JPH1182787A - リークバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リークバルブにおいて、接触面におけるかじ
りの発生を防止する。 【解決手段】 リーク穴22を形成した真空装置内壁５の
外側面に、嵌込み板１を固着し、この嵌込み板１に接触
シール部材としての押え板７を押え棒８で押し付ける構
成とすることで、ニードルバルブ構造のリークバルブに
おける中心合わせを不要とするとともに、接触面におけ
るかじりの発生を防止できるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内部の真空調整が
必要となる真空装置に好適な接触シール形リークバルブ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図６に示すように、真空装置
内部010の真空度の制御を行なうためにニードルバルブ
のリークバルブが用いられている。すなわち、図６にお
いて、符号01はニードルを示しており、このニードル01
にネジ02が形成されるとともに、外端部に調整つまみ03
が設けられている。ネジ02は装置外壁04の雌ネジに螺合
している。装置外壁04と装置内壁05との間は、装置外壁
04に形成された外気導入口06より導入された外気により
満たされている。調整つまみ03を回すとネジ02でニード
ル01が前後に動き、装置内壁05に設けたガスリークのた
めのリーク穴05ａとの間の隙間が変わることにより、流
量の調節（１０^-8〜１０^-4ｋｇ／ｓｅｃのオーダ）を行
なうことができる。したがって、つまみ03の締め込み量
を調整することで真空装置内部010の真空度を調整でき
る。通常、調整範囲は概ね１０^-5〜１０^-3Ｐａである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なニードルバルブを用いた場合、次のような問題点があ
る。 １．ニードル01の中心と装置内壁05に設けたリーク穴05
ａの中心とを合わせる中心合わせが難しい。もし中心が
合わないとリーク速度の制御が困難となる。 ２．ニードルを締め込んだ場合、ニードル01と装置内壁
05に開けたリーク穴05ａとが摺動し、ニードル部でかじ
りを生じる。 ３．ニードル部のかじり防止のためには、ニードル01と
装置内壁05に設けたリーク穴05ａとが接触するまで締め
込むことができない。したがって、ニードル01と装置内
壁05に設けたリーク穴05ａとの間に隙間を許容する必要
があり、リークを止めることができない。 本発明は、従来のニードルバルブ構造のリークバルブに
おけるこれらの問題点を解決しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、リーク穴を形
成された真空装置内壁と、同真空装置内壁の外側面に沿
って配設されるとともに同外側面に接触して上記リーク
穴を閉塞する接触シール部材とをそなえた接触シール形
リークバルブにおいて、上記の接触シール部材と真空装
置内壁の外側面との接触面圧を調整できる押付機構を設
けて課題解決の手段としている。

【０００５】また、上記の接触シール部材と真空装置内
壁の外側面とのいずれか一方に凸部を形成して課題解決
の手段としている。

【０００６】さらに、上記押付機構を、ネジ部を形成さ
れた押え棒のネジ部を上記真空装置内壁の外側に取り付
けた装置外壁の雌ネジ部と螺合させて構成し、上記の押
え棒の先端と接触シール部材との間に転がり軸受を設け
て課題解決の手段としている。

【０００７】さらにまた、上記接触シール部材の上記真
空装置内壁の外側面に対する接触面、あるいは上記真空
装置内壁の外側面のいずれか一方の面をポリシング加工
するとともに、他方の面を上記リーク穴を中心に同心円
状に旋削加工して課題解決の手段としている。

【０００８】本発明では、ニードルバルブ構造のリーク
バルブで必要だった中心合わせの調整が不要となり、ま
た接触面におけるかじり発生を防止できるとともに、リ
ークが零に近い状態まで調整可能となる。

【０００９】また、接触シール部材と真空装置内壁の外
側面とのいずれか一方に凸部が形成され、接触シール部
材と真空装置の外側面との接触が上記凸部で行なわれる
ため、凸部を形成された側の部材の表面仕上げの範囲を
狭くすることができ、かつ同じ荷重で押し付けた場合の
面圧を高くできる。

【００１０】さらに、押え棒の先端と接触シール部材と
の間に転がり軸受を設けたため、押え棒と接触シール部
材との間のすべりを防止でき、焼付きやかじりの発生を
防ぐことができる。

【００１１】また、ガスをシールする２つの接触面の一
方をポリシング加工し、他方を同心円状の旋削加工する
ことで、広いリーク速度範囲での調整が可能となり、か
つリーク速度の微調整が可能となる。

【００１２】なお、ガスをシールする２つの接触面の両
方をポリシング加工することで、低いシールの接触面圧
で装置内の真空度を高くすることも可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面により実施形態につい
て説明すると、図１は本発明の第１実施形態としてのリ
ークバルブの側断面図、図２は本発明の第２実施形態と
してのリークバルブの側断面図、図３は本発明の第３実
施形態としてのリークバルブの側断面図、図４は同要部
拡大側断面図、図５は円筒端面型接触シール試験結果を
示す図である。

【００１４】まず、図１により第１実施形態について説
明する。図１において、符号５は真空装置内壁（以下
「装置内壁」と略称する）を示しており、装置内壁５に
嵌込み板１が固定ネジ10により固定されている。符号９
はＯリングを示している。装置内壁５に、真空装置内部
20に連通するガスリークのためのリーク穴22が形成され
ており、嵌込み板１にもリーク穴22に連通する穴23が形
成されている。

【００１５】嵌込み板１の表面に沿って配設されるとと
もに嵌込み板１の表面に接触してリーク穴22を閉塞する
接触シール部材としての押え板７が、嵌込み板１の表面
から離脱可能に設けられて接触シール形リークバルブが
形成されている。符号１ａは押え板７のガイド用突起を
示している。

【００１６】装置内壁５の外気側（図１では右側）に装
置外壁４が取り付けられ、この装置外壁４に、外気導入
口６と、押え棒８の荷重負荷用ネジ部２に螺合する雌ネ
ジ部とが形成されている。押え棒８はその先端部（図１
では左端部）が押え板７に対向するように配設されると
ともに、外端部に調整つまみ３が取り付けられている。

【００１７】上述の構成において、調整つまみ３を回
し、ネジ部２が図１において左方向に進むと、押え板７
が嵌込み板１に押し付けられる。押え板７と嵌込み板１
との接触面圧が小さい場合、押え板７と嵌込み板１との
間には、表面粗さのオーダ（０.１〜１０μｍ程度）の
隙間が存在するが、調整つまみ３を回すことにより押え
板７と嵌込み板１との間の接触面圧が増すと、表面粗さ
の変形により隙間が狭まり、図５に示すように真空装置
内部20へのガスのリーク速度が減少する。

【００１８】したがって、調整つまみ３による接触面圧
の調整により真空装置内部20の真空度を制御することが
可能となる。なお、嵌込み板１と装置内壁５との間の隙
間からのガスのリークは、嵌込み板１と装置内壁５との
間にＯリング９を挟み込み、固定ネジ10によって締め込
むことによって防止できる。

【００１９】この第１実施形態のリークバルブでは、従
来のニードルバルブ構造の場合のように中心のずれによ
るリーク速度の変化は起こらないので、中心合わせの調
整が容易になる。また、つまみ３によりネジ部２を締め
込んだ場合に、リークを止める接触面そのものが摩擦さ
れることはなく、リーク速度の調整ができる。したがっ
て、ニードルバルブの場合のように接触面でのかじりの
発生により損傷することがなく、バルブの損傷率が減少
する。

【００２０】さらに、嵌込み板１と押え板７との二面を
接触させてリークを止める構成となっているので、隙間
を十分に小さくでき、リーク速度を０に近づけることが
可能となる。

【００２１】次に、図２により第２実施形態について説
明する。この第２実施形態では、上述の第１実施形態に
おける押え板７の落下防止のために、貫通棒11が設けら
れている。貫通棒11は、押え板７と嵌込み板１とを貫通
して装置内壁５に固定されていて、押え板７の回り止め
も兼ねるようになっている。また、押え板７について
は、接触幅を少なくして接触面圧を高く、かつ加工範囲
を狭くできるように、嵌込み板１に対する接触面に複数
の凸部７ａが突設されている。

【００２２】この第２実施形態のリークバルブでも、上
述の第１実施形態のリークバルブと同様の効果が期待で
きる。さらに、この第２実施形態のリークバルブでは貫
通棒11を取り付けたことにより、嵌込み板１と押え板７
との間の回り止めがより容易にできる。

【００２３】また、押え板７と嵌込み板１とが凸部７ａ
で接触する構成となっているので、表面仕上げの範囲を
狭くすることができ、かつ同じ荷重で押し付けた場合の
面圧も高くできるので、真空装置内部の真空度を高くし
たい場合のリークバルブに適する。なお、凸部７ａを嵌
込み板１に形成（この場合押え板７は平坦面となる）し
ても、同様の効果が得られることは言うまでもない。

【００２４】次に、図３，４により第３実施形態につい
て説明する。この第３実施形態のリークバルブは、上述
の第１実施形態のリークバルブの押え棒８の先端部を改
良したものに相当し、押え棒８の先端に転がり軸受12を
装備した先端キャップ13が取り付けられている。

【００２５】上述の構成において、調整つまみ３を回
し、ネジ部２が図３，４において左方向に進むと、押え
板７が嵌込み板１に押し付けられる。接触面圧が小さい
場合、押え板７と嵌込み板１との間には表面粗さのオー
ダでの隙間が存在するが、調整つまみ３を回すことによ
り押え板７と嵌込み板１との間の接触面圧が増すと表面
粗さの変形により隙間が狭まり、真空装置内部20へのガ
スのリーク速度が減少する。したがって、調整つまみ３
による接触面圧の調整により真空装置内部の真空度を制
御することが可能となる。

【００２６】この操作の際、押え棒８の先端に転がり軸
受12を装備した先端キャップ13が取り付けられているた
め、先端キャップ13と押え板７との間ですべりの発生を
抑えることができる。

【００２７】前述の第１，第２実施形態のリークバルブ
では、嵌込み板と押え板との接触面間での摩擦は防止で
きるが、押え棒と押え板との間では微小なすべりを生
じ、かじり，焼付きなどの可能性がある。そのため、押
え棒の先端および押え板の背面に耐摩耗コーティングや
固定潤滑剤を用いた潤滑膜などを施工してかじり防止を
する必要がある。

【００２８】ところが、この第３実施形態のリークバル
ブでは、転がり軸受を装備した先端キャップが押え棒８
の先端に取り付けられているため、押え棒８の先端と押
え板７の背面との間でのすべりの発生がなくなる。した
がって、押え棒８と押え板７との間でのかじり，焼付き
が防止でき、バルブの信頼性向上につながる。

【００２９】また、第１，第２の両実施形態のリークバ
ルブと同様、中心合わせが不要で、かつ接触面でのかじ
り発生が無く、リーク０に近い状態が可能となるので、
高真空度を得ることができる。

【００３０】さらに、第４実施形態について説明する。
図５は円筒端面型の接触シール試験にて得られた接触面
の仕上げの変化に伴う接触面圧とＨｅガスリーク速度の
変化の関係を示した図である。図５は、ポリシング仕上
げ（遊離砥粒にて研磨，粗さ０.０３μｍＲａ）した相
手面と組み合わせた場合、研削した表面（粗さ０.３μ
ｍＲａ）ではリーク速度の調整範囲が小さくなるが、図
１，２，３，４に示した押え板７の中心（真空装置内壁
５に設けたリーク穴22の中心と対応）から同心円状に旋
削仕上げした表面（粗さ０.２μｍＲａ）およびポリシ
ング仕上げの表面（粗さ０.０３μｍＲａ）を用いた場
合には、広いリーク速度の範囲での調整が可能であり、
かつリーク速度０に近い状態まで実現可能であることを
示している。なお、研削仕上げ，ポリシング仕上げは方
向性のないランダムな加工面である。

【００３１】したがって、上述の第１〜３の各実施形態
の接触シール形リークバルブにおいて、嵌込み板１およ
び押え板７の接触面の表面をポリシングし、装置内壁５
側をガスリークのために設けたリーク穴22を中心に同心
円状に旋削加工した場合、あるいは逆に装置内壁５側の
表面をポリシングし、押え板７を装置内壁５に設けたリ
ーク穴22と対応する位置を中心に同心円状に旋削加工し
た場合、リーク速度の調整範囲が広くなり、かつ接触面
圧の変化に対して緩やかにリーク速度を変化させること
ができるので、リーク速度の微調整を行ないやすくな
る。

【００３２】また、嵌込み板１および押え板７の接触面
の表面を両方ともポリシングした場合、小さな接触面圧
でリーク速度を下げることが可能となるので、真空装置
内部20の真空度を高くするためにリークバルブを閉じる
必要がある場合に、容易に閉め切ることができる。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のリークバ
ルブによれば次のような効果が得られる。 (1) ニードルバルブ構造のリークバルブで必要だった中
心合わせの調整が不要となり、また接触面におけるかじ
り発生を防止できるとともに、リークが０に近い状態ま
で調整可能となる。 (2) 接触シール部材と真空装置内壁の外側面とのいずれ
か一方に凸部が形成され、接触シール部材と真空装置の
外側面との接触が上記凸部で行なわれるため、凸部を形
成された側の部材の表面仕上げの範囲を狭くすることが
でき、かつ同じ荷重で押し付けた場合の面圧を高くでき
る。 (3) 押え棒の先端と接触シール部材との間に転がり軸受
を設けたため、押え棒と接触シール部材との間のすべり
を防止でき、焼付きやかじりの発生を防ぐことができ
る。 (4) ガスをシールする２つの接触面の一方をポリシング
加工し、他方を同心円状の旋削加工することで、広いリ
ーク速度範囲での調整が可能となり、かつリーク速度の
微調整が可能となる。なお、ガスをシールする２つの接
触面の両方をポリシング加工することで、低いシールの
接触面圧で装置内の真空度を高くすることも可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態としてのリークバルブを
示す側断面図。

【図２】本発明の第２実施形態としてのリークバルブを
示す側断面図。

【図３】本発明の第３実施形態としてのリークバルブを
示す側断面図。

【図４】同要部を拡大して示す側断面図。

【図５】円筒端面型接触シール試験結果を示す図。

【図６】従来のニードルバルブ構造のリークバルブの側
断面図。

【符号の説明】

１ 嵌込み板 ２ 荷重負荷用ネジ部 ３ つまみ ４ 装置外壁 ５ 真空装置内壁 ６ 外気導入口 ７ 接触シール部材としての押え板 ７ａ 凸部 ８ 押付機構としての押え棒 ９ Ｏリング 10 固定ネジ 11 貫通棒 12 転がり軸受 13 先端キャップ 20 真空装置内部 22 リーク 23 リーク穴22に連通する穴

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リーク穴を形成された真空装置内壁と、
   同真空装置内壁の外側面に沿って配設されるとともに同
   外側面に接触して上記リーク穴を閉塞する接触シール部
   材とをそなえた接触シール形リークバルブにおいて、上
   記の接触シール部材と真空装置内壁の外側面との接触面
   圧を調整する押付機構が設けられていることを特徴とす
   る、リークバルブ。
2. 【請求項２】 上記の接触シール部材と真空装置内壁の
   外側面とのいずれか一方に、凸部が形成されていること
   を特徴とする、請求項１に記載のリークバルブ。
3. 【請求項３】 上記押付機構が、ネジ部を形成された押
   え棒をそなえるとともに、同押え棒の同ネジ部が上記真
   空装置内壁の外側に取り付けられた装置外壁の雌ネジ部
   と螺合する構成からなり、上記の押え棒の先端と接触シ
   ール部材との間に転がり軸受が設けられていることを特
   徴とする、請求項１または２に記載のリークバルブ。
4. 【請求項４】 上記接触シール部材の上記真空装置内壁
   の外側面に対する接触面、あるいは上記真空装置内壁の
   外側面のいずれか一方の面が、ポリシング加工されると
   ともに、他方の面が上記リーク穴を中心に同心円状に旋
   削加工されたことを特徴とする、請求項１乃至３のいず
   れかに記載のリークバルブ。