特許 7365033 バルブ装置

(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】2023-10-11

(45)【発行日】2023-10-19

(54)【発明の名称】バルブ装置

(51)【国際特許分類】

   F16K 49/00 20060101AFI20231012BHJP

   F16K 31/122 20060101ALI20231012BHJP

   F16K 27/00 20060101ALI20231012BHJP

【ＦＩ】

F16K49/00 A

F16K31/122

F16K27/00 Z

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019086399

(22)【出願日】2019-04-26

(65)【公開番号】P2020183762

(43)【公開日】2020-11-12

【審査請求日】2022-03-02

(73)【特許権者】

【識別番号】390033857

【氏名又は名称】株式会社フジキン

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 龍彦

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 秀信

(72)【発明者】

【氏名】中田 知宏

【審査官】大内 俊彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１２１７７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／００９１０７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－１８９１６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ ４９／００

Ｆ１６Ｋ ３１／１２２

Ｆ１６Ｋ ２７／００－２７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流路が形成される流路ブロックと、
前記流路ブロック側に延伸する円筒状の延伸部が設けられるケースと、前記ケースに摺動可能に収容されるピストンと、前記延伸部の内周面に挿通されるとともに前記ピストンと一体に軸方向に移動するステムと、を有するアクチュエータと、
前記流路ブロックと前記アクチュエータとを接続し、前記アクチュエータに対向する一端部が前記延伸部の外周面に螺合するボンネットと、
前記ボンネットの前記一端部と当接するように前記アクチュエータと前記ボンネットとの間に前記延伸部の前記外周面に螺合して設けられるナットと、
前記ステムの移動によって前記流路を開閉する弁体と、
前記ステムの他端に連結されて、前記ボンネットに収容され前記弁体を押さえる弁体押さえと、
前記ボンネットの前記一端部と前記弁体押さえとの間に軸方向に沿って介装されるコイルばねと、を備え、
前記延伸部は、前記ボンネットの前記一端部及び前記ナットの両方に螺合する螺合部と、前記ナットから露出する露出部と、を有し、
前記露出部の軸方向における寸法は、前記螺合部の軸方向における寸法以上であり、
前記一端部には、前記コイルばねの一端と当接する一方ばね座が設けられ、
前記弁体押さえには、前記コイルばねの他端と当接する他方ばね座が設けられ、
前記ボンネットは、ねじ螺合によって前記流路ブロックに設けられ、前記流路ブロックに収容される被収容部と、前記流路ブロックから露出する放熱部と、を有し
前記他方ばね座の厚みと前記被収容部の軸方向における寸法との比は、０．５以上１．５以下である、バルブ装置。

【請求項2】

前記露出部の軸方向における寸法と前記螺合部の軸方向における寸法との比は、１．０以上２．０以下である、請求項１に記載のバルブ装置。

【請求項3】

前記他方ばね座は、その厚みが前記一方ばね座の厚みよりも大きい、請求項１又は２に記載のバルブ装置。

【請求項4】

前記放熱部の軸方向における寸法と前記被収容部の軸方向における寸法との比は、１．８以上３．０以下である、請求項１から３のいずれか１項に記載のバルブ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バルブ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、流体流入流路が形成される弁箱と、流路を開閉するダイヤフラムと、ダイヤフラムを上下移動させるアクチュエータと、アクチュエータのケーシングに着脱可能に取り付けられケーシングとの間に冷却流体を導通させる流体導通空間を形成するジャケットと、を備える流体制御器（バルブ装置）が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－４４２９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、高温で使用する特許文献１に記載の流体制御器では、アクチュエータの昇温を抑制するためのジャケットを用いているため、流体制御器を構成する部品点数が多い。また、ジャケットを設けるためのスペースを別途確保しなければならない。このように、特許文献１に記載の流体制御器では、アクチュエータの昇温を抑制するための構造が複雑であるという問題点があった。

【0005】

本発明は、これらの問題点に着目してなされたものであり、簡素な構造でアクチュエータの昇温を抑制できるバルブ装置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】

本発明のある態様によれば、流路が形成される流路ブロックと、前記流路ブロック側に延伸する円筒状の延伸部が設けられるケースと、前記ケースに摺動可能に収容されるピストンと、前記延伸部の内周面に挿通されるとともに前記ピストンと一体に軸方向に移動するステムと、を有するアクチュエータと、前記流路ブロックと前記アクチュエータとを接続し、前記アクチュエータに対向する一端部が前記延伸部の外周面に螺合するボンネットと、前記ボンネットの前記一端部と当接するように前記アクチュエータと前記ボンネットとの間に前記延伸部の前記外周面に螺合して設けられるナットと、前記ステムの移動によって前記流路を開閉する弁体と、を備え、前記延伸部は、前記ボンネットの前記一端部及び前記ナットの両方に螺合する螺合部と、前記ナットから露出する露出部と、を有し、前記露出部の軸方向における寸法は、前記螺合部の軸方向における寸法以上である、バルブ装置が提供される。

【発明の効果】

【0007】

本発明のある態様によれば、簡素な構造でアクチュエータの昇温を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態に係るバルブ装置を示す断面図である。

【図2】変形例に係るバルブ装置を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態（以下、本実施形態と称する）について説明する。本明細書においては、全体を通じて、同一の要素には同一の符号を付する。

【0010】

まず、図１を参照しながら本実施形態に係るバルブ装置１について説明する。図１は、バルブ装置１を示す断面図である。

【0011】

本実施形態に係るバルブ装置１は、半導体の製造に用いられる流体制御装置（図示しない）に設けられる。流体制御装置は、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ／すなわち、原子層堆積）法によって半導体ウェハ等の基板に所定の薄膜を形成する薄膜生成工程に用いられる。

【0012】

図１に示すように、バルブ装置１は、流路ブロック２、アクチュエータ３、ボンネット４、ナットとしてのロックナット５、弁体としてのダイヤフラム６、弁体押さえとしてのダイヤフラム押さえ７及びコイルばね８を備える。バルブ装置１は、駆動流体としての駆動エアをアクチュエータ３に導入することによりダイヤフラム６の開閉を行うエアオペレートバルブである。

【0013】

流路ブロック２は、流路としての流体流入流路２１、流体流出流路２２及びボンネット４が収容される凹部２３を有する。流路ブロック２は、半導体の製造に用いられるプロセスガスを気化させるためにヒータ（図示しない）によって高温（例えば、１００℃から２５０℃）に加熱されるものである。流体流入流路２１の一端（図１の上端）及び流体流出流路２２の一端（図１の上端）は、凹部２３を介して連通する。流体流入流路２１の一端の周縁には、円環状の弁座２４が設けられる。

【0014】

ブロック２は、凹部２３を形成する周壁２３１を備える。凹部２３には、ボンネット４に螺合する雌ねじ２３２が形成される。

【0015】

アクチュエータ３は、ボンネット４に収容されたダイヤフラム押さえ７を介してダイヤフラム６を弁座２４に押圧又は離間させることにより、流体流入流路２１と流体流出流路２２とを遮断又は連通させる。アクチュエータ３は、ボンネット４の上方に設けられるケース３１と、ケース３１に摺動可能に収容されるピストン３２と、ピストン３２と一体に軸方向（図１の上下方向）に移動するステム３３と、を有する。

【0016】

ケース３１は、ピストン３２を収容するための部材である。ケース３１は、上ケースとしての有底円筒状の第１ケース３１１と、ねじ螺合によって第１ケース３１１に連結される下ケースとしての第２ケース３１２と、を有する。第１ケース３１１と第２ケース３１２との連結によって形成される収容空間３１３には、ピストン３２が摺動可能に収容される。

【0017】

第１ケース３１１は、円筒状の周壁３１１ａと、周壁３１１ａの一端（図１の上端）に設けられる円柱状の頂壁３１１ｂと、を有する。周壁３１１ａの他端（図１の下端）の内周面には、第２ケース３１２に螺合する雌ねじ３１１ｃが形成される。頂壁３１１ｂの中央には、ステム３３の軸方向（図１の上下方向）に貫通するステム案内孔３１１ｄが形成される。駆動エアは、ステム案内孔３１１ｄを介して駆動エア供給制御部（図示しない）からアクチュエータ３に導入される。

【0018】

周壁３１１ａには、雌ねじ３１１ｃと干渉しないように径方向に貫通するエア抜き用の貫通孔３１１ｅ（ここでは、二つ）が形成される。頂壁３１１ｂには、ステム案内孔３１１ｄと干渉しないように上下方向に貫通するエア抜き用の貫通孔３１１ｆが形成される。

【0019】

第２ケース３１２は、円筒状の周壁３１２ａと、周壁３１２ａの一端（図１の下端）に設けられる円板状の底壁３１２ｂと、底壁３１２ｂから流体ブロック２側（図１の下側）に延伸する円筒状の延伸部３１４と、を有する。周壁３１２ａの外周面には、雌ねじ３１１ｃに螺合する雄ねじ３１２ｃが形成される。底壁３１２ｂ及び延伸部３１４には、ステム３３が挿通する貫通孔３１２ｄが形成される。延伸部３１４の先端の外周面には、ボンネット４及びロックナット５に螺合する雄ねじ３１５が設けられる。

【0020】

ピストン３２は、上ピストンとしての第１ピストン３２１と、第１ピストン３２１よりも図１の下方に位置する下ピストンとしての第２ピストン３２２と、を有する。本実施形態では、第１ピストン３２１及び第２ピストン３２２は、いずれもステム３３と一体に形成されるが、これに限定されるものではなく、例えば、いずれもねじ螺合によってステム３３に連結されてもよいし、一方がステム３３と一体に形成されるとともに他方がねじ螺合によってステム３３に連結されてもよい。

【0021】

第１ケース３１１の内周面には、第１ピストン３２１と第２ピストン３２２との間に位置するカウンタプレート３４が固定される。カウンタプレート３４の中央には、ステム３３が挿通する貫通孔が形成される。

【0022】

第２ピストン３２２と第２ケース３１２との間には、第１エア導入室３５が形成される。第１ピストン３２１とカウンタプレート３４との間には、第２エア導入室３６が形成される。

【0023】

ステム３３は、その一端（図１の上端）が第１ケース３１１のステム案内孔３１１ｄに挿入される。ステム３３には、第１エア導入室３５及び第２エア導入室３６に駆動エアを導入するための軸方向流路３３ａ、第１径方向流路３３ｂ及び第２径方向流路３３ｃが形成される。

【0024】

軸方向流路３３ａは、ステム案内孔３１１ｄに連通する。第１径方向流路３３ｂは、軸方向流路３３ａの先端（図１の下端）に形成され、軸方向流路３３ａと第１エア導入室３５とを連通する。第２径方向流路３３ｃは、軸方向流路３３ａの中央付近に形成され、軸方向流路３３ａと第２エア導入室３６とを連通する。

【0025】

第１ピストン３２１と第１ケース３１１との間には、第１連通室３７が形成される。第１連通室３７は、貫通孔３１１ｆを介して外部に連通する。第２ピストン３２２とカウンタプレート３４との間には、第２連通室３８が形成される。第２連通室３８は、貫通孔３１１ｅを介して外部に連通する。

【0026】

ステム案内孔３１１ｄとステム３３の一端との間には、Ｏリング９１が介装される。第１ピストン３２１と第１ケース３１１との間には、Ｏリング９２が介装される。カウンタプレート３４と第１ケース３１１との間には、Ｏリング９３が介装される。カウンタプレート３４とステム３３との間には、Ｏリング９４が介装される。第２ピストン３２２と第２ケース３１２との間には、Ｏリング９５が介装される。ステム３３と貫通孔３１２ｄとの間には、Ｏリング９６が介装される。

【0027】

ボンネット４は、ダイヤフラム押さえ７を収容するための部材である。ボンネット４は、略円筒状の周壁４１と、周壁４１の一端（図１の上端）に設けられる一端部としての略円板状の頂壁４２と、有する。

【0028】

周壁４１の外周面には、流体ブロック２の凹部２３の雌ねじ２３２に螺合する雄ねじ４１１が形成される。これにより、ボンネット４は、雌ねじ２３２と雄ねじ４１１とのねじ螺合によって流路ブロック２に設けられる。周壁４１の他端（図１の下端）と凹部２３の底面との間には、略円環状のスペーサ１０が設けられる。スペーサ１０の開口には、ダイヤフラム押さえ７の先端（図１の下端）が挿通される。

【0029】

また、周壁４１の外周面には、六角レンチに係合可能な六角突出部４１２が設けられる。六角突出部４１２は、雄ねじ４１１のアクチュエータ３側（すなわち、雄ねじ４１１よりも上方）に位置する。雄ねじ４１１と六角突出部４１２との間には、周壁４１を貫通するエア抜き用の貫通孔４１３が形成される。

【0030】

ボンネット４の頂壁４２は、アクチュエータ３に対向する。頂壁４２の中央には、ステム３３が挿通されるように開口４２１が形成される。開口４２１の内周面には、第２ケース３１２の延伸部３１４の雄ねじ３１５に螺合する雌ねじ４２２が形成される。これにより、アクチュエータ３は、雄ねじ３１５と雌ねじ４２２との螺合によってボンネット４に設けられる。すなわち、ボンネット４は、流路ブロック２とアクチュエータ３とを接続する。

【0031】

頂壁４２には、コイルばね８の一端（図１の上端）と当接する一方ばね座としての円環部４２３が設けられる。円環部４２３は、開口４２１の外周側に設けられる。

【0032】

ロックナット５は、ボンネット４の頂壁４２と当接するようにアクチュエータ３とボンネット４との間に設けられる。ロックナット５の内周面には、延伸部３１４の雄ねじ３１５に螺合する雌ねじ５１が形成される。これにより、ロックナット５をボンネット４に対して締め付けることができる。

【0033】

ダイヤフラム６は、弁座２４に離間又は押圧されて流体流入流路２１を開閉するための部材である。通常、ダイヤフラム６は、ダイヤフラム押さえ７によって弁座２４に押さえられる。

【0034】

ダイヤフラム押さえ７は、ダイヤフラム６を弁座２４に押さえるための部材である。ダイヤフラム押さえ７は、ボンネット４に収容されるように、ねじ螺合によってステム３３の他端（図１の下端）に連結される。これにより、ダイヤフラム押さえ７は、ピストン３２及びステム３３と一体に軸方向に移動することができる。

【0035】

ダイヤフラム押さえ７は、ステム３３の他端に螺合する略円柱状の本体部７１と、本体部７１と比較して大径に形成されるとともにコイルばね８の他端（図１の他端）と当接する他方ばね座としての円筒状の鍔部７２と、を有する。円環部４２３と鍔部７２との間には、コイルばね８が圧縮状態で介装される。

【0036】

コイルばね８は、本体部７１の外周面と周壁４１の内周面との間に形成されるばね収容室９に収容される。ばね収容室９は、貫通孔４１３を介して外部に連通される。コイルばね８は、ダイヤフラム押さえ７を流路ブロック２側（図１の下側）に付勢する圧縮コイルばねである。なお、コイルばね８は、耐熱性に優れる金属製のコイルばねから構成されることが好ましい。

【0037】

次に、バルブ装置１の動作について説明する。

【0038】

駆動エア供給制御部が駆動エアをステム案内孔３１１ｄを介してバルブ装置１のアクチュエータ３に供給する場合、駆動エアは、軸方向流路３３ａ及び第１径方向流路３３ｂを経由して第１エア導入室３５に導入されるとともに、軸方向流路３３ａ及び第２径方向流路３３ｃを経由して第２エア導入室３６に導入される。

【0039】

これにより、第１エア導入室３５及び第２エア導入室３６の容積が増大するように、ピストン３２は、コイルばね８の付勢力に抗してステム３３及びダイヤフラム押さえ７と一体に図１の上方に移動する。そして、ダイヤフラム６は、ダイヤフラム押さえ７の上昇によって弁座２４から離間する。すなわち、ダイヤフラム６は、ピストン３２、ステム３３及びダイヤフラム押さえ７の上昇によって流体流入流路２１を開放する。このため、気化されたプロセスガス等の流体は、流体流入流路２１から流体流入流路２１と弁座２４との間に形成される隙間を経由して流体流出流路２２に供給される。

【0040】

一方、駆動エア供給制御部が駆動エアをステム案内孔３１１ｄを介してバルブ装置１のアクチュエータ３に供給しない場合、ダイヤフラム押さえ７は、コイルばね８の付勢力によってピストン３２及びステム３３と一体に図１の下方に移動する。そして、ダイヤフラム６は、ダイヤフラム押さえ７の移動によって弁座２４に押圧される。すなわち、ダイヤフラム６は、ピストン３２、ステム３３及びダイヤフラム押さえ７の移動によって流体流入流路２１を閉塞する。このため、気化されたプロセスガス等の流体は、流体流入流路２１から流体流出流路２２に供給されない。

【0041】

第１エア導入室３５及び第２エア導入室３６の容積は、ピストン３２、ステム３３及びダイヤフラム押さえ７の移動によって減少する。このとき、第１エア導入室３５のエアは、第１径方向流路３３ｂ、軸方向流路３３ａ、及びステム案内孔３１１ｄを経由して駆動エア供給制御部に導出されるとともに、第２エア導入室３６のエアは、第２径方向流路３３ｃ、軸方向流路３３ａ及びステム案内孔３１１ｄを経由して駆動エア供給制御部に導出される。

【0042】

このように、駆動エア供給制御部は、バルブ装置１のアクチュエータ３への駆動エアの供給を制御することにより、弁座２４に対するダイヤフラム６の開閉を切り替えることができる。したがって、このようなバルブ装置１によれば、流体流入流路２１から流体流出流路２２への流体供給の制御が可能となる。

【0043】

次に、バルブ装置１の特徴部分について説明する。

【0044】

第２ケース３１２の延伸部３１４は、ボンネット４の頂壁４２及びロックナット５の両方に螺合する螺合部３１６と、ロックナット５から露出する露出部３１７と、を有する。露出部３１７の軸方向における寸法ｔ１（長さｔ１）は、螺合部３１６の軸方向における寸法ｔ２（長さｔ２）以上である。これにより、露出部３１７の軸方向における寸法ｔ１が螺合部３１６の軸方向における寸法ｔ２よりも小さい従来のバルブ装置に比べ、アクチュエータ３とボンネット４との間の距離を広げることができるので、アクチュエータ３の昇温を抑制するためのジャケットを用いることなく、流路ブロック２からの熱がボンネット４を介してアクチュエータ３に伝達することが抑制される。この結果、アクチュエータ３に設けられるＯリング９１，９２，９３，９４，９５，９６の耐久性が向上する。

【0045】

露出部３１７の軸方向における寸法ｔ１と螺合部３１６の軸方向における寸法ｔ２との比（以下、単にｔ１／ｔ２の比と称する。）は、１．０以上２．０以下であることが好ましい。ｔ１／ｔ２の比が１．０を下回ると、アクチュエータ３とボンネット４との間の距離を広げることができず、流路ブロック２からの熱がボンネット４を介してアクチュエータ３に伝達することが抑制されない。この結果、Ｏリング９１，９２，９３，９４，９５，９６の耐久性が低下する。一方、ｔ１／ｔ２の比が２．０を上回ると、アクチュエータ３とボンネット４との間の距離が離間しすぎてアクチュエータ３の重みによって延伸部３１４又はステム３３に歪み又は軸ずれが発生するおそれがある。この結果、バルブ装置１の応答性に支障が生じる。以上のことから、ｔ１／ｔ２の比を１．０以上２．０以下にすることにより、バルブ装置１の応答性が低下することなく、アクチュエータ３の昇温が抑制されて、Ｏリング９１，９２，９３，９４，９５，９６の耐久性が向上する。

【0046】

また、バルブ装置１の応答性向上及びアクチュエータ３の昇温抑制の両立を図る観点から、ｔ１／ｔ２の比は、１．０よりも大きくかつ１．８以下であることがより好ましく、１．０よりも大きくかつ１．５以下であることがさらに好ましい。

【0047】

ボンネット４は、流路ブロック２の凹部２３に収容される被収容部４３と、流路ブロック２から露出する放熱部４４と、を有する。被収容部４３は、昇温された流路ブロック２から熱を吸収して放熱部４４に伝達する。一方、放熱部４４は、流路ブロック２から被収容部４３を介して伝達された熱を外部に放出する。

【0048】

放熱部４４の軸方向における寸法ｔ３（長さｔ３）と被収容部４３の軸方向における寸法ｔ４（長さｔ４）との比（以下、単にｔ３／ｔ４の比と称する。）は、１．８以上３．０以下であることが好ましい。ｔ３／ｔ４の比が１．８を下回ると、放熱部４４の表面積が小さすぎて放熱部４４による放熱効果が低下するので、流路ブロック２からの熱がボンネット４を介してアクチュエータ３に伝達することが抑制されない。一方、ｔ３／ｔ４の比が３．０を上回ると、ボンネット４に収容されるダイヤフラム押さえ７が重くなりすぎてバルブ装置１の応答性に支障が生じる。以上のことから、ｔ３／ｔ４の比を１．８以上３．０以下にすることにより、バルブ装置１の応答性が低下することなく、ボンネット４による放熱効果が向上する。

【0049】

また、バルブ装置１の応答性向上及びボンネット４による放熱効果向上の両立を図る観点から、ｔ３／ｔ４の比は、１．９以上２．５以下であることがより好ましく、２．０以上２．３以下であることがさらに好ましい。

【0050】

ダイヤフラム押さえ７の鍔部７２の厚みｄ２とボンネット４の被収容部４３の軸方向における寸法ｔ４との比（以下、単にｄ２／ｔ４の比と称する。）は、０．５以上１．５以下であることが好ましい。ｄ２／ｔ４の比が０．５を下回ると、鍔部７２の厚みｄ２が小さすぎて流路ブロック２からの熱がコイルばね８に伝達しやすくなるので、コイルばね８の昇温によってコイルばね８のばね係数が変化する。これにより、バルブ装置１の最低作動圧力が変化するので、ダイヤフラム６の開弁タイミングが変化するおそれがある。一方、ｄ２／ｔ４の比が１．５を上回ると、ダイヤフラム押さえ７が重くなりすぎてバルブ装置１の応答性に支障が生じる。以上のことから、ｄ２／ｔ４の比を０．５以上１．５以下にすることにより、バルブ装置１の応答性を維持しつつダイヤフラム６の開閉タイミングの変化が防止される。

【0051】

また、バルブ装置１の応答性維持及びダイヤフラム６の開閉タイミングの変化防止を図る観点から、ｄ２／ｔ４の比は、０．６以上１．２以下であることがより好ましく、０．６以上０．９以下であることがさらに好ましい。本実施形態では、鍔部７２は、被収容部４３の軸方向における領域に位置するように設けられる。

【0052】

鍔部７２は、その厚みｄ２が円環部４２３の厚みｄ１よりも大きい。これにより、鍔部７２の厚みｄ２が円環部４２３の厚みｄ１以下である従来のバルブ装置に比べ、ボンネット４に収容されるコイルばね８全体をアクチュエータ３側寄りに設けることができるので、コイルばね８が流路ブロック２からの熱影響を受けにくくなる。

【0053】

次に、本実施形態による作用効果について説明する。

【0054】

以上述べたように、本実施形態に係るバルブ装置１は、流体流入流路２１が形成される流路ブロック２と、流路ブロック２側に延伸する円筒状の延伸部３１４が設けられるケース３１、ケース３１に摺動可能に収容されるピストン３２、及び延伸部３１４の内周面に挿通されるとともにピストン３２と一体に軸方向に移動するステム３３と、を有するアクチュエータ３と、流路ブロック２とアクチュエータ３とを接続し、アクチュエータ３に対向する頂壁４２が延伸部３１４の外周面に螺合するボンネット４と、ボンネット４の頂壁４２と当接するようにアクチュエータ３とボンネット４との間に延伸部３１４の外周面に螺合して設けられるロックナット５と、ステム３３の移動によって流体流入流路２１を開閉するダイヤフラム６と、を備える。そして、延伸部３１４は、ボンネット４の頂壁４２及びロックナット５の両方に螺合する螺合部３１６と、ロックナット５から露出する露出部３１７と、を有し、露出部３１７の軸方向における寸法ｔ１は、螺合部３１６の軸方向における寸法ｔ２以上である。

【0055】

この構成によれば、露出部３１７の軸方向における寸法ｔ１が、螺合部３１６の軸方向における寸法ｔ２以上であるため、露出部３１７の軸方向における寸法ｔ１が螺合部３１６の軸方向における寸法ｔ２よりも小さい従来のバルブ装置に比べ、アクチュエータ３とボンネット４との間の距離を広げることができるので、簡素な構造でアクチュエータ３の昇温が抑制される。この結果、Ｏリング９１，９２，９３，９４，９５，９６の耐久性が向上する。

【0056】

さらに、この構成によれば、アクチュエータ３の昇温を抑制するためのジャケット及びジャケットに冷媒を供給するための配管等を設ける必要がないので、バルブ装置１を備える流体制御装置を、半導体ウェハ等の基板が収容されるチャンバ（図示しない）により近く設けることができる。これにより、流体制御装置からチャンバに供給するプロセスガス等の流体の供給時間を短縮することができるので、半導体装置の製造精度を向上させることができる。

【0057】

また、本実施形態では、露出部３１７の軸方向における寸法ｔ１と螺合部３１６の軸方向における寸法ｔ２との比は、１．０以上２．０以下である。この構成によれば、バルブ装置１の応答性が低下することなく、アクチュエータ３の昇温が抑制されてＯリング９１，９２，９３，９４，９５，９６の耐久性が向上する。

【0058】

また、本実施形態では、ステム３３の他端に連結されて、ボンネット４に収容されダイヤフラム６を押さえるダイヤフラム押さえ７と、ボンネット４の頂壁４２とダイヤフラム押さえ７との間に軸方向に沿って介装されるコイルばね８と、をさらに備える。そして、頂壁４２には、コイルばね８の一端と当接する円環部４２３が設けられ、ダイヤフラム押さえ７には、コイルばね８の他端と当接する鍔部７２が設けられ、鍔部７２は、その厚みｄ２が円環部４２３の厚みｄ１よりも大きい。

【0059】

この構成によれば、鍔部７２の厚みｄ２が円環部４２３の厚みｄ１よりも大きいため、鍔部７２の厚みｄ２が円環部４２３の厚みｄ１以下である従来のバルブ装置に比べ、ボンネット４に収容されるコイルばね８全体をアクチュエータ３側寄りに設けることができるので、コイルばね８が流路ブロック２からの熱影響を受けにくくなる。

【0060】

また、本実施形態では、ボンネット４は、ねじ螺合によって流路ブロック２に設けられ、流路ブロック２に収容される被収容部４３と、流路ブロック２から露出する放熱部４４と、を有する。そして、放熱部４４の軸方向における寸法ｔ３と被収容部４３の軸方向における寸法ｔ４との比は、１．８以上３．０以下である。

【0061】

この構成によれば、放熱部４４の軸方向における寸法ｔ３と被収容部４３の軸方向における寸法ｔ４との比が１．８以上３．０以下であるため、バルブ装置１の応答性が低下することなく、ボンネット４による放熱効果が向上する。

【0062】

また、本実施形態では、ステム３３の他端に連結されて、ボンネット４に収容されダイヤフラム６を押さえるダイヤフラム押さえ７と、ボンネット４の頂壁４２とダイヤフラム押さえ７との間に軸方向に沿って介装されるコイルばね８と、をさらに備える。そして、頂壁４２には、コイルばね８の一端と当接する円環部４２３が設けられ、ダイヤフラム押さえ７には、コイルばね８の他端と当接する鍔部７２が設けられ、ボンネット４は、ねじ螺合によって流路ブロック２に設けられ、流路ブロック２に収容される被収容部４３と、流路ブロック２から露出する放熱部４４と、を有し、鍔部７２の厚みｄ２と被収容部４３の軸方向における寸法ｔ４との比は、０．５以上１．５以下である。

【0063】

この構成によれば、鍔部７２の厚みｄ２と被収容部４３の軸方向における寸法ｔ４との比が０．５以上１．５以下であるため、バルブ装置１の応答性を維持しつつダイヤフラム６の開閉タイミングの変化が防止される。

【0064】

以上、本実施形態について説明したが、上述した実施形態は、本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上述した実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【0065】

（変形例）
次に、図２を参照しながら変形例に係るバルブ装置１ａについて説明する。なお、変形例では、上述した実施形態と同様の点については説明を省略し、主に上述した実施形態と異なる点について説明する。

【0066】

図２は、変形例に係るバルブ装置１ａを示す断面図である。

【0067】

上述した実施形態では、ダイヤフラム押さえ７の鍔部７２は、ボンネット４の被収容部４３の軸方向における領域に位置するように設けられているが、これに限定されるものではなく、例えば、その一部が図２に示すように放熱部４４の軸方向における領域に位置するように設けられてもよい。この場合、ばね収容室９と外部とを連通する貫通孔４１３ａは、六角突出部４１２の上方に形成される。

【0068】

本変形例に係るバルブ装置１ａによれば、鍔部７２を放熱部４４の軸方向における領域に位置するように設けることで、コイルばね８の全体を放熱部４４の軸方向における領域に位置させることができるので、コイルばね８の一部が被収容部４３に位置するバルブ装置１に比べ、コイルばね８が流路ブロック２からの熱影響を受けにくくなり、バルブ装置１１の応答性を維持しつつダイヤフラム６の開閉タイミングの変化が防止される。

【符号の説明】

【0069】

１ バルブ装置
２ 流路ブロック
３ アクチュエータ
４ ボンネット
５ ロックナット
６ ダイヤフラム
２１ 流体流入流路
３１ ケース
３２ ピストン
３３ ステム
４２ 頂壁
３１４ 延伸部
３１６ 螺合部
３１７ 露出部

【図1】

【図2】