JPH08254283A

JPH08254283A - バルブ

Info

Publication number: JPH08254283A
Application number: JP5945995A
Authority: JP
Inventors: Koichi Murakami; 功一村上; Yoichi Sugano; 洋一菅野; Osamu Uchisawa; 内澤　　修; Takashi Onodera; 孝小野寺
Original assignee: Motoyama Eng Works Ltd
Current assignee: Motoyama Eng Works Ltd
Priority date: 1995-03-17
Filing date: 1995-03-17
Publication date: 1996-10-01

Abstract

(57)【要約】【目的】異物によるシートリークなどを防止できるバ
ルブを提供する。【構成】バルブ本体１の流入路１ａの端部の内周に形
成した段部にフィルタ部材１２を係止し、プラグ１３を
流入路１ａの内周に圧入して、フィルタ部材１２を固定
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願は、バルブに関し、特に半導
体製造などにおいて高純度の流路系に使用される、流体
制御を目的としたバルブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体や液晶等の製造分野においては、
高純度ガスを用いたガス配管系が使用されている。この
種の配管系では、圧縮空気などにより動作して配管系の
所定の部位におけるガスの開閉をするガス圧作動弁（例
えばダイヤフラム弁）、配管系における流体の逆流を防
止するための逆止弁のような各種のバルブが使用されて
いる。

【０００３】ところで、例えば半導体製造工場において
は、上記のガス配管系に接続されたガスボンベが空にな
った場合、あるいはガス配管系を構成するバルブに不良
が発生した場合などには、ガスボンベを交換したり、あ
るいは不良となったバルブを交換することが必要とな
る。そして、このような交換の際には、ガスボンベの口
金やバルブの接続継ぎ手のねじ部をガス配管系の対応す
るねじ部にナット等により捩じ込み、締め付ける作業が
行われる。この際、例えば、ねじ部の表面にこの面にお
ける流体の潤滑を良くするために設けられた銀メッキが
剥がれ、あるいはねじ部材の材料であるステンレス鋼の
切粉が発生し、これら銀メッキ粉やステンレス切粉など
の異物がバルブの弁座などに噛み込まれる結果、例えば
ダイヤフラム弁における弁締切り機能を著しく劣化させ
てしまう。

【０００４】このため、従来は、バルブの流れ方向上流
側に種々のフィルタ部材を装着することで、バルブの弁
締切り性能を維持したり、あるいはバルブの弁座を異物
から保護する構成が採られている。具体的には、バルブ
の手前に別体のラインフィルタを取り付けたり、あるい
はバルブの接続継ぎ手及びこれに接続される他の接続継
ぎ手との間にガスケット一体型のフィルタ部材を締め付
けて設ける構成が用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
ラインフィルタを設ける構成の場合、ラインフィルタ自
体が高価であるため、コストが上昇してしまう。また、
上記のような高純度ガスを用いたガス配管系では流体の
接触面からの有害な材料ガスの発生が問題となるが、ラ
インフィルタにおける流体の接触面積が大きいことか
ら、この種の有害ガスの放出量が多くなってしまう。更
に、ラインフィルタ自体が嵩ばるために設置のためのス
ペースが必要となるなどの問題がある。

【０００６】また、ガスケット一体型のフィルタ部材を
用いた場合には、２つの接続継ぎ手部分の間に装着する
構成であることから、装着し忘れが起き易い。また、締
め付けによるフィルタ部材の変形が起き易く、この変形
によって外部リークが発生する虞れがある。

【０００７】本発明は、上記のような問題のない、すな
わち異物によるシートリークなどを防止して弁締切性能
などの所望の性能を維持が可能であるバルブを提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のバルブは、流体
の流入路と流出路とを有する本体と、上記流入路の周囲
に配された弁座と、上記弁座の上に配置されて上記流入
路と上記流出路の間の開閉を行うダイヤフラムとを備え
たバルブにおいて、上記流入路の内側にフィルタ部材を
固設したことを特徴とする。

【０００９】また、本発明のバルブは、流体の流入路と
流出路とを有する本体と、上記流入路に連通した第１の
通路と上記流出路に連通した第２の通路を有する弁座構
成部材と、上記弁座構成部材の上に配置されて上記第１
の通路と上記第２の通路との開閉を行うダイヤフラムと
を備えたバルブにおいて、上記第１の通路または第２の
通路にフィルタ部材を設けたことを特徴とする。ここ
で、フィルタ部材は、好ましくは、第１または第２の通
路を形成する孔内に収納される。また、弁座構成部材
は、例えば実施例においては、弁座およびこれを固定す
る弁座ホルダから構成される。

【００１０】また、本発明のバルブは、流体の流入路と
流出路とを有する本体と、上記流入路と上記流出路との
間に配置されて上記流出路から上記流入路への流体の移
動を阻止する逆止部材とを備えたバルブにおいて、上記
流入路の内側にフィルタ部材を設けたことを特徴とす
る。

【００１１】本発明において、フィルタ部材は、例え
ば、弁締切り性能に影響を与える１００μｍオーダーの
異物を補足可能なディプス型フィルタを用いることがで
きる。これにより、フィルタ部材によって大部分の異物
を補足できる。また、このようなディプス型フィルタ
は、高圧（例えば１９．６ＭＰａ（２００ｋｇ／ｃｍ²
Ｇ）以上）にも耐えることができる。

【００１２】フィルタ部材の材料には、例えば、腐食性
流体に対する耐蝕性がある、ＳＵＳ３１６Ｌなどの低炭
素鋼ステンレス合金が用いられる。その他、ニッケル合
金などの金属あるいはセラミックス材料などの無機材料
も用いることができる。

【００１３】

【作用】本発明にバルブでは、バルブ内部の流入路等に
設けられたフィルタ部材により、種々の異物が捕獲され
てバルブの弁座等に異物が噛み込むことがなくなり、こ
の種の異物による弁締切り性能などのバルブの性能の劣
化が防止できる。

【００１４】

【実施例】

（実施例１）本発明をダイヤフラム弁に適用した実施例
を説明する。このダイヤフラム弁は、図１のように、流
体の流入路１ａと流出路１ｂを有するバルブ本体１、バ
ルブ本体１の内側に嵌合された中空円筒のボンネット
２、ボンネット２の中央部に設けられたシャフト３、シ
ャフト３の上部に固定されたハンドル４、ボンネット２
の底部に位置するアクチュエータボタンホルダ５、アク
チュエータボタンホルダ５の中央の通孔内に収納された
ボールプレート６とアクチュエータボタン７、シャフト
３とアクチュエータボタンホルダ５との間に介装された
ボール８、流入路１ａと流出路１ｂの上部において弁座
ホルダ９により取り付けられた円筒状の弁座１０、弁座
１０の上部とアクチュエータボタンホルダ５との間に配
置されたダイヤフラム１１などから構成される。なお、
バルブ本体１や弁座ホルダ９はステンレススチール、弁
座１０はポリベンズイミダゾール樹脂、ダイヤフラム１
１はニッケル合金等で、それぞれ構成される。

【００１５】ダイヤフラム１１は、流入路１ａと流出路
１ｂの間を開閉する弁体として機能し、アクチュエータ
ボタンホルダ５の外周部下面と弁座ホルダ９の外周部上
面との間で挟持される（図３、４を参照）。そして、ハ
ンドル４の操作によってダイヤフラム１１の中央部が弁
座１０に接触あるいは離間することで、流入路１ａと流
出路１ｂとの間の通路が開閉される。

【００１６】また、バルブ本体１の流入路１ａの端部の
内側には、フィルタ部材１２が固設されている。フィル
タ部材１２は、円盤状のディプス型フィルタから構成さ
れる。このディプス型フィルタは多数のステンレス線材
（ＳＵＳ３１６Ｌ）を密着状態で固めて作られた、例え
ば平均空孔径が２０μｍで、粒子径が１０ミクロン以上
の粒子を９５％以上除去することができる性能のもので
ある。

【００１７】図示した実施例においては、このフィルタ
部材１２を流入路１ａの内周に形成した段部に係止した
後、ステンレス製のプラグ１３を流入路１ａの内周に圧
入することで、フィルタ部材１２を固定する構造として
いる。ここで、フィルタ部材１２とプラグ１３とを予め
一体に固着し、この一体品を同様に圧入する構造でも良
い。また、圧入による固定の他、外周にねじ溝を形成し
たプラグ１３を流入路１ａの内周に形成したねじ溝に螺
合させることで、フィルタ部材１２を固定しても良い。

【００１８】この実施例のダイヤフラム弁では、上記の
ようにバルブ本体１の流入路１ａに設けたフィルタ部材
１２により、流入路１ａから流入した異物が捕獲され
る。このため、この種の異物によるダイヤフラム１１の
損傷などが防止できる。

【００１９】（実施例２）図２に、他の実施例のダイヤ
フラム弁を示した。このダイヤフラム弁の内部構造は、
図１のダイヤフラムと同じであるので、図示および説明
は省略する。

【００２０】この図２のダイヤフラムでは、バルブ本体
１の流入路１ａと流出路１ｂには、半導体や液晶などの
製造装置におけるガス配管系のパイプ１４、１５がそれ
ぞれ溶接により接続されている。そして、パイプ１４側
の溶接部には、上記と同様なフィルタ部材１２が固設さ
れている。つまり、フィルタ部材１２を流入路１ａの内
周に形成した段部に係止し、また端部を細外径に加工し
たパイプ１４を流入路１ａの内周に嵌合した後、パイプ
１４と流入路１ｂの外周との接続部分（図２においてＡ
の部分）を溶接している。

【００２１】（実施例３）図３に、他の実施例のダイヤ
フラム弁の要部を示した。このダイヤフラム弁の内部構
造は、基本的には、図１のダイヤフラム弁と同じであ
る。但し、図３のダイヤフラム弁の場合には、弁座１０
の流入路１ａ側にフィルタ部材１２を固設している点が
相違する。

【００２２】すなわち、弁座１０は、中央に流入路１ａ
からの流体が導入される孔１０ｂが形成されており、ま
た、この孔１０ｂの流入路１ａ側にはフィルタ部材１２
の外形に対応した切り欠き１０ａが形成されている。こ
の切り欠き１０ａとバルブ本体１の流入路１ａ側の壁部
との間にフィルタ部材１２が嵌着される。

【００２３】このような構成の図３のダイヤフラム弁で
は、流入路１ａから内部に流入した異物は、弁座１０に
固設されたフィルタ部材１２により捕獲されてダイヤフ
ラム１１の損傷などが防止できる。

【００２４】（実施例４）図４の実施例のダイヤフラム
弁では、フィルタ部材１２は弁座１０ではなくて弁座ホ
ルダ９側に固設されている。ここで、弁座ホルダ９は、
図５に示したように、中央に弁座１０が嵌合される孔９
ｂが形成された円盤状のものであり、また、外周にはバ
ルブ本体１の流出路１０ｂに連通した３つの孔９ａが形
成されている。そして、これら３つの孔９ａにはフィル
タ部材１２がそれぞれ嵌着されている。

【００２５】この図４のダイヤフラム弁では、流入路１
ａから内部に流入した異物は、弁座ホルダ９の各フィル
タ部材１２によりそれぞれ捕獲されてダイヤフラム１１
の損傷などが防止できる。

【００２６】（実施例５）次に、本発明を逆止弁に適用
した実施例を説明する。この逆止弁は、図６のように、
流体の流入路２１ａを有する流入側本体部２１、流出路
２２ａを有する流出側本体部２２、これら流入側本体２
１と流出側本体２２とを接続する外側本体部２３、これ
らの内部に設けられたポペット２４、ポペット２４を流
入側本体部２１側に押圧するスプリング２５、並びにＯ
リング２６と２７、などから構成される。ここで、ポペ
ット２４は、上記のようにスプリング２５により流入側
本体部２１側に押圧されている。また、ポペット２４の
流入側本体部２１側は壁２４ａとなっている。

【００２７】この逆止弁では、流入路２１ａから入った
流体の圧力によりポペット２４が図６において左側に押
されて移動し、これにより、流入路２１ａから流出路２
１ｂへの通路ができる結果、流入路２１ａから流出路２
２ａへの流体の移動が行える。一方、スプリング２５の
押圧によりポペット２４の壁２４ａが流入側本体部２１
の右側の端部に押し付けられているため、流出路２２ａ
側から流入路２１ａ側への流体の移動は阻止される。

【００２８】そして、実施例の逆止弁では、流入側本体
部２１の流入路２１ａの端部の内側には、フィルタ部材
１２が固設されている。図示した例では、フィルタ部材
１２は流入路２１ａの内周に形成した段部に係止し、ま
たプラグ１３の圧入によりフィルタ部材１２を固定する
構造であるが、実施例１で説明したのと同様に、その他
の手段によりフィルタ部材１２を固設しても良い。

【００２９】この実施例の逆止弁では、流入路２１ａに
設けたフィルタ部材１２により、流入路１ａから流入し
た異物が捕獲される。このため、この種の異物が後段の
ラインに流出することを阻止できる。

【００３０】図７にフィルタ部材を設けた本発明のダイ
ヤフラム弁（本発明品）と、フィルタ部材のない同様な
構造のダイヤフラム弁（従来品）とにおいて、流入路側
から異物を混ぜて本体に流入させた場合おける、噛み込
みによる弁座リーク発生の変化を示した。従来品の場合
には弁操作とともにリークが発生している。これに対
し、本発明品ではリーク発生はなく、フィルタ部材によ
り弁座締切り性能が維持されている。

【００３１】

【発明の効果】本発明のバルブによれば、異物噛み込み
によるシートリークを防止して弁締切性能の維持などを
図ることができる。そして、流入路の内側にフィルタ部
材を固設した構造であるので、フィルタ部材を別途ライ
ンに施工する必要がないため安価に小型に構成でき、小
型で表面積が小さいので有害ガス発生や圧力損失が少な
く、ライン組み立ての際のフィルタ部材の装着し忘れも
なくなる。その他、このバルブをそのままラインに取り
付けるだけで良いので、配管系の継ぎ手の種類やサイ
ズ、使用圧力の大小に左右されず、取り付けが可能とな
り、また取り付けの際のフィルタ部材の変形もないので
変形による外部リークの心配がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をダイヤフラム弁に適用した実施例の説
明図である。

【図２】本発明をダイヤフラム弁に適用した他の実施例
の説明図である。

【図３】本発明をダイヤフラム弁に適用したその他の実
施例の説明図である。

【図４】本発明をダイヤフラム弁に適用した別の実施例
の説明図である。

【図５】実施例のダイヤフラム弁に使用される弁座ホル
ダの説明図である。

【図６】本発明を逆止弁に適用した実施例の説明図であ
る。

【図７】本発明品と従来品の弁座リーク特性のグラフで
ある。

【符号の説明】

１バルブ本体、２ボンネット、３シャフト、４ハンドル、１１ダイヤフラム、１２フィルタ部材、１３プラグ、１４、１５パイプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小野寺孝宮城県黒川郡大衡村大衡字亀岡５−２株式会社本山製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体の流入路と流出路とを有する本体
と、前記流入路の周囲に配された弁座と、前記弁座の上
に配置されて前記流入路と前記流出路の間の開閉を行う
ダイヤフラムとを備えたバルブにおいて、前記流入路の
内側にフィルタ部材を固設したことを特徴とするバル
ブ。
【請求項２】流体の流入路と流出路とを有する本体
と、前記流入路に連通した第１の通路と前記流出路に連
通した第２の通路を有する弁座構成部材と、前記弁座構
成部材の上に配置されて前記第１の通路と前記第２の通
路との開閉を行うダイヤフラムとを備えたバルブにおい
て、前記第１の通路にフィルタ部材を設けたことを特徴
とするバルブ。
【請求項３】前記フィルタ部材が前記第１の通路を形
成する孔内に収納されていることを特徴とする請求項２
記載のバルブ。
【請求項４】流体の流入路と流出路とを有する本体
と、前記流入路に連通した第１の通路と前記流出路に連
通した第２の通路を有する弁座構成部材と、前記弁座構
成部材の上に配置されて前記第１の通路と前記第２の通
路との開閉を行うダイヤフラムとを備えたバルブにおい
て、前記第２の通路にフィルタ部材を設けたことを特徴
とするバルブ。
【請求項５】前記フィルタ部材が前記第２の通路を形
成する孔内に収納されていることを特徴とする請求項４
記載のバルブ。
【請求項６】流体の流入路と流出路とを有する本体
と、前記流入路と前記流出路との間に配置されて前記流
出路から前記流入路への流体の移動を阻止する逆止部材
とを備えたバルブにおいて、前記流入路の内側にフィル
タ部材を設けたことを特徴とするバルブ。