TWI706099B - 閘閥裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種簡單的構造且低成本的閘閥裝置，即使閥板為單向形成長形的場合，仍可使閥板其姿勢一邊維持著水平一邊上下移動。 隔設於彼此連設的第1室與第2室之間間隔兩室的本發明閘閥裝置(IV)具備：連通塊(Bc)，具有容許第1室與第2室連通的連通路(1)，及閥單元(Uv)，具有在著位於設置在連通路的座面(11)並間隔連通路的間隔位置與從座面分離的開放位置之間自由進退的閥板(2)，閥單元具有：以從開放位置朝間隔位置之閥板的移動方向為上下方向，安裝於連通塊的上面，在與內側壁(31)之間透過密封手段(32a、32b)插設有閥板的上端部(21)的有底筒狀的閥箱(3)；以和閥箱的上內面(33)對峙的閥板的上面(21b)為受壓面而賦予該受壓面氣體壓力的壓力賦予部(5)；及引導閥板的進退的引導部(4)，賦予受壓面氣體壓力時，構成使得從閥箱突出且部分貫穿連通塊的閥板的下端部著位於設置在連通塊的連通路的座面。

Description

閘閥裝置

本發明是關於隔設在彼此連設的第1室與第2室之間間隔兩室的閘閥裝置。

此種的閘閥裝置例如在專利文獻1已為人知。此裝置具備：連通塊(閥主體)，開設有容許第1室與第2室的連通的連通路，及閥單元，具有在著位於形成在連通路的座面並間隔連通路的間隔位置與從座面分離而使連通路開放的開放位置之間自由進退的閥板。連通路的寬，一般是根據在第1室與第2室之間所搬運之被搬運物(例如，矽基板或玻璃基板)的寬來設定，對應此設定閥板的板長。又，此裝置是在閥板的下面於其板長方向存在有間隔地立設複數支的軸，在各軸傳遞汽缸或馬達等的驅動手段的動力使閥板進退。此時，以在閥板從開放位置移動至間隔位置時設置於閥板的密封構件跨其整體大致均等(較佳為大致同時)壓接於座面的方式，例如，通常是設計設置於閥板的軸的數量或間隔及施加於各軸之動力等的元件。

在此，一般使用上述閘閥裝置的真空處理裝置會有使作為被搬運物而應處理的基板的尺寸大型化的傾 向，據此，真空處理裝置乃至基板通過的連通路的尺寸也會變更。此時，根據連通路的尺寸變更也有變更(加長)閥板之板長的必要。因此，上述習知例的裝置會有使閘閥裝置的構造複雜化的問題。並且，上述習知例的裝置一旦閥板的板長變更時，會有重新認識上述元件，且重新再設計的必要，使用便利性不佳。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2011-144922號公報

本發明是鑒於以上的點，以提供單純構成的閘閥裝置為其課題。

為解決上述課題，隔設於彼此連設的第1室與第2室之間間隔兩室的本發明閘閥裝置，其特徵為，具備：連通塊，具有容許第1室與第2室連通的連通路，及閥單元，具有在著位於設置在連通路的座面並間隔連通路的間隔位置與從座面分離的開放位置之間自由進退的閥板，閥板的下端部是在第1室與第2室之間壓接於透過連通路所搬運之帶狀基材的表面，藉此壓接力構成使基材的內面著位於座面，閥單元，具有：以從開放位置朝間隔位置之閥板的移動方向為上下方向，安裝於連通塊的上面，在與內 側壁之間透過密封手段插設有閥板的上端部的有底筒狀的閥箱；以和閥箱的上內面對峙的閥板的上面為受壓面而賦予該受壓面氣體壓力的壓力賦予部；及引導閥板的進退的引導部，賦予受壓面氣體壓力時，構成使得從閥箱突出且部分貫穿連通塊的閥板的下端部著位於設置在連通塊的連通路的座面，在閥板的下端向上方凹設有溝槽，在此溝槽插入構成可壓接於基材表面之閥板的下端部的具有中心軸的輥狀密封構件，並將密封構件的中心軸的端部存在有間隙地插入軸支於開設在溝槽之軸向兩側的壁面的孔部。

根據本發明，由於採用以閥板的上面為受壓面並對此受壓面賦予氣體壓力使閥板進退的構成，因此獲得簡單構成的閘閥裝置。並且，即使閥板的板長變更，可不須重新認識使閥板進退用的(設計)元件且再設計的必要，可對應閥板的板長變更具使用便利性容易的裝置。

本發明中，以在上述閥板進一步具備賦予其上移動方向之彈推力的彈推力賦予手段為佳。藉此，停止對閥板的受壓面之氣體壓力的賦予，可以使閥板向上移動。

又，本發明中，以進一步在上述閥箱開設有預定以上的壓力不作用於上述密封手段地使氣體壓力釋放至大氣中的釋放通路為佳。藉此，可防止作用於密封手段的壓力過大而流入連通路。

又，本發明中，在第1室與第2室之間透過上述連通路搬運帶狀的基板的場合，也可構成使閥體的下端部壓接於基材的表面，使得藉此壓接力變形的基材的內面著位於上述座面以間隔第1室與第2室。亦即，也可構成使 閥體的下端部透過基材著位於座面。

以下，參閱圖式，針對隔設於彼此連設的第1室C1與第2室C2之間間隔兩室的本發明之實施形態的閘閥裝置IV說明。

如第1圖~第5圖表示，閘閥裝置IV，具備：連通塊Bc，具有容許第1室C1與第2室C2並容許帶狀基材W的搬運的連通路1，及閥單元Uv，具有在著位於設置在連通路1的座面11a、11b、11c並間隔連通路1的間隔位置與從該座面分離的開放位置之間自由進退的閥板2。以下是以從開放位置朝間隔位置的閥板2的移動方向為上下方向，以第2圖中的左右方向為板長方向說明。

閥單元Uv是透過作為密封手段13的O環安裝在連通塊Bc的上面12。閥單元Uv具備將作為閥板2之上端部21的突緣部透過作為密封手段32a、32b的O環插設在與內側壁(大致跑道狀的汽缸內壁)31之間的有底筒狀的閥箱3。O環13、32a、32b及後述的密封手段32c、32d所成的O環是例如可使用含氟橡膠製品。並且，本實施形態是以設置兩個密封手段32a、32b的場合為例說明，但只要可有效絕緣作用於閥體2的上面21a與下面21b的壓力差的場合，也可為單一的密封手段。

閥體2在其下端部的溝槽20軸支密封構件22。溝槽20的曲率是與橡膠輥狀的密封構件22的表面的曲率相同(參閱第2圖)。並且，溝槽20的板長方向的長度是設定比密封構件22之長度更長的定長尺寸。密封構件22與閥板2的限制是藉隔設於密封構件22的軸22a與閥板2的孔2a之間存在有間隙的所謂鑲嵌的軸支。藉以使閥板2向下方移動，在密封構件22與貼設於當初導輥Gr1、Gr2間的基材W的表面Wa接觸之後，將基材W下壓，使基材W的內面Wb(與表面Wa相反側的面)與座面11a接觸之後進一步向下方移動，使溝槽20的內周圍面抵接於密封構件22，並進一步向下方推壓時，亦即，閥板2移動至間隔位置時，使密封構件22的下端壓接於基材W的表面Wa，將此壓接後的基材W的內面Wb壓接於座面11a。與此同時，將密封構件22下端的板長方向之兩端部的下面區域壓接於位在基材W的外側的座面11b。並且，將密封構件22的長方向兩側部壓接於插入有連通塊Bc的閥板2之開口的內面的座面11c。在壓接狀態的基材W的外側，理論上存在有起因於以平面的座面11a與基材W所構成的相當於階梯狀之基材W厚度的段差致形成不可避免的微小間隙Sp，但藉著適當選擇密封構件22的表面硬度等來控制洩漏率，可實質上埋沒此微小間隙Sp。藉此，防止兩室C1、C2連通。亦即，閥體2在間隔位置是如第5圖中賦予斜線表示，平面看去形成有大致口字型的密封區域R1及連結密封區域R1相對之短邊的線狀的密封區域R2，藉此間隔兩室C1、C2。並且，在大致口字型狀，不僅是框型，也包括跑道狀。

閥板2的上面21a在板長方向存在有預定間隔向上方突設兩支的桿部23。桿部23也可與閥板2一體形成，也可個別地形成。閥箱3具備引導閥板2的進退(上下移動)的引導部4。引導部4是例如可使用以殼體41，及使用止動環等的制動件42定位於殼體41內且桿部23插入的套筒43所構成之習知的直線引導機構。並根據依須要的上下移動位置精度，也可將密封手段32a、32b的滑動面及密封手段32c、32d的滑動面形成所謂的活塞/汽缸構造，利用此形成兼具引導部的構造，而可省略引導部4的設計。

閘閥裝置IV是以和閥箱3的上內面33對峙的閥板2的上面21a為受壓面，在閥長方向存在間隔地具備複數(本實施形態為兩個)對此受壓面21a賦予氣體壓力的壓力賦予手段(壓力賦予部)5。作為壓力賦予手段5是可使用導入預定壓之壓縮空氣的習知的壓縮空氣導入機構，因此在此省略詳細說明。壓縮空氣的典型的壓力為0.5MPa。並且，壓力賦予手段5的受壓面積為密封手段32所圍繞之上面21a的上方箭頭顯示面積。參閱第4圖，使閥板2移動至間隔位置時在位於密封手段32c與密封手段32d之間的連通塊Bc的部分，開設有對O環32d不致有大氣壓以上的壓力作用之釋放氣體壓力的釋放通路34。藉此，防止氣體壓力從壓力賦予手段5或彈推力賦予手段6賦予閥體2的上面21a或下面21b時，使作用於O環32d的差壓形成大氣壓以上，成為大氣壓以上的漏氣路徑而增流至連通路1的氣體流入。並且，也可以在釋放通路34的開放端連接真空泵等的真空排氣手段，將釋放通路34真空吸引成低真空周圍環境，藉此，透過釋放通路34使作用於O環32d的壓力變得更低，以致於可透過連通路1降低流入各室C1、C2的洩漏量。

並且，閘閥裝置IV進一步具備對閥板2的上移動方向賦予彈推力的彈推力賦予手段6。作為彈推力賦予手段6是可使用對閥板2的突緣部21的下面21b賦予氣體壓力的習知的壓縮空氣導入機構，因此在此省略詳細說明。並且，使閥板2上移動時承受彈推力賦予手段6之氣體壓力的有效面積是從O環32b所圍繞的面積減去O環32c所圍繞的面積的面積。O環32d所圍繞的面積是根據第1室C1及第2室C2的壓力變動，並且，O環32a所圍繞的面積是根據壓力賦予手段5的壓力變動。典型的生產運轉狀態中，O環32a的上側為大氣壓，O環32d的下側是形成低真空以下的壓力。亦即，生產運轉狀態中，為使閥板2上移動至開放位置，有對施加於閥板2的自重並作用於O環32a之大氣壓的力賦予對抗以上的力的必要。如上述，閥板2的下面21b的受壓面積明顯小於O環32a所圍繞的面積，因此在生產運轉狀態下必須藉彈推力賦予手段6導入大氣壓以上的壓力。亦即，如未具備釋放通路34則O環32d會暴露於大氣壓力以上的壓力，與不具釋放通路34的場合比較洩漏量會變多。

又，在閘閥裝置IV設有導輥Gr1、Gr2，如第3圖表示在搬運基材W時，使基材W不與連通塊Bc接觸。並且，導輥Gr1、Gr2也可設置於第1室C1及第2室C2，並且，導輥Gr1、Gr2的數量也可對應基材W或連通塊Bc的尺寸適當設定。

以下，針對上述閘閥裝置IV的動作說明。如第2圖及第3圖表示，在從彈推力賦予手段6的氣體壓力賦予閥板2的突緣部21的下面21b的狀態下，閥板2的密封構件22的下端從基材W的表面Wa分離，此時，可通過連通塊Bc的連通路1搬運基材W(開放位置)。此時，使基材W不與連通塊Bc接觸地藉導輥Gr1、Gr2引導基材W。

在以閥體2間隔第1室與第2室時，停止來自彈推力賦予手段6之壓縮空氣的導入，中止對閥板2的突緣部21的下面21b之氣體壓力的賦予。且合併此，從壓力賦予手段5導入壓縮空氣，對閥板2的受壓面21a賦予氣體壓力。藉此，如第4圖表示閥體2移動至間隔位置，使設置在從閥箱3突出之閥板2的下端的密封構件22的下端推壓基材W的表面Wa，藉此推壓力將變形成大致V字型的基材W的內面Wb壓接於設置在連通路1的座面11a。與此壓接的同時，密封構件22的下端也壓接於定位在基材W外側的座面11a及11b。此外，將密封構件22的長方向兩側部壓接於座面11c，間隔第1室C1與第2室C2。在此，由於基材W具有厚度，在壓接於座面11a的基材W的表面Wa與位在基材W外側的座面11a之間不可避免地會產生段差，但可埋沒此段差地(亦即，使起因於此段差的間隙不會產生)適當選擇密封構件22的硬度，即不會有兩室C1、C2之間隔性能的問題產生。並且，本實施形態中，座面11b為座面11a之中未被基材W所包覆的部分(殘餘部)。

此外，第1室C1與第2室C2為真空周圍環境的場合，O環32a上方的壓力在大氣壓也可使閥板2下移動至間隔位置，並且，在可確保密封構件22可充分壓接的壓力時，此時，並非有從壓力賦予手段5之壓縮空氣的導入的必要，也可排出從彈推力賦予手段6所賦予的氣體壓力。

如上述，根據本實施形態，由於採用以閥板2的上面21a為受壓面對此受壓面21a賦予氣體壓力使閥板2進退的構成，因此可設計對抗推壓密封構件22的力與受壓面21a的面積的受壓力。亦即，增長或縮短閥板2的板長方向的長度時，雖使得受壓面21a的面積變化，但可進行相對於此受壓面21a的力與密封構件22的推壓力相同的設計。藉此，即使閥板2的板長變更，可不須重新認識使閥板2進退用的(設計)元件且再設計的必要，可對應閥板2的板長變更具使用便利性容易的裝置。並且，設置引導部4，可防止O環32a、32b、32c、32d的扭轉，而可以使閥板2在開放位置與間隔位置之間順利地移動。

又，密封構件22的軸支為鑲嵌，構成將此密封構件22沿著其上面的溝槽20推壓。藉此，即使在閥板2傾斜的狀態下移動，由於引導部4的精度並不高，而可模仿密封構件22的上面使得該上面與溝槽20抵接，容許密封構件22之水平方向的微小的滑動。又，由於受壓面21a是承受空氣壓力的面，因此不存在有空氣壓力之推壓方向的向量元素。從以上得知，也可防止密封構件22偏接觸於基材W的表面Wa等問題的產生。亦即，不要求高精度的引導部4，即可以密封構件22防止偏接觸。在此，密封構件22的軸支為過渡配合或壓配式時，為了跨板長方向整體以均等的壓力推壓密封構件22，尋求對引導部4的高引導精度。此時引導部4的引導精度低時，不能跨密封構件22的板長方向整體以均等的壓力推壓，以致使密封構件22偏接觸於基材W的表面Wa。

以上，雖針對本發明的實施形態已作說明，但本發明不為上述所限定。上述實施形態是以壓縮空氣導入機構構成彈推力賦予手段6的場合為例說明，但也可以藉彈簧使閥板2朝上移動方向彈推。

上述實施形態雖以另體形成連通塊Bc與閥單元Uv的場合為例已作說明，但兩者也可以一體形成。

上述實施形態中，在開放位置的閥板2的下端形狀(亦即，橡膠輥狀的密封構件22的下端形狀)雖是剖面顯示U字型(並且，橡膠輥的外形為圓筒狀)，但只要可著位於連通塊Bc的座面11a、11b則不加以限定，例如也可以使剖面顯示六角形、梯形、向下三角形。所須的形狀為閥板2向間隔位置移動時，可對各壓接面均等施加垂直方向之充分壓接力的形狀。任何的場合密封構件22的下端皆可將基材W的表面Wa向下方推壓，藉此推壓力將變形成大致V字型的基材W的內面Wb壓接於座面11a。密封構件22的下端也壓接於位在基材W的板長方向外側的座面11a、11b。與此一併將密封構件22的長方向兩側部壓接於座面11c，可藉此間隔兩室C1、C2。並且，圓弧形的剖面在移動至間隔位置時，從避免在多角形形狀剖面產生的座面11b的各頂點的壓接力之均等化的困難度上為最有利的形狀。附帶地為進行側部的壓接，座面11c在朝著間隔位置移動時有維持楔形狀的斜面的必要。此時，在基材W的表面Wa與座面11b之間段差的產生為不可避免，但可埋沒此段差地設定密封構件22的硬度，即可確實間隔兩室C1、C2。

又，上述實施形態雖以軸支軸密封構件22的場合為例已作說明，但也可使用無軸的橡膠輥狀的密封構件。此時，也可在內插有連通塊Bc的閥體2的開口部的底部開設比密封構件小一輪的缺口，以此缺口的周邊部分支撐密封構件。

又，上述實施形態雖以座面11a為平面的場合為例已作說明，但也可以是具有與密封構件22相同曲率之剖面顯示圓弧形的曲面。藉此，可增加相對於座面之密封構件22的壓接面積，即使密封構件22與座面之間夾入塵埃(異物)，仍可盡量抑制間隔不良的產生而極為有利。

但是，閥體2從間隔位置移動至開放位置時，亦即，壓接於基材W的表面Wa的密封構件22從該表面Wa離開時，會有在密封構件22黏著基材W的問題產生的場合。並且，此一問題在密封構件22著位的座面為上述剖面顯示圓弧形的曲面的場合容易產生。為此，如第6圖表示，以在橡膠輥狀的密封構件22的周圍面以預定深度形成朝閥長方向延伸的溝槽220為佳，該等溝槽220是以設置成鋸齒狀為佳。如上述設置溝槽220，可減少密封構件22與基材W的接觸面積，其結果，可防止基材W的黏著。此時，壓接的長度(在基材W平面投影至連通塊Bc的壓接區域中基材搬運方向長度)是以溝槽220的間距以上(鋸齒狀的溝槽220場合，鋸齒重複間距以上)為佳。並且，在座面11b區域，不存在有基材及減少壓力距離，因此以不設置溝槽220為佳。其他的優點有成為所需壓接力是相對於密封構件的壓接面積之面壓的總合，因此在增加壓接面積的場合，通常壓接力也會增加，但可減少溝槽220之面積量的壓接力而極有利。

又，其他的實施形態如下述確保閥體2的移動量也極為有效。亦即，壓接於基材W的表面Wa的密封構件22從該表面Wa離開時，也可在密封構件22維持著基材W黏著的狀況，閥體2向上方移動，使得基材W的表面Wa與連通塊Bc接觸，藉此透過基材W產生剝離方向的力，藉此構成可以確保使基材W從密封構件22脫離的移動量。習知例雖存在有旋轉密封構件22等剝離的手段，在這有設置旋轉機構等新的構成元件的必要。相對於此，上述的構成無須設置新的構成元件，可以限定閥體的移動量之簡單的構成來實現。與此同時，針對連通塊Bc與基材W的接觸部位，為使剝離方向的力有效作用而獲得進一步的效果，例如也可以使用開口變窄，或開口部附近的連通路上下方向變窄的形狀。

又，上述實施形態是使密封構件22的下端透過基材W的表面Wa著位於座面11a，雖是以該下端著位於座面11b，且密封構件22的側部著位於座面11c的場合為例已作說明，但不限於此，也可構成根據基材W的形狀、連通路1的形狀或座面的位置使密封構件22的其他的部分著位。

又，上述實施形態作為引導部4雖是以具有套筒43為例已作說明，但只要可引導閥體2的進退則可不加以限定，例如也可以沿著導軌引導的習知物作為引導部使用。

又，上述實施形態雖是以具備兩個壓縮空氣導入機構5的場合為例已作說明，但壓縮空氣導入機構5至少具備一個即可，壓縮空氣導入機構5的數量可根據閥板2的移動速度來適當設定。在具備一個壓縮空氣導入機構5的場合，以設置在閥長方向的中央為佳，並且，在具備三個以上壓縮空氣導入機構5的場合，以在閥長方向等間隔設置為佳。

並且，釋放通路34的開設位置不限於第3圖及第4圖表示的位置，也可以開設不使大氣壓以上的壓力作用於密封手段32d。

Bc‧‧‧連通塊 IV‧‧‧閘閥裝置 Uv‧‧‧閥單元 1‧‧‧連通路 2‧‧‧閥板 3‧‧‧閥箱 4‧‧‧引導部 5‧‧‧壓力賦予手段 6‧‧‧彈推力賦予手段 11a、11b、11c‧‧‧座面 12‧‧‧連通塊Bc的上面 21a‧‧‧閥板2的上面(受壓面) 31‧‧‧閥箱3的內側壁 32a、32b、32d‧‧‧O環(密封手段) 33‧‧‧閥箱3的上內面 34‧‧‧釋放通路

第1圖表示隔設於第1室與第2室之間的本發明實施形態的閘閥裝置的概略平面圖。

第2圖是沿著第1圖表示之II-II線的縱剖面圖。

第3圖表示閥板移動至開放位置的狀態之閘閥裝置的縱剖面圖。

第4圖表示閥板移動至間隔位置的狀態之閘閥裝置的縱剖面圖。

第5圖是模式表示閥板移動至間隔位置的狀態之密封區域的平面圖。

第6圖表示本發明變形例的閘閥裝置之密封構件的透視圖。

第7圖是表示閥板移動至間隔位置的狀態的本發明之變形例的閘閥裝置的縱剖面圖。

2‧‧‧閥板

4‧‧‧引導部

Bc‧‧‧連通塊

C1‧‧‧第1室

C2‧‧‧第2室

IV‧‧‧閘閥裝置

Uv‧‧‧閥單元

W‧‧‧基材

Claims (3)

1. 一種閘閥裝置，係隔設於彼此連設的第1室與第2室之間間隔兩室的閘閥裝置，其特徵為，具備：連通塊，具有容許上述第1室與上述第2室連通的連通路，及閥單元，具有在著位於設置在上述連通路的座面並間隔該連通路的間隔位置與從該座面分離的開放位置之間自由進退的閥板，該閥板的下端部是在上述第1室與上述第2室之間壓接於透過上述連通路所搬運之帶狀基材的表面，藉此壓接力構成使該基材的內面著位於上述座面，上述閥單元，具有：以從上述開放位置朝上述間隔位置之上述閥板的移動方向為上下方向，安裝於上述連通塊的上面，在與內側壁之間透過密封手段插設有該閥板的上端部的有底筒狀的閥箱；以和該閥箱的上內面對峙的上述閥板的上面為受壓面而賦予該受壓面氣體壓力的壓力賦予部；及引導上述閥板的進退的引導部，賦予上述受壓面氣體壓力時，構成使得從上述閥箱突出且部分貫穿上述連通塊的該閥板的下端部著位於設置在該連通塊的上述連通路的上述座面，在上述閥板的下端向上方凹設有溝槽，在此溝槽插入構成可壓接於上述基材表面之該閥板的下端部的具有中心軸的輥狀密封構件，並將該密封構件的該中心軸的端部存在有間隙地插入軸支於開設在上述溝槽之軸向兩側的壁面的孔部。
2. 如申請專利範圍第1項記載的閘閥裝置，其中，在上述閥板進一步具備賦予其上移動方向之彈推力的彈推力賦予手段。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項記載的閘閥裝置，其中，進一步在上述閥箱開設有預定以上的壓力不作用於上述密封手段地使氣體壓力釋放至大氣中的釋放通路。

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