JPH1089307A - 真空予備室のフラップ弁駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安全弁が不要でしかもベント時の真空予備室
の加圧を確実に防止することができるフラップ弁駆動装
置を提供する。 【解決手段】 このフラップ弁駆動装置は、フラップ弁
４を開閉するための複動シリンダ２６ａ、連結機構３
０、シリンダ制御回路３４ａ、弁開機構４４ａおよび制
御回路を備えている。連結機構３０は、複動シリンダ２
６ａの往復直線運動をフラップ弁４の開閉運動に変換す
る。シリンダ制御回路３４ａは、複動シリンダのピスト
ン２７を、フラップ弁４の閉位置および開位置にそれぞ
れ対応する２位置ならびに自由状態に制御する。弁開機
構４４ａは、フラップ弁４にその開方向に常に力を加え
ていて、複動シリンダのピストン２７が自由状態にあ
り、かつ真空予備室の圧力がほぼ大気圧になったとき
に、フラップ弁４が真空予備室側に吸引される力に抗し
て当該フラップ弁４を中間位置へ開く。制御回路は、ベ
ント時に、複動シリンダのピストン２７を自由状態にし
た後に真空予備室にベントガスを導入する制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばイオン注
入装置、イオンドーピング装置（非質量分離型のイオン
注入装置）、薄膜形成装置等のように、真空中で基板を
処理する真空処理装置に用いられる真空予備室を大気中
と仕切るフラップ弁の駆動装置に関し、より具体的に
は、安全弁を用いることなくベント時の真空予備室の加
圧を確実に防止する手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空予備室（これはロードロック室とも
呼ばれる）は、真空に排気される処理室等を大気中に開
放しないで基板の搬出入を行うために、処理室等と大気
圧側との間に設けられるものであり、これを設けること
によってスループットの向上等を図ることができる。

【０００３】その一例を図９に示す。この真空予備室２
は、大気中とはフラップ弁４で仕切られており、真空
（通常は高真空）に排気される処理室または基板搬送室
等（いずれも図示省略）とはゲート弁６で仕切られてい
る。フラップ弁とは、片開き扉のように、弁体の一方の
端部にある回転軸を中心にして回動することによって開
閉する弁を言う。フラップ弁４は真空シール用のＯリン
グ５を有している。天井部には天井蓋８が設けられてい
る。９は真空シール用のＯリングである。この真空予備
室２の底部には、この例では、基板支持部１８を有して
いて搬入された基板２０を昇降させる基板昇降機構１６
が設けられている。

【０００４】上記フラップ弁４は、従来は図１０に示す
ようなフラップ弁駆動装置によって開閉される。このフ
ラップ弁駆動装置は、フラップ弁４を開閉駆動する空気
圧式の複動シリンダ２６と、この複動シリンダ２６のピ
ストン２７の矢印Ｂに示すような往復直線運動をフラッ
プ弁４の矢印Ａに示すような往復回転運動（開閉運動）
に変換する連結機構３０と、複動シリンダ２６を制御す
るシリンダ制御回路３４とを備えている。複動シリンダ
２６は、この例では片ロッド形のものであり、ピストン
２７およびロッド２８を有している。

【０００５】連結機構３０は、この例ではラックとピニ
オン式のものであり、複動シリンダ２６のロッド２８の
先端部に結合されたラック３１と、フラップ弁４に結合
されていてこのラック３１と噛み合うピニオン３２とを
備えている。

【０００６】シリンダ制御回路３４は、圧縮空気源３６
と、それからの圧縮空気を複動シリンダ２６のポートａ
側とｂ側とに切り換えて供給する２位置切換弁３８とを
備えている。この２位置切換弁３８は、この例では、４
ポートラッチ式（自己保持式）ダブルソレノイドバルブ
であるが、５ポートのものでも良い。この２位置切換弁
３８を開側に切り換えると、複動シリンダ２６の後方の
ポートａに圧縮空気が供給され、ピストン２７が前方に
移動し、フラップ弁４が開く。この状態で、例えば大気
圧側の搬送ロボット（図示省略）によって、開いたフラ
ップ弁４の部分を通して、真空予備室２への基板２０の
搬出入を行うことができる。２位置切換弁３８を閉側に
切り換えると、複動シリンダ２６の前方のポートｂに圧
縮空気が供給され、ピストン２７が後方に移動し、フラ
ップ弁４が閉じられる。この２位置切換弁３８をラッチ
式にしているのは、停電時に現位置を保持して、その時
に万一、搬送ロボットがそのアームを真空予備室２内に
挿入していても、フラップ弁４が閉じてそれにアームが
挟まれることを防止するためである。

【０００７】真空予備室２は、ゲート弁６を開いて基板
２０を前述した処理室等との間で搬送する前に、排気弁
１０を介して真空排気装置（図示省略）によって真空に
排気される。また、フラップ弁４を開いて基板２０を大
気圧側へ搬出する前に、ベント弁１２を介してベントガ
ス１３を導入して大気圧に戻される（即ちベントされ
る）。即ち、排気弁１０を閉じた後、ベント弁１２を開
き、ベントガス１３を真空予備室２に導入して大気圧に
戻す。ベントガス１３は、例えば窒素ガスであり、その
圧力は幾分正圧（例えばゲージ圧で０．５ｋｇ／ｃｍ²
程度）である。

【０００８】真空予備室２が大気圧になったか否かは、
真空予備室２に接続した大気圧センサー１４によって検
出され、その検出後、ベント弁１２を閉じて（場合によ
ってはそうせずにベントガス１３を流したまま）、フラ
ップ弁４を開き、基板２０を搬出する。この大気圧セン
サー１４としては、ベローズ式接点スイッチや、半導体
ストレーンゲージ式のものが主として用いられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のように大気圧セ
ンサー１４で真空予備室２が大気圧になったことを検出
する方法では、大気圧センサー１４の誤差によって、真
空予備室２が幾分真空状態で大気圧と検出される場合が
あり、その状態でフラップ弁４を開こうとしても、大気
がフラップ弁４を外から押す力（換言すれば真空でフラ
ップ弁４を吸引する力）の方が複動シリンダ２６の駆動
力よりも大きくてフラップ弁４が開かないことが起こる
ので、通常は、ベントガス１３で真空予備室２を少し加
圧状態にしてからフラップ弁４を開いていた。

【００１０】ところが、真空予備室２のベント時に、大
気圧センサー１４や、ベントを制御する制御系に故障等
が発生し、全ての弁が閉じられているにも拘わらずベン
トガス１３が供給し続けられると、真空予備室２が過大
に加圧されて真空予備室２が破損する可能性がある。そ
の防止対策として、従来は、面積が大きくて圧力の影響
を受けやすい天井蓋８を、固定せずに自由にしておく
か、ばね２２を有する加圧逃がし機構２４によって弾性
的に真空予備室２側に押し付けておき、真空予備室２の
圧力が一定以上になると天井蓋８が持ち上げられて圧力
が抜ける安全弁方式を採用している。

【００１１】ところが、ベントガス１３が止まらない
と、天井蓋８は規定圧力になると浮き上がり、圧力が低
下すると下がるため、天井蓋８に振動が発生し、それに
よって天井蓋８やその対向面に傷が付いたり、ゴミが生
じたり、真空シール用のＯリング９にゴミが付着する等
して、真空漏れの原因になることがある。

【００１２】天井蓋８を安全弁として用いる代わりに、
空気圧回路に用いられる通常の安全弁を使用するにして
も、加圧側だけであれば支障はないけれども、真空予備
室２に接続すると真空側にも引かれるので、天井蓋８の
場合と同様、当該安全弁の動作後にそこから真空漏れが
起こる原因となることがある。

【００１３】そこでこの発明は、前述したようなフラッ
プ弁駆動装置に着目し、それを改良することによって、
安全弁が不要でしかもベント時の真空予備室の加圧を確
実に防止することを主たる目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明に係るフラップ
弁駆動装置の一つは、前記フラップ弁を開閉するための
複動シリンダと、この複動シリンダの往復直線運動を前
記フラップ弁の開閉運動に変換する連結機構と、前記複
動シリンダのピストンを、前記フラップ弁の閉位置およ
び開位置にそれぞれ対応する２位置ならびに同ピストン
の自由状態に制御するシリンダ制御回路と、前記フラッ
プ弁にその開方向に常に力を加えていて、前記複動シリ
ンダのピストンが自由状態にあり、かつ前記真空予備室
の圧力がほぼ大気圧になったときに、前記フラップ弁が
真空予備室側に吸引される力に抗して当該フラップ弁を
その閉位置と開位置との間の中間位置へ開く弁開機構
と、前記真空予備室のベント時に、前記シリンダ制御回
路を制御して前記複動シリンダのピストンを自由状態に
した後に前記真空予備室にベントガスを導入するように
制御する制御回路とを備えることを特徴とする。

【００１５】上記構成によれば、真空予備室のベント時
は、複動シリンダのピストンひいてはフラップ弁を自由
状態にした後に、真空予備室にベントガスが導入され
る。ベントが進んで真空予備室がほぼ大気圧になると、
フラップ弁が真空予備室側へ吸引される力が弱くなり、
弁開機構がフラップ弁を開く力が勝って、フラップ弁は
中間位置へ自動的に開かれる。これによって真空予備室
は自動的に大気に開放されるので、安全弁が不要でしか
もベント時の真空予備室の加圧を確実に防止することが
できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、この発明に係るフラップ
弁駆動装置を用いた真空予備室の一例を示す断面図であ
る。図２は、この発明に係るフラップ弁駆動装置の一例
の主要部を示す図である。図９および図１０の従来例と
同一または相当する部分には同一符号を付し、以下にお
いては当該従来例との相違点を主に説明する。

【００１７】この実施例においては、フラップ弁４を開
閉するためのシリンダとして、従来例の片ロッド形の複
動シリンダ２６の代わりに、後方にもロッド２９を有す
る両ロッド形の複動シリンダ２６ａを備えている。この
複動シリンダ２６ａは、空気圧（エア）シリンダであ
り、これが自由状態にあるピストン２７を軽く動かすこ
とができるので好ましいが、油圧シリンダでも良い。そ
の場合は、後述するシリンダ制御回路３４ａまたは３４
ｂを油圧式のものにすれば良い。

【００１８】この複動シリンダ２６ａの矢印Ｂに示すよ
うな往復直線運動をフラップ弁４の矢印Ａで示すような
往復回転運動（開閉運動）に変換する連結機構３０は、
従来例と同様に、ラックとピニオン式のものであるが、
それの代わりにリンク機構を用いても良い。

【００１９】この複動シリンダ２６ａを制御するシリン
ダ制御回路３４ａは、図２に示すように、前述したよう
な圧縮空気源３６および２位置切換弁３８と、この２位
置切換弁３８と複動シリンダ２６ａのポートｂ間に接続
された２位置切換弁４０とを備えている。この２位置切
換弁４０は、この例では、３ポートラッチ式（自己保持
式）ダブルソレノイドバルブである。ラッチ式とするの
は、２位置切換弁３８の場合と同様の理由による。

【００２０】２位置切換弁３８を開側に切り換えると、
複動シリンダ２６ａの後方のポートａに圧縮空気が供給
され、ピストン２７が前方に移動し、フラップ弁４が開
く。２位置切換弁３８を閉または中間側に切り換え、か
つ２位置切換弁４０を閉側に切り換えると、複動シリン
ダ２６ａの前方のポートｂに圧縮空気が供給され、ピス
トン２７が後方に移動し、フラップ弁４が閉じられる。
２位置切換弁３８を閉または中間側に切り換え、かつ２
位置切換弁４０を中間側に切り換えると、複動シリンダ
２６ａの両ポートａ、ｂは大気開放されるので、ピスト
ン２７は自由状態になる。

【００２１】複動シリンダ２６ａの後方部に、図２に示
すように、フラップ弁４にその開方向に常に力を加えて
いて、複動シリンダ２６ａのピストン２７が自由状態に
あり、かつ真空予備室２の圧力がほぼ大気圧になったと
きに、フラップ弁４が真空予備室２側に吸引される力に
抗してフラップ弁４をその閉位置と開位置との間の中間
位置へ開く弁開機構４４ａを設けている。

【００２２】この図２に示す弁開機構４４ａは、ロッド
４７およびばね（圧縮コイルばね）４６を有していてそ
の弾性力によって、複動シリンダ２６ａのロッド２９、
ピストン２７およびロッド２８を、矢印Ｃに示すように
常に前方へ押しており、それによってフラップ弁４にそ
の開方向に常に力を加えている。４８はストッパーであ
る。この弁開機構４４ａによる押す力は、ばね４６のば
ね定数および圧縮量によって、押す距離は（即ちフラッ
プ弁４の中間位置の開度は）ストッパー４８の位置によ
って、それぞれ調整可能である。この例では、真空予備
室２が真空から大気圧になる寸前に、弁開機構４４ａに
よってフラップ弁４を開く力が、真空によってフラップ
弁４を吸引する力に打ち勝って、フラップ弁４が中間位
置へ開くように設定している。なお、ストッパー４８が
あるので、この弁開機構４４ａがフラップ弁４を中間位
置以上へ開くことはない。また、複動シリンダ２６ａ
は、この弁開機構４４ａの押す力に抗してフラップ弁４
を閉じるだけの力を出せるものとしている。

【００２３】真空予備室２のベント時のベント弁１２と
シリンダ制御回路３４ａとの制御は、制御回路６４によ
って行われる。即ち、ベント時は、シリンダ制御回路３
４ａを制御して、より具体的にはその２位置切換弁３８
および４０を中間側に切り換えて、複動シリンダ２６ａ
のピストン２７を自由状態にした後に、ベント弁１２を
開いて真空予備室２にベントガス１３を導入するように
制御される。なお、この制御回路６４は、単独で設けず
に、他の制御回路中に一機能として設けても良く、通常
はそのようにされる。

【００２４】更にこの実施例では、フラップ弁４の近傍
に、フラップ弁４が少なくとも中間位置に開いたことを
検出する検出器５２を設けている。この検出器５２は、
この例では光電式であり、図３に示すように、光５６を
発する発光器５４と当該光５６を受ける受光器５８とを
備えており、フラップ弁４が閉位置にある時にのみ、そ
の先端に取り付けた遮光板６０が光５６を遮るように配
置されている。フラップ弁４が中間位置以上に開いたと
きには、光５６は遮光板６０に遮られずに受光器５８に
入るので、フラップ弁４が中間位置以上に開いたことを
検出することができる。

【００２５】なお、遮光板６０をフラップ弁４の先端に
取り付けているのは、変位量が大きく取れるからである
が、先端以外に遮光板６０を取り付けても良い。また、
遮光板６０を用いずにフラップ弁４で直接光５６を遮光
するようにしても良い。更に、光電式の検出器５２の代
わりに、他の方式、例えば接点式、近接スイッチ式等の
検出器を用いても良い。

【００２６】全体的な動作例を説明する。まず、真空予
備室２内に基板２０を搬入する場合は、２位置切換弁３
８を開側に切り換える。その結果、複動シリンダ２６ａ
によってフラップ弁４が全開位置まで開かれる。

【００２７】次に、真空予備室２を真空排気する場合
は、２位置切換弁３８を閉または中間側に切り換え、か
つ２位置切換弁４０を閉側に切り換える。その結果、複
動シリンダ２６ａによってフラップ弁４が弁開機構４４
ａによる力に打ち勝って閉位置まで閉じられる。その状
態で、排気弁１０を開いて真空予備室２を真空排気す
る。その後、ゲート弁６を開いて、処理室等との間で基
板２０のやり取りを行う。

【００２８】真空予備室２のベント時は、まず、排気弁
１０を閉じ、更に２位置切換弁３８を閉または中間側に
切り換え（これは先の動作で既にそのように切り換えら
れている）、かつ２位置切換弁４０を中間側に切り換え
る。それによって、複動シリンダ２６ａのピストン２７
は自由状態になるけれども、真空予備室２が真空である
ためフラップ弁４は真空予備室２側に吸引されていて開
かない。その後、ベント弁１２を開いて真空予備室２に
ベントガス１３を導入してベントを開始する。

【００２９】ベントが進み、真空予備室２が大気圧にな
る寸前に、弁開機構４４ａによってフラップ弁４を開く
力が、真空によってフラップ弁４を吸引する力に打ち勝
って、フラップ弁４が中間位置へ自動的に（即ち人や制
御装置に依ることなく）開く。これによって、真空予備
室２は自動的に大気に開放されるので、ベントガス１３
によって真空予備室２が過大に加圧されるトラブルを確
実に防止することができる。

【００３０】フラップ弁４が中間位置に開いたことは、
検出器５２によって検出される。フラップ弁４が中間位
置に開くと、真空予備室２は大気圧になるので、従来の
ように大気圧センサーを設けなくても、真空予備室２が
大気圧になったことを検出器５２によって簡単にかつ確
実に検出することができる。この検出器５２からの信号
に応答して、例えば、ベント弁１２を閉じてベントガス
１３を止め（またはそうせずにベントガス１３を流しっ
ぱなしにしても良い）、更に必要に応じて、２位置切換
弁３８を開側に切り換えてフラップ弁４を全開にする等
すれば良い。

【００３１】上記のようなフラップ弁駆動装置によれ
ば、ベント時に、フラップ弁４が中間位置へ自動的に開
くことによって、真空予備室２が加圧状態になることを
確実に防止することができるので、安全弁が不要とな
る。従って、天井蓋８を従来例のように安全弁方式にせ
ずに済み、図１に示す例のように固定部材６２による固
定方式にすることができるので、安全弁方式にした場合
の前述したような真空漏れのトラブルを防止することが
できる。また、空気圧回路に用いられる通常の安全弁を
使用した場合の前述したような真空漏れのトラブルも同
様に防止することができる。

【００３２】また、天井蓋８を固定式にする場合は、そ
の周辺固定を行うことができるので、従来例のように安
全弁方式にする場合に比べて、真空引きによる天井蓋８
の歪みが少なくなるので、天井蓋８の板厚を小さくして
天井蓋８の小型軽量化を図ることができる。

【００３３】また、従来の大気圧センサー１４は、ベロ
ーズ式接点スイッチや半導体ストレーンゲージ式が主と
して用いられており、これらはいずれも高価であるとい
う問題もあったが、このような高価でしかも誤差が出た
り故障の危険がある大気圧センサー１４の代わりに、上
記検出器５２を設けることによって、真空予備室２が大
気圧になったことを簡単にかつ確実に検出することがで
きる。その結果、大気圧検出の信頼性が向上すると共
に、大気圧センサー１４の取付用の真空配管ポートが不
要になり、その分、真空予備室２の容積を減らすことが
できる。

【００３４】なお、上記のようなばね４６を用いた弁開
機構４４ａの代わりに、例えば図４に示す例のように、
重り５０を用いた弁開機構４４ｂを用いても良いし、両
者を併用しても良い。この図４の弁開機構４４ｂは、重
り５０によってフラップ弁４にその開方向に常に力を加
えていて、複動シリンダ２６ａのピストン２７が自由状
態にあり、かつ真空予備室２の圧力がほぼ大気圧になっ
たときに、フラップ弁４が真空予備室２側に吸引される
力に抗してフラップ弁４を中間位置へ開くものである。
中間位置で、フラップ弁４の重さによる回転モーメント
と、重り５０による逆方向の回転モーメントとが釣り合
って、フラップ弁４は止まる。この弁開機構４４ｂは、
構造が簡単であるという利点を有しているが、フラップ
弁４が振り返してバタバタするのを防止する観点から
は、ばね４６を用いた前述した弁開機構４４ａの方がよ
り効果が大であるので好ましいと言える。なお、この弁
開機構４４ｂを用いる場合は、弁開機構４４ａの場合と
違って複動シリンダ２６ａのピストン２７等を常に前方
へ押しておく必要はないので、両ロッド形の複動シリン
ダ２６ａの代わりに従来例と同様の片ロッド形の複動シ
リンダ２６を用いれば良い。

【００３５】また、上記のような二つの２位置切換弁を
用いたシリンダ制御回路３４ａの代わりに、例えば図５
に示すような、中間位置排気形の３位置切換弁４１を備
えるシリンダ制御回路３４ｂを用いても良い。この３位
置切換弁４１を開側に切り換えると、後方のポートａに
圧縮空気が供給されてフラップ弁４が開き、閉側に切り
換えると、前方のポートｂに圧縮空気が供給されてフラ
ップ弁４が閉じ、中間位置に切り換えると、複動シリン
ダ２６ａから空気が排出されてピストン２７は自由状態
になる。このシリンダ制御回路３４ｂは、切換弁が一つ
で済むという利点を有しているが、停電時に、３位置切
換弁４１が開位置から中間位置に切り換わって、フラッ
プ弁４でロボットアームを挟む恐れがあるので、この観
点からは図２に示したシリンダ制御回路３４ａの方がよ
り安全で好ましいと言える。

【００３６】ところで、以上に示した実施例では、弁開
機構４４ａまたは４４ｂは、フラップ弁４を中間位置ま
で開くのに、フラップ弁４だけでなく、それと共に、複
動シリンダ２６ａの自由状態にあるピストン２７を動か
す構造である。従ってこのピストン２７の抵抗分だけ、
弁開機構４４ａまたは４４ｂに大きな力を要するという
点に改善の余地がある。そこでこの点を更に改善した実
施例を、図６〜図８を参照して、先の実施例との相違点
を主体に説明する。なお、以下の実施例でも、先の実施
例と同様に、フラップ弁４に取り付けられた遮光板６
０、それに遮光される検出器５２およびベント制御用の
制御回路６４を備えているが、それらは先の実施例の場
合と同様であるので、以下ではその説明を省略する。ま
た、真空予備室２については図１を参照するものとす
る。

【００３７】この実施例では、前述した複動シリンダ２
６ａの代わりに、フラップ弁４を閉位置、開位置および
両者の中間位置に駆動するための３位置形シリンダ７０
を備えている。この３位置形シリンダ７０は、より具体
的には、図７に示すように、二つのピストン７１および
７２を有する複動２段式のシリンダであり、四つのポー
トａ〜ｄを有している。７３は出力ロッドである。この
３位置形シリンダ７０は、この例では空気圧（エア）シ
リンダであるが、油圧シリンダでも良い。その場合は、
後述するシリンダ制御回路３４ｃを油圧式のものにすれ
ば良い。

【００３８】この３位置形シリンダ７０の出力ロッド７
３の先端部には、枠体７４が取り付けられている。この
枠体７４は、図示例は四角形であるが、その他の形状、
例えば円形、楕円形等でも良い。この枠体７４は、３位
置形シリンダ７０によって、図６の矢印Ｄに示すように
往復直線運動させられる。

【００３９】この枠体７４の矢印Ｄに示すような往復直
線運動は、リンク機構７６によって、フラップ弁４の前
述した矢印Ａに示すような往復回転運動（開閉運動）に
変換される。このリンク機構７６は、フラップ弁４の一
端部に接続されたアーム７８と、その先端部に設けられ
ていて枠体７４内に位置し当該枠体７４と係合する係合
部としてのコロ８０とを備えている。

【００４０】フラップ弁４の他端部には、この例ではア
ーム８２が接続されており、これを前述したばねを有す
る弁開機構４４ａで弾性的に押して、フラップ弁４にそ
の開方向に常に力を加えている。但しこの弁開機構４４
ａの代わりに、前述した重りを有する弁開機構４４ｂを
用いても良いし、両者を併用しても良い。

【００４１】この３位置形シリンダ７０の出力ロッド７
３ひいてはそれに取り付けられた枠体７４は、この例で
は図７に示すシリンダ制御回路３４ｃによって、フラッ
プ弁４の閉位置に対応する位置（図７Ａ参照）、フラッ
プ弁４の開位置に対応する位置（図７Ｃ参照）およびフ
ラップ弁４の中間位置に対応する位置（図７Ｂ参照）の
３位置に制御される。

【００４２】このシリンダ制御回路３４ｃは、前述した
ような圧縮空気源３６と、それからの圧縮空気を二つの
圧力Ｐ１、Ｐ２（但しＰ１＜Ｐ２）にそれぞれ減圧する
減圧弁８４、８６と、これらにそれぞれ接続された２位
置切換弁８８、９０とを備えている。２位置切換弁８８
は、この例では、４ポートラッチ式（自己保持式）ダブ
ルソレノイドバルブであり、２位置切換弁９０は、この
例では、３ポートラッチ式（自己保持式）ダブルソレノ
イドバルブである。ラッチ式とするのは、先の２位置切
換弁３８の場合と同様の理由による。

【００４３】出力ロッド７３等を中間位置へ移動させる
場合は、３位置形シリンダ７０のポートｄへ加圧したま
ま、ポートａへ加圧する。そうすると、Ｐ１＜Ｐ２だか
ら、ピストン７１によってピストン７２が押されて、出
力ロッド７３および枠体７４は中間位置へ移動する（図
７Ｂ）。

【００４４】出力ロッド７３等を開位置へ移動させる場
合は、３位置形シリンダ７０のポートｃへ加圧する（こ
のときポートａへ加圧するか否かは任意であり、加圧し
たままでも良い。）。そうすると、ピストン７２が前方
に移動して、出力ロッド７３および枠体７４は開位置へ
移動する（図７Ｃ）。

【００４５】出力ロッド７３等を閉位置へ移動させる場
合は、３位置形シリンダ７０のポートａへの加圧を止め
て排気し、ポートｄへ加圧する。そうすると、ピストン
７２が後方に移動して、出力ロッド７３および枠体７４
は閉位置へ移動する（図７Ａ）。

【００４６】枠体７４が閉位置へ移動すると、図８Ａに
示すように、枠体７４の前辺によってコロ８０が後方に
引かれ、フラップ弁４は閉じる。

【００４７】枠体７４が中間位置へ移動すると、図８Ｂ
に示すように、フラップ弁４が閉じているときのコロ８
０（図８Ｂでは２点鎖線で示す８０ａ）は、枠体７４に
押されることなく枠体７４内で自由に動けるようにな
る。つまりこのようになるように、出力ロッド７３の中
間位置へのストロークと、枠体７４の内法寸法とを決め
ておく。従ってこの状態では、フラップ弁４は３位置形
シリンダ７０から何ら抵抗を受けずに動くことができ
る。前述した制御回路６４は、ベント時にこの状態で、
ベント弁１２を開いて真空予備室２にベントガス１３を
導入する。そしてベントが進んで真空予備室２がほぼ大
気圧になると、より具体的にはこの例では前述したよう
に大気圧の一歩手前になると、弁開機構４４ａによって
フラップ弁４を開こうとする力が、フラップ弁４を真空
によって真空予備室２側へ吸引する力に打ち勝って、フ
ラップ弁４は自動的に中間位置へ開く（図８Ｂ）。この
ときにフラップ弁４が開く角度は、コロ８０が枠体７４
の前辺に当たるまでの角度によって、一定の角度に制限
することができる。この例では一例として約１０度にし
ている。

【００４８】枠体７４が開位置に移動すると、図８Ｃに
示すように、枠体７４の後辺によってコロ８０が前方に
押され、フラップ弁４は全開になる。

【００４９】このようにこの実施例では、フラップ弁４
を中間位置まで開くときに、３位置形シリンダ７０から
切り離してフラップ弁４だけを動かす構造であるので、
弁開機構４４ａまたは４４ｂに要する力が小さくて済
み、それらの小型化を図ることができる。また、シリン
ダのピストンの抵抗分は変動する可能性があるが、この
抵抗分の影響を全く受けないので、フラップ弁４が中間
位置へ開く条件を正確に定めることができる。

【００５０】

【発明の効果】この発明は、上記のとおり構成されてい
るので、次のような効果を奏する。

【００５１】請求項１記載の発明によれば、ベント時に
真空予備室がほぼ大気圧になると、フラップ弁が真空予
備室側へ吸引される力よりも弁開機構がフラップ弁を開
く力が勝ってフラップ弁は中間位置へ自動的に開かれ、
これによって真空予備室は自動的に大気に開放されるの
で、安全弁が不要でしかもベント時の真空予備室の加圧
を確実に防止することができる。その結果、従来例のよ
うに安全弁を用いたり、真空予備室の天井蓋を安全弁方
式にしたりせずに済むので、それらからの真空漏れのト
ラブルを防止することができる。また、天井蓋を固定式
にすることができるので、その板厚を小さくして天井蓋
の小型軽量化を図ることができる。

【００５２】請求項２記載の発明によれば、請求項１と
同様の効果に加えて更に、フラップ弁を中間位置へ開く
ときにシリンダのピストンの抵抗を受けないので、その
分、弁開機構に要する力が小さくて済み、その小型化を
図ることができる。また、同ピストンの抵抗分の影響を
全く受けないので、フラップ弁が中間位置へ開く条件を
正確に定めることができる。

【００５３】請求項３記載の発明によれば、上記検出器
によって、フラップ弁が少なくとも中間位置に開いて真
空予備室が大気圧になったことを簡単にかつ確実に検出
することができるので、大気圧センサーを省略すること
ができる。その結果、大気圧検出の信頼性が向上すると
共に、大気圧センサー取付用の真空配管ポートが不要に
なるので、真空予備室の容積を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るフラップ弁駆動装置を用いた真
空予備室の一例を示す断面図である。

【図２】この発明に係るフラップ弁駆動装置の一例の主
要部を示す図である。

【図３】検出器の一例を拡大して示す図である。

【図４】弁開機構の他の例を示す図である。

【図５】シリンダ制御回路の他の例を示す図である。

【図６】この発明に係るフラップ弁駆動装置の他の例の
主要部を示す斜視図である。

【図７】図６に示したフラップ弁駆動装置のシリンダ制
御回路の一例を示す図である。

【図８】図６に示したフラップ弁駆動装置の枠体の動き
を示す図である。

【図９】従来のフラップ弁駆動装置を用いた真空予備室
の一例を示す断面図である。

【図１０】従来のフラップ弁駆動装置の一例を示す図で
ある。

【符号の説明】

２ 真空予備室 ４ フラップ弁 ８ 天井蓋 １２ ベント弁 ２６ａ 複動シリンダ ３０ 連結機構 ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ シリンダ制御回路 ４４ａ、４４ｂ 弁開機構 ５２ 検出器 ６４ 制御回路 ７０ ３位置形シリンダ ７４ 枠体 ７６ リンク機構 ８０ コロ（係合部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/265 Ｈ０１Ｌ 21/265 Ｄ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空に排気されることと、ベントガスを
   導入して大気圧にベントされることとが繰り返される真
   空予備室を大気中と仕切るフラップ弁の駆動装置におい
   て、前記フラップ弁を開閉するための複動シリンダと、
   この複動シリンダの往復直線運動を前記フラップ弁の開
   閉運動に変換する連結機構と、前記複動シリンダのピス
   トンを、前記フラップ弁の閉位置および開位置にそれぞ
   れ対応する２位置ならびに同ピストンの自由状態に制御
   するシリンダ制御回路と、前記フラップ弁にその開方向
   に常に力を加えていて、前記複動シリンダのピストンが
   自由状態にあり、かつ前記真空予備室の圧力がほぼ大気
   圧になったときに、前記フラップ弁が真空予備室側に吸
   引される力に抗して当該フラップ弁をその閉位置と開位
   置との間の中間位置へ開く弁開機構と、前記真空予備室
   のベント時に、前記シリンダ制御回路を制御して前記複
   動シリンダのピストンを自由状態にした後に前記真空予
   備室にベントガスを導入するように制御する制御回路と
   を備えることを特徴とする真空予備室のフラップ弁駆動
   装置。
2. 【請求項２】 真空に排気されることと、ベントガスを
   導入して大気圧にベントされることとが繰り返される真
   空予備室を大気中と仕切るフラップ弁の駆動装置におい
   て、前記フラップ弁を閉位置、開位置および両者の中間
   位置に駆動するための３位置形シリンダと、この３位置
   形シリンダの出力ロッドに取り付けられた枠体と、この
   枠体内に位置していて当該枠体と係合する係合部を有し
   ていて、この枠体の往復直線運動を前記フラップ弁の開
   閉運動に変換するリンク機構と、前記３位置形シリンダ
   の出力ロッドを、前記フラップ弁の閉位置、開位置およ
   び中間位置にそれぞれ対応する３位置に制御するシリン
   ダ制御回路と、前記フラップ弁にその開方向に常に力を
   加えていて、前記３位置形シリンダの出力ロッドが中間
   位置にあり、かつ前記真空予備室の圧力がほぼ大気圧に
   なったときに、前記フラップ弁が真空予備室側に吸引さ
   れる力に抗して当該フラップ弁を中間位置へ開く弁開機
   構と、前記真空予備室のベント時に、前記シリンダ制御
   回路を制御して前記３位置形シリンダの出力ロッドを中
   間位置にした後に前記真空予備室にベントガスを導入す
   るように制御する制御回路とを備えることを特徴とする
   真空予備室のフラップ弁駆動装置。
3. 【請求項３】 前記フラップ弁が少なくとも中間位置に
   開いたことを検出する検出器を更に備える請求項１また
   は２記載の真空予備室のフラップ弁駆動装置。