(57)【要約】【課題】断面形状が長円状のピストンを用いたとしても、ピストンが傾くのを防止することができ、耐久性の悪化を抑制可能なバルブを提供する。【解決手段】ピストン２５Ａは、上下方向に直交する断面形状が長円状をなし、その長手方向における一方側と他方側において、圧縮コイルばね２６によりダイヤフラム１５に向かって付勢されている。ピストン２５Ａには、長手方向における中央に、ボディ部１０側とその反対側に開口し、ボディ部１０側の端部に、中央よりも操作エア導入室２９の長手方向の一方側へ開口する流入路２５ｈと中央よりも操作エア導入室２９の長手方向の他方側へ開口する流入路２５ｉとを有する操作エア流入路２５ｇが形成されている。【選択図】図２
2018071667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボディ部と、アクチュエータ部とを備えるバルブであって、
前記ボディ部は、
流体通路が形成されたボディと、
前記流体通路を開閉する弁体と、を有し、
前記アクチュエータ部は、
略直方体形状をなし、前記ボディ部に接続されるアクチュエータボディと、
前記アクチュエータボディ内において前記弁体に対し近接および離間移動可能に設けられ、前記ボディ部側において前記アクチュエータボディとともに操作エア導入室を形成するピストンと、
前記アクチュエータボディ内に設けられ、前記ピストンをその移動方向に沿って前記弁体に向かって付勢する付勢手段と、
前記ピストンに対して前記ボディ部側に位置し、前記ピストンの移動により前記流体通路を開閉させるために前記ボディに対し近接および離間移動可能に設けられたステムと、を有し、
前記ピストンは、前記移動方向に直交する断面形状が長円状をなし、その長手方向における一方側と他方側において、前記付勢手段により前記弁体に向かって付勢され、
前記ピストンには、前記長手方向における中央に、前記ボディ部側とその反対側に開口し、前記ボディ部側の端部に、前記中央よりも前記操作エア導入室の前記長手方向の一方側へ開口する流入路と前記中央よりも前記操作エア導入室の前記長手方向の他方側へ開口する流入路とを有する操作エア流入路が形成された、バルブ。
【請求項２】
前記付勢手段は、圧縮コイルばねであり、前記ピストンの長手方向における一方側と他方側に一つずつ設けられている、請求項１に記載のバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置等の流体管路に使用されるバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、流体通路が形成されたボディに対し、操作エアで駆動するステムおよびピストンを収容するアクチュエータ部を接続した空気操作式のダイヤフラムバルブが提案されている（例えば、特許文献１参照）。そして、圧縮コイルばねを、その軸とピストンの軸とが同軸となるように設置することにより、ピストンの傾きを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１０８４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年当該バルブが使用される半導体製造装置の小型化が求められており、幅の狭いバルブが求められている。バルブの幅を狭くしつつ、所望の駆動圧を確保するために、断面形状が長円状のピストンを用いることが考えられる。そして、当該ピストンを付勢する複数の圧縮コイルばねを、ピストンの長手方向に沿って複数設置する必要がある。当該構成においては、圧縮コイルばねを、その軸とピストンの軸とが同軸となるように設置することができないため、ピストンが傾きやすくなる。このため、ダイヤフラムに負荷される応力に偏りが生じ、バルブの耐久性が悪化する。
【０００５】
そこで本発明は、断面形状が長円状のピストンを用いたとしても、ピストンが傾くのを防止することができ、耐久性の悪化を抑制可能なバルブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を解決するために、本発明の一態様であるバルブは、ボディ部と、アクチュエータ部とを備えるバルブであって、前記ボディ部は、流体通路が形成されたボディと、前記流体通路を開閉する弁体と、を有し、前記アクチュエータ部は、略直方体形状をなし、前記ボディ部に接続されるアクチュエータボディと、前記アクチュエータボディ内において前記弁体に対し近接および離間移動可能に設けられ、前記ボディ部側において前記アクチュエータボディとともに操作エア導入室を形成するピストンと、前記アクチュエータボディ内に設けられ、前記ピストンをその移動方向に沿って前記弁体に向かって付勢する付勢手段と、前記ピストンに対して前記ボディ部側に位置し、前記ピストンの移動により前記流体通路を開閉させるために前記ボディに対し近接および離間移動可能に設けられたステムと、を有し、前記ピストンは、前記移動方向に直交する断面形状が長円状をなし、その長手方向における一方側と他方側において、前記付勢手段により前記弁体に向かって付勢され、前記ピストンには、前記長手方向における中央に、前記ボディ部側とその反対側に開口し、前記ボディ部側の端部に、前記中央よりも前記操作エア導入室の前記長手方向の一方側へ開口する流入路と前記中央よりも前記操作エア導入室の前記長手方向の他方側へ開口する流入路とを有する操作エア流入路が形成されている。
【０００７】
また、前記付勢手段は、圧縮コイルばねであり、前記ピストンの長手方向における一方側と他方側に一つずつ設けられていてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、断面形状が長円状のピストンを用いたとしても、ピストンが傾くのを防止することができ、耐久性の良いバルブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るバルブの斜視図を示す。
【図２】本発明の実施形態に係るバルブの断面斜視図を示す。
【図３】ピストン部の斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態によるバルブについて、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係るバルブ１の斜視図を示し、図２は、本実施形態に係るバルブ１の断面斜視図を示している。なお、図１に示したバルブ１はダイヤフラムバルブである。
【００１２】
図１に示すように、バルブ１は、ボディ部１０と、アクチュエータ部２０とを備える。なお、以下の説明において、バルブ１の、アクチュエータ部２０側を上側、ボディ部１０側を下側として説明する。
【００１３】
ボディ部１０は、ボディ１１と、シート１２と、ボンネット１３と、ボンネットナット１４と、ダイヤフラム１５と、ダイヤフラム押え１６と、押えアダプタ１７とを備える。
【００１４】
ボディ１１には、弁室１１ａと、弁室１１ａに連通する流体流入路１１ｂおよび流体流出路１１ｃとが形成されている。シート１２は、環状をなし、弁室１１ａと流体流入路１１ｂとが連通する箇所の周縁に設けられている。
【００１５】
ボンネット１３は、略円筒状をなし、その下端部の外周に設けられた雄ねじ部をボディ１１に設けられた雌ねじ部に螺合させることにより、弁室１１ａを覆うようにボディ１１に固定されている。ボンネットナット１４は、アクチュエータ部２０をボディ部１０に固定するために、ボンネット１３の上端部に螺合される。
【００１６】
弁体であるダイヤフラム１５は、ボンネット１３の下端に配置されたダイヤフラム押え１６とボディ１１の弁室１１ａを形成する底面とにより、その外周縁部が挟圧され保持されている。ダイヤフラム１５は、球殻状をなし、上に凸の円弧状が自然状態となっている。ダイヤフラム１５がシート１２に対し当接および離間することによって、流体通路の開閉が行われる。ダイヤフラム１５は、例えば、金属の薄板により構成され、円形に切り抜き、中央部を上方へ膨出させた球殻状に形成される。
【００１７】
押えアダプタ１７は、ダイヤフラム１５の上側に設けられ、ダイヤフラム１５の中央部を押圧可能に構成されている。押えアダプタ１７の上面１７Ａは、上に凸の球面状をなしている。
【００１８】
アクチュエータ部２０は、全体で略直方体形状をなし、ボトムプレート２１と、シールブロック２２と、パッキン２３と、シリンダブロック２４と、ピストン部２５と、一対の圧縮コイルばね２６と、第１〜第３Ｏリング２７Ａ〜２７Ｃと、４本のネジ２８とを備える。なお、ボトムプレート２１と、シールブロック２２と、パッキン２３と、シリンダブロック２４とは、平面視において外縁の寸法（長手方向および短手方向の幅）がほぼ等しく構成されている。また、アクチュエータ部２０の短手方向の幅は、ボディ１１の当該短手方向に対応する方向の幅よりも僅かに狭く構成されている。なお、ボトムプレート２１、シールブロック２２、パッキン２３、およびシリンダブロック２４により、アクチュエータ部２０のアクチュエータボディが構成される。
【００１９】
ボトムプレート２１は、側面視略Ｕ字状の被挟持部２１Ａと、被挟持部２１Ａの上端から外方に延びる一対の延出部２１Ｂとを有する。ボトムプレート２１は、平面視長方形状をなしてる。被挟持部２１Ａには、ボンネット１３を貫通させるための貫通孔２１ｃが形成されている。各延出部２１Ｂには、２つの図示せぬねじ孔が形成されている。被挟持部２１Ａが、ボンネット１３とボンネットナット１４とに挟持されており、これによりアクチュエータ部２０がボディ部１０に連結されている。
【００２０】
シールブロック２２は、平面視長方形状の板状部２２Ａと、板状部２２Ａから下方に突出する突出部２２Ｂとを有する。板状部２２Ａには凹部２２ｄが形成され、突出部２２Ｂには凹部２２ｃが形成されている。板状部２２Ａの凹部２２ｄと突出部２２Ｂの凹部２２ｃは、連通孔２２ｅを介して互いに連通している。板状部２２Ａがボトムプレート２１の一対の延出部２１Ｂに上側から当接し、突出部２２Ｂがボトムプレート２１の被挟持部２１Ａに挿入されることにより、ボトムプレート２１とシールブロック２２とが組み合わせられる。ボンネット１３の上端部およびボンネットナット１４は、突出部２２Ｂの凹部２２ｃ内に位置する。また、板状部２２Ａには、ボトムプレート２１の一対の延出部２１Ｂに形成された図示せぬねじ孔に対応して、４つの図示せぬ貫通孔が形成されている。
【００２１】
パッキン２３は、長円状の孔を有する環状をなしている。パッキン２３には、シールブロック２２の板状部２２Ａに形成された４つの図示せぬ貫通孔に対応して、４つの図示せぬ貫通孔が形成されている。  
【００２２】
シリンダブロック２４は、略直方体状をなしている。シリンダブロック２４には、その上面に開口する操作エア導入孔２４ａと、下面に開口するピストン収容凹部２４ｂと、各圧縮コイルばね２６が挿入される一対のばね挿入穴２４ｃが形成されている。
【００２３】
操作エア導入孔２４ａは、上下方向に沿って延び、その上端部には図示せぬ管継手が接続され、下端部はピストン収容凹部２４ｂに連通し後述の操作エア流入部２５Ｃを上下方向に移動可能に支持する。ピストン収容凹部２４ｂは、上下方向に直交する断面形状が長円状をなしている。一対のばね挿入孔２４ｃは、上下方向に沿って延び、その下端はピストン収容凹部２４ｂに連通している。一対のばね挿入孔２４ｃは、アクチュエータ部２０の長手方向において、操作エア導入孔２４ａを挟むように形成されている。
【００２４】
また、シリンダブロック２４の上端部であって長手方向における両端には、切り欠き２４ｄ部が形成されている。シリンダブロック２４には、パッキン２３に形成された４つの図示せぬ貫通孔に対応する位置に、上下方向に沿って延びる４つの図示せぬ貫通孔が形成されている。当該４つの貫通孔は、切り欠き部２４ｄに開口している。
【００２５】
図３は、ピストン部２５の斜視図を示している。
【００２６】
ピストン部２５は、ピストン２５Ａと、ステム２５Ｂと、操作エア流入部２５Ｃとを有する。
【００２７】
ピストン２５Ａは、上下方向に直交する断面形状が長円状をなしている。ピストン２５Ａには、圧縮コイルばね２６を支持する一対のばね支持凹部２５ｄと、第１Ｏリング２７Ａが装着され環状凹部２５ｅとが形成されている。第１Ｏリング２７Ａにより、ピストン２５Ａは上下方向の移動（ダイヤフラム１５に対する近接および離間移動）がガイドされる。上下方向は移動方向に相当する。ピストン２５Ａの下面と、シールブロック２２の上面とにより、操作エア導入室２９が形成される。
【００２８】
ステム２５Ｂは、ピストン２５Ａの長手方向の中心付近から下方に向かって、シールブロック２２の連通孔２２ｅを貫通して、押えアダプタ１７まで延びている。ステム２５Ｂの下面２５Ｆは、下に凸の球面状をなし、押えアダプタ１７の上面１７Ａに当接している。ステム２５Ｂは、その外周に装着されシールブロック２２の板状部２２Ａの凹部２２ｄ内に設けられた第２Ｏリング２７Ｂにより、上下方向の移動（ダイヤフラム１５に対する近接および離間移動）がガイドされる。第１Ｏリング２７Ａと第２Ｏリング２７Ｂとパッキン２３とにより、操作エア導入室２９が密閉される。また、ステム２５Ｂによって、操作エア導入室２９は、長手方向において一方の導入室２９ａと他方の導入室２９ｂに分けられる。
【００２９】
操作エア流入部２５Ｃは、ピストン２５Ａの長手方向の中心付近からから上方に向かって延び、操作エア導入孔２４ａに挿入されている。操作エア流入部２５Ｃは、その外周に装着された第３Ｏリング２７Ｃにより、上下方向の移動がガイドされる。
【００３０】
また、ピストン２５Ａおよび操作エア流入部２５Ｃには、操作エア流入路２５ｇが形成されている。操作エア流入路２５ｇは、その上端において操作エア導入孔２４ａに連通し、下端部は、一方の導入室２９ａに連通する一方の流入路２５ｈと、他方の導入室２９ｂに連通する他方の流入路２５ｉとに分岐されている。
【００３１】
付勢手段に相当する一対の圧縮コイルばね２６は、それぞれシリンダブロック２４のばね挿入孔２４ｃおよびピストン２５Ａのばね支持凹部２５ｄに支持され、ピストン２５Ａを下方に向かって付勢する。
【００３２】
４本のネジ２８が、ボトムプレート２１、シールブロック２２、パッキン２３、およびシリンダブロック２４に形成された図示せぬ図示せぬ貫通孔とねじ孔に挿入され、螺合されることにより、ボトムプレート２１、シールブロック２２、パッキン２３、およびシリンダブロック２４が一体化される。
【００３３】
そして、本実施形態のバルブ１では、操作エア導入室２９に操作エアが導入されていない状態では、ピストン部２５は一対の圧縮コイルばね２６の付勢力によって下死点にあり（ダイヤフラム１５に近接し）、押えアダプタ１７によりダイヤフラム１５が押圧されてバルブ１は閉状態となっている。つまり、バルブ１は、通常状態では閉状態である。一方、操作エア流入路２５ｇ（一方の流入路２５ｈおよび他方の流入路２５ｉ）を介して、操作エア導入室２９に操作エアが導入されている状態では、ピストン部２５は一対の圧縮コイルばね２６の付勢力に抗して上死点に移動し（ダイヤフラム１５から離間し）、ダイヤフラム１５の弾性力および流体の圧力によりダイヤフラム押さえ１６が上側に移動し、バルブ１は開状態となっている。
【００３４】
以上のように、本実施形態のバルブ１によれば、ピストン２５Ａは、上下方向に直交する断面形状が長円状をなし、その長手方向における一方側と他方側において、圧縮コイルばね２６によりダイヤフラム１５に向かって付勢されている。ピストン２５Ａには、長手方向における中央に、ボディ部１０側とその反対側に開口し、ボディ部１０側の端部に、中央よりも操作エア導入室２９の長手方向の一方側へ開口する一方の流入路２５ｈと中央よりも操作エア導入室２９の長手方向の他方側へ開口する他方の流入路２５ｉとを有する操作エア流入路２５ｇが形成されている。
【００３５】
かかる構成によれば、操作エアが、一方の流入路２５ｈから一方の導入室２９ａへ、他方の流入路２５ｉから他方の導入室２９ｂへ流入するので、偏圧が生じるのを抑制することができる。よって、ピストン２５Ａが傾くのを防止することができ、ダイヤフラム１５への応力の偏りが少なく、耐久性の良いバルブを提供することができる。
【００３６】
また、ピストン２５Ａを付勢する圧縮コイルばね２６が、ピストン２５Ａの長手方向における一方側と他方側に一つずつ設けられているので、ピストン２５Ａが傾くのを抑制することができる。
【００３７】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。
【００３８】
例えば、上記の実施形態において、バルブ１を、アクチュエータ部２０側を上側にボディ部１０を下側にして設置する形態について説明したが、設置方向はこれに限らず、水平方向に設置されても良いし、上下逆方向に設置されても良い。
【００３９】
また、ボディ１１の形状は、集積タイプの形状であってもよい。また、一対の圧縮コイルばね２６は、一つの長円状の圧縮コイルばねであってもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１：バルブ、１０：ボディ部、１１：ボディ、１１ｂ：流体流入路、１１ｃ：流体流出路、１５：ダイヤフラム、２０：アクチュエータ部、２１：ボトムプレート、２２：シールブロック、２３：パッキン、２４：シリンダブロック、２５Ａ：ピストン、２５ｈ：一方の流入路、２５ｉ：他方の流入路、２５ｇ：操作エア流入路、２６：圧縮コイルばね、２９：操作エア導入室、２９ａ：一方の導入室、２９ｂ：他方の導入室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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