JP2541613Y2 - 制御器 - Google Patents

制御器

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JP2541613Y2
JP2541613Y2 JP1991003854U JP385491U JP2541613Y2 JP 2541613 Y2 JP2541613 Y2 JP 2541613Y2 JP 1991003854 U JP1991003854 U JP 1991003854U JP 385491 U JP385491 U JP 385491U JP 2541613 Y2 JP2541613 Y2 JP 2541613Y2
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JP
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screw
stem
diaphragm
bonnet
slide stem
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JP1991003854U
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茂 糸井
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清原 まさ子
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44Mechanical actuating means
    • F16K31/50Mechanical actuating means with screw-spindle or internally threaded actuating means
    • F16K31/506Mechanical actuating means with screw-spindle or internally threaded actuating means with plural sets of thread, e.g. with different pitch

Description

【考案の詳細な説明】

【0001】

【産業上の利用分野】本考案は、半導体製造装置等で使
用する微流量調整用の制御器の改良に係り、弁棒駆動部
に差動ねじ機構を採用することにより、構造が簡単で且
つ正確な微流量調整が出来るようにした制御器に関す
る。

【0002】

【従来の技術】半導体製造装置等に於いて使用される高
純度ガス用の制御器は、所謂パーティクルフリーやデッ
ドスペースフリーと云う特性が厳しく要求される。その
ため、半導体製造の分野では、前記パーティクルフリー
やデッドスペースフリーの要求を構造的に充足し易いダ
イヤフラム型制御弁(特にダイレクトダイヤフラム弁)
が多く使用されている。しかし、ダイヤフラム型制御弁
は一般にダイヤフラムの作動ストロークが極めて小さい
ため、本質的に流量等の調整には適さないと云う難点が
ある。

【0003】ところで、ダイヤフラム型制御弁の流量調
整の問題を解決するものとして、ギヤー型の減速機構を
用いてバルブハンドルの回転数を低減させることによ
り、弁体のストロークを微調整するようにした制御弁が
開発されている。しかし、このギヤー機構の弁駆動部を
備えたダイヤフラム型制御弁は、弁駆動部の構造が複雑
で著しく大形化し、制御弁の小形化が図れないと云う問
題がある。

【0004】また、出願人は先に、ダイヤフラム型制御
弁の正確な微流量調整を可能にするものとして、図3に
示すような構造の制御器を開発し、実開平1−1762
75号としてこれを公開している。即ち、圧電素子Aへ
印加する入力電圧を変えてその延び量を制御することに
より、ダイヤフラムBを介して弁体Cを上・下動させ、
弁体Cと弁座D間の間隙を調整すると共に、圧電素子A
の上方にマイクロメータEを設け、圧電素子Aを介して
弁体Cに加わる押圧力を常時一定圧に調整するものであ
る。当該制御器は、100〜500cc/min程度の
微流量ガスを比較的高精度で自動的に流量制御すること
ができ、優れた実用的効用を奏するものである。

【0005】

【考案が解決しようとする課題】しかし、前記図3の制
御器にも下記の如く解決すべき多くの問題が残されてい
る。 イ.自動流量制御が基本となっており、手動による流量
調整が簡単に行えないこと。 ロ.圧電素子やマククロメータを含む弁駆動部の竪方向
寸法が著しく大形化し、制御弁の小形化が図れないこ
と。 ハ.制御すべきガス流量が大きくなると、ストロークを
大きくする必要から大形の圧電素子が必要となり、実用
化が困難であること。 ニ.圧電素子の制御装置等が必要なため、製造コストが
上昇すること。本件考案は、従前の制御器に於ける上述
の如き問題を解決せんとするものであり、構造が簡単で
大幅な小形化が図れるとともに、自動操作のみならず手
動操作でも高精度な微流量制御が行え、しかも製造コス
トの大幅な引下げを可能とした制御器を提供するもので
ある。

【0006】

【課題を解決するための手段】流体入口2と流体出口3
と弁座4と弁室5を備えた弁箱2内へダイヤフラム6を
配設すると共に、弁箱1に備えたボンネット11を挿通
して昇降動自在に配設したステムの下降により、前記ダ
イヤフラム6を下降させて流体通路を閉鎖する構成とし
たダイヤフラム型制御弁に於いて、連結ねじ部11cを
設けたボンネット11内へ連結ねじ部14cを有するス
ライドステム14を廻り止めした状態で昇降動自在に挿
着すると共に、内側にねじピッチP1の第1連結ねじ部
22を、また外側に前記ねじピッチP1より大きいねじ
ピッチP2の第2連結ねじ部23を夫々同心状に備えた
回動ステム15を前記スライドステム14の上方に同軸
心状に配設し、第1連結ねじ部22を前記スライドステ
ム14の連結ねじ部へ、また第2連結ねじ部23を前記
ボンネット11の連結ねじ部11cへ夫々螺合し、前記
回動ステム15の回転によりスライドステム14を昇降
動させることを基本構成とするものであり、回動ステム
15の一回転毎に第2連結部のねじピッチP2と第1連
結部のねじピッチP1との差に相当する微小距離だけス
ライドステム14を昇降動させることを特徴とするもの
である。

【0007】

【作用】ハンドル17の操作等によって回動ステム15
を回転させることにより、回動ステム15はボンネット
11の連結ねじ部11cへ螺合した外側の第2連結ねじ
部23により、回動しつつ昇降動する。回動ステム15
が回動しつつ昇降動すると、スライドステム14の連結
ねじ部14aと螺合する内側の第1連結ねじ部22の回
動により、廻り止めされたスライドステム14が昇降動
する。即ち、回動ステム15が1回転すると、スライド
ステム14は第2連結ねじ部23のねじピッチP2と第
1連結ねじ部のねじピッチP1と差だけ昇降動する。ス
ライドステム14が上昇すると、ダイヤフラム6はスプ
リング10若しくはダイヤフラム6自体の弾性力によっ
て上昇し、またスライドステム14が下降すると、ダイ
ヤフラム6は押圧されて下降する。これにより、流体通
路はダイヤフラム6によって直接又は間接的にその有効
流通面積が調整され、流体の流量制御が行われる。

【0008】

【実施例】以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明
する。図1は本考案に係る制御器の縦断面図であり、左
側半分は制御器の全閉時を、また右側半分は制御器の全
開時を示すものである。また、図2は図1のA−A視断
面図である。

【0009】図に於いて、1は弁箱、2は流体入口、3
は流体出口、4は弁座、5は弁室、6はダイヤフラム、
7は押えアダプター、8はダイヤフラム押え、9はディ
スク、10はスプリング、11はボンネット、12はボ
ンネットナット、13はパネル止め用ナット、14は円
筒状のスライドステム、15はボンネット11とスライ
ドステム14へ夫々螺合した回動ステムであり、第1部
材15Aと第2部材15Bとから形成されている。ま
た、16は固定用ナット、17はハンドル、18はイン
ディゲータ、19は廻り止めねじ、20はハンドル固定
ねじ、21はインディゲータ固定ねじである。

【0010】前記ダイヤフラム6は特殊ステンレス鋼等
の薄板により皿形に形成されており、本実施例では所謂
ダイレクトダイヤフラム型弁であるため、弁室5の最下
部に弁座4へ直接対向する姿勢で配設されている。ま
た、当該ダイヤフラム6は弁箱1に螺着したボンネット
ナット12を締込むことにより、弁室5内へ挿着したボ
ンネット11の下端面よりステンレス鋼製の押えアダプ
ター7を介して弁箱1側へ押圧され、気密に保持固定さ
れている。

【0011】前記ダイヤフラム押え8はポリイミド等の
合成樹脂材によって形成されており、ディスク9の下面
側に固着されている。当該ダイヤフラム押え8はディス
ク9がスライドステム14によって下方へ押圧されるこ
とにより、ダイヤフラム6の上面側を押圧し、これを弁
座4へ押圧すると共に、スライドステム14が上方へ引
上げられることにより、スプリング10の反力によって
上方へ移動する。尚、本実施例ではスプリング10の弾
力によりスライドステム14を上方へ押し上げる構成と
しているが、流体圧やダイヤフラム6の反力によって押
し上げるようにしてもよい。又、本実施例ではダイヤフ
ラム6を直接弁座4へ押し当てる構成としているが、ダ
イヤフラム6の下方に弁体を設け、これを弁座へ押し付
けるようにしても良い。

【0012】前記ボンネット11は所謂筒状に形成され
ており、弁箱1内へ挿入する下方部の孔部は太径に形成
され、ディスク9の収容部11aを形成している。ま
た、ボンネット11の中央部の孔部はやや細径に形成さ
れ、前記スライドステム14のガイド部11bを形成し
ている。更に、ボンネット11の上方部の孔部はやや太
径に形成され、その内周面には後述する回動ステム15
の第2部材15Aが螺合する連結ねじ部11cが形成さ
れている。当該ボンネット11は弁箱1の上方から弁室
5内へ挿着され、前述の如くボンネットナット12を締
込むことにより弁箱1へ気密に固定されている。また、
ボンネット11の外周面には筒状のインディゲータ18
が挿着され、固定用ねじ21により固着されている。

【0013】前記スライドステム14は中空状に形成さ
れており、前記ボンネット11のステムガイド部11b
内へ上方より摺動自在に挿着されている。当該スライド
ステム14の中空部の内周面には、ねじピッチP1の内
ねじが設けられており、連結ねじ部14aを形成してい
る。即ち、この連結ねじ部14aに、後述する回動ステ
ム15の第1部材15Aが螺挿される。尚、本実施例で
は、前記連結ねじ部14aをねじ径5mmφ、ピッチP
1=0.5mmの内ねじとしている。また、当該スライ
ドステム14の外周面には竪向きに一条のガイド溝14
bが形成されており、廻り止めねじ19の先端をガイド
溝14b内へ係合させることにより、スライドステム1
4が廻り止めされている。

【0014】前記回動ステム15は、内側の第1部材1
5Aと外側の第2部材15Bを固定用ナット16の締め
込みにより一体化して形成したものであり、内側の第1
部材15Aの下方部外周には外ねじから成るねじピッチ
P1の第1連結ねじ部22が、また、外側の第2部材1
5Bの下方部内周には内ねじから成るねじピッチP2の
第2連結ねじ部23が夫々同心状に形成されている。ま
た、回動ステム15は前記スライドステム14の上方に
これと同軸心状に配設され、内側の第1連結ねじ部22
をスライドステム14の連結ねじ部14aへ、また外側
の第2連結ねじ部23をボンネット11の連結ねじ部1
1cへ夫々螺合させることにより、ボンネット11へ取
付けられている。

【0015】即ち、回動ステム15を形成する前記第1
部材15Aはその下方部の外周面にスライドステム14
の連結ねじ部(内ねじ)14aに螺合する第1連結ねじ
部(外ねじ)22が形成されており、上方より連結ねじ
部14a内へ螺挿されている。また、第1部材15Aの
上部は後述する第2部材15Bの内部を挿通してその上
方へ突出されており、中間部に段部24を設けて固定用
ナット22を締込むことにより、第2部材15Bへ固着
されている。尚、本実施例では第1連結ねじ部22をね
じ径5mm、ねじピッチP1=0.5mmに形成してい
る。

【0016】また、回動ステム15を形成する第2部材
15Bは中空筒状に形成されており、その下方部の外周
面には前記ボンネット11の連結ねじ部(内ねじ)11
cに螺合する第2連結ねじ部(外ねじ)23が形成され
ていて、ボンネット11の上方よりその内方へ螺挿され
ている。尚、本実施例では、第2連結ねじ部23をねじ
径が11mmでねじピッチP2が0.55mmの内ねじ
としている。また、当該第2部材15Bは前述の如く固
定用ナット16により第1部材15Aと連結されてお
り、その上方部にはハンドル17が固定用ねじ20によ
り挿着固定されている。更に、ハンドル17の下端部は
前記インディゲータ18の外表面に沿って回動並びに昇
降動し、これにより弁開度や流量調整度が直読される。

【0017】前記本実施例に於いては、第1部材15A
と第2部材15Bとを別体とし、両者を固定用ナット1
6により連結固定する構成としているが、両者を一体的
に形成するようにしてもよい。また、本実施例では前記
スライドステム14と回動ステム15とのねじ連結部
を、スライドステム14のうちねじ14a内へ第1部材
15Aの外ねじ22を螺挿する構造のねじ連結部として
いるが、これとは逆に、スライドステム14側を外ねじ
とし、第1部材15A側を内ねじとしたねじ連結部であ
ってもよい。更に、本実施例では前記回動ステム14と
ボンネット11とのねじ連結部を、回動ステム14の第
2部材15Bの外ねじ23をボンネット11の内ねじ1
1c内へ螺挿する構造のねじ連結部としているが、これ
とは逆に、第2部材15B側を内ねじとし、ボンネット
11側を外ねじとしたねじ連結部であってもよい。

【0018】換言すれば、本考案に於けるダイヤフラム
駆動用の回動ステム15は、回動されることによってボ
ンネット11と螺合する第2連結ねじ部23により回動
しつつ昇降動すると共に、スライドステム14と螺合す
る第1連結ねじ部22によりスライドステム14を昇降
動させるものであり、ハンドル17を1回転することに
より、第2連結ねじ部23のねじピッチP2と第1連結
ねじ部22のねじピッチP1との差だけスライドステム
14が昇降動する。また、前記回動ステム15の回転駆
動はモータやソレノイドで行っても良いことは勿論であ
る。

【0019】次に、本考案の作動について説明する。ハ
ンドル17を回動すると、回動ステム15が回動される
ことになり、ボンネット11と螺合する第1連結ねじ部
22を介して回動ステム15が回動しつつ昇降動する。
回動ステム15が回動すると、第1部材15Aも当然に
回動することになり、スライドステム14と螺合する第
1連結ねじ部22により、スライドステム14が止めね
じ19及びガイド溝14bによって廻り止めされた状態
で昇降動される。尚、スライドステム14の昇降距離
は、ハンドル17の1回転につき第2連結ねじ部23の
ねじピッチP2と第1連結ねじ部のねじピッチP1との
差距離となる。スライドステム14が昇降動すると、ス
プリング10の反力と前記スライドステム14の下端部
とによってディスク9及びダイヤフラム押さえ8が昇降
動され、これによって弁座5に対してダイヤフラム6が
当・離座する。また、スライドステム14の昇降量等は
インディケータ18上のハンドル17の下端部の位置か
ら直読される。

【0020】

【考案の効果】本考案は上述の通り、ダイヤフラム型の
制御器に於いて、連結ねじ部11cを設けたボンネット
11内へ連結ねじ部14aを有するスライドステム14
を廻り止めした状態で昇降自在に挿着されると共に、ね
じピッチP1の第1連結部22とねじピッチP2の第2
連結ねじ部23を同心状に有する回動ステム15をスラ
イドステム14の上方に同軸心状に配設し、回動ステム
15の第1連結ねじ部22をスライドステム14の連結
ねじ部14aへ、また回動ステム15の第2連結ねじ部
23をボンネット11の連結ねじ部11cへ夫々螺合
し、前記第2連結ねじ部23と第1連結ねじ部22との
ねじピッチ差(P2−P1)でもってスライドステム1
4を昇降動させる構成としている。その結果、前記ねじ
ピッチ差(P2−P1)を適宜に設定することにより、
回動ステム15の回転に対するスライドステム14の昇
降量即ち弁体若しくはダイヤフラムのストロークを極め
て微細に調整することが出来、より高精度な微流量調整
が行える。また、本考案では回動ステム15をボンネッ
ト11及びボンネット11内へ挿着したスライドステム
14へ夫々螺合する構成としているため、制御弁そのも
のの構造が簡素化されると共に組立も簡単になり、しか
も制御弁の背丈を短くして大幅な小形化が可能となる。
本考案は上述の通り優れた実用的効用を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図1】本考案に係る制御器の縦断面図である。

【図2】第1図に於けるA−A視断面図である。

【図3】従前のダイヤフラム型制御器の一例を示す縦断
面図である。

【符号の説明】

1は弁箱、2は流体入口、3は流体出口、4は弁座、5
は弁室、6はダイヤフラム、7は押えアタプター、9は
ディスク、10はスプリング、11はボンネット、11
cは連結ねじ部、12はボンネットナット、14はスラ
イドステム、14aは連結ねじ部、14bはガイド溝、
15は回動ステム、15Aは第1部材、15Bは第2部
材、17はハンドル、18はインディゲータ、22は第
1連結ねじ部、23は第2連結ねじ部、P1は第1連結
ねじ部のねじピッチ、P2は第2連結ねじ部のねじピッ
チ。

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流体入口(2)と流体出口(3)と弁座
    (4)と弁室(5)を備えた弁箱(1)内へダイヤフラ
    ム(6)を配設すると共に、弁箱(1)に備えたボンネ
    ット(11)を挿通して昇降動自在に配設したステムの
    下降により、前記ダイヤフラム(6)を下降させ、流体
    通路を閉鎖する構成としたダイヤフラム型制御弁に於い
    て、連結ねじ部(11c)を設けたボンネット(11)
    内へ連結ねじ部(14a)を有するスライドステム(1
    4)を廻り止めした状態で昇降動自在に挿着すると共
    に、内側にねじピッチP1の第1連結ねじ部(22)
    を、外側に前記ねじピッチP1より大きいねじピッチP
    2の第2連結ねじ部(23)を夫々同心状に備えた回動
    ステム(15)を前記スライドステム(14)の上方に
    同軸心状に配設し、第1連結ねじ部(22)を前記スラ
    イドステム(14)の連結ねじ部(14c)へ、また第
    2連結ねじ部(23)を前記ボンネット(11)の連結
    ねじ部(11c)へ夫々螺合し、前記回動ステム(1
    5)の回転によりスライドステム(14)を昇降動する
    ことを特徴とする制御器。
  2. 【請求項2】 ダイヤフラム(6)をスライドステム
    (14)により弁座(4)へ直接当座させる構成とした
    請求項1に記載の制御器。
JP1991003854U 1991-01-11 1991-01-11 制御器 Expired - Lifetime JP2541613Y2 (ja)

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JPH0495370U JPH0495370U (ja) 1992-08-18
JP2541613Y2 true JP2541613Y2 (ja) 1997-07-16

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Application Number Title Priority Date Filing Date
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US (1) US5188338A (ja)
EP (1) EP0494511B1 (ja)
JP (1) JP2541613Y2 (ja)
KR (1) KR940010774B1 (ja)
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