JPS6026868A - 高真空装置用遮断弁装置 - 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】 本発明は、高真空装置において用いられる遮断弁装置、
特に、高真空装置の真空保護システムに−設けられる通
路遮断弁装置に関するものである。

従来、高真空装置として、高真空雰囲気内で、種々の反
応処理、表面処理７１［１工等を順次に行なうよう構成
されたものが既知である。かように種々の処理加工を順
次に行なうために幾つかの室または機器を真空管路また
は通路で気密に連結してラインを構成している真空装置
においては１誤操作その他の何らかの事故により、真空
状態が破れたり、スローリークによって真空度が低下し
た場合、できるだけ短時間にこれを検知して異状のある
部分を分離、遮断して他の高真空装置部分への真空低下
の波及拡大を防止するとともに異状部分の修理交換等の
対策を講するための真空保睦システムを設けることが必
要である。

かかる高真空装置の真空保護システムにおいては、異状
発生検知時に、これに直ちに応答して緊急作動し得る連
動性のある通路遮断弁装置を真空装置の各部分間あるい
は各処理空間の真空管路または通路に設けることが必要
であり、通路遮断弁装置の連動性ともれ量を小さく抑え
ることが真空保護システムの機能に対する主要な要求事
項である。

通路遮断弁装置の連動性として、動作時間は実用上、真
空低下が検知レベルにまで達した後、これを検出し、動
作完了するまでの時間を少なくとも１０　ｍＳ−５ｍＳ
またはそれ以下にすることが望ましい。また、もれ量、
すなわち、封止コンダクタンスは実用上０．ｉ　ｔｏｒ
ｒ　ｌ／ｓｅａ程度に抑えることが望ましい。

従来１高真空装置の真空保穫システムの通路遮断弁装置
としては、例えば、弁開口を一部に形成した遮断板を具
え、この遮断板が狭小隙間により限定された案内によっ
て弁座面に緊密に摺動可能に設けられ、平常時は、空気
シリンダの作用によりばね力に抗して弁開放位置に引き
上げられた遮断板をロック機構によって弁開放位置に保
持し、異状発生時に、制御装置がらの出方指令によって
ソレノイドが附勢されてロック機構を釈放し、これによ
り、遮断板をばね方によって弁閑止位置に動かして通路
を遮断するよう構成したものがある。

しかし、かかる構成になる通路遮断弁装置では、上述し
たような所望の連動性と封止コンダクタンスを得るため
に、遮断板とその付属部品の軽量化のため、遮断板の厚
さを１姫程度の薄さとし、遮断板と弁座壁との隙間をＱ
、Ｑ１ｍｓ以下にする場合、殆んど隙間の余裕のない案
内を薄い遮断板が高速度で上下動して開閉作動を行なう
ものであるから、遮断板の一部あるいは全部が弁座面に
面接触しながら高速度で摺動する状況をＪｌすることが
できず、この結果、接触摺動面での摩耗が生じ、この摩
耗によって生ずる微細粉塵が真空雰囲気を汚損して製品
の品質を低下させる原因となるという重大な問題がある
。かかる摺動面での摩耗を少なくするため、接触摺動面
の潤滑性を高める表面処理を施すことも考えられるが、
品真窒装置では、多くの場合、ガス抜きのため、ベーキ
ングを行なうので、このような使用条件下でｍｌ滑性の
優れた表面処理法を見出すことは技術的に極めて困難で
あった。

本発明は、上述したような問題に鑑みなされたもので、
弁口を閉止するための遮断板を弁座面がら平行に離間し
た平面内で閉止位置と開放位置との間に移動可能でかつ
閉止位置において弁座面に向けて動き得るよう真空管路
または通路（本明細書では通路と総称する）内に設け、
遮断板を開放位置から閉止位置に並進移動させる電磁装
置と、閉止位置に並進移動した遮断板を弁座面に吸着さ
せる電磁装置と、この吸着用電磁装置を並進移動用電磁
装置よりタイムラグをもって動作させる制御装置とを設
けることによって通路内におＣＩ）で遮断板が摺動する
ことなく開閉作動するようにした連動性に優れ、もれ量
の少ない通路遮断弁装置を提供することを目的としてい
る。

以下、本発明を図面につき説明する。

第１図は、本発明による真空保護システムの構成を示す
概略線図で、ｌは真空装置の真空処理機器間を連通ずる
真空管路または真空通路、２は真空通路１内の真空度を
検知するイオンポンプ、電離真空計などで構成される圧
力検知部で、真空通路１内の真空度の低下を迅速に検出
して制御装置８に検出信号を出力するよう構成されてい
る。４は真空通路１に設けられた通路遮断弁装置で、制
御装置３からの指令信号によって所定のタイムラグをも
って順次に動作される電磁装置５および６によって遮断
板７が弁座８に吸着されて弁口９を閉止することによっ
て真空通路１を遮断するよう構成されている。１０はゲ
ートバルブを示す。

第２および３図は、本発明による通路遮断弁装置の第１
例を示し、オーステナイトステンシス鋼その他の非磁性
材料製の円環状の弁外匣１１の一端に仕切壁１２が設け
られ、この仕切壁１２のほぼ中央部に横方向に延びる矩
形の弁口９が設けられ、この弁口９を囲む弁座８の弁座
面に吸引用電磁装置６の磁極片１５を設けて弁外匣１１
のほぼ中心面上に位置させ、磁極片１５に密着して弁口
９を閉止し得る強磁性材料製の遮断板７に非磁性材の弁
棒１７を連結し、弁外匣１１の上端に設けた孔１８を経
て弁棒１７をほぼ垂直に上方に延長し、弁外匣上端に気
落に固定されて弁外匣内部の真空を外気から遮蔽してい
る金属ベローズＪ９に弁棒１７を貫通して金属ベローズ
上端板２０に固定し、これにより遮断板７を弁口９より
僅か上方の弁開１放位置で、かつ磁極片１５から僅かな
間隔で平行に離間した垂直面内に弁棒１７および金属ベ
ローズ１９によって懸吊支持する。

金属ベローズ１９の上方位置で並進移動用電磁装置５の
電磁コイル２１を設け、この可動鉄心２に弁棒１７の延
長端を連結して電磁装置５の励磁に際して金属ベローズ
１９のばね力に抗して弁棒１７、したがって、遮断板７
を弁口閉止位置まで押し下げ得るよう構成する。２３は
弁外匣１１の接続用フランジを示す。

上述の構成になる通路遮断弁装置４の作動を第６図につ
き説明する。なお図示の電磁コイルにおいて斜線を入れ
たものは励磁状態を、空白のものは消磁状態を示す。

第６ａ図は真空通路１内の真空が正常に維持されている
状態を示し、遮断板７は金属ベローズ１９によって弁口
９より上方位置に支持され、弁口９は開放されている。

今、第１図に示す真空通路１内の真空度が所定値より低
下した際、圧力検知部２からの検出値と設定値との比較
によって制御装置３から並進移動用電磁装置５の下降用
電磁コイル２１に電流が流れ、これにより可動鉄心２２
は弁棒１７を金属ベローズ１９のばね力に抗して押し下
げ、遮断板７を第６ｂ図に示すように弁口閉止位置に対
応する萬さにまで下降させる。

かように遮断板７が下降し終ると同時に、吸引用電磁装
置６に制御装置８から電流が流れ、遮断板７は電磁石板
１５に吸着され、これにより第６Ｃ図に示すように弁口
９を閉止する。

真空装置の故障箇所が修理されて真空通路１内の真空度
が所定値に戻る際、圧力検知部２からの検出信号に基づ
き制御装置３は吸引用電磁装置６への通電を停止し、こ
れにより遮断板７は金属ベローズ１９の復元力により第
６ａ図に示すように垂直位置に復帰され、次に、並進移
動用電磁装置５への通電を停止し、遮断板７を金属ベロ
ーズ１９の復元力により通常位置に上昇させ、第６ｅ図
に示すように弁口９を開放する。

上述した例では、金属ベローズ１９を用いて真空通路１
内の真空を外気から遮断するとともに並進移動用電磁装
置５および吸引用電磁装置６の作動に弁棒７が追従し得
るように可動的に弁棒７を支持して遮断板７を弁開放位
置に保持している。

金属ベローズ１９として溶接ベローズ形式のものを用い
ることにより、その特性として軸方向と傾斜方向には剛
性が低く、軸直角方向には剛性が大きい。したがって、
遮断板７および弁棒１７、電磁石２２の中心線を保持し
ながら上下に並進連動を行ない、電磁装置６による吸引
作用時に、ベローズ１９の上端板２０における弁棒１７
の支持点を支点として僅かに傾斜して遮断板７が弁座面
の磁極片１５の面に密着する。これがため、遮断板７と
弁座面との密着を完全にするため、磁極片１５の面を遮
断板７の傾斜に合わせて傾斜させるのが良い。

第４および５図は、本発明の他の実施例を示し、図面に
おいて前述したと同様部分には前述したと同じ符号を付
してその詳細な説明を省略する。

本例では、遮断板７の弁棒１７およびその上端に一体に
連結される可動鉄心２２を全て真空内に設ける。これが
ため、非磁性材料の上端閉止円筒室体２４Ｉを弁外匣１
１の上端に溶接その他の適当な方法で気密に固定して設
けて上端孔１８を経て上方に延びる鉄心移動空間２５を
設け、この空間２５内に可動鉄心２２および弁＋ｆｇ１
７を室体２４の内周壁との間に適当な間隙を残して上下
動し得るように挿入し、鉄心移動空間２５の下端に抜は
止め２６を設けて、停電時等において、弁閉止位置で、
可動鉄心２２を移動空間２５内に保持するようにしてい
る。

並進移動用電磁装置５に弁閉止のための下降用電磁コイ
ル２１と、弁開放のための上昇用電磁コイル２７とを設
け、これらの両コイル２１および２７を室体２４の外側
すなわち外気中に上下に並べて取付けている。

上述の構成になる通路遮断弁装置の作動を第７図につき
説明する。なお、前述したと同様に、図示の電磁コイル
において斜線を入れたものは励ｍ状態を、空白のものは
消磁状態を示す。

第７ａ図は、真空通路１内の真空が正常に維持されてい
る状態を示し、かかる真空装置の正常運転状態において
は、並進移動用電磁装置５の上昇用電磁コイル２７が通
電されていて可動鉄心２２を空間２５内にグ１上げて遮
断板７を上昇位置とし、弁口９を開放している。

第一７ｂ図は、真空通路１内の真空度が所定値より低下
して制御装置３がらの閉止指令信号によって上界用電磁
コイル２７が消磁されると同時に下降用電磁コイル２１
が励磁され、これにより可動鉄心２２が空間２５内で引
下げられ、遮断板７が弁口閉止位置に対応する高さにま
で下降した状態を示す。

かようにして、遮断板７が下降し終ると同時に（吸引用
電磁装Ｍ６に制御装置３がら゛電流が流れ、遮断板７は
電磁石板１５に吸着され、これにより第７Ｃ図に示すよ
うに弁口９を閉止する。この際、本例では、前述した例
とは異なり、遮断板７弁棒１７および可動鉄心２２は一
体に弄座面に向けて平行移動する。

第７ｄおよび７０図は遮断板７が弁閉止位置から弁開放
位置に復帰する際の順次作動を示し、先づ、吸引用電磁
装置６が消磁された後、並進移動用電磁装置５の下降用
電磁コイル２１が消磁されると同時に上昇用型出コイル
２７が励磁され、これにより遮断板７は弁座から離間さ
れた後、弁開放位置に引き上げられて第７ｅ図に示す状
態に保持される。

第８図は第６および７図の（ａ）〜（ｅ）の各作動状態
での封止コンダクタンスを示す。

本発明によれば以下に列記す４効果を得ることができる
。

（１）真空雰囲気内に摺動部分をもたないため、摺動表
面の摩耗により生ずる＠絹粉末による真空Ｊ雰囲気の汚
染の問題をなくすことができるばかりでなく、遮断板表
面の摩耗による封止効果の低下を防止し、摺動抵抗によ
って動作特性が不安定になるという問題をなくすことが
できる。

（２）　吸着作用により遮断板が弁座にほぼ完全に密着
するので封止効果が格段と向上する。

（３）　ケｆ外し機構を持たず、電磁装置から直接に遮
断板を動作させるから、現象発生から動作完了までの時
間をさらに短縮できる。

（４）駆動力となるソレノイドと可動鉄心の動作特性は
、ソレノイドの中心点を越すと反転してブレーキ力とな
るため、動作終期の速度を抑制し、摺動部のないことと
相まって機器各部に与える衝撃がほとんどない。従って
、耐久性を著しく向上することができる。

（５）構成が簡単であるなめ、装置全体を小形化できる
。さらに可動部の重量が大幅に軽減できるので、動作時
間の短縮に有利である。

（６）装置全体として摩耗部分がないため、長期間の使
用中に摩耗によって動作特性が変化するおそれがなく、
耐久性および信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は真空装置の真空保護システムの概略線図＼ 第２図は本発明による通路遮断弁装置の正面図４第３図
は第２図に示す通路遮断弁装置Ｃの縦断面図、 第４図は本発明による通路遮断弁装置の他の実施料を示
す正面図、 第５図は第４図に示す通路遮断弁装置の縦断面図、 第６図は第２および３図に示を通路遮断弁装置の作用説
明図、 第７図は第４および５図に示す通路遮断弁装置の作用説
明図、 第８図は本発明による装置の封止コンダクタンスを示す
線図である。 １０１．真空管路または通路２・・・圧力検知部８・・
・１ｌｉｌｌ　１ｆｆｌｌ装置Ｒ４・・・通路遮断弁装
置５・・・並進移動用電磁装置６・・・吸引用電磁装置
７・・・遮断板　８０１．弁座 ９・・・弁口　１１・・・弁外匣 １２・・・仕切壁　１５・・・磁極片 １７・・・弁棒　１９・・・金属ベローズ２１・・・下
降用電磁コイル　２２・１．可動鉄心２５・・・鉄心移
動空間　２７・・・上昇用電磁コイル。 特許出願人　大江工研株式会社 第２図 第３図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｌ　高真空装置内に設けられた弁座に着座して弁口を閉
   止する遮断板を具える遮断弁装置において、遮断板を弁
   座から前方に僅かに離間した平面内で弁開放位置に保持
   する装置と、遮断板に一体に連結した可動鉄心を有して
   励磁時に遮断板を前記弁座に対応する弁閉止位置まで前
   記弁開放位置から前記平面内に並進移動させるよう設け
   られた並進移動用電磁装置と、前記弁閉止位置にある遮
   断板を弁座に向けて吸引して着座させるよう設けられた
   吸引用電磁装置と、前記並進移動用電磁装置および吸引
   用電磁装置ｇ？を所定のタイムラグをもって動作させる
   よう制餌１する制御装置とを具えることを特徴とする高
   真空装置用遮断弁装置。