ホーム > 特許ランキング > 株式会社キッツエスシーティー
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-02-22
(45)【発行日】2024-03-04
(54)【発明の名称】真空用ゲートバルブ
(51)【国際特許分類】
F16K 3/18 20060101AFI20240226BHJP
F16K 51/02 20060101ALI20240226BHJP
【ＦＩ】
F16K3/18 E
F16K51/02 B
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2019199734
(22)【出願日】2019-11-01
(65)【公開番号】P2021071186
(43)【公開日】2021-05-06
【審査請求日】2022-10-04
(73)【特許権者】
【識別番号】501417929
【氏名又は名称】株式会社キッツエスシーティー
(74)【代理人】
【識別番号】100081293
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 哲男
(72)【発明者】
【氏名】岩渕 俊昭
【審査官】藤森 一真
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－０９４７９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１２－５１１６７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５５－０９７５６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭４７－０１８１２１（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００４－０７６８９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第５８９０９２９（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】特開２０１８－０７１６４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】欧州特許出願公開第３０４８３５１（ＥＰ，Ａ１）
【文献】韓国登録特許第１０－１０９２１３８（ＫＲ，Ｂ１）
【文献】特開２００４－１９７７６９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｋ ３／００ － ３／３６
Ｆ１６Ｋ ５１／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
バルブのステムに弁体ホルダを取付け、弁体ホルダに弁体が取付けられた真空用ゲートバルブにおいて、前記弁体ホルダの一面に曲げ強度を増すための横リブと縦リブからなるリブ部と前記弁体の背面に横方向中央位置に形成された横窪み部とこの横窪み部の中央位置に上方に向けて形成された縦窪み部とが備えられ、前記リブ部は、前記横窪み部と縦窪み部に前記弁体と非接触状態で収納され、前記弁体ホルダの両端は、前記横窪み部より長さ方向外側位置の前記弁体の背面に固定すると共に、前記弁体ホルダと前記ステムの固定位置は、前記弁体の上下方向中央位置より上部側であり、弁閉時は、前記弁体の上下方向中央位置よりも上部側を押すことで、前記弁体の中央付近で前記ステムに対して前記ステム全体の撓みと逆方向の弾性曲げを生じさせて前記弁体を傾動させることにより、前記弁体と弁座シール面を略平行に締め切るようにしたことを特徴とする真空用ゲートバルブ。
【請求項2】
前記弁体ホルダと前記ステムの固定位置には、前記ステムの上端側面に下方に向かって傾斜させたクサビ形状のステム固定面を形成した請求項１に記載の真空用ゲートバルブ。
【請求項3】
前記ステム固定面の前記ステムの下側位置には、厚さを薄くして弾性撓みを生じさせることにより前記弁体を傾動させるステム撓み部を形成した請求項２に記載の真空用ゲートバルブ。
【請求項4】
前記横窪み部の長さ方向の長さは、前記弁体の長さ方向の長さの１／２以上である請求項１乃至３の何れか１項に記載の真空用ゲートバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば半導体製造装置に用いられ、薄型でコンパクトな形態であって、弁体を高速で多数回開閉させてもパーティクルの発生を極めて抑制できる真空用ゲートバルブに関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、半導体製造装置において、例えば、真空チャンバに通じるウェハの搬送通路を開閉する仕切弁として長尺矩形板状の弁体を備えた真空用ゲートバルブが用いられる際、弁体の開閉動作に伴い、特に、この弁体のシール材と弁座（シール面）との間では、開閉の際に捩れや摺動或は衝撃などが僅かでも生じると、シール材から微小なパーティクルが生じ、このようなパーティクルの発生によって、極めて高いクリーン度が要求されているウェハの搬送空間が汚染されることになる。このようなパーティクルの発生を可能な限り抑制するため、弁体がシール面を押圧する際に、シール材をシール面に対して略平行に締め付け可能に構成することにより、押圧によるシール材の擦れや捩れの発生を防止するようにした所謂Ｌモーション動作などで揺動する無摺動型ゲートバルブが用いられている。
【0003】
この種のバルブにおいて、弁体の揺動によるシール面への押圧は、弁体を支持するステムの駆動で行われるが、この際、ステムは押圧力を弁体に伝えることでシール面から受ける反力により僅かに撓む。ステムの変形（撓み）は、僅かではあるが、この種のバルブでは不可避であり、この変形に伴ってステムから不均一で偏った応力が弁体に伝わる。この応力の影響により、たとえ弁閉時に予めシール面に対して略平行に当接する弁体の揺動が得られるように設計されていても、押圧力に伴うステムの変形によって、僅かではあるが弁体にはシール面に対する傾斜や捩れなどの姿勢の乱れが生じ、結果として、シール材がシール面に対して高精度な平行に保たれず、バルブのシール性が損なわれると共に、シール材とシール面との間には摩擦が生じ、この摩擦に伴ってパーティクルが発生し得る。使用条件によっては、このような悪影響も顕著となる。
【0004】
さらに、この種のバルブには、このような高いクリーン性（低パーティクル性）を前提として、更なる生産性の向上のため、弁体開閉動作の安定高速な動作が要求されると共に、この種のバルブを含む半導体製造装置には、可能な限り装置を適切に集積するコンパクトデザインの要求も近年益々高まっている。
【0005】
上記のように、弁閉時の押圧の際に、ステムの変形に起因した、弁体（シール材）のシール面に対して発生し得る姿勢の乱れに対応しようとした技術は、この種のバルブにおける従来技術として種々提案されており、例えば特許文献１の弁体固定構造が挙げられる。同文献１は、この種のゲートバルブにおいて、金属により一体形成された横梁部材を用いた弁体固定構造を開示しており、この横梁部材は、中央連結部及びその両端に隣接する横梁部材の中央範囲においてバルブプレートに対して間隔を有しており、横梁部材が捩れることによりバルブプレートがバルブロッドに対して垂直な揺動軸線の回りに揺動させ、弁閉時に、弾性シール部材を均等に押圧するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特許第５６５５００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献１は、シール部材を押圧して弁閉する際、横梁部材が捩れることが前提であるから、少なくともこの変形に要する分だけ、バルブプレートを余計に押圧する必要があるため、バルブロッドを弁座に向けて移動させるために必要なストローク（開口ストローク）を予め大きくとらねばならない。具体的には、弁体と弁体ホルダから成る厚みの分と、弁体とシール面との間に必要な開口ストロークとの合計に、少なくとも横梁部材の変形代が必要となる。このため、バルブ本体のボデーの横幅が厚くなり、必要最低限の薄型ボデーを構成することができない。特に、近年の真空用ゲートバルブにおいては、僅かなバルブ容積（本体の厚み）の増大であっても半導体製造装置全体に与える影響を無視できなくなる場合も多く、バルブの容積増大は極力回避せねばならない。しかも、横梁部材が変形する分、バルブロッドによる弁閉力が必要となり、弁体の動作機構にも変形応力に応じた駆動力がさらに必要となる。
【0008】
また、ステムと弁体との間に弾性的な緩衝構造が介在すると、弁体の姿勢を弁座シール面に対して平行とし易いとは言えるものの、その変形代を確保する必要がある分、必要な開口ストロークが増加してボデーの厚みを確保しなければならない問題がある。また、この弾性変形に伴う部材間の摩擦、或は、弾性部材そのものに起因したパーティクルが発生し易くなるおそれもある。
【0009】
そこで、本発明は上記問題点を解決するために開発されたものであり、その目的とするところは、ステムの全体が撓んでも弁体を弁座シール面に対し略平行に締め切ることができ、さらに、ゲートバルブ弁体部の全体の厚さを薄くして弁体作動幅を極力小さくすることができ、もってボデーの横幅を薄型化することができる弁体固定構造を有する真空用ゲートバルブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、バルブのステムに弁体ホルダを取付け、弁体ホルダに弁体が取付けられた真空用ゲートバルブにおいて、弁体ホルダの一面に曲げ強度を増すための横リブと縦リブからなるリブ部と弁体の背面に横方向中央位置に形成された横窪み部とこの横窪み部の中央位置に上方に向けて形成された縦窪み部とが備えられ、リブ部は、横窪み部と縦窪み部に弁体と非接触状態で収納され、弁体ホルダの両端は、横窪み部より長さ方向外側位置の弁体の背面に固定すると共に、弁体ホルダとステムの固定位置は、弁体の上下方向中央位置より上部側であり、弁閉時は、弁体の上下方向中央位置よりも上部側を押すことで、弁体の中央付近でステムに対してステム全体の撓みと逆方向の弾性曲げを生じさせて弁体を傾動させることにより、弁体と弁座シール面を略平行に締め切るようにした真空用ゲートバルブである。
【0011】
請求項２に係る発明は、弁体ホルダとステムの固定位置には、ステムの上端側面に下方に向かって傾斜させたクサビ形状のステム固定面を形成した真空用ゲートバルブである。
【0012】
請求項３に係る発明は、ステム固定面のステムの下側位置には、厚さを薄くして弾性撓みを生じさせることにより弁体を傾動させるステム撓み部を形成した真空用ゲートバルブである。
【0013】
請求項４に係る発明は、横窪み部の長さ方向の長さは、弁体の長さ方向の長さの１／２以上である真空用ゲートバルブである。
【発明の効果】
【0014】
請求項１に係る発明によると、弁体締め付けの際、弁体ホルダの曲げ撓みが極めて小さいため、開口ストロークは弁座シール面と弁体シール材との間の最少寸法で良く、弁体と弁体ホルダを合わせた全体の作動幅を最少に設定できるので、ボデーの横幅を薄く設定することが可能となるから、ボデーの薄型化に寄与する。しかも、弁閉時に弁体の上下方向中央位置よりも上部側を押すことで、弁体の中央付近でステムに対してステム全体の撓みと逆方向の弾性曲げを生じさせて弁体を傾動させることにより、弁体と弁座シール面を略平行に締め切ることが可能である。さらに、リブ部は、横窪み部と縦窪み部に弁体と非接触状態で収納され、弁体ホルダの両端は、横窪み部より長さ方向外側位置の弁体の背面に固定されているので、弁体に弁体ホルダが撓みや捻じれが最少となる強度で固定されており、全体の厚みを薄くできると共に、弁体ホルダは、２本のステムで締め切る構造と同様の効果があり、弁体締め切りシール性が良好となる。
【0015】
請求項２に係る発明によると、弁体ホルダとステムの固定位置には、ステムの上端側面に下方に向かって傾斜させたクサビ形状のステム固定面を形成したから、パーティクルの発生を防ぐことができる。
【0016】
請求項３に係る発明によると、ステム固定面のステムの下側位置には、厚さを薄くして弾性撓みを生じさせることにより弁体を傾動させるステム撓み部を形成したから、弁閉時に弁体を傾動させることができる。
【0017】
請求項４に係る発明によると、横窪み部の長さ方向長さは、弁体の長さ方向長さの１／２以上にしたから、弁体ホルダの剛性（特に強度が確保しにくい長尺方向の剛性）を適切に高めることができる。よって、無摺動型のゲートバルブにおいて、厚みを増すことなく弁体ホルダの剛性を高め、弁閉時に弁体ホルダの変形（撓み、捩れなどの歪み）を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の真空用ゲートバルブ（弁体固定構造）の分解斜視図である。
【図2】本発明の弁体ホルダを一面側からみた斜視図である。
【図3】（ａ）は、本発明のステムの側面図であり、（ｂ）は、（ａ）の背面図である。
【図4】（ａ）は、本発明の弁体固定構造の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の背面図である。
【図5】（ａ）は、本発明の弁体ホルダの平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の正面図であり、（ｃ）は、（ａ）の底面図である。
【図8】本発明の真空用ゲートバルブ（弁体固定構造）の縦断面図である。
【図11】（ａ）～（ｄ）は、全開状態にある弁体が上昇し、ステムが弁体をボデーに向けて押圧して全閉状態に至る作用を模式的に示した模式図である。
【図13】本願発明における逆圧荷重作用を模式的に示した模式断面図である
【図14】（ａ）は１本ステムの場合の模式図であり、（ｂ）は２本ステムの場合の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本発明の真空用ゲートバルブの好ましい実施形態（本例）を図面に基づいて詳細に説明する。本発明は、例えば半導体製造プロセスにおいて、極めて高いクリーン度が要求されるチャンバ搬送路などを開閉するＬモーション動作型の真空用ゲートバルブに好適である。以下、各部材の構造を説明する。
【0020】
図１、２、４、５において、弁体ホルダ１は、長尺矩形板状であり、弁体２とは別体として金属などの素材から一体的に形成されており、ステンレス材であれば軽量小型化に好適である。この弁体ホルダ１を弁体２に固定する際に弁体２と対向する一面が対向面１ａとなり、その反対側には背面を有する。なお、弁体２においては、弁体シール材３が設けられる側を正面側とし、その反対側を背面２ａ側とする。
【0021】
図２、５において、弁体ホルダ１の曲げ強度を増すため、リブ部が対向面側に設けられている。本例のリブ部は、後述するように弁体２の背面側に非接触状態に収納される横リブ４と縦リブ５から成り、横リブ４は、対向面１ａの長尺方向（長さ方向）に沿って、後述する横窪み部２３の長さＬ１とほぼ同じ長さで設けられ、縦リブ５は、この横リブ４と、弁体ホルダ１の対向面１ａの中央において交差する短尺方向（縦方向）に向けて形成される。横リブ４と縦リブ５の長さや厚みなどの形状や配置は、弁体ホルダ１が弁体２の押圧から受ける応力変形に対する剛性を高めることができる形状として、実施に応じて適宜選択されるが、本例では、横リブ４と縦リブ５は、弁体ホルダ１の中央に対して対称的な略Ｔ字形状を呈しており、同じ厚みで平面状に対向面１ａに突設されている。図５（ｂ）に示すように、横リブ４は、弁体ホルダ１の短尺方向の中心となる中心軸の位置ではなく、対向面１ａのステム６側に偏って配置される。
【0022】
また、図７に示すように、横窪み部２３の長尺方向の長さＬ１は、弁体２の長尺方向の長さＬ２の半分（１／２）以上の長さに設けられる。長尺矩形状の弁体ホルダ１は、長尺方向の剛性が弱まるため、このように長い横リブ４（横窪み部２３）を確保することにより、弁体ホルダ１の撓みや捩れの発生を抑制できる。
【0023】
図１、２、４、５、７において、弁体ホルダ１の両端には、上下にホルダ固定部７ａ、７ｂが設けられる。本例では、弁体２の背面２ａと面接触する固定面８が、弁体ホルダ１の両端に平面状に形成されており、ホルダ固定部７ａ、７ｂは、これらの固定面８内に上下対称に設けられる。なお、下側とは弁体ホルダ１の短尺方向において、ステム６が結合される側を意味し、弁体２においても同じ意味であり、同図の上下に同じである。また、ホルダ固定部７ａ、７ｂは、何れも４本のボルト９を挿通させる上下２つに並んだ挿通孔７ａ、７ｂであり、固定面８内に対称的に形成されている。固定面８は、弁体ホルダ１の中央に対して長尺方向に左右対称的であり、横リブ４の両端部よりも外側の配置となる。
【0024】
さらに、固定面８には切欠部８ａを設けている。この切欠部８ａは、固定面８と弁体２の背面２ａとの当接領域を、許容できる範囲内において減少させるために設けられており、実施に応じて適宜選択できるが、本例では、図２、５に示すように、挿通孔７ａ、７ｂの周囲に同心状に環状の切欠面８ａを形成している。これにより、固定状態において、弁体２と弁体ホルダ１との当接領域を適切に減少させ、両者の間の摺動を抑制している。
【0025】
図１、２、４、５、６において、弁体ホルダ１の中央には、ステム６の先端部１０を結合させる結合部１１が設けられ、この結合部１１の位置が、弁体ホルダ１とステム６との固定位置となる。本例の結合部１１は、先端部１０を挿入させるステム挿入部１１を、弁体ホルダ１の中央に短尺方向に向けて肉厚を貫通させた四角穴状に形成している。このような貫通穴であれば、加工容易であると共に、後述するステム６の先端面６ａのニゲとなる間隙Ｇ２も容易に確保できる。
【0026】
また、図５、６に示すように、結合部１１の内周には、２面状に係合面１２ａ、１２ｂを設けている。具体的には、一方の係合面として、ステム挿入部１１の対向面１ａ側となる内周面には、弁体ホルダ１の短尺方向（結合状態のステム６軸心方向）に略平行な平面部１２ｂとして設け、他方の係合面として、この平面部１２ｂに対向する位置に、同じく短尺方向に対して角度θ傾斜した傾斜面１２ａとして設けている。これら平面部１２ｂ、傾斜面１２ａは、何れも弁体ホルダ１の長尺方向に略平行である。なお、２面状とは、互いに平行又は平行に近い角度で対向した２面を、この２面に共通する交差方向から捉えた一組を意味する。
【0027】
次いで、図１、３、６において、ステム６は、概ねコラム状を呈しており、所定の長さで金属などの素材から一体的に形成されており、同図上側の一端には、結合部１１と結合できる先端部１０が設けられている。この先端部１０がステム６の固定位置となる。
【0028】
弁体ホルダ１とステム６とが結合する固定位置は、弁体ホルダ１が弁体２に固定された固定状態において、弁体２の背面２ａの上下方向中央位置（中心軸Ｓの位置）よりも上部側（ステム結合の逆側）に配置される。
【0029】
また、この先端部１０の側面には、ステム６の上端側面に下方に向かって傾斜させたクサビ形状のステム固定面を形成しており、このステム固定面は、２面状のクサビ面１３ａ、１３ｂから成る。これらクサビ面１３ａ、１３ｂは、結合状態において、係合面１２ａ、１２ｂとそれぞれ隙間のない面接触により圧着固定させることができるように、適合した形状となっている。具体的には、ステム６の軸心方向に略平行に平面部１３ｂが切り欠き状に形成される一方、この平面部１３ｂに対して角度θ傾斜した傾斜面１３ａが切り欠き状に形成されている。なお、この傾斜面１３ａや、前記係合面の傾斜面１２ａの角度θは、何れも約１０度が好適であるが、これに制限されず、それぞれ実施に応じて適宜選択できる。また、ステム６の先端面６ａには、ステム６軸心方向に向けて、後述のオネジ１５を螺着できるメネジ１４が設けられている。
【0030】
また、ステム固定面の下側位置には、ステム６の厚さを薄くして弾性撓みを生じさせることにより、後述するように、弁体２を傾動させることができるステム撓み部１６が設けられている。このステム撓み部１６は、後述する弁閉時にステム６に押圧の反力が働いた際に、ステム６の剛性を弱めて他の部位より優先的に曲げ変形させるために設けており、実施に応じて適宜選択して設けることができるが、ステム撓み部１６の位置としては、先端部１０に近いほど、後述する反り返りとの関係で好適である。本例のステム撓み部１６は、平面状に切り欠いた切欠面１６ａから成る。この切欠面１６ａは、反対側の平面部１６ｂと略平行で、ステム６軸心に沿って所定の長さで設けられる。このように、ステム６の素材を減肉させて設ければ、加工容易であると共に、その撓み強度の調整も容易となる。
【0031】
図１、４、５、６において、圧着手段は、ステム６をその軸心方向に略平行に弁体ホルダ１に向けて圧着させることにより、弁閉荷重が加わった場合でも両者の間の結合を堅固に維持するための手段であり、実施に応じて適宜の手段を用いることができるが、本例では、オネジ１５と、このオネジ１５と螺着するステム６のメネジ１４と、固定板１７と、この固定板１７を装着する弁体ホルダ１の装着部１８と、から成る。
【0032】
続いて、図１、４、６において、弁体ホルダ１とステム６との結合状態を説明する。この結合状態とするには、ステム６の先端部１０を弁体ホルダ１のステム挿入部１１に挿入する。この挿入により、クサビ面である傾斜面１３ａと、係合面である傾斜面１２ａとが隙間なく面接触すると共に、クサビ面である平面部１３ｂと、係合面である平面部１２ｂとも隙間なく面接触する。これにより、先端部１０は、ステム挿入部１１にクサビ係合した状態となる。
【0033】
固定板１７は、結合部１１の同図上側（ステムの反対側）に設けられた装着部１８に載置され、この状態で、図１に示す２本のボルト１９で装着部１８に固着される。本例では、固定板１７と装着部１８の外形は、互いに適合する形状であり、ボルト１９の固着によって、互いにずれることなく強固に固着される。
【0034】
図１、４、６において、上記のように、ステム挿入部１１に２面状にクサビ係合しているステム６の先端面６ａのメネジ１４に向けて、固定板１７の中心の穴部を挿通させて、オネジ１５を螺着結合させる。オネジ１５の頭部と固定板１７との間にはワッシャー部材２０が設けられる。このオネジ１５の締め付けにより、メネジ１４の螺着力を介して、ステム６を軸心方向に沿って固定板１７に向けて締め付けることにより、クサビ結合を圧着させる。このクサビ結合により、平面部１２ｂ、１３ｂ同士、或は、傾斜面１２ａ、１３ａ同士は、バルブの開閉に伴いステム６の変形などに起因した応力が繰り返し作用しても、弁体ホルダ１に対してずれることなく堅固に面接触による結合状態を維持できる。なお、堅固とは、部材間の固定や結合に用いており、部材間のずれや摩擦、或は弾性的な変形が実質的に生じることがないことを意味する。
【0035】
また、この結合状態において、図６（ａ）に示すように、ステム６の先端面６ａと、固定板１７の下面との間に、空隙Ｇ２を確保するようにしても良い。この空隙Ｇ２が確保されている場合、先端面６ａが非接触となり、ステム６が撓んでも、他の部位と摩擦を生じることがない。
【0036】
次いで、図１、４、６において、弁体２は、長尺矩形板状であり、金属（アルミ材）などの素材から一体的に形成されており、背面２ａ側は弁体ホルダ１に固定され、その反対の正面側には、弁体シール材３が設けられる。この弁体シール材３は、図８～１０に示すように、弁体２の正面の外周縁側に設けられ、本例では、断面略台形状のアリ溝にＯリング３を嵌着させている。このＯリング３は、弁閉時にボデー２１の弁座２２（シール面）に押圧されて弁口を密封シールして弁を閉じる。図示していないが、弁体２は、弁体シール材３を有さなくてもよく、この場合のシール材は、図示しない弁座側に設けられ、弁体の正面はフラットな平面状に設けられる。さらに、弁体シール材３としてはＯリング３に限らず、例えば成型パッキンを加硫接着させて設けるなど、実施に応じて適宜選択できる。
【0037】
図１、４、６において、弁体２の背面２ａには、長尺方向に沿って横方向中央位置に横窪み部２３を形成している。また、縦窪み部２４は、この横窪み部２３と、弁体２の背面２ａの中央において、短尺方向の上方に向けて形成されている。これら横窪み部２３、縦窪み部２４の長さや深さなどの形状や配置は、実施に応じて適宜選択できる。本例では、横窪み部２３と縦窪み部２４は、背面２ａの中央に対して長尺方向に対称的な略Ｔ字形状を呈しており、同じ深さで平面状に背面２ａに突設されている。また、この横窪み部２３は、長尺方向の長さＬ１で、弁体ホルダ１の対向面１ａの横リブ４と適合する形状に設けられ、縦窪み部２４も、弁体ホルダ１の縦リブ５と適合する形状に設けられる。後述する弁体２と弁体ホルダ１との固定状態では、横窪み部２３と横リブ４、縦窪み部２４と縦リブ５との間に、それぞれ隙間Ｇ１が確保されるように収納される。
【0038】
図１、４、６において、弁体２の背面２ａ側には、弁体固定部２５ａ、２５ｂが設けられる。本例の弁体固定部２５ａ、２５ｂは、上下に２つずつ、合計４つのネジ孔（メネジ部）であり、固定面８の４つの挿通孔７ａ、７ｂに適合するように設けられ、４つのボルト９を螺着できる。具体的には、これらのネジ孔２５ａ、２５ｂは、弁体２の中央に対して長尺方向の対称位置であり、横窪み部２３の両端部よりも外側に配置されている。
【0039】
続いて、弁体ホルダ１と弁体２との固定状態を説明する。この固定状態とするには、弁体ホルダ１の両端２カ所で固定面８を弁体２の背面２ａに面接触させ、４つの挿通孔７ａ、７ｂの位置を４つのネジ孔２５ａ、２５ｂの位置に合わせ、図１に示すように、４つのボルト９を挿通孔７ａ、７ｂに挿通させてボルト９を螺着させることで、固定面８と弁体２の背面２ａとを面接触で固着するようにしている。
【0040】
この固定状態においては、弁体２の背面２ａは、両端２カ所の固定面８における面接触領域を除いて、バルブを開閉する間を通して、弁体ホルダ１に対して非接触状態が保たれる構造となっている。
【0041】
本例の構造では、例えば図１に示した、弁体２の背面２ａ側の略Ｔ字形状を呈する横窪み部２３と縦窪み部２４から成る凹状領域に対し、例えば図２に示した、弁体ホルダ１の対向面１ａ側に略Ｔ字形状を呈する横リブ４と縦リブ５から成る凸状領域を、図４（ａ）、図６（ａ）、図７に示すように、互いに隙間Ｇ１を介して嵌り込むように対向させることができる。さらに、弁体２の背面２ａの縦窪み部２４に続いて、嵌合部２６が凹状の溝として延出しており、この嵌合部２６には、固定状態において、特に図６（ａ）に示すように、ステム６のステム撓み部１６が隙間を介して嵌合できるようになっている。
【0042】
このように、弁体２の背面２ａと弁体ホルダ１の対向面１ａとの間に隙間Ｇ１が確保されているため、弁体２の厚みと弁体ホルダ１の厚みの合計を維持乃至最小限の増加に抑えながらも、弁体ホルダ１側を厚肉化することができ、よって、弁体ホルダ１の剛性を高めることができる。また、上記のように、本発明の弁体固定構造は、弁体２と弁体ホルダ１との固定間や、ステム６と弁体ホルダ１との結合間の当接領域を、できる限り減少させている。よって、バルブの開閉（弁体２の押圧）に伴う部材同士の摩擦も低減され、よって、擦れによって生じ得るパーティクルの発生を抑制できるので、極めて高いクリーン性が要求される半導体製造工程に用いる真空用ゲートバルブの弁体固定構造として極めて好適な構造となる。
【0043】
さらに、弁体ホルダ１は、左右対称位置で上下２点のボルト９によって両端の固定面８が弁体２の背面２ａに堅固に固着されるから、弁閉時に弁体２から押圧の反力を受けても、その長尺方向に沿った弁体２の弁体ホルダ１に対する回転や捩れに対する耐久性が極めて高い。また、弁体ホルダ１の両端において、短尺方向に沿って長い矩形状の固定面８の面接触だけで弁体２を固定しており、固定面８以外の部分は非接触なので、弁閉の際、これら対称位置の２点からステム６による押圧力を弁体２に伝えることができる。このため、後述のように、２カ所の固定面８において、それぞれ一本のステムを用いて弁体２に力を与える状況に近似した作用も得られる。なお、固定面８の短尺方向の長さは、弁体２の短尺方向の長さの１／２以上に設定すれば好適である。
【0044】
続いて、図８～１０において、本発明の真空用ゲートバルブと、この真空用ゲートバルブにおける弁体固定構造の作用を説明する。図８において、同図右側は、本例の真空用ゲートバルブの全開状態を示し、同図左側は、全閉状態を示している。
【0045】
図８において、本例の真空用ゲートバルブは、弁体２のＬモーション動作により、バルブボデー２１の弁座シール面２２に対して弁体シール材３を無摺動に押圧させてバルブを開閉するゲートバルブであり、同図中央の弁体開閉駆動体２７がステム６を介して弁体２を昇降動させる。弁体開閉駆動体２７の両側上端にはカムローラ２８が設けられ、このカムローラ２８は、カム部材３０のカム溝３０ａ内に摺動可能に配置される。カムローラ２８がカム溝３０ａを移動するストロークをカムストロークという（後述のＷＣは、このカムストロークの水平成分である）。弁体開閉駆動体２７の両側下端には支点ローラ２９が設けられ、この支点ローラ２９は、ハウジング体３１の内側下部に昇降方向に形成された図示していない案内溝内に摺動可能に配置される。ハウジング体３１は、弁体開閉駆動体２７の両側に設けられ、内部には、上側エア室３３と下側エア室３４の間でエア駆動により昇降するピストン３２と、このピストン３２に連結されカム部材を上端に備えたピストンロッド３５と、エア室に外部からエアを給排するためのシリンダヘッド３６を有している。
【0046】
図８右側は、弁体開閉駆動体２７（ピストン３２）が下端位置となる全開状態であり、上側エア室３３のエア圧によりピストン３２が下端位置に保持される一方で、スプリング３７が上に向けて弁体開閉駆動体２７を弾発している。エア圧によるピストン３２に連結されたカム部材３０の下降力と、スプリング３７の弾発力による弁体開閉駆動体２７の上昇力とは、カムローラ２８がカム溝３０ａ上端部に係止されていることで均衡している。圧縮エアが上側エア室３３から抜けていくと、スプリング３７の弾発力が勝ってカムローラ２８とカム溝３０ａとの係合を介してピストンロッド３５（ピストン３２）が上昇させられる。この上昇は、支点ローラ２９が案内溝上端と係合して係止される（係止状態）。
【0047】
この係止状態は、図８左側に示した全閉状態とは異なるが、この図８左側に示した支点ローラ２９の位置（高さ）は、この係止状態と同じである。また、図８左側のＸ線位置で、この係止状態において切断した断面図を、図９に示している。図９は、支点ローラ２９が案内溝上端に係止されつつ、弁体シール材３が弁座シール面２２から最も離れた（傾いた）状態であり、同図のＷは、開口ストロークを示しており、具体的には、係止状態における弁体シール材３と弁座シール面２２との間の距離である。この開口ストロークＷの分だけ弁体２が揺動することで、弁体シール材３がシール面２２に押圧され、全体として弁体２をＬモーション動作させてバルブを締め切ることができる。
【0048】
この開口ストロークＷは、図１１（ｃ）、（ｄ）に示した同図水平方向のカムストローク成分と次のように対応している。弁体開閉カムストロークＷＡは、弁体２が自由に傾動して弁体シール材３が弁座シール面２２に当接するまでの傾動範囲に対応し、弁締切カムストロークＷＢは、この当接後に弁体シール材３を圧縮して最大荷重まで締め付ける傾動範囲に対応している。弁体開閉カムストロークＷＡと弁締切カムストロークＷＢを合せたストローク（カムストロークＷＣ＝ＷＡ＋ＷＢ）に対応する傾動範囲の分だけ、弁体２が揺動できる。
【0049】
なお、本発明の弁体固定構造には、全開と全閉の間を通して、積極的に弾性変形させる部位や、力を緩和する緩衝構造が存在しないため、余計な変形代などを予め確保する必要が無い。このため、必要な弁締切カムストロークＷＢとしては、あくまで最低限の距離で済ませることができる。よって、この開口ストロークＷと、弁体ホルダ１と弁体２の厚みを加えた弁体作動幅ｔ（図９）も最小限にできるため、ボデー２１の厚みを最小限にできる。
【0050】
前述の係止状態から、下側エア室３４のエア圧の増加に伴い、さらにピストン３２（カム部材３０）が上昇すると、スプリング３７の弾発力によって弁体開閉駆動体２７は図８左側の位置に保たれつつ、カム部材３０はさらに上昇し、この上昇に伴い、カムローラ２８がカム溝３０ａ内を摺動していく。この摺動に伴い、弁体２はシール面２２に向けて傾いていくことで、弁体シール材３が弁座シール面２２に当接できる。よって、支点ローラ２９を支点、カムローラ２８を力点、弁体２を作用点とした振り子状の動作により、弁体２が傾いてバルブを閉じる。同図左側は、カムローラ２８がカム溝３０ａ下端まで移動して係止され、バルブが全閉となった状態を示している。
【0051】
図１０は、全閉状態である図８左側において、中心線の位置で切断した縦断面図である。上記のように、Ｌモーションタイプの真空用ゲートバルブは、平面状の弁座シール面２２に対して僅かに傾斜させた状態で上端位置まで上昇させ、この傾斜した弁体２をシール面２２に向けてステム６を僅かに回転させて押圧するように構成されている。前述の係止状態から、図１０においては右回りの回動で弁体２が振られて、弁体シール材３がシール面２２に接触した後、さらにシール面２２に向けて押圧圧縮されて同図に示す全閉状態に至るが、通常、弁体シール材３がシール面２２に当接する位置において、弁体シール材３とシール面２２とが平行状態となるように設計される。
【0052】
しかしながら、この弁体シール材３がシール面２２に当接した後、さらに押圧することにより、僅かに弾性のある弁体シール材３が圧縮される分ステム６が揺動すると共に、押圧の反力を受けて、弾性のあるステム６に撓み変形を生じることになるので、全閉状態となるまでに、弁体シール材３と弁座シール面２２とが平行となった位置から、さらに押圧代が生じる。このため、弁体２の姿勢が乱され、弁体シール材３とシール面２２との平行状態が損なわれ、これによりバルブのシール性が損なわれると共に、弁体シール材３の捩れや擦れによって発塵するおそれもある。この現象は、特に、ステム６が撓むことによる影響が大きい。
【0053】
本発明の弁体固定構造では、弁閉時において、弁体２の上下方向中央位置Ｓよりも上部側を押すことで、弁体２の中央付近でステム６に対してステム６全体の撓みと逆方向の弾性曲げを生じさせて弁体２を傾動させることにより、弁体２と弁座シール面２２とを略平行に締め切ることができるようにしている。このため、多くの従来技術に見られる弾性変形を伴う緩衝構造を用いることなく、この押圧時のステム６の撓み変形を適切に矯正（制御）し、押圧の際の弁体シール材３のシール面２２に対する平行状態を高精度に維持できる。
【0054】
図１１（ａ）～（ｄ）は、前述したように、弁閉のために弁体２が上昇していき、ステム６が弁体２をボデーに向けて押圧して全閉状態に至る作用を模式的に示した模式図である。同図（ａ）は、カムローラ２８がカム溝３０ａ上端に係止した状態で弁体２が上昇して行く途中を示しており、同図（ｂ）は、支点ローラ２９が案内溝３１ａ上端に係止されて弁体２が揺動を開始する位置を示しており、同図（ｃ）は、カムローラ２８がカム溝３０ａを摺動するカムストロークＷＣの途中位置（弁体開閉カムストロークＷＡと弁締切カムストロークＷＢとの間の境界位置）で、弁体２が揺動して弁体シール材３と弁座シール面２２とが当接した状態を示している。本例の真空用ゲートバルブでは、カムローラ２８がカム溝３０ａの上端の係止状態から下端位置に至る途中で、つまり弁体２が揺動し切る途中位置で、弁体シール材３がシール面２２に略平行に当接した状態となるように設計されている。
【0055】
また、図１１（ｄ）は、同図（ｃ）の位置から更にカム部材３０が上昇することにより、カム溝３０ａがカムローラ２８を弁座シール面２２側（同図左側）へ向けて締め付けている状態を示しており、同図（ｄ）は、バルブのほぼ全閉状態を示している。図１２（ａ）は、図１１（ｄ）のＤ部を拡大した部分拡大断面図であり、図１２（ｂ）は、同図（ａ）と同じ状況の従来技術（特許文献１）を示した比較断面図である。
【0056】
本発明においては、図１１（ｃ）に示すように、カム溝３０ａの移動に伴ってカムローラ２８が力点として弁座シール面２２側に押圧されていき、ステム６を介して弁体２が弁座シール面２２に向けて略平行に揺動され、カムローラ２８がカム溝３０ａの途中位置において、弁体シール材３が弁座シール面２２に当接する。同図（ｄ）には、この力点からステム６が受ける応力分布を概略的に示しており、稜線αは、この応力を受けた結果としてのステム６の曲がりを模式的に示したものである。
【0057】
ここで、前述のように、弁体ホルダ１（ステム６）の結合状態の固定位置は、中心軸Ｓよりも上側に配置されている。このため、弁体シール材３が弁座シール面２２に当接した際には、ステム６を介して弁体ホルダ１が弁体２を押圧する合力は、弁体２の背面２ａの上側に位置し、よって、図１２（ａ）においては、弁体シール材３の上側から押圧が作用する。同図の矢印Ｆ１は、この合力を模式的に示しており、この合力の上下方向中央位置（中心軸Ｓ）からの距離はＨである（以下、矢印Ｆ１をＨ荷重という。）。
【0058】
次いで、図１２（ａ）において、力点からの作用により、ステム６の先端部１０は、弁座シール面２２に略平行に押圧されるので、固定位置であるステム挿入部１１から反力を受ける。この反力により、先端部１０は、弁座シール面２２と反対側（同図右側）に反り返ろうとする力（以下、先端部撓みという。）が働くことになる。なお、このような反力による先端部撓みは、全てのＬモーションタイプのゲートバルブで生じるものであり、前述したように、弁体に最大荷重を加えた際に弁体シール材がシール面に対して擦れたり捩れる原因となる。同図の矢印Ｆ０は、この際の反力の起点となる弁座シール面２２から受ける反力を模式的に示している。
【0059】
図１２（ａ）において、右側に向けて先端部１０が反り返ろうとする力を受けて、弁体ホルダ１には、ステム挿入部１１を介して、同図右回転方向に傾動しようとする力が働くことになる。
【0060】
これに対して、本例では、ステム６の他の部位よりも曲げ強度が低く設定され、優先的に撓むことができるステム撓み部１６が設けられている一方で、弁体ホルダ１は、応力変形に対する高い剛性が確保されていると共に、図示していないが、上下方向に所定の間隔で２点のホルダ固定部７ａ、７ｂで弁体２の背面２ａに固着されている。このため、ステム６に先端部撓みが働いても、弁体ホルダ１自身にはほとんど捩れ変形が生じることがない上に、回転に対して強固な上下２点固着により、図１２（ａ）において右回転方向の力を受けても、弁体ホルダ１と弁体２との間の固着状態にもずれや変形を生じることなく堅持される。このため、ステム６が反り返ろうとする応力は、ほとんどすべてステム撓み部１６の曲がり変形（以下、先端部逆撓みという。）に反映される。この先端部逆撓みの曲げ位置（つまり、図１２（ａ）において、稜線αの接線の傾きが略垂直方向となる位置）は、中心軸Ｓの位置と略一致している。
【0061】
図１２（ａ）において、弁体ホルダ１は、この先端部の逆撓みを拘束しているので、同図右回転方向へ傾動しようとする応力（逆撓み荷重）を受けている。このため、図示していないが、弁体ホルダ１が背面２ａに対して上下で２点固着している位置のうち、特に下側のホルダ固定部７ｂの位置を中心として、弁体ホルダ１の固定面８が、背面２ａに押圧力を与えることになる。同図の矢印Ｆ２は、この先端部逆撓みの荷重の合力を模式的に示したものであり、少なくとも弁体２の中心軸Ｓよりも下側の位置となる（以下、矢印Ｆ２を逆撓み荷重という。）。
【0062】
このため、弁体ホルダ１は、弁閉時の押圧力を受けると、同図において、弁体２の中心軸Ｓよりも上側にＨ荷重を与えつつ、弁閉荷重の増加に伴い、先端部逆撓みの働きによって、下側ホルダ固定部７ｂの位置を中心に、逆撓み荷重が増加してく。この中心軸Ｓの上側に作用するＨ荷重と下側に作用する逆撓み荷重とは、前述のように、先端部逆撓みの曲げ位置が、中心軸Ｓの位置に略一致する状態で、ほぼ釣り合うことになる。
【0063】
結果として、弁体ホルダ１は、弁体シール材３が弁座シール面２２に対して略平行に当接した状態を維持しながら、先端部１０と結合部１１との間に摩擦や変形をほとんど生じることなく、背面２ａの中心位置付近に荷重の合力を与えることができ、背面２ａへ与える弁閉力を、上下側で略均等にすることができる。このため、弁閉時（最大荷重時）に、弁体シール材３と弁座シール面２２との間に擦れや捩れなど、弁閉力の均一性（平行性）が低い場合に生じる現象を抑制しながらも、弁体シール材３を弁座シール面２２に対して略平行に締め切ることが可能となり、もってバルブの高シール性や低パーティクル性を向上させることができる。
【0064】
さらに、先端部１０のクサビ結合においては、弁体ホルダ１の中心軸線に略平行であって、傾斜面１２ａと傾斜面１３ａとが、図１２（ａ）に示した固定幅βにより、２面状に互いに隙間のない面接触で圧着されている。このため、先端部撓みを拘束するステム挿入部１１内周の傾斜面１２ａが傾斜面１３ａに対して与える力は、ほとんど傾斜面１３ａの垂直方向の成分のみとなり、互いにずれる水平方向の成分は極めて小さい。同様に、対向面１ａ側においても、平面部１２ｂと平面部１３ｂが互いに与える力は略垂直方向成分が大きく、互いにずれる水平方向の成分は極めて小さくなる。また、固定幅βが十分に大きいため、大きな接触面積により十分な圧着力が確保されている。よって、圧着固定している２面の何れからも、弁体ホルダ１とステム６との間の摺動の発生を抑制できる。したがって、弁体ホルダ１とステム６との結合部分からの摩擦を抑制してパーティクルの発生を抑制できる。
【0065】
一方で、従来技術（特許文献１）を示した図１２（ｂ）では、弁体５１をサポートするホルダに相当する部材（横梁部材）５０は、弁体５１の上下方向中央位置（中心軸Ｓ’）から距離Ｈ’であるが、弁体５１との固着位置は、弁体５１の上下方向中央位置にほぼ一致しており、弁体シール材５２が弁座シール面５３に当接した際には、同図において、右回転方向に傾動するように捩れ変形する。このため、弁体５１に最大荷重が加わった際には、同図の矢印ｆで示したように、弁体５１の中心軸Ｓ’付近に押圧力を与えることで、弁体シール材５２を略平行に弁座シール面５３に締め付ける構造が採られている。
【0066】
しかしながら、同図の構造は、特に横梁部材５０の中央領域における撓み量が大きくなり易い。このため、全閉状態に至るために必要な開口ストロークが、この変形代の分大きくなる。さらに、この変形代を予め確保する必要がある分、弁体固定構造の厚み（横梁部材５０背面と弁体正面との間の厚み）が大きくなる。同図（ｂ）のＨ３を、この弁体固定構造の厚みとし、Ｈ４を、横梁部材５０の厚みとする一方で、同図（ａ）のＨ１を、本発明の弁体固定構造の厚み（弁体ホルダ１の背面と弁体２の正面との間の厚み）とし、Ｈ２を、弁体ホルダ１の厚みとした場合は、Ｈ２≧Ｈ４となり、肉厚により高い剛性を確保しつつも、Ｈ１≦Ｈ３となっている。よって、特許文献１の弁体固定構造では、バルブに必要な厚みが大きくなる欠点がある。
【0067】
しかも、同図（ｂ）に矢印ｇで示したように、横梁部材５０は、最大荷重が作用する弁閉の度に、必ず同図右回転方向に捩れる構造を採っているため、弁閉する度に、横梁部材５０と弁体５１やステム５４との間の固定部位に強い応力が掛かり、これらの部位から摩擦によるパーティクルが生じるおそれや、部材の強度が損なわれるおそれもある。
【0068】
これに対し、図１２（ａ）に示した本発明構造では、このような弾性変形を前提としないから、必要最小限の駆動力と作動スペースでバルブを構成することができると共に、摩擦や強度の低下も生じ難い利点を有する。
【0069】
また、本発明のバルブでは、図１１（ｄ）に示したように、弁体２が傾動する支点ローラ２９が弁体開閉駆動体２７の最下部なので、傾動半径Ｒが最大限に確保された構造であるから、支点が弁体開閉駆動体の途中位置にある振り子構造と比較して、少なくとも弁体開閉駆動体２７との関係で、弁体２の締め付けに必要な開口ストロークＷも最小限にできる。本例では、この弁体開閉カムストロークＷＡに対応する傾動角度は０．５度程度となり、この構造における最小開口寸法にほぼ等しい角度で済ませることができる。
【0070】
さらに、弁締切カムストロークＷＢは、より詳細には、ステム６（先端部撓み）の撓み代と、弁体ホルダ１の中央部の変形代との和から成るが、前述のように、高い剛性によって弁体ホルダ１の変形代は最小限に抑えられていると共に、ステム６の撓み代（図１２（ａ）においてγで示した撓み角度）も、高い剛性の素材（例えばＳＵＳ６３０）により変形強度を確保しておけば、小さく抑えることができる。よって、弁締切カムストロークＷＢも最小化されている。したがって、本発明では、カムストロークＷＣに考慮される各要素を、それぞれ限りなく最小化できるように構成している。
【0071】
上記に加え、カムストロークＷＣの大きさに応じて、図１０に示した弁体２の昇降動方向に対するカム溝３０ａの傾斜角度φも大きくとる必要があるが、カムストロークＷＣを最小化することにより、この傾斜角度φも最小化することができる。これに応じて、カム溝３０ａから受ける抵抗を低減できるため、同じ駆動力であっても弁体２を弁座シール面２２に押し付ける力も増すため、カム溝３０ａの昇降方向のストロークもアクチュエータのサイズも小さくすることができ、よって、バルブのコンパクト化に寄与する。
【0072】
続いて、図１３、１４を用いて、本発明の弁体固定構造においては、ステム１本使い構造でありながら、従来の２本のステムを用いた場合と同様の効果が得られる点について説明する。図１３は、図７に示した本発明の弁体固定構造の断面図において、弁体２に逆圧荷重が作用した場合を模式的に示した模式断面図である。図１４（ａ）は、ステムが１本の弁体に逆圧荷重が作用した場合を示した模式図であり、同図（ｂ）は、ステムが２本の弁体に逆圧荷重が作用した場合を示した模式図である。
【0073】
図１３は、図示しないボデーシール面に対して弁体シール材３が締め付けられている状態において、図示しない流路から逆圧が弁体２に作用している状態を模式的に示している。同図において、矢印Ｐは、流路から弁体２の正面側に対して略垂直かつ略均等に作用する逆圧（例えば０．１ＭＰａ）を示しており、上述のように、弁体ホルダ１は高い剛性を発揮するため、このような逆圧作用下においてもほぼ撓んだり変形することはない。
【0074】
一方、弁体２は、弁体ホルダ１ほどの剛性がないため、同図に模式的に示したようなパターンの変形が生じ得る。弁体２は背面２ａ側の左右２点で剛性の高い弁体ホルダ１と固定面８の面接触を介して固着状態であるため、この固着領域以外の領域が変形し易く、具体的には、同図に示したように、弁体２の中央領域と、弁体シール材３がシール面に密着している弁体２正面側の外周縁領域が逆圧作用による変形を生じやすい。ただし、逆圧Ｐの大きさを含めて、通常の使用条件下において、本発明の弁体固定構造は、弁体中央領域が逆圧により凹状に変形しても、隙間Ｇ１は常に確保され、弁体２の背面２ａ（凹リブ）と弁体ホルダ１の対向面１ａ（凸リブ）との間は接触することがないよう設計される。
【0075】
図１３に示したように、弁体２の外周縁領域が逆圧作用で変形することにより、弁体シール材３は、図示しないシール面から離間する方向に力が働くため、バルブのシール性が損なわれる。同図のδは、このような変形で弁体シール材３がシール面位置から離間し得る撓み量を模式的に示している。この撓み量δは、逆圧Ｐの増加に伴って増加し、例えばδ＝０．２単位程度になるとバルブのシール性が失われる限界量となる。この限界量は、バルブや、その使用条件等に応じて予め定まる。
【0076】
一方で、図１４（ａ）は、弁体固定構造に拘わらず、通常のゲートバルブの構造（弁体４０の長尺方向長さＭ）において、ステム４１が弁体の中央に１本設けられる場合の逆圧荷重作用を概略的に示している。同図において、ステム４１が弁体４０中央に固定されているので、弁体４０の中央領域の剛性は高く変形し難いが、弁体４０の外周縁領域の剛性が不足しており、同図では、所定の逆圧に曝された状態における弁体シール材４２の撓み量δ１を示している。
【0077】
これに対し、図１４（ｂ）では、通常のゲートバルブの構造（弁体の長尺方向長さＮ）において、ステム４３が弁体の左右対称位置に２本設けられる場合を示しており、同図においては、本発明に係る図１３に示した構造と同様に、弁体４０の中央領域と、弁体４０の外周縁領域が、相対的に大きく変形している。図１４（ｂ）では、同図（ａ）と同じ大きさの逆圧に曝された状態における弁体シール材４２の撓み量δ２を示している。
【0078】
図１４に示すように、逆圧作用や弁体固定構造などが同じ条件下では、弁体シール材４２の撓み量δに関しては、ステム４３を２本用いている方が、弁体４０の大きさの面で有利である（すなわち、ステム２本使いの方が撓み量δが小さい）。例えば、δ２＝０．２単位とした場合は、同じ逆圧条件下において長さＮ＝Ｍ×１．４程度の大きさの弁体を用いることができる。しかしながら、通常、ステム２本使い構造のゲートバルブ（同図（ｂ））は、ステム１本使い構造のゲートバルブ（同図（ａ））に比べて、ステムが１本多いためにコストが増大する上に、バルブ構造も大型化・重量化する欠点がある。
【0079】
また、図示していないが、弁体の背面を全面的に支持する弁体全面受け構造の弁体ホルダも公知である。例えば、アルミ製弁体に対し、その背面側と略同形に所定の肉厚でステンレス製により一体的に形成されたゲートホルダが用いられる。このような弁体全面受けゲートホルダを用いれば、ステム１本使い構造であっても、剛性が弱まる弁体の外周縁領域の撓み変形にも強度を持たせることができるため、同じ逆圧条件下であっても、図１４（ａ）に示したほどの撓み量が生じることを防ぐこともできる。しかしながら、このようなゲートホルダを用いると、弁体の重量が増加し、弁体の動作性が損なわれると共に、バルブのコスト性やコンパクト性も損なわれ易くなる欠点がある。さらに、このゲートホルダであっても、ステム２本使い構造ほどの撓み量の抑制も得られにくい。
【0080】
これに対し、図１３に示すように、本発明においては、ステム１本使い構造を採りつつ、上記のような重量のある全面受けゲートホルダを用いることもなく、実質的にステム２本使い構造の利点を享受できる。すなわち、同図に示すように、弁体ホルダ１の剛性が高いため、左右２カ所の固定面８においては、背面２ａが堅固に固着している弁体２の方も、逆圧作用下においても、ほとんど変形することがなく、例えば、弁体２の背面２ａの横窪み部２３の長尺方向長さＬ１に対し、弁体２の長尺方向長さＬ２は約１．４倍まで許容されることが実証されている。
【0081】
この点、図１３の横リブ４の長さＬ１を、図１４（ａ）の弁体４０の長さＭに対応させ、図１３の弁体２の長さＬ２を、図１４（ｂ）の弁体４０の長さＮに対応させて、横窪み部２３の長さＬ１をステム１本使い構造に用いることができる弁体の長尺方向長さと考えると、本発明の弁体固定構造においては、弁体の長尺方向長さの面では、実質的にはステム２本使い構造と同様の利点を得られることがわかる。
【0082】
このように、本発明の弁体固定構造では、少なくとも従来のゲートバルブの弁体固定構造に用いられる長尺矩形状の弁体よりも、横幅が大幅に広い弁体を用いることができる。とりわけ、上記弁体全面受け構造のゲートホルダと同等の大きな弁体強度（弁体外周縁領域の小さな撓み量）を実現しながらも、当該ゲートホルダより重量を概ね半減できる。さらに、本発明の弁体ホルダは、高い剛性によりバルブの開閉動作において特に中央部の変形が極めて小さいため、カムストロークＷＣを最小限に設定できるから、同等の性能でありながら、弁締切力を増やしたり、弁を薄型化させたり、アクチュエータの小型化が可能となる。
【0083】
更に、本発明は、前記実施の形態の記載に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
【符号の説明】
【0084】
１ 弁体ホルダ
１ａ 対向面（一面）
２ 弁体
２ａ 背面
３ 弁体シール材
４ 横リブ（リブ部）
５ 縦リブ（リブ部）
６ ステム
１０ 先端部（固定位置）
１１ 結合部（固定位置）
１３ａ １３ｂ クサビ面（ステム固定面）
１６ ステム撓み部
２２ 弁座シール面
２３ 横窪み部
２４ 縦窪み部
Ｇ１ 隙間（非接触）
Ｓ 弁体の上下方向中央位置（弁体の短尺方向中心軸）
Ｌ１ 横窪み部の長さ方向の長さ
Ｌ２ 弁体の長さ方向の長さ
１ａ 対向面（一面）
２ 弁体
２ａ 背面
３ 弁体シール材
４ 横リブ（リブ部）
５ 縦リブ（リブ部）
６ ステム
１０ 先端部（固定位置）
１１ 結合部（固定位置）
１３ａ １３ｂ クサビ面（ステム固定面）
１６ ステム撓み部
２２ 弁座シール面
２３ 横窪み部
２４ 縦窪み部
Ｇ１ 隙間（非接触）
Ｓ 弁体の上下方向中央位置（弁体の短尺方向中心軸）
Ｌ１ 横窪み部の長さ方向の長さ
Ｌ２ 弁体の長さ方向の長さ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】