JP2019108944A - バルブ - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1に開示されるサックバックバルブは、弁体を全閉位置まで移動させる閉弁動作段階と、サックバック室の空間容積を増すサックバック動作段階との二段階動作を行うものである。
本発明の一態様にかかるバルブは、液体が流入する流入流路と液体が流出する流出流路と前記流入流路から前記流出流路へ液体を導く弁孔とが内部に形成されたハウジング部と、前記弁孔の周囲に配置される弁座部に接触又は離間することにより前記弁孔を閉状態又は開状態とする弁体部と、前記弁体部に連結されるダイヤフラム部と、を備え、前記ダイヤフラム部は、基部と、前記弁体部に連結されるとともに前記弁孔に挿入される先端部と、前記基部と前記先端部とを連結するとともに山部に隣接して谷部が形成されたベローズ部と、を有し、前記先端部の液体と接触する接液部は、軸線に沿って延びる円筒状に形成されており、前記ベローズ部の下端部は、前記接液部の外周面と一致する接続位置で該接液部に接続され、前記ベローズ部の前記谷部は、前記接続位置に配置されている。
単一の山部に隣接する他の山部が存在しないため、隣接する山部に挟まれた谷部に大きな滞留領域が形成されることがない。そのため、ベローズ部の谷部の近傍に液体が滞留して不純物等のパーティクルが蓄積される不具合を更に抑制することができる。
一対の傾斜面のなす角度を30°以上とすることで、山部に隣接する一対の谷部へ液体が流入し易くなり、ベローズ部の谷部の近傍に液体が滞留する不具合を更に抑制することができる。
一対の傾斜面のなす角度を大きくし過ぎると、ベローズ部の伸縮量が少なくなってしまう。一対の傾斜面のなす角度を40°以下とすることで、ベローズの伸縮量を十分に確保することができる。
以下に、本発明の第1実施形態に係るバルブについて、図面を参照して説明する。
本実施形態のサックバックバルブ100は、半導体製造装置に用いられる薬液等の液体を流す流路に設置され、全閉時の液だれを防止するサックバック機能を備えている。
図1はサックバックバルブ100の全閉状態を示す縦断面図であり、図2はサックバックバルブ100の全開状態を示す縦断面図である。図3は、図2のI部分を示す部分拡大図である。図4は、サックバックバルブ100のサックバック動作が完了した状態を示す縦断面図である。
まず始めに、サックバックバルブ100の閉状態について説明する。
圧力室S1から第1ピストン部30に与えられる下方付勢力よりも第1スプリング40から第1ピストン部30に伝達される上方付勢力が大きい場合、サックバックバルブ100は、図1に示す閉状態に維持される。図1に示す閉状態においては、第2スプリング70から第2ピストン部60に伝達される上方付勢力により弁体部20が弁座部14に接触し、弁孔13が閉じられた状態となる。
圧力室S1から第1ピストン部30に与えられる下方付勢力が第1スプリング40から第1ピストン部30に伝達される上方付勢力を上回ると、サックバックバルブ100は、図2に示す開状態となる。図2に示す開状態においては、第1ピストン部30からダイヤフラム部50を介して第2ピストン部60に伝達される下方付勢力が第2スプリング70から第2ピストン部60に伝達される上方付勢力を上回り、弁体部20が弁座部14から離間して弁孔13が開かれた状態となる。
図2に示すサックバックバルブ100の開状態から圧力室S1の圧力を減少させると、第1ピストン部30からダイヤフラム部50を介して第2ピストン部60に伝達される下方付勢力よりも第2スプリング70から第2ピストン部60に伝達される上方付勢力が大きくなり、弁体部20が弁座部14に接触して弁孔13が閉じられた図1に示す状態となる。
本実施形態のサックバックバルブ100によれば、外部から導入される圧縮空気の圧力から下方付勢力を受けた第1ピストン部30が軸線Xの下方へ向けて移動すると、ダイヤフラム部50を介して弁体部20に下方付勢力が伝達される。下方付勢力により弁孔13が開状態となると、流入流路11から弁孔13を介して流出流路12へ液体が流入する状態となる。その後、外部から導入される圧縮空気の圧力を弱めて第1スプリング40が発生する上方付勢力が下方付勢力を上回ると、弁体部20が弁孔13に接触して弁孔13が閉状態となり、流出流路12への液体の供給が遮断される。その後、上方付勢力によって第1ピストン部30が軸線Xに沿って上方に移動するとそれに伴ってダイヤフラム部50が上方へ移動し、流出流路12の容積が増加する。流出流路12の容積が増加すると、流出流路12の液体を吸引するサックバック動作が行われ、全閉操作時に生じる液だれを防止することができる。
単一の山部53aに隣接する他の山部53aが存在しないため、隣接する山部53aに挟まれた谷部53bに大きな滞留領域が形成されることがない。そのため、ベローズ部53の谷部53bの近傍に液体が滞留して不純物等のパーティクルが蓄積される不具合を更に抑制することができる。
一対の傾斜面53cのなす角度を30°以上とすることで、山部53aに隣接する一対の谷部53bへ液体が流入し易くなり、ベローズ部53の谷部53bの近傍に液体が滞留する不具合を更に抑制することができる。
一対の傾斜面53cのなす角度を大きくし過ぎると、ベローズ部53の伸縮量が少なくなりサックバック動作で増加する流出流路12の容積が少なくなってしまう。一対の傾斜面53cのなす角度θを40°以下とすることで、サックバック動作で増加する流出流路12の容積を十分に確保し、全閉操作時に生じる液だれを確実に防止することができる。
次に、本発明の第2実施形態にかかるバルブについて、図面を参照して説明する。
本実施形態は、第1実施形態の変形例であり、以下で特に説明する場合を除き、第1実施形態と同様であるものとする。
図5に示すように、本実施形態の定流量バルブ100Aは、第1実施形態のサックバックバルブ100の第1ピストン部30,第1スプリング40,第2ハウジング10bを備えていない。
まず始めに、定流量バルブ100Aの閉状態について説明する。
圧力室S1からダイヤフラム部50に与えられる下方付勢力よりも第2スプリング70からダイヤフラム部50に伝達される上方付勢力が大きい場合、定流量バルブ100Aは、図5に示す閉状態に維持される。図5に示す閉状態においては、第2スプリング70から第2ピストン部60に伝達される上方付勢力により弁体部20が弁座部14に接触し、弁孔13が閉じられた状態となる。
圧力室S1からダイヤフラム部50に与えられる下方付勢力が第2スプリング70からダイヤフラム部50に伝達される上方付勢力を上回ると、弁体部20が弁座部14から離間し、弁孔13が開かれた状態となる。第2ピストン部60の下面が第4ハウジング10dに接触すると、弁孔13の開度が一定となった状態で維持される。これにより、弁孔13を介して流入流路11から流出流路12に一定の流量の液体が流通する状態となる。
以上の説明において、ベローズ部53は、単一の山部53aに隣接して一対の谷部53bを形成したものであったが、他の態様であってもよい。例えば、ベローズ部53は、複数の山部53aとそれらに隣接する複数の谷部53bを形成したものであってもよい。この場合、前述と同様に、山部53aから一対の谷部53bへ向けて傾斜する一対の傾斜面53cのなす角度θは、30°以上かつ40°以下の範囲に設定するのが望ましい。このようにすることで、ベローズ部53の谷部53bの近傍に液体が滞留して不純物等のパーティクルが蓄積される不具合を抑制することが可能となる。
10a 第1ハウジング
10aA 導入ポート
10b 第2ハウジング
10bA 貫通孔
10bB 保持孔
10c 第3ハウジング
10d 第4ハウジング
10dA 挿入孔
10dB 保持孔
11 流入流路
11a 弁室
12 流出流路
12a サックバック室
13 弁孔
14 弁座部
20 弁体部
21 接触部
30 第1ピストン部
31 ピストン本体
32 軸部
32a 下端部
40 第1スプリング(付勢力発生部)
50 ダイヤフラム部
51 基部
51a 外周部
51b 内周部
51c 薄膜部
52 先端部
52a 接液部
52b 底面
53 ベローズ部
53a 山部
53b 谷部
53c 傾斜面
53d 下端部
60 第2ピストン部
70 第2スプリング
100 サックバックバルブ
S1 圧力室(空間)
CP 接続位置
X 軸線
Claims (5)
- 液体が流入する流入流路と液体が流出する流出流路と前記流入流路から前記流出流路へ液体を導く弁孔とが内部に形成されたハウジング部と、
前記弁孔の周囲に配置される弁座部に接触又は離間することにより前記弁孔を閉状態又は開状態とする弁体部と、
前記弁体部に連結されるダイヤフラム部と、を備え、
前記ダイヤフラム部は、
基部と、
前記弁体部に連結されるとともに前記弁孔に挿入される先端部と、
前記基部と前記先端部とを連結するとともに山部に隣接して谷部が形成されたベローズ部と、を有し、
前記先端部の液体と接触する接液部は、軸線に沿って延びる円筒状に形成されており、
前記ベローズ部の下端部は、前記接液部の外周面と一致する接続位置で該接液部に接続され、
前記ベローズ部の前記谷部は、前記接続位置に配置されているバルブ。 - 前記軸線に沿って移動可能に前記ハウジング部に収容されるとともに外部から導入される流体の圧力から前記軸線の下方へ向けた第1付勢力を受けるピストン部と、
前記ピストン部に前記軸線の上方へ向けた第2付勢力を伝達する付勢力発生部と、を備え、
前記ダイヤフラム部は、前記弁体部および前記ピストン部の双方に連結されるとともに前記ピストン部が配置される空間から液体を隔離する請求項1に記載のバルブ。 - 前記ベローズ部は、単一の前記山部に隣接して一対の前記谷部を形成したものである請求項1または請求項2に記載のバルブ。
- 前記ピストン部の下端部が前記ダイヤフラム部の前記先端部に接触して前記弁孔が開状態となる場合に、前記ベローズ部の前記山部から隣接する一対の前記谷部へ向けて傾斜する一対の傾斜面のなす角度が30°以上である請求項2に記載のバルブ。
- 前記ピストン部の下端部が前記ダイヤフラム部の前記先端部に接触して前記弁孔が開状態となる場合に、前記ベローズ部の前記一対の傾斜面のなす角度が40°以下である請求項4に記載のバルブ。
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