JP2012160168A - Vacuum pressure control apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vacuum pressure control apparatus in which undershoot of pressure in a vacuum container is prevented without using a heater.SOLUTION: A vacuum pressure control apparatus 8 includes a pilot vacuum proportional open/close valve 18, a pressure sensor 17 and a controller 56. The vacuum proportional open/close valve 18 changes vacuum pressure in a vacuum container by changing an aperture on piping connecting the vacuum container and a vacuum pump and comprises a valve element including an O ring which is abutted with or separated from a valve seat and an air cylinder. The pressure sensor 17 measures the vacuum pressure in the vacuum container. The controller 56 changes an elastic deformation amount of the O ring on the basis of the pressure of the pressure sensor 17 and changes the amount of leakage from the O ring, thereby controlling the pressure in the vacuum container. In the vacuum pressure control apparatus 8, when the pressure in the vacuum container measured by the pressure sensor 17 becomes a fixed or more pressure drop rate, inner pressure of the air cylinder is exhausted.

Description

本発明は、真空容器と真空ポンプとを接続する配管上で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、弁座と前記弁座と当接又は離間する弾性シール部材を備える弁体とエア式シリンダとを備える真空比例開閉弁と、真空容器内の真空圧力を計測する圧力センサと、真空容器内の圧力を制御するコントローラと、を有する真空圧力制御装置に関する。   The present invention relates to an elastic seal member which is on a pipe connecting a vacuum vessel and a vacuum pump and changes the vacuum pressure in the vacuum vessel by changing the opening, and abuts or separates the valve seat from the valve seat. The present invention relates to a vacuum pressure control device having a vacuum proportional on-off valve including a valve body including a pneumatic cylinder, a pressure sensor that measures a vacuum pressure in the vacuum container, and a controller that controls the pressure in the vacuum container.

従来、この種の技術として、本出願人が出願した下記の特許文献1に記載される真空比例開閉弁がある。真空比例開閉弁は、反応室内におけるパーティクルの巻き上がり防止を目的とするものである。真空比例開閉弁は、反応室内の真空圧力を大気圧又は大気圧に近い低真空から目標真空圧力値にまで到達させる真空引き過程において、パーティクルが巻き上がらないように反応室内からの材料ガスをスロー排気する。
しかし、図21に示す特許文献1の真空比例開閉弁101は、遮断状態となるとOリング108と弁座106が固着する問題があった。すなわち、Oリング108と弁座106は、遮断状態においては密着するうえ、反応室内から排出される材料ガスは常温で析出するため、材料ガスの析出などが要因となり固着することがあった。
そこで、特許文献1の真空比例開閉弁101はOリング108と弁座106が固着しないようにするために、ヒータ110により弁座106を加熱している。弁座106が加熱されることにより、材料ガスの析出を防止しOリング108と弁座106が固着することを防止することができる。
Conventionally, as this type of technology, there is a vacuum proportional on-off valve described in the following Patent Document 1 filed by the present applicant. The vacuum proportional on-off valve is intended to prevent particles from rolling up in the reaction chamber. The vacuum proportional on-off valve throws the material gas from the reaction chamber so that particles do not roll up during the evacuation process that causes the vacuum pressure in the reaction chamber to reach the target vacuum pressure value from the atmospheric pressure or a low vacuum close to atmospheric pressure. Exhaust.
However, the vacuum proportional on-off valve 101 of Patent Document 1 shown in FIG. 21 has a problem that the O-ring 108 and the valve seat 106 are fixed when they are shut off. That is, the O-ring 108 and the valve seat 106 are in close contact with each other in the shut-off state, and the material gas discharged from the reaction chamber is precipitated at room temperature, so that it may be fixed due to the deposition of the material gas.
Therefore, in the vacuum proportional on-off valve 101 of Patent Document 1, the valve seat 106 is heated by the heater 110 so that the O-ring 108 and the valve seat 106 are not fixed. By heating the valve seat 106, the deposition of the material gas can be prevented and the O-ring 108 and the valve seat 106 can be prevented from sticking.

特開2000−163136号公報JP 2000-163136 A

しかしながら、従来技術には、以下の問題があった。
すなわち、弾性体のOリング108が弁座106に固着することの防止対策として、ヒータ110を用いているが、ヒータ110は、真空比例開閉弁101に合わせた特殊なヒータであるため高額である。そのためコストが増大するため問題となる。
However, the prior art has the following problems.
That is, the heater 110 is used as a measure for preventing the elastic O-ring 108 from adhering to the valve seat 106, but the heater 110 is expensive because it is a special heater that matches the vacuum proportional on-off valve 101. . Therefore, it becomes a problem because the cost increases.

また、万が一、ヒータ110が断線してしまうと、Oリング108の固着が発生して、スロー排気制御開始時に圧力が急激に下降してしまう問題があった。ヒータ110が断線し、ヒータがない状態の問題点を、図16乃至図21を用いて説明する。図17は、横軸が時間、縦軸が圧力等の高低等を示す。また、真空容器内の圧力、真空比例開閉弁のストローク、及びエア式シリンダの内圧を線グラフで表した図である。
図17における、真空容器内の圧力X、真空比例開閉弁のストロークY、及びエア式シリンダの内圧Zは、ヒータ110が断線した場合の真空容器及び真空比例開閉弁101の線グラフを示す。
また、図17における、真空容器内の圧力Q、真空比例開閉弁のストロークR、及びエア式シリンダの内圧Sは、ヒータ110が通常運転されている場合の真空比例開閉弁101の線グラフを示す。
In addition, if the heater 110 is disconnected, there is a problem that the O-ring 108 is fixed, and the pressure rapidly decreases when the slow exhaust control is started. The problem that the heater 110 is disconnected and there is no heater will be described with reference to FIGS. In FIG. 17, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents pressure and the like. Further, the pressure in the vacuum vessel, the stroke of the vacuum proportional on-off valve, and the internal pressure of the air cylinder are represented by line graphs.
In FIG. 17, the pressure X in the vacuum container, the stroke Y of the vacuum proportional on-off valve, and the internal pressure Z of the air cylinder show a line graph of the vacuum container and the vacuum proportional on-off valve 101 when the heater 110 is disconnected.
In addition, the pressure Q in the vacuum vessel, the stroke R of the vacuum proportional on-off valve, and the internal pressure S of the pneumatic cylinder in FIG. 17 are line graphs of the vacuum proportional on-off valve 101 when the heater 110 is normally operated. .

具体的には、第1に、図18に示すように、ヒータが断線した場合には、材料ガスなどが要因となってOリング108が弁座106に固着する。図17に示すように、Oリング108が弁座106から一部離間し始めるまでの時間T1がある。ヒータが断線しているため、ヒータ作動時のOリング108が弁座106から一部離間し始める時間T10と比較して時間T20だけ長く時間が掛かる。
時間T20の間においては、Oリング108が弁座106に固着し、かつ、排気が発生しない状態では制御装置はストロークを上げて排気させようとするため、制御装置はシリンダの内圧Zを上昇させ続ける。そのため、Oリング108が弾性変形して伸びストロークYは上昇し続ける。
Specifically, first, as shown in FIG. 18, when the heater is disconnected, the O-ring 108 is fixed to the valve seat 106 due to a material gas or the like. As shown in FIG. 17, there is a time T <b> 1 until the O-ring 108 starts to partially separate from the valve seat 106. Since the heater is disconnected, it takes longer time T20 than time T10 when the O-ring 108 is partially separated from the valve seat 106 when the heater is activated.
During time T20, when the O-ring 108 is fixed to the valve seat 106 and no exhaust is generated, the control device attempts to exhaust by increasing the stroke, so the control device increases the internal pressure Z of the cylinder. to continue. Therefore, the O-ring 108 is elastically deformed and the extension stroke Y continues to rise.

第2に、時間T2の間においては、スロー排気が始まったことで圧力Xが下がり始め、設定圧力Qに合わせようと制御装置によりシリンダの内圧Zを下げる指令が出される。しかし、Oリング108と弁座106の「固着はがれ」が始まると短時間で「完全はがれ」まで進む。そのため、ストロークYは、それまでに上昇したシリンダの内圧Zにより勢いよくOリング108と弁座106は離れてストロークの値がP2となるまで上昇してしまう。その後ストロークYは下降するが、圧力XはストロークYの戻りが遅いため、大きくアンダーシュートしてしまう。
第3に、時間T3の間においては、下がりすぎた圧力Xを圧力Qに戻すため、シリンダの内圧Zをさらに下げ、Oリング108と弁座106を密着させて圧力Xの上昇を待つ。しかし、Oリング108と弁座106を密着させておくことで固着が発生するため、上記時間T20、T2の現象をくり返す結果となる。ヒータ作動時においては固着の発生がないため、固着をはがすためのシリンダの内圧値P3の発生がなく、ストロークP2の発生がなく、圧力P1の降下もない。そのため、シリンダの内圧S、ストロークRにより設定圧力Qを実施できる。
Secondly, during the time T2, the pressure X starts to decrease due to the start of slow exhaust, and a command to lower the internal pressure Z of the cylinder is issued by the control device to match the set pressure Q. However, when “sticking and peeling” between the O-ring 108 and the valve seat 106 starts, the process proceeds to “complete peeling” in a short time. Therefore, the stroke Y is vigorously lifted by the internal pressure Z of the cylinder that has been raised so far, and the O-ring 108 and the valve seat 106 are separated, and the stroke Y rises until the stroke value becomes P2. Thereafter, the stroke Y is lowered, but the pressure X is greatly undershooted because the return of the stroke Y is slow.
Third, during the time T3, the pressure X that has decreased too much is returned to the pressure Q, so that the internal pressure Z of the cylinder is further decreased, the O-ring 108 and the valve seat 106 are brought into close contact, and the increase in the pressure X is waited. However, since the sticking occurs when the O-ring 108 and the valve seat 106 are brought into close contact with each other, the phenomenon of the times T20 and T2 is repeated. Since no sticking occurs when the heater is operating, there is no cylinder internal pressure value P3 for peeling, no stroke P2, and no pressure P1 drop. Therefore, the set pressure Q can be implemented by the cylinder internal pressure S and stroke R.

そこで、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的はヒータを使用せずに真空圧力容器の圧力のアンダーシュートを防止する真空圧力制御装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a vacuum pressure control device that prevents undershoot of the pressure of the vacuum pressure vessel without using a heater. And

上記目的を達成するために、本発明の一態様における真空圧力制御装置は、以下の構成を有する。
(1)真空容器と真空ポンプとを接続する配管上で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、弁座と前記弁座と当接又は離間する弾性シール部材を備える弁体とエア式シリンダを備える真空比例開閉弁と、前記真空容器内の真空圧力を計測する圧力センサと、前記真空容器内の圧力を制御するコントローラと、を有する真空圧力制御装置において、前記圧力センサにより計測された前記真空容器内の圧力が一定以上の圧力下降率となったときに、前記エア式シリンダの内圧を排気する。
(2)(1)に記載する真空圧力制御装置において、前記真空比例開閉弁に電空比例開閉弁と3方弁が接続していること、前記3方弁が前記エア式シリンダの内圧を排気すること、が好ましい。
(3)(1)に記載する真空圧力制御装置において、前記一定以上の圧力下降率は、前記弁座から前記弾性シール部材の一部が離脱したときに発生するものであること、が好ましい。
(4)(1)に記載する真空圧力制御装置において、前記エア式シリンダの内圧を検知するシリンダ内圧検知器を有すること、前記エア式シリンダの内圧が一定の内圧値を前記シリンダ内圧検知器が検出したときに、前記エア式シリンダの内圧の排気を停止すること、が好ましい。
(5)(4)に記載する真空圧力制御装置において、前記コントローラが前記真空比例開閉弁にヒータが備えられている場合における前記真空容器内の圧力が降下し始める値である前記エア式シリンダの内圧の基準値をあらかじめ記憶していること、一定の内圧値は、前記エア式シリンダの内圧の基準値であること、が好ましい。
(6)(1)に記載する真空比例開閉弁において、前記エア式シリンダの内圧を排気するときに、一定の時間を経過した時に、前記エア式シリンダの内圧の排気を停止すること、が好ましい。
In order to achieve the above object, a vacuum pressure control apparatus according to an aspect of the present invention has the following configuration.
(1) An elastic seal member which is on a pipe connecting the vacuum vessel and the vacuum pump and changes the vacuum pressure in the vacuum vessel by changing the opening, and makes contact with or separates the valve seat from the valve seat. In a vacuum pressure control device, comprising: a valve proportionally provided with a valve body and a pneumatic cylinder; a pressure sensor that measures a vacuum pressure in the vacuum vessel; and a controller that controls the pressure in the vacuum vessel. When the pressure in the vacuum vessel measured by the pressure sensor reaches a pressure drop rate of a certain level or higher, the internal pressure of the pneumatic cylinder is exhausted.
(2) In the vacuum pressure control device described in (1), an electro-pneumatic proportional on-off valve and a three-way valve are connected to the vacuum proportional on-off valve, and the three-way valve exhausts the internal pressure of the pneumatic cylinder. It is preferable to do.
(3) In the vacuum pressure control device described in (1), it is preferable that the pressure drop rate not less than a certain value is generated when a part of the elastic seal member is detached from the valve seat.
(4) In the vacuum pressure control apparatus described in (1), the apparatus has a cylinder internal pressure detector for detecting an internal pressure of the pneumatic cylinder, and the cylinder internal pressure detector has a constant internal pressure value of the pneumatic cylinder. It is preferable to stop exhausting the internal pressure of the pneumatic cylinder when detected.
(5) In the vacuum pressure control device described in (4), the pressure of the pneumatic cylinder is a value at which the pressure in the vacuum container starts to drop when the controller is provided with a heater in the vacuum proportional on-off valve. It is preferable that a reference value of the internal pressure is stored in advance, and the constant internal pressure value is a reference value of the internal pressure of the pneumatic cylinder.
(6) In the vacuum proportional on-off valve described in (1), when exhausting the internal pressure of the pneumatic cylinder, it is preferable to stop exhausting the internal pressure of the pneumatic cylinder when a certain time has elapsed. .

上記真空圧力制御装置の作用及び効果について説明する。
(1)真空容器と真空ポンプとを接続する配管上で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、弁座と前記弁座と当接又は離間する弾性シール部材を備える弁体とエア式シリンダを備える真空比例開閉弁と、前記真空容器内の真空圧力を計測する圧力センサと、前記真空容器内の圧力を制御するコントローラと、を有する真空圧力制御装置において、前記圧力センサにより計測された前記真空容器内の圧力が一定以上の圧力下降率となったときに、前記エア式シリンダの内圧を排気することにより、エア式シリンダの内圧を一気に下げることができる。エア式シリンダの内圧を一気に下げることにより、ストロークが大きい場合にも、弁体を直に閉めることができる。そのため、上述の課題において説明した時間T2を短くすることができる。弁体を直ちに閉めることができるので、圧力の下降量を減少させることができ、アンダーシュートを低減することができる。
また、ヒータがない状態であってもアンダーシュートを低減することができるため、ヒータを設ける必要がない。そのため、ヒータを設けなくて済むためコストの低減を図ることができる。
(2)真空比例開閉弁に電空比例開閉弁と3方弁が接続していること、3方弁が真空容器内の圧力を排気することにより、エア式シリンダの内圧を急速に下げることができる。すなわち、電空比例開閉弁を使用して、エア式シリンダの内圧を下げるには時間が掛かるが、3方弁を用いることによりエア式シリンダの内圧を急速に下げることができる。
The operation and effect of the vacuum pressure control device will be described.
(1) An elastic seal member which is on a pipe connecting the vacuum vessel and the vacuum pump and changes the vacuum pressure in the vacuum vessel by changing the opening, and makes contact with or separates the valve seat from the valve seat. In a vacuum pressure control device, comprising: a valve proportionally provided with a valve body and a pneumatic cylinder; a pressure sensor that measures a vacuum pressure in the vacuum vessel; and a controller that controls the pressure in the vacuum vessel. When the pressure in the vacuum vessel measured by the pressure sensor reaches a pressure drop rate of a certain level or more, the internal pressure of the pneumatic cylinder can be reduced at a stroke by exhausting the internal pressure of the pneumatic cylinder. By reducing the internal pressure of the pneumatic cylinder at once, the valve body can be closed directly even when the stroke is large. Therefore, the time T2 described in the above problem can be shortened. Since the valve body can be closed immediately, the amount of pressure drop can be reduced, and undershoot can be reduced.
In addition, even if there is no heater, undershoot can be reduced, so there is no need to provide a heater. Therefore, it is not necessary to provide a heater, so that the cost can be reduced.
(2) An electro-pneumatic proportional on-off valve and a three-way valve are connected to the vacuum proportional on-off valve, and the internal pressure of the pneumatic cylinder can be lowered rapidly by exhausting the pressure in the vacuum vessel. it can. That is, it takes time to reduce the internal pressure of the pneumatic cylinder using the electro-pneumatic proportional on-off valve, but the internal pressure of the pneumatic cylinder can be rapidly reduced by using the three-way valve.

(3)一定以上の圧力下降率は、弁座から弾性シール部材の一部が離脱したときに発生するものであることにより、圧力が下がるときを認識することができる。圧力が下がるときを認識することができることにより、エア式シリンダの内圧を一気に下げることができる。そのため、弁体を直ちに閉めることができ、Oリングと弁座に隙間を形成するための時間を短縮することができる。弁体を直に閉めることができるので、圧力の下降量を減少させることができ、アンダーシュートを低減することができる。
また、ヒータがない状態であってもアンダーシュートを低減することができるため、ヒータを設ける必要がない。そのため、ヒータを設けなくて済むためコストの低減を図ることができる。
(4)エア式シリンダの内圧を検知するシリンダ内圧検知器を有すること、エア式シリンダの内圧が一定の内圧値をシリンダ内圧検知器が検出したときに、エア式シリンダの内圧の排気を停止することにより、エア式シリンダの内圧が過度に下がることを防止することができる。エア式シリンダの内圧が過度に下がると、その後のスロー排気制御に悪影響がでるためである。すなわち、一度下がったエア式シリンダの内圧を上げるために時間が掛かる。そのため、その後の本来の真空比例開閉弁の目的である真空引きに時間が掛かることになるため問題となる。
しかし、本発明においては、当該問題を解決し、エア式シリンダの内圧を上げるのに時間を掛けず、さらに、アンダーシュートを低減することができる。
(3) A pressure drop rate of a certain level or more is generated when a part of the elastic seal member is detached from the valve seat, so that it is possible to recognize when the pressure decreases. By recognizing when the pressure decreases, the internal pressure of the pneumatic cylinder can be reduced at a stroke. Therefore, the valve body can be immediately closed, and the time for forming a gap between the O-ring and the valve seat can be shortened. Since the valve body can be closed directly, the amount of pressure drop can be reduced, and undershoot can be reduced.
In addition, even if there is no heater, undershoot can be reduced, so there is no need to provide a heater. Therefore, it is not necessary to provide a heater, so that the cost can be reduced.
(4) Having a cylinder internal pressure detector for detecting the internal pressure of the pneumatic cylinder, and stopping the exhaust of the internal pressure of the pneumatic cylinder when the cylinder internal pressure detector detects a constant internal pressure value of the pneumatic cylinder As a result, the internal pressure of the pneumatic cylinder can be prevented from excessively decreasing. This is because if the internal pressure of the pneumatic cylinder is excessively lowered, the subsequent slow exhaust control is adversely affected. That is, it takes time to increase the internal pressure of the pneumatic cylinder that has once decreased. As a result, it takes time for the subsequent evacuation, which is the purpose of the original vacuum proportional on-off valve, which is problematic.
However, in the present invention, it is possible to solve the problem, not to spend time to increase the internal pressure of the pneumatic cylinder, and to reduce undershoot.

(5)コントローラが真空比例開閉弁にヒータが備えられている場合における真空容器内の圧力が降下し始める値であるエア式シリンダの内圧の基準値をあらかじめ記憶していること、一定の内圧値は、エア式シリンダの内圧の基準値であること、により、エア式シリンダの内圧が下がりすぎたときを認識することができる。エア式シリンダの内圧が過度に下がることを認識できることにより、エア式シリンダの内圧が過度に下がることを防止することができる。エア式シリンダの内圧が過度に下がると、その後のスロー排気制御に悪影響がでるためである。すなわち、一度下がったエア式シリンダの内圧を上げるために時間が掛かる。そのため、その後の本来の真空比例開閉弁の目的である真空引きに時間が掛かることになるため問題となる。
(6)エア式シリンダの内圧を排気するときに、一定の時間を経過した時に、エア式シリンダの内圧の排気を停止することにより、シリンダ内圧検知器を設けずに、エア式シリンダの内圧が過度に下がることを防止することができる。
すなわち、エア式シリンダの内圧が過度に下がる前にエア式シリンダの内圧の排気を停止することができれば、エア式シリンダの内圧が過度に下がるのを防止することができる。
(5) When the controller is equipped with a heater in the vacuum proportional on-off valve, the reference value of the internal pressure of the air cylinder, which is the value at which the pressure in the vacuum vessel starts to drop, is stored in advance, and the constant internal pressure value Is a reference value of the internal pressure of the pneumatic cylinder, so that it is possible to recognize when the internal pressure of the pneumatic cylinder has dropped too much. By recognizing that the internal pressure of the pneumatic cylinder is excessively reduced, it is possible to prevent the internal pressure of the pneumatic cylinder from excessively decreasing. This is because if the internal pressure of the pneumatic cylinder is excessively lowered, the subsequent slow exhaust control is adversely affected. That is, it takes time to increase the internal pressure of the pneumatic cylinder that has once decreased. As a result, it takes time for the subsequent evacuation, which is the purpose of the original vacuum proportional on-off valve, which is problematic.
(6) When exhausting the internal pressure of the air cylinder, the internal pressure of the air cylinder can be reduced without providing a cylinder internal pressure detector by stopping the exhaust of the internal pressure of the air cylinder when a certain time has elapsed. It can prevent falling too much.
That is, if the exhaust of the internal pressure of the air cylinder can be stopped before the internal pressure of the air cylinder decreases excessively, it is possible to prevent the internal pressure of the air cylinder from excessively decreasing.

本発明に係る真空圧力制御装置のブロック図(1)である。It is a block diagram (1) of the vacuum pressure control device concerning the present invention. 本発明に係る真空圧力制御装置のブロック図(2)である。It is a block diagram (2) of the vacuum pressure control apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る圧力、ストローク、シリンダ内圧を表したデータ図である。It is a data figure showing the pressure which concerns on this invention, a stroke, and cylinder internal pressure. 本発明に係るOリングと弁座との隙間を表した概念図(1)である。It is a conceptual diagram (1) showing the clearance gap between the O-ring which concerns on this invention, and a valve seat. 本発明に係るOリングと弁座との隙間を表した概念図(2)である。It is a conceptual diagram (2) showing the clearance gap between the O-ring which concerns on this invention, and a valve seat. 本発明に係るOリングと弁座との隙間を表した概念図(3)である。It is a conceptual diagram (3) showing the clearance gap between the O-ring which concerns on this invention, and a valve seat. 本発明に係る真空比例開閉弁を用いた場合の実験(1)のデータ図である。It is a data figure of experiment (1) at the time of using the vacuum proportional on-off valve which concerns on this invention. ヒータが備えられていない場合及びヒータが断線した場合に係る真空比例開閉弁を用いた実験(1)のデータ図である。It is a data figure of experiment (1) using the vacuum proportional on-off valve concerning the case where the heater is not provided and the case where the heater is disconnected. 本発明に係る真空比例開閉弁を用いた場合の実験(2)のデータ図である。It is a data figure of experiment (2) at the time of using the vacuum proportional on-off valve which concerns on this invention. ヒータが備えられていない場合及びヒータが断線した場合に係る真空比例開閉弁を用いた実験(2)のデータ図である。It is a data figure of experiment (2) using the vacuum proportional on-off valve concerning the case where the heater is not provided and the case where the heater is disconnected. 本発明に係る真空比例開閉弁を用いた場合の実験(3)のデータ図である。It is a data figure of experiment (3) at the time of using the vacuum proportional on-off valve which concerns on this invention. ヒータが備えられていない場合及びヒータが断線した場合に係る真空比例開閉弁を用いた実験(3)のデータ図である。It is a data figure of experiment (3) using the vacuum proportional on-off valve concerning the case where the heater is not provided and the case where the heater is disconnected. 本発明の実施形態に係る真空比例開閉弁の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the vacuum proportional on-off valve which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る真空比例開閉弁の弁座付近の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the valve seat vicinity of the vacuum proportional on-off valve which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る電空比例開閉弁の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electropneumatic proportional on-off valve which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る真空圧力制御装置が使用される真空圧力制御システムの全体構成を示す全体図である。1 is an overall view showing an overall configuration of a vacuum pressure control system in which a vacuum pressure control device according to an embodiment of the present invention is used. 従来技術に係る圧力、ストローク、シリンダ内圧を表したデータ図である。It is a data figure showing the pressure which concerns on a prior art, a stroke, and cylinder internal pressure. 従来技術に係るOリングと弁座との隙間を表した概念図(1)である。It is a conceptual diagram (1) showing the clearance gap between an O-ring and a valve seat which concerns on a prior art. 従来技術に係るOリングと弁座との隙間を表した概念図(2)である。It is a conceptual diagram (2) showing the clearance gap between an O-ring and a valve seat which concerns on a prior art. 従来技術に係るOリングと弁座との隙間を表した概念図(3)である。It is a conceptual diagram (3) showing the clearance gap between the O-ring which concerns on a prior art, and a valve seat. 従来技術に係る真空比例開閉弁の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the vacuum proportional on-off valve which concerns on a prior art.

本発明の真空圧力制御装置を具体化した実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
(真空圧力制御システムの構成)
本実施形態の真空圧力制御装置8が利用される真空圧力制御システムの一実施の形態の全体構成を図16に示す。
図16に示すように、真空容器11の内部に、ウエハ15が段状に配置される。真空容器11には、入口13と出口14が形成され、入口13には、プロセスガスの供給源及び真空容器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18の入口ポートが接続されている。真空比例開閉弁18の出口ポートは、真空ポンプ19に接続している。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・マノメータを使用している。
An embodiment embodying the vacuum pressure control device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Configuration of vacuum pressure control system)
FIG. 16 shows the overall configuration of an embodiment of a vacuum pressure control system in which the vacuum pressure control device 8 of the present embodiment is used.
As shown in FIG. 16, the wafers 15 are arranged in a step shape inside the vacuum vessel 11. An inlet 13 and an outlet 14 are formed in the vacuum vessel 11, and a process gas supply source and a nitrogen gas supply source for purging the inside of the vacuum vessel 11 are connected to the inlet 13. The outlet 14 is connected to an inlet port of a vacuum proportional on-off valve 18 that is a valve opening proportional valve. The outlet port of the vacuum proportional on-off valve 18 is connected to the vacuum pump 19. Further, a pressure sensor 17 is connected to the outlet 14 via a shutoff valve 16. In the present embodiment, a capacitance manometer is used as the pressure sensor 17.

(真空比例開閉弁の構成)
次に、真空比例開閉弁18の構造を図13及び図14に基づいて詳細に説明する。図13は、真空比例開閉弁18が閉じられた状態を示している。真空比例開閉弁18は、大まかに上部のエア式シリンダ32と下部のベローズ式ポペット弁31に別れている。エア式シリンダ32は、次のような構成を有する。単動空気圧シリンダ43に対して、摺動可能にピストン41が配置されている。ピストン41は、復帰バネ42により下向きに付勢されている。
(Configuration of vacuum proportional on-off valve)
Next, the structure of the vacuum proportional on-off valve 18 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 13 shows a state where the vacuum proportional on-off valve 18 is closed. The vacuum proportional on-off valve 18 is roughly divided into an upper air cylinder 32 and a lower bellows poppet valve 31. The pneumatic cylinder 32 has the following configuration. A piston 41 is slidably disposed with respect to the single acting pneumatic cylinder 43. The piston 41 is urged downward by a return spring 42.

ピストン41の上端にスライドレバー48の一端が連結されている。スライドレバー48は、単動空気圧シリンダ43の外部に出てポテンショメータ50の図示しないロッドと連結している。ロッドは、ポテンショメータ50内の可変抵抗に接続しており、このポテンショメータ50によりピストン41の位置を正確に計測している。また、ピストン41の下面には、ベロフラム51の内周端部が固定されている。ベロフラム51の外周端部は、単動空気圧シリンダ43の室壁に固定されている。ベロフラム51は、極めて薄く設計され、構造的には、強力なポリエステル、テトロン布等の上にゴムを被覆したものである。ベロフラム51とは、大きいストロークと深い折り返し部を持ち、作動中にその有効受圧面積が一定不変に保たれる円筒形のダイヤフラムである。本実施の形態では、エア式シリンダ32とピストン41との間にベロフラム51を使用しているので、ピストン41のスティックスリップの発生がなく、ピストン41を高い応答性と正確な位置精度で移動させることが可能である。   One end of a slide lever 48 is connected to the upper end of the piston 41. The slide lever 48 goes out of the single acting pneumatic cylinder 43 and is connected to a rod (not shown) of the potentiometer 50. The rod is connected to a variable resistor in the potentiometer 50, and the position of the piston 41 is accurately measured by the potentiometer 50. Further, the inner peripheral end portion of the bellophram 51 is fixed to the lower surface of the piston 41. The outer peripheral end of the belofram 51 is fixed to the chamber wall of the single acting pneumatic cylinder 43. The belofram 51 is designed to be extremely thin, and is structurally formed by coating rubber on a strong polyester, tetron cloth or the like. The bellophram 51 is a cylindrical diaphragm that has a large stroke and a deep turn-up portion, and whose effective pressure receiving area is kept constant during operation. In this embodiment, since the belofram 51 is used between the pneumatic cylinder 32 and the piston 41, there is no stick slip of the piston 41, and the piston 41 is moved with high responsiveness and accurate positional accuracy. It is possible.

ピストン41の中央には、ピストンロッド37が固設され、ピストン41の移動に応じて上下に摺動する。ピストンロッド37の下端には、弁体33が取り付けられている。また、弁体33の上面には、ベローズ38の一端が周回溶接で取り付けられている。
弁体33の詳細な構造を図14に示す。図14は、真空比例開閉弁18が閉じた状態を示している。弁体33は、ピストンロッド37と連結する弁本体33a、弾性シール部材であるOリング35を固定するためのOリング取付部33b、及びステンレス弁体部34を取り付けるためのステンレス弁体取付部33c及びステンレス弁体部34により構成されている。本実施の形態では、ステンレス弁体部34の材料としてSUS316L(JIS規格)を使用している(請求項中の「弁体」は、弁体33及びステンレス弁体部34を含んだものである)。Oリング35は、弁体33のOリング取付部33bとステンレス弁体部34のOリング取付部34bとにより保持される。Oリング35は、水平弁座部36aに当接して押圧されたときに、流体の漏れをなくすためのものであり、同時に本発明の主要部である弾性シール部材である。
A piston rod 37 is fixed at the center of the piston 41 and slides up and down according to the movement of the piston 41. A valve element 33 is attached to the lower end of the piston rod 37. Further, one end of a bellows 38 is attached to the upper surface of the valve body 33 by circular welding.
The detailed structure of the valve body 33 is shown in FIG. FIG. 14 shows a state where the vacuum proportional on-off valve 18 is closed. The valve body 33 includes a valve main body 33a connected to the piston rod 37, an O-ring attachment portion 33b for fixing an O-ring 35, which is an elastic seal member, and a stainless valve body attachment portion 33c for attaching a stainless valve body portion 34. And a stainless valve body 34. In the present embodiment, SUS316L (JIS standard) is used as the material of the stainless valve body 34 (the “valve body” in the claims includes the valve body 33 and the stainless valve body 34). ). The O-ring 35 is held by the O-ring mounting portion 33 b of the valve body 33 and the O-ring mounting portion 34 b of the stainless steel valve body portion 34. The O-ring 35 serves to eliminate fluid leakage when pressed against the horizontal valve seat 36a, and at the same time is an elastic seal member that is a main part of the present invention.

本実施形態において、真空比例開閉弁18の外周にヒータを備え付けなかったが、ヒータを備えつけ、弁座36及びOリング35を加熱し、固着を防止することもできる。   In this embodiment, a heater is not provided on the outer periphery of the vacuum proportional on-off valve 18, but a heater can be provided to heat the valve seat 36 and the O-ring 35 to prevent sticking.

(真空圧力制御装置の構成)
次に、本実施の形態の真空圧力制御装置8について説明する。図1に真空容器内の圧力のアンダーシュートが発生した時の真空圧力制御装置8の構成を示し、図2に通常時の真空圧力制御装置8の構成を示す。図15に電空比例開閉弁62の詳細な構成を示す。
始めに空気系統の構成を説明する。図2に示すように、真空比例開閉弁18には、第1電磁弁60の出力ポートが接続している。第1電磁弁60の第1入力ポート601には、電空比例開閉弁62が接続している。第1電磁弁60の第2入力ポート602には、第2電磁弁61が接続している。
電空比例開閉弁62は、図15に示すように、給気側比例弁74と排気側比例弁75とで構成されている。給気側比例弁74の入力ポート74aは、供給エアに接続している。排気側比例弁75の出力ポート75aは、排気配管に接続している。また、給気側比例弁74の出力ポート74bと排気側比例弁75の入力ポート75bとは共に、第1電磁弁60の第1入力ポート601に接続している。
図1及び図2に示すように、真空比例開閉弁18に、エア式シリンダの内圧を計測するためのシリンダ内圧検知器55が接続している。
(Configuration of vacuum pressure control device)
Next, the vacuum pressure control device 8 of the present embodiment will be described. FIG. 1 shows the configuration of the vacuum pressure control device 8 when pressure undershoot occurs in the vacuum vessel, and FIG. 2 shows the configuration of the normal vacuum pressure control device 8. FIG. 15 shows a detailed configuration of the electropneumatic proportional on-off valve 62.
First, the configuration of the air system will be described. As shown in FIG. 2, the vacuum proportional on-off valve 18 is connected to the output port of the first electromagnetic valve 60. An electropneumatic proportional on-off valve 62 is connected to the first input port 601 of the first electromagnetic valve 60. A second electromagnetic valve 61 is connected to the second input port 602 of the first electromagnetic valve 60.
As shown in FIG. 15, the electropneumatic proportional on-off valve 62 includes an air supply side proportional valve 74 and an exhaust side proportional valve 75. The input port 74a of the supply side proportional valve 74 is connected to supply air. The output port 75a of the exhaust side proportional valve 75 is connected to the exhaust pipe. The output port 74 b of the supply side proportional valve 74 and the input port 75 b of the exhaust side proportional valve 75 are both connected to the first input port 601 of the first electromagnetic valve 60.
As shown in FIGS. 1 and 2, a cylinder internal pressure detector 55 for measuring the internal pressure of the pneumatic cylinder is connected to the vacuum proportional on-off valve 18.

次に、電気系統の構成を説明する。電空比例開閉弁62には、パルスドライブ回路68が接続している。パルスドライブ回路68には、位置制御回路64が接続している。また、位置制御回路64には、ポテンショメータ50の位置信号がアンプ63を介して接続している。また、位置制御回路64には、真空圧力制御回路67が接続している。真空圧力制御回路67には、インターフェース回路66が接続している。また、真空圧力制御回路67には、圧力センサ17が接続されている。インターフェース回路66には、シーケンス制御回路65が接続している。シーケンス制御回路65は、第1電磁弁60の駆動コイルSV1、第2電磁弁61の駆動コイルSV2に接続している。
コントローラ56は、シーケンス制御回路65、インターフェース回路66、真空圧力制御回路67を有する。
真空圧力制御回路67には、記憶部が備えられ、図3に示す、真空比例開閉弁18にヒータが備えられている場合におけるシリンダの内圧値データの線図Sをあらかじめ記憶している。
Next, the configuration of the electric system will be described. A pulse drive circuit 68 is connected to the electropneumatic proportional on-off valve 62. A position control circuit 64 is connected to the pulse drive circuit 68. Further, the position signal of the potentiometer 50 is connected to the position control circuit 64 via an amplifier 63. A vacuum pressure control circuit 67 is connected to the position control circuit 64. An interface circuit 66 is connected to the vacuum pressure control circuit 67. The pressure sensor 17 is connected to the vacuum pressure control circuit 67. A sequence control circuit 65 is connected to the interface circuit 66. The sequence control circuit 65 is connected to the drive coil SV 1 of the first electromagnetic valve 60 and the drive coil SV 2 of the second electromagnetic valve 61.
The controller 56 includes a sequence control circuit 65, an interface circuit 66, and a vacuum pressure control circuit 67.
The vacuum pressure control circuit 67 includes a storage unit, and stores in advance a diagram S of cylinder internal pressure value data when the vacuum proportional on-off valve 18 is provided with a heater, as shown in FIG.

(真空圧力制御装置の作用)
上記構成を有する真空圧力制御装置8の作用を説明する。
(真空比例開閉弁の全開、全閉の動作)
始めに、急速給排気動作について説明する。真空比例開閉弁18を全開にするときは、第1電磁弁60をOFF状態にし、第2電磁弁61をON状態とする。これにより、第1電磁弁60の第1入力ポート601が出力ポート603と接続し、真空比例開閉弁18に駆動エアが供給される。弁体33は、弁座36から遠く離間しており、真空ポンプ19が真空容器11内の気体を大量に吸引し、急速に排気することができる。
次に、真空比例開閉弁18の全閉状態について説明する。図1に示すように、第1電磁弁60をOFF状態にし、第2電磁弁61もOFF状態とする。これにより、第2電磁弁61の第2入力ポート612が出力ポート613と接続し、第1電磁弁60の第2入力ポート602が出力ポート603と接続し、真空比例開閉弁18が排気配管に接続される。
そして、真空比例開閉弁18に駆動エアが供給されず、シリンダ内部の空気が排気され、ピストン41は、復帰バネ42により下向きに付勢され、弁体33は弁座36の上面に当接される。このとき、Oリング35が、弁体33と弁座36の水平弁座部36aに押圧されて変形するため、流体の漏れがなく真空比例開閉弁18は完全に遮断される。
一方、停電等が発生した場合にも、復帰バネにより、第1電磁弁60の出力ポート603と第2入力ポート602が連通し、かつ第2電磁弁61の出力ポート613と第2入力ポート612が連通し、同様に、真空比例開閉弁18は、復帰バネ42により遮断される。これにより、緊急時の遮断機能が実現されている。
(Operation of vacuum pressure control device)
The operation of the vacuum pressure control device 8 having the above configuration will be described.
(Fully open / closed operation of vacuum proportional on-off valve)
First, the rapid air supply / exhaust operation will be described. When the vacuum proportional on-off valve 18 is fully opened, the first electromagnetic valve 60 is turned off and the second electromagnetic valve 61 is turned on. As a result, the first input port 601 of the first electromagnetic valve 60 is connected to the output port 603, and driving air is supplied to the vacuum proportional on-off valve 18. The valve body 33 is far away from the valve seat 36, and the vacuum pump 19 can suck a large amount of gas in the vacuum vessel 11 and exhaust it rapidly.
Next, the fully closed state of the vacuum proportional on-off valve 18 will be described. As shown in FIG. 1, the first electromagnetic valve 60 is turned off, and the second electromagnetic valve 61 is also turned off. Thereby, the second input port 612 of the second electromagnetic valve 61 is connected to the output port 613, the second input port 602 of the first electromagnetic valve 60 is connected to the output port 603, and the vacuum proportional on-off valve 18 is connected to the exhaust pipe. Connected.
Then, the drive air is not supplied to the vacuum proportional on-off valve 18, the air inside the cylinder is exhausted, the piston 41 is urged downward by the return spring 42, and the valve body 33 is brought into contact with the upper surface of the valve seat 36. The At this time, since the O-ring 35 is pressed and deformed by the valve body 33 and the horizontal valve seat portion 36a of the valve seat 36, there is no fluid leakage and the vacuum proportional on-off valve 18 is completely shut off.
On the other hand, even when a power failure occurs, the output spring 603 and the second input port 602 of the first solenoid valve 60 communicate with each other by the return spring, and the output port 613 and the second input port 612 of the second solenoid valve 61 communicate. Similarly, the vacuum proportional on-off valve 18 is blocked by the return spring 42. As a result, an emergency shut-off function is realized.

(スロー排気制御時の弁ストローク)
スロー排気制御時における真空容器11内の圧力、弁体33のストローク、エア式シリンダ32の内圧を、それぞれ線グラフで図3に示す。図3において、横軸が時間、縦軸が高低・大小等を示す。図4乃至図6にOリング35と弁座36の関係の概念図を示す。
図3における、真空容器11内の圧力A、弁体33のストロークB、エア式シリンダ32の内圧Cは、本実施形態における真空比例開閉弁にヒータがない場合の真空比例開閉弁18の線グラフを示す。
また、図3における、真空容器内の圧力Q、弁体ストロークR、エア式シリンダの内圧Sは、ヒータが備えられ通常運転されている場合の実施例の真空比例開閉弁の線グラフを示す。
(Valve stroke during slow exhaust control)
The pressure in the vacuum vessel 11, the stroke of the valve element 33, and the internal pressure of the pneumatic cylinder 32 during the slow exhaust control are shown in FIG. 3 as line graphs. In FIG. 3, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates height, magnitude, and the like. 4 to 6 show conceptual diagrams of the relationship between the O-ring 35 and the valve seat 36. FIG.
In FIG. 3, the pressure A in the vacuum vessel 11, the stroke B of the valve body 33, and the internal pressure C of the air cylinder 32 are line graphs of the vacuum proportional on-off valve 18 when the vacuum proportional on-off valve in this embodiment does not have a heater. Indicates.
Further, the pressure Q in the vacuum vessel, the valve body stroke R, and the internal pressure S of the pneumatic cylinder in FIG. 3 are line graphs of the vacuum proportional on-off valve of the embodiment when the heater is provided and the normal operation is performed.

スロー排気制御では、完全遮断している状態のOリング35の弾性変形量を、エア式シリンダ32に加えている空気圧を徐々に増加させることにより、調整する。すなわち、空気圧を増加させることにより、円周状のOリング35と弁座36との間に供給ガスの流れを発生させ、その流れにより真空容器11内の真空圧力制御を実現する。
本実施形態における真空比例開閉弁8は、ヒータを有さない。そのため、Oリング35と弁座36を密着させておくと固着する。
In the slow exhaust control, the elastic deformation amount of the O-ring 35 that is completely shut off is adjusted by gradually increasing the air pressure applied to the pneumatic cylinder 32. That is, by increasing the air pressure, a flow of the supply gas is generated between the circumferential O-ring 35 and the valve seat 36, and the vacuum pressure control in the vacuum vessel 11 is realized by the flow.
The vacuum proportional on-off valve 8 in this embodiment does not have a heater. Therefore, if the O-ring 35 and the valve seat 36 are brought into close contact with each other, they are fixed.

Oリング35と弁座36が固着した状態から、スロー排気制御が始まるときの状態を説明する。まず、図3に示す時間U1における位置制御動作について説明する。時間U1は、Oリング35が弁座36から離間し始めるまでの時間である。
本実施形態においてはヒータを有さないため、図4に示すように、Oリング35が弁座36に固着しており、固着したOリング35が離間し始め排気が始まるまでに時間U20だけ時間が掛かる。
すなわち、Oリング35が弾性変形することにより、ストロークBは上昇するが、Oリング35が固着していたため、排気が始まるまで時間U20だけ余分に時間が掛かる。
図3に示す時間U20と図17に示す時間T20は同じ時間の長さである。図3及び図17はともにヒータがない場合を想定しているため、Oリング35が弁座36から離間するまでの時間は同じとなる。
A state when the slow exhaust control starts from the state where the O-ring 35 and the valve seat 36 are fixed will be described. First, the position control operation at time U1 shown in FIG. 3 will be described. Time U1 is a time until the O-ring 35 starts to separate from the valve seat 36.
In this embodiment, since there is no heater, as shown in FIG. 4, the O-ring 35 is fixed to the valve seat 36, and the fixed O-ring 35 starts to separate and the exhaust time starts until time U20. It takes.
That is, when the O-ring 35 is elastically deformed, the stroke B increases, but since the O-ring 35 is fixed, it takes an extra time U20 until the exhaust starts.
The time U20 shown in FIG. 3 and the time T20 shown in FIG. 17 have the same length of time. Since FIGS. 3 and 17 both assume a case where there is no heater, the time until the O-ring 35 is separated from the valve seat 36 is the same.

図3に示すように、圧力Aは、時間U1において、変化がほとんどない。なぜなら、Oリング35が弁座36に固着し弾性変形しており、Oリング35が弁座36から離間し始めるまでは、真空容器11の圧力に変化がほとんど生じないためである。
また、ヒータを有する場合のOリング35と弁座36が離間し始める時間U10で下降を始める圧力Qと比較して、圧力Aでは、Oリング35と弁座36が時間U20だけ長く当接している。
真空圧力制御装置8は、時間U1において圧力センサ17により測定された真空容器11内の圧力を測定する。
As shown in FIG. 3, the pressure A hardly changes at time U1. This is because the O-ring 35 is fixed to the valve seat 36 and elastically deformed, and the pressure in the vacuum vessel 11 hardly changes until the O-ring 35 starts to separate from the valve seat 36.
Further, when the pressure is A, the O-ring 35 and the valve seat 36 are in contact with each other for a longer time U20 than when the pressure Q starts to descend at the time U10 when the O-ring 35 and the valve seat 36 start to separate with a heater. Yes.
The vacuum pressure control device 8 measures the pressure in the vacuum vessel 11 measured by the pressure sensor 17 at time U1.

また、図3に示すように、ストロークBは、ヒータを有する場合のストロークRと比較して、上昇し続ける。なぜなら、Oリング35が弁座36に固着し弾性変形するため、ストロークRを超えても時間U20の時間だけ弁座36から離間しておらず、真空圧力制御回路67がストロークBを上げて排気させようとするためである。
また、シリンダの内圧Cは、ヒータを有する場合のシリンダの内圧Sと比較して、上昇し続ける。なぜなら、Oリング35が弁座36に固着し弾性変形するため時間U20だけ弁座36から離間しない。そのため、真空圧力制御回路67がストロークBを上げて排気させようとするため、時間U20の間、シリンダの内圧を上昇させる制御を行うためである。
真空圧力制御装置8は、時間U1においてシリンダ内圧検知器55により測定されたシリンダの内圧を測定する。
Further, as shown in FIG. 3, the stroke B continues to rise as compared with the stroke R when the heater is provided. Because the O-ring 35 is fixed to the valve seat 36 and is elastically deformed, even if the stroke R is exceeded, the O-ring 35 is not separated from the valve seat 36 by the time U20, and the vacuum pressure control circuit 67 raises the stroke B and exhausts. This is to make it happen.
Further, the internal pressure C of the cylinder continues to rise as compared with the internal pressure S of the cylinder having the heater. This is because the O-ring 35 is fixed to the valve seat 36 and is elastically deformed, so that it is not separated from the valve seat 36 by time U20. For this reason, the vacuum pressure control circuit 67 increases the stroke B and tries to exhaust, so that the control is performed to increase the internal pressure of the cylinder during the time U20.
The vacuum pressure control device 8 measures the internal pressure of the cylinder measured by the cylinder internal pressure detector 55 at time U1.

続いて、図3に示す時間U2における位置制御動作について説明する。
時間U2は、Oリング35が弁座36から一部離間したときからOリング35と弁座36との間に図6に示すスロー排気可能な隙間Vが形成されるまでの時間である。
ストロークBが上昇し、図5に示すように、Oリング35は、弁座36に固着した状態から一部離脱する。
Next, the position control operation at time U2 shown in FIG. 3 will be described.
The time U2 is the time from when the O-ring 35 is partly separated from the valve seat 36 to when the gap V that allows slow exhaust shown in FIG. 6 is formed between the O-ring 35 and the valve seat 36.
As shown in FIG. 5, the stroke B rises and a part of the O-ring 35 is detached from the state where it is fixed to the valve seat 36.

本実施形態において、Oリング35が弁座36から一部離間したときに、図3に示すように圧力Aは設定した下降率を目標値として下降し始める。圧力Aが下降し始めた場合、一定の下降率が発生したとして、真空圧力制御装置8の圧力センサ17において認識し把握することができる。ここで、一定の下降率とは、図3に示すようにOリング35が弁座36から一部離間し、真空容器11内の圧力Aが一定であった状態から下降し始めたときのことである。Oリング35と弁座36は当接した状態から、一部が離間し始めるため、圧力Aは、図3に示すように、一定である状態(時間U1)から下降し始める(時間U2)。そのため、Oリング35と弁座36が一部離間し一定の下降率が発生することを圧力センサ17が把握することが客観的に可能である。
圧力Aの下降率が、設定した下降率目標値に対して一定以上大きい場合は、Oリング35の固着が発生していたと判断し、第1電磁弁60をOFF状態にし、第2電磁弁61もOFF状態とする。これにより、第2電磁弁61の第2入力ポート612が出力ポート613と接続し、第1電磁弁60の第2入力ポート602が出力ポート603と接続し、真空比例開閉弁18が排気配管に接続される。そして、真空比例開閉弁18に駆動エアが供給されず、エア式シリンダ32内部の空気が急速に排気され、図5に示すようにシリンダの内圧が一気に下がるので、図19に示す従来の場合と比較してストロークの上昇が小さいピストン41は、復帰バネ42により下向きに付勢され、図6に示すように、Oリング35と弁座36との間に、圧力Qとなるスロー排気可能な隙間Vを形成することができる。
In the present embodiment, when the O-ring 35 is partly separated from the valve seat 36, the pressure A starts to decrease with the set decrease rate as a target value as shown in FIG. When the pressure A starts to decrease, the pressure sensor 17 of the vacuum pressure control device 8 can recognize and grasp that a certain rate of decrease has occurred. Here, the constant descending rate is when the O-ring 35 is partially separated from the valve seat 36 and the pressure A in the vacuum vessel 11 starts to descend from a constant state as shown in FIG. It is. Since part of the O-ring 35 and the valve seat 36 start to separate from the contact state, the pressure A starts to decrease from a constant state (time U1) as shown in FIG. 3 (time U2). Therefore, it is objectively possible for the pressure sensor 17 to grasp that the O-ring 35 and the valve seat 36 are partly separated and a constant lowering rate occurs.
When the descending rate of the pressure A is larger than the set descending rate target value by a certain level or more, it is determined that the O-ring 35 is stuck, the first solenoid valve 60 is turned off, and the second solenoid valve 61 is turned off. Is also turned off. Thereby, the second input port 612 of the second electromagnetic valve 61 is connected to the output port 613, the second input port 602 of the first electromagnetic valve 60 is connected to the output port 603, and the vacuum proportional on-off valve 18 is connected to the exhaust pipe. Connected. Then, the drive air is not supplied to the vacuum proportional on-off valve 18, the air inside the pneumatic cylinder 32 is exhausted rapidly, and the internal pressure of the cylinder is lowered at a stroke as shown in FIG. The piston 41 whose stroke rise is smaller than that of the piston 41 is urged downward by the return spring 42 and, as shown in FIG. V can be formed.

第1電磁弁60によりエア式シリンダ32内の内圧を急排気することができる。それより、図3に示すように、エア式シリンダ32内の内圧であるシリンダの内圧Cを一気に下げることができる。そのため、シリンダの内圧Cが急下降することで、復帰バネ42の付勢力により弁体33を下降させることができ、ストロークBを一気に下降させることができる。
弁体33を電空比例開閉弁62を介さずに閉めることができるので、シリンダの内圧Cによって勢いよくOリング35と弁座36が離れてストロークが上昇することも抑制でき、Oリング35と弁座36との間にスロー排気可能な隙間Vを形成するまでの時間である時間U2を短くすることができる。そのため、早い時間でスロー排気が可能となり、図3に示す圧力Aの下降量を減少させることができ、その結果、真空容器内の圧力のアンダーシュートを低減することができる。
また、本実施形態のようにヒータがない状態であっても真空容器内の圧力のアンダーシュートを低減することができる。ヒータを設けなくて済むため、コストの低減を図ることができる。
The internal pressure in the pneumatic cylinder 32 can be exhausted rapidly by the first electromagnetic valve 60. As a result, as shown in FIG. 3, the internal pressure C of the cylinder, which is the internal pressure of the pneumatic cylinder 32, can be reduced at a stretch. Therefore, when the internal pressure C of the cylinder suddenly drops, the valve element 33 can be lowered by the urging force of the return spring 42, and the stroke B can be lowered all at once.
Since the valve body 33 can be closed without using the electropneumatic proportional on-off valve 62, the O-ring 35 and the valve seat 36 can be prevented from moving away due to the internal pressure C of the cylinder. It is possible to shorten the time U2 that is the time until the gap V that can be slowly exhausted is formed between the valve seat 36 and the valve seat 36. Therefore, it is possible to perform slow exhaust in an early time, and the amount of decrease in the pressure A shown in FIG. 3 can be reduced. As a result, the pressure undershoot in the vacuum vessel can be reduced.
Moreover, even if there is no heater as in this embodiment, the undershoot of the pressure in the vacuum vessel can be reduced. Since it is not necessary to provide a heater, cost can be reduced.

また、図3に示すように、エア式シリンダ32内の内圧は、急排気されることにより、シリンダの内圧Cが、シリンダの内圧Sと交差するまでに時間がほとんど掛からない。エア式シリンダ32内のシリンダの内圧Cは、急排気されることで急降下し、Oリング35と弁座36がスロー排気可能な隙間Vを形成するだけの時間U2がほとんどかからない。
そのため、ヒータを有する場合のストロークRとの比較である図17に示すストロークYがストローク量P2あるのに対して、本実施例では図3に示すようにストロークBがストロークRに対してストローク量D2で済む。すなわち、図17の従来技術に係るストロークYがストロークRの位置になるまでの時間T2が、本実施形態においては時間U2となり時間が短い。
そのため、従来技術と比較してストローク量P2からストローク量D2を差し引いた分だけストローク量が小さい段階で下降し始めるため、従来よりもストローク量を減らすことができる。よって、本実施形態によれば、早くOリング35と弁座36の間にスロー排気可能な隙間Vを形成することができる。
Further, as shown in FIG. 3, since the internal pressure in the pneumatic cylinder 32 is exhausted rapidly, it hardly takes time until the internal pressure C of the cylinder intersects the internal pressure S of the cylinder. The internal pressure C of the cylinder in the air cylinder 32 drops rapidly due to sudden exhaust, and it takes almost no time U2 for the O-ring 35 and the valve seat 36 to form a gap V that allows slow exhaust.
Therefore, the stroke Y shown in FIG. 17 which is a comparison with the stroke R with the heater is the stroke amount P2, whereas in this embodiment, the stroke B is the stroke amount with respect to the stroke R as shown in FIG. D2 is enough. That is, the time T2 until the stroke Y according to the prior art in FIG. 17 reaches the position of the stroke R is the time U2 in this embodiment, and the time is short.
Therefore, since the stroke amount starts to decrease at a stage where the stroke amount D2 is subtracted from the stroke amount P2 as compared with the prior art, the stroke amount can be reduced as compared with the prior art. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to quickly form the gap V that can be slowly exhausted between the O-ring 35 and the valve seat 36.

また、図3に示すように、シリンダの内圧Cを急降下させることができることにより、ヒータを有する場合のストロークRと比較して、ストロークBがストローク量D2だけで済む。すなわち、図17の従来技術に係るストローク量P2と比較するとストローク量D2は小さくて済む。そのため、従来技術と比較してストローク量P2からストローク量D2を差し引いた分だけ早くOリング35と弁座36が隙間Vを形成することができる。
また、図3に示すように、ヒータを有する場合の圧力Qとヒータを有しない場合の圧力Aを比較して、真空容器内のアンダーシュートが圧力量D1だけで済む。すなわち、図17の従来技術に係る圧力量P1と比較すると圧力量D1は小さくて済む。そのため、従来技術と比較して圧力量P1から圧力量D1を差し引いただけ真空容器内の圧力のアンダーシュートを低減することができる。
Further, as shown in FIG. 3, since the internal pressure C of the cylinder can be rapidly lowered, the stroke B is only the stroke amount D2 as compared with the stroke R when the heater is provided. That is, the stroke amount D2 may be smaller than the stroke amount P2 according to the prior art of FIG. Therefore, the O-ring 35 and the valve seat 36 can form the gap V earlier by the amount obtained by subtracting the stroke amount D2 from the stroke amount P2 as compared with the prior art.
Further, as shown in FIG. 3, the pressure Q when the heater is provided is compared with the pressure A when the heater is not provided, and the undershoot in the vacuum vessel is only the pressure amount D1. That is, the pressure amount D1 may be smaller than the pressure amount P1 according to the prior art of FIG. Therefore, as compared with the prior art, the pressure amount D1 can be subtracted from the pressure amount P1, and the undershoot of the pressure in the vacuum vessel can be reduced.

また、エア式シリンダ32内の内圧をシリンダ内圧検知器55により検知している。シリンダ内圧検知器55が一定の内圧値を検出した時に、エア式シリンダ32内の内圧の第1電磁弁60と第2電磁弁61による排気を停止する。ここで一定の内圧値とは、図3に示すヒータがある場合のシリンダの内圧Sにおける真空容器11の圧力が降下し始める値である基準値S1である。基準値S1よりさらにシリンダの内圧を排気すると、エア式シリンダ32の内圧が過度に下がる結果となる。エア式シリンダ32の内圧が過度に下がると、その後のスロー排気制御に悪影響が出る。すなわち、一度下がったシリンダの内圧を上げるのに時間が掛かり、その後の本来の真空比例開閉弁18の目的である真空引きに時間が掛かるため問題となる。そのため、基準値S1に基づいてエア式シリンダ32内の内圧の排気を停止する。
基準値S1は、コントローラ56の真空圧力制御回路67にあらかじめ記憶されており、シリンダの内圧Cの値が基準値S1を下回った時に、真空圧力制御回路67が制御によりエア式シリンダ32内の内圧の排気を停止する。その後は、第1電磁弁60をON状態にし、電空比例開閉弁による制御に切り替える。
Further, the internal pressure in the air cylinder 32 is detected by a cylinder internal pressure detector 55. When the cylinder internal pressure detector 55 detects a constant internal pressure value, the exhaust of the internal pressure in the pneumatic cylinder 32 by the first electromagnetic valve 60 and the second electromagnetic valve 61 is stopped. Here, the constant internal pressure value is a reference value S1 which is a value at which the pressure of the vacuum vessel 11 starts to drop at the internal pressure S of the cylinder when there is a heater shown in FIG. If the internal pressure of the cylinder is further exhausted from the reference value S1, the internal pressure of the pneumatic cylinder 32 will be excessively lowered. If the internal pressure of the pneumatic cylinder 32 decreases excessively, the subsequent slow exhaust control will be adversely affected. In other words, it takes time to increase the internal pressure of the cylinder once lowered, and it takes time to evacuate, which is the purpose of the original vacuum proportional on-off valve 18 thereafter. Therefore, the exhaust of the internal pressure in the pneumatic cylinder 32 is stopped based on the reference value S1.
The reference value S1 is stored in advance in the vacuum pressure control circuit 67 of the controller 56, and the internal pressure in the pneumatic cylinder 32 is controlled by the vacuum pressure control circuit 67 when the value of the cylinder internal pressure C falls below the reference value S1. Stop exhausting. Thereafter, the first electromagnetic valve 60 is turned on, and the control is switched to the control by the electropneumatic proportional on-off valve.

また、本実施形態においてはシリンダ内圧検知器55を用いてシリンダの内圧を検知したが、エア式シリンダ32内の内圧の排気を開始してから一定の時間を経過した時に、排気を停止することができる。この一定の時間は、エア式シリンダ32のシリンダの内圧Sが基準値S1に達するまでの平均時間を計算することにより求めることができる。シリンダの内圧の排気を開始してから平均時間を経過した時に、排気を停止することにより、シリンダの内圧が過度に下がることを防止することができる。
平均時間を計算し、用いることにより、シリンダ内圧検知器55を用いずにシリンダの内圧が過度に下がることを防止することができる。そのため、コストを下げた真空圧力制御装置8を提供することができる。
In the present embodiment, the cylinder internal pressure detector 55 is used to detect the internal pressure of the cylinder. However, when a certain period of time has elapsed since the start of exhaust of the internal pressure in the air cylinder 32, the exhaust is stopped. Can do. This fixed time can be obtained by calculating an average time until the internal pressure S of the pneumatic cylinder 32 reaches the reference value S1. By stopping the exhaust when the average time has elapsed after starting the exhaust of the internal pressure of the cylinder, the internal pressure of the cylinder can be prevented from excessively decreasing.
By calculating and using the average time, it is possible to prevent the internal pressure of the cylinder from excessively decreasing without using the cylinder internal pressure detector 55. Therefore, it is possible to provide the vacuum pressure control device 8 with reduced costs.

本実施形態における実験結果について、図7乃至図12を用いて説明する。図7に、本発明に係る真空比例開閉弁を用いた場合の実験(1)のデータ図を示す。図8に、ヒータが備えられていない場合及びヒータが断線した場合に係る真空比例開閉弁を用いた実験(1)のデータ図を示す。図9に、本発明に係る真空比例開閉弁を用いた場合の実験(2)のデータ図を示す。図10に、ヒータが備えられていない場合及びヒータが断線した場合に係る真空比例開閉弁を用いた実験(2)のデータ図を示す。図11に、本発明に係る真空比例開閉弁を用いた場合の実験(3)のデータ図を示す。図12に、ヒータが備えられていない場合及びヒータが断線した場合に係る真空比例開閉弁を用いた実験(3)のデータ図を示す。
図7乃至図12の横軸は時間(sec)を示し、縦軸は圧力(×133Pa)及びストローク(mm)の大小等を示す。また、太線の線グラフは真空容器内の圧力Fを示し、細線の線グラフは弁体のストロークGを示す。
Experimental results in the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 7 shows a data diagram of the experiment (1) when the vacuum proportional on-off valve according to the present invention is used. FIG. 8 shows a data diagram of the experiment (1) using the vacuum proportional on-off valve when the heater is not provided and when the heater is disconnected. FIG. 9 shows a data diagram of the experiment (2) when the vacuum proportional on-off valve according to the present invention is used. FIG. 10 shows a data diagram of the experiment (2) using the vacuum proportional on-off valve when the heater is not provided and when the heater is disconnected. FIG. 11 shows a data diagram of the experiment (3) when the vacuum proportional on-off valve according to the present invention is used. FIG. 12 shows a data diagram of the experiment (3) using the vacuum proportional on-off valve when the heater is not provided and when the heater is disconnected.
7 to 12, the horizontal axis represents time (sec), and the vertical axis represents pressure (× 133 Pa), stroke (mm), and the like. A thick line graph indicates the pressure F in the vacuum vessel, and a thin line graph indicates the stroke G of the valve body.

図7及び図8の実験(1)においては、スロー排気レート:2.5×133Pa/secにおいて、バルブCLOSE放置時間を18時間として実験を行った。
図8は、真空比例開閉弁にヒータが備えられていない場合及びヒータが断線した場合であって本実施形態に係る対策前の状態で実験を行ったデータ図である。図8に示すように、ストロークG2は、Oリング35が弁座36から完全に離間上昇するのは約1.4mmである。ストロークG2のピーク値が約1.4mmあるため、真空容器内の圧力F2が228×133Pa急降下(アンダーシュート)する。アンダーシュートが生じるため、圧力F2を目標値に戻そうとストロークG2を下げ、Oリング35と弁座36を密着させると圧力F2が上昇し始め目標値に達する。そのときストロークG2を上げて、圧力F2を下げようとするが、このときOリング35と弁座36は固着しているため、同じステップを繰り返してアンダーシュートが発生する。これを数回繰り返してやっと安定した隙間Vを形成することができる。
一方、図7に示すように、本実施形態においては、Oリング35が弁座36から一部離間し始め、圧力が設定した下降率目標値に対して一定以上大きくなるとシリンダの内圧を急速に排気する。そのため、Oリング35が弁座36から完全に離間するよりも早く約0.6mmのところでストロークG1が下がり始める。さらに、シリンダの内圧が基準値S1となるところで第1電磁弁60を介するシリンダの内圧の排気を停止する。このためOリング35と弁座36は接触しない又は接触しても低荷重のため固着しにくく、素早く隙間Vを形成することができ、アンダーシュートの最大値を15×133Paに抑えることができた。
In the experiment (1) of FIGS. 7 and 8, the experiment was performed at a slow exhaust rate of 2.5 × 133 Pa / sec and the valve CLOSE standing time as 18 hours.
FIG. 8 is a data diagram in which an experiment was performed in the state before the countermeasure according to the present embodiment in the case where the vacuum proportional on-off valve is not equipped with a heater and the heater is disconnected. As shown in FIG. 8, the stroke G <b> 2 is about 1.4 mm for the O-ring 35 to rise completely away from the valve seat 36. Since the peak value of the stroke G2 is about 1.4 mm, the pressure F2 in the vacuum vessel rapidly drops (undershoot) by 228 × 133 Pa. Since undershoot occurs, when the stroke G2 is lowered to return the pressure F2 to the target value and the O-ring 35 and the valve seat 36 are brought into close contact with each other, the pressure F2 starts to increase and reaches the target value. At that time, the stroke G2 is increased and the pressure F2 is decreased. At this time, since the O-ring 35 and the valve seat 36 are fixed, an undershoot occurs by repeating the same steps. By repeating this several times, it is possible to finally form a stable gap V.
On the other hand, as shown in FIG. 7, in this embodiment, the O-ring 35 starts to be partially separated from the valve seat 36, and the internal pressure of the cylinder is rapidly increased when the pressure becomes larger than a certain value with respect to the set lowering rate target value. Exhaust. For this reason, the stroke G1 begins to drop at about 0.6 mm earlier than when the O-ring 35 is completely separated from the valve seat 36. Further, the exhaust of the internal pressure of the cylinder through the first electromagnetic valve 60 is stopped when the internal pressure of the cylinder reaches the reference value S1. For this reason, the O-ring 35 and the valve seat 36 are not in contact with each other, or even if they come into contact with each other, the O-ring 35 and the valve seat 36 are not easily fixed due to a low load. .

図9及び図10の実験(2)においては、スロー排気レート:2.5×133Pa/secにおいて、バルブCLOSE放置時間を0.25時間として実験を行った。
図10は、真空比例開閉弁にヒータが備えられていない場合及びヒータが断線した場合であって本実施形態に係る対策前の状態で実験を行ったデータ図である。図10に示すように、ストロークG4は、Oリング35が弁座36から完全に上昇するのは約0.9mmである。ストロークG4のピーク値が約0.9mmあるため、真空容器内の圧力F4が106×133Pa急降下(アンダーシュート)する。アンダーシュートが生じるため、圧力F4を目標値に戻そうとストロークG4を下げ、Oリング35と弁座36を密着させると圧力F4が上昇し始め目標値に達する。そのときストロークG4を上げて、圧力F4を下げようとするが、このときOリング35と弁座36は固着しているため、同じステップを繰り返してアンダーシュートが発生する。これを数回繰り返してやっと安定した隙間Vを形成することができる。
図9に示すように、本実施形態においては、Oリング35が弁座36から一部離間し始め、真空容器内の圧力が設定した下降率目標値に対して一定以上大きくなるとシリンダの内圧を急速に排気する。そのため、Oリング35が弁座36から完全に離間するよりも早く約0.55mmのところでストロークG3が下がり始める。さらに、シリンダの内圧が基準値S1となるところで第1電磁弁60を介するシリンダの内圧の排気を停止する。このためOリング35と弁座36は接触しない又は接触しても低荷重のため固着しにくく、素早く隙間Vを形成することができ、真空容器内の圧力のアンダーシュートの最大値を12×133Paに抑えることができた。
In the experiment (2) of FIGS. 9 and 10, the experiment was performed at a slow exhaust rate of 2.5 × 133 Pa / sec and the valve CLOSE standing time was 0.25 hours.
FIG. 10 is a data diagram in which an experiment was performed in a state before the countermeasure according to the present embodiment when the vacuum proportional on-off valve was not equipped with a heater and when the heater was disconnected. As shown in FIG. 10, the stroke G <b> 4 is about 0.9 mm for the O-ring 35 to rise completely from the valve seat 36. Since the peak value of the stroke G4 is about 0.9 mm, the pressure F4 in the vacuum vessel suddenly drops (undershoot) by 106 × 133 Pa. Since undershoot occurs, when the stroke G4 is lowered to return the pressure F4 to the target value and the O-ring 35 and the valve seat 36 are brought into close contact with each other, the pressure F4 starts to increase and reaches the target value. At that time, the stroke G4 is increased to decrease the pressure F4. At this time, since the O-ring 35 and the valve seat 36 are fixed, the same step is repeated to cause undershoot. By repeating this several times, it is possible to finally form a stable gap V.
As shown in FIG. 9, in this embodiment, when the O-ring 35 begins to be partially separated from the valve seat 36 and the pressure in the vacuum vessel becomes larger than a predetermined lowering rate target value, the internal pressure of the cylinder is reduced. Exhaust rapidly. For this reason, the stroke G3 starts to drop at a position about 0.55 mm earlier than when the O-ring 35 is completely separated from the valve seat 36. Further, the exhaust of the internal pressure of the cylinder through the first electromagnetic valve 60 is stopped when the internal pressure of the cylinder reaches the reference value S1. For this reason, the O-ring 35 and the valve seat 36 are not in contact with each other, or even if they come into contact with each other, the O-ring 35 and the valve seat 36 are not easily fixed because of a low load, and the gap V can be quickly formed. I was able to suppress it.

図11及び図12の実験(3)においては、スロー排気レート:0.5×133Pa/secにおいて、バルブCLOSE放置時間を0.25時間として実験を行った。
図12は、真空比例開閉弁にヒータが備えられていない場合及びヒータが断線した場合であって本実施形態に係る対策前の状態で実験を行ったデータ図である。図12に示すように、ストロークG6は、Oリング35が弁座36から完全に上昇するのは約0.6mmである。ストロークG6のピーク値が約0.6mmあるため、真空容器内の圧力F6が33×133Pa急降下(アンダーシュート)する。アンダーシュートが生じるため、圧力F6を目標値に戻そうとストロークG6を下げ、Oリング35と弁座36を密着させると圧力F6が上昇し始め目標値に達する。そのときストロークG6をあげて、圧力F6を下げようとするが、このときOリング35と弁座36は固着しているためこれを繰り返すことになる。すなわち、真空容器内の圧力のアンダーシュートを繰り返すことになる。
それに対して、図11に示すように、本実施形態においては、Oリング35が弁座36から一部離間し始め、圧力が設定した下降率目標値に対して一定以上大きくなるとシリンダの内圧を急速に排気する。そのため、Oリング35が弁座36から完全に離間するよりも早く約0.52mmのところでストロークG5が下がり始める。さらに、シリンダの内圧が基準値S1となるところで第1電磁弁60を介するシリンダの内圧の排気を停止する。このためOリング35と弁座36は接触しない又は接触しても低荷重のため固着しにくく、素早く隙間Vを形成することができるため、アンダーシュートの最大値を9×133Paに抑えることができた。
In the experiment (3) of FIG. 11 and FIG. 12, the experiment was performed at a slow exhaust rate of 0.5 × 133 Pa / sec and the valve CLOSE standing time was 0.25 hours.
FIG. 12 is a data diagram in which an experiment was performed in the state before the countermeasure according to the present embodiment when the vacuum proportional on-off valve is not equipped with a heater and when the heater is disconnected. As shown in FIG. 12, the stroke G <b> 6 is about 0.6 mm for the O-ring 35 to rise completely from the valve seat 36. Since the peak value of the stroke G6 is about 0.6 mm, the pressure F6 in the vacuum vessel suddenly drops (undershoot) by 33 × 133 Pa. Since undershoot occurs, the stroke G6 is lowered to return the pressure F6 to the target value, and when the O-ring 35 and the valve seat 36 are brought into close contact with each other, the pressure F6 starts to increase and reaches the target value. At that time, the stroke G6 is increased to lower the pressure F6. At this time, since the O-ring 35 and the valve seat 36 are fixed, this is repeated. That is, the pressure undershoot in the vacuum vessel is repeated.
On the other hand, as shown in FIG. 11, in this embodiment, the O-ring 35 starts to be partly separated from the valve seat 36, and the internal pressure of the cylinder is increased when the pressure becomes larger than a certain value relative to the set lowering rate target value. Exhaust rapidly. For this reason, the stroke G5 starts to drop at a position about 0.52 mm earlier than when the O-ring 35 is completely separated from the valve seat 36. Further, the exhaust of the internal pressure of the cylinder through the first electromagnetic valve 60 is stopped when the internal pressure of the cylinder reaches the reference value S1. For this reason, the O-ring 35 and the valve seat 36 are not in contact with each other, or even if they come into contact with each other, the O-ring 35 and the valve seat 36 are not easily fixed due to a low load, and the gap V can be formed quickly. It was.

尚、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で色々な応用が可能である。
例えば、本実施形態においては、真空比例開閉弁18にヒータを搭載せずに、アンダーシュートを低減することができる旨の効果を記載したが、ヒータを搭載することもできる。ヒータを搭載した場合には、Oリング35と弁座36は固着する問題を解決できるが、ヒータが断線した場合及びヒータが故障し使用できなくなった場合においても、真空容器内の圧力のアンダーシュートを低減することができるため効果を有する。
例えば、第1電磁弁、第2電磁弁はエアオペレーションバルブであっても良いし、図示のように3方弁に限らず、4方弁、5方弁を3方弁の使い方をすれば、同じことができる。
また、第2電磁弁が無い回路においても同様の作用効果を得ることができる。
また、本実施形態では、圧力Aの下降率が、設定した下降目標値に対して一定以上大きい場合は、固着が発生していたと判断しているが、例えば、シリンダの内圧Cを測定するセンサにより測定したシリンダの内圧が圧力目標値に対して一定以上高い場合は、固着が発生していると判断することもできる。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various applications are possible without departing from the spirit of the invention.
For example, in the present embodiment, the effect that the undershoot can be reduced without mounting a heater on the vacuum proportional on-off valve 18 is described, but a heater can also be mounted. When the heater is mounted, the problem of the O-ring 35 and the valve seat 36 sticking can be solved. However, even when the heater is disconnected or when the heater fails and cannot be used, the undershoot of the pressure in the vacuum vessel is lost. This is advantageous because it can be reduced.
For example, the first solenoid valve and the second solenoid valve may be air operation valves, and are not limited to three-way valves as shown in the figure, but if four-way valves and five-way valves are used as three-way valves, The same can be done.
Moreover, the same effect can be obtained even in a circuit without the second electromagnetic valve.
Further, in the present embodiment, when the rate of decrease of the pressure A is larger than a predetermined decrease target value by a certain amount or more, it is determined that sticking has occurred. For example, a sensor that measures the internal pressure C of the cylinder If the internal pressure of the cylinder measured by the above is higher than a certain value with respect to the pressure target value, it can be determined that the sticking has occurred.

8 真空圧力制御装置
11 真空容器
17 圧力センサ
18 真空比例開閉弁
19 真空ポンプ
32 エア式シリンダ
33 弁体
35 Oリング(請求項中の「弾性シール部材」)
36 弁座
55 シリンダ内圧検知装置
56 コントローラ
60 第1電磁弁60(請求項中の「3方弁」)
62 電空比例開閉弁
8 Vacuum Pressure Control Device 11 Vacuum Container 17 Pressure Sensor 18 Vacuum Proportional Open / Close Valve 19 Vacuum Pump 32 Pneumatic Cylinder 33 Valve Element 35 O-ring (“Elastic Seal Member” in Claims)
36 Valve seat 55 Cylinder internal pressure detection device 56 Controller 60 First electromagnetic valve 60 ("3-way valve" in claims)
62 Electropneumatic proportional on-off valve

Claims (6)

真空容器と真空ポンプとを接続する配管上で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、弁座と前記弁座と当接又は離間する弾性シール部材を備える弁体とエア式シリンダとを備える真空比例開閉弁と、前記真空容器内の真空圧力を計測する圧力センサと、前記真空容器内の圧力を制御するコントローラと、を有する真空圧力制御装置において、
前記圧力センサにより計測された前記真空容器内の圧力が一定以上の圧力下降率で下がったときに、前記エア式シリンダの内圧を排気すること、
を特徴とする真空圧力制御装置。
A valve body including an elastic seal member which is on a pipe connecting a vacuum vessel and a vacuum pump and changes a vacuum pressure in the vacuum vessel by changing an opening degree, and contacts or separates the valve seat and the valve seat. And a vacuum proportional on-off valve comprising a pneumatic cylinder, a pressure sensor for measuring the vacuum pressure in the vacuum vessel, and a controller for controlling the pressure in the vacuum vessel,
Exhausting the internal pressure of the pneumatic cylinder when the pressure in the vacuum vessel measured by the pressure sensor drops at a pressure drop rate of a certain level or more;
A vacuum pressure control device characterized by.
請求項1に記載する真空圧力制御装置において、
前記真空比例開閉弁に電空比例開閉弁と3方弁とが接続していること、
前記3方弁が前記エア式シリンダの内圧を排気すること、
を特徴とする真空圧力制御装置。
In the vacuum pressure control device according to claim 1,
An electropneumatic proportional on / off valve and a three-way valve are connected to the vacuum proportional on / off valve;
The three-way valve exhausts the internal pressure of the pneumatic cylinder;
A vacuum pressure control device characterized by.
請求項1に記載する真空圧力制御装置において、
前記一定以上の圧力下降率は、前記弁座から前記弾性シール部材の一部が離脱したときに発生するものであること、
を特徴とする真空圧力制御装置。
In the vacuum pressure control device according to claim 1,
The rate of pressure drop above a certain level is generated when a part of the elastic seal member is detached from the valve seat;
A vacuum pressure control device characterized by.
請求項1に記載する真空圧力制御装置において、
前記エア式シリンダの内圧を検知するシリンダ内圧検知器を有すること、
前記エア式シリンダの内圧が一定の内圧値を前記シリンダ内圧検知器が検出したときに、前記エア式シリンダの内圧の排気を停止すること、
を特徴とする真空圧力制御装置。
In the vacuum pressure control device according to claim 1,
A cylinder internal pressure detector for detecting an internal pressure of the pneumatic cylinder;
Stopping the exhaust of the internal pressure of the pneumatic cylinder when the cylinder internal pressure detector detects a constant internal pressure value of the internal pressure of the pneumatic cylinder;
A vacuum pressure control device characterized by.
請求項4に記載する真空圧力制御装置において、
前記コントローラが、前記真空比例開閉弁にヒータが備えられている場合における前記真空容器内の圧力が降下し始める値である前記エア式シリンダの内圧の基準値をあらかじめ記憶していること、
前記一定の内圧値は、前記エア式シリンダの内圧の基準値であること、
を特徴とする真空圧力制御装置。
In the vacuum pressure control device according to claim 4,
The controller stores in advance a reference value of the internal pressure of the pneumatic cylinder, which is a value at which the pressure in the vacuum vessel starts to drop when the vacuum proportional on-off valve is equipped with a heater,
The constant internal pressure value is a reference value of the internal pressure of the pneumatic cylinder;
A vacuum pressure control device characterized by.
請求項1に記載する真空圧力制御装置において、
前記エア式シリンダの内圧を排気するときに、一定の時間を経過した時に、前記エア式シリンダの内圧の排気を停止すること、
を特徴とする真空圧力制御装置。
In the vacuum pressure control device according to claim 1,
When exhausting the internal pressure of the pneumatic cylinder, stopping the exhaust of the internal pressure of the pneumatic cylinder when a certain time has elapsed;
A vacuum pressure control device characterized by.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101407978B1 (en) 2013-02-08 2014-06-17 전남대학교산학협력단 Maintenance system of air pressure for Explosion proof electronic panel
JP2018045432A (en) * 2016-09-14 2018-03-22 Ckd株式会社 Vacuum pressure control system and controller for vacuum pressure control
JP6405019B1 (en) * 2017-10-06 2018-10-17 株式会社ブイテックス Valve device for opening valve for gas introduction and valve opening method of valve device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005140260A (en) * 2003-11-07 2005-06-02 Ckd Corp Vacuum proportional opening and closing valve
JP2010152763A (en) * 2008-12-26 2010-07-08 Ckd Corp Vacuum pressure control system and vacuum pressure control program

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3606753B2 (en) * 1998-11-27 2005-01-05 シーケーディ株式会社 Vacuum pressure control valve

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005140260A (en) * 2003-11-07 2005-06-02 Ckd Corp Vacuum proportional opening and closing valve
JP2010152763A (en) * 2008-12-26 2010-07-08 Ckd Corp Vacuum pressure control system and vacuum pressure control program

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101407978B1 (en) 2013-02-08 2014-06-17 전남대학교산학협력단 Maintenance system of air pressure for Explosion proof electronic panel
JP2018045432A (en) * 2016-09-14 2018-03-22 Ckd株式会社 Vacuum pressure control system and controller for vacuum pressure control
JP6405019B1 (en) * 2017-10-06 2018-10-17 株式会社ブイテックス Valve device for opening valve for gas introduction and valve opening method of valve device

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