JP2525376Y2 - 減圧弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、減圧弁に関し、一層詳
細には、減圧弁本体内に塵埃等が発生することを阻止
し、これによって減圧されるべき流体が汚染されること
を回避する減圧弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】導入された圧力流体を所定圧の圧力に減
圧した後、導出するために従来から減圧弁が採用されて
いる。半導体製造装置において、ＬＳＩ製造の際に用い
られる溶剤、洗浄液等も減圧弁を介して送給され、エッ
チング、洗浄の如き工程で利用されている。

【０００３】ところで、このＬＳＩ製造にあっては、メ
モリ容量の増加、あるいは処理速度の高速化のために１
つのチップに配設される導線の間隔が極めて小さくな
り、例えば、その配線間隔が１．０μｍから０．１μｍ
へと微細化するに至る。そして、メモリ容量の増大化と
処理速度の高速化がさらに希求されると、この傾向は一
段と加速されることになる。

【０００４】しかしながら、このように配線間隔が微細
化するようになると、クリーンルーム内における塵埃、
あるいはエッチング用の溶剤、洗浄液に対してもさらに
慎重な管理が要求されることになる。例えば、塵埃が配
線間に存在すれば、当然に、ＬＳＩの正常な動作は期待
できない。例えば、洗浄プロセスで用いられる減圧弁の
内部に微粒子からなる塵埃が発生すると、液の汚染等が
発生し、また、減圧弁の内部に一時的にせよ洗浄液が残
留すると、減圧弁の内壁に洗浄液が長時間接触した状態
となるため、化学変化により不純物質が発生し、あるい
はバクテリア等の微生物が発生する。これらの塵埃、バ
クテリア等がＬＳＩ上に洗浄液とともに送給されると、
エッチング等の工程が正常に営まれなくなる。従って、
ＬＳＩに対して好ましくない影響を与えるため、例え
ば、半導体製造装置、特にプロセス装置に用いられる減
圧弁では、汚染物の発生を回避すべく、イオン、ＴＯＣ
等の溶出しない材質を選択し、また、溶剤、洗浄液を可
及的に素早く排出することが必要である。

【０００５】ここで、従来技術に係る減圧弁の一部断面
図を図３に示す。この減圧弁では、本体２の内部に供給
ポート４および排出ポート６が画成され、この供給ポー
ト４から排出ポート６に至る間には、弁体８がコイルス
プリング１１によって、常時、上方へと押圧された状態
で配設されている。前記コイルスプリング１１の一端側
は、弁体８の下部を上下方向に変位自在に保持する円筒
状のバルブガイド１３に当接し、他端側は弁体８の段差
部に当接している。弁体８のテーパ部分は弁座１０に着
座するとともに、この弁体８からさらに上方へと延在す
る弁棒１２は、減圧量を規制するストッパ部材１５を介
しこの減圧弁の室１４に張設されているダイヤフラム１
６に当接するように構成されている。従って、図示しな
い調圧ねじの螺回によって弾発力が調整されるコイルス
プリング１８の作用下にダイヤフラム１６が図において
下方に押圧されると、弁棒１２がコイルスプリング１１
の弾発力に抗して下降し、弁座１０と弁体８との間に間
隙が画成される。従って、供給ポート４から導入される
流体、例えば、洗浄液は弁体８と弁座１０との間隙を通
り、室１４に至るとともに通路２０を介して排出ポート
６へと導出されることになる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】このような構成におい
ては、例えば、弁体８とバルブガイド１３との摺接、あ
るいは、弁体８とコイルスプリング１１との摺接、スト
ッパ部材１５に対するダイヤフラム１６の当接によって
塵埃が発生し、また、コイルスプリング１１の着座部位
近傍に液溜まりが生じ、これが排出ポート６側に排出さ
れて本来の目的に使用された時、この塵埃や液溜まりに
発生した不純物質がＬＳＩのチップに対して悪影響を及
ぼすことが確認されている。この結果、ＬＳＩの生産効
率が極めて悪くなるという不都合が従来から指摘されて
いる。

【０００７】本考案は前記の不都合を克服するためにな
されたものであって、バルブガイド機構をダイヤフラム
によって隔離された流体通路外に設けることにより、塵
埃等の発生を回避し、洗浄液、溶剤等の流体が汚染され
ることがない減圧弁を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本考案は、供給ポートと排出ポートとが画成され
た本体と、前記供給ポートと排出ポートとの間に配設さ
れ、一体的に連結されたステムを有し着座部との離間距
離によって減圧作用を調整するバルブと、前記本体とボ
ンネットとの間に介装され、前記ステムを摺動自在に保
持するバルブガイドと、前記バルブガイドと本体との間
に介装され、前記バルブガイド側の第１ダイヤフラム室
と前記本体側の第２ダイヤフラム室とを隔離するダイヤ
フラムと、前記バルブガイドとボンネットによって画成
される室内に配設され、前記ステムを介して前記バルブ
の開度を調整するコイルスプリングと、を備え、前記第
２ダイヤフラム室は、中心から半径外方向に向かう傾斜
角度の大なる第１傾斜面が形成された膨出部と、中心か
ら半径外方向に向かって切り欠かれ傾斜角度の小なる第
２傾斜面が形成された切り欠き部と、前記切り欠き部の
一端部および前記膨出部の外周端に連続する断面曲線状
の環状壁とを有することを特徴とする。

【０００９】

【作用】本考案に係る減圧弁では、供給ポートから導入
された流体は、ダイヤフラムによる変位作用のもとに着
座部との離間距離が調整されたバルブによって減圧作用
を施され、排出ポートから導出される。この場合、前記
バルブのガイド機構であるバルブガイド、コイルスプリ
ングは、前記ダイヤフラムによって流体通路より隔離さ
れた部位に配設されており、前記ガイド機構で発生した
塵埃等は流体中に混入されない。

【００１０】

【実施例】本考案に係る減圧弁について、好適な実施例
を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。

【００１１】図１は、本考案の実施例に係る減圧弁の縦
断面図であり、図２は図１に示す実施例の開弁状態を示
す。

【００１２】減圧弁３０は、供給ポート３２が画成され
た第１本体３４と、排出ポート３６が画成された第２本
体３８と、前記第２本体３８に形成された着座部４０に
当接・離間するとともにステム４２が連結して一体化さ
れたバルブ４４と、前記第２本体３８に固着しステム４
２を保持するバルブガイド４６と、前記バルブガイド４
６に固着し上方にハンドル４８が設けられたボンネット
５０と、前記第２本体３８とバルブガイド４６の間に張
設されるダイヤフラム５２とから基本的に構成される。

【００１３】詳細には、第１本体３４の側壁部には、例
えば、純水、溶剤等の流体が供給される供給ポート３２
が穿設され、第２本体３８の側壁部には、前記供給ポー
ト３２から導入され、所望の圧力に減圧された流体を外
部に導出するための排出ポート３６が穿設されている。
そして、前記供給ポート３２と排出ポート３６との間に
は弁室５４が画成される。この弁室５４は前記第１本体
３４の内部に画成される凹部に配設され、バルブ４４の
テーパ部を形成する弁体５６が前記第２本体３８に形成
される着座部４０に当接することによって閉塞される。
なお、弁室５４の凹部は、前記弁室５４における底面部
と側面部との境界部位および前記弁体５６のテーパ部か
ら下方側に延在する底部にかけて、液溜まりが生じない
ように好適に湾曲して形成されている。

【００１４】前記弁体５６の上部には上端側に段差部５
８およびフランジ部６０を有するステム４２が設けられ
ている。このステム４２と弁体５６との連結部位には、
外周部位に湾曲部６２を有し内周側に徐々に肉厚を増し
て形成されるダイヤフラム５２が張設され、該ダイヤフ
ラム５２の略中央部に画成された孔部にステム４２の根
本部が嵌合し、ステム４２、ダイヤフラム５２および弁
体５６の三者が一体化されて連結されている。従って、
図２に示すように、弁体５６が着座部４０から離間して
開弁状態にある場合には、弁体５６およびステム４２が
下方に変位するとともに、それに伴ってダイヤフラム５
２も中心側から下方に撓み状態を形成する。前記ダイヤ
フラム５２の上面にはダイヤフラムシュー６４が固着さ
れているとともに、ステム４２と嵌合する根本部にはシ
ール部材６６が介装されている。また、ダイヤフラム５
２の上方には、バルブガイド４６によって閉塞される第
１ダイヤフラム室６８を画成する一方、ダイヤフラム５
２の下方には弁体５６が着座部４０から離間する開弁状
態において、弁室５４と連通する第２ダイヤフラム室７
０が画成されている。この第２ダイヤフラム室７０は、
中心から半径外方向に向かって第１傾斜面が形成された
膨出部７２と、中心から半径外方向に沿って直線状に切
り欠くことにより第２傾斜面が形成された切り欠き部７
１とを有する。この場合、前記膨出部７２の第１傾斜面
は、切り欠き部７１の第２傾斜面に対してその傾斜角度
が大きく形成される。さらに、第２ダイヤフラム室７０
には、前記切り欠き部７１の一端部および膨出部７２の
外周端に連続するドーナツ状の環状壁７４が形成され
る。前記環状壁７４は、その所定部位から下方側に延在
して排出ポート３６と連通するように形成されている。
前記ドーナツ状の環状壁７４の底面部は、湾曲して形成
され、さらに排出ポート３６側が前記環状壁７４より下
方側に指向して形成されているため、液溜まりが生ずる
ことなく排出ポート３６に洗浄液等を流通させることが
可能となる。なお、前記第１ダイヤフラム室６８と第２
ダイヤフラム室７０は、ダイヤフラム５２によって隔離
され、非連通状態が形成されている。

【００１５】バルブガイド４６には、環状の凹部７５が
画成され、ステム４２の上端に形成されたフランジ部６
０と前記環状凹部７５との間に第１コイルスプリング７
６が配設されている。この第１コイルスプリング７６に
よってステム４２に連結された弁体５６は軸心の上方側
に押し上げられるように弾発力を付与される。第１コイ
ルスプリング７６の内周側には、開弁時においてステム
４２の段差部５８と当接することにより、ステム４２の
下方に指向する変位に対してストッパの作用をなす環状
突部７８が形成されている。

【００１６】一方、前記バルブガイド４６に固着してボ
ンネット５０が設けられ、このボンネット５０の上方側
には、調節用スクリュー８０に対してボルト８２で固定
されたハンドル８４が設けられている。ボンネット５０
の内部には、第２コイルスプリング８６が配設され、こ
の第２コイルスプリング８６の一端部が前記ステム４２
のフランジ部６０の上面に係合するように配設されてい
る。前記第２コイルスプリング８６の他端側はハンドル
８４によって螺回する調節用スクリュー８０と螺合する
スプリング押え８８に係合している。この第２コイルス
プリング８６は、ハンドル８４の螺回のもとに前記ステ
ム４２に連結された弁体５６が軸心の下方側に変位する
ように弾発力が付与される。

【００１７】本考案に係る減圧弁３０は、以上のように
構成されるものであり、次にその動作について説明す
る。

【００１８】先ず、ハンドル８４を螺回することによっ
て、調節用スクリュー８０に螺合するスプリング押え８
８を変位させ、第２コイルスプリング８６の弾発力を利
用してダイヤフラム５２を下方側に押圧する。その際、
第２コイルスプリング８６の弾発力が第１コイルスプリ
ング７６の弾発力に打ち勝つことにより、ステム４２を
介して弁体５６を下降させ、この結果、弁体５６のテー
パ部は着座部４０から所定距離離間するに至る（図２参
照）。

【００１９】そこで、供給ポート３２を介して、洗浄
水、例えば、純水等を前記弁体５６が臨む弁室５４に導
入する。この供給ポート３２から導入された純水は、弁
体５６と着座部４０との間隙を通り、所定の圧力に減圧
されて前記弁室５４と連通する第２ダイヤフラム室７０
に導入される。第２ダイヤフラム室７０には、中心から
延在する第１傾斜面に沿って形成された膨出部７２と、
前記第１傾斜面よりも傾斜角度が小なる第２傾斜面に沿
って形成された切り欠き部７１と、前記膨出部７２およ
び切り欠き部７１から延在するドーナツ状の環状壁７４
とが形成されている。従って、前記膨出部７２に形成さ
れた第１傾斜面を上昇した純水は、ダイヤフラム５２の
底面に衝突してドーナツ状の環状壁７４に至り、次い
で、前記環状壁７４から下降して排出ポート３６から外
部へ導出される。一方、前記第１傾斜面よりも傾斜角度
が緩く形成された切り欠き部７１の第２傾斜面を上昇し
た純水は、環状壁７４に流出され前記ダイヤフラム５２
から落下した純水と合流する。この結果、膨出部７２の
第１傾斜面および切り欠き部７１の第２傾斜面をそれぞ
れ上昇した純水は、ともに環状壁７４において合流し所
望の圧力に減圧されて排出ポート３６から排出される。
なお、ダイヤフラム５２によって隔離される第１ダイヤ
フラム室６８と第２ダイヤフラム室７０は、ダイヤフラ
ムシュー６４およびシール部材６６によって液密に形成
されているため、第２ダイヤフラム室７０に導入された
純水が第１ダイヤフラム室６８に流入することを阻止す
ることができる。

【００２０】このように、本実施例においては、第１コ
イルスプリング７６は、流体と接することがない第１ダ
イヤフラム室６８側のバルブガイド４６の環状凹部７４
に配設されているため、前記第１コイルスプリング７６
が流体と接触することで腐食する等の弊害を防止するこ
とができる。また、バルブガイド４６と上下方向に変位
するステム４２とが摺動し、あるいは、環状突部７８が
段差部５８に当接することで発生する塵埃を、第１ダイ
ヤフラム室６８の軸心部分に設けられたシール部材６６
およびダイヤフラム５２等で防御することにより、純水
等の流体が通過する第２ダイヤフラム室７０に前記塵埃
が進入することを回避することができる。また、第１コ
イルスプリング７６、バルブガイド４６等の複雑形状を
有した構成部材を流体通路外に配設したことにより、弁
室５４、第２ダイヤフラム室７０等に液溜まりが生ずる
ことを阻止することができる。さらに、バルブガイド４
６にステム４２の段差部５８と当接する環状突部７８を
設けることにより、弁体５６の上下変位に伴って、スト
ッパの作用を併用させることができ、部品点数を減少さ
せることができる。

【００２１】

【考案の効果】本考案に係る減圧弁によれば、以下の効
果が得られる。

【００２２】すなわち、バルブガイドおよびコイルスプ
リングは、ダイヤフラムによって流体通路より隔離され
て配設されているため、これらの部材によって発生した
塵埃が流体中に混入されることがない。また、供給ポー
トから導入された溶剤、洗浄液等を所定の圧力に減圧し
て排出ポートから外部へ導出する際、減圧弁の本体内で
流体通路を構成する第２ダイヤフラム室に、中心から半
径外方向に向かって上昇し、それぞれ傾斜角度が異なる
第１傾斜面並びに第２傾斜面がそれぞれ形成された膨出
部および切り欠き部と、前記膨出部の外周端および切り
欠き部の一端部に連続する断面曲線状の環状壁を形成す
ることにより、減圧弁の内部に洗浄液、溶剤等の液溜ま
りを生ずることを回避することができる。従って、従来
技術において液溜まりの存在のために生じた不純物質の
発生を未然に防止することができる。この結果、例え
ば、半導体製造装置を用いてＬＳＩを製造する際、この
ＬＳＩの生産効率を一層向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る減圧弁の縦断面図であ
る。

【図２】図１に示す減圧弁の開弁状態を示す縦断面図で
ある。

【図３】従来技術に係る減圧弁の一部省略縦断面図であ
る。

【符号の説明】

３０…減圧弁 ３２…供給ポート ３４、３８…本体 ３６…排出ポート ４０…着座部 ４２…ステム ４４…バルブ ４６…バルブガイド ４８…ハンドル ５０…ボンネット ５２…ダイヤフラム ５６…弁体 ６８、７０…ダイヤフラム室 ７６、８６…コイルスプリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−225813（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−30106（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−140020（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−12205（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−168407（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭13−4591（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭９−6770（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】供給ポートと排出ポートとが画成された本
   体と、 前記供給ポートと排出ポートとの間に配設され、一体的
   に連結されたステムを有し着座部との離間距離によって
   減圧作用を調整するバルブと、 前記本体とボンネットとの間に介装され、前記ステムを
   摺動自在に保持するバルブガイドと、 前記バルブガイドと本体との間に介装され、前記バルブ
   ガイド側の第１ダイヤフラム室と前記本体側の第２ダイ
   ヤフラム室とを隔離するダイヤフラムと、 前記バルブガイドとボンネットによって画成される室内
   に配設され、前記ステムを介して前記バルブの開度を調
   整するコイルスプリングと、 を備え、前記第２ダイヤフラム室は、中心から半径外方
   向に向かう傾斜角度の大なる第１傾斜面が形成された膨
   出部と、中心から半径外方向に向かって切り欠かれ傾斜
   角度の小なる第２傾斜面が形成された切り欠き部と、前
   記切り欠き部の一端部および前記膨出部の外周端に連続
   する断面曲線状の環状壁とを有することを特徴とする減
   圧弁。
2. 【請求項２】請求項１記載の減圧弁において、バルブガ
   イドは、ステムに形成された係止部が当接することでバ
   ルブの変位量を規制するストッパを有することを特徴と
   する減圧弁。