JPH0426889Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は減圧弁に関し、一層詳細には、クリー
ンルーム内において、供給されるクリーンエア
ー、純水、溶剤等に不純物を混在させることなく
所定圧に減圧して導出するように構成した減圧弁
に関する。

コンピユーター技術の発展と相俟つてICある
いはLSI産業の躍進が著しい。LSIの製造では、
例えば、シリコンウエハからなる基板に回路パタ
ーンにより微少なサイズの回路を得る。このた
め、一個のチツプ上に形成される互いに相隣る回
路間隔は1μm乃至5μmと極めて小さい。従つて、
塵埃等がこのチツプ上に存在すれば、容易に回路
を短絡させてしまい、この結果、製品不良となら
ざるを得ない。このために、LSIの製造では塵埃
等の混入を回避すべくクリーンルームを活用し、
可及的にその内部では塵埃の発生を阻止すると共
にその除去に努めている。

また、前記クリーンルーム内で用いられるクリ
ーンエアー、薬品処理用溶剤、前記溶剤を洗浄す
るための純水の供給系にも塵埃等が含まれること
のないような配慮がなされることが望ましい。

そこで、係る認識に立脚して、クリーンルーム
内において従来から用いられている溶剤用減圧弁
を第１図に示す。

この従来技術に係る減圧弁はボデイ２とこのボ
デイ２の上部開孔部に嵌合するボンネツト４とか
ら基本的に構成される。ボデイ２には、一方の端
部に供給ポート６が画成され、また、その反対側
には排出ポート８が画成されている。そして、こ
の供給ポート６と排出ポート８との間には弁室１
０が形成され、この弁室１０の内部にはコイルス
プリング１２によつて上方へと押圧される減圧弁
１４が設けられている。このコイルスプリング１
２は前記弁室１０を閉塞する嵌合部材１３によつ
て保持されている。なお、減圧弁１４の本体部分
にはリング状にゴム部材１６が嵌着される。この
ゴム部材１６にはボデイ２に形成されたリング状
の突起部１８が係合するように構成されている。
一方、前記減圧弁１４の先端部に形成された砲弾
型の突部１４ａはボデイ２によつて画成される第
１の室２０に臨み、且つこの第１室２０を閉塞す
るように橋架されたダイヤフラム２２の略中央部
を貫通する係合部材２４の下端部に係合してい
る。なお、この場合、ダイヤフラム２２は外周部
から中心部に至るまで略同等の厚さで構成されて
いる。

ところで、ボンネツト４とダイヤフラム２２と
によつて画成される第２の室２３の内部には、前
記係合部材２４に係合するようにコイルスプリン
グ２６が配設され、このコイルスプリング２６は
前記ボンネツト４を貫通して下方に延在するロツ
ド２５の回動作用のもとに上下するナツト２７に
係合している。ロツド２５の先端部分は前記ボン
ネツト４から外部へ露呈し、その先端部分にボル
ト２８が係着され、さらに、前記ボルト２８には
ハンドル３０が係合している。

この場合、ボンネツト４には一般的にナイロン
部材が使われ、一方、ダイヤフラム２２にはフツ
素ゴムが好適に用いられている。また、ボデイ２
にはステンレススチールが活用されると共に、減
圧弁１４本体にもこのボデイ２と同様にステンレ
ス製部材が用いられ、さらに、シールリング３４
には一般的にフツ素ゴムを採用している。なお、
図中、参照符号３２は排出ポート８と室２３とを
連通するための通路を示し、また、参照符号３４
はボデイ２に対する嵌合部材１３との液密性を確
保するためのシールリングを示す。

そこで、以上のような構成において、ハンドル
３０をボルト２８と一体的に所定方向に回転させ
れば、ロツド２５が回動しナツト２７は下降す
る。この結果、コイルスプリング２６の弾発力が
増大して係合部材２４を下降させる。このために
減圧弁１４の突部１４ａが下降し、ゴム部材１６
は突起部１８から離間して供給ポート６と排出ポ
ート８の通路が開成される。すなわち、ハンドル
３０の螺回範囲を制御するこれによつて突起部１
８に対するゴム部材１６の離間距離を選択する。
前記離間距離によつて設定された圧力に対し、排
出ポート８側である二次側の圧力が高くなつた場
合には、排出ポート８と連通する通路３２を介し
て二次側の圧力流体がダイヤフラム２２を上方に
押し上げる。前記ダイヤフラム２２はコイルスプ
リング２６の弾発力と平衡するまで変位し、前記
変位に伴つて減圧弁１４も上方に変位することに
より突起部１８に対するゴム部材１６の離間距離
を調節する。このようにして、供給ポート６と排
出ポート８との間の減圧範囲を任意に設定するこ
とが出来る。

ところで、このような構成からなる減圧弁に対
しては、従前から次のような不都合があることが
指摘されてきた。

すなわち、液密性を保持するために嵌合部材１
３とボデイ２との間に使用されているシールリン
グ３４はフツ素ゴムで形成されているが、このフ
ツ素ゴムは減圧される対象流体によつては容易に
溶解、膨潤、脆化、亀裂等の品質上の劣化を促
す。また、ダイヤフラム２２にもフツ素ゴムが多
用されているが、このダイヤフラム２２に対して
も、例えば、溶剤がアセトンからなる場合、この
アセトンは通路３２を通して第１室２０に至り、
この結果、ダイヤフラム２２に接するために長期
の使用によつてその品質自体を劣化させる不都合
がある。さらにまた、前記のような構成では、シ
ールリング３４によつてのみ溶剤の漏洩を阻止し
ているために、当該シールリング３４の品質の劣
化によつては前記溶剤がクリーンルーム内に漏出
してしまう不都合がある。

次に、前記の通り、ダイヤフラム２２は外周部
から中心部に至るまで同じ厚さの板体で構成され
ており、溶剤等の漏洩を阻止するためにその外周
縁部はしつかりと挟持されている。このために、
ダイヤフラム２２が調圧作用を営むと、当該ダイ
ヤフラム２２の中心部分が上下運動を行うため、
前記挟持された外周部は上下折り曲げの交番運動
と重なり、激しく疲労し、遂には円弧状の亀裂が
生じる難点がある。

さらにまた、前記ダイヤフラム２２はボデイ２
とボンネツト４との間に介装され、しかも前記ダ
イヤフラムは、通常、図示しない一組のリング部
材によつて挟持される場合が多く、結局、シール
性が完全には達成されることはない。このため、
室２０からボデイ２とボンネツト４との間の境界
部分を通つてクリーンルーム内に溶剤の漏出が起
こることがある。そして、一般的に、クリーンル
ーム内においては、ウエハー処理のために高価な
機器が配設されているために、前記のように溶剤
が外部に漏洩し、この種の機器に付着することは
到底容認されない。

本考案は、前記の不都合を一挙に解消するため
になされたものであつて、シール性をより一層向
上させると共に、溶剤に対しても極めて強い性質
を有する部材をダイヤフラムに用い、しかもこの
ダイヤフラムの応答性を一層向上させるように形
状を選択すると共に小型化に適し、調圧作用中で
あつても応力の集中を避け、従つて、耐用性が一
層向上し、さらにまた、製造コストも低廉な減圧
弁を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本考案は供給ポ
ートと排出ポートとを画成したボデイと、 前記ボデイに係着されて前記ボデイと共にダイ
ヤフラム室を画成するボンネツトと、 前記ダイヤフラム室の内部に延在する調圧ねじ
を螺回するハンドルとを含み、 前記ダイヤフラム室内に外周部から中心部に指
向してその肉厚を増加するように形成されたダイ
ヤフラムと、 前記供給ポートと排出ポートとの間に画成され
る弁室に延在する円筒状の突部と、 前記ダイヤフラムの変位作用下に上下方向に指
向して変位する減圧弁本体に形成され、前記円筒
状の突部に係合する環状突部と、 を備えることを特徴とする。

次に、本考案に係る減圧弁について好適な実施
例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に
説明する。

第２図において、参照符号５０はステンレスス
チール等からなる金属製のボデイを示し、このボ
デイ５０には一方の側壁部に供給ポート５２が穿
設されると共に、その他方側に排出ポート５４が
形成される。そして、供給ポート５２と排出ポー
ト５４との間には弁室５６が画成され、この弁室
５６は実質的には前記ボデイ５０の下方から螺入
する嵌合部材５８によつて閉塞されている。な
お、前記ボデイ５０と嵌合部材５８との間には第
１のシールリング６０ａと第２のシールリング６
０ｂとが介装される。嵌合部材５８は、この場
合、上方に若干延在する円柱状の柱部５８ａを有
し、この柱部５８ａによつて画成されるリング状
の溝部にはコイルスプリング６２の一端部が着座
し、前記コイルスプリング６２の他端部は減圧弁
６３の本体部分６４に嵌合するキヤツプ部材６５
に着座定着されている。この場合、減圧弁本体６
４はポリテトラフルオロエチレンで構成しておく
と塵埃等の発生が阻止され一層好適である。な
お、前記本体６４にはリング状に突部６４ａが突
出形成される。

一方、図から容易に諒解されるように、ボデイ
５０には前記弁室５６方向に、すなわち、下方に
延在する円筒状の端部に弁座部６６が形成され、
この弁座部６６ではその内部に孔部６８が画成さ
れる。減圧弁本体６４から延在して、例えば、ス
テンレススチールによつて一体的に形成された砲
弾型の頭部７０は前記コイルスプリング６２の押
圧作用下に前記孔部６８を貫通してボデイ５０の
上部に画成された第１の室７２に臨む。前記第１
の室７２は、通路７３を介して排出ポート５４に
連通している。この場合、前記弁座部６６から上
方に延在した円筒状の端部には環状の凹部が形成
され、この凹部にリング７４を嵌着しておく。そ
して、ボデイ５０の上部外周近傍には周回する大
径な突部７６を形成し、ボデイ５０はこの突部７
６からさらに立ち上がつて最終的には平端な面部
７８で終端する。なお、面部７８から下方に指向
してボルト用挿通孔８０が複数個穿設される。

次に、前記ボデイ５０に一体的に接着されるボ
ンネツト８２について説明する。ボンネツト８２
は、好適には、ナイロン製であつて、前記面部７
８に当接するようにその下端部にフランジ８４を
形成している。前記フランジ８４には複数個の孔
部８６が穿設され、これらの孔部８６にボルト８
８を挿通し、このボルト８８の先端部が前記挿通
口８０に螺入してボンネツト８２とボデイ５０と
が一体化する。

ボンネツト８２は、実質的にはフランジ８４か
ら上方に狭径となつて立ち上がる第１の段部９０
とそれに連設される第２の段部９２とを含み、前
記第２段部９２の周囲には周回する突部９４が形
成される。第２段部９２の上部は屈曲して頭部９
６となり、この頭部９６には孔部９８が画成され
る。なお、このボンネツト８２において、参照符
号１００は大気側へ連通するための孔部を示し、
通常、この孔部１００は盲栓（図示せず）によつ
て閉塞されている。

次に、前記ボンネツト８２には前記突部９４を
介してハンドル１０２が嵌合する。ハンドル１０
２は、図から容易に諒解されるように、第１段部
９０と略同じ径を有するように形成され、その中
空上の内部下端部には前記突部９４に係合するた
めの周回する突部１０４が形成される。また、ハ
ンドル１０２はその内部頂部に突起部１０８を形
成し、この突起部１０８には四角柱状の孔部１０
６が画成され、この孔部１０６に調圧ねじ１１０
が嵌合する。調圧ねじ１１０は、図から容易に諒
解されるように、その上部が前記四角柱状の孔部
１０６にしつかりと嵌合するために角柱状に形成
され、さらに、ボンネツト８２の頭部９６との間
でシールリング１１２を嵌合するために環状溝１
１４を形成している。この調圧ねじ１１０は前記
環状溝１１４の下方で、且つボンネツト８２の室
内においてフランジ１１６を有し、このフランジ
１１６の下方であつて前記調圧ねじ１１０に刻設
されたねじ１１８には六角ナツト１２０が螺合す
る。この六角ナツト１２０はコイルスプリング１
２２の一端部を保持する。

次に、コイルスプリング１２２はステンレスス
チールからなる第１の保持部材１２４にその他端
部を係着する。第１保持部材１２４は下方から上
方に湾曲する面部１２４ａを有し、また、その中
央部分で上方に突出する突部１２４ｂを含む。従
つて、コイルスプリング１２２は前記突部１２４
ｂの周囲を囲繞するように第１部保持部材１２４
に保持される。次いで、突部１２４ｂによつて形
成される第１保持部材１２４の円状の孔部にはポ
リテトラフルオロエチレンで形成されたダイヤフ
ラム１２８が嵌合する。ダイヤフラム１２８の周
回する端部には凹溝１３０が形成され、この凹溝
１３０に前記ボデイ５０の突部７６が嵌合する。
ダイヤフラム１２８は曲率中心を室７２側に有す
るように上方へ湾曲して形成されている。このダ
イヤフラム１２８の中心部には前記第１保持部材
１２４の円状孔部に嵌合する突部１３１が形成さ
れる。なお、このダイヤフラム１２８は外周湾曲
部から中心部にかけて徐々にその肉厚を増すよう
に形成し、一方、前記突部１３１の内側には周回
する環状突部１３２が形成される。

次に、前記突部１３１によつて画成される凹部
には第２の保持部材１３４が嵌合する。第２の保
持部材１３４は下方に湾曲する面部１３４ａを有
し、この面部１３４ａと同心的にその中央部分に
は突部１３６が形成され、この突部１３６には、
上方に指向するなだらかに湾曲した凹溝１３８が
形成される。なお、図中、参照符号１４０はボデ
イ５０とボンネツト８２との間に介装されるシー
ルリングを示し、また、参照符号１４２は環状突
部１３２に嵌合する環状溝を示す。

本考案に係る減圧弁は基本的には以上のように
構成されるものであり、次に、その作用並びに効
果について説明する。

先ず、供給ポート５２から排出ポート５４に導
出される溶剤を所定の圧力以下に減圧するために
ハンドル１０２が矢印方向に回転される。ハンド
ル１０２は、前記の通り、その回転によつて調圧
ねじ１１０を回転させ、この結果、この調圧ねじ
１１０に螺合する六角ナツト１２０は下降するに
至る。このため、六角ナツト１２０と第１保持部
材１２４の間に介装されるコイルスプリング１２
２は弾発力を増して若干ダイヤフラム１２８を撓
曲させながら第２保持部材１３４を押圧し、減圧
弁６３の頭部７０は下降することになる。この結
果、減圧弁本体６４に形成された突部６４ａは弁
座部６６から離間して前記弁座部６６との間で弁
室５６を開成する通路を画成する。

そこで、供給ポート５２から排出ポート５４に
至る溶剤の流量がこの突部６４ａと弁座部６６の
開度の差によつて調圧されることになり、この結
果、所定の減圧作用が施されて溶剤を排気ポート
側５４へと導出する。すなわち、ハンドル１０２
の回転動作を調整することにより、突部６４ａと
弁座部６６との間の離間距離を調整して排出ポー
ト５４側の二次側圧力を所望の圧力に設定する。
そして、二次側の圧力が設定した圧力より高くな
り過剰圧になつた場合、前記過剰圧は通路７３を
介して室７２に導入され、ダイヤフラム１２８を
押圧する。前記ダイヤフラム１２８は、コイルス
プリング１２２の弾発力とのバランスのもとに上
方に変位し、それに伴つて減圧弁本体６４も上方
に変位し、突部６４ａと弁座部６６との間の離間
距離が調整される。このようにして、好適に所望
の減圧作用が達成される。勿論、弁室５６内では
コイルスプリング６２が常時本体６４を押圧する
が、一方において、減圧弁６３は前記コイルスプ
リング１２２の作用下に頭部７０を押圧するため
にこのコイルスプリング６２をキヤツプ部材６５
を介して下方へと押圧している。結局、これによ
つて減圧効果が損なわれることはない。

次に、以上のような構成において、供給ポート
５２から排出ポート５４へと導かれる溶剤がこの
減圧弁から外部へ漏洩することは好適に阻止され
る。すなわち、嵌合部材５８とボデイ５０との間
にはシールリング６０ａ、６０ｂが二重に介装さ
れると共に、例えば、ポリテトラフルオロエチレ
ンからなるダイヤフラム１２８には周縁部に凹溝
１３０が画成され、一方、ボデイ５０にはリング
状の突部７６が形成され、この凹溝１３０に前記
突部７６が嵌合することによつてより一層シール
性を高めている。このために、溶剤の漏洩が好適
に阻止される。

さらに、第２の保持部材１３４に形成された凹
溝１３８には前記ダイヤフラム１２８の内方に突
出する突部１３２が嵌合し、これによつて一層充
分な液密性が確保されている。

さらにまた、ボンネツト８２とボデイ５０との
間にはシールリング１４０が介装されている。こ
の場合、前記のようにダイヤフラム１２８は第１
保持部材１２４と第２保持部材１３４によつて挟
持されるだけであるから、従来技術に示すよう
に、ダイヤフラム１２８自体にはボンネツト８２
側へ突出する突部を貫通するための孔部は形成さ
れていない。従つて、耐液密性はここでも十分に
達成される。

しかも、ダイヤフラム１２８はポリテトラフル
オロエチレンから構成され、且つ外周部から中心
部に指向して肉厚を増すように構成しているため
に調圧作用時の応力を蒙ることが回避され、一層
耐用性が増す。

なお、このダイヤフラム１２８の撓曲に際して
は第１保持部材１２４の面部１２４ａ、第２保持
部材１３４の面部１３４ａが互いに離反するよう
に湾曲形成されているために、これらの保持部材
１２４，１３４に阻害されることなく前記ダイヤ
フラム１２８は撓曲可能である。

次に、第５図に本考案に係る減圧弁の別の実施
例を示す。この場合、前記実施例と同一の参照符
号は同一の構成要素を示すものとする。

この別途案出された実施例においては、特に、
減圧弁本体に関連する考案がなされている。

すなわち、減圧弁６３自体をステンレススチー
ルで形成し、傾斜する肩部にリング状にポリテト
ラフルオロエチレンからなる着座部１５０を嵌着
し、この着座部１５０は前記弁座部６６に係合す
るよう構成されている。すなわち、この実施例で
は、特に、ステンレススチールからなる弁座部６
６が減圧作用下に前記着座部１５０に当接したと
してもポリテトラフルオロエチレンからなる前記
着座部１５０によつて緩衝されて弁座部６６の先
端に当接するために、これによつて塵埃が発生す
る等の不都合は効果的に阻止される。

さらにまた、第６図に本考案に係る減圧弁の別
の実施例を示す。この実施例においても前記実施
例と同一の参照符号は同一の構成要素を示すもの
とする。

そこで、この実施例においては、減圧弁６３は
SUS１３６等からなるステンレススチール製で
構成し、本体６４は傾斜肩部１５２を有する。一
方、ボデイ５０に形成された環状の弁座部６６は
前記肩部１５２に対応する部分にポリテトラフル
オロエチレンからなるリング体１５４が嵌着され
ている。

このような形状において減圧弁６３が前記弁座
部６６に当接したとしてもリング体１５４はこれ
を容易に受け止め、塵埃等の発生する虞れは存在
しない。すなわち、クリーンルーム内において溶
剤をいかに頻繁に減圧したとしても、その減圧作
用を施す減圧弁６３によつて当該溶剤中に塵埃等
が紛れこむ虞れは存在しない。

本考案によれば、以上のようにシール効果を一
段と向上させると共に、ボンネツト側とボデイ側
との間に施されたシール部材によつて完全に密閉
状態を確保することが出来るため、溶剤ばかりで
なくクリーンエアー、純水等の減圧作用を塵埃を
生じさせることなく導通することが可能となる効
果が得られた。

以上、本考案について好適な実施例を挙げて説
明したが、本考案はこの実施例に限定されるもの
ではなく、例えば、本考案に係る減圧弁は溶剤に
限らず、クリーンエアー、純水にも使用可能であ
る等、本考案の要旨を逸脱しない範囲において
種々の改良並びに設計の変更が可能であることは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に係る溶剤用減圧弁の概略縦
断説明図、第２図は本考案に係る減圧弁の説明
図、第３図は第２図に示す減圧弁の開弁状態を示
す説明図、第４図は本考案に係る減圧弁のダイヤ
フラムと第１保持部材と第２保持部材の相関関係
を示す斜視図、第５図は本考案の別の実施例を示
す縦断説明図、第６図は本考案の更に別の実施例
を示す縦断説明図である。 ５０……ボデイ、５２……供給ポート、５４…
…排出ポート、５６……弁室、５８……嵌合部
材、６２……コイルスプリング、６３……減圧
弁、６４……本体、６５……キヤツプ部材、７２
……室、７４……リング、７８……面部、８２…
…ボンネツト、８４……フランジ、１０２……ハ
ンドル、１１０……調圧ねじ、１１２……シール
リング、１１６……フランジ、１１８……ねじ、
１２０……六角ナツト、１２２……コイルスプリ
ング、１２４……保持部材、１２８……ダイヤフ
ラム、１３４……保持部材、１４０……シールリ
ング、１５０……着座部、１５４……リング体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 供給ポートと排出ポートとを画成したボデイ
   と、 前記ボデイに係着されて前記ボデイと共にダ
   イヤフラム室を画成するボンネツトと、 前記ダイヤフラム室の内部に延在する調圧ね
   じを螺回するハンドルとを含み、 前記ダイヤフラム室内に外周部から中心部に
   指向してその肉厚を増加するように形成された
   ダイヤフラムと、 前記供給ポートと排出ポートとの間に画成さ
   れる弁室に延在する円筒状の突部と、 前記ダイヤフラムの変位作用下に上下方向に
   指向して変位する減圧弁本体に形成され、前記
   円筒状の突部に係合する環状突部と、 を備えることを特徴とする減圧弁。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の減圧弁
   において、減圧弁は供給ポートと排出ポートと
   の間に画成される弁室に延在する円筒状の突部
   と、減圧弁本体に形成され且つ前記突部に係合
   する傾斜肩部とを有し、前記肩部は少なくとも
   ポリテトラフルオロエチレンからなる減圧弁。 (3) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の減圧弁
   において、減圧弁は供給ポートと排出ポートと
   の間に画成される弁室に延在する円筒状の突部
   と、減圧弁本体に形成され且つ前記突部に係合
   する傾斜肩部とを有し、 前記円筒状の突部の下方側に指向して前記傾斜
   肩部に当接する部位にポリテトラフルオロエチレ
   ンからなるリング体を配設することを特徴とする
   減圧弁。