JP2004324793A - 小流量排気弁付開閉弁 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構造でスロー排気と急速排気を行うことができ、スロー排気時の排気流量を微小流量から調整することができる小流量排気弁付開閉弁を提供すること。
【解決手段】シリンダ21に収納されるピストン22を摺動させることにより、チャンバポート33とポンプポート34とを連通する大オリフィス35の開閉を行う第1の弁と、第1の弁に設けられた小オリフィス43の開閉を行う第2の弁とを相対的に駆動させる小流量排気弁付開閉弁1に、ピストン22の摺動量を調整することにより、第2の弁が小オリフィス43を開口する際の駆動量を調整する微小調整機構50を設ける。
【選択図】 図1
【解決手段】シリンダ21に収納されるピストン22を摺動させることにより、チャンバポート33とポンプポート34とを連通する大オリフィス35の開閉を行う第1の弁と、第1の弁に設けられた小オリフィス43の開閉を行う第2の弁とを相対的に駆動させる小流量排気弁付開閉弁1に、ピストン22の摺動量を調整することにより、第2の弁が小オリフィス43を開口する際の駆動量を調整する微小調整機構50を設ける。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空処理装置の排気系における排気ポンプと真空処理槽との間に配置する開閉弁に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体製造工程においては、酸化・拡散装置、気相成膜装置のように、処理槽の真空排気を要する装置がある。かかる真空使用装置においては、真空排気に要する時間が1回の処理に要する時間を大きく左右し全体の生産性にも影響する。従って、これらの真空使用装置においては、真空排気時間の短縮のために処理槽の容積を可能な限り小さくしたり、排気速度の大きな排気ポンプを採用する等の工夫がなされている。
【0003】
しかし、ここで排気ポンプの排気速度を大きくすることを選択した場合、真空排気時間の短縮化の面では有効であるものパーティクルの巻き上げを引き起こすといった問題があった。すなわち、パーティクルは、クリーンルームの環境下においてもなお発生し、真空処理槽やその配管内のように清掃しにくい部位の底部などに堆積する。そこで、排気ポンプによって大気圧状態から速い排気速度で急激に排気が開始されると、排気に伴う風圧により堆積していたパーティクルが巻き上げられ、それがウエハに付着することがある。特に、半導体製造工程中には、微細回路加工工程があるため、このようなウエハ上へのパーティクルの付着は、全工程を通じて防ぐ必要がある。
【0004】
そのため、処理槽を大気圧から真空排気する際、排気開始後しばらくの間は、速い排気を避ける必要がある。そして、処理槽の圧力がある程度低下すると、パーティクルの巻き上げ等の不具合が起こらなくなるので、その後は、排気速度を制限する理由はなくなり、前述した排気時間短縮の観点からなるべく速い排気速度での排気が望まれる。すなわち、スロー排気及び急速排気の2段階制御が必要とされる。そのため、従来より、スロー排気及び急速排気の2段階排気を可能とする小流量排気弁付開閉弁が種々提案されている。
【0005】
図4は、第1従来例の小流量排気弁付開閉弁100の断面図である。
小流量排気弁付開閉弁100は、ピストン102をシリンダ101内で摺動させることにより第1弁体113と第2弁体115の作動を制御し、大オリフィス111と小オリフィス114との連通を切り換えて排気速度を調整するものである。
【0006】
シリンダ101には、ピストン102が摺動可能に嵌装され、シリンダ101を第1圧力室103と第2圧力室104に気密に区画している。第1圧力室103と第2圧力室104には、第1,第2呼吸孔105,106が開設され、エアを供給又は排気するようになっている。シリンダ101には、弁本体107が固設され、ピストン102に垂設されたピストンロッド108がシリンダ101から弁本体107へと貫き通されている。弁本体107には、入力ポート110と出力ポート109とを連通する大オリフィス111が形成され、大オリフィス111の周りに弁座112が設けられている。弁座112に当接又は離間する第1弁体113は、ピストンロッド108が摺動可能に挿通され、小オリフィス114が形成されている。小オリフィス114は、ピストンロッド108の下端部に固設される第2弁体115により開閉され、入力ポート110と出力ポート109との連通状態を切り換えられる。第1弁体113は、復帰バネ116により図中下向きに付勢される一方、第2弁体115は、復帰バネ117で図中上向きに付勢されており、大オリフィス111と小オリフィス114が同時に閉口されるようになっている。
【0007】
そこで、小流量排気弁付開閉弁100は、第1呼吸孔105にエアを供給して第1圧力室103を加圧すると、ピストンロッド108は、復帰バネ117に抗して第1弁体113内を下向きに移動し、第2弁体115を第1弁体113から離間させる。このとき、第1弁体113は、復帰バネ116の付勢力で弁座112に当接して大オリフィス111を閉口している。よって、処理槽の排気空気が小オリフィス114から小流量で排出され、スロー排気が行われる。そして、処理槽がパーティクルを巻き上げない程度の圧力に達したら、第1圧力室103の加圧を停止した後、第2呼吸孔106に操作エアを供給して第2圧力室104を加圧する。ピストンロッド108は、復帰バネ117の弾発力で上昇し、第2弁体115を第1弁体113に当接させ、さらに、第2弁体115を介して第1弁体113を復帰バネ116に抗して持ち上げる。よって、処理槽の排気空気が大オリフィス111から大流量で排出され、急速排気が行われる(例えば、特許文献1参照。)。
【0008】
図5は、第2従来例の小流量排気弁付開閉弁200の断面図である。
小流量排気弁付開閉弁200は、第1ボディ部材201と第2ボディ部材202とから構成され、第1ボディ部材201内には、主弁機構203及び副弁機構204とが、第2ボディ部材202内には、主弁体駆動部材205及び副弁体駆動部材206とが設けられている。主弁機構203は、ポート211,212を結ぶ流路を開閉するものであり、主弁座213に対する主弁体214が主軸215を介して主弁体駆動部材205と連結されている。そして、主弁体214は、ベローズ216に内包された復帰バネ217によって主弁座213方向(下方)に付勢され、主弁体駆動部材205下方の主圧力作用室231に圧力流体が供給されることによって開放するようになっている。
【0009】
一方、副弁機構204は、主弁体214に形成された流路218の副弁座219を開閉する副弁体220が、副軸221によって副弁体駆動部材206に連結されている。副弁座219と副弁体220とは、ニードル弁構造をなす。そして、主軸215内に設けられた復帰バネ222によって副弁座219方向(下方)に付勢され、副弁体駆動部材206下方の副圧力作用室232に圧力流体が供給されると、副弁体駆動部材206が調整ネジ233に当接するまで上昇し、それによって副弁体220が副弁座219を開放するようになっている。調整ネジ233は、ダイヤル234を回転させることにより主弁体駆動部材205内を上下方向に螺進し、副弁体駆動部材206の移動量を調整するようになっている。
【0010】
そこで、小流量排気弁付開閉弁200は、先ず、副圧力作用室232内に圧力流体が供給されると、副弁体駆動部材206が調整ネジ233に当接する位置まで上昇し、副弁座219が開放される。そのため、処理槽に接続するポート211から排気空気が制限的にポンプポート212へと徐々に流れ、処理槽は、スロー排気される。ここで、スロー排気時の排気流量は、調整ネジ233で副弁体駆動部材206の移動量を調節すれば、副弁体220が副弁座219から離間する量を調節して任意に設定されるため、スロー排気に要する時間を変更することができる。次いで、処理槽内の圧力が十分に低下し、パーティクルを巻き上げない程度の圧力に達したところで弁本体214が引き上げられ、急速で排気される(例えば、特許文献2参照。)。
【0011】
【特許文献1】
特許3033947号公報(第3〜5頁、第1図。)
【特許文献2】
特開平9−137879号公報(第3〜5頁、第1図。)
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の小流量排気弁付開閉弁100,200には、以下の問題があった。
(1)第1従来例の小流量排気弁付開閉弁100は、スロー排気時に、小オリフィス114から排気空気を排気するため、流量調整することができなかった。スロー排気は、処理槽におけるパーティクルの巻き上げを回避する上で極めて重要であり、真空対象の変更や処理槽の大きさなどに応じてスロー排気時の排気流量を調整したい場合もありうる。そのため、流量調整を全くできない小流量排気弁付開閉弁100は、使用又は用途が制限されるという問題があった。
【0013】
(2)第2従来例の小流量排気弁付開閉弁200は、調整ネジ233によりスロー排気時の流量調整を行うことができるものの、主弁体214と副弁体220とを同一方向に移動させ、スロー排気と急速排気とを行うため、主弁機構203や副弁機構204の構造などが複雑であった。
【0014】
そこで、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、簡単な構造でスロー排気と急速排気を行うことができ、スロー排気時の排気流量を微小流量から調整することができる小流量排気弁付開閉弁を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る小流量排気弁付開閉弁は、次のような構成を有している。
(1)シリンダに収納されるピストンを摺動させることにより、入力ポートと出力ポートとを連通する大オリフィスの開閉を行う第1の弁と、第1の弁に設けられた小オリフィスの開閉を行う第2の弁とを相対的に駆動させる小流量排気弁付開閉弁において、ピストンの摺動量を調整することにより、第2の弁が小オリフィスを開口する際の駆動量を調整する微小調整機構を有すること、を特徴とする。
【0016】
上記構成を有する発明では、ピストンを所定方向に移動させると、第2の弁が小オリフィスを開口する一方、第1の弁が大オリフィスを閉口する。排気流体は小オリフィスから小流量で排気され、スロー排気が行われる。ここで、第2の弁は、ピストンの摺動量に応じて駆動するので、微小調整機構でピストンの摺動量を調整すれば、第2の弁が小オリフィスを開口する際の駆動量を同時に調整することが可能である。小オリフィスを流れる排気流量は、第2の弁の駆動量に比例するので、微小調整機構でピストンの摺動量を微小調整すれば、小オリフィスを流れる排気流量を微小流量から調整することが可能である。このため、スロー排気時の流量調整幅が広く確保される。その後、ピストンを所定方向と反対方向に移動させると、第1の弁が大オリフィスを開口する一方、第2の弁が小オリフィスを閉口する。排気流体は、大オリフィスから大流量で排気され、急速排気が行われる。
従って、本発明によれば、簡単な構造でスロー排気と急速排気を行うことができ、スロー排気時の排気流量を微小流量から調整することができる。
【0017】
(2)(1)に記載の発明において、ピストンは、シリンダを第1圧力室と第2圧力室とに区画し、第2圧力室から第1の弁、第2の弁へと貫き通されるピストンロッドを固設されていること、第1の弁は、大オリフィスの周りに設けられた弁座と、弁座に当接又は離間する第1弁体とを有し、第1弁体がピストンロッドを摺動可能に貫き通されてピストンと反対方向に付勢されていること、第2の弁は、第1弁体に形成された小オリフィスを第1弁体に当接又は離間することにより開閉する第2弁体を有し、第2弁体がピストンロッドに固設されてピストン方向に付勢されていること、を特徴とする。
【0018】
上記構成を有する発明では、第1圧力室と第2圧力室を加圧しないときには、第1弁体が弁座に当接して大オリフィスを閉口し、また、第2弁体が第1弁体に当接して、小オリフィスを閉口している。そこで、第1圧力室を加圧すると、ピストンが加圧方向に移動(下降)し、ピストンロッドを介して第2弁体を付勢力に抗して第1弁体から離間させる。これにより小オリフィスが開口する。このとき、第1の弁では、第1弁体が付勢されて弁座に当接し、大オリフィスを閉口している。よって、排気流体が小オリフィスを小流量で流れ、スロー排気が行われる。
【0019】
次いで、第1圧力室の加圧を停止すると、第2弁体が付勢されて第1弁体に当接し、ピストンロッドを介してピストンを摺動させる。そして、第2圧力室を加圧すると、ピストンが加圧方向に移動(上昇)し、ピストンロッド及び第2弁体を介して第1弁体を付勢力に抗して弁座から持ち上げ、大オリフィスを開口する。よって、排気流体が大オリフィスを大流量で流れ、急速排気が行われる。
【0020】
従って、本実施の形態によれば、ピストンの加圧方向を変えて、スロー排気と急速排気とを切り換えるので、構造を簡素化して省スペース化を図ることができる。
【0021】
(3)(1)又は(2)に記載の発明において、微小調整機構は、ピストンに固設され、シリンダに摺動可能に貫き通される摺動軸と、摺動軸のシリンダから突出する部分に位置調節可能に取り付けられるストッパ部材と、を有すること、を特徴とする。
すなわち、ピストンは、位置調節されたストッパ部材をシリンダに係止させるまで移動(下降)し、第2の弁を駆動させて小オリフィスを開口するので、ストッパ部材の位置によってスロー排気時の動作状態を外部から確認することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る小流量排気弁付開閉弁の実施の形態について図面を参照して説明する。図1〜図3は、小流量排気弁付開閉弁1の断面図である。
小流量排気弁付開閉弁1は、半導体製造装置の処理槽と真空ポンプとに接続し、処理槽の排気空気をスロー排気及び急速排気するために用いられるものであり、シリンダ部2弁部3とから構成されている。シリンダ部2は、一般的なピストンシリンダであり、シリンダ21内を1つのピストン22が摺動可能に嵌装され、第1圧力室23と第2圧力室24とを気密に区画している。シリンダ21には、第1呼吸孔25と第2呼吸孔26とが第1圧力室23と第2圧力室24にそれぞれ連通するよう開設され、第1圧力室23と第2圧力室24に操作流体であるエアを供給又は排出するようになっている。
【0023】
弁部3は、弁本体31が接続部32を介してシリンダ21に一体に固設されている。弁本体31には、処理槽に接続するチャンバポート(「入力ポート」に相当するもの。)33と、真空ポンプに接続するポンプポート(「出力ポート」に相当するもの。)34とが形成され、チャンバポート33とポンプポート34とを連通させる大オリフィス35が設けられている。大オリフィス35の周りには、大オリフィス35を通過する排気空気の流量調整を行うために弁座36が形成されている。弁本体31には、弁座36に対して当接又は離間する第1弁体37が内設され、第1弁体37の弁座36に当接する面に弁ゴム38が円周状に嵌合されてシール性を確保している。尚、弁座36、第1弁体37などにより「第1の弁」が構成されている。
【0024】
一方、ピストン22の中心部には、ピストンロッド27が垂設され、シリンダ21から弁本体31へと貫き通されている。ピストンロッド27は、下端部に向かって段差部28,29が形成され、下端部が上端部より細くなっている。ピストンロッド27は、復帰バネ39,40が接続部32とピストンロッド27の段差部28にそれぞれ突き当たるように取り付けられ、復帰バネ39,40を圧縮するように下端部から第1弁体37が摺動可能に挿通されている。さらに、ピストンロッド27の下端部は、第2弁体41に貫き通され、第2弁体41に固定されている。尚、第1弁体37と、第2弁体41などにより「第2の弁」が構成されている。
【0025】
ここで、復帰バネ39は、復帰バネ40より付勢力の大きいものを使用している。そのため、第1弁体37は、復帰バネ39により常に下向きの力が作用し、第2弁体41は、復帰バネ40により常に上向きの力が作用しており、第1弁体37がピストン22から独立して作動するよう構成されている。こうした接続部32と第1弁体37には、ベローズ42が復帰バネ39,40を覆うように固着し、復帰バネ39,40の弾性変形などにともなって発生するパーティクルが排気流路に排出されることを防止している。
【0026】
第1弁体37には、大オリフィス35閉鎖時にチャンバポート33とポンプポート34とを接続する小オリフィス43が形成され、ピストンロッド27の下端部に設けられた第2弁体41で開閉されるようになっている。第2弁体41は、有底円筒形状をなし、第1弁体37と接触する当接面に弁ゴム44が円周状に装着されてシール性を確保している。第1弁体37と第2弁体41には、ピストンロッド27を覆うようにベローズ45が固着され、ピストンロッド27の摺動に伴って発生するパーティクルなどが排気流路に排出されることを防止している。
【0027】
ここで、第2弁体41とピストン22とは、ピストンロッド27を介して一体的に連結しており、第1圧力室23を加圧したときにおけるピストン22の摺動量は、第2弁体41との駆動量と一致する。ピストン22及び第2弁体41は、第1圧力室23を加圧されたときに、第2弁体41が第1弁体37に当接する位置からピストンロッド27の段差部29が第1弁体37に当接する位置までの範囲A内で移動可能である。そこで、小流量排気弁付開閉弁1には、ピストン22の摺動量を範囲A内で調整することにより、第2弁体41が第1弁体37から離間する駆動量を調整する微小調整機構50が設けられている。
【0028】
微小調整機構50は、摺動軸51、ストッパ52、調整ネジ53とから構成される。摺動軸51は、ピストン22に対してピストンロッド27と反対向きに垂設され、シリンダ21から外部に向かって摺動可能に貫き通されている。摺動軸51がシリンダ21から突出する部分には、断面コの字形のストッパ52が螺設され、摺動軸51の摺動に従ってシリンダ21に当接又は離間するようになっている。ストッパ52は、摺動軸51に螺合する調整ネジ53により位置調整され、ストッパ52と調整ネジ53とで「ストッパ部材」が構成されている。
【0029】
このような、小流量排気弁付開閉弁1は、第1呼吸孔25と第2呼吸孔26にエアを供給して第1圧力室23と第2圧力室24を加圧しないときには、図1に示すように、第1弁体37が、復帰バネ39により下向きに付勢されて弁座36に当接し、大オリフィス35を閉口し、また、第2弁体41が、復帰バネ40により上向きに付勢されて第1弁体37に当接し、小オリフィス43を閉口している。よって、処理槽は、排気空気が排気されず、大気圧状態になっている。
【0030】
そこで、大気圧状態から排気を開始する場合には、パーティクルの巻き上げを防止するために、先ず、スロー排気を行う。第1呼吸孔25から第1圧力室23にエアを供給して第1圧力室23を加圧すると、図2に示すように、ピストン22が、復帰バネ40の付勢力に抗して下降し、ピストンロッド27を介して第2弁体41を押し下げる。これにより、第2弁体41が、第1弁体37から離間して、小オリフィス43を開口する。このとき、第1弁体37は、復帰バネ39に付勢されて弁座36に当接し、大オリフィス35を閉口している。従って、処理槽の排気空気が、小オリフィス43を小流量で流れ、スロー排気が行われる。
【0031】
ここで、ピストン22は、微小調整機構50で設定された量だけ、すなわち、ストッパ52がシリンダ21に係止されるまで下降し、第2弁体41を第1弁体37から離間させる。第2弁体41は、ピストンロッド27を介してピストン22と一体的に連結され、ピストン22の下降量に応じて第1弁体37から離間する。そのため、微小調整機構50で第1圧力室23を加圧したときにおけるピストン22の摺動量を微小調整すれば、第2弁体41が第1弁体37から離間して小オリフィス43を開口する際の駆動量を同時に調整することが可能である。小オリフィス43を流れる排気流量は、第2弁体41が第1弁体37から離間する駆動量に比例するので、微小調整機構50でピストンの摺動量を微小調整すれば、小オリフィス43を流れる排気流量を微小流量から調整することが可能である。このため、スロー排気時の流量調整幅が広く確保される。
【0032】
このようにしてスロー排気を行い、処理槽がパーティクルを巻き上げない程度の圧力まで達したら、急速排気を行う。すなわち、先ず、第1呼吸孔25へのエアの供給を停止する。ピストン22は、図1に示すように、ピストンロッド27を介して復帰バネ40の付勢力で押し上げられ、第2弁体41を第1弁体37に当接させる。これにより、小オリフィス43が閉口される。次いで、第2呼吸孔26から第2圧力室24にエアを供給して第2圧力室24を加圧すると、図3に示すように、ピストン22が上昇して、ピストンロッド27、第2弁体41を介して第1弁体37を復帰バネ39に抗して弁座36から持ち上げ、大オリフィス35を開口する。このとき、微小調整機構50は、摺動軸51がシリンダ21を摺動するので、急速排気の機能を阻害しない。従って、処理槽は、排気空気が大オリフィス35を大流量で流れ、急速排気が行われる。
【0033】
その後、排気を終了する場合には、第2呼吸孔26へのエアの供給を停止すれば、図1に示すように、ピストン22が、復帰バネ39,40がバランスする位置まで下降し、大オリフィス35と小オリフィス43とが閉口される。
【0034】
従って、本実施の形態の小流量排気弁付開閉弁1によれば、シリンダ21に収納されるピストン22を摺動させることにより、チャンバポート33とポンプポート34とを連通する大オリフィス35の開閉を行う第1の弁と、第1の弁に設けられた小オリフィス43の開閉を行う第2の弁とを相対的に駆動させるものであって、ピストン22の摺動量を調整することにより、第2の弁が小オリフィス43を開口する際の駆動量を調整する微小調整機構50を有しているので、簡単な構造でスロー排気と急速排気を行うことができ、スロー排気時の排気流量を微小流量から調整することができる。
【0035】
また、本実施の形態の小流量排気弁付開閉弁1によれば、ピストン22は、シリンダ21を第1圧力室23と第2圧力室24とに区画し、第2圧力室23から第1の弁、第2の弁へと貫き通されるピストンロッド27を固設され、また、第1の弁は、大オリフィス35の周りに設けられた弁座36と、弁座36に当接又は離間する第1弁体37とを有し、第1弁体37がピストンロッド27を摺動可能に貫き通されてピストン22と反対方向に付勢され、さらに、第2の弁は、第1弁体37に形成された小オリフィス43を第1弁体41に当接又は離間することにより開閉する第2弁体41を有し、第2弁体41がピストンロッド27に固設されてピストン22方向に付勢されており、ピストン22の加圧方向を変えて、スロー排気と急速排気とを切り換えるので、構造を簡素化して省スペース化を図ることができる。
【0036】
また、本実施の形態の小流量排気弁付開閉弁1によれば、微小調整機構50は、ピストン22に固設され、シリンダ21に摺動可能に貫き通される摺動軸51と、摺動軸のシリンダ21から突出する部分に位置調節可能に取り付けられるストッパ52及び調整ネジ53と、を有しており、ピストン22は、位置調節されたストッパ52をシリンダ21に係止させるまで移動(下降)し、第2弁体41を第1弁体37から離間させて小オリフィス43を開口するので、ストッパ52の位置によってスロー排気時の動作状態を外部から確認することができる。
【0037】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。
【0038】
(1)例えば、上記実施の形態では、第1,第2圧力室23,24を加圧する操作流体としてエア圧を利用したが、油圧を利用してもよい。
【0039】
(2)例えば、上記実施の形態では、ストッパ52と調整ネジ53とで「ストッパ部材」を構成したが、調整機能を備えるストッパ1つで「ストッパ部材」を構成してもよい。
【0040】
(3)例えば、上記実施の形態の小流量排気弁付開閉弁1に開閉状態を検出する検出部材を設け、小流量排気弁付開閉弁1の動作信号を制御装置などに送信するようにしてもよい。具体的には、例えば、ストッパ52がシリンダ21に当接する位置にスイッチを設け、ストッパ52が下降してシリンダ21に当接するときにスイッチをオンし、ストッパ52が上昇してシリンダ21から離間したときにスイッチをOFFするようにしてもよい。このようにスイッチが簡単に設けられるのは、微小調整機構50をシリンダ21の外部に設けたからであり、かかるスイッチがオンされたときに、第1圧力室23の圧力を維持するように圧力制御すれば、第1圧力室23を過剰に加圧することを防止できる。
【0041】
(4)上記実施の形態の小オリフィス43にオリフィス部材を着脱可能に設け、オリフィス部材と微小調整機構50とでスロー排気時の流量調整を行うようにしてもよい。この場合、スロー排気時の流量調整幅をさらに広げることができる。
【0042】
(5)上記実施の形態の小流量排気弁付開閉弁1では、第1弁体37に第2弁体41の上端面を面接触させ、第1弁体37と第2弁体41との間の隙間の量を調整することにより、流量調整を行うようにした。それに対して、第1弁体37と第2弁体41の接触面にニードル弁構造を設けてもよい。すなわち、例えば、第1弁体37の下端面に小オリフィス43に連通する凹部を形成して、その凹部の内壁に沿って挿入される環状の突起を第2弁体41の上端面に突設し、さらに、第2弁体41に設けた突起の外周面に第1弁体37側(上方)に向かって小径となるテーパを形成してもよい。かかる構造によれば、第2弁体41が第1弁体37に対して上下動したときに、第1弁体41と第2弁体37の隙間で排気流体を流量調整した後、さらに、第2弁体41に突設した突起のテーパ面と第1弁体37の凹部内壁との間に形成される隙間の面積に応じて排気流体を流量調整して小オリフィス43に供給するので、上記実施の形態の小流量排気付開閉弁1と比較して、調整ネジ53の回転数に対する流量変動を小さくすることができ、スロー排気時の排気流量をより微小流量から調整することができる。
【0043】
(6)上記実施の形態では、チャンバポート33を処理槽に接続し、ポンプポート34を真空ポンプに接続した。それに対して、処理槽、真空ポートは、チャンバポート33、ポンプポート34の何れに接続してもよく、ポンプポート34を処理槽に接続し、チャンバポート33を真空ポンプに接続してもよい。
【0044】
(7)上記実施の形態では、弁ゴム44を第2弁体41に設けた。それに対して、弁ゴム44を第1弁体37の第2弁体41に接触する部分に装着してもよい。
【0045】
【発明の効果】
本発明の小流量排気弁付開閉弁によれば、シリンダに収納されるピストンを摺動させることにより、入力ポートと出力ポートとを連通する大オリフィスの開閉を行う第1の弁と、第1の弁に設けられた小オリフィスの開閉を行う第2の弁とを相対的に駆動させるものであって、ピストンの摺動量を調整することにより、第2の弁が小オリフィスを開口する際の駆動量を調整する微小調整機構を有しているので、簡単な構造でスロー排気と急速排気を行うことができ、スロー排気時の排気流量を微小流量から調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係り、全閉時における小流量排気弁付開閉弁の断面図である。
【図2】同じく、スロー排気時における小流量排気弁付開閉弁の断面図である。
【図3】同じく、急速排気時における小流量排気弁付開閉弁の断面図である。
【図4】第1従来例の小流量排気弁付開閉弁の断面図である。
【図5】第2従来例の小流量排気弁付開閉弁の断面図である。
【符号の説明】
1 小流量排気弁付開閉弁
21 シリンダ
22 ピストン
23 第1圧力室
24 第2圧力室
33 チャンバポート
34 ポンプポート
35 大オリフィス
36 弁座
37 第1弁体
41 第2弁体
43 小オリフィス
50 微小調整機構
51 摺動軸
52 ストッパ
53 調整ネジ
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空処理装置の排気系における排気ポンプと真空処理槽との間に配置する開閉弁に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体製造工程においては、酸化・拡散装置、気相成膜装置のように、処理槽の真空排気を要する装置がある。かかる真空使用装置においては、真空排気に要する時間が1回の処理に要する時間を大きく左右し全体の生産性にも影響する。従って、これらの真空使用装置においては、真空排気時間の短縮のために処理槽の容積を可能な限り小さくしたり、排気速度の大きな排気ポンプを採用する等の工夫がなされている。
【0003】
しかし、ここで排気ポンプの排気速度を大きくすることを選択した場合、真空排気時間の短縮化の面では有効であるものパーティクルの巻き上げを引き起こすといった問題があった。すなわち、パーティクルは、クリーンルームの環境下においてもなお発生し、真空処理槽やその配管内のように清掃しにくい部位の底部などに堆積する。そこで、排気ポンプによって大気圧状態から速い排気速度で急激に排気が開始されると、排気に伴う風圧により堆積していたパーティクルが巻き上げられ、それがウエハに付着することがある。特に、半導体製造工程中には、微細回路加工工程があるため、このようなウエハ上へのパーティクルの付着は、全工程を通じて防ぐ必要がある。
【0004】
そのため、処理槽を大気圧から真空排気する際、排気開始後しばらくの間は、速い排気を避ける必要がある。そして、処理槽の圧力がある程度低下すると、パーティクルの巻き上げ等の不具合が起こらなくなるので、その後は、排気速度を制限する理由はなくなり、前述した排気時間短縮の観点からなるべく速い排気速度での排気が望まれる。すなわち、スロー排気及び急速排気の2段階制御が必要とされる。そのため、従来より、スロー排気及び急速排気の2段階排気を可能とする小流量排気弁付開閉弁が種々提案されている。
【0005】
図4は、第1従来例の小流量排気弁付開閉弁100の断面図である。
小流量排気弁付開閉弁100は、ピストン102をシリンダ101内で摺動させることにより第1弁体113と第2弁体115の作動を制御し、大オリフィス111と小オリフィス114との連通を切り換えて排気速度を調整するものである。
【0006】
シリンダ101には、ピストン102が摺動可能に嵌装され、シリンダ101を第1圧力室103と第2圧力室104に気密に区画している。第1圧力室103と第2圧力室104には、第1,第2呼吸孔105,106が開設され、エアを供給又は排気するようになっている。シリンダ101には、弁本体107が固設され、ピストン102に垂設されたピストンロッド108がシリンダ101から弁本体107へと貫き通されている。弁本体107には、入力ポート110と出力ポート109とを連通する大オリフィス111が形成され、大オリフィス111の周りに弁座112が設けられている。弁座112に当接又は離間する第1弁体113は、ピストンロッド108が摺動可能に挿通され、小オリフィス114が形成されている。小オリフィス114は、ピストンロッド108の下端部に固設される第2弁体115により開閉され、入力ポート110と出力ポート109との連通状態を切り換えられる。第1弁体113は、復帰バネ116により図中下向きに付勢される一方、第2弁体115は、復帰バネ117で図中上向きに付勢されており、大オリフィス111と小オリフィス114が同時に閉口されるようになっている。
【0007】
そこで、小流量排気弁付開閉弁100は、第1呼吸孔105にエアを供給して第1圧力室103を加圧すると、ピストンロッド108は、復帰バネ117に抗して第1弁体113内を下向きに移動し、第2弁体115を第1弁体113から離間させる。このとき、第1弁体113は、復帰バネ116の付勢力で弁座112に当接して大オリフィス111を閉口している。よって、処理槽の排気空気が小オリフィス114から小流量で排出され、スロー排気が行われる。そして、処理槽がパーティクルを巻き上げない程度の圧力に達したら、第1圧力室103の加圧を停止した後、第2呼吸孔106に操作エアを供給して第2圧力室104を加圧する。ピストンロッド108は、復帰バネ117の弾発力で上昇し、第2弁体115を第1弁体113に当接させ、さらに、第2弁体115を介して第1弁体113を復帰バネ116に抗して持ち上げる。よって、処理槽の排気空気が大オリフィス111から大流量で排出され、急速排気が行われる(例えば、特許文献1参照。)。
【0008】
図5は、第2従来例の小流量排気弁付開閉弁200の断面図である。
小流量排気弁付開閉弁200は、第1ボディ部材201と第2ボディ部材202とから構成され、第1ボディ部材201内には、主弁機構203及び副弁機構204とが、第2ボディ部材202内には、主弁体駆動部材205及び副弁体駆動部材206とが設けられている。主弁機構203は、ポート211,212を結ぶ流路を開閉するものであり、主弁座213に対する主弁体214が主軸215を介して主弁体駆動部材205と連結されている。そして、主弁体214は、ベローズ216に内包された復帰バネ217によって主弁座213方向(下方)に付勢され、主弁体駆動部材205下方の主圧力作用室231に圧力流体が供給されることによって開放するようになっている。
【0009】
一方、副弁機構204は、主弁体214に形成された流路218の副弁座219を開閉する副弁体220が、副軸221によって副弁体駆動部材206に連結されている。副弁座219と副弁体220とは、ニードル弁構造をなす。そして、主軸215内に設けられた復帰バネ222によって副弁座219方向(下方)に付勢され、副弁体駆動部材206下方の副圧力作用室232に圧力流体が供給されると、副弁体駆動部材206が調整ネジ233に当接するまで上昇し、それによって副弁体220が副弁座219を開放するようになっている。調整ネジ233は、ダイヤル234を回転させることにより主弁体駆動部材205内を上下方向に螺進し、副弁体駆動部材206の移動量を調整するようになっている。
【0010】
そこで、小流量排気弁付開閉弁200は、先ず、副圧力作用室232内に圧力流体が供給されると、副弁体駆動部材206が調整ネジ233に当接する位置まで上昇し、副弁座219が開放される。そのため、処理槽に接続するポート211から排気空気が制限的にポンプポート212へと徐々に流れ、処理槽は、スロー排気される。ここで、スロー排気時の排気流量は、調整ネジ233で副弁体駆動部材206の移動量を調節すれば、副弁体220が副弁座219から離間する量を調節して任意に設定されるため、スロー排気に要する時間を変更することができる。次いで、処理槽内の圧力が十分に低下し、パーティクルを巻き上げない程度の圧力に達したところで弁本体214が引き上げられ、急速で排気される(例えば、特許文献2参照。)。
【0011】
【特許文献1】
特許3033947号公報(第3〜5頁、第1図。)
【特許文献2】
特開平9−137879号公報(第3〜5頁、第1図。)
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の小流量排気弁付開閉弁100,200には、以下の問題があった。
(1)第1従来例の小流量排気弁付開閉弁100は、スロー排気時に、小オリフィス114から排気空気を排気するため、流量調整することができなかった。スロー排気は、処理槽におけるパーティクルの巻き上げを回避する上で極めて重要であり、真空対象の変更や処理槽の大きさなどに応じてスロー排気時の排気流量を調整したい場合もありうる。そのため、流量調整を全くできない小流量排気弁付開閉弁100は、使用又は用途が制限されるという問題があった。
【0013】
(2)第2従来例の小流量排気弁付開閉弁200は、調整ネジ233によりスロー排気時の流量調整を行うことができるものの、主弁体214と副弁体220とを同一方向に移動させ、スロー排気と急速排気とを行うため、主弁機構203や副弁機構204の構造などが複雑であった。
【0014】
そこで、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、簡単な構造でスロー排気と急速排気を行うことができ、スロー排気時の排気流量を微小流量から調整することができる小流量排気弁付開閉弁を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る小流量排気弁付開閉弁は、次のような構成を有している。
(1)シリンダに収納されるピストンを摺動させることにより、入力ポートと出力ポートとを連通する大オリフィスの開閉を行う第1の弁と、第1の弁に設けられた小オリフィスの開閉を行う第2の弁とを相対的に駆動させる小流量排気弁付開閉弁において、ピストンの摺動量を調整することにより、第2の弁が小オリフィスを開口する際の駆動量を調整する微小調整機構を有すること、を特徴とする。
【0016】
上記構成を有する発明では、ピストンを所定方向に移動させると、第2の弁が小オリフィスを開口する一方、第1の弁が大オリフィスを閉口する。排気流体は小オリフィスから小流量で排気され、スロー排気が行われる。ここで、第2の弁は、ピストンの摺動量に応じて駆動するので、微小調整機構でピストンの摺動量を調整すれば、第2の弁が小オリフィスを開口する際の駆動量を同時に調整することが可能である。小オリフィスを流れる排気流量は、第2の弁の駆動量に比例するので、微小調整機構でピストンの摺動量を微小調整すれば、小オリフィスを流れる排気流量を微小流量から調整することが可能である。このため、スロー排気時の流量調整幅が広く確保される。その後、ピストンを所定方向と反対方向に移動させると、第1の弁が大オリフィスを開口する一方、第2の弁が小オリフィスを閉口する。排気流体は、大オリフィスから大流量で排気され、急速排気が行われる。
従って、本発明によれば、簡単な構造でスロー排気と急速排気を行うことができ、スロー排気時の排気流量を微小流量から調整することができる。
【0017】
(2)(1)に記載の発明において、ピストンは、シリンダを第1圧力室と第2圧力室とに区画し、第2圧力室から第1の弁、第2の弁へと貫き通されるピストンロッドを固設されていること、第1の弁は、大オリフィスの周りに設けられた弁座と、弁座に当接又は離間する第1弁体とを有し、第1弁体がピストンロッドを摺動可能に貫き通されてピストンと反対方向に付勢されていること、第2の弁は、第1弁体に形成された小オリフィスを第1弁体に当接又は離間することにより開閉する第2弁体を有し、第2弁体がピストンロッドに固設されてピストン方向に付勢されていること、を特徴とする。
【0018】
上記構成を有する発明では、第1圧力室と第2圧力室を加圧しないときには、第1弁体が弁座に当接して大オリフィスを閉口し、また、第2弁体が第1弁体に当接して、小オリフィスを閉口している。そこで、第1圧力室を加圧すると、ピストンが加圧方向に移動(下降)し、ピストンロッドを介して第2弁体を付勢力に抗して第1弁体から離間させる。これにより小オリフィスが開口する。このとき、第1の弁では、第1弁体が付勢されて弁座に当接し、大オリフィスを閉口している。よって、排気流体が小オリフィスを小流量で流れ、スロー排気が行われる。
【0019】
次いで、第1圧力室の加圧を停止すると、第2弁体が付勢されて第1弁体に当接し、ピストンロッドを介してピストンを摺動させる。そして、第2圧力室を加圧すると、ピストンが加圧方向に移動(上昇)し、ピストンロッド及び第2弁体を介して第1弁体を付勢力に抗して弁座から持ち上げ、大オリフィスを開口する。よって、排気流体が大オリフィスを大流量で流れ、急速排気が行われる。
【0020】
従って、本実施の形態によれば、ピストンの加圧方向を変えて、スロー排気と急速排気とを切り換えるので、構造を簡素化して省スペース化を図ることができる。
【0021】
(3)(1)又は(2)に記載の発明において、微小調整機構は、ピストンに固設され、シリンダに摺動可能に貫き通される摺動軸と、摺動軸のシリンダから突出する部分に位置調節可能に取り付けられるストッパ部材と、を有すること、を特徴とする。
すなわち、ピストンは、位置調節されたストッパ部材をシリンダに係止させるまで移動(下降)し、第2の弁を駆動させて小オリフィスを開口するので、ストッパ部材の位置によってスロー排気時の動作状態を外部から確認することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る小流量排気弁付開閉弁の実施の形態について図面を参照して説明する。図1〜図3は、小流量排気弁付開閉弁1の断面図である。
小流量排気弁付開閉弁1は、半導体製造装置の処理槽と真空ポンプとに接続し、処理槽の排気空気をスロー排気及び急速排気するために用いられるものであり、シリンダ部2弁部3とから構成されている。シリンダ部2は、一般的なピストンシリンダであり、シリンダ21内を1つのピストン22が摺動可能に嵌装され、第1圧力室23と第2圧力室24とを気密に区画している。シリンダ21には、第1呼吸孔25と第2呼吸孔26とが第1圧力室23と第2圧力室24にそれぞれ連通するよう開設され、第1圧力室23と第2圧力室24に操作流体であるエアを供給又は排出するようになっている。
【0023】
弁部3は、弁本体31が接続部32を介してシリンダ21に一体に固設されている。弁本体31には、処理槽に接続するチャンバポート(「入力ポート」に相当するもの。)33と、真空ポンプに接続するポンプポート(「出力ポート」に相当するもの。)34とが形成され、チャンバポート33とポンプポート34とを連通させる大オリフィス35が設けられている。大オリフィス35の周りには、大オリフィス35を通過する排気空気の流量調整を行うために弁座36が形成されている。弁本体31には、弁座36に対して当接又は離間する第1弁体37が内設され、第1弁体37の弁座36に当接する面に弁ゴム38が円周状に嵌合されてシール性を確保している。尚、弁座36、第1弁体37などにより「第1の弁」が構成されている。
【0024】
一方、ピストン22の中心部には、ピストンロッド27が垂設され、シリンダ21から弁本体31へと貫き通されている。ピストンロッド27は、下端部に向かって段差部28,29が形成され、下端部が上端部より細くなっている。ピストンロッド27は、復帰バネ39,40が接続部32とピストンロッド27の段差部28にそれぞれ突き当たるように取り付けられ、復帰バネ39,40を圧縮するように下端部から第1弁体37が摺動可能に挿通されている。さらに、ピストンロッド27の下端部は、第2弁体41に貫き通され、第2弁体41に固定されている。尚、第1弁体37と、第2弁体41などにより「第2の弁」が構成されている。
【0025】
ここで、復帰バネ39は、復帰バネ40より付勢力の大きいものを使用している。そのため、第1弁体37は、復帰バネ39により常に下向きの力が作用し、第2弁体41は、復帰バネ40により常に上向きの力が作用しており、第1弁体37がピストン22から独立して作動するよう構成されている。こうした接続部32と第1弁体37には、ベローズ42が復帰バネ39,40を覆うように固着し、復帰バネ39,40の弾性変形などにともなって発生するパーティクルが排気流路に排出されることを防止している。
【0026】
第1弁体37には、大オリフィス35閉鎖時にチャンバポート33とポンプポート34とを接続する小オリフィス43が形成され、ピストンロッド27の下端部に設けられた第2弁体41で開閉されるようになっている。第2弁体41は、有底円筒形状をなし、第1弁体37と接触する当接面に弁ゴム44が円周状に装着されてシール性を確保している。第1弁体37と第2弁体41には、ピストンロッド27を覆うようにベローズ45が固着され、ピストンロッド27の摺動に伴って発生するパーティクルなどが排気流路に排出されることを防止している。
【0027】
ここで、第2弁体41とピストン22とは、ピストンロッド27を介して一体的に連結しており、第1圧力室23を加圧したときにおけるピストン22の摺動量は、第2弁体41との駆動量と一致する。ピストン22及び第2弁体41は、第1圧力室23を加圧されたときに、第2弁体41が第1弁体37に当接する位置からピストンロッド27の段差部29が第1弁体37に当接する位置までの範囲A内で移動可能である。そこで、小流量排気弁付開閉弁1には、ピストン22の摺動量を範囲A内で調整することにより、第2弁体41が第1弁体37から離間する駆動量を調整する微小調整機構50が設けられている。
【0028】
微小調整機構50は、摺動軸51、ストッパ52、調整ネジ53とから構成される。摺動軸51は、ピストン22に対してピストンロッド27と反対向きに垂設され、シリンダ21から外部に向かって摺動可能に貫き通されている。摺動軸51がシリンダ21から突出する部分には、断面コの字形のストッパ52が螺設され、摺動軸51の摺動に従ってシリンダ21に当接又は離間するようになっている。ストッパ52は、摺動軸51に螺合する調整ネジ53により位置調整され、ストッパ52と調整ネジ53とで「ストッパ部材」が構成されている。
【0029】
このような、小流量排気弁付開閉弁1は、第1呼吸孔25と第2呼吸孔26にエアを供給して第1圧力室23と第2圧力室24を加圧しないときには、図1に示すように、第1弁体37が、復帰バネ39により下向きに付勢されて弁座36に当接し、大オリフィス35を閉口し、また、第2弁体41が、復帰バネ40により上向きに付勢されて第1弁体37に当接し、小オリフィス43を閉口している。よって、処理槽は、排気空気が排気されず、大気圧状態になっている。
【0030】
そこで、大気圧状態から排気を開始する場合には、パーティクルの巻き上げを防止するために、先ず、スロー排気を行う。第1呼吸孔25から第1圧力室23にエアを供給して第1圧力室23を加圧すると、図2に示すように、ピストン22が、復帰バネ40の付勢力に抗して下降し、ピストンロッド27を介して第2弁体41を押し下げる。これにより、第2弁体41が、第1弁体37から離間して、小オリフィス43を開口する。このとき、第1弁体37は、復帰バネ39に付勢されて弁座36に当接し、大オリフィス35を閉口している。従って、処理槽の排気空気が、小オリフィス43を小流量で流れ、スロー排気が行われる。
【0031】
ここで、ピストン22は、微小調整機構50で設定された量だけ、すなわち、ストッパ52がシリンダ21に係止されるまで下降し、第2弁体41を第1弁体37から離間させる。第2弁体41は、ピストンロッド27を介してピストン22と一体的に連結され、ピストン22の下降量に応じて第1弁体37から離間する。そのため、微小調整機構50で第1圧力室23を加圧したときにおけるピストン22の摺動量を微小調整すれば、第2弁体41が第1弁体37から離間して小オリフィス43を開口する際の駆動量を同時に調整することが可能である。小オリフィス43を流れる排気流量は、第2弁体41が第1弁体37から離間する駆動量に比例するので、微小調整機構50でピストンの摺動量を微小調整すれば、小オリフィス43を流れる排気流量を微小流量から調整することが可能である。このため、スロー排気時の流量調整幅が広く確保される。
【0032】
このようにしてスロー排気を行い、処理槽がパーティクルを巻き上げない程度の圧力まで達したら、急速排気を行う。すなわち、先ず、第1呼吸孔25へのエアの供給を停止する。ピストン22は、図1に示すように、ピストンロッド27を介して復帰バネ40の付勢力で押し上げられ、第2弁体41を第1弁体37に当接させる。これにより、小オリフィス43が閉口される。次いで、第2呼吸孔26から第2圧力室24にエアを供給して第2圧力室24を加圧すると、図3に示すように、ピストン22が上昇して、ピストンロッド27、第2弁体41を介して第1弁体37を復帰バネ39に抗して弁座36から持ち上げ、大オリフィス35を開口する。このとき、微小調整機構50は、摺動軸51がシリンダ21を摺動するので、急速排気の機能を阻害しない。従って、処理槽は、排気空気が大オリフィス35を大流量で流れ、急速排気が行われる。
【0033】
その後、排気を終了する場合には、第2呼吸孔26へのエアの供給を停止すれば、図1に示すように、ピストン22が、復帰バネ39,40がバランスする位置まで下降し、大オリフィス35と小オリフィス43とが閉口される。
【0034】
従って、本実施の形態の小流量排気弁付開閉弁1によれば、シリンダ21に収納されるピストン22を摺動させることにより、チャンバポート33とポンプポート34とを連通する大オリフィス35の開閉を行う第1の弁と、第1の弁に設けられた小オリフィス43の開閉を行う第2の弁とを相対的に駆動させるものであって、ピストン22の摺動量を調整することにより、第2の弁が小オリフィス43を開口する際の駆動量を調整する微小調整機構50を有しているので、簡単な構造でスロー排気と急速排気を行うことができ、スロー排気時の排気流量を微小流量から調整することができる。
【0035】
また、本実施の形態の小流量排気弁付開閉弁1によれば、ピストン22は、シリンダ21を第1圧力室23と第2圧力室24とに区画し、第2圧力室23から第1の弁、第2の弁へと貫き通されるピストンロッド27を固設され、また、第1の弁は、大オリフィス35の周りに設けられた弁座36と、弁座36に当接又は離間する第1弁体37とを有し、第1弁体37がピストンロッド27を摺動可能に貫き通されてピストン22と反対方向に付勢され、さらに、第2の弁は、第1弁体37に形成された小オリフィス43を第1弁体41に当接又は離間することにより開閉する第2弁体41を有し、第2弁体41がピストンロッド27に固設されてピストン22方向に付勢されており、ピストン22の加圧方向を変えて、スロー排気と急速排気とを切り換えるので、構造を簡素化して省スペース化を図ることができる。
【0036】
また、本実施の形態の小流量排気弁付開閉弁1によれば、微小調整機構50は、ピストン22に固設され、シリンダ21に摺動可能に貫き通される摺動軸51と、摺動軸のシリンダ21から突出する部分に位置調節可能に取り付けられるストッパ52及び調整ネジ53と、を有しており、ピストン22は、位置調節されたストッパ52をシリンダ21に係止させるまで移動(下降)し、第2弁体41を第1弁体37から離間させて小オリフィス43を開口するので、ストッパ52の位置によってスロー排気時の動作状態を外部から確認することができる。
【0037】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。
【0038】
(1)例えば、上記実施の形態では、第1,第2圧力室23,24を加圧する操作流体としてエア圧を利用したが、油圧を利用してもよい。
【0039】
(2)例えば、上記実施の形態では、ストッパ52と調整ネジ53とで「ストッパ部材」を構成したが、調整機能を備えるストッパ1つで「ストッパ部材」を構成してもよい。
【0040】
(3)例えば、上記実施の形態の小流量排気弁付開閉弁1に開閉状態を検出する検出部材を設け、小流量排気弁付開閉弁1の動作信号を制御装置などに送信するようにしてもよい。具体的には、例えば、ストッパ52がシリンダ21に当接する位置にスイッチを設け、ストッパ52が下降してシリンダ21に当接するときにスイッチをオンし、ストッパ52が上昇してシリンダ21から離間したときにスイッチをOFFするようにしてもよい。このようにスイッチが簡単に設けられるのは、微小調整機構50をシリンダ21の外部に設けたからであり、かかるスイッチがオンされたときに、第1圧力室23の圧力を維持するように圧力制御すれば、第1圧力室23を過剰に加圧することを防止できる。
【0041】
(4)上記実施の形態の小オリフィス43にオリフィス部材を着脱可能に設け、オリフィス部材と微小調整機構50とでスロー排気時の流量調整を行うようにしてもよい。この場合、スロー排気時の流量調整幅をさらに広げることができる。
【0042】
(5)上記実施の形態の小流量排気弁付開閉弁1では、第1弁体37に第2弁体41の上端面を面接触させ、第1弁体37と第2弁体41との間の隙間の量を調整することにより、流量調整を行うようにした。それに対して、第1弁体37と第2弁体41の接触面にニードル弁構造を設けてもよい。すなわち、例えば、第1弁体37の下端面に小オリフィス43に連通する凹部を形成して、その凹部の内壁に沿って挿入される環状の突起を第2弁体41の上端面に突設し、さらに、第2弁体41に設けた突起の外周面に第1弁体37側(上方)に向かって小径となるテーパを形成してもよい。かかる構造によれば、第2弁体41が第1弁体37に対して上下動したときに、第1弁体41と第2弁体37の隙間で排気流体を流量調整した後、さらに、第2弁体41に突設した突起のテーパ面と第1弁体37の凹部内壁との間に形成される隙間の面積に応じて排気流体を流量調整して小オリフィス43に供給するので、上記実施の形態の小流量排気付開閉弁1と比較して、調整ネジ53の回転数に対する流量変動を小さくすることができ、スロー排気時の排気流量をより微小流量から調整することができる。
【0043】
(6)上記実施の形態では、チャンバポート33を処理槽に接続し、ポンプポート34を真空ポンプに接続した。それに対して、処理槽、真空ポートは、チャンバポート33、ポンプポート34の何れに接続してもよく、ポンプポート34を処理槽に接続し、チャンバポート33を真空ポンプに接続してもよい。
【0044】
(7)上記実施の形態では、弁ゴム44を第2弁体41に設けた。それに対して、弁ゴム44を第1弁体37の第2弁体41に接触する部分に装着してもよい。
【0045】
【発明の効果】
本発明の小流量排気弁付開閉弁によれば、シリンダに収納されるピストンを摺動させることにより、入力ポートと出力ポートとを連通する大オリフィスの開閉を行う第1の弁と、第1の弁に設けられた小オリフィスの開閉を行う第2の弁とを相対的に駆動させるものであって、ピストンの摺動量を調整することにより、第2の弁が小オリフィスを開口する際の駆動量を調整する微小調整機構を有しているので、簡単な構造でスロー排気と急速排気を行うことができ、スロー排気時の排気流量を微小流量から調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係り、全閉時における小流量排気弁付開閉弁の断面図である。
【図2】同じく、スロー排気時における小流量排気弁付開閉弁の断面図である。
【図3】同じく、急速排気時における小流量排気弁付開閉弁の断面図である。
【図4】第1従来例の小流量排気弁付開閉弁の断面図である。
【図5】第2従来例の小流量排気弁付開閉弁の断面図である。
【符号の説明】
1 小流量排気弁付開閉弁
21 シリンダ
22 ピストン
23 第1圧力室
24 第2圧力室
33 チャンバポート
34 ポンプポート
35 大オリフィス
36 弁座
37 第1弁体
41 第2弁体
43 小オリフィス
50 微小調整機構
51 摺動軸
52 ストッパ
53 調整ネジ
Claims (3)
- シリンダに収納されるピストンを摺動させることにより、入力ポートと出力ポートとを連通する大オリフィスの開閉を行う第1の弁と、前記第1の弁に設けられた小オリフィスの開閉を行う第2の弁とを相対的に駆動させる小流量排気弁付開閉弁において、
前記ピストンの摺動量を調整することにより、前記第2の弁が前記小オリフィスを開口する際の駆動量を調整する微小調整機構を有すること、を特徴とする小流量排気弁付開閉弁。 - 請求項1に記載する小流量排気弁付開閉弁において、
前記ピストンは、前記シリンダを第1圧力室と第2圧力室とに区画し、前記第2圧力室から前記第1の弁、前記第2の弁へと貫き通されるピストンロッドを固設されていること、
前記第1の弁は、前記大オリフィスの周りに設けられた弁座と、前記弁座に当接又は離間する第1弁体とを有し、前記第1弁体が前記ピストンロッドを摺動可能に貫き通されてピストンと反対方向に付勢されていること、
前記第2の弁は、前記第1弁体に形成された小オリフィスを前記第1弁体に当接又は離間することにより開閉する第2弁体を有し、前記第2弁体が前記ピストンロッドに固設されてピストン方向に付勢されていること、を特徴とする小流量排気弁付開閉弁。 - 請求項1又は請求項2に記載する小流量排気弁付開閉弁において、
前記微小調整機構は、
前記ピストンに固設され、前記シリンダに摺動可能に貫き通される摺動軸と、
前記摺動軸の前記シリンダから突出する部分に位置調節可能に取り付けられるストッパ部材と、を有すること、を特徴とする小流量排気弁付開閉弁。
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2003
- 2003-04-25 JP JP2003122009A patent/JP2004324793A/ja active Pending
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