KR20140122660A

KR20140122660A - 유량 조정 장치

Info

Publication number: KR20140122660A
Application number: KR20140039214A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 하스누마; 아츠시 이노우에
Original assignee: 사파스고교 가부시키가이샤
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2014-04-02
Publication date: 2014-10-20
Also published as: US20140306132A1; JP6106498B2; JP2014202355A; KR101616179B1; EP2789884A1; EP2789884B1

Abstract

본 발명은 다이어프램 니들(5)의 선단에 마련된 니들부(5a)가 삽입 가능하게 되어 있으며, 유입 유로(31)와 밸브실(30)을 연통시키는 밸브 구멍(32)과 밸브 구멍(32)에 대한 니들부(5a)의 삽입량을 조정하여 밸브 구멍(32)에서 밸브실(30)에 유입되는 유체의 유량을 조정하는 유량 조정 기구와, 밸브실(30)의 중심축(C) 방향을 따라 밸브 구멍(32)에서 멀어짐에 따라, 중심축(C)으로부터의 거리가 일정한 기울기로 점차 길어지는 테이퍼 형상의 밸브 시트부(33)를 구비하고, 밸브 구멍(32)에서 밸브실(30)에의 유체 유입이 차단되는 차단 상태에서, 니들부(5a)와 밸브 시트부(33)가 접촉되는 접촉 위치(33a)가 밸브 구멍(32)과 밸브 시트부(33)의 경계가 되는 밸브 구멍 가장자리부(32a)로부터 이간되어 있는 유량 조정 장치(100)를 제공한다. 이에 의하여, 밸브 구멍의 변형을 억제함과 동시에, 유체의 체류나 유체에 포함되는 파티클 등의 집적을 억제할 수 있는 유량 조정 장치가 제공된다.

Description

유량 조정 장치 {FLOW REGULATING APPARATUS}

본 발명은 유량 조정 장치에 관한 것이다.

종래, 밸브 구멍이 마련된 바디와 밸브 구멍에 삽입되는 니들부를 갖는 밸브체부(弁體部)를 구비한 유량 조정 장치가 공지되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1참조.).

특허 문헌 1에 개시된 유량 조정 장치는 밸브 구멍에 삽입되는 니들부의 위치를 조정하고, 밸브 구멍의 내주면과 니들부의 외주면 사이에 형성되는 틈을 조정하는 것으로, 유체의 유량을 조정하는 장치다. 특허 문헌 1에 개시된 유량 조정 장치는 밸브 구멍 주위에 마련된 니들 수용부의 저면(底面)과 니들부의 기단부(基端部)에 마련된 평면 형상의 부위를 접촉시킴으로써 유체의 유통을 차단한다.

특허 문헌1: 일본 특허공개 2006-153262호 공보

특허 문헌 1에 개시된 유량 조정 장치는 밸브 구멍의 근방에서 니들부의 기단부에 마련된 평면 형상의 부위가 니들 수용부의 저면(밸브 시트부)과 접촉된다. 이 때문에, 유체 유통의 차단(니들부와 밸브 시트부의 접촉)을 반복함으로써, 밸브 구멍 근방의 니들 수용부의 저면에 접속된 밸브 구멍의 지름이 축소 또는 확대하는 방향으로 서서히 변형될 가능성이 있다.

따라서, 특허 문헌 1에 개시된 유량 조정 장치로는 밸브 구멍의 지름이 변형되어, 유량 조정이 적절하게 이루어지지 않을 가능성이 있다.

또한, 특허 문헌 1에 개시된 유량 조정 장치에 있어서, 니들 수용부는 평면시(平面視) 원형의 오목부(凹部)로 되어 있기 때문에, 니들 수용부 저면의 외연(外緣) 부분에서 유체가 체류되거나 유체에 포함되는 파티클 등이 집적되는 결함이 발생할 가능성이 있다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 밸브 구멍의 변형을 억제함과 동시에, 유체의 체류나 유체에 포함되는 파티클 등의 집적을 억제할 수 있는 유량 조정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위하여 하기의 수단을 채용했다.

본 발명에 따른 유량 조정 장치는 선단(先端)에 돌기부가 마련된 밸브체부와, 상기 밸브체부가 수용되며, 평면시가 원형상의 밸브실과, 외부에서 유입된 유체가 유통하는 유입 유로와, 상기 돌기부가 삽입 가능하게 되어 있고, 상기 유입 유로와 상기 밸브실을 연통시키는 밸브 구멍과, 상기 밸브 구멍에 대한 상기 돌기부의 삽입량을 조정하여 상기 밸브 구멍에서 상기 밸브실에 유입되는 유체의 유량을 조정하는 유량 조정부와, 상기 밸브실의 중심축 방향을 따라 상기 밸브 구멍에서 멀어짐에 따라서, 상기 중심축으로부터의 거리가 일정한 기울기로 점차 길어지는 테이퍼 형상의 밸브 시트부를 구비하고, 상기 밸브 구멍에서 상기 밸브실에의 유체 유입이 차단되는 차단 상태에서, 상기 밸브체부와 상기 밸브 시트부가 접촉되는 접촉 위치가, 상기 밸브 구멍과 상기 밸브 시트부의 경계가 되는 밸브 구멍 가장자리부에서 이간(離間)되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유량 조정 장치에서는, 밸브 구멍에서 밸브실에의 유체 유입이 차단되는 차단 상태에서, 밸브체부와 밸브 시트부가 접촉되는 접촉 위치가 밸브 구멍과 밸브 시트부의 경계가 되는 밸브 구멍 가장자리부에서 이간되어 있다. 따라서, 접촉 위치에 있어서 밸브 시트부에 발생하는 응력이 밸브 구멍 가장자리부에 직접적이고 또한 최단 거리로 전달되는 것이 방지되어, 밸브 구멍이 변형되어 버리는 결함이 억제된다.

또한, 밸브 시트부는 밸브실의 중심축 방향을 따라 밸브 구멍에서 멀어짐에 따라서, 중심축으로부터의 거리가 일정한 기울기로 점차 확대되는 테이퍼 형상으로 되어 있다. 이 때문에, 접촉 위치에서 밸브 시트부에 발생하는 응력의 전달 방향이 밸브 구멍에서 멀어지는 방향이 되고, 밸브 구멍이 변형되어 버리는 결함이 억제된다. 또한, 밸브 구멍에서 유입된 유체는 테이퍼 형상의 밸브 시트부를 따라 원활하게 유통되기 때문에 유체의 체류나 유체에 포함되는 파티클 등의 집적이 억제된다.

본 발명의 제1양태의 유량 조정 장치에 있어서, 상기 밸브체부는 상기 밸브 시트부와 함께 상기 밸브실을 획정(劃定)하는 다이어프램부를 구비하고, 상기 밸브 시트부의 일단이 상기 밸브 구멍 가장자리부에 접속되어 있으며, 상기 밸브 시트부의 타단이 상기 다이어프램부에 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 하여, 밸브 시트부의 일단에 접속된 밸브 구멍 가장자리부에서 밸브실에 유입된 유체가 밸브 시트부의 타단인 다이어프램부에 이르기까지, 중심축으로부터의 거리가 일정한 기울기로 점차 확대되는 테이퍼 형상의 밸브 시트부에 의해 원활하게 유도된다. 따라서, 유체의 체류나 유체에 포함되는 파티클 등의 집적을 보다 확실하게 억제할 수 있다.

본 발명의 제2 양태의 유량 조정 장치에 있어서, 상기 밸브체부는 상기 밸브 시트부와 함께 상기 밸브실을 획정하는 다이어프램부를 구비하고, 상기 밸브 시트부와 상기 다이어프램부를 접속하는 접속부를 구비하고, 상기 접속부는 상기 중심축에 평행한 방향의 단면시(斷面視)가 원호형상으로 되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 하여, 중심축에 평행한 방향의 단면시가 원호형상의 접속부를 따라 유체가 유도되기 때문에, 유체의 체류나 유체에 포함되는 파티클 등의 집적을 보다 확실하게 억제할 수 있다.

본 발명에 의하면, 밸브 구멍의 변형을 억제함과 동시에, 유체의 체류나 유체에 포함되는 파티클 등의 집적을 억제하는 것이 가능한 유량 조정 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 유량 조정 장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태의 유량 조정 장치의 배면도이다.
도 3은 도 1에 도시되는 유량 조정 장치의 전폐(全閉) 상태에서의 A-A 시시(矢視) 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시되는 유량 조정 장치의 전개(全開) 상태에서의 A-A 시시(矢視) 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시되는 유량 조정 장치의 주요부 확대도이다.
도 6은 도 4에 도시되는 유량 조정 장치의 주요부 확대도이다.
도 7은 제2 실시 형태의 유량 조정 장치의 전폐(全閉) 상태에서의 종단면도이다.
도 8은 제2 실시 형태의 유량 조정 장치의 전개(全開) 상태에서의 종단면도이다.
도 9는 도 7에 도시되는 유량 조정 장치의 주요부 확대도이다.
도 10은 도 8에 도시되는 유량 조정 장치의 주요부 확대도이다.

<제1 실시 형태>

이하, 본 발명의 제1 실시 형태의 유량 조정 장치(100)를 도면에 근거하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 유량 조정 장치(100)의 정면도이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시 형태의 유량 조정 장치(100)의 배면도이다. 도 3은 도 1에 도시되는 유량 조정 장치(100)의 전폐(全閉) 상태에 서의 A-A 시시 단면도이다. 도 4는 도 1에 도시되는 유량 조정 장치(100)의 전개(全開) 상태에서의 A-A 시시 단면도이다.

도 1에 도시되는 유량 조정 장치(100)는 반도체 제조 장치 등에 사용 되는 유체(약액, 순수(純水) 등)의 배관 유로에 설치되는 기기(機器)이다. 유량 조정 장치(100)는 보디(1)(본체부)와 베이스부(2)와 손잡이부(3)와 로크 너트(locknut)(4)를 구비한다. 보디(1)에는 조작 포트(36)를 구비한 프런트 보디(23)가 연결되어 있다. 유입 유로(31)는 유량 조정 장치(100)의 외부의 상류측 배관(미도시)에서 유입되는 유체를 유량 조정 장치(100)의 내부로 유도하는 유로이다.

도 2에 도시되는 바와 같이, 유량 조정 장치(100)의 배면에는 유량 조정 장치(100) 내부의 유체를 하류측 배관(미도시)으로 유도하기 위한 유출 유로(35)가 마련된다.

도 1및 도 2에 도시되는 바와 같이, 유량 조정 장치(100)는 설치면(S) 상에 설치된다. 설치면(S)에 대하여 베이스부(2)가 고정되어 있으며, 베이스부(2)에 대하여 보디(1)가 착탈 가능하게 되어 있다.

다음에 도 3및 도 4를 이용하여 유량 조정 장치(100)의 내부 구조에 대하여 설명한다.

도 3에는 도 1에 도시되는 유량 조정 장치(100)를 전폐 상태로 한 경우의 A-A 시시 부분 단면도가 도시되어 있다. 도 4에는 도 1에 도시되는 유량 조정 장치(100)를 전개 상태로 한 경우의 A-A 시시 부분 단면도가 도시되어 있다. 제1 실시 형태의 유량 조정 장치(100)는 조작 포트(36)를 통하여 압력실(37)에 압축 공기가 공급되지 않는 경우에 담힘 상태가 되는 노멀 클로즈형의 공기압 조작 밸브이다.

도 3및 도 4에 도시되는 보디(1)는 다이어프램 니들(5)(밸브체부)을 상하 방향으로 이동시켜 밸브 시트부(33)에 당접(當接) 또는 이간시키는 유량 조정 기구(유량 조정부)를 수납하는 수지제의 부재이다. 여기서 유량 조정 기구란, 후술하는 피스톤부(7), 이동체(8), 커버부(9), 스크류 로드(10) 및 스프링(11)을 포함하는 기구를 말한다. 유량 조정 기구는 밸브 구멍(32)(도 5및 도 6참조)에 대한 니들부(5a)(도 5및 도 6참조)의 삽입량을 조정하여 밸브 구멍(32)에서 밸브실(30)(도 5및 도 6참조)에 유입되는 유체의 유량을 조정하는 것이다.

다이어프램 니들(5)에는 다이어프램부(5c)(도 5및 도 6참조)가 마련되어 있고, 다이어프램부(5c)에 의해 유체의 유로와 다른 부분이 격리되어 있다. 도 3에 도시되는 바와 같이, 유량 조정 기구가 다이어프램 니들(5)을 밸브 시트부(33)에 접촉시킨 상태에서는, 유입 유로(31)에서 흘러 든 유체가 유출 유로(35)에 유통되지 않는 담힘 상태가 된다. 한편, 도 4에 도시되는 바와 같이, 유량 조정 기구가 다이어프램 니들(5)을 밸브 시트부(33)에서 이간시킨 상태에서는, 유입 유로(31)에서 흘러 든 유체가 유출 유로(35)에 유통되는 열림 상태가 된다. 이 열림 상태에서 유출 유로(35)에 흘러 드는 유체는 하류측 배관(미도시)에 유출된다.

다이어프램 니들(5)은 체결 나사(22)에 의해 피스톤부(7)에 체결되어 있으며, 다이어프램 니들(5)의 중심축(C) 방향으로 피스톤부(7)와 일체가 되어 상하 이동한다. 보디(1)(본체부)는 내부에 유입 유로(31) 및 유출 유로(35)가 형성된 수지제(예를 들면, 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)제)의 부재로써, 피스톤부(7)를 수납하기 위한 원통 부분을 구비하고 있다. 보디(1)의 원통 부분의 내면에는 다이어프램 지지부(6)가 고정되어 있다. 다이어프램 지지부(6)는 피스톤부(7)를 중심축(C) 방향으로 이동 가능하게 하는 부재이다. 다이어프램 지지부(6)의 내주면의 지름은 피스톤부(7)의 외주면의 지름과 거의 동일 지름으로 되어 있다.

다이어프램 지지부(6)의 외주면의 지름은 보디(1)의 내주면의 지름과 거의 동일 지름으로 되어 있다. 보디(1)에 다이어프램 니들(5)을 삽입한 후, 다이어프램 지지부(6)를 보디(1)에 압입하는 것으로, 다이어프램 니들(5)이 보디(1)에 대하여 고정된다. 다이어프램 니들(5)이 보디(1)에 대하여 고정된 후, 위치 결정핀(12)을 삽입하는 것으로, 보디(1)에 대한 중심축(C) 주변의 다이어프램 지지부(6)의 회전이 방지된다.

다이어프램 지지부(6)의 외주면에는 O링(16)이 마련되어 있다. 피스톤부(7)의 외주면에는 O 링(17)과 패킹(18)이 마련되어 있다. O링(16, 17) 및 패킹(18)은 통상의 씰(seal) 기능 이외에, 부식성 가스가 유량 조정 기구에 침입하는 것을 방지하는 기능도 구비하고 있다. 부식성 가스는 압력실(37)에 공급된 압축 공기를 밀봉하여, 불산이나 질산 등의 약액의 일부가 다이어프램 니들(5)의 다이어프램부(5c)를 투과함으로써 발생한다.

피스톤부(7)에는 스프링(11)에 의해 중심축(C)을 따라 피스톤부(7)를 설치면(S)측으로 가압하는 방향의 부세력(付勢力)이 미치고 있다. 조작 포트(36)에는 외부의 공기 공급원(미도시)에서 압축 공기가 공급된다. 조작 포트(36)에서 유입된 압축 공기는 피스톤부(7)와 다이어프램 지지부(6)와 보디(1)에 의해 획정되는 압력실(37)에 공급된다.

압력실(37)에 공급되는 공기가 생성하는 공기압은 공기 공급원 (미도시)에 의해 조정된다. 스프링(11)의 부세력이 피스톤부(7)에 미치는 하향의 힘보다, 압력실(37)의 공기압이 피스톤부(7)에 미치는 상향의 힘이 작은 경우에는, 도 3에 도시되는 바와 같이 다이어프램 니들(5)이 밸브 시트부(33)에 접촉된 담힘 상태가 된다.

압력실(37)의 공기압은 피스톤부(7)에 작용하여, 피스톤부(7)를 중심축(C)을 따라 설치면(S)에서 멀어지는 방향의 부세력을 피스톤부(7)에 미친다. 압력실(37)의 공기압이 높아지고, 피스톤부(7)를 중심축(C)을 따라 설치면(S)에서 멀어지는 방향의 부세력이, 스프링(11)에 의해 부여되는 부세력을 상회하면, 피스톤부(7)가 중심축(C)을 따라 설치면(S)에서 멀어지는 방향으로 이동한다. 이 이동에 의해, 다이어프램 니들(5)이 밸브 시트부(33)로부터 이간된 상태가 되고, 유입 유로(31)로부터 흘러 든 유체가 유출 유로(35)에 유통되는 열림 상태가 된다.

다음에, 유량 조정 장치(100)가 도 4에 도시되는 전개 상태가 되는 경우의 다이어프램 니들(5)의 개도(opening)의 조정에 대하여 설명한다. 유량 조정 장치(100)가 도 4에 도시되는 전개 상태가 되는 경우, 피스톤부(7)의 중앙부에 마련된 오목부의 상면(체결 나사(22)의 상면)과 이동체(8)의 하면이 접촉된다. 따라서, 이동체(8)의 하면의 위치에 따라, 유량 조정 장치(100)가 도 4에 도시되는 전개 상태가 되는 경우의 다이어프램 니들(5)의 개도가 결정된다. 본 실시 형태에서는 이동체(8)의 하면의 위치를 조정하는 것에 의해, 전개 상태가 되는 경우의 다이어프램 니들(5)의 개도가 조정된다.

이동체(8)는 다이어프램 니들(5)과 동일 축상에 배치되는 원통형 부 재이며, 내주면에 암나사부가 마련되어 있다. 이동체(8)의 외주면의 2개소에는 중심축(C)과 평행한 방향으로 연장되며, 중심축(C)에 직교하는 방향의 단면시가 반원형상의 오목홈부가 형성되어 있다. 2개소의 오목홈부에는 각각 평행 핀(21a, 2lb)(평행 핀(21))이 접촉된 상태로 배치되어 있다.

피스톤부(7)의 중앙부에 마련된 오목부의 내주면의 2개소에는, 중심축(C)와 평행한 방향으로 연장되며, 중심축(C)에 직교하는 방향의 단면시가 반원형상의 오목홈부가 형성되어 있다. 2개소의 오목홈부에는 각각 평행 핀(21a, 2lb)이 접촉된 상태로 배치되어 있다. 평행 핀(21a, 2lb)에 의해, 피스톤부(7)와 이동체(8)는 중심축(C) 주위에 상대적으로 회전하지 않도록 되어 있다.

이동체(8)의 내주면에 마련된 암나사부에는 스크류 로드(10)의 제2 수나사부(10c)가 체결되어 있다. 스크류 로드(10)는 이동체(8)에 체결되는 제2 수나사부(10c) 이외에, 제1 수나사부(10b)와 로드 본체(10a)를 구비한다.

로드 본체(10a)의 상단부에는 중심축(C)과 직교하는 방향의 관통 구멍이 마련되어 있다. 로드 본체(10a)의 상단부에는 관통 구멍에 삽입되는 스프링롤 핀(13)을 통하여, 손잡이부(3)가 고정되어 있다. 손잡이부(3)를 중심축(C) 주위에 회전시킴으로써, 스크류 로드(10)가 중심축(C) 주위에 회전한다.

스크류 로드(10)의 제1 수나사부(10b)는 커버부(9)의 내주면에 마련된 암나사부에 체결되어 있다. 커버부(9)는 다이어프램 니들(5)과 동일 축 상에 배치되는 원통형상 부재로써, 그 외주면이 보디(1)의 내주면과 접촉된 상태로 배치되어 있다. 커버부(9)는 스프링롤 핀(14)에 의해, 보디(1)에 대하여 중심축(C) 주위에 회전하지 않도록 고정되어 있다.

다음에 손잡이부(3)를 1회전 시켰을 경우의 이동체(8)의 위치의 변화에 대하여 설명한다.

손잡이부(3)는 전술한 바와 같이 스크류 로드(10)에 고정되어 있다. 따라서, 손잡이부(3)를 1회전 시키면 스크류 로드(10)가 1회전된다. 스크류 로드(10)가 1회전하면, 제1 수나사부(10b) 및 제2 수나사부(10c)도 각각 1회전한다. 여기서, 제1 수나사부(10b)와 제2 수나사부(10c)의 피치 (1회전에서 축 방향으로 진행하는 거리)는 각각 A 및 B이며, A>B의 관계가 된다.

제1 수나사부(10b)가 중심축(C)을 따라 아래 방향으로 이동하도록 손잡이부(3)를 1회전시키면, 제1 수나사부(10b)는 중심축(C)을 따라 아래 방향으로 거리(A)만큼 이동한다. 이때, 제2 수나사부(10c)는 제1 수나사부(10b)와 일체의 부재이기 때문에, 제1 수나사부(10b)와 마찬가지로 중심축(C)을 따라 아래 방향으로 거리(A)만큼 이동한다.

제2 수나사부(10c)가 중심축(C)을 따라 아래 방향으로 거리(A)만큼 이동할 때, 이동체(8)는 제1 수나사부(10b)의 피치(A)와 제2 수나사부(10c)의 피치(B)의 차분의 거리(A-B)만큼 중심축(C)을 따라 아래 방향으로 이동한다. 이와 같이 거리(A-B)만큼 아래 방향으로 이동하는 것은, 제2 수나사부(10c)의 피치(B)가 제1 수나사부(10b)의 피치(A)보다 작고, 이동체(8)가 평행 핀(21)에 의해 피스톤부(7)에 대하여 중심축(C) 주위에 회전하지 않도록 되어 있기 때문이다.

마찬가지로, 제1 수나사부(10b)가 중심축(C)을 따라 위 방향으로 이동하도록 손잡이부(3)를 1회전시키면, 제1 수나사부(10b)는 중심축(C)을 따라 위 방향으로 거리(A)만큼 이동한다. 이 때, 제2 수나사부(10c)는 제1 수나사부(10b)와 일체의 부재이기 때문에, 제1 수나사부(10b)와 마찬가지로 중심축(C)을 따라 위 방향으로 거리(A)만큼 이동한다.

제2 수나사부(10c)가 중심축(C)을 따라 위 방향으로 거리(A)만큼 이동할 때, 이동체(8)는 제1 수나사부(10b)의 피치(A)와 제2 수나사부(10c)의 피치(B)의 차분의 거리(A-B)만큼 중심축(C)을 따라 위 방향으로 이동한다. 이와 같이 거리(A-B)만큼 위 방향으로 이동하는 것은, 제2 수나사부(10c)의 피치(B)가 제1 수나사부(10b)의 피치(A)보다 작고, 이동체(8)가 평행 핀(21)에 의해 피스톤부(7)에 대하여 중심축(C) 주위에 회전하지 않도록 되어 있기 때문이다.

이상과 같이, 스크류 로드(10)에 피치가 다른 제1 수나사부(10b) 및 제2 수나사부(10c)를 마련하는 것으로, 손잡이부(3)의 회전에 대한 이동체(8)의 이동량을 작게 하여, 이동체(8)의 이동량의 미(微)조정이 가능하게 된다. 그리고, 손잡이부(3)를 회전시켜서 이동체(8)의 위치를 조정하는 것에 의해, 피스톤부(7)의 이동 범위가 결정되고, 전개 상태가 되는 경우의 다이어프램 니들(5)의 개도가 조정된다.

손잡이부(3)를 회전시켜 이동체(8)의 위치를 조정한 후, 로크 너트(4)를 체결하여 이동체(8)의 위치를 고정한다. 로크 너트(4)는 로드 본체(10a)의 외주면에 마련된 수나사부에 체결되는 암나사부를 구비하고 있다. 로크 너트(4)를 회전시켜서, 로크 너트(4)를 중심축(C) 방향의 하방(커버부(9)에 근접하는 방향)으로 이동시키는 것에 의해, 로크 너트(4)의 하면과 커버부(9)의 상면이 접촉된다. 로크 너트(4)의 하면과 커버부(9)의 상면이 접촉하면, 손잡이부(3)가 중심축(C) 주위에 회전하지 않도록 고정된다.

다음에, 도 5및 도 6을 이용하여 다이어프램 니들(5) 및 밸브 시트부(33)의 주변 구조에 대하여 설명한다.

도 5는 도 3에 도시되는 유량 조정 장치(100)의 주요부 확대도로써, 전폐 상태에서의 다이어프램 니들(5)의 주변을 도시하는 도면이다. 도 6은 도 4에 도시되는 유량 조정 장치(100)의 주요부 확대도로써, 전개 상태에서의 다이어프램 니들(5)의 주변을 도시하는 도면이다.

도 5및 도 6에 도시되는 바와 같이, 다이어프램 니들(5)은 니들부(5a) (돌기부)와 기부(基部)(5b)와 다이어프램부(5c)와 환형상 가장자리부(5d)를 구비하고 있다. 니들부(5a)는 다이어프램 니들(5)의 선단에 마련된 돌기 형상의 부재로써, 보디(1)에 마련된 밸브 구멍(32)에 삽입 가능하게 되어 있다. 니들부(5a) 를 중심축(C) 방향으로 이동시켜, 니들부(5a)의 외주면과 밸브 구멍(32)의 내주면과의 틈(거리)을 조정함으로써, 유입 유로(31)에서 밸브실(30)에 유입되는 유체의 유량이 조정된다. 니들부(5a)는 기부(5b)와 일체적으로 형성되어 있다. 밸브 구멍(32)은 유입 유로(31)와 밸브실(30)을 연통시키는 것이다.

기부(5b)에는, 니들부(5a) 와 다이어프램부(5c)가 연결되어 있다. 다이어프램부(5c)는 기부(5b)의 외주면에 연결된 평면시가 둥근 환형상의 박막 부재이다. 다이어프램부(5c) 의 내주측 가장자리부는 기부(5b)의 외주면에 연결되어 있으며, 다이어프램부(5c)의 외주측 가장자리부는 환형상 가장자리부(5d)에 연결되어 있다. 다이어프램부(5c)는 니들부(5a) 및 기부(5b)가 중심축(C) 방향으로 이동함에 따라 변형하는 부재로 되어 있다.

환형상 가장자리부(5d)는 평면시가 둥근 환형상의 부재이다. 환형상 가장자리부(5d)의 외주측 가장자리부의 하방에는 주방향(周方向)으로 연장되는 돌기부가 마련되어 있으며, 보디(1)에 마련된 평면시가 둥근 환형상의 홈부에 삽입되어 있다. 또한, 환형상 가장자리부(5d)의 외주측 가장자리부의 상면은 다이어프램 지지부(6)와 접촉된 상태로 되어 있다. 환형상 가장자리부(5d)의 외주측 가장자리부의 상면을 다이어프램 지지부(6)에 의해 누름으로써 환형상 가장자리부(5d)가 보디(1)에 고정된다.

다이어프램 니들(5)의 기부(5b)에는 중심축(C)에 직교하는 방향으로 관통 구멍이 마련되어 있다. 관통 구멍에는 원통형상의 다이어프램 핀(15)이 삽입되어 있다. 다이어프램 핀(15)의 양단부는 피스톤부(7)에 마련된 단면시가 거의U자 형상의 홈에 걸어 맞추어져 배치되어 있다. 다이어프램 핀(15)에 의해, 기부(5b)와 피스톤부(7)가 상대적으로 중심축(C) 주위에 회전하지 않도록 고정된다.

밸브실(30)은 중심축(C)을 따라 평면시가 원형상으로 되어 있으며, 니들부(5a)와 기부(5b)를 포함하는 다이어프램 니들(5)이 수용된다. 밸브실(30)은 다이어프램 니들(5)의 유체 접촉면과, 보디(1)의 유체 접촉면인 밸브 시트부(33)에 의해 획정되는 공간이다. 밸브실(30)의 중심축은 다이어프램 니들(5)의 중심축(C)과 일치하고 있다.

밸브 시트부(33)는 밸브실(30)의 중심축(C) 방향을 따라 밸브 구멍(32)에서 멀어짐에 따라서, 중심축(C)으로부터의 거리가 일정한 기울기로 점차 길어지는 테이퍼 형상으로 되어 있다. 밸브 시트부(33)의 일단은 밸브 구멍(32)의 단부인 밸브 구멍 가장자리부(32a)에 접속되어 있으며, 밸브 시트부(33)의 타단은 다이어프램 니들(5)의 환형상 가장자리부(5d) 및 다이어프램부(5c)에 접속되어 있다.

유량 조정 장치(100)는 도 3에 도시되는 상태에 있어서, 밸브 구멍(32)에서 밸브실(30)에의 유체 유입이 차단되는 차단 상태가 된다. 이 차단 상태에서, 다이어프램 니들(5)과 밸브 시트부(33)가 접촉되는 접촉 위치(33a)가 밸브 구멍(32)과 밸브 시트부(33)의 경계가 되는 밸브 구멍 가장자리부(32a)에서 이간되어 있다. 또한, 이 차단 상태에서 밸브 구멍 가장자리부(32a)와 니들부(5a)의 외주면 사이에는 미세한 틈이 마련된 상태로 되어 있다.

이와 같이, 유량 조정 장치(100)의 차단 상태에 있어서, 밸브 구멍 가장자리부(32a)는 다이어프램 니들(5)과 접촉되지 않기 때문에, 다이어프램 니들(5)의 접촉에 의해 밸브 구멍(32)이 변형되는 것이 억제된다. 또한, 이 차단 상태에서, 다이어프램 니들(5)과 밸브 시트부(33)가 접촉되는 접촉 위치(33a)가 밸브 구멍 가장자리부(32a)에서 이간되어 있다. 따라서, 접촉 위치(33a)에서 밸브 시트부(33)에 발생하는 응력이 밸브 구멍 가장자리부(32a)에 직접적이고 또한 최단 거리로 전달되는 것이 방지되어, 밸브 구멍(32)이 변형되어 버리는 결함이 억제된다.

여기서, 차단 상태에 있어서, 접촉 위치(33a)에서 밸브 시트부(33)가 기부(5b)으로부터 받는 압력은 밸브 시트부(33)의 테이퍼 형상의 면에 직교하는 법선방향(도 5중의 화살표로 나타내는 방향)이 된다. 따라서, 접촉 위치(33a)에 있어서 밸브 시트부(33)에 발생하는 응력의 전달 방향이 밸브 구멍(32)에서 멀어지는 방향이 된다. 따라서, 기부(5b)으로부터 받는 압압력(押壓力)에 의해 밸브 시트부(33)에 발생하는 응력은 밸브 구멍 가장자리부(32a)에 전달되기 어려워져, 밸브 구멍(32)이 변형되어 버리는 결함이 억제된다.

도 5에 도시되는 차단 상태에서 압력실(37)로 공급되는 공기압을 높이면, 다이어프램 니들(5)의 기부(5b)가 밸브 시트부(33)로부터 이간된다. 밸브 시트부(33)로부터 기부(5b)가 이간되면 밸브 구멍(32)에서 밸브실(30)에 유체가 유입된다. 밸브실(30)에 유입된 유체는 밸브실(30)에 마련된 개구부(30a)를 통하여 중간 유로(38)에 유입된다. 중간 유로(38)에 유입된 유체는 유출 유로(35)를 경유하여 유량 조정 장치(100)의 외부로 유출된다.

밸브 시트부(33)가 테이퍼 형상으로 되어 있기 때문에, 밸브 구멍(32)에서 밸브실(30)에 유입된 유체는 밸브 구멍 가장자리부(32a)로부터 개구부(30a)를 향하여 원활하게 이동한다. 이 때문에, 밸브실(30)내에서 유체가 체류되거나, 유체에 포함되는 파티클 등이 밸브실(30)내에 집적되는 것이 억제된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 유량 조정 장치(100)에서는 밸브 구멍(32)에서 밸브실(30)에의 유체 유입이 차단되는 차단 상태에 있어서, 다이어프램 니들(5)과 밸브 시트부(33)가 접촉되는 접촉 위치(33a)가 밸브 구멍 가장자리부(32a)에서 이간되어 있다. 따라서, 접촉 위치(33a)에서 밸브 시트부(33)에 발생하는 응력이 밸브 구멍 가장자리부(32a)에 직접적이고 또한 최단 거리로 전달되는 것이 방지되어, 밸브 구멍(32)이 변형되어 버리는 결함이 억제된다.

또한, 밸브 시트부(33)는 밸브실(30)의 중심축(C) 방향을 따라 밸브 구멍(32)에서 멀어짐에 따라서, 중심축(C)으로부터의 거리가 일정한 기울기로 점차 확대되는 테이퍼 형상으로 되어 있다. 이 때문에, 접촉 위치(33a)에서 밸브 시트부(33)에 발생하는 응력의 전달 방향이 밸브 구멍(32)에서 멀어지는 방향이 되어, 밸브 구멍(32)이 변형되어 버리는 결함이 억제된다. 또한, 밸브 구멍(32)으로부터 유입된 유체는 테이퍼 형상의 밸브 시트부(33)를 따라 원활하게 유통되기 때문에 유체의 체류나 유체에 포함되는 파티클 등의 집적이 억제된다.

또한, 본 실시 형태의 유량 조정 장치(100)에 있어서, 다이어프램 니들(5)은 밸브 시트부(33)와 함께 밸브실(30)을 획정하는 다이어프램부(5c)를 구비하고, 밸브 시트부(33)의 일단이 밸브 구멍 가장자리부(32a)에 접속되어 있으며, 밸브 시트부(33)의 타단이 다이어프램부(5c)에 접속되어 있다.

이렇게 함으로써, 밸브 시트부(33)의 일단에 접속된 밸브 구멍 가장자리부(32a)로부터 밸브실(30)에 유입된 유체가 밸브 시트부(33)의 타단인 다이어프램부(5c)에 이르기까지, 중심축(C)으로부터의 거리가 일정한 기울기로 점차 확대되는 테이퍼 형상의 밸브 시트부(33)에 의해 원활하게 유도된다. 따라서, 유체의 체류나 유체에 포함되는 파티클 등의 집적을 보다 확실하게 억제할 수 있다.

<제2 실시 형태>

이하, 본 발명의 제2 실시 형태의 유량 조정 장치를 도면에 근거하여 설명한다. 도 7은 제2 실시 형태의 유량 조정 장치(200)의 전개 상태에서의 종단면도이다. 도 8은 제2 실시 형태의 유량 조정 장치(200)의 전폐 상태에서의 종단면도이다. 도 9는 도 7에 도시되는 유량 조정 장치(200)의 주요부 확대도이다. 도 10은 도 8에 도시되는 유량 조정 장치(200)의 주요부 확대도이다.

도 7에 도시되는 유량 조정 장치(200)는 반도체 제조 장치에 이용되는 약액 등의 유체의 배관 유로에 설치되는 기기다. 유량 조정 장치(200)는 보디(201)(본체부)와 베이스부(202)와 손잡이부(203)와 로크 너트(204)를 구비한다. 보디(201)는 제1 보디부(201a)와 제2 보디부(201b)와 제3 보디부(201c)를 구비한다. 유입 유로(231)는 유량 조정 장치(200)의 외부의 상류측 배관(미도시)에서 유입되는 유체를 유량 조정 장치(200)의 내부에 유도하는 유로이다.

다음에, 유량 조정 장치(200)의 내부 구조에 대하여 설명한다.

제2 실시 형태의 유량 조정 장치(200)는 조작 포트(236)를 통하여 압력실(237)에 압축 공기가 공급되지 않는 경우에 담힘 상태가 되는 노멀 클로즈형의 공기압 조작 밸브다.

도 7및 도 8에 도시되는 보디(201)는 다이어프램 니들(205)(밸브체부)을 상하 방향으로 이동시켜 밸브 시트부(233)에 당접(當接) 또는 이간시키는 유량 조정 기구(유량 조정부)를 수납하는 수지제(예를 들면, 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE))의 부재이다. 여기서, 유량 조정 기구란 후술하는 피스톤부(207), 스크류 로드(210) 및 스프링(211)을 포함하는 기구를 말한다. 유량 조정 기구는 후술하는 밸브 구멍(232)에 대한 니들부(205a)의 삽입량을 조정하여 밸브 구멍(232)에서 후술하는 밸브실(230)에 유입되는 유체의 유량을 조정하는 것이다.

다이어프램 니들(205)에는 후술하는 다이어프램부(205c)가 마련되어 있으며, 다이어프램부(205c)에 의해 유체의 유로와 다른 부분이 격리되어 있다. 도 7에 도시되는 바와 같이, 유량 조정 기구가 다이어프램 니들(205)을 밸브 시트부(233)에 접촉시킨 상태에서는, 유입 유로(231)로부터 흘러 든 유체가 유출 유로(235)에 유통되지 않는 담힘 상태가 된다. 한편, 도 8에 도시되는 바와 같이, 유량 조정 기구가 다이어프램 니들(205)을 밸브 시트부(233)로부터 이간시킨 상태에서는, 유입 유로(231)로부터 흘러 든 유체가 유출 유로(235)에 유통되는 열림 상태가 된다. 열림 상태에서 유출 유로(235)에 흘러드는 유체는 하류측 배관(미도시)에 유출된다.

다이어프램 니들(205)에 마련된 수나사부(205e)는 피스톤부(207)에 마련된 암나사부(207a)에 체결되어 있다. 따라서, 다이어프램 니들(205)과 피스톤부(207)는 중심축(C) 방향으로 일체가 되어 상하 이동한다. 제3 보디부(201c)는 내부에 유입 유로(231) 및 유출 유로(235)가 형성된 수지제의 부재이다. 제3 보디부(201c)의 상부에는 제2 보디부(201b)가 고정되어 있다.

제2 보디부(201b)는 피스톤부(207)를 중심축(C) 방향으로 이동 가능하게 하는 부재이다. 제2 보디부(201b)의 내주면의 지름은 피스톤부(207)의 외주면의 지름과 거의 동일한 지름으로 되어 있다. 제3 보디부(201c)에 다이어프램 니들(205)을 삽입한 후, 제3 보디부(201c)에 제2 보디부(201b)를 고정하는 것에 의해, 다이어프램 니들(205)이 제3 보디부(201c)에 대하여 고정된다.

피스톤부(207)의 외주면에는 X링(217, 218)이 마련되어 있다. X링 (217, 218)은 통상의 씰(seal) 기능 이외에, 부식성 가스가 유량 조정 기구에 침입하는 것을 방지하는 기능도 구비하고 있다. 부식성 가스는 압력실(237)에 공급된 압축 공기를 밀봉함과 동시에, 불산이나 질산 등의 약액의 일부가 다이어프램 니들(205)의 다이어프램부(205c)를 투과함으로써 발생한다.

피스톤부(207)에는 스프링(211)에 의해 중심축(C)을 따라 피스톤부(207)를 설치면(S)측으로 누르는 방향의 부세력이 부여된다. 조작 포트(236)에는 외부의 공기 공급원(미도시)에서 압축 공기가 공급된다. 조작 포트(236)에서 유입된 압축 공기는 피스톤부(207)와 제2 보디부(201b)에 의해 획정되는 압력실(237)에 공급된다.

압력실(237)에 공급되는 공기가 생성하는 공기압은 공기 공급원 (미도시)에 의해 조정된다. 스프링(211)의 부세력이 피스톤부(207)에 미치는 하향의 힘보다, 압력실(237)의 공기압이 피스톤부(207)에 미치는 상향의 힘이 작은 경우에는, 도 7에 도시되는 바와 같이, 다이어프램 니들(205)이 밸브 시트부(233)에 접촉한 담힘 상태가 된다.

압력실(237)의 공기압은 피스톤부(207)에 작용하고, 피스톤부(207)를 중심축(C)을 따라 설치면(S)에서 멀어지는 방향의 부세력을 피스톤부(207)에 미친다. 압력실(237)의 공기압이 높아져, 피스톤부(207)를 중심축(C)을 따라 설치면(S)에서 멀어지는 방향의 부세력이, 스프링(211)에 의해 부여되는 부세력을 상회하면, 피스톤부(207)가 중심축(C)을 따라 설치면(S)에서 멀어지는 방향으로 이동한다. 이 이동에 의해, 다이어프램 니들(205)이 밸브 시트부(233)로부터 이간된 상태가 되고, 유입 유로(231)에서 흘러 든 유체가 유출 유로(235)에 유통되는 열림 상태가 된다.

다음에, 유량 조정 장치(200)가 도 8에 도시되는 전개 상태가 되는 경우의 다이어프램 니들(205)의 개도의 조정에 대하여 설명한다. 유량 조정 장치(200)가 도 8에 도시되는 전개 상태가 되는 경우, 피스톤부(207)의 상면과 스크류 로드(210)의 하면이 접촉된다. 따라서, 스크류 로드(210)의 하면의 위치에 따라, 유량 조정 장치(200)가 도 8에 도시되는 전개 상태가 되는 경우의 다이어프램 니들(205)의 개도가 결정된다. 본 실시 형태에서는, 스크류 로드(210)의 하면의 위치를 조정함으로써, 전개 상태가 되는 경우의 다이어프램 니들(205)의 개도가 조정된다.

스크류 로드(210)의 상단부에는 중심축(C) 방향으로 연장되는 암나사부가 마련되어 있다. 이 암나사부에 체결 나사(213)를 체결시킴으로써, 스크류 로드(210)에 대하여 손잡이부(203)가 고정된다. 따라서, 손잡이부(203)를 중심축(C) 주위에 회전시키는 것에 의해, 스크류 로드(210)가 중심축(C) 주위에 회전된다. 스크류 로드(210)의 외주면에는 수나사부가 마련되어 있으며, 제1 보디부(201a)에 마련된 암나사부에 체결되어 있다. 손잡이부(203)를 중심축(C) 주위에 회전시키면, 스크류 로드(210)는 중심축(C) 방향을 따라 상하 이동한다.

손잡이부(203)를 회전시킴으로써 스크류 로드(210)의 하면의 위치를 조정한 후에는, 로크 너트(204)를 체결하여 스크류 로드(210)의 위치를 고정한다. 로크 너트(204)는 스크류 로드(210)의 외주면에 마련된 수나사부에 체결되는 암나사부를 구비하고 있다. 로크 너트(204)를 회전시켜 로크 너트(204)를 중심축(C) 방향의 하방(제1 보디부(201a)에 근접하는 방향)으로 이동시켜 로크 너트(204)의 하면과 제1 보디부(201a)의 상면이 접촉된다. 로크 너트(204)의 하면과 제1 보디부(201a)의 상면이 접촉하면, 손잡이부(203)가 중심축(C) 주위에 회전하지 않도록 고정된다.

다음에, 도 9및 도 10을 이용하여 다이어프램 니들(205) 및 밸브 시트부(233) 주변의 구조에 대하여 설명한다.

도 9는 도 7에 도시되는 유량 조정 장치(200)의 주요부 확대도로써, 전폐 상태에서의 다이어프램 니들(205)의 주변을 도시하는 도면이다. 도 10은 도 8에 도시되는 유량 조정 장치(200)의 주요부 확대도로써, 전개 상태에서의 다이어프램 니들(205)의 주변을 도시하는 도면이다.

도 9및 도 10에 도시되는 바와 같이, 다이어프램 니들(205)은 니들부(205a)(돌기부)와 기부(205b)와 다이어프램부(205c)와 환형상 가장자리부(205d)를 구비하고 있다. 니들부(205a)는 다이어프램 니들(205)의 선단에 마련된 돌기 형상의 부재로써, 제3 보디부(201c)에 마련된 밸브 구멍(232)에 삽입 가능하게 되어 있다.

니들부(205a)를 중심축(C) 방향으로 이동시키고, 니들부(205a)의 외주면과 밸브 구멍(232)의 내주면의 거리를 조정함으로써, 유입 유로(231)에서 밸브실(230)에 유입되는 유체의 유량이 조정된다. 니들부(205a)는 기부(205b)와 일체적으로 형성되어 있다. 밸브 구멍(232)은 유입 유로(231)와 밸브실(230)을 연통시키는 것이다.

기부(205b)에는 니들부(205a)와 다이어프램부(205c)가 연결되어 있다. 다이어프램부(205c)는 기부(205b)의 외주면에 연결된 평면시가 둥근 환형상의 박막 부재이다. 다이어프램부(205c)의 내주측 가장자리부는 기부(205b)의 외주면에 연결되어 있으며, 다이어프램부(205c)의 외주측 가장자리부는 환형상 가장자리부(205d)에 연결되어 있다. 다이어프램부(205c)는 니들부(205a) 및 기부(205b)가 중심축(C) 방향으로 이동함에 따라서 변형되는 부재로 되어 있다.

환형상 가장자리부(205d)는 평면시가 둥근 환형상의 부재이다. 환형상 가장자리부(205d)의 외주측 가장자리부의 하방에는 돌기부가 마련되어 있으며, 제3 보디부(201c)에 마련된 평면시가 둥근 환형상의 홈부에 삽입되어 있다. 또한, 환형상 가장자리부(205d)의 외주측 가장자리부의 상면은 제2 보디부(201b)와 접촉된 상태로 되어 있다. 환형상 가장자리부(205d)의 외주측 가장자리부의 상면을 제2 보디부(201b)에 의해 누름으로써, 환형상 가장자리부(205d)가 제3 보디부(201c)에 고정된다.

밸브실(230)은 중심축(C)을 따라 평면시가 원형상으로 되어 있으며, 니들부(205a)와 기부(205b)를 포함하는 다이어프램 니들(205)이 수용된다. 밸브실(230)은 다이어프램 니들(205)의 유체 접촉면과, 제3 보디부(201c)의 유체 접촉면인 밸브 시트부(233) 및 접속부(234)에 의해 획정되는 공간이다. 밸브실(230)의 중심축은 다이어프램 니들(205)의 중심축(C)과 일치하고 있다.

밸브 시트부(233)는 밸브실(230)의 중심축(C) 방향을 따라 밸브 구멍(232)에서 멀어짐에 따라서, 중심축(C)으로부터의 거리가 일정한 기울기로 점차 길어지는 테이퍼 형상으로 되어 있다. 밸브 시트부(233)의 일단은 밸브 구멍(232)의 단부인 밸브 구멍 가장자리부(232a)에 접속되고 있으며, 밸브 시트부(233)의 타단은 접속부(234)에 접속되어 있다.

접속부(234)는 밸브 시트부(233)와 다이어프램 니들(205)의 환형상 가장자리부(205d)를 접속하는 것이다. 접속부(234)의 일단은 밸브 시트부(233)에 접속되고 있으며, 접속부(234)의 타단은 다이어프램 니들(205)의 환형상 가장자리부(205d)에 접속되어 있다.

도 9및 도 10에 도시되는 바와 같이, 접속부(234)는 중심축(C)에 평행한 방향의 단면시가 원호형상으로 되어 있다.

유량 조정 장치(200)는 도 9에 도시되는 상태에서, 밸브 구멍(232)으로부터 밸브실(230)에의 유체 유입이 차단되는 차단 상태가 된다. 이 차단 상태에서 다이어프램 니들(205)과 밸브 시트부(233)가 접촉되는 접촉 위치(233a)가 밸브 구멍(232)과 밸브 시트부(233)의 경계가 되는 밸브 구멍 가장자리부(232a)로부터 이간되어 있다. 또한, 이 차단 상태에서 밸브 구멍 가장자리부(232a)와 니들부(205a) 외주면의 사이에는 미세한 틈이 마련된 상태로 되어 있다.

이와 같이, 유량 조정 장치(200)의 차단 상태에 있어서, 밸브 구멍 가장자리부(232a)는 다이어프램 니들(205)과 접촉되지 않기 때문에, 다이어프램 니들(205)의 접촉에 의해 밸브 구멍(232)이 변형되는 것이 억제된다. 또한, 이 차단 상태에서, 다이어프램 니들(205)과 밸브 시트부(233)가 접촉되는 접촉 위치(233a)가 밸브 구멍 가장자리부(232a)로부터 이간되어 있기 때문에, 밸브 구멍(232)이 변형되는 것이 억제된다.

여기서, 차단 상태에 있어서, 접촉 위치(233a)에서 밸브 시트부(233)가 기부(205b)로부터 받는 압력은 밸브 시트부(233)의 테이퍼 형상의 면에 직교하는 법선방향(도 9중의 화살표로 나타내는 방향)이 된다. 따라서, 접촉 위치(233a)에서 밸브 시트부(233)에 발생하는 응력의 전달 방향이 밸브 구멍(232)에서 멀어지는 방향이 된다. 따라서, 기부(205b)로부터 받는 압압력에 의해 밸브 시트부(233)에 발생하는 응력은 밸브 구멍 가장자리부(232a)에 전달되기 어려워져, 밸브 구멍(232)이 변형되어 버리는 결함이 억제된다.

도 9에 도시되는 차단 상태에서 압력실(237)에 공급되는 공기압을 높이면, 다이어프램 니들(205)의 기부(205b)가 밸브 시트부(233)에서 이간된다. 밸브 시트부(233)에서 기부(205b)가 이간되면, 밸브 구멍(232)에서 밸브실(230)에 유체가 유입된다. 밸브실(230)에 유입된 유체는 밸브실(230)에 마련된 개구부(230a)를 통하여 중간 유로(238)에 유입된다. 중간유로(238)에 유입된 유체는 유출 유로(235)를 경유하여 유량 조정 장치(200)의 외부에 유출된다.

밸브 시트부(233)가 테이퍼 형상으로 되어 있고, 접속부(234)가 원호형상으로 되어 있기 때문에, 밸브 구멍(232)에서 밸브실(230)에 유입된 유체는 밸브 구멍 가장자리부(232a)에서 개구부(230a)를 향하여 원활하게 이동한다. 이 때문에, 밸브실(230)내에서 유체가 체류되거나, 유체에 포함되는 파티클 등이 밸브실(230)내에 집적되는 것이 억제된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 유량 조정 장치(200)에서는 밸브 구멍(232)에서 밸브실(230)에의 유체 유입이 차단되는 차단 상태에서, 다이어프램 니들(205)과 밸브 시트부(233)가 접촉되는 접촉 위치(233a)가 밸브 구멍 가장자리부(232a)로부터 이간되어 있다. 따라서, 접촉 위치(233a)에서 밸브 시트부(233)에 발생하는 응력이 밸브 구멍 가장자리부(232a)에 직접적이고 또한 최단 거리로 전달되는 것이 방지되어, 밸브 구멍(232)이 변형되어 버리는 결함이 억제된다.

또한, 밸브 시트부(233)는 밸브실(230)의 중심축(C) 방향을 따라 밸브 구멍(232)에서 멀어짐에 따라서, 중심축(C)으로부터의 거리가 일정한 기울기로 점차 확대되는 테이퍼 형상으로 되어 있다. 이 때문에, 접촉 위치(233a)에서 밸브 시트부(233)에 발생하는 응력의 전달 방향이 밸브 구멍(232)에서 멀어지는 방향이 되어, 밸브 구멍(232)이 변형되어 버리는 결함이 억제된다. 또한, 밸브 구멍(232)에서 유입된 유체는 테이퍼 형상의 밸브 시트부(233)를 따라 원활하게 유통되기 때문에, 유체의 체류나 유체에 포함되는 파티클 등의 집적이 억제된다.

또한, 본 실시 형태의 유량 조정 장치(200)에 있어서, 다이어프램 니들(205)는 밸브 시트부(233)와 함께 밸브실(230)을 획정하는 다이어프램부(205c)를 구비한다. 또한, 유량 조정 장치(200)는 밸브 시트부(233)와 다이어프램부(205c)를 접속하는 접속부(234)를 구비하고, 접속부(234)는 중심축(C)에 평행한 방향의 단면시가 원호형상으로 되어 있다.

이렇게 함으로써, 중심축(C)에 평행한 방향의 단면시가 원호형상의 접속부(234)를 따라 유체가 유도되기 때문에, 유체의 체류나 유체에 포함되는 파티클 등의 집적을 보다 확실하게 억제할 수 있다.

<다른 실시 형태>

제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는 유체 기기 유닛이 노멀 클로즈형의 공기압 조작 밸브인 것으로 했지만, 다른 양태라도 된다. 예를 들면, 노멀 오픈형의 공기압 조작 밸브라도 된다. 유체의 유입구 및 유출구를 구비한 것이면, 공기압 조작 밸브 이외의 다른 종류의 유체 기기 유닛이라도 된다.

그 외, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 적절하게 변경할 수 있다.

1, 201: 보디(본체부)
5, 205: 다이어프램 니들(밸브체부)
5a, 205a: 니들부(돌기부)
5b, 205b: 기부
5c, 205c: 다이어프램부
5d, 205d: 환형상 가장자리부
7, 207: 피스톤부
8: 이동체
10, 210: 스크류 로드
11: 스프링
30, 230: 밸브실
30a, 230a: 개구부
31, 231: 유입 유로
32, 232: 밸브 구멍
32a, 232a: 밸브 구멍 가장자리부
33, 233: 밸브 시트부
33a, 233a: 접촉 위치
35, 235: 유출 유로
100, 200: 유량 조정 장치
201a: 제1 보디부
20lb: 제2 보디부
201c: 제3 보디부
234: 접속부

Claims

선단(先端)에 돌기부가 마련된 밸브체부와,
상기 밸브체부가 수용되며, 평면시(平面視)가 원형상의 밸브실과,
외부에서 유입된 유체가 유통하는 유입 유로와,
상기 돌기부가 삽입 가능하게 되어 있고, 상기 유입 유로와 상기 밸브실을 연통시키는 밸브 구멍과,
상기 밸브 구멍에 대한 상기 돌기부의 삽입량을 조정하여 상기 밸브 구멍에서 상기 밸브실에 유입되는 유체의 유량을 조정하는 유량 조정부와,
상기 밸브실의 중심축 방향을 따라 상기 밸브 구멍에서 멀어짐에 따라서, 상기 중심축으로부터의 거리가 일정한 기울기로 점차 길어지는 테이퍼 형상의 밸브 시트부를 구비하고,
상기 밸브 구멍에서 상기 밸브실에의 유체 유입이 차단되는 차단 상태에서, 상기 밸브체부와 상기 밸브 시트부가 접촉되는 접촉 위치가, 상기 밸브 구멍과 상기 밸브 시트부의 경계가 되는 밸브 구멍 가장자리부에서 이간(離間)되는 것을 특징으로 하는 유량 조정 장치.
제 1항에 있어서,
상기 밸브체부는 상기 밸브 시트부와 함께 상기 밸브실을 획정하는 다이어프램부를 구비하고,
상기 밸브 시트부의 일단이 상기 밸브 구멍 가장자리부에 접속되어 있으며, 상기 밸브 시트부의 타단이 상기 다이어프램부에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 조정 장치.
제 1항에 있어서,
상기 밸브체부는 상기 밸브 시트부와 함께 상기 밸브실을 획정하는 다이어프램부를 구비하고,
상기 밸브 시트부와 상기 다이어프램부를 접속하는 접속부를 구비하고,
상기 접속부는 상기 중심축에 평행한 방향의 단면시(斷面視)가 원호형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 조정 장치.