JP2001082632A

JP2001082632A - 真空比例開閉弁

Info

Publication number: JP2001082632A
Application number: JP26154799A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Koketsu; 雅之纐纈; Tetsujiro Kono; 哲兒郎河野
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 1999-09-16
Filing date: 1999-09-16
Publication date: 2001-03-30
Anticipated expiration: 2019-09-16
Also published as: JP3854433B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ドレン溜まりができず、流量ゼロから流量を精
度良く制御することができる真空比例開閉弁を提供する
こと。【解決手段】弁本体２内に上流側から下流側に向かっ
て小径となるテーパ弁座面２４を形成し、テーパ弁座面
２４び当接または離間する弁体２４の下端面外周に形成
されたテーパ弁体面３４ａにＯリング３５を嵌合する。
そして、テーパ弁体面３４ａとテーパ弁座面２４との隙
間量を変化させることにより、Ｏリング３５の弾性変形
量を変位させ、意図的にＯリング３５から流体の漏れを
発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造工程で
使用される真空容器内の真空圧力を微減圧する真空比例
開閉弁に関し、更に詳細には、ドレン溜まりができず、
流量ゼロから流量を精度良く制御することができる真空
比例開閉弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、真空比例開閉弁として、金属製の
バタフライ弁が使用されていた。バタフライ弁は、配管
の内径と略同径の円板に対して配管に固定される支柱を
中心部を通るよう直径方向に貫通させたものである。円
板が支柱に回転可能に保持されるため、円板の外周面と
配管の内壁との間には、約０．２〜０．５ｍｍの隙間が
確保されている。

【０００３】しかし、上記バタフライ弁は、構造的に完
全遮断を行うことができないため、別個にパイロット式
開閉弁のような第１遮断弁を直列に接続していた。ま
た、円板が支柱を中心として配管内で回転するので、排
気ダクトの能力が高い場合には、円板が振動し、微減圧
を行うことができない場合があった。そのため、第１遮
断弁と並列にバイパスを形成し、バイパス上にバイパス
弁と第２遮断弁を接続していた。すなわち、バイパス弁
を狭い開度で設定した後、第１遮断弁を閉じて、バタフ
ライ弁及び第２遮断弁を開くことによって、排気ダクト
と真空容器とを狭い開度で接続し、真空容器内の流体を
ゆっくりと吸引していた。しかし、このようにバイパス
を形成すると、真空圧力制御システムを大型化し、真空
圧力のわずかな変化に対応できないという問題があっ
た。また、第１、第２遮断弁等の接続部が多く、パーテ
ィクル混入の可能性が高いという問題があった。

【０００４】そこで、上記問題を解決するものとして、
本出願人が提案した特開平９−７２４５８号公報があ
る。これは、真空圧力を精度良く保持するために、ポペ
ット弁を使用している。図６は、従来の真空比例開閉弁
の概略構成図である。図６に示すように、真空比例開閉
弁１００には、弁部１３０と駆動部１３１とが備えられ
ている。駆動部１３１には、ピストンロッド１４１を駆
動させるレギュレータ１５０が備えられている。

【０００５】一方、弁部１３０は、中空円筒状のカバー
１５３がピストンロッド１４１を挿通するようにアダプ
タ１４２を介して駆動部１３１に連結されている。カバ
ー１５３には、入力ポート１５４と出力ポート１５５と
が垂直に形成されている。出力ポート１５５の開口部
は、弁座１２４としての役割を果たしている。ピストン
ロッド１４１の端部にはポペット弁体１３３が付設され
ており、ポペット弁体１３３の上端面には、ベローズ１
５２が周回して取り付けられている。また、ポペット弁
体１３３の下端面には、弁座１２４と当接又は離間する
ステンレス弁体１３４がネジ止めされている。

【０００６】真空比例開閉弁１００の弁付近の構造につ
いて説明する。図７は、従来の真空比例開閉弁の全閉時
の弁付近の構成を示す図であり、図８は、従来の真空比
例開閉弁の全開時の弁付近の構成を示す図である。ポペ
ット弁体１３３は、図７及び図８に示すように、ピスト
ンロッド１４１に連結される本体１３３ａを備えてい
る。また、ポペット弁体１３３には、Ｏリング１３５を
固定するためのＯリング取付部１３３ｂが下端面外縁に
沿って形成されている。ここで、Ｏリング１３５は、弁
が全閉したときに流体の漏れを防止するために設けられ
るものである。また、ポペット弁体１３３の下端面に
は、ステンレス弁体１３４を取り付けるためのステンレ
ス弁体取付部１３３ｃが形成されている。ステンレス弁
体１３４の外周面下端部には、テーパ面１３４ａが形成
されている。テーパ面１３４ａと弁座１２４とがなす角
度θは、３度である。そして、テーパ面１３４ａの上部
には、ストレート部１３４ｂが形成されている。

【０００７】このような従来の真空比例開閉弁１００
は、流体を遮断する場合には、図７に示すように、ステ
ンレス弁体１３４が弁座１２４に挿通されると共に、ポ
ペット弁体１３３が弁座１２４の上端面１２４ａに当接
し、Ｏリング１３５が押圧されてシールする。一方、流
体を制御する場合には、図８に示すように、ポペット弁
体１３３が弁座１２４の中心線ｍ’（図６参照）に沿っ
て移動することにより、テーパ面１３４ａと弁座１２４
とで構成される隙間の面積が変化し、流量調節が行われ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
真空比例開閉弁１００には、次のような問題があった。（１）常温で液化する流体を従来の真空比例開閉弁１０
０に使用すると、ドレンがＯリング１３５に当接する弁
座１２４の上端面１２４ａに付着し、腐食物が生成され
ていた。腐食物は、ポペット弁体１３３又はＯリング１
３５が弁座１２４に当接したときに隙間を形成し、真空
比例開閉弁１００が流体を完全に遮断できず、漏れが発
生するという問題があった。そこで、このような問題を
回避するために、図９に示すように、真空比例開閉弁１
００を取り付けることが考えられる。図９は、従来の真
空比例開閉弁の取り付けの一例を示す図である。すなわ
ち、弁本体１０２に対してストレート状に取り付けられ
た配管１０３、１０４の中心線ｎ’に対して、真空比例
開閉弁１００の中心線ｍ’が直角となるように、真空比
例開閉弁１００を弁本体１０２に取り付ける。これによ
り、ドレンが重力により下方へ落ち、弁座１２４にドレ
ンが付着しなくなると考えられる。しかし、このように
真空比例開閉弁１００を弁本体１０２に取り付けても、
弁座１２４から落ちたドレンが、弁座１２４の付近にド
レン溜まりを形成するため、弁座１２４付近が腐食し、
パーティクルが発生するという問題があった。また、真
空比例開閉弁１００の入力ポート１５４と出力ポート１
５５とにそれぞれ配管１０３、１０４を連通させるため
に、弁本体１０２内に直角に曲成した流路１２２、１２
３を形成しなければならず、その曲成部分１２２ａ、１
２３ａにドレン溜まりができ、パーティクルが発生する
という問題があった。そこで、風圧によりドレン溜まり
を除去することが考えられるが、流路１２２の曲成部分
１２２ａには、流体の方向変化による損失が生じて、よ
どみが発生するため、ドレン溜まりを完全に除去するこ
とができなかった。

【０００９】（２）上記問題を解決する手段として、弁
座１２４等の腐食を防止するために、吸水性がなく、耐
薬品性、耐熱性及び耐溶剤性に優れたポリクロロトリフ
ルオロエチレン又はポリテトラフルオロエチレンを用い
ることが考えられる。ところが、ポリクロロトリフルオ
ロエチレン又はポリテトラフルオロエチレンは、ステン
レス鋼等の金属と比べて熱膨張率が大きい。例えば、ポ
リテトラフルオロエチレンとＣｒ１４％ステンレス鋼と
の熱膨張率を比較すると、前者は熱膨張率が１０＊１０
^-5／℃であるのに対し、後者は熱膨張率が１１＊１０^-6
／℃である。従って、ポリテトラフルオロエチレンの熱
膨張率は、Ｃｒ１４％ステンレス鋼の熱膨張率の約１０
倍であることがわかる。ポリクロロトリフルオロエチレ
ンもほぼ同様である。このように熱膨張率が大きいポリ
テトラフルオロエチレン等を真空比例開閉弁１００の弁
本体１０２に使用し、高温の流体を流すと、弁座１２４
が熱膨張して変形したり、弁座１２４とステンレス弁体
１３４の中心がずれるなどして、ステンレス弁体１３４
が弁座１２４に嵌合せず、流体を制御することができな
くなる恐れがあった。

【００１０】（３）また、ステンレス弁体１３４が弁座
１２４に確実に挿通されて、流体を精度良く制御するた
めには、ステンレス弁体１３４が固定されるポペット弁
体１３３の中心線が、弁座１２４の中心線ｍ’に対して
厳密に一致するように、ポペット弁体１３３を弁座１２
４に対して正確に位置決めしなければならなかった。そ
のため、ポペット弁体１３３の取り付けに手間がかかる
という問題があった。

【００１１】そこで、本発明は、上述した問題点を解決
するためになされたものであり、ドレン溜まりができ
ず、流量ゼロから流量を精度良く制御することができる
真空比例開閉弁を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載する真空
比例開閉弁は、真空容器と真空ポンプとを接続する配管
上にあって開度を変化させることにより真空容器内の真
空圧力を変化させるものであって、弁本体内に、上流側
から下流側に向かって小径となるテーパ弁座面として形
成された弁座を有することを特徴とする。上記構成を有
する請求項１に記載するの真空比例開閉弁は、常温で液
化等する流体を使用し、テーパ弁座面付近にドレンが付
着しても、ドレンは、重力に従って、テーパ弁座面に付
着した他のドレンを集めながらテーパ弁座面上を滑り落
ち、下流側へ流れ落ちて、真空ポンプに吸引されるの
で、テーパ弁座面付近にドレン溜まりが形成されない。
そのため、テーパ弁座面付近が腐食せず、テーパ弁座面
と弁体とが当接したときに腐食物による隙間が形成され
ないので、流体を確実に遮断することができる。また、
弁体は下降するときに、テーパ弁座面上を滑りながら移
動して係止されるので、テーパ弁座面の形状が熱膨張等
により変形したり、弁体の中心線がテーパ弁座面の中心
線に対してずれるなどしても、弁体はテーパ弁座面に当
接し、流体流量を制御することができる。

【００１３】また、請求項２に記載する真空比例開閉弁
は、請求項１に記載するものであって、外周に先細りと
なるテーパ弁体面が形成され、前記テーパ弁体面に嵌合
された弾性シール部材が前記テーパ弁座面に当接または
離間する弁体を有することを特徴とする。上記構成を有
する請求項２に記載する真空比例開閉弁は、テーパ弁体
面に嵌合された弾性シール部材が、真空比例開閉弁を全
閉するときには、テーパ弁座面とテーパ弁体面とに挟持
されて弾性変形し、流体の漏れを防止する。また、真空
比例開閉弁が流体を低流量に調節する場合には、テーパ
弁座面に対する弁体の押圧力を全閉時より低減させ、弾
性シール部材の弾性変形量を変位させることにより、弾
性シール部材とテーパ弁座面との間から意図的に流体の
漏れを発生させる。このように、弾性シール部材の弾性
変形量を変化させることにより流量を調節することがで
きるので、僅少な流量であっても精度良く調節すること
ができる。

【００１４】また、請求項３に記載する真空比例開閉弁
は、請求項１または請求項２に記載するものであって、
前記テーパ弁座面の中心線が、前記配管の中心線と斜交
することを特徴とする。上記構成を有する請求項３に記
載する真空比例開閉弁は、配管の中心線とテーパ弁座面
の中心線とが斜交しているので、流路が直角に曲がる箇
所が減少し、しかも、流路の曲がり部分の曲がり角を大
きくすることができるので、流路構成が簡素化する。そ
のため、流路内にドレン溜まりができにくく、しかも、
方向変化による損失が流体に生じにくい。よって、パー
ティクルの発生を低減させることができ、流量を正確に
制御することができる。

【００１５】また、請求項４に記載する真空比例開閉弁
は、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載する真
空比例開閉弁であって、前記弁本体又は前記弁体の材質
がポリクロロトリフルオロエチレン又はポリテトラフル
オロエチレンであることを特徴とする。上記構成を有す
る請求項４に記載する真空比例開閉弁は、腐食性の高い
流体を使用しても、弁体や弁座が腐食しにくく、パーテ
ィクルの発生率を低減させることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の真空比例開閉弁の第一実
施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図３は、真
空比例開閉弁が利用される真空圧力制御システムの全体
構成を示す図である。真空容器である真空チャンバ１１
の内部には、ウエハ１５が段状に配置されている。真空
チャンバ１１には、入口１３と出口１４が形成され、入
口１３には、流体の供給源及び真空チャンバ１１内をパ
ージするための窒素ガスの供給源が接続されている。出
口１４には、弁開度比例弁である真空比例開閉弁１の入
口ポートが接続されている。真空比例開閉弁１の出口ポ
ートは、真空ポンプ１９に接続されている。また、出口
１４には、遮断弁１６を介して圧力センサ１７が接続さ
れている。本実施の形態では、圧力センサ１７として、
キャパシタンス・マノメータが使用されている。

【００１７】次に、真空比例開閉弁１の構造を図１及び
図２に基づいて詳細に説明する。図１は、真空比例開閉
弁が閉じられた状態を示している。図２は、真空比例開
閉弁が開放された状態を示している。図１及び図２に示
すように、真空比例開閉弁１は、大きく弁部３０と駆動
部３１とに分かれている。本実施の形態においては、駆
動部３１は、レギュレータ５０を使用して、ピストンロ
ッド４１を上下方向に駆動させている。

【００１８】弁部３０は、弁本体２がアダプタ４２を介
して駆動部３１に連結されている。弁本体２の材料に
は、ポリクロロトリフルオロエチレン又はポリテトラフ
ルオロエチレンが使用されている。弁本体２には、配管
３、４がフランジ５、６を介して同一軸線上に接続され
ている。そして、弁本体２には、配管３に連通する入力
ポート２２と、配管４に連通する出力ポート２３とが、
略中央部に形成された弁室２１を介して連通するように
形成されている。弁室２１の下端部には、上流側から下
流側に向かって小径となるテーパ弁座面２４が形成され
ている。

【００１９】弁室２１には、ピストンロッド４１の先端
部に螺設されたベローズロッド３７が挿通されている。
また、弁室２１には、アダプタ４２と弁本体２に上端部
を挟持されたベローズ３８が配設されている。ベローズ
３８の下端部は、ベローズロッド３７に螺設される弁体
３４により固定されている。弁体３４は、耐腐食性に優
れたポリクロロトリフルオロエチレン又はポリテトラフ
ルオロエチレンで形成されている。弁体３４の外周面に
は、図２に示すように、先細りとなるテーパ弁体面３４
ａが形成されている。そして、テーパ弁体面３４ａに
は、Ｏリング３５が嵌合されている。すなわち、Ｏリン
グ３５は、弾性変形できるように、テーパ弁体面３４ａ
から僅かに突出して、弁体３４とベローズ３８の下端部
とに挟持されている。

【００２０】次に、上記構成を有する第一実施の形態の
真空比例開閉弁の作用について説明する。始めに、真空
比例開閉弁１の全閉状態について説明する。駆動部３１
は駆動エアが供給されず、ピストンロッド４１が不図示
の復帰バネにより下向きに付勢される。そして、図１に
示すように、テーパ弁体面３４ａがテーパ弁座面２４に
当接する。このとき、テーパ弁体面３４ａに嵌合された
Ｏリング３５が、テーパ弁体面３４ａに押圧されて大き
く弾性変形してテーパ弁座面２４に密着するので、真空
比例開閉弁１は完全に閉鎖され、流体が漏れない。

【００２１】次に、低真空領域及び高真空領域における
弁体３４の位置制御動作について説明する。高真空領域
では、図２に示すように、テーパ弁体面３４ａがテーパ
弁座面２４から少し離れた位置に停止する。そして、低
真空領域より大気圧に近い低々真空領域では、完全に遮
断している状態のＯリング３５（図１参照）の弾性変形
量をレギュレータ５０に加えている空気圧を徐々に減少
させて変化させ、Ｏリング３５からの流体漏れを意図的
に発生させて、その微小の漏れ量により低真空圧力を実
現している。すなわち、Ｏリング３５に加える荷重をコ
ントロールし、任意の弾性変形量で流体の微減圧を行
う。

【００２２】ところで、半導体製造過程において、ウエ
ハは減圧された真空容器内で高温のプロセスガスを蒸着
されて、薄膜が形成される場合が多い。この場合に、ポ
リクロロトリフルオロエチレン又はポリテトラフルオロ
エチレンからなる弁本体２及び弁体３４が熱膨張するた
め、弁体３４の中心線とテーパ弁座面２４の中心線がず
れて、テーパ弁体面３４ａとテーパ弁座面２４との隙間
の間隔が設計値とずれ、等間隔でなくなる場合が考えら
れる。このような場合には、第一実施の形態の真空比例
開閉弁１は、弁体３４がテーパ弁座面２４上を滑るよう
に摺動し、テーパ弁座面２４のいずれかの位置に係止さ
れる。このとき、Ｏリング３５は、テーパ弁体面３４ａ
とテーパ弁座面２４との隙間が最も狭い位置においては
大きく弾性変形し、隙間が広い位置においては小さく弾
性変形して、設計値とのずれを吸収する。従って、テー
パ弁体面３４ａとテーパ弁座面２４との隙間が等間隔で
ない場合においても、真空比例開閉弁１は流体を制御す
ることができる。

【００２３】また、プロセスガスとして常温で液化する
流体が使用される場合もある。この場合には、弁本体２
内の温度が常温になると、テーパ弁座面２４や弁体３４
等にドレンが付着する可能性がある。しかし、第一実施
の形態の真空比例開閉弁１は、弁体３４の外周面及びテ
ーパ弁座面２４の内周面を上流から下流に向かって小径
となるように形成している。よって、弁体３４やテーパ
弁座面３４ａにドレンが付着しても、ドレンが上流側か
ら下流側へ流れ落ち、流れ落ちたドレンは真空ポンプ１
９に吸引される。

【００２４】以上詳細に説明したように、第一実施の形
態の真空比例開閉弁１によれば以下のような効果を奏す
る。（１）本実施の形態の真空比例開閉弁１は、テーパ弁座
面２４が上流側から下流側に向かって小径に形成されて
おり、常温で液化する流体を使用する等してテーパ弁座
面２４にドレンが付着しても、ドレンが上流側から下流
側へテーパ面に沿って流れ落ち、真空ポンプ１９に吸引
されるので、テーパ弁座面２４付近にドレン溜まりがで
きない。そのため、テーパ弁座面２４に腐食物が生成さ
れず、全閉時に流体を確実に遮断することができるよう
になった。また、弁体３４がテーパ弁座面２４上を滑り
ながら下降して係止されるので、弁本体２が熱膨張する
などしてテーパ弁座面２の径が変位したり、また、弁体
３４とテーパ弁座面２４との中心線がずれるなどして
も、弁体３４とテーパ弁座面２４とは当接して、流体を
完全に遮断することができるようになった。

【００２５】（２）また、弁体３４の外周に上流側から
下流側に向かって小径となるテーパ弁体面３４ａを形成
し、テーパ弁体面３４ａにＯリング３５を嵌合している
ため、弁体３４とテーパ弁座面２４との中心線がずれ、
弁体３４とテーパ弁座面２４との隙間が等間隔でなくな
っても、Ｏリング３５が設計値とのずれを吸収するの
で、流体を完全に遮断することができるようになった。
また、ピストンロッド４１の変位量を調節して、テーパ
弁体面３４ａとテーパ弁座面２４との離間距離を変える
ことにより、Ｏリング３５の弾性変形量を変位させ、意
図的にＯリング３５から流体の漏れを生じさせることが
できる。このため、第一実施の形態の真空比例開閉弁１
は、僅少な流量でも精度良く調節することができるよう
になった。

【００２６】（３）また、弁本体２及び弁体３４をポリ
クロロトリフルオロエチレン又はポリテトラフルオロエ
チレンで形成したので、弁室２１や弁体３４等が腐食し
にくく、パーティクルの発生を低減させることができ
た。ここで、真空比例開閉弁１が高温の流体の流量を制
御すると、弁本体２又は弁体３４が熱膨張して、弁体３
４とテーパ弁座面２４との中心線がずれる場合がある。
このような場合であっても、第一実施の形態の真空比例
開閉弁１は、弁体３４がテーパ弁座面２４上を滑るよう
に摺動し、しかも、テーパ弁体面３４ａに嵌合されたＯ
リング３５が、テーパ弁座面２４とテーパ弁体面３４ａ
との隙間の大きさに応じて適度に弾性変形して設計値と
のずれを吸収するので、流体を精度良く制御することが
できるようになった。

【００２７】次に、第二実施の形態の真空比例開閉弁に
ついて説明する。図４は、第二実施の形態の真空比例開
閉弁の閉弁時を示す図である。図５は、第二実施の形態
の真空比例開閉弁の開弁時を示す図である。ここで、第
二実施の形態は、配管の中心線に対して真空比例開閉弁
を斜めに取り付けている点で第一実施の形態と異なる。
従って、ここでは、第一実施の形態と相違する構成、作
用及び効果について説明し、重複する点については説明
を省略する。尚、図面の符号は、第一実施の形態と重複
するものについては同一符号を付している。

【００２８】図４及び図５に示すように、真空比例開閉
弁１０は、弁本体７がアダプタ４２を介して駆動部３１
に連結されている。弁本体７には、配管８、９がフラン
ジ４３、４４を介して同一中心線ｎ上に接続されてい
る。弁本体７には、配管８に接続する入力ポート７２
と、配管９に接続する出力ポート７３とが、弁室７１を
介して連通するように形成されている。入力ポート７２
は、配管８の中心線ｎに対して、θ４度傾斜して形成さ
れている。ここで、θ４は９０度より大きく形成されて
いる。弁室７１の下端部には、上流側から下流側に向か
って小径となる略円錐形状のテーパ弁座面７４が形成さ
れている。弁室７１は、テーパ弁座面の中心線ｍが中心
線ｎに対してθ１度傾斜するように形成されている。

【００２９】ここで、θ１は４５度以下であることが望
ましい。なぜなら、θ１を４５度より大きくすると、テ
ーパ弁座面７４の壁面に沿って流れ落ちたドレンが、下
流へ流れ落ちずに、テーパ弁座面７４の下端部７４ａ周
辺に、ドレン溜まりをつくる可能性があるからである。
第二実施の形態においては、θ１＝４３度とする。ま
た、図４に示すように、テーパ弁座面７４の下端部７４
ａは、テーパ弁座面７４の中心線ｍに対してθ２度傾斜
している。θ２は４５度以下であることが望ましい。な
ぜなら、θ２が４５度より大きいと、ドレンが上流側か
ら下流側へ流れ落ちずに、テーパ弁体面７４の下端部７
４ａに溜まるからである。第二実施の形態においては、
θ２＝４５度とする。よって、第二実施の形態におい
て、配管８、９の中心線ｎとテーパ弁座面７４の下端部
７４ａとがなす角度θ３は、８８度である。

【００３０】このような構成を有する第二実施の形態の
真空比例開閉弁１０は、次のように作用する。真空比例
開閉弁１０は、常温で液化する流体を使用すると、ドレ
ンが真空比例開閉弁１０内に発生する。ドレンが入力ポ
ート７２内に発生した場合には、入力ポート７２内に付
着したドレンは、重力により下端部７２ａに流れ落ち
る。下端部７２ａは、配管８に対して鈍角状に形成され
ているので、ドレンが上流から下流へ流れ落ちる。ま
た、入力ポート７２が鈍角状に形成されているので、ポ
ート７２の角部７２ｂに流体の流れ方向の変化による損
失が発生しない。よって、入力ポート７２内にドレン溜
まりができない。

【００３１】弁室７１には入力ポート７２からドレンが
流れ落ちると共に、新たなドレンが付着する。このと
き、テーパ弁座面７４や弁体３４にもドレンが付着す
る。しかし、真空比例開閉弁１０は、図１に示すよう
に、テーパ弁座面７４の中心線ｍは配管８、９の中心線
ｎに対して４３度傾斜している。そのため、弁室７１に
付着したドレンは、重力に従って、弁室７１に付着した
他のドレンを集めながら、テーパ弁座面７４の下端部７
４ａに集められる。また、テーパ弁座面７４に付着した
ドレンも、重力に従って、下端部７４ａに集められる。
更に、弁体３４に付着したドレンも、下端部７４ａに集
められる。下端部７４ａは配管８、９の中心線ｎに対し
て垂直でなく、８８度傾斜しているので、下端部７４ａ
に集められたドレンは、出力ポート７３へ流れ落ちる。

【００３２】出力ポート７３には、上流から流れ落ちて
きたドレンと、新たに出力ポート内に発生したドレンが
付着する。しかし、出力ポート７３は、真空比例開閉弁
１０が、図１に示すように、テーパ弁座面７４の中心線
ｍが配管８、９の中心線ｎに対して４３度傾斜している
ので、曲がり部７３ａが鈍角状に形成されている。その
ため、出力ポート内に集められたドレンは、下流へ流れ
落ち、真空ポンプ１９に吸引され、出力ポート７３内に
ドレンたまりができない。また、曲がり部７３ａが鈍角
状に形成されているので、流体の方向変化による損失が
生じにくく、効率よく流体流量を制御することができ
る。

【００３３】よって、第二実施の形態の真空比例開閉弁
１０によれば、図１に示すように、テーパ弁座面７４の
中心線ｍが配管８、９の中心線ｎに対して所定の角度θ
１、すなわち４３度傾斜するように配設されているの
で、従来の真空比例開閉弁１００を真空比例制御システ
ムに取り付けたとき（図９参照）と比べて流路の曲がり
箇所を低減することができ、流路構成を簡素化すること
ができた。また、曲がり部分の曲がり角が従来の真空比
例開閉弁１００の場合（図９参照）と比べて大きいの
で、入力ポート７２、出力ポート７３内にドレン溜まり
ができにくく、微細加工で問題となるパーティクルの発
生を防止することができ、歩留まり率を向上させること
ができた。また、配管８、９のメンテナンス回数を減少
させることができ、真空比例開閉弁１０の管理が容易に
なった。更に、流体が方向変化による損失を生じにくい
ので、効率よく流量制御できるようになった。

【００３４】以上、本発明の真空比例開閉弁の実施の形
態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定
されるものではなく、様々な変更が可能である。例え
ば、第二実施の形態において、テーパ弁座面７４のテー
パを４５度とし、テーパ弁座面７４の中心線ｍを配管
８、９の中心線ｎに対して４３度傾斜させている。これ
を、テーパ弁座面の中心線ｍと配管８、９の中心線ｎと
のなす角度θ１を４５度として、テーパ弁座面７４のテ
ーパの角度を調節することにより、テーパ弁座面７４の
下端側面に集められたドレンが下流へ流れ落ちるように
してもよい。即ち、例えば、θ１＝４５度、θ２＝４３
度としてもよい。

【００３５】

【発明の効果】本発明の真空比例開閉弁によれば、真空
容器と真空ポンプとを接続する配管上にあって開度を変
化させることにより真空容器内の真空圧力を変化させる
真空比例開閉弁であって、弁本体内に、上流側から下流
側に向かって小径となるテーパ弁座面として形成された
弁座を有するため、テーパ弁座面に付着したドレンが上
流から下流へ流れ落ちて、ドレン溜まりができないの
で、腐食物の生成率を低減させることができ、パーティ
クルの発生率を低減させることができる。また、弁体が
テーパ弁座面上を滑るように下降するので、テーパ弁座
面の形状が熱膨張等により変形したり、弁体がテーパ弁
座面の中心線に対してずれるなどしても、弁体がテーパ
弁座面に当接し、流体を精度良く制御することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第一実施の形態の真空比例開閉
弁の全閉時を示す断面図である。

【図２】本発明における第一実施の形態の真空比例開閉
弁の全開時を示す断面図である。

【図３】本発明の真空比例開閉弁が使用される真空圧力
制御システムの全体構成を示

【図４】本発明における第二実施の形態の真空比例開閉
弁の全閉時を示す断面図である。

【図５】本発明における第二実施の形態の真空比例開閉
弁の全開時を示す断面図である。

【図６】従来の真空比例開閉弁の断面図である。

【図７】従来の真空比例開閉弁の全閉時の弁座付近の構
成を示す図である。

【図８】従来の真空比例開閉弁の全開時の弁座付近の構
成を示す図である。

【図９】従来の真空比例開閉弁の取り付けの一例を示す
図である。

【符号の説明】

１１真空チャンバ１真空比例開閉弁２弁本体３、４配管１９真空ポンプ３４弁体３４ａテーパ弁体面３５Ｏリング２４テーパ弁座面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空容器と真空ポンプとを接続する配管
上にあって開度を変化させることにより真空容器内の真
空圧力を変化させる真空比例開閉弁において、弁本体内に、上流側から下流側に向かって小径となるテ
ーパ弁座面として形成された弁座を有することを特徴と
する真空比例開閉弁。
【請求項２】請求項１に記載する真空比例開閉弁にお
いて、外周に先細りとなるテーパ弁体面が形成され、前記テー
パ弁体面に嵌合された弾性シール部材が前記テーパ弁座
面に当接または離間する弁体を有することを特徴とする
真空比例開閉弁。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載する真空
比例開閉弁において、前記テーパ弁座面の中心線が、前記配管の中心線と斜交
することを特徴とする真空比例開閉弁。
【請求項４】請求項１乃至請求項３のいずれか一つに
記載する真空比例開閉弁において、前記弁本体又は前記弁体の材質がポリクロロトリフルオ
ロエチレン又はポリテトラフルオロエチレンであること
を特徴とする真空比例開閉弁。