JP2002276843A - 排液弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベローズやダイヤフラムを使用することな
く、薬液が弁の摺動部分に接触しない排液弁を提供する
こと。 【解決手段】 ロッド１１の先端に設けられた弁体１３
を、入力ポート３側に設けられた弁座面６に当接・離間
させることにより、入力ポート３と出力ポート４との間
で弁の開閉を行うものであり、ロッド１１が、弁室５内
に突設されたロッドガイド１２内に摺動可能に挿入さ
れ、弁体１３が、ロッドガイド１２より大径の筒状部１
３Ｂを有する有底筒形状をしたものであって、ロッド１
１が摺動可能に支持されたロッドガイド１２から突き出
された閉弁時に、弁体１３の筒状部１３Ｂでロッド１１
の露出部１１ａを覆うようにした排液弁１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排液槽へ液体の流
し込みを調整するための排液弁に関し、特に、排液に際
して液体が汚れないようにした排液弁に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造では、使用済み薬液が一旦排
液槽に貯められ、そこからフィルタを通し、濃度調整な
どして再利用されることがある。そのため、薬液はでき
るだけ汚さないように排液することが望ましく、半導体
製造装置に使用される排液弁の特に摺動部分に塗られた
グリスが混入しないように注意が払われている。そのた
め排液弁には、従来から摺動部分に薬液が触れないよう
にする工夫がなされている。図４は、従来から使用され
ている排液弁を示した図である。

【０００３】排液弁１００は、ボディ１０１に入力ポー
ト１０２と出力ポート１０３が形成され、その入力ポー
ト１０２が横向きに、そして出力ポート１０３が下向き
になるようにして取り付けられる。弁を開閉させる駆動
手段にはスプリング１１１と作動流体として圧縮エアが
使用され、閉弁のためのスプリング１１１がピストン１
１０を図中左方へ付勢し、そのピストン１１０に対して
反対側に開弁のための圧縮エアを導入する操作ポート１
１２が設けられている。

【０００４】また、ピストン１１０から突設されたピス
トンロッド１１３の先端部には弁体１１４が取り付けら
れ、ピストンロッド１１３を包むようにしたベローズ１
１５が、その弁体１１４と一体となってベローズ組立を
構成している。こうすることによって、弁室１０４内を
流れる薬液がピストンロッド１１３に触れないようにな
っている。弁体１１４及びベローズ１１５の材質には薬
液によって腐食しないようにＰＴＦＥ（四フッ化エチレ
ン樹脂）が使用され、それによってベローズ組立が形成
されている。

【０００５】そこで、こうした排液弁１００は、通常、
ピストン１１０がスプリング１１１によって付勢され、
ピストンロッド１１３の先端部に固定された弁体１１４
が弁座面に押し付けられて閉弁状態にある。そして、開
弁させる場合には操作ポート１１２から圧縮エアを供給
し、ピストン１１０をスプリング１１１の付勢力に抗し
て加圧する。そのため、その加圧力によってピストン１
１０が図中右方へ移動し、弁体１１４を弁座面から離間
して開弁する。そして、入力ポート１０２から弁室１０
４内に薬液が流れ込み、更に出力ポート１０３を通って
不図示の排液槽へと流れる。

【０００６】このとき、ピストンロッド１１３にはその
摺動部分に滑りを良くするためのグリスが塗布されてい
るが、ベローズ１１５によって覆われているので、弁室
１０４に入った薬液がグリスの付いた摺動部分に触れる
ことを防止している。そのため、排液槽に流れた使用済
みの薬液にはグリスが混じることがなく、再利用可能な
状態に保つことができる。一方、再び弁を閉じる場合に
は、操作ポート１１２から圧縮エアを放出することによ
ってピストン１１０への加圧を解放すれば、スプリング
１１１の付勢力によってピストン１１０が押し戻され図
示するような閉弁状態へと戻る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来の排液弁１００は、薬液の汚染防止としての効果
は認められるものの、そのために使用されるベローズ１
１５にコストがかかり、製品としての価格が高いものに
なってしまう問題があった。即ち、弁体１１４及びベロ
ーズ１１５を一体にしたベローズ組立にはＰＴＦＥが使
用されるが、そのＰＴＦＥが高価で、しかもベローズの
加工が困難なために加工費も高額になるからである。こ
うしたことは、ベローズに替えてダイヤフラムを使用す
る排液弁にも同様に存在する問題であった。

【０００８】また、薬液の汚染防止としてベローズ１１
５を使用した場合、弁を大きく開けるためには蛇腹の数
を多くする必要があり、ピストンロッド１１３が摺動す
る軸方向寸法が大きくなり、排液弁１００が大型になる
欠点があった。一方、ベローズ１１５に替えてダイアフ
ラム弁を使用する排液弁でも、弁を大きく開けるだけの
ストロークが必要であるため、径の大きいものになって
しまってやはり大型になってしまう。

【０００９】そこで、本発明は上記問題点を解決するた
めになされたものであり、安価な排液弁を提供するこ
と、または小型の排液弁を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の排液弁は、ロッ
ドの先端に設けられた弁体を、入力ポート側に設けられ
た弁座面に当接・離間させることにより、入力ポートと
出力ポートとの間で弁の開閉を行うものであり、前記ロ
ッドが、弁室内に突設されたロッドガイド内に摺動可能
に挿入され、前記弁体が、前記ロッドガイドより大径の
筒状部を有する有底筒形状をしたものであって、前記ロ
ッドが摺動可能に支持されたロッドガイドから突き出さ
れた閉弁時に、前記弁体の筒状部で前記ロッドの露出部
を覆うようにしたものであることを特徴とする。

【００１１】よって、本発明によれば、閉弁時には弁体
の筒状部がロッドの露出部を覆って垂れ落ちるような薬
液の付着を防止し、一方、薬液が弁室内に勢い良く流れ
込む可能性のある開弁時には、移動する弁体の中にロッ
ドガイドが相対的に進入し、弁体内部の空間容積が縮小
することで弁体内のエアを噴き出し、その噴出エアによ
って薬液の進入を防止してロッドへ薬液が触れるのを防
止している。そのため、本発明では、こうした簡易な形
状の弁体によって薬液の汚染が防止できるとともに、ベ
ローズなどの部材を用いない分コスト削減になり、小型
化を図ることができた。

【００１２】また、本発明の排液弁は、前記ロッドがロ
ッドガイド内に後退した開弁時には、前記弁体の筒状部
の開口端を壁面に当接させて当該ロッドガイドを覆った
密閉空間を形成するものであることを特徴とする。よっ
て、本発明によれば、開弁時にはロッドガイドを覆った
弁体の筒状部が壁面に当接して密閉空間を形成すること
で、弁室内を通って流れる薬液がロッドが入った弁体内
へ進入することを一切遮断する。

【００１３】また、本発明の排液弁は、前記ロッドガイ
ドが、その先端全周に張り出した返シの形成されたもの
であることを特徴とする。よって、本発明によれば、弁
の開く途中など、弁体とロッドガイドとの隙間に入った
薬液が、そのロッドガイドに沿ってロッド側へ流れるの
を返シによって防ぐことができる。

【００１４】また、本発明の排液弁は、前記ロッドが、
閉弁時に前記ロッドガイドから露出する部分が前記ロッ
ドガイドに摺接しないように小径で形成されたものであ
ることを特徴とする。よって、本発明によれば、ロッド
のロッドガイドから露出する部分がロッドガイドに摺接
しないので、万一薬液がロッドに触れてしまっても、そ
の薬液がグリスで汚染される可能性は極めて低い。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る排液弁の一実
施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。
図１は、排液弁の一実施形態を示した閉弁時の断面図で
あり、図２は、その開弁途中の断面図で、図３は、開弁
時の断面図である。排液弁１は、ボディ２に入力ポート
３と出力ポート４とが形成され、従来例のものと同様に
入力ポート３が横向きに、そして出力ポート４が下向き
になるようにして取り付けられる。

【００１６】ボディ２内には、一端にピストン１０を有
するピストンロッド１１がロッドガイド１２によって摺
動可能に支持され、そのピストンロッド１１には、ピス
トン１０の反対側端部に弁体１３が固定されている。ロ
ッドガイド１２は、弁室５内に突設され、そこから更に
ピストンロッド１１が突き出されている。弁体１３は、
有底円筒形状をしたものであり、弁座面６と平行な平面
部１３Ａの中心にピストンロッド１１が直交方向から固
定され、弁座面６と当接する部分にシール用の弁シート
１４が取り付けられている。そして、その平面部１３Ａ
の周縁にはロッドガイド１２と平行に円筒状のカバー部
１３Ｂが突設されている。カバー部１３Ｂは、その中に
ロッドガイド１２が入り込むだけの大きさの径で形成さ
れ、閉弁時（図１）にはロッドガイド１２から突き出た
ピストンロッド１１の露出部１１ａを覆うだけの長さで
形成されている。

【００１７】また、この弁体１３は、開弁時（図３）に
はロッドガイド１２の段差部（請求項２に記載する「壁
面」に相当するもの）にカバー部１３Ｂの開口端が突き
当たり、入り込んだロッドガイド１２を覆って密閉空間
を構成するように形成されている。従って、この排液弁
１の弁ストロークは、弁体１３のカバー部１３Ｂ開口端
がロッドガイド１２の段差部に設けられたシールパッキ
ン１５に突き当たる距離に設計されている。このように
弁体１３をシールパッキン１５に当接させることで、弁
体１３内に形成された空間の気密性を良くしている。な
お、開弁時にこうした密閉空間を構成するのは、薬液の
進入を完全に防止する点で好ましいからであるが、完全
に開弁した状態では、薬液が弁体１３とロッドガイド１
２との隙間から入るほど勢い良く弁室５に流れ込むこと
は考えにくいので、必ずしも必要な構成ではない。

【００１８】この排液弁１は、ベローズなどを使用する
従来のもののようにピストンロッドを完全にシールして
はいない。そのため、弁を完全に開いて密閉空間（図３
参照）とするまでは（図２参照）、弁体１３とロッドガ
イド１２との間に隙間１６ができてしまう。そこで、そ
うした隙間１６から薬液がロッドガイド１２に沿ってピ
ストンロッド１１の露出部１１ａに流れないように、ロ
ッドガイド１２の先端には全周にわたってフランジ状の
返シ１２ａが形成されている。

【００１９】こうした各構成は、本発明が問題とするピ
ストンロッド１１とロッドガイド１２との摺接面にグリ
スが塗られているためであり、薬液がそのグリスの着い
たピストンロッド１１に触れて排液槽に入らないように
するためである。そのため本実施形態では、更に万一薬
液がピストンロッド１１に触れてもグリスで汚染されな
いように、ロッドガイド１２から突き出るピストンロッ
ド１１の露出部１１ａにおけるグリスの付着を防止する
べく、露出部１１ａがロッドガイド１２に摺接しないよ
うに小径で形成されている。

【００２０】一方、この排液弁１は、前記従来例のもの
と同様にスプリング１８と圧縮エアによって弁の開閉が
行われるものである。そのために、ピストンロッド１１
には軸心部分に穴１７が形成され、そこには閉弁方向に
ピストンロッド１１を付勢するためのスプリング１８が
挿入されている。また、ピストン１０が摺動するボディ
２に固定されたシリンダブロック１９には、スプリング
１８の付勢力に抗してピストン１０を加圧する圧縮エア
を供給するための操作ポート２０が形成されている。

【００２１】続いて、こうした構成による本実施形態の
排液弁１について、その動作を以下に説明する。排液弁
１は、通常図１に示すように、ピストン１０がスプリン
グ１８によって付勢され、ピストンロッド１１の先端部
に固定された弁体１３の弁シート１４が弁座面６に押し
付けられて閉弁状態になっている。そして、開弁させる
場合には操作ポート２０から圧縮エアを供給し、ピスト
ン１０をスプリング１８の付勢力に抗して加圧する。す
ると、エアの加圧力によってピストン１０が図中右方へ
移動し、弁体１３が弁座面６から離間して開弁する。こ
うして弁が開くと、図２に示すように弁体１３が弁座面
６から離間する段階で薬液が入力ポート３から弁室５内
へ流れ込んでくる。そうした場合、薬液は、そのまま出
力ポート４へと直接流れるだけでなく、勢い良く流れ込
みんで弁体１３の平面部１３Ａにぶつかって跳ね上が
り、カバー部１３Ｂの上に回り込んで落ちるように流れ
るものもある。

【００２２】そうした薬液に対しては、弁体１３のカバ
ー部１３Ｂによってピストンロッド１１が覆われている
ので、露出部１１ａへ薬液が触れるのを防いでいる。ま
た、図２に示すように弁が完全に開くまでの間は、カバ
ー部１３Ｂの上から回り込んだ薬液がロッドガイド１２
に沿って露出部１１ａへ流れることも考えられる。そう
した薬液は、ロッドガイド１２先端の返シ１２ａによっ
て露出部１１ａへの進入が止められる。更に、本実施形
態では、そうした薬液に対して弁体１３内から噴き出さ
れる噴出エアによって積極的に進入を禁止している。

【００２３】即ち、弁体１３内には閉弁時に図１に示す
ように大きな空間２１が形成されている。そして、図２
に示すように、弁を開くために弁体１３がロッドガイド
１２に重なるように移動すると、ロッドガイド１２が相
対的に進入して弁体１３内の空間２１の容積が縮小し、
そのことによって空間２１内のエアが押し出されて隙間
１６から噴き出る。このとき、隙間１６は僅かな間隔な
のでエアは勢い良く噴出し、その噴出したエアはロッド
ガイド１２との間から進入しようとする薬液にとって逆
風となり、露出部１１ａへの薬液が押し戻される。

【００２４】こうした状況で、加圧されたピストン１０
が更にスプリング１８を圧縮してピストンロッド１１が
摺動し、排液弁１が完全に開弁すると、図３に示すよう
にカバー部１３Ｂの開口端がシールパッキン１５に当接
し、弁体１３内に密閉空間が形成される。こうして完全
に開弁した状態になれば、弁室５内に入り込んだ薬液が
如何に流れようとも、弁体１３による密閉空間内のピス
トンロッド１１は薬液との接触が回避される。また、ロ
ッドガイド１２内に後退したピストンロッドロッド１１
は、グリスの塗られた摺動面と露出部１１ａとは非接触
なので、閉弁時に突き出される露出部１１ａにグリスが
付着することはない。

【００２５】そして、すべての薬液が排出された後は、
操作ポート２０から圧縮エアを放出することによってピ
ストン１０への加圧を解放すれば、スプリング１８の付
勢力によってピストン１０が押し戻され、図１に示すよ
うな閉弁状態に戻る。こうした場合、開弁時に隙間１６
からはエアが噴出していたのとは逆にエアが吸い込ま
れ、それに伴ってロッドガイド１２に付着した薬液が流
れることが考えられる。しかし、この場合でもロッドガ
イド１２先端の返シ１２ａによってせき止められ、露出
部１１ａへの薬液の付着が防止される。

【００２６】一方、図１に示すように完全な閉弁状態に
なった場合、弁室５の内壁面には薬液が付着している。
そのため、特に天井面に付着した薬液のボタ落ちが考え
られるが、そうした薬液は弁体１３のカバー部１３Ｂに
よって露出部１１ａに落ちることはない。また、ロッド
ガイド１２の上に落ちたものは、返シ１２ａによって狭
い隙間１６となっているので、その薬液が露出部１１ａ
へ跳ね返って入ることも防止されている。

【００２７】このように、本実施形態の排液弁１によれ
ば、ベローズやダイヤフラムを使用しなくてもピストン
ロッド１１の露出部１１ａに薬液が触れることを防止す
ることがでる。そのため、この排液弁１によっても、従
来の排液弁と同様に薬液をグリスで汚染させることなく
再利用することが可能となる。そして、本実施形態の排
液弁１では、ベローズ等を使用しないことで高価なＰＴ
ＦＥを使う部材を減らして排液弁１の価格を下げること
ができ、またベローズ等に要する組立スペースを削減す
ることで排液弁１の小型化を図ることができた。

【００２８】以上、本発明に係る排液弁の一実施形態に
ついて説明したが、本発明はこれに限定されることなく
様々な変更が可能である。例えば、前記実施形態では、
弁を開閉させる駆動手段として、圧縮エアを作動流体と
したシリンダを使用したが、これ以外にもモータを利用
してロッドを軸方向に駆動させるようにしたものであっ
てもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、ロッドを弁室内に突設したロ
ッドガイド内に摺動可能に挿入し、弁体を前記ロッドガ
イドより大径の筒状部を有する有底筒形状として、ロッ
ドが摺動可能に支持されたロッドガイドから突き出され
た閉弁時に、弁体の筒状部でロッドの露出部を覆うよう
にしたので、安価な排液弁を提供すること、また小型の
排液弁を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる排液弁の一実施形態の閉弁時を
示した断面図である。

【図２】本発明にかかる排液弁の一実施形態の開弁途中
を示した断面図である。

【図３】本発明にかかる排液弁の一実施形態の開弁時を
示した断面図である。

【図４】従来の排液弁を示した断面図である。

【符号の説明】

１ 排液弁 ３ 入力ポート ４ 出力ポート ５ 弁室 ６ 弁座面 １１ ピストンロッド １１ａ 露出部 １２ ロッドガイド １２ａ 返シ １３ 弁体 １３Ｂ カバー部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロッドの先端に設けられた弁体を、入力
   ポート側に設けられた弁座面に当接・離間させることに
   より、入力ポートと出力ポートとの間で弁の開閉を行う
   排液弁において、 前記ロッドは、弁室内に突設されたロッドガイド内に摺
   動可能に挿入され、前記弁体は、前記ロッドガイドより
   大径の筒状部を有する有底筒形状をしたものであって、
   前記ロッドが摺動可能に支持されたロッドガイドから突
   き出された閉弁時に、前記弁体の筒状部で前記ロッドの
   露出部を覆うようにしたものであることを特徴とする排
   液弁。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の排液弁において、 前記ロッドがロッドガイド内に後退した開弁時には、前
   記弁体の筒状部の開口端を壁面に当接させて当該ロッド
   ガイドを覆った密閉空間を形成するものであることを特
   徴とする排液弁。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の排液弁に
   おいて、 前記ロッドガイドは、その先端全周に張り出した返シが
   形成されたものであることを特徴とする排液弁。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
   の排液弁において、 前記ロッドは、閉弁時に前記ロッドガイドから露出する
   部分が前記ロッドガイドに摺接しないように小径で形成
   されたものであることを特徴とする排液弁。