JP2003065448A - ゲートバルブ - Google Patents
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- JP2003065448A JP2003065448A JP2001258241A JP2001258241A JP2003065448A JP 2003065448 A JP2003065448 A JP 2003065448A JP 2001258241 A JP2001258241 A JP 2001258241A JP 2001258241 A JP2001258241 A JP 2001258241A JP 2003065448 A JP2003065448 A JP 2003065448A
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Abstract
において、弁ディスクおよびシール部材の損傷を防止す
るとともに、圧力流体の配管の取り回し作業等の煩雑さ
の解消を図る。 【解決手段】駆動源として機能するロータリーアクチュ
エータと、前記ロータリーアクチュエータの作用下に所
定角度回動し、且つ内部に流体通路が形成される回転軸
16と、一端部が前記回転軸16に連結されるととも
に、内部に流体通路が形成され、所定角度回動する弁ロ
ッド18と、前記弁ロッド18の他端部に固定されるピ
ストン20と、前記ピストン20の外周面に挿入され、
圧力流体の作用下に変位して第1開口部32を閉塞する
弁ディスク22とを備える。
Description
(IC)やその部品等の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。
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、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。
等の回転駆動源の作用下に変位する弁ロッドの回動運動
によって、弁ディスクが弁箱の開口部に対向する位置に
到達した後、圧力流体の作用下に前記弁ディスクを開口
部に押圧して着座させることにより、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。
係るゲートバルブでは、弁ディスクが開口部に対向して
いない状態において、トラブル等の何らかの原因により
誤って圧力流体が供給されると、弁ディスクが変位して
弁箱の内壁面に押し付けられるため、弁ディスクに装着
されるシール部材が内壁面と接触してしまい、弁ディス
クおよびシール部材を損傷するおそれがある。
なされたものであり、何らかの原因により誤って圧力流
体が供給された際において、弁ディスクおよびシール部
材の損傷を防止することが可能なゲートバルブを提供す
ることを目的とする。
めに、本発明は、駆動源と、前記駆動源が固定されるボ
ディと、前記ボディの内部に配設され、前記駆動源の駆
動作用下に円弧状に所定角度回動する回動部と、弁箱の
開口部を閉塞するシール部材が装着される弁ディスク
と、前記回動部に一体的に連結され、圧力流体の作用下
に前記弁ディスクを前記開口部に向かって進退自在に変
位させる変位機構と、を備え、前記ボディの内部には、
前記弁ディスクを前記開口部に着座させる際に圧力流体
が供給される第1流路が形成され、前記回動部の内部に
は、第2流路が形成され、前記駆動源の駆動作用下に前
記弁ディスクが前記開口部に対向する位置に回動したと
きのみ、前記第1流路と前記第2流路とが相互に連通し
て圧力流体が前記変位機構に導入されることを特徴とす
る。
る軸部と、一端部が前記軸部に連結され、前記軸部と一
体的に回動する弁ロッドとを設けるとよい。
形成された複数のシリンダ室を設け、前記第2流路から
圧力流体を複数のシリンダ室のそれぞれに略同時に供給
し、前記圧力流体を前記複数のシリンダ室のそれぞれの
受圧面に略同時に且つ略同一方向に作用させるとよい。
動させ、弁ディスクが開口部に対向する位置に変位した
ときのみ、ボディの第1流路と前記回動部の第2流路と
が連通し、変位機構に圧力流体が供給されることにより
前記弁ディスクが前記開口部を閉塞する。従って、弁デ
ィスクが開口部に対向する位置以外の状態において、誤
って圧力流体が供給された場合においても弁ディスクが
変位することがなく、弁ディスクおよびシール部材が損
傷することが阻止される。
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。
実施の形態に係るゲートバルブを示す。
動源として機能する、例えば、ロータリーアクチュエー
タ12(以下、単にアクチュエータ12という)(図7
参照)と、前記アクチュエータ12が上部に固定される
ボディ14と、前記ボディ14の上部に支持され、アク
チュエータ12の駆動作用下に所定角度回動する回転軸
(軸部)16と、一端部が前記回転軸16に連結され、
前記回転軸16の軸心を回動中心として所定角度回動す
る弁ロッド18とからなる回動部19と、前記弁ロッド
18の他端部に設けられるピストン20を含む変位機構
21と、前記ピストン20の外周に挿入され、変位機構
21の作用下に変位する弁ディスク22とを備える。
車23が連結され、アクチュエータ12の駆動作用下に
前記歯車23が矢印A1またはA2方向に回転するよう
に設けられている(図7参照)。
され一組の軸受部材28a、28bを介して回転軸16
を回動自在に軸支する軸受ブロック25と、前記回転軸
16の一端部を保持し、後述する第1流体ポート38お
よび第2流体ポート40がそれぞれ形成されたポートブ
ロック27と、前記軸受ブロック25の開口部を閉塞す
るカバープレート29とを含む。なお、前記ポートブロ
ック27には、第1流体ポート38に連通し、回転軸1
6側に延在する第1連通路(第1流路)31と、第2流
体ポート40に連通し、回転軸16側に延在する第2連
通路33とが形成されている。
部位には、環状溝部を介して一組のシール部材30a、
30bが装着され、また、軸受ブロック25と弁箱26
の合わせ面にはシール部材30cが装着され、シール部
材30a、30b、30cによって大気と弁箱26の内
部との気密を保持している。
第1開口部32を閉塞する際に圧力流体が供給される第
1流体ポート(第1流路)38と、閉塞された第1開口
部32を開口する際に圧力流体が供給され、第1流体ポ
ート38より所定間隔離間した第2流体ポート40とが
形成され、ポートブロック27の内部には、前記回転軸
16の一端部を支持する支持部36が形成されている。
ック27と回転軸16の一端部との間には、ポートブロ
ック27側の第1連通路31と回転軸16側の後述する
第1流体通路(第2流路)42との接続部位を気密に保
持する一組の第1パッキン44a、44bが装着されて
いる。
近接するポートブロック27と回転軸16の一端部との
間には、ポートブロック27側の第2連通路33と回転
軸16側の後述する第2流体通路48との接続部位を気
密に保持する第2パッキン46が装着されている。
状に形成される弁箱26の内部空間の一方には、両端面
に図示しないガス等の排気やワークを出し入れするため
の第1開口部32および第2開口部34(図1、図2参
照)が形成され、他方には、第1開口部32および第2
開口部34とが連通した状態において、弁ディスク22
が配置される空間52(図4参照)が形成される。
ュエータ12(図7参照)の駆動作用下に回転する回転
軸16は、アクチュエータ12の駆動力を弁ロッド18
を介して弁ディスク22に伝達する機能を有し、回転軸
16の一端部には、アクチュエータ12の駆動軸に連結
された歯車23と噛合して駆動力を伝達する歯車54が
ナット56を介して固定されている。
ト38に連通する第1連通路31と接続されるように半
径外方向に延在し、その他端部は回転軸16の略中央か
ら屈曲して弁ロッド18の軸線方向に沿って延在する第
3流体通路60と連通するように設けられる。
軸線T上に沿って第2流体ポート40に連通する第2連
通路33と接続されるように延在し、他端部は回転軸1
6の略中央から屈曲して弁ロッド18の軸線方向に沿っ
て延在する第4流体通路62と連通するように設けられ
る。
れた第1呼吸通路58の一端部は、回転軸16の一端面
側に開口して大気と連通するように設けられ、その他端
部は、回転軸16の略中央から屈曲して弁ロッド18の
軸線方向に沿って延在する第2呼吸通路64と連通する
ように設けられる。
スク22が第1開口部32と対向する位置以外の状態に
おいては、第1流体ポート38と第1流体通路42とが
連通していない状態にある。
第1連通路31の端部と第1流体通路42の端部との位
置が一致していないため、第1連通路31の端部が回転
軸16の外周面によって閉塞されるとともに、第1流体
通路42の端部がポートブロック27の支持部36の内
周壁面により閉塞される。
弁ディスク22が第1開口部32と対向する位置に回動
したときのみ、第1連通路31の端部と第1流体通路4
2の端部との位置が一致するため、第1流体ポート38
と第1流体通路42とが連通した状態となる。
2連通路33の端部と第2流体通路48との接続部位
は、回転軸16の軸線Tに位置しているため、第2流体
ポート40と内部に形成される第2流体通路48とが常
に連通した状態にある。
回転軸16と弁ロッド18との接触部位には、弁ロッド
18に形成される環状溝部を介して第3パッキン65が
それぞれ装着され、前記第3パッキン65によって第1
流体通路42、第2流体通路48および第2呼吸通路6
4に供給される圧力流体の気密が保持される。
T字状に形成された弁ロッド18の一端部には回転軸1
6が係合される略半円形状の係合溝66aが形成され、
係合溝66aの底部は略平面状に形成されている。すな
わち、回転軸16の周面の一部に形成される平面部68
と係合溝66aの底部とが当接して嵌合することによ
り、回転軸16に対する弁ロッド18の回り止め機能を
有する。また、係合溝66aから所定間隔離間する両側
には、複数の貫通孔70(図8参照)が形成されてい
る。
係合する略半円形状の係合溝66bが形成され、前記係
合溝66bから所定間隔離間する両側には、図示しない
複数のねじ孔が形成されている。
合溝66a、66bによって回転軸16の外周面を囲繞
し、複数の貫通孔70および前記ねじ孔に対してねじ部
材76を螺入することにより、回転軸16と弁ロッド1
8が一体的に固定される。
6の第1流体通路42と連通し、弁ディスク22を第1
開口部32の内壁面に着座させる際に圧力流体が供給さ
れる第3流体通路60と、回転軸16の第2流体通路4
8と連通し、弁ディスク22を第1開口部32の内壁面
より離間させる際に圧力流体が供給される第4流体通路
62と、回転軸16の第1呼吸通路58と連通し、後述
するベローズ110内の流体を大気開放するための第2
呼吸通路64とが形成される。
部に形成される第3流体通路60、第4流体通路62お
よび第2呼吸通路64は、図8中の矢印X方向に向かっ
て第4流体通路62、第3流体通路60、第2呼吸通路
64の順序で所定間隔離間して配置され、且つ矢印Y方
向に向かって第3流体通路60、第4流体通路62、第
2呼吸通路64の順序で配置される。また、第4流体通
路62は、回転軸16の軸線T上に形成される。
2および第2呼吸通路64の配列は、相互に所定間隔離
間して形成されていればよく、この配列に限定されるも
のではない。
るように、断面略T字状に形成されるピストン20と、
前記ピストン20の一端部側の外周に嵌合されるロッド
カバー92と、フランジ部80の内周面に係合され、一
体的に変位するスナップリング112と、弁ディスク2
2のフランジ部80の外周に挿入されるベローズホルダ
ー104と、ベローズホルダー104とプレート部材1
02との間に介装されるベローズ110とからなる。
ロッド18の他端部に連結され、前記第3流体通路60
および前記第4流体通路62から供給される圧力流体を
受圧する受圧部84と、ピストン20の弁ロッド18側
に円筒状に形成されるロッド部88とからなる。なお、
ピストン20の受圧部84の直径は、ピストン20のロ
ッド部88の直径より大きく形成される。
スク22に当接する一端面には、溝部を介して環状のダ
ンパ91が装着され、ピストン20が弁ディスク22に
当接した際の衝撃が緩和される。受圧部84の外周面に
は、環状溝部を介してピストンパッキン90が装着さ
れ、受圧部84の外周面に挿入されるフランジ部80の
内周面に当接することにより、後述する第1シリンダ室
116および復帰シリンダ室120の気密が保持され
る。
18に形成される凹部に挿入され、ねじ部材78を介し
て弁ロッド18に固定されている。また、ロッド部88
の外周面には、ロッドカバー92が嵌合され、ロッドカ
バー92の内周面に形成される溝部にはロッドパッキン
94およびブッシュ96が装着され、後述する第2シリ
ンダ室118および復帰シリンダ室120の気密が保持
される。
壁面に着座する一端面の環状溝部に沿ってシール部材9
8が装着され、前記シール部材98によって弁ディスク
22が第1開口部32の内壁面に着座した際の気密が保
持される。また、弁ディスク22の他端面側に所定間隔
離間して突出する一組のフランジ部80の弁ディスク2
2側には、弁ディスク22の他端面に形成される凹部に
ねじ部材100によってプレート部材102が固定され
ている。
ダー104が挿入され、弁ロッド18に対してねじ部材
106によって一体的に固定されている。ベローズホル
ダー104の内周面に形成される環状溝部には摺動パッ
キン108が装着されている。
ダー104との間にはベローズ110が設けられ、第2
シリンダ室118から弁ロッド18のフランジ部80と
摺動パッキン108との間を介して圧力流体が漏出した
際に、第2呼吸通路64から第1呼吸通路58を介して
大気へと導出される。
た圧力流体がベローズ110内に流入して蓄積されるこ
とにより生じるベローズ110の破損を防止するため
に、ベローズ110内に連通する第2呼吸通路64が弁
ロッド18の内部に形成される。
通路58を介して大気開放されているため、ベローズ1
10内に流入した圧力流体がベローズ110内に蓄積さ
れることなく好適に大気に排出され、ベローズ110の
破損を防止することができる。
は、環状に形成されるスナップリング112が連接さ
れ、前記スナップリング112は、外周部が弁ディスク
22のフランジ部80の内周側に形成される環状溝部に
嵌合され、内周部はロッドカバー92の小径部に挿入さ
れているため、ロッドカバー92と弁ディスク22とが
一体的に変位する。
受圧部84の一端面との間に第1シリンダ室116が画
成され、フランジ部80の内部に形成される連通路11
7と連通している。また、弁ロッド18とロッドカバー
92との間に第2シリンダ室118が画成され、第3流
体通路60と連通している。
面とロッドカバー92の一端面との間に復帰シリンダ室
120が画成され、第4流体通路62と連通している。
ート38、第2流体ポート40、第1呼吸通路58、第
1流体通路42、第2流体通路48、第2呼吸通路6
4、第3流体通路60および第4流体通路62は便宜
上、実線で表している。
0は、基本的に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。
空間52に配置された状態であり、また、図5に示され
るように、第1流体ポート38と第1流体通路42とが
連通していない状態を初期位置として説明する。
て、駆動源であるアクチュエータ12に、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圧力流体
が供給される。圧力流体の作用下に図7に示されるよう
に、アクチュエータ12が時計回り(矢印A1方向)に
回動することにより、アクチュエータ12に歯車23お
よび歯車54を介して噛合している回転軸16が反時計
回り(矢印B1方向)に一体的に回動する。
とにより、回転軸16に連結される弁ロッド18を介し
て弁ディスク22が空間52に配置された状態(図3参
照)から第1開口部32の方向(矢印C1方向)へ回動
する。
ボディ14の下部に形成される第1開口部32(図3参
照)に対向し、図1に示されるように、第1開口部32
の内壁面より所定間隔離間する位置に到達すると、第1
連通路31の端部と第1流体通路42の端部とが接続さ
れ、ボディ14の上部に形成される第1流体ポート38
と回転軸16の内部に形成される第1流体通路42とが
連通した状態となる(図6参照)。
2流体通路48および第4流体通路62に連通する復帰
シリンダ室120は、大気開放状態にあるものとする。
い圧力流体供給源から図示しないチューブを介して圧力
流体が供給される。
8から回転軸16の第1流体通路42、弁ロッド18お
よびフランジ部80の内部に形成される連通路117を
介して第1シリンダ室116へ連通されるとともに、第
2シリンダ室118へと導入され、第1シリンダ室11
6に供給される圧力流体の作用下に弁ディスク22が第
1開口部32の内壁面の方向に略水平に押圧されるのと
略同時に、第2シリンダ室118に供給された圧力流体
がスナップリング112を介して、ロッドカバー92を
弁ディスク22の方向に押圧することにより、第1シリ
ンダ室116と第2シリンダ室118とに導入された圧
力流体の押圧作用下に弁ディスク22が第1開口部32
の内壁面の方向に略水平方向に押圧される(図2参
照)。
2シリンダ室118からなる複数のシリンダ室を並列に
設け、略同時に圧力流体を供給することにより複数のシ
リンダ室の受圧面積が加算されるため、第1シリンダ室
116および第2シリンダ室118による略同一方向の
押圧力が得られ、第1開口部32の内壁面に対して弁デ
ィスク22を押圧する力を増大させることができる。
方向に変位された弁ディスク22が、第1シリンダ室1
16および第2シリンダ室118に供給される圧力流体
の作用下に第1開口部32の内壁面に着座することによ
り、第1開口部32が閉塞され、第1開口部32と第2
開口部34との連通が遮断される。
圧力流体が、弁ロッド18のフランジ部80と摺動パッ
キン108との間から漏出した場合であっても、ベロー
ズ110内に流入されることにより好適に気密が保持さ
れ、圧力流体が第1開口部32および第2開口部34内
に漏出することが阻止される。
ズ110内に流入した圧力流体は、ベローズ110に連
通している第2呼吸通路64と、弁ロッド18に形成さ
れる第1呼吸通路58を介して大気中に排出されること
により、ベローズ110が破損することが防止される。
内壁面より離間させて、初期位置に復帰させる場合に
は、図示しない切換弁の作用下に第2流体ポート40に
圧力流体を供給することにより、圧力流体が第2流体ポ
ート40から回転軸16の第2流体通路48、弁ロッド
18の内部に形成される第4流体通路62を通って、復
帰シリンダ室120へと導入される。なお、この場合、
第1流体ポート38、第1流体通路42、第3流体通路
60、第1シリンダ室116および第2シリンダ室11
8は、大気開放状態にあるものとする。
体の押圧作用下にロッドカバー92が弁ロッド18側へ
と押圧され、弁ロッド18と一体的にスナップリング1
12も変位する。
0に嵌合されたスナップリング112が変位することに
より、弁ディスク22が第1開口部32の内壁面より略
水平方向に離間する(図1参照)。
ュエータ12に図示しないチューブを介して圧力流体が
供給され、圧力流体の作用下にアクチュエータ12が反
時計回り(矢印A2方向)に回動することにより、アク
チュエータ12に歯車23および歯車54を介して噛合
している回転軸16が時計回り(矢印B2方向)に一体
的に回動する。
方向)に回動することにより、回転軸16に連結される
弁ロッド18および弁ディスク22が一体的に第1開口
部32および第2開口部34から空間52方向(矢印C
2方向)へ回動し、弁ディスク22が空間52に配置さ
れた状態(図3参照)である初期位置に復帰し、弁箱2
6の第1開口部32と第2開口部34とが連通した状態
となる。
に圧力流体が供給されても、第1流体ポート38と第1
流体通路42とが連通されていないため、圧力流体が第
1シリンダ室116および第2シリンダ室118に導入
されることがない。すなわち、弁ディスク22が略水平
に変位することがなく、空間52の内壁面に接触するこ
とがないため、弁ディスク22およびシール部材98が
損傷することが防止される(図5参照)。
4に形成される第1流体ポート38と回転軸16の内部
に形成される第1流体通路42とが、弁ディスク22が
第1開口部32に対向した位置でのみ連通するため、弁
ディスク22が第1開口部32に対向した位置以外(例
えば、弁ディスク22が空間52に配置された状態)に
おいて、誤って第1流体ポート38に圧力流体が供給さ
れても弁ディスク22が変位することがない。そのた
め、弁ディスク22およびシール部材98がボディ14
の内壁面等に接触することがなく、弁ディスク22およ
びシール部材98が損傷することを防止することができ
る。
ッド18の内部に弁ディスク22を変位させるための第
1流体ポート38、第2流体ポート40、第1流体通路
42および第2流体通路48を形成することにより外部
に配管が不要となるため、設置スペースが少なくて済む
とともに、配管作業等の煩雑さを解消することができ
る。
の間に、弁ディスク22を変位させるためのシリンダ室
を複数、且つ並列に設けることにより、受圧面積を増大
させることができ、弁ディスク22を第1開口部32の
内壁面に着座させる際の推力を増大させることができる
ため、1つのシリンダ室の受圧面積を小さく形成するこ
とができるとともに、シリンダ室内の気密を保持してい
るベローズ110も小型化することができる。
により、弁ディスク22およびピストン20等を小型化
することができるとともに、高価なベローズ110を小
型化できることによって、効果的にコストを低減するこ
とができる。
る。
流路と回動部の内部に形成される第2流路とが、弁ディ
スクが開口部に対向した位置でのみ連通するように構成
することにより、誤って圧力流体が供給された際におい
ても弁ディスクが変位することがないため、弁ディスク
およびシール部材の損傷を好適に防止することができ
る。
位置における縦断面図である。
ィスクが開口部に対向した際の縦断面図である。
ィスクが空間に配置された際の部分縦断面図である。
ィスクが開口部に対向した際の部分縦断面図である。
流体ポートと第1流体通路とが連通していない状態を表
す拡大縦断面図である。
流体ポートと第1流体通路とが連通した状態を表す拡大
縦断面図である。
チュエータおよび回転軸の拡大縦断面図である。
である。
ート 40…第2流体ポート 42…第1流体通
路 48…第2流体通路 58…第1呼吸通
路 60…第3流体通路 62…第4流体通
路 64…第2呼吸通路 66a、66b…
係合溝 88…ロッド部 92…ロッドカバ
ー 98…シール部材 110…ベローズ 116…第1シリンダ室 118…第2シリ
ンダ室 120…復帰シリンダ室
Claims (3)
- 【請求項1】駆動源と、 前記駆動源が固定されるボディと、 前記ボディの内部に配設され、前記駆動源の駆動作用下
に円弧状に所定角度回動する回動部と、 弁箱の開口部を閉塞するシール部材が装着される弁ディ
スクと、 前記回動部に一体的に連結され、圧力流体の作用下に前
記弁ディスクを前記開口部に向かって進退自在に変位さ
せる変位機構と、 を備え、 前記ボディの内部には、前記弁ディスクを前記開口部に
着座させる際に圧力流体が供給される第1流路が形成さ
れ、前記回動部の内部には、第2流路が形成され、前記
駆動源の駆動作用下に前記弁ディスクが前記開口部に対
向する位置に回動したときのみ、前記第1流路と前記第
2流路とが相互に連通して圧力流体が前記変位機構に導
入されることを特徴とするゲートバルブ。 - 【請求項2】請求項1記載のゲートバルブにおいて、 前記回動部は、前記ボディに支持される軸部と、 一端部が前記軸部に連結され、前記軸部と一体的に回動
する弁ロッドと、 を有することを特徴とするゲートバルブ。 - 【請求項3】請求項1記載のゲートバルブにおいて、 前記変位機構は、内部に別個独立に形成された複数のシ
リンダ室を有し、 前記第2流路から圧力流体が複数のシリンダ室のそれぞ
れに略同時に供給され、前記圧力流体は、前記複数のシ
リンダ室のそれぞれの受圧面に略同時に且つ略同一方向
に作用することを特徴とするゲートバルブ。
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