TWI712754B - 具連桿傳動之真空角閥 - Google Patents

Abstract

一種用於大致氣密阻斷一流動路徑之閥(10)，包括一閥機殼(11)，其具有沿一第一軸線方向之一第一通口(12)、沿一第二軸線方向之一第二通口、及包封第一通口(12)且配置於一流動室之流動路徑中的一閥座；尚包括一閥部件(17)，可沿垂直於該閥座之一表面的一運動軸線(18)位移，使面朝該閥座之閥部件(17)的一閉合表面可與該閥座接觸，以阻斷該流動路徑，且可與該閥座脫離接觸，以開啟該流動路徑。該閥尚具有一電動化傳動單元，用於提供閥部件(17)之一位移。閥部件(17)具有一閥桿(15)，該閥桿具有一接觸元件(16)，該傳動單元之一導引機構(23)具有一調整元件(25)，安裝成可環繞一調整軸線旋轉，其中調整元件(25)配置成使其可依一受控方式環繞該調整軸線旋轉，且藉其外型界定一外軌道，該外軌道相距該調整軸線之距離係在一特定旋轉角範圍內變化。該軌道相距該調整軸線之距離可藉調整元件(25)環繞該旋轉軸線之旋轉作調整。該傳動單元與閥部件配置成使接觸元件(16)與導引機構(23)共同作動，以藉由調整元件(25)之旋轉使閥部件(17)可運動，而提供阻斷或開啟該流動路徑。

Description

具連桿傳動之真空角閥

本發明關於一種如申請專利範圍第1項前言所述，用於大致氣密阻斷呈互夾角度配置之二通口間流動路徑的閥之傳動。此型閥尤其用於真空技術中、且特別稱為真空角閥。

由先前技藝，已在不同具體實施例中得知介紹中所述型式之閥。真空閥將特別應用於積體電路及半導體生產之領域中，此等生產必須在儘可能不存有污染微粒之保護氣體中進行。

由先前技藝得知且在譬如美國專利案第6,772,989號中描述之一閥具有一閥本體、一閥座、及一開口，該閥本體具有配置在互相垂直之方向上的二通口，該閥座配置於流動室內連接該二通口之一流動路徑中，及該開口係對立於該閥座。在封閉該開口之一閥蓋中，配置一氣壓缸系統之一活塞，該活塞經由一閥桿來傳動可開啟與關閉該閥座之一閥盤。該閥蓋係藉一伸縮囊板而依一氣密方式連附至該開口。當該閥座開啟時，將壓縮該閥盤與該閥蓋之間的一復位彈簧，以藉彈簧力關閉該閥。該閥蓋具有一通口，該通口將壓縮空氣饋入一壓力室中，且自該壓力室排空該壓縮空氣，其中該壓力室位於該伸縮囊板側上且由該活塞限定。圍繞該閥桿之一伸縮囊的二末端係依一氣密方式緊扣至該伸縮囊板之內邊限表面、及至該閥盤。該閥盤在面朝該閥座之表面上具有一環形安裝溝槽，一密封環係配置於該環形安裝溝槽中。

該閥機殼一般由鋁或特殊鋼製成，或內部以鋁或其他適當材料塗覆，而該閥盤及該伸縮囊主要由鋼構成。可在該盤之調 整行程範圍內沿縱軸膨脹與壓縮之伸縮囊，依一氣密方式相對該復位彈簧、該閥桿、及該壓力室，密封該流動室。尤其運用二類型伸縮囊。一方面為膜片伸縮囊，另一方面為波狀伸縮囊，該波狀伸縮囊本身與該膜片伸縮囊之區別在於，其不具有熔接縫且可更輕易地清潔，但具有較小之最大衝程。

此種由先前技藝得知之閥的特別缺點在於，流通過該閥之流動室中氣體將曝露至不同材料、特別地一方面為該閥機殼之鋁，而另一方面為伸縮囊及該盤之鋼。在許多氣體之情況下，接著將在氣體與該閥材料之間發生反應，因此希望儘可能在該閥之流動室中僅使用單一材料。某些製程完全不期望存有鋼。因此，力圖提供一介紹中所述型式之閥，使其流動室大致僅僅運用鋁、或適合於各別製程之另一材料。然而，鋁絕不適合製造廣範圍膨脹之伸縮囊。

由專利案申請第WO 2006/045317 A1號已知又一具有可手動操作機構來開啟與關閉閥之角閥。可旋轉越過譬如180°之一槓桿係從該機構內側突出且連接至一相似地可旋轉安裝內連桿。經由該槓桿之運動，及該連桿、與該連桿之一從動元件的共同作動，將可實現該閥之開啟與關閉。基於其特殊設計，系統具有一相對較大區域來組成該內部機構與環境之連接(用於該槓桿運動之機殼中狹槽)。

此類設計、及用於真空技術中之系統的主要缺點因此通常為該連桿機構亦受污染或其他環境作用所影響(譬如微粒之形成或散布、濕氣滲入機構中等)，且必然隨之對該閥之可靠運作發生損害、特別地長期損害。

此系統之又一缺點在於因已取得閥門片位置之可操作性，而缺乏精確之可控性。在此，僅僅靠使用者之能力來決定，第一、如何準確地控制通過該閥之體積流，其次、如何以快速且調整成適應製程之方式來實施該閥之關閉或開啟。

在此，期望譬如在生產製程內，在控制下開啟與關閉 此類閥，藉此可與一處理室之裝載或卸載同步地實現該閥之狀態(開啟/關閉)改變。

經由此類同步化控制系統，可達成節省大量時間、且因此顯著提高效率之製程。

因此，本發明之一目的係提供一種用於真空領域中之改良角閥，該角閥將克服上述缺點。

更明確地，本發明之一目的係界定此類真空角閥，其在實際上發生功能損害之情形下，允許快速且簡單更換傳動機構，特別地沒有嚙合流動室或閥內側、或者至少降低此類損害之感受性。

除此以外，本發明之一目的係提供一種如以上界定之一般類型之精確、或調整適應(於一生產製程)之可控角閥。

藉由實現申請專利範圍獨立項之特徵化特點，將達成此等目的。可由申請專利範圍附屬項推知，以另一選擇或較優方式使本發明之特點更精緻。

依據本發明之大致氣密阻斷流動路徑的(真空)閥具有一閥機殼，該閥機殼具有沿一第一軸線方向之一第一通口、及沿一第二軸線方向之一第二通口，該第二軸線大致垂直於該第一軸線延展，使得該二通口互相夾直角、且互夾角度配置地定位。該等通口之軸線譬如由其縱向進程(course)、由一配置之連接支線的進程、或藉進入流動室之入口表面而界定。該等通口具有譬如一圓形剖面。該第一通口係藉一閥座包封，該閥座配置於將該第一通口與該第二通口互相連接之流動室的流動路徑中。該流動室係該閥之部份，其可在該閥之關閉或開啟狀態下，至少由該二通口其中之一湧進氣體。

該閥尚具有一閥部件，譬如為一圓柱形活塞，其可至少部份地在該流動室內，沿垂直於該閥座之一表面的一運動軸線位移，以在一調整行程之程度內沿軸向地導引該圓柱形活塞。該運動軸線大致與該第一軸線對應。然而，另一選擇，可能使軸線沿略微 不同之方向延展。藉該部件之位移，該部件之一閉合表面可與該閥座相接觸或脫離接觸，該閉合表面係面朝該閥座且具有特別地一第一密封本體，例如，呈位於一緊扣溝槽中之一O型環。藉此，可依一大致氣密方式阻斷、或開啟流動路徑。可藉該閥部件之端面形成該閉合表面。該閉合表面與該閥座之表面佈設成可互相擱置(rest)在另一上。較佳地，該閥部件之運動軸線與該二表面皆垂直地延展。然而，另一選擇，可能使該二表面呈歪斜或不平坦架構。在此情況下，應將該閉合表面及該閥座之表面了解為與該軸線延展相垂直之虛擬、平均表面。

依據本發明之閥的一優點在於，大致僅該閥機殼及該閥部件(該活塞)直接圍住該閥之流動室。由於僅有可平滑形成之閉合表面，因此該閥部件之可平滑形成外表面、及該閥機殼之內表面曝露於湧通過該閥之介質、譬如氣體，使該閥絕對不易髒，且該氣體之可能反應表面將較小。這在用於真空領域中時特別有利，其中典型地將避免微粒指定為此類真空閥之主要需求。該閥部件可特別地由鋁或某些其他適當材料製成，使得可能在流動室中僅使用單一材料。是以，一閥組件與該氣體之間發生有害反應的威脅將減小。再者，直接涉入流動中之流動室的體積部份(share)相對較高，使流動損失較低。

此外，該閥具有一馬達操作式傳動單元，以使該閥部件沿該運動軸線位移。如此，可藉由該傳動單元之一既定致動來控制、且因此精確地執行該閥之開啟與關閉。

此外，該閥部件(譬如，該活塞)具有一閥桿，該閥桿具有一接觸元件，譬如配置於該閥桿上之一銷或螺椿(stud)。該閥桿特別地形成一連接件，其介於提供閥功能之可運動閥部件與該傳動單元之間。基於此類耦接，該傳動單元之受控運動此後將轉換成該閥部件之一可控運動。

為適當轉換該傳動單元之運動，該傳動單元具有一調 整元件、譬如一凸輪盤，安裝成可環繞一調整軸線旋轉。該調整元件配置成使其可藉電動化裝置(motorized means)依一受控方式環繞該調整軸線旋轉，且藉其外型界定一外軌道，該外軌道相距該調整軸線之距離係在一特定旋轉角範圍內變化。

基於此類配置，該軌道在關於相對該調整軸線之一特定參考角度、即關於相對該調整軸線之一特定角位置、相距該調整軸線之距離，可藉該調整元件旋轉至一特定旋轉角位置，而環繞該調整軸線作可變地調整。

為提供該閥部件之一既定且可控之可動度，該傳動單元與該閥部件配置成使該閥桿之接觸元件與該傳動單元之導引元件互相相對地共同作動，以藉由該調整元件環繞該傳動軸(axle)之旋轉，使該閥部件可運動，而提供阻斷或開啟流動路徑。

該閥被佈設成特別地一真空閥、或更明確地一真空角閥。

依據本發明之一較佳具體實施例，當該調整元件旋轉時，該調整元件之旋轉運動將轉換成該閥部件之一線性運動。此類轉換係與該調整元件旋轉方向獨立地實現(realized independently)，藉以在二方向(每一旋轉方向各一線性運動)上相同地生成該閥部件之一適當線性運動。

特別地，該導引機構具有一導引元件，其相對於該調整元件佈設且配置成使該調整元件之一旋轉運動轉換成該導引元件之一線性運動。為此目的，該導引元件可具有一連桿，其中該連桿包封該調整軸線，且該導引元件連同該調整元件形成環繞該調整軸線之一連桿傳動。

除此之外，該導引元件可佈設成至少一導引板，其具有可具體實施該連桿之一長形凹部，及與該調整元件共同機械作動之一導引腹板(guide web)。

依據一特定具體實施例，該導引機構具有佈設成一平 坦凸輪盤之調整元件，及由二板件構成之一導引元件。該調整元件設置於平行配置之複數板件之間、而相同地呈平行。該調整軸線延伸分別通過該調整元件、及通過該二導引板之長形凹部二者。是以，該等導引板可在該凹部之尺寸與外型的範圍內，相對於該調整軸線運動。該二板件係藉一導引腹板而連接。再者，該腹板延伸入該導引機構之機殼中的一凹部或雙側凹部內，其中此等凹部關於其長形程度(extent)大致與該二板件之凹部對應。一力量係藉由該調整元件之旋轉而施加至該腹板，即該凸輪盤與該腹板相接觸。此外，該等導引板連接至該閥桿之接觸元件(銷)。是以，該等板件存在於一互相相對固定之位置，且使其可依該等凹部及該腹板所界定之方式運動。倘該等板件之凹部呈長形架構，且其寬度係依該調整軸線之直徑佈設，則餘留一線性運動作為該導引元件之僅有的可能運動。可將此類具有對應傳動單元之導引機構理解為一連桿傳動，其中該連桿係藉前述凹部提供。

針對該調整元件之設計，可為此設想到不同外型及尺寸。共通之處在於，藉該調整元件之旋轉來提供一導引元件之線性位移。特別地，為此可考慮平坦、偏心安裝之物件，其關於表面之突起呈無稜角(edgeless)，例如，以某一焦點、且環繞該焦點作可旋轉式安裝之一橢圓體。

依據一特定具體實施例，該調整元件之外軌道係關於參考角度、且因此關於一固定參考方向，界定該調整軸線相距該調整元件之邊緣(即，關於可產生距離變化之表面邊限(margin))之一旋轉角相依距離。

該軌道可至少部份地具有一既定傾斜，特別地其中該軌道相距該調整軸線之距離係強烈地關於相同(equal)旋轉角範圍作相同地(equally)變化。結果，藉由該調整元件之一連續旋轉，將可實現該導引元件相似地連續之線性運動。

該調整元件之外型亦可設計成使得當該元件朝某一 方向旋轉時，並非只發生距離增加或減少，反而該距離在旋轉時亦保持相同、或者相反於先前之增加而再次減少、或相反地為增加。亦可經由一旋轉角來界定距離變化之變異。

依據又一具體實施例，該距離係在該調整元件之一第一旋轉角位置(α)下處於一最小值，且該距離係在一第二旋轉角位置(β)下處於一最大值，其中在該第一與第二旋轉角位置之間存有至少90°、特別地至少180°或至少360°之一旋轉角差。為從該最小變化至該最大距離，需要根據該調整元件之外型而決定之特別地為540°或更大的元件旋轉。

關於該調整元件之設計，可佈設成一凸輪盤，其中它的表面邊界線至少部份地描繪出相距該調整軸線之一距離，該距離係關於該凸輪盤環繞該調整軸線朝一第一旋轉方向之旋轉而大致增加。該凸輪盤之結構可特別地佈設成一渦旋型。

除此以外，該外軌道可至少部份地呈螺旋地延展，且可延伸跨越至少、特別地超過360°之一旋轉角範圍。結果，例如在此類狹窄結構中，從該閥部件之關閉位置變化至該閥部件之最大開啟位置，螺旋型可被理解為需要該調整元件之多次迴轉，且朝某一方向連續線性推、或拉該接觸元件。

依據本發明之一特定設計，藉該傳動單元之一傳動軸具體實施該調整軸線，且依可旋轉式環繞該傳動軸安裝該調整元件。也就是說，該調整元件係藉該傳動轉軸之一旋轉運動，以對應之方式相接合地運動(各自越過相同角度)。

另一選擇，該調整軸線可配置成譬如與該傳動軸平行地偏置，且可經由該傳動軸並因此依一既定傳動比而經由增速(gearing up)或減速(gearing down)傳動該調整軸線。

本發明之又一具體實施例係關於導引機構與閥桿之共同作動。在此情況下，該接觸元件與該調整元件共同作動，使該接觸元件與該調整元件之外軌道直接接觸(因此無居間之導引元 件，譬如該導引板)，且可藉由該調整元件之一旋轉運動來提供該接觸元件沿該運動軸線之一線性運動。在此情況下，該接觸元件可在與該調整元件之各別接觸點處，受相反於表面法線之一力量，且因此被推壓至該調整元件上。可譬如藉由一拉伸彈簧來提供此類預拉伸。

換言之，佈設成譬如一銷之該接觸元件可與該調整元件接觸，以生成該閥部件之一運動，且該銷係藉該調整元件之旋轉而依該調整元件表面邊界相距該傳動軸之變化距離、在遠離或朝向該調整軸線之方向上運動(為此，譬如藉由配置於該閥部件上之一彈簧，特別地將該銷預拉伸至此類接觸位置)。結果，即可達成此類閥部件之運動，且可因此依受控方式關閉或(部份地)開啟流動路徑。

依據又一具體實施例，可預拉伸該閥部件，使得在該調整元件之一關閉角位置下，較如此產生之預拉伸力小的一反作用力，將以最大值施加至該接觸元件，且該閥部件之閉合表面此時與該閥座接觸。藉該調整元件環繞該調整軸線之旋轉越過一既定旋轉角，將可調整該調整元件之一開啟角位置，於其中，相反於且大於該預拉伸力之一力量被施加至該接觸元件，且該閥部件之閉合表面與該閥座將因此脫離接觸，而不阻斷流動路徑。

再者，該閥機殼可具有一通路開口，其中該閥桿配置及設計成延伸通過該通路開口，且該接觸元件存在於該閥機殼外側。結果，該閥內側與外部之間的過渡區保持非常小，且因此相對地免於發生污染。此外，由於構成一傳動機構之連接件之該接觸元件存在於該機殼外側，因此可非常輕易地、且在沒有嚙合(engagement)該閥內側或處理體積下，調換傳動組件。在此，僅需實施該接觸元件與該導引機構之機械分離。這可特別地藉一簡單釋放的銷(螺椿)達成。

關於該接觸元件之設計，可達成以設於該閥桿之一末端處的一接觸表面來具體實施該接觸元件的實現方式。另一選擇， 該接觸元件可佈設成一連接銷，其係機械式地連接至該導引機構、特別地至該導引元件。

10‧‧‧閥

10’‧‧‧閥

11‧‧‧(閥)機殼

12‧‧‧通口

12’‧‧‧軸線

13‧‧‧通口

13’‧‧‧軸線

14‧‧‧(通路)開口

15‧‧‧閥桿

16‧‧‧接觸元件

17‧‧‧閥部件

18‧‧‧運動軸線

19‧‧‧彈簧

20‧‧‧傳動單元

21‧‧‧馬達

22‧‧‧軸/傳動軸/傳動轉軸

23‧‧‧傳動機構/導引機構

25‧‧‧調整元件

26‧‧‧導引元件/導引板

27‧‧‧凹部

28‧‧‧腹板

30‧‧‧運動軸線

31‧‧‧機殼

32‧‧‧通口

33‧‧‧通口

35‧‧‧閥桿

36‧‧‧閥座

37‧‧‧閥部件

38‧‧‧閉合表面

39‧‧‧密封材料

40‧‧‧傳動單元

41‧‧‧馬達

42‧‧‧傳動轉軸

43‧‧‧導引機構

45‧‧‧調整元件

以下將參考圖式中概略圖示之具體的說明用具體實施例，純粹示範地更詳細說明依據本發明之裝置，其中亦檢視其他優點。更明確地：第1圖顯依據本發明之具有傳動單元的角閥第一具體實施例；第2a圖至第2b圖以橫剖面顯示依據本發明之具有電動化傳動單元的角閥進一步具體實施例；及第3a圖至第3b圖以縱剖面顯示依據本發明之一閥的進一步具體實施例，其處於關閉位置與開啟位置。

第1圖顯示依據本發明之具有一傳動單元20的一閥10，該閥佈設成一角閥，較佳地用於真空領域中。

角閥10具有一閥機殼11，其具有一第一通口12及一第二通口13。通口12、13定向成互相大致夾直角。第一通口12對應地界定一第一軸線12’，且第二通口13則為一第二軸線13’，其中此等軸線12’、13’同樣對應地互相夾直角。該等軸線交叉點位於機殼11內。

藉二通口12、13界定一介質或流體之一流動路徑，該流動路徑延伸通過機殼11，且可藉由閥10被阻斷或開啟。

傳動單元20具有一可控馬達21，其傳動轉軸22藉由一傳動機構23(導引機構)而以結構連接至閥10之一關閉組件。

閥機殼11內配置有一可運動閥部件，其具有一閉合表面。藉由該閉合表面，可當與一機殼側閥座接觸時，提供一氣密式流動路徑阻斷。該閥部件可佈設成譬如一具有伸縮囊(bellows)之活塞。該閥部件毗連(adjoined)一閥桿15。機殼11具有一密封之頂側通 路開口14，經由該通路開口導引閥桿15。閥桿15上尚配置一譬如銷或螺椿之接觸元件，其(藉由導引機構23)與馬達21之傳動轉軸22間接機械接觸。藉傳動轉軸22之旋轉，可因此實現閥桿15之一大致線性運動。

為免於可能之環境影響(微粒或濕氣滲入該機構中)，可額外地包封導引機構23、或該機構23連同馬達21，使得最終僅經由此類包封導引用於致動馬達21之連接電纜。基於此封裝，可減輕或完全避免干擾環境影響之負面效果。

第2a圖及第2b圖以橫剖面顯示依據本發明之具有電動化傳動單元40的真空角閥10’具體實施例。第2a圖顯示閥10’之一關閉狀態，及第2b圖係一開啟狀態。

在該關閉狀態下，一內閥部件37之一閉合表面38與一機殼31之一閥座36接觸。此外，閥部件37或閉合表面38具有一密封材料39，譬如由氟聚合物製成之一O型環，其依據對應閥座36之外型配置、特別地模製。

閥座36環繞閥10’之第一通口32配置。角閥10’之第二通口33與該閥座夾直角地定向。

藉閥部件37沿一運動軸線30之運動，可開啟或關閉閥10’，其中該旋轉軸線特別地與第一通口32所界定之第一軸線呈平行或同軸、因此特別地與該第一軸線對應。是以，可阻斷或開啟通過閥10’之流動路徑。

如圖式所示，閥部件37在此佈設成具有伸縮囊之一活塞，該活塞可在閥機殼31中沿運動軸線30大致軸向地位移。該活塞可受一彈簧之力量，以將該活塞朝閥座36之方向推動，且僅基於藉此施加之彈簧力來確保閥10’之一氣密閉合。在此情況下之伸縮囊佈設成使得僅其上方及其下方部份具有一折疊結構，而中間部份則製有一平滑周邊表面。結果，可獲得顯著減少之可能的反應表面(針對一穿透流動處理介質)。

在對立於第一通口33之機殼11的側端上，一閥桿35突出該機殼。在為此設置之該通路開口處，因此提供密封組件，以確保該閥內部包含在閥桿35運動期間皆相對於環境密封。基於此設計，該閥傳動之一界面、即介於該閥內部與環境之間的一通路可保持非常小，使得一方面該閥機殼中傳動機構、及該處理體積的污染之可能性將顯著改善、亦即降低。再者，此類解決方案提供外傳動機構、即傳動單元在譬如故障時之非常簡單的可調換性。除此以外，該閥或處理體積內側無需任何類型之嚙合，如此將使此類調換對生產製程不致、或僅有輕微影響。

閥桿35延伸達一導引機構43，其係佈設與配置用於閥桿35、及因此整個閥部件37之受控運動。導引機構43具有一調整元件45，其連接至傳動單元40之馬達41的一傳動轉軸42。

根據調整元件45之旋轉位置，可界定、且倘有需要時可變更閥部件37沿運動軸線30之位置。換言之，由於導引機構43相對於該閥桿之設計及相對配置，可將調整元件45之旋轉運動轉變成閥桿35或閥部件37之線性運動。

可在第2b圖中看出，在圖式所示之閥10’的開啟狀態下，流動路徑開啟、即一介質(譬如氣體)或一流體可從二通口32及33其中之一流至另一個。可藉相反於該彈簧施加、造成該彈簧壓縮之一力量來達成開啟位置。可藉傳動單元40、特別地藉調整元件45之一既定角位置，依一受控方式調整與變化該反作用力。

藉由與依據第3a圖及第3b圖之一具體實施例相關聯的範例，說明導引機構43與閥桿35之工作方法及交互作用。

第3a圖顯示依據本發明之處於關閉位置的一閥10之具體實施例，及第3b圖顯示處於開啟位置的閥10。以縱剖面顯示大致依據第1圖之角閥10。角閥10較佳地佈設成一真空角閥，用於真空領域中、即譬如用於關閉與開啟在真空條件下操作之處理室。

在閥機殼11中配置一閥部件17，其可大致沿一運動軸 線18運動。藉由使閥部件17之閉合表面與被佈設成環繞通口12延伸之閥座接觸，可能阻斷通入機殼11之流動路徑。為此，該閥座或該閉合表面較佳地具有一密封件，其係由至少部份地彈性以材料、譬如由彈性體製成。

此外，閥10具有一彈簧19，其在閥機殼11與閥部件17之間存有預拉伸，且因此引發一朝通口12之方向的力量。在圖式所示之具體實施例中，彈簧19係環繞閥桿15同心地配置。然而，本發明並非局限於此種配置、或概括地提供彈簧19，而亦包含具有譬如平行於閥桿15之另一選擇的彈簧配置、或具有譬如一彈性可壓縮組件等施加對應預拉伸力之另一選擇組件的具體實施例。

經由一機殼側端、在此為頂側端、導引閥桿15。在閥桿15與該頂側端之機殼壁之間設有一密封材料，一方面防止該閥內側與外部環境之間的介質交換，另一方面避免污染物(污物、微粒殘餘物等)滲入該閥本體中。在圖式所示之具體實施例中，閥桿15具有一接觸元件16，其係呈一銷或螺椿型式。另一選擇(未顯示)，可藉閥桿15之一末端側、藉一特別設計接觸表面、或與導引機構23建立機械連接之一相似組件，形成該接觸元件。接觸元件16係為提供閥部件17與該傳動單元之連接而設置，如此將能夠藉由該傳動單元達成閥部件17之受控運動或定位。

該傳動單元具有導引機構23，其連接至該傳動單元或一馬達之傳動轉軸22(傳動軸)。可藉由機構23，依期望之方式向前傳送且轉換轉軸22之旋轉運動。

在此處所顯示之具體實施例中，導引機構23具有一調整元件25，其直接連接至傳動軸22。因此，軸22之旋轉必然包含調整元件25之一等角旋轉。是以，傳動軸22具體實施一調整軸線，該調整元件係以可旋轉式環繞該調整軸線安裝。當然，本發明並非局限於此處所顯示之具體實施例，反而轉軸22與調整元件25之間的另一選擇之連接同樣由本發明所涵蓋，譬如一連接包括一增速(gearing up)，其譬如藉由不同直徑之小齒輪(pinion gears)達成，其中傳動軸22與導引機構23之一調整軸線係平行地偏置。

如圖式所示之調整元件25佈設成一平坦凸輪盤。該凸輪盤呈渦旋形、或關於其外邊界線之螺旋架構。調整元件25之外軌道、因此輪廊線、相距該調整軸線(在此，傳動軸22)之距離係根據調整元件25之旋轉位置或該位置之變化，而關於一相對參考角度、因此譬如關於一相對於運動軸線之位置而定。換言之，倘考慮自該調整軸線至該第一通口(譬如運動軸線)之一固定線，則介於該調整軸線與調整元件25邊限之間的距離係隨調整元件25之旋轉而改變。

調整元件25可另一選擇地(未顯示)具有不同於如圖所示者之一不同外型。然而，此類另一選擇之外型仍提供可隨調整元件25之旋轉而變化的外軌道與調整軸線之間的距離。例如，該調整元件可具有一馬鈴薯型或一橢圓形之型態。較佳地，元件25因此偏心地安裝於譬如二橢圓焦點其中之一。

此外，導引機構23具有一導引元件26。在此，實現導引元件26為至少一大致矩形板件，特別地為在二對立側上緊夾調整元件25、且具有一長形凹部27之二板件。導引元件26尚具有一腹板28，其與調整元件25接觸，且調整元件25之運動將因此傳遞至該腹板。傳動軸22係結合導引元件26配置，使凹部27環繞傳動軸22延展。是以，導引元件26可依其凹部27之內部邊界、相對於傳動軸22運動。在圖式所示之具體實施例中，導引元件26可能平行於運動軸線18線性運動。

第3a圖中顯示閥10關閉。導引腹板28呈調整元件25隔間(bay)之型態。此位置可被視為休止位置。腹板28在此情況下已取得其相關於一朝通口12方向之線性運動之最低可能位置，此係因在此情況下，存在於該調整軸線與調整元件25之外軌道之間的最小距離。針對其尺寸及相對配置，閥10之組件彼此調和(mutually coordinated)，使得在該休止位置下，閥部件17之閉合表面(藉由該彈 簧)被推壓至該閥座上。基於腹板28與導引元件26、即該板件之連接，該導引元件亦處於其最低位置。

本具體實施例中，接觸元件16係固定地連接至導引元件26，即施加至導引元件26之力量同樣地傳遞至接觸元件16、及因此至閥桿15。

第3b圖顯示閥10開啟。該閉合表面未與該閥座接觸。

相較於第3a圖之狀態，調整元件25在此係朝順時針方向旋轉越過360°。基於此旋轉，導引腹板28在該旋轉期間朝一遠離通口12之運動方向運動。這在此係藉增加調整元件25之外軌道相距該傳動軸在腹板28之方向上之距離而達成。

腹板28之運動速度在此情況下係根據調整元件25之外型所界定之曲線傾斜、及傳動轉軸22所界定之旋轉速度而定。

基於導引板26與閥桿15(藉由接觸元件16)之機械連接，將因此藉調整元件25之該旋轉運動施加一力量(朝圖式上方)至腹板28，且因導引機構23之特定設計而將該力量轉變成(腹板28、導引元件26、閥桿15、及整個閥部件17)在此方向上之線性運動。是以，相反於彈簧力朝上推動活塞17。

在此情況下，導引元件26將因其藉凹部27形成之連桿、環繞傳動軸22沿運動軸線18在大致僅有的餘留自由度內線性地運動。

藉上述具體實施例，亦可因此實現且保持閥部件17在閥機殼11中之非常精確定位，這特別地藉調整元件25之一既定調整角度變化達成，該變化可特別地具體實施為α=0°(對應於休止位置)與β=360°(對應於圖式所示最大開啟位置)之間的所有角位置。特別地，根據該調整元件之外型，此類旋轉角度變化亦可總計超過360°。

亦可能設定關閉位置(第3a圖)與最大開啟(第3b圖)之間的任何選定開啟位置、及因此流動路徑之既定體積流，如此可達任何中間位置。此外，這可藉適當致動該傳動單元而完全自動化地、 且因此非常準確地實現。除此以外，可相對較快速地、且藉由可控性而與生產製程同步化地實現閥10之開啟或關閉(藉調整元件25朝逆時針方向之旋轉)。

依據又一具體實施例(未顯示)，該閥部件可受譬如一拉伸彈簧之一力量影響，使得拉力(tensile force)在可造成關閉側與該閥座分離之一方向上作用(無反作用力作用)。因此，該導引機構在此情況下設計成藉由該調整元件之旋轉來生成一反作用力以關閉該閥。在此類之關閉狀態下，該調整元件接著將呈現譬如相對於先前具體實施例之旋轉越過180°。在此種具體實施例中，由於該閥桿係藉該彈簧力而被持續地推壓至導引元件上，因此該閥桿上、且亦該導引元件上之僅一接觸表面即滿足該接觸元件之需求。

當然，概略圖示出之圖式顯示僅為可能的說明用具體實施例。依據本發明，各種構想亦可如同與先前技藝裝置結合一般地互相結合，以在真空條件下封閉處理體積。

10‧‧‧閥

11‧‧‧(閥)機殼

12‧‧‧通口

15‧‧‧閥桿

16‧‧‧接觸元件

17‧‧‧閥部件

18‧‧‧運動軸線

19‧‧‧彈簧

22‧‧‧軸/傳動軸/傳動轉軸

23‧‧‧傳動機構/導引機構

25‧‧‧調整元件

26‧‧‧導引元件/導引板

27‧‧‧凹部

28‧‧‧腹板

Claims (15)

1. 一種真空閥(10，10’)，特別地一真空角閥，用於大致氣密阻斷一流動路徑，包括：一閥機殼(11，31)，具有：一第一通口(12，32)，沿一第一軸線(12’)方向，一第二通口(13)，沿一第二軸線(13’)方向，該第二軸線大致垂直於該第一軸線(12’)延展，及一閥座(36)，包封(encloses)該第一通口(12)，且配置於將該第一通口(12)與該第二通口(13)互相連接之一流動室的該流動路徑中，一閥部件(17，37)，至少部份地在該流動室內，沿大致與該第一軸線(12’)對應、垂直於該閥座(36)之一表面的一運動軸線(18，30)位移，以在一調整行程之程度內沿軸向地導引該閥部件，使面朝該閥座(36)且具有特別地一密封材料(39)之該閥部件(17，37)的一閉合表面(38)可與該閥座(36)接觸，以大致氣密阻斷該流動路徑，且可與該閥座脫離接觸，以開啟該流動路徑，及一電動化傳動單元(20，40)，提供該閥部件(17，37)沿該運動軸線(18，30)之一受控位移，其中該閥部件(17，37)具有一閥桿(15，35)，該閥桿具有一接觸元件(16)，該傳動單元(20，40)具有一導引機構(23，43)，該導引機構具有一調整元件(25，45)，安裝成可環繞一調整軸線旋轉，其中該調整元件(25，45)配置成使其可藉電動化裝置依一受控方式環繞該調整軸線旋轉，及藉其外型界定一外軌道(track)，該外軌道相距該調整軸線 之距離係在一特定旋轉角範圍內變化，該軌道在關於環繞該調整軸線之一特定參考角度、相距該調整軸線之距離，可藉該調整元件(25)旋轉至一特定旋轉角位置，而環繞該調整軸線作調整，及該傳動單元(20，40)與該閥部件(17，37)配置成使該閥桿(15，35)之該接觸元件(16)與該傳動單元(20，40)之該導引機構(23，43)互相相對地共同作動，以藉由該調整元件(25)環繞該調整軸線之旋轉使該閥部件(17，37)可運動，而提供阻斷或開啟該流動路徑。
2. 如申請專利範圍第1項所述之真空閥(10，10’)，其中當該調整元件(25)旋轉時，該調整元件(25)之旋轉運動將轉換成該閥部件(17，37)之一線性運動。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之真空閥(10，10’)，其中該導引機構(23，43)具有一導引元件(26)，其相對於該調整元件(25)佈設且配置成使該調整元件(25)之一旋轉運動轉換成該導引元件(26)之一線性運動。
4. 如申請專利範圍第3項所述之真空閥(10，10’)，其中該導引元件(26)具有一連桿(27)，其中該連桿(27)環繞該調整軸線延展(runs)，且該導引元件(26)連同該調整元件(25)形成環繞該調整軸線之一連桿傳動。
5. 如申請專利範圍第3項所述之真空閥(10，10’)，其中該導引元件(26)佈設成至少一導引板，其具有可具體實施該連桿之一長形凹部(27)，及與該調整元件(25)機械式交互作用之一導引腹板(18)。
6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之真空閥(10，10’)，其中該軌道關於該參考角度界定該調整軸線相距該調整元件(25)邊緣之一旋轉角相依距離(rotational-angle-dependent distance)。
7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之真空閥(10，10’)，其中 該軌道至少部份地具有一既定傾斜(defined incline)，特別地其中該軌道相距該調整軸線之距離係強烈地關於相同旋轉角範圍作相同變化。
8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之真空閥(10，10’)，其中該距離係在一第一旋轉角位置(α)下處於一最小值，且該距離係在一第二旋轉角位置(β)下處於一最大值，其中在該第一旋轉角位置與該第二旋轉角位置之間存有至少90°、特別地至少180°或至少360°之一旋轉角差。
9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之真空閥(10，10’)，其中該調整元件(25)佈設成一凸輪盤，其中它的表面邊界線至少部份地描繪出相距該調整軸線之一距離，該距離係關於該凸輪盤環繞該調整軸線朝一第一旋轉方向之旋轉而大致增加。
10. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之真空閥(10，10’)，其中該外軌道至少部份地呈螺旋地延展，且延伸跨越至少、特別地超過360°之一旋轉角範圍。
11. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之真空閥(10，10’)，其中藉該傳動單元(20，40)之一傳動轉軸(22)具體實施該調整軸線，且依可旋轉式環繞該傳動轉軸(22)安裝該調整元件(25)。
12. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之真空閥(10，10’)，其中該接觸元件(16)與該調整元件(25)共同作動，使該接觸元件(16)與該調整元件(25)之該外軌道接觸，且可藉由該調整元件(25)之一旋轉運動來提供該接觸元件(16)沿該運動軸線(18，30)之一線性運動，特別地其中該接觸元件(16)在與該調整元件(25)之各別接觸點處，受相反於表面法線(normal)之一力量，且因此被推壓至該調整元件(25)上。
13. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之真空閥(10，10’)，其中預拉伸該閥部件(17，37)，使得在該調整元件(25)之一關閉角位置下，較如此產生之預拉伸力小的一反作用力，將以最大 值施加至該接觸元件(16)，且該閥部件(17，37)之該閉合表面(38)與該閥座(36)接觸，及藉該調整元件(25)環繞該調整軸線之旋轉越過一既定旋轉角，將可調整該調整元件(25)之一開啟角位置，於其中相反於且大於該預拉伸力之一力量被施加至該接觸元件(16)，及該閥部件(17，37)之該閉合表面(38)與該閥座(36)脫離接觸。
14. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之真空閥(10，10’)，其中該閥機殼(11，31)具有一通路開口(14)，其中該閥桿(15，35)配置及設計成延伸通過該通路開口(14)，且該接觸元件(16)存在於該閥機殼(11，31)外側。
15. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之真空閥(10，10’)，其中該接觸元件(16)具體實施設於該閥桿(15，35)之一末端處的一接觸表面，或佈設成一連接銷，其係機械式地連接至該導引機構(23，43)、特別地至該導引元件(26)。

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