JP5244011B2 - 真空ゲート弁及びこれを備えた真空処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、良好な真空状態を維持形成するために、真空容器の連通孔に開閉自在に設けられる真空ゲート弁及びこれを備えた真空処理装置に関する。

従来、この種の真空ゲート弁としては、例えば次のようなものが存在する。即ち、この従来のものは、開口部が開設された弁箱と、該弁箱の開口部を開閉すべく昇降自在に設けられた弁体と、前記弁箱の開口部内周面に装着されるシール部材とを備えている。このシール部材は、弁箱の形状に合致するように特殊な形状に形成されている。かかる真空ゲート弁は、例えば複数連設される真空容器の連通孔間に配して使用されるものである（特許文献１参照）。

特開２００４−３６７５９号公報（図２、図３）

ところで、この種の真空処理装置に於いては、真空処理に際して発生する反応生成物等の不純物が真空ゲート弁のシール部材に付着することがある。このため、かかる不純物を除去すべくシール部材は定期的に又は不定期にメンテナンスが行われる。また、シール部材に摩耗や損傷等が発生した場合には、そのシール性を確保するために、交換作業を行う必要がある。

しかしながら、シール部材は弁箱側に装着されているために、そのメンテナンスや交換作業は非常に暗くて狭い真空容器内での作業となって、作業者にかかる負担は多大なものであった。

また、特殊形状のシール部材の製作のみならず、これを装着すべく弁箱に形成される装着溝の製作は容易なものでないために、その製作費用が必要以上に嵩むという問題点も有していたのである。

それ故に、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、使い勝手が良好でメンテナンス性に優れると共に、容易に且つ安価に製作することのできる真空ゲート弁及びこれを備えた真空処理装置を提供することにある。

本発明に係る真空ゲート弁は、複数連設される真空容器間に配置される真空ゲート弁であって、一対の開口部が対向して設けられる弁箱と、前記開口部の何れか一方を開閉すべく前記弁箱内に設けられる弁体と、前記一方の開口部に着脱自在に装着される弁座と、前記弁体が着座する前記弁座の着座面に設けられるシール部材とを備え、前記弁座は、前記真空容器から外部へ持ち出し可能なように前記真空容器と別体に形成されたものである。

このような真空ゲート弁は、例えば複数連設される真空容器間に配して使用される。即ち、真空ゲート弁の弁体により弁箱の一方の開口部を閉塞した後に、真空状態とした前記真空容器で各種の真空処理が行われるのである。

この場合に於いて、真空処理により不純物等の異物が前記シール部材に付着して、メンテナンスが必要となったり、或いはシール部材に摩耗や損傷等が発生して交換が必要となった場合は、例えば次のようにしてシール部材のメンテナンスや交換作業が行われる。

先ず、真空容器内に於いて、真空ゲート弁の弁座を弁箱の開口部から取外す。その後、弁座を真空容器から外部へ持ち出して、シール部材に付着した不純物等の異物を除去し、或いはシール部材を新たなものに交換する。この作業は、作業環境が劣悪な暗くて狭い真空容器内で行うのではなく、作業環境が良好な外部で行うことができるために、簡易に且つ効率的に一連作業を行うことが可能になる。また、シール部材を弁体側に設けた場合のように、重量物である弁体を弁箱から取外すような厄介な作業も不要である。従って、作業者にかかる負担も大幅に軽減されることになる。その後、真空容器内に於いて、弁座を弁箱の開口部に装着すればよい。

また、前記弁座は、該弁座と前記弁箱間のシールを図るべく他のシール部材を備えたものである。

これによると、他のシール部材により弁箱と弁座との間のシールが確実に図られるために、真空容器内の良好な真空状態が維持されることになる。また、他のシール部材も前記シール部材と同様にして、そのメンテナンス及び交換作業を簡易に行うことができる。

更に、前記弁箱に前記一方の開口部が設けられる前壁部と他方の開口部が設けられる後壁部とを備えさせ、前記弁座に、前記一方の開口部に前記弁座が装着された際に、前記前壁部の外面に当接する鍔部を設けると共に、該鍔部又は該鍔部が当接する前記前壁部の外面に前記他のシール部材が装着される凹溝を設けたものである。

これによると、鍔部又は該鍔部が当接する前記前壁部の外面の凹溝に装着されたシール部材により、弁座と弁箱との間のシールが図られることになる。このため、真空容器内の良好な真空状態を維持することができる。

また、前記一方の開口部に前記弁座を装着した際には、該弁座の着座面が前記前壁部の内面と略面一となるように構成したものである。

この場合、弁座の着座面が前壁部の内面よりも更に内側に突出するように構成すると、弁体が後壁部側に移動させる必要が生じる。このため、前壁部と後壁部との間隔が広がって、弁箱自身の容量が増大する結果となる。これに対して、本発明に於いては、弁座の着座面が前記前壁部の内面と略面一となるように構成しているために、弁箱自身の容量を増大せしめることもなく、効率良く真空状態を得ることができるという利点がある。

更に、本発明に係る真空処理装置は、前記真空ゲート弁と、該真空ゲート弁を介して連設される複数の真空容器とを備えたものである。

このような真空処理装置によると、前記真空ゲート弁が有する機能を有効に発揮されるために、良好に真空処理を行うことができる。

本発明によれば、使い勝手が良好でメンテナンス性に優れると共に、容易に且つ安価に製作することのできる真空ゲート弁及びこれを備えた真空処理装置を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る真空ゲート弁を示す正面図である。 同使用状態を示す側部断面図である。 同使用状態を示す側部断面図である。 本発明の一実施形態に係る真空処理装置を示す模式図である。

以下、本実施形態に係る真空ゲート弁について、図面に基づいて説明する。上面開口状の弁箱１は、図１及び図２に示すように、前後に所定間隔を有して配される正面略矩形状の前壁部２と後壁部３とを備えている。各壁部２、３の下部側には、夫々略矩形状の開口部４ａ、４ｂが対向するように設けられている。

弁箱１内には、前壁部２の開口部４ａを開閉するための弁体５が昇降自在に設けられている。前壁部２の開口部４ａには、環状の弁座６が着脱自在に装着されている。図３に示すように、弁体５が着座する弁座６の着座面６ａには凹溝６ｂが形成されており、該凹溝６ｂにはシール部材としてのＯリング７が装着されている。弁座６は鍔部６ｃを有しており、弁座６を弁箱１の開口部４ａに装着した際には、鍔部６ｃが弁箱１の前壁部２の外面に当接すると共に、弁座６の着座面６ａが前壁部２の内面と略面一となるように構成されている。この場合、弁座６の着座面６ａが前壁部２の内面よりも更に内側に突出するように構成すると、弁体５が後壁部３側に移動させる必要が生じる。このため、前壁部２と後壁部３との間隔が広がって、弁箱１自身の容量が増大する結果となる。これに対して、本実施形態に於いては、弁座１の着座面６ａが前記前壁部２の内面と略面一となるように構成しているために、弁箱１自身の容量を増大せしめることもなく、効率良く真空状態を得ることができるという利点がある。

弁箱１の前壁部２に当接する前記鍔部６ｃには、他のシール部材としてのＯリング８が装着される凹溝６ｄが形成されている。これにより、弁箱１と弁座６との間のシールが確実に図られるために、後述する真空容器の良好な真空状態を維持し得ることになる。また、鍔部６ｃには所定間隔を有して多数の透孔(図示せず)が穿設されており、これに挿通したボルト９により、図１に示すように弁座６が弁箱１の開口部４ａに着脱自在に取付けられる。尚、本実施形態に於いては、シール部材として汎用のＯリング７、８を適用することができるために、コスト的に大変有利である。

前記弁体５を昇降させる駆動手段は、図１に示すように、弁箱１の上方中央位置に下向きに配されたエアシリンダ２０で構成されている。エアシリンダ２０のシリンダロッド２０ａには、左右一対のリンク機構２１が設けられている。このリンク機構２１は、第１リンク機構２２と第２リンク機構２３とから構成される。尚、左右のリンク機構２１は同様の構成からなるために、ここでは一方のリンク機構２１についてのみ説明する。第１リンク機構２２は、前記シリンダロッド２０ａの先端部が中央に固定される水平杆２４と、その端部に回動自在に連結される連鎖２５と、該連鎖２５の他端部に固定されて弁箱１に回転自在に設けられる支軸２６とからなっている。また、第２リンク機構２３は、前記支軸２６に一端部が固定される回動杆２７と、該回動杆２７の他端部に回動自在に連結される連結杆２８とからなっている。連結杆２８の他端部は、図２及び図３に示すように板状の押圧体２９の上端部に固定されている。

押圧体２９は弁体５の背面側に配されており、上下方向に所定間隔を有して設けられた一対の平行リンク機構３０により弁体５と連結されている。また、弁箱１の下部内面位置にはローラ３１が転動自在に配されている。そして、前記エアシリンダ２０のシリンダロッド２０ａが下降すると、リンク機構２１、押圧体２９及び平行リンク機構３０を介して弁体５が下降する。弁体５が所定量下降すると、その下端面がローラ３１に係合して上向きの押圧力を受ける。平行リンク機構３０が回動して弁体５のみが弁座６側に接近し、その着座面６ａに着座する。そして、弁座６に設けたＯリング７により、該弁座６と弁体５間のシールが図られることになる。尚、かかる押圧体２９による弁体５の開閉機構は、従来より存在する公知のものである。

本実施形態に係る真空ゲート弁は、以上のように構成されている。かかる真空ゲート弁Ａは、例えば図２及び図３に示すように、真空容器Ｂ、Ｃの連通孔４０、４１間に配して使用される。即ち、真空ゲート弁Ａの弁体５により弁箱１の開口部４ａを閉塞した後に、真空状態とした前記真空容器Ｂ、Ｃで各種の真空処理が行われるのである。

この場合に於いて、真空処理により不純物等の異物が前記弁座６のＯリング７に付着して、メンテナンスが必要となったり、或いはＯリング７に摩耗や損傷等が発生して交換が必要となった場合は、例えば次のようにしてシール部材のメンテナンスや交換作業が行われる。

先ず、真空容器Ｂ、Ｃ内に於いて、ボルト９を弁箱１から螺脱して該弁箱１の開口部４ａから弁座６を取外す。かかるボルト９の螺脱作業は比較的単純な作業であるために、簡易に行うことができる。その後、弁座６を真空容器Ｂ、Ｃから外部へ持ち出して、Ｏリング７に付着した不純物等の異物を除去し、或いはＯリング７を新たなものに交換するのである。この作業は、作業環境が劣悪な暗くて狭い真空容器Ｂ、Ｃ内で行うのではなく、作業環境が良好な外部で行うことができるために、簡易に且つ効率的に一連作業を行うことが可能になる。また、弁体５にＯリング７を設けた場合のように、重量物である弁体５を弁箱１から取外すような厄介な作業も不要である。従って、作業者にかかる負担も大幅に軽減されることになる。その後、真空容器Ｂ、Ｃ内に於いて、弁座６を弁箱１の開口部４ａに装着すればよい。

また、本実施形態に係る真空ゲート弁Ａは、全体の構成が非常に簡易であるために、その製作を容易に且つ安価に行うことができるという実用的な利点もある。

尚、上記実施形態では真空ゲート弁Ａについて説明したが、本発明は、例えば図４に示すように、真空ゲート弁Ａを介して複数の真空容器Ｂ、Ｃ、Ｄを連設して真空処理装置Ｅとして構成することも可能である。この場合も、上述したと同様の作用効果を得ることができる。尚、真空容器は複数であればよく、その具体的な数は問うものではない。

また、弁座６を弁箱１の開口部４ａに取付ける手段も、上記実施形態のボルト９に限定されない。例えば、弁箱１の開口部４ａに周囲に所定間隔を有してネジ杆を突設し、これにナットを締着して弁座６の取付手段としてもよい。

更に、上記実施形態に於ける弁座６には鍔部６ｃが設けられているが、この鍔部６ｃは必ずしも設ける必要はなく、省略することも可能である。この場合は、例えば弁座６の外周面にシール部材を設けて弁箱１とのシールを図ると共に、弁座６に径方向の透孔を穿設して、これにボルト等を挿通して弁箱１に取付ければよい。

また、各シール部材は決して上記実施形態の如きＯリング７、８に限定されるものでなく、例えば板状のパッキン等であっても構わない。このように構成すると、Ｏリング７、８を装着するための凹溝６ｂ、６ｄの形成が不要になるという利点がある。

更に、上記実施形態では、弁座６の鍔部６ｃにＯリング８を装着するための凹溝６ｄを設けたが、これに代えて前記鍔部６ｃが当接する前記前壁部２の外面側に凹溝を設けるようにしてもよい。

上記実施形態に於いては、弁箱１の開口部４ａに弁座６を装着した際に、弁座６の着座面６ａが前壁部２の内面と略面一となるように構成したが、必ずしもこのように構成する必要はない。

その他、真空ゲート弁Ａの各部の形状等の具体的な構成も本発明の意図する範囲内に於いて任意に設計変更自在である。

１ 弁箱
２ 前壁部
３ 後壁部
４ａ 開口部
４ｂ 開口部
５ 弁体
６ 弁座
６ａ 着座面
６ｃ 鍔部
６ｄ 凹溝
７ シール部材（Ｏリング）
８ シール部材（Ｏリング）
Ａ 真空ゲート弁
Ｂ 真空容器
Ｃ 真空容器

Claims (2)

1. 複数連設される真空容器間に配置される真空ゲート弁であって、
   一対の開口部が対向して設けられる弁箱と、
   前記開口部の何れか一方を開閉すべく前記弁箱内に設けられる弁体と、
   前記一方の開口部に着脱自在に装着される弁座と、
   前記弁体が着座する前記弁座の着座面に設けられるシール部材と、を備え、
   前記弁座は、該弁座と前記弁箱間のシールを図るべく他のシール部材を備え、
   前記弁箱は、前記一方の開口部が設けられる前壁部と、他方の開口部が設けられる後壁部とを備え、
   前記弁座には、前記一方の開口部に前記弁座が装着された際に、前記前壁部の外面に当接する鍔部が設けられると共に、該鍔部又は該鍔部が当接する前記前壁部の外面には前記他のシール部材が装着される凹溝が設けられ、
   前記一方の開口部に前記弁座を装着した際に、該弁座の着座面が前記前壁部の内面と略面一となるべく構成され、
   前記弁座は、前記真空容器から外部へ持ち出し可能なように前記真空容器と別体に形成されてなることを特徴とする真空ゲート弁。
2. 請求項１に記載の真空ゲート弁と、
   該真空ゲート弁を介して連設される複数の真空容器と、を備えてなることを特徴とする真空処理装置。

Images