| 【発明の名称】 |
バルブ機構 |
| 【発明者】 |
【氏名】荒木 憲昭
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| 【要約】 |
【課題】非接触の状態で弁体を弁座から離して、異物が発生するのを防止できるバルブ機構を提供することである。
【解決手段】弁体１０と弁座５ａとを有するバルブ機構において、弁体１０に引力あるいは斥力を作用させる磁石１１を備え、この磁石１１の引力あるいは斥力によって、弁体１０を弁座５ａから離す構成にしている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 弁座と弁体とを有するバルブ機構において、弁体に引力あるいは斥力を作用させる磁石を備え、この磁石の引力あるいは斥力によって、弁体を弁座から離す構成にしたことを特徴とするバルブ機構。
【請求項２】 弁体に磁性を持たせる一方、流体を噴出したり、吸入したりするガイド管に上記弁体と同極の磁石を設け、ガイド管を弁体に近づけて、その磁石の斥力によって弁体を弁座から離した状態で、ガイド管から流体を噴出したり、流体を吸入したりする構成にしたことを特徴とする請求項１記載のバルブ機構。
【請求項３】 磁性を有する弁体として球体を用い、ガイド管の軸線を、球体の中心からずらして位置させる構成にしたことを特徴とする請求項２記載のバルブ機構。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、バルブ機構に係り、特に、クリーンであることが要求される半導体関連の分野で用いるのに最適なバルブ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】以下では、従来例のバルブ機構として、半導体用クリーンボックスに設けたバルブ機構について説明する。半導体用クリーンボックスとは、半導体デバイスの製造工程において、処理すべきウェハ基板を収納するものである。そして、これらウェハ基板を、半導体用クリーンボックスに収納した状態で、ある工程から次の工程に搬送するようにしている。
【０００３】図２には、半導体用クリーンボックスの一例を示す。この図２に示すように、半導体用クリーンボックス１の側面には、複数の溝２を形成している。そして、これら溝２に、処理すべきウェハ基板３をスライドさせて挿入している。したがって、半導体用クリーンボックス１内には、複数枚のウェハ基板３が間隔をあけた状態で重ねられて収納されることになる。また、この半導体用クリーンボックス１の前面、つまり、図面の手前には、図示しないふたを設けるようにしている。そして、半導体用クリーンボックス１内に、清浄で乾燥したエア等の気体を充満させるとともに、ふたを固定して、密封状態を保つようにしている。
【０００４】このようにした半導体用クリーンボックス１では、密封状態のまま、その内部の気体を入れ換えたい場合がある。例えば、レジストが残留したウェハ基板３を半導体用クリーンボックス１に収納し、長期間そのままにしておくと、化学反応を起こすことがある。そのため、その化学反応によって気体が汚染され、そのウェハ基板３だけでなく、他のウェハ基板３にまで悪影響を及ぼすことがある。そこで、その内部の気体を入れ換えるために、半導体用クリーンボックス１にバルブ機構を設けている。そして、半導体用クリーンボックス１内の気体を入れ換えてやれば、処理途中のウェハ基板３を収納したまま長時間保管することが可能となる。
【０００５】図３には、上記半導体用クリーンボックス１に設けたバルブ機構の拡大図を示す。半導体用クリーンボックス１の底面１ａには、一対のガイド管挿入孔４を形成している。半導体用クリーンボックス１の内側では、これらガイド管挿入孔４の周囲に、円筒状の弁座部材５を設けている。この弁座部材５は樹脂で成形され、その内周面に、ガイド管挿入孔４側へ向かって縮径する弁座５ａを形成している。さらに、この弁座部材５の弁座側５ａには、磁石６を埋め込んでいる。
【０００６】また、上記弁座部材５内には、強磁性体からなる球体７を組み付けている。この球体７の表面には、四ふっ化エチレン樹脂等のように化学的に安定した物質をコーティング加工している。この球体７は、通常、上記磁石６の引力によって、弁座部材５の弁座５ａに着座する。したがって、半導体用クリーンボックス１を密封状態に保つことができる。以上述べたようにして、半導体用クリーンボックス１の底面１ａに、一対のバルブ機構を構成している。
【０００７】次に、この従来例のバルブ機構の作用を説明する。図３に示すように、半導体用クリーンボックス１を置くためのストッカーと呼ばれる場所には、気体噴出用ガイド管８と気体吸入用ガイド管９とを、上方に向かって突出させている。そして、これらガイド管８、９を、上記一対のガイド管挿入孔４の間隔に合わせて配置している。
【０００８】半導体用クリーンボックス１内の気体を入れ換えたいときは、半導体用クリーンボックス１を上記ストッカー上に位置させて、ガイド管８、９をガイド管挿入孔４にそれぞれ挿入する。そして、半導体用クリーンボックス１をストッカー上に降ろしていけば、ガイド管８、９がガイド管挿入孔４に挿入され、その先端がそれぞれ球体７に当接する。したがって、ガイド管８、９の先端に押し上げられて、球体７が弁座部材５の弁座５ａから離れる。
【０００９】このようにしてガイド管８、９を半導体用クリーンボックス１内に挿入したら、気体噴出用ガイド管８から、清浄で乾燥した気体を半導体用クリーンボックス１内に供給する。同時に、気体吸入用ガイド管９から、半導体用クリーンボックス１内の気体を排出する。したがって、半導体用クリーンボックス１内の気体を、清浄で乾燥したものに入れ換えることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例のバルブ機構では、ガイド管８、９の先端で球体７を押し上げて、この球体７を弁座部材５の弁座５ａから離すようにしている。しかし、ガイド管８、９を球体７に接触させると、これらガイド管８、９や球体７に傷がついて、その削片などの細かな異物が発生するおそれがある。特に、上記従来例のように半導体用クリーンボックス１に用いた場合、その異物が内部に侵入すると、収納されたウェハ基板３を汚染してしまうことがある。この発明の目的は、非接触の状態で弁体を弁座から離して、異物が発生するのを防止できるバルブ機構を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明は、弁座と弁体とを有するバルブ機構を前提とする。そして、第１の発明は、弁体に引力あるいは斥力を作用させる磁石を備え、この磁石の引力あるいは斥力によって、弁体を弁座から離す構成にした点に特徴を有する。第２の発明は、第１の発明において、弁体に磁性を持たせる一方、流体を噴出したり、吸入したりするガイド管に上記弁体と同極の磁石を設け、ガイド管を弁体に近づけて、その磁石の斥力によって弁体を弁座から離した状態で、ガイド管から流体を噴出したり、流体を吸入したりする構成にした点に特徴を有する。第３の発明は、第２の発明において、磁性を有する弁体として球体を用い、ガイド管の軸線を、球体の中心からずらして位置させる構成にした点に特徴を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１に、この発明のバルブ機構の一実施例を示す。ただし、以下では、上記従来例のバルブ機構との相違点を中心に説明し、上記従来例と同一の構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。上記従来例と同じく、半導体用クリーンボックス１の底面１ａには、ガイド管挿入孔４を形成している。半導体用クリーンボックス１の内側では、これらガイド管挿入孔４の周囲に、円筒状の弁座部材５を設けている。この弁座部材５は樹脂で成形され、その内周面に、ガイド管挿入孔４側へ向かって縮径する弁座５ａを形成している。さらに、この弁座部材の弁座側５ａには、磁石６を埋め込んでいる。
【００１３】また、上記弁座部材５内には、強磁性体からなる磁石球体１０を組み付けている。この磁石球体１０の表面には、四ふっ化エチレン樹脂等のように化学的に安定した物質をコーティング加工している。磁石球体１０は、上記弁座部材５の磁石６とは異極のものである。したがって、この磁石球体１０が、磁石６に引き付けられて弁座部材５の弁座５ａに着座し、半導体用クリーンボックス１を密封状態に保つことになる。
【００１４】なお、弁座部材５としては、強磁性体からなるものであってもかまわない。この場合、磁石球体１０は弁座部材５自体に引き付けられるので、磁石６を埋め込まなくても、磁石球体１０を弁座５ａに着座させることができる。ただし、磁石球体１０が弁座部材５の弁座５ａに接触することを考えると、弁座部材５を樹脂製としておいた方が、これら弁座部材５や磁石球体１０に傷がつくおそれがなく、望ましいといえる。
【００１５】次に、この実施例のバルブ機構の作用を説明する。図１に示すように、ストッカーから突出させたガイド管８、９の先端には、上記磁石球体１０と同極の磁石１１を組み付けている。半導体用クリーンボックス１内の気体を入れ換えたいときは、半導体用クリーンボックス１を上記ストッカーに置いて、ガイド管８、９をガイド管挿入孔４にそれぞれ挿入すればよい。このとき、磁石球体１０は、ガイド管８、９先端の磁石１１の斥力によって、弁座部材５の弁座５ａから離れる。なお、磁石１１や磁石球体１０の磁力については、適宜決めておけばよい。例えば、この実施例では、半導体用クリーンボックス１内外の圧力差はほとんどなく、磁石球体１０に背圧が作用しないので、磁石１１は、磁石球体１０と磁石６との引力よりも大きな斥力を発揮するものであればよい。
【００１６】このようにしてガイド管８、９を半導体用クリーンボックス１内に挿入したら、気体噴出用ガイド管８から、清浄で乾燥した気体を半導体用クリーンボックス１内に供給する。同時に、気体吸入用ガイド管９から、半導体用クリーンボックス１内の気体を排出する。したがって、半導体用クリーンボックス１内の気体を、清浄で乾燥したものに入れ換えることができる。そして、半導体用クリーンボックス１を持ち上げれば、ガイド管８、９がガイド管挿入孔４からそれぞれ抜かれるので、磁石球体１０が磁石６に引き付けられて、弁座部材５の弁座５ａに再び着座する。
【００１７】なお、図１に示すように、弁座部材５の弁座５ａの軸線Ｓ1と、上記ガイド管挿入孔４の軸線Ｓ2とをややずらして配置している。したがって、ガイド管８、９の軸線が磁石球体１０の中心からずれて位置することになるが、以下ではそのようにした理由を説明する。もし、ガイド管８、９の軸線が磁石球体１０の中心を通る位置にあると、磁石球体１０には垂直方向への斥力が作用することになる。そのため、弁座５ａから離れた磁石球体１０がふらついてしまい、安定させることができない。それに対して、ガイド管８、９の軸線が磁石球体１０の中心からずれていると、磁石球体１０には斜め上方向ヘの斥力が作用する。したがって、弁座５ａから離れる磁石球体１０は、図１の実線に示すように、弁座５ａの図面左側に沿って移動する。そして、磁石球体１０を弁座部材５の内面に接触させておけば、この磁石球体１０を安定させておくことができる。
【００１８】以上述べた実施例のバルブ機構によれば、ガイド管８、９をガイド管挿入孔４に挿入するだけで、これらガイド管８、９に接触することなく、磁石球体１０が弁座５ａから離れる。したがって、これら磁石球体１０やガイド管８、９に傷がつくことがなく、細かな異物が発生するおそれがない。
【００１９】このようにしたバルブ機構は、クリーンであることを維持できることから、この実施例の半導体用クリーンボックス１のように、半導体関連の分野で用いるのが最適である。ただし、その用途を限定するものではなく、いずれの分野で用いてもかまわない。
【００２０】なお、上記実施例では、磁石球体１０がこの発明でいう弁体を構成するが、弁体としては、例えば、ポペット形状のものを使用してもかまわない。また、上記実施例では、ガイド管８、９を利用して磁石球体１０を弁座５ａから離すタイプのバルブ機構を説明したが、どのようなタイプであってもよい。例えば、弁座部材５に埋め込んだ磁石６として電磁石を設け、その極性を自由に変えられるようにすれば、それだけで磁石球体１０を弁座５ａに着座させたり、離したりすることができる。
【００２１】さらに、上記実施例では、密封された半導体用クリーンボックス１に対して、磁石１１を外部から近づけなければならず、磁石１１の斥力によって磁石球体１０を弁座５ａから離すようにしている。ただし、用途によっては、磁石球体１０の背面側に磁石を位置させ、その引力によって磁石球体１０を引き上げて、弁座５ａから離すようにしてもかまわない。
【００２２】
【発明の効果】第１の発明によれば、磁石の引力あるいは斥力によって、非接触の状態で、弁体を弁座から離すことができる。したがって、その弁体などに傷がつくことがなく、細かな異物が発生するおそれがない。第２の発明によれば、第１の発明において、流体を噴出したり、吸入したりするガイド管を利用して、弁体を弁座から離すことができる。第３の発明によれば、第２の発明において、球体には斜め方向ヘの斥力が作用するので、球体を弁部材に沿って移動させることができ、弁座から離れた状態でも安定させておくことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９８０００３３６
【氏名又は名称】アシスト株式会社
【識別番号】５９３１０２３４５
【氏名又は名称】イノテック株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）１月９日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】嶋 宣之
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２０１３１５ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月３０日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１４９８８ |
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