JP2003214547A - ダイヤフラム弁の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧力損失及び置換特性が大幅に改善されたダ
イヤフラム弁の構造を提供すると同時に、配管との接続
において高低差が生ぜず直線的に行うことができるダイ
ヤフラム弁の構造を提供する。 【解決手段】 バルブボディ１１に該バルブボディの一
側から他側へ至る同一軸線を有する貫通流路２０を有
し、前記貫通流路の上面２０ａ側に開口２６が形成され
ているとともに、前記開口内の前記貫通流路に該流路の
中心Ｃより高く前記開口の縁部２６ａに達する隔壁部２
５が突設されていて、該隔壁部によって貫通流路一側２
１に前記弁室の第１開口部３１を構成する一側開口部分
２７が形成され、かつ貫通流路他側２２に前記弁室の第
２開口部３２を構成する他側開口部分２８が形成され、
前記第１開口部に対して前記ダイヤフラム弁体が進退す
るように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ダイヤフラム弁
に関し、特には半導体の製造ライン等において薬液や純
水等の流体の制御に使用されるダイヤフラム弁の構造に
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体の製造ラインやあるいは各
種薬品の製造ライン等においては、各種の薬液や純水の
供給がダイヤフラム弁を介して制御される。例えば図６
は従来使用されているダイヤフラム弁６０であって、バ
ルブボディ６１の弁室６２内を可動膜部９１を有するダ
イヤフラム弁体９０が進退して弁室６２の流入口６３を
開閉制御して流出口６４から流出する流体Ｆ１の流通を
制御する。

【０００３】図の符号７１は流体Ｆ１の流入側流路、７
２は流出側流路、７５は仕切り部であり、また符号８０
はダイヤフラム弁体９０の作動機構（シリンダ装置）を
表し、８１はシリンダ室、８２は該シリンダ室８１と前
記弁室６２とを区画する区画ブロック、８３は前記ダイ
ヤフラム弁体９０と連結されたピストン部材、８４及び
８５は前記ピストン部材８３を進退する作動流体の流出
入部、８６はエア抜き部、８７はダイヤフラム弁体９０
の取付部材である。

【０００４】しかるに、このダイヤフラム弁６０にあっ
ては、流体Ｆ１は図中の矢印線で示すように４ケ所の屈
曲部Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を経て「コ」字状に流通す
る。このような場合には流体Ｆ１の流通に伴う圧力損失
（エネルギー損失）が大きいことはよく知られている。
流体の圧力損失が大きいと、流量が少なくなり、配管を
太くしなければならず、またこれに伴ってバルブ等の流
体機器も大型化する必要が生ずる。

【０００５】また、屈曲部が入り組んだり多くなると、
圧力損失が大きくなると同時に、流体Ｆ１が流れにくい
部分が生じ、流体の置換特性が悪くなる。例えば、薬液
Ａを流通した後に異なった薬液Ｂを流通する場合、バル
ブ等の流体機器を含む流体流路を純水で洗浄することが
行われているが、流体の置換特性が悪いと洗浄時間を長
くして純水の使用量を増やして洗浄しなければならなく
なる。特に薬液Ａが酸性で薬液Ｂがアルカリ性であるよ
うな場合には洗浄を十分に行う必要があり、経済的に不
利である。なお、単一の流体であっても、置換特性が悪
いと澱みによって微細な塵（パーティクル）が発生する
懸念がある。

【０００６】このような問題に対して、本発明者は、先
に、図７に示す構造のダイヤフラム弁１００を提案し
た。このダイヤフラム弁１００は、図示のように、バル
ブボディ１０１の弁室１０２の流出口１０４を弁室１０
２の横側に形成してこれに流出流路１１２を連設したも
のである。このダイヤフラム弁１００によれば、流入流
路１１１から流入口１０３を経て弁室１０２内に流入し
た流体Ｆ２は弁室１０２から流出口１０４を経て流出流
路１１２に直線方向に流通する。なお、図７において図
６と同一符号は同一構成を表す。

【０００７】このように構成すれば、ダイヤフラム弁１
００を流通する流体Ｆ２は、屈曲部Ｒ５及びＲ６の２ケ
所を有する「Ｌ」字状に流通し、前述のダイヤフラム弁
６０に比し、圧力損失及び置換特性の点において大幅な
改善となる。

【０００８】しかしながら、上のダイヤフラム弁１００
よりさらに圧力損失及び置換特性が改善されたダイヤフ
ラム弁を求める要請がある。さらに、上のダイヤフラム
１００にあっては、流入流路１１１と流出流路１１２と
の間に高低差が生じ配管との接続上の問題が生ずること
があり、この点からも改良が求められている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この発明はこのような
点に鑑みて提案されたものであって、圧力損失及び置換
特性が大幅に改善されたダイヤフラム弁の構造を提供す
ることを目的とするものである。と同時に、配管との接
続において高低差が生ぜず直線的に行うことができるダ
イヤフラム弁の構造を提供することを目的とするもので
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１の発
明は、可動膜部（４１）を有するダイヤフラム弁体（４
０）が進退する弁室（３０）を備えたバルブボディ（１
１）に該バルブボディの一側から他側へ至る同一軸線を
有する貫通流路（２０）を有し、前記貫通流路の上面
（２０ａ）側に開口（２６）が形成されているととも
に、前記開口内の前記貫通流路に該流路の中心（Ｃ）よ
り高く前記開口の縁部（２６ａ）に達する隔壁部（２
５）が突設されていて、該隔壁部によって貫通流路一側
（２１）に前記弁室の第１開口部（３１）を構成する一
側開口部分（２７）が形成され、かつ貫通流路他側（２
２）に前記弁室の第２開口部（３２）を構成する他側開
口部分（２８）が形成され、前記第１開口部に対して前
記ダイヤフラム弁体が進退するように構成されているこ
とを特徴とするダイヤフラム弁の構造に係る。

【００１１】また、請求項２の発明は、前記貫通流路の
端部が連結部（１８，１９）として前記バルブボディよ
り突出されている請求項１に記載のダイヤフラム弁の構
造に係る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下添付の図面に従ってこの発明
を詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例を示すダ
イヤフラム弁の縦断面図、図２はその貫通流路の要部の
拡大した縦断面図、図３は同じく貫通流路の要部の拡大
した横断面図、図４はダイヤフラム弁体とともに表した
要部の拡大した縦断面図、図５はこの発明のダイヤフラ
ム弁の流体の流通状態を示す断面図である。

【００１３】図１に示すように、この発明のダイヤフラ
ム弁１０は、可動膜部４１を有するダイヤフラム弁体４
０が進退する弁室３０を備えたバルブボディ１１に該バ
ルブボディ１１の一側から他側へ至る同一軸線を有する
貫通流路２０が形成されている。図２及び図３からもよ
く理解されるように、前記貫通流路２０の上面２０ａ側
には開口２６が形成されているとともに、前記開口２６
内の前記貫通流路２０には該流路の中心Ｃより高く前記
開口２６の縁部２６ａに達する隔壁部２５が突設されて
いる。

【００１４】そして、この隔壁部２５によって貫通流路
一側２１に前記弁室の第１開口部３１を構成する一側開
口部分２７が形成され、かつ貫通流路他側２２に前記弁
室の第２開口部３２を構成する他側開口部分２８が形成
され、図４に示すように、前記第１開口部３１に対して
前記ダイヤフラム弁体４０が進退するように構成されて
いる。ここで、弁室３０の第１開口部３１、第２開口部
３２とは、いずれか一方が弁室３０への流入口、他方が
流出口になることをいい、以下の実施例では第１開口部
３１が流入口、第２開口部３２が流出口となる例につい
て説明するが、この逆でもよい。

【００１５】図１において符号５０はダイヤフラム弁体
４０の作動機構を表す。この作動機構４０は従来技術で
説明したと同様のシリンダ装置よりなり、５１はシリン
ダ室、５２は該シリンダ室５１と前記弁室３０とを区画
する区画ブロック、５３は前記ダイヤフラム弁体４０と
連結されたピストン部材、５４及び５５は前記ピストン
部材５３を進退する作動流体の流出入部、５６はエア抜
き部、５７はダイヤフラム弁体４０の取付部材である。

【００１６】この発明に係るダイヤフラム弁の構造にあ
っては、次のような作用を有する。 （イ）まず、可動膜部４１を有するダイヤフラム弁体４
０を有するダイヤフラム弁であることより、緻密でかつ
正確な流体制御が可能である。（ロ）バルブボディ１１
の一側から他側へ至る同一軸線を有する貫通流路２０が
形成されていることより、流体は原則として同一軸線方
向に直線状に流通する。（ハ）貫通流路２０の上面２０
ａ側に開口２６が形成されているとともに、前記開口内
の前記貫通流路に該流路の中心Ｃより高く前記開口の縁
部２６ａに達する隔壁部２５が突設されていて、該隔壁
部によって貫通流路一側２１に一側開口部分２７が形成
され、かつ貫通流路他側２２に他側開口部分２８が形成
されていることより、流体は適度に屈曲されて開口２６
内へ流入しかつ開口２６から流出する。

【００１７】（ニ）そして、この開口２６の一側開口部
分２７と隔壁部２５とによって弁室３０の第１開口部３
１が形成され、前記開口２６の他側開口部分２８と隔壁
部２５とによって弁室３０の第２開口部３２が形成され
ていることによって、貫通流路２０と弁室３０との流通
性が極めてよい。（ホ）前記一側開口部分３１に対して
前記ダイヤフラム弁体４０が進退することによって、当
該開口部の開閉制御がスムーズに行われる。なお、第１
開口部３１は、貫通流路２０の中心Ｃより高く開口縁部
２６ａに達する隔壁部２５とによって形成されているの
であるが、隔壁部２５が流路２０の中心より低いと、ダ
イヤフラム弁体４０の作動角度が該流路２０に対して鋭
角になりスムーズな進退が困難となる。

【００１８】図５はこの発明構造に係るダイヤフラム弁
１０の流体Ｆの流通状態を表すものである。図示のよう
に、このダイヤフラム弁１０を流通する流体Ｆは、２ケ
所の曲部Ｂ１及びＢ２を経て緩やかな山状に流通し、前
述のダイヤフラム弁６０あるいは１００に比し、その圧
力損失及び置換特性の点において極めて大きな改善をも
たらすことは多言を要しない。

【００１９】ところで、この発明構造のダイヤフラム弁
１０では、バルブボディ１１の一側から他側へ至る同一
軸線を有する貫通流路２０が形成されているので、該バ
ルブに配管を接続するときには、一側と他側の配管の高
さを変えることなく直線状に接続することができる。そ
こで、さらに、請求項２の発明として規定したように、
貫通流路２０の端部が連結部１８，１９として前記バル
ブボディより突出するようにすれば、利便性はさらに向
上する。連結部１８，１９は継手構造を有するのが通常
である。

【００２０】

【発明の効果】以上図示し説明したように、この発明の
ダイヤフラム弁構造によれば、流体は２ケ所の曲部を経
て緩やかな山状に流通するものであるから、流体の圧力
損失（エネルギー損失）が極めて低くなり、流体の流量
を確保することができる。従って、細い配管サイズでも
十分な流量が得られ、配管及びその関連機器の小型化が
可能となる。

【００２１】また、この発明のダイヤフラム弁構造によ
れば、曲部が緩やかでかつ少ないことより、流体が流れ
にくい部分が大きく減少されるので、流体の置換特性が
大幅に改善される。従って、流体の変更などに伴う流路
の洗浄を極めて簡単かつ容易に短時間で行うことができ
るようになり、経済的である。もとより、流体の澱みが
ないので、微細な塵（パーティクル）等の発生も抑止で
きる。

【００２２】さらに、この発明構造は、ダイヤフラム弁
に係るものであるから、緻密かつ正確な流体制御がで
き、例えば半導体の製造ラインやあるいは各種薬品の製
造ライン等において使用されるものとして極めて有利で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すダイヤフラム弁の縦
断面図である。

【図２】その貫通流路の要部の拡大した縦断面図であ
る。

【図３】同じく貫通流路の要部の拡大した横断面図であ
る。

【図４】ダイヤフラム弁体とともに表した要部の拡大し
た縦断面図である。

【図５】この発明のダイヤフラム弁の流体の流通状態を
示す断面図である。

【図６】従来のダイヤフラム弁の一例を示す縦断面図で
ある。

【図７】発明者の提案に係るダイヤフラム弁の縦断面図
である。

【符号の説明】

１０ ダイヤフラム弁 １１ バルブボディ ２０ 貫通流路 ２０ａ 貫通流路の上面 ２１ 貫通流路一側 ２２ 貫通流路他側 ２５ 隔壁部 ２６ 開口 ２７ 一側開口部分 ２８ 他側開口部分 ３０ 弁室 ３１ 弁室の第１開口部 ３２ 弁室の第２開口部 ４０ ダイヤフラム弁体 ４１ 可動膜部 ５０ 弁体作動部 Ｃ 貫通流路の中心 Ｆ 流体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可動膜部（４１）を有するダイヤフラム
   弁体（４０）が進退する弁室（３０）を備えたバルブボ
   ディ（１１）に該バルブボディの一側から他側へ至る同
   一軸線を有する貫通流路（２０）を有し、前記貫通流路
   の上面（２０ａ）側に開口（２６）が形成されていると
   ともに、前記開口内の前記貫通流路に該流路の中心
   （Ｃ）より高く前記開口の縁部（２６ａ）に達する隔壁
   部（２５）が突設されていて、該隔壁部によって貫通流
   路一側（２１）に前記弁室の第１開口部（３１）を構成
   する一側開口部分（２７）が形成され、かつ貫通流路他
   側（２２）に前記弁室の第２開口部（３２）を構成する
   他側開口部分（２８）が形成され、前記第１開口部に対
   して前記ダイヤフラム弁体が進退するように構成されて
   いることを特徴とするダイヤフラム弁の構造。
2. 【請求項２】 前記貫通流路の端部が連結部（１８，１
   ９）として前記バルブボディより突出されている請求項
   １に記載のダイヤフラム弁の構造。