JPH0560257A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明に係る電磁弁は、「ガス留り」をなく
する。 【構成】 本発明に係る電磁弁は、コイル２が収容され
るとともに、中央部に透孔が形成されているコイルケー
ス１と、このコイルケース１の前記透孔に入り込む角部
３を備え、この角部３から前記コイルケース１と逆側が
本体部となり、この本体部の中央部に、一端に弁体３が
設けられたプランジャ20が収容されるプランジャ室６が
形成されたヨーク４と、このヨーク４が立設されるとと
もに、前記弁体31と対向する位置に弁座部40が設けられ
たベース10とを具備する。そして、前記ヨーク１には流
体の流路７，８が形成され、前記プランジャ室６の前記
弁体31側とは逆側の室端部に前記流路８が通じているこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造工程等で用
いられるガス等の流体の流量制御に用いられる電磁弁に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５に従来の電磁弁の断面図を示す。こ
の電磁弁は、ベース501 上にコイルケース502 が立設さ
れて構成されている。ベース501 には流体の入口部503
と出口部504 とが形成され、これら入口部50３と出口部
504 とは流体供給源と流体使用部との間に結合されるフ
ィッティング部を備えている。ベース501 の中央部には
上部方向より円筒状の穴が形成され弁室505 となってい
る。入口部503 と弁室505 との間には直線状に流路506
が形成され、弁室505 からは下方に直進した後、出口部
504 へ向かう流路507 が形成されている。コイルケース
502 は円筒状で下部中央に上部方向より径の小さい穴が
形成されたもので、上部の穴には中空円筒状のコイル50
8 が収容され、上面が蓋体509 によって閉じられてい
る。蓋体509 の中央部は内壁にねじが形成された穴とな
っていて、この穴にリング状のナット510 が螺合されて
いる。このナット510 の内壁にはねじが形成されてお
り、このねじにはプランジャ511 のヨーク512 の頭部に
形成されたねじが螺合されている。ヨーク512 は下方が
開口した円筒状をなし、円柱状のプランジャ511 が収容
されている。プランジャ511 の下端部には、上部が棒状
であって下部は下方へ向うに従って広くなるテーパ状の
弁体513 が植設されている。弁体513 の中央部にはスプ
リング514 が介挿され、スプリング514 はヨーク512 の
下端部に形成された段部に下方から係止片515 によって
押圧固定されている。弁室505 の底部の流路 507 へ通
じる部分には大小の円盤が重ねられた形状で中央部に穴
が形成された弁座516 が設けられている。弁室505 の上
部の段部にはシール用のリング517が介挿され、その上
部にはベローズ518 を設けるための上部にフランジを有
するリング519 が介挿されている。ベローズ518 はリン
グ519 の下端面とヨーク512の下部に形成されたフラン
ジとの間に溶接によって固定されて設けられ、流体がコ
イルケース側に回り込むのを防止するとともに、ヨーク
512 の上下位置の調整を可能としている。このような構
成の電磁弁では、コイル508 に所要の電流を流してプラ
ンジャ511 を引き付け弁体513 と弁座516 との間のオリ
フィス調整を行い、所望流量の流体を流す。また、弁体
513 のバルブリフト量調整は、ナット510 の回転によっ
てヨーク512 を上下させ、スプリング514 により弁体51
3 が弁座516 へ押し付けられる力をコントロールするこ
とにより行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
構成の電磁弁によると、弁室505 の上部等には相変らず
「ガス留り」が存在する。このため、半導体製造工程に
おいて、複数種のガスを同一の電磁弁を介して切り換え
て流す場合等には前に使用したガスが残留し、必ずしも
的確なガス制御を行い得ないという問題点があった。

【０００４】また、ベローズ518 を設ける際や、ヨーク
512 をその頭部に下部円筒部を接合して形成する際には
溶接が行われることから、溶接による不純物が残留し流
体中に混合して悪影響を与えるほか、溶接部分が腐食し
易いという問題点があった。さらに、ヨーク及びベロー
スの接ガス部内表面積が大きく、金属表面からの放出ガ
スが多くなる問題点もあった。

【０００５】本発明はこのような従来の電磁弁の問題点
を解決するため、流体をガスとした場合に「ガス留り」
が存在しない電磁弁を提供することを目的とする。ま
た、溶接部分をなくした電磁弁を提供することを目的と
する。更に、溶接部分がないにもかかわらず、上記「ガ
ス留り」がなく、かつバルブのリフト量の調整を的確に
行い得る電磁弁を提供することを目的とする。また、接
ガス部内表面積の少ない電磁弁を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る電磁弁は、
コイルが収容されるとともに、中央部に透孔が形成され
ているコイルケースと、このコイルケースの前記透孔に
入り込む角部を備え、この角部から前記コイルケースと
逆側が本体部となり、この本体部の中央部に、一端に弁
体が設けられたプランジャが収容されるプランジャ室が
形成されたヨークと、このヨークが立設されるととも
に、前記弁体と対向する位置に弁座部が設けられたベー
スとを具備する電磁弁であって、前記ヨークには流体の
流路が形成され、前記プランジャ室の前記弁体側とは逆
側の室端部に前記流路が通じていることを特徴とする。

【０００７】また、本発明に係る電磁弁は、ベースとヨ
ークとの結合面には、メタルシールリングが介挿され
て、前記ベースと前記ヨークとの結合がなされているこ
とを特徴とする。

【０００８】また、更に、本発明に係る電磁弁は、ベー
スにおいては、弁座体が設けられるねじが形成された壁
を有する孔が穿設されているとともに、当該孔から曲折
して出口部へ向う流路が形成される一方、前記弁座体の
外周壁にはねじが形成されているとともに、当該弁座体
の所定部に、前記出口部側からの噛み合せ機構を有する
ドライバに対応した噛み合せ機構を有して、前記ねじの
回転が制御されるようになされていることを特徴とす
る。

【０００９】

【作用】本発明に係る電磁弁は以上の通りに構成される
ので、流体はヨークの流路からプランジャ室の一方の端
部へ到り、プランジャ室を通ってその端部へ向うことに
なるため、「ガス留り」が生じない。

【００１０】また、ベースとヨークとの結合面にメタル
シールリングが介挿されていることにより、溶接部分が
なく、不純物が残留しない。

【００１１】更に、弁座体の噛み合せ機構をドライバの
噛み合せ機構で操作してねじの回転により動かすこと
で、バルブリフト量が調整される。

【００１２】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の一実施例
を詳しく説明する。図１は本発明の一実施例に係る電磁
弁の断面図を示す。コイルケース１は天井部の中央にね
じ穴が形成された底なしの中空円筒状をなし、円筒状の
コイル２を収納する。搭状の頭部（角部）３を有するヨ
ーク４は中央部から下方部へ、頭部より大径の円柱状を
なし、最下部にフランジを有する。ヨーク４の頭部３の
最上部はやや小径とされ、おねじが形成され、コイルケ
ース１に形成された穴を介してナット５と螺合してい
る。また、ヨーク４の底部中央から上部に向けて穴が形
成され、プランジャ室６とされている。また、ヨーク４
の底部の中央から外へずれた位置からは上方へ流路７が
穿設され、ヨーク４の側部中央方向から穿設された流路
８と連通されている。ヨーク４に対しコイルケース１が
被せられ、圧入嵌合されている。コイルケース１の下端
部が流路８を塞ぐ部分には、ステンレス製のボール９が
圧入されている。ヨーク４はベース10に立設される。ベ
ース10は直方体状のブロックであって、図の左側に突出
した流体の入口部11であるフィッティングと、図の右側
に突出した流体の出口部12であるフィッティングとが形
成されている。ベース10の入口部11から水平に穿設され
た流路13は垂直上方へ曲折して流路７に一致する。ま
た、ベース10の上面中央部からは、プランジャ室６に対
向対応する穴15が垂直下方へ向けて穿設され、この穴15
に出口部12から水平に穿設された流路14が連通する。こ
のベース10に対し、ヨーク４は、Ｏリングガイド16によ
って位置決めされたＯリング17を介して立設される。ヨ
ーク４の下端部のフランジ部分には、上部にフランジを
有し、平面外形が四角形で中央部にヨーク４が入る穴が
形成された固定枠18が被せられ、固定枠18の四角に形成
されたビス穴を介してベース10の対応位置に形成された
ねじ穴と固定ビス19が螺合し、ヨーク４をベース10上に
固定する。プランジャ室６と流路８とは、プランジャ室
６の上端部で連通する。

【００１３】プランジャ室６には図２に示されるプラン
ジャ20が収容される。プランジャ20は円盤状の頭部21と
その下方に設けられた胴体部22と、さらにその下部に形
成された結合部23とから成る。頭部21と胴体部22との間
には、流体が流路８より到来してプランジャ室６へ到る
ために径を細くされた首部24が形成されている。また、
胴体部22の側壁には対向するように一対の溝25が形成さ
れ、首部24に到来した流体は溝25を介して下方へ流れ
る。結合部23は細い径の円柱状をなし、底部からねじ穴
26が穿設されている。このプランジャ20の頭部21の上面
にはプランジャ室６内でガタつかないように、うず巻き
状に溝が形成されたバネ27が固定されている。プランジ
ャ20の結合部23の下端面には図４に示される平面形状の
スプリング28が介挿される。即ち、スプリング28は円盤
状の板の中央部に穴29を形成し、略三つどもえマーク状
の切欠部30を形成して、リブの部分を残して外周と内周
のリングをつないだ形状としたものである。上記穴29を
介して弁体31の部に形成されたねじがねじ穴26に螺合さ
れる。弁体31は円盤状の基部にテーパ状に上部へ向って
細くされた部分を有し、上記基部の底面には、例えばテ
フロン等の弾性材32が埋設され、シールを実現してい
る。このようにプランジャ20に取り付けられたスプリン
グ28は、ヨーク４の下部開口部に形成された段部に係止
リング33によって固着されている。

【００１４】ベース10に穿設された穴15の上部側内壁に
はめねじが形成され、図３に示される弁座体40が螺合さ
れている。弁座体40は頭部41が六角形をなし、ヨーク４
とベース10とが分離した状態において上部からのねじ込
み時にボックスレンチ等で回転させ得る。上記六角の頭
部41の更に上部には円盤上のシール部42が形成され、そ
の中央部には下方へ貫通する流体の流路穴43が形成され
ている。弁座体40の上部側壁にはねじ44が形成されベー
ス10の穴15のねじに螺合可能である。弁座体40の下部側
部は噛み合せ機構たる傘歯車45が形成されている。ま
た、弁座体40の胴体部にはリング装着用の溝46が形成さ
れ、ゴム製のＯリング34が介挿される。なお、コイル２
からはリード線35が引き出されている。また、ヨーク４
の下部開口部の段部にはゴム製のＯリング36が介挿され
流体の外部への漏れを防止している。

【００１５】このように構成された電磁弁においてはリ
ード線35を介してコイル２に電流が流されると磁性体の
ヨーク４を介してプランジャ20へ到る磁気回路が形成さ
れ、例えばＳＵＳ−430 等の耐蝕性の高い磁性材料で形
成されているプランジャ20は上（下）方向に移動される
ことにより、オリフィスの調整がなされる。そして、流
体は入口部11から流路13，７，８を介してプランジャ室
６へ到り、弁体31と弁座体40との間隙から弁座体40の流
路穴43へと流れる。そして、流路８のプランジャ室６と
の結合部がプランジャ室６の上端部にあることから、流
体はプランジャ室６をほぼ全て流路として流れ、流体が
ガスの場合に「ガス留り」が存在しなくなる。また、バ
ルブリフト量の調整は、出口部12から傘歯車が先端に設
けられたドライバを挿入し、弁座体40の下端部に形成さ
れた傘歯車45に噛み合せて回転させることにより行う。
これによって、弁座体44が回転し、ねじ44のねじ込み量
が変化してスプリング28を介してプランジャ20を移動さ
せ、スプリング28の押圧力変化によりバルブリフト量の
調整がなされる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、
「ガス留り」をなくし、半導体製造等の分野に適用する
と好適になる。また、プランジャ室を流体が流れる構成
とするため、プランジャ室をコイルケースの部分から外
して設けることが可能であり、プランジャ室、プランジ
ャの小型化を可能とし、プランジャ室の小型化により内
表面積を小さくでき残留ガスを少なくできる。

【００１７】また、流路に溶接部をなくし、不純物の混
入を防止できる。しかも、溶接部がなくても、バルブの
リフト量を的確に調整可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の断面図。

【図２】本発明実施例の要部の斜視図。

【図３】本発明実施例の要部の斜視図。

【図４】本発明の実施例の要部の平面図。

【図５】従来の電磁弁の断面図。

【符号の説明】

１ コイルケース ２ コイル ４ ヨーク ５ ナット ６ プランジャ室 ７，８，13，
14 流路 ９ ボール 10 ベース 11 入口部 12 出口部 16 Ｏリングガイド 17 Ｏリング
（ステンレス） 18 固定枠 19 ビス 20 プランジャ 28 スプリン
グ 31 弁体 40 弁座体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルが収容されるとともに、中央部に
   透孔が形成されているコイルケースと、 このコイルケースの前記透孔に入り込む角部を備え、こ
   の角部から前記コイルケースと逆側が本体部となり、こ
   の本体部の中央部に、一端に弁体が設けられたプランジ
   ャが収容されるプランジャ室が形成されたヨークと、 このヨークが立設されるとともに、前記弁体と対向する
   位置に弁座部が設けられたベースとを具備する電磁弁で
   あって、 前記ヨークには流体の流路が形成され、前記プランジャ
   室の前記弁体側とは逆側の室端部に前記流路が通じてい
   ることを特徴とする電磁弁。
2. 【請求項２】 ベースとヨークとの結合面には、メタル
   シールリングが介挿されて、前記ベースと前記ヨークと
   の結合がなされていることを特徴とする請求項１記載の
   電磁弁。
3. 【請求項３】 ベースにおいては、弁座体が設けられる
   ねじが形成された壁を有する孔が穿設されているととも
   に、当該孔から曲折して出口部へ向う流路が形成される
   一方、 前記弁座体の外周壁にはねじが形成されているととも
   に、当該弁座体の所定部に、前記出口部側からの噛み合
   せ機構を有するドライバに対応した噛み合せ機構を有し
   て、前記ねじの回転が制御されるようになされているこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２記載の電磁弁。