JP2842630B2

JP2842630B2 - 逆止弁

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Publication number: JP2842630B2
Application number: JP1204144A
Authority: JP
Inventors: 正彦中沢; 道雄山路; 毅谷川
Original assignee: KYOHARA MASAKO
Current assignee: KYOHARA MASAKO
Priority date: 1989-08-07
Filing date: 1989-08-07
Publication date: 1999-01-06
Anticipated expiration: 2014-01-06
Also published as: JPH0369872A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は逆止弁の改良に関するものであり、主として
半導体製造プラント等の高純度ガス設備に利用されるも
のである。

（従来の技術）半導体製造プラント等に於いては所謂高純度ガスが多
く使用されており、且つその使用圧力も165kg/cm²程度
の高圧から0.02kg/cm²以下の低圧まで、幅広い圧力範囲
に亘っている。

而して、前記高純度ガス設備に於いて使用する逆止弁
は、所謂逆圧時に安定したシール性が迅速に確保されね
ばならないことは勿論のこと、流体の置換特性が良好な
ことや摩耗等による不純物の発生が無いこと等の特殊な
特性が必要とされる。

第３図は半導体用ガス設備等で従来から広く利用され
ている逆止弁を示すものであり、ボデイ22とボデイ23か
らなる弁箱内腔内へディスク24、グランド19、シートパ
ッキン20及びスプリング21等を配設することにより構成
されており、矢印方向の逆圧が負荷された場合にはディ
スク24がシートパッキン20へ接当し、流体流路が閉塞さ
れる。

しかし、上述の如き構造の逆止弁に於いては、逆圧負
荷時のディスク24の受圧径をシート径と同程度にしか取
れず、シート面圧を十分に上げることが困難となる。そ
の結果、シール性が不安定になったり、或いはシート材
としてゴム等の柔軟質のものしか使用できないという問
題がある。

また、従前の逆止弁に於いては、コイルスプリングの
線材同士の接触やディスク24とグランド19の如き金属摺
動部があるため、摩耗による異物の発生を避けることが
出来ないうえ、摩耗によりディスク24の摺動性が低下す
る。その結果、ガス純度の低下を招いたり、或いは逆圧
時のシール応答性を高め難いという問題が起生する。

更に、従前の逆止弁に於いては、ディスク24とグラン
ド19間の隙間の如き所謂デッドスペースが比較的大きい
うえ、コイルスプリングの収納用に比較的大きなスペー
スを必要とする。その結果、所謂弁の流体置換特性が悪
化し、ガス純度の低下を招くという問題がある。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、従前のこの種高純度ガス設備用の逆止弁に
於ける上述の如き問題、即ち（イ）摩耗による異物の発
生が避けられないこと、（ロ）シール応答性が低いこ
と、（ハ）流体置換性が低いこと等の問題を解決せんと
するものであり、シール応答性に優れ、しかもガス純度
の低下を招くことの無い逆止弁を提供するものである。

（課題を解決するための手段）本件発明は、流体入口通路８と、上流側弁室Ａと、前
記通路８と弁室Ａ間を連通する連絡通路９と、上流側弁
室Ａの底面側に設けた弁座６と、上流側弁室Ａの開放側
に設けたダイヤフラム保持面1aとを備えた主弁箱１と；
流体出口通路10と、これに連通する下流側弁室Ｂと、下
流側弁室Ｂの開放側に設けたダイヤフラム保持面2aとを
備えた副弁箱２と；外周縁部を前記両弁箱1,2のダイヤ
フラム保持面1a,2a間に気密状に挟圧保持することによ
り、前記両弁室A,B間に配設されたダイヤフラム４と；
前記ダイヤフラム４の中央部に固着され、前記弁座６へ
当離座することにより弁室Ａとその中央部に貫孔された
流体通路14間を遮断又は連通する弁５と；前記下流側弁
室Ｂ内に配設され、弁体５を弁座６側へ押圧する磁石７
又はバネとより構成した逆止弁に於いて、前記ダイヤフ
ラム４を断面が波形の凹・凸を有する円板体とすると共
に、両弁箱1,2の前記ダイヤフラム保持面1a,2aに、前記
ダイヤフラムの凹・凸に合致する断面が波形の凹・凸を
外表面に有し、且つ挟持されたダイヤフラム４との間に
一定の間隙Ｇを有するダイヤフラムガイド部1c,2cと、
前記ダイヤフラム４の外周縁部を挟持する平面状の挟持
部1b,2bを夫々設け、前記両挟持部1b,2bによりダイヤフ
ラム４を気密状に挟持することを発明の基本構成とする
ものである。

（作用）磁石７による弁体５の押圧力より高い流体圧が矢印
（イ）方向に加わると、弁体５が矢印（イ）方向へ押圧
され、弁体部5bが弁座６から離座し、弁室Ａと通路14と
が連通して流体が流通する。

また、矢印（ロ）方向の逆圧が弁体５にかかった場合
には、弁体部5bが弁座６側へ押付けられ、通路14と弁室
Ａ間の連通が遮断され、流体の矢印（ロ）方向への流通
が遮断される。

この場合、弁体５のクランプ部材5aの外径を適宜に選
定することにより、逆圧時の所謂受圧径が任意に調整可
能となる。また、弁体５をその中央部に支持するダイヤ
フラム４は、両弁箱1,2のダイヤフラム保持面1a,1bに形
成したガイド部1c,2cによって面的に支持され、ダイヤ
フラム４には局部的な応力が一切かからない。

（実施例）以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の実施例に係る逆止弁の縦断面図であ
る。図に於いて１は主弁箱、２は副弁箱、３は締込用ナ
ット、４はダイヤフラム、５は弁体、６は弁座、７は磁
石、８は流体入口通路、９は連絡通路、10は出口通路、
Ａは上流側弁室、Ｂは下流側弁室であり、流体通路14を
備えた弁体５を中央部に固設したダイヤフラム４を、主
弁箱１と副弁箱２の各ダイヤフラム挟持部1b,2b間にパ
ッキン11を介設して挟着し、締付ナット３によって両弁
箱2,3を締付け固着することにより、逆止弁が構成され
ている。

尚、本実施例に於いては、締付ナット３によって両弁
箱2,3を締付け固着するようにしたが、ボルトとナット
によって両弁箱2,3を締付け固着するようにしても良
い。

主弁箱１はステンレス鋼（SUS316）等によりほぼＴ型
に形成されており、流体入口通路８、連絡通路９、上流
側弁室Ａ、弁座６、カップリング用ねじ12及び継手用ね
じ13が夫々形成されている。

また、主弁箱１の弁室Ａ側の側面即ちダイヤフラム保
持面1aは、ダイヤフラム４を挟圧するための平面状の挟
持部1bと、ダイヤフラム４の横方向移動を面的に受け止
めるための断面が波形の外表面を有するガイド部1cとか
ら形成されており、ガイド部1cとダイヤフラム４との間
には僅かな間隙Ｇが設けられている。

前記ダイヤフラム保持面1aのガイド部1cの外表面を、
断面形状が波形の凹・凸面とすることにより、後述する
如く高ガス圧がかかった場合のダイヤフラム４の変形や
破壊が有効に防止されることになる。

尚、本実施例に於いては前記弁座６を主弁箱１と一体
的に形成しているが、上流側弁室Ａの底面側に弁座嵌着
孔を穿設し、ここに樹脂や他の金属、ゴムコーティング
金属等によって別に形成したシート部を嵌合することも
可能である。

また、本実施例では、主弁箱１の前記ダイヤフラム保
持面1aのガイド部1cを、断面形状が波形となる凹・凸面
に仕上げているが、使用ガス圧が低圧の場合には前記ガ
イド部1cを平面状にすることも可能である。

副弁箱２は、ステンレス鋼（SUS316）によって前記主
弁箱１と対称状に形成されており、中央部に下流側弁室
Ｂとこれに連通する流体出口通路10、継手用ねじ15が夫
々形成されている。

また、副弁箱２の弁室Ｂ側の側面即ちダイヤフラム４
の保持面2aには、前記主弁箱１の保持面1aと同様に、平
面状の挟持部2bと断面形状が波形の凹・凸面のガイド部
2cとが設けられている。尚、前記主弁箱１のガイド部1c
を平面状とした場合には、副弁箱２のガイド部2cも平面
状とすることは勿論である。

ダイヤフラム４は0.05〜0.125mmの厚さのステンレス
鋼又はインコネル系メタルによって形成されており、そ
の外表面には、前記両弁箱1,2のガイド部1c,2cの各外表
面の波形凹・凸に合致する断面が波形の凹・凸が形成さ
れている。又、当該ダイヤフラム４の中央部には、弁体
５が後述する如き方法によって固設されており、更にダ
イヤフラム４の外径は弁体５の外径の２〜３倍に選定さ
れている。

尚、本実施例に於いては、ダイヤフラム４を断面が波
形を呈する凹・凸状の外表面を有する円板体としている
が、使用ガス圧が低い場合には、所謂コルゲート加工を
省略して平滑な外表面のダイヤフラム板としてもよい。

弁体５は、クランプ部材5aとこれに固着したディスク
部5bとから形成されており、中央部には流体通路14が形
成されている。

又、前記ディスク部5bには合成樹脂、ゴムコーティン
グをしたメタル等が使用され、弁座６側の材質や使用ガ
ス圧との関係で適当な材質が選定される。

更に、前記クランプ部材5aは、第２図に示す如く受金
具16と押え金具17とから形成されており、環状リング18
を介設してステンレス（SUS316）製の両金具16,17間に
ダイヤフラム４の内側単縁4cを挾み、押え金具17を受金
具16側へ押し付けた状態で両者を溶接することにより、
ダイヤフラム４がクランプ部材5aへ挟着保持されてい
る。

尚、本実施例ではダイヤフラム４の内側単縁4cをクラ
ンプ部材5aによって挟着保持する構成としているが、ダ
イヤフラム４と弁体５とを溶接によって固着してもよい
ことは勿論である。

磁石７は弁体５を弁座６側へ押圧するためのものであ
り、一対の同極の磁極Ｎ・Ｎ又は磁極Ｓ・Ｓが弁体５側
と副弁箱２側に夫々固設されている。

尚、本実施例では磁石７によって弁体５を弁座６側へ
押圧する構成としているが、磁石７に替えてコイルスプ
リングや円錐状の板バネを使用することも可能である。

次に、本発明に係る逆止弁の作動について説明する。

磁石７による弁体５の押圧力より高い流体圧が矢印
（イ）方向に加わると、弁体５が矢印（イ）方向へ押圧
され、弁体部5bが弁座６から離座し、弁室Ａと通路14と
が連通して流体が流通する。

また、矢印（ロ）方向の逆圧が弁体５にかかった場合
には、弁体部5bが弁座６側へ押付けられ、通路14と弁室
Ａ間の連通が遮断される。

この場合、弁体５のクランプ部材5aの外径を適宜に選
定することにより、逆圧時の所謂受圧径が任意に調整可
能となる。また、弁体５をその中央部に支持するダイヤ
フラム４は、両弁箱1,2のダイヤフラム保持面1a,1bに形
成したガイド部1c,2cによって面的に支持され、ダイヤ
フラム４には局部的な高応力はかからない。

（発明の効果）本発明に於いては、中央部に流体通路14を設けた弁体
５をダイヤフラム４の中央に設け、弁体５を弁座６へ当
離座せしめることにより、通路14と上流側弁室Ａとを連
通又は遮断する構成としている。その結果、逆圧負荷時
の弁体５の受圧径を任意の寸法に選定することが可能と
なり、ディスク5bと弁座面との押圧力（シート面圧）を
十分に上げることが出来、シール性が安定すると共に、
弁座６やディスク部5bの使用部材が前記押圧力の面から
制約されなくなる。

また、弁体５をダイヤフラム４によって保持する構成
としているため、所謂金属同士の摺接部が殆んど無くな
る。その結果、金属粉等の異物の発生が皆無となり、こ
れによるガス純度の低下等が生じない。特に、弁体５の
押圧力を磁石７によって得る場合には、前記異物の発生
がほぼ零となる。

更に、ダイヤフラム４の外表面に波形の凹・凸を形成
すると共に、両弁箱1,2のダイヤフラム保持面1a,2aに、
前記ダイヤフラム４の波形凹・凸に合致する凹・凸面を
備えたダイヤフラムガイド部1c,2cを設けているため、
ダイヤフラム４が前記ガイド部1c,2cによって面的に支
持ガイドされることになり、仮りに高ガス圧がかかった
場合でも、これによってダイヤフラム４が容易に変形し
たり或いは破損したりすることが無い。

そのうえ、本発明では、逆圧の印加によって弁体５が
作動する際に、弁体５に摩擦抵抗が作用すると云うこと
が全く無いため、弁体５は極めて円滑に作動し、シール
時の応答性が著しく向上する。

加えて、本発明の逆止弁に於いては、弁室A,B内の所
謂デッドスペースが従前の逆止弁の場合に比較して著し
く小さくなり、その結果弁のガス置換特性が著しく向上
する。特に弁体５の押圧力を磁石７によって得る場合に
は、弁室Ｂそのものの大幅な減容化が可能となり、ガス
置換特性の向上と云う点で極めて好都合である。

更に、本発明では弁体５の中央部に流体通路14を形成
し、リング状のディスク部5bを弁座のシート部6aへ当座
させる構成としているため、小さな弁体押圧力でもって
極めて緊密にディスク部5bがシート部6aへ密接すること
になり、高いシール性能が得られる。

本発明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】

第１図は本発明に係る逆止弁の縦断面図である。第２図はダイヤフラムと弁体との固着機構を示す部分縦
断面図である。第３図は従前の逆止弁の一例を示す縦断面図である。１……主弁箱 1a……ダイヤフラム保持面 1b……ダイヤフラム挟持部 1c……ダイヤフラムガイド部２……副弁箱 2a……ダイヤフラム保持面 2b……ダイヤフラム挟持部 2c……ダイヤフラムガイド部３……締込用ナット４……ダイヤフラム５……弁体 5a……クランプ部材 5b……ディスク部６……弁座 6a……シート部７……磁石Ａ……上流側弁室Ｂ……下流側弁室 14……流体通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16K 15/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】流体入口通路（８）と、上流側弁室（Ａ）
と、前記通路（８）と弁室（Ａ）間を連通する連絡通路
（９）と、上流側弁室（Ａ）の底面側に設けた弁座
（６）と、上流側弁室（Ａ）の開放側に設けたダイヤフ
ラム保持面（1a）とを備えた主弁箱（１）と；流体出口
通路（10）と、これに連通する下流側弁室（Ｂ）と、下
流側弁室（Ｂ）の開放側に設けたダイヤフラム保持面
（2a）とを備えた副弁箱（２）と；外周縁部を前記両弁
箱（１），（２）のダイヤフラム保持面（1a），（2a）
間に気密状に挟圧保持することにより、前記両弁室
（Ａ），（Ｂ）間に配設されたダイヤフラム（４）と；
前記ダイヤフラム（４）の中央部に固着され、前記弁座
（６）へ当離座することにより弁室（Ａ）とその中央部
に貫孔された流体通路（14）間を遮断又は連通する弁体
（５）と；前記下流側弁室（Ｂ）内に配設され、弁体
（５）を弁座（６）側へ押圧する磁石（７）又はバネと
より構成した逆止弁に於いて、前記ダイヤフラム（４）
を断面が波形の凹・凸を有する円板体とすると共に、両
弁箱（１），（２）の前記ダイヤフラム保持面（1a），
（2a）に、前記ダイヤフラムの凹・凸に合致する断面が
波形の凹・凸を外表面に有し、且つ挟持されたダイヤフ
ラム（４）との間に一定の間隙（Ｇ）を有するダイヤフ
ラムガイド部（1c），（2c）と、前記ダイヤフラム
（４）の外周縁部を挟持する平面状の挟持部（1b），
（2b）によりダイヤフラム（４）を気密状に挟圧保持す
ることを特徴とする逆止弁。