KR102341592B1

KR102341592B1 - 게이트 밸브 장치

Info

Publication number: KR102341592B1
Application number: KR1020217000113A
Authority: KR
Inventors: 슈우지 사이토
Original assignee: 가부시키가이샤 알박
Priority date: 2018-06-12
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2021-12-21
Anticipated expiration: 2039-03-25
Also published as: JPWO2019239673A1; CN110959085B; US11002366B2; TW202001128A; TWI706099B; WO2019239673A1; KR20210020067A; CN110959085A; US20210062921A1; JP6637224B1

Abstract

밸브판이 한 방향으로 길게 형성되는 경우에도 밸브판을 그 자세를 수평으로 유지하면서 상하로 움직일 수 있는 간단한 구조로 저비용의 게이트 밸브 장치를 제공한다. 연통로에 설치한 좌면(11)에 착좌하여 연통로를 파티셔닝하는 파티션 위치(partitioning position)와 좌면으로부터 이격된 개방 위치 사이에서 진퇴가능한 밸브판(2)을 가진 밸브 유닛(Uv)은 개방 위치로부터 파티션 위치로 향하는 밸브판의 이동 방향을 상하 방향으로 하고, 연통 블록의 상면에 장착되고, 밸브판의 상단부(21)가, 내측벽 (31)과의 사이에 씰 수단(32a, 32b)를 통해 삽입 설치되는 바닥이 있는 통 형상의 밸브 상자(3)와, 밸브 상자 상내면(33)에 대치하는 밸브판의 상면 (21b)를 수압면으로 하고, 이 수압면에 기체 압력을 부여하는 압력 부여부(5)와, 밸브판의 진퇴를 가이드하는 가이드부(4)를 포함한다. 수압면에 기체 압력이 부여되면 밸브 상자에서 돌출되어 연통 블록을 부분적으로 관통하는 밸브판의 하단부가 연통 블록의 연통로에 설치한 좌면에 착좌한다.

Description

게이트 밸브 장치

본 발명은 서로 연설되는 제 1 실(chamber)과 제 2 실 사이에 개설되어 양실을 나누는 게이트 밸브 장치에 관한 것이다.

이러한 종류의 게이트 밸브 장치는, 예를 들면, 특허 문헌 1에 알려져 있다. 이것은 제 1 실과 제 2 실의 연통을 허용하는 연통로가 개설된 연통 블록과 연통로에 형성된 좌면(座面)에 착좌해 연통로를 파티셔닝(partitioning)하는 파티션 위치와 좌면에서 이격되어 연통로를 개방하는 개방 위치 사이에서 진퇴 가능한 밸브판을 가진 밸브 유닛을 구비한다. 연통로의 폭은 일반적으로 제 1 실과 제 2 실 사이에서 반송되는 피반송물(예를 들어, 실리콘 기판이나 유리 기판)의 폭에 따라 설정되고 이에 따라 밸브판의 판 길이가 설정되게 된다. 또한, 이 장치는 밸브판의 밑면에 그 판 길이 방향에 간격을 두고 복수의 샤프트를 입설하여, 각 샤프트에 에어 실린더나 모터 등 구동 수단의 동력을 전달하여 밸브판을 진퇴 시키고 있다. 이 경우, 밸브판을 개방 위치에서 파티션 위치로 이동할 때에 밸브판에 설치한 씰 부재가 그 전체에 걸쳐서 대략 균등하게(바람직하게는 대략 동시) 좌면에 압접하도록, 예를 들면, 밸브판에 설치하는 샤프트의 수나 간격 및 각 샤프트에 가하는 동력 등의 요소를 설계하는 것이 통상적이다.

여기에서, 상기 게이트 밸브 장치가 일반적으로 사용되는 진공 처리 장치에서는 피반송물로 처리해야 하는 기판의 사이즈가 대형화되는 경향이 있으며, 이에 따라 진공 처리 장치, 나아가 기판이 통과하는 연통로의 사이즈도 변경되었다. 이 때, 연통로의 사이즈 변경에 따라 밸브판의 판 길이를 변경(길게)할 필요가 있다. 그러나, 상기 종래의 사례에서는 게이트 밸브 장치의 구조가 복잡화된다고 하는 문제가 있다. 또한, 상기 종래의 예에서는 밸브판의 판 길이가 변경되면 상기 요소를 재검토하여 새롭게 재설계할 필요가 있으므로 사용하기에 불편하다.

특허문헌1 : 특개 2011-144922호 공보

본 발명은, 이상의 점을 감안하여 단순한 구성의 게이트 밸브 장치를 제공하는 것을 그 과제로 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서 서로 연설되는 제 1 실(chamber)과 제 2 실 사이에 개설되어 양실을 파티셔닝하는 본 발명의 게이트 밸브 장치는 제 1 실과 제 2 실과의 연통을 허용하는 연통로를 갖는 연통 블록과, 연통로에 설치한 좌면에 착좌하여 연통로를 파티셔닝하는 파티션 위치와 좌면으로부터 이격된 개방 위치 사이에서 진퇴 가능한 밸브판을 가진 밸브 유닛을 포함하고, 밸브 유닛은 개방 위치에서 파티션 위치로 향하는 밸브판의 이동 방향을 상하 방향으로 하고, 연통 블록의 상면에 장착되어, 밸브판의 상단부가 내측 벽과의 사이에 씰 수단을 통해 삽입 설치되는 바닥이 있는 통 형상(bottomed tubular)의 밸브 상자와 밸브 상자 내면에 대치하는 밸브판의 상면을 수압면으로 하고, 이 수압면에 기체 압력을 부여하는 압력 부여부와, 밸브판의 진퇴를 가이드하는 가이드부를 가지며, 수압면에 기체 압력이 부여되면 밸브 상자로부터 돌출하여 연통 블록을 부분적으로 관통하는 밸브판 하단부가 연통 블록의 연통로에 설치된 좌면에 착좌하도록 구성한 것이 특징이다.

본 발명에 따르면 밸브판의 상면을 수압면으로 하고, 이 수압면에 기체 압력을 부여함으로써 밸브판이 진퇴하는 구성을 채용하였으므로 간단한 구성의 게이트 밸브 장치를 얻을 수 있다. 또한, 밸브판의 판 길이가 변경되어도 밸브판을 진퇴 시키기 위한 (설계)요소를 재검토하여 재설계할 필요가 없으며, 밸브판의 판 길이 변경에 대응하기 쉽게 사용할 수 있다.

본 발명에서는 상기 밸브판에 그 위쪽으로 움직이는 방향의 부세력(付勢力)을 부여하는 부세력 부여 수단을 더 포함하는 것이 바람직하다. 이에 따르면, 밸브판의 수압면에의 기체 압력의 부여를 정지시킴으로써 밸브판을 위쪽으로 이동 시킬 수 있다.

또, 본 발명에서는, 상기 밸브 상자에, 상기 씰 수단에 대해서 소정 이상의 압력이 작용하지 않도록 기체 압력을 대기중으로 내보내는 릴리프 통로가 개설되는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 씰 수단에 작용하는 압력이 과대해져 연통로로 흘러 드는 것을 방지할 수 있다.

또, 본 발명에서는 제 1 실과 제 2 실 사이에 상기 연통로를 통해서 띠 모양의 기재가 반송되는 경우, 밸브체의 하단부가 기재 표면에 압접되고, 이 압접력에 의해 변형된 기재의 뒷면이 상기 좌면에 착좌함으로써 제 1 실과 제 2 실을 나누도록 구성해도 된다. 즉, 밸브체의 하단부가 기재를 통해 좌면에 착좌하도록 구성해도 된다.

도 1은 제 1 실과 제 2 실 사이에 개설된 본 발명의 실시 형태의 게이트 밸브 장치를 나타내는 개략 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 II-II선에 따른 종단면도이다.
도 3은 밸브판이 개방 위치로 이동한 상태를 도시한 게이트 밸브 장치의 종단면도이다.
도 4는 밸브판이 파티션 위치로 이동한 상태를 도시한 게이트 밸브 장치의 종단면도이다.
도 5는 밸브판이 파티션 위치로 이동한 상태에서의 씰 영역을 모식적으로 나타낸 평면도.
도 6은 본 발명의 변형 예의 게이트 밸브 장치의 씰 부재를 나타내는 사시도이다.
도 7은 밸브판이 파티션 위치로 이동한 상태를 도시한 본 발명의 변형 예의 게이트 밸브 장치의 종단면도이다.

이하, 도면을 참조하여 서로 연설되는 제 1 실(chamber)(C1)과 제 2 실(C2) 사이에 개설되어 양실을 파티셔닝하는 본 발명의 실시형태의 게이트 밸브 장치(IV)에 대해 설명한다.

도 1 ~ 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 게이트 밸브 장치(IV)는 제 1 실(C1)과 제 2 실(C2)와의 연통을 허용함과 동시에 띠 모양 기재(W)의 반송을 허용하는 연통로(1)를 가진 연통 블록(Bc)과, 연통로(1)에 설치된 후술하는 좌면(11a, 11b, 11c)에 착좌하여 연통로(1)을 파티셔닝하는 파티션 위치와 해당 좌면으로부터 이격된 개방 위치 사이에서 진퇴 가능한 밸브판(2)을 가진 밸브 유닛(Uv)을 구비한다. 이하에서는 개방 위치에서 파티션 위치로 향하는 밸브판(2)의 이동 방향을 상하 방향으로 하고, 도 2의 좌우 방향을 판 길이 방향으로 하여 설명한다.

밸브 유닛(Uv)는 연통 블록(Bc)의 상면(12)에 씰 수단(13)으로서의 O링을 통해 장착되었다. 밸브 유닛(Uv)는 밸브판(2)의 상단부(21)로서의 플랜지부가, 내측벽(약어. 레이스 트랙 형상의 실린더 내벽)(31)과의 사이에 씰 수단(32a, 32b)으로서 O링을 통해서 삽입 설치되는 바닥이 있는 통 형상의 밸브 상자(3)을 구비한다. O링(13, 32a, 32b) 및 후술하는 씰 수단(32c, 32d)인 O링으로서는 예를 들어, 불소 고무제의 것을 이용할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 2개의 씰 수단(32a, 32b)를 설치하는 경우를 예로 설명하였으나, 밸브체(2)의 상면(21a)와 하면(21b)에 작용하는 압력차를 유효하게 절연할 수 있는 경우, 씰 수단을 단일로 하는 것도 가능하다.

밸브판(2)은 그 하단부인 홈(20)에서 씰 부재(22)를 축지(軸支)하고 있다. 홈(20)의 곡률은 고무 롤러 형상의 씰 부재(22)의 표면에서의 곡률과 동등하다(도2 참조). 또한, 홈(20)의 판 길이 방향 길이는 씰 부재(22)의 길이보다 길게 고정되어 있다. 씰 부재(22)와 밸브판(2)과의 구속은 씰 부재(22)의 축(22a)와 밸브판(2)에 개설된 홀(2a) 사이에 틈이 있는 이른바 틈새에 의한 축지이다. 이를 통해 밸브판(2)이 하방으로 이동하고, 씰 부재(22)는 당초 가이드 롤러 (Gr1, Gr2) 사이에 펼쳐진 기재(W)의 표면(Wa)에 접촉한 후에 기재(W)를 눌러 내리고, 기재(W)의 이면(Wb) (표면(Wa)와는 반대쪽 면)를 좌면(11a)에 접촉시킨 후에 다시 하방으로 이동하여 홈(20)의 내주면이 씰 부재(22)에 접하고, 다시 하방으로 가압했을 때, 즉, 밸브판(2)이 파티션 위치로 이동하면, 씰 부재(22)의 하단이 기재(W)의 표면(Wa)에 압접되고, 이 압접된 기재(W)의 이면(Wb)이 좌면(11a)에 압접되도록 되어있다. 이와 함께, 씰 부재(22) 하단 판 길이 방향 양단분의 하면 영역은 기재(W)의 외측에 위치하는 좌면(11b)에 압접되도록 되어 있다. 이와 함께 씰 부재 (22)의 길이 방향 양측 부가 연통 블록(Bc)의 밸브판(2)이 삽입되는 개구의 내면인 좌면(11c)에 압접 되도록 되어있다. 압접 상태에서의 기재(W)의 외측에는 평면인 좌면(11a)과 기재(W)로 구성된 스텝상의 기재(W) 두께 상당의 단차에 기인하여 불가피하게 형성된 미소 간극(Sp)이 이론상 존재하지만 씰 부재(22)의 표면 경도를 적절히 선택하는 것 등에 의해 누수 비율(leak rate)을 제어함으로써 이 미소 간극(Sp)을 실질적으로 메우는 것이 가능해진다. 이를 통해 양실 (C1, C2)이 연통하는 것을 방지하고 있다. 즉, 밸브체(2)가 파티션 위치에서는 도 5에 해칭(hatching)에 의해 도시된 바와 같이 평면에서 보면 대체로 사각형 형상의 씰 영역(R1)과 씰 영역(R1)의 대향하는 단변(short side)을 연결하는 선 형상의 씰 영역(R2)이 형성됨으로써 양실(C1, C2)이 나누어 진다. 또한, 대체로 사각형 형상에는 테두리 형상 뿐만 아니라 레이스 트랙 형상(race track shape)이 포함된다.

밸브판(2)의 상면(21a)에는 판 길이 방향으로 소정 간격이 있으며 2개의 로드부(23)가 위쪽으로 돌출되어 있다. 로드부(23)는 밸브판(2)과 일체로 형성되어도 되고 별개로 형성되어도 된다. 밸브 상자(3)에는 밸브판(2)의 진퇴(상하동)를 가이드하는 가이드부(4)를 갖춘다. 가이드부(4)로서는 예를 들면, 케이스(41)와 케이스(41)내에 스톱 링 등의 고정구(42)를 이용하여 위치 결정된 로드부(23)가 삽입되는 슬리브(43)로 구성된 공지의 직선 가이드 기구를 사용할 수 있다. 또한, 필요한 상하이동 위치 정밀도에 따라서는 씰 수단(32a, 32b)의 접동면 및 씰 수단 (32c, 32d)의 접동면이 이른바 피스톤/실린더 구조로 되어 있으므로 이것을 이용하여 가이드부를 겸하는 구조로 하고, 가이드부(4)를 생략한 설계도 가능하다.

게이트 밸브 장치(IV)는 밸브 상자(3)의 상내면(33)에 대치하는 밸브판(2)의 상면(21a)를 수압면으로 하고, 이 수압면(21a)에 기체 압력을 부여하는 압력 부여 수단(압력 부여부)(5)를 밸브 길이 방향에 간격을 두고 복수(본 실시 형태에서는 2개) 대비한다. 압력 부여 수단(5)로서는 소정압의 압축 공기를 도입하는 공지의 압축 공기 도입 기구를 사용할 수 있기 때문에 여기에서는 상세한 설명을 생략한다. 압축 공기의 전형적인 압력은 0.5MPa이다. 또한, 압력 부여 수단(5)에 의한 수압력 면적은 씰 수단(32)으로 둘러싸인 상면(21a)의 상방 화살표시 면적이 된다. 도 4를 참조하여 밸브판(2)를 파티션 위치로 이동시켰을 때, 씰 수단(32c)와 씰 수단(32d) 사이에 위치한 연통 블록(Bc) 부분에는 O링(32d)에 대해 대기압 이상의 압력이 작용하지 않도록 기체 압력을 떨어뜨리는 릴리프 통로(34)가 개설되어 있다. 이에 의해 압력 부여 수단(5) 혹은 부세력 부여 수단(6)에서 밸브체(2)의 상면(21a) 혹은 하면(21b)에 기체 압력을 부여했을 때에 O링(32d)에 작용하는 차압이 대기압 이상이 됨으로써 대기압 이상의 누수 비율이 되어 연통로(1)에 증류된 기체가 흘러드는 것을 방지할 수 있다. 또한, 릴리프 통로(34)의 개방단에 진공펌프 등의 진공 배기수단을 연결하여 릴리프 통로(34)를 저진공 분위기로 진공배기 해도 되며, 이로써 릴리프 통로(34)를 통해 O링(32d)에 작용하는 압력을 더욱 낮출 수 있고, 나아가서는, 연통로(1)을 통해 각각의 실 (C1, C2)에 유입되는 누설량을 저감할 수 있다.

또, 게이트 밸브 장치(IV)는 밸브판(2)의 위로 움직이는 방향에 부세력을 부여하는 부가 수단(6)을 더욱 구비한다. 부세력 부여 수단(6)으로는 밸브판(2)의 플랜지부(21)의 하면(21b)에 기체 압력을 부여하는 공지의 압축 공기 도입 기구를 사용할 수 있기 때문에 여기에서는 상세한 설명을 생략한다. 또한, 밸브판(2)를 위로 이동 시킬 때 부세력 부여 수단(6)의 기체 압력을 받는 유효 면적은 O링(32b)으로 둘러싸인 면적에서 O링(32c)으로 둘러싸인 면적을 감산한 면적이 된다. O링(32d)로 둘러싸인 면적은 제 1 실 (C1) 및 제 2 실 (C2)의 압력에 의해 변동하고, 동시에 O링(32a)로 둘러싸인 면적과 압력 부여 수단(5)의 압력에 의해 변동한다. 전형적인 생산 운전 상태에서는 O링(32a)의 위쪽은 대기압이며 O링(32d)의 아래쪽은 저진공 이하의 압력이 된다. 즉, 생산운전 상태에서는 밸브판(2)을 개방 위치로 위로 이동 시키기 위해서는 밸브판(2)의 자체 무게와 더불어 O링(32a)측에 작용하는 대기압에 의한 힘에 대하여 길항(拮抗) 이상의 힘을 부여할 필요가 있다. 상술한 바와 같이, 밸브판(2)의 하면(21b)의 수압 면적은 O링(32a)으로 둘러싸인 면적보다 작음이 분명하기 때문에 생산 운전 상태에서는 대기압 이상의 압력을 부세력 부여 수단(6)에 의해 도입하여야 한다. 즉, 릴리프 통로 (34)가 없으면 O링(32d)은 대기압 이상의 압력에 노출되어 릴리프 통로 (34)가 없는 경우에 비해 누설량이 많아진다.

또, 게이트 밸브 장치(IV)에는 가이드 롤러(Gr1, Gr2)가 설치되어 도 3에 나타난 바와 같이 기재(W)를 반송할 때, 기판(W)가 연통 블록(Bc)에 접촉하지 않도록 하고 있다. 또한, 가이드 롤러 (Gr1, Gr2)는 제 1 실 (C1) 및 제 2 실 (C2)에 설치해도 되며, 가이드 롤러 (Gr1, Gr2)의 수는 기재(W)나 연통 블록(Bc)의 사이즈에 따라 적절히 설정할 수 있다.

이하, 상기 게이트 밸브 장치(IV)의 동작에 대해서 설명한다. 도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 밸브판(2)의 플랜지부(21)의 하면(21b)에 부세력 부여 수단(6)으로부터의 기체 압력이 부여된 상태에서는 밸브판(2)의 씰 부재(22)의 하단이 기재(W)의 표면(Wa)에서 이격되고 있으며, 이 경우, 연통 블록(Bc)의 연통로(1)을 통해 기재(W)를 반송할 수 있다(개방 위치). 이 때, 기재(W)가 연통 블록(Bc)에 접촉하지 않도록 기재(W)가 가이드 롤러 (Gr1, Gr2)에 의해 가이드된다.

제 1 실과 제 2 실을 밸브체(2)로 파티셔닝할 때는 부세력 부여 수단(6)으로부터의 압축 공기 도입을 정지함으로써 밸브2의 플랜지부(21)의 하면(21b)에 대한 기체 압력의 부여를 중지한다. 이와 함께, 압력 부여 수단(5)으로부터 압축 공기를 도입하여 밸브판(2)의 수압면(21a)에 기체 압력을 부여한다. 이로 인해, 도 4에 나타난 바와 같이 밸브체(2)가 파티션 위치로 이동하고, 밸브 상자(3)에서 돌출되는 밸브판(2)의 하단에 설치된 씰 부재(22)의 하단이 기재(W)의 표면(Wa)를 가압하고, 이 가압력에 의해 대략 V자 형상으로 변형된 기재(W)의 이면(Wb)이 연통로(1)에 설치한 좌면(11a)에 압접된다. 이 압접과 동시에 씰 부재(22)의 하단은 기재(W)의 외측에 위치한 좌면 (11a 및 11b)에도 압접된다. 또한, 씰 부재(22)의 길이 방향 양측부가 좌면(11c)에 압접됨으로써 제 1 실 (C1)과 제 2 실 (C2)가 파티셔닝된다. 여기서 기재(W)는 두께가 있기 때문에 좌면(11a)에 압접된 기재(W)의 표면(Wa)와 기재(W)의 외측에 위치하는 좌면(11a) 사이에는 단차가 불가피하게 발생하는데, 이 단차를 메울 수 있도록(즉, 이 단차에 기인한 틈이 생기지 않도록) 씰 부재(22)의 경도를 적절히 선택함으로써 양실 (C1, C2)의 파티션 성능에 문제가 발생하지 않는다. 또한, 본 실시형태에서 좌면(11b)은, 좌면(11a) 중 기재(W)로 덮여 있지 않은 부분(잔부)을 언급하는 것으로 한다.

또한, 제 1 실(C1)과 제 2 실(C2)가 진공 분위기일 경우, O링(32a) 위쪽의 압력이 대기압에서도 밸브판(2)을 파티션 위치로 아래로 움직일 수 있고, 또한, 씰 부재(22)가 충분히 압접할 수 있는 압력을 확보할 수 있다면, 이 경우, 압력 부여 수단(5)에서 압축 공기의 도입이 반드시 필요하지 않으며, 부세력 부여 수단(6)에서 부여된 기체 압력을 빼는 것만으로도 좋다.

이와 같이, 본 실시 형태에 따르면 밸브판(2)의 상면(21a)을 수압면으로 해서 이 수압면(21a)에 기체 압력을 부여함으로써 밸브판(2)이 진퇴하는 구성을 채용하였기 때문에 씰 부재(22)를 가압하는 힘과 수압면(21a)의 면적에 따른 수압력을 길항시키는 설계로 할 수 있다. 즉, 밸브판(2)의 판 길이 방향의 길이를 늘리거나 짧게 하면 수압면(21a)의 면적이 변화하는데, 이 수압면(21a)에 대한 힘과 씰 부재(22)의 가압력을 동일하게 하는 설계로 할 수 있다. 이로 인해, 밸브판(2)의 판 길이가 변경되어도 밸브판(2)을 진퇴 시키기 위한 (설계)요소를 재검토하여 재설계할 필요가 없이, 밸브판(2)의 판 길이 변경에 대응하기 쉽고 사용하기 편한 것으로 만들 수 있다. 가이드부(4)를 설치함으로써 O링(32a, 32b, 32c, 32d)의 뒤틀림을 방지할 수 있으며, 밸브판(2)을 개방 위치와 파티션 위치 사이에서 원활하게 이동시킬 수 있다.

또한, 씰 부재(22)의 축지를 틈새로 하여 이 씰 부재(22)를 그 상면에 따라 홈(20)에 의해 가압하도록 구성하였다. 이로써 밸브판(2)이 기울어진 상태에서 아래로 이동해도 가이드부(4)의 정밀도가 그다지 높지 않을 것이라는 점과 더불어 씰 부재(22)의 상면을 모방하듯이 해당 상면과 홈(20)이 당접되고 씰 부재(22)의 수평 방향 매우 작은 미끄럼이 허용된다. 또, 수압면(21a)은 공기 압력을 받는 면이므로 공기압력의 가압 방향의 벡터요소는 존재하지 않는다. 이러한 점에서 씰 부재(22)가 기재(W)의 표면(Wa)에 한쪽만 접하는(one-sided contact) 등의 오류 발생도 방지할 수 있다. 즉, 가이드부(4)에 대해 높은 정밀도를 요구하지 않고 씰 부재(22)의 정밀도를 통해 한쪽만 접하는 것을 방지할 수 있다. 아울러 씰 부재(22)의 축지를 중간 끼워 맞춤(intermediate fit)이나 죔쇠 끼워 맞춤(tight fit)하면, 씰 부재(22)를 판 길이 방향 전체에 걸쳐 균등한 압력으로 누르기 위해서 가이드부(4)에 대한 높은 가이드 정밀도가 요구된다. 이 경우 가이드부(4)의 가이드 정밀도가 낮으면 씰 부재(22)의 판 길이 방향 전체에 걸쳐 균등한 압력으로 가압이 불가능하고 나아가 씰 부재(22)가 기재(W)의 표면(Wa)에 한쪽만 접할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태에서는 부세력 부여 수단(6)을 압축 공기 도입 기구로 구성하는 경우를 예로 설명했는데 스프링에 의해 밸브판(2)을 위쪽 이동 방향으로 부세해도 된다.

상기 실시 형태에서는 연통 블록(Bc)와 밸브 유닛(Uv)가 별개로 형성되는 경우를 예로 설명했는데, 양자가 일체로 형성되어 있어도 된다.

상기 실시형태에서는 개방 위치에서의 밸브판(2)의 하단 형상(즉, 고무 롤러상의 씰 부재(22)의 하단 형상)이 단면으로 보면 U자 형상(또한, 고무 롤러의 외형은 원통형이다)이지만, 연통 블록(Bc)의 좌면(11a, 11b)에 착좌할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 단면이 육각형·사다리꼴형·하향 삼각형상이라도 좋다. 필요한 형상은 밸브판(2)이 파티션 위치로 이동하였을 때 각 압접면에 대하여 수직 방향의 충분한 압접력을 균등하게 가할 수 있는 형상이다. 어느 경우이든 씰 부재(22)의 하단이 기재(W)의 표면(Wa)를 하방으로 가압하고, 이 가압력에 의해 대략 V자 형상으로 변형된 기재(W)의 이면(Wb)이 좌면(11a)에 압접된다. 씰 부재(22)의 하단은 기재(W)의 판 길이 방향 외측에 위치하는 좌면(11a, 11b)에도 압접된다. 이와 함께 씰 부재(22)의 길이 방향 양측부가 좌면(11c)에 압접됨으로써 양실 (C1, C2)을 파티셔닝할 수 있다. 또한, 원호 형상의 단면은 파티션 위치로 이동시 다각형 형상 단면에서 발생하는 좌면(11b)의 각각의 꼭지점에서의 압접력 균등화의 어려움을 피할 수 있어 가장 유리한 형상이다. 덧붙여서 측부의 압접을 위해서는 좌면(11c)은 파티션 위치로의 이동 시에 쐐기 형상의 사면을 유지할 필요가 있다. 이 때 기재(W)의 표면(Wa)와 좌면(11b)사이에 단차 발생은 불가피하나, 이 단차를 메꿀 수 있도록 씰 부재(22)의 경도를 설정함으로써 양실(C1), (C2)를 확실히 파티셔닝할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는 축 씰 부재(22)를 축지하는 경우를 예로 설명하였으나 축 없는 고무 롤러 상태의 씰 부재를 사용할 수도 있다. 이 경우, 연통 블록(Bc)의 밸브체(2)가 내삽되는 개구부의 저부에 씰 부재보다 한 단계 작은 노치를 개설하여 이 노치의 주변 부분에서 씰 부재를 지지하면 된다.

또한, 상기 실시형태에서는 좌면(11a)이 평면일 경우를 예로 설명하였는데, 씰 부재(22)와 동등한 곡률을 가진 단면시 원호 형상의 곡면이라도 된다. 이에 따르면 좌면에 대한 씰 부재(22)의 압접 면적을 늘릴 수 있고 씰 부재(22)와 좌면 사이에 더스트(이물질)가 말려 들어간다 하더라도 파티션 불량의 발생을 가급적 억제할 수 있어 유리하다.

그런데, 밸브체(2)가 파티션 위치에서 개방 위치로 이동할 때, 즉, 기재(W)의 표면(Wa)에 압접된 씰 부재(22)가 해당 표면(Wa)으로부터 이격될 때, 씰 부재(22)에 기재(W)가 들러 붙는 오류가 생기는 경우가 있다. 또한, 이 오류는 씰 부재(22)가 착좌하는 좌면이 단면으로 보면 원호 형상의 곡면일 경우에 발생하기 쉽다. 따라서 도6에 나타난 바와 같이 고무 롤러상의 씰 부재(22)의 주면에 밸브 길이 방향으로 뻗는 홈(220)을 소정 깊이로 형성하는 것이 바람직하며, 이러한 홈(220)은 지그재그로 만드는 것이 바람직하다. 이와 같이 홈(220)을 설정함으로써 씰 부재(22)와 기재(W)와의 접촉 면적을 줄일 수 있으며, 그 결과 기재(W)의 들러붙는 것을 방지할 수 있다. 이 경우, 압접면 길이(기재(W)평면이 연통 블록(Bc)에 투영되는 압접 영역의 기재 반송 방향 길이)는 홈(220)의 피치 이상 (지그재그형의 홈(220)인 경우, 지그 재그형 반복 피치 이상)으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 좌면(11b)영역에서는 기재가 존재하지 않으며 압접 거리를 감소시키므로 홈(220)을 만들지 않는 것이 바람직하다. 다른 이점으로는 필요한 압접력은 씰 부재의 압접 면적에 대한 면압의 합계가 되므로 압접 면적을 증가시킨 경우 통상 압접력도 증가하나 홈(220) 면적 만큼의 압접력을 감소시킬 수 있어 유리하다.

또 다른 실시 형태로서 밸브체(2)의 이동량을 다음과 같이 확보하는 것도 효과적이다. 즉, 기재(W)의 표면(Wa)에 압접된 씰 부재(22)가 해당 표면(Wa)에서 이격될 때 씰 부재(22)에 기재(W)가 들러 붙은 상황을 유지하고, 밸브체(2)를 위쪽으로 이동시키고, 기재(W)의 표면(Wa)을 연통 블록(Bc)에 접촉시킴으로써 기재(W)를 통하여 박리 방향의 힘을 발생시키고, 이로써 기재(W)를 씰 부재(22)에서 이탈시킬 수 있는 이동량을 확보하도록 구성해도 된다. 종래의 예에서는 씰 부재(22)를 회전시키는 등의 방법으로 박리시키는 방법이 존재하지만, 이 경우에는, 회전기구 등의 새로운 구성요소를 마련할 필요가 있다. 이것에 대해서, 상술의 구성에서는 새로운 구성요소를 마련할 필요가 없고, 밸브체의 이동량을 규정한다고 하는 간단한 구성으로 실현 가능하다. 이와 함께, 연통 블록(Bc)와 기재(W)의 접촉 부위에 대해서, 박리 방향의 힘이 유효하게 작용한다고 하는 한층 더 효과를 얻을 수 있도록, 예를 들면, 개구를 좁히거나 개구부 근방의 연통로 상하 방향에 대해 좁히거나 하는 형상을 채용해도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는 씰 부재(22)의 하단이 기재(W)의 표면(Wa)를 통해 좌면(11a)에 착좌하고 해당 하단이 좌면(11b)에 착좌함과 동시에 씰 부재(22)의 측부가 좌면(11c)에 착좌하는 경우를 예로 설명하였는데, 이에 한정하지 않고 기재(W)의 형상, 연통로(1)의 형상이나 좌면의 위치에 따라서는 씰 부재(22)의 다른 부분이 착좌하도록 구성해도 된다.

또한, 상기 실시형태에서는 가이드부(4)로서 슬리브(43)을 가진 것을 예로 설명했지만, 밸브체(2)의 진퇴를 가이드할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 가이드 레일에 따라 가이드하는 공지의 것을 가이드부로 이용할 수 있다.

또, 상기 실시 형태에서는 2개의 압축 공기 도입 기구(5)를 갖춘 경우를 예로 설명하였으나 압축 공기 도입 기구(5)는 적어도 1개 갖추고 있으면 되며, 압축 공기 도입 기구(5)의 수는 밸브판(2)의 이동 속도에 따라 적절히 설정할 수 있다. 압축 공기 도입 기구(5)를 1개 갖춘 경우에는 밸브 길이 방향의 중앙에 설치하는 것이 바람직하고, 또 압축 공기 도입 기구(5)를 3개 이상 갖춘 경우에는 밸브 길이 방향으로 등간격으로 설치하는 것이 바람직하다.

또 릴리프 통로(34)의 개설 위치는 도 3 및 도 4와 같은 위치로 한정되지 않고, 씰 수단(32d)에 대하여 대기압 이상의 압력이 작용하지 않도록 개설하면 된다.

Bc…연통 블록, IV…게이트 밸브 장치, Uv…밸브 유닛, 1…연통로, 2…밸브판, 3…밸브 상자, 4…가이드부, 5…압력 부여 수단, 6…부세력 부여 수단, 11a, 11b, 11c…좌면(seat surface), 12…연통 블록(Bc)의 상면, 21a…밸브판(2)의 상면(수압면), 31…밸브 상자(3)의 내측벽, 32a, 32b, 32d…O링(씰 수단(seal means)), 33…밸브 상자(3)의 상내면(upper inner surface), 34…릴리프 통로(relief passage).

Claims

서로 연설되는 제 1 실(chamber)과 제 2 실 사이에 개설되어 양실(兩室)을 파티셔닝하는 게이트 밸브 장치(gate valve device)에서,
제 1 실과 제 2 실의 연통을 허용하는 연통로를 갖는 연통 블록과 연통로에 형성된 좌면(座面)에 착좌해 연통로를 파티셔닝하는 파티션 위치(partitioning position)와 좌면으로부터 이격된 개방 위치 사이에서 진퇴 가능한 밸브판을 가진 밸브 유닛을 포함하고, 제 1 실과 제 2 실 사이에 연통로를 통해 반송되는 띠 모양의 기재의 표면에 밸브판의 하단부가 압접되고, 이 압접력에 의해 기재의 이면(裏面)이 좌면에 착좌하도록 구성되며,
밸브 유닛은, 개방 위치에서 파티션 위치로 향하는 밸브판의 이동 방향을 상하 방향으로 하고, 연통 블록의 상면에 장착하고, 밸브판의 상단부가 내측 벽과의 사이에 씰 수단을 통해 삽입 설치되는 바닥이 있는(bottomed) 통 형상의 밸브 상자와 밸브상자 상내면에 대치하는 밸브판의 상면을 수압면으로 하고, 이 수압면에 기체 압력을 부여하는 압력 부여부와, 밸브판의 진퇴를 가이드하는 가이드부를 가지며, 수압면에 기체 압력이 부여되면, 밸브 상자로부터 돌출되어 연통 블록을 부분적으로 관통하는 밸브판의 하단부가 연통 블록의 연결 통로에 설치된 좌면에 착좌하도록 구성되고,
밸브판의 하단에 윗쪽을 향해 홈이 요설(凹設)되고, 이 홈에 기재의 표면에 압접 가능한 밸브판의 하단부를 구성하는 중심 축을 갖는 롤러 형상의 씰 부재가 삽입되어, 홈의 축 방향 양쪽 벽면에 개설된 홀부에 씰 부재의 중심 축의 단부가 간극을 두고 삽입 지지되는 것을 특징으로 하는, 게이트 밸브 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 밸브판에 위쪽으로 움직이는 방향의 부세력(付勢力)을 부여하는 부세력 부여 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 게이트 밸브 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 밸브 상자에, 상기 씰 수단에 대해 소정 이상의 압력이 작용하지 않도록 기체 압력을 대기 중으로 내보내는 릴리프 통로(relier passage)가 개설되어 있는 것을 특징으로 하는, 게이트 밸브 장치.