KR101814542B1 - 게이트 밸브 - Google Patents

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KR101814542B1
KR101814542B1 KR1020110094388A KR20110094388A KR101814542B1 KR 101814542 B1 KR101814542 B1 KR 101814542B1 KR 1020110094388 A KR1020110094388 A KR 1020110094388A KR 20110094388 A KR20110094388 A KR 20110094388A KR 101814542 B1 KR101814542 B1 KR 101814542B1
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타케시 니시카와
지로 이시베
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에스엠시 가부시키가이샤
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Abstract

롤러 삽입 홈(89)은 게이트 밸브(10)를 구성하는 하우징(16)의 내부에 제공되는 측프레임(32a, 32b)의 내벽부(88a, 88b)의 종방향을 따라 형성된다. 각 쌍의 유지 롤러(90a, 90b)가 롤러 삽입 홈(89)에 삽입된다. 밸브 디스크(22)가 경동되어 밸브 디스크(22)가 밸브 시트(28)에 착좌된 밸브 폐쇄 상태에서 밸브 로드(20)가 연결되어 경동 변위되는 변위 블록(62)으로부터 부여되는 하중이 이로써 유지 롤러(90a, 90b)에 부여되어, 상기 하중은 상기 유지 롤러(90a, 90b)에 접촉하는 제 1 및 제 2 수압체(92, 94)에 의해 부담되고 측프레임(32a, 32b)에 배치된다. 상기 제 1 및 제 2 수압체(92, 94)는 측프레임(32a, 32b)의 것보다 고경도를 갖는 재료로 형성된다.

Description

게이트 밸브{GATE VALVE}
본 발명은 워크피스(workpiece)가 한쪽 처리실로부터 다른 쪽 처리실로 이송되는 이송 통로를 개폐하거나, 또는 압력 유체, 기체 등의 유통 통로 또는 배기 통로를 개폐하는 것이 가능한 게이트 밸브에 관한 것이다.
종래부터, 반도체 웨이퍼나 액정 기판 등의 처리 장치에 있어서는 반도체 웨이퍼나 액정 기판 등이 여러 가지의 처리실에 통로를 통하여 출입하고, 상기 통로에서 상기 통로를 개폐하는데 게이트 밸브가 이용된다.
상기 게이트 밸브에 있어서, 예컨대 일본 특허 제2613171호에 개시된 바와 같이, 실린더의 구동 작용 하에 변위되는 밸브 로드의 직진 운동에 의해 밸브 디스크가 밸브 시트의 대향 위치에 도달한 후, 상기 밸브 로드가 경동(傾動) 운동함으로써 상기 밸브 디스크가 밸브 시트에 대하여 가압되고 밸브 시트에 착좌되고 밸브 박스에 형성된 통로가 시일링된다.
최근, 반도체 웨이퍼 등의 제조 플랜트에 있어서의 공간 절약화의 향상에 따라 처리 장치를 구성하고 처리 장치에 이용되는 게이트 밸브의 보다 더 소형화가 소망되어 왔다. 또한, 밸브 디스크가 밸브 시트에 착좌된 밸브 폐쇄 상태가 확실하게 그리고 안정적으로 유지되는 것이 요구된다.
본 발명의 일반적인 목적은 높이 치수를 억제함으로써 게이트 밸브의 소형화를 도모함과 아울러, 밸브 디스크의 밸브 폐쇄 상태를 확실하게 그리고 안정적으로 유지하는 것이 가능한 게이트 밸브를 제공하는 것이다.
본 발명은 밸브 박스, 상기 밸브 박스에 형성된 밸브 시트에 대하여 착좌되도록 변위가능한 밸브 디스크, 상기 밸브 디스크에 연결되어 상기 밸브 디스크를 경동 동작시킬 뿐만 아니라 일직선상을 따라 밸브 디스크를 동작시키는 밸브 로드, 및 상기 밸브 박스에 연결된 하우징 내에 배치되어 상기 밸브 로드를 축선 방향으로 직선 변위시키는 구동부가 구비되는 게이트 밸브로서:
상기 구동부의 구동 축에 연결되고 상기 구동부의 구동 작용 하에 축선 방향을 따라 변위되는 요크;
상기 요크와 일체로 변위되고, 상기 축선 방향을 따르는 종단 위치에서 경동가능한 변위 부재;
상기 변위 부재의 측에 배치되고 상기 변위 부재에 장착된 제 1 롤러가 삽입되는 구멍을 갖는 맞물림 부재;
상기 밸브 로드의 축선 방향에 평행하게 배치되고 상기 축선 방향을 따라 연장되는 홈을 갖는 프레임;
상기 맞물림 부재에 배치되고 상기 홈에 삽입되는 제 2 롤러; 및
상기 홈을 향해 면하도록 배치되고 상기 밸브 디스크가 상기 밸브 시트에 착좌된 밸브 폐쇄 상태에 있어서 상기 제 2 롤러에 접촉하는 수압(受壓) 부재를 구비하고,
상기 밸브 로드, 상기 변위 부재 및 상기 구동부는 상기 하우징의 내부에서 병렬로 배열되고, 상기 수압 부재는 상기 프레임의 경도보다 큰 경도를 갖는 재료로 형성된다.
본 발명에 의하면 구동부를 밸브 로드 및 변위 부재에 병렬로 배열함으로써 일직선상을 따라 구동부와 변위 부재를 함께 배열한 경우와 비교하여 게이트 밸브의 소형화를 가능하게 함과 아울러 게이트 밸브의 치수 높이가 억제될 수 있다. 또한, 밸브 디스크가 밸브 폐쇄 상태에서 밸브 시트 상에 착좌되면, 경동되는 변위 부재로부터 맞물림 부재를 통하여 제 2 롤러에 부여되는 대략 수평 방향으로의 하중이 상기 제 2 롤러에 대해 접촉하는 수압 부재에 의해 확실하게 그리고 적합하게 부담됨으로써 밸브 폐쇄 상태를 확실하게 그리고 안정적으로 유지할 수 있다.
본 발명의 상기 그리고 다른 목적, 특징 및 이점은 본 발명의 우선시되는 실시형태가 예시되는 실시예를 통해 나타내지는 수반하는 도면에 관련하여 주어질 때 하기의 설명으로부터 보다 자명해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 게이트 밸브의 전체 종단면도이며;
도 2는 도 1에 나타낸 하우징의 근방의 확대 단면도이며;
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 라인에 따른 단면도이며;
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ 라인에 따른 단면도이며;
도 5는 도 1의 Ⅴ-Ⅴ 라인에 따른 단면도이며;
도 6은 도 4에 나타낸 게이트 밸브의 일부 컷 아웃 단면 사시도이며;
도 7은 도 5에 나타낸 게이트 밸브의 일부 컷 아웃 단면 사시도이며;
도 8은 도 3에 나타낸 밸브 디스크 및 밸브 로드가 상방으로 변위되는 밸브 개방 상태를 나타내는 종단면도이며;
도 9는 도 4에 나타낸 밸브 디스크 및 밸브 로드가 상방으로 변위되는 밸브 개방 상태를 나타내는 종단면도이며;
도 10은 도 5에 나타낸 밸브 디스크 및 밸브 로드가 상방으로 변위되는 밸브 개방 상태를 나타내는 종단면도이고;
도 11은 도 9에 나타낸 밸브 디스크 및 밸브 로드가 하방으로 변위되고, 상기 밸브 디스크가 밸브 박스 내부로 이동된 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 1 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 게이트 밸브(10)에는 예시되지 않은 워크피스(예컨대, 반도체 웨이퍼)가 출입되는 통로(12)가 형성된 밸브 박스(14), 상기 밸브 박스(14)의 상부에 연결된 하우징(16), 및 상기 하우징(16)의 내부에 배치되어 구동부로서 기능하는 실린더 어셈블리(18)가 구비된다.
상기 게이트 밸브(10)는 상기 실린더 어셈블리(18)의 구동 작용 하에 축선 방향[화살표(A 및 B) 방향]을 따라 변위되고 상기 축선 방향에 대하여 소정각을 통해 경동되는 밸브 로드(20), 상기 밸브 로드(20)의 일단부에 연결되고 통로(12)를 폐쇄하고 시일링할 수 있는 밸브 디스크(22), 상기 실린더 어셈블리(18)의 직선 변위를 상기 밸브 로드(20)의 경동 동작으로 변환하는 구동 변환기(24), 및 상기 밸브 디스크(22)에 의한 폐쇄 상태를 유지할 수 있는 유지 기구(26)를 더 포함한다.
밸브 박스(14)는 중공의 박스로 형성되어 그 일단면에서 타단면으로 직사각형 형상으로 관통하는 통로(12)를 가진다. 또한, 밸브 박스(14)의 내부에는 후술하는 밸브 디스크(22)가 이동가능한 공간이 제공된다. 상기 공간의 내벽면에 통로(12)의 일단면을 향해 면하도록 밸브 시트(28)가 형성된다. 상기 밸브 시트(28)는 밸브 디스크(22)에 대해 접촉가능하도록 형성된다. 밸브 박스(14)의 대향하는 측면이 예시되지 않은 처리실에 각각 연결되고, 통로(12)를 통하여 상기 처리실의 내부와 연통한다.
하우징(16)은 밸브 박스(14)의 상부에 연결되는 베이스(30), 실린더 어셈블리(18)를 사이에 두고 상기 베이스(30)의 대향 단부에 연결되는 한 쌍의 측프레임(32a, 32b), 및 상기 측프레임(32a, 32b)의 상단부를 각각 상호 연결하는 커버부(34)로 이루어진다. 상기 베이스(30)는 밸브 박스(14)의 상부를 커버하도록 배치된다. 밸브 박스(14)의 대략 중앙부에 형성되는 로드 구멍(36)에 의해 밸브 박스(14)의 내부와 하우징(16)의 내부가 연통되도록 유지된다. 상기 로드 구멍(36)을 통해 후술하는 밸브 로드(20)가 변위가능하게 삽입된다.
측프레임(32a, 32b)은, 예컨대 알루미늄 등의 금속 재료로 형성된다. 실린더 어셈블리(18)를 구성하는 실린더 튜브(44)가 측프레임(32a, 32b)의 하부에 각각 제공된다. 측프레임(32a, 32b)은 상기 베이스(30)에 대하여 상기 실린더 튜브(44)와 함께 고정된다.
또한, 한쪽 측프레임(32a)에는 실린더 어셈블리(18)에 대하여 압력 유체를 공급 및 배출하는 제 1 및 제 2 포트(38, 40)가 형성된다. 제 1 및 제 2 포트(38, 40)는 측프레임(32a)의 종방향을 따라 서로 소정 간격 분리되고 각각 개방된다. 예시되지 않은 튜브를 통하여 제 1 및 제 2 포트(38, 40)는 압력 유체 공급원에 접속되고, 더욱 상세히 후술하는 바와 같이, 실린더 어셈블리(18)의 실린더 튜브(44)의 내부와 각각 연통한다.
실린더 어셈블리(18)는 한 쌍의 유체압 실린더(42a, 42b)로 이루어지고, 하우징(16)에서 베이스(30)의 종방향을 따라 대향 단부 상에 각각 배치된다. 유체압 실린더(42a, 42b)는 각각 중공 통상의 실린더 튜브(44), 상기 실린더 튜브(44) 내부에 축선 방향[화살표(A 및 B) 방향]을 따라 변위되도록 배치되는 피스톤(46), 상기 피스톤(46)에 연결되는 피스톤 로드(구동 축)(48)를 포함한다. 유체압 실린더(42a,42b)는 하우징(16)의 내부에서 밸브 로드(20)를 중심으로 해서 양측의 위치에 각각 배치된다.
실린더 튜브(44)의 단부가 베이스(30)에 연결되는 결과로서 폐쇄되고 시일링되는 반면에, 타단부는 피스톤 로드(48)가 삽입되는 로드 캡(50)에 의해 폐쇄된다. 또한, 실린더 튜브(44)의 내부에는 피스톤(46)에 의해 분리되는 상부측 실린더실(52)과 하부측 실린더실(54)이 형성된다. 또한, 예시되지 않은 압력 유체 공급원으로부터 제 1 포트(38) 또는 제 2 포트(40)에 압력 유체가 공급되었을 경우, 측프레임(32a)의 내부에 형성된 연통로(55a, 55b)를 통해 상부측 실린더실(52) 또는 하부측 실린더실(54) 중 어느 한쪽에 상기 압력 유체가 선택적으로 공급된다.
제 1 포트(38) 및 제 2 포트(40)는 또한 예시되지 않은 통로를 통해서 유체압 실린더(42b)에서의 상부측 실린더실(52) 및 하부측 실린더실(54)에 각각 접속된다.
따라서, 상부측 실린더실(52) 또는 하부측 실린더실(54) 중 어느 한쪽에 공급되는 압력 유체에 의해 피스톤(46)이 축선 방향[화살표(A 및 B) 방향]으로 가압되고 피스톤 로드(48)와 함께 변위된다.
피스톤 로드(48)의 하단부는 피스톤(46)의 중앙부에 대하여 연결되는 반면에, 상단부는 실린더 튜브(44)의 외측으로 돌출하고 후술하는 요크(60)에 각각 플로팅 방식으로 연결된다.
밸브 로드(20)는 하우징(16)의 대략 중앙부에 배치되고, 베이스(30)에 형성되는 로드 구멍(36)을 통해 삽입되면서, 밸브 로드(20)의 대략 중앙부가 통상의 벨로우즈(bellows)(56)에 의해 피복된다. 벨로우즈(56)는 통상의 형상이고, 상기 로드 구멍(36)에 면하도록 배치된다. 벨로우즈(56)의 일단부가 밸브 로드(20)에 제공되는 환상의 홈에 맞물림되고, 타단부가 상기 로드 구멍(36)의 개구부에 접속된다.
밸브 로드(20)가 축선 방향[화살표(A 및 B) 방향]을 따라 변위되는 경우, 밸브 로드(20)를 커버한 상태로 벨로우즈(56)는 신축 동작을 겪어 밸브 로드(20)의 일부가 벨로우즈(56)에 의해 항상 커버된다.
또한, 밸브 로드(20)의 하단부는 밸브 박스(14)의 내부에 삽입되고 밸브 디스크(22)에 연결된다.
상기 밸브 디스크(22)는 밸브 박스(14)에서의 통로(12)의 개구부에 대응하는 단면에서 대략 직사각형인 플레이트로 이루어진다. 상기 밸브 디스크(22)의 대략 중앙부에 밸브 로드(20)가 연결되고, 밸브 시트(28)에 면하는 측면에 환상 홈을 통하여 시일 링(58)이 설치된다. 밸브 디스크(22)가 밸브 시트(28)에 착좌되는 밸브 폐쇄 상태에 있어서, 시일 링(58)이 상기 밸브 시트(28)에 대하여 접촉함으로써 통로(12)의 연통 상태가 밸브 디스크(22)에 의해 폐쇄된다.
구동 변환기(24)는 피스톤 로드(48)의 타단부에 고정되는 요크(60), 상기 요크(60)과 일체로 변위되고, 단면에서 H-형상으로 형성되는 변위 블록(변위 부재)(62), 및 상기 변위 블록(62)의 대향 측면에 고정되고 횡방향으로 소정 길이 돌출하는 맞물림 브래킷(64)을 포함한다.
요크(60)는 피스톤 로드(48)의 축방향과 직교하도록 배치되어 상기 요크(60)의 대향 단부에 유체압 실린더(42a, 42b)에서의 상기 한 쌍의 피스톤 로드(48)가 각각 연결된다. 따라서, 압력 유체의 공급 상에서 피스톤 로드(48)가 피스톤(46)과 함께 변위되는 경우, 요크(60)는 피스톤 로드(48)와 일체로 변위된다. 바꾸어 말하면, 상기 한 쌍의 피스톤(46) 및 피스톤 로드(48)가 요크(60)를 통하여 축선 방향[화살표(A 및 B) 방향]으로 일체로 함께 변위된다.
변위 블록(62)의 대략 중앙부에 밸브 로드(20)의 상단부가 삽입되고 돌출한다. 밸브 로드(20)의 상단부 돌출 부분과 연결 너트(66)가 나사 맞물림으로써 변위 블록(62)은 밸브 로드(20)와 일체로 연결된다. 연결 너트(66)와 요크(60) 사이에, 예컨대 코일 스프링으로 이루어지는 스프링(68)이 끼움 장착된다. 상기 스프링(68)의 탄성력에 의해 상기 요크(60)와 상기 변위 블록(62)이 서로 분리되는 방향[화살표(A 및 B) 방향]으로 부세(付勢)되어 있다. 스프링(68)의 일단부가 삽입되는 스프링 수용부(70)가 요크(60)에 형성된다.
또한, 변위 블록(62)의 하단부 상에 대향 측면으로부터 외측으로 돌출하도록 한 쌍의 지지 롤러(72)가 배치되고 회전하도록 축지지된다. 또한, 변위 블록(62)이 하강한다면, 지지 롤러(72)는 베이스(30)의 상부 표면 상에 형성되고 윗쪽으로 개방하는 오목부(74)를 갖는 지지 블록(76)에 의해 각각 삽입되고 지지된다. 상기 지지 블록(76)에 오목부(74)에 면하고 약간 돌출하는 댐퍼(77)가 각각 제공된다.
보다 구체적으로, 지지 롤러(72)가 오목부(74)에 삽입되었다면 댐퍼(77)에 대한 지지 롤러(72)의 접촉에 의해 충격이 완충된다. 오목부(74)는 지지 롤러(72)의 단면 형상에 대응하는 단면에서 반원 형상으로 형성된다.
또한, 변위 블록(62)의 상측 단부 상에 측면에서 외측으로 돌출하도록 한 쌍의 경동 롤러(제 1 롤러)(78)가 제공되고 회전가능하게 지지된다. 경동 롤러(78)는 요크(60)의 하면에 연결된 연결 블록(맞물림 부재)(80)의 롤러 홈(82)에 각각 삽입된다. 경동 롤러(78)는 변위 블록(62)의 대향 측면 상에 지지 롤러(72)와 일직선 상으로 배치된다.
롤러 홈(82)은 대략 타원 형상으로 형성되고, 변위 블록(62)을 향해 면하는 연결 블록(80)의 측면에 대하여 움푹 들어가도록 형성된다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 롤러 홈(82)의 하단부가 상단부에 대하여 밸브 박스(14)의 밸브 시트(28)측을 향해 경사지는 방식으로 연장된다. 바꾸어 말하면, 롤러 홈(82)은 연결 블록(80)의 종방향[화살표(A 및 B) 방향]에 대하여 소정 각도로 경사진다.
또한, 실린더 어셈블리(18)의 구동 작용 하에 요크(60)와 함께 상방으로 및 하방으로 연결 블록(80)의 변위에 의해 경동 롤러(78)가 롤러 홈(82)을 따라 변위되고, 그것에 따라 변위 블록(62)이 지지 롤러(72) 주위에 경동된다, 즉 지지 롤러(72)는 변위 블록(62)이 경동되는 것에 대한 지주로서 작용한다.
맞물림 브래킷(64)은, 예컨대 단면에서 L 형상인 판 형상의 부재로 형성되어, 변위 블록(62)의 대향 측면 상에 제공되는 핀 부재(84)가 삽입되는 맞물림용 홈(86)이 형성된다. 상기 맞물림용 홈(86)의 하단부 상에 상기 핀 부재(84)가 지지된다. 그 결과, 밸브 디스크(22)가 하강하면, 상기 밸브 디스크(22)와 변위 블록(62)의 축선 방향으로의 그리고 그것에 직교하는 방향으로의 위치 이동이 방지된다. 또한, 맞물림용 홈(86)의 하단부로부터 핀 부재(84)의 상승에 의해 밸브 로드(20) 및 밸브 디스크(22)가 경동가능하게 된다.
유지 기구(26)는 하우징(16)에서의 측프레임(32a, 32b)의 내부에 배치되고, 상기 한 쌍의 유체압 실린더(42a, 42b)의 상부의 위치에 각각 배치된다.
상기 유지 기구(26)는 실린더 튜브(44)의 상부와 커버부(34) 사이에 배치되고, 측프레임(32a, 32b)의 내벽부(88a, 88b)의 롤러 삽입 홈(홈)(89)에 삽입되는 2쌍의 유지 롤러(제 2 롤러)(90a, 90b)로 이루어진다.
롤러 삽입 홈(89)은 내벽부(88a, 88b)의 축선 방향[화살표(A 및 B) 방향]을 따라 소정 길이만큼 연장되고, 유지 롤러(90a, 90b)의 지름보다 약간 큰 폭 치수로 형성된다.
또한, 내벽부(88a, 88b)의 하부에 롤러 삽입 홈(89)을 향해 면하는 내측면에 한 쌍의 오목부가 형성된다. 상기 오목부에는 각각 제 1 및 제 2 수압체(수압 부재)(92, 94)가 제공된다. 상기 제 1 및 제 2 수압체(92, 94)는, 예컨대 측프레임(32a, 32b)의 것보다 고경도를 갖는 금속 재료(열처리 단련된 철강 등)로 단면에서 대략 직사각형 형상으로 형성된다. 또한, 제 1 및 제 2 수압체(92, 94)는 그것으로부터 돌출하는 것 없이 롤러 삽입 홈(89)의 내벽면과 거의 동일 평면이 되도록 형성된다(도 5 참조).
보다 상세하게는, 제 1 수압체(92)와 제 2 수압체(94)가 측프레임(32a, 32b)의 축선 방향[화살표(A 및 B) 방향]을 따라 소정 거리 오프셋되어 밸브 디스크(22)에 의해 통로(12)가 폐쇄되는 경우, 상기 2쌍의 유지 롤러(90a, 90b)가 각각 제 1 및 제 2 수압체(92, 94)에 대하여 접촉한다. 제 1 수압체(92)가 밸브 박스(14)의 측의 하부 위치에[화살표(B) 방향으로] 배치된다.
유지 롤러(90a, 90b)는 연결 블록(80)의 측면에 회전하도록 축지지되고, 상기 연결 블록(80)의 종방향[화살표(A 및 B) 방향]을 따라 일직선상인 반면에 서로 소정 간격 분리되어 배치된다. 또한, 연결 블록(80)이 요크(60)과 함께 변위되면 유지 롤러(90a, 90b)가 롤러 삽입 홈(89)을 따라 변위됨으로써 상기 연결 블록(80)을 통하여 요크(60), 변위 블록(62) 및 밸브 로드(20)가 축선 방향[화살표(A 및 B) 방향]을 따라 가이드된다.
본 발명의 실시형태에 의한 게이트 밸브(10)는 기본적으로 상술한 바와 같이 구성된다. 이어서, 상기 게이트 밸브(10)의 동작 및 이점이 설명될 것이다. 하기의 설명에 있어서, 도 8 내지 도 10에 나타낸 바와 같이, 실린더 어셈블리(18)를 구성하는 피스톤(46)이 상방으로[화살표(A) 방향으로] 이동하고 밸브 디스크(22)가 밸브 박스(14)에서 상방으로 변위됨으로써 통로(12)가 연통을 위해 개방되는 초기 위치로서 밸브 개방 상태를 설명한다.
우선, 상기 초기 위치에 있어서 예시되지 않은 압력 유체 공급원으로부터 제 1 포트(38)로 압력 유체를 공급함으로써 실린더 어셈블리(18)에서의 상부측 실린더실(52)로 상기 압력 유체가 도입되어 피스톤(46)이 아래쪽으로[화살표(B) 방향으로] 가압되고 변위된다. 이 때, 제 2 포트(40)는 대기에 개방된 상태로 위치된다.
상기 피스톤(46)의 변위에 따라 요크(60), 연결 블록(80), 및 변위 블록(62)이 일체로 하강한다. 이에 따라, 도 4 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 밸브 로드(20) 및 밸브 디스크(22)가 하강하고, 변위 블록(62)의 지지 롤러(72)가 지지 블록(76)의 오목부(74)로의 삽입 상에서 종단 위치에 위치된다. 보다 상세하게는, 밸브 로드(20) 및 밸브 디스크(22)의 또 다른 하강 동작이 규제되고, 상기 밸브 디스크(22)는 밸브 박스(14) 내부에 통로(12) 및 밸브 시트(28)에 면하도록 위치된다.
상기 경우에서, 밸브 디스크(22)가 밸브 시트(28) 상에 아직 착좌되지 않고 밸브 폐쇄 상태가 되지 않으므로 밸브 박스(14)의 통로(12)는 여전히 연통 상태로 유지된다.
또한, 변위 블록(62)이 하강하면 스프링(68)의 탄성력이 요크(60)로부터의 가압력보다 크기 때문에 상기 스프링(68)은 상기 요크(60)에 의해 압축되지 않고, 상기 스프링(68)은 상기 요크(60) 및 변위 블록(62)과 함께 일체로 변위된다.
이어서, 도 11에 나타낸 밸브 디스크(22)가 밸브 시트(28)에 면하는 위치에 배열된 상태로부터, 압력 유체의 상부측 실린더실(52)로의 보다 큰 도입에 의해 피스톤(46)이 더욱 하강함으로써, 요크(60)가 피스톤 로드(48)에 의해 하방으로[화살표(B) 방향으로] 인장된다. 이 때, 변위 블록(62)의 하강 동작이 지지 블록(76)에 의해 규제되기 때문에 요크(60)는 스프링(68)을 압축하는 동안 아래쪽으로 변위되고, 일체로 연결 블록(80)이 하강한다. 따라서, 경동 롤러(78)와의 맞물림에 의해 변위 블록(62)의 상단부가 지지 롤러(72) 주위에 소정 각도만큼 시계 방향으로[도 11에서의 화살표(C) 방향으로] 경동된다(도 4 참조).
따라서, 도 3 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 변위 블록(62)에 의해 유지된 밸브 로드(20) 및 밸브 디스크(22)가 일체로 경동되고, 상기 밸브 디스크(22)가 밸브 시트(28) 상에 시일 링(58)을 가압하면서 착좌됨으로써 밸브 박스(14)의 통로(12)가 폐쇄된다.
이 때, 도 5에 나타낸 바와 같이, 유지 롤러(90a, 90b)는 각각 내벽부(88a, 88b) 상에 제 1 및 제 2 수압체(92, 94)에 대하여 접촉함으로써 밸브 디스크(22)와 함께 경동되는 변위 블록(62)으로부터 부여되는 하중이 제 1 및 제 2 수압체(92, 94)에 부여된다. 따라서, 변위 블록(62)으로부터의 하중이 연결 블록(80) 및 유지 롤러(90a, 90b)를 통하여 내벽부(88a, 88b)에 직접적으로 부여되는 것이 방지된다.
보다 상세하게는, 밸브 디스크(22)가 밸브 시트(28)에 착좌되는 밸브 폐쇄 상태에 있어서 유지 롤러(90a, 90b)가 내벽부(88a, 88b)에 대하여 고경도를 갖는 제 1 및 제 2 수압체(92, 94)에 접촉하도록 이루어짐으로써 상기 밸브 폐쇄 상태에서의 강성이 향상될 수 있다. 그 결과, 변위 블록(62)의 경동 상태가 확실하게 그리고 안정적으로 유지될 수 있음과 아울러 밸브 디스크(22)에 의한 밸브 폐쇄 상태를 확실하게 그리고 안정적으로 유지할 수 있다.
이에 따라 반도체 웨이퍼 등의 워크피스는 통로(12)가 폐쇄되고 시일링된 처리실 내에서 프로세싱이 행해질 수 있다.
이어서, 밸브 디스크(22)가 밸브 시트(28)로부터 분리되고 통로(12)가 밸브 개방 상태에 놓여진 경우에서, 예시되지 않은 스위칭 밸브의 스위칭 작용 하에 제 2 포트(40)로부터 실린더 어셈블리(18)에서의 하부측 실린더실(54)로 압력 유체가 공급된다. 따라서, 피스톤(46)이 상승하고, 상기 피스톤(46)과 함께 피스톤 로드(48) 및 요크(60)가 상승하여 스프링(68)이 신장하고 경동 롤러(78)에 의해 축지지 되는 변위 블록(62)이 반시계 방향으로[도 11에서의 화살표(D) 방향으로] 경동된다. 따라서, 밸브 디스크(22)가 밸브 로드(20)와 함께 경동되고 상기 밸브 디스크(22)가 밸브 시트(28)로부터 분리됨으로써 통로(12)의 폐쇄 상태가 해제된다.
또한, 압력 유체의 하부측 실린더실(54)로의 도입에 의해 그리고 피스톤(46)의 상승에 의해 피스톤 로드(48)와 함께 요크(60), 변위 블록(62), 밸브 로드(20) 및 밸브 디스크(22)가 일체로 상승하여 상기 밸브 디스크(22)가 밸브 박스(14) 내부의 통로(12)에 면하는 위치로부터 윗쪽 방향으로 분리되고 밸브 개방 상태를 갖는 초기 상태로 복귀된다(도 8 내지 도 10 참조).
그 결과, 밸브 박스(14)에서 통로(12)가 개방된, 즉 연통이 가능한 상태에 놓여짐으로써 예시되지 않은 반도체 웨이퍼 등의 워크피스가 상기 통로(12)를 통해 전송될 수 있고, 하나의 처리실에서 프로세싱이 행해진 상기 워크피스가 통로(12)를 통해서 인접하는 다른 처리실로 이동하고 지속되는 처리가 행해진다.
상기 방식에 있어서 본 실시형태에 의하면 실린더 어셈블리(18)를 구성하는 상기 한 쌍의 유체압 실린더(42a, 42b) 사이에 변위 블록(62) 및 밸브 로드(20)가 배열되도록 구성이 제공되기 때문에 실린더와 변위 블록이 일직선상에 배열된 경우와 비교하여 게이트 밸브(10)의 높이 치수가 억제될 수 있고, 상기 게이트 밸브(10)가 스케일에서 소형화될 수 있다.
또한, 측프레임(32a, 32b)의 내벽부(88a, 88b)와 상기 내벽부(88a, 88b)를 따라 변위되는 상기 한 쌍의 유지 롤러(90a, 90b)로 이루어지는 유지 기구(26)가 제공되어 밸브 디스크(22)가 밸브 폐쇄 상태에서 밸브 시트(28)에 대하여 착좌된다면, 경동된 변위 블록(62) 및 경동 롤러(78)로부터 연결 블록(80)을 통하여 적용되는 대략 수평 방향으로의 하중이 상기 유지 롤러(90a, 90b)가 접촉하는 제 1 및 제 2 수압체(92, 94)에 의해 확실하게 그리고 적합하게 부담될 수 있다. 그 결과, 밸브 디스크(22)에 의한 통로(12)의 폐쇄 상태가 확실하게 또한 안정적으로 유지될 수 있다. 바꾸어 말하면, 유지 기구(26)를 제공함으로써 밸브 디스크(22)를 밸브 시트(28) 상에 착좌되게 할 수 있는 안정한 강성이 얻어질 수 있다.
본 발명에 의한 게이트 밸브는 상술한 실시형태에 한정되지 않고, 첨부 청구항에 설명하는 본 발명의 요지를 벗어나는 것 없이, 다양한 추가의 또는 변경된 구성이 당연한 일로서 채택될 수 있다.

Claims (8)

  1. 밸브 박스(14), 상기 밸브 박스(14)에 형성된 밸브 시트(28)에 대하여 착좌되도록 변위가능한 밸브 디스크(22), 상기 밸브 디스크(22)에 연결되어 상기 밸브 디스크(22)를 경동 동작시키는 것뿐만 아니라 밸브 디스크(22)를 일직선상을 따라 이동시키는 밸브 로드(20), 및 상기 밸브 박스(14)에 연결된 하우징(16)에 배치되어 상기 밸브 로드(20)를 축선 방향으로 직선 변위시키는 구동부(18)를 구비하는 게이트 밸브(10)로서:
    상기 구동부(18)의 구동 축(48)에 연결되고 상기 구동부(18)의 구동 작용 하에 축선 방향을 따라 변위되는 요크(60);
    상기 요크(60)와 일체로 변위되고, 상기 축선 방향을 따르는 종단 위치에서 경동가능한 변위 부재(62);
    상기 변위 부재(62)의 측에 배치되고 상기 변위 부재(62)에 장착된 제 1 롤러(78)가 삽입되는 롤러 홈(82)을 갖는 맞물림 부재(80);
    상기 밸브 로드(20)의 축선 방향과 평행하게 배치되고 상기 축선 방향을 따라 연장되는 홈(89)을 갖는 프레임(32a, 32b);
    상기 맞물림 부재(80)에 배치되고 상기 홈(89)에 삽입되는 제 2 롤러(90a, 90b); 및
    상기 홈(89)을 향해 면하도록 배치되고 상기 밸브 디스크(22)가 상기 밸브 시트(28)에 착좌된 밸브 폐쇄 상태에서 상기 제 2 롤러(90a, 90b)에 접촉하는 수압 부재(92, 94)를 구비하고;
    상기 밸브 로드(20), 상기 변위 부재(62) 및 상기 구동부(18)는 상기 하우징(16)의 내부에 병렬로 배열되고, 상기 수압 부재(92, 94)는 상기 프레임(32a, 32b)의 경도보다 큰 경도를 갖는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 롤러(90a, 90b)는 상기 맞물림 부재(80)의 변위 방향으로 서로 분리되는 한 쌍의 제 2 롤러(90a, 90b)를 포함하고, 상기 수압 부재(92, 94)는 상기 한 쌍의 제 2 롤러(90a, 90b)에 대응하는 상기 홈(89)의 연장 방향으로 서로 분리되는 한 쌍의 수압 부재(92, 94)를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임(32a, 32b)에서 한쪽 수압 부재(92)와 다른 쪽 수압 부재(94)는 상기 홈(89)을 사이에 두고 서로 대향하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동부(18)는 유체압 실린더(42a, 42b)로 이루어지고,
    상기 유체압 실린더(42a,42b)는
    내부에 압력 유체가 공급되는 실린더 튜브(44),
    상기 실린더 튜브(44)의 내부에 변위가능하게 배치되는 피스톤(46), 및
    상기 피스톤(46)에 연결되는 구동 축(48)을 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 유체압 실린더(42a, 42b)는 상기 하우징(16)의 내부에서 상기 밸브 로드(20)를 중심으로 해서 양측의 위치에 각각 배치되는 2개의 유체압 실린더(42a, 42b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 수압 부재(92, 94)는 금속 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 수압 부재(92, 94)는 상기 홈(89)을 향해 면하는 오목부에 배치되고, 상기 수압 부재(92, 94)는 측면에 대해 외부로 돌출하지 않도록 홈(89)의 측면과 같은 평면으로 배열되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 한쪽 수압 부재(92)와 상기 다른 쪽 수압 부재(94)는 프레임(32a, 32b)의 축선 방향을 따라 소정 거리만큼 서로 오프셋되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
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