JPH0550261U

JPH0550261U - 逆止弁

Info

Publication number: JPH0550261U
Application number: JP10108391U
Authority: JP
Inventors: 洋一郎風間; 拓矢野上
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 1991-12-09
Filing date: 1991-12-09
Publication date: 1993-07-02
Anticipated expiration: 2006-12-09
Also published as: JP2553271Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】半導体製造装置などの配管系に使用される逆
止弁として、金属粉などの塵埃の発生のない逆止弁を提
供すること。【構成】流入口に連通する凹所を上面に設け、流出口
に連通する弁座を前記凹所に形成した本体と、該本体の
上部に固定するふたと、前記弁座に直接、着座あるいは
離座する薄板金属製のダイアフラムと、前記本体とふた
との間で前記ダイアフラムの周縁部を密封挟持するダイ
アフラム押えとからなり、前記ダイアフラムを隔壁とし
て、前記ふた側に上キャビティ室を、前記本体凹所の弁
座回りに下キャビティ室を形成すると共に、前記流出口
と前記上キャビティ室とを連通する貫通孔を設けたこと
を特徴とする逆止弁。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、主に半導体製造設備のガス配管に用いられる逆止弁に関するもので、発塵を嫌うクリーンな配管に適した逆止弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

半導体を製造するプロセスの重要なものとして成膜、エッチングの工程がある。これらプロセスは半導体用の特殊ガスを用いたプロセスで、近年の半導体の高集積化によってそのガスに含まれる細かい塵、即ちパーティクルの低減がさらに強く要求されている。したがってこのガスを供給する配管系の配管機器についても発塵しないことが望まれているが、逆止弁については弁内部にある弁体を流入口に付勢するコイルばねによって閉止する例えば図３に示す構造のものが一般的に用いられている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

前述の構造の逆止弁は摺動部からの発塵が問題であった。即ち、弁内部にあるコイルばね21が作動時に弁本体の支持部20との間で擦り合わされることで生じる摩耗粉、さらに弁体22の作動時に弁体22と弁本体23との間で発生する摩耗粉などにより、該逆止弁で制御される流体に多量の摩耗粉が混入し、半導体プロセスに甚大な損害を与えることになる。本考案の目的は、前述の摩耗粉などの塵埃の発生を確実に防止した逆止弁を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段及び作用】

本考案の逆止弁は、前述に示した従来の逆止弁の問題点であった発塵を防止するため弁体およびコイルばねをなくした弁である。つまり、本考案は、流入口に連通する凹所を上面に設け、流出口に連通する弁座を前記凹部のほぼ中央部に形成し、さらに流出口と連通するパイロットを前記凹部の外側位置に設けた本体と、該本体の上部に固定するふたと、前記弁座に直接、着座あるいは離座する金属製のダイアフラムと、該本体の上部と前記ふたの間で前記金属製ダイアフラムを挾持するダイアフラム押え部材とからなり、このダイアフラム押えに連絡孔を形成し、ふたを本体に固定したとき前記本体と前記ダイアフラム押え部材との間でダイアフラムの周縁部を密封挾持すると共に、前記ふた側に上キャビティ室を、前記本体都凹所の弁座回りに大キャビティ室を構成し、前記流出口と連通するパイロット孔とダイアフラム押えの連絡孔とを連通して、流出口の流体圧力を上キャビティ室に導入できるようにした逆止弁である。従って、流入口の圧力が流出口の圧力より高いときは、前記弁座に圧接したダイアフラムが上方に弾性変形して弁は開弁し、流入口の圧力が流出口の圧力より低いとき、流出口の圧力を前記貫通孔からダイアフラム上面の上キャビティ室に導入した流出口側の流体の圧力を利用してダイアフラムを前記弁座に圧接することで弁を閉とするよう構成した逆止弁である。したがって部材が擦り合わすことによる摩耗粉などの塵埃の発生を確実に防止できる。

【０００５】

【実施例】

図１は本考案の実施例を示す断面図である。図１は逆止弁が閉弁している状態を示す。１は逆止弁の本体で、次のように構成されている。左側に流入口３、右側に流出口４を形成し流入口３には下キャビティ室13へ連通する上向き流路10を形成し、流出口４には同じく下キャビティ室13からシート部５を介して連通する下向き流路11を形成している。さらに流出口４には、これから分岐したパイロット孔９を前記下向き流路11と並列に形成し、このパイロット孔９はダイアフラム押え７に形成した連絡孔15を通じて上キャビティ室12に連通している。また、下向き流路11の上端部には合成樹脂などの弁座シート５を本体１にかしめ等により装着する。ここで弁座は本体と一体的に形成したものであっても良い。本体１とダイアフラム押え７との間に薄板のダイアラム６を設けてその外周部を本体断差部14とダイアフラム押さえ７の外周部下面とで挟持する。この挟持をするには本体上部の外周におねじを切り、このおねじに螺合するふた２を螺着、締め付けることによって行う。ダイアフラム６を弁体１とダイアフラム押さえ７の間に挟持することによって上キャビティ室12と下キャビティ室13はダイアフラム６によって分断される。前述のようにふた２を本体上部のおねじに締め付けることによって本体の上面部とダイアフラム押さえ７との間に装着したメタルＯリング８が挟持され、弁内部からの漏れをシールする。またダイアフラム押さえ７の上面とふたの内側上面は平滑な金属面同士を強く接触させることで弁内部からの漏れをシールする。ダイアフラム６は金属製の薄板（例えばステンレス鋼）からなり、図２に示す荷重・変位特性を有し、無負荷状態では部分球殻形状を呈し、即ち上部に向かって球面が膨出した形になっている。図１に示す弁は全閉状態であるので、下向きに荷重を持ち、下方に変位し、シート５のシール面に面圧を発生させている。なお、金属ダイアフラムは複数枚重ねたものであってもよい。

【０００６】本考案の逆止弁の作動は次のとおりである。流出口４の圧力がパイロット孔９と連絡孔15を通して上キャビティ室12に導かれ、ダイアフラム６の上面の全面に流出口と同等の圧力を受ける。また、上向き流路10から導かれた流入口の圧力はダイアフラム６の下面の内下キャビティ室13に開いた部分にかかる。一方、流出口４の圧力は下向き流路11を通じ、ダイアフラム６の下面の下向き流路の断面積に相当する部分にかかる。ここで、流入口３の圧力をＰ₁、流出口の圧力Ｐ₂、ダイアフラム６の上面で上キャビティ室に開いた面積をＳ、ダイアフラム６の下面で下キャビティ室に開いた面積をＳ₁、下向き流路10に開いた面積をＳ₂、ダイアフラム６の下向きの荷重をｆ（ｔ）とする。ダイアフラム６の下向きにかかる力ＦはＦ＝Ｐ₂・Ｓ−（Ｐ₁・Ｓ₁＋Ｐ₂・Ｓ₂）＋ｆ（ｔ）ここでＳ＝Ｓ₁＋Ｓ₂ Ｆ＝Ｓ₁（Ｐ₂−Ｐ₁）＋ｆ（ｔ）となる。したがって、流出口４の圧力Ｐ₂が流入口３の圧力Ｐ₁より高い場合は、ダイアフラムは下向きに変位し、弁を全閉状態にして、流出口側の流体を流入口側に逆流させない逆止弁として働く。一方上述の式より、流入口の圧力Ｐ１が流出口の圧力Ｐ２よりある程度まで大きくなると、具体的にはＳ１（Ｐ２−Ｐ１）＞ｆ（ｔ）となる条件以上になると、ダイアフラム６は上向きに変位し始め、ダイアフラム６の荷重ｆ（ｔ）と流入口と流出口の圧力差により生じるＳ１（Ｐ２ −Ｐ１）が釣り合った所でダイアフラム６の変形は停止する。ここでダイアフラム形状を実施例に示すような部分球殻形状とすると、ダイアフラムの荷重と変位の関係は図２となる。このダイアフラムの特徴は次のとおりである。変位が図２のＡ点まで達すると、ダイフアラムの変位は飛び移り座屈によりＢ点へ移る。作用する力を減らすと、ダイアフラムの変位はＣ点まで来て始めてＤ点へと飛び移ることになる。こうした特徴を持ったダイアフラムを本考案の逆止弁に適用すると、飛び移り座屈を利用することで、流入口の圧力と流出口の圧力の差に、ある程度の変動をきたしても、応答性よく確実に下方あるいは上方への変位をとることができる。従って、自らの流体圧を利用しダイアフラムのみの働きによって逆止弁を機能させることができ、従来の逆止弁の欠点であった弁体の摺動による発塵、騒音、耐久性などの問題の発生を防止することができる。

【０００７】

【考案の効果】

本考案の効果は次のとおりである。 (1) 弁内部の通過流体接触部に摩耗摺動がないので、金属粉が全く発生せず、発生金属粉のシート面かみ込みによるシート漏れや配管系の金属粉汚染がない。 (2) 逆圧がかかったとき弁座にあ圧接するダイアフラム面に、弁流入口と流出口の圧力差に比例した力がかかるため弁に圧力差が大きくなればなるほど、動作がより確実となる。 (3) ダイアフラムの荷重・変位特性にヒステリシスを持たせることで、弁作動時のダイアフラムの振動、騒音などを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す弁閉時の断面図であ
る。

【図２】ダイアフラムにかかる荷重と変位の関係を示
す図。

【図３】従来の逆止弁の断面図である。

【符号の説明】

１…本体２…ふた３…流入口４…流出口５…シート６…ダイアフラム７…ダイアフラム押え９…パイロット口 12…上キャビティ室 13…下キャビティ室

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】流入口に連通する凹所を上面に設け、流
出口に連通する弁座を前記凹所に形成した本体と、該本
体の上部に固定するふたと、前記弁座に直接、着座ある
いは離座する金属製のダイアフラムと、前記本体とふた
の間で前記ダイアフラムの周縁部を密封挾持するダイア
フラム押えとからなり、前記ダイアフラムを隔壁とし
て、前記ふた側に上キャビティ室を、前記本体凹所の弁
座回りに下キャビティ室を構成すると共に、前記流出口
と前記上キャビティ室とを連通する貫通孔を前記本体と
ダイアフラム押えに設けたことを特徴とする逆止弁。
【請求項２】前記金属製のダイアフラムは、中央部が
球状に膨出した部分球殻形状で、荷重一変位特性は極大
値と極小値とを有することを特徴とする請求項１記載の
逆止弁。