JP2004340344A - 真空調圧用バルブ - Google Patents
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Abstract
【課題】弁部材の開度が小さい段階での制御性と、弁部材が弁座を全開したときの流量特性に勝れる、簡易な構成の真空調圧用バルブを得る。
【解決手段】第１メインポート１４と第２メインポート１５とを結ぶ連通路１６中に円環状の弁座１７を形成すると共に、この弁座１７の回りに、該弁座１７を取り囲むように、直径Ｄ２がシート径Ｄ１より大きい円形の流路壁１８を形成し、ディスク形の弁部材２０に、直径Ｄ３が上記シート径Ｄ１より大きくかつ上記流路壁１８の直径Ｄ２より小さい円形の外周壁２１を形成し、上記弁部材２０が上記流路壁１８内に嵌合したときこの流路壁１８と上記外周壁２１との間に制限流路が形成されるようにする。
【選択図】 図１
【解決手段】第１メインポート１４と第２メインポート１５とを結ぶ連通路１６中に円環状の弁座１７を形成すると共に、この弁座１７の回りに、該弁座１７を取り囲むように、直径Ｄ２がシート径Ｄ１より大きい円形の流路壁１８を形成し、ディスク形の弁部材２０に、直径Ｄ３が上記シート径Ｄ１より大きくかつ上記流路壁１８の直径Ｄ２より小さい円形の外周壁２１を形成し、上記弁部材２０が上記流路壁１８内に嵌合したときこの流路壁１８と上記外周壁２１との間に制限流路が形成されるようにする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、理化学機械等において化学反応用の真空チャンバの減圧などに使用する真空調圧用バルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体の製造装置においては、エッチングなどの化学処理が真空チャンバ内で行われるが、このとき真空チャンバの減圧には真空ポンプが使用され、この真空ポンプの制御に調圧用のバルブが用いられている。図１７には公知の真空調圧用バルブが示されている。このバルブは、真空ポンプと真空チャンバとに接続される第１メインポート１及び第２メインポート２と、上記第１メインポート１のポート孔３の回りに形成された弁座４と、この弁座４を開閉する円環状のシール部材６を前面に備えたディスク形の弁部材５と、この弁部材５を開閉動作させるエアシリンダ機構７とを有している。
【０００３】
上記弁部材５の前面には、環状をした上記シール部材６の内側に円柱形をした調整軸部５ａが形成され、また、上記ポート孔３の端部には、この調整軸部５ａが隙間を保って嵌合可能な大きさの調整孔部３ａが形成されている。そして、上記弁部材５が弁座４を開閉する際に、上記調整軸部５ａが調整孔部３ａ内に嵌合することによって一種の絞りが形成され、この絞りの作用によって上記弁座４が徐々に開いたり徐々に閉じたりするようになっており、それによって、上記弁部材５の開度が小さい段階における流量の制御性を高めている。
【０００４】
しかしながら、上記弁部材５の前面に円柱形の調整軸部５ａを形成し、これを上記ポート孔３の端部に形成した調整孔部３ａに嵌合させるという構成は、弁部材５の形状を複雑化して重量を増大させ、加工性や操作性を悪くする。さらに、上記弁部材５が弁座４を全開したときの流量特性にも影響を及ぼす。即ち、この弁部材５が全開した時の開口形状は、上記調整軸部５ａの外径Ｄ４と、上記調整孔部３ａの内径Ｄ５と、上記弁座４又は調整孔部３ａ端から調整軸部５ａまでの距離Ｘとからなる円筒で近似されるが、上記調整軸部５ａと調整孔部３ａとが何れもシート径Ｄ６より小径であるため、流路の開口面積がこれらの調整軸部５ａと調整孔部３ａとによる制約を受け易いからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の技術的課題は、弁部材の開度が小さい段階での制御性に勝れると同時に、弁部材が弁座を全開したときの流量特性にも勝れる、簡易な構成の真空調圧用バルブを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明によれば、真空ポンプ及び真空チャンバの一方と他方とに接続される第１メインポート及び第２メインポート、上記両メインポートを結ぶ連通路中に形成された円環状の弁座、上記弁座の回りを同軸状に取り囲む、直径が上記弁座のシート径より大きい円形の流路壁、上記弁座を開閉する第１シール部材が装着された前面と、直径が上記流路壁よりは小さくかつ上記シート径よりは大きい円形の外周壁とを有し、上記流路壁内に嵌合することによって該流路壁と上記外周壁との間に制限流路を形成するディスク形の弁部材、上記弁部材を開閉動作させる駆動部、を有することを特徴とする真空調圧用バルブが提供される。
【０００７】
上記構成を有する本発明の調圧用バルブは、上記駆動機構により弁部材を駆動し、第１シール部材を上記弁座に接離させて該弁座を開閉するものである。ここで、上記弁部材が開放状態から弁座を閉鎖する場合には、最初は流路面積は大きく変化するが、上記弁部材が弁座に近づいて上記流路壁内に嵌合すると、該弁部材の外周壁とこの流路壁とによって流路が絞られ、これらの外周壁と流路壁との間の隙間によって制限流路が形成される。この制限流路の流路面積は、上記外周壁が流路壁内に嵌合していくに従って徐々に小さくなっていき、最終的に上記第１シール部材が弁座に当接して該弁座は閉鎖される。
【０００８】
また、上記弁部材が閉鎖位置から弁座を開放する場合には、該弁部材が流路壁内に嵌合して上記制限流路を形成した状態から開弁動作が始まり、この制限流路の流路面積は徐々に増大していく。そして、上記弁部材が流路壁から脱すると、上記制限流路の状態が解消するため流路面積は急速に増大し、そのあと上記弁部材は全開位置に到達する。
【０００９】
かくして本発明の調整用バルブは、弁座の回りに形成した流路壁と弁部材の外周壁とによって制限流路を形成し、この制限流路の流路面積を徐々に変化させることができるので、弁部材の開度が小さい段階での制御性に勝れる。また、上記弁部材が全開した時の開口形状は、上記外周壁の外径と、上記流路壁の内径と、該流路壁の上端から弁部材までの距離とからなる円筒で近似されるが、上記外周壁の外径と流路壁の内径が何れも弁座のシート径より大径であるため、弁開時の流路面積がこれらの弁部材や流路壁による制約を受けることがなく、弁開時の流量特性も勝れる。さらに、上記弁部材の前面に従来例のような調整軸部を形成する必要がないので、弁部材をシンプルで軽量な形に形成することができ、加工性や操作性にも勝れる。
【００１０】
本発明においては、上記弁部材の外周壁と上記流路壁とのうち少なくとも一方にテーパを付すこともできる。
【００１１】
また、本発明において好ましくは、上記弁部材の外周壁と流路壁とのうち少なくとも一方に、上記制限流路の流路面積を調整するための複数の切り欠きを設けることである。
【００１２】
この場合に上記切り欠きは、上記弁部材の外周壁に該弁部材の軸線方向に向けて設けられた溝であっても良い。あるいは、上記流路壁を、上記弁座の回りに取り付けられた円筒部材により形成し、この円筒部材に上記切り欠きとしての孔を形成しても良い。
【００１３】
本発明の好ましい一つの構成態様によれば、上記弁部材の外周壁及び上記流路壁の何れか一方に、他方の壁に当接して制限流路の流路面積を制御する第２シール部材が設けられている。
【００１４】
また、本発明の他の具体的な構成態様によれば、上記流路壁が、上記弁座の回りに取り付けられた円筒部材により形成され、また、上記弁部材が、上記外周壁の回りを一定の間隔をおいて取り囲む円形の外環部を有していて、該弁部材が弁座に接近すると上記流路壁が上記外周壁と外環部との間に嵌合することにより、これらの外周壁と外環部と流路壁との間に屈折した制限流路が形成されるように構成されている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明に係る真空調圧用バルブの第１実施例を示すものである。このバルブは、半導体製造装置における真空チャンバの減圧に使用するのに適したもので、弁部材２０で流体流路を開閉するように構成された弁開閉部１０と、上記弁部材２０を駆動するための駆動部１１とを備えている。
【００１６】
上記弁開閉部１０は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などの金属素材で形成された円柱状又は四角柱状のハウジング１３を有している。このハウジング１３は、上記真空チャンバ及び真空ポンプの何れか一方に接続するための第１メインポート１４と、他方に接続するための第２メインポート１５と、これら両メインポート１４，１５を結ぶ連通路１６と、該連通路１６中に設けられた円環状の弁座１７とを備えている。上記第１メインポート１４は、ハウジング１３の軸線Ｌと同軸位置に形成され、第２メインポート１５は、この第１メインポート１４とは９０度異なる向きに形成されている。
【００１７】
上記弁座１７は、上記第１メインポート１４におけるポート孔１４ａの内端側の位置に、このポート孔１４ａの回りを取り囲むように形成されており、この弁座１７の回りには、該弁座１７を取り囲む円形の流路壁１８がハウジング１３と一体に形成されている。この流路壁１８は、上記弁座１７と同軸状に設けられていて、上記軸線Ｌ方向に一定高さだけ立ち上がっており、その高さＨは、ディスク形をした上記弁部材２０の厚さＴと近似している。また、この流路壁１８は、テーパが付されることによって上広がり状をなすように傾斜しており、これによって該流路壁１８の直径Ｄ２は、弁座１７に近い下端部側が小さく、連通路１６に近い上端部側が大きくなっている。しかも、この流路壁１８の直径は、最も小さい下端部側においても上記弁座１７のシート径Ｄ１より大きい。
【００１８】
上記ハウジング１３の内部には、上記連通路１６内において弁座１７を開閉するポペット式の上記弁部材２０が、上記弁座１７と同軸状に設けられている。この弁部材２０はディスク形をしていて、実質的に平坦な前面２０ａと、円形の外周壁２１とを有し、上記前面２０ａの外周端寄りの位置には、上記弁座１７に接離する円環状をしたゴム製の第１シール部材２２が取り付けられている。この前面２０ａには、この第１シール部材２２よりも該前面２０ａから前方に突出する部分あるいは部材が設けられていない。また、上記外周壁２１の直径Ｄ３は、この外周壁２１の全長即ち弁部材２０の厚さ全体にわたって均一大きさであり、その大きさは、傾斜する上記流路壁１８の下端側の直径より僅かに小さい。
【００１９】
そして、図１に示すように、上記弁部材２０が流路壁１８内に嵌合すると、この弁部材２０の外周壁２１と上記流路壁１８との間に隙間２３が形成され、この隙間２３によって面積の絞られた制限流路が形成されるようになっている。換言すれば、上記弁部材２０の外周壁２１と流路壁１８とで絞りが形成されるようになっている。上記隙間２３による制限流路の面積は、上記外周壁２１と流路壁１８との嵌合の度合いによって変化し、嵌合の度合いが小さいほど大きく、嵌合の度合いが大きくなるにつれて次第に小さくなっていく。従って、上記外周壁２１と流路壁１８とで形成される絞りは、弁部材２０の動作位置で流路面積が変化する変動絞りである。
【００２０】
上記弁部材２０の背面中央部には、駆動用のロッド２６の先端部が取り付けられ、このロッド２６が、ハウジング１３の内部を上記軸線Ｌに沿って延び、その基端部は上記駆動部１１の位置にまで達したあと、弁開閉部１０と該駆動部１１とを区画する隔壁３６を貫通してピストン３８に連結されている。そして、このピストン３８で該ロッド２６が前後進させられることにより、上記弁部材２０が弁座１７を開閉するようになっている。
【００２１】
上記ロッド２６の回りには、弁部材２０の全開位置を規定するための円筒形をしたストッパ２７が固定されている。このストッパ２７は、上記弁部材２０の背面からロッド２６に沿って一定長さ延びていて、上記弁部材２０の全開位置でその端部が上記隔壁３６の当接部３６ａに当たるようになっている。また、上記弁部材２０の背面にはばね座２８が設けられ、このばね座２８と上記隔壁３６との間に、上記弁部材２０を閉鎖方向に弾発するコイル状の復帰ばね２９が設けられている。さらに、上記弁部材２０の背面には、上記ロッド２６とストッパ２７及び復帰ばね２９の回りを取り囲むように伸縮自在のベローズ３０が設けられている。このベローズ３０は、その一端が上記弁部材２０の背面に取り付けられ、他端が、ハウジング１３の端部と上記隔壁３６との間に設けられた支持プレート３１に取り付けられており、上記弁部材２０の開閉に伴って伸縮する。
【００２２】
上記駆動部１１は、エアシリンダ機構により構成されたもので、上記ハウジング１３の一端に同軸状に結合されたシリンダボディ３５を有している。このシリンダボディ３５は、上記ハウジング１３と同じ円柱状又は四角柱状をしていて、軸線方向の一端側にこのハウジング１３との間を区画する上記隔壁３６を有すると共に、内部にシリンダ孔３７を有し、このシリンダ孔３７の内部に上記ピストン３８が、シール部材３８ａを介して摺動自在に収容されている。そして、上記ロッド２６が上記隔壁３６を摺動自在に貫通してシリンダ孔３７内に延出し、基端部を上記ピストン３８に連結されている。
【００２３】
上記ピストン３８の一側には、該ピストン３８と上記隔壁３６とで区画された圧力室３９が形成され、この圧力室３９が、シリンダボディ３５の側面に開口する操作ポート４０に接続されている。また、上記ピストン３８の他側には、シリンダボディ３５に取り付けられた蓋板４２と該ピストン３８とで区画された呼吸室４１が形成され、この呼吸室４１は、上記蓋板４２又はシリンダボディ３５に形成された呼吸孔４１ａを通じて外部に開放している。
【００２４】
従って、図１に示すように、上記操作ポート４０を通じて圧力室３９を外部に開放すると、復帰ばね２９の力で上記弁部材２０が前進させられ、第１シール部材２２が弁座１７に当接して該弁座１７が閉鎖される。この状態では、両メインポート１４，１５に接続された真空ポンプと真空チャンバは互いに遮断されている。
【００２５】
また、図２に示すように、上記操作ポート４０から圧力室３９に圧縮空気を供給すると、上記ピストン３８が後退し、ロッド２６を介して上記弁部材２０を後退させるため、この弁部材２０の第１シール部材２２が弁座１７から離れて該弁座１７を開放する。そして、上記弁部材２０は、ストッパ２７が隔壁３６の当接部３６ａに当接する全開位置で停止する。
【００２６】
ここで、上記弁部材２０が、図２の開放位置から図１の閉鎖位置まで変移する場合について考えると、この弁部材２０が弁座１７に近づいて流路壁１８内に嵌合する直前までの動作初期段階では、該弁部材２０の変移と共に流路面積は大きく変化していく。そして、この弁部材２０が上記流路壁１８内に嵌合すると、該弁部材２０の外周壁２１とこの流路壁１８とによって流路が絞られ、隙間２３による制限流路が形成されることになる。この制限流路の流路面積は、上記外周壁２１が流路壁１８内に嵌合するに従って徐々に絞られていき、最終的に、上記第１シール部材２２が弁座１７に当接して該弁座１７は閉鎖される。
【００２７】
また、上記弁部材２０が閉鎖位置から弁座１７を開放する場合には、該弁部材２０が流路壁１８内に嵌合した状態から開弁動作が始まるため、流体流路は制限流路の状態から流路面積が徐々に増大していく。そして、上記弁部材２０が流路壁１８から脱すると、上記制限流路の状態が解消するため流路面積は急速に増大し、そのあと上記弁部材２０は全開位置に到達する。
【００２８】
かくして上記調整用バルブは、弁部材２０の開度が小さい場合に、弁座１７の回りの流路壁１８と弁部材２０の外周壁２１とによって制限流路が形成され、この制限流路の流路面積が徐々に変化するので、開弁初期又は閉弁終了直前のような、弁部材２０の開度が小さい段階での流量の制御性に勝れる。また、上記弁部材２０が全開した時の開口形状は、上記外周壁２１の直径Ｄ３と、上記流路壁１８の直径Ｄ２と、該流路壁１８の上端から弁部材２０までの距離Ｘとからなる円筒で近似されるが、上記直径Ｄ３とＤ２とが何れも弁座１７のシート径Ｄ１より大きいため、弁開時の流路面積がこれらの弁部材２０や流路壁１８による制約を受けることがなく、弁開時の流量特性も勝れる。さらに、上記弁部材２０の前面２０ａに従来例のような調整軸部を形成する必要がないので、該弁部材２０をシンプルで軽量な形に形成することができ、加工性や操作性にも勝れる。
【００２９】
図示した例では、上記流路壁１８側にテーパが付され、外周壁２１は均一直径に形成されているが、その逆に、外周壁２１側にテーパを付し、流路壁１８を均一直径に形成することもできる。
【００３０】
図３は本発明の第２実施例の要部を示すもので、この第２実施例のバルブにおいては、弁部材２０の外周壁２１と流路壁１８との両方に互いに同じ方向のテーパが付されている。従って上記外周壁２１は、弁部材２０の前面２０ａ側に向かって次第に先細りをなすように傾斜している。このように外周壁２１と流路壁１８との両方にテーパを付すことにより、何れか一方だけにテーパが付されている場合に比べ、制限流路の流路面積の変化の特性を違えることができる。
【００３１】
この第２実施例のバルブの上記以外の構成については、上記第１実施例と実質的に同じである。このことは、以下に説明する第３実施例以降の各実施例においても同様である。
【００３２】
図４及び図５は本発明の第３実施例の要部を示すもので、この第３実施例のバルブにおいては、弁部材２０の外周壁２１と流路壁１８との両方に互いに同じ方向のテーパが付されると共に、上記外周壁２１側に、両壁１８，２１間に形成される制限流路の一部を構成する、流路面積調整用の複数の切り欠き４５が設けられ、上記流路壁１８側には、該流路壁１８に設けた凹溝４７内に、上記外周壁２１に当接する第２シール部材４６が装着されている。
【００３３】
上記切り欠き４５は、上記弁部材２０の軸線方向に延びる溝からなるもので、この溝の形は、図８に示すようなＶ形であっても、図９に示すような平底形であっても、あるいは図１０に示すような、円周の一部を直線的に切除した面取り形であっても良く、これ以外の形であっても良い。そして、このような複数の切り欠き４５が、図１１に示すように、外周壁２１の円周に沿って等間隔に形成されている。この場合、上記複数の切り欠き４５の形は全て同じであっても良いが、異なる形の切り欠きが混在していても良い。
【００３４】
また、上記切り欠き４５は、外周壁２１の軸線方向前端２１ａ側から後端２１ｂ側までの全長にわたって形成されることなく、前端２１ａ側から外周壁２１の途中までの部分に局部的に設けられている。しかも該切り欠き４５の深さは、外周壁２１の前端２１ａ側で深く、後端２１ｂ側にいくに従って次第に浅くなっている。
【００３５】
この第３実施例において、上記弁部材２０が弁座１７に近づいて流路壁１８内に嵌合すると、該弁部材２０の外周壁２１と流路壁１８との間の隙間２３によって制限流路が形成される。そして、さらに弁部材２０が変移して流路壁１８との嵌合の度合いが大きくなると、図４に示すように、該弁部材２０が第２シール部材４６に接触するため、上記隙間２３が封鎖され、制限流路は上記複数の切り欠き４５の部分のみとなり、さらに絞られた状態になる。この状態で上記弁部材２０がさらに変移すると、上記切り欠き４５の深さは徐々に浅くなっているため、制限流路の面積はさらに小さくなっていき、第１シール部材２２が弁座１７に当接した図５の位置で閉弁状態となる。
【００３６】
ここで、上記弁部材２０が弁座１７を閉じたときに、図６に示すように、上記第２シール部材４６が切り欠き４５上の位置で弁部材２０の外周壁２１に接触するように構成しておくことにより、上記制限流路は僅かに開放した状態に保たれる。一方、図７に示すように、上記第２シール部材４６が切り欠き４５から実質的に外れた位置で弁部材２０の外周壁２１に接触するように構成しておくことにより、上記制限流路は完全に閉鎖された状態となる。
【００３７】
なお、上記切り欠き４５を流路壁１８側に形成し、上記第２シール部材４６を弁部材２０の外周壁２１側に形成することもできる。
また、上記切り欠き４５は、外周壁２１又は流路壁１８の前端側から後端側までの全体にわたって形成することもできる。この場合、該切り欠き４５を均一深さに形成しても、深さが徐々に変化するように形成しても良い。
【００３８】
図１２は本発明の第４実施例の要部を示すもので、この第４実施例のバルブにおいては、流路壁１８が、ハウジング１３とは別体の円筒部材１８ａにより形成されていて、この円筒部材１８ａが弁座１７の回りに同軸状に固定され、この円筒部材１８ａに複数の切り欠き４５が形成されている。この切り欠き４５は円形の孔からなるもので、このような切り欠き即ち孔４５が、上記円筒部材１８ａの円周方向に等間隔で設定された複数の穿孔予定位置に、それぞれ複数個ずつ設けられている。図示の例では、上記各穿孔予定位置に、２つの孔４５が円筒部材１８ａの軸線方向に一定の間隔を置いて設けられているが、孔４５の数は３つ以上であっても良い。
【００３９】
この第４実施例においては、弁部材２０が上記流路壁１８内を変移すると、該弁部材２０の外周壁２１と流路壁１８との間に、隙間２３と上記孔４５とからなる制限流路が形成される。
【００４０】
図１３は本発明の第５実施例の要部を示すもので、この第５実施例が上記第４実施例と相違する点は、流路壁１８を構成する円筒部材１８ａの各穿孔予定位置に、切り欠き４５としての２つの孔と１つの孔とを交互に設けている点である。この場合、１つの切り欠き即ち孔４５が設けられた穿孔予定位置では、下段側の孔が省略されている。
【００４１】
図１４は本発明の第６実施例の要部を示すもので、この第６実施例が上記第４及び第５実施例と相違する点は、切り欠き４５を構成する上記孔が、円形ではなく長孔状をしていて、流路壁１８の軸線方向に細長く形成されている点である。この場合、全ての孔４５を同じ長さに形成しても良いが、図示したように、長径の長孔４５と短径の長孔４５とを交互に設けても良い。
【００４２】
なお、上記第４〜第６実施例においては、上記弁部材２０の外周壁２１と流路壁１８のうち少なくとも一方を、テーパを付すことによって傾斜させても良い。
【００４３】
図１５は本発明の第７実施例の要部を示すもので、この第７実施例が上記第４〜第６実施例と相違する点は、流路壁１８を構成する円筒部材１８ａが、テーパを付すことによって上広がり状に傾斜していて、弁部材２０の外周壁２１に第２シール部材４６が取り付けられているという点である。この場合、上記円筒部材１８ａに形成される切り欠き４５は、円形の孔であっても長孔であっても良く、また、円形の孔を設ける場合は、図１２のように各穿孔予定位置に２つの孔を設けても、図１３のように、穿孔予定位置に２つの孔と一つの孔とを交互に設けたても良く、長孔を設ける場合は、各穿孔予定位置に同じ長さの長孔を設けても、図１４のように長径の長孔と短径の長孔とを交互に設けても良い。
【００４４】
この第７実施例では、上記弁部材２０が流路壁１８内に嵌合すると、外周壁２１と流路壁１８との間の隙間２３によって制限流路が形成され、上記弁部材２０の嵌合の度合いが大きくなるにつれてその流路面積は減少していく。そして、第１シール部材２２が弁座１７に当接する直前位に上記第２シール部材４６が流路壁１８に当接する。このとき、上記切り欠き４５の形や数あるいは配置等の設定を変えることにより、閉弁時に上記制限流路が、図１５のように一部の切り欠き４５によって僅かに開放した状態となるか、あるいは完全に閉鎖された状態となるように構成することができる。
【００４５】
図１６は本発明の第８実施例の要部を示すもので、この第８実施例のバルブにおいては、流路壁１８が、均一直径を有する円筒部材１８ａにより形成されていて、この円筒部材１８ａが上記弁座１７の回りに同軸状に取り付けられている。また、弁部材２０が、均一直径を有する外周壁２１と、この外周壁２１の回りを一定の間隔をおいて取り囲む円形の外環部４９とを有していて、この外環部４９の上端部と上記外周壁２１の上端部とが連結部５０で一体に連結されている。従って、これらの外周壁２１と外環部４９との間には、上記流路壁１８の高さより深さが若干深い円環状の空間５１が形成されている。
そして、閉弁動作時に上記弁部材２０が弁座１７に接近すると、上記流路壁１８が上記空間５１内に嵌合し、これらの外周壁２１と外環部４９と流路壁１８との間に屈折した隙間２３からなる制限流路が形成されるようになっている。
【００４６】
【発明の効果】
このように本発明によれば、弁部材の開度が小さい段階での制御性に勝れると同時に、弁部材が弁座を全開したときの流量特性にも勝れる、簡易な構成の真空調圧用バルブを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る真空調圧用バルブの第１実施例を示す、閉弁状態での断面図である。
【図２】図１のバルブの開弁状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施例の要部を示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施例の要部を示す断面図である。
【図５】上記第３実施例の異なる動作状態を示す断面図である。
【図６】図５の要部拡大図である。
【図７】図６の変形例を示す要部拡大図である。
【図８】図６及び図７における切り欠き形状の一例を示す弁部材の部分下面図である。
【図９】上記切り欠き形状の他例を示す弁部材の部分下面図である。
【図１０】上記切り欠き形状の更なる他例を示す弁部材の部分下面図である。
【図１１】上記切り欠きの形成態様の一例を示す弁部材の下面図である。
【図１２】本発明の第４実施例の要部を示す断面図である。
【図１３】本発明の第５実施例の要部を示す断面図である。
【図１４】本発明の第６実施例の要部を示す断面図である。
【図１５】本発明の第７実施例の要部を示す断面図である。
【図１６】本発明の第８実施例の要部を示す断面図である。
【図１７】従来のバルブの断面図である。
【符号の説明】
１１ 駆動部
１４ 第１メインポート
１５ 第２メインポート
１６ 連通路
１７ 弁座
１８ 流路壁
１８ａ 円筒部材
２０ 弁部材
２１ 外周壁
２２ 第１シール部材
４５ 切り欠き
４６ 第２シール部材
４９ 外環部
【発明の属する技術分野】
本発明は、理化学機械等において化学反応用の真空チャンバの減圧などに使用する真空調圧用バルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体の製造装置においては、エッチングなどの化学処理が真空チャンバ内で行われるが、このとき真空チャンバの減圧には真空ポンプが使用され、この真空ポンプの制御に調圧用のバルブが用いられている。図１７には公知の真空調圧用バルブが示されている。このバルブは、真空ポンプと真空チャンバとに接続される第１メインポート１及び第２メインポート２と、上記第１メインポート１のポート孔３の回りに形成された弁座４と、この弁座４を開閉する円環状のシール部材６を前面に備えたディスク形の弁部材５と、この弁部材５を開閉動作させるエアシリンダ機構７とを有している。
【０００３】
上記弁部材５の前面には、環状をした上記シール部材６の内側に円柱形をした調整軸部５ａが形成され、また、上記ポート孔３の端部には、この調整軸部５ａが隙間を保って嵌合可能な大きさの調整孔部３ａが形成されている。そして、上記弁部材５が弁座４を開閉する際に、上記調整軸部５ａが調整孔部３ａ内に嵌合することによって一種の絞りが形成され、この絞りの作用によって上記弁座４が徐々に開いたり徐々に閉じたりするようになっており、それによって、上記弁部材５の開度が小さい段階における流量の制御性を高めている。
【０００４】
しかしながら、上記弁部材５の前面に円柱形の調整軸部５ａを形成し、これを上記ポート孔３の端部に形成した調整孔部３ａに嵌合させるという構成は、弁部材５の形状を複雑化して重量を増大させ、加工性や操作性を悪くする。さらに、上記弁部材５が弁座４を全開したときの流量特性にも影響を及ぼす。即ち、この弁部材５が全開した時の開口形状は、上記調整軸部５ａの外径Ｄ４と、上記調整孔部３ａの内径Ｄ５と、上記弁座４又は調整孔部３ａ端から調整軸部５ａまでの距離Ｘとからなる円筒で近似されるが、上記調整軸部５ａと調整孔部３ａとが何れもシート径Ｄ６より小径であるため、流路の開口面積がこれらの調整軸部５ａと調整孔部３ａとによる制約を受け易いからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の技術的課題は、弁部材の開度が小さい段階での制御性に勝れると同時に、弁部材が弁座を全開したときの流量特性にも勝れる、簡易な構成の真空調圧用バルブを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明によれば、真空ポンプ及び真空チャンバの一方と他方とに接続される第１メインポート及び第２メインポート、上記両メインポートを結ぶ連通路中に形成された円環状の弁座、上記弁座の回りを同軸状に取り囲む、直径が上記弁座のシート径より大きい円形の流路壁、上記弁座を開閉する第１シール部材が装着された前面と、直径が上記流路壁よりは小さくかつ上記シート径よりは大きい円形の外周壁とを有し、上記流路壁内に嵌合することによって該流路壁と上記外周壁との間に制限流路を形成するディスク形の弁部材、上記弁部材を開閉動作させる駆動部、を有することを特徴とする真空調圧用バルブが提供される。
【０００７】
上記構成を有する本発明の調圧用バルブは、上記駆動機構により弁部材を駆動し、第１シール部材を上記弁座に接離させて該弁座を開閉するものである。ここで、上記弁部材が開放状態から弁座を閉鎖する場合には、最初は流路面積は大きく変化するが、上記弁部材が弁座に近づいて上記流路壁内に嵌合すると、該弁部材の外周壁とこの流路壁とによって流路が絞られ、これらの外周壁と流路壁との間の隙間によって制限流路が形成される。この制限流路の流路面積は、上記外周壁が流路壁内に嵌合していくに従って徐々に小さくなっていき、最終的に上記第１シール部材が弁座に当接して該弁座は閉鎖される。
【０００８】
また、上記弁部材が閉鎖位置から弁座を開放する場合には、該弁部材が流路壁内に嵌合して上記制限流路を形成した状態から開弁動作が始まり、この制限流路の流路面積は徐々に増大していく。そして、上記弁部材が流路壁から脱すると、上記制限流路の状態が解消するため流路面積は急速に増大し、そのあと上記弁部材は全開位置に到達する。
【０００９】
かくして本発明の調整用バルブは、弁座の回りに形成した流路壁と弁部材の外周壁とによって制限流路を形成し、この制限流路の流路面積を徐々に変化させることができるので、弁部材の開度が小さい段階での制御性に勝れる。また、上記弁部材が全開した時の開口形状は、上記外周壁の外径と、上記流路壁の内径と、該流路壁の上端から弁部材までの距離とからなる円筒で近似されるが、上記外周壁の外径と流路壁の内径が何れも弁座のシート径より大径であるため、弁開時の流路面積がこれらの弁部材や流路壁による制約を受けることがなく、弁開時の流量特性も勝れる。さらに、上記弁部材の前面に従来例のような調整軸部を形成する必要がないので、弁部材をシンプルで軽量な形に形成することができ、加工性や操作性にも勝れる。
【００１０】
本発明においては、上記弁部材の外周壁と上記流路壁とのうち少なくとも一方にテーパを付すこともできる。
【００１１】
また、本発明において好ましくは、上記弁部材の外周壁と流路壁とのうち少なくとも一方に、上記制限流路の流路面積を調整するための複数の切り欠きを設けることである。
【００１２】
この場合に上記切り欠きは、上記弁部材の外周壁に該弁部材の軸線方向に向けて設けられた溝であっても良い。あるいは、上記流路壁を、上記弁座の回りに取り付けられた円筒部材により形成し、この円筒部材に上記切り欠きとしての孔を形成しても良い。
【００１３】
本発明の好ましい一つの構成態様によれば、上記弁部材の外周壁及び上記流路壁の何れか一方に、他方の壁に当接して制限流路の流路面積を制御する第２シール部材が設けられている。
【００１４】
また、本発明の他の具体的な構成態様によれば、上記流路壁が、上記弁座の回りに取り付けられた円筒部材により形成され、また、上記弁部材が、上記外周壁の回りを一定の間隔をおいて取り囲む円形の外環部を有していて、該弁部材が弁座に接近すると上記流路壁が上記外周壁と外環部との間に嵌合することにより、これらの外周壁と外環部と流路壁との間に屈折した制限流路が形成されるように構成されている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明に係る真空調圧用バルブの第１実施例を示すものである。このバルブは、半導体製造装置における真空チャンバの減圧に使用するのに適したもので、弁部材２０で流体流路を開閉するように構成された弁開閉部１０と、上記弁部材２０を駆動するための駆動部１１とを備えている。
【００１６】
上記弁開閉部１０は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などの金属素材で形成された円柱状又は四角柱状のハウジング１３を有している。このハウジング１３は、上記真空チャンバ及び真空ポンプの何れか一方に接続するための第１メインポート１４と、他方に接続するための第２メインポート１５と、これら両メインポート１４，１５を結ぶ連通路１６と、該連通路１６中に設けられた円環状の弁座１７とを備えている。上記第１メインポート１４は、ハウジング１３の軸線Ｌと同軸位置に形成され、第２メインポート１５は、この第１メインポート１４とは９０度異なる向きに形成されている。
【００１７】
上記弁座１７は、上記第１メインポート１４におけるポート孔１４ａの内端側の位置に、このポート孔１４ａの回りを取り囲むように形成されており、この弁座１７の回りには、該弁座１７を取り囲む円形の流路壁１８がハウジング１３と一体に形成されている。この流路壁１８は、上記弁座１７と同軸状に設けられていて、上記軸線Ｌ方向に一定高さだけ立ち上がっており、その高さＨは、ディスク形をした上記弁部材２０の厚さＴと近似している。また、この流路壁１８は、テーパが付されることによって上広がり状をなすように傾斜しており、これによって該流路壁１８の直径Ｄ２は、弁座１７に近い下端部側が小さく、連通路１６に近い上端部側が大きくなっている。しかも、この流路壁１８の直径は、最も小さい下端部側においても上記弁座１７のシート径Ｄ１より大きい。
【００１８】
上記ハウジング１３の内部には、上記連通路１６内において弁座１７を開閉するポペット式の上記弁部材２０が、上記弁座１７と同軸状に設けられている。この弁部材２０はディスク形をしていて、実質的に平坦な前面２０ａと、円形の外周壁２１とを有し、上記前面２０ａの外周端寄りの位置には、上記弁座１７に接離する円環状をしたゴム製の第１シール部材２２が取り付けられている。この前面２０ａには、この第１シール部材２２よりも該前面２０ａから前方に突出する部分あるいは部材が設けられていない。また、上記外周壁２１の直径Ｄ３は、この外周壁２１の全長即ち弁部材２０の厚さ全体にわたって均一大きさであり、その大きさは、傾斜する上記流路壁１８の下端側の直径より僅かに小さい。
【００１９】
そして、図１に示すように、上記弁部材２０が流路壁１８内に嵌合すると、この弁部材２０の外周壁２１と上記流路壁１８との間に隙間２３が形成され、この隙間２３によって面積の絞られた制限流路が形成されるようになっている。換言すれば、上記弁部材２０の外周壁２１と流路壁１８とで絞りが形成されるようになっている。上記隙間２３による制限流路の面積は、上記外周壁２１と流路壁１８との嵌合の度合いによって変化し、嵌合の度合いが小さいほど大きく、嵌合の度合いが大きくなるにつれて次第に小さくなっていく。従って、上記外周壁２１と流路壁１８とで形成される絞りは、弁部材２０の動作位置で流路面積が変化する変動絞りである。
【００２０】
上記弁部材２０の背面中央部には、駆動用のロッド２６の先端部が取り付けられ、このロッド２６が、ハウジング１３の内部を上記軸線Ｌに沿って延び、その基端部は上記駆動部１１の位置にまで達したあと、弁開閉部１０と該駆動部１１とを区画する隔壁３６を貫通してピストン３８に連結されている。そして、このピストン３８で該ロッド２６が前後進させられることにより、上記弁部材２０が弁座１７を開閉するようになっている。
【００２１】
上記ロッド２６の回りには、弁部材２０の全開位置を規定するための円筒形をしたストッパ２７が固定されている。このストッパ２７は、上記弁部材２０の背面からロッド２６に沿って一定長さ延びていて、上記弁部材２０の全開位置でその端部が上記隔壁３６の当接部３６ａに当たるようになっている。また、上記弁部材２０の背面にはばね座２８が設けられ、このばね座２８と上記隔壁３６との間に、上記弁部材２０を閉鎖方向に弾発するコイル状の復帰ばね２９が設けられている。さらに、上記弁部材２０の背面には、上記ロッド２６とストッパ２７及び復帰ばね２９の回りを取り囲むように伸縮自在のベローズ３０が設けられている。このベローズ３０は、その一端が上記弁部材２０の背面に取り付けられ、他端が、ハウジング１３の端部と上記隔壁３６との間に設けられた支持プレート３１に取り付けられており、上記弁部材２０の開閉に伴って伸縮する。
【００２２】
上記駆動部１１は、エアシリンダ機構により構成されたもので、上記ハウジング１３の一端に同軸状に結合されたシリンダボディ３５を有している。このシリンダボディ３５は、上記ハウジング１３と同じ円柱状又は四角柱状をしていて、軸線方向の一端側にこのハウジング１３との間を区画する上記隔壁３６を有すると共に、内部にシリンダ孔３７を有し、このシリンダ孔３７の内部に上記ピストン３８が、シール部材３８ａを介して摺動自在に収容されている。そして、上記ロッド２６が上記隔壁３６を摺動自在に貫通してシリンダ孔３７内に延出し、基端部を上記ピストン３８に連結されている。
【００２３】
上記ピストン３８の一側には、該ピストン３８と上記隔壁３６とで区画された圧力室３９が形成され、この圧力室３９が、シリンダボディ３５の側面に開口する操作ポート４０に接続されている。また、上記ピストン３８の他側には、シリンダボディ３５に取り付けられた蓋板４２と該ピストン３８とで区画された呼吸室４１が形成され、この呼吸室４１は、上記蓋板４２又はシリンダボディ３５に形成された呼吸孔４１ａを通じて外部に開放している。
【００２４】
従って、図１に示すように、上記操作ポート４０を通じて圧力室３９を外部に開放すると、復帰ばね２９の力で上記弁部材２０が前進させられ、第１シール部材２２が弁座１７に当接して該弁座１７が閉鎖される。この状態では、両メインポート１４，１５に接続された真空ポンプと真空チャンバは互いに遮断されている。
【００２５】
また、図２に示すように、上記操作ポート４０から圧力室３９に圧縮空気を供給すると、上記ピストン３８が後退し、ロッド２６を介して上記弁部材２０を後退させるため、この弁部材２０の第１シール部材２２が弁座１７から離れて該弁座１７を開放する。そして、上記弁部材２０は、ストッパ２７が隔壁３６の当接部３６ａに当接する全開位置で停止する。
【００２６】
ここで、上記弁部材２０が、図２の開放位置から図１の閉鎖位置まで変移する場合について考えると、この弁部材２０が弁座１７に近づいて流路壁１８内に嵌合する直前までの動作初期段階では、該弁部材２０の変移と共に流路面積は大きく変化していく。そして、この弁部材２０が上記流路壁１８内に嵌合すると、該弁部材２０の外周壁２１とこの流路壁１８とによって流路が絞られ、隙間２３による制限流路が形成されることになる。この制限流路の流路面積は、上記外周壁２１が流路壁１８内に嵌合するに従って徐々に絞られていき、最終的に、上記第１シール部材２２が弁座１７に当接して該弁座１７は閉鎖される。
【００２７】
また、上記弁部材２０が閉鎖位置から弁座１７を開放する場合には、該弁部材２０が流路壁１８内に嵌合した状態から開弁動作が始まるため、流体流路は制限流路の状態から流路面積が徐々に増大していく。そして、上記弁部材２０が流路壁１８から脱すると、上記制限流路の状態が解消するため流路面積は急速に増大し、そのあと上記弁部材２０は全開位置に到達する。
【００２８】
かくして上記調整用バルブは、弁部材２０の開度が小さい場合に、弁座１７の回りの流路壁１８と弁部材２０の外周壁２１とによって制限流路が形成され、この制限流路の流路面積が徐々に変化するので、開弁初期又は閉弁終了直前のような、弁部材２０の開度が小さい段階での流量の制御性に勝れる。また、上記弁部材２０が全開した時の開口形状は、上記外周壁２１の直径Ｄ３と、上記流路壁１８の直径Ｄ２と、該流路壁１８の上端から弁部材２０までの距離Ｘとからなる円筒で近似されるが、上記直径Ｄ３とＤ２とが何れも弁座１７のシート径Ｄ１より大きいため、弁開時の流路面積がこれらの弁部材２０や流路壁１８による制約を受けることがなく、弁開時の流量特性も勝れる。さらに、上記弁部材２０の前面２０ａに従来例のような調整軸部を形成する必要がないので、該弁部材２０をシンプルで軽量な形に形成することができ、加工性や操作性にも勝れる。
【００２９】
図示した例では、上記流路壁１８側にテーパが付され、外周壁２１は均一直径に形成されているが、その逆に、外周壁２１側にテーパを付し、流路壁１８を均一直径に形成することもできる。
【００３０】
図３は本発明の第２実施例の要部を示すもので、この第２実施例のバルブにおいては、弁部材２０の外周壁２１と流路壁１８との両方に互いに同じ方向のテーパが付されている。従って上記外周壁２１は、弁部材２０の前面２０ａ側に向かって次第に先細りをなすように傾斜している。このように外周壁２１と流路壁１８との両方にテーパを付すことにより、何れか一方だけにテーパが付されている場合に比べ、制限流路の流路面積の変化の特性を違えることができる。
【００３１】
この第２実施例のバルブの上記以外の構成については、上記第１実施例と実質的に同じである。このことは、以下に説明する第３実施例以降の各実施例においても同様である。
【００３２】
図４及び図５は本発明の第３実施例の要部を示すもので、この第３実施例のバルブにおいては、弁部材２０の外周壁２１と流路壁１８との両方に互いに同じ方向のテーパが付されると共に、上記外周壁２１側に、両壁１８，２１間に形成される制限流路の一部を構成する、流路面積調整用の複数の切り欠き４５が設けられ、上記流路壁１８側には、該流路壁１８に設けた凹溝４７内に、上記外周壁２１に当接する第２シール部材４６が装着されている。
【００３３】
上記切り欠き４５は、上記弁部材２０の軸線方向に延びる溝からなるもので、この溝の形は、図８に示すようなＶ形であっても、図９に示すような平底形であっても、あるいは図１０に示すような、円周の一部を直線的に切除した面取り形であっても良く、これ以外の形であっても良い。そして、このような複数の切り欠き４５が、図１１に示すように、外周壁２１の円周に沿って等間隔に形成されている。この場合、上記複数の切り欠き４５の形は全て同じであっても良いが、異なる形の切り欠きが混在していても良い。
【００３４】
また、上記切り欠き４５は、外周壁２１の軸線方向前端２１ａ側から後端２１ｂ側までの全長にわたって形成されることなく、前端２１ａ側から外周壁２１の途中までの部分に局部的に設けられている。しかも該切り欠き４５の深さは、外周壁２１の前端２１ａ側で深く、後端２１ｂ側にいくに従って次第に浅くなっている。
【００３５】
この第３実施例において、上記弁部材２０が弁座１７に近づいて流路壁１８内に嵌合すると、該弁部材２０の外周壁２１と流路壁１８との間の隙間２３によって制限流路が形成される。そして、さらに弁部材２０が変移して流路壁１８との嵌合の度合いが大きくなると、図４に示すように、該弁部材２０が第２シール部材４６に接触するため、上記隙間２３が封鎖され、制限流路は上記複数の切り欠き４５の部分のみとなり、さらに絞られた状態になる。この状態で上記弁部材２０がさらに変移すると、上記切り欠き４５の深さは徐々に浅くなっているため、制限流路の面積はさらに小さくなっていき、第１シール部材２２が弁座１７に当接した図５の位置で閉弁状態となる。
【００３６】
ここで、上記弁部材２０が弁座１７を閉じたときに、図６に示すように、上記第２シール部材４６が切り欠き４５上の位置で弁部材２０の外周壁２１に接触するように構成しておくことにより、上記制限流路は僅かに開放した状態に保たれる。一方、図７に示すように、上記第２シール部材４６が切り欠き４５から実質的に外れた位置で弁部材２０の外周壁２１に接触するように構成しておくことにより、上記制限流路は完全に閉鎖された状態となる。
【００３７】
なお、上記切り欠き４５を流路壁１８側に形成し、上記第２シール部材４６を弁部材２０の外周壁２１側に形成することもできる。
また、上記切り欠き４５は、外周壁２１又は流路壁１８の前端側から後端側までの全体にわたって形成することもできる。この場合、該切り欠き４５を均一深さに形成しても、深さが徐々に変化するように形成しても良い。
【００３８】
図１２は本発明の第４実施例の要部を示すもので、この第４実施例のバルブにおいては、流路壁１８が、ハウジング１３とは別体の円筒部材１８ａにより形成されていて、この円筒部材１８ａが弁座１７の回りに同軸状に固定され、この円筒部材１８ａに複数の切り欠き４５が形成されている。この切り欠き４５は円形の孔からなるもので、このような切り欠き即ち孔４５が、上記円筒部材１８ａの円周方向に等間隔で設定された複数の穿孔予定位置に、それぞれ複数個ずつ設けられている。図示の例では、上記各穿孔予定位置に、２つの孔４５が円筒部材１８ａの軸線方向に一定の間隔を置いて設けられているが、孔４５の数は３つ以上であっても良い。
【００３９】
この第４実施例においては、弁部材２０が上記流路壁１８内を変移すると、該弁部材２０の外周壁２１と流路壁１８との間に、隙間２３と上記孔４５とからなる制限流路が形成される。
【００４０】
図１３は本発明の第５実施例の要部を示すもので、この第５実施例が上記第４実施例と相違する点は、流路壁１８を構成する円筒部材１８ａの各穿孔予定位置に、切り欠き４５としての２つの孔と１つの孔とを交互に設けている点である。この場合、１つの切り欠き即ち孔４５が設けられた穿孔予定位置では、下段側の孔が省略されている。
【００４１】
図１４は本発明の第６実施例の要部を示すもので、この第６実施例が上記第４及び第５実施例と相違する点は、切り欠き４５を構成する上記孔が、円形ではなく長孔状をしていて、流路壁１８の軸線方向に細長く形成されている点である。この場合、全ての孔４５を同じ長さに形成しても良いが、図示したように、長径の長孔４５と短径の長孔４５とを交互に設けても良い。
【００４２】
なお、上記第４〜第６実施例においては、上記弁部材２０の外周壁２１と流路壁１８のうち少なくとも一方を、テーパを付すことによって傾斜させても良い。
【００４３】
図１５は本発明の第７実施例の要部を示すもので、この第７実施例が上記第４〜第６実施例と相違する点は、流路壁１８を構成する円筒部材１８ａが、テーパを付すことによって上広がり状に傾斜していて、弁部材２０の外周壁２１に第２シール部材４６が取り付けられているという点である。この場合、上記円筒部材１８ａに形成される切り欠き４５は、円形の孔であっても長孔であっても良く、また、円形の孔を設ける場合は、図１２のように各穿孔予定位置に２つの孔を設けても、図１３のように、穿孔予定位置に２つの孔と一つの孔とを交互に設けたても良く、長孔を設ける場合は、各穿孔予定位置に同じ長さの長孔を設けても、図１４のように長径の長孔と短径の長孔とを交互に設けても良い。
【００４４】
この第７実施例では、上記弁部材２０が流路壁１８内に嵌合すると、外周壁２１と流路壁１８との間の隙間２３によって制限流路が形成され、上記弁部材２０の嵌合の度合いが大きくなるにつれてその流路面積は減少していく。そして、第１シール部材２２が弁座１７に当接する直前位に上記第２シール部材４６が流路壁１８に当接する。このとき、上記切り欠き４５の形や数あるいは配置等の設定を変えることにより、閉弁時に上記制限流路が、図１５のように一部の切り欠き４５によって僅かに開放した状態となるか、あるいは完全に閉鎖された状態となるように構成することができる。
【００４５】
図１６は本発明の第８実施例の要部を示すもので、この第８実施例のバルブにおいては、流路壁１８が、均一直径を有する円筒部材１８ａにより形成されていて、この円筒部材１８ａが上記弁座１７の回りに同軸状に取り付けられている。また、弁部材２０が、均一直径を有する外周壁２１と、この外周壁２１の回りを一定の間隔をおいて取り囲む円形の外環部４９とを有していて、この外環部４９の上端部と上記外周壁２１の上端部とが連結部５０で一体に連結されている。従って、これらの外周壁２１と外環部４９との間には、上記流路壁１８の高さより深さが若干深い円環状の空間５１が形成されている。
そして、閉弁動作時に上記弁部材２０が弁座１７に接近すると、上記流路壁１８が上記空間５１内に嵌合し、これらの外周壁２１と外環部４９と流路壁１８との間に屈折した隙間２３からなる制限流路が形成されるようになっている。
【００４６】
【発明の効果】
このように本発明によれば、弁部材の開度が小さい段階での制御性に勝れると同時に、弁部材が弁座を全開したときの流量特性にも勝れる、簡易な構成の真空調圧用バルブを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る真空調圧用バルブの第１実施例を示す、閉弁状態での断面図である。
【図２】図１のバルブの開弁状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施例の要部を示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施例の要部を示す断面図である。
【図５】上記第３実施例の異なる動作状態を示す断面図である。
【図６】図５の要部拡大図である。
【図７】図６の変形例を示す要部拡大図である。
【図８】図６及び図７における切り欠き形状の一例を示す弁部材の部分下面図である。
【図９】上記切り欠き形状の他例を示す弁部材の部分下面図である。
【図１０】上記切り欠き形状の更なる他例を示す弁部材の部分下面図である。
【図１１】上記切り欠きの形成態様の一例を示す弁部材の下面図である。
【図１２】本発明の第４実施例の要部を示す断面図である。
【図１３】本発明の第５実施例の要部を示す断面図である。
【図１４】本発明の第６実施例の要部を示す断面図である。
【図１５】本発明の第７実施例の要部を示す断面図である。
【図１６】本発明の第８実施例の要部を示す断面図である。
【図１７】従来のバルブの断面図である。
【符号の説明】
１１ 駆動部
１４ 第１メインポート
１５ 第２メインポート
１６ 連通路
１７ 弁座
１８ 流路壁
１８ａ 円筒部材
２０ 弁部材
２１ 外周壁
２２ 第１シール部材
４５ 切り欠き
４６ 第２シール部材
４９ 外環部
Claims (7)
- 真空ポンプ及び真空チャンバの一方と他方とに接続される第１メインポート及び第２メインポート、
上記両メインポートを結ぶ連通路中に形成された円環状の弁座、
上記弁座の回りを同軸状に取り囲む、直径が上記弁座のシート径より大きい円形の流路壁、
上記弁座を開閉する第１シール部材が装着された前面と、直径が上記流路壁よりは小さくかつ上記シート径よりは大きい円形の外周壁とを有し、上記流路壁内に嵌合することによって該流路壁と上記外周壁との間に制限流路を形成するディスク形の弁部材、
上記弁部材を開閉動作させる駆動部、
を有することを特徴とする真空調圧用バルブ。 - 上記弁部材の外周壁と上記流路壁とのうち少なくとも一方にテーパが付されていることを特徴とする請求項１に記載の調圧用バルブ。
- 上記弁部材の外周壁と流路壁とのうち少なくとも一方に、上記制限流路の流路面積を調整するための複数の切り欠きが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の調圧用バルブ。
- 上記切り欠きが、上記弁部材の外周壁に該弁部材の軸線方向に向けて設けられた溝であることを特徴とする請求項３に記載の調圧用バルブ。
- 上記流路壁が、上記弁座の回りに取り付けられた円筒部材からなっていて、上記切り欠きが、この円筒部材に形成された孔であることを特徴とする請求項３に記載の調圧用バルブ。
- 上記弁部材の外周壁と上記流路壁とのうちの何れか一方に、他方の壁に当接して上記制限流路の流路面積を制御する第２シール部材が設けられていることを特徴とする請求項１から５までの何れかに記載の調圧用バルブ。
- 上記流路壁が、上記弁座の回りに取り付けられた円筒部材により形成され、また、上記弁部材が、上記外周壁の回りを一定の間隔をおいて取り囲む円形の外環部を有していて、該弁部材が弁座に接近すると上記流路壁が上記外周壁と外環部との間に嵌合することにより、これらの外周壁と外環部と流路壁との間に屈折した制限流路が形成されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の調圧用バルブ。
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