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公開番号2025122836
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-22
出願番号2024018524
出願日2024-02-09
発明の名称ダイヤフラムバルブおよび弁体
出願人株式会社キッツエスシーティー
代理人個人
主分類F16K 1/36 20060101AFI20250815BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】幅広い温度環境下での使用においても、簡易な構成で、調心機能を備えつつ気密性を高めることができるダイヤグラムバルブを提供すること。
【解決手段】ダイヤフラムバルブ1は、弁室61eを気密に封止するダイヤフラム78によって吊り下げられ、かつ環状シール部材30が弁座面61dに当接した弁閉位置と弁座面61dから離れた弁開位置になるようにステム76に連動する弁体10を備え、弁体10は、筒状部41を有して環状シール部材30を保持部20と同心位置に保持するシール保持部材40と、シール保持部材40および環状シール部材30に挟持され、かつ保持部20と同心位置の環状収容部21内に保持された環状クッション部材50と、を有し、環状シール部材30は、環状クッション部材50より径外方向に拡大して環状収容部21の底面21cに向かい合う面と底面21cとの間に隙間23を形成した状態で環状収容部21内に保持されている。
【選択図】図3A
特許請求の範囲【請求項１】
弁室を気密に封止するダイヤフラムによって吊り下げられ、かつ、環状収容部内に環状シール部材を保持した保持部を有して該環状シール部材が弁座面に当接した弁閉位置と前記弁座面から離れた弁開位置になるようにステムに連動する弁体を備え、
前記弁体は、前記環状収容部の内周面に筒内面を嵌め合わせる筒状部を有して前記環状シール部材を前記保持部と同心位置に保持するシール保持部材と、前記シール保持部材および前記環状シール部材の前記環状収容部の底面側の面と前記底面とに挟持され、かつ、内周面が該環状収容部の内周面に嵌め合わされて前記保持部と同心位置の前記環状収容部内に保持された環状クッション部材と、を有し、
前記環状シール部材は、前記環状クッション部材より径外方向に拡大して前記環状収容部の底面に向かい合う面と前記底面との間に隙間を形成した状態で前記環状収容部内に保持されたことを特徴とするダイヤフラムバルブ。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記環状クッション部材は、前記環状シール部材に比べてクッション性が高い材料からなる請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項３】
前記シール保持部材は、前記筒状部の端部に径外方向に鍔状に突設した鍔部を有し、
前記環状シール部材は、前記鍔部を含む前記筒状部の外周面に段状に当接される段状当接面が形成された請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項４】
前記環状シール部材は、前記環状収容部の底面側の面に前記環状クッション部材の外周面に僅かに離間した周側面を有して前記環状クッション部材が配置される凹部が形成され、
前記隙間は、前記凹部よりも径方向外側の前記環状シール部材の面と前記環状収容部の底面との間に形成した請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５】
前記環状シール部材は、ポリイミド樹脂からなり、
前記環状クッション部材は、パーフルオロアルコキシアルカン樹脂からなる請求項１乃至４の何れか一つに記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項６】
弁室を気密に封止するダイヤフラムによって吊り下げられ、かつ、環状収容部内に環状シール部材を保持した保持部を有して該環状シール部材が弁座面に当接した弁閉位置と前記弁座面から離れた弁開位置になるようにステムに連動し、
前記環状収容部の内周面に筒内面を嵌め合わせる筒状部を有して前記環状シール部材を前記保持部と同心位置に保持するシール保持部材と、前記シール保持部材および前記環状シール部材の前記環状収容部の底面側の面と前記底面とに挟持され、かつ、内周面が該環状収容部の内周面に嵌め合わされて前記保持部と同心位置の前記環状収容部内に保持された環状クッション部材と、を有することを特徴とする弁体。

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および弁体に関し、特に、弁室を気密に封止した状態で吊り下げられた弁体をステムに連動して弁開閉位置に移動するダイヤフラムバルブおよび弁体に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造装置や太陽電池製造装置、液晶製造装置などのガス供給配管系で用いられる開閉弁としては、デッドスペースが少なく、パーティクルの発生を抑えることが要求されており、この要求に応える弁としてダイヤフラムバルブが多く用いられている。
そして、ダイヤフラムバルブには、弁座シート等のシール部材をボデー側に設けるのでなく、ステムの移動に連動して動く弁体側に設けたものがある。
【０００３】
このようなバルブは、弁閉状態における弁体と弁座の気密性を高めるため、弁体に設けたシール部材の弁座面に対する追従性を向上させること、および、吊り下げた状態の弁体の調心性能を向上させることが要求される。
また、昨今の高耐熱性の要求から、例えば、３００℃以上の高温の制御流体を用いた高温環境下での使用も含めて気密性を維持することが重要になってきている。
そして、このような様々な要求に対応するため、各種技術が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ダイヤフラムとそれに協働する弁エレメントにねじり荷重を受けさせずに開放位置と閉さ位置との間を移動させることができる作動機構を有したダイヤフラムバルブが記載されている。
この特許文献１に記載のダイヤフラムバルブは、閉さ運動を進行すると弾性シールリング１６０のシール面１６７と弁座域の間に作用する圧縮力が増大する。剛性リング１５２のコーナー１５６と弁座域との間の力も増大するがその程度は少ない。その理由は剛性が少なく一層弾力性のあるリング１５８が一層容易に圧縮力を受け剛性リング１５２を主体部７８と弾性シールリング１６０に対して或る程度後退させるためである。この作用によって面１６７と弁座域との間の密封圧力を増大させながら剛性リング１５２を弁座域に接触させ続けることができる。また弾性シールリング１６０内に作用する圧縮力がフランジ部１６８によってスリーブ１６６に下向きの力を作用させ続ける。弁が最終的に閉さするとスリーブ１６６の下縁が弁座域と弾性シールリング１６０の円周上で線接触する。
【０００５】
そして、特許文献２には、ダイヤフラムバルブではないが、吊り下げた弁体を用いるバルブとして、ベローズ１２によって吊り下げられた弁体９を弁軸１０（ステムに相当）に連動して弁開閉位置に移動するベローズシール弁が記載されている。
このベローズシール弁は、軸方向に往復動可能な弁軸１０に支持された弁体９が、弁室４の壁部に突設された環状弁座８と当接可能な金属薄板１４を具備しており、金属薄板１４の背後には空所１５が設けられている。この空所１５には、クッション部材１６が支持部材１７と共に収容されている。
【０００６】
また、特許文献３には、特許文献２と同様に、ベローズ１３ｂによって吊り下げられた弁体１４をスピンドル１６（ステムに相当）に連動して弁開閉位置に移動するベローズバルブが記載されている。
このベローズバルブは、弁体１４の底面１４ａとディスク２０の底面２０ａとの間にパッキング３０が挟着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
昭６２－２８８７８６号公報
実開平１－１１７９７１号公報
昭６１－１６８３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載のダイヤフラムバルブは、弁閉状態における弁体と弁座の気密性を確保するための主要なシール部材である弾性シールリング１６０が剛性リング１５２とスリーブ１６６の間にはさまれてしめつけられるため、本来のクッション性を十分に発揮させることが難しく、結果的に、気密性を高めることが難しいという問題があった。
また、特許文献２に記載のベローズシール弁は、弁体９に調心機構１８を設けて調心するようにしているため、弁体９が煩雑な構成になる問題があった。
また、特許文献３に記載のベローズバルブは、パッキング３０が、軸方向で弁体１４の底面１４ａとディスク２０の底面２０ａとに重なるように挟着されているだけであり、軸と同心の位置に保持する具体的な構成が開示されていないため、弁体１４による調心機能を期待することはできない。しかも、ディスク２０の底面２０ａの裏側に突出させた突起２３、２４が弁体１４の底面１４ａを下側から押圧接触してシールするようになっているため、パッキング３０のクッション性を十分に発揮させることが難しい。
このため、特許文献３に記載のベローズバルブは、気密性を高めることが難しいという問題があった。
【０００９】
本発明は、従来の課題を解決するために開発したものであり、その目的とするところは幅広い温度環境下においても、簡易な構成で、調心機能を備えつつ気密性を高めることができるダイヤフラムバルブおよび弁体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、弁室を気密に封止するダイヤフラムによって吊り下げられ、かつ、環状収容部内に環状シール部材を保持した保持部を有して環状シール部材が弁座に当接した弁閉位置と弁座から離れた弁開位置になるようにステムに連動する弁体を備え、弁体は、環状収容部の内周面に筒内面を嵌め合わせる筒状部を有して環状シール部材を保持部と同心位置に保持するシール保持部材と、シール保持部材および環状シール部材の環状収容部の底面側の面と底面とに挟持され、かつ、内周面が環状収容部の内周面に嵌め合わされて保持部と同心位置の環状収容部内に保持された環状クッション部材と、を有し、環状シール部材は、環状クッション部材より径外方向に拡大して環状収容部の底面に向かい合う面と底面との間に隙間を形成した状態で環状収容部内に保持されたダイヤフラムバルブである。
（【００１１】以降は省略されています）

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