KR101312378B1 - 진공압력제어장치 - Google Patents

Abstract

[과제] 히터를 사용하지 않고 진공용기 내의 압력의 언더 슛을 방지하는 진공압력제어장치를 제공하는 것이다.
[해결수단] 진공용기(11)와 진공 펌프(19)를 접속하는 배관 위에서 개도를 변화시켜서 진공용기(11) 내의 진공압력을 변화시키고, 밸브 시트(36)와 접하거나 떨어지는 O 링(35)을 구비하는 밸브체(33)와 에어식 실린더(32)를 구비하는 파일럿식의 진공비례개폐밸브(18)와, 진공압력(11) 내의 진공압력을 계측하는 압력센서(17)와, 압력센서(17)의 압력에 기초하여 O 링(35)의 탄성 변형률을 변화시키고, O 링(35)에서의 누출량을 변화시켜서 진공용기(11) 내의 압력을 제어하는 컨트롤러(56)를 가지는 진공압력제어장치(8)에 있어서, 압력센서(17)에 의해 계측된 진공용기(11) 내의 압력이 일정 이상의 압력 강하율이 된 때에, 에어식 실린더(32)의 내압을 배기한다.

Description

진공압력제어장치{VACUUM PRESSURE CONTROL APPARATUS}

본 발명은 진공용기와 진공 펌프를 접속하는 배관 위에 있어서 개도를 변화시켜서 진공용기 내의 진공 압력을 변화시키고, 밸브 시트와 상기 밸브 시트와 접하거나 떨어지는 탄성 실링 부재를 구비하는 밸브체와 에어식 실린더를 구비하는 진공비례개폐밸브, 진공용기 내의 진공압력을 계측하는 압력센서, 및 진공용기 내의 압력을 제어하는 컨트롤러를 가지는 진공압력제어장치에 관한 것이다.

종래, 이런 종류의 기술로서, 본 출원인이 출원한 하기의 특허문헌 1에 기재된 진공비례개폐밸브가 있다. 진공비례개폐밸브는 반응실 안의 파티클이 휘어 감아 오르는 것을 방지할 목적으로 이루어진 것이다. 진공비례개폐밸브는 반응실 내의 진공압력을 대기압 또는 대기압에 근접한 저진공에서 목표 진공압력값까지 도달시키는 진공화 과정에 있어서, 파티클이 휘어 감아 오르지 않도록 반응실 안에서의 재료 가스를 천천히 배기한다.

그러나, 도 21에 도시된 특허문헌 1의 진공비례개폐밸브(101)는 차단 상태가 되면 O 링(108)과 밸브 시트(106)가 고착하는 문제가 있었다. 즉, O 링(108)과 밸브 시트(106)는 차단 상태에서 밀착한 다음, 반응실 안에서 배기되는 재료 가스는 상온에서 석출되기 때문에, 재료 가스의 석출 등이 요인이 되어 고착하는 경우가 있었다.

따라서, 특허문헌 1의 진공비례개폐밸브(101)는 O 링(108)과 밸브 시트(106)가 고착되지 않기 하기 위해, 히터(110)로 밸브 시트(106)를 가열하고 있다. 밸브 시트(106)를 가열하여, 재료 가스의 석출을 방지하고 O 링(108)과 밸브 시트(106)가 고착하는 것을 방지할 수 있다.

특허문헌 1: 일본공개특허 2000-163136호 공보

그렇지만, 종래 기술에는 이하의 문제가 있었다.

즉, 탄성체의 O 링(108)이 밸브 시트(106)에 고착하는 것의 방지대책으로서, 히터(110)를 이용하고 있지만, 히터(110)는 진공비례개폐밸브(101)에 맞춘 특수한 히터이기 때문에 고가이다. 그 때문에 비용이 증대하는 문제가 있었다.

또한, 만에 하나라도, 히터(110)가 단선되면, O 링(108)이 고착하여, 슬로우(slow) 배기 제어 개시시에 압력이 급격히 하강해 버리는 문제가 있었다. 히터(110)가 단선되어, 히터가 작동하지 않는 상태의 문제점을, 도 16 내지 도 21을 이용하여 설명한다. 도 17의 횡축은 시간, 종축은 압력 등의 고저 등을 나타낸다. 또한, 진공용기 내의 압력, 진공비례개폐밸브의 스트로크, 및 에어식 실린더의 내압을 선 그래프로 표시한 도면이다.

도 17에서, 진공압력 내의 압력 X, 진공비례개폐밸브의 스트로크 Y 및 에어식 실린더의 내압 Z은, 히터(110)가 단선된 경우의 진공용기 및 진공비례개폐밸브(101)의 선 그래프를 나타낸다.

또한, 도 17에서, 진공용기 내의 압력 Q, 진공비례개폐밸브의 스트로크 R, 및 에어식 실린더의 내압(S)은, 히터(110)가 통상 운전되고 있는 경우의 진공비례개폐밸브(101)의 선 그래프를 나타낸다.

구체적으로, 제1로서, 도 18에 도시된 것처럼, 히터가 단선된 경우에는, 재료 가스 등이 요인이 되어 O 링(108)이 밸브 시트(106)에 고착된다. 도 17에 도시된 것처럼, O 링(108)이 밸브 시트(106)에서 일부 떨어지기 시작할 때의 시간 T1이 있다. 히터가 단선되어 있기 때문에, 히터 작동시의 O 링(108)이 밸브 시트(106)에서 일부 떨어지기 시작하는 시간 T10과 비교하여 시간 T20만큼 긴 시간이 걸린다.

시간 T20의 사이에서, O 링(108)이 밸브 시트(106)에 고착하고, 또한, 배기가 발생하지 않는 상태에서는 제어장치는 스트로크를 올려 배기시키기 위해, 제어장치는 실린더의 내압 Z을 계속 상승시킨다. 그 때문에, O 링(108)이 탄성 변형하여 신장하고 스트로크 Y는 계속 상승한다.

제2로서, 시간 T2의 사이에서는, 슬로우(slow) 배기가 시작한 것으로 압력 X가 떨어지기 시작하고, 설정 압력 Q에 일치하도록 제어장치에 의해 실린더의 내압 Z을 떨어뜨리는 지령이 출력된다. 그러나, O 링(108)과 밸브 시트(106)의 "고착 떨어짐"이 시작하면 단시간에 "완전 떨어짐"까지 진행한다. 그 때문에, 스트로크 Y는 그때까지 상승한 실린더의 내압 Z에 의해 빠르게 O 링(108)과 밸브 시트(106)가 떨어져 스트로크의 값이 P2가 될 때까지 상승한다. 그 후 스트로크 Y는 하강하지만, 압력 X는 스트로크 Y의 복귀가 늦기 때문에, 크게 언더 슛이 되어 버린다.

제3으로서, 시간 T3의 사이에서, 너무 떨어진 압력 X을 압력 Q로 되돌리기 위해, 실린더의 내압 Z을 더 떨어뜨려, O 링(108)과 밸브 시트(106)를 밀착시켜서 압력 X의 상승을 기다린다. 그러나, O 링(108)과 밸브 시트(106)를 밀착시키는 것으로 고착이 발생하기 때문에, 상기 시간 T20, T2의 현상을 반복하는 결과가 된다. 히터 작동시에 있어서는 고착의 발생이 없기 때문에 고착을 떨어뜨리기 위한 실린더의 내압값 P3가 발생되지 않고, 스트로크 P2도 발생하지 않아서, 압력 P1의 강하도 없다. 그 때문에, 실린더의 내압 S, 스트로크 R에 의해 설정 압력 Q를 실시할 수 있다.

여기서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이고, 그 목적은 히터를 사용하지 않고 진공압력용기의 압력의 언더 슛을 방지하는 진공압력제어장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 태양의 진공압력제어장치는 이하의 구성을 가진다.

(1) 진공용기와 진공펌프를 접속하는 배관 위에서 개도를 변화시켜서 진공용기 내의 진공압력을 변화시키고, 밸브 시트와 상기 밸브 시트와 접하거나 떨어지는 탄성 실링 부재를 구비하는 밸브체와 에어식 실린더를 구비하는 진공비례개폐밸브와, 상기 진공용기 내의 진공압력을 계측하는 압력센서와, 상기 진공용기 내의 압력을 제어하는 컨트롤러를 가지는 진공압력제어장치에 있어서, 상기 압력센서에 의해 계측된 상기 진공용기 내의 압력이 일정 이상의 압력 하강률이 될 때에, 상기 에어식 실린더의 내압을 배기한다.

(2) (1)에 기재된 진공압력제어장치에 있어서, 상기 진공비례개폐밸브에 전공비례개폐밸브와 3변 밸브가 접속하고 있고, 상기 3변 밸브가 상기 에어식 실린더의 내압을 배기하는 것이 바람직하다.

(3) (1)에 기재된 진공압력제어장치에 있어서, 상기 일정 이상의 압력 하강률은 상기 밸브 시트에서 상기 탄성 실링 부재의 일부가 이탈할 때에 발생하는 것이 바람직하다.

(4) (1)에 기재된 진공압력제어장치에 있어서, 상기 에어식 실린더의 내압을 검지하는 실린더 내압 검지기를 가지며, 상기 에어식 실린더의 내압이 일정한 내압값을 상기 실린더 내압 검지기가 검출한 때에, 상기 에어식 실린더의 내압의 배기를 정지하는 것이 바람직하다.

(5) (4)에 기재된 진공압력제어장치에 있어서, 상기 컨트롤러가 상기 진공비례개폐밸브에 히터를 구비하고 있는 경우의 상기 진공용기 내의 압력이 강하하기 시작하는 값인 상기 에어식 실린더의 내압의 기준값을 미리 기억하고 있고, 일정한 내압값은 상기 에어식 실린더의 내압의 기준값인 것이 바람직하다.

(6) (1)에 기재된 진공압력제어장치에 있어서, 상기 에어식 실린더의 내압을 배기할 때에, 일정한 시간을 경과한 때에, 상기 에어식 실린더의 내압의 배기를 정지하는 것이 바람직하다.

상기 진공압력제어장치의 작용 및 효과에 관하여 설명한다.

(1) 진공용기와 진공펌프를 접속하는 배관 위에서 개도를 변화시켜서 진공용기 내의 진공압력을 변화시키고, 밸브 시트와 밸브 시트와 접하거나 떨어지는 탄성 실링 부재를 구비하는 밸브체와 에어식 실린더를 구비하는 진공비례개폐밸브와, 진공용기 내의 진공압력을 계측하는 압력센서와, 진공용기 내의 압력을 제어하는 컨트롤러를 가지는 진공압력제어장치에 있어서, 압력센서에 의해 계측된 진공용기 내의 압력이 일정 이상의 압력 하강률이 될 때에, 에어식 실린더의 내압을 배기하는 것에 의해, 에어식 실린더의 내압을 일시에 떨어뜨릴 수 있다. 에어식 실린더의 내압을 일시에 떨어뜨리는 것에 의해, 스트로크가 큰 경우에도, 밸브체를 바로 닫을 수 있다. 그 때문에, 상술한 문제에서 설명한 시간 T2를 단축시킬 수 있다. 밸브체를 바로 닫을 수 있기 때문에, 압력의 하강률을 감소시킬 수 있고, 언더 슛을 저감할 수 있다.

또한, 히터가 없는 상태에 있어서도 언더 슛을 저감할 수 있기 때문에, 히터를 설치할 필요가 없다. 그 때문에, 히터를 설치하지 않아도 되기 때문에 비용의 감소를 도모할 수 있다.

(2) 진공비례개폐밸브에 전공비례개폐밸브와 3변 밸브가 접속하고 있고, 3변 밸브가 상기 에어식 실린더의 내압을 배기하는 것에 의해, 에어식 실린더의 내압을 급속히 떨어뜨릴 수 있다. 즉, 전공비례개폐밸브를 사용하여, 에어식 실린더의 내압을 떨어뜨리는 시간이 걸리지만, 3변 밸브를 이용하여 에어식 실린더의 내압을 급격히 떨어뜨릴 수 있다.

(3) 일정 이상의 압력 하강률은 밸브 시트에서 탄성 실링 부재의 일부가 이탈할 때에 발생하는 것에 의해, 압력이 떨어지는 것을 인식할 수 있다. 압력이 떨어지는 것을 인식할 수 있어서, 에어식 실린더의 내압을 일시에 떨어뜨릴 수 있다. 그 때문에, 밸브체를 바로 닫을 수 있고, O 링과 밸브 시트에 간격을 형성하기 위한 시간을 단축할 수 있다. 밸브체를 바로 닫을 수 있기 때문에, 압력의 하강률을 감소시킬 수 있고, 언더 슛을 저감할 수 있다.

또한, 히터가 없는 상태에 있어서도 언더 슛을 저감할 수 있기 때문에, 히터를 설치할 필요가 없다. 그 때문에, 히터를 설치하지 않아도 되기 때문에 비용의 감소를 도모할 수 있다.

(4) 에어식 실린더의 내압을 검지하는 실린더 내압 검지기를 가지며, 에어식 실린더의 내압이 일정한 내압값을 실린더 내압 검지기가 검출한 때에, 에어식 실린더의 내압의 배기를 정지하는 것에 의해, 에어식 실린더의 내압이 과도하게 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 에어식 실린더의 내압이 과도하게 떨어지면, 그 후의 슬로우(slow) 배기 제어에 악영향을 미치기 때문이다. 즉, 한번 떨어진 에어식 실린더의 내압을 올리기 위해 시간이 걸린다. 그 때문에, 그 후의 본래의 진공비례개폐밸브의 목적인 진공화에 시간이 걸리기 때문에 문제가 된다.

그러나, 본 발명에 있어서는 당해 문제를 해결하고, 에어식 실린더의 내압을 올리는데 시간이 걸리지 않고, 또한 언더 슛을 저감할 수 있다.

(5) 컨트롤러가 진공비례개폐밸브에 히터를 구비하고 있는 경우의 진공용기 내의 압력이 강하하기 시작하는 값인 상기 에어식 실린더의 내압의 기준값을 미리 기억하고 있고, 일정한 내압값은 상기 에어식 실린더의 내압의 기준값인 것에 의해, 에어식 실린더의 내압이 너무 떨어진 것을 인식할 수 있다. 에어식 실린더의 내압이 과도하게 떨어진 것을 인식할 수 있어서, 에어식 실린더의 내압이 과도하게 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 에어식 실린더의 내압이 과도하게 떨어지면, 그 후의 슬로우 배기 제어에 악영향을 미치기 때문이다. 즉, 한번 떨어진 에어식 실린더의 내압을 올리기 위해 시간이 걸린다. 그 때문에, 그 후의 본래의 진공비례개폐밸브의 목적인 진공화에 시간이 걸리기 때문에 문제가 된다.

(6) 에어식 실린더의 내압을 배기할 때에, 일정한 시간을 경과한 때에, 에어식 실린더의 내압의 배기를 정지하는 것에 의해, 실린더 내압 검지기를 설치하지 않고, 에어식 실린더의 내압이 과도하게 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

즉, 에어식 실린더의 내압이 과도하게 떨어지기 전에 에어식 실린더의 내압의 배기를 정지할 수 있으면, 에어식 실린더의 내압이 과도하게 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 진공압력제어장치의 블록도 (1)이다.
도 2는 본 발명에 관한 진공압력제어장치의 블록도 (2)이다.
도 3은 본 발명에 관한 압력, 스트로크, 실린더 내압을 표시한 데이터도이다.
도 4는 본 발명에 관한 O 링과 밸브 시트와의 간격을 표시한 개념도 (1)이다.
도 5는 본 발명에 관한 O 링과 밸브 시트와의 간격을 표시한 개념도 (2)이다.
도 6은 본 발명에 관한 O 링과 밸브 시트와의 간격을 표시한 개념도 (3)이다.
도 7은 본 발명에 관한 진공비례개폐밸브를 이용한 경우의 실험 (1)의 데이터도이다.
도 8은 히터가 구비되어 있지 않은 경우 및 히터가 단선된 경우에 관한 진공비례개폐밸브를 이용한 실험 (1)의 데이터도이다.
도 9는 본 발명에 관한 진공비례개폐밸브를 이용한 경우의 실험 (2)의 데이터도이다.
도 10은 히터가 구비되어 있지 않은 경우 및 히터가 단선된 경우에 관한 진공비례개폐밸브를 이용한 실험 (2)의 데이터도이다.
도 11은 본 발명에 관한 진공비례개폐밸브를 이용한 경우의 실험 (3)의 데이터도이다.
도 12는 히터가 구비되어 있지 않은 경우 및 히터가 단선된 경우에 관한 진공비례개폐밸브를 이용한 실험 (3)의 데이터도이다.
도 13은 본 발명의 실시형태에 관한 진공비례개폐밸브의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 14는 본 발명의 실시형태에 관한 진공비례개폐밸브의 밸브 시트 부근의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 15는 본 발명의 실시형태에 관한 진공비례개폐밸브의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 16은 본 발명의 실시형태에 관한 진공압력제어장치가 사용되는 진공압력제어시스템의 전체 구성을 나타낸 전체도이다.
도 17은 종래기술에 관한 압력, 스트로크, 실린더 내압을 표시한 데이터도이다.
도 18은 종래기술에 관한 O 링과 밸브 시트와의 간격을 표시한 개념도 (1)이다.
도 19는 종래기술에 관한 O 링과 밸브 시트와의 간격을 표시한 개념도 (2)이다.
도 20은 종래기술에 관한 O 링과 밸브 시트와의 간격을 표시한 개념도 (3)이다.
도 21은 종래기술에 관한 진공비례개폐밸브의 구성을 나타낸 단면도이다.

본 발명의 진공압력제어장치를 구체화한 실시의 형태를 도면을 기초로 상세히 설명한다.

(진공압력제어시스템의 구성)

본 실시형태의 진공압력제어장치(8)가 이용되는 진공압력제어시스템의 일 실시형태의 전체 구성을 도 16에 도시한다.

도 16에 도시된 것처럼, 진공용기(11)의 내부에, 웨이퍼(15)가 단상에 배치되어 있다. 진공용기(11)에는, 입구(13)와 출구(14)가 형성되어 있고, 입구(13)에는, 프로세스 가스의 공급원 및 진공용기(11) 내를 퍼지하기 위한 질소 가스의 공급원이 접속되어 있다. 출구(14)에는, 밸브 개도 비례밸브인 진공비례개폐밸브(18)의 입구 포트가 접속되어 있다. 진공비례개폐밸브(18)의 출구 포트는, 진공펌프(19)에 접속되어 있다. 또한, 출구(14)에는, 차단밸브(16)를 통하여 압력센서(17)가 접속되어 있다. 본 실시형태에서는, 압력센서(17)로서, 캐패시턴스·나노미터를 사용하고 있다.

(진공비례개폐밸브의 구성)

다음으로, 진공비례개폐밸브(18)의 구성을 도 13 및 도 14를 기초로 상세히 설명한다. 도 13은, 진공비례개폐밸브(18)가 닫힌 상태를 도시하고 있다. 진공비례개폐밸브(18)는, 대략적으로 상부의 에어식 실린더(32)와 하부의 벨로스(bellows)식 포핏 밸브(31)로 나뉘어져 있다. 에어식 실린더(32)는, 다음과 같은 구성을 가진다. 단동공기압 실린더(43)에 대하여, 습동가능하게 피스톤(41)이 배치되어 있다. 피스톤(41)은, 복귀 스프링(42)에 의해 아래 방향으로 가세되어 있다.

피스톤(41)의 상단에 슬라이드 레버(48)의 일단이 연결되어 있다. 슬라이드 레버(48)는 단동공기압 실린더(43)의 외부로 나와 포텐쇼미터(potentiometer; 50)의 도시하지 않은 로드와 연결되어 있다. 로드는 포텐쇼미터(50) 안의 가역 저항에 접속하고 있고, 이 포텐쇼미터(50)에 의해 피스톤(41)의 위치를 정확하게 계측하고 있다. 또한, 피스톤(41)의 하면에는, 벨로프램(bellofram; 51)의 내주단부가 고정되어 있다. 벨로프램(51)의 외주단부는, 단동공기압 실린더(43)의 실 벽에 고정되어 있다. 벨로프램(51)은 매우 얇게 설계되어, 구조적으로는, 강력한 폴리에스테르, 테트론 포(布) 등의 위에 고무를 피복한 것이다. 벨로프램(51)이란, 큰 스트로크와 깊은 반환부를 가져서, 작동 중에 그 유효수압면적이 일정 불변으로 유지되는 원통 형상의 다이어프램이다. 본 실시형태에서는, 에어식 실린더(32)와 피스톤(41)과의 사이에 벨로프램(51)을 사용하고 있기 때문에, 피스톤(41)의 스틱 슬립이 발생하지 않고, 피스톤(41)을 높은 응답성 및 정확한 위치 정확도로 이동시킬 수 있다.

피스톤(41)의 중앙에는, 피스톤 로드(37)가 고정 설치되어 있어, 피스톤(41)의 이동에 대하여 상하로 습동한다. 피스톤 로드(37)의 하단에는, 밸브체(33)가 설치되어 있다. 또한, 밸브체(33)의 상면에는, 벨로스(38)의 일단이 주회용접(周回溶接)으로 설치되어 있다.

밸브체(33)의 상세한 구조를 도 14에 도시한다. 도 14는 진공비례개폐밸브(18)가 닫힌 상태를 나타내고 있다. 밸브체(33)는 피스톤 로드(37)와 연결되는 밸브본체(33a), 탄성 실링 부재인 O 링(35)을 고정하기 위한 O 링 설치부(33b), 및 스테인리스 밸브체부(34)를 설치하기 위한 스테인리스 밸브체 설치부(33c) 및 스테인리스 밸브체부(34)에 의해 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 스테인리스 밸브체부(34)의 재료로서 SUS3161L(JIS 규격)을 사용하고 있다(청구항 중의 "밸브체"는 밸브체(33) 및 스테인리스 밸브체부(34)를 포함한 것이다). O 링(35)은 밸브체(33)의 O 링 설치부(33b)와 스테인리스 밸브체부(34)의 O 링 설치부(34b)에 의해 유지된다. O 링(35)은 수평 밸브 시트부(36a)에 접하여 압압될 때, 유체의 누출을 없애기 위한 것이며, 동시에 본 발명의 주요부인 탄성 실링 부재이다.

본 실시형태에 있어서, 진공비례개폐밸브(18)의 외주에 히터를 비치하지 않았지만, 히터를 구비하여, 밸브 시트(36) 및 O 링(35)을 가열하여, 고착을 방지할 수 있다.

(진공압력제어장치의 구성)

다음으로, 본 실시형태의 진공압력제어장치(8)에 관하여 설명한다. 도 1에 진공용기 내의 압력의 언더 슛이 발생한 때의 진공압력제어장치(8)의 구성을 도시하고, 도 2에 통상시의 진공압력제어장치(8)의 구성을 도시한다. 도 15에 전공비례개폐밸브(62)의 상세한 구성을 도시한다.

먼저 공기계통의 구성을 설명한다. 도 2에 도시한 것처럼, 진공비례개폐밸브(18)에는, 제1 전자밸브(60)의 출력 포트가 접속되어 있다. 제1 전자밸브(60)의 제1 입력 포트(601)에는, 전공비례개폐밸브(62)가 접속하고 있다. 제1 전자밸브(60)의 제2 입력 포트(602)에는, 제2 전자밸브(61)가 접속하고 있다.

전공비례개폐밸브(62)는, 도 15에 도시된 것처럼, 급기측 비례밸브(74)와 배기측 비례밸브(75)로 구성되어 있다. 급기측 비례밸브(74)의 입력 포트(74a)는, 공급 에어에 접속하고 있다. 배기측 비례밸브(75)의 출력 포트(75a)는, 배기 배관에 접속하고 있다. 또한, 급기측 비례밸브(74)의 출력 포트(74b)와 배기측 비례밸브(75)의 입력 포트(75b)는 함께, 제1 전자밸브(60)의 제1 입력 포트(601)에 접속하고 있다.

도 1 및 도 2에 도시한 것처럼, 진공비례개폐밸브(18)에, 에어식 실린더의 내압을 계측하기 위한 실린더 내압 검지기(55)가 접속하고 있다.

다음으로, 전기계측의 구성을 설명한다. 전공비례개폐밸브(62)에는, 펄스 드라이브 회로(68)가 접속하고 있다. 펄스 드라이브 회로(68)에는, 위치제어회로(64)가 접속하고 있다. 또한, 위치제어회로(64)에는, 포텐쇼미터(50)의 위치신호가 앰프(63)를 통해 접속하고 있다. 또한, 위치제어회로(64)에는, 진공압력제어회로(67)가 접속하고 있다. 진공압력제어회로(67)에는, 인터페이스 회로(66)가 접속하고 있다. 또한, 진공압력제어회로(67)에는, 압력센서(17)가 접속되어 있다. 인터페이스 회로(66)에는, 시퀀스 제어회로(65)가 접속하고 있다. 시퀀스 제어회로(65)는, 제1 전자밸브(60)의 구동 코일(SV1), 제2 전자밸브(61)의 구동 코일(SV2)에 접속하고 있다.

컨트롤러(56)는 시퀀스 제어회로(65), 인터페이스 회로(66), 진공압력제어회로(67)를 가진다.

진공압력제어회로(67)에는, 기억부가 구비되며, 도 3에 도시하는, 진공비례개폐밸브(18)에 히터가 구비되어 있는 경우의 실린더의 내압값 데이터의 선도 (S)를 미리 기억하고 있다.

(진공압력제어장치의 작용)

상기 구성을 가지는 진공압력제어장치(8)의 작용을 설명한다.

(진공비례개폐밸브의 전개, 전폐의 동작)

먼저, 급속 급배기 동작에 관하여 설명한다. 진공비례개폐밸브(18)를 전개할 때는, 제1 전자밸브(60)를 OFF 상태로 하고, 제2 전자밸브(61)를 ON 상태로 한다. 이것에 의해, 제1 전자밸브(60)의 제1 입력 포트(601)가 출력 포트(603)와 접속하고, 진공비례개폐밸브(18)에 구동 에어가 공급된다. 밸브체(33)는, 밸브 시트(36)에서 멀리 떨어지고 있고, 진공펌프(19)가 진공용기(11) 내의 기체를 대량으로 흡인하여, 급속히 배기할 수 있다.

다음으로, 진공비례개폐밸브(18)의 전폐 상태에 관하여 설명한다. 도 1에 도시한 것처럼, 제1 전자밸브(60)를 OFF 상태로 하고, 제2 전자밸브(61)도 OFF 상태로 한다. 이것에 의해, 제2 전자밸브(61)의 제2 입력 포트(612)가 출력 포트(613)와 접속하고, 제1 전자밸브(60)의 제2 입력 포트(602)가 출력 포트(603)와 접속하여, 진공비례개폐밸브(18)가 배기 배관에 접속된다.

그리고, 진공비례개폐밸브(18)에 구동 에어가 공급되지 않고, 실린더 내부의 공기가 배기되며, 피스톤(41)은 복귀 스프링(42)에 의해 아래 방향으로 가세되며, 밸브체(33)는 밸브 시트(36)의 상면에 접한다. 이때, O 링(35)이, 밸브체(33)와 밸브 시트(36)의 수평 밸브 시트부(36a)에 압압되어 변형하기 때문에, 유체의 누출이 없이 진공비례개폐밸브(18)는 완전히 차단된다.

한편, 정전 등이 발생한 경우에도, 복귀 스프링에 의해, 제1 전자밸브(60)의 출력 포트(603)와 제2 입력 포트(602)가 연통하고, 또한 제2 전자밸브(61)의 출력 포트(613)와 제2 입력 포트(612)가 연통하고, 마찬가지로, 진공비례개폐밸브(18)는 복귀 스프링(42)에 의해 차단된다. 이것에 의해, 긴급 시의 차단기능이 실현되어 있다.

(슬로우 배기제어시의 밸브 스트로크)

슬로우 배기 제어시의 진공용기(11) 내의 압력, 밸브체(33)의 스트로크, 에어식 실린더(32)의 내압을, 각각 선 그래프로 도 3에 도시된다. 도 3에서, 횡축이 시간, 종축이 고저·대소 등을 나타낸다. 도 4 내지 도 6에 O 링(35)과 밸브 시트(36)의 관계의 개념도를 도시한다.

도 3에서, 진공용기(11) 내의 압력 A, 밸브체(33)의 스트로크 B, 에어식 실린더(32)의 내압 C는, 본 실시형태의 진공비례개폐밸브에 히터가 없는 경우의 진공비례개폐밸브(18)의 선 그래프를 도시한다.

또한, 도 3의, 진공용기 내의 압력 Q, 밸브체 스트로크 R, 에어식 실린더의 내압 S는, 히터가 구비되어 통상 운전되어 있는 경우의 실시예의 진공비례개폐밸브의 선 그래프를 도시한다.

슬로우 배기제어에서는, 완전 차단하고 있는 상태의 O 링(35)의 탄성 변형량을, 에어식 실린더(32)에 가해지고 있는 공기압을 서서히 증가시켜서, 조정한다. 즉, 공기압을 증가시켜서, 원주 형상의 O 링(35)과 밸브 시트(36)의 사이에 공급 가스의 흐름을 발생시키고, 그 흐름에 의해 진공용기(11) 내의 진공압력제어를 실현한다.

본 실시형태의 진공비례개폐밸브(8)는, 히터를 가지지 않다. 그 때문에, O 링(35)과 밸브 시트(36)를 밀착시키면 고착한다.

O 링(35)과 밸브 시트(36)가 고착된 상태에서, 슬로우 배기제어가 시작한 때의 상태를 설명한다. 먼저, 도 3에 도시한 시간 U1의 위치제어동작에 관하여 설명한다. 시간 U1은, O 링(35)이 밸브 시트(36)에서 떨어지기 시작할 때까지의 시간이다.

본 실시형태에 있어서는 히터를 가지지 않기 때문에, 도 4에 도시한 것처럼, O 링(35)이 밸브 시트(36)에 고착하고 있고, 고착한 O 링(35)이 떨어지기 시작하여 배기가 시작할 때까지 시간 U20만큼 시간이 걸린다.

즉, O 링(35)이 탄성 변형하여, 스트로크 B는 상승하지만, O 링(35)이 고착하고 있기 때문에, 배기가 시작할 때까지 시간 U20만큼 여분으로 시간이 걸린다.

도 3에 도시한 시간 U20과 도 17에 도시한 시간 T20은 동일한 시간의 길이이다. 도 3 및 도 17은 모두 히터가 없는 경우를 상정하고 있기 때문에, O 링(35)이 밸브 시트(36)에서 떨어질 때까지의 시간은 동일하게 된다.

도 3에 도시한 것처럼, 압력 A는, 시간 U1에서, 변화가 거의 없다. 왜냐하면, O 링(35)이 밸브 시트(36)에 고착하여 탄성 변형하고 있고, O 링(35)이 밸브 시트(36)에서 떨어지기 시작할 때는, 진공용기(11)의 압력에 변화가 거의 발생하지 않기 때문이다.

또한, 히터를 가지는 경우의 O 링(35)과 밸브 시트(36)가 떨어지기 시작하는 시간 U10에서 하강을 시작하는 압력 Q과 비교하여, 압력 A에서는, O 링(35)과 밸브 시트(36)가 시간 U20만큼 오래 접하고 있다.

진공압력제어장치(8)는, 시간 U1에서 압력센서(17)에 의해 측정된 진공압력(11) 내의 압력을 측정한다.

또한, 도 3에 도시한 것처럼, 스트로크 B는 히터를 가지는 경우의 스트로크 R과 비교하여, 계속 상승한다. 왜냐하면, O 링(35)이 밸브 시트(36)에 고착하여 탄성 변경하기 위하여, 스트로크 R을 넘어도 시간 U20의 시간만큼 밸브 시트(36)에서 떨어지지 않고, 진공압력제어회로(67)가 스트로크 B를 올려서 배기시키도록 하기 때문이다.

또한, 실린더의 내압 C는, 히터를 가지는 경우의 실린더의 내압 S와 비교하여, 계속 상승한다. 왜냐하면, O 링(35)이 밸브 시트(36)에 고착하여 탄성 변형하기 위한 시간 U20만큼 밸브 시트(36)에서 떨어지지 않는다. 그 때문에, 진공압력제어회로(67)가 스트로크 B를 올려서 배기시키도록 하기 위하여, 시간 U20의 사이, 실린더의 내압을 상승시키는 제어를 행하기 때문이다.

진공압력제어장치(8)는, 시간 U1에서 실린더 내압 검지기(55)에 의해 계측된 실린더의 내압을 측정한다.

계속해서, 도 3에 도시한 시간 U2에서의 위치제어동작에 관하여 설명한다.

시간 U2는, O 링(35)이 밸브 시트(36)에서 일부 떨어진 때에서 O 링(35)과 밸브 시트(36)와의 사이에 도 6에 도시한 슬로우 배기 가능한 간격 V가 형성될 때까지의 시간이다.

스트로크 B가 상승하고, 도 5에 도시한 것처럼, O 링(35)이 밸브 시트(36)에 고착한 상태에서 일부 이탈한다.

본 실시형태에서, O 링(35)이 밸브 시트(36)에서 일부 떨어진 때에, 도 3에 도시한 것처럼 압력 A은 설정한 하강률을 목표값으로 하여 하강하기 시작한다. 압력 A가 하강하기 시작한 경우, 일정한 하강률이 발생한 것으로, 진공압력제어장치(8)의 압력센서(17)에서 인식하고 파악할 수 있다. 여기서, 일정한 하강률이란, 도 3에 도시한 것처럼 O 링(35)이 밸브 시트(36)에서 일부 떨어지고, 진공용기(11) 내의 압력 A가 일정한 상태에서 하강하기 시작한 때의 것이다. O 링(35)과 밸브 시트(36)는 접한 상태에서, 일부가 떨어지기 시작하기 때문에, 압력 A는, 도 3에 도시한 것처럼, 일정한 상태(시간 U1)에서 하강하기 시작한다(시간 U2). 그때, O 링(35)과 밸브 시트(36)가 일부 떨어지고 일정한 하강률이 발생한 것을 압력센서(17)가 파악하는 것이 객관적으로 가능하다.

압력 A의 하강률이, 설정한 하강률 목표값에 대하여 일정 이상 큰 경우는, O 링(35)의 고착이 발생하고 있다고 판단하고, 제1 전자밸브(60)를 OFF 상태로 하고, 제2 전자밸브(61)도 OFF 상태로 한다. 이것에 의해, 제2 전자밸브(61)의 제2 입력 포트(612)가 출력 포트(613)와 접속하고, 제1 전자밸브(60)의 제2 입력 포트(602)가 출력 포트(603)와 접속하며, 진공비례개폐밸브(18)가 배기 배관에 접속된다. 그리고, 진공비례개폐밸브(18)에 구동 에어가 공급되지 않고, 에어식 실린더(32) 내부의 공기가 급속히 배기되며, 도 5에 도시한 것처럼 실린더의 내압이 일시에 떨어지므로, 도 19에 도시한 종래의 경우와 비교하여 스트로크의 상승이 작은 피스톤(41)은, 복귀 스프링(42)에 의해 아래 방향으로 가세되고, 도 6에 도시한 것처럼, O 링(35)과 밸브 시트(36)와의 사이에, 압력 Q가 되는 슬로우 배기 가능한 간격 V를 형성할 수 있다.

제1 전자밸브(60)에 의해 에어식 실린더(32) 내의 내압을 급배기할 수 있다. 그것보다, 도 3에 도시한 것처럼, 에어식 실린더(32) 내의 내압인 실린더의 내압 C을 일시에 떨어뜨릴 수 있다. 그 때문에, 실린더의 내압 C이 급강하한 것으로, 복귀 스프링(42)의 가세력에 의해 밸브체(33)를 하강시킬 수 있고, 스트로크 B를 일시에 하강시킬 수 있다.

밸브체(33)를 전공비례개폐밸브(62)를 이용하지 않고 닫을 수 있기 때문에, 실린더의 내압 C에 의해 빠르게 O 링(35)과 밸브 시트(36)가 떨어져 스트로크가 상승하는 것도 억제할 수 있고, O 링(35)과 밸브 시트(36)와의 사이에 슬로우 배기 가능한 간격 V를 형성할 때까지의 시간인 시간 U2를 짧게 할 수 있다. 그 때문에, 이른 시간에 슬로우 배기가 가능해지고, 도 3에 도시한 압력 A의 하강률을 감소시킬 수 있으며, 그 결과, 진공용기 내의 압력의 언더 슛을 저감할 수 있다.

또한, 본 실시형태와 같이 히터가 없는 상태에서도 진공용기 내의 압력의 언더 슛을 저감할 수 있다. 히터를 설치하지 않아도 되기 때문에, 비용 절감을 도모할 수 있다.

또한, 도 3에 도시한 것처럼, 에어식 실린더(32) 내의 내압은, 급배기시켜서, 실린더의 내압 C가, 실린더의 내압 S와 교차할 때까지 시간이 거의 걸리지 않는다. 에어식 실린더(32) 내의 실린더의 내압 C는, 급배기시키는 것으로 급강하하고, O 링(35)과 밸브 시트(36)가 슬로우 배기 가능한 간격 V를 형성한 만큼의 시간 U2가 거의 걸리지 않는다.

그 때문에, 히터를 가지는 경우의 스트로크 R과의 비교인 도 17에 도시한 스트로크 Y가 스트로크 양 P2인 것에 대하여, 본 실시형태에서 도 3에 도시한 것처럼 스트로크 B가 스트로크 R에 대하여 스트로크 양 D2로 된다. 즉, 도 17의 종래기술에 관한 스트로크 Y가 스트로크 R의 위치로 될 때까지의 시간 T2가, 본 실시형태에서는 시간 U2로 되어 시간이 짧다.

그 때문에, 종래기술과 비교하여 스트로크 양 P2에서 스트로크 양 D2를 뺀 만큼 스트로크 양이 적은 단계에서 하강하기 시작하기 때문에, 종래보다도 스트로크 양이 줄어들 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 조기에 O 링(35)과 밸브 시트(36)와의 사이에 슬로우 배기 가능한 간격 V를 형성할 수 있다.

또한, 도 3에 도시한 것처럼, 실린더의 내압 C를 급강하시킬 수 있는 것에 의해, 히터를 가지는 경우의 스트로크 R과 비교하여, 스트로크 B가 스트로크 양 D2만큼으로 된다. 즉, 도 17의 종래기술에 관한 스트로크 양 P2와 비교하면 스트로크 양 D2가 작아지게 된다. 그 때문에, 종래기술과 비교하여 스트로크 양 P2에서 스트로크 양 D2를 뺀 만큼 조기에 O 링(35)과 밸브 시트(36)가 간격 V를 형성할 수 있다.

또한, 도 3에 도시한 것처럼, 히터를 가지는 경우의 압력 Q와 히터를 가지지 않는 경우의 압력 A를 비교하여, 진공용기 내의 언더 슛이 압력 양 D1만큼으로 된다. 즉, 도 17의 종래기술에 관한 압력 양 P1과 비교하면 압력 양 D1이 작아지게 된다. 그 때문에, 종래기술과 비교하여 압력 양 P1에서 압력 양 D1을 뺀 만큼 진공용기 내의 압력의 언더 슛을 저감할 수 있다.

또한, 에어식 실린더(32) 내의 내압을 실린더 내압 검지기(55)로 검지하고 있다. 실린더 내압 검지기(55)가 일정한 내압값을 검출한 때에, 에어식 실린더(32) 내의 내압의 제1 전자밸브(60)와 제2 전자밸브(61)에 의해 배기를 정지한다. 여기서 일정한 내압값이란, 도 3에 도시한 히터가 있는 경우의 실린더의 내압 S에서의 진공용기(11)의 내압이 강하하기 시작하는 값인 기준값 S1이다. 기준값 S1보다 더 실린더의 내압을 배기하면, 에어식 실린더(32)의 내압이 과도하게 떨어지는 결과가 된다. 에어식 실린더(32)의 내압이 과도하게 떨어지면, 그 후의 슬로우 배기제어에 악영향을 미친다. 즉, 한번 떨어진 실린더의 내압을 올리는데 시간이 걸리고, 그 후의 본래의 진공비례개폐밸브(18)의 목적인 진공화에 시간이 걸리기 때문에 문제가 된다. 그 때문에, 기준값 S1에 기초하여 에어식 실린더(32) 내의 내압의 배기를 정지한다.

기준값 S1은, 컨트롤러(56)의 진공압력제어회로(67)에 미리 기억되어 있고, 실린더의 내압 C의 값이 기준값 S1을 하회한 때에, 진공압력제어회로(67)가 제어에 의해 에어식 실린더(32) 내의 내압의 배기를 정지한다. 그 후는, 제1 전자밸브(60)를 ON 상태로 하고, 전공비례개폐밸브에 의한 제어로 변환한다.

또한, 본 실시형태에 있어서는 실린더 내압 검지기(55)를 이용하여 실린더의 내압을 검지하지만, 에어식 실린더(32) 내의 내압의 배기를 개시하고 나서 일정한 시간을 경과한 후에, 배기를 정지할 수 있다. 이 일정한 시간은, 에어식 실린더(32)의 실린더의 내압 S가 기준값 S1에 도달할 때까지의 평균 시간을 계산하여 구할 수 있다. 실린더의 내압의 배기를 개시하고 나서 평균 시간을 경과한 때에, 배기를 정지하여, 실린더의 내압이 과도하게 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

평균 시간을 계산하고, 이용하여, 실린더 내압 검지기(55)를 이용하지 않고 실린더의 내압이 과도하게 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 비용이 절감된 진공압력제어장치(8)를 제공할 수 있다.

본 실시형태의 실험결과에 관하여, 도 7 내지 도 12를 이용하여 설명한다. 도 7에, 본 발명에 관한 진공비례개폐밸브를 이용한 경우의 실험 (1)의 데이터도를 도시한다. 도 8에, 히터가 구비되어 있지 않은 경우 및 히터가 단선된 경우에 관한 진공비례개폐밸브를 이용한 실험 (1)의 데이터도를 도시한다. 도 9에, 본 발명에 관한 진공비례개폐밸브를 이용한 경우의 실험 (2)의 데이터도를 도시한다. 도 10에, 히터가 구비되어 있지 않은 경우 및 히터가 단선된 경우에 관한 진공비례개폐밸브를 이용한 실험 (2)의 데이터도를 도시한다. 도 11에, 본 발명에 관한 진공비례개폐밸브를 이용한 경우의 실험 (3)의 데이터도를 도시한다. 도 12에, 히터가 구비되어 있지 않은 경우 및 히터가 단선된 경우에 관한 진공비례개폐밸브를 이용한 실험 (3)의 데이터도를 도시한다.

도 7 내지 도 12의 횡선은 시간(초)을 나타내며, 종축은 압력(×133Pa) 및 스트로크(㎜)의 대소 등을 나타낸다. 또한, 굵은 선의 선 그래프는 진공용기 내의 압력 F를 나타내며, 얇은 선의 선 그래프는 밸브체의 스트로크 G를 나타낸다.

도 7 및 도 8의 실험 (1)에 있어서는, 슬로우 배기 레이트 : 2.5×133Pa/sec에 있어서, 밸브 CLOSE 방치 시간을 18시간으로 하여 실험하였다.

도 8은, 진공비례개폐밸브에 히터가 구비되어 있지 않은 경우 및 히터가 단선딘 경우에 있어서 본 실시형태에 과한 대책 전의 상태로 실험한 데이터도이다. 도 8에 도시한 것처럼, 스트로크 G2는 O 링(35)이 밸브 시트(36)에서 완전히 떨어져 상승하는 것으로 약 1.4㎜이다. 스트로크 G2의 피크값은 약 1.4㎜이기 때문에, 진공용기 내의 압력 F2가 228×133Pa 급강하(언더 슛)한다. 언더 슛이 발생하기 때문에, 압력 F2를 목표값으로 되돌리려고 스트로크 G2를 낮추고, O 링(35)과 밸브 시트(36)를 밀착시키면 압력 F2가 상승하기 시작하여 목표값에 도달한다. 그때 스트로크 G2를 올리고, 압력 F2를 떨어뜨리려고 하지만, 이때 O 링(35)과 밸브 시트(36)는 고착되어 있기 때문에, 동일한 스텝을 반복하여 언더 슛이 발생한다. 이것을 수회 반복하여 겨우 안정된 간격 V를 형성할 수 있다.

한편, 도 7에 도시한 것처럼, 본 실시형태에 있어서는, O 링(35)이 밸브 시트(36)에서 일부 떨어지기 시작하고, 압력이 설정한 하강률 목표값에 대하여 일정 이상 커지면 실린더의 내압을 급속히 배기한다. 그 때문에, O 링(35)이 밸브 시트(36)에서 완전히 떨어지는 것보다 빨리 약 0.6㎜의 정도로 스트로크 G1이 떨어지기 시작한다. 또한, 실린더의 내압이 기준값 S1이 되는 곳에서 제1 전자밸브(60)를 이용하여 실린더의 내압의 배기를 정지한다. 이 때문에 O 링(35)과 밸브 시트(36)는 접촉하지 않고 또는 접촉해도 저하중으로 고착하기 어려워, 빠르게 간격 V를 형성할 수 있고, 언더 슛의 최대값을 15×133Pa로 억제할 수 있다.

도 9 및 도 10의 실험 (2)에 있어서, 슬로우 배기 레이트: 2.5×133Pa/sec에 있어서, 밸브 CLOSE 방치 시간을 0.25시간으로 하여 실험하였다.

도 10은 진공비례개폐밸브에 히터가 구비되어 있지 않은 경우 및 히터가 단선된 경우에서 본 실시형태에 관한 대책 전의 상태로 실험한 데이터도이다. 도 10에 도시한 것처럼, 스트로크 G4는 O 링(35)이 밸브 시트(36)에서 완전히 상승한 것으로 약 0.9㎜이다. 스트로크 G4의 피크값은 약 0.9㎜이기 때문에, 진공용기 내의 압력 F4가 106×133Pa 급강하(언더 슛)한다. 언더 슛이 발생하기 때문에, 압력 F4를 목표값으로 되돌려고 스트로크 G4를 낮추고, O 링(35)과 밸브 시트(36)를 밀착시키면 압력 F4가 상승하기 시작하여 목표값에 도달한다. 그때 스트로크 G4를 올리고, 압력 F4를 떨어뜨리고 있지만, 이때 O 링(35)과 밸브 시트(36)는 고착하고 있기 때문에, 동일한 스탭을 반복하여 언더 슛이 발생한다. 이것을 수회 반복하여 겨우 안정된 간격 V를 형성할 수 있다.

도 9에 도시한 것처럼, 본 실시형태에 있어서는, O 링(35)이 밸브 시트(36)에서 일부 떨어지기 시작하고, 진공용기 내의 압력이 설정한 하강률 목표값에 대하여 일정 이상 커지면 실린더의 내압을 급속히 배기한다. 그 때문에, O 링(35)이 밸브 시트(3)에서 완전히 떨어지는 것보다 빨리 약 0.55㎜의 정도로 스트로크 G3가 떨어지기 시작한다. 또한, 실린더의 내압이 기준값 S1이 되는 곳에서 제1 전자밸브(60)를 이용하여 실린더의 내압의 배기를 정지한다. 이 때문에 O 링(35)과 밸브 시트(36)은 접촉하지 않거나 접촉해도 저하중이기 때문에 고착하기 어려워, 빠르게 간격 V를 형성할 수 있고, 진공용기 내의 압력의 언더 슛의 최대값을 12×133Pa로 억제할 수 있었다.

도 11 및 도 12의 실험 (3)에 있어서, 슬로우 배기 레이트: 0.5×133Pa/sec에 있어서, 밸브 CLOSE 방치 시간을 0.25시간으로 하여 실험하였다.

도 12는 진공비례개폐밸브에 히터가 구비되어 있지 않은 경우 및 히터가 단선된 경우에서 본 실시형태에 관한 대책 전의 상태로 실험한 데이터도이다. 도 12에 도시한 것처럼, 스트로크 G6은 O 링(35)이 밸브 시트(36)에서 완전히 상승한 것으로 약 0.6㎜이다. 스트로크 G6의 피크값은 약 0.6㎜이기 때문에, 진공용기 내의 압력 F6가 33×133Pa 급강하(언더 슛)한다. 언더 슛이 발생하기 때문에, 압력 F6를 목표값으로 되돌려고 스트로크 G6를 낮추고, O 링(35)과 밸브 시트(36)를 밀착시키면 압력 F6가 상승하기 시작하여 목표값에 도달한다. 그때 스트로크 G6를 올리고, 압력 F6를 떨어뜨리고 있지만, 이때 O 링(35)과 밸브 시트(36)는 고착하고 있기 때문에, 동일한 스탭을 반복하게 된다. 즉, 진공용기 내의 압력의 언더 슛을 반복하게 된다.

그에 대하여, 도 11에 도시한 것처럼, 본 실시형태에 있어서는, O 링(35)이 밸브 시트(36)에서 일부 떨어지기 시작하고, 진공용기 내의 압력이 설정한 하강률 목표값에 대하여 일정 이상 커지면 실린더의 내압을 급속히 배기한다. 그 때문에, O 링(35)이 밸브 시트(3)에서 완전히 떨어지는 것보다 빨리 약 0.52㎜의 정도로 스트로크 G5가 떨어지기 시작한다. 또한, 실린더의 내압이 기준값 S1이 되는 곳에서 제1 전자밸브(60)를 이용하여 실린더의 내압의 배기를 정지한다. 이 때문에 O 링(35)과 밸브 시트(36)은 접촉하지 않거나 접촉해도 저하중이기 때문에 고착하기 어려워, 빠르게 간격 V를 형성할 수 있고, 진공용기 내의 압력의 언더 슛의 최대값을 9×133Pa로 억제할 수 있었다.

또한, 본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 응용이 가능하다.

예를 들면, 본 실시형태에 있어서는, 진공비례개폐밸브(18)에 히터를 탑재하지 않고, 언더 슛을 저감할 수 있는 취지의 효과를 기재하였지만, 히터를 탑재할 수도 있다. 히터를 탑재한 경우에는, O 링(35)과 밸브 시트(36)는 고착하는 문제를 해결할 수 있지만, 히터가 단선되는 경우 및 히터가 고장 나서 사용할 수 없게 되는 경우에 있어서도, 진공용기 내의 압력의 언더 슛을 저감할 수 있기 때문에 효과가 있다.

예를 들면, 제1 전자밸브, 제2 전자밸브는 에어 오퍼레이션 밸브이어도 좋고, 도시한 것처럼 3변 밸브에 한정되지 않고, 4변 밸브, 5변 밸브를 3변 밸브의 사용법을 하면, 동일할 수 있다.

또한, 제2 전자밸브가 없는 회로에 있어서도 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 압력 A의 하강률이 설정한 하강 목표값에 대하여 일정 이상 큰 경우는, 고착이 발생하고 있다고 판단하고 있지만, 예를 들면, 실린더의 내압 C를 측정한 센서에 의해 측정한 실린더의 내압이 압력 목표값에 대하여 일정 이상 높은 경우는 고착이 발생하고 있다고 판단할 수 있다.

8 진공압력제어장치
11 진공용기
17 압력센서
18 진공비례개폐밸브
19 진공펌프
32 에어식 실린더
33 밸브체
35 O 링 (청구항 중의 "탄성 실링 부재")
36 밸브 시트
55 실린더 내압 검지장치
56 컨트롤러
60 제1 전자밸브 (청구항 중의 "3변 밸브")
62 전공비례개폐밸브

Claims (6)

1. 진공용기와 진공펌프를 접속하는 배관 위에서 개도를 변화시켜서 진공용기 내의 진공압력을 변화시키고, 밸브 시트와 상기 밸브 시트와 접하거나 떨어지는 탄성 실링 부재를 구비하는 밸브체와 에어식 실린더를 구비하는 진공비례개폐밸브와, 상기 진공용기 내의 진공압력을 계측하는 압력센서와, 상기 진공용기 내의 압력을 제어하는 컨트롤러를 가지는 진공압력제어장치에 있어서,
   상기 압력센서에 의해 계측된 상기 진공용기 내의 압력이 일정 이상의 압력 하강률이 될 때에, 상기 에어식 실린더의 내압을 배기하며,
   상기 에어식 실린더의 내압을 검지하는 실린더 내압 검지기를 가지며,
   상기 에어식 실린더의 내압이 일정한 내압값을 상기 실린더 내압 검지기가 검출한 때에, 상기 에어식 실린더의 내압의 배기를 정지하는 것을 특징으로 하는 진공압력제어장치.
2. 진공용기와 진공펌프를 접속하는 배관 위에서 개도를 변화시켜서 진공용기 내의 진공압력을 변화시키고, 밸브 시트와 상기 밸브 시트와 접하거나 떨어지는 탄성 실링 부재를 구비하는 밸브체와 에어식 실린더를 구비하는 진공비례개폐밸브와, 상기 진공용기 내의 진공압력을 계측하는 압력센서와, 상기 진공용기 내의 압력을 제어하는 컨트롤러를 가지는 진공압력제어장치에 있어서,
   상기 압력센서에 의해 계측된 상기 진공용기 내의 압력이 일정 이상의 압력 하강률이 될 때에, 상기 에어식 실린더의 내압을 배기하며,
   상기 에어식 실린더의 내압을 배기할 때에, 일정한 시간을 경과한 때에, 상기 에어식 실린더의 내압의 배기를 정지하는 것을 특징으로 하는 진공압력제어장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 진공비례개폐밸브에 전공비례개폐밸브와 3변 밸브가 접속하고 있고,
   상기 3변 밸브가 상기 에어식 실린더의 내압을 배기하는 것을 특징으로 하는 진공압력제어장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 일정 이상의 압력 하강률은 상기 밸브 시트에서 상기 탄성 실링 부재의 일부가 이탈할 때에 발생하는 것을 특징으로 하는 진공압력제어장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤러가 상기 진공비례개폐밸브에 히터를 구비하고 있는 경우의 상기 진공용기 내의 압력이 강하하기 시작하는 값인 상기 에어식 실린더의 내압의 기준값을 미리 기억하고 있고,
   일정한 내압값은 상기 에어식 실린더의 내압의 기준값인 것을 특징으로 하는 진공압력제어장치.
6. 삭제

Images