JP2011169333A - ゲートバルブ - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、弁体加熱手段を装着した弁体を弁体ホルダに着脱可能に取付けてなるゲートバルブにおいて、弁体および弁体ホルダからなる弁部の厚みを薄くすること、ならびに、弁体および加熱用ヒータの交換を容易にすること、を同時に達成できるゲートバルブを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のゲートバルブは、弁体を弁体ホルダに着脱可能に取付けてなるゲートバルブにおいて、弁体に弁体加熱手段を装着し、弁体と弁体ホルダとの対向面に位置し、かつ、対向面に沿って平板状接続端子を弁体および弁体ホルダにそれぞれ設けることにより、該コイルスプリングを介して加熱手段と電気的に接続されていることを特徴としている。
【選択図】図1
【解決手段】本発明のゲートバルブは、弁体を弁体ホルダに着脱可能に取付けてなるゲートバルブにおいて、弁体に弁体加熱手段を装着し、弁体と弁体ホルダとの対向面に位置し、かつ、対向面に沿って平板状接続端子を弁体および弁体ホルダにそれぞれ設けることにより、該コイルスプリングを介して加熱手段と電気的に接続されていることを特徴としている。
【選択図】図1
Description
本発明は、たとえば、半導体装置の製造工程等に用いられる真空処理装置における真空処理室の開口部を開閉するゲートバルブに関し、特に、ゲートバルブの弁体を加熱するようにした弁体加熱装置に関する。
半導体製造工程におけるドライエッチング工程やスパッタリング工程やエピタキシャルウェハ形成工程等においては、例えば特開平9−82781号公報に記載のような、複数の真空処理室が接続されたマルチチャンバ構成の真空処理装置が使用される。
ウェハの搬送室と各真空処理室との間の移動は、ゲートを通じて行われる。ゲートの開閉および密封は、ゲートバルブによって行われる。
ウェハの搬送室と各真空処理室との間の移動は、ゲートを通じて行われる。ゲートの開閉および密封は、ゲートバルブによって行われる。
このような、半導体製造装置用のゲートバルブにおける弁体は、反応ガスが触れる部位で使用される場合、反応生成物が弁体に付着しないように加熱制御される。具体的には、弁体にシーズヒータやカートリッジヒータ、面状ヒータを埋め込み、熱電対等を用いた温度コントローラで温度制御している。
加熱源としてのシーズヒータ、カートリッジヒータ、または、面状ヒータは、バルブの流路が大気圧から真空状態に変化してもその影響を受けないように弁体装置の内部に閉鎖状態で内蔵されるものであるが、弁体または加熱源としてのヒータを交換可能にしておき、弁体装置全体の長寿命化および経済性の向上を図るようにしたゲートバルブが知られている。
弁体またはヒータを交換可能にしたものとして、弁体と弁体ホルダとをOリングを介してねじで固定し、弁体凹部に複数の舌片状のPTCサーミスタを配設し、PTCサーミスタへの電力供給は弁体ホルダに設けた雄型端子を有する第2ソケットと雌型端子を有する第1ソケットにより行うようにしたゲートバルブの加熱装置が知られている(以下「従来技術1」という。例えば、特許文献2参照。)。
また、弁体またはヒータを交換可能にした他の例として、ボディの流路口を開閉するための弁体と、この弁体を加熱するための弁体加熱用ヒータと、この弁体加熱用ヒータを収納し得る収納部を有する弁体ホルダ本体部と、この弁体ホルダ本体部の収納部に前記弁体加熱用ヒータを収納した状態で、前記弁体ホルダ本体部に全周がシール状態に溶接されて前記弁体加熱用ヒータを前記ボディの内部に対して閉鎖した密閉状態に被覆するシールプレートとから成り、前記弁体ホルダ本体部に連結されたステムには、前記弁体加熱用ヒータの導線の延出部を外部に導出する孔が形成され、前記弁体は前記弁体ホルダ本体部のシールプレート表面上に重ねて取り付けられ、かつ、前記弁体は弁体ホルダ本体部の裏面側からボルトにより着脱可能に取り付けられているゲートバルブが知られている(以下「従来技術2」という。特許文献3参照。)。
上記した特許文献2記載の従来技術1のゲートバルブの加熱装置においては、ヒータへの電源接続がオスメス端子構造であるため、接続個所が大きなスペースを必要とし、弁体および弁体ホルダの厚みが大きくなるという問題があった。
また、上記した特許文献3記載の従来技術2のゲートバルブにおいては、加熱用ヒータとリード線を半田や溶接で接続し、弁体ホルダ本体部の収納部に弁体加熱用ヒータを収納した状態でシールプレートにより密閉状態に被覆し、リード線をステムの中まで通し、大気側で接続を行う必要があった。このため、加熱用ヒータの交換作業が煩雑になるという問題があった。
また、上記した特許文献3記載の従来技術2のゲートバルブにおいては、加熱用ヒータとリード線を半田や溶接で接続し、弁体ホルダ本体部の収納部に弁体加熱用ヒータを収納した状態でシールプレートにより密閉状態に被覆し、リード線をステムの中まで通し、大気側で接続を行う必要があった。このため、加熱用ヒータの交換作業が煩雑になるという問題があった。
本発明は、弁体加熱手段を装着した弁体を弁体ホルダに着脱可能に取付けてなるゲートバルブにおいて、弁体および弁体ホルダからなる弁部の厚みを薄くすること、ならびに、弁体および加熱用ヒータの交換を容易にすること、を同時に達成できるゲートバルブを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため本発明のゲートバルブは、第1に、弁体を弁体ホルダに着脱可能に取付けてなるゲートバルブにおいて、弁体に弁体加熱手段を装着し、弁体と弁体ホルダとの対向面に位置し、かつ、対向面に沿って平板状接続端子を弁体および弁体ホルダにそれぞれ設けることを特徴としている。
上記第1の特徴において、弁体と弁体ホルダとの対向面に位置し、かつ、対向面に沿って平板状接続端子を弁体および弁体ホルダにそれぞれ設けることにより、電気接点の奥行き寸法が短くなるため、弁体および弁体ホルダからなる弁部の厚みを薄くすることができ、さらに、弁体を弁体ホルダに着脱するだけで自動的に電気接点が接離されるため、弁体および加熱用ヒータの交換を容易にすることができる。
上記第1の特徴において、弁体と弁体ホルダとの対向面に位置し、かつ、対向面に沿って平板状接続端子を弁体および弁体ホルダにそれぞれ設けることにより、電気接点の奥行き寸法が短くなるため、弁体および弁体ホルダからなる弁部の厚みを薄くすることができ、さらに、弁体を弁体ホルダに着脱するだけで自動的に電気接点が接離されるため、弁体および加熱用ヒータの交換を容易にすることができる。
また、本発明のゲートバルブは、第2に、第1の特徴において、平板状接続端子の間に導電性のスプリングを挟着することを特徴としている。
この構成により、平板状接続端子の間の接触をより確実なものとすることができる。
また、本発明のゲートバルブは、第3に、第2の特徴において、導電性のスプリングが弁体側あるいは弁体ホルダ側のどちらか一方に保持されていることを特徴としている。
導電性のスプリングを弁体側あるいは弁体ホルダ側のどちらかに保持可能であるため、設計の自由度が増し、製品の多様化を図ることができる。
この構成により、平板状接続端子の間の接触をより確実なものとすることができる。
また、本発明のゲートバルブは、第3に、第2の特徴において、導電性のスプリングが弁体側あるいは弁体ホルダ側のどちらか一方に保持されていることを特徴としている。
導電性のスプリングを弁体側あるいは弁体ホルダ側のどちらかに保持可能であるため、設計の自由度が増し、製品の多様化を図ることができる。
また、本発明のゲートバルブは、第4に、第2または第3の特徴において、導電性のスプリングが導電性材料からなるコイルスプリングまたはコンタクトバンドであることを特徴としている。
このため、平板状接続端子の間の接触をより確実なものとするとともに、電気接点が多点接触を形成するため電気伝導度が良く、他の電気接点と比較して、接点奥行き寸法を短くすることができる。
また、本発明のゲートバルブは、第5に、第2ないし第4のいずれかの特徴において、平板状接続端子のうち、一方の平板状接続端子に導電性のスプリングを収容する凹部を形成することを特徴としている。
この構成により、安定した電気接点を形成することができる。
また、本発明のゲートバルブは、第6に、第1ないし第5のいずれかの特徴において、複数の平板状接続端子が1つの絶縁スペーサに装着されてユニット体をなしていることを特徴としている。
この構成により、複数の接続端子を備えた電気接点を1つのユニット体として扱うことができるため、部品管理あるいは着脱作業を簡素化することができる。
このため、平板状接続端子の間の接触をより確実なものとするとともに、電気接点が多点接触を形成するため電気伝導度が良く、他の電気接点と比較して、接点奥行き寸法を短くすることができる。
また、本発明のゲートバルブは、第5に、第2ないし第4のいずれかの特徴において、平板状接続端子のうち、一方の平板状接続端子に導電性のスプリングを収容する凹部を形成することを特徴としている。
この構成により、安定した電気接点を形成することができる。
また、本発明のゲートバルブは、第6に、第1ないし第5のいずれかの特徴において、複数の平板状接続端子が1つの絶縁スペーサに装着されてユニット体をなしていることを特徴としている。
この構成により、複数の接続端子を備えた電気接点を1つのユニット体として扱うことができるため、部品管理あるいは着脱作業を簡素化することができる。
また、本発明のゲートバルブは、第7に、第1ないし第6のいずれかの特徴において、平板状接続端子を押圧するバネ機構を弁体側あるいは弁体ホルダのどちら一方に設けることを特徴としている。
この構成により、常時、平板状接続端子が押圧されるため、長時間の使用による変形、および、ゲートバルブの開閉に伴う振動による平板状接続端子同士あるいは平板状接続端子と導電性スプリングとの接触不安定を完全に防止することができる。
この構成により、常時、平板状接続端子が押圧されるため、長時間の使用による変形、および、ゲートバルブの開閉に伴う振動による平板状接続端子同士あるいは平板状接続端子と導電性スプリングとの接触不安定を完全に防止することができる。
また、本発明のゲートバルブは、第8に、第1ないし第7のいずれかの特徴において、弁体と弁体ホルダとを断熱用リブを介して固定することを特徴としている。
このため、弁体に設けられた加熱手段からの熱が弁体ホルダに伝わるのを小さくでき、加熱効率を向上させることができる。
また、本発明のゲートバルブは、第9に、第8の特徴において、断熱用リブは、弁体あるいは弁体ホルダのどちらか一方に一体に、かつ、弁体と弁体ホルダとの対向面の一部に設けられていることを特徴としている。
この構成により、断熱用リブを別途用意する必要がないため、部品点数を少なくできる。
このため、弁体に設けられた加熱手段からの熱が弁体ホルダに伝わるのを小さくでき、加熱効率を向上させることができる。
また、本発明のゲートバルブは、第9に、第8の特徴において、断熱用リブは、弁体あるいは弁体ホルダのどちらか一方に一体に、かつ、弁体と弁体ホルダとの対向面の一部に設けられていることを特徴としている。
この構成により、断熱用リブを別途用意する必要がないため、部品点数を少なくできる。
また、本発明のゲートバルブは、第10に、第1ないし第9のいずれかの特徴において、弁体加熱手段および平板状接続端子が弁体、弁体ホルダおよびステムの内部に設けられた連通路を介して大気に連通していることを特徴としている。
このため、弁体加熱手段を大気雰囲気中に置くことができるから、大気を媒体として熱を均等に伝達するすることができ、熱伝導効率を良好にし、弁体の加熱を効率的に行うことができる。さらに、弁体加熱手段のヒータエレメントおよび温度センサのためのリード線を連通路を介して外部の電源および制御装置に接続することができる。
このため、弁体加熱手段を大気雰囲気中に置くことができるから、大気を媒体として熱を均等に伝達するすることができ、熱伝導効率を良好にし、弁体の加熱を効率的に行うことができる。さらに、弁体加熱手段のヒータエレメントおよび温度センサのためのリード線を連通路を介して外部の電源および制御装置に接続することができる。
本発明は、以下のような優れた効果を奏する。
(1)弁体と弁体ホルダとの対向面に位置し、かつ、対向面に沿って平板状接続端子を弁体および弁体ホルダにそれぞれ設けることにより、電気接点の奥行き寸法が短くなるため、弁体および弁体ホルダからなる弁部の厚みを薄くすることができ、さらに、弁体を弁体ホルダに着脱するだけで自動的に電気接点が接離されるため、弁体および加熱用ヒータの交換を容易にすることができる。
(2)また、平板状接続端子の間に導電性のスプリングを挟着することにより、平板状接続端子の間の接触をより確実なものとすることができる。
(3)導電性のスプリングが導電性材料からなるコイルスプリングまたはコンタクトバンドであることにより、平板状接続端子の間の接触をより確実なものとするとともに、電気接点が多点接触を形成するため電気伝導度が良く、他の電気接点と比較して、接点奥行き寸法を短くすることができる。
(4)平板状接続端子のうち、一方の平板状接続端子に導電性のスプリングを収容する凹部を形成することにより、安定した電気接点を形成することができる。
(5)複数の平板状接続端子を1つの絶縁スペーサに装着させてユニット体を形成していることにより、複数の接続端子を備えた電気接点を1つのユニット体として扱うことができるため、部品管理あるいは着脱作業を簡素化することができる。
(1)弁体と弁体ホルダとの対向面に位置し、かつ、対向面に沿って平板状接続端子を弁体および弁体ホルダにそれぞれ設けることにより、電気接点の奥行き寸法が短くなるため、弁体および弁体ホルダからなる弁部の厚みを薄くすることができ、さらに、弁体を弁体ホルダに着脱するだけで自動的に電気接点が接離されるため、弁体および加熱用ヒータの交換を容易にすることができる。
(2)また、平板状接続端子の間に導電性のスプリングを挟着することにより、平板状接続端子の間の接触をより確実なものとすることができる。
(3)導電性のスプリングが導電性材料からなるコイルスプリングまたはコンタクトバンドであることにより、平板状接続端子の間の接触をより確実なものとするとともに、電気接点が多点接触を形成するため電気伝導度が良く、他の電気接点と比較して、接点奥行き寸法を短くすることができる。
(4)平板状接続端子のうち、一方の平板状接続端子に導電性のスプリングを収容する凹部を形成することにより、安定した電気接点を形成することができる。
(5)複数の平板状接続端子を1つの絶縁スペーサに装着させてユニット体を形成していることにより、複数の接続端子を備えた電気接点を1つのユニット体として扱うことができるため、部品管理あるいは着脱作業を簡素化することができる。
(6)平板状接続端子を押圧するバネ機構を弁体側あるいは弁体ホルダのどちら一方に設けることにより、常時、平板状接続端子が押圧されるため、長時間の使用による変形、および、ゲートバルブの開閉に伴う振動による平板状接続端子同士あるいは平板状接続端子と導電性スプリングとの接触不安定を完全に防止することができる。
(7)弁体と弁体ホルダとを断熱用リブを介して固定することにより、弁体に設けられた加熱手段からの熱が弁体ホルダに伝わるのを小さくでき、加熱効率を向上させることができる。
(8)断熱用リブを、弁体あるいは弁体ホルダのどちらか一方に一体に、かつ、弁体と弁体ホルダとの対向面の一部に設けることにより、断熱用リブを別途用意する必要がないため、部品点数を少なくできる。
(9)弁体加熱手段および平板状接続端子が弁体、弁体ホルダおよびステムの内部に設けられた連通路を介して大気に連通していることにより、弁体加熱手段を大気雰囲気中に置くことができるから、大気を媒体として熱を均等に伝達するすることができ、熱伝導効率を良好にし、弁体の加熱を効率的に行うことができる。さらに、弁体加熱手段のヒータエレメントおよび温度センサのためのリード線を連通路を介して外部の電源および制御装置に接続することができる。
(7)弁体と弁体ホルダとを断熱用リブを介して固定することにより、弁体に設けられた加熱手段からの熱が弁体ホルダに伝わるのを小さくでき、加熱効率を向上させることができる。
(8)断熱用リブを、弁体あるいは弁体ホルダのどちらか一方に一体に、かつ、弁体と弁体ホルダとの対向面の一部に設けることにより、断熱用リブを別途用意する必要がないため、部品点数を少なくできる。
(9)弁体加熱手段および平板状接続端子が弁体、弁体ホルダおよびステムの内部に設けられた連通路を介して大気に連通していることにより、弁体加熱手段を大気雰囲気中に置くことができるから、大気を媒体として熱を均等に伝達するすることができ、熱伝導効率を良好にし、弁体の加熱を効率的に行うことができる。さらに、弁体加熱手段のヒータエレメントおよび温度センサのためのリード線を連通路を介して外部の電源および制御装置に接続することができる。
本発明のゲートバルブを実施するための最良の形態を図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、改良を加えうるものである。
図1は、本発明の実施の形態1に係るゲートバルブの主要部を構成する弁部を示す断面図であり、駆動部およびシールベローズ等は省略している。
図2は、図1のA−A断面図である。
図3は、図1のB−B断面図である。
図1および図2に示すゲートバルブの弁部1は、真空処理装置における真空処理室の開口部を開閉する弁体2、該弁体を加熱するための弁体加熱手段3、弁体2を支持する弁体ホルダ4、弁体加熱手段3と外部の電源とを接続したり、弁体加熱手段3と外部の制御手段とを電気的に接続するための電気接点5、弁体2と弁体ホルダ4との間をシールするOリング6、および、弁体ホルダ4を支持するとともに内部に大気と連通する連通路8を有するステム7とを備えている。
また、弁体2は弁体ホルダ4にボルト等の固定手段により着脱自在に取付けられている。図2には、弁体ホルダ4側から弁体2にボルトを螺着させるための取付け用ネジ穴22が4個所図示されている。
図2は、図1のA−A断面図である。
図3は、図1のB−B断面図である。
図1および図2に示すゲートバルブの弁部1は、真空処理装置における真空処理室の開口部を開閉する弁体2、該弁体を加熱するための弁体加熱手段3、弁体2を支持する弁体ホルダ4、弁体加熱手段3と外部の電源とを接続したり、弁体加熱手段3と外部の制御手段とを電気的に接続するための電気接点5、弁体2と弁体ホルダ4との間をシールするOリング6、および、弁体ホルダ4を支持するとともに内部に大気と連通する連通路8を有するステム7とを備えている。
また、弁体2は弁体ホルダ4にボルト等の固定手段により着脱自在に取付けられている。図2には、弁体ホルダ4側から弁体2にボルトを螺着させるための取付け用ネジ穴22が4個所図示されている。
弁体2は、Al合金やステンレス材等の金属材料から形成され、また、その表面の全周にわたってOリング9が装着される。
弁体2の裏面側には、弁体加熱手段3を収容し保持するための凹部10が形成され、図2に示すように、弁体2の広範囲にわたって弁体を加熱できるように弁体加熱手段3が収納されている。凹部10に収容された弁体加熱手段3は、図1に示すように、弁体カバー11により弁体2に密着して保持されるようになっており、弁体カバー11は弁体2の裏面が面一になるようにして弁体2に溶接されている。
弁体カバー11には、電気接点5を収容するための凹部12および弁体加熱手段3を大気と連通させるための連通路13が形成されている。
弁体2の裏面側には、弁体加熱手段3を収容し保持するための凹部10が形成され、図2に示すように、弁体2の広範囲にわたって弁体を加熱できるように弁体加熱手段3が収納されている。凹部10に収容された弁体加熱手段3は、図1に示すように、弁体カバー11により弁体2に密着して保持されるようになっており、弁体カバー11は弁体2の裏面が面一になるようにして弁体2に溶接されている。
弁体カバー11には、電気接点5を収容するための凹部12および弁体加熱手段3を大気と連通させるための連通路13が形成されている。
弁体ホルダ4は、熱絶縁性材料から形成されるのが好ましいが、加工性および強度の面から総合的に材質が決定されるものであるため、特に、熱絶縁性材料に限定されるものではない。また、その形状において、弁体2より横方向の幅が少し小さく、弁体2が若干横方向に飛び出した形となっている。
図1に示すように、弁体ホルダ4の弁体2の裏面と対向する側には、電気接点5を収容するための凹部14およびOリングを装着するOリング溝15が形成されている。また、弁体ホルダ4には、弁体2側に形成された連通路13とステム7の連通路8とを連通させるための連通路16が形成されている。
図1に示すように、弁体ホルダ4の弁体2の裏面と対向する側には、電気接点5を収容するための凹部14およびOリングを装着するOリング溝15が形成されている。また、弁体ホルダ4には、弁体2側に形成された連通路13とステム7の連通路8とを連通させるための連通路16が形成されている。
弁体加熱手段3は、図2に示すように、面状のヒータであることが好ましく、弁体の形状や大きさによりヒータの種類を変えることができる。
面状の弁体加熱手段3について、マイカヒータ、シースヒータ、ポリイミドヒータ、PTCヒータなどの発熱体であればよい。
弁体加熱手段3には、発熱体としてのヒータエレメント17があり、該ヒータエレメント17の両端には接続端子部18、18が連続して形成されており、この接続端子部18、18に接続するヒータリード線19を介して所定の電圧を印加することによってヒータエレメント17が発熱する。接続端子部18、18は、ヒータエレメント17の中央部であって、下向きに配置されている。
ヒータエレメント17の全体と接続端子部18、18の一部は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド等の有機高分子材料やマイカ材等の無機材料などからなる絶縁材で覆われるが、説明の都合上、透明なものとし、図示していない。
面状の弁体加熱手段3について、マイカヒータ、シースヒータ、ポリイミドヒータ、PTCヒータなどの発熱体であればよい。
弁体加熱手段3には、発熱体としてのヒータエレメント17があり、該ヒータエレメント17の両端には接続端子部18、18が連続して形成されており、この接続端子部18、18に接続するヒータリード線19を介して所定の電圧を印加することによってヒータエレメント17が発熱する。接続端子部18、18は、ヒータエレメント17の中央部であって、下向きに配置されている。
ヒータエレメント17の全体と接続端子部18、18の一部は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド等の有機高分子材料やマイカ材等の無機材料などからなる絶縁材で覆われるが、説明の都合上、透明なものとし、図示していない。
弁体加熱手段3には、弁体2の温度を計測して制御するための温度センサ20が設けられ、センサリード線21を介して外部の制御手段と接続されている。本例では、温度センサ20は弁体のほぼ中央部に配置されている。温度センサ20としては、白金測温抵抗体が用いられているが、これに限らず、熱電対を用いても良い。
なお、面状の発熱体として、温度センサを必要としない正の温度係数を有するPTC面状発熱体を用いたような場合は、温度センサを設ける必要はない。
なお、面状の発熱体として、温度センサを必要としない正の温度係数を有するPTC面状発熱体を用いたような場合は、温度センサを設ける必要はない。
弁体ホルダ4を支持するステム7は、金属材料からロッド状に形成され、一端が弁体ホルダ4の下端面の中央部に接続され略T字状を形成するように溶接等で固着されている。ステム7内部には、図1に示すように、その中心部に大気に連通する連通路8が形成されている。連通路8は、弁体加熱手段3に電力を供給するためのヒータリード線19および温度センサ20に接続されるセンサリード線21を通すとともに加熱手段3を大気に連通させるための機能を有している。
弁体加熱手段3のヒータエレメント17と外部の電源とを接続したり、弁体加熱手段3の温度センサ20と外部の制御手段とを電気的に接続するための電気接点5は、図1および図3に示すように、導電性を有する平板状接続端子26、26、該平板状接続端子26、26を周囲と絶縁するとともにこれを保持する絶縁スペーサ27、27を備えている。図1および図3に示した例では、ヒータエレメント17用に2本、温度センサ20用に2本の合計4本の平板状接続端子26が装着された構成となっている。
平板状接続端子26、26は、電気伝導度の良い板状部材からなり、弁体2側の平板状接続端子26は、弁体カバー11の面と同一面かあるいは僅かに突出するように凹部12に配置される。一方、弁体ホルダ4側の平板状接続端子26は、弁体ホルダ4の面と同一面かあるいは僅かに突出するように凹部14に配置される。そのため、弁体2を弁体ホルダ4に固定した際、両側の平板状接続端子26、26は確実に接触する。
また、平板状接続端子26、26の連通路13および16に臨む下端部には、ヒータリード線19およびセンサリード線21がカシメ、ロウ付け、溶接等の方法で接続される。
また、平板状接続端子26、26の連通路13および16に臨む下端部には、ヒータリード線19およびセンサリード線21がカシメ、ロウ付け、溶接等の方法で接続される。
平板状接続端子26、26を周囲から絶縁し、これらを保持する絶縁スペーサ27、27は、公知の電気絶縁材料から形成されており、図4に示すように、平板状接続端子26を収容する凹部31を有し、固定用穴32を介して固定部材により弁体カバー11および弁体ホルダ4にそれぞれ固定される。凹部31の深さは平板状接続端子26の厚さと同一かあるいは僅かに浅く形成されている。
また、1つの絶縁スペーサ27に平板状接続端子26を収容する凹部31を複数形成し、平板状接続端子26とでユニット体を形成するようにしておくと、装着および配線等が容易になる。
なお、図3において、二点鎖線で示す部分23がOリング6のシール面であり、電気接点5および連通路13、16の周囲を囲むように弁体2と弁体ホルダ4の対向面のシールをしている。
また、1つの絶縁スペーサ27に平板状接続端子26を収容する凹部31を複数形成し、平板状接続端子26とでユニット体を形成するようにしておくと、装着および配線等が容易になる。
なお、図3において、二点鎖線で示す部分23がOリング6のシール面であり、電気接点5および連通路13、16の周囲を囲むように弁体2と弁体ホルダ4の対向面のシールをしている。
図1に示すように、平板状接続端子26を押圧するバネ機構、例えば皿バネ33が弁体ホルダ4側の絶縁スペーサ27と弁体ホルダ4の凹部14との間に設けられている。 このため、弁体ホルダ4側の平板状接続端子26は絶縁スペーサ27を介して、常時、弁体2側の平板状接続端子に押圧される。このように、皿バネ33により、常時、平板状接続端子26、26が押圧された状態となるため、ゲートバルブの開閉に伴う振動による平板状接続端子26、26の接触不安定は完全に防止される。
図5は、本発明の実施の形態2に係るゲートバルブの主要部を構成する弁部を示す断面図であり、図6は、図5のC−C断面図である。
実施の形態2は、電気接点5の構成以外は、実施の形態1と同じであり、同じ符号は実施の形態1と同じ部材を意味している。
図5および図6において、電気接点5は、導電性のスプリングを構成する導電性を有するコイルスプリング25、該コイルスプリング25を挟んで両側から接する導電性の平板状接続端子26、26、該平板状接続端子26、26を周囲と絶縁するとともにこれを保持する絶縁スペーサ27、27を備えている。図5および図6に示した例では、コイルスプリング25は弁体カバー11の凹部12に配置されるようになっているが、これに限らず、弁体ホルダ4の凹部25に配置されるようにしてもよい。
実施の形態2は、電気接点5の構成以外は、実施の形態1と同じであり、同じ符号は実施の形態1と同じ部材を意味している。
図5および図6において、電気接点5は、導電性のスプリングを構成する導電性を有するコイルスプリング25、該コイルスプリング25を挟んで両側から接する導電性の平板状接続端子26、26、該平板状接続端子26、26を周囲と絶縁するとともにこれを保持する絶縁スペーサ27、27を備えている。図5および図6に示した例では、コイルスプリング25は弁体カバー11の凹部12に配置されるようになっているが、これに限らず、弁体ホルダ4の凹部25に配置されるようにしてもよい。
コイルスプリング25は、ベリリウム銅、SUS、インコネルあるいはチタン等の材質から形成され、該コイルスプリング25を用いた電気接点は、耐熱性を有し、電気伝導度が良く、コイルひとつひとつが電気接点になって多点接触を形成しており、他の電気接点と比較して、接点奥行き寸法が短いという特徴を有している。この特徴を生かすように、コイルスプリング25は、平板状接続端子26に沿うように配設される。
図7は、弁体側の平板状接続端子26の凹部にコイルスプリング25を収容した状態を説明する図であり、図(a)は斜視図、図(b)は図(a)のD−D断面図である。
平板状接続端子26は、長手方向にコイルスプリング25を収容するための凹部を構成するアリ溝28を形成しており、弁体カバー11の面と同一面になるように弁体カバー11の凹部12に配置される。アリ溝28の深さはコイルスプリング25の外径より小さく、コイルスプリング25が僅かにアリ溝28から飛び出るようになっている。一方、弁体ホルダ側の平板状接続端子26は、弁体ホルダ4の面と同一面になるように弁体ホルダ4の凹部14に配置される。このため、弁体2を弁体ホルダ4に固定した際、コイルスプリング25は、両側の平板状接続端子26、26によりコイル径が縮小される方向にわずかに押圧される。また、図7に示すように、平板状接続端子26、26の両端には、固定用穴29が形成され、ビス等の固定部材により絶縁スペーサ27に固定されるようになっている。また、連通路13および16に臨む接続端子26の下端部には、ヒータリード線19およびセンサリード線21を接続するための端子30が設けられている。
平板状接続端子26は、長手方向にコイルスプリング25を収容するための凹部を構成するアリ溝28を形成しており、弁体カバー11の面と同一面になるように弁体カバー11の凹部12に配置される。アリ溝28の深さはコイルスプリング25の外径より小さく、コイルスプリング25が僅かにアリ溝28から飛び出るようになっている。一方、弁体ホルダ側の平板状接続端子26は、弁体ホルダ4の面と同一面になるように弁体ホルダ4の凹部14に配置される。このため、弁体2を弁体ホルダ4に固定した際、コイルスプリング25は、両側の平板状接続端子26、26によりコイル径が縮小される方向にわずかに押圧される。また、図7に示すように、平板状接続端子26、26の両端には、固定用穴29が形成され、ビス等の固定部材により絶縁スペーサ27に固定されるようになっている。また、連通路13および16に臨む接続端子26の下端部には、ヒータリード線19およびセンサリード線21を接続するための端子30が設けられている。
図8は、本発明の実施の形態2に係る電気接点における導電性のスプリングの変形例を示したものであり、(a)は斜視図、(b)は(a)のE−E断面図である。 図8の符号36は、コンタクトバンドを示しており、該コンタクトバンド36は、ベリリウム銅合金などの導電性材料から形成され、平板形状をしており、バネ特性を有し、多面・多点接触であるため接触抵抗が小さく、フラットな面に装着ができる。
コンタクトバンド36は、バネ特性を有し、多面・多点接触を形成するように、幅方向中央部に長手方向にわたって複数の接点37が斜め方向に形成されており、これら接点37は弾性を有し、上下方向からの力に対し弾性変形する。
このコンタクトバンド36は、平板状接続端子26に溶接等の手段で固定され、あるいは、上記したコイルスプリング25と同じく、一方の平板状接続端子26の凹部に収容される等して装着されるものであり、弁体2を弁体ホルダ4に固定した際、両側の平板状接続端子26、26により斜め方向に形成された接点37がわずかに押圧されるように装着されて用いられる。
コンタクトバンド36は、バネ特性を有し、多面・多点接触を形成するように、幅方向中央部に長手方向にわたって複数の接点37が斜め方向に形成されており、これら接点37は弾性を有し、上下方向からの力に対し弾性変形する。
このコンタクトバンド36は、平板状接続端子26に溶接等の手段で固定され、あるいは、上記したコイルスプリング25と同じく、一方の平板状接続端子26の凹部に収容される等して装着されるものであり、弁体2を弁体ホルダ4に固定した際、両側の平板状接続端子26、26により斜め方向に形成された接点37がわずかに押圧されるように装着されて用いられる。
図9〜図11は、弁体2と弁体ホルダ4との間に断熱用リブを介在させた例を説明する説明図であり、その他の構成は図1〜図8に示した構成と同じであるのでそれらの説明は省略する。
図9は、弁体2と弁体ホルダ4との間に挟むように、弁体2の裏面および底面に接する断面L字形状の断熱用リブ34を介在させたものである。この例では、断熱用リブ34は、弁体2および弁体ホルダ4と独立しており、上下方向に長いリブ形状をしており、弁体2の幅方向において電気接点5およびOリング6の設けられている位置を避けるように、例えば、両側に設けられる。断熱用リブ34の設けられていない部分の弁体2と弁体ホルダ4との間は真空空間が形成される。
断熱用リブ34は、断熱性の優れた材料から形成されるのが望ましいが、弁体2と弁体ホルダ4との間に真空空間を形成することが重要であるため、特段、断熱性の優れた材料に限定されるものではない。また、断面形状も任意に設定可能であるが、幅については強度上許容される範囲で狭い方が望ましい。
さらに、断熱用リブ34の厚みは、弁部の厚みを過度に厚くすることなく、また、電気接点5の接触、または、Oリング6のシール性に支障のない範囲に設定される。すなわち、断熱用リブが34を介在させた状態で弁体2を弁体ホルダ4にボルト35により固定する際には、最初に、コイルスプリング25またはOリング6が弁体2の裏面と接触し、次いで、断熱用リブが34が弁体の裏面に接触するように設定される。
このように、弁体2と弁体ホルダ4との間に断熱用リブ34が介在され、真空空間が形成されているため、弁体に設けられた加熱手段3からの熱が弁体ホルダに伝わるのを小さくでき、加熱効率を向上させることができる。
断熱用リブ34は、断熱性の優れた材料から形成されるのが望ましいが、弁体2と弁体ホルダ4との間に真空空間を形成することが重要であるため、特段、断熱性の優れた材料に限定されるものではない。また、断面形状も任意に設定可能であるが、幅については強度上許容される範囲で狭い方が望ましい。
さらに、断熱用リブ34の厚みは、弁部の厚みを過度に厚くすることなく、また、電気接点5の接触、または、Oリング6のシール性に支障のない範囲に設定される。すなわち、断熱用リブが34を介在させた状態で弁体2を弁体ホルダ4にボルト35により固定する際には、最初に、コイルスプリング25またはOリング6が弁体2の裏面と接触し、次いで、断熱用リブが34が弁体の裏面に接触するように設定される。
このように、弁体2と弁体ホルダ4との間に断熱用リブ34が介在され、真空空間が形成されているため、弁体に設けられた加熱手段3からの熱が弁体ホルダに伝わるのを小さくでき、加熱効率を向上させることができる。
図10は、弁体ホルダ4に一体に断熱用リブ34を形成する例を説明する説明図である。本例は、弁体ホルダ4に一体に断熱用リブ34を形成する点で図9の場合と相違するが、断熱用リブ34の役割については図9の場合と同様であるのでその説明は省略する。
断熱用リブ34は、図(b)の破線で示すように、弁体ホルダ4が弁体2の裏面および底面に接する部分に亘って設けられており、側面視でL字形状をなし、上下方向に長いリブ形状に形成される。また、図(c)に示すように、電気接点5が、左側にヒータエレメント17用、右側に温度センサ20用と2つに分かれて配置されている関係上、断熱用リブ34は、中央と両端との3個所に形成される。この場合、断熱用リブ34は、その部分が他の部分より相対的に突出した形になるように切削等の手段で形成されてなるものである。このように、弁体ホルダ4に一体に断熱用リブ34が形成されているため部品点数を減らすことができる。
断熱用リブ34は、図(b)の破線で示すように、弁体ホルダ4が弁体2の裏面および底面に接する部分に亘って設けられており、側面視でL字形状をなし、上下方向に長いリブ形状に形成される。また、図(c)に示すように、電気接点5が、左側にヒータエレメント17用、右側に温度センサ20用と2つに分かれて配置されている関係上、断熱用リブ34は、中央と両端との3個所に形成される。この場合、断熱用リブ34は、その部分が他の部分より相対的に突出した形になるように切削等の手段で形成されてなるものである。このように、弁体ホルダ4に一体に断熱用リブ34が形成されているため部品点数を減らすことができる。
図11は、弁体2側に一体に断熱用リブ34を形成する例を説明する説明図である。
本例は、弁体2に一体に断熱用リブ34を形成する点で図9の場合と相違するが、断熱用リブ34の役割については図9の場合と同様であるのでその説明は省略する。
断熱用リブ34は、図(b)に示すように、弁体2および弁体カバー11の裏面ならびに弁体2の下面に亘って設けられるもので、側面視でL字形状をなし、上下方向に長いリブ形状に形成される。また、図(c)に示すように、電気接点5が、左側にヒータエレメント17用、右側に温度センサ20用と2つに分かれて配置されている関係上、断熱用リブ34は、中央と両端との3個所に形成される。この場合、弁体2および弁体カバー11に一体に形成される断熱用リブ34は、その部分が他の部分より相対的に突出した形になるように切削等の手段により形成されてなるものである。このように、弁体2に一体に断熱用リブ34が形成されているため部品点数を減らすことができる。
本例は、弁体2に一体に断熱用リブ34を形成する点で図9の場合と相違するが、断熱用リブ34の役割については図9の場合と同様であるのでその説明は省略する。
断熱用リブ34は、図(b)に示すように、弁体2および弁体カバー11の裏面ならびに弁体2の下面に亘って設けられるもので、側面視でL字形状をなし、上下方向に長いリブ形状に形成される。また、図(c)に示すように、電気接点5が、左側にヒータエレメント17用、右側に温度センサ20用と2つに分かれて配置されている関係上、断熱用リブ34は、中央と両端との3個所に形成される。この場合、弁体2および弁体カバー11に一体に形成される断熱用リブ34は、その部分が他の部分より相対的に突出した形になるように切削等の手段により形成されてなるものである。このように、弁体2に一体に断熱用リブ34が形成されているため部品点数を減らすことができる。
1 ゲートバルブの弁部
2 弁体
3 弁体加熱手段
4 弁体ホルダ
5 電気接点
6 Oリング
7 ステム
8 連通路
9 Oリング
10 凹部
11 弁体カバー
12 凹部
13 連通路
14 凹部
15 Oリング溝
16 連通路
17 ヒータエレメント
18 接続端子部
19 ヒータリード線
20 温度センサ
21 センサリード線
22 取付け用ネジ穴
23 Oリングのシール面
25 コイルスプリング
26 平板状接続端子
27 絶縁スペーサ
28 アリ溝
29 固定用穴
30 端子
31 凹部
32 固定用穴
33 皿バネ
34 断熱用リブ
35 ボルト
36 コンタクトバンド
37 接点
2 弁体
3 弁体加熱手段
4 弁体ホルダ
5 電気接点
6 Oリング
7 ステム
8 連通路
9 Oリング
10 凹部
11 弁体カバー
12 凹部
13 連通路
14 凹部
15 Oリング溝
16 連通路
17 ヒータエレメント
18 接続端子部
19 ヒータリード線
20 温度センサ
21 センサリード線
22 取付け用ネジ穴
23 Oリングのシール面
25 コイルスプリング
26 平板状接続端子
27 絶縁スペーサ
28 アリ溝
29 固定用穴
30 端子
31 凹部
32 固定用穴
33 皿バネ
34 断熱用リブ
35 ボルト
36 コンタクトバンド
37 接点
Claims (10)
- 弁体を弁体ホルダに着脱可能に取付けてなるゲートバルブにおいて、弁体に弁体加熱手段を装着し、弁体と弁体ホルダとの対向面に位置し、かつ、対向面に沿って平板状接続端子を弁体および弁体ホルダにそれぞれ設けることを特徴とするゲートバルブ。
- 平板状接続端子の間に導電性のスプリングを挟着することを特徴とする請求項1記載のゲートバルブ。
- 導電性のスプリングが弁体側あるいは弁体ホルダ側のどちらか一方に保持されていることを特徴とする請求項2記載のゲートバルブ。
- 導電性のスプリングが導電性材料からなるコイルスプリングまたはコンタクトバンドであることを特徴とする請求項2または請求項3記載のゲートバルブ。
- 平板状接続端子のうち、一方の平板状接続端子に導電性のスプリングを収容する凹部を形成することを特徴とする請求項2ないし請求項4のいずれか1項に記載のゲートバルブ。
- 複数の平板状接続端子が1つの絶縁スペーサに装着されてユニット体をなしていることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のゲートバルブ。
- 平板状接続端子を押圧するバネ機構を弁体側あるいは弁体ホルダのどちらか一方に設けることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のゲートバルブ。
- 弁体と弁体ホルダとを断熱用リブを介して固定することを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のゲートバルブ。
- 断熱用リブは、弁体あるいは弁体ホルダのどちらか一方に一体に、かつ、弁体と弁体ホルダとの対向面の一部に設けられていることを特徴とする請求項8項に記載のゲートバルブ。
- 弁体加熱手段および平板状接続端子が弁体、弁体ホルダおよびステムの内部に設けられた連通路を介して大気に連通していることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載のゲートバルブ。
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