JPH08114282A - 高真空圧バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シールが確実でかつ弁体のストローク量が大
きく、しかもシール機能の耐久性が大きい高真空圧バル
ブを提供する。 【構成】 バルブボディ１に、ポート２と３、ポート間
の流路中の弁座４及び開口５を設け、ボディ１と開口５
に取付けたボンネット６との間に、凸部８ａを有し非磁
性体の薄板で形成した区画壁８を取付け、ボンネットと
凸部間の空間にマグネットカップリング１４とシール部
材１５とを一体移動可能に取付け、凸部内に伸びる弁体
２０の弁棒２１に、区画壁を介してマグネットカップリ
ング１４に対向するマグネトカップリング２４を取付け
る。駆動ポート１７から空間１６ａに圧縮空気を供給す
るとカップリング１４が移動し、カップリング間の吸引
力により同期して移動するカップリング２４によって弁
体が弁座を開放し、空間１６ａの空気を排出すると、復
帰ばね２７の付勢力で弁体が弁座を閉鎖する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高真空圧バルブに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】高真空圧バルブにおいては、通常高真空
圧が作用する流路と、該流路中に設けた弁座を開閉する
弁体の駆動部との間を、ベローズによってシールしてい
る（一例として実開平０３−１０７５８７号公報参
照）。上記ベローズによる弁体駆動部のシールは、高気
密性を得ることができるが、弁体のストローク量となる
ベローズの伸縮量とベローズの耐久性とは反対の関係に
あり、その関係は応力の指数となるために、ベローズの
耐久性を高めるためにはその山数を多くしなければなら
ない。このため、ベローズの耐久性を高くすると、ベロ
ーズの軸方向長さが長くなってバルブの長さが著しく長
くなるという問題があり、バルブの長さを短くしてかつ
ベローズの耐久性を低下させないためには、弁体のスト
ローク量を小さくしなければならない。

【０００３】一方、バルブの通過能力であるコンダクタ
ンスは、弁座の断面積と弁体のストロークによる円筒部
の面積とが関係し、弁座の直径をＤ、弁体のストローク
をＳとすると、これらを等しくするためには、Ｓ＝Ｄ／
４とする必要がある。したがって、弁体のストローク量
を小さくすると、バルブのコンダクタンスが小さくなる
という問題がある。このため、ベローズを使用した公知
の高真空圧バルブは、バルブのコンダクタンスを犠牲に
して、ベローズに５０万回ないし１００万回程度の耐久
性を持たせている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、シールが確実でかつ弁体のストローク量が
大きく、しかもシール機能の耐久性が大きい高真空圧バ
ルブを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の高真空圧バルブは、チャンバに接続される
ポート、真空源に接続されるポート、及びこれらのポー
トを連通させる流路中の弁座を有するバルブボディと、
上記弁座を開閉する弁体と、該弁体の駆動部及び復帰ば
ねとを備えた高真空圧バルブにおいて、上記バルブボデ
ィと該バルブボディに取付けたボンネットとの間を、ボ
ンネット内に突出する凸部を有し非磁性体よりなる区画
壁によって気密に区画し、上記弁体の駆動部が、ボンネ
ットと凸部間の空間に移動可能に挿入された駆動側のマ
グネットカップリングと、弁体に固定され上記区画壁を
挟んで駆動側のマグネットカップリングと対向する従動
側のマグネットカップリングとを備え、駆動側のマグネ
ットカップリングによって区画された上記凸部とボンネ
ット間の空間の一方に、該空間に圧力流体を給排する駆
動ポートを設け、該空間の他方を外部に連通させたこと
を特徴としている。

【０００６】また、同様の課題を解決するため、上記高
真空圧バルブにおけるボンネットと凸部間の空間に、駆
動ポートと外部との連通を遮断するシール部材を、駆動
側のマグネットカップリングと一体に移動可能に設けた
ことを特徴としている。

【０００７】さらに、同様の課題を解決するため、これ
らの高真空圧バルブに、弁体と相対摺動可能で区画壁の
凸部を流路から遮蔽する遮蔽部材を設け、該遮蔽部材に
おける弁棒との対向面にラビリンスを形成したことを特
徴としている。

【０００８】

【作用】駆動ポートから圧力流体が供給されていないと
きは、復帰ばねの付勢力によって弁体が弁座を閉鎖して
いる。駆動ポートからボンネットと筒部間の空間に圧力
流体を供給すると、駆動側のマグネットカップリングが
所定の方向に移動し、マグネットカップリング間の吸引
力によって従動側のマグネットカップリングがこれと同
期して同方向に移動するので、弁体が弁座を開放してポ
ート間の流路が連通する。上記空間の圧力流体を排出す
ると、復帰ばねの付勢力によって、弁体及び従動側のマ
グネットカップリングが復帰して弁体が弁座を閉鎖し、
マグネットカップリング間の吸引力によって、駆動側の
マグネットカップリングが元の状態に復帰する。

【０００９】この場合、ポート間の流路は、区画壁によ
って気密にシールされているので、外気が流入すること
はない。また、ベローズによるシールと異なり、弁体が
移動しても区画壁は動かないので、シール機能の耐久性
が向上する。また、マグネットカップリングのストロー
ク量を大きくしても、ベローズの伸縮に比べてバルブ全
体の長さがそれ程長くならないので、バルブのコンダク
タンスを大きくすることができる。

【００１０】さらに、ボンネットと凸部間の空間に、駆
動ポートと外部との連通を遮断するシール部材を設けた
ので、駆動ポートから供給された圧力流体が外部にリー
クすることはない。また、弁棒と相対摺動可能で区画壁
の凸部内を覆う遮蔽部材を設け、該遮蔽部材における弁
棒との対向面にラビリンスを形成したので、チャンバ内
での作業によって発生した生成物が従動側のマグネット
カップリングに付着することを、可及的に少なくするこ
とができる。

【００１１】

【実施例】図は本発明の実施例を示し、この高真空圧バ
ルブにおけるバルブボディ１は、直交する方向に形成し
たポート２，３と、ポート２と３を連通させる流路中の
弁座４と、該弁座４と対向する開口５とを備え、開口５
にボンネット６が取付けられている。上記バルブボディ
１とボンネット６との間に装着された区画壁８は、アル
ミニウムのような非磁性体の薄板で形成され、ボンネッ
ト６内に突出する凸部８ａとその外周のフランジ８ｂと
を備え、フランジ８ｂの周縁は、バルブボディ１とボン
ネット６との間に設けたシールリング９によって気密に
シールされている。

【００１２】上記ボンネット６と区画壁８の凸部８ａ間
の空間には、環状のヨーク１１と永久磁石１２を所望の
数順次積層して、ボルト１３，・・によって一体に連結
した駆動側のマグネットカップリング１４が、軸方向に
移動可能に挿入されており、該マグネットカップリング
１４のバルブボディ１側には、上記空間を気密にシール
するシール部材１５が、一体移動可能に取付けられてい
る また、ボンネット６には、シール部材１５設置側の空間
１６ａに圧縮空気を給排する駆動ポート１７が開設さ
れ、反対側の空間１６ｂは、ボンネット６と区画壁の凸
部８ａの頂壁間の円周方向の間隙１８によって外部に連
通している。

【００１３】弁座４を開閉する弁体２０は、区画壁８の
凸部８ａ内に突出する弁棒２１を有し、先端のフランジ
２１ａと中間に取付けた固定部材２３との間に、従動側
のマグネットカップリング２４が固定されている。この
マグネットカップリング２４は、内外径が異なる以外
は、マグネットカップリング１４と同様に、環状のヨー
ク１１と永久磁石１２を所望の数順次積層したものとし
て構成されている。

【００１４】弁棒２１の外周には遮蔽部材２６が摺動可
能に装着され、該遮蔽部材２６のフランジ２６ａは、弁
体２０との間に縮設された復帰ばね２７の付勢力によっ
て、区画壁８のフランジ８ｂに当接している。また、遮
蔽部材２６に設けた筒部２６ｂには、該筒部内を通る弁
棒２１との対向面にラビリンス２８，・・が形成されて
いる（図２参照）。図１中の符号２９は、弁体２０の溝
に嵌着された、弁座４をシールするためのシールリング
である。

【００１５】上記実施例は、ポート２をチャンバに、ポ
ート３を真空ポンプ等の真空源に接続して使用される
（チャンバ及び真空ポンプはいずれも図示省略）。空間
１６ａに圧縮空気を供給しないときは、弁体２０と従動
側のマグネットカップリング２４は、復帰ばね２７の付
勢力により図において下動して、弁体２０が弁座４を閉
鎖し、マグネットカップリング間の吸引力によって、駆
動側のマグネットカップリング１４も下動している。駆
動ポート１７から空間１６ａに圧縮空気を供給すると、
駆動側のマグネットカップリング１４が図において上動
し、マグネットカップリング間の吸引力によって従動側
のマグネットカップリング２４も上動するので、弁体２
０が弁座４を開放する。この場合、弁体２０のストロー
ク量は、マグネットカップリング１４及び２４のストロ
ーク量となり、しかもこれらのマグネットカップリング
間を区画する区画壁８はベローズと異なり動かないの
で、シール機能の耐久性が大きくしかもバルブのコンダ
クタンスを大きくすることができる。また、真空圧が作
用するポート２と３の間の流路は、区画壁８によって外
部に対して気密にシールされているので、これらのポー
ト間の流路に外気が流入することはない。

【００１６】空間１６ａに供給した圧縮空気を排出する
と、弁体２０とマグネットカップリング２４は、復帰ば
ね２７の付勢力により復帰して弁体２０が弁座４を閉鎖
するので、ポート２と３間の連通が遮断され、マグネッ
トカップリング間の吸引力によって、マグネットカップ
リング１４も元の位置に復帰する。

【００１７】チャンバ内での作業によって発生した生成
物は、区画壁８の凸部８ａ内に流入して、マグネットカ
ップリング２４の磁石１２，・・に付着すると、該マグ
ネットカップリング２４の移動の障害となる恐れがある
が、上記実施例は、遮蔽部材２６の筒部２６ｂに設けた
ラビリンス２８，・・によって、流路と凸部８ａ内との
通気性を維持しながら、分子流領域での高真空状態にお
いては上記磁石１２，・・に生成物が流れにくいように
している。

【００１８】

【発明の効果】本発明の高真空圧バルブは、ポート間の
流路と弁体の駆動部との間を、区画壁によって気密にシ
ールしたので、流路中に外気が流入することはない。ま
た、ベローズと異なり、弁体が弁座を開閉しても区画壁
は動かないので、シール機能の耐久性が向上する。さら
に、マグネットカップリングのストローク量を大きくし
ても、弁全体の長さがそれ程長くならないので、バルブ
のコンダクタンスを大きくすることができる。また、チ
ャンバ内での作業によって生成物が発生しても、遮蔽部
材の筒部に設けたラビリンスによって、生成物が凸部に
流れにくいようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の縦断面図である。

【図２】要部の拡大断面図である。

【符号の説明】

１ バルブボディ ２，３ ポート ４ 弁座 ６ ボンネット ８ 区画壁 ８ａ 凸部 １４，２４ マグネットカップリング １５ シール部材 １６ａ，１６ｂ 空間 ２０ 弁体 ２６ 遮蔽部材 ２６ａ 筒部 ２７ 復帰ばね ２８ ラビリンス

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】チャンバに接続されるポート、真空源に接
   続されるポート、及びこれらのポートを連通させる流路
   中の弁座を有するバルブボディと、上記弁座を開閉する
   弁体と、該弁体の駆動部及び復帰ばねとを備えた高真空
   圧バルブにおいて、 上記バルブボディと該バルブボディに取付けたボンネッ
   トとの間を、ボンネット内に突出する凸部を有し非磁性
   体よりなる区画壁によって気密に区画し、 上記弁体の駆動部が、ボンネットと凸部間の空間に移動
   可能に挿入された駆動側のマグネットカップリングと、
   弁体に固定され上記区画壁を挟んで駆動側のマグネット
   カップリングと対向する従動側のマグネットカップリン
   グとを備え、 駆動側のマグネットカップリングによって区画された上
   記凸部とボンネット間の空間の一方に、該空間に圧力流
   体を給排する駆動ポートを設け、該空間の他方を外部に
   連通させた、ことを特徴とする高真空圧バルブ。
2. 【請求項２】ボンネットと凸部間の空間に、駆動ポート
   と外部との連通を遮断するシール部材を、駆動側のマグ
   ネットカップリングと一体に移動可能に設けた、ことを
   特徴とする請求項１に記載した高真空圧バルブ。
3. 【請求項３】弁体と相対摺動可能で区画壁の凸部を流路
   から遮蔽する遮蔽部材を設け、該遮蔽部材における弁棒
   との対向面にラビリンスを形成した、ことを特徴とする
   請求項１または請求項２に記載した高真空圧バルブ。