JP3472650B2 - 流体制御器 - Google Patents
流体制御器Info
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- valve
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K7/00—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
- F16K7/12—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm
- F16K7/14—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat
- F16K7/17—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat the diaphragm being actuated by fluid pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16K25/005—Particular materials for seats or closure elements
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K41/00—Spindle sealings
- F16K41/10—Spindle sealings with diaphragm, e.g. shaped as bellows or tube
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K41/00—Spindle sealings
- F16K41/10—Spindle sealings with diaphragm, e.g. shaped as bellows or tube
- F16K41/12—Spindle sealings with diaphragm, e.g. shaped as bellows or tube with approximately flat diaphragm
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体製造
プラントや原子力発電プラント、医薬・食品製造設備等
に於いて使用する流体制御器の改良に係り、特に弁座か
らの流体の漏れをほぼ皆無にできるようにした流体制御
器に関するものである。
プラントや原子力発電プラント、医薬・食品製造設備等
に於いて使用する流体制御器の改良に係り、特に弁座か
らの流体の漏れをほぼ皆無にできるようにした流体制御
器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体製造プラント等の高純度
ガスを取り扱う管路に於いては、ガスの置換性の向上や
ガス純度の低下を防止できるようにしたダイレクトタッ
チ式のメタルダイヤフラムを使用した流体制御器が多く
使用されている。図３はその一例を示すものであり、当
該流体制御器は流入通路２０ａ、流出通路２０ｂ、弁室
２０ｃ及び弁座２０ｄを形成したボディ２０と、弁室２
０ｃ内に弁座２０ｄと対向するように配設され、弁室２
０ｃの気密を保持すると共に上下方向へ弾性変形して弁
座２０ｄに当離座する金属製のダイヤフラム２１と、ダ
イヤフラム２１の外周縁部に載置され、ダイヤフラム２
１の外周縁部をボディ２０との間で挾圧保持するボンネ
ット２２と、ボディ２０に螺着され、ボンネット２２を
ボディ２０側へ押圧固定する押えナット２３と、ボンネ
ット２２に昇降自在に挿通支持され、ダイヤフラム２１
を弾性変形させるステム２４と、ステム２４を回転操作
するハンドル２５等から構成されている（特公平４−５
４１０４号）。
ガスを取り扱う管路に於いては、ガスの置換性の向上や
ガス純度の低下を防止できるようにしたダイレクトタッ
チ式のメタルダイヤフラムを使用した流体制御器が多く
使用されている。図３はその一例を示すものであり、当
該流体制御器は流入通路２０ａ、流出通路２０ｂ、弁室
２０ｃ及び弁座２０ｄを形成したボディ２０と、弁室２
０ｃ内に弁座２０ｄと対向するように配設され、弁室２
０ｃの気密を保持すると共に上下方向へ弾性変形して弁
座２０ｄに当離座する金属製のダイヤフラム２１と、ダ
イヤフラム２１の外周縁部に載置され、ダイヤフラム２
１の外周縁部をボディ２０との間で挾圧保持するボンネ
ット２２と、ボディ２０に螺着され、ボンネット２２を
ボディ２０側へ押圧固定する押えナット２３と、ボンネ
ット２２に昇降自在に挿通支持され、ダイヤフラム２１
を弾性変形させるステム２４と、ステム２４を回転操作
するハンドル２５等から構成されている（特公平４−５
４１０４号）。
【０００３】而して、前記流体制御器に於いて、ステム
２４を下降させると、ダイヤフラム２１の中央部が下方
へ押されて弁座２０ｄへ当座し、流入通路２０ａと流出
通路２０ｂとの間が閉鎖され、又、ステム２４を上昇さ
せると、ダイヤフラム２１がその弾性力や流体圧によっ
て元の形状に復元し、流入通路２０ａと流出通路２０ｂ
との間が開放される。また、この種の流体制御器は、弁
室２０ｃの空間容積を小さくできるので、ガスの置換性
の向上を図れると共に、弁室２０ｃ内に於ける摺動部も
少なくなってパーティクルの発生を防止できる等、優れ
た利点を有するものである。しかし、ダイヤフラム２１
と弁座２０ｄ間の気密性を高めるため、弁座２０ｄは通
常合成樹脂により形成されている。そのため、当該流体
制御器には、弁座２０ｄをボディ２０へ固着するのに手
数がかかるうえ、合成樹脂材からのガスの放出によって
流体の純度が低下し易く、更に弁座２０ｄの耐食性に欠
けると云う難点がある。
２４を下降させると、ダイヤフラム２１の中央部が下方
へ押されて弁座２０ｄへ当座し、流入通路２０ａと流出
通路２０ｂとの間が閉鎖され、又、ステム２４を上昇さ
せると、ダイヤフラム２１がその弾性力や流体圧によっ
て元の形状に復元し、流入通路２０ａと流出通路２０ｂ
との間が開放される。また、この種の流体制御器は、弁
室２０ｃの空間容積を小さくできるので、ガスの置換性
の向上を図れると共に、弁室２０ｃ内に於ける摺動部も
少なくなってパーティクルの発生を防止できる等、優れ
た利点を有するものである。しかし、ダイヤフラム２１
と弁座２０ｄ間の気密性を高めるため、弁座２０ｄは通
常合成樹脂により形成されている。そのため、当該流体
制御器には、弁座２０ｄをボディ２０へ固着するのに手
数がかかるうえ、合成樹脂材からのガスの放出によって
流体の純度が低下し易く、更に弁座２０ｄの耐食性に欠
けると云う難点がある。
【０００４】一方、上述の如き合成樹脂製弁座に起因す
る問題を避けるため、弁座２０ｄを耐食性合金材（例え
ばステンレス鋼等）で別個に（若しくはボディ２０と一
体的に）形成するようにした所謂メタルダイレクトタッ
チ式のダイヤフラム型流体制御器が開発され、多数実用
に供されている。即ち、上記メタルダイレクトタッチ式
の流体制御器は、弁座の耐食性が高いうえパーティクル
の発生も比較的少なく、優れた実用的効用を奏するもの
である。
る問題を避けるため、弁座２０ｄを耐食性合金材（例え
ばステンレス鋼等）で別個に（若しくはボディ２０と一
体的に）形成するようにした所謂メタルダイレクトタッ
チ式のダイヤフラム型流体制御器が開発され、多数実用
に供されている。即ち、上記メタルダイレクトタッチ式
の流体制御器は、弁座の耐食性が高いうえパーティクル
の発生も比較的少なく、優れた実用的効用を奏するもの
である。
【０００５】しかし、当該金属ダイヤフラムを弁体とす
るメタルダイレクトタッチ式の流体制御器にも解決すべ
き難点が多く残されており、その中でも特に重要な問題
は弁座２０ｄからの流体漏洩の問題である。即ち、半導
体製造装置等で使用する流体制御器では、全閉時に於け
る流体漏れの発生は絶対に許されず、万一流体漏れが生
ずると、高純度の半導体製造用ガス内へ漏れ流体（ガ
ス）が混入し、製品の不良率が高くなると共に製品（半
導体）の品質が著しく悪化するからである。
るメタルダイレクトタッチ式の流体制御器にも解決すべ
き難点が多く残されており、その中でも特に重要な問題
は弁座２０ｄからの流体漏洩の問題である。即ち、半導
体製造装置等で使用する流体制御器では、全閉時に於け
る流体漏れの発生は絶対に許されず、万一流体漏れが生
ずると、高純度の半導体製造用ガス内へ漏れ流体（ガ
ス）が混入し、製品の不良率が高くなると共に製品（半
導体）の品質が著しく悪化するからである。
【０００６】而して、従来のＳＵＳ３１６やＳＵＳ３１
６Ｌステンレス鋼を用いた弁座２０ｄにあっては、素材
中に不純物成分（非金属介存物）が相当含まれているた
め、弁座２０ｄの加工精度を上げ且つ電解研磨や化学研
磨によつて弁座の当り面を高精度に平滑化したとして
も、素材中の非金属介存物によるピットの発生を皆無に
することができない。その結果、ダイヤフラム弁体側の
外表面が完全な平滑面であってこれに欠陥が全く無くて
も、加工作業中に弁座２０ｄ側に、目視では識別できな
いような前記非金属介存物が起因する「キズ」が生ずる
ことになり、流体漏洩が発生することになる。
６Ｌステンレス鋼を用いた弁座２０ｄにあっては、素材
中に不純物成分（非金属介存物）が相当含まれているた
め、弁座２０ｄの加工精度を上げ且つ電解研磨や化学研
磨によつて弁座の当り面を高精度に平滑化したとして
も、素材中の非金属介存物によるピットの発生を皆無に
することができない。その結果、ダイヤフラム弁体側の
外表面が完全な平滑面であってこれに欠陥が全く無くて
も、加工作業中に弁座２０ｄ側に、目視では識別できな
いような前記非金属介存物が起因する「キズ」が生ずる
ことになり、流体漏洩が発生することになる。
【０００７】一方、本願発明者は、前記素材中の非金属
介存物による弁座側のキズによって生ずる流体漏洩の調
査を行った。その結果、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６、
ＳＵＳ３１６Ｌ）製の弁座２０ｄの場合、素材中の非金
属介存物に起因する「キズＡ」は、弁座２０ｄを形成
する素材の引き抜き方向に比較的多く発生し、しかもこ
れ等の「キズＡ」は、実体顕微鏡（約４０倍）で観察し
ても真上から見た場合には、極めて判別し難いものであ
ること、斜め方向から弁座の当り面２０ｄを観察し且
つ光の入射方向を変えることにより、前記「キズ」は浮
び上って判別し易くなること等が判ってきた（図４参
照）。
介存物による弁座側のキズによって生ずる流体漏洩の調
査を行った。その結果、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６、
ＳＵＳ３１６Ｌ）製の弁座２０ｄの場合、素材中の非金
属介存物に起因する「キズＡ」は、弁座２０ｄを形成
する素材の引き抜き方向に比較的多く発生し、しかもこ
れ等の「キズＡ」は、実体顕微鏡（約４０倍）で観察し
ても真上から見た場合には、極めて判別し難いものであ
ること、斜め方向から弁座の当り面２０ｄを観察し且
つ光の入射方向を変えることにより、前記「キズ」は浮
び上って判別し易くなること等が判ってきた（図４参
照）。
【０００８】尚、前記弁座当り面２０ｄの「キズＡ」
は、その多くが♯２０００番のサンドペーパーでもって
５〜６回軽く摺動すり合せを行い、その後サンドペーパ
ーを交換して同様の軽いすり合せを行なうと云う操作を
５回繰り返すことにより、完全に消滅する程度のもので
あり、前記サンドペーパーによる摺動すり合せにより、
弁座２０ｄからのＨｅリークをほぼ零にできることが確
認されている。
は、その多くが♯２０００番のサンドペーパーでもって
５〜６回軽く摺動すり合せを行い、その後サンドペーパ
ーを交換して同様の軽いすり合せを行なうと云う操作を
５回繰り返すことにより、完全に消滅する程度のもので
あり、前記サンドペーパーによる摺動すり合せにより、
弁座２０ｄからのＨｅリークをほぼ零にできることが確
認されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従前の金属
製弁座を利用した流体制御器に於ける上述の如き問題、
即ち弁座を形成する素材中の非金属性介存物に起因す
る弁座当り面のキズＡにより流体漏洩が発生し易いこ
と、この傷は、その発見が極めて困難なため、キズそ
のものが浅く且つ小さいものであっても補修に比較的手
数がかかること、等の問題を解決せんとするものであ
り、素材中の非金属介存物に起因する流体漏洩を皆無に
できるようにした流体制御器を提供するものである。
製弁座を利用した流体制御器に於ける上述の如き問題、
即ち弁座を形成する素材中の非金属性介存物に起因す
る弁座当り面のキズＡにより流体漏洩が発生し易いこ
と、この傷は、その発見が極めて困難なため、キズそ
のものが浅く且つ小さいものであっても補修に比較的手
数がかかること、等の問題を解決せんとするものであ
り、素材中の非金属介存物に起因する流体漏洩を皆無に
できるようにした流体制御器を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、流入通路１ａ
及び流出通路１ｂに連通する凹状の弁室１ｃの底面に弁
座１ｄを設けたボディ１と、弁室１ｃ内に弁座１ｄと対
向するように配設した弁体２と，ボディ１側に固定さ
れ、弁室１ｃの上方開口を閉鎖するボンネット３と，ボ
ンネット３に昇降自在に挿通支持され、弁体２を昇降動
させるステム５とを具備した流体制御器に於いて、前記
弁座１ｄを、清浄度が０．０５％以下で且つ重量比でＮ
ｉ１２．９０〜１５．００％、Ｃｒ１６．５０〜１８．
００％、Ｍｏ２．００〜３．００％、Ｃ０．０２％以
下、Ｓｉ０．３０％以下、Ｍｎ０．４０％以下、Ｐ０．
０３％以下、Ｓ０．００３％以下、Ｃｕ０．２５％以
下、Ａｌ０．０１％以下、残部Ｆｅ及び不可避不純物か
らなり、不純物として内部に含有するＮが１５０ｐｐｍ
以下、Ｏが２０ｐｐｍ以下及びＨが５．０ｐｐｍ以下で
且つ真空二重溶解法にて溶製した鋼塊を熱間加工のあと
固溶化熱処理をし、更に引抜加工を施した合金材から形
成したことを発明の基本構成とするものである。
及び流出通路１ｂに連通する凹状の弁室１ｃの底面に弁
座１ｄを設けたボディ１と、弁室１ｃ内に弁座１ｄと対
向するように配設した弁体２と，ボディ１側に固定さ
れ、弁室１ｃの上方開口を閉鎖するボンネット３と，ボ
ンネット３に昇降自在に挿通支持され、弁体２を昇降動
させるステム５とを具備した流体制御器に於いて、前記
弁座１ｄを、清浄度が０．０５％以下で且つ重量比でＮ
ｉ１２．９０〜１５．００％、Ｃｒ１６．５０〜１８．
００％、Ｍｏ２．００〜３．００％、Ｃ０．０２％以
下、Ｓｉ０．３０％以下、Ｍｎ０．４０％以下、Ｐ０．
０３％以下、Ｓ０．００３％以下、Ｃｕ０．２５％以
下、Ａｌ０．０１％以下、残部Ｆｅ及び不可避不純物か
らなり、不純物として内部に含有するＮが１５０ｐｐｍ
以下、Ｏが２０ｐｐｍ以下及びＨが５．０ｐｐｍ以下で
且つ真空二重溶解法にて溶製した鋼塊を熱間加工のあと
固溶化熱処理をし、更に引抜加工を施した合金材から形
成したことを発明の基本構成とするものである。
【００１１】弁座を形成する高清浄合金の素材中に非金
属介存物が殆どないため、これによるピットが弁座の加
工中に弁座の当り面に発生せず、その結果前記ピットに
起因する流体漏洩の発生が皆無になる。また、前記素材
の純度は、ＪＩＳ Ｇ ０５５５に規定する清浄度に於
いてその値が０．０５％以下であるため、半導体製造装
置等で使用する流体通路径が１〜５ｍｍφ程度の流体制
御器にあっては、弁座の当り面に殆ど非金属介存物に起
因するキズが発生しないことが確認されている。
属介存物が殆どないため、これによるピットが弁座の加
工中に弁座の当り面に発生せず、その結果前記ピットに
起因する流体漏洩の発生が皆無になる。また、前記素材
の純度は、ＪＩＳ Ｇ ０５５５に規定する清浄度に於
いてその値が０．０５％以下であるため、半導体製造装
置等で使用する流体通路径が１〜５ｍｍφ程度の流体制
御器にあっては、弁座の当り面に殆ど非金属介存物に起
因するキズが発生しないことが確認されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明の実施
態様を説明する。図１は本発明の実施態様の一例を示す
ものであり、当該流体制御器は、弁座１ｄを有するボデ
ィ１、弁体２を形成する金属製ダイヤフラム、ボンネッ
ト３、ボンネットナット４、ステム５及び流体圧アクチ
ュエータ６等から構成されて居り、ノーマル・オープン
型のダイレクトタッチ式ダイヤフラム型流体制御器であ
る。即ち、上記流体制御器は、流入通路１ａ及び流出通
路１ｂに連通する凹状の弁室１ｃの底面に弁座１ｄを設
けたステンレス鋼製（例えばＳＵＳ３１６Ｌ等）のボデ
ィ１と、弁室１ｃ内に弁座１ｄと対向するように配置さ
れ、弁室１ｃの気密を保持すると共に上下方向へ弾性変
形して弁座１ｄに当離座する金属製のダイヤフラム２
と、ダイヤフラム２の外周縁部に載置され、ガスケット
７を介してダイヤフラム２の外周縁部をボディ１との間
で挾圧保持するステンレス鋼製のボンネット３と、ボデ
ィ１に螺着され、ボンネット３をボディ１側へ押圧固定
するステンレス鋼製のボンネットナット４と、ボンネッ
ト３に昇降自在に挿通支持され、ダイヤフラム２を下方
へ弾性変形させるステンレス鋼製のステム５と、ステム
５の下端部に嵌着された合成樹脂製（例えばポリイミド
等）若しくは合成ゴム製のダイヤフラム押え８と、ステ
ム５を上方へ附勢するコイルスプリング９と、ボンネッ
ト３に設けられ、作動エアーによりステム５を下方へ駆
動するシリンダ構造の空気圧アクチュエータ６等から構
成されている。また、前記弁座１ｄは、後述するように
高清浄合金材により形成されて居り、ボディ１内に螺着
固定されている。更に、前記空気圧アクチュエータ６
は、ボンネット３から突出するステム５の上部を囲繞す
るように該ボンネット３に固定され、作動エアーの供給
口１０ａを有するシリンダ１０と、ステム５の上端部に
取り付けられ、シリンダ１０内を昇降動するピストン１
１と、ピストン１１の外周面に嵌合され、シリンダ１０
内周面を上下方向へ摺動するＯリング１２等から成る。
態様を説明する。図１は本発明の実施態様の一例を示す
ものであり、当該流体制御器は、弁座１ｄを有するボデ
ィ１、弁体２を形成する金属製ダイヤフラム、ボンネッ
ト３、ボンネットナット４、ステム５及び流体圧アクチ
ュエータ６等から構成されて居り、ノーマル・オープン
型のダイレクトタッチ式ダイヤフラム型流体制御器であ
る。即ち、上記流体制御器は、流入通路１ａ及び流出通
路１ｂに連通する凹状の弁室１ｃの底面に弁座１ｄを設
けたステンレス鋼製（例えばＳＵＳ３１６Ｌ等）のボデ
ィ１と、弁室１ｃ内に弁座１ｄと対向するように配置さ
れ、弁室１ｃの気密を保持すると共に上下方向へ弾性変
形して弁座１ｄに当離座する金属製のダイヤフラム２
と、ダイヤフラム２の外周縁部に載置され、ガスケット
７を介してダイヤフラム２の外周縁部をボディ１との間
で挾圧保持するステンレス鋼製のボンネット３と、ボデ
ィ１に螺着され、ボンネット３をボディ１側へ押圧固定
するステンレス鋼製のボンネットナット４と、ボンネッ
ト３に昇降自在に挿通支持され、ダイヤフラム２を下方
へ弾性変形させるステンレス鋼製のステム５と、ステム
５の下端部に嵌着された合成樹脂製（例えばポリイミド
等）若しくは合成ゴム製のダイヤフラム押え８と、ステ
ム５を上方へ附勢するコイルスプリング９と、ボンネッ
ト３に設けられ、作動エアーによりステム５を下方へ駆
動するシリンダ構造の空気圧アクチュエータ６等から構
成されている。また、前記弁座１ｄは、後述するように
高清浄合金材により形成されて居り、ボディ１内に螺着
固定されている。更に、前記空気圧アクチュエータ６
は、ボンネット３から突出するステム５の上部を囲繞す
るように該ボンネット３に固定され、作動エアーの供給
口１０ａを有するシリンダ１０と、ステム５の上端部に
取り付けられ、シリンダ１０内を昇降動するピストン１
１と、ピストン１１の外周面に嵌合され、シリンダ１０
内周面を上下方向へ摺動するＯリング１２等から成る。
【００１３】而して、前記流体制御器に於いて、作動エ
アーの供給口１０ａからシリンダ１０内へ作動エアーが
供給されると、コイルスプリング９の弾性力に抗してピ
ストン１１及びステム５が下降し、ステム５によりダイ
ヤフラム２の中央部が下方へ押圧されて弁座１ｄに当座
して流入通路１ａと流出通路１ｂとの間が閉鎖状態（閉
弁状態）になる。又、作動エアーの供給を止め、シリン
ダ１０内の圧力が開放されると、コイルスプリング９の
弾性力によりピストン１１及びステム５が上昇し、これ
に伴ってダイヤフラム２がその弾性力及びボディ１内の
流体圧により元の形状に復元して弁座１ｄから離座し、
流入通路１ａと流出通路１ｂとの間が連通状態（開放状
態）になる。
アーの供給口１０ａからシリンダ１０内へ作動エアーが
供給されると、コイルスプリング９の弾性力に抗してピ
ストン１１及びステム５が下降し、ステム５によりダイ
ヤフラム２の中央部が下方へ押圧されて弁座１ｄに当座
して流入通路１ａと流出通路１ｂとの間が閉鎖状態（閉
弁状態）になる。又、作動エアーの供給を止め、シリン
ダ１０内の圧力が開放されると、コイルスプリング９の
弾性力によりピストン１１及びステム５が上昇し、これ
に伴ってダイヤフラム２がその弾性力及びボディ１内の
流体圧により元の形状に復元して弁座１ｄから離座し、
流入通路１ａと流出通路１ｂとの間が連通状態（開放状
態）になる。
【００１４】尚、図１では高清浄合金材で別個に形成し
た弁座１ｄをボディ１へ螺着する構成としているが、ボ
ディ１の全体を高清浄合金材で形成し、弁室１ｃの底面
に弁座１ｄを一体的に形成するようにしてもよい。ま
た、図１では金属ダイヤフラムを弁体２として、これを
ステム５の下端に取付けしたダイヤフラム押え８を介し
て下方へ押圧する構成としているが、ステム５の下端に
弁体２を固着し、これを弁座１ｄへ接当（又は弁座１ｄ
から離隔）させる構成としてもよい。
た弁座１ｄをボディ１へ螺着する構成としているが、ボ
ディ１の全体を高清浄合金材で形成し、弁室１ｃの底面
に弁座１ｄを一体的に形成するようにしてもよい。ま
た、図１では金属ダイヤフラムを弁体２として、これを
ステム５の下端に取付けしたダイヤフラム押え８を介し
て下方へ押圧する構成としているが、ステム５の下端に
弁体２を固着し、これを弁座１ｄへ接当（又は弁座１ｄ
から離隔）させる構成としてもよい。
【００１５】前記弁座１ｄは、清浄度が０．０５％以下
の高清浄合金材を用いて形成されている。当該合金材
は、重量比でＮｉ１２．９０〜１５．００％、Ｃｒ１
６．５０〜１８．００％、Ｍｏ２．００〜３．００％、
Ｃ０．０２％以下、Ｓｉ０．３０％以下、Ｍｎ０．４０
％以下、Ｐ０．０３％以下、Ｓ０．００３％以下、Ｃｕ
０．２５％以下、Ａｌ０．０１％以下、残部Ｆｅ及び不
可避不純物の各成分より構成されている。また、前記合
金材はその内部に含有するＮが１５０ｐｐｍ以下、Ｏが
２０ｐｐｍ以下、Ｈが５．０ｐｐｍ以下に夫々規制され
ている。更に、前記合金材は、所謂真空二重溶解方法に
て溶製した鋼塊より製造されており、総合で３Ｓ以上に
相当する鍛練成形比で熱間加工を行ったあと、固溶化熱
処理（温度１０１０〜１１５０℃、水冷）を実施したも
のであって、表１の如き機械的性質を具備している。
の高清浄合金材を用いて形成されている。当該合金材
は、重量比でＮｉ１２．９０〜１５．００％、Ｃｒ１
６．５０〜１８．００％、Ｍｏ２．００〜３．００％、
Ｃ０．０２％以下、Ｓｉ０．３０％以下、Ｍｎ０．４０
％以下、Ｐ０．０３％以下、Ｓ０．００３％以下、Ｃｕ
０．２５％以下、Ａｌ０．０１％以下、残部Ｆｅ及び不
可避不純物の各成分より構成されている。また、前記合
金材はその内部に含有するＮが１５０ｐｐｍ以下、Ｏが
２０ｐｐｍ以下、Ｈが５．０ｐｐｍ以下に夫々規制され
ている。更に、前記合金材は、所謂真空二重溶解方法に
て溶製した鋼塊より製造されており、総合で３Ｓ以上に
相当する鍛練成形比で熱間加工を行ったあと、固溶化熱
処理（温度１０１０〜１１５０℃、水冷）を実施したも
のであって、表１の如き機械的性質を具備している。
【００１６】
【表１】
【００１７】表２は、前記合金材の耐食性試験の結果を
示すものであり、比較のためにＳＵＳ３１６Ｌの耐食性
値が記載されている。
示すものであり、比較のためにＳＵＳ３１６Ｌの耐食性
値が記載されている。
【００１８】
【表２】
【００１９】前記合金材の成分比の内、鉄基以外のＮ
ｉ、Ｃｒ、Ｍｏは主として酸化性環境や還元性環境下の
耐食性を高める効用を奏するものであり、Ｎｉ１２．９
０〜１５．００％、Ｃｒ１６．５０〜１８．００％及び
Ｍｏ２．００〜３．００％の範囲を外れた場合には、前
記耐食性や高清浄度を得ることは困難となる。また、Ｃ
は溶接等の熱影響による炭化物の析出を押さえる必要か
ら０．０２％及以下に夫々規制されている。更に、Ｓｉ
は耐食性や弾性を高めるうえで有用であるが、じん性の
低下の防止や非金属介在物を少なくすると云う点から
０．３０％以下に規制されている。
ｉ、Ｃｒ、Ｍｏは主として酸化性環境や還元性環境下の
耐食性を高める効用を奏するものであり、Ｎｉ１２．９
０〜１５．００％、Ｃｒ１６．５０〜１８．００％及び
Ｍｏ２．００〜３．００％の範囲を外れた場合には、前
記耐食性や高清浄度を得ることは困難となる。また、Ｃ
は溶接等の熱影響による炭化物の析出を押さえる必要か
ら０．０２％及以下に夫々規制されている。更に、Ｓｉ
は耐食性や弾性を高めるうえで有用であるが、じん性の
低下の防止や非金属介在物を少なくすると云う点から
０．３０％以下に規制されている。
【００２０】同様に、Ｃｕは熱間加工性の低下の防止や
非金属介在物の減少を図ると云う見地から０．２５％以
下に規制されており、また、Ａｌは表面性の劣化の防止
や非金属介在物の減少を図るため、０．０１％以下に規
制されている。更に、Ｍｎは溶接部近傍の耐食性の低下
を防止する点から０．４０％以下に、またＰ及びＳは所
謂有害物を少なくして非金属介存物の減少を図ると云う
見地から０．０３％及び０．００３％以下に規制されて
いる。
非金属介在物の減少を図ると云う見地から０．２５％以
下に規制されており、また、Ａｌは表面性の劣化の防止
や非金属介在物の減少を図るため、０．０１％以下に規
制されている。更に、Ｍｎは溶接部近傍の耐食性の低下
を防止する点から０．４０％以下に、またＰ及びＳは所
謂有害物を少なくして非金属介存物の減少を図ると云う
見地から０．０３％及び０．００３％以下に規制されて
いる。
【００２１】次に、前記合金材の清浄度について述べ
る。本発明で使用する合金材は、前述の如くＪＩＳ Ｇ
０５５５に規定する清浄度が０．０５％以下に規制さ
れており、当該清浄度を達成するために、前述の如く真
空二重溶解処理をし、不純物成分の物量の含有量を極力
低減させると共に、偏折のない安定した鋼塊を得るよう
にしている。
る。本発明で使用する合金材は、前述の如くＪＩＳ Ｇ
０５５５に規定する清浄度が０．０５％以下に規制さ
れており、当該清浄度を達成するために、前述の如く真
空二重溶解処理をし、不純物成分の物量の含有量を極力
低減させると共に、偏折のない安定した鋼塊を得るよう
にしている。
【００２２】而して、ＪＩＳ Ｇ ０５５５に於いて
は、鋼（合金材）の清浄度ｄ（％）はｄ＝（ｎ／ｐ×
ｆ）×１００％で定義されている。但し、ここでｐは視
野内のガラス板上の総格子点数、ｆは視野数（６０）、
ｎはｆ個の視野に於ける全介在物によって占められる格
子点中心の数である（４００倍顕微鏡で観測）。従っ
て、清浄度が０．０５％、倍率４００、ｆ＝６０、ｐ＝
４００点とすると、前記ｎはｎ＝ｄ×ｐ×ｆ×（１／１
００）＝０．０５×４００×６０／１００＝１２個とな
る。即ち、４００倍の顕微鏡の視野の実際の検査面（直
径約０．２ｍｍφ）の６０視野分の格子点（４００点×
６０視野＝２４０００個）の内、介在物（加工によって
粘性変形をした酸化物や加工方向に不連続的に並んだ粒
状のもの、粘性変形をしないで不規則に分散したもの）
によって占められる格子点が１２点以下であると云うこ
とになる。
は、鋼（合金材）の清浄度ｄ（％）はｄ＝（ｎ／ｐ×
ｆ）×１００％で定義されている。但し、ここでｐは視
野内のガラス板上の総格子点数、ｆは視野数（６０）、
ｎはｆ個の視野に於ける全介在物によって占められる格
子点中心の数である（４００倍顕微鏡で観測）。従っ
て、清浄度が０．０５％、倍率４００、ｆ＝６０、ｐ＝
４００点とすると、前記ｎはｎ＝ｄ×ｐ×ｆ×（１／１
００）＝０．０５×４００×６０／１００＝１２個とな
る。即ち、４００倍の顕微鏡の視野の実際の検査面（直
径約０．２ｍｍφ）の６０視野分の格子点（４００点×
６０視野＝２４０００個）の内、介在物（加工によって
粘性変形をした酸化物や加工方向に不連続的に並んだ粒
状のもの、粘性変形をしないで不規則に分散したもの）
によって占められる格子点が１２点以下であると云うこ
とになる。
【００２３】
【実施例】図２は本発明の実施例を示すものであり、弁
座１ｄをボディ１に一体的に形成する構成としたもので
ある。図２に於いて、２は弁体、５はステム、６は空気
圧アクチエータ、１３はベローズ、１４はベローズ支持
材であり、ベローズ１３によって弁室１ｃとステム５間
の気密性が保持されている。
座１ｄをボディ１に一体的に形成する構成としたもので
ある。図２に於いて、２は弁体、５はステム、６は空気
圧アクチエータ、１３はベローズ、１４はベローズ支持
材であり、ベローズ１３によって弁室１ｃとステム５間
の気密性が保持されている。
【００２４】本実施例では、弁座１ｄを備えたボディ１
を前記高清浄度合金材を用いて形成している。その結果
素材内の非金属性介存物が原因となって弁座１ｄに生じ
たキズによる流体漏洩がほぼ皆無になることが試験によ
り確認されている。また、流体通路の内壁面も極めて清
浄で且つガス放出等の無い安定なものとなり、流体の汚
損をほぼ完全に防止することができる。
を前記高清浄度合金材を用いて形成している。その結果
素材内の非金属性介存物が原因となって弁座１ｄに生じ
たキズによる流体漏洩がほぼ皆無になることが試験によ
り確認されている。また、流体通路の内壁面も極めて清
浄で且つガス放出等の無い安定なものとなり、流体の汚
損をほぼ完全に防止することができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明に於いては、流体制御器の弁室の
底面に設けた弁座を清浄度が０．０５％以下で且つ特定
の成分含有量を有する高清浄合金材を用いて形成してい
るため、弁座の当り面を研磨仕上げした際にも、研磨面
に素材内の非金属介存物によるピットが発生せず、これ
等に起因する流体漏洩を完全に防止することができる。
また、高清浄合金材によって弁座とボディを一体的に形
成した流体制御器にあつては、流体通路外表面からのガ
ス放出等が皆無となり、流体汚損の発生をほぼ完全に防
止することができる。本発明は上述の通り高純度流体を
取り扱う半導体製造用ガス供給システムに於いて、優れ
た実用的効用を奏するものである。
底面に設けた弁座を清浄度が０．０５％以下で且つ特定
の成分含有量を有する高清浄合金材を用いて形成してい
るため、弁座の当り面を研磨仕上げした際にも、研磨面
に素材内の非金属介存物によるピットが発生せず、これ
等に起因する流体漏洩を完全に防止することができる。
また、高清浄合金材によって弁座とボディを一体的に形
成した流体制御器にあつては、流体通路外表面からのガ
ス放出等が皆無となり、流体汚損の発生をほぼ完全に防
止することができる。本発明は上述の通り高純度流体を
取り扱う半導体製造用ガス供給システムに於いて、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】本発明の実施態様を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施例を示す縦断面図である。
【図３】従前の流体制御器の一例を示す縦断面図であ
る。
る。
【図４】弁座の当り面に生じた素材中の非金属性介存物
に起因するキズの一例を示すものである。
に起因するキズの一例を示すものである。
１ ボディ ６ 流体圧ア
クチエータ １ａ 流入通路 ７ シール材 １ｂ 流出通路 ８ ダイヤフ
ラム押え １ｃ 弁室 ９ コイルス
プリング １ｄ 弁座 １０ シリンダ ２ 弁体（金属製ダイヤフラム） １１ ピストン ３ ボンネット １２ Ｏリング ４ ボンネットナット １３ ベローズ ５ ステム
クチエータ １ａ 流入通路 ７ シール材 １ｂ 流出通路 ８ ダイヤフ
ラム押え １ｃ 弁室 ９ コイルス
プリング １ｄ 弁座 １０ シリンダ ２ 弁体（金属製ダイヤフラム） １１ ピストン ３ ボンネット １２ Ｏリング ４ ボンネットナット １３ ベローズ ５ ステム
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小島 徹哉
大阪府大阪市西区立売堀２丁目３番２号
株式会社フジキン内
(56)参考文献 特開 平６−128701（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−118808（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−294471（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16K 7/17
C22C 19/00 - 19/05
Claims (3)
- 【請求項１】 流入通路（１ａ）及び流出通路（１ｂ）
に連通する凹状の弁室（１ｃ）の底面に弁座（１ｄ）を
設けたボディ（１）と，弁室（１ｃ）内に弁座（１ｄ）
と対向するように配設した弁体（２）と，ボディ（１）
側に固定され、弁室（１ｃ）の上方開口を閉鎖するボン
ネット（３）と，ボンネット（３）に昇降自在に挿通支
持され、弁体（２）を昇降動させるステム（５）とを具
備した流体制御器に於いて、前記弁座（１ｄ）を、清浄
度が０．０５％以下で且つ重量比でＮｉ１２．９０〜１
５．００％、Ｃｒ１６．５０〜１８．００％、Ｍｏ２．
００〜３．００％、Ｃ０．０２％以下、Ｓｉ０．３０％
以下、Ｍｎ０．４０％以下、Ｐ０．０３％以下、Ｓ０．
００３％以下、Ｃｕ０．２５％以下、Ａｌ０．０１％以
下、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、不純物として
内部に含有するＮが１５０ｐｐｍ以下、Ｏが２０ｐｐｍ
以下及びＨが５．０ｐｐｍ以下で且つ真空二重溶解法に
て溶製した鋼塊を熱間加工のあと固溶化熱処理をし、更
に引抜加工を施した合金材から形成したことを特徴とす
る流体制御器。 - 【請求項２】 弁体（２）を、弁室（１ｃ）内に弁座
（１ｄ）と対向状に配設され、その外周縁をボンネット
（３）とボディ（１）との間に挾圧して弁室（１ｃ）の
上方開口を密封すると共に、上下方向へ弾性変形して弁
座（１ｄ）へ直接的若しくは間接的に当座する金属製ダ
イヤフラムとした請求項１に記載の流体制御器。 - 【請求項３】 弁座（１ｄ）をボディ（１）に一体的に
形成する構成とした請求項１又は請求項２に記載の流体
制御器。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18738295A JP3472650B2 (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | 流体制御器 |
| DE69605614T DE69605614T2 (de) | 1995-07-24 | 1996-07-17 | Durchflussregler |
| EP96305251A EP0756117B1 (en) | 1995-07-24 | 1996-07-17 | Fluid controller |
| CA002181532A CA2181532C (en) | 1995-07-24 | 1996-07-18 | Fluid controller |
| TW085108866A TW349155B (en) | 1995-07-24 | 1996-07-20 | Fluid controller |
| US08/684,695 US5678803A (en) | 1995-07-24 | 1996-07-22 | Fluid controller |
| KR1019960029725A KR0173536B1 (ko) | 1995-07-24 | 1996-07-23 | 유체제어기 |
| IL11893196A IL118931A (en) | 1995-07-24 | 1996-07-24 | Fluid controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18738295A JP3472650B2 (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | 流体制御器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0942491A JPH0942491A (ja) | 1997-02-14 |
| JP3472650B2 true JP3472650B2 (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=16205040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18738295A Expired - Lifetime JP3472650B2 (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | 流体制御器 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5678803A (ja) |
| EP (1) | EP0756117B1 (ja) |
| JP (1) | JP3472650B2 (ja) |
| KR (1) | KR0173536B1 (ja) |
| CA (1) | CA2181532C (ja) |
| DE (1) | DE69605614T2 (ja) |
| IL (1) | IL118931A (ja) |
| TW (1) | TW349155B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JPH08334280A (ja) * | 1995-04-07 | 1996-12-17 | Fuji Koki Seisakusho:Kk | 膨張弁及び冷凍システム |
| JP3343313B2 (ja) * | 1995-06-30 | 2002-11-11 | 株式会社フジキン | ダイヤフラム弁 |
| FR2759760B1 (fr) * | 1997-02-17 | 1999-05-21 | Asm France Sa | Vanne a membrane |
| JP4389186B2 (ja) * | 1998-02-23 | 2009-12-24 | 忠弘 大見 | ガスケットおよび管継手 |
| JP3924386B2 (ja) * | 1998-12-28 | 2007-06-06 | 日本エム・ケー・エス株式会社 | 流量制御システム |
| KR100448701B1 (ko) * | 2001-04-12 | 2004-09-16 | 삼성전자주식회사 | 에어밸브 |
| DE10153362B4 (de) * | 2001-10-29 | 2005-04-28 | Gaida Gregor | Membranventil |
| JP2004092824A (ja) * | 2002-09-02 | 2004-03-25 | Fujikin Inc | 流体制御器 |
| CN1833132A (zh) * | 2003-04-14 | 2006-09-13 | 斯瓦戈洛克公司 | 隔膜阀阀座 |
| US20060011883A1 (en) * | 2004-07-16 | 2006-01-19 | Martin Richard L | Threaded polymer valve seat and valve employing same |
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| WO2009012479A1 (en) * | 2007-07-19 | 2009-01-22 | Swagelok Company | Coated seals |
| EP2416038B1 (en) * | 2009-08-05 | 2015-03-25 | ITT Manufacturing Enterprises LLC | Sealing arrangement for a diaphragm valve |
| US8333307B2 (en) * | 2009-10-06 | 2012-12-18 | Nordson Corporation | Liquid dispensing module |
| DK201070264A (en) | 2010-06-15 | 2011-12-16 | Alfa Laval Corp Ab | Self sealing bonnet |
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| US9377114B2 (en) * | 2012-04-25 | 2016-06-28 | Nordson Corporation | Pressure control valve for reactive adhesives |
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| WO2015002855A1 (en) * | 2013-07-03 | 2015-01-08 | Swagelok Company | Heated fluid delivery with thermal management |
| JP5891536B2 (ja) | 2013-11-11 | 2016-03-23 | Smc株式会社 | 弁装置 |
| KR20170064222A (ko) * | 2015-12-01 | 2017-06-09 | 티에스케이 주식회사 | 벨로우즈형 스팀 트랩 |
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| US11655912B2 (en) * | 2021-01-14 | 2023-05-23 | Hitachi Metals, Ltd. | Bellows diaphragm assembly |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB670249A (en) * | 1948-09-22 | 1952-04-16 | Electro Hydraulics Ltd | Improvements in or relating to valves |
| DE1080312B (de) * | 1956-02-21 | 1960-04-21 | Thompson Prod Inc | Verwendung einer Nickel-Chrom-Legierung als Werkstoff fuer gegossene Ventilsitzringe |
| US4754950A (en) * | 1984-10-30 | 1988-07-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Valve |
| JPS62150014A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-04 | Toyota Motor Corp | アルミニウム合金製バルブシ−トレスシリンダヘツド |
| JPS63115970A (ja) * | 1986-10-31 | 1988-05-20 | Motoyama Seisakusho:Kk | ダイヤフラム弁 |
| JPS63285373A (ja) * | 1988-04-13 | 1988-11-22 | Hitachi Metals Ltd | ダイヤフラムシール弁 |
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| US5295662A (en) * | 1991-08-26 | 1994-03-22 | Masako Kiyohara | Fluid flow-controller with improved diaphragm |
-
1995
- 1995-07-24 JP JP18738295A patent/JP3472650B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-07-17 EP EP96305251A patent/EP0756117B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-17 DE DE69605614T patent/DE69605614T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-18 CA CA002181532A patent/CA2181532C/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-20 TW TW085108866A patent/TW349155B/zh not_active IP Right Cessation
- 1996-07-22 US US08/684,695 patent/US5678803A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-23 KR KR1019960029725A patent/KR0173536B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1996-07-24 IL IL11893196A patent/IL118931A/xx not_active IP Right Cessation
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