JPH0566376U - メタルダイヤフラム弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】少ない駆動力で良好なシール特性が得られるメ
タルダイヤフラム弁を提供する。 【構成】駆動軸１８と押圧部材８との点状当接部２１を
頂としメタルダイヤフラム６と弁座５との円形状当接部
２２を底とする円錐面２３の頂角θを４０度以上に設定
したことを特徴とする。 【作用】上記点状当接部を頂、円形状当接部を底とする
円錐面の頂角を４０度以上に設定したので駆動系の調芯
性が改善され、操作部出力を増強せずにシール特性が向
上される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば半導体産業において、超高純度ガスまたは強腐食性ガスなど の流通系に使用されるメタルダイヤフラム弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】

上述のような流通系に設けられる弁は、弁箱と一体に金属材料から形成された 弁座とメタルダイヤフラムとが直接接触するようにし、かつ流体接触面にはすべ てサブミクロンレベルの鏡面仕上げを施すことが必要されていたが、上記弁座と メタルダイヤフラムとのシール特性をさらに向上させるために、本出願人は特願 昭６１−２５８５１５号をもってその改善策を提案した。この提案は、弁駆動部 材と連係してメタルダイヤフラムを弁座に対し均等なシール面圧で圧接させるた めの手段を具備することを特徴としており、実施例（以下、従来例という）とし て図５（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、メタルダイヤフラムａと当接 する押圧部材ｂを弾性変形自在に構成したもの、押圧部材ｂを閉方向に付勢する バネ部材ｃを設けたものおよび、押圧部材ｂと連係する自動調芯機構ｄを備えた ものなどが開示されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来例は漸次実用化されているが、その後の研究によれば上記弾性変形自 在な押圧部材やバネ部材を有するものは、これらの変形量に限界があり、また上 記自動調芯機構が円錐状凹面と球状凸面との線状当接部を有するものは、作動が 不円滑であるなどの問題点が明らかになった。これらは、いずれも調芯機能に悪 影響を及ぼし、したがって漏洩量にバラツキが多く、安定して良好にシールする ためにはより大きな駆動力を要するなどの難点があった。

【０００４】 本考案は上述のような問題点を解決するためになされたもので、少ない駆動力 で良好なシール特性が得られ、したがって小型な操作部でも駆動可能なメタルダ イヤフラム弁を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、駆動軸と連携してメタルダイヤフラムを弁座に圧接する押圧部材を 設けたメタルダイヤフラム弁において、上記駆動軸と押圧部材との間に点状当接 部を設け、かつこの点状当接部を頂とし上記メタルダイヤフラムと弁座との円形 状当接部を底とする円錐面の頂角を４０度以上に設定したことを特徴とするもの である。

【０００６】

【作用】

上記の構成において、駆動軸と押圧部材との間に点状当接部を設けることによ り調芯性が改善され、かつこの点状当接部を頂とし上記メタルダイヤフラムと弁 座とが相互に当接する円形状当接部を底とする円錐面の頂角を４０度以上に設定 したので、操作部出力の増強を要せずにシール特性が向上される。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案について、図１および図２に示す一実施例を参照しながら説明す る。

【０００８】 図１において、メタルダイヤフラム弁の本体１には、流入路２、流出路３およ び、これら両流路２，３の各内端部が底部に開口する凹所４が形成されている。 凹所４の底部には、流入路２の開口周縁部に位置して円環状の弁座５が一体に突 設されている。自由状態において皿状をなすメタルダイヤフラム６は、凹面中央 部が弁座５と接離自在に対向し、周縁部が凹所４の底部と支持部材７とにより挟 持されている。支持部材７の貫通孔（図２参照）には、一端がメタルダイヤフラ ム６と当接する押圧部材８が軸方向所定範囲で変位自在に嵌装されている。押圧 部材８の他端にはボール９が支持されている。そして、本体１およびメタルダイ ヤフラム６はいずれも耐蝕性金属材料から形成され、かつ流体と接触する全面に サブミクロンレベルの鏡面仕上げが施されている。

【０００９】 また、操作部１０は、一端が上記凹所４にねじ係合するケース１１および、一 端がケース１１の他端と流体密に連結されるカバー１２を備えている。カバー１ ２の他端には給気口１３が開設されており、内部にはピストン１４が流体密かつ 摺動自在に嵌装されている。ピストン１４の軸方向一側（ケース１１側）には圧 力室１５が形成されており、他側（カバー１２側）には圧縮ばね１６が内装され ている。ピストン１４は、同心に位置して互いに反対方向に延びるステム１７お よび駆動軸１８を一体に備えている。ステム１７および駆動軸１８は、カバー１ ２およびケース１１にそれぞれ流体密かつ摺動自在に嵌装されている。ステム１ ７には給気口１３と圧力室１５とを連通する連通孔１９が開設されている。駆動 軸１８には、上記ボール９との当接面が平面状をなすスペーサ２０が支持されて いる。スペーサ２０の上記当接面は曲率の小さい凹面状であってもよい。

【００１０】 そして、図２に示すようにボール９とスペーサ２０との点状当接部２１を頂と し、上記弁座５とメタルダイヤフラム６との円形状当接部２２を底とする円錐面 ２３を想定し、その頂角θが４０度以上になるように各部が設定されている。 次に上記実施例の作用を説明する。

【００１１】 上記給気口１３から連通孔１９を介して圧力室１５に供給される操作用空気の 圧力が上昇すると、ピストン１４が圧縮ばね１６の圧縮方向に変位される。これ により駆動軸１８、スペーサ２０、ボール９および押圧部材８を介して付与され ている閉方向の押圧力が軽減されるためメタルダイヤフラム６が自己復元力によ って弁座５から離間し、流入路２と流出路３とが相互に連通されることにより弁 が開状態になる。

【００１２】 また、圧力室１５における空気圧が低下すると、圧縮ばね１６の復元力により ピストン１４、したがって駆動軸１８が閉方向に移動され、ボール９および押圧 部材８を介してメタルダイヤフラム６が弁座５に圧接されることにより弁が図示 の閉状態になる。

【００１３】 この場合、上述のように駆動軸１８と押圧部材８との間に点状当接部２１が設 けられているので、調芯機構に弾性変形部材または線状当接部などを有する従来 例と比較すれば調芯性が大幅に改善され、かつ上記円錐面２３の頂角θが４０度 以上に設定されているので、操作部１０の出力を増強しなくてもシール特性が向 上される。

【００１４】 すなわち、本考案者らの実験によれば、図３に上記円錐面２３の頂角θと、操 作部１０により押圧部材８を介してダイヤフラム６に付与される対弁座押付力Ｆ との関係を示すように、所望のシール特性を得るに要する押付力Ｆはθ≧４０の 領域で安定して大幅に低減されている。また、操作部１０は上記従来例より大き くする必要もなく、かつＨe による漏洩試験でも漏洩率を良好な再現性をもって ２×１０^-11 Ｔorr.l/sec 以下に維持することができた。

【００１５】 なお、本考案は上記実施例のみに限定されるものではなく、例えば図４（Ａ） に示すようにボール９の代りに押圧部材８に突起２４を突設するようにしてもよ く、或いは同図（Ｂ）に示すようにボール９を押圧部材８に設ける代りにスペー サ２０側に設けるようにしてもよい。その他本考案の要旨とするところの範囲内 で種々の変更ないし応用が可能である。

【００１６】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、少ない駆動力で良好なシール特性が得ら れ、したがって小型な操作部でも駆動可能なメタルダイヤフラム弁を提供するこ とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す断面図。

【図２】同実施例における要部を拡大して示す部分断面
図。

【図３】同実施例の実験結果を例示する線図。

【図４】（Ａ）および（Ｂ）は同実施例における要部の
相異なる変形例を示す拡大部分断面図。

【図５】（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は従来例の相異な
る要部を示す部分断面図。

【符号の説明】

５…弁座、６…メタルダイヤフラム、８…押圧部材、９
…ボール、１８…駆動軸、２０…スペーサ、２１…点状
当接部、２２…円形状当接部、２３…円錐面、θ…頂角

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動軸と連携してメタルダイヤフラムを
   弁座に圧接する押圧部材を設けたメタルダイヤフラム弁
   において、上記駆動軸と押圧部材との間に点状当接部を
   設け、この点状当接部を頂とし上記メタルダイヤフラム
   と弁座との円形状当接部を底とする円錐面の頂角を４０
   度以上に設定したことを特徴とするメタルダイヤフラム
   弁。