JPH08178126A - 真空バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 急速排気によるトラブルがなく、しかも小形
化できる真空バルブを提供する。 【構成】 チャンバポート７とポンプポート６間の流路
８中に設けた弁座９を開閉する弁体１１を移動させるピ
ストン１３に、流路切換部材４５を取付け、該切換部材
の移動によって、ポート２４とシリンダ室２１を供給路
２３と２５による直接連通とバイパス４３と４４を介し
ての連通とに切換可能とし、チャンバポート７の圧力と
大気圧とが対向して作用する圧力作用室３４、及びバイ
パス４３を開閉する圧力調整弁４８をピストンの移動方
向とほぼ直交する方向に移動可能とする。流路切換部材
４５が所定距離ストロークすると、供給路の直接連通が
遮断されてピストンの移動が停止するので、弁体が流路
を絞り状態で連通させる。チャンバポート７の圧力が低
下すると圧力調整弁４８がバイパス４３を開放して、シ
リンダ室２１に圧縮空気が供給されるので、弁体１１が
全開状態となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空チャンバ内の気体
の急速排気によるトラブルを防止した真空バルブに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】真空ポンプに接続されるポンプポート
と、真空チャンバに接続されるチャンバポートと、これ
らのポートを連通させる流路中の弁座と、該弁座を開閉
する弁体と、該弁体の駆動部とを備えた真空バルブは、
真空チャンバ内に大量の空気があるときは、弁体が弁座
を開放すると一時的に大量の空気がポンプポートに排出
されるために、真空チャンバ内の空気が攪乱され、該真
空チャンバ内における反応生成物用の塵埃が舞い上がっ
て以後の作業に支障を来すので、空気の急速排気を防止
する手段を設ける必要がある。

【０００３】この問題を解決するために、真空チャンバ
内の気体の急速排気防止機構を有する真空バルブが、実
願平５−７３１３２号において提案されている。この既
提案の真空バルブは、真空チャンバ内の気体の急速排気
によるトラブルを防止することができ、しかも真空ポン
プの運転の有無に関係なくポート間の連通を遮断するこ
とができるという利点を有している。しかしながら、上
記既提案の真空バルブは、主弁体による主弁座の開閉ス
トロークと、バイパス弁体によるバイパス弁座の開閉ス
トロークとが直列のために、これらのストロークが加算
されてバルブが大形になり、また、主弁体を開閉する駆
動部がボンネットの上方に取付けられていることによっ
てもバルブ全体が大形になり、このためコストが高くな
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、急速排気によるトラブルがなく、しかも小
形で安価にできる真空バルブを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、真空源に接続されるポンプポート、真空
チャンバに接続されるチャンバポート、及びこれらのポ
ートを連通させる流路中の弁座を有するボディと、上記
弁座を開閉する弁体と、該弁体の駆動部と、上記流路を
絞り状態と全開状態とに切り換えて連通させる流路切換
機構とを備えた真空バルブにおいて、上記駆動部が、圧
力流体が給排されるシリンダ室と大気に開口する呼吸室
とを気密に区画する受圧体を備え、上記流路切換機構
が、上記シリンダ室に連通する圧力流体の供給路と、そ
のバイパスと、上記受圧体と一体に移動して上記供給路
を直接連通とバイパスによる連通とに切り換える流路切
換部材と、チャンバポートの圧力の大小により上記受圧
体の移動方向とほぼ直交する方向に移動する圧力作用室
と、これと同方向に移動してバイパスを開閉するポペッ
ト形の圧力調整弁とを備え、チャンバポートの圧力が高
いときは、圧力調整弁がバイパスを閉鎖しかつ流路切換
部材が供給路の直接連通を遮断することにより、弁体を
移動途中に停止させて流路を絞り状態で連通させ、チャ
ンバポートの圧力が低下すると、圧力調整弁がバイパス
を開放してバイパスにより供給路を連通させて、弁体が
流路を全開状態で連通させることを特徴としている。

【０００６】また、同様の課題を解決するため、上記真
空バルブにおける圧力調整弁の設定圧を、調整可能とし
たことを特徴としている。

【０００７】さらに、同様の課題を解決するため、これ
らの真空バルブにおける流路切換部材を、受圧体に対し
て進退可能に取付けたことを特徴としている。

【０００８】

【作用】弁体が弁座を閉鎖しているときは、ポンプポー
トとチャンバポート間の連通が遮断されている。したが
って、ポンプポートを真空源に連通させても、チャンバ
ポートの気体は排出されない。この場合、受圧体と流路
切換部材が弁座の閉鎖方向に移動しているので、供給路
は直接連通している。また、チャンバポートの圧力が高
いので、圧力作用室と動方向に移動する圧力調整弁がバ
イパスを閉鎖している。

【０００９】供給通路からシリンダ室に圧力流体を供給
すると、受圧体と流路切換部材が弁座の開放方向に移動
して弁体が流路の開放方向に移動するが、バイパスは圧
力調整弁によって閉鎖された状態を保持している。受圧
体と流路切換部材が所定のストローク移動すると、流路
切換部材が供給路の直接連通を遮断するために、シリン
ダ室への圧力流体の供給が遮断されてこれらの移動が停
止するので、弁体が流路を絞り状態で連通させる。した
がって、チャンバポートの気体は、絞り状態にある弁体
により排気量が制限されてポンプポートに排気されるの
で、チャンバポートの気体が急速に排気されることはな
い。この場合、弁体による流路の絞り開度は、流路切換
部材が供給路の直接連通を遮断するまでのストロークに
よって定まる。

【００１０】チャンバポートの圧力が低下して真空チャ
ンバ内における塵埃の舞い上がりがなくなる圧力になる
と、圧力調整弁がバイパスを開放し、バイパスを介して
連通する供給通路からシリンダ室に圧力流体が供給され
るために、受圧体、流路切換部材及び弁体が流路の開放
方向に徐々に移動して流路を全開状態で連通させる。こ
の場合は、チャンバポート及び真空チャンバの圧力が低
下しているので、気体が急速に排気されることはない。
シリンダ室の圧力流体を排出すると、駆動部が復帰して
弁体が弁座を閉鎖するとともに、受圧体と流路切換部材
が元の状態に復帰し、真空チャンバの圧力が大気圧にな
ると、圧力作用室が元の状態に復帰することにより圧力
調整弁ががバイパスを閉鎖して次の排気に備える。

【００１１】上記圧力作用室は、チャンバポートの圧力
と大気圧との差圧によって変位するために、ポンプポー
トと真空源間の管路抵抗の影響を受けないので、弁体が
流路を全開状態とするときのチャンバポートの圧力に正
確に応答する。この場合、圧力調整弁の設定圧を調整す
ると、弁体が流路を全開状態にするときのチャンバポー
トの圧力を調整することができる。また、流路切換部材
を受圧体に対して進退させると、流路切換部材が供給路
の直接連通を遮断するまでのストロークを調整すること
ができ、これによって弁体による流路の絞り開度を調整
することができる。

【００１２】

【実施例】図は本発明の実施例を示し、この真空バルブ
は、ボディ１と、ボンネット２と、そのカバー３と、ボ
ンネット２に組み込まれた駆動部４（図示の例では空気
圧シリンダ）と、カバー３に組み込まれた流路切換機構
５とを備え、ボディ１に、真空ポンプ等の真空源（図示
省略）に接続されるポンプポート６と、真空チャンバ
（図示省略）に接続されるチャンバポート７が形成され
ており、これらのポート６と７を連通させるボディ１の
流路８中に、駆動部４と対向する弁座９が形成されてい
る。

【００１３】上記弁座９を開閉する弁体１１は、弁座９
を気密にシールする弁部材１２を取付けたシール板１１
ａと、シャフト１１ｂとを備え、ボンネット２を気密に
貫通するシャフト１１ｂの先端は、駆動部４における受
圧体を構成するピストン１３に取付けられている。ボデ
ィ１とボンネット２との間にはメタルプレート１５の外
周縁が気密に挾着され、メタルプレート１５の内周縁と
シール板１１ａとにメタルベローズ１６の両端が気密に
固着されており、メタルベローズ１６によって気密に区
画された空間内に、弁体１１の復帰ばね１７が縮設され
ている。

【００１４】上記カバー３には、軸方向に貫通する切換
流路１９が形成され、切換流路１９の外部開口はプラグ
２０によって閉鎖されている。ボンネット２内は、ピス
トン１３によって、ボディ１側のシリンダ室２１と切換
流路１９が開口する呼吸室２２とに区画され、切換流路
１９の外部開口側は第１供給路２３によってポート２４
に連通し、呼吸室２２側はボンネット２とカバー３とに
設けた第２供給路２５によってシリンダ室２１に連通
し、呼吸室２２は呼吸ポート２６によって外部に連通し
ている。また、切換流路１９には、第２供給路２５より
呼吸室２２側に第１シールリング２７が、供給路２３と
２５間に第２シールリング２８（これらのシールリング
はいずれもＯリング）がそれぞれ嵌着されている。

【００１５】図３に詳細を示す上記流路切換機構５は、
一端がカバー３の側面に開口し切換流路１９に向けて順
次縮径する凹部３０を備え、凹部３０内に該凹部を開口
側と切換流路側とを気密に区画する仕切り板３１が嵌着
されており、凹部３０の開口は閉鎖部材３２によって閉
鎖されている。仕切り板３１と閉鎖部材３２間の部屋
は、周縁が凹部３０の内面に気密に固着されたダイヤフ
ラム３３によって圧力作用室３４と大気圧室３５とに区
画され、圧力作用室３４は、カバー３、ボンネット２及
びメタルプレート１５に形成した連通路３６によってチ
ャンバポート７に連通し、大気圧室３５は呼吸孔３７に
よって外部に連通している。

【００１６】上記閉鎖部材３２には、調整ねじ３９が進
退可能に螺着され、調整ねじ３９の先端に取付けられた
調整座４０とダイヤフラム３３との間に圧力調整ばね４
１が縮設されている。一方、仕切り部材３１背後の弁室
４２は、シールリング２８より上流側において切換流路
１９に開口する第１バイパス４３と、シールリング２７
と２８の間において切換流路１９に開口する第２バイパ
ス４４とを有し、基部がピストン１３に進退可能に螺着
された流路切換部材４５の先端は、切換流路１９に挿入
された外周面が、シールリング２７と２８によって気密
にシール可能とされている。

【００１７】ダイヤフラム３３は、仕切り板３１を気密
に貫通して弁室４２内に突出し該ダイヤフラムと一体に
変位する弁棒４７を有し、弁棒４７の先端に第１バイパ
ス４３を開閉するポペット形の圧力調整弁４８が取付け
られている。また、ポート２４には、シリンダ室２１に
圧縮空気を給排する３ポート電磁弁４９が接続される。

【００１８】図１は、シリンダ室２１の空気がポート２
４及び３ポート電磁弁４９から排出され、かつ真空チャ
ンバ内が大気圧の状態を示している。この場合は、弁体
１１が復帰ばね１７の付勢力により図において下動して
弁座９を閉鎖し、圧力調整ばね４１の付勢力により圧力
調整弁４８が第１バイパス４３を閉鎖している。したが
って、ピストン１３と一体的に移動する流路切換部材４
５が、第１シールリング２７に挿入されて切換流路１９
と呼吸室２２の連通が遮断され、第１供給路２３と第２
供給路２５が切換流路１９によって直接連通している。
また、圧力調整室３４と大気圧室３５の圧力がほぼ等し
いので、圧力調整ばね４１の付勢力によって圧力調整弁
４８が第１バイパス４３を閉鎖している。この状態にお
いては、ポンプポート６とチャンバポート７間の連通が
弁体１１によって遮断されているので、真空ポンプを運
転してもチャンバポート７の空気は排出されない。

【００１９】電磁弁４９からポート２４に圧縮空気を供
給すると、供給路２３と２５によりシリンダ室２１に圧
縮空気が供給されて、ピストン１３と流路切換部材４５
が図において上動し、流路切換部材４５が第２シールリ
ング２８に挿入すると、供給路２３と２５の直接連通が
遮断される。この場合、第１供給路２３と第１バイパス
４３が連通しているが（図２参照）、バイパス４３が圧
力調整弁４８によって閉鎖されているので（図３参
照）、シリンダ室２１への圧縮空気の供給が遮断され
る。したがって、ピストン１３は、シリンダ室２１への
供給空気量に応じたストローク後停止し、これによって
弁体１１が流路８を絞り状態で開放するので、チャンバ
ポート６の空気が徐々に排出される。この場合、弁体１
１による流路８の絞り開度は、流路切換部材４５が供給
路２３と２５の連通を遮断するまでのストロークとほぼ
等しくなる。したがって、切換流路１９を介して流路切
換部材４５をピストン１３に対して進退させることによ
って、弁体１１による流路８の絞り開度を調整すること
ができる。

【００２０】ポンプポート６からの排気によって、チャ
ンバポート７の圧力が真空チャンバ内の空気が舞い上が
らない圧力（図４のｘ）近くに低下すると、連通路３６
によってチャンバポート７に連通する圧力作用室３４の
空気圧が低下し、ダイヤフラム３３に対向して作用する
圧力作用室３４と大気圧室３５間の差圧の作用力が、圧
力調整ばね４１の付勢力よりも大きくなると、ダイヤフ
ラム３３が圧力調整ばね３４の付勢力に抗して圧力作用
室３４側に変位して、圧力調整弁４８が徐々に第１バイ
パス４３を開放する。

【００２１】圧力調整弁４８がバイパス４３を開放する
と、供給路２３と２５がバイパス４３と４４及び弁室４
２とを介して連通してシリンダ室２１に圧縮空気が供給
されるので、ピストン１３と弁体１１が緩やかに上動し
て流路８が全開状態となる。この場合は、チャンバポー
ト７の圧力が低下しているので、真空チャンバ内の空気
が急速に排気されることはない。また、弁体１１が流路
８を全開状態とするときのチャンバポート７の圧力は、
調整ねじ３９をカバー３外から閉鎖部材３２に対して進
退させて、圧力調整ばね４１の付勢力を調整することに
よって調整することができる。

【００２２】３ポート電磁弁４９を切り換えてシリンダ
室２１の圧縮空気を排出すると、復帰ばね１７の付勢力
により弁体１１とピストン１３が図において下動して、
弁体１１が弁座９を閉鎖する。この場合、ピストン１３
の下動当初は、流路切換部材４５によって供給路２３と
２５がバイパス４３と４４を介して連通し、流路切換部
材４５が引き続き下降すると、供給路２３と２５が切換
流路１９を介して直接連通する。作業の終了によって真
空チャンバ内を大気圧に復帰させると、圧力作用室３４
の圧力が大気圧になるので、圧力調整ばね４１の付勢力
によりダイヤフラム３３が図１の状態に復帰し、圧力調
整弁４８が第１バイパス４３を閉鎖して次の作動に備え
る。

【００２３】上記実施例は、圧力調整弁４８がピストン
１３の移動方向とほぼ直交する方向に移動して第１バイ
パス４３を開閉するので、弁体のストロークととバイパ
ス弁体のストロークを直列にした場合に比べて全体のス
トロークを短くできるので、真空バルブを小形で安価な
ものにすることができる。また、バイパス４３に圧縮空
気が供給されることと、圧力調整弁４８をポペット形と
したこととによって、圧力調整弁４８のストロークが小
さくてもシリンダ室２１に多量の空気を供給できるの
で、これによっても真空バルブを小形なものとすること
ができる。

【００２４】さらに、圧力作用室２４をピストン１３に
設けたり、弁体１１に組み込んだものと異なり、圧力調
整弁４８を、弁座径の大きさやそれによる弁体のストロ
ーク長さ等が異なる複数種類のボディに共通化できるた
めに、部品点数が少なくなるので、これによっても真空
バルブを安価なものとすることができる。また、圧力作
用室３４を区画するダイヤフラム３３が、チャンバポー
ト７の圧力と大気圧との差圧によって変位するので、チ
ャンバポート７とポンプポート６との差圧によって変位
させる場合に比べて、弁体１１が流路８を全開状態にす
るときのチャンバポートの７圧力に正確に応答する。

【００２５】

【発明の効果】本発明の真空バルブは、弁座を開閉する
弁体自体の移動によって、流路を絞り状態での連通と全
開状態での連通とに切り換えることにより、別個の絞り
部材を設ける必要がないので、流路の構成が簡単で真空
バルブを安価なものとすることができる。また、圧力調
整弁を、複数種類のバルブボディに共通のものとするこ
とができるので、部品点数が少なくなって、これによっ
ても真空バルブを安価なものとすることができる。さら
に、弁体のストロークとバイパスを開閉する圧力作用室
及び圧力調整弁のストロークとがほぼ直交しているの
で、真空バルブを全体として小形化することができる。

【００２６】また、圧力調整弁の設定圧を調整すること
によって、弁体が流路を全開状態とするときのチャンバ
ポートの圧力を調整することができ、さらに、流路切換
部材を受圧体に対して進退させることによって、流路の
絞り開度を変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の縦断面図である。

【図２】切換流路と流路切換部材の説明図である。

【図３】圧力調整機構の拡大図である。

【図４】弁座の開度と圧力の線図である。

【符号の説明】

１ ボディ ４ 駆動部 ５ 流路切換機構 ６ ポンプポート ７ チャンバポート ８ 流路 ９ 弁座 １１ 弁体 １３ ピストン ２１ シリンダ室 ２２ 呼吸室 ２３，２５ 供給路 ３４ 圧力作用室 ３５ 大気圧室 ４３，４４ バイパス ４５ 流路切換部材 ４８ 圧力調整弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空源に接続されるポンプポート、真空チ
   ャンバに接続されるチャンバポート、及びこれらのポー
   トを連通させる流路中の弁座を有するボディと、上記弁
   座を開閉する弁体と、該弁体の駆動部と、上記流路を絞
   り状態と全開状態とに切り換えて連通させる流路切換機
   構とを備えた真空バルブにおいて、 上記駆動部が、圧力流体が給排されるシリンダ室と大気
   に開口する呼吸室とを気密に区画する受圧体を備え、 上記流路切換機構が、上記シリンダ室に連通する圧力流
   体の供給路と、そのバイパスと、上記受圧体と一体に移
   動して上記供給路を直接連通とバイパスによる連通とに
   切り換える流路切換部材と、チャンバポートの圧力の大
   小により上記受圧体の移動方向とほぼ直交する方向に移
   動する圧力作用室と、これと同方向に移動してバイパス
   を開閉するポペット形の圧力調整弁とを備え、 チャンバポートの圧力が高いときは、圧力調整弁がバイ
   パスを閉鎖しかつ流路切換部材が供給路の直接連通を遮
   断することにより、弁体を移動途中に停止させて流路を
   絞り状態で連通させ、チャンバポートの圧力が低下する
   と、圧力調整弁がバイパスを開放してバイパスにより供
   給路を連通させて、弁体が流路を全開状態で連通させ
   る、ことを特徴とする真空バルブ。
2. 【請求項２】圧力調整弁の設定圧を調整可能とした、こ
   とを特徴とする請求項１に記載した真空バルブ。
3. 【請求項３】流路切換部材を受圧体に対して進退可能に
   取付けた、ことを特徴とする請求項１または請求項２に
   記載した真空バルブ。