KR101454409B1 - 림부재를 가지는 진공 게이트 밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 개구(2) 위로 변위하고 폐쇄 디스크(4)를 상기 개구(2)로 가압함으로써, 상기 개구(2)를 기밀하게 폐쇄하기 위한 폐쇄 디스크(4)를 포함하는 진공 게이트 밸브에 관한 것이다. 상기 폐쇄 디스크(4)가 연결된 연결 로드(6)는, 선형 구동유닛(7)에 의해 선형적으로 조정가능하며, 따라서, 상기 폐쇄 디스크(4)는, 상기 개구(2)를 노출시키는 위치(O), 및 상기 디스크가 상기 개구(2) 위로 푸쉬되는, 중간 위치(I) 사이에서 변위가능하다. 상기 폐쇄 디스크(4)을, 결합부재(10a; 10b)에 의해, 자신의 폐쇄 측(5)과 함께 폐쇄 위치(C)로 밸브시트(3)로 가압하기 위해, 적어도 2개의 림들(13)이, 일 림 단부(26)에서는, 제 1 조인트(14)를 통해, 상기 폐쇄 디스크(4)의 후면(9)에 회동가능하게 장착되며, 타 림 단부(27)에서는, 제 2 조인트(16)를 통해, 지지면(22)에 회동가능하게 장착된다. 상기 림들(13)과, 상기 후면(9)과, 그리고 상기 지지면(22)은, 이어진 평행 사변형(25)을 형성한다. 상기 림들(13)의 각각은, 각각의 제 1 및 제 2 조인트들(14, 16)과 함께, 탄성 재료로 이루어진 공통 일체부를 형성하며, 상기 제 1 조인트(14)와 상기 제 2 조인트(16)는 각 경우에 상기 림(13) 상에 얇게 벽으로 형성된, 유연한 섹션으로부터 형성된다.
밸브, 진공 게이트 밸브, 림, 개구, 폐쇄 디스크

Description

림부재를 가지는 진공 게이트 밸브{Vacuum gate valve having a limb element}
본 발명은, 폐쇄 디스크를 포함하는 진공 게이트 밸브로서, 상기 폐쇄 디스크를 개구 위로 변위시키고, 적어도 2개의 림들에 의해 상기 폐쇄 디스크를 상기 개구로 가압함으로써, 상기 개구를 실질적으로 기밀하게 폐쇄시키기 위한 폐쇄 디스크를 포함하는 진공 게이트 밸브에 관한 것이다.
밸브 하우징에서 개구를 통해 인도되는 흐름 경로의 실질적인 기밀한 폐쇄를 위한 진공 밸브들의 상이한 실시예들이 선행기술에 개시된다. 특히, 오염 입자들이 존재하지 않는 가능한 한 보호된 대기에서 일어나야 하는 IC 및 반도체 제조의 영역에서, 진공 게이트들로도 불리어지는 진공 게이트 밸브들이 이용된다. 예를 들어, 반도체 웨이퍼들 또는 액정 기판들을 위한 생산 플랜트에서, 고도로 민감한 반도체 또는 액정 부재들은, 처리 챔버 내부에 존재하는 반도체 부재들이 각 경우의 처리장치에 의해 처리되는 복수 개의 처리 챔버들을 통해, 순서적으로 통과한다. 처리 챔버 내부에서 처리하는 동안 그리고 처리 챔버에서 처리 챔버로 이동하는 동안, 양자에서, 고도로 민감한 반도체 부재들은 항상 보호된 대기에, 특 히, 공기가 없는 환경에 존재해야 한다. 처리 챔버들은, 예를 들어, 연결 회랑들(connecting corridors)을 통해, 서로 연결되어 있으며, 처리 챔버들은, 부품들을 하나의 제조 챔버에서 다음 챔버로 전달하기 위해, 진공 게이트 밸브들에 의해 개방되고, 각 제조 단계가 수행된 후 기밀하게 폐쇄되는 것이, 가능하다. 그러한 진공 게이트 밸브들은, 설명된 사용의 영역과 관련된 치수화로 인해, 진공 전달 밸브들이라고도 하며, 또한, 그들의 직사각형 개구 단면으로 인해 직사각형 게이트들이라고도 한다.
선행기술은, 진공 밸브들, 특히 그들의 씰링 및 구동 기술의 다양한 실시예들을 개시한다. 각 구동 기술들에 따라, 특히, 밸브 게이트들 또는 직사각형 게이트들이라고도 불리어지는 진공 게이트 밸브들 또는 게이트 밸브들과, 셔틀 밸브들 간의 구별이 이루어지며, 폐쇄 및 개방은 일반적으로 2 단계들로 일어난다.
제 1 단계에서는, 밸브 폐쇄기, 특히, 폐쇄 디스크가, 예를 들어, US 6,416,037(Geiser) 또는 US 6,056,266 (Blecha)에 개시된 바와 같이, 게이트 밸브인 경우에는, 밸브시트에 실질적으로 평행하게 개구 위로 선형적으로 변위되거나, 또는, 예를 들어, US 6,089,537(Olmsted)에 개시된 바와 같이, 셔틀 밸브인 경우에는, 개구 위로 회전의 축을 중심으로 회동하여, 따라서, 상기 폐쇄 디스크와 밸브 하우징의 밸브시트 사이에 접촉이 일어나지 않는다. 제 2 단계에서는, 폐쇄 디스크는 자신의 폐쇄 측과 함께 상기 밸브 하우징의 밸브시트로 가압됨으로써, 개구는 기밀하게 폐쇄된다. 씰링은, 예를 들어, 폐쇄 디스크의 폐쇄 측에 배치되고, 개구 주변에 형성된 밸브 안착부에 가압되는 가스켓, 또는 폐쇄 디스크의 폐쇄 측이 대 항하여 가압되는 밸브 안착부의 가스켓, 중 어느 하나를 통해, 달성될 수 있다.
상이한 씰링 장치가, 선행기술, 예를 들어, US 6,629,682 B2에 개시된다. 가스켓들을 위한 적절한 재료는, 예를 들어, 상표명 Viton®로 알려진 탄성의 씰링재료이다.
2 단계들로 일어나는 게이트 밸브의 폐쇄 동작은, 상이한 메커니즘들에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어 2개의 연결 로드들에 장착된 밸브 폐쇄기는, 연결 로드 축을 따르는 실질적으로 선형적인 동작에 의해 폐쇄될 개구 위로 실질적으로 평행한 폐쇄 디스크의 변위를 허용하는 구동 메커니즘에, 연결 로드들을 통해 연결된다. 동일한 구동 메커니즘에 의해, 연결 로드들의 회동에 의해, 지금은 개구와 마주하는 위치에, 밸브시트와 실질적으로 평행하고 이격된 거리에 존재하는 폐쇄 디스크를 밸브시트의 방향으로 선회시키고, 그것을 밸브시트로 실질적으로 직각으로 가압하는 것이 가능하다. 2개의 연결 로드들 대신에, 단지 하나의 연결 로드를 이용하는 것도 가능하다. 마찬가지로, 복수 개의 연결 로드들의 이용이 가능하다.
선행기술은, 각 경우에, 연결 로드의 따라서 폐쇄 디스크의 약간 상이한 변위 경로를 초래할 수 있는 상이한 유형들의 그러한 구동 메커니즘들을 개시한다. 따라서, 예를 들어, 폐쇄 디스크를 밸브시트로 아크를 따라 선회시키는 것 대신에, 밸브시트와 직각을 이루는 폐쇄 디스크의 절대적인 선형동작이 시작될 수 있다. 개구 위로 폐쇄 디스크의 실질적으로 선형적인 변위와, 개구 주위에 형성된 밸브시트로 폐쇄 디스크를 실질적으로 직각으로 가압하는 것, 양자를 허용하는 구동 메커 니즘들이, 예를 들어, US6,431,518 B1, US 5,415,376 A, US 5,641,149A, US 6,045,117 A, US 5,934,646 A, US 5,755,255 A, US 6,082,706, US 6,095,180, 및 US 6,629,682 B2에 개시된다.
2단계들로 일어나는 폐쇄 처리에 의해, 의도하는 것은, 밸브시트에 대하여 직각의 폐쇄 디스크의 실질적으로 선형적인 동작은, 연결 로드들의 선회의 결과로서 일어나므로, 가스켓이, 가스켓을 파괴할 수 있는 어떠한 전단력들(sheer forces)에 거의 영향받지 않는다는 것이다.
그러나, 2 단계 동작 순서는, 복수 개의 개별적인 구동 메커니즘들에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, US 6,056,266(Blecha) 및 미국 6,561,484(Nakagawa)는, 폐쇄 디스크가 폐쇄 디스크와 밸브시트와의 사이에 어떠한 접촉을 가지지 않고 개구 위로 평행하게 변위될 수 있다는 결과와 함께, 연결 로드 축을 따라 선형적으로 변경가능한 연결 로드들을 가지는 게이트 밸브들을 설명한다. 이 경우에, 구동 메커니즘은 단순한 선형 동작 구동장치, 예를 들어 실린더 구동장치에 의해 형성될 수 있다. 폐쇄 디스크를 밸브시트로 가압하는 것은, 2 파트 폐쇄 디스크에 있어서 또는 폐쇄 디스크와 연결 로드들 사이에 개별 구동장치에 의해 달성된다. 이 개별 구동장치는, 특히, US 6,056,266(Blecha)에 도시된 바와 같이, 폐쇄 디스크의 폐쇄 측이 밸브시트로 선형적으로 그리고 직각으로 가압될 수 있게 하는 실린더 구동장치의 형태이다.
US. 6,561,483(Nakagawa) 및 US 6,561,484(Nakagawa et al)는, 2 파트 폐쇄 디스크를 포함하는 상이한 실시예들의 게이트 밸브들을 개시한다. 제 1 디스크 섹 션은 개구를 가진다. 제 2 디스크 섹션은 연장가능한 몸체에 의해 상기 제 1 디스크 섹션에 연결된다. 엑츄에이터가 상기 제 1 및 제 2 디스크 섹션 사이에 배치됨으로써, 상기 2개의 디스크 섹션들은 서로를 향해 그리고 서로로부터 이격되어 활동적으로 움직일 수 있다. 상기 연장가능한 몸체는, 벨로스(bellows)의 형태이다. 상기 제 1 디스크 섹션은 상기 엑츄에이터에 의해 밸브시트에 대항하여 가압될 수 있으며, 상기 제 2 디스크 섹션은-특히 밸브시트 측에 과도한 압력이 있는 경우-선택적으로 마주하는 밸브 하우징 측에 지지된다. 폐쇄 디스크에 구동장치들을 가지는 그러한 진공 밸브들의 설계는, 특히, 상기 제 1 디스크 섹션을 상기 제 2 디스크 섹션과 상기 밸브시트로 씰링하기 위한 벨로스 또는 복수 개의 씰링 링들을 이용할 필요성 때문에, 상대적으로 복잡하며, 유지에 관해서 이롭지 않으며, 오염에 취약하다.
상기 진공밸브들의 일반적인 단점은, 일반적으로, 가능한 한 실질적으로 서로에 대하여 직각인 2 방향들로 선형인, 위에서 설명된 2개의 동작들을 허용해야하는 적어도 하나의 구동 메커니즘의 상대적으로 복잡한 설계에 있다.
US 5,769,952(Komino)는, 진공 전달 밸브의 형태이며, 실질적으로, 선형 변위 구동장치, 자신의 연결 로드 축을 따라 선형적으로 변위가능한 연결로드, 및 폐쇄 디스크, 로 구성된 게이트 밸브를 개시한다. 폐쇄 디스크는, 2개의 림들을 통해, 상기 연결 로드에 연결된다. 상기 연결 로드를 폐쇄 방향으로 상기 연결 로드 축을 따라 선형적으로 변위시킴으로써, 상기 폐쇄 디스크는 밸브 개구 위로 평행하게 변위될 수 있으며, 상기 폐쇄 디스크는, 개구를 둘러싸는 밸브시트로부터 이격된 거리에 마주하여 존재하게 된다. 상기 2개의 림들은, 각각, 일 림 단부에서, 상기 연결 로드로 횡단으로 연장되고 밸브시트의 평면과 평행하게 형성된 크로스바에 장착되며, 각각, 타 림 단부에서는 회동 베어링들에 의해 폐쇄 디스크에 회동가능하게 장착된다. 양 림들은, 상기 크로스바의 방향으로 서로 평행하게 배치되며, 각 경우에, 폐쇄 디스크에 대하여, 그리고 크로스바에 대하여, 회전의 공통 기하학적 축을 가진다. 상기 림들은, 크로스바 측의 회전의 기하학적 축이, 연결로드의 선형적인 변위 방향의 폐쇄 방향에 관하여, 폐쇄부 측의 회전의 축 아래에 존재할 수 있도록, 폐쇄 디스크를 유지함으로써, 연결 로드의 폐쇄 방향에 대항하여 폐쇄 디스크에 작용하는 힘은, 폐쇄 방향에 관하여 회전의 2개의 축들 간의 거리의 감소를 이끈다. 가이드 롤러가, 폐쇄 디스크의 선형 변위 경로의 끝에 배치된다. 상기 폐쇄 디스크와 상기 가이드 롤러 사이에 접촉이 있는 경우, 상기 폐쇄 디스크는 폐쇄 방향으로 더 이상 변위될 수 있다. 그러나, 선형적 변위 구동장치는 계속해서 상기 폐쇄 디스크에 힘을 가하며, 따라서, 상기 림들은 선회될 수 있으며, 따라서 선형 변위 방향에 직각 위치로 접근하여 레버로서 작용한다. 따라서, 상기 폐쇄 디스크는 밸브시트의 방향으로 변위되며, 후자에 가압된다.
림 메커니즘을 가지는 그러한 게이트 밸브의 이점은, 연결 로드가 선형적으로 변위될 필요만 있으므로, 상대적으로 단순하게 설계된 구동장치에 있다. 그러나, 연결 로드 축에 직각으로 작용하며, 연결 로드 베어링에 의해 흡수되어야 하는 힘들이 문제를 나타낸다. 폐쇄 디스크가 가이드 롤러에 의해 지지되고, 따라서, 큰 힘들을 흡수해야 하므로, 폐쇄 디스크는 큰 치수들로 설계되어야 한다. 회 전의 축들의 배열로 인해, 밸브시트와의 폐쇄 디스크의 평행한 정렬은 보증되지 않으며, 따라서, 폐쇄 디스크는, 처음에는, 밸브시트와의 접촉에 스큐(skew)를 두고,씰에 대한 전단력들이 회피될 수 없으며 일정하게 분산된 접촉력이 보증되지 않는다. 가이드 롤러와 회동 베어링을 이용함으로써, 특히, 마찰에 의한 입자들의 생성이 방지될 수 없으며, 따라서, 입자들로부터의 자유가 보증되지 않는다.
JP 60222670은, 폐쇄부가, 평행 사변형의 방식으로 회동가능하며, 평행하며 연결 로드의 변위 방향으로 이격된 2개의 림들에 의해, 선형적으로 변위가능한 연결 로드에 장착되는, 진공 게이트 밸브를 설명한다. 림들을 통해 평행 사변형의 방식으로 장착하는 것으로 인해, 폐쇄부는 항상 연결 로드와 밸브시트에 평행하게 정렬된다. 폐쇄부가 선형적으로 변위가능한 연결 로드의 폐쇄 방향으로 선회되면, 폐쇄부는, 폐쇄부가 개구 위에 장착된 스톱퍼를 터치할 때까지, 밸브의 개구 위로 평행하게, 연결 로드의 선형 변위에 의해 움직인다. 스톱퍼는 폐쇄부가 폐쇄 방향으로 더 움직이는 것을 방지한다. 그러나, 연결 로드는 폐쇄 방향으로 더 변위되므로, 상기 림들은 밸브시트의 방향으로 선회됨으로써, 폐쇄부가 밸브시트로 가압되고 따라서 개구는 폐쇄된다.
JP 60222670에 설명된 밸브의 경우에, 림들은 볼트들에 의해 연결 로드와 폐쇄부에 장착된다. 따라서 설명된 회동 메커니즘은, 마모 입자들이 상대적인 마찰 움직임에 의해 생성되는 다수의 마찰 포인트들을 가진다. 이 이유로, 그러한 회동 메커니즘은, 입자 생성이 최소로 유지되어야 하는 사용의 영역들에서는 실질적으로 적당하지 않다.
US 4,491,145(Williams et al.), US 5,415,375(Gaboriault), US 2,841,361(Palmer) 및 GB 257,254는, 또한, 림들을 선회시킴으로써 밸브 폐쇄기를 밸브시트에 가압하기 위한 그러한 평행 사변형으로 가이드된 기계적으로 장착된 림들을 가지는 게이트 밸브들을 설명한다. 이 실시예들에 공통적인 점은, 그들의 많은 마찰 포인트들, 특히, 림들의 베어링들로 인해, 그들의 동작은 상대적으로 상당한 입자 생성과 관련되며, 자유 입자들이 최소로 유지되어야 하는 높은 청결 진공 섹터에서의 이용은 실질적으로 배제된다.
따라서, 초기에 언급된 유형의 진공 밸브, 특히, 상대적으로 단순한 구동장치를 가지며, 진공 기술, 특히 반도체 생산에서, 특히 가능한 한 적은 입자 생성에 관하여, 진공 밸브에 대하여, 배우 높은 일반적인 요구조건들을 만족시키는, 진공 전달 밸브에 대한 요구조건은, 현재까지 바람직한 정도로 만족될 수 없었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 상대적으로 단순하게 설계된 구동장치, 적은 입자 생성, 특히 씰들의 적은 마모, 높은 부하 캐패시티 및 양호한 유지성, 에 의해 구별되는, 진공 게이트 밸브, 특히, 진공 전달 밸브를 제공하는 것이다.
이 목적은, 독립항들의 특징들을 실현함으로써 달성된다. 본 발명을 대안적이거나 이로운 방식으로 더 개발하는 특징들은, 종속항들로부터 명백하다.
본 발명에 따른 진공 게이트 밸브는, 개구와 상기 개구 주변에 형성된 밸브 시트를 가지는 밸브벽을 포함한다. 상기 개구는, 예를 들어, 직사각형 단면을 가지며, 특히, 반도체 부재들을 전달하는데 적합하다. 둥글거나 다른 단면 또한 가능하다. 폐쇄 측을 가지는 폐쇄 디스크는, 상기 개구의 실질적인 기밀한 폐쇄 역할을 수행한다. 상기 폐쇄 디스크는, 그것이 상기 개구를 완전히 중첩할 수 있으며, 상기 밸브시트로 가압될 수 있도록 하는 설계를 가진다. 상기 밸브시트와 상기 폐쇄 측 사이에 기밀한 연결을 생성할 수 있게 하기 위해, 씰링 부재, 특히, O-링 씰이, 상기 폐쇄 측 및/또는 상기 밸브시트에 제공된다. 밸브시트는, 상기 폐쇄 디스크가 씰링을 위해 상기 개구를 폐쇄 시 안착되게 되는 그 표면을 의미하는 것으로서 일반적으로 이해될 것이다.
적어도 하나의 연결 로드가 적어도 간접적으로 상기 폐쇄 디스크에 기계적으로 연결되며, 상기 폐쇄 디스크를 선형 구동유닛에 연결시킨다. 상기 폐쇄 디스크 의 더 나은 안정성을 허용하기 위해, 특히, 2개의 연결 로드들이 제공된다. 상기 연결 로드는, 상기 선형 구동유닛에 의해, 실질적으로 선형적인 자신의 연결 로드 축을 따라, 다른 말로, 직선 또는 병진적으로(translationally), 변위가능하다. 상기 선형 구동유닛은, 연결 로드 또는 복수 개의 연결 로드들의 병진 운동을 달성할 수 있는 어떤 바람직한 선형 구동장치에 의해 형성될 수 있다. 그러한 선형 구동장치는, 적어도 하나의 공기압 구동장치, 나사 스핀들 구동장치와 같은 적어도 하나의 기계적 구동장치, 적어도 하나의 볼나사, 적어도 하나의 팬터그래프 구동장치, 적어도 하나의 전기기계 선형 구동장치, 적어도 하나의 유압 실린더, 또는 적어도 하나의 다른 적절한 구동장치, 에 의해 형성될 수 있다. 밸브들을 위한 그러한 구동장치들은 선행기술에서 개시된다. 선형 구동 동작이 상기 연결 로드 축을 따라 상기 연결 로드를 변위시킬 수 있는 2개의 방향들은, 변위 방향 또는 2개의 변위 방향들로 아래에 요약된다. 선형 또는 직선 변위는 또한, 단지 실질적으로 선형으로 간주될 수 있는 약간 아크형의 움직임을 의미하는 것으로 이해될 것이다.
적어도 간접적으로, 상기 연결 로드, 특히, 상기 선형 구동유닛에 마주하는 자신의 자유단에 기계적으로 연결된 상기 폐쇄 디스크는, 따라서, 상기 선형 구동유닛에 의해 선형적으로 변위가능하다. 따라서, 상기 선형 구동유닛, 상기 연결 로드, 및 상기 폐쇄 디스크는, 상기 폐쇄 디스크가, 상기 개구를 노출시키는 위치와, 그것이 상기 개구 위로, 상기 밸브시트에 실질적으로 평행하거나, 상기 개구에 평행하게 움직이는 중간 위치, 사이에서 변위 가능하도록, 형성되며 서로 연결되어 있다. 이 중간 위치에서, 상기 폐쇄 측은, 적어도 부분적으로, 상기 밸브시트 또는 상기 개구와 마주하는 위치에, 실질적으로 평행하게 그리고 이격된 거리에, 존재한다. 진공 게이트 밸브의 설계에 의존하여, 상기 폐쇄 측은, 상기 중간 위치에서 상기 밸브시트와 마주하는 위치, 정확하게 평행하고, 상기 개구를 중심적으로 중첩하는 위치에 존재함으로써, 상기 폐쇄 디스크의 상기 밸브시트로의 직각 움직임은, 기밀한 폐쇄를 인도하며, 또는, 상기 폐쇄측이 상기 밸브시트와 마주하는 단지 부분적으로 중첩된 위치에서 측면으로 오프셋으로 존재함으로써, 비수직적이지만 사선 움직임 또는 회동 움직임은, 상기 폐쇄측을 상기 밸브시트에 중심 및 배향되게 배치하는 것에 의해 상기 개구의 기밀한 폐쇄를 위해 요구하게 된다.
상기 폐쇄 디스크를 상기 개구를 노출시키는 위치에서 상기 중간 위치로 옮기는, 상기 연결 로드 및 그에 따른 상기 폐쇄 디스크의 그 실질적으로 선형인 변위 방향은, 폐쇄 방향이라 한다.
적어도 2개의 림들이, 상기 폐쇄 측에 반대하는 상기 폐쇄 디스크의 그 측인 상기 폐쇄 디스크의 후면, 즉, 타 측에 연장된다. 상기 적어도 2개의 림들은, 상기 연결 로드의 2개의 변위 방향들로 회동가능하다. 이것은, 상기 림들이 회동가능한 축은, 변위 방향과 평행하지 않으며, 즉, 상기 연결 로드 축과 평행하지 않는다는 것을 의미한다. 바람직하게는, 회전의 이 축은, 변위 방향과 직각이며, 상기 밸브시트의 평면과, 상기 개구의 평면과 평행하다.
상기 적어도 2개의 림들은 평행 사변형의 식으로 서로 회동가능하게 연결되어 있으며, 상기 연결 로드의 변위 방향으로 평행하며 이격된 위치에 있다. 상기 적어도 2개의 림들의 각각의 일 림 단부는, 각 경우에 제 1 조인트를 통해, 상기 폐쇄 디스크의 후면에 회동가능하게 장착되는 반면, 각 타 림 단부는, 각 경우에 제 2 조인트를 통해, 상기 지지면에 회동가능하게 장착된다. 상기 적어도 2개의 림들과, 상기 폐쇄 디스크의 후면과, 그리고 상기 지지면은, 상기 적어도 2개의 제 1 조인트들 및 상기 적어도 2개의 제 2 조인트들에 의해 이어지는 평행 사변형을 형성한다. 이로써, 상기 폐쇄 디스크 및 상기 지지면은, 서로에 대하여 평행하게, 상기 연결 로드의 2개의 변위 방향들로 이격된 위치에서, 회동가능하다.
다른 말로, 상기 적어도 2개의 평행한 림들은, 그들이, 평행 사변형의 방식으로 회동될 수 있도록 장착되며, 기하학적으로 이어진 평행 사변형은, 2개의 림들의 경우, 4개의 베어링 포인트들에 의해 정의된다. 따라서, 이 4개의 베어링 포인트들 중 2개인, 2개의 제 1 조인트들은 폐쇄 디스크와 조화되며, 다른 2개의 베어링 포인트들인, 제 2 조인트들은, 상기 폐쇄 디스크와 마주하는 상기 2개의 림들 사이의 연결과 조화된다. 이 연결을 지지면의 형태로 상기 폐쇄 디스크와 반대되게 창출하기 위한 상이한 가능성들이, 특히, 특정 동작 예들을 참조하여 아래에서 설명된다.
본 발명에 따르면, 각 제 1 조인트와 각 제 2 조인트를 가지는 림들의 각각은, 탄성 재료로 구성된 공통 일체부를 형성한다. 따라서, 상기 적어도 2개의 림들의 각각은, 각 경우에, 자신의 2개의 림 단부들에서, 조인트로의 직접적인 이행을 가진다. 상기 조인트들과 상기 림은 공통 재료의 일부이다. 상기 조인트들은, 상기 림의 일 단부 및 타 단부에서 얇은 벽으로 형성된 유연한 섹션에 의해 형성된다. 따라서, 상기 림은, 실제 림으로서 고안되고 상기 후면과 상기 지지면 사이에 연장 되어 이들을 연결하는 덜 탄성적인 섹션과, 탄성적인 경향을 가지며, 각 경우에 회전의 축을 중심으로 휨이 가능하며, 상기 제 1 조인트 및 제 2 조인트를 형성하는 2개의 섹션들, 로 구성된다. 얇은 벽의 특성과 그에 따라 조인트들의 영역에서 달성되는 유연성은, 상기 림의 원래의 형성과정 동안 대응하는 캐스팅 몰드(casting mold)에 의해, 또는 대응하는, 예를 들어, 비절단 피니싱(non-cutting finishing) 또는 최종 머시닝(final machining)에 의해, 생성될 수 있다. 각 제 1 조인트와 각 제 2 조인트는, 리빙 힌지들의 형태일 수 있으며, 얇은 벽으로 형성된 유연한 섹션은 각 경우에 폴드(fold)에 의해 형성된다. 그러한 원파트 리빙 힌지들은, 예를 들어, 폴리프로필렌 포장들의 플랩 폐쇄의 경우에, 포장 기술로부터 알려져 있다. 그러한 힌지들은, 실질적으로, 자신의 유연성에 의해 연결된 파트들의 소정의 회전 동작을 허용하는, 종종 폴드의 형태로 얇게 벽으로 형성된 조인트를 포함한다. 이 목적에 매우 적합한 재료는, 자신의 훌륭한 내마모성으로 인해, 폴리머들의 서브그룹에 속하는 폴리프로필렌이다. 대응하는 재료 속성들에 의해 구별되는, 다른 플라스틱들, 일반적으로, 열가소성 플라스틱들 또는 열경화성 플라스틱들 마찬가지로 사용될 수 있다. 추가적인 가능한 재료들은, 예를 들어, 유연한 힌지들로서의 사용을 위해 충분히 큰 탄성에 의해 구별되는, 실리콘 또는 알루미늄 및 스틸 재료들과 같은 금속 재료들 및 적당한 합금들이다.
조인트의 영역에서 바람직하지만, 조인트들 사이에 위치한 영역에는 비바람직할 수 있는 재료의 유연성은, 조인트 영역에서의 대응적으로 상대적으로 얇은 벽으로 형성된 설계에 의해 제공될 수 있다. 그러나, 재료 처리, 특히, 상이한 열재 료 처리에 의해 상이한 유연성을 달성할 수도 있다. 또한, 추가적인 부재, 예를 들어, 피복(sheath), 슬리브, 또는 코팅을 통해 조인트들 사이의 림 영역에서의 유연성을 달성하는 것이 가능하다.
상기 림과 조인트들, 즉, 힌지들의 일체적인 형성의 결과로서, 상이한 파트들 간의 마찰과 관련된 마모 입자들의 형성이 회피된다. 본 발명에 따른 진공 게이트 밸브는, 따라서, 극도로 적은 입자 생성에 의해 구별되며, 이 이유로, 매우 높은 청결성이 요구되는 고도로 민감한 응용들에 매우 적합하다.
또한, 상기 게이트 밸브는, 상기 밸브벽 또는 상기 선형 구동유닛과 운동학적으로 조화되거나, 또는 그것과 연결되는 결합부재를 포함한다. 상기 결합부재는, 그것이, 기하학적인 이어진 평행 사변형의 섹션이, 상기 연결 로드의 폐쇄 방향으로, 상기 중간 위치에 도달한 후, 상기 연결 로드의 폐쇄 방향으로 더 변위되는 것을 방지하도록, 주문되고 형성된다. 위에서 설명한 바와 같이, 제 1 조인트들과 제 2 조인트들을 포함하는 상기 적어도 2개의 림들과, 상기 폐쇄 디스크의 후면, 및 상기 지지면, 에 의해 적어도 형성된, 기하학적인 이어진 평행 사변형은, 따라서, 각 경우에 이 목적을 위해 운동학적으로 연결된 부재들이다. 바람직하게는, 기계적 스톱퍼에 의해 형성될 수 있는, 결합부재가, 상기 선형 구동장치가 상기 지지면에 연결된 경우에는 상기 폐쇄 디스크를, 또는 상기 선형 구동장치가 상기 폐쇄 디스크에 연결된 경우에는 상기 지지면 중, 어느 하나를 폐쇄 방향으로 더 움직이는 것을 방지한다.
상기 결합부재에 의해 차단되지 않은 섹션은, 상기 연결 로드가 배치된 곳이 다. 실시예에 따라, 상기 폐쇄 디스크가 상기 연결로드에 의해 직접적으로 변위되도록, 상기 연결로드가 상기 폐쇄 디스크의 일 측에 배치되도록 하는 것이 가능하며, 또는, 상기 림들이, 상기 연결 로드와 상기 폐쇄 디스크 사이에 운동학적으로 존재하여, 이 경우 상기 연결 로드는 상기 지지면에 연결되도록 하는 것도 가능하다. 따라서, 상기 결합부재는, 상기 폐쇄 디스크의 일측에서 또는 상기 폐쇄 디스크의 반대인 지지면의 일측 중 어느 하나에서 상기 림 부재의 섹션을 차단한다.
다른 말로, 상기 폐쇄 디스크의 일측에 또는 상기 지지면의 일 측 중 어느 하나에 직접적으로 또는 간접적으로 장착되는 연결로드의 배열에 의존하여, 상기 결합 부재에 의해 폐쇄 방향으로 더 변위되는 것이 방지된 이 다른 섹션은, 상기 지지면 또는 상시 폐쇄 디스크에 의해 형성된다. 상기 연결 로드와 조화되는, 상기 비차단된 섹션에 상대적으로, 상기 림 배열의 다른 섹션은 폐쇄 위치로 선회된다. 기하학적 평행 사변형은, 따라서, 직사각형이 아니며, 상기 연결로드가 배열된 상기 비차단된 섹션에 대하여 폐쇄 방향으로 연장된다.
따라서, 폐쇄 방향으로 일어나는 상기 연결 로드의 그 이상의 변위 시에, 상기 림 부재는, 기하학적 평행 사변형이 직사각형 상태에 도달한다는 사실에 의해, 상기 폐쇄 디스크가 자신의 폐쇄 측과 함께 상기 밸브시트로 게이트 밸브의 폐쇄 위치로 가압되고, 상기 개구가 기밀하게 폐쇄되는 방식으로, 선회된다. 다른 말로, 상기 연결 로드에 배치된 림 배열의 그 섹션과, 상기 밸브시트의 평면과 또는 상기 개구의 평면과 수직하는 방향으로, 상기 결합부재에 의해 폐쇄 방향으로 일어나는 연결로드로의 그 이상의 움직임이 방지된 섹션, 간의 거리가 증가됨으로써, 상기 폐쇄 디스크는, 상기 밸브시트로 가압된다. 상기 밸브시트로부터 이격되어 마주하는 상기 림 배열의 그 섹션은, 따라서, 상기 밸브시트의 평면에 또는 상기 개구의 평면에 직각인 방향으로 지지된다. 따라서, 상기 밸브시트에서의 접촉력은, 폐쇄 방향의 상기 연결 로드의 선형적인 움직임에 의해 야기된 레버작용에 의해 생성된다.
물론, 본 발명의 범주 내에서, 서로 평행하게 배치된 2개의 림들 대신에, 복수 개의 림들, 특히, 3개, 4개, 5개, 6개, 또는 그 이상의 림들을 이용하는 것도 또한 가능하다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 적어도 2개의 림들과, 상기 제 1 조인트들과, 상기 제 2 조인트들과, 상기 제 1 조인트들을 연결시키고, 상기 폐쇄 디스크의 후면에 배치된 제 1 림 연결부와, 그리고, 상기 제 2 조인트들을 연결시키고, 상기 제 1 림 연결부에 평행하게 상기 지지면에 배치되거나, 또는 상기 지지면을 형성하는 제 2 림 연결부는, 탄성 재료로 구성된 일체의 림부재의 형태이다. 이 실시예에서, 기하학적 평행 사변형은, 일정하게 평행한 외부 림들과, 제 1 림 연결부와, 그리고 항상 그것과 평행한 제 2 림 연결부, 에 의해 형성된다. 가장 멀리 이격되어 있는 외부 평행한 림들 사이에는, 서로에 대하여 항상 평행한 어느 바람직한 수의 추가적인 림들이, 상기 림 부재의 안정성과, 상기 밸브시트에 대한 상기 폐쇄 디스크의 최대 성취 가능한 접촉력이 상당히 증가될 수 있는 결과를 가지고, 상기 제 1 및 제 2 림 연결부 사이에 존재할 수 있다. 조인트들을 형성하는 얇은 벽으로 형성된 섹션에서, 자신의 림 단부들에서, 상기 림들은 상기 제 1 및 제 2 림 연결부로의 일체적인 이행을 가진다.
특히, 복수 개의 림 부재들이 나란히 제공된다. 실시예의 다른 개발에서, 상기 제 2 림 연결부는, 그것에 연결되는 대신에 상기 지지면에 의해 지지된다.
바람직하게는, 상기 일체 림 부재는, 플라스틱, 특히, 실리콘의, 폴리프로플렌과 같은 적절한 폴리머, 또는 특히, 알루미늄 재료 또는 스틸 재료인 금속 재료, 및 다른 합금으로, 이루어진다.
상기 적어도 2개의 림들의 평행한 배열의 이점은, 상기 밸브 디스크의 폐쇄 측이, 최초 접촉 시에 상기 밸브시트에 평행하게 배치되며, 상기 밸브시트로 평행하게 가압된다는 점이다. 따라서, 상기 밸브시트와 상기 폐쇄측 사이에 배치된 씰의 마모는, 상당히 감소되며, 공정 신뢰성은 증가된다. 상기 결합부재와 상기 림부재 간의 상대적인 움직임에 대한 어떠한 필요성도 없으므로, 입자 생성은, 상당히, 감소된다. 이것은, 특히 반도체 생산의 영역에서 매우 큰 중요도를 가진다. 적어도 2개의 림들을 이용함으로써, 상기 밸브시트에 대한 상기 폐쇄 디스크의 매우 큰 접촉 압력이, 단지 하나의 선형 구동유닛의 이용에도 불구하고, 달성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 림부재를 일체적으로 형성하는 것이 가능하므로, 어떠한 마모 입자들이 거의 형성되지 않고, 따라서, 입자 생성이 더 감소될 수 있는 결과와 함께, 마찰은 거의 완벽하게 회피될 수 있다. 특히, 선형 구동장치로 인해, 본 발명에 따른 게이트 밸브는, 상대적으로 단순한 설계와 양호한 유지성에 의해, 더 구분된다.
본 발명에 따른 진공 게이트 밸브가, 도면들에 개략적으로 도시된 특정 동작 예들을 참조하여, 단지 예로서, 아래에 더욱 상세하게 설명되며, 본 발명의 다른 이점들도 또한 토론된다.
도 1a, 1b, 및 1c와 도 2a, 2b, 및 2c는, 각 경우에, 폐쇄 디스크의 상이한 위치들을 가지는 동일한 게이트 밸브를 도시하며, 이 이유로, 각 3개의 도면들은, 연합하여 설명되고, 참조 번호들의 반복된 언급은, 어떤 경우에는, 도면들 및 설명 양자에서 생략된다. 도 1a 내지 도 2c가 매우 단순화된 개략적인 도식들을 보여주는 반면, 림 부재들 또는 림들의 어느 정도 더 상세한 개략적인 사선 또는 측면도들은 도 3 및 도 4에 도시된다. 따라서, 도 3 및 도 4는 어떤 경우에는 도 1a 내지 도 2c와 연합하여 설명된다.
도 1a는, 전달 밸브의 형태로 진공 게이트 밸브의 제 1의 가능한 실시예를 도시한다. 상기 게이트 밸브는, 전달 밸브에 전형적인 실질적으로 직사각형인 개구(2)와, 상기 개구(2) 주변에 형성된 밸브시트(3), 을 가지는 밸브벽(1)을 가진다. 또한, 상기 개구(2)를 실질적으로 기밀하게 폐쇄하기 위한 폐쇄 측(5)을 가지는 폐쇄 디스크(4)가 제공된다. 씰(23), 특히, 상기 폐쇄 측에 가황처리된 씰이, 상기 밸브시트(3)의 평면과 평행하게, 상기 개구(2)와 마주하는 상기 폐쇄 측(5)에 제공되며, 상기 씰은, 그것이 상기 밸브시트(3)에 안착될 수 있으며, 그것과 기밀한 접촉을 이루게 될 수 있는 방식으로, 상기 폐쇄 디스크(4)의 폐쇄 측(5)에 배치된다.
상기 폐쇄 디스크(4)는, 2개의 평행한 연결 로드들(6)에 폐쇄 디스크의 회전의 축(17)을 중심으로 회동가능하고, 따라서 기계적으로 그들과 연결되도록 장착된다. 도 1a 내지 도 1c의 측면도에서의 연결 로드들(6)은 동일평면이므로, 2개의 연결 로드들(6) 중 단지 하나만이 보일 수 있다. 일직선인 연결 로드들(6)의 길이방향의 중심축은, 연결 로드 축(8)으로 지정된다. 폐쇄 디스크의 회전의 축(17)은, 상기 연결 로드 축(8)과 직각이며, 상기 밸브시트(3)의 평면과 따라서 상기 개구의 평면과 평행이다. 회동성은, 예를 들어, 힌지형 조인트에 의해 허용되며, 상기 폐쇄 측(5)이, 상기 밸브시트(3)에 상대적으로 자신의 평행한 배향으로부터 몇 도만큼만 이탈될 수 있도록, 제한된다. 회동성은, 상대적으로 큰 범위에서 가능하지만, 스프링 메커니즘이 상기 폐쇄 디스크(4)를 상기 밸브시트(3)에 실질적으로 평행하게 유지시킨다.
연결 로드(6)는, 선형 구동유닛(7), 예를 들어, 공기압 실린더(pneumatic cylinder)로 연결되며, 상기 선형 구동유닛(7)에 의해, 상기 연결 로드(6)는, 직선으로, 즉, 선형적으로, 또는 다른 말로, 이행적으로(transitionally), 자신의 연결로드 축(8)을 따라 2개의 변위 방향들(11)로 전후로, 변위가능하다. 이 동작 예에서, 변위 방향(11)은 상기 연결 로드 축(8)과 평행이다. 대안적으로, 상기 연결 로드들(6)이 상기 폐쇄 디스크(4)와 사선으로 연결되는 것이 가능하다. 이 경우에, 변위방향(11)은, 더 이상, 상기 진짜 연결 로드 축(8)을 따르지 않는다. 따라서, 상기 연결로드 축(8)은, 상기 폐쇄 디스크(4)의 선형 변위력의 기하학적 축으로서 정의된다. 따라서, 상기 선형 구동유닛(7)에 의해, 상기 폐쇄 디스크(4)는, 도 1a에 도시된 바와 같이, 상기 개구(2)를 완전히 노출하는 위치이며, 상기 폐쇄 디스크(4)가 상기 개구(2)의 측에 존재하며, 상기 개구로 돌출되지 않는, 위치(O)와, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 디스크가 상기 개구 위로 움직이며, 상기 폐쇄 측(5)이 적어도 부분적으로 상기 밸브시트(3)와 마주하는 위치에, 평형하고 이격되게 존재하는, 중간 위치(I), 사이에서 변위될 수 있다. 변위는, 실질적으로 상기 밸브시트(3)에 평행하게 일어난다. 상기 연결 로드(6)를 포함하는 상기 선형 구동유닛(7)은, 선형 구동장치의 회전의 축(18)을 중심으로 회동가능해지도록 장착되며, 상기 축은 상기 연결 로드 축(8)과 직각이며, 상기 밸브시트(3)의 평면에 평행이며, 또한, 상기 폐쇄 디스크의 회전의 축(17)과 평행이며, 시작 상태에서의 상기 선형 구동유닛(7)은, 변위방향(12)이 상기 밸브시트(3)의 평면과 실질적으로 평행하도록, 특히 도시되지 않은 스프링들에 의해, 그리고/또는, 중력의 힘을 통해, 배향된다.
2개의 림 배열들로서, 각 경우에, 5개의 림들(13)을 포함하는 림 배열들이 상기 폐쇄 디스크(4)의 후면(9)에 나란히 배열되어 있으며, 상기 후면(9)은 상기 폐쇄측(5)과 마주한다. 상기 2개의 림 배열들은, 도 1a 내지 도 1c의 측면 관점에서 동일평면이므로, 상기 2개의 림 배열들 중 단지 하나만이 보여질 수 있다. 2개의 림들(13)을 보여주는 림 배열의 세부사항은 도 4에 상세하게 도시되어 있다. 상기 림 배열은 상기 후면(9) 상에 연장되며, 평행 사변형의 식으로 서로 회동가능하게 연결되며, 상기 연결 로드(6)의 변위 방향(11)으로 평행하고 이격된 거리의 5개의 평행한 림들(13)을 가진다. 도 1a 내지 도 1c의 매우 단순한 도식에서, 5개의 림들(13)은 개략적으로 도시되었으며 단순화되어 있다. 5개의 림들(13) 대신에, 2 개, 3개, 4개, 6개 또는 어떠한 수의 추가 평행 림들(13)이 존재하는 것이 가능하다. 상기 림들(13)은, 연결 로드(6)의 변위 방향(11)으로 회동가능하다.
상기 림들(13)은, 도 1a 및 도 4에 도시된 바와 같이, 일 림 단부(26)에서는 각 경우에 제 1 조인트(14)를 통해, 상기 폐쇄 디스크(4)의 후면(9)에, 타 림 단부(27)에서는, 제 2 조인트(16)를 통해 지지면(22)에, 회동가능하게 장착된다. 어는 바람직한 림들(13), 상기 폐쇄 디스크(5)의 후면(9), 및 상기 지지면(22)은, 도 1a에 도시된 바와 같이, 각 제 1 조인트들(14)과 각 제 2 조인트들(16)에 의해 이어져서, 평행 사변형(25)을 형성함으로써, 상기 지지면(22)은, 상기 연결 로드(6)의 2개의 변위 방향들(11)로 상기 폐쇄 디스크(5)에 상대적으로 회동가능하며, 상기 지지면(22)은 상기 폐쇄 디스크(5)와 평행하며 그로부터 거리 이격되어 있다.
도 4에서 알 수 있듯이, 각 림(13)은, 상기 후면(9)과 상기 지지면(22) 사이에 연장되고 실제 림(13)을 형성하는 섹션과, 일 림 단부(26)에 형성된 제 1 조인트(14)와, 타 림 단부(27)에 형성된 제 2 조인트(16)와, 상기 제 1 조인트(14)의 외부에 인접하고 상기 후면(9)에 고정된 제 1 림 고정 섹션(28)과, 그리고, 상기 제 2 조인트(16)의 외부에 인접하고 상기 지지면(22)에 고정된 제 2 림 고정 섹션(29), 으로 구성된다.
본 발명에 따르면, 상기 제 1 조인트(14), 상기 제 2 조인트(16), 상기 제 1 림 고정 섹션(28), 및 상기 제 2 림 고정 섹션(29), 을 가지는 상기 림(13)은, 탄성 재료로 구성되어 일체로 형성된다. 도 4에서 알 수 있듯이, 상기 제 1 조인트(14)와 상기 제 2 조인트(16)는, 각 경우에, 상기 림(13) 상의 얇은 벽으로 형성된 유연한 섹션이다. 특히, 상기 조인트들(14, 16)은, 리빙 힌지들(living hinges)의 형태이며, 얇은 벽으로 형성된 유연한 섹션으로 형성된다.
탄성 재료는, 적절한 재료 속성들을 가지는 어떠한 바람직한 플라스틱, 특히, 폴리프로플렌, 금속재료, 실리콘, 또는 다른 재료일 수 있다.
상기 림 고정 섹션들(28,29)은, 예를 들어, 상기 후면(9)가 상기 지지면(22)에 각각 접합된 나사들 또는 접착체에 의해, 장착된다.
상기 폐쇄 디스크(4)의 동작의 범위를 벗어나서 돌출되며, 상기 개구(2)와 상기 밸브시트(3)와 마주하는 결합부재(10a)가, 상기 밸브벽(1) 배치되어, 상기 폐쇄 디스크(4)는, 자신의 림들(13)과 지지면(22)을 상기 결합부재(10a)와 상기 밸브시트(3) 사이에 두고, 도 1b에 도시된 바와 같은 중간위치(I)에 있게 된다. 상기 결합부재(10a)는, 폐쇄 방향(12)으로 선회된 상기 지지면(22)이, 상기 연결 로드(6)의 폐쇄 방향(12)으로, 도 1b에 도시된 바와 같이, 중간 위치(I)에 도달한 후, 폐쇄방향(12)으로 더 변위되는 것이 방지되도록, 주문되고 형성된다. 상기 연결 로드(6)가 폐쇄 방향(12)으로 더 변위되는 것과 함께, 상기 림들(13)은 선회되어, 상기 폐쇄 디스크(4)는, 자신의 폐쇄 측(5)과 함께 폐쇄 위치(C)로 상기 밸브시트(3)로 가압되며, 상기 개구는, 도 1c에 도시된 바와 같이, 기밀하게 폐쇄된다. 상기 지지면(22)은, 상기 밸브(3)에 직각인 방향으로 상기 결합부재(10a)에 의해 지지된다. 상기 림들의 평행 사변형 배열(15)에 의해, 상기 밸브시트(3)에 상대적 인 상기 폐쇄 측(5)의 평행한 배향은 항상 유지됨으로써, 상기 씰(23)은 보호되고, 최적의 기밀한 씰이 보증된다. 상기 림들(13)의 선회와, 상기 폐쇄 측(5)과 상기 밸브시트(3) 사이의 거리를 감소시는 동안, 선회 동작은, 상기 연결 로드들(6)과 상기 폐쇄 디스크(4) 사이에서는 상기 폐쇄 디스크의 회전의 축(17)을 중심으로, 상기 밸브벽(1)과 상기 선형 구동유닛(7) 사이에서는 상기 선형 구동장치의 회전의 축(18)을 중심으로 발생됨으로써, 상기 밸브시트(3)의 방향으로의 상기 폐쇄 디스크(4)의 변위는, 구동장치에서는, 방해되지 않는다.
본 발명에 따르면, 바람직한 실시예에서, 각 경우에 5개의 개별적인 림들(13)을 가지는 다중 파트 림 배열 대신에, 도 3과 관련해서 아래에 상세하게 설명되는 바와 같은, 일체적인 림부재들(20a, 20b)을 이용하는 것도 또한 가능하다.
도 3은, 각 일체적인 림부재들(20a, 20b)의 설계를 도시한다. 상기 림 부재(20a, 20b)는, 하나의 재료, 특히, 플라스틱으로 일체적으로 형성되며, 4개의 평행한 림들(13)과, 제 1 림 연결부(15)와, 제 2 림 연결부(21)와, 제 1 조인트들(14), 그리고 제 2 조인트들(16), 로 구성된다. 도시된 예에서는, 상기 제 1 림 연결부(15)와 상기 제 2 림 연결부(21)는, 각 경우에, 상기 제 1 조인트들(14)를 서로 연결하고 상기 제 2 조인트들(16)을 서로 연결하는 플라스틱 쉬트로 형성된다. 상기 제 1 림 연결부(15)는, 상기 제 2 림 연결부(21)와 평행하게, 상기 폐쇄 디스크(4)의 후면(9)에 배치된다. 도 3에 도시되지 않았지만 도 1a로부터 인식가능한 조립상태에서, 상기 제 2 림 연결부(21)는, 상기 지지면(22)에 장착된다.
상기 림들(13)은, 평행사변형 방식으로, 일 림 단부에서는 상기 제 1 조인트들(14)에서 제 1 림 연결부(15)로, 타 림단부에서는, 상기 제 2 조인트들(16)에서 상기 제 2 림 연결부(21)로, 회동가능하게 장착된다. 상기 제 1 림 연결부(15)와 상기 제 2 림 연결부(21)는, 2개의 임의의 림들(13)과 함께, 도 1a에 도시된 바와 같이, 기하학적 평행 사변형(25)을 함께 형성한다. 상기 조인트들(14, 16)은, 유연하고, 일체적인 플라스틱 힌지들, 예를 들어, 일체적인 리빙 힌지들이다. 따라서, 하나의 림 부재(20a, 20b)가, 각 경우에, 단일 플라스틱 파트로 구성하는 것이 가능하며, 따라서, 몸체들 사이의 마찰과 그에 따른 입자 생성은 최소화된다. 동작 예에서, 상기 조인트들(14, 16)의 축들은, 상기 밸브시트(3)의 평면과, 상기 폐쇄측(5)과, 상기 폐쇄 디스크의 회전의 축(17)과, 상기 선형 구동장치의 축(18)과 평행하고, 상기 연결 로드 축(8)과 상기 변위 방향(11)에 직각이다.
스프링 메커니즘(19)이, 상기 제 2 림 연결부(21)가, 도 3에 도시된 바와 같이 그리고 도 1a에서 유사하게, 상기 폐쇄 디스크(4)에 상대적으로 그리고 상기 제 1 림 연결부(15)에 상대적으로 폐쇄 방향(12)으로 회동가능해지도록, 유지되는 방식으로, 상기 림부재(20a, 20b)에 배치된다. 따라서, 상기 림들(13)은, 상기 폐쇄 디스크(4)에서 보았을 때, 그들의 시작 위치에서 폐쇄 방향(12)으로 포인트된다.
상기 지지면(22)은, 상기 림부재들(20a, 20b)(도 3의 실시예에서)의 제 2 림 연결부들(21) 또는 림 배열들(도 4의 실시예에서)의 제 2 림 고정 섹션들(29)을 연결되는 쉬트로 구성될 수 있다. 이 쉬트는, 특히 상기 폐쇄 디스크(4)와 평행하게 배치되며, 예를 들어, 실질적으로 그것의 치수들을 가진다. 그러나, 대안적으로, 상기 지지면(22)은, 상기 제 2 림 연결부(21)에 의해 형성된다. 이 경우, 상기 지지면(22)은, 상기 제 2 림 연결부들(21)의 기능을 수행하거나, 그 반대이다.
이 경우, 상기 제 2 림 연결부(21)는, 상기 중간 위치(I)로부터 직접적으로 상기 결합부재(10a)와 결합하며, 상기 결합부재에 의해 폐쇄 방향(12)으로 더 움직이는 것이 방지된다.
도 2a 내지 도 2c에서, 본 발명의 제 2 실시예가 도시되며, 제 1 및 제 2 실시예들 간의 실질적인 차이점은, 아래에서 토론되며, 이미 설명된 부재들의 설명 및 참조번호들은 부분적으로 생략된다.
제 1 동작 예와 대조하여, 림들(13)은, 도 2a 내지 도 2c의 게이트 밸브의 경우에는, 연결 로드들(6)과 폐쇄 디스크(4) 사이에 운동학적으로(kinematically) 배치되어 있다. 따라서, 결합부재(10b)는 상기 폐쇄 디스크(4)와 결합한다. 상기 림들(13)은, 일 림 단부들에서, 제 1 조인트들(14)에서 상기 폐쇄 디스크(4)의 후면(9)에 장착되고, 타 림 단부들에서, 제 2 조인트들(16)에서 연결 로드(6)에, 평행 사변형식으로 회동가능하게 장착된다.
도 4에 따른 림들과 도 3에 따른 림 부재들(20a, 20b) 양자를 이용하는 것이 가능하며, 여기서, 상기 제 1 림 연결부(15)는, 지지면(22)에 연결된 제 2 림 연결부(21)와 평행하게, 상기 폐쇄 디스크(4)의 후면(9)에 장착된다. 상기 스프링 메커니즘(19)은, 상기 폐쇄 디스크(4)와 상기 제 1 림 연결부(15)가, 상기 연결 로드(6)와 상기 제 2 림 연결부(21)와 상대적으로 상기 폐쇄 방향(12)으로 회동가능해지도록 유지되는 방식으로, 상기 림 부재(20a, 20b)에 배치된다. 상기 림 부재들(20a, 20b)을 상기 폐쇄측(5)에 직각인 축을 중심으로 180도로 회전하도록 배열함으로써, 상기 림들(13)이 도 3에 도시된 것과 반대 방향으로 포인트되도록 하는 것도 가능하다.
상기 림들(13)이 상기 제 2 조인트들(16)에서 다른 림 단부와 함께 평행 사변형 식으로 상기 연결 로드(6)에 회동가능하도록 장착되는 지지면(22)은, 상기 폐쇄 디스크(4)와 평행하게 상기 연결 로드(6)에 배치된다. 이 지지면(22)은, 상기 폐쇄 디스크(4)에 대응하는 단면을 가지는 쉬트의 형태를 가질 수 있다. 일체적인 림 부재들(20a, 20b)이 이용되는 경우에는, 상기 제 2 림 연결부(21)는 상기 지지면에 장착된다.
결합부재(10b)는, 중간 위치(I)에 도달할 후, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 연결 로드(6)에 상대적으로 폐쇄 방향(12)으로 선회된 상기 폐쇄 디스크(4)가, 폐쇄 방향(12)으로 더 변위되는 것을 방지하도록, 배치되고 형성됨으로써, 상기 폐쇄 디스크(4)는, 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 연결 로드(6)가 폐쇄 방향(12)으로 더 변위될 때, 폐쇄 위치(C)로 상기 밸브시트(3)로 가압된다. 상기 림들(13) 또는 상기 림 부재들(20a)을 가지는 림 배열은, 여기서, 상기 밸브시트(3)에 직각 방향으로 상기 연결 로드(6)에 지지된다. 도시된 본 발명의 실시예에서, 상기 연결 로드(6)와 상기 선형 구동유닛(7)은 회동가능하지 않으며, 상기 연결로드 축(8)에 직각으로 작용하는 힘이 흡수될 수 있도록, 치수화되어 있다.
상기 결합부재(10b)는 적어도 하나의 단순한 케이블 또는 체인의 형태일 수 있으며, 상기 폐쇄 디스크(4)와 상기 선형 구동유닛(7) 사이에서 운동학적으로 연장된다. 상기 결합부재(10b)에 의해, 상기 폐쇄측(5)과 상기 밸브시트(3)가 중간 위치(I)에서 서로 마주보고 있을 때의 상기 폐쇄 디스크(4)와 상기 선형 구동유닛(7) 사이의 최대 거리는 제한되어, 상기 림들(13)이 선회된다.
상기 결합부재(10b)에 의해 허용되는 상기 폐쇄 디스크(4)와 상기 선형 구동유닛(7) 사이의 최대 거리는, 스톱 포인트(24)에 의해, 도 2a 내지 도 2c에 개략적으로 도시되어 있다.
케이블, 특히, 스틸 케이블, 또는 체인과 같은 유연한 결합부재(10b)의 이점은, 낮은 레벨의 입자 생성과 매우 단순한 설계에 있다.
상기 결합부재(10b)를, 예를 들어, 상기 개구(2) 위로 상기 밸브벽(1)에 직각으로 연장된 스톱퍼 또는 롤러 메커니즘의 형태로, 폐쇄 방향(12)으로 폐쇄 디스크(4) 위로 배치하는 것이 가능하다.
이 제 2 실시예는, 특히, 중간 위치, 도 2b에 도달한 후, 상기 폐쇄 디스크(4)가 상기 밸브시트(3)에 상대적인 어떠한 측면 움직임을 수행하지 않고, 따라서, 정확하게 직각 움직임의 형태로, 평행하게 상기 밸브시트에 가압되는 이점을 가진다. 상기 씰(23)의 마모와 입자 생성은 따라서 낮게 유지된다.
설명된 특정 동작 예들은, 체계적인 도식들을 참조하여 본 발명의 예시적인 설명으로서만 수행한다. 물론, 본 발명은 이 동작 예들에 한정되지 않는다. 동작 예들의 개별적인 특징들은 다른 특징들과 조합될 수 있다.
도 1a는, 개방 위치에서, 연결 로드에 장착된 폐쇄 디스크를 포함하는 진공 게이트 밸브의 제 1 실시예의 측면도,
도 1b는, 중간 위치에서 폐쇄 디스크를 포함하는 제 1 실시예를 도시한 도,
도 1c는, 폐쇄 위치에서 폐쇄 디스크를 포함하는 제 1 실시예를 도시한 도,
도 2a는, 개방 위치에서, 연결 로드와 폐쇄 디스크 사이에 장착된 림들을 포함하는 제 2 실시예를 도시한 도,
도 2b는, 중간 위치에서 폐쇄 디스크를 포함하는 제 2 실시예를 도시한 도,
도 2c는, 폐쇄 위치에서 폐쇄 디스크를 포함하는 제 2 실시예를 도시한 도,
도 3은, 2개의 림부재들을 가지는 폐쇄 디스크의 사선도, 및
도 4는, 제 1 및 제 2 실시예들의 림들의 상세한 측면도.

Claims (16)

  1. 진공 게이트 밸브로서,
    -개구(2)와 상기 개구 주변에 형성된 밸브시트(3)를 가지는 밸브벽(1);
    -상기 개구(2)를 기밀하게 폐쇄하기 위한 폐쇄 측(5)을 가지는 폐쇄 디스크(4);
    -상기 폐쇄 디스크(4)와 기계적으로 연결되는 적어도 하나의 연결 로드(6);
    -선형 구동유닛(7)으로서, 상기 연결 로드(6)가 2개의 변위 방향들(11)로 연결 로드 축(8)을 따라 선형적으로 변위될 수 있게 하고, 따라서 상기 폐쇄 디스크(4)가;
    -상기 개구(2)를 노출시키는 위치(O); 및
    -상기 폐쇄 디스크(4)가 상기 개구(2) 위로 상기 밸브시트(3)와 평행하게 푸쉬되고, 상기 폐쇄 측(5)이 적어도 부분적으로 상기 밸브시트(3)와 평행하고 이격된 거리에 마주하게 존재하는 중간 위치(I); 사이에서 상기 밸브시트(3)에 평행하게 변위될 수 있도록 하는, 상기 선형 구동유닛(7);
    -상기 연결로드(6)의 변위 방향들(11)로 이격된 거리에 있으며, 상호 평행한 적어도 2개의 림(13)으로서,
    -상기 적어도 2개의 림(13)의 각각은,
    -상기 적어도 2개의 림(13)의 일 단부(26)에서는, 제 1 조인트(14)를 통해, 상기 폐쇄 측(5)과 마주하는 상기 폐쇄 디스크(4)의 후면(9)에 회동가능하게 장착되며,
    -상기 적어도 2개의 림(13)의 타 단부(27)에서는, 제 2 조인트(16)를 통해, 지지면(22)에 회동가능하게 장착되며,
    -상기 적어도 2개의 림(13), 상기 폐쇄 디스크(4)의 후면(9) 및 상기 지지면(22)은, 상기 제 1 조인트들(14)과 상기 제 2 조인트들(16)에 의해 이어진 평행 사변형(25)을 형성함으로써, 상기 폐쇄 디스크(4)와 상기 지지면(22)은, 상기 연결 로드(6)의 2개의 변위 방향들(11)로, 상기 밸브시트(3)와 평행하게 그리고 상호 이격된 거리를 유지한 채 회동가능해지며,
    상기 적어도 2개의 림(13)의 각각은, 각각의 상기 제 1 조인트(14)와 각각의 상기 제 2 조인트(16)와 함께, 탄성재료로 구성되어 일체로 형성되며, 상기 제 1 조인트(14)와 상기 제 2 조인트(16)는 상기 적어도 2개의 림(13) 상에 얇게 벽으로 형성된, 유연한 섹션으로 형성되는, 상기 적어도 2개의 림(13); 및
    -상기 이어진 평행 사변형(25)의 섹션이, 상기 중간 위치(I)에 도달 한 후, 상기 이어진 평행 사변형(25)의 섹션이 상기 연결 로드(6)의 폐쇄 방향(12)으로 더 변위되는 것이 방지되는 식으로 형성된 결합부재(10a; 10b)로서, 상기 적어도 2개의 림(13)은 폐쇄 방향(12)으로 상기 연결 로드(6)가 더 변위될 때 선회됨으로써, 상기 폐쇄 디스크(4)는, 상기 폐쇄 측(5)과 함께, 폐쇄 위치(C)로 상기 밸브시트(3)로 가압되며, 상기 개구(2)는 기밀하게 폐쇄되는, 상기 결합부재(10a; 10b); 를 포함하는, 진공 게이트 밸브
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 조인트들(14)과 상기 제 2 조인트들(16)은, 리빙 힌지들의 형태이며, 얇은 벽으로 형성된 유연한 섹션으로 형성되는, 진공 게이트 밸브.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    -상기 적어도 2개의 림(13)과,
    -상기 제 1 조인트들(14)과,
    -상기 제 2 조인트들(16)과,
    -상기 제 1 조인트들(14)을 연결하고, 상기 폐쇄 디스크(4)의 후면(9)에 배치되는 제 1 림 연결부(15)와, 그리고,
    -상기 제 2 조인트들(16)을 연결하고, 상기 제 1 림 연결부(15)와 평행하게 상기 지지면(22)에 배치되는 제 2 림 연결부(21)는, 탄성 재료로 이루어진 일체 림부재(20a, 20b)의 형태인, 진공 게이트 밸브.
  4. 제 3 항에 있어서,
    복수 개의 림부재들(20a, 20b)이, 나란히 제공되는, 진공 게이트 밸브.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 림 연결부(21)는, 상기 지지면(22)을 형성하는, 진공 게이트 밸브.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 림(13)은, 각 제 1 조인트(14)와 제 2 조인트(16)와 함께,
    -열가소성 플라스틱들(thermoplastics);
    -열경화성 플라스틱들;
    -폴리머들; 또는
    -폴리프로필렌;으로 이루어지는, 진공 게이트 밸브.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 림(13)은, 각 제 1 조인트(14)와 제 2 조인트(16)와 함께,
    -알루미늄;
    -스틸 재료들의 그룹의 금속 재료; 또는
    실리콘;으로 이루어지는, 진공 게이트 밸브.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    -상기 폐쇄 디스크(4)는, 상기 연결 로드(6)에 배치되며,
    -상기 결합부재(10a)는, 상기 폐쇄 디스크(4)에 상대적으로 폐쇄 방향(12)으로 선회된, 상기 지지면(22)이, 상기 중간 위치(I)를 지난 후에 상기 폐쇄 방향(12)으로 더 변위되는 것을 방지하기 위해, 형성됨으로써,
    상기 폐쇄 디스크(4)는, 상기 연결 로드(6)가 폐쇄 방향(12)으로 더 변위될 때, 상기 폐쇄 위치(C)로, 상기 밸브시트(3)로 가압되는, 진공 게이트 밸브.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 결합부재는, 상기 밸브벽(1)에 연결되며, 상기 밸브시트(3)와 마주하고 이격된 거리에 있는, 진공 게이트 밸브.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 폐쇄 디스크(4)는, 상기 연결 로드 축(8)과 직각인 폐쇄 디스크의 회전의 축(17)을 중심으로 회동가능하도록, 상기 연결 로드(6)에 장착되어 있는, 진공 게이트 밸브.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 연결 로드(6)를 포함하는 선형 구동장치(7)는, 상기 연결 로드 축(8)에 직각인 선형 구동장치의 회전의 축(18)을 중심으로 회동가능하도록, 장착되는, 진공 게이트 밸브.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 지지면(22)이 상기 폐쇄 디스크(4)에 상대적으로 폐쇄 방향(12)으로 회동가능하도록 지지되도록, 배치된 스프링(19)을 포함하는, 진공 게이트 밸브.
  13. 제 1 항에 있어서,
    -상기 지지면(22)은, 상기 연결 로드(6)에 배치되며,
    -상기 결합부재(10b)는, 폐쇄 방향(12)으로 상기 지지면(22)에 상대적으로 선회된, 상기 폐쇄 디스크(4)를, 상기 중간 위치(I)에 도달한 후, 폐쇄 방향(12)으로 더 변위되는 것을 방지하기 위해, 형성됨으로써,
    상기 폐쇄 디스크(4)는, 상기 연결 로드(6)가 상기 폐쇄 방향(12)으로 더 변위될 때, 상기 폐쇄 위치(C)로 상기 밸브시트(3)로 가압되는, 진공 게이트 밸브.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 결합부재(10b)는, 케이블 또는 체인의 형태이며, 상기 폐쇄 디스크(4)와 상기 선형 구동유닛(7) 사이에 연장되며, 상기 폐쇄 측(5)과 상기 밸브시트(3)가 서로 마주하고 있을 때, 상기 폐쇄 디스크(4)와 상기 선형 구동유닛(7) 사이의 최대 거리를 제한하는, 진공 게이트 밸브.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 폐쇄 디스크(4)가, 상기 지지면(22)에 상대적으로 폐쇄 방향(12)으로 회동가능하도록 지지되도록 배치된 스프링 메커니즘(19)을 포함하는, 진공 게이트 밸브.
  16. 제 1 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 진공 게이트 밸브는, 진공 전달 밸브의 형태인, 진공 게이트 밸브.
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