JP4308180B2

JP4308180B2 - 制御弁

Info

Publication number: JP4308180B2
Application number: JP2005270282A
Authority: JP
Inventors: 正人北井
Original assignee: クシダ工業株式会社
Priority date: 2005-09-16
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2025-09-16
Also published as: JP2007078144A

Description

本発明は、半導体製造の時に洗浄用として使用される純水を制御する制御弁に関する。

半導体製造時に洗浄用として使用される純水を供給及び供給停止する制御弁としては、純水の供給停止時に、純水供給路（純水配管）中に純水が停滞すると、バクテリア類が発生するおそれがあることから、純水の供給停止時において、完全停止でなくわずかに流通させるようにしている。

制御弁における少量流通構成としては、制御弁のボディに弁口をバイパスするバイパス路を形成し、このバイパス路を開閉する開閉機構を設けて、前記弁口を弁体で完全閉塞したときには前記バイパス路を開放するようにしたものがある。しかし、これでは、バイパス路の形成や開閉機構を必要とするため、制御弁の構成が複雑化する問題があった。この対策として、バイパス路及び開閉機構は設けずに、純水の供給停止時において、前記弁口に対して弁体を僅かに離間させて純水を微少量流通させるようにしたものがある（例えば特許文献１）。このものでは、弁体が弁口に非接触となり、パーティクル発生防止も図れる。
実開平５−１２８５７号公報

前記特許文献１に記載の制御弁は、ピストンにピストンロッドのねじ部を螺着貫通させ、このピストンロッドの先端の別のねじ部を作動体に螺合させ、この作動体に弁体を設ける構成としている。そして、ピストンロッドの後端部には外周に凹凸が１２個存在する回動ハンドルを設け、この回動ハンドルを回動操作することにより、弁口に対する弁体の離間隙間を調整するようにしている。

しかし、この特許文献１に記載の制御弁では、ピストンと、ピストンロッドと、作動体とが軸方向で螺合する構成であって、構造が複雑で、しかも、ピストンの回り止めを図るために、回り止めピンをピストンに配設しなければならず、また、前記回動ハンドルは、バルブキャップに覆われており、このバルブキャップには弁体の開放限度位置を調整する調整つまみが取り付けられていることから、前記回動ハンドルの操作（弁体と弁口の隙間調整）はバルブキャップを外す必要があり、また逆に、調整つまみにより、弁体の全開位置（開放限度位置）を調整するには、バルブキャップを必ず装着する必要があった。つまり、弁体の閉塞位置調整（弁体と弁口の隙間調整）と、弁体の全開位置の調整とを行うには、相互間の干渉物であるバルブキャップの着脱が必要で、操作性が悪く、また制御弁の構造が複雑であった。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、弁口に対する弁体の隙間調整と、弁体の全開位置の調整とを簡単に行うことができると共に、構造も簡単な制御弁を提供するにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、
流体通路を有すると共に、この流体通路の途中に弁口を有するボディと、
このボディに取り付けられ、シリンダ及びピストンを有すると共に、このピストンの一端部にピストンロッド部を有し、且つ他端部に移動規制用ロッド部を有し、該移動規制用ロッド部に外方に凸状となる第１の被係止部を備える共に、該移動規制用ロッド部の端が第２の被係止部を形成した空気圧式駆動部と、
前記空気圧式駆動部の前記ピストンロッド部の先端部に設けられ、前記ピストンの作動により前記弁口を開閉する弁体と、
中空軸状をなし、前記ピストンの前記移動規制用ロッド部の周りに位置するようにして前記シリンダに螺合され、一端部に前記第１の被係止部を係止して前記弁体の閉塞方向限度位置を規制する内向き突状の第１の係止部を有し、他端部に前記シリンダより外部に露出する閉塞位置調整用操作部を有し、該閉塞位置調整用操作部が回動操作されて移動する第１の調整部材と、
この第１の調整部材の中空内部に螺合され、一端部に前記第２の被係止部と対向する凹状をなし該第２の被係止部を係止して前記弁体の全開位置を規制する第２の係止部を有すると共に、他端部に前記第１の調整部材の前記閉塞位置調整用操作部より外部に露出する全開位置調整用操作部を有し、該全開位置調整用操作部が回動操作されて移動する第２の調整部材とを備えてなることを特徴とする。

この請求項１の発明によれば、第１の調整部材の閉塞位置調整用操作部を回動操作すると、この第１の調整部材が移動し、これに伴って第１の係止部が移動され、ピストンの第１の被係止部に対する該第１の係止部の係止位置が変更されることになる。そして、ピストンが弁体を閉塞させる方向へ作動されると、前記第１の被係止部が第１の係止部に係止されたところで、弁体の閉塞方向限度位置が規制される。この結果、第１の調整部材の閉塞位置調整用操作部の回動操作により、弁口に対する弁体の隙間を簡単に調整できる。

また、第２の調整部材の全開位置調整用操作部を回動操作すると、この第２の調整部材が移動し、これに伴って第２の係止部も移動され、ピストンの第２の被係止部に対する該第２の係止部の係止位置が変更されることになる。そして、ピストンが弁体を開放させる方向へ作動されると、ピストンの第２の被係止部が第２の係止部に係止されたところで、弁体が全開位置に規制される。この結果、第２の調整部材の全開位置調整用操作部の回動操作により、弁体の全開位置を簡単に調整できる。この場合、第１の調整部材の閉塞位置調整用操作部及び前記第２の調整部材の全開位置調整用操作部はいずれもシリンダ外部に露出するから、相互間に干渉物が存在せず、任意に簡単に操作することができる。
しかも、弁体の閉塞限度位置を調整するための第１の調整部材をシリンダに螺合し、そして、弁体の全開位置を調整するための第２の調整部材をこの第１の調整部材の中空内部に螺合する構成であるから、構成の簡単化も図ることができる。

請求項２の発明は、前記第１の調整部材及び第２の調整部材が、ロックナットにより回り止めされる構成であるところに特徴を有する。これによれば、市販のロックナットを使用して前記第１の調整部材及び第２の調整部材の周り止めを図ることができ、特別な回り止め部材を製作せずに済み、コストの低廉化に寄与できる。

本発明は、弁口に対する弁体の隙間調整と、弁体の全開位置の調整とを簡単に行うことができると共に、構造も簡単となる。

以下、本発明の一実施例を図１ないし図４を参照して説明する。制御弁１は、大別すると、ボディ２と、空気圧式駆動部３と、スタッフィング４と、ダイヤフラム形の弁体５と、ベースプレート６、第１の調整部材１２、第２の調整部材１３といった構成要素から構成されている。前記ボディ２は、流体通路７（便宜上矢印７で示す）を有し、この流体通路７は一端部に流入口７ａを、また他端部に流出口７ｂを有し、途中には弁口８を有する。この弁口８の端面である弁座８ａには図３に示すように、リング状の突起部８ｂが形成されている。さらに、この弁口８を囲うように囲繞壁状の取り付け部９を有し、且つこの取り付け部９の内周面にスタッフィング取り付け用の雌ねじ部９ａ及び外周リング部受け部９ｂを形成している。

前記空気圧式駆動部３は、シリンダ１０及びピストン１１を備えており、シリンダ１０は、シリンダチューブ１０ａとシリンダカバー１０ｂとから構成されている。このシリンダ１０にはエア通気口１０ｃ、１０ｄが形成されている。さらに、前記シリンダカバー１０ｂには調整部材挿通孔部１０ｅが形成されていると共に、雌ねじ部１０ｆが形成されている。
前記ピストン１１は、一端部にピストンロッド部１１ａが形成され、他端部に移動規制用ロッド部１１ｂが形成されている。この移動規制用ロッド部１１ｂには、凸状の第１の被係止部１１ｃが形成されていると共に、上端部が第２の被係止部１１ｄとされている。

この空気圧式駆動部３は、そのシリンダ１０が、ベースプレート６を通した４本のねじ部材（図示せず）が螺合されることにより、前記取り付け部９に取り付けられている。
前記スタッフィング４は、外周面に雄ねじ部４ａを有すると共に、中心部に前記ピストンロッド部１１ａが水密に摺動可能に貫通するロッド挿通孔部４ｂを有する。このスタッフィング４は、該雄ねじ部４ａが前記取り付け部９の雌ねじ部９ａに螺合されて該取り付け部９内側に取り付けられている。前記弁体５は、弁体本体部５ａと変形可能な薄膜部５ｂと外周リング部５ｃとを一体に形成している。この弁体５は、その弁体本体部５ａが、前記ピストンロッド部１１ａ先端部に、前記弁口８に対向する状態に取り付けられており、また外周リング部５ｃが前記スタッフィング４下端の押さえ部４ｃにより、前記ボディ２の取り付け部９の外周リング部受け部９ｂに水密に押圧固定されている。

第１の調整部材１２は中空軸状をなし、一端部（下端部）に前記弁体５の閉塞限度位置を規制する内向き突状の第１の係止部１２ａが形成され、他端部（上端部）に閉塞位置調整用操作部１２ｂが形成されている。さらに他端部側の外周部に雄ねじ部１２ｃが形成されており、さらに、一端部側の外周部は挿通部１２ｄとされている。さらに中空内部には雌ねじ部１２ｅが形成されている。

この第１の調整部材１２は、前記ピストン１１の前記移動規制用ロッド部１１ｂの周りに位置するようにして、その雄ねじ部１２ｃが前記シリンダカバー１０ｂの雌ねじ部１０ｆに螺合されており、挿通部１２ｄが前記シリンダカバー１０ｂの調整部材挿通孔部１０ｅに挿通されている。そして、第１の係止部１２ａが第１の被係止部１１ｃの下側に係止可能に位置している。前記閉塞位置調整用操作部１２ｂは、シリンダ１０より外部に露出している。この第１の調整部材１２にはロックナット１４が螺合されていて、該第１の調整部材１２の回り止めを図っている。

前記第２の調整部材１３の一端部には、前記弁体５の全開位置を規制する凹状の第２の係止部１３ａが形成されていると共に、他端部には全開位置調整用操作部１３ｂが形成されている。そして外周部には雄ねじ部１３ｃが形成されている。そして、この第１の調整部材１３は、その雄ねじ部１３ｃが前記第１の調整部材１２の中空内部の雌ねじ部１２ｅに螺合されている。そして、第２の係止部１３ａは前記ピストン１１の移動規制用ロッド部１１ｂの第２の被係止部１１ｄに対向しており、また全開位置調整用操作部１３ｂは前記第１の調整部材１２より外部に露出している。この第２の調整部材１３にはロックナット１５が螺合されていて、該第２の調整部材１３の回り止めを図っている。なお、必要箇所にはシール部材たるＯリングが配設されている。

図１の状態では、弁体５の閉塞位置が、弁口８を微小隙間Ｇａ（図３参照）をおいてほぼ閉塞する状態を示している。この場合、エア通気口１０ｄから圧縮空気を供給しており、ピストン１１が弁体５閉塞方向（矢印Ａ方向）に移動付勢されている。この時、第１の被係止部１１ｃが第１の係止部１２ａに当接して該第１の係止部１２ａに係止されており、それ以上の閉塞方向へのピストン１１の移動が規制されている。従って、この図１の状態から、第１の調整部材１２の閉塞位置調整用操作部１２ｂを螺退方向へ回動操作して反矢印Ａ方向へ移動させると、第１の係止部１２ａも移動するから、弁体５の位置が若干上昇し、図３に示すように、前記微小隙間Ｇａより若干大きな微小隙間Ｇｂとなる。また、閉塞位置調整用操作部１２ｂを螺進方向へ回動操作して矢印Ａ方向へ移動させると、図４に示すように、第１の係止部１２ａが下がる。従って、ピストン１１が矢印Ａ方向へ作動されると、弁体５が弁口８を隙間なく閉塞（全閉）する位置まで下がる。

前述の図１の状態から制御弁１を開放動作するについては、エア通気口１０ｃから圧縮空気を供給する。すると、ピストン１１が、その第２の被係止部１１ｄが第２の係止部１３ａに当接して係止されるまで、反矢印Ａ方向へ移動し、これに伴って弁体５の弁体本体部５ａが同反矢印Ａ方向に移動して、弁口８を開放する。この全開状態を図２に示している。これによって純水が流体通路７を流通する。

また、図２の制御弁１の開放状態から閉塞動作するについては、前記エア通気口１０ｄから圧縮空気を供給すると、ピストン１１が、その第１の被係止部１１ｃが第１の係止部１２ａに当接して係止されるまで、矢印Ａ方向へ移動し、弁体５が弁口８に対して隙間Ｇａを残して近接（ほぼ閉塞）する。これにより純水が微少量流通し、バクテリア類が発生するおそれがない。

このように本実施例によれば、第１の調整部材１２の閉塞位置調整用操作部１２ｂを回動操作すると、この第１の調整部材１２が移動し、これに伴って第１の係止部１２ａが移動され、ピストン１１の第１の被係止部１１ｃに対する該第１の係止部１２ａの係止位置が変更されることになる。そして、ピストン１１が弁体５を閉塞させる方向へ作動されると、前記第１の被係止部１１ａが第１の係止部１２ａに係止されたところで、弁体５の閉塞方向限度位置が規制される。この結果、第１の調整部材１２の閉塞位置調整用操作部１２ｂの回動操作により、弁口８に対する弁体５の隙間を簡単に調整できる。

また、第２の調整部材１３の全開位置調整用操作部１３ｂを回動操作すると、この第２の調整部材１３が移動し、これに伴って第２の係止部１３ａも移動され、ピストン１１の第２の被係止部１１ｄに対する該第２の係止部１３ａの係止位置が変更されることになる。そして、ピストン１１が弁体５を開放させる方向へ作動されると、ピストン１１の第２の被係止部１１ｄが第２の係止部１３ａに係止されたところで、弁体５が全開位置に規制される。この結果、第２の調整部材１３の全開位置調整用操作部１３ｂの回動操作により、弁体５の全開位置を簡単に調整できる。この場合、第１の調整部材１２の閉塞位置調整用操作部１２ｂ及び前記第２の調整部材１３の全開位置調整用操作部１３ｂはいずれもシリンダ１０外部に露出するから、相互間に干渉物が存在せず、任意に簡単に操作することができる。

しかも、弁体５の閉塞方向限度位置を調整するための第１の調整部材１２をシリンダ１０に螺合し、そして、弁体５の全開位置を調整するための第２の調整部材１３をこの第１の調整部材１２の中空内部に螺合する構成であるから、構成の簡単化も図ることができる。
また、本実施例によれば、第１の調整部材１２及び第２の調整部材１３が、ロックナット１４及び１５により回り止めされる構成であるから、市販のロックナットを使用して第１の調整部材１２及び第２の調整部材１３の周り止めを図ることができ、特別な回り止め部材を製作せずに済み、コストの低廉化に寄与できる。

なお、本発明は、上記した実施例に限られず要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することができる。たとえば、ピストン１１を矢印Ａ方向へ付勢するばねを設けるようにしてもよい。また、第１、第２の係止部の形状、さらに第１、第２の被係止部の形状については適宜変更しても良い。

また、本実施例構成の主要部（第１、第２の調整部材１２、１３、ロックナット１４、１５を除く部分）は、他の開閉弁に転用できるものである。例えば、参考例として示す図５の構成の開閉弁１Ａとしても良い。すなわち、第１の調整部材１２に代えて、調整機能の無いガイド部材１２Ａを設け、第２の調整部材１３と同様に全開位置を調整する調整部材１３Ａを設けている。この図５においては、図４と同じ構成及び同じ機能部分には同一符号を付している。この図５の開閉弁１Ａは、主要部を使用して、弁体５の全開位置調整が可能な構成である。また、図６には、本実施例構成の主要部を使用して、弁体５の全開位置が固定された開閉弁１Ｂが示されている。この場合、図５の調整部材１３Ａを外した構成である。弁体５の全開位置は調整部材１２Ａの面１２ｆにより規制されるものである。

本発明の一実施例を示す微小隙間状態での制御弁の縦断正面図全開状態での制御弁の縦断正面図弁体部分の縦断正面図全閉状態での制御弁の縦断正面図制御弁の主要部を使用した開閉弁の参考図制御弁の主要部を使用した別の開閉弁の参考図

符号の説明

図面中、１は制御弁、２はボディ、３は空気圧式駆動部、４はスタッフィング、５は弁体、７は流体通路、８は弁口、１０はシリンダ、１１はピストン、１１ａはピストンロッド部、１１ｂは移動規制用ロッド部、１１ｃは第１の被係止部、１１ｄは第２の被係止部、１２は第１の調整部材、１２ａは第１の係止部、１２ｂは閉塞位置調整用操作部、１３は第２の調整部材、１３ａは第２の係止部、１３ｂは全開位置調整用操作部、１４、１５はロックナットを示す。

Claims

流体通路を有すると共に、この流体通路の途中に弁口を有するボディと、
このボディに取り付けられ、シリンダ及びピストンを有すると共に、このピストンの一端部にピストンロッド部を有し、且つ他端部に移動規制用ロッド部を有し、該移動規制用ロッド部に外方に凸状となる第１の被係止部を備える共に、該移動規制用ロッド部の端が第２の被係止部を形成した空気圧式駆動部と、
前記空気圧式駆動部の前記ピストンロッド部の先端部に設けられ、前記ピストンの作動により前記弁口を開閉する弁体と、
中空軸状をなし、前記ピストンの前記移動規制用ロッド部の周りに位置するようにして前記シリンダに螺合され、一端部に前記第１の被係止部を係止して前記弁体の閉塞方向限度位置を規制する内向き突状の第１の係止部を有し、他端部に前記シリンダより外部に露出する閉塞位置調整用操作部を有し、該閉塞位置調整用操作部が回動操作されて移動する第１の調整部材と、
この第１の調整部材の中空内部に螺合され、一端部に前記第２の被係止部と対向する凹状をなし該第２の被係止部を係止して前記弁体の全開位置を規制する第２の係止部を有すると共に、他端部に前記第１の調整部材の前記閉塞位置調整用操作部より外部に露出する全開位置調整用操作部を有し、該全開位置調整用操作部が回動操作されて移動する第２の調整部材と
を備えてなる制御弁。
前記第１の調整部材及び第２の調整部材は、ロックナットにより回り止めされる構成であることを特徴とする請求項１に記載の制御弁。