KR102408983B1 - 진공밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전 및 승, 하강이 가능하도록 구동되는 밀폐부재를 통하여 밀폐부재 하부에 형성되는 밀폐링의 손상을 방지한다.

Description

진공밸브{Vacuum valve}

본 발명은 진공밸브에 관한 것으로서, 회전 및 승, 하강이 가능하도록 구동되는 밀폐부재를 통하여 밀폐부재 하부에 형성되는 밀폐링이 파티클, 공정부산물 및 크리닝가스 등으로부터 손상되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 진공밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자는 공기 중에 포함된 이물질의 접촉을 가장 완벽하게 차단할 수 있는 작업조건. 즉, 진공 상태에서 작업이 이루어져 제조된다.

따라서, 반도체 제조장치의 진공 작업구역과 대기와의 개폐기술도 반도체 제품의 품질에 많은 영향을 준다.

한편, 반도체 제조공정에는 반도체 소자의 집적공정이 이루어지는 챔버와 이 챔버 내의 공기를 흡입하는 진공펌프 사이에 설치되어 개폐하는 진공밸브가 설치된다.

이때 진공밸브는 장비의 유지 보수를 위하여 진공챔버와 진공펌프 사이를 차단하여 장비나 설비를 점검하거나 챔버내의 부산물을 세정하는 경우 사용하게 된다.

이러한 진공밸브는 다양한 실시예가 공개되어 있으며, 그중 하기 특허문헌 1의 “반도체 제조 설비용 진공밸브(대한민국 등록특허공보 제10-1505952호)”는 진공 출입부와, 상기 진공 출입부에 교차되게 마련되는 챔버 결합부를 구비하는 바디(Body)와, 상기 바디 내에 배치되며, 상기 바디 내에서 무빙(Moving)되면서 상기 바디의 진공 출입부를 개폐하는 샤프트유닛(Shaft Unit); 및 상기 바디의 상부에 결합되어 상기 샤프트 유닛을 고정시키는 샤프트 유닛 고정 플레이트를 포함하고, 상기 샤프트 유닛은, 상기 바디의 진공 출입부를 개폐하되 제1 오링이 개재되는 제1 오링 홈이 형성되는 개폐 헤드;와, 상기 개폐 헤드에 연결되는 무빙 샤프트;와, 상기 개폐 헤드의 배면에 연결되며, 상기 무빙 샤프트에서 상기 개폐 헤드로 고른 압력이 전달되도록 하는 절두원추 형상의 헤드 가압 지지부; 및 상기 헤드 가압 지지부와 상기 무빙 샤프트를 연결하는 연결축을 포함하며, 상기 샤프트 유닛 고정 플레이트에는 상기 무빙 샤프트를 지지하는 다이내믹 립 실(Dynamic Lip Sea)이 개재되는 것이 특징으로서, 이로 인하여, 벨로우즈(Bellows) 주름관을 적용하지 않고도 효율적으로 동작될 수 있는 장점이 있었다.

그러나, 특허문헌 1의 “반도체 제조 설비용 진공밸브”는 반도체 또는 디스플레이의 공정 중 배기, 공급시 가스가 이동하는 과정에서 제1 오링이 공정가스가 이동하는 이동로에 그대로 노출되어 공정부산물이 제1 오링을 오염시켜 제1 오링이 손상됨으로써, 진공출입부가 폐쇄되었을 경우, 밀폐불량이 발생되어 진공밸브의 수명을 단축시킨다는 문제점이 있었다.

특허문헌 1: 대한민국 등록특허공보 제10-1505952호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 회전 및 승, 하강이 가능하도록 구동되는 밀폐부재를 통하여 밀폐부재 하부에 형성되는 밀폐링이 파티클, 공정부산물 및 크리닝가스 등으로부터 손상되는 것을 방지하는 진공밸브를 제공하는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 진공밸브(1)는, 유체이동로(110)가 형성되는 밸브블럭(100);과, 상기 밸브블럭(100)의 상부에 결합되는 구동부재(200); 및 상기 구동부재(200)와 결합되되, 상기 구동부재(200)의 구동여부에 따라 상승 또는 하강하는 동시에 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하여 상기 유체이동로(110)를 개폐하는 밀폐부재(300);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동부재(200)는, 실린더부(210)와, 상기 실린더부(210)의 내측에 위치되되, 내측에 삽입홈(221)이 타공형성되고, 외주면에 나선형홈(222)이 상기 삽입홈(221)과 연통되도록 타공형성되는 회전가이드블럭(220)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실린더부(210)의 하부에는 상기 밸브블럭(100)에 의해 지지되는 씰블럭(230)이 형성되고, 상기 나선형홈(222)으로부터 이격된 위치의 상기 회전가이드블럭(220)의 외주면에는 수직이동가이드홈(223)이 형성되며, 상기 씰블럭(230)의 상부에는 상기 수직이동가이드홈(223)에 삽입되어 상기 회전가이드블럭(220)이 상, 하 방향으로 이동하는 과정에서 상기 회전가이드블럭(220)이 회전되는 것이 방지되도록 회전방지핀(240)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 밀폐부재(300)는, 상기 삽입홈(221)에 삽입되는 샤프트부(310)와, 상기 샤프트부(310)의 하부에 결합되되, 내부에 상기 유체이동로(110)와 연통되는 보조이동로(321)가 통공형성되고, 상기 보조이동로(321)로부터 이격된 위치의 바닥면에 밀폐링(322)이 형성되는 블레이드부(320)와, 상기 샤프트부(310)의 상부 외주면에 결합된 상태에서 상기 나선형홈(222)에 삽입되어 상기 나선형홈(222)을 따라 이동하여 상기 블레이드부(320)의 승, 하강 및 회전을 가이드 하는 회전가이드핀(330)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 샤프트부(310)의 외측면에는 탄성부재스토퍼(400)가 결합되고, 상기 탄성부재스토퍼(400)와 상기 밸브블럭(100) 사이에는 상기 밀폐부재(300)에 탄성력을 제공하도록 탄성부재(500)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 공정에 따라 선택적으로 밀폐부재를 승, 하강과 동시에 회전시켜 유체가 이동되는 이동로를 밀폐시에는 밀폐링이 공정가스에 노출되지 않는 곳에 위치됨으로써, 밀폐링의 손상을 방지하여 밀폐에 대한 신뢰도를 향상시키고, 교체주기를 늘려주어 유지, 보수, 교체 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공밸브의 전체 모습을 보인 사시도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공밸브의 단면의 모습을 보인 단면도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공밸브의 분해된 모습을 보인 분해사시도
도 4 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공밸브의 동작되는 과정을 보인 실시예도

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공밸브(1)를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 1 또는 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공밸브(1)는 크게 밸브블럭(100), 구동부재(200) 및 밀폐부재(300)로 구성된다.

먼저, 밸브블럭(100)에 대하여 설명한다. 상기 밸브블럭(100)은 도 1 또는 도 3에 나타낸 것과 같이, 공정가스 또는 크리닝가스 등의 유체가 이동되는 유체이동로(110)가 “┐”자 형태로 타공형성되는 구성요소로서, 내측에는 상기 유체이동로(110)를 개폐하는 후술할 블레이드부(320)가 위치된다.

다음으로, 구동부재(200)에 대하여 설명한다. 상기 구동부재(200)는 도 1 또는 도 3에 나타낸 것과 같이, 상기 밸브블럭(100)의 상부측에 결합되어 후술할 밀폐부재(300)를 상, 하 방향으로 동작시키면서 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키는 구성요소로서, 실린더부(210) 및 회전가이드블럭(220)으로 이루어진다.

상기 실린더부(210)는 상기 밸브블럭(110)의 상부에 위치되는 구성요소로서, 후술할 회전가이드블럭(220)과 연동되어 공기압을 공급하는 역할을 한다.

상기 회전가이드블럭(220)은 상기 실린더부(210)의 내측에 위치되어 상기 밀폐부재(300)의 수직이동 및 회전동작을 구현시키는 구성요소로서, 삽입홈(221), 나선형홈(222)으로 구성된다.

상기 삽입홈(221)은 상기 회전가이드블럭(220)의 내측에 수직방향으로 통공된 것으로서, 상기 삽입홈(221)에는 후술할 샤프트부(310)의 상부가 삽입된다.

상기 나선형홈(222)은 상기 회전가이드블럭(220)의 외주면에 나선 형태로 이루어진 홈으로써, 상기 나선형홈(222)은 상기 삽입홈(221)과 연통되도록 형성되고, 후술할 회전가이드핀(330)이 삽입되어 상기 구동부재(200)가 구동되어 상기 회전가이드블럭(220)이 상, 하 방향으로 동작하는 과정에서 상기 회전가이드핀(330)이 상기 나선형홈(222)을 따라 이동하여 후술할 밀폐부재(300)가 상, 하 방향으로 이동하는 동시에 시계방향 또는 반시계방향으로 회전되는 것을 가능하게 한다.

한편, 상기 회전가이드블럭(220)의 외주면, 보다 상세하게는, 상기 나선형홈(222)으로부터 이격된 위치의 상기 회전가이드블럭(220)의 외주면에는 수직이동가이드홈(223)이 함몰형성되는 것이 특징으로서, 상기 수직이동가이드홈(223)에는 후술할 회전방지가이드핀(240)이 삽입된다. 이때, 상기 수직이동가이드홈(223)은 상기 회전가이드블럭(220)의 수직 상 위치에 따라 상기 회전방지가이드핀(240)의 일부가 삽입되거나 전체가 삽입될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 실린더부(210)의 하부에는 상기 밸브블럭(100)에 의해 지지되는 씰블럭(230)이 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 씰블럭(230)의 상부에는 상기 회전가이드블럭(220)이 삽입되는 회전방지가이드핀(240)이 형성됨으로써, 상기 회전방지가이드핀(240)은 상기 회전가이드블럭(220)이 상, 하 방향으로 이동하는 과정에서 상기 회전가이드블럭(220)이 회전되지 않고 수직방향으로만 이동하여 정위치 상태의 상기 나선형홈(222)을 따라 상기 회전가이드핀(330)이 이동하여 상기 밀폐부재(300)가 회전되는 것을 가능하게 한다.

한편, 상기 구동부재(200)는 직진운동과 요동운동 두가지 운동이 가능한 로터리실린더로 형성되는 것이 가능하고, 상기 로터리실린더의 구조는 본 발명의 동일한 기술분야에서 널리 사용되고 있는 기술수준에 해당하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 로터리실린더를 사용하는 경우, 상기 로터리실린더의 샤프트에는 후술할 블레이드부(320)가 결합됨으로써, 상기 로터리실린더의 구동에 의한 직진방향 및 이에 따른 회전방향에 따라 상기 블레이드부(320)가 상기 유체이동로(110)를 폐쇄하거나 개방하는 것을 가능하게 한다.

다음으로, 밀폐부재(300)에 대하여 설명한다. 상기 밀폐부재(300)는 도 2 또는 도 3에 나타낸 것과 같이, 상기 구동부재(200)와 결합되어 상기 구동부재(200)의 구동여부에 따라 상승 또는 하강하는 동시에 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하여 상기 유체이동로(110)를 개폐하는 구성요소로서, 샤프트부(310), 블레이드부(320) 및 회전가이드핀(330)으로 이루어진다.

상기 샤프트부(310)는 상기 실린더부(210)의 내측에 위치되어 상기 회전가이드브럭(220)과 결합되는 구성요소로서, 상기 삽입홈(221)에 삽입되어 결합된다.

상기 블레이드부(320)는 상기 샤프트부(310)의 하부에 결합되어, 상기 구동부재(200)의 구동여부에 따라 상기 유체이동로(110)를 개폐하는 역할을 한다.

한편, 상기 블레이드부(320)의 내부에는 상기 유체이동로(110)와 연통되는 보조이동로(321)가 상기 유체이동로(110)와 동일한 형상으로 통공형성된다.

또한, 상기 블레이드부(320)의 바닥면, 보다 상세하게는, 상기 보조이동로(321)로부터 이격된 위치의 바닥면에는 상기 유체이동로(110)의 폐쇄시 상기 유체이동로(110)의 긴밀한 밀폐를 위한 밀폐링(322)이 형성된다.

상기 회전가이드핀(330)은 상기 샤프트부(310)의 상부 외주면에 결합되는 구성요소로서, 상기 회전가이드핀(330)은 상기 샤프트부(310)의 상부 외주면에 결합된 상태에서 상기 나선형홈(222)에 삽입되어 상기 나선형홈(222)을 따라 이동하여 상기 블레이드부(320)의 승, 하강 및 회전을 가이드 하는 역할을 한다.

한편, 상기 샤프트부(310)의 외측면에는 탄성부재스토퍼(400)가 고정결합되고, 상기 탄성부재스토퍼(400)와 상기 밸브블럭(100) 사이에는 상기 밀폐부재(300)에 탄성력을 제공하도록 탄성부재(500)가 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 구조를 통하여, 구동부재(200)의 구동에 의해 밀폐부재(300)가 상승 또는 하강하는 과정에서 회전가이드블럭(220)에 의하여 블레이드부(320)가 시계방향 또는 반시계방향으로 회전됨으로써, 유체이동로(110)의 밀폐시에는 밀폐링(322)에 의해 밀폐부재(300)가 유체이동로(110)를 긴밀하게 밀폐시킬 수 있고, 유체이동로(110)의 개방시에는 밀폐부재(300)의 내부에 형성된 보조이동로(321)가 유체이동로(110)와 연통되고, 밀폐링(322)은 공정가스에 노출되지 않는 곳에 위치되어 공정가스, 파티클, 공정부산물 등에 의해 손상되는 것이 가능해 진다.

이하에서는 도 4 내지 도 6을 참고하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공밸브의 동작과정 중 유체이동로(110)가 개방된 상태에서 폐쇄되는 과정을 설명하기로 한다.

먼저, 도 4에 나타낸 것과 같이, 상기 유체이동로(110)가 개방된 상태에서는 상기 회전가이드핀(330)이 상기 나선형홈(222)의 상사점에 위치되어 있고, 상기 블레이드부(320)는 상기 밸브블럭(100) 내측 저면으로부터 소정의 높이(극히 낮은 높이임.)로 떠 있는 상태가 되면서 상기 보조이동로(321)는 상기 유체이동로(110)와 밀착되어 연통되는 위치에 있게 된다.

한편, 전술한 상태에서 상기 탄성부재(500)는 상기 탄성부재스토퍼(400)와 상기 밸브블럭(100) 사이에서 인장상태가 된다. 이로 인하여, 상기 탄성부재(500)가 상기 탄성부재스토퍼(400)를 계속적으로 상부방향으로 밀게 됨으로써, 상기 블레이드부(320)의 떠 있는 상태로 유지되는 것을 가능하게 한다.

이후, 도 5에 나타낸 것과 같이, 상기 실린더부(210)의 구동에 의해 상기 회전가이드블럭(220)이 하강하게 되면, 상기 회전가이드핀(330)은 상기 나선형홈(222)을 따라 이동하게 되고, 이와 동시에 상기 회전가이드핀(330)과 연결되어 있는 상기 샤프트부(310)가 반시계방향으로 회전하는 동시에 하강하게 되어 결과적으로 상기 블레이드부(320)가 반시계방향으로 회전하면서 하강하게 된다.

이때, 상기 회전가이드블럭(220)은 상기 수직이동가이드홈(223)에 삽입된 상기 회전방지가이드핀(240)에 의해 회전되지 않고 하부방향으로 이동하게 된다.

다음으로, 도 6에 나타낸 것과 같이, 상기 회전가이드블럭(220)이 더 하강하게 되면, 상기 회전가이드핀(330)은 상기 나선형홈(222)의 하사점에 위치하게 되고, 이때, 상기 샤프트부(310) 및 상기 블레이드부(320)는 더욱 반시계방향으로 회전하면서 하강하게 되어 상기 유체이동로(110)의 위치에 상기 밀폐링(322)이 위치되어 상기 유체이동로(110)를 긴밀하게 폐쇄하게 된다.

이때, 상기 탄성부재(500)는 상기 탄성부재스토퍼(400)와 상기 밸브블럭(100) 사이에서 압축상태가 된다. 이로 인하여, 상기 탄성부재(500)가 상기 블레이드부(320)를 계속적으로 하부방향으로 밀게 됨으로써, 상기 블레이드부(320)가 상기 밸브블럭(100)의 내측 저면에 밀착된 상태로 유지되는 것을 가능하게 한다.

도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

1: 진공밸브
100: 밸브블럭
110: 유체이동로
200: 구동부재
210: 실린더부 220:회전가이드블럭
221: 삽입홈 222: 나선형홈
223: 수직이동가이드홈 230: 씰블럭
240: 회전방지가이드핀
300: 밀폐부재
310: 샤프트부 320: 블레이드부
321: 보조이동로 322: 밀폐링
330: 회전가이드핀
400: 탄성부재스토퍼
500: 탄성부재

Claims (7)

1. 유체이동로(110)가 형성되는 밸브블럭(100);
   상기 밸브블럭(100)의 상부에 결합되는 구동부재(200); 및
   상기 구동부재(200)와 결합되되, 상기 구동부재(200)의 구동여부에 따라 상승 또는 하강하는 동시에 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하여 상기 유체이동로(110)를 개폐하는 밀폐부재(300);로 구성되고,
   상기 구동부재(200)는,
   실린더부(210)와,
   상기 실린더부(210)의 내측에 위치되되, 내측에 삽입홈(221)이 타공형성되고, 외주면에 나선형홈(222)이 상기 삽입홈(221)과 연통되도록 타공형성되는 회전가이드블럭(220)으로 형성되며,
   상기 밀폐부재(300)는,
   상기 삽입홈(221)에 삽입되는 샤프트부(310)와,
   상기 샤프트부(310)의 하부에 결합되되, 내부에 상기 유체이동로(110)와 연통되는 보조이동로(321)가 통공형성되는 블레이드부(320)와,
   상기 샤프트부(310)의 상부 외주면에 결합된 상태에서 상기 나선형홈(222)에 삽입되어 상기 나선형홈(222)을 따라 이동하여 상기 블레이드부(320)의 승, 하강 및 회전을 가이드 하는 회전가이드핀(330)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 진공밸브(1).
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 실린더부(210)의 하부에는 상기 밸브블럭(100)에 의해 지지되는 씰블럭(230)이 형성되고,
   상기 나선형홈(222)으로부터 이격된 위치의 상기 회전가이드블럭(220)의 외주면에는 수직이동가이드홈(223)이 형성되며,
   상기 씰블럭(230)의 상부에는 상기 수직이동가이드홈(223)에 삽입되어 상기 회전가이드블럭(220)이 상, 하 방향으로 이동하는 과정에서 상기 회전가이드블럭(220)이 회전되는 것이 방지되도록 회전방지핀(240)이 형성되는 것을 특징으로 하는 진공밸브(1).
4. 제1항에 있어서,
   상기 블레이드부(320)에는 상기 보조이동로(321)로부터 이격된 위치의 바닥면에 밀폐링(322)이 형성되는 것을 특징으로 하는 진공밸브(1).
5. 제4항에 있어서,
   상기 샤프트부(310)의 외측면에는 탄성부재스토퍼(400)가 결합되고,
   상기 탄성부재스토퍼(400)와 상기 밸브블럭(100) 사이에는 상기 밀폐부재(300)에 탄성력을 제공하도록 탄성부재(500)가 형성되는 것을 특징으로 하는 진공밸브(1).
6. 제1항에 있어서,
   상기 구동부재(200)는 직진운동과 요동운동이 가능한 로터리실린더로 형성되는 것을 특징으로 하는 진공밸브(1).
7. 제6항에 있어서,
   상기 구동부재(200)의 샤프트에 결합되되, 내부에 상기 유체이동로(110)와 연통되는 보조이동로(321)가 통공형성되고, 상기 보조이동로(321)로부터 이격된 위치의 바닥면에 밀폐링(322)이 형성되는 블레이드부(320)가 형성되는 것을 특징으로 하는 진공밸브(1).
   
   
   
   

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