中古リークバルブの取扱実績・入荷のご連絡

リークバルブの特徴

真空コンポーネントにおけるリークバルブ（可変リークバルブ）は、真空容器（真空チャンバー）内に大気や各種プロセスガスを微量かつ精度高く導入し、内部の圧力や雰囲気を制御するための精密バルブです。一般的なバルブが流体の全開・全閉（オン・オフ）を主目的とするのに対し、リークバルブは極めて僅かな気体流量を連続的かつ正確にコントロールできる点が最大の特徴です。

第一の特徴として、超微小流量の精密な調整能力が挙げられます。高真空や超高真空の領域では、ごくわずかな気体の流入であっても内部の真空度が著しく変化します。リークバルブは、1秒間に数ピコリットルから数ミリリットルという極めて小さな流量範囲で、再現性の高い微調整が可能です。

第二の特徴は、優れた気密性と高真空環境への適合性です。真空雰囲気を不純物で汚染しないよう、バルブの構造部材にはステンレス鋼などの不活性な金属や、高純度の不活性シール材が使用されています。さらに、超高真空装置で不可欠とされるベーキング処理（吸着ガスを脱離させるための高温加熱）に耐えられる耐熱設計が施されている製品も多く存在します。

第三の特徴は、高い操作性と制御性です。ツマミやマイクロメータを用いた手動調整のほか、ピエゾ素子やステッピングモーターを組み込んだ電動タイプもあり、真空計からの圧力信号フィードバックを受けて自動で圧力を維持する高度な制御システムにも組み込まれます。

リークバルブの仕組みと動作原理

リークバルブの内部構造は、微小な流路（オリフィス）の隙間サイズを極めて高い精度で変化させる仕組みになっています。主な方式として「ニードル弁方式」と「オールメタル方式（金属シール方式）」が存在します。

ニードル弁方式では、先端が極めて細く尖った針状の弁体（ニードル）と、それを受ける弁座（シート）が組み合わされています。ねじ構造やマイクロメータ機構を介してニードルを軸方向に移動させることで、弁体と弁座の間に形成される微小な隙間の面積をコントロールします。ピエゾ素子（圧電体）を用いた自動リークバルブでは、電圧の印加によって発生する微小な伸縮を利用し、ナノメートル単位の精度で弁体を駆動させることで、過渡的な圧力変化にも高速に応答します。

超高真空（UHV）領域で用いられるオールメタル方式では、ゴムや樹脂などの有機材料を一切排除した構造が採られます。この方式では、非常に硬いサファイアやルビーなどの弁体を、銅や金といった柔らかい金属（ガスケット）の弁座に微小な力で押し付けます。金属の弾性変形および塑性変形を利用し、分子流領域と呼ばれる気体分子同士の衝突がほとんど起きない超高真空下においても、漏れ量（リーク量）を自在にコントロールすることが可能です。締め付けトルクを微細に変化させることで、弁を開くことなく流量を滑らかに変動させることができます。

リークバルブの主な用途

リークバルブは、薄膜形成、材料分析、半導体製造、研究開発など、真空環境下で精密なプロセス管理を必要とする多種多様な産業分野で利用されています。

主な用途の一つが、スパッタリング装置やエッチング装置、CVD（化学気相成長）装置などの薄膜プロセスにおける反応性ガスの導入です。これらのプロセスでは、真空チャンバーを排気しながらアルゴン、酸素、窒素などのガスを微量に流し続け、特定の分圧（動作圧力）を維持する必要があります。リークバルブを用いてガス供給量をリアルタイムに微調整することで、薄膜の膜質や膜厚の均一性を向上させることができます。

二つ目の用途は、質量分析計や表面分析装置（XPS、AESなど）における測定対象サンプルの導入です。分析室の超高真空状態を維持しつつ、分析対象となる気体成分を極微量だけ内部に導入する際、検出器の破損や真空度の急激な悪化を防ぐ役割を果たします。

三つ目の用途は、真空装置のベント（大気開放）時のスローリーク制御です。高真空状態にあるチャンバーを急激に大気開放すると、激しい気流が発生して内部の精密部品が破損したり、粉塵が舞い上がって内部を汚染したりします。スローリークバルブを用いて大気や乾燥窒素を徐々に導入することで、安全かつ清潔に装置を大気圧に戻すことができます。そのほか、圧力計（真空計）の校正用標準ガスの導入など、信頼性の高い真空計測を支える要素としても欠かせない存在となっています。