JPH06235466A - ダイヤフラム型流量調節弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、全体の機構の構成を単純化かつ小
型化でき、製造コストの低減化にも寄与できるダイヤフ
ラム型流量調節弁を提供することを目的とする。 【構成】 円筒状ボンネット１１内にロアーステム１
２、アッパーステム１５を夫々同軸状に組み付け、ロア
ーステム１２に形成された第１の雄ネジ部１２Ａとアッ
パーステム１５に形成された第１の雌ネジ部１５Ａとを
螺合させる一方、ボンネット１１に形成された第２の雄
ネジ部１１Ａとアッパーステム１１と一体であるハンド
ル１６に形成された第２の雌ネジ部１６Ａとを螺合させ
るようにした構成とする。 【効果】 全体として円柱形状に組み付け、同軸状の２
重のネジ機構を駆動することで、ダイヤフラムの弁開度
の容易かつ円滑な調製が可能となり、単純かつ小型とな
り、しかも低コスト化を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体デバイス
の製造等に使用される超高純度ガスのガス配管系におけ
るガス流量調整に用いられるダイヤフラム型流量調節弁
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、流量調節弁としては、ベローズシ
ール型とダイヤフラム型とが知られている。前者のベロ
ーズシール型流量調節弁は、ベローズに応動する針状弁
体と弁孔との間隙量を制御することによりガス流量を調
整する構成となっているので、前記針状弁体と内壁との
摩擦による微粒子発生に基づく汚染の問題を生じさせた
り、弁孔と弁体等との構成部材間の機械的精度が直接的
にガス流量制御の精度に依存するので、該ガス流量制御
のバラツキを抑えるには、前記構成部材の加工精度を極
めて高く維持する必要があって生産性に劣るという問題
があって、例えば半導体デバイスの製造用の高純度特殊
ガスを扱うには不適なものである。

【０００３】一方、従来の前記ダイヤフラム型流量調節
弁としては、例えば実開平１−１２８０７８号公報に記
載されるように、ラック・ピニオン機構と偏心カム機構
とを組み合わせて成る駆動部を設け、該ラックの移動に
よる偏心カムの回動にアッパー・ロアーステム等の操作
部を介してダイヤフラムを応動させるようにしたものが
開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の構成では、駆動部の構成が主として二つの機構
を含むものとなっていると共に、該両機構とダイヤフラ
ムとの間にはダイヤフラムに応動するロアーステムや偏
心カムの従動体たるアッパーステム等の操作部が配設さ
れているので、部品点数が多くなって、製造コストの低
減に限界がある一方、本体部に連設される駆動部は二つ
の機構を併設する必要があって外観上見栄えの悪い凹凸
形状となるのが不可避的であり、しかも、両機構の縮小
化には現時点における材料開発技術の制約に基づく製造
技術上の限界があるので全体の小型化にも限界がある。

【０００５】本発明は、上記従来技術の課題を解決する
べくなされたものであり、全体の機構の構成を単純化か
つ小型化でき、製造コストの低減化にも寄与できるダイ
ヤフラム型流量調節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】本発明は、上記目的を達
成するべくなされたものであり、円筒状ボンネット内に
ロアーステム、アッパーステムを夫々同軸状に設け、ロ
アーステムに形成された第１の雄ネジ部とアッパーステ
ムに形成された第１の雌ネジ部とを螺合させ、円筒状ボ
ンネットに形成された第２の雄ネジ部とアッパーステム
に固定されるハンドルに形成された第２の雌ネジ部とを
螺合させるようにし、ハンドルの回動によりロアーステ
ムを軸方向に移動させ、もって該ロアーステムの軸方向
端部に位置するダイヤフラム弁を開閉させる構成とす
る。

【０００７】

【作用】ハンドルを一方の方向に回動させるとこれに応
動してアッパーステムが回動するが、該アッパーステム
の回動に応じてボンネットにより回り止めされているロ
アーステムが軸方向に移動する。ロアーステムの軸方向
の一方の端部にはダイヤフラムが当接しているので、前
記ロアーステムの軸方向の移動に応じて、該ダイヤフラ
ムによる弁孔の開弁度を調整できる。このとき、第１の
雄、雌ネジ部及び第２の雄、雌ネジ部の同軸状の２組の
ネジ部の両ネジピッチを可及的に同一になるように設定
すれば、ハンドルの回動量に対するロアーステムの応動
量を揺るやかに、すなわち操作感度を小さくすることが
できる。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示すものであり、
ガス配管系に連結されるバルブボディ１は、流入口２と
流出口３とを連通する弁孔４が形成された弁座５を装填
するべく、該弁孔４を中心位置とし、該弁孔４の弁頭位
置近傍から立ち上がるように形成された円筒状の弁室６
を有している。

【０００９】前記弁室６内には前記弁孔４を覆うように
ダイヤフラム７が設けられており、前記ダイヤフラム７
の周縁部を弁座５との間で挟持するようにアクチュエー
タボタンホルダ８が設けられている。また、前記ダイヤ
フラム７の反弁孔側の頂面部にはアクチュエータボタン
９が当接しており、該ボールプレート９の上方には適宜
手段により溶着されたボールプレート１０が設けられて
いる。なお、該ボールプレート１０は、前記アクチュエ
ータボタンホルダ８の上部に形成されたバネ座部８ａの
中央部に形成されたガイド孔８ｂ内に臨まされている。

【００１０】一方、前記弁室６には、全体として略円筒
状のボンネット１１の下端部が螺合状態で固着されてお
り、該ボンネット１１の上部側は弁室６の上方に突出し
ている。なお、該ボンネット１１の下端部は前記アクチ
ュエータボタンホルダ８の周縁部を前記弁座５との間で
挟持するようになっている。また、該ボンネット１１の
下部には鍔付きロッド状のロアーステム１２が挿通され
ており、該ロアーステム１２の鍔部１２ａの上部には第
１の雄ネジ部１２Ａが形成されており、該鍔部１２ａと
前記バネ座部８ａとの間にはコイルスプリング１４が張
設されている。なお、該ロアーステム１２の下端には前
記ボールプレート１０のボールが当接している。

【００１１】前記ボンネット１１の上部側にはロッド状
のアッパーステム１５が挿通されており、該アッパース
テム１５の下方には雌ネジ孔１５Ｂが形成され、該雌ネ
ジ孔１５Ｂには第１の雌ネジ部１５Ａが形成され、該第
１の雌ネジ部１５Ａは前記ロアーステム１２の第１の雄
ネジ部１２Ａと螺合するようになっている。また、該ア
ッパーステム１５の上端部はボンネット１１の上方に若
干突出しており、該上端部には小径突部１５ａが形成さ
れている。

【００１２】前記ボンネット１１の上端部には、前記突
出したアッパーステム１５を覆うように円筒キャップ状
のハンドル１６が設けられており、該ハンドル１６はネ
ジ孔１６ａに挿通されるビス（図示省略）を介して前記
小径突部１５ａに固定されるようになっている。

【００１３】前記ボンネット１１の上端部には第２の雄
ネジ部１１Ａが形成されており、該第２の雄ネジ部１１
Ａは前記ハンドル１６の雌ネジ孔１６Ｂに形成された第
２の雌ネジ部１６Ａと螺合するようになっている。

【００１４】なお、前記第１の雄ネジ部１２Ａ及び第１
の雌ネジ部１５Ａと前記第２の雄ネジ部１１Ａ及び第２
の雌ネジ部１６Ａとは共通の軸方向Ｑを有し、かつ、同
一の螺進方向、本実施例では右ネジに設定されている。
また、前記アッパーステム１５における雌ネジ孔１５Ｂ
の上方には環状溝１５ｂが形成されており、該環状溝１
５ｂには気密手段を構成するＯリング１７が装着されて
いる。

【００１５】さらに、前記アッパーステム１５における
環状溝１５ｂの下方には長幅環状溝１５ｃが形成されて
おり、該長幅環状溝１５ｃと対向する前記ボンネット１
１には半固定手段としての半固定ネジ孔１１ａが形成さ
れている。

【００１６】前記鍔部１２ａは、全体として横断面が円
形状であるが、回り止めをして回転運動を前記軸方向Ｑ
への運動に変換するため、該軸方向Ｑと略平行である一
対の切り落とし面１２ｂが形成され、ボンネット１１の
当該部分もこれに適合した形状に形成されている。ま
た、前記第１の雄ネジ部１２Ａ、及び第１の雌ネジ部１
５Ａのネジピッチは、例えば０．８０とし、第２の雄ネ
ジ部１１Ａ、及び第２の雌ネジ部１６Ａのネジピッチは
０．８５とする。なお、本実施例に係る調節弁は、全体
として各構成部品が軸方向Ｑに沿って組付けられた縦長
円柱形状を呈している。

【００１７】次に、上記のように構成された本実施例の
作動につき説明する。

【００１８】図２は弁口４の全開口時、すなわちダイヤ
フラム７を示すものである。同図において、ハンドル１
６をボンネット１１の軸方向Ｑの時計回り方向に回動さ
せると、第２の雄ネジ部１１Ａと第２の雌ネジ部１６Ａ
とが螺合しつつ、該ハンドル１６と一体的なアッパース
テム１５も時計回り方向に回動しながら下方に移動する
（すなわち、ハンドル１６の１回転当り０．８５ｍｍの
螺進量で移動する）。

【００１９】該アッパーステム１５が回動すると、切り
落とし面１２ｂの形成により、該ロアーステム１２はボ
ンネット１１内での回動は阻止されているので、第１の
雌ネジ部１５Ａと螺合した第１の雄ネジ部１２Ａはアッ
パーステム１５の雌ネジ孔１５Ｂ内に進入する（すなわ
ち、アッパーステム１５の１回転当り０．８０ｍｍの螺
進量で進入する）が、ロアーステム１５の全体としては
コイルスプリング１４のバネ力に抗して下方に移動す
る。すなわち、前記両螺進量の差分（０．８５−０．８
０＝０．０５）は、ハンドル１６の１回転当りにロアー
ステム１２が下方に移動してダイヤフラム７の頂面部が
閉弁方向に膜動する量である。

【００２０】該ロアーステム１３の下端面にはボールプ
レート１０、アクチュエータボタン９を介してダイヤフ
ラム７が当接しているので、前記ロアーステム１３の下
方への移動によりダイヤフラム７が抑えられて弁孔４の
弁開度を小さくできる。該弁開度が所望の値に設定され
たら前記半固定ネジ孔１１ａに挿通されたビスを回動し
てアッパーステム１５とボンネット１１とをの固定を図
る。すなわち、該固定が行われた後は弁孔４の弁開度が
一定、換言すれば弁孔４を通過するガス流量は一定にな
る。

【００２１】本実施例では、前記螺進量の差を０．０５
としたが、これを可及的に０に近づけるように設定すれ
ば、ハンドルの回動量に対する弁開度の応動量、すなわ
ち操作感度を操作上好適なものに設定できる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、該駆動部及び操作部を
構成する２組のネジ部を同軸状に形成することにより、
ハンドルの回動等に対応する駆動部とロアーステムの軸
方向への移動に対応する操作部とが渾然一体となって該
軸方向に沿って円柱状に組み付けられ、構成される機構
の単純化、小型化に貢献できる。また、全体としての機
構の単純化に伴い、組み付け性能が専らネジ部の取付け
精度のみに支配されるようになるので、各構成部材間の
機械的精度が厳しく要求されることはなく、製品間の性
能のバラツキを抑えことができ、ひいては製造コストの
低減化を期待できる。

【００２３】この場合、前記２組のネジ部のネジピッチ
を可及的に近づけるように設定すると、操作感度を小さ
くすることができ、弁開度の調整に便利である。

【００２４】また、前記ボンネットが、前記アッパース
テムを気密機構を介して取り付けると、ガスの使用に好
適である。

【００２５】さらに、前記アッパーステムが、前記ボン
ネットに対する半固定手段を有すると、弁開度の設定に
便利である。

【００２６】加えて、前記ハンドルが、全体としてキャ
ップ状に形成されると、全体形状の単純化にさらに貢献
でき、手触りが滑らかで取扱い勝手が良く外観上の見栄
えが向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示すもので、弁孔の
全閉状態における縦断面図である。

【図２】弁孔の全開状態における要部縦断面図である。

【符号の説明】

１ バルブボディ、 ４ 弁孔、 ６ 弁室、 ７ ダイヤフラム、 １１ ボンネット、 １１ａ 半固定ネジ孔、 １１Ａ 第２の雄ネジ部、 １２ ロアーステム、 １２Ａ 第１の雄ネジ部、 １５ アッパーステム、 １５Ａ 第１の雌ネジ部、 １６ ハンドル、 １６Ａ 第２の雌ネジ部、 １７ Ｏリング。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス配管系に連結されるバルブボディに
   形成された弁孔を開閉するダイヤフラムを有し、該ダイ
   ヤフラムによる前記弁孔の弁開度を調整可能に構成され
   たダイヤフラム型流量調節弁において、前記ダイヤフラ
   ムの面の略中心を通過する軸方向を有するように前記バ
   ルブボディに固定される円筒状のボンネットと、該ボン
   ネット内に同軸状でかつ前記軸方向の回りの回動が阻止
   されるように配されると共に、前記ダイヤフラムの膜動
   に応動するように前記軸方向に移動可能であって第１の
   雄ネジ部が形成されたロアーステムと、前記ボンネット
   内に同軸状でかつ前記軸方向の回りに回動可能に配され
   ると共に、前記第１の雄ネジ部と螺合する第１の雌ネジ
   部が形成されたアッパーステムと、前記ボンネットに形
   成された第２の雄ネジ部と螺合する第２の雌ネジ部を有
   し、かつ、前記アッパーステムに固定されたハンドル
   と、から成り、前記第１の雄ネジ部及び第１の雌ネジ部
   と前記第２の雄ネジ部及び第２の雌ネジ部とが同一の螺
   進方向を有するようにしたことを特徴とするダイヤフラ
   ム型流量調節弁。
2. 【請求項２】 前記第１の雄ネジ部及び第１の雌ネジ部
   のネジピッチと前記第２の雄ネジ部及び第２の雌ネジ部
   のネジピッチを可及的に同一になるように設定したこと
   を特徴とする請求項１に記載のダイヤフラム型流量調節
   弁。
3. 【請求項３】 前記ボンネットは、前記アッパーステム
   を気密機構を介して取り付けていることを特徴とする請
   求項１に記載のダイヤフラム型流量調節弁。
4. 【請求項４】 前記アッパーステムは、前記ボンネット
   に対する半固定手段を有することを特徴とする請求項１
   から請求項３までのいずれか１項に記載のダイヤフラム
   型流量調整弁。
5. 【請求項５】 前記ハンドルは、全体として円筒キャッ
   プ状に形成され、前記円筒状ボンネットの軸方向であっ
   てダイヤフラムとは反対側の端部側に取り付けられるこ
   とを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１
   項に記載のダイヤフラム型流量調節弁。