JP5602493B2

JP5602493B2 - 真空弁

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Publication number: JP5602493B2
Application number: JP2010115806A
Authority: JP
Inventors: 洋司森
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 2010-05-19
Filing date: 2010-05-19
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2030-05-19
Also published as: JP2011241932A

Description

本発明は、第１流路が形成された小径部と、弁室が形成された大径部と、前記大径部の側面に備わり前記弁室と連通する第２流路が形成されたポート部とを備える弁本体と、前記小径部と前記大径部の接続部に形成される弁孔と、前記弁孔周辺に形成される弁座と、前記弁座と当接及び離間するように動作を行う弁体と、を有する真空弁に関する。

チャンバを真空とするための真空ポンプを用いる場合、チャンバと真空ポンプの間には、チャンバと真空ポンプを遮断するため真空弁が用いられている。
従来、この種の真空弁として、下記の特許文献１に記載された真空弁１００がある。図１０に、真空弁１００の断面図を示す。図１１に、真空弁１００の側面図を示す。
（真空弁の構成）
図１０に示すように、真空弁１００は、弁部１１１とシリンダ部１１２に分けられる。
弁部１１１は、弁本体１３１により構成され、弁本体１３１の下面には、真空チャンバ（不図示）に接続する第１流路１３２が形成されている略円筒形状の第１流路部１４１を備える。弁本体１３１の内部には、弁室１３７が形成され、第１流路１３２との接続部に弁孔１３６が形成され、弁孔１３６の周辺部には弁座１３４が形成されている。
また、弁本体１３１の右側面には、真空ポンプ（不図示）に接続する第２流路１３３が形成されている略円筒形状の第２流路部１４２を備える。弁室１３７と第２流路１３３の接続部に第２流路連通入口１４５が形成されている。第２流路１３３の第２流路連通入口１４５の反対側には、第２流路連通出口１４６が形成されている。
シリンダ部１１２は、摺動可能なピストン１２２を有し、ピストン１２２には、可動軸１２３が固設され、可動軸１２３の下端には弁体１２４が固設されている。

（真空弁の作用）
シリンダ部１１２にエアが挿入されると、ピストン１２２は、弁座１３４とは反対の方向に摺動し、可動軸１２３及び弁体１２４を連動させる。それにより、弁体１２４は、弁座１３４から離間する。
弁体１２４が弁座１３４から離間すると、第１流路１３２から流入した流体が、弁孔１３６、弁室１３７、第２流路連通入口１４５を介して、第２流路１３３へ流入する。

特開２００１−３４９４６８号公報特許３０３２７０８号特開２００３−１９４２５７号公報

しかしながら、従来技術には、流体の流れやすさを示すコンダクタンスが小さいという問題があった。
すなわち、チャンバと真空ポンプの間の真空弁１００のコンダクタンスが小さいとチャンバ内を真空引きし、真空とするために多くの時間が掛かるため問題となる。
具体的には、真空弁１００は、弁孔１３６と第２流路連通入口１４５は、同じ流路面積を有するが、第２流路連通入口１４５から、流体が流出する際には、図１０に示すように、弁体１２４が第２流路連通入口１４５の中心辺りまであり、流路面積は半分程度となっている。第２流路連通入口１４５の流路面積が弁孔１３６と比べて半分程度である
と、流れが悪くなりコンダクタンスも小さくなるため問題となる。
さらに、図１２に、図１０に示す真空弁のＣＣ断面図を示す。図１２に示すように、第２流路連通入口１４５では、第２流路連通入口１４５の流路幅が弁座１３４に近づくほど小さいため、弁室１３７に流入した流体が第２流路連通入口１４５に集中し、流体の流れが悪くなる。そのため、コンダクタンスも小さくなるため問題となる。

一方、弁体１２４のストローク量を大きくし、第２流路連通入口１４５の流路面積を大きくすることも考えられる。しかし、ベローズ１４７を圧縮できる量には限りがあり、また、弁体１２４のストローク量を大きくすると、必然的に弁部１１１の全高も高くなってしまい、真空弁１００が大型化してしまうため問題となる。
また、第２流路連通入口１４５の流路面積を大きくしたいが、第２流路１３３の第２流路連通出口１４６は、次工程につながる接続部で定型であるので、単純に大きくすることができないため問題となる。

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、その目的は真空弁の全高及び第２流路連通出口の大きさを変えることなく、コンダクタンスのみが大きくなる真空弁を提供することを目的とする。

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弁は、以下の構成を有する。（１）第１流路が形成された小径部と、弁室が形成された大径部と、前記大径部の側面に備わり前記弁室と連通する第２流路が形成されたポート部とを備える弁本体と、前記小径部と前記大径部の接続部に形成される弁孔と、前記弁孔周辺に形成される弁座と、前記弁座と当接及び離間するように動作を行う弁体と、を有する真空弁において、前記弁室と前記第２流路の接続部である第２流路連通入口が、非円形状であること、前記第２流路連通入口の開口部の開口部下辺が弁座に沿って形成されていること、前記第２流路連通入口が方形状をしていること、前記弁体が開弁したときに、前記弁座と当接する前記弁体の当接面が、前記第２流路連通入口の開口部の開口上辺と同じ位置以上まで上昇すること、を特徴とするものである。
（２）（１）に記載する真空弁において、前記第２ポート連通入口の側辺は、前記弁本体内の弁室の側面に沿って形成されていること、を特徴とするものである。
（３）（１）又は（２）に記載する真空弁において、前記第２ポート連通入口の流路の断面積は、円形の連通入口の流路の断面積と比較して流路の断面積が１．２５倍以上であること、を特徴とするものである。

上記真空弁の作用及び効果について説明する。
（１）第１流路が形成された小径部と、弁室が形成された大径部と、大径部の側面に備わり弁室と連通する第２流路が形成されたポート部とを備える弁本体と、小径部と大径部の接続部に形成される弁孔と、弁孔周辺に形成される弁座と、弁座と当接及び離間するように動作を行う弁体と、を有する真空弁において、弁室と第２流路の接続部である第２流路連通入口が、非円形状であること、第２流路連通入口の開口部の開口部下辺が弁座に沿って形成されていることにより、第２流路連通入口は下方部であっても、流路幅が一定幅で変わることがない。そのため、弁室に流入した流体をスムーズに流すことができ、コンダクタンスが大きくなる。
また、第２流路連通入口を非円形状としても、第２流路連通出口の形状を変更する必要
はない。そのため、第２ポートの大きさを変更する必要がない。したがって、次工程の接続について影響なく真空弁を使用することができる。
また、第２流路連通入口を非円形状とすることにより、従来の円形状の連通入口と比較して、連通入口の断面積を大きくすることができる。その理由は、第２流路連通入口の開口部の開口部下辺が弁座に沿って形成されているため、連通入口の断面積を大きくすることができる。連通入口の断面積を大きくすることができることによりコンダクタンスを大きくすることができる。
また、第２流路連通入口が方形状をしていることにより、第２流路連通入口の開口部の下辺部の開口面積を大きくすることができる。そのため、第２流路連通入口開口部の下辺部を流れる流体をスムーズに流すことができる。したがって、コンダクタンスが大きくすることができる。
さらに、弁体が開弁したときに、弁座と当接する弁体の当接面が、第２流路連通入口の開口上辺と同じ位置以上まで上昇することにより、第２流路連通入口に流れる流体に対して弁体が流体を遮ることがなく抵抗となる障害物がなくなる。そのため、流体の流れが良くなりコンダクタンスが大きくなる。抵抗となる障害物が存在すると、流体は障害物にぶつかり渦になり、正常に流れている流体の流れを阻害する。それに対して、本実施例のように障害物がなければ、渦が発生することがなく流体の流れを阻害することはないためコンダクタンスが大きくなる。
（２）第２ポート連通入口の側辺は、弁本体内の弁室の側面に沿って形成されていることにより、弁室に流入した流体が、弁室からそのまま第２流路に流れ込むため、コンダクタンスが大きくなる。具体的には、図４に示すように、弁室の側壁と第２流路連通入口の開口部の開口側辺が同じ位置に形成されていることにより、弁室と第２流路の間に空間ができる。空間ができることにより、流路が９０度変更する曲がり角においても、流体が壁面等にぶつかり渦となることが少ない。渦となることが少なくなることによりコンダクタンスが大きくなる。
（３）第２ポート連通入口の流路の断面積は、円形の連通入口の流路の断面積と比較して流路の断面積が１．２５倍以上であることにより、弁室と第２流路の間の空間が広く取れるため、流体が壁面等にぶつかり渦となることが少なくなる。渦となることが少なくなることによりコンダクタンスが大きくなる。

本発明の本実施例１に係る真空弁（開弁時）の断面図である。本発明の本実施例１に係る真空弁（閉弁時）の断面図である。本発明の本実施例１に係る真空弁（開弁時）の右側面図である。本発明の本実施例１に係る図１に示す真空弁のＢＢ断面図である。本発明の本実施例１に係る弁本体の斜視図である。本発明の本実施例１に係る弁本体の分解斜視図である。本発明の本実施例１に係る図５に示す弁本体のＡＡ断面斜視図である。本発明の本実施例２に係る真空弁（開弁時）の断面図である。本発明の本実施例２に係る真空弁（開弁時）の右側面図である。従来技術に係る真空弁（開弁時）の断面図である。従来技術に係る真空弁（開弁時）の右側面図である。従来技術に係る図１０に示す真空弁のＣＣ断面図である。

以下、本発明の実施例について説明する。
＜第１実施形態＞
＜真空弁の構成＞
始めに、第１実施形態における真空弁１の構成について説明する。
図１は、本発明の真空弁１の開弁時における断面図である。また、図２は、本発明の真空弁１の閉弁時における断面図である。図１や図２に示すように、本発明の真空弁１は、上下に大きく弁部１１とシリンダ部１２とに分けられる。上部にあるシリンダ部１２の外観形状はシリンダチューブ２１により構成されその中空部はシリンダ２１１を構成しており、ピストン２２が摺動可能に嵌合されている。ピストン２２の中央には、可動軸２３が固設され、可動軸２３は下部にある弁部１１まで貫通し、その下端には、弁体２４が固設されている。また、ピストン２２の上側に形成された上シリンダ室２７は駆動エアポート２５に接続し、ピストン２２の下側に形成された下シリンダ室２８は駆動エアポート２６に接続している。駆動エアポート（２５、２６）にはエア供給装置（不図示）から駆動エアが供給又は排気される。

次に、弁部１１の構造を説明する。弁部１１は弁本体３１により構成され、弁本体３１は、大径部４３、小径部４１、及び、ポート部４２を備える。略円筒形状の大径部４３の下面には、真空チャンバ（不図示）に接続する第１流路３２が形成されている略円筒形状の小径部４１を備える。第１流路３２の内径をＤ１とする。大径部４３の内部空間の弁室３９の内径をＤ４とする。また、大径部４３の右側面には、真空ポンプ（不図示）に接続する第２流路３３が形成されているポート部４２を備える。第２流路３３のうち、真空ポンプに接続する第２流路連通出口３８の内径をＤ２とする。Ｄ１とＤ２は同じ径である。

図３は、真空弁１の右側面図を示す。図４に、図１示す真空弁１のＢＢ断面図を示す。図６は、弁本体３１の分解斜視図を示す。
図３に示すように、第２流路連通出口３８の断面は、円形状である。従来と同様の断面円形状であることにより、従来から用いられていた、真空制御装置内に、本真空弁を設置することができる。
また、図３に示すように、第２流路連通入口３７(開口部)は、非円形状である。具体的には、第２流路連通入口３７（開口部）は、断面方形状である。図３及び図６に示すように、第２流路連通入口３７（開口部）は、一対の開口上辺３７１と開口下辺３７２、及び、一対の開口右辺３７３（請求項中の「開口側辺」）と開口左辺３７４（請求項中の「開口側辺」）により構成されている。図３に示すように、方形状は、開口上辺３７１及び開口下辺３７２の横幅であるＤ５が広く、開口右辺３７３及び開口左辺３７４の縦幅であるＤ３が短い長方形状である。

開口上辺３７１は、図１及び図３に示すように、開口下辺３７２と平行の位置に形成されている。
開口下辺３７２は、図１及び図３に示すように、弁座３４と上下方向で同じ位置に形成されている。開口上辺３７１から開口下辺３７２までの長さをＤ３とする。
次に、開口右辺３７３及び開口左辺３７４の説明をする。図４に示すように、紙面垂直方向から見て円形状である弁室３９の内周壁３９１の接線を伸ばしたところに、開口右辺３７３及び開口左辺３７４が形成されている。図３及び図４に示すように、開口右辺３７３から開口左辺３７４までの長さをＤ５とする。図３及び図４に示すように、Ｄ５と弁室３９の内径のＤ４は同じ長さである。

第２流路連通入口３７(開口部)の断面積は、方形状をしていることにより、図１１に示す従来技術にかかる真空弁１００の第２流路連通入口１４５（開口部）と比較して、流路面積が実質的に１．２５倍以上になる。第２流路連通入口３７の断面積は、図３に示す高さ幅であるＤ３と横幅であるＤ５の積によって求められる。
具体的には、従来の第２流路連通入口１４５（開口部）の流路の断面積は、円形状であり、その円形内の断面積（Ｄ２／２×Ｄ２／２×π）がすべて流路面積と考えることもできる。しかし、実質的には、第２流路連通入口１４５の上半分は、図１１に示すように弁体１２４がかぶさっており、流体がほとんど流れない状態にある。そのため、第２流路連通入口１４５の上半分は、流路面積から除外して考え、第２流路連通入口１４５の下半分の流路面積を実質的な流路面積（（Ｄ２／２×Ｄ２／２×π）／２）として本実施例の第２流路連通入口３７と比較する。以上の図１１の第２流路連通入口１４５の下半分の流路面積と図３の第２流路連通入口３７の流路面積を比較すると１．２５倍以上となる。

図７に、図５に示す弁本体３１のＡＡ断面斜視図を示す。
第２流路連路入口３７が方形状であり、第２流路連通出口３８が円形状であるため、図７に示すように、第２流路連通入口３７から第２流路連通出口３８の方向へ順次幅広となっている。
図１及び図７に示すように、第２流路３３の下壁３３２は、弁座３４と第２流路連通出口３８の最下部とを結ぶものであり、下壁３３２には、何ら段差が存在しない。
上壁３３１は、延接部３３１ａ、テーパ部３３１ｂ、連通出口部３３１ｃにより形成されている。図１に示すように、延接部３３１ａは、弁体２４の当接面２４１の延長線上に形成されている。延接部３３１ａは、弁本体３１の壁面の厚さの２倍程度突出している。延接部３３１ａの後に、第２流路連通出口３８の最上部へ向かってテーパ状にテーパ部３３１ｂが形成されている。テーパ部３３１ｂの後に、第２流路連通出口３８の一部を構成する連通出口部３３１ｃが、下壁３３２と平行に形成されている。

図４に示すように、第２流路３３の側壁３３３は、第１側壁部３３３ａ、第２側壁部３３３ｂ、第３側壁部３３３ｃにより形成され、第１側壁部３３３ａと第２側壁部３３３ｂの間に第１接合部３３３ｄが、第２側壁部３３３ｂと第３側壁部３３３ｃの間に第２接合部３３３ｅが形成されている。
図４に示すように、第１側壁部３３３ａは、弁室３９の内周壁３９１の接線を伸ばした線上に形成されている。図６に示すように、第１側壁部３３３ａは、弁本体３１の外周壁３９２とほぼ同じ位置まで突出している。第１側壁部３３３ａは、後述するポート根本部４２２の内周部に形成されている。図４に示すように、第１側壁部３３３ａの後に、第１接合部３３３ｄを介して、第２流路３３の中心線Ｍ１方向でかつ第２流路連通出口３８方向に対してテーパ状に第２側壁部３３３ｂが形成されている。第２側壁部３３３ｂが形成された後に、第２接合部３３３ｅを介して、中心線Ｍ１と平行に第３側壁部３３３ｃが形成されている。

図４に示すように、第２流路連通入口３７の開口右辺３７３及び開口左辺３７４が、紙面垂直方向から見て円形状である弁室３９の内周壁３９１の接線を伸ばしたところに形成され、及び、第１側壁部３３３ａは、弁室３９の内周壁３９１の接線を伸ばした線上に形成されていることにより、図４に示す弁室３９の断面部４０Ａ及び第１側壁部３３３ａにより囲まれた断面部４０Ｂにより構成される、流路空間面積４０の面積が大きくなる。
すなわち、従来技術における図１０に示す真空弁１００では、第１側壁部３３３ａに囲まれた断面部４０Ｂが存在しないため、本実施例においては、断面部４０Ｂの分、流路空間面積４０が大きくなる。

図５に、弁本体３１の斜視図を示す。図５及び図６の弁本体３１は、真空弁１からシリンダ部１２を取り外したものである。
図６に示すように、弁本体３１のポート部４２は、ポート連結部４２１とポート根本部４２２は、溶接により接合され構成されている。
また、弁本体３１の小径部４１は、小径部連結部４１１と小径部根本部４１２溶接により接合され構成されている。

図１に示すように、第１流路３２の上端部であって、弁室３９との接合部には弁孔３５が形成されている。第１流路３２から弁室３９へと連通する際に段差があり、段差の上面に弁座３４が形成されている。弁体２４の下面に当接面２４１が形成され、当接面２４１には、シール部材であるゴム製のＯリング２４２が変形可能に保持されている。Ｏリング２４２が弁座３４に対し当接、離間することによりシールする。弁座３４は第２流路３３の内周面の最下にある下壁３３２と同じ位置にある。弁体２４の上面には、可動軸２３を覆う形でベローズ３６が付設されている。ベローズ３６は、可動軸２３に流体が侵入するのを防止するために設けられている。

＜本発明の真空弁の作用＞
以上のような構成からなる真空弁１の作用について説明する。まず、図１に示す開弁状態から、真空弁１の駆動エアポート２５からエアを供給して上シリンダ室２７内を加圧し、駆動エアポート２６から下シリンダ室２８内のエアを排気する。これによりピストン２２が下方に押圧され、ピストン２２と一体の可動軸２３および弁体２４が下方に移動して、弁体２４が弁座３４に当接し図２に示す閉弁状態となる。
そして、図２に示す閉弁状態から、真空弁１の駆動エアポート２６にエアを供給して下シリンダ室２８内を加圧し、駆動エアポート２５から上シリンダ室２７内のエアを排気することによりピストン２２が上方に押圧される。すると、ピストン２２と一体の可動軸２３および弁体２４が上方に移動して、弁体２４が弁座３４から離間し図１に示すように開弁状態になる。

図１に示すような開弁状態にすることにより、第１流路３２から入った流体は、弁孔３５を通り、弁室３９へ流入する。さらに弁室３９へ流入した流体は、第２流路連通入口３７、第２流路３３、第２流路連通出口３８を介して、排出される。それにより、第１流路３２に接続する真空チャンバ（不図示）内が、第２流路３３に接続する真空ポンプ（不図示）の作用により排気され、真空チャンバ内を真空状態とする。

次に、本発明の真空弁１の特徴的な作用について説明する。
図４に示すように、弁室３９内に流入した流体は、第２流路３３方向へ流れる。本実施例においては、第２流路連通入口３７の開口右辺３７３及び開口左辺３７が、紙面垂直方向から見て円形状である弁室３９の内周壁３９１の接線を伸ばしたところに形成され、及び、第１側壁部３３３ａは、弁室３９の内周壁３９１の接線を伸ばした線上に形成されていることにより、図４に示す弁室３９の断面部４０Ａ及び第１側壁部３３３ａにより囲まれた断面部４０Ｂにより構成される、流路空間面積４０の面積が大きくなっている。流路空間面積４０が大きいと、第１流路３２から第２流路３３へ流体が流れる際の流路の急な方向変更に対して生じる渦の発生を抑止することができる。
すなわち、流路が９０度変更するような場合には、曲がり角において、流体が壁面等にぶつかり、渦が発生する。図１０に示す真空弁１００においては、第１流路１３２から流れる流体が、弁室１３７を介し、第２流路１３３に流れる際に、弁室１３７を抜けた後に、空間がなく、急に流路の面積が狭くなる。急に流路が狭くなると流れてきた流体が接合部１３７ｂや内周壁１３７ａにぶつかり渦Ｓ３が発生するため、コンダクタンスが小さくなる。

本実施例においては、図４に示すように弁室３９を抜けた後に、第１側壁部３３３ａに囲まれた断面部４０Ｂが形成されている。断面部４０Ｂが形成されていることにより、内周壁３９１や第１接合部３３３ｄ及び第２接合部３３３ｅにぶつかり渦となる流体が少なくなる。すなわち、開口右辺３７３と開口左辺３７４の長さＤ５が弁室３９の内径Ｄ４と同じ長さであるため、急に流路が狭くなることはなく、流体が渦として発生する場合が少なくなる分、流体の流れが良くなり、コンダクタンスが大きくなるのである。

また、第２流路３３の側壁３３３には、第１接合部３３３ｄと第２接合部３３３ｅを有する。すなわち、幅の広い第２流路連通入口３７から幅の狭い第２流路連通出口３８へと流れるが、第２流路３３は、２つの第１接合部３３３ｄと第２接合部３３３ｅが形成されていることにより、緩やかに幅を狭くすることができる。したがって、第２流路３３の幅が緩やかに狭くなることにより、図１０に示す従来の真空弁１００のように接合部が１つである場合と比較して、流路が急に狭くならないため、内周壁３９１や第１接合部３３３ｄ及び第２接合部３３３ｅにぶつかり渦となる流体が少なくなる。したがって、コンダクタンスが大きくなる。
すなわち、図１２に示すように、従来の真空弁１００では、内周壁１３７ａと第２流路１３３の間に段差である接合部１３７ｂがある。弁室１３７から流入した流体が、弁室１３７の後に、急に段差である接合部１３７ｂがあることにより、接合部１３７ｂにぶつかり渦Ｓ３となるため、コンダクタンスが小さくなる。その点、本実施例のように第２流路３３と弁室３９の間に、２つの第１接合部３３３ｄと第２接合部３３３ｅを有することにより、接合部の角度を緩やかにすることができ、第２流路３３の流路を緩やかに狭くすることができるため、渦となる流体が少なくなり、コンダクタンスが大きくなる。

また、本実施例においては、図３に示すように、弁体２４が開弁したときに、弁座３４と当接する弁体２４の当接面２４１が、第２流路連通入口３７の開口上辺３７１と同じ位置以上まで上昇することにより、弁室３９に流入した流体が、弁体２４にぶつかることなくスムーズに流れるため渦が少なくなるため流れが良くなり、コンダクタンスが大きくなる。
図１０に示す従来技術のように、弁体２４が弁室３９と第２流路３３の間に形成され、障害物となると、弁室３９に流入した流体は、弁体３９に衝突し渦となり、コンダクタンスが小さくなる。本実施例においては、弁体２４の当接面２４１が第２流路連通入口３７の開口上辺３７１と同じ位置以上まで上昇するため、弁体２４にぶつかり渦となる流体が少なくなるため、コンダクタンスが大きくなる。

また、弁体２４が開弁したときに、弁座３４と当接する弁体２４の当接面２４１が、第２流路連通入口３７の開口上辺３７１と同じ位置以上まで上昇することにより、第２流路連通出口３７から真空ポンプで真空引きしたときに、弁体２４が邪魔となる部分を真空引きすることがないため、吸引力が向上する。すなわち、図１１に示す従来技術のように、第２流路連通入口１４５の上半分を弁体１２４が覆っており障害物が存在する状態では、第２流路連通入口１４５の上半分を真空ポンプで吸引しても無駄な吸引力を必要とするだけである。そのため、本実施例のように、弁体２４が第２流路連通入口３７を覆った状態になければ、無駄な吸引力を必要としなくなるため、吸引力が小さくても、従来と同様の真空引きをすることができる。吸引力が小さくてもいいことにより、真空ポンプを小さくすることができ、装置全体として小型化を図ることができる。

また、本実施例においては、図３に示すように、第２流路連通入口３７は、方形状をしていることにより、図１１に示す従来技術にかかる真空弁１００の第２流路連通入口１４５と比較して、流路面積が実質的に１．２５倍以上になる。流路面積が従来と比較して実質的に１．２５倍以上となることにより、第２流路連通入口３７を通れる流体が、実質的に１．２５倍以上となるため、従来と比較して第２流路連通入口を流れる流体が多くなるため、コンダクタンスが大きくなる。

流路面積が実質的に１．２５倍以上となることにより、弁室３９と第２流路３３との間にできる流路空間面積４０を大きくすることができる。弁室３９と第２流路３３との間にできる流路空間面積４０が大きくなると、流路の面積が弁室３９から第２流路３３に移る時に急に狭くならないため、流体が内周壁３９１や第１接合部３３３ｄ及び第２接合部３３３ｅにぶつからず渦となることが少なくなる。したがって、流れが良くなりコンダクタンスが大きくなる。

また、本実施例においては、弁座３４と第２流路３３の下壁３３２が上下方向で同じ位置に形成されているため、弁座３４が第１流路３２から第２流路３３へ流れる際の障害とならないので、流体の流れが良くなり、コンダクタンスが大きくなる。

＜第２実施形態＞
＜真空弁の構成＞
図８に、第２実施形態における真空弁５（開口時）の断面図を示す。図９に、第２実施形態における真空弁５（開口時）の右側面図を示す。第２実施形態においては、第１実施形態における真空弁１と比較して、真空弁５の弁部５１の弁本体７１が異なり、その他の部分は第１実施形態における真空弁１と異なるところがない。したがって、弁本体７１以外の部分は、構成が第１実施形態と同様であり、また作用効果も第１実施形態と同様であるため説明を割愛する。

弁部５１は、弁本体７１により構成される。弁本体７１は、大径部８３、小径部８１、及び、ポート部８２を備える。略円筒形状の大径部８３の下面には、真空チャンバ（不図示）に接続する第１流路７２が形成されている略円筒形状の小径部８１を備える。第１流路７２の内径をＦ１とする。大径部８３の内部空間の弁室７９の内径をＦ４とする。また、大径部８３の右側面には、真空ポンプ（不図示）に接続する第２流路７３が形成されているポート部８２を備える。第２流路７３のうち、真空ポンプに接続する第２流路連通出口７８の内径をＦ２とする。Ｆ１とＦ２は同じ径である。

図９に示すように、第２流路連通出口７８の断面は、円形状である。従来と同様の断面円形状であることにより、従来から用いられていた、真空制御装置内に、本真空弁を設置することができる。
また、図９に示すように、第２流路連通入口７７(開口部)は、断面非円形状である。具体的には、第２流路連通入口７７（開口部）は、断面半楕円形状である。図９に示すように、第２流路連通入口７７（開口部）は、円弧上の開口上辺７７１と直線状の開口下辺７７２により構成されている。図９に示すように、開口上辺７７１は、円弧形状をしている。開口下辺７７２は、弁座７４と上下方向で同じ位置に形成されている。開口下辺７７２の横幅はＦ５で示す。開口上辺７７１の最上端から開口下辺７７２までの長さであるＦ３は、第２流路連通出口７８の内径Ｆ２と同じ長さである。

第２流路連通入口７７(開口部)の断面積は、断面半楕円形状をしており、かつ、開口下辺７７２が弁座７４と上下方向で同じ位置に形成されている。それにより、図９に示す従来技術にかかる真空弁１００の第２流路連通入口１４５（開口部）と比較して、流路面積が実質的に１．２５倍以上になる。第２流路連通入口７７の断面積は、楕円形状の面積を求める式である、「楕円の短い方の軸の半径×楕円の長い方の軸の半径×円周率」を半分にすることにより求めることができる。具体的には、（Ｆ５÷２）×Ｆ３×π÷２により求めることができる。
流路面積が実質的に１．２５倍以上となるのは、以下の理由に基づく。
従来の第２流路連通入口１４５（開口部）の流路の断面積は、円形状であり、その円形内の断面積（Ｆ２／２×Ｆ２／２×π）がすべて流路面積と考えることもできる。しかし、実質的には、第２流路連通入口１４５の上半分は、図１２に示すように弁体１２４がかぶさっており、流体がほとんど流れない状態にある。そのため、第２流路連通入口１４５の上半分は、流路面積から除外して考え、第２流路連通入口１４５の下半分の流路面積を実質的な流路面積（（Ｆ２／２×Ｆ２／２×π）／２）として本実施例の第２流路連通入口７７と比較する。
本実施形態の図９に示す第２流路連通入口７７において、楕円形状の楕円の短いほうの軸の直径がＦ５であり、実質的な流路面積を１．２５倍以上とすることができる長さになるようにする。楕円形状の楕円の短いほうの軸の直径Ｆ５が、実質的な流路面積を１．２５倍以上とすることができる長さであることにより、実質的な流路面積を１．２５倍以上とすることができる。流路面積が１．２５倍以上となるのは、第２流路連通入口７７の上半分を除外した場合である。
本実施形態２の真空弁５は、第２流路連通路入口７７の開口下辺７７４が弁座７４と同じ位置に位置するため、本実施形態１と同様の作用効果を生じさせることができる。

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、本実施例では第２流路連通入口と第２流路連通出口の流路面積を変えたが、同じ流路面積であってもよい。すなわち、第２流路連通入口と第２流路連通出口の開口を非円形状とすることができる。第２流路連通出口の開口部を非円形状とすることにより、断面積を増やすことができ、コンダクタンスを大きくすることができる。
また、本実施形態において、第２流路連通入口を方形状、及び断面半楕円形状の真空弁を示したが、第２流路連通入口の開口部の開口部下辺が弁座と同じ位置に形成された開口部下辺を有する非円形状のものであればよい。第２流路連通入口の開口部の開口部下辺が弁座と同じ位置に形成されていることにより、従来の第２流路連通入口が円形状のものよりも流路面積を大きくすることができ、コンダクタンスを大きくすることができるからである。例えば、第２流路連通入口の開口部の開口部下辺が弁座と同じ位置に形成されておれば、第２流路連通入口の形状が、三角形、台形、正方形、長方形等の非円形状の形状であってよい。
また、本実施形態における第２流路連通入口の開口部の開口部下辺が弁座と同じ位置に位置するとは、製造上の理由などにより生じた加工代分の位置の差異も含む。すなわち、弁座は、Ｏリングと接触する部分であるためシール性をよくする必要があり、弁座は表面仕上げの加工が必要となる。弁座について表面仕上げの加工を行うことにより、弁座は加工代分だけ第２流路連通入口の開口部の開口部下辺と位置が相違する。しかし、弁座の加工代分だけ位置が相違する程度の場合には、第２流路連通入口の開口部の開口部下辺が弁座と同じ位置に位置する場合とほぼ同等の効果を得ることができる。そのため、製造上の理由などにより加工代が生じ加工代の位置の差異が生じた場合にも、第２流路連通入口の開口部の開口部下辺が弁座と同じ位置に位置するものに含むこととする。
また、本実施形態において、第２流路連通入口の開口部の開口部下辺が弁座に沿って形成された開口部下辺を有する非円形状のものであればよい。第２流路連通入口の開口部下辺が弁座に沿って形成されていることにより従来の第２流路連通入口が円形状のものよりも流路面積を大きくすることができ、コンダクタンスを大きくすることができるからである。

１真空弁
２４弁体
２４１当接面
３１弁本体
３２第１流路
３３第２流路
３４弁座
３５弁孔
３７第２流路連通入口
３８第２流路連通出口
３９弁室
４１小径部
４２ポート部
４３大径部

Claims

第１流路が形成された小径部と、弁室が形成された大径部と、前記大径部の側面に備わり前記弁室と連通する第２流路が形成されたポート部とを備える弁本体と、前記小径部と前記大径部の接続部に形成される弁孔と、前記弁孔周辺に形成される弁座と、前記弁座と当接及び離間するように動作を行う弁体と、を有する真空弁において、
前記弁室と前記第２流路の接続部である第２流路連通入口が、非円形状であること、
前記第２流路連通入口の開口部の開口部下辺が弁座に沿って形成されていること、
前記第２流路連通入口が方形状をしていること、
前記弁体が開弁したときに、前記弁座と当接する前記弁体の当接面が、前記第２流路連通入口の開口部の開口上辺と同じ位置以上まで上昇すること、
を特徴とする真空弁。
請求項１に記載する真空弁において、
前記第２流路連通入口の開口部の開口側辺は、前記弁本体内の弁室の側壁に沿って形成されていること、
を特徴とする真空弁。
請求項１又は請求項２に記載する真空弁において、
前記第２流路連通入口の流路の断面積は、円形の連通入口の流路の断面積と比較して流路の断面積が１．２５倍以上であること、
を特徴とする真空弁。