die Zufuhr und Abfuhr eines Druckfluides zu / von der Zylinderanordnung 18 sind an einer Seite der Seitenrahmen 32a ausgebildet. Die ersten und zweiten Anschlüsse 38, 40 öffnen sich in der Längsrichtung des Seitenrahmens 32a, und weisen einen festgelegten Abstand voneinander auf. Die ersten und zweiten Anschlüsse 38, 40 werden durch eine nicht dargestellte Leitung mit einer Druckfluidzufuhrquelle verbunden und stehen, wie im Detail unten beschrieben werden wird, jeweils mit dem Inneren der Zylinderrohre 44 der Zylinderanordnung 18 in Verbindung.
-
Die Zylinderanordnung 18 besteht aus einem Paar von Fluiddruckzylindern 42a, 42b, die in dem Gehäuse 16 an gegenüberliegenden Enden in der Längsrichtung der Basis 30 angeordnet sind. Die Fluiddruckzylinder 42a, 42b umfassen jeweils die hohlen zylindrischen Zylinderrohre 44, Kolben 46, die zur Verschiebung entlang einer axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) innerhalb der Zylinderrohre 30 angeordnet sind, und mit den Kolben 46 verbundene Kolbenstangen (Antriebswellen) 48.
-
Enden der Zylinderrohre 44 werden blockiert und abgedichtet, indem sie mit der Basis 30 verbunden werden, während ihre anderen Enden durch Stangenkappen 50 verschlossen werden, durch welche die Kolbenstangen 48 eingesetzt werden. Außerdem sind im Inneren der Zylinderrohre 44 obere Zylinderkammern 52 und untere Zylinderkammern 54 ausgebildet, welche durch die Kolben 46 abgetrennt werden. Außerdem wird in einem Fall, in welchem dem ersten Anschluss 38 oder dem zweiten Anschluss 40 von einer nicht dargestellten Druckfluidzufuhrquelle ein Druckfluid zugeführt wird, das Druckfluid wahlweise der oberen Zylinderkammer 52 oder der unteren Zylinderkammer 54 durch im Inneren des Seitenrahmens 32a ausgebildete Verbindungsdurchgänge 55a, 55b zugeführt.
-
Der erste Anschluss 38 und der zweite Anschluss 40 sind außerdem über nicht dargestellte Durchgänge mit der oberen Zylinderkammer 52 und der unteren Zylinderkammer 54 in dem Fluiddruckzylinder 42b verbunden.
-
Durch das Druckfluid, das der oberen Zylinderkammer 52 oder der unteren Zylinderkammer 54 zugeführt wird, werden somit die Kolben 46 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) gepresst und zusammen mit den Kolbenstangen 48 verschoben.
-
Untere Enden der Kolbenstangen 48 sind mit zentralen Abschnitten der Kolben 46 verbunden, während ihre oberen Enden aus den Zylinderrohren 44 vorstehen und mit einem später beschriebenen Joch 60 in schwimmender Weise verbunden sind.
-
Die Ventilstange 20 ist in einem etwa zentralen Abschnitt des Gehäuses 16 vorgesehen und durch die Stangenöffnung 36 in der Basis 30 eingesetzt, wobei ein im Wesentlichen zentraler Abschnitt der Ventilstange 20 durch einen zylindrischen Balg 56 abgedeckt wird. Der Balg 56 ist zylindrisch geformt und so angeordnet, dass er der Stangenöffnung 36 gegenüberliegt. Ein Ende des Balges 56 steht in Eingriff mit einer ringförmigen Nut, die an der Ventilstange 20 vorgesehen ist, während sein anderes Ende mit der Öffnung der Stangenöffnung 36 verbunden ist.
-
In einem Fall, in dem die Ventilstange 20 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) verschoben wird, erfährt der Balg 56 Expansions- und Kontraktionsbewegungen in einem Zustand, in welchem er die Ventilstange 20 abdeckt, so dass ein Abschnitt der Ventilstange 20 immer durch den Balg 56 abgedeckt wird.
-
Außerdem ist das untere Ende der Ventilstange 20 in das Innere des Ventilkastens 14 eingesetzt und mit der Ventilscheibe 22 verbunden.
-
Die Ventilscheibe 22 besteht aus einer Platte, die einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt entsprechend der Öffnung des Durchgangs 12 in dem Ventilkasten 14 aufweist. Die Ventilstange 20 ist mit einem im Wesentlichen zentralen Teil der Ventilscheibe 22 verbunden. In einer Ringnut an einer Seitenfläche der Ventilscheibe 22, welche dem Ventilsitzt 28 gegenüberliegt, ist ein Dichtring 58 angebracht. In einem Ventil-Geschlossen-Zustand, in welchem die Ventilscheibe 22 auf dem Ventilsitz 28 aufsitzt, liegt der Dichtring 58 an dem Ventilsitz 28 an, wodurch die Verbindung durch den Durchgang 12 mittels der Ventilscheibe 22 blockiert wird.
-
Der Antriebskonverter 24 umfasst das Joch 60, das mit den anderen Enden der Kolbenstangen 48 verbunden ist, einen Verschiebungsblock (Verschiebungselement) 62, der im Querschnitt H-förmig ausgestaltet ist und gemeinsam mit dem Joch 60 verschoben wird, und Eingriffsklammern 64, die an gegenüberliegenden Seitenflächen des Verschiebungsblockes 62 befestigt sind und um festgelegte Längen in der seitlichen Richtung vorstehen.
-
Das Joch 60 ist senkrecht zu der Axialrichtung der Kolbenstange 48 angeordnet, wobei das Paar von Kolbenstangen 48 in den Fluiddruckzylindern 42a, 42b mit gegenüberliegenden Enden des Joches 60 verbunden ist. Dementsprechend wird das Joch 60 in einem Fall, in welchem bei einer Zufuhr des Druckfluides die Kolbenstangen 48 zusammen mit den Kolben 46 verschoben werden, gemeinsam mit den Kolbenstangen 48 verschoben. Anders ausgedrückt, werden das Paar von Kolben 46 und die Kolbenstangen 48 gemeinsam über das Joch 60 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) verschoben.
-
Ein oberes Ende der Ventilstange 20 ist durch einen im Wesentlichen zentralen Abschnitt des Verschiebungsblockes 62 eingesetzt und steht von diesem vor. Eine Verbindungsmutter 66 ist auf das obere Ende des vorstehenden Abschnitts der Ventilstange 20 aufgeschraubt, wodurch der Verschiebungsblock 62 integral mit der Ventilstange 20 verbunden wird. Eine Feder 68, die bspw. aus einer Spulenfeder besteht, ist zwischen der Verbindungsmutter 66 und dem Joch 60 angeordnet. Das Joch 60 und der Verschiebungsblock 62 werden durch eine Rückstellkraft der Feder 68 in Richtungen (die Richtungen der Pfeile A und B) gedrängt, in welchen sie sich voneinander trennen. Eine Federaufnahmeaussparung 70 ist in dem Joch 60 ausgebildet und nimmt ein Ende der Feder 68 auf.
-
Außerdem ist ein Paar von Stützwalzen oder -rollen 72 vorgesehen und axial drehbar gehalten, so dass sie von gegenüberliegenden Seitenflächen an einem unteren Endabschnitt des Verschiebungsblockes 62 nach außen vorstehen. Wenn der Verschiebungsblock 62 abgesenkt wird, werden die Stützwalzen 72 außerdem durch Stützblöcke 76 abgestützt, die an einer oberen Fläche der Basis 30 ausgebildet sind und Aussparungen 74 aufweisen, die sich nach oben öffnen und die Stützwalzen 72 aufnehmen. In den Stützblöcken 76 sind Dämpfer 77 vorgesehen, die den Aussparungen 74 zugewandt sind und etwas vorstehen.
-
Wenn die Stützwalzen 72 in die Aussparungen 74 eingesetzt werden, werden durch Anschlagen der Stützwalzen 72 an den Dämpfern 77 Stöße absorbiert. Die Aussparungen 74 weisen einen halbkreisförmigen Querschnitt entsprechend der Querschnittsform der Stützwalzen 72 auf.
-
Außerdem ist an einem oberen Ende des Verschiebungsblockes 62 von dessen Seitenflächen nach außen vorstehend ein Paar von Schwenkwalzen (erste Walzen) 78 vorgesehen und drehbar gehalten. Die Schwenkwalzen 78 sind jeweils in Walzennuten (Löcher) 82 von Verbindungsblöcken (Eingriffselementen) 80 eingesetzt, die mit der unteren Fläche des Jochs 60 verbunden sind. Die Schwenkwalzen 78 sind an gegenüberliegenden Seitenflächen des Verschiebungsblocks 62 auf geraden Linien mit den Stützwalzen 72 vorgesehen.
-
Die Walzennuten 82 weisen eine im Wesentlichen elliptische Form auf und sind gegenüber den Seitenflächen der Verbindungsblöcke 80, die dem Verschiebungsblock 62 zugewandt sind, zurückgesetzt. Wie in 4 gezeigt ist, sind untere Enden der Walzennuten 82 gegenüber deren oberen Enden zu der Seite des Ventilsitzes 28 des Ventilkastens 14 hin geneigt. Anders ausgedrückt sind die Walzennuten 82 um einen festgelegten Winkel gegenüber der Längsrichtung (der Richtung der Pfeile A und B) der Verbindungsblöcke 80 geneigt.
-
Durch Verschiebung der Verbindungsblöcke 80 nach oben und unten zusammen mit dem Joch 60 durch den Antrieb der Zylinderanordnung 18 werden außerdem die Schwenkwalzen 78 entlang der Walzennuten 82 verschoben. Gleichzeitig hiermit wird der Verschiebungsblock 82 um die Stützwalzen 72 verschwenkt, d.h. die Stützwalzen 72 dienen als ein Drehpunkt, um welchen der Verschiebungsblock 62 gekippt wird.
-
Die Eingriffsklammern 64 bestehen bspw. aus plattenförmigen Elementen, die einen L-förmigen Querschnitt aufweisen, und besitzen darin ausgebildete Eingriffsnuten 86, in welche Stiftelemente 84, die an gegenüberliegenden Seitenflächen des Verschiebungsblockes 62 vorgesehen sind, eingesetzt werden. Die Stiftelemente 84 werden an unteren Endabschnitten der Eingriffsnuten 86 gehalten. Wenn die Ventilscheibe 22 abgesenkt wird, wird hierdurch eine Positionsverschiebung der Ventilscheibe 22 und des Verschiebungsblocks 62 in der axialen Richtung und in Richtungen senkrecht hierzu verhindert. Außerdem wird durch Anheben der Stiftelemente 84 weg von den unteren Enden der Eingriffsnuten 86 ein Verschwenken der Ventilstange 20 und der Ventilscheibe 22 ermöglicht.
-
Der Haltemechanismus 26 ist innerhalb der Seitenrahmen 32a, 32b in dem Gehäuse 16 angeordnet und an einer Position oberhalb des Paares von Fluiddruckzylindern 42a, 42b vorgesehen.
-
Der Haltemechanismus 26 ist zwischen oberen Abschnitten der Zylinderrohre 44 und dem Abdeckelement 34 angeordnet und besteht aus zwei Paaren von Haltewalzen (zweiten Walzen) 90a, 90b, die in Walzeneinsetznuten (Nuten) 89 von inneren Wandabschnitten 88a, 88b der Seitenrahmen 32a, 32b eingesetzt sind.
-
Die Walzeneinsetznuten 89 erstrecken sich in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) der inneren Wandabschnitt 88a, 88b um eine festgelegte Länge und weisen eine Breite auf, die etwas größer ist als der Durchmesser der Haltewalzen 90a, 90b.
-
Außerdem ist an unteren Bereichen der inneren Wandabschnitte 88a, 88b an deren inneren Seitenflächen ein Paar von Aussparungen ausgebildet, die den Walzeneinsetznuten 89 zugewandt sind. Erste und zweite Druckaufnahmekörper (Druckaufnahmeelemente) 92, 94 sind in den Aussparungen vorgesehen. Die ersten und zweiten Druckaufnahmekörper 92, 94 haben bspw. eine im Querschnitt im Wesentlichen rechteckige Form und bestehen aus einem metallischen Material (wärmebehandeltem vergütetem Stahl oder dgl.) mit einer Härte, die größer ist als die der Seitenrahmen 32a, 32b. Außerdem sind die ersten und zweiten Druckaufnahmekörper 92, 94 so geformt, dass sie im Wesentlichen bündig mit den inneren Wandflächen der Walzeneinsetznuten 89 fluchten (vgl. 5), ohne von diesen vorzustehen.
-
Im Einzelnen sind die ersten Druckaufnahmekörper 92 und die zweiten Druckaufnahmekörper 94 um eine festgelegte Strecke in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) der Seitenrahmen 32a, 32b versetzt, so dass in einem Fall, in dem der Durchgang 12 durch die Ventilscheibe 22 blockiert wird, die beiden Paare von Haltewalzen 90a, 90b an den ersten bzw. zweiten Druckaufnahmekörpern 92, 94 anliegen. Die ersten Druckaufnahmekörper 92 sind an einer unteren Position (in der Richtung des Pfeils B) an der Seite des Ventilkastens 14 angeordnet.
-
Die Haltewalzen 90a, 90b werden axial an Seitenflächen der Verbindungsblöcke 80 so gehalten, dass sie sich drehen können, und sind auf einer geraden Linie angeordnet, wobei sie voneinander einen festgelegten Abstand in der Längsrichtung (der Richtung der Pfeile A und B) der Verbindungsblöcke 80 aufweisen. Wenn die Verbindungsblöcke 80 zusammen mit dem Joch 60 verschoben werden, werden außerdem die Haltewalzen 90a, 90b entlang der Walzeneinsetznuten 89 verschoben, wodurch das Joch 60, der Verschiebungsblock 62 und die Ventilstange 20 durch die Verbindungsblöcke 80 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) geführt werden.
-
Das Absperrventil 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Als nächstes werden die Betriebsweise und Vorteile des Absperrventils 10 erläutert. In der nachfolgenden Beschreibung wird ein in den 8 bis 10 gezeigter Ventil-Offen-Zustand als eine Ursprungsposition angenommen, in welcher die Kolben 46 der Zylinderanordnung 18 nach oben (in Richtung des Pfeils A) bewegt sind und die Ventilscheibe 22 in dem Ventilkasten 14 nach oben verschoben ist, wodurch der Durchgang 12 geöffnet ist.
-
Zunächst wird in der Ursprungsposition durch die Zufuhr eines Druckfluides von einer nicht dargestellten Druckfluidzufuhrquelle zu dem ersten Anschluss 38 das Druckfluid in die oberen Zylinderkammern 52 in der Zylinderanordnung 18 eingeführt. Die Kolben 46 werden durch den Druck nach unten (in Richtung des Pfeils B) verschoben. Hierbei ist der zweite Anschluss 40 in einen Zustand versetzt, in dem er zur Umgebung offen ist.
-
Zusammen mit der Verschiebung der Kolben 46 werden das Joch 60, die Verbindungsblöcke 80 und der Verschiebungsblock 62 abgesenkt. Aus diesem Grunde werden, wie in den 4 und 7 gezeigt ist, die Ventilstange 20 und die Ventilscheibe 22 abgesenkt, und die Stützwalzen 72 des Verschiebungsbtockes 62 werden an Verschiebungsendpositionen angeordnet, wenn sie in die Aussparungen 74 der Stützblöcke 76 eingesetzt werden. Im Einzelnen wird eine weitere Abwärtsbewegung der Ventilstange 20 und der Ventilscheibe 22 begrenzt und die Ventilscheibe 22 wird so positioniert, dass sie dem Durchgang 12 und dem Ventilsitz 28 in dem Ventilkasten 14 gegenüberliegt.
-
Da die Ventilscheibe 22 in diesem Fall noch nicht auf dem Ventilsitz 28 aufsitzt und der Ventil-Geschlossen-Zustand noch nicht herbeigeführt ist, wird der Durchgang 12 des Ventilkastens 14 immer noch in einem Verbindungszustand gehalten.
-
Wenn der Verschiebungsblock 62 abgesenkt wird, wird außerdem die Feder 68 nicht durch das Joch 60 zusammengepresst, weil die Rückstellkraft der Feder 68 größer ist als die Presskraft des Joches 60. Die Feder 68 wird somit zusammen mit dem Joch 60 und dem Verschiebungsblock 62 verschoben.
-
Von dem in 11 gezeigten Zustand, in dem die Ventilscheibe 22 an einer Position angeordnet ist, an welcher sie dem Ventilsitz 28 gegenüberliegt, werden die Kolben 46 durch weitere Zufuhr von Druckfluid in die oberen Zylinderkammern 52 weiter abgesenkt, wodurch das Joch 60 durch die Kolbenstangen 48 nach unten (in der Richtung des Pfeils B) gezogen wird. Da die Abwärtsbewegung des Verschiebungsblockes 62 durch die Stützblöcke 76 begrenzt wird, wird zu dieser Zeit das Joch 60 nach unten verschoben, wobei es die Feder 68 zusammenpresst. Gleichzeitig werden die Verbindungsblöcke 80 mit abgesenkt. Durch Eingriff mit den Schwenkwalzen 78 wird somit das obere Ende des Verschiebungsblockes 62 im Uhrzeigersinn (in der Richtung des Pfeils C in 11) um einen festgelegten Winkel um die Stützwalzen 72 verschwenkt (vgl. 4).
-
Wie in den 3 bis 5 gezeigt ist, werden dementsprechend die Ventilstange und die Ventilscheibe 22, die durch den Verschiebungsblock 62 gehalten werden, gemeinsam verschwenkt, und die Ventilscheibe 22 wird auf dem Ventilsitz 28 aufgesetzt, wobei sie den Dichtring 58 mit Druck beaufschlagt. Hierdurch wird der Durchgang 12 des Ventilkastens 14 geschlossen.
-
Zu dieser Zeit liegen, wie in 5 gezeigt ist, die Haltewalzen 90a, 90b an den ersten und zweiten Druckaufnahmekörpern 92, 94 an den inneren Wandabschnitten 88a, 88b an, wodurch Lasten, die von dem Verschiebungsblock 62, der zusammen mit der Ventilscheibe 22 verschwenkt wird, aufgebracht werden, auf die ersten und zweiten Druckaufnahmekörper 92, 94 übertragen werden. Dadurch wird verhindert, dass Lasten von dem Verschiebungsblock 62 über die Verbindungsblöcke 80 und die Haltewalzen 90a, 90b direkt auf die inneren Wandabschnitte 88a, 88b übertragen werden.
-
In einem Ventil-Geschlossen Zustand, in dem die Ventilscheibe 22 auf dem Ventilsitz 28 aufsitzt, liegen die Haltewalzen 90a, 90b an den ersten und zweiten Druckaufnahmekörpern 92, 94 an, die im Vergleich zu den inneren Wandabschnitten 88a, 88b eine hohe Härte aufweisen. Dadurch kann die Festigkeit in dem Ventil-Geschlossen Zustand verbessert werden. Als Folge hiervon kann der verschwenkte Zustand des Verschiebungsblockes 62 zuverlässig und stabil aufrecht erhalten werden. Gleichzeitig wird der Ventil-Geschlossen Zustand durch die Ventilscheibe 22 zuverlässig und stabil gehalten.
-
Hierdurch kann eine Bearbeitung eines Werkstücks, bspw. eines Halbleiterwafers oder dergleichen, in einer Bearbeitungskammer, deren Durchgang 12 verschlossen und abgedichtet wurde, durchgeführt werden.
-
Als nächstes wird in dem Fall, dass die Ventilscheibe 22 von dem Ventilsitz 28 abgehoben und der Durchgang 12 in einen Ventil-Offen Zustand versetzt wird, durch das Umschalten eines nicht dargestellten Schaltventils Druckfluid von dem zweiten Anschluss 40 zu den unteren Zylinderkammern 54 in der Zylinderanordnung 18 zugeführt. Dementsprechend werden die Kolben 46 angehoben und die Kolbenstangen 48 und das Joch 60 fahren zusammen mit den Kolben 46 hoch, so dass die Feder 68 expandiert und der Verschiebungsblock 62, der axial durch die Schwenkwalzen 78 gehalten wird, entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt wird (in Richtung des Pfeils D in 11). Dadurch wird die Ventilscheibe 22 zusammen mit der Ventilstange 20 verschwenkt und von dem Ventilsitz 28 abgehoben, wodurch der blockierte Zustand des Durchgangs 12 freigegeben wird.
-
Durch die Zufuhr von Druckfluid in die unteren Zylinderkammern 54 und Abheben der Kolben 46 werden außerdem die Kolbenstangen 48 zusammen mit dem Joch 60, der Verschiebungsblock 62, die Ventilstange 20 und die Ventilscheibe 22 gemeinsam angehoben, woraufhin die Ventilscheibe 22 nach oben von der den Durchgang 12 in dem Ventilkasten 14 zugewandten Position abgehoben wird. Der Ursprungszustand mit geöffnetem Ventil wird wiederhergestellt (vgl. 8 bis 10).
-
Als Folge hiervon wird der Durchgang 12 in einen offenen, d.h. eine Verbindung ermöglichenden Zustand in dem Ventilkasten 14 versetzt, wodurch ein nicht dargestelltes Werkstück, bspw. ein Halbleiterwafer oder dergleichen, durch den Durchgang 12 transportiert werden kann. Das Werkstück, an dem in einer Bearbeitungskammer eine Bearbeitung vorgenommen wurde, wird durch den Durchgang 12 in eine andere, benachbarte Bearbeitungskammer bewegt, so dass eine weitere Bearbeitung durchgeführt werden kann.
-
Auch die oben beschriebene Weise wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich zu einer Situation, in welcher ein Zylinder und ein Verschiebungsblock auf einer geraden Linie angeordnet sind, die Höhe des Absperrventils 10 verringert und das Absperrventil 10 kann insgesamt verkleinert werden, da eine Gestaltung vorgeschlagen wird, bei welcher der Verschiebungsblock 62 und die Ventilstange 20 zwischen dem Paar von Fluiddruckzylindern 42a, 42b der Zylinderanordnung 18 angeordnet sind.
-
Außerdem ist der Haltemechanismus 26 vorgesehen, der aus den inneren Wandabschnitten 88a, 88b der Seitenrahmen 32a, 32b und dem Paar von Haltewalzen 90a, 90b, die entlang der inneren Wandabschnitte 88a, 88b verschoben werden, besteht, so dass dann, wenn die Ventilscheibe 22 in einem Ventil-Geschlossen Zustand auf dem Ventilsitz 28 aufsitzt, Lasten in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung, die von dem verschwenkten Verschiebungsblock 62 und den Schwenkwalzen 78 über die Verbindungsblöcke 80 aufgebracht werden, zuverlässig und in geeigneter Weise durch die ersten und zweiten Druckaufnahmekörper 92, 94, an welchen die Haltewalzen 90a, 90b anliegen, aufgenommen werden. Als Folge hiervon kann der geschlossene (blockierte) Zustand des Durchgangs 12 durch die Ventilscheibe 22 zuverlässig und stabil gehalten werden. Anders ausgedrückt kann durch Vorsehen des Haltemechanismus 26 eine stabile Festigkeit erreicht werden, die ein Aufsetzen der Ventilscheibe 22 auf dem Ventilsitz 28 ermöglicht.
