JP2550215Y2 - 真空バルブ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、真空室を真空状態にする際に、真空室と真
空ポンプとの間に介装して用いられる真空バルブに関す
る。

〔従来の技術〕

従来、半導体製造等に用いられる真空室を真空に近づ
けるには、第４図に示すように、真空室（01）と真空ポ
ンプ（02）を導管（03）で接続し、真空ポンプ（02）で
吸引していたが、単一の真空バルブ（04）を介している
ため、真空バルブ（04）を開放すると、急激な真空排気
により、真空室（01）および導管（03）内が高排気速度
で乱流となり、パーティクルが舞い上がる。

それを防止するために、近年、第５図に示すように、
大口径の真空バルブ（04）をバイパスするように、バイ
パス路（06）を設け、バイパス路（06）に小口径の真空
バルブ（05）を取り付け、両真空バルブを併用し、段階
的に真空引きを行なっている。すなわち、真空室（01）
の真空引きに際して、初め小口径の真空バルブ（05）を
開放し、真空ポンプ（02）で徐々に導管（03）及び真空
室（01）を数トール程度まで排気する。数トールの真空
状態では、パーティクルを舞い上げる程の分子量は存在
せず、その後、大口径の真空バルブ（04）を全開にし、
真空排気を安定して実施できる。

ところが、小口系の真空バルブ（05）、大口径の真空
バルブ（04）との両方を、コントローラ（07）を用いて
経時的に制御することは、操作・調整が複雑なばかり
か、コスト的にも高価なものになる。さらに手動で操作
すると、誤動作の発生原因ともなる。

〔考案が解決しようとする課題〕

本考案は、１個の真空バルブのアクチュエータに電磁
弁を開放して圧さくガスを導入するだけで、スロー排気
から大口径排気へと、自動的に切換えるように真空バル
ブを作動させて、従来技術の問題点を解決する。

〔課題を解決するための手段〕

真空室と真空ポンプとの間に配設される真空バルブに
おいて、主電磁弁の開放により、圧さくガスを徐々にシ
リンダ筐体に導入して、ピストンを上昇させる絞り手段
と、絞り手段によるピストンの移動により、真空室と真
空ポンプとを連通する小口径の副弁装置と、主電磁弁の
開放に連動して始動するタイマー手段と、タイマーによ
る所定時間経過後、圧さくガスをシリンダ筐体内に導入
する副電磁弁と、ピストンの設定上昇位置で開口して、
圧さくガスを大量にシリンダ筐体に導入する開口手段
と、開口手段によるピストンの移動により、真空室と真
空ポンプとを連通する大口径の主弁装置とを備えるよう
にしたことを特徴とする真空バルブ。

〔作用〕

主電磁弁を開放して真空バルブのシリンダ筐体に圧さ
くガスの導入を開始すると、圧さくガスは、絞り手段を
介して、ピストンの受圧面に作用し始める。ピストンは
徐々に上昇し初め、この移動時、小口径の副弁装置が開
口する。真空ポンプは作動状態にあり、まず小口径の開
口部を介して、真空室内の空気が徐々に吸引され、所定
時間後パーティクルの舞い上がらない数トール程度の気
圧まで吸引される。

タイマー手段は主電磁弁と連動しており、所定時間を
セットされたタイマー手段がONとなり、副電磁弁が開放
されると、圧さくガスがシリンダ筐体内に導入される。

ピストンが定められた上昇位置に達すると、シリンダ
筐体内に大量に圧さくガスを導入する開口手段が開口し
て、ピストンの受圧面に圧さくガスが急激に作用し、ピ
ストンの強力な移動により、真空室と真空ポンプとを連
通している大口径の主弁装置が開き、真空室内の残りの
空気を排気する。

〔実施例〕

第１図及び第２図は、本考案の第１実施例を示すもの
で、真空バルブは中間プレート（２）を挾んで、上方の
シリンダ筐体（３）と下方の弁筐体（１）とから構成さ
れている。

シリンダ筐体（３）は、アクチュエータとしてのシリ
ンダであり、シールパッキン（４）で密封されたピスト
ン（５）を内装している。

シリンダ筐体（３）の上部には、大気連通孔（６）が
穿設され、ピストン（５）の上部を大気圧に保つととも
に、ピストン（５）は第１付勢バネ（７）で下方に付勢
されている。

ピストン（５）の下部は、圧さくガスが導入される圧
力室（８）であり、ピストン（５）は、圧力室（８）に
面する受圧段部（９）と、その中心下方向に設けられる
第１胴部（10）、第１テーパ段部（11）、第２胴部（1
2）、そして第２テーパ段部（13）からなっている。

また、ピストン（５）の中心を下方から上方に貫通す
るように、雄ネジ部を有するステム（14）が延び、上方
のナット（15）でピストンに締着されている。

中間プレート（２）には、ステム（14）と同心の圧溜
室（16）が形成され、ピストン（５）の第１胴部（10）
の径よりも大きい開口（17）を介して、上部の圧力室と
連通可能になっている。

圧溜室（16）は、図示しない圧さくガス供給装置と主
電磁弁（18）を介して連通する圧力導入孔（19）に連通
するとともに、副電磁弁（20）を介して圧力室（８）と
連通するバイパス孔（21）に連通している。

副電磁弁（20）は、その制御部にタイマー（47）が接
続され、タイマー（47）は信号線（49）によって主電磁
弁（18）の制御部に連絡されている。

さらに、圧溜室（16）内に位置するピストン（５）の
第１テーパ部（11）には、上部の弁座（25）に対応する
環状シール材（22）と、第２胴部（12）に当接するリッ
プ状の逆止パッキン（23）を備え、かつ絞り手段をなす
シール支持台（24）が、圧溜室（16）の内周面と間隙を
残して移動可能に、下方から第３付勢バネ（26）で押圧
されている。シール支持台（24）と第１テーパ段部（1
1）との当接面には、切欠溝が形成されており、当接面
での流体の流れが自由になっている。

弁筐体（１）内に延びるステム（14）の先端は、副弁
装置を形成する副弁体（27）になっており、ステム（1
4）の上方部は副弁体（27）の上部の台座（28）と上方
に延びるベローズ（29）で密封され、ベローズ（29）内
は、大気連通孔（30）で大気圧に保持されている。

副弁体（27）には、環状シール（31）が形成され、主
弁体（32）に穿設される小口径の副弁座（33）をシール
している。

また、主弁体（32）の側面には、複数の水平ポート
（34）が穿設されている。主弁体（32）の上部の凹部
（35）には、下方に突片（36）を有する台座（28）が挿
入され、凹部（35）の上部にストッパー片（37）が取り
付けられることによって、主弁体（32）と副弁体（27）
とを、内部の第２付勢バネ（38）の押圧力に抗して相対
移動可能にしている。

主弁体（32）と共働する主弁座（39）の下方部の第１
ポート（41）は、真空ポンプ（40）と連通し、主弁座
（39）の上方に位置する第２ポート（42）は、真空室
（43）と連通している。

本実施例では、主電磁弁（18）から圧さくガスを供給
しない時、一番強力な第１付勢バネ（７）によってピス
トン（５）は押し下げられ、各部は第１図に示す位置を
維持する。この時、中間プレート（２）内の弁座（25）
と環状シール材（22）との距離（h₁）を約1m/mとし、弁
筐体（１）の台座（28）の突片（36）とストッパー片
（37）との距離（h₂）を約2m/mとして、位置調整してい
る。

主電磁弁（18）を切換えて、圧さくガスを圧力導入孔
に導入すると、第２図（イ）に示されるように、ガスは
中間プレート（２）と逆止めパッキン（23）との間の間
隙、および開口（17）を通り圧力室（８）へと流れる。

ピストン（５）は、圧力が徐々に上昇し、環状シール
材（22）が弁座（25）に当接すると、第２図（ロ）のよ
うに、圧力室（８）への圧さくガス供給が止まる。

主電磁弁（18）の開放に伴って、主電磁弁（18）から
信号線（49）を伝ってタイマー（47）に信号が流れ、そ
の信号を受けてタイマー（47）が始動する。

タイマー（47）に予めセットされた時間が経過する
と、タイマー（47）から副電磁弁（20）に信号が流れ、
副電磁弁（20）が開放されるので、バイパス孔（21）を
通過して圧力室（８）へ圧さくガスが供給される。

さらにピストン（５）が上昇して、第２図（ハ）の位
置にくると、逆止パッキン（23）が第２胴部（12）から
離れ、第２テーパ段部（13）と逆止パッキン（23）の間
から、圧溜室（16）内の圧さくガスを大量に圧力室
（８）に流す。

第２図（イ）の位置から第２図（ロ）の位置まで、
（h₁）＝約1m/m上昇する間は、弁筐体内の台座（28）の
突片（36）とストッパー片（37）との距離（h₁）＝約2m
/mあるので、副弁体（27）のみが上昇し、副弁座（33）
と副弁体（27）の環状シール材（31）とが離間し、真空
室（42）および弁筐体（１）内の空気は、少量ずつ水平
ポート（34）、副弁を介して真空ポンプ（40）に吸引さ
れていく。

第２図（ロ）の位置から第２図（ハ）の位置に到達す
る時間は、真空室の大きさや真空ポンプの容量に応じて
タイマー（47）で予めセットされており、副弁のみで真
空室（42）の空気圧を数トールまで下げる。

第２図（ハ）の位置に到達すると、圧さくガスは逆止
パッキン（23）とピストン（５）の間を通り、急速に圧
力室（８）へと流れ、主弁体（32）が開口し、残りの空
気を急速に排気する。

その後、主電磁弁（18）を切換えて圧さくガスを排出
すると、圧さくガスは、逆止パッキン（23）を押し開く
ように、圧力室（８）から排気される。

第３図は、本考案の第２実施例を示すもので、タイマ
ー（47）を始動させる機構が相違するのみで、他は前記
実施例と同じである。

バイパス孔（21）から分岐しているバイパスライン
（48）は、タイマー（47）に連絡されるとともに、タイ
マー（47）内には、圧力センサー（図示せず）が内蔵さ
れており、所定の圧力を検知するとタイマーが始動する
ようになっている。

そのため、主電磁弁（18）を開放すると、圧さくガス
が圧溜室（16）からバイパス孔（21）を通り、バイパス
ライン（48）へと流れるので、主電磁弁（18）の開放
時、タイマー（47）が正確に動き出す。

なお、実施例では、副電磁弁（20）を真空バルブ外に
設けているが、真空バルブに埋め込んでもよい。

本実施例１、２のものは、いずれも副弁体（27）と主
弁体（32）とが第２付勢バネ（38）で上下方向に付勢さ
れ、突片（36）がストッパー片（37）に当接した状態
で、主弁は開弁しており、排気終了後、ピストン（５）
が急激に下方に降下しても、主弁体（32）、主弁座（3
9）およびステム（14）に破損を生じることはない。

〔考案の効果〕

本考案は、次の効果を奏する。

（イ）小口径の副弁装置と、大口径の主弁装置の２段階
による真空バルブの開放によって、大気圧から一気に排
気されることがなく、乱流によるパーティクルの舞い上
がりを防止できる。

（ロ）真空ポンプの容量、真空室の容積、また求められ
る真空度合等に応じて、絞り弁を適宜調整して乱流によ
るパーティクルの舞い上がりを防止できる。

（ハ）１個の真空バルブのアクチュエータに圧さく空気
を導入するだけで、２段階の排気が出来、部品点数を減
少できるばかりか、操作を単純なものにできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の第１実施例の断面図、 第２図は、第１図の一部拡大作動説明図、 第３図は、本考案の第２実施例の断面図、 第４図および第５図は、ともに従来技術を示す概略図で
ある。 （１）弁筐体体、（２）中間プレート （３）シリンダ筐体、（４）シールパッキン （５）ピストン、（６）大気連通孔 （７）第１付勢バネ、（８）圧力室 （９）受圧段部、（10）第１胴部 （11）第１テーパ段部、（12）第２胴部 （13）第２テーパ段部、（14）ステム （15）ナット、（16）圧溜室 （17）開口、（18）主電磁弁 （19）圧力導入孔、（20）副電磁弁 （21）バイパス孔、（22）環状シール材 （23）逆止パッキン、（24）シール支持台 （25）弁座、（26）第３付勢バネ （27）副弁体、（28）台座 （29）ベローズ、（30）大気連通孔 （31）環状シール材、（32）主弁体 （33）副弁座、（34）水平ポート （35）凹部、（36）突片 （37）ストッパー片、（38）第２付勢バネ （39）主弁座、（40）真空ポンプ （41）第１ポート、（24）第２ポート （43）真空室、（44）テーパ段部 （45）胴部、（46）環状切欠部 （47）タイマー、（48）バイパスライン （49）信号線

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】真空室と真空ポンプとの間に配設される真
   空バルブにおいて、 主電磁弁の開放により、圧さくガスを徐々にシリンダ筐
   体に導入して、ピストンを上昇させる絞り手段と、 絞り手段によるピストンの移動により、真空室と真空ポ
   ンプとを連通する小口径の副弁装置と、 主電磁弁の開放に連動して始動するタイマー手段と、 タイマーによる所定時間経過後、圧さくガスをシリンダ
   筐体内に導入する副電磁弁と、 ピストンの設定上昇位置で開口して、圧さくガスを大量
   にシリンダ筐体に導入する開口手段と、 開口手段によるピストンの移動により、真空室と真空ポ
   ンプとを連通する大口径の主弁装置 とを備えるようにしたことを特徴とする真空バルブ。
2. 【請求項２】主電磁弁の開放信号でタイマー手段を作動
   させるようにした請求項（１）記載の真空バルブ。
3. 【請求項３】主電磁弁から供給される圧さくガスの圧力
   を検知してタイマー手段を作動させるようにした請求項
   （１）記載の真空バルブ。