(57)【要約】【課題】ユーザにとってコスト面及び作業性に優れた真空バルブユニット１を提供し、さらに、その真空バルブユニット１を含む真空装置小型化及びその設計を容易にできることである。【解決手段】容器接続ポートＰ１、粗排気ポートＰ２及び主排気ポートＰ３を有するハウジング２と、前記粗排気ポートＰ２の開閉を行う粗排気弁体３と、主排気ポートＰ３の開閉を行う面シール型の主排気弁体４と、前記粗排気弁体３の移動を操作するための粗排気弁体操作部と、前記主排気弁体４の移動を操作するための主排気弁体操作部と、を具備し、前記粗排気弁体操作部及び前記主排気弁体操作部を操作することにより、前記粗排気弁体３及び前記主排気弁体４が、全閉状態から、前記粗排気ポートＰ２開成及び前記主排気ポートＰ３閉成である粗排気状態、又は前記粗排気ポートＰ２閉成及び前記主排気ポートＰ３開成にある主排気状態となるように移動させる。【選択図】図１
2008144906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器に接続される容器接続ポート、その真空容器の粗排気を行う粗排気ポンプに接続される粗排気ポート、及び前記真空容器の主排気を行う主排気ポンプに接続される主排気ポートを有するハウジングと、
前記ハウジング内において、前記粗排気ポートを開成する粗排気ポート開成位置及び閉成する粗排気ポート閉成位置の間を移動する粗排気弁体と、
前記ハウジング内において、前記主排気ポートを開成する主排気ポート開成位置及び閉成する主排気ポート閉成位置の間を移動する面シール型の主排気弁体と、
前記ハウジングに設けられ、前記粗排気弁体の移動を操作するための粗排気弁体操作部と、
前記ハウジングに設けられ、前記主排気弁体の移動を操作するための主排気弁体操作部と、を具備し、
前記粗排気弁体操作部及び前記主排気弁体操作部を操作することにより、前記粗排気弁体及び前記主排気弁体が、前記粗排気ポート閉成位置及び前記主排気ポート閉成位置にある全閉状態から、前記粗排気ポート開成位置及び前記主排気ポート閉成位置にある粗排気状態、又は前記粗排気ポート閉成位置及び前記主排気ポート開成位置にある主排気状態となるように移動することを特徴とする真空バルブユニット。
【請求項２】
前記粗排気弁体及び前記主排気弁体が一軸方向に移動する請求項１記載の真空バルブユニット。
【請求項３】
前記主排気弁体が面シール型である請求項１又は２記載の真空バルブユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空装置に用いられる真空バルブユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
真空容器の排気工程は、粗排気工程と主排気工程に分けられる。粗排気工程は、油拡散ポンプ等の粗引きポンプを用いて真空容器内を例えば１０−３Ｔｏｒｒまで減圧するものであり、主排気工程は、その粗排気工程の後、スパッタイオンポンプ等により例えば１０−９Ｔｏｒｒまで減圧するものである。
【０００３】
従来、粗排気工程を行うための粗排気を行うための粗排気バルブと、主排気工程を行うための主排気バルブを別個独立に設け、それらを切り替えることにより、上記粗排気工程と主排気工程とを行っている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、粗排気バルブと、主排気バルブとを別個に設ける構造にすると、真空装置が大型化してしまうという問題がある。また、コストも高くなってしまうという問題がある。
【０００５】
さらに、上記２つのバルブの開閉操作を手動で行う場合には、離れた場所のバルブを操作しなければならず、作業性が非常に悪いという問題もある。
【０００６】
一方で、それぞれのバルブを自動で操作することも考えられるが、バルブの数が減るわけではなく、自動制御するための制御機構が必要となり、依然としてコスト面などで利点がない。
【０００７】
このように、複数のバルブを用いることは、ユーザにとっては、コストや作業性において問題があり、メーカにとっては、装置設計上において問題がある。
【特許文献１】特開２００４−１６７５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、ユーザにとってコスト面及び作業性に優れた真空バルブユニットを提供し、さらに、その真空バルブユニットを含む真空装置の小型化及びその設計の容易化を実現することをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち本発明に真空バルブユニットは、真空容器に接続される容器接続ポート、その真空容器の粗排気を行う粗排気ポンプに接続される粗排気ポート、及び前記真空容器の主排気を行う主排気ポンプに接続される主排気ポートを有するハウジングと、前記ハウジング内において、前記粗排気ポートを開成する粗排気ポート開成位置及び閉成する粗排気ポート閉成位置の間を移動する粗排気弁体と、前記ハウジング内において、前記主排気ポートを開成する主排気ポート開成位置及び閉成する主排気ポート閉成位置の間を移動する面シール型の主排気弁体と、前記ハウジングに設けられ、前記粗排気弁体の移動を操作するための粗排気弁体操作部と、前記ハウジングに設けられ、前記主排気弁体の移動を操作するための主排気弁体操作部と、を具備し、前記粗排気弁体操作部及び前記主排気弁体操作部を所定の手順で操作することにより、前記粗排気弁体及び前記主排気弁体が、前記粗排気ポート閉成位置及び前記主排気ポート閉成位置にある全閉状態から、前記粗排気ポート開成位置及び前記主排気ポート閉成位置にある粗排気状態、又は前記粗排気ポート閉成位置及び前記主排気ポート開成位置にある主排気状態となるように移動することを特徴とする。
【００１０】
つまり、前記粗排気弁体操作部及び前記主排気弁体操作部を操作することにより、前記粗排気弁体及び前記主排気弁体が、「全閉状態」→「粗排気状態」→「全閉状態」→「主排気状態」→「全閉状態」となるように操作されることを特徴とする。言い換えれば、粗排気状態及び主排気状態いずれの状態も、必ず全閉状態から変化するようにしている。
【発明の効果】
【００１１】
このように構成した本発明によれば、マニュホールド構造であり、粗排気弁体及び主排気弁体を単一構造体としているので、装置全体の小型化及び簡略化（設計容易化）を実現することができる。また、１つのバルブユニットにより粗排気及び主排気を行うことができるので、別個にバルブを設ける必要が無くなり、作業性の向上とともに、大幅なコストダウンを実現することができる。さらに、主排気弁体が面シール型のものであるので、主排気におけるコンダクタンスを向上させることができる。その上、粗排気弁体操作部及び主排気弁体操作部によって、粗排気弁体及び主排気弁体を操作するようにしているので、弁体の誤操作を防止できる等、操作性を向上させることができる。
【００１２】
したがって、ユーザにとってコスト面及び作業性に優れた真空バルブユニットを提供することができ、さらに、その真空バルブユニットを含む真空装置の小型化及びその設計の容易化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の真空バルブユニットの一実施形態について図面を参照して説明する。なお、図１は、本実施形態の真空バルブユニットの斜視図であり、図２は、本実施形態の真空バルブユニットの全閉状態を示す断面図である。
【００１４】
本実施形態に係る真空バルブユニット１は、真空容器と、その真空容器の粗排気を行う粗排気用ポンプ及び主排気を行う主排気用ポンプとの間に設けられるものであり、図１及び図２に示すように、容器接続ポートＰ１、粗排気ポートＰ２及び主排気ポートＰ３を有するハウジング２と、そのハウジング２内に設けられる粗排気弁体３と、そのハウジング２内に設けられる主排気弁体４と、粗排気弁体３及び主排気弁体４を駆動するための弁体駆動機構５と、を備えている。なお、容器接続ポートＰ１は、例えば電子顕微鏡の鏡筒、試料室などの真空容器に接続されるものであり、粗排気ポートＰ２は、真空容器の粗排気を行う粗排気ポンプ（例えば、ロータリーポンプ等）に接続されるものであり、主排気ポートＰ３は、真空容器の主排気を行う主排気ポンプ（例えば、ターボ分子ポンプ等）に接続されるものである。
【００１５】
以下、各部２〜５について説明する。
【００１６】
ハウジング２は、容器接続ポートＰ１、粗排気ポートＰ２及び主排気ポートＰ３を一体に有するいわゆるマニュホールド構造であり、概略円筒形状をなすものである。その上部には、弁体駆動機構５の主排気弁体操作部である主排気ツマミ５５及び粗排気弁体操作部である粗排気ツマミ５４が設けられている。また、その下部には、主排気ポートＰ３が形成され、その側部には、容器接続ポートＰ１及び粗排気ポートＰ２が反対方向を向くように形成されている。本実施形態では、粗排気ポートＰ２が容器接続ポートＰ１よりも上方に位置している。
【００１７】
粗排気弁体３は、ハウジング２内に形成されたバルブ収容室２Ａに設けられて、粗排気ポートＰ２を開成する粗排気ポート開成位置及び粗排気ポートＰ２を閉成する粗排気ポート閉成位置の間を移動する軸シール型のものである。
【００１８】
粗排気弁体３は、具体的には、概略円柱状をなし、その両端部分には大径部３１、３２が形成され、その中間部分には小径部３３が形成されている。そして、その上端部には、弁体駆動軸５２が連結されている。また、その下端部には、主排気弁体駆動軸５３が連結されている。また、上の大径部３１は、ハウジング２の内側周面に沿ってスライド移動するものであり、下の大径部３２は、ハウジング２の内側周面、具体的には、容器接続ポートＰ１と粗排気接続ポートとの間に設けられた弁座２１に着脱座可能に軸シールするものである。その弁座２１は、内側周面から内側に突出した環状突出部であり、その着座面（環状突出部の内面）にはＯリング６が嵌め込まれている。
【００１９】
主排気弁体４は、ハウジング２に形成されたバルブ収容室２Ａに設けられて、主排気ポートＰ３を開成する主排気ポート開成位置及び主排気ポートＰ３を閉成する主排気ポート閉成位置の間を移動する面シール型のものである。
【００２０】
主排気弁体４は、具体的には、概略円盤状をなし、その上端部には、主排気弁体駆動軸５３が連結されている。またその上面には、圧縮コイル７から弾性復帰力を受ける作用凹部４１が形成されている。そして、その作用凹部４１と、バルブ収容室２Ａに下向きに設けられた面との間で圧縮コイル７を挟む構造となっている。
【００２１】
そして、主排気弁体４は、ハウジング２の内側周面、具体的には、主排気ポートＰ３の基端部の近傍に設けられた弁座２２に着座して面シールすることにより、主排気ポートＰ３を密閉する。その弁座２２の着座面（弁座２２の上面）にはＯリング８が嵌め込まれている。
【００２２】
弁体駆動機構５は、粗排気弁体３及び主排気弁体４を同軸状に保持して、粗排気弁体３及び主排気弁体４を一軸方向に進退移動させるものであり、ハウジング２の上部に取り付けられる基台５１と、その基台５１に回転・進退移動可能に軸支されて、粗排気弁体３の上端部に連結される弁体駆動軸５２と、粗排気弁体３及び主排気弁体４を連結させるための主排気弁体駆動軸５３と、前記弁体駆動軸５２の上端部に取り付けられて、粗排気弁体３を移動させるための粗排気ツマミ（粗排気弁体操作部）５４と、前記弁体駆動軸５２の上端部に取り付けられて、主排気弁体４を移動させるための主排気ツマミ（主排気弁体操作部）５５と、を備えている。
【００２３】
基台５１は、ハウジング２上部に気密に取り付けられるフランジ部と、弁体駆動軸５２を中心軸上に軸支する雄ねじ部と、を備えている。雄ねじ部には、主排気ツマミ５５が螺合している。
【００２４】
弁体駆動軸５２は、上から、粗排気ツマミ５４、主排気ツマミ５５及び基台５１の順に嵌合されていて、粗排気ツマミ５４は、固定ピン５４１によって弁体駆動軸５２に対して回転しないように固定されている。また、弁体駆動軸５２の先端部分には、雄ねじ部５２１が形成されており、粗排気弁体３の中心軸上に設けられた雌ねじ部３１１に螺合している。
【００２５】
主排気弁体駆動軸５３は、粗排気弁体３と同軸状に設けられ、その上端が、粗排気弁体３の下大径部３２に軸方向にスライド可能に連結されている。また、その下端は、主排気弁体４と同軸状となるように固定されている。
【００２６】
そして、主排気弁体駆動軸５３は、粗排気弁体３の開閉動作に支障が無いように構成されている。つまり、粗排気弁体３が、粗排気ポート閉成位置及び粗排気ポート開成位置の間を移動する範囲において、主排気弁体駆動軸５３は、粗排気弁体３から軸方向に力を受けない構成としている。
【００２７】
さらに、弁体駆動機構５は、弁体駆動軸５２の進退移動に伴って粗排気弁体３が回転しないようにする粗排気弁体回転防止手段５６を備えている。
【００２８】
粗排気弁体回転防止手段５６は、基台５１の裏面に固定された回転防止ピン５６１と、粗排気弁体３に設けられ、回転防止ピン５６１が挿入されるピン挿入穴５６２とから構成されている。
【００２９】
次に、このように構成した真空バルブユニット１の動作について、粗排気工程及び主排気工程に分けて図３を参照して説明する。なお、図３は、真空バルブユニット１の粗排気状態を示す断面図であり、図４は、真空バルブユニット１の主排気状態を示す断面図である。
【００３０】
＜粗排気工程＞
まず、粗排気工程について説明する。粗排気工程は、主排気ポンプの動作圧力まで減圧（例えば１０−３Ｔｏｒｒ）する工程である。
【００３１】
粗排気工程に入る前段階として、真空バルブユニット１は、粗排気弁体３が粗排気ポート閉成位置及び主排気弁体４が主排気ポート閉成位置にある全閉状態である（図２参照）。この状態から、粗排気ツマミ５４を左回転（反時計回りに回転）させることにより、弁体駆動軸５２を左回転（反時計回りに回転）させる。そうすると、弁体駆動軸５２の先端の雄ねじ部５２１と、粗排気弁体３の雌ねじ部３１１とがねじ作用により嵌る方向に移動する。このとき、粗排気弁体３は、粗排気弁体回転防止手段５６により回転せずに、開成方向（図３において下方）に移動する。そして、粗排気弁体３の下大径部３２が弁座２１に対してスライド移動して、その弁座２１から下方に離間して、小径部３３が、弁座２１近傍に位置する（粗排気状態（図３参照））。このとき、小径部３３とＯリング６との間に隙間が形成される。この隙間は、粘性流体を引くことができる程度の隙間としている。その後、ロータリーポンプ等の粗排気ポンプを用いて粗排気を行う。
【００３２】
そして、所定圧力まで減圧（例えば１０−３Ｔｏｒｒ）できたら、粗排気ツマミ５４を右回転（時計回りに回転）させることにより、弁体駆動軸５２を右回転（時計回りに回転）させる。そうすると、弁体駆動軸５２の先端の雄ねじ部５２１と、粗排気弁体３の雌ねじ部３１１とがねじ作用により外れる方向に移動する。このとき、粗排気弁体３は、閉成方向（図３等において上方）に移動する。そして、再び粗排気弁体３の下大径部３２が弁座２１に嵌り込み、下大径部３２の側周面とＯリング６とで軸シール状態を形成し、密封が完了する（全閉状態（図２参照））。
【００３３】
＜主排気工程＞
次に、主排気工程について説明する。前記粗排気工程において、真空容器内を例えば１０−３Ｔｏｒｒ以下とした後、主排気工程に移る。なお、主排気工程中は、粗排気弁体３は軸シール状態として密閉構造をなしており、主排気ポンプへ粗排気ポートＰ２からの逆流はない。
【００３４】
主排気弁体４は、粗排気工程中は、圧縮コイル７により、弁座２２（図２等において下方）に押し付けられており、主排気ポートＰ３は、密閉されている。
【００３５】
まず、粗排気工程が行われた後の全閉状態（図２）から、主排気ツマミ５５を左回転（反時計回りに回転）させることにより、主排気ツマミ５５が、ねじ作用により基台５１から外れる方向に移動する。
【００３６】
このとき、まず、弁体駆動軸５２が、粗排気弁体３を軸シール状態を保ったまま上方に移動される。そして、粗排気弁体３が所定高さまで移動すると、粗排気弁体３に連結された主排気弁体駆動軸５３が開成方向（図２等において上方）に移動する。そうすると、主排気弁体４が、弁座２２から離間する（主排気状態（図４参照））。なお、主排気弁体４が主排気ポート閉成位置から主排気ポート開成位置へ移動する間において、粗排気弁体３は、粗排気ポートＰ２閉成状態のままである（図４）。その後、主排気ポンプを用いて主排気を行う。
【００３７】
そして、所定圧力まで減圧（例えば１０−９Ｔｏｒｒ）できたら、主排気ツマミ５５を右回転（時計回りに回転）させることにより、主排気ツマミ５５が、ねじ作用により基台５１に嵌る方向に移動する。このとき、弁体駆動軸５２及び粗排気弁体３に連結された主排気弁体駆動軸５３が、閉成方向（図４等において下方）に移動する。そうすると、主排気弁体４が、弁座２２に着座した後、圧縮コイル７により主排気弁体４がＯリング８に押さえつけられることにより、主排気ポートＰ３が密閉される（全閉状態（図２参照））。
【００３８】
このように構成した本実施形態に係る真空バルブユニット１によれば、マニュホールド構造において、粗排気弁体３及び主排気弁体４を単一構造体としているので、装置全体の小型化及び簡略化（設計容易化）を実現することができる。
【００３９】
また、１つのバルブユニット１により粗排気及び主排気を行うことができるので、別個にバルブを設ける必要が無くなり、作業性を向上させることができるとともに、大幅なコストダウンを実現することができる。
【００４０】
さらに、主排気弁体４が面シール型のものであるので、主排気におけるコンダクタンスを向上させることもできる。
【００４１】
その上、粗排気弁体操作部５４及び主排気弁体操作部５５によって、粗排気弁体３及び主排気弁体４を操作するようにしているので、弁体３、４の誤操作を防止できる等、操作性を向上させることができる。
【００４２】
また、粗排気弁体３及び主排気弁体４を一軸方向に移動させるようにしているので、真空バルブユニット１を小型化及び簡略化することができる。
【００４３】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００４４】
例えば、前記実施形態では、ハウジングにおいて上から、粗排気ポート、容器接続ポート及び主排気ポートの順で設けるものであったが、これに限られず、例えば、容器接続ポート、粗排気ポート及び主排気ポートの順番であっても良い。また、各ポートの位置態様に応じて、前記粗排気弁体、主排気弁体及び駆動機構等の構成を変更することが考えられる。
【００４５】
その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態に係る真空バルブユニットの斜視図。
【図２】同実施形態における真空バルブユニットの全閉状態を示す断面図。
【図３】同実施形態における真空バルブユニットの粗排気状態を示す断面図。
【図４】同実施形態における真空バルブユニットの主排気状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００４７】
１  ・・・真空バルブユニット
Ｐ１・・・容器接続ポート
Ｐ２・・・粗排気ポート
Ｐ３・・・主排気ポート
２  ・・・ハウジング
３  ・・・粗排気弁体
４  ・・・主排気弁体
５  ・・・弁体駆動機構
５４・・・粗排気弁体操作部
５５・・・主排気弁体操作部
【図１】
2008144906.tif 000003
【図２】
2008144906.tif 000004
【図３】
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【図４】
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