JP2004319938A - 開閉装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】互いに隔てられた隣接する2つの空間の境界に設置された本体ハウジング1と、本体ハウジング上の端部A,B間に設けられ、上記端部と実質的に直交し上記境界と実質的に平行な、本体ハウジング上で相対する第1面Cと第2面Dとの間を貫通する、被処理物が通過可能な大きさの開口部25と、本体ハウジング内に格納され、上記端部A,B間において軸回転可能に支持された回転バルブ2と、を有し、上記回転バルブには、回転バルブの回転軸を通過して回転バルブを貫通する、被処理物が通過可能な大きさの貫通孔が上記開口部に対応し得る様備えられた開閉装置とし、回転バルブの回転により開弁状態と閉弁状態を得、閉弁時には上記2つの空間を隔絶する一方、開弁時にはシート状の被処理物を上記2つの空間の一方から他方へ搬送可能にする。
【選択図】 図4
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに隔てられた隣接する2つの空間の境界に設置して、シート状の被処理物を上記の一方の空間から他方の空間に搬送するための開閉装置(バルブ)に関する。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】特開2001−289333号公報
【特許文献2】特開2002−228043号公報
【0003】
例えば、半導体やディスプレイ等の各種製造ラインの搬送系と各処理室の境界には、処理室の気密性を保持すること、処理室内に不純物が混入しないこと等を目的として、被処理物を処理室から搬出又は処理室に搬入するときだけ開き、それ以外の時は閉鎖状態に置かれる開閉装置(バルブ)が設けられる。
図1に、上記の製造ラインの一例を示す。図1に示す製造ライン50では、被処理物51は、図の右側から搬入され、第1処理室53を経た後、第2処理室56又は第3処理室57を経て後工程に渡される。各処理室は、例えば製膜装置等であって、真空或いは適当な圧力等になる様、常時コントロールされている。一方、それ以外の部分(搬送系52等)は、例えば大気開放されている等、各処理室とは異なる環境下に置かれている。各処理室間には搬送系52や横転システム・トラバース機構54が存在する。これらと各処理室の境界には、被処理物51を通過させ得るバルブ58が設けられる。各処理室の壁体には、バルブ58の開口部に対応した出入口部分(弁ポート)が設けられている。両者間における被処理物51の受け渡しは、バルブ58を介して行われる。以下に説明する各事例においても同様である。
このバルブには、▲1▼容易かつ確実に被処理物を通過させることが出来、さらに▲2▼バルブ閉鎖時における処理室の気密性に優れていることが求められる。現在迄に、種々の形式のバルブが案出されているが、これらは概ね、いわゆるボール型バルブと、ゲート型バルブに大別される(特許文献1,2参照)。
【0004】
まず、ボール型バルブの構造を図2に示す平面図で具体的に説明する。図2は、従来のボール型バルブを示しており、内部構造を説明するために一部破断した側面図である。ボール型バルブ100は、本体107、ボール102、シールパッキン101、回転機構(回転用ハンドル105,スピンドル104)、並びに被処理物を通過させ得る大きさを有する本体開口部110及びこれに対応する大きさを有し、スピンドル104の回転軸を通過してボール102を貫通する貫通孔108からなる。また、本体107内における両方のシールパッキン101と、ボール102の表面と、本体107の内壁面とに囲まれた空隙部分が形成され得るが、これは中間室109と呼ばれる。
このボール型バルブ100は、回転用ハンドル105を回すことにより、スピンドル104を介して結合された球状のボール102を回転させ、バルブの開閉を行うものである。ボール102の回転により、ボールの貫通孔108と本体開口部110の位置が合えば開弁状態となり、例えば図中に矢印で示す様に被処理物を搬送系52側から処理室40側へ通過させることが出来る。一方、貫通孔108が開口部110から完全に見えなくなれば閉弁状態となる。
【0005】
次に、ゲート型バルブの構造を図3に基づき説明する。図3は、従来のゲート型バルブを示しており、(a)は外観斜視図、(b),(c)はそれぞれ閉弁状態、又は開弁状態を示す側部断面図である。ゲート型バルブ150は、本体156、ゲート152、シール153、アクチュエータ154及びベローズ155からなる。閉弁時、開口部151はゲート152によって閉塞される。ゲート152及び本体156は、アルミニウムやステンレススチール等の金属からなる。
【0006】
ところで、近年は、被処理物の大面積化が進んでおり、縦横の幅がいずれも1,000mmを超えるケースが殆どである。
【0007】
しかし、ボール型バルブでは構造上、このような大型の被処理物を通過させることは困難である。
【0008】
また、ゲート型バルブでは、構造上例えば、幅が広く、薄く、かつ面積のある被処理物を通過させるにはゲート型の弁体(ゲート152)自体が重くなり、駆動の為のスピンドルも多く複雑になる。
さらに、ゲート開閉動作の繰返しに伴い、▲1▼ゲート152と本体156の接触に起因する微細な金属粉、▲2▼或いは、シール153の摩耗に起因する微細なシール材料の粉等が発生する虞がある。これらは、被処理物に直接接触したり、或いは処理室内で処理を行っている最中の被処理物に付着することもある。
【0009】
このように、従来のバルブには、大型の被処理物を通過させる事が出来、しかも構造が簡単で信頼性の高いものが存在しなかった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明は、簡易な構造ながら、薄くて幅広い大型のシート状被処理物を通過させ得る、信頼性の高いバルブを提供することを課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく種々検討を重ねた結果、柱状に延びる実質上円形断面を有する回転ドラムを弁体(回転バルブ)とすれば、この回転バルブに被処理物を通過させ得る大きさの貫通孔を設け、さらにこの回転バルブを軸回転させることにより、開弁状態と閉弁状態を適宜作り出すことが可能なことを見出し、本発明を完成させた。
上記課題を解決可能な本発明のバルブは、互いに隔てられた隣接する2つの空間の境界に設置された本体ハウジングと、前記本体ハウジング上の相対する端部間に設けられ、前記端部と実質的に直交し前記境界と実質的に平行な、前記本体ハウジング上において相対する第1面と第2面との間を貫通し、前記被処理物を通過させ得る大きさの開口部と、前記本体ハウジング内に格納され、前記端部間において軸回転可能に支持された回転バルブと、を有し、前記回転バルブには、前記回転バルブの回転軸を通過して前記回転バルブを貫通する、前記被処理物を通過させ得る大きさの貫通孔が前記開口部に対応し得る様設けられ、前記回転バルブの回転により開弁状態と閉弁状態が得られ、閉弁時には前記2つの空間を隔絶する一方、開弁時にはシート状の被処理物を前記2つの空間の一方から他方へ搬送可能にすることを特徴とする。
本発明によれば、軸方向に延びる回転バルブの長手(幅)方向に、被処理物の幅や厚さに合わせて貫通孔を設けることが出来るので、薄くて幅広く、しかも面積の大きな被処理物を通過させることができる。
【0012】
尚、本発明において「回転」とは、ある軸を中心とする一方向の回転に限らず、左右双方向の回転を意味し、更に一周する場合に限らず、ある軸を中心とする一定範囲の角度変位をも意味する。
本発明において、「開弁状態」とは、本体ハウジングの開口部と回転バルブの貫通孔の位置が一致して被処理物がバルブを通過可能な状態を言い、「閉弁状態」とは、開弁状態からの回転角度に特に拘泥せず、本体ハウジングの開口部が回転バルブの胴部表面によって塞がれており、被処理物がバルブを通過できない状態を言う。
又本発明において、回転バルブに設けられた貫通孔の大きさは、本体ハウジングに設けられた開口部の大きさに対応したものであるが、上記貫通孔は被処理物を通過させ得る大きさであれば足り、必ずしも本体ハウジング開口部の大きさと同一としなければならないものではない。
【0013】
又本発明のバルブにおいて、上記回転バルブの胴部は、本体ハウジング内に備えられたガスケットブロックに実質的に包囲されていても良い。更に、このガスケットブロック或いは本体ハウジングの内壁面には、少なくとも閉弁状態における回転バルブの表面に接触可能であり、かつ、本体ハウジングの開口部を取り囲むシールパッキンが設けられていても良い。
このとき、本体ハウジング内には、回転バルブ表面と、シールパッキンと、本体ハウジング内壁又はガスケットブロックとに囲まれた空間(中間室)が形成され得るが、本発明のバルブにおいては、上記中間室と本体ハウジング外部との間を連通させる中間室通路が設置される。これにより、万一、ガスケットブロック4やシールパッキン5に傷や破れ等が生じていて、本体ハウジング1側と回転バルブ2側の間の気密状態が維持出来なくなった場合には、中間室通路9を利用して、処理室の気密性を損なわない様な気圧調節をすることができる。
【0014】
尚、本発明のバルブの気密性能を確保する観点からは、回転バルブの横断面形状は、少なくとも閉弁時に於て、回転バルブ側と本体ハウジング側とが密接して確実に気密状態を保持し得る様形成されていれば良い。従って、回転バルブの横断面形状は、上記した様な実質的に円形断面を有するものに限られず適宜変形したものであっても良く、回転中心軸から見て上下又は左右方向において非対称な形状であっても構わない。
以下、本発明の一実施例を示し、本発明をより詳細に説明する。
【0015】
【実施例】
実施例1
本発明の一実施例を、図4〜図10に基づき説明する。
本実施例に係るバルブ(以下、「ドラム型スリットバルブ」という)は、例えば半導体やディスプレイ等の製造ラインにおいて、搬送系と処理室の境界部分に設けられるものであって、例えば真空チャンバーを有する製膜装置等の処理室壁体に設けられた出入口部分(弁ポート)に組み込んで、例えば半導体ウェハーやTFT−LCD用マザーガラス等の被処理物を通過させ、これを処理室より搬出又は処理室内に搬入することを目的とするものである。無論、弁ポートはバルブの開口部に対応して設けられ、搬送系と処理室の間における被処理物の受け渡しはバルブを介して行われる。
図4は本発明に係るドラム型スリットバルブの一実施例を示す外観斜視図、図5はその側面図、図6はその中央横断面図、および図7はその縦断面図である。
図8は本発明の一実施例の回転バルブの側面図、図9は本体ハウジング部の第2端部Bを表した図、また図10は直動−回転変換器部分の拡大図である。
【0016】
[基本構成]
図4は、ドラム型スリットバルブの外観を表した斜視図である。(a),(b)はそれぞれ、被処理物のサイズに合わせてスリット開口面積、特にスリット長を変えたものを表している。(a)では、被処理物として半導体ウェハー等、(b)では、被処理物が例えば畳と同等サイズのTFT−LCDパネル等、薄くて面積のあるものを通過させ得る。
図5は、上記図4(b)に示すドラム型スリットバルブの外観側面図である。
本体ハウジング1は、アルミニウムからなる角柱又は直方体状のブロックであって、図4に示す様に処理室外壁39に取り付けられる。被処理物は、開口部25より処理室40内へ搬入又は処理室40から搬出され得る。開口部25は、本体ハウジング1上の相対する第1端部Aと第2端部Bとの間に設けられ、被処理物を通過させ得る幅及び厚さを有しており、本体ハウジング1上の相対する第1面Cと第2面D(処理室壁面に直面する面及びそれと反対側の面)との間を貫通している。第1面Cと第2面Dとは、上記端部(第1端部A,第2端部B)と実質的に直交する。
【0017】
図4(a)及び図5に仮想線で示す様に、本体ハウジング1内部には、スリット状に形成された開口部25の幅方向に柱状に延びる、実質的に円形断面を有する回転バルブ2が格納されている。回転バルブ2は、本体ハウジング1の開口部25の幅方向の両端部(第1端部A,第2端部B)に備えられた軸受により支持される。軸受は、第1及び第2のサイドカバー(19,20)で被われている。
又図5に仮想線で示す様に、回転バルブ2の胴部は、本体ハウジング1内に備えられたガスケットブロック4に実質的に包囲されている。回転バルブ2は、本体ハウジング1内において回転運動を行うが、その駆動は、開口部25の幅方向において往復運動を行うアクチュエータ17により、中間機構である直動−回転変換器18を介して行われる。本実施例においてアクチュエータ17はエアシリンダである。
図5に示す様に、アクチュエータ17自体は、本体ハウジング1の第2端部Bに、アクチュエータ取付板21及び取付板支持ボルト22を介して取付けられる。又、被処理物を通過させるため、▲1▼ガスケットブロック4には、開口部25の形状に対応した孔部36が形成されていると共に、▲2▼回転バルブ2には、開口部25に対応する貫通孔45が設けられている。本体ハウジング1の第1面C及び第2面Dには、ガスケットブロック押え板10が設けられ、本体ハウジング1内に備えられたガスケットブロック4を固定している。ガスケットブロック押え板10は、押え板ボルト24を用いて本体ハウジング1に取り付けられる。
上記の回転バルブ2及びガスケットブロック4、その他これらの詳細ついては、後程説明する。
【0018】
引き続き、図6に示す、図4(b)のドラム型スリットバルブの中央横断面図に基づき、本実施例の構成の説明を行う。同図に示す通り、回転バルブ2は実質上円形断面を有するものである。
尚図面表記上、ガスケットブロック4の内表面と回転バルブ2の外周面との間には若干間隔を空けているが、実際には両者は密に接触して気密状態を保持している。それゆえ、実際上シールパッキン5はガスケットブロック4と回転バルブ2の双方より押圧されている。
【0019】
図6では、バルブの開弁状態を表しており、本体ハウジング1側の開口部25と回転バルブ2側の貫通孔45の位置が合っているので、被処理物が開口部25及び貫通孔45を通過出来る様になっている。従って、本体ハウジング1の第1面C側にある空間(例えば搬送系52)から第2面D側にある空間(例えば処理室40)へ、又その反対方向へ、被処理物を搬送することが出来る。
一方、本実施例では回転バルブ2が図6に示す状態から90°回転した状態が、バルブの閉弁状態に相当する。このとき、回転バルブ2の表面が本体ハウジング1の開口部25を塞いでしまうため、被処理物はバルブを通過出来ない。それぞれの空間(搬送系52或いは処理室40)の気密性は、回転バルブ2の表面、シールパッキン5及びガスケットブロック4により保持される。
【0020】
次に、各構成要素に付き、図6に基づき説明する。
本体ハウジング1は、例えば処理室40の壁面39等の相手側に、相手側フランジ16及び相手側フランジパッキン12を介して取り付けられる。相手側フランジ16と本体ハウジング1は、相手側フランジ用ボルト14を用いて接合される。
【0021】
ガスケットブロック4は、閉弁時におけるバルブの気密性を向上させるためのものであり、その内壁は、実質的に円形断面を有する回転バルブ2の表面に対応する様に形成される。本実施例では、ガスケットブロック4は、搬送系52側(第1面C)のものと、処理室40側(第2面D)のものの2片からなる。双方のガスケットブロックは、本体ハウジング1内に設けられたガスケットブロック格納孔44内に納められたのち、それぞれ、処理室40側、搬送系52側からガスケットブロック押え板10で押さえ付けられる。ガスケットブロック押え板10は、押え板取付ボルト13を用いて本体ハウジング1に取り付けられる。又ガスケットブロック押え板10には気密性向上のため、内側パッキン7と外側パッキン8が設けられる。
さらに本実施例では、処理室40側にあるガスケットブロックと搬送系52側にあるガスケットブロック同士の接合が、マグネット11により行われる。これによれば、双方のガスケットブロック同士を別途ボルト等で締結する必要が無く、バルブ自体の小型軽量化を実現出来る。
【0022】
上記本体ハウジング1及びガスケットブロック4には、それぞれ、補強材(15,3)が配される。
【0023】
シールパッキン5は、実質的に円形の断面を有する、環状の部材(いわゆるOリング)である。シールパッキン5は、ガスケットブロック4の内壁面に、脱落が防止される態様で設置される。本実施例では、ガスケットブロック4内壁面にある表面部分における開口幅よりも、底面部分における開口幅の方が大きくなっている断面を有する溝41が、ガスケットブロック4の内壁面に於て、開口部25に沿って設けられており、シールパッキン5は、この溝41に填め込まれる形でガスケットブロック4の内壁面に備えられる。
【0024】
又本実施例では、同様の断面形状を有する溝42が、処理室40側にあるガスケットブロックと搬送系52側にあるガスケットブロックとが互いに接触する面43において、双方のガスケットブロックに設けられている。この溝42には、対応する断面形状を有するマグネット11が挿入されており、ガスケットブロック4からマグネットが脱落しない様になっている。又このような構造のため、マグネット相互の吸引力でマグネットがそれぞれのガスケットブロックから脱出することもなく、確実に処理室40側と搬送系52側のガスケットブロックを接合できる。
【0025】
上記ガスケットブロック4及びシールパッキン5には、気密保持性能が求められるほか、好ましくは▲1▼耐薬品性に優れ、▲2▼低摩擦係数で▲3▼非粘着性が良いことが求められる。
本実施例では、ガスケットブロック4は、商品名テフロン(登録商標)として市販されているポリ四フッ化エチレン(PTFE)からなるフッ素系樹脂の固体ブロック体である。又、シールパッキン5には、各種ゴム等からなる弾性母材の表面に、PTFEがコーティングされたものを使用している。これにより、バルブ開閉の繰返しに伴う回転バルブ2外周面の摩耗を防止している。
【0026】
本発明のドラム型スリットバルブにおいても、中間室109が存在し得るが、本実施例では、本体ハウジング1に中間室通路9が設けられている。この中間室通路9を利用すれば、万一、本体ハウジング1側と回転バルブ2側の間の気密状態が維持出来なくなった場合には、処理室の気密性を損なわない様な気圧調節をすることができる。
【0027】
図7は、本実施例に係るドラム型スリットバルブの縦断面図である。また、図7に示された回転バルブ2を表す側面図を図8に、本体ハウジング部1の第2端部Bを表した図を図9に示す。図7及び図8において回転バルブ2の胴部33に相当する部分は一部省略されている。又図9では第2のサイドカバー20及び締結具32が省略されている。
図7に示す様に、回転バルブ2のシャフト30は、直動−回転変換器18に連結されている。シャフト30はそれぞれ、第1端部A及び第2端部Bにおいて、軸受38によって支持されている。軸受38内にはベアリング31が備えられ、シャフト30の摺動を円滑なものにしている。本実施例ではベアリング31はスラストベアリングである。又第2端部B側の軸受38には締結具32が設けられ、これの締め込み量を調節してシャフト30のブレを抑えている。
【0028】
図8に示す通り、回転バルブ2には、被処理物を通過させ得る貫通孔45が設けられる。貫通孔45は、回転バルブ2の回転軸を通過して回転バルブ2を貫通している。貫通孔45のサイズは、本体ハウジング1の開口部25のサイズに対応しており、又薄く、幅広い被処理物を通過させ得るためにスリット状の形状をしている。本実施例の場合、スリットの厚みは20〜50mm程度、スリット幅は400〜1800mm程度であり、被処理物のサイズによって適宜変更される。回転バルブ2の直径は120mm程度、シャフト30の直径は20mm程度である。本実施例の回転バルブ2は、ステンレス鋼管を加工して構成されており、表面が鏡面処理されている。回転バルブ2の胴部33、シャフト30、及び両端部分(第1端部34,第2端部35)はそれぞれ別部品からなる。
図9に示す通り、シャフト30の中心軸上にある、軸受38の中心からは、放射状に補強材37が配される。図9は本体ハウジング1の第2端部B側から軸受38を見たものであり、軸受38の中心部分には、図7の締結具32が締め込める様になっている。軸受38の中心周りにある環状部分内には、ベアリング31が配列される。
【0029】
[直動−回転変換器について]
図10は、図4,5,7に示した直動−回転変換器18(中間機構)の詳細を示すものであり、図10(a)は平面図、(b)は正面から見た場合の構造説明図である。(b)では、図面上、鉛直方向に上昇又は下降の往復運動を行うアクチュエータ17のアクチュエータシャフト27が上昇位置にあるときの様子を示している。直動−回転変換器18は、アクチュエータシャフト27の直線方向の往復運動を、シャフト30の回転運動へと変換するものである。尚、アクチュエータシャフト27はアクチュエータ17の可動子であり、本実施例ではエアシリンダのシリンダ部分に相当する。
連結ピン26は、アクチュエータシャフト27と結合されており、アクチュエータシャフト27の動きと連動して直線方向に往復運動を行う。又連結ピン26は、回転用ガイド28とも関係付けられており、その結果、連結ピン26は回転用ガイド28に沿って移動する様になっている。回転用ガイド28は、回転治具本体29の内面において、アクチュエータシャフト27の中心軸が延びる方向に、この中心軸を中心として螺旋を描く様な態様で備えられる。回転治具本体29は、シャフト30に結合され、回転バルブ2の回転方向に回転可能になっている。
ここで連結ピン26は、回転治具本体29内に螺旋状に備えられた回転用ガイド28に沿って移動する様になっているところ、連結ピン26の移動は直線往復運動に限定される一方で、回転治具本体29は回転自在となっているので、直線方向の往復運動を行う連結ピン26が回転用ガイド28に沿って移動することにより、結果としてシャフト30が回転する。
本実施例では、回転用ガイド28として、回転治具本体29内面に螺旋状の溝を設けている。又本実施例では、アクチュエータシャフト27の振幅に対応して、回転ドラム2が約90°回転する様になっており、アクチュエータ17の往復によりバルブ開閉が行われる。本実施例では、アクチュエータシャフト27が本体ハウジング1に近付いたとき(図10(b)でアクチュエータシャフト27が下降しているとき)に開弁状態、また反対にアクチュエータシャフト27が本体ハウジング1から遠ざかったとき(図10(b)でアクチュエータシャフト27が上昇しているとき)に閉弁状態となる様構成されている。
【0030】
[動作]
以下では、本実施例に係るドラム型スリットバルブの動作及び使用方法について説明する。
まず、被処理物51を搬送系52から処理室40内に搬入する場合について説明する。▲1▼アクチュエータ17を駆動し、回転バルブ2を回転させて開弁状態とする。▲2▼搬送系52にある被処理物を、本体ハウジング1の開口部25及び回転バルブ2の貫通孔45を通過させて、処理室40内に搬入する。▲3▼搬入後、再びアクチュエータ17を駆動し、回転バルブ2を90°回転させて閉弁状態とする。これにより搬入作業は終了する。処理室内では、被処理物に蒸着処理を施す等の作業が開始される。
被処理物51を処理室40から搬送系52へ搬出する場合も、上記と同じ考え方で作業を行えばよい。
【0031】
実施例2
本発明の簡易・経済的実施形態
実施例2−1
上記実施例1では、ガスケットブロック4の横断面形状については、その内壁が実質的に円形断面を有する回転バルブ2の表面に対応する様に形成されている。一方、本発明の実施に際しては、少なくとも閉弁時に於て回転バルブ2側と本体ハウジング1側とが密接して気密状態が保たれる様、形成されていれば足りる。従って、ガスケットブロック4の横断面形状については、孔部36及びシールパッキン5を取付ける部分(溝41付近)以外の、例えば2片のガスケットブロックの接合面43付近では、その内壁が回転バルブ2の胴部33表面と常時非接触となる様形成しても良い。同様に、孔部36及びシールパッキン5を取付ける部分(溝41付近)を残し、これら以外の部分を省略したガスケットブロックを形成しても良い。
また、ガスケットブロック4については、上記実施例1では本体ハウジング1の第1面C側及び第2面D側の双方に設けられているが、これに限らず、いずれか片側に設ける構成又はガスケットブロック4を使用しない構成としても良い。
この場合、上で説明したガスケットブロック4に相当する部分は、本体ハウジング1の一部として形成されることになる。シールパッキン5についても同様である。
【0032】
実施例2−2
上の実施例1で示された構成により、本発明のドラム型スリットバルブは、回転バルブ2をアクチュエータ17を用いて開閉出来るほか、閉弁時に於て回転バルブ2側と本体ハウジング1側を密接して確実に気密状態を保持することができる。
ここで、回転バルブ2駆動に要するアクチュエータ17の駆動トルクを少なくするべく、以下の様な構成とすることも可能である。
【0033】
すなわち、本発明の回転バルブ2の横断面形状については、少なくとも閉弁時に於て回転バルブ2側と本体ハウジング1側とが密接して気密状態が保たれる様、形成されていれば足りる。
他方、開弁状態から閉弁状態、或いはその逆に向かって回転している途中の時点では、バルブ自体を横断面視した状態に於て、回転バルブ2側と本体ハウジング1側とが接触していなくても構わない。
【0034】
したがって、回転バルブの横断面形状は、図6に示す様な実質状円形断面とする以外にも、例えば図11に示す様に、種々選択することが可能である。同図は全て、閉弁状態を示している。図面表記上、ガスケットブロック4の内表面と回転バルブ2のX面との間には若干間隔を空けているが、実際には両者は密接しており、又シールパッキン5はこれら双方より押圧されている。又図12に、図11(a)に示すバルブを開口部25の開口方向より見たときの回転バルブ2の様子を示す。同図に斜線が付された箇所は、同図に仮想線で示される様にシールパッキン5と接触可能な部分であり、鏡面処理が施されている。
図11中、(a)〜(c)に示す回転バルブ2の横断面形状では、少なくとも閉弁時に回転バルブ2とシールパッキン5とが密接して気密状態が保たれる様になっている。即ち、閉弁状態となったときに、本体ハウジング1の幅方向に延びるシールパッキン5と対応することとなる回転バルブ2外周面の一部分Xは、閉弁時にシールパッキン5と接触できる様になっている。
他方、回転バルブ2の横断面形状に関し、X部以外の部分については、図11(a)〜(c)に例示する様に形状を適宜決定して良い。
【0035】
回転バルブ2の横断面形状を上記の様に形成しておけば、アクチュエータ17の駆動トルクも少なくて済むほか、さらにシールパッキン5の摩耗も少なくて済む。
【0036】
尚上記した通り、シールパッキン5の、本体ハウジング1の幅方向に延びている部分(例えば、図12のJ部)は、必要なとき、即ち少なくとも閉弁状態における回転バルブ2の表面に接する様になっている一方、本実施例では、シールパッキン5の、回転バルブ2の回転方向に延びている部分(例えば、図12のK部)は、回転バルブ2の表面と常時接触している(図12に示す仮想線参照)。
【0037】
又、上記図11(a)〜(c)の各例では、シールパッキン5は、本体ハウジング1側にあるが、シールパッキン5を回転バルブ2側に設置することも可能である(図11(d),(e)参照)。その場合、回転バルブ2の胴部33表面には、少なくとも閉弁時にガスケットブロック4内壁面に接触可能なシールパッキン5が、閉弁時に開口部25に露出して開口部を塞ぐ胴部33表面の一部分(図11のY部)の周りを取り囲む様にして設けられている。
【0038】
また、処理室がCVD装置やスパッタリング装置の場合、閉弁時に処理室内部と直面する回転バルブ2表面の一部分(図11のY部)には種々の物質が付着、堆積し得る。そこで、閉弁時に処理室内面に露出している回転バルブ2の一部分Yを、図11各図に示す様に、閉弁時にシールパッキン5と密接している回転バルブ2外周面の対応部分Xから見て相対的に凹んだ形状にしておけば、開弁時にはそのY部が中間室通路9と直面することになるので、閉弁時にそのY部に溜まった堆積物や付着物を、開弁時に中間室通路9より吸引、除去することも可能である。
このように、中間室通路9を利用すればY部のクリーニングを行うことも可能である。このとき、中間室通路9に焼結フィルタ等のフィルタ6を設置しておいても良い。
【0039】
変形例
その他、本発明は上記各実施例に限られず、様々な設計事項の変更が可能である。
例えば、回転バルブ2を回転させるため、エアシリンダの代わりに油圧シリンダやリニアモータ、更に電気又は空気モータ等種々のアクチュエータを使用し得る。又上記実施例1では、本体ハウジング1の第2端部B側に設けたアクチュエータ17により回転バルブ2を駆動するが、駆動方式はこれに限られず、本体ハウジング1の両端(第1端部A,第2端部B)に設置したアクチュエータ17により駆動しても良い。アクチュエータ17の設置位置も、必ずしも上記実施例1の様に回転バルブ2の回転軸上に設置しておく必要は無く、例えば上記回転軸と実質的に直交する方向にアクチュエータ17を取付けたりしても構わない。アクチュエータ17は、回転バルブ2を駆動し得る様、回転バルブ2と機械的に連結されていれば足り、本体ハウジング1上にアクチュエータ17を直接取り付けてこれらを一体的に構成する必要は特に無く、従ってアクチュエータ17を本体ハウジング1とは別の対象物上に設置しても構わない。更に、回転バルブ2の駆動は、アクチュエータ17より、直動−回転変換器18のほか、例えばベルクランク等を用いたクランク機構、ケーブルリンケージ等のリンク機構、チェーンやベルトの様な伝動機構、カム機構又はギア機構等の機械的手段を介して行っても良い。
回転バルブ2の外形についても円柱型に限らず、両端部を先細りにする等、適宜変更可能である。ガスケットブロックについては、搬送系側のものと処理室側のものの2片からなるガスケットブロック4の接合は、締結ボルトその他適宜手段を使用して行っても良いほか、搬送系側と処理室側に分割せず一体成形しても構わない。更にガスケットブロックとしては、PTFEのブロックからなるものに限らず、他の材料の表面上にPTFEの表面処理を施したもの、或いはそうでないものも利用し得る。シールパッキン5も同様に、PTFEのコーティングを施したものに限らず、そうでないものも利用し得るほか、その母材も、ゴム等の弾性材料に限定されない。本体ハウジング1の材質も、アルミニウムに限定されない。上記実施例1に登場する各種補強材も、勿論適宜省略し得る。ベアリング31の形式も、スラストベアリングに限定されない。回転バルブ2の構成も、ステンレス鋼管からなるものに限定されず、また胴部、両端部及びシャフト30が一体成形されていても構わない。
【0040】
又上記各実施例では、万一、本体ハウジング1側と回転バルブ2側の間の気密状態が維持出来なくなった場合には、中間室通路9を利用して処理室の気密性を損なわない様な気圧調節をすることができるが、上記気圧調整は真空排気に何ら限定されるものではなく、処理室の条件に合わせた加圧等も含まれる。
【0041】
上記各実施例では、シールパッキン5は、実質上円形断面を有するいわゆるOリングとしたが、断面形状はこれに限られず、多角形状或いは楕円等の変形形状であっても良い。要するにシールパッキン5は、気密性を保持可能なスクィーズパッキンであればそれで構わない。
【0042】
更に上記各実施例では、シールパッキン5は、処理室側及び搬送系側のそれぞれのガスケットブロック4上における、ガスケットブロック4と回転バルブ2との境界面において、開口部25の周りを一周する様な形で設置されているが、このシールパッキン5を、上記と同じ態様で、それぞれのガスケットブロック上にもう一周、上記1周目のシールパッキンとは適当な間隔を開けて設けておき、処理室側及び搬送系側のそれぞれのガスケットブロック4上にシールパッキンが2周以上ある様にしておけば、開口部25及び貫通孔45の開口幅を適宜調節することにより、中間室通路9に繋がる中間室109の部分を、回転バルブ2の回転位置(開弁時、閉弁時、又はその中間状態)に関わらず、常に一定条件(圧力等)としておくことが可能である。
【0043】
尚、上記説明は、半導体等の各種製造ラインの搬送系と各処理室の境界に本発明のドラム型スリットバルブを適用した場合を想定して行ったが、本発明の用途はこれに限定されない。即ち、シート状の被処理物を互いに隔てられた隣接する2つの空間の一方の空間から他方の空間に搬送する必要があれば、その対象に本発明を適用できる。
【0044】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、被処理物を通過させ得る所定の貫通孔が設けられた回転バルブを回転させることで、無振動に近いバルブの高速開閉動作を実現出来る。そのため、本発明によれば、薄いけれど面積のある物、例えば畳状の被処理物を、効率良く通すことが出来る。本発明のドラム型スリットバルブは、開弁、閉弁動作を円滑に行う事が出来るので信頼性にも優れる。また、処理室への取付も容易であるほか、小型簡便な構造であるので、取扱も容易である。このように、本発明は極めて有用なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用され得る製造ラインの一例を示す図である。
【図2】従来のボール型バルブを示す図である。
【図3】従来のゲート型バルブを示す図である。
【図4】本発明の一実施例を示す斜視図である。
【図5】本発明の一実施例の側面図である。
【図6】本発明の一実施例の中央横断面図である。
【図7】本発明の一実施例の縦断面図である。
【図8】回転バルブの側面図である。
【図9】本発明の一実施例の本体ハウジング部の平面図である。
【図10】直動−回転変換器部分の拡大図である。
【図11】回転バルブの別の実施例を示す中央横断面図である。
【図12】回転バルブの別の実施例を示す側面図である。
【符号の説明】
A 本体ハウジング1の第1端部
B 本体ハウジング1の第2端部
C 本体ハウジング1の第1面
D 本体ハウジング1の第2面
J シールパッキン5の一部分
K シールパッキン5の一部分
X 回転バルブ2外周面の一部分
Y 回転バルブ2外周面の一部分
1 本体ハウジング
2 回転バルブ
3 ガスケットブロック補強材
4 ガスケットブロック
5 シールパッキン
6 フィルタ
7 押え板内側パッキン
8 押え板外側パッキン
9 中間室通路
10 ガスケットブロック押え板
11 マグネット
12 相手側フランジパッキン
13 押え板取付ボルト
14 相手側フランジ用ボルト
15 本体ハウジング補強材
16 相手側フランジ
17 アクチュエータ
18 直動−回転変換器
19 第1のサイドカバー
20 第2のサイドカバー
21 アクチュエータ取付板
22 取付板支持ボルト
23 相手側フランジ取付穴
24 押え板ボルト
25 開口部
26 連結ピン
27 アクチュエータシャフト
28 回転用ガイド
29 回転治具本体
30 シャフト
31 ベアリング
32 締結具
33 胴部
34 第1端部
35 第2端部
36 孔部
37 補強材
38 軸受
39 処理室外壁
40 処理室
41 溝
42 溝
43 接触面
44 ガスケットブロック格納孔
45 貫通孔
46 弁ポート
50 製造ライン
51 被処理物
52 搬送系
53 第1処理室
54 横転システム・トラバース機構
55 中間取出し機構
56 第2処理室
57 第3処理室
58 バルブ
100 ボール型バルブ
101 シールパッキン
102 ボール
103 パッキン押さえ
104 スピンドル
105 回転用ハンドル
106 軸シールパッキン
107 本体
108 貫通孔
109 中間室
110 開口部
150 ゲート型バルブ
151 開口部
152 ゲート
153 シール
154 アクチュエータ
155 ベローズ
156 本体
157 アクチュエータシャフト
Claims (7)
- シート状の被処理物を互いに隔てられた隣接する2つの空間の一方から他方へと搬送する際に用いる開閉装置であって、
前記2つの空間の境界に設置された本体ハウジングと、
前記本体ハウジング上の相対する端部間に設けられ、前記端部と実質的に直交し前記境界と実質的に平行な、前記本体ハウジング上において相対する第1面と第2面との間を貫通し、前記被処理物を通過させ得る大きさの開口部と、
前記本体ハウジング内に格納され、前記端部間において軸回転可能に支持された回転バルブと、を有し、
前記回転バルブには、前記回転バルブの回転軸を通過して前記回転バルブを貫通する、前記被処理物を通過させ得る大きさの貫通孔が前記開口部に対応し得る様設けられ、
前記回転バルブの回転により開弁状態と閉弁状態が得られ、閉弁時には前記2つの空間を隔絶する一方、開弁時にはシート状の被処理物を前記2つの空間の一方から他方へ搬送可能にすることを特徴とする開閉装置。 - 前記回転バルブの横断面形状は、少なくとも閉弁時に於て前記回転バルブ側と前記本体ハウジング側とが密接して気密状態を保持し得る様形成されていることを特徴とする請求項1に記載の開閉装置。
- 前記回転バルブの胴部が、前記本体ハウジング内に備えられたガスケットブロックに実質的に包囲されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の開閉装置。
- 前記本体ハウジングの内壁面には、少なくとも閉弁状態における前記回転バルブの表面に接触可能であり、かつ、前記開口部の周りを取り囲むシールパッキンが設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の開閉装置。
- 前記本体ハウジング内における前記ガスケットブロックの内壁面には、少なくとも閉弁状態における前記回転バルブの表面に接触可能であり、かつ、前記開口部の周りを取り囲むシールパッキンが設けられていることを特徴とする請求項3に記載の開閉装置。
- 前記第1面における開口部と前記第2面における開口部の周囲には、それぞれ、前記シールパッキンが少なくとも1つ設けられていることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の開閉装置。
- 前記回転バルブの胴部表面には、
少なくとも閉弁時に前記ガスケットブロック又は前記本体ハウジングの内壁面に接触可能なシールパッキンが、
閉弁時に前記開口部に露出して前記開口部を塞ぐ回転バルブの胴部表面の一部分の周りを取り囲む様にして設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の開閉装置。
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