KR20060114057A - 자동 밸브 - Google Patents

Abstract

자동 밸브를 개시한다. 이 밸브는 밸브의 개폐 상태를 감지할 수 있는 위치 감지 센서를 구비하며, 밸브의 개폐가 모터의 구동력에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다. 이로써 유체의 유입량을 미세하게 조절할 수 있으며, 밸브의 개폐 상태를 감지할 수 있다.

자동 밸브

Description

자동 밸브{Automatic Valve}

도 1은 본 발명의 일 예에 따른 자동 밸브의 단면도를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 다른 예에 따른 자동 밸브의 단면도를 나타낸다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: 개폐관 10a, 10b: 개구부

12: 차단판 14: 주름상자(bellows)

16: 실링(sealing)부 18: 연결부

20: 지지대 21:모터-지지대 연결부

22: 레일(rail) 24: 엔코더(encoder)

26: 모터(motor) 28: 모터기어(motor gear)

29: 모터-레일 연결부 30: 나사축

32: 너트(nut) 34, 36, 38: 위치감지센서

40: 연결바 42: 레일 이동부

44: 강구(steel ball)

본 발명은 밸브에 관한 것으로 더욱 상세하게는 자동 밸브에 관한 것이다.

반도체 제조 라인은 수많은 제조 장비들과 파이프들 및 밸브들을 포함한다. 상기 수많은 제조 장비들 중에서, 예를 들어, 저압화학기상증착(Low pressure chemical vapor deposition, LPCVD) 장비는 저압 또는 진공 상태를 필요로 한다. 이러한 장비에 연결된 종래의 밸브는 에어 밸브로서, 공기가 유입되면 공기압에 의해 열리고, 공기가 빠지면 스프링의 복원력에 의해 닫혀 개폐(open/close)만 가능하다. 따라서 천천히 감압하거나 진공상태를 만들기 위해서는 공기 유입량이 서로 다른 복수개의 밸브들을 필요로 한다. 또한 종래의 밸브는 실제로 밸브가 열리고 닫히는지를 감지하는 기능을 갖지 않아, 공정 압력에 문제가 발생할 시, 이를 확인하기까지 많은 시간이 소요된다.

따라서, 본 발명의 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하기 위하여, 유체의 유입량을 미세하게 조절할 수 있으며, 밸브의 개폐 상태를 감지할 수 있는 자동 밸브를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동 밸브는 밸브의 개폐 상태를 감지할 수 있는 위치 감지 센서를 구비하며, 밸브의 개폐가 모터의 구동력에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.

좀 더 구체적으로, 상기 자동 밸브는 제 1 개구부와 제 2 개구부를 구비하는 개폐관; 상기 개폐관 내에 위치하며, 상기 제 1 개구부를 막는데 사용되는 차단판; 모터의 구동력으로 움직이며 상기 차단판에 연결되어 상기 차단판을 이동시키는 이동부; 및 상기 이동부의 위치를 감지하는 위치 감지 센서를 구비한다.

일 예에 따르면, 상기 자동 밸브는, 상기 개구부들과 접하지 않는 상기 개폐관의 일 단부와 접하는 연결부; 상기 연결부 내부에 고정된 너트; 상기 연결부에 연결되며 상기 개폐관의 반대쪽에 위치하며 서로 평행한 두개의 지지대; 및 상기 두개의 지지대에 놓이는 레일(rail)을 더 구비할 수 있으며, 이때 상기 이동부는, 상기 차단판과 결합되며 상기 너트의 나삿니 구조와 맞물리는 나사축; 상기 나사축과 연결되며 상기 나사축을 회전시키는 모터; 상기 모터가 상기 레일을 따라 이동하게 하는 모터-레일 연결부; 및 상기 모터에 부착되는 엔코더를 구비한다.

다른 예에 따르면, 상기 자동 밸브는, 상기 개구부들과 접하지 않는 상기 개폐관의 일 단부와 접하는 중심에 구멍을 갖는 연결부; 상기 연결부에 연결되며 상기 개폐관의 반대쪽에 위치하며 서로 평행한 두개의 지지대; 상기 두개의 지지대 중 어느 하나에 놓이는 레일(rail); 상기 지지대에 의해 고정되는 모터; 상기 연결부와 상기 모터 사이에서 상기 모터에 의해 제자리에서 회전하는 나사축; 및 상기 모터에 부착되는 엔코더를 더 구비할 수 있으며, 이때 상기 이동부는, 상기 차단판과 결합되며 상기 연결부의 구멍을 통과하는 연결바; 상기 연결바와 결합되며 상기 레일을 따라 이동하는 레일 이동부; 상기 레일 이동부 내부에 고정되며 상기 나사축의 나사산 구조와 맞물리는 나삿골을 구비하는 너트를 구비한다. 상기 자동 밸브는 상기 연결부의 구멍 내에 위치하며 상기 연결바의 이동을 원할하게 하는 복수개의 강구들을 더 구비할 수 있다.

상기 자동 밸브는 상기 차단판과 상기 연결부 사이에 위치하며 상기 연결부를 통한 유체의 흐름을 막는 주름 상자; 및 상기 주름 상자와 상기 연결부 사이에 위치하며 유체의 흐름을 막는 실링(sealing)부를 더 구비할 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 예에 따른 자동 밸브의 단면도를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 상기 자동 밸브는 제 1 개구부(10a)와 제 2 개구부(10b)를 구비하는 개폐관(10)을 구비한다. 상기 개폐관(10)의 일 단부는 연결부(18)와 접해있으며, 상기 연결부(18)에서 상기 개폐관(10)과 접하지 않는 반대편은 적어도 두개의 서로 평행한 지지대(20)와 접한다. 도시하지는 않았지만, 상기 개구부(10a, 10b)들에는 여러 관들이 연결되며, 상기 여러 관들에는 진공 펌프등이 연결될 수 있다. 상기 개폐관(10) 내에는 상기 제 1 개구부(10a)를 여닫는 차단판(12)과 상기 차단판(12)에 부착되며 유체가 상기 연결부(18)을 통해 흐르는 것을 막는 주름상자(bellows, 14) 및 상기 주름상자와 상기 연렬부(18) 사이에 유체의 흐름을 차단하는 실링부(16)가 위치한다. 상기 연결부(18) 내부에 고정되며 나삿골 구조를 갖는 너트(32)가 위치한다. 상기 주름상자(14) 속에 상기 차단판(12)과 결합되며 상기 실링부(16)를 관통하여 상기 너트(18)의 나삿골 구조와 맞물리는 나사산 구조를 갖 는 나사축(30)이 모터 기어(28)에 연결되며 모터(26)의 구동력에 의해 회전한다. 상기 모터(26)에는 엔코더(24)가 부착되어 있으며 상기 모터(26)의 회전수를 감지한다. 상기 두개의 지지대(20)에는 레일(rail, 22)이 설치되어 있다. 그리고 상기 레일(22)과 상기 모터(26)는 모터-레일 연결부(29)로 결합되어 있다. 상기 레일(22)의 양끝 지점들과 그 사이의 소정 위치의 상기 지지대(20)에 레이저 센서, 접촉 감지 센서와 같은 위치 감지센서(34, 36, 38)들이 부착되어 있다. 상기 위치 감지 센서들 (34, 36, 38)은 열림 위치 센서(34), 닫힘 위치 센서(36) 및 엔코더 초기화 센서(38)를 구비한다. 상기 열림 위치 센서(34)는 상기 모터-레일 연결부(29)가 상기 레일(22)의 좌측의 끝단에 위치하여 상기 차단판(12)이 완전히 열려 있는 상태를 감지한다. 상기 닫힘 위치 센서(36)는 상기 모터-레일 연결부(29)가 상기 레일(22)의 우측의 끝단에 위치하여 상기 차단판(12)이 완전히 닫혀 있는 상태를 감지한다. 상기 엔코더 초기화 센서(38)의 위치에 상기 모터-레일 연결부(29)가 위치하게 되면 상기 엔코더(24)는 초기화된다.

도 1의 자동 밸브에서, 제어기(미도시)로부터 입력된 전기적 신호에 의해 상기 모터(26)는 구동하게 되고, 상기 모터(26)가 구동함에 따라 상기 나사축(30)은 축방향으로 회전하게 된다. 이러한 나사축(30)의 회전 운동은 상기 고정된 너트(32)에 의해 수평적 직선운동으로 바뀌게 되며, 상기 모터(26), 그에 결합된 상기 엔코더(24), 상기 모터 기어(28), 상기 모터-레일 연결부(29), 상기 나사축(30) 및 상기 차단판(12)이 하나의 이동부를 이루며 상기 레일(22)을 따라 수평적으로 이동하게 된다. 상기 모터 기어(28)가 시계방향으로 회전하는지 또는 반시계 방향으로 회전하는지에 따라 상기 이동부가 좌측으로 또는 우측으로 이동하게 된다. 이때 상기 주름 상자(14)는 펴지거나 접히게 된다. 상기 엔코더(24)가 상기 모터(26)의 회전수를 체크함으로써 상기 모터-레일 연결부(29)의 위치를 예측하며 상기 위치 감지 센서들(34, 36, 38)에 의해 위치가 센싱되고 피드백(feed-back)되어 이중으로 위치를 파악함으로써 상기 차단판(12)의 개폐 여부를 감지할 수 있다. 또한, 상기 모터(26)를 이용하여 미세하게 상기 차단판(12)의 위치를 조절함으로써 유체의 유입량을 효과적으로 조절할 수 있어 상기 밸브 하나만으로 천천히 유압을 조절하는 공정을 원만하게 진행할 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 예에 따른 자동 밸브의 단면도를 나타낸다. 도 2에 도시된 자동 밸브 역시, 모터의 구동력에 의해 개폐되며 위치 감지 센서들을 구비하는 점에서는 도 1의 자동밸브와 같지만, 조금 다른 방식의 개폐 시스템을 갖는다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 자동 밸브에서 모터(26)은 이동하지 않고 모터-지지대 연결부(21)에 의해 지지대(20)에 고정되어 있다. 연결부(18)에는 구멍이 있으며, 개폐관(10) 내에 위치하는 차단판(12)에 결합된 연결바(40)는 상기 구멍을 통해 레일 이동부(42)와 연결된다. 상기 구멍안에는 강구(44)들이 들어있어 상기 연결바(40)의 수평적 이동을 원할하게 해준다. 상기 레일 이동부(42)에는 나사골 구조를 갖는 너트(32)가 장착되어 있다. 상기 모터(26)의 모터 기어(28)에 연결되며 상기 모터(26)에 의해 회전하는 나사축(30)은 상기 레일 이동부(42)에 장착된 너트(32)의 나사골 구조와 맞물리는 나사산을 갖는다. 상기 모터(26)에 의해 상 기 나사축(30)이 회전하면, 상기 레일 이동부(42), 상기 연결바(40) 및 상기 차단판(12)로 이루어지는 이동부가 레일(22)을 따라 평행하게 직선 운동을 한다. 이로써 상기 자동 밸브는 개폐될 수 있다. 위치 감지 센서들(34, 38, 36)이 상기 레일 이동부(42)의 위치를 감지함으로써 상기 자동 밸브의 개폐 여부를 알 수 있다. 그 외의 구성들과 그에 따른 기능들은 도 1의 자동 밸브에 구비된 것들과 동일하다.

상기 자동 밸브는 예를 들면 LPCVD와 같은 저압 또는 진공을 필요로하는 반도체 제조 장비에 사용될 수 있으나 이에 한정되지 않고 유체의 흐름의 제어가 필요한 여러 장비에 사용될 수 있음은 당업자에게 자명한 것이다.

본 발명에 따른 자동 밸브는 밸브의 개폐가 모터의 구동력에 의해 제어되므로 유체의 유입량을 미세하게 조절할 수 있으며, 위치감지 센서를 구비함으로써 밸브의 개폐 상태를 감지할 수 있다.

Claims (5)

1. 제 1 개구부와 제 2 개구부를 구비하는 개폐관;

   상기 개폐관 내에 위치하며, 상기 제 1 개구부를 막는데 사용되는 차단판;

   모터의 구동력으로 움직이며 상기 차단판에 연결되어 상기 차단판을 이동시키는 이동부; 및

   상기 이동부의 위치를 감지하는 위치 감지 센서를 구비하는 자동 밸브.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 자동 밸브는,

   상기 개구부들과 접하지 않는 상기 개폐관의 일 단부와 접하는 연결부;

   상기 연결부 내부에 고정되며 나사골 구조를 갖는 너트;

   상기 연결부에 연결되며 상기 개폐관의 반대쪽에 위치하며 서로 평행한 두개의 지지대; 및

   상기 두개의 지지대에 놓이는 레일(rail)을 더 구비하며,

   상기 이동부는,

   상기 차단판과 결합되며 상기 너트의 나사골 구조와 맞물리는 나사산을 갖는 나사축;

   상기 나사축과 연결되며 상기 나사축을 회전시키는 모터;

   상기 모터가 상기 레일을 따라 이동하게 하는 모터-레일 연결부; 및

   상기 모터에 부착되는 엔코더를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 밸브.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 자동 밸브는,

   상기 개구부들과 접하지 않는 상기 개폐관의 일 단부와 접하는 중심에 구멍을 갖는 연결부;

   상기 연결부에 연결되며 상기 개폐관의 반대쪽에 위치하며 서로 평행한 두개의 지지대;

   상기 두개의 지지대 중 어느 하나에 놓이는 레일(rail);

   상기 지지대에 의해 고정되는 모터;

   상기 연결부와 상기 모터 사이에서 상기 모터에 의해 제자리에서 회전하며 나사산 구조를 갖는 나사축; 및

   상기 모터에 부착되는 엔코더를 더 구비하며,

   상기 이동부는,

   상기 차단판과 결합되며 상기 연결부의 구멍을 통과하는 연결바;

   상기 연결바와 결합되며 상기 레일을 따라 이동하는 레일 이동부;

   상기 레일 이동부 내부에 고정되며 상기 나사축의 나사산 구조와 맞물리는 나사골 구조를 갖는 너트를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 밸브.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 연결부의 구멍 내에 위치하며 상기 연결바의 이동을 원할하게 하는 복수개의 강구들을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 밸브.
5. 제 2 내지 4 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 차단판과 상기 연결부 사이에 위치하며 상기 연결부를 통한 유체의 흐름을 막는 주름 상자; 및

   상기 주름 상자와 상기 연결부 사이에 위치하며 유체의 흐름을 막는 실링(sealing)부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 밸브.

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