JPH08159308A - ダイヤフラム式自動弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】開閉弁と流量調整弁を兼ね装置の小型化とコス
トダウンを図ることができ、また、微流量調整操作を、
個々に又同時に何ら支障なく行うことができて、制御が
簡単なダイヤフラム式自動弁を提供する。 【構成】 ダイヤフラム９を押圧するダイヤフラムピー
ス１３を作動するスプリング１８付勢のエアー導入口１
９を有するピストン１５を備えたシリンダー１７を設
け、シリンダーの上側に設けた微流量調整機構２０は、
ステムサポート２５を備えた筒状のステム２１と、ステ
ムサポートの上部に嵌合した内ねじ部材２７と、シリン
ダーカバーの上部外側に設けたねじに螺合するねじを設
けた外ねじ部材２８とよりなり、且つ内ねじ部材のねじ
ピッチよりも外ねじ部材のねじピッチが大きくなされる
と共に内ねじ部材と外ねじ部材とが止ねじにて固定され
て一体に回転するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置内に於
けるガス導入ラインに設けるダイヤフラム式自動弁に係
り、特に微流量調整可能なダイヤフラム式自動弁に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造装置内の図３に示すようなＳ
ｉＯ₂ 酸化システムに於いては、ヒーター加熱の石英チ
ャンバー１の四系統のガス導入ライン２に、夫々バルブ
Ｖ₁ ，Ｖ₂ ，Ｖ₃ ，Ｖ₄ を設けていた。Ｖ₁ は停電時の
Ｈ₂ パージ用、Ｖ₂ はＮ₂ 供給用、Ｖ₃ 及びＶ₄ は
Ｈ₂ ，Ｏ₂ 用でＭＦＣ（マスターフローコントローラ）
の暴走時の安全対策用であり、且つ石英チャンバー１の
爆発防止用である。これらの内、Ｖ₁ ，Ｖ₃ ，Ｖ₄ は開
閉弁３と流量調整弁４を直列に配置している。このよう
にガス導入ライン２の各系統に、開閉弁３と流量調整弁
４を直列に配置していると、制御が煩雑になると共に装
置が大型化し、コストも高くなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、開閉
弁と流量調節弁を兼ねていて、制御が簡易となり、装置
の小型化とコストダウンを図ることができるダイヤフラ
ム式自動弁を提供しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明のダイヤフラム式自動弁は、弁箱の弁座シート
にダイヤフラムを押し当てて弁箱内部を流れるガス流体
を遮断するダイヤフラム弁に於いて、ダイヤフラムを押
圧するダイヤフラムピースを作動するスプリング付勢の
エアー導入口を有するピストンを備えたシリンダーを設
け、該シリンダーの上側に微流量調整機構を設け、該微
流量調整機構は、前記ピストンの上部ロッドに下部内側
が嵌合し中間部外側で筒状のシリンダーカバーに昇降自
在且つ回転不能に支持され上部外側にねじを有し上部内
側にエアー供給口を有するステムサポートを備えた筒状
のステムと、該ステムの上部外側のねじに螺合するねじ
を下部内側に有し下部外側が前記シリンダーカバーの上
部内側に昇降可能に嵌合し上部内側が前記ステムサポー
トの上部に嵌合した内ねじ部材と、該内ねじ部材の上部
外側に上部内側が嵌合され中間部内側に前記シリンダー
カバーの上部外側に設けたねじに螺合するねじを設けた
外ねじ部材とよりなり、且つ前記内ねじ部材のねじピッ
チよりも外ねじ部材のねじピッチが大きくなされると共
に内ねじ部材と外ねじ部材とが止ねじにて固定されて一
体に回転するようになされたものであることを特徴とす
る。

【０００５】

【作用】上記のように構成されたダイヤフラム式自動弁
は、止ねじにより固定されている外ねじ部材と内ねじ部
材を、開又は閉方向に回転させると、外ねじ部材のねじ
と内ねじ部材のねじとのねじピッチの差の分だけステム
が上下動し、ピストンの止まり位置即ちダイヤフラムピ
ースの止まり位置が変化し、流量調整が行われる。外ね
じ部材と内ねじ部材のピッチ差は百分台なので、微流量
調整が行われる。この時、ステムサポートのエアー供給
口よりエアーを給排しなければ微流量調整弁として使用
することができ、エアーを給排すると微流量調整機構付
き開閉弁として使用することができる。

【０００６】

【実施例】本発明のダイヤフラム式自動弁の一実施例を
図によって説明すると、図１において、５は弁箱で、一
側に流体流入通路６、他側に流体流出通路７が設けられ
ている。流体流入通路６の出口側は弁箱５内の中心に垂
直に開口され、その開口周縁に環状の弁座シート８が埋
設固定されている。９は特殊鋼薄板を円形皿形に成形し
てなるダイヤフラム、１０は弁箱５内の周囲の段部１１
にダイヤフラム９の外周部を押え付けるボンネットで、
該ボンネット１０は弁箱５の垂直部５ａの外周に螺合し
たシリンダーベース１２により締め付けられ、これによ
りダイヤフラム９の外周部がボンネット１０の下端面と
段部１１との間に挾まれて締付けられている。１３はボ
ンネット１０内に上下動可能に配されたダイヤフラムピ
ースで、該ダイヤフラムピース１３は前記シリンダーベ
ース１２の中央部の穴１４を貫通したピストン１５の下
部ロッド１５ａにより押圧されるようになっている。ピ
ストン１５はシリンダーベース１２とこのシリンダーベ
ース１２の外周に下部１６ａを気密に螺合したシリンダ
ーカバー１６とにより形成されたシリンダー１７内に配
され、スプリング１８によりダイヤフラム９側に付勢さ
れている。このピストン１５の中心には上部ロッド１５
ｂから下部ロッド１５ａの付根の外周までエアー導入口
１９が設けられている。シリンダー１７の上側には微流
量調整機構２０が設けられている。この微流量調整機構
２０は、前記ピストン１５の上部ロッド１５ｂに下部内
側２１ａが嵌合し、中間部２１ｂの外側で前記シリンダ
ーカバー１６の中間部１６ｂの内側に昇降自在且つ回り
止め部材２２にて回転不能に支持され、上部２１ｃの外
側にねじ２３を有し、上部２１ｃの内側にエアー供給口
２４を有するステムサポート２５を備えた筒状のステム
２１と、該ステム２１の上部２１ｃの外側のねじ２３に
螺合するねじ２６を下部２７ａの内側に有し、下部２７
ａの外側が前記シリンダーカバー１６の上部１６ｃの内
側に昇降可能に嵌合し、上部２７ｂの内側が前記ステム
サポート２５の上部に嵌合した内ねじ部材２７と、該内
ねじ部材２７の上部２７ｂの外側に上部２８ａの内側が
嵌合され、中間部２８ｂの内側に前記シリンダーカバー
１６の上部１６ｃの外側に設けたねじ２９に螺合するね
じ３０を設けた外ねじ部材２８とよりなり、且つ前記内
ねじ部材２７のねじ２６のピッチよりも外ねじ部材２８
のねじ３０のピッチが大きくなされると共に内ねじ部材
２７と外ねじ部材２８とが止ねじ３１にて固定されて一
体に回転するようになっている。３２は外ねじ部材２８
の上下昇降を止める止ねじであり、３３はステムサポー
ト２５と内ねじ部材２７とを固定している止ねじであ
る。

【０００７】上記のように構成された実施例のダイヤフ
ラム式自動弁は、通常使用時、図１に示すようにステム
サポート２５のエアー供給口２４よりエアーを供給し、
ステム２１内を通してピストン１５のエアー導入口１９
からシリンダー１７の下室にエアーを導入し、ピストン
１５をスプリング１８に抗して上昇し、ステム２１の下
端に当接すると、ピストン１５の下部ロッド１５ａに押
圧されていたダイヤフラムピース１３は押圧力が解放さ
れ、これによりダイヤフラム９は自身が具有する弾性復
元力により元の皿形形状に復元する力が働く。その際ダ
イヤフラム９の復元力は上面に乗っているダイヤフラム
ピース１３の重量に十分打ち勝ち、ダイヤフラム９は元
の皿形形状に復元し、ダイヤフラム９の下面は弁座シー
ト８より離れ、弁は開の状態となる。

【０００８】逆にシリンダー１７の下室のエアーを抜く
と、ピストン１５の押上げ力が無くなり、ピストン１５
はスプリング１８により下方に付勢され、これによりピ
ストン１５の下部ロッド１５ａがダイヤフラムピース１
３を下方に押し下げ、ダイヤフラム９を押してその下面
を弁座シート８に押し当て、弁は閉の状態となる。以上
が開閉弁としての使用態様である。

【０００９】次に流量調整弁としての使用態様について
説明する。図１は、弁を最大限に開いて流量を最大限に
した使用状態である。この状態のダイヤフラム式自動弁
の流量を減少すべく調整するには、外ねじ部材２８をシ
リンダーカバー１６に固定している止めねじ３２を緩め
た上で、止ねじ３１により固定されている外ねじ部材２
８と内ねじ部材２７を一緒に閉の方向に回転させる。す
ると外ねじ部材２８のねじ３０と内ねじ部材２７のねじ
２６とのねじピッチの差の分だけ図２に示すようにステ
ム２１が下降し、ピストン１５の上昇限位置換言すれば
ダイヤフラムピース１３の上昇限位置が低くなり、これ
により弁開時のダイヤフラム９は完全に元の状態には復
元せず、途中まで復元し、ダイヤフラム９の下面と弁座
シート８との隙間が小さくなり、流量調整が行われる。
この流量調整に於いて、外ねじ部材２８のねじ３０と内
ねじ部材２７のねじ２６とのピッチ差が百分台なので、
図１と図２の比較で判るように外ねじ部材２８と内ねじ
部材２７の回転下降量が大きくともステム２１の下降量
は極く僅かであり、従ってピストン１５及びダイヤフラ
ムピース１３の上昇限位置の低下、ダイヤフラム９の復
元量の減少は僅かであり、弁の開度は微調整となって、
微流量調整が行われる。そして止ねじ３２にて外ねじ部
材２８をシリンダーカバー１６に固定する。こうして微
流量調整を行ったダイヤフラム式自動弁に於いて、前述
のようにステムサポート２５のエアー供給口２４からエ
アーを給排すれば開閉弁として使用できる。

【００１０】

【発明の効果】以上の説明で判るように本発明のダイヤ
フラム式自動弁は、開閉弁と流量調整弁を兼ねているの
で、半導体製造装置内に於けるガス導入ラインに設ける
ことにより、従来スローパージの開閉弁と流量調整弁を
直列に２個設けていたものが１個で済み、装置の小型化
とコストダウンを図ることができる。また、本発明のダ
イヤフラム式自動弁は、開閉弁としての開閉操作と流量
調整弁としての微流量調整操作を、個々に又同時に何ら
支障なく行うことができるので、至って制御が簡単であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のダイヤフラム式自動弁の一実施例を示
す縦断面図である。

【図２】図１のダイヤフラム式自動弁を流量調整した状
態を示す縦断面図である。

【図３】半導体製造装置内のＳｉＯ₂ 酸化システムに於
けるヒーター加熱の石英チャンバーのガス導入ラインを
示す図である。

【符号の説明】

５ 弁箱 ８ 弁座シート ９ ダイヤフラム １２ シリンダーベース １３ ダイヤフラムピース １５ ピストン １５ａ ピストンの下部ロッド １５ｂ ピストンの上部ロッド １６ シリンダーカバー １７ シリンダー １８ スプリング １９ エアー導入口 ２０ 微流量調整機構 ２１ ステム ２２ 回り止め部材 ２３ ステムのねじ ２４ エアー供給口 ２５ ステムサポート ２６ 内ねじ部材のねじ ２７ 内ねじ部材 ２８ 外ねじ部材 ２９ シリンダーカバーのねじ ３０ 外ねじ部材のねじ ３１ 止ねじ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁箱の弁座シートにダイヤフラムを押し
   当てて弁箱内部を流れるガス流体を遮断するダイヤフラ
   ム弁に於いて、ダイヤフラムを押圧するダイヤフラムピ
   ースを作動するスプリング付勢のエアー導入口を有する
   ピストンを備えたシリンダーを設け、該シリンダーの上
   側に微流量調整機構を設け、該微流量調整機構は、前記
   ピストンの上部ロッドに下部内側が嵌合し中間部外側で
   筒状のシリンダーカバーに昇降自在且つ回転不能に支持
   され上部外側にねじを有し上部内側にエアー供給口を有
   するステムサポートを備えた筒状のステムと、該ステム
   の上部外側のねじに螺合するねじを下部内側に有し下部
   外側が前記シリンダーカバーの上部内側に昇降可能に嵌
   合し上部内側が前記ステムサポートの上部に嵌合した内
   ねじ部材と、該内ねじ部材の上部外側に上部内側が嵌合
   され中間部内側に前記シリンダーカバーの上部外側に設
   けたねじに螺合するねじを設けた外ねじ部材とよりな
   り、且つ前記内ねじ部材のねじピッチよりも外ねじ部材
   のねじピッチが大きくなされると共に内ねじ部材と外ね
   じ部材とが止ねじにて固定されて一体に回転するように
   なされたものであることを特徴とするダイヤフラム式自
   動弁。