JPH09324863A

JPH09324863A - 無しゅう動真空ゲートバルブ

Info

Publication number: JPH09324863A
Application number: JP14039296A
Authority: JP
Inventors: Noboru Takahashi; 登高橋; Takuzo Hida; 拓三飛田; Hiromi Morita; 広美森田; Yuzo Hayashi; 雄造林
Original assignee: Irie Koken Co Ltd
Current assignee: Irie Koken Co Ltd
Priority date: 1996-06-03
Filing date: 1996-06-03
Publication date: 1997-12-16
Anticipated expiration: 2016-06-03
Also published as: JP2996915B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の無しゅう動真空ゲートバルブは、弁板
を１本の弁棒で支持していたため、大径ウェハー用の弁
とした場合には、たわみを防止するために、弁の厚さを
厚くしなければならなかった。また、弁棒の直動を保つ
ために４本のスプリングを用いていたが、弁棒の傾動時
にスプリングが破損を受け、ゲートバルブの信頼性が損
なわれていた。【解決手段】本発明による無しゅう動真空ゲートバル
ブは、弁板(8)に対して複数の弁棒(9)を接続しているた
め、弁板(8)の長さが長くなった場合でも閉弁時のたわ
みを防止し、弁の厚さを薄くすることができる。また、
弁棒(9)と接続体(4)との間に圧縮又は引張ばね(26)を設
けているため、ばね部材(26)の破損がなく信頼性が大幅
に向上できる構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無しゅう動真空ゲ
ートバルブに関し、特に、弁板を複数の弁棒で作動させ
ることにより、大型の基板を通過させることができる横
長型の弁板を有するようにするための新規な改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、用いられていたこの種の無しゅう
動真空ゲートバルブとしては、例えば、本出願人による
特開平８−４２７１５号公報に開示された構成を挙げる
ことができる。すなわち、この特開平８−４２７１５号
公報に開示された構成では、弁棒を上昇させて弁板を開
口の弁座位置に位置させ、この弁棒をカムで傾動させる
ことによって弁板を弁座に押圧させ、弁箱の開口を閉じ
るようにしていた。また、弁棒の直動を保つように付勢
するために、４本のバネを用いていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の無しゅう動真空
ゲートバルブは、以上のように構成されていたため、次
のような課題が存在していた。すなわち、半導体、液晶
の製造装置では年々基板サイズが大きくなってきてお
り、例えば８インチから１２インチへの移行が進められ
ている。そこで使用されるゲート弁の開口は、３５×２
２０から３５×３２０となり、長手方向のみが増大し、
シールする弁板を従来のように１軸で押圧すると閉弁時
の弁板の厚みをたわみ防止のために増大させる必要が生
じ、同時に、弁棒も強度上、その径は大きくしなければ
ならないため、これらは弁全体の厚みの増大を招くこと
になっていた。一方、このような半導体製造装置等に使
用される弁においては、弁の厚みは基板の搬送距離に直
接影響を与えるため、可能な限り薄いものが要求されて
いる。また、弁棒の直動を保つように付勢するために、
４本のバネを用いていたが、弁棒の傾斜によりバネの変
位量が各々異なることから、変位量の多いバネが破損し
やすく、１本破損すると更に偏荷重となり、順次全てが
破損する減少が生じ、弁の寿命を縮める結果となってい
た。また、弁棒、カム、エアーシリンダー軸への反力を
シリンダー内蔵のすべり軸受で受けていたが、弁の大型
化に伴いこの軸受の摩擦抵抗が過大となるとエアーシリ
ンダーの容量を大型化せざるを得ず元のままのシリンダ
を用いた場合には出力を低下させる現象が顕著となり、
弁のコンパクト化に大きい支障が生じていた。

【０００４】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、弁板を複数の弁棒で作動さ
せることにより、大型の基板を通過させることができる
横長型の弁板を有するようにした無しゅう動真空ゲート
バルブを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による無しゅう動
真空ゲートバルブは、弁箱の開口を、前記弁箱にその一
端が設けられたシールベローズを介して移動しかつ傾動
する弁棒に設けられた弁板で開閉するようにした無しゅ
う動真空ゲートバルブにおいて、前記弁箱に設けられ単
体又は複数のシリンダのロッド端に設けられた接続体
と、前記接続体に設けられカム孔を有するカム体と、前
記弁板に設けられた複数の前記弁棒の端部に設けられ前
記カム孔と係合するカムフォロワと、前記接続体に接続
され前記各弁棒を前記弁箱側へ付勢するためのばね部材
と、を備え、前記カム体の直動により前記弁棒及び弁板
が直動及び傾動を行うようにした構成である。

【０００６】さらに詳細には、前記各シリンダの内側に
はガイドレールが設けられ、前記弁箱に設けられた弁棒
支持体のローラが前記ガイドレールに摺動自在に摺接
し、前記ガイドレールと前記接続体間には直動ベアリン
グが設けられている構成である。

【０００７】さらに詳細には、前記カム孔は、前記カム
フォロワを直線案内する直線案内部と、前記カムフォロ
ワをロックするためのロック部と、からなる構成であ
る。

【０００８】さらに詳細には、前記弁棒は２本よりなる
構成である。

【０００９】さらに詳細には、前記弁棒は３本よりなる
構成である。

【００１０】さらに詳細には、前記ばね部材は、圧縮ば
ねよりなる構成である。

【００１１】さらに詳細には、前記ばね部材は、引張ば
ねよりなる構成である。

【００１２】

【実施例】以下、図面と共に本発明による無しゅう動真
空ゲートバルブの好適な実施例について詳細に説明す
る。図１において符号１で示されるものは、周知の開口
１Ｂを有する弁箱であり、この弁箱１は、クリーンルー
ムで用いられる半導体製造装置のチャンバ間に配設され
ている。前記弁箱１の弁箱下蓋１ａには１対のエア型の
シリンダ２，３が設けられ、この各シリンダ２，３に軸
受け２Ｂ，３Ｂを介して設けられた各ロッド２Ａ，３Ａ
の端部２ａ，３ａには長手板状の接続体４がねじ５によ
り固定されている。

【００１３】前記接続体４の一面４ａには、その側部に
シリンダ２，３の軸線に対して傾斜した形状のカム孔６
を有するカム体７が設けられ、このカム体７のカム孔６
内には、前記弁箱１内の弁板８に接続された各弁棒９に
接続した後述の弁棒支持体１４の支持棒１４Ａの端部に
形成されたローラ型のカムフォロワ１０が係合して配設
されている。

【００１４】前記接続体４には、１対の受棒２５，２５
が植設して設けられており、前記各受棒２５に対応して
前記各弁棒９，９の下端には各々突起９ａ，９ａが形成
されている。前記各受棒２５，２５と各突起９ａ，９ａ
との間には圧縮ばねからなるばね部材２６，２６が設け
られている。前記各弁棒９，９はこの各弁棒９，９に設
けられた弁棒支持体１４の案内孔１４ａを貫通し、前記
弁棒支持体１４と各弁棒９，９は密合状に一体化接続さ
れ、この弁棒支持体１４の凹部１４ｂ内には、前記弁箱
１の弁箱下蓋１ａにその一端１３ａを密合固定したシー
ルベローズ１３の他端１３ｂが密合接続されている。従
って、弁棒９が貫通する弁箱１の貫通孔１Ａは、前述の
シールベローズ１３及び弁棒支持体１４によって密閉状
に保持され、弁棒９作動時における弁箱１内の気密が保
持されている。

【００１５】前述のカム孔６は、図４で示すように、カ
ムフォロワ１０を直線案内する直線案内部６ａと、この
カムフォロワ１０をロックするためこの直線案内部６ａ
と連続形成のロック部６ｂと、から構成されており、こ
のロック部６ｂにカムフォロワ１０が係合すると、弁棒
９はロックされた状態となるように構成されている。ま
た、前記各シリンダ２，３の内側に設けたガイドレール
５０の案内溝５０ａ内には、前記弁棒支持体１４の外側
に設けたガイドローラ２１，２２が係合されている。ま
た、前記各ガイドレール５０と接続体４との間には、周
知の直動ベアリング２３，２４が設けられている。な
お、図１のように弁箱１が上でシリンダ２，３等の機構
部を下にして使用すると共に、特に大気中で弁閉動作を
おこなう際、カム孔６とカムフォロワ１０の作用による
傾斜動作が開口１Ｂの所定位置への到達以前に生じるこ
とを防止するためには、弁板８、弁棒９等の荷重を支え
る必要があるため、その役目を各受棒２５と突起９ａ及
びばね部材２６に担わせている。すなわち、ばね部材２
６は弁板８等の自重の支持と弁棒９の傾斜時における変
位を吸収する。また、前記直動ベアリング２３，２４
は、図１においてはボールベアリングタイプを示してい
るが、周知の他の、図示しない摺動タイプも同様に使用
でき、又、図１より短い構成のものでも効果は十分に発
揮させることが可能である。すなわち、カム孔６とカム
フォロワ１０との作用により弁棒９が傾斜し、Ｏリング
８ａのつぶし動作時の反力が生じる距離をこの直動軸受
２３，２４で支持している。

【００１６】次に、動作について述べる。まず、図１及
び図３の（Ａ）の開弁状態において、各シリンダ２，３
を作動させることにより、各ロッド２Ａ，３Ａ、接続体
４、カム体７及び弁棒支持体１４を介して各弁棒９，９
及び弁板８が図３の（Ａ）から図３の（Ｂ）のように上
昇し、（弁板８を開口１Ｂに対して移動させることで、
弁の位置を上下何れかに位置させるかにより、弁板８は
上昇又は下降となる）、同時に、シールベローズ１３が
図３の（Ｂ）のように縮小すると共に、弁板８は弁箱１
の開口１Ｂに対応した位置となる。

【００１７】前述の状態下で、さらに、シリンダ２，３
を作動させてカム体７を上昇させると、各弁棒９，９の
端部のカムフォロワ１０がカム体７のカム孔６の直線案
内部６ａに沿って移動するため弁棒９は傾動し、同時
に、弁板８も図３の（Ｃ）で示すように傾動して開口１
Ｂの弁座１Ｂａに密合することによって開口１Ｂの閉弁
が完全に行われる。

【００１８】さらに、シリンダ２，３を作動させてカム
体７を直動させると、カムフォロワ１０はカム孔６の曲
折したロック部６ｂに係合し、各弁棒９，９は傾動した
ままのロック状態を維持し、各シリンダ２，３の駆動状
態を解除した後も弁棒９の傾動による開口１Ｂの閉弁を
維持することができる。また、開口１Ｂの閉弁を開弁に
切換える場合は、各シリンダ２，３を逆モードに作動さ
せて、接続体４、カム体７及びスライド体１２を前述と
逆方向に直動させることによって開弁することができ
る。なお、前述の動作においては、図４で示すように、
弁体８の閉弁時は、第１カムリードＤ₁でＯリング８ａ
が弁座１Ｂａに接し、第２カムリードＤ₂でＯリング８
ａが締められ、開弁時は第２カムリードＤ₂でＯリング
８ａの弁座１Ｂａに対する粘着力に抗してＯリング８ａ
をはがすための作用をなしている。なお、この場合、第
１カムリードＤ₁は増力率が少なく、第２カムリードＤ₂
は増加率が大きいように設定されている。

【００１９】図５は、図１の他の形態を示すもので、弁
箱１の中央位置に設けられた単体のシリンダ２を用い、
このシリンダ２の両側に１対の弁棒９，９が配設され、
シリンダ２のロッド２Ａが弁棒支持体１４の案内孔１４
Ｂを作動自在に貫通している。また、接続体４には１対
のカム体７，７が設けられて各弁棒９，９のカムフォロ
ワ１０，１０が各カム孔６，６に係合し、この各弁棒
９，９の下端と接続体４の両端に植立された１対の支持
棒２７，２７との間には図１と同様の作用（すなわち、
弁棒９，９を弁板８側へ付勢する）をなす引張ばねから
なるばね部材２６が設けられている。なお、他の部分は
図１と同様であるため、同一部分には同一符号を付しそ
の説明は省略する。

【００２０】図６は図１の他の形態を示すもので、１対
のシリンダ２，３と、１対の弁棒９，９を用い、各弁棒
９，９の外側に各シリンダ２，３が位置しており、図５
の形態と同様に１対のカム対７，７が接続体４に設けら
れ、各弁棒９，９の下端と接続体４の両端に植立された
１対の支持棒２７，２７との間には図５と同様の作用
（すなわち、弁棒９，９を弁板８側へ付勢する）をなす
引張ばねからなるばね部材２６が設けられている。な
お、他の部分は図１と同様であるため、同一部分には同
一符号を付しその説明は省略する。

【００２１】図７は図１の他の形態を示すもので、弁箱
１の中央寄りに１対のシリンダ２，３を設け、この各シ
リンダ２，３の間及びその外側に合計３本の弁棒９，
９，９を設けることにより、３本の弁棒９，９，９で従
来より長手形状の弁板８を支持している。前記各シリン
ダ２，３のロッド２Ａ，３Ａが弁棒支持体１４の案内孔
１４Ｂを作動自在に貫通している。また、接続体４には
３個のカム体７，７，７が設けられて各弁棒９，９，９
の各カムフォロワ１０，１０，１０が各カム孔６，６，
６に係合し、この各弁棒９，９，９の下端と接続体４に
植立された３本の支持棒２７，２７，２７との間には図
１及び図５と同様の作用（すなわち、弁棒９，９，９を
弁板８側へ付勢する）をなす引張ばねからなるばね部材
２６，２６，２６が設けられている。なお、他の部分は
図１と同様であるため、同一部分には同一符号を付し、
その説明は省略する。なお、前述の各形態においては、
シリンダを１本又は２本、弁棒９を２本又は３本用いた
場合について示したが、シリンダ及び弁棒の数は、前述
の形態の数のみに限られるものではなく、弁板の長さに
応じて任意に設定することができることは述べるまでも
ないことである。なお、弁板８を動作させる弁棒１本当
たりの受け持ち幅は弁箱１の制限寸法から決まる弁棒９
と弁板８寸法により決定される。例えば、先述の３５×
３２０の開口１Ｂの弁の場合、弁棒９を１本で構成する
と弁箱１は６５ｍｍ必要となる。弁箱１の厚さ寸法を５
０ｍｍに制限したい場合、弁棒９を２本で構成すると容
易に実現出来る、更に開口１Ｂが大きくなった場合でも
弁棒９の受け持ち弁板８幅に比例して弁棒９の本数を増
やすことにより、弁箱１の厚みを増やすことなく構成す
ることが出来る。

【００２２】

【発明の効果】本発明による無しゅう動真空ゲートバル
ブは、以上のように構成されているため、次のような効
果を得ることができる。すなわち、弁板に対して複数の
弁棒を接続して支持しているため、弁板の長さが従来よ
りも大幅に長い大径ウェハー用となった場合でも十分な
強度で支持することができ、弁板全体を開口の弁座に確
実に接合させ、安定した姿勢で閉弁を維持することがで
きる。従って、今後の大径ウェハー用半導体製造装置の
弁に適用できる。また、カム体とカム孔を介して１動作
で直動と傾動を行うため、従来よりも大幅に高速の開閉
動作を得ることができる。また、簡単なスプリングによ
る弁板等の自重の支持と弁棒の傾斜時における変位を吸
収するため、従来のようなスプリングの破損もなく、小
型で長寿命とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による無しゅう動真空ゲートバルブの開
弁状態を示す正面構成図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図１の開閉弁動作の構成図である。

【図４】図１のカム孔を示す構成図である。

【図５】図１の他の形態を示す構成図である。

【図６】図１の他の形態を示す構成図である。

【図７】図１の他の形態を示す構成図である。

【符号の説明】

１弁箱１Ｂ開口２，３シリンダ４接続体６カム孔６ａ直線部６ｂロック部７カム体８弁板９弁棒１０カムフォロワ１３シールベローズ１４弁棒支持体２１，２２ローラ２３，２４直動ベアリング２６ばね部材（圧縮ばね、引張ばね）５０ガイドレール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森田広美東京都中央区築地４丁目７番１号築地三井ビルディング９階入江工研株式会社内 (72)発明者林雄造東京都中央区築地４丁目７番１号築地三井ビルディング９階入江工研株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】弁箱(1)の開口(1B)を、前記弁箱(1)にそ
の一端が設けられたシールベローズ(13)を介して移動し
かつ傾動する弁棒(9)に設けられた弁板(8)で開閉するよ
うにした無しゅう動真空ゲートバルブにおいて、前記弁
箱(1)に設けられた単体又は複数のシリンダ(2,3)のロッ
ド端(2a又は2a,3a)に設けられた接続体(4)と、前記接続
体(4)に設けられカム孔(6)を有するカム体(7)と、前記
弁板に設けられた複数の前記弁棒(9)の端部に設けられ
前記カム孔(6)と係合するカムフォロワ(10)と、前記接
続体(4)に接続され前記各弁棒(9)を前記弁箱(10)側へ付
勢するためのばね部材(26)と、を備え、前記カム体(7)
の直動により前記弁棒(9)及び弁板(8)が直動及び傾動を
行う構成としたことを特徴とする無しゅう動真空ゲート
バルブ。
【請求項２】前記各シリンダ(2,3)の内側にはガイド
レール(50)が設けられ、前記弁箱(1)に設けられた弁棒
支持体(14)のローラ(21,22)が前記ガイドレール(50)に
摺動自在に摺接し、前記ガイドレール(50)と前記接続体
(4)間には直動ベアリング(23,24)が設けられていること
を特徴とする請求項１記載の無しゅう動真空ゲートバル
ブ。
【請求項３】前記カム孔(6)は、前記カムフォロワ(1
0)を直線案内する直線案内部(6a)と、前記カムフォロワ
(6)をロックするためのロック部(6b)と、からなること
を特徴とする請求項１又は２記載の無しゅう動真空ゲー
トバルブ。
【請求項４】前記弁棒は２本よりなることを特徴とす
る請求項１ないし３の何れかに記載の無しゅう動真空ゲ
ートバルブ。
【請求項５】前記弁棒は３本よりなることを特徴とす
る請求項１ないし３の何れかに記載の無しゅう動真空ゲ
ートバルブ。
【請求項６】前記ばね部材は、圧縮ばねよりなること
を特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の無しゅ
う動真空ゲートバルブ。
【請求項７】前記ばね部材は、引張ばねよりなること
を特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の無しゅ
う動真空ゲートバルブ。