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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022136512
(43)【公開日】2022-09-21
(54)【発明の名称】ダイアフラム弁
(51)【国際特許分類】
F16K 7/17 20060101AFI20220913BHJP
【ＦＩ】
F16K7/17 B
F16K7/17 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021036155
(22)【出願日】2021-03-08
(71)【出願人】
【識別番号】000101514
【氏名又は名称】アドバンス電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100098545
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 伸一
(74)【代理人】
【識別番号】100189717
【弁理士】
【氏名又は名称】太田 貴章
(72)【発明者】
【氏名】笹尾 起美仁
(57)【要約】
【課題】ガスが膜部を透過することを防止することができるダイアフラム弁を提供する。
【解決手段】本発明のダイアフラム弁１は、流入流路１１、流出流路１２、及び弁座１３を形成する流路側ボディ１０と、弁座１３に対して弁体４０を移動させるピストン３０を内部に配置する駆動側ボディ２０と、ピストン３０の一端側に配置されるダイアフラム６０とを有し、ダイアフラム６０が、ピストン３０に繋がる肉厚部６１と、肉厚部６１の外周に形成される膜部６２と、膜部６２の外周に形成される固定部６３とを有し、膜部６２が、ピストン側膜部６２ｐと弁体側膜部６２ｂとで構成され、ピストン側膜部６２ｐと弁体側膜部６２ｂとの間に、リング状のダイアフラム押え部材６４を配置することを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明のダイアフラム弁１は、流入流路１１、流出流路１２、及び弁座１３を形成する流路側ボディ１０と、弁座１３に対して弁体４０を移動させるピストン３０を内部に配置する駆動側ボディ２０と、ピストン３０の一端側に配置されるダイアフラム６０とを有し、ダイアフラム６０が、ピストン３０に繋がる肉厚部６１と、肉厚部６１の外周に形成される膜部６２と、膜部６２の外周に形成される固定部６３とを有し、膜部６２が、ピストン側膜部６２ｐと弁体側膜部６２ｂとで構成され、ピストン側膜部６２ｐと弁体側膜部６２ｂとの間に、リング状のダイアフラム押え部材６４を配置することを特徴とする。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
流入流路、流出流路、及び弁座を形成する流路側ボディと、
前記弁座に対して弁体を移動させるピストンを内部に配置する駆動側ボディと、
前記ピストンの一端側に配置されるダイアフラムと
を有し、
前記ダイアフラムが、
前記ピストンに繋がる肉厚部と、
前記肉厚部の外周に形成される膜部と、
前記膜部の外周に形成される固定部と
を有する
ダイアフラム弁であって、
前記膜部が、ピストン側膜部と弁体側膜部とで構成され、
前記ピストン側膜部と前記弁体側膜部との間に、リング状のダイアフラム押え部材を配置する
ことを特徴とするダイアフラム弁。
前記弁座に対して弁体を移動させるピストンを内部に配置する駆動側ボディと、
前記ピストンの一端側に配置されるダイアフラムと
を有し、
前記ダイアフラムが、
前記ピストンに繋がる肉厚部と、
前記肉厚部の外周に形成される膜部と、
前記膜部の外周に形成される固定部と
を有する
ダイアフラム弁であって、
前記膜部が、ピストン側膜部と弁体側膜部とで構成され、
前記ピストン側膜部と前記弁体側膜部との間に、リング状のダイアフラム押え部材を配置する
ことを特徴とするダイアフラム弁。
【請求項2】
前記ピストン側膜部と前記ダイアフラム押え部材のピストン側部材面とを、前記弁体が移動しても常に当接させる
ことを特徴とする請求項１に記載のダイアフラム弁。
ことを特徴とする請求項１に記載のダイアフラム弁。
【請求項3】
前記弁体が全開状態では前記ダイアフラムが無変形であり、
前記ダイアフラムが変形することで前記弁体が前記弁座側に移動する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のダイアフラム弁。
前記ダイアフラムが変形することで前記弁体が前記弁座側に移動する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のダイアフラム弁。
【請求項4】
前記ピストン側膜部は、前記ダイアフラム押え部材を設けることでピストン側膜部変形領域を小さくする
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のダイアフラム弁。
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のダイアフラム弁。
【請求項5】
前記ダイアフラム押え部材を設けることで、前記ピストン側膜部のピストン側膜部変形領域を、前記弁体側膜部の弁体側膜部変形領域より小さくする
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のダイアフラム弁。
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のダイアフラム弁。
【請求項6】
前記ダイアフラム押え部材を、少なくとも２分割とする
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のダイアフラム弁。
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のダイアフラム弁。
【請求項7】
前記流路側ボディ又は前記駆動側ボディに、前記ピストン側膜部と前記弁体側膜部との間の膜部空間に連通する膜部連通孔を形成する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のダイアフラム弁。
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のダイアフラム弁。
【請求項8】
前記肉厚部を、前記弁体のピストン側端部に形成し、
前記ダイアフラムと前記弁体とを樹脂一体成型とする
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のダイアフラム弁。
前記ダイアフラムと前記弁体とを樹脂一体成型とする
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のダイアフラム弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、特に強酸や強アルカリなどの腐食性の高い薬液を使用することが多いシリコンウェハプロセスでの洗浄、剥離工程で使用されるダイアフラム弁に関する。
【背景技術】
【0002】
ダイアフラム弁は、例えば特許文献１から特許文献６に開示されているように、ピストンの一端側にダイアフラムが配置され、ダイアフラムは、膜部と、膜部の外周に形成される固定部とを有する。
このようなダイアフラム弁では、腐蝕性が高い流体を使用する場合には、膜部を透過するガス成分によってパッキン部材が劣化し、又は膜部を透過したガス成分がピストン側に侵入してバネ部材を腐蝕することがあり、弁動作の不良発生の原因となる。
特許文献６では、膜部のピストン側にガスをパージすることで、膜部を透過するガスを排出している。
このようなダイアフラム弁では、腐蝕性が高い流体を使用する場合には、膜部を透過するガス成分によってパッキン部材が劣化し、又は膜部を透過したガス成分がピストン側に侵入してバネ部材を腐蝕することがあり、弁動作の不良発生の原因となる。
特許文献６では、膜部のピストン側にガスをパージすることで、膜部を透過するガスを排出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－６３７７７号公報
【特許文献2】特開２０２０－２６８４６号公報
【特許文献3】特開２０２０－２６８４７号公報
【特許文献4】特開２０１６－６５５６０号公報
【特許文献5】特開２０１４－１１４８８８号公報
【特許文献6】特開２００４－１９７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、特許文献６に記載の方法では、窒素ガスを消費してしまい、経済的及び環境的に課題がある。
【0005】
そこで本発明は、ガスが膜部を透過することを防止することができるダイアフラム弁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】
請求項１記載の本発明のダイアフラム弁１は、流入流路１１、流出流路１２、及び弁座１３を形成する流路側ボディ１０と、前記弁座１３に対して弁体４０を移動させるピストン３０を内部に配置する駆動側ボディ２０と、前記ピストン３０の一端側に配置されるダイアフラム６０とを有し、前記ダイアフラム６０が、前記ピストン３０に繋がる肉厚部６１と、前記肉厚部６１の外周に形成される膜部６２と、前記膜部６２の外周に形成される固定部６３とを有するダイアフラム弁１であって、前記膜部６２が、ピストン側膜部６２ｐと弁体側膜部６２ｂとで構成され、前記ピストン側膜部６２ｐと前記弁体側膜部６２ｂとの間に、リング状のダイアフラム押え部材６４を配置することを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載のダイアフラム弁１において、前記ピストン側膜部６２と前記ダイアフラム押え部材６４のピストン側部材面６４ｐとを、前記弁体４０が移動しても常に当接させることを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載のダイアフラム弁１において、前記弁体４０が全開状態では前記ダイアフラム６０が無変形であり、前記ダイアフラム６０が変形することで前記弁体４０が前記弁座１３側に移動することを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のダイアフラム弁１において、前記ピストン側膜部６２ｐは、前記ダイアフラム押え部材６４を設けることでピストン側膜部変形領域を小さくすることを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のダイアフラム弁１において、前記ダイアフラム押え部材６４を設けることで、前記ピストン側膜部６２ｐのピストン側膜部変形領域を、前記弁体側膜部６２ｂの弁体側膜部変形領域より小さくすることを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のダイアフラム弁１において、前記ダイアフラム押え部材６４を、少なくとも２分割とすることを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のダイアフラム弁１において、前記流路側ボディ１０又は前記駆動側ボディ２０に、前記ピストン側膜部６２ｐと前記弁体側膜部６２ｂとの間の膜部空間６２ｓに連通する膜部連通孔１４を形成することを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のダイアフラム弁１において、前記肉厚部６１を、前記弁体４０のピストン側端部に形成し、前記ダイアフラム６０と前記弁体４０とを樹脂一体成型とすることを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載のダイアフラム弁１において、前記ピストン側膜部６２と前記ダイアフラム押え部材６４のピストン側部材面６４ｐとを、前記弁体４０が移動しても常に当接させることを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載のダイアフラム弁１において、前記弁体４０が全開状態では前記ダイアフラム６０が無変形であり、前記ダイアフラム６０が変形することで前記弁体４０が前記弁座１３側に移動することを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のダイアフラム弁１において、前記ピストン側膜部６２ｐは、前記ダイアフラム押え部材６４を設けることでピストン側膜部変形領域を小さくすることを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のダイアフラム弁１において、前記ダイアフラム押え部材６４を設けることで、前記ピストン側膜部６２ｐのピストン側膜部変形領域を、前記弁体側膜部６２ｂの弁体側膜部変形領域より小さくすることを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のダイアフラム弁１において、前記ダイアフラム押え部材６４を、少なくとも２分割とすることを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のダイアフラム弁１において、前記流路側ボディ１０又は前記駆動側ボディ２０に、前記ピストン側膜部６２ｐと前記弁体側膜部６２ｂとの間の膜部空間６２ｓに連通する膜部連通孔１４を形成することを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のダイアフラム弁１において、前記肉厚部６１を、前記弁体４０のピストン側端部に形成し、前記ダイアフラム６０と前記弁体４０とを樹脂一体成型とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明のダイアフラム弁によれば、膜部を、ピストン側膜部と弁体側膜部とで二重膜とすることで、ガスが膜部を透過することを防止し、リング状のダイアフラム押え部材によって膜部の変形を規制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の第１の実施の形態によるダイアフラム弁は、膜部が、ピストン側膜部と弁体側膜部とで構成され、ピストン側膜部と弁体側膜部との間に、リング状のダイアフラム押え部材を配置するものである。
本実施の形態によれば、膜部を、ピストン側膜部と弁体側膜部とで二重膜とすることで、ガスが膜部を透過することを防止し、リング状のダイアフラム押え部材によって膜部の変形を規制することができる。
本実施の形態によれば、膜部を、ピストン側膜部と弁体側膜部とで二重膜とすることで、ガスが膜部を透過することを防止し、リング状のダイアフラム押え部材によって膜部の変形を規制することができる。
【0010】
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態によるダイアフラム弁において、ピストン側膜部とダイアフラム押え部材のピストン側部材面とを、弁体が移動しても常に当接させるものである。
本実施の形態によれば、ダイアフラム押え部材のピストン側部材面をピストン側膜部に常に当接させることで、ピストン側膜部の変形を規制できる。
本実施の形態によれば、ダイアフラム押え部材のピストン側部材面をピストン側膜部に常に当接させることで、ピストン側膜部の変形を規制できる。
【0011】
本発明の第３の実施の形態は、第１又は第２の実施の形態によるダイアフラム弁において、弁体が全開状態ではダイアフラムが無変形であり、ダイアフラムが変形することで弁体が弁座側に移動するものである。
本実施の形態によれば、ピストン側膜部には、常にダイアフラム押え部材のピストン側部材面が当接した状態となり、ピストン側膜部の変形を規制できる。
本実施の形態によれば、ピストン側膜部には、常にダイアフラム押え部材のピストン側部材面が当接した状態となり、ピストン側膜部の変形を規制できる。
【0012】
本発明の第４の実施の形態は、第１から第３のいずれかの実施の形態によるダイアフラム弁において、ピストン側膜部が、ダイアフラム押え部材を設けることでピストン側膜部変形領域を小さくするものである。
本実施の形態によれば、ピストン側膜部のピストン側膜部変形領域をダイアフラム押え部材によって小さくすることで、ピストンとダイアフラムとの間に供給するガス圧を、ピストンの移動に有効に利用できる。従って、ピストンとダイアフラムとの間に供給するガス圧を高めることなく、ピストンを移動させることができる。
本実施の形態によれば、ピストン側膜部のピストン側膜部変形領域をダイアフラム押え部材によって小さくすることで、ピストンとダイアフラムとの間に供給するガス圧を、ピストンの移動に有効に利用できる。従って、ピストンとダイアフラムとの間に供給するガス圧を高めることなく、ピストンを移動させることができる。
【0013】
本発明の第５の実施の形態は、第１から第３のいずれかの実施の形態によるダイアフラム弁において、ダイアフラム押え部材によって、ピストン側膜部のピストン側膜部変形領域を、弁体側膜部の弁体側膜部変形領域より小さくするものである。
本実施の形態によれば、ピストン側膜部変形領域を弁体側膜部変形領域より小さくすることで、被制御流体の圧力をピストンの移動に有効に利用できる。
本実施の形態によれば、ピストン側膜部変形領域を弁体側膜部変形領域より小さくすることで、被制御流体の圧力をピストンの移動に有効に利用できる。
【0014】
本発明の第６の実施の形態は、第１から第５のいずれかの実施の形態によるダイアフラム弁において、ダイアフラム押え部材を、少なくとも２分割とするものである。
本実施の形態によれば、ダイアフラム押え部材をダイアフラムに取り付けやすい。
本実施の形態によれば、ダイアフラム押え部材をダイアフラムに取り付けやすい。
【0015】
本発明の第７の実施の形態は、第１から第６のいずれかの実施の形態によるダイアフラム弁において、流路側ボディ又は駆動側ボディに、ピストン側膜部と弁体側膜部との間の膜部空間に連通する膜部連通孔を形成するものである。
本実施の形態によれば、膜部の変形に伴う膜部空間の圧力変動を無くすることができるとともに、弁体側膜部を透過したガスを排出することができる。
本実施の形態によれば、膜部の変形に伴う膜部空間の圧力変動を無くすることができるとともに、弁体側膜部を透過したガスを排出することができる。
【0016】
本発明の第８の実施の形態は、第１から第７のいずれかの実施の形態によるダイアフラム弁において、肉厚部を、弁体のピストン側端部に形成し、ダイアフラムと弁体とを樹脂一体成型とするものである。
本実施の形態によれば、パーティクルが発生しやすいダイアフラムと弁体とを樹脂一体成型とすることで、パーティクルが発生し難い樹脂を用いることができる。
本実施の形態によれば、パーティクルが発生しやすいダイアフラムと弁体とを樹脂一体成型とすることで、パーティクルが発生し難い樹脂を用いることができる。
【実施例0017】
【0018】
本実施例によるダイアフラム弁１は、流路側ボディ１０と、駆動側ボディ２０とを有している。
流路側ボディ１０は、被制御流体が流入する流入流路１１と、被制御流体が流出する流出流路１２と、流入流路１１と流出流路１２との間に位置する弁座１３とを内部に形成する。
駆動側ボディ２０は、ピストン３０を配置するピストン用筒状空間２１を内部に形成する。
流路側ボディ１０は、被制御流体が流入する流入流路１１と、被制御流体が流出する流出流路１２と、流入流路１１と流出流路１２との間に位置する弁座１３とを内部に形成する。
駆動側ボディ２０は、ピストン３０を配置するピストン用筒状空間２１を内部に形成する。
【0019】
ピストン３０の一端には弁体４０が配置される。
ピストン用筒状空間２１には、ピストン３０を付勢するピストン付勢手段５０を有している。ピストン付勢手段５０は、弁体４０が弁座１３に当接する方向にピストン３０を付勢する。
ピストン３０には、ピストン拡大部３１を形成している。ピストン付勢手段５０は、ピストン拡大部３１を押圧することで、ピストン３０を付勢する。ピストン付勢手段５０には例えばコイルばねを用いることができる。
ピストン用筒状空間２１の一端は、弁座１３に対向する位置で開口している。
この開口にダイアフラム６０が配置され、ピストン用筒状空間２１と弁座１３とはダイアフラム６０によって仕切られる。
ピストン用筒状空間２１には、ピストン３０を付勢するピストン付勢手段５０を有している。ピストン付勢手段５０は、弁体４０が弁座１３に当接する方向にピストン３０を付勢する。
ピストン３０には、ピストン拡大部３１を形成している。ピストン付勢手段５０は、ピストン拡大部３１を押圧することで、ピストン３０を付勢する。ピストン付勢手段５０には例えばコイルばねを用いることができる。
ピストン用筒状空間２１の一端は、弁座１３に対向する位置で開口している。
この開口にダイアフラム６０が配置され、ピストン用筒状空間２１と弁座１３とはダイアフラム６０によって仕切られる。
【0020】
ダイアフラム６０は、ピストン３０の一端側に配置される。ピストン３０の一端は、ダイアフラム６０の中心に位置し、ダイアフラム６０の弁座１３側に弁体４０が配置される。
ダイアフラム６０は、ピストン３０の移動に伴い変形する。
ダイアフラム６０は、ピストン３０に繋がる肉厚部６１と、肉厚部６１の外周に形成される膜部６２と、膜部６２の外周に形成される固定部６３とを有する。ダイアフラム６０は、肉厚部６１の中央部でピストン３０と繋がり、膜部６２が主に変形する。
膜部６２は、ピストン側膜部６２ｐと弁体側膜部６２ｂとで構成され、ピストン側膜部６２ｐと弁体側膜部６２ｂとの間に、リング状のダイアフラム押え部材６４を配置している。
ダイアフラム６０は、ピストン３０の移動に伴い変形する。
ダイアフラム６０は、ピストン３０に繋がる肉厚部６１と、肉厚部６１の外周に形成される膜部６２と、膜部６２の外周に形成される固定部６３とを有する。ダイアフラム６０は、肉厚部６１の中央部でピストン３０と繋がり、膜部６２が主に変形する。
膜部６２は、ピストン側膜部６２ｐと弁体側膜部６２ｂとで構成され、ピストン側膜部６２ｐと弁体側膜部６２ｂとの間に、リング状のダイアフラム押え部材６４を配置している。
【0021】
流路側ボディ１０には、ピストン側膜部６２ｐと弁体側膜部６２ｂとの間の膜部空間６２ｓに連通する膜部連通孔１４を形成している。なお、膜部連通孔１４は、駆動側ボディ２０に設けてもよい。膜部連通孔１４を設けることで、膜部６２の変形に伴う膜部空間６２ｓの圧力変動を無くすることができるとともに、弁体側膜部６２ｂを透過したガスを排出することができる。
駆動側ボディ２０には、エアー流通路２２、２３を形成している。エアー流通路２２は、ダイアフラム６０とピストン拡大部３１との間のピストン用筒状空間２１ａに連通し、エアー流通路２３は、ピストン付勢手段５０が配置されるピストン用筒状空間２１ｂに連通している。
駆動側ボディ２０には、エアー流通路２２、２３を形成している。エアー流通路２２は、ダイアフラム６０とピストン拡大部３１との間のピストン用筒状空間２１ａに連通し、エアー流通路２３は、ピストン付勢手段５０が配置されるピストン用筒状空間２１ｂに連通している。
【0022】
図１は、弁体４０が閉状態を示している。
弁体４０は、ピストン付勢手段５０の付勢によって弁座１３に当接している。この状態では、ダイアフラム６０は、固定部６３より肉厚部６１が弁座１３に近接した位置に変位しており、膜部６２は変形状態にある。
弁体４０は、ピストン付勢手段５０の付勢によって弁座１３に当接している。この状態では、ダイアフラム６０は、固定部６３より肉厚部６１が弁座１３に近接した位置に変位しており、膜部６２は変形状態にある。
【0023】
図２は、弁体４０が全開状態を示している。
エアー流通路２２からガスをピストン用筒状空間２１ａに供給することで、ピストン付勢手段５０の付勢に対向する方向に圧力をピストン３０に加える。従って、ピストン３０は、弁体４０を弁座１３から離間させる方向に移動する。
弁体４０が弁座１３から離間することで、被制御流体が流入流路１１から流入し、ダイアフラム６０には被制御流体の圧力が加わる。ピストン３０が移動することで、ダイアフラム６０は、肉厚部６１が固定部６３と同一平面状の位置まで移動する。肉厚部６１の移動による膜部６２の変形によってダイアフラム６０とピストン３０との間のピストン用筒状空間２１ａにあるガス圧が高まる。そしてこのガス圧によってピストン３０は更に移動し、図２に示すように弁体４０が全開状態となる。なお、図１に示す状態から図２に示す状態になるまでの間、ピストン用筒状空間２１ｂのガスは、エアー流通路２３から排出される。
また、図２に示す弁体４０が全開状態から、図１に示す弁体４０を閉状態とするには、ピストン用筒状空間２１ａにあるガスを、エアー流通路２２から排出する。ガスをピストン用筒状空間２１ａから排出することで、ピストン用筒状空間２１ａの圧力は低下し、ピストン３０はピストン付勢手段５０の付勢によって弁座１３に近接する方向に移動する。なお、図２に示す状態から図１に示す状態になるまでの間、ピストン用筒状空間２１ｂには、エアー流通路２３からガスが吸入される。
エアー流通路２２からガスをピストン用筒状空間２１ａに供給することで、ピストン付勢手段５０の付勢に対向する方向に圧力をピストン３０に加える。従って、ピストン３０は、弁体４０を弁座１３から離間させる方向に移動する。
弁体４０が弁座１３から離間することで、被制御流体が流入流路１１から流入し、ダイアフラム６０には被制御流体の圧力が加わる。ピストン３０が移動することで、ダイアフラム６０は、肉厚部６１が固定部６３と同一平面状の位置まで移動する。肉厚部６１の移動による膜部６２の変形によってダイアフラム６０とピストン３０との間のピストン用筒状空間２１ａにあるガス圧が高まる。そしてこのガス圧によってピストン３０は更に移動し、図２に示すように弁体４０が全開状態となる。なお、図１に示す状態から図２に示す状態になるまでの間、ピストン用筒状空間２１ｂのガスは、エアー流通路２３から排出される。
また、図２に示す弁体４０が全開状態から、図１に示す弁体４０を閉状態とするには、ピストン用筒状空間２１ａにあるガスを、エアー流通路２２から排出する。ガスをピストン用筒状空間２１ａから排出することで、ピストン用筒状空間２１ａの圧力は低下し、ピストン３０はピストン付勢手段５０の付勢によって弁座１３に近接する方向に移動する。なお、図２に示す状態から図１に示す状態になるまでの間、ピストン用筒状空間２１ｂには、エアー流通路２３からガスが吸入される。
【0024】
図３は本実施例によるダイアフラムを示す構成図である。
図３（ａ）及び図３（ｂ）では、ダイアフラム６０の半分を示し、図３（ａ）は弁体４０が開状態、図３（ｂ）は弁体４０が閉状態である。
図３（ａ）に示すように、弁体４０が全開状態ではダイアフラム６０は無変形であり、図３（ｂ）に示すように、ダイアフラム６０が変形することで弁体４０が弁座１３側に移動する。ここで、ダイアフラム６０が無変形とは、無負荷状態でのダイアフラム６０の形状である。
図３（ａ）の状態では、ダイアフラム押え部材６４のピストン側部材面６４ｐはピストン側膜部６２ｐに当接しており、この状態から肉厚部６１は弁体４０の方向にしか移動しないため、ピストン側膜部６２ｐには、常にダイアフラム押え部材６４のピストン側部材面６４ｐが当接した状態となり、ピストン側膜部６２ｐの変形を規制できる。
このように、ピストン側膜部６２ｐとダイアフラム押え部材６４のピストン側部材面６４ｐとは、弁体４０が移動しても常に当接させることで、ピストン側膜部６２ｐの変形を規制できる。
図３（ａ）及び図３（ｂ）では、ダイアフラム６０の半分を示し、図３（ａ）は弁体４０が開状態、図３（ｂ）は弁体４０が閉状態である。
図３（ａ）に示すように、弁体４０が全開状態ではダイアフラム６０は無変形であり、図３（ｂ）に示すように、ダイアフラム６０が変形することで弁体４０が弁座１３側に移動する。ここで、ダイアフラム６０が無変形とは、無負荷状態でのダイアフラム６０の形状である。
図３（ａ）の状態では、ダイアフラム押え部材６４のピストン側部材面６４ｐはピストン側膜部６２ｐに当接しており、この状態から肉厚部６１は弁体４０の方向にしか移動しないため、ピストン側膜部６２ｐには、常にダイアフラム押え部材６４のピストン側部材面６４ｐが当接した状態となり、ピストン側膜部６２ｐの変形を規制できる。
このように、ピストン側膜部６２ｐとダイアフラム押え部材６４のピストン側部材面６４ｐとは、弁体４０が移動しても常に当接させることで、ピストン側膜部６２ｐの変形を規制できる。
【0025】
ピストン側膜部６２ｐの半径方向幅はＰ１であるが、ダイアフラム押え部材６４によって、ピストン側膜部６２ｐが変形可能な半径方向幅はＰ２（Ｐ１＞Ｐ２）となる。従って、ピストン側膜部６２ｐは、ダイアフラム押え部材６４を設けることでピストン側膜部変形領域を小さくしている。このように、ピストン側膜部６２ｐのピストン側膜部変形領域をダイアフラム押え部材６４によって小さくすることで、ピストン３０とダイアフラム６０との間に供給するガス圧を、ピストン３０の移動に有効に利用できる。従って、ピストン３０とダイアフラム６０との間に供給するガス圧を高めることなく、ピストン３０を移動させることができる。
【0026】
ダイアフラム押え部材６４によって、ピストン側膜部６２ｐが変形可能な半径方向幅はＰ２、弁体側膜部６２ｂが変形可能な半径方向幅はＢ２であり、Ｐ２とＢ２との内径側位置が同じでＰ２＜Ｂ２としているので、ピストン側膜部６２ｐのピストン側膜部変形領域は、弁体側膜部６２ｂの弁体側膜部変形領域より小さくなる。このように、ピストン側膜部変形領域を弁体側膜部変形領域より小さくすることで、被制御流体の圧力をピストン３０の移動に有効に利用できる。
【0027】
また、肉厚部６１を弁体４０のピストン側端部に形成し、ダイアフラム６０と弁体４０とを樹脂一体成型とすることが好ましい。パーティクルが発生しやすいダイアフラム６０と弁体４０とを樹脂一体成型とすることで、パーティクルが発生し難い樹脂を用いることができる。
【0028】
図３（ｃ）は、ダイアフラム押え部材６４の斜視図である。
図３（ｃ）に示すように、ダイアフラム押え部材６４はリング状に形成され、少なくとも２分割としている。このように少なくとも２分割とすることで、ダイアフラム押え部材６４をダイアフラム６０に取り付けやすい。
そして、ダイアフラム押え部材６４は、固定部６３の間と、、ピストン側膜部６２ｐと弁体側膜部６２ｂとの外周部の間とに配置される。
図３（ｃ）に示すように、ダイアフラム押え部材６４はリング状に形成され、少なくとも２分割としている。このように少なくとも２分割とすることで、ダイアフラム押え部材６４をダイアフラム６０に取り付けやすい。
そして、ダイアフラム押え部材６４は、固定部６３の間と、、ピストン側膜部６２ｐと弁体側膜部６２ｂとの外周部の間とに配置される。
【0029】
以上のように本実施例によるダイアフラム弁１は、膜部６２が、ピストン側膜部６２ｐと弁体側膜部６２ｂとで構成され、ピストン側膜部６２ｐと弁体側膜部６２ｂとの間に、リング状のダイアフラム押え部材６４を配置しており、膜部６２を、ピストン側膜部６２ｐと弁体側膜部６２ｂとで二重膜とすることで、ガスが膜部６２を透過することを防止し、リング状のダイアフラム押え部材６４によって膜部６２の変形を規制することができる。
なお、本実施例では、エアー流通路２２からガスを供給又は排出することで、弁体４０の開閉を行う場合で説明したが、例えばエアー流通路２２とともに、又はエアー流通路２２に代えてエアー流通路２３からガスを供給又は排出してもよく、その他の方法であってもよい。
なお、本実施例では、エアー流通路２２からガスを供給又は排出することで、弁体４０の開閉を行う場合で説明したが、例えばエアー流通路２２とともに、又はエアー流通路２２に代えてエアー流通路２３からガスを供給又は排出してもよく、その他の方法であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【0030】
本発明は、特に半導体製造分野におけるシリコンウェハプロセスの洗浄や剥離工程において用いられるダイアフラム弁に適している。
【符号の説明】
【0031】
１ ダイアフラム弁
１０ 流路側ボディ
１１ 流入流路
１２ 流出流路
１３ 弁座
１４ 膜部連通孔
２０ 駆動側ボディ
２１ ピストン用筒状空間
２１ａ ピストン用筒状空間
２１ｂ ピストン用筒状空間
２２、２３ エアー流通路
３０ ピストン
３１ ピストン拡大部
３２ 外周円錐台部
４０ 弁体
５０ ピストン付勢手段
６０ ダイアフラム
６１ 肉厚部
６２ 膜部
６２ｂ 弁体側膜部
６２ｐ ピストン側膜部
６２ｓ 膜部空間
６３ 固定部
６４ ダイアフラム押え部材
６４ｐ ピストン側部材面
Ｂ２ 半径方向幅
Ｐ１ 半径方向幅
Ｐ２ 半径方向幅
１０ 流路側ボディ
１１ 流入流路
１２ 流出流路
１３ 弁座
１４ 膜部連通孔
２０ 駆動側ボディ
２１ ピストン用筒状空間
２１ａ ピストン用筒状空間
２１ｂ ピストン用筒状空間
２２、２３ エアー流通路
３０ ピストン
３１ ピストン拡大部
３２ 外周円錐台部
４０ 弁体
５０ ピストン付勢手段
６０ ダイアフラム
６１ 肉厚部
６２ 膜部
６２ｂ 弁体側膜部
６２ｐ ピストン側膜部
６２ｓ 膜部空間
６３ 固定部
６４ ダイアフラム押え部材
６４ｐ ピストン側部材面
Ｂ２ 半径方向幅
Ｐ１ 半径方向幅
Ｐ２ 半径方向幅
【図1】
【図2】
【図3】
