JP2001263508A - ダイヤフラム式バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部を流通する流体との接触面積を少なく
し、閉鎖部材等の部品の交換作業を容易にする。 【解決手段】 ハウジング(４)に閉止弁装着孔(16)を形
成し、その奥側部に閉止弁室(９)を形成する。閉止弁装
着孔(16)内に推進ネジ部材(17)と中間伝動具(18)と閉鎖
部材(19)とを外方から順に装着し、閉鎖部材(19)を閉止
弁室(９)に収容する。中間伝動具(18)と閉鎖部材(19)と
の間にダイヤフラム(21)を配置し、このダイヤフラム(2
1)で閉止弁装着孔(16)を中間伝動具収容空間(25)と閉止
弁室(９)とに区画し、閉止弁室(９)を保密状に封止す
る。中間伝動具(18)と閉鎖部材(19)とをダイヤフラム(2
1)を介して互いに固定する。中間伝動具収容空間(25)に
開弁バネ(29)を配置して中間伝動具(18)を開弁方向へ弾
圧付勢する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体の製造工程
に用いる超高純度ガスなどの、ガス貯蔵容器や配管等に
接続するダイヤフラム式バルブに関し、さらに詳しく
は、内部を流通する流体との接触面積が少なく、閉鎖部
材等の部品の交換作業を容易にしたバルブに関する。

【０００２】

【発明の背景】半導体の製造過程で用いられる超高純度
ガスは、僅かな不純物の混入も許容されない高い純度が
要求されるうえ、腐食作用や引火性があるなど、その性
質が極めて特殊であり、取り扱いには細心の注意が必要
とされる。

【０００３】

【従来の技術】上記の半導体用ガス等に用いるダイヤフ
ラム式バルブには、例えば特開昭６２−２７０８７２号
公報に記載されたものがある。これは、バルブのハウジ
ング内で、入口路と閉止弁室と出口路とを順に介して入
口穴を出口穴に連通し、上記閉止弁室に開口する入口路
の開口端の周囲に閉止弁座を形成し、上記ハウジングに
閉止弁装着孔を形成して、この閉止弁装着孔の奥側部に
上記閉止弁室を形成してある。そして、この閉止弁装着
孔内に推進ネジ部材と、中間伝動具と、閉鎖部材とを外
方から順に装着して、この閉鎖部材を上記閉止弁室に収
容し、この閉鎖部材と上記中間伝動具との間にダイヤフ
ラムを配置して、このダイヤフラムより上記閉止弁室を
保密状に封止してある。また、上記閉止弁室には開弁バ
ネを収容してあり、この開弁バネにより上記閉鎖部材を
前記逆止弁座から離隔する方向、即ち開弁方向へ弾圧さ
せてある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術は、閉
止弁室内に開弁バネを収容していることから、この閉止
弁室を通過する流体とこの開弁バネとが接触するうえ、
この開弁バネの収容スペースを確保するため閉止弁室を
小形にすることができず、上記流体との接触面積が大き
い。このため、流体との接触面から生じる不純成分の上
記流体への混入を容易に低減できない問題がある。

【０００５】また、上記バルブの使用により、閉鎖部材
や他の部材に損耗や劣化を生じるとバルブを交換する必
要が出てくるが、一般にバルブのハウジングはステンレ
ス材など耐腐食性に優れた材質で構成されており、高価
であるうえ損耗や劣化が他の部品に比べて少ない場合が
多い。そこで、バルブを交換する場合にはハウジングを
再使用することが望まれているが、閉鎖部材とダイヤフ
ラムと中間伝動具とはそれぞれ分離された部材で構成さ
れているため、ハウジングからそれぞれ個別に取り外す
必要があり、また新品を組み込む際にはこれらの部品を
一つづつ組みつけて行かなければならず、部品の交換作
業が煩雑である。

【０００６】本発明は上記問題点を解消し、内部を流通
する流体との接触面積が少なく、閉鎖部材等の部品の交
換作業を容易にしたダイヤフラム式バルブを提供するこ
とを技術的課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、例えば本発明の実施形態を示す図１及び
図２に基づいて説明すると、ダイヤフラム式バルブを、
次のように構成したことを特徴としている。即ち本発明
は、バルブ(３)のハウジング(４)内で、入口路(８)と閉
止弁室(９)と出口路(10)とを順に介して入口穴(６)を出
口穴(11)に連通し、上記閉止弁室(９)に開口する入口路
(８)の開口端の周囲に閉止弁座(20)を形成し、上記ハウ
ジング(４)に閉止弁装着孔(16)を形成して、この閉止弁
装着孔(16)の奥側部に上記閉止弁室(９)を形成し、上記
閉止弁装着孔(16)内に推進ネジ部材(17)と、中間伝動具
(18)と、閉鎖部材(19)とを外方から順に装着して、この
閉鎖部材(19)の少なくとも一部を上記閉止弁室(９)に収
容し、上記中間伝動具(18)と閉鎖部材(19)との間にダイ
ヤフラム(21)を配置して、このダイヤフラム(21)により
閉止弁装着孔(16)を中間伝動具収容空間(25)と上記閉止
弁室(９)とに区画するとともに、この閉止弁室(９)を保
密状に封止し、上記中間伝動具(18)と閉鎖部材(19)と
を、上記ダイヤフラム(21)を介して互いに固定し、上記
中間伝動具収容空間(25)に開弁バネ(29)を配置して、こ
の開弁バネ(29)により上記中間伝動具(18)を開弁方向へ
弾圧付勢したことを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記推進ネジ部材に連結したハンドル等の回転
操作部を締付方向へ回転させると推進ネジ部材が螺進
し、その推力を受けた中間伝動具が開弁バネの弾圧力に
抗して、ダイヤフラムを介して閉鎖部材を押圧する。こ
の結果、閉鎖部材は閉止弁座側へ移動し、閉止弁座へ接
当することにより閉弁される。一方、上記回転操作部を
緩み方向へ回転させると推進ネジ部材が後退し、中間伝
動具に加えられていた上記推力が除かれる。この結果、
中間伝動具は開弁バネの弾圧力により開弁方向へ弾圧さ
れ、この中間伝動具に固定された上記閉鎖部材は閉止弁
座から離隔して開弁される。

【０００９】上記バルブの使用により、閉鎖部材や他の
部材に損耗等を生じるとバルブを交換することになる
が、ハウジングを再使用する場合は、推進ネジ部材を固
定している蓋ボルト等を取外して閉止弁装着孔から各部
品を取り出す。このとき、中間伝動具とダイヤフラムと
閉鎖部材とは一組となって互いに固定されており、一つ
のユニットとして容易に取り扱われる。各部品を取り外
したハウジングは、大きな損耗等を受けていないことを
確認し、ベーキング等により不純成分の発生の虞れをな
くしたのち、新しい部品を閉止弁装着孔に組み込む。こ
のときも閉鎖部材とダイヤフラムと中間伝動具とは一組
のユニットに組みつけられているので、部品の組付作業
が簡単に済む。

【００１０】上記中間伝動具と閉鎖部材との固定は、ダ
イヤフラムによる閉止弁室内の保密封止を維持した状態
で、このダイヤフラムを介して互いに固定してあればよ
く、特定の固定構造に限定されない。具体的には、いず
れか一方の部材(例えば閉鎖部材)に凸部を形成し、ダイ
ヤフラムに挿通孔を形成してこの挿通孔に上記凸部を挿
入し、突出した先端に他方の部材(例えば中間伝動具)を
固定する構造を採ることができる。なお、この場合に
は、ダイヤフラムは閉止弁室内を保密状に封止する必要
から、中間伝動具と閉鎖部材とのいずれか一方または両
方がダイヤフラムと保密状に固定される。また、上記凸
部は中間伝動具側に形成してもよいが、閉鎖部材側に形
成してこの凸部を中間伝動具収容空間側へ突出させる
と、閉止弁室内を小形に形成することができ、より好ま
しい。

【００１１】上記開弁バネは、中間伝動具収容空間に配
置されて中間伝動具を開弁方向へ弾圧付勢するものであ
ればよく、その装着は特定の構造に限定されない。ただ
し、上記中間伝動具の周囲に押圧スリーブを配置して、
この押圧スリーブで上記ダイヤフラムの周縁部を押圧す
ることにより上記閉止弁室を保密状に封止し、この押圧
スリーブの内面にバネ受け部を形成するとともに、上記
中間伝動具の外面にバネ押え部を形成し、このバネ受け
部とバネ押え部との間に上記開弁バネを装着した場合に
は、この開弁バネと押圧スリーブが、上記中間伝動具、
ダイヤフラム及び閉鎖部材と一つのユニットに組み付け
られる。

【００１２】即ち、中間伝動具の周囲に配置した押圧ス
リーブは、ダイヤフラムの周縁部を押圧することから、
このダイヤフラム側からは外れない。一方、この押圧ス
リーブの内面のバネ受け部と中間伝動具の外面のバネ押
え部との間に開弁バネを装着してあり、この開弁バネで
中間伝動具を開弁方向へ弾圧していることから、中間伝
動具収容空間に位置する押圧スリーブは開弁バネの反力
で閉弁方向、即ち、ダイヤフラム側に弾圧されており、
この結果、中間伝動具とダイヤフラムとが一体に固定さ
れている状態では押圧スリーブもこれらから取り外すこ
とができず、開弁バネもこれらから取り外すことができ
ない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。図１及び図２は本発明の実施形態を
示し、図１はダイヤフラム式ボンベバルブの縦断面図、
図２は中間伝動具近傍の要部を拡大した断面図である。

【００１４】図１に示すように、ガスボンベ(１)の首部
(２)にダイヤフラム式ボンベバルブ(３)のハウジング
(４)がネジ止め固定される。このハウジング(４)は縦長
に造られており、その脚ネジ部(５)の下面に入口穴(６)
が形成され、途中高さ部から横向きに突設した出口ノズ
ル(７)にガス取出し金具(図示せず)が接続可能となって
いる。上記入口穴(６)は縦向きの入口路(８)とハウジン
グ(４)の途中高さ部に設けられた閉止弁室(９)とその側
方に設けられた横向きの出口路(10)とを順に介して上記
出口ノズル(７)の端面に形成された出口穴(11)に連通さ
れている。なお、上記入口路(８)の途中部からガス放出
路(12)が分岐され、このガス放出路(12)が破裂板(13)と
溶栓(14)とを備えた安全弁(15)に連通されている。な
お、この安全弁の形式は本実施形態のものに限定され
ず、他の形式を採用することができる。また、この実施
形態ではボンベバルブに適用した場合について説明する
が、本発明のダイヤフラム式バルブは、配管途中に設け
たバルブにも適用することができる。

【００１５】上記ハウジング(４)の上面には下方に向け
て閉止弁装着孔(16)が形成され、この閉止弁装着孔(16)
の奥側部に上記閉止弁室(９)が形成される。この閉止弁
装着孔(16)内には推進ネジ部材であるスピンドル(17)
と、中間伝動具(18)と、閉鎖部材(19)とが外方から順に
装着され、この閉鎖部材(19)の本体部(19ａ)が上記閉止
弁室(９)に収容される。この閉止弁室(９)に開口する前
記入口路(８)の開口端の周囲には閉止弁座(20)が形成さ
れ、上記閉鎖部材(19)がこの閉止弁座(20)に対向させて
ある。

【００１６】上記閉鎖部材(19)と上記中間伝動具(18)と
の間には金属製ダイヤフラム(21)が配置され、このダイ
ヤフラム(21)の周縁部が、押圧スリーブ(22)及び押え筒
(23)を介して蓋ボルト(24)により上記閉止弁室(９)の周
壁へ押し付けられる。これにより、上記閉止弁装着孔(1
6)が中間伝動具収容空間(25)と上記閉止弁室(９)とに区
画されるとともに、この閉止弁室(９)が保密状に封止さ
れる。

【００１７】図２に示すように、上記ダイヤフラム(21)
は複数枚の薄い金属板からなり、中央部に挿通孔(26)を
形成してある。この挿通孔(26)には、上記閉鎖部材(19)
の本体部(19ａ)の上面中央に突設した凸部(19ｂ)が挿通
される。このとき、このダイヤフラム(21)で閉止弁室
(９)内を保密状に封止できるように、ダイヤフラム(21)
の挿通孔(26)周縁が上記閉鎖部材(19)に溶接され、保密
状に固定されている。

【００１８】上記挿通孔(26)から中間伝動具収容空間(2
5)内へ突設させた上記閉鎖部材(19)の凸部(19ｂ)には、
中間伝動具(18)が螺着され、緩まないように接着剤など
で確りと固定されている。このとき、上記ダイヤフラム
(21)を中間伝動具(18)と閉鎖部材(19)とで確りと挟持さ
せ、これにより挿通孔(26)の周囲を確実に保密封止して
もよい。

【００１９】前記押圧スリーブ(22)は上記中間伝動具(1
8)の周囲に配置され、その下面で上記ダイヤフラム(21)
の周縁を閉止弁室(９)の周壁へ確りと押圧している。こ
の押圧スリーブ(22)の下部内面にはバネ受け部(27)が形
成され、上記中間伝動具(18)の上部外面に形成されたバ
ネ押え部(28)との間に開弁バネ(29)が装着される。この
開弁バネ(29)により上記中間伝動具(18)が上方へ弾圧付
勢される。

【００２０】図１に示すように、上記押え筒(23)の上部
内面には雌ネジが形成してあり、前記スピンドル(17)は
雄ネジ部(30)が螺合して回転自在に支持されている。こ
のスピンドル(17)の上端には回転操作部であるハンドル
(31)が固定されており、このハンドル(31)を締付回転す
ることによりスピンドル(17)が下方へ螺進し、スピンド
ル(17)の先端部で上記中間伝動具(18)を下方へ押圧す
る。ここで、上記閉鎖部材(19)と中間伝動具(18)とダイ
ヤフラム(21)が互いに固定されており、ダイヤフラム(2
1)はハウジング(４)の閉止弁室周壁に固定されているの
で、中間伝動具(18)は上下方向にのみ移動させる必要が
ある。このため、中間伝動具(18)には下方への推力のみ
が伝わって回転方向の力が伝わり難いように、例えば上
記スピンドル(17)の下端を下方へ突出した湾曲面に形成
してある。

【００２１】なお、本実施形態では、スピンドル(17)の
螺進による下方への推力のみが一層良好に中間伝動具(1
8)へ伝わるように、スピンドル(17)の下端と中間伝動具
(18)との間に薄板(32)が介在されている。また、図２に
示すように、上記中間伝動具(18)と前記押圧スリーブ(2
2)との間に、縦溝状の直進ガイド(33)が設けられてい
る。ただしこの直進ガイドの構造は、この実施形態のも
のに限定されるものではなく、また、上記中間伝動具(1
8)に伝わるスピンドル(17)の回転方向の力が十分に小さ
い場合は、この直進ガイド(33)や上記薄板(32)を省略し
てもよい。

【００２２】上記押え筒(23)にはガス案内孔(34)が内外
に亘って形成してあり、バルブ組み立て後やメンテナン
ス時に閉止弁室(９)内のガスが中間伝動具収容空間(25)
を通ってガス漏れチェック用ポート(35)へ漏出していな
いことを確認できるように構成してあり、これを確認し
た後、上記ポート(35)を六角穴付きボルト(36)で気密状
に封止してある。

【００２３】次に、上記ダイヤフラム式ボンベバルブ
(３)の開閉操作について説明する。上記ハンドル(31)を
締付方向へ回転させるとスピンドル(17)が螺進し、その
推力を受けた中間伝動具(18)が開弁バネ(29)の弾圧力に
抗して下降する。この結果、ダイヤフラム(21)を介して
閉鎖部材(19)も下降して閉止弁座(20)側へ移動し、閉止
弁座(20)へ接当することにより閉弁される。一方、上記
ハンドル(31)を緩み方向へ回転させるとスピンドル(17)
が後退し、中間伝動具(18)に加えられていた上記推力が
除かれる。この結果、中間伝動具(18)は開弁バネ(29)の
弾圧力により上方、即ち開弁方向へ弾圧され、この中間
伝動具(18)に固定された上記閉鎖部材(19)も上昇し、閉
止弁座(20)から離隔して開弁される。

【００２４】上記バルブの使用により閉鎖部材(19)や他
の部品に損耗等を生じると、バルブを交換する必要があ
る。このとき、ステンレス製など高価なハウジング(４)
を再使用する場合は、必要に応じてハンドル(31)を取り
外した後、蓋ボルト(24)を取り外す。これによりスピン
ドル(17)とこれを支持する押え筒(23)が閉止弁装着孔(1
6)から取り出され、次いで、中間伝動具(18)とダイヤフ
ラム(21)と閉鎖部材(19)と押圧スリーブ(22)と開弁バネ
(29)とが、一つのユニットとなって閉止弁装着孔(16)か
ら取り出される。

【００２５】ハウジング(４)を検査し、ベーキング等に
より不純成分の発生の虞れをなくしたのち、新しい部品
を閉止弁装着孔(16)に組み込む。この場合、新しい中間
伝動具(18)とダイヤフラム(21)と閉鎖部材(19)とを互い
に固定するとともに、押圧スリーブ(22)と開弁バネ(29)
とをこれらに組み付けて一つのユニットに形成してお
き、このユニットを上記閉止弁装着孔(16)へ装着する。
次いでこの閉止弁装着孔(16)へ押え筒(23)とスピンドル
(17)を装着し、蓋ボルト(24)で押え筒(23)と押圧スリー
ブ(22)を介してダイヤフラム(21)を確りと押圧し、スピ
ンドル(17)にハンドル(31)を装着する。そして、上記閉
止弁室(９)から中間伝動具収容空間(25)へのガス漏れが
無いことを前記ガス漏れチェック用ポート(35)で確認し
たのち、このポート(35)を封止してボンベバルブ(３)の
組付けを完了する。

【００２６】

【発明の効果】本発明は上記のように構成され作用する
ことから次の効果を奏する。 （１）開弁バネを中間伝動具収容空間に配置して、閉止
弁室には閉鎖部材のみを収容したので、閉止弁室内を流
通する流体が開弁バネに接触することがない。しかも、
閉止弁室内に開弁バネの収容スペースを設ける必要がな
いことから、閉止弁室を小スペースに形成することがで
きる。この結果、内部を流通する流体との接触面積を少
なくできるので、バルブから発生する不純物が超高純度
ガスへ混入することを低減できる。

【００２７】（２）閉鎖部材と中間伝動具とがダイヤフ
ラムを介して互いに固定されていることから、これらを
一組のユニットとして取り扱うことができるので、閉鎖
部材等に損耗や劣化を生じた場合に、これらの部品の取
り外しや組付等の交換作業を容易にすることができる。

【００２８】（３）上記中間伝動具の周囲に押圧スリー
ブを配置して、この押圧スリーブで上記ダイヤフラムの
周縁部を押圧することにより上記閉止弁室を保密状に封
止し、上記押圧スリーブの内面にバネ受け部を形成する
とともに、上記中間伝動具の外面にバネ押え部を形成
し、このバネ受け部とバネ押え部との間に上記開弁バネ
を装着した場合には、この開弁バネと押圧スリーブが、
上記中間伝動具、ダイヤフラム及び閉鎖部材と一つのユ
ニットに組み付けられるので、部品の交換作業を一層簡
略にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す、ダイヤフラム式ボン
ベバルブの縦断面図である。

【図２】中間伝動具近傍の要部を拡大した断面図であ
る。

【符号の説明】

１…ガスボンベ、３…ダイヤフラム式バルブ(ボンベバ
ルブ)、４…ハウジング、６…入口穴、８…入口路、９
…閉止弁室、10…出口路、11…出口穴、16…閉止弁装着
孔、17…推進ネジ部材(スピンドル)、18…中間伝動具、
19…閉鎖部材、20…閉止弁座、21…ダイヤフラム、22…
押圧スリーブ、25…中間伝動具収容空間、27…バネ受け
部、28…バネ押え部、29…開弁バネ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バルブ(３)のハウジング(４)内で、入口
   路(８)と閉止弁室(９)と出口路(10)とを順に介して入口
   穴(６)を出口穴(11)に連通し、上記閉止弁室(９)に開口
   する入口路(８)の開口端の周囲に閉止弁座(20)を形成
   し、 上記ハウジング(４)に閉止弁装着孔(16)を形成して、こ
   の閉止弁装着孔(16)の奥側部に上記閉止弁室(９)を形成
   し、 上記閉止弁装着孔(16)内に推進ネジ部材(17)と、中間伝
   動具(18)と、閉鎖部材(19)とを外方から順に装着して、
   この閉鎖部材(19)の少なくとも一部を上記閉止弁室(９)
   に収容し、 上記中間伝動具(18)と閉鎖部材(19)との間にダイヤフラ
   ム(21)を配置して、このダイヤフラム(21)により閉止弁
   装着孔(16)を中間伝動具収容空間(25)と上記閉止弁室
   (９)とに区画するとともに、この閉止弁室(９)を保密状
   に封止し、 上記中間伝動具(18)と閉鎖部材(19)とを、上記ダイヤフ
   ラム(21)を介して互いに固定し、上記中間伝動具収容空
   間(25)に開弁バネ(29)を配置して、この開弁バネ(29)に
   より上記中間伝動具(18)を開弁方向へ弾圧付勢したこと
   を特徴とする、ダイヤフラム式バルブ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載したダイヤフラム式バル
   ブにおいて、 上記中間伝動具(18)の周囲に押圧スリーブ(22)を配置し
   て、この押圧スリーブ(22)で上記ダイヤフラム(21)の周
   縁部を押圧することにより上記閉止弁室(９)を保密状に
   封止し、 上記押圧スリーブ(22)の内面にバネ受け部(27)を形成す
   るとともに、上記中間伝動具(18)の外面にバネ押え部(2
   8)を形成し、 このバネ受け部(27)とバネ押え部(28)との間に上記開弁
   バネ(29)を装着したことを特徴とする、ダイヤフラム式
   バルブ。