JP6711287B2 - 真空バルブ - Google Patents

Description

本発明は、真空バルブに関する。

真空処理装置の真空チャンバにターボ分子ポンプなどの真空ポンプを装着する場合には、一般的に真空バルブを介在させる。特許文献１にはこのような真空バルブが開示されている。
特許文献１に記載の真空バルブは、対向する面に一対の開口部が形成され中央部に気体流路が設けられたバルブ筐体と、一対の開口部の間で揺動して開口部に対して挿脱される弁体を備える。また、真空バルブは、バルブ筐体内に上記一対の開口部を囲む環状の封止体を備えている。封止体は、全閉した位置に駆動されている弁体の周縁に当接して弁体をバルブ筐体に押圧し、これにより、気体流路が弁体で遮断される。

特許文献１に記載の封止体は、弁体をバルブ筐体側に押圧する駆動力として圧縮ばねを用い、圧縮ばねの駆動力に対向する駆動力として圧縮空気（圧空）を用いている。圧空は、例えば、外部電源の電力によって駆動されるコンプレッサにより供給されるなどの理由で、停電時は圧縮ばねに対向する駆動力を得ることができないことがある。

米国特許第５５７７７０７号明細書

特許文献１に記載の真空バルブでは、圧縮空気の駆動力により封止体を適切な位置に制御しているときに停電が発生すると、弁体が全閉位置でない場合には、封止体が不所望な位置に駆動され、例えば、開口部に対して傾斜した姿勢になるおそれがある。

（１）本発明の好ましい態様による真空バルブは、対向する一対の開口部を通過する気体の流路が形成された筐体と、流路に挿脱されて流路の開口面積を制御する弁体と、流路が弁体で閉鎖されるときに弁体を押動する封止体と、封止体を気体の上流方向と下流方向に駆動する封止体駆動部と、封止体の気体下流方向への移動を規制位置で禁止する規制部を有するメカニカルストッパーと、を備える。メカニカルストッパーは、封止体の気体下流側への移動を規制位置で禁止する第１位置と、規制位置から気体下流側である非規制位置へ封止体が移動することを許可する第２位置との一方に選択的に移動可能に配置されており、前記メカニカルストッパーは、前記第１位置および前記第２位置において前記筐体に取り付けられており、前記第１位置および前記第２位置において、前記筐体における前記規制部の前記封止体に対する位置が異なるように移動する。
（２）本発明の好ましい態様による真空バルブは、対向する一対の開口部を通過する気体の流路が形成された筐体と、前記流路に挿脱されて前記流路の開口面積を制御する弁体と、前記流路が前記弁体で閉鎖されるときに前記弁体を押動する封止体と、 前記封止体を前記気体の上流方向と下流方向に駆動する封止体駆動部と、 前記封止体の気体下流方向への移動を規制位置で禁止する規制部を有するメカニカルストッパーと、を備える真空ポンプであって、前記メカニカルストッパーは、前記封止体の気体下流側への移動を前記規制位置で禁止する第１位置と、前記規制位置から前記気体下流側である非規制位置へ封止体が移動することを許可する第２位置との一方に選択的に移動可能に配置されており、前記筐体は、前記一対の開口部が形成された筐体基部と、前記筐体基部に着脱可能に設けられたボンネットと、前記ボンネットの着脱に連動して、前記第１位置と前記第２位置との間で前記メカニカルストッパーを移動させるストッパ操作機構とを備え、前記ストッパ操作機構は、前記ボンネットが前記筐体に取り付けられると前記ボンネットで押されて前記メカニカルストッパーを前記第１位置に移動させ、前記ボンネットが前記筐体から取り外されると圧縮空気の圧力で前記メカニカルストッパーを前記第２位置に移動させる。

本発明によれば、真空チャンバの圧力制御を行っている最中の弁体が全閉位置でない場合や弁体全開時に封止体が不所望な位置に移動することを防止することができる。例えば、開口部に対して傾斜した姿勢になることを防止することができる。

本発明の一実施形態による真空バルブの斜視図。 真空バルブの平面図。 （ａ）は、封止体７が「流路開放位置」に位置する真空バルブの内部構造を説明する図であり、図２のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は、要部詳細図。 封止体７が「流路全閉位置」に位置する真空バルブの内部構造を説明する図であり、図２のＡ−Ａ線断面図。 メカニカルストッパーの斜視図。 通常使用時におけるメカニカルストッパーの位置を示した図。 封止体７が「緊急位置」に位置する真空バルブの内部構造を説明する図であり、図２のＡ−Ａ線断面図。 シールリング交換時（メンテナンス時）におけるメカニカルストッパーの位置を示した図。 封止体７が「メンテナンス位置」に位置する真空バルブの内部構造を説明する図であり、図２のＡ−Ａ線断面図。 比較例の真空バルブの図３に対応する断面図であり、封止体７が「流路開放位置」に位置する。 比較例の真空バルブの図７に対応する断面図であり、封止体７が「緊急位置」に位置する。 メカニカルストッパーの規制突部を設ける位置に関する変形例を示した図。 メカニカルストッパーの駆動方法に関する変形例を示した図。

―実施形態―
図１〜図９を参照して本発明の一実施形態による真空バルブを説明する。図１は、真空バルブの外観を示す斜視図、図２は真空バルブの平面図であり、弁体の揺動を説明する図、図３及び図４は図２のＡ−Ａ線断面図、図５はメカニカルストッパーの斜視図である。

＜真空バルブ１の概要＞
真空バルブ１は、図示しない真空チャンバと真空ポンプとの間に介在して設置される。真空バルブ１内には気体流路ＧＰが形成され、この気体流路ＧＰを通過する気体の流量は、駆動部１０により弁体８を全閉角度位置から全開角度位置の任意の角度位置に制御することで調節される。

駆動部１０は、弁体８を後述するθ方向に揺動駆動するモータ（不図示）と、モータを駆動制御する制御部（不図示）とを備えている。
弁体８は、駆動部１０のモータによって揺動駆動されてθ開度が変化する。弁体８のθ開度に応じて真空チャンバから真空ポンプへ流れる気体の流量が調節される。

＜弁体８の角度位置＞
図２は、図１に示した真空バルブ１を矢印ＹＡ１から観た矢視図である。図２に示すθは、弁体８のθ開度を示している。
破線で示された弁体８ａは、気体流路ＧＰを全開する角度位置（θ＝θmax）にある状態を示している。破線で示された弁体８ｂは、気体流路ＧＰを全閉する角度位置（θ＝０）にある状態を示している。図４で後述するように、全閉角度位置にある弁体８ｂは、ばね５０で付勢された封止体７で後述する座面４１Ｓａに押圧される。図９で後述するように、弁体８ａが全開角度位置にある時には、圧縮空気によりばね５０による封止体７の付勢力は解除される。

図２に示す弁体８ｃは、全閉時と全開時の間のθ開度にある状態を示している。弁体８ｃの一部が気体流路ＧＰに露出している状態で封止体７（図３参照）が弁体８ｃを押圧すると、封止体７が傾斜し、その後の円滑な駆動ができなくなる恐れがある（図１１参照）。この実施形態の真空バルブ１は、封止体７が過剰な押圧をしないように、後述するメカニカルストッパーＭ１を備えている。

＜真空バルブ１＞
図３は、図２のＡ−Ａ断面図であり、真空バルブ１の流路方向の断面図である。弁体８は全閉（θ＝０）時のものを示している。
真空バルブ１は、筐体２と、筐体２内においてスライド駆動されるスライドプレート、すなわち弁体８と、弁体８の駆動部１０とを備えている。筐体２は、筐体基部４と、筐体基部４にボルトで取り付けられた上フランジ３と、筐体基部４にボルトで取り付けられたボンネット１１とを備えている。筐体基部４は、全体として図１に示される外形形状に形成され、一端にはボンネット１１が着脱可能に設けられている。筐体基部４の下面には、下フランジ６（図３参照）が形成され、筐体基部４の周面にはカプラ９（図１参照）が取り付けられている。

真空バルブ１は、上フランジ３により、図示しない真空処理装置の真空チャンバに接続される。下フランジ６には図示しない真空ポンプが固定される。このようにして真空バルブ１は、真空チャンバと真空ポンプとの間に介在される。

図３（ｂ）も参照して説明する。筐体基部４の中央部には段付き開口４１が設けられている。段付き開口４１は、真空チャンバ側に形成された第１段部４１Ｆと、段部４１Ｆに連設して形成された第２段部４１Ｓとを有している。この第２段部４１Ｓに連なり、段付き開口４１の真空ポンプ接続側に開口部４２が形成されている。筐体基部４の真空チャンバ側の上面、すなわち第１段部４１Ｆの外周に上フランジ載置面４１ｂが形成されている。筐体基部４の真空ポンプ側下面には、開口部４２の外周に下フランジ６が形成されている。

筐体基部４の上フランジ載置面４１ｂに上フランジ３が載置され、上フランジ３は筐体基部４と一体化されている。上フランジ３は、フランジ部３ａと、フランジ３ａに連設される筒部３ｂとを有する。筒部３ｂの内側が気体流路ＧＰを構成する開口部３１となる。フランジ部３ａには、ばね収容部３ｃが凹設され、ばね収容部３ｃに、後述する封止体７を駆動する圧縮ばね５０が設けられている。

第１段部４１Ｆの底面４１Ｆａには、その内縁に沿って環状突起５６Ｒが立設されている。上フランジ３の筒部３ｂは、底面４１Ｆａを越えて真空ポンプ方向、すなわち気体下流方向に延設されている。

上フランジ３の内周に形成された開口部３１と、筐体基部４の内周に形成された開口部４２はともに平面視が同軸の円形形状であり、これら開口部３１と開口部４２は真空チャンバと真空ポンプとを接続する気体流路ＧＰを形成する。したがって、真空チャンバの気体は、開口部３１を介して真空バルブ１内に入り、開口部４２を介して真空バルブの外、すなわち、真空ポンプへ排出される。

第２段部４１Ｓの底面には弁体座面４１Ｓａが形成されている。この座面４１Ｓａと上フランジ３の筒部３ｂの下端との間に、軸方向に所定長さを有する弁体収容部７ａが設けられている。この弁体収容部７ａに弁体８が回動可能に配設されている。気体流路ＧＰは弁体８により開閉され、また、気体流路ＧＰの開口面積は弁体８の開度に応じて調節され、開口面積により真空チャンバ内の圧力が制御される。
上フランジ３の筒部３ｂの外周面と筐体基部４の段付き開口４１の内周面４１ｃとの間には、段付き環状に形成された封止体収容部５（図３（ｂ））が画成され、この収容部５に環状の封止体７が収容されている。

弁体８は、ボンネット１１内の駆動部１０により、気体流路ＧＰを全開する全開角度位置と、気体流路ＧＰを全閉する全閉角度位置との間で搖動する。全閉角度位置にある弁体８は、ばね５０で気体下流方向に付勢される封止体７で座面４１Ｓａに押しつけられ、気体流路ＧＰが閉鎖される。弁体８が座面４１Ｓａに押しつけられている高さ位置を閉鎖位置と呼ぶ。この状態を図４に示す。

図３（ａ）に示すように、ばね５０の付勢力を圧縮空気で解除すると弁体８は座面４１Ｓａから気流上流方向に移動する。この状態を図３に示す。すなわち、気体流路ＧＰが全開されるとき、および、弁体８が流路面積を調整するとき、弁体８は閉鎖位置よりも上方に位置する。封止体７をメンテナンスする際、弁体８は流路を全開する全開角度位置に退避され、封止体７は最も下方の位置までばね５０で押し下げられる。封止体７の詳細は後述する。

ボンネット１１は、筐体基部４と締結されているボルトを外すことで、筐体２から取り外すことができる。ボンネット１１をこのように着脱可能として筐体２を分割可能とすることで、真空バルブ１を真空チャンバおよび真空ポンプに取り付けた状態で、弁体８や、後述するシールリングなどを交換することが可能となる。

＜封止体７＞
環状の封止体７は、上述した封止体収容部５に収容されている。すなわち、封止体７は、弁体８に対して、真空排気上流側（図示上側）に配置されている。

封止体７は、ピストン部７１０とシールリング７２０とから構成されている。ピストン部７１０とシールリング７２０とは、突部７１ｂと凹部７２ａで互いに着脱可能に係合しているため、両者は、封止体７として、一体的に移動することができる。ピストン部７１０の外周およびシールリング７２０の外周にはそれぞれ筐体基部４の内面との間をシールするＯリングが設けられている。

ピストン部７１０は、筒状のピストン基部７１０ａと、ピストン基部７１０ａの真空チャンバ側に形成されたつば部７１０ｂとを有する。つば部７１０ｂの外周面には、筐体基部４の内面との間をシールするＯリングが設けられている。
ピストン部７１０のつば部７１０ｂの気体下流側の面は受圧部７１ａとして機能する。すなわち、ピストン基部７１０ａの外周面とつば部７１０ｂの下面はともに第１段部４１Ｆに対向し、これらで囲まれた閉鎖空間５５Ｓが形成される。封止体７と筐体基部４との間の空間５５Ｓ（以下、「圧空導入空間５５Ｓ」と呼ぶ）には、カプラ９を介して圧縮空気（圧空）が送り込まれる。図示しない圧空制御弁が圧空の供給と遮断を制御する。この実施形態では、圧空制御弁は停電時に圧空の供給を遮断するように構成される。

ピストン部７１０は、カプラ９を介して送り込まれる圧空を受圧部７１ａで受けることで、図示上向きの力を受ける。また、ピストン部７１０は、圧縮ばね５０によって、図示下向きの力を受ける。これらの力で、封止体７は、図示上下方向、すなわち気体の下流方向と上流方向に移動することができる。本実施形態では、停電時に圧空制御弁が圧空の供給を遮断するため、停電が生じると、圧縮ばね５０の図示下向きの力によって、封止体７が図示下向きに移動する。

このように、実施形態の真空バルブ１の封止体７は、圧縮ばね５０で気体下流方向に駆動される。上流方向の力は、圧空導入空間５５Ｓに導入される圧空が受圧部７１ａに作用する力により気体上流方向に封止体７を駆動する圧空駆動部７０Ｘにより実現される。

圧空導入空間５５Ｓには、メカニカルストッパーＭ１が配設されている。図５は、メカニカルストッパーＭ１の斜視図である。メカニカルストッパーＭ１は、リング形状の駆動部材Ｒ１を有する。駆動部材Ｒ１には、封止体７のメンテナンス位置への移動を禁止する規制突部Ｂ１が突設されている。駆動部材Ｒ１には、規制突部Ｂ１と反対側に棒状の操作部Ｃ１が接続されている。操作部Ｃ１は、駆動部材Ｒ１に固定された小径部Ｃ１Ａと、小径部Ｃ１Ａの先端に設けられた大径部Ｃ１Ｂとを有している。メカニカルストッパーＭ１は、第１段部４１Ｆの底面４１Ｆａ上に載置され、第１段部４１Ｆの内周面４１Ｆｂと、底面４１Ｆａから立設された環状突起５６Ｒの外周面５６Ｒａとの間を移動することができる。

つば部７１０ｂの受圧部７１ａには、凹部ＤＥ１が形成されている。これは、後述するように、メンテナンス時に封止体７がメカニカルストッパーＭ１で位置規制されないようにするためのものである。

ここで、封止体７が取り得る位置について説明する。封止体７は、「流路開放位置」、「流路遮断位置」、「メンテナンス位置」、「規制位置」に位置することができる。「流路開放位置」は、封止体７が弁体８と干渉しない位置、すなわち弁体８が揺動可能な位置であり、図３に示す。「流路遮断位置」は、封止体７が弁体８と当接する位置であり図４に示す。「メンテナンス位置」は、シールリング７２０を着脱するための位置であり、図９に示す。「規制位置」は、急な停電などによって駆動力を失った封止体７が、メカニカルストッパーＭ１で規制される位置であり、図７に示す。

なお、封止体７が「流路開放位置」や「流路遮断位置」に位置して真空バルブ１が使用される時を「通常使用時」と呼ぶことにし、封止体７がメンテナンス位置に位置して真空バルブ１がメンテナンスを受ける時を「メンテナンス時」と呼ぶことにし、封止体７が緊急位置に位置する時を「緊急時」と呼ぶことにする。

図３は、「流路開放位置」に位置する封止体７を示している。図２も参照して説明すると、「流路開放位置」において弁体８は、全閉（θ＝０）と全開（θ＝max）との間の任意の位置８ｃ（θ＝θ）に調節される。図３の「流路開放位置」は、圧空導入空間５５Ｓに導入される圧空を所定圧に調節し、この空圧により圧縮ばね５０の圧縮力に対抗する力を得ることで実現される。

図４は、「流路遮断位置」に位置する封止体７を示している。また、弁体８は、全閉（θ＝０）とされている。この時、弁体８は、封止体７により第２段部４１Ｓの座面４１Ｓａに押圧される。これによって、バルブ閉状態となり、真空バルブ１内を通過する気体の流れが遮断される。図３とは、封止体７の位置が異なる点が主に相違する。

なお、図４の封止体７は、図３の封止体７よりも、図示下方に位置するが、封止体７のピストン部７１０の受圧部７１ａは、メカニカルストッパーＭ１とは接触しておらず、所定の距離、たとえば、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍだけ離間している。

図６（ａ）は、通常使用時および緊急時におけるメカニカルストッパーＭ１の動作を説明する図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の操作部Ｃ１周辺の拡大図である。図６を用いて、通常使用時および緊急時におけるメカニカルストッパーＭ１の動作と機能を説明する。

上述したが、図６（ｂ）に示すように、操作部Ｃ１は、駆動部材Ｒ１に固定された小径部Ｃ１Ａと、小径部Ｃ１Ａの先端に設けられた大径部Ｃ１Ｂとを有している。筐体基部４には、操作部Ｃ１の大径部Ｃ１Ｂが収容される空間５５Ｃと、空間５５Ｃを圧空導入空間５５Ｓに連通する空間５５Ｄとが形成されている。空間５５Ｃの内周面と大径部Ｃ１Ａとの間はＯリングでシールされている。

封止体７が図３（ａ）に示す「流路開放位置」に位置制御されているとき、圧空導入空間５５Ｓには所定圧に調節された圧空が導入されている。この圧空は空間５５Ｄから空間５５Ｃにも導かれ、大径部Ｃ１Ｂの受圧面Ｃ１Ｐに圧空が作用している。したがって、操作部Ｃ１は、圧空により図示右側の力を受ける。しかし、通常使用時は筐体基部４にボンネット１１が装着されているので、操作部Ｃ１は図示右側へ移動できない。

すなわち通常使用時、図６（ａ）に示すように、ボンネット１１は、筐体基部４に固定されている。ボンネット１１は筐体基部２のボルトなどの締結部材で強固に固定されているので、大径部Ｃ１Ｂの受圧面Ｃ１Ｐが圧空から受ける右方向の力は、ボンネット１１の端面１１Ｓで保持される。そのため、図６（ａ）に示すように、規制突部Ｂ１が設けられている側（図示左側）の駆動部材Ｒ１の外周面が第２段部４１Ｆの内周面４１ｃと当接し、操作部Ｃ１が設けられている側（図示右側）の駆動部材Ｒ１の内周面が環状突部５６Ｒと当接する。すなわち、メカニカルストッパーＭ１は、圧空導入空間５５Ｓの図示左端に押し込まれた規制位置、すなわち第１位置に位置制御される。

図７は、急な停電などによって圧縮空気の供給が遮断されて封止体７がばね５０により図示下方に移動し、規制位置に位置している時（緊急時）の様子を示している。図７においては、弁体８の一部の領域が気体流路ＧＰに突出している。この弁体８の位置は図２の符号８ｃで示す位置である。

図７においては、弁体８は、図２の符号８ｃの位置に位置しているため、弁体８は図示右方の部分（以下、右方部）においてシールリング７２０において、シールリング７２０と座面４１Ｓａとの間に挟持されている。一方、シールリング７２０の図示左方の部分（以下、左方部）の下方には弁体８に存在しない。そのため、シールリング７２０の左方部が右方部よりも図示下側に移動しようとする。図７において、封止体７の受圧部７１ａは、面７１０ｓでメカニカルストッパーＭ１の規制突部Ｂ１に当接している。そのため、上記のシールリング７２０の左方部の移動が規制される。これによって、封止体７が傾斜することに起因した動作不良を防止できる。

実施形態の真空バルブ１は、ボンネット１１の着脱に連動して第１位置と第２位置との間でメカニカルストッパーＭ１を移動させる操作機構ＭＤを備えている。操作機構ＭＤは、受圧部Ｃ１Ｐが形成された大径部Ｃ１Ｂを有する操作部Ｃ１と、操作部Ｃ１に圧縮空気により空圧を作用させる圧空導入空間５５Ｃ、５５Ｄなどから構成される。

図８、図９を用いて、メンテナンス時における各構成の位置について説明する。
図８（ａ）は、メンテナンス時におけるメカニカルストッパーＭ１の動作を説明する図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）の操作部Ｃ１周辺の拡大図である。図８を用いて、メンテナンス時におけるメカニカルストッパーＭ１の配設箇所について説明する。

図８（ａ）に示すように、メンテナンス時においては、弁体８やシールリング７２０等を交換するために、ボンネット１１を取り外す。これによって、操作部Ｃ１の端面Ｃ１Ｓは、ボンネット１１の端面１１Ｓから力を受けなくなる。上述したように、操作部Ｃ１は、大径部Ｃ１Ｂの受圧面Ｃ１Ｐに作用する圧空により図示右向きの力を受けている。そのため、ボンネット１１を取り外すと、メカニカルストッパーＭ１が図示右向きに移動する。当該移動方向は、真空バルブ１の流路と直交する方向である。操作部Ｃ１側（図示右側）の駆動部材Ｒ１の外周面は第２段部４１Ｆの内周面４１Ｆｂに当接する。規制突部Ｂ１側（図示左側）の駆動部材Ｒ１の内周面は環状突部５６Ｒの外周面５６Ｒａと当接する。これにより、メカニカルストッパーＭ１の図示右向きの移動が停止する。当該移動によって、メカニカルストッパーＭ１は、圧空導入空間５５Ｓの図示右端に配設される。当該位置に移動したことで、メカニカルストッパーＭ１の規制突部Ｂ１は、封止体７のピストン部７１０の凹部ＤＥ１と対向するようになる。凹部ＤＥ１は、規制突部Ｂ１を収納できるように設計されている。

図９は、メンテナンス時における、図２のＡ−Ａ断面図である。弁体８は取り外されているため、示されていない。その他、図３とは、封止体７とメカニカルストッパーＭ１の位置が異なる点が主に相違する。

図９に示すように、メンテナンス時におけるメカニカルストッパーＭ１は、図３で示された位置から図示右方向に移動し、圧空導入空間５５Ｓの図示右端に位置する。これにより、メカニカルストッパーＭ１の規制突部Ｂ１は、封止体７のピストン部７１０の凹部ＤＥ１と対向する。

停電により圧縮空気が遮断されると、圧縮ばね５０の付勢力で封止体７は気体下流方向に移動する。図７のように、メカニカルストッパーＭが第１位置にある時は受圧部７１ａが規制突部Ｂ１に当接して、封止体７は「規制位置」よりも気体下流方向に移動することが禁止されている。メンテナンス時は、メカニカルストッパーＭは図９に示す第２位置に位置する。第２位置では、規制突部Ｂ１が凹部ＤＥ１と対向する。圧空導入空間５５Ｓへの圧空の供給が遮断されると、圧縮ばね５０の下方付勢力により、凹部ＤＥ１に規制突部Ｂ１が入り込み、封止体７は図９のメンテナンス位置に移動する。
凹部ＤＥ１は、メンテナンス時に封止体７がメカニカルストッパーＭ１と干渉しないようにするためのものである。
以上より、メカニカルストッパーＭ１が圧空導入空間５５Ｓの図示右端に位置すると、封止体７は、「メンテナンス位置」まで図示下方向に移動することができる。

なお、封止体７が「メンテナンス位置」に到達すると、封止体７のピストン部７１０の受圧部７１ａが、筐体基部４の環状突起５６Ｒの上端面５６Ｒｂと当接するように設計されている。すなわち、この実施形態では、封止体７の「メンテナンス位置」は図９に示すように、環状突起５６Ｒの高さで規定されている。
なお、封止体７の凹部ＤＥ１の底面とメカニカルストッパーＭ１の規制部Ｂ１とを接触させて「メンテナンス位置」を定義してもよい。

メカニカルストッパーＭ１を、圧空導入空間５５Ｓの図示右端（図８）から、圧空導入空間５５Ｓの図示左端（図６）に移動させる手順は次のとおりである。封止体７を通常使用時の位置に制御する。すなわち、圧縮空気を空間５５Ｓに導入し、圧縮ばね５０の付勢力に抗して封止体７を通常使用位置に制御する。ボンネット１１を筐体基部４に取り付けると、ボンネット１１の端面１１Ｓが操作部Ｃ１の端面Ｃ１Ｓを押し、圧空の力に抗してメカニカルストッパーＭ１が図６の位置まで移動する。

このように、ボンネット１１の着脱に連動させてメカニカルストッパーＭ１を規制位置である第１位置と、非規制位置である第２位置に移動することができる。メンテナンス時以外はボンネット１１が装着されているので、メンテナンス時以外ではメカニカルストッパーＭ１を規制位置に確実に位置させておくことができ、封止体７は「規制位置」でその高さ位置が規制される。

封止体７が「メンテナンス位置」まで移動すると、シールリング７２０のシール材７２１，７２２，７２３は、収容部５の壁面と接触しなくなる。これによって、シールリング７２０の着脱が可能となる。シールリング７２０の交換は、筐体２の開口部２５を介して行われる。シールリング７２０の外周面には不図示の把柄部が１つ設けられており、ユーザは開口部２５からこの把柄部を操作してシールリング７２０を取り外すことができる。具体的に説明する。シールリング７２０の把柄部を持ち、環状の封止体７の軸を中心に回すことで、シールリング７２０の凹部７２ａとピストン部７１０の突部７１ｂとの係合が解除される。これによってシールリング７２０を封止体７から取り外して交換することができる。

以上説明した実施形態の真空バルブ１は、対向する一対の開口部を通過する気体の流路が形成された筐体２と、流路ＧＰに挿脱されて流路の開口面積を制御する弁体８と、流路ＧＰが弁体８で閉鎖されるときに弁体８を押動する封止体７と、封止体７を気体の上流方向と下流方向に駆動する駆動部（５０，７０Ｘ）と、封止体７の気体下流方向への移動を「規制位置」で禁止する規制部Ｂ１を有するメカニカルストッパーＭ１とを有する。メカニカルストッパーＭ１は、封止体７の気体下流側への移動を「規制位置」で禁止する図６（ａ）に示す第１位置と、「規制位置」から気体下流側である非規制位置、すなわち「メンテナンス位置」へ封止体７が移動することを許可する図８（ａ）に示す第２位置の間で操作される。

このような実施形態の真空バルブ１は以下のような作用効果を奏する。
（１）本実施形態の真空バルブ１は、封止体７の移動を規制する規制突部Ｂ１を有するメカニカルストッパーＭ１を備える。図７に示すように、規制突部Ｂ１は、通常使用時に封止体７の移動を規制して、シールリング７２０が「メンテナンス位置」へ移動することを禁止する。すなわち、規制部Ｂ１により、封止体７の気体下流方向への移動が「規制位置」で規制される。
これによって、急な停電などによって、全閉位置にない弁体８を封止体７が押圧しても、封止体７が傾斜することを防ぐことができる。その結果、封止体７の引っ掛かりが防止できるので、封止体７の動作不良を防止できる。また、封止体７と筐体２との間のシール材のシール性の悪化を防止できる。

（２）実施形態の真空バルブ１の封止体７は、弁体８に当接するシールリング７２０、およびシールリング７２０が装着される本体７１０を有する。図９に示す封止体７の「メンテナンス位置」、すなわち非規制位置は、シールリング７２０が本体７１０から取り外される位置である。メカニカルストッパーＭ１は、通常使用時では、規制突部Ｂ１を圧空導入空間５５Ｓの内周面４１ｆａに近づけるような位置（図６）に位置し、メンテナンス時では、規制突部Ｂ１を圧空導入空間５５Ｓ内の環状突起５６Ｒの外周面５６Ｒａに近づけるような位置（図８）に位置する。
このように、実施形態の真空ポンプ１では、メカニカルストッパーＭ１が通常使用時とメンテナンス時とで第１位置と第２位置に操作可能である。その結果、封止体７を図７のように「規制位置」で規制する構造を採用しても、メンテナンス時に封止体７は「規制位置」よりもさらに気体下流の「メンテナンス位置」である非規制位置に移動することができる。「メンテナンス位置」の封止体７は、シールリング７２０を本体７１０から取り外し、また、取付けることができる。

（３）実施形態の真空バルブ１の筐体２は、一対の開口部が形成された筐体基部４と、筐体基部４に着脱可能に設けられたボンネット１１と、ボンネット１１の着脱に連動して、第１位置と第２位置との間でメカニカルストッパーＭ１を移動させる操作機構ＭＤとをさらに備える。このように、実施形態の真空バルブ１では、メカニカルストッパーＭ１の第１位置と第２位置の間での移動は、ボンネット１１が筐体基部４に着脱されることに連動する。
これによって、メカニカルストッパーＭ１を上記の通常使用時の位置に配置し忘れることを防止できる。

（４）実施形態の真空バルブの操作機構ＭＤは、ボンネット１１が筐体２に取り付けられるとボンネット１１で押動されてメカニカルストッパーＭ１を通常使用時の第１位置（図６）に移動し、ボンネット１１が筐体２から取り外されると圧縮空気の圧力でメカニカルストッパーＭ１を第２位置（図８）に移動する。すなわち、操作機構ＭＤは、ボンネット１１の着脱によりメカニカルストッパーＭ１を機械的に押動するので、電気制御式もしくは手動動作式に比べて構造が簡単である。

（５）実施形態の封止体７の駆動部７０Ｘは、圧縮空気の圧力により圧縮ばね５０の付勢力に抗して封止体７を気体の上流方向へ押し戻す受圧部７１ａを備える。そして、操作機構ＭＤの大径部Ｃ１Ｂに圧縮空気を作用させる圧空導入室５５Ｓと、受圧部７１ａに圧縮空気を作用させる圧空導入室５５Ｃとを連通する通路５５Ｄが設けられている。
すなわち、封止体７は、圧空により駆動され、メカニカルストッパーＭ１は、圧空導入空間５５Ｓに配置されて操作部Ｃ１を介して圧空により駆動され、通常使用時の位置からメンテナンス時の位置へ移動する。
これにより、圧空を用いて、容易に、メカニカルストッパーＭ１をメンテナンス時の位置へ移動させることができる。

（６）実施形態の真空バルブでは、封止体７とメカニカルストッパーＭ１は流路ＧＰを取り囲む環体である。封止体７は、流路ＧＰを取り囲む円筒部７１０ａと円筒部７１０ａの一端側で外周方向に延在する環状のつば部７１０ｂとを有し、つば部７１０ｂは受圧部７１ａを構成する。メカニカルストッパーＭ１の規制突部Ｂ１は、操作機構とは反対側に設けられるとともに、受圧部７１ａと当接して封止体７を「規制位置」で規制する。すなわち、規制突部Ｂ１および操作部Ｃ１は、駆動部材Ｒ１に対して、互いに対向する位置に設けられる。
封止体７の周方向において、弁体８と一様に当接しないと、封止体７が傾斜するが、当該傾斜によって封止体７の周方向で沈み込みやすい位置ができる。
上記構成によって、その封止体７の沈み込みやすい位置に規制突部Ｂ１が設けられるので、封止体７の傾斜を防止できる。

（７）メカニカルストッパーＭ１は、操作部Ｃ１が設けられた駆動部材Ｒ１を有する。
これによって、規制突部Ｂ１から開口部３１，４１に対して対向する位置から遠隔操作することができる。
規制突部Ｂ１は、本来であれば、規制突部Ｂ１の近隣の図６（ａ）や図８（ａ）の図示左側（以下、「規制突部近隣箇所」と呼ぶ）から操作すればよいが、他の装置等が配設されているなどという事情があると、規制突部近隣箇所から操作することが困難ということがある。しかし、本実施形態の真空バルブ１では、ボンネット１１側から遠隔操作できるので、上記事情などあっても、容易に、メカニカルストッパーＭ１の位置を操作できる。

（８）実施形態のメカニカルストッパーＭ１は、流路ＧＰと直交する面内において移動するように設けられている。メカニカルストッパーＭ１の操作部Ｃ１の形状は棒状の形状であり、メカニカルストッパーＭ１は操作部Ｃ１の軸方向に平行に移動する。操作部Ｃ１の大径部Ｃ１Ｂの周面に設けたＯリングで筐体基部４との間が密閉される。
これによって、メカニカルストッパーＭ１が移動しても、操作部Ｃ１の大径部Ｃ１Ｂの周面に設けたＯリングによるシール性が悪化しないようにすることができる。

図１０、図１１を用いて、比較例の真空バルブ１００について説明し、本実施形態の真空バルブ１と対比する。本実施形態の真空バルブ１と同様の構成については説明を省略する。

図１０は、比較例の真空バルブ１００の断面図であり、弁体８が全閉である時を示している。比較例の真空バルブ１００は、本実施形態の真空バルブ１と異なり、メカニカルストッパーを備えていない。

図１１は、比較例の真空バルブ１００において、弁体８が、図２で示す弁体８ｃの位置にある時に、急な停電等で封止体７の図示上向きの駆動力がなくなった時（緊急時）の図を示している。図１１に示すように、封止体７の右方部は弁体８に支持されているが、封止体７の左方部は弁体８に支持されていない。比較例の真空バルブ１００は、メカニカルストッパーを備えていないため、弁体８に支持されていない封止体７の左方部を支持できる構成を備えていない。よって、封止体７の左方部が図示下側に沈み込むように、封止体７が傾斜する。これによって、封止体７が収容部５の壁面と引っかかりが生じて、動作不良となる可能性がある。また、シールリング７２０の左方部がメンテナンス位置にまで移動し、シール材７２１、７２２が収容部５の壁面と当接しなくなり、シール材７２１、７２２のシール性が悪化する。

一方、本実施形態の真空バルブ１はメカニカルストッパーＭ１を備えている。そのため、メカニカルストッパーＭ１の規制突部Ｂ１が、弁体８に支持されていない封止体７の左方部を支持し、封止体７の左方部の図示下側の移動を規制する（図７参照）。
これによって、封止体７の傾斜を防止することができる。その結果、封止体７の傾斜に起因する上記の各種問題も生じないようにすることができる。

次のような変形も本発明の範囲内である。

―変形例１Ａ―
図１２（ａ）は、変形例１Ａを示した図である。変形例１Ａは、規制突部Ｂ１の数と位置の変形例である。変形例１Ａでは、規制突部Ｂ１を２つ設けた。規制突部Ｂ１を設ける位置は、操作部Ｃ１と略対向する位置である。上記規制突部Ｂ１の数と位置の変更に合わせて、メンテナンス時に規制突部Ｂ１を収容する凹部ＤＥ１の数と位置も変更した。本変形例のようにしても、以上の実施形態と同様の効果を奏する。

―変形例１Ｂ―
図１２（ｂ）は、変形例１Ｂを示した図である。変形例１Ｂは、変形例１Ａと同様に、規制突部Ｂ１の数と位置の変形例である。変形例１Ｂでは、規制突部Ｂ１を８つ設けた。さらに、その規制突部Ｂ１を周方向に等間隔に配置した。規制突部Ｂ１の数と位置の変更に合わせて、メンテナンス時に規制突部Ｂ１を収容する凹部ＤＥ１の数と位置も変更した。変形例１Ｂのようにしても、規制突部Ｂ１が操作部Ｃ１と略対向しているものがあるので、以上の実施形態と同様の効果を奏する。

―変形例２Ａ―
図１３（ａ）は、変形例２Ａを示した図である。変形例２Ａは、操作部Ｃ１の駆動についての変形例である。変形例２Ａでは、空間５５Ｃの中に小径部Ｃ１Ａを囲うように圧縮ばね６０が設けられている。上述した実施形態に圧縮ばね６０が追加されたことによって、圧縮空気によりメカニカルストパルスＭ１を駆動する場合に比べて、操作部Ｃ１、すなわちメカニカルストッパーＭ１の図示右側への駆動力が増す。その結果、通常使用時の位置から、メンテナンス時の位置へのメカニカルストッパーＭ１の移動を速めることが可能となる。

―変形例２Ｂ―
封止体駆動用の圧縮空気を利用してメカニカルストッパー１を駆動するようにしたが、圧縮ばね６０のばね力のみでメカニカルストッパーＭ１を駆動するようにしてもよい。図１３（ｂ）は、変形例２Ｂを示した図である。操作部Ｃ１の大径部Ｃ１Ｂの凹部Ｃ１ＤとシールリングＳＲとを取り除いた代わりに、空間５５Ｄの壁面に凹部ＤＥ５を設けて凹部ＤＥ５にシールリングＳＲ５を配置する。圧縮ばね６０のみの駆動にはなるが、シールリングＳＲ５が固定されているので、操作部Ｃ１でのシール性を向上させることが可能となる。

―変形例３―
以上の実施形態では、封止体７の上向きの駆動を圧空で、封止体７の下向きの駆動を圧縮ばね５０で行うとした（図３参照）。しかし、本発明は、これに限定されない。
例えば、以下に示す真空バルブＡ〜Ｅのように、
封止体の
Ａ．上向きの駆動を電磁石、下向きの駆動を圧縮ばね
Ｂ．上向きの駆動を電磁石、下向きの駆動を永久磁石
Ｃ．上向きの駆動を圧空（停電時に圧空を遮断するタイプ）、下向きの駆動を圧空（停電時でも圧空を供給するタイプ）
Ｄ．上向きの駆動を圧空（停電時に圧空を遮断するタイプ）、下向きの駆動を永久磁石
Ｅ．上向きの駆動を圧空（停電時に圧空を遮断するか圧空を排出するタイプ、センタークローズ）、下向きの駆動を圧空（停電時でも圧空を供給するタイプ）
で行うようにしても、上述した比較例の真空バルブ１００が有する問題が生じうる。上記の真空バルブＡ〜Ｅなどにおいても本発明を適用することで、上記問題が解決できる。

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。

１：真空バルブ
２：筐体
３：上フランジ
４：筐体基部
６：下フランジ
７：封止体
８：弁体
１０：駆動部
１１：ボンネット
３１：開口部
４２：開口部
５０：圧縮ばね
５５Ｃ、５５Ｓ：圧空導入空間
７１ａ：受圧部
７０Ｘ：封止体駆動部
７１０：本体
７１０ａ：筒部
７１０ｂ：つば部
７２０：シールリング
Ｂ１：規制突部
Ｃ１：操作部
Ｃ１Ａ:小径部
Ｃ１Ｂ：大径部
ＤＥ１：凹部
ＧＰ：流路
Ｍ１：メカニカルストッパー
Ｒ１：駆動部材
ＭＤ：操作機構

Claims (7)

1. 対向する一対の開口部を通過する気体の流路が形成された筐体と、
   前記流路に挿脱されて前記流路の開口面積を制御する弁体と、
   前記流路が前記弁体で閉鎖されるときに前記弁体を押動する封止体と、
   前記封止体を前記気体の上流方向と下流方向に駆動する封止体駆動部と、
   前記封止体の気体下流方向への移動を規制位置で禁止する規制部を有するメカニカルストッパーと、を備え、
   前記メカニカルストッパーは、前記封止体の気体下流側への移動を前記規制位置で禁止する第１位置と、前記規制位置から前記気体下流側である非規制位置へ封止体が移動することを許可する第２位置との一方に選択的に移動可能に配置されており、
   前記メカニカルストッパーは、前記第１位置および前記第２位置において前記筐体に取り付けられており、前記第１位置および前記第２位置において、前記筐体における前記規制部の前記封止体に対する位置が異なるように移動する、真空バルブ。
2. 請求項１に記載の真空バルブにおいて、
   前記封止体は、前記弁体に当接するシールリングと、前記シールリングが装着される本体と、を有し、
   前記封止体の前記非規制位置は、前記シールリングが前記本体から取り外し可能な位置である真空バルブ。
3. 請求項１または２に記載の真空バルブにおいて、
   前記筐体は、前記一対の開口部が形成された筐体基部と、前記筐体基部に着脱可能に設けられたボンネットと、
   前記ボンネットの着脱に連動して、前記第１位置と前記第２位置との間で前記メカニカルストッパーを移動させるストッパ操作機構と、をさらに備える真空バルブ。
4. 対向する一対の開口部を通過する気体の流路が形成された筐体と、
   前記流路に挿脱されて前記流路の開口面積を制御する弁体と、
   前記流路が前記弁体で閉鎖されるときに前記弁体を押動する封止体と、
   前記封止体を前記気体の上流方向と下流方向に駆動する封止体駆動部と、
   前記封止体の気体下流方向への移動を規制位置で禁止する規制部を有するメカニカルストッパーと、を備える真空ポンプであって、
   前記メカニカルストッパーは、前記封止体の気体下流側への移動を前記規制位置で禁止する第１位置と、前記規制位置から前記気体下流側である非規制位置へ封止体が移動することを許可する第２位置との一方に選択的に移動可能に配置されており、
   前記筐体は、前記一対の開口部が形成された筐体基部と、前記筐体基部に着脱可能に設けられたボンネットと、前記ボンネットの着脱に連動して、前記第１位置と前記第２位置との間で前記メカニカルストッパーを移動させるストッパ操作機構とを備え、
   前記ストッパ操作機構は、前記ボンネットが前記筐体に取り付けられると前記ボンネットで押されて前記メカニカルストッパーを前記第１位置に移動させ、前記ボンネットが前記筐体から取り外されると圧縮空気の圧力で前記メカニカルストッパーを前記第２位置に移動させる真空バルブ。
5. 請求項４に記載の真空バルブにおいて、
   前記封止体駆動部は、前記封止体を前記気体の下流方向に付勢する圧縮ばねと、圧縮空気の圧力により前記圧縮ばねの付勢力に抗して前記封止体を前記気体の上流方向へ押し戻す受圧部と、をさらに備え、
   前記ストッパ操作機構に前記圧縮空気を作用させる圧空導入室と、前記受圧部に前記圧縮空気を作用させる圧空導入室と、を連通する通路が設けられている真空バルブ。
6. 請求項５に記載の真空バルブにおいて、
   前記封止体と前記メカニカルストッパーとは、前記流路を取り囲む環体であり、
   前記封止体は、前記流路を取り囲む円筒部と円筒部の一端側で外周方向に延在する環状のつば部とを有し、前記つば部は前記受圧部を構成し、
   前記メカニカルストッパーの前記規制部は、前記ストッパ操作機構とは反対側に設けられるとともに、前記受圧部と当接して前記封止体を前記規制位置で規制する真空バルブ。
7. 請求項４〜６のいずれか一項に記載の真空バルブにおいて、
   前記メカニカルストッパーは、前記流路と直交する面内において移動するように設けられている真空バルブ。

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