JP3599374B2 - 弁頭変位量の精度を向上させた電磁弁 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、電磁弁に関する。本発明は、より詳細には、負圧で使用するのに好適な電磁弁に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開平5−272658号に示される従来の電磁弁60は、図4の如く、流入口62及び流出口64が形成されたベース66と、流出口64を閉鎖可能な弁頭68とを有してなる。半導体製造分野で使用される流体は特殊なものであり、常に外気と遮断されていなければならない。そのため、流入口62及び流出口64は、ダイヤフラム70で覆われている。弁頭68はこのダイヤフラム70によって形成された内部空間内に配置される。
【0003】
ケース72内には、弁頭68と同心上でコア74が保持されている。ソレノイド76はケース内でコア74を囲繞するように設けられている。弁頭68はばね78によって下方に付勢され、流出口64は常時閉鎖されている。ソレノイド76が通電されると、弁頭68はコア74に吸引される。弁頭68のストロークは、ダイヤフラム70との間隙に支配される。弁頭68のストロークは、コア74の上下位置を調節することにより設定変更される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
流体流量は、弁頭68のストロークに対して敏感に応答する。特に、半導体製造分野では、流体流量を正確に制御する必要がある。ところが、この分野では、系内を負圧にすることが多く、そのため、電磁弁も負圧で使用される。
【0005】
ダイヤフラム70によって覆われる内部空間が負圧になると、ダイヤフラム70は内外圧力差により内部空間側に歪む。そのため、ダイヤフラム70と弁頭68との間の間隙が小さくなり、弁頭68のストロークが変化する。その結果、流体流量を正確に制御することができなくなる。ダイヤフラム70を厚くすると、その変形は小さくなるが、弁頭68の吸引力が弱くなって制御できる流体流量が少なくなる。
【0006】
なお、従来の電磁弁では、ダイヤフラム70が磁性体からなっているので、ダイヤフラム70が磁路の一部となる。そのため、磁束密度の上昇が妨げられ、ソレノイドの起磁力を効率的に利用できないという問題もある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、流入口及び流出口が形成されたベースと、前記流入口又は前記流出口の一方を閉鎖可能な弁頭と、該弁頭により前記流入口又は流出口の一方を閉鎖するように前記弁頭を収納して前記ベース上面に固着されたバルブベースと、前記弁頭を覆うように該バルブベースに固着されたダイヤフラムと、前記バルブベースに立設されたケースと、該ケースに保持されたコアと、前記コアを囲繞するソレノイドとを有する電磁弁において、前記コアが前記弁頭と別体で、該コアが前記ダイヤフラムを貫通し、その先端が前記弁頭に対向し、該弁頭に対して前記コアの上下位置が調節可能であることを特徴とする電磁弁により前記課題を解決した。
【0008】
【作用】
ソレノイドが通電されると、コアと弁頭との間に磁束が発生する。弁頭はコアに向って吸引される。弁頭のストロークは、コアの先端と弁頭との間の間隙によってのみ支配される。従来の電磁弁では、コアの先端と弁頭との間にダイヤフラムが介在しており、内外圧力差によるダイヤフラムの変形が弁頭のストロークを変化させていた。本発明の電磁弁では、コアがダイヤフラムを貫通して、弁頭と対向しているので、仮にダイヤフラムが変形したときでも、弁頭のストロークが一定になり、流体流量に変化が生じることはない。
【0009】
なお、ダイヤフラムを非磁性体にすることにより、磁束がダイヤフラムに漏洩することを防止できる。
【0010】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。図1は、電磁弁10の断面図である。電磁弁10の上流側には、例えば、質量流量計12が接続されている。図2は、電磁弁10における弁頭近辺の拡大図である。
【0011】
電磁弁10は、上面に流入口14及び流出口16が形成されたベース18を有する。ベース18の上面には、環状板20及びOリング22を介して、円形ボア24を有するバルブベース26が固着されている。Oリング22の直径より薄い厚みの環状板22を使用することにより、Oリング22は適切量変形する。これによって、外部へのガスの漏洩が防止されている。バルブベース26には、円形ボア24の周囲において、軸方向に貫通する流路28が90°間隔で形成されている。
【0012】
ベース18の上面には、さらに、流出口16と同心で環状の弁座30が配置されている。32は弁座ホルダー、34はディスクスプリングである。ディスクスプリング34は円形ボア24内の段部36に圧入され、段部36と弁座ホルダー32との間で挟持されている。弁座ホルダー32は、さらに、弁座30の段部38に係合している。周方向等間隔で設けられた脚部がベース18の上面に当接し、弁座30がベース18及びバルブベース26に対して位置決めされる。
【0013】
円形ボア24内には、弁座30と同心上に弁頭40が配設されている。弁頭40は、ディスクスプリング34内に圧入されている。ディスクスプリング34は、弁頭40をバルブベース26に対して位置決めする機能と弁頭40を元の位置に復帰させる機能を有する。なお、ディスクスプリング34は、図3に示されるように、放射状に延びる長孔35を有する。この長孔35は、ディスクスプリング34に可撓性を付与するとともに、後述のようにガスの通路として機能する。
【0014】
円形ボア24と弁頭40との間には隙間が設けられている。流体は、流入口14から、バルブベース26の流路28、円形ボア24と弁頭40との間の隙間、ディスクスプリング34の長孔35、及び(電磁弁が「開」のとき)弁座30と弁頭40の間の隙間を介して、流出口16に流れる。
【0015】
バルブベース26には、ケース42が立設されている。コア44はケース42内に保持され、調節ねじ46によって上下位置を調整される。ケース42内には、コア44を囲繞するソレノイド48が設けられている。
【0016】
バルブベース26には、環状で非磁性体からなるダイヤフラム50が略々水平に溶接等によって固着されている。コア44はダイヤフラム50を貫通して延び、弁頭40に対向している。ダイヤフラム50はコア44の周囲にも溶接されており、ベース18、バルブベース26、コア44及びダイヤフラム50によって、密封空間が形成される。
【0017】
弁座30と弁頭40との間の流路面積は、弁頭40のストロークによって支配される。調節ねじ46を調節すると、ダイヤフラム50が変形してコア44が上下動する。弁頭40のストロークは、コア44の上下位置によってのみ定まる。
【0018】
ソレノイド48が通電されると、磁束は専らコア44と弁頭40との間に集中し、弁頭40はコア44に吸引される。弁頭40は弁座30から離反して、所定流路面積を通じて流体が流出口16に流れ込む。
【0019】
以上のように、本発明は、環状のダイヤフラム50を利用することにより、コア44の上下位置の調節を可能にするとともに流体流路を外気から遮断し、さらに、ダイヤフラム50にコア44を貫通させたので、弁頭40のストロークの調節を正確且つ容易に行うことができ、流量の微調節が必要で負圧で使用されることが多い半導体製造分野に好適である。
【0020】
また、ダイヤフラム50を非磁性体とすれば、磁束は、専らコア44、弁頭40及びバルブベース26を通じ、ダイヤフラム50が磁路の一部とならないので、起磁力を効率的に利用することができる。
【0021】
【発明の効果】
本発明の電磁弁は、コアがダイヤフラムを貫通して弁頭に対向しているので、弁頭のストロークは、コアの先端と弁頭の間隙によってのみ定まる。従って、半導体製造工程のように、ダイヤフラムの内外で圧力差が生じるような用途に電磁弁を使用しても、弁頭のストロークがそれによって変わることはなく、流体流量を正確に制御することができる。
【0022】
請求項2の発明では、さらに、ダイヤフラムを非磁性体にしたことから、コアと弁頭との間の磁束の漏洩が防止されて、ソレノイドの起磁力を効率的に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電磁弁の断面図。
【図2】図2の弁頭付近の拡大断面図。
【図3】ディスクスプリングの平面図。
【図4】従来の電磁弁の断面図。
【符号の説明】
14 流入口
16 流出口
18ベース
26 バルブベース
40 弁頭
42 ケース
44 コア
48 ソレノイド
50 ダイヤフラム
Claims (2)
- 流入口及び流出口が形成されたベースと、前記流入口又は前記流出口の一方を閉鎖可能な弁頭と、該弁頭により前記流入口又は流出口の一方を閉鎖するように前記弁頭を収納して前記ベース上面に固着されたバルブベースと、前記弁頭を覆うように該バルブベースに固着されたダイヤフラムと、前記バルブベースに立設されたケースと、該ケースに保持されたコアと、前記コアを囲繞するソレノイドとを有する電磁弁において、
前記コアが前記弁頭と別体で、該コアが前記ダイヤフラムを貫通し、その先端が前記弁頭に対向し、該弁頭に対して前記コアの上下位置が調節可能であることを特徴とする、
電磁弁。 - 前記ダイヤフラムが非磁性体からなる、請求項1の電磁弁。
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JP18904894A JP3599374B2 (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 弁頭変位量の精度を向上させた電磁弁 |
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1994
- 1994-07-20 JP JP18904894A patent/JP3599374B2/ja not_active Expired - Fee Related
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