JPH0348072A - メタル‐メタル接触形ダイヤフラム弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＩＣ製造装置の配管ラインに使用されるメタ
ル−メタル接触形ダイヤフラム弁に関する。

〔従来の技術〕

従来のメタル−メタル接触形ダイヤフラム弁の一例を第
４図によって説明すると、ｌはＳＵＳ材にて作られた逆
Ｔ字形の弁箱で、−側に流体流入通路２、他側に流体流
出通路３が設けられている。

流体流入通路２の出口側は弁箱１内の中心に垂直に開口
され、その開口周縁に突起４が形成され、その突起４の
先端が極めて小さな断面円弧状の弁座５をなっている。

６は高抗張力鋼等の３敗を円形皿形に成形してなるダイ
ヤフラム、７は弁箱１内の段部８にダイヤフラム６の外
周部を押え付けるダイヤフラム押えで、弁箱１内に嵌入
されている。９はダイヤフラム押え７を押えるボンネッ
トで、該ボンネット９の下端外周のフランジ１０に、ボ
ンネット９の上方から弁箱１の垂直部１ａの外周のねじ
１１に螺合されたナツト１２の上端内周のフランジ１３
が掛止され、ナツト１２が所定のトルクで締付けられて
ダイヤフラム６の外周部がボンネット９の下端外周のフ
ランジｌＯを介して押圧されるダイヤプラム押え７の下
面と弁箱１内の段部８との間に挾まれて締め付けられて
いる。前記ダイヤフラム押え７の中央下部穴１４には、
テフロン等の合成樹脂で作られた軽いダイヤフラム押し
込みピース１５が予め嵌め込まれ、またダイヤフラム押
え７の中央上部穴１６には前記ボンネット９の中央穴の
ねじ部１７に予め螺合したステム１８の先端部が嵌め込
まれてダイヤフラム押し込みピース１５に接している。

前記ボンネット９の上にはボンネットカバー１９がかぶ
せて置かれ、小ねじ２０によりボンネット９に固楚され
ている。ボンネットカバー１９より突出しているステム
１９の上端にハンドル２１がビン２２により固定され、
さらにハンドル２１の下面に打ち込まれたビン２３がボ
ンネットカバー１９の上面に設けた溝２４に係合されて
、ハンドル２１の回転角が制限されている。

このように構成されたダイヤフラム弁に於いて、ハンド
ル２１を弁の閉方向に廻すと、ビン２２によりハンドル
２１に固定されたステム１８はハンドル２１と共に廻り
、ボンネット９のねじ部１７を下降し、ダイヤフラム押
し込みピース１５を下方に押し込み、これによりダイヤ
フラム６を弁箱１内の弁座５に向って押し下げる。さら
にハンドル２１を弁の閉方向に廻すと、ダイヤフラム６
のド面は弁座５に押し当てられ、弁は閉鎖状態となる。

斯かるダイヤフラム弁は、ダイヤフラム６も弁箱１内の
弁座５も金属であり、従来の弁のように弁座５が合成樹
脂等の軟らかい素材で構成されていないのが特徴で、メ
タル−メタル接触形と呼ばれている所以である。従って
、弁閉時、内部を流れるガス流体の厳密な遮断を計るに
は、弁座５の上面及びダイヤフラム６の下面のいずれも
完全な研摩を行い、それらの面から如何なる微細な傷も
除去することが必要である。

弁座５に合成樹脂の如き軟らかい素材を使用することを
やめ、敢えて金属製の弁座５とした理由は、合成樹脂の
ポーラスな性状により弁箱１内を流れるガス流体が合成
樹脂内に含浸して、これが再び弁座から出て（ることに
より、ＩＣの製造に悪影響を与えることを避けるにある
。

然してハンドル２１を弁の開方向に廻すと、ステム１８
も開方向の回転を行い、ボンネト９のねじ部１７を上昇
する。ステム１８の上昇に伴いダイヤフラム６の弁座５
に対する押し付は力は解放され、さらにハンドル２１の
閉方向の回転によりステム１８の下端はダイヤフラム押
し込みピース１５の上面から離れる。ダイヤフラム６は
皿形に成形されて取付けられており、自身が具有する復
元力で元の皿形形状に復元する力が働く。その際、ダイ
ヤフラム６の上面に乗っているダイヤフラム押し込みピ
ース１５はテフロンの如き軽い合成樹脂で作られている
ので、前記ダイヤフラム６の復元力はダイヤフラム押し
込みピース１５の重量に十分打ち勝ち、ダイヤフラム６
は元の皿形形状に復元する。この状態では弁座５とダイ
ヤフラム６の下面は離れ、弁は開の状態に戻る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述の如〈従来のメタル−メタル接触形ダイ
ヤフラム弁では、ダイヤフラム６が単純に皿を伏した形
状に成形されたものが使用されている為、弁閉時、ダイ
ヤフラム６の弁座５への当り屯田周上での波打ちの発生
の問題が生じた。この為ダイヤフラム６の皿の深さを深
くしたものを採用することができず、従って弁開時の弁
座５とダイヤフラム６の下面との間の隙間を大きくとる
ことができず、所謂Ｃｖ値の小さな弁になってしまうと
いう不具合があった。

また弁閉時、弁座５に当るダイヤフラム６の下面は、前
述の如く弁の完全な内部漏洩の防止を計る為に、微細な
傷も残さないように研摩仕上げがされていなければなら
ない。然るにダイヤフラム６はフラットな而をしている
為に、ダイヤフラム６の下面の弁座５への当り面に存在
する微細な傷を研摩により完全に除去することは、難し
く多くの時間を要する。

さらに弁閉鎖の際、ダイヤフラム押し込みピース１５の
下面は、弁座５の上面と完全に平行な状態が保たれ、弁
座５の上面円周上にダイヤフラム６の下面を均一な力で
押し付けないと、完全な閉鎖ができないので、ダイヤフ
ラム押し込みピース１５の厚みの精度及びダイヤフラム
押え７のダイヤフラム押し込みピース１５に対する案内
面の正確な垂直度を出す必要があるといった諸問題が存
する。

そこで本発明は、弁開時弁座とダイヤフラムの下面との
間の隙間を大きくとることができて、Ｃｖ値を大きくす
ることができ、またダイヤフラムの下面や弁座の上面に
存在する微細な傷の研摩除去を容易且つ短時間にでき、
さらにダイヤフラム押し込みピースの厚みの精度やダイ
ヤフラム押えのダイヤフラム押し込みピースに対する案
内面の垂直度の精度を上げなくともダイヤフラムの下面
を弁座の上面円周上に均一な力で押し付けることができ
るようにしたメタル−メタル接触形ダイヤフラム弁を提
供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するための本発明のメタル−メタル接触
形ダイヤフラム弁は、ＳＵＳ材等にて作られた弁箱の弁
座面に特殊鋼薄板製のダイヤフラムを押し当てて弁箱内
部を流れるガス流体を遮断するメタル−メタル接触形ダ
イヤフラム弁に於いて、前記ダイヤフラムを、中心寄り
円周上に下向きに突出する断面円弧状の環状突出部を形
成したダイヤフラムとなし、そのダイヤフラムの環状突
出部の先端を押し当てる弁座を、上面がフラットな環状
弁座となしたことを特徴とするものである。

〔作　　用〕

上述の如く構成した本発明のメタル−メタル接触形ダイ
ヤフラム弁は、ダイヤフラムの中心寄り円周上に下向き
に突出する断面円弧状の環状突出部を有するので、ダイ
ヤフラムの環状突止部の先端を環状弁座の上面に押し当
てた時、ダイヤフラムには波打ち（しわ寄り）が生じる
ことが無く、環状弁座の上面に対し環状突出部の先端を
完全に密着させることができる。また弁開時にはダイヤ
フラムの下面と環状弁座の上面との隙間を大きくとるこ
とができ、ダイヤフラムのストロークを大きくとること
ができて、Ｃｖ値の大きな弁を実現できる。

また弁閉時にダイヤフラムの環状突出部の円弧状断面の
幅が縮められるので、ここに弁開時の弾性復元力が蓄え
られる。

〔実　施　例〕

本発明のメタル−メタル接触形ダイヤフラム弁の一実施
例を図によって説明する。第１図はそのダイヤフラム弁
の縦断面図で、弁の構造、弁の開閉作動原理は、従来の
第４図に示すダイヤフラム弁と変りは無いので、その説
明は省略する。本発明のダイヤフラム弁が従来のダイヤ
フラム弁と異なるところは、ダイヤフラムの構造と弁座
の形状にある。即ち、本発明のダイヤフラム弁は、従来
のダイヤフラム６を第２図に示す如く中心寄り円周上に
下向きに突出する断面円弧状の環状突出部３０を形成し
たダイヤフラム６′に代え、そのダイヤフラム６′の環
状突出部３０の先端を押し当てる弁座を上面がフラット
な環状弁座５′に代えたものである。

上記構造のダイヤフラム６′を採用した本発明のメタル
−メタル接触形ダイヤフラム弁は、弁閉時ダイヤフラム
６′の環状突出部３０の先端が第３図に示す如くフラッ
トな環状弁座５′の上面に押し当てられ、ダイヤフラム
６′の断面形状が変形するが、ダイヤフラム６′には波
打ち（しわ寄り）が生じることが無く、環状弁座５′の
上面に対し、環状突出部３０の先端が完全に密着し、弁
箱１の内部を流れるガス流体が遮断される。このように
環状弁座５′のフラットな上面に対しダイヤフラム６′
の環状突出部３０の先端を完全に密着させることができ
るので、弁開時ダイヤフラム６′の下面と環状弁座５′
の上面との隙間を大きくでき、従ってダイヤフラム６′
のストロークを大きくとることができ、Ｃｖ値の大きな
ダイヤフラム弁を得ることができる。

また弁閉時にダイヤフラム６′の環状突出部３゜の円弧
状断面の幅が矢印の如く縮められるので、ここに弁開時
弾性復元力が蓄えられる。

然して上記構造のダイヤフラム６′は、環状弁座５′の
フラットな上面に密着する部分が環状突出１９１（３０
の先端であるから、この部分に存在する微細な傷を研摩
除去するだけで良いので、従来のダイヤフラム６のよう
にフラットな広い面に存在する微細な傷を研摩除去する
のに比べ研摩除去作業を容易に短時間にできる。

またダイヤフラム６′の環状突出部３０の周辺は剛性が
高められる為、ダイヤプラム押し込みピース１５の厚み
精度、ダイヤフラム押え７のダイヤフラム押し込みピー
ス１５に対する案内面の垂直度の精度等を正確に出す必
要は無く、仮りにダイヤフラム押え７の下面が少々傾斜
してダイヤフラム６′の上面に当っても高められた剛性
によりダイヤフラム６′の環状突出部３０の先端面は変
形せず、環状弁座５′のフラットな上面に均一に押し当
てて密着させることができる。

さらに環状弁座５′は上面を幅の狭いフラット面にして
設けることにより、ダイヤフラム６′と同様に微細な傷
の研摩除去を必要とする面積を最小限にとどめることが
でき、作業性が良くなる。

〔発明の効果〕

以上詳記した通り本発明のメタル−メタル接触形ダイヤ
フラム弁は、弁開時弁座ろダイヤフラムの下面との間の
隙間を大きくとることができてダイヤプラムのストロー
クを大きくでき、従ってＣｖ値の大きなダイヤフラム弁
となる。またダイヤフラムの環状突出部の先端や環状弁
座の上面は面積が小さいので、該部分に存在する微細な
傷の研摩除去作業は容易且つ短時間にできる。さらにダ
イヤフラム押し込みピースの厚みの精度やダイヤフラム
押えのダイヤフラム押し込みピースに対する案内面の垂
直度の精度を上げな（ともダイヤフラムの下面を弁座の
上面に均一な力で押し付けて密着でき、弁箱内部を流れ
るガス流体を完全に遮断できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のメタル−メタル接触形ダイヤフラム弁
の一実施例を示す縦断面図、第２図は第１図のダイヤフ
ラム弁の弁開時の状態を示す要部拡大断面図、第３図は
第１図のダイヤフラム弁の弁閉時の状態を示す要部断面
図、第４図は従来のメタル−メタル接触形ダイヤフラム
弁を示す縦断面である。 １・・・弁　箱　　　　　　　５′・・・環状弁座６′
・・・ダイヤフラム ３０・・・ダイヤフラムの環状突出部 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）ＳＵＳ材等にて作られた弁箱の弁座面に特殊鋼薄板
   製のダイヤフラムを押し当てて弁箱内部を流れるガス流
   体を遮断するメタル−メタル接触形ダイヤフラム弁に於
   いて、前記ダイヤフラムを、中心寄り円周上に下向きに
   突出する断面円弧状の環状突出部を形成したダイヤフラ
   ムとなし、そのダイヤフラムの環状突出部の先端を押し
   当てる弁座を、上面がフラットな環状弁座となしたこと
   を特徴とするメタル−メタル接触形ダイヤフラム弁。