KR100624039B1

KR100624039B1 - 포핏형 밸브 밀봉기구

Info

Publication number: KR100624039B1
Application number: KR1020020054443A
Authority: KR
Inventors: 엔자키아키라; 사쿠라이토요노부; 후쿠다마모루
Original assignee: 에스엠시 가부시키가이샤
Priority date: 2001-09-19
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2006-09-18
Also published as: KR20030025179A; JP2003166655A; US6796545B2; US20030052297A1; CH693649A5; CN1409039A; TW542881B; CN1293329C

Abstract

밀봉부재가 홈으로부터 이탈할 일이 없고, 게다가 메탈터치를 일으키는 일이 없는 포핏형 밸브 밀봉기구를 제공한다.

밀봉부재(17)가 장착된 홈(15)을, 그 개구부(15a)의 폭이 내부의 최대폭보다 작고, 또한, 그 홈(15)의 단면적이 상기 밀봉부재(17)의 단면적보다도 작게 되도록 형성함과 아울러, 상기 밀봉부재(17)에 있어서의 홈(15)의 내부에 수용된 부분의 최대폭을 상기 홈 개구부의 폭보다도 크게 형성하고, 게다가, 개구부(15a)의 폭을 전체둘레에 걸쳐서 일정하게 하고, 상기 홈(15)의 내부를 형성하는 내벽에 그 홈(15)의 내부와 홈(15)의 외부를 연통시키는 연통구멍(33, 34)을 형성하였다.

Description

포핏형 밸브 밀봉기구{POPPET VALVE SEAL MECHANISM}

도 1은 본 발명의 제1실시예에 관한 밀봉기구를 구비한 포핏형 밸브의 요부 종단면도,

도 2는 본 발명의 제1실시예에 관한 포핏형 밸브 밀봉기구의 무하중 상태에서의 확대 단면도,

도 3은 본 발명의 제1실시예에 관한 포핏형 밸브 밀봉기구의 하중 상태에서의 확대 단면도,

도 4는 본 발명의 제2실시예에 관한 밀봉기구를 구비한 포핏형 밸브의 요부 종단면도,

도 5는 본 발명의 제2실시예에 관한 포핏형 밸브 밀봉기구의 확대 단면도로서, 도 7에 있어서의 I-I 확대 단면도,

도 6은 본 발명의 제2실시예에 관한 포핏형 밸브 밀봉기구로 사용되는 밀봉부재의 확대 단면도,

도 7은 본 발명의 제2실시예의 밸브체를 저면측에서 본 확대도,

도 8은 종래의 포핏형 밸브 밀봉기구의 무하중 상태에서의 확대 단면도.

도 9는 종래의 포핏형 밸브 밀봉기구의 하중 상태에서의 확대 단면도,

도 10은 본 발명자가 먼저 개발한 포핏형 밸브 밀봉기구에 있어서의 홈의 확 대 단면도로서, 도 11에 있어서의 II-II 확대 단면도,

도 11은 본 발명자가 먼저 개발한 포핏형 밸브 밀봉기구의 밸브체를 저면측에서 본 확대도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 포핏형 2포트 밸브 11 : 밸브보디

12 : 제1의 포트 13 : 제2의 포트

14 : 밸브체 15 : 홈

15a : 개구부 15b : 측부

15c : 저부 16 : 밸브시트

17 : 밀봉부재 33 : 제1연통구멍

34 : 제2연통구멍 R : 유로

S : 밀봉부 G : 간극

본 발명은 포핏형 밸브 밀봉기구에 관한 것이며, 더욱 자세하게는 밀봉부재를 사용해서 포핏형 밸브의 밀봉을 행하는 2포트 밸브 등에 있어서, 상기 밀봉부재의 이탈을 방지하도록 한 밸브 밀봉기구에 관한 것이다.

종래, 이 종류의 포핏형 밸브 밀봉기구로서는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 밸브체(1)에 개구부(2a)의 폭이 내부의 폭보다 작은 개미홈 형상의 홈(2)이 형성되 고, 이 홈(2) 내에 고무탄성을 갖고 밸브시트(3)에 압접하는 밀봉부재(4)가 장착되어, 밀봉부재(4)의 홈(2) 내로부터의 이탈을 방지한 것이 알려져 있다.

그런데, 이러한 포핏형 밸브 밀봉기구에서는, 밸브시트(3)에 대한 밀봉부재(4)의 압접력이 클 경우 혹은 변형되기 쉬운 밀봉부재(4)를 사용했을 경우에는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 밀봉부재(4)가 홈(2) 내에 완전히 가라앉아 밸브체(1)와 밸브시트(3)가 직접적으로 접촉하는, 소위 메탈터치를 일으킨다는 문제가 있었다.

이 메탈터치는 마찰·마모에 의해 금속가루를 발생시키는 원인이 되므로, 반도체 제조장치와 같이 깨끗한 환경을 요구하는 설비에 있어서는, 적극적으로 피하지 않으면 안된다

본 발명의 기술적 과제는 밀봉부재가 홈으로부터 이탈하지 않고, 게다가 메탈터치를 발생하지 않는 포핏형 밸브 밀봉부재를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관한 포핏밸브 밀봉기구는, 유로 속에 밸브시트를 설치하고, 밸브체를 그 밸브시트면과 직각을 이루는 방향으로 이동시켜서 그 밸브시트에 접촉이간시킴으로써 상기 유로의 개폐를 행하는 포핏형 밸브 밀봉기구에 있어서, 상기 밸브시트 또는 상기 밸브체의 한쪽에 설치된 환형의 홈에는, 상기 밸브체와 상기 밸브시트 사이를 밀봉하는 탄성체로 이루어지는 환형의 밀봉부재가 장착되고, 상기 홈은 그 개구부의 폭이 내부의 최대폭보다 작고, 또한, 그 단면적이 상기 밀봉부재의 단면적보다도 작게 형성되어 있는 동시에, 상기 밀봉부재에 있어서의 홈의 내부에 수용된 부분의 최대폭이 상기 홈의 개구부의 폭보다도 크게 형성되어 있고, 상기 밀봉부재가 대향 밀봉면에 대한 압접시, 비압접시의 어느 상태에서도, 상기 홈의 개구부로부터 돌출된 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 것이다.

그렇게 함으로써, 밀봉부재가 대향 밀봉면에 압접되었을 때에 도 9의 밸브체(1)와 밸브시트(3)가 직접적으로 접촉하는, 소위 메탈터치를 회피할 수 있어, 이 메탈터치에 기인하는 마찰·마모에 의한 금속가루의 발생을 방지할 수 있다.

또, 본 발명은, 상기 포핏밸브 밀봉기구로서, 상기 홈의 개구부가 전체둘레에 걸쳐서 일정한 폭을 갖고, 상기 홈의 내부가 저벽면과 그 저벽면의 양 끝에서 상기 개구부로 이어지는 한쌍의 측벽면으로 이루어지는 내벽에 의해 형성되고, 상기 밀봉부재가 상기 홈의 저벽면으로부터 측벽면에 이르는 내벽과의 사이에 간극을 형성하는 단면형상을 구비한 포핏밸브 밀봉기구에 있어서, 상기 간극을 형성하는 상기 내벽의 측벽면에 홈의 내부와 그 홈의 외부를 연통시키는 연통구멍을 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.

그렇게 함으로써, 밀봉부재가 대향 밀봉면에 압접되었을 때에, 상기 메탈터치를 회피할 수 있는 동시에, 밀봉부재와 홈의 내벽 사이에 형성된 간극의 공기를 상기 연통구멍을 통해서 홈의 외부로 배출하여, 밀봉부재의 표면과 홈의 내벽을 거의 밀착시킬 수 있기 때문에, 상기 홈의 개구부를 좁힌 것과의 상승작용에 의해, 밀봉부재가 대향 밀봉면으로부터 이간할 때에, 상기 밀봉부재가 홈으로부터 이탈해 버리는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

그리고, 상기 간극이 상기 밀봉부재와 상기 홈의 내주측의 내벽 및 외주측의 내벽 사이에 각각 형성되어 있을 경우에는, 내주측의 측벽면 및 외주측의 측벽면에 상기 연통구멍을 각각 형성하면 보다 바람직하다.

또한, 그 때, 상기 각 연통구멍에 의해 상기 홈의 내부를 상기 밸브체를 사이에 둔 양측에 위치하는 각 유로에 각각 연통시킬 수 있다.

또한, 상기 포핏밸브 밀봉기구에 있어서, 상기 밸브체를 2개의 포트를 연결하는 유로중에 설치하고, 상기 2개의 포트 중, 한쪽의 포트를 진공펌프에 접속시킬 수 있다.

또한, 상기 밀봉부재는 단면을 대략 원형으로 하는 것도 가능하다.

또한, 상기 밀봉부재의 지름을 A, 상기 밀봉부재의 홈으로부터의 돌출부의 길이를 E, 상기 홈 개구부의 폭을 B, 상기 홈 내부의 폭을 D라고 했을 때, B/A=0.80∼095, B/D=0.70∼0.85, E/A=0.25∼0.35의 관계가 성립하고 있으면, 보다 적절하다.

이렇게, 본 발명에 관한 포핏형 밸브 밀봉기구는, 어떠한 재료로 이루어지는 밀봉부재라도 양호한 밀봉성능을 발휘시킬 수 있지만, 외력에 의한 변형이 원래로 돌아가기 어려운, 즉 소성변형이 일어나기 쉽고, 게다가 접합을 일으키기 쉬운 탄성체로 이루어지는 0링 등을 밀봉부재로서 채용했을 때에 특히 유효하다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 근거해서 상세하게 설명한다.

도 1은, 본 발명의 포핏형 2포트 밸브의 제1실시예를 나타내는 것이며, 이 포핏형 2포트 밸브(10)는 대략 원통형상의 밸브보디(11)을 갖고, 이 밸브보디(11)의 축선방향 선단부에는 진공쳄버(도시대략 )에 접속하기 위한 제1의 포트(12)가 형성되고, 밸브보디(11)의 축선방향과 직교하는 방향에는, 진공펌프(도시대략)에 접속하기 위한 제2의 포트(13)가 개설되며, 밸브보디(11)의 내부에는 제1과 제2의 포트(12, 13)를 연결하는 유로(R)를 개폐하는 밸브기구가 설치되어 있다.

상기 밸브기구는, 양 포트(12, 13)를 연결하는 유로(R) 중에 형성된 밸브시트(16)와, 밸브보디(11)의 축선 방향(ℓ), 즉 상기 밸브시트(16)에 의해 형성되는 밸브시트면과 직각을 이루는 방향으로 이동해서 상기 밸브시트(16)에 대하여 접촉 이간함으로써 밸브기구를 개폐하는 밸브체(14)와, 상기 밸브체(14)의 상기 밸브시트(16)측을 향하는 대향면(14a)에 형성된 환형의 밀봉부(S)로 구성되어 있다.

상기 밸브시트(16)는 제1의 포트(12)측의 단면이 대략 원형인 유로(R)의 주벽에 형성되어 있고, 상기 밸브체(14)는 대략 원판형상이고 그 대향면(14a)의 둘레가장자리 근방에 밀봉부(S)를 갖고, 상기 대향면(14a)을 상기 제1의 포트(12)를 향해서 상기 밸브시트(16)와 대향시켜서 배치되어 있고, 구동기구(E)에 의해 밸브기구의 폐쇄시에는 상기 밀봉부(S)가 대향 밀봉면을 형성하는 상기 밸브시트(16)에 접촉하고, 밸브기구의 개방시에는 상기 밀봉부(S)가 상기 밸브시트(16)로부터 이간하게 되어 있다.

상기 구동수단(E)은 상기 밸브보디(11)의 제1의 포트(12)와는 반대측의 위치에 장착되어 있고, 유체압의 작용에 의해 작동해서 밸브체(14)을 구동하는 피스톤(18)과, 피스톤(18)이 슬라이딩 가능하게 설치된 피스톤실(19)과, 밸브체(14) 및 피스톤(18)을 서로 연결해서 상기 축선 방향(ℓ)으로 신장되는 밸브샤프트(20)를 갖고 있다.

상술하면, 밸브샤프트(20)의 선단부는, 밸브체(14)의 상기 대향면과는 반대측에 위치하는 배면(14c)의 대략 중앙부에 삽입되어 이탈하지 않도록 고정되고, 후단부는 상기 구동수단(E)의 피스톤실(19)과 상기 밸브보디(11)의 격벽인 받침대(21)를 기밀하고 또한 슬라이딩 가능하게 관통해서 피스톤실(19) 내로 돌출하여 피스톤(18)에 기밀하게 연결되어 있다.

피스톤(18)은 그 외주에 피스톤실(19)의 내벽에 기밀하게 미끄럼접촉하는 패킹(22) 및 가이드링(23)을 갖고 있고, 피스톤(18)과 받침대(21) 사이의 피스톤실(19)은 밸브보디(11)의 측벽에 개설된 조작포트(24)에 연통되어 있다.

밸브보디(11)의 내부에는 밸브체(14)와 받침대(21) 사이에 밸브체(14)를 폐쇄 방향으로 가압하는 스프링(25)이 압축설치되는 동시에, 밸브보디(11)의 내벽편과 받침대(21) 사이에 끼워부착된 벨로즈홀더(26)와 밸브체(14) 사이에, 밸브샤프트(20) 및 스프링(25)을 내포해서 보호하는 벨로즈(27)가 설치되어 있다.

상기 밀봉부(S)는, 밸브체(14)의 대향면(14a)측의 둘레 가장자리부에 형성된 환형의 홈(15)과, 전체가 환형으로 형성되어 단면이 대략 원형을 이룸과 동시에, 비교적 외력에 의한 변형이 원래로 돌아가기 어려운 탄성체로 이루어지는 밀봉부재(17)로 이루어지고, 상기 밸브체(14)를 밸브시트(16)에 대하여 접촉시켜서 밸브기구를 폐쇄했을 때에, 상기 홈(15) 내에 장착된 밀봉부재(17)가 상기 밸브시트(16)에 압접되는 것에 의해 밸브체(14)와 밸브시트(16) 사이를 밀봉한다.

또, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 홈(15)은 상기 대향면(14a)으로 개구하는 개구부(15a)와, 저부(15c) 및 그 저부(15c)의 양측에서 상기 개구부(15a)로 이어지는 한쌍의 측부(15b)로 이루어지는 내벽에 의해 형성된 내부로 구성되어 있고, 상기 측부(15b)의 위치에서 홈 폭이 최대폭이 되도록 형성되어 있다.

여기서, 상기 양 측부(15b)는 원활한 곡선으로써 상기 저부(15c) 및 상기 개구부(15a)로 이어지고, 또한 상기 개구부(15a)는 매끄럽게 상기 대향면(14a)으로 연결되어 있다.

그리고, 상기 밀봉부재(17)에 있어서의 상기 홈(15) 내에 수용된 부분의 최대폭(밀봉부재(17)의 단면지름)보다도, 상기 개구부(15a)의 폭이 작고 또한 내부의 최대폭이 크게, 다시 말해, 홈(15) 내부의 최대폭보다 상기 개구부(15a)의 폭이 작게 형성되어 있고, 게다가 상기 홈(15)의 단면적이 밀봉부재(17)의 단면적보다 작게 되도록 설정되어, 도 3에 나타낸 바와 같이, 밀봉부재(17)가 밸브시트(16)에 압접되고, 이 압접시의 하중에 의해 압축 변형했을 때에도, 밀봉부재(17)는 홈(15)으로부터 항상 외부로 돌출된 상태를 유지함과 아울러 홈(15)으로부터 이탈하지 않게 되어 있다.

여기서, 홈(15)과 밀봉부재(17)의 구체적인 관계는, 도 2에 있어서, 밀봉부재(17)의 무하중 상태에 있어서의 지름을 A, 홈(15)으로부터의 돌출부(17a)의 길이를 E라고 하고, 홈(15)의 개구부(15a)의 폭을 B, 홈(15) 내부의 폭을 D라고 하면, 본 발명자의 실험에 의해, B/A=0.80∼0.95, B/D=0.70∼0.85, E/A=0.25∼0.35의 범위가 적절한 것을 확인하고 있다.

포핏형 2포트 밸브는, 이상과 같이 구성되어 있으므로, 통상, 상기 압축설치된 스프링(25)의 가압력에 의해 밀봉부재(17)가 밸브시트(16)에 압접되어, 밸브체(14)가 유로(R)를 폐쇄하고 있고, 이 상태에서는 진공펌프를 운전해도 진공쳄버 내의 기체는 제1의 포트(12)로부터 제2의 포트(13)로 배출되지 않는다.

현재, 조작포트(24)로부터 피스톤실(19)로 압축공기 등의 압력유체가 서서히 가압되면서 공급되면, 피스톤실(19) 내의 유체압이 상승하여 피스톤(18)과 함께 밸브체(14)가 스프링(25)의 탄발력에 저항해서 밸브보디(11)의 후단측으로 이동하고, 이것에 의해 밀봉부재(17)가 밸브시트(16)로부터 떨어져 유로(R)가 개방된다.

그리고, 피스톤실(19) 내의 압력유체가 조작포트(24)로부터 배출되면, 밸브체(14)가 스프링(25)의 가압력으로 복귀하기 때문에 밀봉부재(17)가 밸브시트(16)에 압접하여 유로(R)가 폐쇄된다.

또, 이러한 포핏형 2포트 밸브의 밀봉기구에서는, 상기 홈(15)의 내부에 수용되는 부분의 최대폭(단면지름)이 상기 개구부(15a)의 폭보다도 큰 밀봉부재(17)를 내부의 최대폭보다도 개구부(15a)의 폭을 좁게 한 홈(15) 내에 장착함으로써, 밀봉부재(17)가 밸브체(14)의 폐쇄시에 밸브시트(16)에 압접되어서 접합되고, 밸브체(14)의 개방시에 접합된 밸브시트(16)에 의해 홈(15)으로부터 이탈하는 방향으로 잡아당겨져도, 밀봉부재(17)의 홈(15)으로부터의 이탈이 좁은 개구부(15a)에 의해 저지되게 된다.

게다가, 밀봉부재(17)의 단면적이 홈(15)의 단면적 보다 크게 되도록 설정되었으므로, 밀봉부재(17)가 밸브시트(16)에 압접하여 하중을 받아 압축변형하여, 홈(15) 내에 억지로 밀어넣어져도, 밀봉부재(17)는 홈(15)으로부터 외부로 돌출된 상태가 항상 유지되어, 밸브체(14)와 밸브시트(16) 사이에는 간극이 형성되게 되므로(도 3참조), 밀봉부재(17)의 재료로서, 비교적 외력에 의한 변형이 원래로 돌아가기 어려운, 다시 말해 비교적 소성변형이 일어나기 쉬운 탄성재료를 사용하여도, 메탈터치를 확실하게 방지할 수 있게 된다.

그런데, 상기 제1실시예에 관한 포핏형 밸브 밀봉기구에서는, 밀봉부재(17)와 홈(15)의 내벽 사이에 간극(G)이 존재하여, 도 3에 나타낸 바와 같이, 밸브체(14)가 밸브시트(16)에 접촉했을 때에 밀봉부재(17)가 변형해서 상기 홈(2)내로 밀어넣어지기 때문에, 상기 간극(G)에 가두어진 공기가 압축된다. 그렇게 하면, 상기 밸브체(14)가 밸브시트(16)로부터 벗어날 때에, 상기 간극(G)의 압축된 공기에 의한 상기 밀봉부재(17)를 홈(15)으로부터 밀어내려고 하는 반발력이 작용하기 때문에, 상기 밀봉부재(17)의 홈(15)으로부터의 이탈을 보다 확실에 회피하기 위해서는, 가능한 한 상기 간극(G)을 없애서 밀봉부재(17)의 표면을 홈(15)의 내벽에 밀착시키는 것이 바람직하다.

그래서, 본 발명자는 도 10 및 도 11에 표시하는 바와 같은 밸브 밀봉기구를 개발했다. 이 밸브 밀봉기구에 있어서의 밀봉부(S)는, 밸브체(14)에 형성된 홈(15)보다도 단면적이 큰 밀봉부재(17)와, 개구부(15a)의 폭이 홈(15) 내부의 최대폭 보다도 작고, 게다가 내부의 내벽이 상기 밀봉부재(17)의 외면과 거의 밀착되는 형상으로 된 홈(15)으로 이루어져 있고, 그렇게 함으로써 밀봉부재(17)의 외면과 홈(15)의 내벽 사이에 형성되는 간극을 가능한 한 억제하고 있다. 단, 그 간극을 완전히 없애는 것은 현실적으로는 곤란하기 때문에, 그 간극의 공기를 밀봉부재(17)가 밸브시트(16)에 압접되었을 때에, 홈(15)의 외부로 배출되는 노치(31)를 홈(15)의 개구부(15a)측에서 홈(15)의 최대폭 보다도 큰 직경을 갖는 원주상의 절개를 넣는 것에 의해 형성했다.

그러나, 상기와 같은 밸브 밀봉기구에서는, 홈(15)의 상기 노치(31)를 형성한 위치에서, 상기 밀봉부재(17)의 이탈을 방지하기 위해서 좁혀진 개구부(15a)가 깎여 제거되어 버려, 개구폭이 상기 밀봉부재(17)의 최대폭 즉 직경보다도 커져버려 있기 때문에, 밀봉부재(17)의 접합 등에 의해, 상기 노치(31)를 형성한 위치를 기점으로 하여 홈(15)으로부터 상기 밀봉부재(17)가 벗어나버릴 가능성이 있어, 밀봉부재(17)의 홈(15)으로부터의 이탈을 반드시 충분히 회피할 수 있는 것이 아닌것이 판명되었다.

도 4∼도 7에 표시된 본 발명의 제2실시예는, 이러한 문제점에 비추어 보아서 개발된 것이며, 메탈터치를 방지할 수 있음과 동시에, 밀봉부재(17)가 홈(15)으로부터 이탈하는 것을 보다 확실에 회피할 수 있고, 밸브체(14)와 밸브시트(16) 사이에 있어서, 보다 안정적이고 또한 양호한 밀봉성을 확보하는 것을 가능하게 하는 것이다.

한편, 여기에서는, 상기 제1실시예와 동일한 구성에 대해서는 도면에서 같은 부호를 사용하고, 중복을 피하기 위해서 설명은 생략한다.

본실시예에 있어서는, 밀봉부(S)가, 도 5∼도 7에 나타낸 바와 같이, 제1실시예와 같은 치수형상의 홈(15)에 대하여, 같은 치수관계에 있는 밀봉부재(17)가 장착되고, 또한, 상기 홈(15)의 내부를 형성하는 내벽에 상기 홈(15)의 내부와 홈(15)의 외부를 연통시키는 연통구멍(33, 34)이 형성되어 있다.

즉 본실시예는, 상기 제1실시예의 포핏형 밸브 밀봉기구에 있어서, 홈(15)의 내벽에 홈(15)의 내부와 외부를 연통시키는 연통구멍(33, 34)을 형성한 것이다.

상기 홈(15)의 내외를 연통시키는 연통구멍(33, 34)은, 밸브기구의 폐쇄시에 상기 밀봉부재(17)가 상기 밸브시트(16)에 대하여 압접되었을 때에, 상기 밀봉부재(17)의 표면과 상기 홈(15)의 내벽 사이에 형성된 간극(G)의 공기를 홈(15)의 외부에 내보내는 작용을 하는 것이며, 상기 홈(15)의 내부와 상기 밸브체(14)의 측면(14b) 및 밸브체(14)의 대향면(14a) 사이를 연통시키는 제1연통구멍(33) 및 제2연통구멍(34)으로 구성되어 있다.

구체적으로는, 제1연통구멍(33)은 상기 홈(15)의 외주측에 위치하는 측부(15b)로부터 상기 밸브체(14)의 측면(14b)으로 관통하는 관통구멍에 의해 형성되어 있고, 또한, 제2연통구멍(34)은 상기 제1연통구멍(33)과 동일축에 상기 홈(15)의 내주측에 위치하는 측부(15b)에 대하여 형성된 측부구멍(34a) 및 상기 측부구멍(34a)의 선단부에서 밸브체(14)의 대향면(14a)으로 관통시킨 세로 관통구멍(34b)에 의해 형성되어 있다. 다시 말해, 상기 홈(15)의 내부는 상기 제1연통구멍(33)을 통하여 제2포트(13)측의 유로(R)에 연통되어 있음과 아울러, 상기 제2연통구멍(34)을 통하여 제1포트(12)측의 유로(R)에 연통되어 있다.

그리고, 상기 밸브기구를 폐쇄하기 위해서 밸브체(14)를 밸브시트(16)에 접촉시키고 있으면, 상기 밀봉부재(17)의 돌출부(17a)가 밸브시트(16)에 대하여 압접됨과 동시에, 상기 밀봉부재(17)가 변형해서 홈(15)의 내부로 밀어넣어져서, 상기 홈(15)의 내부가 상기 밀봉부재(17)로 채워지기 때문에, 상기 홈(15)의 내벽과 밀봉부재(17) 사이에 형성된 상기 간극(G)의 공기가, 상기 연통구멍(33, 34)을 통하여 외부로 압출되고, 밀봉부재(17)의 표면이 상기 홈(15)의 내벽에 대략밀착된 상태로 된다.

그렇게 함으로써, 밸브체(14)가 밸브시트(16)로부터 멀어질 때에, 밀봉부재(17)에 대하여 상기 홈(15)으로부터 밀어내는 방향으로 작용하는, 상기 간극(G)의 압축공기에 의한 반발력을 억제할 수 있고, 게다가, 홈(15)의 좁은 개구부(15a)에 의해 밀봉부재(17)가 홈(15)의 내부에 유지되기 때문에, 상기 밀봉부재(17)가 상기 홈(15)으로부터 이탈해버리는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 제1실시예와 마찬가지로, 밀봉부재(17)의 단면적이 홈(15)의 단면적보다 크게 되도록 설정되었으므로, 밀봉부재(17)가 밸브시트(16)에 압접해 하중을 받아 압축변형하여, 홈(15) 내에 밀어넣어져도 밀봉부재(17)는 홈(15)보다 외부로 돌출된 상태가 항상 유지되어, 밸브체(14)와 밸브시트(16) 사이에는 간극이 형성되게 되므로(도 3참조), 밀봉부재(17)의 재료로서 비교적 외력에 의한 변형이 원래로 돌아가기 어려운, 다시 말해 비교적 소성변형이 일어나기 쉬운 탄성재료를 사용하여도, 메탈터치가 확실하게 회피되게 된다.

이상, 본 발명에 관한 포핏형 밸브 밀봉기구의 각 실시예에 대해서 상술했지만, 본 발명은, 상기 각 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 특허청구의 범위에 기재되어 있는 발명의 정신을 일탈하지 않는 범위에서, 설계에 있어서 여러 가지의 변경을 할 수 있다.

상기 각 실시예에 관한 포핏형 밸브 밀봉기구는, 어떠한 탄성재료로 이루어지는 밀봉부재(17)라도 양호한 밀봉성능을 발휘시킬 수 있지만, 외력에 의한 변형이 원래로 돌아가기 어려운, 즉 소성변형이 일어나기 쉽고, 게다가 접합을 일으키기 쉬운 탄성체로 이루어지는 O링 등을 밀봉부재(17)로서 채용했을 때에 특히 유효하다.

또, 상기 각 실시예에서는, 2포트 밸브에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 그 밖의 포핏형 밸브 밀봉기구에 적용되는 것은 말할 필요도 없다.

더욱이, 밸브체(14)에 밀봉부(S)를 형성했지만, 이것 대신에 밸브시트(26)측에 동일한 밀봉부(25)를 형성하고, 밸브체(14)의 대향면(14a)을 대향 밀봉면으로 한 밀봉기구에 있어서도 같은 효과를 기대할 수 있다.

이상에 상술한 본원의 제1의 발명에 관한 포핏형 밸브 밀봉기구에 의하면, 밀봉부재는 개구부가 좁은 홈 내에 장착되었으므로, 홈 내에서 외부로 이탈할 일이 없고, 게다가 밀봉부재의 단면적은 홈의 단면적보다 크게 되도록 설정되었으므로, 밀봉부재는 홈으로부터 항상 돌출된 상태에 있어 메탈터치를 회피할 수 있고, 양호한 밀봉성이 확보된다.

또한, 본원의 제2의 발명에 관한 포핏형 밸브 밀봉기구에 따르면, 상기 제1의 발명의 효과에 더해, 밸브체가 밸브시트에 접촉해서 밀봉부재가 밸브시트에 대하여 강하게 압접되었을 때에, 탄성체로 이루어지는 밀봉부재가 홈의 내부로 밀어넣어져도, 상기 밀봉부재와 홈의 내벽 사이에 형성된 간극의 공기가 연통구멍을 통해서 홈의 외부로 배출되어 밀봉부재의 표면이 홈의 내벽에 거의 밀착된 상태가 되므로, 밸브체가 밸브시트로부터 떨어질 때에 밀봉부재에 대하여 상기 홈으로부터 밀어내는 방향으로 작용하는 상기 간극의 압축공기에 의한 반발력을 억제하는 것이 가능하기 때문에, 밀봉부재가 홈으로부터 밀어내져서 이탈해버리는 것을 보다 확실에 방지할 수 있어, 밸브체와 밸브시트 사이에서 안정적이고 또한 양호한 밀봉성을 확보하는 것이 가능하게 된다.

Claims

유로 속에 밸브시트를 설치하고, 밸브체를 그 밸브시트면과 직각을 이루는 방향으로 이동시켜서 상기 밸브시트에 접촉이간시킴으로써 상기 유로의 개폐를 행하는 포핏형 밸브 밀봉기구에 있어서,

상기 밸브시트 또는 상기 밸브체의 한쪽에 형성된 환형의 홈에는, 상기 밸브체와 상기 밸브시트 사이를 밀봉하는 탄성체로 이루어지는 환형의 밀봉부재가 장착되고,

상기 홈은, 저부와, 개구부와, 이들 저부와 개구부에 원활한 곡선을 통해 연결된 좌우 측부를 가지고 있으며, 그 측부에 있어서 상기 저부와 개구부의 사이의 위치에서 홈폭이 최대이고, 그 최대폭은 홈의 깊이보다 크게 형성되어 있으며, 또한 그 개구부의 폭이 내부의 최대폭보다 작고, 또한, 그 단면적이 상기 밀봉부재의 단면적보다 작게 형성되어 있음과 아울러,

상기 밀봉부재에 있어서의 홈의 내부에 수용된 부분의 최대폭이, 상기 홈의 개구부의 폭보다 크게 형성되어 있고,

상기 밀봉부재가 대향 밀봉면에 대한 압접시, 비압접시의 어느 상태에 있어서도, 상기 홈의 개구부로부터 돌출된 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 포핏형 밸브 밀봉기구.
제1항에 있어서, 상기 홈의 개구부가 전체둘레에 걸쳐서 일정한 폭을 갖고,

상기 홈의 내부가 저벽면과 그 저벽면의 양 끝에서 상기 개구부로 이어지는 한쌍의 측벽면으로 이루어지는 내벽에 의해 형성되고,

상기 밀봉부재가 상기 홈의 저벽면으로부터 측벽면에 이르는 내벽과의 사이에 간극을 형성하는 단면형상을 구비한 포핏형 밸브 밀봉기구에 있어서,

상기 간극을 형성하는 상기 내벽의 측벽면에는 홈의 내부와 그 홈의 외부를 연통시키는 연통구멍을 형성한 것을 특징으로 하는 포핏형 밸브 밀봉기구.
제2항에 있어서, 상기 간극이 상기 밀봉부재와 상기 홈의 내주측의 내벽 및 외주측의 내벽 사이에 각각 형성되고, 내주측의 측벽면 및 외주측의 측벽면에 상기 연통구멍이 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 포핏형 밸브 밀봉기구.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 각 연통구멍에 의해서 상기 홈의 내부가 상기 밸브체를 사이에 둔 양측에 위치하는 각 유로로 각각 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 포핏형 밸브 밀봉기구.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브체는 2개의 포트를 연결하는 유로 속에 설치되고, 상기 2개의 포트 중, 한쪽의 포트가 진공펌프에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 포핏형 밸브 밀봉기구.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉부재는 단면이 대략 원형인 것을 특징으로 하는 포핏형 밸브 밀봉기구.
제6항에 있어서, 상기 밀봉부재의 지름을 A, 상기 밀봉부재의 홈으로부터의 돌출부의 길이를 E, 상기 홈 개구부의 폭을 B, 상기 홈 내부의 폭을 D라고 하면, B/A=0.80∼0.95, B/D=0.70∼0.85, E/A=0.25∼0.35의 관계가 성립하는 것을 특징으로 하는 포핏형 밸브 밀봉기구.