JP5791085B2 - 半導体製造装置用溶接ベローズ - Google Patents
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Description
また、図6に示す従来技術3は可撓性を犠牲にすることなく大きい圧力に耐え得るふいごを提供するものであって、大気側のベローズプレート72に通気孔74が形成されているため、異物75の侵入により大気側と反対側のベローズプレート73が繰返しの曲げ変形により破損されると、もはや密封作用を保持することができなくなり、結局、1枚のベローズプレートの場合と同じ寿命しか有さないという問題があった。
(1)処理側のベローズプレートは、板厚が厚いことから耐久性があり、また、背後に空気あるいはArガスなどの気層が存在することから、異物に対して比較的柔軟に対応することができる。
また、非処理側のベローズプレートは、異物の侵入に起因する処理側のベローズプレートの曲げ変形を気層を介して伝達されるため、曲げ変形は緩和されたものとなり、また、自身が薄い板厚であることから曲げ変形に対してしなやかに追従できるから、長期間の繰り返し曲げ変形を受けても破損されることがない。
(2)処理側のベローズプレートに、密封兼強度部材としての機能をもたせ、非処理側のベローズプレートには密封機能だけを持たせて長期間の使用でも破損されないように構成することにより、万一、処理側のベローズプレートが損傷を受けた場合でもこれを非処理側のベローズプレートで補完することができるため、2重の安全対策を備えた冗長性のある溶接ベローズを提供することができる。
図1において、ゲートバルブ1は、相互に対向する位置に通孔2が形成された弁箱3と、一対の弁板4、5を有し、この弁箱3内に配置された弁組立体6と、この弁組立体6を先端に支持している支持ロッド7と、弁箱3側と支持ロッド7側とをシールするベローズ8と、支持ロッド7を介して弁組立体6を開弁位置と閉弁位置との間を移動させるエアシリンダ9、を備えている。
図2において、ベローズ8は、径方向に対して曲面をなす複数の環状のベローズプレート15が外径側及び内径側において交互に接続されて蛇腹構造に形成される。
ベローズプレート15同士の接続は、大気中あるいはArガス雰囲気中でTIG溶接などにより行われる。
図においては、ベローズ8の内径側が処理側で、例えば、1×10−6Paの真空度となる。ベローズ8の外径側は非処理側であり、大気圧である。
ベローズ8は、例えば、自由長Lに対して、約0.5L〜1.2Lの範囲で作動するように設定される。また、作動時における伸縮の速度は、100mm/s以上に達する。
ベローズ8は金属材料から形成されるもので、例えば、上部リング部材11及び下部リング部材12はオーステナイト系ステンレス鋼により形成され、また、ベローズプレート15は、析出硬化性セミオーステナイト系ステンレス鋼により形成される。
図3において、ベローズ8は、径方向に対して曲面をなす複数の環状のベローズプレート15が内径側16及び外径側17において交互に溶接により接続されて蛇腹構造に形成されるものであって、該ベローズプレート15は、処理側のベローズプレート18と非処理側のベローズプレート19との2重の層からなり、処理側のベローズプレート18と非処理側のベローズプレート19との間に空気あるいはArガスなどの気層20が介在されている。また、処理側のベローズプレート18の板厚が厚く、非処理側のベローズプレート19の板厚が薄く構成されている。処理側のベローズプレート18及び非処理側のベローズプレート19の板厚は、作動条件を考慮して設定されるものあるが、処理側のベローズプレート18は、密封機能及び強度部材しての機能が要求される一方、非処理側のベローズプレート19は、万一、処理側のベローズプレート18が破損した場合でもこれを補完して密封機能を保持するものである。このため、処理側のベローズプレート18は、異物21が隣接するベローズプレート15、15間に侵入しても容易に破損されることのないように厚い板厚で形成され、また、非処理側のベローズプレート19は、異物21が隣接するベローズプレート15、15間に侵入した際、しなやかに変形しやすくして繰り返しの曲げ変形に耐えるように薄い板厚で形成されているものである。
処理側のベローズプレート18の板圧をt1、非処理側のベローズプレート19の板圧をt2とすると、t2/t1=0.1〜0.7の範囲に設定することが望ましい。
また、処理側のベローズプレート18と非処理側のベローズプレート19との間に空気あるいはArガスなどの気層20を形成する。該気層20は、大気中あるいはArガス雰囲気で両ベローズプレート18、19の内径側16及び外径側17を溶接する際、両ベローズプレート18、19間に適度の隙間を持たせて溶接し、密封することにより形成される。
さらに、長期間の使用により、万一、処理側のベローズプレート18が破損したとしても、板厚の薄い非処理側のベローズプレート19が存在するので、密封性を保持しつつ、稼働し続けることができるものであり、いわゆる、2重の安全対策を備えた冗長性のあるベローズを提供することができるものである。
2 通孔
3 弁箱
4 弁板
5 弁板
6 弁組立体
7 支持ロッド
8 ベローズ
9 エアシリンダ
10 Oリング
11 上部リング部材
12 下部リング部材
13 Oリング
15 ベローズプレート
16 ベローズプレートの内径側
17 ベローズプレートの外径側
18 処理側のベローズプレート
19 非処理側のベローズプレート
20 気層
21 異物
S1、S2 真空処理室
G ゲート
Claims (4)
- 径方向に対して曲面をなす複数の環状のベローズプレートが外径側及び内径側において交互に接続されてなる蛇腹構造の半導体製造装置用溶接ベローズにおいて、環状のベローズプレートが、処理側のベローズプレートと非処理側のベローズプレートとを備え、2つのベローズプレートの間に気層を介在させ、処理側のベローズプレートの板厚を厚く、非処理側のベローズプレートの板厚を薄く構成したことを特徴とする半導体製造装置用溶接ベローズ。
- 処理側が真空であり、非処理側が大気であることを特徴とする請求項1記載の半導体製造装置用溶接ベローズ。
- 半導体製造装置の製造工程に用いられる真空処理室の開口部を気密に開閉可能なゲートバルブの密封に用いられることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体製造装置用溶接ベローズ。
- 数Hzの範囲で伸縮作動され、伸縮速度が100mm/sec以上で、繰り返し寿命が1×106以上であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の半導体製造装置用溶接ベローズ。
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