JP5725783B2 - バルブ装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば真空容器の側壁部に設けられて当該真空容器内を外部から密閉するためのバルブ装置に関するものである。

真空装置として、真空容器内で所定の処理（例えば、真空蒸着など）を施すものがあるとともに、その処理対象物として、ウエハ、ハードディスクにおける記録媒体としてのディスクなどの薄い板状材用のものがある。この場合、当然ながら、真空容器内に、板状材を案内する必要があるため、真空容器の側壁部には、横に細長い開口部を開閉し得るバルブ装置が設けられることになる。

例えば、このようなバルブ装置として、板状材を案内し得る挿通穴が両端部に設けられた容器内にバルブ装置を配置したものがある（例えば、特許文献１参照）。
このバルブ装置は、水平取付部とこの水平取付部に直交して設けられるとともに中央に開口部が形成された鉛直方向のシート部からなる断面Ｌ字形状のバルブシートと、このバルブシートの水平取付部に貫通するように設けられて上記シート部の開口部を開閉し得る板状のバルブ本体とから構成されており、上記バルブシートは、容器側に取付用ボルトを介して固定されたものであった。

特許第４２１０３９１号公報

ところで、上述したように、バルブシートが取付用ボルトにより容器に固定される構造の場合、当然ながら、バルブシートの容器への取付けおよび取外し時には、取付用ボルトの着脱作業が必要となり、そのため、バルブシートの交換作業が非常に面倒になるという問題がある。

そこで、本発明は、バルブシートの着脱作業を容易に行い得るバルブ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係るバルブ装置は、容器側または管体側の接続部に取り付けられるバルブ装置であって、
上記接続部に対応する位置に取り付けられるとともに、四方の側壁部およびこれら側壁部の両端部を閉塞し得る端壁部から成り且つこれら側壁部のうち互いに対向する一対の側壁部に板状材を挿通し得る挿通穴が形成されたバルブ収納体と、
このバルブ収納体の内部に配置されるとともに中央に上記挿通穴に対応する位置で開口部が形成されたバルブシートと、
上記バルブ収納体の内部に且つ上記バルブシートに沿ってスライド可能に配置されてその開口部を開閉可能なバルブ本体と、
上記バルブ収納体の一方の端壁部側に設けられて上記バルブ本体をスライドさせて上記開口部を開閉駆動するバルブ駆動体とから構成し、
さらに上記バルブシートをバルブ駆動体の設置側とは反対側である他方の端壁部に固定し、
且つ上記バルブシートの端縁部に、その先端が細くなるように第１傾斜面を形成するとともに、上記バルブ収納体の内部に、上記第１傾斜面に対応する（と平行な）第２傾斜面を有して上記バルブシートを当該バルブ収納体内に挿入する際にその側壁部に押し付けて固定し得る縁部押圧部材を、配置したものである。

また、本発明の請求項２に係るバルブ装置は、容器側または管体側の接続部に取り付けられるバルブ装置であって、
上記接続部に対応する位置に取り付けられるとともに、四方の側壁部およびこれら側壁部の両端部を閉塞し得る端壁部から成り且つこれら側壁部のうち互いに対向する一対の側壁部に板状材を挿通し得る挿通穴が形成されたバルブ収納体と、
このバルブ収納体の内部に配置されるとともに中央に上記挿通穴に対応する位置で開口部が形成されたバルブシートと、
上記バルブ収納体の内部に且つ上記バルブシートに沿ってスライド可能に配置されてその開口部を開閉可能なバルブ本体と、
上記バルブ収納体の一方の端壁部側に設けられて上記バルブ本体をスライドさせて上記開口部を開閉駆動するバルブ駆動体とから構成し、
さらに上記バルブシートの互いに対称位置（反対位置）となる両端縁部にその先端が細くなるように第１傾斜面をそれぞれ形成するとともに、上記バルブ収納体の一方の端壁部および反対側の他方の端壁部に、上記各第１傾斜面に対応する（と平行な）第２傾斜面を有し且つ上記バルブシートを当該バルブ収納体内に挿入して他方の端壁部を側壁部に固定した際に当該バルブシートを上記側壁部に押し付けて固定し得る第１および第２縁部押圧部材を、それぞれ配置したものである。

上記各構成によると、バルブ装置を組み立てる際、またはバルブシートを交換する際に、バルブシートを端壁部に保持させた状態で、バルブ収納体に挿入させるとともに、その下縁部に形成された第１傾斜面を、バルブ収納体に設けられた縁部押圧部材の第２傾斜面に接触させてバルブシートをバルブ収納体の側壁部に押し付けて固定するようにしたので、従来のように、バルブシートを側壁部にボルトなどにより固定する場合に比べて、その組み立て作業はもとより、バルブシートの保守点検作業および着脱作業を極めて容易に行うことができる。より具体的に言えば、バルブシートと側壁部との間にシール材を配置する場合に、当該シール材を押し潰すような付勢力を発生させることができるので、ボルトを用いてバルブシートを側壁部に押し付けてシール材を押し潰す必要がなくなり、したがってバルブシートの前後面に壁面材が位置してボルトを用いることができないような場合でも、容易にシール材を押し潰すことができるとともに、バルブシートのメンテナンスも容易に行うことができる。

本発明の実施例に係るバルブ装置の断面図である。 同バルブ装置の要部切欠正面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 同バルブ装置における要部の分解斜視図である。 同バルブ装置におけるシール用溝部の拡大断面図である。 同バルブ装置におけるシール面の隙間を説明する要部拡大図である。 本発明の実施例２に係るバルブ装置の要部断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係るバルブ装置を具体的に示した実施例に基づき説明する。
ところで、このバルブ装置は、例えば、真空容器内で板状材の表面に真空蒸着を行った後、他の真空容器内に移送して所定の表面処理を行う真空処理設備における板状材の移送通路の途中に配置されて、真空容器同士を遮断して各真空容器での密閉を確保するものとして説明する。
［実施例１］
まず、実施例１に係るバルブ装置を、図１〜図６に基づき説明する。

このバルブ装置は、図１に示すように、大きく分けて、板状材Ａの移送通路である移送用管体１の途中に設けられた一対のフランジ部（壁体部の一例）２（２Ａ，２Ｂ）同士間にボルト（図示せず）などにより取り付けられるバルブ収納体３と、このバルブ収納体３の内部に配置されて当該バルブ収納体３の前側と後側とを遮断し両側を密閉するためのバルブシート（所謂、弁座である）４およびバルブ本体５と、同じくバルブ収納体３側に設けられて上記バルブ本体５を開閉駆動するバルブ駆動体６とから構成されている。

勿論、移送用管体１の横断面形状およびバルブ収納体３側に設けられる板状材Ａの挿通用案内部の形状は、当該板状材Ａを挿通し得るような横に細長い形状にされている。
なお、以下においては、板状材Ａの引き出し方向（図１の矢印方向ａ）を「前側」として、またその逆方向を「後側」として説明する。

上記バルブ収納体３は箱型形状にされており、内部には、バルブシート４およびバルブ本体５を収納し得る空間室が設けられている。
このバルブ収納体３は、前後一対の第１側壁部１１（１１Ｆ，１１Ｂ）と、これら第１側壁部１１の両側縁部に配置された左右一対の第２側壁部１２（１２Ｌ，１２Ｒ）と、これら４つの側壁部１１，１２で囲まれた空間部分の上下を覆うように配置された上下一対の端壁部（以下、上側を上端壁部および下側を下端壁部と称す）１３（１３Ｕ，１３Ｄ）とから構成されており、また下端壁部１３Ｄ側には、バルブシート４の先端である下縁部を押さえて固定するための縁部押圧部材１５が設けられている。さらに、この縁部押圧部材１５の前面側には上端に行くほど後方に傾斜する固定側傾斜面（第２傾斜面）１５ｉが設けられている。なお、この縁部押圧部材１５は固定部材（図１にだけ示す）１６により下端壁部１３Ｄ側に固定されている。

そして、上記両第１側壁部１１（１１Ｆ，１１Ｂ）には、板状材Ａを挿通し得る細長い挿通穴１４（１４Ｆ，１４Ｂ）がそれぞれ同一位置（同一高さおよび同一水平位置）にて形成されている。

さらに、上端壁部１３Ｕの下面（内面）には、中央に上記挿通穴１４と略同一形状の開口部１７およびバルブ本体５が接触するシート部分（後述する）が形成された上記バルブシート４が垂下して取り付けられて（固定されて）おり、このバルブシート４の下縁部（端縁部）の後面側には、下端に行くほど細くなる、つまり前方に傾斜するシート側傾斜面（第１傾斜面）４ｉが形成されている。このシート側傾斜面４ｉは上記縁部押圧部材１５の固定側傾斜面１５ｉと同一（略同一も含む）の傾斜角度にされており、このバルブ装置の組立時に、両者は互いに接触して、バルブシート４をバルブ収納体３につまり前側壁部１１Ｆ側に押圧して固定することになる。

詳しく説明すれば、バルブ収納体３の組立時に、上端壁部１３Ｕを第１側壁部１１および第２側壁部１２が一体化された四角枠状部材の上端部に載置するが、このとき、バルブシート４の下縁部のシート側傾斜面４ｉが縁部押圧部材１５の固定側傾斜面１５ｉに接触するように挿入させると、バルブシート４の下縁部が前方に押し付けられるため、当該バルブシート４は前側壁部１１Ｆに押し付けられて固定される。

なお、前側壁部１１Ｆとバルブシート４との間にはパッキンなどのシール材１８が設けられており、また上下の端壁部１３と第１側壁部１１および第２側壁部１２との間にもシール材（図１では上側だけを示している）１９が設けられている。

次に、図２〜図４に基づき、バルブ本体５により開閉が行われる部分、つまりシール部分について説明する。
まず、バルブシート４の概略構成について説明すると、所定厚さの板体の一方の表面に、例えば後面側に２つの段部が形成されている。

このバルブシート４は、所定厚さの上側部分である厚板部４ａと、これよりも薄くされた中間部分である中間板厚部４ｂと、さらに薄くされた薄板部４ｃとから構成されており、また上記中間板厚部４ｂに開口部１７が形成されている。したがって、この中間板厚部４ｂの表面が仕切面Ｓにされるとともに、この仕切面Ｓの正面視が台形状と逆台形状とが合体されてなる（その底辺同士が合わせられている）六角形状にされており、しかもこの仕切面Ｓの周囲がシール部分に、つまりシール面にされている。

すなわち、バルブシート４には、開口部１７の周囲に形成された正面視が六角形状の仕切面Ｓの上側を所定厚さでもって後方に突出させて台形状の第１凹状シール面２１を有する凹状シート部（厚板部である）４ａが形成されるとともに上記仕切面Ｓの下側を所定厚さでもって前方に凹ませて逆台形状の第１凸状シール面２２および上記仕切面Ｓを有する凸状シート部（中間板厚部である）４ｂが形成され、且つ凸状シート部である中間板厚部４ｂと薄板部４ｃとの間には、第１凹状シール面２１と第１凸状シール面２２とを接続する左右の第１接続シール面２３が形成されている。

一方、バルブ本体５には、所定厚さの板体の一方の表面、例えば前面側に１つの段部が形成されている。すなわち、所定厚さの板体の下側部分である厚板部５ａと、これよりも薄くされた薄板部５ｂとから構成されており、この薄板部５ｂは、バルブシート４の仕切面Ｓつまり凸状シート部である中間板厚部４ｂに対応して設けられるとともに当然ながらその正面視は台形状と逆台形状とからなる六角形状にされている。つまり、薄板部５ｂの下半分には、バルブシート４側の中間板厚部４ｂの下半分を案内し得るように逆台形状の凹状部５ｃが形成されている。

詳しく説明すると、バルブ本体５の薄板部５ｂ側には、上記第１凹状シール面２１に対応する正面視形状が台形状の第２凸状シール面２６が設けられるとともに、厚板部５ａ側には、上記第１凸状シール面２２に対応する正面視形状が逆台形状の第２凹状シール面２７が形成されており、また上記第１接続シール面２３に対応されて第２凸状シール面２６と第２凹状シール面２７とを接続する左右の第２接続シール面２８が設けられている。

そして、バルブ本体５側には、対向するシール面同士を密閉し得る断面が円形のシール材（パッキンともいう）３２が配置され、またバルブ本体５側の各シール面２６〜２８には、図４および図５に示すように、シール材３２を配置し得る断面が円形（半径＝ｒ）のシール材に対応して円形状にされるとともにその外周から中心に向かって所定高さ（突出高さともいう）ｄだけ切除された（この切除する部分は、円弧および弦からなる割円でもある）残りの内面がＣ字形状（実軸の側部を所定高さでもって軸心に沿って削り落とした形状である）のシール用溝部［深さＤ（＝２ｒ−ｄ：但し、円の半径をｒとする）以下、単に、溝部と称す］３１がそれぞれ形成され且つこれら各溝部３１はそれぞれ接続されて無端状（エンドレス）にされている。

さらに、図６に示すように、バルブシート４側の台形状および逆台形状のシール面２１〜２３と、これに対向するバルブ本体５側の台形状および逆台形状のシール面２６〜２８との隙間が、その水平区間における高さよりも、両側の傾斜区間における水平方向の幅Ｌ［ｄ＋ｘ（オフセット量）］が大きくなるようにされて、水平区間における第１凹状シール面２１ｈと傾斜区間における第１凹状シール面２１ｄとが、同時に、シール材３２に接触するように考慮されている。

また、上記バルブ駆動体６は、図２および図３に示すように、バルブ収納体３の下端壁部１３Ｄに設けられた取付部材４１と、この取付部材４１に設けられるとともにそのロッド部４２ａが下壁面部１３Ｄを挿通されてバルブシート４の下縁部にそれぞれ連結された左右一対のシリンダ装置４２とから構成されている。勿論、ロッド部４２ａと下端壁部１３Ｄとの間にはシール材（図示せず）が配置されている。

したがって、これら両シリンダ装置４２によりバルブ本体５が上下に移動されて、バルブシート４に形成された開口部１７が開閉されることになる。
閉鎖時には、バルブ本体５の第２凸状シート面２６がバルブシート４の第１凹状シート面２１に、左右の第２接続シート面２８が左右の第１接続シート面２３に、第２凹状シート面２７が第２凸状シート面２２にそれぞれ接近されて、バルブ本体５側に取り付けられている環状のシール材３２により、外部に対して遮断することができる。

なお、図面においては、ロッド部４２ａを直接バルブ本体５に連結するように図示するとともに、縁部押圧部材１５を支持する固定部材１６を配置したが、通常は、ロッド部４２ａとバルブ本体５との間には連結用部材が設けられており、この連結用部材のガイド部分に固定部材１６が支持されることになる。

上述した構成によると、バルブ装置を組み立てる際、またはバルブシートを交換する際に、バルブシート４を上端壁部１３Ｕに保持させた状態で、バルブ収納体３に挿入させるとともに、その下縁部に形成されたシール側傾斜面４ｉを、バルブ収納体３に設けられた縁部押圧部材１５の固定側傾斜面１５ｉに接触させてバルブシート４をバルブ収納体３の前側壁部１１Ｆに押し付けて固定するようにしたので、従来のように、バルブシートを側壁部に取付用ボルトなどにより固定する場合に比べて、その組み立て作業はもとより、バルブシートの保守点検作業および着脱作業を極めて容易に行うことができる。より具体的に言えば、バルブシート４と前側壁部１１Ｆとの間にシール材１８を配置する場合に、当該シール材１８を押し潰すような付勢力を発生させることができるので、ボルトを用いてバルブシート４を前側壁部１１Ｆに押し付けてシール材１８を押し潰す必要がなくなり、したがってバルブシート４の前後面に壁面材が位置してボルトを用いることができないような場合でも、容易にシール材１８を押し潰すことができるとともに、バルブシート４のメンテナンスも容易に行うことができる。また、開口部の寸法が変更になった場合でも、板状のバルブシートを交換するだけで済み、従来におけるように、取付部も一体化された断面Ｌ字形状のバルブシートを交換する場合に比べて、安価に対処することができる。さらに、バルブシート４の着脱時に、上方向または下方向の２方向から行うことができる。但し、下方向から行う場合には、バルブシート４は上端壁部１３Ｕには固定されていない。

なお、ここで、本実施例１に係るバルブ装置の構成を概略的に説明すると、以下のようになる。
すなわち、このバルブ装置は、容器側または管体側の接続部に取り付けられるバルブ装置であって、
上記接続部に対応する位置に取り付けられるとともに、四方の側壁部およびこれら側壁部の両端部を閉塞し得る端壁部から成るバルブ収納体と、
このバルブ収納体の内部に配置されるとともに中央に開口部が形成されたバルブシートと、
上記バルブ収納体の内部に且つ上記バルブシートに沿ってスライド可能に配置されてその開口部を開閉可能なバルブ本体と、
上記バルブ収納体の一方の端壁部側に設けられて上記バルブ本体をスライドさせて上記開口部を開閉駆動するバルブ駆動体とから構成し、
さらに上記バルブシートをバルブ駆動体の設置側とは反対側である他方の端壁部に固定し、
且つ上記バルブシートの端縁部に、その先端が細くなるように第１傾斜面を形成するとともに、上記バルブ収納体の内部に、上記第１傾斜面に対応する第２傾斜面を有して上記バルブシートを当該バルブ収納体内に挿入する際にその側壁部に押し付けて固定し得る縁部押圧部材を、配置したものである。
［実施例２］
次に、本発明の実施例２に係るバルブ装置を図７に基づき説明する。

上記実施例１においては、バルブシートをバルブ収納体の上端壁部に取り付ける（保持させる）ようにしたが、本実施例２においては、バルブシートを上端壁部から切り離すとともに上側についても縁部押圧部材を用いて固定するようにしたものであり、本実施例２の説明においては、この部分に着目して説明するとともに、その他の同一の構成部材については、同一番号を付して簡単に説明する。

すなわち、図７に示すように、バルブシート４′をバルブ収納体３の上端壁部１３Ｕから切り離すとともに、上端壁部１３Ｕにも、下端壁部１３Ｄに設けた縁部押圧部材１５と同様に、バルブシート４′の上縁部を押さえて固定するための上側の縁部押圧部材［第１縁部押圧部材であり、以下、上縁部押圧部材といい、実施例１で説明した下側の縁部押圧部材（第２縁部押圧部材）１５を下縁部押圧部材といい、また下縁部押圧部材１５に設けられる第２傾斜面を下固定側傾斜面１５ｉという］５１が設けられている。なお、この上縁部押圧部材５１の前面側には下端に行くほど後方に傾斜する第２傾斜面である上固定側傾斜面５１ｉが設けられている。そして、バルブシート４′の上縁部の後面側には、上端に行くほど細くなる、つまり後方に傾斜する第１傾斜面である上シート側傾斜面４′ｊが設けられている。この上シート側傾斜面４′ｊは上縁部押圧部材５１の上固定側傾斜面５１ｉと同一（略同一も含むものとする）の傾斜角度にされている。

この構成によると、バルブ装置を組み立てる際に、バルブシート４′だけをバルブ収納体３に挿入させるとともに、まずその下縁部に形成された下シール側傾斜面４′ｉを、バルブ収納体３に設けられた下縁部押圧部材１５の下固定側傾斜面１５ｉに接触させてバルブシート４′をバルブ収納体３の前側壁部１１Ｆに押し付けた後、上端壁部１３Ｕを側壁部１１，１２の上端部に載置し、そしてその下面に設けられた上縁部押圧部材５１の上固定側傾斜面５１ｉを上シート側傾斜面４′ｊに接触させて、バルブシート４′の上縁部を固定するようにしたので、従来のように、バルブシートを側壁部に取付用ボルトなどにより固定する場合に比べて、その組み立て作業はもとより、バルブシートの保守点検作業および交換作業を極めて容易に行うことができる。

ここで、本実施例２に係るバルブ装置の構成を概略的に説明すると、以下のようになる。
すなわち、このバルブ装置は、容器側または管体側の接続部に取り付けられるバルブ装置であって、
上記接続部に対応する位置に取り付けられるとともに、四方の側壁部およびこれら側壁部の両端部を閉塞し得る端壁部から成るバルブ収納体と、
このバルブ収納体の内部に配置されるとともに中央に開口部が形成されたバルブシートと、
上記バルブ収納体の内部に且つ上記バルブシートに沿ってスライド可能に配置されてその開口部を開閉可能なバルブ本体と、
上記バルブ収納体の一方の端壁部側に設けられて上記バルブ本体をスライドさせて上記開口部を開閉駆動するバルブ駆動体とから構成し、
さらに上記バルブシートの互いに対称位置となる両端縁部にその先端が細くなるように第１傾斜面をそれぞれ形成するとともに、上記バルブ収納体の一方の端壁部および反対側の他方の端壁部に、上記各第１傾斜面に対応する第２傾斜面を有し且つ上記バルブシートを当該バルブ収納体内に挿入して他方の端壁部を側壁部に固定した際に当該バルブシートを上記側壁部に押し付けて固定し得る第１および第２縁部押圧部材を、それぞれ配置したものである。

ところで、上記各実施例においては、バルブ装置を、板状材の移送管体の途中に設けたものとして説明したが、例えば板状材の表面に真空蒸着を行うための真空容器の側壁部に設けることもできる。この場合、バルブ装置の前後の側壁部のいずれかが、真空容器における側壁部とすればよい。

Ａ 板状材
１ 移送用管体
２ フランジ部
３ バルブ収納体
４ バルブシート
４′ バルブシート
４′ｉ 下シート側傾斜面
４′ｊ 上シート側傾斜面
５ バルブ本体
６ バルブ駆動体
１１ 第１側壁部
１２ 第２側壁部
１３ 端壁部
１４ 挿通穴
１５ 縁部押圧部材（下縁部押圧部材）
１５ｉ 固定側傾斜面（下固定側傾斜面）
５１ 上縁部押圧部材
５１ｉ 上固定側傾斜面

Claims (2)

1. 容器側または管体側の接続部に取り付けられるバルブ装置であって、
   上記接続部に対応する位置に取り付けられるとともに、四方の側壁部およびこれら側壁部の両端部を閉塞し得る端壁部から成り且つこれら側壁部のうち互いに対向する一対の側壁部に板状材を挿通し得る挿通穴が形成されたバルブ収納体と、
   このバルブ収納体の内部に配置されるとともに中央に上記挿通穴に対応する位置で開口部が形成されたバルブシートと、
   上記バルブ収納体の内部に且つ上記バルブシートに沿ってスライド可能に配置されてその開口部を開閉可能なバルブ本体と、
   上記バルブ収納体の一方の端壁部側に設けられて上記バルブ本体をスライドさせて上記開口部を開閉駆動するバルブ駆動体とから構成し、
   さらに上記バルブシートをバルブ駆動体の設置側とは反対側である他方の端壁部に固定し、
   且つ上記バルブシートの端縁部に、その先端が細くなるように第１傾斜面を形成するとともに、上記バルブ収納体の内部に、上記第１傾斜面に対応する第２傾斜面を有して上記バルブシートを当該バルブ収納体内に挿入する際にその側壁部に押し付け得る縁部押圧部材を、配置したことを特徴とするバルブ装置。
2. 容器側または管体側の接続部に取り付けられるバルブ装置であって、
   上記接続部に対応する位置に取り付けられるとともに、四方の側壁部およびこれら側壁部の両端部を閉塞し得る端壁部から成り且つこれら側壁部のうち互いに対向する一対の側壁部に板状材を挿通し得る挿通穴が形成されたバルブ収納体と、
   このバルブ収納体の内部に配置されるとともに中央に上記挿通穴に対応する位置で開口部が形成されたバルブシートと、
   上記バルブ収納体の内部に且つ上記バルブシートに沿ってスライド可能に配置されてその開口部を開閉可能なバルブ本体と、
   上記バルブ収納体の一方の端壁部側に設けられて上記バルブ本体をスライドさせて上記開口部を開閉駆動するバルブ駆動体とから構成し、
   さらに上記バルブシートの互いに対称位置となる両端縁部にその先端が細くなるように第１傾斜面をそれぞれ形成するとともに、上記バルブ収納体の一方の端壁部および反対側の他方の端壁部に、上記各第１傾斜面に対応する第２傾斜面を有し且つ上記バルブシートを当該バルブ収納体内に挿入して他方の端壁部を側壁部に固定した際に当該バルブシートを上記側壁部に押し付け得る第１および第２縁部押圧部材を、それぞれ配置したことを特徴とするバルブ装置。

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