特許 7407616 ダイヤフラムバルブとそのバルブ用弁座の交換方法

(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】2023-12-21

(45)【発行日】2024-01-04

(54)【発明の名称】ダイヤフラムバルブとそのバルブ用弁座の交換方法

(51)【国際特許分類】

   F16K 7/17 20060101AFI20231222BHJP

   F16K 1/42 20060101ALI20231222BHJP

   F16K 31/122 20060101ALN20231222BHJP

【ＦＩ】

F16K7/17 C

F16K1/42 G

F16K31/122

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020027835

(22)【出願日】2020-02-21

(65)【公開番号】P2021131144

(43)【公開日】2021-09-09

【審査請求日】2023-02-02

(73)【特許権者】

【識別番号】501417929

【氏名又は名称】株式会社キッツエスシーティー

(74)【代理人】

【識別番号】100081293

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 哲男

(72)【発明者】

【氏名】本間 克彦

【審査官】藤森 一真

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２００５／０２１１９４４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】実開平０４－０４８４７０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】スイス国特許発明第３６０２５８（ＣＨ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５１６０３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ １／４２

Ｆ１６Ｋ ７／１２ － ７／１７

Ｇ０５Ｄ ７／００ － ７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボデー内に設けた弁座に接離させて開閉するダイヤフラムを有するダイヤフラバルブであって、流入口と流出口を有するボデーに設けた一次側開口部と、前記一次側開口部に設けた弁座装着用の外壁部と、前記外壁部の内周囲に設けた段部と、前記段部に圧入固定されたシートリングと、前記シートリングに設けた鍔部と、前記シートリングと前記外壁部との間と前記鍔部を底部として構成された弁座装着用の圧入溝と、を備え、前記圧入溝に圧入固定された前記弁座は、この弁座の上部の外周囲を大きくした延出部を前記外壁部の頂部近傍位置に被せ、かつ前記弁座の上部内周囲を小さくした延出部を前記シートリングの頂部近傍位置に被せる状態で前記弁座の上部をやや突出させたことを特徴とするダイヤフラムバルブ。

【請求項2】

前記シートリングの内周面に雌ネジ部を設けた請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。

【請求項3】

前記シートリングの頂部を前記外壁部の高さより低くし、かつ前記シートリングの内径を前記一次側開口部の内径より大きくしている請求項１又は２に記載のダイヤフラムバルブ。

【請求項4】

前記段部にさらに圧入段部を設け、この圧入段部に前記シートリングを圧入して前記ボデーに前記シートリングを圧入固定した請求項１乃至３の何れか１項に記載のダイヤフラムバルブ。

【請求項5】

前記弁座の底部外周は、圧入固定後に抜けないように外径を大きくした拡径部を前記外壁部に設けた係合部に係合させて圧入固定後の弁座が抜けないようにした請求項１乃至４の何れか１項に記載のダイヤフラムバルブ。

【請求項6】

前記鍔部の上面に接触する状態で前記弁座の底部を前記圧入溝に圧入固定し、次いで、前記弁座を取外す際には、雄ネジ部を設けた治具を前記シートリングの雌ネジ部に螺合させて前記治具を引き上げることにより、前記シートリングの鍔部で前記弁座の底部を係止しながら前記弁座を抜き出すようにした請求項１に記載のダイヤフラムバルブの弁座交換方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ダイヤフラムバルブとそのバルブ用弁座の交換方法に関し、特に、例えば、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition：原子層堆積法）プロセスなどに使用されるような極めて高い耐久性とＣｖ値の安定化の維持を図ることができるダイヤフラムバルブに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、半導体製造用ガス供給装置では、例えば、ＡＬＤに代表されるような短時間でバルブを開閉するプロセスが導入されることが多くなってきている。ＡＬＤプロセスなどでは、２５０℃程度の高温雰囲気の下、ガス供給系から、前駆体、不活性ガス、酸化種ガスなどの複数種のガスが極めて短いサイクルの高速切換により安定した流量で交互にチャンバーに供給され、チャンバー内のウエハにナノレベルで原子層が一層ずつ均質・均一に積み重ねられて薄膜が形成される。

【0003】

その際、ダイヤフラムバルブには、弁閉時のシール性の確保に加えて、２５０℃程度の高熱に耐え得る耐熱性、ガスを短時間で正確に供給する流量の安定性、ガスの混合を避けるために高い締切性能を伴いつつ短時間でガスの供給を切替えるための高速作動性、多数回のバルブ開閉サイクルに耐え得る高耐久性などの機能性が要求される。

【0004】

ＡＬＤプロセスではダイヤフラムバルブを短時間で高速開閉させるためにバルブの開閉動作回数が大幅に増加し、閉弁時にメタルダイヤフラムから樹脂製の弁座に加わる押圧力の影響が大きくなり、さらに供給する原料ガスの温度も２５０℃程度の高温状態であるために弁座の潰れや変形が生じ易くなり、弁座の潰れや変形が生じた場合には、シール性が維持できなくなるばかりでなく、Ｃｖ値が変動し、安定化を図ることが不可能になる。

【0005】

弁座に潰れや変形等が生じてシール性が維持できなくなった場合などには、速やかに損傷した弁座をボデーから取り出して新しい弁座に交換する必要があるため、ＡＬＤプロセスで使用するダイヤフラムバルブには、弁座の潰れや変形が生じにくく、また、弁座に潰れや変形が生じた際には、弁座の交換が容易であることが求められる。

【0006】

弁座の交換が容易に行えるダイヤフラムバルブとして、特許文献１には、弁座を取付ける際には、弁座設置ツールでボデー内部に設けた弁座陥凹に弁座を圧入し、弁座を取出す際には、先端に雄ネジ部を備えた弁座抽出ツールで弁座内周面に雌ネジを刻設し、雄ネジ部に螺着した弁座を上方へ引き抜くダイヤフラムバルブが提案されている。

【0007】

また、特許文献２には、弁座を取付ける際には、内周側に金属製のスリーブを挿入した弁座を工具でボデーの弁座材取付孔に圧入し、弁座を取出す際には、手動タップのような一般的な手動工具を弁座の内周面に係合させ、スリーブと弁座の双方をボデーから抜き出すダイヤフラムバルブが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特表２０１７－５１６０３９号公報

【文献】特許第５２８０２０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、特許文献１のダイヤフラムバルブでは、弁座の内周側に何ら支持部材がないので、特にＰＦＡのような柔らかい材質の弁座を２５０℃程度の高温で使用する場合には、閉弁時に弁座が内周面側に変形し易くなり、変形によって弁座の頂部が低くなってダイヤフラムの耐久性が低下することになる。

【0010】

また、弁座の取出し時に弁座抽出ツールで弁座内周面に雌ネジを刻設するため、その際に微細な切粉が発生し、ボデー内の流路を汚染するおそれがある。

【0011】

特許文献２のダイヤフラムバルブでは、上方端を弁キャビティの表面及びスリーブの端部から突出させて弁座を形成しているため、弁座の耐久性に問題がある。

【0012】

また、スリーブの内径がボデーの一次側開口部の内径よりも小径であり、流路を狭めているので、バルブの流量低下の原因となる。

【0013】

そこで、本発明は上記問題点を解決するために開発されたものであり、その目的とするところは、高温状態で高速開閉動作させても弁座の潰れや変形の発生を抑制するとともに大流量を安定的に確保することができ、もって、高Ｃｖ値を変動なく安定して維持することができ、また、弁座の交換が容易なダイヤフラムバルブとそのバルブ用弁座の交換方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、ボデー内に設けた弁座に接離させて開閉するダイヤフラムを有するダイヤフラバルブであって、流入口と流出口を有するボデーに設けた一次側開口部と、一次側開口部に設けた弁座装着用の外壁部と、外壁部の内周囲に設けた段部と、段部に圧入固定されたシートリングと、シートリングに設けた鍔部と、シートリングと外壁部との間と鍔部を底部として構成された弁座装着用の圧入溝と、を備え、圧入溝に圧入固定された弁座は、この弁座の上部の外周囲を大きくした延出部を外壁部の頂部近傍位置に被せ、かつ弁座の上部の内周囲を小さくした延出部をシートリングの頂部近傍位置に被せる状態で弁座の上部をやや突出させたことを特徴とするダイヤフラムバルブである。

【0015】

請求項２に係る発明は、シートリングの内周面に雌ネジ部を設けたダイヤフラムバルブである。

【0016】

請求項３に係る発明は、シートリングの頂部を前記外壁部の高さより低くし、かつシートリングの内径を一次側開口部の内径より大きくしているダイヤフラムバルブである。

【0017】

請求項４に係る発明は、段部にさらに圧入段部を設け、この圧入段部にシートリングを圧入してボデーにシートリングを圧入固定したダイヤフラムバルブである。

【0018】

請求項５に係る発明は、弁座の底部外周は、圧入固定後に抜けないように外径を大きくした拡径部を外壁部に設けた係合部に係合させて圧入固定後の弁座が抜けないようにしたダイヤフラムバルブである。

【0019】

請求項６に係る発明は、鍔部の上面に接触する状態で弁座の底部を圧入溝に圧入固定し、次いで、弁座を取外す際には、雄ネジ部を設けた治具をシートリングの雌ネジ部に螺合させて治具を引き上げることにより、シートリングの鍔部で弁座の底部を係止しながら前座を抜き出すようにしたダイヤフラムバルブの弁座交換方法である。

【発明の効果】

【0020】

請求項１に係る発明によると、高温状態での弁座の潰れや変形を抑制して高耐久性で高流量（高Ｃｖ値）を変動なく安定した状態で維持することを可能としたダイヤフラムバルブを得ることができる。

【0021】

請求項２に係る発明によると、弁座を損傷することなく容易に交換することができる。

【0022】

請求項３に係る発明によると、シートリングを設けても一次側開口部の流路面積が縮小されることがなく、また一次側開口部から弁室への流れも妨害されないので大流量を確保することができる。

【0023】

請求項４に係る発明によると、シートリングを強固にボデーに圧入固定し、外壁部とシートリングとの間に弁座を圧入状態で確実に固定することができる。

【0024】

請求項５に係る発明によると、圧入固定後の弁座が抜け出すことがないので、高耐久性を得ることができる。

【0025】

請求項６に係る発明によると、弁座の交換を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明のダイヤフラムバルブの一実施形態を示した縦断面図である。

【図2】図１のダイヤフラムバルブの要部断面図である。

【図3】図２の部分拡大断面図である。

【図4】本発明のバルブ用弁座の交換方法の一例を説明する図面であり、（ａ）は、弁座の取付け方法、（ｂ）は、弁座の取出し方法を説明する図面である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下に、本発明におけるダイヤフラムバルブの実施形態の一例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明のダイヤフラムバルブの一実施形態を示した縦断面図であり、図２はダイヤフラムバルブの要部断面図であり、図３は要部の部分拡大断面図である。

【0028】

図１において、ダイヤフラムバルブ１は、ボデー２と、弁座３と、シートリング４と、ダイヤフラム５と、アクチュエータ６とから構成させている。

【0029】

ボデー２は、例えばＳＵＳ３１６Ｌなどのステンレス材料で一体に形成されており、流入口８と流出口９が設けられ、その内部には流入口８から続く一次流路１１と流出口９から続く二次流路１２が形成されている。一次流路は一次側開口部１３を介して弁室１４に連通し、二次流路１２は二次側開口部１５を介して弁室１４に連通している。

【0030】

また、ボデー２の上部には開口部１７が設けられ、この開口部１７の内周側には雌ネジ部１８が形成されており、この雌ネジ部１８にアクチュエータ６の下端部に形成した雄ネジ部１９を螺合せ、ボデー２の上部にアクチュエータ６を搭載することができる。

【0031】

一次側開口部１３には、弁座装着用の外壁部２０が設けられ、外壁部２０の内周囲には、シートリング４を圧入固定する段部２１が設けられている。

【0032】

外壁部２０の頂部２３は断面アール形状に形成され、外壁部２０の内周側下部には弁座３の拡径部３０を挿入する断面アール形状の窪み２４が形成されている。

【0033】

段部２１には、シートリング４の鍔部３２を装着する鍔部装着段部２５と、シートリング４を圧入する圧入段部２６と、が形成されており、鍔部装着段部２５の底面２５ａと圧入段部２６の壁面２６ａとの間は、なだらかな曲面で繋がれている。

【0034】

弁座３は、フッ素樹脂等の樹脂材料により略円筒状に設けられ、その断面形状は、図３に示すように、上部の外周囲を大きくした断面アール形状の延出部２７と、上部の内周囲を小さくした断面アール形状の延出部２８を設け、略平面の頂部２９と延出部２７、延出部２８との間をなだらかな曲面で繋ぎ、底部外周には外径を大きくした断面アール形状の拡径部３０を設けている。

【0035】

また、図２に示すように、弁座３は、弁座３を弁座装着用の圧入溝４２に圧入固定した際に、外壁部２０の頂部２３の上方、及びシートリング４の頂部３５の上方に突出する弁座３の高さが、ダイヤフラム５の閉動作時にダイヤフラム５の下面５ａが外壁部２０の頂部２３及び前記シートリング４の頂部３５に接触しない範囲で可能な限り低くなるように形成している。

【0036】

本例では、弁座３をＰＦＡ（パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）により形成したが、弁座３の材質はＰＦＡに限られるわけではなく、適宜材質の変更が可能である。また、弁座３の頂部２９から延出部２７、２８へと連なる扁平な形状は、弁座３の形成時に機械加工や射出加工により成形することもできるし、頂部の形状が異なる弁座をボデー２内に装着してから上部から治具等で意図的に押し潰すなどして成形することもできる。

【0037】

シートリング４は、例えばＳＵＳ３１６Ｌ等のステンレス鋼により略円筒形に設けられ、外周面には弁座３の底部３１を支受けする鍔部３２を、内周面３３には雌ネジ部３４を設け、頂部３５と下端部３６は断面アール状に形成している。

【0038】

また、図３に示すように、シートリング４は、シートリング４を圧入段部２６に圧入固定した際のシートリング４の頂部３５が、外壁部２０の頂部２３よりもΔＨだけ低くなるように形成している。さらに、シートリング４の内径φＤ１を一次側開口部１３の内径φＤ２よりも大径にすると共に、シートリング４の下部の外径を圧入段部２６の壁面２６ａの内径よりも大きく、かつ圧入段部２６にシートリング４を圧入可能な径としている。

【0039】

なお、本例では、シートリング４をステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）で製作したが、シートリング４の材料はステンレス鋼に限られるわけではなく、内周面３３に雌ネジ部３４の形成が可能であり、バルブの使用温度において適切に硬度が保たれる材料であれば、プラスチック材で製作することもできる。

【0040】

ダイヤフラム５は、金属製の薄板状の部材が所定枚数重ねられて構成され、自然状態において片側（上方）に向けて中心部を頂点とした緩やかな凸曲面状を呈した外観略円盤状に形成され、この自然状態の形態に自己復帰可能な弾性力を有している。

【0041】

図２に示すように、ダイヤフラム５は、アクチュエータ６のダイヤフラムピース３８が下降すると、ダイヤフラム５の中央付近が押圧されて中央付近を中心に変形し、弁座３に着座して弁閉状態となる。

【0042】

また、ダイヤフラムピース３８の押圧力がなくなると、ダイヤフラム５がその弾性力によりダイヤフラムピース３８を押し上げながら凸曲面状に復帰する方向に変形し、ダイヤフラム５が弁座３から離間して弁開状態となる。

【0043】

アクチュエータ６はエアー駆動式のアクチュエータであり、上部に設けたエアー供給口３９からエアーが供給されるとスプリング４０の押圧力に抗してピストン４１が上昇するため、ダイヤフラムピース３８の押圧力が消失してバルブは弁開状態となり、エアーの供給が停止されるとスプリング４０の弾発力によりピストン４１が下降してダイヤフラムピース３８の押圧力が発生してバルブは弁閉状態となる。

【0044】

次に、本発明のダイヤフラムバルブの上記実施形態における作用を説明する。
図３に示すように、シートリング４をボデー２に設けた圧入段部２６に圧入すると、シートリング４の下部の外径を圧入段部２６に圧入固定が可能な径に設定したことにより、シートリング４の下部を確実かつ強固に圧入段部２６に固定することができ、鍔部３２が鍔部装着段部２５に収納され、シートリング４と外壁部２０との間に鍔部３２の上面３２ａを底部として弁座装着用の圧入溝４２が構成される。

【0045】

この時、シートリング４の下端部３６が断面アール状に形成され、また鍔部装着段部２５の底面２５ａと圧入段部２６の壁面２６ａとを曲面で繋いで段部２１が形成されているため、シートリング４の圧入段部２６への圧入は容易である。また、シートリング４は、圧入段部２６に締まり嵌めで固定されるため、シートリング４を圧入段部２６から取外す際には、シートリング４を上方へ引き抜くだけでよい。

【0046】

このように形成された圧入溝４２に弁座３を圧入すると、弁座３をボデー２に固定することができるが、弁座３の底部外周には外径を大きくした断面アール形状の拡径部３０が設けられており、外壁部２０の頂部２３が断面アール形状に形成されているため、弁座３の圧入溝４２への圧入を容易に行うことができる。さらに、圧入溝４２に圧入後は、この拡径部３０が外壁部２０の内周側下部に形成された断面アール形状の窪み２４に係合し、弁座３の圧入溝４２からの抜け出しを防止する。

【0047】

弁座３は、この圧入溝４２内に装着されると、外壁部２０の内周面４３とシートリング４の外周面４４により圧入状態で固定されるため、外壁部２０の内周面４３と弁座３の外周面４５との間が確実にシールされるので、弁座３の裏漏れが生じることがない。

【0048】

また、弁座３は、外壁部２０の内周面４３とシートリング４の外周面４４により圧入状態で固定されるため、ダイヤフラムバルブ１が弁閉状態となり、ダイヤフラム５により弁座３の頂部２９が押圧されても、ボデー２の外壁部２０の内周面４３とシートリング４の外周面４４により内外周から支持されている弁座３の部分には傾きが生じない。

【0049】

さらに、弁座３の頂部２９を略平面に形成すると共に、上部には外周囲を大きくした断面アール形状の延出部２７と、内周囲を小さくした断面アール形状の延出部２８とを設け、頂部２９と延出部２７、延出部２８との間をなだらか曲面で繋いでいるため、弁座３の圧入溝４２への圧入が完了すると、図３に示すように、延出部２７が外壁部２０の頂部２３の近傍位置に密着して被さる状態に、また、延出部２８がシートリング４の頂部３５の近傍位置に密着して被さる状態になり、弁座３の頂部２９は、外周側からは外壁部２０の頂部２３により、内周側からシートリング４の頂部３５により支持される。

【0050】

これにより、弁座３の頂部２９の受圧面積が増加することになり、ダイヤフラムバルブ１の閉動作時にダイヤフラム５の下面５ａにより弁座３の頂部２９が押圧された際の面圧が小さくなるため、弁座３の潰れを抑制することができる。

【0051】

また、弁座３は、図２及び図３に示すように、弁座３を弁座装着用の圧入溝４２に装着した際に、外壁部２０の頂部２３の上方、及びシートリング４の頂部３５の上方に突出する部分の弁座３の高さを、ダイヤフラムバルブ１の弁閉状態時にダイヤフラム５の下面５ａが外壁部２０の頂部２３及びシートリング４の頂部３５に接触しない範囲で可能な限り低く設定したので、外壁部２０の頂部２３の上方及びシートリング４の頂部３５の上方に突出し、外壁部２０の内周面４３とシートリング４の外周面４４により内外周から支持されない弁座３の部分の高さを最低限とすることができる。

【0052】

この結果、ダイヤフラムバルブ１の弁閉状態時にダイヤフラム５の下面５ａに押圧されて変形する弁座の部分を最少化することができるので、弁座３の変形を抑制することができる。

【0053】

また、ダイヤフラム５の下面に５ａにより衝撃を受けた弁座３の頂部２９は、延出部２７を介して外壁部２０の頂部２３により、また、延出部２８を介してシートリング４の頂部３５により内外周から支持されるので、ダイヤフラム５の押圧により発生する弁座３の変形を更に抑制することができる。

【0054】

以上のように、本発明のダイヤフラムバルブでは、弁閉状態時にダイヤフラム５の下面５ａにより押圧される弁座３の面圧を小さくして弁座の潰れを抑制すると共に、弁座３の変形を大きく抑制することにより、弁座３の耐久性を向上させることができる。また、弁座３の耐久性が向上することに伴い、流量の経時変化を安定させることができる。

【0055】

図３に示すように、圧入段部２６に圧入されたシートリング４は、外壁部２０との間に鍔部３２を底部として弁座装着用の圧入溝４２を構成し、鍔部３２で弁座３の底部３１を支受している。シートリング４の内径φＤ１は、一次側開口部１３の内径φＤ２より大径であるため、シートリング４を一次側開口部１３に配置しても、一次側開口部１３の流路面積は縮小されない。

【0056】

また、シートリング４の頂部３５を断面アール形状に形成すると共に、シートリング４の高さは、シートリング４を圧入段部２６に圧入固定した状態で、シートリング４の頂部３５が外壁部２０の頂部２３よりもΔＨだけ低くなるように設定し、一次側開口部１３から弁室１４内に向かう流れを妨害しないように構成している。

【0057】

以上のように、シートリング４を一次側開口部１３に配置しても一次側開口部１３の流路面積が縮小されることがなく、また、一次側開口部１３から弁室１４内に向かう流れを妨害しないので、大流量を確保してバルブのＣｖ値を大きくすることができる。

【0058】

これに加え、シートリング４の内周面３３には雌ネジ部３４を形成しているため、シートリング着脱用の治具に設けた雄ネジ部をこの雌ネジ部３４に螺合させ、容易にシートリング４をボデー２に着脱することができる。また、弁座３は底部３１を鍔部３２に支受されて圧入溝４２に圧入固定されているので、弁座３を取出す際には、シートリング４を引き抜くと、弁座３が鍔部３２に係止されているため、弁座３をシートリング４と同時に取出すことができるので、容易に弁座３を取出すことができると共に弁座３を傷つけることがなく弁座3を交換することができる。

【0059】

続いて、本発明の弁座の交換方法を説明する。図４は、シートリング着脱用の治具の一例を使用し、本発明のダイヤフラムバルブの弁座を交換する方法を説明する図面である。シートリング着脱用の治具は、弁座３の装着時と取外し時でその構成が異なるので、先ずは弁座３の装着時について説明する。

【0060】

弁座３を装着する治具４７は、アダプタ４８と圧入部材５０とで構成される。アダプタ４８は、圧入部材５０をボデー２内に押し込むための部品であり、圧入部材５０を挿通させる挿通孔５１を中央に、ボデー２の雌ネジ部１８に螺着させる雄ネジ部５２を下部外周に、圧入部材５０を押圧する押圧面５３を下端部に備えている。圧入部材５０は、ボデー２内の圧入段部２６にシートリング４を圧入するための部品であり、下端部にアダプタ４８の押圧面５３から作用する押圧力を受ける鍔部５４を、下部先端にシートリング４を螺着する雄ネジ部５５を備えている。

【0061】

この治具４７でボデー２内に弁座３を装着する際には、先ず、弁座３の底部３１が鍔部３２の上面３２ａに接触する状態で弁座３をシートリング４に取り付け、シートリング４を圧入部材５０の下部先端の雄ネジ部５５に弁座３の頂部２９が圧入部材５０の下面５０ａに接するまでねじ込んだ後、アダプタ４８の下面側からシートリング４を螺着した圧入部材５０を挿通孔５１に挿通する。

【0062】

次に、ボデー２の開口部１７の内周に設けた雌ネジ部１８にアダプタ４８の雄ネジ部５２を軽くねじ込み、圧入部材５０を挿通した状態のアダプタ４８をボデー２の上部に取り付ける。この状態で、ボデー２の開口部１７の中心とシートリング４の中心は一致しているので、弁座３の底部３１が外壁部２０の頂部２３に接触するまで圧入部材５０を軽く押し込み、その後、アダプタ４８の押圧面５３が圧入部材５０の鍔部５４に当接するまでアダプタ４８を軽くねじ込む。

【0063】

アダプタ４８の押圧面５３が圧入部材５０の鍔部５４に当接したことを確認した後、アダプタ４８を強くねじ込むと、圧入部材５０の鍔部５４がアダプタ４８の押圧面５３により押圧されて圧入部材５０が下方に移動する結果、圧入部材５０の下部先端に設けた雄ネジ部５５に螺着されているシートリング４の下部が圧入段部２６に圧入されると共に、圧入部材５０の下面５０ａに頂部２９を押圧された弁座３が圧入溝４２に圧入される。

【0064】

圧入段部２６へのシートリング４の圧入固定、及び圧入溝４２への弁座３の圧入が完了すると、弁座３は外壁部２０の内周面４３とシートリング４の外周面４４との間に密着状態で保持され、弁座３のボデー２への装着が完了する。

【0065】

次に、弁座３の取外し時について説明する。シートリング取外し用の治具５６は、アダプタ４８と、受圧金具５７と、スペーサ５８と、係合ボルト５９と、ナット６０と、から構成される。

【0066】

アダプタ４８は治具４７と兼用する部品であるが、弁座３の取出し用として用いる場合には、上面に設けた装着段部４８ａ内に受圧金具５７を装着して使用する。受圧金具５７は、アダプタ４８からの押圧力を係合ボルト５９の頭部５９ａに伝達するための部品であり、中央に係合ボルト５９を挿通させるボルト挿通孔５７ａを備えている。スペーサ５８は、係合ボルト５９の中心をアダプタ４８の中心に合わせて保持するための部品であり、ボルト挿通孔５８ａを中心に設けている。係合ボルト５９は、シートリング４の内周面３３に設けた雌ネジ部３４に螺着させシートリング４を圧入段部２６から引き抜くための部品である。ナット６０は、スペーサ５８をアダプタ４８の挿通孔５１内に保持するための部品である。

【0067】

この治具５６でボデー２内から弁座３を取外す際には、先ず、係合ボルト５９を受圧金具５７のボルト挿通孔５７ａとスペーサ５８のボルト挿通孔５８ａに挿通した後、係合ボルト５９にナット６０を螺着し、スペーサ５８の下面とナット６０の上面との間隔がシートリング４の厚み程度になるまでナット６０をねじ込んで受圧金具５７、スペーサ５８、係合ボルト５９、ナット６０を一体にする。

【0068】

その後、アダプタ４８の上方から一体となった受圧金具５７、スペーサ５８、係合ボルト５９、ナット６０を挿通孔５１に挿入して受圧金具５７を装着段部４８ａに装着し、アダプタ４８の雄ネジ部５２をボデー２の開口部１７の内周に設けた雌ネジ部１８にねじ込み、アダプタ４８をボデー２の上部に取り付ける。この状態で、ボデー２の一次側開口部１３の中心と係合ボルト５９の中心は一致しているので、係合ボルト５９をねじ込むと、係合ボルト５９はボデー２内の圧入段部２６に圧入固定されているシートリング４の内周面３３に設けた雌ネジ部３４に螺合する。

【0069】

係合ボルト５９の頭部５９ａが受圧金具５７に当接したことを確認した後、アダプタ４８をボデー２から取外す方向（左回り）に廻すと、アダプタ４８の上昇に従って受圧金具５７を介して係合ボルト５９の頭部５９ａが上方に持ち上げられるため、これに伴って係合ボルト５９に螺着させたシートリング４がボデー２内の圧入段部２６から引き抜かれる。この際、弁座３はシートリング４の鍔部３２で支受されているため、シートリング４の引き出しと同時に鍔部３２が弁座３の底部３１を係止しながら抜き出すので、ボデー２内から弁座３を傷つけることなくシートリング４と一緒に取出すことができる。

【0070】

このように、本発明の弁座の交換方法では、弁座を傷つけることなく弁座の交換を容易に行うことができる。

【0071】

以上詳細に説明したように、本発明のダイヤフラムバルブは、高温状態で高速開閉動作させても弁座の潰れや変形の発生を抑制することができると共に大流量を安定的に確保することができ、また、本発明の弁座の交換方法によれば、弁座を傷つけることなく容易に弁座の交換を行うことができるので、ＡＬＤプロセスを用いた半導体製造装置に好適である。

【符号の説明】

【0072】

１ ダイヤフラムバルブ
２ ボデー
３ 弁座
４ シートリング
５ ダイヤフラム
６ アクチュエータ
１３ 一次側開口部
２０ 外壁部
２１ 段部
２３ 外壁部の頂部
２６ 圧入段部
２７ 延出部
２８ 延出部
３２ 鍔部
３５ シートリングの頂部
４２ 圧入溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】