KR20150007240A - 논슬라이드형 게이트 밸브 - Google Patents

Abstract

에어 실린더의 구동 로드와 밸브 조립체 사이에 가이드 홈 및 가이드 롤러로 이루어지는 평행 이동 기구와 캠 홈 및 캠 롤러로 이루어지는 수직 이동 기구를 개재하고, 밸브 조립체를 평행 이동 기구로 밸브 박스의 한 쌍의 개구 둘레에 형성된 밸브 시트면에 대하여 평행 이동시킨 후, 수직 이동 기구로 이들 밸브 시트면에 대해 수직 이동시킴으로써 밸브체의 밸브 시트재를 각 밸브 시트면에 접촉 이간시켜서 상기 각 개구를 선택적으로 개폐 가능하게 하였다.

Description

논슬라이드형 게이트 밸브{NON-SLIDE TYPE GATE VALVE}

본 발명은 반도체 제조 장치 등에 있어서의 진공 챔버 사이에 배치되는 게이트 밸브에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 프로세스 챔버로 통하는 제 1 개구와, 트랜스퍼 챔버로 통하는 제 2 개구를 선택적으로 논슬라이드로 개폐할 수 있는 게이트 밸브에 관한 것이다.

게이트 밸브는 일반적으로, 반도체 제조 장치 등에 있어서의 진공 챔버로 통하는 개구의 개폐에 사용되는 것이고, 밸브판이 부착된 밸브 샤프트와 상기 밸브 샤프트에 연결된 에어 실린더를 갖고, 상기 에어 실린더로 상기 밸브 샤프트를 조작함으로써, 상기 밸브판의 밀봉 부재를 상기 개구 둘레에 설치된 밸브 시트면에 접촉 이간시켜서 상기 개구를 개폐하도록 구성되어 있다.

그리고, 게이트 밸브에 있어서의 상기 개구의 개폐 조작에 대해서는 주로, 밸브 샤프트의 1점을 지점으로 하여 회전시킴으로써 밸브판을 개폐 조작하는 방식과, 밸브 샤프트 및 밸브 판으로 이루어지는 밸브 조립체를 밸브 시트면에 대하여 수직 이동시킴으로써 밸브판을 개폐 조작하는 방식이 알려져 있다.

이 중 특히 후자의 방식을 채용한 게이트 밸브는 밸브 판의 밀봉 부재의 전체 둘레를 상기 개구의 밸브 시트면에 동시에 접촉 이간시켜서, 양자를 서로 슬라이드시키지 않고 상기 개구를 개폐할 수 있는 점에서, 논슬라이드형 게이트 밸브라고 불리고, 밀봉 부재와 밀봉 면과의 마찰에 의한 밀봉 부재의 뒤틀림이나 마모 가루의 발생 등을 억제할 수 있으므로 현재 주목받고 있다.

이러한 논슬라이드형 게이트 밸브의 일례가 특허문헌 1에 개시되어 있다. 이 특허문헌 1에 기재된 게이트 밸브는 도 11, 도 12에 나타내는 바와 같이 로드 암(124)을 통하여 구동 로드(109)에 고정된 한 쌍의 캠 프레임(128)의 각각에 밸브 시트면(110)에 대하여 경사진 방향으로 형성된 2개의 캠 홈(130)과 레버 부재(112)의 좌측면과 우측면에 각각 2개씩 부착되고, 대응하는 각각의 캠 홈(130)에 감합되는 캠 롤러(133)를 갖고 있다. 그리고, 캠 롤러(133)에 부착된 정지 롤러(136)가 롤러 프레임(132)에 형성된 접촉부(137)에 접촉하고, 레버 부재(112)가 상승을 정지하여 압축 스프링(125)을 압축한 상태에서 캠 프레임(128)이 상승하고, 각각의 캠 홈(130)이 대응하는 캠 롤러(133)에 대하여 상승하기 때문에, 캠 롤러(133)가 경사진 캠 홈(130)의 홈 벽을 가압하고, 밸브 판(105) 및 밸브 샤프트(107)가 밸브 시트면(110)에 대하여 수직 이동하도록 되어 있다.

일본국 특허공개2013-96557호 공보

그런데, 상기 특허문헌 1에 개시된 논슬라이드형 게이트 밸브는 프로세스 챔버에 접속되는 일방의 개구의 개폐를 논슬라이드로 행하는 것이지만, 그 한편으로 게이트 밸브나 프로세스 챔버의 메인터넌스 작업의 효율화를 꾀하기 위해서, 트랜스퍼 챔버에 접속되는 타방의 개구에 관해서도, 논슬라이드로 개폐하는 것이 가능한 게이트 밸브가 요구되고 있다.

즉, 본 발명의 목적은 프로세스 챔버에 접속되는 제 1 개구뿐만 아니라, 트랜스퍼 챔버에 접속되는 제 2 개구에 관해서도 논슬라이드로 개폐하는 것이 가능한 논슬라이드형 게이트 밸브를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 논슬라이드형 게이트 밸브는 서로 대향하는 측벽에, 프로세스 챔버가 접속되는 제 1 개구 및 트랜스퍼 챔버가 접속되는 제 2 개구가 설치되고, 이들 개구 둘레에 서로 평행을 이루는 밸브 시트면이 각각 형성된 밸브 박스; 길이 방향으로 선단부와 기단부를 갖는 밸브 샤프트와, 상기 밸브 샤프트의 선단부에 부착되는 상기 각 밸브 시트면에 대응하는 밸브 밀봉재를 각각 구비한 플레이트 형상의 제 1 밸브체 및 제 2 밸브체에 의해 구성된 밸브 조립체; 상기 밸브 샤프트에 구동 로드가 연결된 에어 실린더;

를 갖고 있어서, 상기 에어 실린더에 의해 상기 밸브 조립체를 상기 각 밸브체가 상기 각 개구와 비대향을 이루는 전개 위치로부터, 상기 각 밸브체가 상기 각 개구에 대향하는 대향 위치를 거쳐서 상기 제 1 밸브체의 밸브 밀봉재가 상기 제 1 개구 둘레의 밸브 시트면에 압박되어서 상기 제 1 개구를 폐쇄하는 제 1 폐쇄 위치, 및 상기 제 2 밸브체의 밸브 밀봉재가 상기 제 2 개구 둘레의 밸브 시트면에 압박되어 상기 제 2 개구를 폐쇄하는 제 2 폐쇄 위치에 이동시킬 수 있도록 구성된 게이트 밸브이고, 상기 게이트 밸브는 상기 구동 로드와 밸브 샤프트를 상대적으로 변위 가능하도록 연결하는 연결 기구와, 상기 밸브 조립체를 상기 각 밸브 시트면에 대하여 평행 이동시키는 평행 이동 기구와, 상기 밸브 조립체를 상기 각 밸브 시트면에 대하여 수직 이동시키는 수직 이동 기구와, 상기 평행 이동 기구에 의해 상기 밸브 조립체가 상기 전개 위치로부터 대향 위치에 도달했을 때에, 상기 밸브 조립체의 평행 이동을 정지시킴과 아울러, 상기 수직 이동 기구에 의한 상기 밸브 조립체의 수직 이동을 허용하는 스토퍼 기구를 갖고, 상기 연결 기구는 상기 구동 로드에 고정된 로드 암과, 상기 밸브 샤프트의 기단부에 고정된 레버 부재와, 상기 레버 부재와 상기 로드 암과의 사이에 개재된 압축 스프링을 갖고, 상기 평행 이동기구는 상기 레버 부재의 좌측면과 우측면에 각각 대면하도록 상기 로드 암에 고정된 좌우 한 쌍의 캠 프레임과, 각각의 캠 프레임에 상기 평행 이동 방향으로 형성된 가이드 홈과, 상기 밸브 박스가 부착된 보닛에 고정의 좌우 한 쌍의 롤러 프레임의 각각에 복수 부착되어 상기 가이드 홈에 감합되는 가이드 롤러를 갖고, 상기 수직 이동 기구는 상기 한 쌍의 캠 프레임의 각각에 복수 형성된 캠 홈과, 상기 레버 부재의 좌우측면의 각각에 복수 설치되고, 상기 각 캠 홈에 각각 감합된 캠 롤러와 갖고, 상기 각 캠 홈은 상기 평행 이동 방향에 있어서, 상기 밸브체측의 시단 위치와 그것과 반대측의 종단 위치와 이들간에 설치된 중간 위치를 갖고 있어서, 상기 수직 이동 방향에 있어서, 상기 중간 위치는 시단 위치보다 상기 제 1 개구측에 설치되고, 상기 종단 위치는 시단 위치보다 상기 제 2 개구측에 설치되어 있고, 상기 밸브 조립체의 상기 전개 위치로부터 대향 위치에 이르는 평행 이동시에는 상기 캠 롤러가 상기 시단 위치에 배치되어 있어서, 상기 캠 롤러가 중간 위치로 이동했을 때에, 상기 밸브 조립체가 상기 제 1 폐쇄 위치를 차지하고, 상기 캠 롤러가 상기 종단 위치로 이동했을 때에, 상기 밸브 조립체가 제 2 폐쇄 위치를 차지하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 있어서는 상기 좌우 한 쌍의 캠 프레임에 각각 형성된 가이드 홈이 그 상기 밸브체측의 단부에 홈 폭이 확대된 확폭부를 갖고 있고, 상기 좌우의 롤러 프레임의 각각 부착된 복수의 가이드 롤러 중, 가장 상기 밸브체측에 배치된 것이 그 밖의 것보다 대경으로 형성되어 있어서, 상기 확폭부에 감합되도록 되어 있으면, 강도의 점에서 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 스토퍼 기구는 상기 수직 이동 방향으로 회전 가능하게 설치된 정지 롤러와, 상기 정지 롤러가 접촉 이간하는 접촉부를 갖고, 이들 정지 롤러 및 접촉부가 상기 레버 부재 및 상기 보닛에 서로 대향시켜서 각각 설치되어 있고, 상기 평행 이동 기구에 의해 상기 밸브 조립체가 상기 전개 위치로부터 대향 위치에 도달했을 때, 상기 정지 롤러가 접촉부에 접촉해서 상기 밸브 조립체의 평행 이동을 정지시키고, 상기 수직 이동 기구에 의해 상기 밸브 조립체가 수직 이동할 때, 상기 접촉부 상을 정지 롤러가 전동하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

이 때, 바람직하게는 상기 스토퍼 기구에 있어서, 상기 정지 롤러와 접촉부쌍이 상기 밸브 샤프트를 사이에 두고 좌우 양측에 설치되어 있고, 보다 바람직하게는 상기 접촉부가 상기 정지 롤러가 전동 가능하게 접촉하는 접촉면을 길이 방향의 일단에 구비한 쿠션 로드와, 상기 쿠션 로드의 길이 방향의 타단측이 접촉하는 쿠션 부재로 구성되어 있다.

본 발명에 따른 게이트 밸브에 의하면, 제 1 밸브체와 제 2 밸브체를 갖는 밸브 조립체를 제 1 개구 및 제 2 개구 둘레의 각 밸브 시트면에 대하여 수직 이동 시킴으로써, 이들 밸브 시트면에 각 밸브체가 대응하는 밸브 밀봉재를 각각 논슬라이드로 접촉 이간시킬 수 있기 때문에, 프로세스 챔버에 접속되는 제 1 개구뿐만 아니라, 트랜스퍼 챔버에 접속되는 제 2 개구를 개폐할 때에도, 밸브 밀봉재의 뒤틀림이나 마모 가루의 발생 등을 억제하는 것이 가능해진다. 그 결과, 프로세스 챔버나 제 1 밸브체 등의 메인터넌스 작업시에 제 2 개구를 폐쇄함에 있어서도 밸브 밀봉재의 뒤틀림에 의한 진공 누설이나, 마모 가루의 발생 등을 억제하는 것이 가능해져서 메인터넌스 작업의 효율화를 꾀할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 게이트 밸브의 실시형태를 나타내는 부분 단면도이고, 좌반부는 밸브 조립체가 전개 위치에 있는 상태를 나타내고, 우반부는 밸브 조립체가 대향 위치에 있는 상태를 나타내는 것이다.
도 2는 도 1의 일부를 분해해서 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1의 축선 X1을 따른 종단면도이다.
도 4는 도 1의 좌반부측의 요부 종단면도이다.
도 5는 도 1의 우반부측의 요부 종단면도이다.
도 6은 밸브 조립체가 제 1 폐쇄 위치에 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 6의 종단면도이다.
도 8은 밸브 조립체가 제 2 폐쇄 위치에 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 9는 도 8의 종단면도이다.
도 10 (a)는 스토퍼 기구의 단면도이고 도 10 (b)는 정지 롤러가 접촉부의 쿠션 로드에 접촉한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 11은 종래 사용되고 있는 게이트 밸브의 단면도이고, 좌반부는 밸브 판이 밸브 개방 위치에 있는 상태를 나타내고, 우반부는 밸브 판이 대향 위치에 있는 상태를 나타내는 것이다.
도 12는 도 11의 요부를 분해해서 나타내는 사시도이다.

본 발명에 따른 논슬라이드형 게이트 밸브(1)는 반도체 제조 장치 등에 있어서의 진공 챔버 사이에 배치되어, 프로세스 챔버 및 트랜스퍼 챔버로 통하는 2개의 개구를 선택적으로 논슬라이드로 개폐 가능하게 하는 것이고, 서로 대향하는 제 1 개구(3) 및 제 2 개구(4)를 갖고, 이들 개구 둘레에 서로 평행을 이루는 밸브 시트면(6, 7)이 각각 형성된 밸브 박스(2)와, 상기 밸브 박스(2) 중에 수용되어 있어서, 상기 제 1 개구(3)측의 면에 O링 등의 탄성체로 이루어지는 밸브 밀봉재(8)가 부착된 제 1 밸브체(5A) 및 상기 제 2 개구(4)측의 면에 O링 등의 탄성체로 이루어지는 밸브 밀봉재(9)가 부착된 제 2 밸브체(5B)와, 상기 제 1 밸브체 및 제 2 밸브체(5A, 5B)를 서로 배향시켜서 선단부에 부착된 밸브 샤프트(10)와, 상기 밸브 샤프트(10)에 구동 로드(11)가 연결된 에어 실린더(20)를 갖고 있다.

그리고, 상기 제 1 밸브체 및 제 2 밸브체(5A, 5B)와 밸브 샤프트(10)에 의해, 밸브 조립체(15)가 구성되어 있다.

상기 밸브 박스(2)는 도 1 및 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 대략 직방체의 박스형을 하고 있어서, 상대하는 좌우의 측벽(2a, 2b)에 횡으로 긴 대략 직사각형의 상기 제 1 개구(3) 및 상기 제 2 개구(4)가 각각 개설되어 있다. 그리고, 상기 제 1 개구(3)가 도시하지 않는 프로세스 챔버에 접속되고, 상기 제 2 개구(4)가 도시하지 않는 트랜스퍼 챔버에 접속되도록 되어 있다.

또한, 상기 제 1 밸브체 및 제 2 밸브체(5A, 5B)는 상기 제 1 개구 및 제 2 개구(3, 4)를 각각 개폐하는 것이고, 이들 제 1 개구 및 제 2 개구(3, 4)와 동일하게 횡으로 긴 직사각형이고, 이들 개구보다 면적의 큰 플레이트상으로 형성되어 있다.

상기 측벽(2a, 2b) 중, 일방(프로세스 챔버측)의 측벽(2a)의 내면에는 평탄면으로 이루어지는 상기 밸브 시트면(6)이 상기 제 1 개구(3)를 둘러싼 대략 직사각형의 환상으로 형성되고, 상기 제 1 밸브체(5A)에 있어서의 상기 제 1 개구(3)측에 배치된 면에는 상기 밸브 시트면(6)에 접촉해서 상기 제 1 개구(3)를 밀폐하기 위한 대략 직사각형의 환상으로 형성된 상기 밸브 밀봉재(8)가 장착되어 있다. 한편, 타방의 측벽(2b)의 내면에도 상기 일방 측벽(2a)과 동일하게, 평탄면으로 이루어지는 상기 밸브 시트면(7)이 상기 제 2 개구(4)를 둘러싼 대략 직사각형의 환상으로 형성되고, 상기 제 2 밸브체(5B)에 있어서의 상기 제 2 개구(4)측에 배치된 면에는 상기 밸브 시트면(7)에 접촉해서 상기 제 2 개구(4)를 밀폐하기 위한 대략 직사각형의 환상으로 형성된 상기 밸브 밀봉재(9)가 장착되어 있다.

상기 제 1 밸브체 및 제 2 밸브체(5A, 5B)는 그들의 밸브 밀봉재(8, 9)의 설치면을 서로 배향시킨 상태에서, 원주상을 이룬 상기 밸브 샤프트(10)의 선단측(도 1에 있어서의 상단측)에 형성된 상기 한 쌍의 측벽(2a, 2b)과 대향하는 면에, 나사 등의 분리 가능한 고정구에 의해 착탈 가능하거나 또는 고정적으로 부착되어 있다. 한편, 상기 밸브 박스(2)에 있어서의 상기 측벽(2a, 2b)과 대략 수직을 이루는 저면에는 보닛(12)이 기밀하게 고정되어 있고, 상기 밸브 샤프트(10)의 기단측(도 1에 있어서의 하단측)이 상기 보닛(12)의 중앙에 관설된 관통 구멍(12a)을 통해서, 상기 밸브 박스(2)의 외부로 연장되어 있다. 이 때, 상기 관통 구멍(12a)은 후술하는 밸브 조립체(15) 전체의 수직 이동을 허용하기 위해서, 상기 밸브 샤프트(10)의 직경보다 약간 큰 최소경을 갖고 있다. 또한, 상기 밸브 샤프트(10)의 축선(X1)은 상기 밸브 시트면(6, 7)과 평행을 이루고 있고, 따라서, 상기 밸브 조립체(15) 전체가 상기 밸브 시트면(6, 7)과 평행을 이루고 있다.

상기 밸브 샤프트(10)의 기단부에는 레버 부재(13)가 고정되어 있다. 상기 레버 부재(13)는 대략 H형의 블록상으로 형성된 것이고, 상기 보닛(12)측(도 1에 있어서의 상측)의 중앙에 형성된 제 1 오목부(13a) 및 상기 오목부(13a)를 사이에 두고 좌우 양측에 형성되어 상기 오목부(13a)의 측벽을 형성하는 한 쌍의 제 1 어깨부(13b)와 상기 축선(X1) 방향에 있어서 상기 보닛(12)과 반대측(도 1에 있어서의 하측)의 중앙에 형성된 제 2 오목부(13c) 및 상기 오목부(13c)를 사이에 두고 좌우 양측에 형성되어 상기 오목부(13c)의 측벽을 형성하는 한 쌍의 제 2 어깨부(13d)를 갖고 있다. 그리고, 상기 제 1 오목부(13a)에 상기 밸브 샤프트(10)의 기단부가 고정되고, 그것과 반대측의 제 2 오목부(13c)에는 후에 상술하는 압축 스프링(31)의 일단이 부착되어 있다.

상기 밸브 조립체(15)는 상기 제 1 밸브체 및 제 2 밸브체(5A, 5B)가 제 1 개구(3) 및 제 2 개구(4)와 비대향을 이루고, 이들 개구(3, 4)를 모두 전개로 하는 전개 위치로부터, 이들 밸브체(5A, 5B)가 상기 개구(3, 4)의 쌍방에 대하여 간극을 가져서 대향하는 대향 위치를 거쳐서 상기 제 1 개구(3) 둘레의 밸브 시트면(6)에 상기 제 1 밸브체(5A)의 밸브 밀봉재(8)를 압박해서 상기 제 1 개구(3)를 밀폐하는 제 1 폐쇄 위치와, 상기 제 2 개구(4) 둘레의 밸브 시트면(7)에 상기 제 2 밸브체(5B)의 밸브 밀봉재(9)를 압박하여 상기 제 2 개구(4)를 밀폐하는 제 2 폐쇄 위치로 순차적으로 이동하도록 구성되어 있다.

상기 관통 구멍(12a)은 상기 밸브 샤프트(10)의 기단부측(보닛(12)의 외면측)에 직경이 확대된 확경부(12b)를 갖고 있고, 상기 밸브 샤프트(10)를 덮는 벨로우즈(14)의 일단이 상기 확경부(12b)에 부착되고, 상기 벨로우즈(14)의 타단이 밸브 샤프트(10)의 기단부의 플랜지(10a)에 고정되어 있다. 상기 벨로우즈(14)는 상기밸브 샤프트(10)의 상하 이동에 따라 신축하도록 형성되어 있다. 또한, 상기 벨로우즈(14)의 양단은 기밀하게 고정되어 있어, 상기 벨로우즈(14)에 의해 밸브 박스(2)의 내부가 외부로부터 완전하게 차단되어 있다.

상기 보닛(12)의 외면에 있어서의 상기밸브 샤프트(10) 및 레버 부재(13)를 사이에 끼워서 상대하는 위치에는 상기구동 로드(11)를 각각 구비한 2개의 에어 실린더(20)이 고정되어 있다. 구체적으로는 상기 에어 실린더(20)는 횡단면의 외주형상이 대략 직사각형으로 형성된 실린더 하우징(21)과, 상방의 헤드측(상기 구동 로드(11)가 외부로 도출되어 있지 않은 측)에 설치된 스톱 피스톤(22)과 상기 스톱 피스톤(22)보다 하방의 로드측(구동 로드가 외부로 도출되어 있는 측)에, 상기 스톱 피스톤(22)과 동축으로 배치된 구동 피스톤(23)과, 상기 구동 피스톤(23)에 기단부가 고정된 상기 구동 로드(11)로 구성되어 있다. 그리고, 이들 한 쌍의 에어 실린더(20, 20)는 상기 구동 로드(11)의 축선(X1)을 상기 밸브 샤프트(10)의 축선(X1)과 평행을 향한 자세로 상기 헤드측에 있어서 보닛(12)의 하면에 고정되어 있다.

또한, 상기 실린더 하우징(21)은 그 일부가 후술하는 제 1 가이드 롤러 및 제 2 가이드 롤러(36a, 36b)를 부착하기 위한 롤러 프레임을 겸하고 있다. 따라서, 이하의 설명에 있어서, 실린더 하우징(21)의 상기 가이드 롤러(36a, 36b)가 부착되어 있는 부분을 「롤러 프레임(27)」이라고 부르는 경우도 있다. 단, 이 롤러 프레임(27)은 상기 실린더 하우징(21)과 별개로 형성할 수도 있다.

또한, 상기 실린더 하우징(21) 중의 헤드측에는 대경의 제 1 실린더(S1)가 형성되고, 그 로드측에는 소경의 제 2 실린더(S2)가 형성되어 있고, 이들 실린더(S1, S2)는 서로 연통하고 있다. 그리고, 상기 제 1 실린더 중에 상기 스톱 피스톤(22)이 슬라이드 가능하게 배치됨과 아울러, 상기 제 2 실린더(S2) 중에는 상기 구동 피스톤(23)이 슬라이딩 가능하게 배치되어 있고, 상기 스톱 피스톤(22)의 로드측에는 제2실린더(S2) 내경보다 소경의 원주상 스토퍼(22a)가 고정되어 있다.

그 결과, 상기 에어 실린더(20) 중에 있어서, 구동 피스톤(23)의 로드측에는 제 1 실린더실(24)이 구동 피스톤(23)과 스톱 피스톤(22)의 사이에는 제 2 실린더실(25)이, 스톱 피스톤(22)보다 헤드측에는 제 3 실린더실(26)이 각각 형성되어 있다. 또한, 제 1 실린더실(24), 제 2 실린더실(25), 제 3 실린더실(26)에는 도시하지 않는 흡배기 포트가 각각 개설되어 있다.

또한, 상기 각 에어 실린더(20, 20)의 구동 로드(11, 11)의 선단은 상기 레버 부재(13)의 상기 보닛(12)과 반대측(레버 부재(13)의 하방)에 있어서 수평으로 연장되는 플레이트상의 로드 암(30)의 좌우 단부에 각각 고정되어 있다. 그리고, 상기 레버 부재(13)의 스프링 자리로서의 상기 제 2 오목부(13c)와, 로드 암(30)에 있어서의 상기 제 2 오목부(13c)가 상대하는 면(로드 암(30)의 상면)에 형성된 오목상의 스프링 자리(30a)와의 사이에, 상기 압축 스프링(31)이 개재되어 있다.

상기 로드 암(30)과 레버 부재(13)의 사이에 개재된 상기 압축 스프링(31)은 상기 밸브 조립체(15) 및 레버 부재(13)의 중량을 지지할 수 있는 스프링력을 갖고 있다. 이 스프링력으로 후술하는 제 2 캠 롤러(32b)를 제 2 캠 홈(33b)의 상기 밸브체(5At 5B)측의 상단에 압박함으로써, 상기 밸브체(5A, 5B)를 상승시켜서 상기 제 1 개구 및 제 2 개구(3, 4)에 대하여 평행 이동시킬 때에는 상기 밸브 조립체(15)와 로드 암(30)이 일체화되도록 되어 있다. 그리고, 상기 밸브체(5A, 5B)를 상기 제 1 개구 및 제 2 개구에 대하여 수직 이동시킬 때에는 상기 압축 스프링(31)이 압축되어서 상기 밸브 조립체(15)와 로드 암(30)의 상대적인 이동을 허용하도록 되어 있다. 즉, 상기 압축 스프링(31), 상기 레버 부재(13) 및 상기 로드 암(30)은 상기 밸브 샤프트(10)와 구동 로드(11)를 상대적으로 변위 가능하도록 연결하기 위한 연결 기구를 구성하는 것이다.

상기 로드 암(30)의 상면에는 좌우 한 쌍의 플레이트상의 캠 프레임(34, 34)이 그 내면을 상기 레버 부재(13)의 좌측면 및 우측면에 각각 대면시키는 배치로 상기 밸브 샤프트(10)의 축선(X1)과 평행하게 고정되어 있다. 그리고, 각각의 캠 프레임(34, 34)의 상기 롤러 프레임(27, 27)에 면하는 외면에는 축선(X1)에 따른 상기 평행 이동 방향으로 연장되는 1개의 바닥이 있는 가이드 홈(35)이 형성되고 있어, 또한 각각의 내면에는 축선(X1)을 따라서 상하 2개의 바닥이 있는 제 1 캠 홈 및 제 2 캠 홈(33a, 33b)이 형성되어 있다. 이 때, 이들 가이드 홈(35) 및 캠 홈(33a, 33b)의 깊이는 상기 캠 프레임(34)의 두께의 반분보다 깊기 때문에, 이들 가이드 홈(35) 및 캠 홈(33a, 33b)은 캠 프레임(34)의 두께 방향에 있어서 서로 겹치지 않도록 캠 프레임(34)의 폭방향으로 비켜 놓아서 배치되어 있다.

또한, 상기 캠 홈(33a, 33b)의 수나 그들의 위치 관계는 본 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 캠 홈이 각각의 캠 프레임(34)에 3개 이상 형성되어 있거나, 캠 홈끼리가 캠 프레임(34)의 폭방향으로 서로 비켜 놓아서 배치되어 있거나 해도 된다. 또한, 캠 프레임(34)의 강도까지 확보할 수 있으면, 상기 가이드 홈(35)이나 캠 홈(33a, 33b)이 캠 프레임(34)을 관통하고 있어도 된다.

상기 가이드 홈(35)은 홈폭이 확대된 확폭부(35a)와, 그 밖의 상기 확폭부(35a)보다 폭이 좁게 형성된 협폭부(35b)에 의해 일련으로 형성되어 있어서 확폭부(35a)가 상기 밸브체(5A, 5B)측(도 2에 있어서의 상측)의 단부에 설치되고, 협폭부(35b)가 상기 로드 암(30)측(도 2에 있어서의 하측)에 설치되어 있다. 또한, 이 때, 상기 가이드 홈(35)의 밸브체측의 단, 즉 확폭부(35a)의 밸브체측의 단은 캠 프레임(34)의 상단면에 있어서 개방되어 있다.

한편, 상기 제 1 캠 홈 및 제 2 캠 홈(33a, 33b)은 각각 축선(X1)과 평행을 이루는 평행 이동 방향에 있어서, 밸브체(5A, 5B)측(도 4에 있어서의 상측)으로부터, 그것과 반대측의 레버 부재(13)(도 4에 있어서의 하측)측을 향해서 순차적으로, A위치(시단 위치), B위치(중간 위치), C위치(종단 위치)를 갖고 있다. 그리고, 축선(X1)과 수직을 이루는 상기 수직 이동 방향에 있어서, 상기 B위치는 A위치보다 상기 제 1 개구(3)측(도 4에 있어서의 좌측)에 배치되고, 상기 C위치는 A위치보다 상기 제 2 개구측(도 4에 있어서의 우측)에 배치되어 있다. 즉, 상기 캠 홈(33a, 33b)은 상기 제 1 개구(3)측에 볼록하게 만곡해서 상하 방향으로 연장되는 만곡 형상으로 각각 형성되어 있다. 또한, 이들 2개의 캠 홈(33a, 33b)은 서로 같은 캠 형상을 갖고 있어서, 축선(X1)을 따라 배치되어 있고, 이들 중, 제 1 캠 홈(33a)에 있어서의 상기 밸브체(5A, 5B)측(상측)의 단부가 캠 프레임(34)의 상단면에 있어서 개방되어 있다.

상기 2개의 에어 실린더(20)의 실린더 하우징(21)에 있어서의 상기 밸브 샤프트(10)측을 향하는 내측면에는 상기 가이드 홈(35)에 감합되는 2개의 제 1 가이드 롤러 및 제 2 가이드 롤러(36a, 36b)가 축선(X1)을 따라서 상하로 이간된 위치에 각각 부착되어 있다. 이 때, 상측의 제 1 가이드 롤러(36a)는 상기 가이드 홈(35)의 확폭부(35a)에 감합되어서 가이드되기 때문에, 상기 협폭부(35b)에 감합되는 하측의 다른 가이드 롤러(36b)보다 큰 직경으로 형성되어 있다. 또한, 가이드시의 요동을 억제하기 위해서, 제 1 가이드 롤러(36a)의 직경은 확폭부(35a)의 폭과 대략 같고, 제 2 가이드 롤러(36b)의 직경은 협폭부(35b)의 폭과 대략 같이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 가이드 롤러(36a, 36b)는 상기 밸브 조립체(15)가 상기 전개 위치에 있을 때에는 도 4에 나타내는 바와 같이, 하측의 제 2 가이드 롤러(36b)만이 상기 가이드 홈(35)에 감합되어 있고, 상기 밸브 조립체(15)가 상기 대향 위치에 도달한 때에는 도 5에 나타내는 바와 같이 상기 상측의 가이드 롤러(36a)가 가이드 홈(35)의 상단의 개구로부터, 가이드 홈(35)의 확폭부(35a)에 감합되도록 되어 있다.

이렇게, 상기 밸브 조립체(15)가 상기 전개 위치에서 상기 대향 위치로 이르기까지 상기 밸브 시트면(6, 7)과 평행하게 이동 가능하게 되어 있고, 상기 캠 프레임(34)과 가이드 홈(35)과 가이드 롤러(36a, 36b)는 상기 밸브 조립체(15)을 상하 방향으로 밸브 시트면(6, 7)에 대하여 평행 이동시키기 위한 평행 이동 기구를 구성하고 있다.

또한, 상기 레버 부재(13)의 좌측면 및 우측면에는 상기 캠 프레임(34)에 각각 2개 형성되어 있는 캠 홈(33a, 33b)에 대하여 각각 감합되는 2개의 제 1 캠 롤러 및 제 2 캠 롤러(32a, 32b)가 각각 부착되어 있다. 이 때, 상기 2개의 캠 롤러(32a, 32b)는 상하로 이간한 위치에 배치되어 있어서, 상기 2개의 캠 홈(33a, 33b)에 개별적으로 감합된다.

그리고, 상기 평행 이동 기구에 의해 밸브 조립체(15)를 상기 전개 위치로부터 대향 위치로 이동시킨 후, 후술하는 스토퍼 기구에 의해, 상기 밸브 조립체(15)를 상기 대향 위치에 정지시킨 상태에서, 또한 상기 로드 암(30)을 상승시켜서 상기 압축 스프링(31)을 압축하면서 상기 캠 프레임(34)을 상승시키면, 상기 캠 홈(33a, 33b)의 상승에 의해, 상기 캠 롤러(32a, 32b)가 상기 캠 홈의 상기 제 1 개구(3)측을 향해서 경사지는 부분으로 밀려서 상기 A위치로부터 B위치로 이동한다. 이 때, 캠 롤러(32a, 32b)는 상기 제 1 개구(3)의 밸브 시트면(6)에 접근하는 방향으로 상기 밸브 시트면(6)에 대하여 수직 이동하고, 그것에 따라 상기 밸브 조립체(15)도 동 방향으로 이동한다. 그 결과, 상기 제 1 밸브체(5A)의 밸브 밀봉재(8)를 상기 제 1 개구(3)의 밸브 시트면(6)에 압박하여 상기 제 1 개구(3)를 밀폐하는 제 1 폐쇄 위치를 상기 밸브 조립체(15)가 차지하도록 되어 있다.

또한, 캠 프레임(34)이 더욱 상승하면, 상기 캠 홈(33a, 33b)의 새로운 상승에 의해, 상기 캠 롤러(32a, 32b)가 상기 캠 홈의 상기 제 2 개구(4)측을 향해서 경사지는 부분으로 밀려서 상기 B위치에서 C위치로 이동한다. 그 때, 캠 롤러(32a, 32b)는 상기 제 2 개구(4)의 밸브 시트면(7)에 접근하는 방향으로 상기 밸브 시트면(7)에 대하여 수직 이동하고, 그것에 따라서 상기 밸브 조립체(15)도 동방향으로 이동한다. 그 결과, 상기 제 1 밸브체(5A)를 제 1 개구(3)로부터 이간시켜, 상기 제 2 밸브체(5B)의 밸브 밀봉재(9)를 상기 제 2 개구(4)의 밸브 시트면(7)에 압박해서 상기 제 2 개구(4)를 밀폐하는 제 2 폐쇄 위치를, 상기 밸브 조립체(15)가 차지하도록 되어 있다.

이렇게, 상기 캠 홈(33a, 33b)과 상기 캠 롤러(32a, 32b)는 상기 밸브 조립체(15)를 상기 밸브 시트면(6, 7)에 대하여 수직 이동시키기 위한 수직 이동 기구를 구성하고 있다.

또한, 이 게이트 밸브(1)는 상기 평행 이동 기구에 의해 상기 밸브 조립체(15)가 상기 전개 위치로부터 대향 위치에 이르렀을 때에, 상기 밸브 조립체(15)의 평행 이동을 정지시킴과 아울러, 상기 수직 이동 기구에 의한 상기 밸브 조립체(15)의 수직 이동을 허용하는 스토퍼 기구(40)를 갖고 있다. 상기 스토퍼 기구(40)는 상기 레버 부재(13)의 보닛(12)측에 형성된 한 쌍의 어깨부(13b, 13b)의 각 상단부에 있어서, 상기 수직 이동 방향으로 전동 가능하게 설치된 정지 롤러(41)와, 보닛(12)의 외면(하면)측에 있어서의 상기 각 정지 롤러(41)와 상대하는 부분에 설치되어 있어서, 상기 정지 롤러(41)를 접촉 이간시키기 위한 접촉부(42)를 갖고 있다. 즉, 상기 정지 롤러(41)와 접촉부(42) 쌍이 상기 밸브 샤프트(10)를 사이에 두고 좌우 양측에 설치되어 있다.

그리고, 도 5에 나타내는 바와 같이 상기 평행 이동 기구에 의해 밸브 조립체(15)가 상기 전개 위치로부터 대향 위치에 도달하면 상기 정지 롤러(41)가 접촉부(42)에 대하여 접촉해서 상기 밸브 조립체(15)의 평행 이동을 정지시키고, 도 7 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 상기 수직 이동 기구에 의한 상기 밸브 조립체(15)의 수직 이동을 따라서, 상기 접촉부(42) 상을 정지 롤러가 그 수직 이동 방향으로 전동하도록 되어 있다.

상기 정지 롤러(41)는 도 10에 나타내는 바와 같이, 상기 어깨부(13b)의 상단면에 오목하게 설치된 롤러 수용부(43)내에 있어서, 그 회전축(41a)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있어서, 상기 정지 롤러(41) 일부가 상기 상단면으로부터 돌출되어 있다. 또한, 상기 롤러 수용부(43)는 본 실시형태와 같이, 각 어깨부(13b)의 상단면에 개설된 구멍에 의해 형성되고, 회전축(41a)의 양단을 상기 어깨부(13b)에 지지시키는 것이 강도상 바람직하지만, 각 어깨부(13b)의 상단 각 모서리부에 상기 롤러 수용부(43)로서의 노치부를 형성하고, 회전축(41a)의 일단만을 상기 어깨부(13b)에 지지시켜도 된다.

한편, 상기 접촉부(42)는 동일한 도 10에 나타내는 바와 같이, 상기 정지 롤러(41)가 전동 가능하게 접촉하는 접촉면(45a)을 길이 방향의 일단(도 10에 있어서의 하단)에 구비한 쿠션 로드(45)와, 상기 쿠션 로드(45)의 길이 방향의 타단(도 10에 있어서의 상단)측이 접촉하는 쿠션 부재(46)와, 이들 쿠션 로드(45) 및 쿠션 부재(46)를 상기 보닛(12)의 하면측에 설치하기 위한 쿠션 홀더(47)를 갖고 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 보닛(12)의 하면에는 상기 접촉부를 부착하기 위해서 형성된 단면 대략 원형으로 바닥면을 갖는 쿠션 수용 구멍(12c)이 개설되어 있고, 그 내주면에는 암나사가 형성되어 있다. 상기 쿠션 로드(45)는 비탄성재에 의해 대략 원주상으로 형성되어 있고, 그 일단에 설치된 상기 접촉면(45a)은 평탄하게 형성되어 있고, 그 타단에는 플랜지부(45b)가 형성되어 있다. 또한, 상기 쿠션 부재(46)는 완충 기능을 갖는 탄성재에 의해, 그 일단(도 10에 있어서의 하단)측을 향해서 직경이 작아져 가는 대략 절두 원추(원뿔대)상으로 형성되어 있고, 상기 일단에 선단면(46a)을 갖고, 그 타단(도 10에 있어서의 상단)에 상기 쿠션 수용 구멍(12c)과 대략 동일한 직경이거나 그보다 약간 소경의 플랜지부(46b)가 형성되어 있다. 또한, 상기 쿠션 홀더(47)는 상기 그 일단(도 10에 있어서의 하단)과 타단(도 10에 있어서의 상단) 사이에 관통 구멍(48)을 갖는 대략 원주상으로 형성되어 있고, 그 외주면에 상기 수용 구멍(12c)의 암나사에 나사 결합되는 숫나사가 형성된 통상부(47a)와, 상기 통상부(47a)의 하단에 상기 통상부(47a) 및 상기 쿠션 수용 구멍(12c)보다 대경으로 형성된 돌출부(47b)를 갖고 있다.

여기서, 상기 쿠션 홀더의 관통 구멍(48)은 상단측의 대경부(48a)와, 하단측의 소경부(48c)와, 양자 사이에 위치하는 중경부(48b)로 구성되어 있다. 또한, 상기 쿠션 로드(45)는 상기 홀더의 관통 구멍(48)에 슬라이드 가능하게 삽입되어서, 상기 홀더(47)의 하단의 개구로부터 출몰할 수 있도록 상기 소경부(48c)보다 약간 소경으로 형성되어 있다. 한편, 상기 쿠션 로드의 플랜지부(45b)는 상기 대경부(48a)의 직경보다 약간 소경으로 형성되어 있음과 아울러 상기 중경부(48b)보다 대경으로 형성되어 있어서, 상기 대경부(48a)내에 배치되어 있다. 그 때문에 상기 접촉부(42)에 정지 롤러(41)가 접촉하지 않는 때에는 로드(45)를 홀더(47)의 하단으로부터 돌출시킨 상태에서, 상기 플랜지부(45b)가 상기 대경부(48a)와 중경부(48b)의 경계에 형성된 계단부(48d)에 로킹되어, 상기 쿠션 로드(45)가 관통 구멍(48)로부터 하방으로 발출되지 않도록 되어 있다.

그리고, 상기 접촉부에 있어서는 상기 쿠션 부재(46)는 상기 수용 구멍(12c) 중에 그 플랜지부(46b)를 상기 쿠션 수용 구멍(12c)의 바닥면에 접촉시킨 상태에서 수용되고, 상기 쿠션 로드(45)가 그 플랜지부(45b)를 상기 쿠션 부재(46)의 선단면(46a)에 접촉시킴과 아울러 상기 쿠션 홀더의 내주의 계단부(48d)에 로킹되어 상기 쿠션 부재(46)와 동축으로 배치되고, 또한 상술한 바와 같이, 상기 홀더(47)가 그 하단의 돌출부(47b)의 개구로부터, 쿠션 로드(45)의 접촉면(45a)을 포함하는 선단부를 돌출시킨 상태에서, 쿠션 수용 구멍(12c)에 나사 결합에 의해 고정되고, 상기 쿠션 부재(46) 및 로드(45)를 쿠션 수용 구멍(12c)내에 유지하고 있다.

그렇게 함으로써, 레버 부재(13)가 상승하고, 상기 밸브 조립체(15)가 상기 대향 위치에 도달해서 상기 정지 롤러(41)가 상기 로드(45)에 접촉하면, 도 10(b)에 나타내는 바와 같이, 쿠션 부재(46)가 압축되어서 그 충격이 완충된다. 또한, 그 때, 동 도면에 나타내는 바와 같이 로드(45)의 접촉면(45a)은 홀더(47)의 개구와 대략 면높이가 동일한 위치까지 밀어 올려진 상태가 된다. 그리고, 상기 밸브 조립체(15)가 상기 수직 이동 기구에 의해 수직 이동을 할 때에는 상기 정지 롤러(41)가 로드(45)의 접촉면(45a)에 접촉한 상태에서, 상기 수직 이동 방향으로 전동하도록 되어 있다.

다음에, 상기 구성을 갖는 게이트 밸브(1)의 동작에 관하여 설명한다. 도 1 좌반부 및 도 4는 상기 제 1 밸브체 및 제 2 밸브체(5A, 5B)가 제 1 개구(3) 및 제 2 개구(4)로부터 떨어져서 밸브 박스(2)의 하단부로 대피한 전개 위치를, 상기 밸브 조립체(15)가 차지하고 있는 상태, 즉, 제 1 개구(3)에 접속된 도시하지 않는 프로세스 챔버와, 제 2 개구(4)에 접속된 도시하지 않는 트랜스퍼 챔버가 서로 연통되고, 워크를 양 진공 챔버 사이에 반송 가능한 상태를 나타내고 있다. 이 때, 에어 실린더(20)의 구동 로드(11)는 하향으로 완전하게 신장하고, 제 1 밸브체 및 제 2 밸브체(5A, 5B)를 포함하는 밸브 조립체(15)가 최대한 하강한 위치에 있다. 그 때문에 상기 압축 스프링(31)의 스프링력으로 각 캠 롤러(32a, 32b)가 각 캠 홈(33a, 33b)의 상기 A위치에 배치됨으로써, 상기 구동 로드(11)와 밸브 조립체(15)가 상기 로드 암(30)과 캠 프레임(34)과 레버 부재(13)를 통하여 일체화된 상태로 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 상기 제 1 가이드 롤러 및 제 2 가이드 롤러(36a, 36b) 중 하방으로 설치된 소경의 제 2 가이드 롤러(36b)만이 상기 가이드 홈(35) 내에 감합되어 있다.

또한, 이하의 설명에 있어서, 서로 고정 관계에 있는 상기 구동 로드(11)와 로드 암(30)과 캠 프레임(34)을 「로드측 어셈블리」라고 부르고, 마찬가지로 고정 관계에 있는 상기 밸브 조립체(15)(밸브 샤프트(10) 및 제 1 밸브체 및 제 2 밸브체(5A, 5B))와 레버 부재(13)를 「샤프트측 어셈블리」라고 부른다.

상기 전개 위치의 상태로부터, 제 2 실린더실(25) 중의 에어를 외부로 개방함과 아울러, 제 1 실린더실(24) 및 제 3 실린더실(26)에 압력 에어를 공급해서 상기 구동 로드(11)를 상승시키면, 상기 로드측 어셈블리와 샤프트측 어셈블리는 서로 일체가 되어서 상승한다. 그러면, 도 1 우반부 및 도 5에 나타내는 바와 같이 상기 제 1 밸브체 및 제 2 밸브체(5A, 5B)가 각각 제 1 개구 및 제 2 개구(3, 4)에 각각 대향하지만 상기 밸브 밀봉재(8, 9)는 밸브 시트면(6, 7)으로부터 이간되고 있는 상기 대향 위치에, 상기 밸브 조립체(15)가 도달한다.

이 때, 상기 로드측 어셈블리 및 샤프트측 어셈블리의 상승 초기에 있어서는 도 4에 나타내는 바와 같이, 가이드 홈(35)에 감합되고 있는 하방의 제 2 가이드 롤러(36b)로 캠 프레임(34)이 가이드됨으로써, 상기 밸브 샤프트(10)의 축선(X1)이 상기 밸브 시트면(6, 7)과 평행하게 유지된 상태에서, 상기 로드측 어셈블리 및 샤프트측 어셈블리의 상기 밸브 시트면(6, 7)에 대한 평행 이동이 행해진다. 그리고, 상기 밸브 조립체(15)가 상기 대향 위치에 가까이 가면, 도 5에 나타내는 바와 같이 상기 제 1 가이드 롤러(36a)도 상단의 개구로부터 상기 가이드 홈(35)에 감합된다.

상기 밸브 조립체(15)가 상기 대향 위치에 도달하면, 도 5에도 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 상기 정지 롤러(41)가 상기 접촉부(42)에 접촉함으로써, 상기 샤프트측 어셈블리는 그 위치에 정지한다. 그러나, 상기 샤프트측 어셈블리의 정지후도, 상기 제 2 실린더실(25)내의 에어를 외부로 개방하고 있기 때문에, 상기 로드측 어셈블리는 상기 압축 스프링(31)을 압축해서 더욱 상승을 계속하고, 상기 캠 프레임(34)에 형성된 제 1 캠 홈 및 제 2 캠 홈(33a, 33b)이 상기 제 1 캠 롤러 및 제 2 캠 롤러(32a, 32b)에 대하여 각각 상승한다. 상기 각 캠 홈(33a, 33b)은 도 6에 나타내는 바와 같이, 구동 피스톤(23)이 스톱 피스톤(22)의 스토퍼(22a)에 접촉할 때까지 각각 상승한다. 이 때, 도 7에 나타내는 바와 같이, 상기 각 캠 롤러(32a, 32b)는 각 캠 홈(33a, 33b)의 상기 B위치에 각각 이동하지만, 그 때, 이들 캠 롤러(32a, 32b)는 경사하는 상기 각 캠 홈(33a, 33b)의 홈 벽에 밀려서 상기 제 1 개구(3)의 밸브 시트면(6)에 접근하는 방향으로, 상기 밸브 시트면(6)에 대하여 수직 이동한다. 그 결과, 상기 샤프트측 어셈블리는 상기 각 캠 롤러(32a, 32b)와 함께 같은 방향으로 이동하기 때문에, 상기 밸브 조립체(15)는 상기 제 1 폐쇄 위치로 이동하고, 상기 제 1 밸브체(5A)의 밸브 밀봉재(8)가 상기 밸브 시트면(6)에 압박되어 상기 제 1 개구(3)가 밀폐된다. 그리고, 이렇게 하여 밀폐된 프로세스 챔버내에서 워크가 처리된다.

그런데, 이러한 워크 처리시에 프로세스 챔버내에 발생하는 라디칼은 제 1 밸브체(5A)의 밸브 밀봉재(8)를 열화시키기 때문에 상기 밸브 밀봉재(8)를 정기적으로 교환할 필요성이 있다. 또한, 프로세스 챔버내도 정기적으로 청소할 필요성이 있다. 따라서, 본 발명에 따른 게이트 밸브(1)에서는 그러한 메인터넌스 시에도, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제 2 밸브체(5B)에 의해 트랜스퍼 챔버로 통하는 제 2 개구(4)를 밀폐함으로써, 상기 트랜스퍼 챔버내를 진공 상태로 유지할 수 있도록 되어 있다.

상기 메인터넌스를 행할 때는 제 2 실린더실(25) 및 제 3 실린더실(26)의 에어를 외부로 개방함과 아울러, 제 1 실린더실(24)에 압력 에어를 공급해서 상기 구동 로드(11)를 상승시킨다. 각 캠 홈(33a, 33b)은 도 8에 나타내는 바와 같이, 스톱 피스톤(22)이 헤드 측단에 접촉할 때까지 각각 상승한다. 이 때, 도 9에 나타내는 바와 같이, 각 캠 롤러(32a, 32b)는 각 캠 홈(33a, 33b)의 상기 C위치로 이동하지만, 그 때, 이들 캠 롤러(32a, 32b)는 경사하는 상기 캠 홈(33a, 33b)의 홈 벽에 밀려서 상기 제 2 개구(4)의 밸브 시트면(7)에 접근하는 방향으로, 상기 밸브 시트면(7)에 대하여 수직 이동한다. 그 결과, 상기 샤프트측 어셈블리는 상기 각 캠 롤러(32a, 32b)와 함께 같은 방향으로 이동하기 때문에, 상기 밸브 조립체(15)는 상기 제 2 폐쇄 위치로 이동하고, 상기 제 2 밸브체(5B)의 밸브 밀봉재(9)가 상기 밸브 시트면(7)에 압박되어서 상기 제 2 개구(4)가 밀폐된다.

이렇게, 상기 메인터넌스 중에 상기 제 2 개구(4)를 밀폐하고, 그것에 접속된 트랜스퍼 챔버의 진공 상태를 유지함으로써, 상기 트랜스퍼 챔버를 그대로 계속해서 사용할 수 있고, 게다가 상기 메인터넌스 후의 장치의 개시도 신속화할 수 있다.

이상과 같이, 상기 밸브 조립체(15)의 상기 대향 위치로부터 제 1 폐쇄 위치 또는 제 2 폐쇄 위치로의 이동은 2개의 가이드 롤러(36a, 36b)가 캠 프레임(34)의 각 캠 홈(33a, 33b)에 각각 가이드됨으로써, 상기 밸브 시트면(6, 7)에 대하여 수직으로 행해지지만, 상기 밸브 밀봉재(8, 9)가 밸브 시트면(6, 7)에 압박되었을 때에, 밸브체(5A, 5B)가 밸브 시트면으로부터 받는 반력은 상기 캠 프레임(34)을 통해서 상기 2개의 가이드 롤러(36a, 36b)에 의해 받아낸다.

구체적으로는 도 7 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 밸브 조립체(15)가 상기 제 1 폐쇄 위치 또는 제 2 폐쇄 위치에 있을 때에, 밸브체(5A, 5B)가 밸브 시트면(6, 7)으로부터 받는 반력을 F, 상기 제 1 가이드 롤러(36a)가 캠 프레임(34)으로부터 받는 작용력(캠 프레임이 제 1 가이드 롤러(36a)로부터 받는 반력)을 W2, 상기 제 2 가이드 롤러(36b)가 캠 프레임(34)으로부터 받는 작용력(캠 프레임이 제 2 가이드 롤러(36b)로부터 받는 반력)을 W1이라고 하고, 상기 밸브체(5A, 5B)의 중심과 상기 제 1 가이드 롤러(36a)의 중심의 거리를 L1, 상기 제 1 가이드 롤러(36a)의 중심과 상기 제 2 가이드 롤러(36b)의 중심의 거리를 L2라고 하면, 이하가 성립한다.

W1×L2=F×L1

W2=F+W1=(1+L1/L2)F

그 이유는, 제 1 밸브체 및 제 2 밸브체(5A, 5B)가 밸브 시트면(6, 7)으로부터 받는 반력(F)과, 캠 프레임(34)이 제 2 가이드 롤러(36b)로부터 받는 반력(W1)에 의한, 제 1 가이드 롤러(36a) 주위의 모멘트는 균형을 이루고 있고, 또한 상기 반력(W2)은 상기 반력(F)과 상기 반력(W1)의 합과 동일하게 되기 때문이다. 즉, 제 1 가이드 롤러(36a)는 제 2 가이드 롤러(36b)보다 큰 작용력을 캠 프레임(34)으로부터 받는 것이 되므로 상술한 바와 같이, 상기 제 2 가이드 롤러(36b)보다 직경을 크게 함으로써 보강되고 있다. 특히, 본 실시형태에 있어서는 상기 밸브체(5A, 5B)의 중심과 상기 제 1 가이드 롤러(36a)의 중심의 거리를 L1이, 상기 제 1 가이드 롤러(36a)의 중심과 상기 제 2 가이드 롤러(36b)의 중심의 거리를 L2 보다 길게 되어 있어 W2가 F의 2배보다도 커지기 때문에, 제 1 가이드 롤러(36a)를 보강하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 게이트 밸브(1)의 제 1 개구 및 제 2 개구(3, 4)를 밀폐 상태로부터 개방할 때, 즉, 밸브 조립체(15)를 제 1 폐쇄 위치 또는 제 2 폐쇄 위치로부터 전개 위치로 이동시킬 경우에는 상술한 게이트 밸브(1)의 각 개구(3, 4)를 폐쇄하는 행정과 반대의 동작을 행하게 하면 된다.

이렇게, 상기 게이트 밸브(1)에 의하면, 제 1 밸브체(5A)와 제 2 밸브체(5B)와 밸브 샤프트(10)로 이루어지는 밸브 조립체(15)를 제 1 개구(3) 및 제 2 개구(4) 둘레의 각 밸브 시트면(6, 7)에 대하여 수직 이동시킴으로써, 이들 밸브 시트면(6, 7)에 각 밸브체(5A, 5B)가 대응하는 밸브 밀봉재(8, 9)를 각각 논슬라이드로 접촉 이간시킬 수 있기 때문에 프로세스 챔버에 접속되는 제 1 개구(3)뿐만 아니라, 트랜스퍼 챔버에 접속되는 제 2 개구(4)를 개폐할 때에도, 밸브 밀봉재(8, 9)의 뒤틀림이나, 마모 가루의 발생 등을 억제하는 것이 가능해진다. 그 결과, 프로세스 챔버나 제 1 밸브체(5A)의 밸브 밀봉재(8) 등의 메인터넌스 작업시에 제 2 개구(4)를 폐쇄하는 것에 있어서도, 밸브 밀봉재(9)의 뒤틀림에 의한 진공 누설이나, 마모 가루의 발생 등을 억제하는 것이 가능해져서 메인터넌스 작업의 효율화를 꾀할 수 있다.

이상에 있어서, 본 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 설명해 왔지만, 본 발명은 그들에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지로부터 일탈하지 않는 범위에 있어서, 각종 설계 변경을 할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

1 : 게이트 밸브 2 : 밸브 박스
2a, 2b : 측벽 3 : 제 1 개구
4 : 제 2 개구 5A : 제 1 밸브체
5B : 제 2 밸브체 6, 7 : 밸브 시트면
8, 9 : 밸브 밀봉재 10 : 밸브 샤프트
X1 : 밸브 샤프트의 축선 11 : 구동 로드
12 : 보닛 13 : 레버 부재
15 : 밸브 조립체 20 : 에어 실린더
27 : 롤러 프레임 30 : 로드 암
31 : 압축 스프링 32a : 제 1 캠 롤러
32b : 제 2 캠 롤러 33a : 제 1 캠 홈
33b : 제 2 캠 홈 34 : 캠 프레임
35 : 가이드 홈 35a : 확폭부
36a : 제 1 가이드 롤러 36b : 제 2 가이드 롤러
40 : 스토퍼 기구 41 : 정지 롤러
42 : 접촉부 45 : 쿠션 로드
45a : 접촉면 46 : 쿠션 부재

Claims (5)

1. 서로 대향하는 측벽에 프로세스 챔버가 접속되는 제 1 개구 및 트랜스퍼 챔버가 접속되는 제 2 개구가 설치되고, 이들 개구 둘레에 서로 평행을 이루는 밸브 시트면이 각각 형성된 밸브 박스;
   길이 방향으로 선단부와 기단부를 갖는 밸브 샤프트와, 상기 밸브 샤프트의 선단부에 부착되고 상기 각 밸브 시트면에 대응하는 밸브 밀봉재를 각각 구비한 플레이트상의 제 1 밸브체 및 제 2 밸브체에 의해 구성된 밸브 조립체;
   상기 밸브 샤프트에 구동 로드가 연결된 에어 실린더를 갖고 있고,
   상기 에어 실린더에 의해 상기 밸브 조립체를, 상기 각 밸브체가 상기 각 개구와 비대향을 이루는 전개 위치로부터 상기 각 밸브체가 상기 각 개구에 대향하는 대향 위치를 거쳐 상기 제 1 밸브체의 밸브 밀봉재가 상기 제 1 개구 둘레의 밸브 시트면에 압박되어 상기 제 1 개구를 폐쇄하는 제 1 폐쇄 위치 및 상기 제 2 밸브체의 밸브 밀봉재가 상기 제 2 개구 둘레의 밸브 시트면에 압박되어 상기 제 2 개구를 폐쇄하는 제 2 폐쇄 위치로 이동할 수 있도록 구성한 게이트 밸브로서:
   상기 게이트 밸브는 상기 구동 로드와 밸브 샤프트를 상대적으로 변위 가능하도록 연결하는 연결 기구와, 상기 밸브 조립체를 상기 각 밸브 시트면에 대하여 평행 이동시키는 평행 이동 기구와, 상기 밸브 조립체를 상기 각 밸브 시트면에 대하여 수직 이동시키는 수직 이동 기구와, 상기 평행 이동 기구에 의해 상기 밸브 조립체가 상기 전개 위치로부터 대향 위치에 이르렀을 때에, 상기 밸브 조립체의 평행 이동을 정지시킴과 아울러 상기 수직 이동 기구에 의한 상기 밸브 조립체의 수직 이동을 허용하는 스토퍼 기구를 갖고,
   상기 연결 기구는 상기 구동 로드에 고정된 로드 암과, 상기 밸브 샤프트의 기단부에 고정된 레버 부재와, 상기 레버 부재와 상기 로드 암 사이에 개재된 압축 스프링을 갖고,
   상기 평행 이동 기구는 상기 레버 부재의 좌측면과 우측면에 각각 대면하도록 상기 로드 암에 고정된 좌우 한 쌍의 캠 프레임과, 각각의 캠 프레임에 상기 평행 이동 방향으로 형성된 가이드 홈과, 상기 밸브 박스가 부착된 보닛에 고정된 좌우 한 쌍의 롤러 프레임의 각각에 복수 부착되어서 상기 가이드 홈에 감합되는 가이드 롤러를 갖고,
   상기 수직 이동 기구는 상기 한 쌍의 캠 프레임의 각각에 복수 형성된 캠 홈과, 상기 레버 부재의 좌우 측면의 각각에 복수 설치되고, 상기 각 캠 홈에 각각 감합된 캠 롤러를 갖고, 상기 각 캠 홈은 상기 평행 이동 방향에 있어서 상기 밸브체측의 시단 위치와 그것과 반대측의 종단 위치와 이들 사이에 설치된 중간 위치를 갖고 있고, 상기 수직 이동 방향에 있어서 상기 중간 위치는 시단 위치보다 상기 제 1 개구측에 설치되고, 상기 종단 위치는 시단 위치보다 상기 제 2 개구측에 설치되어 있고, 상기 밸브 조립체의 상기 전개 위치로부터 대향 위치에 이르는 평행 이동시에는 상기 캠 롤러가 상기 시단 위치에 배치되어 있어서, 상기 캠 롤러가 중간 위치로 이동했을 때에 상기 밸브 조립체가 상기 제 1 폐쇄 위치를 차지하고, 상기 캠 롤러가 상기 종단 위치로 이동했을 때에 상기 밸브 조립체가 제 2 폐쇄 위치를 차지하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 좌우 한 쌍의 캠 프레임에 각각 형성된 가이드 홈은 그 상기 밸브체측의 단부에 홈 폭이 확대된 확폭부를 갖고 있고, 상기 좌우의 롤러 프레임의 각각에 부착된 복수의 가이드 롤러 중 가장 상기 밸브체측에 배치된 것이 그 밖의 것보다 대경으로 형성되어 있어서 상기 확폭부에 감합되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 스토퍼 기구는 상기 수직 이동 방향으로 회전 가능하게 설치된 정지 롤러와 상기 정지 롤러가 접촉 이간하는 접촉부를 갖고,
   이들 정지 롤러 및 접촉부는 상기 레버 부재 및 상기 보닛에 서로 대향되어서 각각 설치되어 있고,
   상기 평행 이동 기구에 의해 상기 밸브 조립체가 상기 전개 위치로부터 대향 위치에 이르렀을 때에 상기 정지 롤러가 접촉부에 접촉해서 상기 밸브 조립체의 평행 이동을 정지시키고, 상기 수직 이동 기구에 의해 상기 밸브 조립체가 수직 이동할 때에 상기 접촉부 상을 정지 롤러가 전동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 스토퍼 기구에 있어서, 상기 정지 롤러와 접촉부의 쌍이 상기 밸브 샤프트를 사이에 두고 좌우 양측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 접촉부는 상기 정지 롤러가 전동 가능하게 접촉하는 접촉면을 길이 방향의 일단에 구비한 쿠션 로드와 상기 쿠션 로드의 길이 방향의 타단측이 접촉하는 쿠션 부재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.

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