TWI407031B - 逆壓閘閥 - Google Patents

Description

逆壓閘閥

本發明係關於一種將內壓之高低關係有逆轉情況的二個真空室予以隔間之逆壓閘閥。

作為用以將用於製造半導體或薄膜、液晶面板等的真空裝置之複數個真空室予以隔間的閘閥，為人周知的有專利文獻1所記載者。專利文獻1所記載的閘閥，係在相對向配置並且分別形成有連通孔的二個密封面之間，具有可滑動地配置的閥板。然後，閘閥，係藉由使閥板滑動至連通孔之位置，以將二個真空室予以隔間的方式而形成。另外，在專利文獻1之閘閥的閥板，係設置有藉由依加壓流體之供給而膨脹來突出的密封材，且藉由該密封材之突出而將密封面與閥板之間隙予以密封。

另一方面，作為真空裝置之其他閘閥，係藉由將閥板推壓於形成有連通孔的密封面，而將真空室間予以隔間的構造。例如在第5圖所示的閘閥中，係以氣缸50所產生的推力，將閥板53推壓於形成有連通孔51之密封面52，藉此將二個真空室54、55予以隔間。

在此抵接於密封面52的閥板53之前面側的真空室54係呈真空狀態，當閥板53之後背側的真空室55處於大氣壓的正壓時，大氣壓就會相對於閥板53而朝向將該閥板53推壓於密封面52的方向作用。因此，此時，就可以較小的推力維持閥板53朝密封面52之推壓。另一方面，在閥板53之前面側的真空室54為大氣壓、閥板53之後背側的真空室55為真空的逆壓時，大氣壓就會相對於閥板53而朝向將該閥板53從密封面52拉離的方向作用。因此，此時，為了要維持將閥板53推壓於密封面52的狀態，就需要很大的推力。另外，作用於閥板53的大氣壓之力，係隨著閥板53大型化而變大。因此，在採用大型閥板之閘閥中，即使以氣缸等之推力推壓閥板，有時會因被大氣壓推擠而無法維持密封。

因此，習知作為對應如上述逆壓之真空裝置的閘閥，有提案非專利文獻1所記載者。如第6圖所示，在該習知逆壓閘閥中，係在依對形成有連通孔60的密封面61之推壓而將連通孔60予以閉塞的閥板64之後背側，形成有藉由該閥板64、伸縮囊(bellows)63及壓力板62而區劃出的空間65。然後在逆壓時，藉由形成於閥板64的導入孔66將大氣壓導入於空間65以將閥板64之後背側形成大氣壓狀態，藉此抵銷作用於閥板64之前面的大氣壓之力，而可以較小的推力而進行閥板64之推壓。

(專利文獻)

專利文獻1：日本特開平5-215249號公報。

(非專利文獻)

非專利文獻1：入江工研　株式會社　閘閥型錄NO.319 KOSLARZE GATE VALVE第9頁上部分。

若為第6圖之習知逆壓閘閥，則即使在逆壓時，也不需要很大的推力，而可確實維持密封。然而，在此種習知逆壓閘閥中，需要伸縮囊63及壓力板62等，使得零件數變多，有構造複雜化的問題。

本發明係有鑑於此種實際情況而開發完成者，其目的在於提供一種以比較簡易之構造即使在逆壓時也能確實地維持密封的逆壓閘閥。

本發明之一態樣，係提供一種逆壓閘閥，用以將具有第1內壓的第1室及具有第2內壓的第2室予以隔間。該逆壓閘閥係具備：密封面，其係具有用以連通前述第1及第2室之連通孔；閥部，其係依對前述密封面之推壓而將前述連通孔予以閉塞的閥板，且前述第1室位於與前述密封面相對向的前述閥部之前面側，而前述第2室位於前述閥板之後背側；以及密封材，其係從前述密封面與前述閥板中之任一方朝向另一方突出，並且以可解除該突出的方式設置，且依該突出而將前述密封面與前述閥板之間隙予以密封，前述密封材，係以當前述第1內壓高於前述第2內壓時突出，而當前述第1內壓低於前述第2內壓時解除突出的方式構成。

上述構成中，當第1室之第1內壓高於第2室之第2內壓的逆壓時，密封材就會突出。藉此可將密封面與閥板之間隙予以密封。因此，閥板可依第1內壓與第2內壓之壓力差而朝離開密封面的方向推壓，即使閥板稍微離開密封面，也可藉由所突出的密封材來維持密封面與閥板之間隙的密封。

依據本發明之逆壓閘閥，以簡單的構造即使在逆壓時也可確實地維持密封狀態。

(第1實施形態)

以下，係參照第1圖至第3圖詳細說明將本發明之逆壓閘閥具體化的第1實施形態。另外第1實施形態之逆壓閘閥，係構成作為在用於製造半導體或薄膜、液晶面板等之真空裝置中將大氣壓與真空予以隔間的閥。

第1圖係顯示從第1實施形態之逆壓閘閥之側方觀看到的剖面構造。如第1圖所示，第1實施形態之逆壓閘閥，係設置於第1真空室1及第2真空室4之二個真空室的連結部。

在連接於第2真空室4之第1真空室1的側板，係設置有連通兩真空室1、4的連通孔2。此種設置有連通孔2之第1真空室1的側板之外周面，係成為藉由閉塞連通孔2而使切斷兩真空室1、4之連通的閥板6所推壓的密封面3。

上述閥板6，係配設於第2真空室4之內部。該閥板6，係具有能夠轉動地軸支於轉動軸5的基端。閥板6，係配置成：藉由未圖示的氣缸，繞圖中半順時鐘方向轉動，藉此使閥板6之前面推壓於密封面3以閉塞連通孔2。通常，依閥板6之轉動而造成連通孔2之開閉，係在第1真空室1及第2真空室4之內壓成為相同的狀態下進行。另外，在第2真空室4之內部，亦配置有停止閥板6朝向離開密封面3之方向位移的止動器7。

在與上述密封面3相對向的閥板6之前面，係設置有密封材8用以包圍住連通孔2之外周。又在閥板6之前面的密封材8之內周，亦設有由彈性體所構成的O環9。在第1實施例中，O環9係設置作為第2密封材。

密封材8，係由中空之彈性材所形成。在此種密封材8之內部空間，係依需要而由配管10進行空氣之供給。在第1實施形態中，該配管10之一端係開放於大氣中。然後，按照密封材8之周圍與其內部空間之差，使密封材8之剖面形狀產生變化。當密封材8之前端部的周圍處於大氣壓環境下時，密封材8之周圍與密封材8之內部空間就會成為同壓(大氣壓)。此時的密封材8，由於是彈性體所以會成為前端凹陷的形狀(參照第2圖(a))。另一方面，當密封材8前端部之周圍處於真空下時，藉由密封材8之周圍與密封材8之內部空間的差壓，可供給空氣至密封材8之內部空間。因此，此時的密封材8，係以其前端朝向密封面3突出的方式膨脹(參照第2圖(b)及第3圖)。

另外，此種設置有逆壓閘閥的真空裝置，通常是在第1真空室1為真空、第2真空室4為大氣壓之所謂正壓的狀態、或是在第1真空室1與第2真空室4同壓的狀態下使用。但是，在進行保養時，有時會有第1真空室1為大氣壓、第2真空室4為真空之所謂逆壓的狀態。如以下所述，第1實施形態之逆壓閘閥，係構成：正壓時、或逆壓時均可適當地進行密封。

第2圖(a)係顯示閥板6之前面側的第1真空室1之內部為真空、閥板6之後背側的第2真空室4之內部為大氣壓的正壓時之狀態。此時的密封材8前端部之周圍係處於大氣壓環境下，又其內部空間也變成大氣壓。因此，此時的密封材8，由於是彈性體所以會變成前端凹陷的形狀。但是，此時由於基於大氣壓之力F會作用於將閥板6推壓於密封面3的方向，所以可以比較小的推力維持將閥板6推壓於密封面3的狀態。順便一提，此時的閥板6與密封面3之間隙，可藉由O環9而密封。

第2圖(b)係顯示閥板6之前面側的第1真空室1之內部、及閥板6之後背側的第2真空室4之內部為真空之從正壓移至逆壓時的狀態。

例如為了進行保養等，當從正壓移至逆壓時，就會對第1真空室1及第2真空室4之內部同時進行真空排氣。此時，如第2圖(b)所示，在密封材8之內部空間，係藉由其前端部周圍與其內部空間之差壓，而透過配管10供給空氣。因而，密封材8係因膨脹而以其前端朝向密封面3突出的方式彈性變形。

第3圖係顯示閥板6之前面側的第1真空室1之內部為大氣壓、閥板6之後背側的第2真空室4之內部為真空之逆壓時的狀態。此時的閥板6，基於大氣壓之力F會作用於將閥板6拉離密封面3之方向。因此，閥板6會被大氣壓推壓而後退至止動器7發揮功能的位置為止，然後閥板6之前面與密封面3之間隙會變大。但是，此時的密封材8，會如第2圖(b)所示從正壓移至逆壓時持續成為膨脹的狀態，即成為以密封材8之前端朝向密封面3突出的方式彈性變形的狀態。因此，即使閥板6之前面與密封面3之間隙稍微變大，也可藉由經突出的密封材8來密封該間隙。

依據以上所述的第1實施形態之逆壓閘閥，則至少可達成如下效果。

(1)當與密封面3相對向的閥板6之前面側的第1真空室1之內壓比該閥板6之後背側的第2真空閥4之內壓還高的逆壓時，密封材8可依該密封材8之內壓而突出，並可藉此將密封面3與閥板6之間隙予以密封。因此，閥板6可藉由大氣壓而推向離開密封面3的方向，即使閥板6稍微離開密封面3，也可藉由經突出的密封材8來維持密封面3與閥板6之間隙的密封。因而，依據第1實施形態之逆壓閘閥，以比較簡易的構造即使在逆壓時也可確實地維持密封。

(2)第1實施形態之逆壓閘閥，係具備用以停止閥板6朝離開密封面3之方向位移的止動器7。若設置有此種止動器7，可將逆壓時閥板6與密封面3之間的間隙伴隨閥板6離開密封面3而擴大之程度停留在某程度。因此，藉由密封材8之突出，可更確實地進行閥板6與密封面3之間的間隙之密封。

(3)在第1實施形態之逆壓閘閥中，密封材8之中空部分(內部空間)係透過配管10而開放於大氣中。因而，當密封材8前端部之周圍處於大氣壓環境時，其內外的氣壓就會變成同壓，且可卸除流體壓對密封材8之中空部分的施加。另一方面，當密封材8前端部之周圍處於真空下時，藉由其內外的差壓，可透過配管10而將空氣供給至密封材8之中空部分。因此，在此時的密封材8之中空部分，係施加有大氣壓，藉此密封材8會因膨脹而以其前端突出的方式使其剖面形狀產生變化。因此，在第1實施形態之逆壓閘閥中，可藉由第1真空室1內與大氣壓環境之差壓，自動地進行密封材8之進退。

(第2實施形態)

其次，一併參照第4圖說明將本發明之逆壓閘閥具體化的第2實施形態。另外第2實施形態之逆壓閘閥的構成，係除了其密封材之構成有變更以外，其餘與第1實施形態的構成相同。因而第2實施形態中與第1實施形態的構成共通者，係附記相同的元件符號並省略其詳細說明。

如第4圖所示，即使是在第2實施形態之逆壓閘閥，也設置有能夠進退的密封材20。該密封材20，係構成：按照對形成於其後背的壓力室22施加氣體壓(空氣之供給)而進出藉以突出，且按照來自該壓力室22之氣體壓的卸除而後退藉以解除該突出。

第4圖(a)係顯示第1真空室1之內壓比該閥板6之後背側的第2真空室4之內壓還低、且閥板6依大氣壓而朝向推壓於密封面3之方向彈壓的正壓時之密封材20的狀態。如該圖所示，密封材20，係配設於形成在閥板6之前面的凹部21，而在密封材20之後背，係藉由凹部21之周壁與密封材20而區劃形成有壓力室22。在該壓力室22，係連接有配管10，且依需要，透過該配管10進行空氣之供給。

在正壓時，密封材20前端部之周圍係處於大氣壓環境下，而其前端部周圍與壓力室22內係一起變成大氣壓。因此，此時的密封材20，係依該密封材20之推壓而將空氣從壓力室22排出，藉此會後退至拉入於凹部21內的位置(參照第4圖(a))。此時，閥板6會被第2真空室4之大氣壓彈壓，而推壓於密封面3，而閥板6與密封面3之間隙可藉由O環9(詳細參照第1圖)而密封。

第4圖(b)係顯示真空室1之內部、及閥板6之後背側的第2真空室4之內部為真空之從正壓移至逆壓時的狀態。

例如為了進行保養等，當從正壓移至逆壓時，會對第1真空室1及第2真空室4之內部一起進行真空排氣。此時，如第4圖(b)所示，在壓力室22之內部空間，係藉由密封材20之前端部周圍與壓力室22之內部空間的差壓，透過配管10供給空氣，而密封材20係被該空氣彈壓而朝向密封面3進出。

第4圖(c)係顯示第1真空室1之內壓比該閥板6之後背側的第2真空室4之內壓還高、且閥板6依大氣壓而朝向離開密封面3之方向彈壓的逆壓時之密封材20的狀態。此時的密封材20前端部之周圍係處於真空下，而其後背之壓力室22變成大氣壓。因此，從第4圖(b)所示的正壓移至逆壓時持續透過配管10供給空氣至壓力室22，而成為密封材20朝向密封面3進出的狀態。亦即，密封材20，係成為以其前端朝向密封面3突出的方式彈性變形的狀態。此時的閥板6，雖然被來自第1真空室1之大氣壓而推壓，使閥板6之前面與密封面3之間隙擴大，但是密封材20會朝向密封面3突出而密封該間隙。

即使依據以上說明的第2實施形態，至少也可達成與第1實施形態同樣的效果。

另外，以上的各實施形態亦可變更如下。

‧第1實施形態中，係在逆壓時，依密封材8之前端部周圍與其內部空間的差壓，供給空氣至其內部空間，藉此密封材8以其前端突出的方式使其剖面形狀產生變化。又第2實施形態中，係在逆壓時，依密封材20之前端部周圍與其後背之壓力室22的差壓，供給空氣至壓力室22，藉此使密封材20前進以使其前端突出。如此在上述各實施形態中，密封材8、20之突出及其解除，係可按照第1真空室1之內壓的變化而自動地進行。除了利用該第1真空室1之內壓，亦可藉由對密封材8之內部空間或壓力室22供給壓縮空氣，以意圖地進行密封材8、20之突出。又，也可使用空氣以外的加壓氣體使密封材8、20突出，或使用加壓液體使密封材8、20突出。亦即，密封材8、20之突出及其解除，可透過任意的流體之流體壓之施加及其卸除來進行。又若可能，則也可使用發條之彈性反彈力或電磁力等之流體壓以外的推力使密封材8、20突出。

‧第1實施形態中，雖是使用中空之彈性體，藉由對其內部空間供給流體壓使密封材8之剖面形狀產生變化，但是亦可藉由除此以外的手法使密封材之剖面形狀產生變化。例如亦可使用形狀記憶材料形成密封材，且透過加熱等使密封材之剖面形狀產生變化。

‧上述實施形態中，係藉由止動器7來支撐閥板6俾使閥板6不會離開密封面3某程度以上。亦可省略此種止動器7，例如以氣缸等施加於閥板6的推力，來停止閥板6離開密封面3達可藉由密封材8、20之突出將閥板6與密封面3之間予以密封的範圍。

‧上述實施形態中，係在閥板6設置O環9，且當正壓時，藉由該O環9密封閥板6與密封面3之間隙。亦可使用O環9以外之密封構件進行此種正壓時的密封。又亦可省略O環9等之密封構件，以可解除突出的狀態之密封材8、20進行正壓時的密封。

‧上述實施形態中，雖然是在閥板6配設密封材8、20，但是亦可在閥板6所推壓的密封面3設置密封材8、20。又，亦可將O環9設置於密封面3。

‧上述實施形態中，雖然是藉由氣缸使閥板6驅動，但是亦可利用馬達等其他的推力產生裝置來驅動閥板6。

‧上述實施形態中，雖然是以藉由轉動而移動至閉塞連動孔2之位置的方式構成閥板6，但是亦可以藉由滑動而移動至閉塞連動孔2之位置的方式構成閥板6。

‧上述實施形態中，雖然已就構成本發明之逆壓閘閥作為在真空裝置中將大氣壓與真空予以隔間的閥之情況加以說明，但是本發明的逆壓閘閥，亦可應用於除此以外的用途。要言之，可將本發明之逆壓閘閥應用於將內壓之高低關係有逆轉情況的二個真空室予以隔間的任意閥。

‧上述實施形態中，雖然閥部6、閥部6之驅動機構(轉動軸5)、及止動器7係配置於第2真空室4內，但是此等亦可配置於第1真空室1內。

1．．．第1真空室(第1室)

2、51、60．．．連通孔

3、52、61．．．密封面

4．．．第2真空室(第2室)

5．．．轉動軸

6、53、64．．．閥板

7．．．止動器

8、20．．．密封材

9．．．O環

10．．．配管

21．．．凹部

22．．．壓力室

50．．．氣缸

54、55．．．真空室

62．．．壓力板

63．．．伸縮囊

65．．．空間

66．．．導入孔

第1圖係顯示第1實施形態之逆壓閘閥之閥板周圍構造的剖視圖。

第2圖係顯示第1圖之逆壓閘閥之密封材狀態的剖視圖；其中(a)係顯示正壓時、(b)係顯示從正壓移至逆壓或從逆壓移至正壓時之密封材狀態的剖視圖。

第3圖係顯示第1圖之逆壓閘閥於逆壓時之密封材狀態的剖視圖。

第4圖係顯示第2實施形態之逆壓閘閥之密封材狀態的剖視圖；其中(a)係顯示正壓時、(b)係顯示從正壓移至逆壓或從逆壓移至正壓時、(c)係顯示逆壓時之密封材狀態的剖視圖。

第5圖係顯示習知真空裝置之閘閥剖面構造的剖視圖。

第6圖係顯示習知逆壓閘閥之剖面構造的剖視圖。

1．．．第1真空室(第1室)

2．．．連通孔

3．．．密封面

4．．．第2真空室(第2室)

5．．．轉動軸

6．．．閥板

7．．．止動器

8．．．密封材

9．．．O環

10．．．配管

Claims (6)

1. 一種逆壓閘閥，係將具有第1內壓的第1室及具有第2內壓的第2室予以隔間者，其特徵在於，具備：密封面，其係具有用以連通前述第1及第2室之連通孔；閥部，其係依對前述密封面之推壓而將前述連通孔予以閉塞的閥板，且前述第1室位於與前述密封面相對向的前述閥部之前面側，而前述第2室位於前述閥板之後背側；以及密封材，其係從前述密封面與前述閥板中之任一方朝向另一方突出，並且以可解除該突出的方式設置，且依該突出而將前述密封面與前述閥板之間隙予以密封，前述密封材，係以當前述第1內壓高於前述第2內壓時突出，而當前述第1內壓低於前述第2內壓時解除突出的方式構成，前述第1及第2內壓得在大氣壓與真空之間產生變化，前述密封材得依前述第1內壓與前述大氣壓之差壓，自動突出或解除突出。
2. 如申請專利範圍第1項所述之逆壓閘閥，其中，前述密封材係以可進退之方式設置，而前述逆壓閘閥復具備形成於前述密封材之後背的壓力室，前述密封材，係藉由依對前述壓力室施加流體壓而進出來突出，且藉由依對該壓力室卸載流體壓而後退來解除該突出。
3. 如申請專利範圍第1項所述之逆壓閘閥，其中，前述密封材，係藉由使其剖面形狀產生變化而突出。
4. 如申請專利範圍第3項所述之逆壓閘閥，其中，前述密封材，係由中空之彈性體而形成，且藉由依對該中空內施加流體壓而膨脹來使其剖面形狀產生變化。
5. 如申請專利範圍第1項所述之逆壓閘閥，其中，復具備：第2密封材，其係設置於前述密封面與前述閥部中之任一方，當前述第1內壓低於前述第2內壓時將前述密封面與前述閥板之間隙予以密封。
6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之逆壓閘閥，其 中，復具備：止動器，其係停止前述閥板朝離開前述密封面之方向的位移。