TWI739516B - 閥裝置、流體控制裝置及閥裝置的製造方法 - Google Patents

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山路道雄
藥師神忠幸
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Abstract

一種閥裝置，其具備：流路區塊，其形成有流體流入流路；膜片，其開閉流體流入流路；致動器，其經由膜片壓件而將膜片下壓；筒狀的閥帽，其內周面形成有母螺紋，並且連結流路區塊與致動器；筒狀的調整螺件，其與母螺紋螺合，且與膜片壓件抵接，由此調整膜片的開閥位置；以及環狀的鎖固螺帽，其擰入至母螺紋，由此鎖固調整螺件。

Description

閥裝置、流體控制裝置及閥裝置的製造方法
本發明是有關於一種閥裝置、流體控制裝置及閥裝置的製造方法。
JP 2016-161022 A公開了一種閥裝置，其具備：形成有流路的流路區塊、開閉流路的膜片、經由膜片壓件而將膜片下壓的致動器、以及連結流路區塊與致動器的閥帽。
然而，JP 2016-161022 A的閥裝置中，由於構成閥裝置的各構件的尺寸不均，會有膜片全開時流過流路的流體的流量產生不均的問題。因此，閥裝置的組裝時，必須調整與該流量相關的Cv值。此外，所謂Cv值，是指在JIS規格中，在特定的動作範圍中，壓力差為1Psi，且以US加侖/分來表示流過華氏60度的水時的流量的流量數值。
本發明是鑒於上述事情而成，目的在於提供一種能夠在組裝時調整Cv值的閥裝置、流體控制裝置以及閥裝置的製造方法。
根據本發明的一態樣，提供一種閥裝置，具備：流路區塊，其形成有流路；膜片，其開閉前述流路；膜片壓件，其按壓前述膜片；致動器，其經由前述膜片壓件而將前述膜片下壓；筒狀的閥帽，其內周面形成有母螺紋，並且連結前述流路區塊與前述致動器；筒狀的位置調整構件，其與前述母螺紋 螺合，且與前述膜片壓件抵接，由此調整前述膜片的開閥位置；以及環狀的鎖固螺帽，其擰入至前述母螺紋，由此鎖固前述位置調整構件。
根據本發明的另一態樣，提供一種閥裝置的製造方法，其為製造閥裝置的閥裝置的製造方法，包括：膜片設置步驟，在形成有流路的流路區塊設置開閉前述流路的膜片；閥帽安裝步驟，將內周面形成有母螺紋的筒狀的閥帽安裝在前述流路區塊；膜片壓件設置步驟，將膜片壓件設置於前述閥帽，以與前述膜片抵接；開閥位置調整步驟，將筒狀的位置調整構件與前述母螺紋螺合，由此經由前述膜片壓件來調整前述膜片的開閥位置；鎖固步驟，將環狀的鎖固螺帽擰入至前述母螺紋，由此鎖固前述位置調整構件；以及致動器安裝步驟，經由前述膜片壓件，將用於使前述膜片下壓的致動器安裝在前述閥帽。
根據本發明的態樣，能夠在組裝時調整Cv值。
1、1a、1b:閥裝置
2:流路區塊
3:膜片
4:膜片壓件
5:致動器
6:閥帽
7:間隔件
8:調整螺件(位置調整構件)
9:鎖固螺帽
10:第一旋轉治具
11:第二旋轉治具
12、13、14、15、16、17:O型環
21:流體流入流路(流路)
22:流體流出流路
23:凹部
24:閥座
41:按壓本體(被導引部)
42:上突部
43:下突部(插入部)
51:殼體
52:活塞
53:螺旋彈簧
54:桿
54a:軸向流路
54b:第一徑向流路
54c:第二徑向流路
55:配對板
56:第一空氣導入室
57:第二空氣導入室
58:第一連通室
59:第二連通室
61:公螺紋
62:六角突出部
63:母螺紋
64:定位面
65:環狀部
81:大徑部(螺合部)
82:小徑部
83:第一卡合部
84:中徑部(擰入量限制部)
91:公螺紋
92:第二卡合部
111:治具本體
112:六角突出部
113:突起
231:周壁
232:母螺紋
411:上表面
412:下表面(移動限制面)
511:第一殼體
511a:周壁
511b:頂壁
511c:母螺紋
511d:桿導引孔
511e:圓環槽
511f、511g:貫通孔
511h:卡合孔
512:第二殼體
512a:周壁
512b:底壁
512c:公螺紋
512d、512e:貫通孔
512f:抵接面
513:收容空間
514:延伸部
515:公螺紋
521:第一活塞
522:第二活塞
811:公螺紋
831:凹槽
831a:卡合孔
921:卡合孔
921a:凹槽
991A:開閉閥(二通閥)
991B:調節器
991C:壓力計
991D:開閉閥(三通閥)
991E:質量流量控制器
992:流路區塊
993:導入管
BS:基板
G1、G2:長邊方向
S1、S2、S3、S4、S5、S6:步驟
W1、W2:寬度方向
圖1所示，為本發明的實施型態的閥裝置的剖面圖。
圖2所示，為調整螺件及使調整螺件旋轉的第一旋轉治具的上視圖。
圖3所示，為鎖固螺帽的上視圖。
圖4所示，為使鎖固螺帽旋轉的第二旋轉治具的概略圖，(a)為第二旋轉治具的概略上視圖，(b)為第二旋轉治具的概略剖面圖。
圖5所示，為製造閥裝置的閥裝置的製造方法的流程圖。
圖6所示，為在調整螺件的旋轉是藉由第一旋轉治具限制的狀態下，藉由第二旋轉治具來擰入鎖固螺帽，由此鎖固調整螺件的狀態的概略圖。
圖7所示，為應用閥裝置的流體控制裝置的一例的斜視圖。
圖8所示，為第一變形例的閥裝置的主要部分的剖面圖。
圖9所示，為第二變形例的閥裝置的主要部分的概略剖面圖。
以下，一邊參照隨附圖式，一邊說明本發明的實施型態(以下稱為本實施型態)。於本說明書中，全文皆對相同的要素賦予相同的符號。
首先，一邊參照圖1~圖4，一邊說明本實施型態的閥裝置1。
圖1所示，為閥裝置1的剖面圖。圖2所示，為調整螺件8及使調整螺件8旋轉的第一旋轉治具10的上視圖。圖3所示，為鎖固螺帽9的上視圖。圖4所示，為使鎖固螺帽9旋轉的第二旋轉治具11的概略圖，(a)為第二旋轉治具11的概略上視圖，(b)為第二旋轉治具11的概略剖面圖。
本實施型態的閥裝置1設於半導體製造所用的流體控制裝置(未圖示)。流體控制裝置用於藉由ALD(Atomic Layer Deposition，原子層堆積)法而在半導體晶圓等基板形成規定的薄膜之薄膜生成步驟。
如圖1所示，閥裝置1具備：流路區塊2、膜片3、膜片壓件4、作為驅動部的致動器5、閥帽6、間隔件7、作為位置調整構件的調整螺件8以及鎖固螺帽9。閥裝置1為將作為驅動流體的驅動空氣導入至致動器5，由此開放膜片3的氣動閥。
流路區塊2具有：作為流路的流體流入流路21、流體流出流路22以及收容有閥帽6的凹部23。流體流入流路21的一端(圖1的上端)及流體流出流路22的一端(圖1的上端)經由凹部23連通。在流體流入流路21的一端的周緣設有圓環狀的閥座24。流路區塊2具備形成凹部23的周壁231。在凹部23形成有與閥帽6螺合的母螺紋232。
膜片3為用於遠離閥座24或被按壓至閥座24而開閉流體流入流路21的閥體。膜片3為隔開流路側與致動器5側的隔膜構件。另外，膜片3在自然狀態下為朝向致動器5側(圖1的上側)形成為隆起的圓弧狀，例如由鎳合金薄板等構成。通常膜片3是藉由膜片壓件4而被按壓至閥座24。
膜片壓件4為用於將膜片3按壓至閥座24的按壓構件。膜片壓件4收容於閥帽6。另外，膜片壓件4具有：圓板狀的按壓本體41，其為被導引部；圓板狀的上突部42，其從按壓本體41突出至致動器5側(圖1的上側)，且直徑小於按壓本體41；以及圓板狀的下突部43，其為插入部，從按壓本體41突出至流路區塊2側(圖1的下側)，直徑小於按壓本體41，並且直徑大於上突部42。此外，按壓本體41、上突部42及下突部43形成為同軸。
在按壓本體41形成有：作為抵接面的上表面411、以及與上表面411相對且作為移動限制面的下表面412。上表面411形成為：較上突部42更靠近外側，並且與調整螺件8的流路區塊2側的端面(圖1的下端面)對向。下表面412形成為：較下突部43更靠近外側，並且與間隔件7的致動器5側的端面(圖1的上端面)對向。
另外，本實施型態中，下突部43藉由嵌合而設於按壓本體41，但是並不限定於此，例如，亦可與按壓本體41一體成形。
致動器5經由收容於閥帽6的膜片壓件4而將膜片3按壓至閥座24或使膜片3遠離閥座24，由此使流體流入流路21與流體流出流路22遮斷或連通。致動器5具有：殼體51，其設於閥帽6的上方；活塞52，其可滑動地收容於殼體51；螺旋彈簧53，其作為施力構件，將活塞52按壓至流路區塊2側；以及桿54，其與活塞52連動，沿軸方向(圖1的上下方向)移動。
殼體51為用於收容活塞52及螺旋彈簧53的框構件。殼體51具有：第一殼體511，其為上殼體，且為有底的圓筒狀；以及第二殼體512，其為下殼體，且藉由螺紋螺合而與第一殼體511連結。在藉由第一殼體511與第二殼體512的連結而形成的收容空間513中，可滑動地收容有活塞52。在活塞52的上方收容有螺旋彈簧53。
第一殼體511具有：圓筒狀的周壁511a、以及設於周壁511a的一端(圖1的上端)的圓柱狀的頂壁511b。在周壁511a的另一端(圖1的下端)的內周面形成有與第二殼體512螺合的母螺紋511c。在頂壁511b的中央形成有貫通桿54的軸方向(圖1的上下方向)的桿導引孔511d。驅動空氣經由桿導引孔511d而從驅動空氣供給控制部(未圖示)導入至致動器5。
於頂壁511b形成有作為彈簧收容室的圓環槽511e，其以包圍桿導引孔511d的方式收容螺旋彈簧53。螺旋彈簧53以其一端(圖1的上端)抵接於圓環槽511e的底部，並且另一端(圖1的下端)抵接於活塞52的後述的第一活塞521的方式，在壓縮狀態下收容於圓環槽511e。
於周壁511a形成有貫通孔511f及貫通孔511g，其為排氣用，以不與母螺紋511c干涉的方式於徑向貫通。此外，貫通孔511g較貫通孔511f位於更下方。於頂壁511b形成有一對卡合孔511h，其以不與桿導引孔511d干涉的方式卡合使致動器5旋轉的第三旋轉治具。
第二殼體512具有：圓筒狀的周壁512a、設於周壁512a的一端(圖1的下端)的圓板狀的底壁512b、以及從底壁512b延伸至流路區塊2側(圖1的下側)的圓筒狀的延伸部514。於周壁512a的外周面形成有與母螺紋511c螺合的公螺紋512c。於周壁512a形成有貫通孔512d，其為排氣用，以不與公螺紋512c干涉 的方式於徑向貫通。第一殼體511的貫通孔511g與第二殼體512的貫通孔512d連通。
於底壁512b及延伸部514形成有桿54所插通的貫通孔512e。於延伸部514的外周面設有與閥帽6螺合的公螺紋515。於底壁512b形成有圓環狀且平坦的抵接面512f，其較延伸部514更靠近外周側且與閥帽6對向。
活塞52具有：作為上活塞的第一活塞521、以及較第一活塞521位於圖1的更下方且作為下活塞的第二活塞522。
於第一殼體511的內周面固定有位於第一活塞521與第二活塞522之間的配對板55。於配對板55的中央形成有桿54所插通的貫通孔。
於第二活塞522與第二殼體512之間形成有第一空氣導入室56。於第一活塞521與配對板55之間形成有第二空氣導入室57。
桿54的一端(圖1的上端)插入至第一殼體511的桿導引孔511d。於桿54形成有軸向流路54a、第一徑向流路54b以及第二徑向流路54c，其用於將驅動空氣導入至第一空氣導入室56及第二空氣導入室57。另外，於本實施型態中，桿54具有：從第一活塞521的中央部延伸至上方的第一軸部、以及與第一軸部分別形成且從第二活塞522的中央部沿上下方向延伸的第二軸部，但是並不限定於此，例如第一軸部與第二軸部亦可具有一體成形的軸部。
軸向流路54a與桿導引孔511d連通。第一徑向流路54b形成於軸向流路54a的前端(圖1的下端)，且連通軸向流路54a與第一空氣導入室56。第二徑向流路54c形成於軸向流路54a的中央附近，且連通軸向流路54a與第二空氣導入室57。
於第一活塞521與第一殼體511之間形成有第一連通室58。第一連通室58經由貫通孔511f而與外部連通。於第二活塞522與配對板(counter plate)55之間形成有第二連通室59。第二連通室59經由貫通孔511g及貫通孔512d而與外部連通。
於桿導引孔511d與桿54的一端之間夾設O型環12。於第一活塞521與第一殼體511之間夾設O型環13。於配對板55與第一殼體511之間夾設O型環14。於配對板55與桿54之間夾設O型環15。於第二活塞522與第二殼體512之間夾設O型環16。於桿54與貫通孔512e之間夾設O型環17。
閥帽6為連結流路區塊2與致動器5的圓筒狀的連結構件。於閥帽6收容有膜片壓件4、調整螺件8以及鎖固螺帽9。
於閥帽6的外周面形成有與流路區塊2的凹部23的母螺紋232螺合的公螺紋61。藉此，閥帽6藉由母螺紋232與公螺紋61的螺紋螺合而安裝至流路區塊2。另外，於閥帽6的外周面設有可與板手等卡合的六角突出部62。六角突出部62較公螺紋61更靠近致動器5側(即，較公螺紋61更靠近上方)。
在位於閥帽6的致動器5(圖1的上方)側的內周面形成有母螺紋63。於母螺紋63依序螺合有調整螺件8、鎖固螺帽9及致動器5的延伸部514。
於閥帽6的上端形成有與致動器5的抵接面512f對向的圓環狀且平坦的定位面64。並且，藉由延伸部514的公螺紋515與閥帽6的母螺紋63的螺合，能夠將致動器5的延伸部514擰入至閥帽6的內周面，直到抵接面512f與定位面64抵接為止。藉此，致動器5藉由抵接面512f與定位面64的抵接而定位。
在作為閥帽6的位於流路區塊2(圖1的下方)側的端部的下端，形成有圓環狀的環狀部65，其內徑小於母螺紋63的內徑。並且，膜片壓件4的按 壓本體41藉由環狀部65的內周面而沿上下方向地被導引。此外，閥帽6形成為母螺紋63與環狀部65並未沿上下方向重疊。
於閥帽6的下端與流路區塊2的凹部23的底面之間，設有圓環狀的間隔件7，其內徑小於環狀部65的內徑。膜片3的外周緣保持在間隔件7與凹部23的底面之間，藉由將閥帽6擰入至凹部23的母螺紋232來進行固定。於間隔件7的內周側插入有與膜片3接觸的膜片壓件4的下突部43。
調整螺件8為圓筒狀的位置調整構件，用於根據調整螺件8相對於閥帽6的母螺紋63的擰入量，經由膜片壓件4而調整膜片3的開閥位置。此處，所謂膜片3的開閥位置，是指膜片3的頂點位置。另外，調整螺件8沿上下方向，設於鎖固螺帽9與膜片壓件4之間。本實施型態中，於調整螺件8的內周側以致動器5的桿54與膜片壓件4的上突部42抵接的方式進行插入，但是並不限定於此，例如亦可插通桿54及上突部42中的任一者。
調整螺件8具有：圓筒狀的大徑部81，其為與母螺紋63螺合的螺合部；以及圓筒狀的小徑部82，其較大徑部81更靠近流路區塊2(圖1的下方)側，並且外徑小於大徑部81的外徑。此外，大徑部81與小徑部82形成為同軸。
於大徑部81的外周面形成有與閥帽6的母螺紋63螺合的公螺紋811。大徑部81的致動器5側的端面(圖1的上端面)與鎖固螺帽9抵接。
小徑部82設置為其前端(圖1的下端)插入至閥帽6的環狀部65。小徑部82的流路區塊2側的端面(圖1的下端面)與作為膜片壓件4的按壓本體41的抵接面的上表面411抵接。
如圖1及圖2所示，於調整螺件8的內周面形成有第一卡合部83，其卡合使調整螺件8旋轉的第一旋轉治具10。如圖2所示，從上面觀察第一卡合 部83，其由在調整螺件8的內周面空出規定的間隔而形成的6個半圓狀的凹槽831構成。第一旋轉治具10由六角扳手構成。於6個凹槽831能夠分別收容第一旋轉治具10的角部。
本實施型態中，凹槽831設置為沿上下方向貫通大徑部81，而延伸至小徑部82，但是並不限定於此，例如亦可設置為沿上下方向僅貫通大徑部81，亦可沿上下方向而僅設置於大徑部81的一部分。
調整螺件8藉由第一旋轉治具10而往一方向(例如順時針方向)旋轉，由此一邊擰入至閥帽6的母螺紋63，一邊移動至流路區塊2(圖1的下方)側。藉此，膜片壓件4與調整螺件8一起移動至流路區塊2(圖1的下方)側。並且，膜片3藉由膜片壓件4的移動而按壓至流路區塊2(圖1的下方)側，由此膜片3的頂點與閥座24之間形成的間隙(即Cv值)變小。
另一方面，調整螺件8藉由第一旋轉治具10而往另一方向(例如逆時針方向)旋轉，由此一邊對閥帽6的母螺紋63進行鬆開，一邊移動至致動器5(圖1的上方)側。藉此，膜片壓件4藉由膜片3的復原力而移動至致動器5(圖1的上方)側，由此膜片3的頂點與閥座24之間形成的間隙(即Cv值)變大。
如上所述，調整螺件8根據其相對於閥帽6的母螺紋63的擰入量，經由膜片壓件4而調整膜片3的開閥位置，由此能夠在閥裝置1的組裝時調整Cv值。因此，在全開時能夠抑制流過流體流入流路21及流體流出流路22的流體的流量不均。
進而，膜片壓件4往流路區塊2(圖1的下方)側的移動由作為按壓本體41的移動限制面的下表面412與間隔件7的上表面的抵接所限制。藉此，能夠抑制膜片3的頂點與閥座24之間所形成的間隙(即Cv值)變得過小，造成將 調整螺件8過度地擰入至母螺紋63之情事，並且在關閥時能夠抑制膜片壓件4將膜片3過度地按壓至閥座24。
鎖固螺帽9為在膜片3的開閥位置經調整後，用於鎖固調整螺件8的圓環狀的鎖固構件。另外，鎖固螺帽9沿上下方向設置於致動器5的延伸部514與調整螺件8之間。本實施型態中，於鎖固螺帽9的內周側插通致動器5的桿54，但是並不限定於此，例如亦可插通膜片壓件4的上突部42，亦能夠以桿54與上突部42抵接的方式插入。
於鎖固螺帽9的外周面形成有與閥帽6的母螺紋63螺合的公螺紋91。鎖固螺帽9的流路區塊2側的端面(圖1的下端面)與調整螺件8的大徑部81的端面抵接。
如圖1、圖3及圖4所示，於鎖固螺帽9的致動器5側的端面(圖1的上端面)形成有第二卡合部92，其卡合使鎖固螺帽9旋轉的第二旋轉治具11。如圖1及圖3所示，第二卡合部92由一對的卡合孔921構成。
如圖4所示，第二旋轉治具11具有：圓筒狀的治具本體111；六角突出部112，其設於治具本體111的一端的外周面且可與六角板手卡合；以及一對突起113，其從治具本體111的另一端突出且可與一對卡合孔921卡合。由於在第二旋轉治具11的治具本體111形成有能夠插通第一旋轉治具10的貫通孔，因此能夠使第一旋轉治具10插通至第二旋轉治具11的治具本體111的內周側來使用。
鎖固螺帽9藉由第二旋轉治具11而往一方向(例如順時針方向)旋轉，由此擰入至閥帽6的母螺紋63。藉此，由於鎖固螺帽9能夠鎖固調整螺件8，因此能夠抑制因調整螺件8的鬆開所導致的Cv值的變動。因此，在全開時能夠更加地抑制流過流體流入流路21及流體流出流路22的流體的流量不均。
另外，從上面觀察時，在不與鎖固螺帽9重疊的調整螺件8的區域形成有第一旋轉治具10所卡合的第一卡合部83，並且從上面觀察時，在與調整螺件8重疊的鎖固螺帽9的區域形成有第二旋轉治具11所卡合的第二卡合部92。藉此，第一旋轉治具10能夠不與鎖固螺帽9干涉地卡合至調整螺件8的第一卡合部83，同時插通有第一旋轉治具10的第二旋轉治具11能夠卡合至鎖固螺帽9的第二卡合部92(參照圖6)。
並且，在調整螺件8的旋轉由第一旋轉治具10所限制的狀態下，藉由第二旋轉治具11來擰入鎖固螺帽9，由此確實地鎖緊調整螺件8來進行鎖固。藉此，由於能夠抑制因鎖固螺帽9的擰入所導致的調整螺件8的旋轉(共轉)，因此能夠消除短時間調整的Cv值的變化。因此，在全開時能夠更加地抑制流過流體流入流路21及流體流出流路22的流體的流量不均。
調整螺件8的第一卡合部83較鎖固螺帽9的第二卡合部92更靠近內徑側。藉此，第一旋轉治具10插通位於一對卡合孔921之間的鎖固螺帽9的內周側，能夠與較第二卡合部92更靠近內徑側的第一卡合部83卡合(參照圖6)。
藉由上述內容，第一旋轉治具10與第二旋轉治具11彼此間並未干涉，能夠分別同時卡合於第一卡合部83及第二卡合部92來進行使用。
本實施型態中，第一卡合部83及第二卡合部92分別形成於從上面觀察時並未與鎖固螺帽9重疊的調整螺件8的區域、以及從上面觀察時與調整螺件8重疊的鎖固螺帽9的區域。然而，第一卡合部83及第二卡合部92並未限定於此，例如亦可形成於從上面觀察時與鎖固螺帽9重疊的調整螺件8的區域、以及從上面觀察時與調整螺件8重疊的鎖固螺帽9的區域。
進而，在致動器5的抵接面512f與閥帽6的定位面64藉由致動器5的延伸部514的公螺紋515與閥帽6的母螺紋63的螺合而抵接的狀態下，在延伸部514與鎖固螺帽9之間形成有間隙。藉此，由於能夠避免延伸部514與鎖固螺帽9的抵接，因此能夠藉由抵接面512f與定位面64的抵接，精度良好地進行致動器5的定位。另外，能夠使閥裝置1的上下方向的尺寸固定。
接著，一邊參照圖5及圖6，一邊說明製造閥裝置1的閥裝置1的製造方法。
圖5所示，為製造閥裝置1的閥裝置1的製造方法的流程圖。圖6所示，為在調整螺件8的旋轉是藉由第一旋轉治具10限制的狀態下，藉由第二旋轉治具11來擰入鎖固螺帽9，由此鎖固調整螺件8的狀態的概略圖。
如圖5所示，首先，於步驟S1中，將膜片3設置於流路區塊2。具體而言，於步驟S1中，將膜片3以覆蓋流體流入流路21及流體流出流路22的兩者的方式，設置於流路區塊2的凹部23的底面。
接著，於步驟S2中，將閥帽6安裝於流路區塊2。具體而言，步驟S2包括：間隔件載置步驟，將間隔件7以覆蓋膜片3的外周緣的方式載置於膜片3上；以及閥帽擰入步驟，將閥帽6擰入至流路區塊2的凹部23，由此固定間隔件7及膜片3的外周緣。
接著，於步驟S3中，將膜片壓件4以與膜片3抵接的方式設置於閥帽6。接著，於步驟S4中，藉由第一旋轉治具10，使調整螺件8與閥帽6的母螺紋63螺合，由此經由膜片壓件4來調整膜片3的開閥位置。藉此，能夠在閥裝置1的組裝時調整Cv值。
接著，於步驟S5中，藉由第二旋轉治具11將鎖固螺帽9擰入至閥帽6的母螺紋63，由此鎖固調整螺件8。具體而言，於步驟S5中，如圖6所示，在調整螺件8的旋轉為藉由第一旋轉治具10限制的狀態下，藉由第二旋轉治具11來擰入鎖固螺帽9，由此確實地鎖緊調整螺件8來進行鎖固。
藉此，由於能夠抑制因鎖固螺帽9的擰入所導致的調整螺件8的旋轉(共轉)，因此能夠消除短時間調整的Cv值的變化。因此，在全開時能夠更加地抑制流過流體流入流路21及流體流出流路22的流體的流量不均。
最後，於步驟S6中，將致動器5安裝於閥帽6。具體而言，於步驟S6中，將組裝狀態的致動器5的延伸部514擰入至閥帽6的母螺紋63，由此致動器5的抵接面512f與閥帽6的定位面64抵接，能夠進行致動器5的定位。
接著，對閥裝置1的動作進行說明。
在驅動空氣供給控制部經由桿導引孔511d將驅動空氣供給至閥裝置1的致動器5的情況下，驅動空氣經由軸向流路54a及第一徑向流路54b而導入至第一空氣導入室56，並且經由軸向流路54a及第二徑向流路54c而導入至第二空氣導入室57。
藉此，活塞52對抗螺旋彈簧53的施加力而與桿54一起移動至圖1的上方，以增大第一空氣導入室56及第二空氣導入室57的容積。並且，膜片3藉由本身的復原力而與膜片壓件4一起上升，由此從閥座24離開。亦即，膜片3藉由活塞52及桿54的上升而開放流體流入流路21。因此，處理氣體(process gas)等流體從流體流入流路21經由形成於閥座24與膜片3之間的間隙，供給至流體流出流路22。
另一方面，在驅動空氣供給控制部並未經由桿導引孔511d而將驅動空氣供給至閥裝置1的致動器5的情況下，活塞52藉由螺旋彈簧53的施加力而與桿54一起移動至圖1的下方。並且，膜片3藉由桿54的下方移動，經由膜片壓件4而被按壓至閥座24。亦即，膜片3藉由活塞52、桿54及膜片壓件4的移動而閉塞流體流入流路21。因此，經氣化的處理氣體等的流體並未從流體流入流路21供給至流體流出流路22。
第一空氣導入室56及第二空氣導入室57的容積因活塞52及桿54的移動而減少。此時，第一空氣導入室56的空氣經由第一徑向流路54b、軸向流路54a及桿導引孔511d而導出至驅動空氣供給控制部，並且第二空氣導入室57的空氣經由第二徑向流路54c、軸向流路54a及桿導引孔511d而導出至驅動空氣供給控制部。
如此一來，驅動空氣供給控制部藉由控制往閥裝置1的致動器5供給驅動空氣，由此能夠切換膜片3對於閥座24的開閉。因此，藉由如此的閥裝置1，能夠控制從流體流入流路21往流體流出流路22供給流體。此外，本實施型態中，閥裝置1由常閉(normally close)的閥裝置所構成，但是並不限定於此，例如亦可為由常開(normally open)的閥裝置所構成。
接著，一邊參照圖7，一邊說明應用本實施型態的閥裝置1的流體控制裝置之一例。
圖7所示，為應用閥裝置1的流體控制裝置的一例的斜視圖。
於圖7所示的流體控制裝置設有金屬製的基板BS，其沿著寬度方向W1、W2排列且沿著長邊方向G1、G2延伸。此外，W1表示正面側的方向，W2表示背面側的方向，G1表示上游側的方向，G2表示下游側的方向。於基板 BS經由複數個流路區塊992而設置有各種流體機器991A~991E，藉由複數個流路區塊992，分別形成有從上游側G1朝向下游側G2流通流體的未圖示的流路。
此處，所謂「流體機器」，是指用於控制流體的流動的流體控制裝置的機器，其具備界定流體流路的主體，且具有在前述主體的表面開口的至少兩個流路口。具體而言，包含：開閉閥(二通閥)991A、調節器991B、壓力計991C、開閉閥(三通閥)991D及質量流量控制器991E等，但是並不限定於此。此外，導入管993與上述未圖示的流路的上游側的流路口連接。
本實施型態的閥裝置1可應用於上述開閉閥991A、991D及調節器991B等各種的閥裝置。
接著，說明本實施型態的作用效果。
本實施型態的閥裝置1具備：流路區塊2，其形成有流體流入流路21；膜片3，其開閉流體流入流路21；膜片壓件4，其按壓膜片3；致動器5，其經由膜片壓件4而將膜片3下壓；圓筒狀的閥帽6，其內周面形成有母螺紋63，並且連結流路區塊2與致動器5；圓筒狀的調整螺件8，其與母螺紋63螺合，且與膜片壓件4抵接，由此調整膜片3的開閥位置；以及環狀的鎖固螺帽9，其擰入至母螺紋63，由此鎖固調整螺件8。
本實施型態的流體控制裝置從上游側朝向下游側排列有複數個流體機器，複數個流體機器含有上述閥裝置1。
製造本實施型態的閥裝置1的閥裝置1的製造方法包括：膜片設置步驟，在形成有流體流入流路21的流路區塊2設置開閉流體流入流路21的膜片3；閥帽安裝步驟，將內周面形成有母螺紋63的圓筒狀的閥帽6安裝在流路區塊2；膜片壓件設置步驟，將膜片壓件4設置於閥帽6，以與膜片3抵接；開閥位置 調整步驟，將圓筒狀的調整螺件8與母螺紋63螺合，由此經由膜片壓件4來調整膜片3的開閥位置；鎖固步驟，將圓環狀的鎖固螺帽9擰入至母螺紋63，由此鎖固調整螺件8；以及致動器安裝步驟，經由膜片壓件4，將用於使膜片3下壓的致動器5安裝在閥帽6。
根據這些結構，調整螺件8根據其相對於閥帽6的母螺紋63的擰入量，經由膜片壓件4來調整膜片3的開閥位置，由此能夠在閥裝置1的組裝時調整Cv值。另外，由於擰入鎖固螺帽9能夠鎖緊調整螺件8來進行鎖固，因此能夠抑制因調整螺件8的鬆開所導致的Cv值的變動。因此，在全開時能夠更加地抑制流過流體流入流路21及流體流出流路22的流體的流量不均。
另外，本實施型態中，在未與鎖固螺帽9重疊的調整螺件8的區域形成有第一旋轉治具10所卡合的第一卡合部83，在鎖固螺帽9形成有第二旋轉治具11所卡合的第二卡合部92。
根據上述結構，第一旋轉治具10能夠不與鎖固螺帽9干涉地卡合至調整螺件8的第一卡合部83，同時第二旋轉治具11能夠卡合至鎖固螺帽9的第二卡合部92。
另外，本實施型態中，第一卡合部83較第二卡合部92更靠近內徑側。
根據此結構，第一旋轉治具10插通位於一對卡合孔921之間的鎖固螺帽9的內周側，能夠卡合於較第二卡合部92更靠近內徑側的第一卡合部83。
另外，本實施型態中，致動器5具有殼體51，殼體51具有：圓筒狀的延伸部514，其設置為延伸至流路區塊2側，且在外周面形成有與母螺紋63螺合的公螺紋515；以及圓環狀的抵接面512f，其較延伸部514更靠近外周側且與 閥帽6對向。於閥帽6形成有與抵接面512f對向的圓環狀的定位面64，抵接面512f與定位面64在藉由公螺紋515與母螺紋63的螺合而抵接的狀態下，在延伸部514與鎖固螺帽9之間形成有間隙。
根據上述結構，由於能夠避免延伸部514與鎖固螺帽9的抵接，因此能夠藉由抵接面512f與定位面64的抵接，精度良好地進行致動器5的定位。另外，能夠使閥裝置1的上下方向的尺寸固定。
另外，本實施型態中，在閥帽6的位於流路區塊2側的下端形成有環狀部65，環狀部65的內徑小於母螺紋63的內徑，在下端與流路區塊2之間設有圓環狀的間隔件7，間隔件7的內徑小於環狀部65的內徑。膜片壓件4具有與間隔件7對向的下表面412，並且具有由環狀部65所導引的按壓本體41、以及插入至間隔件7的內周側且較按壓本體41更靠近流路區塊2側的下突部43，膜片壓件4朝向流路區塊2側的移動由按壓本體41的下表面412與間隔件7的抵接所限制。
根據上述結構，能夠抑制膜片3的頂點與閥座24之間形成的間隙(即Cv值)變得過小，造成將調整螺件8過度地擰入至母螺紋63之情事。
另外，本實施型態中，於鎖固步驟中，在限制調整螺件8的旋轉的狀態下，使鎖固螺帽9與母螺紋63螺合，由此鎖固調整螺件8。
藉由上述結構，由於能夠抑制因鎖固螺帽9的擰入所導致的調整螺件8的旋轉(共轉)，因此能夠消除短時間調整的Cv值的變化。因此，在全開時能夠更加地抑制流過流體流入流路21及流體流出流路22的流體的流量不均。
以上針對本實施型態進行了說明，但是上述實施型態僅表示本發明的應用例的一部分，並非將本發明的技術範圍限定於上述實施型態的具體結構。
(第一變形例)
接著，一邊參照圖8，一邊說明第一變形例的閥裝置1a。此外，本變形例中，針對與上述實施型態相同的點省略說明，主要針對與上述實施型態不同的點進行說明。
圖8所示，為第一變形例的閥裝置1a的主要部分的剖面圖。
上述實施型態中，調整螺件8的擰入量由按壓本體41的下表面412與間隔件7的抵接所限制，但是並不限定於此，例如，如圖8所示，亦可藉由作為調整螺件8的擰入量限制部的中徑部84與環狀部65的抵接來限制。
如圖8所示，本變形例中，調整螺件8除了大徑部81及小徑部82以外，還具有圓環狀的中徑部84，中徑部84的外徑小於大徑部81的外徑且大於小徑部82的外徑。中徑部84以與閥帽6的環狀部65對向的方式，沿著上下方向設於大徑部81與小徑部82之間。
根據本變形例的閥裝置1a，與上述實施型態相同，能夠抑制將調整螺件8過度地擰入至母螺紋63。此外，能夠使圓環狀的間隔件7的內徑與環狀部65的內徑成為相同大小，並且能夠廢除上述實施型態的膜片壓件4的下突部43而實現膜片壓件4的構造的簡易化(參照圖8)。
(第二變形例)
接著，一邊參照圖9，一邊說明第二變形例的閥裝置1b。此外，本變形例中，針對與上述實施型態相同的點省略說明，主要針對與上述實施型態不同的點進行說明。
圖9所示，為第二變形例的閥裝置1b的主要部分的剖面圖。
上述實施型態中，調整螺件8與鎖固螺帽9設置為不沿著上下方向重疊，但是並不限定於此，例如，如圖9所示，亦可設置為沿著上下方向重疊。
如圖9所示，本變形例中，第一卡合部83由形成於調整螺件8的致動器5側的端面的一對卡合孔831a所構成。從上面觀察第二卡合部92，其由在鎖固螺帽9的內周面空出規定的間隔而形成的6個半圓狀的凹槽921a構成。如此，第一卡合部83及第二卡合部92並未限定為分別由6個半圓狀的凹槽831及一對卡合孔921所構成。
根據本變形例的閥裝置1b，將調整螺件8與鎖固螺帽9設為沿上下方向重疊，由此能夠減小收容調整螺件8與鎖固螺帽9的閥帽6的上下方向的尺寸。因此，能夠實現閥裝置1的小型化。
本申請基於2019年7月31日在日本特許廳申請的特願2019-141073號主張優先權，並將該申請的全部內容以參照的方式併入本說明書中。
1:閥裝置
2:流路區塊
3:膜片
4:膜片壓件
5:致動器
6:閥帽
7:間隔件
8:調整螺件(位置調整構件)
9:鎖固螺帽
12、13、14、15、16、17:O型環
21:流體流入流路(流路)
22:流體流出流路
23:凹部
24:閥座
41:按壓本體(被導引部)
42:上突部
43:下突部(插入部)
51:殼體
52:活塞
53:螺旋彈簧
54:桿
54a:軸向流路
54b:第一徑向流路
54c:第二徑向流路
55:配對板
56:第一空氣導入室
57:第二空氣導入室
58:第一連通室
59:第二連通室
61:公螺紋
62:六角突出部
63:母螺紋
64:定位面
65:環狀部
81:大徑部(螺合部)
82:小徑部
83:第一卡合部
91:公螺紋
92:第二卡合部
231:周壁
232:母螺紋
411:上表面
412:下表面(移動限制面)
511:第一殼體
511a:周壁
511b:頂壁
511c:母螺紋
511d:桿導引孔
511e:圓環槽
511f、511g:貫通孔
511h:卡合孔
512:第二殼體
512a:周壁
512b:底壁
512c:公螺紋
512d、512e:貫通孔
512f:抵接面
513:收容空間
514:延伸部
515:公螺紋
521:第一活塞
522:第二活塞
811:公螺紋

Claims (9)

  1. 一種閥裝置，其具備： 流路區塊，其形成有流路； 膜片，其開閉前述流路； 膜片壓件，其按壓前述膜片； 致動器，其經由前述膜片壓件而將前述膜片下壓； 筒狀的閥帽，其內周面形成有母螺紋，並且連結前述流路區塊與前述致動器； 筒狀的位置調整構件，其與前述母螺紋螺合，且與前述膜片壓件抵接，由此調整前述膜片的開閥位置；以及 環狀的鎖固螺帽，其擰入至前述母螺紋，由此鎖固前述位置調整構件。
  2. 如請求項1所記載的閥裝置，其中， 在未與前述鎖固螺帽重疊的前述位置調整構件的區域形成有第一旋轉治具所卡合的第一卡合部； 在前述鎖固螺帽形成有第二旋轉治具所卡合的第二卡合部。
  3. 如請求項2所記載的閥裝置，其中， 前述第一卡合部較前述第二卡合部更靠近內徑側。
  4. 如請求項1所記載的閥裝置，其中， 前述致動器具有殼體； 前述殼體具有： 筒狀的延伸部，其設置為延伸至前述流路區塊側，且在外周面形成有與前述母螺紋螺合的公螺紋；以及 環狀的抵接面，其較前述延伸部更靠近外周側且與前述閥帽對向；並且 於前述閥帽形成有與前述抵接面對向的環狀的定位面； 前述抵接面與前述定位面在藉由前述公螺紋與前述母螺紋的螺合而抵接的狀態下，在前述延伸部與前述鎖固螺帽之間形成有間隙。
  5. 如請求項1至4中任一項所記載的閥裝置，其中， 在前述閥帽的位於前述流路區塊側的端部形成有環狀部，前述環狀部具有小於前述母螺紋的內徑的內徑； 於前述端部與前述流路區塊之間設有環狀的間隔件，前述間隔件具有小於前述環狀部的內徑的內徑； 前述膜片壓件具有： 被導引部，其具有與前述間隔件對向的移動限制面，並且由前述環狀部所導引；以及 插入部，其插入至前述間隔件的內周側，並且較前述被導引部更靠近前述流路區塊側；並且 前述膜片壓件朝向前述流路區塊側的移動由前述被導引部的前述移動限制面與前述間隔件的抵接所限制。
  6. 如請求項1至4中任一項所記載的閥裝置，其中， 在前述閥帽的位於前述流路區塊側的端部形成有環狀部，前述環狀部具有小於前述母螺紋的內徑的內徑； 前述位置調整構件具有： 螺合部，其與前述母螺紋螺合；以及 擰入量限制部，其以與前述環狀部對向的方式，較前述螺合部更靠近前述流路區塊側；並且 前述位置調整構件的擰入量由前述擰入量限制部與前述環狀部的抵接所限制。
  7. 一種流體控制裝置，其從上游側朝向下游側排列有複數個流體機器， 複數個前述流體機器含有如請求項1所記載的閥裝置。
  8. 一種閥裝置的製造方法，其為製造閥裝置的閥裝置的製造方法，包括： 膜片設置步驟，在形成有流路的流路區塊設置開閉前述流路的膜片； 閥帽安裝步驟，將內周面形成有母螺紋的筒狀的閥帽安裝在前述流路區塊； 膜片壓件設置步驟，將膜片壓件設置於前述閥帽，以與前述膜片抵接； 開閥位置調整步驟，將筒狀的位置調整構件與前述母螺紋螺合，由此經由前述膜片壓件來調整前述膜片的開閥位置； 鎖固步驟，將環狀的鎖固螺帽擰入至前述母螺紋，由此鎖固前述位置調整構件；以及 致動器安裝步驟，經由前述膜片壓件，將用於使前述膜片下壓的致動器安裝在前述閥帽。
  9. 如請求項8所記載的閥裝置的製造方法，其中， 於前述鎖固步驟中，在限制前述位置調整構件的旋轉的狀態下，將前述鎖固螺帽擰入至前述母螺紋，由此鎖固前述位置調整構件。
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