JP2023162518A - 定圧弁 - Google Patents
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Abstract
【課題】ダイアフラムの屈曲性に優れるとともにパーティクルの発生が低減できる定圧弁を提供する。【解決手段】弁体２１には、弁体２１及びシャフト３１の移動方向に対して垂直な弁体側当接面２１ｘが形成され、シャフト３１には、弁体２１及びシャフト３１の移動方向に対して垂直なシャフト側当接面３１ｘが形成され、流量制御流路１３には、弁体２１及びシャフト３１の移動方向に対して垂直な弁座側当接面４１ｘが形成され、弁体側当接面２１ｘ又は弁座側当接面４１ｘには、リング状に突出させた弁閉塞用当接部４１ｙが形成され、弁体側当接面２１ｘ又はシャフト側当接面３１ｘには、リング状に突出させた弁体押圧用当接部３１ｙが形成され、シャフト３１とシャフト側ダイアフラム３２とを、ＰＴＦＥと架橋ＰＴＦＥとを接合した複合材で形成し、シャフト側ダイアフラム３２を、ＰＴＦＥによって形成し、シャフト側当接面３１ｘを、架橋ＰＴＦＥによって形成した。【選択図】 図１
Description
本発明は、流入流路から流入する被制御流体による流入側圧力が変動しても、流出流路から流出する被制御流体による流出側圧力を一定に維持する定圧弁に関する。
半導体デバイス製造のシリコンウェハプロセスでの洗浄、剥離工程では、強酸や強アルカリなどの腐食性の高い薬液を使用する。
また、弁からの金属や有機物溶質は許されず、洗浄、剥離工程で用いられる薬液には、極めて高い清浄度が求められる。そのため、薬液を流す弁には、耐酸性、耐アルカリ性に優れて低溶出材料であるフッ素樹脂が採用される。
半導体製造工程における流体の流通経路にパーティクルが混入することは、製品の歩留まりに大きな影響を与えるため、弁からのパーティクルの発生は許されない。
そのため、高純度薬液、超純水の供給用弁として、弁の接液部に摺動部からの発塵が影響しないように、ダイアフラムで駆動部と接液部とを隔離する構造が採用されている。
例えば特許文献１では、被制御流体が流入する流入流路と、被制御流体が流出する流出流路と、流入流路と流出流路との間に位置する流量制御流路と、流量制御流路に配置される弁体と、弁体を変位させる弁体側ダイアフラムと、弁体を押圧するシャフトと、シャフトを変位させるシャフト側ダイアフラムとを有し、弁体側ダイアフラムの一方には流入流路が連通し、弁体側ダイアフラムの他方には弁体側加圧室が形成され、シャフト側ダイアフラムの一方には流出流路が連通し、シャフト側ダイアフラムの他方にはシャフト側加圧室が形成された定圧弁を提案している。
また、弁からの金属や有機物溶質は許されず、洗浄、剥離工程で用いられる薬液には、極めて高い清浄度が求められる。そのため、薬液を流す弁には、耐酸性、耐アルカリ性に優れて低溶出材料であるフッ素樹脂が採用される。
半導体製造工程における流体の流通経路にパーティクルが混入することは、製品の歩留まりに大きな影響を与えるため、弁からのパーティクルの発生は許されない。
そのため、高純度薬液、超純水の供給用弁として、弁の接液部に摺動部からの発塵が影響しないように、ダイアフラムで駆動部と接液部とを隔離する構造が採用されている。
例えば特許文献１では、被制御流体が流入する流入流路と、被制御流体が流出する流出流路と、流入流路と流出流路との間に位置する流量制御流路と、流量制御流路に配置される弁体と、弁体を変位させる弁体側ダイアフラムと、弁体を押圧するシャフトと、シャフトを変位させるシャフト側ダイアフラムとを有し、弁体側ダイアフラムの一方には流入流路が連通し、弁体側ダイアフラムの他方には弁体側加圧室が形成され、シャフト側ダイアフラムの一方には流出流路が連通し、シャフト側ダイアフラムの他方にはシャフト側加圧室が形成された定圧弁を提案している。
耐薬品性及び屈曲性に優れ、長寿命である材料としてＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）がある。
しかし、昨今では、更なる半導体製造プロセスの微細化（１０ｎｍプロセス以下）の開発に伴い、切削加工面からの発塵に対しても改善が要求されるようになっており、ＰＴＦＥを用いても要求に十分に対応し難くなっている。
なお、架橋ＰＴＦＥは、ＰＴＦＥと同等の耐薬品性と屈曲性とを持ち、ＰＴＦＥよりも更に耐摩耗性に優れた材料であるが、製造工程がＰＴＦＥよりも多くなることから高額であり、弁体全てを架橋ＰＴＦＥで構成しにくい。
しかし、昨今では、更なる半導体製造プロセスの微細化（１０ｎｍプロセス以下）の開発に伴い、切削加工面からの発塵に対しても改善が要求されるようになっており、ＰＴＦＥを用いても要求に十分に対応し難くなっている。
なお、架橋ＰＴＦＥは、ＰＴＦＥと同等の耐薬品性と屈曲性とを持ち、ＰＴＦＥよりも更に耐摩耗性に優れた材料であるが、製造工程がＰＴＦＥよりも多くなることから高額であり、弁体全てを架橋ＰＴＦＥで構成しにくい。
そこで本発明は、ダイアフラムの屈曲性に優れるとともにパーティクルの発生が低減できる定圧弁を提供することを目的とする。
請求項１記載の本発明の定圧弁は、被制御流体が流入する流入流路１１と、前記被制御流体が流出する流出流路１２と、前記流入流路１１と前記流出流路１２との間に位置する流量制御流路１３と、前記流量制御流路１３に配置される弁体２１と、前記弁体２１を変位させる弁体側ダイアフラム２２と、前記弁体２１を押圧するシャフト３１と、前記シャフト３１を変位させるシャフト側ダイアフラム３２とを有し、前記弁体側ダイアフラム２２の一方には前記流入流路１１が連通し、前記弁体側ダイアフラム２２の他方には弁体側加圧室１４が形成され、前記シャフト側ダイアフラム３２の一方には前記流出流路１２が連通し、前記シャフト側ダイアフラム３２の他方にはシャフト側加圧室１５が形成され、前記流入流路１１から流入する前記被制御流体による流入側圧力が変動しても、前記弁体側ダイアフラム２２及び前記シャフト側ダイアフラム３２が変形することによって、前記流出流路１２から流出する前記被制御流体による流出側圧力を一定に維持する定圧弁であって、前記弁体２１には、前記弁体２１及び前記シャフト３１の移動方向に対して垂直な弁体側当接面２１ｘが形成され、前記シャフト３１には、前記弁体２１及び前記シャフト３１の前記移動方向に対して垂直なシャフト側当接面３１ｘが形成され、前記流量制御流路１３には、前記弁体２１及び前記シャフト３１の移動方向に対して垂直な弁座側当接面４１ｘが形成され、前記弁体側当接面２１ｘ又は前記弁座側当接面４１ｘには、リング状に突出させた弁閉塞用当接部４１ｙが形成され、前記弁体側当接面２１ｘ又は前記シャフト側当接面３１ｘには、リング状に突出させた弁体押圧用当接部３１ｙが形成され、前記シャフト３１と前記シャフト側ダイアフラム３２とを、ＰＴＦＥと架橋ＰＴＦＥとを接合した複合材で形成し、前記シャフト側ダイアフラム３２を、前記ＰＴＦＥによって形成し、前記シャフト側当接面３１ｘを、前記架橋ＰＴＦＥによって形成したことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の定圧弁において、前記弁体２１と前記弁体側ダイアフラム２２とを、前記複合材で形成し、前記弁体側ダイアフラム２２を、前記ＰＴＦＥによって形成し、前記弁体側当接面２１ｘを、前記架橋ＰＴＦＥによって形成したことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１に記載の定圧弁において、前記弁体側当接面２１ｘを、前記架橋ＰＴＦＥによって形成したことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１に記載の定圧弁において、前記弁閉塞用当接部４１ｙ及び前記弁体押圧用当接部３１ｙを、前記架橋ＰＴＦＥによって形成したることを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の定圧弁において、流路形成用ボディ４１と、弁体側ボディ４２と、シャフト側ボディ４３とから、ボディ４０を構成し、前記流路形成用ボディ４１は、前記流入流路１１と、前記流出流路１２と、前記流量制御流路１３とを形成し、前記弁体側ボディ４２は、前記弁体側加圧室１４を形成し、前記シャフト側ボディ４３は、前記シャフト側加圧室１５を形成し、前記弁体側ダイアフラム２２は、前記弁体側ボディ４２によって前記流路形成用ボディ４１に固定され、前記シャフト側ダイアフラム３２は、前記シャフト側ボディ４３によって前記流路形成用ボディ４１に固定され、前記弁体側ボディ４２及び前記シャフト側ボディ４３を、前記ＰＴＦＥによって形成し、前記流路形成用ボディ４１を、前記架橋ＰＴＦＥによって形成したことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の定圧弁において、流路形成用ボディ４１と、弁体側ボディ４２と、シャフト側ボディ４３とから、ボディ４０を構成し、前記流路形成用ボディ４１は、前記流入流路１１と、前記流出流路１２と、前記流量制御流路１３とを形成し、前記弁体側ボディ４２は、前記弁体側加圧室１４を形成し、前記シャフト側ボディ４３は、前記シャフト側加圧室１５を形成し、前記弁体側ダイアフラム２２は、前記弁体側ボディ４２によって前記流路形成用ボディ４１に固定され、前記シャフト側ダイアフラム３２は、前記シャフト側ボディ４３によって前記流路形成用ボディ４１に固定され、前記弁体側ボディ４２及び前記シャフト側ボディ４３を、前記ＰＴＦＥによって形成し、前記流路形成用ボディ４１を、ＰＦＡによって形成したことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項６に記載の定圧弁において、抵抗加熱によって前記流路形成用ボディ４１に接合された前記架橋ＰＴＦＥを前記弁座側当接面４１ｘとしたことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項７に記載の定圧弁において、シート状の前記架橋ＰＴＦＥによって前記弁座側当接面４１ｘが形成され、前記弁閉塞用当接部４１ｙを前記弁体側当接面２１ｘに形成したことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の定圧弁において、前記弁体２１と前記弁体側ダイアフラム２２とを、前記複合材で形成し、前記弁体側ダイアフラム２２を、前記ＰＴＦＥによって形成し、前記弁体側当接面２１ｘを、前記架橋ＰＴＦＥによって形成したことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１に記載の定圧弁において、前記弁体側当接面２１ｘを、前記架橋ＰＴＦＥによって形成したことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１に記載の定圧弁において、前記弁閉塞用当接部４１ｙ及び前記弁体押圧用当接部３１ｙを、前記架橋ＰＴＦＥによって形成したることを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の定圧弁において、流路形成用ボディ４１と、弁体側ボディ４２と、シャフト側ボディ４３とから、ボディ４０を構成し、前記流路形成用ボディ４１は、前記流入流路１１と、前記流出流路１２と、前記流量制御流路１３とを形成し、前記弁体側ボディ４２は、前記弁体側加圧室１４を形成し、前記シャフト側ボディ４３は、前記シャフト側加圧室１５を形成し、前記弁体側ダイアフラム２２は、前記弁体側ボディ４２によって前記流路形成用ボディ４１に固定され、前記シャフト側ダイアフラム３２は、前記シャフト側ボディ４３によって前記流路形成用ボディ４１に固定され、前記弁体側ボディ４２及び前記シャフト側ボディ４３を、前記ＰＴＦＥによって形成し、前記流路形成用ボディ４１を、前記架橋ＰＴＦＥによって形成したことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の定圧弁において、流路形成用ボディ４１と、弁体側ボディ４２と、シャフト側ボディ４３とから、ボディ４０を構成し、前記流路形成用ボディ４１は、前記流入流路１１と、前記流出流路１２と、前記流量制御流路１３とを形成し、前記弁体側ボディ４２は、前記弁体側加圧室１４を形成し、前記シャフト側ボディ４３は、前記シャフト側加圧室１５を形成し、前記弁体側ダイアフラム２２は、前記弁体側ボディ４２によって前記流路形成用ボディ４１に固定され、前記シャフト側ダイアフラム３２は、前記シャフト側ボディ４３によって前記流路形成用ボディ４１に固定され、前記弁体側ボディ４２及び前記シャフト側ボディ４３を、前記ＰＴＦＥによって形成し、前記流路形成用ボディ４１を、ＰＦＡによって形成したことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項６に記載の定圧弁において、抵抗加熱によって前記流路形成用ボディ４１に接合された前記架橋ＰＴＦＥを前記弁座側当接面４１ｘとしたことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項７に記載の定圧弁において、シート状の前記架橋ＰＴＦＥによって前記弁座側当接面４１ｘが形成され、前記弁閉塞用当接部４１ｙを前記弁体側当接面２１ｘに形成したことを特徴とする。
本発明の定圧弁によれば、弁体側当接面、シャフト側当接面、及び弁座側当接面を、弁体及びシャフトの移動方向に対して垂直な面とし、リング状に突出させた弁閉塞用当接部によって、弁体側当接面と弁座側当接面とを当接させ、リング状に突出させた弁体押圧用当接部によって、弁体側当接面とシャフト側当接面とを当接させるため、当接によるパーティクルの発生を低減できる。また、シャフトとシャフト側ダイアフラムとを複合材で形成することで、シャフトとシャフト側ダイアフラムとが別部材で形成される場合と比較してパーティクルの発生が低減できる。また、シャフト側ダイアフラムをＰＴＦＥによって形成することで屈曲性に優れ、シャフト側当接面を架橋ＰＴＦＥによって形成することでパーティクルの発生が低減できる。
本発明の第１の実施の形態による定圧弁は、弁体には、弁体及びシャフトの移動方向に対して垂直な弁体側当接面が形成され、シャフトには、弁体及びシャフトの移動方向に対して垂直なシャフト側当接面が形成され、流量制御流路には、弁体及びシャフトの移動方向に対して垂直な弁座側当接面が形成され、弁体側当接面又は弁座側当接面には、リング状に突出させた弁閉塞用当接部が形成され、弁体側当接面又はシャフト側当接面には、リング状に突出させた弁体押圧用当接部が形成され、シャフトとシャフト側ダイアフラムとを、ＰＴＦＥと架橋ＰＴＦＥとを接合した複合材で形成し、シャフト側ダイアフラムを、ＰＴＦＥによって形成し、シャフト側当接面を、架橋ＰＴＦＥによって形成したものである。本実施の形態によれば、弁体側当接面、シャフト側当接面、及び弁座側当接面を、弁体及びシャフトの移動方向に対して垂直な面とし、リング状に突出させた弁閉塞用当接部によって、弁体側当接面と弁座側当接面とを当接させ、リング状に突出させた弁体押圧用当接部によって、弁体側当接面とシャフト側当接面とを当接させるため、当接によるパーティクルの発生を低減できる。また、シャフトとシャフト側ダイアフラムとを複合材で形成することで、シャフトとシャフト側ダイアフラムとが別部材で形成される場合と比較してパーティクルの発生が低減できる。また、シャフト側ダイアフラムをＰＴＦＥによって形成することで屈曲性に優れ、シャフト側当接面を架橋ＰＴＦＥによって形成することでパーティクルの発生が低減できる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による定圧弁において、弁体と弁体側ダイアフラムとを、複合材で形成し、弁体側ダイアフラムを、ＰＴＦＥによって形成し、弁体側当接面を、架橋ＰＴＦＥによって形成したものである。本実施の形態によれば、弁体と弁体側ダイアフラムとを複合材で形成することで、弁体と弁体側ダイアフラムとが別部材で形成される場合と比較してパーティクルの発生が低減できる。また、弁体側ダイアフラムをＰＴＦＥによって形成することで屈曲性に優れ、弁体側当接面を架橋ＰＴＦＥによって形成することでパーティクルの発生が低減できる。
本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態による定圧弁において、弁体側当接面を、架橋ＰＴＦＥによって形成したものである。本実施の形態によれば、弁体側当接面を架橋ＰＴＦＥによって形成することでパーティクルの発生が低減できる。
本発明の第４の実施の形態は、第１の実施の形態による定圧弁において、弁閉塞用当接部及び弁体押圧用当接部を、架橋ＰＴＦＥによって形成したものである。本実施の形態によれば、弁閉塞用当接部及び弁体押圧用当接部を架橋ＰＴＦＥによって形成することでパーティクルの発生が低減できる。
本発明の第５の実施の形態は、第１から第４の実施の形態による定圧弁において、流路形成用ボディと、弁体側ボディと、シャフト側ボディとから、ボディを構成し、流路形成用ボディは、流入流路と、流出流路と、流量制御流路とを形成し、弁体側ボディは、弁体側加圧室を形成し、シャフト側ボディは、シャフト側加圧室を形成し、弁体側ダイアフラムは、弁体側ボディによって流路形成用ボディに固定され、シャフト側ダイアフラムは、シャフト側ボディによって流路形成用ボディに固定され、弁体側ボディ及びシャフト側ボディを、ＰＴＦＥによって形成し、流路形成用ボディを、架橋ＰＴＦＥによって形成したものである。本実施の形態によれば、流路形成用ボディを架橋ＰＴＦＥによって形成することでパーティクルの発生が低減できる。
本発明の第６の実施の形態は、第１から第４の実施の形態による定圧弁において、流路形成用ボディと、弁体側ボディと、シャフト側ボディとから、ボディを構成し、流路形成用ボディは、流入流路と、流出流路と、流量制御流路とを形成し、弁体側ボディは、弁体側加圧室を形成し、シャフト側ボディは、シャフト側加圧室を形成し、弁体側ダイアフラムは、弁体側ボディによって流路形成用ボディに固定され、シャフト側ダイアフラムは、シャフト側ボディによって流路形成用ボディに固定され、弁体側ボディ及びシャフト側ボディを、ＰＴＦＥによって形成し、流路形成用ボディを、ＰＦＡによって形成したものである。本実施の形態によれば、流路形成用ボディに粘度が低いＰＦＡを用いることで、流路形成用ボディを射出成形できる。
本発明の第７の実施の形態は、第６の実施の形態による定圧弁において、抵抗加熱によって流路形成用ボディに接合された架橋ＰＴＦＥを弁座側当接面としたものである。本実施の形態によれば、流路形成用ボディに架橋ＰＴＦＥを載置し、抵抗加熱で直接加熱されるヒーティングブロックを、架橋ＰＴＦＥ側から押し当てることで弁座側当接面を接合できる。架橋ＰＴＦＥを架橋ＰＴＦＥの融点温度以上にヒーティングブロックによって直接加熱することで、架橋ＰＴＦＥは軟化又は半溶解され、またＰＦＡからなる流路形成用ボディは、架橋ＰＴＦＥからの加熱によって、架橋ＰＴＦＥとの接触界面が加熱されて溶解されるため、強固な接合を行える。また、架橋ＰＴＦＥを抵抗加熱で直接加熱することで、接触界面での温度制御を容易に行え、溶融面温度応答性の高い温度制御を実現できる。従って、加熱が接触界面に限定されるために流路形成用ボディの変形が発生せず、架橋ＰＴＦＥの平坦化を行える。
本発明の第８の実施の形態は、第７の実施の形態による定圧弁において、シート状の架橋ＰＴＦＥによって弁座側当接面が形成され、弁閉塞用当接部を弁体側当接面に形成したものである。本実施の形態によれば、弁座側当接面をシート状の架橋ＰＴＦＥによって形成することで、メルトフローレートのばらつきが生じにくく、形状を維持して溶着接合でき、均質な接合強度を得ることができる。
以下本発明の一実施例による定圧弁について説明する。
図１は本実施例による定圧弁を示す断面図であり、図１（ａ）は定圧弁全体、図１（ｂ）はシャフト及びシャフト側ダイアフラム、図１（ｃ）は弁体及び弁体側ダイアフラム、図１（ｄ）はボディを示している。
図１は本実施例による定圧弁を示す断面図であり、図１（ａ）は定圧弁全体、図１（ｂ）はシャフト及びシャフト側ダイアフラム、図１（ｃ）は弁体及び弁体側ダイアフラム、図１（ｄ）はボディを示している。
本実施例による定圧弁は、被制御流体が流入する流入流路１１と、被制御流体が流出する流出流路１２と、流入流路１１と流出流路１２との間に位置する流量制御流路１３と、流量制御流路１３に配置される弁体２１と、弁体２１を変位させる弁体側ダイアフラム２２と、弁体２１を押圧するシャフト３１と、シャフト３１を変位させるシャフト側ダイアフラム３２とを有している。
本実施例による定圧弁は、弁体側ダイアフラム２２の一方には流入流路１１が連通し、弁体側ダイアフラム２２の他方には弁体側加圧室１４が形成され、シャフト側ダイアフラム３２の一方には流出流路１２が連通し、シャフト側ダイアフラム３２の他方にはシャフト側加圧室１５が形成される。
弁体側加圧室１４には、弁体側ダイアフラム２２を押圧する押圧部材１４ａが配置される。押圧部材１４ａは、弾性部材１４ｂによって弁体側ダイアフラム２２の方向に付勢される。
シャフト側加圧室１５には、加圧気体が導入され、導入される加圧気体によってシャフト側ダイアフラム３２が押圧される。
なお、本実施例では、弁体側加圧室１４には弾性部材１４ｂを設けているが、弾性部材１４ｂとともに、又は弾性部材１４ｂに代えて流体により付勢してもよい。
また、本実施例では、シャフト側加圧室１５には加圧気体を導入するが、加圧気体とともに又は加圧気体に代えてバネ材を設けてもよい。
本実施例による定圧弁は、弁体側ダイアフラム２２の一方には流入流路１１が連通し、弁体側ダイアフラム２２の他方には弁体側加圧室１４が形成され、シャフト側ダイアフラム３２の一方には流出流路１２が連通し、シャフト側ダイアフラム３２の他方にはシャフト側加圧室１５が形成される。
弁体側加圧室１４には、弁体側ダイアフラム２２を押圧する押圧部材１４ａが配置される。押圧部材１４ａは、弾性部材１４ｂによって弁体側ダイアフラム２２の方向に付勢される。
シャフト側加圧室１５には、加圧気体が導入され、導入される加圧気体によってシャフト側ダイアフラム３２が押圧される。
なお、本実施例では、弁体側加圧室１４には弾性部材１４ｂを設けているが、弾性部材１４ｂとともに、又は弾性部材１４ｂに代えて流体により付勢してもよい。
また、本実施例では、シャフト側加圧室１５には加圧気体を導入するが、加圧気体とともに又は加圧気体に代えてバネ材を設けてもよい。
なお、図中において墨色は架橋ＰＴＦＥであることを示している。
図１（ｂ）に示すように、シャフト３１とシャフト側ダイアフラム３２とは、シャフト側部材３０として樹脂で一体に成型されている。シャフト側部材３０は、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）と架橋ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）とを接合した複合材で形成している。
架橋ＰＴＦＥは、独立していた分子同士を橋架けする反応で出来ているＰＴＦＥであり、例えば化学架橋や放射線架橋などの架橋方法によって製作される。架橋ＰＴＦＥは、摺動特性において、ＰＴＦＥに対して１，０００倍以上の耐摩耗性があり、摺動相手の材料が損傷しにくい。また、架橋ＰＴＦＥは、耐変性が高く荷重に対して変形しにくく、室温及び高温のいずれでもＰＴＦＥより耐変性に優れている。また、架橋ＰＴＦＥは、切削、溶接、及び貼り付けなどの加工性、耐薬品性、非粘着性、電気特性はＰＴＦＥと同等である。ＰＴＦＥと架橋ＰＴＦＥとの接合は、加圧・加熱接合により行う。
図１（ｂ）に示すように、シャフト３１とシャフト側ダイアフラム３２とは、シャフト側部材３０として樹脂で一体に成型されている。シャフト側部材３０は、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）と架橋ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）とを接合した複合材で形成している。
架橋ＰＴＦＥは、独立していた分子同士を橋架けする反応で出来ているＰＴＦＥであり、例えば化学架橋や放射線架橋などの架橋方法によって製作される。架橋ＰＴＦＥは、摺動特性において、ＰＴＦＥに対して１，０００倍以上の耐摩耗性があり、摺動相手の材料が損傷しにくい。また、架橋ＰＴＦＥは、耐変性が高く荷重に対して変形しにくく、室温及び高温のいずれでもＰＴＦＥより耐変性に優れている。また、架橋ＰＴＦＥは、切削、溶接、及び貼り付けなどの加工性、耐薬品性、非粘着性、電気特性はＰＴＦＥと同等である。ＰＴＦＥと架橋ＰＴＦＥとの接合は、加圧・加熱接合により行う。
シャフト３１は、シャフト側ダイアフラム３２に繋がる接続部３１ａと、弁体２１を押圧する当接部３１ｂとを有する。
接続部３１ａは、円錐台形状をしており、底面がシャフト側ダイアフラム３２に繋がり、天面が当接部３１ｂに繋がる。
当接部３１ｂは、円柱形状をしており、一方の端面が接続部３１ａの天面に繋がり、他方の端面がシャフト側当接面３１ｘとなる。
シャフト側当接面３１ｘは、弁体２１及びシャフト３１の移動方向に対して垂直な面となる。
シャフト側当接面３１ｘには、リング状に突出させた弁体押圧用当接部３１ｙが形成されている。弁体押圧用当接部３１ｙは、シャフト側当接面３１ｘの外周に形成することが好ましい。すなわち、弁体押圧用当接部３１ｙの外径は、当接部３１ｂの外径と同一とすることが好ましい。
接続部３１ａは、円錐台形状をしており、底面がシャフト側ダイアフラム３２に繋がり、天面が当接部３１ｂに繋がる。
当接部３１ｂは、円柱形状をしており、一方の端面が接続部３１ａの天面に繋がり、他方の端面がシャフト側当接面３１ｘとなる。
シャフト側当接面３１ｘは、弁体２１及びシャフト３１の移動方向に対して垂直な面となる。
シャフト側当接面３１ｘには、リング状に突出させた弁体押圧用当接部３１ｙが形成されている。弁体押圧用当接部３１ｙは、シャフト側当接面３１ｘの外周に形成することが好ましい。すなわち、弁体押圧用当接部３１ｙの外径は、当接部３１ｂの外径と同一とすることが好ましい。
シャフト側ダイアフラム３２は、シャフト３１に繋がる肉厚部３２ａと、肉厚部３２ａの外周に形成される薄肉部３２ｂと、薄肉部３２ｂの更に外周に形成される固定部３２ｃとを有する。シャフト側ダイアフラム３２は、肉厚部３２ａの中央部で肉厚部３２ａと繋がる。
シャフト側ダイアフラム３２は、ＰＴＦＥによって形成し、シャフト側当接面３１ｘ及び弁体押圧用当接部３１ｙは、架橋ＰＴＦＥによって形成する。
本実施例では、シャフト側ダイアフラム３２、接続部３１ａ、及び当接部３１ｂの接続部３１ａ側をＰＴＦＥによって形成し、当接部３１ｂのシャフト側当接面３１ｘ側を架橋ＰＴＦＥによって形成している。
シャフト側ダイアフラム３２は、ＰＴＦＥによって形成し、シャフト側当接面３１ｘ及び弁体押圧用当接部３１ｙは、架橋ＰＴＦＥによって形成する。
本実施例では、シャフト側ダイアフラム３２、接続部３１ａ、及び当接部３１ｂの接続部３１ａ側をＰＴＦＥによって形成し、当接部３１ｂのシャフト側当接面３１ｘ側を架橋ＰＴＦＥによって形成している。
図１（ｃ）に示すように、弁体２１と弁体側ダイアフラム２２とは、弁体側部材２０として樹脂で一体に成型されている。弁体側部材２０は、ＰＴＦＥと架橋ＰＴＦＥとを接合した複合材で形成している。
弁体２１は、弁体側ダイアフラム２２に繋がる接続部２１ａと、シャフト３１によって押圧されるとともに弁座側当接面４１ｘに当接する当接部２１ｂとを有する。
接続部２１ａは、円柱形状をしており、一方の端面が弁体側ダイアフラム２２に繋がり、他方の端面が当接部２１ｂに繋がる。
当接部２１ｂは、円柱形状をしており、一方の端面が接続部２１ａの他方の端面に繋がり、他方の端面が弁体側当接面２１ｘとなる。
当接部２１ｂは、接続部２１ａよりも大きな外径で形成されている。
弁体側当接面２１ｘは、弁体２１及びシャフト３１の移動方向に対して垂直な面となる。
弁体２１は、弁体側ダイアフラム２２に繋がる接続部２１ａと、シャフト３１によって押圧されるとともに弁座側当接面４１ｘに当接する当接部２１ｂとを有する。
接続部２１ａは、円柱形状をしており、一方の端面が弁体側ダイアフラム２２に繋がり、他方の端面が当接部２１ｂに繋がる。
当接部２１ｂは、円柱形状をしており、一方の端面が接続部２１ａの他方の端面に繋がり、他方の端面が弁体側当接面２１ｘとなる。
当接部２１ｂは、接続部２１ａよりも大きな外径で形成されている。
弁体側当接面２１ｘは、弁体２１及びシャフト３１の移動方向に対して垂直な面となる。
弁体側ダイアフラム２２は、弁体２１に繋がる薄肉部２２ａと、薄肉部２２ａの外周に形成される固定部２２ｂとを有する。弁体側ダイアフラム２２は、薄肉部２２ａの中央部で薄肉部２２ａと繋がる。
弁体側ダイアフラム２２は、ＰＴＦＥによって形成し、弁体側当接面２１ｘは、架橋ＰＴＦＥによって形成する。
本実施例では、弁体側ダイアフラム２２、接続部２１ａ、及び当接部２１ｂの接続部２１ａ側をＰＴＦＥによって形成し、当接部２１ｂの弁体側当接面２１ｘ側を架橋ＰＴＦＥによって形成している。
弁体側ダイアフラム２２は、ＰＴＦＥによって形成し、弁体側当接面２１ｘは、架橋ＰＴＦＥによって形成する。
本実施例では、弁体側ダイアフラム２２、接続部２１ａ、及び当接部２１ｂの接続部２１ａ側をＰＴＦＥによって形成し、当接部２１ｂの弁体側当接面２１ｘ側を架橋ＰＴＦＥによって形成している。
図１（ｄ）に示すように、ボディ４０は、流路形成用ボディ４１と、弁体側ボディ４２と、シャフト側ボディ４３とを有している。
流路形成用ボディ４１は、流入流路１１と、流出流路１２と、流量制御流路１３とを形成する。
弁体側ボディ４２は、弁体側加圧室１４と、弁体側加圧室１４に連通する呼吸孔１４ｃを形成する。
弁体側部材２０は、弁体側ボディ４２によって流路形成用ボディ４１に固定される。
シャフト側ボディ４３は、シャフト側加圧室１５と、シャフト側加圧室１５に連通する設定エアポート１５ａ及び排気ポート１５ｂとを形成する。
シャフト側部材３０は、シャフト側ボディ４３によって流路形成用ボディ４１に固定される。
流路形成用ボディ４１は、流入流路１１と、流出流路１２と、流量制御流路１３とを形成する。
弁体側ボディ４２は、弁体側加圧室１４と、弁体側加圧室１４に連通する呼吸孔１４ｃを形成する。
弁体側部材２０は、弁体側ボディ４２によって流路形成用ボディ４１に固定される。
シャフト側ボディ４３は、シャフト側加圧室１５と、シャフト側加圧室１５に連通する設定エアポート１５ａ及び排気ポート１５ｂとを形成する。
シャフト側部材３０は、シャフト側ボディ４３によって流路形成用ボディ４１に固定される。
弁座側当接面４１ｘは、流量制御流路１３に、弁体２１及びシャフト３１の移動方向に対して垂直な面として形成される。
弁座側当接面４１ｘには、リング状に突出させた弁閉塞用当接部４１ｙが形成されている。弁閉塞用当接部４１ｙは、弁座側当接面４１ｘの内周に形成することが好ましい。すなわち、弁閉塞用当接部４１ｙの内径は、弁座側当接面４１ｘの内径と同一とすることが好ましい。
弁座側当接面４１ｘ及び弁閉塞用当接部４１ｙは架橋ＰＴＦＥによって形成し、弁体側当接面４１ｘ以外の流路形成用ボディ４１と、弁体側ボディ４２と、シャフト側ボディ４３とはＰＴＦＥによって形成する。
弁座側当接面４１ｘには、リング状に突出させた弁閉塞用当接部４１ｙが形成されている。弁閉塞用当接部４１ｙは、弁座側当接面４１ｘの内周に形成することが好ましい。すなわち、弁閉塞用当接部４１ｙの内径は、弁座側当接面４１ｘの内径と同一とすることが好ましい。
弁座側当接面４１ｘ及び弁閉塞用当接部４１ｙは架橋ＰＴＦＥによって形成し、弁体側当接面４１ｘ以外の流路形成用ボディ４１と、弁体側ボディ４２と、シャフト側ボディ４３とはＰＴＦＥによって形成する。
また、弁座側当接面４１ｘ及び弁閉塞用当接部４１ｙは架橋ＰＴＦＥによって形成し、弁座側当接面４１ｘ以外の流路形成用ボディ４１をＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）によって形成し、弁体側ボディ４２とシャフト側ボディ４３とはＰＴＦＥによって形成する。
流路形成用ボディ４１に粘度が低いＰＦＡを用いることで、流路形成用ボディ４１を射出成形できる。
ＰＦＡによる流路形成用ボディ４１に架橋ＰＴＦＥによる弁座側当接面４１ｘを接合するには、流路形成用ボディ４１に架橋ＰＴＦＥを載置し、抵抗加熱で直接加熱されるヒーティングブロックを、架橋ＰＴＦＥ側から押し当てる。架橋ＰＴＦＥを架橋ＰＴＦＥの融点温度以上にヒーティングブロックによって直接加熱することで、架橋ＰＴＦＥは軟化又は半溶解され、またＰＦＡからなる流路形成用ボディ４１は、架橋ＰＴＦＥからの加熱によって、架橋ＰＴＦＥとの接触界面が加熱されて溶解されるため、強固な接合を行える。また、架橋ＰＴＦＥを抵抗加熱で直接加熱することで、接触界面での温度制御を容易に行え、溶融面温度応答性の高い温度制御を実現できる。従って、加熱が接触界面に限定されるために流路形成用ボディ４１の変形が発生せず、架橋ＰＴＦＥの平坦化を行える。
弁座側当接面４１ｘを形成するには、０．０５ｍｍ～０．５ｍｍの厚さのシート状の架橋ＰＴＦＥを用いることが好ましい。シート状の架橋ＰＴＦＥが０．０５ｍｍより薄いとＰＦＡが浸透してシール面に達することがあり、シート状の架橋ＰＴＦＥが０．５ｍｍより厚いと溶融時間が長くなってしまうことで流路形成用ボディ４１の変形を生じてしまうことがある。
流路形成用ボディ４１に粘度が低いＰＦＡを用いることで、流路形成用ボディ４１を射出成形できる。
ＰＦＡによる流路形成用ボディ４１に架橋ＰＴＦＥによる弁座側当接面４１ｘを接合するには、流路形成用ボディ４１に架橋ＰＴＦＥを載置し、抵抗加熱で直接加熱されるヒーティングブロックを、架橋ＰＴＦＥ側から押し当てる。架橋ＰＴＦＥを架橋ＰＴＦＥの融点温度以上にヒーティングブロックによって直接加熱することで、架橋ＰＴＦＥは軟化又は半溶解され、またＰＦＡからなる流路形成用ボディ４１は、架橋ＰＴＦＥからの加熱によって、架橋ＰＴＦＥとの接触界面が加熱されて溶解されるため、強固な接合を行える。また、架橋ＰＴＦＥを抵抗加熱で直接加熱することで、接触界面での温度制御を容易に行え、溶融面温度応答性の高い温度制御を実現できる。従って、加熱が接触界面に限定されるために流路形成用ボディ４１の変形が発生せず、架橋ＰＴＦＥの平坦化を行える。
弁座側当接面４１ｘを形成するには、０．０５ｍｍ～０．５ｍｍの厚さのシート状の架橋ＰＴＦＥを用いることが好ましい。シート状の架橋ＰＴＦＥが０．０５ｍｍより薄いとＰＦＡが浸透してシール面に達することがあり、シート状の架橋ＰＴＦＥが０．５ｍｍより厚いと溶融時間が長くなってしまうことで流路形成用ボディ４１の変形を生じてしまうことがある。
このように、ＰＦＡによる流路形成用ボディ４１に架橋ＰＴＦＥによる弁座側当接面４１ｘを接合することで、高分子の絡みによる摩擦接合の強度を超える接合強度によって弁座側当接面４１ｘを流路形成用ボディ４１に接合できる。
また、弁座側当接面４１ｘをシート状の架橋ＰＴＦＥによって形成することで、メルトフローレートのばらつきが生じにくく、形状を維持して溶着接合でき、均質な接合強度を得ることができる。なお、この場合には図４に示すように、弁閉塞用当接部４１ｙを弁体側当接面２１ｘに形成する。
また、弁座側当接面４１ｘをシート状の架橋ＰＴＦＥによって形成することで、メルトフローレートのばらつきが生じにくく、形状を維持して溶着接合でき、均質な接合強度を得ることができる。なお、この場合には図４に示すように、弁閉塞用当接部４１ｙを弁体側当接面２１ｘに形成する。
図２は本実施例による定圧弁の動作状態を示す断面図であり、図２（ａ）は被制御流体が流れている状態、図２（ｂ）は流出側圧力が高くなった状態を示している。
図２（ａ）に示すように、流入流路１１から流入する被制御流体は、流量制御流路１３を通り、流出流路１２から流出する。
シャフト側ダイアフラム３２は、シャフト側加圧室１５の気体圧力によってシャフト３１が弁体２１を押圧する方向に変形する。設定エアポート１５ａから加圧気体を導入し、又は排気ポート１５ｂから加圧気体を排出することで、シャフト側加圧室１５の設定圧力を調整する。
弁体側ダイアフラム２２は、弁体側加圧室１４の押圧力によって弁体２１がシャフト３１を押圧する方向に変形する。弁体側加圧室１４の押圧力は、弾性部材１４ｂによって設定される。
図２（ａ）に示すように、流量制御流路１３に被制御流体が流れている状態では、シャフト３１はシャフト側ダイアフラム３２によって弁体２１を押圧し、弁体２１は弁体側ダイアフラム２２によってシャフト３１を押圧するので、弁体２１とシャフト３１は当接した状態である。
図２（ａ）に示すように、流入流路１１から流入する被制御流体は、流量制御流路１３を通り、流出流路１２から流出する。
シャフト側ダイアフラム３２は、シャフト側加圧室１５の気体圧力によってシャフト３１が弁体２１を押圧する方向に変形する。設定エアポート１５ａから加圧気体を導入し、又は排気ポート１５ｂから加圧気体を排出することで、シャフト側加圧室１５の設定圧力を調整する。
弁体側ダイアフラム２２は、弁体側加圧室１４の押圧力によって弁体２１がシャフト３１を押圧する方向に変形する。弁体側加圧室１４の押圧力は、弾性部材１４ｂによって設定される。
図２（ａ）に示すように、流量制御流路１３に被制御流体が流れている状態では、シャフト３１はシャフト側ダイアフラム３２によって弁体２１を押圧し、弁体２１は弁体側ダイアフラム２２によってシャフト３１を押圧するので、弁体２１とシャフト３１は当接した状態である。
図２（ａ）に示す状態において、流入流路１１から流入する被制御流体による流入側圧力が上昇し、設定圧力に対して高くなると、シャフト側ダイアフラム３２は、流入側圧力によってシャフト３１が弁体２１から離間する方向に変位する。
シャフト３１が弁体２１から離間する方向に変位することで弁体２１はシャフト３１とともに変位する。すなわち、弁体２１は、弁座側当接面４１ｘに近接する方向に変位するため、流量制御流路１３が絞られる。
流量制御流路１３が絞られることで、流出流路１２から流出する被制御流体による流出側圧力が上昇することを防ぐことができる。
一方、図２（ａ）に示す状態において、流入流路１１から流入する被制御流体による流入側圧力が低下し、設定圧力に対して低くなると、シャフト側ダイアフラム３２は、シャフト３１が弁体２１を押圧する方向に変位する。
シャフト３１が弁体２１を押圧する方向に変位することで弁体２１は変位する。すなわち、弁体２１は、弁座側当接面４１ｘから離間する方向に変位するため、流量制御流路１３が拡大する。
流量制御流路１３が拡大することで、流出流路１２から流出する被制御流体による流出側圧力が低下することを防ぐことができる。
このように本実施例による定圧弁は、流入流路１１から流入する被制御流体による流入側圧力が変動しても、シャフト側ダイアフラム３２が変形することによって、流出流路１２から流出する被制御流体による流出側圧力を一定に維持することができる。なお、弁体２１をシャフト３１とともに変位させるために、弁体側ダイアフラム２２も、流入側圧力の変動とともに変位する。
シャフト３１が弁体２１から離間する方向に変位することで弁体２１はシャフト３１とともに変位する。すなわち、弁体２１は、弁座側当接面４１ｘに近接する方向に変位するため、流量制御流路１３が絞られる。
流量制御流路１３が絞られることで、流出流路１２から流出する被制御流体による流出側圧力が上昇することを防ぐことができる。
一方、図２（ａ）に示す状態において、流入流路１１から流入する被制御流体による流入側圧力が低下し、設定圧力に対して低くなると、シャフト側ダイアフラム３２は、シャフト３１が弁体２１を押圧する方向に変位する。
シャフト３１が弁体２１を押圧する方向に変位することで弁体２１は変位する。すなわち、弁体２１は、弁座側当接面４１ｘから離間する方向に変位するため、流量制御流路１３が拡大する。
流量制御流路１３が拡大することで、流出流路１２から流出する被制御流体による流出側圧力が低下することを防ぐことができる。
このように本実施例による定圧弁は、流入流路１１から流入する被制御流体による流入側圧力が変動しても、シャフト側ダイアフラム３２が変形することによって、流出流路１２から流出する被制御流体による流出側圧力を一定に維持することができる。なお、弁体２１をシャフト３１とともに変位させるために、弁体側ダイアフラム２２も、流入側圧力の変動とともに変位する。
図２（ｂ）は流出側圧力が高くなった状態を示している。
流出側圧力が高くなると、シャフト側ダイアフラム３２は、流出側圧力によってシャフト３１が弁体２１から離間する方向に変位する。
シャフト３１が弁体２１から離間する方向に変位することで、弁体２１はシャフト３１とともに変位し、弁体２１は弁座側当接面４１ｘに当接する。
弁体２１が弁座側当接面４１ｘに当接した状態でも、流出側圧力が設定圧力よりも高い場合には、図２（ｂ）に示すように、シャフト３１は弁体２１から離間する。
従って、流出側圧力が高くなり、弁体２１が弁座側当接面４１ｘに当接しても、弁体２１には、弾性部材１４ｂによる押圧力だけで、流出側圧力による負荷が加わることがない。
流出側圧力が高くなると、シャフト側ダイアフラム３２は、流出側圧力によってシャフト３１が弁体２１から離間する方向に変位する。
シャフト３１が弁体２１から離間する方向に変位することで、弁体２１はシャフト３１とともに変位し、弁体２１は弁座側当接面４１ｘに当接する。
弁体２１が弁座側当接面４１ｘに当接した状態でも、流出側圧力が設定圧力よりも高い場合には、図２（ｂ）に示すように、シャフト３１は弁体２１から離間する。
従って、流出側圧力が高くなり、弁体２１が弁座側当接面４１ｘに当接しても、弁体２１には、弾性部材１４ｂによる押圧力だけで、流出側圧力による負荷が加わることがない。
図３は本発明の他の実施例による定圧弁を示す断面図である。
上記実施例と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
本実施例では、流路形成用ボディ４１を、架橋ＰＴＦＥによって形成した点が上記実施例と相違し、その他の構成は同一である。
本実施例のように、流路形成用ボディ４１を、全て架橋ＰＴＦＥによって形成することで、流入流路１１、流出流路１２、及び流量制御流路１３におけるパーティクルの発生が低減できる。
上記実施例と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
本実施例では、流路形成用ボディ４１を、架橋ＰＴＦＥによって形成した点が上記実施例と相違し、その他の構成は同一である。
本実施例のように、流路形成用ボディ４１を、全て架橋ＰＴＦＥによって形成することで、流入流路１１、流出流路１２、及び流量制御流路１３におけるパーティクルの発生が低減できる。
図４は本発明の更に他の実施例による定圧弁を示す断面図である。
上記実施例と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
本実施例では、弁体押圧用当接部３１ｙ及び弁閉塞用当接部４１ｙを、弁体側当接面２１ｘに設けた点が上記実施例と相違し、その他の構成は同一である。
本実施例のように、弁体押圧用当接部３１ｙをシャフト側当接面３１ｘではなく、弁閉塞用当接部４１ｙを弁座側当接面４１ｘではなく、弁体側当接面２１ｘに形成してもよい。
なお、図３に示す実施例を、図４に示す実施例に適用してもよい。
上記実施例と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
本実施例では、弁体押圧用当接部３１ｙ及び弁閉塞用当接部４１ｙを、弁体側当接面２１ｘに設けた点が上記実施例と相違し、その他の構成は同一である。
本実施例のように、弁体押圧用当接部３１ｙをシャフト側当接面３１ｘではなく、弁閉塞用当接部４１ｙを弁座側当接面４１ｘではなく、弁体側当接面２１ｘに形成してもよい。
なお、図３に示す実施例を、図４に示す実施例に適用してもよい。
以上のように、本実施例によれば、弁体側当接面２１ｘ、シャフト側当接面３１ｘ、及び弁座側当接面４１ｘを、弁体２１及びシャフト３１の移動方向に対して垂直な面とし、リング状に突出させた弁閉塞用当接部４１ｙによって、弁体側当接面２１ｘと弁座側当接面４１ｘとを当接させ、リング状に突出させた弁体押圧用当接部３１ｙによって、弁体側当接面２１ｘとシャフト側当接面３１ｘとを当接させるため、当接によるパーティクルの発生を低減できる。また、シャフト３１とシャフト側ダイアフラム３２とを複合材で形成することで、シャフト３１とシャフト側ダイアフラム３２とが別部材で形成される場合と比較してパーティクルの発生が低減できる。また、シャフト側ダイアフラム３２をＰＴＦＥによって形成することで屈曲性に優れ、シャフト側当接面３１ｘを架橋ＰＴＦＥによって形成することでパーティクルの発生が低減できる。
また、本実施例によれば、弁体２１と弁体側ダイアフラム２２とを複合材で形成することで、弁体２１と弁体側ダイアフラム２２とが別部材で形成される場合と比較してパーティクルの発生が低減できる。また、弁体側ダイアフラム２２をＰＴＦＥによって形成することで屈曲性に優れ、弁体側当接面２１ｘを架橋ＰＴＦＥによって形成することでパーティクルの発生が低減できる。
また、本実施例によれば、弁体側当接面２１ｘを架橋ＰＴＦＥによって形成することでパーティクルの発生が低減できる。
また、本実施例によれば、弁閉塞用当接部４１ｙ及び弁体押圧用当接部３１ｙを架橋ＰＴＦＥによって形成することでパーティクルの発生が低減できる。
また、本実施例によれば、流路形成用ボディ４１を架橋ＰＴＦＥによって形成することでパーティクルの発生が低減できる。
また、本実施例によれば、弁体２１と弁体側ダイアフラム２２とを複合材で形成することで、弁体２１と弁体側ダイアフラム２２とが別部材で形成される場合と比較してパーティクルの発生が低減できる。また、弁体側ダイアフラム２２をＰＴＦＥによって形成することで屈曲性に優れ、弁体側当接面２１ｘを架橋ＰＴＦＥによって形成することでパーティクルの発生が低減できる。
また、本実施例によれば、弁体側当接面２１ｘを架橋ＰＴＦＥによって形成することでパーティクルの発生が低減できる。
また、本実施例によれば、弁閉塞用当接部４１ｙ及び弁体押圧用当接部３１ｙを架橋ＰＴＦＥによって形成することでパーティクルの発生が低減できる。
また、本実施例によれば、流路形成用ボディ４１を架橋ＰＴＦＥによって形成することでパーティクルの発生が低減できる。
図１及び図２に示す定圧弁について、全ての部材をＰＴＦＥとした場合を比較例としてパーティクル発生量について実証実験を行った。その結果、本実施例による定圧弁は、比較例に対して１５ｎｍ以下のパーティクル発生量が、定常制御状態で１／１０に低減していた。
本発明は、半導体製造分野において精密な流量制御及び高清浄度が要求される定圧弁に適している。
１１ 流入流路
１２ 流出流路
１３ 流量制御流路
１４ 弁体側加圧室
１４ａ 押圧部材
１４ｂ 弾性部材
１４ｃ 呼吸孔
１５ シャフト側加圧室
１５ａ 設定エアポート
１５ｂ 排気ポート
２１ 弁体
２１ａ 接続部
２１ｂ 当接部
２１ｘ 弁体側当接面
２２ 弁体側ダイアフラム
２２ａ 薄肉部
２２ｂ 固定部
３０ シャフト側部材
３１ シャフト
３１ａ 接続部
３１ｂ 当接部
３１ｘ シャフト側当接面
３１ｙ 弁体押圧用当接部
３２ シャフト側ダイアフラム
３２ａ 肉厚部
３２ｂ 薄肉部
３２ｃ 固定部
４０ ボディ
４１ 流路形成用ボディ
４１ｘ 弁座側当接面
４１ｙ 弁閉塞用当接部
４２ 弁体側ボディ
４３ シャフト側ボディ
１２ 流出流路
１３ 流量制御流路
１４ 弁体側加圧室
１４ａ 押圧部材
１４ｂ 弾性部材
１４ｃ 呼吸孔
１５ シャフト側加圧室
１５ａ 設定エアポート
１５ｂ 排気ポート
２１ 弁体
２１ａ 接続部
２１ｂ 当接部
２１ｘ 弁体側当接面
２２ 弁体側ダイアフラム
２２ａ 薄肉部
２２ｂ 固定部
３０ シャフト側部材
３１ シャフト
３１ａ 接続部
３１ｂ 当接部
３１ｘ シャフト側当接面
３１ｙ 弁体押圧用当接部
３２ シャフト側ダイアフラム
３２ａ 肉厚部
３２ｂ 薄肉部
３２ｃ 固定部
４０ ボディ
４１ 流路形成用ボディ
４１ｘ 弁座側当接面
４１ｙ 弁閉塞用当接部
４２ 弁体側ボディ
４３ シャフト側ボディ
Claims (8)
- 被制御流体が流入する流入流路と、
前記被制御流体が流出する流出流路と、
前記流入流路と前記流出流路との間に位置する流量制御流路と、
前記流量制御流路に配置される弁体と、
前記弁体を変位させる弁体側ダイアフラムと、
前記弁体を押圧するシャフトと、
前記シャフトを変位させるシャフト側ダイアフラムと
を有し、
前記弁体側ダイアフラムの一方には前記流入流路が連通し、前記弁体側ダイアフラムの他方には弁体側加圧室が形成され、
前記シャフト側ダイアフラムの一方には前記流出流路が連通し、前記シャフト側ダイアフラムの他方にはシャフト側加圧室が形成され、
前記流入流路から流入する前記被制御流体による流入側圧力が変動しても、前記弁体側ダイアフラム及び前記シャフト側ダイアフラムが変形することによって、前記流出流路から流出する前記被制御流体による流出側圧力を一定に維持する定圧弁であって、
前記弁体には、前記弁体及び前記シャフトの移動方向に対して垂直な弁体側当接面が形成され、
前記シャフトには、前記弁体及び前記シャフトの前記移動方向に対して垂直なシャフト側当接面が形成され、
前記流量制御流路には、前記弁体及び前記シャフトの移動方向に対して垂直な弁座側当接面が形成され、
前記弁体側当接面又は前記弁座側当接面には、リング状に突出させた弁閉塞用当接部が形成され、
前記弁体側当接面又は前記シャフト側当接面には、リング状に突出させた弁体押圧用当接部が形成され、
前記シャフトと前記シャフト側ダイアフラムとを、ＰＴＦＥと架橋ＰＴＦＥとを接合した複合材で形成し、
前記シャフト側ダイアフラムを、前記ＰＴＦＥによって形成し、
前記シャフト側当接面を、前記架橋ＰＴＦＥによって形成した
ことを特徴とする定圧弁。 - 前記弁体と前記弁体側ダイアフラムとを、前記複合材で形成し、
前記弁体側ダイアフラムを、前記ＰＴＦＥによって形成し、
前記弁体側当接面を、前記架橋ＰＴＦＥによって形成した
ことを特徴とする請求項１に記載の定圧弁。 - 前記弁体側当接面を、前記架橋ＰＴＦＥによって形成した
ことを特徴とする請求項１に記載の定圧弁。 - 前記弁閉塞用当接部及び前記弁体押圧用当接部を、前記架橋ＰＴＦＥによって形成した
ことを特徴とする請求項１に記載の定圧弁。 - 流路形成用ボディと、弁体側ボディと、シャフト側ボディとから、ボディを構成し、
前記流路形成用ボディは、前記流入流路と、前記流出流路と、前記流量制御流路とを形成し、
前記弁体側ボディは、前記弁体側加圧室を形成し、
前記シャフト側ボディは、前記シャフト側加圧室を形成し、
前記弁体側ダイアフラムは、前記弁体側ボディによって前記流路形成用ボディに固定され、
前記シャフト側ダイアフラムは、前記シャフト側ボディによって前記流路形成用ボディに固定され、
前記弁体側ボディ及び前記シャフト側ボディを、前記ＰＴＦＥによって形成し、
前記流路形成用ボディを、前記架橋ＰＴＦＥによって形成した
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の定圧弁。 - 流路形成用ボディと、弁体側ボディと、シャフト側ボディとから、ボディを構成し、
前記流路形成用ボディは、前記流入流路と、前記流出流路と、前記流量制御流路とを形成し、
前記弁体側ボディは、前記弁体側加圧室を形成し、
前記シャフト側ボディは、前記シャフト側加圧室を形成し、
前記弁体側ダイアフラムは、前記弁体側ボディによって前記流路形成用ボディに固定され、
前記シャフト側ダイアフラムは、前記シャフト側ボディによって前記流路形成用ボディに固定され、
前記弁体側ボディ及び前記シャフト側ボディを、前記ＰＴＦＥによって形成し、
前記流路形成用ボディを、ＰＦＡによって形成した
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の定圧弁。 - 抵抗加熱によって前記流路形成用ボディに接合された前記架橋ＰＴＦＥを前記弁座側当接面とした
ことを特徴とする請求項６に記載の定圧弁。 - シート状の前記架橋ＰＴＦＥによって前記弁座側当接面が形成され、
前記弁閉塞用当接部を前記弁体側当接面に形成した
ことを特徴とする請求項７に記載の定圧弁。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022072875A JP2023162518A (ja) | 2022-04-27 | 2022-04-27 | 定圧弁 |
| TW111150550A TW202342905A (zh) | 2022-04-27 | 2022-12-29 | 定壓閥 |
| KR1020230017354A KR20230152556A (ko) | 2022-04-27 | 2023-02-09 | 정압 밸브 |
| US18/139,221 US20230349469A1 (en) | 2022-04-27 | 2023-04-25 | Constant-pressure valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022072875A JP2023162518A (ja) | 2022-04-27 | 2022-04-27 | 定圧弁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022072875A Pending JP2023162518A (ja) | 2022-04-27 | 2022-04-27 | 定圧弁 |
Country Status (4)
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Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2022
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- 2022-12-29 TW TW111150550A patent/TW202342905A/zh unknown
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- 2023-04-25 US US18/139,221 patent/US20230349469A1/en active Pending
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| Publication number | Publication date |
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| KR20230152556A (ko) | 2023-11-03 |
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