KR20200000345A - 진공 밸브 - Google Patents

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KR20200000345A
KR20200000345A KR1020190069701A KR20190069701A KR20200000345A KR 20200000345 A KR20200000345 A KR 20200000345A KR 1020190069701 A KR1020190069701 A KR 1020190069701A KR 20190069701 A KR20190069701 A KR 20190069701A KR 20200000345 A KR20200000345 A KR 20200000345A
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South Korea
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rod
main valve
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main
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KR1020190069701A
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아키라 엔자키
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에스엠시 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 진공 밸브의 주밸브체 및 부밸브체를 개량함으로써 상기 진공 밸브의 소형화와 구조의 간략화를 실현한다.
(해결 수단) 제 1 포트(15)와 제 2 포트(16)를 연결하는 주유로(17)와, 상기 주유로(17)를 둘러싸는 주밸브 시트(19)와, 상기 주밸브 시트(19)에 접리함으로써 상기 주유로(17)를 개폐하는 주밸브체(20)와, 상기 주밸브체(20)의 내부에 형성된 부유로(21)와, 상기 주밸브체(20)의 외면에 형성된 부밸브 시트(24)와, 상기 주밸브체(20)의 외부에서 상기 부밸브 시트(24)에 접리함으로써 상기 부유로(21)를 개폐하는 부밸브체(25)와, 상기 주밸브체(20) 및 부밸브체(25)를 개폐시키는 로드(35)를 갖고, 상기 부밸브체(25)는 상기 로드(35)에서 직접 조작됨으로써 상기 부유로(21)를 개폐하고, 상기 주밸브체(20)는 상기 로드(35)에서 상기 부밸브체(25)를 통해 조작됨으로써 상기 주유로(17)를 개폐한다.

Description

진공 밸브{VACUUM VALVE}
본 발명은 진공 밸브에 관한 것이며, 더 상세하게는 2개의 포트를 연결하는 유로를 단계적으로 개폐하기 위해서 개도가 큰 주밸브부와 개도가 작은 부밸브부를 병렬로 형성한 진공 밸브에 관한 것이다.
2개의 포트를 연결하는 유로를 단계적으로 개폐하기 위해서 개도가 큰 주밸브부와 개도가 작은 부밸브부를 병렬로 형성한 진공 밸브는 특허문헌 1~3에 개시되어 있는 바와 같이 공지이다. 이 종류의 진공 밸브는, 예를 들면 반도체 처리 장치에 있어서 진공 쳄버와 진공 펌프 사이에 접속하고, 상기 진공 쳄버를 감압할 경우에 사용하는 것이다.
그러나 공지의 진공 밸브는 상기 주밸브부에 형성한 주밸브체의 내부에 단면적이 작은 부유로와 상기 부유로를 둘러싸는 부밸브 시트를 형성함과 아울러, 부밸브체를 수용하고, 상기 부밸브체를 상기 주밸브체의 내부에서 변위시킴으로써 상기 부밸브체를 상기 부밸브 시트에 접리시켜서 상기 부유로를 개폐하도록 구성되어 있기 때문에 상기 주밸브체가 대형화됨과 동시에 그 구조도 복잡화되어 진공 밸브 전체의 대형화 및 구조의 복잡화에 연결되기 쉽다는 문제가 있었다.
일본 특허공개 소 52-16017호 공보 일본 특허공개 평 9-137879호 공보 일본 특허공개 2007-16996호 공보
본 발명의 기술적 과제는 진공 밸브의 주밸브체 및 부밸브체를 개량함으로써 상기 진공 밸브의 소형화와 구조의 간략화를 실현하는 것에 있다.
과제를 해결하기 위해서 본 발명의 진공 밸브는 하우징에 형성된 제 1 포트 및 제 2 포트와, 상기 하우징의 내부에 상기 제 1 포트와 제 2 포트를 연결하도록 형성된 주유로와, 상기 주유로를 둘러싸는 주밸브 시트와, 상기 주밸브 시트에 접리함으로써 상기 주유로를 개폐하는 주밸브체와, 상기 주밸브체의 내부에 상기 주유로와 병렬을 이루도록 형성된 부유로와, 상기 주밸브체에 상기 부유로를 둘러싸도록 형성된 부밸브 시트와, 상기 부밸브 시트에 접리함으로써 상기 부유로를 개폐하는 부밸브체와, 상기 주밸브체 및 부밸브체를 개폐 조작하는 개폐 조작 기구를 갖고 있다. 상기 하우징의 내부에는 로드가 상기 주밸브체를 슬라이딩 가능하게 관통하도록 배치되고, 상기 로드의 축선 방향의 일단인 기단부에 상기 개폐 조작 기구가 연결됨과 아울러, 상기 로드의 축선 방향의 타단인 선단부에 상기 부밸브체가 상기 주밸브체의 외부에서 상기 주밸브체에 접리하도록 배치되어 상기 주밸브체의 외면의 상기 부밸브체가 접촉하는 부분에 상기 부밸브 시트가 형성되어 있으며, 상기 부밸브체는 상기 로드에서 직접 조작됨으로써 상기 부유로를 개폐하고, 상기 주밸브체는 상기 로드에서 상기 부밸브체를 통해 조작됨으로써 상기 주유로를 개폐한다.
본 발명에 있어서 상기 로드는 분리 가능하도록 연결된 선단측의 제 1 로드부와 기단측의 제 2 로드부를 갖고, 상기 제 1 로드부는 상기 주밸브체를 관통하고 있고, 상기 제 1 로드부의 선단에 상기 부밸브체가 형성되어 있으며, 상기 제 2 로드부는 상기 개폐 조작 기구에 연결되어 있으며, 상기 주밸브체는 상기 제 1 로드부를 상기 제 2 로드부로부터 분리함으로써 상기 로드로부터 분리 가능하다.
이 경우 상기 주밸브체는 상기 주밸브 시트에 접리하는 원반 부재와, 상기 원반 부재와는 별체로 형성되어 상기 원반 부재와 조합된 원통 부재를 갖고, 상기 원반 부재와 원통 부재 사이에 상기 부유로가 형성됨과 아울러, 상기 원반 부재에 상기 부밸브 시트가 형성되고, 상기 원통 부재의 내주에 상기 로드를 가이드하는 베어링 부재와, 상기 원통 부재의 내주와 상기 로드의 외주 사이를 시일링하는 시일 부재가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 로드에는 통형상을 한 스프링 받이 부재가 상기 로드를 따라 변위 가능하지만, 상기 제 2 로드부에 록킹함으로써 상기 제 2 로드부로부터 분리 불능이 되도록 부착되고, 상기 스프링 받이 부재에는 상기 주밸브체의 원통 부재가 감합되는 통형상의 커버부와, 제 1 스프링 시트 및 제 2 스프링 시트가 형성되고, 상기 제 1 스프링 시트와 상기 하우징에 형성된 주스프링 시트 사이에 상기 주밸브체를 상기 주밸브 시트에 접촉하는 방향으로 바이어싱하는 주밸브 스프링이 압축 상태로 개재하여 형성되고, 상기 제 2 스프링 시트와 상기 로드에 형성된 부스프링 시트 사이에 상기 로드를 통해 상기 부밸브체를 상기 부밸브 시트에 접촉하는 방향으로 바이어싱하는 부밸브 스프링이 압축 상태로 개재하여 형성되고, 상기 주밸브체에는 상기 주밸브 스프링 및 부밸브 스프링을 둘러싸는 벨로스의 일단이 연결되고, 상기 벨로스의 타단은 상기 하우징에 연결되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 부밸브체는 상기 로드의 전진 동작에 의해 상기 부밸브 시트로부터 떨어져서 상기 부유로를 개방하고, 상기 주밸브체는 상기 로드의 후퇴 동작에 의해 상기 부밸브체를 통해 변위하고, 상기 주밸브 시트로부터 떨어져서 상기 주유로를 개방하도록 구성되어 있어도 좋다.
또한, 상기 개폐 조작 기구는 1개의 유체압 실린더에 의해 형성되어 있고, 상기 로드에 연결된 피스톤과, 상기 피스톤의 한 측에 형성된 제 1 압력실과, 상기 피스톤의 다른 측에 형성된 제 2 압력실을 갖고, 상기 피스톤은 상기 로드에 연결되어 있으며, 상기 제 1 압력실에 압력 유체를 공급하면 상기 피스톤 및 로드가 전진해서 상기 부밸브체가 부유로를 개방하고, 상기 제 2 압력실에 압력 유체를 공급하면 상기 피스톤 및 로드가 후퇴해서 상기 주밸브체가 주유로를 개방하도록 구성되어 있다.
또한, 상기 진공 밸브는 상기 부밸브체의 개도를 조정하는 개도 조정 기구를 갖고, 상기 개도 조정 기구는 상기 하우징의 측면에 형성된 조작구를 통해 회전 조작 가능한 조정 너트와, 상기 조정 너트가 맞물리는 스토퍼를 갖고, 상기 스토퍼는 상기 조정 너트를 회전 조작함으로써 축선 방향으로 변위 가능하며, 상기 스토퍼의 위치에 따라 상기 부밸브체의 개도가 조정되도록 구성되어 있어도 좋다.
(발명의 효과)
본 발명의 진공 밸브는 주밸브체의 외부에 부밸브 시트를 형성하고, 이 부밸브 시트를 상기 주밸브체의 외부에 배치한 부밸브체에서 개폐하도록 구성함으로써 종래의 진공 밸브와 같이 주밸브체의 내부에 형성한 부밸브 시트를 상기 주밸브체의 내부에 수용한 부밸브체에서 개폐하는 것에 비해 진공 밸브의 구조의 간략화와 소형화를 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 진공 밸브의 사시도이다.
도 2는 도 1의 진공 밸브의 중앙 종단면도로서, 주유로 및 부유로가 모두 폐쇄되어 있는 상태의 도면이다.
도 3은 도 2의 요부 확대도이다.
도 4는 도 1의 진공 밸브의 일부를 분해해서 나타내는 사시도이며, 이 사시도에서는 하우징의 일부인 제 1 하우징 부재는 생략되어 있다.
도 5는 부밸브체가 부유로를 개방하고, 주밸브체가 주유로를 폐쇄한 상태의 진공 밸브의 단면도이다.
도 6은 주밸브체가 주유로를 개방한 상태의 진공 밸브의 단면도이다.
도 7은 개도 조정 기구에 의해 부밸브체의 개도를 조정한 상태를 나타내는 진공 밸브의 요부 확대 단면도이다.
도면은 본 발명에 의한 진공 밸브의 일실시형태를 나타내는 것이며, 이 진공 밸브는 반도체 처리 장치에 있어서 진공 쳄버와 진공 펌프 사이에 접속하고, 상기 진공 쳄버를 감압하기 위해서 사용하는 것이다.
상기 진공 밸브는 도 1~도 3으로부터 명백한 바와 같이 평면으로부터 보았을 때 형상이 직사각형상을 한 하우징(10)을 갖고, 상기 하우징(10)은 중공의 제 1 하우징 부재(11)와 중공의 제 2 하우징 부재(12)를 직사각형의 격벽 부재(13)를 통해 복수의 연결 나사(14)로 축선(L) 방향으로 결합함으로써 형성되어 있다.
상기 제 1 하우징 부재(11)는 상기 축선(L) 방향으로 개구하는 제 1 포트(15)와, 상기 축선(L)과 직교하는 방향으로 개구하는 제 2 포트(16)를 갖고, 상기 제 1 하우징 부재(11)의 내부에 상기 제 1 포트(15)와 제 2 포트(16)를 연결하는 주유로(17)가 형성되어 있다.
상기 제 1 포트(15) 및 제 2 포트(16) 중 한쪽(예를 들면, 제 2 포트(16))은 반도체 제조 장치의 진공 쳄버에 접속되고, 다른 쪽(예를 들면, 제 1 포트(15))은 진공 펌프에 접속된다.
상기 주유로(17)의 일부에는 밸브실(18)이 형성되고, 상기 밸브실(18)의 내부에 축선(L) 상의 위치에서 상기 주유로(17)를 둘러싸는 환형상의 주밸브 시트(19)가 형성됨과 아울러, 상기 주밸브 시트(19)에 접리해서 상기 주유로(17)를 개폐하는 주밸브체(20)가 수용되어 있다.
상기 주밸브체(20)의 내부에는 부유로(21)가 상기 주유로(17)와 병렬을 이루도록 형성되어 있다. 상기 부유로(21)의 일단은 상기 주밸브체(20)의 하면에 개구하는 제 1 개구부(22)를 통해서 상기 제 1 포트(15)에 연통하고, 상기 부유로(21)의 타단은 상기 주밸브체(20)의 상면에 개구하는 제 2 개구부(23)를 통해서 상기 제 2 포트(16)에 연통하고 있다. 상기 부유로(21)의 단면적은 상기 주유로(17)의 단면적보다 작다.
또한, 상기 주밸브체(20)의 하면에는 환형상의 부밸브 시트(24)가 축선(L) 상의 위치에서 상기 부유로(21)의 제 1 개구부(22)를 둘러싸도록 형성되고, 상기 주밸브체(20)의 하방에 판형상의 부밸브체(25)가 상기 주밸브체(20)의 외부에서 상기 부밸브 시트(24)에 접리하도록 배치되고, 상기 부밸브체(25)에 의해 상기 부유로(21)가 개폐되도록 되어 있다. 상기 부밸브체(25)의 직경은 상기 주밸브체(20)의 직경보다 작다.
이렇게 주밸브체(20)의 외부에 부밸브 시트(24)를 형성하고, 이 부밸브 시트(24)를 상기 주밸브체(20)의 외부에 배치한 부밸브체(25)에서 개폐하도록 구성함으로써 종래의 진공 밸브와 같이 주밸브체의 내부에 형성한 부밸브 시트를 상기 주밸브체의 내부에 수용한 부밸브체에서 개폐하는 것에 비해 진공 밸브의 구조의 간략화와 소형화를 실현할 수 있다.
상기 주밸브체(20)는 도 4로부터도 명백한 바와 같이 원반 부재(30)와, 상기 원반 부재(30)보다 소경의 원통 부재(31)로 형성되어 있다.
상기 원반 부재(30)의 하면에는 상기 주밸브 시트(19)에 접리하는 환형상의 주밸브 시일(32)이 부착되고, 상기 원반 부재(30)의 상면에는 원형의 함몰부(33)가 형성되어 있다. 상기 함몰부(33)의 저면 중앙 위치에는 상기 제 1 개구부(22)가 형성되고, 상기 함몰부(33)의 직경 방향의 상대하는 위치에 상기 제 2 개구부(23)를 형성하는 노치부(34)가 형성되어 있다.
상기 원통 부재(31)는 하단부에 플랜지상을 한 감합부(31a)를 갖고, 상기 감합부(31a)를 상기 원반 부재(30)의 함몰부(33)의 내부에 감합함으로써 상기 원통 부재(31)와 상기 원반 부재(30)가 서로 조합되고, 상기 원통 부재(31)와 상기 원반 부재(30) 사이에 상기 제 1 개구부(22)와 상기 제 2 개구부(23)를 연결하는 상기 부유로(21)가 형성되어 있다. 이 경우 상기 원반 부재(30)와 원통 부재(31)는 압입 등의 방법으로 서로 고정해도 좋지만 바람직하게는 서로 고정하는 일 없이 유지보수 시에 분리할 수 있도록 해 두는 것이다.
또한, 상기 하우징(10)의 내부에는 상기 축선(L)을 따라 연장되는 로드(35)가 상기 격벽 부재(13)를 기밀하게 또한 슬라이딩 가능하게 관통하도록 배치되어 있다. 상기 로드(35)의 선단부(하단부)는 상기 주밸브체(20)의 중심을 관통해서 상기 주밸브체(20)의 하방으로 연장하고, 상기 로드(35)의 선단부에 상기 부밸브체(25)가 형성되어 있으며, 상기 로드(35)의 기단부(상단부)에는 상기 부밸브체(25)와 주밸브체(20)를 개폐 조작하기 위한 개폐 조작 기구(50)가 연결되어 있다.
상기 로드(35)는 상기 주밸브체(20)의 원반 부재(30)와 원통 부재(31)를 관통하는 선단측의 제 1 로드부(36)와, 상기 개폐 조작 기구(50)에 연결된 기단측의 제 2 로드부(37)를 갖고, 상기 제 1 로드부(36)와 제 2 로드부(37)는 나사 삽입 등 의 방법에 의해 분리 가능하게 되도록 연결되어 있다. 그리고 상기 제 1 로드부(36)의 선단에는 원판상을 한 상기 부밸브체(25)가 형성되고, 상기 제 2 로드부(37)의 기단에는 상기 개폐 조작 기구(50)의 피스톤(51)이 연결되어 있다.
도시한 예에서는 상기 부밸브체(25)가 상기 제 1 로드부(36)와 일체로 형성되어 있지만, 상기 부밸브체(25)는 상기 제 1 로드부(36)와 별체로 형성해서 상기 제 1 로드부(36)에 연결해도 좋다. 도면 중의 부호 38은 상기 부밸브체(25)에 부착된 환형상의 부밸브 시일이다.
상기 주밸브체(20)에 있어서의 상기 원통 부재(31)의 내주에는 상기 로드(35)의 제 1 로드부(36)를 가이드하는 베어링 부재(39)와, 상기 원통 부재(31)의 내주와 상기 제 1 로드부(36)의 외주 사이를 시일링하는 시일 부재(40)가 형성되어 있다.
상기 주밸브체(20)는 상기와 같이 상기 로드(35)의 제 1 로드부(36)에 부착되어 있기 때문에 상기 하우징(10)의 제 1 하우징 부재(11)를 격벽 부재(13)로부터 분리한 후 상기 로드(35)의 제 1 로드부(36)를 상기 제 2 로드부(37)로부터 분리함으로써 상기 주밸브체(20)를 상기 로드(35)로부터 분리할 수 있음과 아울러, 상기 제 1 로드부(36)로부터도 분리할 수 있다. 또한, 상기 로드(35)로부터 분리한 주밸브체(20)는 상기 원반 부재(30)와 원통 부재(31)를 분리할 수도 있다.
또한, 상기 로드(35)의 외주에는 상기 주밸브체(20)의 원통 부재(31)보다 상방 위치에 통형상의 스프링 받이 부재(41)가 배치되어 있다. 이 스프링 받이 부재(41)는 상기 로드(35)를 따라 변위 가능하지만, 상기 제 2 로드부(37)에 형성된 록킹 링(42)에 록킹함으로써 록킹한 위치보다 하방으로는 이동할 수 없게 되어 있다.
상기 스프링 받이 부재(41)에는 상기 주밸브체(20)측으로 연장되는 원통형상의 커버부(41a)가 형성되고, 상기 커버부(41a)의 내부에 상기 주밸브체(20)의 원통 부재(31)가 분리 가능하게 감합되어 있다.
상기 스프링 받이 부재(41)에는 그 하단부에 플랜지상을 한 제 1 스프링 시트(41b)가 형성됨과 아울러, 그 상단부에 제 2 스프링 시트(41c)가 형성되어 있다. 그리고 상기 제 1 스프링 시트(41b)와, 상기 격벽 부재(13)에 형성된 주스프링 시트(13a) 사이에는 주밸브 스프링(44)이 압축 상태로 개재하여 형성되고, 상기 주밸브 스프링(44)에 의해 상기 주밸브체(20)가 상기 주밸브 시트(19)에 접촉하는 방향으로 바이어싱되어 있다. 또한, 상기 제 2 스프링 시트(41c)와, 상기 로드(35)의 제 2 로드부(37)에 형성된 부스프링 시트(35a) 사이에는 부밸브 스프링(45)이 압축 상태로 개재하여 형성되고, 상기 부밸브 스프링(45)에 의해 상기 부밸브체(25)가 상기 로드(35)를 통해 상기 부밸브 시트(24)에 접촉하는 방향으로 바이어싱되어 있다.
한편, 상기 주밸브체(20)의 원통 부재(31)에는 금속으로 이루어지는 신축 가능한 벨로스(46)의 일단이 상기 벨로스(46)와 일체를 이루는 링상의 부착부(46a)를 통해 용접 등의 방법에 의해 고정되고, 상기 벨로스(46)의 타단은 링상의 지지 부재(47)에 연결되고, 상기 지지 부재(47)가 상기 하우징(10)의 제 1 하우징 부재(11)와 상기 격벽 부재(13) 사이에 협지되어 있다.
상기 벨로스(46)는 상기 로드(35), 스프링 받이 부재(41), 주밸브 스프링(44), 및 부밸브 스프링(45)과, 상기 주밸브체(20)의 일부를 둘러싸고, 그들을 프로세스 가스로부터 차단하는 것이다.
상기 벨로스(46)는 상기 하우징(10)의 제 1 하우징 부재(11)를 격벽 부재(13)로부터 분리한 후 상기 로드(35)의 제 1 로드부(36)를 상기 제 2 로드부(37)로부터 분리해서 상기 주밸브체(20)를 상기 로드(35)로부터 분리할 때에 상기 주밸브체(20)와 함께 분리할 수 있다.
이에 대하여 상기 스프링 받이 부재(41)는 상기 로드(35)의 제 2 로드부(37)에 록킹하여 그 위치에 남기 때문에 상기 주밸브 스프링(44) 및 부밸브 스프링(45)도 상기 스프링 받이 부재(41)와 함께 그 위치에 남게 된다.
이렇게 상기 진공 밸브는 프로세스 가스와의 접촉에 의해 열화되기 쉬운 상기 벨로스(46)나 주밸브 시일(32) 또는 부밸브 시일(38) 등의 점검이나 교환 등을 행하기 위해서 상기 벨로스(46)나 주밸브체(20) 또는 부밸브체(25) 등을 다른 부품과 분리해서 외부에 간단하게 인출할 수 있는 것이다. 이 때문에 상기 진공 밸브의 보수, 점검이 용이함과 아울러, 분해 작업도 용이하며, 또한 보수, 점검 후의 재조립 작업도 용이하다.
이어서, 상기 개폐 조작 기구(50)에 대해서 설명한다. 도 2에 나타내는 바와 같이 상기 개폐 조작 기구(50)는 1개 유체압 실린더에 의해 구성되어 있으며, 본 실시형태의 유체압 실린더는 에어 실린더이다.
상기 개폐 조작 기구(50)는 상기 제 2 하우징 부재(12)의 내부에 형성된 원형의 실린더 구멍(52)을 갖고, 상기 실린더 구멍(52)의 내부에 상기 피스톤(51)이 상기 피스톤(51)의 외주에 부착된 링상의 가이드 부재(53)와 피스톤 시일(54)을 통해 축선(L) 방향으로 슬라이딩 가능하게 수용되어 있다.
상기 실린더 구멍(52)의 일단은 상기 제 2 하우징 부재(12)에 기밀하게 부착된 엔드 플레이트(55)에 의해 막혀 있으며, 상기 실린더 구멍(52)의 타단은 상기 격벽 부재(13)와, 후술하는 개도 조정 기구(70)를 구성하는 조정 너트(71) 및 스토퍼(72)에 의해 막혀 있다.
상기 실린더 구멍(52)의 내부는 상기 피스톤(51)에 의해 상기 피스톤(51)과 상기 엔드 플레이트(55) 사이의 제 1 압력실(56)과, 상기 피스톤(51)과 상기 격벽 부재(13) 및 조정 너트(71) 사이의 제 2 압력실(57)로 구획되고, 상기 제 1 압력실(56) 및 제 2 압력실(57)은 상기 제 2 하우징 부재(12)의 측면에 형성된 제 1 조작 포트(58) 및 제 2 조작 포트(59)에 개별적으로 연통하고 있다.
상기 로드(35)의 기단부, 즉 상단부는 상기 격벽 부재(13)의 중심 구멍을 기밀하게 관통해서 상기 실린더 구멍(52) 내에 연장하여 상기 피스톤(51)에 연결되어 있다.
도면 중의 부호(60)는 상기 격벽 부재(13)의 내주와 로드(35)의 외주 사이에 개재하여 형성된 베어링 부재, 동일하게 부호(61)는 상기 격벽 부재(13)의 내주와 로드(35)의 외주 사이를 시일링하는 시일 부재이다.
상기 피스톤(51)은 상기 주밸브체(20)가 상기 주밸브 시트(19)에 접촉해서 상기 주유로(17)를 폐쇄함과 아울러, 상기 부밸브체(25)가 상기 부밸브 시트(24)에 접촉해서 상기 부유로(21)를 폐쇄하고 있을 때 상기 부밸브 스프링(45)에서 도면의 상방을 향해서 바이어싱됨으로써 상기 스토퍼(72)의 상단의 접촉면(72a)으로부터 이간한 위치(폐쇄 밸브 위치)를 차지하고 있다.
그리고 이 상태로부터 도 5에 나타내는 바와 같이 상기 제 1 조작 포트(58)를 통해서 제 1 압력실(56)에 압력 에어를 공급함과 아울러, 상기 제 2 압력실(57)을 제 2 조작 포트(59)를 통해서 외부에 개방하면 상기 피스톤(51)이 스토퍼(72)의 접촉면(72a)에 접촉하는 위치까지 하강(전진)하고, 상기 피스톤(51)과 함께 상기 로드(35)도 하강(전진)한다. 이 때문에 상기 부밸브체(25)가 부밸브 시트(24)로부터 이간하여 상기 부유로(21)가 개방된다. 이때의 상기 부밸브체(25)의 스트로크(S)는 도 2에 나타내는 바와 같이 상기 부밸브체(25)가 상기 폐쇄 밸브 위치에 있을 때의 피스톤(51)의 하면과 상기 스토퍼(72)의 접촉면(72a)의 거리이다.
계속해서 상기 제 2 조작 포트(59)를 통해서 상기 제 2 압력실(57)에 압력 에어를 공급함과 아울러, 상기 제 1 압력실(56)을 제 1 조작 포트(58)를 통해서 외부에 개방하면 도 6에 나타내는 바와 같이 상기 피스톤(51)이 엔드 플레이트(55)에 접촉하는 위치까지 상승(후퇴)하고, 상기 피스톤(51)과 함께 상기 로드(35)도 상승(후퇴)한다. 그리고 상기 로드(35)가 상승하는 도중에 상기 부밸브체(25)가 주밸브체(20)에 접촉해서 상기 주밸브체(20)를 들어 올리기 때문에 상기 주밸브체(20)가 상기 주밸브 시트(19)로부터 이간해서 상기 주유로(17)가 개방된다. 이때 상기 부밸브체(25)가 부밸브 시트(24)에 접촉함으로써 상기 부유로(21)는 폐쇄되지만, 진공 밸브의 동작상 문제는 없다.
상기 개폐 조작 기구(50)에는 상기 부밸브체(25)의 개도를 조정하기 위한 상기 개도 조정 기구(70)가 형성되어 있다. 이 개도 조정 기구(70)는 상기 조정 너트(71)와 상기 스토퍼(72)로 구성되어 있으며, 그 구체적 구성은 다음과 같다.
우선, 상기 격벽 부재(13)의 구체적인 구성을 설명한다. 도 7로부터 명백한 바와 같이 상기 격벽 부재(13)의 상면에는 환형상의 오목부(13b)가 형성되고, 상기 오목부(13b)의 중앙 위치에 상기 오목부(13b)의 깊이와 거의 동일한 높이의 원통부(13c)가 형성되고, 상기 원통부(13c)의 중심을 상기 로드(35)가 관통하고 있다. 또한, 상기 격벽 부재(13)의 측면에는 상기 오목부(13b)에 통하는 조작구(13d)가 형성되어 있다.
상기 조정 너트(71)는 상기 실린더 구멍(52)의 내부에 감합되는 원통형상의 감합부(71a)와, 상기 감합부(71a)의 하부에 형성된 링상의 조작부(71b)를 갖고, 상기 조정 너트(71)의 중심에는 상기 격벽 부재(13)의 원통부(13c)가 감합되는 감합 구멍(71c)과, 상기 스토퍼(72)가 맞물리는 나사 구멍(71d)이 형성되어 있다. 상기 조작부(71b)의 외경은 상기 감합부(71a)의 외경보다 크고, 상기 조작부(71b)의 축선(L) 방향 높이는 상기 격벽 부재(13)의 오목부(13b)의 깊이보다 약간 작다.
상기 조정 너트(71)는 상기 조작부(71b)를 상기 격벽 부재(13)의 오목부(13b) 내에 수용하고, 상기 조작부(71b)를 상기 격벽 부재(13)의 오목부(13b)의 저면과 상기 제 2 하우징 부재(12)의 하단면 사이에 약간의 간극을 두고 개재시킴으로써 축선(L) 방향의 이동을 규제된 상태에서 상기 축선(L)을 중심으로 회전 가능하게 배치되어 있다.
상기 조작부(71b)의 외주에는 미끄럼 방지를 위한 톱니바퀴상을 한 요철(71e)이 형성되고, 상기 조작부(71b)의 일부는 상기 조작구(13d)를 통해서 격벽 부재(13)의 측면으로부터 외부에 노출되고, 상기 조작구(13d)를 통해서 상기 조작부(71b)를 손가락으로 회전 조작할 수 있도록 되어 있다. 또한, 상기 조정 너트(71)가 개도 조정 시 이외에 회전하는 일이 없도록 상기 격벽 부재(13)의 측면에는 고정 나사(75)가 부착되고, 이 고정 나사(75)를 체결하여 그 선단을 상기 조정 너트(71)의 측면에 록킹시킴으로써 상기 조정 너트(71)가 고정되어 있다.
또한, 도면 중의 부호 73은 상기 감합부(71a)의 외주와 상기 실린더 구멍(52)의 내주 사이를 시일링하는 시일 부재, 동일하게 부호 74는 상기 조정 너트(71)의 내주와 상기 격벽 부재(13)의 원통부(13c)의 외주 사이를 시일링하는 시일 부재이다.
상기 스토퍼(72)는 원통형상을 한 부재이며, 외주에 상기 조정 너트(71)의 나사 구멍(71d)에 맞물리는 수나사(72b)를 갖고, 상기 스토퍼(72)의 중심 구멍(72c)을 상기 로드(35)가 슬라이딩 가능하게 관통하고 있다. 이 경우 상기 스토퍼(72)가 상기 로드(35)에 대해서 축선(L) 방향으로는 상대적으로 변위 가능하지만, 상기 축선(L)을 중심으로서 상대적으로 회전하지 않도록 하기 위해서 상기 중심 구멍(72c)과 로드(35)는 단면형상이 육각형을 이루도록 형성되어 있다.
상기 로드(35)가 육각형을 하고 있는 부분은 도 5에 나타내는 바와 같이 상기 제 2 로드부(37)의 기단측의 대경부(37a)만이며, 상기 제 2 로드부(37)의 선단측의 소경부(37b)와, 상기 소경부(37b)에 연결된 상기 제 1 로드부(36)는 단면형상이 원형임과 아울러, 서로 같은 지름이다. 이 때문에 상기 격벽 부재(13)의 중심 구멍에 부착된 상기 베어링 부재(60) 및 시일 부재(61)는 육각형의 로드(35)에 대응할 수 있는 것이다.
상기 개도 조정 기구(70)에 있어서 도 2에 나타내는 바와 같이 상기 스토퍼(72)의 상단의 접촉면(72a)이 상기 조정 너트(71)의 상단면과 동일한 위치에 있는 상태로부터 상기 고정 나사(75)를 풀어 상기 조작부(71b)를 조작함으로써 상기 조정 너트(71)를 한 방향으로 회전시키면 상기 스토퍼(72)는 상기 로드(35)에 대하여 회전할 수 없기 때문에 도 7에 나타내는 바와 같이 상기 축선(L)을 따라 상방으로 변위하고, 상기 접촉면(72a)이 조정 너트(71)로부터 돌출된다. 그리고 그 돌출량분만큼 상기 부밸브체(25)의 스트로크(S), 즉 개도가 작아진다.
또한, 상기 스토퍼(72)의 접촉면(72a)이 상기 조정 너트(71)의 상단면으로부터 돌출되어 있는 상태에서 상기 조정 너트(71)를 역방향으로 회전시키면 상기 스토퍼(72)가 축선(L)을 따라 하강하기 때문에 상기 접촉면(72a)의 돌출량은 감소하고, 그 감소분만큼 상기 부밸브체(25)의 스트로크(S)는 커진다.
또한, 상기 실시형태에서는 상기 개폐 조작 기구(50)가 유체압 실린더에 의해 형성되어 있지만 이 개폐 조작 기구(50)는 전동 모터로 형성할 수도 있다. 이 경우 상기 개도 조정 기구(70)는 생략할 수도 있다.
10: 하우징 13: 격벽 부재
13a: 주스프링 시트 13d: 조작구
15: 제 1 포트 16: 제 2 포트
17: 주유로 18: 밸브실
19: 주밸브 시트 20: 주밸브체
21: 부유로 24: 부밸브 시트
25: 부밸브체 30: 원반 부재
31: 원통 부재 35: 로드
35a: 부스프링 시트 36: 제 1 로드부
37: 제 2 로드부 39: 베어링 부재
40: 시일 부재 41: 스프링 받이 부재
41a: 커버부 41b: 제 1 스프링 시트
41c: 제 2 스프링 시트 44: 주밸브 스프링
45: 부밸브 스프링 46: 벨로스
50: 개폐 조작 기구 51: 피스톤
56: 제 1 압력실 57: 제 2 압력실
70: 개도 조정 기구 71: 조정 너트
72: 스토퍼 L: 축선

Claims (7)

  1. 하우징에 형성된 제 1 포트 및 제 2 포트와, 상기 하우징의 내부에 상기 제 1 포트와 제 2 포트를 연결하도록 형성된 주유로와, 상기 주유로를 둘러싸는 주밸브 시트와, 상기 주밸브 시트에 접리함으로써 상기 주유로를 개폐하는 주밸브체와, 상기 주밸브체의 내부에 상기 주유로와 병렬을 이루도록 형성된 부유로와, 상기 주밸브체에 상기 부유로를 둘러싸도록 형성된 부밸브 시트와, 상기 부밸브 시트에 접리함으로써 상기 부유로를 개폐하는 부밸브체와, 상기 주밸브체 및 부밸브체를 개폐 조작하는 개폐 조작 기구를 갖고,
    상기 하우징의 내부에는 로드가 상기 주밸브체를 슬라이딩 가능하게 관통하도록 배치되고, 상기 로드의 축선 방향의 일단인 기단부에 상기 개폐 조작 기구가 연결됨과 아울러, 상기 로드의 축선 방향의 타단인 선단부에 상기 부밸브체가 상기 주밸브체의 외부에서 상기 주밸브체에 접리하도록 배치되고, 상기 주밸브체의 외면의 상기 부밸브체가 접촉하는 부분에 상기 부밸브 시트가 형성되어 있으며,
    상기 부밸브체는 상기 로드에서 직접 조작됨으로써 상기 부유로를 개폐하고,
    상기 주밸브체는 상기 로드에서 상기 부밸브체를 통해 조작됨으로써 상기 주유로를 개폐하는 것을 특징으로 하는 진공 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로드는 분리 가능하게 되도록 연결된 선단측의 제 1 로드부와 기단측의 제 2 로드부를 갖고,
    상기 제 1 로드부는 상기 주밸브체를 관통하고 있고, 상기 제 1 로드부의 선단에 상기 부밸브체가 형성되어 있으며,
    상기 제 2 로드부는 상기 개폐 조작 기구에 연결되어 있으며,
    상기 주밸브체는 상기 제 1 로드부를 상기 제 2 로드부로부터 분리함으로써 상기 로드로부터 분리 가능한 것을 특징으로 하는 진공 밸브.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 주밸브체는 상기 주밸브 시트에 접리하는 원반 부재와, 상기 원반 부재와는 별개로 형성되어 상기 원반 부재와 조합된 원통 부재를 갖고, 상기 원반 부재와 원통 부재 사이에 상기 부유로가 형성됨과 아울러, 상기 원반 부재에 상기 부밸브 시트가 형성되고, 상기 원통 부재의 내주에 상기 로드를 가이드하는 베어링 부재와, 상기 원통 부재의 내주와 상기 로드의 외주 사이를 시일링하는 시일 부재가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 밸브.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 로드에는 통형상을 한 스프링 받이 부재가 상기 로드를 따라 변위 가능하지만, 상기 제 2 로드부에 록킹함으로써 상기 제 2 로드부로부터 분리 불능하게 되도록 부착되고,
    상기 스프링 받이 부재에는 상기 주밸브체의 원통 부재가 감합되는 통형상의 커버부와, 제 1 스프링 시트 및 제 2 스프링 시트가 형성되고,
    상기 제 1 스프링 시트와 상기 하우징에 형성된 주스프링 시트 사이에 상기 주밸브체를 상기 주밸브 시트에 접촉하는 방향으로 바이어싱하는 주밸브 스프링이 압축 상태로 개재하여 형성되고,
    상기 제 2 스프링 시트와 상기 로드에 형성된 부스프링 시트 사이에 상기 로드를 통해 상기 부밸브체를 상기 부밸브 시트에 접촉하는 방향으로 바이어싱하는 부밸브 스프링이 압축 상태로 개재하여 형성되고,
    상기 주밸브체에는 상기 주밸브 스프링 및 부밸브 스프링을 둘러싸는 벨로스의 일단이 연결되고, 상기 벨로스의 타단은 상기 하우징에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 밸브.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부밸브체는 상기 로드의 전진 동작에 의해 상기 부밸브 시트로부터 떨어져서 상기 부유로를 개방하고,
    상기 주밸브체는 상기 로드의 후퇴 동작에 의해 상기 부밸브체를 통해 변위하여 상기 주밸브 시트로부터 떨어져서 상기 주유로를 개방하는 것을 특징으로 하는 진공 밸브.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개폐 조작 기구는 1개 유체압 실린더에 의해 형성되어 있고, 상기 로드에 연결된 피스톤과, 상기 피스톤의 한 측에 형성된 제 1 압력실과, 상기 피스톤의 다른 측에 형성된 제 2 압력실을 갖고, 상기 피스톤은 상기 로드에 연결되어 있으며, 상기 제 1 압력실에 압력 유체를 공급하면 상기 피스톤 및 로드가 전진해서 상기 부밸브체가 부유로를 개방하고, 상기 제 2 압력실에 압력 유체를 공급하면 상기 피스톤 및 로드가 후퇴해서 상기 주밸브체가 주유로를 개방하는 것을 특징으로 하는 진공 밸브.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공 밸브는 상기 부밸브체의 개도를 조정하는 개도 조정 기구를 갖고, 상기 개도 조정 기구는 상기 하우징의 측면에 형성된 조작구를 통해서 회전 조작 가능한 조정 너트와, 상기 조정 너트가 맞물리는 스토퍼를 갖고, 상기 스토퍼는 상기 조정 너트를 회전 조작함으로써 축선 방향으로 변위 가능하며, 상기 스토퍼의 위치에 따라 상기 부밸브체의 개도가 조정되도록 구성된 것을 특징으로 하는 진공 밸브.
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