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JP2009030720A - Vent valve - Google Patents

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JP2009030720A
JP2009030720A JP2007195243A JP2007195243A JP2009030720A JP 2009030720 A JP2009030720 A JP 2009030720A JP 2007195243 A JP2007195243 A JP 2007195243A JP 2007195243 A JP2007195243 A JP 2007195243A JP 2009030720 A JP2009030720 A JP 2009030720A
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valve
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Application number
JP2007195243A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Kamimura
正 上村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vent valve easy to operate and construct and inexpensive to manufacture for preventing the whirling-up of particles in a vacuum chamber and the degradation of throughput. <P>SOLUTION: A valve element 21 is provided in an internal space 12 of a casing 11, and the valve element 21 is energized toward its fully opened position by a spring 31. An air cylinder 51 is provided for displacing the valve element 21 toward its closed position against the spring 31. When the valve element 21 is at the closed position and a through-hole 24 is closed, an inlet passage 16 is cut off from an output passage 17, and when the through-hole 24 is opened, it is communicated therewith. Except at the closed position, the inlet passage 16 is communicated with the outlet passage 17 via the through-hole 24 and a tapered groove 13 in an inner face 11a of the casing 11. The cross section area of the tapered groove 13 is increased with an increase in the displacement of the valve element 21 from the closed position. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ベントバルブに関し、さらに言えば、半導体装置、液晶表示装置等の製造工程などで用いられる各種の真空装置(例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)装置、PVD(Physical Vapor Deposition)装置、真空蒸着装置、プラズマエッチング装置など)において、真空(負圧)状態にある真空チャンバにガス(空気や不活性ガス)を導入して、当該真空チャンバ内の圧力を真空状態から大気圧にほぼ等しい状態(以下、大気圧状態という)に戻す際に、そのガスの流量(流動状態)を制御するために好適に使用されるベントバルブに関する。   The present invention relates to a vent valve, and more specifically, various vacuum devices (for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) device, a PVD (Physical Vapor Deposition) device, a vacuum deposition) used in a manufacturing process of a semiconductor device, a liquid crystal display device, and the like. In an apparatus, a plasma etching apparatus, etc., a gas (air or inert gas) is introduced into a vacuum chamber in a vacuum (negative pressure) state, and the pressure in the vacuum chamber is substantially equal to the atmospheric pressure from the vacuum state ( The present invention relates to a vent valve that is preferably used to control the flow rate (flow state) of the gas when returning to the atmospheric pressure state.

半導体装置の製造工程では、真空チャンバ内の圧力を所定の真空(負圧)状態にしたり、大気圧状態にしたりすることが多い。例えば、プラズマエッチング装置の半導体ウェーハ搬入側および半導体ウェーハ搬出側にそれぞれ設けられるロードロック室では、半導体ウェーハの搬入時にガス(例えば窒素ガスや空気)が導入され、大気圧状態に設定される。そして、その大気圧状態で当該ロードロック室の外部から半導体ウェーハが搬入され、その後、当該ロードロック室内のガスが排出されて所定の真空状態に達すると、当該半導体ウェーハは当該ロードロック室から搬出され、所定の真空状態に保持されているエッチング処理室に移される。半導体ウェーハの搬出が完了すると、当該ロードロック室に再びガスが導入されて大気圧状態に設定され、その状態で外部から半導体ウェーハが搬入される。搬入が完了すると、再び当該ロードロック室内のガスが排出されて所定の真空状態にされ、半導体ウェーハはその状態で当該ロードロック室から搬出されてエッチング処理室に移される。このように、真空チャンバは、半導体ウェーハの搬入・搬出の度に何度も真空状態と大気圧状態に切り替えられるのである。   In the manufacturing process of a semiconductor device, the pressure in the vacuum chamber is often set to a predetermined vacuum (negative pressure) state or an atmospheric pressure state. For example, in the load lock chambers provided on the semiconductor wafer carry-in side and the semiconductor wafer carry-out side of the plasma etching apparatus, gas (for example, nitrogen gas or air) is introduced and set to an atmospheric pressure state when the semiconductor wafer is carried. Then, when the semiconductor wafer is carried in from the outside of the load lock chamber under the atmospheric pressure state, and then the gas in the load lock chamber is exhausted to reach a predetermined vacuum state, the semiconductor wafer is carried out of the load lock chamber. Then, it is moved to an etching process chamber maintained in a predetermined vacuum state. When the unloading of the semiconductor wafer is completed, the gas is again introduced into the load lock chamber and the atmospheric pressure state is set. In this state, the semiconductor wafer is loaded from the outside. When the loading is completed, the gas in the load lock chamber is discharged again to be in a predetermined vacuum state, and the semiconductor wafer is unloaded from the load lock chamber in this state and transferred to the etching processing chamber. As described above, the vacuum chamber is switched between the vacuum state and the atmospheric pressure state many times each time the semiconductor wafer is carried in / out.

このように、ロードロック室について真空状態と大気圧状態の切り替えを行うのは、ロードロック室よりも容積の大きいエッチング処理室を常に所定の真空状態に保持できるようにして、エッチング処理室自体について大気圧状態と真空状態の切り替えを行う場合よりもスループットを向上させるためである。   As described above, the load-lock chamber is switched between the vacuum state and the atmospheric pressure state so that the etching chamber having a larger volume than the load-lock chamber can always be maintained in a predetermined vacuum state. This is because the throughput is improved as compared with the case of switching between the atmospheric pressure state and the vacuum state.

ところで、真空状態にあるロードロック室にガスを導入する際には、例えば窒素ガスを使用する場合は、窒素ガスを充填した容器(つまり窒素ガス供給源)(その圧力は大気圧に等しくされる)を適当なバルブを介してロードロック室に接続し、大気を使用する場合は、適当なバルブを介してロードロック室を空気(大気)に連通させる(つまり大気開放する)。その場合、導入初期にはガス供給源側の圧力(大気圧)とロードロック室の圧力との差が大きいため、ニードルバルブのように流路断面積が一定のバルブを用いると、窒素ガスまたは空気(以下、両者を含めて「ガス」という)は高流速・大流量で流入する。ガスの流入によってロードロック室の圧力が上昇してくると、ガス供給源側との圧力差が徐々に減少するため、それに応じて徐々にガスの流速が低下し、流量が減少する。このため、導入初期において、ロードロック室内の底部や側壁等に滞留していたパーティクル(微細なゴミ)が巻き上げられやすい。パーティクルがこうして巻き上げられると、それらパーティクルが再び滞留するまでエッチング処理を開始できないので、ガスの高流速・大流量の導入によってエッチング処理の歩留まりが低下することになる。   By the way, when introducing gas into the load lock chamber in a vacuum state, for example, when nitrogen gas is used, a container filled with nitrogen gas (that is, a nitrogen gas supply source) (the pressure thereof is made equal to the atmospheric pressure). ) Is connected to the load lock chamber via an appropriate valve, and when the atmosphere is used, the load lock chamber is communicated with air (atmosphere) via an appropriate valve (that is, released to the atmosphere). In that case, since the difference between the pressure (atmospheric pressure) on the gas supply source side and the pressure in the load lock chamber is large at the initial stage of introduction, if a valve having a constant flow path cross-sectional area such as a needle valve is used, nitrogen gas or Air (hereinafter referred to as “gas” including both) flows at a high flow rate and a large flow rate. When the pressure in the load lock chamber increases due to the inflow of gas, the pressure difference from the gas supply source side gradually decreases, and accordingly, the gas flow rate gradually decreases and the flow rate decreases accordingly. For this reason, in the initial stage of introduction, particles (fine dust) staying at the bottom and side walls in the load lock chamber are easily rolled up. When the particles are wound up in this way, the etching process cannot be started until the particles stay again, so that the yield of the etching process is reduced by introducing a high flow rate and a large flow rate of gas.

ガスの導入初期におけるパーティクルの巻き上げを抑制または低減するには、ガスの流速を下げて流量を低減させればよいが、そうすると大気圧状態にするのにきわめて長時間を要するため、スループットの低下につながる。そこで、導入初期にはガスの流量を少なくしておき、その後これを増加させることによって、ロードロック室内のパーティクルの巻き上げを防止すると同時に、スループットの低下を防止する方法が提案されている(特許文献1(特開平3−283612号公報)を参照)。   To suppress or reduce the rolling-up of particles in the initial stage of gas introduction, the gas flow rate can be reduced and the flow rate can be reduced, but doing so reduces the throughput because it takes a very long time to reach atmospheric pressure. Connected. Therefore, a method has been proposed in which the gas flow rate is reduced in the initial stage of introduction and then increased, thereby preventing the particles from rolling up in the load lock chamber and at the same time preventing the decrease in throughput (Patent Document). 1 (see JP-A-3-283612).

この方法を実現するため、特許文献1では次のような構成のリークバルブが使用されている。すなわち、内部にガス流路を有するバルブ本体と、前記ガス流路の途中に設けられたプランジャと、前記ガス流路の外側にこれを囲むように装着されたコイルとを備え、前記コイルへの電流の供給により生じる電磁力を利用して前記プランジャを前記ガス流路に沿って変位させ、もって前記ガス流路の隙間の大きさを変えるようにしたリークバルブである。このリークバルブによれば、前記コイルへ供給する電流量を調整することにより、前記プランジャの変位量が変わると共に前記隙間の大きさが変わるので、導入初期に前記ガス流路を通過するガスの流量を小さくし、その後これを大きくして、導入終期にはその流量を再び小さくする、という制御が可能である。   In order to realize this method, Patent Document 1 uses a leak valve having the following configuration. That is, a valve main body having a gas flow path therein, a plunger provided in the middle of the gas flow path, and a coil mounted on the outside of the gas flow path so as to surround the gas flow path, The leak valve is configured to change the size of the gap of the gas flow path by displacing the plunger along the gas flow path by using an electromagnetic force generated by supplying current. According to this leak valve, by adjusting the amount of current supplied to the coil, the amount of displacement of the plunger changes and the size of the gap changes, so the flow rate of gas passing through the gas flow path at the initial stage of introduction It is possible to control such that the flow rate is reduced and then increased, and the flow rate is reduced again at the end of the introduction.

なお、上記説明は、半導体装置の製造工程で使用されるプラズマエッチング装置の真空チャンバについて述べているが、それ以外の任意の真空装置についても同様に適用されることは言うまでもない。   In addition, although the said description has described the vacuum chamber of the plasma etching apparatus used in the manufacturing process of a semiconductor device, it cannot be overemphasized that it applies similarly also about arbitrary vacuum apparatuses other than that.

上記のような流量制御を可能とする他のバルブとしては、特許文献2(特許第2582993号公報)に開示されたスローベントバルブ、特許文献3(特許第2852843号公報)に開示されたスローベントバルブ、そして特許文献4(特開平7−145872号公報)に開示された真空排気バルブがある。   As other valves that enable the flow rate control as described above, there are a throat vent valve disclosed in Patent Document 2 (Patent No. 2582993) and a throat vent disclosed in Patent Document 3 (Patent No. 2852843). There is a valve and a vacuum exhaust valve disclosed in Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 7-145872).

特許文献2のスローベントバルブは、「真空ポンプにより真空状態とされる密閉容器とガス供給源とを連通する管路に設けられ、真空状態の密閉容器内にガスを供給して大気圧にするリークバルブと、リークバルブへの通電を開始した後時間経過に応じて、リークバルブの弁開度を所定開度まで徐々に変化させる弁開度制御手段とを有するスローベントバルブにおいて、前記リークバルブと前記ガス供給源との間の管路に付設されるガス開閉弁を有すると共に、前記リークバルブがノーマルオープン型リークバルブであることを特徴とするスローベントバルブ」である(請求項1参照)。つまり、このスローベントバルブは、密閉容器(真空チャンバ)とガス供給源とを連通する管路に、弁開度制御手段によって弁開度を所定開度まで徐々に変化させるようにしたノーマルオープン型リークバルブと、ガス開閉弁とを組み合わせて設けたものである(図1、図4参照)。   The slow vent valve of Patent Document 2 is “provided in a pipe line that communicates a sealed container that is evacuated by a vacuum pump and a gas supply source, and supplies gas into the sealed container in a vacuum state to atmospheric pressure. A leak valve having a leak valve and valve opening control means for gradually changing the valve opening of the leak valve to a predetermined opening as time elapses after energization of the leak valve is started. And a gas open / close valve attached to a pipeline between the gas supply source and the leak valve is a normally open type leak valve (refer to claim 1). . In other words, this slow vent valve is a normally open type in which the valve opening degree is gradually changed to a predetermined opening degree by the valve opening degree control means on the pipe line connecting the sealed container (vacuum chamber) and the gas supply source. A leak valve and a gas on-off valve are provided in combination (see FIGS. 1 and 4).

特許文献2のスローベントバルブでは、ガス導入時には、まず前記リークバルブを全閉状態にし、その後1〜2秒経過してから前記ガス開閉弁を全開状態にする。その後、前記リークバルブに通電して所定時間で所定開度となるようにした後、その開度を保持する。密閉容器(真空チャンバ)の圧力が大気圧になったことを検知すると、前記リークバルブを全開状態にし、前記ガス開閉弁を全閉状態にする。このようにして、導入初期のガス流量を小さくし、その後これを大きくすることにより、ロードロック室内のパーティクル巻き上げ防止とスループット低下防止を実現する。   In the slow vent valve disclosed in Patent Document 2, when the gas is introduced, the leak valve is first fully closed, and then the gas on-off valve is fully opened after 1 to 2 seconds have elapsed. Thereafter, the leak valve is energized so as to have a predetermined opening in a predetermined time, and then the opening is maintained. When it is detected that the pressure in the sealed container (vacuum chamber) has become atmospheric pressure, the leak valve is fully opened and the gas on-off valve is fully closed. In this way, by reducing the gas flow rate at the initial stage of introduction and then increasing the gas flow rate, it is possible to prevent the particles from being rolled up and the throughput from being lowered in the load lock chamber.

特許文献3のスローベントバルブは、「ノーマルクローズタイプのメタルダイヤフラム弁に於いて、メタルダイヤフラムを押す弁棒を作動するアクチュエータが、弁全開用シリンダーとスローリーク用シリンダーとより成り、弁全開用シリンダーは弁棒の中間外周に一体に設けられたピストンと、このピストンをメタルダイヤフラム側に付勢するスプリングとを内蔵しており、スローリーク用シリンダーは弁全開用シリンダーに連設されていて、弁棒の上端部外周に摺動可能に設けられ弁棒上端に固定された止めリングに抜け止めされたリーク用ピストンと、このリーク用ピストン上に設けられたキャップ状のカム受けベースと、このカム受けベース上で上下に揺動可能に配されたカムと、このカムの先端に係合して前記リーク用ピストンをメタルダイヤフラム側に付勢するスプリングと、前記カムの揺動支点ボールとを内蔵し、且つ揺動支点ボールを進退するアジャスターと、カムの先端上面を押える調整摘みを備えてなることを特徴とするスローベントバルブ」である(請求項1参照)。   The slow vent valve disclosed in Patent Document 3 is a "normally closed type metal diaphragm valve. The actuator that operates the valve rod that pushes the metal diaphragm is composed of a valve full-open cylinder and a slow leak cylinder. Has a built-in piston integrated on the middle outer periphery of the valve stem and a spring that urges the piston toward the metal diaphragm. The slow leak cylinder is connected to the valve fully open valve. A leakage piston which is slidably provided on the outer periphery of the upper end of the rod and is secured to a retaining ring fixed to the upper end of the valve stem, a cap-shaped cam receiving base provided on the leakage piston, and the cam A cam disposed on the receiving base so as to be swingable up and down, and engages with a tip of the cam so that the leakage piston is A spring for urging the tal diaphragm side, a swing fulcrum ball of the cam, an adjuster for moving the swing fulcrum ball forward and backward, and an adjustment knob for pressing the top end of the cam. "Slow vent valve" (see claim 1).

特許文献3のスローベントバルブでは、ガス導入時には、まず前記スローリーク用シリンダーに圧縮空気を供給して前記リーク用ピストンを変位させることにより、前記メタルダイヤフラムを僅かに開く。こうして、ガスを真空チャンバ内にスローリークさせる。そして、真空チャンバ内の圧力が200〜400Torrまで上昇すると、前記弁全開用シリンダーに圧縮空気を供給して前記ピストンを変位させることにより、当該ピストンと一体の前記弁棒を前記カム受けベースに当接するまで変位させ、もって当該スローベントバルブを全開にする。こうして、大気圧となるまでガスを真空チャンバ内に導入する(段落0007参照)。このようにして、導入初期のガス流量を小さくし、その後これを大きくすることにより、真空チャンバ内のパーティクル巻き上げ防止とスループット低下防止を実現する。   In the slow vent valve of Patent Document 3, when the gas is introduced, first, compressed air is supplied to the slow leak cylinder to displace the leak piston, so that the metal diaphragm is slightly opened. Thus, the gas is slowly leaked into the vacuum chamber. When the pressure in the vacuum chamber rises to 200 to 400 Torr, compressed air is supplied to the valve fully opening cylinder to displace the piston, so that the valve rod integrated with the piston contacts the cam receiving base. Displace until it comes into contact, so that the slow vent valve is fully opened. Thus, gas is introduced into the vacuum chamber until atmospheric pressure is reached (see paragraph 0007). In this way, by reducing the gas flow rate at the initial stage of introduction and then increasing the gas flow rate, it is possible to prevent the particles from being rolled up and the throughput from being lowered in the vacuum chamber.

特許文献4の真空排気バルブは、「真空室と真空排気ポンプとを連結する真空排気配管経路に取り付けられる真空排気バルブにおいて、前記バルブ内には前記真空排気配管内を流れる気体流量に応じて管路抵抗を可変する手段を備えていることを特徴とする真空排気バルブ」である(請求項1参照)。前記可変する手段は、好ましくは、貫通穴を有する可動な遮蔽板と前記遮蔽板を保持するバネとから構成される(請求項2参照)。また、好ましくは、前記遮蔽板を保持しているバネが縮むに従い、前記内部空胴部と遮蔽板との間隙が次第に小さくなるような内壁を前記内部空胴部が有する(請求項3参照)。   The vacuum exhaust valve disclosed in Patent Document 4 is “a vacuum exhaust valve attached to a vacuum exhaust pipe path connecting a vacuum chamber and a vacuum exhaust pump, and the valve has a pipe corresponding to a flow rate of gas flowing in the vacuum exhaust pipe. An evacuation valve characterized in that it is provided with means for varying the path resistance (see claim 1). The variable means preferably includes a movable shielding plate having a through hole and a spring for holding the shielding plate (see claim 2). Preferably, the inner cavity portion has an inner wall such that a gap between the inner cavity portion and the shielding plate is gradually reduced as the spring holding the shielding plate contracts (see claim 3). .

特許文献4の真空排気バルブは、その請求項1の記載から明らかなように、真空室(真空チャンバ)と真空排気ポンプとを連結する経路に取り付けられるものであり、真空室(真空チャンバ)から排気されるガスの流量を制御する。これに対し、上述した特許文献1のリークバルブと特許文献2および3のスローベントバルブは、真空チャンバとガス供給源とを連結する経路に取り付けられるものであり、真空チャンバへ供給(導入)されるガスの流量を制御する。したがって、特許文献4のバルブは、この点で特許文献1〜3のバルブとは明らかに異なっている。   As is apparent from the description of claim 1, the vacuum exhaust valve of Patent Document 4 is attached to a path connecting the vacuum chamber (vacuum chamber) and the vacuum exhaust pump. Controls the flow rate of the exhausted gas. On the other hand, the above-described leak valve of Patent Document 1 and the throat vent valve of Patent Documents 2 and 3 are attached to a path connecting the vacuum chamber and the gas supply source, and are supplied (introduced) to the vacuum chamber. Control the flow rate of the gas. Therefore, the valve of Patent Document 4 is clearly different from the valves of Patent Documents 1 to 3 in this respect.

さらに、上記のような流量制御を可能とする他の従来技術として、図12に示す方法がある。図12の方法では、真空チャンバ(例えばロードロック室)101にガスを供給するための給気管103が、第1分岐管103aおよび第2分岐管103bに分岐されており、第1分岐管103aには大口径ベントバルブ104aが設置され、第2分岐管103bには小口径ベントバルブ104bが設置されている。真空チャンバ101には、第1分岐管103aおよび第2分岐管103bのいずれか一方(または双方)を通じて不活性ガスが導入される。   Furthermore, as another prior art that enables the flow rate control as described above, there is a method shown in FIG. In the method of FIG. 12, an air supply pipe 103 for supplying gas to a vacuum chamber (for example, a load lock chamber) 101 is branched into a first branch pipe 103a and a second branch pipe 103b, and the first branch pipe 103a A large-diameter vent valve 104a is installed, and a small-diameter vent valve 104b is installed in the second branch pipe 103b. An inert gas is introduced into the vacuum chamber 101 through one (or both) of the first branch pipe 103a and the second branch pipe 103b.

真空チャンバ101には、さらに、給気管103の反対側に排気管107が設置されている。排気管107の端部には、真空チャンバ101の内部に存在するガスを排出して所望の真空状態を生成するための真空ポンプ106が接続されている。排気管107の途中には、排気管107から排出されるガスの流量を制御するための真空バルブ105が設置されている。なお、符号102は、真空チャンバ101内に載置されたワーク(例えば半導体ウェーハ)である。   In the vacuum chamber 101, an exhaust pipe 107 is further installed on the opposite side of the air supply pipe 103. Connected to the end of the exhaust pipe 107 is a vacuum pump 106 for discharging a gas existing inside the vacuum chamber 101 to generate a desired vacuum state. A vacuum valve 105 for controlling the flow rate of the gas discharged from the exhaust pipe 107 is installed in the middle of the exhaust pipe 107. Reference numeral 102 denotes a work (for example, a semiconductor wafer) placed in the vacuum chamber 101.

図12の構成では、真空チャンバ101内の圧力が例えば30kPaになるまでは、小口径ベントバルブ104bのみを開放し、第2分岐管103bのみを通じてガスを真空チャンバ101内に導入する。その後、小口径ベントバルブ104bを閉鎖すると共に(あるいは小口径ベントバルブ104bを開放したままで)、大口径ベントバルブ104aを開放し、第1分岐管103aのみを通じて(あるいは第1分岐管103aと第2分岐管103bの双方を通じて)ガスを真空チャンバ101内に導入する。このように、口径(流量)の異なる二つのベントバルブ104aと104bを用いて、流量を段階的に変えながらガスを真空チャンバ101内に導入するものである。   In the configuration of FIG. 12, until the pressure in the vacuum chamber 101 reaches, for example, 30 kPa, only the small-diameter vent valve 104b is opened, and gas is introduced into the vacuum chamber 101 only through the second branch pipe 103b. Thereafter, the small-diameter vent valve 104b is closed (or the small-diameter vent valve 104b is kept open), and the large-diameter vent valve 104a is opened and only through the first branch pipe 103a (or the first branch pipe 103a and the first branch pipe 103a). Gas is introduced into the vacuum chamber 101 (through both of the two branch tubes 103b). As described above, the gas is introduced into the vacuum chamber 101 while changing the flow rate stepwise by using the two vent valves 104a and 104b having different diameters (flow rates).

上述したように、パーティクルの巻き上げを抑制しながら短時間で真空状態から大気圧状態にするには、導入初期とその後におけるガスの流量を連続的に変化させるのが好ましい。しかし、それを単一のベントバルブで実現するのは容易でないため、図12の方法が採用される。したがって、この方法は、流量の異なる二つのベントバルブ104aおよび104bを組み合わせることにより、便宜的にこれと類似の流量制御を実現しようとするものである。
特開平3−283612号公報 特許第2582993号 特許第2852843号 特開平7−145872号公報
As described above, in order to change the vacuum state to the atmospheric pressure state in a short time while suppressing the rolling-up of particles, it is preferable to continuously change the gas flow rate at the initial stage of introduction and thereafter. However, since it is not easy to realize it with a single vent valve, the method of FIG. 12 is adopted. Therefore, this method is intended to realize flow rate control similar to this by combining two vent valves 104a and 104b having different flow rates for convenience.
JP-A-3-283612 Japanese Patent No. 2582993 Japanese Patent No. 2852843 Japanese Patent Laid-Open No. 7-145872

特許文献1に開示されたリークバルブは、コイルへの電流供給により生じる電磁力を利用してガス流路に配置されたプランジャの変位量を調整し、それによってガス流路の隙間の大きさを変えるようにしているので、プランジャの変位量(ガス流路の隙間の大きさ)の制御が安定しない。また、コイルへ供給される電流量の制御によって、プランジャが所望の変位量を持つように電磁力を精密に制御することは、容易ではない。このため、特許文献1のリークバルブを用いて同文献に記載された流量制御を実現するのは容易ではないという問題がある。   The leak valve disclosed in Patent Document 1 adjusts the amount of displacement of the plunger arranged in the gas flow path by using the electromagnetic force generated by the current supply to the coil, thereby reducing the size of the gap in the gas flow path. Since the change is made, the control of the displacement amount of the plunger (the size of the gap of the gas flow path) is not stable. Also, it is not easy to precisely control the electromagnetic force so that the plunger has a desired displacement amount by controlling the amount of current supplied to the coil. For this reason, there exists a problem that it is not easy to implement | achieve the flow control described in the literature using the leak valve of patent document 1. FIG.

特許文献2のスローベントバルブは、特許文献1に記載された流量制御を実現することは可能であるが、ノーマルオープン型リークバルブとガス開閉弁とを組み合わせた構成を持っているから、構成が複雑であると共に製造コストが高くなるという問題がある。   The slow vent valve of Patent Document 2 can realize the flow rate control described in Patent Document 1, but has a structure combining a normally open type leak valve and a gas on-off valve. There is a problem that it is complicated and the manufacturing cost is high.

特許文献3のスローベントバルブは、特許文献1に記載された流量制御を実現することは可能であるが、ノーマルクローズタイプのメタルダイヤフラム弁において、メタルダイヤフラムを押す弁棒を作動するアクチュエータを、弁全開用シリンダーとスローリーク用シリンダーとから構成したものであるから、特許文献2のスローベントバルブと同様に、構成が複雑であると共に製造コストが高いという問題がある。   The slow vent valve of Patent Document 3 can realize the flow control described in Patent Document 1, but in a normally closed type metal diaphragm valve, an actuator that operates a valve rod that pushes the metal diaphragm is used as a valve. Since it is composed of a fully open cylinder and a slow leak cylinder, there is a problem that the structure is complicated and the manufacturing cost is high, as in the slow vent valve of Patent Document 2.

特許文献4の真空排気バルブは、特許文献2および3のスローベントバルブに比べれば、構成が簡単であるが、この真空排気バルブは真空室(真空チャンバ)と真空排気ポンプとを連結する経路に取り付けられて、真空チャンバを真空排気するために使用されるものであり、真空室とガス供給源とを連結する経路に取り付けて使用することはできない。   The vacuum exhaust valve of Patent Document 4 has a simpler configuration than the slow vent valves of Patent Documents 2 and 3, but this vacuum exhaust valve is connected to a vacuum chamber (vacuum chamber) and a vacuum exhaust pump. It is attached and used to evacuate the vacuum chamber, and cannot be attached to a path connecting the vacuum chamber and the gas supply source.

図12に示した従来方法では、真空チャンバ101への給気管103を第1分岐管103aと第2分岐管103bに分岐すると共に、第1分岐管103aと第2分岐管103bに大口径ベントバルブ104aと小口径ベントバルブ104bをそれぞれ設置し、ベントバルブ104aおよび104bの開閉を上述したように制御する必要がある。このため、操作が煩雑であるだけでなく、1個の真空チャンバ101に対して口径の異なる二つのベントバルブ104aおよび104bが必要になるため、当該方法を実施するためのコストも高くなるという問題がある。   In the conventional method shown in FIG. 12, the supply pipe 103 to the vacuum chamber 101 is branched into a first branch pipe 103a and a second branch pipe 103b, and a large-diameter vent valve is connected to the first branch pipe 103a and the second branch pipe 103b. It is necessary to install 104a and a small-diameter vent valve 104b, respectively, and to control the opening and closing of the vent valves 104a and 104b as described above. For this reason, not only is the operation complicated, but two vent valves 104a and 104b having different diameters are required for one vacuum chamber 101, and the cost for carrying out the method is high. There is.

本発明は、従来技術におけるこのような事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、真空チャンバにガスを導入して当該真空チャンバ内の状態を真空(負圧)状態から大気圧状態に戻す際に、前記ガスの流量を制御して前記真空チャンバ内のパーティクルの巻き上げ防止とスループットの低下防止の双方を実現することができると共に、操作および構成が簡単で製造コストも低いベントバルブを提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances in the prior art. The object of the present invention is to introduce a gas into the vacuum chamber and change the state in the vacuum chamber from a vacuum (negative pressure) state to a large amount. When returning to the atmospheric pressure state, the gas flow rate can be controlled to realize both prevention of particle rolling-up and reduction in throughput, as well as simple operation and configuration and low manufacturing cost. To provide a valve.

ここに明記しない本発明の他の目的は、以下の説明及び添付図面から明らかであろう。   Other objects of the present invention which are not specified here will be apparent from the following description and the accompanying drawings.

(1) 本発明の第1の観点によるベントバルブは、
真空チャンバにガスを導入して当該真空チャンバ内の圧力を真空状態から大気圧状態に戻すために使用されるベントバルブであって、
入口通路および出口通路を有するケーシングと、
前記ケーシングの内部に形成された、前記入口通路と前記出口通路とを連結する内部空間と、
所定の閉鎖位置と所定の全開位置との間で変位可能として前記内部空間内に配置された弁体と、
弾性力によって前記弁体を前記全開位置に向かって付勢する付勢手段と、
前記付勢手段の弾性力に抗して前記弁体を前記閉鎖位置に向かって変位させるアクチュエータとを備え、
前記弁体は、前記内部空間内において前記入口通路と前記出口通路を連通する貫通孔を有していると共に、その貫通孔は前記アクチュエータによって閉鎖可能とされており、
前記弁体が前記閉鎖位置にあり且つ前記貫通孔が前記アクチュエータによって閉鎖されているときには、前記入口通路と前記出口通路との連通が遮断され、
前記弁体が前記閉鎖位置にあり且つ前記貫通孔が前記アクチュエータによって閉鎖されていないときには、前記入口通路と前記出口通路が前記貫通孔を介して連通し、
前記弁体が前記閉鎖位置以外の位置にあるときには、前記入口通路と前記出口通路が前記貫通孔を介して連通すると共に、前記ケーシングの内面と前記弁体との間に開口部が生成され、
前記開口部の断面積は、前記弁体の前記閉鎖位置からの変位量の増加に応じて増加することを特徴とするものである。
(1) The vent valve according to the first aspect of the present invention is:
A vent valve used to introduce gas into the vacuum chamber and return the pressure in the vacuum chamber from a vacuum state to an atmospheric pressure state;
A casing having an inlet passage and an outlet passage;
An internal space formed inside the casing for connecting the inlet passage and the outlet passage;
A valve body disposed in the internal space so as to be displaceable between a predetermined closed position and a predetermined fully open position;
Biasing means for biasing the valve body toward the fully open position by an elastic force;
An actuator for displacing the valve body toward the closed position against the elastic force of the biasing means,
The valve body has a through hole communicating with the inlet passage and the outlet passage in the internal space, and the through hole can be closed by the actuator.
When the valve body is in the closed position and the through hole is closed by the actuator, communication between the inlet passage and the outlet passage is blocked,
When the valve body is in the closed position and the through hole is not closed by the actuator, the inlet passage and the outlet passage communicate with each other through the through hole,
When the valve body is in a position other than the closed position, the inlet passage and the outlet passage communicate with each other through the through hole, and an opening is generated between the inner surface of the casing and the valve body,
The cross-sectional area of the opening is increased according to an increase in the amount of displacement of the valve body from the closed position.

本発明の第1の観点によるベントバルブは、上述した構成を有しているので、前記弁体を前記アクチュエータによって前記付勢手段の弾性力に抗して前記閉鎖位置に配置し、前記弁体の前記貫通孔を前記アクチュエータによって閉鎖すると、前記入口通路と前記出口通路との連通は遮断される。したがって、この状態では、前記入口通路から前記内部空間にガスを導入しても、そのガスは前記出口通路には達しない。つまり、前記出口通路に接続された前記真空チャンバにガスは導入されない。   Since the vent valve according to the first aspect of the present invention has the above-described configuration, the valve body is disposed at the closed position against the elastic force of the urging means by the actuator, and the valve body When the through hole is closed by the actuator, the communication between the inlet passage and the outlet passage is blocked. Therefore, in this state, even if gas is introduced into the internal space from the inlet passage, the gas does not reach the outlet passage. That is, no gas is introduced into the vacuum chamber connected to the outlet passage.

前記弁体が前記閉鎖位置にあるときに、前記アクチュエータを操作して前記弁体の前記貫通孔を開放すると、前記入口通路と前記出口通路は前記貫通孔を介して連通するので、前記入口通路から前記内部空間に導入されたガスは、前記貫通孔の断面積に応じた流量で前記出口通路に到達することができる。この時、前記出口通路に接続された前記真空チャンバ内は真空状態にあるため、前記内部空間に導入されたガスの圧力(これは大気圧に等しい)により、前記弁体は前記閉鎖位置に向かって前記付勢手段の弾性力に抗して押圧され、その押圧力によって前記弁体は前記閉鎖位置に保持される。したがって、前記貫通孔の断面積を適当な値に調整することにより、導入初期に要求される低流量でのガスの導入が実現され、前記真空チャンバ内でのパーティクルの巻き上げを低減または防止することができる。   When the valve body is in the closed position, when the actuator is operated to open the through hole of the valve body, the inlet passage and the outlet passage communicate with each other through the through hole. The gas introduced into the internal space can reach the outlet passage at a flow rate corresponding to the cross-sectional area of the through hole. At this time, since the inside of the vacuum chamber connected to the outlet passage is in a vacuum state, the valve body moves toward the closed position by the pressure of the gas introduced into the internal space (this is equal to the atmospheric pressure). The valve body is pressed against the elastic force of the biasing means, and the valve body is held in the closed position by the pressing force. Therefore, by adjusting the cross-sectional area of the through-hole to an appropriate value, the introduction of gas at a low flow rate required at the beginning of introduction is realized, and the rolling-up of particles in the vacuum chamber is reduced or prevented. Can do.

こうして前記真空チャンバ内にガスが導入され始めると、ガスの導入に伴って前記真空チャンバ内の圧力が徐々に上昇するので、前記出口通路の圧力も上昇し、前記弁体に作用する押圧力(これは前記全開位置に向かっている)が徐々に増加する。前記出口通路のガスによる押圧力と前記付勢手段の弾性力との和が、前記入口通路のガスによる押圧力より大きくなると、前記弁体は前記閉鎖位置から外れて前記全開位置に向かって変位を始める。このときの前記弁体の変位量は、前記出口通路のガスによる押圧力と前記付勢手段の弾性力との和が、前記入口通路のガスによる押圧力に等しくなる状態を保ちながら、前記真空チャンバへのガスの導入量が増加するにつれて増加する。   Thus, when the gas starts to be introduced into the vacuum chamber, the pressure in the vacuum chamber gradually rises with the introduction of the gas, so that the pressure in the outlet passage also rises, and the pressing force acting on the valve body ( This is gradually increasing). When the sum of the pressing force due to the gas in the outlet passage and the elastic force of the urging means becomes larger than the pressing force due to the gas in the inlet passage, the valve body is disengaged from the closed position and displaced toward the fully open position. Begin. The amount of displacement of the valve body at this time is such that the sum of the pressing force by the gas in the outlet passage and the elastic force of the urging means is kept equal to the pressing force by the gas in the inlet passage. It increases as the amount of gas introduced into the chamber increases.

前記弁体が前記閉鎖位置から外れて前記閉鎖位置以外の位置にある間は、前記入口通路と前記出口通路が前記弁体の前記貫通孔を介して連通すると共に、前記ケーシングの内面と前記弁体との間に前記開口部が生成される。このため、前記入口通路のガスは、前記貫通孔と前記開口部とを通じて前記出口通路へ流動するようになる、つまり、ガスの総流量が前記開口部の断面積に相当する分だけ増加する。ここで、前記開口部の断面積は、前記弁体の前記閉鎖位置からの変位量の増加に応じて増加するので、前記ガスの総流量は、前記弁体の変位量が増加するとそれに伴って増加することになる。その結果、前記弁体が前記閉鎖位置から外れると(導入初期を終えると)、直ちにガスの総流量が前記開口部の断面積に相当する分だけ増加し、その後は前記弁体の変位量の増加に応じて自動的に徐々に増加せしめられるのである。こうして、導入初期の終了の直後から、導入初期よりも増加した流量でガスが前記真空チャンバ内に導入され始めるため、スループットの低下が防止される。   While the valve body is out of the closed position and is in a position other than the closed position, the inlet passage and the outlet passage communicate with each other through the through hole of the valve body, and the inner surface of the casing and the valve The opening is created between the body. For this reason, the gas in the inlet passage flows to the outlet passage through the through hole and the opening, that is, the total flow rate of the gas increases by an amount corresponding to the cross-sectional area of the opening. Here, since the cross-sectional area of the opening increases as the displacement of the valve body from the closed position increases, the total flow rate of the gas increases with an increase of the displacement of the valve body. Will increase. As a result, as soon as the valve body moves out of the closed position (after the initial introduction), the total gas flow rate increases by an amount corresponding to the cross-sectional area of the opening, and thereafter the displacement amount of the valve body increases. As it increases, it is gradually increased automatically. Thus, immediately after the end of the introduction, gas starts to be introduced into the vacuum chamber at a flow rate increased from the beginning of the introduction, thereby preventing a reduction in throughput.

前記真空チャンバ内の圧力がさらに上昇してくると、それに応じて前記出口通路の圧力も上昇し、前記入口通路と前記出口通路との圧力差が減少するので、前記付勢手段の弾性力の影響が大きくなり、前記弁体の変位量がいっそう増加する。こうして、前記弁体は前記全開位置に近づく。この間、前記ケーシングの内面と前記弁体との間に生成された前記開口部の断面積は、前記弁体の変位量の増加に応じて増加する。この間に前記開口部の断面積が固定(不変)であると、前記入口通路と前記出口通路との圧力差の減少に起因するガス流量の減少が顕著となり、大気圧状態に達するまでの時間が長くなってスループットの低下につながりやすい。他方、このベントバルブでは、前記開口部の断面積が前記弁体の変位量の増加に応じて増加するので、前記入口通路と前記出口通路との圧力差の減少に起因するガス流量の減少が緩和され、その結果、スループットの低下が防止または緩和される。この間(つまり導入初期と導入終期の間)におけるガスの総流量とその変化は、前記入口通路と前記出口通路との圧力差と、前記開口部の断面積と、前記貫通孔の断面積との三者の関係によって決まるので、それらの値を必要に応じて適宜設定して、所望の総流量が得られるようにすればよい。   As the pressure in the vacuum chamber rises further, the pressure in the outlet passage rises accordingly, and the pressure difference between the inlet passage and the outlet passage decreases, so that the elastic force of the biasing means is reduced. The effect increases and the displacement of the valve body further increases. Thus, the valve body approaches the fully opened position. During this time, the cross-sectional area of the opening generated between the inner surface of the casing and the valve body increases as the displacement amount of the valve body increases. If the cross-sectional area of the opening is fixed (unchangeable) during this period, the gas flow rate is significantly reduced due to the reduction in the pressure difference between the inlet passage and the outlet passage, and the time until the atmospheric pressure state is reached. Long and easy to reduce throughput. On the other hand, in this vent valve, since the cross-sectional area of the opening increases as the displacement of the valve element increases, the gas flow rate decreases due to the decrease in the pressure difference between the inlet passage and the outlet passage. As a result, a decrease in throughput is prevented or alleviated. During this period (that is, between the beginning of introduction and the end of introduction), the total gas flow rate and its change are the difference in pressure between the inlet passage and the outlet passage, the sectional area of the opening, and the sectional area of the through hole. Since it is determined by the relationship between the three, it is only necessary to appropriately set those values as necessary so that a desired total flow rate can be obtained.

導入終期になると、前記入口通路と前記出口通路との圧力差がほとんどなくなり、前記付勢手段の弾性力によって前記弁体は前記全開位置に到達せしめられる。この時、前記開口部の断面積は最大になる。導入終期では、前記貫通孔が閉鎖されてもよいし、開放されたままでもよいが、前記貫通孔の断面積は前記開口部の断面積よりもかなり小さいので、前記貫通孔の閉鎖・開放がガス流量に与える影響は小さい。このため、この時のガス流量は、前記入口通路と前記出口通路との圧力差と、前記開口部の断面積によって決まると言うことができる。   At the end of introduction, there is almost no pressure difference between the inlet passage and the outlet passage, and the valve element is caused to reach the fully open position by the elastic force of the biasing means. At this time, the sectional area of the opening is maximized. At the end of introduction, the through hole may be closed or may remain open. However, since the cross-sectional area of the through hole is considerably smaller than the cross-sectional area of the opening, the through-hole is not closed or opened. The effect on gas flow rate is small. For this reason, it can be said that the gas flow rate at this time is determined by the pressure difference between the inlet passage and the outlet passage and the sectional area of the opening.

以上述べたところから明らかなように、本発明の第1の観点によるベントバルブによれば、前記真空チャンバにガスを導入して当該真空チャンバ内の状態を真空(負圧)状態から大気圧状態に戻す際に、前記ガスの流量を制御して前記真空チャンバ内のパーティクルの巻き上げ防止とスループットの低下防止の双方を実現することができる。   As is apparent from the above description, according to the vent valve of the first aspect of the present invention, gas is introduced into the vacuum chamber, and the state in the vacuum chamber is changed from a vacuum (negative pressure) state to an atmospheric pressure state. When returning to the above, it is possible to control both the flow of the gas and prevent the particles in the vacuum chamber from rolling up and the throughput from decreasing.

また、本発明の第1の観点によるベントバルブは、前記ケーシングの内部空間内に前記閉鎖位置と前記全開位置との間で変位可能に前記弁体を配置すると共に、前記付勢手段の弾性力によって前記弁体を前記全開位置に向かって付勢し、前記アクチュエータによって前記弁体を前記閉鎖位置に向かって変位させるように構成しているから、当該ベントバルブの構成は簡単である。しかも、これらの構成部材はいずれも、特殊な性質や機能が不要であり、特殊な加工も不要であるから、当該ベントバルブの製造コストも低くてすむ。   In the vent valve according to the first aspect of the present invention, the valve body is disposed in the inner space of the casing so as to be displaceable between the closed position and the fully opened position, and the elastic force of the biasing means is provided. The valve body is urged toward the fully open position by the above, and the valve body is displaced toward the closed position by the actuator. Therefore, the configuration of the vent valve is simple. In addition, any of these components does not require special properties and functions, and does not require special processing, so that the manufacturing cost of the vent valve can be reduced.

さらに、前記アクチュエータを用いて前記弁体を変位させると共に前記貫通孔を開閉するとにより、導入初期には前記貫通孔を介して前記真空チャンバにガスを導入するようにしてガスの総流量を小さく抑えている。導入初期の直後には、前記入口通路と前記出口通路との圧力差を利用して前記弁体を変位させることにより、前記ケーシングの内面と前記弁体との間に前記開口部を生成し、前記開口部の断面積に相当する分だけガスの総流量を増加させている。しかも、導入初期から導入終期までの間においては、前記圧力差に起因する前記弁体の変位量の増加に応じて前記開口部の断面積が増加するようにして、前記入口通路と前記出口通路との圧力差の減少に起因するガス流量の減少を緩和している。このように、導入初期に前記アクチュエータを用いた前記弁体の変位と前記貫通孔の開閉だけを行えば、他の動作はすべて自動的に行われるので、当該ベントバルブの操作は簡単である。   Further, the valve body is displaced using the actuator and the through-hole is opened and closed, so that the gas is introduced into the vacuum chamber through the through-hole in the initial stage of introduction to keep the total gas flow rate small. ing. Immediately after the initial stage of introduction, the valve body is displaced using a pressure difference between the inlet passage and the outlet passage, thereby generating the opening between the inner surface of the casing and the valve body, The total gas flow rate is increased by an amount corresponding to the cross-sectional area of the opening. In addition, during the period from the beginning of introduction to the end of introduction, the inlet passage and the outlet passage are configured such that the cross-sectional area of the opening increases in accordance with an increase in the displacement amount of the valve body due to the pressure difference. The reduction of the gas flow rate due to the reduction of the pressure difference with the gas is alleviated. In this way, if only the displacement of the valve element and the opening / closing of the through hole are performed at the initial stage of introduction, all other operations are automatically performed, so that the operation of the vent valve is simple.

よって、本発明の第1の観点によるベントバルブは、真空チャンバにガスを導入して当該真空チャンバ内の状態を真空(負圧)状態から大気圧状態に戻す際に、前記ガスの流量を制御して前記真空チャンバ内のパーティクルの巻き上げ防止とスループットの低下防止の双方を実現することができ、操作および構成が簡単で製造コストも低いものである。   Therefore, the vent valve according to the first aspect of the present invention controls the flow rate of the gas when the gas is introduced into the vacuum chamber and the state in the vacuum chamber is returned from the vacuum (negative pressure) state to the atmospheric pressure state. Thus, it is possible to realize both the prevention of particle rolling-up and the reduction of the throughput in the vacuum chamber, the operation and configuration are simple, and the manufacturing cost is low.

(2) 本発明の第1の観点によるベントバルブの好ましい例では、前記ケーシングの内面に少なくとも1本のテーパ溝が形成されており、前記弁体が前記閉鎖位置以外の位置にあるときに前記ケーシングの内面と前記弁体との間に形成される前記開口部が、前記少なくとも1本のテーパ溝によって前記ケーシングの内面と前記弁体との間に生じる隙間によって形成される。   (2) In a preferred example of the vent valve according to the first aspect of the present invention, at least one taper groove is formed on the inner surface of the casing, and the valve body is in a position other than the closed position. The opening formed between the inner surface of the casing and the valve body is formed by a gap generated between the inner surface of the casing and the valve body by the at least one tapered groove.

この例では、前記弁体の変位量の増加に伴う前記開口部の断面積の増加を連続的にすることができると共に、前記開口部を形成するための加工が容易であるという利点がある。また、前記少なくとも1本のテーパ溝の幅や深さやテーパ角、あるいは当該テーパ溝の総数等を変えることにより、前記開口部の断面積の増加状況を容易に調整できるという利点もある。   In this example, there is an advantage that the cross-sectional area of the opening can be increased continuously with an increase in the amount of displacement of the valve body, and the processing for forming the opening is easy. In addition, there is an advantage that an increase in the cross-sectional area of the opening can be easily adjusted by changing the width, depth, taper angle, or the total number of the tapered grooves of the at least one tapered groove.

(3) 本発明の第1の観点によるベントバルブの他の好ましい例では、前記ケーシングの内面全体がテーパ状に形成されており、前記弁体が前記閉鎖位置以外の位置にあるときに前記ケーシングの内面と前記弁体との間に形成される前記開口部が、前記ケーシングの内面と前記弁体との間に生じる隙間によって形成される。   (3) In another preferred example of the vent valve according to the first aspect of the present invention, the entire inner surface of the casing is tapered, and the casing is in a position other than the closed position. The opening formed between the inner surface of the casing and the valve body is formed by a gap generated between the inner surface of the casing and the valve body.

この例では、前記開口部が前記ケーシングの内壁面全体にわたって形成されるので、前記弁体の変位に伴う前記開口の断面積の変化を連続的にすることができるだけでなく、前記弁体の変位に伴う前記開口の断面積の変化を容易に拡大することができるという利点がある。   In this example, since the opening is formed over the entire inner wall surface of the casing, not only can the change in the cross-sectional area of the opening accompanying the displacement of the valve body be continuous, but also the displacement of the valve body. There is an advantage that the change in the cross-sectional area of the opening can be easily enlarged.

(4) 本発明の第1の観点によるベントバルブのさらに他の好ましい例では、前記アクチュエータが、前記内部空間内に突出可能に構成された駆動部材を有していて、その駆動部材を前記内部空間内に突出させて前記弁体に当接させることにより、前記弁体が前記閉鎖位置に向かって変位するように構成されており、
前記駆動部材が所定の伸長位置にあるときには、前記弁体は前記駆動部材によって押圧されて前記閉鎖位置に固定され、
前記駆動部材が所定の引込位置にあるときには、前記弁体は前記駆動部材から独立して前記閉鎖位置と前記全開位置の間で変位可能とされる。
(4) In still another preferred example of the vent valve according to the first aspect of the present invention, the actuator has a drive member configured to be able to protrude into the internal space, and the drive member is disposed in the internal space. The valve body is configured to be displaced toward the closed position by protruding into the space and contacting the valve body,
When the drive member is in a predetermined extended position, the valve body is pressed by the drive member and fixed in the closed position;
When the drive member is in a predetermined retracted position, the valve body is displaceable between the closed position and the fully opened position independently of the drive member.

この例では、前記アクチュエータとして公知のエアシリンダを用い、そのロッドを前記駆動部材とすることができるという利点がある。   In this example, there is an advantage that a known air cylinder can be used as the actuator and the rod can be used as the driving member.

(5) 本発明の第1の観点によるベントバルブのさらに他の好ましい例では、前記アクチュエータが、前記内部空間内に突出可能に構成された駆動部材を有していて、その駆動部材を前記内部空間内に突出させて前記弁体に当接させることにより、前記弁体が前記閉鎖位置に向かって変位するように構成されており、
前記弁体の前記貫通孔が、前記駆動部材に装着されたシール材を前記貫通孔に押し付けることによって閉鎖される。
(5) In still another preferred example of the vent valve according to the first aspect of the present invention, the actuator has a drive member configured to be able to protrude into the internal space, and the drive member is disposed in the internal space. The valve body is configured to be displaced toward the closed position by protruding into the space and contacting the valve body,
The through hole of the valve body is closed by pressing a sealing material attached to the driving member against the through hole.

この例では、前記アクチュエータとして公知のエアシリンダを用い、そのロッドを前記駆動部材とすることができると共に、前記貫通孔の開閉が容易に行えるという利点がある。   In this example, there is an advantage that a known air cylinder is used as the actuator, the rod can be used as the drive member, and the through hole can be easily opened and closed.

(6) 本発明の第1の観点によるベントバルブのさらに他の好ましい例では、前記アクチュエータが、前記内部空間内に突出可能に構成された駆動部材を有していて、その駆動部材を前記弁体の変位する方向に沿って前記内部空間内に突出させて前記弁体に当接させることにより、前記弁体が前記閉鎖位置に向かって変位するように構成されており、
前記駆動部材が所定の伸長位置にあるときには、前記弁体は前記駆動部材によって押圧されて前記閉鎖位置に固定されると共に、前記駆動部材に装着されたシール材で前記弁体の前記貫通孔が閉鎖され、
前記駆動部材が所定の引込位置にあるときには、前記弁体は前記駆動部材から独立して前記閉鎖位置と前記全開位置の間で変位可能とされ、
前記駆動部材が所定の引込位置にあるときに前記弁体が前記駆動部材に当接する位置が、前記全開位置とされる。
(6) In still another preferred example of the vent valve according to the first aspect of the present invention, the actuator has a drive member configured to be able to protrude into the internal space, and the drive member is the valve. The valve body is configured to be displaced toward the closed position by projecting into the internal space along the direction in which the body is displaced and contacting the valve body,
When the drive member is in a predetermined extended position, the valve body is pressed by the drive member and fixed to the closed position, and the through hole of the valve body is formed by a sealing material attached to the drive member. Closed,
When the drive member is in a predetermined retracted position, the valve body is displaceable between the closed position and the fully open position independently of the drive member;
The position where the valve body abuts on the drive member when the drive member is in the predetermined retracted position is the fully open position.

この例では、前記アクチュエータとして公知のエアシリンダを用い、そのロッドを前記駆動部材とすることができると共に、前記貫通孔の開閉が容易かつ確実に行えるという利点がある。   In this example, there is an advantage that a known air cylinder is used as the actuator, the rod can be used as the driving member, and the through hole can be opened and closed easily and reliably.

(7) 本発明の第1の観点によるベントバルブのさらに他の好ましい例では、前記アクチュエータがエアシリンダとされ、前記アクチュエータの前記駆動部材がエアシリンダのロッドとされる。   (7) In still another preferred example of the vent valve according to the first aspect of the present invention, the actuator is an air cylinder, and the driving member of the actuator is a rod of the air cylinder.

この例では、汎用のエアシリンダを利用すればよいので、前記アクチュエータの構成が簡単になると共に、製造コストの低減が容易であるという利点がある。   In this example, since a general-purpose air cylinder may be used, there are advantages that the configuration of the actuator is simplified and the manufacturing cost can be easily reduced.

(8) 本発明の第2の観点によるベントバルブは、
真空チャンバにガスを導入して当該真空チャンバ内の圧力を真空状態から大気圧状態に戻すために使用されるベントバルブであって、
入口通路および出口通路を有するケーシングと、
前記ケーシングの内部に形成された、前記入口通路と前記出口通路とを連結する内部空間と、
所定の閉鎖位置と所定の全開位置との間で変位可能として前記内部空間内に配置された弁体と、
弾性力によって前記弁体を前記全開位置に向かって付勢する付勢手段と、
前記付勢手段の弾性力に抗して前記弁体を前記閉鎖位置に向かって変位させるアクチュエータとを備え、
前記弁体は、前記内部空間内において前記入口通路と前記出口通路を連通する貫通孔を有していると共に、その貫通孔は前記アクチュエータによって閉鎖可能とされており、
前記弁体が前記閉鎖位置にあり且つ前記貫通孔が前記アクチュエータによって閉鎖されているときには、前記入口通路と前記出口通路との連通が遮断され、
前記弁体が前記閉鎖位置にあり且つ前記貫通孔が前記アクチュエータによって閉鎖されていないときには、前記入口通路と前記出口通路が前記貫通孔を介して連通し、
前記弁体が前記閉鎖位置以外の位置にあるときには、前記入口通路と前記出口通路が前記貫通孔を介して連通すると共に、前記ケーシングを貫通してその外部と連通する開口部が生成され、
前記開口部の断面積は、前記弁体の前記閉鎖位置からの変位量の増加に応じて増加することを特徴とするものである。
(8) The vent valve according to the second aspect of the present invention is:
A vent valve used to introduce gas into the vacuum chamber and return the pressure in the vacuum chamber from a vacuum state to an atmospheric pressure state;
A casing having an inlet passage and an outlet passage;
An internal space formed inside the casing for connecting the inlet passage and the outlet passage;
A valve body disposed in the internal space so as to be displaceable between a predetermined closed position and a predetermined fully open position;
Biasing means for biasing the valve body toward the fully open position by an elastic force;
An actuator for displacing the valve body toward the closed position against the elastic force of the biasing means,
The valve body has a through hole communicating with the inlet passage and the outlet passage in the internal space, and the through hole can be closed by the actuator.
When the valve body is in the closed position and the through hole is closed by the actuator, communication between the inlet passage and the outlet passage is blocked,
When the valve body is in the closed position and the through hole is not closed by the actuator, the inlet passage and the outlet passage communicate with each other through the through hole,
When the valve body is in a position other than the closed position, the inlet passage and the outlet passage communicate with each other through the through hole, and an opening that penetrates the casing and communicates with the outside is generated.
The cross-sectional area of the opening is increased according to an increase in the amount of displacement of the valve body from the closed position.

本発明の第2の観点によるベントバルブは、上述した本発明の第1の観点によるベントバルブとほぼ同じ構成であり、前記弁体が前記閉鎖位置以外の位置にあるときに、「前記ケーシングの内面と前記弁体との間に開口部が生成される」のに代えて、「前記ケーシングを貫通してその外部と連通する前記開口部が生成される」点が異なるだけである。   The vent valve according to the second aspect of the present invention has substantially the same configuration as the vent valve according to the first aspect of the present invention described above, and when the valve body is in a position other than the closed position, Instead of “the opening is generated between the inner surface and the valve body”, only “the opening that passes through the casing and communicates with the outside is generated” is different.

すなわち、本発明の第2の観点によるベントバルブは、上述した構成を有しているので、前記弁体を前記アクチュエータによって前記付勢手段の弾性力に抗して前記閉鎖位置に配置し、前記弁体の前記貫通孔を前記アクチュエータによって閉鎖すると、前記入口通路と前記出口通路との連通は遮断される。したがって、この状態では、前記入口通路から前記内部空間にガスを導入しても、そのガスは前記出口通路には達しない。つまり、前記出口通路に接続された前記真空チャンバにガスは導入されない。この点は本発明の第1の観点によるベントバルブと同じである。   That is, since the vent valve according to the second aspect of the present invention has the above-described configuration, the valve body is disposed in the closed position against the elastic force of the biasing means by the actuator, When the through hole of the valve body is closed by the actuator, the communication between the inlet passage and the outlet passage is blocked. Therefore, in this state, even if gas is introduced into the internal space from the inlet passage, the gas does not reach the outlet passage. That is, no gas is introduced into the vacuum chamber connected to the outlet passage. This is the same as the vent valve according to the first aspect of the present invention.

前記弁体が前記閉鎖位置にあるときに、前記アクチュエータを操作して前記弁体の前記貫通孔を開放すると、前記入口通路と前記出口通路は前記貫通孔を介して連通するので、前記入口通路から前記内部空間に導入されたガスは、前記貫通孔の断面積に応じた流量で前記出口通路に達することができる。この時、前記出口通路に接続された前記真空チャンバ内は真空状態にあるため、前記内部空間に導入されたガスの圧力(これは大気圧に等しい)により、前記弁体は前記閉鎖位置に向かって前記付勢手段の弾性力に抗して押圧され、その押圧力によって前記弁体は前記閉鎖位置に保持される。したがって、前記貫通孔の断面積を適当な値に調整することにより、導入初期に要求される低流速、低流量でのガスの導入が実現され、前記真空チャンバ内でのパーティクルの巻き上げを低減または防止することができる。この点も本発明の第1の観点によるベントバルブと同じである。   When the valve body is in the closed position, when the actuator is operated to open the through hole of the valve body, the inlet passage and the outlet passage communicate with each other through the through hole. The gas introduced into the internal space can reach the outlet passage at a flow rate corresponding to the cross-sectional area of the through hole. At this time, since the inside of the vacuum chamber connected to the outlet passage is in a vacuum state, the valve body moves toward the closed position by the pressure of the gas introduced into the internal space (this is equal to the atmospheric pressure). The valve body is pressed against the elastic force of the biasing means, and the valve body is held in the closed position by the pressing force. Therefore, by adjusting the cross-sectional area of the through-hole to an appropriate value, introduction of gas at a low flow rate and low flow rate required at the initial stage of introduction is realized, and particle rolling up in the vacuum chamber is reduced or Can be prevented. This is also the same as the vent valve according to the first aspect of the present invention.

こうして前記真空チャンバ内にガスが導入され始める(導入初期を終える)と、ガスの導入に伴って前記真空チャンバ内の圧力が徐々に上昇するので、前記出口通路の圧力も上昇し、前記弁体に作用する押圧力(これは前記全開位置に向かっている)が徐々に増加する。前記出口通路のガスによる押圧力と前記付勢手段の弾性力との和が、前記入口通路のガスによる押圧力より大きくなると、前記弁体は前記閉鎖位置から外れて前記全開位置に向かって変位を始める。このときの前記弁体の変位量は、前記出口通路のガスによる押圧力と前記付勢手段の弾性力との和が、前記入口通路のガスによる押圧力に等しくなる状態を保ちながら、前記真空チャンバへのガスの導入量が増加するにつれて増加する。この点も本発明の第1の観点によるベントバルブと同じである。   Thus, when the gas starts to be introduced into the vacuum chamber (after the initial stage of introduction), the pressure in the vacuum chamber gradually increases with the introduction of the gas, so that the pressure in the outlet passage also increases, and the valve body The pressing force acting on (which is toward the fully open position) gradually increases. When the sum of the pressing force due to the gas in the outlet passage and the elastic force of the urging means becomes larger than the pressing force due to the gas in the inlet passage, the valve body is disengaged from the closed position and displaced toward the fully open position. Begin. The amount of displacement of the valve body at this time is such that the sum of the pressing force by the gas in the outlet passage and the elastic force of the urging means is kept equal to the pressing force by the gas in the inlet passage. It increases as the amount of gas introduced into the chamber increases. This is also the same as the vent valve according to the first aspect of the present invention.

前記弁体が前記閉鎖位置から外れて前記閉鎖位置以外の位置にある間は、前記入口通路と前記出口通路が前記弁体の前記貫通孔を介して連通すると共に、「前記ケーシングを貫通してその外部と連通する前記開口部」が生成される。このため、前記入口通路のガスは、前記貫通孔を通じて前記出口通路へ流動するようになると共に、前記開口部を介して前記ケーシングの外部から前記出口通路へ流動するようになる。ここで、例えば、前記ケーシング(当該ベントバルブ)を前記ガス雰囲気中(例えば大気中)に置くことにより、前記ケーシングの外部からも前記ガス(例えば空気)を供給できるようにしておけば、前記ガスの総流量が前記開口部の断面積に相当する分だけ増加することになる。その結果、前記弁体が前記閉鎖位置から外れると(導入初期を終えると)、直ちにガスの総流量が前記開口部の断面積に相当する分だけ増加し、その後は前記弁体の変位量の増加に応じて自動的に徐々に増加せしめられるのである。こうして、導入初期の終了の直後から、導入初期よりも増加した流量でガスが前記真空チャンバ内に導入され始めるため、スループットの低下が防止される。この点は、本発明の第1の観点によるベントバルブとは少し異なっている。   While the valve body is out of the closed position and is in a position other than the closed position, the inlet passage and the outlet passage communicate with each other through the through hole of the valve body, and “through the casing” The "opening" that communicates with the outside is generated. For this reason, the gas in the inlet passage flows to the outlet passage through the through hole, and also flows from the outside of the casing to the outlet passage through the opening. Here, for example, by placing the casing (the vent valve) in the gas atmosphere (for example, in the air) so that the gas (for example, air) can be supplied from the outside of the casing, the gas The total flow rate increases by an amount corresponding to the cross-sectional area of the opening. As a result, as soon as the valve body moves out of the closed position (after the initial introduction), the total gas flow rate increases by an amount corresponding to the cross-sectional area of the opening, and thereafter the displacement amount of the valve body increases. As it increases, it is gradually increased automatically. Thus, immediately after the end of the introduction, gas starts to be introduced into the vacuum chamber at a flow rate increased from the beginning of the introduction, thereby preventing a reduction in throughput. This point is slightly different from the vent valve according to the first aspect of the present invention.

前記真空チャンバ内の圧力がさらに上昇してくると、それに応じて前記出口通路の圧力も上昇し、前記入口通路と前記出口通路との圧力差が減少するので、前記付勢手段の弾性力の影響が大きくなり、前記弁体の変位量がいっそう増加する。こうして、前記弁体は前記全開位置に近づく。この間、「前記ケーシングを貫通してその外部と連通する前記開口部」の断面積は、前記弁体の変位量の増加に応じて増加する。この間に前記開口部の断面積が固定(不変)であると、前記入口通路と前記出口通路との圧力差の減少に起因するガス流量の減少が顕著となり、大気圧状態に達するまでの時間が長くなってスループットの低下につながりやすい。他方、このベントバルブでは、前記開口部の断面積が前記弁体の変位量の増加に応じて増加するので、前記入口通路と前記出口通路との圧力差の減少に起因するガス流量の減少が緩和され、その結果、スループットの低下が防止または緩和される。この間(つまり導入初期と導入終期の間)におけるガスの総流量とその変化は、前記入口通路と前記出口通路との圧力差と、前記開口部の断面積と、前記貫通孔の断面積との三者の関係によって決まるので、それらの値を必要に応じて適宜設定して、所望の総流量が得られるようにすればよい。   As the pressure in the vacuum chamber rises further, the pressure in the outlet passage rises accordingly, and the pressure difference between the inlet passage and the outlet passage decreases, so that the elastic force of the biasing means is reduced. The effect increases and the displacement of the valve body further increases. Thus, the valve body approaches the fully opened position. During this time, the cross-sectional area of “the opening that passes through the casing and communicates with the outside” increases as the displacement of the valve element increases. If the cross-sectional area of the opening is fixed (unchangeable) during this period, the gas flow rate is significantly reduced due to the reduction in the pressure difference between the inlet passage and the outlet passage, and the time until the atmospheric pressure state is reached. Long and easy to reduce throughput. On the other hand, in this vent valve, since the cross-sectional area of the opening increases as the displacement of the valve element increases, the gas flow rate decreases due to the decrease in the pressure difference between the inlet passage and the outlet passage. As a result, a decrease in throughput is prevented or alleviated. During this period (that is, between the beginning of introduction and the end of introduction), the total gas flow rate and its change are the difference in pressure between the inlet passage and the outlet passage, the sectional area of the opening, and the sectional area of the through hole. Since it is determined by the relationship between the three, it is only necessary to appropriately set those values as necessary so that a desired total flow rate can be obtained.

導入終期になると、前記入口通路と前記出口通路との圧力差がほとんどなくなり、前記付勢手段の弾性力によって前記弁体は前記全開位置に到達せしめられる。この時、前記開口部の断面積は最大になる。導入終期では、前記貫通孔が閉鎖されてもよいし、開放されたままでもよいが、前記開口部の断面積は前記開口部の断面積よりもかなり小さいので、前記貫通孔の閉鎖・開放がガス流量に与える影響は小さい。このため、この時のガス流量は、前記入口通路と前記出口通路との圧力差と、前記開口部の断面積によって決まると言うことができる。   At the end of introduction, there is almost no pressure difference between the inlet passage and the outlet passage, and the valve element is caused to reach the fully open position by the elastic force of the biasing means. At this time, the sectional area of the opening is maximized. At the end of introduction, the through hole may be closed or may remain open. However, since the cross-sectional area of the opening is considerably smaller than the cross-sectional area of the opening, the through-hole is not closed or opened. The effect on gas flow rate is small. For this reason, it can be said that the gas flow rate at this time is determined by the pressure difference between the inlet passage and the outlet passage and the sectional area of the opening.

以上述べたところから明らかなように、本発明の第2の観点によるベントバルブによれば、本発明の第1の観点によるベントバルブと同様に、前記真空チャンバにガスを導入して当該真空チャンバ内の状態を真空(負圧)状態から大気圧状態に戻す際に、前記ガスの流量を制御して前記真空チャンバ内のパーティクルの巻き上げ防止とスループットの低下防止の双方を実現することができる。   As is apparent from the above description, according to the vent valve of the second aspect of the present invention, as in the vent valve according to the first aspect of the present invention, gas is introduced into the vacuum chamber and When the internal state is returned from the vacuum (negative pressure) state to the atmospheric pressure state, it is possible to control both the flow rate of the gas and prevent the particles from being rolled up and the throughput from being lowered.

また、本発明の第2の観点によるベントバルブは、前記ケーシングの内部空間内に前記閉鎖位置と前記全開位置との間で変位可能に前記弁体を配置すると共に、前記付勢手段の弾性力によって前記弁体を前記全開位置に向かって付勢し、前記アクチュエータによって前記弁体を前記閉鎖位置に向かって変位させると共に、前記弁体の貫通孔を閉鎖するように構成しているから、当該ベントバルブの構成は簡単である。しかも、これらの構成部材はいずれも、特殊な性質や機能が不要であり、特殊な加工も不要であるから、当該ベントバルブの製造コストも低くてすむ。   In the vent valve according to the second aspect of the present invention, the valve body is disposed in the internal space of the casing so as to be displaceable between the closed position and the fully opened position, and the elastic force of the biasing means is provided. The valve body is urged toward the fully open position by the above, and the valve body is displaced toward the closed position by the actuator, and the through hole of the valve body is closed. The configuration of the vent valve is simple. In addition, any of these components does not require special properties and functions, and does not require special processing, so that the manufacturing cost of the vent valve can be reduced.

さらに、前記アクチュエータを用いて前記弁体を変位させると共に前記貫通孔を開閉するとにより、導入初期には前記貫通孔を介して前記真空チャンバにガスを導入するようにしてガスの総流量を小さく抑えている。導入初期の直後には、前記入口通路と前記出口通路との圧力差を利用して前記弁体を変位させることにより、前記ケーシングを貫通してその外部と連通する前記開口部を生成し、前記開口部の断面積に相当する分だけガスの総流量を増加させている。しかも、導入初期から導入終期までの間においては、前記圧力差に起因する前記弁体の変位量の増加に応じて前記開口部の断面積が増加するようにして、前記入口通路と前記出口通路との圧力差の減少に起因するガス流量の減少を緩和している。このように、導入初期に前記アクチュエータを用いた前記弁体の変位と前記貫通孔の開閉だけを行えば、他の動作はすべて自動的に行われるので、当該ベントバルブの操作は簡単である。   Further, the valve body is displaced using the actuator and the through-hole is opened and closed, so that the gas is introduced into the vacuum chamber through the through-hole in the initial stage of introduction to keep the total gas flow rate small. ing. Immediately after the initial stage of introduction, the valve body is displaced using the pressure difference between the inlet passage and the outlet passage, thereby generating the opening that penetrates the casing and communicates with the outside. The total gas flow rate is increased by an amount corresponding to the cross-sectional area of the opening. In addition, during the period from the beginning of introduction to the end of introduction, the inlet passage and the outlet passage are configured such that the cross-sectional area of the opening increases in accordance with an increase in the displacement amount of the valve body due to the pressure difference. The reduction of the gas flow rate due to the reduction of the pressure difference with the gas is alleviated. In this way, if only the displacement of the valve element and the opening / closing of the through hole are performed at the initial stage of introduction, all other operations are automatically performed, so that the operation of the vent valve is simple.

よって、本発明の第2の観点によるベントバルブは、本発明の第1の観点によるベントバルブと同様に、真空チャンバにガスを導入して当該真空チャンバ内の状態を真空(負圧)状態から大気圧状態に戻す際に、前記ガスの流量を制御して前記真空チャンバ内のパーティクルの巻き上げ防止とスループットの低下防止の双方を実現することができ、操作および構成が簡単で製造コストも低いものである。   Therefore, the vent valve according to the second aspect of the present invention introduces a gas into the vacuum chamber to change the state in the vacuum chamber from the vacuum (negative pressure) state, similarly to the vent valve according to the first aspect of the present invention. When returning to atmospheric pressure, the flow rate of the gas can be controlled to prevent both the particles from being rolled up and the throughput from being lowered, and the operation and configuration are simple and the manufacturing cost is low. It is.

(9) 本発明の第2の観点によるベントバルブの好ましい例では、前記ケーシングが、それを貫通すると共に前記弁体の変位する方向に沿って間隔をあけて配置された複数の透孔を有しており、前記弁体が前記閉鎖位置以外の位置にあるときに生成される前記開口部が、前記複数の透孔の少なくとも一つによって形成される。   (9) In a preferred example of the vent valve according to the second aspect of the present invention, the casing has a plurality of through holes that pass through the casing and are spaced along the direction in which the valve body is displaced. The opening generated when the valve body is at a position other than the closed position is formed by at least one of the plurality of through holes.

この例では、前記弁体の変位に伴う前記開口の断面積の変化が段階的になってしまうが、前記ケーシングの所定位置に複数の透孔をあけるだけでよいので、前記開口の形成・加工がきわめて容易であるという利点がある。また、前記複数の透孔の径や数や間隔、あるいは当該透孔の総数等を変えることにより、前記開口部の断面積の増加状況を容易に調整できるという利点もある。   In this example, the change in the cross-sectional area of the opening accompanying the displacement of the valve body becomes stepwise, but it is only necessary to open a plurality of through holes at a predetermined position of the casing. Has the advantage of being very easy. In addition, there is an advantage that the increasing state of the cross-sectional area of the opening can be easily adjusted by changing the diameter, number, interval, or the total number of the through holes.

(10) 本発明の第2の観点によるベントバルブの他の好ましい例では、前記アクチュエータが、前記内部空間内に突出可能に構成された駆動部材を有していて、その駆動部材を前記内部空間内に突出させて前記弁体に当接させることにより、前記弁体が前記閉鎖位置に向かって変位するように構成されており、
前記駆動部材が所定の伸長位置にあるときには、前記弁体は前記駆動部材によって押圧されて前記閉鎖位置に固定され、
前記駆動部材が所定の引込位置にあるときには、前記弁体は前記駆動部材から独立して前記閉鎖位置と前記全開位置の間で変位可能とされる。
(10) In another preferable example of the vent valve according to the second aspect of the present invention, the actuator includes a drive member configured to be able to protrude into the internal space, and the drive member is disposed in the internal space. The valve body is configured to be displaced toward the closed position by causing the valve body to protrude into contact with the valve body,
When the drive member is in a predetermined extended position, the valve body is pressed by the drive member and fixed in the closed position;
When the drive member is in a predetermined retracted position, the valve body is displaceable between the closed position and the fully opened position independently of the drive member.

この例では、前記アクチュエータとして公知のエアシリンダを用い、そのロッドを前記駆動部材とすることができるという利点がある。   In this example, there is an advantage that a known air cylinder can be used as the actuator and the rod can be used as the driving member.

(11) 本発明の第2の観点によるベントバルブのさらに他の好ましい例では、前記アクチュエータが、前記内部空間内に突出可能に構成された駆動部材を有していて、その駆動部材を前記内部空間内に突出させて前記弁体に当接させることにより、前記弁体が前記閉鎖位置に向かって変位するように構成されており、
前記弁体の前記貫通孔が、前記駆動部材に装着されたシール材を前記貫通孔に押し付けることによって閉鎖される。
(11) In still another preferable example of the vent valve according to the second aspect of the present invention, the actuator has a drive member configured to be able to protrude into the internal space, and the drive member is disposed in the internal space. The valve body is configured to be displaced toward the closed position by protruding into the space and contacting the valve body,
The through hole of the valve body is closed by pressing a sealing material attached to the driving member against the through hole.

この例では、前記アクチュエータとして公知のエアシリンダを用い、そのロッドを前記駆動部材とすることができると共に、前記貫通孔の開閉が容易に行えるという利点がある。   In this example, there is an advantage that a known air cylinder is used as the actuator, the rod can be used as the drive member, and the through hole can be easily opened and closed.

(12) 本発明の第2の観点によるベントバルブのさらに他の好ましい例では、前記アクチュエータが、前記内部空間内に突出可能に構成された駆動部材を有していて、その駆動部材を前記弁体の変位する方向に沿って前記内部空間内に突出させて前記弁体に当接させることにより、前記弁体が前記閉鎖位置に向かって変位するように構成されており、
前記駆動部材が所定の伸長位置にあるときには、前記弁体は前記駆動部材によって押圧されて前記閉鎖位置に固定されると共に、前記駆動部材に装着されたシール材で前記弁体の前記貫通孔が閉鎖され、
前記駆動部材が所定の引込位置にあるときには、前記弁体は前記駆動部材から独立して前記閉鎖位置と前記全開位置の間で変位可能とされ、
前記駆動部材が所定の引込位置にあるときに前記弁体が前記駆動部材に当接する位置が、前記全開位置とされる。
(12) In still another preferred example of the vent valve according to the second aspect of the present invention, the actuator has a drive member configured to be able to protrude into the internal space, and the drive member is the valve. The valve body is configured to be displaced toward the closed position by projecting into the internal space along the direction in which the body is displaced and contacting the valve body,
When the drive member is in a predetermined extended position, the valve body is pressed by the drive member and fixed to the closed position, and the through hole of the valve body is formed by a sealing material attached to the drive member. Closed,
When the drive member is in a predetermined retracted position, the valve body is displaceable between the closed position and the fully open position independently of the drive member;
The position where the valve body abuts on the drive member when the drive member is in the predetermined retracted position is the fully open position.

この例では、前記アクチュエータとして公知のエアシリンダを用い、そのロッドを前記駆動部材とすることができると共に、前記貫通孔の開閉が容易かつ確実に行えるという利点がある。   In this example, there is an advantage that a known air cylinder is used as the actuator, the rod can be used as the driving member, and the through hole can be opened and closed easily and reliably.

(13) 本発明の第2の観点によるベントバルブのさらに他の好ましい例では、前記アクチュエータがエアシリンダとされ、前記アクチュエータの前記駆動部材がエアシリンダのロッドとされる。   (13) In still another preferred example of the vent valve according to the second aspect of the present invention, the actuator is an air cylinder, and the driving member of the actuator is a rod of the air cylinder.

この例では、汎用のエアシリンダを利用すればよいので、前記アクチュエータの構成が簡単になると共に、製造コストの低減が容易であるという利点がある。   In this example, since a general-purpose air cylinder may be used, there are advantages that the configuration of the actuator is simplified and the manufacturing cost can be easily reduced.

(14) 本発明の第1および第2の観点によるベントバルブにおいて、「真空チャンバ」とは、必要に応じてガスを導入・排出して内部を真空状態または大気圧状態に設定できるチャンバ(室)の意味であり、その形状や構成は任意である。   (14) In the vent valve according to the first and second aspects of the present invention, the “vacuum chamber” is a chamber (chamber) in which gas can be introduced / exhausted as required to set the inside to a vacuum state or an atmospheric pressure state. ) And its shape and configuration are arbitrary.

真空チャンバに導入される「ガス」としては、例えば大気(空気)や、窒素(N2)等の不活性ガスなどが使用されることが多いが、これらに限定されず他のガスも使用可能である。 As the “gas” introduced into the vacuum chamber, for example, the atmosphere (air) or an inert gas such as nitrogen (N 2 ) is often used, but the present invention is not limited to these and other gases can also be used. It is.

「ケーシング」は、当該ベントバルブの外被を形成するものであり、入口通路および出口通路とそれらを連結する内部空間とを有していればよく、その構成や形状は任意である。   The “casing” forms an outer jacket of the vent valve, and may have an inlet passage and an outlet passage and an internal space connecting them, and the configuration and shape thereof are arbitrary.

「内部空間」は、ケーシングの内部に形成されていると共に、入口通路と出口通路とを連結し且つ内部に弁体を変位可能に配置できる空間であれば、その形状は任意である。   The “internal space” can be formed in any shape as long as it is formed inside the casing and connects the inlet passage and the outlet passage and can displace the valve body therein.

「弁体」の形状と構成は、特に制限されない。前記内部空間内において、付勢手段の弾性力とガスの圧力によって所定の閉鎖位置と所定の全開位置との間で変位可能であればよい。   The shape and configuration of the “valve element” are not particularly limited. It suffices if the inner space can be displaced between a predetermined closed position and a predetermined fully opened position by the elastic force of the biasing means and the gas pressure.

「付勢手段」は、弾性力によって前記弁体を前記全開位置に向かって付勢するものであれば、その構成や材質は任意である。好ましくは、前記弁体を前記全開位置に向かって付勢する弾性力を持つスプリングとされるが、そのスプリングの形状は螺旋状、板状等、任意に設定することができる。   The “biasing means” may have any configuration or material as long as it biases the valve body toward the fully open position by an elastic force. Preferably, the spring has an elastic force that urges the valve body toward the fully open position, but the shape of the spring can be arbitrarily set such as a spiral shape or a plate shape.

「アクチュエータ」としては、付勢手段の弾性力に抗して弁体を閉鎖位置に向かって変位させることができるものであれば、任意のものを使用できる。好ましくは、エアシリンダが使用されるが、電動シリンダ等の他のシリンダも使用可能である。   Any “actuator” may be used as long as it can displace the valve body toward the closed position against the elastic force of the urging means. Preferably, an air cylinder is used, but other cylinders such as an electric cylinder can also be used.

本発明の第1および第2の観点ベントバルブによれば、真空チャンバにガスを導入して当該真空チャンバ内の状態を真空(負圧)状態から大気圧状態に戻す際に、前記ガスの流量を制御して前記真空チャンバ内のパーティクルの巻き上げ防止とスループットの低下防止の双方を実現することができ、しかも操作および構成が簡単で製造コストも低い、という効果が得られる。   According to the first and second aspect vent valves of the present invention, when the gas is introduced into the vacuum chamber and the state in the vacuum chamber is returned from the vacuum (negative pressure) state to the atmospheric pressure state, the flow rate of the gas It is possible to achieve both the prevention of the particle rolling-up and the reduction in the throughput by controlling the above, and the operation and configuration are simple and the manufacturing cost is low.

以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

(第1実施形態の構成)
図1は、本発明の第1実施形態に係るベントバルブ1の構成を示す要部断面図、図2はそのベントバルブ1のケーシングのエアシリンダ側の端面図である。エアシリンダの内部構造は周知であると共に重要ではないため、図1では本体部のみを断面としており、エアシリンダは外観図としてある。このベントバルブ1は、本発明の第1の観点によるベントバルブに対応する。
(Configuration of the first embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part showing the configuration of the vent valve 1 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. Since the internal structure of the air cylinder is well known and not important, only the main body is shown in cross section in FIG. 1, and the air cylinder is an external view. The vent valve 1 corresponds to the vent valve according to the first aspect of the present invention.

第1実施形態のベントバルブ1は、図1に示すように、本体部10と、本体部10を駆動するための駆動部50とから構成されている。   The vent valve 1 of 1st Embodiment is comprised from the main-body part 10 and the drive part 50 for driving the main-body part 10, as shown in FIG.

駆動部50は、本第1実施形態ではエアシリンダ51から構成されており、その上端および下端にそれぞれ設けられた給排気口54および55から圧縮空気を供給・排出することにより、所定の伸長位置と所定の引込位置の間でロッド52を上下方向に移動することができる。後述するように、ロッド52は、本体部10の内部空間12内に突出可能である。図1ではロッド52は伸長位置にあり、引込位置では図3のような状態になる。   In the first embodiment, the drive unit 50 is composed of an air cylinder 51. By supplying / discharging compressed air from supply / exhaust ports 54 and 55 provided at the upper and lower ends of the drive unit 50, a predetermined extension position is provided. The rod 52 can be moved in the vertical direction between the predetermined retracted position. As will be described later, the rod 52 can protrude into the internal space 12 of the main body 10. In FIG. 1, the rod 52 is in the extended position, and in the retracted position, the state is as shown in FIG.

本体部10は、その縦軸を上下方向に配置してなる略円筒形のケーシング(バルブ本体)11と、ケーシング11の内部に形成された円筒形の内部空間12内に上下方向に変位可能に設けられた略円板状の弁体21と、弁体11を上方に向かって(換言すれば駆動部50に向かって)付勢する略円筒形の螺旋状スプリング31とを備えている。   The main body 10 is vertically displaceable in a substantially cylindrical casing (valve main body) 11 having a vertical axis arranged in the vertical direction and a cylindrical internal space 12 formed in the casing 11. The substantially disc-shaped valve body 21 provided and the substantially cylindrical spiral spring 31 that urges the valve body 11 upward (in other words, toward the drive unit 50) are provided.

弁体21は、例えば図3から明らかなように、エアシリンダ51のロッド52には接続されていない。つまり、弁体21はロッド52とは分離されており、ロッド52が伸長位置にある時は、弁体21は図1のように弁座15に押し付けられるが、ロッド52が引込位置にある時は、ロッド52と弁座15の間で上下方向に変位可能である。   The valve body 21 is not connected to the rod 52 of the air cylinder 51, as is apparent from FIG. That is, the valve body 21 is separated from the rod 52. When the rod 52 is in the extended position, the valve body 21 is pressed against the valve seat 15 as shown in FIG. 1, but when the rod 52 is in the retracted position. Is displaceable in the vertical direction between the rod 52 and the valve seat 15.

ケーシング11(内部空間12)の上端部は、開口していて、そこに駆動部50のエアシリンダ51が装着されている。このため、エアシリンダ51のロッド52は、ケーシング11の内部空間12の内部に位置している。ケーシング11の下端部には、フランジ18が形成されており、本体部10(すなわちベントバルブ1)を図示しない真空チャンバ(またはそれに接続された管)に接続できるようになっている。   The upper end portion of the casing 11 (internal space 12) is open, and the air cylinder 51 of the drive unit 50 is attached thereto. For this reason, the rod 52 of the air cylinder 51 is located inside the internal space 12 of the casing 11. A flange 18 is formed at the lower end of the casing 11 so that the main body 10 (that is, the vent valve 1) can be connected to a vacuum chamber (or a pipe connected thereto) (not shown).

弁体21は、ケーシング11の内部に形成された円筒形の内部空間12内において、所定の全閉位置と所定の全開位置の間で上下方向(内部空間12の中心軸方向)に変位可能である。ケーシング11の円筒形の内面(内部空間12の円筒形の側面)11aは、弁体21が変位する際に弁体21の案内面として機能する。弁体21の上面(表面)は平坦であるが、下面(裏面)にはその中央部に円柱形の凹部22が形成されており、凹部22の外側にそれを囲むように円環状の溝が形成されている。弁体21の下面の溝には、Oリング23が装着されている。凹部22には、スプリング31の上端部が嵌合せしめられており、スプリング31の下端は凹部22の底面にあるスプリング支持部32で支持されている。   The valve body 21 can be displaced in the vertical direction (in the direction of the central axis of the internal space 12) between a predetermined fully closed position and a predetermined fully open position in a cylindrical internal space 12 formed inside the casing 11. is there. A cylindrical inner surface (cylindrical side surface of the internal space 12) 11a of the casing 11 functions as a guide surface of the valve body 21 when the valve body 21 is displaced. Although the upper surface (front surface) of the valve body 21 is flat, a cylindrical recess 22 is formed at the center of the lower surface (rear surface), and an annular groove is formed outside the recess 22 so as to surround it. Is formed. An O-ring 23 is attached to the groove on the lower surface of the valve body 21. An upper end portion of a spring 31 is fitted into the concave portion 22, and a lower end of the spring 31 is supported by a spring support portion 32 on the bottom surface of the concave portion 22.

ケーシング11の内面11aには、断面が略半円形のテーパ溝13が形成されている。テーパ溝13の数は一つである。テーパ溝13は、ガスを流入させるための開口部を内面11aと弁体21との間に設けるために形成されたものである。テーパ溝13の深さは、内面11a(内部空間12)の下端(弁座15が形成された水平面)ではゼロであり、上方に向かう(駆動部50に近づく)につれて徐々に大きくなっている。したがって、テーパ溝13の深さは、内面11a(内部空間12)の下端からその上端まで連続的に単調増加している。これは、弁体21がその閉鎖位置以外の位置にあるときに、ケーシング11と弁体21との間に開口部が形成され、しかもその開口部の断面積が弁体21の閉鎖位置からの変位量の増加に応じて増加するようにするためである。テーパ溝13の幅と深さは、ガスの導入初期以降(つまり導入中期および導入終期)において最適なガス流量が得られるように決定される。テーパ溝13の形状と大きさは、必要に応じて任意に変更可能であることは言うまでもない。   A taper groove 13 having a substantially semicircular cross section is formed on the inner surface 11a of the casing 11. The number of taper grooves 13 is one. The tapered groove 13 is formed to provide an opening for allowing gas to flow between the inner surface 11a and the valve body 21. The depth of the taper groove 13 is zero at the lower end of the inner surface 11a (inner space 12) (horizontal plane on which the valve seat 15 is formed), and gradually increases toward the upper side (approaching the drive unit 50). Accordingly, the depth of the tapered groove 13 continuously increases monotonically from the lower end of the inner surface 11a (internal space 12) to the upper end thereof. This is because when the valve body 21 is in a position other than the closed position, an opening is formed between the casing 11 and the valve body 21, and the cross-sectional area of the opening is from the closed position of the valve body 21. This is to increase the displacement amount. The width and depth of the tapered groove 13 are determined so that an optimum gas flow rate can be obtained after the initial stage of gas introduction (that is, the middle stage and the last stage of introduction). It goes without saying that the shape and size of the tapered groove 13 can be arbitrarily changed as necessary.

弁体21には、その中心軸に沿って延在する小さな貫通孔24が形成されている。貫通孔24は、弁体21をその変位方向(上下方向)に貫通しており、弁体21の上方の空間(図1では内部空間12)と下方の空間(図1では凹部22、空隙14および出口通路17)を相互に連結する。貫通孔24の大きさは、導入初期において最適なガス流量が得られるように決定される。   The valve body 21 is formed with a small through hole 24 extending along its central axis. The through hole 24 penetrates the valve body 21 in the displacement direction (vertical direction), and the space above the valve body 21 (inner space 12 in FIG. 1) and the lower space (in FIG. 1, the recess 22 and the gap 14). And the outlet passage 17) are interconnected. The size of the through hole 24 is determined so that an optimum gas flow rate can be obtained in the initial stage of introduction.

弁体21の貫通孔24は、エアシリンダ51のロッド52の先端に固着されたシールパッキング53によって、閉鎖されることが可能である。つまり、ロッド52を突出させてその伸長位置まで移動させると、スプリング31の弾性力に抗して弁体21が下降せしめられ、弁体21の下面が弁座15に接触する。すると、弁体21のOリング23が弁座15に押し付けられるため、内部空間12(すなわち入口通路16)と空隙14(すなわち出口通路17)との連通は遮断される。それと同時に、シールパッキング53が弁体21の上面に押し付けられるため、シールパッキング53によって貫通孔24が閉鎖されるのである。こうして貫通孔24を封止することにより、真空チャンバへのガスの導入(流入)を完全に停止することができる。この動作は、エアシリンダ51のロッド52を突出させてその伸長位置に移動させるだけで実行される。   The through hole 24 of the valve body 21 can be closed by a seal packing 53 fixed to the tip of the rod 52 of the air cylinder 51. That is, when the rod 52 is protruded and moved to the extended position, the valve body 21 is lowered against the elastic force of the spring 31, and the lower surface of the valve body 21 contacts the valve seat 15. Then, since the O-ring 23 of the valve body 21 is pressed against the valve seat 15, the communication between the internal space 12 (ie, the inlet passage 16) and the gap 14 (ie, the outlet passage 17) is blocked. At the same time, since the seal packing 53 is pressed against the upper surface of the valve body 21, the through hole 24 is closed by the seal packing 53. By sealing the through hole 24 in this way, the introduction (inflow) of gas into the vacuum chamber can be completely stopped. This operation is executed only by projecting the rod 52 of the air cylinder 51 and moving it to its extended position.

ケーシング11の内部において、内部空間12の下端部には、それよりも直径が小さい円筒形の空隙14が連続形成されている。換言すれば、内部空間12の下端部において内部空間12の側壁が内側に向かって狭められており、それによって内部空間12の下端に連通せしめられた円筒形の空隙14が形成されている。内部空間12の側壁が狭められた部分に、弁体21と対向するように円環状の弁座15が形成されている。弁座15には、図1に示すように、弁体21の下面とOリング23が当接し、当該ベントバルブが閉鎖され、ガスの導入が遮断される。弁体21が弁座15から離れると、当該ベントバルブが開放され、ガスの導入が可能となる。   Inside the casing 11, a cylindrical gap 14 having a smaller diameter is continuously formed at the lower end of the internal space 12. In other words, the side wall of the internal space 12 is narrowed inward at the lower end portion of the internal space 12, thereby forming a cylindrical gap 14 communicated with the lower end of the internal space 12. An annular valve seat 15 is formed at a portion where the side wall of the internal space 12 is narrowed so as to face the valve body 21. As shown in FIG. 1, the lower surface of the valve body 21 and the O-ring 23 are brought into contact with the valve seat 15, the vent valve is closed, and the introduction of gas is blocked. When the valve body 21 is separated from the valve seat 15, the vent valve is opened, and gas can be introduced.

空隙14の下端部では、その側壁が内側に向かってさらに狭められて、弁体21と対向するように、円環状のスプリング支持部32と略円筒形の出口通路17が形成されている。スプリング31の下端は、スプリング支持部32で支持されている。スプリング31は、弁体21の裏面の凹部22と空隙14とで形成される略円筒形の空間内に配置されている。出口通路17はガス排出用である。   At the lower end portion of the gap 14, an annular spring support portion 32 and a substantially cylindrical outlet passage 17 are formed so that the side wall thereof is further narrowed inward and opposed to the valve body 21. The lower end of the spring 31 is supported by a spring support portion 32. The spring 31 is disposed in a substantially cylindrical space formed by the recess 22 and the gap 14 on the back surface of the valve body 21. The outlet passage 17 is for gas discharge.

出口通路17は、ケーシング11の下端部において空隙14と重なり合う位置にある。出口通路17は、ケーシング11の縦軸上を上下方向に延在して空隙14と連通しているが、フランジ18の内側でフランジ18の大きさに合わせて広げられている。   The outlet passage 17 is at a position overlapping the gap 14 at the lower end of the casing 11. The outlet passage 17 extends in the vertical direction on the longitudinal axis of the casing 11 and communicates with the gap 14, but is expanded inside the flange 18 according to the size of the flange 18.

ケーシング11の上端付近の側壁には、ガス導入用の入口通路16が形成されている。入口通路16は、略円筒形で、ケーシング11の側壁を水平方向(弁体21の変位方向に直交する方向)に貫通して内部空間12の上部に達している。入口通路16の外周面にはネジが切られており、ガス供給用の管の先端をねじ込んで接続できるようになっている。ガスとして空気(大気)を使用する場合は、入口通路16はそのまま大気に開放するだけでよい。   An inlet passage 16 for introducing gas is formed in the side wall near the upper end of the casing 11. The inlet passage 16 is substantially cylindrical and penetrates the side wall of the casing 11 in the horizontal direction (the direction orthogonal to the displacement direction of the valve body 21) to reach the upper portion of the internal space 12. The outer peripheral surface of the inlet passage 16 is threaded so that the tip of a gas supply pipe can be screwed in and connected. When air (atmosphere) is used as the gas, the inlet passage 16 need only be opened to the atmosphere as it is.

(第1実施形態の動作)
次に、以上の構成を持つ本発明の第1実施形態のベントバルブ1の動作(使用状態)について説明する。
(Operation of the first embodiment)
Next, the operation (use state) of the vent valve 1 according to the first embodiment of the present invention having the above configuration will be described.

まず、フランジ18を用いて、例えば真空チャンバ(図示せず)のガス導入用経路の適当な位置にベントバルブ1を接続する。真空チャンバの内部は所定の真空状態(大気圧を基準とすると負圧状態)にある。その結果、ベントバルブ1は、その出口通路17を介して真空チャンバに接続される。他方、ベントバルブ1の入口通路16は、導入ガスが空気の場合は、そのまま大気に開放される。導入ガスが空気以外のガス、例えば窒素ガス等である場合は、入口通路16には窒素ガス等を供給する管の先端が接続される。こうして、ベントバルブ1の入口通路16と内部空間12に所定のガスが導入される。   First, using the flange 18, for example, the vent valve 1 is connected to an appropriate position in a gas introduction path of a vacuum chamber (not shown). The inside of the vacuum chamber is in a predetermined vacuum state (a negative pressure state with reference to atmospheric pressure). As a result, the vent valve 1 is connected to the vacuum chamber via its outlet passage 17. On the other hand, the inlet passage 16 of the vent valve 1 is opened to the atmosphere as it is when the introduced gas is air. When the introduced gas is a gas other than air, such as nitrogen gas, the inlet passage 16 is connected to the tip of a pipe for supplying nitrogen gas or the like. Thus, a predetermined gas is introduced into the inlet passage 16 and the internal space 12 of the vent valve 1.

以上のようにして真空チャンバに接続されたベントバルブ1の使用を開始する際には、図1に示すように、エアシリンダ51のロッド52を突出させてその伸長位置に置き、弁体21を閉鎖位置に設定しておく。すなわち、給排気口54からエアシリンダ51の内部に所定圧力の圧縮空気を供給し、給排気口55からエアシリンダ51の内部に残存している空気を排出することにより、ロッド52を下方に突出させ、図1に示すように、ロッド52を伸長位置で停止させる。この時、弁体21は、ロッド52によってスプリング31の弾性力に抗して下方に押し付けられて、弁体21のOリング23が弁座15に加圧接触せしめられるので、内部空間12(入口通路16)と空隙14(出口通路17)との連通は遮断される。また、それと同時に、ロッド52の先端に固着したシールパッキング53により、弁体21の貫通孔24が塞がれる。よって、この状態では、入口通路16と内部空間12にあるガスはベントバルブ1を通って真空チャンバに導入されない。図1に示す弁体21の位置が、弁体21の閉鎖位置である。なお、図1の状態では、入口通路16と内部空間12にガス(その圧力は大気圧に等しい)が存在するが、真空チャンバ(出口通路17)は真空状態であるため、弁体21にはそのガスによって下向きの押圧力が作用している。   When the use of the vent valve 1 connected to the vacuum chamber as described above is started, as shown in FIG. 1, the rod 52 of the air cylinder 51 is protruded and placed in the extended position, and the valve body 21 is moved. Set to the closed position. That is, compressed air having a predetermined pressure is supplied from the air supply / exhaust port 54 to the inside of the air cylinder 51, and the air remaining in the air cylinder 51 is discharged from the air supply / exhaust port 55, thereby protruding the rod 52 downward. Then, as shown in FIG. 1, the rod 52 is stopped at the extended position. At this time, the valve body 21 is pressed downward against the elastic force of the spring 31 by the rod 52, and the O-ring 23 of the valve body 21 is brought into pressure contact with the valve seat 15, so that the internal space 12 (inlet Communication between the passage 16) and the gap 14 (exit passage 17) is blocked. At the same time, the through hole 24 of the valve body 21 is closed by the seal packing 53 fixed to the tip of the rod 52. Therefore, in this state, the gas in the inlet passage 16 and the internal space 12 is not introduced into the vacuum chamber through the vent valve 1. The position of the valve body 21 shown in FIG. In the state of FIG. 1, gas (its pressure is equal to atmospheric pressure) exists in the inlet passage 16 and the internal space 12, but the vacuum chamber (outlet passage 17) is in a vacuum state, so A downward pressing force acts on the gas.

次に、給排気口55からエアシリンダ51の内部に所定圧力の圧縮空気を供給し、給排気口54からエアシリンダ51の内部に残存している空気を排出することにより、ロッド52を上方に引き込ませると、図3に示すように、ロッド52は引込位置で停止する。図3から分かるように、ロッド52の先端付近(シールパッキング53を含む)は、引込位置でも内部空間12内に突出したままである。この時、ロッド52による弁体21の押圧力はなくなるが、弁体21の状態は変わらずその閉鎖位置に保持される。これは、入口通路16と内部空間12に存在するガスにより弁体21に下向きに作用する押圧力が、スプリング31により弁体21に上向きに作用する弾性力よりも大きくなるように、弁体21の大きさとスプリング31の弾性力の大きさが調整されているからである。他方、弁体21に形成されている微小な貫通孔24は、開放される。これは、ロッド52の引き込みに伴って、ロッド52の先端のシールパッキング53が弁体21から離れるからである。   Next, compressed air having a predetermined pressure is supplied from the air supply / exhaust port 55 to the inside of the air cylinder 51, and the air remaining in the air cylinder 51 is discharged from the air supply / exhaust port 54, thereby moving the rod 52 upward. When retracted, the rod 52 stops at the retracted position as shown in FIG. As can be seen from FIG. 3, the vicinity of the tip of the rod 52 (including the seal packing 53) still protrudes into the internal space 12 even at the retracted position. At this time, the pressing force of the valve body 21 by the rod 52 disappears, but the state of the valve body 21 does not change and is held in the closed position. This is because the pressing force acting downward on the valve body 21 by the gas existing in the inlet passage 16 and the internal space 12 is larger than the elastic force acting upward on the valve body 21 by the spring 31. This is because the size of the spring and the elastic force of the spring 31 are adjusted. On the other hand, the minute through hole 24 formed in the valve body 21 is opened. This is because the seal packing 53 at the tip of the rod 52 moves away from the valve body 21 as the rod 52 is retracted.

図3の状態では、弁体21はその閉鎖位置に保持されているが、弁体21に形成されている微小な貫通孔24が開放されているので、内部空間12にあるガスは貫通孔24を通り、空隙14と出口通路17を経て真空チャンバ内に流入することができる。この時、すなわち導入初期のガスの流量は、貫通孔24の断面積によって決定されるが、その値は真空チャンバ内でパーティクルの巻き上げが生じない範囲で、また真空チャンバ内のワーク(例えば半導体ウェーハ)の位置がずれたりしない範囲で、最適な値に設定される。   In the state of FIG. 3, the valve body 21 is held in its closed position, but since the minute through hole 24 formed in the valve body 21 is opened, the gas in the internal space 12 passes through the through hole 24. Through the air gap 14 and the outlet passage 17 into the vacuum chamber. At this time, that is, the gas flow rate at the initial stage of introduction is determined by the cross-sectional area of the through-hole 24. ) Is set within the range where the position does not deviate.

導入初期には、貫通孔24を通って真空チャンバ内に流入するガスにより、真空チャンバ内の圧力はゆっくりと上昇するから、それに伴って、出口通路17側に存在するガスが弁体21を押し上げる力が徐々に増加する。換言すれば、弁体21を押し下げる力が徐々に減少する。そして、出口通路17側にあるガスによる弁体21の押し上げ力と、スプリング31による弁体21の押し上げ力との和が、入口通路16側にあるガスによる弁体21の押し下げ力よりも大きくなると、弁体21は押し上げられてその閉鎖位置から外れ、図4に示すように、内部空間12内で浮いた状態になる。こうして、弁体21が閉鎖位置から外れて浮いた状態になると、導入初期が終了して導入中期に入ったことになる。   At the initial stage of introduction, the pressure in the vacuum chamber slowly rises due to the gas flowing into the vacuum chamber through the through hole 24, and accordingly, the gas present on the outlet passage 17 side pushes up the valve body 21. The power increases gradually. In other words, the force that pushes down the valve body 21 gradually decreases. When the sum of the pushing force of the valve element 21 by the gas on the outlet passage 17 side and the pushing force of the valve element 21 by the spring 31 becomes larger than the pushing force of the valve element 21 by the gas on the inlet passage 16 side. The valve element 21 is pushed up and removed from the closed position, and is floated in the internal space 12 as shown in FIG. Thus, when the valve body 21 comes out of the closed position and floats, the initial stage of introduction is completed and the middle stage of introduction is entered.

図4の状態では、弁体21は、ロッド52のシールパッキング53にも接触していない。この状態で弁体21が停止する位置は、出口通路17側にあるガスによる弁体21の押し上げ力と、スプリング31による弁体21の押し上げ力との和が、入口通路16側にあるガスによる弁体21の押し下げ力に等しくなる(平衡する)位置である。   In the state of FIG. 4, the valve body 21 is not in contact with the seal packing 53 of the rod 52. The position at which the valve body 21 stops in this state is that the sum of the pushing force of the valve body 21 by the gas on the outlet passage 17 side and the pushing force of the valve body 21 by the spring 31 is due to the gas on the inlet passage 16 side. This position is equal to (equilibriums with) the pushing force of the valve body 21.

また、図4の状態では、弁体21の貫通孔24は開放されたままである。また、弁体21が上方に変位せしめられてその閉鎖位置からずれている、つまり弁体21がその閉鎖位置以外の位置にあるので、ケーシング11の内面11aにその縦軸に沿って上下方向に形成されたテーパ溝13により、内面11aと弁体21との間に開口部が生成されている。このため、入口通路16側にあるガスは、弁体21の貫通孔24だけでなく、この開口部(つまりテーパ溝13)をも通過して空隙14に到達し、出口通路17を経て真空チャンバ内に流入する。また、テーパ溝13の幅と深さは、内面11aの下端からの距離が増加するに伴って単調に増加しているため、弁体21がその閉鎖位置から外れた後その全開位置に達する直前まで、すなわちガスの導入中期では、ケーシング11の内面11aと弁体21との間の開口部(つまりテーパ溝13)の断面積が、弁体21の閉鎖位置からの変位量の増加に応じて単調に増加する。その結果、弁体21がその閉鎖位置から外れて導入初期を終えると、直ちにガスの総流量が前記開口部の断面積に相当する分だけ増加し、その後は弁体21の変位量の増加に応じて自動的に徐々に増加せしめられる。こうして、導入中期では、導入初期の終了の直後から、導入初期よりも増加した流量でガスが真空チャンバ内に導入され始めるため、スループットの低下が防止される。   Moreover, in the state of FIG. 4, the through hole 24 of the valve body 21 remains open. Further, since the valve body 21 is displaced upward and deviated from the closed position, that is, the valve body 21 is located at a position other than the closed position, the inner surface 11a of the casing 11 is vertically moved along the vertical axis thereof. The formed tapered groove 13 forms an opening between the inner surface 11a and the valve body 21. For this reason, the gas on the inlet passage 16 side passes through not only the through hole 24 of the valve body 21 but also this opening (that is, the tapered groove 13) and reaches the gap 14, and passes through the outlet passage 17 to reach the vacuum chamber. Flows in. Further, since the width and depth of the taper groove 13 monotonously increase as the distance from the lower end of the inner surface 11a increases, immediately before the valve element 21 comes out of its closed position and immediately reaches its fully open position. In other words, in the middle stage of gas introduction, the cross-sectional area of the opening (that is, the taper groove 13) between the inner surface 11a of the casing 11 and the valve body 21 corresponds to an increase in the displacement amount of the valve body 21 from the closed position. Monotonically increasing. As a result, as soon as the valve body 21 is removed from its closed position and the initial stage of introduction is completed, the total gas flow rate increases by an amount corresponding to the cross-sectional area of the opening, and thereafter the displacement of the valve body 21 increases. In response, it is gradually increased gradually. Thus, in the middle period of introduction, gas starts to be introduced into the vacuum chamber at a flow rate increased from the beginning of the introduction immediately after the end of the introduction period, thereby preventing a decrease in throughput.

導入中期のガスの総流量は、貫通孔24の断面積と前記開口部(テーパ溝13)の断面積の和によって決定され、導入初期のそれよりもかなり大きい。具体的に言えば、導入中期のガスの総流量は、問題の生じない範囲で、可能な限り短時間で真空チャンバ内を大気圧状態にすることができる最大値に設定されるのが一般的である。   The total gas flow rate in the middle of the introduction is determined by the sum of the cross-sectional area of the through-hole 24 and the cross-sectional area of the opening (taper groove 13), and is considerably larger than that in the initial stage of introduction. Specifically, the total gas flow rate during the introduction period is generally set to the maximum value that can bring the inside of the vacuum chamber to atmospheric pressure in the shortest possible time within a range where no problems occur. It is.

真空チャンバ内の圧力がさらに上昇してくると、それに応じて出口通路17の圧力も上昇し、入口通路16と出口通路17との圧力差が小さくなるので、スプリング31の弾性力の影響が大きくなり、弁体21の変位量がいっそう増加する。こうして、弁体21はその全開位置に近づく。この間、ケーシング11の内面11aと弁体21との間に生成された前記開口部(テーパ溝13)の断面積は、弁体21の変位量の増加に応じて増加する。この間に前記開口部の断面積が固定(不変)であると、入口通路16と出口通路17との圧力差の減少に起因するガス流量の減少が顕著となり、大気圧状態に達するまでの時間が長くなってスループットの低下につながりやすい。他方、このベントバルブ1では、前記開口部の断面積が弁体21の変位量の増加に応じて増加するので、入口通路16と出口通路17との圧力差の減少に起因するガス流量の減少が緩和され、その結果、スループットの低下が防止または緩和される。この間(つまり導入初期と導入終期の間)におけるガスの総流量とその変化は、入口通路16と出口通路17との圧力差と、前記開口部の断面積と、貫通孔24の断面積との三者の関係によって決まるので、それらの値を必要に応じて適宜設定して、所望の総流量が得られるようにすればよい。   When the pressure in the vacuum chamber further rises, the pressure in the outlet passage 17 rises accordingly, and the pressure difference between the inlet passage 16 and the outlet passage 17 becomes small, so the influence of the elastic force of the spring 31 is large. Accordingly, the displacement amount of the valve body 21 further increases. Thus, the valve body 21 approaches its fully open position. During this time, the cross-sectional area of the opening (tapered groove 13) generated between the inner surface 11a of the casing 11 and the valve body 21 increases as the displacement amount of the valve body 21 increases. If the cross-sectional area of the opening is fixed (unchangeable) during this period, the gas flow rate is significantly reduced due to the reduction in the pressure difference between the inlet passage 16 and the outlet passage 17, and the time until the atmospheric pressure state is reached. Long and easy to reduce throughput. On the other hand, in the vent valve 1, the sectional area of the opening increases with an increase in the amount of displacement of the valve body 21, so that the gas flow rate decreases due to a decrease in the pressure difference between the inlet passage 16 and the outlet passage 17. As a result, a decrease in throughput is prevented or alleviated. During this period (that is, between the beginning of introduction and the end of introduction), the total gas flow rate and its change are the difference between the pressure difference between the inlet passage 16 and the outlet passage 17, the sectional area of the opening, and the sectional area of the through hole 24. Since it is determined by the relationship between the three, it is only necessary to appropriately set those values as necessary so that a desired total flow rate can be obtained.

真空チャンバ内の圧力がさらに上昇して大気圧の近傍に達すると、つまり導入終期になると、入口通路16と出口通路17との圧力差がほとんどなくなる。このため、最終的には、弁体21はスプリング31の弾性力により、図5に示すように、引込位置にあるロッド52の先端のシールパッキング53に当接して停止する。この位置が弁体21の全開位置であり、前記開口部の断面積が最大になる。   When the pressure in the vacuum chamber further increases and reaches the vicinity of atmospheric pressure, that is, at the end of introduction, the pressure difference between the inlet passage 16 and the outlet passage 17 is almost eliminated. For this reason, finally, the valve body 21 comes into contact with the seal packing 53 at the tip of the rod 52 in the retracted position and stops, as shown in FIG. This position is the fully open position of the valve body 21, and the sectional area of the opening is maximized.

全開位置では、弁体21の貫通孔24がシールパッキング53によって閉鎖されるので、入口通路16側にあるガスは、前記開口部(テーパ溝13)のみを通過し、出口通路17を経て真空チャンバ内に流入する。したがって、理論的には、導入終期ではガスの総流量がその直前よりも減少することになるが、貫通孔24の断面積は前記開口部の断面積よりもかなり小さいし、入口通路16と出口通路17との圧力差も小さいので、貫通孔24の閉鎖がガス流量に与える影響は非常に小さい。したがって、この時のガス流量は、入口通路16と出口通路17との圧力差と、前記開口部の断面積によって決まると考えてよい。   In the fully open position, the through hole 24 of the valve body 21 is closed by the seal packing 53, so that the gas on the inlet passage 16 side passes only through the opening (taper groove 13), passes through the outlet passage 17, and passes through the vacuum chamber. Flows in. Therefore, theoretically, at the end of introduction, the total flow rate of the gas is smaller than that immediately before, but the cross-sectional area of the through hole 24 is much smaller than the cross-sectional area of the opening, and the inlet passage 16 and the outlet Since the pressure difference with the passage 17 is also small, the influence of the closing of the through hole 24 on the gas flow rate is very small. Therefore, it can be considered that the gas flow rate at this time is determined by the pressure difference between the inlet passage 16 and the outlet passage 17 and the sectional area of the opening.

したがって、スプリング31の弾性力または自由長を調整し、全開位置においても弁体21がシールパッキング53に接触しないようにするか、あるいは弁体21がシールパッキング53に接触しても密着はしないようにして、全開位置においても貫通孔24が開放されたままになるようにしてもよい。なお、この場合でも、シールパッキング53は、全開位置に達した際の弁体21の衝撃を緩和するクッションの作用をする。   Therefore, the elastic force or free length of the spring 31 is adjusted so that the valve body 21 does not contact the seal packing 53 even in the fully opened position, or the valve body 21 does not contact even if it contacts the seal packing 53. Thus, the through hole 24 may remain open even in the fully opened position. Even in this case, the seal packing 53 acts as a cushion to alleviate the impact of the valve body 21 when reaching the fully open position.

以上のようにして、真空チャンバ内の圧力が大気圧とほぼ同じ値になると(つまり大気圧状態に戻ると)、エアシリンダ51を動作させてロッド52を突出させ、ロッド52で弁体21を押し下げて図1の初期状態に戻す。すると、ガスの導入が遮断されるので、真空チャンバへのガス導入作業は終了する。   As described above, when the pressure in the vacuum chamber becomes substantially the same value as the atmospheric pressure (that is, when the pressure returns to the atmospheric pressure state), the air cylinder 51 is operated to project the rod 52, and the valve body 21 is moved by the rod 52. Push down to return to the initial state of FIG. Then, the introduction of gas is interrupted, so that the operation of introducing gas into the vacuum chamber is completed.

真空チャンバへのガス導入作業を再度実施する場合は、図1の初期状態から上述した動作を繰り返せばよい。   When the gas introduction operation into the vacuum chamber is performed again, the above-described operation may be repeated from the initial state of FIG.

以上説明したように、本発明の第1実施形態に係るベントバルブ1によれば、弁体21をエアシリンダ51によってスプリング31の弾性力に抗してその閉鎖位置に配置し、弁体21の貫通孔24をエアシリンダ51によって閉鎖すると、入口通路16と出口通路17との連通が遮断される。したがって、この状態では、入口通路16から内部空間12にガスを導入しても、そのガスは出口通路17には達しない。つまり、出口通路17に接続された真空チャンバにガスは導入されない。   As described above, according to the vent valve 1 according to the first embodiment of the present invention, the valve body 21 is disposed in the closed position against the elastic force of the spring 31 by the air cylinder 51, When the through hole 24 is closed by the air cylinder 51, the communication between the inlet passage 16 and the outlet passage 17 is blocked. Therefore, in this state, even if gas is introduced into the internal space 12 from the inlet passage 16, the gas does not reach the outlet passage 17. That is, no gas is introduced into the vacuum chamber connected to the outlet passage 17.

弁体21がその閉鎖位置にあるときに、エアシリンダ51を操作して弁体21の貫通孔24を開放すると、入口通路16と出口通路17は貫通孔24を介して連通するので、入口通路16から内部空間12に導入されたガスは、貫通孔24の断面積に応じた流量で出口通路17に達することができる。この時、出口通路17に接続された真空チャンバ内は真空状態にあるため、内部空間12に導入されたガスの圧力(これは大気圧に等しい)により、弁体21はその閉鎖位置に向かってスプリング31の弾性力に抗して押圧され、その押圧力によって弁体21はその閉鎖位置に保持される。したがって、貫通孔24の断面積を適当な値に調整することにより、導入初期に要求される低流速、低流量でのガスの導入が実現され、真空チャンバ内でのパーティクルの巻き上げを低減または防止することができる。   When the valve body 21 is in its closed position and the air cylinder 51 is operated to open the through hole 24 of the valve body 21, the inlet passage 16 and the outlet passage 17 communicate with each other through the through hole 24. The gas introduced into the internal space 12 from 16 can reach the outlet passage 17 at a flow rate corresponding to the cross-sectional area of the through hole 24. At this time, since the inside of the vacuum chamber connected to the outlet passage 17 is in a vacuum state, the valve body 21 moves toward the closed position by the pressure of the gas introduced into the internal space 12 (which is equal to the atmospheric pressure). The valve body 21 is pressed against the elastic force of the spring 31 and is held in the closed position by the pressing force. Therefore, by adjusting the cross-sectional area of the through-hole 24 to an appropriate value, the introduction of gas at a low flow rate and low flow rate required at the beginning of introduction is realized, and the rolling-up of particles in the vacuum chamber is reduced or prevented. can do.

こうして真空チャンバ内に窒素ガスが導入され始めると、ガスの導入に伴って真空チャンバ内の圧力が徐々に上昇するので、出口通路17の圧力も上昇し、弁体21に作用する押圧力(これは全開位置に向かっている)が徐々に増加する。出口通路17のガスによる押圧力とスプリング31の弾性力との和が、入口通路16のガスによる押圧力より大きくなると、弁体21はその閉鎖位置から外れてその全開位置に向かって変位を始める。このときの弁体21の変位量は、出口通路17のガスによる押圧力とスプリング31の弾性力との和が、入口通路16のガスによる押圧力に等しくなる状態を保ちながら、真空チャンバへのガスの導入量が増加するにつれて増加する。   When nitrogen gas begins to be introduced into the vacuum chamber in this way, the pressure in the vacuum chamber gradually rises as the gas is introduced, so that the pressure in the outlet passage 17 also rises, and the pressing force acting on the valve body 21 (this) Is gradually increasing). When the sum of the pressing force due to the gas in the outlet passage 17 and the elastic force of the spring 31 becomes larger than the pressing force due to the gas in the inlet passage 16, the valve body 21 is disengaged from its closed position and begins to move toward its fully open position. . The amount of displacement of the valve body 21 at this time is such that the sum of the pressing force due to the gas in the outlet passage 17 and the elastic force of the spring 31 is equal to the pressing force due to the gas in the inlet passage 16, while It increases as the amount of gas introduced increases.

弁体21がその閉鎖位置から外れている間、すなわち、弁体21がその閉鎖位置以外の位置にある間は、入口通路16と出口通路17が弁体21の貫通孔24を介して連通すると共に、ケーシング11の内面11aと弁体21との間にテーパ溝13によって前記開口部が生成される。このため、入口通路16のガスは、貫通孔24と前記開口部(テーパ溝13)とを通じて出口通路17へ流動するようになる、つまり、ガスの総流量が前記開口部(テーパ溝13)の断面積に相当する分だけ増加する。ここで、前記開口部(テーパ溝13)の断面積は、弁体21の閉鎖位置からの変位量の増加に応じて増加するので、ガスの総流量は、弁体21の変位量が増加するとそれに伴って増加することになる。その結果、弁体21が閉鎖位置から外れると(導入初期を終えると)、直ちにガスの総流量が前記開口部の断面積に相当する分だけ増加し、その後は弁体21の変位量の増加に応じて自動的に徐々に増加せしめられるのである。こうして、導入初期の終了の直後から、導入初期よりも増加した流量でガスが真空チャンバ内に導入され始めるため、スループットの低下が防止される。   While the valve body 21 is out of its closed position, that is, while the valve body 21 is in a position other than the closed position, the inlet passage 16 and the outlet passage 17 communicate with each other through the through hole 24 of the valve body 21. At the same time, the opening is generated by the tapered groove 13 between the inner surface 11 a of the casing 11 and the valve body 21. Therefore, the gas in the inlet passage 16 flows to the outlet passage 17 through the through hole 24 and the opening (tapered groove 13), that is, the total gas flow rate is in the opening (tapered groove 13). It increases by the amount corresponding to the cross-sectional area. Here, since the cross-sectional area of the opening (taper groove 13) increases in accordance with an increase in the amount of displacement from the closed position of the valve body 21, the total gas flow rate increases when the amount of displacement of the valve body 21 increases. It will increase with it. As a result, as soon as the valve body 21 is removed from the closed position (after the initial stage of introduction), the total gas flow rate increases by an amount corresponding to the cross-sectional area of the opening, and thereafter the displacement of the valve body 21 increases. It is automatically increased gradually according to the situation. Thus, immediately after the end of the introduction, gas starts to be introduced into the vacuum chamber at a flow rate increased from the beginning of the introduction, thereby preventing a decrease in throughput.

真空チャンバ内の圧力がさらに上昇してくると、それに応じて出口通路17の圧力も上昇し、入口通路16と出口通路17との圧力差が減少するので、スプリング31の弾性力の影響が大きくなり、弁体21の変位量がいっそう増加する。こうして、弁体21はその全開位置に近づく。この間、ケーシング11の内面11aと弁体21との間に生成された前記開口部(テーパ溝13)の断面積は、弁体21の変位量の増加に応じて増加する。この間に前記開口部の断面積が固定(不変)であると、入口通路16と出口通路17との圧力差の減少に起因するガス流量の減少が顕著となり、大気圧状態に達するまでの時間が長くなってスループットの低下につながりやすい。他方、このベントバルブ1では、前記開口部の断面積が弁体21の変位量の増加に応じて増加するので、入口通路16と出口通路17との圧力差の減少に起因するガス流量の減少が緩和され、その結果、スループットの低下が防止または緩和される。この間(つまり導入初期と導入終期の間)におけるガスの総流量とその変化は、入口通路16と出口通路17との圧力差と、前記開口部の断面積と、貫通孔24の断面積との三者の関係によって決まるので、それらの値を必要に応じて適宜設定して、所望の総流量が得られるようにすればよい。   When the pressure in the vacuum chamber further rises, the pressure in the outlet passage 17 rises accordingly, and the pressure difference between the inlet passage 16 and the outlet passage 17 decreases, so the influence of the elastic force of the spring 31 is large. Accordingly, the displacement amount of the valve body 21 further increases. Thus, the valve body 21 approaches its fully open position. During this time, the cross-sectional area of the opening (tapered groove 13) generated between the inner surface 11a of the casing 11 and the valve body 21 increases as the displacement amount of the valve body 21 increases. If the cross-sectional area of the opening is fixed (unchangeable) during this period, the gas flow rate is significantly reduced due to the reduction in the pressure difference between the inlet passage 16 and the outlet passage 17, and the time until the atmospheric pressure state is reached. Long and easy to reduce throughput. On the other hand, in the vent valve 1, the sectional area of the opening increases with an increase in the amount of displacement of the valve body 21, so that the gas flow rate decreases due to a decrease in the pressure difference between the inlet passage 16 and the outlet passage 17. As a result, a decrease in throughput is prevented or alleviated. During this period (that is, between the beginning of introduction and the end of introduction), the total gas flow rate and its change are the difference between the pressure difference between the inlet passage 16 and the outlet passage 17, the sectional area of the opening, and the sectional area of the through hole 24. Since it is determined by the relationship between the three, it is only necessary to appropriately set those values as necessary so that a desired total flow rate can be obtained.

導入終期になると、入口通路16と出口通路17との圧力差がほとんどなくなり、スプリング31の弾性力によって弁体21はその全開位置に到達せしめられる。この時、前記開口部(テーパ溝13)の断面積は最大になる。導入終期では、貫通孔24が閉鎖されてもよいし、開放されたままでもよいが、貫通孔24の断面積は前記開口部の断面積よりもかなり小さいので、貫通孔24の閉鎖・開放がガス流量に与える影響は小さい。このため、この時のガス流量は、入口通路16と出口通路17との圧力差と、前記開口部の断面積によって決まると言うことができる。   At the end of the introduction, there is almost no pressure difference between the inlet passage 16 and the outlet passage 17, and the valve element 21 reaches its fully open position by the elastic force of the spring 31. At this time, the cross-sectional area of the opening (tapered groove 13) is maximized. At the end of the introduction, the through-hole 24 may be closed or may remain open, but the cross-sectional area of the through-hole 24 is considerably smaller than the cross-sectional area of the opening. The effect on gas flow rate is small. Therefore, it can be said that the gas flow rate at this time is determined by the pressure difference between the inlet passage 16 and the outlet passage 17 and the sectional area of the opening.

以上述べた理由により、本発明の第1実施形態のベントバルブ1によれば、真空チャンバにガスを導入して当該真空チャンバ内の状態を真空(負圧)状態から大気圧状態に戻す際に、ガスの流量を制御して当該真空チャンバ内のパーティクルの巻き上げ防止とスループットの低下防止の双方を実現することができる。   For the reasons described above, according to the vent valve 1 of the first embodiment of the present invention, when the gas is introduced into the vacuum chamber and the state in the vacuum chamber is returned from the vacuum (negative pressure) state to the atmospheric pressure state. By controlling the flow rate of the gas, it is possible to prevent both the particles from being rolled up and the throughput from being lowered in the vacuum chamber.

また、このベントバルブ1は、ケーシング11の内部空間12内に閉鎖位置と全開位置との間で変位可能に弁体21を配置すると共に、スプリング31の弾性力によって弁体21をその全開位置に向かって付勢し、エアシリンダ51によって弁体21をその閉鎖位置に向かって変位させるように構成しているから、当該ベントバルブ1の構成は簡単である。しかも、これらの構成部材はいずれも、特殊な性質や機能が不要であり、特殊な加工も不要であるから、ベントバルブ1の製造コストも低くてすむ。   Further, the vent valve 1 has a valve body 21 disposed in the internal space 12 of the casing 11 so as to be displaceable between a closed position and a fully opened position, and the valve body 21 is brought to its fully opened position by the elastic force of a spring 31. The vent valve 1 is configured in a simple manner because the valve body 21 is displaced toward the closed position by the air cylinder 51. In addition, any of these components does not require special properties and functions, and does not require special processing, so that the manufacturing cost of the vent valve 1 can be reduced.

さらに、エアシリンダ51を用いて弁体21を変位させると共に貫通孔24を開閉するとにより、導入初期には貫通孔24を介して真空チャンバにガスを導入するようにしてガスの総流量を小さく抑えている。導入初期の直後には、入口通路16と出口通路17との圧力差を利用して弁体21を変位させることにより、ケーシング11の内面11aと弁体21との間に前記開口部を生成し、前記開口部の断面積に相当する分だけガスの総流量を増加させている。しかも、導入初期から導入終期までの間においては、前記圧力差に起因する弁体21の変位量の増加に応じて前記開口部の断面積が増加するようにして、入口通路16と出口通路17との圧力差の減少に起因するガス流量の減少を緩和している。このように、導入初期にエアシリンダ51を用いた弁体21の変位と貫通孔24の開閉だけを行えば、他の動作はすべて自動的に行われるので、ベントバルブ1の操作は簡単である。   Further, the valve body 21 is displaced using the air cylinder 51 and the through-hole 24 is opened and closed, so that the gas is introduced into the vacuum chamber through the through-hole 24 at the initial stage of introduction and the total gas flow rate is kept small. ing. Immediately after the initial stage of introduction, the valve body 21 is displaced using the pressure difference between the inlet passage 16 and the outlet passage 17, thereby generating the opening between the inner surface 11a of the casing 11 and the valve body 21. The total gas flow rate is increased by an amount corresponding to the cross-sectional area of the opening. In addition, during the period from the beginning of introduction to the end of introduction, the inlet passage 16 and the outlet passage 17 are configured such that the cross-sectional area of the opening increases in accordance with an increase in the displacement amount of the valve body 21 due to the pressure difference. The reduction of the gas flow rate due to the reduction of the pressure difference with the gas is alleviated. Thus, if only the displacement of the valve body 21 using the air cylinder 51 and the opening and closing of the through hole 24 are performed at the initial stage of introduction, all other operations are automatically performed, and therefore the operation of the vent valve 1 is simple. .

よって、本発明の第1実施形態のベントバルブ1は、真空チャンバにガスを導入して当該真空チャンバ内の状態を真空(負圧)状態から大気圧状態に戻す際に、ガスの流量を制御して当該真空チャンバ内のパーティクルの巻き上げ防止とスループットの低下防止の双方を実現することができ、しかも、操作および構成が簡単で製造コストも低いものである。   Therefore, the vent valve 1 according to the first embodiment of the present invention controls the gas flow rate when the gas is introduced into the vacuum chamber and the state inside the vacuum chamber is returned from the vacuum (negative pressure) state to the atmospheric pressure state. Thus, it is possible to realize both the prevention of particle rolling-up and the reduction of the throughput in the vacuum chamber, and the operation and configuration are simple and the manufacturing cost is low.

(第2実施形態)
図6および図7は、本発明の第2実施形態に係るベントバルブ1Aの構成を示す。このベントバルブ1Aは、本発明の第2の観点によるベントバルブに対応する。
(Second Embodiment)
6 and 7 show the configuration of a vent valve 1A according to the second embodiment of the present invention. The vent valve 1A corresponds to the vent valve according to the second aspect of the present invention.

図6および図7に示すように、第2実施形態のベントバルブ1Aは、ケーシング11の内面11aに形成されたテーパ溝13に代えて、ケーシング11Aを水平方向(弁体21の変位する方向に直交する方向)に貫通すると共に、上下方向(弁体21の変位する方向)に間隔をあけて配置された複数(ここでは6個)の透孔19が形成されている点を除いて、上述した第1実施形態のベントバルブ1と同一である。これらの透孔19は、いずれも同じ大きさであり、また同じ形状である。これら6個の透孔19は、ケーシング11Aを貫通してその外部(大気)と連通する開口部を構成する。   As shown in FIGS. 6 and 7, the vent valve 1 </ b> A of the second embodiment replaces the taper groove 13 formed in the inner surface 11 a of the casing 11 with the casing 11 </ b> A in the horizontal direction (the direction in which the valve body 21 is displaced). Except that a plurality (six in this case) of through-holes 19 are formed in the vertical direction (the direction in which the valve body 21 is displaced) while penetrating in the direction orthogonal to each other. This is the same as the vent valve 1 of the first embodiment. These through holes 19 have the same size and the same shape. These six through-holes 19 constitute an opening that penetrates the casing 11A and communicates with the outside (atmosphere).

よって、構成が同一の部分については、第1実施形態のベントバルブ1において使用したのと同じ符号を付してその説明を省略する。なお、テーパ溝13が存在しないため、ケーシング11Aの内面11Aaは全体が円筒形である。   Therefore, about the part with the same structure, the same code | symbol as used in the vent valve 1 of 1st Embodiment is attached | subjected, and the description is abbreviate | omitted. In addition, since the taper groove 13 does not exist, the inner surface 11Aa of the casing 11A is entirely cylindrical.

本発明の第2実施形態のベントバルブ1Aでは、ケーシング11Aに、それを水平方向に貫通すると共に、上下方向に沿って間隔をあけて配置された複数の透孔19が形成されているので、弁体21がその閉鎖位置から全開位置に向かって上向きに変位すると、弁体21の変位量に応じて、最下位にある透孔19から順に段階的に内部空間12に露出し、その結果、内部空間12とケーシング11Aの外部との連通が順に段階的に実現される。   In the vent valve 1A according to the second embodiment of the present invention, the casing 11A is formed with a plurality of through holes 19 penetrating in the horizontal direction and arranged at intervals along the vertical direction. When the valve body 21 is displaced upward from the closed position toward the fully open position, the valve body 21 is exposed to the internal space 12 step by step from the lowest through hole 19 according to the amount of displacement of the valve body 21, and as a result, Communication between the internal space 12 and the outside of the casing 11A is realized in stages.

つまり、弁体21が押し上げられてその閉鎖位置から外れた直後は、最下位の透孔19のみが弁体11の下方に位置(露出)するので、ケーシング11の内部空間12は最下位にある透孔19のみを介してケーシング11A(ベントバルブ1A)の外部と連通する。すると、大気中に開口している透孔19を介して、外部からガスすなわち空気(大気)が内部空間12に導入可能となる。このため、弁体21の貫通孔24だけでなく、その透孔19をも通ってガス(空気)が内部空間12に導入され、さらに出口通路17を介して真空チャンバに導入されるようになる。その結果、その透孔19の断面積に相当する流量の分だけ、ガス(空気)の総流量が増加する。   That is, immediately after the valve body 21 is pushed up and removed from the closed position, only the lowest through hole 19 is positioned (exposed) below the valve body 11, so that the internal space 12 of the casing 11 is at the lowest position. It communicates with the outside of the casing 11A (vent valve 1A) only through the through hole 19. Then, gas, that is, air (atmosphere) can be introduced from the outside into the internal space 12 through the through holes 19 opened to the atmosphere. For this reason, gas (air) is introduced into the internal space 12 through not only the through hole 24 of the valve body 21 but also the through hole 19 thereof, and further introduced into the vacuum chamber via the outlet passage 17. . As a result, the total flow rate of gas (air) increases by the amount corresponding to the cross-sectional area of the through hole 19.

弁体21がさらに押し上げられると、最下位の透孔19と最下位から二番目の透孔19を介して、内部空間12がケーシング11A(ベントバルブ1A)の外部と連通する。すると、弁体21の貫通孔24だけでなく、大気中に開口している二つの透孔19をも介してガス(空気)が内部空間12に導入可能されるようになる。このため、それら二つの透孔19の断面積の和に相当する流量の分だけ、ガス(空気)の総流量が増加する。   When the valve body 21 is further pushed up, the internal space 12 communicates with the outside of the casing 11A (the vent valve 1A) through the lowest through hole 19 and the second through hole 19 from the lowest. Then, gas (air) can be introduced into the internal space 12 not only through the through hole 24 of the valve body 21 but also through the two through holes 19 opened in the atmosphere. For this reason, the total flow rate of gas (air) increases by the amount corresponding to the sum of the cross-sectional areas of the two through holes 19.

以後同様にして、弁体21の変位量が増えるにつれて、内部空間12と連通する透孔19の数が増加するので、各透孔19の断面積に相当する分ずつガス(空気)の流量が増加していく。そして、弁体21の全開位置(図5を参照)では、6個の透孔19すべてが弁体11の下方に位置するので、弁体21の貫通孔24だけでなく、6個の透孔19をも介してガス(空気)が内部空間12に導入可能されるようになる。このため、それら6個の透孔19の断面積の和に相当する流量の分だけ、ガス(空気)の総流量が増加する。なお、この時、ケーシング11Aを貫通してその外部(大気)と連通する開口部の断面積が最大となる。   Thereafter, in the same manner, as the displacement amount of the valve body 21 increases, the number of the through holes 19 communicating with the internal space 12 increases, so that the flow rate of gas (air) corresponding to the cross-sectional area of each through hole 19 is increased. It will increase. And in the fully open position (refer FIG. 5) of the valve body 21, since all the six through-holes 19 are located under the valve body 11, not only the through-hole 24 of the valve body 21 but six through-holes. Gas (air) can be introduced into the internal space 12 through 19. For this reason, the total flow rate of gas (air) increases by the amount corresponding to the sum of the cross-sectional areas of the six through holes 19. At this time, the cross-sectional area of the opening that penetrates the casing 11A and communicates with the outside (atmosphere) is maximized.

本発明の第2実施形態のベントバルブ1Aは、ケーシング11の内面と弁体21との間に生成される開口部(ケーシング11の内面11aのテーパ溝13)に代えて、ケーシング11Aを貫通してその外部(大気)と連通する開口部として複数の透孔19を設けている点を除いて、第1実施形態のベントバルブ1と構成および動作が同一であるので、第1実施形態のベントバルブ1と同じ効果が得られることが明らかである。   The vent valve 1A according to the second embodiment of the present invention penetrates through the casing 11A instead of the opening (the tapered groove 13 of the inner surface 11a of the casing 11) generated between the inner surface of the casing 11 and the valve body 21. The vent valve 1 of the first embodiment has the same configuration and operation as the vent valve 1 of the first embodiment except that a plurality of through holes 19 are provided as openings that communicate with the outside (atmosphere). It is clear that the same effect as the valve 1 can be obtained.

また、ケーシング11の内面11aのテーパ溝13に代えて、前記開口部としてケーシング11Aを貫通してその外部(大気)と連通する複数の透孔19を設けているので、弁体21の変位に伴う前記開口部の断面積の変化が段階的になってしまう。しかし、ケーシング11Aの所定位置にそれを水平方向(弁体21の変位方向に直交する方向)に貫通する複数の透孔19を形成するだけでよいので、前記開口の形成・加工が第1実施形態よりも容易であるという利点がある。   Further, instead of the tapered groove 13 on the inner surface 11a of the casing 11, a plurality of through holes 19 that penetrate the casing 11A and communicate with the outside (atmosphere) are provided as the opening, so that the valve element 21 is displaced. A change in the cross-sectional area of the opening becomes stepwise. However, since it is only necessary to form a plurality of through-holes 19 that penetrate the casing 11A in a horizontal direction (a direction perpendicular to the displacement direction of the valve body 21) at a predetermined position, the opening is formed and processed in the first embodiment. There is an advantage that it is easier than the form.

なお、第2実施形態のベントバルブ1Aは、ケーシング11Aを貫通してその外部(大気)と連通する開口部として複数の透孔19を設けているので、真空チャンバに導入するガスとしては空気(大気)が好適である。しかし、入口通路16から内部空間12に導入したガスと同じガスを透孔19からも導入できるようにすれば、空気以外のガスも使用可能である。   Note that the vent valve 1A of the second embodiment is provided with a plurality of through holes 19 as openings that penetrate the casing 11A and communicate with the outside (atmosphere), so that the gas introduced into the vacuum chamber is air ( Air) is preferred. However, if the same gas as the gas introduced into the internal space 12 from the inlet passage 16 can be introduced also from the through hole 19, a gas other than air can be used.

(第3実施形態)
図8は、本発明の第3実施形態に係るベントバルブの本体部10Bの構成を示す。このベントバルブは、本発明の第1の観点によるベントバルブに対応する。
(Third embodiment)
FIG. 8 shows the configuration of the main body 10B of the vent valve according to the third embodiment of the present invention. This vent valve corresponds to the vent valve according to the first aspect of the present invention.

図8に示すように、第3実施形態のベントバルブは、上述した第1実施形態のベントバルブ1においてケーシング11の内面11aにテーパ溝13aを追加して、テーパ溝の総数を2にしたものである。よって、構成が同一の部分については、第1実施形態のベントバルブ1において使用したのと同じ符号を付してその説明を省略する。   As shown in FIG. 8, the vent valve according to the third embodiment is obtained by adding a taper groove 13a to the inner surface 11a of the casing 11 in the vent valve 1 according to the first embodiment described above, so that the total number of taper grooves is two. It is. Therefore, about the part with the same structure, the same code | symbol as used in the vent valve 1 of 1st Embodiment is attached | subjected, and the description is abbreviate | omitted.

テーパ溝13aの形状と大きさは、ケーシング11の縦軸(中心軸)に関してテーパ溝13の位置とは対称な位置に配置されていることを除いて同じであり、両者とも同じ幅と同じ深さと同じテーパ角を有している。   The shape and size of the taper groove 13a are the same except that the taper groove 13a is arranged at a position symmetrical to the position of the taper groove 13 with respect to the longitudinal axis (center axis) of the casing 11, and both have the same width and the same depth. And the same taper angle.

このように、ケーシング11の内面11aに形成されるテーパ溝の数を2とすることができるが、これに限定されず、3あるいはそれ以上の任意の数にしてもよい。テーパ溝の形状や大きさを互いに異ならせてもよい。各テーパ溝の配置も任意である。   As described above, the number of tapered grooves formed on the inner surface 11a of the casing 11 can be two, but is not limited thereto, and may be any number of three or more. The shape and size of the tapered groove may be different from each other. Arrangement of each taper groove is also arbitrary.

(第4実施形態)
図9は、本発明の第4実施形態に係るベントバルブの本体部10Cの構成を示す。このベントバルブは、本発明の第2の観点によるベントバルブに対応する。
(Fourth embodiment)
FIG. 9 shows a configuration of a main body portion 10C of the vent valve according to the fourth embodiment of the present invention. This vent valve corresponds to the vent valve according to the second aspect of the present invention.

図9に示すように、第4実施形態のベントバルブは、上述した第2実施形態のベントバルブ1Aにおいて、ケーシング11を貫通すると共に弁体21の変位する方向(上下方向)に沿って間隔をあけて配置された複数(ここでは6個)の透孔19aを追加したものである。よって、構成が同一の部分については、第2実施形態のベントバルブ1Aにおいて使用したのと同じ符号を付してその説明を省略する。   As shown in FIG. 9, the vent valve of the fourth embodiment is spaced from the vent valve 1 </ b> A of the second embodiment described above along the direction in which the valve body 21 is displaced while passing through the casing 11 (vertical direction). A plurality (six in this case) of through holes 19a arranged in an open manner are added. Therefore, about the part with the same structure, the same code | symbol as used in 1 A of vent valves of 2nd Embodiment is attached | subjected, and the description is abbreviate | omitted.

透孔19aの形状と大きさは、ケーシング11Cの縦軸(中心軸)に関して透孔19の位置とは対称な位置に配置されていることを除いて同じである。   The shape and size of the through hole 19a are the same except that the through hole 19a is arranged at a position symmetrical to the position of the through hole 19 with respect to the longitudinal axis (center axis) of the casing 11C.

このように、ケーシング11Cの内面11Caを貫通する透孔を配置する個所の数を2とすることができるが、これに限定されず、3あるいはそれ以上の任意の数にしてもよい。透孔の形状や大きさを互いに異ならせてもよい。   As described above, the number of locations where the through holes penetrating the inner surface 11Ca of the casing 11C can be set to two, but is not limited thereto, and may be any number of three or more. The shape and size of the through holes may be different from each other.

(第5実施形態)
図10および図11は、本発明の第5実施形態に係るベントバルブ1Dの構成を示す。このベントバルブ1Dは、本発明の第1の観点によるベントバルブに対応する。
(Fifth embodiment)
10 and 11 show the configuration of a vent valve 1D according to the fifth embodiment of the present invention. The vent valve 1D corresponds to the vent valve according to the first aspect of the present invention.

図10および図11に示すように、第5実施形態のベントバルブ1Dは、ケーシング11Dの内面11Daの全体をテーパ状の円筒面としたものであり、それ以外の点は上述した第1実施形態のベントバルブ1と同じである。よって、構成が同一の部分については、第1実施形態のベントバルブ1において使用したのと同じ符号を付してその説明を省略する。   As shown in FIG. 10 and FIG. 11, the vent valve 1D of the fifth embodiment is such that the entire inner surface 11Da of the casing 11D is a tapered cylindrical surface, and the other points are the first embodiment described above. The same as the vent valve 1 of FIG. Therefore, about the part with the same structure, the same code | symbol as used in the vent valve 1 of 1st Embodiment is attached | subjected, and the description is abbreviate | omitted.

ケーシング11Dの内面11Daは、その下端(弁座15のある箇所)からその上端(開口端)まで一定のテーパ角で徐々に広がっているので、弁体21がその全閉位置以外の位置にあるときに、ケーシング11Dと弁体21との間に円環状の開口部が形成され、しかもその開口部の断面積が弁体21の全閉位置からの変位量の増加に応じて増加する。テーパ角の大きさは、導入中期および導入終期において最適なガス流量が得られるように決定される。   Since the inner surface 11Da of the casing 11D gradually spreads at a constant taper angle from its lower end (location where the valve seat 15 is located) to its upper end (open end), the valve body 21 is in a position other than its fully closed position. Sometimes, an annular opening is formed between the casing 11 </ b> D and the valve body 21, and the cross-sectional area of the opening increases as the displacement amount of the valve body 21 from the fully closed position increases. The magnitude of the taper angle is determined so as to obtain an optimum gas flow rate at the middle stage and the last stage of introduction.

本発明の第5実施形態のベントバルブ1Dは、このような構成を持っているので、第1実施形態のベントバルブ1と同じ効果が得られることが明らかである。   Since the vent valve 1D of the fifth embodiment of the present invention has such a configuration, it is apparent that the same effect as the vent valve 1 of the first embodiment can be obtained.

また、弁体21がその全閉位置以外の位置にあるときにケーシング11Dの内面11Daと弁体21との間に形成される開口部が円環状であり、弁体21の全周にわたって存在しているため、第1実施形態のベントバルブ1よりも当該開口部の断面積の変化量が大きい。よって、導入中期のガスの流量を第1実施形態よりも大きくすることができるという利点がある。   Further, the opening formed between the inner surface 11Da of the casing 11D and the valve body 21 when the valve body 21 is in a position other than the fully closed position is annular, and exists over the entire circumference of the valve body 21. Therefore, the amount of change in the cross-sectional area of the opening is larger than that of the vent valve 1 of the first embodiment. Therefore, there is an advantage that the gas flow rate in the introduction middle period can be made larger than that in the first embodiment.

(変形例)
上述した第1〜第5の実施形態は本発明を具体化した例を示すものである。したがって、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を外れることなく種々の変形が可能であることは言うまでもない。
(Modification)
The first to fifth embodiments described above show examples embodying the present invention. Accordingly, the present invention is not limited to these embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上述した実施形態では、ベントバルブが、ケーシングを縦方向に向けてエアシリンダが上位に位置するように装着されるものとして説明しているが、これは、弁体の変位を円滑にするためであり、また、スプリング31の弾性力を弁体21とスプリング31の自重を考慮して設定しているためである。したがって、そのような点を考慮してスプリング31の弾性力等のパラメータを適宜調整すれば、ベントバルブの装着方向は任意であり、例えば、エアシリンダが下位に位置するように装着してもよいし、エアシリンダが水平方向に位置するように装着してもよい。   For example, in the above-described embodiment, the vent valve is described as being mounted such that the air cylinder is positioned at the upper position with the casing directed in the vertical direction, but this facilitates the displacement of the valve body. This is because the elastic force of the spring 31 is set in consideration of the weight of the valve body 21 and the spring 31. Therefore, if the parameters such as the elastic force of the spring 31 are appropriately adjusted in consideration of such points, the mounting direction of the vent valve is arbitrary, and for example, the air cylinder may be mounted at a lower position. However, the air cylinder may be mounted so as to be positioned in the horizontal direction.

また、真空チャンバに導入するガスとして空気または窒素ガスを用いているが、これに限定されず、必要に応じてそれ以外の不活性ガス(アルゴン等)や不活性ガス以外のガスを用いてもよい。   Moreover, although air or nitrogen gas is used as the gas introduced into the vacuum chamber, the present invention is not limited to this, and other inert gas (such as argon) or gas other than inert gas may be used as necessary. Good.

また、アクチュエータとしては、エアシリンダが簡便で好ましいが、閉鎖位置と全開位置の間で変位可能な弁体を、導入初期にその閉鎖位置に移動させることができ、導入初期以降は弁体が自由に変位できるようにすることができれば、それ以外のものを用いてもよいことは言うまでもない。   As an actuator, an air cylinder is simple and preferable, but a valve body that can be displaced between a closed position and a fully opened position can be moved to the closed position in the initial stage of introduction, and the valve body is free after the initial stage of introduction. Needless to say, other devices may be used as long as they can be displaced.

本発明の第1実施形態に係るベントバルブの構成を示す要部断面図で、本体部については断面を、駆動部については外観をそれぞれ示している。It is principal part sectional drawing which shows the structure of the vent valve which concerns on 1st Embodiment of this invention, The cross section is shown about the main-body part, and the external appearance is each shown about the drive part. 本発明の第1実施形態に係るベントバルブの本体部の駆動部側の端面図である。It is an end view by the side of the drive part of the main-body part of the vent valve which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係るベントバルブの動作を示す、図1と同様の要部断面図である。It is principal part sectional drawing similar to FIG. 1 which shows operation | movement of the vent valve which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係るベントバルブの動作を示す、図1と同様の要部断面図で、図3の続きである。FIG. 6 is a cross-sectional view similar to FIG. 1 showing the operation of the vent valve according to the first embodiment of the present invention, and is a continuation of FIG. 3. 本発明の第1実施形態に係るベントバルブの動作を示す、図1と同様の要部断面図で、図4の続きである。FIG. 5 is a cross-sectional view similar to FIG. 1 showing the operation of the vent valve according to the first embodiment of the present invention, and is a continuation of FIG. 4. 本発明の第2実施形態に係るベントバルブの構成を示す要部断面図で、本体部については断面を、駆動部については外観をそれぞれ示している。It is principal part sectional drawing which shows the structure of the vent valve which concerns on 2nd Embodiment of this invention, The cross section is shown about the main-body part, and the external appearance is each shown about the drive part. 本発明の第2実施形態に係るベントバルブの本体部の、図6のA−A線に沿った端面図である。It is an end elevation along the AA line of Drawing 6 of a main part of a vent valve concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態に係るベントバルブの本体部の駆動部側の端面図である。It is an end view by the side of the drive part of the main-body part of the vent valve which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係るベントバルブの本体部の駆動部側の端面図である。It is an end view by the side of the drive part of the main-body part of the vent valve which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態に係るベントバルブの構成を示す要部断面図で、本体部については断面を、駆動部については外観をそれぞれ示している。It is principal part sectional drawing which shows the structure of the vent valve which concerns on 5th Embodiment of this invention, The cross section is shown about the main-body part, and the external appearance is each shown about the drive part. 本発明の第5実施形態に係るベントバルブの本体部の駆動部側の端面図である。It is an end view by the side of the drive part of the main-body part of the vent valve which concerns on 5th Embodiment of this invention. 真空状態にある真空チャンバにベントバルブを介してガスを導入して大気圧状態にするための従来方法を示す配管構造図である。It is a piping structure figure which shows the conventional method for introduce | transducing gas into a vacuum chamber in a vacuum state via a vent valve, and making it an atmospheric pressure state.

符号の説明Explanation of symbols

1、1A、1D ベントバルブ
10、10A、10B、10C、10D 本体部
11、11A、11B、11C、11D ケーシング
11a、11Aa、11Ba、11Ca、11Da ケーシングの内面
12 内部空間
13、13a テーパ溝
14 空隙
15 弁座
16 入口通路
17 出口通路
18 フランジ
19 透孔
21 弁体
22 弁体の凹部
23 Oリング
24 弁体の貫通孔
31 スプリング
32 スプリング支持部
50 駆動部
51 エアシリンダ
52 ロッド
53 シールパッキング
54、55 給排気口
1, 1A, 1D Vent valve 10, 10A, 10B, 10C, 10D Main body 11, 11A, 11B, 11C, 11D Casing 11a, 11Aa, 11Ba, 11Ca, 11Da Casing inner surface 12 Internal space 13, 13a Tapered groove 14 Gap 15 Valve seat 16 Inlet passage 17 Outlet passage 18 Flange 19 Through hole 21 Valve body 22 Valve body recess 23 O-ring 24 Valve body through-hole 31 Spring 32 Spring support portion 50 Drive portion 51 Air cylinder 52 Rod 53 Seal packing 54, 55 Air supply / exhaust port

Claims (13)

真空チャンバにガスを導入して当該真空チャンバ内の圧力を真空状態から大気圧状態に戻すために使用されるベントバルブであって、
入口通路および出口通路を有するケーシングと、
前記ケーシングの内部に形成された、前記入口通路と前記出口通路とを連結する内部空間と、
所定の閉鎖位置と所定の全開位置との間で変位可能として前記内部空間内に配置された弁体と、
弾性力によって前記弁体を前記全開位置に向かって付勢する付勢手段と、
前記付勢手段の弾性力に抗して前記弁体を前記閉鎖位置に向かって変位させるアクチュエータとを備え、
前記弁体は、前記内部空間内において前記入口通路と前記出口通路を連通する貫通孔を有していると共に、その貫通孔は前記アクチュエータによって閉鎖可能とされており、
前記弁体が前記閉鎖位置にあり且つ前記貫通孔が前記アクチュエータによって閉鎖されているときには、前記入口通路と前記出口通路との連通が遮断され、
前記弁体が前記閉鎖位置にあり且つ前記貫通孔が前記アクチュエータによって閉鎖されていないときには、前記入口通路と前記出口通路が前記貫通孔を介して連通し、
前記弁体が前記閉鎖位置以外の位置にあるときには、前記入口通路と前記出口通路が前記貫通孔を介して連通すると共に、前記ケーシングの内面と前記弁体との間に開口部が生成され、
前記開口部の断面積は、前記弁体の前記閉鎖位置からの変位量の増加に応じて増加することを特徴とするベントバルブ。
A vent valve used to introduce gas into the vacuum chamber and return the pressure in the vacuum chamber from a vacuum state to an atmospheric pressure state;
A casing having an inlet passage and an outlet passage;
An internal space formed inside the casing for connecting the inlet passage and the outlet passage;
A valve body disposed in the internal space so as to be displaceable between a predetermined closed position and a predetermined fully open position;
Biasing means for biasing the valve body toward the fully open position by an elastic force;
An actuator for displacing the valve body toward the closed position against the elastic force of the biasing means,
The valve body has a through hole communicating with the inlet passage and the outlet passage in the internal space, and the through hole can be closed by the actuator.
When the valve body is in the closed position and the through hole is closed by the actuator, communication between the inlet passage and the outlet passage is blocked,
When the valve body is in the closed position and the through hole is not closed by the actuator, the inlet passage and the outlet passage communicate with each other through the through hole,
When the valve body is in a position other than the closed position, the inlet passage and the outlet passage communicate with each other through the through hole, and an opening is generated between the inner surface of the casing and the valve body,
The vent valve according to claim 1, wherein a cross-sectional area of the opening portion increases in accordance with an increase in a displacement amount of the valve body from the closed position.
前記ケーシングの内面に少なくとも1本のテーパ溝が形成されており、前記弁体が前記閉鎖位置以外の位置にあるときに前記ケーシングの内面と前記弁体との間に形成される前記開口部が、前記少なくとも1本のテーパ溝によって前記ケーシングの内面と前記弁体との間に生じる隙間によって形成される請求項1に記載のベントバルブ。   At least one tapered groove is formed in the inner surface of the casing, and the opening formed between the inner surface of the casing and the valve body when the valve body is in a position other than the closed position. The vent valve according to claim 1, wherein the vent valve is formed by a gap generated between the inner surface of the casing and the valve body by the at least one tapered groove. 前記ケーシングの内面全体がテーパ状に形成されており、前記弁体が前記閉鎖位置以外の位置にあるときに前記ケーシングの内面と前記弁体との間に形成される前記開口部が、前記ケーシングの内面と前記弁体との間に生じる隙間によって形成されている請求項1に記載のベントバルブ。   The entire inner surface of the casing is tapered, and the opening formed between the inner surface of the casing and the valve body when the valve body is in a position other than the closed position is the casing. The vent valve according to claim 1, wherein the vent valve is formed by a gap generated between the inner surface of the valve body and the valve body. 前記アクチュエータが、前記内部空間内に突出可能に構成された駆動部材を有していて、その駆動部材を前記内部空間内に突出させて前記弁体に当接させることにより、前記弁体が前記閉鎖位置に向かって変位するように構成されており、
前記駆動部材が所定の伸長位置にあるときには、前記弁体は前記駆動部材によって押圧されて前記閉鎖位置に固定され、
前記駆動部材が所定の引込位置にあるときには、前記弁体は前記駆動部材から独立して前記閉鎖位置と前記全開位置の間で変位可能とされる請求項1〜3のいずれか1項に記載のベントバルブ。
The actuator has a drive member configured to be able to protrude into the internal space, and the drive member protrudes into the internal space to contact the valve body, whereby the valve body is Configured to displace toward the closed position;
When the drive member is in a predetermined extended position, the valve body is pressed by the drive member and fixed in the closed position;
The valve body is configured to be displaceable between the closed position and the fully opened position independently of the drive member when the drive member is in a predetermined retracted position. Vent valve.
前記アクチュエータが、前記内部空間内に突出可能に構成された駆動部材を有していて、その駆動部材を前記内部空間内に突出させて前記弁体に当接させることにより、前記弁体が前記閉鎖位置に向かって変位するように構成されており、
前記弁体の前記貫通孔が、前記駆動部材に装着されたシール材を前記貫通孔に押し付けることによって閉鎖される請求項1〜3のいずれか1項に記載のベントバルブ。
The actuator has a drive member configured to be able to protrude into the internal space, and the drive member protrudes into the internal space to contact the valve body, whereby the valve body is Configured to displace toward the closed position;
The vent valve according to any one of claims 1 to 3, wherein the through hole of the valve body is closed by pressing a sealing material attached to the driving member against the through hole.
前記アクチュエータが、前記内部空間内に突出可能に構成された駆動部材を有していて、その駆動部材を前記弁体の変位する方向に沿って前記内部空間内に突出させて前記弁体に当接させることにより、前記弁体が前記閉鎖位置に向かって変位するように構成されており、
前記駆動部材が所定の伸長位置にあるときには、前記弁体は前記駆動部材によって押圧されて前記閉鎖位置に固定されると共に、前記駆動部材に装着されたシール材で前記弁体の前記貫通孔が閉鎖され、
前記駆動部材が所定の引込位置にあるときには、前記弁体は前記駆動部材から独立して前記閉鎖位置と前記全開位置の間で変位可能とされ、
前記駆動部材が所定の引込位置にあるときに前記弁体が前記駆動部材に当接する位置が、前記全開位置とされる請求項1〜3のいずれか1項に記載のベントバルブ。
The actuator has a drive member configured to be able to protrude into the internal space, and the drive member protrudes into the internal space along the direction in which the valve body is displaced, and contacts the valve body. By making contact, the valve body is configured to be displaced toward the closed position,
When the drive member is in a predetermined extended position, the valve body is pressed by the drive member and fixed to the closed position, and the through hole of the valve body is formed by a sealing material attached to the drive member. Closed,
When the drive member is in a predetermined retracted position, the valve body is displaceable between the closed position and the fully open position independently of the drive member;
The vent valve according to any one of claims 1 to 3, wherein a position where the valve body abuts on the drive member when the drive member is in a predetermined retracted position is the fully open position.
前記アクチュエータがエアシリンダとされ、前記アクチュエータの前記駆動部材がエアシリンダのロッドとされている請求項1〜6のいずれか1項に記載のベントバルブ。   The vent valve according to any one of claims 1 to 6, wherein the actuator is an air cylinder, and the driving member of the actuator is a rod of the air cylinder. 真空チャンバにガスを導入して当該真空チャンバ内の圧力を真空状態から大気圧状態に戻すために使用されるベントバルブであって、
入口通路および出口通路を有するケーシングと、
前記ケーシングの内部に形成された、前記入口通路と前記出口通路とを連結する内部空間と、
所定の閉鎖位置と所定の全開位置との間で変位可能として前記内部空間内に配置された弁体と、
弾性力によって前記弁体を前記全開位置に向かって付勢する付勢手段と、
前記付勢手段の弾性力に抗して前記弁体を前記閉鎖位置に向かって変位させるアクチュエータとを備え、
前記弁体は、前記内部空間内において前記入口通路と前記出口通路を連通する貫通孔を有していると共に、その貫通孔は前記アクチュエータによって閉鎖可能とされており、
前記弁体が前記閉鎖位置にあり且つ前記貫通孔が前記アクチュエータによって閉鎖されているときには、前記入口通路と前記出口通路との連通が遮断され、
前記弁体が前記閉鎖位置にあり且つ前記貫通孔が前記アクチュエータによって閉鎖されていないときには、前記入口通路と前記出口通路が前記貫通孔を介して連通し、
前記弁体が前記閉鎖位置以外の位置にあるときには、前記入口通路と前記出口通路が前記貫通孔を介して連通すると共に、前記ケーシングを貫通してその外部と連通する開口部が生成され、
前記開口部の断面積は、前記弁体の前記閉鎖位置からの変位量の増加に応じて増加することを特徴とするベントバルブ。
A vent valve used to introduce gas into the vacuum chamber and return the pressure in the vacuum chamber from a vacuum state to an atmospheric pressure state;
A casing having an inlet passage and an outlet passage;
An internal space formed inside the casing for connecting the inlet passage and the outlet passage;
A valve body disposed in the internal space so as to be displaceable between a predetermined closed position and a predetermined fully open position;
Biasing means for biasing the valve body toward the fully open position by an elastic force;
An actuator for displacing the valve body toward the closed position against the elastic force of the biasing means,
The valve body has a through hole communicating with the inlet passage and the outlet passage in the internal space, and the through hole can be closed by the actuator.
When the valve body is in the closed position and the through hole is closed by the actuator, communication between the inlet passage and the outlet passage is blocked,
When the valve body is in the closed position and the through hole is not closed by the actuator, the inlet passage and the outlet passage communicate with each other through the through hole,
When the valve body is in a position other than the closed position, the inlet passage and the outlet passage communicate with each other through the through hole, and an opening that penetrates the casing and communicates with the outside is generated.
The vent valve according to claim 1, wherein a cross-sectional area of the opening portion increases in accordance with an increase in a displacement amount of the valve body from the closed position.
前記ケーシングが、それを貫通すると共に前記弁体の変位する方向に沿って間隔をあけて配置された複数の透孔を有しており、前記弁体が前記閉鎖位置以外の位置にあるときに生成される前記開口部が、前記複数の透孔の少なくとも一つによって形成される請求項8に記載のベントバルブ。   When the casing has a plurality of through holes penetrating through the casing and arranged at intervals along a direction in which the valve body is displaced, and the valve body is in a position other than the closed position. The vent valve according to claim 8, wherein the generated opening is formed by at least one of the plurality of through holes. 前記アクチュエータが、前記内部空間内に突出可能に構成された駆動部材を有していて、その駆動部材を前記内部空間内に突出させて前記弁体に当接させることにより、前記弁体が前記閉鎖位置に向かって変位するように構成されており、
前記駆動部材が所定の伸長位置にあるときには、前記弁体は前記駆動部材によって押圧されて前記閉鎖位置に固定され、
前記駆動部材が所定の引込位置にあるときには、前記弁体は前記駆動部材から独立して前記閉鎖位置と前記全開位置の間で変位可能とされる請求項8または9に記載のベントバルブ。
The actuator has a drive member configured to be able to protrude into the internal space, and the drive member protrudes into the internal space to contact the valve body, whereby the valve body is Configured to displace toward the closed position;
When the drive member is in a predetermined extended position, the valve body is pressed by the drive member and fixed in the closed position;
The vent valve according to claim 8 or 9, wherein when the drive member is in a predetermined retracted position, the valve body is displaceable between the closed position and the fully open position independently of the drive member.
前記アクチュエータが、前記内部空間内に突出可能に構成された駆動部材を有していて、その駆動部材を前記内部空間内に突出させて前記弁体に当接させることにより、前記弁体が前記閉鎖位置に向かって変位するように構成されており、
前記弁体の前記貫通孔が、前記駆動部材に装着されたシール材を前記貫通孔に押し付けることによって閉鎖される請求項8または9に記載のベントバルブ。
The actuator has a drive member configured to be able to protrude into the internal space, and the drive member protrudes into the internal space to contact the valve body, whereby the valve body is Configured to displace toward the closed position;
The vent valve according to claim 8 or 9, wherein the through hole of the valve body is closed by pressing a sealing material attached to the driving member against the through hole.
前記アクチュエータが、前記内部空間内に突出可能に構成された駆動部材を有していて、その駆動部材を前記弁体の変位する方向に沿って前記内部空間内に突出させて前記弁体に当接させることにより、前記弁体が前記閉鎖位置に向かって変位するように構成されており、
前記駆動部材が所定の伸長位置にあるときには、前記弁体は前記駆動部材によって押圧されて前記閉鎖位置に固定されると共に、前記駆動部材に装着されたシール材で前記弁体の前記貫通孔が閉鎖され、
前記駆動部材が所定の引込位置にあるときには、前記弁体は前記駆動部材から独立して前記閉鎖位置と前記全開位置の間で変位可能とされ、
前記駆動部材が所定の引込位置にあるときに前記弁体が前記駆動部材に当接する位置が、前記全開位置とされる請求項8または9に記載のベントバルブ。
The actuator has a drive member configured to be able to protrude into the internal space, and the drive member protrudes into the internal space along the direction in which the valve body is displaced, and contacts the valve body. By making contact, the valve body is configured to be displaced toward the closed position,
When the drive member is in a predetermined extended position, the valve body is pressed by the drive member and fixed to the closed position, and the through hole of the valve body is formed by a sealing material attached to the drive member. Closed,
When the drive member is in a predetermined retracted position, the valve body is displaceable between the closed position and the fully open position independently of the drive member;
The vent valve according to claim 8 or 9, wherein a position where the valve body abuts on the drive member when the drive member is in a predetermined retracted position is the fully open position.
前記アクチュエータがエアシリンダとされ、前記アクチュエータの前記駆動部材がエアシリンダのロッドとされている請求項8〜12のいずれか1項に記載のベントバルブ。   The vent valve according to any one of claims 8 to 12, wherein the actuator is an air cylinder, and the driving member of the actuator is a rod of an air cylinder.
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