JPH0627552B2 - ダイヤフラム弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ＩＣ製造装置の配管ラインに使用されるダイ
ヤフラム弁に関する。

（従来の技術） 弁箱の弁座部を弁棒の先端で押して弁の閉鎖を得る型式
のダイヤフラム弁に代り、近年弁箱内のデッドスペース
を小さくして内部を流れるガスの置換性を良くする為
に、弁棒を無くし、ダイヤフラムの裏面を直接弁箱の弁
座に押し当てることで弁の閉鎖を行うダイヤフラム弁が
開発され、使用に供されている。

この種のダイヤフラム弁は、第４図に示す如くダイヤフ
ラム３の上面をエアーシリンダー７のピストンロッド５
の先端で押し込むか、或いは第５図に示す如くダイヤフ
ラム３の上面をエアーシリンダー７のピストンロッド５
と分離されたダイヤフラム押し棒４で押し込むかして、
弁座シート２にダイヤフラム３の裏面を押し当てるもの
で、ダイヤフラム３とピストンロッド５の先端及びダイ
ヤフラム３とダイヤフラム押し棒４の先端とは夫々分離
されており、弁開動作時にはエアーシリンダー７内のピ
ストン８の復元によりピストン８がダイヤフラム３の押
し込みを停止し、ダイヤフラム３の上面から離れると同
時にダイヤフラム３自身が有するばね力でダイヤフラム
３は弁座シート２から離れ、復元するのである。

（発明が解決しようとする課題） ところでダイヤフラム弁は主にＩＣ製造装置の配管ライ
ンに使用されるものであるから、弁閉鎖時の弁座シート
２からのガスの漏洩に対しては極めて厳格であり、１０
^-8Torrl／sec以下の漏洩量に抑えることが要求される。

このような条件下で、前記従来のダイヤフラム弁は、弁
閉鎖時ピストンロッド５或いはダイヤフラム押し棒４に
回転の自由度が無く、例えば加工時弁座シート２が水平
に加工できず、僅か乍ら傾斜が生じてしまうとピストン
ロッド５又はダイヤフラム押し棒４の先端面は弁座シー
ト２と平行な状態でダイヤフラム３を押し込まなければ
弁座シート２とダイヤフラム３の裏面は十分に密着する
ことができず、前述の厳格なガス漏洩値を守ることがで
きない。

従って従来のダイヤフラム弁は、前述の厳格なガス漏洩
値を守る為、弁箱１の弁座シート２の加工時、上面の水
平度に厳密さが要求され、ボンネット６の中心穴とピス
トンロッド５或いはダイヤフラム押し棒４との厳しい滑
合公差が要求され、高い加工精度が要求される。さらに
ボンネット６とピストンロッド５或いはダイヤフラム押
し棒４のクリアランスが小さくなる為、ピストンロッド
５やダイヤフラム押し棒４の作動時ボンネット６とステ
ック、焼付きによる故障等が生じ、円滑な作動が期待で
きなくなる。

さらに、ダイヤフラム３は単純に皿を伏した形状に成形
されたものが使用されている為、弁閉時、ダイヤフラム
３を弁座シート２へ圧着した際、その圧着部の外周側で
波打ち（しわ寄り）が発生した。即ち、弁開時傾斜状態
にあった外周側が、弁閉時平坦に変形させられる為に波
打ち（しわ寄り）が必然的に発生した。

そこで本発明は、ダイヤフラムの裏面を弁座シートの上
面に均一に押し当てることができ、またダイヤフラム押
し棒のボンネットに対するステック、焼付きによる故障
等を避けることができ、さらにダイヤフラムの外周側に
波打ち（しわ寄り）が生じることのないダイヤフラム弁
を提供しようとするものである。

（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弁は、
弁箱内部と弁開閉操作用エアーシリンダー部とを金属製
薄板のダイヤフラムにより隔離して、弁箱内部を清浄に
保つ型式のダイヤフラム弁で、且つエアーシリンダーの
ピストンによりピストンロッド下端と当接し弁箱内のボ
ンネットを摺動するダイヤフラム押し棒を介して前記ダ
イヤフラムの裏面を弁箱内部の弁座シート面に押し当て
ることにより、弁の閉鎖を行うダイヤフラム弁に於い
て、前記ダイヤフラムの中央部を平坦にし、その平坦部
の外周側に下面が上向きに陥み上面が上向きに突出する
断面円弧状の環状突出部を設け、弁の開動作時前記ダイ
ヤフラム押し棒を押し上げるスプリングを前記ボンネッ
トに内蔵し且つダイヤフラム押し棒の上部先端とピスト
ンロッドの先端との間でピボットを設けたことを特徴と
するものである。

〔作用〕

上述の如く構成された本発明のダイヤフラム弁は、ダイ
ヤフラム押し棒の上部先端とピストンロッドの先端との
間にピボットが設けられており且つダイヤフラム押し棒
の外周面とボンネットの内周面との間には比較的大きな
間隙を有するので、ピストンロッドの下降を介してダイ
ヤフラム押し棒が下降し、ダイヤフラムの平坦部を弁座
シートに押し込んだ時、例え弁座シートの上面がダイヤ
フラム押し棒に対し正確に直角になるように組立てられ
ていなくとも、ダイヤフラム押し棒がダイヤフラムの平
坦部を弁座シートへ押し当てる過程で、ダイヤフラム押
し棒とボンネットとの間隙の範囲内でダイヤフラム押し
棒は弁座シートの傾斜に沿って回転することを許容し、
ダイヤフラムの平坦部を弁座シートに均一に押し当てる
ことになる。また弁箱内のボンネットにダイヤフラム押
し棒を押し上げるスプリングが内蔵されているので、弁
開動作時ダイヤフラム押し棒はスプリングにより押し上
げられ、ダイヤフラム押し棒の自重がダイヤフラムに乗
らないので、ダイヤフラムは僅かな復元力で確実に復元
することになる。さらに弁作動時ダイヤフラム押し棒は
真直に上下動するので、ダイヤフラム押し棒を案内する
ボンネットはダイヤフラム押し棒とのクリアランスを大
きくとることができ、従ってダイヤフラム押し棒のボン
ネットに対するステック、焼付きによる故障を避けるこ
とができる。またダイヤフラムの平坦部が弁座シートに
均一に押し当てられた際、下面が上向きに陥み上面が上
向きに突出する断面円弧状の環状突出部の幅が半径方向
で略水平にせばまるので、平坦部の外周側に波打ち（し
わ寄り）が生じることがない。しかも幅のせばまった環
状突出部には弾性復元力がたくわえられるので、弁開時
に環状突出部の幅が急速に拡げられ、従ってダイヤフラ
ムの上昇復帰が円滑且つ確実に行われる。

〔実施例〕

本発明のダイヤフラム弁の一実施例を第１図によって説
明すると、１は弁箱で、流体入口通路１ａ、流体出口通
路１ｂを有していて、流体出口通路１ｂの入口周縁に弁
座シート２が設けられている。３はダイヤフラムで、そ
のダイヤフラム３の中央部を平坦にし、その平坦部の外
周側（弁開時傾斜している）に下面が上向きに陥み上面
が上向きに突出する断面円弧状の環状突出部３ａを設
け、周縁部を弁箱１の円筒状垂直部１′内に装入された
シールリング９とボンネット６との間に締付挟持してい
る。４はダイヤフラム押し棒、ボンネット６の凹部６ａ
の底の中心穴６ｂに挿入されている。このダイヤフラム
押し棒４の上部先端周縁にはフランジ４ａが設けられ、
このフランジ４ａとボンネット６の凹部６ａの底との間
でスプリング１０がダイヤフラム押し棒４の外周に嵌装
されている。７はエアーシリンダーで、そのシリンダー
カバー７ａが弁箱１の円筒状垂直部１′の外周へ螺合さ
れ、これによりボンネット６を介してダイヤフラム３の
周縁部がシールリング９に締付けられている。８はエア
ーシリンダー７のピストンで、そのピストンロッド５が
シリンダーカバー７ａの中心穴７ｂを貫通していて、ピ
ストン８の外周の溝にはＯリング１１、ピストンロッド
５の外周の溝にはＯリング１２が夫々嵌着されて摺動部
がシールされている。ピストン８の上部ロッド１３はエ
アーシリンダー７のインレットポート１４に通ずる穴１
５に挿入され、上部ロッド１３、ピストン８の中心にエ
アー通路１６が設けられてエアーシリンダー７の下室１
７に連通されている。エアーシリンダー７の上室１８に
はピストン８を下方に付勢するスプリング１９が装入さ
れている。前記ダイヤフラム押し棒４の上部先端とピス
トンロッド５の先端との間にはピボット２０が設けられ
ている。本例の場合、ピボット２０は、ダイヤフラム押
し棒４の上部先端面中央に半球状の凸部２１を設けて構
成し、ピストンロッド５の先端面と点接触させていて、
これによりダイヤフラム押し棒とボンネット６の中心穴
６ｂとの嵌合クリアランスの範囲内でダイヤフラム押し
棒４に回転の自由度が与えられている。

このように構成されたダイヤフラム弁は、通常スプリン
グ１９によりピストン８が下方に付勢され、ピストンロ
ッド５がピボット２０を介してダイヤフラム押し棒４を
スプリング１０に抗して押し下げ、ダイヤフラム押し棒
４の下部先端面がダイヤフラム３の平坦部の裏面を弁座
シート２の上面に均一に押し当てて弁を閉鎖している。
この弁閉鎖において、下面が上向きに陥み上面が上向き
に突出する断面円弧状の環状突出部３ａの幅が半径方向
で略水平にせばまるので、平坦部の外周側に波打ち（し
わ寄り）が生じることがない。そして、ピストン８はＯ
リング１１，１２を介してエアーシリンダー７、シリン
ダーカバー７ａから受ける拘束力により生じるピストン
ロッド５の傾斜移動があっても、ピボット２０によりダ
イヤフラム押し棒４は斜めにダイヤフラム３を押し込む
ことが無い。

閉鎖状態の弁を開くには、インレットポート１４により
エアー通路１６を通してエアーシリンダー７の下室１７
へ圧力エアーを導入し、スプリング１９に抗してピスト
ン８を上方に押し上げる。かくすることによりピストン
ロッド５の先端面にピボット２０を介して接しているダ
イヤフラム押し棒４はスプリング１０により上方に押し
上げられて、ダイヤフラム押し棒４の自重がダイヤフラ
ム３に乗らなくなり、その結果ダイヤフラム３は弁閉時
に幅がせばめられた環状突出部３ａの弾性復元力により
円滑に且つ確実に上昇復帰し、弁が開かれる。

然して上記弁の開閉作動時、ダイヤフラム押し棒４を案
内するボンネット６はダイヤフラム押し棒４とのクリア
ランスを大きくとっているので、ダイヤフラム押し棒４
のボンネット６に対するステック、焼付きによる故障を
避けることができる。

尚、上記実施例ではダイヤフラム押し棒４の上部先端と
ピストンロッド５の先端との間に設けたピボツト２０が
ダイヤフラム押し棒４の上部先端面中央の半球状の凸部
２１により構成しているが、これに限るものではなく、
逆に第２図に示す如くダイヤフラム押し棒４の上部先端
面をほ平坦にし、ピストンロッド５の先端面中央に半球
状の凸部２２を設けて、これによりピボット２０′を構
成しても良い。また第３図に示す如くダイヤフラム押し
棒４の上部先端面とピストンロッド５の先端面との間に
鋼球２３を配して、これによりピボット２０″を構成し
ても良い。この場合、ダイヤフラム押し棒４の上部先端
周縁には囲壁２４を設けてピストンロッド５の先端部を
囲み、またピストンロッド５の先端面中央には円錐溝２
５を設けて鋼球２３を嵌め移動しないようにしている。

〔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弁は、ダ
イヤフラムを斜めに押し込むことが無く、ダイヤフラム
の裏面を弁座シートの上面に均一に押し当てて十分に密
着することができ、従ってＩＣ製造装置の配管ラインの
弁として要求される厳格なガス漏洩値を守ることができ
る。また本発明のダイヤフラム弁は、ダイヤフラム押し
棒のボンネットに対するステック、焼付きによる障害等
を避けることができ、弁の開閉作動が常に円滑となる。
またダイヤフラムの平坦部が弁座シートに均一に押し当
てられた際、下面が上向きに陥み上面が上向きに突出す
る断面円弧状の環状突出部の幅が半径方向で略水平にせ
ばまるので、平坦部の外周側に波打ち（しわ寄り）が生
じることがない。しかも幅のせばまった環状突出部には
弾性復元力がたくわえられるので、弁開時に環状突出部
の幅が急速に拡げられ、従ってダイヤフラムの上昇復帰
が円滑且つ確実に行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のダイヤフラム弁の一実施例を示す縦断
面図、第２図、第３図は夫々一部変更例を示す要部縦断
面図、第４図及び第５図は夫々従来のダイヤフラム弁を
示す縦断面図である。 １……弁箱、２……弁座シート、３……ダイヤフラム、
３ａ……環状突出部、４……ダイヤフラム押し棒、５…
…ピストンロッド、６……ボンネット、７……エアーシ
リンダー、８……ピストン、１０……スプリング、２
０，２０′，２０″……ピボット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁箱内部と弁開閉操作用エアーシリンダー
   部とを金属製薄板のダイヤフラムにより隔離して、弁箱
   内部を清浄に保つ型式のダイヤフラム弁で、且つ前記エ
   アーシリンダーのピストンによりピストンロッド下端と
   当接し弁箱内のボンネットを摺動するダイヤフラム押し
   棒を介して前記ダイヤフラムの裏面を弁箱内部の弁座シ
   ート面に押し当てることにより、弁の閉鎖を行うダイヤ
   フラム弁に於いて、前記ダイヤフラムの中央部を平坦に
   し、その平坦部の外周側に下面が上向きに陥み上面が上
   向きに突出する断面円弧状の環状突出部を設け、弁の開
   動作時前記ダイヤフラム押し棒を押し上げるスプリング
   を前記ボンネットに内蔵し、且つダイヤフラム押し棒上
   部先端とピストンロッド先端との間でピボットを設けた
   ことを特徴とするダイヤフラム弁。