JP2016031117A - Vacuum valve - Google Patents
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Description
本発明は、真空バルブに関する。 The present invention relates to a vacuum valve.
一般的に、真空ポンプを真空処理装置のチャンバに装着する場合、チャンバと真空ポンプとの間に真空バルブが設けられる。そのため、弁体が収納されているバルブハウジングには、弁体を挟んで一つのフランジが設けられている。真空バルブとしては、開閉を行うゲートバルブや、開閉だけでなくコンダクタンス可変な制御型バルブなどが用いられる。 Generally, when a vacuum pump is installed in a chamber of a vacuum processing apparatus, a vacuum valve is provided between the chamber and the vacuum pump. For this reason, the valve housing in which the valve body is housed is provided with a single flange with the valve body interposed therebetween. As the vacuum valve, a gate valve that opens and closes, a control type valve that can conduct as well as open and close, and the like are used.
特許文献1に記載の真空バルブは上述した制御型バルブであるが、バルブ構成の関係から、チャンバ側に接続されるフランジがバルブハウジングと別体とされ、フランジをバルブハウジングにボルト固定する構成となっている。
The vacuum valve described in
真空ポンプとして、ターボ分子ポンプなどの回転式真空ポンプが用いられる場合、ロータがステータに接触するなどして急停止した場合、真空バルブに、大きな回転トルクが加わることになる。その結果、特許文献1に記載の真空バルブでは、上記の回転トルクによって、フランジとバルブハウジングを締結するボルトが破断するおそれがある。
When a rotary vacuum pump such as a turbo molecular pump is used as the vacuum pump, a large rotational torque is applied to the vacuum valve when the rotor suddenly stops due to contact with the stator. As a result, in the vacuum valve described in
そのため、真空バルブの本体とフランジを締結するボルトは、バルブハウジングとフランジとを締結する機能とともに、回転トルクに耐えられるだけの強度が要求される。その結果、締結機能に必要な本数以上のボルトを用いる必要がある。ボルトの本数が増えると、作業工数や必要な部材が増加し、作業コストが上昇するという問題がある。 Therefore, the bolt that fastens the main body of the vacuum valve and the flange is required to have a function of fastening the valve housing and the flange as well as strength sufficient to withstand the rotational torque. As a result, it is necessary to use more bolts than are necessary for the fastening function. When the number of bolts increases, there is a problem that the number of work steps and necessary members increase and the work cost increases.
上述したように、バルブハウジングに別体のフランジを固定する構成の真空バルブにおいては、締結用ボルトの本数を増加させることなく、真空ポンプからのトルクに耐え得る真空バルブが望まれている。 As described above, in a vacuum valve configured to fix a separate flange to the valve housing, a vacuum valve that can withstand the torque from the vacuum pump without increasing the number of fastening bolts is desired.
本発明の好ましい態様による真空バルブは、弁体が収納されるハウジングと、ハウジングにボルト締結されるフランジとを備え、真空チャンバと真空ポンプとの間に装着される真空バルブであり、ハウジングの締結面には第1ピン穴が形成され、フランジの締結面には、第1ピン穴が対向する位置に第2ピン穴が形成され、互いに対向した第1ピン穴および第2ピン穴に挿設されるピンを備える。 A vacuum valve according to a preferred embodiment of the present invention is a vacuum valve that includes a housing in which a valve body is accommodated and a flange that is bolted to the housing, and is mounted between a vacuum chamber and a vacuum pump. A first pin hole is formed on the surface, and a second pin hole is formed on the fastening surface of the flange at a position where the first pin hole faces, and is inserted into the first pin hole and the second pin hole facing each other. Provided with a pin.
本発明によれば、バルブハウジングに別体のフランジを締結用ボルトで固定する構成の真空バルブであって、締結用ボルトの本数を締結以外の目的で増加させることなく真空ポンプからのトルクに耐え得る真空バルブを提供することができる。 According to the present invention, a vacuum valve having a structure in which a separate flange is fixed to a valve housing with fastening bolts, and can withstand torque from the vacuum pump without increasing the number of fastening bolts for purposes other than fastening. The resulting vacuum valve can be provided.
図1は、本発明の一の実施形態の真空バルブ1を示している。真空バルブ1は、バルブ本体2と、バルブプレート6をθ方向に揺動駆動するモータ7と、不図示のシールリング(図3参照)をz方向に駆動するモータ8とを備えている。バルブ本体2は、バルブプレート6およびシールリング(不図示)が収納されているハウジング4と、フランジ3とを備えている。フランジ3は、ハウジング4とは別体で形成され、ハウジング4にボルト固定されている。フランジ3は、真空処理装置の真空チャンバに固定されるためのものである。なお、図1では図示していないが、ハウジング4のフランジ3が固定されている側の反対側には、真空ポンプが固定される締結面(図3参照)が形成されている。
FIG. 1 shows a
上述したように、バルブプレート6は、モータ7によって揺動駆動される。その駆動によって、バルブプレート6は、フランジ開口を遮蔽する位置(開度0%に対応)と、フランジ開口が全て開放される位置(開度100%に対応)との間をスライド移動する。本実施形態の真空バルブ1は、バルブプレート6の開度θを調整することによって、フランジ3側から反対側のフランジ側へと流れる気体の流量、すなわち、真空チャンバから真空ポンプへ流れる気体の流量を制御することができる。
As described above, the
図2,3は、ハウジング4からフランジ3を取り外した状態を示す図である。図2は斜視図である。図3は、フランジ3、およびハウジング4のフランジ3が締結される部分を、模式的に示した断面図である。図3に示すように、フランジ3には筒部3Aが形成されている。フランジ3は、筒部3Aがハウジング4に形成された開口4A2に挿入されるように、ハウジング4の締結面4Cにボルト締結される。さらに本実施形態では、フランジ3とハウジング4との間に少なくとも1つの(好ましくは複数の)ピン100が設けられている。
2 and 3 are views showing a state in which the
フランジ3には、ボルト締結用のボルト穴10(貫通孔10)が複数形成されている。さらに、フランジ3の締結面3Dには、ピン100が挿設される少なくとも1つの(好ましくは複数の)ピン穴31が形成されている。一方、ハウジング4の締結面4C(締結面3Dと対向する面)には、ボルト締結用のネジ穴11が、フランジ3のボルト穴10と対向する位置にそれぞれ形成されている。また、締結面4Cには、フランジ3のピン穴31と対向する位置にピン穴41がそれぞれ形成されている。
The
フランジ3の締結面3Cには、フランジ3に真空チャンバのフランジを締結するためのネジ穴20が複数形成されている。また、ハウジング4の図示下側の締結面4Bにはネジ穴40が複数形成されている。締結面4Bに形成された開口4A1は、フランジ3に形成された開口3Bと直径が同一で、開口3Bと同芯となるように形成されている。
A plurality of
なお、図3は、バルブプレート6が開口3Bおよび開口4A1と対向する位置にスライド駆動された状態を示している。この状態は、バルブプレート6の開度θが0%に対応しており、開口3Bおよび開口4A1はバルブプレート6によって遮蔽されている。しかしながら、図3に示すように、バルブプレート6の縁部分にはハウジング4との間に隙間が形成されており、真空バルブ1の流路は完全に閉状態にはなっていない。この状態から、モータ8(図2)によりシールリング60をバルブプレート6側に移動させて、バルブプレート6がシールリング60とハウジング4とに挟持された状態とすることで、真空バルブ1の流路は完全に閉状態となる。
FIG. 3 shows a state in which the
(ピン100の説明)
図4は、ピン100を説明する図である。図4(a)はボルト締結部分を示す断面図であり、図4(b)はピン100が設けられている部分の断面図である。
(Description of pin 100)
FIG. 4 is a diagram for explaining the
前述したように、真空ポンプにおいて、ロータがステータと接触するなどして急停止した場合、その衝撃によって真空ポンプの吸気口フランジに大きな回転トルクが発生する。そして、その回転トルクは、真空バルブ1のハウジング4、フランジ3、フランジ3に締結されている真空チャンバにも伝達される。そのため、フランジ3とハウジング4との締結部分において、回転トルクの方向が図の矢印Arrの方向であった場合、真空チャンバに固定されているフランジ3に対してハウジング4が矢印Arrの方向にずらそうとする力がハウジング4に作用する。ピン100が設けられていない従来の真空バルブの場合、ハウジング4が矢印Arrの方向にずれることにより、ボルト軸52Aの右側の面がボルト穴10に衝突し、ボルト52に大きなせん断力が作用する。このせん断力が過大であった場合、ボルト52が破断するおそれがある。
As described above, in the vacuum pump, when the rotor suddenly stops due to contact with the stator or the like, a large rotational torque is generated in the suction port flange of the vacuum pump due to the impact. The rotational torque is also transmitted to the
そこで、本実施形態では、ボルト52に作用するせん断力を軽減するため、または、ボルト52がボルト穴10に衝突するのを防止するために、ピン100を設けるようにした。さらに、ボルト52とボルト穴10との隙間寸法Db、ピン100とピン穴41との隙間寸法Dp1、および、ピン100とピン穴31との隙間寸法Dp2を、以下の式(1)を満足するように設定した。なお、本実施形態における隙間寸法とは、(隙間寸法)=[(穴径)−(軸径)]/2で定義される寸法である。なお、ピン100をハウジング4のピン穴41に圧入する場合は、隙間寸法Dp1はDp1=0であるとする。
Db ≧ (Dp1 + Dp2) ・・・(1)
Therefore, in the present embodiment, the
Db ≧ (Dp1 + Dp2) (1)
このように、ピン100を設けて回転トルクの一部をピン100に負担させることで、回転トルクのボルト52への影響を低減することができる。その結果、上述した真空ポンプに起因する大きな回転トルクがフランジ3とハウジング4との締結部に作用した場合に、ボルト52の破断を防止することができる。また、式(1)を満たすように隙間寸法の設定をすることで、ボルト52(ボルト軸52A)のボルト穴10に衝突すると同時にまたはそれ以前に、ピン100がフランジ3のピン穴31に衝突することになる。そのため、せん断力によるボルト52の変形をより小さく抑えることができる。さらにまた、ピン100を設けることで耐回転トルク性能が向上するので、ボルト破断を防止しつつ、従来よりもボルト52の本数を減らすことも可能となる。
Thus, by providing the
好ましくは、ピン100は、耐回転トルク性能に加えて、又は、耐回転トルク性能とは別に、位置決めピンとしての機能を奏する。好ましくは、ピン穴31,41の隙間寸法Dp1,Dp2に関して、次式(2),(3)を満たすような2種類の隙間寸法Dp1A,Dp1BおよびDp2A,Dp2Bを設定し、隙間寸法Dp1BおよびDp2Bのピン穴31,41に挿設されたピン100を位置決めピンに使用する。なお、隙間寸法Dp1Aを有するピン穴41は隙間寸法Dp2Aを有するピン穴31に対向し、隙間寸法Dp1Bを有するピン穴41は隙間寸法Dp2Bを有するピン穴31に対向する。
Dp1A > Dp1B ・・・(2)
Dp2A > Dp2B ・・・(3)
もちろん、上記に限られず、ピン穴31,41が1種類のみの隙間寸法を有する場合にも、ピン穴に挿通するピンが位置決めの機能を有していてもよい。
Preferably, the
Dp1A> Dp1B (2)
Dp2A> Dp2B (3)
Of course, the present invention is not limited to the above, and the pin inserted into the pin hole may have a positioning function even when the pin holes 31 and 41 have only one kind of gap size.
例えば、複数のピン100の内、少なくとも2つのピン100を位置決めの機能を有するピンとして使用することが好ましい。すなわち、隙間寸法Dp1Bを有するピン穴41と隙間寸法Dp2Bを有するピン穴31とを少なくとも2つずつ設け、これらのピン穴に位置決め機能を有するピン100が挿通される。ピン100を位置決めピンとして使用することにより、フランジ3に形成されている開口3Bとハウジング4に形成されている開口4A1とを正確に同芯状態とすることができる。その結果、実際のバルブコンダクタンスと設計上のバルブコンダクタンスとのズレを低減することができる。
For example, it is preferable to use at least two of the
なお、式(2)、(3)の設定を用いる方法では、ピン穴31,41の隙間寸法に関して2種類の寸法を用意して、隙間の小さい方のピン100を位置決めピンに利用した。別の方法としては、ピン穴31,41の隙間寸法は1種類とし、径寸法が異なるピン100を2種類用意し、径寸法の大きい方のピン100を位置決めピンとして使用するようにしても良い。
In the method using the settings of the formulas (2) and (3), two types of dimensions are prepared for the gap dimensions of the pin holes 31 and 41, and the
本実施形態の真空バルブは、以下の構成を備え、それによって以下の作用効果を奏する。
(1)真空バルブ1は、バルブプレート6が収納されるハウジング4と、ハウジング4にボルト52で締結されるフランジ3とを備え、真空チャンバと真空ポンプとの間に装着される真空バルブである。ハウジング4の締結面4Cにはピン穴41が形成されている。フランジ3の締結面3Dには、ピン穴41が対向する位置にピン穴31が形成されている。真空バルブ1は、互いに対向したピン穴41およびピン穴31に挿設されるピン100を備える。
このように、締結面4Cに形成されたピン穴41と締結面3Dに形成されたピン穴31とに、ピン100が挿設されることで、フランジ3とハウジング4との締結部の耐回転トルク性能を向上させることができる。特に真空バルブの外部に接続される装置から伝達される回転トルクを真空バルブにおいて低減することに本発明の技術的意義がある。
The vacuum valve of the present embodiment has the following configuration, thereby producing the following operational effects.
(1) The
In this manner, the
(2)フランジ3にはボルト52用のボルト穴10が形成されている。ハウジング4にはボルト52と締結するためのネジ穴11が形成されている。ボルト穴10とボルト52との隙間寸法Db、ピン100とピン穴41との隙間寸法Dp1、および、ピン100とピン穴31との隙間寸法Dp2が、以上の式(1)である「Db≧(Dp1+Dp2)」を満足している。
これによって、ボルト52に作用するせん断力を軽減すること、または、ボルト52がボルト穴10に衝突するのを防止することができる。
(2) Bolt holes 10 for the
Thereby, the shearing force acting on the
(3)ピン穴41は、第1穴径を有するピン穴41Aと、第1穴径よりも径の小さな第2穴径を有する少なくとも2つのピン穴41Bとを含み、ピン穴41Bに対向するピン穴31Bの径は、ピン穴41Aに対向するピン穴31Aの径よりも小さく設定されている。このようにすることで、上記の式(2)、(3)が満たされる。
これによって、ピン穴41B及びピン穴31Bに挿設されるピン100は、位置決めピンとしての役割を担うことができる。その結果、フランジ3に形成されている開口3Bとハウジング4に形成されている開口4A1とを正確に同芯状態とすることができる。その結果、実際のバルブコンダクタンスと設計上のバルブコンダクタンスとのズレを低減することができる。
(3) The
Accordingly, the
(4)ピン100は、外部接続される装置(例えば、本実施形態では真空ポンプ)から伝達される回転トルクを低減する機能と、ハウジング4に対してフランジ3を位置決めする機能とを兼ね備えるようにすることもできる。
これによって、フランジ3とハウジング4との締結部の耐回転トルク性能を向上できるとともに、フランジ3に形成されている開口3Bとハウジング4に形成されている開口4A1とを正確に同芯状態とすることができる。開口3Bと開口4A1とを正確に同芯状態とした結果、実際のバルブコンダクタンスと設計上のバルブコンダクタンスとのズレを低減することができる。
(4) The
As a result, the rotational torque resistance of the fastening portion between the
本発明は、以上に示した内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 The present invention is not limited to the contents shown above. Other embodiments conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention.
1:真空バルブ
2:バルブ本体
3:フランジ
3A:筒部
3B:開口
3C:締結面
3D:締結面
4:ハウジング
4A1:開口
4A2:開口
4B:締結面
4C:締結面
6:バルブプレート
7:モータ
8:モータ
10:ボルト穴
11:ネジ穴
20:ネジ穴
31:ピン穴
31A:ピン穴
31B:ピン穴
40:ネジ穴
41:ピン穴
41A:ピン穴
41B:ピン穴
52:ボルト
52A:ボルト軸
60:シールリング
100:ピン
Arr:矢印
Db:隙間寸法
Dp1:隙間寸法
Dp1A:隙間寸法
Dp1B:隙間寸法
Dp2:隙間寸法
Dp2A:隙間寸法
Dp2B:隙間寸法
1: Vacuum valve 2: Valve body 3:
Claims (4)
前記ハウジングの締結面には第1ピン穴が形成され、
前記フランジの締結面には、前記第1ピン穴が対向する位置に第2ピン穴が形成され、
互いに対向した前記第1ピン穴および前記第2ピン穴に挿設されるピンを備える、真空バルブ。 A vacuum valve provided between a vacuum chamber and a vacuum pump, comprising a housing in which a valve body is accommodated, and a flange bolted to the housing;
A first pin hole is formed in the fastening surface of the housing,
On the fastening surface of the flange, a second pin hole is formed at a position where the first pin hole faces,
A vacuum valve comprising pins inserted into the first pin hole and the second pin hole facing each other.
前記フランジにはボルト締結用のボルト穴が形成され、
前記ハウジングにはボルト締結用のネジ穴が形成され、
前記ボルト穴と該ボルト穴を貫通するボルトとの隙間寸法Db、前記ピンと前記第1ピン穴との隙間寸法Dp1、および、前記ピンと前記第2ピン穴との隙間寸法Dp2が、式「Db≧(Dp1+Dp2)」を満足している真空バルブ。 The vacuum valve according to claim 1,
Bolt holes for bolt fastening are formed in the flange,
The housing is formed with screw holes for fastening bolts,
A gap dimension Db between the bolt hole and a bolt penetrating the bolt hole, a gap dimension Dp1 between the pin and the first pin hole, and a gap dimension Dp2 between the pin and the second pin hole are expressed by the formula “Db ≧ A vacuum valve satisfying (Dp1 + Dp2) ".
前記第1ピン穴は、第1穴径を有するピン穴と、前記第1穴径よりも径の小さな第2穴径を有する少なくとも2つのピン穴とを含み、
前記第2穴径を有する第1ピン穴に対向する前記第2ピン穴の径は、前記第1穴径を有する第1ピン穴に対向する前記第2ピン穴の径よりも小さく設定されている、真空バルブ。 The vacuum valve according to claim 2,
The first pin hole includes a pin hole having a first hole diameter, and at least two pin holes having a second hole diameter smaller than the first hole diameter,
The diameter of the second pin hole facing the first pin hole having the second hole diameter is set smaller than the diameter of the second pin hole facing the first pin hole having the first hole diameter. There is a vacuum valve.
前記ピンは、外部接続される装置から伝達される回転トルクを低減する機能と、前記ハウジングに対して前記フランジを位置決めする機能とを兼ね備える、真空バルブ。 The vacuum valve according to claim 1 or 2,
The pin has a function of reducing rotational torque transmitted from an externally connected device and a function of positioning the flange with respect to the housing.
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