JP2019532235A

JP2019532235A - 閉塞装置

Info

Publication number: JP2019532235A
Application number: JP2019520425A
Authority: JP
Inventors: ネッツァーマルティン
Original assignee: バットホールディングアーゲー
Priority date: 2016-10-24
Filing date: 2017-09-26
Publication date: 2019-11-07
Anticipated expiration: 2037-09-26
Also published as: JP7069140B2; KR20190073361A; CN109863338A; KR102400944B1; CN109863338B; WO2018077553A1; US11131394B2; US20190285184A1

Abstract

本発明の閉塞装置によれば、閉塞部材（４）が閉塞部材支持機構（５）を介してヨーク（６）に対して堅固に連結されている。ヨーク（６）は、閉塞装置（１）のシリンダ−ピストン駆動ユニット（７）により、閉塞部材支持機構（５）の縦方向（８）に対して平行な方向に変位可能に閉塞装置（１）のハウジング（９）に搭載されている。ヨーク（６）が、シリンダ−ピストン駆動ユニット（７）のシリンダキャビティ（１０）および閉塞装置（１）の案内要素（１２）を案内するための案内要素レセプタクル（１１）のうち一方または両方を有している。【選択図】図２

Description

本発明は、チャンバ壁部における開口部のための閉塞装置であって、少なくとも１つの閉塞部材と、少なくとも１つの閉塞部材支持機構と、少なくとも１つのヨークと、を備え、前記閉塞部材が前記閉塞部材支持機構を介して前記ヨークに対して堅固に連結され、前記ヨークは、前記閉塞装置の少なくとも１つのシリンダ−ピストン駆動ユニットにより、前記閉塞部材支持機構の縦方向に対して平行な方向に変位可能に前記閉塞装置のハウジングに搭載されている閉塞装置に関する。

前記タイプの閉塞装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開公報ＷＯ２０１５／１３９８１８Ａ１

本発明の目的は、一方では可能な限り安価に製造することができ、他方では閉塞部材が高精度で案内されうる一般的な閉塞装置を改良することである。

この目的を達成するために、本発明は、前記ヨークが、少なくとも１つのシリンダ−ピストン駆動ユニットのシリンダキャビティおよび／または前記閉塞装置の案内要素を案内するための少なくとも１つの案内要素レセプタクルを有している閉塞装置を提供する。

換言すると、本発明の基本概念は、シリンダ−ピストン駆動ユニットのシリンダキャビティおよび／または案内要素レセプタクルがヨークと一体化されることにある。案内要素が案内要素レセプタクルに対して変位可能に搭載されている。本発明によれば、費用対効果の高い設計のため、閉塞装置に必要とされる個々の部品が削減される。さらに、非常にコンパクトな搭載スペースを必要とする小型のユニットが作製されうる。ヨークとの一体化により、シリンダ−ピストン駆動ユニットのシリンダキャビティおよび／または案内要素レセプタクルのヨークへの直接的な連結が実現される。当該直接的な連結のため、非常に小さい公差のみが考慮されれば足り、閉塞部材が高精度に案内されうる。

本発明において、少なくとも１つのシリンダキャビティを取り囲む、ヨークの少なくとも１つのシリンダキャビティ壁部と、閉塞部材支持機構をヨークに固定するためのヨークの支持機構レセプタクルとが、ヨークにおいて相互に固定された空間位置に配置されていてもよい。さらに、少なくとも１つの案内要素レセプタクルと支持機構レセプタクルとが、ヨークにおいて相互に固定された空間位置に配置されていてもよい。

本発明に係る閉塞装置は、閉塞部材支持機構を１つだけ有していてもよく、本発明に係る閉塞装置は、２つ以上の閉塞部材支持機構を有していてもよい。

特に好ましくは、ヨークは一体品として形成されている。これを実現するため、例えば、ヨークは鋳造品または射出成形品、あるいはブロックからの鍛造品または機械加工等による加工品として設計される。ヨークに配置された、シリンダ−ピストン駆動ユニットのシリンダキャビティは少なくとも部分的に筒状である。シリンダキャビティは、両側が開港しているヨークの貫通路であってもよい。例えば、シリンダキャビティが止まり穴のように形成されている場合、シリンダキャビティは一端部がヨーク自体によって閉じられていてもよい。シリンダキャビティの開口端部を閉塞するため、固定リングなどによって保持されている別個のシリンダ閉塞部材が用いられてもよい。

案内要素レセプタクルは、両側で開口しているヨークの貫通路である。これにより、案内要素レセプタクルにより案内され、または、案内要素レセプタクルに対して変位可能に通りつけられている案内要素が、その両端部において閉塞装置のハウジングに固定される。しかしながら、原則的に、案内要素が一端部でのみ固定されている場合、案内要素レセプタクルがヨークの一方側で閉じられている一種の止まり穴として設計されていてもよい。案内要素レセプタクルは、その断面において案内要素の輪郭に適合している。案内要素レセプタクルの筒状に設計されうる。いずれにせよ、案内要素はハウジングに固定されていることが好ましい。案内要素は、それ自体が高硬度であり、少なくとも部分的にロッドまたはレールなどの細長い構成要素であることが好ましい。

閉塞部材支持機構、ひいては閉塞部材とヨークとの連結部材もまた、細長く形成されていることが好ましい。好ましい実施形態では、閉塞部材がチャンバ壁部の開口部を少なくとも部分的に、好ましくは完全に開放する開位置から、閉塞部材がチャンバ壁部の開口部を閉塞する閉位置から前後に動かされた場合、ヨーク、さらには閉塞部材支持機構および閉塞部材も閉塞部材支持機構の縦方向に対して平行な方向に移動する。ここで明らかなように、縦方向とは長手方向であり、閉塞部材支持機構の長手延在方向を意味する。また、閉塞部材支持機構は、少なくとも部分的にロッドまたはレールとして形成されることが好ましい。閉塞部材キャリア本体および／または案内要素は湾曲せずに直線状であることが好ましい。

ヨークは、両側で閉塞部材支持機構を越えて縦方向に突出していることが好ましい。言い換えると、閉塞部材支持機構の縦方向に対して横断するヨークの延在態様は、横方向における閉塞部材支持機構の幅よりも大きいことが好ましい。

原理的には、ヨークが、単一のシリンダキャビティおよび／または単一の案内要素レセプタクルを有していてもよい。好ましい実施形態では、ヨークが、シリンダ−ピストン駆動ユニットの複数のシリンダキャビティおよび／または複数の案内要素レセプタクルを有している。特に好ましい変形例は、ヨークが、閉塞装置の２つのシリンダ−ピストン駆動ユニットの２つのシリンダキャビティおよび／または閉塞装置のそれぞれの案内要素を案内するための２つの案内要素レセプタクルを有している。シリンダキャビティが相互に軸線を基準として対称性を有するように配置され、付加的にまたは代替的に、案内要素レセプタクルが相互に軸線を基準として対称性を有するように配置されていてもよい。当該対称性により、閉塞部材が特に高精度で案内されうる。シリンダキャビティおよび案内要素レセプタクルの対称性の基準軸線は、共通の平面内にあり、好ましくは互いに平行に配置されている。シリンダキャビティは、シリンダ−ピストン駆動ユニットのピストンが圧力によって変位可能に配置されているところのシリンダ−ピストン駆動ユニットのキャビティである。ピストンは、対応するピストンロッドを介して閉塞装置のハウジングに固定されて配置されうる。シリンダキャビティはヨークに対して変位可能に取り付けられている。

特に好ましくは、一のシリンダキャビティまたは各シリンダキャビティがキャビティ縦軸線を有し、当該キャビティ縦軸線が、閉塞部材支持機構の縦方向に対して平行に配置されている。案内要素レセプタクルまたは各案内要素レセプタクルが案内要素レセプタクル縦軸線を有し、当該案内要素レセプタクル縦軸線が、閉塞部材支持機構の縦方向と平行に配置されていてもよい。これらが組み合わせられることにより、案内要素レセプタクル縦軸線とキャビティ縦軸線とが互いに平行に配置される。

本明細書で使用される「縦軸線」という用語は、これは縦方向の軸線であり、縦方向は長手方向を意味し、したがってそれぞれの構成要素のサイズが最大となる方向を意味する。

原則として、本発明に係る閉塞装置は、いわゆるＬ型バルブとして設計されうる。これは、閉塞部材がその開位置および閉位置の間で２つの相互に傾斜した、好ましくは直交する方向に動かされることを意味する。しかしながら、本発明は、閉塞部材が開口部に対して直線的にかつ２つの互いに反対方向に変位可能に、閉塞装置のハウジングに取り付けられていてもよい。言い換えると、好ましい変形例では、閉塞部材はもっぱら直線的に前後に動かされ、その際、運動方向は常に単一の直線と平行である。

本発明に係る閉塞装置の閉塞部材は、原則として様々な形態で設計されてもよい。例えば、閉塞部材が、壁部の比較的小さな開口部を開閉するためのいわゆるニードルクロージャーであってもよい。しかし、閉塞装置の好ましい変形例によれば、チャンバ部壁の平坦な開口部を閉塞するのに適している。したがって、閉塞部材は平坦状に形成されてもよい。閉塞部材は、平坦なプレートもしくは湾曲したプレートまたは対応する形状の閉塞ディスクであってもよい。閉塞部材は、閉位置においてバルブシートに対して封止されてもよい。閉塞部材は、閉位置で開口部を覆う一方で密封していなくてもよい。そのような密封されていない実施形態では、平坦状の閉塞部材は閉塞プレートとも呼ばれる。

本発明に係る閉塞装置はバルブとも呼ばれる。特に、本発明に係る閉塞装置は、開口部が閉塞装置によって開閉されるプロセスチャンバにおいて調節される、周囲の圧力よりも低い圧力における運転状態において使用されうる。したがって、本発明に係る閉塞装置は、負圧または真空プロセスにおいて特に好ましく使用される。０．００１ｍｂａｒまたは０．１Ｐａ以下の圧力で運転される場合に「真空」とう用語が使用される。本発明に係る閉塞装置がそのような条件下での使用のために設計されている場合、真空バルブとも呼ばれうる。

本発明の好ましい実施例のさらなる特徴および詳細は、概略図に基づいて例示的に説明される。

チャンバ壁部に取り付けられた状態の本発明の実施形態の斜視図。チャンバ壁部に取り付けられた状態の本発明の実施形態の正面図。図２の切断線Ａ−Ａに沿った断面図。図２の切断線Ｘ−Ｘに沿った断面図。閉塞装置の部品の分解図。閉塞部材が開位置にある状態の閉塞装置の説明図。図６に示す切断線Ｂ−Ｂに沿った断面図。図６に示す切断線Ｃ−Ｃに沿った断面図。図６に示す切断線Ｄ−Ｄに沿った断面図。閉塞部材が閉位置にある状態の閉塞装置の説明図。図１０の切断線Ｅ−Ｅに沿った断面図。図１０の切断線Ｆ−Ｆに沿った断面図。

図１には、チャンバ壁部３に固定され、その閉塞要素４により開口部２を閉塞する本発明に係る閉塞装置１の例示的な実施形態の斜視図が示されている。図２には平面図が示され、図３には図２の切断線Ａ−Ａに沿った断面図が示され、図４には図２の切断線Ｘ−Ｘに沿った断面図が示されている。

図１〜図４に示されている閉位置において、閉塞部材４は、チャンバ壁部３の開口部２を完全に覆っている。本実施形態では、閉塞部材４は閉塞プレートであり、閉位置では開口部２を完全に覆っているものの、開口部２を囲むチャンバ壁部３に対して封止されていない。もちろん、閉塞部材４が対応するシールによって開口部２を囲むバルブシートに対して閉位置でシールされてもよい。

閉塞部材４を図１−図４に示されている閉位置から、それが開口部２を完全にまたは部分的に開放する最大開位置に動かすために、閉塞部材４は本実施形態では開方向１８に直線的に動かされる。この動きの間、少なくとも部分的にロッドとして設計されている閉塞部材支持機構５がハウジング９の内部に引き込まれ、それに応じて閉塞部材４を開方向１８に連動させる。開口部２を再び閉塞するために、閉塞部材４は、図１〜図３の閉位置に再び到達するまで、閉方向１７、すなわち開方向１８と反対の方向に動かされる。本実施形態の閉塞装置１は、開口部２に対して閉塞部材４が、閉塞装置１のハウジング９に対して直線的にかつ２つの相互に反対の方向１７および１８のそれぞれに変位可能であるように搭載されているタイプの閉塞装置である。

閉塞装置１のハウジング９はねじ穴２８を有している。図４に示されているように、ハウジング９ひいては閉塞装置１全体が、ねじ２１によってチャンバ壁部３にねじ止めされうる。その結果、シールダクト２２に配置されたシール（図示略）がチャンバ壁部３に対して押し付けられ、ハウジング９がチャンバ壁部３に対して封止される。図３、図８、図９、図１１および図１２に明確に示されているハウジング９のセンタリングピン２９が、チャンバ壁部３の対応するセンタリング穴３０に係合し、これによってハウジング９はチャンバ壁部３に取り付けられると自動的に正しく位置決めされる。

図３からわかるように、少なくとも部分的にロッド形状に設計された閉塞部材支持機構５がどのように閉塞部材４をヨーク６に連結している。本実施形態では、閉塞部材４は、この目的のために閉塞部材支持機構５に堅固にねじ止めされている。閉塞部材支持機構５をヨーク６に連結するために、ヨーク６は、搭載時に閉塞部材支持機構５の下端部が挿入される支持機構レセプタクル１４を有する。本実施形態では、ヨーク６は、ヨーク６にねじ止めされ、かつ、閉塞部材支持機構５のくぼみ２３に結合するねじ２１によって支持機構固定部２０によって閉塞部材支持機構５に対して固定される。支持機構固定部２０は、これにより支持機構レセプタクル１４、ひいてはヨーク６に対して固定されている。

図５に示されている分解図において、本発明に係る閉塞装置１の、本発明にしたがって設計された一実施形態のヨーク６の構造が明確に示されている。ヨーク６は、２つのシリンダキャビティ１０と、２つの案内要素レセプタクル１１と、を有している。図７および図１１を参照してより詳細に説明されるように、各シリンダキャビティ１０はシリンダ−ピストン駆動ユニット７の一部である。ヨーク６のシリンダキャビティ１０に加えて配置された案内要素レセプタクル１１は、貫通孔として設計されているので、ここを通って、ロッド状の案内要素１２が案内されうる。図８および図１１に示されている断面図には、ロッド状の案内要素１２がねじ２１によってハウジング９に固定されていることが明示されている。ヨーク６は、案内要素１２の案内要素レセプタクル１０に沿って直線的に変位可能に案内される。案内要素１２のヨーク６に沿った遊びがない正確な案内は、図８および１１に特に明確に示されているように、案内要素レセプタクル１１に挿入される案内スリーブ３１が設けられている。

図５に戻り、本実施形態および他の好ましい実施形態において、ヨーク６は一体品として形成されていることに留意されたい。すでに説明したように、例えば、鋳造品、射出成形品、またはブロックからの鍛造品またはその他の方法で加工されたものであってもよい。

ヨーク６にシリンダキャビティ１０と案内要素レセプタクル１１とを一体化することによって、これらの構成要素は相互に固定された幾何学的位置にあり、本発明に係る閉塞装置１の部品数の低減およびコスト低下をもたらす。その一方、閉塞部材支持機構５、ひいては閉塞部材４の高精度の案内が方向１７および１８への移動に際して自動的に達成されるという利点がある。この効果は、本実施形態では、支持機構レセプタクル１４がヨーク６において直接的に実現されるように改善される。これもまた図５に明らかに示されている。

本実施形態では、閉塞部材支持機構５をハウジング９に対して封止する、縦方向８に延在するベローズシール１９が設けられている。このベローズシール１９は、図３、図５、図６、図８、図９、図１０、図１１および図１２に明確に示されている。

図６、図８、図９および図１０〜図１２では、本実施形態の閉塞装置１がチャンバ壁部３から取り外された状態で示されている。図６、図８および図９には、閉塞部材４が完全に開口部２を開放し、閉塞部材支持機構５が開方向１８、さらにはその縦方向８に平行な方向についてハウジング９の内部に引き込まれている、開位置における閉塞部材４が示されている。図１０、図１１および図１２には、閉塞部材４が閉方向１７、ひいては縦方向８に平行な方向に延在し、これにより開口部２を完全に覆う閉位置における閉塞部材４が示されている。

図７には、図６の切断線Ｂ−Ｂに沿った断面図、したがってここではそれぞれがシリンダキャビティ壁部１３により囲まれている２つのシリンダキャビティ１０と、案内要素１２が案内される２つの案内要素レセプタクル１１と、を有する、一体品として設計されたヨーク６の水平断面図が示されている。図７には、ヨーク６の支持機構レセプタクル１４において、支持機構固定部２０によって閉塞部材支持機構５が固定されている様子が示されている。シリンダキャビティ１０の内部に配置され、それぞれのシリンダ−ピストン駆動ユニット７のピストン２６の断面図がそれぞれのシリンダキャビティ１０において確認できる。図７において、ここでは２つのシリンダキャビティ１０および２つの案内要素レセプタクル１１が軸線を基準とする対称性を有するように配置されていることが確認できる。

気圧式または液圧式に構成され、閉方向１７および開方向１８について、閉塞部材支持機構５および閉塞部材４と共にヨーク６の移動を可能にするシリンダ−ピストン駆動ユニット７は、図８および図１１の断面図に特に明確に示されている。当該断面図において、本実施形態ではヨーク６に一体化されたシリンダキャビティ１０は、円柱形状の貫通孔または貫通路として形成されている。各シリンダキャビティ１０の上端部および下端部を閉塞するため、本実施形態ではシリンダ閉塞部材２７が設けられており、シリンダ閉塞部材２７はそれぞれの固定リング２４によって所定の位置に固定されている。ピストンロッド２５は、下部のシリンダ閉塞部材２７によって案内される。ピストンロッド２５は、一端部において、ねじ２１によってハウジング９に固定されている。ピストンロッド２５は、他端部において、シリンダキャビティ１０の内部に配置されたピストン２６を担持する。ピストンロッド２５がハウジング９に取り付けられることによって、ピストン２６は、本実施形態ではハウジング９に固定して取り付けられる。ピストン２６とシリンダ閉塞部材２７との間に残るシリンダキャビティ１０の動作キャビティの差圧が、それ自体既知の方法で、液体または気体の圧力媒体、例えば、油または空気により生じる。圧力媒体の流入ラインおよび流出ラインならびにバルブは図示されていないが、それ自体公知の先行技術と同様に実施されうる。ハウジング９に対してピストンが堅固に固定されているため、適切な加圧によってヨーク６、ひいては閉塞部材４が閉方向１７および開方向１８、ひいては縦方向８に平行な方向に移動する。

図示された例示的な実施形態では、シリンダキャビティ１０のキャビティ縦軸線１５は、閉塞部材支持機構５の縦方向８と平行に整列している。同じことが案内要素レセプタクル１１の案内要素レセプタクル縦軸線１６にも当てはまる。したがって、本実施形態では、閉方向１７、開方向１８、縦方向８、キャビティ縦軸線１５、さらには案内要素レセプタクル縦軸線１６はすべて互いに平行である。

１‥閉塞装置、２‥開口部、３‥チャンバ壁部、４‥閉塞部材、５‥閉塞部材支持機構、６‥ヨーク、７‥シリンダ−ピストン駆動ユニット、８‥縦方向、９‥ハウジング、１０‥シリンダキャビティ、１１‥案内要素レセプタクル、１２‥案内要素、１３‥シリンダキャビティ壁部、１４‥支持機構レセプタクル、１５‥キャビティ縦軸線、１６‥案内要素レセプタクル縦軸線、１７‥閉方向、１８‥開方向、１９‥ベローズシール、２０‥支持機構固定部、２１‥ネジ、２２‥シールダクト、２３‥くぼみ、２４‥固定リング、２５‥ピストンロッド、２６‥ピストン、２７‥シリンダ閉塞部材、２８‥ネジ穴、２９‥センタリングピン、３０‥センタリング穴、３１‥案内スリーブ。

Claims

チャンバ壁部（３）における開口部（２）のための閉塞装置（１）であって、
少なくとも１つの閉塞部材（４）と、少なくとも１つの閉塞部材支持機構（５）と、少なくとも１つのヨーク（６）と、を備え、前記閉塞部材（４）が前記閉塞部材支持機構（５）を介して前記ヨーク（６）に対して堅固に連結され、
前記ヨーク（６）は、前記閉塞装置（１）の少なくとも１つのシリンダ−ピストン駆動ユニット（７）により、前記閉塞部材支持機構（５）の縦方向（８）に対して平行な方向に変位可能に前記閉塞装置（１）のハウジング（９）に搭載され、
前記ヨーク（６）が、少なくとも１つのシリンダ−ピストン駆動ユニット（７）のシリンダキャビティ（１０）および前記閉塞装置（１）の案内要素（１２）を案内するための少なくとも１つの案内要素レセプタクル（１１）のうち一方または両方を有していることを特徴とする閉塞装置。
請求項１に記載の閉塞装置（１）において、
前記ヨーク（６）が、前記閉塞装置（１）の２つの前記シリンダ−ピストン駆動ユニット（７）の２つの前記シリンダキャビティ（１０）、および、前記閉塞装置（１）の案内要素（１２）を案内するための２つの前記案内要素レセプタクル（１１）を有していることを特徴とする閉塞装置。
請求項２に記載の閉塞装置（１）において、
前記シリンダキャビティ（１０）が相互に軸線を基準に対称性をもって配置され、付加的または代替的に、前記案内要素レセプタクル（１１）が相互に対称性をもって配置されていることを特徴とする閉塞装置。
請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の閉塞装置（１）において、
前記ヨーク（６）が一体品として形成されていることを特徴とする閉塞装置。
請求項４に記載の閉塞装置（１）において、
前記ヨーク（６）が、鋳造品、射出成形品、またはブロックからの鍛造品として設計されていることを特徴とする閉塞装置。
請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の閉塞装置（１）において、
前記少なくとも１つのシリンダキャビティ（１０）を取り囲む、前記ヨーク（６）の少なくとも１つの、少なくとも１つのシリンダキャビティ壁部（１３）および前記閉塞部材支持機構（５）を前記ヨーク（６）に固定するための支持機構レセプタクル（１４）が、前記ヨーク（６）において相互に固定された空間位置に配置され、付加的または代替的に、前記少なくとも１つの案内要素レセプタクル（１１）および前記支持機構レセプタクル（１４）が、前記ヨーク（６）において相互に固定された空間位置に配置されていることを特徴とする閉塞装置。
請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の閉塞装置（１）において、
前記シリンダキャビティ（１０）が、キャビティ縦軸線（１５）を有し、当該キャビティ縦軸線（１５）が、前記閉塞部材支持機構（５）の前記縦方向（８）に対して平行に配置されていることを特徴とする閉塞装置。
請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の閉塞装置（１）において、
前記案内要素レセプタクル（１１）が、案内要素レセプタクル縦軸線（１６）を有し、当該案内要素レセプタクル縦軸線（１６）が、前記閉塞部材支持機構（５）の前記縦方向（８）に対して平行に配置されていることを特徴とする閉塞装置。
請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の閉塞装置（１）において、
前記閉塞部材（４）が、前記開口部（２）に対して直線的にまたは相互に反対である方向（１７）（１８）に変位可能に、前記閉塞装置（１）の前記ハウジング（９）に搭載されていることを特徴とする閉塞装置。
請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の閉塞装置（１）において、
前記少なくとも１つの案内要素（１２）が、少なくとも部分的に、レールもしくはロッドとして設計され、付加的または代替的に、前記閉塞部材支持機構（５）の前記縦方向（８）に対して平行に延在していることを特徴とする閉塞装置。