WO2021192753A1 - バルブ装置 - Google Patents

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WO2021192753A1
WO2021192753A1 PCT/JP2021/006213 JP2021006213W WO2021192753A1 WO 2021192753 A1 WO2021192753 A1 WO 2021192753A1 JP 2021006213 W JP2021006213 W JP 2021006213W WO 2021192753 A1 WO2021192753 A1 WO 2021192753A1
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WO
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annular surface
peripheral edge
recess
valve
edge portion
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/006213
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
中村　伸夫
中田　知宏
Original Assignee
株式会社フジキン
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社フジキン filed Critical 株式会社フジキン
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Priority to KR1020227031915A priority patent/KR20220140821A/ko
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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
    • F16K7/00—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/12—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm
    • F16K7/14—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat
    • F16K7/17—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat the diaphragm being actuated by fluid pressure
    • 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
    • F16K7/00—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/12—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm
    • 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
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32—Details
    • F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/46—Attachment of sealing rings
    • 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
    • F16K25/00—Details relating to contact between valve members and seats
    • F16K25/005—Particular materials for seats or closure elements
    • 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
    • F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/02—Construction of housing; Use of materials therefor of lift valves
    • F16K27/0236—Diaphragm cut-off apparatus

Definitions

  • the present invention relates to a valve device, and more particularly to a valve device having a diaphragm in the valve body.
  • Patent Document 1 describes a body having a fluid inlet flow path, an outlet flow path, and a recess of an upper opening, a valve seat detachably arranged on the peripheral edge of the flow path formed in the body, and a valve seat detachable to the body.
  • a diaphragm valve including a seat holder (also referred to as an inner disc) arranged in the valve seat to hold the valve seat and a diaphragm that shuts off or communicates with the flow path by sitting on and off the valve seat is disclosed.
  • the valve seat described in Patent Document 1 is an annular valve seat body, which is mounted on the inner peripheral surface of the inner peripheral edge of an inner disc and is formed of, for example, a resin such as PCTFE (heat resistant temperature: about 120 ° C.). Will be done. Therefore, when the temperature of the fluid flowing through the valve reaches a high temperature of, for example, 300 ° C. or higher, it is necessary to ensure the same degree of heat resistance of the valve seat in contact with the high temperature fluid.
  • a resin such as PCTFE (heat resistant temperature: about 120 ° C.).
  • valve seat contracts after being thermally expanded in contact with a high temperature fluid, stress concentration may occur in the collar-shaped mounting portion mounted on the inner peripheral edge of the inner disk of the valve seat. This stress concentration causes deformation of the valve seat, and depending on the material, the valve seat may be cracked or torn, and the sealing property of the valve may be impaired.
  • valve seat described in Patent Document 1 accommodates a protruding valve seat portion to which the diaphragm abuts when the valve is closed, a collar-shaped mounting portion mounted on the inner peripheral edge of the inner disc, and an inner disc of the valve body. It has a contact portion that comes into contact with the bottom surface of the concave portion.
  • the valve seat provided with each of these parts has to have a large volume. Therefore, when such a valve seat having a large volume is exposed to a high temperature, the influence of thermal expansion becomes more remarkable, and it may be more difficult to secure the sealing property of the valve.
  • the present invention has been made in view of such a problem, and a valve device capable of ensuring sealing property by suppressing the influence of thermal expansion even when a high-temperature fluid flows in a flow path.
  • the purpose is to provide.
  • the valve device of the present invention is housed in a body having a flow path, a recess in which the flow path is opened, and a valve chamber through which the flow path is communicated, and a recess. It is formed on the inner disk that partitions the flow path to the valve chamber by the inner peripheral edge and the outer peripheral edge, the diaphragm that blocks or communicates the flow path in the valve chamber, and the side of the inner peripheral edge that faces the valve chamber.
  • the first annular surface is formed on the side opposite to the first annular surface of the inner peripheral edge, and is held by the second annular surface supported by the bottom surface of the recess and the first annular surface, and the flow path is blocked.
  • it is provided with a first seal portion on which the diaphragm is seated and separated due to communication, and a second seal portion arranged between the second annular surface and the bottom surface of the recess.
  • valve device of the present invention even when a high-temperature fluid flows in the flow path, the sealing property can be ensured by suppressing the influence of thermal expansion.
  • FIG. 5 is an enlarged vertical sectional view of a region A of FIG. 1 of a valve device. It is a vertical sectional view of an inner disk. It is a top view of the inner disk. It is a partial vertical sectional view of the valve provided with the valve device which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 5 is an enlarged vertical sectional view of a region B of FIG. 5 of the valve device. It is a vertical cross-sectional view of the 1st inner disk which assembled the 2nd inner disk. It is a top view of the 1st inner disk to which the 2nd inner disk is assembled. It is a top view of the 1st inner disk. It is a top view of the 2nd inner disc.
  • FIG. 1 shows a partial vertical sectional view of a valve 2 provided with the valve device 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the valve 2 has a diaphragm 4 as a valve body, and is a direct touch type metal diaphragm valve capable of controlling a minute flow rate of a process fluid with high accuracy.
  • the valve 2 includes a body 6, a valve body 8, a bonnet 10, a bonnet nut 12, a stem 14, an actuator 16, and the like.
  • the body 6 is made of a metal material such as stainless steel, and has an inlet flow path 18, an outlet flow path 20, and a recess 22 of an upper opening.
  • An inlet flow path 18 and an outlet flow path 20 are opened in the bottom surface 22a of the recess 22, and a valve main body 8 is housed in the recess 22.
  • the valve device 1 includes a body 6 and a valve body 8 housed in a recess 22 of the body 6.
  • FIG. 2 shows an enlarged vertical cross-sectional view of the region A of FIG. 1 of the valve device 1.
  • the valve body 8 is composed of a diaphragm 4, an inner disc 24, a lower end portion 10a of the bonnet 10, a lower diameter expanding portion 14a of the stem 14, a spring 26 (see FIG. 1), a diaphragm retainer 28, a pressing adapter 30, and the like.
  • the diaphragm 4 is formed by stacking one sheet or a plurality of thin plates that can be separated from each other, and these thin plates are formed in a dish shape in which the central portion 4a of the diaphragm 4 bulges upward.
  • the thin plate has an ultrathin thickness of, for example, about 0.1 mm to 0.2 mm, and is formed of a metal material such as stainless steel or other shape memory alloy.
  • the inner disc 24 is made of a metal material such as stainless steel, has an inner peripheral edge portion 32 and an outer peripheral edge portion 34, and is placed on the bottom surface 22a of the recess 22.
  • a diaphragm 4 and a pressing adapter 30 are arranged in this order on the outer peripheral edge portion 34.
  • the bonnet 10 has a cylindrical shape, is inserted into the recess 22, and by tightening the bonnet nut 12, the lower end portion 10a of the bonnet 10 is pressed against the pressing adapter 30. As a result, the peripheral edge portion 4b of the diaphragm 4 is pressed and held by the pressing adapter 30 against the outer peripheral edge portion 34 of the inner disk 24.
  • the stem 14 is inserted into the bonnet 10 so as to be vertically movable, and a diaphragm retainer 28 formed of a resin material or the like is fitted to the lower diameter-expanded portion 14a.
  • the diaphragm retainer 28 abuts on the upper surface of the radial central portion 4a of the diaphragm 4, and in the valve open state of FIG. 1, the diaphragm 4 is pressed from above to suppress excessive bending thereof.
  • the upper part of the stem 14 protrudes from the upper part of the bonnet 10 and is inserted into the actuator 16.
  • the actuator 16 is, for example, an air-operated drive mechanism, and moves the stem 14 up and down by the elastic force of the coil-shaped spring 26 arranged in the recess 22 and the pressure of the operating air supplied to the actuator 16.
  • the elastic force of the spring 26 acts on the lower diameter-expanded portion 14a to lower the stem 14, and the lower-diameter portion 14a is lowered to lower the central portion 4a of the diaphragm 4. Is pressed by the diaphragm retainer 28, and the diaphragm 4 closes the opening of the inlet flow path 18 to close the valve.
  • the stem 14 rises, and the lower diameter-expanded portion 14a rises against the elastic force of the spring 26.
  • the diaphragm retainer 28 also rises, the diaphragm 4 returns to the natural state of upward curvature, the inlet flow path 18 is opened, and the valve 2 is opened.
  • a valve chamber 36 through which the inlet flow path 18 and the outlet flow path 20 communicate is formed in the recess 22.
  • the valve chamber 36 is surrounded by the presser adapter 30, the diaphragm presser 28, and the inner disk 24, and is a region through which fluid flows from the inlet flow path 18.
  • the diaphragm 4 is curved and deformed in the valve chamber 36 to block or communicate with the inlet and outlet flow paths 18 and 20.
  • FIG. 3 shows a vertical cross-sectional view of the inner disc 24, and FIG. 4 shows a top view of the inner disc 24.
  • the inner disk 24 is housed in the recess 22, and the inlet and outlet flow paths 18 and 20 are partitioned up to the valve chamber 36 by the inner peripheral edge portion 32 and the outer peripheral edge portion 34.
  • the inner disk 24 is formed with a through hole 38 communicating with the inlet flow path 18 inside the inner peripheral edge portion 32, and is formed between the inner peripheral edge portion 32 and the outer peripheral edge portion 34.
  • An intermediate annular portion 40 is formed.
  • a plurality of through holes 42 are formed in the intermediate annular portion 40 along the circumferential direction thereof, and each through hole 42 communicates with the outlet flow path 20.
  • the inner peripheral edge portion 32 is formed with a first annular surface 44 on the side facing the valve chamber 36, that is, on the upper surface of the inner peripheral edge portion 32 as seen in FIG.
  • the second annular surface 46 is formed on the side opposite to the first annular surface 44, that is, on the lower surface of the inner peripheral edge portion 32 as seen in FIG. As shown in FIG. 2, the second annular surface 46 is supported on the bottom surface 22a of the recess 22 via a second seal portion 50, which will be described later.
  • the first and second annular surfaces 44 and 46 are flat surfaces forming an annular shape, and the first sealing portion 48 is attached to and held on the first annular surface 44 by adhesion or the like.
  • the diaphragm 4 is seated and detached as the inlet and outlet flow paths 18 and 20 are blocked or communicated.
  • a second seal portion 50 is arranged between the second annular surface 46 and the bottom surface 22a of the recess 22. The second seal portion 50 may be attached to the second annular surface 46 or the bottom surface 22a by adhesion or the like and held.
  • the first and second seal portions 48 and 50 have an annular sheet shape, and both are formed of fluororubber. More preferably, the first and second seal portions 48 and 50 are made of fluororubber (for example, manufactured by DuPont) that can withstand even when the temperature of the fluid flowing through the inlet and outlet flow paths 18 and 20 reaches a high temperature of, for example, 300 ° C. or higher. It is made of the fluororubber material "Kallets (registered trademark)").
  • an annular protrusion 52 is formed on the outer peripheral edge 34 so as to project toward the bottom surface 22a of the recess 22, that is, toward the lower side of FIG.
  • the protrusion 52 is formed at a protrusion height H in the thickness direction Y of the inner disc 24.
  • the outer peripheral edge 34 is held by the bottom surface 22a of the recess 22, and the outer peripheral edge 34 is sealed. Further, the second seal portion 50 is appropriately crushed between the second annular surface 46 and the bottom surface 22a of the recess 22.
  • the first seal portion 48 functions as a valve seat portion of the conventional valve seat in which the diaphragm 4 is seated and detached due to the interruption or communication of the inlet and outlet flow paths 18 and 20.
  • the second seal portion 50 has a function as a contact portion that is brought into contact with the bottom surface 22a of the concave portion 22 of the conventional valve seat.
  • valve seats in the valve device 1 are arranged from two different members, the first and second seal portions 48, 50, which are arranged at the first and second annular surfaces 44, 46, respectively. Form. This eliminates the need for the conventional brim-shaped mounting portion of the valve seat.
  • valve seat mounting part does not exist, the occurrence of deformation, cracking, tearing, etc. of the valve seat caused by stress concentration of the mounting part is suppressed. Further, since the valve seat can be formed in a small volume without a mounting portion, the influence of thermal expansion can be suppressed even when a high-temperature fluid flows through the valve device 1. Therefore, the sealing property of the valve device 1 can be ensured.
  • the second seal portion 50 having a function as a contact portion that comes into contact with the bottom surface 22a of the recess 22, metal touch between the inner disk 24 and the bottom surface 22a of the recess 22 of the body 6 is avoided. be able to. As a result, it is possible to suppress the generation of particles due to the metal touch on the second annular surface 46. Therefore, for example, by applying the valve 2 to the semiconductor manufacturing apparatus, the defective product rate of the semiconductor due to the mixing of particles is reduced as much as possible. be able to.
  • the valve seat must be the minimum necessary within the range in which the above-mentioned functions of the first and second seal portions 48 and 50 can be exhibited. It can be formed into a volume. Therefore, even when a high-temperature fluid flows through the valve device 1, the influence of thermal expansion can be suppressed more effectively, and the sealing property of the valve device 1 can be maintained more effectively.
  • first and second seal portions 48 and 50 are formed of fluororubber, the heat resistance of the valve seat can be improved as compared with the case where the first and second seal portions 48 and 50 are made of resin.
  • the valve seat made of rubber generally has a higher coefficient of thermal expansion than that of resin, when it contracts after being thermally expanded in contact with a high-temperature fluid, conventionally, the valve seat mounting portion with respect to the inner peripheral edge portion of the inner disk. Stress concentration is likely to occur.
  • the occurrence of stress concentration is suppressed by the absence of such a mounting portion.
  • the first and second seal portions 48 and 50 from the above-mentioned fluororubber material such as "Carletz (registered trademark)", a high temperature fluid of 300 ° C. or higher flows through the inlet and outlet flow paths 18 and 20. It is possible to realize the first and second seal portions 48, 50 that can withstand even the case. Therefore, in this case, it is possible to realize the valve device 1 which secures the sealing property while suppressing the influence of thermal expansion and further has the heat resistance of 300 ° C. or higher.
  • the protrusion 52 formed on the outer peripheral edge 34 has a protrusion height H in the thickness direction Y.
  • the outer peripheral edge 34 is held by the bottom surface 22a of the recess 22, and the outer peripheral edge 34 is sealed.
  • the second seal portion 50 is appropriately crushed between the recess 22 and the bottom surface 22a, and the second annular surface 46 faces the second annular surface 46.
  • the sealing property between the concave portion 22 of the body 6 and the bottom surface 22a of the body 6 is ensured. Further, it is possible to suppress the generation of particles due to the metal touch between the second annular surface 46 and the bottom surface 22a of the recess 22.
  • FIG. 5 shows a partial vertical cross-sectional view of the valve 2 provided with the valve device 1 according to the second embodiment of the present invention.
  • the feature portions of the second embodiment will be mainly described, and the same components as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals in the drawings, and the description may be omitted.
  • the valve 2 is a direct touch type metal diaphragm valve provided with a diaphragm 4, a body 6, a valve body 8, a bonnet 10, a bonnet nut 12, a stem 14, an actuator 16, and the like.
  • the body 6 is formed with an inlet flow path 18, an outlet flow path 20, and a recess 22, and the inlet flow path 18 and the outlet flow path 20 are opened in the bottom surface 22a of the recess 22 to accommodate the valve body 8.
  • the valve device 1 includes a body 6 and a valve body 8 housed in a recess 22 of the body 6.
  • FIG. 6 shows an enlarged vertical cross-sectional view of the region B of FIG. 5 of the valve device 1.
  • the valve body 8 includes a diaphragm 4, a first inner disc 60, a second inner disc 62, a lower end portion 10a of the bonnet 10, a lower diameter expansion portion 14a of the stem 14, a spring 26 (see FIG. 5), a diaphragm retainer 28, and a retainer adapter. It is composed of 30 mag. That is, the inner disc of the present embodiment is composed of two members, a first inner disc 60 and a second inner disc 62.
  • the first inner disk 60 is made of a metal material such as stainless steel, has an inner peripheral edge portion 64 and an outer peripheral edge portion 66, and is placed on the bottom surface 22a of the recess 22.
  • the second inner disk 62 is formed of the same metal material as the first inner disk 60, is arranged radially inside the inner peripheral edge portion 64, and has a diaphragm in order on the outer peripheral edge portion 66 of the first inner disk 60. 4.
  • the presser adapter 30 is arranged.
  • FIG. 7 shows a vertical cross-sectional view of the first inner disc 60 to which the second inner disc 62 is assembled
  • FIG. 8 shows a top view of the first inner disc 60 to which the second inner disc 62 is assembled.
  • the first inner disk 60 is housed in the recess 22, and the inlet and outlet flow paths 18 and 20 are partitioned up to the valve chamber 36 by the inner peripheral edge portion 64 and the outer peripheral edge portion 66. ..
  • the second inner disk 62 has an annular shape in which a through hole 68 is formed, and is movable in the thickness direction Y of the first inner disk 60 inside the radial direction X of the inner peripheral edge portion 64 of the first inner disk 60. It is detachably arranged from the first inner disk 60.
  • the inner peripheral surface of the inner peripheral edge portion 64 and the outer peripheral surface of the second inner disk 62 are formed with the regulating portions 70 and 72 protruding in the radial direction X, respectively.
  • FIG. 9 shows a top view of the first inner disk 60.
  • the first inner disk 60 is formed with a through hole 74 inside the inner peripheral edge portion 64.
  • the through hole 74 communicates with the inlet flow path 18 through the through hole 68 of the second inner disk 62.
  • an intermediate annular portion 76 is formed between the inner peripheral edge portion 64 and the outer peripheral edge portion 66.
  • a plurality of through holes 78 are formed in the intermediate annular portion 76 along the circumferential direction thereof, and each through hole 78 communicates with the outlet flow path 20.
  • the inlet and outlet flow paths 18 and 20 are partitioned in the first inner disk 60 up to the valve chamber 36.
  • FIG. 10 shows a top view of the second inner disk 62.
  • the second inner disk 62 is formed with a first annular surface 80 on the side facing the valve chamber 36, that is, on the upper surface of the second inner disk 62 as seen in FIG.
  • the second annular surface 82 is formed on the side opposite to the first annular surface 80, that is, on the lower surface of the second inner disk 62 as seen in FIG.
  • the second annular surface 82 is supported on the bottom surface 22a of the recess 22 via a second seal portion 86 described later.
  • the first and second annular surfaces 80 and 82 are flat surfaces forming an annular shape, and the first sealing portion 84 is attached to and held on the first annular surface 80 by adhesion or the like.
  • the diaphragm 4 is seated in the first seal portion 84 when the inlet and outlet flow paths 18 and 20 are blocked or communicated with each other.
  • a second seal portion 86 is arranged between the second annular surface 82 and the bottom surface 22a of the recess 22. The second sealing portion 86 is attached to and held on the second annular surface 82 by adhesion or the like.
  • the first and second sealing portions 84 and 86 have an annular protrusion shape protruding from the first annular surface 80 and the second annular surface 82, that is, a ridge, and both are formed of fluororubber. More preferably, the first and second seal portions 84 and 86 are made of fluororubber (for example, manufactured by DuPont) that can withstand even when the temperature of the fluid flowing through the inlet and outlet flow paths 18 and 20 reaches a high temperature of, for example, 300 ° C. or higher. It is made of the fluororubber material "Kallets (registered trademark)").
  • first inner disk 60 has a third annular surface 88 formed on the side of the inner peripheral edge portion 64 facing the valve chamber 36, that is, on the upper surface of the first inner disk 60 as seen in FIG. Further, the fourth annular surface 90 is formed on the side opposite to the third annular surface 88, that is, on the lower surface of the first inner disk 60 as seen in FIG.
  • the third annular surface 88 is substantially flush with the first annular surface 80 in the radial direction X in a state where the pair of regulating portions 70 and 72 are in contact with each other.
  • the height of the second sealing portion 86 is larger than the height at which the pair of regulating portions 70 and 72 are in contact with each other and are flush with the fourth annular surface 90 in the radial direction X.
  • the recess 22 projects toward the bottom surface 22a.
  • the fourth annular surface 90 is separated from the bottom surface 22a of the recess 22 as shown in FIG.
  • an annular protrusion 92 is formed on the outer peripheral edge portion 66 so as to project toward the bottom surface 22a of the recess 22, that is, toward the lower side of FIG.
  • the protrusion 92 is formed at a protrusion height H1 in the thickness direction Y.
  • the outer peripheral edge 66 is held by the bottom surface 22a of the recess 22, and the outer peripheral edge 66 is sealed. Further, the second seal portion 86 is appropriately crushed between the second annular surface 82 and the bottom surface 22a of the recess 22.
  • the valve device 1 of the present embodiment has the second inner movably arranged in the thickness direction Y of the first inner disk 60 inside the radial direction X of the inner peripheral edge portion 64 of the first inner disk 60.
  • a disk 62 is provided.
  • the first and second annular surfaces 80 and 82 of the second inner disk 62 hold the first seal portion 84 and the second seal portion 86, respectively.
  • the first seal portion 84 has a function as a valve seat portion of a conventional valve seat, in which the diaphragm 4 is seated apart due to the interruption or communication of the inlet and outlet flow paths 18 and 20.
  • the second seal portion 86 has a function as a contact portion that is brought into contact with the bottom surface 22a of the concave portion 22 of the conventional valve seat.
  • valve seats in the valve device 1 are provided from two different members, the first and second seal portions 84, 86, which are provided at the first and second annular surfaces 80, 82, respectively. Form. This eliminates the need for the conventional brim-shaped mounting portion of the valve seat.
  • valve seat mounting part does not exist, the occurrence of deformation, cracking, tearing, etc. of the valve seat caused by stress concentration of the mounting part is suppressed. Further, since the valve seat can be formed in a small volume without a mounting portion, the influence of thermal expansion can be suppressed even when a high-temperature fluid flows through the valve device 1. Therefore, the sealing property of the valve device 1 can be ensured.
  • the second seal portion 86 having a function as a contact portion that comes into contact with the bottom surface 22a of the recess 22, the metal touch between the second inner disk 62 and the bottom surface 22a of the recess 22 of the body 6 can be achieved. It can be avoided. As a result, it is possible to suppress the generation of particles due to the metal touch on the second annular surface 82. Therefore, for example, by applying the valve 2 to the semiconductor manufacturing apparatus, the defective product rate of the semiconductor due to the mixing of particles is reduced as much as possible. be able to.
  • the second inner disc 62 is movable with respect to the first inner disc 60 within a range regulated by a pair of regulating portions 70 and 72 in the thickness direction Y.
  • the second seal portion 86 is pressed against the bottom surface 22a of the recess 22, and the second seal portion 86 securely seals and exits. It is possible to prevent the outflow of the fluid into the flow path 20.
  • the second inner disc 62 is removable from the first inner disc 60.
  • the second inner disc 62 provided with the new first and second seal portions 84 and 86 can be replaced with a new one. .. Therefore, it is possible to provide the valve device 1 that can maintain the sealing property even after aged use.
  • first and second seal portions 84 and 86 form ridges protruding from the first annular surface 80 and the second annular surface 82, respectively, so that the first and second seal portions 84 and 86 are described above.
  • the valve seat can be formed to the minimum required volume as long as it can exert its function. Therefore, even when a high-temperature fluid flows through the valve device 1, the influence of thermal expansion can be suppressed more effectively, and the sealing property of the valve device 1 can be maintained more effectively.
  • the first seal portion 84 has a ridge
  • the diaphragm 4 can easily come into contact with the valve when the valve is closed, so that the closing property of the valve 2 can be improved.
  • the first and second seal portions 84 and 86 are formed of fluororubber, the heat resistance of the valve seat can be improved as compared with the case where the first and second seal portions 84 and 86 are made of resin.
  • the valve seat made of rubber generally has a higher coefficient of thermal expansion than that of resin, when it contracts after being thermally expanded in contact with a high-temperature fluid, conventionally, the valve seat mounting portion with respect to the inner peripheral edge portion of the inner disk. Stress concentration is likely to occur.
  • the occurrence of stress concentration is suppressed by the absence of such a mounting portion.
  • a fluororubber material such as the above-mentioned "Carletz (registered trademark)"
  • a high temperature fluid of 300 ° C. or higher flows through the inlet and outlet flow paths 18 and 20. It is possible to realize the first and second seal portions 84 and 86 that can withstand even the case. Therefore, in this case, it is possible to realize the valve device 1 which secures the sealing property while suppressing the influence of thermal expansion and further has the heat resistance of 300 ° C. or higher.
  • the third annular surface 88 of the inner peripheral edge portion 64 of the first inner disk 60 is substantially flush with the first annular surface 80 in the radial direction X in a state where the pair of regulating portions 70 and 72 are in contact with each other. Is. As a result, excessive protrusion of the second inner disk 62 in the valve chamber 36 is prevented, the volume of the valve chamber 36 is secured, and the flow of fluid in the valve chamber 36 is obstructed by the second inner disk 62. No.
  • the second seal portion 86 is recessed at a protruding height H that is larger than the height that is flush with the fourth annular surface 90 in the radial direction X in a state where the pair of regulating portions 70 and 72 are in contact with each other. It projects toward the bottom surface 22a of 22.
  • the fourth annular surface 90 is separated from the bottom surface 22a of the recess 22, so that the generation of particles due to the metal touch between the fourth annular surface 90 and the bottom surface 22a of the recess 22 is generated. It can be suppressed.
  • the protrusion 92 formed on the outer peripheral edge 66 has a protrusion height H1 in the thickness direction Y.
  • the outer peripheral edge 66 is held by the bottom surface 22a of the recess 22, and the outer peripheral edge 66 is sealed.
  • the second seal portion 86 is appropriately crushed between the recess 22 and the bottom surface 22a, and the second annular surface 82 becomes the second annular surface 82.
  • the sealing property between the concave portion 22 of the facing body 6 and the bottom surface 22a is ensured. Further, it is possible to suppress the generation of particles due to the metal touch between the second annular surface 82 and the bottom surface 22a of the recess 22.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
  • the first and first seal portions 48 and 50 have the necessary functions. 2
  • the shapes of the seal portions 48 and 50 are not limited to the sheet shape.
  • at least the first seal portion 48 may be formed in a ridge protruding from the first annular surface 44. As a result, the diaphragm 4 can be reliably brought into contact with only the first seal portion 48 when the valve is closed.
  • first and second seal portions 84 and 86 have the same function.
  • the shapes of the first and second seal portions 84 and 86 are not limited to the ridges.
  • the first and second seal portions 84 and 86 may have an annular sheet shape, or may have a shape in which a semicircular ridge having a semicircular cross section is provided on the annular sheet shape with a step. There may be.
  • the members constituting the valve device 1 and thus the valve 2 are the inner disc 24, the first and second inner discs 60 and 62, the first seal portions 48 and 84, and the second seal portions 50 and 86. Except for, the material is not limited to the above-mentioned material. Further, the valve device 1 is driven by an actuator 16 which is an air-operated drive mechanism, but the valve device 1 is not limited to this, and the valve device 1 can be applied to a valve 2 of various drive mechanisms.
  • Valve device Diaphragm 4b Peripheral part 6 Body 18 Inlet flow path (flow path) 20 Exit flow path (flow path) 22 Recess 22a Bottom surface 24 Inner disk 32, 64 Inner peripheral edge 34, 66 Outer peripheral edge 36 Valve chamber 44, 80 First annular surface 46, 82 Second annular surface 48, 84 First seal 50, 86 Second seal 52, 92 Protrusion 60 1st inner disc (inner disc) 62 Second inner disc (inner disc) 70, 72 Regulator 88 3rd coronal plane 90 4th coronal plane

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Abstract

バルブ装置１は、流路１８，２０、凹部２２、及び弁室３６を有するボディ６と、内側周縁部３２及び外側周縁部３４を有するインナーディスク２４と、ダイヤフラム４と、内側周縁部３２の弁室３６に面する側に形成される第１環状面４４と、内側周縁部３２の第１環状面４４と反対側に形成されるとともに、凹部２２の底面２２ａに支持される第２環状面４６と、第１環状面４４に保持されるとともにダイヤフラム４が当離座する第１シール部４８と、第２環状面４６と凹部２２の底面２２ａとの間に配置される第２シール部５０とを備える。

Description

バルブ装置
　本発明は、バルブ装置に関し、詳しくはダイヤフラムを弁体に有するバルブ装置に関する。
　特許文献１には、流体の入口流路、出口流路、及び上方開口の凹部を有するボディと、ボディに形成された流路の周縁に着脱可能に配置されたバルブシートと、ボディに着脱可能に配置されてバルブシートを保持するシートホルダ（インナーディスクともいう）と、バルブシートに当離座することで流路の遮断又は連通を行うダイヤフラムとを備えたダイヤフラム弁が開示されている。
特開２０１５－３６５６３号公報
　特許文献１に記載のバルブシートは、環状をなした弁座体であって、インナーディスクの内側周縁部の内周面に装着され、例えばＰＣＴＦＥ（耐熱温度：約１２０℃）などの樹脂から形成される。従って、バルブを流れる流体温度が例えば３００℃以上の高温に達する場合、この高温流体に接するバルブシートも同程度の耐熱性を確保する必要がある。
　また、バルブシートは、高温流体に接して熱膨張した後に収縮すると、バルブシートのインナーディスクの内側周縁部に装着される鍔状の装着部に応力集中が生じ得る。この応力集中は、バルブシートに変形を生じさせ、また、材質によってはバルブシートに割れ、千切れなどを生じさせ、バルブのシール性を損なうおそれがある。
　さらに、特許文献１に記載のバルブシートは、閉弁時にダイヤフラムが当接する突出した弁座部、インナーディスクの内側周縁部に装着される鍔状の装着部、バルブのボディのインナーディスクが収容される凹部の底面に当接される当接部を有する。これらの各部位を備えたバルブシートは、その体積が大きくならざるを得ない。従って、このような体積が大きなバルブシートが高温に曝されると、熱膨張による影響がさらに顕著となり、バルブのシール性を確保するのがさらに困難となるおそれがある。
　本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、流路に高温流体が流れる場合であっても、熱膨張の影響を抑制することにより、シール性を確保することができるバルブ装置を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するべく、本発明のバルブ装置は、流路、流路が開口される凹部、及び凹部にて流路が連通される弁室を有するボディと、凹部に収容されるとともに、内側周縁部及び外側周縁部により流路を弁室に至るまで区画するインナーディスクと、弁室にて流路を遮断又は連通するダイヤフラムと、内側周縁部の弁室に面する側に形成される第１環状面と、内側周縁部の第１環状面と反対側に形成されるとともに、凹部の底面に支持される第２環状面と、第１環状面に保持されるとともに、流路の遮断又は連通に伴いダイヤフラムが当離座する第１シール部と、第２環状面と凹部の底面との間に配置される第２シール部とを備える。
　本発明のバルブ装置によれば、流路に高温流体が流れる場合であっても、熱膨張の影響を抑制することにより、シール性を確保することができる。
本発明の第１実施形態に係るバルブ装置を備えたバルブの一部縦断面図である。 バルブ装置の図１の領域Ａを拡大した縦断面図である。 インナーディスクの縦断面図である。 インナーディスクの上面図である。 本発明の第２実施形態に係るバルブ装置を備えたバルブの一部縦断面図である。 バルブ装置の図５の領域Ｂを拡大した縦断面図である。 第２インナーディスクを組付けた第１インナーディスクの縦断面図である。 第２インナーディスクを組付けた第１インナーディスクの上面図である。 第１インナーディスクの上面図である。 第２インナーディスクの上面図である。
　以下、本発明の各実施形態に係るバルブ装置について図面を参照して説明する。なお、図１～図３及び図５～図７の説明においては各図の上側を上方として説明している。
＜第１実施形態＞
　図１は本発明の第１実施形態に係るバルブ装置１を備えたバルブ２の一部縦断面図を示す。バルブ２は、弁体としてダイヤフラム４を有し、プロセス流体の微小流量を高精度で制御可能なダイレクトタッチ型のメタルダイヤフラム弁である。
　バルブ２は、ボディ６、バルブ本体８、ボンネット１０、ボンネットナット１２、ステム１４、アクチュエータ１６等を備えている。ボディ６は、ステンレス鋼等の金属材により形成され、入口流路１８及び出口流路２０と、上側開口の凹部２２とが形成されている。凹部２２には、その底面２２ａに入口流路１８及び出口流路２０が開口され、バルブ本体８が収容されている。バルブ装置１は、ボディ６と、ボディ６の凹部２２に収容されるバルブ本体８とにより構成される。
　図２は、バルブ装置１の図１の領域Ａを拡大した縦断面図を示す。バルブ本体８は、ダイヤフラム４、インナーディスク２４、ボンネット１０の下端部１０ａ、ステム１４の下拡径部１４ａ、スプリング２６（図１参照）、ダイヤフラム押え２８、押さえアダプタ３０等から構成されている。
　ダイヤフラム４は、１枚、又は、互いに分離可能な複数の薄板を積層して形成され、これら薄板はダイヤフラム４の中央部４ａが上方へ膨出した皿状に形成されている。薄板は、例えば０．１ｍｍ～０．２ｍｍ程度の極薄の厚みを有し、ステンレス鋼や　、その他の形状記憶合金等の金属材から形成されている。
　インナーディスク２４は、ステンレス鋼等の金属材により形成され、内側周縁部３２及び外側周縁部３４を備え、凹部２２の底面２２ａに載置される。外側周縁部３４の上には、順にダイヤフラム４、押さえアダプタ３０が配置されている。ボンネット１０は、筒状をなしており、凹部２２に挿入され、ボンネットナット１２を締め込むことにより、ボンネット１０の下端部１０ａが押さえアダプタ３０に押し付けられる。これにより、ダイヤフラム４の周縁部４ｂが押さえアダプタ３０によりインナーディスク２４の外側周縁部３４に押し付けられて保持される。
　ステム１４は、ボンネット１０内に上下動可能に挿入され、その下拡径部１４ａには樹脂材等から形成されたダイヤフラム押え２８が嵌着されている。ダイヤフラム押え２８は、ダイヤフラム４の径方向の中央部４ａの上面に当接し、図１の開弁状態においては、ダイヤフラム４を上方から押さえ、その過度な湾曲を抑制する。ステム１４の上部はボンネット１０の上部から突出され、アクチュエータ１６内に挿入されている。
　アクチュエータ１６は、例えばエア作動式の駆動機構であり、凹部２２内に配置されたコイル状のスプリング２６の弾性力と、アクチュエータ１６に供給される作動エアの圧力とによりステム１４を上下動させる。例えば、アクチュエータ１６への作動エアの供給を遮断すると、スプリング２６の弾性力が下拡径部１４ａに作用してステム１４が下降し、下拡径部１４ａが下降してダイヤフラム４の中央部４ａがダイヤフラム押え２８により押し付けられ、ダイヤフラム４が入口流路１８の開口を閉塞して閉弁状態となる。
　一方、アクチュエータ１６に作動エアを供給することにより、ステム１４が上昇し、下拡径部１４ａがスプリング２６の弾性力に抗して上昇する。これにより、図２に示すように、ダイヤフラム押え２８も上昇し、ダイヤフラム４が上方湾曲の自然状態に戻り、入口流路１８が開口され、バルブ２が開弁状態となる。
　凹部２２には、入口流路１８及び出口流路２０が連通される弁室３６が形成されている。弁室３６は、押さえアダプタ３０、ダイヤフラム押え２８、及びインナーディスク２４により囲まれ、入口流路１８から流体が流れ込む領域である。ダイヤフラム４は、弁室３６にて湾曲変形することにより、入口及び出口流路１８、２０を遮断又は連通する。
　図３は、インナーディスク２４の縦断面図を示し、図４は、インナーディスク２４の上面図を示す。インナーディスク２４は、図２に示したように、凹部２２に収容されるとともに、内側周縁部３２及び外側周縁部３４により入口及び出口流路１８、２０を弁室３６に至るまで区画する。
　詳しくは、図４に示すように、インナーディスク２４には、内側周縁部３２の内側に入口流路１８と連通する貫通孔３８が形成され、内側周縁部３２と外側周縁部３４との間に中間環状部４０が形成されている。中間環状部４０には、その周方向に沿って複数の貫通孔４２が形成され、各貫通孔４２は出口流路２０と連通している。これにより、入口及び出口流路１８、２０が弁室３６に至るまでインナーディスク２４において区画される。
　内側周縁部３２には、弁室３６に面する側、つまり図３で見て内側周縁部３２の上面に第１環状面４４が形成されている。また、第１環状面４４と反対側、つまり図３で見て内側周縁部３２の下面に第２環状面４６が形成されている。第２環状面４６は、図２に示すように、凹部２２の底面２２ａに後述する第２シール部５０を介して支持される。
　第１及び第２環状面４４、４６は、環状をなす平坦面であり、第１環状面４４には、第１シール部４８が接着等により貼り付けられて保持されている。第１シール部４８は、入口及び出口流路１８、２０の遮断又は連通に伴いダイヤフラム４が当離座する。また、第２環状面４６と凹部２２の底面２２ａとの間には第２シール部５０が配置されている。なお、第２シール部５０を第２環状面４６又は底面２２ａに接着等により貼り付けて保持しても良い。
　第１及び第２シール部４８、５０は、環状のシート形状をなし、また、双方ともフッ素ゴムから形成されている。より好ましくは、第１及び第２シール部４８、５０は、入口及び出口流路１８、２０を流れる流体の温度が例えば３００℃以上の高温に達する場合でも耐え得るフッ素ゴム（例えば、デュポン社製のフッ素ゴム材料「カルレッツ（登録商標）」）から形成されている。
　図３に示すように、外側周縁部３４には、凹部２２の底面２２ａに向けて、つまり図３の下側に向けて環状の突起部５２が突出して形成されている。この突起部５２は、インナーディスク２４の厚み方向Ｙにおいて突出高さＨで形成されている。ボンネットナット１２を締め込み、ボンネット１０の下端部１０ａが押さえアダプタ３０に押し付けられると、突起部５２の先端が対向する凹部２２の底面２２ａに当接する。
　この突起部５２の当接により、外側周縁部３４が凹部２２の底面２２ａに保持されるとともに外側周縁部３４におけるシールが行われる。さらには、第２環状面４６と凹部２２の底面２２ａとの間にて第２シール部５０が適度に押し潰される。
　以上のように、本実施形態では、第１シール部４８は、入口及び出口流路１８、２０の遮断又は連通に伴いダイヤフラム４が当離座し、従来におけるバルブシートの弁座部としての機能を有する。一方、第２シール部５０は、従来におけるバルブシートの凹部２２の底面２２ａに当接される当接部としての機能を有する。
　このように、本実施形態では、バルブ装置１におけるバルブシートを第１及び第２環状面４４、４６という離れた部位にそれぞれ配置した第１及び第２シール部４８、５０という２つの異なる部材から形成する。これにより、従来におけるバルブシートの鍔状の装着部が不要となる。
　バルブシートの装着部が存在しないことにより、装着部の応力集中により生じるバルブシートの変形、割れ、千切れなどの発生が抑制される。また、バルブシートを装着部がない状態の小さな体積に形成可能となるため、バルブ装置１に高温流体が流れる場合であっても、熱膨張の影響を抑制することができる。従って、バルブ装置１のシール性を確保することができる。
　また、凹部２２の底面２２ａに当接される当接部としての機能を有する第２シール部５０を設けたことにより、インナーディスク２４とボディ６の凹部２２の底面２２ａとのメタルタッチを回避することができる。これにより、第２環状面４６において、メタルタッチによるパーティクルの発生を抑制することができるため、例えば半導体製造装置にバルブ２を適用することにより、パーティクルの混入による半導体の不良品率を極力低下することができる。
　また、第１及び第２シール部４８、５０が環状のシート形状をなすことにより、第１及び第２シール部４８、５０の前述した各機能を発揮できる範囲で、バルブシートを必要最低限の体積に形成可能となる。従って、バルブ装置１に高温流体が流れる場合であっても、熱膨張の影響をさらに効果的に抑制することができ、バルブ装置１のシール性をさらに効果的に維持することができる。
　また、第１及び第２シール部４８、５０がフッ素ゴムから形成されることにより、樹脂製である場合に比してバルブシートの耐熱性を向上することができる。ここで、ゴム製のバルブシートは、一般に樹脂と比べて熱膨張率が高いため、高温流体に接して熱膨張した後に収縮すると、従来においては、インナーディスクの内側周縁部に対するバルブシートの装着部に応力集中が生じ易い。
　しかし、本実施形態においては、このような装着部が存在しないことにより、応力集中の発生は抑制される。特に、前述した「カルレッツ（登録商標）」などのフッ素ゴム材料から第１及び第２シール部４８、５０を形成することにより、入口及び出口流路１８、２０に３００℃以上の高温流体が流れる場合であっても耐え得る第１及び第２シール部４８、５０を実現可能である。従って、この場合には、熱膨張の影響を抑制しつつ、シール性を確保し、さらに３００℃以上の耐熱性を有するバルブ装置１を実現することができる。
　また、外側周縁部３４に形成した突起部５２が厚み方向Ｙにおいて突出高さＨを有して形成されている。これにより、ボンネットナット１２を締め込み、ボンネット１０の下端部１０ａが押さえアダプタ３０に押し付けられると、突起部５２の先端が対向する凹部２２の底面２２ａに当接する。
　この突起部５２の当接により、外側周縁部３４が凹部２２の底面２２ａに保持されるとともに外側周縁部３４におけるシールが行われる。この際、突出高さＨを予め調整することにより、凹部２２の底面２２ａとの間にて第２シール部５０が適度に押し潰され、第２環状面４６において、第２環状面４６と対向するボディ６の凹部２２の底面２２ａとの間のシール性が確保される。さらには、第２環状面４６と凹部２２の底面２２ａとの間のメタルタッチによるパーティクルの発生を抑制することができる。
＜第２実施形態＞
　図５は本発明の第２実施形態に係るバルブ装置１を備えたバルブ２の一部縦断面図を示す。なお、以下の説明においては、主として第２実施形態の特徴部分を説明し、第１実施形態と同様の構成については図面において同一の符号を付すとともに、説明を省略することがある。
　バルブ２は、ダイヤフラム４、ボディ６、バルブ本体８、ボンネット１０、ボンネットナット１２、ステム１４、アクチュエータ１６等を備えたダイレクトタッチ型のメタルダイヤフラム弁である。ボディ６には、入口流路１８、出口流路２０、及び凹部２２が形成され、凹部２２の底面２２ａに入口流路１８及び出口流路２０が開口されてバルブ本体８が収容されている。バルブ装置１は、ボディ６と、ボディ６の凹部２２に収容されるバルブ本体８とにより構成される。
　図６は、バルブ装置１の図５の領域Ｂを拡大した縦断面図を示す。バルブ本体８は、ダイヤフラム４、第１インナーディスク６０、第２インナーディスク６２、ボンネット１０の下端部１０ａ、ステム１４の下拡径部１４ａ、スプリング２６（図５参照）、ダイヤフラム押え２８、押さえアダプタ３０等から構成されている。すなわち、本実施形態のインナーディスクは、第１インナーディスク６０と第２インナーディスク６２との２部材から構成されている。
　第１インナーディスク６０は、ステンレス鋼等の金属材により形成され、内側周縁部６４及び外側周縁部６６を備え、凹部２２の底面２２ａに載置される。第２インナーディスク６２は、第１インナーディスク６０と同様の金属材により形成され、内側周縁部６４の径方向内側に配置され、第１インナーディスク６０の外側周縁部６６の上には、順にダイヤフラム４、押さえアダプタ３０が配置されている。
　ボンネット１０を凹部２２に挿入し、ボンネットナット１２を締め込むことにより、ボンネット１０の下端部１０ａが押さえアダプタ３０に押し付けられる。これにより、ダイヤフラム４の周縁部４ｂが押さえアダプタ３０により第１インナーディスク６０の外側周縁部６６に押し付けられて保持される。
　図７は、第２インナーディスク６２を組付けた第１インナーディスク６０の縦断面図を示し、図８は、第２インナーディスク６２を組付けた第１インナーディスク６０の上面図を示す。第１インナーディスク６０は、図６に示したように、凹部２２に収容されるとともに、内側周縁部６４及び外側周縁部６６により入口及び出口流路１８、２０を弁室３６に至るまで区画する。
　第２インナーディスク６２は、貫通孔６８が形成された環状をなし、第１インナーディスク６０の内側周縁部６４の径方向Ｘの内側にて第１インナーディスク６０の厚み方向Ｙに可動に、且つ第１インナーディスク６０から着脱可能に配置されている。内側周縁部６４の内周面と第２インナーディスク６２の外周面とには、それぞれ規制部７０、７２が径方向Ｘに突出して形成されている。一対の規制部７０、７２が互いに当接することにより、厚み方向Ｙにおける第２インナーディスク６２の弁室３６の側への移動が規制される。
　図９は、第１インナーディスク６０の上面図を示す。第１インナーディスク６０には、内側周縁部６４の内側に貫通孔７４が形成されている。貫通孔７４は、第２インナーディスク６２の貫通孔６８を介して入口流路１８と連通する。また、内側周縁部６４と外側周縁部６６との間に中間環状部７６が形成されている。中間環状部７６には、その周方向に沿って複数の貫通孔７８が形成され、各貫通孔７８は出口流路２０と連通している。これにより、入口及び出口流路１８、２０が弁室３６に至るまで第１インナーディスク６０において区画される。
　図１０は、第２インナーディスク６２の上面図を示す。第２インナーディスク６２には、その弁室３６に面する側、つまり図７で見て第２インナーディスク６２の上面に第１環状面８０が形成されている。また、第１環状面８０と反対側、つまり図７で見て第２インナーディスク６２の下面に第２環状面８２が形成されている。第２環状面８２は、図６に示すように、凹部２２の底面２２ａに後述する第２シール部８６を介して支持される。
　第１及び第２環状面８０、８２は、環状をなす平坦面であり、第１環状面８０には、第１シール部８４が接着等により貼り付けられて保持されている。第１シール部８４は、入口及び出口流路１８、２０の遮断又は連通に伴いダイヤフラム４が当離座する。また、第２環状面８２と凹部２２の底面２２ａとの間には第２シール部８６が配置されている。第２シール部８６は第２環状面８２に接着等により貼り付けて保持される。
　第１及び第２シール部８４、８６は、それぞれ第１環状面８０、第２環状面８２から突出した環状の突起形状、すなわち突条をなし、また、双方ともフッ素ゴムから形成されている。より好ましくは、第１及び第２シール部８４、８６は、入口及び出口流路１８、２０を流れる流体の温度が例えば３００℃以上の高温に達する場合でも耐え得るフッ素ゴム（例えば、デュポン社製のフッ素ゴム材料「カルレッツ（登録商標）」）から形成されている。
　また、第１インナーディスク６０には、内側周縁部６４の弁室３６に面する側、つまり図７で見て第１インナーディスク６０の上面に第３環状面８８が形成されている。また、第３環状面８８と反対側、つまり図７で見て第１インナーディスク６０の下面に第４環状面９０が形成されている。
　また、図６に示すように、第３環状面８８は、一対の規制部７０、７２が互いに当接した状態で、第１環状面８０と径方向Ｘにおいて実質的に面一である。また、図７に示すように、第２シール部８６は、一対の規制部７０、７２が互いに当接した状態で、第４環状面９０と径方向Ｘに面一となる高さよりも大となる突出高さＨで凹部２２の底面２２ａに向けて突出する。これにより、第４環状面９０は、図６に示すように、凹部２２の底面２２ａに対して離間される。
　また、図７に示すように、外側周縁部６６には、凹部２２の底面２２ａに向けて、つまり図７の下側に向けて環状の突起部９２が突出して形成されている。この突起部９２は、厚み方向Ｙにおいて突出高さＨ１で形成されている。ボンネットナット１２を締め込み、ボンネット１０の下端部１０ａが押さえアダプタ３０に押し付けられると、突起部９２の先端が対向する凹部２２の底面２２ａに当接する。
　この突起部９２の当接により、外側周縁部６６が凹部２２の底面２２ａに保持されるとともに外側周縁部６６におけるシールが行われる。さらには、第２環状面８２と凹部２２の底面２２ａとの間にて第２シール部８６が適度に押し潰される。
　以上のように、本実施形態のバルブ装置１は、第１インナーディスク６０の内側周縁部６４の径方向Ｘの内側にて第１インナーディスク６０の厚み方向Ｙに可動に配置された第２インナーディスク６２を備える。そして、第２インナーディスク６２の第１及び第２環状面８０、８２に、それぞれ第１シール部８４、第２シール部８６が保持されている。
　第１シール部８４は、入口及び出口流路１８、２０の遮断又は連通に伴いダイヤフラム４が当離座し、従来におけるバルブシートの弁座部としての機能を有する。一方、第２シール部８６は、従来におけるバルブシートの凹部２２の底面２２ａに当接される当接部としての機能を有する。
　このように、本実施形態では、バルブ装置１におけるバルブシートを第１及び第２環状面８０、８２という離れた部位にそれぞれ設けた第１及び第２シール部８４、８６という２つの異なる部材から形成する。これにより、従来におけるバルブシートの鍔状の装着部が不要となる。
　バルブシートの装着部が存在しないことにより、装着部の応力集中により生じるバルブシートの変形、割れ、千切れなどの発生が抑制される。また、バルブシートを装着部がない状態の小さな体積に形成可能となるため、バルブ装置１に高温流体が流れる場合であっても、熱膨張の影響を抑制することができる。従って、バルブ装置１のシール性を確保することができる。
　また、凹部２２の底面２２ａに当接される当接部としての機能を有する第２シール部８６を設けたことにより、第２インナーディスク６２とボディ６の凹部２２の底面２２ａとのメタルタッチを回避することができる。これにより、第２環状面８２において、メタルタッチによるパーティクルの発生を抑制することができるため、例えば半導体製造装置にバルブ２を適用することにより、パーティクルの混入による半導体の不良品率を極力低下することができる。
　さらに、第２インナーディスク６２は、第１インナーディスク６０に対して、厚み方向Ｙに一対の規制部７０、７２に規制される範囲において可動である。これにより、第１シール部８４にダイヤフラム４が当接している閉弁状態においては、第２シール部８６が凹部２２の底面２２ａに押し付けられ、第２シール部８６にて確実にシールして出口流路２０への流体の流出を防止することができる。
　また、第２インナーディスク６２は、第１インナーディスク６０に対して着脱可能である。これにより、第１及び第２シール部８４、８６が経年劣化した場合などにおいては、新たな第１及び第２シール部８４、８６を備えた第２インナーディスク６２ごと新品に交換することができる。従って、経年使用によってもシール性を維持可能なバルブ装置１を提供することができる。
　また、第１及び第２シール部８４、８６は、それぞれ第１環状面８０、第２環状面８２から突出した突条をなすことにより、第１及び第２シール部８４、８６の前述した各機能を発揮できる範囲で、バルブシートを必要最低限の体積に形成可能となる。従って、バルブ装置１に高温流体が流れる場合であっても、熱膨張の影響をさらに効果的に抑制することができ、バルブ装置１のシール性をさらに効果的に維持することができる。
　特に、第１シール部８４を突条としたことにより、閉弁時にダイヤフラム４が当接し易くなるため、バルブ２の閉め切り性を向上することができる。また、第１及び第２シール部８４、８６がフッ素ゴムから形成されることにより、樹脂製である場合に比してバルブシートの耐熱性を向上することができる。ここで、ゴム製のバルブシートは、一般に樹脂と比べて熱膨張率が高いため、高温流体に接して熱膨張した後に収縮すると、従来においては、インナーディスクの内側周縁部に対するバルブシートの装着部に応力集中が生じ易い。
　しかし、本実施形態においては、このような装着部が存在しないことにより、応力集中の発生は抑制される。特に、第１及び第２シール部８４、８６を前述した「カルレッツ（登録商標）」などのフッ素ゴム材料から形成することにより、入口及び出口流路１８、２０に３００℃以上の高温流体が流れる場合であっても耐え得る第１及び第２シール部８４、８６を実現可能である。従って、この場合には、熱膨張の影響を抑制しつつ、シール性を確保し、さらに３００℃以上の耐熱性を有するバルブ装置１を実現することができる。
　また、第１インナーディスク６０の内側周縁部６４の第３環状面８８は、一対の規制部７０、７２が互いに当接した状態で、第１環状面８０と径方向Ｘにおいて実質的に面一である。これにより、弁室３６における第２インナーディスク６２の過剰な突出が防止され、弁室３６の容積が確保されるとともに、弁室３６における流体の流れが第２インナーディスク６２により阻害されることはない。
　また、第２シール部８６は、一対の規制部７０、７２が互いに当接した状態で、第４環状面９０と径方向Ｘに面一となる高さよりも大となる突出高さＨで凹部２２の底面２２ａに向けて突出する。これにより、第４環状面９０は、図６に示すように、凹部２２の底面２２ａに対して離間されるため、第４環状面９０と凹部２２の底面２２ａとのメタルタッチによるパーティクルの発生を抑制することができる。
　また、外側周縁部６６に形成した突起部９２が厚み方向Ｙにおいて突出高さＨ１を有して形成されている。これにより、ボンネットナット１２を締め込み、ボンネット１０の下端部１０ａが押さえアダプタ３０に押し付けられると、突起部９２の先端が対向する凹部２２の底面２２ａに当接する。
　この突起部９２の当接により、外側周縁部６６が凹部２２の底面２２ａに保持されるとともに外側周縁部６６におけるシールが行われる。この際、突出高さＨ１を予め調整することにより、凹部２２の底面２２ａとの間にて第２シール部８６が適度に押し潰され、第２環状面８２において、第２環状面８２と、対向するボディ６の凹部２２の底面２２ａとの間のシール性が確保される。さらには、第２環状面８２と凹部２２の底面２２ａとの間のメタルタッチによるパーティクルの発生を抑制することができる。
　以上で本発明の各実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
　例えば、第１実施形態において、第１及び第２シール部４８、５０に比較的小さな体積で必要な機能を持たせつつ、弁室３６の流体の流量を確保可能であれば、第１及び第２シール部４８、５０の形状はシート形状に限定されない。例えば、少なくとも第１シール部４８は第１環状面４４から突出した突条に形成しても良い。これにより、閉弁時にダイヤフラム４を第１シール部４８のみに確実に当接させることができる。
　また、第２実施形態においても同様に、第１及び第２シール部８４、８６に比較的小さな体積で必要な機能を持たせつつ、弁室３６の流体の流量を確保可能であれば、第１及び第２シール部８４、８６の形状は突条に限定されない。例えば、第１及び第２シール部８４、８６は、環状のシート形状であっても良いし、環状のシート形状の上に断面半円形状の突条が段差を存して設けられた形状であっても良い。
　また、各実施形態において、バルブ装置１ひいてはバルブ２を構成する部材は、インナーディスク２４、第１及び第２インナーディスク６０、６２、第１シール部４８、８４、及び第２シール部５０、８６を除き、前述した材質に限定されない。また、バルブ装置１は、エア作動式の駆動機構であるアクチュエータ１６により駆動されるが、これに限定されず、バルブ装置１は種々の駆動機構のバルブ２に適用可能である。
　　　　　１　バルブ装置
　　　　　４　ダイヤフラム
　　　　４ｂ　周縁部
　　　　　６　ボディ
　　　　１８　入口流路（流路）
　　　　２０　出口流路（流路）
　　　　２２　凹部
　　　２２ａ　底面
　　　　２４　インナーディスク
　３２、６４　内側周縁部
　３４、６６　外側周縁部
　　　　３６　弁室
　４４、８０　第１環状面
　４６、８２　第２環状面
　４８、８４　第１シール部
　５０、８６　第２シール部
　５２、９２　突起部
　　　　６０　第１インナーディスク（インナーディスク）
　　　　６２　第２インナーディスク（インナーディスク）
　７０、７２　規制部
　　　　８８　第３環状面
　　　　９０　第４環状面

Claims (8)

  1. 　流路、前記流路が開口される凹部、及び前記凹部にて前記流路が連通される弁室を有するボディと、
    　前記凹部に収容されるとともに、内側周縁部及び外側周縁部により前記流路を前記弁室に至るまで区画するインナーディスクと、
    　前記弁室にて前記流路を遮断又は連通するダイヤフラムと、
    　前記内側周縁部の前記弁室に面する側に形成される第１環状面と、
    　前記内側周縁部の前記第１環状面と反対側に形成されるとともに、前記凹部の底面に支持される第２環状面と、
    　前記第１環状面に保持されるとともに、前記流路の遮断又は連通に伴い前記ダイヤフラムが当離座する第１シール部と、
    　前記第２環状面と前記凹部の底面との間に配置される第２シール部と
    を備える、バルブ装置。
  2. 　前記第１シール部及び前記第２シール部は、環状のシート形状をなす、請求項１に記載のバルブ装置。
  3. 　前記インナーディスクは、
    　前記凹部に収容されるとともに、前記内側周縁部及び前記外側周縁部により前記流路を前記弁室に至るまで区画する第１インナーディスクと、
    　前記内側周縁部の径方向内側にて前記第１インナーディスクの厚み方向に可動に且つ着脱可能に配置される第２インナーディスクと
    から構成され、
    　前記第１環状面は、前記第２インナーディスクの前記弁室に面する側に形成され、
    　前記第２環状面は、前記第２インナーディスクの前記第１環状面と反対側に形成されるとともに、前記凹部の底面に支持され、
    　前記内側周縁部の内周面と前記第２インナーディスクの外周面とに形成され、互いに当接することにより前記厚み方向における前記第２インナーディスクの前記弁室の側への移動を規制する一対の規制部をさらに備える、請求項１に記載のバルブ装置。
  4. 　前記第１シール部及び前記第２シール部は、それぞれ前記第１環状面、前記第２環状面から突出した突条をなす、請求項３に記載のバルブ装置。
  5. 　前記第１インナーディスクは、前記内側周縁部の前記弁室に面する側に形成された第３環状面を備え、
    　前記第３環状面は、前記一対の規制部が互いに当接した状態で、前記第１環状面と径方向において実質的に面一である、請求項３又は４に記載のバルブ装置。
  6. 　前記第１インナーディスクは、前記内側周縁部の前記第１環状面と反対側に形成されるとともに前記凹部の底面に対向する第４環状面を備え、
    　前記第２シール部は、前記一対の規制部が互いに当接した状態で、前記第４環状面と径方向に面一となる高さよりも大となる突出高さで前記凹部の底面に向けて突出する、請求項３から５の何れか一項に記載のバルブ装置。
  7. 　前記第１シール部及び前記第２シール部は、フッ素ゴムからなる、請求項１から６の何れか一項に記載のバルブ装置。
  8. 　前記外側周縁部は、前記インナーディスクの厚み方向において前記凹部の底面に向けて突出する突起部を有する、請求項１から７の何れか一項に記載のバルブ装置。
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