JPH0849788A - 流体送給装置のためのマイクロバルブ - Google Patents
流体送給装置のためのマイクロバルブInfo
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- JPH0849788A JPH0849788A JP20181595A JP20181595A JPH0849788A JP H0849788 A JPH0849788 A JP H0849788A JP 20181595 A JP20181595 A JP 20181595A JP 20181595 A JP20181595 A JP 20181595A JP H0849788 A JPH0849788 A JP H0849788A
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- JP
- Japan
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- force
- fluid
- chamber
- movable
- bellows
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K41/00—Spindle sealings
- F16K41/10—Spindle sealings with diaphragm, e.g. shaped as bellows or tube
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K39/00—Devices for relieving the pressure on the sealing faces
- F16K39/02—Devices for relieving the pressure on the sealing faces for lift valves
- F16K39/022—Devices for relieving the pressure on the sealing faces for lift valves using balancing surfaces
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/0318—Processes
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Fluid-Driven Valves (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Details Of Valves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 流体の入口圧力に関係なく効率よく動作する
流体送給用の、力で作動されるバルブを提供することで
ある。 【構成】 電子産業で使用するのに適したガス送給用空
気作動バルブのような流体送給用力作動バルブは、作動
手段が加圧流体の力に関係なくバルブを開閉するのに使
用できるようにベロー手段を使用する。
流体送給用の、力で作動されるバルブを提供することで
ある。 【構成】 電子産業で使用するのに適したガス送給用空
気作動バルブのような流体送給用力作動バルブは、作動
手段が加圧流体の力に関係なくバルブを開閉するのに使
用できるようにベロー手段を使用する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス送給装置のような
加圧流体送給装置で使用するのに適した流体送給用の、
力で作動されるバルブに関し、特にベロー手段を使用す
ることで送給される流体の圧力に実質的に関係なく動作
できるバルブに関する。
加圧流体送給装置で使用するのに適した流体送給用の、
力で作動されるバルブに関し、特にベロー手段を使用す
ることで送給される流体の圧力に実質的に関係なく動作
できるバルブに関する。
【０００２】
【従来技術と解決課題】半導体製造工業や種々のその他
の工業業務では、ガス容器が使用されて、高純度のプロ
セスガスを工具位置と一般に言われる使用点の位置まで
送給する。このような容器は、ガスを工具位置まで送給
するための高純度のガス供給ボンベ及びガスパネルを含
んでいる。高純度ガスの動作のためには、プロセスガス
が最小の汚染で工具位置へ送給されることが肝要であ
る。というのは、ｐｐｍの不純レベルでさえも、半導体
及び他の高純度の製品の有効性に悪影響を及ぼすことが
あるからである。さらに、ガスパネルが安全かつガス漏
れなしに動作できることを保証することが必要である。
ガス漏れは、ガス容器の操作人の衛生及び安全性を危う
くすることがある。そのため、ガスパネルは、ガスの純
度を維持しかつ安全性を完全に維持しながら所望の圧力
レベルでガスを送給することが必要である。また、パネ
ルは、ガスボンベの取り替えを安全かつガス汚染なしに
実行できるように空気抜き機能を考慮してなければなら
ない。このために、代表的なガスパネルは、特別のバル
ブと構成要素と相互結合用配管と関連するハードウエア
とから成り、高純度で危険なガスボンベがガスパネルの
入口に取りつけられ、ガスパネルの出口が適当なパイプ
ラインを介してプロセス炉に取りつけられる。
の工業業務では、ガス容器が使用されて、高純度のプロ
セスガスを工具位置と一般に言われる使用点の位置まで
送給する。このような容器は、ガスを工具位置まで送給
するための高純度のガス供給ボンベ及びガスパネルを含
んでいる。高純度ガスの動作のためには、プロセスガス
が最小の汚染で工具位置へ送給されることが肝要であ
る。というのは、ｐｐｍの不純レベルでさえも、半導体
及び他の高純度の製品の有効性に悪影響を及ぼすことが
あるからである。さらに、ガスパネルが安全かつガス漏
れなしに動作できることを保証することが必要である。
ガス漏れは、ガス容器の操作人の衛生及び安全性を危う
くすることがある。そのため、ガスパネルは、ガスの純
度を維持しかつ安全性を完全に維持しながら所望の圧力
レベルでガスを送給することが必要である。また、パネ
ルは、ガスボンベの取り替えを安全かつガス汚染なしに
実行できるように空気抜き機能を考慮してなければなら
ない。このために、代表的なガスパネルは、特別のバル
ブと構成要素と相互結合用配管と関連するハードウエア
とから成り、高純度で危険なガスボンベがガスパネルの
入口に取りつけられ、ガスパネルの出口が適当なパイプ
ラインを介してプロセス炉に取りつけられる。
【０００３】種々の圧力でガスを送給するために従来技
術では多くのタイプのバルブが使用された。ベロー形式
のバルブは、純度及び／あるいは安全性が第一に重要と
なる応用で、純粋で危険（腐食性、可燃性、毒性、他）
なガスを使用する半導体及びその他の高度技術工業で見
いだされたような応用において使用された。従来技術の
例は、米国特許第４，５２６，３４１号と、第４，６３
４，０９９号と、第４，６８７，０１７号と、第４，７
１２，５７６号と、第４，７６３，６９０号と、第４，
９９５，５８９号とに開示される。
術では多くのタイプのバルブが使用された。ベロー形式
のバルブは、純度及び／あるいは安全性が第一に重要と
なる応用で、純粋で危険（腐食性、可燃性、毒性、他）
なガスを使用する半導体及びその他の高度技術工業で見
いだされたような応用において使用された。従来技術の
例は、米国特許第４，５２６，３４１号と、第４，６３
４，０９９号と、第４，６８７，０１７号と、第４，７
１２，５７６号と、第４，７６３，６９０号と、第４，
９９５，５８９号とに開示される。
【０００４】従来技術のバルブは、バルブ封鎖部の寿命
を制限することがありかつ過圧状態の場合に危険な状態
を作りだすことのあった圧力依存バルブの封鎖力をも
つ。圧縮スプリングが、一般にバルブ封鎖部をバルブ”
閉鎖”位置へ偏倚する。入口圧力が加えられると、スプ
リング（偏倚）力のいくらかは封鎖領域に作用して反対
向きの力を作りだす入口圧力により打ち消される。バル
ブ封鎖力は、入口圧力に反比例する。これは、入口圧力
が高くなればなるほど、バルブを閉鎖位置に維持しよう
とする偏倚力が小さくなることを意味する。したがっ
て、封鎖部は、高圧／小偏倚力状態で確実な封鎖を行う
ほど十分敏感で、かつ高圧／小偏倚力状態でのかなりの
押出し力に耐える程に十分な耐久力のあるものでなけれ
ばならない。入口圧力が不注意で最大定格圧力以上に増
大することがあれば、バルブは開放位置になり危険な状
態を作りだすことがあった。米国特許第４，７６３，６
９０号は、封鎖力が入口圧力に正比例する過圧状態の場
合に閉鎖するフェイルセイフを提供するバルブを開示す
る。従来技術の高圧形式のバルブは、一般にその空気作
動器の物理的寸法により単一の胴体内に複数一体化する
ことができない。比例関係が、作動器の寸法とそのバル
ブの動作圧力定格との間に存在する。二つ以上バルブ
（特に、高圧バルブ）を一体化する試みは、潜在的な純
粋性、安全性及びモジュール性の利点を減じると同時に
関連するコストと重量と製造の問題と据え付けの問題と
を増大する。従って、これらの形式のバルブを単一の胴
体に一体化するよりも個々のバルブを共に溶接する方が
より便利になる。
を制限することがありかつ過圧状態の場合に危険な状態
を作りだすことのあった圧力依存バルブの封鎖力をも
つ。圧縮スプリングが、一般にバルブ封鎖部をバルブ”
閉鎖”位置へ偏倚する。入口圧力が加えられると、スプ
リング（偏倚）力のいくらかは封鎖領域に作用して反対
向きの力を作りだす入口圧力により打ち消される。バル
ブ封鎖力は、入口圧力に反比例する。これは、入口圧力
が高くなればなるほど、バルブを閉鎖位置に維持しよう
とする偏倚力が小さくなることを意味する。したがっ
て、封鎖部は、高圧／小偏倚力状態で確実な封鎖を行う
ほど十分敏感で、かつ高圧／小偏倚力状態でのかなりの
押出し力に耐える程に十分な耐久力のあるものでなけれ
ばならない。入口圧力が不注意で最大定格圧力以上に増
大することがあれば、バルブは開放位置になり危険な状
態を作りだすことがあった。米国特許第４，７６３，６
９０号は、封鎖力が入口圧力に正比例する過圧状態の場
合に閉鎖するフェイルセイフを提供するバルブを開示す
る。従来技術の高圧形式のバルブは、一般にその空気作
動器の物理的寸法により単一の胴体内に複数一体化する
ことができない。比例関係が、作動器の寸法とそのバル
ブの動作圧力定格との間に存在する。二つ以上バルブ
（特に、高圧バルブ）を一体化する試みは、潜在的な純
粋性、安全性及びモジュール性の利点を減じると同時に
関連するコストと重量と製造の問題と据え付けの問題と
を増大する。従って、これらの形式のバルブを単一の胴
体に一体化するよりも個々のバルブを共に溶接する方が
より便利になる。
【０００５】本発明の第一の目的は、流体の入口圧力に
関係なく効率よく動作する流体送給用の力で作動される
バルブを提供することである。
関係なく効率よく動作する流体送給用の力で作動される
バルブを提供することである。
【０００６】本発明の第二の目的は、ベロー手段を使用
して流体の圧力の力を効率よく打ち消すことでバルブの
作動手段が流体の入口圧力に関係なく動作する流体送給
用力作動バルブを提供することである。
して流体の圧力の力を効率よく打ち消すことでバルブの
作動手段が流体の入口圧力に関係なく動作する流体送給
用力作動バルブを提供することである。
【０００７】本発明の第三の目的は、電子工業用の高純
度ガスを送給する際の使用に理論的に適したガス送給用
の空気で作動されるバルブを提供することである。
度ガスを送給する際の使用に理論的に適したガス送給用
の空気で作動されるバルブを提供することである。
【０００８】本発明の第四の目的は、生産するのに有効
なコストである流体送給用力作動バルブを提供すること
である。
なコストである流体送給用力作動バルブを提供すること
である。
【０００９】これら及びその他の目的を考慮して、本発
明は、以下に詳述される。その新規の特徴は、上記の特
許請求の範囲において指摘される。
明は、以下に詳述される。その新規の特徴は、上記の特
許請求の範囲において指摘される。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、ベロー手段を
収容する第一チャンバと連絡する少なくとも一つの入口
ポートと；第二チャンバと連絡する少なくとも一つの出
口ポートと、前記第一チャンバと前記第二チャンバとを
接続する流路と；前記流路を塞いで流体の流れが前記チ
ャンバ間を流れないようにするための移動可能手段と；
を有する流体送給用力作動バルブに関し、前記移動可能
手段は前記流路を塞ぐ第一位置に前記移動可能手段を維
持するための偏倚力をもち、前記偏倚力を上回る力が前
記偏倚力とは反対向きに加えられると、前記移動可能手
段が第二位置に移動されて前記流路を開放にし；前記第
一チャンバ内へ送給される加圧流体による力が前記移動
可能手段に対して直接加わって前記移動可能手段を前記
第二位置へ移動させようとするとき、前記ベロー手段は
前記加圧流体により圧縮されて前記移動可能手段に力を
及ぼし前記移動可能手段を前記第一位置に維持するた
め、前記移動可能手段を前記第二位置へ移動させようと
する前記加圧流体の力が前記移動可能手段に作用して前
記移動可能手段を前記第一位置内に維持させようとする
前記ベロー手段による力により効果的に打ち消されるよ
うに、前記ベロー手段が前記移動可能手段に関連付けら
れ；前記偏倚力を越える前記移動可能手段に加えられる
力が前記移動可能手段を前記第二位置へ移動させて前記
流路を開放にし、前記加圧流体の力に実質的に関係なく
前記チャンバ間に流体を流れるようにする；前記流体送
給用力作動バルブに関する。
収容する第一チャンバと連絡する少なくとも一つの入口
ポートと；第二チャンバと連絡する少なくとも一つの出
口ポートと、前記第一チャンバと前記第二チャンバとを
接続する流路と；前記流路を塞いで流体の流れが前記チ
ャンバ間を流れないようにするための移動可能手段と；
を有する流体送給用力作動バルブに関し、前記移動可能
手段は前記流路を塞ぐ第一位置に前記移動可能手段を維
持するための偏倚力をもち、前記偏倚力を上回る力が前
記偏倚力とは反対向きに加えられると、前記移動可能手
段が第二位置に移動されて前記流路を開放にし；前記第
一チャンバ内へ送給される加圧流体による力が前記移動
可能手段に対して直接加わって前記移動可能手段を前記
第二位置へ移動させようとするとき、前記ベロー手段は
前記加圧流体により圧縮されて前記移動可能手段に力を
及ぼし前記移動可能手段を前記第一位置に維持するた
め、前記移動可能手段を前記第二位置へ移動させようと
する前記加圧流体の力が前記移動可能手段に作用して前
記移動可能手段を前記第一位置内に維持させようとする
前記ベロー手段による力により効果的に打ち消されるよ
うに、前記ベロー手段が前記移動可能手段に関連付けら
れ；前記偏倚力を越える前記移動可能手段に加えられる
力が前記移動可能手段を前記第二位置へ移動させて前記
流路を開放にし、前記加圧流体の力に実質的に関係なく
前記チャンバ間に流体を流れるようにする；前記流体送
給用力作動バルブに関する。
【００１１】本発明の好ましい実施例は、前記第一チャ
ンバへの入力流体が前記ベロー手段の頂部もしくは上部
に向けられるように入口ポートを位置付けられ、かつ前
記流体が前記ベロー手段の底部で前記第一チャンバから
放出されるように出口ポートを位置付けられる。これ
は、前記流体を前記ベローの周りに送給せしめられ、そ
れにより前記第一チャンバ内に流体が澱むことがないよ
うにすることで、送給される流体の純粋性を保証する。
ンバへの入力流体が前記ベロー手段の頂部もしくは上部
に向けられるように入口ポートを位置付けられ、かつ前
記流体が前記ベロー手段の底部で前記第一チャンバから
放出されるように出口ポートを位置付けられる。これ
は、前記流体を前記ベローの周りに送給せしめられ、そ
れにより前記第一チャンバ内に流体が澱むことがないよ
うにすることで、送給される流体の純粋性を保証する。
【００１２】流体はガスあるいは液体にできるけれど
も、好ましい流体はガスである。バルブを作動する力
は、前記バルブの作動手段に対して作用する固体、液体
あるいはガスによる力のような何らかの力にできる。前
記バルブは、貯蔵タンクもしくはボンベと作業位置との
間でのガスのような流体の流れを制御するのに使用でき
る比較的小さなブロック状に組み立てられた多数のバル
ブを提供するように他の同様のバルブを結合できる。本
発明の前記ガス送給空気作動バルブの利点は、 ａ）純粋性の向上により湿った表面積を制限し、浄化可
能性のある（必要な）体積を制限し、澱み領域を制限
し、大気（ガスの汚染源）に対する密閉を制限するこ
と； ｂ）安全性の向上により大気、機械的な結合部分及び溶
接部分に対する密閉のような発生源からの漏れの可能性
を制限すること； ｃ）最小の排出／流出体積； ｄ）コストの有効性により目録要件を制限し、組立て／
製造の労働を制限し、装置の設計及び修理（サービス）
を単純化すること；である。
も、好ましい流体はガスである。バルブを作動する力
は、前記バルブの作動手段に対して作用する固体、液体
あるいはガスによる力のような何らかの力にできる。前
記バルブは、貯蔵タンクもしくはボンベと作業位置との
間でのガスのような流体の流れを制御するのに使用でき
る比較的小さなブロック状に組み立てられた多数のバル
ブを提供するように他の同様のバルブを結合できる。本
発明の前記ガス送給空気作動バルブの利点は、 ａ）純粋性の向上により湿った表面積を制限し、浄化可
能性のある（必要な）体積を制限し、澱み領域を制限
し、大気（ガスの汚染源）に対する密閉を制限するこ
と； ｂ）安全性の向上により大気、機械的な結合部分及び溶
接部分に対する密閉のような発生源からの漏れの可能性
を制限すること； ｃ）最小の排出／流出体積； ｄ）コストの有効性により目録要件を制限し、組立て／
製造の労働を制限し、装置の設計及び修理（サービス）
を単純化すること；である。
【００１３】本発明は、また入力ポートへ送給され出力
ポートから放出される加圧流体が前記流体の圧力に関係
ない力を加えた時に調節できる流体送給装置を提供する
ための方法に関し、前記方法は、 ａ）入力流体を受け入れるための閉鎖された第一チャン
バを提供し、かつ前記第一チャンバから放出される流体
を受け入れるための閉鎖された第二チャンバを提供し、
かつ前記第一チャンバと前記第二チャンバとの間に流路
を提供する、段階と、 ｂ）前記流路を閉鎖しあるいは開放するための移動可能
なバルブ封鎖手段を提供し、かつ前記移動可能バルブ封
鎖手段を閉鎖位置に維持するための偏倚手段を提供す
る、段階と、 ｃ）前記移動可能バルブ封鎖手段に向けられる導入流体
がベローに直接力を及ぼして前記移動可能バルブ封鎖手
段を前記閉鎖位置に維持すると同時に前記導入流体が前
記移動可能バルブ封鎖手段に直接に力を及ぼして前記流
路を開放にするように前記移動可能バルブ封鎖手段に取
り付けられた前記第一チャンバ内の前記ベローを提供
し、かつ前記ベローにより前記移動可能バルブ封鎖手段
に及ぼされる力が前記導入流体により前記移動可能バル
ブ封鎖手段に直接及ぼされる力に等しいあるいはこれよ
り大きいように前記ベローを選択する、段階と、 ｄ）導入加圧流体を前記第一チャンバに供給し、前記導
入加圧流体が放出のために前記第一チャンバから前記第
二チャンバへ送給されこの流れが前記導入加圧流体の力
に関係なく前記移動可能バルブ封鎖手段に対して及ぼさ
れる別個の力に依存して続けられるあるいは中止される
ように前記移動可能バルブ手段に対して前記別個の力を
及ぼして前記移動可能バルブ手段を第二位置に移動させ
る、段階と、を有する。
ポートから放出される加圧流体が前記流体の圧力に関係
ない力を加えた時に調節できる流体送給装置を提供する
ための方法に関し、前記方法は、 ａ）入力流体を受け入れるための閉鎖された第一チャン
バを提供し、かつ前記第一チャンバから放出される流体
を受け入れるための閉鎖された第二チャンバを提供し、
かつ前記第一チャンバと前記第二チャンバとの間に流路
を提供する、段階と、 ｂ）前記流路を閉鎖しあるいは開放するための移動可能
なバルブ封鎖手段を提供し、かつ前記移動可能バルブ封
鎖手段を閉鎖位置に維持するための偏倚手段を提供す
る、段階と、 ｃ）前記移動可能バルブ封鎖手段に向けられる導入流体
がベローに直接力を及ぼして前記移動可能バルブ封鎖手
段を前記閉鎖位置に維持すると同時に前記導入流体が前
記移動可能バルブ封鎖手段に直接に力を及ぼして前記流
路を開放にするように前記移動可能バルブ封鎖手段に取
り付けられた前記第一チャンバ内の前記ベローを提供
し、かつ前記ベローにより前記移動可能バルブ封鎖手段
に及ぼされる力が前記導入流体により前記移動可能バル
ブ封鎖手段に直接及ぼされる力に等しいあるいはこれよ
り大きいように前記ベローを選択する、段階と、 ｄ）導入加圧流体を前記第一チャンバに供給し、前記導
入加圧流体が放出のために前記第一チャンバから前記第
二チャンバへ送給されこの流れが前記導入加圧流体の力
に関係なく前記移動可能バルブ封鎖手段に対して及ぼさ
れる別個の力に依存して続けられるあるいは中止される
ように前記移動可能バルブ手段に対して前記別個の力を
及ぼして前記移動可能バルブ手段を第二位置に移動させ
る、段階と、を有する。
【００１４】前記流体に関連する前記圧力の力を効果的
に打ち消すことは、作動器のためのスプリングのような
偏倚手段を確実な封鎖を作り出すだけで十分にし、その
結果として、かなり大幅な寸法の縮小化が可能になる。
かくして、前記偏倚手段に打ち勝つのに必要な作動力は
大きく低減できる。ブロック状のバルブは、二つあるい
はそれ以上のバルブに共通にできるポートあるいは流路
を使って組み立てできる。各バルブの入口あるいは出口
のチャンバは、前記バルブの一方のポートが異なるバル
ブの別のポートへ接続できるように共通の流路へ連結で
きる。かくして、非常にさまざまな相互結合できる形態
が容易に達成できる。
に打ち消すことは、作動器のためのスプリングのような
偏倚手段を確実な封鎖を作り出すだけで十分にし、その
結果として、かなり大幅な寸法の縮小化が可能になる。
かくして、前記偏倚手段に打ち勝つのに必要な作動力は
大きく低減できる。ブロック状のバルブは、二つあるい
はそれ以上のバルブに共通にできるポートあるいは流路
を使って組み立てできる。各バルブの入口あるいは出口
のチャンバは、前記バルブの一方のポートが異なるバル
ブの別のポートへ接続できるように共通の流路へ連結で
きる。かくして、非常にさまざまな相互結合できる形態
が容易に達成できる。
【００１５】
【実施例】図１は、入口ポート６及び出口ポート８をも
つバルブ胴体４を有する流体送給用の、力で作動される
バルブ２を図示する。入口ポート６は、流路１０を介し
てベロー１４を収容するチャンバ１２に接続する。出口
ポート８は、流路１６を介してチャンバ１８に接続す
る。チャンバ１２の下方端部にある流路２０が、チャン
バ１８と連絡する。ポペット２２は、チャンバ１８内に
配置されかつ流路２０を塞ぐように位置するバルブ封鎖
部１９をもつ。その結果、ポペット２２は、これが流路
２０の開口に押し当てられる時には流路２０を塞いでチ
ャンバ１８内への流体の流入を防ぎ、ポペット２２が流
路２０の開口から間隔をおいて離れている時には流体を
流れるようにすることができる。ポペット２２は、ステ
ム２４に固定される。このステム２４は、作動器用ハウ
ジング２８内に配置される作動器ピストン２６に固定さ
れる。作動器ハウジング２８内の開口３０は、ガスもし
くは固体もしくは液体手段による外力が作動器ピストン
２６の面３２に接してピストン２６を軸線下方方向へ移
動させることを可能にする。その結果、外力は、ポペッ
ト２２に力を及ぼしてチャンバ１２の流路２０から離れ
るようにバルブ封鎖部１９を移動させる。流路２０を塞
ぐ閉鎖位置にバルブ封鎖部１９を維持するために、圧縮
スプリング３４がピストン２６の面３６とバルブ胴体４
の面３８との間に配置される。好ましくは、圧縮スプリ
ング３４が直立方向にピストン２６に対して所定の力を
加えるように選択されると、バルブ封鎖部１９が流路２
０を定常状態で閉鎖するように偏倚されることになる。
ガスのような流体による力がピストン２６を作動するの
に使用されるとき、ガスはピストン２６内に配置される
適当なＯ型リング４２を使用することによってチャンバ
４０内に維持される。Ｏ型リング４２は、作動器ハウジ
ング２８の内壁４４とかみ合う。渦巻きピン５４が、図
１に図示されているが、これは、ポペット組立て中にベ
ロー１４の捩じれを防ぐために使用される。さらに、図
１に図示されるように、バルブ胴体４の下方内壁５６
は、ステム２４がポペット２２により下方へ移動できる
行程を制限する。
つバルブ胴体４を有する流体送給用の、力で作動される
バルブ２を図示する。入口ポート６は、流路１０を介し
てベロー１４を収容するチャンバ１２に接続する。出口
ポート８は、流路１６を介してチャンバ１８に接続す
る。チャンバ１２の下方端部にある流路２０が、チャン
バ１８と連絡する。ポペット２２は、チャンバ１８内に
配置されかつ流路２０を塞ぐように位置するバルブ封鎖
部１９をもつ。その結果、ポペット２２は、これが流路
２０の開口に押し当てられる時には流路２０を塞いでチ
ャンバ１８内への流体の流入を防ぎ、ポペット２２が流
路２０の開口から間隔をおいて離れている時には流体を
流れるようにすることができる。ポペット２２は、ステ
ム２４に固定される。このステム２４は、作動器用ハウ
ジング２８内に配置される作動器ピストン２６に固定さ
れる。作動器ハウジング２８内の開口３０は、ガスもし
くは固体もしくは液体手段による外力が作動器ピストン
２６の面３２に接してピストン２６を軸線下方方向へ移
動させることを可能にする。その結果、外力は、ポペッ
ト２２に力を及ぼしてチャンバ１２の流路２０から離れ
るようにバルブ封鎖部１９を移動させる。流路２０を塞
ぐ閉鎖位置にバルブ封鎖部１９を維持するために、圧縮
スプリング３４がピストン２６の面３６とバルブ胴体４
の面３８との間に配置される。好ましくは、圧縮スプリ
ング３４が直立方向にピストン２６に対して所定の力を
加えるように選択されると、バルブ封鎖部１９が流路２
０を定常状態で閉鎖するように偏倚されることになる。
ガスのような流体による力がピストン２６を作動するの
に使用されるとき、ガスはピストン２６内に配置される
適当なＯ型リング４２を使用することによってチャンバ
４０内に維持される。Ｏ型リング４２は、作動器ハウジ
ング２８の内壁４４とかみ合う。渦巻きピン５４が、図
１に図示されているが、これは、ポペット組立て中にベ
ロー１４の捩じれを防ぐために使用される。さらに、図
１に図示されるように、バルブ胴体４の下方内壁５６
は、ステム２４がポペット２２により下方へ移動できる
行程を制限する。
【００１６】ベロー１４は、チャンバ１２内に配置さ
れ、一端部４６ではバルブ胴体４に固定されることにな
る端部キャップ４７に密閉して固定され、もう一方の端
部４８は、ステム２４に固定される。これは、大気もし
くはチャンバ５０に対する密閉としてベロー１４を提供
する。Ｏリング５２が、ベロー１４の側にチャンバ５０
に対する補助密閉として図示される。かくして、ベロー
の内圧は、好ましくは大気圧か、あるいは所望される何
らかの圧力にできる。ガスのような加圧流体がチャンバ
１２内へ送給されるとき、バルブ封鎖部１９に対し力を
及ぼすと同時に収縮ベロー１４へも力を及ぼすように、
ベロー１４は設計される。ベロー１４へ加えられる力は
ベロー１４を収縮させようとする。ベロー１４の端部４
６は端部キャップ４７を介してバルブ胴体４に固定され
ているから、端部４６は静止したままである。しかしな
がら、ベロー１４の端部４８は、ステム２４に固定され
ていて、ステム２４を上方へ向かわせることで直立方向
に移動する。そのため、バルブ封鎖部１９は、流路２０
を塞ぐように維持される。バルブ封鎖部１９に対する導
入加圧ガスの下方向きの力は、ステム２４に加わる収縮
されるベローの力に実質的に等しいので、導入流体の力
はバルブ封鎖部１９について効果的に相殺されるよう
に、ベロー１４が設計される。導入流体の力がバルブ封
鎖部１９について効果的に相殺されることを保証する好
ましい方法は、ベロー１４の有効面積がバルブ封鎖部の
有効面積に等しいあるいはこれより僅かに大きいように
ベローを設計することである。バルブ封鎖部の有効面積
は流路２０の断面積であり、ベロー１４の有効面積は、
外径及び内径間の中間直径を二乗して０．７８５を掛け
たものにほぼ等しい。そのため、ベローの伸縮の際に流
体押し除け量を生じる有効面積は、同一の流体押し除け
量を生じ得るピストン面積に等しい。
れ、一端部４６ではバルブ胴体４に固定されることにな
る端部キャップ４７に密閉して固定され、もう一方の端
部４８は、ステム２４に固定される。これは、大気もし
くはチャンバ５０に対する密閉としてベロー１４を提供
する。Ｏリング５２が、ベロー１４の側にチャンバ５０
に対する補助密閉として図示される。かくして、ベロー
の内圧は、好ましくは大気圧か、あるいは所望される何
らかの圧力にできる。ガスのような加圧流体がチャンバ
１２内へ送給されるとき、バルブ封鎖部１９に対し力を
及ぼすと同時に収縮ベロー１４へも力を及ぼすように、
ベロー１４は設計される。ベロー１４へ加えられる力は
ベロー１４を収縮させようとする。ベロー１４の端部４
６は端部キャップ４７を介してバルブ胴体４に固定され
ているから、端部４６は静止したままである。しかしな
がら、ベロー１４の端部４８は、ステム２４に固定され
ていて、ステム２４を上方へ向かわせることで直立方向
に移動する。そのため、バルブ封鎖部１９は、流路２０
を塞ぐように維持される。バルブ封鎖部１９に対する導
入加圧ガスの下方向きの力は、ステム２４に加わる収縮
されるベローの力に実質的に等しいので、導入流体の力
はバルブ封鎖部１９について効果的に相殺されるよう
に、ベロー１４が設計される。導入流体の力がバルブ封
鎖部１９について効果的に相殺されることを保証する好
ましい方法は、ベロー１４の有効面積がバルブ封鎖部の
有効面積に等しいあるいはこれより僅かに大きいように
ベローを設計することである。バルブ封鎖部の有効面積
は流路２０の断面積であり、ベロー１４の有効面積は、
外径及び内径間の中間直径を二乗して０．７８５を掛け
たものにほぼ等しい。そのため、ベローの伸縮の際に流
体押し除け量を生じる有効面積は、同一の流体押し除け
量を生じ得るピストン面積に等しい。
【００１７】図２及び３は、図１の流体送給用力作動バ
ルブを図示し、同一構成要素は同一参照番号で指示され
る。図２において、バルブ２は、閉鎖位置で図示され
る。この図では、圧縮スプリング３４は、上向きの力を
ピストン２６へ及ぼす。このピストン２６は、ポペット
２２に上向きの力を及ぼすことで、バルブ封鎖部１９で
流路２０を塞がせる。これは、チャンバ１２とチャンバ
１８との間の流体の連絡を全く阻止する。たとえ加圧流
体が入口ポート６へ送給されても、この流体の力はバル
ブ封鎖部１９及びベロー１４に及ぼされる。本発明の新
規のベローの構造であれば、収縮されたベローによりス
テム２４に及ぼされてこのステム２４を上向きに移動さ
せようとする力は、加圧流体によってバルブ封鎖部１９
に対して加えられる力と等しいか僅かに大きい。そのた
め、加圧流体が入口ポート６へ送給されたとしても、流
体はバルブ封鎖部１９を開放にしない。バルブ封鎖部１
９を開ける唯一の方法は、圧縮スプリング３４によって
ピストンに作用する力に十分打ち勝つであろう下向きの
力をピストン２６に対して加えることである。図３に図
示されるように、作動器ハウジング２８の開口３０へ送
給される空気圧のような、圧縮スプリング３４の上向き
の力よりも大きな、力が、ステム２４を下向きに押して
バルブ封鎖部１９を開放にする。これにより、ガスのよ
うな流体が入口ポート６から出口ポート８へ流れるよう
になる。
ルブを図示し、同一構成要素は同一参照番号で指示され
る。図２において、バルブ２は、閉鎖位置で図示され
る。この図では、圧縮スプリング３４は、上向きの力を
ピストン２６へ及ぼす。このピストン２６は、ポペット
２２に上向きの力を及ぼすことで、バルブ封鎖部１９で
流路２０を塞がせる。これは、チャンバ１２とチャンバ
１８との間の流体の連絡を全く阻止する。たとえ加圧流
体が入口ポート６へ送給されても、この流体の力はバル
ブ封鎖部１９及びベロー１４に及ぼされる。本発明の新
規のベローの構造であれば、収縮されたベローによりス
テム２４に及ぼされてこのステム２４を上向きに移動さ
せようとする力は、加圧流体によってバルブ封鎖部１９
に対して加えられる力と等しいか僅かに大きい。そのた
め、加圧流体が入口ポート６へ送給されたとしても、流
体はバルブ封鎖部１９を開放にしない。バルブ封鎖部１
９を開ける唯一の方法は、圧縮スプリング３４によって
ピストンに作用する力に十分打ち勝つであろう下向きの
力をピストン２６に対して加えることである。図３に図
示されるように、作動器ハウジング２８の開口３０へ送
給される空気圧のような、圧縮スプリング３４の上向き
の力よりも大きな、力が、ステム２４を下向きに押して
バルブ封鎖部１９を開放にする。これにより、ガスのよ
うな流体が入口ポート６から出口ポート８へ流れるよう
になる。
【００１８】図３に図示されるようにバルブ２を開放す
るのに必要な力は、圧力、ピストンの面積、及び／ある
いはスプリングの力を変えることによって変えることが
できる。
るのに必要な力は、圧力、ピストンの面積、及び／ある
いはスプリングの力を変えることによって変えることが
できる。
【００１９】好ましくは、本発明の流体送給用力作動バ
ルブは、一つの入口ポートと一つの出口ポートとベロー
とを持つべきであり、このベローは、これに作用する圧
力がバルブ封鎖部に作用する下向きの力に常に等しいあ
るいは僅かに大きい上向きの力を及ぼすため、作用力な
しには、バルブは開放することがないように、設計され
るべきである。
ルブは、一つの入口ポートと一つの出口ポートとベロー
とを持つべきであり、このベローは、これに作用する圧
力がバルブ封鎖部に作用する下向きの力に常に等しいあ
るいは僅かに大きい上向きの力を及ぼすため、作用力な
しには、バルブは開放することがないように、設計され
るべきである。
【００２０】図１、２及び３に図示されるように、導入
加圧流体は、チャンバ１２の上からこの内部に流入し、
ベロー１４の周囲を回転して、チャンバ１２の下端部で
流出する。これは、チャンバ１２内の何らかの澱みの流
体ポケットを防止し、それにより高純度の流体の流れの
送給を保証する。
加圧流体は、チャンバ１２の上からこの内部に流入し、
ベロー１４の周囲を回転して、チャンバ１２の下端部で
流出する。これは、チャンバ１２内の何らかの澱みの流
体ポケットを防止し、それにより高純度の流体の流れの
送給を保証する。
【図１】本発明の流体送給用の力で作動されるバルブを
ほとんど断面にした側面図である。
ほとんど断面にした側面図である。
【図２】閉鎖位置で図示される図１の流体送給用力作動
バルブをほとんど断面にした側面図である。
バルブをほとんど断面にした側面図である。
【図３】開放位置で図示される図１の流体送給用力作動
バルブをほとんど断面にした側面図である。
バルブをほとんど断面にした側面図である。
２ 流体送給力で作動するバルブ ４ バルブ胴体 ６ 入口ポート ８ 出口ポート １０、１６、２０ 流路 １２、１８、４０、５０ チャンバ １４ ベロー １９ バルブ封鎖部 ２２ ポペット ２４ ステム ２６ ピストン ２８ ハウジング ３０ 開口 ３２ 面 ３４ 圧縮スプリング ３６ ピストンの面 ３８ 胴体の面 ４２、５２ Ｏリング ４４ 内壁 ４６、４８ ベローの端部 ４７ 端部キャップ ５４ ピン ５６ 下方内壁
Claims (10)
- 【請求項１】 ベロー手段を収容する第一チャンバと連
絡する少なくとも一つの入口ポートと、 第二チャンバと連絡する少なくとも一つの出口ポート
と、 前記第一チャンバと前記第二チャンバとを接続する流路
と、 前記流路を塞いで流体の流れが前記チャンバ間を流れな
いようにするための移動可能手段と、を有する流体送給
用の、力で作動されるバルブにおいて、 前記移動可能手段は前記流路を塞ぐ第一位置に前記移動
可能手段を維持するための偏倚力をもち、前記偏倚力を
越える力が前記偏倚力とは反対向きに加えられるときに
は、前記移動可能手段が第二位置に移動されて前記流路
を開放にし、 前記第一チャンバ内へ送給される加圧流体による力が前
記移動可能手段に対して加わって前記移動可能手段を前
記第二位置へ移動させようとするとき、前記ベロー手段
は前記加圧流体により圧縮されて前記移動可能手段に力
を及ぼし前記移動可能手段を前記第一位置に維持し、前
記加圧流体により前記移動可能手段に向けられる前記力
と前記ベロー手段により前記移動可能手段に向けられる
前記力とが実質的に等しいことで、前記移動可能手段を
前記第二位置へ移動させようとする前記加圧流体の前記
力が前記移動可能手段に作用して前記移動可能手段を前
記第一位置内に維持させようとする前記ベロー手段によ
る前記力により実質的に打ち消されるように、前記ベロ
ー手段が前記移動可能手段に関連付けられ、 前記移動可能手段に加わる前記偏倚力を上回る、前記移
動可能手段に加えられる、力が前記移動可能手段を前記
第二位置へ移動させて前記流路を開放にし、前記加圧流
体の力に実質的に関係なく前記チャンバ間に流体を流れ
るようにする、前記流体送給用力作動バルブ。 - 【請求項２】 一つの入口ポートが、前記第一チャンバ
と連絡する請求項１に記載の流体送給用力作動バルブ。 - 【請求項３】 一つの出口ポートが、前記第二チャンバ
と連絡する請求項１に記載の流体送給用力作動バルブ。 - 【請求項４】 一つの入口ポートが前記第一チャンバと
連絡し、前記一つの入口ポートが前記第一チャンバ内の
前記ベロー手段の頂部に導入流体を方向づけられるよう
に位置付けられ、前記第一チャンバが前記ベロー手段の
底部に前記流路への放出部を位置付けられることで、前
記導入流体が前記第一チャンバ内の前記ベロー手段の周
囲を回転させられる請求項３に記載の流体送給用力作動
バルブ。 - 【請求項５】 前記移動可能手段が前記第二チャンバ内
に位置付けられる封鎖手段と前記封鎖手段に固定された
ピストンとを有することで、前記封鎖手段は、前記チャ
ンバ間の前記流路を塞ぐ第一位置へ移動することもでき
るし、前記流体を前記入口ポートから出口ポートへ送給
できるように前記流路から離れた第二位置へ移動するこ
ともできる請求項１に記載の流体送給用力作動バルブ。 - 【請求項６】 加圧流体による力が前記第一チャンバへ
送給されるとき、前記ベロー手段は、圧縮されて、前記
加圧流体が前記移動可能手段に直接及ぼす力よりも大き
な力を前記移動可能手段へ及ぼすことで、前記移動可能
手段が前記第一位置に維持される、ように前記ベロー手
段が前記移動可能手段と関連づけられる請求項１に記載
の流体送給用力作動バルブ。 - 【請求項７】 前記移動可能手段が前記第二チャンバ内
に位置付けられる封鎖手段と前記封鎖手段に固定された
ピストンとを有することで、前記封鎖手段は、前記チャ
ンバ間の前記流路を塞ぐ第一位置へ移動することもでき
るし、前記流体を前記入口ポートから出口ポートへ送給
できるように前記流路から離れた第二位置へ移動するこ
ともできる請求項４に記載の流体送給用力作動バルブ。 - 【請求項８】 前記移動可能手段が前記第二チャンバ内
に位置付けられる封鎖手段と前記封鎖手段に固定された
ピストンとを有することで、前記封鎖手段は、前記チャ
ンバ間の前記流路を塞ぐ第一位置へ移動することもでき
るし、前記流体を前記入口ポートから出口ポートへ送給
できるように前記流路から離れた第二位置へ移動するこ
ともできる請求項６に記載の流体送給用力作動バルブ。 - 【請求項９】 入力ポートへ送給され出力ポートから放
出される加圧流体が前記流体の圧力に関係ない力を加え
た時に調節できる流体送給装置を提供するための方法に
関し、 ａ）入力流体を受け入れるための閉鎖された第一チャン
バを提供し、かつ前記第一チャンバからの入力流体を受
け入れるための閉鎖された第二チャンバを提供し、かつ
前記第一チャンバと前記第二チャンバとの間に流路を提
供する、段階と、 ｂ）前記流路を閉鎖あるいは開放するための移動可能な
バルブ封鎖手段を提供し、かつ前記移動可能バルブ封鎖
手段を閉鎖位置に維持するための偏倚手段を提供する、
段階と、 ｃ）前記移動可能バルブ封鎖手段を開放にするために前
記移動可能バルブ封鎖手段に向けられる導入流体がベロ
ーに力を直接及ぼすように前記移動可能バルブ封鎖手段
に取り付けられる前記第一チャンバ内の前記ベローを提
供し、かつ前記導入流体による前記ベローによって前記
移動可能バルブ封鎖手段へ加えられる力が前記導入流体
により前記移動可能バルブ封鎖手段に直接及ぼされる力
に等しいあるいはこれより大きいような前記ベローを提
供する、段階と、 ｄ）導入加圧流体を前記第一チャンバに供給し、かつ前
記導入加圧流体が放出のために前記第二チャンバへ送給
されこの流れが前記導入加圧流体の力に関係なく前記移
動可能バルブ封鎖手段に対して及ぼされる別個の力に依
存して続けられるあるいは中止されるように前記移動可
能バルブ手段を開放するために前記移動可能バルブ手段
に対して前記別個の力を及ぼす、段階と、を有する前記
方法。 - 【請求項１０】 前記第一チャンバは、前記ベローの上
方に位置付けられる前記導入流体のためのポートと、前
記ベローの下方に位置付けられる前記流体の放出のため
のポートとをもつことで、前記導入流体は前記ベローの
周囲を回転して前記第一チャンバ内での流体の澱みを効
果的に皆無にする請求項９に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/276,578 US5553635A (en) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | Microvalve for fluid delivery system |
| US276578 | 1994-07-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0849788A true JPH0849788A (ja) | 1996-02-20 |
| JP3027108B2 JP3027108B2 (ja) | 2000-03-27 |
Family
ID=23057202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20181595A Expired - Lifetime JP3027108B2 (ja) | 1994-07-18 | 1995-07-17 | 流体送給装置のためのマイクロバルブ |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5553635A (ja) |
| EP (1) | EP0693648A1 (ja) |
| JP (1) | JP3027108B2 (ja) |
| KR (1) | KR100219747B1 (ja) |
| CN (1) | CN1047831C (ja) |
| BR (1) | BR9503347A (ja) |
| CA (1) | CA2154007C (ja) |
| IL (1) | IL114636A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6349920B1 (en) * | 1998-07-24 | 2002-02-26 | Caterpillar Inc. | Poppet valve shaping for quick valve opening |
| LU90367B1 (en) * | 1999-03-05 | 2000-09-06 | Ceodeux Ultra Pure Equipment T | Gas cylinder valve |
| US20060000015A1 (en) * | 2001-06-21 | 2006-01-05 | Scott Duncan | Pneumatically actuated drain stopper system and apparatus |
| US7340939B2 (en) * | 2004-08-25 | 2008-03-11 | Jansen's Aircraft Systems Controls, Inc. | Emissions sampling valve |
| WO2007045067A1 (en) * | 2005-10-21 | 2007-04-26 | Wei-Ching Wang | In-tube solenoid gas valve |
| CN103470778A (zh) * | 2013-09-11 | 2013-12-25 | 太仓康茂电子有限公司 | 一种压力调节阀 |
| JP7320924B2 (ja) * | 2018-05-22 | 2023-08-04 | ナブテスコ株式会社 | 流体圧バルブ |
| DE102019106157A1 (de) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | Gemü Gebr. Müller Apparatebau Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft | Direktgesteuertes Sitzventil zur Begrenzung eines Flusses eines Prozessmediums |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE513900C (de) * | 1928-07-25 | 1930-12-16 | Henri Eugene Tailleferre | Ventil |
| GB1579662A (en) * | 1977-04-29 | 1980-11-19 | Shipowners Cargo Res Assoc | Refrigeration control systems |
| NL7905792A (nl) * | 1979-07-26 | 1981-01-28 | Advanced Semiconductor Mat | Regelklep. |
| US4309022A (en) * | 1980-04-14 | 1982-01-05 | Consolidated Controls Corporation | Poppet valve actuator apparatus |
| EP0045141B1 (en) * | 1980-07-24 | 1984-11-21 | British Nuclear Fuels PLC | Globe valve with insert seat |
| US4526341A (en) * | 1983-06-15 | 1985-07-02 | Kerotest Manufacturing Corp. | Pneumatic shut-off valve |
| CA1276133C (en) * | 1985-03-29 | 1990-11-13 | Ryozo Ariizumi | Pneumatically operated valve |
| US4634099A (en) * | 1985-05-17 | 1987-01-06 | Nupro Company | High pressure inverted bellows valve |
| US4687017A (en) * | 1986-04-28 | 1987-08-18 | Nupro Company | Inverted bellows valve |
| US4763690A (en) * | 1986-07-29 | 1988-08-16 | Harsco Corporation | Leak-proof valve for gas cylinders |
| DE3643318A1 (de) * | 1986-12-18 | 1988-06-30 | Mueller Gottfried | Druckentlastetes ventil |
| US4995589A (en) * | 1990-01-29 | 1991-02-26 | Sequioa Controls Company, Ltd. | Bellows valve |
-
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- 1994-07-18 US US08/276,578 patent/US5553635A/en not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-07-14 KR KR1019950020702A patent/KR100219747B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1995-07-17 CN CN95106482A patent/CN1047831C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1995-07-17 BR BR9503347A patent/BR9503347A/pt not_active IP Right Cessation
- 1995-07-17 EP EP19950111199 patent/EP0693648A1/en not_active Withdrawn
- 1995-07-17 CA CA 2154007 patent/CA2154007C/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-07-17 IL IL11463695A patent/IL114636A/xx active IP Right Grant
- 1995-07-17 JP JP20181595A patent/JP3027108B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19991221 |