特許 7633703 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】2025-02-12

(45)【発行日】2025-02-20

(54)【発明の名称】バルブ装置

(51)【国際特許分類】

   F16K 7/12 20060101AFI20250213BHJP

【ＦＩ】

F16K7/12 B

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022509414

(86)(22)【出願日】2021-02-18

(86)【国際出願番号】 JP2021006213

(87)【国際公開番号】W WO2021192753

(87)【国際公開日】2021-09-30

【審査請求日】2022-05-09

【審判番号】

【審判請求日】2023-08-04

(31)【優先権主張番号】P 2020055686

(32)【優先日】2020-03-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2020055687

(32)【優先日】2020-03-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】110002664

【氏名又は名称】弁理士法人相原国際知財事務所

(72)【発明者】

【氏名】中村 伸夫

(72)【発明者】

【氏名】中田 知宏

【合議体】

【審判長】山本 信平

【審判官】北村 亮

【審判官】倉橋 紀夫

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１９３９７８パンフレット（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平６－１９３７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０８４７４４パンフレット（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

F16K7/16

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流路、前記流路が開口される凹部、及び前記凹部にて前記流路が連通される弁室を有するボディと、
前記凹部に収容されるとともに、内側周縁部及び外側周縁部により前記流路を前記弁室に至るまで区画するインナーディスクと、
前記弁室にて前記流路を遮断又は連通するダイヤフラムと、
前記内側周縁部の前記弁室に面する側に形成される第１環状面と、
前記内側周縁部の前記第１環状面と反対側に形成されるとともに、前記凹部の底面に支持される第２環状面と、
前記第１環状面に保持されるとともに、前記流路の遮断又は連通に伴い前記ダイヤフラムが当離座する第１シール部と、
前記第２環状面と前記凹部の底面との間に配置される第２シール部と
を備え、
前記第１シール部及び前記第２シール部は、環状のシート形状をなす、バルブ装置。

【請求項2】

流路、前記流路が開口される凹部、及び前記凹部にて前記流路が連通される弁室を有するボディと、
前記凹部に収容されるとともに、内側周縁部及び外側周縁部により前記流路を前記弁室に至るまで区画する第１インナーディスクと、前記内側周縁部の径方向内側にて前記第１インナーディスクの厚み方向に可動に且つ着脱可能に配置される第２インナーディスクとから構成されるインナーディスクと、
前記弁室にて前記流路を遮断又は連通するダイヤフラムと、
前記第２インナーディスクの前記弁室に面する側に形成される第１環状面と、
前記第２インナーディスクの前記第１環状面と反対側に形成されるとともに、前記凹部の底面に支持される第２環状面と、
前記第１環状面に保持されるとともに、前記流路の遮断又は連通に伴い前記ダイヤフラムが当離座する第１シール部と、
前記第２環状面と前記凹部の底面との間に配置される第２シール部と
を備え、
前記内側周縁部の内周面と前記第２インナーディスクの外周面とに形成され、互いに当接することにより前記厚み方向における前記第２インナーディスクの前記弁室の側への移動を規制する一対の規制部をさらに備える、バルブ装置。

【請求項3】

前記第１シール部及び前記第２シール部は、それぞれ前記第１環状面、前記第２環状面から突出した突条をなす、請求項２に記載のバルブ装置。

【請求項4】

前記第１インナーディスクは、前記内側周縁部の前記弁室に面する側に形成された第３環状面を備え、
前記第３環状面は、前記一対の規制部が互いに当接した状態で、前記第１環状面と径方向において実質的に面一である、請求項２又は３に記載のバルブ装置。

【請求項5】

前記第１インナーディスクは、前記内側周縁部の前記第１環状面と反対側に形成されるとともに前記凹部の底面に対向する第４環状面を備え、
前記第２シール部は、前記一対の規制部が互いに当接した状態で、前記第４環状面と径方向に面一となる高さよりも大となる突出高さで前記凹部の底面に向けて突出する、請求項２から４の何れか一項に記載のバルブ装置。

【請求項6】

前記第１シール部及び前記第２シール部は、フッ素ゴムからなる、請求項１から５の何れか一項に記載のバルブ装置。

【請求項7】

前記外側周縁部は、前記インナーディスクの厚み方向において前記凹部の底面に向けて突出する突起部を有する、請求項１から６の何れか一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、バルブ装置に関し、詳しくはダイヤフラムを弁体に有するバルブ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、流体の入口流路、出口流路、及び上方開口の凹部を有するボディと、ボディに形成された流路の周縁に着脱可能に配置されたバルブシートと、ボディに着脱可能に配置されてバルブシートを保持するシートホルダ（インナーディスクともいう）と、バルブシートに当離座することで流路の遮断又は連通を行うダイヤフラムとを備えたダイヤフラム弁が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－３６５６３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に記載のバルブシートは、環状をなした弁座体であって、インナーディスクの内側周縁部の内周面に装着され、例えばＰＣＴＦＥ（耐熱温度：約１２０℃）などの樹脂から形成される。従って、バルブを流れる流体温度が例えば３００℃以上の高温に達する場合、この高温流体に接するバルブシートも同程度の耐熱性を確保する必要がある。

【0005】

また、バルブシートは、高温流体に接して熱膨張した後に収縮すると、バルブシートのインナーディスクの内側周縁部に装着される鍔状の装着部に応力集中が生じ得る。この応力集中は、バルブシートに変形を生じさせ、また、材質によってはバルブシートに割れ、千切れなどを生じさせ、バルブのシール性を損なうおそれがある。

【0006】

さらに、特許文献１に記載のバルブシートは、閉弁時にダイヤフラムが当接する突出した弁座部、インナーディスクの内側周縁部に装着される鍔状の装着部、バルブのボディのインナーディスクが収容される凹部の底面に当接される当接部を有する。これらの各部位を備えたバルブシートは、その体積が大きくならざるを得ない。従って、このような体積が大きなバルブシートが高温に曝されると、熱膨張による影響がさらに顕著となり、バルブのシール性を確保するのがさらに困難となるおそれがある。

【0007】

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、流路に高温流体が流れる場合であっても、熱膨張の影響を抑制することにより、シール性を確保することが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】

【0008】

上記の目的を達成するべく、本発明のバルブ装置は、流路、流路が開口される凹部、及び凹部にて流路が連通される弁室を有するボディと、凹部に収容されるとともに、内側周縁部及び外側周縁部により流路を弁室に至るまで区画するインナーディスクと、弁室にて流路を遮断又は連通するダイヤフラムと、内側周縁部の弁室に面する側に形成される第１環状面と、内側周縁部の第１環状面と反対側に形成されるとともに、凹部の底面に支持される第２環状面と、第１環状面に保持されるとともに、流路の遮断又は連通に伴いダイヤフラムが当離座する第１シール部と、第２環状面と凹部の底面との間に配置される第２シール部とを備え、第１シール部及び第２シール部は、環状のシート形状をなす。
また、本発明の別のバルブ装置は、流路、流路が開口される凹部、及び凹部にて流路が連通される弁室を有するボディと、凹部に収容されるとともに、内側周縁部及び外側周縁部により流路を弁室に至るまで区画する第１インナーディスクと、内側周縁部の径方向内側にて第１インナーディスクの厚み方向に可動に且つ着脱可能に配置される第２インナーディスクとから構成されるインナーディスクと、弁室にて流路を遮断又は連通するダイヤフラムと、第２インナーディスクの弁室に面する側に形成される第１環状面と、第２インナーディスクの第１環状面と反対側に形成されるとともに、凹部の底面に支持される第２環状面と、第１環状面に保持されるとともに、流路の遮断又は連通に伴いダイヤフラムが当離座する第１シール部と、第２環状面と凹部の底面との間に配置される第２シール部とを備え、内側周縁部の内周面と第２インナーディスクの外周面とに形成され、互いに当接することにより厚み方向における第２インナーディスクの弁室の側への移動を規制する一対の規制部をさらに備える。

【発明の効果】

【0009】

本発明のバルブ装置によれば、流路に高温流体が流れる場合であっても、熱膨張の影響を抑制することにより、シール性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１実施形態に係るバルブ装置を備えたバルブの一部縦断面図である。

【図2】バルブ装置の図１の領域Ａを拡大した縦断面図である。

【図3】インナーディスクの縦断面図である。

【図4】インナーディスクの上面図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係るバルブ装置を備えたバルブの一部縦断面図である。

【図6】バルブ装置の図５の領域Ｂを拡大した縦断面図である。

【図7】第２インナーディスクを組付けた第１インナーディスクの縦断面図である。

【図8】第２インナーディスクを組付けた第１インナーディスクの上面図である。

【図9】第１インナーディスクの上面図である。

【図10】第２インナーディスクの上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の各実施形態に係るバルブ装置について図面を参照して説明する。なお、図１～図３及び図５～図７の説明においては各図の上側を上方として説明している。
＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態に係るバルブ装置１を備えたバルブ２の一部縦断面図を示す。バルブ２は、弁体としてダイヤフラム４を有し、プロセス流体の微小流量を高精度で制御可能なダイレクトタッチ型のメタルダイヤフラム弁である。

【0012】

バルブ２は、ボディ６、バルブ本体８、ボンネット１０、ボンネットナット１２、ステム１４、アクチュエータ１６等を備えている。ボディ６は、ステンレス鋼等の金属材により形成され、入口流路１８及び出口流路２０と、上側開口の凹部２２とが形成されている。凹部２２には、その底面２２ａに入口流路１８及び出口流路２０が開口され、バルブ本体８が収容されている。バルブ装置１は、ボディ６と、ボディ６の凹部２２に収容されるバルブ本体８とにより構成される。

【0013】

図２は、バルブ装置１の図１の領域Ａを拡大した縦断面図を示す。バルブ本体８は、ダイヤフラム４、インナーディスク２４、ボンネット１０の下端部１０ａ、ステム１４の下拡径部１４ａ、スプリング２６（図１参照）、ダイヤフラム押え２８、押さえアダプタ３０等から構成されている。

【0014】

ダイヤフラム４は、１枚、又は、互いに分離可能な複数の薄板を積層して形成され、これら薄板はダイヤフラム４の中央部４ａが上方へ膨出した皿状に形成されている。薄板は、例えば０．１ｍｍ～０．２ｍｍ程度の極薄の厚みを有し、ステンレス鋼や 、その他の形状記憶合金等の金属材から形成されている。

【0015】

インナーディスク２４は、ステンレス鋼等の金属材により形成され、内側周縁部３２及び外側周縁部３４を備え、凹部２２の底面２２ａに載置される。外側周縁部３４の上には、順にダイヤフラム４、押さえアダプタ３０が配置されている。ボンネット１０は、筒状をなしており、凹部２２に挿入され、ボンネットナット１２を締め込むことにより、ボンネット１０の下端部１０ａが押さえアダプタ３０に押し付けられる。これにより、ダイヤフラム４の周縁部４ｂが押さえアダプタ３０によりインナーディスク２４の外側周縁部３４に押し付けられて保持される。

【0016】

ステム１４は、ボンネット１０内に上下動可能に挿入され、その下拡径部１４ａには樹脂材等から形成されたダイヤフラム押え２８が嵌着されている。ダイヤフラム押え２８は、ダイヤフラム４の径方向の中央部４ａの上面に当接し、図１の開弁状態においては、ダイヤフラム４を上方から押さえ、その過度な湾曲を抑制する。ステム１４の上部はボンネット１０の上部から突出され、アクチュエータ１６内に挿入されている。

【0017】

アクチュエータ１６は、例えばエア作動式の駆動機構であり、凹部２２内に配置されたコイル状のスプリング２６の弾性力と、アクチュエータ１６に供給される作動エアの圧力とによりステム１４を上下動させる。例えば、アクチュエータ１６への作動エアの供給を遮断すると、スプリング２６の弾性力が下拡径部１４ａに作用してステム１４が下降し、下拡径部１４ａが下降してダイヤフラム４の中央部４ａがダイヤフラム押え２８により押し付けられ、ダイヤフラム４が入口流路１８の開口を閉塞して閉弁状態となる。

【0018】

一方、アクチュエータ１６に作動エアを供給することにより、ステム１４が上昇し、下拡径部１４ａがスプリング２６の弾性力に抗して上昇する。これにより、図２に示すように、ダイヤフラム押え２８も上昇し、ダイヤフラム４が上方湾曲の自然状態に戻り、入口流路１８が開口され、バルブ２が開弁状態となる。

【0019】

凹部２２には、入口流路１８及び出口流路２０が連通される弁室３６が形成されている。弁室３６は、押さえアダプタ３０、ダイヤフラム押え２８、及びインナーディスク２４により囲まれ、入口流路１８から流体が流れ込む領域である。ダイヤフラム４は、弁室３６にて湾曲変形することにより、入口及び出口流路１８、２０を遮断又は連通する。

【0020】

図３は、インナーディスク２４の縦断面図を示し、図４は、インナーディスク２４の上面図を示す。インナーディスク２４は、図２に示したように、凹部２２に収容されるとともに、内側周縁部３２及び外側周縁部３４により入口及び出口流路１８、２０を弁室３６に至るまで区画する。

【0021】

詳しくは、図４に示すように、インナーディスク２４には、内側周縁部３２の内側に入口流路１８と連通する貫通孔３８が形成され、内側周縁部３２と外側周縁部３４との間に中間環状部４０が形成されている。中間環状部４０には、その周方向に沿って複数の貫通孔４２が形成され、各貫通孔４２は出口流路２０と連通している。これにより、入口及び出口流路１８、２０が弁室３６に至るまでインナーディスク２４において区画される。

【0022】

内側周縁部３２には、弁室３６に面する側、つまり図３で見て内側周縁部３２の上面に第１環状面４４が形成されている。また、第１環状面４４と反対側、つまり図３で見て内側周縁部３２の下面に第２環状面４６が形成されている。第２環状面４６は、図２に示すように、凹部２２の底面２２ａに後述する第２シール部５０を介して支持される。

【0023】

第１及び第２環状面４４、４６は、環状をなす平坦面であり、第１環状面４４には、第１シール部４８が接着等により貼り付けられて保持されている。第１シール部４８は、入口及び出口流路１８、２０の遮断又は連通に伴いダイヤフラム４が当離座する。また、第２環状面４６と凹部２２の底面２２ａとの間には第２シール部５０が配置されている。なお、第２シール部５０を第２環状面４６又は底面２２ａに接着等により貼り付けて保持しても良い。

【0024】

第１及び第２シール部４８、５０は、環状のシート形状をなし、また、双方ともフッ素ゴムから形成されている。より好ましくは、第１及び第２シール部４８、５０は、入口及び出口流路１８、２０を流れる流体の温度が例えば３００℃以上の高温に達する場合でも耐え得るフッ素ゴム（例えば、デュポン社製のフッ素ゴム材料「カルレッツ（登録商標）」）から形成されている。

【0025】

図３に示すように、外側周縁部３４には、凹部２２の底面２２ａに向けて、つまり図３の下側に向けて環状の突起部５２が突出して形成されている。この突起部５２は、インナーディスク２４の厚み方向Ｙにおいて突出高さＨで形成されている。ボンネットナット１２を締め込み、ボンネット１０の下端部１０ａが押さえアダプタ３０に押し付けられると、突起部５２の先端が対向する凹部２２の底面２２ａに当接する。

【0026】

この突起部５２の当接により、外側周縁部３４が凹部２２の底面２２ａに保持されるとともに外側周縁部３４におけるシールが行われる。さらには、第２環状面４６と凹部２２の底面２２ａとの間にて第２シール部５０が適度に押し潰される。

【0027】

以上のように、本実施形態では、第１シール部４８は、入口及び出口流路１８、２０の遮断又は連通に伴いダイヤフラム４が当離座し、従来におけるバルブシートの弁座部としての機能を有する。一方、第２シール部５０は、従来におけるバルブシートの凹部２２の底面２２ａに当接される当接部としての機能を有する。

【0028】

このように、本実施形態では、バルブ装置１におけるバルブシートを第１及び第２環状面４４、４６という離れた部位にそれぞれ配置した第１及び第２シール部４８、５０という２つの異なる部材から形成する。これにより、従来におけるバルブシートの鍔状の装着部が不要となる。

【0029】

バルブシートの装着部が存在しないことにより、装着部の応力集中により生じるバルブシートの変形、割れ、千切れなどの発生が抑制される。また、バルブシートを装着部がない状態の小さな体積に形成可能となるため、バルブ装置１に高温流体が流れる場合であっても、熱膨張の影響を抑制することができる。従って、バルブ装置１のシール性を確保することができる。

【0030】

また、凹部２２の底面２２ａに当接される当接部としての機能を有する第２シール部５０を設けたことにより、インナーディスク２４とボディ６の凹部２２の底面２２ａとのメタルタッチを回避することができる。これにより、第２環状面４６において、メタルタッチによるパーティクルの発生を抑制することができるため、例えば半導体製造装置にバルブ２を適用することにより、パーティクルの混入による半導体の不良品率を極力低下することができる。

【0031】

また、第１及び第２シール部４８、５０が環状のシート形状をなすことにより、第１及び第２シール部４８、５０の前述した各機能を発揮できる範囲で、バルブシートを必要最低限の体積に形成可能となる。従って、バルブ装置１に高温流体が流れる場合であっても、熱膨張の影響をさらに効果的に抑制することができ、バルブ装置１のシール性をさらに効果的に維持することができる。

【0032】

また、第１及び第２シール部４８、５０がフッ素ゴムから形成されることにより、樹脂製である場合に比してバルブシートの耐熱性を向上することができる。ここで、ゴム製のバルブシートは、一般に樹脂と比べて熱膨張率が高いため、高温流体に接して熱膨張した後に収縮すると、従来においては、インナーディスクの内側周縁部に対するバルブシートの装着部に応力集中が生じ易い。

【0033】

しかし、本実施形態においては、このような装着部が存在しないことにより、応力集中の発生は抑制される。特に、前述した「カルレッツ（登録商標）」などのフッ素ゴム材料から第１及び第２シール部４８、５０を形成することにより、入口及び出口流路１８、２０に３００℃以上の高温流体が流れる場合であっても耐え得る第１及び第２シール部４８、５０を実現可能である。従って、この場合には、熱膨張の影響を抑制しつつ、シール性を確保し、さらに３００℃以上の耐熱性を有するバルブ装置１を実現することができる。

【0034】

また、外側周縁部３４に形成した突起部５２が厚み方向Ｙにおいて突出高さＨを有して形成されている。これにより、ボンネットナット１２を締め込み、ボンネット１０の下端部１０ａが押さえアダプタ３０に押し付けられると、突起部５２の先端が対向する凹部２２の底面２２ａに当接する。

【0035】

この突起部５２の当接により、外側周縁部３４が凹部２２の底面２２ａに保持されるとともに外側周縁部３４におけるシールが行われる。この際、突出高さＨを予め調整することにより、凹部２２の底面２２ａとの間にて第２シール部５０が適度に押し潰され、第２環状面４６において、第２環状面４６と対向するボディ６の凹部２２の底面２２ａとの間のシール性が確保される。さらには、第２環状面４６と凹部２２の底面２２ａとの間のメタルタッチによるパーティクルの発生を抑制することができる。

【0036】

＜第２実施形態＞
図５は本発明の第２実施形態に係るバルブ装置１を備えたバルブ２の一部縦断面図を示す。なお、以下の説明においては、主として第２実施形態の特徴部分を説明し、第１実施形態と同様の構成については図面において同一の符号を付すとともに、説明を省略することがある。

【0037】

バルブ２は、ダイヤフラム４、ボディ６、バルブ本体８、ボンネット１０、ボンネットナット１２、ステム１４、アクチュエータ１６等を備えたダイレクトタッチ型のメタルダイヤフラム弁である。ボディ６には、入口流路１８、出口流路２０、及び凹部２２が形成され、凹部２２の底面２２ａに入口流路１８及び出口流路２０が開口されてバルブ本体８が収容されている。バルブ装置１は、ボディ６と、ボディ６の凹部２２に収容されるバルブ本体８とにより構成される。

【0038】

図６は、バルブ装置１の図５の領域Ｂを拡大した縦断面図を示す。バルブ本体８は、ダイヤフラム４、第１インナーディスク６０、第２インナーディスク６２、ボンネット１０の下端部１０ａ、ステム１４の下拡径部１４ａ、スプリング２６（図５参照）、ダイヤフラム押え２８、押さえアダプタ３０等から構成されている。すなわち、本実施形態のインナーディスクは、第１インナーディスク６０と第２インナーディスク６２との２部材から構成されている。

【0039】

第１インナーディスク６０は、ステンレス鋼等の金属材により形成され、内側周縁部６４及び外側周縁部６６を備え、凹部２２の底面２２ａに載置される。第２インナーディスク６２は、第１インナーディスク６０と同様の金属材により形成され、内側周縁部６４の径方向内側に配置され、第１インナーディスク６０の外側周縁部６６の上には、順にダイヤフラム４、押さえアダプタ３０が配置されている。

【0040】

ボンネット１０を凹部２２に挿入し、ボンネットナット１２を締め込むことにより、ボンネット１０の下端部１０ａが押さえアダプタ３０に押し付けられる。これにより、ダイヤフラム４の周縁部４ｂが押さえアダプタ３０により第１インナーディスク６０の外側周縁部６６に押し付けられて保持される。

【0041】

図７は、第２インナーディスク６２を組付けた第１インナーディスク６０の縦断面図を示し、図８は、第２インナーディスク６２を組付けた第１インナーディスク６０の上面図を示す。第１インナーディスク６０は、図６に示したように、凹部２２に収容されるとともに、内側周縁部６４及び外側周縁部６６により入口及び出口流路１８、２０を弁室３６に至るまで区画する。

【0042】

第２インナーディスク６２は、貫通孔６８が形成された環状をなし、第１インナーディスク６０の内側周縁部６４の径方向Ｘの内側にて第１インナーディスク６０の厚み方向Ｙに可動に、且つ第１インナーディスク６０から着脱可能に配置されている。内側周縁部６４の内周面と第２インナーディスク６２の外周面とには、それぞれ規制部７０、７２が径方向Ｘに突出して形成されている。一対の規制部７０、７２が互いに当接することにより、厚み方向Ｙにおける第２インナーディスク６２の弁室３６の側への移動が規制される。

【0043】

図９は、第１インナーディスク６０の上面図を示す。第１インナーディスク６０には、内側周縁部６４の内側に貫通孔７４が形成されている。貫通孔７４は、第２インナーディスク６２の貫通孔６８を介して入口流路１８と連通する。また、内側周縁部６４と外側周縁部６６との間に中間環状部７６が形成されている。中間環状部７６には、その周方向に沿って複数の貫通孔７８が形成され、各貫通孔７８は出口流路２０と連通している。これにより、入口及び出口流路１８、２０が弁室３６に至るまで第１インナーディスク６０において区画される。

【0044】

図１０は、第２インナーディスク６２の上面図を示す。第２インナーディスク６２には、その弁室３６に面する側、つまり図７で見て第２インナーディスク６２の上面に第１環状面８０が形成されている。また、第１環状面８０と反対側、つまり図７で見て第２インナーディスク６２の下面に第２環状面８２が形成されている。第２環状面８２は、図６に示すように、凹部２２の底面２２ａに後述する第２シール部８６を介して支持される。

【0045】

第１及び第２環状面８０、８２は、環状をなす平坦面であり、第１環状面８０には、第１シール部８４が接着等により貼り付けられて保持されている。第１シール部８４は、入口及び出口流路１８、２０の遮断又は連通に伴いダイヤフラム４が当離座する。また、第２環状面８２と凹部２２の底面２２ａとの間には第２シール部８６が配置されている。第２シール部８６は第２環状面８２に接着等により貼り付けて保持される。

【0046】

第１及び第２シール部８４、８６は、それぞれ第１環状面８０、第２環状面８２から突出した環状の突起形状、すなわち突条をなし、また、双方ともフッ素ゴムから形成されている。より好ましくは、第１及び第２シール部８４、８６は、入口及び出口流路１８、２０を流れる流体の温度が例えば３００℃以上の高温に達する場合でも耐え得るフッ素ゴム（例えば、デュポン社製のフッ素ゴム材料「カルレッツ（登録商標）」）から形成されている。

【0047】

また、第１インナーディスク６０には、内側周縁部６４の弁室３６に面する側、つまり図７で見て第１インナーディスク６０の上面に第３環状面８８が形成されている。また、第３環状面８８と反対側、つまり図７で見て第１インナーディスク６０の下面に第４環状面９０が形成されている。

【0048】

また、図６に示すように、第３環状面８８は、一対の規制部７０、７２が互いに当接した状態で、第１環状面８０と径方向Ｘにおいて実質的に面一である。また、図７に示すように、第２シール部８６は、一対の規制部７０、７２が互いに当接した状態で、第４環状面９０と径方向Ｘに面一となる高さよりも大となる突出高さＨで凹部２２の底面２２ａに向けて突出する。これにより、第４環状面９０は、図６に示すように、凹部２２の底面２２ａに対して離間される。

【0049】

また、図７に示すように、外側周縁部６６には、凹部２２の底面２２ａに向けて、つまり図７の下側に向けて環状の突起部９２が突出して形成されている。この突起部９２は、厚み方向Ｙにおいて突出高さＨ１で形成されている。ボンネットナット１２を締め込み、ボンネット１０の下端部１０ａが押さえアダプタ３０に押し付けられると、突起部９２の先端が対向する凹部２２の底面２２ａに当接する。

【0050】

この突起部９２の当接により、外側周縁部６６が凹部２２の底面２２ａに保持されるとともに外側周縁部６６におけるシールが行われる。さらには、第２環状面８２と凹部２２の底面２２ａとの間にて第２シール部８６が適度に押し潰される。

【0051】

以上のように、本実施形態のバルブ装置１は、第１インナーディスク６０の内側周縁部６４の径方向Ｘの内側にて第１インナーディスク６０の厚み方向Ｙに可動に配置された第２インナーディスク６２を備える。そして、第２インナーディスク６２の第１及び第２環状面８０、８２に、それぞれ第１シール部８４、第２シール部８６が保持されている。

【0052】

第１シール部８４は、入口及び出口流路１８、２０の遮断又は連通に伴いダイヤフラム４が当離座し、従来におけるバルブシートの弁座部としての機能を有する。一方、第２シール部８６は、従来におけるバルブシートの凹部２２の底面２２ａに当接される当接部としての機能を有する。

【0053】

このように、本実施形態では、バルブ装置１におけるバルブシートを第１及び第２環状面８０、８２という離れた部位にそれぞれ設けた第１及び第２シール部８４、８６という２つの異なる部材から形成する。これにより、従来におけるバルブシートの鍔状の装着部が不要となる。

【0054】

バルブシートの装着部が存在しないことにより、装着部の応力集中により生じるバルブシートの変形、割れ、千切れなどの発生が抑制される。また、バルブシートを装着部がない状態の小さな体積に形成可能となるため、バルブ装置１に高温流体が流れる場合であっても、熱膨張の影響を抑制することができる。従って、バルブ装置１のシール性を確保することができる。

【0055】

また、凹部２２の底面２２ａに当接される当接部としての機能を有する第２シール部８６を設けたことにより、第２インナーディスク６２とボディ６の凹部２２の底面２２ａとのメタルタッチを回避することができる。これにより、第２環状面８２において、メタルタッチによるパーティクルの発生を抑制することができるため、例えば半導体製造装置にバルブ２を適用することにより、パーティクルの混入による半導体の不良品率を極力低下することができる。

【0056】

さらに、第２インナーディスク６２は、第１インナーディスク６０に対して、厚み方向Ｙに一対の規制部７０、７２に規制される範囲において可動である。これにより、第１シール部８４にダイヤフラム４が当接している閉弁状態においては、第２シール部８６が凹部２２の底面２２ａに押し付けられ、第２シール部８６にて確実にシールして出口流路２０への流体の流出を防止することができる。

【0057】

また、第２インナーディスク６２は、第１インナーディスク６０に対して着脱可能である。これにより、第１及び第２シール部８４、８６が経年劣化した場合などにおいては、新たな第１及び第２シール部８４、８６を備えた第２インナーディスク６２ごと新品に交換することができる。従って、経年使用によってもシール性を維持可能なバルブ装置１を提供することができる。

【0058】

また、第１及び第２シール部８４、８６は、それぞれ第１環状面８０、第２環状面８２から突出した突条をなすことにより、第１及び第２シール部８４、８６の前述した各機能を発揮できる範囲で、バルブシートを必要最低限の体積に形成可能となる。従って、バルブ装置１に高温流体が流れる場合であっても、熱膨張の影響をさらに効果的に抑制することができ、バルブ装置１のシール性をさらに効果的に維持することができる。

【0059】

特に、第１シール部８４を突条としたことにより、閉弁時にダイヤフラム４が当接し易くなるため、バルブ２の閉め切り性を向上することができる。また、第１及び第２シール部８４、８６がフッ素ゴムから形成されることにより、樹脂製である場合に比してバルブシートの耐熱性を向上することができる。ここで、ゴム製のバルブシートは、一般に樹脂と比べて熱膨張率が高いため、高温流体に接して熱膨張した後に収縮すると、従来においては、インナーディスクの内側周縁部に対するバルブシートの装着部に応力集中が生じ易い。

【0060】

しかし、本実施形態においては、このような装着部が存在しないことにより、応力集中の発生は抑制される。特に、第１及び第２シール部８４、８６を前述した「カルレッツ（登録商標）」などのフッ素ゴム材料から形成することにより、入口及び出口流路１８、２０に３００℃以上の高温流体が流れる場合であっても耐え得る第１及び第２シール部８４、８６を実現可能である。従って、この場合には、熱膨張の影響を抑制しつつ、シール性を確保し、さらに３００℃以上の耐熱性を有するバルブ装置１を実現することができる。

【0061】

また、第１インナーディスク６０の内側周縁部６４の第３環状面８８は、一対の規制部７０、７２が互いに当接した状態で、第１環状面８０と径方向Ｘにおいて実質的に面一である。これにより、弁室３６における第２インナーディスク６２の過剰な突出が防止され、弁室３６の容積が確保されるとともに、弁室３６における流体の流れが第２インナーディスク６２により阻害されることはない。

【0062】

また、第２シール部８６は、一対の規制部７０、７２が互いに当接した状態で、第４環状面９０と径方向Ｘに面一となる高さよりも大となる突出高さＨで凹部２２の底面２２ａに向けて突出する。これにより、第４環状面９０は、図６に示すように、凹部２２の底面２２ａに対して離間されるため、第４環状面９０と凹部２２の底面２２ａとのメタルタッチによるパーティクルの発生を抑制することができる。

【0063】

また、外側周縁部６６に形成した突起部９２が厚み方向Ｙにおいて突出高さＨ１を有して形成されている。これにより、ボンネットナット１２を締め込み、ボンネット１０の下端部１０ａが押さえアダプタ３０に押し付けられると、突起部９２の先端が対向する凹部２２の底面２２ａに当接する。

【0064】

この突起部９２の当接により、外側周縁部６６が凹部２２の底面２２ａに保持されるとともに外側周縁部６６におけるシールが行われる。この際、突出高さＨ１を予め調整することにより、凹部２２の底面２２ａとの間にて第２シール部８６が適度に押し潰され、第２環状面８２において、第２環状面８２と、対向するボディ６の凹部２２の底面２２ａとの間のシール性が確保される。さらには、第２環状面８２と凹部２２の底面２２ａとの間のメタルタッチによるパーティクルの発生を抑制することができる。

【0065】

以上で本発明の各実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、第１実施形態において、第１及び第２シール部４８、５０に比較的小さな体積で必要な機能を持たせつつ、弁室３６の流体の流量を確保可能であれば、第１及び第２シール部４８、５０の形状はシート形状に限定されない。例えば、少なくとも第１シール部４８は第１環状面４４から突出した突条に形成しても良い。これにより、閉弁時にダイヤフラム４を第１シール部４８のみに確実に当接させることができる。

【0066】

また、第２実施形態においても同様に、第１及び第２シール部８４、８６に比較的小さな体積で必要な機能を持たせつつ、弁室３６の流体の流量を確保可能であれば、第１及び第２シール部８４、８６の形状は突条に限定されない。例えば、第１及び第２シール部８４、８６は、環状のシート形状であっても良いし、環状のシート形状の上に断面半円形状の突条が段差を存して設けられた形状であっても良い。

【0067】

また、各実施形態において、バルブ装置１ひいてはバルブ２を構成する部材は、インナーディスク２４、第１及び第２インナーディスク６０、６２、第１シール部４８、８４、及び第２シール部５０、８６を除き、前述した材質に限定されない。また、バルブ装置１は、エア作動式の駆動機構であるアクチュエータ１６により駆動されるが、これに限定されず、バルブ装置１は種々の駆動機構のバルブ２に適用可能である。

【符号の説明】

【0068】

１ バルブ装置
４ ダイヤフラム
４ｂ 周縁部
６ ボディ
１８ 入口流路（流路）
２０ 出口流路（流路）
２２ 凹部
２２ａ 底面
２４ インナーディスク
３２、６４ 内側周縁部
３４、６６ 外側周縁部
３６ 弁室
４４、８０ 第１環状面
４６、８２ 第２環状面
４８、８４ 第１シール部
５０、８６ 第２シール部
５２、９２ 突起部
６０ 第１インナーディスク（インナーディスク）
６２ 第２インナーディスク（インナーディスク）
７０、７２ 規制部
８８ 第３環状面
９０ 第４環状面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】