JP3177094U

JP3177094U - ダイヤフラム弁

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Publication number: JP3177094U
Application number: JP2012002682U
Authority: JP
Inventors: 将唐澤
Original assignee: Ihara Science Corp
Current assignee: Ihara Science Corp
Priority date: 2012-05-08
Filing date: 2012-05-08
Publication date: 2012-07-19
Anticipated expiration: 2022-05-08
Also published as: KR20130125317A; US20130299726A1; CN203273078U; US9512946B2; KR102057553B1; TWM466191U

Abstract

【課題】開閉操作が迅速に行えるダイヤフラム弁を提供する。
【解決手段】本体１０と、本体に形成された入口側流路１３、出口側流路１４およびこれらの間に形成された弁座１５と、弁座に対して接離して入口側流路および出口側流路間を開閉するダイヤフラム３０と、ダイヤフラムを挟んで弁座とは反対側の本体に螺合され軸方向への移動に伴ってダイヤフラムを弁座に対して接離させる弁棒４０とを備えたダイヤフラム弁において、本体に形成される雌ねじ２４および弁棒に形成される雄ねじ４１が、互いに螺合する多条ねじによって形成されている。
【選択図】図３

Description

本考案は、手動操作式のダイヤフラム弁に関する。

半導体製造装置において、各種ガスの供給を制御する弁として、ダイヤフラム弁が多く用いられている。
ダイヤフラム弁は、流路の開閉を行うバルブ部分とこれを動かす駆動部分との間に、これらを隔離するダイヤフラムを介在させた構造で、ダイヤフラムによって、流路を流れる流体が駆動部分に流れ込むことを防ぐとともに、駆動部分の金属粉等が流体に混入するのを防ぐ役目を果たす。

例えば、特許文献１には、バルブ本体と、バルブ本体に形成された入口側流路、出口側流路およびこれらの間に形成された弁座と、弁座に対して接離して入口側流路および出口側流路間を開閉するダイヤフラムと、ダイヤフラムを挟んで弁座とは反対側のバルブ本体に螺合され軸方向への移動に伴ってダイヤフラムを弁座に対して接離させる弁棒と、この弁棒に一体的に形成されたハンドルとを備えたダイヤフラム弁が示されている。

特開２００３−１３９２５７号公報

特許文献１に示されたダイヤフラム弁は、バルブ本体に形成される雌ねじおよび弁棒に形成される雄ねじが、１条ねじによって形成されているため、開閉操作に時間がかかる。例えば、弁が全開状態において、弁を閉じる際、ダイヤフラムが弁座に接するまでの距離だけ弁棒を回転させなければならない。そのため、ハンドルを回す回転角が大きく必要となるため、開閉に時間がかかる。

本考案の目的は、このような従来の課題を解消し、開閉操作が迅速に行えるダイヤフラム弁を提供することにある。

本考案のダイヤフラム弁は、本体と、前記本体に形成された入口側流路、出口側流路およびこれらの間に形成された弁座と、前記弁座に対して接離して前記入口側流路および出口側流路間を開閉するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムを挟んで前記弁座とは反対側の前記本体に螺合され軸方向への移動に伴って前記ダイヤフラムを前記弁座に対して接離させる弁棒とを備えたダイヤフラム弁において、前記本体に形成される雌ねじおよび前記弁棒に形成される雄ねじが、互いに多条ねじによって形成されている、ことを特徴とする。

この考案によれば、ダイヤフラム弁において、本体に形成される雌ねじおよび弁棒に形成される雄ねじが、多条ねじによって形成されているから、弁棒を回す角度が小さくても、弁棒の移動量を大きく確保でき、ダイヤフラムを弁座に対して接離させることができる。従って、流路の開閉に要する時間を短縮することができるから、開閉操作を迅速に行うことができる。しかも、弁棒の回転角が小さくてもよいから、弁棒の回転操作も容易にできる。

本考案のダイヤフラム弁において、前記本体に形成される雌ねじおよび前記弁棒に形成される雄ねじは、２条ねじとされ、前記ダイヤフラム弁が全開時において、前記弁座と前記ダイヤフラムとのクリアランスの約４倍に、前記２条ねじのリードが設定されている、ことが好ましい。

従来の構造の場合、流路を閉じる際、作業者がハンドルを回し、ある程度の力で締め付けたときにハンドルが回らなくなったときの感覚で、流路が閉じられたと認識するため、人によって締め付け力が異なり、弁座や弁棒を損傷しやすい。

この考案によれば、本体に形成される雌ねじおよび弁棒に形成される雄ねじが２条ねじとされ、２条ねじのリードが、ダイヤフラム弁が全開時において、弁座とダイヤフラムとのクリアランスの約４倍に設定されているから、弁棒を約９０°回転させると、弁棒が弁座とダイヤフラムとのクリアランス分の距離だけ移動される。
従って、弁棒を９０°回転させるだけで、弁座に対してダイヤフラムを接離させて流路を開閉させることができるから、弁棒の回転操作も極めて容易にできる。しかも、弁棒の軸端面に矢印を付けておけば、その矢印の方向から開閉状態を視覚的に確認することができるから、弁座や弁棒の損傷を軽減できる。

本考案のダイヤフラム弁において、前記弁棒の頭部は、断面多角形の軸部、または、スプラインやセレーションの軸部として形成され、前記軸部には、ハンドルが係合可能かつ取り外し可能に設けられている、ことが好ましい。
この考案によれば、弁棒の頭部を、断面多角形の軸部、または、スプラインやセレーションの軸部として形成したので、ハンドルの係合孔もこれに係合する形状に形成しておくだけで、ハンドルを弁棒の頭部に対して係合可能かつ取り外し可能に構成することができる。そのため、必要に応じて、ハンドルを取り付ければ、工具などを使用することなく、手動操作によって弁棒を回転させることができる。

本考案のダイヤフラム弁において、前記本体には、該本体を支持プレートに固定するためのブラケットが着脱可能に設けられている、ことが好ましい。
この考案によれば、本体には、支持プレートに固定するためのブラケットが着脱可能に設けられているから、必要に応じて、ブラケットを介して本体を支持プレートに固定すれば、流体の流通に伴って生じる本体の振動等を抑制するこができる。

本考案のダイヤフラム弁を内蔵した管継手の一実施形態を示す斜視図。同上実施形態の分解斜視図。同上実施形態の断面図。同上実施形態の管継手においてハンドルを９０°回転させた状態の斜視図。本考案の他の実施形態を示す断面図。同上他の実施形態を示す平面図。同上他の実施形態のハンドルを示す一部切り欠き斜視図。

本考案の一実施形態に係るダイヤフラム弁内蔵管継手を図面に沿って説明する。
＜ダイヤフラム弁内蔵管継手の構造＞
図１は本考案の一実施形態に係るダイヤフラム弁内蔵管継手の斜視図、図２は同ダイヤフラム弁内蔵管継手の分解斜視図、図３は同ダイヤフラム弁内蔵管継手の断面図である。
これらの図に示すように、ダイヤフラム内蔵管継手は、本体としての継手本体１０と、この継手本体１０に形成された入口側流路１３、出口側流路１４およびこれらの間に形成された弁座１５と、継手本体１０に変位可能に設けられ弁座１５に対して接離して入口側流路１３および出口側流路１４間を開閉するダイヤフラム３０と、ダイヤフラム３０を挟んで弁座１５とは反対側の継手本体１０に螺合され軸方向への移動に伴ってダイヤフラム３０を弁座１５に対して接離させる弁棒４０と、この弁棒４０に着脱可能に係合されたハンドル５０と、継手本体１０を図示省略の支持プレートに固定するためのブラケット６０とを備える。

継手本体１０は、所定長さを有する管状で途中に立上部１２を有する継手本体部１１と、立上部１２に螺合された立上蓋部２１とを備える。
継手本体部１１の内部には、一端から立上部１２に向かって入口側流路１３が、立上部１２から他端に向かって出口側流路１４がそれぞれ中心軸上に沿って形成されている。立上部１２の中心には、入口側流路１３の周囲が立ち上がった弁座１５が形成され、この弁座１５の上端面には、樹脂製のシールリング１６が一部突出された状態で埋設されている。また、立上部１２の内周壁面には雌ねじ１７が形成され、この雌ねじ１７に立上蓋部２１が螺合されている。

立上蓋部２１の外周には、継手本体部１１の雌ねじ１７に螺合される雄ねじ２２と、六角部２３が形成されている。また、立上蓋部２１の内部には、雌ねじ２４が形成されているとともに、この雌ねじ２４の内径よりも大きい孔部２５が形成されている。孔部２５には、弁棒４０を抜け止めするためのリング状の抜止部材２６が圧入されている。
なお、入口側流路１３が形成された継手本体部１１の一端側外周面には、第１の接続配管（図示省略）を本継手本体１０に接続するための接続具が螺合される雄ねじ１８が形成され、また、出口側流路１４が形成された継手本体部１１の他端側外周面には、第２接続配管（図示省略）を本継手本体１０に接続するための接続具が螺合される雄ねじ１９が形成されている。

ダイヤフラム３０は、金属（例えば、ステンレス鋼）によって薄い円盤状に形成され、中心部が弁座１５の真上に位置するように配置されるとともに、周囲が立上部１２の内底部に固定されている。つまり、ダイヤフラム３０の周囲が、立上部１２の内底部と立上蓋部２１との間に、ダイヤフラム抑３１を介して固定され、これによって、ダイヤフラム３０の中心部分が弁座１５に対して接近、離隔する方向へ変位するように構成されている。なお、ダイヤフラム抑３１の中心には、開口３２が形成されている。

弁棒４０は、立上蓋部２１の内部に形成された雌ねじ２４に螺合される雄ねじ４１を有するねじ部４２と、このねじ部４２の先端に形成された先端押圧部４３と、ねじ部４２の外径よりも細い軸部４４とを有する。
ここで、立上蓋部２１に形成された雌ねじ２４、および、弁棒４０に形成される雄ねじ４１は、多条ねじによって形成されている。本実施形態では、２条ねじで形成されている。２条ねじのリードは、ダイヤフラム弁が全開時において、弁座１５（詳細には、シールリング１６の上端面）とダイヤフラム３０とのクリアランスＣの約４倍に設定されている。従って、弁棒４０を９０度回転させると、ダイヤフラム３０が弁座１５に対して接離するように構成されている。
先端押圧部４３には、開口３２から突出する断面U字状の押圧子４５が被嵌されている。
軸部４４には、外周面が断面四角形の頭部４６が形成されているとともに、頭部４６中心に雌ねじ４７が形成されている。なお、頭部４６とねじ部４２との間の軸部４４の外周面には、抜止部材２６の内周面との間の隙間を塞ぐシールリング４８が設けられている。

ハンドル５０は、周面壁５１および上面壁５３を有する円筒状（キャップ状）に形成されている。
周面壁５１の所定角度位置には、手で掴んだときに引っ掛かりとなる凹部５２が形成されている。上面壁５３には、中心部に軸部４４の頭部４６と係合する断面四角形の係合孔５４が形成されているとともに、周囲に流体の流れ方向を示す矢印５５が刻設されている。ハンドル５０は、係合孔５４が軸部４４の頭部４６と係合された状態で、雌ねじ４７に螺合された止めねじ５６によって固定される。矢印５５は、弁が開の状態（図３の状態）において、入口側流路１３から出口側流路１４に矢印が向くように表示され、かつ、表面が蛍光色で着色され、夜間でも視認できるようになっている。

ブラケット６０は、１枚の板材を折り曲げ加工して製造したもので、略四角形状の取付プレート６１と、この取付プレート６１の対向辺のうち対角に位置する角片を互いに平行に取付プレート６１に対して直角に折り曲げた取付片６２とを有する。
取付片６２の先端には、ブラケット６０を継手本体１０にボルト６３で固定するためのボルト挿通孔６４が形成されている。取付プレート６１の対角位置には、ブラケット６０を支持プレート（図示省略）にボルトで固定するためのボルト挿通孔６６が形成されている。

＜ダイヤフラム弁内蔵管継手の作用効果＞
弁が開いた状態（図３の状態）において、流体を第１の接続配管（図示省略）から流すと、流体は、入口側流路１３、弁座１５、出口側流路１４を通って、第２の接続配管（図示省略）へ流れる。
この状態から、ハンドル５０を９０°回転させる。つまり、図４に示すように、ハンドル５０の上面壁５３に印された矢印５５が継手本体１０に対して直角になる位置までハンドル５０を回転させる。

このとき、弁棒４０の雄ねじ４７および立上蓋部２１の雌ねじ２４のリードは、ダイヤフラム弁が全開時において、弁座１５とダイヤフラム３０とのクリアランスＣの約４倍に設定されているから、弁棒４０を約９０°回転させると、弁棒４０が弁座１５とダイヤフラム３０とのクリアランスＣの距離だけ移動されるその結果、ダイヤフラム３０が弁座１５に接するため、入口側流路１３および出口側流路１４間が閉じられる。従って、弁棒４０を９０°回転させるだけで、弁を閉じることができるから、弁棒４０の回転操作も極めて迅速かつ容易にできる。

また、ハンドル５０の上面壁５３に矢印５５を設けたので、その矢印５５の方向から開閉状態を視覚的に確認することができる。従って、作業者が手の感覚から弁が閉じたことを認識する必要がないから、弁座１５や弁棒４０の破損や損傷を軽減できる。

また、弁棒４０の頭部４６は、断面四角形の軸部に形成され、その頭部４６にはハンドル５０の係合孔５４が係合可能かつ取り外し可能に設けられているから、ハンドル５０を弁棒４０の頭部４６に対して係合可能かつ取り外し可能に構成することができる。ハンドル５０を取り付ければ、工具などを使用することなく、手動操作によって弁棒４０を回転させることができる。

また、継手本体１０には、支持プレート（図示省略）に固定するためのブラケット６０が着脱可能に設けられているから、必要に応じて、ブラケット６０を介して継手本体１０を支持プレートに固定すれば、流体の流通に伴って生じる継手本体１０の振動等を抑制するこができる。

＜変形例＞
本考案は、前述の実施形態に限定されるものでなく、本考案の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本考案に含まれる。
前記実施形態では、ハンドル５０を周面壁５１および上面壁５３を有するキャップ形状のものを用いたが、これに限られない。
例えば、図５、図６および図７に示す例は、ハンドル５０Ａは、キャップ状でなく、円筒部５７と、この円筒部５７の外周１８０度位置から放射状に突出された２つの鍔部５８とを有する形状である。２つの鍔部５８のうちの１つの鍔部５８の上面に矢印５５が設けられている。また、弁棒４０の頭部４６は、三角歯セレーション軸部に形成され、一方、ハンドル５０の係合孔５４も弁棒４０の頭部４６に係合する三角歯セレーション孔部に形成されている。
このような構成でも、前記実施形態と同様な効果が期待できる。

また、弁棒４０の頭部４６の形状およびハンドル５０，５０Ａの係合孔５４の形状については、上記例で挙げた断面四角形、三角歯セレーションに限らず、スプライン軸とそれに係合するスプライン孔の構成であってもよい。

前記実施形態では、弁棒４０の雄ねじ４１および立上蓋部２１の雌ねじ２４を２条ねじとしたが、３条以上の多条ねじであってもよい。
前記実施形態では、ダイヤフラム弁を途中に内蔵した管継手について説明したが、管継手でなくてもよい。継手を持たないダイヤフラム弁であってもよい。
前記実施形態では、ハンドル５０やブラケット６０を備えた構成のダイヤフラム弁内蔵管継手として説明したが、ハンドル５０やブラケット６０については備えなくてもよい。

本考案は、半導体製造装置などにおいて、ガスの供給を制御するダイヤフラム弁とし利用できる。

１０…継手本体、
１３…入口側流路、
１４…出口側流路、
１５…弁座、
２４…雌ねじ（本体に形成される雌ねじ）、
３０…ダイヤフラム、
４０…弁棒、
４１…雄ねじ（弁棒に形成される雄ねじ）、
４４…軸部、
４６…頭部、
５０，５０Ａ…ハンドル、
５４…係合孔、
６０…ブラケット。

Claims

本体と、前記本体に形成された入口側流路、出口側流路およびこれらの間に形成された弁座と、前記弁座に対して接離して前記入口側流路および出口側流路間を開閉するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムを挟んで前記弁座とは反対側の前記本体に螺合され軸方向への移動に伴って前記ダイヤフラムを前記弁座に対して接離させる弁棒とを備えたダイヤフラム弁において、
前記本体に形成される雌ねじおよび前記弁棒に形成される雄ねじが、互いに螺合する多条ねじによって形成されている、
ことを特徴とするダイヤフラム弁。
請求項１に記載のダイヤフラム弁において、
前記本体に形成される雌ねじおよび前記弁棒に形成される雄ねじは、２条ねじとされ、
前記ダイヤフラム弁が全開時において、前記弁座と前記ダイヤフラムとのクリアランスの約４倍に、前記２条ねじのリードが設定されている、
ことを特徴とするダイヤフラム弁。
請求項１または請求項２に記載のダイヤフラム弁において、
前記弁棒の頭部は、断面多角形の軸部、または、スプラインやセレーションの軸部として形成され、
前記軸部には、ハンドルが係合可能かつ取り外し可能に設けられている、
ことを特徴とするダイヤフラム弁。
請求項１〜請求項３のいずれかに記載のダイヤフラム弁において、
前記本体には、該本体を支持プレートに固定するためのブラケットが着脱可能に設けられている、
ことを特徴とするダイヤフラム弁。