JP6333052B2 - 遮断弁 - Google Patents
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Description
特許文献1に開示された遮断弁は、弁座に弁体を接触または離間させることにより流通状態と遮断状態とを切り替える。
本発明に係る遮断弁は、弁室内を軸線に沿って移動するとともに該軸線に直交する平面上に形成された弁体面を有する弁体部と、前記軸線に沿って前記弁室内に流体を流入させる流入口の周囲に設けられるとともに前記弁体面と対向する位置に配置される弁座面を有する弁座部と、前記弁体部に連結されるとともに該弁体部を前記軸線方向に沿って移動させて前記弁体面が前記弁座面に接触する遮断状態または前記弁体面が前記弁座面から離間した流通状態のいずれかに切り替える移動機構と、を備え、前記弁座部が、前記弁座面から前記軸線に沿って前記弁体面に向かって突出するとともに前記流入口を取り囲むように形成された無端状の突起部を複数有し、前記弁体部が、前記弁体面を形成する樹脂製のダイヤフラムと、該ダイヤフラムの前記弁体面の背面側を支持する弾性部材とを有することを特徴とする。
このようにすることで、突起部の接触と離間が繰り返されてダイヤフラムが変形する場合であっても、突起部が突き破ってダイヤフラムを破損させる危険を抑制することができる。
このようにすることで、第1付勢力と第2付勢力とを調整することにより、遮断状態と流通状態とを適切に切り替えることができる。
以下、本発明の第1実施形態の遮断弁100について図面を参照して説明する。本実施形態の遮断弁100は、半導体製造装置等に用いられる流体(薬液、純水等の液体)を流通させる配管に設置される機器である。
図1に示すように、遮断弁100は、下部ハウジング10と、上部ハウジング20と、カバー部30と、弁体部40と、弁座部50と、移動機構60、を備える。以下、遮断弁100が備える各構成について、それぞれ詳細に説明する。
ダイヤフラム41は、フッ素樹脂(例えば、PTFE)製の薄膜状部材である。図2の部分拡大図に示すように、ダイヤフラム41は、弁体面41aと、ダイヤフラム部41bと、環状突起部41c、係止部41dとが一体に成型された部材である。ダイヤフラム41は、上部ハウジング20の先端面によって軸線Aの下方に向けて押し付けられることにより、軸線A方向の位置が固定される。
係止部41dは、中間部材44が軸線Aに沿って移動しないように固定するための部材である。
図5に示すように、ダイヤフラム41の弁体面41aの厚さh1は、内周側突起部52および外周側突起部53の高さh2よりも厚くなっている。
スプリング70は、弁体面41aを弁座面51に近づける方向の弾性力(第1付勢力)をピストン部62に発生させる。スプリング70の軸線A方向の上端部はカバー31に支持され、スプリング70の軸線A方向の下端部はピストン部62の軸線A方向の上端部に突き当てあれる。このようにして、スプリング70の弾性力がピストン部62に伝達される。
図1に示すように、ピストン部62の外周面の溝部には、Oリング61aとパッキン61bが取り付けられている。Oリング61aとパッキン61bとが上部ハウジング20の内周面と接触することにより、圧力室22に導入された圧縮空気が密閉された状態となる。
なお、以上の説明では、弁体面41aと内周側突起部52との間にパーティクルが噛み込むことについて説明したが、弁体面41aと外周側突起部53との間にパーティクルが噛み込む場合も同様である。
このように、本実施形態の弁座部50は、内周と外周の二重の突起部を備えているため、パーティクルが噛み込んで一方の突起部が変形したとしても、他方の突起部によって遮断性を確保することができる。
先ず始めに、下部ハウジング10に弁体部40を取り付ける。この際、下部ハウジング10の環状溝部15にダイヤフラム41の環状突起部41cを挿入する。その後、ダイヤフラム41の弁体面41aの背面に接触するように弾性部材42を取り付ける。弾性部材42を取り付けた後、ダイヤフラム41の係止部41dを軸線Aの径方向の外方に変形させながら、中間部材44の拡径部44aを弾性部材42に接触する位置まで挿入する。
カバー部30は、締結ねじ32により芯部32をカバー31に連結した部材である。スプリング70の上部にカバー部30を取り付ける際に、スプリング70の中央に設けられる空間に、カバー部30の芯部32を挿入する。カバー部30は、カバー31の下端の内周面を上部ハウジング20の上端の内周面に挿入することによって上部ハウジング20に固定される。カバー部30が上部ハウジング20に固定されることにより、スプリング70の上端がカバー31に固定され、スプリング70の下端が移動部材61の上端に固定された状態となる。
以上のようにして、本実施形態の遮断弁100が組み立てられる。
本実施形態の遮断弁100によれば、弁体部40の移動方向である軸線Aに直交する平面上に形成された弁体面41aは、移動機構60によって、弁体面41aに対向する位置に配置される弁座面51に接触または離間する。
このようにすることで、スプリング70の弾性力と圧縮空気の圧力とを調整することにより、遮断状態と流通状態とを適切に切り替えることができる。
次に、本発明の第2実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態は第1実施形態の変形例であり、以下で特に説明する場合を除き、第1実施形態と同様であるものとする。第1実施形態と同様の部材については、同一の符号を付すとともにその説明を省略する。第1実施形態の遮断弁100がノーマルローズ型の遮断弁であるのに対し、本実施形態の遮断弁100’はノーマルオープン型の遮断弁である点が異なる。
次に、本発明の第3実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態は第1実施形態の変形例であり、以下で特に説明する場合を除き、第1実施形態と同様であるものとする。第1実施形態と同様の部材については、同一の符号を付すとともにその説明を省略する。本実施形態の遮断弁100”は流通状態における流体の流量を調整可能な流量調整機構90を備える点が第1実施形態の遮断弁100と異なる。
円筒部材91は、軸線Aと同軸に配置される部材であり、軸線Aと直交する方向に延在する貫通穴が形成されている。この貫通穴には、ピン部材92が挿入されている。
図11(a)および図11(c)に示すように、下部ハウジング10と上部ハウジング20とカバー部30”とは、平面視が略長方形の部材となっており、その四隅には軸線Aと平行な方向に延びる貫通穴が形成されている。
その他、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
14 弁室
22,22’ 圧力室(第2付勢力発生部)
40 弁体部
41 ダイヤフラム
41a 弁体面
41b ダイヤフラム部
41d 係止部
42 弾性部材
44 中間部材
50 弁座部
51 弁座面
52 内周側突起部
53 外周側突起部
60 移動機構
70 スプリング(第1付勢力発生部)
90 流量調整機構
100,100’,100” 遮断弁
A 軸線
Claims (7)
- 弁室内を軸線に沿って移動するとともに該軸線に直交する平面上に形成された弁体面を有する弁体部と、
前記軸線に沿って前記弁室内に流体を流入させる流入口の周囲に設けられるとともに前記弁体面と対向する位置に配置される弁座面を有する弁座部と、
前記弁体部に連結されるとともに該弁体部を前記軸線方向に沿って移動させて前記弁体面が前記弁座面に接触する遮断状態または前記弁体面が前記弁座面から離間した流通状態のいずれかに切り替える移動機構と、を備え、
前記弁座部が、前記弁座面から前記軸線に沿って前記弁体面に向かって突出するとともに前記流入口を取り囲むように形成された無端状の突起部を複数有し、
前記弁体部が、前記弁体面を形成する樹脂製のダイヤフラムと、該ダイヤフラムの前記弁体面の背面側を支持する弾性部材とを有することを特徴とする遮断弁。 - 弁室内を軸線に沿って移動するとともに該軸線に直交する平面上に形成された弁体面を有する弁体部と、
前記軸線に沿って前記弁室内に流体を流入させる流入口の周囲に設けられるとともに前記弁体面と対向する位置に配置される弁座面を有する弁座部と、
前記弁体部に連結されるとともに該弁体部を前記軸線方向に沿って移動させて前記弁体面が前記弁座面に接触する遮断状態または前記弁体面が前記弁座面から離間した流通状態のいずれかに切り替える移動機構と、を備え、
前記弁座部が、前記弁座面から前記軸線に沿って前記弁体面に向かって突出するとともに前記流入口を取り囲むように形成された無端状の突起部を複数有し、
前記弁体部が、前記弁体面を形成するダイヤフラムと、該ダイヤフラムの背面に配置される弾性部材とを有し、
前記ダイヤフラムが、前記突起部の高さよりも厚い遮断弁。 - 前記移動機構が、
前記弁体部に連結されるとともに前記弁体部ととともに前記軸線方向に移動可能なピストン部と、
前記弁体面を前記弁座面に近づける方向の第1付勢力を前記ピストン部に発生させる第1付勢力発生部と、
前記弁体面を前記弁座面から遠ざける方向の第2付勢力を前記ピストン部に発生させる第2付勢力発生部と、を有し、
前記第1付勢力が前記第2付勢力を上回る場合に前記弁体面が前記弁座面に接触して前記遮断状態となり、前記第2付勢力が前記第1付勢力を上回る場合に前記弁体面が前記弁座面から離間して前記流通状態となる請求項1または請求項2に記載の遮断弁。 - 前記第1付勢力発生部が発生させる前記第1付勢力がスプリングの弾性力であり、
前記第2付勢力発生部が発生させる前記第2付勢力が圧縮空気の圧力であり、
前記第2付勢力発生部は、前記圧縮空気の圧力を増加させることにより、前記第1付勢力を上回る前記第2付勢力を発生させて前記遮断状態を前記流通状態に切り替える請求項3に記載の遮断弁。 - 前記第1付勢力発生部が発生させる前記第1付勢力が圧縮空気の圧力であり、
前記第2付勢力発生部が発生させる前記第2付勢力がスプリングの弾性力であり、
前記第1付勢力発生部は、前記圧縮空気の圧力を増加させることにより、前記第2付勢力を上回る前記第1付勢力を発生させて前記流通状態を前記遮断状態に切り替える請求項3に記載の遮断弁。 - 弁室内を軸線に沿って移動するとともに該軸線に直交する平面上に形成された弁体面を有する弁体部と、
前記軸線に沿って前記弁室内に流体を流入させる流入口の周囲に設けられるとともに前記弁体面と対向する位置に配置される弁座面を有する弁座部と、
前記弁体部に連結されるとともに該弁体部を前記軸線方向に沿って移動させて前記弁体面が前記弁座面に接触する遮断状態または前記弁体面が前記弁座面から離間した流通状態のいずれかに切り替える移動機構と、を備え、
前記弁座部が、前記弁座面から前記軸線に沿って前記弁体面に向かって突出するとともに前記流入口を取り囲むように形成された無端状の突起部を複数有し、
前記弁体部が、前記弁体面を形成するダイヤフラムと、該ダイヤフラムの背面に配置される弾性部材とを有し、
前記移動機構が、
前記弁体部に連結されるとともに前記弁体部ととともに前記軸線方向に移動可能なピストン部と、
前記弁体面を前記弁座面に近づける方向の第1付勢力を前記ピストン部に発生させる第1付勢力発生部と、
前記弁体面を前記弁座面から遠ざける方向の第2付勢力を前記ピストン部に発生させる第2付勢力発生部と、を有し、
前記第1付勢力が前記第2付勢力を上回る場合に前記弁体面が前記弁座面に接触して前記遮断状態となり、前記第2付勢力が前記第1付勢力を上回る場合に前記弁体面が前記弁座面から離間して前記流通状態となり、
前記弁体部が、前記ピストン部に連結される中間部材を有し、
該中間部材には、前記軸線方向の先端側から順に、拡径部と、該拡径部よりも前記軸線に直交する径方向の幅が狭い縮径部とが形成されており、
前記ダイヤフラムは、前記弾性部材が前記弁体面の背面側および前記中間部材の先端に接触した状態で前記縮径部と接触した状態となる係止部を有し、
該係止部は、その周囲が前記ピストン部の先端に取り囲まれた状態となっている遮断弁。 - 前記流通状態における流体の流量を調整する流量調整機構を備える請求項3から請求項6のいずれか1項に記載の遮断弁。
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