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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】P2024157208
(43)【公開日】2024-11-07
(54)【発明の名称】ダイアフラムバルブ
(51)【国際特許分類】
F16K 51/00 20060101AFI20241030BHJP
F16K 31/126 20060101ALI20241030BHJP
【ＦＩ】
F16K51/00 D
F16K31/126 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023071421
(22)【出願日】2023-04-25
(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
【テーマコード（参考）】
3H056
3H066
【Ｆターム（参考）】
3H056AA01
3H056BB45
3H056CA07
3H056CB03
3H056CD04
3H056DD04
3H056GG11
3H066AA01
3H066BA38
(57)【要約】
【課題】被制御流体が流れることによって発生するダイアフラムへの帯電を防止できるダイアフラムバルブを提供する。
【解決手段】本発明のダイアフラムバルブは、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との間に位置する流量制御流路１３と、流量制御流路１３に配置される弁体２１と、弁体２１の変位とともに変形するダイアフラム２２とを有し、ダイアフラム２２が樹脂材で形成され、ダイアフラム２２の一方には流入流路１１が形成されるダイアフラムバルブであって、ダイアフラム２２の他方には、ダイアフラム２２に接して導電シート５１を配置し、導電シート５１をアース６０接続した。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明のダイアフラムバルブは、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との間に位置する流量制御流路１３と、流量制御流路１３に配置される弁体２１と、弁体２１の変位とともに変形するダイアフラム２２とを有し、ダイアフラム２２が樹脂材で形成され、ダイアフラム２２の一方には流入流路１１が形成されるダイアフラムバルブであって、ダイアフラム２２の他方には、ダイアフラム２２に接して導電シート５１を配置し、導電シート５１をアース６０接続した。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被制御流体が流入する流入流路と、
前記被制御流体が流出する流出流路と、
前記流入流路と前記流出流路との間に位置する流量制御流路と、
前記流量制御流路に配置される弁体と、
前記弁体の変位とともに変形するダイアフラムと
を有し、
前記ダイアフラムが樹脂材で形成され、
前記ダイアフラムの一方には前記流入流路が形成されるダイアフラムバルブであって、
前記ダイアフラムの他方には、前記ダイアフラムに接して導電シートを配置し、
前記導電シートをアース接続した
ことを特徴とするダイアフラムバルブ。
前記被制御流体が流出する流出流路と、
前記流入流路と前記流出流路との間に位置する流量制御流路と、
前記流量制御流路に配置される弁体と、
前記弁体の変位とともに変形するダイアフラムと
を有し、
前記ダイアフラムが樹脂材で形成され、
前記ダイアフラムの一方には前記流入流路が形成されるダイアフラムバルブであって、
前記ダイアフラムの他方には、前記ダイアフラムに接して導電シートを配置し、
前記導電シートをアース接続した
ことを特徴とするダイアフラムバルブ。
【請求項2】
被制御流体が流入する流入流路と、
前記被制御流体が流出する流出流路と、
前記流入流路と前記流出流路との間に位置する流量制御流路と、
前記流量制御流路に配置される弁体と、
前記弁体を押圧する軸体と、
前記弁体又は前記軸体の変位とともに変形するダイアフラムと
を有し、
前記ダイアフラムとして、
前記弁体の変位とともに変形する弁体側ダイアフラムと、
前記軸体の変位とともに変形する軸体側ダイアフラムと
を有し、
前記弁体側ダイアフラムの一方には前記流入流路が形成され、前記弁体側ダイアフラムの他方には弁体側加圧室が形成され、
前記軸体側ダイアフラムの一方には前記流出流路が形成され、前記軸体側ダイアフラムの他方には軸体側加圧室が形成されるダイアフラムバルブであって、
前記弁体側ダイアフラムの前記他方、又は前記軸体側ダイアフラムの前記他方には、前記弁体側ダイアフラム又は前記軸体側ダイアフラムに接して導電シートを配置し、
前記導電シートをアース接続した
ことを特徴とするダイアフラムバルブ。
前記被制御流体が流出する流出流路と、
前記流入流路と前記流出流路との間に位置する流量制御流路と、
前記流量制御流路に配置される弁体と、
前記弁体を押圧する軸体と、
前記弁体又は前記軸体の変位とともに変形するダイアフラムと
を有し、
前記ダイアフラムとして、
前記弁体の変位とともに変形する弁体側ダイアフラムと、
前記軸体の変位とともに変形する軸体側ダイアフラムと
を有し、
前記弁体側ダイアフラムの一方には前記流入流路が形成され、前記弁体側ダイアフラムの他方には弁体側加圧室が形成され、
前記軸体側ダイアフラムの一方には前記流出流路が形成され、前記軸体側ダイアフラムの他方には軸体側加圧室が形成されるダイアフラムバルブであって、
前記弁体側ダイアフラムの前記他方、又は前記軸体側ダイアフラムの前記他方には、前記弁体側ダイアフラム又は前記軸体側ダイアフラムに接して導電シートを配置し、
前記導電シートをアース接続した
ことを特徴とするダイアフラムバルブ。
【請求項3】
前記弁体側ダイアフラムが、
前記弁体に繋がる薄肉部と、前記薄肉部の外周に形成される固定部とを有し、
前記導電シートを少なくとも前記薄肉部に配置した
ことを特徴とする請求項２に記載のダイアフラムバルブ。
前記弁体に繋がる薄肉部と、前記薄肉部の外周に形成される固定部とを有し、
前記導電シートを少なくとも前記薄肉部に配置した
ことを特徴とする請求項２に記載のダイアフラムバルブ。
【請求項4】
前記軸体側ダイアフラムが、
前記軸体に繋がる肉厚部と、前記肉厚部の外周に形成される薄肉部と、前記薄肉部の更に外周に形成される固定部とを有し、
前記導電シートを少なくとも前記薄肉部に配置した
ことを特徴とする請求項２に記載のダイアフラムバルブ。
前記軸体に繋がる肉厚部と、前記肉厚部の外周に形成される薄肉部と、前記薄肉部の更に外周に形成される固定部とを有し、
前記導電シートを少なくとも前記薄肉部に配置した
ことを特徴とする請求項２に記載のダイアフラムバルブ。
【請求項5】
前記軸体側ダイアフラムが、
前記軸体に繋がる肉厚部と、前記肉厚部の外周に形成される薄肉部と、前記薄肉部の更に外周に形成される固定部とを有し、
前記導電シートを少なくとも前記薄肉部と前記固定部とに配置した
ことを特徴とする請求項２に記載のダイアフラムバルブ。
前記軸体に繋がる肉厚部と、前記肉厚部の外周に形成される薄肉部と、前記薄肉部の更に外周に形成される固定部とを有し、
前記導電シートを少なくとも前記薄肉部と前記固定部とに配置した
ことを特徴とする請求項２に記載のダイアフラムバルブ。
【請求項6】
前記ダイアフラムと前記導電シートとが溶着されている
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バルブ。
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バルブ。
【請求項7】
前記ダイアフラムには小孔が形成され、
前記小孔によって前記被制御流体が前記導電シートに接触し、
前記導電シートによって前記小孔からの前記被制御流体の流出が阻止される
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バルブ。
前記小孔によって前記被制御流体が前記導電シートに接触し、
前記導電シートによって前記小孔からの前記被制御流体の流出が阻止される
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バルブ。
【請求項8】
前記導電シートを、カーボンナノ粒子、カーボンマイクロコイル、又は導電材を配合した樹脂シートとした
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バルブ。
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バルブ。
【請求項9】
前記導電シートの漏洩抵抗を１０４Ω～１０１１Ωとした
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バルブ。
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バルブ。
【請求項10】
前記導電シートの漏洩抵抗を１０２Ω～１０９Ωとした
ことを特徴とする請求項７に記載のダイアフラムバルブ。
ことを特徴とする請求項７に記載のダイアフラムバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ダイアフラムが樹脂材で形成されるダイアフラムバルブに関する。
【背景技術】
【0002】
半導体製造プロセスは微細化を続けており、被制御流体の純度が上がっている。
被制御流体の純度が上がることに伴い、被制御流体と樹脂製バルブの流路部との間での摩擦で静電気が発生しやすくなっている。
静電気による帯電は、最終的にコロナ放電が発生し、樹脂製バルブが静電破壊される。
静電破壊が起きることで、樹脂製バルブから薬液が流出し、被制御流体が有機溶剤であれば、火花放電を起こして発火や火災などが生じるという問題も考慮しなければならない。
樹脂製バルブの中でも、ダイアフラムバルブは、薄いフッ素樹脂ダイアフラムを用いることが多いために静電破壊を起こしやすく、特に問題となる。ダイアフラムバルブ以外で帯電防止対策を行っても、ダイアフラムバルブ内部での静電破壊を防ぐことはできない。
なお、高純度薬液の分配システムに使用されるダイアフラムバルブは、発塵量低減と高清浄度化が求められているために、金属材を用いることができない。
例えば特許文献１は、配管材であるPFAチューブの非接液外周部に導電材料を一体で押出成形する方法が開示されている。
また、特許文献２は、バルブ弁箱（バルブボディ）に導電部材を挿入し、流体をアースすることで、意図的にコロナ放電を起こすものであり、静電破壊による外部リークを低減できる。
また、特許文献３は、バルブ弁箱（バルブボディ）の材料にカーボンナノチューブを添加した材料を用いることで、バルブでのコロナ放電による外部リークを防止することを提案している。
被制御流体の純度が上がることに伴い、被制御流体と樹脂製バルブの流路部との間での摩擦で静電気が発生しやすくなっている。
静電気による帯電は、最終的にコロナ放電が発生し、樹脂製バルブが静電破壊される。
静電破壊が起きることで、樹脂製バルブから薬液が流出し、被制御流体が有機溶剤であれば、火花放電を起こして発火や火災などが生じるという問題も考慮しなければならない。
樹脂製バルブの中でも、ダイアフラムバルブは、薄いフッ素樹脂ダイアフラムを用いることが多いために静電破壊を起こしやすく、特に問題となる。ダイアフラムバルブ以外で帯電防止対策を行っても、ダイアフラムバルブ内部での静電破壊を防ぐことはできない。
なお、高純度薬液の分配システムに使用されるダイアフラムバルブは、発塵量低減と高清浄度化が求められているために、金属材を用いることができない。
例えば特許文献１は、配管材であるPFAチューブの非接液外周部に導電材料を一体で押出成形する方法が開示されている。
また、特許文献２は、バルブ弁箱（バルブボディ）に導電部材を挿入し、流体をアースすることで、意図的にコロナ放電を起こすものであり、静電破壊による外部リークを低減できる。
また、特許文献３は、バルブ弁箱（バルブボディ）の材料にカーボンナノチューブを添加した材料を用いることで、バルブでのコロナ放電による外部リークを防止することを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００３－４１７６号公報
【特許文献2】特開２００７－７８０１９号公報
【特許文献3】特開２０１７－７５６９６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１では、配管材の帯電を低減できるが、バルブ内部での帯電を防ぐことができず、コロナ臨界電圧を超えると、フッ素樹脂ダイアフラムは、静電気放電起因による破壊が発生する。このように、ダイアフラムバルブ以外で帯電防止対策を行ったとしても静電破壊を防ぐことはできない。
また、特許文献２では、導電部材付近の材料がコロナ放電によりダメージを受け、微少な塵（パーティクル）を発生させることがある。
また、特許文献３では、コロナ放電による外部リークを防止できるが、被制御流体中にカーボンナノチューブや分散剤が溶出することで被制御流体を汚染してしまう。
また、特許文献２では、導電部材付近の材料がコロナ放電によりダメージを受け、微少な塵（パーティクル）を発生させることがある。
また、特許文献３では、コロナ放電による外部リークを防止できるが、被制御流体中にカーボンナノチューブや分散剤が溶出することで被制御流体を汚染してしまう。
【0005】
そこで本発明は、被制御流体が流れることによって発生するダイアフラムへの帯電を防止できるダイアフラム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】
請求項１記載の本発明のダイアフラムバルブは、被制御流体が流入する流入流路１１と、前記被制御流体が流出する流出流路１２と、前記流入流路１１と前記流出流路１２との間に位置する流量制御流路１３と、前記流量制御流路１３に配置される弁体２１と、前記弁体２１の変位とともに変形するダイアフラム２２とを有し、前記ダイアフラム２２が樹脂材で形成され、前記ダイアフラム２２の一方には前記流入流路１１が形成されるダイアフラムバルブであって、前記ダイアフラム２２の他方には、前記ダイアフラム２２に接して導電シート５１を配置し、前記導電シート５１をアース６０接続したことを特徴とする。
請求項２記載の本発明のダイアフラムバルブは、被制御流体が流入する流入流路１１と、前記被制御流体が流出する流出流路１２と、前記流入流路１１と前記流出流路１２との間に位置する流量制御流路１３と、前記流量制御流路１３に配置される弁体２１と、前記弁体を押圧する軸体３１と、前記弁体２１又は前記軸体３１の変位とともに変形するダイアフラム３２とを有し、前記ダイアフラム３２として、前記弁体２１の変位とともに変形する弁体側ダイアフラム２２と、前記軸体３１の変位とともに変形する軸体側ダイアフラム３２とを有し、前記弁体側ダイアフラム２２の一方には前記流入流路１１が形成され、前記弁体側ダイアフラム２２の他方には弁体側加圧室１４が形成され、前記軸体側ダイアフラム３２の一方には前記流出流路１２が形成され、前記軸体側ダイアフラム３２の他方には軸体側加圧室１５が形成されるダイアフラムバルブであって、前記弁体側ダイアフラム２２の前記他方、又は前記軸体側ダイアフラム３２の前記他方には、前記弁体側ダイアフラム２２又は前記軸体側ダイアフラム３２に接して導電シート５２を配置し、前記導電シート５２をアース６０接続したことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載のダイアフラムバルブにおいて、前記弁体側ダイアフラム２２が、前記弁体２１に繋がる薄肉部２２ａと、前記薄肉部２２ａの外周に形成される固定部２２ｂとを有し、前記導電シート５１を少なくとも前記薄肉部２２ａに配置したことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項２に記載のダイアフラムバルブにおいて、前記軸体側ダイアフラム３２が、前記軸体３１に繋がる肉厚部３２ａと、前記肉厚部３２ａの外周に形成される薄肉部３２ａと、前記薄肉部３２ａの更に外周に形成される固定部３２ｃとを有し、前記導電シート５２を少なくとも前記薄肉部３２ａに配置したことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項２に記載のダイアフラムバルブにおいて、前記軸体側ダイアフラム３２が、前記軸体３１に繋がる肉厚部３２ａと、前記肉厚部３２ａの外周に形成される薄肉部３２ａと、前記薄肉部３２ａの更に外周に形成される固定部３２ｃとを有し、前記導電シート５２を少なくとも前記薄肉部３２ａと前記固定部３２ｃとに配置したことを特徴とする。
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バルブにおいて、前記ダイアフラム２２、３２と前記導電シート５１、５２とが溶着されてい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５のいずれか1項に記載のダイアフラムバルブにおいて、前記ダイアフラム２２、３２には小孔２３が形成され、前記小孔２３によって前記被制御流体が前記導電シート５１、５２に接触し、前記導電シート５１、５２によって前記小孔２３からの前記被制御流体の流出が阻止され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５のいずれか1項に記載のダイアフラムバルブにおいて、前記導電シート５１、５２を、カーボンナノ粒子、カーボンマイクロコイル、又は導電材を配合した樹脂シートとしたことを特徴とする。
請求項９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バルブにおいて、前記導電シート５１の漏洩抵抗を１０４Ω～１０１１Ωとしたことを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項７に記載のダイアフラムバルブにおいて、前記導電シート５２の漏洩抵抗を１０２Ω～１０９Ωとしたことを特徴とする。
請求項２記載の本発明のダイアフラムバルブは、被制御流体が流入する流入流路１１と、前記被制御流体が流出する流出流路１２と、前記流入流路１１と前記流出流路１２との間に位置する流量制御流路１３と、前記流量制御流路１３に配置される弁体２１と、前記弁体を押圧する軸体３１と、前記弁体２１又は前記軸体３１の変位とともに変形するダイアフラム３２とを有し、前記ダイアフラム３２として、前記弁体２１の変位とともに変形する弁体側ダイアフラム２２と、前記軸体３１の変位とともに変形する軸体側ダイアフラム３２とを有し、前記弁体側ダイアフラム２２の一方には前記流入流路１１が形成され、前記弁体側ダイアフラム２２の他方には弁体側加圧室１４が形成され、前記軸体側ダイアフラム３２の一方には前記流出流路１２が形成され、前記軸体側ダイアフラム３２の他方には軸体側加圧室１５が形成されるダイアフラムバルブであって、前記弁体側ダイアフラム２２の前記他方、又は前記軸体側ダイアフラム３２の前記他方には、前記弁体側ダイアフラム２２又は前記軸体側ダイアフラム３２に接して導電シート５２を配置し、前記導電シート５２をアース６０接続したことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載のダイアフラムバルブにおいて、前記弁体側ダイアフラム２２が、前記弁体２１に繋がる薄肉部２２ａと、前記薄肉部２２ａの外周に形成される固定部２２ｂとを有し、前記導電シート５１を少なくとも前記薄肉部２２ａに配置したことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項２に記載のダイアフラムバルブにおいて、前記軸体側ダイアフラム３２が、前記軸体３１に繋がる肉厚部３２ａと、前記肉厚部３２ａの外周に形成される薄肉部３２ａと、前記薄肉部３２ａの更に外周に形成される固定部３２ｃとを有し、前記導電シート５２を少なくとも前記薄肉部３２ａに配置したことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項２に記載のダイアフラムバルブにおいて、前記軸体側ダイアフラム３２が、前記軸体３１に繋がる肉厚部３２ａと、前記肉厚部３２ａの外周に形成される薄肉部３２ａと、前記薄肉部３２ａの更に外周に形成される固定部３２ｃとを有し、前記導電シート５２を少なくとも前記薄肉部３２ａと前記固定部３２ｃとに配置したことを特徴とする。
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バルブにおいて、前記ダイアフラム２２、３２と前記導電シート５１、５２とが溶着されてい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５のいずれか1項に記載のダイアフラムバルブにおいて、前記ダイアフラム２２、３２には小孔２３が形成され、前記小孔２３によって前記被制御流体が前記導電シート５１、５２に接触し、前記導電シート５１、５２によって前記小孔２３からの前記被制御流体の流出が阻止され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５のいずれか1項に記載のダイアフラムバルブにおいて、前記導電シート５１、５２を、カーボンナノ粒子、カーボンマイクロコイル、又は導電材を配合した樹脂シートとしたことを特徴とする。
請求項９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バルブにおいて、前記導電シート５１の漏洩抵抗を１０４Ω～１０１１Ωとしたことを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項７に記載のダイアフラムバルブにおいて、前記導電シート５２の漏洩抵抗を１０２Ω～１０９Ωとしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明のダイアフラムバルブによれば、被制御流体が流れることによって発生するダイアフラムへの帯電を導電シートによって防止でき、帯電によるコロナ放電をなくすことができる。
【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バルブは、ダイアフラムの他方には、ダイアフラムに接して導電シートを配置し、導電シートをアース接続したものである。本実施の形態によれば、被制御流体が流れることによって発生するダイアフラムへの帯電を導電シートによって防止でき、帯電によるコロナ放電をなくすことができる。
【0010】
本発明の第２の実施の形態によるダイアフラムバルブは、弁体側ダイアフラムの他方、又は軸体側ダイアフラムの他方には、弁体側ダイアフラム又は軸体側ダイアフラムに接して導電シートを配置し、導電シートをアース接続したものである。本実施の形態によれば、被制御流体が流れることによって発生する弁体側ダイアフラム及び軸体側ダイアフラムへの帯電を導電シートによって防止でき、帯電によるコロナ放電をなくすことができる。
【0011】
本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態によるダイアフラムバルブにおいて、弁体側ダイアフラムが、弁体に繋がる薄肉部と、薄肉部の外周に形成される固定部とを有し、導電シートを少なくとも薄肉部に配置したものである。本実施の形態によれば、静電気放電起因によるダメージを受けやすい薄肉部での破壊を防止することができる。
【0012】
本発明の第４の実施の形態は、第２の実施の形態によるダイアフラムバルブにおいて、軸体側ダイアフラムが、軸体に繋がる肉厚部と、肉厚部の外周に形成される薄肉部と、薄肉部の更に外周に形成される固定部とを有し、導電シートを少なくとも薄肉部に配置したものである。本実施の形態によれば、静電気放電起因によるダメージを受けやすい薄肉部での破壊を防止することができる。
【0013】
本発明の第５の実施の形態は、第２の実施の形態によるダイアフラムバルブにおいて、軸体側ダイアフラムが、軸体に繋がる肉厚部と、肉厚部の外周に形成される薄肉部と、薄肉部の更に外周に形成される固定部とを有し、導電シートを少なくとも薄肉部と固定部とに配置したものである。本実施の形態によれば、静電気放電起因によるダメージを受けやすい薄肉部での破壊を防止することができるとともにアース接続を固定部で行うことができる。
【0014】
本発明の第６の実施の形態は、第１から第５の実施の形態によるダイアフラムバルブにおいて、ダイアフラムと導電シートとが溶着されているものである。本実施の形態によれば、溶着によって帯電を確実に防止できる。
【0015】
本発明の第７の実施の形態は、第１から第５の実施の形態によるダイアフラムバルブにおいて、ダイアフラムには小孔が形成され、小孔によって被制御流体が導電シートに接触し、導電シートによって小孔からの被制御流体の流出が阻止されるものである。本実施の形態によれば、小孔によって被制御流体が導電シートに接触することで除電を行うことができ、小孔から被制御流体が流出することも導電シートによって阻止することができる。
【0016】
本発明の第８の実施の形態は、第１から第５の実施の形態によるダイアフラムバルブにおいて、導電シートを、カーボンナノ粒子、カーボンマイクロコイル、又は導電材を配合した樹脂シートとしたものである。本実施の形態によれば、カーボンナノ粒子、カーボンマイクロコイル、又は導電材の配合比によって、導電シートの漏洩抵抗値を調整することができる。
【0017】
本発明の第９の実施の形態は、第１から第５の実施の形態によるダイアフラムバルブにおいて、導電シートの漏洩抵抗を１０４Ω～１０１１Ωとしたものである。本実施の形態によれば、帯電を防止できる。
【0018】
本発明の第１０の実施の形態は、第７の実施の形態によるダイアフラムバルブにおいて、導電シートの漏洩抵抗を１０２Ω～１０９Ωとしたものである。本実施の形態によれば、除電を行いやすい。
【実施例0019】
以下本発明の一実施例によるダイアフラムバルブについて説明する。
図１は本実施例によるダイアフラムバルブを示し、図１（ａ）はダイアフラムバルブ全体の側面断面図、図１（ｂ）は弁体及び弁体側ダイアフラムの側面断面図、図１（ｃ）は導電シートの平面図を示している。
図１は本実施例によるダイアフラムバルブを示し、図１（ａ）はダイアフラムバルブ全体の側面断面図、図１（ｂ）は弁体及び弁体側ダイアフラムの側面断面図、図１（ｃ）は導電シートの平面図を示している。
【0020】
本実施例によるダイアフラムバルブは、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との間に位置する流量制御流路１３と、流量制御流路１３に配置される弁体２１と、弁体２１を押圧する軸体３１と、弁体２１の変位とともに変形する弁体側ダイアフラム２２と、軸体３１の変位とともに変形する軸体側ダイアフラム３２とを有している。
弁体２１と弁体側ダイアフラム２２とは、弁体側部材２０として樹脂で一体に成型されている。軸体３１と軸体側ダイアフラム３２とは、軸体側部材３０として樹脂で一体に成型されている。
弁体側部材２０や軸体側部材３０は、例えば、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）や架橋ＰＴＦＥ、変性ＰＴＦＥ、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）、ＥＴＦＥ（四フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂）によって形成することができる。
架橋ＰＴＦＥは、独立していた分子同士を橋架けする反応で出来ているＰＴＦＥであり、例えば化学架橋や放射線架橋などの架橋方法によって製作される。架橋ＰＴＦＥは、摺動特性において、ＰＴＦＥに対して１，０００倍以上の耐摩耗性があり、摺動相手の材料が損傷しにくい。また、架橋ＰＴＦＥは、耐変性が高く荷重に対して変形しにくく、室温及び高温のいずれでもＰＴＦＥより耐変性に優れている。また、架橋ＰＴＦＥは、切削、溶接、及び貼り付けなどの加工性、耐薬品性、非粘着性、電気特性はＰＴＦＥと同等である。
変性ＰＴＦＥは、ＰＴＦＥの主鎖を部分的変性させたもので、微量のパーフルオロアルキルビニルエーテルなどをコモノマーさせている。変性ＰＴＦＥは、ＰＴＦＥと比較して、屈曲特性やクリープ特性が改善され、ダイアフラムに使用する場合には屈曲寿命が数倍になる。
弁体２１と弁体側ダイアフラム２２とは、弁体側部材２０として樹脂で一体に成型されている。軸体３１と軸体側ダイアフラム３２とは、軸体側部材３０として樹脂で一体に成型されている。
弁体側部材２０や軸体側部材３０は、例えば、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）や架橋ＰＴＦＥ、変性ＰＴＦＥ、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）、ＥＴＦＥ（四フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂）によって形成することができる。
架橋ＰＴＦＥは、独立していた分子同士を橋架けする反応で出来ているＰＴＦＥであり、例えば化学架橋や放射線架橋などの架橋方法によって製作される。架橋ＰＴＦＥは、摺動特性において、ＰＴＦＥに対して１，０００倍以上の耐摩耗性があり、摺動相手の材料が損傷しにくい。また、架橋ＰＴＦＥは、耐変性が高く荷重に対して変形しにくく、室温及び高温のいずれでもＰＴＦＥより耐変性に優れている。また、架橋ＰＴＦＥは、切削、溶接、及び貼り付けなどの加工性、耐薬品性、非粘着性、電気特性はＰＴＦＥと同等である。
変性ＰＴＦＥは、ＰＴＦＥの主鎖を部分的変性させたもので、微量のパーフルオロアルキルビニルエーテルなどをコモノマーさせている。変性ＰＴＦＥは、ＰＴＦＥと比較して、屈曲特性やクリープ特性が改善され、ダイアフラムに使用する場合には屈曲寿命が数倍になる。
【0021】
本実施例によるダイアフラムバルブは、弁体側ダイアフラム２２の一方には流入流路１１が形成され、弁体側ダイアフラム２２の他方には弁体側加圧室１４が形成され、軸体側ダイアフラム３２の一方には流出流路１２が形成され、軸体側ダイアフラム３２の他方には軸体側加圧室１５が形成される。
弁体側加圧室１４には、弁体側ダイアフラム２２を押圧する押圧部材１４ａが配置される。押圧部材１４ａは、弾性部材１４ｂによって弁体側ダイアフラム２２の方向に付勢される。弾性部材１４ｂの端部には座金１４ｃを配置している。
軸体側加圧室１５には、加圧気体が導入され、導入される加圧気体によって軸体側ダイアフラム３２が押圧される。
なお、本実施例では、弁体側加圧室１４には弾性部材１４ｂを設けているが、弾性部材１４ｂとともに、又は弾性部材１４ｂに代えて流体により付勢してもよい。
また、本実施例では、軸体側加圧室１５には加圧気体を導入するが、加圧気体とともに又は加圧気体に代えてバネ材を設けてもよい。
弁体側加圧室１４には、弁体側ダイアフラム２２を押圧する押圧部材１４ａが配置される。押圧部材１４ａは、弾性部材１４ｂによって弁体側ダイアフラム２２の方向に付勢される。弾性部材１４ｂの端部には座金１４ｃを配置している。
軸体側加圧室１５には、加圧気体が導入され、導入される加圧気体によって軸体側ダイアフラム３２が押圧される。
なお、本実施例では、弁体側加圧室１４には弾性部材１４ｂを設けているが、弾性部材１４ｂとともに、又は弾性部材１４ｂに代えて流体により付勢してもよい。
また、本実施例では、軸体側加圧室１５には加圧気体を導入するが、加圧気体とともに又は加圧気体に代えてバネ材を設けてもよい。
【0022】
ボディ４０は、流路形成用ボディ４１と、弁体側ボディ４２と、軸体側ボディ４３とを有している。
流路形成用ボディ４１は、流入流路１１と、流出流路１２と、流量制御流路１３とを形成する。
弁体側ボディ４２は、弁体側加圧室１４を形成する。弁体側加圧室１４には呼吸孔を形成してもよい。
弁体側部材２０は、弁体側ボディ４２によって流路形成用ボディ４１に固定される。
軸体側ボディ４３は、軸体側加圧室１５と、軸体側加圧室１５に連通する設定エアポート１５ａとを形成する。
軸体側部材３０は、軸体側ボディ４３によって流路形成用ボディ４１に固定される。
流路形成用ボディ４１は、ＰＴＦＥ、架橋ＰＴＦＥ、変性ＰＴＦＥ、又はＰＦＡなどのフッ素樹脂によって形成する。弁体側ボディ４２及び軸体側ボディ４３は、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）のようなエンプラ、 ＰＴＦＥ、変性ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＥＴＦＥなどフッ素樹脂によって形成する。
流路形成用ボディ４１は、流入流路１１と、流出流路１２と、流量制御流路１３とを形成する。
弁体側ボディ４２は、弁体側加圧室１４を形成する。弁体側加圧室１４には呼吸孔を形成してもよい。
弁体側部材２０は、弁体側ボディ４２によって流路形成用ボディ４１に固定される。
軸体側ボディ４３は、軸体側加圧室１５と、軸体側加圧室１５に連通する設定エアポート１５ａとを形成する。
軸体側部材３０は、軸体側ボディ４３によって流路形成用ボディ４１に固定される。
流路形成用ボディ４１は、ＰＴＦＥ、架橋ＰＴＦＥ、変性ＰＴＦＥ、又はＰＦＡなどのフッ素樹脂によって形成する。弁体側ボディ４２及び軸体側ボディ４３は、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）のようなエンプラ、 ＰＴＦＥ、変性ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＥＴＦＥなどフッ素樹脂によって形成する。
【0023】
弁体２１は、弁体側ダイアフラム２２に繋がる接続部２１ａと、軸体３１によって押圧されるとともに弁座４０ａに当接する当接部２１ｂとを有する。
接続部２１ａは、円柱形状をしており、一方が弁体側ダイアフラム２２に繋がり、他方が当接部２１ｂに繋がる。当接部２１ｂは、円錐台形状をしている。
接続部２１ａは、円柱形状をしており、一方が弁体側ダイアフラム２２に繋がり、他方が当接部２１ｂに繋がる。当接部２１ｂは、円錐台形状をしている。
【0024】
弁体側ダイアフラム２２は、弁体２１に繋がる薄肉部２２ａと、薄肉部２２ａの外周に形成される固定部２２ｂとを有する。弁体側ダイアフラム２２は、薄肉部２２ａの中央部で接続部２１ａと繋がる。
【0025】
流入流路１１から流入する被制御流体は、流量制御流路１３を通り、流出流路１２から流出する。
軸体側ダイアフラム３２は、軸体側加圧室１５の気体圧力によって軸体３１が弁体２１を押圧する方向に変形する。設定エアポート１５ａから加圧気体を導入し又は加圧気体を排出することで、軸体側加圧室１５の設定圧力を調整する。
弁体側ダイアフラム２２は、弁体側加圧室１４の押圧力によって弁体２１が軸体３１を押圧する方向に変形する。弁体側加圧室１４の押圧力は、弾性部材１４ｂによって設定される。
流量制御流路１３に被制御流体が流れている状態では、軸体３１は軸体側ダイアフラム３２によって弁体２１を押圧し、弁体２１は弁体側ダイアフラム２２によって軸体３１を押圧するので、弁体２１と軸体３１は当接した状態である。
軸体側ダイアフラム３２は、軸体側加圧室１５の気体圧力によって軸体３１が弁体２１を押圧する方向に変形する。設定エアポート１５ａから加圧気体を導入し又は加圧気体を排出することで、軸体側加圧室１５の設定圧力を調整する。
弁体側ダイアフラム２２は、弁体側加圧室１４の押圧力によって弁体２１が軸体３１を押圧する方向に変形する。弁体側加圧室１４の押圧力は、弾性部材１４ｂによって設定される。
流量制御流路１３に被制御流体が流れている状態では、軸体３１は軸体側ダイアフラム３２によって弁体２１を押圧し、弁体２１は弁体側ダイアフラム２２によって軸体３１を押圧するので、弁体２１と軸体３１は当接した状態である。
【0026】
流入流路１１から流入する被制御流体による流入側圧力が上昇し、設定圧力に対して高くなると、軸体側ダイアフラム３２は、流入側圧力によって軸体３１が弁体２１から離間する方向に変形する。
軸体３１が弁体２１から離間する方向に変位することで弁体２１は軸体３１とともに変位する。すなわち、弁体２１は、弁座４０ａに近接する方向に変位するため、流量制御流路１３が絞られる。
流量制御流路１３が絞られることで、流出流路１２から流出する被制御流体による流出側圧力が上昇することを防ぐことができる。
一方、流入流路１１から流入する被制御流体による流入側圧力が低下し、設定圧力に対して低くなると、軸体側ダイアフラム３２は、軸体３１が弁体２１を押圧する方向に変形する。
軸体３１が弁体２１を押圧する方向に変位することで弁体２１は変位する。すなわち、弁体２１は、弁座４０ａから離間する方向に変位するため、流量制御流路１３が拡大する。
流量制御流路１３が拡大することで、流出流路１２から流出する被制御流体による流出側圧力が低下することを防ぐことができる。
このように本実施例によるダイアフラムバルブは、流入流路１１から流入する被制御流体による流入側圧力が変動しても、軸体側ダイアフラム３２が変形することによって、流出流路１２から流出する被制御流体による流出側圧力を一定に維持することができる。なお、弁体２１を軸体３１とともに変位させるために、弁体側ダイアフラム２２も、流入側圧力の変動とともに変形する。
軸体３１が弁体２１から離間する方向に変位することで弁体２１は軸体３１とともに変位する。すなわち、弁体２１は、弁座４０ａに近接する方向に変位するため、流量制御流路１３が絞られる。
流量制御流路１３が絞られることで、流出流路１２から流出する被制御流体による流出側圧力が上昇することを防ぐことができる。
一方、流入流路１１から流入する被制御流体による流入側圧力が低下し、設定圧力に対して低くなると、軸体側ダイアフラム３２は、軸体３１が弁体２１を押圧する方向に変形する。
軸体３１が弁体２１を押圧する方向に変位することで弁体２１は変位する。すなわち、弁体２１は、弁座４０ａから離間する方向に変位するため、流量制御流路１３が拡大する。
流量制御流路１３が拡大することで、流出流路１２から流出する被制御流体による流出側圧力が低下することを防ぐことができる。
このように本実施例によるダイアフラムバルブは、流入流路１１から流入する被制御流体による流入側圧力が変動しても、軸体側ダイアフラム３２が変形することによって、流出流路１２から流出する被制御流体による流出側圧力を一定に維持することができる。なお、弁体２１を軸体３１とともに変位させるために、弁体側ダイアフラム２２も、流入側圧力の変動とともに変形する。
【0027】
流出側圧力が高くなると、軸体側ダイアフラム３２は、流出側圧力によって軸体３１が弁体２１から離間する方向に変形する。
軸体３１が弁体２１から離間する方向に変位することで、弁体２１は軸体３１とともに変位し、弁体２１は弁座４０ａに当接する。
弁体２１が弁座４０ａに当接した状態でも、流出側圧力が設定圧力よりも高い場合には、軸体３１は弁体２１から離間する。
従って、流出側圧力が高くなり、弁体２１が弁座４０ａに当接しても、弁体２１には、弾性部材１４ｂによる押圧力だけで、流出側圧力による負荷が加わることがない。
軸体３１が弁体２１から離間する方向に変位することで、弁体２１は軸体３１とともに変位し、弁体２１は弁座４０ａに当接する。
弁体２１が弁座４０ａに当接した状態でも、流出側圧力が設定圧力よりも高い場合には、軸体３１は弁体２１から離間する。
従って、流出側圧力が高くなり、弁体２１が弁座４０ａに当接しても、弁体２１には、弾性部材１４ｂによる押圧力だけで、流出側圧力による負荷が加わることがない。
【0028】
弁体側ダイアフラム２２の他方には、弁体側ダイアフラム２２に接して導電シート５１を配置している。
また、導電シート５１は、金属材料からなる弾性部材１４ｂや座金１４ｃを介してアース６０に接続されている。
本実施例では、導電シート５１を薄肉部２２ａに配置している。このように、導電シート５１を少なくとも薄肉部２２ａに配置することで、静電気放電起因によるダメージを受けやすい薄肉部２２ａでの破壊を防止することができる。
本実施例によれば、弁体側ダイアフラム２２に接して導電シート５１を配置することで、被制御流体が流れることによって発生する弁体側ダイアフラム２２及び軸体側ダイアフラム３２への帯電を導電シート５１によって防止でき、帯電によるコロナ放電をなくすことができる。
また、図示のように、弁体側ダイアフラム２２に小孔２３を形成し、小孔２３によって被制御流体が導電シート５１に接触するようにしてもよい。なお、導電シート５１によって小孔２３からの被制御流体の流出を阻止している。
このように、小孔２３によって被制御流体が導電シート５１に接触することで除電を行うことができ、小孔２３から被制御流体が流出することも導電シート５１によって阻止することができる。
また、導電シート５１は、金属材料からなる弾性部材１４ｂや座金１４ｃを介してアース６０に接続されている。
本実施例では、導電シート５１を薄肉部２２ａに配置している。このように、導電シート５１を少なくとも薄肉部２２ａに配置することで、静電気放電起因によるダメージを受けやすい薄肉部２２ａでの破壊を防止することができる。
本実施例によれば、弁体側ダイアフラム２２に接して導電シート５１を配置することで、被制御流体が流れることによって発生する弁体側ダイアフラム２２及び軸体側ダイアフラム３２への帯電を導電シート５１によって防止でき、帯電によるコロナ放電をなくすことができる。
また、図示のように、弁体側ダイアフラム２２に小孔２３を形成し、小孔２３によって被制御流体が導電シート５１に接触するようにしてもよい。なお、導電シート５１によって小孔２３からの被制御流体の流出を阻止している。
このように、小孔２３によって被制御流体が導電シート５１に接触することで除電を行うことができ、小孔２３から被制御流体が流出することも導電シート５１によって阻止することができる。
【0029】
図２は本発明の他の実施例によるダイアフラムバルブを示し、図２（ａ）はダイアフラムバルブ全体の側面断面図、図２（ｂ）は軸体側部材及び導電シートの側面断面図、図２（ｃ）は軸体側部材の底面図、図２（ｄ）は導電シートの平面図を示している。なお、図１と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
【0030】
軸体３１は、円柱形状をしており、弁体２１を押圧する当接部３１ａを有する。
軸体側ダイアフラム３２は、軸体３１に繋がる肉厚部３２ａと、肉厚部３２ａの外周に形成される薄肉部３２ｂと、薄肉部３２ｂの更に外周に形成される固定部３２ｃとを有する。軸体側ダイアフラム３２は、肉厚部３２ａの中央部で軸体３１と繋がる。
軸体側ダイアフラム３２は、軸体３１に繋がる肉厚部３２ａと、肉厚部３２ａの外周に形成される薄肉部３２ｂと、薄肉部３２ｂの更に外周に形成される固定部３２ｃとを有する。軸体側ダイアフラム３２は、肉厚部３２ａの中央部で軸体３１と繋がる。
【0031】
軸体側ダイアフラム３２の他方には、軸体側ダイアフラム３２に接して導電シート５２を配置している。
また、導電シート５２はアース６０に接続されている。
本実施例では、導電シート５２を肉厚部３２ａと、薄肉部３２ｂと、固定部３２ｃとに配置している。
このように、導電シート５２を少なくとも薄肉部３２ｂに配置することで、静電気放電起因によるダメージを受けやすい薄肉部３２ｂでの破壊を防止することができる。
また、導電シート５２を少なくとも薄肉部３２ｂと固定部３２ｃとに配置することで、静電気放電起因によるダメージを受けやすい薄肉部３２ｂでの破壊を防止することができるとともにアース６０への接続を固定部３２ｃを利用して行うことができる。
本実施例によれば、軸体側ダイアフラム３２に接して導電シート５２を配置することで、被制御流体が流れることによって発生する弁体側ダイアフラム２２及び軸体側ダイアフラム３２への帯電を導電シート５２によって防止でき、帯電によるコロナ放電をなくすことができる。
なお、弁体側ダイアフラム２２と同様に、軸体側ダイアフラム３２に小孔２３を形成し、小孔２３によって被制御流体が導電シート５２に接触するようにしてもよい。なお、導電シート５２によって小孔２３からの被制御流体の流出を阻止している。
このように、小孔２３によって被制御流体が導電シート５２に接触することで除電を行うことができ、小孔２３から被制御流体が流出することも導電シート５２によって阻止することができる。
また、本実施例では、弁体側ダイアフラム２２に接して導電シート５１を配置し、軸体側ダイアフラム３２に接して導電シート５２を配置したものを示しているが、弁体側ダイアフラム２２に接する導電シート５１は設けず、軸体側ダイアフラム３２に接する導電シート５２だけでもよい。
また、導電シート５２はアース６０に接続されている。
本実施例では、導電シート５２を肉厚部３２ａと、薄肉部３２ｂと、固定部３２ｃとに配置している。
このように、導電シート５２を少なくとも薄肉部３２ｂに配置することで、静電気放電起因によるダメージを受けやすい薄肉部３２ｂでの破壊を防止することができる。
また、導電シート５２を少なくとも薄肉部３２ｂと固定部３２ｃとに配置することで、静電気放電起因によるダメージを受けやすい薄肉部３２ｂでの破壊を防止することができるとともにアース６０への接続を固定部３２ｃを利用して行うことができる。
本実施例によれば、軸体側ダイアフラム３２に接して導電シート５２を配置することで、被制御流体が流れることによって発生する弁体側ダイアフラム２２及び軸体側ダイアフラム３２への帯電を導電シート５２によって防止でき、帯電によるコロナ放電をなくすことができる。
なお、弁体側ダイアフラム２２と同様に、軸体側ダイアフラム３２に小孔２３を形成し、小孔２３によって被制御流体が導電シート５２に接触するようにしてもよい。なお、導電シート５２によって小孔２３からの被制御流体の流出を阻止している。
このように、小孔２３によって被制御流体が導電シート５２に接触することで除電を行うことができ、小孔２３から被制御流体が流出することも導電シート５２によって阻止することができる。
また、本実施例では、弁体側ダイアフラム２２に接して導電シート５１を配置し、軸体側ダイアフラム３２に接して導電シート５２を配置したものを示しているが、弁体側ダイアフラム２２に接する導電シート５１は設けず、軸体側ダイアフラム３２に接する導電シート５２だけでもよい。
【0032】
図３は本発明の更に他の実施例によるダイアフラムバルブを示している。
図３はダイアフラムバルブの断面図であり、本実施例によるダイアフラムバルブ１は、流路側ボディ４４と駆動側ボディ４５とでボディ４０を形成している。
流路側ボディ４４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との間に位置する流量制御流路１３と、流量制御流路１３に配置される弁体２１と、弁体２１の変位とともに変形するダイアフラム２２とを有している。
図３はダイアフラムバルブの断面図であり、本実施例によるダイアフラムバルブ１は、流路側ボディ４４と駆動側ボディ４５とでボディ４０を形成している。
流路側ボディ４４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との間に位置する流量制御流路１３と、流量制御流路１３に配置される弁体２１と、弁体２１の変位とともに変形するダイアフラム２２とを有している。
【0033】
弁体２１と弁体側ダイアフラム２２とは、弁体側部材２０として樹脂で一体に成型されている。
弁体側部材２０は、例えば、ＰＴＦＥや架橋ＰＴＦＥ、変性ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥによって形成することができる。
架橋ＰＴＦＥは、独立していた分子同士を橋架けする反応で出来ているＰＴＦＥであり、例えば化学架橋や放射線架橋などの架橋方法によって製作される。架橋ＰＴＦＥは、摺動特性において、ＰＴＦＥに対して１，０００倍以上の耐摩耗性があり、摺動相手の材料が損傷しにくい。また、架橋ＰＴＦＥは、耐変性が高く荷重に対して変形しにくく、室温及び高温のいずれでもＰＴＦＥより耐変性に優れている。また、架橋ＰＴＦＥは、切削、溶接、及び貼り付けなどの加工性、耐薬品性、非粘着性、電気特性はＰＴＦＥと同等である。
変性ＰＴＦＥは、ＰＴＦＥの主鎖を部分的変性させたもので、微量のパーフルオロアルキルビニルエーテルなどをコモノマーさせている。変性ＰＴＦＥは、ＰＴＦＥと比較して、屈曲特性やクリープ特性が改善され、ダイアフラムに使用する場合には屈曲寿命が数倍になる。
弁体側部材２０は、例えば、ＰＴＦＥや架橋ＰＴＦＥ、変性ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥによって形成することができる。
架橋ＰＴＦＥは、独立していた分子同士を橋架けする反応で出来ているＰＴＦＥであり、例えば化学架橋や放射線架橋などの架橋方法によって製作される。架橋ＰＴＦＥは、摺動特性において、ＰＴＦＥに対して１，０００倍以上の耐摩耗性があり、摺動相手の材料が損傷しにくい。また、架橋ＰＴＦＥは、耐変性が高く荷重に対して変形しにくく、室温及び高温のいずれでもＰＴＦＥより耐変性に優れている。また、架橋ＰＴＦＥは、切削、溶接、及び貼り付けなどの加工性、耐薬品性、非粘着性、電気特性はＰＴＦＥと同等である。
変性ＰＴＦＥは、ＰＴＦＥの主鎖を部分的変性させたもので、微量のパーフルオロアルキルビニルエーテルなどをコモノマーさせている。変性ＰＴＦＥは、ＰＴＦＥと比較して、屈曲特性やクリープ特性が改善され、ダイアフラムに使用する場合には屈曲寿命が数倍になる。
【0034】
駆動側ボディ４５は、ピストン７０を配置するピストン用筒状空間４６を内部に形成する。ピストン７０の一端には弁体２１が配置される。
ピストン用筒状空間４６には、ピストン７０を付勢するピストン付勢手段７１を有している。ピストン付勢手段７１は、弁体２１が弁座４０ａに当接する方向にピストン７０を付勢する。
ピストン７０には、ピストン拡大部７２を形成している。ピストン付勢手段７１は、ピストン拡大部７２を押圧することで、ピストン７０を付勢する。ピストン付勢手段７１には例えばコイルばねを用いることができる。
ダイアフラム２２は、流路側ボディ４４とダイアフラム押え７３とによって保持されている。ピストン７０は、ダイアフラム押え７３の中心部で変位する。
駆動側ボディ４５には、エアー流通路４７ａ、４７ｂを形成している。
エアー流通路４７ａは、ダイアフラム押え７３とピストン拡大部７２との間のピストン用筒状空間４６ａに連通し、エアー流通路４７ｂは、ピストン付勢手段７１が配置されるピストン用筒状空間４６ｂに連通している。
ダイアフラム押え７３とダイアフラム２２との間にはピストン用筒状空間４６ｃを形成している。ピストン用筒状空間４６ｃは、連通路４６ｄによってダイアフラムバルブの外部に連通している。
ダイアフラム２２は、流量制御流路１３とピストン用筒状空間４６とを仕切っている。従って、ダイアフラム２２の一方には流入流路１１が形成されている。
なお、ダイアフラム２２は、ダイアフラム押え７３を設けることなく、流路側ボディ４４と駆動側ボディ４５とによって保持されてもよい。また、本実施例では、ダイアフラム押え７３がピストン７０を支持する機能を備えているが、ダイアフラム押え７３はピストン７０を支持する機能を備えていなくてもよい。
ピストン用筒状空間４６には、ピストン７０を付勢するピストン付勢手段７１を有している。ピストン付勢手段７１は、弁体２１が弁座４０ａに当接する方向にピストン７０を付勢する。
ピストン７０には、ピストン拡大部７２を形成している。ピストン付勢手段７１は、ピストン拡大部７２を押圧することで、ピストン７０を付勢する。ピストン付勢手段７１には例えばコイルばねを用いることができる。
ダイアフラム２２は、流路側ボディ４４とダイアフラム押え７３とによって保持されている。ピストン７０は、ダイアフラム押え７３の中心部で変位する。
駆動側ボディ４５には、エアー流通路４７ａ、４７ｂを形成している。
エアー流通路４７ａは、ダイアフラム押え７３とピストン拡大部７２との間のピストン用筒状空間４６ａに連通し、エアー流通路４７ｂは、ピストン付勢手段７１が配置されるピストン用筒状空間４６ｂに連通している。
ダイアフラム押え７３とダイアフラム２２との間にはピストン用筒状空間４６ｃを形成している。ピストン用筒状空間４６ｃは、連通路４６ｄによってダイアフラムバルブの外部に連通している。
ダイアフラム２２は、流量制御流路１３とピストン用筒状空間４６とを仕切っている。従って、ダイアフラム２２の一方には流入流路１１が形成されている。
なお、ダイアフラム２２は、ダイアフラム押え７３を設けることなく、流路側ボディ４４と駆動側ボディ４５とによって保持されてもよい。また、本実施例では、ダイアフラム押え７３がピストン７０を支持する機能を備えているが、ダイアフラム押え７３はピストン７０を支持する機能を備えていなくてもよい。
【0035】
弁体２１はピストン３０の移動に伴って変位し、ダイアフラム２２は、弁体２１の変位とともに変形する。
ダイアフラム２２は、弁体２１に繋がる薄肉部２２ａと、薄肉部２２ａの外周に形成される固定部２２ｂとを有する。
ダイアフラム２２の他方には、ダイアフラム２２に接して導電シート５３を配置している。
また、導電シート５３はアース６０に接続されている。
本実施例では、導電シート５３を、薄肉部２２ａと固定部２２ｂとに配置している。
このように、導電シート５３を少なくとも薄肉部２２ａに配置することで、静電気放電起因によるダメージを受けやすい薄肉部２２ａでの破壊を防止することができる。
また、導電シート５３を少なくとも薄肉部２２ａと固定部２２ｂとに配置することで、静電気放電起因によるダメージを受けやすい薄肉部２２ａでの破壊を防止することができるとともにアース６０への接続を、固定部２２ｂを利用して行うことができる。
本実施例によれば、ダイアフラム２２に接して導電シート５３を配置することで、被制御流体が流れることによって発生するダイアフラム２２への帯電を導電シート５３によって防止でき、帯電によるコロナ放電をなくすことができる。
なお、図１に示す弁体側ダイアフラム２２と同様に、ダイアフラム２２に小孔２３を形成し、小孔２３によって被制御流体が導電シート５３に接触するようにしてもよい。なお、小孔２３からの被制御流体の流出は、導電シート５３によって阻止する。
このように、小孔２３によって被制御流体が導電シート５３に接触することで除電を行うことができ、小孔２３から被制御流体が流出することも導電シート５３によって阻止することができる。
ダイアフラム２２は、弁体２１に繋がる薄肉部２２ａと、薄肉部２２ａの外周に形成される固定部２２ｂとを有する。
ダイアフラム２２の他方には、ダイアフラム２２に接して導電シート５３を配置している。
また、導電シート５３はアース６０に接続されている。
本実施例では、導電シート５３を、薄肉部２２ａと固定部２２ｂとに配置している。
このように、導電シート５３を少なくとも薄肉部２２ａに配置することで、静電気放電起因によるダメージを受けやすい薄肉部２２ａでの破壊を防止することができる。
また、導電シート５３を少なくとも薄肉部２２ａと固定部２２ｂとに配置することで、静電気放電起因によるダメージを受けやすい薄肉部２２ａでの破壊を防止することができるとともにアース６０への接続を、固定部２２ｂを利用して行うことができる。
本実施例によれば、ダイアフラム２２に接して導電シート５３を配置することで、被制御流体が流れることによって発生するダイアフラム２２への帯電を導電シート５３によって防止でき、帯電によるコロナ放電をなくすことができる。
なお、図１に示す弁体側ダイアフラム２２と同様に、ダイアフラム２２に小孔２３を形成し、小孔２３によって被制御流体が導電シート５３に接触するようにしてもよい。なお、小孔２３からの被制御流体の流出は、導電シート５３によって阻止する。
このように、小孔２３によって被制御流体が導電シート５３に接触することで除電を行うことができ、小孔２３から被制御流体が流出することも導電シート５３によって阻止することができる。
【0036】
流路側ボディ４４は、ＰＴＦＥ、架橋ＰＴＦＥ、変性ＰＴＦＥ、又はＰＦＡなどのフッ素樹脂によって形成する。駆動側ボディ４５は、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）のようなエンプラ、 ＰＴＦＥ、変性ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＥＴＦＥなどフッ素樹脂によって形成する。
【0037】
図３は、弁体２１が全閉状態を示している。
エアー流通路４７ａからガスをピストン用筒状空間４６ａに供給することで、ピストン付勢手段７１の付勢に対向する方向に圧力をピストン７０に加える。従って、ピストン７０は、弁体２１を弁座４０ａから離間させる方向に移動する。
弁体２１が弁座４０ａ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２２には被制御流体の圧力が加わる。ピストン用筒状空間４６ｂのガスは、エアー流通路４７ｂから排出される。
また、弁体２１を全開状態から閉状態とするには、ピストン用筒状空間４６ａにあるガスを、エアー流通路４７ａから排出する。ガスをピストン用筒状空間４６ａから排出することで、ピストン用筒状空間４６ａの圧力は低下し、ピストン７０はピストン付勢手段７１の付勢によって弁座４０ａに近接する方向に移動する。ピストン用筒状空間４６ｂには、エアー流通路４７ａからガスが吸入される。
弁体２１が閉状態では、ピストン付勢手段７１の付勢によって弁体２１が弁座４０ａに当接する。
エアー流通路４７ａからガスをピストン用筒状空間４６ａに供給することで、ピストン付勢手段７１の付勢に対向する方向に圧力をピストン７０に加える。従って、ピストン７０は、弁体２１を弁座４０ａから離間させる方向に移動する。
弁体２１が弁座４０ａ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２２には被制御流体の圧力が加わる。ピストン用筒状空間４６ｂのガスは、エアー流通路４７ｂから排出される。
また、弁体２１を全開状態から閉状態とするには、ピストン用筒状空間４６ａにあるガスを、エアー流通路４７ａから排出する。ガスをピストン用筒状空間４６ａから排出することで、ピストン用筒状空間４６ａの圧力は低下し、ピストン７０はピストン付勢手段７１の付勢によって弁座４０ａに近接する方向に移動する。ピストン用筒状空間４６ｂには、エアー流通路４７ａからガスが吸入される。
弁体２１が閉状態では、ピストン付勢手段７１の付勢によって弁体２１が弁座４０ａに当接する。
【0038】
弁体側ダイアフラム２２と導電シート５１とは、少なくとも一部が溶着されていることが好ましく、全面で溶着されていることが更に好ましい。
また、軸体側ダイアフラム３２と導電シート５２についても、少なくとも一部が溶着されていることが好ましく、全面で溶着されていることが更に好ましい。
また、ダイアフラム２２と導電シート５３についても、少なくとも一部が溶着されていることが好ましく、全面で溶着されていることが更に好ましい。
ダイアフラム２２、３２と導電シート５１、５２、５３とを溶着することで帯電を確実に防止できる。
導電シート５１、５２、５３は、カーボンナノ粒子、カーボンマイクロコイル、又は導電材を配合した樹脂シートとすることで、カーボンナノ粒子、カーボンマイクロコイル、又は導電材の配合比によって、導電シート５１、５２、５３の漏洩抵抗値を調整することができる。なお、導電シート５１、５２、５３には、フッ素樹脂（PTFE、変性PTFE、PFA、ETFE、フッ素ゴム等）が適している。
また、軸体側ダイアフラム３２と導電シート５２についても、少なくとも一部が溶着されていることが好ましく、全面で溶着されていることが更に好ましい。
また、ダイアフラム２２と導電シート５３についても、少なくとも一部が溶着されていることが好ましく、全面で溶着されていることが更に好ましい。
ダイアフラム２２、３２と導電シート５１、５２、５３とを溶着することで帯電を確実に防止できる。
導電シート５１、５２、５３は、カーボンナノ粒子、カーボンマイクロコイル、又は導電材を配合した樹脂シートとすることで、カーボンナノ粒子、カーボンマイクロコイル、又は導電材の配合比によって、導電シート５１、５２、５３の漏洩抵抗値を調整することができる。なお、導電シート５１、５２、５３には、フッ素樹脂（PTFE、変性PTFE、PFA、ETFE、フッ素ゴム等）が適している。
【0039】
ダイアフラム２２、３２に小孔２３を設けない場合には、導電シート５１、５２、５３の漏洩抵抗を１０４Ω～１０１１Ωとすることで、帯電を防止できる。
また、ダイアフラム２２、３２に小孔２３を設ける場合には、導電シート５１、５２、５３の漏洩抵抗を１０２Ω～１０９Ωとすることで、除電を行いやすい。
また、ダイアフラム２２、３２に小孔２３を設ける場合には、導電シート５１、５２、５３の漏洩抵抗を１０２Ω～１０９Ωとすることで、除電を行いやすい。
【0040】
以上のように、ダイアフラム２２、３２の他方には、ダイアフラム２２、３２に接して導電シート５１、５２、５３を配置し、導電シート５１、５２、５３をアース６０に接続することで、被制御流体が流れることによって発生するダイアフラム２２、３２への帯電を導電シート５１、５２、５３によって防止でき、帯電によるコロナ放電をなくすことができる。
なお、アース６０は、接地に限られるものではなく、金属筐体、導電性の排水管、又は導電性部材など、導電シート５１、５２、５３より静電容量が大きい部材に導電シート５１、５２、５３が接続されていればよい。
なお、アース６０は、接地に限られるものではなく、金属筐体、導電性の排水管、又は導電性部材など、導電シート５１、５２、５３より静電容量が大きい部材に導電シート５１、５２、５３が接続されていればよい。
【産業上の利用可能性】
【0041】
本発明は、半導体製造分野において精密な流量制御及び高清浄度が要求されるダイアフラムバルブに適している。
【符号の説明】
【0042】
１１ 流入流路
１２ 流出流路
１３ 流量制御流路
１４ 弁体側加圧室
１４ａ 押圧部材
１４ｂ 弾性部材
１４ｃ 座金
１５ 軸体側加圧室
１５ａ 設定エアポート
２０ 弁体側部材
２１ 弁体
２１ａ 接続部
２１ｂ 当接部
２２ 弁体側ダイアフラム（ダイアフラム）
２２ａ 薄肉部
２２ｂ 固定部
２３ 小孔
３０ 軸体側部材
３１ 軸体
３１ａ 当接部
３２ 軸体側ダイアフラム（ダイアフラム）
３２ａ 肉厚部
３２ｂ 薄肉部
３２ｃ 固定部
４０ ボディ
４０ａ 弁座
４１ 流路形成用ボディ
４２ 弁体側ボディ
４３ 軸体側ボディ
４４ 流路側ボディ
４５ 駆動側ボディ
４６、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ ピストン用筒状空間
４６ｄ 連通路
４７ａ、４７ｂ エアー流通路
５１、５２、５３ 導電シート
６０ アース
７０ ピストン
７１ ピストン付勢手段
７２ ピストン拡大部
７３ ダイアフラム押え
１２ 流出流路
１３ 流量制御流路
１４ 弁体側加圧室
１４ａ 押圧部材
１４ｂ 弾性部材
１４ｃ 座金
１５ 軸体側加圧室
１５ａ 設定エアポート
２０ 弁体側部材
２１ 弁体
２１ａ 接続部
２１ｂ 当接部
２２ 弁体側ダイアフラム（ダイアフラム）
２２ａ 薄肉部
２２ｂ 固定部
２３ 小孔
３０ 軸体側部材
３１ 軸体
３１ａ 当接部
３２ 軸体側ダイアフラム（ダイアフラム）
３２ａ 肉厚部
３２ｂ 薄肉部
３２ｃ 固定部
４０ ボディ
４０ａ 弁座
４１ 流路形成用ボディ
４２ 弁体側ボディ
４３ 軸体側ボディ
４４ 流路側ボディ
４５ 駆動側ボディ
４６、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ ピストン用筒状空間
４６ｄ 連通路
４７ａ、４７ｂ エアー流通路
５１、５２、５３ 導電シート
６０ アース
７０ ピストン
７１ ピストン付勢手段
７２ ピストン拡大部
７３ ダイアフラム押え
【図1】
【図2】
【図3】
