TWI542803B - 真空調壓系統 - Google Patents

Description

真空調壓系統

本發明是關於理化學機械等中，使用於化學反應用的真空室之減壓等的真空調壓系統。

例如，半導體的製造裝置中在真空室內進行理化學處理，此時將真空調壓用閥使用於真空室減壓的真空泵與連結該真空泵的流路的開合，通常為了抑制微粒子在真空室內的飛散，以控制器控制使該閥的開度依序開放地形成真空調壓系統。

該真空調壓系統是例如日本專利文獻1所揭示，具備：閥主體部，具有：在連結真空室與真空流連接用的兩個主埠的流路中設有閥座的閥箱內，與上述閥座離合使上述流路開合用的閥構件；連結該閥構件，通過閥箱而朝其軸線方向延伸，藉以使前端到達流體壓驅動部的閥軸；及將上述閥構件朝著閥座的關閉方向彈推的復位彈簧，及上述流體壓驅動部，將安裝在上述閥軸前端的受壓構件，設置在上述閥構件使其開放的方向的前導流體壓作用的受壓 室內，並連接對此受壓室進行前導流體供排用的導埠，藉上述控制器進行上述受壓構件的位置控制來調整上述閥構件的閥開度，調整使真空室內的真空壓力以緩慢的速度降低。

但是，該種的真空調壓系統中，在真空室的其他真空系統有洩漏或配管的堵塞等異常的場合，所控制的預定的閥開度則不能維持預期的排氣速度，此時，根據，檢測真空室壓力的壓力感測器的輸出與從外部的設定壓力或其排氣速度變化等控制指令的訊號比較，上述控制器雖啟動使閥開度朝著進一步開啟方向進行反饋控制，但是有上述異常時，由於真空室的壓力不會降低，所以可藉著上述反饋控制達到最大的閥開度，但即使全開狀態仍會有陷入不能到達預定排氣速度的狀態。並且，該狀態如在控制器未設有任何的異常檢測手段時，即不能早期檢測出系統的異常，以致於真空調壓用閥在全開狀態下，來自室內成為高溫的氣體被真空泵持續地吸引時，會導致配管部損傷，或進一步破壞真空泵，以致有系統恢復所需偌大的時間與費用。

為避免以上的問題，日本專利文獻2所揭示的真空壓力控制系統是在閥開度到達預定的開度時，設置在真空容器內的壓力感測器的輸出比預先所設定的預定值大時，判斷在該真空容器的密閉狀態有異常發生，而可在早期檢測出系統的異常。

但是，以該專利文獻2記載的真空壓力控制系統進行 判斷為閥的開度到達所設定之約定點的開度時的正常以至異常的判斷，並非可判斷排氣是否持續正常進行的判斷。並且，對於上述約定點的開度及與其相關的壓力值的設定則多包含著經驗等元素而不能簡單地設定該等的適當值，並且，由於開度隨時間的變化不能掌握。

[專利文獻1]日本專利特開2007-146908號公報

[專利文獻2]日本專利特開2006-18767號公報

本發明的技術課題為上述真空調壓用閥的閥開度即使因系統的某種異常而到達全開狀態時，進行上述真空調壓用閥的開度控制的控制器中，依序檢測真空室內的現在壓力值與目標壓力值的差來進行為避免上述真空室內陷入未到達所預定排氣速度的狀態用的異常檢測，並根據此，判斷所控制的閥開度在維持預定的排氣速度上困難的場合，即告知系統有異常，提供容易確實可告知隨時間變化之異常判斷的真空調壓系統。

並且，上述專利文獻1揭示的真空調壓系統是與後述的本發明的實施例同樣，對閥構件15開合操作之流體壓驅動部2的活塞16設定閥構件15的開度用的閥開度調節部3中，在調整構件41的前端與該活塞16相對或抵接時，將電動馬達45的旋轉轉換成直線移動來進行該調整構件41的定位，但此時，復位彈簧23的作用力或根據作 用於閥構件15的真空室內壓力的作用力，被以作用於活塞16的前導空氣壓所抵銷，因而使活塞16與調整構件41經常以一定的力抵接，藉此可使用不具對抗上述作用力之驅動力的小型的電動馬達。

上述構成，由於驅動上述調整構件41的電動馬達45可以小的輸出，所以可有效改善閥開度調節部3的小型化及反應性，但是本發明人，可根據其構成來控制極為接近真空吸引排氣速度之設定速度的值，藉此確認真空室的排氣順利地大約成直線降低。亦即，第5圖是表示監測藉上述構成以下述設定速度進行真空吸引時的排氣速度(右縱座標軸)及真空室的壓力(左縱座標軸)的結果(排氣特性)，同圖的曲線A1表示針對排氣的設定速度為1Torr/s的場合，同曲線A2表示針對同設定速度為2Torr/s時的排氣速度的監測結果，又，同圖的曲線B1及B2表示排氣的設定速度為1Torr/s的場合，及設同2Torr/s的場合中，監測真空室的壓力變化的結果。根據該等的測量結果，可藉著上述構成將排氣速度比較正確地經常控制在大致一定範圍，藉此，可得知真空室的壓力大致成直線地下降。

本發明的其他技術課題是基於上述的知識，藉著在真空調壓用閥上追加以上述電動馬達進行閥構件的開度用之調整構件的定位的閥開度調節部的構成，將排氣速度對應真空吸引的設定速度比較正確地，即經常控制在大致一定範圍，為此對排氣速度的設定值賦予對應上述閥開度調節 部的性能的容許範圍(例如，設定速度的±50%)，排氣速度脫離其範圍，或閥開度等脫離反應其開度的容許範圍的場合即判斷為異常，藉此，提供可以非常簡單的手段正確告知上述異常的真空調壓系統。

為解決上述課題，本發明的真空調壓系統，具備：閥主體部和流體壓驅動部，該閥主體部，在連接真空室與真空泵之間用的流路中設有閥座的閥箱內具有，閥構件，與上述閥座合離來開合上述流路；閥軸，與該閥構件連結，通過上述閥箱朝著其軸線方向延伸，使前端到達上述流體壓驅動部；復位彈簧，將上述閥構件朝著閥座的封閉方向彈推，及該流體壓驅動部，將安裝在上述閥軸前端的受壓構件，設置在使上述閥構件開放的方向的流體壓作用的受壓室，並對該受壓室進行前導流體供排用的導埠，藉此構成真空調壓用閥，在上述真空調壓用閥連接對受壓室的導埠進行前導流體供排用的電磁閥裝置，並附設有根據檢測上述閥構件位置的位置感測器的輸出訊號、藉真空室的壓力感測器所檢測出真空壓力的輸出訊號及從外部所輸入的控制指令，控制上述電磁閥裝置的驅動的控制器所構成，該控制器具有以下的功能為特徵。

亦即，上述控制器構成為保存藉上述真空泵排氣的真空室的壓力設定值及真空吸引的速度資訊，該控制器具有藉上述受壓構件的位置控制進行閥構件的開度的反饋控制的功能，以使得在排氣控制的各控制週期中，上述真空室成為根據上述壓力設定值及真空吸引的速度資訊所獲得的 目標壓力，並對該控制器賦予上述各控制週期中，檢測藉上述壓力感測器所獲得真空室內的現在壓力值與目標壓力值的差，當其差值脫離相對於該目標壓力值所設定容許範圍的場合即告知為異常的功能。

本發明有關的真空調壓系統的較佳實施形態是在上述控制器，具備確認藉真空室的真空吸引在該真空室產生壓力變化後的監測時間經過後，控制使上述排氣控制的週期性動作開始的功能，並在上述控制器，具備保存作為上述真空泵進行真空吸引之速度資訊的設定速度與設定加速度，在排氣控制的週期性動作開始隨後，根據上述設定加速度使各控制週期的真空壓力的變化速度緩慢地增加，經過真空室的真空吸引動作穩定開始的加速控制區域，控制真空壓力的變化速度到達上述設定速度之後維持其設定速度的控制功能所構成。

本發明有關的真空調壓系統的其他較佳實施形態具備閥開度調節部，該閥開度調節部具有：調整構件，在上述真空調壓用閥中，與受壓構件的背後抵接進行該受壓構件的停止位置的定位，及電動馬達，將該調整構件透過旋轉-直線移動轉換機構無階段地前後前進驅動至任意位置為止，上述控制器具有根據上述控制指令對電動馬達供應所需的驅動電流，控制上述電動馬達及上述電磁閥裝置的驅動進行上述調整構件的位置控制，使得檢測上述電動馬達旋轉量之編碼器的輸出所賦予的調整構件的位置成為指定位置的功能所構成。

又，本發明有關的真空調壓系統的其他較佳實施形態是在上述電動馬達附設檢測其旋轉負載的負載檢測手段，檢測上述控制器進行上述調節構件的位置控制時，對應該負載檢測手段的輸出所賦予的上述調整構件與受壓構件的推壓力的電動馬達的旋轉負載是否在所設定的上限值與下限值之間，此負載脫離該等上下限值間的場合，進行將控制訊號輸出至電磁閥裝置的前導流體壓控制，使得以該等上下限值間的力推壓受壓構件與調整構件用的前導流體壓供應至上述受壓室，藉此，在以上述上下限值間的力推壓上述受壓構件與調整構件的狀態可對上述控制器賦予使電動馬達動作的功能。此時，在上述前導流體壓控制中產生的前導流體壓是以設定產生：上述復位彈簧的作用力；根據作用於閥構件的真空室內壓力的作用力；及相當於經常預先作用在上述調整構件與受壓構件之間偏位量的力總和的推壓力為佳。

另外，本發明有關的真空調壓系統，作為取代上述前導流體壓控制的簡便的手段是將預先所算出的上述復位彈簧的作用力；根據作用於閥構件的真空室內壓力的作用力；及經常預先作用於調整構件與受壓構件之間偏位量的力，在與上述受壓構件的位置相關連中予以函數化並預先保存於上述控制器中，上述控制器具有在進行上述調整構件的位置控制時，將對應根據上述函數化後所獲得受壓構件的位置的流體壓，作為前導流體壓而從電磁閥裝置輸出至上述流體壓驅動部的受壓室的方式，對該電磁閥裝置輸 出控制訊號的功能。

具有上述構成的本發明的真空調壓系統對控制器賦予針對真空室之真空壓力的壓力設定及真空吸引的速度資訊，並根據此從控制器將調整構件驅動到預定位置為止用驅動電流一旦傳送於電動馬達時，驅動該馬達，並從附設其上的控制器將對應調整構件的位置的訊號反饋至控制器，使伺服機構動作而使得該馬達停止在經常指定的位置。

另一方面，上述控制器為了經常以大致一定的力推壓流體壓驅動部之活塞等的受壓構件與進行其定位的調整構件的狀態使該受壓構件動作，對應上述調整構件的位置所決定的受壓構件的位置，從控制器輸出控制訊號至電磁閥裝置，將產生對抗〔復位彈簧的作用力+根據作用於閥構件等的真空室內壓力的作用力+經常預先作用於調整構件與受壓構件之間的偏位量的力〕的力的前導流體壓供給於受壓室。

藉此，受壓構件被以上述前導流體壓驅動到以大致一定的力推壓於調整構件的位置上，成為經常以上述偏位量的力推壓於調整構件。這是由於以作用在受壓構件的前導空氣壓可抵銷復位彈簧的作用力及根據作用於閥構件的真空室內壓力的作用力，因此電動馬達可不具有對抗該等作用力的驅動力，可使用輸出小的力的小型馬達作為電動馬達。

又，上述控制器是控制經常以大致一定偏位量的力推 壓上述受壓構件與調整構件的狀態使受壓構件動作，因此可具有以附設在電動馬達並檢測該電動馬達的旋轉量的編碼器來作為檢測決定閥的開度之受壓構件位置的位置感測器的功能。

另外，上述針空調壓系統中，藉著供給至流體壓驅動部的受壓室的前導流體的壓力產生受壓構件對調壓構件的推壓力變化，但是電動馬達一旦被驅動時，對應其推壓力會使得電動馬達的負載檢測手段(驅動電流的檢測手段)所檢測的旋轉負載有所增減，所以在控制器中，檢測賦予電動馬達的驅動電流是否在所設定的上限值與下限值之間，其值如脫離該等上下限間的範圍時，從控制器輸出使電磁閥裝置動作的訊號，並在該電磁閥裝置中，將產生對抗〔復位彈簧的作用力+根據作用於閥構件等的真空室內壓力的作用力+經常預先作用於調整構件與受壓構件之間的偏位量的力〕的力的前導流體壓供給於受壓室，經常以大致一定的力推壓受壓構件與調整構件。

又，作為取代上述前導流體壓控制的上述簡便的手段有預先測量上述復位彈簧的作用力、根據作用於閥構件的真空室內壓力的作用力，將受壓構件的位置與上述作用力的關係予以函數化後保存於控制器時，可一意地決定對應閥構件的位置供給受壓室的前導流體壓，因此，可省略賦予電動馬達的驅動電流是否在所設定的上限值與下限值之間的檢測。

又，即使由於系統的某種異常，導致上述真空調壓用 閥的閥開度不能控制的狀態時，在控制上述真空調壓用閥的開度的控制器中，依序檢測真空室內的現在壓力值與目標壓力值的差的增大，該差脫離容許範圍，判斷所需排氣速度的維持困難時，即告知上述真空室內的排氣速度或閥構件的開度等的異常，因此可以簡易的手段隨時確實地進行異常狀態的判斷並告知。

根據以上所詳述本發明的真空調壓系統，由於系統的某種異常致使得上述真空調壓用閥的閥開度達到全開狀態等的場合，其異常在控制器中簡單地檢測出，對系統告知有異常。

尤其是對應上述受壓構件與調整構件的推壓力的上述電動馬達的旋轉負載，根據藉著對於在所設定的上限值與下限值之間的電磁閥裝置進行前導流體壓控制，可將排氣速度控制在一定範圍的上述知識，在真空調壓用閥上附加以上述電動馬達進行調整構件定位的上述閥開度調節部的場合，可相對於真空吸引的設定速度比較正確地控制排氣速度，為此，對排氣速度的設定值賦予對應上述閥開度調節部的性能的容許範圍，當排氣速度等脫離其範圍的場合即判斷為異常，可藉此以非常簡易的手段正確地告知上述異常。又，預先藉著根據復位彈簧等作用力的測量結果予以函數化後的資訊，即使在對應閥構件的位置一意地決定供給受壓室的前導流體壓的場合，同樣可以非常簡易的手段告知上述異常。

1‧‧‧閥主體部

2‧‧‧流體壓驅動部

3‧‧‧閥開度調節部

6‧‧‧電磁閥裝置

7‧‧‧真空室

8‧‧‧真空泵

11‧‧‧第1主埠

11a‧‧‧開口部

12‧‧‧第2主埠

13‧‧‧流路

14‧‧‧閥座

15‧‧‧閥構件

16‧‧‧活塞

17‧‧‧閥密封構件

20‧‧‧閥軸

23‧‧‧復位彈簧

30‧‧‧汽缸箱

31‧‧‧隔壁

32‧‧‧座板

41‧‧‧調整構件

45‧‧‧電動馬達

61‧‧‧空氣壓源

62‧‧‧管路

70‧‧‧壓力感測器

第1圖表示本發明有關真空調壓系統之真空調壓用閥的構成，左半是表示閥構件的關閥狀態，右半是表示同閥構件的開閥狀態的剖視圖。

第2圖為本發明有關真空調壓系統的構成圖。

第3圖是針對本發明的真空壓力的變化的控制進行說明用的模式說明圖。

第4圖是針對本發明有關真空調壓系統的排氣控制及排氣異常的檢測例進行說明用之針對真空室的壓力與閥開度的時間變動所表示的圖表。

第5圖是針對本發明有關真空調壓用閥的實施例，表示監測其排氣特性(排氣速度及真空室的壓力)的結果之一例的圖表。

第1圖是表示本發明有關真空調壓系統中所使用真空調壓用閥的代表性實施形態，第2圖是表示包括該真空調壓用閥的真空調壓系統的整體構件例。

該真空調壓用閥具備：閥主體部1，具備第1及第2主埠11、12之間的流路13開合用的閥構件15；流體壓驅動部2，具備上述閥構件15開合操作用的活塞(受壓構件)16；及閥開度調節部3，設定上述閥構件15的開度，在該真空調壓用閥如第2圖表示，連接對上述流體壓驅動部2進行前導流體供排的電磁閥裝置6，及輸入控制 指令，或後述的電動馬達45的負載及上述活塞16的位置的資訊等，據該等資訊控制上述閥構件15的開度的控制器。

進一步具體說明時，在上述閥主體部1的中空的閥箱10，如第1圖及第2圖表示，設有連接在真空室7用的第1主埠11與連接在真空泵8用的第2主埠12，在閥箱10的內部設有連結上述兩主埠11、12的流路13，並且在與該流路13連通的上述第1主埠11的開口部11a周圍形成有閥座14。

又，在上述閥箱10的內部，與閥座14同心設置和上述閥座14離合並使上述流路13開合的提升式的上述閥構件15，在該閥構件15的外圍部安裝有與閥座14合離的橡膠彈性材所成的閥密封構件17。上述閥構件15的背面安裝有閥軸20。該閥軸20是在閥箱10的內部沿著中心軸線L延伸，貫穿同軸連接於該閥箱10的第1主埠11相反側的端部的汽缸箱30的隔壁31，前端朝著流體壓驅動部2的內部延伸出，與該汽缸箱30內的活塞16連結。另外，在設置於上述閥構件15背面的彈簧座22和與上述隔壁31抵接的座板32之間，設置將上述閥構件15朝著閥座14的關閉方向彈推的盤狀的復位彈簧23，在上述閥構件15的背面設有圍繞著上述閥軸20及復位彈簧23周圍的可自由伸縮的波紋管24，藉此將閥座20與流路13隔離。

上述流體壓驅動部2的汽缸箱30一體具備上述隔壁 31並在內部具有氣缸孔33，在該汽缸孔33的內部透過密封構件34自由滑動地收容著上述活塞16，該活塞16與隔壁31之間形成有受壓室37，該受壓室37被連接在於上述氣缸箱30側面開口的導埠38，活塞16的其他面側的室39是向外部開放。

上述真空調壓用閥中，雖是藉安裝在其前端的活塞16來驅動上述流體驅動部2的閥軸20，但是該流體壓驅動部2不僅限於活塞16自由嵌插於氣缸孔33內的構成，也可設置波紋膜片或波紋管等的受壓構件來取代該活塞16，藉該受壓構件形成使上述閥構件15開放的方向的流體壓作用的受壓室37，可以使得對此受壓室37進行前導流體供排用的導埠38開口。

又，上述閥開度調節部3具備調整構件41，該調整構件被組入在與上述汽缸箱30的端部結合的罩殼體40的內部，並被保持可朝著與上述活塞16合離的方向移動且前端呈抵接於該活塞16背面的圓筒形，在藉著電動馬達45的輸出軸46透過齒輪42a、42b旋轉驅動的轉軸43與該調整構件41之間，設置旋轉-直線移動轉換機構47。該旋轉-直線移動轉換機構47是將上述轉軸43的旋轉運動轉換為上述調整構件41的直線前進運動，將該調整構件41無階段地前進後退驅動至上述轉軸43的軸線方向的任意位置為止，賦予活塞16的停止位置的構件。

上述電動馬達45為可正反轉的馬達，具備檢測輸出軸46的旋轉負載並將其檢測訊號輸出至上述控制器的負 載檢測手段(未圖示)。上述負載檢測手段構成可檢測上述電動馬達45的驅動電流，或檢測已檢測的驅動電流是否超過預先所設定之設定範圍的上限或下限，將其數據輸入至控制器。

又，上述電動馬達45附設有檢測其旋轉量的編碼器(未圖示)。該編碼器具有作為檢測閥構件15開合的活塞16之位置用的位置感測器的功能，因此，根據其輸出可對控制器賦予調整構件41的位置。再者，也可以另外設置檢測上述活塞(受壓構件)16的位置用的位置感測器，藉其輸出將閥構件15的位置訊號輸入至控制器。

將上述電動馬達45的正反轉運動轉換成上述調整構件41的往返直線前進運動的上述旋轉-直線移動轉換機構47是以將上述轉軸43的滾珠螺桿軸部43a的旋轉運動轉換成設置在上述調整構件41的移動件(滾珠螺桿螺帽)51的直線前進運動的滾珠螺桿所構成。並且，在上述調整構件41及移動件51設有使其分別以非旋轉滑動用的旋轉限制部41a、51a，該旋轉限制部41a、51a自由滑動地卡合於在罩殼體40內與螺桿軸部43a平行所設置的導軸52上。

又，上述調整構件41不限於藉上述滾珠螺桿構成的旋轉-直線移動轉換機構47所驅動的構件，只要可藉著上述電動馬達45的旋轉而直線前進移動，並朝活塞16等受壓構件的背後推壓追隨該受壓構件動作的構件即可。

上述電磁閥裝置6是如第2圖表示，透過管路62連 接在空氣壓源61與上述受壓室37之間，可藉著內設的壓力調整閥設定使活塞16動作的最大壓力，藉上述控制器通過前導埠38可對受壓室37供給壓縮空氣，並藉著該控制器的控制通過上述前導埠38進行排氣，即可達到控制受壓室37的壓力。更具體而言，上述電磁閥裝置6是例如以透過壓力調整閥連接空氣壓源61的供氣用的雙埠電磁閥，及將輸出側開放於大氣的排氣用的雙埠電磁閥構成，可將該等連接於上述前導埠38的裝置。此時，上述兩雙埠電磁閥是根據來自控制器的控制訊號斷通，控制受壓室37的壓力，但是也可以使用單一的三位三埠方向轉換閥等來取代該等的雙埠電磁閥。且作為上述供氣用及排氣用的雙埠電磁閥並非僅是開關閥也可使用模擬閥。

藉上述壓力調整閥供給至受壓室37的輸出壓為：復位彈簧23的作用力；根據作用於閥構件15的真空室7內壓力的作用力；及可產生經常預先作用於調整構件41與活塞16之間偏位量的力總和的最大值的壓力。再者，上述偏位量的力並考慮流體壓驅動部2的摩擦等的影響，應決定預先經常作用在調整構件41與活塞16之間的力。

上述控制器，概略進行：附設在上述電動馬達45的負載檢測手段及編碼器的輸出；檢測真空室7的壓力的壓力感測器70的輸出；及來自外部之設定壓力等的控制指令相關訊號等的輸入，根據該等控制上述電動馬達45及上述電磁閥裝置6的控制器，但是除此之外，如後述，並具備在進行真空室7真空吸引的階段，進行壓力感測器 70所獲得真空壓室的壓力相對於目標壓力值是否未維持在容許範圍內之異常狀態時的檢測，並進行告知的異常檢測功能。

上述電動馬達45及上述電磁閥裝置6的控制，具體是上述控制器根據，上述控制指令對電動馬達45供給必要的驅動電流，使得藉上述編碼器的輸出所賦予調整構件41的位置成為預定位置而進行控制的位置控制及檢測在上述電動馬達45的位置控制用的驅動時，對應上述負載檢測手段的輸出所賦予上述調整構件41與活塞16的推壓力的電動馬達45的旋轉負載(驅動電流)是否位在所設定的上限值與下限值之間，當其位置在脫離該等上下限值間的範圍時，進行對電磁閥裝置6輸出控制訊號的前導流體壓控制使得以該等上限值間的力推壓調整構件41與活塞16用的前導流體壓供給至上述受壓室37，藉此，具有在以上述上下限值間偏移量的力推壓上述活塞16與調整構件41的狀態下使電動馬達動作的功能。

又，作為取代上述前導流體壓控制的簡便手段，也可省略：上述復位彈簧23的作用力；根據作用於閥構件15的真空室7內壓力的作用力；及經常預先作用於調整構件41與活塞(受壓構件)16之間偏位量的力與上述受壓構件位置的相關測量，根據使其關聯性函數化並預先保存於控制器，藉此檢測賦予電動馬達45的驅動電流是否在所設定的上限值與下限值之間，對應閥構件15的位置可一意地決定供給受壓室37的前導流體壓。為此，上述控制 器只要具有在進行上述調整構件41的位置控制時，將對應根據上述函數化後所獲得受壓構件的位置的流體壓，作為前導流體壓而從電磁閥裝置6輸出至上述流體壓驅動部2的受壓室37的方式，對該電磁閥裝置6輸出控制訊號的功能即可。

因此，供給至上述受壓室37的前導流體壓是成為對應：根據藉上述調整構件41的位置來決定活塞16的位置的復位彈簧23的作用力；根據作用於閥構件15的真空室7內壓力的作用力；及經常預先作用於調整構件41與活塞16之間的偏位量的力(包含硫體壓驅動部2的摩擦等)的總和。

針對藉上述控制器的控制進一步具體說明時，首先，對該控制器賦予包含針對真空室的真空壓力之壓力設定值及真空吸引的速度資訊等的控制指令，並根據此一指令，從控制器將驅動調整構件41至預定位置為止用的驅動電流傳送到電動馬達45。藉此，驅動該馬達45，從附設在其上的編碼器將對應調整構件41的位置的訊號反饋至控制器，使伺服器動作讓該馬達停止在經常所指定的位置為止。並且，即使因外擾動等使其調整構件41的位置偏移，仍可立即進行修正動作，進行調整構件41的位置控制。

又，上述控制器中，將設置在真空室7的壓力感測器70所檢測的真空壓力與根據上述速度資訊所獲得的目標壓力逐一地比較，以電動馬達45的驅動來控制調整構件 41的位置，以使得上述真空室7成為目標壓力。

另一方面，上述活塞16為了與調整構件41經常以大致一定的力推壓的狀態使其動作，對應上述調整構件41的位置所決定的活塞16的位置，從控制器對供氣用或排氣用電磁閥等輸出控制訊號，將產生對抗〔復位彈簧23的作用力+根據作用於閥構件等的真空室7的壓力的作用力+經常預先作用於調整構件41與活塞16之間的偏位量的力〕的力的前導流體壓供給至受壓室37。

藉此，活塞16被以上述前導流體壓驅動到以大致一定的力推壓至調整構件41的位置為止，成為經常以上述偏位量的力推壓於調整構件41。這是由於以作用在活塞16的前導空氣壓產生的作用力和復位彈簧23的作用力及根據作用於閥構件15的真空室7壓力的作用力抵銷，因此電動馬達45可不具有對抗該等作用力的驅動力，可使用輸出小的力的小型馬達作為電動馬達45。又，上述控制器是控制經常以大致一定的力推壓上述活塞16與調整構件41的狀態使活塞16動作，所以附設在電動馬達45檢測該電動馬達旋轉量的編碼器具有作為決定閥的開度的檢測活塞位置之位置感測器的功能。

如上述，以電動馬達45在預定的位置移動調整構件41使伺服機構動作的場合，調整構件的位置因外擾動而偏移時，立即進行其修正動作而驅動電動馬達，另一方面，藉供給流體壓驅動部2的受壓室37的前導流體的壓力使活塞16對於調整構件41的推壓力產生變化，但為了 進行上述修正動作等而驅動電動馬達45時，對應其推壓力來增減電動馬達45的驅動電流，此電動馬達45之驅動電流的大小也可視為外擾動的大小。

因此，在控制器中，檢測賦予電動馬達45的驅動電流是否在上述一定的範圍內，該電流小於設定下限值的場合，由於活塞16是否被調整構件41推壓並不明瞭，因此輸出使供氣用的電磁閥動作的訊號，藉著對受壓室37之前導流體壓的供給將活塞16朝著調整構件41的方向驅動。又，由於賦予電動馬達45的驅動電流超過設定值上限值而判斷有過剩的推壓力負載的場合，藉控制器輸出使排氣用的電磁閥動作，並降低受壓室37的前導流體壓使得上述推壓力降低。

又，如上述，預先測量復位彈簧23的作用力；根據作用於閥構件15的真空室內壓力的作用力；及經常預先作用在調整構件41與活塞16之間的偏位量的力，將受壓構件的位置與作用力的關係予以函數化後保存於上述控制器中，可對應閥構件15的位置一意地決定供給受壓室37的前導流體壓，即使省略賦予電動馬達45的驅動電流是否超過上下限值的設定值的檢測，仍可實現大致同等的功能。

其結果，將產生對抗〔復位彈簧的作用力+根據作用於閥構件等的真空室內壓力的作用力+經常預先作用於調整構件與受壓構件之間的偏位量的力〕的前導流體壓供給於受壓室，可經常以大致一定偏位量的力推壓活塞16與 調整構件41。

又如上述，上述控制器是控制經常以大致一定的力推壓流體壓驅動部2的活塞16與調整構件41的狀態使活塞16動作，所以附設在電動馬達45的編碼器可具有作為決定閥構件15開度之活塞16的位置感測器的功能，流體壓驅動部2不內設一般的線性感測器等，仍可於控制器中辨識活塞16以致於閥構件15的位置，構造上可明顯地簡化。但是，作為位置感測器，將一般的線性感測器等內設於流體壓驅動部2也無妨。

上述真空調壓系統，在控制器中比較來自上述壓力感測器70的現在壓力值的壓力訊號與目標壓力進行真空室7之真空壓力的反饋控制時，如上述，將適當設定上述閥構件15的開度用的控制訊號輸出於電動馬達45，此時，在上述控制器中，預先保存真空吸引的設定速度(真空壓力變化速度)與設定加速度(上述真空壓力變化速度的變化速度)以作為速度資訊，參閱第3圖以具備如以下說明的控制功能為佳。

亦即，保存有上述設定速度與設定加速度的控制器在第3圖表示之時刻t1的控制動作開始隨後，使各控制週期T(一定)的真空壓力的變化速度比上述設定加速度更緩慢地增加而重複進行設定下一個目標壓力的控制，即在上一次的控制週期中重複進行以壓力感測器70檢測出的現在壓力值和從上述設定加速度算出此次控制週期T的目標壓力，其結果，真空室7的真空吸引動作不致有突飛性 急劇變化地進行，可平穩進行真空吸引。之後，經過包括藉諸項條件所決定某程度的控制週期的加速度控制區域t1~t4，根據上述設定加速度之速度變化的累積使真空壓力的速度變化達到上述設定速度，因此在超過其速度的時刻t4後，以控制在每控制週期T維持著壓力僅以△P(一定)降低的設定速度為佳。

針對上述真空壓力變化的控制，具體而言，是從控制器的計算所求得的壓力變化量進行相當於目標壓力之調整構件41的位置的內部運算，並藉電動馬達45的調整構件41的位置控制進行。藉此電動馬達45進行的位置控制和空氣壓控制比較不具空氣的壓縮性之非線性元件，並控制在設定電動馬達的旋轉負載的上限值與下限值之間的大致一定範圍的場合，參閱第5圖如上述，藉上述調整構件41的位置控制進行之排氣速度的控制可以比較精度良好地進行。又，預先進行復位彈簧等作用力的測量，根據其結果，即使受壓構件的位置與作用力的關係函數化後保存於控制器的場合，電動馬達的旋轉負載仍可大致同樣控制在一定範圍。

並且，如上述從控制動作開始隨後以電動馬達45進行調整構件41微小位移的位置控制，藉此不致有壓力的急劇變化，可穩定順暢進行提升真空度的控制。

構成上述真空調壓系統的上述針空調壓用閥在進行如上述排氣控制的場合，會因系統的某種異常而不能控制其閥開度，完全不能否定上述真空室7內會陷入不能達到預 定的排氣速度狀態的可能性。為了避免以上的狀態，上述真空調壓系統是利用進行上述真空調壓用閥的開度控制的控制器，簡易進行上述異常的檢測，並在排氣控制的期間持續地進行其檢測。

參閱第4圖，針對藉控制器進行排氣控制及排氣異常的檢測例說明時，同圖是表示針對排氣控制及排氣異常的檢測例說明用的真空室7的壓力與閥開度的時間變動，顯示上述排氣控制的開始時，首先，從排氣開始設定短的監測時間，在其期間真空泵8為停止狀態，不能確認真空室7內產生一定的壓力變化(例如0.5Torr的變化)的場合，雖視為誤差而進行維修處理，但是一旦確認出上述壓力變化的場合，參閱第3圖開始如上述的排氣控制的週期性動作，在各控制週期T中，藉著使上述真空室7成為根據上述壓力設定值及真空吸引的速度資訊所獲得目標壓力用的上述受壓構件的位置控制，進行閥構件15開度的反饋控制，經過上述的加速度控制區域，維持著設定速度的態樣。

並且，藉上述控制器進行排氣控制中，在每控制週期中，藉上述壓力感測器70所獲得的真空室7內的現在壓力值與目標壓力值的差〔現在值-目標值〕(右縱座標值)，該差值大於相對於該目標壓力值所設定壓差的容許範圍〔偏差設定值〕的場合，亦即，判斷所控制的閥開度中所需排氣速度的維持困難的場合，作為排氣異常使得告知該值的警報手段動作。藉此，可根據排氣控制中真空室 7的其他真空系統的洩漏等的異常，進行真空室7的壓力不再降低時的監測。

再者，上述現在壓力值與目標壓力值的差是否大於外部已設定的偏差設定值的監測是從排氣控制的開始時間點，以針對外部所設定之真空室內壓力的監測設定值範圍進行。

上述中，已針對本發明的真空調壓系統的實施形態加以詳述，但本發明不限於上述實施例等，在不脫離本發明申請專利範圍所記載發明的精神的範圍內，在設計上可進行種種的變更。

2‧‧‧流體壓驅動部

3‧‧‧閥開度調節部

6‧‧‧電磁閥裝置

7‧‧‧真空室

8‧‧‧真空泵

11‧‧‧第1主埠

13‧‧‧流路

12‧‧‧第2主埠

15‧‧‧閥構件

16‧‧‧活塞

23‧‧‧復位彈簧

37‧‧‧受壓室

38‧‧‧前導埠

41‧‧‧調整構件

45‧‧‧電動馬達

61‧‧‧空氣壓源

62‧‧‧管路

70‧‧‧壓力感測器

Claims (7)

1. 一種真空調壓系統，具備閥主體部和流體壓驅動部，該閥主體部：在連接真空室與真空泵之間用的流路中設有閥座的閥箱內具有，閥構件，與上述閥座合離來開合上述流路；閥軸，與該閥構件連結，通過上述閥箱朝著其軸線方向延伸，使前端到達上述流體壓驅動部；復位彈簧，將上述閥構件朝著閥座的封閉方向彈推，該流體壓驅動部，將安裝在上述閥軸前端的受壓構件，設置在使上述閥構件開放的方向的流體壓作用的受壓室，並設置對該受壓室進行前導流體供排用的導埠，藉此構成真空調壓用閥，在上述真空調壓用閥連接對受壓室的導埠進行前導流體供排用的電磁閥裝置，並附設有根據檢測上述閥構件位置的位置感測器的輸出訊號、藉真空室的壓力感測器所檢測出真空壓力的輸出訊號及從外部所輸入的控制指令，控制上述電磁閥裝置的驅動的控制器所構成的真空調壓系統，其特徵為：在上述控制器保存藉上述真空泵排氣的真空室的壓力設定值及真空吸引的速度資訊，該控制器具有藉上述受壓構件的位置控制進行閥構件的開度的反饋控制的功能，以使得在排氣控制的各控制週期中，上述真空室成為根據上述壓力設定值及真空吸引的速度資訊所獲得的目標壓力，並對該控制器賦予上述各控制週期中，檢測藉上述壓 力感測器所獲得真空室內的現在壓力值與目標壓力值的差，當其差值脫離相對於該目標壓力值所設定容許範圍的場合即告知為異常的功能。
2. 如申請專利範圍第1項記載的真空調壓系統，其中，上述控制器，具備確認藉真空室的真空吸引在該真空室產生壓力變化後的監測時間經過後，控制使上述排氣控制的週期性動作開始的功能。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項記載的真空調壓系統，其中，上述控制器，具備保存作為上述真空泵進行真空吸引之速度資訊的設定速度與設定加速度，在排氣控制的週期性動作開始後，根據上述設定加速度使各控制週期的真空壓力的變化速度緩慢地增加，經過真空室的真空吸引動作穩定開始的加速控制區域，控制真空壓力的變化速度到達上述設定速度之後維持其設定速度的控制功能。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項記載的真空調壓系統，其中，具備閥開度調節部，該閥開度調節部具有：調整構件，在上述真空調壓用閥中，與受壓構件的背後抵接進行該受壓構件的停止位置的定位，及電動馬達，將該調整構件透過旋轉-直線移動轉換機構無階段地前後前進驅動至任意位置為止，上述控制器具有根據上述控制指令對電動馬達供應所需的驅動電流，控制上述電動馬達及上述電磁閥裝置的驅動進行上述調整構件的位置控制，使得檢測上述電動馬達旋轉量之編碼器的輸出所賦予的調整構件的位置成為指定 位置的功能。
5. 如申請專利範圍第4項記載的真空調壓系統，其中，在上述電動馬達附設檢測其旋轉負載的負載檢測手段，檢測上述控制器進行上述調節構件的位置控制時，對應該負載檢測手段的輸出所賦予的上述調整構件與受壓構件的推壓力的電動馬達的旋轉負載是否在所設定的上限值與下限值之間，此負載脫離該等上下限值間的場合，進行將控制訊號輸出至電磁閥裝置的前導流體壓控制，使得以該等上下限值間的力推壓受壓構件與調整構件用的前導流體壓供應至上述受壓室，藉此，在以上述上下限值間的力推壓上述受壓構件與調整構件的狀態可對上述控制器賦予使電動馬達動作的功能。
6. 如申請專利範圍第5項記載的真空調壓系統，其中，在上述前導流體壓控制中產生的前導流體壓被設定產生：上述復位彈簧的作用力；根據作用於閥構件的真空室內壓力的作用力；及相當於經常預先作用在上述調整構件與受壓構件之間偏位量的力總和的推壓力。
7. 如申請專利範圍第4項記載的真空調壓系統，其中，將預先所算出的上述復位彈簧的作用力；根據作用於閥構件的真空室內壓力的作用力；及經常預先作用於調整構件與受壓構件之間偏位量的力，在與上述受壓構件的位置相關連中予以函數化並預先保存於上述控制器中，上述控制器具有在進行上述調整構件的位置控制時， 將對應根據上述函數化後所獲得受壓構件的位置的流體壓，作為前導流體壓而從電磁閥裝置輸出至上述流體壓驅動部的受壓室的方式，對該電磁閥裝置輸出控制訊號的功能。