提升型閥密封機構的製作方法
2023-05-19 03:01:36
專利名稱：提升型閥密封機構的製作方法
技術領域：
本發明涉及提升型閥密封機構，更詳細一點說，涉及使用密封構件對提升型閥進行密封的二通換向閥等中，防止上述密封構件脫離的閥密封機構。
但是，在這樣的提升型閥密封機構中，在密封構件4對閥座3的壓接力過大情況下或在使用易變形密封構件4情況下，如圖9所示，密封構件4完全壓入槽2內，閥本體1與閥座3直接接觸，有產生所謂金屬接觸的問題。
這種金屬接觸，由於成為由摩擦·磨損產生金屬粉的原因，在像半導體製造裝置那樣要求清潔環境的設備中，必須極力避免。
本發明的技術課題，即在於提供密封構件不從槽中脫出、且不產生金屬接觸的提升型閥密封機構。
這樣，當密封構件壓接於對向密封面時，可避免像圖9中所示那樣閥本體1與閥座3的直接接觸、即所謂金屬接觸，可防止由這種金屬接觸引起的摩擦.磨損產生金屬粉。
另外在本發明的上述提升閥密封機構中，上述槽的口部沿整周具有一定寬度；該槽的內部由底壁面和從該底壁面兩端向上述口部連成的一對側壁面構成的內壁形成；上述密封構件具有和從該槽的底壁面至側壁面的內壁間形成間隙的剖面形狀；其特徵在於，在形成該間隙的上述內壁的側壁面上，穿設著連通槽的內部與槽的外部的連通孔。
這樣，在密封構件壓接對向密封面時，在可避免上述金屬接觸的同時，可使密封構件與槽內壁間形成的間隙中的空氣通過上述連通孔跑到槽的外部，由於密封構件表面與槽內壁基本上可密貼，加上上述槽口部狹窄的作用，在密封構件離開對向密封面時，可更加可靠地防止該密封構件從槽脫開。
在上述間隙分別形成於上述密封構件和上述槽內周側的內壁與外周側的內壁間的情況下，更好一點是在內周側的側壁面與外周側的側壁面上分別穿設上述連通孔。
這時，也可由上述各連通孔分別連通上述槽內部和位於夾著上述閥本體的兩側的各流路。
在上述提升閥密封機構中，將上述閥本體設於連結二口的流路中，使上述二口中的一口可連接真空泵。
另外，上述密封構件斷面可做成大致圓形。
在設定上述密封構件直徑為A、上述密封構件從槽的突出部的長度為E、上述槽口部寬度為B、上述槽內部寬度為D時，下述關係更合適B/A＝0.80～0.95，B/D＝0.70～0.85，E/A＝0.25～0.35。
這樣，本發明的提升型閥密封機構，不管是哪種材料構成的密封構件，都能發揮良好的密封作用，而採用由外力變形不易復原，即易殘留塑性變形，且容易緊貼的彈性體製成的O形環等作密封構件時尤其有效。
圖1是具有本發明第一實施例的密封機構的提升型閥主要部分的縱剖面圖。
圖2是本發明第一實施例的提升型閥密封機構無負荷狀態放大剖面圖。
圖3是本發明第一實施例的提升型閥密封機構有負荷狀態放大剖面圖。
圖4是具有本發明第二實施例的密封機構的提升型閥要部的縱剖面圖。
圖5是本發明第二實施例的提升型閥密封機構放大剖面圖，是圖7的I-I放大剖面圖。
圖6是用於本發明第二實施例的提升型閥密封機構的密封構件的放大剖面圖。
圖7是從底面側看本發明第二實施例的閥本體的放大圖。
圖8是現有提升型閥密封機構無負荷狀態放大剖面圖。
圖9是現有提升型閥密封機構有負荷狀態放大剖面圖。
圖10是本發明者先前開發的提升型閥密封機構的放大剖面圖，是圖11的II-II放大剖面圖。
圖11是從底面看本發明者先前開發的提升型閥密封機構的閥本體的放大圖。
圖1表示了本發明提升型二通換向閥的第一實施例，該提升型二通換向閥10，具有大致成圓筒狀的閥體11，在該閥體11軸線方向前端部形成用於連接真空室(圖中略)的第一口12，在和閥體11的軸線方向垂直的方向，開設用於連接真空泵(圖中略)的第二口13，在閥體11內部，設有開閉連結第一與第二口12、13的流路R的閥機構。
上述閥機構由閥座16、閥本體14與密封部S構成。其中閥座16形成於連結兩口12、13的流路R中；閥本體14在閥體11的軸線1方向、即與上述閥座16形成的閥座面垂直的方向移動，由相對上述閥座16的接離來開閉閥機構；密封部S形成於向著該閥體14的上述閥座16側的相對面14a上，成環形。
上述閥座16形成於第一口12一側的斷面略成圓形的流路R的周壁；上述閥本體14略成圓板狀，在其相對面14a的周緣近旁具有密封部S，將該相對面14a向著上述第一口12對著上述閥座16配置，由驅動機構E驅動，在閥機構閉鎖時，上述密封部S抵接於形成對向密封面的上述閥座16；在閥機構打開時，上述密封部S從上述閥座16離開。
上述驅動裝置E安裝於與上述閥體11的第一口12相反一側的位置，具有由流體壓力作用所作動驅動閥本體14的活塞18、活塞18自由滑動地配設的活塞室19、和將閥本體14與活塞18相互連結並沿上述軸線l方向延伸的閥軸20。
如詳述，閥軸20的前端部配入位於閥本體14的上述相對面相反一側的背面14c的大致中央部，牢固固定不會拔脫，其後端部可自由滑動並氣密性地貫穿作為上述驅動裝置E的活塞室19與上述閥體11的隔開壁的臺座21、突出到活塞室19內、並氣密性地連結活塞18。
活塞18具有其外周氣密性地滑接活塞室19內壁的密封件22與導向環23，在活塞18與臺座21間的活塞室19，連通開設於閥體11側壁的操作口24。
在閥體11內部，在閥本體14與臺座21間，縮設著對閥本體14向閉鎖方向施加彈性力的彈簧25；同時，在夾於閥體11內壁片與臺座21間的波紋管保持部26與閥本體14間，設有內包保護閥軸20與彈簧25的波紋管27。
上述密封部S，由環狀槽15與密封構件17構成，其中環狀槽15形成於閥體14的相對面14a側的周緣部；密封構件17整體上形成環狀、斷面大致成圓形，由因外力變形比較難以復原的彈性體構成；該密封部S對著閥座16抵接於上述閥本體14。在閉鎖閥機構時，安裝於上述槽15內的密封構件17、通過壓接於上述閥座16而密封於閥本體14與閥座16間。
如圖2所示，上述槽15是由開口於上述相對面14a的口部15a和底部15c與從該底部15c兩側連到上述口部15a的一對側部15b構成的內壁形成的內部所構成，在上述側部15b的位置槽寬形成最大寬度。
這裡，上述兩側部15b具有平滑的曲線、將上述底部15c與上述口部15a連結起來，該口部15a平滑地連接上述相對面14a。
與上述密封構件17的收容於該槽15內的部分的最大寬度(密封構件17的斷面直徑)相比，上述口部15a的寬度小、而其內部的最大寬度要大，即，上述口部15a的寬度形成得比槽15內部最大寬度小；而且上述槽15的斷面積設定得比密封構件17的斷面積小，如圖3所示，當密封構件17壓接於閥座16時，即使在由該壓接負荷壓縮變形時，密封構件17也保持經常從槽15向外部突出來的狀態、且不會從槽15中脫出。
這裡，槽15與密封構件17的具體關係，在圖2中，設密封構件17在無負荷狀態下的直徑為A，從槽15突出來的突出部17a的長度為E，槽15的口部15a寬度為B，槽15內部寬度為D，依本發明者的經驗，可確定於如下合適範圍B/A＝0.80～0.95，B/D＝0.70～0.85，E/A＝0.25～0.35。
提升型二通換向閥，由於上述這樣構成，因此，通常情況下，由上述縮設的彈簧25的彈力使密封構件17壓接於閥座16，閥本體14閉鎖流路R，在這種狀態，即使使真空泵運轉，真空室內的氣體也不會從第一口12排向第二口13。
現在，如果壓縮空氣等的壓力流體慢慢被加壓並從操作口24供給到活塞室19，活塞室19內流體壓力上升，閥本體14連同活塞18，克服彈簧25的彈力移動到閥體11後端側。由此，密封構件17離開閥座16，流路R敞開。
如使活塞室19內的壓力流體從操作口24排出，由於閥本體14在彈簧25的彈力作用復位，密封構件17壓接於閥座16，閉鎖流路R。
在該提升型二通換向閥的密封機構中，由於將收納於上述槽15內部部分的最大寬度(斷面直徑)比上述口部15a的寬度還大的密封構件17安裝於具有比內部最大寬度窄的口部15a的槽15內；從而，密封構件17，在閥本體14關閉時，壓接緊貼於閥座16；在閥本體14打開時，即使由所貼附的閥座16向離開槽15的方向拉，密封構件17從槽15的脫離也為狹窄口部15a所阻止。
而且，由於密封構件17的斷面積設定得比槽15的斷面積大，即使密封構件17壓接閥座16受載荷作用壓縮變形，壓入槽15內，密封構件17也常保持從槽15向外部突出的狀態，在閥本體14與閥座16間，由於形成了間隙(參照圖3)，作為密封構件17的材料，由於外力作用下變形比較難以復原，故即使是使用比較容易形成殘餘塑性變形的彈性材料，也可以可靠地避免金屬接觸。
但是，在上述第一實施例的提升型閥密封機構中，在密封構件17與槽15內壁間存在間隙G，如圖3所示，在閥本體14抵接閥座16時，密封構件17變形壓入上述槽15內，所以被關閉進上述間隙G的空氣被壓縮。這樣，在上述閥本體14離開閥座16時，由於由上述間隙G中被壓縮的空氣作用著將上述密封構件17從槽15推出的反彈力，為更可靠地避免上述密封構件17從槽15的脫離，最好是儘可能不存在上述間隙G，使密封構件17表面緊貼槽15內壁。
因此，本發明人開發了圖10與圖11所示閥密封機構。該閥密封機構的密封部S由密封構件17與槽15所構成，其中密封構件17的斷面積比形成於閥本休14的槽15的斷面積大；槽15是口部15a的寬度比槽15內部的最大寬度窄，而且內部壁面形成幾乎與上述密封構件17外面緊密相貼的形狀。由於這樣，儘可能限制了密封構件17的外面與槽15內壁間形成的間隙。但是由於要實現完全無間隙現實上是比較困難的，當密封構件17壓接於閥座16時，形成了使該間隙的空氣跑出到槽15外部的缺口31，該缺口31從槽15口部15a側切入具有比槽15最大寬度還大的直徑的圓柱狀切深。
但是，在上述這樣的閥密封機構中，在設置槽15的上述缺口31的位置，為防止上述密封構件17脫離而做窄的口部15a被削去，由於開口寬度變得比上述密封構件17的最大寬度(即直徑)還大，由於密封構件17的緊貼等，以設置上述缺口31的位置為起點，上述密封構件17有可能從槽15脫出，未必可充分避免密封構件17從槽15的脫離。
圖4～圖7所示本發明第二實施例，是鑑於上述問題而開發的，在可防止金屬接觸的同時，也可更可靠地避免密封構件17從槽15脫離；在閥本體14與閥座16間，可確保更加穩定而良好的密封性能。
這裡，對於與上述第一實施例相同構成，在圖中使用相同符號，為避免重複省去說明。
在本實施例中，密封部S，如圖5～圖7所示，對於與第一實施例相同尺寸形狀的槽15，安裝著有著相同尺寸關係的密封構件17；另外，在形成該槽15內部的內壁上，穿設了連通該槽15內部與槽15外部的連通孔33、34。
即，在本實施例中，是在上述第一實施例的提升型閥密封機構中，在槽15內壁上穿設著連通槽15內部與外部的連通孔33、34。
上述連通槽15內外的連通孔33、34，在閥機構關閉、上述密封構件17壓接於上述閥座16時，起到使該密封構件17表面與上述槽15內壁間形成的間隙G中的空氣跑到槽15外部的作用；它由連通上述槽15內部、與上述閥本體14的側面14b和閥本體14的相對面14a間的第一連通孔33與第二連通孔34構成。
具體而言，第一連通孔33由從位於上述槽15外周側的側部15b貫穿上述閥本體14的側面14b的貫穿孔形成；而第二連通孔34則由與第一連通孔33同軸並穿設位於上述槽15內周側的側部15b的側部孔34a、和從該側部孔34a的前端部貫穿閥本體14的相對面14a的縱貫穿孔34b形成。即，上述槽15的內部，通過上述第一連通孔33連通第二口13側的流路R；而通過上述第二連通孔34連通第一口12側的流路R。
當閉鎖上述閥機構使閥本體14抵接於閥座16時，上述密封構件17的突出部17a壓接於閥座16的同時，上述密封構件17變形、壓入槽15內部，由於該槽15內部為上述密封構件17所充滿，槽15內壁與密封構件17間形成的上述間隙G中的空氣，通過上述連通孔33、34壓出到外部，密封構件17表面基本上成緊貼上述槽15內壁的狀態。
這樣，當閥本體14離開閥座16時，可以限制由上述間隙G中壓縮空氣產生的使密封構件17推出上述槽15方向的反彈力，而且由於由槽15的狹窄口部15a將密封構件17保持於槽15的內部，可更可靠地防止上述密封構件17從上述槽15脫開。
而且，與第一實施例一樣，由於密封構件17的斷面積設定得比槽15的斷面積大，當密封構件17壓接於閥座16受到負荷壓縮變形、壓入槽15內時，密封構件17也可常保持從槽15向外部突出的狀態，由於在閥本體14與閥座16間形成間隙(參照圖3)，作為密封構件17的材料，即使使用因外力變形比較難以復原的材料、即比較易於殘留塑性變形的彈性材料，也可可靠地避免金屬接觸。
以上詳述了本發明的提升型閥密封機構的各實施例，但本發明並不局限於上述各實施例，在不脫離本發明的保護範圍內所述的發明主旨的範圍內，設計上可做種種變更。
上述各實施例的提升型閥密封機構，不管哪種彈性材料構成的密封構件17，只要能發揮良好的密封性能，外力引起變形難以復原、即易於殘留塑性變形，而且易於緊貼上，在採用由這樣的彈性體做成的O形環等作為密封構件17時都是特別有效的。
在上述各實施例中，說明了二通換向閥，但也不限於此，當然也適用於其他提升型閥密封機構。
前述在閥本體14上形成密封部S，也可用以下方式代替在閥座16側形成同樣的密封部S，使閥本體14的相對面14a做成對向密封面的密封機構，也可望取得同樣的效果。
按照詳述的本申請第一方面的提升型閥密封機構，密封構件，由於被安裝到口部狹窄的槽內，不會從槽內脫出到外部；而且由於密封構件的斷面積設定得比槽的斷面積大，密封構件常處於從槽突出來的狀態，可避免金屬接觸，確保良好的密封性能。
另外，按照本申請第二方面的提升型閥密封機構，除上述第一方面的效果之外，當閥本體抵接閥座、密封構件強力壓接於閥座時，即使由彈性體構成的密封構件被壓入槽內部，上述密封構件與槽內壁間形成的間隙中的空氣通過連通孔跑到槽外，由於密封構件表面與槽內壁基本上成緊貼狀態，在閥本體離開閥座時，由於可限制由上述間隙中的壓縮空氣產生的使密封構件從上述槽推出的方向的反彈力，故可更可靠地防止密封構件從槽中推出脫離，在閥本體與閥座間可確保穩定而良好的密封性能。
權利要求
1.一種提升型閥密封機構，在流路中周設閥座，通過使閥本體在與該閥座面成直角方向移動而接近離開該閥座來使上述流路開閉的提升型閥密封機構中，其特徵在於，在上述閥座或上述閥本體一方上設置的環狀槽中，安裝由密封上述閥本體與上述閥座間的彈性體構成的環狀密封構件；上述槽形成為其口部寬度比內部最大寬度窄，且其斷面積比上述密封構件斷面積小；該密封構件的收容於槽內部的部分的最大寬度形成得比上述槽的口部寬度大；在上述密封構件壓接或非壓接於對向密封面時的任何狀態，都保持從上述槽口部突出的狀態。
2.按權利要求1所述的提升型閥密封機構，其特徵在於上述槽的口部沿整周具有一定寬度；該槽的內部由底壁面和從該底壁面兩端向上述口部連成的一對側壁面構成的內壁形成；上述密封構件具有和從該槽的底壁面至側壁面的內壁間形成間隙的剖面形狀，在形成該間隙的上述內壁的側壁面上，穿設著連通槽的內部與槽的外部的連通孔。
3.按權利要求2所述的提升型閥密封機構，其特徵在於上述間隙分別形成於上述密封構件和上述槽的內周側內壁與外周側內壁間，在內周側的側壁面與外周側側壁面上分別穿設上述連通孔。
4.按權利要求2或3所述的提升型閥密封機構，其特徵在於由上述各連通孔分別連通上述槽內部和位於夾著上述閥本體的兩側的各流路。
5.按權利要求1～4中任一項所述的提升型閥密封機構，其特徵在於上述閥本體設於連結二口的流路中，上述二口中的一方的口連接真空泵。
6.按權利要求1～5中任一項所述的提升型閥密封機構，其特徵在於上述密封構件其斷面基本成圓形。
7.按權利要求6所述的提升型閥密封機構，其特徵在於設定上述密封構件直徑為A，上述密封構件從槽突出部的長度為E，上述槽口部寬度為B，上述槽內部寬度為D，則有如下關係成立B/A＝0.80～0.95，B/D＝0.70～0.85，E/A＝0.25～0.35。
全文摘要
一種提升型閥密封機構，可使密封構件不脫開槽、且不產生金屬接觸，其中，使安裝密封構件17的槽15的口部15a寬度比內部最大寬度窄，槽15的斷面積比上述密封構件17斷面積小；並使密封構件17收容於槽15內部的部分的最大寬度比上述槽口部寬度大，且使口部15a的寬度沿整周一定，在形成槽15內部的內壁上穿設連通槽15內部與槽15外部的連通孔33、34。
文檔編號F16K25/00GK1409039SQ02142848
公開日2003年4月9日 申請日期2002年9月18日 優先權日2001年9月19日
發明者圓崎明, 櫻井豐信, 福田守 申請人:速睦喜股份有限公司