JP3288442B2 - Air operated valve - Google Patents
Air operated valveInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はエアオペレートバルブに
関する。エアオペレートバルブは，高圧ガスライン，真
空ラインを仕切るバルブとして一般的によく使用されて
いるものである。半導体装置製造装置でも，超高真空装
置の真空ラインや結晶成長装置のプロセスガスライン等
に使用されている。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air operated valve. The air operated valve is commonly used as a valve for separating a high pressure gas line and a vacuum line. Also in semiconductor device manufacturing equipment, it is used for vacuum lines of ultra-high vacuum equipment and process gas lines of crystal growth equipment.
【０００２】しかし，このエアオペレートバルブはリー
クを発生することが多く，問題となっている。特に，真
空ラインでは微小リークを起こしやすいので，改善が望
まれている。However, this air operated valve often causes a leak, which is a problem. In particular, a vacuum line is apt to cause a small leak, and thus improvement is desired.
【０００３】[0003]
【従来の技術】エアオペレートバルブにはノーマル閉型
エアオペレートバルブとノーマル開型エアオペレートバ
ルブがある。2. Description of the Related Art Air operated valves include a normally closed air operated valve and a normally open air operated valve.
【０００４】図８はノーマル閉型エアオペレートバルブ
を示す断面図であり，3a, 3cは外部配管との接続口, 4a
はステムチップ, 5aはばね, 6aはエア導入口, ７はガス
ライン又は真空ラインを表す。通常は, ばね5aの力でス
テムチップ4aを押し下げ, ガスライン又は真空ライン７
は「閉」の状態になっており，エア導入口6aから高圧エ
アを導入してばね5aを押し縮めることにより，ガスライ
ン又は真空ライン７を「開」の状態にする。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a normally closed air operated valve, in which 3a and 3c are connection ports with an external pipe, and 4a.
Represents a stem chip, 5a represents a spring, 6a represents an air inlet, and 7 represents a gas line or a vacuum line. Normally, the stem tip 4a is pushed down by the force of the spring 5a, and the gas line or the vacuum line 7 is pressed.
Is in a "closed" state, and the gas line or the vacuum line 7 is set to an "open" state by introducing high-pressure air from the air inlet 6a and compressing the spring 5a.
【０００５】この時，ばね5aの劣化，ステムチップ4aの
磨耗，粒子の付着等があると，ステムチップ4aのシール
部よりリークしやすくなり，それが顕著になるとバルブ
を交換しなければならない。また，この型のバルブは，
高圧側を接続口3a側, 真空側を接続口3c側とすると，閉
の状態であってもステムチップ4aが真空側に持ち上げら
れるためリークしやすくなり，ガスの遮断限界がばね定
数により決まってしまうので，使用圧力が限定される。
それゆえ，外部配管を接続する際，流れるガスの方向に
考慮に払う必要がある。At this time, if the spring 5a is deteriorated, the stem chip 4a is worn, particles are adhered, etc., it is easy to leak from the seal portion of the stem chip 4a, and when it becomes remarkable, the valve must be replaced. Also, this type of valve is
If the high pressure side is the connection port 3a side and the vacuum side is the connection port 3c side, even in the closed state, the stem chip 4a is lifted to the vacuum side, so that it is easy to leak, and the gas cutoff limit is determined by the spring constant As such, the working pressure is limited.
Therefore, when connecting the external piping, it is necessary to pay attention to the direction of the flowing gas.
【０００６】図９はノーマル開型エアオペレートバルブ
を示す断面図であり，3b, 3dは接続口, 4bはステムチッ
プ, 5bはばね, 6bはエア導入口, ７はガスライン又は真
空ラインを表す。通常は, ばね5bの力でステムチップ4b
を押し上げ, ガスライン又は真空ライン７は「開」の状
態になっており，エア導入口6bから高圧エアを導入して
ばね5bを押し縮めることにより，ガスライン又は真空ラ
イン７を「閉」の状態にする。FIG. 9 is a sectional view showing a normally open air operated valve, wherein 3b and 3d are connection ports, 4b is a stem chip, 5b is a spring, 6b is an air introduction port, and 7 is a gas line or a vacuum line. . Normally, the stem tip 4b is driven by the force of the spring 5b.
And the gas line or the vacuum line 7 is in the "open" state. The gas line or the vacuum line 7 is closed by introducing high-pressure air from the air inlet 6b and compressing the spring 5b. State.
【０００７】この型のバルブは高圧エア遮断時に「開」
の状態になるので，毒性ガスや可燃性ガスには使用でき
ない。This type of valve "opens" when high-pressure air is shut off.
It cannot be used for toxic gas or flammable gas.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
鑑み，ガスの種類にかかわらず，またその圧力にかかわ
らず，高圧にも真空にも適用できるリークの少ない汎用
型のエアオペレートバルブを提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides a general-purpose air operated valve having a small leak that can be applied to both high pressure and vacuum regardless of the type of gas and the pressure. The purpose is to provide.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題は、圧縮ばねの
押圧によって閉成し高圧エアの押圧によって開成するノ
ーマル閉型エアオペレートバルブと、高圧エアの押圧に
よって閉成し圧縮ばねの押圧によって開成するノーマル
開型エアオペレートバルブとを有し、該ノーマル閉型エ
アオペレートバルブとノーマル開型エアオペレートバル
ブとが一本のガスラインまたは真空ラインに近接二箇所
で開閉するように一体化して配設されているように構成
されているエアオペレートバルブによって解決される。SUMMARY OF THE INVENTION The above object is achieved by a compression spring.
Closed by pressing and opened by pressing of high pressure air
-For closed-type air operated valve and pressurized high-pressure air
Normally closed and opened by pressing of compression spring
An normally open air operated valve.
Operate valve and normally open air operated valve
And two points close to one gas line or vacuum line
The problem is solved by an air operated valve that is configured to be integrally disposed so as to be opened and closed with a valve.
【００１０】[0010]
【作用】本発明のエアオペレートバルブは、ノーマル閉
型エアオペレートバルブとノーマル開型エアオペレート
バルブとを合体した構造をしており、且つ一本のガスラ
イン又は真空ラインを近接する二箇所で同時に閉じるよ
うに構成されているから、閉状態では二重シールとなっ
てリークを減少させる。 The air operated valve of the present invention has a structure in which a normally closed air operated valve and a normally open air operated valve are combined, and a single gas operated valve is provided.
In or vacuum line close at two locations at the same time
Because it is configured urchin, a double seal in the closed state
Te reduce the leak.
【００１１】また、ノーマル閉型エアオペレートバルブ
とノーマル開型エアオペレートバルブが同時に開状態か
ら閉状態に移行する際のそれぞれの弁（ステムチップ）
の移動方向は、ガスライン又は真空ライン内のガス流の
方向に対して必ずいずれか一方が順方向で他方が逆方向
となるから、そのガスが高圧であっても真空排気であっ
ても流れの方向によるリークの増加を懸念しなくてもよ
い。従って、外部配管の接続に際してガス流の方向に配
慮する必要はなく、さらに、ガス流の方向が逆転する場
合にも使用できる。 A normally closed air operated valve.
And the normally open air operated valve are open at the same time
Each valve (stem tip) when shifting from the closed state to the closed state
Depends on the direction of gas flow in the gas line or vacuum line.
One of the directions must be forward and the other must be reverse
Therefore, even if the gas is at high pressure,
You don't have to worry about increasing the leak due to the direction of the flow
No. Therefore, when connecting external piping, arrange in the direction of gas flow.
Need not be taken into account, and if the gas flow direction is reversed,
Can also be used.
【００１２】また、ノーマル閉型エアオペレートバルブ
を含んでいるから、毒性ガスや可燃性ガスにも使用でき
る。 Also, a normally closed air operated valve
It can be used for toxic gas and flammable gas.
You.
【００１３】[0013]
【実施例】図１は本発明のエアオペレートバルブを示す
断面図、図２は本発明のエアオペレートバルブの作用の
説明図、図３は閉の状態を示す断面図、図４は開の状態
を示す断面図である。これらの図中、１はノーマル閉型
エアオペレートバルブ、２はノーマル開型エアオペレー
トバルブ、3a、 3bは接続口、 4a、 4bはステムチップ
（弁）、5a、 5bはばね、 6a、 6bはエア導入口、７は
ガスライン又は真空ライン、25は電磁弁である。 1 shows an air operated valve of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing the operation of the air operated valve of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view showing a closed state, and FIG. 4 is an open state.
FIG. In these figures, 1 is a normally closed type
Air operated valve, 2 is normally open type air operated
Valves, 3a and 3b are connection ports, 4a and 4b are stem tips
(Valve), 5a and 5b are springs, 6a and 6b are air inlets, 7 is
A gas line or a vacuum line, 25 is a solenoid valve.
【００１４】このエアオペレートバルブは、ノーマル閉
型エアオペレートバルブ１とノーマル開型エアオペレー
トバルブ２とを合体した構造をしており、このノーマル
閉型エアオペレートバルブ１とノーマル開型エアオペレ
ートバルブ２とが、それぞれ外部配管が接続される接続
口3aと3bとの間のガスライン又は真空ライン７を近接す
る二箇所で開閉する。 This air operated valve is normally closed.
Air Operated Valve 1 and Normally Open Air Operated
With the normal valve 2
Closed air operated valve 1 and normally open air operated
Port valve 2 is connected to the external piping.
Close the gas line or vacuum line 7 between ports 3a and 3b
Open and close in two places.
【００１５】ノーマル閉型エアオペレートバルブ１は、
通常はばね5aの力でステムチップ4aを押し下げてガスラ
イン又は真空ライン７を閉じており、エア導入口6aから
高圧エアを導入してばね5aを押し縮めることによりガス
ライン又は真空ライン７を開く。 The normally closed air operated valve 1 is
Normally, the gas tip is pushed down by the force of the spring 5a to push down the stem tip 4a.
In or vacuum line 7 is closed, and from air inlet 6a
Gas is introduced by introducing high-pressure air and compressing the spring 5a.
Open the line or vacuum line 7.
【００１６】一方、ノーマル開型エアオペレートバルブ
２は、通常はばね5bの力でステムチップ4bを押し上げて
ガスライン又は真空ライン７を開いており、エア導入口
6bから高圧エアを導入してばね5bを押し縮めることによ
りガスライン又は真空ライン７を閉じる。 On the other hand, a normally open air operated valve
2 usually pushes up the stem tip 4b with the force of the spring 5b
Gas line or vacuum line 7 is open and air inlet
By introducing high-pressure air from 6b and compressing the spring 5b,
The gas line or vacuum line 7 is closed.
【００１７】電磁弁25は切換バルブであり、高圧エアを
ノーマル閉型エアオペレートバルブ１とノーマル開型エ
アオペレートバルブ２のいずれか一方に供給する。通常
は後者に供給している。従って、ノーマル閉型エアオペ
レートバルブ１とノーマル開型エアオペレートバルブ２
は常に同時に開閉し、通常は双方ともに閉状態である。
即ち、閉状態では二重シールとなる。 The solenoid valve 25 is a switching valve, and supplies high pressure air.
Normally closed air operated valve 1 and normally open air operated valve 1
It is supplied to one of the operate valves 2. Normal
Supplies the latter. Therefore, normally closed air operation
Rate valve 1 and normally open air operated valve 2
Always open and close simultaneously, and usually both are closed.
That is, a double seal is provided in the closed state.
【００１８】ノーマル閉型エアオペレートバルブ１とノ
ーマル開型エアオペレートバルブ２が図４に示した開状
態から図３に示した閉状態に移行する時、ガスの流れの
方向が接続口3a側から接続口3b側であってもその逆の場
合であっても、 即ちどちらが高圧側であっても、或い
はどちらが真空排気側であっても、ステムチップ4aとス
テムチップ4bの移動方向は、このガスの流れの方向に対
していずれか一方が順方向、他方が逆方向となる。 Normally closed air operated valve 1
-Normally open air operated valve 2 is open as shown in FIG.
When the gas shifts from the closed state to the closed state shown in FIG.
Even if the direction is from the connection port 3a side to the connection port 3b side,
Or high pressure side,
No matter which side is the vacuum exhaust side, the stem tip 4a and
The direction of movement of the system chip 4b corresponds to the direction of the gas flow.
One of them is in the forward direction and the other is in the reverse direction.
【００１９】従って、 ガス流の圧力がステムチップ4a
と4bの両方同時にこれらを押し戻す方向に、即ちリーク
を増す方向に作用することはない。 Therefore, the pressure of the gas flow is reduced to the stem tip 4a.
And 4b both in the direction of pushing them back at the same time, ie leak
It does not act in the direction of increasing.
【００２０】さらに、図３に示した閉状態になれば、た
とえガスの流れの方向が接続口3b側から接続口3a側であ
り且つノーマル閉型エアオペレートバルブ１のシールが
若干劣化していたとしても、ノーマル開型エアオペレー
トバルブ２によりシールが確保される。 Further, when the closed state shown in FIG.
The direction of gas flow is from the connection port 3b side to the connection port 3a side.
And the normally closed air operated valve 1 seal is
Normally open air operation, even if slightly deteriorated
The seal is secured by the valve 2.
【００２１】図１〜４の例ではノーマル閉型エアオペレ
ートバルブ１とノーマル開型エアオペレートバルブ２と
の間のガスライン又は真空ライン７が直管であるからス
テムチップ4aと4bは向き合っており、 開閉時には互い
に逆方向に移動することになる。このガスライン又は真
空ライン７が直管でない場合にはステムチップ4aと4bは
向き合わず、それらの開閉時の移動方向は互いに逆では
ないが、ガスライン又は真空ライン７を流れるガスの流
れの方向に対していずれか一方が順方向、他方が逆方向
となることには変わりがない。 In the example of FIGS. 1-4, a normally closed air oper
Port valve 1 and normally open air operated valve 2
Gas line or vacuum line 7 is a straight pipe
The system chips 4a and 4b face each other.
In the opposite direction. This gas line or true
If the empty line 7 is not a straight pipe, the stem chips 4a and 4b
They do not face each other, and their movement directions when opening and closing are opposite to each other.
Gas flow through the gas line or vacuum line 7
One direction is forward and the other is reverse
It remains the same.
【００２２】図５はシールの別法を示す図で，８はＯリ
ングを表す。図１に示したステムチップ4a，4bは通常樹
脂製であるが，それに替えてＯリング８によりシールす
ることもできる。このＯリング８は，ノーマル閉型エア
オペレートバルブ１，ノーマル開型エアオペレートバル
ブ２のいずれにも使用することができる。FIG. 5 is a view showing another method of sealing, and 8 represents an O-ring. Although the stem chips 4a and 4b shown in FIG. 1 are usually made of resin, they can be sealed with an O-ring 8 instead. The O-ring 8 can be used for both the normally closed air operated valve 1 and the normally opened air operated valve 2.
【００２３】図６は本発明のエアオペレートバルブを適
用した例の説明図で，11はＮ2 パージバルブ，12は真空
バルブ, 13はクライオポンプを表す。この例は本発明の
エアオペレートバルブをクライオポンプのＮ2 パージバ
ルブとして使用した例である。従来のエアオペレートバ
ルブでは，内部リーク量が毎秒２×１０-10 Torrリット
ル程度あったが，本発明のエアオペレートバルブを使用
することにより，内部リーク量が毎秒２×１０-12 Torr
リットル以下となり，２桁以上の改善がみられた。FIG. 6 is an explanatory view of an example in which the air operated valve of the present invention is applied, 11 denotes an N 2 purge valve, 12 denotes a vacuum valve, and 13 denotes a cryopump. In this example, the air operated valve of the present invention is used as an N 2 purge valve of a cryopump. In the conventional air operated valve, the internal leak rate was about 2 × 10 −10 Torr / sec, but by using the air operated valve of the present invention, the internal leak rate was 2 × 10 −12 Torr / sec.
It was less than a liter, and an improvement of more than two orders of magnitude was seen.
【００２４】図７は本発明のエアオペレートバルブを適
用した他の例の説明図で，21はアイソレーションバル
ブ，22はメインバルブ, 23は真空ポンプ, 24はプロセス
チャンバを表す。この例は本発明のエアオペレートバル
ブをプロセスガスラインのアイソレーションバルブとし
て使用した例である。従来，シランのような空気と反応
しやすいガスをプロセスチャンバ24に導入する際，微小
のリークによりバルブ内部に生成物が付着し，それがま
たリークを助長し，約半年で交換が必要であったが，本
発明のエアオペレートバルブを使用することにより，３
年以上の使用が可能となった。FIG. 7 is an explanatory view of another example to which the air operated valve of the present invention is applied, wherein 21 is an isolation valve, 22 is a main valve, 23 is a vacuum pump, and 24 is a process chamber. This example is an example in which the air operated valve of the present invention is used as an isolation valve of a process gas line. Conventionally, when a gas that easily reacts with air, such as silane, is introduced into the process chamber 24, the product adheres to the inside of the valve due to a minute leak, which further promotes the leak. However, by using the air operated valve of the present invention, 3
It can be used for more than a year.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上説明したように，本発明のエアオペ
レートバルブを使用すれば，超高真空の真空装置に使用
する時は内部リークを２桁以上少なくすることができ
る。したがって，内部リークが原因である故障を抑制し
て装置の長寿命化が図れる。As described above, when the air operated valve of the present invention is used, the internal leak can be reduced by two digits or more when the air operated valve is used in an ultra-high vacuum vacuum apparatus. Therefore, the failure caused by the internal leak is suppressed, and the life of the device can be extended.
【００２６】毒性ガスや可燃性ガスに対しては，特に配
管接続に特別な考慮を払わずともリークは発生しないか
ら，安全に使用することができる。高圧エア遮断時にも
必ず「閉」の状態になるから安全である。Leakage does not occur for toxic or combustible gas without paying special attention to the piping connection, so that it can be used safely. Even when high-pressure air is shut off, it is always "closed", which is safe.
【００２７】本発明は超高真空の真空装置を使用する時
や半導体装置の製造プロセスに適用する時，特に大きな
効果を奏するものである。The present invention has a particularly great effect when using an ultra-high vacuum vacuum apparatus or when applying to a semiconductor device manufacturing process.
【図１】本発明のエアオペレートバルブを示す断面図で
ある。FIG. 1 is a sectional view showing an air operated valve of the present invention.
【図２】本発明のエアオペレートバルブの作用の説明図
である。FIG. 2 is an explanatory view of the operation of the air operated valve of the present invention.
【図３】閉の状態を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a closed state.
【図４】開の状態を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing an open state.
【図５】シールの別法を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing another method of sealing.
【図６】本発明のエアオペレートバルブを適用した例の
説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of an example to which the air operated valve of the present invention is applied.
【図７】本発明のエアオペレートバルブを適用した他の
例の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of another example to which the air operated valve of the present invention is applied.
【図８】ノーマル閉型エアオペレートバルブを示す断面
図である。FIG. 8 is a sectional view showing a normally closed air operated valve.
【図９】ノーマル開型エアオペレートバルブを示す断面
図である。FIG. 9 is a sectional view showing a normally open air operated valve.
１はノーマル閉型エアオペレートバルブ ２はノーマル開型エアオペレートバルブ 3a〜3dは接続口 4a, 4bは弁であってステムチップ 5a, 5bはばね 6a, 6bはエア導入口 ７はガスライン又は真空ライン ８はＯリング 11はエアオペレートバルブであってＮ2 パージバルブ 12は真空バルブ 13はクライオポンプ 21はエアオペレートバルブであってアイソレーションバ
ルブ 22はメインバルブ 23は真空ポンプ 24はプロセスチャンバ 25は電磁弁1 is a normally closed air operated valve 2 is a normally open air operated valve 3a to 3d are connection ports 4a and 4b are valves, and stem tips 5a and 5b are springs 6a and 6b are air introduction ports 7 are gas lines or vacuums Line 8 is an O-ring 11 is an air operated valve and N 2 purge valve 12 is a vacuum valve 13 is a cryopump 21 is an air operated valve and an isolation valve 22 is a main valve 23 is a vacuum pump 24 is a process chamber 25 is an electromagnetic valve
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 竜介 福島県会津若松市門田町工業団地４番地 株式会社富士通東北エレクトロニクス 内 (56)参考文献 特開 平２−6836（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−27279（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−77075（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16K 31/12 - 31/165 B01J 3/00 - 3/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Ryusuke Ota 4 Kadotacho Industrial Park, Aizuwakamatsu City, Fukushima Prefecture Inside Fujitsu Tohoku Electronics Co., Ltd. (56) References JP-A-2-6836 (JP, A) 4-27279 (JP, U) JP-A 4-77075 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F16K 31/12-31/165 B01J 3/00-3 / 02
Claims (1)
の押圧によって開成するノーマル閉型エアオペレートバ
ルブと、高圧エアの押圧によって閉成し圧縮ばねの押圧
によって開成するノーマル開型エアオペレートバルブと
を有し、 該ノーマル閉型エアオペレートバルブとノーマ
ル開型エアオペレートバルブとが一本のガスラインまた
は真空ラインに近接二箇所で開閉するように一体化して
配設されていることを特徴とするエアオペレートバル
ブ。The high pressure air is closed by the pressure of a compression spring.
Normally-operated air operated bar opened by pressure
And closed by the high pressure air and the compression spring
Normally open air operated valve opened by
The normally closed air operated valve and the normalizer
Open air operated valve and one gas line or
Is integrated so that it can be opened and closed at two locations close to the vacuum line.
Air operated valve, characterized in that it is arranged.
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-
1992
- 1992-09-08 JP JP23873592A patent/JP3288442B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0694155A (en) | 1994-04-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020212 |
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