JPH08159335A - 真空バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 急速排気によるトラブルがなく、しかも小形
で安価な真空バルブを提供する。 【構成】 チャンバポート６とポンプポート５間に設け
た弁座８を開閉する弁体１１に、ポンプポート側が開口
する凹部１２を設け、この凹部１２内に、弁座よりポン
プポート側において絞り部を形成する絞り部材２１を気
密に変位可能に挿入して、通路２５によってチャンバポ
ート６に連通する圧力作用室２４を区画し、弁体内に絞
り部材２１をポンプポート５と反対側に付勢する絞り開
放ばね２７を組み付ける。チャンバポート６の圧力が高
いときは、弁体１１が弁座８を開放しても両ポート間が
絞り部材２１による絞り状態で連通し、排気によって上
記差圧の作用力が小さくなると、絞り開放ばね２７によ
り絞り部材２１が変位して両ポートが全開状態で連通す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空チャンバ内の気体
の急速排気によるトラブルを防止した真空バルブに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】真空ポンプに接続されるポンプポート
と、真空チャンバに接続されるチャンバポートと、これ
らのポートを連通させる流路中の弁座と、該弁座を開閉
する弁体と、該弁体の駆動部とを備えた真空バルブは、
真空チャンバ内に大量の空気があるときは、弁体が弁座
を開放すると一時的に大量の空気がポンプポートに排出
されるために、真空チャンバ内の空気が攪乱され、該チ
ャンバ内における反応生成物等の塵埃が舞い上がって以
後の作業に支障を来すので、空気の急速排気を防止する
手段を設ける必要がある。

【０００３】この問題を解決するために、真空チャンバ
内の気体の急速排気防止機能を有する真空バルブが、実
願平５−７３１３２号において提案されている。この既
提案の真空バルブは、真空チャンバ内の気体の急速排気
によるトラブルを防止することができ、しかも真空ポン
プの運転の有無に関係なくポート間の連通を遮断するこ
とができるという利点を有するが、主弁体による主弁座
の開閉ストロークと、バイパス弁体によるバイパス弁座
の開閉ストロークとが直列のために、これらのストロー
クが加算されるので弁が大形で高価になる。

【０００４】

【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、急速排気によるトラブルがなく、しかも小
形で安価にできる真空バルブを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、真空源に接続されるポンプポート、真空
チャンバに接続されるチャンバポート、及びこれらのポ
ートを連通させる流路中の弁座を有するボディと、上記
弁座を開閉する弁体と、該弁体の駆動部とを備えた真空
バルブにおいて、上記弁体内に、上記流路の弁座よりポ
ンプポート側を絞り状態で連通させる絞り部材と、該絞
り部材を上記流路の開放方向に付勢する絞り開放ばねと
を組み付け、上記弁体内に変位可能に挿入された上記絞
り部材が、ポンプポート側が気密に区画されかつチャン
バポートに連通する圧力作用室を備え、上記絞り部材
が、圧力作用室に対向して作用する両ポート間の差圧の
作用力と絞り開放ばねの付勢力との大小により変位し
て、流路を絞り状態と開放状態とに切り換えて連通させ
ることを特徴としている。

【０００６】また、同様の課題を解決するため、上記真
空バルブのボディに、絞り部材のポンプポート側への移
動位置を規制するストッパを取付けたことを特徴として
いる。

【０００７】さらに、同様の課題を解決するため、これ
らの真空バルブの絞り部材が、弁座よりポンプポート側
の流路を絞り状態で連通させる底板と、弁体との間をシ
ールするシール部材を有し圧力作用室を区画する側板と
を備えていることを特徴としている。

【０００８】

【作用】弁体が弁座を閉鎖しているときは、ポンプポー
トとチャンバポート間の連通が遮断されている。したが
って、ポンプポートを真空源に連通させても、チャンバ
ポートの気体は排出されない。駆動部を弁座の開放方向
に駆動すると、弁体が弁座を開放するが、弁座の開放当
初はチャンバポートの圧力が高いために、圧力作用室に
対向して作用する両ポート間の差圧による作用力が絞り
開放ばねの付勢力より大きいので、絞り部材が弁座より
ポンプポート側に移動した状態を保持している。したが
って、チャンバポートの気体は、絞り部材により排気量
が制限されてポンプポートに吸引されるので、チャンバ
ポートの気体が急速に排気されることはない。

【０００９】チャンバポートの圧力が低下して、真空チ
ャンバ内における塵埃の舞い上がりがなくなる圧力にな
ると、圧力作用室に対向して作用する両ポート間の差圧
の作用力が絞り開放ばねの付勢力より小さくなるので、
絞り開放ばねの付勢力により絞り部材が流路の開放方向
に移動して流路が全開状態で連通する。この場合は、チ
ャンバポート及び真空チャンバの圧力が低下しいるの
で、気体が急速に排気されることはない。駆動部を弁座
の閉鎖方向に駆動すると弁体が弁座を閉鎖するので、ポ
ンプポートとチャンバポート間の連通が遮断される。

【００１０】また、ボディに、絞り部材のポンプポート
側への移動位置を規制するストッパを取付けたので、チ
ャンバポートとポンプポート間の差圧が大きくても、絞
り部材のポンプポート側への移動位置を規制することが
できる。

【００１１】さらに、絞り部材が、弁座よりポンプポー
ト側の流路を絞り状態で連通させる底板と、弁体との間
をシールするシール部材を有し圧力作用室を区画する側
板とを備えているので、圧力作用室の形成が容易であ
る。

【００１２】

【実施例】図１ないし図３は本発明の第１実施例を示
し、この真空バルブは、ボディ１と、ボンネット２と、
ボンネット２内に組み付けられた駆動部３（図示の例で
は空気圧シリンダ）とを備え、ボディ１に、真空ポンプ
等の真空源（図示省略）に接続されるポンプポート５
と、真空チャンバ（図示省略）に接続されるチャンバポ
ート６が形成されており、これらのポート５と６を連通
させる流路７中に、駆動部３と対向する弁座８と、該弁
座８よりポンプポート５側の、後記するストッパの支持
部９とが形成されている。

【００１３】上記弁座８を開閉する弁体１１は、先端部
分に弁座側が開口する凹部１２を、中間部分に凹部１２
に連通する中空部１３をそれぞれ備え、ボンネット２を
貫通した先端が駆動部３の受圧体を構成するピストン１
４に取付けられている。ボディ１とボンネット２との間
にはメタルプレート１５の外周縁が気密に挾着され、メ
タルプレート１５の内周縁と弁体１１の第１肩部１１ａ
とに、メタルベローズ１６の両端が気密に固着されてお
り、メタルベローズ１６で気密に区画された空間内に、
弁体１１の復帰ばね１７が縮設されている。

【００１４】上記凹部１２の周縁の先端に形成された取
付溝１８には、弁座８をシールする弁部材（Ｏリング）
１９が嵌着されており、取付溝１８の内側縁１８ａは弁
座８より小径で、弁体１１が弁座８を閉鎖したときに弁
座８より下方に突出する（図１参照）。上記凹部１２内
には、弁座８より小径の絞り部材２１が移動可能に挿入
されている。この絞り部材２１は、底板２２と、一端が
底板２２の周縁近くに他端が凹部１２の底面または側面
にそれぞれ気密に固着されたメタルベローズ２３または
ベロフラム（図示省略）とを備え、これらによって気密
に区画された圧力作用室２４は、弁体１１に開設した通
路２５によってチャンバポート６に連通している。

【００１５】上記支持部９には、絞り部材２１の図にお
ける下降位置を規制するストッパ２６が装着されてい
る。このストッパ２６は、適宜の太さの線材をほぼ三角
形状に屈曲したものとして構成され、２つの屈曲部と両
端とによって支持部９に係止されている（図３参照）。
そして、絞り部材２１の底板２２は、弁部材１９が弁座
８を気密に閉鎖したときは凹部１２の上記内側縁１８ａ
に押圧されてストッパ２６に当接し（図１参照）、この
状態において、その外周とボディ１との間に排気量を制
限する絞り流路が形成される。

【００１６】上記底板２２の中心部分に設けた軸２２ａ
は、中空部１３に挿入された先端にフランジ２２ｂを有
し、フランジ２２ｂと弁体１１に設けた係止部１１ｂと
の間に、絞り部材２１を弁座８の開放方向に付勢する絞
り開放ばね２７が縮設されている。また、ボンネット２
には、ピストン１４で区画されたシリンダ室２８に圧縮
空気を給排するポート２９が開設されている。なお、駆
動部３における受圧体は、ピストン１４に限定されるも
のではなく、例えばベローズとすることもできる。

【００１７】図１は、シリンダ室２８の空気がポート２
９から排出され、かつ真空チャンバ内が大気圧の状態を
示し、復帰ばね１７の付勢力により弁体１１が図におい
て下動して弁体１１が弁座８を閉鎖し、取付溝１８の内
側縁１８ａにより押圧された絞り部材２１は、ストッパ
２６に当接して流路７を絞り状態で連通させている。こ
の状態においては、ポンプポート５とチャンバポート６
間の連通が弁体１１によって遮断されているので、真空
ポンプを運転してもチャンバポート６の空気は排出され
ない。

【００１８】ポート２９からシリンダ室２８に圧縮空気
を供給すると、ピストン１４と弁体１１が図において上
動するので、弁体１１が弁座８を開放し、弁体１１の上
動位置は、第２肩部１１ｃがボンネット２に当接するこ
とによって規制される。しかしながら、圧力作用室２４
には、チャンバポート６の圧力とポンプポート５の真空
圧とが対向して作用し、弁座８の開放当初はチャンバポ
ート６の圧力が高いために、圧力作用室２４における両
ポート間の差圧の作用力が絞り開放ばね２７の付勢力よ
り大きいので、絞り部材２１はストッパ２４に当接した
状態を保持している（図２参照）。したがって、絞り部
材２１によってチャンバポート６が絞り状態でポンプポ
ート５に連通するので、チャンバポート６の空気が徐々
に排気される。

【００１９】ポンプポート５からの排気によって、チャ
ンバポート６の圧力が真空チャンバ内の空気が舞い上が
らない圧力（図４におけるｘ）近くに低下すると、圧力
作用室２４における差圧の作用力が絞り開放ばね２７の
付勢力より小さくなるので、絞り開放ばね２７の付勢力
により絞り部材２１が図において上動して、流路７が全
開状態で連通する。この場合は、チャンバポート６及び
真空チャンバの圧力が低下しているので、空気が急速に
排気されることはない。したがって、急速排気によるト
ラブルがなく、しかも絞り状態のみで排気する場合に比
べて排気時間を短縮することができ、かつ真空ポンプの
過負荷を防止することができる。また、絞り開放ばね２
７の付勢力を適宜の大きさにすることによって、ポート
５と６の間を全開状態で連通させるときの真空圧を変更
することができる。

【００２０】シリンダ室２８の空気を排出すると、弁体
１１が復帰ばね１７の付勢力により図において下動して
弁座８を閉鎖するので、ポンプポート５とチャンバポー
ト６間の連通が遮断される。また、絞り部材２１は、取
付溝１８の内側縁１８ａで押圧されて同方向に移動し
て、ストッパ２６に当接する。

【００２１】図５は本発明の第２実施例を示し、第２実
施例における絞り部材３２は、底板２２と、メタルベロ
ーズ２３に代わる側板３３とを有し、凹部１２内に変位
可能に挿入されており、側板３３の外周面に凹部１２内
壁との間を気密にシールして圧力作用室２４を区画する
シール部材（図示の例ではＯリング）３４が嵌着されて
いる。このＯリング３４は、弁体１１が図において上動
して弁座８を開放したときも、凹部１２内を気密にシー
ルできる位置に取りつけられていることは、勿論であ
る。

【００２２】第２実施例の他の構成及び作用は第１実施
例と同じであるから、詳細な説明は省略する。上記第２
実施例は、メタルベローズ２３の両端を固着する必要が
なく、絞り部材３２を凹部１２に挿入することによって
圧力作用室２４が形成されるので、圧力作用室の形成が
容易である。

【００２３】

【発明の効果】本発明の真空バルブは、チャンバポート
とポンプポート間の流路を絞り状態で連通させる絞り部
材を、弁座を開閉する弁体内に組み付けたことにより、
絞り部材の絞り開放ストロークが弁体による弁座の開放
ストロークとが並列となるために、急速排気によるトラ
ブルがない真空バルブを、小形で安価なものとすること
ができる。

【００２４】また、ポンプポートとチャンバポートを絞
り状態と開放状態とに切り換えて連通させる圧力作用室
を、弁体内に気密に移動可能に挿入した側板及びシール
部材を有する絞り部材によって構成したので、圧力作用
室の構成が簡単で一層安価なものにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の縦断面図である。

【図２】弁体が弁座を開放したときの要部断面図であ
る。

【図３】ストッパの取付け態様の図である。

【図４】弁座の開度とチャンバ圧力の線図である。

【図５】第２実施例の要部を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ボディ ３ 駆動部 ５ ポンプポート ６ チャンバポート ７ 流路 ８ 弁座 １１ 弁体 ２１，３２ 絞り部材 ２４ 圧力作用室 ２６ ストッパ ２７ 絞り開放ばね ３３ 側板 ３４ Ｏリング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空源に接続されるポンプポート、真空チ
   ャンバに接続されるチャンバポート、及びこれらのポー
   トを連通させる流路中の弁座を有するボディと、上記弁
   座を開閉する弁体と、該弁体の駆動部とを備えた真空バ
   ルブにおいて、 上記弁体内に、上記流路の弁座よりポンプポート側を絞
   り状態で連通させる絞り部材と、該絞り部材を上記流路
   の開放方向に付勢する絞り開放ばねとを組み付け、 上記弁体内に変位可能に挿入された上記絞り部材が、ポ
   ンプポート側が気密に区画されかつチャンバポートに連
   通する圧力作用室を備え、 上記絞り部材が、圧力作用室に対向して作用する両ポー
   ト間の差圧の作用力と絞り開放ばねの付勢力との大小に
   より変位して、流路を絞り状態と開放状態とに切り換え
   て連通させる、ことを特徴とする真空バルブ。
2. 【請求項２】ボディに、絞り部材のポンプポート側への
   移動位置を規制するストッパを取付けた、ことを特徴と
   する請求項１に記載した真空バルブ。
3. 【請求項３】絞り部材が、弁座よりポンプポート側の流
   路を絞り状態で連通させる底板と、弁体との間をシール
   するシール部材を有し圧力作用室を気密に区画する側板
   とを備えている、ことを特徴とする請求項１または請求
   項２に記載した真空バルブ。