JPH01135985A - 気体調節用仕切り弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、気体調節用仕切り弁に関するものであり、よ
り詳しくは、加圧された気体源と調節された圧力の気体
を利用する受容器の間の導管中に配設される気体の圧力
調節用の低い流量の自動調節式仕切り弁に関するのであ
る。

この種の仕切り弁の実用的な実施形態は、きわめて多く
の数の要件を満たすことが求められ、しかもそれらの要
件の中には、構造上圧いに矛盾するものもあるため、き
わめて大きな困難をともなう。実際、この種の調節用仕
切り弁は、実施容易な制御機構、調節の漸進性、大きな
出力でしかも低いコストといった要件ばかりでなく、さ
らに、きわめて低い外部への漏出率、危険なガスを使用
することのできる高い信頼性という要件を満たさなけれ
ばならず、そのうえ、汚染を引き起してはならない、す
なわち、トラップ・ゾーンにより最初のきれいな環境を
保持しなければならないし、またその作動によって内部
の損耗を生じてはならない。い−換えれば、摩擦を最大
限避けるようにしなければならない。さらに、実施形態
を軽小化することを求められる場合も多い。この種の要
求は、とくに半導体産業で多く認められるところである
。

実際に用いられている仕切り°弁の大部分は、上に挙げ
た各種条件を満だすことができるものではない。例えば
、滑動式バッキングを備えた仕切り弁は、気体が漏出し
て汚染を生じる危険を有する。

いわゆる「湿式」のコア付きソレノイド式仕切り弁は、
制御力が小さく、ニードル弁の行程が制限され、また、
その可動式コアのために汚染源となるおそれがある。必
然的に磁性物質でつくられるコアを侵すおそれのある極
めて有毒の気体が用いられる場合には、この種の仕切り
弁を使用することはできない。固体の膨張を用いた熱仕
切り弁は、単純で、きわめ頑丈であり、滑動式バッキン
グを使用しないという利点があるが、複雑な制御を必要
とし、ニードル弁の位置を測定するのが困難であり、し
かも行程が極めて短いため、実際には正しく弁を閉じる
ことができないという欠点をともなう。

また、気体性ベローズを囲んで仕切り弁のニードル弁の
軸方向の位置に作用する操作チャンバー付き制御装置を
仕切り弁に配設する方法も従業されている。この場合に
は、仕切り弁の制御は、それ自身が基準の圧力と調節さ
れた圧力の間の差を示す差動電気信号によって制御され
る前進−後退式の電気モーターなどの手段によって行わ
れる。

ベローズ、より具体的には「はんだ付けされた」ベロー
ズによって充分な行程が確保されるが、この種の「はん
だ付けされた」ベローズは、製造工程できわめて数多く
のはんだ付は作業を行い、また、各種の膜の外側の各は
んだ付は部にアクセス不能なデッド・ゾーンができるた
め、圧力の維持が制限され、また清潔さを保つことが困
難となる。

しかし、なによりも、この種のベローズは、この種の用
徐に用いられた場合、単純な延長−圧縮軸に取りつけら
れるため、例えばエア・ジヤツキあるいは手動制御ボル
ト・ナツト・システムで大きな力を出すことのできる操
作員を用いなければならないという欠点がある。この問
題は、とくに、直径方向の寸法をできるだけ小さく抑え
る必要があって、軸方向にきわめて頑丈な直径の小さい
ベローズを用いて仕切り弁のかさを小さくしようとする
ときなどに深刻になる。

本発明は、これらの問題をすべて解決でき、その制御が
ベローズ方式で行われる仕切り弁において、気密性ベロ
ーズのついた操作チャンバーが、固定軸のまわりに連接
されたレバーを有し、前記レバーは、横のフランジを備
えており、その周囲には、ベローズの軸方向の一端が気
密的に固定されており、該ベローズの軸方向の他端は、
固定された環状の支持部品に気密的に固定されており、
該支持部品の制御用端部は、ニードルのロンドに対して
は一゛垂直であることを特徴とするものである。このよ
うにすれば、ベローズに関して単純に角度の変位であら
れされる方法によりニードル弁を確実に制御することが
でき、実質的に軸方向の延長−圧縮は行う必要がなくな
る。この方法では、経験的に、気体の圧力に抗してベロ
ーズを圧縮する方向にニードル弁を動かす力に比べてか
なり小さい作動力しか必要としないことが理解されよう
。

本発明はまた、仕切り弁のニードル弁がニードル弁の台
座とともに、ニードル弁の軸方向の位置に応じて多少と
も開いた通路窓を形成する縦方向の切削部を備えた円筒
状部品である特定の仕切り弁用ニードル弁の実施形態を
実現することも１つの目的とするものである。

本発明の他の特徴および利点は、例として添付の図面を
参照して行う以下の説明によって明らかとなろう。

まず第１〜４図を参照して減摩合金をはった仕切り弁は
、ハウジング１を備えており、その中を短い導管２が横
切っており、該管路の上流の口３には（図にはしめされ
ていない）給気用継手が接続され、また下流の口４には
気密性バッキング７を押し込んで°ねじ込められる分配
継手５が接続される。短い導管２の内部には、８のとこ
ろに仕切り弁本体９がねじ込まれており、短い導管２の
円筒状部分１１の中で気密性バッキング１０と滑動状に
噛み合っている。

特に第３図を参照すると、仕切り弁本体９には、軸方向
に端から端まで通路２０が伸びているが、この通路には
、直径の小さい部分２１、上流の３つの肩部２２，２３
，２４．および下流の１つの肩部２５が設けられている
。狭い通路部分２１の中は、気密性バッキング３１のつ
いた環状台座３２が配設されており、それを貫通してニ
ードル３０がはめ込まされていて１．このニードル３０
の下流の端部は、凹状でねじ込み式の円筒状弁３３で終
っており、この弁は、圧縮スプリング３４の上流側保持
台を形成し、またこの圧縮スプリングの他端は、仕切り
弁本体９の下流側端部にねじ込まれた多孔質の栓３５に
支えられている。ニードル３０が引き込められた位置で
は（第３図の軸方向の下半分）、弁３３は、３３′の位
置にあり、バッキング３１上に気密状に支えられている
。

ニードルの台座３２に対して上流側では、ニードル３０
は制御ロッド４０を備えており、その上に圧縮スプリン
グ４１が取り付けられており、この圧縮スプリングの片
側は、肩部２２に支えられた気密性バッキング４３を圧
縮しながら肩部２３にはまり込んでいるチップ４２で支
えられ、また反対側は、ニードルの制御ロッド４０のつ
ば４４に支えられているが、全体が、仕切り弁本体９上
に４６のところでクランプ止めして取り付けられている
内筒状の収納部４５内に置かれている。この収納部４５
の上流側端部には、ニードルの制御ロッド４０のための
貫通路４６が設けられており、またこのロンドの上流側
の端部には、レバー４９の空洞４８の中に入った支持用
ボール４７がついている。

このレバー４９は、第１図に示すように、枢動軸５０上
に連節式に取り付けられており、一方、その他端部５１
は、制御棒５３の軸５２に連節されており、じょの制御
棒は、ピニオンと噛み合ったラック５６°の作用のもと
で、ころ５４および５５によって単純な並進式に案内さ
れるが、該ビニオンは、図に示されていないがニードル
４０の下流に置かれた圧力センサーによって生成された
信号と調節用基準信号の間の制御差動電気信号の方向に
従って前進−後退する電気モーター５７によって駆動さ
れる。

第４図は、レバー４９の連接部５０の取り付けを示した
ものである。レバー４９上にはＵ字形金具６０が固定さ
れており、その２本の枝部６１゜６２は台６７の軸受は
部６５．６６の中にはめ込まれたジャーナル６３．６４
を支えている。レバー４９は、Ｕ字形金具６０の内部に
横のフランジ６日を備えており、その上に気密性ベロー
ズ７０の縦方向の端部６９がはんだ付けされており、ま
たこのベローズの縦方向の他端は、台６７の丸いロア２
の周囲にはんだ付けされている。この台６７は、第１図
に示すように、短い導管２の一方のロア４のまわりでバ
ッキング７３によって気密状に支えられて固定され、ベ
ローズ７０が、レバー４９のフランジ６８とともに、短
い導管２の内部と外の大気との間を気密状に分離する結
果となっている。レバー４９は、完全に閉じられた位置
（レバー４９の位置４９′、ニードル３０は、弁３３が
バッキング２５上で支えられる位置３３′′まで引き込
められている）と最大限に開いた位置（レバー４９の位
置４９ｓ、ニードル３０は最大限に前に進んでいる）の
間で動かせばよいことは理解されよう。

第７〜１０図は、本発明にもとづく縦方向の切削部を備
えたニードル３０の４つの異なる実施形態を示している
。

−第７図では、切削部は、２つの壁面７１゜７２を有す
る断面が三角形の溝７０となっており、その底部７３は
、ニードル３０の表面からはじまって徐々に深（なって
いる、このニードル３０を矢印Ｆの方向にずらせば、台
座３２の下の溝７０が徐々に大きな通路を形成し、徐々
に大きな連絡用通路があられれて、流量が徐々に大きく
なることは理解されよう。

−第８図では、ニードル弁は、斜めに切られた面８０を
備えており、この斜面はがやはり、ニードル弁の位置に
応じて口が徐々に広がるようにする役割を果している。

−第９図では、巾が一定の直方形の溝９０が切られてお
り、これが、台座３２の先で徐々に大きくなる通路用の
窓を形成する同様な作用を果たす。

−第１０図では、一端部が穴の開いた部分１００となっ
ており、しかも２つの側部の割れ目１０１および１０２
のついたニードル弁によって、同様な窓の効果が得られ
るようになっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にもとづいて調節される仕切り弁の部
分断面立面図である。 第２図は、同じ仕切り弁の部分断面側面図である。 第３図は、仕切り弁本体の拡大図である。 第４図は、第１図の仕切り弁の制御用達節レバーの横断
面図である。 第５図および第６図は、制御用レバーの取付けの２つの
異る実施形態を示した図である。 第７．８，９．および１０図は、仕切り弁のニードル弁
の４つの異る実施形態を示した透視図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加圧された気体源と調節された圧力の気体を利用す
   る受容器との間の導管中に配設される種類の仕切り弁で
   あって、基準圧力と測定した調節圧力の間の差動電気信
   号によって制御される前進または後退の回転式電気モー
   ターで操作される仕切り弁のニードル上に作用する気密
   性ベローズのついた操作チャンバーをもつ調節手段によ
   る気体調節用仕切り弁において、気密性ベローズのつい
   た操作チャンバーが、固定軸の回りに連接されたレバー
   を有し、前記レバーは、横のフランジを備えており、そ
   の周囲には、ベローズの軸方向の一端が気密的に固定さ
   れており、該ベローズの軸方向の他端は、固定された環
   状の支持部品に気密的に固定されており、該支持部品の
   制御用端部は、ニードルのロッドに対してほゞ垂直であ
   ることを特徴とする気体調節用仕切り弁。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の気体調節用仕切り弁
   において、気密性のベローズの一端がレバーの連節軸の
   片側の軸方向の端部に、またその他端がレバーの前記連
   節軸の他の片側の軸方向の端部に固定されていることを
   特徴とする気体調節用仕切り弁。 ３、特許請求の範囲第２項に記載の気体調節用仕切り弁
   において、レバーの連節式接続が大気側で行われている
   ことを特徴とする気体調節用仕切り弁。 ４、特許請求の範囲第３項に記載の気体調節用仕切り弁
   において、レバーの連節式接続がベローズの内部に突き
   出た部品上で行われていることを特徴とする気体調節用
   仕切り弁。 ５、特許請求の範囲第３項に記載の気体調節仕切り弁に
   おいて、レバーの連節式接続が気密性ベローズの外部の
   端から端まで伸びたＵ字形金具によって行われているこ
   とを特徴とする仕切り弁。 ６、特許請求の範囲第１項に記載の気体調節用仕切り弁
   において、ニードル弁が、ニードル弁の台座とともに、
   ニードル弁の軸方向の位置に応じて多少とも開いた通路
   窓を形成する縦方向の切削部を備えた円筒状部品である
   ことを特徴とする気体調節用仕切り弁。 ７、特許請求の範囲第６項に記載の気体調節用仕切り弁
   において、切削部が斜めに切られたへりとなっているこ
   とを特徴とする気体調節用仕切り弁。 ８、特許請求の範囲第６項に記載の気体調節用仕切り弁
   において、切削部が、凹状または溝状であることを特徴
   とする気体調節用仕切り弁。 ９、特許請求の範囲第８項に記載の気体調節用仕切り弁
   において、凹状部または溝状部が漸増する深さをもって
   いることを特徴とする気体調節用仕切り弁。 １０、特許請求の範囲第６項に記載の気体調節用仕切り
   弁において、切削部が割れ目のついた穴状であることを
   特徴とする気体調節用仕切り弁。