JP2002323149A - ゲートバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ゲート弁の駆動源であるシリンダに圧力流体が
供給されない場合であっても、弁座に着座している弁デ
ィスクが該弁座より離間することなく、通路の閉塞が保
持される。 【解決手段】支持ローラ４０を支点として傾動自在に設
けられた変位部材５８において、前記変位部材５８の両
側面に設けられる係合部材６０に形成される長孔６６に
は、軸線方向と略平行な平坦部６６ａと、前記平坦部６
６ａに対して所定角度傾斜する第１傾斜部６６ｂおよび
第２傾斜部６６ｃと、弁ディスクが通路を閉塞する際、
ガイドローラ６８が保持される保持部６６ｄと、第２傾
斜部６６ｃと保持部６６ｄとの間に形成される頂点部６
６ｅとが形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、集積回路
（ＩＣ）やその部品等からなるワークを一方の真空処理
室から他方の真空処理室に移送する移送通路、または、
圧力流体、気体等の流通通路もしくは排気通路等を開閉
することが可能なゲートバルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば、半導体ウェハや液晶
基板等の処理装置においては、半導体ウェハや液晶基板
等を種々の処理室に通路を介して出し入れすることが行
われており、前記通路には、それぞれ、該通路を開閉す
るゲートバルブが設けられている。

【０００３】このゲートバルブは、シリンダの駆動作用
下に変位する弁ロッドの直進運動によって弁ディスクが
弁座の対向位置に到達した後、前記弁ロッドの傾動運動
によって前記弁ディスクが弁座に押し付けられて着座す
ることにより、弁箱に形成された通路が閉塞されるよう
に設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
装置などに用いられる流体圧駆動のゲートバルブにおい
て、弁ディスクが弁座に着座している際に、駆動源であ
るシリンダに送給される圧力流体の供給が停止すると、
弁ディスクが弁座より離間して弁箱に形成される通路が
大気開放されてしまい、通路を気密に保持することがで
きない。

【０００５】その結果、汚染物質が移送通路を介して真
空処理室や他の真空処理室などにも流入して拡散し、移
送通路および真空処理室が汚染されてしまうというおそ
れがある。

【０００６】また、真空装置の搬送時にはゲートバルブ
に対する圧力流体の供給が停止状態にあるため、前記と
同様に、弁ディスクが弁座より離間し、通路内に大気中
の成分を取り込んで吸着してしまうことにより、真空装
置を立ち上げる前に、再度、使用環境に対応させる調整
作業が必要になるという不都合がある。

【０００７】本発明は、前記の種々の不都合等を考慮し
てなされたものであり、真空装置の搬送時やトラブルの
発生等により、ゲート弁の駆動源であるシリンダに圧力
流体の供給が停止した場合であっても、弁座に着座して
いる弁ディスクが該弁座より離間することなく、弁箱に
形成された通路が気密に閉塞された状態を保持すること
ができるゲートバルブを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、駆動源の駆動軸に連結され、該駆動源
の作用下に軸線方向に沿って変位するヨークと、前記ヨ
ークと一体的に変位するとともに、軸線方向に沿った終
端位置において傾動自在に設けられた変位部材と、前記
変位部材の両側面に設けられ、長孔が形成された係合部
材と、前記変位部材に回動自在に軸支され、前記長孔に
沿って変位する第１ローラ部材と、前記変位部材に回動
自在に軸支され、軸線方向に沿って変位する第２ローラ
部材と、前記変位部材に連結された弁ロッドを介して通
路を開閉する弁ディスクと、を備え、前記長孔は、前記
第１ローラ部材を保持する保持部を有し、前記第１ロー
ラ部材は、終端位置に到達した前記第２ローラ部材を支
点として、前記変位部材に設けられた前記長孔に沿って
変位することにより、前記変位部材を傾動させ、該第１
ローラ部材が前記長孔の保持部に到達して前記保持部に
係止されることにより、弁ディスクが通路を閉塞した状
態に保持されることを特徴とする。

【０００９】また、前記長孔は、係合部材の軸線と略平
行な平坦部と、前記平坦部に対して所定角度傾斜する傾
斜部と、前記弁ディスクが前記通路を閉塞する際、前記
第１ローラ部材が保持される前記保持部と、前記傾斜部
と前記保持部との間に形成される頂点部とを設けるとよ
い。

【００１０】さらに、前記傾斜部を、第１傾斜部と第２
傾斜部とから形成し、前記平坦部に対する第１傾斜部の
傾斜角度を第２傾斜部の傾斜角度より大きく形成すると
よい。

【００１１】本発明では、駆動源の駆動作用下に、ヨー
クと変位部材とが一体的に変位し、第２ローラ部材の終
端位置において、駆動源の直線運動が第２ローラ部材を
支点とする傾動運動へと変換され、弁ロッドを介して変
位部材に連結された弁ディスクが傾動し、さらに、長孔
に係合される第１ローラ部材が長孔の保持部に変位され
ることにより、弁ディスクが弁座に着座した状態で保持
される。

【００１２】本発明によれば、第２ローラ部材を支点と
して変位部材が傾動する際、第１ローラ部材が長孔の保
持部に係止され、圧力流体の供給が停止した場合であっ
ても、弁ディスクが弁座より離間することがなく、通路
の気密を常に保持することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に係るゲートバルブについ
て好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら
以下詳細に説明する。

【００１４】図１において、参照符号１０は、本発明の
実施の形態に係るゲートバルブを示す。

【００１５】このゲートバルブ１０は、略平行に設けら
れ、駆動源として機能するシリンダ部（駆動源）１２
と、前記シリンダ部１２の駆動作用下に軸線方向に沿っ
て変位するとともに、前記軸線方向と略直交する方向に
所定角度だけ傾動する弁ロッド１４と、前記弁ロッド１
４の一端部に連結された略直方形状の弁ディスク１６と
から構成される。

【００１６】前記シリンダ部１２は、図１に示されるよ
うに、図示しないねじ部材を介して後述するベースプレ
ート１８に一端部が連結されるシリンダチューブ２０
と、前記シリンダチューブ２０内に画成されるシリンダ
室２２と、前記シリンダ室２２内に軸線方向に沿って変
位自在に設けられるピストン２４と、一端部が前記ピス
トン２４に連結されるピストンロッド２６とを有する。

【００１７】また、ピストン２４によって二分割された
上部側シリンダ室２２ａと下部側シリンダ室２２ｂに
は、図示しない圧力流体供給源と接続された図示しない
チューブを介して圧力流体が供給され、図示しない切換
弁の切換作用下に上部側シリンダ室２２ａまたは下部側
シリンダ室２２ｂのいずれか一方に圧力流体が供給され
る。

【００１８】なお、前記シリンダ部１２の下部には、ベ
ースプレート１８が設けられ、前記ベースプレート１８
の下部には、図示しないワークを出し入れするための通
路２８が形成された弁箱３０が図示しないねじ部材を介
して固定され、前記弁箱３０の内壁側に形成された弁座
３２に弁ディスク１６が着座することにより、前記通路
２８が気密に閉塞される。前記弁ディスク１６には環状
溝に沿ってシール部材３４が装着され、前記シール部材
３４によって弁ディスク１６が弁座３２に着座した際の
気密が保持される。

【００１９】また、前記ベースプレート１８の上面に
は、筒状のケーシング３６が設けられている。

【００２０】前記ベースプレート１８には、図１に示さ
れるように、弁ロッド１４を挿通するための断面略円形
状の貫通孔３８が形成され、また、その上面には、後述
する支持ローラ（第２ローラ部材）４０を支持するため
の断面半円状の凹部４２が形成されている。前記貫通孔
３８の直径は、弁ロッド１４の直径よりも若干大きく形
成される。

【００２１】貫通孔３８の上部には、弁ロッド１４の所
定部分を被覆するベローズ４４が設けられ、前記ベロー
ズ４４の一端部には、リング状に形成される第１リング
体４６が設けられ、他端部には、前記貫通孔３８の内壁
面に形成される環状溝を介して装着されるリング状の第
２リング体４８が設けられている。

【００２２】また、弁ロッド１４の外周を囲繞するベロ
ーズ４４、弁ロッド１４と第１リング体４６との間に挟
持されるパッキン４９ａ、弁箱３０と第２リング体４８
との間に挟持されるパッキン４９ｂによって、弁ロッド
１４が直進運動および傾動運動を行う際に、弁箱３０の
室内の圧力を気密に保持するシール機能が営まれる。

【００２３】前記ベースプレート１８に形成される凹部
４２には、図１に示されるように、樹脂製材料等によっ
て形成された緩衝部材５０が孔部に挿入される。前記緩
衝部材５０は、支持ローラ４０が凹部４２に係合する際
に、支持ローラ４０に当接して衝撃を吸収する。

【００２４】駆動変換部５２は、第１ロックナット５４
を介してピストンロッド２６の他端部に固定されるヨー
ク５６と、前記ヨーク５６と一体的に変位し、断面略Ｈ
字形状に形成される変位部材５８と、前記変位部材５８
の両側面にねじ部材を介して固定され、横方向に所定長
だけ突出する板状で断面略Ｌ字状の係合部材６０とを有
する。

【００２５】また、変位部材５８の略中央に断面略円形
状に形成される孔部に弁ロッド１４の他端部が挿入さ
れ、弁ロッド１４のねじ部と第２ロックナット６２とが
螺合されることにより、弁ロッド１４と変位部材５８と
が連結される。また、前記第２ロックナット６２の上面
とヨーク５６の略中央部に設けられる凹部との間に、相
互に離間する方向に付勢するばね部材６４が配設され
る。前記係合部材６０の両側面には、略長円状に切り欠
かれた長孔６６がそれぞれ形成され、前記長孔６６に
は、前記変位部材５８にピン部材を介して回動自在に軸
支されるガイドローラ（第１ローラ部材）６８が係合す
るように設けられている。なお、ガイドローラ６８が前
記長孔６６に沿って変位することにより、前記変位部材
５８が支持ローラ４０を支点として傾動する。

【００２６】図４に示されるように、前記長孔６６の形
状は、点Ａと点Ｂとを結ぶ軸線方向と略平行な線分Ａ−
Ｂで形成される平坦部６６ａと、前記平坦部６６ａの延
長線に対して所定角度傾斜する点Ｂと点Ｃとを結ぶ線分
Ｂ−Ｃで形成される第１傾斜部（傾斜部）６６ｂと、前
記第１傾斜部６６ｂの延長線に対して点Ｃを起点として
時計回りの方向に所定角度傾斜する点Ｃと点Ｄとを結ぶ
線分Ｃ−Ｄで形成される第２傾斜部（傾斜部）６６ｃ
と、複数の曲線と軸線方向に略平行な直線とからなる複
合線分により形成される保持部６６ｄと、前記第２傾斜
部６６ｃと前記保持部６６ｄとの間に形成される頂点部
６６ｅとを含む。なお、図４に示されるように、前記保
持部６６ｄの直線部は、平坦部６６ａに対して略平行に
形成されるとともに、平坦部６６ａに対して係合部材６
０の中央寄りに形成されている（図４中、Ｆ参照）。

【００２７】すなわち、ガイドローラ６８は、弁ディス
ク１６および変位部材５８が軸線方向に沿って変位する
際に前記平坦部６６ａである線分Ａ−Ｂの間に保持さ
れ、弁ディスク１６および変位部材５８を傾動させる際
には、第１傾斜部６６ｂである線分Ｂ−Ｃの間を変位
し、弁ディスク１６がシール部材３４を押圧しながら弁
座３２に着座する際には、前記第２傾斜部６６ｃである
線分Ｃ−Ｄの間を変位して、保持部６６ｄに到達するこ
とにより、弁ディスク１６が弁座３２に着座した状態が
保持される。

【００２８】また、長孔６６が形成される係合部材６０
の横方向寸法の軸線に沿った中心線Ｇと、長孔６６の平
坦部６６ａに保持されたガイドローラ６８の中心を通る
中心線Ｈとは、所定間隔離間されている（図４中、Ｊ参
照）。

【００２９】なお、第１傾斜部６６ｂは、弁ディスク１
６の傾動動作を高速で行うことができるように、前記平
坦部６６ａに対して角度（θ１）が大きく形成され、第
２傾斜部６６ｃは、弁ディスク１６のシール部材３４を
弁座３２に当接するためのより大きな推力を確保するこ
とができるように、平坦部６６ａに対して角度（θ２）
が小さく形成されている。第１傾斜部６６ｂの角度（θ
１）が第２傾斜部６６ｃの角度（θ２）より大きく形成
される。また、前記第１傾斜部６６ｂおよび第２傾斜部
６６ｃの角度を任意に変更することにより、弁ディスク
１６の傾動動作の速度および弁ディスク１６のシール力
を調整することができる。

【００３０】さらに、図１に示されるように、前記係合
部材６０の両側面の下部側には、孔部を介して係合用ピ
ン部材７０が嵌着され、係合用ピン部材７０の一端部が
変位部材５８の両側面に形成される係合用溝部７２に係
合するように設けられている。係合用ピン部材７０の一
端部が変位部材５８の両側面に形成される係合用溝部７
２の下端部７２ａに保持されることにより、弁ディスク
１６が直線運動する際に、弁ディスク１６と変位部材５
８との上下方向と前後方向の位置ずれを防止する。

【００３１】そして、前記係合用ピン部材７０が係合用
溝部７２の下端部７２ａから離脱して斜傾部７２ｂに沿
って上昇することにより、弁ロッド１４および弁ディス
ク１６が傾動可能になる。

【００３２】さらに、変位部材５８の両側面の下部に
は、一組の支持ローラ４０がピン部材を介して回動自在
に軸支され、変位部材５８の終端位置において、ベース
プレート１８に形成される凹部４２に挿入される。凹部
４２に挿入される支持ローラ４０を支点として、弁ロッ
ド１４、弁ディスク１６および変位部材５８が所定角度
θだけ傾動する。

【００３３】本発明の実施の形態に係るゲートバルブ１
０は、基本的には以上のように構成されるものであり、
次にその動作並びに作用効果について説明する。

【００３４】なお、以下の説明では、ピストン２４が上
部側シリンダ室２２ａの上端部に当接して、弁ディスク
１６が上方に変位している状態を初期位置として説明す
る。

【００３５】初期位置では、ばね部材６４の伸張作用下
に係合部材６０に固着された係合用ピン部材７０が変位
部材５８の係合用溝部７２の下端部７２ａに保持された
状態にある。また、初期位置においては、ガイドローラ
６８は、長孔６６の平坦部６６ａに係合した状態にあ
る。

【００３６】前記初期位置において、図示しない圧力流
体供給源から図示しないチューブを介して、上部側シリ
ンダ室２２ａに圧力流体（例えば、圧縮空気）を供給す
る。上部側シリンダ室２２ａに供給された圧力流体の作
用下にピストン２４が下降し、ピストン２４に連結され
たピストンロッド２６も下降する。なお、下部側シリン
ダ室２２ｂは、大気開放状態にあるものとする。

【００３７】前記ピストンロッド２６が下降することに
より、ヨーク５６、ばね部材６４に押し下げられている
変位部材５８、弁ロッド１４および弁ディスク１６が一
体的に下降する。

【００３８】また、弁ロッド１４が軸線方向に沿って直
線運動する際、弁ロッド１４の外周を囲繞するベローズ
４４、弁ロッド１４と第１リング体４６との間に挟持さ
れるパッキン４９ａ、弁箱３０と第２リング体４８との
間に挟持されるパッキン４９ｂによって、弁箱３０の室
内の気密が好適に保持される。

【００３９】この場合、ヨーク５６は、ばね部材６４の
伸張作用下において上方向に押圧されており、前記ヨー
ク５６と一体的に配設される係合部材６０の両側面に固
着された係合用ピン部材７０が変位部材５８の係合用溝
部７２の下端部７２ａに保持された状態にあり、ヨーク
５６と変位部材５８とは、それぞれ上下方向および前後
方向の位置ずれを防止された状態にある。

【００４０】ピストンロッド２６が下降して、支持ロー
ラ４０がベースプレート１８に形成される凹部４２に当
接することにより、変位部材５８は終端位置となり、弁
ディスク１６が弁座３２と対向した状態となる。また、
支持ローラ４０がベースプレート１８に形成される凹部
４２に当接する際、凹部４２に設けられた緩衝部材５０
により、当接した際の衝撃が吸収される。

【００４１】このとき、ガイドローラ６８は、ばね部材
６４の伸張作用下に長孔６６の平坦部６６ａに保持され
ている。

【００４２】変位部材５８が終端位置に到達した後、ピ
ストンロッド２６がさらに下降し、ヨーク５６がばね部
材６４を圧縮しながら係合部材６０と一体的に下降す
る。そして、図４に示されるように、ガイドローラ６８
が係合部材６０に形成される長孔６６の第１傾斜部６６
ｂに沿って変位することにより、変位部材５８は支持ロ
ーラ４０を支点として所定角度θだけ傾動する。さら
に、ガイドローラ６８が長孔６６の第２傾斜部６６ｃに
沿って変位することにより、図３に示されるように、弁
ディスク１６が弁座３２にシール部材３４を押圧しなが
ら着座し、弁箱３０に形成される通路２８が閉塞され
る。

【００４３】そして、図３に示されるように、ガイドロ
ーラ６８が長孔６６の頂点部６６ｅを乗り越えて、保持
部６６ｄに到達することにより、弁ディスク１６が弁座
３２に着座し、通路２８が閉塞された状態が保持され
る。

【００４４】すなわち、圧力流体が供給されない状況に
おいても、横荷重の作用下にガイドローラ６８が再び長
孔６６の頂点部６６ｅを乗り越えて第２傾斜部６６ｃに
戻ることがないため、弁ディスク１６が弁座３２より離
間することがない。

【００４５】また、弁ロッド１４が支持ローラ４０を支
点として、所定角度θだけ傾動する際、ベローズ４４、
第１リング体４６およびパッキン４９ａは、弁ロッド１
４と一体的に傾動するため、傾動時においても弁箱３０
の室内の気密を確実に保持する。

【００４６】次に、弁ディスク１６を弁座３２から離間
させて通路２８を連通する場合には、図示しない切換弁
の切換作用下に下部側シリンダ室２２ｂに圧力流体を供
給することにより、ピストン２４が上昇し、ピストン２
４に連結されるピストンロッド２６、ヨーク５６および
変位部材５８とが一体的に上昇することにより、初期位
置に復帰する。なお、この場合、上部側シリンダ室２２
ａは、図示しない切換弁の切換作用下に大気開放状態に
ある。

【００４７】すなわち、長孔６６の保持部６６ｄに係合
されているガイドローラ６８は、長孔６６が形成されて
いる係合部材６０がピストンロッド２６およびヨーク５
６と一体的に変位するため、長孔６６の頂点部６６ｅを
乗り越えて第２傾斜部６６ｃに戻り、第１傾斜部６６ｂ
を経由して、平坦部６６ａまで到達する。その結果、弁
ディスク１６が前記とは反対方向に向かって所定角度θ
だけ傾動した後、ピストンロッド２６と一体的にヨーク
５６および係合部材６０が上昇し、初期位置に復帰す
る。

【００４８】以上により本実施の形態では、弁ディスク
１６が支持ローラ４０を支点として所定角度θだけ傾動
する際、変位部材５８に軸支されるガイドローラ６８
が、長孔６６の係合作用下に長孔６６の第２傾斜部６６
ｃから頂点部６６ｅを乗り越えて保持部６６ｄへと到達
する。

【００４９】その際、駆動源であるシリンダ部１２へ圧
力流体が供給されないときでも、ガイドローラ６８が保
持部６６ｄに保持された状態であり、再び頂点部６６ｅ
を乗り越えて第２傾斜部６６ｃの方向へ戻ることがない
ため、弁ディスク１６が弁座３２より離間することがな
い。その結果、弁箱３０に形成される通路２８の気密が
好適に保持される。

【００５０】また、本実施の形態に係るゲートバルブに
よれば、従来のゲートバルブの長孔の形状に対して、僅
かな加工を施すのみで、弁ディスク１６を弁座３２に保
持することが可能となるため、ほぼ同等のコストにて製
造が可能となるという利点がある。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００５２】すなわち、本発明では、弁ディスクが弁座
に着座する際、係合部材に形成される長孔に係合される
ガイドローラが長孔の傾斜部から頂点部を乗り越え保持
部に到達することにより、圧力流体が供給されないとき
においても、弁ディスクが弁座より離間することがな
く、通路の気密を常に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るゲートバルブの縦断
面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分横断面図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態に係るゲートバルブの弁デ
ィスクが弁座に着座している状態の部分横断面図であ
る。

【図４】本発明の実施の形態に係るゲートバルブの長孔
部分の拡大図である。

【符号の説明】 １０…ゲートバルブ １２…シリンダ部 １４…弁ロッド １６…弁ディスク １８…ベースプレート ２０…シリンダチ
ューブ ２２、２２ａ、２２ｂ…シリンダ室 ２４…ピストン ２６…ピストンロッド ２８…通路 ３０…弁箱 ３２…弁座 ３４…シール部材 ４０…支持ローラ ４２…凹部 ４４…ベローズ ５６…ヨーク ５８…変位部材 ６０…係合部材 ６４…ばね部材 ６６…長孔 ６６ａ…平坦部 ６６ｂ…第１傾斜部 ６６ｃ…第２傾斜
部 ６６ｄ…保持部 ６６ｅ…頂点部 ６８…ガイドローラ ７０…係合用ピン
部材 ７２…係合用溝部 ７２ａ…下端部 ７２ｂ…斜傾部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動源の駆動軸に連結され、該駆動源の作
   用下に軸線方向に沿って変位するヨークと、 前記ヨークと一体的に変位するとともに、軸線方向に沿
   った終端位置において傾動自在に設けられた変位部材
   と、 前記変位部材の両側面に設けられ、長孔が形成された係
   合部材と、 前記変位部材に回動自在に軸支され、前記長孔に沿って
   変位する第１ローラ部材と、 前記変位部材に回動自在に軸支され、軸線方向に沿って
   変位する第２ローラ部材と、 前記変位部材に連結された弁ロッドを介して通路を開閉
   する弁ディスクと、 を備え、 前記長孔は、前記第１ローラ部材を保持する保持部を有
   し、 前記第１ローラ部材は、終端位置に到達した前記第２ロ
   ーラ部材を支点として、前記変位部材に設けられた前記
   長孔に沿って変位することにより、前記変位部材を傾動
   させ、該第１ローラ部材が前記長孔の保持部に到達して
   前記保持部に係止されることにより、弁ディスクが通路
   を閉塞した状態に保持されることを特徴とするゲートバ
   ルブ。
2. 【請求項２】請求項１記載のゲートバルブにおいて、 前記長孔は、係合部材の軸線と略平行な平坦部と、 前記平坦部に対して所定角度傾斜する傾斜部と、 前記弁ディスクが前記通路を閉塞する際、前記第１ロー
   ラ部材が保持される前記保持部と、 前記傾斜部と前記保持部との間に形成される頂点部と、 を含むことを特徴とするゲートバルブ。
3. 【請求項３】請求項１記載のゲートバルブにおいて、 前記傾斜部は、第１傾斜部と第２傾斜部とから形成さ
   れ、 前記平坦部に対する第１傾斜部の傾斜角度が第２傾斜部
   の傾斜角度より大きく形成されることを特徴とするゲー
   トバルブ。