JP2966801B2

JP2966801B2 - 小流量排気弁付開閉弁

Info

Publication number: JP2966801B2
Application number: JP32125296A
Authority: JP
Inventors: 好識古市; 祐二松岡; 洋司森; 良弘近藤
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 1996-12-02
Filing date: 1996-12-02
Publication date: 1999-10-25
Anticipated expiration: 2016-12-02
Also published as: JPH10160021A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造工程等
の真空処理装置の排気系において、排気ポンプと真空処
理槽との間に配置する開閉弁に関し、さらに詳細には、
弁体に小流量用オリフィスを設けた小流量排気弁付開閉
弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工程においては、酸化・拡散
装置、気相成膜装置のように、処理槽の真空排気を要す
る装置がある。かかる真空使用装置においては、真空排
気に要する時間が一回の処理に要する時間を大きく左右
し全体の生産性にも影響する。従って、これら真空使用
装置においては、真空排気時間の短縮のために処理槽の
容積を可能な限り小さくしたり、排気速度の大きな排気
ポンプを採用する等の工夫がなされている。

【０００３】しかし、ここで排気ポンプの排気速度を大
きくすることを選択した場合、真空排気時間の短縮化の
面では有効であるものの、パーティクルの巻き上げを引
き起こすといった問題もあった。すなわち、このパーテ
ィクルは、クリーンルームの環境下においてもなお発生
し、真空処理槽やその配管内のように清掃しにくい部位
の底部などに堆積する。そこで、排気ポンプによって大
気圧状態から速い排気速度で急激に排気が開始される
と、排気に伴う風圧により堆積していたパーティクルが
巻き上げられ、それがウェハに付着することがある。特
に、半導体製造工程中には微細回路加工工程があるた
め、このようなウェハ上へのパーティクルの付着は全工
程を通じて防ぐ必要がある。

【０００４】そのため、処理槽を大気圧から真空排気す
る際、排気開始後しばらくの間は、速い速度での排気を
避ける必要がある。そして、処理槽の圧力がある程度低
下するとパーティクルの巻き上げ等の不都合が起こらな
くなるので、その後は、排気速度を制限する理由はなく
なり、前述した排気時間短縮の観点からなるべく速い排
気速度での排気が望まれる。すなわち、各真空使用装置
は２種類の排気速度が必要とされるのである。ところ
が、通常使用されるロータリーポンプ等の真空ポンプ
は、それ自身では排気速度を加減することができない。
そのため、２種類の排気速度を実現するために大小２種
類のポンプユニットを使い分けることも考えられるが、
ロータリーポンプ等の振動・騒音、メンテナンス、占有
スペース等の観点から当然好ましくな。そこで、このよ
うな課題を解決するものとして、従来から小流量用のオ
リフィスを備えた小流量排気弁付開閉弁が採用されてい
る。ここで、図５は従来の小流量排気弁付開閉弁を示し
た断面図である。

【０００５】本従来例の小流量排気弁付開閉弁（以下、
単に「開閉弁」と記す）１０１は、駆動手段としてのシ
リンダ部５１と流量制御を行う弁部７１とがボディ５２
に一体に成形されている。そのシリンダ部５１は、駆動
方向に連設された２個のピストンシリンダから構成さ
れ、ボディ５２上部に形成されたシリンダ室５３に第１
ピストン５４、第２ピストン５５が同軸上に嵌装されて
いる。このシリンダ室５３は、内壁に摺接して嵌装され
た第１ピストン５４及び第２ピストン５５によって分割
されている。具体的には、第１ピストン５４によって下
方の圧力室５６と上方の呼吸室５７とに分割され、その
圧力室５６には、操作流体であるエアを供給するための
エアポート５８が穿設され、呼吸室５７には、不図示の
呼吸孔が穿設されている。また、第２ピストン５５によ
っては３室に分割され、その一室は先の呼吸室５７に連
続し、他は第２ピストン５５上方の呼吸室５９と第２ピ
ストン５５上部のフランジ部で画設された円周状の圧力
室６０に分割されている。そして、圧力室６０には、操
作流体であるエアを供給するためのエアポート６１が穿
設され、呼吸室５９には、不図示の呼吸孔が穿設されて
いる。

【０００６】一方、ボディ５２下方に形成された弁室７
２には、入力ポート７３及び出力ポート７４が開設さ
れ、その入力ポート７３には弁室７２に開口したメイン
流路７５が構成されている。そして、弁室７２内にはメ
イン流路７５の開閉を行うべく円盤形状の第１弁体７６
が、弁室７２底面との当接部にリングパッキン７７を装
填して配設されている。この第１弁体７６は、中空円筒
の連結管７８によってシリンダ部５１の第１ピストン５
４と一体に構成され、メイン流路７５、弁体７６、連結
管７８及び第１、第２ピストン５４，５５が同軸上に配
設されている。そして、その第１弁体７６の中心には連
結管７８内に連通した連通路７９が穿設され、その７連
通路９の開閉を行うべく連結管７８内に第２弁体８０が
摺動可能に嵌装されている。この第２弁体８０下端にも
第１弁体７６との当接部にリングパッキン８１が装填さ
れている。更に、第１弁体７６には、リングパッキン８
１外周部に開口したバイパス流路８２が円周部にかけて
穿設されている。

【０００７】このような第１弁体７６は、シリンダ室５
９との仕切壁５２ａとの間に縮設されたスプリング８３
によってメイン流路７５側へ付勢されている。そして、
そのスプリング８３の周りには、弁室７２内に流入した
空気がシリンダ室５３へ漏れるのを防止すべく、第１弁
体７６から仕切壁５２ａにかけてベローズ８４が設けら
れている。また、連結管７８内では、第２弁体８０がス
プリング８５によって連通路７９側へ付勢され、そし
て、その第２弁体８０の周りには、連結管７８内に流入
した空気がシリンダ室５３へ漏れるのを防止すべく、第
２弁体上部のフランジ部から第１弁体７６にかけてベロ
ーズ８６が設けられている。また、連結管７８内に嵌挿
された第２弁体８０には、その軸心部に上方からロッド
６２が螺合されている。そのロッド６２は上方に延設さ
れ、第１ピストン５４及び第２ピストン５５、更にボデ
ィ５２が貫かれている。

【０００８】そこで、このような構成をなす従来の開閉
弁１００では、シリンダ室５３へのエア供給が行われな
い状態では、スプリング８３に付勢された第１弁体７６
によってメイン流路７５が遮断され、スプリング８５に
付勢された第２弁体８０によって連通路８２が遮断され
る。そこで、処理槽を大気圧から真空排気する際には、
先ずエアポート６１から圧力室６０内への圧力負荷によ
って、第２ピストン５５のみへの加圧が行われる。その
ため、上昇する第２ピストン５５がロッド６２の係合片
６２ａに当たってロッド６２が持ち上げられることとな
る。そして、このロッド６２が持ち上げられると、第２
弁体８１がスプリング８５の付勢力に抗して第１弁体７
６から離間される。そのため、連通路７９とバイパス流
路８２とが連通することで、入力ポート７３から流入し
た空気がバイパス流路８２を介して出力ポート７４側へ
流れる小流量の排気が行われる。このときの流量は、第
２弁体８１の移動量によって決まる。すなわち、小流量
排気の流量調整は、ロッド６２に形成されたネジ部の調
整によって、係合片６２ａの位置を変えることにより行
なっている。

【０００９】一方、第１弁体７６はスプリング８３によ
って付勢されているため、メイン流路７５は遮断された
ままである。そして、処理槽の圧力がある程度低下した
所定時間の後にエアポート５８から圧力室５６内への圧
力負荷が行われる。そのため、加圧された第１ピストン
５４が上昇することにより、連結管７８を介して一体の
第１弁体７６も上昇することとなる。従って、メイン流
路７５が開放されるで、流路面積が拡大し排気速度の大
きい大流量の排気が行われることとなる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た開閉弁では、小流量排気弁における流量は第２弁体８
１の開度、すなわちストローク量により調整を行なって
いるため、弁の開閉動作回数が増すにつれて弁開閉時の
衝撃等により、ロッド６２のネジ部にがたを生じたりす
ること等によって、係合片６２ａと第２ピストン５５と
の当接位置が変わってしまい、その結果として第２弁体
８１の開度が変わり、流量も変化することが懸念されて
いた。

【００１１】そこで、本発明は上記した問題点を解決す
るためになされたものであり、弁の開閉動作が増して
も、弁開閉弁時の衝撃等によって小流量排気弁における
流量が変化せず、長期的に一定流量を保てて、流量調整
も可能である小流量排気弁付開閉弁を提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１の発明によれば、入力ポートと出力ポー
トとの間を連通する弁本体内のメイン流路に形成された
第１弁座と、該第１弁座と当接または離間する第１弁体
とからなる第１の弁と、該第１の弁の閉弁時に前記入力
ポートと前記出力ポート間を連通するバイパス流路を連
通または遮断する第２の弁と、シリンダ内を摺動するピ
ストンに連結され、他端が前記第１弁体を備える弁棒に
摺動可能に嵌合されたピストンロッドを備えるピストン
シリンダと、を有する小流量排気弁付開閉弁において、
前記第１弁体には前記第２の弁を、前記弁棒内には前記
第２の弁の第２弁体を作動させる弁ピストンを備え、前
記ピストン、第１弁体、弁ピストン、及び第２弁体が同
軸上に配設され、前記第１弁体を前記ピストンから離れ
る方向へ付勢する第１スプリングと、前記第２弁体を前
記ピストン側へ付勢する第２スプリングと、前記バイパ
ス流路に流路径より小径の交換可能なオリフィス部材
と、を有することを特徴とする。

【００１３】バイパス流路にオリフィス部材を有してい
るので、弁開閉動作回数が増しても弁開閉時の衝撃等に
よって小流量排気を行なう第２の弁における流量が変化
することなく、長期に渡って一定流量を保ち続けること
ができるようになる。また、オリフィス部材が交換可能
であることより、従来例のように面倒な調整作業を伴わ
ずに、用途にあったスロー排気を簡単に行なうことがで
きるようになる。

【００１４】請求項２の発明によれば上記問題点を解決
するために、請求項１に記載する小流量排気弁付開閉弁
において、前記オリフィス部材に形成されるオリフィス
径が１mm，２mm，３mmの３種類であることを特徴とす
る。

【００１５】オリフィス径１mm，２mm，３mmの３種類の
オリフィス部材にて、図４に示すように、現在比較的多
くスロー排気が行なわれる圧力帯（処理槽の到達圧力）
をカバーすることができ、しかも、使用するオリフィス
径に対応するメイン排気開始時の真空度がわかっている
ので、用途にあったスロー排気を調整なしで簡単に行な
うことができる。また、請求項１の発明と同様に、小流
量排気弁における流量を、長期に渡って一定の流量を保
ち続けることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る開閉弁につい
て、具体化した実施の形態を挙げ、図面に基づいて詳細
に説明する。図１は本発明の一実施の形態である小流量
排気弁付開閉弁の断面図である。本実施の形態の開閉弁
１は、前記従来例のものと同様にシリンダ部２と弁部３
とから構成されている。このシリンダ部２は、一般的な
ピストンシリンダであり、その構造は単純で、シリンダ
１１内を一つのピストン１２が摺動可能に嵌装され、そ
のピストン１２によって分割された第１圧力室１３と第
２圧力室１４には、操作流体であるエアを給排気するた
めの第１ポート１５、第２ポート１６が開設されてい
る。

【００１７】次に、弁部３の構造について詳細に説明す
る。弁部３は、弁本体２１が接続部２２を介してシリン
ダ１１に一体に固設され、その弁本体２１には、入力ポ
ート２３、出力ポート２４が形成されている。その入力
ポート２３と出力ポート２４との間には、入力ポート２
３の延長上にメイン流路２５が設けられ、そのメイン流
路２５を流れる空気の流量調節を行うべく二次圧側開口
部に第１弁座２６が形成されている。そして、弁本体２
１内には、第１弁座２６に対して当接・離間する第１弁
体２７が配設され、その当接面には弁ゴム２７ａが円周
状に嵌合されている。

【００１８】一方、前記ピストン１２の中心にはピスト
ンロッド１７が固定され、弁本体２１内に延設されてい
る。このピストンロッド１７の中心部には、貫通穴１７
ａが搾設されている。そして、そのピストンロッド１７
下端部が中空の弁棒３３内に摺動可能に嵌合され、ピス
トンロッド１７の嵌入部下端には係合片１８が設けられ
ている。よって、ピストンロッド１７が下動するとき
は、ピストンロッド１７のみが動き、弁棒３３は動かな
い。一方、ピストンロッド１７が上動するときは、係合
片１８によって、ピストンロッド１７と弁棒３３とが一
体になって上方へ動く。そして、この弁棒３３の下端部
には、上記した第１弁体２７及び弁ゴム２７ａが配設さ
れ、弁棒３３の内部には、第１弁体２７とピストンロッ
ド１７との間に弁ピストン３２が嵌装され、スプリング
４２によって、弁ピストン３２は上方へ付勢されてい
る。また、第１弁体２７と弁ピストン３２との間には、
弁ピストン３２側に凸となるようにダイアフラム４０が
配設されている。

【００１９】第１弁体２７はスプリング２８によって、
弁棒３３を介して常に第１弁座２６へ付勢されている。
即ち、弁棒３３の外周面に設けられた環状の下バネ受３
０と、シリンダ１１に当接した上バネ受３１の間に、ス
プリング２８が縮設されている。また、弁棒３３とピ
ストンロッド１７の下部には、空気の漏れを防止すべく
ベローズ４１が掛け渡されている。さらに、第１弁体２
７の中心部には、第２弁体３４が嵌装される弁室３５が
形成され、さらに弁室３５の上方には、弁ボタン３８が
嵌装されるボタン室３９が形成されている。この弁ボタ
ン室３９に開口部を有するバイパス流路３６が、出力ポ
ート２４側の他方の開口部にかけて穿設され、バイパス
流路３６によって、弁ボタン室３９と出口ポート２４が
連通している。このバイパス流路３６の出口部には、バ
イパス流路３６より小径孔を有するオリフィス部材４が
装着されている。そして、弁室３５の弁ボタン室３９側
には、第２弁体３４が当接する第２弁座３７が円周状に
設けられ、スプリング２９によって、第２弁体３４は第
２弁座３７に当接するように付勢されている。

【００２０】上記構成を有する本実施の形態の開閉弁１
は、次に示すようにして開閉動作が行われるが、開閉動
作を真空排気に従って説明する。その動作順序は、図１
〜図３の順で行なわれ、図１は弁閉状態を示し、図２は
小流量の弁開状態を示し、そして図３は大流量の弁開状
態を示した図である。先ず、図１で示した弁閉状態の場
合、シリンダ部２では、シリンダ１１の第１圧力室１３
及び第２圧力室１４へはエアによる圧力負荷がかけられ
ていないため、ピストン１２はいずれの方向にも圧力を
受けずにフリーな状態である。一方、弁部３では、第１
弁体２７がスプリング２８によって図面下方に付勢され
て第１弁座２６へ当接されている。そのため、メイン流
路２５は遮断された状態にある。また、スプリング２９
によって、第２弁体３４も同様に上方へ付勢されて第１
弁体２７に形成された第２弁座３７へ当接されている。
そのため、バイパス流路３６も遮断された状態にある。
従って、このときは、まだ処理槽内は大気圧の状態であ
る。

【００２１】そこで、処理槽が大気圧である状態から真
空排気を開始する際には、シリンダ部２において第１ポ
ート１５へ圧力負荷が行われ、第１圧力室１３内が加圧
される。すると、第２圧力室１４よりも第１圧力室１３
内の圧力が上昇し、これによりピストン１２が下方へ付
勢され、図２に示すように、ピストンロッド１７の下方
へ動く。このとき、ピストンロッド１７と弁ピストン３
２は当接することはないが、第１圧力室１３と弁ピスト
ン室３２ａとが貫通穴１７ａにより連通されているた
め、第１圧力室１３の圧力が上昇すると、弁ピストン室
３２ａの圧力も上昇する。この圧力上昇により、スプリ
ング４２の付勢力に抗して、弁ピストン３２が下方へ移
動する。

【００２２】弁ピストン３２が下方へ移動することによ
り、ダイアフラム４０が下に凹むとともに、弁ボタン３
８が下方へ移動して、第２弁体３４がスプリング２９の
付勢力に抗して、第２弁座３７と離間する。そうする
と、バイパス流路３６が連通し、一方、第１弁体２７は
依然としてスプリング２８の付勢力を受けて第１弁座２
６へ当接されているため、メイン流路２５は遮断した状
態にある。よって、処理槽から弁本体２１内へ流入した
排出空気はバイパス流路３６及びオリフィス部材４を通
って小流量づつ排気されることとなる。

【００２３】この小流量排気時の流量は、オリフィス部
材４に設定されたオリフィス径によって決まり、また、
このオリフィス部材４は交換可能であるから、用途に合
わせ最適に流量を調整することができる。よって、従来
例のように、流量調整のためのロッドが不要となり、流
量調整のためにネジ部を持たないので、弁開閉動作が増
しても、常に一定の流量を保ち続けることができる。

【００２４】ここで、処理槽が大気圧である状態から真
空排気を開始する場合を考えてみる。大気圧のように気
体の圧力が高いときは、気体分子の運動は容器壁と分子
との衝突よりも分子同士の衝突によって支配されてい
る。このような状況（気体の粘性流状態という）下で排
気を行うと、排気に伴う圧力変化が気体分子同士の衝突
によって容器内に伝播し、容器壁等に力を加えることと
なる。この力は日常我々が感じる「風」に近いもので、
排気速度が速いと圧力変化が激しいのでこの力も強く、
処理槽および配管の底部に堆積しているパーティクルが
巻き上げられたり、処理槽内でウェハの位置ずれおよび
破損が起こったりする。通常、１０^-2Ｔorr 前後以上の
圧力が粘性流状態であると考えられる。

【００２５】従って、この弊害を避けるため、遅い排気
速度にて排気を開始しなければならない。このため排気
開始時は、流量容量の大きいメイン流路２５を開とせ
ず、流量容量の小さいバイパス流路３６のみを開とし、
即ち、図２に示す状態にして排気する。これにより、パ
ーティクルの巻き上げ等の不都合を伴わない、遅い排気
速度にて排気開始することができる。そして、排気する
ことにより処理槽の圧力がある程度低下すると体積当り
の気体分子の個数が減るので、気体分子の運動が、分子
同士の衝突よりも容器壁と分子との衝突により支配され
るようになる。この状況（気体の分子流状態という）下
では、圧力変化は分子同士の衝突によっては伝播でき
ず、熱運動による確率論的な伝播しかできない。したが
ってもはや「風」あるいは「粘性」という概念が存在し
ないので、排気に伴う圧力変化が力として容器壁等に伝
わることはなく、パーティクルの巻き上げ等の現象は起
こり得ない。

【００２６】気体分子運動の平均自由工程が容器サイズ
を大幅に上回るような状況がこの分子流状態であり、通
常１０^-5Ｔorr 前後以下の圧力が分子流状態と考えられ
る（１０^-2Ｔorr 前後〜１０^-5Ｔorr 前後の間の圧力で
は、気体は粘性流と分子流との中間的な性質を示し、中
間流状態と呼ばれる）が、パーティクル巻き上げ現象等
については、これが起こるためには前述の力として有限
の値が必要なので、完全な分子流状態になるまで圧力が
低下するより若干早く、実際には起こらなくなると考え
られる。このように、パーティクルの巻き上げ等の不都
合が起こらない圧力まで処理槽の圧力が低下したら、排
気速度を制限する必要はないので、開閉弁１の流量容量
の大きいメイン流路２５を開口させて連通する。

【００２７】そのため、シリンダ部２において、第１圧
力室１３内へのエアの供給を止めて圧力負荷を停止す
る。すると、第１圧力室１３内のエアが排気されるとと
もに、弁ピストン室３２ａ内のエアも排気される。従っ
て、スプリング４２の弾拡力により弁ピストン３２が上
昇して図１の状態へ戻る。また、ダイアフラム４０が上
に凸状態に戻り、スプリング２９の弾拡力により第２弁
体３４が上昇し、第２弁座３７に当接して図１の状態へ
戻る。

【００２８】第１圧力室１３内へのエアの供給を止めて
圧力負荷を停止すると同時に、第２ポート１６への圧力
負荷により第２圧力室１４内を加圧する。従って、第２
圧力室１４内の圧力が上昇することによりピストン１２
が上方へ付勢される。ピストン１２が上昇することによ
り、図３に示すように、ピストンロッド１７が上方へ移
動する。このとき、係合片１８によって、弁棒３３も一
体となって上方へ移動する。よって、弁棒３３の下部に
配設された第１弁体２７を持ち上げて第１弁座２６から
離間させる。従って、メイン流路２５が連通し、大流量
の排気によって迅速に処理槽を目標真空度まで排気が行
われる。そして、第２圧力室１４内へのエアの供給を止
めて圧力負荷を停止すると、第２圧力室１４内のエアが
排気され、スプリング２８の弾拡力により弁棒３３とと
もに第１弁体２７が押し下げられ、第１弁座２６に当接
して図１の状態へ戻り排気が終了する。

【００２９】ここで、本発明の特徴である小排気流量弁
における流量を調整するオリフィス部材のオリフィス径
について、図４を参照して説明する。図４は、発明者ら
の実験により得られた本実施の形態の開閉弁の排気特性
を示したグラフである。このグラフは、排気時間と処理
槽の到達圧力との関係を示したものである。図４におい
て、実線で示している部分がバイパス流路３６の開状態
のときの、そして、点線で示している部分が、排気開始
から１２０秒後にメイン流路２５を開状態にしたときの
排気特性を示している。

【００３０】そこで、発明者らはオリフィス径が１，
２，３mmであるオリフィス部材を用いて実験を行い、図
４中の曲線（１）〜（３）の排気特性を得た。この排気
特性は、オリフィス径が１mmの場合が曲線（１）、２mm
の場合が曲線（２）、３mmの場合が曲線（３）となる。
このグラフより、現在代表的に使用されている圧力帯
（急速排気開始時の処理槽の圧力帯）である３モード、
すなわち、モード１（１００〜２００Torr）、モード２
（３００〜４００Torr）、及びモード３（５００〜６０
０Torr）に対して、排気開始から平均１２０秒後に、モ
ード１にはオリフィス径１mmのときに、モード２にはオ
リフィス径２mmのときに、モード３にはオリフィス径３
mmのときに、それぞれ到達することがわかる。

【００３１】従って、上記した３種類のオリフィス径を
持つオリフィス部材４を、交換することによって、用途
にあったスロー排気を簡単に行なうことが可能になり、
従来例のように面倒な調整作業が不要になる。しかも、
長期に渡って一定の流量を保ち続けることができる。

【００３２】以上説明したように、本発明の開閉弁１に
よれば、バイパス流路３６にオリフィス部材４を有して
いるので、弁開閉動作回数が増しても弁開閉時の衝撃等
によって小流量排気弁における流量が変化することな
く、長期に渡って一定流量を保ち続けることができるよ
うになった。さらに、オリフィス部材４を交換可能にす
ることによって、従来例のように面倒な調整作業を伴わ
ずに、用途にあったスロー排気を簡単に行なうことがで
きるようになった。

【００３３】また、第２弁体３４を第１弁体２７の下方
へ配設し、バイパス流路３６を連通させる第２弁体３４
の移動方向とメイン流路２５を連通させる第１弁体２７
の移動方向を逆にしたことにより、一つのピストン１２
のみによって２個の弁体２７，３４を動作させることが
可能となった。即ち、シリンダ１１内の上下の圧力室１
３，１４へのそれぞれの加圧によって大小２つの流路２
５，３６の連通動作が可能となった。従って、第１弁体
２７及び第２弁体３４の開閉動作を一つのピストン１２
によって操作するよう構成したので、シリンダ部２の全
高の寸法を抑えることができ、開閉弁１自体の小型化を
図ることができた。

【００３４】以上本発明の実施の形態について説明した
が、本発明は上記実施の形態に限ることなく、色々な応
用が可能である。例えば本実施の形態では、シリンダ部
の操作流体としてエア圧を利用したが、油圧で操作する
ことも可能である。

【００３５】

【発明の効果】本発明の小流量排気弁付開閉弁によれ
ば、入力ポートと出力ポートとの間を連通する弁本体内
のメイン流路に形成された第１弁座と、該第１弁座と当
接または離間する第１弁体とからなる第１の弁と、該第
１の弁の閉弁時に前記入力ポートと前記出力ポート間を
連通するバイパス流路を連通または遮断する第２の弁
と、シリンダ内を摺動するピストンに連結され、他端が
前記第１弁体を備える弁棒に摺動可能に嵌合されたピス
トンロッドを備えるピストンシリンダと、を有する小流
量排気弁付開閉弁において、前記第１弁体には前記第２
の弁を、前記弁棒内には前記第２の弁の第２弁体を作動
させる弁ピストンを備え、前記ピストン、第１弁体、弁
ピストン、及び第２弁体が同軸上に配設され、前記第１
弁体を前記ピストンから離れる方向へ付勢する第１スプ
リングと、前記第２弁体を前記ピストン側へ付勢する第
２スプリングと、前記バイパス流路に流路径より小径の
交換可能なオリフィス部材と、を有するので、弁開閉動
作回数が増しても弁開閉時の衝撃等によって小流量排気
弁における流量が変化することなく、長期に渡って一定
流量を保ち続けることができるようになった。さらに、
オリフィス部材４を交換可能にすることによって、従来
例のように面倒な調整作業を伴わずに、用途にあったス
ロー排気を簡単に行なうことができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる小流量排気弁付開閉弁の一実施
の形態の弁閉状態を示した断面図である。

【図２】小流量排気弁付開閉弁の小流量の弁開状態を示
した模式図である。

【図３】小流量排気弁付開閉弁の大流量の弁開状態を示
した模式図である。

【図４】各オリフィス部材における排気特性を示したグ
ラフである。

【図５】従来の小流量排気弁付開閉弁を示した断面図で
ある。

【符号の説明】

１小流量排気弁付開閉弁２シリンダ部３弁部４オリフィス部材１１シリンダ１２ピストン２１弁本体２５メイン流路２７第１弁体２８，２９，４２スプリング３２弁ピストン３３弁棒３４第２弁体３６バイパス流路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者近藤良弘愛知県春日井市堀の内町850番地シーケーディ株式会社春日井事業所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16K 31/12 - 31/165 F16K 1/00 - 1/54 F16K 27/00 - 27/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力ポートと出力ポートとの間を連通す
る弁本体内のメイン流路に形成された第１弁座と、該第
１弁座と当接または離間する第１弁体とからなる第１の
弁と、該第１の弁の閉弁時に前記入力ポートと前記出力ポート
間を連通するバイパス流路を連通または遮断する第２の
弁と、シリンダ内を摺動するピストンに連結され、他端が前記
第１弁体を備える弁棒に摺動可能に嵌合されたピストン
ロッドを備えるピストンシリンダと、を有する小流量排
気弁付開閉弁において、前記第１弁体には前記第２の弁を、前記弁棒内には前記
第２の弁の第２弁体を作動させる弁ピストンを備え、前
記ピストン、第１弁体、弁ピストン、及び第２弁体が同
軸上に配設され、前記第１弁体を前記ピストンから離れる方向へ付勢する
第１スプリングと、前記第２弁体を前記ピストン側へ付勢する第２スプリン
グと、前記バイパス流路に流路径より小径の交換可能なオリフ
ィス部材と、を有することを特徴とする小流量排気弁付
開閉弁。
【請求項２】請求項１に記載する小流量排気弁付開閉
弁において、前記オリフィス部材に形成されるオリフィス径が１mm，
２mm，３mmの３種類であることを特徴とする小流量排気
弁付開閉弁。