KR100497418B1 - 게이트 밸브 - Google Patents

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Abstract

밀폐부재가 공기의 이동통로에 위치하였을 때 팽창되도록 함으로써, 밀폐부재의 조립 및 이동을 용이하게 하고, 장기간 사용에서 발생되는 스크래치 등의 손상을 최소화시킨 게이트 밸브가 개시된다.
이러한 게이트 밸브의 하우징(100)의 공기통로(110)를 개폐하는 밀폐부재(200)는, 한 쌍의 밀폐판(210)이 공기통로(110)를 차단하는 위치로 이동하였을 때 원통체(252)의 양측에 결합된 볼(260)이 한 쌍의 밀폐판(210)의 간격을 벌려서 공기통로(110)를 차단한다. 따라서 한 쌍의 밀폐판(210)을 하우징(100)에 조립하는 과정과 하우징(100)의 내부에서 이동시키는 동작이 용이하게 이루어지고, 장기간 사용에서 발생되는 밀폐판(210)의 스크래치 등의 손상을 최소화시킨다.

Description

게이트 밸브{GATE VALVE}
본 발명은 게이트 밸브에 관한 것으로, 특히 밀폐부재가 공기의 이동통로에 위치하였을 때 팽창되도록 함으로써, 밀폐부재의 조립 및 이동을 용이하게 하고, 장기간 사용에서 발생되는 스크래치 등의 손상을 최소화시킨 게이트 밸브에 관한 것이다.
일반적으로 반도체소자 제조장치에는 공정챔버의 유동성 가스를 배기시키기 위하여, 배기용 펌프와 유동성의 가스를 중화시키기 위한 가스 처리기가 구비되어 있다.
도 1은 이러한 반도체소자 제조장치의 부분적인 개략도이다.
공정챔버(10)와 펌프(20)의 사이에는 배기가스의 양을 조절하는 스로틀밸브(12)와 배기가스의 통로를 개폐하는 게이트밸브(14)가 설치되어 있다.
그리고 공정챔버(10)와 펌프(20)의 사이, 또는 펌프(20)와 가스처리기(30)의 사이에는 라인을 일시적으로 차단하기 위한 게이트 밸브(40)가 설치되어 있다. 이러한 게이트 밸브(40)는 라인을 가동중인 상태에서 라인을 점검할 수 있도록, 일부라인을 개방하고 일부라인을 폐쇄시키는 역할을 한다.
이와 같은 게이트 밸브로서 종래에 사용되고 있는 한 예를 설명한다.
도 2는 종래 게이트 밸브의 평면도이고, 도 3은 도 2에 도시한 게이트 밸브의 측단면도이다.
이 도면에 도시된 게이트 밸브(40)는, 공정챔버(10)와 펌프(20)에 연결된 연결관(22,32)에 각각 플랜지이음으로 연결되는 통과공(52)을 갖는 본체부(50)와, 이 본체부(50)의 일측으로 연장 형성된 슬라이더부(60)와, 이 슬라이더부(60)의 본체부(50) 상대측 부위에 설치되는 실린더(70)와, 실린더(70)와 연결된 구동축(72)에 의해 왕복 슬라이딩되어 본체부(50)의 통과공(52)을 개폐하는 차단판(80)으로 이루어진다.
차단판(80)에는 가장자리를 따라 홈(82)이 형성되고, 이 홈(82)에 본체부(50)와의 밀폐를 위한 오링(84)이 결합되어 있다.
이와 같은 게이트 밸브(40)는, 실린더(70)의 수축 또는 팽창운동에 의해 실린더(70)와 연결된 구동축(72)이 왕복 운동으로 슬라이더부(60)에서 슬라이딩되어 본체부(50)의 통과공(52)을 개폐하게 된다.
그런데 상기와 같은 종래의 게이트 밸브(40)는, 본체부(50)의 통과공(52)과 차단판(80)과의 기밀은 오링(84)에 의해 이루어지게 된다. 따라서 차단판(80)을 최초에 본체부(50)의 통과공(52)에 결합시킬 때 오링(84)에 스크래치 등이 발생할 염려가 있으며, 그 결합에서 강한 힘을 필요로 하여 제조 공정상 작업이 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점에 착안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 밀폐부재가 공기의 이동통로에 위치하였을 때 팽창되도록 함으로써, 밀폐부재의 조립 및 이동을 용이하게 하고, 장기간 사용에서 발생되는 스크래치 등의 손상을 최소화시킨 게이트 밸브에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공정챔버와 진공펌프에 연결되는 공기통로가 형성되고, 일측으로부터 상기 공기통로를 직교방향으로 관통하는 슬라이드 공간이 형성된 하우징; 상기 슬라이드 공간내에 삽입되어서 상기 공기통로를 개폐하는 작용을 하는 밀폐부재; 상기 하우징의 일측에 설치되어 구동축을 전후진시키는 작용을 하는 액츄에이터; 및 상기 밀폐부재가 상기 공기통로를 개폐하도록 상기 구동축의 이송력을 상기 밀폐부재에 전달하는 링크부재;를 포함하는 게이트 밸브를 제공한다.
이하에서는 본 발명의 게이트 밸브를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4 및 도 5는 게이트 밸브의 일실시예를 도시한다.
본 실시예의 게이트 밸브는, 공정챔버와 진공펌프에 연결되는 공기통로(110)가 형성되고, 일측으로부터 공기통로(110)를 직교방향으로 관통하는 슬라이드 공간(120)이 형성된 하우징(100); 슬라이드 공간(120)내에 삽입되어서 공기통로(110)를 개폐하는 작용을 하는 밀폐부재(200); 하우징(100)의 일측에 설치되어 구동축(310)을 전후진시키는 작용을 하는 액츄에이터(300); 및 밀폐부재(200)가 공기통로(110)를 개폐하도록 구동축(310)의 이송력을 밀폐부재(200)에 전달하는 링크부재(400);로 이루어진다.
상기 하우징(100)에는, 공정챔버에 연결되는 제 1플랜지(130)가 공기통로(110)의 일측단에 구비되고, 진공펌프에 연결되는 제 2플랜지(140)가 공기통로(110)의 타측단에 구비된다. 따라서 진공펌프는 제 1플랜지(130)와 공기통로(110) 및 제 2플랜지(140)를 통하여 공정챔버내의 공기를 흡입하게 된다.
상기 밀폐부재(200)는, 공기통로(110)를 개폐하는 한 쌍의 밀폐판(210); 한 쌍의 밀폐판(210)의 외측면 가장자리에 각각 결합된 실링(212); 한 쌍의 밀폐판(210)의 사이에 위치되는 프레임(220); 프레임(220)의 가장자리에 회전되도록 결합되고, 슬라이드 공간(120)의 측벽에 접촉되는 다수의 롤러(230); 한 쌍의 밀폐판(210)의 간격을 좁히는 방향으로 탄성력을 발생시키는 탄성부재(240); 및 프레임(220)과 한 쌍의 밀폐판(210)을 연결하고, 한 쌍의 밀폐판(210)의 간격을 선택적으로 좁히거나 넓히는 작용을 하는 간격조정부재(250);로 이루어진다.
상기 롤러(230)는, 프레임(220)의 가장자리에 형성되는 제 1관통공(222)에 결합되는 회전지지축(232); 및 회전지지축(232)에 회전 가능하게 결합되고, 슬라이드 공간(120)의 측벽에 접촉되는 베어링(234);으로 이루어진다.
상기 탄성부재(240)는, 한 쌍의 밀폐판(210)의 일면에 접촉되고 제 2관통공(246)이 형성된 각각의 평면부(244)와, 각 평면부(244)를 연결하는 경사부(248)를 갖는 판스프링(242); 밀폐판(210)의 일면에 고정되고, 제 2관통공(246)에 결합되는 볼트(214); 볼트(214)에 체결되는 너트(미도시);로 이루어진다.
상기 간격조정부재(250)는, 상단면과 하단면에 각각 반구형홈(258)이 형성되고, 중심 외주면에 환형홈(256)이 형성되며, 하단 외주면에 환형의 걸림턱(254)이 형성되어서 프레임(220)에 형성되는 결합공(224)에 결합되는 1이상의 원통체(252); 각 반구형홈(258)에 반삽입되는 한 쌍의 볼(260); 환형홈(256)에 결합되는 이링(262); 및 한 쌍의 밀폐판(210)의 내측면에 각각 형성되고 각 볼(260)의 일부가 삽입되는 다수의 제 1볼홈(216)과, 제 1볼홈(216)보다 상대적으로 얕은 깊이로 각 제 1볼홈(216)과 연결되어 형성된 제 2볼홈(218);으로 이루어진다.
한편, 볼(260)이 제 2볼홈(218)에 위치하였을 때 한 쌍의 밀폐판(210)의 간격이 최대한으로 벌어져 공기통로(110)를 완전 차단하고, 볼(260)이 제 2볼홈(218)으로부터 제 1볼홈(216)으로 이동하면 한 쌍의 밀폐판(210)의 간격이 좁아져서 슬라이드 공간(120)내에서 이동할 수 있게 된다.
상기 액츄에이터(300)는 구동축(310)을 전후진 시키는 작용을 한다. 이러한 액츄에이터(300)는 전동식 또는 수동회전식 등이 있다.
상기 링크부재(400)는, 제 1축(410); 제 1축(410)의 일단을 프레임(220)에 회동 가능하게 연결하는 제 1힌지축(412); 제 2축(420); 제 1축(410)의 타단과 제 2축(420)의 일단을 회동 가능하게 연결하는 제 2힌지축(422); 하우징(100)의 일단에 부착되고, 액츄에이터(300)가 결합되는 차단판(430); 제 2축(420)의 타단을 차단판(430)에 회동 가능하게 연결하는 제 3힌지축(424); 및 제 2축(420)을 구동축(310)에 회동 가능하게 연결하는 제 4힌지축(426);으로 이루어진다.
이러한 링크부재(400)는 구동축(310)이 전진하면, 제 2축(420)과 제 1축(410)을 연속으로 회동시켜 결과적으로 제 1축(410)이 전진하는 방향으로 힘을 가하여 프레임(220)을 전진시킨다. 이와 반대로 구동축(310)이 후진하면, 제 2축(420)과 제 1축(410)을 역방향으로 회동시켜 제 1축(410)이 후진하는 방향으로 힘을 가하여 프레임(220)을 후진시킨다.
이하에서는 상기와 같은 구성으로 된 게이트 밸브의 작용을 설명한다.
먼저, 밀폐부재(200)를 하우징(100)에 결합하는 과정을 설명한다.
프레임(220)의 가장자리에 회전지지축(232)과 베어링(234)을 설치하여 롤러(230)를 완성한다.
그리고 간격조정부재(250)의 원통체(252)를 프레임(220)의 결합공(224)에 결합시킨다. 원통체(252)의 걸림턱(254)이 결합공(224)의 하방 가장자리에 걸린 상태에서 이링(262)을 환형홈(256)에 체결하면, 원통체(252)가 프레임(220)에 고정된다. 그리고 원통체(252)의 양측 반구형홈(258)에 각각 볼(260)의 일부를 삽입한다. 필요에 따라 접착제로 볼(260)을 반구형홈(258)에 접착해 둘 수도 있다.
프레임(220)의 상하에 한 쌍의 밀폐판(210)을 각각 위치시킨다.
그리고 판스프링(242)의 양단에 형성된 제 2관통공(246)을 한 쌍의 밀폐판(210)의 볼트(214)에 각각 끼우고, 너트를 체결한다. 이에 따라 한 쌍의 밀폐판(210)이 함께 이동할 수 있는 상태가 되고, 판스프링(242)의 인장력에 의해 한 쌍의 밀폐판(210)은 항상 가까워지려는 힘을 받게 된다.
이어서 원통체(252)에 결합된 볼(260)이 한 쌍의 밀폐판(210)의 제 1볼홈(216)에 각각 결합되도록 한다. 이에 따라 한 쌍의 밀폐판(210) 사이의 간격이 일정하게 유지된다.
이와 같은 조립에 의해 프레임(220)이 이동하는 힘은 원통체(252)에 전달되고, 원통체(252)의 이동력은 볼(260)을 통하여 한 쌍의 밀폐판(210)에 전달된다.
이상에서와 같이 조립이 완료된 밀폐부재(200)를 링크부재(400)와 연결한 후, 하우징(100)의 슬라이드 공간(120)에 밀어 넣는다. 그리고 링크부재(400)와 액츄에이터(300)를 결합시키고, 하우징(100)에 고정한다.
이 과정에서 한 쌍의 밀폐판(210)은 판스프링(242)의 인장력에 의해 상호 간격이 최소화되므로, 밀폐판(210)을 하우징(100)의 슬라이드 공간(120)에 조립하는 작업이 용이하게 된다. 또한 밀폐판(210)은 슬라이드 공간(120) 내에서 이동하는 동중 마찰저항을 받지 않게 된다.
이와 같이 완성된 게이트 밸브는, 액츄에이터(300)가 작동하여 구동축(310)을 슬라이드 공간(120)으로부터 외측으로 인출시키면, 구동축(310)이 링크부재(400)의 제 2축(420)을 당기게 된다. 이에 따라 제 2축(420)은 제 3힌지축(424)을 중심으로 회동하여 제 1축(410)을 액츄에이터(300)가 있는 방향으로 당기게 된다.
이어서 제 1축(410)은 제 1힌지축(412)에 의해 연결된 밀폐부재(200)의 프레임(220)을 액츄에이터(300) 측으로 당기게 된다. 따라서 프레임(220)은 공기통로(110)로부터 이탈하여 액츄에이터(300)측의 슬라이드 공간(120)으로 이동한다. 이 과정에서 롤러(230)의 베어링(234)은 슬라이드 공간(120)의 양쪽 내측벽에 접촉하면서 회전하여 프레임(220)이 부드럽게 이동하도록 한다.
이와 동시에 프레임(220)의 결합공(224)에 결합된 간격조정부재(250)의 원통체(252)가 프레임(220)과 함께 이동한다. 그리고 원통체(252)의 양측 반구형홈(258)에 결합된 볼(260)이 한 쌍의 밀폐판(210)의 제 1볼홈(216)에 결합되어 한 쌍의 밀폐판(210)을 함께 이동시킨다. 따라서 한 쌍의 밀폐판(210)이 공기통로(110)를 폐쇄하고 있다가 액츄에이터(300) 측의 슬라이드 공간(120)으로 이동하여 공기통로(110)를 개방하게 된다. 이는 도 6 및 도 7과 같다.
그리고 탄성부재(240)의 판스프링(242)이 한 쌍의 밀폐판(210)의 간격을 좁히는 방향으로 당겨서 한 쌍의 밀폐판(210)의 간격이 최소로 유지된다. 따라서 밀폐판(210)의 실링(212)이 슬라이드 공간에(120)에 접촉되는 부분이 줄어들어 밀폐판(210)의 이동이 용이하게 되고, 실링(212)에 스크래치가 발생하지 않는다.
이와 같은 상태는 하우징(100)의 공기통로(110)가 완전 개방되어 공기가 자유롭게 이동하게 된다.
한편, 상기와 같이 밀폐부재(200)가 공기통로(110)를 개방한 상태에서 액츄에이터(300)가 상기와 역방향으로 동작하여 구동축(310)을 슬라이드 공간(120)으로 밀면, 구동축(310)이 슬라이드 공간(120)의 내부에서 링크부재(400)의 제 2축(420)을 공기통로(110) 측으로 밀게 된다. 이에 따라 제 2축(420)은 제 3힌지축(424)을 중심으로 회동하여 제 1축(410)을 공기통로(110) 측으로 밀게 된다.
제 1축(410)은 제 1힌지축(412)에 의해 연결된 밀폐부재(200)의 프레임(220)을 공기통로(110) 측으로 밀게 된다. 따라서 프레임(220)은 슬라이드 공간(120) 내에서 이동하여 공기통로(110)로 직교하는 방향에 위치하게 된다.
이와 동시에 프레임(220)에 결합된 원통체(252)가 프레임(220)과 함께 이동하여 한 쌍의 밀폐판(210)을 함께 이동시켜 한 쌍의 밀폐판(210)이 공기통로(110)를 폐쇄하게 된다.
그리고 프레임(220)이 한 쌍의 밀폐판(210)을 공기통로(110)에 위치시켜서 더 이상 밀폐판(210)이 이동하지 않으면, 프레임(220)에 결합된 원통체(252)가 양측의 볼(260)을 제 1볼홈(216)으로부터 상대적으로 깊이가 얕은 제 2볼홈(218)으로 이동시킨다. 따라서 두 개의 볼(260)이 양측의 밀폐판(210)을 벌리는 작용을 하게 된다.
이에 따라 한 쌍의 밀폐판(210)의 실링(212)이 슬라이드 공간(120)의 상하면에 강한 압력을 받으며 밀착된다. 따라서 공기통로(110)를 이동하는 공기의 흐름이 완전 차단된다. 이는 도 8 및 도 9와 같다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 한 쌍의 밀폐판(210)이 공기통로(110)를 차단하는 위치로 이동하였을 때 원통체(252)의 양측에 결합된 볼(260)이 한 쌍의 밀폐판(210)의 간격을 벌려서 공기통로(110)를 차단하므로, 밀폐판(210)을 하우징(100)의 슬라이드 공간(120)에 조립하는 과정과 밀폐판(210)이 슬라이드 공간(120)에서 이동하는 동작이 용이하게 이루어지고, 장기간 사용에서 발생되는 밀폐판(210)의 스크래치 등의 손상을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
이상에서는 본 발명을 하나의 실시예로써 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.
도 1은 반도체소자 제조장치의 부분적인 개략도,
도 2는 종래 게이트 밸브의 평면도,
도 3은 도 2에 도시한 게이트 밸브의 측단면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 게이트 밸브의 분해사시도,
도 5는 도 4에 도시한 밀폐부재의 분해 사시도,
도 6 내지 도 9는 은 도 4에 도시한 게이트 밸브의 사용의 사용상태 평단면도와 측단면도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
100: 하우징 110: 공기통로
120: 슬라이드 공간 130: 제 1플랜지
140: 제 2플랜지 200: 밀폐부재
210: 제 1밀폐판 212: 실링
214: 볼트 216: 제 1볼홈
218: 제 2볼홈 220: 프레임
222: 제 1관통공 224: 결합공
230: 롤러 232: 회전지지축
234: 베어링 240: 탄성부재
242: 판스프링 244: 평면부
246: 제 2관통공 248: 경사부
250: 간격조정부재 252: 원통체
254: 걸림턱 256: 환형홈
258: 구형홈 260: 볼
262: 이링 300: 액츄에이터
310: 구동축 400: 링크부재
410: 제 1축 412: 제 1힌지축
420: 제 2축 422: 제 2힌지축
424: 제 3힌지축 426: 제 4힌지축
430: 차단판

Claims (7)

  1. 공정챔버와 진공펌프 사이에 연결되는 공기통로(110)를 개폐하는 밀폐부재(200)와 상기 밀폐부재(200)에 액츄에이터의 구동축(310)의 이송력을 전달하는 링크부재(400)를 포함하는 진공밸브에 있어서,
    상기 밀페부재(200)는, 내측면에 다수의 제 1볼홈(216)과, 상기 제 1볼홈(216)보다 상대적으로 얕은 깊이로 상기 각 제 1볼홈(216)과 연결되어 형성된 제 2볼홈(218)이 형성된 한 쌍의 밀폐판(210);
    상기 한 쌍의 밀폐판(210)의 사이에 위치되는 프레임(220);
    상기 한 쌍의 밀폐판(210)의 간격을 좁히는 방향으로 탄성력을 발생시키는 탄성부재(240);
    상기 프레임(220)에 결합되며 상단면과 하단면에 각각 반구형홈(258)이 형성되고 중심 외주면에 환형홈(256)이 형성되며 하단 외주면에 환형의 걸림턱(254)이 형성된 1이상의 원통체(252), 및 상기 각 반구형홈(258)에 반삽입되는 한 쌍의 볼(260)을 포함하는 간격조정부재250);를 포함한 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 한 쌍의 밀폐판(210)의 외측면 가장자리에 각각 결합된 실링(212);과
    상기 프레임(220)의 가장자리에 회전되도록 결합되고, 상기 슬라이드 공간(120)의 측벽에 접촉되는 다수의 롤러(230);가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 롤러(230)는, 상기 프레임(220)의 가장자리에 형성되는 제 1관통공(222)에 결합되는 회전지지축(232); 및
    상기 회전지지축(232)에 회전 가능하게 결합되고, 상기 슬라이드 공간(120)의 측벽에 접촉되는 베어링(234);을 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 탄성부재(240)는, 한 쌍의 상기 밀폐판(210)의 일면에 접촉되고 제 2관통공(246)이 형성된 각각의 평면부(244)와, 상기 각 평면부(244)를 연결하는 경사부(248)를 갖는 판스프링(242);
    상기 밀폐판(210)의 일면에 고정되고, 상기 제 2관통공(246)에 결합되는 볼트(214); 및
    상기 볼트(214)에 체결되는 너트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 링크부재(400)는, 제 1축(410);
    상기 제 1축(410)의 일단을 상기 프레임(220)에 회동 가능하게 연결하는 제 1힌지축(412);
    제 2축(420);
    상기 제 1축(410)의 타단과 상기 제 2축(420)의 일단을 회동 가능하게 연결하는 제 2힌지축(422);
    상기 하우징(100)의 일단에 부착되고, 상기 액츄에이터(300)가 결합되는 차단판(430);
    상기 제 2축(420)의 타단을 상기 차단판(430)에 회동 가능하게 연결하는 제 3힌지축(424); 및
    상기 제 2축(420)을 상기 구동축(310)에 회동 가능하게 연결하는 제 4힌지축(426);을 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
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