特許 7300710 サックバックバルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-22

(45)【発行日】2023-06-30

(54)【発明の名称】サックバックバルブ

(51)【国際特許分類】

   F16K 23/00 20060101AFI20230623BHJP

   F16K 31/122 20060101ALI20230623BHJP

【ＦＩ】

F16K23/00

F16K31/122

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019089538

(22)【出願日】2019-05-10

(65)【公開番号】P2020186742

(43)【公開日】2020-11-19

【審査請求日】2021-12-17

(73)【特許権者】

【識別番号】591257111

【氏名又は名称】サーパス工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100140914

【弁理士】

【氏名又は名称】三苫 貴織

(74)【代理人】

【識別番号】100136168

【弁理士】

【氏名又は名称】川上 美紀

(74)【代理人】

【識別番号】100172524

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】井上 淳史

【審査官】笹岡 友陽

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－２１７８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０６８５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０９０６３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２４７３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６０－０５８９７９（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ ２３／００

Ｆ１６Ｋ ３１／１２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体が流入する流入流路と弁室と前記弁室から導かれる液体を外部へ流出させる流出流路と前記流入流路から前記弁室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または離間することにより前記弁孔を閉状態または開状態とする弁体部と、
前記ハウジング部に取り付けられるとともに前記弁室と該弁室に隣接する隣接空間とを隔離するダイヤフラム部と、
前記弁体部と前記弁座部とを接触または離間させて前記閉状態と前記開状態を切り替える開閉機構と、
前記弁体部が前記弁座部に接触した前記閉状態を維持したまま前記ダイヤフラム部を前記弁座部から離間する方向に移動させて前記弁室の容積を増加させるサックバック機構と、を備え、
前記弁体部と前記ダイヤフラム部とが一体に成形されており、
前記開閉機構が前記隣接空間に配置されており、
前記弁体部と前記開閉機構とが前記隣接空間において連結されており、
前記弁体部は、前記開閉機構により軸線に沿って移動するとともに前記軸線に直交する平面上に配置される円環状の弁体面を有し、
前記弁座部は、前記軸線に直交する平面上に配置されるとともに前記弁体面よりも前記軸線に直交する径方向の幅が長い円環状の弁座面を有し、
前記閉状態において前記弁体面と前記弁座面とが接触して円環状のシール領域を形成するサックバックバルブ。

【請求項2】

液体が流入する流入流路と弁室と前記弁室から導かれる液体を外部へ流出させる流出流路と前記流入流路から前記弁室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または離間することにより前記弁孔を閉状態または開状態とする弁体部と、
前記ハウジング部に取り付けられるとともに前記弁室と該弁室に隣接する隣接空間とを隔離するダイヤフラム部と、
前記弁体部と前記弁座部とを接触または離間させて前記閉状態と前記開状態を切り替える開閉機構と、
前記弁体部が前記弁座部に接触した前記閉状態を維持したまま前記ダイヤフラム部を前記弁座部から離間する方向に移動させて前記弁室の容積を増加させるサックバック機構と、を備え、
前記弁体部と前記ダイヤフラム部とが一体に成形されており、
前記開閉機構が前記隣接空間に配置されており、
前記弁体部と前記開閉機構とが前記隣接空間において連結されており、
前記ダイヤフラム部は、
前記サックバック機構に連結される基部と、
前記基部と前記弁体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、
前記弁体部は、前記開閉機構により軸線に沿って移動するとともに前記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は、前記弁体部の外周面と前記軸線に直交する径方向の位置が一致する接続位置で該弁体部に接続されるサックバックバルブ。

【請求項3】

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２に記載のサックバックバルブ。

【請求項4】

前記開閉機構は、
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一端が前記弁体部に連結され、外部から導入される流体の圧力により前記弁体部を前記弁座部から離間させる方向の付勢力を受ける軸状部材と、
前記弁体部を前記弁座部に近接させる方向の付勢力を前記軸状部材に伝達する第１付勢力発生部と、を有する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のサックバックバルブ。

【請求項5】

前記サックバック機構は、
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一端が前記ダイヤフラム部に連結され、外部から導入される流体の圧力により前記ダイヤフラム部を前記弁座部に近接させる方向の付勢力を受ける筒状部材と、
前記ダイヤフラム部を前記弁座部から離間させる方向の付勢力を前記筒状部材に伝達する第２付勢力発生部と、を有し、
前記筒状部材は、前記軸状部材を前記軸線に沿って移動可能に内周面に沿って収容する請求項４に記載のサックバックバルブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、サックバックバルブに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、薬液等の液体が流通する配管に設置される開閉弁において、全閉操作時に生じる液だれを防止するサックバック動作を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－６８５６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示されるサックバックバルブは、バルブ本体に設けられたシート部に密着して流体流路を全閉状態とする弁体と、弁体をサックバック室から分離するダイヤフラムの基部とが、バルブ本体の内部空間において螺合により連結されている。バルブ本体の内部空間は液体が流通する空間であるため、弁体とダイヤフラムの基部との連結部に存在するパーティクルが液体に流入してしまう可能性がある。ここで、パーティクルとは、例えば、製造時に発生した原材料の粒子や過去に流通した液体に含まれる不純物等の微小な粒子をいう。

【0005】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、流入流路から流入して流出流路から排出される液体に不純物等のパーティクルが流入する不具合を抑制することが可能なサックバック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】

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の一態様にかかるサックバックバルブは、液体が流入する流入流路と弁室と前記弁室から導かれる液体を外部へ流出させる流出流路と前記流入流路から前記弁室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または離間することにより前記弁孔を閉状態または開状態とする弁体部と、前記ハウジング部に取り付けられるとともに前記弁室と該弁室に隣接する隣接空間とを隔離するダイヤフラム部と、前記弁体部と前記弁座部とを接触または離間させて前記閉状態と前記開状態を切り替える開閉機構と、前記弁体部が前記弁座部に接触した前記閉状態を維持したまま前記ダイヤフラム部を前記弁座部から離間する方向に移動させて前記弁室の容積を増加させるサックバック機構と、を備え、前記弁体部と前記ダイヤフラム部とが一体に成形されており、前記開閉機構が前記隣接空間に配置されており、前記弁体部と前記開閉機構とが前記隣接空間において連結されている。

【0007】

本発明の一態様にかかるサックバックバルブによれば、開閉機構により、弁体部と弁座部とが離間した状態を弁体部と弁座部とが接触した状態に切り替えることにより、流入流路から弁室へ液体を導く弁孔が開状態から閉状態に切り替わる。その後、サックバック機構が閉状態を維持したままダイヤフラム部を弁座部から離間する方向に移動させることにより、弁室の容積が増加する。弁室の容積の増加によって流出流路の液体が吸引されるサックバック動作が行われるため、全閉操作時に生じる液だれを防止することができる。

【0008】

そして、本発明の一態様にかかるサックバックバルブによれば、弁体部とダイヤフラム部とが一体に成形されているため、これらを連結する部分を液体が流通する領域に配置する場合に比べ、液体に不純物等のパーティクルが流入する不具合を抑制することができる。また、開閉機構が隣接空間に配置されており、弁体部と開閉機構が隣接空間において連結されている。そのため、弁体部と開閉機構を液体が流通する領域で連結する場合に比べ、液体に不純物等のパーティクルが流入する不具合を抑制することができる。

【0009】

また、本発明の一態様にかかるサックバックバルブによれば、弁体部が配置される弁室がサックバック動作のために容積を増加させる空間として利用される。そのため、弁室とは別にサックバック動作のための空間を設ける場合に比べ、液体を収容する空間の容積が減少し、液体の置換性が向上する。液体の置換性の向上により、サックバックバルブ内に液体の一部が置換されずに滞留する不具合を抑制することができる。

【0010】

本発明の一態様に係るサックバックバルブにおいて、前記弁体部は、前記開閉機構により軸線に沿って移動するとともに前記軸線に直交する平面上に配置される円環状の弁体面を有し、前記弁座部は、前記軸線に直交する平面上に配置されるとともに前記弁体面よりも前記軸線に直交する径方向の幅が長い円環状の弁座面を有し、前記閉状態において前記弁体面と前記弁座面とが接触して円環状のシール領域を形成するのが好ましい。

【0011】

弁孔を閉状態とする場合、弁体部が有する円環状の弁体面と弁座部が有する円環状の弁座面とが接触し、円環状のシール領域が形成される。互いに接触する弁体面と弁座面のそれぞれが軸線に直交する平面上に配置される面であり、鋭利な角部を接触させるものではないため、接触と離間が繰り返されても接触部分が削れることがなく、パーティクルが発生することが防止される。

【0012】

本発明の一態様に係るサックバックバルブにおいて、前記ダイヤフラム部は、前記サックバック機構に連結される基部と、前記基部と前記弁体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、前記弁体部は、前記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、前記弁体部の外周面と一致する接続位置で該弁体部に接続されるのが好ましい。

【0013】

弁体部が軸線に沿って延びる円筒状に形成されており、ベローズ部の下端部が弁体部の外周面と一致する接続位置で弁体部に接続されている。そのため、ベローズ部の谷部から山部に至る全ての領域が、弁孔から弁室に流入して円筒状の弁体部の外周面に沿って流れる液体の進行方向に存在することとなる。よって、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抑制することができる。

【0014】

本発明の一態様にかかるサックバックバルブにおいて、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のが好ましい。
ベローズ部が単一の山部のみを有するため、一対の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。

【0015】

本発明の一態様にかかるサックバックバルブにおいて、前記開閉機構は、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一端が前記弁体部に連結され、外部から導入される流体の圧力により前記弁体部を前記弁座部から離間させる方向の付勢力を受ける軸状部材と、前記弁体部を前記弁座部に近接させる方向の付勢力を前記軸状部材に伝達する第１付勢力発生部と、を有する構成が好ましい。

【0016】

開閉機構が有する軸状部材には、外部から導入される流体の圧力によって弁体部を弁座部から離間させる方向の付勢力が作用し、第１付勢力発生部によって弁体部を弁座部に近接させる方向の付勢力が作用する。弁体部を弁座部から離間させる方向の付勢力が、弁体部を弁座部に近接させる方向の付勢力を上回ると、弁孔が閉状態から開状態に切り替わる。このようなサックバックバルブによれば、外部から導入する流体による圧力を調整することにより、ダイヤフラム部の動作とは独立して弁体部を動作させ、弁体部が弁座部に接触した閉状態と弁体部が弁座部から離間した開状態とを切り替えることができる。

【0017】

上記構成のサックバックバルブにおいて、前記サックバック機構は、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一端が前記ダイヤフラム部に連結され、外部から導入される流体の圧力により前記ダイヤフラム部を前記弁座部に近接させる方向の付勢力を受ける筒状部材と、前記ダイヤフラム部を前記弁座部から離間させる方向の付勢力を前記筒状部材に伝達する第２付勢力発生部と、を有し、前記筒状部材は、前記軸状部材を前記軸線に沿って移動可能に内周面に沿って収容するのが好ましい。

【0018】

サックバック機構が有する筒状部材には、外部から導入される流体による圧力によってダイヤフラム部を弁座部に近接させる方向の付勢力が作用し、第２付勢力発生部によってダイヤフラム部を弁座部から離間させる方向の付勢力が作用する。ダイヤフラム部を弁座部から離間させる方向の付勢力が、ダイヤフラム部を弁座部に近接させる方向の付勢力を上回ると、弁室の容積が増加する。このようなサックバックバルブによれば、外部から導入する流体による圧力を調整することにより、弁体部の動作とは独立してダイヤフラム部を動作させて弁室の容積を増加させ、流出流路の液体を弁室に吸引するサックバック動作を行うことができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、流入流路から流入して流出流路から排出される液体に不純物等のパーティクルが流入する不具合を抑制することが可能なサックバックバルブを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施形態に係るサックバックバルブの閉状態を示す縦断面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るサックバックバルブの開状態を示す縦断面図である。

【図3】図２のＡ部分の部分拡大図である。

【図4】図３のＢ部分の部分拡大図である。

【図5】図３に示す弁孔を軸線に沿って上方からみた平面図である。

【図6】図１に示すサックバックバルブ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。

【図7】第１変形例に係るサックバックバルブの閉状態を示す部分拡大図である。

【図8】第２変形例に係るサックバックバルブの弁座部の部分拡大図である。

【図9】第３変形例に係るサックバックバルブの弁座部の部分拡大図である。

【図10】第４変形例に係るサックバックバルブの閉状態を示す縦断面図である。

【図11】第５変形例に係るサックバックバルブの閉状態を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下に、本発明の一実施形態に係るサックバックバルブについて、図面を参照して説明する。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Ａ部分を示す部分拡大図である。図４は、図３に示すＢ部分の部分拡大図である。図５は、図３に示す弁孔１３を軸線Ｘに沿って上方からみた平面図である。図６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。

【0022】

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。本実施形態のサックバックバルブ１００は、ハウジング部１０と、弁体部２０と、ダイヤフラム部３０と、開閉機構４０と、サックバック機構５０と、を備える。

【0023】

ハウジング部１０は、弁体部２０と、ダイヤフラム部３０と、開閉機構４０と、サックバック機構５０とを内部に収容する筐体である。ハウジング部１０は、第１ハウジング１０ａと、第２ハウジング１０ｂと、第３ハウジング１０ｃと、第４ハウジング１０ｄとを備える。第３ハウジング１０ｃは、フッ素樹脂材料（例えば、ＰＴＦＥ，変性ＰＴＦＥ，ＰＦＡ）により形成されている。

【0024】

第１ハウジング１０ａと第２ハウジング１０ｂとは、組み合わされた状態で開閉機構４０およびサックバック機構５０を内部に収容する収容空間（隣接空間）Ｓを形成する。収容空間Ｓは、後述する圧力室Ｓ１と連結空間Ｓ２とを含む。第３ハウジング１０ｃは、ダイヤフラム部３０が取り付けられた状態で、弁体部２０を収容する弁室１５を形成する。第１ハウジング１０ａ、第２ハウジング１０ｂ、第３ハウジング１０ｃ、および第４ハウジング１０ｄは、各ハウジングの貫通孔に締結ボルト（図示略）を挿入して締結ナットと締結することにより、連結された状態となる。

【0025】

第１ハウジング１０ａは、最も上方に配置される筐体である。第１ハウジング１０ａには、外部の圧縮空気供給源（図示略）から圧縮空気（流体）が導入される導入ポート１０ａＡと、開閉機構４０が移動可能に挿入される挿入孔１０ａＢが形成されている。

【0026】

第２ハウジング１０ｂは、第１ハウジング１０ａの下方に配置される筐体である。第２ハウジング１０ｂには、サックバック機構５０が移動可能に挿入される貫通孔１０ｂＡと、スプリング５２が保持される保持孔１０ｂＢが形成されている。第１ハウジング１０ａと第２ハウジング１０ｂとの間には、導入ポート１０ａＡから導入される圧縮空気が導かれるとともに開閉機構４０およびサックバック機構５０が配置される空間である圧力室Ｓ１が形成される。

【0027】

圧力室Ｓ１は、後述する軸状部材４１と筒状部材５１とハウジング部１０の内周面により画定される空間である。圧力室Ｓ１に導入された圧縮空気の圧力により、軸状部材４１には軸線Ｘの上方に向けた付勢力が付与され、筒状部材５１には軸線Ｘの下方に向けた付勢力が付与される。

【0028】

第３ハウジング１０ｃは、第２ハウジング１０ｂの下方に配置される筐体である。第３ハウジング１０ｃには、流入流路１１と、流出流路１２と、弁孔１３と、弁座部１４と、弁室１５とが内部に形成されている。流入流路１１、流出流路１２、弁孔１３、弁座部１４、弁室１５の内周面は、切削加工あるいは成形により、平均粗さ０．６ａ以下に加工されている。

【0029】

流入流路１１は、外部の配管（図示略）から液体が流入する流路である。流入流路１１は、設置面Ｓｕと平行に外部の配管から液体を導く第１流入流路部１１ａと、設置面Ｓｕに直交する軸線Ｘに沿って延びる第２流入流路部１１ｂとを連結した流路である。第１流入流路部１１ａに流入した液体は、ハウジング部１０の軸線Ｘの位置で軸線Ｘに沿った方向に９０度折れ曲がり、第２流入流路部１１ｂから弁孔１３に導かれる。

【0030】

流出流路１２は、弁室１５から導かれる液体を外部の配管（図示略）へ流出させる流路である。流出流路１２は、弁室１５の軸線Ｘ方向の上端近傍から下方へ向けて延びる第１流出流路部１２ａと、設置面Ｓｕに平行に外部の配管へ液体を導く第２流出流路部１２ｂとを連結した流路である。弁室１５から第１流出流路部１２ａへ流入した液体は、第２流出流路部１２ｂから外部の配管へ導かれる。

【0031】

流出流路１２は、弁室１５の軸線Ｘ方向の上端に向けて開口するとともに第２流出流路部１２ｂへ向けて下方に向けて傾斜した流路である。流出流路１２が弁室１５の上端へ向けて開口しているため、弁室１５の液体が弁室１５の上端近傍で滞留する不具合が抑制され、置換性が向上する。

【0032】

弁孔１３は、流入流路１１から弁室１５へ液体を導くとともに軸線Ｘに沿って延びる貫通孔である。弁座部１４は、弁孔１３の周囲に配置されるとともに弁体部２０が接触または離間することにより弁孔１３を閉状態または開状態とするための部分である。

【0033】

弁室１５は、弁孔１３から流入する液体を収容する空間であり、軸線Ｘに直交する断面の断面形状が円形となっている。図３に示すように、弁座部１４の近傍（軸線Ｘ方向の下端）における弁室１５の内径Ｄ１よりも、ダイヤフラム部３０近傍（軸線Ｘ方向の上端）における弁室１５の内径Ｄ２が大きくなっている。弁室１５の内周面は、軸線Ｘの下端から上端に向けて内径がＤ１からＤ２に漸次拡大するテーパ形状となっている。

【0034】

弁室１５の軸線Ｘ方向の下端の直径を小さくしているのは、弁室１５の容積を小さくして液体の置換性を向上させるためである。弁室１５の軸線Ｘ方向の上端の直径を大きくしているのは、ダイヤフラム部３０の薄膜部３１ｃの外径を大きくすることにより軸線Ｘ方向の変位に対する弁室１５の容積の変動を大きくし、それによりサックバック機構５０による容積の変動を大きくするためである。

【0035】

第４ハウジング１０ｄは、第３ハウジング１０ｃの下方に配置されるとともに最も下方に配置される筐体である。第４ハウジング１０ｄは、締結ボルト（図示略）により設置面Ｓｕに取り付けられている。

【0036】

弁体部２０は、開閉機構４０により軸線Ｘに沿って移動し、弁孔１３の周囲に配置される弁座部１４に接触または離間することにより弁孔１３を開状態または閉状態とする部材である。図１から図３に示すように、弁体部２０は、第３ハウジング１０ｃに形成される弁室１５に収容されている。図３に示すように、弁体部２０は、軸線Ｘに沿って延びる円筒状に形成されている。

【0037】

弁体部２０は、下端の外周端に軸線Ｘ回りに環状に形成される弁体面２０ａを、軸線Ｘに直交する平面上に配置される弁座部１４の弁座面１４ａに接触させて円環状のシール領域ＳＡを形成することにより、弁孔１３を閉状態とする。弁体面２０ａと弁座面１４ａは、切削加工、研磨加工、あるいは成形により平均粗さ０．１ａ以下に加工されている。

【0038】

図４は、図３のＢ部分の部分拡大図である。図４に実線で示す弁体部２０は、弁体面２０ａが弁座面１４ａから離間した開状態を示す。図４に破線で示す弁体部２０は、弁体面２０ａが弁座面１４ａに接触した閉状態を示す。図５は、図３に示す弁孔１３を軸線Ｘに沿って上方からみた平面図である。

【0039】

図４および図５に示すように、弁体部２０は、軸線Ｘに直交する平面ＰＬ１上に配置される円環状の弁体面２０ａを有する。弁座部１４は、軸線Ｘに直交する平面ＰＬ２上に配置される円環状の弁座面１４ａを有する。弁座面１４ａは、弁室１５の底面１５ａから軸線Ｘ方向に沿って高さＨ１だけ高い位置に配置される。弁体面２０ａの軸線Ｘに直交する径方向の幅はＷ１であり、弁座面１４ａの軸線Ｘに直交する径方向の幅はＷ２である。図４および図５に示すように、弁座面１４ａの径方向の幅Ｗ２は、弁体面２０ａの径方向の幅Ｗ１よりも長い。

【0040】

図４の破線に示すように、弁体面２０ａが弁座面１４ａに接触した閉状態となると、弁体面２０ａの全領域が弁座面１４ａに接触した状態となる。図５に示すシール領域ＳＡは、弁座面１４ａに接触した弁体面２０ａの全領域を示す。シール領域ＳＡは、弁孔１３を取り囲む全周に形成され、弁孔１３から弁室１５へ液体が流入することを遮断する。

【0041】

ダイヤフラム部３０は、第２ハウジング１０ｂと第３ハウジング１０ｃとに挟まれた状態でハウジング部１０に取り付けられる部材である。ダイヤフラム部３０は、弁室１５と弁室１５に隣接する収容空間Ｓとを隔離する。前述したように、収容空間Ｓは、ハウジング部１０の内側の空間であり、開閉機構４０およびサックバック機構５０を収容する空間である。

【0042】

図３に示すように、ダイヤフラム部３０は、サックバック機構５０の筒状部材５１に連結される基部３１と、弁体部２０に連結されるベローズ部３２とを有する。ダイヤフラム部３０は、フッ素樹脂材料（例えば、ＰＴＦＥ）により弁体部２０と一体に成形される部材である。ダイヤフラム部３０の液体と接触する部分は、切削加工あるいは成形により、平均粗さ０．６ａ以下に加工されている。

【0043】

図３に示すように、基部３１は、第２ハウジング１０ｂと第３ハウジング１０ｃに挟まれた状態で保持される円環状の外周部３１ａと、サックバック機構５０の筒状部材５１の外周面に連結される円環状の内周部３１ｂと、外周部３１ａの内周端と内周部３１ｂの外周端とを接続する薄膜状の薄膜部３１ｃとを有する。

【0044】

図３に示すように、ベローズ部３２は、軸線Ｘを中心として外周側へ突出する単一の山部３２ａと山部３２ａに隣接した上部および下部に配置される一対の谷部３２ｂとが形成され、軸線Ｘに沿って伸縮可能な部材である。ベローズ部３２の下端は、弁体部２０の外周面と径方向の位置が一致する接続位置ＣＰで弁体部２０に接続されている。ベローズ部３２の谷部３２ｂは、軸線Ｘに直交する径方向において、接続位置ＣＰと同じ位置に配置されている。

【0045】

開閉機構４０は、弁体部２０と弁座部１４とを接触または離間させて閉状態と開状態を切り替える機構である。開閉機構４０は、軸線Ｘに沿って軸状に形成される軸状部材４１と、弁体部２０を弁座部１４に近接させる方向の付勢力を軸状部材４１に伝達するスプリング（第１付勢力発生部）４２と、を有する。

【0046】

軸状部材４１は、軸線Ｘに沿って移動可能にハウジング部１０に収容される部材である。図３に示すように、軸状部材４１の下端の外周面には、雄ねじ４１ａが形成されている。雄ねじ４１ａは、弁体部２０の内周面に形成される雌ねじ２０ｂに締結される。軸状部材４１の下端は、雄ねじ４１ａを雌ねじ２０ｂに締結することにより、弁体部２０に連結される。

【0047】

図３に示すように、開閉機構４０の軸状部材４１と弁体部２０とを連結する雄ねじ４１ａと雌ねじ２０ｂからなる連結部分は、連結空間Ｓ２に配置されている。連結空間Ｓ２は、前述した収容空間Ｓに含まれる空間であり、液体が流通する弁室１５から隔離された空間である。雄ねじ４１ａと雌ねじ２０ｂからなる連結部分は、製造時に発生した原材料の粒子等のパーティクルが存在するため、液体が流入するとパーティクルが液体に混入してしまう。本実施形態では、連結部分が弁室１５等の液体が流通する領域ではなく液体が流通しない連結空間Ｓ２に配置されている。そのため、製造時に発生した原材料の粒子等のパーティクルが液体に混入することはない。

【0048】

軸状部材４１は、導入ポート１０ａＡから圧力室Ｓ１へ導入される圧縮空気の圧力から軸線Ｘの上方へ向けた上方付勢力を受ける。この上方付勢力は、弁体部２０を弁座部１４から離間させる方向の付勢力である。また、軸状部材４１は、スプリング４２から軸線Ｘの下方へ向けた下方付勢力を受ける。この下方付勢力は、弁体部２０を弁座部１４に近接させる方向の付勢力である。軸状部材４１は、下方付勢力が上方付勢力を上回る場合に軸線Ｘに沿って下方へ移動し、上方付勢力が下方付勢力を上回る場合に軸線Ｘに沿って上方へ移動する。

【0049】

スプリング４２は、軸状部材４１の上端に設けられた凹所４１ｂに収容されるとともに軸状部材４１に軸線Ｘの下方へ向けた下方付勢力を伝達する弾性部材である。スプリング４２が軸状部材４１に伝達する下方付勢力は、弁孔１３を閉状態とする動力として利用される。

【0050】

サックバック機構５０は、弁体部２０が弁座部１４に接触した閉状態を維持したままダイヤフラム部３０を弁座部１４から離間する方向に移動させる機構である。サックバック機構５０は、ダイヤフラム部３０を弁座部１４から離間する方向に移動させることにより、弁室１５の容積を増加させ、流出流路１２から弁室１５へ液体を吸引する。

【0051】

サックバック機構５０は、軸線Ｘに沿って筒状に形成される筒状部材５１と、ダイヤフラム部３０を弁座部１４から離間させる方向の付勢力を筒状部材５１に伝達するスプリング（第２付勢力発生部）５２と、を有する。

【0052】

筒状部材５１は、軸線Ｘに沿って移動可能にハウジング部１０に収容される部材である。筒状部材５１は、軸状部材４１を軸線Ｘに沿って移動可能に収容する内周面を有する。軸状部材４１は、筒状部材５１の内周面に沿って軸線上を移動することができる。このように、軸状部材４１が内側に配置され、筒状部材５１が外側に配置されるため、軸状部材４１と筒状部材５１がそれぞれ独立に軸線Ｘに沿って移動可能である。

【0053】

図３に示すように、筒状部材５１の下端の外周面には、径方向の外側に突出する突出部５１ａが形成されている。突出部５１ａは、ダイヤフラム部３０の内周部３１ｂの内周面に形成された溝部３１ｄに挿入される。筒状部材５１の下端は、突出部５１ａを溝部３１ｄに挿入することにより、ダイヤフラム部３０に連結される。

【0054】

筒状部材５１は、導入ポート１０ａＡから圧力室Ｓ１へ導入される圧縮空気の圧力から軸線Ｘの下方へ向けた下方付勢力を受ける。この下方付勢力は、ダイヤフラム部３０を弁座部１４に近接させる方向の付勢力である。また、筒状部材５１は、スプリング５２から軸線Ｘの上方へ向けた上方付勢力を受ける。この上方付勢力は、ダイヤフラム部３０を弁座部１４から離間させる方向の付勢力である。筒状部材５１は、下方付勢力が上方付勢力を上回る場合に軸線Ｘに沿って下方へ移動し、上方付勢力が下方付勢力を上回る場合に軸線Ｘに沿って上方へ移動する。

【0055】

スプリング５２は、第２ハウジング１０ｂの保持孔１０ｂＢに保持されるとともに筒状部材５１に軸線Ｘの上方へ向けた上方付勢力を伝達する弾性部材である。スプリング５２が筒状部材５１に伝達する上方付勢力は、弁孔１３を閉状態とした後に弁室１５の容積を増加させる動力として利用される。

【0056】

次に、本実施形態のサックバックバルブ１００の動作について説明する。
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から軸状部材４１に与えられる上方付勢力よりもスプリング４２から軸状部材４１に伝達される下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、スプリング４２から軸状部材４１に伝達される下方付勢力により弁体部２０が弁座部１４に接触し、弁孔１３が閉じられた閉状態となる。

【0057】

次に、サックバックバルブ１００の開状態について説明する。
圧力室Ｓ１から軸状部材４１に与えられる上方付勢力がスプリング４２から軸状部材４１に伝達される下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、圧力室Ｓ１から軸状部材４１に伝達される上方付勢力がスプリング４２から軸状部材４１に伝達される下方付勢力を上回り、弁体部２０が弁座部１４から離間して弁孔１３が開かれた開状態となる。

【0058】

最後に、サックバックバルブ１００のサックバック動作について説明する。
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、圧力室Ｓ１から軸状部材４１に伝達される上方付勢力よりもスプリング４２から軸状部材４１に伝達される下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。

【0059】

その後、圧力室Ｓ１の圧力を更に減少させると、圧力室Ｓ１から筒状部材５１に与えられる下方付勢力よりもスプリング５２から筒状部材５１に伝達される上方付勢力が大きくなり、筒状部材５１が上方へ移動する。筒状部材５１が上方へ移動するのに伴ってダイヤフラム部３０の基部３１が弁座部１４から離間する方向に移動する。

【0060】

基部３１が軸線Ｘに沿って上方へ更に移動すると、ベローズ部３２が伸張するとともにダイヤフラム部３０の薄膜部３１ｃが上昇し、弁室１５の容積が増大する。弁室１５の容積が増すと、流出流路１２から弁室１５へ液体が吸引される。また、それに伴って、流出流路１２に接続される配管（図示略）から液体が流出流路１２側へ吸引される。これにより、流出流路１２の下流側の配管において液だれが防止される。

【0061】

ここで、図１に示す符号Ｍ１は、弁体部２０が弁座部１４から離間した開状態から弁体部２０が弁座部１４に接触した閉状態となるまでの軸状部材４１の軸線Ｘ方向の移動量である。また、図２に示す符号Ｍ２は、開状態から弁室１５の容積が増大した図６に示すサックバック状態となるまでの筒状部材５１の軸線Ｘ方向の移動量である。そして、移動量Ｍ２は移動量Ｍ１よりも大きい。そのため、開状態から閉状態となるまでの軸状部材４１の軸線Ｘ方向の移動量よりも、開状態からサックバック状態となるまでの筒状部材５１の軸線Ｘ方向の移動量が大きくなる。そのため、開状態から閉状態となった後に筒状部材５１が軸線Ｘ方向の上方に向けてさらに移動し、閉状態を維持したまま弁室１５の容積が増大する。

【0062】

以上説明した本実施形態のサックバックバルブ１００が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態のサックバックバルブ１００によれば、開閉機構４０により、弁体部２０と弁座部１４とが離間した状態を弁体部２０と弁座部１４とが接触した状態に切り替えることにより、流入流路１１から弁室１５へ液体を導く弁孔１３が開状態から閉状態に切り替わる。その後、サックバック機構５０が閉状態を維持したままダイヤフラム部３０を弁座部１４から離間する方向に移動させることにより、弁室１５の容積が増加する。弁室１５の容積の増加によって流出流路１２の液体が吸引されるサックバック動作が行われるため、全閉操作時に生じる液だれを防止することができる。

【0063】

そして、本実施形態のサックバックバルブ１００によれば、弁体部２０とダイヤフラム部３０とが一体に成形されているため、これらを連結する部分を液体が流通する領域に配置する場合に比べ、液体に不純物等のパーティクルが流入する不具合を抑制することができる。また、開閉機構４０が収容空間Ｓに配置されており、弁体部２０と開閉機構４０が収容空間Ｓに含まれる連結空間Ｓ２において連結されている。そのため、弁体部２０と開閉機構４０を液体が流通する領域で連結する場合に比べ、液体に不純物等のパーティクルが流入する不具合を抑制することができる。

【0064】

また、本実施形態のサックバックバルブ１００によれば、弁孔１３を閉状態とする場合、弁体部２０が有する円環状の弁体面２０ａと弁座部１４が有する円環状の弁座面１４ａとが接触し、円環状のシール領域ＳＡが形成される。互いに接触する弁体面２０ａと弁座面１４ａのそれぞれが軸線Ｘに直交する平面上に配置される面であり、鋭利な角部を接触させるものではないため、接触と離間が繰り返されても接触部分が削れることがなく、パーティクルが発生することが防止される。

【0065】

また、本実施形態のサックバックバルブ１００によれば、弁体部２０が軸線Ｘに沿って延びる円筒状に形成されており、ベローズ部３２の下端部が弁体部２０の外周面と一致する接続位置ＣＰで弁体部２０に接続されている。そのため、ベローズ部３２の谷部３２ｂから山部３２ａに至る全ての領域が、弁孔１３から弁室１５に流入して円筒状の弁体部２０の外周面に沿って流れる液体の進行方向に存在することとなる。

【0066】

よって、ベローズ部３２の谷部３２ｂ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できる。また、ベローズ部３２が単一の山部３２ａのみを有するため、一対の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３２の谷部３２ｂ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。

【0067】

また、本実施形態のサックバックバルブ１００によれば、開閉機構４０が有する軸状部材４１には、外部から導入される圧縮空気の圧力によって弁体部２０を弁座部１４から離間させる方向の上方付勢力が作用し、スプリング４２によって弁体部２０を弁座部１４に近接させる方向の下方付勢力が作用する。弁体部２０を弁座部１４から離間させる方向の上方付勢力が、弁体部２０を弁座部１４に近接させる方向の下方付勢力を上回ると、弁孔１３が閉状態から開状態に切り替わる。

【0068】

このようなサックバックバルブ１００によれば、外部から導入する圧縮空気による圧力を調整することにより、ダイヤフラム部３０の動作とは独立して弁体部２０を動作させ、弁体部２０が弁座部１４に接触した閉状態と弁体部２０が弁座部１４から離間した開状態とを切り替えることができる。

【0069】

また、本実施形態のサックバックバルブ１００によれば、サックバック機構５０が有する筒状部材５１には、外部から導入される圧縮空気による圧力によってダイヤフラム部３０を弁座部１４に近接させる方向の下方付勢力が作用し、スプリング５２によってダイヤフラム部３０を弁座部１４から離間させる方向の上方付勢力が作用する。ダイヤフラム部３０を弁座部１４から離間させる方向の上方付勢力が、ダイヤフラム部３０を弁座部１４に近接させる方向の下方付勢力を上回ると、弁室１５の容積が増加する。

【0070】

このようなサックバックバルブ１００によれば、外部から導入する圧縮空気による圧力を調整することにより、弁体部２０の動作とは独立してダイヤフラム部３０を動作させて弁室１５の容積を増加させ、流出流路１２の液体を弁室１５に吸引するサックバック動作を行うことができる。

【0071】

〔他の実施形態〕
以上の説明において、ベローズ部３２は、単一の山部３２ａに隣接して一対の谷部３２ｂ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、図７の第１変形例に示すように、ベローズ部３２は、複数の山部３２ａとそれらに隣接する複数の谷部３２ｂを形成したものであってもよい。図７は、山部３２ａを２つ備える例であるが、山部３２ａを３つ以上備えるものとしてもよい。

【0072】

山部３２ａを多くすることで、１つの山部３２ａの軸線Ｘ方向の変形量を抑えられるため、ダイヤフラム部３０が過大に変形することによって破断にいたる不具合を抑制することができる。一方、図３に示す単一の山部３２ａを有するベローズ部３２は、複数の山部３２ａを備える場合に比べ、一対の山部３２ａの間に設けられる谷部３２ｂにパーティクルが蓄積する不具合を抑制できる点で有利である。

【0073】

また、以上の説明において、弁座部１４の弁座面１４ａは、弁室１５の底面１５ａから軸線Ｘに沿って高さＨ１だけ高い位置に配置されるものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、図８の第２変形例に示すように、弁座部１４の弁座面１４ａを弁室１５の底面１５ａと軸線Ｘ方向の同一の位置に配置してもよい。また、例えば、図９の第３変形例に示すように、弁座部１４の弁座面１４ａを弁室１５の底面１５ａよりも軸線Ｘに沿って高さＨ２だけ低い位置に配置してもよい。

【0074】

また、以上の説明において、開閉機構４０は軸状部材４１に軸線Ｘに沿った下方に向けた下方付勢力を発生するスプリング４２を備えるものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、図１０の第３変形例に示すように、第１ハウジング１０ａに外部の圧縮空気供給源（図示略）から圧縮空気が導入される導入ポート１０ａＣを形成し、軸状部材４１に下方付勢力を伝達する圧力室Ｓ３へ圧縮空気を導入するようにしてもよい。

【0075】

図１０に示すように、圧力室Ｓ３は、導入ポート１０ａＣから圧縮空気が導入される空間であり、導入された圧縮空気の圧力により軸状部材４１を下方へ向けて付勢する。導入ポート１０ａＣから圧力室Ｓ３に圧縮空気が導入される場合に弁体部２０が弁座部１４に接触して閉状態となり、導入ポート１０ａＣから圧力室Ｓ３に圧縮空気が導入されず、導入ポート１０ａＡから圧力室Ｓ１に圧縮空気が導入される場合に、弁体部２０が弁座部１４から離間して開状態となる。このようにすることで、圧縮空気を導入ポート１０ａＣから導入することにより、サックバックバルブ１００の弁孔１３を確実に閉状態とすることができる。

【0076】

また、以上の説明において、サックバック機構５０は筒状部材５１に軸線Ｘに沿った上方に向けた上方付勢力を発生するスプリング５２を備えるものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、図１１の第４変形例に示すように、第２ハウジング１０ｂに外部の圧縮空気供給源（図示略）から圧縮空気が導入される導入ポート１０ｂＣを形成し、筒状部材５１に上方付勢力を伝達する圧力室Ｓ４へ圧縮空気を導入するようにしてもよい。

【0077】

図１１に示すように、圧力室Ｓ４は、導入ポート１０ｂＣから圧縮空気が導入される空間であり、導入された圧縮空気の圧力により筒状部材５１を上方へ向けて付勢する。導入ポート１０ｂＣから圧力室Ｓ４に圧縮空気が導入される場合にダイヤフラム部３０が弁座部１４から離間して弁室１５の容積が増加し、導入ポート１０ｂＣから圧力室Ｓ４に圧縮空気が導入されず、導入ポート１０ａＡから圧力室Ｓ１に圧縮空気が導入される場合に、ダイヤフラム部３０が弁座部１４に近接して弁室１５の容積が減少する。

【0078】

なお、図１０に示す第３変形例において、スプリング５２に替えて導入ポート１０ｂＣと導入ポート１０ｂＣから圧縮空気が導入される圧力室Ｓ４を設けるようにしてもよい。この場合、サックバックバルブ１００は、スプリング４２およびスプリング５２の双方を備えないものとなる。また、この場合、軸状部材４１に対する付勢力は、圧力室Ｓ１からの圧力と圧力室Ｓ３からの圧力の差によって調整される。また、筒状部材５１に対する付勢力は、圧力室Ｓ１からの圧力と圧力室Ｓ４からの圧力の差によって調整される。

【符号の説明】

【0079】

１０ ハウジング部
１１ 流入流路
１２ 流出流路
１３ 弁孔
１４ 弁座部
１４ａ 弁座面
１５ 弁室
２０ 弁体部
２０ａ 弁体面
３０ ダイヤフラム部
３１ 基部
３２ ベローズ部
３２ａ 山部
３２ｂ 谷部
４０ 開閉機構
４１ 軸状部材
４２ スプリング（第１付勢力発生部）
５０ サックバック機構
５１ 筒状部材
５２ スプリング（第２付勢力発生部）
１００ サックバックバルブ
ＣＰ 接続位置
ＰＬ１，ＰＬ２ 平面
Ｓｕ 設置面
Ｓ 収容空間（隣接空間）
Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４ 圧力室
Ｓ２ 連結空間
ＳＡ シール領域
Ｘ 軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】