KR20050106096A - 유량 제어 밸브 - Google Patents

Abstract

열린 상태에 있는 경우 피스톤의 정지 위치를 접합하여 결정하는 것에 의하여 유량 조정이 행하여지는 것이고, 이로 인해 유량 조정을 원격으로 정확하게 행하는 것이 가능한 유량 제어 밸브에 관한 것이다. 닫힌 상태에 있는 경우는, 리턴 스프링(20, 21)의 힘이 피스톤(22)에 작용하는 것에 의하여, 격판(24)이 밸브 시트(54)와 밀접하게 된다. 여기에서, 조종실(55)의 내부에 압축 공기를 공급할 때, 피스톤(22)이 이동하는 경우에, 격판(24)이 밸브 시트(54)로부터 떨어진다. 그 후, 피스톤(22)이 너트(19)에 접합하는 것에 의하여, 격판(24)이 정지하고, 격판(24)과 밸브 시트(54)와의 틈이 고정되어, 열린 상태로 된다. 물론, 서보 모터(11)등으로써, 너트(19)를 임의의 위치까지 이동시키는 것이 가능한 경우에, 너트(19)에 피스톤이 접합한 위치를 변경하는 것이 가능하다.

Description

유량 제어 밸브{FLOW CONTROL VALVE}

본 발명은, 압축 공기의 압력이 용수철의 힘에 대항하는 것에 의하여 열린 상태로 이행, 열린 상태를 유지하는 유량 제어 밸브인 것으로, 특히, 반도체 제조 장치에 사용되는 것에 관한 것이다.

종래, 유량 제어 밸브의 하나로써, 예를 들면, 특개평 7-253170호 공보에 기재된 유량 제어 밸브가 있다. 제 4도에서, 이와 같은 유량 제어 밸브 100의 단면도를 도시한다. 유량 제어 밸브 100는 입력 포트 121 및 출력 포트 122가 좌우에 형성되어 있는 저면 120를 가지고, 그 상방에는 제 1 조작 포트 131가 형성된 중간체 130가 단단하게 설치되어있고, 그 상방에, 제 2 조작 포트 141가 형성된 조정 나사 142가 장착된 상면 140가 고정되어 전체 형상을 만들고 있다.

저면 120에는 도면 중 왼쪽 방향의 입력 포트 121 및 도면 중 오른쪽 방향의 출력 포트 122에 더하여, 중앙에 고리 형상의 밸브 시트 101가 형성되어 있다. 밸브 시트 101의 내부 A는 입력 포트 121와 연결되고, 밸브 시트 101의 외부 B는 출력 포트 122와 연결되어 있다. 밸브 몸체 102가 밸브 시트 101에 접촉하는 것에 의하여 입력 포트 121 및 출력 포트 122가 차단되고, 밸브 몸체 121가 밸브 시트 101로부터 떨어지는 것에 의하여 양 포트 121, 122가 연결된다.

중간체 130는 저면의 중앙부 상방에 단단히 설치되는 대략 원주 형상의 부재이다. 중간체 130에는, 제 1 조작 포터 131가 형성되어 있는 것에 더하여, 내부에는 작은 직경의 실린더 132 및 큰 직경의 실린더 133가 형성되어 있다. 중간체 130의 내부에는, 거의 원주 형상의 피스톤 150이 상하 방향으로 접어 움직이는 것이 가능하도록 끼워져 있다. 피스톤 150은, 중앙의 큰 직경 부분 151, 그 하방의 하부 작은 직경 부분 152 및 큰 직경 부분 151의 상방의 상부 작은 직경 부분 153을 구비하고 있다. 큰 직경 부분 151은 중간체 130의 큰 직경 실린더 133에, 하부 작은 직경 부분 152은 작은 실린더 132에 각각 밀폐되어 끼워져 있다. 그런데, 큰 직경 부분 151의 하면 154 및 중간체 130에 의하여 제 1 조작실 134이 구획된다. 제 1 조작실 134에는, 중간체 130의 제 1 조작 포트 131가 열려 있고, 제 1 조작 포트 131를 통하여, 제 1 조작실 134에 공기압을 인가하거나 개방하는 것이 가능하다. 제 1 조작실 134에 공기압이 인가될 때, 피스톤 150은 상방으로 밀어올려진다.

피스톤 150의 하부 작은 직경 부분 152의 하단에는, 밸브 본체 102가 설치되어 있다. 밸브 본체 102의 주변부는 격판 156으로 되어 있고 그 주변 가장자리는 저면 120 및 중간체 130에 끼워져 있다. 밸브 본체 120는, 피스톤 150의 상하 움직임에 따라 이동하고, 저면 120의 밸브 시트 101에 떨어지거나 접촉한다. 밸브 본체 102가 밸브 시트 101에 접촉할 때 입력 포트 121 및 출력 포트 122가 차단되고, 밸브 본체 102가 밸브 시트 101로부터 떨어질 때 양 포트 121, 122가 연결된다.

상면 140은, 중간체 130의 상방에 단단하게 설치되는 거의 원주 형상의 부재이다. 상면 140에는, 제 2 조작 포트 141가 형성되어 있는 것에 더하여, 중앙에 구멍 143이 관통하여 형성되어 있다. 피스톤 150의 상부 작은 직경 부분 153이, 상면 140의 구멍 143에 끼워져 있다. 큰 직경 부분 151의 상면 155, 중간체 130 및 상면 140에 의하여 제 2 조작실 144이 구획된다. 제 2 조작실 144에는, 상면 140의 제 2 조작 포트 141가 열려 있어, 제 2 조작 포트 141를 통하여 제 2 조작실 144에 공기압을 인가하거나 개방하는 것이 가능하다. 제 2 조작실 144에 공기압이 인가될 때, 피스톤 150은 하방으로 눌려진다. 또한, 상면 140에는, 스프링 홈 145이 형성되어 있고, 피스톤 150의 상면 155 및 스프링 홈 145과의 사이에는 리턴 스프링 146이 끼워져 있다. 리턴 스프링 146은 피스톤 150을 하방으로 누르고 있다.

상면 140의 구멍 143의 상부 절반 부분에는 나사 구멍이 잘려져 있다. 이 부분에는 조정 나사 142가 장착된다. 조정 나사 142는, 그 하단 147에 피스톤 150의 상방향으로의 이동을 규제하도록 되어 있다. 조정 나사 142를 회전하여 그 하단 147의 높이를 변화시킬 때, 피스톤 150의 정지 위치도 바꾸도, 밸브를 여는 때에 밸브 몸체 102 및 밸브 시트 101의 거리를 조절하는 것이 가능하다. 조정 나사 142가 사용하지 않을 때 움직이지 않도록, 고정 나사 148로 고정하는 것이 가능하다.

다음으로, 상기 구성을 가지는 유량 제어 밸브 100의 작용을 설명한다. 유량 제어 밸브 100는, 제 1 조작 포트 131 또는 제 2 조작 포트 141에 공기압을 인가하는 것에 의하여 조작된다. 이 공기압의 공급 수단은, 압축 공기 봄베 및 공기압 펌프의 어떤 것이 바람직하다.

또한 제 1 조작 포트 131 및 제 2 조작 포트 141 어느 쪽도 공기압을 인가하지 않는 상태에 있는 것이 고려된다. 이 상태에서는 피스톤 150은, 리턴 스프링 146에 의하여 힘을 얻는다. 그러므로 피스톤 150은, 하단에 설치된 밸브 본체 102가 밸브 시트 101에 접촉하는 때까지 하방으로 이동되어 있다. 이 상태에서는, 밸브 시트 101 및 밸브 본체 102가 접촉하는 것에 의하여, 입력 포트 121 및 출력 포트 122의 연결이 차단되고, 유량 제어 밸브 100는 닫힌다.

제 1 조작 포트 131에 공기압을 인가할 때, 유량 제어 밸브 100의 제 1 조작실 134이 고압으로 된다. 이로 인하여, 피스톤 150은, 상방으로 밀어올려진 리턴 스프링 146의 힘에 대항하여, 상단이 조정 나사의 하단에 접촉할 때까지 이동하여 정지한다. 이로 인하여, 밸브 본체 102 및 피스톤 150이 함께 상방으로 이동하고, 밸브 시트 101 및 밸브 본체 102의 사이에 간격이 형성되고, 입력 포트 121 및 출력 포트 122가 연결되어, 유량 제어 밸브 100는 열린다.

이 상태에서, 조정 나사 142를 조작하여 하단 147의 위치를 변경할 때, 피스톤 150의 정지 위치가 변경되고, 유량 제어 밸브 100가 열린 상태에 있는 경우에 밸브 시트 101 및 밸브 본체 102의 간격을 조정하여 유량 조정을 행하는 것이 가능하다.

제 1 조작 포트 131에 공기압의 공급을 정지하고, 제 1 조작실 134의 압력을 개방할 때, 유량 제어 밸브 100는 리턴 스프링 146의 힘에 의하여 다시 닫히게 된다. 이때, 제 2 조작 포트 141에 공기압을 인가할 때, 제 2 조작실 144이 고압으로 된다. 이 압력이 리턴 스프링 146의 힘을 도와 피스톤 150을 하방으로 눌러, 닫힌 밸브 동작이 더 확실해진다.

그러나, 도 4의 유량 제어 밸브 100의 유량 조정은, 조정 나사 142를 수동으로 돌리는 것에 의하여, 피스톤 150의 상단이 접촉하는 조정 나사 142의 하단 147의 위치를 바꾸고, 열린 상태에 있는 경우에 피스톤 150의 정지 위치를 바꾸는 것에 의하여 원격으로 높은 정확성을 얻는 제어가 불가능하였다.

특히, 반도체 제조 장치에 있어서는, 원격으로 높은 정확성을 가지고 유량 제어를 하는 것이 요구되기 때문에, 도 4의 유량 제어 밸브 100를 반도체 제조 장치에 사용할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 도 5는, 도 4의 유량 제어 밸브 100의 제 1 조작 포트 131에 대하여, 표준의 닫힌 흡기 비례 밸브 161 및 표준의 닫힌 배기 비례 밸브 162를 제어 기판 163에서 제어하는 전공(electropneumatic) 조절부 160를 설치한 것을 도시하는데, 이 점, 도 5의 유량 제어 밸브 100에서는 전공 조절부 160를 끼우고, 제 1 조작 포트 131에 공기압을 인가, 개방하는 것에 의하여, 열린 상태, 닫힌 상태로 이행된다. 그러므로, 표준의 닫힌 흡기 비례 밸브 161를 열 때와 표준의 닫힌 배기 비례 밸브 162를 닫을 때, 제 1 조작실 134에 공기압이 공급 인가되어, 개방 상태로의 이행, 유지가 이루어진다. 그러나, 이때, 전류가 통하지 않게 될 때, 표준의 닫힌 흡기 비례 밸브 161 및 표준의 닫힌 배기 비례 밸브 162의 어느 쪽도 닫히고, 제 1 조작실 134의 공기압이 유지되고, 상태에 따라서 또는 장소에 따라서, 열린 상태가 유지되기 때문에, 제어 유체의 유출이 계속되는 문제가 있었다.

특히, 전류가 통하지 않는 때에 제어 유체의 유출이 계속될 때, 반도체 제조 장치에 있어서는, 엄밀한 유량 제어가 요구되기 때문에, 도 5의 유량 제어 밸브 100를 반도체 제조 장치에 사용하는 것이 가능하지 않은 문제점이 있었다.

도 1은, 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브의 단면도를 도시한다.

도 2는, 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브의 단면도를 도시한다.

도 3은, 제 2 실시의 형태의 유량 제어 밸브의 단면도를 도시한다.

도 4는, 종래 기술의 유량 제어 밸브의 일 예의 단면도를 도시한다.

도 5는, 종래 기술의 유량 제어 밸브의 일 예의 단면도를 도시한다.

따라서, 본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 열린 상태에 있는 경우의 피스톤의 정지 위치를 접촉하도록 결정하는 것에 의하여 유량 조정이 행하여지는 것이고, 이와 같은 유량 조정을 원격으로 정확도가 높게 제어하는 유량 제어 밸브를 제공하는 것을 제 1 과제로 한다.

또한, 본 발명은, 압축 공기의 압력이 스프링의 힘에 대항하는 것에 의하여 유량 조정이 행하여지는 것이고, 전류가 통하지 않는 경우 제어 유체의 유출을 방지하는 것이 가능한 유량 제어 밸브를 제공하는 것을 제 2 과제로 한다.

제 1의 과제를 해결하기 위하여 만들어진 본 발명에 따르는 유량 제어 밸브는, 피스톤의 선단에 설치된 밸브 본체가 스프링의 힘에 의하여 밸브 시트로 밀접하게 닫힌 상태가 되는 한편, 조종실 내에 공급한 압축 공기의 압력으로 피스톤을 이동시키는 것에 의하여, 상기 밸브 본체가 상기 밸브 시트로부터 떨어지고, 또 한번, 상기 피스톤이 접합 부재에 접촉하여 열린 상태로 되어, 상기 열린 상태에 있는 경우 상기 밸브 본체의 정지 위치가 결정되는 유량 제어 밸브에 있어서, 상기 접합 부재를 전진, 후퇴의 직진 동작으로 임의의 위치까지 이동시키는 모터 구동 제어 기구를 설치한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 유량 제어 밸브에 있어서는, 상기 조종실 내에 압축 공기를 공급하기 위한 공급 회로 및 상기 조종실 내로부터 압축 공기를 배출하기 위한 배출 회로를 설치한 전공 조절부를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 유량 제어 밸브에 있어서는, 상기 전공 조절부의 전류가 통하지 않는 상태가 상기 배출 회로의 연결 상태인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 유량 제어 밸브에 있어서는, 상기 조종실 내 및 외부를 가깝게 연결하는 상태로 만드는 블리딩 기구를 구비하고, 상기 전공 조절부의 전류가 통하지 않는 상태가 상기 공급 회로 및 상기 배출 회로의 차단 상태일 때라도, 상기 조종실 내의 압축 공기를 상기 블리딩 기구에서 외부로 조금 배출하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 유량 제어 밸브는, 반도체 제조 장치에 사용되는 것이 좋다.

상기 특징을 가진 본 발명의 유량 제어 밸브는, 닫힌 상태로 있는 경우는, 스프링의 힘이 피스톤에 작용하는 것으로 인하여, 피스톤의 선단에 설치된 밸브 본체가 밸브 시트와 밀접해 있다. 여기에서, 조종실 내에 압축 공기를 공급할 때, 압축 공기의 압력이 피스톤에 작용하고, 용수철의 힘에 대항하여 피스톤이 이동하여, 피스톤의 선단에 설치된 밸브 본체가 밸브 시트로부터 떨어진다. 그 후, 피스톤이 접합 부재에 접촉하는 것에 의하여, 피스톤의 선단에 설치된 밸브 본체가 정지하고, 피스톤에 설치된 밸브 본체 및 밸브 시트의 틈이 고정되어 열린 상태가 된다.

물론, 본 발명의 유량 제어 밸브에서는, 모터 구동 제어 기구에 의하여, 접합 부재를 전진, 후퇴의 직진 동작으로 임의의 위치까지 이동시키는 것이 가능하고, 접합 부재에 피스톤이 접촉하는 위치를 변경시키는 것이 가능하며, 이로 인하여, 피스톤에 설치된 밸브 본체 및 밸브 시트의 틈을 정확하게 조정하는 것이 가능하다.

특히, 본 발명의 유량 제어 밸브에서는, 피스톤이 접합 부재에 맞닿아 정지할 때, 피스톤의 선단에 설치된 밸브 본체도 정지하여 열린 상태로 되고, 피스톤에 설치된 밸브 본체 및 밸브 시트의 틈이 고정되나, 이 점에서, 접합 부재를 전진, 후되의 직진 동작으로 임의의 위치까지 이동시키는 모터 구동 제어 기구에 의하여, 피스톤에 설치된 밸브 본체 및 밸브 시트의 간격을 정확하게 조정하여 유량 제어를 행하는 것이 가능한 것으로 보아, 본 발명의 유량 제어 밸브는, 열린 상태에 있는 경우 피스톤의 정치 위치를 맞닿도록 결정하는 것에 의하여 유량 조정이 행하여지는 것이고, 이와 같은 유량 조정을 원격으로 정확하게 제어하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 유량 제어 밸브에 있어서는, 조종실 내에 공급된 압축 공기의 압력 및 스프링의 힘에 의하여 열린 상태, 닫힌 상태로 이행하고 있고, 열린 상태, 닫힌 상태로의 이행에 모터 구동 제어 기구가 관여하는 것은 아니며, 열린 상태, 닫힌 상태로의 이행의 응답성이 우수하다.

또한, 본 발명의 유량 제어 밸브에 있어서는, 모터 구동 제어 기구가 닫힌 상태로의 이행에 관여하지 않고, 피스톤의 선단에 설치된 밸브 본체가 밸브 시트와 밀접한 때에, 모터 구동 제어 기구에 있어서의 직진 동작의 추진력이 전달하여지는 것이 없기 때문에, 모터 구동 제어 기구에 있어서는 직진 동작의 추진력에 의하여, 피스톤의 선단에 설치된 밸브 및 밸브 시트에 대한 손실이 가하여지지 않는다.

또한, 본 발명의 유량 제어 밸브에 있어서, 전공 조절부를 구비하는 경우에는, 조종실 내에 대하여 압축 공기를 공급, 배출 하는 속도를 전기 제어에 의하여 자유롭게 바꾸는 것이 가능한 것으로, 밸브 개폐시에 발생하는 오버슛(overshoot) 및 수격 작용을 경감하기 위하여 열린 상태, 닫힌 상태로의 이행 속도의 제어를 원격으로 정확하게 제어하는 것이 가능하다. 또한, 열린 상태, 닫힌 상태로의 이행의 응답성이 우수하다.

또한, 본 발명의 유량 제어 밸브에 있어서, 전공 조절부를 구비한 경우에도, 전공 조절부의 전류를 통하지 않는 상태가 배출 회로의 연결 상태에 있는 한, 전류가 통과하지 않는 때에는, 조종실 내의 압축 공기가 배출된 상태가 유지되고, 닫힌 상태로의 이행, 닫힌 상태의 유지가 되어, 전류가 통과하지 않는 경우 제어 유체의 유출을 방지하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 유량 제어 밸브에 있어서, 전류가 통하지 않는 상태가 공급 회로 및 배출 회로의 차단 상태인 전공 조절부를 구비한 경우에 있어서도, 조종실 내 및 외부를 가까운 연결 상태로 만드는 블리드 기구를 구비한다면, 전류를 통과하지 않는 때에는, 조종실 내의 압축 공기를 블리드 기구로 외부에 소량씩 배출되는 상태가 유지되고, 닫힌 상태로의 이행, 닫힌 상태로 유지되어, 전류가 통하지 않는 경우 제어 유체의 유출을 방지하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 유량 제어 밸브가 반도체 제조 장치에 사용되는 경우에는, 유량 조정을 원격으로 정확하게 행하는 것이 요구되고, 엄밀한 유량 제어 등이 요구되는 경우, 상술한 효과를 크게 강화하는 것이 가능하다.

또한, 반도체 장치에 있어서는, 제어 유체 및 주변 온도 등의 온도 관리가 중요하나, 이 점에서, 본 발명의 유량 제어 밸드를 반도체 제조 장치에 사용하는 경우에는, 모터 구동 제어부에 의하여 유량 조정하는 것보다, 압축 공기 및 스프링 등에 의하여 열고 닫는 동작이 빈번하게 행하여지고, 발열을 수반하는 모터 구동 제어 기구가 행하여지는 것은 작아서, 모터 구동 제어 기구의 발열이 미치는 영향을 고려할 필요가 없다.

게다가, 모터 구동 제어 기구가 행하여지는 것이 작기 때문에, 모터의 수명이 발열에 의하여 단축되는 것이 아니고, 본 발명의 유량 제어 밸브 자체의 수명에 대하여, 모터 구동 제어 기구가 악영향을 미치는 것이 아니다.

또한, 제 2의 과제를 해결하기 위하여 만들어진 본 발명의 각각의 형태에 따르는 유량 제어 밸브는, 밸브 본체가 용수철의 힘에 의하여 밸브 시트에 밀접하여 닫힌 상태로 되는 한편, 조종실 내에 공급한 압축 공기의 압력에 상기 밸브 본체를 이동시키는 것에 의하여, 상기 밸브 본체가 상기 밸브 시트로부터 떨어져 열린 상태로 되는 유량 제어 밸브에 있어서, 상기 조종실 내에 압축 공기를 공급하기 위한 공급 회로 및 상기 조종실 내로부터 압축 공기를 배출하기 위한 배출 회로를 설치한 전공 조절부를 구비하고, 상기 전공 조절부의 전류가 통하지 않는 상태가 상기 배출 회로의 연결 상태인 것을 특징으로 한다.

게다가, 본 발명의 별개의 형태에 따른 유량 제어 밸브에 있어서는, 밸브 본체가 스프링의 힘에 의하여 밸브 시트에 밀접하여 닫힌 상태로 되는 한편, 조종실 내에 공급한 압축 공기의 압력으로 상기 밸브 본체를 이동시키는 것에 의하여, 상기 밸브 본체가 상기 밸브 시트로부터 떨어져 열린 상태로 되는 유량 제어 밸브에 있어서, 상기 조종실 내에 압축 공기를 공급하기 위한 공급 회로 및 상기 조종실 내로부터 압축 공기를 배출하기 위한 배출 회로를 설치한 전공 조절부 및 상기 조종실 내 및 외부를 가깝게 연결되는 상태로 만드는 블리드 기구를 구비하고, 상기 전공 조절부의 전류가 통하지 않는 상태가 상기 공급 회로 및 상기 배출 회로의 차단 상태에 있는 경우에도, 상기 조종실 내의 압축 공기를 상기 블리드 기구에서 외부로 소량씩 배출하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 상기 별개 형상에 따른 유량 제어 밸브는, 반도체 제조 장치에 사용하는 것이 바람직하다.

특히, 본 발명의 유량 제어 밸브는, 닫힌 상태에 있는 경우는, 용수철의 힘에 의하여, 밸브 본체가 밸브 시트와 밀접하고, 여기에서, 조종실 내에 압축 공기를 공급할 때, 압축 공기의 압력이 스프링의 힘에 대항하는 경우에, 밸브 본체가 밸브 시트로부터 떨어지고, 열린 상태를 만들지만, 이 점에서, 이 점에서, 전공 조절부의 전류를 통과하지 않는 상태가 배출 회로의 연결 상태에 있는 때에, 전류가 통하지 않는 상태에서는, 조종실 내의 압축 공기가 배출된 상태가 유지되고, 닫힌 상태로의 이행, 닫힌 상태로의 유지가 되는 경우에, 전류가 통하지 않는 경우에 있어서는 제어 유체의 유출을 방지하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 유량 제어 밸브는, 닫힌 상태에 있는 경우에는, 스프링의 힘에 의하여, 밸브 본체가 밸브 시트와 밀접하고, 여기에서, 조종실 내의 압축 공기를 공급할 때, 압축 공기의 압력이 스프링의 힘에 대항하는 경우에, 밸브 본체가 밸브 시트로부터 떨어지고, 열린 싱태로 되는 경우가 있으나, 이 점에서, 조종실 내 및 외부를 가까이 연결시키는 블리드 기구를 구비하는 것에 의하여, 전류가 통하지 않는 경우에는, 조종실내의 압축 공기를 블리드 기구로 외부에 소량씩 배출되는 상태가 유지되고, 전류가 통하지 않는 경우 제어 유체의 유출을 방지하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 유량 제어 밸브가 반도체 제조 장치에 사용되는 경우에는, 엄밀한 유량 제어 등이 요구되기 때문에, 상술한 효과를 크게 강화할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면을 참조하여 설명한다. 제 1 도에서, 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A의 단면도를 도시한다. 제 1 도에서 도시하는 것처럼, 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A는, 입력 포트 51 및 출력 포트 52가 좌우에 형성된 저면 27을 가지고, 저면 27의 상방에는, 조작 포트 53가 형성된 실린더 23가 단단히 설치되며, 실린더 23의 상방에는, 커버 12가 장착된 하우징 14이 단단히 설치되어 있는 것에 의하여, 전체의 외형을 나타낸다.

그렇게 하여, 저면 27에는, 도면 중 왼쪽 방향의 입력 포트 51 및 도면 중 오른쪽 방향의 출력 포트 52에 더하여, 중앙에 환상의 밸브 시트 54가 형성되어 있다. 이 점에서, 밸브 시트 54의 내부 AA는 입력 포트 51과 연결하고, 밸브 시트 54의 외부 BB는 출력 포트 52에 연결되어 있다. 그러므로, 격판 24(「밸브 본체」에 대응)이 밸브 시트 54에 밀착하는 것에 의하여, 입력 포트 51 및 출력 포트 52가 차단되고, 격판 24이 밸브 시트 54로부터 떨어지는 것에 의하여, 입력 포트 51 및 출력 포트 52가 연결된다.

입력 포트 51 및 출력 포트 52에는, 너트 25 및 슬리브 26가 각각 설치되어 있어, 배관의 연결이 촉진된다. 또한, 저면 27의 하부에는, 탑재판 28이 설치되어 있다.

또한, 실린더 23는, 저면 27의 중앙부 상방에 단단히 설치된 거의 원주 형상의 부재이다. 실린더 23에는, 조작 포트 53가 형성되어 있는 것에 더하여, 실린더 23의 내부에는, 거의 원주 형상의 피스톤 22이 상하 방향으로 연동 가능하고 밀폐되도록 장치되어 있다. 그러므로, 피스톤 22의 하면 및 실린더 23의 내면에 의하여, 조종실 55이 구획된다. 그런데, 조종실 55에는, 실린더 23에 형성된 조작 포트 53가 연결되어 있어, 조작 포트 53를 통하여 조종실 55에 압축 공기를 공급하거나 배출하는 것이 가능하다. 조종실 55에 압축 공기를 공급시킬 때, 피스톤 22은 상방으로 들어올려진다.

그런데, 피스톤 22의 하부 작은 직경 부분의 하단에는, 격판 24이 설치되어 있다. 따라서, 격판 24의 주변 가장자리는, 저면 27 및 실린더 23에 끼워져 있다. 그러므로, 격판 24은, 피스톤 22의 상하 운동에 수반하여 이동하고, 저면 27의 밸브 시트 54에 떨어지거나 밀착한다. 즉시, 격판 24이 밸브 시트 54에 밀착하는 때, 입력 포트 51 및 출력 포트 52가 차단되고, 격판 24이 밸브 시트 54로부터 떨어질 때, 입력 포트 51 및 출력 포트 52가 연결된다.

또한, 하우징 14은, 실린더 23의 상방에 단단히 설치된 거의 원주 형상의 부재이다. 그런데, 하우징 14의 내부에는, 피스톤 22을 하방으로 힘을 주는 리턴 스프링 20(「스프링」에 대응)이 장착되어 있다.

게다가, 하우징 14의 내부에는, 너트 19(「접합 부재」에 대응)를 장착한 축 16이 스러스트 베어링 17, 18을 통하여 축지되어 있다. 그런데, 축지된 축 16은 핀 15을 통하여 커플링 13으로 설치되어 있고, 이에 의하여, 하우징의 상부에 설치된 서보 모터 11의 회전 동작을 축 16에 전달하는 것이 가능하다. 서보 모터 11에 의하여, 축 16에 장착된 너트 19를 상승, 하강의 직진 동작으로 임의의 위치까지 이동시키는 것이 가능하다. 너트 19 및 피스톤 22의 사이에는, 리턴 스프링 21이 장착되어, 축 16에 대한 너트 19의 스라스트 방향의 흔들림을 방지한다.

제 1 실시의 형상의 유량 제어 밸브 1A에 있어서는, 서보 모터 11, 축 56, 커플링 13, 핀 15, 스라스트 베어링 17, 18, 축 16 등으로부터, 모터 구동 제어 기구가 구성되어 있다.

또한, 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A에 있어서는, 실린더 23에 형성된 조작 포트 53에 대하여, 전공 조절부 31가 설치되어 있다. 이 점에서, 전공 조절부 31는, 표준의 닫힌 흡기 비례 밸브 32 및 표준의 닫힌 배기 비례 밸브 33를 제어 기판 35을 통하여 제어하는 경우에, 수동 조작의 니들 밸브 34(「블리드」 기구에 대응)를 구비한 것일 수 있다. 구체적으로 말하면, 도 2에 도시하는 것처럼, 공급 통로 빛 배기 통로가 형성된 통로 블록 38에 대하여, 흡기 비례 밸브 32 및 배기 비례 밸브 33, 니들 밸브 34를 설치하고 있다.

니들 밸브 34는, 배기 비례 밸브 33를 통하지 않고, 조작 포트 53를 외부로 연결하는 것을 가능하게 한다. 그러나, 조작 포트 53가 외부에 연결되는 정도에 의하여는, 조작 포트 53를 통하여 조종실 55에 압축 공기를 공급하는 것이 가능하지 않아, 배기 통로에 있는 니들 37을 손잡이 36에서 상하 운동시키는 것에 의하여, 조작 포트 53가 외부에 연결되는 정도가 가까워지도록 조정한다.

다음으로, 상기 구성을 가지는 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A의 작용을 설명한다. 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A는, 조작 포트 53를 통하여, 전공 조절부 31에서 조종실 55내에 압축 공기를 공급하는 것에 의하여 조작된다.

먼저, 조작 포트 53에 압축 공기를 공급하지 않는 상태를 고찰한다. 이 상태에서는, 전공 조절부 31에 있어서는, 흡기 비례 밸브 32 및 배기 비례 밸브 33가 닫히고 있지만, 니들 밸브 34를 통하여, 조작 포트 53는 외부에 가까이 연결되어 있다. 그러므로, 조종실 55의 내부의 압력은 외부의 압력과 동일하고, 피스톤 22은, 리턴 스프링 20, 21에 의하여 힘을 얻는다. 그러므로, 피스톤 22은, 피스톤 22의 하단에 설치된 격판 24이 밸브 시트 54에 밀착하기까지 하방으로 이동된 상태에 있다. 이 상태에서는, 격판 24 및 밸브 시트 54가 밀착하는 것에 의하여, 입력 포트 51 및 출력 포트 52의 연결이 차단되고, 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A는 닫힌 상태로 되어 있다.

한편, 전공 조절부 31에 있어서, 흡기 비례 밸브 32를 열 때, 조작 포트 53를 통하여, 조종실 55의 내부에 압축 공기가 공급되어, 조종실 내부는 고압으로 된다. 이 때문에, 피스톤 22은, 상방으로 압축된 리턴 스프링 20, 21의 힘에 대항하여, 피스톤 22의 상단이 너트 19의 하단에 접촉하기까지 이동되어 정지한다. 따라서, 격판 24 및 피스톤 22이 함께 상방으로 이동하여 정지하고, 격판 24 및 밸브 시트 54와의 사이에 틈이 열리고, 입력 포트 51 및 출력 포트 52가 연결되어, 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A는 열린 상태로 된다.

여기에서, 예를 들면, 이 상태에 있어서, 서보 모터 11에 의하여 너트 19의 위치를 변경할 때, 피스톤 22의 정지 위치가 변경되고, 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A의 열린 상태에 있는 격판 24 및 밸브 시트 51와의 사이의 틈이 조정되어 유량 조정을 행하는 것이 가능하다.

또, 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A가 열린 상태에 있어서, 정전에 의하여 전공 조절부 31가 전류가 통하지 않는 상태에 있을 때, 흡기 비례 밸브 32 및 배기 비례 밸브 33는 닫히게 되고, 니들 밸브 34를 통하여, 조종실 55의 내부의 압축 공기가 서서히 외부에 배출되어, 피스톤 22의 하단에 설치된 격판 24 및 밸브 시트 54에 밀착하기까지 하방으로 서서히 이동하고, 최종적으로는, 제1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A는 닫힌 상태로 된다.

이상, 상세하게 설명한 것에 의하여, 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A에서는, 제 1 도 및 제 2 도에 도시한 것과 같이, 닫힌 상태인 경우는, 리턴 스프링 20, 21의 힘이 피스톤 22에 작용하는 것으로, 피스톤 22의 선단에 설치된 격판 24이 밸브 시트 54와 밀접해 있다. 여기에서, 조종실 55 내부에 압축 공기를 공급할 때, 압축 공기의 압력이 피스톤 22에 작용하여, 리턴 스프링 20, 21의 힘에 대항하여 피스톤 22이 이동하는, 피스톤 22의 선단에 설치된 격판 24이 밸브 시트 54로부터 떨어진다. 그 후, 피스톤 22이 너트 19에 접촉하는 것에 의하여, 피스톤 22의 선단에 설치된 격판 24이 정지하고, 피스톤 22의 선단에 설치된 격판 24과 밸브 시트 54와의 틈이 고정되어, 열린 상태에 있다.

물론, 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A에서는, 서보 모터 11등에 의하여, 너트 19를 상승, 하강의 직진 동작으로 임의의 위치까지 이동시키는 것이 가능하고, 너트 19에 피스톤 22이 접촉하는 위치를 변경시키는 것이 가능하여, 이로 인하여 피스톤 22의 선단에 설치된 격판 24 및 밸브 시트 54와의 틈을 정확하게 조정하는 것이 가능하다.

즉, 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A에 있어서는, 피스톤 22이 너트 19에 접촉되어 정지할 때, 피스톤 22의 선단에 설치된 격판 24도 정지하여 열린 상태로 되고, 피스톤 22의 선단에 설치된 격판 24과 밸브 54와의 틈이 고정되며, 이 점에서, 너트 19를 상승, 하강의 직진 동작으로 임의의 위치까지 이동시키는 서보 모터 11에 의하여, 피스톤 22의 선단에 설치된 격판 24 및 밸브 시트 54의 틈을 정확하게 조정하여 유량 제어를 행하는 것이 가능하며, 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A는, 열린 상태에 있는 피스톤 22의 정지 위치를 접촉하여 결정하는 것에 의하여 유량 조절을 수행할 수 있다고 말해질 수 있다.

또한, 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A에 있어서는, 조종실 55의 내부에 공급된 압축 공기의 압력 및 리턴 스프링 20, 21의 힘에 의하여 열린 상태, 닫힌 상태로 이동하고, 열린 상태, 닫힌 상태로의 이행에 서보 모터 11등이 기여하지 않으며, 열린 상태, 닫힌 상태로의 이행의 응답성에 우수하다.

또한, 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A에 있어서는, 서보 모터 11 등이 닫힌 상태로의 이행에 기여하지 않고, 피스톤 22의 선단에 설치된 격판 24이 밸브 시트 54와 밀접하는 경우에, 서보 모터 11 등에 의하여 축 16 및 너트 19의 직진 동작의 진행력이 전달되지 않아, 서보 모터 11 등에 의하여 축 16 및 너트 19의 직진 동작의 진행력에 의하여, 피스톤 22의 선단에 설치된 격판 및 밸브 시트 54에 대한 손상이 가하여지지 않는다.

또한, 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A에 있어서는, 전공 조절부 31를 구비하여, 조종실 55의 내부에 대한 압축 공기의 공급, 배출 속도를 전기 제어하여 스스로 바꾸는 것이 가능하여, 밸브 개폐시에 발생하는 오버 슛 및 수격 작용을 경감하기 위하여 열린 상태, 닫힌 상태로의 이행 속도의 제어를 원거리에서 정확하게 제어하는 것이 가능하다. 또한, 열린 상태, 닫힌 상태로의 이행의 응답성이 우수하다.

또한, 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A에 있어서는, 표준의 닫힌 흡기 비례 밸브 32 및 표준의 닫힌 배기 비례 밸브 33를 제어 기판 35을 통하여 제어하는 전공 조절부 31를 구비하고, 전류가 통하지 않는 때에는, 조종실 55의 내부의 압축 공기를 니들 밸브 34로 외부에 소량 배출시키는 상태가 유지되고, 닫힌 상태로의 이행, 닫힌 상태의 유지가 되어, 전류가 통하지 않는 제어 유체의 유출을 방지하는 것이 가능하다.

또한, 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A가 반도체 제조 장치에 사용되는 경우에는, 유량 조정을 원격으로 정확하게 제어하기 위하여 엄밀한 유량 제어 등이 요구되어, 상술한 효과를 크게 강화할 수 있다.

또한, 반도체 제조 장치에서는, 제어 유체 및 주변 온도의 온도 관리가 중요하여, 이 점에서, 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A를 반도체 제조 장시에 사용하는 경우에는, 서보 모터 11등에 의하여 유량 조정하고, 압축 공기 및 리턴 스프링 20, 21등에 의하여 개폐 동작이 반복적으로 행하여지고, 발열을 수반한 서보 모터 11 등이 작동하는 것은 감소하여, 서보 모터 11등에 발열이 미치는 영향을 고려할 필요가 없다.

또한, 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A는, 닫힌 상태에 있는 경우에는, 리턴 스프링 20의 힘에 의하여, 격판 24이 밸브 시트 54와 밀접하고, 여기에서, 조종실 55의 내부에 압축 공기를 공급할 때, 압축 공기의 압력이 리턴 스프링 20의 힘에 대항하여, 격판 24이 밸브 시트 54로부터 떨어져, 열린 상태에 있게 된다. 이 점에서, 표준의 닫힌 흡기 비례 밸브 32 및 표준의 닫힌 배기 비례 밸브 33를 제어 기판 35를 통하여 제어하는 전공 조절부 31를 구비하여, 전공 조절부 31의 전류가 통하지 않는 상태가 공급 회로 및 배출 회로의 차단 상태에 있지만, 조작 포트 53를 통하여, 조종실 55의 내부 및 외부를 가까이 연결 상태로 하는 니들 밸브 34를 구비하여, 전류가 통하기 않는 경우에는, 조종실 55의 내부의 압축 공기를 니들 밸브 34에서 외부에 소량씩 배출시키는 상태가 유지되고, 닫힌 상태로의 이행, 닫힌 상태의 유지가 되어, 전류가 통하지 않는 상태에 있어서, 제어 유체의 유출을 방지하는 것이 가능하다.

또한, 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A가 반도체 제조 장치에 사용되는 경우에는, 엄밀한 유량 제어 등이 요구되어, 상술한 효과를 크게 강화할 수 있다.

본 발명은 상기 실시의 형태에서 한정되지 않고, 그 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.

예를 들어, 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A에 있어서는, 니들 밸브 34를 전공 조절부 31에 설치하지만, 실린더 23에 직접 설치하는 것에 의하여, 조종실 55의 내부의 압축 공기를 외부에 소량씩 배출시키는 상태를 유지하는 것도 좋다.

또한, 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A에 있어서는, 「블리드 기구」로써, 니들 밸브 34를 사용하나, 오리피스를 사용할 수도 있다.

또한, 제 1 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1A에 있어서는, 조종실 55의 내부 및 외부를 가까이 연결시키는 니들 밸브 34를 전공 조절부 31에 구비하는 것에 의하여, 전류가 통하지 않는 경우에 제어 유체의 유출 방지가 되나, 제 3 도의 제 2 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1B에 있어서, 표준의 닫힌 흡기 비례 밸브 42, 표준의 닫힌 배기 비례 밸브 43, 표준의 열린 배기 비례 밸브 44를 제어 기판 45를 통하여 제어하는 전공 조절부 41를 구비하는 것으로는, 전류가 통하지 않는 때에는, 조종실 55의 내부의 압축 공기가 배출된 상태가 유지되고, 닫힌 상태로의 이행, 닫힌 상태로의 유지가 되어, 전류가 통하지 않는 때에 있는 제어 유체의 유출을 방지하는 것이 가능하다.

그러므로, 제 2 실시의 형태의 유량 제어 밸브 1B는, 닫힌 상태에 있는 경우는, 리턴 스프링 20의 힘에 의하여, 격판 24이 밸브 시트 54와 밀접하고, 여기에서, 조종실 55의 내부에 압축 공기를 공급할 대, 압축 공기의 압력이 리턴 스프링 20의 힘에 대항하여, 격판 24이 밸브 시트 54로부터 떨어져, 열린 상태에 있게 된다. 이 점에서, 표준의 닫힌 흡기 비례 밸브 42, 표준의 닫힌 배기 비례 밸브 43, 표준의 열린 배기 비례 밸브 44를 제어 기판 45를 통하여 제어하는 전공 조절부 41를 구비하는 것에 의하여, 전류가 통하지 않을 때에는, 조종실 55의 내부의 압축 공기가 배출되는 상태가 유지되고, 닫힌 상태로의 이행, 닫힌 상태의 유지가 되어, 전류가 통하지 않는 때에 있는 제어 유체의 유출을 방지하는 것이 가능하다.

이상 상술한 것에 의하여, 본 발명의 유량 제어 밸브에 있어서는, 피스톤이 접합 부재에 접촉하여 정지할 때, 피스톤의 선단에 설치된 밸브 본체도 정지하여 열린 상태에 있고, 피스톤에 설치된 밸브 본체 및 밸브 시트의 틈이 고정되나, 이 점에서, 접합 부재를 전진, 후퇴의 직진 동작으로 임의의 위치까지 이동시키는 모터 구동 제어 기구에 의하여, 피스톤에 설치된 밸브 본체 및 밸브 시트의 틈을 정확하게 조정하여 유량 제어를 행하는 것이 가능하고, 본 발명의 유량 제어 밸브는, 열린 상태에 있는 피스톤의 정지 위치를 접촉하여 결정하는 것으로 인하여 유량 조정이 행하여지는 경우에 있어서, 유량 조정을 원격으로 그리고 정확하게 행하는 것이 가능하다.

또한 본 발명의 유량 제어 밸브는, 닫힌 상태에 있는 경우에는, 스프링의 힘에 의하여, 밸브 본체가 밸브 시트와 밀접하고, 여기에서, 조종실 내에 압축 공기를 공급할 때, 압축 공기의 압력이 용수철의 힘에 대항하여, 밸브 본체가 밸브 시트로부터 틈이 있고, 열린 상태에 있으나, 이 점에서, 전공 조절부의 전류가 통하지 않는 상태가 배출 회로의 연결 상태에 있어서는, 전류가 통하지 않는 경우에는, 조종실 내의 압축 공기가 배출된 상태가 유지되고, 닫힌 상태로의 이행, 닫힌 상태의 유지가 되어, 전류가 통하지 않는 제어 유체의 유출을 방지하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 유량 제어 밸브는, 닫힌 상태에 있는 경우에는, 스프링의 힘에 의하여 밸브 본체가 밸브 시트와 밀접하여, 여기에서, 조종실 내에 압축 공기를 공급할 때, 압축 공기의 압력이 용수철의 힘에 대항하여, 밸브 본체가 밸브 시트로부터 틈이 있고, 열린 상태에 있으나, 이 점에서, 조종실 내 및 외부를 가까이 연결하는 상태에 있도록 블리드 기구를 구비하는 경우에는, 전류가 통하지 않는 경우에는, 조종실 내의 압축 공기를 블리드 기구 외부에 소량씩 배출되는 상태가 유지되어, 밸브 시트가 밸브 본체에 밀접한 상태로의 이행, 닫힌 상태의 유지가 되어 있어, 전류가 통하지 않는 때에 있어서 제어 유체의 유출을 방지하는 것이 가능하다.

Claims (8)

1. 피스톤의 선단에 설치된 밸브 본체가 스프링의 힘에 의하여 밸브 시트에 밀접하여 닫힌 상태로 되는 한편, 조종실 내에 공급된 압축 공기의 압력으로 피스톤을 이동시키는 것에 의하여, 상기 밸브 본체가 상기 밸브 시트로부터 떨어지고, 상기 피스톤이 접합 부재에 접촉하는 것으로 열린 상태로 되고, 상기 열린 상태에 있는 경우에 상기 밸브 본체의 정지 위치가 결정되는 유량 제어 밸브에 있어서,

   상기 접촉 부재를 전진, 후퇴의 직진 동작으로 임의의 위치까지 이동시키는 모터 구동 제어 기구를 설치하는 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 조종실 내에 압축 공기를 공급하기 위한 공급 회로 및 상기 조종실 내로부터 압축 공기를 배출하기 위한 배출 회로를 설치한 전공 조절부를 구비하는 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 전공 조절부의 전류가 통과하지 않는 상태는 상기 배출 회로의 연결 상태인 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 조종실 내 및 외부를 거의 연결된 상태로 만들기 위한 블리드 기구를 구비하고,

   상기 전공 조절부의 전류가 통하지 않는 상태는 상기 공급 회로 및 상기 배출 회로의 차단 상태에 있어도, 상기 조종실 내의 압축 공기를 상기 블리드 기구로 외부에 소량씩 배출하는 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
5. 제 1 항 내지 제 4 항의 어는 한 항에 있어서,

   반도체 제조 장치에 사용되는 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
6. 밸브 본체가 스프링의 힘에 의하여 밸브 시트에 밀접하여 닫힌 상태로 되는 한편, 조종실 내에 공급된 압축 공기의 압력으로 상기 밸브 본체를 이동시키는 것에 의하여, 상기 밸브 본체가 상기 밸브 시트로부터 떨어져 열린 상태로 되는 유량 제어 밸브에 있어서,

   상기 조종실 내에 압축 공기를 공급하기 위한 공급 회로 및 상기 조종실 내로부터 압축 공기를 배출하기 위한 배출 회로를 설치한 전공 조절부를 구비하고,

   상기 전공 조절부의 전류가 통하지 않는 상태는 상기 배출 회로의 연결 상태인 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
7. 밸브 본체가 스프링의 힘에 의하여 밸브 시트에 밀접하여 닫힌 상태로 되는 한편, 조종실 내에 공급된 압축 공기의 압력으로 상기 밸브 본체를 이동시키는 것에 의하여, 상기 밸브 본체가 상기 밸브 시트로부터 떨어져 열린 상태로 되는 유량 제어 밸브에 있어서,

   상기 조종실 내에 압축 공기를 공급하기 위한 공급 회로 및 상기 조종실 내로부터 압축 공기를 배출하기 위한 배출 회로를 설치한 전공 조절부, 및

   상기 조종실 내 및 외부를 거의 연결되는 상태로 만드는 블리드 기구를 구비하고,

   상기 전공 조절부의 전류가 통하지 않는 상태는 상기 공급 회로 및 상기 배출 회로의 차단 상태에 있는 경우에도, 상기 조종실 내의 압축 공기를 상기 블리드 기구로 외부에 소량씩 배출하는 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

   반도체 제조 장치에 사용되는 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.