JP3833096B2 - 真空ゲート弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空ゲート弁に関し、特に、弁体に設けられたシール部を冷却流体により冷却するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、隣接する１対の真空容器に連通するハウジング内に、弁板支持体と、該弁板支持体にベローズを介して支持された弁板とからなる弁体を配設する一方、ハウジング外壁面に、その壁面を気密状に貫通するピストンロッドを有するシリンダを取り付けて、そのピストンロッドの先端部をハウジング内の弁板支持体に連結し、シリンダの伸縮作動により弁体をハウジング内で開弁位置及び閉弁位置の間を移動させ、弁体が閉弁位置にあるときに、シリンダ内の作動流体を、ピストンロッド内に設けた通路を介してベローズ内に供給し、該ベローズを膨らませることにより、弁板をハウジング内壁面に押し付けて閉弁状態とするように構成された真空ゲート弁は広く知られている。
【０００３】
ところで、真空環境下で真空容器や真空ゲート弁自体からのガスの発生を防止する目的で、真空容器及びゲート弁の内部を予め加熱（ベーキング）することが行われる。また、例えば真空容器の内部においてワークを成膜加工する場合、ワークや蒸着物質等は加熱される。これらの場合、真空ゲート弁の弁体やハウジングが高温となるため、弁体の押付面とハウジング内壁面との間をシールするゴム等のシール部材が、熱により劣化して真空容器内の真空度を高く維持できなくなる虞れがある。
【０００４】
そこで、シール部材を冷却して熱による劣化を防止する目的で、従来より、例えば実開昭５７−７７７７９号公報に示されるように、弁板におけるシール部材近傍にベローズ内部に連通する冷却通路を形成し、弁体が閉弁位置にあるときに、ベローズ内に供給されたシリンダの作動流体を上記冷却通路内に流通させることによって、シール部材を冷却することが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のものでは、例えば真空ゲート弁が閉弁状態とされて、真空容器内でワークの加熱が行われている間は、シール部材が非常に高温になったとしても、その真空容器内の作業が終了してシリンダが作動するまでは、冷却流体の流量や圧力を大きく変化させることができないため、シール部材を確実に冷却することは困難である。すなわち、弁体の冷却通路における冷却流体の流量変化や圧力変化がシリンダの作動に依存しているため、冷却流体の流量や圧力を、シリンダの作動状態に拘わらず、被加熱量に応じて変化させることができないという問題がある。
【０００６】
そこで、一端が弁体に固着されて冷却通路に連通する一方、他端が弁体の移動方向に延出してハウジング外部に突出する供給管と、供給管の周囲に設けられてハウジング内部を気密状に区画するベローズとによって、冷却通路に冷却流体を供給するための供給部を構成し、この供給部をシリンダと別個に設けることが考えられる。しかしながら、このものでは、例えば弁体が移動して開弁状態にあるときに、供給管がハウジングから大きく突出するので、ゲート弁を設置するために大きなスペースを要するという問題がある。
【０００７】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、弁体に形成された冷却通路に冷却流体を供給するための構造に改良を加えることにより、弁***置に拘わらず冷却通路内を流通する冷却流体の流量や圧力を適切に変更できるようにするとともに、装置の小型化を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明では、弁体の移動方向に伸縮自在に構成され、弁体に形成された冷却通路へ冷却流体を弁***置に拘わらず供給可能である供給手段を備え、供給手段の補強部材を、区画手段の内部においてスパイラルチューブを覆うように配設した。
【０００９】
具体的に、第１の発明は、真空ゲート弁として、開口を有するハウジングと、上記ハウジングの内部に設けられ、ハウジングの開口と略平行な方向に沿って開弁位置及び閉弁位置の間を移動することにより上記ハウジングの開口を開閉する弁体と、上記弁体に設けられ、該弁体が上記ハウジングの開口を閉じたときに弁体と開口周りのハウジングとの間で圧接されて上記弁体及びハウジング間をシールするリング状のシール部材と、上記弁体に形成され、上記シール部材を冷却する冷却流体を流通させるための冷却通路と、上記弁体の移動方向に伸縮自在に構成され、上記弁***置に拘わらず上記冷却通路へ冷却流体を供給可能である供給手段とを備え、上記供給手段は、内部に冷却流体が流通するスパイラルチューブと、該スパイラルチューブの周囲に設けられてハウジング内部を気密状に区画する区画手段と、該区画手段の座屈を防止する補強部材とを備え、上記補強部材は、上記区画手段の内部において上記スパイラルチューブを覆うように配設されている。
【００１０】
上記の発明によると、開閉動作に伴って弁体の位置が変化しても、その弁体の位置に拘わらず、供給手段によって弁体の冷却通路に冷却流体が供給されるため、弁体を駆動するシリンダ等の作動とは別個独立に、冷却通路を流通する冷却流体の流量や圧力を適切に変更して、シール部材を確実に冷却することができる。
【００１１】
そのことに加えて、供給手段は弁体の移動方向に伸縮自在であるため、弁体の移動に伴ってハウジング外部へ大きく伸張することはない。従って、開閉作動に伴うゲート弁自体の大型化を防止することができる。
【００１２】
さらに、スパイラルチューブと、区画手段と、補強部材とは、弁体の移動に伴ってそれぞれ伸縮する。そして、区画手段によりハウジング内部を真空に維持し、且つ、補強部材により区画手段の座屈を防止した状態でスパイラルチューブの内部に冷却流体を流通させることにより、ハウジング外部の冷却流体をハウジング内部の冷却通路へ適切に供給することができる。
【００１３】
そして、仮にスパイラルチューブが真空環境下でガスを放出する材料から構成されていたとしても、ハウジングが区画手段により気密状に区画されているため、ハウジング内の汚染を防止することができる。また、仮にスパイラルチューブの強度が比較的小さいものであったとしても、区画手段によって保護することができる。
【００１４】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記区画手段はベローズである。このことにより、ベローズによって弁体の移動に拘わらずハウジング内の真空状態を維持しつつ、冷却流体を冷却通路へ有効に供給させることができる。
【００１５】
第３の発明では、上記第１又は２の発明において、上記補強部材は、テレスコープ状に伸縮自在な筒部材で構成されている。
【００１６】
ところで、ベローズの座屈を防止する目的で、長尺筒状の補強部材を挿通自在に支持するための貫通口をハウジングに形成し、この貫通口の内周面との接触部分と、弁体への固着部分との双方によりその補強部材を支持することも考えられる。しかしながら、支持された供給管の長さ方向が弁体の移動方向と一致しない場合には、弁体の移動に伴って上記貫通口部分及び固着部分に無理な力が加わるため、その貫通口部分や固着部分が破損したり、弁体の移動が妨げられる虞れがある。従って、供給管を弁体の移動方向に一致して延びるように高精度に弁体及び貫通口へ取り付ける必要があるが、このような加工は難しい。
【００１７】
これに対して、この発明によると、内側に位置する上記筒部材の外周面と、その外側に位置する他の筒部材の内周面との間に所定の間隔を設けることにより、仮に、補強部材の取付加工の結果、弁体に取り付けられた筒部材の軸心と、ハウジングに取り付けられた筒部材の軸心とがそれぞれ弁体の移動方向に一致しなかったとしても、その軸心のずれを上記所定の間隔により吸収して、ハウジング及び弁体の双方における補強部材の各支持部分に無理な力を与えないようにすることができる。従って、補強部材を、弁体及びハウジングに簡単に取り付けることができる。
【００１８】
第４の発明では、上記第１〜３の何れか１つの発明において、上記弁体にリンク機構を介して接続され、上記弁体を駆動する駆動手段を備え、上記供給手段は、上記駆動手段とは別個に設けられている。弁体はリンク機構を介して駆動手段により駆動される。一方、供給手段は、上記駆動手段とは別個に伸縮する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１及び図４に示すように、１は前側に位置する第１真空容器、２は第１真空容器１の後側に隣接する第２真空容器であって、各真空容器１，２はそれぞれ互いに対向配置された略矩形状の開口３，４を有する。この両真空容器１，２間には両真空容器１，２の内部空間（真空空間）同士を連通又は連通遮断するための真空ゲート弁５が配設されている。この真空ゲート弁５は、両真空容器１，２間に気密状に挟まれた薄厚矩形状のハウジングたる弁箱６を備え、この弁箱６の前壁（図１及び図４で左側壁）の下部には上記第１真空容器１の開口３に対応する前側連通口７が、また後壁（図１及び図４で右側壁）の下部には第２真空容器２の開口４に対応する後側連通口８がそれぞれ開口されており、この連通口７，８を介して弁箱６内の真空空間が各真空容器１，２と連通している。このとき、弁箱６の外壁面における連通口７，８の周囲部には、この周囲部に接触して取り付けられる真空容器１，２のフランジ部との間で圧接されて、この弁箱６の連通口７，８周囲部と、真空容器１，２のフランジ部との間をシールするシール部材９ａ，９ｂがそれぞれ取付固定されている。このシール部材９ａ，９ｂは、例えばバイトン等からなる。
【００２０】
上記弁箱６内の上部には、左右方向に所定間隔離れた位置を前後方向に互いに平行に延びる左右１対の支持軸１１，１１がそれぞれ弁箱６の前後壁に形成した軸孔６ａ，６ａを貫通して回転可能に支持されている。つまり、この弁箱６前後壁の軸孔６ａ，６ａにはそれぞれ軸受１０，１０が気密シールされて嵌合固定され、この両軸受１０，１０には各支持軸１１が軸受１０，１０にそれぞれ内挿したシール部材（図示省略）を介して回転可能にかつ気密状にシールされて挿通されている。
【００２１】
上記左右の支持軸１１，１１において弁箱６内に位置する中間部にはそれぞれ前後方向に２股状に分かれた左右アーム１２，１２の基端部が回転一体に取付固定され、この両アーム１２，１２の各先端部には板状の左右内側リンク１３，１３の各一端部（上端部）がそれぞれ前後方向に延びるリンク軸１４，１４により揺動可能に支持されている。この内側リンク１３，１３の各他端部（下端部）は、上記弁箱６下部の連通口７，８よりも若干大きくかつ弁箱６内の後側（第２真空容器２側）にオフセット配置した弁板支持体１５上端に対し、その左右方向に離れた位置にある前後方向に２股状に分かれた取付部１７，１７にてそれぞれ前後方向のリンク軸１９，１９により揺動可能に連結されている。
【００２２】
このことにより、弁板支持体１５は、左右の両アーム１２，１２の先端部にそれぞれ内側リンク１３，１３を介して吊り下げられていて、左右の両支持軸１１，１１が互いに逆方向に同期して回転することで弁箱６内を昇降し、左側（図３で左側）の支持軸１１が図３で反時計回り方向に、また右側支持軸１１が同図で時計回り方向にそれぞれ同期回転したときに上昇するようになっている。
【００２３】
上記各支持軸１１の後端部は弁箱６の後壁外面よりも後側（弁箱６外）に延び、その後端部には、後側（支持軸１１の軸方向）から見て弁箱６の左右中央側に上記アーム１２と直角となるように延びる１対の平行な板材からなる外側リンク２８が基端部にて回転一体に取付固定されている。この外側リンク２８の先端部には板状のレバー２９の一端部が前後方向のリンク軸３０により揺動可能に支持されている。また、弁箱６よりも後側の左右中央部には上下方向の軸線を有し、後述の弁体を駆動する駆動手段としてのリニアアクチュエータたるシリンダ３１が配置固定されている。このシリンダ３１は、シリンダボディから下方に突出して直線運動をするピストンロッド３１ａを有し、このピストンロッド３１ａの下端部には左右方向に延びる板状の連結部３２が中央にて移動一体に取付固定され、この連結部３２の両端部にそれぞれ上記レバー２９，２９の他端部が前後方向のリンク軸３０により揺動可能に連結されている。すなわち、シリンダ３１のピストンロッド３１ａは各外側リンク２８先端部にレバー２９を介して連結されており、シリンダ３１の伸縮作動によりピストンロッド３１ａを昇降させて両支持軸１１，１１を同期して逆方向に回転させることにより、弁板支持体１５及び後述の弁板３４からなる弁体１５，３４を昇降させ、シリンダ３１を収縮作動させたときには、左側支持軸１１を図３で反時計回り方向に、また右側支持軸１１を同図で時計回り方向にそれぞれ回転させて弁体１５，３４を上昇させ、ゲート弁５を開弁状態とする一方、シリンダ３１を伸長作動させたときには、左側支持軸１１を同図で時計回り方向に、また右側支持軸１１を同図で反時計回り方向にそれぞれ回転させて弁体１５，３４を下降させ、ゲート弁５を閉弁状態とする。そして、上記アーム１２と外側リンク２８とは、各支持軸１１の軸方向から見て直交方向に延びていて、弁板支持体１５が上昇端位置近傍にあるときにアーム１２が略水平状態になる一方、弁板支持体１５が下降端位置近傍にあるときに外側リンク２８が略水平状態になるように配置されている。
【００２４】
そして、上記弁板支持体１５を弁箱６内で昇降案内する複数種類の案内用ローラ２２，２４，２６が設けられている。すなわち、図７及び図９に示すように、弁板支持体１５の左右側部の上下端部にはそれぞれ水平左右方向の軸心を持ったローラ軸２１，２１，…が突出して取付固定され、この各ローラ軸２１には、弁箱６の前後壁内面間の間隔よりも若干小さい外径を有しかつ弁箱６の連通口７，８の左右両側の前後壁内面上を転動する前後ガイドローラ２２が回転可能に支持されている。そして、この前後ガイドローラ２２とその回転軸であるローラ軸２１との間に例えばＭｏＳ₂等の固体潤滑材料を成形してなる円筒状ブッシュ６０が介在されている。
【００２５】
また、弁体１５，３４が開弁位置にあるときの弁体１５，３４の下端部を拡大して示す図５に示すように、上記弁板支持体１５の第２真空容器２側（図５で右側）である後側面の上下端部には、切り欠き部８０，８０が設けられている。この上端部の切り欠き部８０，８０は、上及び後方向に開口する一方、下端部の切り欠き部８０，８０は、下及び後方向に開口している。そして、これら切り欠き部８０，８０，…には、それぞれ水平左右方向に延びるローラ軸２３，２３，…が上下に略対応して左右方向に並んだ状態で取付固定され、この各ローラ軸２３には弁箱６の後壁内面上を転動可能な後側ガイドローラ２４が支持されている。そして、この後側ガイドローラ２４とそのローラ軸２３との間にも上記と同様のブッシュ６１が介在されている。
【００２６】
さらに、図７、図８及び図９に示す如く、弁板支持体１５の左右側部の上下端部にはそれぞれ水平前後方向の軸心を持つローラ軸２５，２５，…（一方のみを示す）が取付固定され、この各ローラ軸２５に弁箱６の左右側壁内面上を転動するサイドローラ２６が回転可能に支持されている。そして、この各サイドローラ２６とそのローラ軸２５との間にも上記と同様のブッシュ５９が介在されている。そして、これらガイドローラ２２，２４及びサイドローラ２６により弁板支持体１５が弁箱６内で前後方向及び左右方向に殆ど位置ずれすることなく昇降するようになっている。
【００２７】
このようにして、弁板支持体１５は、ガイド機構としての前後ガイドローラ２２、後側ガイドローラ２４、及びサイドローラ２６により案内されて、第１及び第２真空容器１，２の各開口と略平行な方向に沿って開弁位置及び閉弁位置の間を移動可能とされている。
【００２８】
上記弁板支持体１５の前側面（図４で左側面）には弁板支持体１５と略同じ大きさ（弁箱６下部の前側連通口７よりも若干大）の弁板３４が弁板支持機構としての平行リンク機構４４，４４，…を介して接離可能に支持されている。この弁板３４は、弁板支持体１５に対し接離して、第１真空容器１の開口３つまり弁箱６の前側連通口７を開閉して第１及び第２真空容器１，２同士を連通又は連通遮断させるものである。
【００２９】
そして、弁体には、この弁体が弁箱６の開口を閉じたときに弁体と開口周りの弁箱６との間で圧接されて、この弁体及び弁箱６間をシールするシール部材３５が設けられている。具体的に、弁板３４の前側面外周部には弁箱６の前壁内面における連通口７周りに当接してシールする、例えばバイトン等からなるリング状のシール部材３５が取付固定されている。
【００３０】
上記平行リンク機構４４，４４，…は、弁板３４及び弁板支持体１５の間に設けられて上記弁板支持体１５の閉弁位置で弁板３４及び弁板支持体１５が互いに接離するように支持しており、この弁板３４及び弁板支持体１５が接触することによって真空ゲート弁５が開弁する一方、離隔することによって閉弁するように構成されている。そして、この平行リンク機構４４，４４，…の各々のリンク取付構造は以下のとおりである。
【００３１】
すなわち、図３，図５及び図６に示すように、弁板支持体１５の上下中間部には、弁板支持体１５を前後方向に貫通しかつ上下１対を１組とした例えば４組の開口部１６，１６，…がそれぞれ左右方向に並んだ状態で形成され、この各開口部１６内でリンク４５の後端部（弁板支持体１５側の端部）が弁板支持体１５の移動方向と直交する水平左右方向の軸心回りに揺動可能に軸支されている。すなわち、開口部１６内にリンク軸４７が取付固定され、このリンク軸４７は、リンク４５の後端部に形成された軸孔４５ｂに挿通されている。
【００３２】
一方、弁板３４の後側面には上記弁板支持体１５の各開口部１６に略対応して凹部３６ａが形成され、さらに、この凹部３６ａの底部に凹部３６が形成されている。そして、この各凹部３６内で上記各リンク４５の前端部（弁板３４側の端部）が水平左右方向の軸心回りに揺動可能に軸支されている。すなわち、凹部３６内にリンク軸４６が取付固定され、このリンク軸４６は、リンク４５の前端部に形成された軸孔４５ａに挿通されている。
【００３３】
そして、上記上下に対応する１対のリンク４５，４５で平行リンク機構４４，４４，…が構成されており、この平行リンク機構４４，４４，…を介して弁板３４が弁板支持体１５の前側面（第１の真空容器１側の側面）に接離可能に支持されている。
【００３４】
さらに、図５及び図６に示す如く、上記各平行リンク機構４４の摺動部である各リンク４５の前後の軸孔４５ａ，４５ｂ内周面と、該軸孔４５ａ，４５ｂに挿通されるリンク軸４６，４７の外周面との間には、各ローラに設けたものと同様の例えばＭｏＳ₂等の固体潤滑材料を成形してなる円筒状ブッシュ５７が介在されている。尚、図３に示すように、アーム１２の軸孔１２ａ及び取付部１７の軸孔１７ａとリンク軸１４，１９との間に同様のブッシュを介在させることもできる。また、上記内側リンク１３の一方の端部のみにブッシュを設けてもよい。
【００３５】
ところで、図３，図７及び図８に示すように、上記弁板３４の前側面における左右側部下端にはそれぞれ水平左右方向に延びるローラ軸３８，３８が取付固定され、この各ローラ軸３８にはストッパローラとしての弁板前ローラ３９が回転可能に支承されている。そして、この弁板前ローラ３９とそのローラ軸３８との間に他のローラと同様のブッシュ６２がそれぞれ介在されている。また、弁箱６の前壁内面における左右側部の下端には、弁板３４が弁箱６の前側連通口７を閉じた閉弁状態にあるときの上記各弁板前ローラ３９に対応して有底の凹部６ｂが形成されており、弁板３４が前側連通口７を開いた状態では、弁板前ローラ３９は前側連通口７の左右両側の前壁内面上を通常は非接触で移動し、閉じた状態では、弁板前ローラ３９が弁箱６の凹部６ｂ内にその底面から浮いた状態で落ち込むようになっている。
【００３６】
そして、上記弁箱６内の下部には上記各弁板前ローラ３９の真下位置にそれぞれストッパ４０，４０が左右方向に並んだ状態で取り付けられている。この各ストッパ４０はブロック状のもので、弁板支持体１５が下降端位置近傍まで下降したときに弁板３４詳しくは弁板前ローラ３９に当接して弁板３４の下降移動を停止させ、その後の弁板支持体１５の下降移動に伴い、弁板３４を平行リンク機構４４，４４，…によって弁板支持体１５から離隔する前方向つまり閉じ方向に相対移動させるように案内する。尚、この弁板前ローラ３９に代え、各ストッパ４０に、弁板３４に当接して転動するストッパローラを軸支するようにしてもよい。
【００３７】
そして、図２に示すように、弁板３４に設けられたシール部材３５を冷却する冷却流体を流通させるための冷却通路３４ａが弁板３４に形成されている。さらに、この冷却通路３４ａは、左右方向に蛇行することにより平行リンク機構４４，４４，…の摺動部近傍を通るように設けられて、その摺動部に設けられているブッシュ５７，５７…を冷却するように構成されている。冷却通路３４ａは、弁板３４の表面に形成された蛇行する溝の内壁面と、この溝の開口を閉塞する閉塞部材とにより区画されて構成されている。そして、冷却通路３４ａは弁板の左右方向端部に形成された第１ポート７１及び第２ポート７２を連通するようにしている。
【００３８】
一方、図３に示すように、弁板支持体１５にも、上記と同様の冷却通路１５ａが平行リンク機構４４，４４，…の摺動部近傍を通るように蛇行して設けられている。この冷却通路１５ａは、同図における弁板支持体１５の左右方向中央上部で閉塞されている。すなわち、この閉塞された冷却通路１５ａの中央部には、上方に延びて後述の供給管５０からの冷却流体が供給される入口ポート５１と、この入口ポート５１に隣接して設けられ且つ上方に延びて冷却通路１５ａ内の冷却流体を排出する出口ポート５２とがそれぞれ形成されている。そして、この冷却通路１５ａは、同図における左側部分で入口ポート５１と第４ポート７４とを連通する一方、同図における右側部分で出口ポート５２と第３ポート７３とを連通している。このようにして、弁板３４及び弁板支持体１５に、冷却通路３４ａ，１５ａがそれぞれ形成されている。
【００３９】
さらに、図１〜図３にも示すように、各冷却通路１５ａ，３４ａを連通した状態でこれら両冷却通路１５ａ，３４ａを接続する接続部６５，６５が設けられている。接続部６５，６５は、弁体１５ａ，３４ａの左右両側面にそれぞれ配設されている。接続部６５，６５は、弁板３４の側面に取付固定される下側支持部６９と、この下側支持部６９から所定の間隔を置いた状態で弁板支持体１５の側面に取付固定される上側支持部６８とを有している。下側支持部６９には、弁板３４に形成された上記第１ポート７１又は第２ポート７２に接続される連絡通路６９ａが穿孔されている。一方、上側支持部６８には、弁板支持体１５に形成された上記第３ポート７３又は第４ポート７４に接続される連絡通路６８ａが穿孔されている。
【００４０】
そして、接続部６５は、この２つの連絡通路６８ａ，６９ａを連通状態で接続する伸縮自在のスパイラルチューブ６６を備えている。さらに、接続部６５は、スパイラルチューブ６６を気密状に覆うためのベローズ６７を備えている。すなわち、ベローズ６７は、その内部にスパイラルチューブ６６を収容した状態で、上側支持部６８及び下側支持部６９を接続している。このようにして、接続部６５は、弁体１５，３４の開閉作動に拘わらず、弁板３４の冷却通路３４ａと、弁板支持体１５の冷却通路１５ａとを接続するようにしている。
【００４１】
そして、本発明の特徴として、弁体１５，３４の移動方向に伸縮自在に構成され、弁***置に拘わらず冷却通路１５ａ，３４ａへ冷却流体を供給可能である供給手段としての冷却流体供給部４９を備えている。すなわち、冷却流体供給部４９は、シリンダ３１とは別個に設けられており、図外のポンプから送られる冷却流体を冷却流体供給部４９を通って冷却通路１５ａ，３４ａへ供給するようにしている。
【００４２】
図１及び図１０に示すように、冷却流体供給部４９は、内部に冷却流体が流通するスパイラルチューブ５０を有している。スパイラルチューブ５０は、冷却流体を弁箱６の外部から冷却通路１５ａ，３４ａへ向かって冷却流体を流通させるための第１管５０ａと、この第１管５０ａに沿った状態で一体的に設けられ、冷却通路１５ａ，３４ａから弁箱６の外部へ冷却流体を流通させるための第２管５０ｂとから構成されている。そして、スパイラルチューブ５０は、収縮状態にあるときに、その弾性によって中央部分が螺旋状にまとまる一方、伸張に伴って、その螺旋状部分の両端から解かれていくように構成されている。
【００４３】
ところで、弁板支持体１５の中央上部には、ブロック状の台座部５３が形成されており、台座部５３には、弁板支持体１５の入口ポート５１と、第１管５０ａとを連通するための連絡通路５３ａが形成されている。同様に、この台座部５３には、弁板支持体１５の出口ポート５２と、第２管５０ｂとを連通するための連絡通路５３ｂが形成されている。すなわち、第１管５０ａ及び第２管５０ｂの下端部は、冷却通路１５ａ，１５ａに連通した状態で弁板支持体１５にそれぞれ取付固定されている。
【００４４】
また、図１にも示すように、弁箱６の中央上部には、円筒状のガイド部５４が固定されて設けられている。ガイド部５４の上端には、フランジ部５４ａが取り付けられており、その中央部は供給管５０が挿通できるように開口されている。一方、ガイド部５４の下端は、弁箱６内部と連通するように開口されている。
【００４５】
そして、冷却流体供給部４９は、スパイラルチューブ５０の周囲に設けられて弁箱６内部を気密状に区画する区画手段としてのベローズ５８と、このベローズ５８の座屈を防止する補強部材４８とを備えている。
【００４６】
ベローズ５８は弁体１５，３４の移動方向たる上下方向に伸縮自在に構成されており、上端部が上記ガイド部５４のフランジ部５４ａに固着して設けられる一方、下端部が台座部５３に固着して設けられている。このことにより、ペローズ５８の外側たる弁箱６の内部は真空状態が維持されている。
【００４７】
また、補強部材４８は、テレスコープ状に伸縮自在な筒部材で構成されており、ベローズ５８の内部で、スパイラルチューブ５０を覆うように配設されている。補強部材４８は例えば３つの筒部材からなり、上側部分がフランジ部５４ａに固着して設けられて下側（弁体１５，３４側）へ延びる第１筒部材４８ａと、この第１筒部材４８ａの下側端部に第１筒部材４８ａの長さ方向に伸縮可能に設けられ、第１筒部材４８ａ内に出没できるように第１筒部材４８ａよりも小さい断面を有する第２筒部材４８ｂと、同様に、第２筒部材４８ｂの下端部に第２筒部材４８ｂの長さ方向に伸縮可能に設けられ、第２筒部材４８ｂ内に出没できるように第２筒部材４８ｂよりも小さい断面を有する第３筒部材４８ｃとから構成されている。第３筒部材４８ｃの下端部は、台座部５３に固着して設けられている。
【００４８】
そして、この補強部材４８は、弁箱６及びガイド部５４を通って上方に突出しており、その第１筒部材４８ａの上端部には、スパイラルチューブ５０の第１管５０ａに通ずるポート５６と、第２管５０ｂに通ずるポート５５とがそれぞれ設けられている。すなわち、第１管５０ａ及び第２管５０ｂの上端部は、ポート５５，５６に接続された状態で、補強部材４８及びガイド部５４を介して弁箱６にそれぞれ固定されている。
【００４９】
このようにして、補強部材４８はベローズ５８の内部に挿通され、さらにこの補強部材４８の内部にスパイラルチューブ５０が挿通されている。そして、これらベローズ５８、補強部材４８及びスパイラルチューブ５０は、弁体１５，３４の移動方向にそれぞれ伸縮可能に構成されている。
【００５０】
ところで、図２及び図３に示すように、弁箱６の連通口７，８周りの前後壁面内部には、その連通口７，８の周方向に沿って延びる環状の冷却通路８２，８３がそれぞれ形成されている。冷却通路８２，８３は、弁箱６の前後外壁面にそれぞれ取付固定されているシール部材９ａ，９ｂの近傍を通るように設けられている。このようにして、冷却通路８２，８３は、冷却流体が流通されることによりシール部材９ａ，９ｂをそれぞれ冷却するように構成されている。また、弁箱６の前側の冷却通路８２は、弁体１５，３４の閉弁時に弁板３４に設けられているシール部材３５にも近接するように配設されており、シール部材９ａと共にシール部材３５をも冷却するように構成されている。
【００５１】
そして、図２及び図１１に示すように、弁箱６の側面には、冷却通路８２に冷却流体を供給するための第５ポート８５と、その下側に併設され、冷却通路８２から冷却流体を排出するための第６ポート８６とがそれぞれ設けられている。一方、図３及び図１１に示すように、弁箱６の側面における第５ポート８５及び第６ポート８６の近傍には、冷却通路８３に冷却流体を供給するための第７ポート８７と、その上側に併設され、冷却通路８３から冷却流体を排出するための第８ポート８８とがそれぞれ設けられている。第６ポート８６と第７ポート８７とは、樹脂製のチューブ９３により接続されている。こうして、第５ポート８５から供給される冷却流体が連通口７周りの冷却通路８２を流通した後に、第６ポート８６から排出されて第７ポート８７へ供給され、さらに連通口８周りの冷却通路８３を流通した後、第８ポート８８から排出されるように構成されている。
【００５２】
ところで、図２及び図１１に示すように、弁箱６における上記第５〜８ポート８５，８６，…が配設されている側の側面には、側方に突出するブロック状の突出部７５が固着して設けられており、この突出部７５には、図外の配管が接続されてゲート弁５に冷却流体を供給するための供給ポート７６と、図外の配管が接続されてゲート弁５から冷却流体を排出するための排出ポート７７とがそれぞれ設けられている。
【００５３】
そして、供給ポート７６と、第１管５０ａ上端のポート５６とは、樹脂製のチューブ９１により接続されている。また、第２管５０ｂ上端のポート５５と、第５ポート８５とは、同様のチューブ９２により接続されている。さらに、第８ポート８８と、排出ポート７７とは、同様のチューブ９４により接続されている。
【００５４】
次に、上記実施形態の作動について説明する。図１〜図４に示す閉弁状態にある真空ゲート弁５を開くときには、シリンダ３１の収縮作動によりピストンロッド３１ａを上昇移動させる。このことで、ピストンロッド３１ａ下端の連結部３２にレバー２９，２９及び外側リンク２８，２８を介して連結されている両支持軸１１，１１が同期して互いに逆方向に回転し、左側支持軸１１は図３で反時計回り方向に、また右側支持軸１１は同時計回り方向にそれぞれ回転する。この支持軸１１，１１の回転駆動により該支持軸１１，１１と一体のアーム１２，１２も回動し、その先端に内側リンク１３，１３を介して連結されている弁板支持体１５がガイドローラ２２，２４により前後方向に、またサイドローラ２６により左右方向にそれぞれ移動規制されて案内されながら弁箱６内を上昇する。この弁板支持体１５の上昇により、弁箱６と第１真空容器１との間の連通部つまり前側連通口７を気密状に閉じていた弁板３４が平行リンク機構４４，４４，…により引き上げられて、その前側連通口７が開かれる。
【００５５】
そして、上記シリンダ３１の収縮ストロークエンド近傍で、図３で仮想線にて示すように、弁板支持体１５により弁板３４が下端部を弁箱６の連通口７，８の上端位置に略一致させるように移動して、両真空容器１，２の内部空間同士が弁箱６内を介して連通状態となる。
【００５６】
これに対し、上記開弁状態から逆にゲート弁５を閉じるときには、シリンダ３１の伸長作動によりピストンロッド３１ａを下降させる。このことで、両支持軸１１，１１が同期して互いに逆方向に回転し、左側支持軸１１は図３で時計回り方向に、また右側支持軸１１は反時計回り方向にそれぞれ回転する。この支持軸１１，１１の回転駆動により該支持軸１１，１１と一体のアーム１２，１２も回動して、その先端に内側リンク１３，１３を介して連結されている弁板支持体１５が、ガイドローラ２２，２４及びサイドローラ２６により移動規制されて案内されながら弁板３４と共に弁箱６内を下降する。そして、弁板支持体１５の下降端位置近傍で弁板３４下端の上記各弁板前ローラ３９がストッパ４０に当接すると、弁板３４のそれ以上の下降移動が停止され、弁板支持体１５のさらなる下降移動により弁板３４が今度は平行リンク機構４４，４４，…における各リンク４５の立上がり動作により弁板支持体１５から離隔するように前側に移動案内される。図３で実線及び図４に示すように、上記シリンダ３１の伸長ストロークエンド近傍で弁板支持体１５が下降端位置に達すると、弁板３４はガイドローラ２２，２４により後側面を移動規制されている弁板支持体１５によりリンク４５，４５，…を介して前側に押される。そして、弁板３４に配設されているシール部材３５は、弁箱６と第１真空容器１との間の連通部つまり弁箱６の前側連通口７の周りに押し付けられ、両真空容器１，２の内部空間同士の連通が弁板３４によって気密シール状態で遮断される。尚、この状態では、上記各弁板前ローラ３９が弁箱６の前壁内面の凹部６ｂ内に落ち込む。
【００５７】
ところで、この弁板支持体１５の上下動に伴って、冷却流体供給部４９は伸縮作動する。すなわち、図１に示すように、ゲート弁５が閉弁状態にあるとき、ベローズ５８、補強部材４８及びスパイラルチューブ５０は、それぞれ伸張状態にある。そして、シリンダ３１の収縮作動により弁板支持体１５が上昇すると、その上昇に伴ってベローズ５８、補強部材４８及びスパイラルチューブ５０は、それぞれ収縮する。このとき、補強部材４８の第３筒部材４８ｃは、第２筒部材４８ｂ内に没入する一方、第２筒部材４８ｂは、第３筒部材４８ｃとともに第１筒部材４８ａ内に没入していく。
【００５８】
一方、シリンダ３１の伸張作動によりゲート弁５が開弁状態から閉弁状態に変化するとき、弁板支持体１５の下降に伴って、ベローズ５８、補強部材４８及びスパイラルチューブ５０は、それぞれ伸張する。このとき、補強部材４８の第３筒部材４８ｃは、第２筒部材４８ｂ内から下方へ突出する一方、第２筒部材４８ｂは、第３筒部材４８ｃとともに第１筒部材４８ａ内から下方へ突出していく。
【００５９】
次に、この真空ゲート弁５における冷却流体の流れについて説明する。図３及び図１１に示されるように、まず、図外のポンプから送られる冷却流体が、供給ポート７６を介して供給される。その後、冷却流体はチューブ９１を上昇して、第１管５０ａ上端のポート５６を介してスパイラルチューブ５０の第１管５０ａ内を下方に流通する。そして、図１及び図１０に示すように、第１管５０ａを通過した冷却流体は、下部の連絡通路５３ａ及び入口ポート５１を介して、弁板支持体１５の図３における左側の冷却通路１５ａへ供給される。冷却通路１５ａを蛇行して流通した冷却流体は、第４ポート７４及び連絡通路６８ａを介して接続部６５のスパイラルチューブ６６へ流入する。その後、図２にも示すように、冷却流体は連絡通路６９ａ及び第１ポート７１を介して弁板３４の冷却通路３４ａへ供給され、同図の右側から左側へ向かって冷却通路３４ａ内を流通する。そして、第２ポート７２及び連絡通路６９ａを介して接続部６５のスパイラルチューブ６６を流通した冷却流体は、連絡通路６８ａ及び第３ポート７３を介して、弁板支持体１５における図３で右側の冷却通路１５ａへ供給される。そして、この冷却通路１５ａを通過した冷却流体は、図１０にも示すように、出口ポート５２及び連絡通路５３ｂを介してスパイラルチューブ５０の第２管５０ｂの内部を流通する。第２管５０ｂの内部を上昇した冷却流体は、その上端のポート５５を介してチューブ９２を流通し、下方へ送られる。
【００６０】
チューブ９２を通る冷却流体は、その下端部で第５ポート８５を介して、弁箱６の前側壁の冷却通路８２へ供給される。その後、冷却流体は、冷却通路８２に沿って連通口７周りを流通した後、第６ポート８６、チューブ９３及び第７ポート８７を介して弁箱６の後側壁の冷却通路８３へ供給される。そして、冷却流体は、同様に冷却通路８３に沿って連通口８周りを流通した後、第８ポート８８を介してチューブ９４を流通し、上方の排出ポート７７へ送られる。そして、この排出ポート７７から外部へ排出される。
【００６１】
そして、この実施形態においては、ゲート弁５の開閉動作に伴って弁体１５，３４の位置が変化しても、冷却流体供給部４９によって、弁体１５，３４の位置に拘わらず、弁体１５，３４の冷却通路１５ａ，３４ａに冷却流体が供給されるため、弁体１５，３４を駆動するシリンダ３１の作動とは別個独立に、冷却通路１５ａ，３４ａを流通する冷却流体の流量や圧力を適切に変更して、シール部材３５を確実に冷却することができる。
【００６２】
そのことに加えて、冷却流体供給部４９は弁体１５，３４の移動方向に伸縮自在であるため、弁体１５，３４の移動に伴って弁箱６の外部へ大きく伸張することはない。従って、開閉作動に伴うゲート弁５自体の大型化を防止することができる。
【００６３】
スパイラルチューブ５０と、区画手段たるベローズ５８と、補強部材４８とは、弁体１５，３４の移動に伴ってそれぞれ伸縮する。そして、ベローズ５８により弁箱６内部を真空に維持し且つベローズ５８の座屈を防止した状態で、スパイラルチューブ５０の内部に冷却流体を流通させることにより、弁箱６外部の冷却流体を弁箱６内部の冷却通路１５ａ，３４ａへ適切に供給することができる。
【００６４】
そして、仮にスパイラルチューブ５０が真空環境下でガスを放出する材料から構成されていたとしても、弁箱６がベローズ５８により気密状に区画されているため、弁箱６内の汚染を防止することができる。また、仮にスパイラルチューブ５０の強度が比較的小さいものであったとしても、ベローズ５８によって保護することができる。このとき、区画手段をベローズ５８により構成したので、弁体１５，３４の移動に拘わらず弁箱６内の真空状態を維持しつつ、冷却流体を冷却通路１５ａ，３４ａへ供給させることができる。
【００６５】
さらに、補強部材４８を、テレスコープ状に伸縮自在な筒部材４８ａ，４８ｂ，…で構成することによって、弁体１５，３４の移動方向に伸縮するとともに曲げに対する強度を大きくするための具体的な構造を得ることができる。
【００６６】
また、内側に位置する筒部材４８ａ，４８ｂの外周面と、その外側に位置する他の筒部材４８ｂ，４８ｃの内周面との間に所定の間隔を設けることにより、仮に、補強部材４８の取付加工の結果、弁体１５，３４に取り付けられた筒部材４８ｃの軸心と、弁箱６に取り付けられた筒部材４８ａの軸心とがそれぞれ弁体１５，３４の移動方向に一致しなかったとしても、その軸心のずれを上記所定の間隔により吸収して、弁箱６及び弁体１５，３４の双方における補強部材４８の各支持部分である弁板支持体１５の台座部５３と、ガイド部５４のフランジ部５４ａとの双方に無理な力を与えないようにすることができる。従って、補強部材４８を、弁体１５，３４及び弁箱６に簡単に取り付けることができると共に、ゲート弁５の長寿命化を図ることができる。
【００６７】
尚、上記実施形態では、冷却流体を冷却通路に供給する冷却流体供給部４９を、ベローズ５８、補強部材４８及びスパイラルチューブ５０により構成するようにしたが、スパイラルチューブ５０が真空環境下でガスを発生しないような例えばテフロン（Ｒ）等の材料から構成される場合には、ベローズ５８及び補強部材４８を省略してもよい。つまり、冷却流体供給部４９を、一端が冷却通路１５ａ，３４ａに接続される一方、他端が弁箱６外部に突出するように設けられたスパイラルチューブ５０により構成するようにしてもよい。このようにすることで、簡単な構成によって、弁体１５，３４の位置に拘わらず、冷却通路１５ａ，３４ａへの冷却流体の供給を可能とすることができる。
【００６８】
また、補強部材４８を、スパイラルチューブ５０を覆うように配設したが、本発明はこれに限らず、スパイラルチューブ５０及びベローズ５８に沿って配設するようにしてもよい。但し、スペース効率の観点から、上記のように、補強部材４８の内部にスパイラルチューブ５０を設けることが望ましい。
【００６９】
そして、上記実施形態では、弁板支持体１５を支持軸１１回りに駆動されるリンク機構により開閉作動する、所謂リンク型の真空ゲート弁について説明したが、本発明はこれに限らず、シリンダのピストンロッドが直接弁板支持体１５に接続された、所謂直動型の真空ゲート弁にも適用することができる。すなわち、この場合も、ピストンロッドと供給手段との双方を弁箱内に挿通させるような構成とすればよい。
【００７０】
また、弁板３４及び弁板支持体１５を平行リンク機構４４により接離自在に接続するようにしたが、その他に平行リンク機構４４を有しないものについても適用することができる。
【００７１】
そして、上記実施形態では、駆動手段をシリンダ３１としているが、その他、直線運動をする出力部を有するものであればよく、また回転型のアクチュエータにより支持軸１１を直接に回転駆動するようにしてもよい。
【００７２】
さらに、上記各実施形態では、弁板支持体１５及び弁板３４を上昇移動させて開弁し、下降移動させて閉弁するようにしているが、逆に弁板支持体１５及び弁板３４の下降移動により開弁し、上昇移動により閉弁するようにしてもよい。また、弁板支持体１５及び弁板３４の開閉動作の向きを必ずしも上下方向に限定する必要はない。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、第１の発明によると、真空ゲート弁として、弁体の移動方向に伸縮自在に構成され、その弁***置に拘わらず、弁体に形成された冷却通路へ冷却流体を供給可能である供給手段を備え、その供給手段の補強部材を、区画手段の内部においてスパイラルチューブを覆うように配設することにより、シリンダ等の作動とは別個独立に、冷却通路を流通する冷却流体の流量や圧力を適切に変更して、シール部材を確実に冷却することができる。そのことに加えて、供給手段は弁体の移動方向に伸縮自在であるため、開閉作動に伴うゲート弁自体の大型化を防止することができる。さらに、区画手段によりハウジング内部を真空に維持した状態で、ハウジング外部の冷却流体をハウジング内部の冷却通路へ適切に供給することができる。さらにまた、ハウジング内部が区画手段により気密状に覆われると共に、区画手段の内側に補強部材を設けたので、補強部材により区画手段の座靴を防止しつつハウジング内の汚染を防止することができる。
【００７４】
第３の発明によると、補強部材が、テレスコープ状に伸縮自在な筒部材で構成されるため、各筒部材の軸心のずれを、各筒部材壁面同士の間隔により吸収して、補強部材の支持部分に無理な力を与えないようにすることができる。
【００７５】
第４の発明によると、リンク機構を介して弁体に接続された駆動手段とは別個に、供給手段を設けることにより、弁体をリンク機構を介して駆動手段によって駆動できる一方、供給手段を上記駆動手段とは別個に伸縮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る真空ゲート弁の一部を破断して示す側面断面図である。
【図２】 真空ゲート弁の閉弁状態を示す正面図である。
【図３】 真空ゲート弁の閉弁状態を示す背面図である。
【図４】 閉弁状態の真空ゲート弁の一部を破断して示す側面断面図である。
【図５】 開弁時における弁板支持体及び弁板間の平行リンク機構を拡大して示す側面断面図である。
【図６】 平行リンク機構を上方からみた拡大断面図である。
【図７】 弁板支持体左右側部のサイドローラ及び弁板下端部の弁板前ローラの支持構造を拡大して示す一部破断側面図である。
【図８】 弁板支持体左右側部のサイドローラ及び弁板下端部の弁板前ローラの支持構造を拡大して示す平面断面図である。
【図９】 弁板支持体左右側部の前後ガイドローラの支持構造を拡大して示す平面断面図である。
【図１０】 弁板支持体と冷却流体供給部との接続状態を拡大して示す説明図である。
【図１１】 真空ゲート弁の外観を示す側面図である。
【符号の説明】
３，４ 開口
５ 真空ゲート弁
６ 弁箱（ハウジング）
７ 前側連通口
８ 後側連通口
１５ 弁板支持体
１５ａ 冷却通路
３４ 弁板
３４ａ 冷却通路
３５ シール部材
４８ 補強部材
４８ａ 第１筒部材（補強部材）
４８ｂ 第２筒部材（補強部材）
４８ｃ 第３筒部材（補強部材）
４９ 冷却流体供給手段（供給手段）
５０ スパイラルチューブ（供給手段）
５８ ベローズ（区画手段、供給手段）

Claims (4)

1. 開口を有するハウジングと、
   上記ハウジングの内部に設けられ、ハウジングの開口と略平行な方向に沿って開弁位置及び閉弁位置の間を移動することにより上記ハウジングの開口を開閉する弁体と、
   上記弁体に設けられ、該弁体が上記ハウジングの開口を閉じたときに弁体と開口周りのハウジングとの間で圧接されて上記弁体及びハウジング間をシールするリング状のシール部材と、
   上記弁体に形成され、上記シール部材を冷却する冷却流体を流通させるための冷却通路と、
   上記弁体の移動方向に伸縮自在に構成され、上記弁***置に拘わらず上記冷却通路へ冷却流体を供給可能である供給手段とを備え、
   上記供給手段は、内部に冷却流体が流通するスパイラルチューブと、該スパイラルチューブの周囲に設けられてハウジング内部を気密状に区画する区画手段と、該区画手段の座屈を防止する補強部材とを備え、
   上記補強部材は、上記区画手段の内部において上記スパイラルチューブを覆うように配設されていることを特徴とする真空ゲート弁。
2. 請求項１において、
   上記区画手段はベローズであることを特徴とする真空ゲート弁。
3. 請求項１又は２において、
   上記補強部材は、テレスコープ状に伸縮自在な筒部材で構成されていることを特徴とする真空ゲート弁。
4. 請求項１〜３の何れか１つにおいて、
   上記弁体にリンク機構を介して接続され、上記弁体を駆動する駆動手段を備え、
   上記供給手段は、上記駆動手段とは別個に設けられていることを特徴とする真空ゲート弁。

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