KR20150097392A

KR20150097392A - 삼방 밸브 및 흡기 시스템

Info

Publication number: KR20150097392A
Application number: KR1020150012783A
Authority: KR
Inventors: 히데키 하야사카; 구니시게 스즈키
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2015-01-27
Publication date: 2015-08-26
Also published as: KR102201910B1; JP2015152139A; JP6301677B2; TWI651484B; TW201537070A; CN104847922A; CN104847922B

Abstract

본 발명은 유로의 개폐 성능의 열화를 억제하면서, 유체의 유입량을 조정하는 것을 목적으로 한다.
제1 포트(11a)에 대향하는 제2 포트(11b) 및 제1 포트와 제2 포트 사이의 제3 포트(11c)를 구비하는 보디(11)와, 제1 포트와 제2 포트를 전환식으로 개폐시키는 개폐 수단(12)을 구비하는 삼방 밸브(10)에 있어서, 개폐 수단은, 제1 포트 또는 제2 포트를 봉쇄하는 면적의 판형의 봉쇄 플레이트(12a)와, 봉쇄 플레이트를 제1 포트와 제2 포트 사이를 왕래시키는 플레이트 이동부(12b)로 구성되고, 제1 포트 또는 제2 포트에, 포트의 개구 면적을 조정하는 조정부(13)를 구비하는 구성으로 하였다.

Description

삼방 밸브 및 흡기 시스템{THREE WAY VALVE AND INTAKE SYSTEM}

본 발명은 삼방(三方) 밸브에 관한 것으로, 특히, 공기 등의 유체의 유로를 전환하는 삼방 밸브 및 이것을 이용한 흡기 시스템에 관한 것이다.

종래, 흡기원에 접속된 배관에 배치되어, 배관을 흐르는 유체의 유로를 전환하는 삼방 밸브가 알려져 있다. 예컨대, 특허문헌 1에서는, 중공 타원기둥 형상의 탄성체로 이루어지는 밸브체와, 이 밸브체를 회전 가능하게 수용하는 타원기둥 형상의 공동(空洞)이 형성된 밸브실을 구비하고, 밸브체를 밸브실 내에서 덜거덕거림 없이 회전 미끄럼 이동시킴으로써 2개의 출구 포트의 개폐 상태를 전환하는 삼방 밸브가 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 2에서는, 양측에 밸브 구멍이 형성된 밸브실 내에, 밸브 구멍을 교대로 개폐하도록 일체로 이동하는 한 쌍의 밸브체와, 이들 밸브체를 선택적으로 밸브 폐쇄 위치로 압박하는 캠을 수용하고, 개폐축의 회동에 따라 캠으로 선택적으로 밸브체를 밸브 폐쇄 위치로 압박하는 삼방 밸브가 제안되어 있다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 2013-57352호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허 공개 제2009-299736호 공보

그러나, 전술한 특허문헌 1에 기재된 삼방 밸브에서는, 밸브체가 밸브실의 일부에 대해 미끄럼 이동하는 부분을 갖는다. 한편, 전술한 특허문헌 2에 기재된 삼방 밸브에서는, 캠의 일부가 밸브체에 대해 미끄럼 이동하는 부분을 갖는다. 이들과 같이 밸브체를 구동하는 구조에 미끄럼 이동하는 부분이 포함되는 경우, 그 미끄럼 이동 부분이 마모됨으로써 유로의 개폐 성능이 열화되는 사태가 발생할 수 있다.

이러한 미끄럼 이동 부분의 마모를 방지하기 위해서 윤활유 등을 도포하는 것이 고려된다. 그러나, 이 경우에는, 윤활유의 일부가 배관 내로 누설되는 사태가 발생할 수 있다. 윤활유의 누설은, 삼방 밸브를 구비하는 장치 본체에서의 문제점의 원인이 될 수 있다. 예컨대, 후술하는 바와 같이, 삼방 밸브가 가공 테이블의 표면을 흡인하는 흡기 시스템에 적용되는 경우, 가공 테이블 상의 가공 대상에 대해 유분이 부착되는 것과 같은 사태가 발생할 수 있다.

그런데, 전술한 바와 같은 삼방 밸브는, 예컨대, 단일의 흡기원을 분기관으로 분기시켜, 복수 개소에 배치된 가공 테이블 상의 이물질 등을 흡인하는 흡기 시스템에 적용된다. 이러한 흡기 시스템에서는 분기관 내의 유로를 삼방 밸브로 전환함으로써, 이물질 등을 흡인하는 가공 테이블을 전환할 수 있다.

이러한 흡기 시스템에서는, 분기관 내에서의 유로의 상태에 관계없이, 가공 테이블에 대한 흡인력이 일정하게 유지되는 것이 바람직하다. 예컨대, 분기관 내에서의 유로의 상태에 따라 특정한 가공 테이블에 대한 흡인력이 변동하는 경우, 흡인력이 정해진 범위를 일탈하여 불필요한 구성 부품을 흡인해 버리는 사태도 상정된다. 이 때문에, 이러한 흡기 시스템에서는, 흡인부에서의 흡인력을 일정하게 유지하기 위해서 유체의 유입량을 조정할 수 있는 삼방 밸브가 요청된다.

본 발명은 이러한 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 유로의 개폐 성능의 열화를 억제하면서, 유체의 유입량을 조정할 수 있는 삼방 밸브 및 이것을 이용한 흡기 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 삼방 밸브는, 제1 포트에 대향하는 제2 포트와, 제1 포트와 제2 포트 사이의 제3 포트를 구비하는 보디와, 제1 포트와 제2 포트를 전환식으로 개폐시키는 개폐 수단을 구비한 삼방 밸브로서, 개폐 수단은, 제1 포트 또는 제2 포트를 봉쇄하는 면적의 판형의 봉쇄 플레이트와, 봉쇄 플레이트를 제1 포트와 제2 포트 사이를 왕래시키는 플레이트 이동부로 적어도 구성되고, 제1 포트 또는 제2 포트에, 포트의 개구 면적을 조정하는 조정부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 삼방 밸브에 의하면, 개폐 수단은, 플레이트 이동부에 의해 봉쇄 플레이트를 제1 포트와 제2 포트 사이를 왕래시킴으로써 제1 포트와 제2 포트를 전환식으로 개폐시킨다. 이 때문에, 보디 등과 미끄럼 이동하는 부분을 갖지 않고 제1 포트와 제2 포트를 전환식으로 개폐할 수 있다. 이에 의해, 삼방 밸브의 구성 부재가 마모되는 사태를 회피할 수 있고, 유로의 개폐 성능의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 조정부에 의해 제1 포트 또는 제2 포트의 개구 면적이 조정된다. 이 때문에, 제1 포트 또는 제2 포트로부터 보디 내로 유입되는 유체의 유입 경로의 면적을 조정할 수 있다. 이에 의해, 제1 포트 또는 제2 포트로부터의 유체의 유입량을 조정할 수 있다. 이 결과, 유로의 개폐 성능의 열화를 억제하면서, 유체의 유입량을 조정하는 것이 가능해진다.

예컨대, 상기 삼방 밸브에 있어서, 조정부는, 개구의 면적을 조정하는 조정판과, 조정판을 가동시키는 가동부와, 가동부에 의해 조정판의 위치를 제어하는 위치 제어부를 구비하고, 위치 제어부에 의한 조정판의 위치 제어로 개구 면적을 조정시킨다. 이 구성에 의하면, 조정판의 위치 제어에 의해 제1 포트 또는 제2 포트를 원하는 개구 면적으로 조정할 수 있다. 이에 의해, 제1 포트 또는 제2 포트로부터의 유체의 유입량을 유연하게 조정할 수 있다.

본 발명에 따른 흡기 시스템은, 블로워 모터의 흡인구로부터 적어도 2방향으로 분기관으로 분기되어, 적어도 2개소의 가공 테이블을 흡인하는 제1 흡인부 및 제2 흡인부와, 분기관과 제1 흡인부를 접속하는 제1 배관에 배치하는 상기 어느 하나의 삼방 밸브로 구성되는 제1 삼방 밸브와, 분기관과 제2 흡인부를 접속하는 제2 배관에 배치하는 상기 어느 하나의 삼방 밸브로 구성되는 제2 삼방 밸브와, 제1 삼방 밸브 및 제2 삼방 밸브의 개폐를 전환 제어하는 전환 제어부를 구비하는 흡기 시스템에 있어서, 제1 삼방 밸브는, 제3 포트를 분기관과 접속하고, 제1 포트를 제1 흡인부와 접속하며, 제2 포트는 대기 개방 가능하게 되어 있고, 제2 삼방 밸브는, 제3 포트를 분기관과 접속하고, 제1 포트를 제2 흡인부와 접속하며, 제2 포트는 대기 개방 가능하게 되어 있고, 전환 제어부에 의해, 제1 삼방 밸브의 개폐 수단 또는 제2 삼방 밸브의 개폐 수단 중 어느 한쪽의 삼방 밸브의 개폐 수단을 작동시키며, 제1 삼방 밸브 또는 제2 삼방 밸브 중 한쪽의 개폐 수단을 작동시켜 제1 포트를 봉쇄하고 조정부로 개구 면적을 조정시킨 제2 포트로부터 대기를 흡기시키고, 제1 삼방 밸브 또는 제2 삼방 밸브 중 다른 쪽의 제1 포트에 접속되는 흡인부로부터의 흡기량이 제1 삼방 밸브 또는 제2 삼방 밸브 중 한쪽의 제1 포트가 봉쇄되기 전과 동일하게 되는 것을 특징으로 한다.

상기 흡기 시스템에 의하면, 제1 삼방 밸브(제2 삼방 밸브)의 개폐 수단을 작동시켜 제1 삼방 밸브(제2 삼방 밸브)의 제1 포트를 봉쇄하기 전후에 있어서, 제2 삼방 밸브(제1 삼방 밸브)의 제1 포트에 접속되는 흡인부로부터의 흡기량을 동일하게 할 수 있다. 이에 의해, 제1 삼방 밸브(제2 삼방 밸브)의 상태에 관계없이, 제2 삼방 밸브(제1 삼방 밸브)에 접속되는 흡인부에서의 흡인력을 일정하게 유지할 수 있다. 이 결과, 제1 삼방 밸브(제2 삼방 밸브)의 상태에 따라 제2 삼방 밸브(제1 삼방 밸브)에 접속되는 흡인부의 흡인력이 변화하는 것에 기인하는 문제점을 방지할 수 있다.

예컨대, 상기 흡기 시스템에서는, 배관 내부의 풍속을 측정하는 풍속 측정부를, 제1 배관 및 제2 배관에 각각 배치시키고, 풍속 측정부가 측정하는 풍속이 변화하지 않도록 상기 위치 제어부를 제어시킨다. 이 구성에 의하면, 제1, 제2 배관 내부의 풍속의 변화에 기초하여 위치 제어부에 의한 조정판의 위치를 제어할 수 있다. 이에 의해, 제1 삼방 밸브의 개폐 상태가 전환되었다고 해도, 고정밀도로 제2 흡인부로부터의 흡기량을 일정하게 유지할 수 있다.

본 발명에 의하면, 유로의 개폐 성능의 열화를 억제하면서, 유체의 유입량을 조정하는 것이 가능해진다.

도 1은 제1 실시형태에 따른 삼방 밸브의 구성을 도시한 모식도이다.
도 2는 제2 실시형태에 따른 삼방 밸브의 구성을 도시한 모식도이다.
도 3은 제2 실시형태에 따른 삼방 밸브가 적용되는 흡기 시스템의 구성의 설명도이다.

이하, 본 발명의 복수의 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 한편, 이하에서는, 본 발명에 따른 삼방 밸브가, 반도체 웨이퍼 등의 피가공물을 가공하는 가공 테이블 상을 흡인하기 위한 흡기 시스템에 적용되는 경우에 대해 설명한다. 그러나, 본 발명에 따른 삼방 밸브가 적용되는 시스템이나 장치에 대해서는, 흡기 시스템에 한정되는 것은 아니며, 유체의 유로를 전환할 필요가 있는 임의의 시스템이나 장치에 적용할 수 있다.

(제1 실시형태)

도 1은 제1 실시형태에 따른 삼방 밸브(10)의 구성을 도시한 모식도이다. 도 1a에서는, 삼방 밸브(10)가 개방 상태인 경우를 도시하고 있고, 도 1b에서는, 삼방 밸브(10)가 폐지(閉止) 상태인 경우를 도시하고 있다. 이하에서는, 설명의 편의상, 도 1에 도시한 상방측을 삼방 밸브(10)의 상방측이라고 부르고, 도 1에 도시한 하방측을 삼방 밸브(10)의 하방측이라고 부르는 것으로 한다. 도 2에 도시한 제2 실시형태에 따른 삼방 밸브(20)에 있어서도 마찬가지로 한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 삼방 밸브(10)는, 예컨대, 금속 재료나 수지 재료로 구성되는 보디(11)를 구비한다. 이 보디(11)의 내부에는, 일정한 공간으로 구성되는 밸브실(110)이 형성되어 있다. 보디(11)의 정해진 위치에는, 제1∼제3 포트(11a∼11c)가 형성되어 있다. 이들 제1∼제3 포트(11a∼11c)는, 예컨대, 원형 형상을 갖는 개구부로 구성된다.

제1 포트(11a)는 보디(11)의 하면에 형성되어 있다. 제2 포트(11b)는 보디(11)의 상면에, 제1 포트(11a)와 대향하여 형성되어 있다. 제3 포트(11c)는 제1 포트(11a)와 제2 포트(11b) 사이에 형성되어 있다. 구체적으로는, 제3 포트(11c)는 보디(11)의 측면(도 1에서는, 우방측의 측면)에 형성되어 있다. 제1 포트(11a) 및 제3 포트(11c)의 주위에는, 후술하는 배관(14)이 접속되는 접속부(11d)가 설치되어 있다.

또한, 삼방 밸브(10)는, 밸브실(110) 내에 형성되는 유로의 개폐 상태를 전환하는 개폐 수단(12)을 구비한다. 개폐 수단(12)은, 제1 포트(11a)와 제2 포트(11b)를 전환식으로 개폐시킨다. 개폐 수단(12)은, 제1 포트(11a) 또는 제2 포트(11b)를 봉쇄하는 봉쇄 플레이트(12a)와, 이 봉쇄 플레이트(12a)를 이동시키는 플레이트 이동부(12b)를 포함하여 구성된다.

봉쇄 플레이트(12a)는, 예컨대, 원형의 판형 부재로 구성되고, 보디(11)[밸브실(110)]의 내부에 배치되어 있다. 봉쇄 플레이트(12a)를 구성하는 판형 부재는, 제1 포트(11a) 및 제2 포트(11b)를 봉쇄하는 면적을 갖는다. 즉, 봉쇄 플레이트(12a)를 구성하는 판형 부재는, 제1 포트(11a) 및 제2 포트(11b)의 개구 면적보다 대직경의 치수로 구성되어 있다. 한편, 봉쇄 플레이트(12a)는, 샤프트(12c)를 통해 플레이트 이동부(12b)의 내부의 구동 기구에 연결되어 있다.

플레이트 이동부(12b)는, 예컨대, 솔레노이드 등으로 구성되며, 봉쇄 플레이트(12a)를 밸브실(110) 내에서 상하 방향으로 왕복 이동시킨다. 보다 구체적으로는, 플레이트 이동부(12b)는, 봉쇄 플레이트(12a)를 제1 포트(11a)와 제2 포트(11b) 사이에서 왕래시킨다. 즉, 플레이트 이동부(12b)는, 도 1a에 도시한 제1 포트(11a)의 내측에서 제1 포트(11a)를 봉쇄하는 위치와, 도 1b에 도시한 제2 포트(11b)의 내측에서 제2 포트(11b)를 봉쇄하는 위치 사이에서 봉쇄 플레이트(12a)를 왕복 이동 가능하게 구성되어 있다. 플레이트 이동부(12b)에 의한 봉쇄 대상의 전환은, 도시하지 않은 전환 제어부에 의해 제어된다(도 3 참조).

또한, 삼방 밸브(10)는, 제2 포트(11b)의 개구 면적을 조정하는 조정부(13)를 구비한다. 예컨대, 조정부(13)는, 평면에서 보아 원환(圓環) 형상을 갖고 있고, 보디(11)의 상면에 배치된다. 조정부(13)는, 제2 포트(11b)의 개구 면적을 저감시키도록[보다 구체적으로는, 그 일부가 제2 포트(11b)의 개구부에 오버랩되도록], 보디(11)의 상면에 배치된다.

예컨대, 조정부(13)는, 금속 재료나, 탄성을 갖는 수지 재료로 형성할 수 있다. 조정부(13)가 원환 형상을 갖는 경우, 중앙의 개구부의 직경이 상이한 조정부(13)를 보디(11)의 상면에 배치함으로써, 제2 포트(11b)의 개구 면적이 조정된다. 한편, 조정부(13)에 의한 제2 포트(11b)의 개구 면적의 조정량은, 삼방 밸브(10)가 적용되는 흡기 시스템의 구성 요소의 종류나, 그 수량 등에 따라 적절히 변경된다.

도 1에 도시한 삼방 밸브(10)에서는, 제1 포트(11a) 및 제3 포트(11c)에 배관(14)이 접속되어 있다. 제1 포트(11a)에는, 배관(14)을 통해 흡인부(도 1에 도시하지 않음, 도 3 참조)가 접속되어 있다. 제3 포트(11c)에는, 배관(14)을 통해 흡기원인 블로워 모터(도 1에 도시하지 않음, 도 3 참조)가 접속되어 있다. 제1 포트(11a)에 접속되는 흡인부는, 예컨대, 반도체 웨이퍼에 부착된 보호 테이프를 박리하는 가공 테이블(박리 테이블) 위의 이물질 등의 흡인에 이용된다.

이러한 구성을 갖는 삼방 밸브(10)에 의하면, 도 1a에 도시한 바와 같이, 봉쇄 플레이트(12a)에 의해 제2 포트(11b)가 봉쇄되면, 보디(11)[밸브실(110)] 내에 제1 포트(11a) 및 제3 포트(11c)를 지나는 유로가 형성된다. 이 경우, 블로워 모터에 의해 발생한 흡인력은, 제3 포트(11c) 및 제1 포트(11a)를 통해 흡인부에 공급된다. 이 때문에, 흡인부로부터 흡인된 공기는, 제1 포트(11a) 및 제3 포트(11c)를 지나는 유로를 통해 블로워 모터에 도달한다. 이에 의해, 가공 테이블의 표면에 잔존한 이물질 등이 제거된다.

한편, 도 1b에 도시한 바와 같이, 봉쇄 플레이트(12a)에 의해 제1 포트(11a)가 봉쇄된 경우에 있어서도, 제2 포트(11b)는, 조정부(13)를 통해 대기에 개방된 상태로 되어 있다. 이 경우, 블로워 모터에 의해 흡인력이 발생하면, 조정부(13)에 의해 개구 면적이 조정된 제2 포트(11b)로부터 대기가 흡기된다. 제2 포트(11b)로부터 흡인된 공기는, 제3 포트(11c)를 통해 블로워 모터에 도달한다.

이와 같이 본 실시형태에 따른 삼방 밸브(10)에서는, 플레이트 이동부(12b)에 의해 봉쇄 플레이트(12a)를 제1 포트(11a)와 제2 포트(11b) 사이를 왕래시킴으로써, 제1 포트(11a)와 제2 포트(11b)를 전환식으로 개폐시키고 있다. 이 때문에, 삼방 밸브(10)에 보디(11) 등과 미끄럼 이동하는 부분을 갖지 않고 제1 포트(11a)와 제2 포트(11b)를 전환식으로 개폐할 수 있다. 이에 의해, 삼방 밸브(10)의 구성 부재가 마모되는 사태를 회피할 수 있고, 유로의 개폐 성능의 열화를 억제할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따른 삼방 밸브(10)에서는, 제2 포트(11b)의 주변에 조정부(13)를 설치하고, 이 조정부(13)에 의해 제2 포트(11b)의 개구 면적을 조정하고 있다. 이 때문에, 제2 포트(11b)로부터 보디(11)[밸브실(110)] 내로 유입되는 유체의 유입 경로의 면적을 조정할 수 있다. 이에 의해, 제2 포트(11b)로부터의 유체의 유입량을 조정할 수 있다.

예컨대, 본 실시형태에 따른 삼방 밸브(10)에서는, 조정부(13)에 의해, 블로워 모터의 흡인력에 따른 흡인량이, 제1 포트(11a)가 봉쇄되기 전의 상태(예컨대, 도 1a에 도시한 상태)와 동일하게 되도록, 제2 포트(11b)의 개구 면적을 조정할 수 있다. 이와 같이 제2 포트(11b)의 개구 면적을 조정함으로써, 제1 포트(11a)가 봉쇄되기 전후에 있어서, 삼방 밸브(10)를 통해 흡인되는 흡인량을 일정하게 유지할 수 있다.

한편, 이상에서는, 제1 포트(11a)에 흡인부를 접속하고, 제2 포트(11b)의 개구 면적을 조정부(13)로 조정하는 경우에 대해 설명하고 있다. 그러나, 삼방 밸브(10)의 구성에 대해서는, 이것으로 한정되지는 않으며 적절히 변경이 가능하다. 예컨대, 제2 포트(11b)에 흡인부를 접속하고, 제1 포트(11a)의 개구 면적을 조정부(13)에 의해 조정하도록 해도 된다.

(제2 실시형태)

제1 실시형태에 따른 삼방 밸브(10)에서는, 조정부(13)가 제2 포트(11b)의 근방에 고정된 경우에 대해 설명하고 있다. 제2 실시형태에 따른 삼방 밸브는, 조정부(13)가 제2 포트(11b)의 근방에서 가동하는 점에서, 제1 실시형태에 따른 삼방 밸브(10)와 상이하다. 이하, 제2 실시형태에 따른 삼방 밸브의 구성에 대해, 제1 실시형태에 따른 삼방 밸브(10)와의 차이점을 중심으로 설명한다.

도 2는 제2 실시형태에 따른 삼방 밸브(20)의 구성을 도시한 모식도이다. 도 2a, 도 2b에서는, 모두 삼방 밸브(20)가 폐지 상태인 경우에 대해 도시하고 있다. 도 2a에서는, 조정부(13)를 구성하는 조정판(131)이 폐쇄되어 제2 포트(11b)의 개구 면적을 좁게 한 상태를 도시하고 있고, 도 2b에서는, 조정판(131)이 개방되어 제2 포트(11b)의 개구 면적을 넓게 한 상태를 도시하고 있다. 한편, 도 2에 있어서, 도 1과 공통되는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 제2 실시형태에 따른 삼방 밸브(20)는, 조정부(13)로서, 제2 포트(11b)의 개구 면적을 조정하는 조정판(131)과, 이 조정판(131)을 가동시키는 가동부(132)와, 이 가동부(132)에 의해 조정판(131)의 위치를 제어하는 위치 제어부(133)를 구비하는 점에서, 제1 실시형태에 따른 삼방 밸브(10)와 상이하다.

조정판(131)은, 예컨대, 평면에서 보아 원환 형상을 분할(예컨대, 2분할)한 형상을 갖고 있으며, 보디(11)의 상면에 배치된다. 조정판(131)은, 도 2a에 도시한 폐쇄된 상태에서, 그 일부가 제2 포트(11b)의 개구부에 오버랩되도록, 보디(11)의 상면에 배치된다. 한편, 조정판(131)의 형상에 대해서는, 이것으로 한정되지 않으며 적절히 변경이 가능하다. 예컨대, 제2 포트(11b)의 개구 면적을 조정 가능한 것을 전제로 하여, 임의의 형상을 채용할 수 있다.

가동부(132)는, 조정판(131)의 외주연(外周緣)의 일부에 접속되어 있다. 가동부(132)는, 조정판(131)의 내주연(內周緣)이 상하 이동하도록 조정판(131)을 가동 가능하게 구성된다. 예컨대, 가동부(132)는, 도 2에 도시한 지면 깊이 방향으로 연장되는 구동축과, 이 구동축을 축 주위로 회동시키는 구동 모터를 포함하여 구성된다. 이 경우, 가동부(132)는, 구동 모터에 의해 구동축에 고정된 조정판(131)을 회동시킴으로써 조정판(131)을 개폐시킬 수 있다.

예컨대, 가동부(132)는, 조정판(131)이 보디(11)의 상면과 평행하게 배치된 상태(도 2a에 도시한 상태)와, 조정판(131)이 보디(11)의 상면과 직교하여 배치된 상태(도 2b에 도시한 상태) 사이에서 조정판(131)을 가동시킬 수 있다. 전자의 경우에는, 보디(11)[밸브실(110)] 내로 유입되는 유체량(대기량)이 제한된다. 후자의 경우에는, 보디(11)[밸브실(110)] 내로의 유체의 유입은 제한되지 않고, 조정부(13)가 없는 경우와 동등한 유체량(대기량)의 유체가 유입된다.

위치 제어부(133)는, 가동부(132)에 의한 조정판(131)의 위치를 제어한다. 예컨대, 위치 제어부(133)는, 삼방 밸브(20)가 적용되는 흡기 시스템의 주제어부의 지시 아래, 가동부(132)의 가동 상태를 제어함으로써 조정판(131)의 위치를 제어한다. 한편, 위치 제어부(133)에 의한 제2 포트(11b)의 개구 면적의 조정량은, 삼방 밸브(20)가 적용되는 흡기 시스템의 구성 요소의 종류나, 그 수량 등에 따라 적절히 변경된다.

이러한 구성을 갖는 삼방 밸브(20)에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 봉쇄 플레이트(12a)에 의해 제1 포트(11a)가 봉쇄되었다고 해도, 제1 실시형태에 따른 삼방 밸브(10)와 마찬가지로, 제2 포트(11b)가 조정부(13)를 통해 대기에 개방된 상태로 되어 있다. 이 경우, 블로워 모터에 의해 흡인력이 발생하면, 제2 포트(11b)로부터 대기가 흡기된다.

특히, 제2 실시형태에 따른 삼방 밸브(20)에서는, 조정판(131)의 배치에 따라 보디(11)[밸브실(110)] 내로 유입되는 대기량을 조정할 수 있다. 예컨대, 도 2a에 도시한 바와 같이, 조정판(131)이 폐쇄된 상태인 경우에는, 보디(11)[밸브실(110)] 내로 유입되는 대기량을 저감시킬 수 있다. 한편, 도 2b에 도시한 바와 같이, 조정판(131)이 개방된 상태인 경우에는, 보디(11) 내로 유입되는 대기량을 증가시킬 수 있다.

한편, 도 2에서는, 조정판(131)이 완전히 폐쇄된 상태 및 개방된 상태를 예시하고 있으나, 조정판(131)의 개방도에 따라 보디(11) 내로 유입되는 대기량을 적절히 조정할 수 있다. 예컨대, 조정판(131)을 도 2a에 도시한 상태(완전히 폐쇄된 상태)와, 도 2b에 도시한 상태(완전히 개방된 상태)의 중간 위치에 배치함으로써, 보디(11) 내로 유입되는 대기량을, 도 2b에 도시한 상태의 절반 정도로 조정할 수 있다.

이와 같이 본 실시형태에 따른 삼방 밸브(20)에서는, 조정부(13)에, 제2 포트(11b)의 개구 면적을 조정하는 조정판(131)을 가동할 수 있는 조정부(13)를 구비한다. 이 때문에, 위치 제어부(133)에 의해 조정판(131)의 위치를 제어함으로써 제2 포트(11b)를 원하는 개구 면적으로 조정할 수 있다. 이에 의해, 제2 포트(11b)로부터의 유체(대기)의 유입량을 유연하게 조정할 수 있다.

이하, 제2 실시형태에 따른 삼방 밸브(20)가 적용되는 흡기 시스템의 구성에 대해 설명한다. 도 3은 제2 실시형태에 따른 삼방 밸브(20)가 적용되는 흡기 시스템(100)의 구성의 설명도이다. 한편, 도 3에 있어서, 도 1 및 도 2와 공통되는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고(또는, 동일한 부호의 말미에 식별 부호를 추가하고), 그 설명을 생략한다.

도 3에서는, 반도체 웨이퍼 등의 피가공물을 가공하는 복수의 가공 테이블의 표면을, 공통되는 블로워 모터에 의해 흡인하는 흡기 시스템(100)을 도시하고 있다. 여기서는, 반도체 웨이퍼에 대한 연삭 가공에 앞서 반도체 웨이퍼의 방향을 일정 방향으로 조정하는 얼라이먼트 테이블(T1)(이하, 간단히 「테이블(T1)」이라고 함), 연삭 가공 후의 반도체 웨이퍼를 지지하는 지지 테이프를 접착하는 테이프 마운트 테이블(T2)(이하, 간단히 「테이블(T2)」이라고 함) 및 반도체 웨이퍼의 디바이스부를 보호하는 보호 테이프를 박리하는 박리 테이블(T3)(이하, 간단히 「테이블(T3)」이라고 함)을 흡인하는 경우에 대해 나타내고 있다.

흡기 시스템(100)은, 블로워 모터(15)와, 이 블로워 모터(15)의 흡인구(151)에 접속되는 분기관(16)과, 이 분기관(16)에 접속되는 제1∼제3 배관(14a∼14c)과, 이들 제1∼제3 배관(14a∼14c)에 접속되는 제1∼제3 흡인부(17a∼17c)와, 이들 제1∼제3 배관(14a∼14c)에 배치되는 제1∼제3 삼방 밸브(20a∼20c)를 포함하여 구성된다.

블로워 모터(15)는, 본 실시형태에 따른 흡기 시스템(100)의 단일의 흡기원을 구성한다. 블로워 모터(15)는, 흡인구(151) 및 배출구(152)를 가지며, 모터부의 구동에 따라 흡인구(151)로부터 흡기 시스템(100)에 흡인력을 공급한다. 한편, 본 실시형태에 따른 흡기 시스템(100)에 있어서, 블로워 모터(15)가 발생하는 흡인력은, 제1∼제3 삼방 밸브(20a∼20c)의 개폐 상태에 관계없이 일정한 것으로 한다.

분기관(16)은, 블로워 모터(15)의 흡인구(151)에 접속되며, 흡기 계통을 3방향으로 분기한다. 3방향으로 분기된 분기관(16)의 제1∼제3 단부(161∼163)에 각각 제1∼제3 배관(14a∼14c)의 일단부(상단부)가 접속되어 있다. 한편, 이들 제1∼제3 배관(14a∼14c)의 타단부(하단부)에는, 각각 제1∼제3 흡인부(17a∼17c)가 접속되어 있다.

제1 흡인부(17a)는, 테이블(T1)의 표면에 대향하여 배치되어 있다. 마찬가지로, 제2 흡인부(17b)는, 테이블(T2)의 표면에 대향하여 배치되고, 제3 흡인부(17c)는, 테이블(T3)의 표면에 대향하여 배치되어 있다. 이들 제1∼제3 흡인부(17a∼17c)는, 각각 테이블(T1∼T3)의 도 3에 도시한 Y축 방향의 외형 치수보다 긴 형상을 갖는다.

이들 테이블(T1∼T3)은, 도시하지 않은 이동 기구에 의해 도 3에 도시한 X축 방향으로 이동 가능하게 구성된다. 제1∼제3 흡인부(17a∼17c)를 흡인 상태로 설정하고, 테이블(T1∼T3)을 도 3에 도시한 X축 방향으로 이동시킴으로써, 테이블(T1∼T3)의 표면 전체를 흡인할 수 있다. 이에 의해, 예컨대, 테이블(T1∼T3)의 표면에 잔존한 이물질 등을 제거할 수 있다.

제1 삼방 밸브(20a)는, 제1 배관(14a)에 배치되어 있다. 제1 삼방 밸브(20a)에 있어서, 제1 포트(11a)는, 제1 배관(14a)을 통해 제1 흡인부(17a)에 접속되어 있고, 제3 포트(11c)는, 제1 배관(14a)을 통해 분기관(16)[보다 구체적으로는 제1 단부(161)]에 접속되어 있다. 한편, 제2 포트(11b)는, 조정부(13)를 통해 대기에 개방된 상태로 되어 있다.

마찬가지로, 제2 삼방 밸브(20b)는, 제2 배관(14b)에 배치되어 있다. 제2 삼방 밸브(20b)에 있어서, 제1 포트(11a)는, 제2 배관(14b)을 통해 제2 흡인부(17b)에 접속되어 있고, 제3 포트(11c)는, 제2 배관(14b)을 통해 분기관(16)[보다 구체적으로는 제2 단부(162)]에 접속되어 있다. 한편, 제2 포트(11b)는, 조정부(13)를 통해 대기에 개방된 상태로 되어 있다.

또한, 제3 삼방 밸브(20c)는, 제3 배관(14c)에 배치되어 있다. 제3 삼방 밸브(20c)에 있어서, 제1 포트(11a)는, 제3 배관(14c)을 통해 제3 흡인부(17c)에 접속되어 있고, 제3 포트(11c)는, 제3 배관(14c)을 통해 분기관(16)[보다 구체적으로는 제3 단부(163)]에 접속되어 있다. 한편, 제2 포트(11b)는, 조정부(13)를 통해 대기에 개방된 상태로 되어 있다.

제1∼제3 삼방 밸브(20a∼20c)의 개폐 수단(12)에는, 그 개폐 상태를 전환 제어하는 전환 제어부(18)가 접속되어 있다. 전환 제어부(18)는, 제1∼제3 삼방 밸브(20a∼20c)의 개폐 수단(12)을 작동시킴으로써, 봉쇄 플레이트(12a)에 의한 봉쇄 대상[제1 포트(11a) 또는 제2 포트(11b)]을 전환한다. 한편, 도 3에서는, 제3 삼방 밸브(20c)를 개방 상태[즉, 제2 포트(11b)를 봉쇄 상태]로 하고, 제1∼제2 삼방 밸브(20a∼20b)를 폐지 상태[즉, 제1 포트(11a)를 봉쇄 상태]로 한 경우에 대해 도시하고 있다.

또한, 제1∼제3 삼방 밸브(20a∼20c)의 가동부(132)에는, 가동부(132)의 가동 상태를 제어하는 위치 제어부(133)가 접속되어 있다. 위치 제어부(133)는, 제1∼제3 삼방 밸브(20a∼20c)의 가동부(132)의 가동 상태를 제어함으로써, 조정판(131)의 위치를 조정한다. 한편, 도 3에서는, 제3 삼방 밸브(20c)에 있어서 조정판(131)을 폐쇄한 상태로 하고, 제1∼제2 삼방 밸브(20a∼20b)에 있어서 조정판(131)을 중간 위치까지 개방한 상태로 한 경우에 대해 도시하고 있다.

위치 제어부(133)에는, 제1∼제3 배관(14a∼14c)에 각각 배치된 풍속 측정부(19a∼19c)가 접속되어 있다. 이들 풍속 측정부(19a∼19c)는, 각각 제1∼제3 삼방 밸브(20a∼20c)와, 분기관(16)의 제1∼제3 단부(161∼163) 사이의 제1∼제3 배관(14a∼14c)에 배치되어 있다. 이들 풍속 측정부(19a∼19c)는, 각각 제1∼제3 배관(14a∼14c) 내의 풍속을 측정하고, 그 측정 결과를 위치 제어부(133)에 출력한다. 위치 제어부(133)에서는, 풍속 측정부(19a∼19c)로부터 입력되는 측정 결과에 기초하여 가동부(132)의 가동 상태를 제어한다. 보다 구체적으로 말하면, 위치 제어부(133)는, 제1∼제3 삼방 밸브(20a∼20c)의 개폐 상태를 변경한 전후에 있어서, 풍속 측정부(19a∼19c)가 측정한 풍속이 변화하지 않도록 가동부(132)의 가동 상태를 제어한다.

도 3에 도시한 흡기 시스템(100)에 있어서, 블로워 모터(15)를 구동하면, 개방 상태로 되어 있는 제3 삼방 밸브(20c)를 통해 흡인력이 제3 흡인부(17c)에 공급된다. 이에 의해, 테이블(T3)의 표면에 잔존한 이물질 등이 흡인되어 제거된다. 이 경우에 있어서, 제1∼제2 삼방 밸브(20a∼20b)에서는, 조정부(13)[조정판(131)]에 의해 개구 면적이 조정된 제2 포트(11b)로부터 대기가 유입된다.

여기서, 본 실시형태에 따른 흡기 시스템(100)에서는, 제1∼제3 삼방 밸브(20a∼20c)의 개폐 상태가 전환되었다고 해도, 각 테이블(T1∼T3)에 대한 흡인량이 동일하게 되도록, 조정부(13)에 의해 제2 포트(11b)의 개구 면적을 조정하고 있다. 따라서, 제1∼제2 삼방 밸브(20a∼20b)의 개폐 상태에 관계없이, 제3 흡인부(17c)에서의 흡인력을 일정하게 유지할 수 있다. 이 결과, 제1∼제2 삼방 밸브(20a∼20b)의 개폐 상태에 따라 제3 흡인부(17c)의 흡인력이 변화하는 것에 기인하는 문제점을 방지할 수 있다.

예컨대, 제1∼제3 삼방 밸브(20a∼20c)의 개폐 상태가 전부 개방된 상태로부터 도 3에 도시한 상태로 전환된 경우에 대해 생각한다. 제1∼제3 삼방 밸브(20a∼20c)가 전부 개방 상태인 경우에는, 블로워 모터(15)로부터의 흡인력은, 분기관(16)에 의해 분기된 흡기 계통을 통해 제1∼제3 흡인부(17a∼17c)에 균등하게 공급되게 된다.

이 상태로부터, 제1∼제3 삼방 밸브(20a∼20c)의 개폐 상태가 도 3에 도시한 상태로 전환되면, 블로워 모터(15)로부터의 흡인력은, 제3 흡인부(17c)에만 공급되게 된다. 이 경우에 있어서, 제1∼제2 삼방 밸브(20a∼20b)의 제2 포트(11b)가 완전히 봉쇄되어 있으면, 제3 흡인부(17c)에는, 전환 전의 상태의 약 3배의 흡인력이 공급되게 된다. 이와 같이 흡인력이 증가하는 경우, 테이블(T3)에서 반도체 웨이퍼로부터 박리한 보호 테이프 등의 주변 부재를 흡인하는 것과 같은 문제점이 발생할 수 있다.

이에 비해, 본 실시형태에 따른 흡기 시스템(100)에서는, 제1∼제3 삼방 밸브(20a∼20c)의 조정부(13)에 의해, 각 테이블(T1∼T3)에 대한 흡인량이 동일하게 되도록, 제2 포트(11b)의 개구 면적을 조정하고 있다. 이에 의해, 예컨대, 제1∼제2 삼방 밸브(20a∼20b)의 개폐 상태에 관계없이, 제3 흡인부(17c)에서의 흡인력을 일정하게 유지할 수 있다. 이 결과, 제1∼제2 삼방 밸브(20a∼20b)의 개폐 상태에 따라 제3 흡인부(17c)의 흡인력이 변화하는 것에 기인하는 문제점을 방지할 수 있다.

특히, 본 실시형태에 따른 흡기 시스템(100)에서는, 위치 제어부(133)에 의해, 제1∼제3 삼방 밸브(20a∼20c)의 개폐 상태를 변경한 전후에 있어서, 풍속 측정부(19a∼19c)가 측정한 풍속이 변화하지 않도록 가동부(132)의 가동 상태를 제어한다. 이에 의해, 제1∼제3 배관(14a∼14c)의 내부의 풍속의 변화에 기초하여 조정판(131)의 위치를 제어할 수 있다. 이에 의해, 제1∼제3 삼방 밸브(20a∼20c)의 개폐 상태가 전환되었다고 해도, 고정밀도로 제3 흡인부(17c)로부터의 흡기량을 일정하게 유지할 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 여러 가지로 변경하여 실시하는 것이 가능하다. 상기 실시형태에 있어서, 첨부 도면에 도시되어 있는 크기나 형상 등에 대해서는, 이것으로 한정되지 않고, 본 발명의 효과를 발휘하는 범위 내에서 적절히 변경하는 것이 가능하다. 그 외, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한에 있어서 적절히 변경하여 실시하는 것이 가능하다.

예컨대, 도 3에 도시한 흡기 시스템(100)에서는, 분기관(16)에 의해 흡기 계통이 3방향으로 분기되는 경우에 대해 나타내고 있다. 그러나, 분기관(16)에 의한 흡기 계통의 수량에 대해서는, 이것으로 한정되지 않으며 적절히 변경이 가능하다. 예컨대, 흡기 계통이 2방향으로 분기되는 경우나, 4방향 이상으로 분기되는 경우에도 적용할 수 있다.

또한, 도 3에 도시한 흡기 시스템(100)에서는, 제2 실시형태에 따른 삼방 밸브(20)를 적용하는 경우에 대해 설명하고 있다. 그러나, 흡기 시스템(100)에 적용되는 삼방 밸브에 대해서는, 제2 실시형태에 따른 삼방 밸브(20)로 한정되지는 않으며 적절히 변경이 가능하다. 예컨대, 도 3에 도시한 위치 제어부(133)의 기능이 생략되는 것을 전제로 하여, 제1 실시형태에 따른 삼방 밸브(10)를 적용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 유로의 개폐 성능의 열화를 억제하면서, 유체의 유입량을 조정할 수 있다고 하는 효과를 가지며, 특히, 단일의 흡기원으로부터의 흡인력을 분기하여 사용하는 흡기 구조를 갖는 장치나 시스템에 유용하다.

10, 20: 삼방 밸브 20a: 제1 삼방 밸브
20b: 제2 삼방 밸브 20c: 제3 삼방 밸브
11: 보디 11a: 제1 포트
11b: 제2 포트 11c: 제3 포트
12: 개폐 수단 12a: 봉쇄 플레이트
12b: 플레이트 이동부 12c: 샤프트
13: 조정부 131: 조정판
132: 가동부 133: 위치 제어부
14: 배관 14a: 제1 배관
14b: 제2 배관 14c: 제3 배관
15: 블로워 모터 151: 흡인구
152: 배출구 16: 분기관
17a: 제1 흡인부 17b: 제2 흡인부
17c: 제3 흡인부 18: 전환 제어부
19a∼19c: 풍속 측정부 100: 흡기 시스템
T1: 얼라이먼트 테이블 T2: 테이프 마운트 테이블
T3: 박리 테이블

Claims

제1 포트에 대향하는 제2 포트와, 상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이의 제3 포트를 구비하는 보디와, 상기 제1 포트와 상기 제2 포트를 전환식으로 개폐시키는 개폐 수단을 구비한 삼방(三方) 밸브로서,
상기 개폐 수단은, 상기 제1 포트 또는 상기 제2 포트를 봉쇄하는 면적의 판형의 봉쇄 플레이트와, 상기 봉쇄 플레이트를 상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이를 왕래시키는 플레이트 이동부로 적어도 구성되고,
상기 제1 포트 또는 제2 포트에, 포트의 개구 면적을 조정하는 조정부를 구비하는 삼방 밸브.
제1항에 있어서, 제1항에 기재된 조정부는, 개구의 면적을 조정하는 조정판과, 상기 조정판을 가동시키는 가동부와, 상기 가동부에 의해 상기 조정판의 위치를 제어하는 위치 제어부를 구비하고,
상기 위치 제어부에 의한 상기 조정판의 위치 제어로 개구 면적을 조정시키는 것인 삼방 밸브.
블로워 모터의 흡인구로부터 적어도 2방향으로 분기관으로 분기되어, 적어도 2개소의 가공 테이블을 흡인하는 제1 흡인부 및 제2 흡인부와,
상기 분기관과 상기 제1 흡인부를 접속하는 제1 배관에 배치하는 제1항 또는 제2항에 기재된 삼방 밸브로 구성되는 제1 삼방 밸브와,
상기 분기관과 상기 제2 흡인부를 접속하는 제2 배관에 배치하는 제1항 또는 제2항에 기재된 삼방 밸브로 구성되는 제2 삼방 밸브와,
상기 제1 삼방 밸브 및 상기 제2 삼방 밸브의 개폐를 전환 제어하는 전환 제어부를 구비한 흡기 시스템에 있어서,
상기 제1 삼방 밸브는,
상기 제3 포트를 상기 분기관과 접속하고, 상기 제1 포트를 상기 제1 흡인부와 접속하며, 상기 제2 포트는 대기 개방 가능하게 되어 있고,
상기 제2 삼방 밸브는,
상기 제3 포트를 상기 분기관과 접속하고, 상기 제1 포트를 상기 제2 흡인부와 접속하며, 상기 제2 포트는 대기 개방 가능하게 되어 있고,
상기 전환 제어부에 의해, 상기 제1 삼방 밸브의 상기 개폐 수단 또는 제2 삼방 밸브의 상기 개폐 수단 중 어느 한쪽의 삼방 밸브의 상기 개폐 수단을 작동시키며,
상기 제1 삼방 밸브 또는 제2 삼방 밸브 중 한쪽의 상기 개폐 수단을 작동시켜 상기 제1 포트를 봉쇄하고 상기 조정부로 개구 면적을 조정시킨 상기 제2 포트로부터 대기를 흡기시키고, 상기 제1 삼방 밸브 또는 제2 삼방 밸브 중 다른 쪽의 상기 제1 포트에 접속되는 흡인부로부터의 흡기량이 상기 제1 삼방 밸브 또는 제2 삼방 밸브 중 한쪽의 상기 제1 포트가 봉쇄되기 전과 동일하게 되는 것인 흡기 시스템.
제3항에 있어서, 배관 내부의 풍속을 측정하는 풍속 측정부를, 제3항에 기재된 상기 제1 배관 및 상기 제2 배관에 각각 배치시키고, 상기 풍속 측정부가 측정하는 풍속이 변화하지 않도록 제2항에 기재된 상기 위치 제어부를 제어시키는 흡기 시스템.