JPH02138577A - 真空用ゲートバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は表面分析装置等に用いられる真空用ゲートバル
ブに係り、特に高いシール性能を保持すると共に小形で
これを実現するのに好適な真空用ゲートバルブ装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来の真空用ゲートバルブは、特開昭５７−４０１６８
に記載のように軸方向に移動可能な駆動軸の先端にシー
ル弁が取付けられ、駆動軸の移動方向と所定の角度を持
つ切断面をシール弁６が持ち。

２つの切断面の一方にシール用ゴム板が取りつけられ、
軸方向終端においてシール弁の他方の切断面がストッパ
に接した後、シール用ゴム板を真空空間に通じる開口部
に押しつけてシール作用を持たせるようになっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術はシール弁が直接駆動軸に取付けられてい
るため、シール弁に取付けられたシール用ゴム板を適切
な力で、かつ−様な押付圧で開口部に押付ける点に配慮
がなされていなかった。すなわち、シール弁がストッパ
に接した後、シール用ゴム板が開口部に接近し、さらに
押付ける動作をするためには駆動軸が弾性変形をする必
要があるが、変形に要する力のためにシール弁への押付
力が減殺され、所定の押付力が得られなかった。

逆に駆動軸に弾性変形を容易にするような部分を設ける
と、この部分にも大きな軸方向力が作用するので、早期
に座屈、疲労して破壊してしまった。

また、ストッパおよび開口部とこれらに対応するシール
弁の切断面との平行度が加工精度、組立精度によって充
分に得られない場合があり、シール用ゴム板が開口部に
斜めに押付けられるため、シール用ゴム板に−様な押付
圧が得られず、高いシール効果を保持することができな
いという問題があった。

本発明の目的は開口部に対してシール弁に適切な押付力
を与え、また−様な押付圧を与えることにより、高い真
空シール性能を持つ真空用ゲートバルブを提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、シール部材を移送部材の移動方向と直角で
開口部に接近あるいは遠ざかる方向に、かつ移送部材の
移動方向に相対的に移動可能に移送部材に連結すること
により達成される。

〔作用〕

シール部材が移送部材に対して移送部材の移動方向と、
移送部材の移動方向と直角で開口部に接近、あるいは遠
ざかる方向に容易に動けるようになっているので、移送
部材、シール部材、停止部材の少な（でもいずれかに設
けられた斜面を通してシール部材に適切な押付力を付与
することができ、またシール部材のシール面が開口部の
シール面にならって密着し、−様な押付圧を得ることが
できるので、シール部材と開口部の間に高い真空シール
性能を保持することができる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図により説明する。

電子線を利用した表面分析装置等の電子銃を配置した真
空室１と試料室につながる真空室２が鏡筒３と隔壁４で
仕切られている。隔壁４には真空室１と真空室２を連通
し、電子線が通る開口部５が設けられている。シール弁
６は板バネ７を介して押し金８に連結される。押し金８
は駆動軸９の先端に設けられたネジ部９ａと結合され、
駆動軸９の他端はネジ部９ｂによって空気シリンダ１０
のロッド１１に結合される。板バネ７の一端はネジ１２
によって押し金８に固定され、他端には板バネ７に設け
られた長穴１３を通してネジ１４によってシール弁６が
押し金８と駆動軸９の軸方向に摺動可能に取付けられて
いる。駆動軸９はシールブロック１５に装着された軸受
１６によって案内される。軸受１６の抜は止めは止メ輪
１７でなされる。空気シリンダ１ｏはシールブロック１
５に固定され、シールブロック１５はネジ１８で鏡筒３
に固定される。鏡筒３とシールブロック１５のシールは
鏡筒３とシールブロック１５にそれぞれ設けられたエツ
ジ部１９．２０の間に金属ガスケット２１を強くはさむ
ことによってなされる。

駆動軸９の円板部９ｃにはベローズ２２の一端が溶接さ
れ、ベローズの他端はシールブロック１５に溶接され、
シールブロック１５と駆動軸９がシールされる。

次に上述した本発明の一実施例の動作を説明する。

試料を分析するときは試料を試料室に設置した後、試料
室および真空室２を真空に引く。このとき第１図に示す
ように真空室１は開口部５がシール弁６で塞がれている
ため真空に保持されている。

第１図の状態から空気シリンダ１０を作動することによ
りシール弁６を右方向に移動させて第２図の状態にし、
電子線を隔壁４の開口部５を通して試料に照射して試料
の表面分析をする。第２図の状態ではシール弁６は開口
部５の凸状のシール面５ａへの押付力が解放されて板バ
ネ７は元に戻るため、シール弁６は開口部５のシール面
５ａと離れる。またシール弁６が右方向に移動するとき
、シール弁６のシール面６ａに装着された０リング２３
と開口部５のシール面５ａとの摩擦力により。

まず板バネ７が右方向に移動し、板バネ７の長穴１３の
左端にシール弁６に取付けられたネジが当り、その後シ
ール弁６が右方向に引かれ、押し金８とシール弁６は離
れた状態になる。試料を交換するときはシール弁６を空
気シリンダ１０により左方向に移動させ第１図の状態に
する。すなわち。

空気シリンダ１０により駆動軸９と押し金８が左方向に
移動し、シール弁の斜面６ｂがネジの先端が半球状にな
ったストッパ２４に当る。ストッパ２４はストッパ受け
２５にネジ結合され、ストッパ受け２５は隔壁４に固定
された弁受は体２６にネジ２７で固定されている。シー
ル弁６の斜面６ｂがストッパ２４に当ると板バネ７の長
穴１３がネジ１４に案内されて左方向に移動し、ストッ
パ２４と当るシール弁６の斜面６ｂと反対側の斜面６ｃ
と押し金８の斜面８ａとが接する。このとき長穴１３の
右端とネジ１４との間にはすきまが存在するよう長穴１
３の軸方向の位置、長さが設定されている。さらに空気
シリンダ１０により駆動軸９を介して押し金８に左方向
の力を与えると。

シール弁６の斜面６ｂにはストッパ２４から、斜面６ｃ
には押し金８の斜面８ａからシール弁６を上方に押上げ
る力が与えられ、開口部５のシール面５ａにシール弁６
のシール面６８が押しつけられる。シール弁６のシール
面６ａには環状溝２８が設けられ、この溝に装着された
Ｏリング２３がシール面６ａに押しつけられることによ
り開口部５がシールされる。この状態で試料室を大気に
開放し、試料を交換する。電子鏡が配置された真空室１
はシール弁６により大気と遮断され、常に高真空が保持
され、汚染が防止されることにより電子鏡の寿命を伸ば
すことができるとともに、試料交換時の真空立上げ時間
を短くする。

板バネ７はシール弁６が開口部５に押付けられる方向に
剛性を弱く設定しであるので、ストッパ２４と押し金８
から与えられる押付力を減殺する割合はわずかになり、
シール弁６に適切な押付力を付与して高いシール性能を
保持することができる。また板バネ７は長穴１３を通し
てシール弁６に連結されているため、軸方向の力を受け
ることがなく、座屈、疲労により早期に破壊してシール
性能をそこなうことがない。また、駆動軸９と開口部５
のシール面５ａおよび押し金８が摺動し。

シール弁６からの押付力の反力を受ける弁受は体２６の
案内面２６ａとの平行度が加工精度、組立精度によって
多少悪くても、シール弁６は駆動軸９と押し金８に一体
に固定されていないので、シール弁６のシール面６ａは
開口部５のシール面５ａに容易にならって密着し、環状
溝２８の溝深さを適切な値に設定しておけば、０リング
２３に対する押付圧が周方向に−様になり、常に高いシ
ール性能を保持することができる。さらにシール弁６は
ストッパ２４と押し金８から同時に押されるため、シー
ル弁６のシール面６ａと開口部５のシール面５ａとに−
様な押付圧を与えることができ、高いシール性能を得る
ことができる。

第３図は０リングの代りにゴムシート２９をシール弁３
０に貼った構成を示したものであり、このようにしても
充分に高いシール性能を得ることができる。第４図はシ
ール弁３１に開口部を囲む凸部３２をシール弁３１と一
体に形成し、凸部３２で開口部をシールする構成とＣた
ものであり、シール弁をテフロンのような高分子材料を
用いれば、比較的低い真空度であればシールすることが
できる。

第５図は本発明の装置の他の例を示したもので、この図
において第１図と同符号のものは同一部分である。駆動
軸３３の先端に駆動軸３３より細い支持軸３４が一体に
形成され、支持軸３４の先端に止メ輸３５が取付られて
いる。シール弁３６には駆動軸３３の移動方向に平行に
貫通穴３７が設けられ、この穴に支持軸３４をはめ込む
ことにより、シール弁３６は駆動軸３３に連結される。

ストッパ３８は先端が半球状になっており、ストッパ受
け３９にネジ結合され、ストッパ受け３９は弁受は体４
０に固定されている。シール弁３６が駆動軸３３によっ
て軸方向に開口部５に向って移送され、シール弁３６の
斜図３６ａがストッパ３８に当り、シール弁３６はスト
ッパ３８から上方向の力を受け、開口部５のシール面５
ａとシール弁３６のシール面３６ｂとが密着し、シール
面３６ｂに設けられた環状溝４１に装着されたＯリング
４２がシール面５ａに押し付けられ、開口部５をシール
する。シール弁３６の貫通穴３７と駆動軸３４のすきま
は、シール面３６ｂとシール面５ｂとが密着したとき、
貫通穴３７と支持軸３４が接触しない程度に、またシー
ル弁３６の移送中にＯリング４２が隔壁４に接しない程
度に設定しである。したがって、ストッパ３８からシー
ル弁３６に与えられる押付力が減殺されることはなく。

適切な押付力が付与され、高いシール性能が保持できる
。またシール弁３６の貫通穴３７の軸方向の長さが、駆
動軸３３と支持軸３４との接続部と止メ輸３５との距離
より短く、支持軸３４と貫通穴３７とにすきまがあるた
め、支持軸３４に軸方向あるいはシール弁押付方向の力
が作用せず、支持軸３４の破壊によるシール不能になる
ことがない。シール弁３６に開口部５への押付力を発生
させる斜面３６ａは本実施例では１つであるが、ストッ
パ３８が斜面３６ａに当る位置はシール弁３６の中央付
近に設定しであるので、シール面３６ｂとシール面５ａ
の間に一様な押付圧が与えられて密着し、０リング４２
への押付圧が周方向に一様になり、高いシール性能を保
持することができる。さらに、駆動軸３３とシール面５
ａの平行度が多少悪くても、シール弁３６は駆動軸３３
に固定されていないので、シール面３６ｂはシール面５
ａにならって密着するので、高いシール性能を保持する
ことができる。本実施例では駆動軸３３側に押付作用を
与える斜面がないので、シール弁３６からの押付力の反
力を受ける必要がなく、またストッパ３８．ストッパ受
け３９を隔壁４に固定すれば、弁受は体は不要となる。

第６図は駆動軸４３に押し金４４がネジ結合され、押し
金４４に支持軸４５が駆動軸４３の軸方向と直角で、シ
ール弁４６のシール面４６ａと平行に、シール弁４６に
設けられた貫通穴４７とすきまを持って取りつけられた
構成を示したものである。第７図は第６図のＡ−Ａ線に
沿う断面図である。このように構成しても第５図に示し
た実施例と同様に高いシール性能を得ることができる。

第８図はストッパ４８と、駆動軸４９に固定され、支持
軸５０を有する押し金５１に斜面４８ａ。

５１ａを設け、シール弁５２に押し金５１とストッパ４
８の斜面と当るピン５３．５４を取りつけた構成とした
ものである。第１図および第５図の実施例を含め、シー
ル弁に押付力を与える斜面はストッパ、シール弁、押し
金あるいは駆動軸のいずれかに備えていればシール弁を
開口部に押しつけ、シール作用を持たせることができる
。斜面が１つの場合は斜面への押付力作用点をシール弁
の中央付近に設定する必要があり、シール弁への押付力
の反力は隔壁、あるいは、隔壁に取付けた弁受体で受け
る必要がある。また斜面をストッパ側、押し金側両方に
設ければ、シール弁に有効に押付圧を与えることができ
る。

第１図〜第８図ではシール弁に押付力を与える斜面とこ
れに接する部分がすベリ接触をする構成を示したが、第
９図〜第１１図はころがり接触の構成例を示したもので
ある。第９図は第１図の実施例において、ストッパ２４
に相当する部分をブツシュ４８と軸４９で構成し、シー
ル弁６の斜面６ｂにブツシュ４８がころがり接触しなが
ら押付力を与えるようにしたものである。軸４９は受け
５０に固定され、受け５０は弁受は体２６に固定され、
ブツシュ４８は軸４９との間ですべり接触をしながら回
転する。第１０図および第１１図（第１０図のＢＢ線に
沿う断面図）は第５図の実施例のストッパ３８に相当す
る部分をブツシュ５１．５２、軸５３，５４で構成し、
シール弁５５の斜面５５ａ、６５ｂをプツシ１５１，５
２がころがり接触しながら押付力を与えるようにしたも
のである。軸５３，５４は受け５６．５７に固定され、
受け５６．５７は弁受は体５８に固定される。ブツシュ
５１．５２はそれぞれ軸５３゜５４とすべり接触しなが
ら回転する。斜面との接触をころがり接触としたため、
摩擦係数が小さくなり、シール弁６あるいは５５に有効
に押付力を与えることができ、高いシール性能を保持す
ることができる６またブツシュをころがり軸受とし、こ
ろがり軸受の外輪を斜面に当てるように構成すれば、さ
らに押付力が有効にシール弁に作用し高いシール性能を
保持することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、シール部材が移送部材に対して容易に
動けるようになっており、シール部材に適切な押付力と
−様な押付圧を与えることにより。

開口部を高いシール性能でシールすることができるので
、真空室および真空内部品の汚染を防止し。

真空室を高真空に保ち、かつ真空の立上げ時間を短くす
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図はシ
ール弁の動作を示す縦断面図、第３図、第４図はシール
弁の他の構成を示す断面図、第５図は本発明の他の実施
例を示す縦断面図、第６図はシール弁の他の連結方法を
示す正面図、第７図は第６図の八−Ａ断面図、第８図は
ストッパと押し金に斜面を持つ構成とした他の実施例を
示す縦断面図、第９図、第１０図は斜面とこれに接触す
る部材がころがり接触をする実施例を示す縦断面図、第
１１図は第１０図のＢ−Ｂ断面図である６１．２・・・
真空室、３・・・鏡筒、４・・・隔壁、５・・・開口部
、６・・・シール弁、７・・・板バネ、８・・・押し金
、９・・・駆動軸、１０・・・空気シリンダ、１３・・
・長穴、１４・・・ネジ、２２・・・ベローズ、２３・
・・○リング、２４・・・ストッパ、２５・・・ストッ
パ受け、２６・・・弁受は体、３３・・・駆動軸、３４
・・・支持軸、３６・・・シール弁、３７・・・貫通穴
、３８・・・ストッパ、３９・・・ストッパ受け、４０
・・・弁受は体。 第３ 図 キ２ と 第４の 第９図 第（Ｏ口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空空間をへだてる隔壁に真空空間に通じる開口部
   を有し、シール部材が移送部材によつて直線的に停止部
   材まで移送され、シール部材、移送部材、停止部材の少
   なくても１つが移送部材の移動方向とある角度を持つ傾
   面を有し、該斜面によつてシール部材のシール面を開口
   部のシール面に押しつけて開口部をシールするようにし
   た真空用ゲートバルブにおいて、シール部材を移送部材
   の移動方向と直角で、開口部に接近、あるいは遠ざかる
   方向に、かつ移送部材の移動方向に相対的に移動可能に
   移送部材に連結したことを特徴とする真空用ゲートバル
   ブ。 ２、シール部材と移送部材を板バネ等の弾性体で連結し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の真空用
   ゲートバルブ。 ３、シール部材に設けた開口部のシール面と平行な穴に
   移送部材の軸部をすきまをもつて挿入することにより、
   シール部材と移送部材を連結したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の真空用ゲートバルブ。