(57)【要約】  【課題】  排気ポートと連通する排気通路に固定抵抗を設けることを要せず、真空ポンプの圧力変動が出力圧に影響して出力ノイズを発生せず、さらには真空ポンプの負荷が大幅に軽減されるようにした圧力調整装置を提供する。  【解決手段】  入力圧が印加される上側のダイヤフラム６８と供給圧の供給および遮断を制御する弁体５３を備えるバランスブースタ３２との間に排気アダプタ３３を接続し、この排気アダプタ３３の伝達ブロック６６の下面に取付けられたプレート６９の筒状ボス７０の中心孔７１が、弁体５３とロッド５７を介して連結された圧力板５９の上面によって閉塞されるようにし、減圧動作以外の場合には排気ポート３８を通して排気動作が行なわれないようにする。【選択図】  図１
2005242575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力圧をダイヤフラムを介して圧力板に加え、該圧力板の変位によって弁体を開閉し、該弁体の開閉によって出力圧に対する供給圧の供給と遮断とを制御して前記出力圧を所望の圧力に調整するようにした圧力調整装置において、
前記ダイヤフラムから前記圧力板に対する力の伝達手段として作用し、しかも減圧時にのみ前記出力圧を排気する排気通路を開放する排気アダプタを前記ダイヤフラムと前記圧力板との間に介装したことを特徴とする圧力調整装置。
【請求項２】
前記排気アダプタが力を伝達する伝達ブロックを有し、しかも該伝達ブロックに対して前記ダイヤフラムとは反対側に補助ダイヤフラムを配し、該補助ダイヤフラムを介して前記圧力板に力を伝達するとともに、前記補助ダイヤフラムの前記伝達ブロックとは反対側の面で出力圧を受けることを特徴とする請求項１に記載の圧力調整装置。
【請求項３】
前記補助ダイヤフラムの連通孔と、前記伝達ブロックの排気孔とによって前記排気通路が形成され、減圧時に前記補助ダイヤフラムから前記圧力板が離間して排気通路が形成されることを特徴とする請求項２に記載の圧力調整装置。
【請求項４】
前記伝達ブロックがばねによって前記入力圧と対向する方向に付勢されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の圧力調整装置。
【請求項５】
前記補助ダイヤフラムの前記伝達ブロックとは反対側の面にプレートが取付けられ、該プレートの筒状ボスが前記補助ダイヤフラムの連通孔を挿通して前記伝達ブロックの排気孔の入口部分に嵌着されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の圧力調整装置。
【請求項６】
入力圧をダイヤフラムを介して弁体に加え、該弁体の変位に伴う開閉によって出力圧に対する供給圧の供給と遮断とを制御して前記出力圧を所望の圧力に調整するようにした圧力調整装置において、
前記ダイヤフラムから前記弁体に対する力の伝達手段として作用し、しかも減圧時にのみ前記出力圧を排気する排気通路を開放する排気アダプタを前記ダイヤフラムと前記弁体との間に介装したことを特徴とする圧力調整装置。
【請求項７】
前記排気アダプタが力を伝達する伝達ブロックを有し、しかも該伝達ブロックに対して前記ダイヤフラムとは反対側に補助ダイヤフラムを配し、該補助ダイヤフラムを介して前記弁体に力を伝達するとともに、前記補助ダイヤフラムの前記伝達ブロックとは反対側の面で出力圧を受けることを特徴とする請求項６に記載の圧力調整装置。
【請求項８】
前記補助ダイヤフラムの連通孔と、前記伝達ブロックの排気孔とによって排気通路が形成され、減圧時に前記補助ダイヤフラムから前記弁体の突部の開閉制御部が離間して排気通路が形成されることを特徴とする請求項７に記載の圧力調整装置。
【請求項９】
前記伝達ブロックがばねによって前記入力圧と対向する方向に付勢されることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の圧力調整装置。
【請求項１０】
前記補助ダイヤフラムの前記伝達ブロックとは反対側の面にプレートが取付けられ、該プレートの筒状ボスが前記補助ダイヤフラムの連通孔を挿通して前記伝達ブロックの排気孔の入口部分に嵌着され、前記弁体の開閉制御部が前記筒状ボスの中心孔を開閉することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の圧力調整装置。
【請求項１１】
コイルによって軸線方向に移動するフラッパと対向するノズルの背圧として得られる信号圧を入力圧として印加することを特徴とする請求項１または請求項６に記載の圧力調整装置。
【請求項１２】
高圧源と接続されて加圧動作を行なう第１の制御弁と、低圧源と接続されて減圧動作を行なう第２の制御弁とを有し、前記第１の制御弁と前記第２の制御弁の出力側の接続点に生ずる信号圧を入力圧として印加することを特徴とする請求項１または請求項６に記載の圧力調整装置。
【請求項１３】
前記第１の制御弁および前記第２の制御弁がデューティ制御によって開閉が制御される電磁弁であることを特徴とする請求項１２に記載の圧力調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧力調整装置に係り、とくに信号圧として加えられる入力圧に応じて、所望の出力圧を得るようにした圧力調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体の製造プロセスにおいて、化学的機械的研磨（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）の工程で、半導体ウエハの表面を平滑化することが試みられる。この方法は、半導体ウエハの表面に研磨粒子を含むスラリを供給し、パッドを半導体ウエハの表面と平行に移動させながら研磨を行なうものである。ここでパッドは適正かつ均一な圧力で半導体ウエハに対して押圧される。
【０００３】
このようにｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｏｌｉｓｈｉｎｇにおいてパッドに印加される圧力を適正にかつ均一に維持しないと、半導体ウエハの表面の平滑化が達成されない。このような目的のために、適正な圧力を安定に発生する圧力調整装置を必要とする。なおそれ以外の各種の用途においても、適正な圧力を発生する圧力調整装置が要求されている。
【０００４】
図３は従来のｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｏｌｉｓｈｉｎｇに用いられる圧力調整装置の一例を示しており、この圧力調整装置はバランスブースタ４を備えている。バランスブースタ４は円板状をなす弁体５を備え、この弁体５がシールリングから成るバルブシート６に対して接触したり離間したりすることによって、開閉動作を行なうようになっている。弁体５は複数のロッド７によって下側の圧力板８と連結されるとともに、圧力板８の下側に配されたダイヤフラム９によって信号圧を受けるようになっている。
【０００５】
ここで調整ノブ１１によって減圧スプリング１２が下方に押す力と、フォースモータ１３によって発生されかつモジュールベース１４の凹部１５および通路１６を介して凹部１７に印加され、ダイヤフラム９の下面に加えられる力とが釣合うようになっている。従って減圧スプリング１２の変形量を、ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｏｌｉｓｈｉｎｇのパッドの重量をキャンセルするように調整する。これが初期調整に当る。
【０００６】
ここで上記フォースモータ１３によって発生される信号圧であって、ダイヤフラム９の下面に加えられる入力圧を調整すると、ダイヤフラム９の下面に作用する力が変化する。いま入力圧を高くすると、ダイヤフラム９を介して圧力板８が上方へ押されるために、弁体５がバルブシート６から離間する。従って供給ポート１８からの供給圧が通路１９から凹部２０に供給され、この通路１９から出力ポート２１に至る。これによって出力圧が増大する。そして圧力がバランスした状態で図３に示すように弁体５がバルブシート６に接触して供給圧が遮断される。
【０００７】
弁体５がバルブシート６に接触して閉弁状態にあるときに、出力圧は凹部２０からオリフィス２２を通って排気ポート２３側に流れる。すなわち平衡状態において常に排気側へ出力圧がゆっくりと流れる。従ってフォースモータ１３によって与えられる入力圧であってダイヤフラム９の下側に印加される入力圧を低くすると、上記の排気ポート２３を通る排気動作が長時間にわたってゆっくりと行なわれ、やがて新たな圧力のバランス状態となる。そしてこの状態においてもなおオリフィス２２から排気ポート２３に出力圧が流れるために、平衡状態に達した後は、弁体５が少し開いて供給圧が印加される状態と、排気ポート２３を通して排気動作が行なわれる状態とが繰返されることになり、平衡状態における出力圧の変化は、鋸歯状波のような圧力変動を発現する。
【０００８】
このような従来の圧力調整装置は、真空ポンプが接続される排気ポート２３と出力ポート２１とが固定抵抗を構成するオリフィス２２によって連通されており、圧力の下降時間が上記オリフィス２２の抵抗値によって決定され、オリフィス２２を絞ると圧力の下降に時間を要する問題がある。また図３に示す構造はオリフィス２２を通して排気ポート２３から真空ポンプ側へ常に正圧が流れ込む。従って真空ポンプの負荷が大きくなり、あるいはまた真空ポンプのトラブルの原因になる。さらには真空ポンプの圧力変動がそのまま出力ポート２１に出力ノイズとして現われるために、安定性を必要とする圧力調整装置には不適当なものである。また安定性を高めるためには、１つの圧力調整装置について１台の真空ポンプを必要とする欠点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本願発明の課題は、圧力調整時以外は真空ポンプとの接続が遮断されるようにした圧力調整装置を提供することである。
【００１０】
本願発明の別の課題は、真空ポンプと出力ポートとが定常状態で遮断され、これによって排気ポートとの接続部に固定抵抗を必要とせず、減圧動作の際の圧力降下を高速で行なうことによって、圧力降下のための時間を短縮できるようにした圧力調整装置を提供することである。
【００１１】
本願発明のさらに別の課題は、真空ポンプの圧力変動が出力圧に影響せず、出力ノイズとならないようにした圧力調整装置を提供することである。
【００１２】
本願発明の別の課題は、真空ポートに接続される真空ポンプの負荷がほとんど発生しない圧力調整装置を提供することである。
【００１３】
本願発明のさらに別の課題は、出力圧が安定であってしかも高精度の圧力調整が可能な圧力調整装置を提供することである。
【００１４】
本願発明の上記の課題および別の課題は、以下に述べる発明の技術的思想および実施の形態によって明らかにされよう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本願の主要な発明は、入力圧をダイヤフラムを介して圧力板に加え、該圧力板の変位によって弁体を開閉し、該弁体の開閉によって出力圧に対する供給圧の供給と遮断とを制御して前記出力圧を所望の圧力に調整するようにした圧力調整装置において、
前記ダイヤフラムから前記圧力板に対する力の伝達手段として作用し、しかも減圧時にのみ前記出力圧を排気する排気通路を開放する排気アダプタを前記ダイヤフラムと前記圧力板との間に介装したことを特徴とする圧力調整装置に関するものである。
【００１６】
ここで前記排気アダプタが力を伝達する伝達ブロックを有し、しかも該伝達ブロックに対して前記ダイヤフラムとは反対側に補助ダイヤフラムを配し、該補助ダイヤフラムを介して前記圧力板に力を伝達するとともに、前記補助ダイヤフラムの前記伝達ブロックとは反対側の面で出力圧を受けてよい。また前記補助ダイヤフラムの連通孔と、前記伝達ブロックの排気孔とによって前記排気通路が形成され、減圧時に前記補助ダイヤフラムから前記圧力板が離間して排気通路が形成されてよい。また前記伝達ブロックがばねによって前記入力圧と対向する方向に付勢されてよい。また前記補助ダイヤフラムの前記伝達ブロックとは反対側の面にプレートが取付けられ、該プレートの筒状ボスが前記補助ダイヤフラムの連通孔を挿通して前記伝達ブロックの排気孔の入口部分に嵌着されてよい。
【００１７】
本願の別の主要な発明は、入力圧をダイヤフラムを介して弁体に加え、該弁体の変位に伴う開閉によって出力圧に対する供給圧の供給と遮断とを制御して前記出力圧を所望の圧力に調整するようにした圧力調整装置において、
前記ダイヤフラムから前記弁体に対する力の伝達手段として作用し、しかも減圧時にのみ前記出力圧を排気する排気通路を開放する排気アダプタを前記ダイヤフラムと前記弁体との間に介装したことを特徴とする圧力調整装置に関するものである。
【００１８】
ここで前記排気アダプタが力を伝達する伝達ブロックを有し、しかも該伝達ブロックに対して前記ダイヤフラムとは反対側に補助ダイヤフラムを配し、該補助ダイヤフラムを介して前記弁体に力を伝達するとともに、前記補助ダイヤフラムの前記伝達ブロックとは反対側の面で出力圧を受けてよい。また前記補助ダイヤフラムの連通孔と、前記伝達ブロックの排気孔とによって排気通路が形成され、減圧時に前記補助ダイヤフラムから前記弁体の突部の開閉制御部が離間して排気通路が形成されてよい。また前記伝達ブロックがばねによって前記入力圧と対向する方向に付勢されてよい。また前記補助ダイヤフラムの前記伝達ブロックとは反対側の面にプレートが取付けられ、該プレートの筒状ボスが前記補助ダイヤフラムの連通孔を挿通して前記伝達ブロックの排気孔の入口部分に嵌着され、前記弁体の開閉制御部が前記筒状ボスの中心孔を開閉してよい。
【００１９】
またここでコイルによって軸線方向に移動するフラッパと対向するノズルの背圧として得られる信号圧を入力圧として印加してよい。あるいはまた高圧源と接続されて加圧動作を行なう第１の制御弁と、低圧源と接続されて減圧動作を行なう第２の制御弁とを有し、前記第１の制御弁と前記第２の制御弁の出力側の接続点に生ずる信号圧を入力圧として印加してよい。この場合には前記第１の制御弁および前記第２の制御弁がデューティ制御によって開閉が制御される電磁弁であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本願の主要な発明は、入力圧をダイヤフラムを介して圧力板に加え、該圧力板の変位によって弁体を開閉し、該弁体の開閉によって出力圧に対する供給圧の供給と遮断とを制御して出力圧を所望の圧力に調整するようにした圧力調整装置において、ダイヤフラムから圧力板に対する力の伝達手段として作用し、しかも減圧時にのみ出力圧を排気する排気通路を開放する排気アダプタをダイヤフラムと圧力板との間に介装したものである。
【００２１】
従ってこのような圧力調整装置によれば、減圧時にのみ排気通路が開放されて出力圧が排気アダプタの排気通路から排気され、それ以外の場合には排気通路が閉じた状態に維持されるために、定常状態では排気通路が閉じた状態で出力側と排気通路とが遮断状態に維持され、このために真空ポンプの出力変動が出力ノイズとならず、真空ポンプの負荷も小さくなる。また排気通路に固定抵抗を設ける必要がなくなり、このために圧力降下のための時間を短縮できる。
【００２２】
本願の別の主要な発明は、入力圧をダイヤフラムを介して弁体に加え、該弁体の変位に伴う開閉によって出力圧に対する供給圧の供給と遮断とを制御して出力圧を所望の圧力に調整するようにした圧力調整装置において、ダイヤフラムから弁体に対する力の伝達手段として作用し、しかも減圧時にのみ出力圧を排気する排気通路を開放する排気アダプタをダイヤフラムと弁体との間に介装したものである。
【００２３】
従ってこのような圧力調整装置によれば、減圧時にのみ出力圧を排気する排気通路が開放され、定常状態においては排気通路が遮断状態に維持される。従って出力圧が真空ポンプの圧力変動の影響をほとんど受けず、さらには真空ポンプの負担が非常に軽くなる。また排気通路に絞り抵抗を設ける必要がなくなるために、排気動作を高速で行なうことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は本発明の第１の実施の形態の圧力調整装置の構成を示しており、この圧力調整装置はベース３１と、バランスブースタ３２と、排気アダプタ３３と、入力信号発生部３４と、フォースモータ３５とを備えている。なおベース３１には供給ポート３６と出力ポート３７とが設けられ、排気アダプタ３３には排気ポート３８が設けられる。
【００２５】
上記ベース３１の供給ポート３６は通路４２からバランスブースタ３２の通路４３、排気アダプタ３３の通路４４、および入力信号発生部３４の通路４５を通して入力信号発生部３４の空間４６に接続されている。また上記ベース３１の出力ポート３７と連通する通路４８はこのベース３１の上面に臨む凹部４９に連通されている。
【００２６】
バランスブースタ３２の下部には凹部５２が形成され、この凹部５２が上記ベース３１の凹部４９と連通される。そして凹部５２内に弁体５３が配されている。弁体５３は中心孔５４の出口側の部分に設けられたシールリングから成るバルブシート５５と接触することによって閉弁動作を行なうようになっている。なお中心孔５４は供給圧が供給される通路４３に横孔５６を介して連通されている。
【００２７】
上記弁体５３は複数の縦方向に延びるロッド５７を介してバランスブースタ３２の上側の凹部５８に配された圧力板５９と連結されるようになっている。圧力板５９はその下面に突部６０を備え、この突部６０が圧力板５９の下側に配された小ダイヤフラム６１を上から押圧するようになっている。小ダイヤフラム６１は中心孔５４と凹部５８との連通を遮断している。また上記バランスブースタ３２の上下の凹部５８、５２は互いに連通路６２によって連通される。
【００２８】
次に排気アダプタ３３の構成について説明する。排気アダプタ３３内にはそのほぼ中心部を縦方向に貫通するように凹部６５が形成され、この凹部６５内に伝達ブロック６６が配される。伝達ブロック６６はその外周側に配されるばね６７によって上方に弾性的に付勢される。そして伝達ブロック６６が排気アダプタ３３の上面に取付けられたダイヤフラム６８の下面を受けるようになっている。
【００２９】
これに対して伝達ブロック６６の下面にはプレート６９が取付けられ、このプレート６９の中心部に形成された筒状ボス７０が伝達ブロック６６の中心孔７１に嵌着されている。なおプレート６９は伝達ブロック６６の中心部を貫通する皿ビス７５によってこの伝達ブロック６６の下面に固着される。そしてプレート６９の中心孔７１はこの伝達ブロック６６の排気孔７２に連通される。またプレート６９と伝達ブロック６６の下面との間には補助ダイヤフラム７３が配される。また補助ダイヤフラム７３にはその中心部に連通孔７４が形成され、この連通孔７４に上記プレート６９の筒状ボス７０が挿入されている。
【００３０】
次に入力信号発生部の構成について説明すると、入力信号発生部３４を構成するブロックには側面に開放された断面が円形の凹部８０が形成され、この凹部８０にはノズル８１の基部８２が嵌着されている。なおノズル８１はこのブロックにばね８３に抗してねじ込まれている。そして基部８２の外周面に形成された一対の周溝に装着されたＯリング８４、８５によって凹部８０がシールされている。
【００３１】
上記ノズル８１の先端部に開放される中心孔８６は基部８２の横孔８７と連通されるとともに、入力信号発生部３４のブロックの通路８８を通してこのブロックの下面の凹部８９に連通される。
【００３２】
フォースモータ３５には、上記ノズル８１の先端部と対向するようにフラッパ９２が配される。フラッパ９２はその外周側に開口９３が形成され、これによってその両面の圧力を等しくしている。フラッパ９２はムービングコイル９４を巻装したボビン９５を備えている。そしてヨーク９６とセンタコア９７とマグネット９８とによって磁気回路が形成され、とくにヨーク９６とセンタコア９７とのエアギャップの部分にムービングコイル９４が配され、このムービングコイル９４に電流を通ずることによって、フラッパ９２を軸線方向に移動させるようにしている。
【００３３】
次に以上のような構成になるこの圧力調整装置の初期調整の動作を説明する。入力信号発生部３４のノズル８１をねじ込み調整し、このノズル８１の先端部とフラッパ９２との間のギャップ調整を行なう。このときのギャップは、ノズル８１の背圧であって凹部８９に生ずる圧力であり、ダイヤフラム６８の上面に加わる入力圧が所定の値となるように調整する。
【００３４】
例えばこの圧力調整装置をｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｏｌｉｓｈｉｎｇのためのパッドに対する圧力調整装置として使用する場合には、出力ポート３７を通してパッドに加えられる圧力が、パッドの重量をキャンセルするような圧力に調整される。このような初期調整が出荷時の０点調整になる。なお出荷時の圧力調整が必ずしもパッドの自重をキャンセルする値でなくてもよく、目的に応じて種々の値が設定可能である。
【００３５】
次に通常の圧力調整の動作を説明する。フォースモータ３５のムービングコイル９４に電流を通ずると、スピーカのボイスコイルの原理と同様の原理によって、ボビン９５が軸線方向の力を受ける。従ってこれにより、ノズル８１の先端部に対するフラッパ９２の距離を調整できる。フラッパ９２のノズル８１に対するギャップを調整することによって、供給圧が印加されているノズル８１の背圧が変化する。背圧は中心孔８６、横孔８７、通路８８、および凹部８９を通してダイヤフラム６８の上面に入力圧あるいは信号圧として印加される。
【００３６】
ここでノズル８１に対してフラッパ９２を近づけるようにムービングコイル９４に電流を通ずると、ノズル８１の背圧であってダイヤフラム６８の上面に加わる圧力が上昇する。従って伝達ブロック６６がダイヤフラム６８によって下方へ押され、ばね６７に抗して下方へ移動する。従ってこの伝達ブロック６６の下部のプレート６９が圧力板５９を下方へ押圧する。従って圧力板５９とロッド５７を介して連結されている下側の弁体５３が下方へ移動し、この弁体５３がバルブシート５５から離間する。
【００３７】
このようにして弁体５３が開かれると、供給ポート３６から通路４２、４３、横孔５６、および中心孔５４を通して凹部５２に供給圧が印加され、この供給圧がさらに連通路６２を通して上側の凹部５８に供給される。従って伝達ブロック６６の下側の補助ダイヤフラム７３に対してその下面に作用する上方への力が増加する。そしてやがて上側のダイヤフラム６８に加わる入力圧による下方への力と上記の補助ダイヤフラム７３に加わる上方への力とがバランスする位置で、弁体５３がバルブシート５４に接触して閉じることになり、ここで供給圧が遮断される。
【００３８】
上記のダイヤフラム６８の上面に作用する入力圧が増加することによる圧力調整動作は、基本的に伝達ブロック６６が下方に移動する動作であって、バランスブースタ３２の圧力板５９の上面をプレート６９が押す動作である。従ってこの動作の際にはプレート６９の筒状ボス７０の中心孔７１が圧力板５９の上面で閉じられており、排気動作が行なわれない。従ってこの圧力調整の動作時には排気ポート３８を通して真空ポンプ側へ空気が流れることはない。
【００３９】
次に減圧動作を説明する。フォースモータ３５のコイル９４に逆方向の電流を通じ、これによってフラッパ９２をノズル８１の先端部から離間させると、このノズル８１の背圧が低下する。従って凹部８９に生ずる入力圧であってダイヤフラム６８の上面に加わる圧力が低下する。従って伝達ブロック６６はばね６７によって上方に移動される。ところが下側の弁体５３がバルブシート５５に着座しており、それ以上に上方へ移動できないために圧力板５９も上方に移動できず、伝達ブロック６６の下面のプレート６９の筒状ボス７０が圧力板５９の上面から離間する。
【００４０】
従って互いに連通路６２によって連通されているバランスブースタ３２の上下の凹部５８、５２内の空気が上記プレート６９の筒状ボス７０の中心孔７１および排気孔７２から凹部６５を通って排気ポート３８側に流れ、排気動作が行なわれる。すると凹部５８内の圧力であって補助ダイヤフラム７３に対して下側から印加される圧力が低下するために、上側のダイヤフラム６８に加わる上方からの圧力と補助ダイヤフラム７３に下方から印加される圧力とがバランスした状態で、再び力が釣合うようになり、このときにプレート６９の筒状ボス７０の中心孔７１が圧力板５９によって閉塞されて排気動作を停止する。
【００４１】
このように本実施の形態の圧力調整装置は、ムービングコイル型のフォースモータ３５を有する入力信号発生部３４、真空ポンプあるいは真空圧力と接続される排気アダプタ３３、流量増幅を行なうバランスブースタ３２から構成され、これらによって連成型電空レギュレータを構成したもである。
【００４２】
ここでフォースモータ３５と連動する圧力信号発生部３４で発生する入力信号によって、排気アダプタ３３への入力信号圧Ｐｉｎが決定される。排気アダプタ３３には排気ポート３８を通して負圧供給圧力（真空圧）が接続され、この圧力が常にバランス状態にある。また排気アダプタ３３には減算スプリングを構成するばね６７が内蔵され、そのばね力と負圧出力による力とがバランスされており、入力圧Ｐｉｎが０の状態で、最大の負圧が出力される。この状態で排気アダプタ３３はバランス状態である。このような状態から入力圧Ｐｉｎが上昇すると、バランスが崩れて新たなバランス状態になるので出力圧Ｐｏ  が上昇する。
【００４３】
いま上側のダイヤフラム６８の有効面積をＳ１  とし、伝達ブロック６６の下側の補助ダイヤフラム７３の有効面積をＳ２  とし、減算スプリングを構成するばね６７のばね力をＦとすると、入力圧Ｐｉｎと出力圧Ｐｏｕｔ  とは力平衡原理に基いて次の式が成立する。
【００４４】
Ｐｉｎ・Ｓ１  −Ｆ＝Ｐｏｕｔ  ・Ｓ２  
ここで上下のダイヤフラム６８、７３の面積を等しくし、Ｓ１  ＝Ｓ２  とすると、真空ポンプの圧力変動が出力ノイズとならず、排気ポート３８と接続される負圧供給圧力（真空圧）の影響を受けなくなる。またＳ１  ＝Ｓ２  とすることによって、上記の式は次のようになる。
【００４５】
Ｐｏｕｔ  ＝Ｐｉｎ−Ｆ／Ｓ２  
この状態では出力側のバルブシート５５および排気側のバルブシートを構成する筒状ボス７０の中心孔７１が何れも遮断状態にあり、真空ポンプと出力圧とは互いに独立の状態になる。
【００４６】
このような圧力調整装置によれば、上述の如く上下のダイヤフラム６８、７３の面積を等しくすることによって、真空ポンプの圧力変動の影響を受けず、出力ノイズが減少する。また真空ポンプと出力ポート３７とは、減圧動作時以外は常に排気通路が閉じて遮断されているために、従来の装置における絞り２２（図３参照）に相当する固定抵抗が不要になり、圧力降下を高速で行なうことが出来、圧力降下のための時間が短縮される。また真空ポンプは減圧動作時のみしか負荷が加わらないために、真空ポンプの負荷を最小限にしてそのトラブルの発生を防止することが可能になる。
【００４７】
さらに図１に示す構成によれば、圧力板５９の下面の突部６０が小ダイヤフラム６１を押すようになっており、この小ダイヤフラム６１の有効面積をバルブシート５５の有効面積と等しくすることによって、横孔５６から中心孔５４を通して上方に働く力と下方に働く力とが互いにバランスする。従って供給圧の影響を受けなくなり、供給圧が出力圧に対してノイズとならない。
【００４８】
次に第２の実施の形態を図２によって説明する。この実施の形態は、バランスブースタ３２の横孔５６と中心孔５４とを連通する通路のバルブシート５５を閉じるように小さな弁体５３が配され、しかもこの弁体５３が上方へ突出するように突部１０５を備えている。そして突部１０５の上端が円錐状の開閉制御部１０６になっており、この開閉制御部１０６が上記プレート６９の筒状ボス７０の中心孔７１を開閉制御するようになっている。なお弁体５３はこのバランスブースタ３２内においてばね１０７によって上方へ押圧付勢されている。また弁体５３が着座するバルブシート５５の下流側は連通路６３を通してこのバランスブースタ３２の凹部５２に連通されている。なお排気アダプタ３３の構成は上記第１の実施の形態と同様である。
【００４９】
またここでは入力信号発生部３４が高圧側電磁弁１１１と低圧側電磁弁１１２とを備えている。高圧側電磁弁１１１は高圧源として供給ポート３６から通路４２、４３、４４、４５を通して供給圧が印加される。これに対して低圧側電磁弁１１２は大気開放１１４によって低圧源と接続されている。そしてこれら一対の電磁弁１１１、１１２がともにコントローラ１１３によってデューティ制御されるようになっており、これらの電磁弁１１１、１１２の接続部が通路８８から凹部８９に連通され、上側のダイヤフラム６８の上面に入力圧を印加するようになっている。
【００５０】
入力信号発生部３４で高圧を発生させる場合には、コントローラ１１３によって高圧側電磁弁１１１をデューティ制御する。ここで目標値に対して偏差が大きい場合にはデューティ比を高くし、これに対して目標値に対する偏差が小さくなるとデューティ比を小さくするようにしている。また減圧動作の場合には、コントローラ１１３によって低圧側電磁弁１１２のデューティ制御を行なう。この場合にも偏差が大きい場合にはデューティ比を高くし、偏差が小さい場合にはデューティ比を小さくする。そしてこれら一対の電磁弁１１１、１１２によって所望の入力圧を発生させるようにし、この入力圧を通路８８を通して凹部８９に加え、上側のダイヤフラム６８の上面に作用させるようにしている。
【００５１】
いま上側のダイヤフラム６８に加えられる入力圧が高くなると、伝達ブロック６６がばね６７に抗して下方へ移動する。従って伝達ブロック６６の下部に取付けられているプレート６９の筒状ボス７０が弁体５３の突部１０５を下方に押圧する。従って弁体５３が下方に移動し、バルブシート５５から離間する。従って供給ポート３６からの供給圧が通路４２、５６、５４、６２を通してバランスブースタ３２の凹部５８に加えられる。従って補助ダイヤフラム７３に対してその下面から作用する圧力が次第に増大し、やがて入力圧が印加されている上側のダイヤフラム６８による下方への力とバランスする。するとその時点で伝達ブロック６６が上昇し、これに応じて弁体５３が上昇してバルブシート５５に着座して供給圧を遮断する。なおこの入力圧を増大したときの圧力調整の動作の際には、弁体５３の突部１０５の開閉制御部１０６が常に筒状ボス７０の中心孔７１を閉じており、このために排気動作が行なわれない。
【００５２】
これに対して入力信号発生部３４で発生する入力圧が低くなった場合には、上側のダイヤフラム６８に印加される圧力が小さくなる。従って伝達ブロック６６を下方へ押圧する力が弱くなるために、ばね６７によって伝達ブロック６６が上方に移動する。従ってバルブシート５５に着座して上方に移動できない弁体５３の突部１０５の開閉制御部１０６がプレート６９の筒状ボス７０の中心孔７１から離間する。従って凹部５８内の空気がプレート６９の筒状ボス７０の中心孔７１から排気孔７２を通って排気ポート３８から排気される。すると凹部５８の圧力が低下するために、下側の補助ダイヤフラム７３を上方へ押圧する力が弱くなり、やがて上側のダイヤフラム６８に印加される入力圧による力とバランスして伝達ブロック６６が下方に移動することになり、ここで弁体５３の突部１０５の開閉制御部１０６がプレート６９の中心孔７１を閉じるようになり、新たな平衡状態に達する。
【００５３】
従ってこの減圧動作の際に極めて微量の空気が凹部５８から排気ポート３８を通して排気されるだけであって、真空ポンプにかかる負荷が極めて微小になり、真空ポンプのトラブルの発生が防止される。また上下のダイヤフラム６８、７３の有効面積を互いに等しくしておくことによって、真空圧の変動が出力ノイズにならず、極めて安定な圧力調整が可能になる。しかも真空ポート３８と連通する排気通路７２に抵抗を設ける必要がなく、圧力降下の動作を高速で短時間で行なうことが可能になり、応答性が改善される。
【００５４】
以上本願発明を図示の実施の形態によって説明したが、本願発明は上記実施の形態によって限定されることなく、本願発明の技術思想の範囲内で各種の変更が可能である。例えばバランスブースタ３２と排気アダプタ３３と入力信号発生部３４とフォースモータ３５との配置関係は、上記実施の形態に限定されることなく、各種の変形が可能である。また第１の実施の形態の入力信号発生部として第２の実施の形態のそれを用い、第２の実施の形態の入力信号発生部として第１の実施の形態のそれを用いるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本願発明は、ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｏｌｉｓｈｉｎｇにおけるパッドの圧力調整のみならず、真空圧から正圧までの連続した圧力を発生させる高精度の圧力調整手段として各種の用途に広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】第１の実施の形態の圧力調整装置の縦断面図である。
【図２】第２の実施の形態の圧力調整装置の縦断面図である。
【図３】従来の圧力調整装置の一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
４  バランスブースタ
５  弁体
６  バルブシート（シールリング）
７  ロッド
８  圧力板
９  ダイヤフラム
１１  調整ノブ
１２  減圧スプリング
１３  フォースモータ
１４  モジュールベース
１５  凹部
１６  通路
１７  凹部
１８  供給ポート
１９  通路
２０  凹部
２１  出力ポート
２２  オリフィス
２３  排気ポート
３１  ベース
３２  バランスブースタ
３３  排気アダプタ
３４  入力信号発生部
３５  フォースモータ
３６  供給ポート
３７  出力ポート
３８  排気ポート
４２〜４５  通路
４６  空間
４８  通路
４９  凹部
５２  凹部
５３  弁体
５４  中心孔
５５  バルブシート（シールリング）
５６  横孔
５７  ロッド
５８  凹部
５９  圧力板
６０  突部
６１  小ダイヤフラム
６２、６３  連通路
６５  凹部
６６  伝達ブロック
６７  ばね
６８  ダイヤフラム
６９  プレート
７０  筒状ボス
７１  中心孔
７２  排気孔
７３  補助ダイヤフラム
７４  連通孔
７５  皿ビス
８０  凹部
８１  ノズル
８２  基部
８３  ばね
８４、８５  Ｏリング
８６  中心孔
８７  横孔
８８  通路
８９  凹部
９２  フラッパ
９３  開口
９４  ムービングコイル
９５  ボビン
９６  ヨーク
９７  センタコア
９８  マグネット
１０５  突部
１０６  円錐状の開閉制御部
１０７  ばね
１１１  高圧側電磁弁
１１２  低圧側電磁弁
１１３  コントローラ
１１４  大気開放
【図１】
2005242575.tif 000003
【図２】
2005242575.tif 000004
【図３】
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