KR100421061B1 - 파일럿식 2포트 진공밸브 - Google Patents

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KR100421061B1
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에스엠시 가부시키가이샤
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Abstract

제 1포트와 제 2포트의 사이의 주유로를 개폐하는 주밸브기구가, 주밸브체와, 상기 주밸브체를 개방시키기 위한 대경의 제 1피스톤과, 상기 피스톤을 구동하기 위한 주압력작업실과, 상기 제 1피스톤을 닫기 위한 제 1스프링수단을 구비하고, 부유로를 개폐하는 부밸브기구가, 부밸브체와, 상기 부밸브체를 개방시키기 위한 소경의 제 2피스톤과, 상기 제 2피스톤을 구동하기 위한 부압력작업실과, 상기 제 2피스톤을 닫기 위한 제 2스프링수단을 구비하고, 상기 주압력작용실과 부압력작용실이 연통구멍으로 서로 연통되어 있고, 또한, 상기 양 피스톤의 피스톤지름과, 양 스프링수단의 탄발력이, 제 2피스톤이 제 1피스톤보다 낮은 유체압으로 작동하도록 관계되어 있다.

Description

파일럿식 2포트 진공밸브{PILOT-TYPE TWO-PORT VACCUM VALVE}
본 발명은, 진공챔버와 진공펌프의 사이에 접속하여 진공챔버 내를 진공압으로 감압하는 경우에 사용되는 파일럿식 2포트 진공밸브에 관한 것이다.
예컨대, 반도체의 제조공정에 있어서 프로세스챔버(process chamber)의 내부를 진공펌프로 진공압으로 감압하는 경우에, 대기압이나 고압의 상태에 있는 챔버 내의 프로세스가스 등의 기체를 급격하게 배기하면, 일시적으로 대량의 기체가 유동하기 때문에, 챔버 내에서 기체의 난류가 생기고, 챔버 내벽 등에 부착된 입자가 부상하여 반도체 웨이퍼 등의 공작물에 부착될 우려가 있다.
그래서, 이 상태를 피하기 위하여, 진공챔버와 진공펌프를 연결하는 유로에 설치하는 진공밸브에, 외측으로 갈수록 넓어지는 테이퍼면을 구비하는 테이퍼밸브시트와, 테이퍼부를 구비하는 밸브체를 설치하고, 상기 밸브체를 상기 테이퍼밸브시트의 중심선을 따라서 이동시키는 것에 의해 상기 테이퍼면과의 사이의 간극 즉 밸브개도를 서서히 변화시켜, 이것에 의해서 진공챔버의 배기를 제한적으로 행하도록 한 것이 제안되고 있다. 또한, 전공비례(電空比例)밸브로 유체압을 제어함으로써 밸브스트로크를 미세하게 변화시키고, 이것에 의해서 밸브개도를 미세하게 변화시키도록 한 것도 제안되고 있다.
그러나, 상기한 바와 같이 테이퍼형상의 밸브체와 테이퍼형상 밸브시트를 구비한 진공밸브에 있어서도, 밸브시트의 개구지름이 크기 때문에, 밸브스트로크에 대한 기체유량의 상승이 크고, 진공챔버를 천천히 배기하는 것은 실질적으로 곤란하다. 또한, 전공비례밸브로 밸브개도를 미소로 변화시키는 방법은, 상기 전공비례밸브에 아주 높은 정밀도가 요구되는데다가, 제어기구가 복잡하고, 안전성이 없다는 문제점이 있다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 유로를 서서히 개방시켜 진공챔버 내를 서서히 배기할 수 있고, 구조 및 조작이 간단하고 동작안전성이 우수한 파일럿식 2포트 진공밸브를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 상기 목적 내지 그 외의 목적과 신규한 특징은, 본 명세서의 설명 및 첨부도면으로부터 알 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의하면, 진공챔버에 접속하기 위한 제 1포트, 및 진공펌프에 접속하기 위한 제 2포트; 상기 제 1포트와 제 2포트를 연결하는 단면적이 큰 주유로, 및 상기 주유로보다 단면적이 작은 부유로; 상기 주유로를 개폐하는 주밸브체, 및 부유로를 개폐하는 부밸브체; 상기 주밸브체에 제 1축을 통해서 연결된 제 1피스톤, 및 상기 부밸브체에 제 2축을 통해서 연결된 제 2피스톤; 상기 제 1피스톤에 밸브개방방향의 유체압을 작용시키기 위한 주압력작용실, 및 상기 제 2피스톤에 밸브개방방향의 유체압을 작용시키기 위한 부압력작용실; 상기 주압력작용실과 부압력작용실을 서로 연통하는 연통구멍; 상기 주압력작용실 및 부압력작용실에 압력유체를 공급하기 위한 1개의 조작포트; 상기 주밸브체를 폐쇄하는 방향으로 탄발하는 탄발력이 큰 제 1스프링수단, 및 상기 부밸브체를 폐쇄하는 방향으로 탄발하는 탄발력이 작은 제 2스프링수단을 구비하는 진공밸브가 제공된다.
상기 제 1피스톤 및 제 2피스톤의 피스톤지름과, 제 1스프링수단 및 제 2스프링수단의 탄발력은, 제 2피스톤이 제 1피스톤보다 낮은 유체압으로 작동하도록 관계되어 있다.
상기 구성을 가지는 본 발명의 진공밸브에 있어서, 조작포트로부터 주압력작용실 및 부압력작용실에 소정 압력의 유체가 공급되면, 우선 제 2피스톤이 제 2스프링수단의 탄발력에 저항하여 작동하고, 부밸브체를 개방하기 위하여 상기 제 1포트와 제 2포트가 단면적이 작은 부유로를 통해서 연통하고, 기체유량의 소규모 상승에 의해서 진공챔버가 천천히 배기된다.
그 후 조작포트의 유체압력이 상승하면, 제 1피스톤이 제 1스프링수단의 탄발력에 저항하여 작동하고, 주밸브체를 개방하기 위하여 상기 제 1포트와 제 2포트가 단면적이 작은 주유로를 통해서 연통하고, 진공챔버의 배기가 촉진된다.
이렇게 해서 본 발명의 진공밸브에 의하면, 1개의 조작포트로부터 크기를 제어한 압력유체를 공급하는 것만으로도, 주밸브체와 부밸브체를 경시적으로 개방시켜서 진공챔버 내를 서서히 배기하는 것이 가능하다. 또한, 구조 및 조작이 간단하고 동작안정성에서 우수하다.
또한, 본 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 부밸브체가 니들밸브로 이루어져 있어서, 경사도가 다른 복수의 테이퍼부를 연속하여 구비하고 있는 것이다. 이것에 의해서, 상기 니들밸브의 개도에 따라서 기체유량의 상승을 변화시키는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 구체적인 실시형태에 의하면, 상기 진공밸브가 상기 부밸브체의 개도를 설정하기 위한 개도설정수단을 구비하고 있다. 상기 개도설정수단은, 상기 제 2축 또는 제 2피스톤에 접촉함으로써 상기 부밸브체의 개방스트로크단을 규정하는 위치조절가능한 설정봉과, 상기 설정봉의 위치를 조절하기 위한 조절부재를 포함하고 있다.
본 발명의 다른 구체적인 실시형태에 의하면, 상기 주밸브체가 부밸브체보다 큰 시일부 지름을 가지도록 형성됨과 아울러, 상기 제 1피스톤이 제 2피스톤보다 큰 피스톤지름을 가지도록 형성되어 있다. 게다가, 상기 부유로 및 부밸브체가 상기 주밸브체에 조립되고, 상기 제 2피스톤 및 부압력작용실이 상기 제 1피스톤의 내부에 조립되고, 또한 상기 제 1축이 제 2축의 내부에 삽입되어 있다.
이 실시형태에 있어서, 부밸브체의 개도를 설정하기 위한 상기 개도설정수단을 설치하는 경우, 상기 설정봉은, 상기 제 1피스톤에 나사결합되어서 상기 제 1피스톤과 함께 변이하도록 설치되고, 상기 제 1피스톤의 변이량으로부터 상기 주밸브체의 개도를 검출하는 검출수단을 겸하고 있다.
또는, 상기 주밸브체 및 부밸브체의 양방의 개도를 검출하기 위한 개도검출수단을 설치할 수도 있다. 상기 개도검출수단은, 상기 제 1피스톤 및 제 2피스톤의 양방에 연동하여 변이하는 1개의 검출봉을 구비하고, 상기 검출봉에 의해 출력되는 상기 제 1피스톤 및 제 2피스톤의 변이량으로부터 상기 주밸브체 및 부밸브체의 개도를 검출하도록 구성된다.
도 1은, 본 발명의 일실시형태인 파일럿식 2포트 진공밸브의 니들밸브의 개방상태 및 폐쇄상태를 각각 나타내는 단면도이다.
도 2는, 상기 진공밸브의 밸브개도(開度)와 유체압의 특성도이다.
도 3은, 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 니들밸브의 개방상태 및 폐쇄상태를 각각 나타내는 요부단면도이다.
도 4는, 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 니들밸브의 형상을 나타내는 요부단면도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1 … 케이싱 2 … 커버
3 … 제 1포트 4 … 제 2포트
5 … 벨로즈 6 … 제 1축
7 … 제 2축 8 … 주밸브체
9 … 부밸브체 10 … 제 1스프링수단
13 … 고정륜 15 … 제 2스프링수단
16 … 스프링받이 17 … 도통로
18 … 받침시트 20 … 벨로즈홀더
21 … 제 1밸브홀더 22 … 고정홀드
23 … 제 2밸브홀더 24 … 시일부재
25 … 제 1밸브시트부 26 … 제 2밸브시트부
27 … 가이드부시 28 … 패킹
30 … 제 1피스톤 35 … 조작포트
41 … 실린더 45 … 가이드링
46 … 제 2피스톤 A … 주유로
B … 부유로 C … 진공챔버
P … 진공펌프
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 실시형태를 설명함에 있어서, 동일기능을 가지고 있는 것은 동일한 부호를 붙여서 설명한다.
도 1에서 나타내는 파일럿식 2포트 진공밸브는, 대략 원통형상의 케이싱(1)을 구비하고 있다. 상기 케이싱(1)의 축선방향의 후단부에는 커버(2)가 설치되고, 선단부에는 진공챔버(C)에 접속하기 위한 제 1포트(3)가 형성되며, 케이싱(1)의 측면에는 축선과 직교하는 방향으로 진공펌프(P)에 접속하기 위한 제 2포트(4)가 설치되어 있다. 또한, 상기 케이싱(1)의 내부에는, 상기 제 1포트(3)와 제 2포트 (4)를 연결하는 단면적이 큰 주유로(A) 및 단면적이 작은 부유로(B)가 각각 설치됨과 아울러, 상기 주유로(A)를 전체개폐하는 주밸브기구와, 부유로(B)를 제한적으로 개폐하는 부밸브기구가 설치되어 있다.
상기 주밸브기구는, 상기 주유로(A) 중의 제 1밸브시트부(25)를 개폐하는 주밸브체(8)와, 유체압의 작용에 의해 작동하여 상기 주밸브체(8)를 구동하는 제 1피스톤(30)과, 상기 주밸브체(8)와 제 1피스톤(30)을 서로 연결하는 제 1축(6)을 구비하고 있다.
상기 주밸브체(8)는, 중앙부가 개구하는 원판형상의 제 1밸브홀더(21)의 주연부에 상기 제 1밸브시트부(25)를 개폐하는 시일부재(24)를 설치하는 것에 의해, 상기 제 1밸브홀더(21)의 중앙의 개구는 상기 부유로(B)의 일부를 형성하고, 도통로(17)를 통해서 제 2포트(4)에 연통하고 있다. 또한, 상기 제 1축(6)의 선단부는, 제 1밸브홀더(21)의 중앙부에 삽입되어 걸리게 되고, 고정륜(13)에 의해서 이탈하지 않도록 고정되어 있다. 또한, 도면 중 11은, 제 1축(6)과 제 1밸브홀더(21)의 사이의 기밀을 유지하는 시일부재이다.
상기 제 1축(6)의 후단부는, 케이싱(1)의 내부에 설치된 받침시트(18)를 가이드부시(27) 및 패킹(28)을 통해서 슬라이딩가능하게 또한 기밀하게 관통하고, 상기 받침시트(18)와 상기 커버(2)의 사이의 실린더(41) 내에 형성된 제 1피스톤실 (47) 내에 돌출하고, 상기 제 1피스톤실(47)에 슬라이딩가능하게 설치된 상기 제 1피스톤(30)에 기밀하게 연결되어 있다.
상기 제 1피스톤(30)은, 그 외주에 제 1피스톤실(47)의 내벽에 기밀하게 슬라이딩접촉하는 패킹(33) 및 가이드링(45)을 구비하고 있고, 상기 제 1피스톤(30)과 상기 받침시트(18)의 사이에 구획형성된 주압력작용실(47a)은, 실린더(41)의 측벽에 설치된 조작포트(35)에 연통되어 있다.
따라서, 상기 조작포트(35)로부터 주압력작용실(47a)에 압축공기 등의 압력유체가 공급되면, 상기 제 1피스톤(30)이 커버(2) 측으로 후퇴하고, 주밸브체(8)가 개방된다. 이 경우, 상기 조작포트(35)에는, 전공(電空)조절기(56)에 의해서 압력제어된 압력유체가 공급된다.
상기 케이싱(1)의 내부에는, 제 1밸브홀더(21)에 장착된 스프링받이(16)와 받침시트(18)의 사이에, 주밸브체(8)의 폐쇄방향으로 탄발하는 2개의 코일스프링 (10a, 10b)으로 이루어지는 제 1스프링수단(10)이 설치됨과 아울러, 케이싱(1)과 받침시트(18)의 사이에 끼워붙여진 벨로즈홀더(20)와 상기 제 1밸브홀더(21)의 사이에, 상기 제 1축(6)과 2개의 스프링(10a, 10b)을 내포하는 벨로즈(5)가 설치되어 있다. 또한, 도면 중 19 및 29는, 케이싱(1)과 벨로즈홀더(20)의 사이 및 케이싱(1)과 받침시트(18)의 사이의 기밀을 유지하는 시일부재이다. 또한, 49는 상기 벨로즈(5)의 내측공간을 외부로 연통하는 호흡포트이고, 51은 상기 제 1피스톤(30)의 배후의 호흡실을 외부로 연통하는 호흡구멍이다.
한편, 상기 부밸브기구는, 상기 주밸브체(8)에 설치된 부유로(B) 중 제 2밸브시트부(26)를 개폐하는 부밸브체(9)와, 유체압의 작용에 의해 작동하여 상기 부밸브체(9)를 구동하는 제 2피스톤(46)과, 상기 부밸브체(9)와 제 2피스톤(46)을 서로 연결하는 제 2축(7)을 구비하고 있어서, 이들 각 부재가, 이하의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이 상기 주밸브기구에 일체로 조립되어 있다.
즉, 상기 제 2밸브시트부(26)는, 상기 제 1밸브홀더(21)에 고정홀드(22)로 동축형상으로 고정된 원환형상의 제 2밸브홀더(23)에, 원환형상의 시일부재를 설치함으로써 형성되어 있다. 또한, 상기 부밸브체(9)는 니들밸브로 구성되어 있다. 상기 니들밸브(9)는, 상기 제 2밸브시트부(26)의 내부에 삽입되기 위해 앞이 가느다란 형상으로 형성된 끼워넣기부(60)와, 상기 끼워넣기부(60)의 기단부측의 위치에 형성되어서 제 2밸브시트부(26)에 접촉이간하는 플랜지형상의 밸브시일부(61)를 구비하고 있어서, 상기 제 1축(6)의 선단부에 형성된 중공부 내에 전후방향으로 슬라이딩가능하도록 수용되고, 상기 부밸브체(9)와 제 1축(6)에 설치된 스프링시트 (6a)의 사이에 끼워 설치된 코일스프링으로 이루어지는 제 2스프링수단(15)에 의해서 밸브폐쇄방향으로 탄발되어 있다. 상기 부밸브체(9)의 밸브시일부(61)에 의한 시일지름은, 상기 주밸브체(8)의 시일부재(24)에 의한 시일지름보다 작다.
또한, 도면 중 58은 상기 제 2스프링수단(15)이 설치된 상기 니들밸브(9)의 배실(背室)을 외부에 연통시키기 위한 호흡구멍이고, 59는 상기 제 1축(6)과 니들밸브(9)의 사이의 기밀을 유지하는 패킹이다.
상기 제 2축(7)은, 상기 제 1축(6)의 내부에 기밀하게 또한 슬라이딩가능하게 삽입되어 있어서, 그 후단부는 상기 제 1피스톤(30)의 내부에 형성된 제 2피스톤실(48) 내로 돌출하고, 상기 제 2피스톤실(48) 내에 슬라이딩가능하게 설치된 제 2피스톤(46)에 기밀하게 연결되어 있다. 또한, 도면 중 12는 상기 제 2축(7)과 제 1축(6)사이의 기밀을 유지하는 패킹이고, 43은 제 2축(7)와 제 2피스톤(46) 사이의 기밀을 유지하는 시일부재이다.
상기 제 2피스톤(46)은, 그 외주에 제 2피스톤실(48)의 내벽에 기밀하게 슬라이딩접촉하는 패킹(36)을 구비하고, 상기 제 2피스톤(46)의 전면측에는 제 1피스톤 (30) 사이의 부압력작용실(48a)이 구획형성되고, 상기 부압력작용실(48a)과 상기 주압력작용실(47a)이, 제 1피스톤(30)에 형성된 연통구멍(34)에 의해서 서로 연통하고 있다.
상기 케이싱(1)에 있어서의 커버(2)의 중앙부에는, 상기 부밸브체(9)의 개도를 설정하기 위한 개도설정수단이 부착설치되어 있다. 상기 개도설정수단은, 상기 제 2축(7) 또는 제 2피스톤(46)에 접촉함으로써 상기 부밸브체(9)의 개방스트로크단을 규정하는 위치조절가능한 설정봉(31)과, 상기 설정봉(31)의 위치를 조절하기 위한 조절부재(32)를 포함하고 있다. 이것에 관해서 더욱 상세하게 설명하면, 상기 커버 (2)의 중앙부에는, 상기 조절부재(32)를 구성하는 다이얼이 회전조작가능하게 또한 고정륜(55)에 의해서 이탈하지 않도록 조립되고, 상기 제 1피스톤(30)의 후단면에는, 중앙부에 나사구멍(37)을 구비하는 리테이너(38)가 고정되어 있다. 게다가, 상기 설정봉(31)의 선단부가 상기 리테이너(38)의 나사구멍(37)에 회전에 의해서 진퇴가능하도록 나사부착되고, 설정봉(31)의 후단부는, 상기 다이얼(32)에, 축선방향에는 상대적으로 이동가능하지만 회전방향으로는 서로 결합하여 맞도록 삽입되어 있다. 또한, 도면 중 39는 상기 제 2피스톤(46)의 배후의 호흡실을 제 1피스톤(30)의 배후의 호흡실에 연통하는 호흡구멍이고, 40은 설정봉(31)의 리테이너 (38)로부터의 이탈을 방지하기 위한 고정륜이다.
상기 커버(2)에는, 상기 다이얼(32)의 자연회전을 방지하기 위한 니들(54)이 설치되어 있다. 상기 니들(54)은, 커버(2)에 설치된 구멍 내에 삽입되고, 고정나사 (52)의 사이에 끼워서 설치한 스프링(53)에 의해서 선단을 상기 다이얼의 널링 (knurling)가공된 외주에 억누르도록 되어 있다.
상기 설정봉(31)과 다이얼(32)을 상기한 바와 같이 회전방향으로만 결합하는 방법으로서는, 예컨대, 이들 설정봉(31)을 4각형이나 6각형 등의 각축과 각구멍에 형성하거나, 측면의 일부를 평면화한 환축과 환구멍에 형성하거나, 회전방향만 서로 결합하여 맞는 홈과 돌기를 구비한 적당한 단면형상의 축과 구멍에 형성하는 등의 방법이 있지만, 그 외의 적당한 결합기구를 이용할 수도 있다.
상기 개도설정수단은, 상기 다이얼(32)을 회전시킴으로써 설정봉(31)을 제 2피스톤(46)에 대해서 진퇴시키고, 상기 제 2피스톤(46)의 개방스트로크단의 위치를 조정함으로써, 니들밸브(9)의 개도를 설정할 수 있다. 게다가, 조작포트(35)를 통해서 주압력작용실(47a)로부터 부압력작용실(48a)에 압력유체가 공급되면, 제 2피스톤(46)의 작동에 의해 제 2축(7)이 설정봉(31)에 접촉하는 위치까지 이동하고, 이것에 대응한 개도로 니들밸브(9)가 개방된다.
상기 설정봉(31)은 또한, 상기 주밸브체(8)의 개도를 검출하기 위한 검출수단을 겸하고 있다. 즉 상기 설정봉(31)은, 상기 제 1피스톤(30)과 함께 변이하고, 후단부가 다이얼(32)로부터 외부에 돌출하도록 되어 있기 때문에, 그 돌출량을 검출함으로써 주밸브체(8)의 밸브개방량을 감시할 수 있다. 상기 설정봉(31)의 돌출량을 검출하는 수단으로서는, 광학적 또는 자기적 또는 전기적인 검출수단을 이용할 수 있다.
상기 구성을 구비하는 파일럿식 2포트 진공밸브는, 통상, 주밸브체(8) 및 부밸브체(9)가 각각 제 1스프링수단(10) 및 제 2스프링수단(15)의 탄발력에 의해 밸브개방위치로 이동되고, 제 1밸브시트부(25) 및 제 2밸브시트부(26)에 접촉함으로써 주유로(A) 및 부유로(B)를 각각 폐쇄하고 있기 때문에, 이 상태에서 진공펌프 (P)를 운전하여도 진공챔버(C) 내의 기체는 제 1포트(3)로부터 제 2포트(4)로 배출되지 않는다.
현재, 전공조절기(56)로 압력이 제어된 압축공기 등의 압력유체가, 조작포트 (35)로부터 주압력작용실(47a)에 공급되면, 이 압력유체는 연통구멍(34)을 통하여 부압력작용실(48a)에도 도입된다.
게다가, 상기 부압력작용실(48a) 내에 있어서 제 2피스톤(46)에 작용하는 유체압작용력이 제 2스프링수단(15)의 탄발력보다 크게 되면, 상기 제 2피스톤 (46)이 작동하여 제 2축(7)을 제 2스프링수단(15)의 탄발력에 저항하여 설정봉(31)에 접촉하는 위치까지 이동시켜, 니들밸브(9)를 설정된 개도로 개방한다. 이 때문에, 진공챔버(C) 내의 기체는 제한적으로 개구된 부유로(B)를 통해서 제 2포트(4)로 서서히 유입되고, 진공챔버(C)는 저속으로 배기된다.
이 때, 진공챔버(C) 내에서 급속배기를 행하는 경우와 같은 기체의 난류가 발생하지 않고, 난류에 수반하는 입자의 상승이 생기지 않는다. 또한, 진공펌프(P)가 일시적으로 대량의 공기를 흡인함으로써 과부하로 되는 일도 없다.
그 후, 조작포트(35)로부터 공급되는 유체의 압력이 상승하고, 주압력작용실 (47a) 내에 있어서 제 1피스톤(30)에 작용하는 유체압작용력이 제 1스프링수단(10)의 탄발력보다 크게 되면, 상기 제 1피스톤(30)이 작동하고, 제 1축(6)을 제 1스프링수단(10)의 탄발력에 저항하여 커버(2)에 접촉하는 위치까지 후퇴시키고, 주밸브체(8)를 개방한다. 이 때문에, 단면적이 큰 주유로(A)가 개방되고, 남은 배기가 행해진다. 이 때의 공기의 밀도는 낮기 때문에, 이것이 어느 정도의 속도로 흡인되어도 난류는 발생하지 않고, 입자의 상승은 일어나지 않는다. 물론, 진공펌프 (P)의 과부하도 생기지 않는다.
상기 진공챔버(C)가 소정 진공도로 된 후, 조작포트(35)로부터의 유체압이 내려가면, 우선, 제 1피스톤(30)에 작용하는 유체압작용력이 제 1스프링수단(10)의 탄발력보다 작게 되었을 경우에 주밸브체(8)가 주유로(A)를 폐쇄하고, 뒤이어, 제 2피스톤(46)에 작용하는 유체압작용력이 제 2스프링수단(15)의 탄발력보다 작게 된 경우에 부밸브체(9)가 부유로(B)를 폐쇄한다.
상기 조작포트(35)를 통해서 주압력작용실(47a) 및 부압력작용실(48a) 내에 유체를 압력제어하면서 공급하는 조작은 전공조절기(56)에 의해서 자동적으로 행해지고, 이 때의 주밸브체(8) 및 니들밸브(9)의 밸브개도와 유체압과의 관계는, 도 2에 나타내는 바와 같이 변한다.
상기 전공조절기(56)는, 미리 프로그램된 제어신호에 의해서 제어되거나, 또는 주압력작용실(47a) 및 부압력작용실(48a)의 압력을 검출하고, 이 검출신호에 기초하여 시간함수를 가한 제어를 행함으로써, 주밸브체(8) 및 니들밸브(9)의 개폐가 제어되게 된다.
이와 같이, 본 실시형태의 파일럿식 2포트 진공밸브에서는, 부밸브체(9) 및 주밸브체(8)의 개폐가 조작포트(35)에 공급되는 유체압의 크기에 따라서 자동적으로 제어되는 것이므로, 조작이 간단하고 안정성이 높고, 또한, 부밸브체(9)의 개도를 미묘하게 조절할 수 있기 때문에, 진공챔버(C) 내의 입자의 상승을 확실하게 방지할 수 있고, 종래와 같은 고정밀도의 전공비례밸브를 불필요하게 하고, 경제성이 향상한다.
이상, 본 발명의 일 실시형태에 관해서 상술하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 발명의 사상을 일탈하지 않는 범위에서 설계에 있어서 각종 변경이 가능한 것이다.
도 3에서 나타내는 것은, 상기 개도설정수단에 대신하여, 주밸브체(8) 및 부밸브체(9)의 양방의 개도를 검출할 수 있는 개도검출수단을 부착설치한 것이다. 상기 개도검출수단은, 검출봉(62)의 일단을 제 2축(7)의 단부에 연결하여, 그 타단을 커버(2)로부터 외부로 돌출시킨 것이므로, 제 1피스톤(30) 및 제 2피스톤(46)의 양방에 연동하여 변이하는 상기 검출봉(62)의 변이로부터, 부밸브체(9)의 개폐스트로크 (a) 및 주밸브체(8)의 개폐스트로크(b)를 광학적 또는 자기적 또는 전기적인 검출수단으로 검출함으로써, 상기 주밸브체(8) 및 부밸브체(9)의 개도를 검출하는 것이 가능하다.
또한, 도 4는 부밸브체(9)를 구성하는 니들밸브의 다른 실시형태를 나타내는 것으로서, 상기 니들밸브(9)는 끼워넣기부(60)에 경사도가 다른 복수의 테이퍼부 (60a, 60b, 60c)가 연속하여 형성되고, 개폐시의 밸브개도가 이들 테이퍼부에 의해서 다른 변화를 하도록 구성되어 있다. 이 이외에도, 상기 니들밸브(9)의 끼워넣기부 (60)를, 점차 앞이 가늘게 되는 곡면으로 형성하는 것도 가능하다.
또한, 진공챔버(C) 내의 압력을 진공압을 하는 것은 물론, 진공챔버(C) 내의 압력을 압력센서로 검출하고, 상기 검출신호에 기초하여 조작포트(35)에 공급되는 압력유체의 압력을 제어하고, 진공챔버(C) 내를 임의의 압력으로 하는 것도 가능하다.
이상의 설명으로 이해되는 바와 같이, 본 발명의 파일럿식 2포트 진공밸브에 의하면, 주밸브체 및 부밸브체가 조작포트에 공급되는 유체압의 크기에 따라서 경제적으로 개폐조작되는 것에 의해, 진공챔버 내를 서서히 배기하는 것이 가능하고, 구조 및 조작이 간단하고 동작안정성에도 우수하다. 이 때문에, 입자의 상승을 확실하게 방지할 수 있고, 신뢰성을 향상하는 것이 가능하다. 따라서, 고정밀도의 전공비례밸브가 불필요하게 된다.

Claims (9)

  1. 진공챔버에 접속하기 위한 제 1포트, 및 진공펌프에 접속하기 위한 제 2포트;
    상기 제 1포트와 제 2포트를 연결하는 단면적이 큰 주유로, 및 상기 주유로보다 단면적이 작은 부유로;
    상기 주유로를 개폐하는 주밸브체, 및 상기 부유로를 개폐하는 부밸브체;
    상기 주밸브체에 제 1축을 통해서 연결된 제 1피스톤, 및 상기 부밸브체에 제 2축을 통해서 연결된 제 2피스톤;
    상기 제 1피스톤에 밸브개방방향의 유체압을 작용시키기 위한 주압력작용실, 및 상기 제 2피스톤에 밸브개방방향의 유체압을 작용시키기 위한 부압력작용실;
    상기 주압력작용실과 부압력작용실을 서로 연통하는 연통구멍;
    상기 주압력작용실 및 부압력작용실에 압력유체를 공급하기 위한 1개의 조작포트;
    상기 주밸브체를 폐쇄하는 방향으로 탄발하는 탄발력이 큰 제 1스프링수단, 및 상기 부밸브체를 폐쇄하는 방향으로 탄발하는 탄발력이 작은 제 2스프링수단을 구비하고,
    상기 제 1피스톤 및 제 2피스톤의 피스톤지름과, 제 1스프링수단 및 제 2스프링수단의 탄발력은, 제 2피스톤이 제 1피스톤보다 낮은 유체압으로 작동하도록 관계되어 있는 것을 특징으로 하는 파일럿식 2포트 진공밸브.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 부밸브체가 니들밸브인 것을 특징으로 하는 파일럿식 2포트 진공밸브.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 니들밸브는 경사도가 다른 복수의 테이퍼부를 연속하여 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 파일럿식 2포트 진공밸브.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 진공밸브가 상기 부밸브체의 개도를 설정하기 위한 개도설정수단을 구비하고, 상기 개도설정수단이, 상기 제 2축 또는 제 2피스톤에 접촉함으로써 상기 부밸브체의 개방스트로크단을 규정하는 위치조절가능한 설정봉과, 상기 설정봉의 위치를 조절하기 위한 조절부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 파일럿식 2포트 진공밸브.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 주밸브체가 부밸브체보다 큰 시일부 지름을 가지도록 형성됨과 아울러, 상기 제 1피스톤이 제 2피스톤보다 큰 피스톤지름을 가지도록 형성되어 있으며, 상기 부유로 및 부밸브체가 상기 주밸브체에 조립되고, 상기 제 2피스톤 및 부압력작용실이 상기 제 1피스톤의 내부에 조립되며, 또한 상기 제 1축이 제 2축의 내부에 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 파일럿식 2포트 진공밸브.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 부밸브체가 니들밸브인 것을 특징으로 하는 파일럿식 2포트 진공밸브.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 니들밸브는 경사도가 다른 복수의 테이퍼부를 연속하여 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 파일럿식 2포트 진공밸브.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 진공밸브가 상기 부밸브체의 개도를 설정하기 위한 개도설정수단을 구비하고,
    상기 개도설정수단은, 상기 제 2축 또는 제 2피스톤에 접촉함으로써 상기 부밸브체의 개방스트로크단을 규정하는 위치조절가능한 설정봉과, 상기 설정봉의 위치를 조절하기 위한 조절부재를 포함하고,
    상기 설정봉은, 상기 제 1피스톤에 나사결합되어서 상기 제 1피스톤과 함께 변이하도록 설치되고, 상기 제 1피스톤의 변이량으로부터 상기 주밸브체의 개도를 검출하는 검출수단을 겸하고 있는 것을 특징으로 하는 파일럿식 2포트 진공밸브.
  9. 제 5항에 있어서, 상기 진공밸브가 상기 주밸브체 및 부밸브체의 개도를 검출하기 위한 수단을 구비하고, 상기 개도검출수단은, 상기 제 1피스톤 및 제 2피스톤의 양방에 연동하여 변이하는 1개의 검출봉을 구비하고, 상기 검출봉에 의해 출력되는 상기 제 1피스톤 및 제 2피스톤의 변이량으로부터 상기 주밸브체 및 부밸브체의 개도를 검출하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 파일럿식 2포트 진공밸브.
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