KR102192642B1 - 진공 공정용 게이트 밸브 및 감속 실린더 - Google Patents

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Abstract

본 발명과 관련된 진공 공정용 게이트 밸브는, 게이트를 개폐시킬 수 있게 형성된 도어플레이트; 상기 도어플레이트와 연결된 구동실린더를 포함하고, 상기 도어플레이트의 상기 게이트에 대한 개방상태의 위치와 상기 도어플레이트의 상기 게이트에 대한 폐쇄상태의 위치를 구현할 수 있도록 상기 도어플레이트를 이동시킬 수 있게 상기 구동실린더를 작동시키는 개폐작동유닛; 및 상기 구동실린더의 일측에 상기 구동실린더의 공압을 가변시키기 위한 이동부재를 포함하고, 상기 도어플레이트가 상기 개방상태의 위치로부터 상기 개방상태의 위치와 상기 폐쇄상태의 위치의 사이에 있는 전이 위치까지는 상기 개폐작동유닛에 의한 속도에 의하여 이동되도록 하고, 상기 전이 위치로부터 상기 폐쇄상태의 위치까지는 상기 개폐작동유닛에 의한 속도를 감속시킬 수 있도록 상기 구동실린더의 공압을 가변시킬 수 있게 구성된, 감속유닛을 포함할 수 있다.

Description

진공 공정용 게이트 밸브 및 감속 실린더{GATE VALVE FOR VACUUM PROCESS AND CYLINDER HAVING SLOW MODE}
본 발명은 반도체 제조 공정 등에서 장비나 공정 중의 제품이 챔버에 출입하기 위하여 게이트를 개방 또는 밀폐시키는 진공 공정용 게이트 밸브 및 감속 실린더에 관한 것이다.
반도체, 박막, LCD, OLED 등의 제조 분야에서는 진공 상태에서 이온 도금(ion plating), 플라즈마 에칭(plasma etching), 증착 등의 가공 또는 처리 공정이 행해진다. 이러한 가공이나 처리를 위해서는, 예비실에 일단 가공물(work)을 반입하고 예비실을 일차의 진공도로 한 뒤 가공실과 처리실 등에 가공물을 순차적으로 반입하여 식각이나 증착 처리할 수 있게 구성된다. 예비실, 가공실, 처리실 등의 사이에는 높은 밀봉성을 가지는 게이트 밸브(gate valve)가 마련되어 있다. 게이트 밸브는 가공실 및 처리실의 진공도나 클린 조건을 일정하게 유지시키는 역할을 한다.
공정의 안정성을 위해, 이러한 진공 게이트 밸브는 밀폐성·내화학성·내플라즈마성이 높아야 하며, 정밀한 공정작업에 부응하기 위해 개폐 구동중 미세먼지 생성이 억제될 필요가 있다.
통상 게이트 밸브는 공압에 의해 작동되는 구성을 갖는 경우가 많은데, 구체적인 기구 구조나 메카니즘은 다양하다. 일 예로, 닫힘 공압이 공급되면 실린더가 수직으로 상승하면서 캠 구조에 의하여 도어 플레이트 어셈블리가 게이트를 닫도록(close) 하고, 반대로 열림 조작에서는 실린더 블록에 장착되어 있는 스프링이 도어 플레이트 어셈블리를 뒤로 후퇴시키면서 동시에 다운되는 구조가 제시되어 있다. 다른 일 예로서, 도어 플레이트 어셈블리를 상승 또는 하강시키기 위한 공압계통과, 도어 플레이트를 수평으로 이동시켜 게이트를 열림 또는 닫힘 구동하기 위한 공압계통을 각각 갖는 구성도 있다.
진공 게이트 밸브에는 실질적인 차단역할을 하는 오링(O-ring)이 도어 플레이트에 구비되어 있는데, 구동 중에 부딪힘이나 충격을 받아 손상되어 리크 및 파티클 끼임(고착)이 발생될 수 있으므로 개폐 과정에서 오링 손상이나 파티클의 부착이 최소화될 수 있도록 설계의 주의를 요한다.
관련 선행특허기술:
한국 등록특허 제10-0808101(2008.02.29 공고)
한국 등록특허 제10-1260974(2013.05.06 공고)
한국 공개특허 제10-2012-0012902(2012.01.13 공개)
본 발명은 상기한 점을 감안한 것으로, 도어 플레이트의 신속한 이동을 가능하게 하면서도, 개방 직후 또는 닫힘 직전에서 도어 플레이트가 천천히 이동하도록 함으로써 오링의 충격에 의한 손상을 최소화하면서도 챔버 내의 파티클의 교란을 최소화시키는데 그 목적이 있다.
본 발명과 관련된 진공 공정용 게이트 밸브는, 게이트를 개폐시킬 수 있게 형성된 도어플레이트; 상기 도어플레이트와 연결된 구동실린더를 포함하고, 상기 도어플레이트의 상기 게이트에 대한 개방상태의 위치와 상기 도어플레이트의 상기 게이트에 대한 폐쇄상태의 위치를 구현할 수 있도록 상기 도어플레이트를 이동시킬 수 있게 상기 구동실린더를 작동시키는 개폐작동유닛; 및 상기 구동실린더의 일측에 상기 구동실린더의 공압을 가변시키기 위한 이동부재를 포함하고, 상기 도어플레이트가 상기 개방상태의 위치로부터 상기 개방상태의 위치와 상기 폐쇄상태의 위치의 사이에 있는 전이 위치까지는 상기 개폐작동유닛에 의한 속도에 의하여 이동되도록 하고, 상기 전이 위치로부터 상기 폐쇄상태의 위치까지는 상기 개폐작동유닛에 의한 속도를 감속시킬 수 있도록 상기 구동실린더의 공압을 가변시킬 수 있게 구성된, 감속유닛을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 감속유닛은, 상기 이동부재를 가이드하는 가이드실린더; 및 상기 구동실린더가 상기 개방상태로부터 상기 폐쇄상태로 작동시에 상기 구동실린더의 배출공기의 일부가 상기 가이드실린더를 경유하도록 형성된 감속 유로 연결부를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 감속 유로 연결부는, 상기 이동부재가 이동하다가 상기 도어플레이트의 상기 전이 위치에 대응하는 위치에 도달할 때, 상기 이동부재에 의하여 상기 감속 유로 연결부를 닫히게 할 수 있는 위치에 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 진공 공정용 게이트 밸브는, 상기 가이드실린더 내에 배치되고, 상기 이동부재의 복귀 위치를 제한하는 제한 스토퍼를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 진공 공정용 게이트 밸브는, 상기 구동실린더의 동작에 따라 상기 이동부재를 이동시킬 수 있게 형성된 작동바를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 작동바는 상기 도어플레이트의 상기 개방상태의 위치에 대응하는 위치에 있을 때 상기 복귀위치에 있는 상기 이동부재에 대하여 일정거리만큼 이격될 수 있게 구성될 수 있다.
본 발명과 관련된 게이트 밸브용 감속 실린더는, 공압 연결 포트를 갖는 실린더 몸체; 상기 실린더 몸체에 대하여 제1위치 및 상기 제1위치와 이격된 제2위치를 가질 수 있게 형성된 피스톤부; 및 상기 피스톤부의 일측에 상기 피스톤부에 작용하는 공압을 가변시키기 위한 이동부재를 포함하고, 상기 피스톤부가 상기 제1위치로부터 시작하여 상기 제2위치로 이동될 때 상기 제1위치와 상기 제2위치 사이에 있는 전이 위치로부터 상기 제2위치까지는 상기 제1위치로부터 상기 전이 위치까지 이동하는 속도보다 감속되도록 상기 피스톤부에 작용하는 공압을 가변시킬 수 있게 구성된, 감속유닛을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 감속유닛은, 상기 이동부재를 가이드하는 가이드실린더; 및 상기 피스톤부가 상기 제1위치로부터 상기 제2위치로 작동시에 상기 실린더 몸체의 배출공기의 일부가 상기 가이드실린더를 경유하도록 형성된 감속 유로 연결부를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 감속 유로 연결부는, 상기 이동부재가 이동하다가 상기 피스톤부의 상기 전이 위치에 대응하는 위치에 도달할 때, 상기 이동부재에 의하여 상기 감속 유로 연결부를 닫히게 할 수 있는 위치에 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 게이트 밸브용 감속 실린더는, 상기 가이드실린더 내에 배치되고, 상기 이동부재의 복귀 위치를 제한하는 제한 스토퍼를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 가이드실린더는 상기 피스톤부에 연결되는 공압유로로부터 분기되는 공압에 의하여 상기 피스톤부와 동시에 동작이 시작되도록 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 게이트 밸브용 감속 실린더는, 상기 공압유로와 상기 피스톤부가 연결되기 위한 포트의 내부에 설치되어 상기 공압유로부터의 유량을 감소시키는 유량제한부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 진공 공정용 게이트 밸브 및 감속 실린더에 의하면, 도어플레이트가 개방상태의 위치로부터 개방상태의 위치와 폐쇄상태의 위치의 사이에 있는 전이 위치까지는 개폐작동유닛에 의한 속도에 의하여 이동되도록 하고, 전이 위치로부터 폐쇄상태의 위치까지는 개폐작동유닛에 의한 속도를 감속시킬 수 있도록 상기 구동실린더의 공압을 가변시킬 수 있다. 그에 따라, 게이트밸브의 닫힘시 도어플레이트가 게이트에 대하여 충격을 일으켜 파티클이 발생되는 것을 방지하고 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따른 감속 실린더는, 피스톤부가 제1위치로부터 제2위치에 이르는 동안 전이 위치까지의 속도와 전이 위치 이후의 속도가 상이하며, 전이 위치 이후부터는 이전의 속도보다 급감된 상태를 유지한다. 이러한 감속 효과는 게이트 밸브 또는 업다운 등 각종 이동 모션을 갖는 밸브류나 기구류에 적용되어 충격이나 소음을 줄이고 안정적으로 동작할 수 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 진공 공정용 게이트 밸브(100)의 배면 사시도이다.
도 2는 도 1의 진공 공정용 게이트 밸브(100)의 배면도이다.
도 3은 도 2의 진공 공정용 게이트 밸브(100)의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 2의 진공 공정용 게이트 밸브(100)의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 2의 진공 공정용 게이트 밸브(100)의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명과 관련된 감속유닛(160)의 세부적인 구성을 보이기 위하여 이동부재(161)를 중심으로 상이한 절단면을 갖도록 구성한 부분단면 사시도이다.
도 7은 도 1 내지 도 6의 상태에서 개폐작동유닛(120)의 동작에 의하여 작동바(140)가 전이 위치에 도달할 때의 진공 공정용 게이트 밸브(100)의 각 부품들의 위치를 보이기 위한 도면들
도 8은 도 7의 상태 이후에 감속유닛(160)에 의하여 구동실린더(130) 및 도어플레이트(110)가 감속중인 상태의 진공 공정용 게이트 밸브(100)의 각 부품들의 위치를 보이기 위한 도면들이다.
도 9는 도어플레이트(110)가 폐쇄상태의 위치에 있을 때의 진공 공정용 게이트 밸브(100)의 각 부품들의 위치를 보이기 위한 도면들이다.
도 10은 본 발명과 관련된 일 예에 따른 감속 실린더(200)의 개략적인 외관 사시도이다.
도 11은 도 10의 ⅩⅠ선에 따른 단면도이다.
도 12는 도 12의 ⅩⅡ선에 따른 단면도이다.
도 13은 도 12의 ⅩⅢ 부분의 확대도이다.
도 14는 도 10 내지 도 13의 상태에서 피스톤부(231)가 전이 위치에 도달할 때의 감속 실린더(200)의 각 부품들의 위치를 보이기 위한 도면들이다.
도 15는 도 14의 상태 이후에 감속유닛(260)에 의하여 피스톤부(231)가 감속중인 상태의 감속 실린더(200)의 각 부품들의 위치를 보이기 위한 도면들이다.
도 16은 피스톤부(231)가 제2위치에 있을 때의 각 부품들의 위치를 보이기 위한 도면들이다.
도 17은 본 발명과 관련된 다른 일 예에 따른 감속 실린더(300)의 개략적인 외관 사시도이다.
도 18은 도 17의 감속 실린더(300)의 측면도이다.
도 19는 도 18의 ⅩⅠⅩ-ⅩⅠⅩ선에 따른 단면도이다.
도 20은 도 18의 ⅩⅩ-ⅩⅩ선에 따른 단면도이다.
도 21은 도 17에서 감속유닛(360)의 세부적인 구성을 보이기 위하여 도 20과 다른 방향으로 절단한 모습을 보인 부분 단면 사시도이다.
도 22는 도 17 내지 도 21의 상태에서 피스톤부(331)가 전이 위치에 도달하기 전까지 상승할 때의 감속 실린더(300)의 각 부품들의 위치를 보이기 위한 도면들이다.
도 23은 도 22의 상태 이후에 감속유닛(360)에 의하여 피스톤부(331)가 전이 위치(T)에 도달하여 감속중인 상태의 감속 실린더(300)의 각 부품들의 위치를 보이기 위한 도면들이다.
도 24는 피스톤부(331)가 제2위치(C)에 있을 때의 각 부품들의 위치를 보이기 위한 도면들이다.
이하, 본 발명과 관련된 진공 공정용 게이트 밸브 및 감속 실린더를 첨부된 도면을 이용하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명과 관련된 진공 공정용 게이트 밸브(100)의 배면 사시도이고, 도 2는 도 1의 진공 공정용 게이트 밸브(100)의 배면도이다.
이들 도면에 도시된 진공 공정용 게이트 밸브(100)는 공정을 위한 제품 또는 로봇 등의 챔버에 대한 출입을 위한 게이트(101)를 개폐시킬 수 있는 도어플레이트(110)를 구비하고 있다. 도어플레이트(110)는 게이트(101)에 대하여 개방상태의 위치와 폐쇄상태의 위치를 가진다. 이를 위하여 도어플레이트(110)는 개폐작동유닛(120)에 의하여 작동된다. 개폐작동유닛(120)은 도어플레이트(110)를 게이트(101)에 대한 개방상태의 위치와 폐쇄상태의 위치를 구현할 수 있도록 도어플레이트(110)를 이동시킨다. 개방상태의 위치와 폐쇄상태의 위치 사이의 도어플레이트(110)의 이동 궤적은 다양할 수 있다. 이러한 도어플레이트(110)의 이동 궤적은 단순 승하강, 단순 승하강과 수평방향 이동의 조합 또는 다른 형태의 모션일 수 있다. 어느 경우이든, 폐쇄상태의 위치 부근, 즉, 폐쇄상태의 위치로 거의 근접할 때 또는 폐쇄상태의 위치에서 개방상태의 위치로 이동하기 시작하는 무렵에서 본 발명의 구성에 의하여 '감속' 기능이 구현될 수 있다.
개폐작동유닛(120)은 공압에 의하여 제어되도록 구성된 구동실린더(130)를 구비한다. 도 1 및 도 2와 같이, 구동실린더(130)는 한 쌍으로 구성될 수 있으며, 작동바(140) 및 포스트(150)에 의하여 최종적으로 도어플레이트(110)에 연결되고 있다. 포스트(150)는 구동실린더(130)의 작동과정에서 도어플레이트(110)가 설계된 모션을 가질 수 있도록 캠장치(151)에 의하여 구속되도록 구성될 수 있다.
구동실린더(130)의 일측에는 본 발명과 관련된 감속유닛(160)이 설치된다. 감속유닛(160)은 이동부재(161)를 포함하고 있으며, 이동부재(161)는 구동실린더(130)의 일측에서 구동실린더(130)의 공압을 가변시킬 수 있게 구성된다. 구체적으로, 감속유닛(160)은 도어플레이트(110)가 개방상태의 위치로부터 개방상태의 위치와 폐쇄상태의 위치의 사이에 있는 전이 위치까지는 개폐작동유닛(120)에 의한 속도에 의하여 이동되도록 하고, 전이 위치로부터 폐쇄상태의 위치까지는 개폐작동유닛(120)에 의한 속도를 감속시킬 수 있도록 구동실린더(130)의 공압을 가변시킨다. 감속유닛(160)은 또한, 반대의 이동 즉, 도어플레이트(110)가 폐쇄상태의 위치로부터 전이 위치까지는 전이 위치로부터 개방상태의 위치까지의 개폐작동유닛(120)에 의한 속도를 감속시킨다.
도 1 내지 도 6은 본 발명과 관련된 진공 공정용 게이트 밸브(100)의 도어플레이트(110)가 개방상태의 위치에 있을 때의 각 구성을 보인다. 구체적으로, 도 3은 도 2의 진공 공정용 게이트 밸브(100)의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면을 보이고 있고, 도 4는 도 2의 진공 공정용 게이트 밸브(100)의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면을 보이고 있으며, 도 5는 도 2의 진공 공정용 게이트 밸브(100)의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 단면을, 도 6은 본 발명과 관련된 감속유닛(160)의 세부적인 구성을 보이기 위하여 이동부재(161)를 중심으로 상이한 절단면을 갖도록 구성한 부분 단면을 각각 보이고 있다.
도 6과 같이, 구동실린더(130)의 상부에는 피스톤부(161)가 상승시 구동실린더(130)의 내부의 공기가 배출되거나 피스톤부(161)가 하강시 구동실린더(130)의 내부로 공기가 유입되기 위한 제1상부홀(171)이 형성된다.
감속유닛(160)은 구동실린더(130)의 일측에서 구동실린더(130)의 공압을 가변시키기 위한 이동부재(161)와, 이동부재(161)를 가이드하는 가이드실린더(165) 및 구동실린더(165)가 개방상태로부터 폐쇄상태로 작동시에 구동실린더(130)의 배출공기의 일부가 가이드실린더(165)로 경유하도록 형성된 감속 유로 연결부(174)를 갖는다. 가이드실린더(165)의 상부에는 제2상부홀(172)이 형성되어 있으며, 제1상부홀(171)과 제2상부홀(172) 상부 플레이트(135) 상에 형성된 연결홈(172)에 의하여 연결되어 있으며, 구동실린더(130) 내의 공기는 제1상부홀(171) 및 제2상부홀(172)을 통하여 하나의 포트(도시되지 않음)로 배출되거나 그 포트로부터 유입된 공기는 제1상부홀(171) 및 제2상부홀(172)을 통하여 구동실린더(130) 내로 유입된다.
감속 유로 연결부(174)는 구동실린더(130)와 가이드실린더(165) 사이의 벽을 관통하는 작은 관통홀의 형태이다. 이동부재(161)는 오링 등 밀봉부재를 포함하고 있으며, 이동부재(161)의 상승에 의하여 감속 유로 연결부(174)를 막게 되면 구동실린더(130) 내의 공기는 제2상부홀(172)로의 배출이 차단되고 제1상부홀(171)로만 배출된다.
도 6과 같이, 가이드 실린더(165) 내에는 이동부재(161)의 복귀 위치를 제한하는 제한 스토퍼(177)가 형성된다. 제한 스토퍼(177)는 직경이 작은 돌출턱의 형태이고, 이동부재(161)의 상부는 피스톤의 형상을 가지나 하부는 직경이 작은 로드 형태이다. 가이드 실린더(165)의 길이는 구동실린더(130)의 길이보다 짧을 수 있고, 이에 따라, 이동부재(161)이 최상의 위치에서 하강하여 복귀하더라도 제한 스토퍼(177)에 의하여 멈추게 된다. 도 2와 같이, 작동바(140)는 도어플레이트(110)의 개방상태의 위치에 대응하는 위치에 있을 때, 복구위치에 있는 이동부재(161)에 대하여 일정 거리만큼 이격되어 있다. 따라서, 개방상태의 위치에서 구동실린더(130)의 동작에 따라 피스톤부(131) 및 작동바(140)가 작동하더라도 이동부재(161)에 접촉하기 전까지는 이동부재(161)는 이동되지 않으며, 그에 따라 피스톤부(131) 및 작동바(140)의 이동속도는 영향받지 않는다.
도 7은 도 1 내지 도 6의 상태에서 개폐작동유닛(120)의 동작에 의하여 작동바(140)가 전이 위치에 도달할 때의 진공 공정용 게이트 밸브(100)의 각 부품들의 위치를 보이기 위한 도면들이다. 구체적으로, 도 7(a)은 도 2에 대하여 대응하는 도면이고, 도 7(b)는 도 3에 대응하는 도면이며, 도 7(c)는 도 6에 대응하는 도면이다.
도 7(a)와 같이, 개방 상태의 위치(O)로부터 작동바(140)가 상부로 이동되어 이동부재(161)를 밀어 상승시키면, 이동부재(161)는 감속 유로 연결부(174)를 막기 시작한다. 이때가 '전이상태'의 위치(T)이며, 뒤이어 상승하는 피스톤부(131)에 의한 배출공기의 양을 줄인다. 감속 유로 연결부(174) 및 제2상부홀(172)에 의한 배출공기의 유로는 차단되며, 제1상부홀(171)을 통과하는 배출공기의 양에 의하여 피스톤부(131)의 상승 속도가 억제된다.
감속 유로 연결부(174) 및 제2상부홀(172)의 직경은 제1상부홀(171)의 직경보다 크며, 그에 따라 감속 유로 연결부(174)의 막힘에 따른 상승 속도를 현저히 줄일 수 있다.
도 7(b)와 같이, 개방상태에서 전이상태에 이르는 동안, 도어플레이트(110)의 상승은 거의 완료되며, 마지막으로 캠장치(151)에 의하여 수평 이동을 앞두고 속도가 급감하게 된다.
도 8은 도 7의 상태 이후에 감속유닛(160)에 의하여 구동실린더(130) 및 도어플레이트(110)가 감속중인 상태의 진공 공정용 게이트 밸브(100)의 각 부품들의 위치를 보이기 위한 도면들로서, 이동부재(161)가 최상단의 위치에 이르는 동안 감속 유로 연결부(174)는 계속하여 막힌 상태이며, 피스톤부(131)의 감속상태(S)는 유지된다.
최종적으로, 도 9와 같은 도어플레이트(110)가 폐쇄상태의 위치(C)에 이를 때까지 충분히 감속된 속도에 의하여 도어플레이트(110)는 게이트(101)에 대하여 충격을 거의 주지 않으며, 그에 따라 파티클의 발생 및 공정 품질의 저하를 최소화할 수 있다.
도 10 내지 도 24는 앞서 설명한 감속기능이 실린더에 직접 적용된 두 가지 예를 보인 것들이다. 즉, 도 11 내지 도 16은 감속 실린더(200)의 첫 번째 예시이며, 도 17 내지 도 24는 감속 실린더(300)의 두 번째 예시이다.
먼저, 도 11 내지 도 16에 의하면, 감속 실린더(200)는, 공압 연결 포트(233, 234)를 갖는 실린더 몸체(230)와, 실린더 몸체(230)에 대하여 제1위치 및 제1위치와 이격된 제2위치를 가질 수 있게 형성된 피스톤부(231) 및, 감속유닛(230)을 갖는다. 감속유닛(230)은 피스톤부(231)의 일측에 피스톤부에 작용하는 공압을 가변시키기 위한 이동부재(261)를 포함할 수 있다. 감속유닛(230)은 이동부재(261)에 의하여 피스톤부(231)가 제1위치로부터 시작하여 제2위치로 이동될 때 제1위치와 제2위치 사이에 있는 전이 위치로부터 제2위치까지는 제1위치로부터 전이 위치까지 이동하는 속도보다 감속되도록 피스톤부(231)에 작용하는 공압을 가변시킨다. 본 예에서도 감속유닛(230)은 이동부재(261)를 가이드하는 가이드 실린더(265)와, 피스톤부(231)가 제1위치로부터 제2위치로 작동시에 실린더 몸체(230)의 배출공기의 일부가 가이드실린더(265)를 경유하도록 형성된 감속 유로 연결부(274)를 포함한다. 이러한 감속 유로 연결부(274)는 이동부재(261)가 이동하다가 피스톤부(231)의 전이 위치에 대응하는 위치에 도달할 때, 이동부재(261)에 의하여 감속 유로 연결부(274)를 닫히게 할 수 있는 위치에 형성된다. 도 12에 의하면, 감속 유로 연결부(274)는 실린더 몸체(230) 및 가이드 실린더(265)의 대략 상부에 위치된다.
본 예의 가이드 실린더(265)는, 도 11과 같이, 피스톤부(231)에 연결되는 공압유로(P)로부터 분기되는 공압에 의하여 피스톤부(231)와 동시에 동작이 시작되도록 구성될 수 있다. 즉, 가이드 실린더(265)도 피스톤부(231)과 같이 별도의 공압포트(266)를 통하여 공압유로(P)와 연결되어 있다. 이동부재(261)의 상승속도는 피스톤부(231)보다 빠르며, 피스톤부(231)가 감속 유로 연결부(274)에 이르기 전에 감속 유로 연결부(274)에 도달한다. 이때, 공압유로(P)와 피스톤부(231)가 연결되기 위한 포트의 내부에 공압유로(P)로부터의 유량을 감소시키는 유량제한부재(236)가 설치될 수 있다.
도 12 및 도 13에 의하면, 실린더 몸체(230)의 상부에는 제1상부홀(271)이 형성되어 있고, 제1상부홀(271)은 공압포트(234)의 제2상부홀(272)과 연결홀(273)에 의하여 연결되어 있다. 제1상부홀(271), 제2상부홀(272), 연결홀(273) 및 감속 유로 연결부(274)는 직경이 작은 드릴 홀이며, 홀의 드릴 형성 후 캡핑(267, 268, 269)에 의하여 밀봉된다. 본 예에서도 감속 유로 연결부(274)의 직경은 제1상부홀(271)보다 크며, 그에 따라 감속 유로 연결부(274)를 막는 이동부재(261)에 의하여 피스톤부(231)는 현저한 속도 급감 효과를 얻을 수 있다.
도 14는 도 10 내지 도 13의 상태에서 피스톤부(231)가 전이 위치에 도달할 때의 감속 실린더(200)의 각 부품들의 위치를 보이기 위한 도면들이다. 구체적으로, 도 14(a)는 도 12에 대응하고, 도 14(b)는 도 13에 대응하여 각 부품이 이동된 상태를 보인다.
도 14(a)와 같이, 제1위치(O)로부터 공급된 공압으로부터 피스톤부(231) 및 이동부재(261)가 동시에 작동을 시작하면, 유량에 따라 이동부재(261)가 먼저 상승하여 이동부재(261)가 감속 유로 연결부(274)를 막기 시작한다. 이때가 '전이상태'의 위치(T)이며, 뒤이어 상승하는 피스톤부(231)에 의한 배출공기의 양을 줄인다. 감속 유로 연결부(274)에 의한 배출공기의 유로는 차단되며, 제1상부홀(271)을 통과하는 배출공기의 양에 의하여 피스톤부(231)의 상승 속도가 억제된다.
도 15는 도 14의 상태 이후에 감속유닛(260)에 의하여 피스톤부(231)가 감속중인 상태의 감속 실린더(200)의 각 부품들의 위치를 보이기 위한 도면들로서, 이동부재(261)가 최상단의 위치에 이르는 동안 감속 유로 연결부(274)는 계속하여 막힌 상태이며, 피스톤부(231)의 감속상태(S)는 유지되어 최종적으로 도 16의 상태에 이르게 된다.
이와 같이, 감속 실린더(200)는 피스톤부(231)가 제1위치(O)로부터 제2위치(C)에 이르는 동안 전이 위치(T)까지의 속도와 전이 위치 이후의 속도가 상이하며, 전이 위치 이후부터는 이전의 속도보다 급감된 상태를 유지한다. 이러한 감속 효과는 게이트 밸브 또는 업다운 등 각종 이동 모션을 갖는 밸브류나 기구류에 적용되어 충격이나 소음을 줄이고 안정적으로 동작할 수 있도록 한다.
도 17 내지 도 24에 의하면, 감속 실린더(300)는, 공압 연결 포트(333, 334)를 갖는 실린더 몸체(330)와, 실린더 몸체(330)에 대하여 제1위치 및 제1위치와 이격된 제2위치를 가질 수 있게 형성된 피스톤부(331) 및, 감속유닛(330)을 갖는다. 감속유닛(330)은 피스톤부(331)의 일측에 피스톤부에 작용하는 공압을 가변시키기 위한 이동부재(361)를 포함할 수 있다. 감속유닛(330)은 이동부재(361)에 의하여 피스톤부(331)가 제1위치로부터 시작하여 제2위치로 이동될 때 제1위치와 제2위치 사이에 있는 전이 위치로부터 제2위치까지는 제1위치로부터 전이 위치까지 이동하는 속도보다 감속되도록 피스톤부(331)에 작용하는 공압을 가변시킨다. 본 예에서도 감속유닛(330)은 이동부재(361)를 가이드하는 가이드 실린더(365)와, 피스톤부(331)가 제1위치로부터 제2위치로 작동시에 실린더 몸체(330)의 배출공기의 일부가 가이드실린더(365)를 경유하도록 형성된 감속 유로 연결부(374)를 포함한다. 이러한 감속 유로 연결부(374)는 이동부재(361)가 이동하다가 피스톤부(331)의 전이 위치에 대응하는 위치에 도달할 때, 이동부재(361)에 의하여 감속 유로 연결부(374)를 닫히게 할 수 있는 위치에 형성된다. 도 20에 의하면, 감속 유로 연결부(374)는 실린더 몸체(330) 및 가이드 실린더(365)의 대략 상부에 위치된다. 본 예에서도, 도 19와 같이, 공압유로와 피스톤부(331)가 연결되기 위한 포트의 내부에 공압유로로부터의 포트(333)에 공급되는 유량을 감소시키는 유량제한부재(336)가 설치될 수 있다.
도 20에 의하면, 실린더 몸체(330)의 상부에는 제1상부홀(371)이 형성되어 있고, 제1상부홀(371)은 공압포트(334)의 제2상부홀(372)과 연결홀(373)에 의하여 연결되어 있다. 제1상부홀(371), 제2상부홀(372), 연결홀(373) 및 감속 유로 연결부(374)는 직경이 작은 드릴 홀의 형태이다. 본 예에서도 감속 유로 연결부(374)의 직경은 제1상부홀(371)보다 크며, 그에 따라 감속 유로 연결부(374)를 막는 이동부재(361)에 의하여 피스톤부(331)는 현저한 속도 급감 효과를 얻을 수 있다.
도 21에 의하면, 본 예의 가이드 실린더(365)는, 앞의 도 11 내지 도 16과 달리, 이동부재(361)는 공압유로(P)로부터 분기되는 공압이 아닌, 실린더 몸체(330)의 내부로 인입되어 있는 작동부재(363) 및 작동부재(363)와 이동부재(361)를 연결하는 연결부재(364)에 의하여 물리적인 푸시 방식에 의하여 작동된다. 이 점에서 도 1 내지 도 10에서 보인 진공 공정용 게이트 밸브(100)의 감속 메카니즘과 유사하다.
도 22는 도 17 내지 도 21의 상태에서 피스톤부(331)가 전이 위치에 도달하기 전에 상승할 때(H)의 감속 실린더(300)의 각 부품들의 위치를 보이기 위한 도면들이다. 구체적으로, 도 22(a)는 도 21에 대응하고, 도 22(b)는 도 20에 대응하여 각 부품이 이동된 상태를 보인다. 도 23은 도 22의 상태 이후에 감속유닛(360)에 의하여 피스톤부(331)가 전이 위치(T)에 도달하여 감속중인 상태의 감속 실린더(300)의 각 부품들의 위치를 보이기 위한 도면들이고, 도 24는 피스톤부(331)가 제2위치(C)에 있을 때의 각 부품들의 위치를 보이기 위한 도면들이다.
도 22(a)와 같이, 제1위치(O)로부터 공급된 공압에 의하여 피스톤부(231)가 작동을 시작하게 되고, 피스톤부(331)는 속도의 제한 없이 상승되다가, 작동부재와 (363)에 접촉한 위치(H) 이후에는 작동부재(363)를 밀어 상승시킨다. 작동부재(363)의 상승은 이동부재(361)의 상승을 유발하게 되고 이동부재(361)가 감속 유로 연결부(374)를 막기 시작할 때, 전이위치(T)에 이르게 된다(도 23 참조). 이때, 도 23(b)와 같이, 감속 유로 연결부(374)에 의한 배출공기의 유로는 차단되며, 제1상부홀(371)을 통과하는 배출공기의 양에 의하여 피스톤부(331)의 상승 속도가 억제된다. 이후, 감속유닛(360)에 의하여 피스톤부(331)가 감속된다. 이동부재(361)가 최상단의 위치에 이르는 동안 감속 유로 연결부(374)는 계속하여 막힌 상태이며, 피스톤부(331)의 감속상태는 유지되어 최종적으로 도 24의 상태에 이르게 된다.
이와 같이, 감속 실린더(300)는 피스톤부(331)가 제1위치(O)로부터 제2위치(C)에 이르는 동안 전이 위치(T)까지의 속도와 전이 위치 이후의 속도가 상이하며, 전이 위치 이후부터는 이전의 속도보다 급감된 상태를 유지한다. 이러한 감속 효과는 게이트 밸브 또는 업다운 등 각종 이동 모션을 갖는 밸브류나 기구류에 적용되어 충격이나 소음을 줄이고 안정적으로 동작할 수 있도록 한다.
상기와 같이 설명된 진공 공정용 게이트 밸브 및 감속 실린더는 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용되지 않는다. 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100: 진공 공정용 게이트 밸브
101: 게이트 110: 도어플레이트
120: 개폐작동유닛 130: 구동실린더
135: 마운트 플레이트 140: 작동바
150: 포스트 160: 감속유닛
161: 이동부재 165: 가이드실린더
171: 제1상부홀 172: 제2상부홀
173: 연결홈부 174: 감속 유로 연결부
177: 제한 스토퍼 200, 300: 감속 실린더
230, 330: 실린더 몸체 231, 331: 피스톤부
233, 234, 333, 334: 공압 연결 포트
236, 336: 유량제한부재 P : 공압유로
O: 개방상태의 위치 T: 전이 위치
S: 감속 상태의 위치 C: 폐쇄상태의 위치

Claims (12)

  1. 게이트를 개폐시킬 수 있게 형성된 도어플레이트;
    상기 도어플레이트와 연결된 구동실린더를 포함하고, 상기 도어플레이트의 상기 게이트에 대한 개방상태의 위치와 상기 도어플레이트의 상기 게이트에 대한 폐쇄상태의 위치를 구현할 수 있도록 상기 도어플레이트를 이동시킬 수 있게 상기 구동실린더를 작동시키는 개폐작동유닛; 및
    상기 구동실린더의 일측에 상기 구동실린더의 공압을 가변시키기 위한 이동부재를 포함하고, 상기 도어플레이트가 상기 개방상태의 위치로부터 상기 개방상태의 위치와 상기 폐쇄상태의 위치의 사이에 있는 전이 위치까지는 상기 개폐작동유닛에 의한 속도에 의하여 이동되도록 하고, 상기 전이 위치로부터 상기 폐쇄상태의 위치까지는 상기 개폐작동유닛에 의한 속도를 감속시킬 수 있도록 상기 구동실린더의 공압을 가변시킬 수 있게 구성된, 감속유닛을 포함하고,
    상기 감속유닛은,
    상기 이동부재를 가이드하는 가이드실린더; 및
    상기 구동실린더가 상기 개방상태로부터 상기 폐쇄상태로 작동시에 상기 구동실린더의 배출공기의 일부가 상기 가이드실린더를 경유하도록 형성된 감속 유로 연결부를 포함하며,
    상기 감속 유로 연결부는, 상기 이동부재가 이동하다가 상기 도어플레이트의 상기 전이 위치에 대응하는 위치에 도달할 때, 상기 이동부재에 의하여 상기 감속 유로 연결부를 닫히게 할 수 있는 위치에 형성되고,
    상기 가이드실린더 내에 상기 이동부재의 복귀 위치를 제한하는 제한 스토퍼가 배치되며,
    상기 구동실린더의 동작에 따라 상기 이동부재를 이동시킬 수 있게 형성된 작동바를 포함하는, 진공 공정용 게이트 밸브.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 작동바는 상기 도어플레이트의 상기 개방상태의 위치에 대응하는 위치에 있을 때 상기 복귀위치에 있는 상기 이동부재에 대하여 일정거리만큼 이격될 수 있게 구성된, 진공 공정용 게이트 밸브.
  7. 삭제
  8. 삭제
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  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
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