KR102485947B1 - 스로틀 밸브의 샤프트 오링 보호용 개스킷 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브하우징과 상기 밸브하우징의 통로를 개폐하는 개폐부재를 회전시키는 샤프트 간에 설치되는 오링의 내측에 설치되어 상기 밸브하우징을 통과하는 공정가스가 상기 오링으로 침투되는 것을 최소화 하는 오링 보호용 개스킷에 관한 것으로서, 내화학성 재질의 링 형상으로 형성되고, 상기 오링의 내측에 순차적으로 배치되는 제1 및 제2 차단플레이트 및 내화학성 재질의 링 형상으로 형성되고, 상기 제1 및 제2 차단플레이트 사이에 배치되는 하나 이상의 차단필름을 포함하되, 상기 차단필름은 상기 제1 및 제2 차단플레이트의 내주부와 상기 샤프트의 외주면 사이의 틈새를 차폐할 수 있도록 내주부가 상기 제1 및 제2 차단플레이트의 내주부 내측방향으로 연장형성되고, 상기 제1 및 제2 차단플레이트의 외주부와 이와 대응되는 상기 밸브하우징의 일측 사이의 틈새를 차폐할 수 있도록 외주부가 상기 제1 및 제2 차단플레이트의 외주부 외측방향으로 연장형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 스로틀 밸브의 밸브하우징과 밸브하우징의 통로를 개폐하는 개폐부재를 회전시키는 샤프트 간에 설치되는 오링(O-ring)의 내측에 설치되어 밸브하우징을 통과하는 공정가스가 오링으로 침투되는 것을 최소화함에 따라 공정가스에 의해 오링의 내외주면이 화학적으로 식각되거나 분해되어 그 기능을 상실하는 문제가 발생되는 것을 지연시킬 수 있다.

Description

스로틀 밸브의 샤프트 오링 보호용 개스킷{O-ring protection gasket of throttle valve}

본 발명은 스로틀 밸브의 샤프트 오링 보호용 개스킷에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스로틀 밸브의 밸브하우징과 밸브하우징의 통로를 개폐하는 개폐부재를 회전시키는 샤프트 간에 설치되는 오링(O-ring)의 내측에 설치되어 밸브하우징을 통과하는 공정가스가 오링으로 침투되는 것을 최소화 할 수 있도록 한 스로틀 밸브의 샤프트 오링 보호용 개스킷에 관한 것이다.

반도체 소자 제조공정은 공정 챔버 내로 공정가스를 주입하여 에칭(etching), 증착 등과 같은 화학적인 작용을 이용하는 경우가 대부분이며, 공정 가스에 의한 화학적인 작용이 이루어질 때의 공정 챔버 내의 온도와 압력 등은 반도체 소자의 정밀한 제조를 위해 가장 중요시되는 조건들이다.

한편, 공정 챔버 내의 압력에 대한 조건을 만족시키기 위하여 반도체 소자가 제조되는 공정 챔버 내로 유입되는 공정가스의 양과 그로부터 배출되는 공정가스의 양을 조절하는 방식이 사용된다.

이러한 방식은 공정 챔버 내의 공정가스를 외부로 배출하기 위해 펌핑하는 진공펌프와, 진공 펌프와 공정 챔버 사이에 공정가스의 양을 조절하기 위한 스로틀 밸브가 사용된다.

도 1은 종래 스로틀 밸브를 개략적으로 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 종래 스로틀 밸브(100')는 진공 펌프와 공정 챔버 간에 설치되어 공정가스가 이동하는 파이프라인(PL) 사이에 개재되는 밸브하우징(101')과, 밸브하우징(101')의 통로를 개폐하는 판상의 개폐부재(102')와, 구동수단의 동력을 이용하여 개폐부재(102')를 회전시키는 샤프트(103') 및 밸브하우징(101')과 샤프트(103')의 틈새에 설치되어 밸브하우징(101')의 외부로 공정가스가 누수되는 것을 방지하는 오링(O-ring)(104') 및 밸브하우징(101')의 상부를 차폐하는 캡(105')를 포함하여 이루어진다.

그러나, 위와 같은 오링(104')은 장시간 사용하게 되는 경우, 도 1의 화살표로 도시한 바와 같이, 밸브하우징(101')과 샤프트(103')의 틈새를 통해 오링(104') 측으로 이동하는 공정가스에 의해 내외주면이 화학적으로 식각되거나 분해되어 그 기능을 상실하는 문제점이 있다.

또한, 상기한 오링(104')은 샤프트(103')의 회전시 오링(104')이 샤프트(103')와 동반 회전하는 경우가 발생되는데, 이러한 경우, 오링(104')의 외주면 및 하부에 위치한 오링(104')의 하단이 이와 대응되는 밸브하우징(102')의 일측과의 마찰로 인해 마모되는 문제점이 있다.

이러한 이유로 위와 같은 오링(104')이 공정가스에 의해 화학적으로 식각되거나 분해되는 것을 방지함과 아울러, 오링(104')이 샤프트(103')와 동반회전하더라도 밸브하우징(102')의 일측과의 마찰로 인해 마모되는 것을 최소화함으로써, 오링(104')의 내구성을 향상시킬 수 있는 방안이 절실하게 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 스로틀 밸브의 밸브하우징과 밸브하우징의 통로를 개폐하는 개폐부재를 회전시키는 샤프트 간에 설치되는 오링(O-ring)의 내측에 설치되어 밸브하우징을 통과하는 공정가스가 오링으로 침투되는 것을 최소화 할 수 있도록 한 스로틀 밸브의 샤프트 오링 보호용 개스킷을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 밸브하우징과 상기 밸브하우징의 통로를 개폐하는 개폐부재를 회전시키는 샤프트 간에 설치되는 오링의 내측에 설치되어 상기 밸브하우징을 통과하는 공정가스가 상기 오링으로 침투되는 것을 최소화하는 오링 보호용 개스킷에 있어서, 상기 오링 보호용 개스킷은 내화학성 재질의 링 형상으로 형성되고, 상기 오링의 내측에 순차적으로 배치되는 제1 및 제2 차단플레이트 및 내화학성 재질의 링 형상으로 형성되고, 상기 제1 및 제2 차단플레이트 사이에 배치되는 하나 이상의 차단필름을 포함하되, 상기 차단필름은 상기 제1 및 제2 차단플레이트의 내주부와 상기 샤프트의 외주면 사이의 틈새를 차폐할 수 있도록 내주부가 상기 제1 및 제2 차단플레이트의 내주부 내측방향으로 연장형성되고, 상기 제1 및 제2 차단플레이트의 외주부와 이와 대응되는 상기 밸브하우징의 일측 사이의 틈새를 차폐할 수 있도록 외주부가 상기 제1 및 제2 차단플레이트의 외주부 외측방향으로 연장형성되는 것을 특징으로 하는 스로틀 밸브의 샤프트 오링 보호용 개스킷이 제공된다.

여기서, 상기 차단필름은 내주부가 상기 제1 및 제2 차단플레이트의 내주부와 상기 샤프트의 외주면 사이에서 상기 밸브하우징의 외측방향으로 라운드지게 배치되도록 충분한 길이로 연장형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 차단필름은 상기 밸브하우징의 내측방향을 따라 순차적으로 배치되는 제1 차단필름 및 제2 차단필름을 포함하되, 상기 제1 차단필름은 연장형성된 내주부가 상기 제2 차단필름의 연장형성된 내주부보다 더 길게 연장형성되어 상기 제2 차단필름의 연장형성된 내주부를 상기 밸브하우징의 내측방향으로 가압하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오링과 접촉되는 상기 제1 차단플레이트의 일면에는 원주방향을 따라 상기 오링의 곡률과 대응되는 곡률을 갖는 링 형상의 안착홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 스로틀 밸브의 밸브하우징과 밸브하우징의 통로를 개폐하는 개폐부재를 회전시키는 샤프트 간에 설치되는 오링(O-ring)의 내측에 설치되어 밸브하우징을 통과하는 공정가스가 오링으로 침투되는 것을 최소화함에 따라 공정가스에 의해 오링의 내외주면이 화학적으로 식각되거나 분해되어 그 기능을 상실하는 문제가 발생되는 것을 지연시킬 수 있다.

도 1은 종래 스로틀 밸브를 개략적으로 도시한 것.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 오링 보호용 개스킷이 설치된 스로틀 밸브를 개략적으로 도시한 것.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 오링 보호용 개스킷의 사시도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 오링 보호용 개스킷의 단면도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 오링 보호용 개스킷의 설치상태를 개략적으로 도시한 것.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 오링 보호용 개스킷의 사시도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 오링 보호용 개스킷의 단면도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 오링 보호용 개스킷의 설치상태를 개략적으로 도시한 것.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 오링 보호용 개스킷의 내주부가 마모된 상태를 도시한 것.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 오링 보호용 개스킷이 설치된 스로틀 밸브를 개략적으로 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 오링 보호용 개스킷(1)은 내부에 공정가스의 이동로(R)가 형성되고 상단부 외주면에 하방으로 함몰된 설치홈(101a)이 형성된 밸브하우징과(101), 상기 이동로(R)에 설치되어 이동로를 개폐하는 판상의 개폐부재(102)와, 일단부가 설치홈(101a)이 형성된 밸브하우징(101)의 상단부 일측을 통해 삽입되어 개폐부재(102)의 상부 일측에 결합되고 타단부가 구동수단(미도시)에 결합되어 개폐부재(102)를 회전시키는 샤프트(103)와, 샤프트(103)에 결합되어 밸브하우징(101)과 샤프트(103) 사이의 틈새를 밀폐하는 오링(104) 및 설치홈(101a)이 형성된 밸브하우징(101)의 상부를 차폐하는 캡(105)을 포함하는 스로틀 밸브(100) 중 오링(104)의 내측에 설치되어 밸브하우징(101)의 이동로(R)를 통과하는 공정가스가 오링(104)으로 침투되는 것을 최소화하기 위한 것으로서, 이하에서 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 오링 보호용 개스킷의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 오링 보호용 개스킷의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 오링 보호용 개스킷의 설치상태를 개략적으로 도시한 것이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 오링 보호용 개스킷(1)은 제1 차단플레이트(10), 제2 차단플레이트(20) 및 차단필름(30)을 포함한다.

제1 차단플레이트(10)는 내화학성 재질의 링 형상으로 형성되고, 스로틀 밸브 중 오링의 내측에 설치되어 밸브하우징의 이동로를 통과하는 공정가스가 오링으로 침투되는 것을 최소화하는 역할을 하는 것으로서, 내화학성 및 내열성이 우수한 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE)가 사용될 수 있다.

제2 차단플레이트(20)는 내화학성 재질의 링 형상으로 형성되고, 제1 차단플레이트(10)의 내측에 설치되어 밸브하우징의 이동로를 통과하는 공정가스가 오링으로 침투되는 것을 최소화하는 역할을 하는 것으로서, 내화학성 및 내열성이 우수한 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE)가 사용될 수 있다.

차단필름(30)은 내화학성 재질의 링 형상으로 형성되고, 제1 차단플레이트(10) 및 제2 차단플레이트(20)의 사이에 배치되어 제1 및 제2 차단플레이트(10, 20)의 치수 공차로 제1 및 제2 차단플레이트(10, 20)의 내주부와 샤프트의 외주부 사이와 제1 및 제2 차단플레이트(10, 20)의 외주부와 이와 대응되는 밸브하우징의 일측 사이에 발생될 수 있는 틈새에 설치되어 틈새를 통해 공정가스가 오링으로 침투되는 것을 최소화하는 역할을 한다.

이를 위해 차단필름(30)은 내주부가 제1 및 제2 차단플레이트(10, 20)의 내주부 내측방향으로 연장형성되고, 외주부가 제1 및 제2 차단플레이트(10,20)의 외주부 외측방향으로 연장형성된다.

이러한 차단필름(30)은 내화학성 및 내열성이 우수한 퍼플로오로알콕시(Perfluoroalkoxy, PFA), 불소화 에틸렌 프로필렌(Fluorinated ethylene propylene, FEP) 중 선택된 어느 하나가 사용될 수 있다.

전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 오링 보호용 개스킷(1)은 도 5에서 보븐 바와 같이, 스로틀 밸브(100)의 오링(104)의 내측에 설치되어 밸브하우징(101)의 이동로로(R)부터 오링(104)으로 침투되는 공정가스의 대부분이 제2 차단플레이트(20)에 의해 1차적으로 차단되고, 차단필름(30)에 의해 2차적으로 차단되며, 제1 차단플레이트(10)를 통해 3차적으로 차단되는 3중 차단구조를 통해 공정가스가 오링(104)으로 침투되는 것을 최소화할 수 있다.

특히, 본 발명의 제1 실시예에 따른 오링 보호용 개스킷(1)은 제1 차단플레이트 및 제2 차단플레이트(10, 20)의 치수공차에 의해 제1 및 제2 차단플레이트(10, 20)의 내주부와 샤프트(103)의 외주면 및 제1 및 제2 차단플레이트(10, 20)의 외주부와 이와 대응되는 밸브하우징(101)의 일측 사이에 틈새가 발생하더라도 차단필름(30)에 의해 이를 차단함에 따라 공정가스가 오링(104)으로 침투되는 것을 보다 확실하게 최소화할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 오링 보호용 개스킷의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 오링 보호용 개스킷의 단면도이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 오링 보호용 개스킷의 설치상태를 개략적으로 도시한 것이이고, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 오링 보호용 개스킷의 내주부가 마모된 상태를 도시한 것이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 오링 보호용 개스킷(1)은 본 발명의 제1 실시예와 비교하여 차단필름(30)이 제1 차단필름(31) 및 제2 차단필름(32)을 포함하는 다중구조로 형성되고, 제1 차단필름(31) 및 제2 차단필름(32)의 내주부가 제1 및 제2 차단플레이트(10, 20)의 내주부와 샤프트의 외주면 사이에서 밸브하우징의 외측방향으로 라운드지게 배치되도록 충분할 길이로 연장형성되며, 오링과 접하는 제1 차단플레이트(10)의 일면에 원주방향을 따라 오링의 곡률과 대응되는 곡률을 갖는 링 형상의 안착홈(11)이 형성되는 것이 차이가 있을 뿐 나머지 구성은 본 발명의 제1 실시예와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제1 차단플레이트(10)는 오링과 접촉되는 상면 일측에 원주방향을 따라 오링의 곡률과 대응되는 곡률을 갖는 링 형상의 안착홈(11)이 더 형성된다.

이러한 안착홈(11)은 접촉되는 오링의 외주면을 지지함으로써, 샤프트의 회전시 오링이 샤프트와 동반 회전하는 것을 방지함으로써, 밸브하우징과 접촉되는 오링의 외주면이 마찰로 인해 마모되는 것을 방지하는 역할을 한다.

또한, 안착홈(11)은 오링이 샤프트와 동반 회전하더라도 제1 차단플레이트(10)의 재질의 특성상 낮은 마찰성으로 오링의 외주면과의 마찰력이 최소화됨에 따라 오링의 외주면이 마찰로 인해 마모되는 것을 최소화할 수 있다.

아울러, 안착홈(11)은 오링과 본 발명의 오링 보호용 개스킷의 전체 높이를 감소시킴으로서, 밸브하우징의 협소한 기존 설치홈의 높이를 변경하지 않고도 오링 보호용 개스킷을 오링과 함께 용이하게 설치할 수 있도록 한다.

제1 차단필름(31)은 제1 차단플레이트(10)의 하부에 배치되고, 내주부가 제1 및 제2 차단플레이트(10, 20)의 내주부와 샤프트의 외주면 사이에서 밸브하우징의 외측방향으로 라운드지게 배치되도록 충분한 길이로 연장형성되는 것을 특징으로 한다.

제2 차단필름(32)은 제1 차단필름(31)의 하부에 배치되고, 내주부가 제1 및 제2 차단플레이트(10, 20)의 내주부와 샤프트의 외주면 사이에서 밸브하우징의 외측방향으로 라운드지게 배치되도록 충분한 길이로 연장형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 제1 차단필름(31)은 연장형성된 내주부는 제2 차단필름(32)의 연장형성된 내주부를 밸브하우징의 내측방향으로 가압할 수 있도록 제2 차단필름(32)의 연장형성된 내주부보다 더 길게 연장형성되는 것을 특징으로 한다.

전술한 본 발명의 제2 실시예에 따른 오링 보호용 개스킷(1)은 도 8에서 보는 바와 같이, 제1 및 제2 차단필름(32)의 연장형성된 내주부가 제1 및 제2 차단플레이트(10, 20)의 내주부와 샤프트(103)의 외주면 사이에서 밸브하우징(101)의 외측방향으로 라운드지게 배치되고, 제2 차단필름(32)보다 더 길게 연장형성된 제1 차단필름(31)이 제2 차단필름(32)을 내측방향으로 가압함에 따라 오링으로 침투되는 공정가스의 높은 압력에 의해 차단필름(30)의 차폐상태가 해제되는 것을 방지할 수 있으므로 높은 압력의 공정가스가 오링으로 침투되는 것을 보다 확실하게 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 오링 보호용 개스킷(1)은 도 9에서 보는 바와 같이, 샤프트(103)와 접하는 제1 및 제2 차단필름(31, 32)의 내주부가 샤프트(103)와의 회전 마찰에 의해 마모되더라도 제2 차단필름(32)의 가압력에 의해 제1 및 제2 차단필름(31, 32)의 마모된 내주부가 샤프트(103)의 외주면에 면 접촉되어 차폐상태가 유지됨에 따라 교체주기가 현저하게 증가되어 오링 및 오링 보호용 개스킷의 교체에 따른 비용을 현저하게 절감할 수 있다.

비록 본 발명이 상기 바람직한 실시 예들과 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허 청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

1 : 오링 보호용 개스킷 10 : 제1 차단플레이트
11 : 안착홈
20 : 제2 차단플레이트 30 : 차단필름
31 : 제1 차단필름 32 : 제2 차단필름
100 : 스로틀 밸브 101 : 밸브하우징
102 : 개폐부재 103 : 샤프트
104 : 오링 105 : 캡
R : 이동로

Claims (4)

1. 밸브하우징과 상기 밸브하우징의 통로를 개폐하는 개폐부재를 회전시키는 샤프트 간에 설치되는 오링의 내측에 설치되어 상기 밸브하우징을 통과하는 공정가스가 상기 오링으로 침투되는 것을 방지하는 오링 보호용 개스킷에 있어서,
   상기 오링 보호용 개스킷은
   내화학성 재질의 링 형상으로 형성되고, 상기 오링의 내측에 순차적으로 배치되는 제1 및 제2 차단플레이트와;
   내화학성 재질의 링 형상으로 형성되고, 상기 제1 및 제2 차단플레이트 사이에 배치되는 하나 이상의 차단필름을 포함하되,
   상기 차단필름은
   상기 제1 및 제2 차단플레이트의 내주부와 상기 샤프트의 외주면 사이의 틈새를 차폐할 수 있도록 내주부가 상기 제1 및 제2 차단플레이트의 내주부 내측방향으로 연장형성되고,
   상기 제1 및 제2 차단플레이트의 외주부와 이와 대응되는 상기 밸브하우징의 일측 사이의 틈새를 차폐할 수 있도록 외주부가 상기 제1 및 제2 차단플레이트의 외주부 외측방향으로 연장형성되는 것을 특징으로 하는 스로틀 밸브의 샤프트 오링 보호용 개스킷.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 차단필름은 내주부가 상기 제1 및 제2 차단플레이트의 내주부와 상기 샤프트의 외주면 사이에서 상기 밸브하우징의 외측방향으로 라운드지게 배치되도록 충분한 길이로 연장형성되는 것을 특징으로 하는 스로틀 밸브의 샤프트 오링 보호용 개스킷.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 차단필름은 상기 밸브하우징의 내측방향을 따라 순차적으로 배치되는 제1 차단필름 및 제2 차단필름을 포함하되,
   상기 제1 차단필름은 연장형성된 내주부가 상기 제2 차단필름의 연장형성된 내주부보다 더 길게 연장형성되어 상기 제2 차단필름의 연장형성된 내주부를 상기 밸브하우징의 내측방향으로 가압하는 것을 특징으로 하는 스로틀 밸브의 샤프트 오링 보호용 개스킷.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 오링과 접촉되는 상기 제1 차단플레이트의 일면에는 원주방향을 따라 상기 오링의 곡률과 대응되는 곡률을 갖는 링 형상의 안착홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 스로틀 밸브의 샤프트 오링 보호용 개스킷.
   
   
   

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