▶ プファイファー・ヴァキューム・テクノロジー・アクチエンゲゼルシャフトの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023133133
(43)【公開日】2023-09-22
(54)【発明の名称】真空弁
(51)【国際特許分類】
F16K 51/02 20060101AFI20230914BHJP
F16K 31/04 20060101ALI20230914BHJP
【ＦＩ】
F16K51/02 A
F16K31/04 A
F16K31/04 Z
【審査請求】有
【請求項の数】22
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023010055
(22)【出願日】2023-01-26
(31)【優先権主張番号】17/690,470
(32)【優先日】2022-03-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】520415627
【氏名又は名称】プファイファー・ヴァキューム・テクノロジー・アクチエンゲゼルシャフト
(74)【代理人】
【識別番号】100069556
【弁理士】
【氏名又は名称】江崎 光史
(74)【代理人】
【識別番号】100111486
【弁理士】
【氏名又は名称】鍛冶澤 實
(74)【代理人】
【識別番号】100191835
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 真介
(74)【代理人】
【識別番号】100221981
【弁理士】
【氏名又は名称】石田 大成
(74)【代理人】
【識別番号】100208258
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 友子
(72)【発明者】
【氏名】トーマス・アール・ホダップ
(72)【発明者】
【氏名】ショーン・エイ・カサロッティ
(72)【発明者】
【氏名】デイヴィド・ダブリュー・クローン
【テーマコード（参考）】
3H062
3H066
【Ｆターム（参考）】
3H062AA02
3H062AA14
3H062AA15
3H062BB04
3H062BB33
3H062CC01
3H062CC02
3H062DD01
3H062EE06
3H062FF13
3H062FF38
3H062FF39
3H062FF40
3H062HH02
3H062HH06
3H066AA01
3H066BA38
(57)【要約】 （修正有）
【課題】確実に操作可能で、よりエネルギー効率の高い真空弁を提供する。
【解決手段】第１開口１８と第２開口２０とを接続する通路を画定する弁筐体と、前記通路に配置された弁体及び相補的な座６０であって、前記弁体及び相補的な座はシール部材５２を備え、前記弁体は開位置及び閉位置に沿って直線軸方向に移動可能であり、ここで、前記弁体は、第１開口部を気密に閉じるため、閉位置にある前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、前記弁体の作動用の電気機械式作動ユニットであって、前記作動ユニットは、電動機３４と、前記電動機と駆動上接続される入力部と、前記弁体に駆動上接続される出力部とを備える機械変換ユニットとを備え、ここで、前記機械変換ユニットは、電動機の回転出力を出力部の直線運動に変換して、弁体を軸方向に移動させる、前記電気機械式作動ユニットとを備える。
【選択図】図１
【解決手段】第１開口１８と第２開口２０とを接続する通路を画定する弁筐体と、前記通路に配置された弁体及び相補的な座６０であって、前記弁体及び相補的な座はシール部材５２を備え、前記弁体は開位置及び閉位置に沿って直線軸方向に移動可能であり、ここで、前記弁体は、第１開口部を気密に閉じるため、閉位置にある前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、前記弁体の作動用の電気機械式作動ユニットであって、前記作動ユニットは、電動機３４と、前記電動機と駆動上接続される入力部と、前記弁体に駆動上接続される出力部とを備える機械変換ユニットとを備え、ここで、前記機械変換ユニットは、電動機の回転出力を出力部の直線運動に変換して、弁体を軸方向に移動させる、前記電気機械式作動ユニットとを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
中真空、高真空、超高真空システム用の真空弁であって、前記真空弁が、
弁筐体の第１開口と第２開口とを接続する通路を画定する弁筐体と、
前記通路に配置された弁体及び相補的な座であって、前記弁体及び相補的な座はシール部材を備え、前記弁体は開位置及び閉位置に沿って直線軸方向に移動可能であり、ここで、前記弁体は、第１開口部を気密に閉じるため、閉位置にある前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、
前記弁体を作動させるための電気機械式作動ユニットであって、前記作動ユニットは、電動機と、前記電動機と駆動上接続される入力部と、前記弁体に駆動上接続される出力部とを備える機械変換ユニットとを備え、ここで、前記機械変換ユニットは、電動機の回転出力を出力部の直線運動に変換して、弁体を軸方向に移動させる、前記電気機械式作動ユニットと
を備える、真空弁。
弁筐体の第１開口と第２開口とを接続する通路を画定する弁筐体と、
前記通路に配置された弁体及び相補的な座であって、前記弁体及び相補的な座はシール部材を備え、前記弁体は開位置及び閉位置に沿って直線軸方向に移動可能であり、ここで、前記弁体は、第１開口部を気密に閉じるため、閉位置にある前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、
前記弁体を作動させるための電気機械式作動ユニットであって、前記作動ユニットは、電動機と、前記電動機と駆動上接続される入力部と、前記弁体に駆動上接続される出力部とを備える機械変換ユニットとを備え、ここで、前記機械変換ユニットは、電動機の回転出力を出力部の直線運動に変換して、弁体を軸方向に移動させる、前記電気機械式作動ユニットと
を備える、真空弁。
【請求項2】
機械的変換ユニットは、ナット要素と協働する送りネジを備える、請求項１に記載の真空弁。
【請求項3】
前記出力部は、前記ナット要素を備える、請求項２に記載の真空弁。
【請求項4】
前記弁筐体によって支持され、弁体に力が加えられると前記弁体を軸方向で閉位置に促すように作用する少なくとも１つの第１弾性要素が提供されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の真空弁。
【請求項5】
前記弁体は、前記出力部に対して直線的な軸方向に移動可能である。請求項１から４のいずれか一項に記載の真空弁。
【請求項6】
前記電気機械式作動機構は、前記出力部によって支持され、前記出力部から離れて軸方向にそれを促す力が前記弁体に及ぼされるように前記弁体に作用する少なくとも１つの第２弾性要素を備える、請求項５に記載の真空弁。
【請求項7】
前記出力部と前記弁体とは、前記出力部と前記弁体の軸方向への相対移動を制限する結合ユニットによって結合されている、請求項５に記載の真空弁。
【請求項8】
第１弾性要素は、第２弾性要素よりも高い弾性を持つ、請求項４及び６に記載の真空弁。
【請求項9】
前記出力部は、案内装置によって回転可能に固定保持されている。請求項１から８のいずれか一項に記載の真空弁。
【請求項10】
前記案内装置は、軸方向に延在する、案内スロット又は溝と協働する突起を備える、請求項９に記載の真空弁。
【請求項11】
前記電動機と前記入力部は、少なくとも１つの減速駆動部を介して駆動上結合される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の真空弁。
【請求項12】
電気機械式作動ユニットは、前記出力部又は前記弁体を所望の軸方向位置にロックするように、ロック装置とロック機能との少なくとも一方を少なくとも１つ備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載の真空弁。
【請求項13】
前記機械的変換ユニットは自己ロック特性を持つ、請求項１２に記載の真空弁。
【請求項14】
前記出力部と前記弁体との少なくとも一方の位置を検出するために位置センサが設けられている、請求項１から１３のいずれか一項に記載の真空弁。
【請求項15】
中真空システム、高真空システム、又は超高真空システム用の真空弁であって、前記真空弁が、
弁筐体の第１開口と第２開口とを接続する通路を画定する弁筐体と、
前記通路に配置された弁体及び相補的な座であって、前記弁体及び相補的な座はシール部材を備え、前記弁体は開位置と閉位置との間で直線方向に移動可能であり、ここで前記弁体は、前記真空筐体の通路を閉じるために閉位置の前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、
前記弁体を作動させる作動ユニットと、
前記第１開口部に垂直な断面において、非円形の形状を持つことと、中空であることと、ＰＴＦＥ材料又は塗布部を有することと、フルオロエラストマー材料又は塗布部を有することとの中の少なくともいずれか一つを備えるシール部材と
を備える、前記真空弁。
弁筐体の第１開口と第２開口とを接続する通路を画定する弁筐体と、
前記通路に配置された弁体及び相補的な座であって、前記弁体及び相補的な座はシール部材を備え、前記弁体は開位置と閉位置との間で直線方向に移動可能であり、ここで前記弁体は、前記真空筐体の通路を閉じるために閉位置の前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、
前記弁体を作動させる作動ユニットと、
前記第１開口部に垂直な断面において、非円形の形状を持つことと、中空であることと、ＰＴＦＥ材料又は塗布部を有することと、フルオロエラストマー材料又は塗布部を有することとの中の少なくともいずれか一つを備えるシール部材と
を備える、前記真空弁。
【請求項16】
前記作動ユニットは、前記電動機に電気エネルギーを供給するエネルギー貯蔵ユニットを備える。請求項１から１５のいずれか一項に記載の真空弁。
【請求項17】
真空弁の操作方法であって、前記真空弁が、
弁筐体の第１開口と第２開口とを接続する通路を画定する弁筐体と、
前記通路に配置された弁体及び相補的な座であって、前記弁体及び相補的な座はシール部材を備え、前記弁体は開位置及び閉位置に沿って直線軸方向に移動可能であり、ここで、前記弁体は、第１開口部を気密に閉じるため、閉位置にある前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、
前記弁体を作動させるための電気機械式作動ユニットであって、前記作動ユニットは、電動機と、前記電動機と駆動上接続される入力部と、前記弁体に駆動上接続される出力部とを備える機械変換ユニットを備え、ここで、前記機械変換ユニットは、電動機の回転出力を出力部の直線運動に変換して、前記弁体を軸方向に移動させる、前記電気機械式作動ユニットと
を備える前記真空弁の操作方法において、
前記電動機が、前記弁体と前記座との接触前と接触中の少なくとも一方で前記弁体の速度が低下するように、前記弁体の閉位置への移動の間、操作される、真空弁を操作する方法。
弁筐体の第１開口と第２開口とを接続する通路を画定する弁筐体と、
前記通路に配置された弁体及び相補的な座であって、前記弁体及び相補的な座はシール部材を備え、前記弁体は開位置及び閉位置に沿って直線軸方向に移動可能であり、ここで、前記弁体は、第１開口部を気密に閉じるため、閉位置にある前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、
前記弁体を作動させるための電気機械式作動ユニットであって、前記作動ユニットは、電動機と、前記電動機と駆動上接続される入力部と、前記弁体に駆動上接続される出力部とを備える機械変換ユニットを備え、ここで、前記機械変換ユニットは、電動機の回転出力を出力部の直線運動に変換して、前記弁体を軸方向に移動させる、前記電気機械式作動ユニットと
を備える前記真空弁の操作方法において、
前記電動機が、前記弁体と前記座との接触前と接触中の少なくとも一方で前記弁体の速度が低下するように、前記弁体の閉位置への移動の間、操作される、真空弁を操作する方法。
【請求項18】
前記電動機は、開位置から閉位置への弁体の動きが、閉位置から開位置への弁体の動きよりも時間が長くかかるように操作される、請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記電動機は、前記弁体が閉位置に移動する際のシール部材の圧縮が、前記弁体が閉位置から移動している間のシール部材の減圧よりも時間がかかるように操作される、請求項１７又は１８に記載の方法。
【請求項20】
前記電動機は、前記シール部材に作用する力が所定のしきい値を下回らないように、前記弁体の閉位置で操作される、請求項１７、１８又は１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項21】
前記シール部材に作用する力は、力、ひずみ又は温度センサのうちの少なくとも１つによって提供されるデータに基づいて決定される、請求項２０に記載の方法。
【請求項22】
前記シール部材に作用する力は、前記電動機の操作変数に基づいて決定される、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、中真空、高真空又は超高真空システム用の真空弁に関する。本発明のさらなる態様は、真空弁を操作する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
中真空、高真空、超高真空システムは、多くの技術分野や産業又は科学用途で使用されている。特に１００から１０－９Ｐａの範囲にあるそのような真空は、そのようなシステムで使用される部品の設計に非常に高い要件を設定する。特に、このようなシステムの弁は、閉じた状態のときに気体漏れを確実に防止できる必要があるため、高い基準を満たす必要がある。
【0003】
従来の真空弁は、空気圧又はソレノイドアクチュエータに基づいている。このような弁は一般的に信頼性があるが、弁を作動させたり、開いた位置又は閉位置に保持したりするには、かなりの量のエネルギーが必要である。しかし、エネルギー効率は、環境やコストなどの配慮からますます重要な問題となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
したがって、本発明の目的は、確実に操作可能で、よりエネルギー効率の高い真空弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の第１観点によれば、中真空、高真空又は超高真空システム用の真空弁が提供され、前記真空弁が、
弁筐体の第１開口と第２開口とを接続する通路を画定する弁筐体と、
前記通路に配置された弁体及び相補的な座であって、前記弁体及び相補的な座の少なくとも一方はシール部材を備え、前記弁体は開位置及び閉位置に沿って直線軸方向に移動可能であり、ここで、前記弁体は、第１開口部を気密に閉じるため、閉位置にある前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、
前記弁体を作動させるための電気機械式作動ユニットであって、前記作動ユニットは、電動機と、前記電動機と駆動上接続される入力部と、前記弁体に駆動上接続される出力部とを備える機械変換ユニットを備え、ここで、前記機械変換ユニットは、電動機の回転出力を出力部の直線運動に変換して、弁体を軸方向に移動させる、前記電気機械式作動ユニットと
を備える。
弁筐体の第１開口と第２開口とを接続する通路を画定する弁筐体と、
前記通路に配置された弁体及び相補的な座であって、前記弁体及び相補的な座の少なくとも一方はシール部材を備え、前記弁体は開位置及び閉位置に沿って直線軸方向に移動可能であり、ここで、前記弁体は、第１開口部を気密に閉じるため、閉位置にある前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、
前記弁体を作動させるための電気機械式作動ユニットであって、前記作動ユニットは、電動機と、前記電動機と駆動上接続される入力部と、前記弁体に駆動上接続される出力部とを備える機械変換ユニットを備え、ここで、前記機械変換ユニットは、電動機の回転出力を出力部の直線運動に変換して、弁体を軸方向に移動させる、前記電気機械式作動ユニットと
を備える。
【0006】
このような電気機械式作動ユニットは非常にコンパクトにできて、入力された電気エネルギーを弁体の作動運動に効率的に変換できる。本発明に係る真空弁のエネルギー消費量は比較的低いので、その動作のために電力網を介して電力を供給する必要は必ずしもない。バッテリ又はキャパシタ電源から動作してもよいし、ソーラーパネルを備えていてもよい。
【0007】
電動機は、例えば、インランナータイプ又はアウトランナータイプのブラシ付きモータ又はブラシレスモータ（ステッピングモータなど）にしてよい。モータの代替品は、全体的な特性が最高の解決手段を特定する際の柔軟性を提供する。
【0008】
さらに、電気機械式作動ユニットにより、弁体は開位置又は閉位置だけでなく、任意の中間位置も想定できる。例えば、内部又は外部の制御ユニットによって提供されるモータの適切な制御は、弁の開閉中の弁体の動きのダイナミクスにさらに影響を与えることを可能にする。
【0009】
弁体と座の少なくとも一方は、複数のシール部材を備えてよい。
【0010】
本発明の一実施形態によれば、機械的変換ユニットは、ナット要素と協働する送りネジを備える。このような変換ユニットは安価であり、実際の要件を満たすように簡単にサイズの変更（スケーリング）ができる。
【0011】
例えば、出力部は、ナット要素を備えてもよい。この場合、ナット要素は、電動機によって直接的又は間接的に提供される送りネジの回転によって軸方向に移動する。しかしながら、軸方向に可動なネジを設け、ナット要素を軸方向に固定位置に保持することも考えられる。
【0012】
一実施形態によれば、少なくとも１つの第１弾性要素、例えばバネが設けられ、それは、弁筐体によって支持され、弁体に力が加えられるように弁体に作用し、軸方向に閉位置に促す。この力は、弁体の閉鎖運動をサポートする付勢力である。これは、弁体の閉鎖運動中に所望の閉鎖力を生み出すために、電動機によって提供されるトルクが少なくなることを意味する。その結果、上記のモータの寸法を小さくできることと、弁を作動させるために必要なエネルギーが削減されることとの少なくとも一方である。
【0013】
一実施形態によれば、弁体は、軸方向に出力部に対して移動可能である。換言すると、弁体は、電気機械式作動ユニット、特に電動機の動作の熱効果と軽微な不正確さの補償との少なくとも一方を可能にするために、出力部に固定されて取り付けられていない。
【0014】
電気機械作動機構は、出力部によって支持され、出力部から離れて軸方向にそれを促す力が弁体に及ぼされるように弁体に作用する少なくとも１つの第２弾性要素、例えばバネを備えてよい。この付勢力は、上記の補償を行うのに役立つ。
【0015】
出力部と弁体とは、出力部と弁体の軸方向への相対移動を制限する結合ユニットによって結合されていてもよい。結合ユニットは、これらの部品の最大許容空間分離に達したとき、特に真空弁が開かれているときに、弁体が出力部と共に移動することを確実にするために設けられてもよい。
【0016】
第１及び第２弾性要素の両方を備える実施形態では、第１弾性要素は、所望の弁特性を得るために、第２弾性要素よりも高い弾性を有してもよい。
【0017】
一実施形態によれば、出力部は、案内装置によって回転可能に固定が保持される。案内装置は、軸方向に延在する案内スロット又は溝と協働する突起を備えてもよい。代替の案内の概念、例えば案内レール及び、又は出力部の外側（非回転対称）形状に基づく案内も採用され得る。
【0018】
一実施形態によれば、電動機と入力部は、少なくとも１つの減速駆動部を介して駆動可能に結合される。このような減速駆動部は、推力及びアクチュエータ線速度を最適化することを可能にする。これは、例えばギア、ベルト及び、又はプーリーホイールを備えてよい。しかしながら、モータの出力部材を機械変換ユニットの入力部に直接結合した直接駆動部を用いてもよい。
【0019】
一実施形態によれば、電気機械式作動ユニットは、出力部又は弁体を所望の軸位置にロックするための少なくとも１つのロック装置及び、又はロック機能を備える。ロック機能は、機械的変換ユニットによって、又は存在する場合は減速駆動部によって提供される場合がある。例えば、機械的変換ユニット及び、又は減速駆動部は、例えばその機械部品の特定の設計のために、自己ロック特性を持つ。しかしながら、包装、サイクル寿命及びエネルギー効率を改善するための設計代替案を得るために、複数のロック装置又は機能が提供されることも考えられる。ロック方法には、機械的、電気的、及び電気機械的な概念が含まれる。電動機は、ロック装置として使用され、次に電気ロック装置として機能することもある。電気クランプブレークは、電気機械式ロック装置の一例である。
【0020】
自己ロックの概念は、時間平均消費電力の削減や電動機の摩耗の低減、弁の変換ユニット、及び関連する制御ユニット（電子機器）など、多くの特定の利点に関連している。特に、電動機はスタンバイモードにすることも、電気機械式作動ユニットが自己ロック状態にある場合は完全にシャットダウンすることもできる。この場合、特定の保持ブレーク又はモータのアクティブ制御も廃止される。さらなる有利点はまた、弁が停電の間、例えば弁体の開位置、閉位置又は中間位置において現在の状態に維持されることである。
【0021】
一実施形態によれば、出力部と弁体の少なくとも一方の位置を検出するのに位置センサが提供される。そのようなセンサは、前記センサによって提供されるデータが電動機を制御するために使用され得るように閉ループ制御を提供することを可能にする。センサは、エンコーダ、及び光学センサ、ホール効果に基づくセンサ、又は他の任意の適切なセンサであり得る。
【0022】
出力部と弁体の少なくとも一方の位置に関する情報により、電動機をそれに応じて制御することにより、電気機械式作動ユニットのダイナミクスを決定し、必要に応じて適応できる。また、弁体を所望の中間位置に配置して、真空システム内のガス流量ダイナミクスを制御し、圧力時間プロファイル、圧力スパイク、ガス速度、流れ誘起破片の生成と移動、ポンプ入口圧力に影響を与え、抑制、強化することも容易に可能である。
【0023】
また、モータの開ループ制御の提供も可能である。例えば、作動ユニットは、ステップカウンタを備えるステッピングモータを備える。カウンタによって提供されるデータは、出力部の実際の位置又は状態の指標である。
【0024】
本発明の第２態様によれば、中真空、高真空又は超高真空システム用の真空弁が提供され、中真空システム、高真空システム、又は超高真空システム用の真空弁であって、前記真空弁が、
弁筐体の第１開口と第２開口とを接続する通路を画定する弁筐体と、
前記通路に配置された弁体及び相補的な座であって、前記弁体及び相補的な座はシール部材を備え、前記弁体は開位置と閉位置との間で直線方向に移動可能であり、ここで前記弁体は、前記真空筐体の通路を閉じるために閉位置の前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、
前記弁体を作動させる作動ユニットと、
前記第１開口部に垂直な断面において、非円形の形状を持つことと、中空であることと、ＰＴＦＥ材料又は塗布部を有することと、フルオロエラストマー材料又は塗布部を有することとの中の少なくともいずれか一つを備えるシール部材と
を備える。このシール部材を保有する中空材料と、塗布された材料と、フルオロエラストマー材料との少なくともいずれかは、円形を持っていてよい。
弁筐体の第１開口と第２開口とを接続する通路を画定する弁筐体と、
前記通路に配置された弁体及び相補的な座であって、前記弁体及び相補的な座はシール部材を備え、前記弁体は開位置と閉位置との間で直線方向に移動可能であり、ここで前記弁体は、前記真空筐体の通路を閉じるために閉位置の前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、
前記弁体を作動させる作動ユニットと、
前記第１開口部に垂直な断面において、非円形の形状を持つことと、中空であることと、ＰＴＦＥ材料又は塗布部を有することと、フルオロエラストマー材料又は塗布部を有することとの中の少なくともいずれか一つを備えるシール部材と
を備える。このシール部材を保有する中空材料と、塗布された材料と、フルオロエラストマー材料との少なくともいずれかは、円形を持っていてよい。
【0025】
比較的低い力での圧縮と、比較的低い力が作用しているときに適切なシール特性の提供との少なくとも一方を行うこのようなシール部材（「低力シール」）の使用は、弁を作動させるのに必要なエネルギーを削減するのに役立つ。本発明の第２態様による概念を、本発明の第１態様による真空弁と組み合わせ可能であり、逆もまた同様である。
【0026】
一実施形態によれば、第１及び第２シール部材が設けられ、ここで、第１シール部材は弁体に固定され、第２シール部材はハウジングに固定される。第１及び第２シール部材は、弁を閉じる時に接触するように配置されていてもよい。本実施形態では、弁体が閉位置に移動すると、両シール部材が互いに圧縮する。シール間の圧縮は、ほとんどの場合、所定の圧縮力で、シールから金属への圧縮よりも信頼性の高いシールを提供する。あるいは換言すると、弁の適切なシーリングを得るのに必要な力は、比較的低い。
【0027】
第１及び第２シール部材は、加硫により対応する部品に固定されていてもよい。シール部材は、ＰＴＦＥ及び、又はフルオロエラストマー材料であってもよく、そして弁体及び、又は座上の塗布部であってもよい。
【0028】
本発明の第１態様と第２態様との少なくとも一方に係る真空弁は、電動機に電気エネルギーを供給するためのエネルギー貯蔵ユニットを備える作動ユニットを備え得る。本発明による概念がエネルギー消費を低減した弁につながるように、適切なエネルギー貯蔵ユニット（例えば電池パック）は、電力網に接続する必要なしに電動機をかなりの時間、作動可能にする。モータの制御と弁の状態の監視との少なくとも一方用に提供された制御ユニットに有線接続がない場合（例えば、ワイヤレスデータ接続が想定される場合がある）、弁の動作は完全にコードレスである可能性がある。
【0029】
本発明の第３の態様によれば、真空弁の操作方法、特に上述した実施形態に従って、提供され、前記真空弁が、
弁筐体の第１開口と第２開口とを接続する通路を画定する弁筐体と、
前記通路に配置された弁体及び相補的な座であって、前記弁体及び相補的な座はシール部材を備え、前記弁体は開位置及び閉位置に沿って直線軸方向に移動可能であり、ここで、前記弁体は、第１開口部を気密に閉じるため、閉位置にある前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、
前記弁体を作動させるための電気機械式作動ユニットであって、前記作動ユニットは、電動機と、前記電動機と駆動上接続される入力部と、前記弁体に駆動上接続される出力部とを備える機械変換ユニットを備え、ここで、前記機械変換ユニットは、電動機の回転出力を出力部の直線運動に変換して、前記弁体を軸方向に移動させる、前記電気機械式作動ユニットと
を備える前記真空弁の操作方法において、
前記電動機が、前記弁体と前記座との接触前と接触中の少なくとも一方で前記弁体の速度が低下するように、前記弁体の閉位置への移動の間、操作される。
弁筐体の第１開口と第２開口とを接続する通路を画定する弁筐体と、
前記通路に配置された弁体及び相補的な座であって、前記弁体及び相補的な座はシール部材を備え、前記弁体は開位置及び閉位置に沿って直線軸方向に移動可能であり、ここで、前記弁体は、第１開口部を気密に閉じるため、閉位置にある前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、
前記弁体を作動させるための電気機械式作動ユニットであって、前記作動ユニットは、電動機と、前記電動機と駆動上接続される入力部と、前記弁体に駆動上接続される出力部とを備える機械変換ユニットを備え、ここで、前記機械変換ユニットは、電動機の回転出力を出力部の直線運動に変換して、前記弁体を軸方向に移動させる、前記電気機械式作動ユニットと
を備える前記真空弁の操作方法において、
前記電動機が、前記弁体と前記座との接触前と接触中の少なくとも一方で前記弁体の速度が低下するように、前記弁体の閉位置への移動の間、操作される。
【0030】
特に、シール部材が弁体上に設けられている場合、シール部材が座に接触する前に速度が低下する。シール部材が座に設けられている場合、弁体がシール部材に接触する前に速度が低下してよい。座と弁体の両方にシール部材が設けられている場合、シール部材が互いに衝突する前に弁体の速度が低下する可能性がある。
【0031】
たとえていうならば、弁体の速度の低下は、相補的な座への弁体の「軟着陸」を提供する。弁体の接近が遅くなると、シール部材にかかる応力が軽減され、摩耗の誘発も軽減される。さらに、適切な速度プロファイルを選択すると、弁の閉鎖中の振動の発生が最小限に抑えられる。これにより、真空システムに導入する際に深刻な問題を引き起こす可能性のある弁内の微細な破片粒子の発生や輸送も減少する。
【0032】
本方法の一実施形態によれば、電動機は、開位置から閉位置への弁体の動きが、閉位置から開位置への弁体の動きよりも長くかかるように動作される。特に、電動機は、弁体の閉位置への移動中のシール部材の圧縮が、弁体の閉位置外への移動中のシール部材の減圧よりも長くかかるように作動する。
【0033】
弁を開くと、シール部材や座、弁体に振動が発生したり、応力が発生したりする問題は、それほど顕著ではない。したがって、閉じるよりも速く開けて、それによって弁の動的特性を証明できる。これは、シール部材の減圧に特に当てはまる。
【0034】
本方法の一実施形態によれば、電動機は、シール部材に作用する力が所定のしきい値を下回らないように、弁体の閉位置で作動する。この対策により、弁が確実に閉じられる。シール部材に作用する力は、力、ひずみ又は温度センサのうちの少なくとも１つによって提供されるデータに基づいて決定されてよい。特に、適切に配置された力又はひずみセンサによって提供されるデータは、シール部材に作用する力を直接決定するために使用され得る。例えば、弁ハウジング、座、作動ユニットと弁体の少なくとも一方の温度に基づいて力を推定することによって、力の間接的な決定も可能である。実施形態によれば、シール部材に作用する力は、電動機の動作変数に基づいて決定される。力のそのような間接的な決定は、測定されたモータカレント又は電圧データに基づいてもよい。例えば、電流は本質的にシール部材に作用する力に比例するので、特定の角度（例えば５°未満の角度）のモータの回転に必要な電流は、シール部材に作用する力の推定に使える。
【0035】
真空弁の状態を監視するために任意選択で提供できる他のセンサは、上述の力を決定又は推定するデータの供給源となっていてもよい。しきい値は、固定値であってもよいし、弁と真空システムの少なくとも一方の動作変数に基づいて決定されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【発明を実施するための形態】
【0037】
図１、図２及び図３は、筐体１２を備えた真空弁１０を示す。筐体１２は、第１開口１８及び第２開口２０を持つ第１室１６を画定する底部部材１４を備える。両方の開口部１８、２０は、真空弁１０を中、高又は超高真空システムへ統合可能にするフランジ区間２２ａ、２２ｂに接続されている。室１６の上側は壁要素２４で覆われていて、壁要素２４は案内装置２８の壁部２６に当接している。壁部２６は、カバー要素３０とともに第２室３２を形成している。換言すると、複数部に分かれている筐体１２は、２つの室１６、３２を画定している。これらは以下に説明するように、開口部１８のシール用の弁体（ポペット５０）及びその作動に必要な主要部品をそれぞれ収容している。室１６は、基本的に開口部１８、２０の間の通路として機能する。
【0038】
第２室３２は、送りネジ３８を持つ減速駆動部３６を介して駆動接続された電動機３４を収容する。減速駆動部３６は、例えば平歯車、ウォーム歯車及び、又は遊星歯車を備えてよい。送りネジ３８はナット４０と協働して、電動機３４が作動して送りネジ３８を回転させると、ナット４０の突起４２が案内装置２８の軸方向スロット４４に係合してナット４０の回転を防止するので、ナット４０が軸方向（軸方向への移動ＡＭ）する。
【0039】
ナット４０は、袖部４６に固定接続されている。袖部４６は、袖部４６の内側肩部によって支持され、シール５２を備えたポペット５０に次に接触する先端要素４８に作用する第１バネ要素４７を備えている。シール５２は、例えば従来のＯリング又は上記及びさらに後述するような低力シールであってよい。
【0040】
第２バネ要素５４は、壁要素２４の開口部を通って第１室１６に突出する案内装置２８の軸方向突起５６によって支持されている。第２バネ要素５４は、ポペット５０に作用し、開口部１８に向かって下向きに促す。第２バネ要素５４は、袖部４６の下部を径方向に囲んでいて、その一方で第２バネ要素を第１室１６の内部から隔てるベローズ５８に囲まれている。
【0041】
弁１０を閉じると、電動機３４が起動して送りネジ３８を駆動する。送りネジ３８の回転は、ナット４０の下方への軸方向の動きを引き起こし、それによって袖部４６を下方に押し出す。この動きは、袖部４６に固定接続されていないポペット５０上の第１バネ要素４７及び先端要素４８を介して伝達される。この動きは、予め圧縮されている第２バネ要素５４によって支持されている。したがって、バネ要素５４によって提供される力は、送りネジ３８の回転を部品４０、４６、４７、４８及び５０の軸方向の並進に変換する送りネジ機構３８、４０によってポペット５０に加えられる推力に平行に作用する。したがって、第２バネ要素５４は、前記軸方向の並進を作成するのに必要なトルクを低減し、電動機３４のエネルギー消費が低減される。さらなる利点は、特に減速駆動部３６が適切に選択される場合、電動機３４を比較的小さなサイズにできることである。
【0042】
シール５２が開口部１８を取り囲む座６０に接すると、その圧縮が始まり、開口部１８をシールする工程が開始される。所与の時点でシール５２の圧縮は停滞し、ポペット５０は軸方向での移動を停止する。ポペット５０は今、閉位置になっている。ポペット５０と袖部４６との間には隙間が設けられているので、電動機３４が短時間作動しても問題はない。これは、その隙間の減少及び第１バネ要素４７のさらなる圧縮を引き起こすだけである。
【0043】
電動機３４（例えばステッピングモータ）の開ループ制御が提供される場合、モータ制御における小さな不正確さは、その隙間によって補償できる。もちろん、電動機３４の閉ループ制御を提供できるように、部品４０、４６、４７及び５０のいずれかの位置を監視する位置センサが提供されてもよい。
【0044】
送りネジ機構３８、４０及び、又は減速駆動部３６が自己ロック設計を持つ場合、ポペット５０を閉位置に保持するためのエネルギーは必要とされない。バネ要素４７、５４は、座６０に対してポペット５０を押す。この状況では、上記の隙間は、弁１０の部品の熱膨張差及び、又は応力緩和も補償する。
【0045】
弁１０を開くために、送りネジ３８は、電動機３４の適切な制御によって反対方向に回転され、それによってナット４０に固定された袖部４６が上方に移動するように誘発される。当初、ポペット５０はまだバネ要素４７、５４によって下向きに押されている。しかしながら、袖部４６の後退に伴い、袖部４６とポペット５０との間の隙間が拡大され、ポペット５０に作用する第１バネ要素４７によって提供される力が減少する。以下に詳述される結合機構は、最大隙間が達成されたときにポペット５０を袖部４６に結合する。それから、ポペット５０は、バネ要素５４によって加えられる力に逆らって袖部４６と共に上方に移動する。「全開」状態を定義する終了位置に達するまで移動できる。しかしながら、閉位置と全開位置との間の任意の所望の中間位置は、ポペット５０によって想定され得る。
【0046】
図４は、真空弁１０の第２実施形態を模式的に示す。電動機３４は、送りネジ３８でベルト６２及びプーリ６４、６６を介して順に結合される減速駆動部３６と同軸に配置される。送りネジ３８は、シール５２を持つポペット５０を搬送するロッド６８と固定接続されたナット４０と協働する。軸方向の案内は、ナット４０の案内開口部７２を通して突出する案内要素７０によって本実施形態で提供される。たとえでいうと、案内要素７０は案内レールとして機能する。室１６に関する詳細は、わかりやすくするために省略している。
【0047】
この構成では、ポペットのストロークＳは、弁１０の動作中のナット４０の軸方向移動ＡＭと平行である。ただし、両ストロークＳも軸方向移動ＡＭも軸方向への移動である。
【0048】
図５は、プーリ６４（及び電動機３４）の回転軸ＲＡ１、プーリ６６及び送りネジ３８の回転軸ＲＡ２、及びロッド６８の軸方向突起が、カバー３０の対角線Ｄ上に本質的に配置されていることを上面図で示している。この配置はシンプルでコンパクトである。
【0049】
代替のコンパクトな配置を図６及び７に示す。送りネジ３８は、軸受７６を備える軸受支持７４によって保持されている。これは、減速駆動部３６に接続された電動機３４によって駆動され、減速駆動部３６は、送りネジ３８に固定された入力ギア８０と噛み合う出力ギア７８を駆動する。送りネジ３８は、軸方向に移動可能であるが回転固定されているナット４０と協働する。ナット４０は、ロッド６８によりポペット５０に接続されている。本実施形態では、ストロークＳ、入力ギア８０及び送りネジ３８の軸方向移動ＡＭ及び回転軸ＲＡ２が同軸に配置されている。
【0050】
図８は、本発明による真空弁の設計を最適化し、それを市場の要件に適合させる方法の例示的なアプローチを視覚化するためのフローチャートを示す。重要な目標は、エネルギー効率の他に、最適化されたフローコンダクタンス、最適化された作動運動とダイナミクス、コンパクトなサイズ、弁閉止時の低衝撃速度、温度安定性、信頼性の高い自己ロック特性、再現性のあるデューティサイクルなどである。パッケージング、コスト、製造可能性などの非性能関連の問題も、弁の最適化中に考慮される場合がある。
【0051】
左端のフローは、入力Ａ１として弁を通る所望のフローコンダクタンスを必要とする。例えば、ポペット又はシールの直径及びポペットストロークなどの適切な変数が選択され（Ａ２）、実際のフローコンダクタンス（Ａ３）につながる。それら変数は、Ａ３を変更するのに編集可能である。
【0052】
右の次のフローは、所望のシール材の入力を要する（Ｂ１）。それから、シールのさらなる特性に関する変数、例えば、その直径、断面、弾性がステップＢ２で選択され、それがどのように保持されるかを記述する変数（例えば、シールが配置される溝の形状、相対熱膨張による応答に影響を与える）が選択される。この情報は、予想される実際の圧搾力と、発揮されるシールの実際の圧搾力との少なくとも一方に関するさらなる洞察につながる（Ｂ３）。この情報に応じて、上記の変数が編集されてもよい。これにより、第１バネ要素４７の特性を最適にできる（Ｂ４）。
【0053】
右の次のフローは、入力として、例えばポペット５０の直線運動及び推力のための所望の作動プロファイル、所望のトルク及び回転速度、並びに所望の自己ロック力を必要とする（Ｃ１）。関連する変数は、例えば、送りネジの直径及び、又は送りネジとナットの間の特徴的な摩擦である（Ｃ２）。これは、とりわけ、実際の直線運動と、関連する部品の駆動トルクと回転速度の推力応答につながる。実際の圧搾力と実際の自己ロック力についての洞察がさらに得られる（Ｃ３）。これにより、第２バネ要素５４の特性を最適にできる（Ｃ４）。
【0054】
最も右端のフローには、ブラシ付きモータ（Ｄ２）、ステッピングモータ（Ｄ３）、インランナー（Ｄ４）、アウトランナー（Ｄ５）のような所望のモータタイプの制約（Ｄ１）がある。関連する変数は、例えば、モータトルクと、提供された回転速度と、デューティサイクルに関する変数やデューティサイクルの定義に関する変数である（Ｄ６）。これは、実際の「パワーイン」の実際に必要な値又は期待される値につながる（Ｄ７）。適切なモータの選択は、関連する変数に基づいて最適にできる。
【0055】
Ｄ８では、減速駆動又は同等のものが必要か、又は望ましいかを決定する必要がある。ここで関連する変数は、弁の作動に提供される実際のトルクと回転速度と、予想される実際の自己ロック力（Ｄ１０）につながる減速比（Ｄ９）である。
【0056】
上記の最適化フローは例示的な性質のものにすぎないことを強調しておく必要がある。追加及び、又は修正された最適化アプローチが採用されてよい。最適化フローを実行する順序は自由に選択してよい。
【0057】
図９は、位置（Ｐ）対時間（ｔ）図における事前に送られた本発明による真空弁の例示的なデューティサイクルを示す。時間ｔ＝０では、弁のポペット５０は全開位置（位置Ｐ１）にある。電動機３４を作動させると、ポペット５０は加速され、座６０に向かって比較的速く移動する。シール５２が圧縮され始める前に既に、ポペット５０の速度は積極的に低下する。これは、座６０の接点シール５２（シール接触ＳＣ、位置Ｐ２）の前に破線の移動曲線の傾きが小さくなっていることを反映している。シール５２の圧縮中、ポペット５０の速度は、閉位置（位置Ｐ３、時間ｔ１）でゼロ０に達するまでさらに低下する。シール５２は、ＳＲ（圧搾範囲）で示された量だけ圧縮されている。弁は、ポペット５０と座６０との間の金属間接触（ＭＭＣ）が回避されるように適切に制御される。上記に概説したアプローチは、弁を閉止している間、ポペット５０の「軟着陸」をもたらす。
【0058】
電気機械式作動ユニットの１つ又はそれより多い部品、例えば送りネジ機構３８、４０と、減速駆動部３６との少なくとも一つが自己ロック特性を持つ場合、ポペット５０の閉位置の保持は、電動機３４への電気エネルギーの供給を必要としない。
【0059】
真空弁を開くことは時間ｔ２（Ｐ４）から始まる。既に指摘したように、シール部材５２と座６０と弁体５０との少なくとも一つに、振動を発生させ、及び、又は応力を引き起こす問題は、弁を開くときの方が閉弁時よりも著しく顕著ではない。したがって、ポペット５０は急速に加速できる。その結果、シール５２の減圧は、その圧縮よりもはるかに速く起こる。
【0060】
示した実施例では、シール５２が座６０との接触がなくなるとき（位置Ｐ５）にポペット５０は既にその最大速度に達している。再び完全に開いた位置（ｔ６のＰ３）に到達するまで、座６０からさらに離れる。
【0061】
以上の説明から、本発明による弁のデューティサイクルは、開閉に関して非対称であり得ることが導かれる。上記の例では、弁を閉じる（０からｔ１へ）と、弁を開く（ｔ２からｔ３へ）よりも時間がかかる。この概念は、本発明による真空弁の電気機械式作動ユニットによって容易に実施可能であり、そのような作動ユニットは、弁体、ポペットの位置及びダイナミクスの非常に正確な制御を可能にする。また、用途ごとに適切な位置－時間プロファイルと推力プロファイルとの少なくとも一方の設計も可能である。
【0062】
図１０は、弁の閉じた状態で発生する効果を力（Ｆ）対時間（ｔ）の図で示している。水平破線は、適切なシールの確保にシール５２に及ぼすべき最小スラスト力（Ｆｍｉｎ）を示す。この値は、弁の正常又は適切な閉止後に得られる圧搾力Ｆ１を下回っている。弁の部品の熱膨張差は、推力又は圧搾力の低下につながる可能性がある（ΔＴを参照）。この効果が検出された場合、例えば適切なセンサを用いて作動ユニットのポペット５０又は他の部品の位置の監視によって、電動機３４を作動させて、適切な応答（アクチュエータ応答ＡＲを参照）によって前記効果を補償して、力を所望のシール圧搾範囲ＳＲ１に保てる。関与する機械部品の応力緩和は、シール５２に及ぼされる力の低減を別の源にできる（ＳｔＲ参照）。
【0063】
真空弁のエネルギー消費量の削減は、作動ユニットの性質とは無関係に、いわゆる「低力シール」、すなわち比較的小さな力を加えることによって適切に圧縮できるシール、及び、又は既に低力でシール特性を持つシールを使用することによっても達成できる。
【0064】
ＰＴＦＥ材料又は塗布部を備えるシールと、フルオロエラストマー材料又は塗布部を備えるシールとの少なくとも一方は、そのような低力シールの例である。必要な特性は、シールの円形断面から離れて非円形の形状の選択によっても得られる。例えば、図１２の左側に描かれているような菱形のシール５２（溝８２に配置され、圧縮されていない）は、所与の力が加えられると（図１２、右側）、同等の寸法の従来のＯリングよりも高い程度に変形する。この効果は、シール５２が少なくとも部分的に中空である場合に増強される（図１１参照）。適切な中空シール又はより柔らかいコアを持つシールもまた、図１１に示される菱形の幾何学的形状とは異なる形状を持ってよい。
【0065】
ポペット５２と袖部４６を結合する機構の例示的な１実施形態が図１３に示されている。弁の開状態では、ポペット５０は、バネ付勢された先端要素４８によって袖部４６から押し離され、その結果、それら部品間に隙間８４が設けられている。この状態では、袖部４６の指８６の突起が、この位置に保持しているポペット５０の溝８８の上端に係合する。弁の閉状態では、ポペット５０は、例えばモータ制御のわずかな不正確さ及び、又は漸進的なシール圧縮及び、又は熱効果から生じる効果を補償するために袖部４６に向かって移動される（図１３に示される状況）。
【0066】
弁を開いている間、袖部４６は上方向に移動するが、ポペット５０はバネ要素４７、５４によって座６０に押し付けられたままである。指８６の突起が溝８６の上端に係合する場合にのみ、ポペット５０が座６０から能動的に持ち上げられる。
【0067】
同等又は同等のタイプの結合を提供できる多数の代替機構の存在は容易に考えられるはずである。
【0068】
図１４は、低力シールのさらなる実施形態を示す。これは、非圧縮状況において、それぞれポペット５０及び座６０上に配置されたシール５２ａ、５２ｂを備える。弁を閉じている間、シール５２ａ、５２ｂは互いに接触している状態にされて、徐々に圧縮されている。既に上で述べたように、そのような弁の適切な密閉を得るのに、従来の配置で必要な力より低力でよい。
【0069】
図１５から図１８は、軸方向に固定されたナット４０ａと協働する軸方向に可動な送りネジ３８ａを持つ小型真空弁１０を示している。ナット４０ａは、軸壁９０ａ、９０ｂの間に配置された電動機３４ａによって回転駆動される。
【0070】
電動機３４ａの起動により、ナット４０ａが回転する。これは次に、軸壁９０ａに固定され、送りネジ３８ａの軸方向溝４４ａに係合する突起４２ａによって回転が妨げられる送りネジ３８ａの軸方向の動きをもたらす。機能的に等価な機構が考えられる。
【0071】
弁１０は、上述した実施形態の弁と同様に操作できる。さらに、１つの実施形態に関連して説明した個々の特徴は、必要に応じて他の実施形態において実施され得ることに留意されたい。これは、図１及び図２に示す実施形態に関連して説明されるバネ要素４７、５４によって提供される機能性について特に当てはまる。
【符号の説明】
【0072】
１０ 真空弁
１２ 筐体
１４ 底部
１６ 第１室
１８ 第１開口部
２０ 第２開口部
２２ａ、２２ｂ フランジ区間
２４ 壁要素
２６ 壁部分
２８ 案内装置
３２ 第２室
３６ 減速駆動部
３８、３８ａ 送りネジ
４０、４０ａ ナット
４２、４２ａ 突出部
４４、４４ａ 軸方向のスロット又は溝
４６ 袖部
４７ 第１バネ要素
４８ 先端要素
５０ ポペット
５２、５２ａ、５２ｂ 封止部
５４ 第２バネ要素
５６ 軸方向突出部
５８ ベローズ
６０ 座
６２ ベルト
６４、６６ プーリ
６８ 棒部
７０ 案内要素
７２ 案内開口部
７４ 軸受支持
７６ 軸受
７８ 出力ギア
８０ 入力ギア
８２ 溝
８４ 隙間
８６ 指
８８ 溝
９０ａ、９０ｂ 軸壁
ＡＭ 軸方向への移動
Ｓ ストローク
ＲＡ１， ＲＡ２ 回転軸
Ｄ 対角線
Ｐ 位置
ｔ 時間
ＳＣ シール接触
ＳＲ、ＳＲ１ 圧搾範囲
ＭＭＣ 金属間接触
ＳｔＲ 応力緩和
Ｆ 力
１２ 筐体
１４ 底部
１６ 第１室
１８ 第１開口部
２０ 第２開口部
２２ａ、２２ｂ フランジ区間
２４ 壁要素
２６ 壁部分
２８ 案内装置
３２ 第２室
３６ 減速駆動部
３８、３８ａ 送りネジ
４０、４０ａ ナット
４２、４２ａ 突出部
４４、４４ａ 軸方向のスロット又は溝
４６ 袖部
４７ 第１バネ要素
４８ 先端要素
５０ ポペット
５２、５２ａ、５２ｂ 封止部
５４ 第２バネ要素
５６ 軸方向突出部
５８ ベローズ
６０ 座
６２ ベルト
６４、６６ プーリ
６８ 棒部
７０ 案内要素
７２ 案内開口部
７４ 軸受支持
７６ 軸受
７８ 出力ギア
８０ 入力ギア
８２ 溝
８４ 隙間
８６ 指
８８ 溝
９０ａ、９０ｂ 軸壁
ＡＭ 軸方向への移動
Ｓ ストローク
ＲＡ１， ＲＡ２ 回転軸
Ｄ 対角線
Ｐ 位置
ｔ 時間
ＳＣ シール接触
ＳＲ、ＳＲ１ 圧搾範囲
ＭＭＣ 金属間接触
ＳｔＲ 応力緩和
Ｆ 力
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【手続補正書】
【提出日】2023-02-17
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
中真空、高真空、超高真空システム用の真空弁であって、前記真空弁が、
弁筐体の第１開口と第２開口とを接続する通路を画定する弁筐体と、
前記通路に配置された弁体及び相補的な座であって、前記弁体及び相補的な座はシール部材を備え、前記弁体は開位置及び閉位置に沿って直線軸方向に移動可能であり、ここで、前記弁体は、第１開口部を気密に閉じるため、閉位置にある前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、
前記弁体を作動させるための電気機械式作動ユニットであって、前記作動ユニットは、電動機と、前記電動機と駆動上接続される入力部と、前記弁体に駆動上接続される出力部とを備える機械変換ユニットとを備え、ここで、前記機械変換ユニットは、電動機の回転出力を出力部の直線運動に変換して、弁体を軸方向に移動させる、前記電気機械式作動ユニットと
を備える、真空弁。
弁筐体の第１開口と第２開口とを接続する通路を画定する弁筐体と、
前記通路に配置された弁体及び相補的な座であって、前記弁体及び相補的な座はシール部材を備え、前記弁体は開位置及び閉位置に沿って直線軸方向に移動可能であり、ここで、前記弁体は、第１開口部を気密に閉じるため、閉位置にある前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、
前記弁体を作動させるための電気機械式作動ユニットであって、前記作動ユニットは、電動機と、前記電動機と駆動上接続される入力部と、前記弁体に駆動上接続される出力部とを備える機械変換ユニットとを備え、ここで、前記機械変換ユニットは、電動機の回転出力を出力部の直線運動に変換して、弁体を軸方向に移動させる、前記電気機械式作動ユニットと
を備える、真空弁。
【請求項2】
機械的変換ユニットは、ナット要素と協働する送りネジを備える、請求項１に記載の真空弁。
【請求項3】
前記出力部は、前記ナット要素を備える、請求項２に記載の真空弁。
【請求項4】
前記弁筐体によって支持され、弁体に力が加えられると前記弁体を軸方向で閉位置に促すように作用する少なくとも１つの第１弾性要素が提供されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の真空弁。
【請求項5】
前記弁体は、前記出力部に対して直線的な軸方向に移動可能である、請求項１に記載の真空弁。
【請求項6】
前記電気機械式作動ユニットは、前記出力部によって支持され、前記出力部から離れて軸方向にそれを促す力が前記弁体に及ぼされるように前記弁体に作用する少なくとも１つの第２弾性要素を備える、請求項５に記載の真空弁。
【請求項7】
前記出力部と前記弁体とは、前記出力部と前記弁体の軸方向への相対移動を制限する結合ユニットによって結合されている、請求項５に記載の真空弁。
【請求項8】
前記電気機械式作動ユニットは、前記出力部によって支持され、前記出力部から離れて軸方向にそれを促す力が前記弁体に及ぼされるように前記弁体に作用する少なくとも１つの第２弾性要素を備え、第１弾性要素は、第２弾性要素よりも高い弾性を持つ、請求項１を引用する請求項４に記載の真空弁。
【請求項9】
前記出力部は、案内装置によって回転するように固定されている、請求項１に記載の真空弁。
【請求項10】
前記案内装置は、軸方向に延在する、案内スロット又は溝と協働する突起を備える、請求項９に記載の真空弁。
【請求項11】
前記電動機と前記入力部は、少なくとも１つの減速駆動部を介して駆動上結合される、請求項１に記載の真空弁。
【請求項12】
電気機械式作動ユニットは、前記出力部又は前記弁体を所望の軸方向位置にロックするように、ロック装置とロック機能との少なくとも一方を少なくとも１つ備える、請求項１に記載の真空弁。
【請求項13】
前記機械的変換ユニットは自己ロック特性を持つ、請求項１２に記載の真空弁。
【請求項14】
前記出力部と前記弁体との少なくとも一方の位置を検出するために位置センサが設けられている、請求項１に記載の真空弁。
【請求項15】
中真空システム、高真空システム、又は超高真空システム用の真空弁であって、前記真空弁が、
弁筐体の第１開口と第２開口とを接続する通路を画定する弁筐体と、
前記通路に配置された弁体及び相補的な座であって、前記弁体及び相補的な座はシール部材を備え、前記弁体は開位置と閉位置との間で直線方向に移動可能であり、ここで前記弁体は、前記真空筐体の通路を閉じるために閉位置の前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、
前記弁体を作動させる作動ユニットと、
前記第１開口部に垂直な断面において、非円形の形状を持つことと、中空であることと、ＰＴＦＥ材料又は塗布部を有することと、フルオロエラストマー材料又は塗布部を有することとの中の少なくともいずれか一つを備えるシール部材と
を備える、前記真空弁。
弁筐体の第１開口と第２開口とを接続する通路を画定する弁筐体と、
前記通路に配置された弁体及び相補的な座であって、前記弁体及び相補的な座はシール部材を備え、前記弁体は開位置と閉位置との間で直線方向に移動可能であり、ここで前記弁体は、前記真空筐体の通路を閉じるために閉位置の前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、
前記弁体を作動させる作動ユニットと、
前記第１開口部に垂直な断面において、非円形の形状を持つことと、中空であることと、ＰＴＦＥ材料又は塗布部を有することと、フルオロエラストマー材料又は塗布部を有することとの中の少なくともいずれか一つを備えるシール部材と
を備える、前記真空弁。
【請求項16】
前記作動ユニットは、前記電動機に電気エネルギーを供給するエネルギー貯蔵ユニットを備える、請求項１又は１５に記載の真空弁。
【請求項17】
真空弁の操作方法であって、前記真空弁が、
弁筐体の第１開口と第２開口とを接続する通路を画定する弁筐体と、
前記通路に配置された弁体及び相補的な座であって、前記弁体及び相補的な座はシール部材を備え、前記弁体は開位置及び閉位置に沿って直線軸方向に移動可能であり、ここで、前記弁体は、第１開口部を気密に閉じるため、閉位置にある前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、
前記弁体を作動させるための電気機械式作動ユニットであって、前記作動ユニットは、電動機と、前記電動機と駆動上接続される入力部と、前記弁体に駆動上接続される出力部とを備える機械変換ユニットを備え、ここで、前記機械変換ユニットは、電動機の回転出力を出力部の直線運動に変換して、前記弁体を軸方向に移動させる、前記電気機械式作動ユニットと
を備える前記真空弁の操作方法において、
前記電動機が、前記弁体と前記座との接触前と接触中の少なくとも一方で前記弁体の速度が低下するように、前記弁体の閉位置への移動の間、操作される、真空弁を操作する方法。
弁筐体の第１開口と第２開口とを接続する通路を画定する弁筐体と、
前記通路に配置された弁体及び相補的な座であって、前記弁体及び相補的な座はシール部材を備え、前記弁体は開位置及び閉位置に沿って直線軸方向に移動可能であり、ここで、前記弁体は、第１開口部を気密に閉じるため、閉位置にある前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、
前記弁体を作動させるための電気機械式作動ユニットであって、前記作動ユニットは、電動機と、前記電動機と駆動上接続される入力部と、前記弁体に駆動上接続される出力部とを備える機械変換ユニットを備え、ここで、前記機械変換ユニットは、電動機の回転出力を出力部の直線運動に変換して、前記弁体を軸方向に移動させる、前記電気機械式作動ユニットと
を備える前記真空弁の操作方法において、
前記電動機が、前記弁体と前記座との接触前と接触中の少なくとも一方で前記弁体の速度が低下するように、前記弁体の閉位置への移動の間、操作される、真空弁を操作する方法。
【請求項18】
前記電動機は、開位置から閉位置への弁体の動きが、閉位置から開位置への弁体の動きよりも時間が長くかかるように操作される、請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記電動機は、前記弁体が閉位置に移動する際のシール部材の圧縮が、前記弁体が閉位置から移動している間のシール部材の減圧よりも時間がかかるように操作される、請求項１７又は１８に記載の方法。
【請求項20】
前記電動機は、前記シール部材に作用する力が所定のしきい値を下回らないように、前記弁体の閉位置で操作される、請求項１７に記載の方法。
【請求項21】
前記シール部材に作用する力は、力、ひずみ又は温度センサのうちの少なくとも１つによって提供されるデータに基づいて決定される、請求項２０に記載の方法。
【請求項22】
前記シール部材に作用する力は、前記電動機の操作変数に基づいて決定される、請求項２１に記載の方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0071】
弁１０は、上述した実施形態の弁と同様に操作できる。さらに、１つの実施形態に関連して説明した個々の特徴は、必要に応じて他の実施形態において実施され得ることに留意されたい。これは、図１及び図２に示す実施形態に関連して説明されるバネ要素４７、５４によって提供される機能性について特に当てはまる。
次に、本発明による別の観点からの実施形態を列挙する。
（１）中真空、高真空、超高真空システム用の真空弁であって、前記真空弁が、
弁筐体の第１開口と第２開口とを接続する通路を画定する弁筐体と、
前記通路に配置された弁体及び相補的な座であって、前記弁体及び相補的な座はシール部材を備え、前記弁体は開位置及び閉位置に沿って直線軸方向に移動可能であり、ここで、前記弁体は、第１開口部を気密に閉じるため、閉位置にある前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、
前記弁体を作動させるための電気機械式作動ユニットであって、前記作動ユニットは、電動機と、前記電動機と駆動上接続される入力部と、前記弁体に駆動上接続される出力部とを備える機械変換ユニットとを備え、ここで、前記機械変換ユニットは、電動機の回転出力を出力部の直線運動に変換して、弁体を軸方向に移動させる、前記電気機械式作動ユニットと
を備える、真空弁。
（２）
機械的変換ユニットは、ナット要素と協働する送りネジを備える、上記（１）に記載の真空弁。
（３）
前記出力部は、前記ナット要素を備える、上記（３）に記載の真空弁。
（４）
前記弁筐体によって支持され、弁体に力が加えられると前記弁体を軸方向で閉位置に促すように作用する少なくとも１つの第１弾性要素が提供されている、上記（１）から（３）のいずれか一つに記載の真空弁。
（５）
前記弁体は、前記出力部に対して直線的な軸方向に移動可能である、上記（１）から（４）のいずれか一つに記載の真空弁。
（６）
前記電気機械式作動機構は、前記出力部によって支持され、前記出力部から離れて軸方向にそれを促す力が前記弁体に及ぼされるように前記弁体に作用する少なくとも１つの第２弾性要素を備える、上記（５）に記載の真空弁。
（７）
前記出力部と前記弁体とは、前記出力部と前記弁体の軸方向への相対移動を制限する結合ユニットによって結合されている、上記（５）に記載の真空弁。
（８）
第１弾性要素は、第２弾性要素よりも高い弾性を持つ、上記（４）及び（６）に記載の真空弁。
（９）
前記出力部は、案内装置によって回転可能に固定保持されている、上記（１）から（８）のいずれか一つに記載の真空弁。
（１０）
前記案内装置は、軸方向に延在する、案内スロット又は溝と協働する突起を備える、上記（９）に記載の真空弁。
（１１）
前記電動機と前記入力部は、少なくとも１つの減速駆動部を介して駆動上結合される、上記（１）から（１０）のいずれか一つに記載の真空弁。
（１２）
電気機械式作動ユニットは、前記出力部又は前記弁体を所望の軸方向位置にロックするように、ロック装置とロック機能との少なくとも一方を少なくとも１つ備える、上記（１）から（１１）のいずれか一つに記載の真空弁。
（１３）
前記機械的変換ユニットは自己ロック特性を持つ、上記（１２）に記載の真空弁。
（１４）
前記出力部と前記弁体との少なくとも一方の位置を検出するために位置センサが設けられている、上記（１）から（１３）のいずれか一つに記載の真空弁。
（１５）
中真空システム、高真空システム、又は超高真空システム用の真空弁であって、前記真空弁が、
弁筐体の第１開口と第２開口とを接続する通路を画定する弁筐体と、
前記通路に配置された弁体及び相補的な座であって、前記弁体及び相補的な座はシール部材を備え、前記弁体は開位置と閉位置との間で直線方向に移動可能であり、ここで前記弁体は、前記真空筐体の通路を閉じるために閉位置の前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、
前記弁体を作動させる作動ユニットと、
前記第１開口部に垂直な断面において、非円形の形状を持つことと、中空であることと、ＰＴＦＥ材料又は塗布部を有することと、フルオロエラストマー材料又は塗布部を有することとの中の少なくともいずれか一つを備えるシール部材と
を備える、前記真空弁。
（１６）
前記作動ユニットは、前記電動機に電気エネルギーを供給するエネルギー貯蔵ユニットを備える、。請求項１から１５のいずれか一項に記載の真空弁。
（１７）
真空弁の操作方法であって、前記真空弁が、
弁筐体の第１開口と第２開口とを接続する通路を画定する弁筐体と、
前記通路に配置された弁体及び相補的な座であって、前記弁体及び相補的な座はシール部材を備え、前記弁体は開位置及び閉位置に沿って直線軸方向に移動可能であり、ここで、前記弁体は、第１開口部を気密に閉じるため、閉位置にある前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、
前記弁体を作動させるための電気機械式作動ユニットであって、前記作動ユニットは、電動機と、前記電動機と駆動上接続される入力部と、前記弁体に駆動上接続される出力部とを備える機械変換ユニットを備え、ここで、前記機械変換ユニットは、電動機の回転出力を出力部の直線運動に変換して、前記弁体を軸方向に移動させる、前記電気機械式作動ユニットと
を備える前記真空弁の操作方法において、
前記電動機が、前記弁体と前記座との接触前と接触中の少なくとも一方で前記弁体の速度が低下するように、前記弁体の閉位置への移動の間、操作される、真空弁を操作する方法。
（１８）
前記電動機は、開位置から閉位置への弁体の動きが、閉位置から開位置への弁体の動きよりも時間が長くかかるように操作される、上記（１７）に記載の方法。
（１９）
前記電動機は、前記弁体が閉位置に移動する際のシール部材の圧縮が、前記弁体が閉位置から移動している間のシール部材の減圧よりも時間がかかるように操作される、上記（１７）又は（１８）に記載の方法。
（２０）
前記電動機は、前記シール部材に作用する力が所定のしきい値を下回らないように、前記弁体の閉位置で操作される、上記（１７）から（１９）のいずれか一つに記載の方法。
（２１）
前記シール部材に作用する力は、力、ひずみ又は温度センサのうちの少なくとも１つによって提供されるデータに基づいて決定される、上記（２０）に記載の方法。
（２２）
前記シール部材に作用する力は、前記電動機の操作変数に基づいて決定される、上記の（２１）に記載の方法。
次に、本発明による別の観点からの実施形態を列挙する。
（１）中真空、高真空、超高真空システム用の真空弁であって、前記真空弁が、
弁筐体の第１開口と第２開口とを接続する通路を画定する弁筐体と、
前記通路に配置された弁体及び相補的な座であって、前記弁体及び相補的な座はシール部材を備え、前記弁体は開位置及び閉位置に沿って直線軸方向に移動可能であり、ここで、前記弁体は、第１開口部を気密に閉じるため、閉位置にある前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、
前記弁体を作動させるための電気機械式作動ユニットであって、前記作動ユニットは、電動機と、前記電動機と駆動上接続される入力部と、前記弁体に駆動上接続される出力部とを備える機械変換ユニットとを備え、ここで、前記機械変換ユニットは、電動機の回転出力を出力部の直線運動に変換して、弁体を軸方向に移動させる、前記電気機械式作動ユニットと
を備える、真空弁。
（２）
機械的変換ユニットは、ナット要素と協働する送りネジを備える、上記（１）に記載の真空弁。
（３）
前記出力部は、前記ナット要素を備える、上記（３）に記載の真空弁。
（４）
前記弁筐体によって支持され、弁体に力が加えられると前記弁体を軸方向で閉位置に促すように作用する少なくとも１つの第１弾性要素が提供されている、上記（１）から（３）のいずれか一つに記載の真空弁。
（５）
前記弁体は、前記出力部に対して直線的な軸方向に移動可能である、上記（１）から（４）のいずれか一つに記載の真空弁。
（６）
前記電気機械式作動機構は、前記出力部によって支持され、前記出力部から離れて軸方向にそれを促す力が前記弁体に及ぼされるように前記弁体に作用する少なくとも１つの第２弾性要素を備える、上記（５）に記載の真空弁。
（７）
前記出力部と前記弁体とは、前記出力部と前記弁体の軸方向への相対移動を制限する結合ユニットによって結合されている、上記（５）に記載の真空弁。
（８）
第１弾性要素は、第２弾性要素よりも高い弾性を持つ、上記（４）及び（６）に記載の真空弁。
（９）
前記出力部は、案内装置によって回転可能に固定保持されている、上記（１）から（８）のいずれか一つに記載の真空弁。
（１０）
前記案内装置は、軸方向に延在する、案内スロット又は溝と協働する突起を備える、上記（９）に記載の真空弁。
（１１）
前記電動機と前記入力部は、少なくとも１つの減速駆動部を介して駆動上結合される、上記（１）から（１０）のいずれか一つに記載の真空弁。
（１２）
電気機械式作動ユニットは、前記出力部又は前記弁体を所望の軸方向位置にロックするように、ロック装置とロック機能との少なくとも一方を少なくとも１つ備える、上記（１）から（１１）のいずれか一つに記載の真空弁。
（１３）
前記機械的変換ユニットは自己ロック特性を持つ、上記（１２）に記載の真空弁。
（１４）
前記出力部と前記弁体との少なくとも一方の位置を検出するために位置センサが設けられている、上記（１）から（１３）のいずれか一つに記載の真空弁。
（１５）
中真空システム、高真空システム、又は超高真空システム用の真空弁であって、前記真空弁が、
弁筐体の第１開口と第２開口とを接続する通路を画定する弁筐体と、
前記通路に配置された弁体及び相補的な座であって、前記弁体及び相補的な座はシール部材を備え、前記弁体は開位置と閉位置との間で直線方向に移動可能であり、ここで前記弁体は、前記真空筐体の通路を閉じるために閉位置の前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、
前記弁体を作動させる作動ユニットと、
前記第１開口部に垂直な断面において、非円形の形状を持つことと、中空であることと、ＰＴＦＥ材料又は塗布部を有することと、フルオロエラストマー材料又は塗布部を有することとの中の少なくともいずれか一つを備えるシール部材と
を備える、前記真空弁。
（１６）
前記作動ユニットは、前記電動機に電気エネルギーを供給するエネルギー貯蔵ユニットを備える、。請求項１から１５のいずれか一項に記載の真空弁。
（１７）
真空弁の操作方法であって、前記真空弁が、
弁筐体の第１開口と第２開口とを接続する通路を画定する弁筐体と、
前記通路に配置された弁体及び相補的な座であって、前記弁体及び相補的な座はシール部材を備え、前記弁体は開位置及び閉位置に沿って直線軸方向に移動可能であり、ここで、前記弁体は、第１開口部を気密に閉じるため、閉位置にある前記座と協働する、前記弁体及び相補的な座と、
前記弁体を作動させるための電気機械式作動ユニットであって、前記作動ユニットは、電動機と、前記電動機と駆動上接続される入力部と、前記弁体に駆動上接続される出力部とを備える機械変換ユニットを備え、ここで、前記機械変換ユニットは、電動機の回転出力を出力部の直線運動に変換して、前記弁体を軸方向に移動させる、前記電気機械式作動ユニットと
を備える前記真空弁の操作方法において、
前記電動機が、前記弁体と前記座との接触前と接触中の少なくとも一方で前記弁体の速度が低下するように、前記弁体の閉位置への移動の間、操作される、真空弁を操作する方法。
（１８）
前記電動機は、開位置から閉位置への弁体の動きが、閉位置から開位置への弁体の動きよりも時間が長くかかるように操作される、上記（１７）に記載の方法。
（１９）
前記電動機は、前記弁体が閉位置に移動する際のシール部材の圧縮が、前記弁体が閉位置から移動している間のシール部材の減圧よりも時間がかかるように操作される、上記（１７）又は（１８）に記載の方法。
（２０）
前記電動機は、前記シール部材に作用する力が所定のしきい値を下回らないように、前記弁体の閉位置で操作される、上記（１７）から（１９）のいずれか一つに記載の方法。
（２１）
前記シール部材に作用する力は、力、ひずみ又は温度センサのうちの少なくとも１つによって提供されるデータに基づいて決定される、上記（２０）に記載の方法。
（２２）
前記シール部材に作用する力は、前記電動機の操作変数に基づいて決定される、上記の（２１）に記載の方法。
【外国語明細書】