KR102493588B1

KR102493588B1 - 게이트 밸브

Info

Publication number: KR102493588B1
Application number: KR1020160013292A
Authority: KR
Inventors: 츠네오 이시가키; 히로미 시모다; 타카시 나가오
Original assignee: 에스엠시 가부시키가이샤
Priority date: 2015-02-12
Filing date: 2016-02-03
Publication date: 2023-01-31
Also published as: US10253889B2; CH710724B1; TWI673449B; US20160238150A1; CH710724A2; JP2016148404A; CN105889622B; JP6485689B2; TW201641855A; DE102016102206A1; KR20160099486A; CN105889622A

Abstract

[과제] 밸브판 수용 프레임의 직각을 이루는 2개의 연결면을 챔버의 직각을 이루는 2개의 측벽에 각각 접촉시킨 상태로 연결할 수 있는 게이트 밸브를 제공한다.
[해결 수단] 챔버의 1개의 실벽(2a)에 형성된 나사 구멍(15)에, 게이트 밸브(3)의 밸브판 수용 프레임(4)의 1개의 프레임벽(4a)에 형성된 나사 삽통 구멍(17)을 통과해서 고정 나사(18)를 수직으로 나사 부착하고, 그 고정 나사(18)를 조여서 상기 프레임벽(4a)을 상기 실벽(2a)에 압박하여 고정할 때, 상기 고정 나사(18)와 상기 나사 삽통 구멍(17)에 형성된 캠기구(19)에 의해 상기 밸브판 수용 프레임(4)에 상기 고정 나사(18)의 축선(L2)과 직교하는 방향의 추진력을 발생시키고, 그 추진력으로 상기 밸브판 수용 프레임(4)의 다른 프레임벽(4b)을 상기 챔버(1)의 다른 실벽(2b)에 압박해서 고정한다.

Description

게이트 밸브{GATE VALVE}

본 발명은 반도체 처리 장치에 있어서의 진공 챔버의 실벽에 부착되고, 그 실벽에 형성된 개구를 밸브판으로 개폐하는 게이트 밸브에 관한 것이다.

반도체 처리 장치에 있어서는 진공 챔버에 통하는 개구의 개폐에 게이트 밸브가 사용된다. 이 반도체 처리 장치는 매우 고가이고, 처리에 정밀성을 요구하기 때문에 메인터넌스를 빠뜨릴 수 없다. 그 메인터넌스에서는 상기 게이트 밸브를 진공 챔버로부터 분리하여 열화한 밸브판이나 밀봉 부재 등을 교환한다고 하는 작업이 행해지지만, 상기 진공 챔버의 게이트 밸브를 부착하는 부분이나 그 근방은 매우 복잡한 상태로 되어 있기 때문에 상기 게이트 밸브의 분리나 재부착, 밸브판의 교환 등을 가능한 한 간단하고 신속하게 행할 수 있도록, 최근에는 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같은 구조의 게이트 밸브가 사용되고 있다.

이 공지의 게이트 밸브는 상기 개구(관통구)를 개폐하는 밸브판(폐쇄판)과, 그 밸브판을 수용하는 밸브판 수용 프레임(하우징상 부재)과, 상기 밸브판에 연결된 밸브 샤프트(피스톤로드)와, 그 밸브 샤프트를 통해서 상기 밸브판을 개폐 조작하는 조작 기구부(실린더 유닛)를 일체 구조화함으로써 폐쇄 조립체를 형성하고, 상기 밸브판 수용 프레임을 상기 챔버의 측벽에 부착 나사로 고정함으로써 상기 폐쇄 조립체를 상기 진공 챔버에 착탈 가능하게 부착하여 상기 밸브판 수용 프레임에 연결되는 상기 개구를 상기 밸브판으로 개폐하도록 형성되어 있다.

이와 같이 하면, 메인터넌스시에 상기 폐쇄 조립체 전체를 진공 챔버로부터 분리함으로써 상기 밸브판이나 밀봉 부재 등의 교환을 용이하게 행할 수 있다.

일본 특허 제 4210391호 공보

상기 공지의 게이트 밸브는 상기 밸브판 수용 프레임을 챔버의 측벽에 부착 나사로 고정할 경우에, 상기 밸브판 수용 프레임의 직각을 이루는 2개의 연결면을 상기 챔버의 직각을 이루는 2개의 측벽에 각각 접촉시킬 필요가 있다. 이 때문에, 상기 게이트 밸브에 있어서는 상기 밸브판 수용 프레임의 한쪽 연결면과 상기 챔버의 한쪽 측벽에 상기 부착 나사를 부착하기 위한 나사 부착 구멍을 상기 연결면 및 측벽의 양쪽에 대하여 45도 경사지게 하여 형성하고, 이 경사진 부착 구멍에 상기 부착 나사를 나사 부착함으로써 상기 밸브판 수용 프레임의 2개의 연결면을 상기 챔버의 2개의 측벽에 각각 접촉시키도록 하고 있다.

그런데, 이와 같이 상기 밸브판 수용 프레임을 상기 챔버의 측벽에 비스듬한 나사 부착 구멍으로 고정하는 방법은 상기 나사 부착 구멍의 가공시에 위치 정밀도가 나오기 어렵고, 그 가공에 다기능 가공기를 사용하거나 피가공물을 비스듬히 고정해야 한다고 하는 번잡함이 있으며, 그 때문에 가공성이 나쁘고 비용도 든다고 하는 결점이 있었다.

그래서, 본 발명의 목적은 상기 밸브판 수용 프레임을 챔버의 측벽에 대하여 기울어진 부착 나사를 사용하지 않고, 상기 밸브판 수용 프레임의 직각을 이루는 2개의 연결면을 챔버의 직각을 이루는 2개의 측벽에 각각 접촉시킨 상태로 연결할 수 있는 간단하고 합리적인 설계 구조를 갖는 게이트 밸브를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의하면 챔버의 직각으로 연결되는 제 1 실벽과 제 2 실벽에 걸쳐진 상태로 부착되고, 상기 제 1 실벽에 형성된 개구를 밸브판으로 개폐하는 게이트 밸브로서, 상기 게이트 밸브는 상기 제 1 실벽에 압박되는 제 1 프레임벽, 및 상기 제 2 실벽에 압박되는 제 2 프레임벽을 갖는 밸브판 수용 프레임과, 상기 제 1 프레임벽에 상기 개구에 연통하도록 형성된 연통 개구와, 상기 밸브판 수용 범위 내에서 변위함으로써 상기 연통 개구를 개폐하는 상기 밸브판과, 그 밸브판을 개폐 조작하는 조작 기구부와, 상기 밸브판 수용 프레임을 상기 제 1 실벽 또는 제 2 실벽에 고정하기 위한 고정 장치를 갖고, 상기 고정 장치는 상기 제 1 실벽 및 제 2 실벽의 한쪽에 수직으로 형성된 나사 구멍에 나사 부착하기 위한 고정 나사와, 상기 밸브판 수용 프레임의 제 1 프레임벽 및 제 2 프레임벽 중, 상기 한쪽 실벽에 대응하는 한쪽 프레임벽에 수직으로 형성되어 상기 고정 나사가 삽통되는 나사 삽통 구멍을 갖고, 상기 고정 나사와 상기 나사 삽통 구멍에 그 고정 나사를 조여서 상기 한쪽 프레임벽을 상기 한쪽 실벽에 압박해서 고정할 때, 상기 밸브판 수용 프레임에 상기 고정 나사의 축선과 직교하는 방향의 추진력을 발생시키는 캠기구가 형성되고, 상기 추진력으로 상기 밸브판 수용 프레임의 다른쪽 프레임벽이 상기 챔버의 다른쪽 실벽에 압박되도록 구성된 것을 특징으로 하는 게이트 밸브가 제공된다.

본 발명의 구체적인 구성 형태에 의하면, 상기 캠기구는 상기 고정 나사측에 형성된 균일한 경사면으로 이루어지는 캠면과, 상기 나사 삽통 구멍측에 형성된 균일한 경사면으로 이루어지는 캠받이면을 갖고, 상기 캠면의 경사 방향 및 경사 각도와 상기 캠받이면의 경사 방향 및 경사 각도는 각각 서로 동일하게 형성되어 있다.

이 경우, 상기 캠면은 상기 고정 나사에 일체 또는 별체로 설치된 캠부재에 형성되고, 상기 캠받이면은 상기 나사 삽통 구멍의 내측면에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 캠부재는 상기 고정 나사와 별체로 형성되어 있어서 그 고정 나사에, 그 고정 나사의 축선을 중심으로 상대적으로 회전 가능하지만, 상기 축선 방향의 이동은 규제된 상태로 부착되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 하나의 구체적인 구성 형태에 의하면, 상기 캠면 및 캠받이면은 모두 평면상을 하고 있다.

이 경우에 바람직하게는 상기 캠부재가 정면에서 볼 때의 형상이 비원형을 이루고, 그 캠부재의 외측면에 상기 캠면이 형성되고, 상기 나사 삽통 구멍은 상기 캠부재가 비회전 상태로 감합되는 캠부재 감합부를 갖고, 그 캠부재 감합부의 내측면에 상기 캠받이면이 형성되어 있는 것이다.

본 발명의 다른 구체적인 구성 형태에 의하면 상기 캠면 및 캠받이면은 모두 원뿔면상을 하고 있고, 상기 캠면을 형성하는 원뿔면의 최대부의 외경은 상기 캠받이면을 형성하는 원뿔면의 최소부의 내경보다 소경이다.

이 경우에 바람직하게는 상기 캠부재가 원통상을 이루고 있고 그 캠부재에 상기 원뿔면상의 캠면이 형성되며, 상기 나사 삽통 구멍은 지름이 다른 원형의 대경 구멍부와 소경 구멍부를 갖고, 그 대경 구멍부와 소경 구멍부 사이에 상기 원뿔면상의 캠받이면이 형성되어 있는 것이다.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면, 밸브판 수용 프레임의 프레임벽 및 챔버의 실벽에 대하여 수직으로 부착하는 부착 나사와 캠기구의 조합에 의해, 상기 밸브판 수용 프레임의 직각을 이루는 2개의 프레임벽을 챔버의 직각을 이루는 2개의 실벽에 각각 압박한 상태로, 상기 밸브판 수용 프레임을 상기 챔버의 실벽에 고정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태를 나타내는 요부 단면도이며, 게이트 밸브의 밸브판 수용 프레임의 제 1 프레임벽을 챔버의 제 1 실벽에 고정 장치로 연결한 상태를 나타내는 것이다.
도 2는 도 1의 우측면도이다.
도 3의 (a)는 도 1의 요부 확대도, (b)는 (a)의 우측면도이다.
도 4의 (a)는 도 3(a)에 있어서 고정 나사를 조이기 전의 예비 상태의 단면도, (b)는 (a)의 우측면도이다.
도 5의 (a)는 고정 나사를 도 4(a)의 예비 상태로부터 중간 조임 위치까지 조인 상태를 나타내는 단면도, (b)는 (a)의 우측면도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내는 요부 단면도이며, 게이트 밸브의 밸브판 수용 프레임의 제 2 프레임벽을 챔버의 제 2 실벽에 고정 장치로 연결한 상태를 나타내는 것이다.
도 7은 도 6의 우측면도이다.
도 8의 (a)는 도 6의 요부 확대도, (b)는 (a)의 평면도이다.
도 9의 (a)는 도 8(a)에 있어서 고정 나사를 조이기 전의 예비 상태의 단면도, (b)는 (a)의 평면도이다.
도 10의 (a)는 고정 나사를 도 9(a)의 예비 상태로부터 중간 조임 위치까지 조인 상태를 나타내는 단면도, (b)는 (a)의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시형태로서 고정 장치의 변형예를 나타내는 것이며, 게이트 밸브의 밸브판 수용 프레임의 제 1 프레임벽을 챔버의 제 1 실벽에 상기 고정 장치로 고정한 상태를 나타내는 요부 단면도이다.
도 12는 도 11에 있어서 고정 나사를 조이기 전의 예비 상태의 요부 단면도이다.
도 13은 고정 나사를 도 12의 예비 상태로부터 중간 조임 위치까지 조인 상태를 나타내는 요부 단면도이다.
도 14는 제 3 실시형태의 고정 장치의 또 다른 변형예를 나타내는 단면도이다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 게이트 밸브의 제 1 실시형태를 나타내는 것이며, 도면 중의 부호 1은 반도체를 처리하기 위한 진공 챔버(이하, 단지 「챔버」라고 함.), 부호 2는 상기 챔버(1)를 둘러싸는 실벽, 부호 3은 상기 챔버(1)의 실벽(2)에 밸브판 수용 프레임(4)을 통해서 부착된 게이트 밸브, 부호 5는 상기 밸브판 수용 프레임(4)을 상기 실벽(2)에 고정하기 위한 고정 장치를 나타내고 있다.

상기 챔버(1)는 주위를 상기 실벽(2)으로 둘러싼 직육면체상의 방이며 긴 방향과 짧은 방향이 있고, 내부를 진공 처리한 상태에서 상기 반도체에 각종 처리를 실시하는 것이다. 상기 실벽(2) 중, 상기 챔버(1)의 긴 방향의 일단측에 위치하는 제 1 실벽(2a)에는 상기 챔버(1)의 내부에 상기 반도체를 출납하기 위한 가로로 좁고 긴 개구(6)가 형성되고, 상기 제 1 실벽(2a)의 하단부에 직각으로 연결되는 제 2 실벽(저벽)(2b)에는 상기 게이트 밸브(3)의 일부가 감합되는 밸브 감합 구멍(7)이 형성되어 있다. 또한, 상기 제 2 실벽(2b)에 대향하는 제 3 실벽(천벽)(2c)은 개폐 가능한 덮개로 되어 있고, 이 제 3 실벽(2c)을 개방한 상태에서 상기 게이트 밸브(3)를 상기 챔버(1) 내에 삽입하고, 상기 밸브판 수용 프레임(4)을 통해서 상기 게이트 밸브(3)를 상기 제 1 실벽(2a)에 상기 고정 장치(5)로 고정하는 것이다.

상기 게이트 밸브(3)는 상기 밸브판 수용 프레임(4)과, 그 밸브판 수용 프레임(4)의 제 1 프레임벽(4a)에 상기 개구(6)에 연통하도록 형성된 연통 개구(6a)와, 상기 밸브판 수용 프레임(4)의 내부에서 변위하여 상기 연통 개구(6a)를 개폐함으로써 상기 개구(6)를 개폐하는 밸브판(8)과, 밸브 샤프트(9)를 통해서 상기 밸브판(8)을 개폐 조작하는 조작 기구부(10)와, 상기 밸브판 수용 프레임(4)을 상기 챔버(1)의 실벽(2)에 고정하는 상기 고정 장치(5)를 갖고, 상기 밸브판 수용 프레임(4)과, 밸브판(8)과, 밸브 샤프트(9)와, 조작 기구부(10)가 하나의 구조체로서 일체로 조립되어 있다.

상기 밸브판 수용 프레임(4)은 상기 챔버(1)의 제 1 실벽(2a)과 평행을 이루는 상기 제 1 프레임벽(4a)과, 그 제 1 프레임벽(4a)에 직각으로 연결되는 제 2 프레임벽(4b)을 갖고 있고, 상기 챔버(1)의 실벽(2)으로의 부착시에 상기 제 1 프레임벽(4a)이 상기 챔버(1)의 제 1 실벽(2a)의 내면에, 상기 개구(6)를 둘러싸는 제 1 밀봉 부재(11a)를 통해서 압박됨과 아울러, 상기 제 2 프레임벽(4b)이 상기 챔버(1)의 제 2 실벽(2b)의 내면에, 상기 밸브 감합 구멍(7)을 둘러싸는 제 2 밀봉 부재(11b)를 통해서 압박된다. 상기 제 1 밀봉 부재(11a)는 상기 제 1 프레임벽(4a)에 부착되고, 상기 제 2 밀봉 부재(11b)는 상기 제 2 프레임벽(4b)에 부착되어 있다.

또한, 상기 밸브판 수용 프레임(4)의 상기 제 2 프레임벽(4b)은 상기 조작 기구부(10)의 상단부에, 도시하지 않은 연결 장치로 연결되어 있다.

또한, 상기 제 2 프레임벽(4b)의 상기 밸브 샤프트(9)가 삽통되는 샤프트 구멍(12)은 상기 챔버(1)에 연통되어 있지만, 상기 조작 기구부(10)의 내부에서 밸로우즈 등에 의해 외기와 차단되어 있다.

상기 고정 장치(5)는 도 3(a), (b) 및 도 4(a), (b)로부터 분명한 바와 같이, 상기 챔버(1)의 제 1 실벽(2a)에 그 실벽(2a)에 대하여 수직으로 형성된 나사 구멍(15) 및 가이드 구멍(16)과, 상기 밸브판 수용 프레임(4)의 제 1 프레임벽(4a)에 그 프레임벽(4a)에 대하여 수직으로 형성된 나사 삽통 구멍(17)과, 상기 나사 삽통 구멍(17)을 통과해서 상기 나사 구멍(15)에 나사 부착되는 고정 나사(18)와, 그 고정 나사(18) 및 상기 나사 삽통 구멍(17)에 형성된 캠면(20) 및 캠받이면(21)으로 이루어지는 캠기구(19)를 갖고 있다.

상기 고정 장치(5)는 상기 제 1 프레임벽(4a)의 상기 연통 개구(6a)로부터 떨어진 위치, 바꾸어 말하면 상기 제 2 프레임벽(4b)에 가까운 위치에 복수 세트 설치되어 있다.

상기 나사 삽통 구멍(17)은 상기 제 1 프레임벽(4a)의 높이 방향으로 좁고 길게 연장되는 긴 구멍상을 하고 있고, 상기 나사 삽통 구멍(17)의 상기 챔버(1) 내에 개방되는 측의 단부에 직사각형의 캠부재 감합부(22)를 갖고 있다. 따라서, 상기 캠부재 감합부(22)는 상기 나사 삽통 구멍(17)의 일부이다. 단, 이하의 설명에서는 설명의 사정상, 상기 긴 구멍상을 한 부분을 「나사 삽통 구멍(17)」으로 부르고, 직사각형상을 한 부분을 「캠부재 감합부(22)」라고 부르는 것으로 한다.

상기 캠부재 감합부(22)의 4개의 내측면 중, 상기 제 2 프레임벽(4b) 부근의 위치에 있는 1개의 내측면에는 평면상을 한 경사면으로 이루어지는 상기 캠받이면(21)이 형성되고, 그 캠받이면(21)은 상기 캠부재 감합부(22)의 개방단측으로 감에 따라 점차 상기 제 2 프레임벽(4b)에 근접하는 방향으로 균일하게 경사져 있다.

상기 캠받이면(21)이 상기 나사 삽통 구멍(17)의 중심 축선인 삽통 구멍 축선(L1)과의 사이에 이루는 각도는 45도 이하인 것이 바람직하고, 그 바람직한 각도는 20-30도 정도이다. 도시의 예에서는 25도로 형성되어 있다.

한편, 상기 고정 나사(18)는 그 중심 축선인 나사 축선(L2)을 따라 선단측으로부터 기단측을 향해서 순서대로 외주에 볼트가 형성된 나사부(18a)와, 외주에 볼트가 형성되어 있지 않은 원기둥부(18b)와, 회전 조작용의 육각 구멍(18d)이 형성된 원형의 나사 머리(18c)를 갖고 있다.

상기 원기둥부(18b)에는 정면에서 볼 때의 형상이 직사각형을 이루는 캠부재(23)가, 록킹링(24)에 의해 나사 축선(L2) 방향의 이동을 규제한 상태에서 상기 나사 축선(L2)을 중심으로 상대적으로 회전 가능하도록 부착되고, 상기 캠부재(23)의 4개의 외측면 중, 상기 캠부재 감합부(22)의 상기 캠받이면(21)에 대면하는 1개의 외측면에 그 캠받이면(21)에 접촉하는 상기 캠면(20)이 형성되어 있다. 이 캠면(20)은 평면상을 한 경사면으로 이루어져 있고, 상기 캠받이면(21)과 같은 방향, 즉 상기 고정 나사(18)의 선단측을 향해서 점차 나사축(L2)에 근접하는 방향으로 균일하게 경사져 있다. 이 캠면(20)이 상기 나사 축선(L2)과의 사이에 이루는 각도는 상기 캠받이면(21)이 상기 삽통 구멍 축선(L1)과의 사이에 이루는 각도와 같은 크기이며, 도시의 예에서는 25도이다.

그리고, 상기 캠면(20)과 캠받이면(21)으로 형성된 상기 캠기구(19)에 의해 상기 고정 나사(18)를 조여서 제 1 프레임벽(4a)을 제 1 실벽(2a)에 고정할 때, 상기 밸브판 수용 프레임(4)에 상기 고정 나사(18)의 나사 축선(L2)과 직교하는 방향의 추진력이 발생하고, 그 추진력에 의해 상기 밸브판 수용 프레임(4)의 제 2 프레임벽(4b)이 상기 챔버(1)의 제 2 실벽(2b)에 압박되도록 구성되어 있다.

상기 고정 장치(5)에 의해 상기 게이트 밸브(3)를 상기 챔버(1)의 실벽(2)에 대하여 고정하는 조작은 다음과 같이 해서 행하여진다.

도 4(a), (b)는 상기 챔버(1) 내에 수용한 게이트 밸브(3)의 밸브판 수용 프레임(4)을 고정 장치(5)에 의해 상기 챔버(1)의 제 1 실벽(2a)에 고정하기 전의 예비 상태를 나타내고 있다. 이 예비 상태는 상기 고정 나사(18)의 나사부(18a)의 선단 일부가 나사 구멍(15)에 끼워넣어짐과 아울러, 원기둥부(18b)의 선단이 상기 가이드 구멍(16)에 감함됨으로써 상기 고정 나사(18)가 상기 제 1 실벽(2a)에 대하여 안정된 상태로 임시 고정되어 있지만, 아직 조여지지 않은 상태이다. 이때, 상기 제 1 밀봉 부재(11a) 및 제 2 밀봉 부재(11b)는 아직 압축되어 있지 않기 때문에, 상기 밸브판 수용 프레임(4)의 제 1 프레임벽(4a) 및 제 2 프레임벽(4b)의 벽면(4c)은 챔버(1)의 제 1 실벽(2a) 및 제 2 실벽(2b)의 내면으로부터 떨어져 있다. 또한, 상기 캠부재(23)의 캠면(20)은 상기 캠부재 감합부(22)의 캠받이면(21)에 상기 캠부재 감합부(22)의 개방단측의 위치에서 접촉하고, 상기 고정 나사(18)의 원기둥부(18b)는 상기 나사 삽통 구멍(17)의 장축 방향의 양단부 중, 상기 제 2 프레임벽(4b) 부근의 단부인 제 1 구멍끝(17a)측에 위치하고 있다.

도 4(a)의 예비 상태로부터 상기 고정 나사(18)를 끼워넣으면 그 고정 나사(18)는 회전하면서 전진하지만, 상기 캠부재(23)는 상기 캠부재 감합부(22)의 내부를 비회전 상태로 전진하여 도 5(a), (b)에 나타내는 바와 같이 상기 캠부재(23)의 선단의 압박면(23a)이 상기 캠부재 감합부(22)의 저면의 피압박면(22a)에 접촉하는 중간 조임 위치에 도달한다. 이때, 상기 캠부재(23)의 캠면(20)이 캠받이면(21)을 따라 미끄러지면서 그 캠받이면(21)을 압박하기 때문에 상기 밸브판 수용 프레임(4)에는 나사 축선(L2)과 직교하는 방향의 수직 분력이 추진력으로서 작용하고, 이 추진력에 의해 상기 밸브판 수용 프레임(4)은 챔버(1)의 제 2 실벽(2b)측을 향해서 압박 이동되어 제 2 프레임벽(4b)이 제 2 밀봉 부재(11b)를 압축해서 상기 제 2 실벽(2b)에 압박된 상태가 된다. 이때, 상기 제 2 프레임벽(4b)의 벽면(4c)은 상기 제 2 실벽(2b)의 내면에 접촉하고 있어도 좋지만, 그 내면과의 사이에 약간의 갭을 통해서 상기 제 2 실벽(2b)으로부터 이간되어 있는 것이 바람직하다.

상기 밸브판 수용 프레임(4)의 이동에 의해, 상기 고정 나사(18)의 원기둥부(18b)는 상기 나사 삽통 구멍(17)의 상기 제 1 구멍끝(17a)과 반대측의 제 2 구멍끝(17b)측에 위치한다.

한편, 상기 밸브판 수용 프레임(4)에는 상기 나사 축선(L2)과 평행하는 방향의 분력도 추진력으로서 작용하여 이 평행 분력에 의해 상기 밸브판 수용 프레임(4)이 상기 제 1 실벽(2a) 방향으로도 압박되지만, 이 평행 분력은 상기 수직 분력보다 작기 때문에 상기 밸브판 수용 프레임(4)은 제 1 밀봉 부재(11a)를 약간 압축해서 상기 제 1 실벽(2a) 방향으로 약간 변위하는 정도이다.

계속해서, 상기 고정 나사(18)를 도 5(a)의 중간 조임 위치로부터 더욱 끼워넣어 도 3(a), (b)에 나타내는 최종 조임 위치까지 조이면, 상기 밸브판 수용 프레임(4)은 챔버(1)의 상기 제 1 실벽(2a) 방향으로 변위하여 상기 제 1 프레임벽(4a)이 제 1 밀봉 부재(11a)를 압축해서 상기 제 1 실벽(2a)에 압박된 상태가 된다. 이때, 상기 제 2 프레임벽(4b)은 상기 제 2 실벽(2b)에 제 2 밀봉 부재(11b)를 압축해서 압박된 상태로 되어 있지만, 그 상태 그대로 상기 제 2 실벽(2b)을 따라 변위하게 된다. 따라서, 상기 제 2 밀봉 부재(11b)에는 상기 제 2 실벽(2b)에 점착해서 이물이 발생하는 것을 방지하기 위해서 비점착 처리를 실시해 두는 것이 바람직하다.

상기 제 1 프레임벽(4a)의 벽면(4c)은 상기 제 1 실벽(2a)의 내면에 접촉하고 있어도 좋고 약간의 갭을 유지하여 이간되어 있어도 좋지만, 상기 밸브판(8)으로 연통 개구(6a)를 폐쇄할 때의 압박력에 의해 상기 제 1 프레임벽(4a)이 변위하는 것을 방지하기 위해서는 상기 제 1 프레임벽(4a)을 상기 제 1 실벽(2a)에 접촉시키는 것이 바람직하다. 그 경우, 메탈 터치에 의한 이물의 발생을 최대한 억제하기 위해서 상기 제 1 프레임벽(4a)의 벽면(4c)의 일부만을 상기 제 1 실벽(2a)에 접촉시키고, 그 밖의 벽면 부분은 오목상으로 형성함으로써 상기 제 1 실벽(2a)에 대하여 비접촉으로 하는 것이 바람직하다. 그 경우, 상기 제 1 실벽(2a)에 접촉시키는 벽면 부분은 상기 제 1 프레임벽(4a)의 상단부의, 상기 제 1 밀봉 부재(11a)보다 외측의 부분과, 상기 나사 삽통 구멍(17)의 주변의 부분인 것이 바람직하다.

이렇게 하여, 모든 고정 장치(5)의 고정 나사(18)를 조임으로써 챔버(1)의 실벽(2)에 대한 상기 밸브판 수용 프레임(4)의 고정, 즉 상기 챔버(1)에 대한 게이트 밸브(3)의 부착이 완료된다.

상기 게이트 밸브(3)를 메인터넌스 등을 위해서 상기 챔버(1)로부터 분리하는 경우에는, 상기 부착시의 순서와 반대의 순서를 따라 행하면 좋다. 이 경우, 상기 고정 나사(18)에 부착된 상기 캠부재(23)는 록킹링(24)에 의해 상기 고정 나사(18)에 록킹되어 있기 때문에, 그 고정 나사(18)를 분리할 때 그 고정 나사(18)와 함께 상기 캠부재 감합부(22)로부터 빠진다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내는 것이며, 이 제 2 실시형태가 상기 제 1 실시형태와 상위한 점은 밸브판 수용 프레임(4)의 제 2 프레임벽(4b)을 챔버(1)의 제 2 실벽(2b)에 복수의 고정 장치(5A)에 의해 고정한 점이다. 이 때문에, 도시의 예에서는 상기 고정 장치(5A)가 상기 제 2 실벽(2b)에 형성된 밸브 감합 구멍(7)의 긴 방향의 양외측의 위치에 각각 1세트씩 설치되어 있다.

상기 고정 장치(5A)는 도 8(a), (b) 및 도 9(a), (b)로부터도 분명한 바와 같이, 상기 제 1 실시형태의 고정 장치(5)와 실질적으로 같은 구성을 갖는 것이다. 즉, 상기 고정 장치(5A)는 상기 챔버(1)의 제 2 실벽(2b)에, 그 실벽(2b)에 대하여 수직으로 형성된 나사 구멍(15) 및 가이드 구멍(16)과, 상기 밸브판 수용 프레임(4)의 제 2 프레임벽(4b)에, 그 프레임벽(4b)에 대하여 수직으로 형성된 나사 삽통 구멍(17)과, 그 나사 삽통 구멍(17)을 통해서 상기 나사 구멍(15)에 나사 부착되는 고정 나사(18)와, 그 고정 나사(18)와 상기 나사 삽통 구멍(17)에 형성된 캠기구(19)를 갖고 있다.

상기 캠기구(19)는 상기 고정 나사(18)에 부착된 캠부재(23)의 1개의 외측면에 형성된 캠면(20)과, 상기 나사 삽통 구멍(17)에 있어서의 캠부재 감합부(22)의 1개의 내측면에 형성된 캠받이면(21)으로 형성되어 있고, 상기 캠면(20) 및 캠받이면(21)은 상기 캠부재(23) 및 캠부재 감합부(22)의 제 1 프레임벽(4a)측에 위치하는 측면에 형성되어 있다.

이 제 2 실시형태에 있어서, 상기 고정 장치(5A)에 의해 밸브판 수용 프레임(4)의 제 2 프레임벽(4b)을 챔버(1)의 제 2 실벽(2b)에 고정하는 순서는 실질적으로 상기 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지이다.

즉, 도 9 (a), (b)에 나타내는 예비 상태로부터 상기 고정 나사(18)를 도 10 (a), (b)에 나타내는 바와 같이 캠부재(23) 선단의 압박면(23a)이 캠부재 감합부(22)의 저면의 피압박면(22a)에 접촉하는 중간 조임 위치까지 끼워넣음으로써 상기 캠기구(19)의 캠면(20)이 캠받이면(21)을 압박하고, 상기 밸브판 수용 프레임(4)을 챔버(1)의 제 1 실벽(2a)측을 향해서 변위시키기 때문에 제 1 프레임벽(4a)이 제 1 밀봉 부재(11a)를 압축해서 상기 제 1 실벽(2a)에 압박된다.

계속해서, 상기 고정 나사(18)를 도 10 (a), (b)의 중간 조임 위치로부터 더욱 끼워넣어 도 8 (a), (b)에 나타내는 최종 조임 위치까지 조임으로써 상기 밸브판 수용 프레임(4)이 챔버(1)의 제 2 실벽(2b) 방향으로 변위하고, 제 2 프레임벽(4b)이 제 2 밀봉 부재(11b)를 압축해서 상기 제 2 실벽(2b)에 압박된 상태가 된다. 이때, 상기 제 1 실벽(2a)에 압박된 상태로 되어 있는 상기 제 1 프레임벽(4a)은 그 상태 그대로 상기 제 1 실벽(2a)을 따라 변위한다.

이렇게 하여 2개의 고정 장치(5A)의 고정 나사(18)를 조임으로써 챔버(1)의 실벽(2)에 대한 상기 밸브판 수용 프레임(4)의 고정, 즉 상기 챔버(1)에 대한 게이트 밸브(3)의 부착이 완료된다.

이 제 2 실시형태에 있어서는 상기 밸브판 수용 프레임(4)의 제 1 프레임벽(4a)은 상기 제 1 실벽(2a)에 대한 접촉 면적을 적게 하기 위해서, 제 1 밀봉 부재(11a)를 둘러싸는 부분이 상기 제 1 실벽(2a)에 접촉하고, 그 밖의 부분은 그 제 1 실벽(2a)에 대하여 비접촉이 되도록 형성되어 있다.

도 11-도 13은 본 발명의 제 3 실시형태로서, 고정 장치의 변형예에 대해서 부분적으로 나타내는 것이다. 이 고정 장치(5B)는 캠기구(34)의 캠면(35) 및 캠받이면(36)을 형성하는 경사면이 모두 원뿔면상을 하고 있는 점에서 상기 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태의 고정 장치(5, 5A)와 상위하고 있다.

이하, 이 제 3 실시형태의 고정 장치(5B)의 구성을 도 1 및 도 2에 나타내는 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지로, 상기 고정 장치(5B)에 의해 밸브판 수용 프레임(4)의 제 1 프레임벽(4a)을 챔버(1)의 제 1 실벽(2a)에 고정할 경우에 대하여 설명한다. 그때, 상기 고정 장치(5B) 이외의 도 11-도 13에 기재되어 있지 않은 챔버(1) 및 밸브판 수용 프레임(4)의 구성에 대해서는 필요에 따라서 도 1 및 도 2를 참조하는 것으로 한다.

상기 고정 장치(5B)는 상기 챔버(1)의 제 1 실벽(2a)에 그 실벽(2a)에 대하여 수직으로 형성된 나사 구멍(31)과, 상기 밸브판 수용 프레임(4)의 제 1 프레임벽(4a)에 그 프레임벽(4a)에 대하여 수직으로 형성된 나사 삽통 구멍(32)과, 상기 나사 삽통 구멍(32) 내에 삽통되어서 상기 나사 구멍(31)에 나사 부착되는 고정 나사(33)와, 그 고정 나사(33)와 상기 나사 삽통 구멍(32)에 형성된 캠기구(34)를 갖고 있다.

상기 나사 삽통 구멍(32)은 원형의 구멍이며, 삽통 구멍 축선(L1)을 따라 상기 나사 삽통 구멍(32)의 선단측으로부터 기단측을 향해서 순서대로 소경 구멍부(32a)와, 그 소경 구멍부보다 구멍 지름이 큰 대경 구멍부(32b)와, 그 대경 구멍부(32b)보다 더욱 구멍 지름이 큰 나사 머리 감합부(32c)를 갖고, 상기 소경 구멍부(32a)와 상기 대경 구멍부(32b) 사이에 원뿔면상을 한 상기 캠받이면(36)이 형성되며, 상기 나사 머리 감합부(32c)의 저부에는 상기 고정 나사(33)의 나사 머리(33c)가 접촉하는 좌부(32d)가 형성되어 있다.

한편, 상기 고정 나사(33)는 나사 축선(L2)을 따라 선단측으로부터 기단측을 향해서 순서대로 외주에 나사가 형성된 나사부(33a)와, 외주에 나사가 형성되어 있지 않은 원기둥부(33b)와, 육각 구멍을 갖는 원형의 상기 나사 머리(33c)를 갖고 있다. 상기 원기둥부(33b)에는 서로 외경이 다른 기단측[나사 머리(33c)측]의 대경부(33b1)와 선단측[나사부(33a)측]의 소경부(33b2)가 형성되고, 이들 대경부(33b1)와 소경부(33b2) 사이에 원뿔면상을 한 상기 캠면(35)이 형성되어 있다.

상기 고정 나사(33)의 대경부(33b1)의 외경은 상기 나사 삽통 구멍(32)의 대경 구멍부(32b)의 내경보다 작고, 또한 상기 소경 구멍부(32a)의 내경보다 아주 약간 작게 형성되어 있어서, 그 소경 구멍부(32a)의 내부에 흔들리지 않는 상태로 정확하게 감합될 수 있는 정도의 크기로 되어 있다. 따라서, 상기 캠면(35)을 형성하는 원뿔면의 최대부의 외경은 상기 캠받이면(36)을 형성하는 원뿔면의 최소부의 내경보다 소경이다.

상기 구성을 갖는 제 3 실시형태의 고정 장치(5B)에 의해 밸브판 수용 프레임(4)의 제 1 프레임벽(4a)을 챔버(1)의 제 1 실벽(2a)에 고정하는 순서는 실질적으로 상기 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지이다.

즉, 도 12는 상기 고정 나사(33)의 나사부(33a)의 선단의 일부를 나사 삽통 구멍(32)의 나사 구멍(31)에 끼워넣어서 임시 고정한 예비 상태를 나타내는 것이다. 이 예비 상태에서는 상기 고정 나사(33)의 대경부(33b1)가 나사 삽통 구멍(32)의 대경 구멍부(32b) 내에 감합되어 있고 캠면(35)의 일부가 캠받이면(36)의 일부에 접촉하고 있지만, 아직 그 캠받이면(36)을 압박하고 있지 않기 때문에 상기 밸브판 수용 프레임(4)의 제 1 프레임벽(4a) 및 제 2 프레임벽(4b)은 챔버(1)의 제 1 실벽(2a) 및 제 2 실벽(2b)으로부터 떨어져 있다. 따라서, 상기 나사 삽통 구멍(32)의 삽통 구멍 축선(L1)과 고정 나사(33)의 나사 축선(L2)은 서로 어긋난 위치에 있다.

도 12의 예비 상태로부터 상기 고정 나사(33)를 도 13에 나타내는 바와 같이 나사 머리(33c)가 나사 머리 감합부(32c)의 좌부(32d)에 접촉하는 중간 조임 위치까지 끼워넣으면, 원뿔면상의 상기 캠면(35)의 일부가 원뿔면상의 상기 캠받이면(36)의 일부에 접촉하고, 그 캠받이면(36)을 따라 미끄러지면서 그 캠받이면(36)을 압박하여 대경부(33b1)가 소경 구멍부(32a) 내에 감합되기 때문에, 밸브판 수용 프레임(4)은 삽통 구멍 축선(L1)과 직교하는 방향의 추진력에 의해 제 2 실벽(2b)측을 향해서 압박 이동되어 제 2 프레임벽(4b)이 상기 제 2 실벽(2b)에 압박된 상태가 된다. 또한, 상기 나사 삽통 구멍(32)의 삽통 구멍 축선(L1)과 고정 나사(33)의 나사 축선(L2)은 일치한 상태가 된다.

계속해서, 상기 고정 나사(33)를 도 11에 나타내는 최종 조임 위치까지 조이면 상기 밸브판 수용 프레임(4)은 챔버(1)의 제 1 실벽(2a) 방향으로 변위하고, 제 1 프레임벽(4a)이 상기 제 1 실벽(2a)에 압박된 상태가 되어 상기 밸브판 수용 프레임(4)의 고정이 완료된다.

상기 제 3 실시형태의 고정 장치(5B)는 도 6 및 도 7에 나타내는 제 2 실시형태의 고정 장치(5A)와 마찬가지로, 밸브판 수용 프레임(4)의 제 2 프레임벽(4b)을 챔버(1)의 제 2 실벽(2b)에 고정할 경우에도 사용할 수 있다.

또한, 상기 제 3 실시형태의 고정 장치(5B)에 있어서는 상기 고정 나사(33)의 원기둥부(33b)에 캠면(35)이 직접 형성되어 있지만, 도 14에 나타내는 바와 같이 상기 원기둥부(33b)에 원통상의 캠부재(37)를 부착하고 이 캠부재(37)의 일부, 예를 들면 선단부를 원뿔면상으로 형성함으로써 상기 캠면(35)을 형성할 수도 있다. 이 경우, 상기 캠부재(37)는 상기 고정 나사(33)에 대하여 서로 고정되어 있어도 좋고 상대적으로 회전 가능해도 좋지만, 회전 가능하게 할 경우에는 고정 나사(33)를 나사 삽통 구멍(32)으로부터 분리할 때에 상기 캠부재(37)가 상기 나사 삽통 구멍(32) 내에 잔류하는 것을 방지하기 위해서 나사 축선(L2) 방향의 이동을 규제한 상태에서 상기 고정 나사(33)에 부착하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 3 실시형태의 고정 장치(5B)는 상기 고정 나사(33)의 원기둥부(33b)와 상기 캠부재(37)가 일체 구조를 하고 있다고 볼 수 있다.

도시한 실시형태에서는 상기 캠면(20, 35)과 나사 축선(L2)이 이루는 각도, 및 상기 캠받이면(21, 36)과 삽통 구멍 축선(L1)이 이루는 각도가 모두 45도보다 작은 각도(예를 들면, 25도)로 형성되어 있지만, 그 각도는 45도로 할 수도 있다. 이와 같이 상기 캠면(20, 35) 및 캠받이면(21, 36)을 45도로 함으로써 상기 고정 나사(18, 33)를 조여서 상기 캠면(20, 35)으로 캠받이면(21, 36)을 압박했을 때에, 그 캠받이면(21, 36), 즉 상기 밸브판 수용 프레임(4)에 대하여 나사 축선(L2)과 직교하는 방향 및 평행하는 방향의 양방향에 서로 동일한 추진력을 작용시킬 수 있고, 이 결과 상기 밸브판 수용 프레임(4)을 제 1 프레임벽(4a) 및 제 2 프레임벽(4b)의 양쪽이 챔버(1)의 제 1 실벽(2a) 및 제 2 실벽(2b)의 양쪽에 동시에 근접하도록 변위시킬 수 있기 때문에, 상기 챔버(1)의 실벽(2)에 대한 상기 밸브판 수용 프레임(4)의 고정을 간단하고 또한 원활하게 행할 수 있다.

1 : 챔버 2 : 실벽
2a : 제 1 실벽 2b : 제 2 실벽
3 : 게이트 밸브 4 : 밸브판 수용 프레임
5, 5A, 5B : 고정 장치 6 : 개구
6a : 연통 개구 7 : 밸브 감합 구멍
8 : 밸브판 10 : 조작 기구부
11a : 제 1 밀봉 부재 11b : 제 2 밀봉 부재
15 : 나사 구멍 17 : 나사 삽통 구멍
18 : 고정 나사 18a : 나사부
18b : 원기둥부 18c : 나사 머리
19 : 캠기구 20 : 캠면
21 : 캠받이면 22 : 캠부재 감합부
23 : 캠부재 31 : 나사 구멍
32 : 나사 삽통 구멍 32a : 소경 구멍부
32b : 대경 구멍부 33 : 고정 나사
33a : 나사부 33b : 원기둥부
33b1 : 대경부 33b2 : 소경부
33c : 나사 머리 34 : 캠기구
35 : 캠면 36 : 캠받이면
37 : 캠부재

Claims

챔버의 직각으로 연결되는 제 1 실벽과 제 2 실벽에 걸쳐진 상태로 부착되고, 상기 제 1 실벽에 형성된 개구를 밸브판으로 개폐하는 게이트 밸브로서,
상기 게이트 밸브는 상기 제 1 실벽에 압박되는 제 1 프레임벽, 및 상기 제 2 실벽에 압박되는 제 2 프레임벽을 갖는 밸브판 수용 프레임과, 상기 제 1 프레임벽에 상기 개구에 연통하도록 형성된 연통 개구와, 상기 밸브판 수용 프레임 내에서 변위함으로써 상기 연통 개구를 개폐하는 상기 밸브판과, 그 밸브판을 개폐 조작하는 조작 기구부와, 상기 밸브판 수용 프레임을 상기 제 1 실벽 또는 제 2 실벽에 고정하기 위한 고정 장치를 갖고,
상기 고정 장치는 상기 제 1 실벽 및 제 2 실벽의 한쪽에 수직으로 형성된 나사 구멍에 나사 부착하기 위한 고정 나사와, 상기 밸브판 수용 프레임의 제 1 프레임벽 및 제 2 프레임벽 중, 상기 한쪽 실벽에 대응하는 한쪽 프레임벽에 수직으로 형성되어 상기 고정 나사가 삽통되는 나사 삽통 구멍을 갖고, 상기 고정 나사와 상기 나사 삽통 구멍에 그 고정 나사를 조여서 상기 한쪽 프레임벽을 상기 한쪽 실벽에 압박해서 고정할 때, 상기 밸브판 수용 프레임에 상기 고정 나사의 축선과 직교하는 방향의 추진력을 발생시키는 캠기구가 형성되고, 상기 추진력으로 상기 밸브판 수용 프레임의 다른쪽 프레임벽이 상기 챔버의 다른쪽 실벽에 압박되도록 구성되고,
상기 캠기구는, 상기 고정 나사측에 형성된 캠면과, 상기 나사 삽통 구멍측에 형성된 캠받이면을 포함하고, 상기 캠면의 경사 방향 및 경사 각도와 상기 캠받이면의 경사 방향 및 경사 각도는 각각 서로 동일하고,
상기 나사 삽통 구멍의 내경은, 상기 캠기구에 의해 상기 밸브판 수용 프레임에 상기 추진력이 작용했을 때 상기 밸브판 수용 프레임이 상기 고정 나사에 대해 상기 추진력의 방향으로 이동할 수 있는 크기인 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 캠면은 상기 고정 나사에 일체 또는 별체로 설치된 캠부재에 형성되고, 상기 캠받이면은 상기 나사 삽통 구멍의 내측면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
제 2 항에 있어서,
상기 캠부재는 상기 고정 나사와 별체로 형성되어 있어서 그 고정 나사에, 그 고정 나사의 축선을 중심으로 상대적으로 회전 가능하지만, 상기 축선 방향의 이동은 규제된 상태로 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 캠면 및 캠받이면은 모두 평면상을 하고 있는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
제 3 항에 있어서,
상기 캠면 및 캠받이면은 모두 평면상을 하고 있는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
제 5 항에 있어서,
상기 캠부재는 정면에서 볼 때의 형상이 비원형을 이루고, 그 캠부재의 외측면에 상기 캠면이 형성되고, 상기 나사 삽통 구멍은 상기 캠부재가 비회전 상태로 감합되는 캠부재 감합부를 갖고, 그 캠부재 감합부의 내측면에 상기 캠받이면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 캠면 및 캠받이면은 모두 원뿔면상을 하고 있고, 상기 캠면을 형성하는 원뿔면의 최대부의 외경은 상기 캠받이면을 형성하는 원뿔면의 최소부의 내경보다 소경인 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 캠면 및 캠받이면은 모두 원뿔면상을 하고 있고, 상기 캠면을 형성하는 원뿔면의 최대부의 외경은 상기 캠받이면을 형성하는 원뿔면의 최소부의 내경보다 소경인 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
제 8 항에 있어서,
상기 캠부재는 원통상을 하고 있고 그 캠부재에 상기 원뿔면상의 캠면이 형성되며, 상기 나사 삽통 구멍은 지름이 다른 원형의 대경 구멍부와 소경 구멍부를 갖고, 그 대경 구멍부와 소경 구멍부 사이에 상기 원뿔면상의 캠받이면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
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