TW202346743A - 致動器及閥 - Google Patents

Abstract

本發明的課題在於：提供一種即便是長時間、高溫環境下使用，也能抑制O型環之密封性下降的致動器及閥。 致動器(3)具備：具有第1按壓部(突出部(5F)、下端部(6A1)、內段差部(6F))的管帽(5)及致動器帽蓋(6)；具有第2按壓部(上端部(8C)、外緣部(9B3)、外段差部(9D))，由來自外部的作動流體所驅動的桿(8)及活塞(9)；用來密閉壓力室之環狀的O型環(4A~4C)。第1按壓部及第2按壓部，在活塞(9)的移動方向中彼此相對向，O型環(4A~4C)，位於第1按壓部與第2按壓部之間，藉由活塞(9)的移動而構成：第2按壓部對第1按壓部形成靠近及分離，在第2按壓部已靠近第1按壓部的狀態下，O型環(4A~4C)被第1按壓部與第2按壓部所包夾。

Description

致動器及閥

本發明關於：半導體製造裝置等所使用的致動器及閥。

在專利文獻1所揭示之藉由作動流體來執行開閉的閥中，為了保持壓力室的密封性，在活塞與隔板之間設有O型環。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特許第6170635號公報

[發明欲解決之問題]

但是，由於專利文獻1的閥構成「O型環的密封性僅在正交於上下方向的方向中產生」，因此在長時間、高溫環境下使用該閥的場合中，潤滑油將蒸發，O型環形成熱降解(thermal degradation)，且O型環因滑動而磨耗，O型環的密封性下降。

有鑑於此，本發明的其中一個目的在於：提供一種即便是長時間、高溫環境下使用，也能抑制O型環之密封性下降的致動器及閥。 [解決問題之手段]

為了解決上述目的，本發明之一種樣態的致動器，具備：殼體，具有第1按壓部；驅動構件，具有第2按壓部，被設在前述殼體內且與前述殼體一起構成壓力室，由來自外部的作動流體所驅動；環狀的密封構件，在正交於前述驅動構件之移動方向的方向中，設成被前述殼體與前述驅動構件所包夾，而將前述壓力室密封，前述第1按壓部及前述第2按壓部，在前述驅動構件的移動方向中彼此相對向，前述密封構件，位在前述第1按壓部與前述第2按壓部之間，藉由前述驅動構件的移動，前述第2按壓部對前述第1按壓部形成靠近及分離，在前述第2按壓部已靠近前述第1按壓部的狀態下，前述密封構件構成被前述第1按壓部及前述第2按壓部所包夾。

亦可構成：在前述第2按壓部靠近前述第1按壓部，而前述密封構件已被前述第1按壓部及前述第2按壓部所包夾的狀態下，作動流體的壓力作用於前述密封構件。

亦可構成：前述驅動構件具有活塞，前述殼體具有管帽及連接於前述管帽的致動器帽蓋，前述密封構件設成：在正交於前述活塞之移動方向的方向中，被前述管帽及前述活塞所包夾，前述活塞的外緣部，作為前述第2按壓部發揮功能，前述致動器帽蓋的端部，作為前述第1按壓部發揮功能，前述密封構件，被前述致動器帽蓋的端部及前述活塞的外緣部所包夾。

本發明之一種樣態的閥，具備：本體，形成有流路；上述的致動器，被安裝於前述本體，可開閉前述流路。 [發明的效果]

根據本發明，可提供一種即便是長時間、高溫環境下使用，也能抑制O型環之密封性下降的致動器及閥。

參考圖面說明本發明之一種實施形態的閥。

圖1顯示本實施形態之關閉狀態的閥1的局部剖面圖。本實施形態的閥1為膜片閥(diaphragm valve)。

閥1譬如為膜片閥，具備本體2、致動器3。在以下的說明中，將閥1的致動器3側作為上側，並將本體2側作為下側進行說明。

在本體2形成有流入路徑2a、流出路徑2b、及未顯示圖示的閥室，在未顯示圖示的閥室設有閥體，亦即膜片。

致動器3具備：管帽5、致動器帽蓋6、膜片按壓具7、桿8、活塞9、壓縮螺旋彈簧10、O型環4A~4C。

管帽5形成略圓筒狀，且具有：下側部5A、中間部5B、上側部5C。下側部5A被插入本體2，並藉由使下側部5A鎖合於本體2，而將管帽5固定於本體2。下側部5A具有第1貫穿孔5d。

中間部5B位於下側部5A的上側，中間部5B的外形呈現6角柱狀。中間部5B具有第2貫穿孔5e。第2貫穿孔5e的內徑構成：小於第1貫穿孔5d的內徑。在中間部5B的上端部設有：朝第2貫穿孔5e的內側突出的突出部5F。在第2貫穿孔5e中，突出部5F所在之部位的內徑，小於其它部位。

上側部5C位於中間部5B的上側，並設成：相較於中間部5B，更朝外側伸出。上側部5C具有第3貫穿孔5g。第3貫穿孔5g的內徑構成：大於第1貫穿孔5d、第2貫穿孔5e的內徑。

致動器帽蓋6，略呈有蓋圓筒狀，並具有外筒部6A、上蓋部6B、內筒部6C。外筒部6A，藉由使其下端部鎖合於管帽5的上側部5C，而將致動器帽蓋6固定於管帽5。外筒部6A的下端部6A1，從中間部5B的上表面分離。

上蓋部6B，被設成覆蓋外筒部6的上端。在上蓋部6B形成有：可供未顯示圖示的管接頭鎖合的鎖合孔6d。內筒部6C連接於上蓋部6B的內端部。內筒部6C之軸方向的長度構成：比外筒部6A之軸方向的長度更短。亦即，內筒部6C的下端，相較於外筒部6A的下端，位於更上側。

內筒部6C具有連通於鎖合孔6d的第4貫穿孔6e。在第4貫穿孔6e中，相較於其上側部位，其下側部位更進一步形成擴徑。亦即，在內筒部6C的內周面，設有內段差部6F。在第4貫穿孔6e中構成：比內段差部6F更下側的部位，其內徑大於「比內段差部6F更上側的部位」。

由管帽5與致動器帽蓋6形成：用來收容活塞9及壓縮螺旋彈簧10的收容空間6g。在致動器帽蓋6的外筒部6A及上蓋部6形成：連通外部與收容空間6g的空氣孔6h。管帽5及致動器帽蓋6，相當於致動器的殼體。

膜片按壓具7，被設在「設於本體2之未顯示圖示的膜片」的上側，並由管帽5的下側部5A支承成可移動於上下方向。

桿8構成：由管帽5的中間部5B支承成可移動於上下方向，並藉由相對於未顯示圖示的膜片形成靠近及分離移動，而促使流入路徑2a、流出路徑2b開閉。桿8具有圓柱部8A、桿下側部8B。圓柱部8A延伸於中間部5B的整個上下方向。桿下側部8B呈現有底圓筒狀，藉由使其內周部鎖合於圓柱部8A的下端部，而固定於圓柱部8A。桿下側部8B，被設成覆蓋圓柱部8A之下端部的外側。桿下側部8B的外徑構成：稍微小於第2貫穿孔5e的內徑。桿下側部8B的上端部8C與中間部5B的突出部5F，在上下方向(活塞9的移動方向)中彼此相對向。

活塞9與桿8構成一體，並被設在桿8的上側，且由管帽5及致動器帽蓋6支承成可移動於上下方向。活塞9具有：基部9A、橫突出部9B、上突出部9C。基部9A略呈圓筒狀，在其下表面一體地設有桿8。桿8及活塞9相當於驅動構件。

橫突出部9B呈現圓形的略盤狀，從基部9A的下端部朝「正交於基部9A的軸」的方向突出。橫突出部9B具有底部9B1、側壁部9B2。底部9B1呈現圓盤狀，並設成：從基部9A朝向上側部5C擴張成放射狀。側壁部9B2呈現圓環狀，被設在底部9B1之外緣部9B3的內側。底部9B1的外緣部9B3與外筒部6A的下端部6A1，在上下方向(活塞9的移動方向)中彼此相對向。外援部9B3的端面，從上側部5C的內周面分離。

上突出部9C略呈圓筒狀，從基部9A的上表面朝上側突出。上突出部9C，相較於其下側部位，其上側部位更進一步形成縮徑。亦即，上突出部9C，在外周設有外段差部9D。外段差部9D與內段差部6F，在上下方向(活塞9的移動方向)中彼此相對向。

由活塞9之底部9B1的下表面與管帽5之中間部5B的上表面區隔出壓力室9e。在活塞9的基部9A及上突出部9C，形成有從其上端延伸至壓力室9e的作動流體導入路徑9f。

壓縮螺旋彈簧10，被配置於致動器帽蓋6之上蓋部6B的下表面與活塞9之底部9B1的上表面之間，經常性地將活塞9朝下側彈推。

O型環4A被設成：在正交於上下方向的方向中，被管帽5的中間部5B與桿8所包夾，且位於中間部5B的突出部5F與桿下側部8B的上端部8C之間。O型環4B被設成：在正交於上下方向的方向中，被管帽5的上側部5C與活塞9的側壁部9B2所包夾，且位於外筒部6A的下端部6A1與底部9B1的外緣部9B3之間。O型環4C被設成：在正交於上下方向的方向中，被致動器帽蓋6的內筒部6C與活塞9的上突出部9C所包夾，且位於內筒部6C的內段差部6F與上突出部9C的外段差部9D之間。

藉由O型環4A~4C而將壓力室9e密閉。O型環4A~4C分別相當於環狀的密封構件。中間部5B的突出部5F、外筒部6A的下端部6A1、及內筒部6C的內段差部6F，分別相當於第1按壓部。桿下側部8B的上端部8C、底部9B1的外緣部9B3、及上突出部9C的外段差部9D，分別相當於第2按壓部。

接著，說明本實施形態之閥1的開閉動作。

圖2顯示開啟狀態之閥1的局部剖面圖。

如圖1所示，關閉狀態的閥1，作動流體並未流入壓力室9e，桿8及活塞9藉由壓縮螺旋彈簧10的彈推力而位於下死點(靠近本體2)，未顯示圖示的膜片被膜片按壓具7所按壓，閥1成為關閉狀態。換言之，閥1在一般狀態(未供給驅動流體的狀態)下呈現關閉狀態。

接著形成：作動流體從未顯示圖示的作動流體供給源朝閥1流動的狀態。藉此，朝閥1供給驅動流體。驅動流體，透過未顯示圖示的空氣管(air tube)及管接頭，通過作動流體導入路徑9f而流入壓力室9e。一旦作動流體流入壓力室9e，活塞9將反抗壓縮螺旋彈簧10的彈推力而上升。藉此，如圖2所示，桿8移動至上死點(從本體2分離)，膜片按壓具7藉由未顯示圖示之膜片的彈性力及流體(氣體)的壓力而移動至上側，流入路徑2a與流出路徑2b連通，閥1成為開啟狀態。

為了使閥1從開啟狀態形成關閉狀態，在未顯示圖示的三通閥(three-way valve)切換成：作動流體從閥1的致動器3朝外部排出的流動。藉此，壓力室9e內的驅動流體，透過作動流體導入路徑9f朝外部排出。如此一來，桿8及活塞9藉由壓縮螺旋彈簧10的彈推力而移動至下死點，閥1成為關閉狀態(圖1)。

圖3(a)是在圖1的閥1中以點線L1所圍繞之部位的放大圖，圖3(b)是在圖2的閥1中以點線L2所圍繞之部位的放大圖。

如圖3(a)所示，閥1在關閉狀態下，活塞9位於下死點，外筒部6A的下端部6A1與底部9B1的外緣部9B3之間的距離，構成大於O型環4B之上下方向的寬度(線徑)。亦即，外筒部6A的下端部6A1及底部9B1的外緣部9B3，分別從O型環4B分離。

如圖3(b)所示，閥1在開啟狀態下，活塞9位於上死點，外筒部6A的下端部6A1與底部9B1的外緣部9B3之間的距離，構成小於O型環4B之上下方向的寬度(線徑)。亦即，外筒部6A的下端部6A1及底部9B1的外緣部9B3，分別抵接於O型環4B形成按壓。

藉此，即便在長時間、高溫環境下使用閥1的場合中，潤滑油蒸發，O型環4B形成熱降解，以及O型環4B因滑動而磨耗，當已對壓力室9e供給作動流體時，O型環4B被外筒部6A的下端部6A1與底部9B1的外緣部9B3所包夾。其結果，由於O型環4B因彈性而朝「正交於上下方向的方向」變形，故能抑制O型環4B的密封性下降。

如圖1所示，閥1在關閉狀態下，活塞9位於下死點，中間部5B的突出部5F與桿下側部8B的上端部8C之間的距離，大於O型環4A之上下方向的寬度(線徑)，內筒部6C的內段差部6F與上突出部9C的外段差部9D之間的距離，構成大於O型環4C之上下方向的寬度(線徑)。亦即，中間部5B的突出部5F及桿下側部8B的上端部8C，分別從O型環4A分離，內筒部6C的內段差部6F及上突出部9C的外段差部9D，分別從O型環4C分離。

如圖2所示，閥1在開啟狀態下，活塞9位於上死點，中間部5B的突出部5F與桿下側部8B的上端部8C之間的距離，小於O型環4A之上下方向的寬度(線徑)，內筒部6C的內段差部6F與上突出部9C的外段差部9D之間的距離，構成小於O型環4C之上下方向的寬度(線徑)。亦即，中間部5B的突出部5F及桿下側部8B的上端部8C，分別抵接於O型環4C形成按壓，內筒部6C的內段差部6F及上突出部9C的外段差部9D，分別抵接於O型環4C形成按壓。

據此，當已對壓力室9e供給作動流體時，O型環4A被中間部5B的突出部5F與桿下側部8B的上端部8C所包夾，O型環4C被內筒部6C的內段差部6F與上突出部9C的外段差部9D所包夾。其結果，由於O型環4A、4C因彈性而朝「正交於上下方向的方向」變形，故能抑制O型環4A、4C的密封性下降。

如圖3(b)所示，在O型環4B已被外筒部6A的下端部6A1與底部9B1的外緣部9B3所包夾的狀態下，作動流體的壓力，相對於O型環4B朝上方向作用。如此一來，藉由作動流體的壓力，O型環4B因彈性而朝「正交於上下方向的方向」變形，故能抑制O型環4B的密封性下降。

O型環4B，其上側被致動器帽蓋6之外筒部6A的下端部6A1所按壓。如此一來，由於O型環4B被既有的構造所按壓，因此能容易地提供本實施形態的致動器3。

然而，本發明並不侷限於上述的實施例。只要是該業者，能在本發明的範圍内，執行各種的追加和變更等。

舉例來說，在上述的實施形態中，雖然桿下側部8對圓柱部8A形成螺絲連接，但亦可藉由嵌合而形成連接、或亦可使用C型環形成連接。不僅如此，亦可採用焊接或固定螺絲，將桿下側部8連接於圓柱部8A。

1:閥 2:本體 3:致動器 4A~4C:O型環 5:管帽(bonnet) 5F:突出部 6:致動器帽蓋 6A1:下端部 6F:內段差部 8:桿(stem) 8C:上端部 9:活塞 9B3:外緣部 9D:外段差部

[圖1]為其中一種實施形態之關閉狀態的閥的局部剖面圖。 [圖2]為開啟狀態之閥的局部剖面圖。 [圖3](a)是在圖1的閥中以點線L1所圍繞之部位的放大圖，(b)是在圖2的閥中以點線L2所圍繞之部位的放大圖。

1:閥

2:本體

2a:流入路徑

2b:流出路徑

3:致動器

4A~4C:O型環

5:管帽

5A:下側部

5B:中間部

5C:上側部

5d:第1貫穿孔

5e:第2貫穿孔

5F:突出部

5g:第3貫穿孔

6:致動器帽蓋

6A:外筒部

6A1:下端部

6B:上蓋部

6C:內筒部

6d:鎖合孔

6e:第4貫穿孔

6F:內段差部

6g:收容空間

6h:空氣孔

7:膜片按壓具

8:桿

8A:圓柱部

8B:桿下側部

8C:上端部

9:活塞

9A:基部

9B:橫突出部

9B1:底部

9B2:側壁部

9B3:外緣部

9C:上突出部

9D:外段差部

9e:壓力室

9f:作動流體導入路徑

10:壓縮螺旋彈簧

L1:點線

Claims (4)

1. 一種致動器，具備： 殼體，具有第1按壓部； 驅動構件，具有第2按壓部，且被設在前述殼體內而與前述殼體一起形成壓力室，被來自外部的作動流體所驅動； 環狀的密封構件，在正交於前述驅動構件之移動方向的方向中，設成被前述殼體與前述驅動構件所包夾，而密閉前述壓力室， 前述第1按壓部及前述第2按壓部，在前述驅動構件的移動方向中彼此相對向， 前述密封構件，位在前述第1按壓部與前述第2按壓部之間， 藉由前述驅動構件的移動而構成：前述第2按壓部對前述第1按壓部形成靠近及分離，在前述第2按壓部已靠近前述第1按壓部的狀態下，前述密封構件被前述第1按壓部與前述第2按壓部所包夾。
2. 如請求項1所記載的致動器，其中構成：在前述第2按壓部靠近前述第1按壓部，而前述密封構件已被前述第1按壓部與前述第2按壓部所包夾的狀態下，作動流體的壓力作用於前述密封構件。
3. 如請求項1或請求項2所記載的致動器，其中前述驅動構件具有活塞， 前述殼體，具有管帽及連接於前述管帽的致動器帽蓋， 前述密封構件設成：在正交於前述活塞之移動方向的方向中，被前述管帽與前述活塞所包夾， 前述活塞的外緣部，作為前述第2按壓部發揮功能， 前述致動器帽蓋的端部，作為前述第1按壓部發揮功能， 前述密封構件構成：被前述致動器帽蓋的端部與前述活塞的外緣部所包夾。
4. 一種閥，具備： 本體，形成有流路； 請求項1至請求項3之其中任一項所記載的致動器，被安裝於前述本體，可開閉前述流路。

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