JP2007058339A - Fluid control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は流体の制御が必要とされる流体輸送配管に使用される流体制御装置に関するものである。さらに詳しくは、主として半導体製造装置内などへの設置、配管及び配線接続が容易であり、フィードバック制御を用いずに簡単な構成で流体を一定に安定して制御できると共に流体の遮断が容易であり、脈動した流体が流れても問題なく流量制御することができる手動式または開ループ制御式流体制御装置に関するものである。 The present invention relates to a fluid control device used in a fluid transportation pipe that requires fluid control. More specifically, it is mainly easy to install in semiconductor manufacturing equipment, piping and wiring connections, and can control fluid stably and stably with a simple configuration without using feedback control, and it is easy to shut off fluid. Further, the present invention relates to a manual or open loop control type fluid control device capable of controlling the flow rate without any problem even when a pulsating fluid flows.
従来、半導体製造工程の一工程として、フッ酸等の薬液を純水で希釈した洗浄水を用いてウェハ表面をエッチングする湿式エッチングが用いられている。これら湿式エッチングの洗浄水の濃度は高い精度をもって管理する必要があるとされている。近年では、洗浄水の濃度を、純水と薬液の流量比で管理する方法が主流となってきており、そのために、純水や薬液の流量を高い精度をもって管理する流体制御装置が適用されている。 Conventionally, wet etching, in which a wafer surface is etched using cleaning water obtained by diluting a chemical solution such as hydrofluoric acid with pure water, is used as one step of a semiconductor manufacturing process. It is said that the concentration of cleaning water for these wet etching needs to be managed with high accuracy. In recent years, the method of managing the concentration of cleaning water by the flow rate ratio of pure water and chemical liquid has become the mainstream, and therefore, a fluid control device that manages the flow volume of pure water or chemical liquid with high accuracy has been applied. Yes.
流体制御装置として種々提案されているが、図7に示されるような純水温度を可変とした場合の流量制御を行う純水流量の制御装置201があった(例えば、特許文献1参照)。その構成は、純水流量を調整するために操作圧の作用を受けて開度調節される流量調整弁202と、流量調整弁202に供給される操作圧を調整するための操作圧調整弁203と、流量調整弁202から出力される純水流量を計測するための流量計測器204と、流量計測器204を通った純水の流れを許容又は遮断するための開閉弁205とを備え、操作圧調整弁203により調整される操作圧と、流量調整弁202における純水の出力圧力とを均衡させることにより、流量調整弁202から出力される純水流量を一定に制御するようにした制御装置201であって、流量計測器204による計測値が一定となるように、その計測値に基づいて操作圧調整弁203から流量調整弁202に供給される操作圧をフィードバック制御するための制御回路を設けたことを特徴とするものであった。その効果は、純水の温度変化に伴って流量調整弁202における出力圧力が変化したとしても、その変化分に対応して操作圧がリアルタイムに調整されることで、流量調整弁202から出力される純水流量が調整されるため、純水流量を高精度に一定値に保つことができるものであった。
Various fluid control devices have been proposed, but there has been a pure water flow
また、手動式または開ループ制御式流体制御装置として、図8に示されるような作動のための設定圧力を切り替えることができる、消火作業の際に有効な減圧弁301があった(例えば、特許文献2参照)。その構成は、減圧弁本体に、各々異なる作動圧力に設定した複数個のパイロット弁を埋設し、これらパイロット弁の流入側を減圧弁本体の一次側圧力を受け入れ主弁の開閉を制御する主弁用シリンダ室に導通させると共に、流出側を減圧弁本体の二次側流路に導通させ、所望の作動圧力に設定されているパイロット弁のみを選択的に作動可能とする手段を備えたものであった。その効果は、減圧の設定圧力を迅速確実に切り替えることが可能な減圧弁を得ることができるものであった。
Further, as a manual or open-loop control type fluid control device, there is a
しかしながら、前記従来の純水流量の制御装置201は、フィードバック制御方式を採用しているため制御部を設ける必要があり、そのための設置や配線が煩雑である。該制御部は腐食に弱い部品が集まっているため、耐腐食用の対応を行なっておかないと、腐食性流体を流したときに、透過した腐食性ガスが制御部内の部品を腐食して、正確な制御が行なわれなくなる恐れがあるという問題があった。
However, since the conventional pure water flow
また、前記従来の減圧弁301は、手動制御(自力制御)ではあるが、部品点数が多く弁の組み立てに時間がかかる。弁自体がコンパクトではないので流体制御装置が大きくなる。流体制御したときに流体のモニタを行なうことができない。そのため流体の状態が良好かどうかの確認ができないという問題があった。
The conventional
本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、半導体製造装置内などへの設置、配管及び配線接続が容易であり、フィードバック制御を用いずに簡単な構成で流体を一定に安定して制御できると共に流体の遮断が容易であり、脈動した流体が流れても問題なく流量制御することができる手動式または開ループ制御式流体制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and can be easily installed in a semiconductor manufacturing apparatus or the like, connected to piping and wiring, and has a simple configuration without using feedback control. The object of the present invention is to provide a manual or open-loop control type fluid control device that can control the flow rate stably and easily, and can easily shut off the fluid, and can control the flow rate without any problem even if a pulsating fluid flows. .
上記課題を解決するための本発明の流体制御装置の構成を図1乃至6に基づいて説明する。
本発明の手動式または開ループ制御式流体制御装置1は、制御用流体の圧力操作により流体の圧力を制御する流体制御弁4と、前記流体の流れを開放又は遮断するための開閉弁とを具備することを第一の特徴とする。
なお、制御用流体とは、例えば空気、作動油等を言う。
A configuration of a fluid control device of the present invention for solving the above-described problems will be described with reference to FIGS.
The manual or open loop control type
The control fluid refers to, for example, air or hydraulic oil.
また、前記流体制御弁および前記開閉弁が、一つのベースブロックに配設されていることを第二の特徴とする。 A second feature is that the fluid control valve and the on-off valve are arranged in one base block.
また、前記流体制御弁が、下部中央に底部まで開放して設けられた第二の空隙と第二の空隙に連通する入口流路と上部に上面が開放して設けられ第二の空隙の径よりも大きい径を持つ第一の空隙と第一の空隙に連通する出口流路と第一の空隙と第二の空隙とを連通し第一の空隙の径よりも小さい径を有する連通孔とを有し、第二の空隙の上面が弁座とされた本体と、側面あるいは上面に設けられた給気孔と排出孔とに連通した円筒状の空隙を内部に有し、下端内周面に段差部が設けられたボンネットと、ボンネットの段差部に嵌挿され中央部に貫通孔を有するバネ受けと、下端部にバネ受けの貫通孔より小径の第一接合部を有し上部に鍔部が設けられボンネットの空隙内部に上下動可能に嵌挿されたピストンと、ピストンの鍔部下端面とバネ受けの上端面で挟持支承されているバネと、周縁部が本体とバネ受けとの間で挟持固定され、本体の第一の空隙に蓋する形で第一の弁室を形成する中央部が肉厚とされた第一ダイヤフラムと、上面中央にピストンの第一接合部にバネ受けの貫通孔を貫通して接合固定される第二接合部と、下面中央に本体の連通孔と貫通して設けられた第三接合部とを有する第一弁機構体と、本体の第二の空隙内部に位置し本体の連通孔より大径に設けられた弁体と、弁体上端面に突出して設けられ第一弁機構体の第三接合部と接合固定される第四接合部と、弁体下端面より突出して設けられたロッドと、ロッド下端面より径方向に延出して設けられた第二ダイヤフラムとを有する第二弁機構体と、本体の下方に位置し第二弁機構体の第二ダイヤフラム周縁部を本体との間で挟持固定する突出部を上部中央に有し、突出部の上端部に切欠凹部が設けられると共に切欠凹部に連通する呼吸孔が設けられているベースプレートとを具備し、ピストンの上下動に伴って第二弁機構体の弁体と本体の弁座とによって形成される流体制御部の開口面積が変化するように構成されていることを第三の特徴とする。
なお、本制御弁の基本的構成は、特開2004−38571に開示されているものである。
In addition, the fluid control valve is provided with a second gap provided in the center of the lower part to be opened to the bottom, an inlet channel communicating with the second gap, and an upper face provided in the upper part with a diameter of the second gap. A communication hole having a diameter smaller than the diameter of the first gap, the first gap having a larger diameter, the outlet channel communicating with the first gap, the first gap, and the second gap. A cylindrical gap communicating with a main body having a valve seat on the upper surface of the second gap and a supply hole and a discharge hole provided on the side surface or the upper face. A bonnet provided with a stepped portion, a spring receiver fitted into the stepped portion of the bonnet and having a through hole in the central portion, and a first joint portion having a diameter smaller than the through hole of the spring receiver at the lower end portion and a flange portion at the upper portion And a piston that is inserted into the gap of the bonnet so as to be movable up and down, a lower end surface of the flange of the piston, and a spring A central portion that forms a first valve chamber in such a manner that the spring held by the upper end surface of the frame and the peripheral edge portion are clamped and fixed between the main body and the spring receiver and cover the first gap of the main body. The first diaphragm is made thick, the second joint is joined and fixed to the first joint of the piston through the through hole of the spring receiver at the center of the upper surface, and the communication hole of the main body is penetrated to the center of the lower surface. A first valve mechanism having a third joint provided, a valve located inside the second gap of the main body and having a diameter larger than the communication hole of the main body, and protruding from the upper end surface of the valve body A fourth joint portion that is joined and fixed to the third joint portion of the first valve mechanism body, a rod that protrudes from the lower end surface of the valve body, and a second portion that extends in the radial direction from the lower end surface of the rod. A second valve mechanism having a diaphragm and a second diaphragm peripheral portion of the second valve mechanism located below the main body A base plate having a protrusion at the center of the upper portion, a notch recess provided at the upper end of the protrusion, and a breathing hole communicating with the notch recess. A third feature is that the opening area of the fluid control unit formed by the valve body of the second valve mechanism and the valve seat of the main body changes with the movement.
The basic configuration of this control valve is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-38571.
また、前記流体制御弁が、流体の入口流路、出口流路及び、入口流路と出口流路が連通するチャンバから形成された本体部と、弁体と第一ダイヤフラム部を有する弁部材と、弁部材の下部及び上部に位置し第一ダイヤフラム部より有効受圧面積が小さい第二ダイヤフラム部及び第三ダイヤフラム部を有し、弁部材及び各ダイヤフラム部が各ダイヤフラム部の外周部が本体部に固定されることによりチャンバ内に取りつけられ、かつ各ダイヤフラム部によってチャンバを第一加圧室、第二弁室、第一弁室、及び第二加圧室に区分し、第一加圧室は第二ダイヤフラム部に対して常時内向きの一定の力を加える手段を有し、第一弁室は入口流路と連通しており、第二弁室は、弁部材の弁体に対応する弁座を有し、また弁座に対して第一ダイヤフラム部側に位置し第一ダイヤフラム部に設けられた連通孔にて第一弁室と連通している下部第二弁室と、第二ダイヤフラム部側に位置し出口流路と連通して設けられた上部第二弁室とに分かれて形成され、弁部材の上下動により弁体と弁座との間の開口面積が変化して下部第二弁室の流体圧力が制御される流体制御部を有し、第二加圧室は、第三ダイヤフラム部に対して常時内向きの一定の力を加える手段を有することを第四の特徴とする。
なお、本制御弁の基本的構成は、特開2004−176812に開示されているものである。
The fluid control valve includes a fluid inlet channel, an outlet channel, a main body formed from a chamber in which the inlet channel and the outlet channel communicate with each other, a valve member having a valve body and a first diaphragm portion; The second diaphragm part and the third diaphragm part located at the lower part and the upper part of the valve member and having a smaller effective pressure receiving area than the first diaphragm part, and the outer peripheral part of each diaphragm part is the main body part The chamber is divided into a first pressurizing chamber, a second valve chamber, a first valve chamber, and a second pressurizing chamber by each diaphragm portion. Means for constantly applying a constant inward force to the second diaphragm portion, the first valve chamber is in communication with the inlet channel, and the second valve chamber is a valve corresponding to a valve element of the valve member; Has a seat and a first diaphragm against the valve seat A lower second valve chamber that communicates with the first valve chamber through a communication hole that is located on the side and provided in the first diaphragm portion, and is disposed on the second diaphragm portion side and communicated with the outlet channel. It has a fluid control part that is formed separately from the upper second valve chamber and that controls the fluid pressure in the lower second valve chamber by changing the opening area between the valve element and the valve seat by the vertical movement of the valve member. The second pressurizing chamber has a fourth feature in that it has means for constantly applying a constant inward force to the third diaphragm portion.
The basic configuration of this control valve is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-176812.
本発明において流体制御弁4は、制御用流体の圧力操作により流体の圧力制御ができるものであれば特に限定されるものではないが、図2に示すような流体の圧力制御を行なう本発明の流体制御弁4や、図5に示すような流体の流量制御を行なう本発明の流体制御弁169の構成を有しているものが好ましい。これは安定した流体制御を行なうことができ、脈動した流体が流れたとしても流体制御弁4、169によって圧力または流量を一定圧に安定させることができ、流体制御弁4、169のみで流路の遮断を行うことができ、コンパクトな構成であり流体制御装置1を小さく設けることができるため好適である。
In the present invention, the
また、本発明は図1に示すように、流体制御弁4に開閉弁61を設ける。これは、開閉弁61を設けることにより、開閉弁61を遮断することで流体制御装置1のメンテナンス、修理、部品交換(以下、メンテナンス等と記す)を容易に行なうことができるため好適である。また、流体制御弁4に開閉弁61を備えておけば、流路を遮断してメンテナンス等のために流体制御弁4を分解したときに、流路内に残った流体が分解した部分から漏れ出ることを最小限に抑えることができる、さらに流路内で何らかのトラブルが発生した際に、開閉弁61で流体の緊急遮断を行なうことができるので好適である。
In the present invention, as shown in FIG. 1, the
また、開閉弁61は流体の流れを開放又は遮断する機能を有していれば、その構成は特に限定されるものでなく、手動によるものでも良く、エア駆動、電気駆動、磁気駆動などによるものであっても良い。流体制御弁4にトラブルが発生した際に、開閉弁61で流路を緊急遮断させることができる。
Further, the configuration of the on-off
また、流体制御弁4、開閉弁61の設置の順番は、どのような順番に設けても良く特に限定されないが、開閉弁61の設置位置は、メンテナンス等を行うためには流体制御弁4より上流側に設置することが望ましい。さらに複数の開閉弁61を流体制御弁4より上流側と下流側の両方に設けた構成にしても良い。このとき、両方の開閉弁61を閉止することで、流体制御弁4の上流側と下流側の流れを止めることで流体の逆流などが防止され、メンテナンス等を行うときに流体の漏れが確実に防止されるために好適である。
Moreover, the order of installation of the
本発明の流体制御装置は、図1、4に示すように、弁4、61、169が、流路の形成された一つのベースブロック147、147xに配設されていることが好ましい。これは、各構成要素が一つのベースブロック147、147xに配設されることにより、流体制御装置をコンパクトにして設置場所のスペースを少なくすることができ、設置作業が容易になり作業時間が短縮でき、流体制御装置内の流路を必要最小限に短くさせることができるので流体抵抗を抑えることができ、さらに部品点数を少なくすることができるので流体制御装置の組み立てを容易にすることができるため好適である。
In the fluid control apparatus of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 4, the
また、本発明の流体制御装置は、流体の流量を任意の値で一定に制御させる必要のある用途であれば、いずれに使用しても良いが、半導体製造装置内へ配置されることが好適である。半導体製造工程の前工程では、フォトレジスト工程、パターン露光工程、エッチング工程や平坦化工程などが挙げられ、これらの洗浄水の濃度を、純水と薬液の流量比で管理する際に本発明の流体制御装置を用いることが好適である。 In addition, the fluid control device of the present invention may be used for any application that requires constant control of the fluid flow rate at an arbitrary value, but is preferably disposed in a semiconductor manufacturing apparatus. It is. The pre-process of the semiconductor manufacturing process includes a photoresist process, a pattern exposure process, an etching process, a flattening process, etc., and the concentration of these cleaning waters is controlled by the flow rate ratio of pure water and chemicals. It is preferable to use a fluid control device.
また、本発明の流体制御弁4、開閉弁61の各部品の材質は、樹脂製であれば塩化ビニル、ポリプロピレン(以下、PPと記す)、ポリエチレンなどいずれでも良いが、特に流体に腐食性流体を用いる場合はポリテトラフルオロエチレン(以下、PTFEと記す)、ポリビニリデンフルオロライド(以下、PVDFと記す)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂(以下、PFAと記す)などのフッ素樹脂であることが好ましく、フッ素樹脂製であれば腐食性流体に用いることができ、また腐食性ガスが透過しても弁4、61の腐食の心配がなくなるため好適である。
The material of each component of the
本発明は以上のような構造をしており、以下の優れた効果が得られる。
(1)フィードバック制御方式ではなく、手動式または開ループ制御方式を採用しているため制御部を設ける必要が無いか、必要があるとしても制御部の構成が、フィードバック制御方式よりも簡単である。手動式制御の場合、該制御部の設置やそのための煩雑配線が不要である。該制御部は腐食に弱い部品が集まっているため、耐腐食用の対応を行なっておかないと、腐食性流体を流したときに、透過した腐食性ガスが制御部内の部品を腐食して、正確な制御が行なわれなくなる恐れがあった。手動式制御の場合にはこのような恐れはなくなる。
(2)流体制御装置が流路の形成された一つのベースブロックに配設されていることにより、流体制御装置をコンパクトにして設置場所のスペースを少なくすることができ、設置作業が容易になり作業時間が短縮でき、流体制御装置内の流路を必要最小限に短くさせることができるので流体抵抗を抑えることができ、さらに部品点数を少なくすることができるので流体制御装置の組み立てを容易にすることができる。
(3)本発明の構成の流体制御弁を用いることにより、安定した流体制御を行なうことができ、脈動した流体が流れたとしても流体制御弁によって圧力または流量を一定圧に安定させることができ、流体制御弁のみで流路の遮断を行うことができ、コンパクトな構成であるため流体制御装置を小さく設けることができる。
(4)流体制御装置に開閉弁を設けることにより、開閉弁を閉状態にすることで流体制御装置のメンテナンス、修理、部品交換を、流体が漏れ出ることなく容易に行なうことができると共に、流路内で何らかのトラブルが発生した際に、開閉弁で流体の緊急遮断を行なうことができる。
(5)2つの型式の制御弁のいずれかを選択することにより、制御対象を流体の圧力と流量のいずれにするのも可能となる。これにより、さまざまな流体制御の要望に対応することができる。
The present invention has the structure as described above, and the following excellent effects can be obtained.
(1) Since a manual or open loop control method is adopted instead of the feedback control method, it is not necessary to provide a control unit, or even if necessary, the configuration of the control unit is simpler than the feedback control method. . In the case of manual control, installation of the control unit and complicated wiring therefor are unnecessary. Since the control unit is assembled with parts that are vulnerable to corrosion, unless corrosive resistance is taken, the permeated corrosive gas will corrode the components in the control unit when flowing corrosive fluid. There was a risk that accurate control would not be performed. In the case of manual control, such a fear disappears.
(2) Since the fluid control device is disposed on one base block in which the flow path is formed, the fluid control device can be made compact and installation space can be reduced, and installation work is facilitated. The working time can be shortened, the flow path in the fluid control device can be shortened to the minimum necessary, the fluid resistance can be suppressed, and the number of parts can be reduced, making assembly of the fluid control device easy. can do.
(3) By using the fluid control valve of the configuration of the present invention, stable fluid control can be performed, and even if pulsating fluid flows, the pressure or flow rate can be stabilized at a constant pressure by the fluid control valve. The flow path can be blocked only by the fluid control valve, and the fluid control device can be provided small because of the compact configuration.
(4) By providing an opening / closing valve in the fluid control device, the fluid control device can be easily maintained, repaired, and replaced by closing the opening / closing valve without causing the fluid to leak. When some trouble occurs in the road, an emergency shutoff of the fluid can be performed with the on-off valve.
(5) By selecting one of the two types of control valves, it is possible to set the control target to either the pressure or flow rate of the fluid. Thereby, various demands for fluid control can be met.
以下、本発明の実施の形態について図面に示す実施例を参照して説明するが、本発明が本実施例に限定されないことは言うまでもない。図1は本発明の第一の実施例を示す流体制御装置の縦断面図である。図2は図1の流体制御弁の拡大図である。図3は図1の開閉弁の拡大図である。図4は本発明の第二の実施例を示す流体制御装置の縦断面図である。図5は図4の流体制御弁の拡大図である。図6は図5に他の表示を追加した図5と同一の図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to examples shown in the drawings. However, it is needless to say that the present invention is not limited to the examples. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a fluid control apparatus showing a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of the fluid control valve of FIG. FIG. 3 is an enlarged view of the on-off valve of FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a fluid control apparatus showing a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is an enlarged view of the fluid control valve of FIG. 6 is the same as FIG. 5 with another display added to FIG.
以下、図1乃至図3に基づいて本発明の第一の実施例である流体制御装置について説明する。 A fluid control apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図1に示すように、1は半導体製造のエッチング工程を行う半導体製造装置内に設置された流体制御装置である。流体制御装置1は、流体流入口2、開閉弁61、流体制御弁4、流体流出口5から形成され、その各々の構成は以下の通りである。
As shown in FIG. 1,
2はPFA製の流体流入口である。流体流入口2は開閉弁61の入口流路72に連通している。
2 is a fluid inlet made of PFA. The
図2に示すように、4は操作圧に応じて流体圧力を制御する流体制御弁である。流体制御弁4は本体12、ボンネット13、バネ受け14、ピストン15、バネ16、第一弁機構体17、第二弁機構体18、ベースプレート19で形成される。
As shown in FIG. 2, 4 is a fluid control valve that controls the fluid pressure in accordance with the operating pressure. The
12はPTFE製の本体であり、下部中央に底部まで開放して設けられた第二の空隙20と、上部に上面開放して設けられた第二の空隙20の径よりも大きい径を持つ第一の空隙21を有し、側面には第二の空隙20と連通している入口流路22と、入口流路22と対向する面に第一の空隙21と連通している出口流路23と、さらに、第一の空隙21と第二の空隙20とを連通し第一の空隙21の径よりも小さい径を有する連通孔24とが設けられている。第二の空隙20の上面部は弁座25とされている。また、出口流路23は後記流体流出口5に連通している。
12 is a PTFE main body having a diameter larger than the diameter of the second gap 20 provided at the bottom center and opened to the bottom, and the second gap 20 provided open at the top at the top. The inlet channel 22 has one
13はPVDF製のボンネットであり、内部に円筒状の空隙26と下端内周面に空隙26より拡径された段差部27が設けられ、側面には空隙26内部に圧縮空気を供給するために空隙26と外部とを連通する給気孔28および給気孔28より導入された圧縮空気を微量に排出するための微孔の排出孔29が設けられている。なお、排出孔29は圧縮空気の供給において必要ない場合は設けなくてもかまわない。
13 is a PVDF bonnet, in which a
14はPVDF製で平面円形状のバネ受けであり、中央部に貫通孔30を有し、略上半分がボンネット13の段差部27に嵌挿されている。バネ受け14の側面部には環状溝31が設けられ、O−リング32を装着することによりボンネット13から外部への圧縮空気の流出を防いでいる。
14 is a flat circular spring receiver made of PVDF, which has a through hole 30 in the central portion thereof, and whose upper half is inserted into the stepped
15はPVDF製のピストンであり、上部に円盤状の鍔部33と、鍔部33の中央下部より円柱状に突出して設けられたピストン軸34と、ピストン軸34の下端に設けられた雌ネジ部からなる第一接合部35を有する。ピストン軸34はバネ受け14の貫通孔30より小径に設けられており、第一接合部35は後記第一弁機構体17の第二接合部40と螺合により接合されている。
16はSUS製のバネであり、ピストン15の鍔部33下端面とバネ受け14の上端面とで挟持されている。ピストン15の上下動にともなってバネ16も伸縮するが、そのときの荷重の変化が少ないよう、自由長の長いものが好適に使用される。
A
17はPTFE製の第一弁機構体であり、外周縁部より上方に突出して設けられた筒状部36を有した膜部37と肉厚部を中央部に有する第一ダイヤフラム38と、第一ダイヤフラム38の中央上面より突出して設けられた軸部39の上端部に設けられた小径の雄ネジからなる第二接合部40、および同中央下面より突出して設けられ下端部に形成された雌ネジ部からなる後記第二弁機構体18の第四接合部45と螺合される第三接合部41を有する。第一ダイヤフラム38の筒状部36は、本体12とバネ受け14との間で挟持固定されることで、第一ダイヤフラム38下面より形成される第一の弁室42が密封して形成されている。また、第一ダイヤフラム38上面、ボンネット13の空隙26はO−リング32を介して密封されており、ボンネット13の給気孔28より供給される圧縮空気が充満している気室を形成している。
Reference numeral 17 denotes a PTFE first valve mechanism, which includes a
18はPTFE製の第二弁機構体であり、本体12の第二の空隙20内部に配設され連通孔24より大径に設けられた弁体43と、弁体43上端面から突出して設けられた軸部44と、その上端に設けられた第三接合部41と螺合により接合固定される雄ネジ部からなる第四接合部45と、弁体43下端面より突出して設けられたロッド46と、ロッド46下端面より径方向に延出して設けられ周縁部より下方に突出して設けられた筒状突部47を有する第二ダイヤフラム48とから構成されている。第二ダイヤフラム48の筒状突部47は後記ベースプレート19の突出部50と本体12との間で挟持されることにより、本体12の第二の空隙20と第二ダイヤフラム48とで形成される第二の弁室49を密閉している。
19はPVDF製のベースプレートであり、上部中央に第二弁機構体18の第二ダイヤフラム48の筒状突部47を本体12との間で挟持固定する突出部50を有し、突出部50の上端部に切欠凹部51が設けられると共に、側面に切欠凹部51に連通する呼吸孔52が設けられており、ボンネット13との間で本体12を通しボルト、ナット(図示せず)にて挟持固定している。なお、本実施例ではバネ16がボンネット13の空隙26内に設けてピストン15、第一弁機構体17、第二弁機構体18を上方へ付勢するような構成であるが、バネ16をベースプレート19の切欠凹部51に設けてピストン15、第一弁機構体17、第二弁機構体18を上方へ付勢するような構成にしても良い。
5はPFA製の流体流出口である。
図3に示すように、61は開閉弁である。開閉弁61は本体66、駆動部67、ピストン68、ダイヤフラム押さえ69、弁体70で形成される。
As shown in FIG. 3, 61 is an on-off valve. The on-off
66はPTFE製の本体であり、軸線方向上端の中央に弁室71と、弁室71と連通した入口流路72と出口流路73とを有しており、入口流路72は流体流入口60に連通し、出口流路73は流量計測器62に連通している。また、本体66の上面における弁室71の外側には環状溝74が設けられている。
A PTFE
67はPVDF製の駆動部であり、内部に円筒状のシリンダ部75が設けられ、前記本体66の上部にボルト・ナット(図示せず)で固定されている。駆動部67の側面にはシリンダ部75の上側及び下側にそれぞれ連通された一対の作動流体供給口76、77が設けられている。
A driving
68はPVDF製のピストンであり、駆動部67のシリンダ部75内に密封状態且つ軸線方向に上下動自在に嵌挿されており、底面中央にロッド部78が垂下して設けられている。
69はPVDF製のダイヤフラム押さえであり、中央部にピストン68のロッド部78が貫通する貫通孔79を有しており、本体66と駆動部67の間に挟持されている。
70は、弁室71に収容されているPTFE製の弁体であり、ダイヤフラム押さえ69の貫通孔79を貫通し且つダイヤフラム押さえ69の下面から突出した前記ピストン68のロッド部78の先端に螺着されており、ピストン68の上下動に合わせて軸線方向に上下するようになっている。弁体70は外周にダイヤフラム80を有しており、ダイヤフラム80の外周縁は本体66の環状溝74内に嵌挿されており、ダイヤフラム押さえ69と本体66との間に挟持されている。
次に、本発明の第一の実施例である流体制御装置の作動について説明する。 Next, the operation of the fluid control apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described.
流体制御装置1の流体流入口2に流入した流体は、まず開閉弁61に流入する。開閉弁61が閉状態の場合、流体は開閉弁61で遮断され、開閉弁61から下流には流体が流れなくなる。これにより、流体制御装置1内の流体制御弁4のメンテナンス等を容易に行なうことができる。また、流路内で何らかのトラブルが発生した際に、開閉弁61を閉状態にすることで流体の緊急遮断することができ、例えば腐食性流体が漏れ出ることで半導体製造装置内の部品を腐食させるなどの二次災害を防止することができる。また開閉弁61が開状態の場合、流体は、開閉弁61を通過して流体制御弁4に流入し、操作者または制御部による手動または開ループ制御により、設定流量になるように制御されて流体流出口5から流出される。
The fluid that has flowed into the
ここで、開閉弁61の作動を説明する。作動流体供給口77から外部より作動流体として圧縮空気が注入されると、圧縮空気の圧力でピストン68が押し上げられるためこれと接合されているロッド部78は上方へ引き上げられ、ロッド部78の下端部に接合された弁体70も上方へ引き上げられ弁は開状態となる。
Here, the operation of the on-off
一方、作動流体供給口76から圧縮空気が注入されると、ピストン68が押し下げられるのにともなって、ロッド部78とその下端部に接合された弁体70も下方へ押し下げられ、弁は閉状態となる。
On the other hand, when compressed air is injected from the working
以上の作動により、流体制御装置1の流体流入口2に流入する流体は、開閉弁61を閉状態にすることにより、流体制御装置1のメンテナンス等を容易に行なうことができ、流体の緊急遮断を行なうことができる。
With the above operation, the fluid flowing into the
そして、開閉弁61が開状態の場合、流体制御装置1の流体流入口2に流入した流体は、まず開閉弁61を通過して、流体制御弁4に流入する。
When the on-off
ここで、制御用空気供給制御装置(図示せず)から供給される制御用空気の操作圧に対する流体制御弁4の作動について説明する(図2参照)。
制御用空気の操作圧は、制御用空気供給制御装置を手動または開ループ制御することにより制御される。なお、手動制御とは、操作者が、流体の特性を表すパラメータ(例えば、流量、圧力等)を監視しながら、流体が該パラメータ目標値(設定流量あるいは設定圧力等)になるよう、制御用空気供給制御装置等(図示せず)を操作して、制御用空気の操作圧を手動により制御することを言う。また、開ループ制御とは、入力信号(流体の特性を表すパラメータ)と出力信号(該パラメータ目標値に関連付けられた制御用空気の操作圧)との関係を予めマップ化しておき、計測装置(図示せず)からの入力信号に基づき、出力信号を制御用空気供給制御装置へ送信し、制御用空気の操作圧を自動的に制御することを言う。
Here, the operation of the
The operating pressure of the control air is controlled by manually or open-loop controlling the control air supply control device. The manual control is for controlling the fluid so that the fluid becomes the parameter target value (set flow rate or set pressure, etc.) while monitoring the parameters (eg, flow rate, pressure, etc.) representing the characteristics of the fluid. It means that the operation pressure of control air is controlled manually by operating an air supply control device or the like (not shown). In addition, the open loop control means that a relationship between an input signal (a parameter representing a characteristic of a fluid) and an output signal (an operation pressure of control air associated with the parameter target value) is previously mapped, and a measurement device ( An output signal is transmitted to the control air supply control device based on an input signal from a control signal (not shown) to automatically control the operating pressure of the control air.
第二弁機構体18の弁体43は、ピストン15の鍔部33とバネ受け14とに挟持されているバネ16の反発力と、第一弁機構体17の第一ダイヤフラム38下面の流体圧力により上方に付勢する力が働き、第一ダイヤフラム38上面の操作圧の圧力により下方に付勢する力が働いている。さらに厳密には、弁体43下面と第二弁機構体18の第二ダイヤフラム48上面が流体圧力を受けているが、それらの受圧面積はほぼ同等とされているため力はほぼ相殺されている。したがって、第二弁機構体18の弁体43は、前述の3つの力が釣り合う位置にて静止していることとなる。
The
制御用空気供給制御装置から供給される操作圧力を増加させると第一ダイヤフラム38を押し下げる力が増加することにより、第二弁機構体18の弁体43と弁座25との間で形成される流体制御部53の開口面積が増加するため、第一の弁室42の圧力を増加させることができる。逆に、操作圧力を減少させると流体制御部53の開口面積は減少し圧力も減少する。そのため、操作圧力を調整することで任意の圧力に設定することができる。
When the operating pressure supplied from the control air supply control device is increased, the force that pushes down the
この状態で、上流側の流体圧力が増加した場合、瞬間的に第一の弁室42内の圧力も増加する。すると、第一ダイヤフラム38の上面が操作圧による圧縮空気から受ける力より、第一ダイヤフラム38の下面が流体から受ける力のほうが大きくなり、第一ダイヤフラム38は上方へと移動する。それにともなって、弁体43の位置も上方へ移動するため、弁座25との間で形成される流体制御部53の開口面積が減少し、第一の弁室42内の圧力を減少させる。最終的に、弁体43の位置が前記3つの力が釣り合う位置まで移動し静止する。このときバネ16の荷重が大きく変わらなければ、空隙26内部の圧力、つまり、第一ダイヤフラム38上面が受ける力は一定であるため、第一ダイヤフラム38下面が受ける圧力はほぼ一定となる。したがって、第一ダイヤフラム38下面の流体圧力、すなわち、第一の弁室42内の圧力は、上流側の圧力が増加する前とほぼもとの圧力と同じになっている。
In this state, when the upstream fluid pressure increases, the pressure in the
上流側の流体圧力が減少した場合、瞬間的に第一の弁室42内の圧力も減少する。すると、第一ダイヤフラム38の上面が操作圧による圧縮空気から受ける力より、第一ダイヤフラム38の下面が流体から受ける力のほうが小さくなり、第一ダイヤフラム38は下方へと移動する。それにともなって、弁体43の位置も下方へ移動するため、弁座25との間で形成される流体制御部53の開口面積が増加し、第一の弁室42の流体圧力を増加させる。最終的に、弁体43の位置が前記3つの力が釣り合う位置まで移動し静止する。したがって、上流側圧力が増加した場合と同様に、第一の弁室42内の流体圧力はほぼもとの圧力と同じになっている。
When the upstream fluid pressure decreases, the pressure in the
以上の作動により、流体制御装置1に流入する流体は、操作者または制御部(図示せず)によって、手動式または開ループ式の制御がされて設定された流体圧力に制御される。一定の流体圧力になることにより流体流量も一定となり、流体は、流量が制御されて流体流出口5から流出する。また、流体制御装置1に流入する流体の上流側圧力が変動しても流体制御弁4の作動により流量は自立的に一定に保たれるためポンプの脈動など瞬間的な圧力変動が発生しても安定して流量を制御することができる。
With the above operation, the fluid flowing into the
以下、図4、図5に基づいて本発明の第二の実施例である流体制御装置について説明する。 Hereinafter, a fluid control apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図4に示すように、59は半導体製造のエッチング工程を行う半導体製造装置内に設置された流体制御装置である。流体制御装置59は、流体流入口60、開閉弁61、流体制御弁169、流体流出口64から形成され、その各々の構成は以下の通りである。
As shown in FIG. 4, 59 is a fluid control device installed in a semiconductor manufacturing apparatus for performing an etching process of semiconductor manufacturing. The
図13に示すように、169は流体制御弁である。流体制御弁169は本体部170、弁部材185、第一ダイヤフラム部186、第二ダイヤフラム部187、第三ダイヤフラム部188、第四ダイヤフラム部189で形成される。
As shown in FIG. 13,
本体部170は、内部に後記第一加圧室177、第二弁室178、第一弁室179及び第二加圧室180に区切られるチャンバ176と、流体が外部からチャンバ176へ流入するための入口流路194及びチャンバ176から流体流出口64へと流出するための出口流路201とを有し、上から本体D174、本体C173、本体B172、本体A171、本体E175に分かれており、これらを一体に組みつけて構成されている。
The
171は本体部170の内側に位置するPTFE製の本体Aであり、上部に平面円形状の段差部190が設けられ、段差部190の中央には段差部190より小径で、下部第一弁室183となる開孔部191が、また、開孔部191の下には開孔部191の径より大径の平面円形状の下部段差部192が連続して設けられている。本体A171の上面部、すなわち段差部190の周縁部には環状凹溝193が設けられ、また、側面から本体A171の開孔部191に連通する入口流路194が設けられている。入口流路194は開閉弁61に連通している。
172は本体A171の上面に係合固定されているPTFE製の本体Bであり、上部に平面円形状の段差部195が設けられ、段差部195の中央には段差部195より小径の上部第二弁室182となる開孔部196が設けられている。また、開孔部196の下には開孔部196の径より小径の開口部197と、本体A171の段差部190と同じ径の平面円形状の下部段差部198が連続して設けられている。開口部197の下端周囲は弁座199となっている。本体B172の下面部すなわち下部段差部198の周縁部には本体A171の環状凹溝193と相対する位置に環状凹溝200が設けられ、また、本体A171の入口流路194と反対側に位置する本体B172の側面から開孔部196に連通する出口流路201が設けられている。出口流路201は流体流出口230に連通している。
173は本体B172の上部に嵌合固定されているPTFE製の本体Cであり、中央に本体C173の上下端面を貫通し上部で拡径した平面円形状のダイヤフラム室202と、ダイヤフラム室202と外部とを連通する呼吸孔203、及び下端面に本体B172の段差部195に嵌合される環状突部204がダイヤフラム室202を中心として設けられている。
174は本体C173の上部に位置するPTFE製の本体Dであり、下部に気室205と、中央に上面を貫通して設けられ、外部から気室205へと圧縮空気を導入するための給気孔206が設けられている。また、側面を貫通して設けられる微孔の排出孔229が設けられている。なお、排出孔229は圧縮空気の供給において必要ない場合は設けなくてもかまわない。
175は本体A171の底部に嵌合固定されるPVDF製の本体Eであり、中央部には上面に開口した、第二加圧室180となる開孔部207が設けられ、開孔部207上面の周囲には、本体A171の下部段差部192に嵌合固定される環状突部208が設けられている。また、本体E175の側面には、そこから開孔部207に連通する小径の呼吸孔209が設けられている。
175 is a PVDF main body E that is fitted and fixed to the bottom of the
以上説明した本体部170を構成する5つの本体A171、本体B172、本体C173、本体D174、本体E175はボルト・ナット(図示せず)で挟持固定されている。
The five main bodies A171, B172, C173, D174, and E175 constituting the
185はPTFE製の弁部材であり、中央に鍔状に設けられた肉厚部210と肉厚部210を貫通して設けられた連通孔211、肉厚部210の外周面から径方向に延出して設けられた円形状の薄膜部212及び薄膜部212の外周縁部に上下に突出して設けられた環状リブ部213を有する第一ダイヤフラム部186と、第一ダイヤフラム部186の上部中央に設けられ逆すり鉢状の弁体214と、弁体214の上部より上方に突出して設けられ、上端部が略半球状に形成された上部ロッド215び肉厚部210下端面中央部より下方に突出して設けられ、下端部が略半球状に形成された下部ロッド216有し、かつ、一体的に形成されている。第一ダイヤフラム部186の外周縁部に設けられた環状リブ部213は本体A171と本体B172に設けられた両環状凹溝193、200に嵌合され、本体A171と本体B172に挟持固定されている。また、弁体214の傾斜面と本体B172の開口部197の下端面周縁部との間に形成される空間は流体制御部217になっている。
187はPTFE製の第二ダイヤフラム部であり、中央に円柱状の肉厚部218と肉厚部218の下端面から径方向に延出して設けられた円形状の薄膜部219、及び薄膜部219の外周縁部に設けられた環状シール部220を有し、かつ一体的に形成されている。また、薄膜部219の周縁部の環状シール部220は本体B172の上部の段差部195と、本体C173の環状突部204とに挟持固定されている。なお、第二ダイヤフラム部187の受圧面積は、第一ダイヤフラム部186のそれよりも小さく設ける必要がある。
188はPTFE製の第三ダイヤフラム部で、形状は第二ダイヤフラム部187と同一になっており、上下逆にして配置されている。肉厚部221の上端面は弁部材185の下部ロッド216と接触しており、また、薄膜部222の周縁部の環状シール部223は本体A171の下部段差部192と本体E175の環状突部208とに挟持固定されている。なお、第三ダイヤフラム部188の受圧面積も上記と同様に第一ダイヤフラム部186のそれよりも小さく設ける必要がある。
189は第四ダイヤフラム部であり、周縁部に外径が本体C173のダイヤフラム室202と略同径の円筒形リブ224と、中央に円柱部225、及び円筒形リブ224の下端面内周と円柱部225の上端面外周とをつないで設けられた膜部226を有する。円筒形リブ224は本体C173のダイヤフラム室202に嵌合固定されるとともに、本体B172と本体C173の間で挟持固定され、円柱部225はダイヤフラム室202の中で上下動自在となっている。また、円柱部225の下部は、第二ダイヤフラム部187の肉厚部218が嵌合されている。
227および228は本体E175の開孔部207に配置されたPVDF製のバネ受けとSUS製のバネである。両者は第三ダイヤフラム部188を内向き(図では上向き)に加圧している。
以上説明した各構成により本体部の内部に形成されたチャンバ176は上から、第四ダイヤフラム部189及び本体D174気室205から形成された第一加圧室177、第一ダイヤフラム部186と本体B172の下部段差部198との間に形成された下部第二弁室181と第二ダイヤフラム部187と本体B172の開孔部196とから形成された上部第二弁室182の両者からなる第二弁室178、第三ダイヤフラム部188と本体A171の開孔部191とで形成された下部第一弁室183と第一ダイヤフラム部186と本体A171の段差部190とで形成された上部第一弁室184からなる第一弁室179、及び第三ダイヤフラム部188と本体E175の開孔部207とで形成された第二加圧室180に区分されていることがわかる。第二の実施例のその他の構成は第一の実施例と同様なので説明を省略する。
From above, the
次に、本発明の第二の実施例である流体制御装置の作動について説明する。 Next, the operation of the fluid control apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described.
開閉弁61を通過した流体は流体制御弁169に流入する。開ループ制御の場合は、制御部(図示せず)が流量計測器(図示せず)からの流量信号を電空変換器(図示せず)に出力し、電空変換器はそれに応じた操作圧を流体制御弁169に供給し駆動させる。手動制御の場合は、制御用空気の操作圧を手動制御し、目標流量に応じた操作圧を流体制御弁169に供給し駆動させる。
流体制御弁169から流出する流体は、流量を設定流量で一定値となるように、流体制御弁169で制御される。
The fluid that has passed through the on-off
The fluid flowing out from the
ここで、電空変換器から供給される操作圧に対する流体制御弁169の作動について、図5および図6に基づいて説明する。流体制御弁169の本体A171の入口流路194より第一弁室179に流入した流体は、弁部材185の連通孔211を通ることで減圧され下部第二弁室181に流入する。さらに、流体は、下部第二弁室181から流体制御部217を通り上部第二弁室182に流入する際に流体制御部217での圧力損失により再度減圧され出口流路201から流体流出口64へ流出する。ここで、連通孔211の直径は充分小さく設けてあるため、弁を流れる流量は連通孔211前後の圧力差によって決まっている。
Here, the action | operation of the
このとき、各ダイヤフラム部186、187、188が流体から受ける力を見ると、第一ダイヤフラム部186は第一弁室179と下部第二弁室181内の流体圧力差により上方向の、第二ダイヤフラム部187は上部第二弁室182の流体圧力により上方向の、第三ダイヤフラム部188は第一弁室179内の流体圧力により下方向の力を受けている。ここで、第一ダイヤフラム部186の受圧面積は、第二ダイヤフラム部187及び第三ダイヤフラム部188の受圧面積よりも充分大きく設けてあるため、第二、第三ダイヤフラム部187、188に働く力は、第一ダイヤフラム部186に働く力に比べてほとんど無視することができる。したがって、弁部材185が、流体から受ける力は、第一弁室179と下部第二弁室181内の流体圧力差による上方向の力となる。
At this time, when the force that each
また、弁部材185は、第一加圧室177の加圧手段により下方へ付勢されており、同時に第二加圧室180の加圧手段により上方へ付勢されている。第一加圧室177の加圧手段の力を第二加圧室180の加圧手段の力より大きく調整しておけば、弁部材185が各加圧手段から受ける合力は下方向の力となる。ここで第一加圧室177の加圧手段とは、電空変換機(図示せず)から供給される操作圧によるものであり、第二加圧室180の加圧手段とは、バネ228の反発力によるものである。
Further, the
したがって、弁部材185は、各加圧手段による下方向の合力と、第一弁室179と下部第二弁室181内の流体圧力差による上方向の力とが釣り合う位置に安定する。つまり、各加圧手段による合力と流体圧力差による力が釣り合うように、下部第二弁室181の圧力が流体制御部217の開口面積により自立的に調整される。そのため、第一弁室179と下部第二弁室181内の流体圧力差は一定となり、連通孔211の前後の差圧は一定と保たれることにより、弁を流れる流量は常に一定に保たれる。
Accordingly, the
ここで、流体制御弁169は、弁部材185に働く各加圧手段の合力と、第一弁室179と下部第二弁室181との圧力差による力とが釣り合って作動するため、弁部材185に働く各加圧手段の合力を調整変更すれば、第一弁室179と下部第二弁室181との流体圧力差はそれに対応した値となる。つまり第一加圧室の加圧手段による下方向への力、すなわち電空変換機から供給される操作圧力を調整することにより、連通孔211前後の差圧を変更調整することができるため、バルブを分解することなく流量を任意の流量に設定することができる。
Here, the
また、第一加圧室177の加圧手段による力を第二加圧室180の加圧手段による力より小さく調整すれば、弁部材185に働く合力は上方向のみとなり、弁部材185の弁体214を本体B172の開口部197の弁座199に押圧するかたちとなり、流体を遮断することができる。すなわち、電空変換器を調整して操作圧をかけなければ流体制御弁169は閉塞状態となる。
Further, if the force by the pressurizing means in the
以上の作動により、流体制御装置に流入する流体は、流体制御弁169により設定流量で一定になるように制御されて流体流出口64で流出される。さらに、流体制御装置に流入する流体の上流側圧力や下流側圧力が変動しても流体制御弁169の作動により流量は自立的に一定に保たれるためポンプの脈動など瞬間的な圧力変動が発生しても安定して流量を制御することができる。また、流体制御弁169は背圧変動の影響を受けない構成であるため、背圧が変動するような用途において好適に使用することができる。また、操作圧の調整により流体制御弁169は開閉弁として使用することができるため、別途流体遮断用のバルブを接続しなくても良い。第二の実施例のその他の作動は第一の実施例と同様なので説明を省略する。
With the above operation, the fluid flowing into the fluid control device is controlled by the
1 流体制御装置
2 流体流入口
4 流体制御弁
5 流体流出口
59 流体制御装置
61 開閉弁
169 流体制御弁
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記流体の流れを開放又は遮断するための開閉弁とを具備することを特徴とする手動式または開ループ制御式流体制御装置。 A fluid control valve that controls the pressure of the fluid by controlling the pressure of the control fluid;
A manual or open loop control type fluid control device comprising an on-off valve for opening or shutting off the fluid flow.
下部中央に底部まで開放して設けられた第二の空隙と第二の空隙に連通する入口流路と上部に上面が開放して設けられ第二の空隙の径よりも大きい径を持つ第一の空隙と第一の空隙に連通する出口流路と第一の空隙と第二の空隙とを連通し第一の空隙の径よりも小さい径を有する連通孔とを有し、第二の空隙の上面が弁座とされた本体と、側面あるいは上面に設けられた給気孔と排出孔とに連通した円筒状の空隙を内部に有し、下端内周面に段差部が設けられたボンネットと、ボンネットの段差部に嵌挿され中央部に貫通孔を有するバネ受けと、下端部にバネ受けの貫通孔より小径の第一接合部を有し上部に鍔部が設けられボンネットの空隙内部に上下動可能に嵌挿されたピストンと、ピストンの鍔部下端面とバネ受けの上端面で挟持支承されているバネと、周縁部が本体とバネ受けとの間で挟持固定され、本体の第一の空隙に蓋する形で第一の弁室を形成する中央部が肉厚とされた第一ダイヤフラムと、上面中央にピストンの第一接合部にバネ受けの貫通孔を貫通して接合固定される第二接合部と、下面中央に本体の連通孔と貫通して設けられた第三接合部とを有する第一弁機構体と、本体の第二の空隙内部に位置し本体の連通孔より大径に設けられた弁体と、弁体上端面に突出して設けられ第一弁機構体の第三接合部と接合固定される第四接合部と、弁体下端面より突出して設けられたロッドと、ロッド下端面より径方向に延出して設けられた第二ダイヤフラムとを有する第二弁機構体と、本体の下方に位置し第二弁機構体の第二ダイヤフラム周縁部を本体との間で挟持固定する突出部を上部中央に有し、突出部の上端部に切欠凹部が設けられると共に切欠凹部に連通する呼吸孔が設けられているベースプレートとを具備し、ピストンの上下動に伴って第二弁機構体の弁体と本体の弁座とによって形成される流体制御部の開口面積が変化するように構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の流体制御装置。 The fluid control valve
A first gap having a diameter larger than the diameter of the second gap provided at the center of the lower part, the second gap provided to the bottom, the inlet channel communicating with the second gap, and the upper face opened to the upper part. The second air gap, the outlet channel communicating with the first air gap, the communication hole having a diameter smaller than the diameter of the first air gap, the first air gap, and the second air gap. A main body having a valve seat on its upper surface, a bonnet having a cylindrical gap communicating with an air supply hole and a discharge hole provided on a side surface or an upper surface, and a stepped portion provided on a lower end inner peripheral surface; A spring receiver that is inserted into the step portion of the bonnet and has a through hole in the center portion, a first joint portion that is smaller in diameter than the through hole of the spring receiver at the lower end portion, and a flange portion is provided at the upper portion, inside the gap of the bonnet The piston is inserted in such a way that it can move up and down, and is supported by the lower end of the flange of the piston and the upper end of the spring support. The first diaphragm in which the central portion forming the first valve chamber is formed in such a manner that the spring and the peripheral edge portion are sandwiched and fixed between the main body and the spring receiver and cover the first gap of the main body. A second joint that is joined and fixed to the first joint of the piston through the through hole of the spring receiver at the center of the upper surface, and a third joint that is provided to penetrate the communication hole of the main body at the center of the lower surface. A first valve mechanism body, a valve body located inside the second gap of the main body and having a diameter larger than the communication hole of the main body, and a first valve mechanism body protruding from the upper end surface of the valve body. A second valve mechanism having a fourth joint that is joined and fixed to the three joints, a rod that protrudes from the lower end surface of the valve body, and a second diaphragm that extends in the radial direction from the lower end surface of the rod The body and the second diaphragm peripheral edge of the second valve mechanism located below the body are clamped and fixed between the body and the body. And a base plate having a notch recess at the upper center of the protrusion and a breathing hole communicating with the notch recess, and a second valve mechanism in accordance with the vertical movement of the piston. The fluid control device according to claim 1, wherein an opening area of a fluid control unit formed by the valve body and the valve seat of the main body is changed.
流体の入口流路、出口流路及び、入口流路と出口流路が連通するチャンバから形成された本体部と、弁体と第一ダイヤフラム部を有する弁部材と、弁部材の下部及び上部に位置し第一ダイヤフラム部より有効受圧面積が小さい第二ダイヤフラム部及び第三ダイヤフラム部を有し、弁部材及び各ダイヤフラム部が各ダイヤフラム部の外周部が本体部に固定されることによりチャンバ内に取りつけられ、かつ各ダイヤフラム部によってチャンバを第一加圧室、第二弁室、第一弁室、及び第二加圧室に区分し、第一加圧室は第二ダイヤフラム部に対して常時内向きの一定の力を加える手段を有し、第一弁室は入口流路と連通しており、第二弁室は、弁部材の弁体に対応する弁座を有し、また弁座に対して第一ダイヤフラム部側に位置し第一ダイヤフラム部に設けられた連通孔にて第一弁室と連通している下部第二弁室と、第二ダイヤフラム部側に位置し出口流路と連通して設けられた上部第二弁室とに分かれて形成され、弁部材の上下動により弁体と弁座との間の開口面積が変化して下部第二弁室の流体圧力が制御される流体制御部を有し、第二加圧室は、第三ダイヤフラム部に対して常時内向きの一定の力を加える手段を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の流体制御装置。 The fluid control valve
A fluid inlet channel, an outlet channel, a main body formed from a chamber communicating with the inlet channel and the outlet channel, a valve member having a valve body and a first diaphragm, and a lower part and an upper part of the valve member; It has a second diaphragm part and a third diaphragm part that are located and have a smaller effective pressure receiving area than the first diaphragm part, and the outer peripheral part of each diaphragm part is fixed to the main body part in the chamber by the valve member and each diaphragm part. The chamber is divided into a first pressurizing chamber, a second valve chamber, a first valve chamber, and a second pressurizing chamber by each diaphragm portion, and the first pressurizing chamber is always in contact with the second diaphragm portion. Means for applying a constant inward force, the first valve chamber communicates with the inlet flow path, the second valve chamber has a valve seat corresponding to the valve body of the valve member, and the valve seat The first diaphragm located on the first diaphragm side A lower second valve chamber communicating with the first valve chamber through a communication hole provided in the diaphragm portion, and an upper second valve chamber located on the second diaphragm portion side and provided in communication with the outlet flow path. And a fluid control unit that controls the fluid pressure in the lower second valve chamber by changing the opening area between the valve body and the valve seat by the vertical movement of the valve member, and the second pressurization 3. The fluid control apparatus according to claim 1, wherein the chamber has means for constantly applying a constant force inward to the third diaphragm portion.
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