CN105190142B - 流量控制装置用的流量控制阀 - Google Patents
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Abstract
本发明通过实现在流量控制装置等中使用的压电元件驱动式金属隔膜控制阀的构造的简单化和小型化、组装及维护检修的容易化，不会造成半导体制造装置用集成化气体供给装置等的大型化，就可以应对供给气体种类、供给电路数量的增加的要求。本发明由下述部件构成：包括具有阀座(6)的上方敞口的阀室用孔部(1a)和与之连通的流体入口通路(7a)以及流体出口通路(7b)的阀主体(1)；在阀座(6)的上方相对状配设并且外周缘固定于阀室用孔部(1a)的底面的倒碟形的金属隔膜阀体(2)；螺纹旋插到阀室用孔部(1a)中并按压固定金属隔膜阀体(2)的外周缘的压紧螺钉(5)；通过压紧螺钉(5)内部并插入到阀室用孔部(1a)内，在前端部的底壁下方具备隔膜压件(3)，并且在侧壁上相对且贯通状地设置有从侧壁的上端到达中间部的长方形的切口(22a)的下部支承筒体(22)；螺接到下部支承筒体(22)的上端部而形成支承筒体(23)的圆筒状的上部支承筒体(21)；载置在下部支承筒体(22)的底壁上的具有保持部(8a)的碟簧承受台(8)；载置在碟簧承受台(8)上的碟簧(18)；插通下部支承筒体(22)的切口(22a)而水平配设，中央具有保持碟簧保持部(8a)的前端部的碟簧承受台引导孔(19)，并且在两端部设置有螺栓插入孔(20)的支承台架(16)；载置在支承台架(16)的碟簧承受台引导孔(19)的上方的下部承受台(9)；插入下部承受台(9)的上方的支承筒体(23)内的压电元件(10)；具备引导筒(24a)和从其下端部向两侧突出的凸缘部(24c)，使支承筒体(23)以能够向上下方向移动的方式插通到引导筒(24a)内，并且使凸缘部(24c)与支承台架(16)的两端部相对，利用固定用螺栓(17)与所述支承台架(16)一并被固定于阀主体(1)的引导体(24)；和螺接在上部支承筒体(21)的上端部的定位螺母(12)，通过压电元件(10)的伸长将支承筒体(23)推向上方，利用金属隔膜阀体(2)的弹力使其从阀座(6)分离。
Description
技术领域
本发明涉及一种流量控制装置用的流量控制阀的改良，是涉及如下所述的流量控制装置用的流量控制阀：通过实现构成流量控制阀的压电元件驱动式金属隔膜控制阀的构造的简单化和小型化、组装及维护检修的容易化，能够达到具备该流量控制阀的流量控制装置、使用该流量控制装置的半导体制造装置用集成化气体供给装置等的进一步地小型化。
背景技术
在半导体制造装置等中使用的集成化气体供给装置一般如图12所示，通过以下方式构成：使用设置有气体流路的块体54～58，将两通开闭阀51A、51B、三通开闭阀52A、52B、流量控制装置53等串联状连结，从而形成一个气体供给线路(管线)，并且将该多个气体供给线路并联状地排列固定在块体55、59(日本专利特开平5-172265号等)。
另外，作为上述流量控制装置53，使用热式质量流量控制装置或者压力式质量流量控制装置，在各流量控制装置53的内部设置有流量控制阀及其控制电路装置。进一步，上述流量控制阀多利用压电元件驱动式金属隔膜控制阀53a，构成为通过自动控制其阀开度，调整为期望的流体流量(日本专利特开平8-338546号等)。
图13为表示上述流量控制阀，即常闭型压电元件驱动式金属隔膜控制阀的一个示例的图，其多被用于集成化气体供给装置的流量控制装置等中。该金属隔膜控制阀由以下等部件构成：上面具有孔部1a的阀主体1；金属隔膜阀体2；隔膜压件3；压紧接头4；垂直状插入上述孔部1a内的压电元件支承筒体23；设置在支承筒体23的底壁上的碟簧(又称为盘簧)18；插接到支承筒体23的下方内部的分割底座(又称为分块底座、两开底座)27；设置在支承筒体23内的下部承受台9；支承筒体23的固定、引导体24；设置在支承筒体23内的压电元件10等(日本专利特开2003-120832号)。
另外，图14表示如下结构的流量控制部阀的一个示例：在压电元件支承筒体23与在支承筒体23内设置的下部承受台9之间设置施压弹簧28，通过适当调节时常向压电元件10施加的压缩力，缓和压电元件10收缩时施加的张力而防止压电元件10的破损(日本专利第4933936号)。
在上述图13和图14的压电元件驱动式金属隔膜控制阀中，稳定时，利用碟簧18的弹力向下按压压电元件支承筒体23，通过隔膜压件3使金属隔膜阀体2抵接到阀座而成为闭阀状态。
并且，当对压电元件10施加电压(控制信号)时，压电元件10伸长，支承筒体23被推向上方，由此成为开阀状态。原因如下：由于压电元件10的下端面经由滚珠8a和下部承受台9被支承在分割底座27上，所以将上端部固定于压电元件10的上部的支承筒体23因压电元件10的伸长而反抗碟簧18的弹力被推向上方，由此，被按压的金属隔膜阀体2因其弹性而复原，并从阀座分离。
上述图13和图14等所示的压电元件驱动式金属隔膜控制阀为在响应性、流量控制性方面具备优异效果的控制阀。但是，由于构成为如下结构：将带凸缘的对开状的分割底座片27a从压电元件支承筒体23的两侧部插入到其内侧而形成分割底座27，在其上面经由滚珠8a和下部承受台9支承压电元件10，所以压电元件10的支承机构的复杂化以及与此相伴的控制阀组装的困难化变得不可避免，具有难以实现制造成本降低的所谓难点。
另外，由于构成为使用带凸缘的分割底座27，并且利用支承筒体23的固定/引导体24将该带凸缘的分割底座27固定到阀主体1的结构，所以固定/引导体24的外径尺寸必然变大，存在难以充分实现控制阀的细径化的问题。
进一步，在如上述图12所示的集成化气体供给装置中，通过从上方取出固定用螺栓，能够容易地更换形成各气体供给线路的控制设备类，并且，还具有能够比较容易地应对气体供给线路的增设等的高效用。
但是，必要的气体供给线路数量增加时，集成化气体供给装置的进深尺寸L必然也会增加，导致集成化气体供给装置变得大型化。
原因如下：在流量控制装置53中，上述流量控制阀的构造上的进深尺寸(厚度尺寸)Lo存在一定界限，不论是热式流量控制装置(质量流量控制器)的情况下，还是压力式流量控制装置的情况下，都需要20～25mm以上的厚度尺寸Lo。
特别是近年来，在半导体制造装置的集成化气体供给装置中，强烈要求增加必要的气体供给线路数量，即增加供给气体种类，实际上要求可供给十几种以上的气体的集成化气体供给装置。
另外，与此同时，还强烈要求集成化气体供给装置的大幅度小型化，例如，在一腔室多种处理方式中，实际上要求将设置有16种气体供给线路的集成化气体供给装置收纳在横向宽度W350mm、进深L250mm、高度H250mm以下的容积空间中。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平5-172265号公报
专利文献2：日本专利特开平8-338546号公报
专利文献3：日本专利特开2003-1208322号公报
专利文献4：日本专利第4933936号公报
发明内容
本申请发明所要解决的技术问题为现有的这种流量控制装置用的流量控制阀的诸如上述的问题，即：(A)由于是将带凸缘的对开状的半分割底座片27a从压电元件支承筒体23的两侧部的开口插入到其内侧而形成分割底座27，在其上面经由滚珠8a和下部承受台9支承压电元件10的结构，所以压电元件10的支承机构变得复杂，并且控制阀的组装也变得复杂，难以实现制造成本的降低；(B)由于是使用支承筒体23的固定/引导体24将带凸缘的分割底座27固定到阀主体1的结构，所以固定/引导体24的外径尺寸变大，难以实现流量控制阀的细径化；(C)由于不能充分实现流量控制阀的细径化，所以不能使流量控制装置53的进深尺寸Lo为20～25mm以下，其结果是当气体供给线路数量增加时，必然导致集成化气体供给装置的进深尺寸L增加，难以实现集成化气体供给装置的大幅度小型化。本申请发明的目的在于提供一种如下结构的流量控制装置用的流量控制阀，通过将流量调整装置用的流量控制阀制成不使用分割底座27的压电元件驱动式金属隔膜控制阀，或者将两个压电元件驱动式金属隔膜控制阀不使用分割底座27地制作成一体组合构造的流量控制阀，实现构造的简单化和组装的简单化、组装精度的提高、设备的小型化和制造成本的降低等，而且，能够容易地应对必须进行集成的气体供给线路数量的增加和对于集成装置的小型化的要求。
本发明的众发明人想到目前为止已经进行了各种常闭型压电元件驱动式金属隔膜控制阀的制造、开发和公开，通过它们的制造、开发，实现常闭型压电元件驱动式金属隔膜控制阀的大幅度小型化、组装的简单化和组装精度的提高，由此使流量控制装置小型化并且削减制造成本而开发了用于其中的控制阀。
另外，本发明的众发明人立意于通过使两个常闭型压电元件驱动式金属隔膜控制阀形成一体化的连结并且使控制阀细径化，实现使用了该控制阀的流量控制器的大幅度小型化，由此使集成化气体供给装置的进深L为现有装置的大约1/2。
本发明以上述各种立意为基础创作，本发明的第一方式以如下结构作为发明的基本结构，该方式由如下部件构成：具备底面具有阀座6的上方打开(敞口)的阀室用孔部1a和与之连通的流体入口通路7a以及流体出口通路7b的阀主体1；在上述阀座6的上方与之相对状配设并且外周缘气密地固定于阀室用孔部1a的底面的倒碟形的金属隔膜阀体2；螺纹旋插到上述阀室用孔部1a中并按压固定金属隔膜阀体2的外周缘的压紧螺钉5；通过该压紧螺钉5内部而插入到阀室用孔部1a内，在前端部的底壁下方具备隔膜压件3，并且在侧壁的两侧相对且贯通状地设置有从侧壁的上端到达中间部的长方形的切口(缺口)22a的下部支承筒体22；螺接到该下部支承筒体22的上端部而形成支承筒体23的圆筒状的上部支承筒体21；载置在上述下部支承筒体22的底壁上的具有碟簧保持部8a的碟簧承受台8；载置在该碟簧承受台8上的碟簧18；插通上述下部支承筒体22的切口22a而水平配设，中央具有保持上述碟簧保持部8a的前端部的碟簧承受台引导孔19并且在两端部设置有固定用螺栓17的螺栓插入孔20的支承台架16；载置在该支承台架16的碟簧承受台引导孔19的上方的下部承受台9；插入该下部承受台9上方的支承筒体23内的压电元件10；具备引导筒24a和从其下端部向两侧突出的凸缘部24c，使上述支承筒体23以能够向上下方向移动的方式插通到引导筒24a内，并且使凸缘部24c与支承台架16的两端部相对，利用固定用螺栓17与上述支承台架16一并被固定于阀主体1的引导体24；和，螺接在上述上部支承筒体21的上端部的定位螺母12，通过上述压电元件10的伸长将支承筒体23推向上方，利用金属隔膜阀体2的弹力使其从阀座6分离。
另外，本发明的第二方式以如下结构作为发明的基本结构，该方式由如下部件构成：具备并排设置的两个在底面具有阀座6的上方敞口的阀室用孔部1a、1a和与之分别连通的流体入口通路7a、7a以及流体出口通路7b、7b的阀主体1；在上述各个阀座6的上方与之相对状地配设，并且外周缘气密性固定于阀室用孔部1a的底面的倒碟形的金属隔膜阀体2；螺纹旋插到上述各个阀室用孔部1a中并按压固定金属隔膜阀体2的外周缘的压紧螺钉5；通过该各压紧螺钉5内部而插入到阀室用孔部1a内，在前端部的底壁下方具备隔膜压件3，并且在侧壁的两侧相对且贯通状地设置有从侧壁的上端到达中间部的长方形的切口22a的下部支承筒体22；螺接到该各个下部支承筒体22的上端部而形成支承筒体23的圆筒状的上部支承筒体21；载置在上述各下部支承筒体22的底壁上的具有碟簧保持部8a的碟簧承受台8；载置在该各个碟簧承受台8上的碟簧18；插通上述两下部支承筒体22的切口22a而水平配设，在中间部隔开间隔且具有保持上述各个碟簧保持部8a的前端部的两个碟簧承受台引导孔19、19，并且在两端部设置有固定用螺栓17的螺栓插入孔20的支承台架16；载置在该支承台架16的各个碟簧承受台引导孔19的上方的下部承受台9；插入该各个下部承受台9上方的支承筒体23内的压电元件10；具备两个引导筒24a、24a和从各个引导筒24a的下端部向外侧突出的凸缘部24c，使上述各个支承筒体23以能够向上下方向移动的方式插通到各个引导筒24a内，并且使凸缘部24c与支承台架16的两端部相对，利用固定用螺栓17与上述支承台架16一并被固定于阀主体1的双联用的引导体24；和螺接在上述各个上部支承筒体21的上端部的定位螺母12，通过上述各压电元件10的伸长将各个支承筒体23推向上方，利用金属隔膜阀体2的弹力使其从阀座6分离。
另外，本发明的第三方式是按照如下方式形成的：在本发明的上述第一或者第二方式中，在下部支承筒体22的上端部外周面设置螺纹22c，并且在上部支承筒体21的下端部内周面设置螺纹21c，通过两螺纹22c、21c的螺合将两支承筒体22、21连结而形成支承筒体23。
另外，本发明的第四方式是按照如下方式形成的：在本发明的上述第一或者第二方式中，利用螺接在上部支承筒体21的内周面的锁定(又称为锁紧，制动)用螺钉26，将下部支承筒体22与上部支承筒体21的螺接所形成的连结部锁定。
另外，本发明的第五方式做成如下的结构：在本发明的上述第一或者第二方式中，介于下部承受台9的上端面与压电元件10的下端面之间设置有滚珠9a。
另外，本发明的第六方式是按照如下方式形成的：在本发明的上述第一或者第二方式中，介于压电元件10的上端面与定位螺母13之间设置有轴承14。
另外，本发明的第七方式是按照如下方式形成的：在本发明的上述第一或者第二方式中，介于引导筒24a的内周面与支承筒体23的外周面之间设置有O形环25。
另外，本发明是如下的结构：在本发明的上述第一或者第二方式中，在引导体24的凸缘部24c的下方设置有支承台架16的插入槽24b。
发明效果
在本发明的上述第一方式中，利用螺纹旋插到阀室用孔部1a的压紧螺钉5按压固定金属隔膜阀体2的外周缘，并且将下部支承筒体22通过该压紧螺钉5内插入到阀室用孔部1a内，该下部支承筒体22在前端部的底壁下方具备隔膜压件3并且在侧壁的两侧相对且贯通状地设置有从上端到达中间部的长方形的切口22a，通过将上部支承筒体21螺接到该下部支承筒体22的上端部而形成支承筒体23，另外，在上述下部支承筒体22的底壁上载置具有碟簧保持部8a的碟簧承受台8和保持于此的碟簧18，将支撑台架16插通下部支承筒体22的切口22a而呈水平配设，该支承台架16在中间部具有保持碟簧保持部8a的前端部的碟簧承受台引导孔19且在两端部设置有固定用螺栓17的螺栓插入孔20，进一步，将下部承受台9载置在支承台架16的各碟簧承受台引导孔19的上方，在其上设置压电元件10，并且使支承筒体23能够上下移动地插通到各个引导筒24a内，使其凸缘部24c与支承台架16的两端部相对并利用固定用螺栓17与上述支承台架16一起将引导体24和支承台架16一体地固定于阀主体1。
因此，构成控制阀的部件，特别是碟簧18、压电元件10的支承机构能够大幅地简单化，并且通过以阀室用孔部1a的中心轴线为基准将各部件排列组合，能够进行控制阀的组装。其结果是能够实现控制阀的构造的简单化和组装精度的提高。
本发明的上述第二方式中，由于是将引导体24和支承台架16制成双联用，并且是如下的结构：在阀主体1隔开规定的间隔并列设置两个阀室用孔部1a，所以能够在一个阀主体上极靠近地配置两个控制阀，而且，能够同时组装制作两个控制阀。其结果是能够实现控制阀的大幅度细径化，并且能够以与现有的一个流量调整装置的容积大致接近的容积组装两个控制阀，还能够容易地适应集成化气体供给装置等的大幅度小型化、供给线路数量的增加的要求。
附图说明
图1为本发明的第一实施方式涉及的常闭型压电元件驱动式金属隔膜控制阀的纵截面图。
图2为图1的II-II向截面概要图。
图3(a)为上部筒体的纵截面图，(b)为下部筒体的纵截面图，(c)为下部筒体的c-c向截面图。
图4(a)为支承台架的俯视图，(b)为侧面图。
图5为碟簧承受台的主视图。
图6为下部承受台的主视图。
图7(a)为压紧螺钉的主视图和俯视图，(b)为锁定用螺钉的主视图和俯视图。
图8(a)为支承筒体的引导体的纵截面图，(b)为侧面图。
图9为本发明的第二实施方式涉及的常闭型压电元件驱动式金属隔膜控制阀的纵截面图。
图10为双联用的支承台架的俯视图。
图11为双联用的引导体的纵截面图。
图12(a)为公知的集成化气体供给装置的立体图，(b)为流体流路的系统图(日本专利特开平5-172265号)。
图13为公知的常闭型压电元件驱动式金属隔膜控制阀的纵截面图(日本专利特开2003-120832号)。
图14为其他公知的常闭型压电元件驱动式金属隔膜控制阀的纵截面图(日本专利4933936号)。
符号说明：
1 阀主体
1a 阀室用孔部
1b 内螺纹
2 金属隔膜阀体
3 隔膜压件
4 压紧接头
5 压紧螺钉
5a 孔部
6 阀座
7a、7a1 流体入口通路
7b、7b2 流体出口通路
8 碟簧承受台
8a 保持部
9 下部承受台
9a 滚珠
10 压电元件
11 导线
12 定位螺母
13 锁定螺母
14 轴承
15 连接器
16 支承台架
17 固定用螺栓
18 碟簧(disc spring)
19 碟簧承受台引导孔
20 螺栓插入孔
21 上部支承筒体
21a O形环插入槽
21b 内螺纹
21c 外螺纹
21d 侧壁
21e 螺栓插入孔
22 下部支承筒体
22a 切口
22b 凹部
22c 底壁
22d 外螺纹
23 支承筒体
24 引导体
24a 引导筒
24b 支承台架插通槽
24c 凸缘部
24d 侧壁
24e 螺栓插入孔
25 O形环
26 锁定用螺钉
26a 外螺纹
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的各实施方式进行说明。而且，在图1乃至图11中对于与上述图12乃至图14相同的部位、部件标注与之相同的参照符号。
[第一实施方式]
图1乃至图8为表示本发明的第一实施方式的图，图1为本发明的第一实施方式涉及的常闭型压电元件驱动式金属隔膜控制阀的纵截面图，图2为图1的II-II向截面概要图。
该控制阀由以下等部件构成：设置有阀室用孔部1a的阀主体1；与形成在阀室用孔部1a的底面的阀座6相对状配置的金属隔膜阀体2；在阀室用孔部1a的金属隔膜阀体2上方插入的压电元件10的下部支承筒体22；沿水平方向插通下部支承筒体22并固定于阀主体1的支承台架16；插接在支承台架16与下部支承筒体22的底壁21c之间的碟簧承受台8和碟簧18；在下部支承筒体22内的支承台架16上载置的下部承受台9；与下部支承筒体22的上端部螺合的上部支承筒体21；载置在下部承受台9上的压电元件10；将压电元件10与上部支承筒体21之间连结的定位螺母12；由上部支承筒体21和下部支承筒体22构成的支承筒体23；支承筒体23的引导体24；隔膜阀体2的压紧接头4和由带六角孔的螺母构成的压紧螺钉5；设置在下部支承筒体22的下端的隔膜压件3。
上述阀主体1为由不锈钢等形成的块体，在其上面侧设置有阀室用孔部1a和与之连通的流体入口通路7a以及流体出口通路7b。而且，在使用该控制阀作为流量控制装置的控制阀的情况下，能够在阀主体1另外设置压力检测器的安装孔、压力导入通路(省略图示)等。
另外，在该阀室用孔部1a的底面形成有阀座6，进一步在孔部1a的内周面形成有用于将后述的压紧螺钉5拧入的内螺纹1b。
上述金属隔膜阀体2利用高弹性合金(例如，SPRON100)制成的极薄板材而形成中央部向上方隆起的倒碟形，且与上述阀座6相对状配置，所述高弹性合金是以钴、镍为基材并且加入了钨、钼、钛、铬等的耐久性、抗腐蚀性、耐热性优异的高弹性合金，经由压紧接头4并利用拧入上述阀室用孔部1a的内螺纹内1b的压紧螺钉5，使其外周缘部气密性地按压固定于阀主体1侧。
而且，图7(a)为该压紧螺钉5的俯视图和主视图，后述的下部支承筒体22插入中央的六边形的孔部5a内。
另外，该金属隔膜阀体2由于向下方的按压而气密性地抵接到阀座6，并且由于按压力的丧失而借助于其弹力恢复为隆起的状态的原形，从阀座6分离。另外，金属隔膜阀体2的材质可以为不锈钢或镍络铁耐热耐蚀合金(Inconel)、其他合金钢，进一步还可以为叠层多片薄板的构造。
上述压电元件的支承筒体23通过将图3(a)所示的上部支承筒体21与图3(b)所示的下部支承筒体22加以螺纹连接而形成。
即，在上部支承筒体21的上端部外周面形成有定位螺母12、锁定螺母13的拧入用的外螺纹21c，另外，在其下方部的内周面，为了拧入固定下部支承筒体22而形成有内螺纹21b。
而且，为了使上部支承筒体21与下部支承筒体22的拧入固定更为可靠，将图7(b)所示的锁定用螺钉26拧入上述上部支承筒体21的下方内周面的内螺纹21b，将下部支承筒体22的上端面按压固定并将螺钉连结部锁定。而且，26a为锁定用螺钉26的外螺纹。
另外，上述下部支承筒体22如图3(b)、(c)所示，形成为有底的短筒体，在其两侧的壁面相对且贯通状地设置有从上端到达中间部的长方形的切口22a，后述的支承台架16插通该切口22a而沿水平方向配置。
而且，在该下部支承筒体22的上部外周面设置有向上述上部支承筒体21的下方内周面的内螺纹21b拧入固定用的外螺纹22d。另外，在下部支承筒体22的底壁22c的下方设置有凹部22b，隔膜压件3嵌合到该凹部22b。
上述支承台架16如图4(a)、(b)所示，呈大致长方形的柱状体，在中央部形成有后述的碟簧承受台引导孔19，进一步在其两侧形成有用于将该支承台架16固定于阀主体1的外表面的固定螺栓17的插通孔20。
上述碟簧承受台8形成为图5所示的倒T形，在使保持部8a的前端面对上述碟簧承受台引导孔19内的状态下，配置在下部支承筒体22的底壁22c与支承台架16的下面之间。
上述压电元件10的下部承受台9载置在下部支承筒体22内的支承台架16的上面，呈图6所示的短圆柱形，在其上面设置有滚珠9a的承受槽9b。
另外，上述碟簧18安装在该碟簧承受台8的保持部8a的外周部。
通过向压电元件10输入阀驱动用电压，底面经由滚珠9a和下部承受台9被支承于支承台架16上的压电元件10伸长，与定位螺母12连结的上部支承筒体21和与之连结的下部支承筒体22反抗碟簧18的弹力而向上方拉伸。由此，金属隔膜阀体2恢复原形并开阀。
上述支承筒体23的引导体24如图8(a)、(b)所示，由短圆筒体的引导筒24a和从其下端部水平地向两侧突出的凸缘部24c形成，在凸缘部24c的下侧形成有由凸缘部24c和从其两侧部向下方延伸设置的侧壁24d构成的支承台架16的插通槽24b。而且，该引导体24在使支承筒体23插通引导筒24a内并使其凸缘部24c与支承台架16的上面抵接，在插通槽24b内夹紧支承台架16的状态下，利用固定用螺栓17而固定于阀主体1的外表面。而且，图8(a)的24e为螺栓插入孔。
接着，对第一实施方式涉及的控制阀的组装及其动作进行说明。
参照图1，首先，在形成阀主体1的阀室的阀室用孔部1a的阀座6上载置金属隔膜阀体2，并向其外周缘的上方插接压紧接头4，将压紧螺钉5拧入阀室用孔部1a内，将金属隔膜阀体2气密性地固定。
接着，将下部支承筒体22插入阀室用孔部1a内的金属隔膜阀体2的上方，将下部支承筒体22的下方部插入上述压紧螺钉5的内侧，并且将碟簧承受台8、碟簧18、支承台架16配设到该下部支承筒体22内。其后，将上部支承筒体21的下端部拧入下部支承筒体22的上端部，进一步通过拧入锁定用螺钉26，将两支承筒体22、21的拧入部锁定，防止其松动。
另外，使上部支承筒体21插通并将支承筒体23的引导体24安装在阀主体1上，使引导体24的凸缘部24c与支承台架16抵接设置，利用固定用螺栓17将引导体24和支承台架16一并固定于阀主体1。并且，与此同时或者其后，从上部支承筒体21的上方开口将下部承受台9、滚珠9a、压电元件10依次插入支承筒体23内，最后调整定位螺母12和锁定螺母13的锁紧量，进行金属隔膜阀体2的行程调整。
而且，在图1中，11为导线，14为轴承，15为连接器，21a为O形环插入槽，25为O形环。
在该第一实施方式的控制阀中，能够使控制阀的结构部件极其少，并且能够极简单地进行其组装和调整等，能够实现现有的这种常闭型压电元件驱动式金属隔膜控制阀的制造成本的大幅度降低和阀开度控制的高精度化。
[第二实施方式]
图9乃至图11表示本发明的第二实施方式。
该第二实施方式为在阀主体1上并列靠近地配置两个控制阀的结构，为将两个控制阀一体组装的构造。
即，在阀主体1的上面侧，如图9所示，隔开规定的间隔设置有两个阀室用孔部1a，在各阀室用孔部1a的底面设置有阀座6。另外，在阀主体1分别设置有与阀室用孔部1a连通的流体入口通路7a1、7a2和流体出口通路7b1、7b2。进一步，在各阀室用孔部1a内与阀座6相对状地设置有金属隔膜阀体2，隔着压紧接头4利用压紧螺钉5，将外周缘部气密性地固定于阀主体1，并且在其上方分别配设有由下部支承筒体22和上部支承筒体21构成的支承筒体23、碟簧承受台8、碟簧18、下部承受台9、压电元件10等，这一情况与上述图1的控制阀的情况相同。
而且，在该第二实施方式中，除了阀主体1的阀室用孔部1a设置有两个这一点、以及支承台架16和引导体24分别形成为双联用这一点以外，其他结构与上述第一实施方式的情况大致相同。因此，对这些各点的结构，省略其详细说明。
参照图9～图11，在该第二实施方式的控制阀中，支承台架16如图10所示，形成为双联用，隔开规定的间隔设置两个碟簧承受台引导孔19。
另外，在该第二实施方式中，除了支承筒体23的引导体24如图11所示，形成为双联用，两个引导筒24a以连结的状态形成这一点以外，其他结构与上述第一实施方式的情况相同。
在该第二实施方式涉及的控制阀的组装之际，首先，将金属隔膜阀体2安装到两阀室用孔部1a内，通过螺纹旋插压紧螺钉5而将其气密性地固定。接着，，以使下端面固定有隔膜压件3的下部支承筒体22插通压紧螺钉5的内部的方式插入固定有金属隔膜阀体2的两阀室用孔部1a内。然后，在将安装有碟簧18的碟簧承受台8插入两下部支承筒体22内以后，通过下部支承筒体22的切口22a将支承台架16沿水平方向插入，使各碟簧承受台8的保持部8a的前端部面向该支承台架16的各碟簧承受台引导孔19内部。
其后，将上部支承筒体21拧入下部支承筒体22的上端，通过锁定用螺钉26的锁紧将螺纹连结部锁定固定，并且从各上部支承筒体21的上方，使安装有O形环25的两支承筒体23插通引导筒24a内，由此将引导体24安装到阀主体1上。然后，将引导体24的凸缘部24c和支承台架16利用固定用螺栓17夹紧固定(紧固固定)到阀主体1。
其后，进行锁定用螺钉26的夹紧(紧固)，将下部承受台9、滚珠9a、压电元件10、轴承14和连接器15等安装到支承筒体23内，并且螺纹旋插定位螺母12和锁定螺母13，调整支承筒体23的上下方向位置、即控制阀的闭阀时的金属隔膜阀体2的按压力等。
在该第二实施方式中，能够并列状靠近地配置两个控制阀，并且使支承台架16为共通的构造，因此能够使控制阀的阀主体2的横向宽度尺寸为并列设置两个单体的控制阀的情况下的阀主体的横向宽度尺寸的大约60％以下。
另外，由于能够同时平行地组装两个控制阀，所以与一个控制阀的组装情况相比较，不会大幅度增加控制阀的组装工时，并能够进行高能效且高精度的组装。
另外，在将本申请第二实施方式涉及的控制阀适用于上述图12所示的集成化气体供给装置的情况下，能够使集成化气体供给装置的进深尺寸L减少到一半以下，不会导致集成化气体供给装置的设置空间的大幅度增加，能够容易地适应增加供给气体线路的要求。
产业上的可利用性
本发明不仅仅在半导体制造装置的领域的流体的流路的开闭用控制阀、流量控制装置用控制阀、集成化气体供给装置用控制阀中，在所有产业领域的流体流路的开闭控制、流体的流量控制中均能使用。
Claims (8)
1.一种流量控制装置用的流量控制阀，其特征在于，包括：
阀主体，所述阀主体具备阀室用孔部和与该阀室用孔部连通的流体入口通路以及流体出口通路，所述阀室用孔部在底面具有阀座，并且上方敞口；倒碟形的金属隔膜阀体，所述倒碟形的金属隔膜阀体在所述阀座的上方与该阀座相对状地配设，并且外周缘气密性地固定于阀室用孔部的底面；压紧螺钉，所述压紧螺钉螺纹旋插到所述阀室用孔部中并按压固定金属隔膜阀体的外周缘；下部支承筒体，所述下部支承筒体通过该压紧螺钉内部而插入到阀室用孔部内，在前端部的底壁下方具备隔膜压件，并且在侧壁贯通状地设置有从侧壁的上端到达中间部的长方形的切口；圆筒状的上部支承筒体，所述上部支承筒体螺接到该下部支承筒体的上端部而形成支承筒体；碟簧承受台，所述碟簧承受台载置在所述下部支承筒体的底壁上，并且具有碟簧保持部；碟簧，所述碟簧载置在该碟簧承受台上；支承台架，所述支承台架插通所述下部支承筒体的切口而水平配设，中央具有保持所述碟簧保持部的前端部的碟簧承受台引导孔，并且在两端部设置有固定用螺栓的螺栓插入孔；下部承受台，所述下部承受台载置在该支承台架的碟簧承受台引导孔的上方；压电元件，所述压电元件插入到该下部承受台上方的支承筒体内；引导体，所述引导体具备引导筒和从该引导筒的下端部向两侧突出的凸缘部，使所述支承筒体以能够向上下方向移动的方式插通到引导筒内，并且使凸缘部与支承台架的两端部相对，利用固定用螺栓与所述支承台架一并被固定于阀主体；和定位螺母，所述定位螺母螺接在所述上部支承筒体的上端部，所述流量控制装置用的流量控制阀构成为：通过所述压电元件的伸长将支承筒体推向上方，利用金属隔膜阀体的弹力使该金属隔膜阀体从阀座分离。
2.一种流量控制装置用的流量控制阀，其特征在于，包括：
阀主体，所述阀主体具备两个并排设置的阀室用孔部和分别与该阀室用孔部连通的流体入口通路以及流体出口通路，所述阀室用孔部在底面具有阀座，并且上方敞口；倒碟形的金属隔膜阀体，所述倒碟形的金属隔膜阀体在各所述阀座的上方与该阀座相对状地配设，并且外周缘气密性地固定于阀室用孔部的底面；压紧螺钉，所述压紧螺钉螺纹旋插到各所述阀室用孔部中并按压固定金属隔膜阀体的外周缘；下部支承筒体，所述下部支承筒体通过该各个压紧螺钉内部而插入到阀室用孔部内，在前端部的底壁下方具备隔膜压件，并且在侧壁贯通状地设置有从侧壁的上端到达中间部的长方形的切口；圆筒状的上部支承筒体，所述上部支承筒体螺接到该各个下部支承筒体的上端部而形成支承筒体；碟簧承受台，所述碟簧承受台载置在所述各个下部支承筒体的底壁上，并且具有碟簧保持部；碟簧，所述碟簧载置在该各个碟簧承受台上；支承台架，所述支承台架插通两个所述下部支承筒体的切口而水平配设，中间部隔开间隔地具有保持所述各个碟簧保持部的前端部的两个碟簧承受台引导孔，并且在两端部设置有固定用螺栓的螺栓插入孔；下部承受台，所述下部承受台载置在该支承台架的各个碟簧承受台引导孔的上方；压电元件，所述压电元件插入到该各个下部承受台上方的支承筒体内；双联用引导体，所述引导体具备两个引导筒和从各个引导筒的下端部向外方向突出的凸缘部，使各所述支承筒体以能够向上下方向移动的方式插通到各个引导筒内，并且使凸缘部与支承台架的两端部相对，利用固定用螺栓与所述支承台架一并被固定于阀主体；和定位螺母，所述定位螺母螺接在各所述上部支承筒体的上端部，所述流量控制装置用的流量控制阀构成为：通过所述各个压电元件的伸长将各个支承筒体推向上方，利用金属隔膜阀体的弹力使该金属隔膜阀体从阀座分离。
3.根据权利要求1或2所述的流量控制装置用的流量控制阀，其特征在于：
在下部支承筒体的上端部外周面设置螺纹，并且在上部支承筒体的下端部内周面设置螺纹，通过两螺纹的螺合将两支承筒体连结而形成支承筒体。
4.根据权利要求1或2所述的流量控制装置用的流量控制阀，其特征在于：
利用螺接在上部支承筒体的内周面的锁定用螺钉，将下部支承筒体与上部支承筒体的螺接所形成的连结部锁定。
5.根据权利要求1或2所述的流量控制装置用的流量控制阀，其特征在于：在下部承受台的上端面与压电元件的下端面之间介入设置有滚珠。
6.根据权利要求1或2所述的流量控制装置用的流量控制阀，其特征在于：在压电元件的上端面与定位螺母之间介入设置有轴承。
7.根据权利要求1或2所述的流量控制装置用的流量控制阀，其特征在于：在引导体的内周面与支承筒体的外周面之间介入设置有O形环。
8.根据权利要求1或2所述的流量控制装置用的流量控制阀，其特征在于：构成为在引导体的凸缘部的下方设置有支承台架的插入槽。
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