(57)【要約】【課題】  駆動機構を簡単化したゲートバルブを提供する。【解決手段】  弁体が、支持アームに、回転軸を中心とした回転方向に移動可能に支持される。弁体が開口の正面からずれた位置から、開口の正面まで移動するように、回転軸支持体が、回転軸を昇降させる。移動部材が、昇降可能に支持されている。弾性体が、移動部材と回転軸支持体とを弾性的に接続し、上下方向に関する両者の相対位置関係が変化すると弾性変形する。駆動機構が移動部材を昇降させる。変換機構が、回転軸支持部材と移動部材との相対位置関係の変化を、回転軸の回転方向の運動に変換する。回転軸支持体を昇降させて弁体を開口の正面に位置させたとき、ストッパが、回転軸支持体のさらなる上昇を禁止する。駆動機構は、回転軸支持体の上昇が禁止されている状態で、移動部材をさらに上昇させる。変換機構は、移動部材のさらなる上昇を、弁体が前記開口を塞ぐように回転軸を回転させる回転力に変換する。【選択図】  図１
2009191924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸(25)と、
前記回転軸に取り付けられ、該回転軸を中心として揺動する支持アーム(28)と、
前記支持アームに取り付けられて、該支持アームの揺動により、前記回転軸を中心とした回転方向に移動し、開口を塞ぐことができる弁体(16)と、
前記弁体が前記開口の正面からずれた位置から、該開口の正面まで移動するように前記回転軸を第１の方向に移動可能に支持する回転軸支持体(18)と、
前記第１の方向に移動可能に支持された移動部材(40)と、
前記移動部材と前記回転軸支持体とを弾性的に接続し、前記第１の方向に関する両者の相対位置関係が変化すると弾性変形して復元力を発生する弾性体(45)と、
前記移動部材を前記第１の方向に移動させる駆動機構(48)と、
前記回転軸支持部材と前記移動部材との相対位置関係の変化を、前記回転軸の回転方向の運動に変換する変換機構(35,36,40C)と、
前記回転軸支持体を前記第１の方向に移動させて前記弁体を前記開口の正面に位置させたとき、該回転軸支持体の第１の方向へのさらなる移動を禁止するストッパ(20)と
を有し、
前記駆動機構は、前記回転軸支持体が前記ストッパで第１の方向への移動が禁止されている状態で、前記移動部材をさらに前記第１の方向に移動させることができ、前記変換機構は、該移動部材の該第１の方向へのさらなる移動を、前記弁体が前記開口を塞ぐように前記回転軸を回転させる回転力に変換するゲートバルブ。
【請求項２】
前記回転軸支持体が、内部に空洞を有し、前記回転軸が、該回転軸支持体の内側の空洞から、前記弁体が配置された空間まで導出されており、該回転軸支持体の内側の空間は、前記弁体が配置された空間から気密に隔離されており、前記変換機構は、前記弁体が配置された空間から気密に隔離された空間内に配置されている請求項１に記載のゲートバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空容器等の開口を塞ぐゲートバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゲートバルブには、開口を塞ぐ弁体を開口の正面まで移動させる昇降駆動機構と、弁体を開口に押し付ける加圧機構が必要である（特許文献１参照）。特許文献１に開示されたゲートバルブにおいては、昇圧駆動機構にモータ等が用いられ、加圧機構に加圧気体源が用いられている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３５５７４５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のゲートバルブには、昇降駆動機構と加圧機構との２つの駆動機構が準備されている。
【０００５】
本発明の目的は、駆動機構を簡単化したゲートバルブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一観点によると、
回転軸(25)と、
前記回転軸に取り付けられ、該回転軸を中心として揺動する支持アーム(28)と、
前記支持アームに取り付けられて、該支持アームの揺動により、前記回転軸を中心とした回転方向に移動し、開口を塞ぐことができる弁体(16)と、
前記弁体が前記開口の正面からずれた位置から、該開口の正面まで移動するように前記回転軸を第１の方向に移動可能に支持する回転軸支持体(18)と、
前記第１の方向に移動可能に支持された移動部材(40)と、
前記移動部材と前記回転軸支持体とを弾性的に接続し、前記第１の方向に関する両者の相対位置関係が変化すると弾性変形して復元力を発生する弾性体(45)と、
前記移動部材を前記第１の方向に移動させる駆動機構(48)と、
前記回転軸支持部材と前記移動部材との相対位置関係の変化を、前記回転軸の回転方向の運動に変換する変換機構(35,36,40C)と、
前記回転軸支持体を前記第１の方向に移動させて前記弁体を前記開口の正面に位置させたとき、該回転軸支持体の第１の方向へのさらなる移動を禁止するストッパ(20)と
を有し、
前記駆動機構は、前記回転軸支持体が前記ストッパで第１の方向への移動が禁止されている状態で、前記移動部材をさらに前記第１の方向に移動させることができ、前記変換機構は、該移動部材の該第１の方向へのさらなる移動を、前記弁体が前記開口を塞ぐように前記回転軸を回転させる回転力に変換するゲートバルブが提供される。
【発明の効果】
【０００７】
回転軸支持体と移動部材とを、１つの駆動機構で移動させることができる。両者を同時に移動させると、弁体を開口の正面に配置することができる。この状態で、移動部材のみを移動させると、弁体で開口を塞ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１に、実施例によるゲートバルブの断面図を示す。ゲートバルブ筐体１０の下方に駆動部支持体１１が取り付けられている。ゲートバルブ筐体１０の紙面の背面側に真空容器が連続しており、真空容器とゲートバルブ筐体１０との間の隔壁に、開口１５が形成されている。ゲートバルブ筐体１０内に、弁体１６が配置されている。弁体１６は、開口１５を塞ぐことができる形状を有する。
【０００９】
ゲートバルブ筐体１０内に、中空の水平支持部１８Ａが配置されている。水平支持部１８Ａの中央から、中空の垂直支持部１８Ｂが下方に延びる。垂直支持部１８Ｂは、ゲートバルブ筐体１０の下側の壁面に設けられた貫通孔を通過して、ゲートバルブ筐体１０の外側まで導出されている。垂直支持部１８Ｂが壁面を貫通する部分に真空シール１９が配置されている。真空シール１９は、ゲートバルブ筐体１０内の空間を、外部の空間から気密に隔離する。
【００１０】
垂直支持部１８Ｂの下端から水平方向に張り出し部１８Ｃが張り出している。駆動部支持体１１にリニアガイド２２が取り付けられている。張り出し部１８Ｃが、リニアガイド２２により垂直方向に案内される。水平支持部１８Ａ、垂直支持部１８Ｂ、及び張り出し部１８Ｃは、相互に固定されており、回転軸支持体１８を構成する。回転軸支持体１８の水平方向の位置は、リニアガイド２２により拘束される。
【００１１】
水平支持部１８Ａ内に、回転軸２５が収容されている。回転軸２５の両端は、水平支持部１８Ａの端面を貫通して、水平支持部１８Ａの外部まで導出されている。回転軸２５は、水平支持部１８Ａの端面の貫通部分に配置された軸受け２６により、水平な回転中心を中心として回転可能に支持されている。さらに、貫通部分にＯリング２７が配置されており、水平支持部１８Ａ内の空間を、ゲートバルブ筐体１０内の弁体１６が配置された空間から気密に隔離している。
【００１２】
回転軸２５の両端の各々に、上方に延びる支持アーム２８が取り付けられている。支持アーム２８の先端に、連結部材２９を介して弁体１６が取り付けられている。弁体１６は連結部材２９に固定され、連結部材２９は、回転軸２５に平行な仮想直線を中心として揺動可能に支持されている。Ｕ字状の板ばね３０が、支持アーム２８と弁体１６とを接続する。弁体１６は、通常は板ばね３０によって中立の姿勢を保持する。板ばね３０は、連結部材２９が揺動して中立の姿勢から変化したとき、弁体１６を中立の姿勢に戻す復元力を発生する。
【００１３】
回転軸２５の中間点から、回転軸２５の半径方向に駆動アーム３５が延びる。駆動アーム３５の先端は、垂直支持部１８Ｂの内部空洞まで達する。垂直支持部１８Ｂの内部空洞に、その下端から昇降ロッド４０Ａが挿入されている。昇降ロッド４０Ａの下端に昇降板４０Ｂが固定されている。昇降ロッド４０Ａと昇降板４０Ｂとが、昇降部材４０を構成する。昇降板４０Ｂは、昇降駆動機構４８の駆動軸に取り付けられており、昇降部材４０が上下に駆動される。昇降駆動機構４８は、例えばエアシリンダにより構成される。
【００１４】
回転軸支持体１８から下方に複数の拘束ロッド４２が伸びる。拘束ロッド４２の各々は、昇降板４０Ｂに形成された貫通孔を通過して昇降板４０Ｂの下方まで達する。拘束ロッド４２の下端に鍔部が設けられている。昇降板４０Ｂが鍔部に接触することにより、昇降板４０Ｂと回転軸支持体１８との間隔の最大値が制限される。
【００１５】
昇降板４０Ｂと回転軸支持体１８との間にコイルばね４５が、圧縮された状態で配置されている。コイルばね４５は、その復元力により、昇降板４０Ｂと回転軸支持体１８とに、両者の間隔を広げる向きの力を印加している。
【００１６】
ゲートバルブ筐体１０の下側の壁面の外側の表面に、ストッパ２０が装着されている。回転軸支持体１８を上昇させると、その張り出し部１８Ｃがストッパ２０に接触する。ストッパ２０は、回転軸支持体１８のそれ以上の上昇を禁止する。
【００１７】
図２に、図１の一点鎖線２Ａ−２Ａにおける断面図を示す。図２の一点鎖線１Ａ−１Ａにおける断面図が図１に相当する。ゲートバルブ筐体１０に真空容器１２が連結され、反対側にロードロックチャンバ１３が連結されている。真空容器１２とゲートバルブ筐体１０との連結部に開口１５が設けられている。
【００１８】
支持アーム２８の先端に、連結部材２９を介して弁体１６が取り付けられている。弁体１６の、開口１５側を向く面に、Ｏリング１７が装着されている。Ｏリング１７は、弁体１６が開口１５を塞いだときに、開口１５の外周よりもやや外側においてゲートバルブ筐体１０の内面に密着し、気密性を確保する。
【００１９】
駆動アーム３５の下端にローラ３６が取り付けられている。昇降ロッド４０Ａの上端に斜行面４０Ｃが形成されている。斜行面４０Ｃは、ローラ３６に接触することにより、ローラ３６の位置を拘束する。垂直支持部１８Ｂに対して昇降ロッド４０Ａを上下方向に移動させると、ローラ３６の位置が図２の左右方向に変位する。これより、駆動アーム３５が回転軸２５を中心として揺動する。
【００２０】
昇降ロッド４０Ａに反発ローラ４１が取り付けられている。反発ローラ４１は、垂直支持部１８Ｂの内面に接触し、昇降ロッド４０Ａに反発力を印加する。
【００２１】
図１及び図２は、回転軸支持体１８が下降し、弁体１６が開口１５の正面からずれた位置に配置されている状態を示している。
【００２２】
図３及び図４に、回転軸支持体１８を上昇させ、弁体１６が開口１５の正面に位置した状態を示す。昇降駆動機構４８により、昇降部材４０を上昇させたとき、回転軸支持体１８も、昇降部材１８と共に上昇する。回転軸支持体１８と昇降部材４０との相対位置関係は、図１及び図２の状態から変化しない。回転軸支持体１８の張り出し部１８Ｃがストッパ２０に接触するまで、昇降部材４０を上昇させる。このとき、弁体１６が開口１５の正面に位置する。開口１５の開口面と弁体１６との間には、間隙が存在する。
【００２３】
図５及び図６に、弁体１６が開口１５を塞いだ状態を示す。回転軸支持体１８がストッパ２０によって上方への移動が禁止された後も、さらに昇降部材４０を上昇させる。このとき、昇降部材４０の昇降板４０Ｂと、回転軸支持体１８との間隔が狭まり、コイルばね４５が縮む。
【００２４】
回転軸支持体１８に対して昇降部材４０が上昇すると、ローラ３６が、斜行面４０Ｃに接触することにより、図６の右方に移動する。これにより、回転軸２５が図６において反時計方向に回転すると同時に、支持アーム２８が回転軸２５を中心として開口１５に近づく向きに回転する。弁体１６に装着されたＯリング１７が、開口１５の開口面外周よりもやや外側において、ゲートバルブ筐体１０の内面に密着し、開口１５が塞がれる。このように、斜行面４０Ｃ、ローラ３６、及び駆動アーム３５が、並進運動を回転運動に変換する運動変換機構として作用する。
【００２５】
このとき、弁体１６に対して、図６の右向きの反作用が生じる。この反作用は、昇降ロッド４０Ａを、垂直支持部１８Ｂの左側の内面に押し付ける向きに働く。昇降ロッド４０Ａは、反発ローラ４１を介して垂直支持部１８Ｂの内面から反発力を受ける。このため、昇降ロッド４０Ａが垂直支持部１８Ｂの内面に接触することを防止すると共に、弁体１６を十分な力で開口１５の縁に押し付けることができる。
【００２６】
支持アーム２８の回転により、弁体１６の姿勢が変化する。弁体１６に装着されたＯリング１７が開口１５の縁に接触すると、弁体１６が開口１５の開口面に平行になるように、弁体１６の姿勢が変化し、支持アーム２８と連結部材２９とのなす角度が変化する。このとき、Ｕ字状の板ばね３０が弾性変形する。
【００２７】
昇降部材４０が下降すると、斜行面４０Ｃに対向し、斜行面４０Ｃにほぼ平行に形成された斜行面がローラ３６に接触し、図３及び図４に示した状態に戻る。このとき、板ばね３０の復元力により、弁体１６の姿勢も元に戻る。
【００２８】
上記実施例では、回転軸支持体１８と、昇降部材４０とを、相対位置関係を保ったまま同一方向（上下方向）に並進移動させることにより、弁体１６の昇降を行う。回転軸支持体１８を静止させて、昇降部材４０のみを上下方向に並進移動させることにより、開口１５の開口面と弁体１６との間隔を調節するとともに、弁体１６を開口１５に押し付けることができる。
【００２９】
弁体１６の上下移動と、弁体１６の押し付けは、１つの昇降駆動機構４８により実現される。また、回転軸支持体１８と昇降部材４０とを同時に昇降させる制御と、昇降部材４０のみを昇降させる制御との切り替えは、ストッパ２０とコイルばね４５とが協働することにより行われる。このように、弁体１６の上下移動と、押し付けとに、別々の駆動機構を準備する必要がない。
【００３０】
上記実施例では、回転軸支持体１８の内側の空間とゲートバルブ筐体１０内の空間とが、Ｏリング２７により気密に隔離され、ゲートバルブ筐体１０内の空間とその外部の空間とが、真空シール１９によって気密に隔離されている。ローラ３６及び斜行面４０Ｃを含む運動変換機構、及び昇降駆動機構４８は、ゲートバルブ筐体１０内の空間から隔離される。このため、ゲートバルブ筐体１０内の空間へのパーティクルの侵入を防止することができる。
【００３１】
なお、ゲートバルブ筐体１０内の空間を真空排気する必要がない場合、例えば、ゲートバルブがロードロックチャンバの大気側の開口を塞ぐ場合には、これらの真空シール機構を設けなくてもよい。
【００３２】
また、上記実施例では、支持アーム２８に対して揺動可能に支持された連結部材２９を用いて弁体１６が支持アーム２８に支持されている。連結部材２９をなくし、板ばね３０のみにより、弁体１６を弾性的に支持することも可能である。
【００３３】
図７に、他の実施例によるゲートバルブの断面図を示し、図８に、運動方向変換機構の正面図を示す。以下、図１に示した実施例によるゲートバルブとの相違点に着目して説明する。回転軸２５から半径方向に延びる駆動アーム３５が、垂直支持部１８Ｂ内の空洞を通過し、垂直支持部１８Ｂの下端よりも下方まで突出している。この突出部に、運動変換機構が配置されている。
【００３４】
図８に示すように、回転軸支持体１８に支点部材６０が固定され、昇降板４０Ｂに力点部材４０Ｄが固定されている。Ｌ字回転部材６１の一端が支点部材６０に、支点を中心として揺動可能に支持されている。Ｌ字回転部材６１の他端に、力点ローラ６３が取り付けられており、力点ローラ６３は、力点部材４０Ｄに形成された溝４０Ｅ内に挿入されている。回転軸支持体１８に対して昇降板４０Ｂが上下方向に移動すると、力点ローラ６３が上下に移動するため、Ｌ字回転部材６１が支点を中心として回転移動する。
【００３５】
駆動アーム３５の下端に、溝３５Ａが設けられている。Ｌ字回転部材６１の中間部分に作用点ローラ６２が取り付けられている。作用点ローラ６２が、溝３５Ａ内に挿入されている。Ｌ字回転部材６１が回転運動すると、作用点ローラ６２も支点部材６０で規定される支点を中心として回転する。この回転運動は、図８において左右方向の運動成分を持つ。このため、駆動アーム３５の下端が左右方向に移動する。駆動アーム３５の下端の左右方向の移動は、図７に示した回転軸２５を回転させる作用を持つ。
【００３６】
このように、図７及び図８に示した実施例においても、図１〜図６に示した実施例と同様に、昇降部材４０の昇降によって、回転軸２５を回転させることができる。
【００３７】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施例によるゲートバルブを正面から見た断面図である。
【図２】実施例によるゲートバルブを側面から見た断面図である。
【図３】実施例によるゲートバルブの弁体が開口の正面に位置する状態を正面から見た断面図である。
【図４】実施例によるゲートバルブの弁体が開口の正面に位置する状態を側面から見た断面図である。
【図５】実施例によるゲートバルブの開口を弁体が塞いだ状態を正面から見た断面図である。
【図６】実施例によるゲートバルブの開口を弁体が塞いだ状態を側面から見た断面図である。
【図７】他の実施例によるゲートバルブを正面から見た断面図である。
【図８】他の実施例によるゲートバルブの運動方向変換機構の側面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  ゲートバルブ筐体
１１  駆動部支持体
１２  真空容器
１３  ロードロックチャンバ
１５  開口
１６  弁体
１７  Ｏリング
１８  回転軸支持体
１８Ａ  水平支持部
１８Ｂ  垂直支持部
１８Ｃ  張り出し部
１９  真空シール
２０  ストッパ
２２  リニアガイド
２５  回転軸
２６  軸受け
２７  Ｏリング
２８  支持アーム
２９  連結部材
３０  板ばね
３５  駆動アーム
３５Ａ  溝
３６  ローラ
４０  昇降部材
４０Ａ  昇降ロッド
４０Ｂ  昇降板
４０Ｃ  斜行面
４０Ｄ  力点部材
４０Ｅ  溝
４１  反発ローラ
４２  拘束ロッド
４５  コイルばね
４８  昇降駆動機構
６０  支点部材
６１  Ｌ字回転部材
６２  作用点ローラ
６３  力点ローラ
【図１】
2009191924.tif 000003
【図２】
2009191924.tif 000004
【図３】
2009191924.tif 000005
【図４】
2009191924.tif 000006
【図５】
2009191924.tif 000007
【図６】
2009191924.tif 000008
【図７】
2009191924.tif 000009
【図８】
2009191924.tif 000010