KR101345165B1

KR101345165B1 - 슬라이드 밸브

Info

Publication number: KR101345165B1
Application number: KR1020077030084A
Authority: KR
Inventors: 도시아키 이와부치
Original assignee: 가부시키가이샤 깃츠 에스시티
Priority date: 2005-07-29
Filing date: 2007-12-24
Publication date: 2013-12-27
Also published as: JP4878029B2; US7828267B2; WO2007013227A1; JP5330466B2; CN101208551A; JP2011247426A; CN101208551B; JPWO2007013227A1; KR20080031685A; US20090127487A1

Abstract

최소영역의 컨덕턴스를 고정밀도로 제어 가능하게 하여 안정한 제어를 할 수 있게 하고, 슬라이드 플레이트가 소성변형을 발생하지 않도록 하여 최소 유량의 제어성을 양호하게 행할 수 있어, 밸브체 및 에어 구동부를 슬라이드 플레이트와 일체로 분리할 수 있게 하여, 메인터넌스를 용이하게 하는 슬라이드 밸브를 제공한다. 유로(2)를 갖는 보디(3)와 유로(2)의 흐름을 저지하는 폐쇄 위치와 흐름을 허용하는 개방 위치 사이를, 유로축에 대해 수직으로 배치되어 수평 또는 직선상으로 이동하는 슬라이드 플레이트(4)를 보디(3) 내에 설치한 슬라이드 밸브(1)에 있어서, 슬라이드 플레이트(4) 내에 편입한 밸브체(13)를 에어실린더 구동으로 유로축방향으로 개폐시켜, 밸브체(13)의 개방 상태에서 보디(3)와 슬라이드 플레이트(4)의 상하면에 미소한 간극을 설치하여 미니멈 컨덕턴스 제어를 가능하게 하고, 밸브체(13)의 폐쇄 상태에서 슬라이드 플레이트(4)가 차압 하중을 받아도 소성변형하지 않는 구조로 한 슬라이드 밸브(1)이다.

슬라이드 밸브, 슬라이드 플레이트, 보디, 밸브체, 스토퍼, 회전축, 기단부

Description

슬라이드 밸브{SLIDE VALVE}

본 발명은 슬라이드 밸브에 관한 것으로, 특히, 보디 내에 진자식의 플레이트를 유로축에 대해 수평으로 횡이동할 수 있게 설치하고, 완전폐쇄 위치에서 밸브구의 유로를 밸브체로 폐지하는 진자식 타입의 슬라이드 밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 이 종류의 밸브는 편평 중공 형상의 밸브 상자 내를 횡이동 또는 수평이동하면서, 완전폐쇄 위치와 완전개방 위치로 이동하여 개폐 또는 제어하는 슬라이드 밸브이다.

이 밸브의 종래예로서, 밸브 상자에 밸브시트 시일용의 에어 구동부가 장착되고, 밸브시트 시일용의 시일 링이 밸브 상자 내에 착탈할 수 있게 부착되고, 이동가능한 스윙 플레이트가 밸브폐쇄 위치로 이동한 상태에서 시일 링을 스윙 플레이트에 가압함으로써, 밸브시트를 시일할 수 있도록 한 구조의 슬라이드 밸브가 제안되어 있다(특허문헌 1 참조). 이 특허문헌 1은 시일 링의 밸브시트 시일용의 O링과 슬라이딩 O링의 직경의 차분의 면적에만 배압이 가해지는 구조이기 때문에, 작은 밸브 추력으로 대기압과 진공 차압의 추력에 견디어 시일할 수 있는 이점을 갖고 있다.

또, 이 스윙 플레이트의 원주부에 요철 또는 홈을 형성하여, 미니멈 유량의 제어성을 양호하게 한 구조의 슬라이드 밸브도 제안되어 있다(특허문헌 2 참조). 이 제어성을 양호하게 하는 다른 방식으로서, 슬라이드 플레이트에 접촉 링을 부착하고, 슬라이드 플레이트가 폐지 위치에 있을 때 스프링의 탄성 바이어스력에 의해 보디의 접촉면에 가압 접촉시키는 구조의 밸브도 알려져 있다(특허문헌 3 참조).

종래의 다른 예로서, 밸브체 차단시에 밸브체와 그 배면에 설치한 플레이트를 롤러를 사용한 캠에 의해 양측으로 벌려서 보디의 내면에 가압하고, 밸브체 차단의 하중을 플레이트로 받아 밸브체를 차단하는 구조의 게이트 밸브가 제안되어 있다(특허문헌 4 참조). 이 게이트 밸브는 밸브체와 그 배면에 설치한 플레이트를 롤러를 사용한 캠에 의해 양측으로 벌려서 밸브시트 시일 O링을 가압하여 롤러가 캠의 수평위치로 타고 넘음으로써, 대기압과 진공 차압의 추력이 밸브 개방 방향으로 힘이 변환되지 않기 때문에 시일을 유지할 수 있는 구조이다.

특허문헌 1: 일본 특개 평9-178000호 공보

특허문헌 2: 일본 특개 평9-210222호 공보

특허문헌 3: 일본 특개 2005-9678호 공보

특허문헌 4: 일본 특개 2002-295695호 공보

(발명의 개시)

(발명이 해결하고자 하는 과제)

그렇지만, 특허문헌 1 및 특허문헌 2는 시일 링이 보디측에 설치되어 있고, 슬라이드 플레이트가 유로의 흐름을 저지하는 폐쇄 위치에서 시일 링과 걸어맞추어져서 밸브를 폐쇄하는 구조이며, 슬라이드 플레이트측이 대기압에서 시일 링측이 진공으로 배기된 경우, 차압의 하중에 의해 슬라이드 플레이트가 휘고, 밸브체 차단 실린더의 추력은 차압 하중보다 작고, 또한 시일 링을 작동 스크로크 만큼 밀어 올려서 스토퍼로 되기 때문에, 슬라이드 플레이트를 휘게 하는 양을 크게 설정할 필요가 있고, 슬라이드 플레이트의 강성이 약해지면, 밸브를 닫아서 밸브 추력과 차압 하중을 받은 경우에 슬라이드 플레이트의 아암이 소성변형으로 구부러져 보디와 접촉한다. 그 결과, 슬라이드 플레이트와 보디의 간극을 좁게 설정하는 것이 불가능하기 때문에, 미니멈 제어 컨덕턴스가 커지고, 따라서, 미니멈 제어성이 나빠진다. 그 대책으로서, 특허문헌 3에 개시되어 있는 슬라이드 플레이트에 접촉 링을 부착하여 미니멈 제어성을 개선하고 있지만, 접촉해서 슬라이딩하는 구조이기 때문에 오히려 파티클이 발생하기 쉬워진다고 하는 문제가 있다.

특허문헌 4는 밸브체와 그 배면의 플레이트를 벌려서 시일하는 구조이기 때문에, 스윙 플레이트의 아암부에 굽힘 하중은 발생하지 않지만, 하중을 받는 플레이트의 구동부에 캠 등의 기구가 필요하므로, 구조가 복잡하게 됨과 아울러, 파티클의 발생원인이 된다. 또, 진공 중의 작동이나 가열(150℃)의 작동은 캠 기구부의 긁힘을 발생시키기 쉽다. 또한, 밸브시트 시일 O링을 시일하는 하중은, 예를 들면, 320A에서는 150kg 이상의 하중이 필요하기 때문에, 캠을 작동시키기 위해서는 20∼30㎏ 정도의 캠 이동 추력이 필요하고, 그 때문에 회전축으로부터 슬라이드 플레이트 중심까지의 거리에서 그 추력을 발생시키기 위해서는 큰 토크를 필요로 하는 문제가 있다.

게다가, 압력제어는 밸브체가 열리는 위치로부터 제어범위로서 이용할 수 있으므로, 제어범위는 넓게 이용할 수 있지만, 시일용 O링의 접촉방지를 위해, 밸브체를 여는 간극을 크게 설정할 필요가 있다. 이 밸브체 시일용 O링은 차단 하중이나 열의 영향으로 변형되기 쉬워 보디와 O링의 간극으로 제어시키면, 간극이 불안정하여, 밸브체가 유로축방향으로 개폐하는 제어범위와 슬라이드 플레이트가 슬라이딩하여 제어하는 범위에 컨덕턴스 특성의 변화나 불감대가 발생하기 쉽고, 특히, 캠 기구의 백래시나 마모 등도 가해지면, 미니멈 제어영역이 더욱 불안정하게 된다. 또, 특허문헌 1 내지 4는 밸브체를 차단하는 구동부가 밸브 상자측에 형성되어 있거나, 구동 부분을 복잡한 캠 기구로 구동시키고 있으므로, 구동부를 포함하는 모든 메인터넌스를 용이하게 할 수 없는 등의 문제가 있다.

본 발명의 기술적 과제는, 상술한 바와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 최소 영역의 컨덕턴스를 고정밀도로 제어 가능하게 하여 안정한 제어를 할 수 있게 하고, 또한, 슬라이드 플레이트가 소성변형을 일으키지 않도록 하여 최소 유량의 제어성을 양호하게 행할 수 있고, 밸브체 및 에어 구동부를 슬라이드 플레이트와 일체로 분리할 수 있게 하고, 그것으로써, 메인터넌스를 용이하게 하는 슬라이드 밸브를 제공하는 것에 있다.

(발명을 해결하기 위한 수단)

상기의 목적을 달성하기 위하여, 청구항 1에 따른 발명은 유로를 갖는 보디 내에, 상기 유로의 흐름을 저지하는 폐쇄 위치와 이 흐름을 허용하는 개방 위치 사이를, 유로축에 대해 수직으로 배치되어 수평 또는 직선상으로 이동하는 슬라이드 플레이트를 설치한 슬라이드 밸브에 있어서, 상기 슬라이드 플레이트 내에 편입한 밸브체를 유로축방향으로 작동시켜 개폐할 수 있게 설치하고, 상기 밸브체가 열려 있는 상태에서, 상기 보디와 상기 슬라이드 플레이트의 상면 사이 및 상기 보디와 상기 슬라이드 플레이트의 하면 사이에 간극을 설치하고, 상기 밸브체가 닫혀 차압 하중이 발생한 경우에, 상기 슬라이드 플레이트의 상면과 하면 중 어느 하나를 스토퍼로 하여, 상기 밸브체가 열렸을 때에 상기 슬라이드 플레이트의 탄성에 의해 상기 간극을 일정하게 유지하고, 상기 슬라이드 플레이트의 외주에 스토퍼를 돌출 설치하고, 상기 스토퍼의 스토퍼면보다 안쪽에 상기 밸브체를 격납하고, 상기 스토퍼면을 상기 보디와 상기 슬라이드 플레이트의 상면 사이의 간극과, 상기 보디와 상기 슬라이드 플레이트의 하면 사이의 간극 중 어느 한쪽 또는 양쪽에서 유량의 제어를 가능하게 하는 제어면으로 한 것을 특징으로 하는 슬라이드 밸브이다. 즉, 밸브체를 닫고 있는 상태에서는, 슬라이드 플레이트가 미소한 간극만큼 탄성변형하여 스토퍼로 됨으로써 차압 하중을 받아도 소성변형하지 않도록 하고 있다. 또한, 제어용 슬라이드 밸브의 경우, 보디와 슬라이드 플레이트의 상하면에 미소한 간극을 설치하여 미니멈 컨덕턴스 제어를 가능하게 하고 있다.

청구항 2에 따른 발명은 상기 밸브체가 닫히고 상기 슬라이드 플레이트가 상기 간극만큼 탄성변형되어 있는 상태에서, 상기 슬라이드 플레이트의 상면과 하면 중 어느 하나가 스토퍼로 되어, 상기 스토퍼에 의해 차압 하중을 받아도 소성변형하지 않는 구조로 한 슬라이드 밸브이다.

삭제

청구항 10에 따른 발명은 상기 밸브체를 상기 슬라이드 플레이트의 하류측에 편입한 슬라이드 밸브이다.

청구항 11에 따른 발명은 상기 보디를 장치 챔버의 개구부에 직접 장착한 슬라이드 밸브이다.

(발명의 효과)

청구항 1에 따른 발명에 의하면, 보디와 슬라이드 플레이트의 상하면의 간극을 미니멈 컨덕턴스 제어가능한 간극 정도로 정밀도를 만들어 설정할 수 있고, 그 상하면의 2개소, 또는 그 일방측의 간극면에서 제어하는 것이 가능하게 되기 때문에, 미니멈 유량의 제어성을 종래의 슬라이드 밸브에 비해, 예를 들면, 1/2 이하 정도로까지 고정밀도로 제어할 수 있다.
또한, 상기 슬라이드 플레이트의 외주에 스토퍼를 돌출 설치하고, 이 스토퍼의 스토퍼면보다 약간 안쪽에 밸브체를 격납하고, 스토퍼면을 슬라이드 플레이트의 상하면의 간극 사이에서 미니멈 유량을 제어하는 제어면으로 했으므로, 스토퍼면과 보디면의 간극을 최소한으로 할 수 있어, 미소한 압력제어를 가능하게 하여, 종래예에 비해 현저하게 고정밀도로 제어할 수 있다.
예를 들면, 밸브체가 닫혀서 대기압력과 진공의 압력차가 슬라이드 플레이트에 발생한 경우, 슬라이드 플레이트는 탄성변형 내에서 휘고, 차압 하중의 방향에 의해 보디와 슬라이드 플레이트의 상하면이 스토퍼(도면상, x부와 Y부)가 되어, 밸브 추력과 차압 하중을 받아도 소성변형하지 않는 구조로 했으므로, 슬라이드 플레이트는 자중에 의한 휨을 예를 들면 0.1mm 이하 정도로 억제하여, 보디와 슬라이드 플레이트의 간극을 최소로 설정할 수 있고, 또, 슬라이드 플레이트의 강성을 높이면, 압력제어 중 슬라이드 플레이트에 발생하는 최고 사용압력차를 높게 할 수 있다.

청구항 2에 따른 발명에 의하면, 상기 슬라이드 플레이트 내에 에어실린더 구동으로 유로축방향으로 개폐하는 밸브체를 편입하고, 이 밸브체를 슬라이드 플레이트의 상단면보다 하방에 격납하여, 보디와 슬라이드 플레이트의 상하면에 미소 간극을 설정하고, 슬라이드 플레이트 내에 에어실린더 구동으로 유로축방향으로 개폐하는 밸브체를 편입하고, 밸브체는 슬라이드 플레이트의 상단면(스토퍼면)보다 예를 들면 1mm 정도 하방에 격납할 수 있어, 밸브체에 장착한 시일 링(O링)의 변형으로 제어의 간극이 변화되지 않기 때문에 안정한 제어가 가능하게 된다.

삭제

청구항 10에 따른 발명에 의하면, 밸브체를 슬라이드 플레이트 내의 하류측에 편입했으므로, 유체 흐름의 영향을 받기 어려워, 밸브체의 침식을 억제할 수 있다.

청구항 11에 따른 발명에 의하면, 보디를 소정 장치에 구비된 챔버의 개구부에 직접 장착했으므로, 배관의 절약을 할 수 있고, 장치의 컴팩트화를 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 1실시예에 따른 슬라이드 밸브를 장착한 압력제어 시스템의 구성도이다.

도 2는 도 1에 도시하는 슬라이드 밸브의 평면도이다.

도 3은 도 2에 도시하는 슬라이드 밸브 주요부의 종단면도이다.

도 4는 도 3에 도시하는 슬라이드 플레이트의 평면도이다.

도 5는 도 4의 슬라이드 플레이트의 종단면도이다.

도 6은 도 3에 도시하는 실린더 하우징의 평면도이다.

도 7은 도 6의 실린더 하우징의 종단면도이다.

도 8은 도 3에 도시하는 슬라이드 밸브의 회전축의 일부 절결 정면도이다.

도 9는 슬라이드 플레이트의 기단부를 회전축에 부착하는 상태를 도시하는 단면도이다.

도 10은 도 9의 부착 후의 상태를 도시하는 단면도이다.

도 11은 회전축의 다른 예를 도시하는 주요부 정면도이다.

도 12는 도 11의 회전축의 평면도이다.

도 13은 슬라이드 플레이트의 다른 예를 도시하는 주요부 바닥면도이다.

도 14는 슬라이드 플레이트와 회전축의 걸어맞춤 상태를 도시하는 평면도이다.

도 15는 슬라이드 플레이트의 고정에 사용되는 너트의 평면도이다.

도 16은 도 15의 너트의 종단면도이다.

도 17은 슬라이드 플레이트의 고정에 사용되는 와셔의 평면도이다.

도 18은 도 17의 와셔의 사용시의 정면도이다.

도 19는 도 3에 도시하는 슬라이드 플레이트의 모터 구동의 예를 도시하는 종단면도이다.

도 20은 도 3에 도시하는 슬라이드 플레이트의 에어실린더 구동의 예를 도시 하는 종단면도이다.

도 21은 지연 전환 밸브를 사용한 예를 도시하는 NC 타입 실린더 기구의 회로도이다.

도 22는 도 3에서, 슬라이드 밸브의 밸브체 개방 상태를 도시한 A부 확대 단면도이다.

도 23은 도 3에 도시하는 슬라이드 밸브의 밸브체 폐쇄 상태를 도시한 A부 확대 단면도이다.

도 24는 도 3에 도시하는 슬라이드 밸브의 밸브체 폐쇄 상태를 도시한 A부 확대 단면도이다.

도 25는 슬라이드 플레이트의 휨 설명도이다.

도 26은 슬라이드 플레이트의 휨 설명도이다.

도 27은 커버체를 분리하고 슬라이드 플레이트를 착탈 위치로 회전한 상태를 도시하는 평면도이다.

도 28은 다른 슬라이드 밸브에서의 슬라이드 플레이트의 제어 개방도 위치를 도시하는 주요부 종단면도이다.

도 29는 도 28에 도시하는 슬라이드 밸브에서의 슬라이드 플레이트의 완전폐쇄 위치를 도시하는 주요부 종단면도이다.

도 30은 슬라이드 밸브를 챔버에 편입한 예를 도시하는 종단면도이다.

(부호의 설명)

1 슬라이드 밸브 2 유로

3 보디 4 슬라이드 플레이트

7 회전축 13 밸브체

14 스토퍼 15 밸브시트면

17, 18 간극 19 제어 리브

20 피스톤 27 스프링

30 밸브체 실린더 31 스윙 실린더

36 모터

(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)

본 발명에서의 슬라이드 밸브의 바람직한 실시형태를 도면에 따라 상세히 기술한다.

도 1은 본 발명에서의 슬라이드 밸브를 장착한 1 예를 도시하는 압력제어의 구성 시스템도이며, 동 도면에서, 챔버(CH)에 프로세스 가스나 N2가스를 공급하고, 배기측에는 슬라이드 밸브(1)와 압력센서(S)와 밸브 콘트롤러(C)와 펌프(P)를 설치하고 있다.

도 2는 슬라이드 밸브(1)의 평면도이고, 도 3은 슬라이드 밸브(1)의 주요부를 도시하는 종단면도이다.

도 2, 3에서, 상기 슬라이드 밸브(1)는 편평 형상의 보디(3)를 갖고, 이 보디(3)는 보디 본체(3a)와 커버체(3b)로 구성되며, 커버체(3b)는 볼트 등의 체결수단(12)에 의해 보디 본체(3a)에 분리 가능하게 설치되어, 메인터넌스 시에 분리할 수 있게 되어 있다.

상기 보디(3)는 유로(2)를 갖고, 보디(3) 내에, 유로(2)의 흐름을 저지하는 폐쇄 위치와, 흐름을 허용하는 개방 위치 사이를, 유로축에 대해 수직으로 배치되어 수평상태로 이동하는 슬라이드 플레이트(4)를 설치하고 있다. 본 예에서의 슬라이드 플레이트(4)는 유로축에 수직으로 배치되어 수평으로 이동하지만, 유로축에 대하여 직선상으로 이동하는 것이어도 된다. 또한, 도면 중, 4A, 4B는 슬라이드 플레이트(4)의 이동위치를 나타낸다.

이러한 슬라이드 플레이트(4)에, 밸브체(13)를 편입하고, 원반 모양의 피스톤(20)의 중심에 설치한 피스톤 축(20a)에 실린더 하우징(21)을 O링(22, 22)과 O링(24, 25)을 통하여 장착하고, 이 피스톤 축(20a)의 상부에, 상기 밸브체(13)를 너트(23)로 고착하고 있다.

슬라이드 플레이트(4)는 보디(3) 내에서는, 회전축(7)의 슬라이딩 이외에는 무슬라이딩으로 개폐할 수 있는 구조이다. 슬라이드 플레이트(4)의 상하면에 설치한 스토퍼(14, 14)는 슬라이드 플레이트(4)의 휨량을 최소로 제어할 수 있어, 슬라이드 플레이트(4)는 탄성 변형의 휨량으로 작동하여, 보디(3)와의 접촉을 방지할 수 있다. 즉, 슬라이드 플레이트(4)의 원형의 길이 방향에 교차하는 중심부위에 스토퍼를 가져, 보디(3)와의 접촉을 확실하게 방지하고 있다.

이와 같이, 스토퍼(14, 14)를 슬라이드 플레이트(4)에 배치했으므로, 밸브시트 시일 후에 진공과 대기압의 차이가 발생해도 슬라이드 플레이트(4)에 굽힘 하중이 가해지지 않기 때문에, 소성변형을 확실하게 방지할 수 있다. 특히, 슬라이드 밸브가 300A나 250A의 경우에는, 슬라이드 플레이트(4)의 하면의 반원부분과 다른 반원부분에, 0.3∼0.4mm 정도의 단차면을 설치하여, 슬라이드 플레이트(4)의 중심부위에 상하면의 스토퍼(14, 14)가 위치하도록 하면, 슬라이드 플레이트(4)의 소성변형을 방지할 수 있어, 슬라이드 플레이트(4)와 보디(3)의 미소 간극을 일정하게 유지하는 것이 가능하게 된다.

그리고, 이 슬라이드 플레이트(4)는 밸브체(13)가 닫혀 대기압력과 진공의 압력차가 슬라이드 플레이트(4)에 발생한 경우, 슬라이드 플레이트(4)는 탄성변형 내에서 휘고, 차압 하중의 방향에 따라 보디(3)와 슬라이드 플레이트(4)의 상하면이 스토퍼(14, 14)로 되어, 슬라이드 플레이트(4)는 밸브 추력과 차압 하중을 받아도 소성변형하지 않는 구조이다. 이 밸브체(13)에는 복수개의 구멍(13a)을 균등하게 뚫어, 이 구멍(13a)으로 압력 균형을 도모하고 있다. 도면 중, 14a는 스토퍼(14)의 스토퍼면을 나타낸다.

실린더 하우징(21)의 외측에서, 밸브체(13)의 하면과 도 4, 5에 도시하는 슬라이드 플레이트(4)의 상면에 설치한 장착 구멍(27a)에, 예를 들면 5∼7개의 복수개의 스프링(27)을 배치하고 있다. 에어 배기시의 스프링(27) 탄성반발력으로 밸브체(13)를 폐지하도록 하고 있다. 또, 밸브체(13)는 차단용 이동 가이드부(29a)에 밸브시트 시일용 개스킷(28)과 거의 동일한 직경의 O링(29)을 장착하고, 이 O링(29)의 미끄럼운동 구조를 채용함으로써, 정압(正壓)/역압(逆壓)의 도달압력이 발생해도 차단 추력의 반력으로서 발생하는 하중은 작아, 밸브시트면(15)을 가압 시일하는 것만의 최소 하중의 스프링(27)으로 밸브시트면(15)을 확실하게 시일할 수 있게 구성되어 있다.

도 4, 5에서, 원반 모양의 슬라이드 플레이트(4)를 떠받치는 아암부(5)에 절결부(5a)를 형성함으로써, 탄성을 갖게 하여 탄성변형 내에서 휘도록 설치되어 있고, 이 아암부(5)의 기단부(6)에 U자 모양의 걸어맞춤 홈(6a)을 형성하고, 이 걸어맞춤 홈(6a)의 하부에 4각형상의 끼워맞춤부(6b)를 연이어 설치하고, 이 끼워맞춤부(6b)의 안쪽면에 에어 공급 배기 포트(6c)와 배기 포트(6d)를 설치하고 있다. 이 포트(6c, 6d)는 슬라이드 플레이트(4)에 매설되어, 선단 부분을 상면에 각각 개구시키고 있다.

실린더 하우징(21)은, 도 6, 7에 도시하는 바와 같이, 슬라이드 플레이트(4)의 에어 공급 배기 포트(6c)와 연통하는 연통 포트(21a)와 배기 포트(6d)와 연통하는 배기구멍(21b)을 각각 형성하고, 배기 포트(6d)는 O링(22, 22)의 중간 위치에 형성하고, 이 배기구멍(21b)으로부터 배기 포트(6d)를 통하여, 배기로(9)로부터 대기로 개방함으로써 조작압력의 차압이 가해지지 않기 때문에, 피스톤 작동시의 시일 부위로부터의 외부 리크를 최소로 할 수 있다. 상기의 연통 포트(21a)의 선단은 피스톤(20)과 실린더 하우징(21)으로 구성되는 실린더(26) 내로 연통되어 있다.

회전축(7)은, 도 8∼10에 도시하는 바와 같이, 상단에 상기 걸어맞춤 홈(6a)에 걸어맞추는 원형부(7a)와 끼워맞춤부(6b)에 끼워맞추는 4각부(7b)를 형성하고, 원형부(7a)와 4각부(7b)의 연접위치의 어깨부위에 테이퍼부(7c)를 형성하고, 회전축(7)에는, 에어 공급 배기 포트(6c)와 배기 포트(6d)에 연통하는 연통구멍(8)과 배기로(9)가 형성되고, 에어 공급 배기 포트(6c)와 배기 포트(6d)의 개구부위에는 O링(10)이 장착되어 있다. 이 연통구멍(8)에는 시퀀스제어된 후술하는 에어실린더 구동기구가 설치되어 있다.

슬라이드 플레이트(4)에 설치한 아암부(5)의 기단부와 회전축(7)을 접속할 때에, 이 회전축(7)의 접속부위에 설치한 에어 공급 배기 포트(6c)와 배기 포트(6d)의 양자를 동시에 시일을 착탈할 수 있게 구성되어 있다. 장착한 후에, 너트(11)로 회전축(7)에 슬라이드 플레이트(4)를 고착하고, 분리할 때에도 너트(11)의 분리에 의해 회전축(7)으로부터 슬라이드 플레이트(4)를 분리할 수 있다.

슬라이드 플레이트(4)의 U홈 모양의 걸어맞춤 홈(6a)을 회전축(7)의 4각부(7b)에, 도 9에 도시하는 바와 같이 약 2∼3mm 올려서 횡방향에서 삽입하고, O링(10, 10)이 닿는 위치에서 약간 비스듬하게 올린 상태에서 4각부(7b)와 테이퍼부(7c)에 삽입한다. 그리고, 슬라이드 플레이트(4)을 수평으로 하면, 자중으로 O링(10, 10)이 압축되어 부착위치도 결정되고, 그 결과, 도 10에 도시하는 바와 같이, 슬라이드 플레이트(4)의 기단부가 회전축(7)에 끼워맞추어진 상태에서 너트(11)로 죄어 고정된다.

도 11은 회전축의 다른 예를 도시하는 주요부 정면도이며, 도 12는 회전축의 평면도를 나타낸다. 도 11, 12에서, 회전축(41)은, 상단에 원형부(43)를 형성함과 아울러, 이 원형부(43)의 하부에 인접하는 4각부(42)를 형성하고, 회전축(41)에는, 에어 공급 배기 포트(6c)와 배기 포트(6d)에 연통하는 연통구멍(8)과 배기로(9)가 형성되어 있다. 원형부(43)에는 나사부(43a)가 형성되고, 이 나사부(43a)의 도중에는, 작은 직경의 링 모양 오목부(43b)가 형성되어 있다. 또, 4각부(42)는 양측 에 테이퍼면(42a)을 갖는 사다리꼴 모양으로 형성되어 있다.

도 13은 슬라이드 플레이트의 다른 예를 도시하는 주요부 저면도이다. 동 도면에서, 원반 모양의 슬라이드 플레이트(50)의 아암부(53)에 U자 모양의 걸어맞춤 홈(52)을 형성하고, 이 걸어맞춤 홈(52)의 하부에, 양측에 테이퍼면(51a)을 갖고, 회전축(41)의 4각부(42)와 대략 일치하는 사다리꼴 모양의 끼워맞춤부(51)를 연이어 설치하고 있다.

아암부(53)의 끼워맞춤부(51)는, 도 14에 도시하는 바와 같이, 회전축(41)의 4각부(42)에 횡방향에서 삽입된다. 이 경우, 끼워맞춤부(51)의 테이퍼면(51a)이 4각부(42)의 테이퍼면(42a)에 안내되어서, 아암부(53)는 회전축(41)에 위치결정되어, 순조롭고 또한 용이하게 삽입되고, 아암부(53)의 걸어맞춤 홈(52)은 회전축(41)의 원형부(43)에 덜거덕거림 없이 확실하게 끼워맞추어진다.

이러한 아암부(53)와 회전축(41)은, 도 15, 16에 도시하는 너트(60)에 의해 체결 고정된다. 이 너트(60)는 그 둘레방향에 복수의 관통구멍(61)을 갖고, 측면에는 홈(60a)이 형성되어 있다. 도 17, 18은 너트(60)의 체결시에 사용되는 와셔(70)이다. 이 와셔(70)의 외측 단부에는, 복수의 걸어맞춤편(71)이 소정 각도 간격을 두고 돌출 설치되고, 사용시는, 도 18에 도시하는 바와 같이, 걸어맞춤편(71)의 선단을 상방으로 굴곡함으로써 너트(60)의 홈(60a)에 걸어맞추어지게 하여, 너트(60)로부터의 탈락을 방지하고 있다. 또, 너트(60)가 느슨해져도, 나사부 도중의 링 모양 오목부(43b)에서 헛돌게 하므로, 회전축(41)으로부터의 너트(60)의 탈락을 방지할 수 있다.

슬라이드 플레이트(4)의 구동원은, 도 19에 도시하는 바와 같이, 모터 구동에 의한 구동예와, 도 20, 21에 도시하는 바와 같이, 에어실린더 구동에 의한 구동예가 있다.

즉, 도 19에서, 모터 구동에 의한 구동예에 의하면, 스테핑 모터(36)의 구동력을 벨트(37)를 통해 후술하는 회전축을 회전구동시켜 슬라이드 플레이트(4)를 회전시킨다. 이 경우, 스테핑 모터(36)는 도시하지 않은 콘트롤러에 의해 제어되어 밸브체(13)의 개폐를 제어하면서 작동시켜, 제어용의 슬라이드 밸브(1)에 사용한다.

모터 구동에 의한 제어용의 슬라이드 밸브의 경우, 보디(3)의 제어면에 제어 리브(19)를 착탈 가능하게 부착하고 있다. 이 제어 리브(19)는 슬라이드 플레이트(4)가 완전폐쇄 위치의 근방에서 유로(2)의 밸브구가 초승달 모양으로 되었을 때, 미소 압력의 제어를 행하기 때문에, 슬라이드 플레이트(4)의 양면제어에 의해 미소 압력의 제어성이 좋고, 게다가, 원하는 제어 리브(19)를 부착함으로써 제어특성을 적당하게 바꿀 수 있다. 이 경우, 슬라이드 플레이트의 양면제어에 의해 미소 압력의 제어성이 좋고, 게다가, 원하는 제어 리브를 부착함으로써 제어특성을 바꿀 수 있다.

또, 에어실린더 구동에 의한 구동예는, 도 20, 21에 도시하는 바와 같이, 밸브체 실린더(30)와 슬라이드 플레이트(4)용의 스윙 실린더(31)의 2개의 실린더와 에어 작동용의 지연 전환 밸브(32)를 조합하여 구성되어 있다. 이 경우, 밸브체 실린더(30)의 작동압력 범위보다 니들(32a)을 갖는 지연 전환 밸브(32)의 작동압력 범위를 작게 설정하고 있다.

밸브체 실린더(30)의 에어 공급구(33)에 오리피스(34)를 장착하여 에어를 배기해도 스윙 실린더(31)와 지연 전환 밸브(32)의 압력이 거의 동일한 압력으로 유지되도록 설치되어 있다. 밸브체 실린더(30)와 에어 공급 포트에는 체크 밸브(35)가 장착되어, 에어 공급과 동시에 밸브체 실린더(30)에 에어가 공급되고, 전환 밸브(32)가 작동하면, 밸브체 실린더(30)의 에어가 배기된다.

밸브체 실린더(30)의 작동 압력을 0.4∼0.6Mpa, 스윙 실린더(31)의 작동압력을 0.25∼0.30Mpa, 지연 전환 밸브(32)의 실린더의 작동 압력을 0.15∼0.18Mpa로 하여 압력에 의해 작동을 전환할 수 있는 구조로 함으로써, 실린더(30, 31)의 전환은 확실하게 행할 수 있다. 예를 들면, 밸브개방 상태로부터 조작압력을 배기한 경우, 스윙 실린더(31)의 에어가 배기되고, 0.2Mpa까지 배기되면, 밸브폐쇄 위치까지 스윙동작하지만, 지연 전환 밸브(32)의 조작압력은, 에어 공급구(33)의 오리피스(34)로 조여 있기 때문에, 동일한 압력이 공급된 상태이며, 스윙동작 동안은 지연 전환 밸브(32)가 작동할 우려는 없다.

또한, 0.2Mpa 이하로 배기되면, 지연 전환 밸브(32)가 작동하고, 밸브체 실린더(30)의 에어가 배기되어 밸브체(13)가 폐지된다. 밸브체 실린더(30)는 장기간 개방 상태에서도 닫히지 않도록 항상 에어를 공급하지만, 지연 전환 밸브(32)가 작동할 때까지는 조작압력을 유지할 필요가 있기 때문에, 체크 밸브(35)를 설치하고 있다.

슬라이드 플레이트(4)에 편입한 밸브체(13)를 에어실린더 기구로 작동시키는 예 이외에 다음과 같은 수단을 채용해도 된다. 예를 들면, 슬라이드 플레이트(4)에 유로(2)를 직각 방향으로 구동하는 에어실린더(도시하지 않음)를 내장하고, 이 실린더의 에어 압력 또는 스프링의 추력으로 캠(도시하지 않음)을 작동시켜 밸브체(13)를 유로방향으로 개폐하는 구조이어도 되고, 또는, 슬라이드 플레이트(4)에 편입한 밸브체(13)를, 예를 들면 모터 등의 전기적 구동 수단에 의해 유로방향으로 개폐하는 것도 가능하다.

도 22∼도 26은 슬라이드 플레이트(4)의 휨과 스토퍼(14, 14)의 설명도이며, 슬라이드 플레이트(4) 내에는, 에어실린더 구동기구로 유로축방향으로 개폐하는 밸브체(13)를 편입하고, 이 밸브체(13)를 슬라이드 플레이트(4)의 외주 상단으로부터 돌출 설치시킨 스토퍼(14)의 스토퍼면(14a)보다 1mm 정도 하방에 격납하고, 보디(3)의 밸브시트면(15)과 내주면(16)과 슬라이드 플레이트(4)의 상하면에, 예를 들면, 0.3∼0.5mm의 미소 간극(17, 18)을 설치하고 있다. 이 경우, 스토퍼면(14a) 뿐만 아니라, 슬라이드 플레이트(4)의 하면도 마찬가지로, 보디(3)의 내주면과의 사이를 0.3∼0.5mm의 간극으로 하여, 슬라이드 플레이트(4)의 하면을 스토퍼면(14b)으로 하고 있다. 또한, 도 22∼도 24는 도 3의 A부 확대도이다.

도 22는, 밸브체(13)가 개방 상태를 보이고 있는 것으로, 상하면의 2개소의 스토퍼(14, 14)로 제어함으로써 보다 미니멈 유량의 제어성을 향상시킬 수 있다. 도 23은 밸브체(13)가 폐쇄 상태이며, 상부측이 대기압력이고, 하부측이 진공상태로서, 하면의 스토퍼(14)가 스토퍼 기능을 발휘하고, 개스킷(28)으로 밸브시트가 시일되어 있다. 도 24는 밸브체(13)가 폐쇄 상태이며, 하부측이 대기압력이고, 상 부측이 진공상태로서, 상면의 스토퍼(14)가 스토퍼 기능을 발휘하고 있다. 이 경우, 슬라이드 플레이트(4)의 상하면의 미소한 간극으로 제어하도록 하고 있는데, 이것에 한정되지 않고, 슬라이드 플레이트(4)의 하면이 제어면이고, 상면측은 단지 스토퍼로서의 기능만을 발휘하도록 해도 된다.

또, 슬라이드 플레이트(4)의 아암부(5)는 슬라이드 플레이트 유닛의 자중에 의한 휨을 0.1mm 이하 정도로 억제하고, 슬라이드 플레이트(4)의 아암부(5)가 밸브 추력과 차압 하중을 받아 휨이 발생해도 소성변형을 하지 않는 탄성을 갖게 함으로써 보디(3)와 슬라이드 플레이트(4)의 간극(17, 18)을 최소로 설정할 수 있다. 게다가, 슬라이드 플레이트(4)의 강성을 높임으로써 압력제어 중인 슬라이드 플레이트(4)에 발생하는 최고 사용압력차를 크게 할 수 있다. 예를 들면, 320A의 밸브체 면적은 830cm²이고, 10Torr의 차압에서 11kgf의 슬라이드 플레이트 중량 정도의 하중이 가해지게 된다. 그러면, 자중에 의한 휨의 2배의 휨으로 되기 때문에, 보디(3)와 접촉하기 쉬워지지만, 슬라이드 플레이트(4)의 강성을 높게 함으로써 최고 사용차압을 높게 하는 것이 가능하게 된다.

다음에 상기 실시형태의 작용을 설명한다.

밸브체 실린더(30)에 에어를 예를 들면 0.4MPa 공급하면, 도 3에서, 피스톤(20)의 실린더(26) 내에 유입되어 피스톤(20)을 가압함과 아울러, 피스톤(20)에 연결되어 있는 밸브체(13)를 동 도면에서 하방으로 끌어들여 밸브체(13)가 열린다. 이 경우, 지연 전환 밸브(32)는 니들(32a)로 에어가 공급되므로, 예를 들면 2초간 은 동작하지 않는다. 그리고, 2초 후에 지연 전환 밸브(32)가 작동하고, 스윙 실린더(31)에 에어가 공급되면, 슬라이드 플레이트(4)가 선회하여, 0.3∼0.4MPa에서 도 2에 도시하는 바와 같이, 슬라이드 플레이트(4')의 위치에서 완전개방 위치로 된다.

이어서, 에어가 배기되면, 슬라이드 플레이트가 선회하여, 0.2MPa에서 도 3에 도시하는 바와 같이 완전폐쇄 위치로 된다. 또한, 에어를 배기하면, 지연 전환 밸브(32)가 0.2MPa∼0.1MPa에서 작동하고, 한편, 밸브체 실린더(30)의 에어가 배기되면, 스프링(27)의 탄성반발력으로 밸브체(13)가 도 3에서 상방인 폐지 방향으로 작동하고, 밸브체(13)에 장착한 개스킷(28)이 밸브시트면(15)에 가압 접촉하여 밸브체(13)는 폐지 상태를 유지한다. 도 19에서, 모터 구동에 의한 제어용의 슬라이드 밸브의 경우에는, 슬라이드 플레이트(4)를 모터(36)의 구동에 의해 선회하여, 제어하는 것으로, 밸브체 실린더(30)에 대해서는 전술의 예와 동일하다.

도 22에서, 밸브체(13)가 열려 있는 상태의 슬라이드 플레이트(4)는 슬라이드 플레이트(4)를 떠받치는 아암부(5)의 탄성에 의해 보디(3)의 중앙 위치에 보디(3)와 슬라이드 플레이트(4)의 상하면의 간극(17, 18)이 거의 동일한 정도로 설정되어 있다. 따라서, 밸브체(13)가 닫히고, 도 23 또는 도 24에 도시하는 바와 같이, 대기압력과 진공의 압력차가 슬라이드 플레이트(4)에 발생한 경우, 슬라이드 플레이트(4)는 탄성변형 내에서 휘어, 도 25 및 도 26에 도시하는 바와 같이, 도달압력 하중의 방향에 의하여 보디(3)와 슬라이드 플레이트(4)의 상하면이 스토퍼 X 또는 스토퍼 Y로 되어, 밸브 추력과 도달압력 하중을 받아도 소성변형하지 않는 구 조로 되어 있다.

또, 도 2에 도시하는 보디(3)의 연결수단(12)을 분리하여 보디 본체(3a)로부터 커버체(3b)를 풀어내고, 이어서, 도 27에 나타내는 위치까지 슬라이드 플레이트(4)를 회전시킨다. 이 상태에서, 회전축(7)의 너트(11)를 풀어내면, 밸브체(13) 등을 편입한 슬라이드 플레이트(4)를 간단하게 분리하는 것이 가능하게 되기 때문에, 세정이나 메인터넌스에 극히 작업이 좋다. 이 경우, 너트(11)를 풀어내는 것만으로 슬라이드 플레이트(4)를 분리할 수 있고, 그 후에 너트(23) 등을 풀어냄으로써 슬라이드 플레이트(4)에 편입한 밸브체(13) 등의 부품 구성을 분리시켜 메인터넌스를 확실하게 행할 수 있다. 한편, 슬라이드 플레이트(4)를 부착하기 위해서는, 회전축(7)에 슬라이드 플레이트(4)의 기단부를 너트(11)로 용이하게 장착할 수 있다.

또한, 보디(3), 밸브체(13), 슬라이드 플레이트(4) 등과 같이 가스에 첩촉하는 재료의 예는 내약품성을 갖는 스테인레스나 알루미늄재 등이 바람직하다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 상세히 설명했는데, 본 발명은 상기 실시형태 기재에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 특허청구범위에 기재되어 있는 발명의 정신을 일탈하지 않는 범위에서, 여러 변경을 할 수 있는 것이다.

예를 들면, 도 28, 29에 도시하는 슬라이드 밸브(80)와 같이, 밸브체(81)를 슬라이드 플레이트(82) 내의 하류측에 편입하도록 하면, 밸브체(81)에 장착된 개스킷 등의 시일재(83)는 유체류의 영향을 받기 어렵게 되어, 시일재(83)의 침식이 억제된다. 게다가, 플라즈마나 부생성물의 영향도 적어져, 침식이 저감된다. 또한, 도 28은 슬라이드 플레이트(82)의 제어 개방도 위치를 도시하며, 도 29는 슬라이드 플레이트(82)의 완전폐쇄 위치를 도시한다.

또, 도 30에 도시하는 바와 같이, 슬라이드 밸브(80)를 반도체 제조장치의 챔버(90)의 개구부(91)에 직접 부착해도 된다. 이것에 의해, 배관이 절약되어, 콤팩트한 제조장치를 낮은 비용으로 얻을 수 있다. 그때, 밸브체(81)를 슬라이드 플레이트(82)의 하류측에 편입하면, 밸브체(81)의 침식이 억제된다.

본 발명에 따른 슬라이드 밸브는 반도체 제조장치나 액정 제조장치 등의 진공배기계 시스템에 적용할 수 있다.

Claims

유로를 갖는 보디 내에, 상기 유로의 흐름을 저지하는 폐쇄 위치와 이 흐름을 허용하는 개방 위치 사이를, 유로축에 대해 수직으로 배치되어 수평 또는 직선상으로 이동하는 슬라이드 플레이트를 설치한 슬라이드 밸브에 있어서,

상기 슬라이드 플레이트 내에 편입한 밸브체를 유로축방향으로 작동시켜 개폐할 수 있게 설치하고, 상기 밸브체가 열려 있는 상태에서, 상기 보디와 상기 슬라이드 플레이트의 상면 사이 및 상기 보디와 상기 슬라이드 플레이트의 하면 사이에 간극을 설치하고, 상기 밸브체가 닫혀 차압 하중이 발생한 경우에, 상기 슬라이드 플레이트의 상면과 하면 중 어느 하나를 스토퍼로 하여, 상기 밸브체가 열렸을 때에 상기 슬라이드 플레이트의 탄성에 의해 상기 간극을 일정하게 유지하고,

상기 슬라이드 플레이트의 외주에 스토퍼를 돌출 설치하고, 상기 스토퍼의 스토퍼면보다 안쪽에 상기 밸브체를 격납하고, 상기 스토퍼면을 상기 보디와 상기 슬라이드 플레이트의 상면 사이의 간극과, 상기 보디와 상기 슬라이드 플레이트의 하면 사이의 간극 중 어느 한쪽 또는 양쪽에서 유량의 제어를 가능하게 하는 제어면으로 한 것을 특징으로 하는 슬라이드 밸브.
제 1 항에 있어서, 상기 밸브체가 닫히고 상기 슬라이드 플레이트가 상기 간극만큼 탄성변형되어 있는 상태에서, 상기 슬라이드 플레이트의 상면과 하면 중 어느 하나가 스토퍼로 되어, 상기 스토퍼에 의해 차압 하중을 받아도 소성변형하지 않는 구조로 한 것을 특징으로 하는 슬라이드 밸브.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밸브체를 상기 슬라이드 플레이트의 하류측에 편입한 것을 특징으로 하는 슬라이드 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 보디는 소정 장치에 구비된 챔버의 개구부에 직접 장착되는 것을 특징으로 하는 슬라이드 밸브.