JP2007200133A - 流体制御機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ボデー全体を大型化することなくコンパクトでありながらダイヤフラムの受圧面積を大きくして圧力制御時の精度や耐久性の向上を図ることができる流体制御機器を提供すること。
【解決手段】ダイヤフラム２５の上下側を２つの環状部材２１、２３で挟み、ダイヤフラム２５と環状部材２１、２３を外径側からシール溶接したダイヤフラムユニット２０を構成し、このユニット２０のボデー接続側にネジ部２２を設け、このネジ部１３とボデー１２に形成したネジ部１３とを内側に装着したガスケット２７を介してユニット２０とボデー１２を螺着して、ダイヤフラムユニット２０とボデー１２をシール一体化した流体制御機器である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体、液晶等の半導体製造工程において用いられた処理ガス等を制御する半導体集積弁装置の減圧弁等の流体制御機器に関し、特に、例えば、平面実装構造（サーフェスマウント方式）の流体制御機器のボデー構造に関する。

この種の集積弁装置に用いられる流体制御機器は、半導体の高集積化と高精度化に伴なってコンパクト化の要請があり、特に、超小型集積弁の開発要請がある。この要請に対応するためには、超小型の集積構造を有する流体制御機器を開発する必要がある。

流体制御装置としては、例えば、次のようなものがある。例えば、二次側気密室を密封し、ステムロッドを介して弁体を応動するダイヤフラムを蓋体の内部側に装入し、この上から蓋体に中間体を装入して、この蓋体と入口・出口側通路を有する本体とをボルトで固着して一体化した減圧弁がある（例えば、特許文献１参照）。

また、一次側と二次側の流路が形成された第一ボデーと、ダイヤフラムで密閉されたダイヤフラム室が設けられた第二ボデーを一体化し、第二ボデーの上にハンドル軸を備えた蓋部を備えた圧力調整弁がある（例えば、特許文献２参照。）。この圧力調整弁において、ダイヤフラムを設けた第二ボデーは、第一ボデーの内周側に格納されるようにして一体化されている。

流体制御機器のうち、通常、減圧弁は、ダイヤフラムの流体受圧面積の大きさが、流体圧力制御時における精度やダイヤフラム本体の寿命に影響を与えているため、このダイヤフラムをできるだけ大きくする必要がある。例えば、特許文献１や特許文献２のような減圧弁においてダイヤフラムのこれらの性能を向上させるためには、同種のダイヤフラムバルブに比較してより大きい径でダイヤフラムを形成する必要があり、その他のダイヤフラム構造の機器にも同様の要求がある。
実開昭６２−１２９６１３号公報 特許第２７６３２８２号公報

しかし、特許文献１や特許文献２のような減圧弁は、全体の大きさに制限が無かったり、同種のダイヤフラムバルブと同程度の大きさで形成した場合にも圧力制御が可能であることから、ダイヤフラムを部品単品で組み込むような構造が取られていた。ダイヤフラムの装着時には、より外径の大きいボデー内に形成した装着部に格納するような構造となるため、構造上ダイヤフラムの外径よりもボデー外径を大きく拡径させることになり、これによってボデー全体が大型化していた。

その上、超小型化の集積弁に搭載する機器として、例えば、φ２０ｍｍ程度の細径の外径が要求された場合には、減圧弁よりダイヤフラムを大径に形成することが可能な構造であるダイヤフラムバルブであっても、ダイヤフラムの外径をφ１５ｍｍ程度までにしか拡径して形成することができず、このダイヤフラムのボデーと同じ外径の減圧弁では、ダイヤフラムバルブと比較してダイヤフラムが小径になり、この小径のダイヤフラムでは十分な圧力制御時の精度や高寿命の機能性が得られないという問題が生じていた。

この減圧弁において、圧力制御の精度や寿命を向上させるためにダイヤフラムを最大限に大きく形成すると減圧弁の外径が大きくなり、集積弁に対する減圧弁の取付けスペースが広くなって実装される機器の間のスペースが狭くなって各機器の着脱が容易にできなくなるという問題がある。
このため、減圧弁の大きさ（外径）を大きくすることなくダイヤフラムだけを大きく形成し、同種のダイヤフラムバルブと同程度の大きさでありながら圧力制御の精度や寿命を向上した減圧弁の開発が待ち望まれていた。

本発明は、従来の課題点に鑑みて開発に至ったものであり、その目的とするところは、ボデー全体を大型化することなくコンパクトでありながらダイヤフラムの受圧面積を大きくして圧力制御時の精度や耐久性の向上を図ることができる流体制御機器を提供することにある。

上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、ダイヤフラムの上下側を２つの環状部材で挟み、ダイヤフラムと環状部材を外径側からシール溶接したダイヤフラムユニットを構成し、このユニットのボデー接続側にネジ部を設け、このネジ部とボデーに形成したネジ部とを内側に装着したガスケットを介してユニットとボデーを螺着して、ダイヤフラムユニットとボデーをシール一体化した流体制御機器である。

請求項２に係る発明は、ダイヤフラムユニットとボデーに形成したネジ部の位置をダイヤフラムユニットの外径より小径に形成し、ダイヤフラムユニットとボデーを一体化するときに、ネジ部の１箇所の螺着によりガスケットでシールしつつ分解可能に装着して、弁座シートを同時に締め付けることによりボデー流路の入口と出口を内部シールするように構成した流体制御機器である。

請求項３に係る発明は、ガスケットをステンレス等の薄板材料からなる芯材に樹脂コーティングを施して構成した流体制御機器である。

請求項４に係る発明は、ガスケットを薄板のＰＣＴＦＥ材で形成した流体制御機器である。

請求項１に係る発明によると、ダイヤフラムの受圧面積を大きくしてダイヤフラム径を最大限に利用できる構造であるため、ボデー全体が大型化することなくコンパクトに維持しながら圧力制御の精度と耐久性の向上を図ることができる流体制御機器である。

請求項２に係る発明によると、接続用ネジを緩めることによりダイヤフラムユニットとボデーを着脱することができ、ボデーからダイヤフラムユニットを取り外してボデー側の弁座シートを交換したり、ダイヤフラムユニット全体を交換することができ、メンテナンスや修理なども簡単に行うことができる流体制御機器である。

請求項３に係る発明によると、ボデーとダイヤフラムユニットを１箇所のガスケットでシールすることができ、ガスケットによるシール時には、接続用ネジ同士のシール面が螺着時に滑ることによるリークを防止し、高いシール性能を発揮することができる流体制御機器である。また、ガスケット全体を薄く形成することができるため、樹脂コーティングのヘタリによるリークを防ぐこともできる流体制御機器である。
更に、請求項４に係る発明によると、高シール性のガスケットを容易に形成することができる流体制御機器である。

以下、本発明における流体制御機器について、この種の機器の減圧弁（レギュレータ）に適用した場合の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。レギュレータは、図４における半導体製造装置１のガス供給ライン２内を流れる流体圧力を、所定の圧力値以下に減圧するために設けられている。
図１ないし図４において、レギュレータ１０は、内部に流体の流れる流体流路（ボデー流路）１１を有し、この流体流路１１を半導体製造装置１の流路ブロック３に接続してガス供給ライン２を構成できるようにしたボデー１２、流体圧力によって変位可能なダイヤフラム２５を内部に備えたダイヤフラムユニット２０、及び、作動軸４６の上下動によってダイヤフラム２５を変位させて流体圧力を調節する蓋体４０を備えており、これらを一体に組み立てて構成されている。

ボデー１２は、図３に示すように一体に形成されており、このボデー１２のダイヤフラムユニット２０との接続側の外周側にはネジ部１３を形成している。このネジ部１３は、本実施形態においてはおねじとしており、このおねじ１３はボデー１２の円筒部位より縮径するように形成している。
さらにボデー１２の内側には凹部１４を形成し、この凹部１４に圧力制御部３０を構成している。さらに、凹部１４の下方側には、この凹部１４に続けて内径をより縮径した縮径凹部１６を設け、この縮径凹部１６内をニードル弁体３３が図において上下に移動できるようにしている。

縮径凹部１６の下端からは入口流路１７を形成し、また、凹部１４の下端からは出口流路１８をそれぞれ形成しており、この入口・出口流路１７、１８を、凹部１４、縮径凹部１６を介してボデー１２内に連通するように設けている。入口・出口流路１７、１８の底面側には、入口１７ａ、出口１８ａをそれぞれ形成し、ボデー１２を流路ブロック３に搭載したときに、この入口１７ａと出口１８ａをそれぞれ流路ブロック３に形成した出口孔３ｂ、入口孔３ａに連通させて流路を接続可能に設けている。

ボデー１２の下部側には環状突部１９を突設形成しており、この環状突部１９は、流路方向において入口１７ａ、出口１８ａの外側まで突出させ、さらに、この環状突部１９に平面実装用の締結ボルト８用の図示しないボルト孔を形成している。ボデー１２の下部側にこの環状突部１９を形成することにより、入口・出口流路１７、１８を図３のようにテーパ状に曲折して形成することができ、これにより流体を流れやすくして流路内に流体が滞留することを防いでいる。

ダイヤフラムユニット２０は、２つの環状部材２１、２３と円形状に形成したダイヤフラム２５からなり、この環状部材２１、２３とダイヤフラム２５の外径を略同径に設けている。ダイヤフラムユニット２０を構成する際には、ダイヤフラム２５の上下側を環状部材２１、２３で挟み込み、このダイヤフラム２５と環状部材２１、２３を外径側からシール溶接することにより溶接部２６を形成して一体化することで内側にダイヤフラム２５が取付けられたダイヤフラムユニット２０が構成される。シール溶接時における溶接部２６の溶け込み深さは、０．５ｍｍ程度に設定することで高い耐圧強度を有することができる。

ダイヤフラムユニット２０の環状部材２１には、ボデー１２接続側にめねじからなるネジ部２２を設け、このめねじ２２をボデー１２のおねじ１３に螺着可能に設けている。めねじ２２は、おねじ１３ともにその外径をダイヤフラムユニット２０の外径よりも小径に形成している。
ダイヤフラムユニット２０の環状部材２３においては、蓋体４０との接続側に接続ネジ部２４を設け、この接続ネジ部２４は、ボデー１２接続側のネジ部１３と同様にめねじ部によって形成している。

環状部材２１、２３におけるダイヤフラム２５挟着側の端部には、図２、３に示すように縮径状の縮径部２１ａ、２３ａを形成し、この縮径部２１ａ、２３ａをストッパーとしている。各ストッパー２１ａ、２３ａからダイヤフラム２５との溶接部２６にかけては緩やかなテーパ面２１ｂ、２３ｂを形成しており、後述する圧力制御時には、ダイヤフラム２５はテーパ面２１ｂ、２３ｂによってストッパー２１ａ、２３ａに邪魔されることなく変形して溶接部２６から内側全体を作動させることができ、図示しない流体受圧面積をダイヤフラム２５を形成している面積のほぼ全体によって最大に構成できるようにしている。

ガスケット２７は、ステンレス等の薄板材料を芯材２７ａとし、この芯材２７ａにＰＴＦＥ等の樹脂コーティングを施して被覆部２７ｂを形成することにより０．１ｍｍ程度の厚さに形成している。芯材２７ａの材質はステンレス以外であってもよく、また、被覆部２７ｂの材質はＰＴＦＥ以外であってもよい。例えば、被覆部２７ｂの材質としては、ＰＦＡなどの他のフッ素系樹脂を用いることもできるが、被覆部と芯材を、薄板のＰＣＴＦ材で一体成形によって形成するようにしてもよい。本例のように、ガスケット２７表面の被覆部２７ｂを樹脂で形成した場合には高温流体にも対応して圧力制御を行うことができ、また、ステンレス等の金属によるメタルタッチによるシールよりもシール性能を向上させることができる。

おねじ１３、めねじ２２の内部には、前述したような圧力制御部３０を設け、この圧力制御部３０によりダイヤフラム２５を作動させて流体の圧力を制御している。圧力制御部３０は、弁座シート３１、シートホルダー３２、ニードル弁体３３、及びスプリング３４からなっており、これらを分解可能に装着している。

図２のように、弁座シート３１は、ＰＣＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＩ等の樹脂製によって一体に形成され、縮径凹部１６に嵌入可能でニードル弁体３３とシールする弁座面３１ｂを有する嵌入部３１ａと、凹部１４の底面側に載置して全体を位置決め固定する拡径部３１ｃを有している。
シートホルダー３２は、上部側にニードル弁体３３の軸部３３ａを軸受けする軸受穴３２ａを有している。また、孔部３２ｂ、３２ｃをそれぞれ形成しており、入口流路１７から縮径凹部１６に流れ込んだ流体を、孔部３２ｂを介して凹部１４に案内し、この凹部１４から孔部３２ｃを介して出口流路１８に流すことができるようにしている。
ニードル弁体３３は軸部３３ａと弁部３３ｂからなっており、スプリング３４によって弁座面３１ｂ方向に弾発付勢されている。圧力制御部３０全体が組み付けられた後には、ニードル弁体３３を弁座３１ｂにシールさせて流路を閉状態にすることが可能になっている。

図３において、圧力制御部３０の組み付け時には、スプリング３４で弾発させたニードル弁体３３の弁部３３ｂを弁座面３１ｂに当接させながら弁座シート３１の嵌入部３１ａを縮径凹部１６に嵌入させ、この弁座シート３１の上からシートホルダー３２を装着する。

ボデー１２とダイヤフラムユニット２０の接続する際には、この状態でおねじ１３とめねじ２２を内側に装着したガスケット２７を介してユニット２０とボデー１２を螺着し、このおねじ１３とめねじ２２のねじ締結によって、ガスケット２７によるシール部を内側に形成しながらボデー１２とダイヤフラムユニット２０を一体化している。このおねじ１３、めねじ２２の１箇所の螺着によって、外部側のボデー１２とダイヤフラムユニット２０をガスケット２７でシールできると同時に、弁座シート３１をボデー嵌合部（縮径凹部）１６の平面部１６ａに同時に締め付け密着させてボデー流路１１の入口流路１７と出口流路１８を内部シールしている。また、スプリング３４の弾発力によってニードル弁体３３が上方に付勢し、このニードル弁体３３と弁座シート３１とが確実にシールされる。
これにより、ダイヤフラム２５とシートホルダー３２の間に、ダイヤフラム２５の受圧面積が流体に作用するようなダイヤフラム室２８が構成される。

ニードル弁体３３の先端位置は、ボデー１２とダイヤフラムユニット２０の一体化後にダイヤフラム２５に接触し、この先端位置は、シートホルダー３２に形成した環状凸部３２ｄが環状部材２１のストッパー２１ａに当接することで高さ方向の位置決めがなされる。ストッパー２１ａは、予め適当な高さに調整して形成することで、弁閉時のニードル弁体３３の先端側の高さ位置をダイヤフラム２５に対して適切な力で接触させることができる。これにより、ボデー１２とダイヤフラムユニット２０を一体化した後に、ニードル弁体３３がダイヤフラム２５に強く接触してスプリング３４の弾発力に抗して押し下がることがなく、ニードル弁体３３を最適な位置で停止させた状態に維持することができる。

蓋体４０は、図１、２に示すように、ダイヤフラムユニット２０との接続側をダイヤフラムユニット２０の外径と略同径に形成し、接続側端部におねじ部からなる接続ネジ部４１を設け、このおねじ部４１をダイヤフラムユニット２０のめねじ部２４に螺着可能に設けている。これにより蓋体４０をダイヤフラムユニット２０に直接接続することが可能になり、接続用の無駄な部品の増加を防いでいる。

蓋体４０のダイヤフラムユニット２０側には押圧部材４２を設けており、この押圧部材４２に形成した溝部４２ａにＯリングからなるシール部材４３を装着している。押圧部材４２のダイヤフラム２５側には段部４２ｂを形成しており、この段部４２ｂを環状部材２３のストッパー２３ａに当接することで押圧部材４２がダイヤフラム２５側に移動するときの限界が定まって、押圧部材４２が強く押圧された場合でも所定の強さ以上にダイヤフラム２５を押圧して作動させることがない。

押圧部材４２の背面側にはコイルスプリング４４を装着しており、このコイルスプリング４４の他端側にばね受部材４５を設け、このばね受部材４５に作動軸４６を取付けている。作動軸４６は外周に雄ネジ４６ａを有し、この雄ネジ４６ａを蓋体４０に形成した雌ネジ４０ａに螺着することにより、作動軸４６が回転したときに全体が蓋体４０に対して進退自在に動作できるようにしている。作動軸４６のばね受部材４５側にはナット４７を螺着しており、このナット４７の一面を、蓋体４０に縮径状に形成した当接部４０ｂに当接させることにより、作動軸４６を蓋体４０に対して後退させたときに、この作動軸４６が適当な位置で停止でき、蓋体４０から抜けるのを防止している。
作動軸４６の他端側には操作ハンドル４８が螺合され、この操作ハンドル４８の上から雄ネジ４６ａに対してナット体４９を螺着することで操作ハンドル４８を作動軸４６に固定している。

続いて、上記のレギュレータを集積化ガス制御装置に搭載する場合を説明する。
図４において、集積化ガス制御装置１は、窒素ガス、水素ガス、モノシラン、シジラン、水素希釈ホスフィン、Ｎ_２Ｏ、三弗化クロライド等のプロセスガスなどの流体の圧力制御、流量制御、混合、パージガス等の供給時の制御などの供給制御を行う前記のガス制御ライン２を構成し、このガス制御ライン２は、例えば、図示しない基盤状の部材に複数列に並設することで集積弁装置が構成される（本実施形態では集積弁装置の１列のみを示している）。

ガス制御ライン２には、流体を制御するための機器が流路を構成しながら搭載され、この機器の１つとしてレギュレータ１０が搭載される。この機器には、レギュレータ１０以外にも、例えば、ガス流路を開閉する自動ダイヤフラム弁４ａやパージガスの供給を行うパージ弁４ｂ、或は図示しないフィルターや各種のバルブや手動開閉弁などとして各種の制御機器４が搭載され、これらにより１つのガス供給ライン２が構成される。

レギュレータ１０は、他の制御機器４とともに平面実装方式からなる取付構造によって取付けられ、この平面実装方式は、前記の基盤状の部材の上面にベース体５を固定し、このベース体５の上に流路ブロック３を表面実装によって固定し、この上から締結ボルト８によって取付けている。

流路ブロック３は、レギュレータ１０のボデー１２が取付けられる被取付体であり、一体成形によってブロック状に形成されている。
レギュレータ１０をこの流路ブロック３に搭載する際には、隣接する流路ブロック３に載置し、ボルト孔から締結ボルト８によって固着することでレギュレータ１０の入口１７ａ、出口１８ａと流路ブロック３の出口孔３ｂ、入口孔３ａを接続してガス制御ライン２が構成される。

流路ブロック３側の入口孔３ａ及び出口孔３ｂと、ボデー１２側の入口１７ａ、出口１８ａには、環状ガスケット６を介在できるように環状凹部３ｃ、３ｄと環状凹部１７ｂ、１８ｂを予め設けており、これらの間に環状ガスケット６を介在した状態で一体化することで流路の接続部位をシールしている。
環状ガスケット６は、中央部に連通穴６ａを形成しており、この連通穴６ａにより一次側と二次側を連通可能に設けている。環状ガスケット６は、ステンレス鋼等からなり、ボデー１２と流路ブロック３との間に挟着されて押し潰されてメタルタッチによってシールしてガス漏れを防ぐ構造となっている。

流路ブロック３は、流体中に不純物が混入しないようにするためにステンレス鋼や、或は、ステンレス鋼と同等の耐食性を有する材料を用いるのが望ましく、また、流路ブロック３とボデー１２の当接する各面状部分は、鏡面加工などの高精度の加工によって加工するのがよい。

ベース体５は、図４に示すように流路方向に長尺状に形成し、このベース体５の上面側には、流路ブロック３取付け用の図示しない雌ねじを設けている。この雌ねじを、固定ボルト７で締付けることにより、ベース体５に対して流路ブロック３を表面実装によって取付けている。
ベース体５は、流体と接触することがないため、例えば、アルミニウム等の軽量な材料によって形成することができ、これにより、集積ガス制御装置１の軽量化を図ることができ、延いては、集積弁全体の軽量化を図ることもできる。

次に、本発明の流体制御機器の上記実施形態における作用を説明する。
図３において、レギュレータ１０の１次側である入口１７ａから流体が入ると、この流体は、入口流路１７を通って縮径凹部１６内に到達し、この流体の圧力がニードル弁体３３に加わる。
一方、ダイヤフラム室２８には、出口流路１８からの圧力が加わっており、このダイヤフラム室２８に加わる圧力と、コイルスプリング４４の弾発付勢による押圧部材４２からダイヤフラム２５に加えている圧力が釣り合っているため、ダイヤフラム２５は変形することなく、ニードル弁体３３はスプリング３４の弾発力によって弁座３１ｂにシールして入口流路１７から出口流路１８に流体が流れるのを防いでいる。

この状態から、出口流路１８側の圧力が、コイルスプリング４４による押圧部材４２の圧力よりも低くなると、コイルスプリング４４からの圧力が出口流路１８側の圧力より大きくなるため、コイルスプリング４４は伸長し、押圧部材４２によってダイヤフラム２５とニードル弁体３３をスプリング３４の弾発力に抗しながら下方に押圧する。よって、ニードル弁体３３が弁座シート３１の弁座面３１ｂから離間して、図５に示すように、入口流路１７と出口流路１８が縮径凹部１６、弁座シート３１及びシートホルダー３２内の図示しない連通流路、ダイヤフラム室２８、孔部３２ｂ、３２ｃを通じて連通する。
これにより、流体が入口流路１７から連通流路、孔部３２ｂ、ダイヤフラム室２８、孔部３２ｃを順に介して出口流路１８側に流れる。

出口流路１８側の圧力がコイルスプリング４４の押圧力よりも大きくなると、コイルスプリング４４は伸縮し、ニードル弁体３３とダイヤフラム２５がスプリング３４の弾発力によって上方に付勢して、ニードル弁体３３が弁座面３１ｂにシールして流路が塞がれ、入口流路１７側から出口流路１８へのガスの流入が停止する。

以上のようにして、レギュレータ１０は、コイルスプリング４４の弾発付勢力を利用して流路を開閉することにより入口流路１７から出口流路１８への流体の流れを調節し、出口流路１８側の流体圧力を所定の圧力値以下に自動的に圧力制御できるようにしたものである。

縮径凹部１６からダイヤフラム室２８に流体が流入する際には、この流体を圧力制御する際の精度はダイヤフラム２５の受圧面積に影響を受けるが、ダイヤフラム２５をダイヤフラムユニット２０の外径の大きさまで拡げるように大きく形成しているため、所定の外径を有するレギュレータ１０において、ダイヤフラム２５の外径を最大限に利用して受圧面積を構成することができる。
よって、入口流路１７と出口流路１８が連通したときに、ガス供給ライン２を流れる流体を高精度で圧力制御することができる。

操作ハンドル４８を伝達軸４６の進出方向に回転すると、進出した操作ハンドル４８先端側のばね受部材４５によってコイルスプリング４４を伸縮方向に押圧することで、このコイルスプリング４４の弾発力による押圧部材４２の押圧力を増すことができ、これにより出口流路１８側の圧力の値を調整でき、ガス制御ライン２内を流れる流体を所定の圧力に設定できる。

以上のように、本発明における流体制御機器は、２つの環状部材２１、２３にダイヤフラム２５を挟んだ状態で外径側からシール溶接によって溶接部２６を形成することによりダイヤフラムユニット２０を構成しているので、ダイヤフラム２５による流体の受圧面積の外径に対する比率を従来の構造に比較して大きくすることができ、このため、レギュレータ１０の外径を小さく設けても、従来の全体を大型に形成した減圧弁と同等の性能を発揮することができる。
ダイヤフラム２５の径を最大に利用できることによって、同等の大きさであれば従来の減圧弁に比べて圧力制御の精度と耐久性を向上することができ、また、同じダイヤフラム２５の径であれば、従来の減圧弁に比べてコンパクトに形成できる。

また、環状部材２１のめねじ２２とボデー１２側のおねじ１３を、内側にガスケット２７を挟着しながら螺着してダイヤフラムユニット２０とボデー１２を一体化しているので、レギュレータ１０全体の外径を大きく拡径することなく小径に抑えることができ、レギュレータ１０の取付けスペースが広くなることがなく、制御機器４の間のスペースを大きくとって各機器の着脱を容易に行うことができる。

図６においては、本発明の流体制御機器の他の実施形態を示したものであり、異なる内部構造のレギュレータによって流体制御機器を構成したものである。以降の実施形態において、上記の実施形態と同一箇所は同一符号によって表わし、その説明を省略する。
このレギュレータ５０においては、ダイヤフラム室５１側にばね５２を装着し、このばね５２によってダイヤフラム２５を初期の状態において上方に付勢させるようにしたものである。これにより、流体圧力が負圧の場合でもダイヤフラム２５を上方に付勢させておくことができ、この負圧に対応させてニードル弁体５３を移動させて流路を開閉できるようにしている。

また、蓋体４０の内部には、コイルスプリング４４に加えてコイルばね５４を装着しているので、押圧部材５５の押圧力を強くすることができ、出口流路１８側の設定圧力を大きくすることができる。

この実施形態においては、ばね５２及びコイルばね５４をあらたに加えて圧力を設定しているが、これ以外にも、スプリングやばねの組み合わせによって大小の流量や設定圧力に対応させたレギュレータを構成することができる。また、レギュレータを構成している弁座シートやシートホルダー等のその他の構成部品の形状や組み合わせも適宜変更することができ、各種の仕様のレギュレータを構成することができる。

図７においては、本発明における流量制御機器の更に他の実施形態を示している。
この流量制御機器においては、流量制御機器としてダイヤフラムバルブ６０を構成したものである。
このダイヤフラムバルブ６０のボデー６１は、内側に入口流路６２と出口流路６３を形成して、上述した実施形態における凹部と縮径凹部を省略しただけのものであり、他の構造は前述したボデー１２と同じものである。また、ダイヤフラムユニット２０も同様であり、前述のダイヤフラムユニット２０と同じ形状である。このように、レギュレータ１０のボデーとダイヤフラムユニットを流用してダイヤフラムバルブを設けることができ、ボデーへの加工を省略するだけでレギュレータ１０とは全く用途の異なる流量制御機器であるダイヤフラムバルブ６０を設けることができる。

このダイヤフラムバルブ６０において、ボデー６１には上面側に弁座面６４ａを有する弁座シート６４を載置し、この弁座シート６４の上からシートホルダー６５を被せ、このシートホルダー６５の外径側をボデー６１に形成したストッパー６１ａにより位置決めしながらボデー６１に形成したおねじ６６とダイヤフラムユニット２０に形成しためねじ６７の螺着によって一体化している。
この実施形態において、ダイヤフラムユニット２０の他端側に実施形態と同様に蓋体等を接続し（図示せず）、操作ハンドルを操作することによって押圧部材を作動させ、この押圧部材の進退によってダイヤフラムを直接動作して弁座面に接離でき、いわゆる、ダイレクトシール構造のダイヤフラム弁を設けることができる。

以上のように、本発明の流量制御機器は、集積弁ユニットに用いて超小型の流体制御装置を構成する際に、機器本体におけるユニット式のダイヤフラム構造とボデーとを、例えば、螺着結合によって構成するようにしたものであり、この場合、減圧弁に好適であって、各種の構造の減圧弁、例えば、レギュレータ１０、５０などの構造の減圧弁に適用できる。

また、これ以外にも、ユニットの下部のボデーと上記機器部材を、例えば、螺着構造によって一体化するものに好適であり、上記のようなダイヤフラムバルブ６０やこれ以外の構造の各種の流量制御機器にも応用することができる。本発明の流体制御機器を平面実装によって半導体集積弁装置１に取付けることにより、超小型の集積弁装置を形成することができる。

本発明における流体制御機器の一例を示した正面断面図である。 図１における流体制御機器の分解断面図である。 図１の流体制御機器の要部を示した正面断面図である。 集積弁装置の一部を示した一部切欠き正面図である。 図３の流体制御機器のボデー内の流路が開いた状態を示す正面断面図である。 本発明における流体制御機器の他の実施形態を示した正面断面図である。 本発明における流体制御機器の更に他の実施形態を示した正面断面図である。

符号の説明

１０ レギュレータ（流体制御機器）
１２ ボデー
１３ おねじ（ネジ部）
２０ ダイヤフラムユニット
２１、２３ 環状部材
２２ めねじ（ネジ部）
２５ ダイヤフラム
２７ ガスケット

Claims (4)

1. ダイヤフラムの上下側を２つの環状部材で挟み、前記ダイヤフラムと環状部材を外径側からシール溶接したダイヤフラムユニットを構成し、このユニットのボデー接続側にネジ部を設け、このネジ部とボデーに形成したネジ部とを内側に装着したガスケットを介してユニットとボデーを螺着して、前記ダイヤフラムユニットとボデーをシール一体化したことを特徴とする流体制御機器。
2. ダイヤフラムユニットとボデーに形成したネジ部の位置を前記ダイヤフラムユニットの外径より小径に形成し、前記ダイヤフラムユニットとボデーを一体化するときに、前記ネジ部の１箇所の螺着により前記ガスケットでシールしつつ分解可能に装着して、弁座シートを同時に締め付けることによりボデー流路の入口と出口を内部シールするように構成した請求項１記載の流体制御機器。
3. 前記ガスケットをステンレス等の薄板材料からなる芯材に樹脂コーティングを施して構成した請求項１又は２に記載の流体制御機器。
4. 前記ガスケットを薄板のＰＣＴＦＥ材で形成した請求項１又は２に記載の流体制御機器。
   
   
   

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