JPH06193747A - メタルダイアフラム弁 - Google Patents

メタルダイアフラム弁

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JPH06193747A
JPH06193747A JP34578892A JP34578892A JPH06193747A JP H06193747 A JPH06193747 A JP H06193747A JP 34578892 A JP34578892 A JP 34578892A JP 34578892 A JP34578892 A JP 34578892A JP H06193747 A JPH06193747 A JP H06193747A
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JP
Japan
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valve
valve seat
metal diaphragm
metal
seat body
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JP34578892A
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English (en)
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Akira Saito
彰 斎藤
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 メンテナンスのしやすい、また経済的なメタ
ルダイアフラム弁を得ること。 【構成】 金属製の弁箱と、該弁箱内に設けた弁座と、
周縁部を密封挾持すると共に略中央部が前記弁座に対し
直接接離自在に対向するメタルダイアフラムと、該メタ
ルダイアフラムの略中央部を前記弁座方向に押圧する負
荷手段とを有するメタルダイアフラム弁であって、前記
弁座は弁箱とは別体で着脱自在に形成した樹脂製あるい
は金属製の弁座体としたメタルダイアフラム弁。及び上
記のバルブ要素を複数個連結して形成した複合型のメタ
ルダイアラム弁。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置などに
用いられるメタルダイアフラム弁、あるいはこのメタル
ダイアフラム弁のバルブ要素を複数個連結したあるいは
1つの弁本体にまとめた複合型ブロック弁に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体製造装置などの配管系に用
いられる開閉弁としては、例えば特開昭63−285373号に
開示されたメタルダイアフラム弁がある。このメタルダ
イアフラム弁は中央部が上方に膨出した金属製のメタル
ダイアフラムと樹脂製の弁座を有する構造で、このメタ
ルダイアフラムを弁座に直接着座あるいは離座させて弁
を開閉するようにしたものである。近年、半導体製造プ
ロセスで使用されるプロセスガスは多種多様にわたって
きており、これらのガスを組合せ混合して導入又は排出
する配管系も多々ある。このような時使用されるのが入
口及び出口流路を複数組設けた複合弁であるが、これに
は例えば実開昭61−6076号に開示されたように、ブロッ
ク状の弁本体内に導入用エア弁と排出用エア弁を複数組
配設した複合型のブロック弁がある。この複合型ブロッ
ク弁は、継手の接続箇所を減らすことができるのでガス
漏れの可能性箇所を減じ、配管作業が容易になるという
長所を有している。さらにガス溜りも小さくできる長所
を有している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記した複合型ブロッ
ク弁でもシール部分の構成は、メタルダイアフラム弁と
同様にメタルダイアフラムと樹脂製弁座による金属と樹
脂の接離構造、あるいはメタルダイアフラムと弁箱と一
体的に形成された金属製弁座による金属と金属の接離構
造がとられている。ところで、このメタルダイアフラム
弁が上記の接触部分からシート漏れを起した場合、考え
られる原因としてはメタルダイアフラムと弁座が接触す
るシート部分に異物の噛み込み等があり接触面に傷が付
くということである。ところが多くの場合ダイアフラム
側に傷が付いたのか、弁座側に傷が付いたのか確認する
ことは困難である。しかも、この時ダイアフラム側の交
換はまだしも、樹脂シート側の交換は樹脂体がかしめ等
によって取付けられているので容易なことではない。弁
箱と一体型の弁座にあっては不可能である。従って現実
的には、このようなメンテナンスは行われることは少な
くそのまま新品の弁と交換してしまうのが実状であっ
た。このことは複合型ブロック弁の場合、特に影響が大
きい。即ちバルブ要素の内1個でも上記のようなシート
漏れ等の不具合が生じればブロック弁全体が機能しなく
なり、高価な新品と交換せざるをえないという問題があ
る。ブロック弁は複数個分のバルブ機能を有している分
高価となるので、経済的な面で負担が大きい。本発明
は、メタルダイアフラム弁のダイアフラム及び弁座部材
を交換可能にすると共に、経済的な複合型ブロック弁を
提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属製の弁箱
と、該弁箱内に設けた弁座と、周縁部を密封挾持すると
共に略中央部が前記弁座に対し直接接離自在に対向する
メタルダイアフラムと、該メタルダイアフラムの略中央
部を前記弁座方向に押圧する負荷手段とを有するメタル
ダイアフラム弁であって、前記弁座は弁箱とは別体で着
脱自在に形成した樹脂製あるいは金属製の弁座体とした
メタルダイアフラム弁である。また上記したメタルダイ
アフラム弁のバルブ要素を複数個連結してなる複合型の
メタルダイアフラム弁において、弁座は弁箱とは別体で
着脱自在に形成した樹脂製あるいは金属製の弁座体とす
ることが効果的である。さらに金属製の弁座体の上面あ
るいは上面及び下面に軟質のシートリング部材を装着す
るようにしてもよい。
【0005】
【作用】本発明は上記のとおり、弁座体を弁箱とは別体
にして着脱自在の構成としたのでまずメンテナンス等で
弁座を交換することが容易となりシート漏れをなくすこ
とができる。また例えば開口径の異なる弁座体をいくつ
か用意すれば、これらの弁座体を用途によって交換する
ことで異なる流量特性の弁を得ることができる。このバ
ルブ要素を目的に応じて連結し一体化したブロック状の
複合型メタルダイアフラム弁の場合、比較的安価なダイ
アフラムや弁座体を交換するだけで補修できるので経済
的な効果は大となる。また弁座体の上面及び下面に軟質
のシートリング部材を装着すると、上下面の方向性を考
える必要がないし、組立時に生じる弁座シート面の平担
度のずれや寸法誤差等を下面の軟質シートリング材が吸
収して補正してくれるので、交換後のシール性能も安定
したものが得られる。
【0006】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。図1は手動開閉型のメタルダイアフラム弁
の全開状態を示す縦断面図である。1はメタルシートダ
イアフラム弁の弁箱で耐食性のあるステンレス材例えば
SUS 316Lよりなる。左側に流入流路2、右側に流出流路
3がそれぞれ略L字状に形成され、これらの流路は上部
の開口部12で互いに連通されるようになっている。開口
部12の中には弁座体4が着脱可能に嵌着されている。弁
座体4の中央部には流入流路2につながる開口孔があ
り、その外側には、流出流路3につながる開口孔43がほ
ぼ均等に複数個あけられている。また、上面には高分子
材料からなる比較的軟質のシートリング41が、かしめ手
段等により装着されており、この部分とメタルダイアフ
ラム5が接触してシールする。弁箱1の上部開口部12の
周縁と上記弁座体4の周縁との間で段差面を形成し、こ
こに後述するメタルダイアフラム5の周縁部を載置し、
ダイアフラム押え6を介してふた7を弁箱1に対し螺合
することにより、メタルダイアフラム5の周縁部を弁箱
1に密封挾持する。これによって接ガス部と、負荷手段
部分とを区画し、密封された流体室11が形成される。
【0007】メタルダイアフラム5は、弾性変形可能な
適宜の金属材料からなり、その中央部が上方に膨出した
形状で2乃至3枚を重ねて用いる。そして、中央部が上
記弁座体のシール面41と直接接離(着座あるいは離座)
自在に対向して開閉作用をなし得るように上記の通り配
置される。一方負荷手段10は、ふた7の中央の貫通孔に
嵌合し、一部でねじ螺合する弁棒8と、この弁棒8の外
端部に設けられたハンドル9を備えている。ここで弁棒
でなく空圧等の流体圧や磁力などによって昇降させる構
造としてもよい。また弁棒8の先端面は適宜な曲面形状
となっているが、この局面状の端面とメタルダイアフラ
ム5との間に軟質材からなる押圧部材を介在させてもよ
い。
【0008】そして、ハンドル9を回転することによっ
て弁棒8が昇降し、メタルダイアフラム5の中央部が弁
座体4に接離して弁が開閉されるようになっている。す
なわち、弁棒8を下降させると曲面状の最下端面はメタ
ルダイアフラム5を押圧し、メタルダイアフラム5は弾
性変形し中央部は下方に移動するが、ここでメタルダイ
アフラムの弾性変形の範囲内で中央部が弁座体4に圧接
して弁が閉状態となるようにメタルダイアフラムと弁座
との間隔すなわちリフトを定める。そして、この後弁棒
8を上昇させたときにはメタルダイアフラム5が弁棒8
に追従して上昇し、元の形状に自己の力で弾性復起する
ようにする。即ちメタルダイアフラムを弾性変形範囲内
で変形させて弁を開閉するようにしている。
【0009】なお、流入流路2、流出流路3及び開口部
12等の接ガス部は電解研磨加工などによってRmax0.4μ
m以下の鏡面仕上げが施されている。またメタルダイア
フラム5は熱処理によってHv300〜500程度の硬さになっ
ており、表面粗さも0.2μm以下に施されている。弁座
体4は弁箱1と同一の材料でSUS 316L材を使用してい
る。鏡面仕上げは少なくとも下面に上記と同等の鏡面仕
上げを施して弁箱との間をシールするようにしている。
なお、この部分のシールは閉弁時には負荷手段による上
からの力によって閉の時は完全にシールするようにし、
開弁時はある程度漏れを流出流路側に許容し得るので、
開口部12に対応する部分はそのように表面粗さを柔軟に
対応してよいものと考えられる。
【0010】以上のように、弁座体4は弁箱1とは別体
にして着脱自在に構成されている。従って、シート漏れ
等が生じメンテナンスが必要な際には、ふた7を弁箱1
からはずして、ダイアフラム押え6を取り、そしてメタ
ルダイアフラム5又は弁座体4を、あるいは両者を新品
に交換して補修を行うことができる。またこのように弁
座体の交換が簡単であるので、弁座体の開口孔径や形状
を変化させるなどして特性の異なる弁座体をいくつか用
意すれば、その弁座体を場合に応じて交換することによ
って、異なった特性のメタルダイアフラム弁をすぐに得
ることができる。なお弁座体4は、弁箱と同材質で全金
属製としてもよく、この場合は図3に示すように略中央
部の上下面に突出部分を形成し、鏡面仕上げや硬度等を
適宜選択して形成することが望ましい。
【0011】次に本発明の他の実施例を図2に示す。図
2はメタルダイアフラム弁の全開状態を示す縦断面図で
あるが、これらのバルブ要素は上記した図1のものと同
じであるので説明は省略する。この例では弁座体4Bの
上下面にそれぞれ上記と同様のシートリング41B及び42
Bを装着したものである。これによって弁座体4Bを弁
箱1内に嵌着した際に生じるシートリング41Bの平担度
のずれ、及び弁座体自身にある加工誤差や組立時の組立
て誤差などの寸法誤差を、シートリング42Bの弾性的な
変形によって吸収することができる。
【0012】さらに他の実施例を図4及び図5に示す。
図4は上記の第1あるいは第2実施例で説明したメタル
ダイアフラム弁の1つのバルブ要素を複数個連結して形
成した複合型のメタルダイアフラム弁を示し、その上面
図である。図5は図4の側面図である。この例の複合型
メタルダイアフラム弁は、負荷手段として空圧式のシリ
ンダを利用した10連9方弁である。各々のメタルダイア
フラムは上記と同様であり、弁座体も着脱可能になって
いる。この10連9方弁の働きを簡単に説明すると、これ
は各弁箱A,B,C,D,Eに一対のノーマルクローズ
弁形式のメタルダイアフラム弁のバルブ要素を一体的に
組込んだもので、合計10個のバルブ要素でもって複合型
メタルダイアフラム弁を構成している。I1,I2はキ
ャリアガスの入口、G1〜G5はそれぞれ反応ガスの入
口である。またO1はベント側の出口でO2は反応チャ
ンバー側の出口である。例えばI1よりキャリアガス1
を流入し、又I2よりキャリアガス2を流入して、G1
〜G5より反応ガス1〜5を適宜混合し、O2より所望
の反応ガスを得ることができる。このときの混合は各メ
タルダイアフラム弁A2〜E2を開動作させて行う。一
方ベント側へ反応ガス1〜5を送る場合は同様に適宜メ
タルダイアフラム弁A1〜E1を開動作させて行うもの
である。このように複数のバルブ要素を備えてはじめて
一つの機能を達成するものにおいては、1つのバルブに
ついてシート漏れが発生すれば全体の機能が損なわれる
ので、メンテナンスが簡単にできることは極めて有利で
ある。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、弁座部分は弁箱とは別
体の弁座体として形成し、この弁座体は弁箱内に着脱自
在になって構成されているのでシート漏れが生じたとき
に疑わしきダイアフラムあるいは弁座体を新品に交換す
ることが容易である。このことは複合型のブロック型メ
タルダイアフラム弁の場合一層効果的である。以上より
メンテナンスが容易で経済的なメタルダイアフラム弁あ
るいは複合型メタルダイアフラム弁を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を示すメタルダイアフラム
弁の縦断面図。
【図2】 他の実施例を示すメタルダイアフラム弁の縦
断面図。
【図3】 他の弁座体の例を示す断面図。
【図4】 本発明のさらに他の実施例を示す複合型メタ
ルダイアフラム弁の上面図。
【図5】 図4の側面図。
【符号の説明】
1…弁箱 2…流入流路 3…流出流路 4…弁座体 5…メタルダイアフラム 6…ダイアフラム押え 7…ふた 8…弁棒 9…ハンドル 4B…弁座体 41,41B,42B…シートリング

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属製の弁箱と、該弁箱内に設けた弁座
    と、周縁部を密封挾持すると共に略中央部が前記弁座に
    対し直接接離自在に対向するメタルダイアフラムと、該
    メタルダイアフラムの略中央部を前記弁座方向に押圧す
    る負荷手段とを有するメタルダイアフラム弁であって、
    前記弁座は弁箱とは別体で着脱自在に形成した樹脂製あ
    るいは金属製の弁座体としたことを特徴とするメタルダ
    イアフラム弁。
  2. 【請求項2】 金属製の弁箱と、該弁箱内に設けた弁座
    と、周縁部を密封挾持すると共に略中央部が前記弁座に
    対し直接接離自在に対向するメタルダイアフラムと、該
    メタルダイアフラムの略中央部を前記弁座方向に押圧す
    る負荷手段とからなるバルブ要素単位を複数個連結した
    複合型のメタルダイアフラム弁となし、前記バルブ要素
    の各弁座は弁箱とは別体で着脱自在に形成した樹脂製あ
    るいは金属製の弁座体としたことを特徴とするメタルダ
    イアフラム弁。
  3. 【請求項3】 前記金属製の弁座体の上面に軟質のシー
    トリング部材を装着したことを特徴とする請求項1又は
    2記載のメタルダイアフラム弁。
  4. 【請求項4】 前記金属製の弁座体の上面及び下面に軟
    質のシートリング部材を装着したことを特徴とする請求
    項1又は2記載のメタルダイアフラム弁。
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