JPS5926090A - 真空領域制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、隣接した真空領域からなる作業片係止面を
有するテーブルを含む真空保持システムに関し、特に、
そのようなシステムの１又はそれ以上の真空領域が付勢
されるための弁を取り扱う。

この発明が関連する真空システムの一般的タイブにおい
て、真空テーブルは、隣接する真空領域に分割された作
業片係止テーブルを含む。真空領域の各々は、それぞれ
の導管を通じて真空源に連通しており、操作者が領域を
独立して付勢することができるように弁が導管中に設け
られている。

前述のような真空保持システムの例は、米国特許第３，
４９５，４９２号及び同第３，８４８，３２７号に開示
されたシート材料吸着テーブルにおいて具体化されてい
る。システムのこれら一般的タイブの各々の導管弁の数
は、テーブルの真空領域の数に等しく、そして保持シス
テムの全コストの高い比率を占めているであろう。

もし、システムのテーブルが固定した構成に対して１又
はそれ以上の座標方向に駆動モータの手段によって移動
するように装着されるならば、テーブルを移動するため
の駆動モータに必要なパワーがより少なく慣性効果によ
る位置決め誤差の可能性が少ないという理由でテーブル
は可能な限り軽量であることが望゛まれる。もし、各々
の真空領域と真空源とを連通ずるためにい（つかの弁を
テーブルによって搬送するならば、テーブルは必然的に
重くなる。もし、弁がテーブルから離れて載置されるな
らば、そのときテーブルの多数の導管の運動は他の問題
を生じる。

典型的には、隣接して領域化されたテーブルの面上に互
いに隣接して配置された真空領域は、テーブル面の実効
的保持面積を増加又は減少するために次々と付勢又は消
勢される。しかし、もし、隣接する領域に続いて付勢さ
れることが望まれる１つのテーブル領域が弁の故障又は
単なる不注意により付勢されない場合、領域が小勢され
ていない事実をときどき気付かないことがある。

従って、この発明はテーブルの１又はそれ以上の真空領
域を付勢するために、隣接して領域化された真空テーブ
ルに使用するための単一弁を提供することを目的とする
。

この発明の次の目的は、先行技術におけるテーブルによ
って搬送されるいくつかの弁又は多数の導管の代わりに
可動真空テーブルに取り付けるのに適した単一弁を提供
することである。

この発明のさらに次の目的は、操作者がテーブルの実効
的保持面積を増加又は減少するために隣接して領域化し
た真空テーブルの真空領域を次々に確実に付勢又は消勢
することを許容する弁を提供することである。

この発明は、真空源及び少なくとも２つの真空領域を有
する真空システムにおける弁及び弁の取り付けに存在す
る。

この弁は、真空源に取り付けることのできるアウドレッ
ト端部な有し、ケースのアウトレット端部から延びる中
心通孔を形成するケース、及びケースに対してプラグを
回転するようにケースの通札内に回転可能に受は入れら
れる部分を有するプラグを含む。ケースはケースの通孔
とケース外部との間で径方向に延びる複数の通路を形成
する。

ケース外部に開く各々の通路はそれぞれの真空領域に取
り付けることができる。もし、プラグがケースに対して
第１の角位置にあるならば、空洞はケースのアウトレッ
ト端部を通じて１つのケースの通路から１つの空気流路
を形成し、もし、プラグがケースに対して第２の角位置
にあるならば、空洞はケースのアウトレット端部な通じ
て２つのケースの通路からの１つの空気流路を形成する
。

弁は、真空源と真空領域との間で真空システムに取り付
けられ、１又はそれ以上の真空領域を付勢する単一の制
御素子を形成する。前・記のようにケースに対してプラ
グが第１の角位置にあるとき。

１つの真空領域が付勢され、プラグが第２の角位置にあ
るとき、２つの真空領域が付勢される。

Ｆｉｇ、１は一般的に符号１ｏで表わされる真空保持シ
ステムを示し、この発明のための代表的な形態ヲ示ス。

このシステムは真空テーブル１２及びＸ字源又はポンプ
１４を含む。テーブル１２は平担な作業片係止面２０を
有し、この面に対してプロッティングＲ−パーのような
平滑で平担な底面を有する作業片が載置され、真空ポン
プ１４によりテーブル面上に保持される。テーブル而２
ｏは隣接して配置された複数の真空保持領域からなる。

複数の真空領域は、符号１６で示されるこの発明の制御
弁を通じて真空ポンプに通じており、弁の調節により付
勢又は消勢される。

真空テーブル１２は、地面に対して不動に固定された支
持枠構造体１５に取り付けられた複数のローラ１３．１
３上で可動に支持される。各々のローラの端部は、テー
ブルが図のＸ軸方向に前後に移動するときローラが自由
に回転できるように支持枠構造体中に軸受けされている
。支持枠構造体１５は地面に対して静止しているので、
可動テーブル１２はＹ軸方向に靜市または可動の器具又
は装置への使用に十分適している。このような可動テー
ブルを用いた機械は、同じ出願人の２軸単−反射鏡干渉
測定システムと題する米国特許出願番号第３７５，９８
１出願日１９８２年５月７日（対応日本特許出願は「高
精度位置決め装置」と題し、本願と同日付けで出願され
た。）に記述されている。

を参照すると、システムの真空テーブル１２は、枠２２
及び枠上に載置された小孔のあるプラテン２６からなる
。枠２２は金属により構成され１通路の構造的配置及び
上部金属シート２４と下部金属シート２５との間に挾ま
れた補強部材を含む。金属シート及び補強部材は共に複
数の空気流区画２８，３０，３２．ろ４及び６６を形成
する。各々の区画は仕切り補強部材２７により隣接する
区画から隔離されている。

Ｆｉｇ２　、３　、及び４を参照すると、空気は上部金
属シート２４に形成され個々の区画２８，３０゜３２、
ろ４又は３６に連通する５つの孔６８（１つのみ示され
ている）の１つを通じて４つの区画２８．３０．３２及
び６４のそれぞれに流入することができ、そして空気は
、区画の側壁に形成された枠部材５０中に形成された４
つの孔５２゜５２の１つを通じて区画２８，３０．ろ２
及びろ４から流出することができる。空気は、上部金属
シート２４に形成された残りの孔３８及び枠部材５０に
形成された孔５４を通じて残りの区画６６に流入するこ
とができ、テーブルの側面を形成する枠部材５１中の孔
５５を通じて区画３６から流出することができる。後で
詳述するように、弁１６は付随する枠の区画２８．ろ０
，６２又は６４に枠部材５０中の孔５２．５２の１つを
通じて連通ずる４つのインレットを有し、枠の区画ろ６
に枠部材の孔５４を通じて連通ずる１つのアウトレット
を有する。

Ｆｉｇ　３及び５を参照すると、小孔のあるプラテン２
６は５つの真空領域４４　、４５　、４６　、４７及び
４８を形成する。５つの領域のそれぞれは、各領域の面
上に分散され、プラテンの下面に形彫された溝に連通ず
る複数の孔４０．４０が設けられている。金属シート２
４中の孔６８及びプラテンの溝により形成される空気流
路４２を通じて、各領域の孔は付随する枠の区画に連通
している。

特に、領域４４は枠の区画３乙に連通し、領域４５は区
画３４に連通し、領域４６は区画６２に連通し、領域４
７は区画６０に連通し、そして領域４Ｂは区画２Ｂに連
通している。

この発明に従ってＦｉｇ　（５及び７を参照すると、こ
の発明の制御弁１６は、一般的に５６で示されるケース
、及び一般的に５８で示されるプラグを含む。ケースは
、空気アウトレット端部６０及びアウトレット端部から
離れる方向に円錐形をなすようアウトレット端部６０か
ら延びる円錐形の中心通孔６２を形成する。Ｆｉｇ７に
おいて最もよ（示されるように、ケースは、ケースの通
孔６２とケース外部との間で径方向に延びる４つの通路
６４．６６．６８及び７０をまた形成する。ケニスの通
路は通孔の周辺に活って軸のまわりに配列されている。

金属スリーブ７２．７４．７６及び７８は、スリーブの
一部がケースから延在するようにケースの通路内に嵌着
されている。各スリーブのケースから延在する部分は真
空ホースに取り付けることができ、弁１６の空気インレ
ットとして作用する。

プラグ５８は、ケースの通孔６２に当接し、回転可能に
受は入れられる円錐形の端部を含む。プラグは、ケース
５６の７ウトレツト端ｇｌｓ６０と関連したプラグの端
部かも延びる中心孔８３により一部が形成され、プラグ
の中心孔８６とプラグの外部とを連通ずる通路８４によ
り一部が形成される空洞８２を有する。プラグの通路８
４はスロット状をなし、Ｆｉｇ　７においてよく示され
ているように、ケースの各々の通路は、プラグがケース
に対して特定の角位置に回転したときプラグの中心孔８
６に連通ずることができる。

Ｆｉｇ　６を参照すると、プラグ５８は又、一部が円筒
部分８６及び一部が割目のあるつまみ８８からなり、円
錐形の端部８０に対向するつまみ端部な含む。円筒部分
８６及びつまみ８８は、操作者がケース５６に対してプ
ラグ５８を回転できるように一体に結合されている。Ｆ
ｉｇ　６に示された升１６の他の成分は波状スプリング
ワツンヤ８７及びコツプ形のキャップ９２を含み、それ
らはプラグ及びケースを一緒に保持するために用いられ
る。

コツプ形のキャップ９２は、そこに形成された通孔９６
及びくぼんだ而９７によって特徴付けられ、弁の組立て
中にキャップはプラグの円筒部８６上に載置され、その
くぼんだ而９７が波状ワッシャ８７と平らに当接する。

キャンプ９２は２つのねじ９８（１つのみ示されている
）によってケース５６に取り付けられる。プラグ及びキ
ャップ９２０間の作用で、ワッシャ８７はプラグをケー
スの通孔６２内に付勢しプラグとケースとの封止性を促
進する。つまみ８８は、その後プラグの円筒部分８６上
に載置され、そして固定ねじ９０によってそこに固定さ
れ弁の組立てを完了する。

Ｆｉｇ　７において、プラグは、プラグの空洞８２のス
ロット状通路８４がケースの通路の全てのものに対して
整列するようなケースに対する角位置にあるものとして
示されている。この角位置において、連続した空気流路
が、金属スリーブ７２゜７、！！　、７６及び７８で与
えられる全ての弁のインレットからプラグの中心孔８３
を経由しケースのアウトレット端部６０に形成される。

プラグを、プラグの空洞のスロット状通路８４がＦｉｇ
７に示すように破線の位置まで移動するように時計方向
に少し回転するとき、スリーブ７２．７４及び７６によ
って形成される３つの弁のインレットだけがプラグの空
洞の中心孔８６に連通ずる。プラグをさらに時計方向の
ケースに対する他の角位置まで回転してスリーブ７２及
び７４によって形成される２つの弁のインレットだ・け
をプラグの中心孔８ろに連通でき、同様に、プラグをさ
らにもつと他の角位置まで回転してスリーブ７２によっ
て形成される１つの弁のインレットだけをプラグの中心
孔に連通できることが分るであろう。また、プラグの空
洞のスロット状通路８４が弁のインレットのいずれとも
連通せず、弁のインレットとプラグの中心孔との間で空
気が全く通過できなくなるような、ケースに対するプラ
グの他の角位置が存在することも分るであろう。

弁１６は、又、ケースに対する角位置の各々にプラグを
解放自在に保持するために、プラグとケースとの間で協
働するインデックス手段を含む。

Ｆｉｇ　（Ｓを参照すると、インデックス手段は、符号
９９で示される７、プラグの回転軸の回りに軸を囲むよ
うに位置する一連の回転止めを形成する手段及びスプリ
ングとプランジャーとの組合せを含む。

回転止めは、プオグの円筒部８６の面上に形成されプラ
グの周辺で相互に間隔を置いた溝１６２゜１６２の形状
を有する。スプリングとプランジャーとの組合せ９９は
、一端を丸く他端を平担にしたプランジャー１００及び
圧縮スプリング１０１を含む。円状のくぼみ１０２が、
スプリング１０１及びプランジャー１００を非拘束的に
受入れるために、コツプ形ギャップ９２に形成されてい
る。

弁１６が組立てられ、プランジャー及びδプリングがキ
ャップのくぼみ１０２に配置されたとき、スプリングは
、くぼみ１０２０基部とプランジャーの平担部との間で
、プランジャーなプラグの円筒部に係合させるように付
勢する。ケース５乙に対してプラグ５８が回転すると、
プランジャーの丸い端部がプラグの部分８６０面に沿っ
て滑らかに滑べるのでプランジャーがコツプ形ノキャッ
プの内側及び外側へ移動するようにスプリングが圧縮ま
たは拡張する。溝、スプリング及びプランジャーの組合
せ９９．プラグの空洞のスロット、秋の通路８４は、４
，３，２．１又は０個のケースのインレットがプラグの
中心孔８３に連通ずる各々の角位置にプラグ存在すると
き、プランジャーが溝１ろ２に受は入れられるように相
互に配置されている。

プラグを回転するのに要する力は、スプリング１０１の
拡張又は収縮に応じて、プランジャーがプラグの円筒部
８６の面に沿って滑動するに従って変化する。スプリン
グ１０１が拡張した状態又はプランジャーが溝１６２内
に受は入れられているときプラグな係止位置間で回転す
るために最大の力が加えられ、ケースに対してプラグが
角位置間でインデックスされるから、プランジャー１０
０が溝の中心にありスプリング１０１が拡張した状態に
あるときプラグは解放自在に保持される。

Ｆｉｇ２，４及び８を参照すると、プラグの中心孔が枠
部材中に形成された開口５４と同軸的に整列するように
弁１６はテーブル１２中に設置される。開口５４を通じ
て、プラグの空洞は枠の区画に連通ずる。封止ガスケッ
ト１１２を弁のケースと枠部材５０との間（（設けそれ
らの間の気密性を向上し、弁はＦｉｇ　６におけるねじ
１１４，１１４により枠部材５０に固定される。Ｆｉｇ
　２において最もよく示されるように、弁１６は基本的
に枠の１つの区画１１Ｂに取り囲まれ、プラグのつまみ
端部が枠２２の端部部材１２０に形成された開口を通っ
て延在している。したがって、つまみ８８を操作者が操
作できる。

Ｆｉｇ２，５及び７を参照すると、枠の４つの区画２８
，３０．ろ２及び６４の各々は、それ゛ぞれ、ホース１
２２，１２４，１２６及び１２８を経由して弁のインレ
ットに連通している。各ホースの一端は枠の区画の１つ
に開いているそれぞれの孔５２に整列しており、他端は
弁のインレットすなわち金属スリーブ７２．７４．７６
又は７Ｂの各々に密着固定されている。

真空ポンプ１４が付勢されると、ポンプ及びテーブル枠
２２の孔５５０間に結合された導管１６０を経由して枠
の区画３６内が真空に引かれる。テーブルの真空領域４
４は枠の区画６６に連続して連通しているので、真空領
域４４はポンプが作動［２ているときはいつも付勢され
ている。他方、残りのテーブルの領域４５，４６．４７
及び４８は。

弁１６を通じて枠の区画ろ６に連通しなければならない
。したがって、ケースに対して異なる角位置へのプラグ
の回転は、プラグの空洞のスロット状の通路８４が弁の
インレットに整列するように、又ははずれるように移動
するので、残りのテーブルの領域な付勢又は消勢する。

真空領域は、隣接する領域がテーブル面の実効保持領域
を増加するよう順次付勢されるように弁のインレットに
結合される。より具体的にＦｉｇ　５及び７を参照する
と、領域４５は金属スリーブ７８によって形成された弁
のインレットに連通し、領域４６はスリーブ７６によっ
て形成された弁のインレットに連通し、領域４７はス１
Ｊ７−７４によって形成された弁のインレットに連通し
、領域４８はスリーブ７２によって形成された弁のイン
レットに連通している。したがって、Ｆｉｇ　７に示す
ように、プラグの空洞を通して弁のどのインレットも弁
のアウトレットに連通していない角位置からプラグを時
計方向へ回転すると、プラグが実線で示す位置に達する
まで、領域ｄ５．Ａ６．ｄ７及び４８が順次付勢される
。領域４５はケースに対するプラグの第１の角位置にお
いて付勢され、領域４５．４６は他の角位置において付
勢され。

領域４５　、ｌｉ６及び４７はさらに他の位置において
付勢され、そしてさらに他の位置において、全ての領域
が付勢される。Ｆｉｇ７において良く示されるように、
このような漸進的付勢はテーブル面２０の左下方部から
テーブルの実効的保持面積を増加する。プラグを実線の
位置から反時計方向に回転すると、テーブルの実効的保
持面積を減少するように領域４Ｂ　、４７．４６及び４
５が順次消勢される。

この発明の精神を逸脱することなく前述した弁１６の実
施例のいくつかの変形が可能であることが理解されよう
。例えば、弁１６のケースは４つの径方向に延びる通路
を有するよ′うに説明したが、同様の２つの通路とする
ことかでき、そのような弁はこの発明の広い特徴を有す
る。さらに、弁が前述のシステムに用いられるとき、真
空ポンプによって弁のアウトレットに生じる低圧領域は
プラグをケース内に支持して保持し、プラグとケースと
の円錐形状の気密に吸引されるのでプラ゛グとケースと
の間で効果的な気密が保たれ、プラグとケースとを保持
し封止するためのスプリング波状ワッシャー８７及びコ
ツプ形キャップ９２のような手段の必要性がなくなる。

したがって、ここで説明した実施例は説明のためのもの
であり、これに限定することを意図していない。

【図面の簡単な説明】

Ｆｉｇｌは、この発明が用いられる真空テーブルシステ
ムの斜視図を示す。 Ｆｉｇ　２は、テーブル内の空気流区画及びこの発明の
制御弁を露出するため一部破断したＦｉｇ　１の真空テ
ーブルの平面図を示す。 Ｆｉｇ３は、Ｆｉｇ　１及び２の線分６−６に沿って切
断した断面を示す。 Ｆｉｇ　４は、Ｆｉｇ２の線分４−４に涜って切断した
断面を示す。 Ｆｉｇ　５は、Ｆｉｇ　１の真空テーブル上に設置とれ
た小孔を有するプラテンの平面図を示す。 Ｆｉｇ　６は、この発明の制御弁の一実施例を示する分
累図を示す。 Ｆｉｇ　７は、Ｆｉｇ８の線分７−７に沿って切断した
断面を示す。 Ｆｉｇ　３は、Ｆｉｇ　２のテーブル内に設置された゛
制御弁の少し拡大した平面図を示す。 図中の主要な符号とその名称 １２：真空テーブル １６：ローラ １４：真空源 １５：支持枠構造体 １６：弁 ２０：作業片係止面 ２４：金属シート ２６：小孔のあるプラテン ２８．３０，３２，３４：空気流区画 ６６：空気流区画（導管） ４４．４５，４６，４７，４８：真空領域５６：弁のケ
ース ５８：弁のプラグ ６２：中心孔 ６４．６６．６８，７０：通路 ７２．７４，７６．７８：金属スリーブ８２：空洞 ８ろ：中心孔 ８４ニスロツト状の通路 ８８：つまみ ９９：インデックス手段 １００ニブランジヤー １２２，１２４，１２６，１２８　：ホース（導管）１
３２：溝 特許出願人　ザｅガーバー・サイエンティフィック・イ
ンスツルメント・カンパニー （外３名ＩＯ−」 ＦＩＧ、　　３ ＦＩＧ、　　５ 手　続　補　正　書（方式） 特許庁長官　若杉和夫　　殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第　７９９８４　　号２、発明の名称 真空領域制御弁 ６、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所 ４、代理人 ７補正の内界 明細−告を下記の通り訂正する。 頁　　行　　　　補正前　　　　補正後２１２　　　Ｆ
ｊｇｌ　　　　第１１２１４　　　　Ｆｉ（７２第２図 ５　　　Ｆｉｇｌ　　　　第１図 ７　　　Ｆｉｇろは、Ｆｉｇｉ及　第ろ図は、第１図及
び２の　　　　　　　υ・第２図の ９　　　Ｆｊｇ４は、Ｆｉｑ　２の　第４図は、第２図
の１１　　Ｆｉ（７５は、Ｆ？：（７１の　第５図は、
第１図の１３　　　　Ｆｉｑ　６　　　　第６図１５　
　Ｆｉｇ７は、Ｆｉｑ　ｓの　第７図は第８図の１７　
　Ｆ？：（７８は、Ｆｉａ　２の　第８図は、第２図の
以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、それぞれ導管（３６，１２２−１２８）が延びてい
   る連続した真空領域（４４−４８）に区分された作業片
   係止面（２０）を形成するテーブル（１２）　、それぞ
   れの真空領域に連通している個々の導管、及び単一の導
   管が庭在する真空源を有する装置において、 弁のケース（５６）は、真空源から延びる単一の導管に
   固定されるアウトレット端部、及びケースのアウトレッ
   ト端部から延びる中心通孔（６２）を有し、ケースはケ
   ースの通孔及びケース外部の間の径方向に延びる複数の
   通路（６４−７０）を形成し、それぞれの通路はケース
   の外部に開口したインレットを有しそれぞれの導管（１
   ２２−１２８）’に取り付けられ、そして プラグ（５８）は、ケースの中心孔に回転可能に受は入
   れられケースに対して複数の角位置の間で回転できるよ
   うにケースに支持された部分（８０）を有し、プラグは
   、操作者がプラグをケースに対して回転できるようにア
   ウトレット端部の反対側の回転可能な端部（８６，８８
   ）を含み、プラグは、ケースのアウトレット端部への開
   口を形成された空洞（８２）を有し、空洞は、プラグが
   ケースに対して第１の角位置にあるときケースの第１の
   通路（６４）に連通し真空領域から真空源へ至る連続す
   る空気流路を形成し、プラグがケースに対して第２の角
   位置にあるときケースの第１の通路（６４）及び第２の
   通路（６６）に連通し前記１つの真空領域及び他の真空
   領域から真空源に至る連続する空気流路を形成すること
   を特徴とする真空４”ＩｆＡＪ’ｌｆｑ机 ２、　弁のケースの中心通孔の一部は円錐形であり、円
   錐部分はケースのアウトレット端部から離て開口しテオ
   リ、中心空洞内に受は入れられたプラグ（５８）の部分
   （８０）はケースの通孔に整合するように円錐形をなし
   、それによってプラグは真空源によりケースアウトレッ
   トにおいて生じる低圧領域により支持的に保持されるこ
   とを特徴とする前記第１項記載の真空へ境判仰升。 ６、ケースの通孔（６２）は、プラグがケースに刈して
   回転するときプラグ（５８）に摺動する面を有し、プラ
   グの空洞（８２）の一部はケースの了ウドレット端部か
   らプラグに延びる中心孔（８６）により形成され、空洞
   の他の部分はプラグの中心孔とケースの通孔の摺動面と
   の間に位置するプラグの切り取られた部分（８４）によ
   り形成されているこ）を特徴とする前記第１項記載の真
   空システム４、ケースの通孔（６２）は、プラグがケー
   スに対して回転するときプラグ（５８）に摺動する面を
   有し、ケースの通路（６４−７０）は、通孔の摺動面に
   沿う軸の回りに続けて配置されていることを特徴とする
   前記第１項記載の真空姻戚１’ｌ＃イ井。 ５、　プラグの空洞（８２）がケースの通路のいずれと
   も連通せず真空領域と真空源との間の空気流路を形成し
   ないような、ケースに対するプラグ（５８）の他の角位
   置が存在することを特徴とする前記第１項記載の真空値
   １鯨キ１坏肪斤。 ６、　弁はさらに、ケースに対するそれぞれの角位置に
   プラグを解放自在に保持するために、プラグ（５８）と
   ケース（５６）との間で協働するインデックス係止手段
   （１００，１３２）を有することを特徴とする前記第１
   項記載の真空停止４　ＩＩＩ　＃ｉ’　竹。