JP7479587B2 - ゲートバルブ - Google Patents
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Description
図1、図2(a)、図2(b)、図3に示すように、本発明の一実施形態に係るゲートバルブ1は、図示しない真空処理チャンバに連通させるためのゲート開口2を有する弁箱3(図6参照)と、弁箱3内に収容された弁板4と、弁板4に取り付けられた弁シャフト5と、駆動ロッド21を有するエアシリンダ20と、弁板4を、ゲート開口2を密閉する密閉位置P3(図8参照)とゲート開口2を全開にする全開位置P1(図1,図6参照)との間で、ゲート開口2と離間して対向する中間位置P2(図7参照)を通じて往復移動させる弁移動機構29と、を有する。
弁板4は、図1及び図6に示すように、左右方向に長い略矩形のプレート状に形成される。弁板4の前側の面は、略平坦なシール面4aが形成され、シール面4aの外周部には、環状のシール溝4bが形成される。シール溝内4b内には、Oリング等の弾性材から成る環状のシール部材9が、その一部をシール面4aから突出させて装着されている。
弁箱3は、内部が中空な箱状に形成され、前後方向に離間して互いに対向する一対の側壁3a,3bを有する。前側に配置された側壁3aの上部には、ゲート開口2が設けられ、後側の側壁3bの上部には、ゲート開口2と同じ高さ位置に、ゲート開口2と略同形同大の背面側開口2aが設けられている。ゲート開口2は、弁板4と同様に左右方向に長い略矩形で、弁板4よりも少し小さく形成される。側壁3aの内面におけるゲート開口2の外周部には、ゲート開口2を取り囲むように、平坦面から成る環状の弁シート8が設けられる。この弁シート8に対して弁板4の移動に伴うシール部材9を接離させて、ゲート開口2が開閉する。
弁シャフト5は、図1、図2(a)、図2(b)に示すように、弁板4の下面の左右方向中央部に接続されて下方へ延びる棒状部材であり、ボンネット10の下面10bよりも下方へ延びる部分の上部は、弁シャフト5の上下方向への移動に伴って伸縮する筒状の図示しないベローズにより覆われている。ベローズの上端は、貫通孔10aを取り囲むようにボンネット10の下面10bに対して気密に接続され、ベローズの下端は、第2ブロック40(後述するレバー部材41)に対して気密に接続されている。なお、本実施形態では、弁シャフト5の上側は横断面形状が矩形に形成され、弁シャフト5の下側は横断面形状が円形に形成されている。
エアシリンダ20,20は、図2(a)及び図3に示すように、弁シャフト5を挟んで左右両側に対向して配置される。エアシリンダ20は、後述する第1ブロック30の一部を構成する一対のカムフレーム32,32の夫々の左右方向外側に対向配置されるとともに、ボンネット10の下面10bに対して直交する方向(上下方向)に延びて固定された中空のシリンダハウジング22と、シリンダハウジング22内に配置されてボンネット10と直交する方向(弁シート8の面と平行な方向)に延びる駆動ロッド21と、シリンダハウジング22内に配置されて駆動ロッド21の上端部に固定され、駆動ロッド21の上下動に伴って往復動可能な駆動ピストン23と、を有する。
次に、弁移動機構29について具体的に説明する。弁移動機構29は、図2(a)、図2(b)、図3に示すように、駆動ロッド21に固定された第1ブロック30と、弁箱3から延出する弁シャフト5に固定された第2ブロック40と、第2ブロック40を第1ブロック30に対し相対的に移動可能に連結する連結部材6と、を有する。
本実施形態において、第1ブロック30は、左右方向に延びて板状であって駆動ロッド21,21の下端部を左右両側に固定するロッドアーム31と、第2ブロック40とローラフレーム26との間に配置され、ロッドアーム31の上面に固定されて駆動ロッド21の軸線L2と平行に上方へ延びる板状の左右一対のカムフレーム32,32と、を有する。ロッドアーム31は、第2ブロック40よりも下方に配置されて、ボンネット10と平行に延びる。また、ロッドアーム31の第2ブロック40と対向する面の左右方向中央部には、下方へ窪む凹状のばね座31aが形成される。ばね座31aと第2ブロック40との間には、連結部材6としての圧縮バネ6’が介設されている。カムフレーム32については後述する。
本実施形態において、第2ブロック40は、図2(a)及び図3に示すように、弁シャフト5の下部5bに固定されたレバー部材41により構成される。レバー部材41は、裏面視において略H形のブロック状に形成されて、ボンネット10を臨む上側端面の左右方向中央部に下方へ窪んだ第1凹部41aと、第1凹部41aの左右両側に形成されて第1凹部41aの側壁を形成する一対の第1肩部41cと、下側端面の左右方向中央に上方へ窪んだ第2凹部41bと、第2凹部41bを挟んで左右両側に形成されて第2凹部41bの側壁を形成する一対の第2肩部41dと、を有する。
カムフレーム32は、図1、図3、図5(a)、図5(b)、図5(c)、図5(d)に示すように、上下方向に延びる直方体状に形成され、ローラフレーム26と対向する側の外側面32a及びこの外側面32aと反対側の内側面32bには、凹状に窪んだ複数の溝が形成される。本実施形態では、カムフレーム32の外側面32aの後側には、外側面32aの上下両端部間に渡って上下方向に連続的に延びて前後方向に所定幅を有したガイド溝33が形成される。また、カムフレーム32の内側面32bの前側の上部及び下部には、左右方向に貫通する第1カム溝34a及び第2カム溝34bが形成されている。なお、第1カム溝34a及び第2カム溝34bは、必ずしも本実施形態のようにカムフレーム32を貫通している必要性はなく、第2ブロック40側が塞がる有底の凹溝であっても良い。
第1カム溝34aは、図1及び図5(d)に示すように、上側から下側に向かうにしたがって徐々に弁シート8の面側(前側)に接近する方向に傾斜するように形成され、上側の端部がボンネット10に向かって開口する。
ロック機構50は、図4(a)、図9、図10に示すように、エアシリンダ20のシリンダハウジング22(ローラフレーム26)に設けられている。ロック機構50は、カムフレーム32(第1ブロック30)と対向するローラフレーム26にカムフレーム32に対して進退可能に設けられたロックピストン51を有する。ロックピストン51は、ローラフレーム26に設けられた収容体52の内部に収容される。
ロック検出部60は、図11(a)及び図11(b)に示すように、ロックピストン51の基端側端部に設けられて案内穴部56内に延びる被検出体61と、ロックピストン51が係合穴部32cに係合された状態に在るときに被検出体61を検出可能な検出本体部63と、を有する。被検出体61は、磁性体の金属材料製であって円柱状に形成される。
本実施形態では、図11(a)及び図11(b)に示すように、検出本体部63は、例えば誘導型の近接センサ63’であるが、他の検出手法(例えば、静電容量型の近接センサ、磁気型の近接センサ)により被検出体61の大径部61dを検知可能なものでもよい。近接センサ63’は、外形が円柱状に形成されて、被検出体61に対して直交する方向に配置される。近接センサ63’は、収容体52に形成された装着穴部52b内に装着される。
まず、図13に示すように、エアシリンダ20の第1ポート25aから圧縮空気を第2圧力室24bに供給すると共に、第2ポート25bから第1圧力室24aの圧縮空気を排気することにより、駆動ピストン23がロッド側(下側)へ移動するに伴って駆動ロッド21(図2(a)参照)が伸長動する。駆動ピストン23がカラー部材24dに当接すると、図1及び図2(a)に示すように、第1ブロック30(ロッドアーム31及びカムフレーム32)と第2ブロック40(レバー部材41)とが、弁箱3及びボンネット10に対して最も離間した下方位置に移動する。それに伴って、弁板4はゲート開口2から弁シャフト5の軸線L1方向に完全に退避した全開位置P1に移動し、ゲート開口2と背面側開口2aとの間に通路が形成される(図6参照)。その結果、この通路を通じてチャンバ内に対しワークを出し入れすることができる。
2 ゲート開口
3 弁箱
4 弁板
5 弁シャフト
6 連結部材
20 エアシリンダ
21 駆動ロッド
22 シリンダハウジング
22a 切り欠き部
23 駆動ピストン
24a 第1圧力室
24b 第2圧力室
25a 第1ポート(ポート)
26 ローラフレーム(対向壁)
29 弁移動機構
30 第1ブロック
32c 係合穴部
40 第2ブロック
50 ロック機構
51 ロックピストン
52 収容体
53 収容穴部
58 付勢バネ
59 ロック解除用圧力室
60 ロック検出部
61 被検出体
61c 小径部
61d 大径部
63 検出本体部
63’ 近接センサ
80 ロックエア流路(ロックエア通路)
P1 全開位置
P2 中間位置
P3 密閉位置
Claims (7)
- 弁箱に開口するゲート開口を、前記弁箱内に設けられた弁板で開閉するゲートバルブであって、
前記弁板と、
一端部が前記弁板に取り付けられ、他端側が前記弁箱から延出して前記弁箱に対して移動可能に支持された弁シャフトと、
前記弁箱の外側に配置され、駆動ロッドを有するエアシリンダと、
前記エアシリンダの前記駆動ロッドの伸縮動に応じて前記弁シャフトを介して前記弁板を移動させて、前記弁板を、前記ゲート開口を気密に閉塞する密閉位置と、前記ゲート開口を全開する全開位置との間を往復移動させる弁移動機構と、を備え、
前記弁移動機構は、
前記駆動ロッドに固定された第1ブロックと、
前記弁箱から延出する前記弁シャフトに固定された第2ブロックと、
前記第2ブロックを前記第1ブロックに対し相対的に移動可能に連結する連結部材と、を有し、
前記エアシリンダは、
前記駆動ロッドを伸縮可能に支持するシリンダハウジングを有し、
前記シリンダハウジングには、
前記密閉位置に移動した前記弁板をロックするためのロック機構と、
前記ロック機構によって前記弁板がロックされた状態にあるか否かを検出可能なロック検出部と、が設けられ、
前記ロック機構は、前記第1ブロックと対向する前記シリンダハウジングの対向壁に前記第1ブロックに対して進退可能に設けられたロックピストンを有し、
前記第1ブロックには、前記弁板が前記密閉位置に移動した状態で、前記第1ブロック側に進出した前記ロックピストンを係合させるための係合穴部が設けられ、
前記ロック検出部は、前記ロック機構を備えた前記シリンダハウジングに設けられており、前記ロックピストンの位置を検出することで、前記ロックピストンが前記係合穴部に対して係合された状態にあるか否かを検出する
ことを特徴とするゲートバルブ。 - 前記ロック検出部は、
前記ロックピストンの退避側端部に設けられて退避側へ延びる被検出体と、
前記ロックピストンが前記係合穴部に係合された状態に在るときに前記被検出体を検出する検出本体部と、を有する
ことを特徴とする請求項1に記載のゲートバルブ。 - 前記検出本体部は、近接センサであり、
前記被検出体は、前記ロックピストンの進退方向に沿って延びて進退方向進出側に小径部が形成され、進退方向退避側に前記小径部よりも大きな大径部が形成され、
前記近接センサは、前記ロックピストンが前記係合穴部に係合された状態に在るときに、前記被検出体の前記大径部を検出する
ことを特徴とする請求項2に記載のゲートバルブ。 - 前記ロックピストン、前記被検出体、及び前記近接センサは、前記シリンダハウジングに設けられた収容体の内部に設けられ、
前記収容体は、前記シリンダハウジングに形成された切り欠き部に着脱可能に装着される
ことを特徴とする請求項3に記載のゲートバルブ。 - 前記近接センサは、誘導型であり、
前記収容体は、非磁性材料で形成され、
前記被検出体は、導電性を有した磁性材料で形成される
ことを特徴とする請求項4に記載のゲートバルブ。 - 前記エアシリンダの前記シリンダハウジング内には、前記駆動ロッドに固定された駆動ピストンが設けられ、
前記シリンダハウジング内の前記駆動ピストンよりも前記駆動ロッド側には、前記弁板を前記全開位置から前記密閉位置へと駆動する第1圧力室が設けられ、前記駆動ピストンよりも前記駆動ロッドと反対側の前記シリンダハウジング内には、前記弁板を前記密閉位置から前記全開位置へと駆動する第2圧力室が設けられ、
前記ロック機構の前記ロックピストンは、前記シリンダハウジングの前記対向壁に設けられた収容穴部内に収容され、
前記ロックピストンの進退方向退避側には、前記ロックピストンを前記第1ブロック側に向かって進出させる付勢バネが設けられ、
前記ロックピストンの進退方向進出側には、前記ロックピストンを退避させるためのロック解除用圧力室が形成され、
前記ロック解除用圧力室は、前記第2圧力室に対して圧縮空気を供給するポートに繋がるロックエア通路に連通する
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のゲートバルブ。 - 前記弁移動機構は、前記弁板を、前記密閉位置と前記全開位置との間を、前記ゲート開口と離間して対向する中間位置を通じて往復移動させる
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のゲートバルブ。
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