JPH0660695B2

JPH0660695B2 - バルブ

Info

Publication number: JPH0660695B2
Application number: JP2101444A
Authority: JP
Inventors: 弘小室; 恒雄石垣
Original assignee: エスエムシー株式会社
Priority date: 1990-04-17
Filing date: 1990-04-17
Publication date: 1994-08-10
Anticipated expiration: 2009-08-10
Also published as: JPH0476A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、バルブに関するものである。

［従来の技術］半導体の製造装置等においては、ガス供給のため、及び
供給したガスの交換のために、装置内を10^-11Torr程度
の高真空圧にする必要があり、これに使用する高真空圧
バルブは、パーチクルが出ない、流路にガスの滞溜部が
ない、表面積が小さい、脱ガスのための加熱（ベーキン
グ）が可能である等の条件が要求される。

従来、上記高真空圧バルブにおいては、第５図に示すよ
うに、弁座１のシールにメタルＣリングが使用されてお
り、このメタルＣリング２は、断面Ｃ形の金属薄板をエ
ンドレスにしたジャケット３内に、金属線材を螺旋状に
巻回してエンドレスにしたばね４を挿入したものとして
構成されている。

上記メタルＣリング２は、ジャケット３に復元力の小さ
いアルミニウム、銀、金、銅等の軟質金属を使用して
も、ばね４の反発力により復元して全体として弾性体の
ようになり、長時間のシールでジャケット３に歪が生じ
てもばね４によって歪を修正することができ、かつベー
キングのヒートサイクルに耐えるという利点があるが、
弁座１とジャケット３の間、ジャケット３とばね４の
間、ばね４の内部等にガスが滞溜して、メタルＣリング
２自体がガスの滞溜部になり、ジャケット３やばね４の
表面積が大きく、またメタルＣリング２の圧縮により、
ジャケット３とばね４が強く当ったりばね４の螺旋部が
相互に当って動くために摩耗粉がでるという問題があ
る。

また、弁座をシールする弁体をメタルダイヤフラムと
し、このメタルダイヤフラムの変位機構に、樹脂材料が
形成した弾性変形自在な押圧部材、または皿ばねを設け
たバルブが、特開平2-51671 号公報において提案されて
いる。

この既提案のバルブは、ガスの滞溜部がないという利点
を有するが、樹脂材料で形成した押圧部材は、押圧の繰
り返しによって弾性が減少するために、長期間使用する
と復元力が小さくなるという問題がある。

一方、皿ばねとした場合は、ばね自体の復元力が小さ
く、また押圧により周縁が壁面等に接触して押圧力がメ
タルダイヤフラムに有効に伝達されないばかりでなく、
摩耗粉が発生し、この摩耗粉がメンテナンスのためにバ
ルブを分解したときに、クリーンルーム等の外部環境を
汚染するという問題がある。

［発明が解決しようとする課題］本発明が解決しようとする課題は、ガスの滞溜部や摩耗
粉の影響がない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］上記課題を解決するため、本発明のバルブは、複数のポ
ート、複数のポート、これらのポートを連通させる流路
中の弁座、該弁座を開閉する弁体、及び該弁体の変位機
構を備え、上記弁体を上記流路を区画形成するメタルダ
イヤフラムで構成するとともに、上記変位機構をメタル
ダイヤフラムの弁座と反対側に設けたバルブにおいて、
上記変位機構に、メタルダイヤフラムに弁座への圧接力
を与えるとともにオーバートラベルを吸収するための、
金属線材を螺旋状に密に巻回してエンドレスにしたエン
ドレスばねを設けたことを特徴としている。

［作用及び発明の効果］変位機構によってメタルダイヤフラムを弁座に向けて変
位させると、該ダイヤフラムが弁座を閉鎖し、変位機構
をさらに同方向に変位させると、エンドレスばねの圧縮
によりメタルダイヤフラムが弁座に圧接されて、弁座を
気密にかつ均一にシールする。

メタルダイヤフラムの変位により弁座を気密にシールす
る際は、該ダイヤフラムをオーバートラベルさせる必要
があるが、エンドレスばねをメタルダイヤフラムの弁座
と反対側に設けたことにより、弁座側のメタルＣリング
の変位によって弁体がオーバートラベルする公知のシー
ル機構と異なり、メタルダイヤフラムの変位量がすべて
弁座の開口量となって、メタルダイヤフラムの余分なス
トロークがないので、メタルダイヤフラムの耐久性を向
上させることができる。

また、流路中のガスの滞溜部をなくすことができるとと
もに流路の表面積が小さくなり、かつ摩耗粉の影響をな
くすことができる。

さらに、メタルダイヤフラムの弁座に圧接させるための
ばねを、金属線材を螺旋状に密に巻回してエンドレスに
したエンドレスばねとしたため、大きな荷重を必要とす
るコイルばねや復元力が小さい皿ばねに比べて弁座の開
閉に必要な適度の荷重と復元力とを有するので、メタル
Ｃリングに比べて安価なエンドレスばねによって弁座を
気密にかつ均一にシールすることができる。

また、上記エンドレスばねは、押圧力が全て曲げ力とし
て作用し、しかもこの曲げ力が全てメタルダイヤフラム
に伝達されるので、小さい力でシールすることができ、
しかも押圧を繰り返しても復元力が減少しない。さら
に、皿ばねと異なり摩擦による摩耗粉の発生がないの
で、メンテナンス等のために分解しても周囲環境を汚染
することがない。

［実施例］第１図ないし第３図はバルブを高真空圧バルブとした本
発明の実施例を示し、この高真空圧バルブ10における弁
体11は、ポート12と13、これらのポートを連通させる流
路14中の弁座15、及び弁座15の開口方向に形設した開口
部16を備えている。

開口部16に挿入されたボンネット17は先端にフランジ17
aを有し、該フランジ17aと開口部16の底壁との間に挿入
したメタルダイヤフラム18とメタルシール材19は、開口
部16に螺着させたねじ部材20によって気密に挾持されて
いる。

上記ボンネット17は、軸線方向の貫通孔22と、フランジ
17a端面の上記貫通孔22が開口する略球面状の凹部23と
を有し、中間部分が貫通孔22のねじ部22aに螺合された
弁棒24は、一端に凹部23の中心部分の拡径孔に遊嵌する
ばね座25が一体往復動及び相対回動可能に装着され、ボ
ンネット17外に突出する他端にハンドル26が取付けられ
ており、ばね座25の溝25aにエンドレスばね27が挿入さ
れている（第２図参照）。

上記エンドレスばね27は、ステンレス鋼等の断面円形の
金属線材を螺旋状に密に巻回してエンドレスにしたもの
で構成され（第３図参照）、図における上方からの力を
受けると径方向に変形する。

上記実施例は、ハンドル26により弁棒24を回転させてメ
タルダイヤフラム18を弁座15に向けて前進させると、メ
タルダイヤフラム18が弁座15に当接し、引続くハンドル
26の回転に伴うエンドレスばね27の圧縮によってダイヤ
フラム18が弁座15を気密にシールする。この場合、ダイ
ヤフラム18が弁座15に当接した後は、エンドレスばね27
の圧縮によって弁棒24及びばね座25のオーバートラベル
が吸収されて、ダイヤフラム18の変位量がすべて弁座15
の開口量となるので、ダイヤフラム18の変位量が小さく
なって耐久性が向上する。

また、弁棒24等のオーバートラベルを吸収するためのエ
ンドレスばね27を、ダイヤフラム18における弁座15の反
対側に設けたことにより、流路14におけるガスの滞溜部
分がなくかつ表面積が小さくなって真空度を向上できる
ばかりでなく、摩耗粉による影響も防止できる。

さらに、上記エンドレスばね27は、コイルばねや皿ば
ね、または樹脂材料の押圧部材に比べて、メタルシール
に必要な適度の圧縮力と復元力とを与えることができ、
しかも弁座15の平担度が低くてシール面に若干のうねり
があっても、エンドレスばね27における螺旋各部の変位
量の差によってダイヤフラム18が弁座15を均一に圧接す
るので、シール機能が向上する。

また、エンドレスばね27は、押圧力が全て曲げ力として
作用し、しかもこの曲げ力が全てメタルダイヤフラム18
に伝達されるので、摩擦による摩耗粉の発生もない。

さらに、図示を省略しているが、メタルダイヤフラム18
におけるエンドレスばね27との当接部と反対側に、凸部
を設けると、弁座15との圧接力が大きくなってシール機
能を一層向上させることができる。

第４図は上記実施例の変形例を示し、弁棒30に一体摺動
及び相対回転可能に取付けたばね座31と、メタルダイヤ
フラム18が当接するばね押え32との間に、エンドレスば
ね27が挿入されている。上記変形例の他の構成は実施例
と同じであるから、図中の主要な箇所に同一の符号を付
して詳細な説明は省略する。

上記変形例は、ばね押え32を介してメタルダイヤフラム
18を弁座15に圧接するので、弁座15のシール面を円弧状
にすることができる。

なお、本発明のバルブは高真空圧バルブに限定されるも
のではなく、真空圧、低圧、高圧のバルブを含むもので
あり、これらのバルブにおいても同様の作用効果を奏す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の縦断正面図、第２図は同要部
の拡大断面図、第３図はエンドレスばねの縦断部分図、
第４図は上記実施例の変形例の要部の拡大断面図、第５
図は公知のシール機構の拡大断面図である。 10……高真空圧バルブ、12，13……ポート、14……流
路、15……弁座、18……メタルダイヤフラム、24，30…
…弁棒、27……エンドレスばね。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のポート、これらのポートを連通させ
る流路中の弁座、該弁座を開閉する弁体、及び該弁体の
変位機構を備え、上記弁体を上記流路を区画形成するメ
タルダイヤフラムで構成するとともに、上記変位機構を
メタルダイヤフラムの弁座と反対側に設けたバルブにお
いて、上記変位機構に、メタルダイヤフラムに弁座への圧接力
を与えるとともにオーバートラベルを吸収するための、
金属線材を螺旋状に密に巻回してエンドレスにしたエン
ドレスばねを設けた、ことを特徴とするバルブ。