JP2019065867A - アクチュエータ、バルブ、および流体制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型かつ高倍率な倍力機構を有するアクチュエータ、バルブ、および流体制御装置を提供する。【解決手段】倍力機構３０の第１レバー３１は、ばね受け部材２２のばね受け部２２Ａと伝達部材３３との間に位置し、力点部（内端部３１Ｅ）と、支点部（外端部３１Ｄ）と、作用点部（外側部３１Ｂの第２突起部３３Ｃに対して当接する部分）とを有する。伝達部材３３は、第１レバー３１と第２レバー３１との間に位置し、第１レバー３１の作用点部から力を受ける力受部（第２突起部３３Ｃ）と、力受部に対して第１レバー３１の作用点部に対する力点部側と同じ側に位置し、第２レバー３４へ力を伝える伝達部（第３突起部３３Ｅ）とを有する。第２レバー３４は、力点部（内端部３４Ｅ）と、支点部（外端部３４Ｄ）と、作用点部（内側部３４Ａの第１突起部１５Ｅに対して当接する部分）とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、半導体製造装置等の流体管路に使用されるアクチュエータ、バルブ、および流体制御装置に関する。

ばねの付勢力を増幅して弁棒に伝える動力伝達手段を備えたバルブが提案されている。（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−１３９６４８号公報

しかし、特許文献１に開示された動力伝達手段（倍力機構）では、上下方向に並ぶ一対の転動ローラおよび一対の押えローラと、ローラ支持体とにより構成されるため、小型化を図るのが困難であった。

そこで本発明は、小型かつ高倍率な倍力機構を有するアクチュエータ、バルブ、および流体制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を解決するために、本発明の一態様であるアクチュエータは、ケーシングと、
前記ケーシング内に往復動可能に設けられた往復動部材と、前記ケーシング内に設けられ、前記往復動部材を駆動させる駆動手段と、前記駆動手段により前記往復動部材にかかった駆動力を増幅させる倍力機構と、前記倍力機構により増幅された力を受けて移動する移動部材と、を備え、前記倍力機構は、第１レバー部と、伝達部材と、第２レバー部とを有し、前記第１レバー部は、前記往復動部材と前記伝達部材との間に位置し、前記往復動部材からの力を受ける力点部と、前記ケーシングに当接して前記第１レバー部の回動の中心となる支点部と、前記伝達部材へ力を伝える作用点部と、を有し、前記伝達部材は、前記第１レバー部と前記第２レバー部との間に位置し、前記第１レバー部の前記作用点部から力を受ける力受部と、前記力受部に対して前記第１レバー部の前記作用点部に対する前記力点部側と同じ側に位置し、前記第２レバー部へ力を伝える伝達部と、を有し、前記第２レバー部は、前記伝達部材と前記移動部材との間に位置し、前記伝達部材の前記伝達部からの力を受ける力点部と、前記ケーシングに当接して前記第２レバー部の回動の中心となる支点部と、前記移動部材へ力を伝える作用点部と、を有する。

また、前記駆動手段は、外部から供給される駆動流体により駆動し、前記往復動部材が接続されたピストンと、前記移動部材に向かって前記往復動部材を付勢する付勢手段と、を備えてもよい。

また、本発明の一態様であるバルブは、流体通路が形成されたボディと、前記流体通路を開閉する弁体と、前記ボディに接続されるケーシングと、前記ケーシング内に往復動可能に設けられた往復動部材と、前記ケーシング内に設けられ、前記往復動部材を駆動させる駆動手段と、前記駆動手段により前記往復動部材にかかった駆動力を増幅させる倍力機構と、前記弁体により前記流体通路を開閉させるために、前記ボディに対し近接および離間移動可能に設けられ、前記倍力機構により増幅された力を受けて移動する移動部材と、を備え、前記倍力機構は、第１レバー部と、伝達部材と、第２レバー部とを有し、前記第１レバー部は、前記往復動部材と前記伝達部材との間に位置し、前記往復動部材からの力を受ける力点部と、前記ケーシングに当接して前記第１レバー部の回動の中心となる支点部と、前記伝達部材へ力を伝える作用点部と、を有し、前記伝達部材は、前記第１レバー部と前記第２レバー部との間に位置し、前記第１レバー部の前記作用点部から力を受ける力受部と、前記力受部に対して前記第１レバー部の前記作用点部に対する前記力点部側と同じ側に位置し、前記第２レバー部へ力を伝える伝達部と、を有し、前記第２レバー部は、前記伝達部材と前記移動部材との間に位置し、前記伝達部材の前記伝達部からの力を受ける力点部と、前記ケーシングに当接して前記第２レバー部の回動の中心となる支点部と、前記移動部材へ力を伝える作用点部と、を有する。

また、本発明の一態様である流体制御装置は、複数の流体制御機器により構成される流体制御装置であって、前記複数の流体制御機器の少なくとも一つは、上記のバルブである。

本発明によれば、小型かつ高倍率な倍力機構を有するアクチュエータ、バルブ、および流体制御装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る閉状態にあるバルブの縦断面図を示す。 倍力機構付近の断面斜視図を示す。 （ａ）は、第１レバー（第２レバー）と第１リテーナ（第２リテーナ）とを組み合わせた状態の斜視図を示し、（ｂ）は、第１リテーナ（第２リテーナ）の斜視図を示す。 バルブが閉状態にあるときの倍力機構の断面図を示す。 バルブが開状態にあるときの倍力機構の断面図を示す。 半導体製造装置の概略図を示す。

本発明の一実施形態によるアクチュエータ、バルブ、および流体制御装置について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態における閉状態にあるバルブ１の縦断面図を示している。図１に示すように、バルブ１は、ダイヤフラムバルブであり、流体制御装置５５（図６）の複数の流体制御機器により構成されるガスライン（例えば、ガスラインの最も上流側）で使用されるバルブである。

バルブ１は、ボディ２と、アクチュエータ３とを備える。なお、以下の説明において、バルブ１の、アクチュエータ３を上側、ボディ２側を下側として説明する。

ボディ２には、円柱状の弁室２ａと、弁室２ａに連通する流入路２ｂおよび流出路２ｃとが形成されている。ボディ２の流入路２ｂと弁室２ａとが連通する箇所の周縁（流入路２ｂの開口部）には、ケーシング１０に向かって突出する円環状の弁座２Ｄが設けられている。弁座２Ｄは、ボディ２と同じ金属材料により構成される。また、ボディ２は、上方に延びるように設けられ、円筒状をなし、内周部に雌ねじ部が形成された円筒部２Ｅを有する。

アクチュエータ３は、ケーシング１０と、押さえアダプタ１２と、ダイヤフラム押さえ１３と、ロッド１４と、移動部材１５と、駆動部２０と、第１〜第４Ｏリング４Ａ〜４Ｄとを有する。

ケーシング１０は、ボンネット１６と、中間ケーシング１７と、アクチュエータキャップ１８と、支持リング１９とを備える。

ボンネット１６は、略円筒状をなし、その下端部の外周の雄ねじ部がボディ２の円筒部２Ｅに対し螺合されることにより、ボディ２に対し固定されている。ボンネット１６の上端部の内周には、雌ねじ部が形成されている。

中間ケーシング１７は、略円筒状をなし、上側部１７Ａと、下側部１７Ｂとを有する。上側部１７Ａには、貫通孔１７ｃが形成され、下側部１７Ｂには、貫通孔１７ｃよりも内径が大きい収容孔１７ｄが形成されている。下側部１７Ｂの外周には、外方へ突出する突出部１７Ｅが設けられている。下側部１７Ｂの外周面であって突出部１７Ｅの上下には、それぞれ雄ねじ部が形成されている。突出部１７Ｅの下側の雄ねじ部が、ボンネット１６の上端部の雌ねじ部に螺合することにより、中間ケーシング１７がボンネット１６に対し固定されている。下側部１７Ｂの下端は、環状の下面１７Ｆを有し、下面１７Ｆの内径側は、後述の支持リング１９の内径よりも内側に位置するように構成されている。上側部１７Ａの外周には、駆動流体が後述の流体導入室２１ｄから漏れるのを防止する第１Ｏリング４Ａが設けられている。

アクチュエータキャップ１８は、略円筒状をなし、その下端部の内周に設けられた雌ねじ部を中間ケーシング１７の突出部１７Ｅの上側の雄ねじ部に螺合させることにより、中間ケーシング１７に対し固定されている。アクチュエータキャップ１８には、駆動流体が流入する流体流入路１８ａが形成され、流体流入路１８ａの上端部には、図示せぬ管継手を螺合するための被螺合部１８ｂが形成されている。

支持リング１９は、円筒状をなし、ボンネット１６の内周に設けられた段差部１６Ａ上に配置されている。支持リング１９の上端は、中間ケーシング１７の下面１７Ｆに当接し、支持リング１９の下端は、ボンネット１６の内周に設けれた段差部１６Ａに当接している。これにより、支持リング１９は、ボンネット１６に対し上下動不能である。また、支持リング１９の内周には、内方に突出する突出部１９Ａが設けられている。

ダイヤフラム１１は、複数枚のダイヤフラムにより構成され、環状の押さえアダプタ１２により、その外周縁部が狭圧され、ボディ２に対し保持されている。弁体であるダイヤフラム１１は、略球殻状をなし、上に凸の略円弧状が自然状態となっている。ダイヤフラム１１が弁座２Ｄに対し当接および離間することによって、流入路２ｂと流出路２ｃとの間の連通または遮断が行われる。バルブ１が閉状態にあるときには、ダイヤフラム１１が弁座２Ｄに当接し、流入路２ｂと流出路２ｃとが遮断される。バルブ１が開状態にあるときには、ダイヤフラム１１が弁座２Ｄから離間し、流入路２ｂと流出路２ｃとが連通する。

ダイヤフラム押さえ１３は、ダイヤフラム１１の上側に設けられ、押さえアダプタ１２により上下方向に移動可能に支持され、ダイヤフラム１１の中央部を押圧可能である。

ロッド１４は、ダイヤフラム押さえ１３の上側に設けられ、押さえアダプタ１２により上下方向に移動可能に支持され、ダイヤフラム押さえ１３を押圧可能である。

移動部材１５は、ボンネット１６の下端部において、上下方向に移動可能に支持されている。移動部材１５は、円柱部１５Ａとフランジ部１５Ｂとを有する。円柱部１５Ａは、ロッド１４を押圧可能である。フランジ部１５Ｂは、円柱部１５Ａの上側部に外方に突出するように設けられている。フランジ部１５Ｂの上面１５Ｃの中央部には、凹部１５ｄが形成されている。フランジ部１５Ｂの外周縁には、上方に突出する環状の第１突起部１５Ｅが設けられている。

駆動部２０は、ピストン２１と、ばね受け部材２２と、２本のコイルばね２３と、倍力機構３０とにより構成される。駆動部２０は、空気駆動式の駆動部である。なお、ピストン２１と２本のコイルばね２３とは駆動手段に相当し、ばね受け部材２２は往復動部材に相当する

ピストン２１は、略円板状をなす基部２１Ａと、基部２１Ａの中央部から上側に延びる第１上延出部２１Ｂと、基部２１Ａの中央部から下側に延びる第１下延出部２１Ｃとを備える。

基部２１Ａは、アクチュエータキャップ１８内において、中間ケーシング１７の上側部１７Ａの上側に位置している。基部２１Ａの外周縁には、第２Ｏリング４Ｂが設けられている。第２Ｏリング４Ｂにより、基部２１Ａの上下方向への移動時における基部２１Ａの径方向の移動が抑制される。基部２１Ａの下面と中間ケーシング１７の上側部１７Ａの上面とにより、流体導入室２１ｄが形成される。第２Ｏリング４Ｂは、駆動流体が流体導入室２１ｄから漏れるのを防止する。

第１上延出部２１Ｂの上側部は、流体流入路１８ａ内に挿入されている。第３Ｏリング４Ｃにより、第１上延出部２１Ｂの上下方向への移動時における第１上延出部２１Ｂの径方向の移動が抑制される。また、第３Ｏリング４Ｃは、駆動流体が外部に漏れるのを防止する。ピストン２１には、第１上延出部２１Ｂの上端から基部２１Ａの下面に延び、流体導入室２１ｄに連通する流体導入路２１ｅが形成されている。

第１下延出部２１Ｃは、貫通孔１７ｃに貫通されており、第４Ｏリング４Ｄにより、第１下延出部２１Ｃの上下方向への移動時における第１下延出部２１Ｃの径方向の移動が抑制される。第４Ｏリング４Ｄは、駆動流体が流体導入室２１ｄから漏れるのを防止する。第１下延出部２１Ｃの下端部の外周には雄ねじ部が形成されている。

ばね受け部材２２は、ピストン２１の下側に位置し、ばね受け部２２Ａと、第２上延出部２２Ｂと、第２下延出部２２Ｃとを備える。ばね受け部材２２は、ピストン２１と共にケーシング１０内を上下方向に往復動可能に設けられている。

ばね受け部２２Ａは、円板状の本体部２２Ｄと、本体部２２Ｄの上面から上側に突出する円板状の上突出部２２Ｅと、本体部２２Ｄの下面から下側に突出する円板状の下突出部２２Ｆとを有する。本体部２２Ｄは、中間ケーシング１７内に位置し、本体部２２Ｄの直径は、中間ケーシング１７の収容孔１７ｄの内径よりも小さく構成されている。

第２上延出部２２Ｂは、有底円筒状をなし、上突出部２２Ｅの中央部から上側に延びるように設けられている。第２上延出部２２Ｂの内周面には雌ねじ部が形成され、第１下延出部２１Ｃの雄ねじ部に螺合されている。これにより、ピストン２１と、ばね受け部材２２とは一体的に構成される。

第２下延出部２２Ｃは、正六角柱状をなし、下突出部２２Ｆの中央部から下側に延びるように設けられている。第２下延出部２２Ｃの下端は、移動部材１５の凹部１５ｄ内に位置するように構成されている。

２本のコイルばね２３は、中間ケーシング１７の収容孔１７ｄ内において、上側部１７Ａの下面と、ばね受け部２２Ａの本体部２２Ｄおよび上突出部２２Ｅの上面との間に配置されている。２本のコイルばね２３は、ばね受け部材２２を常に下側に付勢し、これにより、ピストン２１も常に下側に付勢されている。

図２は、倍力機構３０付近の断面斜視図を示す。図３（ａ）は、第１レバー３１（第２レバー３４）と第１リテーナ３２（第２リテーナ３５）とを組み合わせた状態の斜視図を示し、図３（ｂ）は、第１リテーナ３２（第２リテーナ３５）の斜視図を示す。

倍力機構３０は、６つの第１レバー３１と、第１リテーナ３２と、伝達部材３３と、６つの第２レバー３４と、第２リテーナ３５とを備える。６つの第１レバー３１は、第１レバー部に相当し、６つの第２レバー３４は、第２レバー部に相当する。

６つの第１レバー３１は、それぞれ独立して同形状をなし、第２下延出部２２Ｃの周囲にアクチュエータ３の円周方向に沿って等間隔に配置されている。各第１レバー３１は、金属（例えば、ステンレス鋼）、樹脂、セラミックス等により構成され、後述のバルブ１の開閉動作時に変形しない（歪まない）硬さを有している。すなわち、各第１レバー３１は、バルブ１の開閉動作に対し剛体として機能する。各第１レバー３１は、内側部３１Ａと、外側部３１Ｂとを有し、外側部３１Ｂから内側部３１Ａに向かって先細る形状をなしている。外側部３１Ｂは、内側部３１Ａに対し、上側に屈曲するように接続されている。内側部３１Ａには、係合孔３１ｃが形成されている。

各第１レバー３１は、その外端部３１Ｄが、中間ケーシング１７の下面１７Ｆに当接し、内端部３１Ｅが、第２下延出部２２Ｃの正六角柱の各面に対向して下突出部２２Ｆの下面２２Ｇに当接するように配置される。

第１リテーナ３２は、ゴム等の柔軟性を有する材料により構成され、平面視で略六角形状をなし、正六角形状の挿入孔３２ａが形成されている。第１リテーナ３２は、環状部３２Ｂと、６つの係合突起３２Ｃと、６つの支持突起３２Ｄとを有する。

６つの係合突起３２Ｃは、それぞれ略円柱状をなし、環状部３２Ｂに対しアクチュエータ３の円周方向に等間隔に配置されている。

６つの支持突起３２Ｄは、それぞれ隣り合う係合突起３２Ｃの間に設けられており、平面視で環状部３２Ｂの中心に向かって先細る形状をなしている。

各第１レバー３１は、その内側部３１Ａの係合孔３１ｃに、第１リテーナ３２の係合突起３２Ｃを挿入することにより、第１リテーナ３２に保持される。各第１レバー３１は、隣り合う支持突起３２Ｄの間に配置されることにより、各第１レバー３１の回転が抑制される。

環状部３２Ｂの正六角形状の挿入孔３２ａに、正六角柱状の第２下延出部２２Ｃが挿入される。挿入孔３２ａは、第２下延出部２２Ｃの外形よりもわずかに大きい寸法を有するので、第１リテーナ３２の第２下延出部２２Ｃに対する回転が抑制される。

伝達部材３３は、第１レバー３１および第１リテーナ３２の下側に位置し、環状をなし、正六角形状の挿入孔３３ａが形成されている。伝達部材３３の上面３３Ｂの外周縁には、上方に突出する環状の第２突起部３３Ｃが設けられている。第２突起部３３Ｃは、各第１レバー３１の外側部３１Ｂに対し、外端部３１Ｄよりも内側において下側から当接している。伝達部材３３の下面３３Ｄの内周縁には、下方に突出する環状の第３突起部３３Ｅが設けられている。第３突起部３３Ｅは、第２突起部３３Ｃよりも内方に位置する。つまり、第３突起部３３Ｅは、第２突起部３３Ｃに対して、第１レバー３１の外側部３１Ｂに対する内端部３１Ｅ側と同じ側に位置する。伝達部材３３の上面３３Ｂであって、第２突起部３３Ｃよりも内側には、凹部３３ｆが形成されている。

伝達部材３３の正六角形状の挿入孔３３ａに、正六角柱状の第２下延出部２２Ｃが挿入される。挿入孔３３ａは、第２下延出部２２Ｃの外形よりもわずかに大きい寸法を有するので、伝達部材３３の第２下延出部２２Ｃに対する回転が抑制される。

６つの第２レバー３４および第２リテーナ３５は、伝達部材３３の下側に位置し、それぞれ６つの第１レバー３１および第１リテーナ３２と同様の構成・形状を有する。

すなわち、各第２レバー３４は、金属（例えば、ステンレス鋼）、樹脂、セラミックス等により構成され、後述のバルブ１の開閉動作時に変形しない（歪まない）硬さを有し、係合孔３４ｃが形成された内側部３４Ａと、外側部３４Ｂとを有する。各第２レバー３４は、その外端部３４Ｄが、支持リング１９の突出部１９Ａの下面１９Ｂに当接し、内端部３４Ｅが、第２下延出部２２Ｃの正六角柱の各面に対向して第３突起部３３Ｅに当接するように配置される。

第２リテーナ３５には、正六角形状の挿入孔３５ａが形成されている。第２リテーナ３５は、環状部３５Ｂと、６つの係合突起３５Ｃと、６つの支持突起３５Ｄとを有する。

各第２レバー３４は、その内側部３４Ａの係合孔３４ｃに、第２リテーナ３５の係合突起３５Ｃを挿入することにより、第２リテーナ３５に保持される。各第２レバー３４は、隣り合う支持突起３５Ｄの間に配置されることにより、各第２レバー３４の回転が抑制される。

環状部３５Ｂの正六角形状の挿入孔３５ａに、正六角柱状の第２下延出部２２Ｃが挿入される。挿入孔３５ａは、第２下延出部２２Ｃの外形よりもわずかに大きい寸法を有するので、第２リテーナ３５の第２下延出部２２Ｃに対する回転が抑制される。

図１に示すように、バルブ１が閉状態にある場合には、流体導入室２１ｄに駆動流体は流入しておらず、ばね受け部材２２は、２本のコイルばね２３により下方に付勢されて、最下端に位置している。バルブ１が図５に示す開状態から図４に示す閉状態になるときには、各第１レバー３１の内端部３１Ｅが下突出部２２Ｆの下面２２Ｇに押されて、中間ケーシング１７の下面１７Ｆに当接する外端部３１Ｄを中心に回動する。これにより、第１レバー３１に下方から当接する伝達部材３３の第２突起部３３Ｃが下方に押されて、伝達部材３３が下方に移動する。

伝達部材３３が下方に移動することにより、各第２レバー３４の内端部３４Ｅが伝達部材３３の第３突起部３３Ｅに押されて、支持リング１９の突出部１９Ａの下面１９Ｂに当接し外端部３４Ｄを中心に回動する。これにより、第２レバー３４に下方から当接する移動部材１５の第１突起部１５Ｅが下方に押されて、移動部材１５が下方に移動する。

移動部材１５がロッド１４を下方に押圧し、ロッド１４がダイヤフラム押さえ１３を下方に押圧することにより、ダイヤフラム１１が押圧されて、弁座２Ｄに当接し、流入路２ｂと流出路２ｃとの連通が遮断される。

本実施形態では、２本のコイルばね２３が、ばね受け部材２２のばね受け部２２Ａを押す力（駆動力）は、倍力機構３０により倍力されて、移動部材１５を押圧するように構成されている。すなわち、第１レバー３１の外端部３１Ｄの中間ケーシング１７の下面１７Ｆに対する当接部Ａ１を支点、第１レバー３１の内端部３１Ｅの下突出部２２Ｆの下面２２Ｇに対する当接部Ｂ１を力点、第１レバー３１の外側部３１Ｂの伝達部材３３の第２突起部３３Ｃに対する当接部Ｃ１を作用点として、てこの原理により力が倍力されて、伝達部材３３に伝達される。このように、第１レバー３１の内端部３１Ｅは力点部、外端部３１Ｄは支点部、第１レバー３１の外側部３１Ｂの第２突起部３３Ｃに対して当接する部分は作用点部に相当する。第２突起部３３Ｃは、力受部に相当する。

さらに、第２レバー３４の外端部３４Ｄの支持リング１９の突出部１９Ａの下面１９Ｂに対する当接部Ａ２を支点、第２レバー３４の内端部３４Ｅの伝達部材３３の第３突起部３３Ｅに対する当接部Ｂ２を力点、第２レバー３４の内側部３４Ａの移動部材１５の第１突起部１５Ｅに対する当接部Ｃ２を作用点として、てこの原理により力が倍力されて、移動部材１５に伝達される。なお、第２レバー３４の内端部３４Ｅは力点部、外端部３４Ｄは支点部、第２レバー３４の内側部３４Ａの第１突起部１５Ｅに対して当接する部分は作用点部に相当する。第３突起部３３Ｅは、伝達部に相当する。

このようにして、２本のコイルばね２３の付勢力は、倍力機構３０により倍力されて、移動部材１５を押圧するように構成される。これにより、２本のコイルばね２３の付勢力が小さくても、流入路２ｂを流れる流体の圧力に抗して、ダイヤフラム１１を押圧して、流入路２ｂと流出路２ｃとの連通を遮断することができる。

また、駆動流体を、流体流入路１８ａおよび流体導入路２１ｅを介して、流体導入室２１ｄに導入することにより、ピストン２１およびばね受け部材２２に対し空気圧による上向きの力が働く。この力を、２本のコイルばね２３の付勢力よりも大きくすることにより、ピストン２１およびばね受け部材２２は上側に移動する。これにより、移動部材１５を押す力がなくなるので、ダイヤフラム１１が流入路２ｂを流れる流体の圧力およびダイヤフラム１１の復元力により押し上げられ、弁座２Ｄから離間し、弁が開かれる。

この時、ダイヤフラム１１が押し上げられることによって、ダイヤフラム押さえ１３およびロッド１４が押し上げられ、移動部材１５も押し上げられる。これにより、図５に示すように、第２レバー３４が移動部材１５の第１突起部１５Ｅにより上方に押されて、第２レバー３４は、その外端部３４Ｄを中心に回動して、内端部３４Ｅが押し上げられる。その結果、第２レバー３４の内端部３４Ｅにより、伝達部材３３の第３突起部３３Ｅが上方に押され、伝達部材３３の第２突起部３３Ｃにより、第１レバー３１が上方に押されて、第１レバー３１は、その外端部３１Ｄを中心に回動して、内端部３１Ｅが押し上げられる。

なお、弁を開けるために必要な空気圧は、２本のコイルばね２３の付勢力よりもわずかに大きければ十分であり、２本のコイルばね２３の付勢力は倍力機構３０により、小さくできるものであるから、弁を開けるために必要な空気圧は小さくてよい。

以上のように、本実施形態のアクチュエータ３を備えるバルブ１によれば、倍力機構３０は、第１レバー部（６つの第１レバー３１）と、伝達部材３３と、第２レバー部（６つの第２レバー３４）とを備える。第１レバー３１は、ばね受け部材２２のばね受け部２２Ａと伝達部材３３との間に位置し、力点部（内端部３１Ｅ）と、支点部（外端部３１Ｄ）と、作用点部（外側部３１Ｂの第２突起部３３Ｃに対して当接する部分）とを有し、伝達部材３３は、第１レバー３１と第２レバー３４との間に位置し、第１レバー３１の作用点部から力を受ける力受部（第２突起部３３Ｃ）と、力受部に対して第１レバー３１の作用点部に対する力点部側と同じ側に位置し、第２レバー３４へ力を伝える伝達部（第３突起部３３Ｅ）とを有し、第２レバー３４は、力点部（内端部３４Ｅ）と、支点部（外端部３４Ｄ）と、作用点部（内側部３４Ａの第１突起部１５Ｅに対して当接する部分）とを有する。

かかる構成によれば、伝達部材３３の第３突起部３３Ｅは、第２突起部３３Ｃに対して、第１レバー３１の外側部３１Ｂに対する内端部３１Ｅ側と同じ側に位置しているので、複数段からなるてこ構造の配置空間を小さくすることができる。よって、小型かつ高倍率な倍力機構３０を有するアクチュエータ３およびバルブ１を提供することができる。

また、駆動手段は、ばね受け部材２２が接続されたピストン２１と、移動部材１５に向かってばね受け部材２２を付勢する２本のコイルばね２３とにより構成される。かかる構成によれば、倍力機構３０によりコイルばね２３の付勢力が増幅されるので、コイルばね２３の付勢力が小さくても、流入路２ｂを流れる流体の圧力に抗して、ダイヤフラム１１を押圧して、流入路２ｂと流出路２ｃとの連通が遮断することができる。

次に、上記で説明したバルブ１が使用される流体制御装置５５および流体制御装置５５を備える半導体製造装置６０について説明する。

図６は、半導体製造装置６０の概略図である。半導体製造装置６０は、例えば、ＣＶＤ装置であり、流体制御装置５５を有するガス供給手段５０と、真空チャンバ７０と、排気手段８０とを有し、ウェハ上に不動態膜（酸化膜）を形成する装置である。

ガス供給手段５０は、ガス供給源５１と、圧力計５２と、流体制御装置５５とを備える。流体制御装置５５は、複数の流体制御機器により構成される複数のガスラインを有し、流体制御機器として、開閉弁５３、５４と、ＭＦＣ１〜４（マスフローコントローラ）とを備える。ガス供給手段５０と真空チャンバ７０との間には、開閉弁６１が設けられている。真空チャンバ７０は、ウェハ７２を載置するための載置台７１と、ウェハ７２上に薄膜を形成するための電極７３とを備える。真空チャンバ７０には、商用電源６２が接続されている。排気手段８０は、排気配管８１と、開閉弁８２と、集塵機８３とを備える。

ウェハ７２上に薄膜を形成する時には、開閉弁５３、５４の開閉、ＭＦＣ１〜４、および開閉弁６１の開閉により、真空チャンバ７０へのガスの供給が制御される。また、ウェハ７２上に薄膜を形成した際に発生する副生成物たる粉粒体を除去する時には、開閉弁８２が開状態とされ、排気配管８１を介して集塵機８３により粉粒体が除去される。

そして、開閉弁５３、５４、６１、８２に対して、本実施形態におけるバルブ１を適用することができる。上記のように、バルブ１は、小型の倍力機構３０を有するアクチュエータ３を備えるので、ひいては流体制御装置５５の小型化を図ることができる。

なお、半導体製造装置６０がＣＶＤ装置の場合について説明したが、スパッタリング装置またはエッチング装置であっても良い。エッチング装置（ドライエッチング装置）は、処理室、ガス供給手段（流体制御装置）、排気手段から構成され、反応性の気体による腐食作用によって、材料表面等を加工する装置である。スパッタリング装置は、ターゲット、真空チャンバ、ガス供給手段（流体制御装置）、排気手段から構成され、材料表面を成膜する装置である。

なお、本実施形態は、上述した実施形態に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。

例えば、上記の実施形態における倍力機構３０は、６つの第１レバー３１と、第１リテーナ３２と、伝達部材３３と、６つの第２レバー３４と、第２リテーナ３５とを備えていたが、第１リテーナ３２および第２リテーナ３５を備えていなくてもよい。また、第１レバー部および第２レバー部は、それぞれ独立した６つの部材により構成されていたが、６つの第１レバー３１または６つの第２レバー３４が、それらの内周縁または外周縁で接続された一体構造であってもよい。この場合、第１レバー３１または第２レバー３４は、ばね受け部材２２および伝達部材３３の移動に伴い変形する金属、樹脂等の材料に構成されていてもよい。また、倍力機構３０は、６つの第１レバー３１を有していたが、２つ以上であればよい。

また、付勢手段は２本のコイルばね２３であったが、皿ばねであってもよい。また、２本のコイルばね２３は、ピストン２１の下側に設けてばね受け部材２２を付勢するように構成したが、ピストン２１の上側に設けてピストン２１の上側から付勢するように構成してもよい。

また、上記の実施形態では、駆動手段は、ピストン２１および２本のコイルばね２３により構成したが、他の構成であってもよい。また、上記の実施形態では、アクチュエータ３は、押さえアダプタ１２、ダイヤフラム押さえ１３、およびロッド１４を備える構成としたが、これらを備えなくてもよい。また、弁座２Ｄは、ボディ２と同じ金属材料により構成したが、樹脂からなる環状のシートを埋め込んで弁座を構成してもよい。

１：バルブ、 ２：ボディ、 ２ｂ：流入路、 ２ｃ：流出路、 ３：アクチュエータ、 １０：ケーシング、 １１：ダイヤフラム、 １５：移動部材、 １６：ボンネット、 １７：中間ケーシング、 １８：アクチュエータキャップ、 １９：支持リング、 ２０：駆動部、 ２１：ピストン、 ２２：ばね受け部材、 ２３：コイルばね、 ３０：倍力機構、 ３１：第１レバー、 ３１Ａ：内側部、 ３１Ｂ：外側部、 ３１Ｄ：外端部、 ３１Ｅ：内端部、 ３２：第１リテーナ、 ３３：伝達部材、 ３３Ｃ：第２突起部、 ３３Ｅ：第３突起部、３４：第２レバー、 ３４Ａ：内側部、 ３４Ｂ：外側部、 ３４Ｄ：外端部、 ３４Ｅ：内端部、 ３５：第２リテーナ、 ５５：流体制御装置

Claims (4)

1. ケーシングと、
   前記ケーシング内に往復動可能に設けられた往復動部材と、
   前記ケーシング内に設けられ、前記往復動部材を駆動させる駆動手段と、
   前記駆動手段により前記往復動部材にかかった駆動力を増幅させる倍力機構と、
   前記倍力機構により増幅された力を受けて移動する移動部材と、を備え、
   前記倍力機構は、第１レバー部と、伝達部材と、第２レバー部とを有し、
   前記第１レバー部は、前記往復動部材と前記伝達部材との間に位置し、前記往復動部材からの力を受ける力点部と、前記ケーシングに当接して前記第１レバー部の回動の中心となる支点部と、前記伝達部材へ力を伝える作用点部と、を有し、
   前記伝達部材は、前記第１レバー部と前記第２レバー部との間に位置し、前記第１レバー部の前記作用点部から力を受ける力受部と、前記力受部に対して前記第１レバー部の前記作用点部に対する前記力点部側と同じ側に位置し、前記第２レバー部へ力を伝える伝達部と、を有し、
   前記第２レバー部は、前記伝達部材と前記移動部材との間に位置し、前記伝達部材の前記伝達部からの力を受ける力点部と、前記ケーシングに当接して前記第２レバー部の回動の中心となる支点部と、前記移動部材へ力を伝える作用点部と、を有する、アクチュエータ。
2. 前記駆動手段は、
   外部から供給される駆動流体により駆動し、前記往復動部材が接続されたピストンと、
   前記移動部材に向かって前記往復動部材を付勢する付勢手段と、を備える、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
3. 流体通路が形成されたボディと、
   前記流体通路を開閉する弁体と、
   前記ボディに接続されるケーシングと、
   前記ケーシング内に往復動可能に設けられた往復動部材と、
   前記ケーシング内に設けられ、前記往復動部材を駆動させる駆動手段と、
   前記駆動手段により前記往復動部材にかかった駆動力を増幅させる倍力機構と、
   前記弁体により前記流体通路を開閉させるために、前記ボディに対し近接および離間移動可能に設けられ、前記倍力機構により増幅された力を受けて移動する移動部材と、を備え、
   前記倍力機構は、第１レバー部と、伝達部材と、第２レバー部とを有し、
   前記第１レバー部は、前記往復動部材と前記伝達部材との間に位置し、前記往復動部材からの力を受ける力点部と、前記ケーシングに当接して前記第１レバー部の回動の中心となる支点部と、前記伝達部材へ力を伝える作用点部と、を有し、
   前記伝達部材は、前記第１レバー部と前記第２レバー部との間に位置し、前記第１レバー部の前記作用点部から力を受ける力受部と、前記力受部に対して前記第１レバー部の前記作用点部に対する前記力点部側と同じ側に位置し、前記第２レバー部へ力を伝える伝達部と、を有し、
   前記第２レバー部は、前記伝達部材と前記移動部材との間に位置し、前記伝達部材の前記伝達部からの力を受ける力点部と、前記ケーシングに当接して前記第２レバー部の回動の中心となる支点部と、前記移動部材へ力を伝える作用点部と、を有する、バルブ。
4. 複数の流体制御機器により構成される流体制御装置であって、
   前記複数の流体制御機器の少なくとも一つは、請求項３に記載のバルブである流体制御装置。

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