| 【発明の名称】 |
ダイヤフラムバルブ |
| 【発明者】 |
【氏名】長岡 秀樹
【氏名】北澤 貴
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| 【要約】 |
【課題】従来のダイヤフラムバルブの場合には、例えば流路２を開く時に図４に示すように駆動体４が上昇してもダイヤフラム３が駆動体４の動きに追随せず流路２を閉じたまま動かない、動作不良を発生することがあってもこのような動作不良を発見することができない。
【解決手段】本発明のダイヤフラムバルブ１０は、駆動体１４のダイヤフラム押さえ１４Ａのダイヤフラム１３との接触面に導電性膜２０を被着し、ダイヤフラム押さえ１４Ａの導電性膜２０とダイヤフラム１３とを電気的に接触させ、しかもこれら導電性膜２０とダイヤフラム１３にこれら両者２０、１３の導通を検出する手段としてフォトカップラー２１を設けたことを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 バルブ本体と、このバルブ本体内に形成された流路と、この流路を開閉する導電性のダイヤフラムと、このダイヤフラムと接触し且つこのダイヤフラムを駆動させる駆動体とを備え、上記駆動体と上記ダイヤフラムとを電気的に接触させると共にこれら両者の導通を検出する手段を設けたことを特徴とするダイヤフラムバルブ。
【請求項２】 上記駆動体のダイヤフラムとの接触面に導電性膜を設けたことを特徴とする請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤフラムバルブに関し、更に詳しくは、動作不良があると簡単且つ確実にその動作不良を知ることができるダイヤフラムバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】生産工場では気体、液体等の流体を給排するために種々の配管が敷設されている。そして、これらの配管における流体の流量制御には多種類のバルブが用いられている。ダイヤフラムバルブはこのような流量制御用のバルブに一つとして使用されている。ダイヤフラムバルブは流体の流路側に摺動部分等の塵埃を発生する部分がないため、塵埃等の不純物を嫌う半導体製造工場では広く用いられている。
【０００３】ダイヤフラムバルブは、例えば図３に示すように、バルブ本体（ボディ）１内に形成された流路２と、この流路２を開閉する金属製のダイヤフラム３と、このダイヤフラム３と接触し且つこのダイヤフラム３を駆動させる駆動体４とを備え、ダイヤフラム３の中央部分の膨らみが駆動体４の昇降に追随して弾性変形し、流路２に固定された合成樹脂製のリングシート５と離接することで流路２を開閉するようになっている。ボディ１内にはダイヤフラム３の周縁部をリング状の突起１Ａに対して押さえ付ける押さえ部材６が収納され、この押さえ部材６はボディ１の内側で螺合するボンネット７によって固定されている。尚、図３の矢印は流体の流れ方向を示している。
【０００４】而して、駆動体４は、図３に示すように、ダイヤフラム３の中央部分の膨らみを押圧する合成樹脂製のダイヤフラム押さえ４Ａと、このダイヤフラム押さえ４Ａと下面で嵌合し且つこれよりも大径に形成された金属製のディスク４Ｂと、このディスク４Ｂの上端に連結されたステム４Ｃとを有し、ダイヤフラム押さえ４Ａがダイヤフラム３の中央部分の膨らみと接触している。従って、駆動体４が下降するとダイヤフラム３の中央部分の膨らみを押圧して流路２を閉じ、駆動体４が上昇するとダイヤフラム３の中央部分の膨らみがその弾力で復帰して流路２を開く。この際、駆動体４はディスク４Ｂのフランジ部とボンネット７の縮径部との間に形成された隙間δの範囲で昇降する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来のダイヤフラムバルブはダイヤフラム３の中央部分の膨らみが駆動体４に追随して弾力的に上下動することによりリングシート５との離接を繰り返して流路２を開閉するようにしてあるため、例えば流路２を開く時に図４に示すように駆動体４が上昇してもダイヤフラム３が駆動体４の動きに追随せずに流路２を閉じたまま動かない、動作不良を発生することがあってもこのような動作不良を発見することができないという課題があった。そのため、配管系の全てのバルブについての動作不良の有無を究明せざるを得ず、その究明に多大な時間と労力を費消するという課題があった。
【０００６】特開平６−１０１７７４号公報にはダイヤフラムの破損等を検出する技術が提案されているが、この技術ではダイヤフラムが駆動体から離れた場合の動作不良を発見することはできない。また、特公昭５７−１０３６４号公報にはダイヤフラムとこれに連結された作動杆を有し、作動杆を介してダイヤフラムの動きを検出し、ガス管内の流量異常する流量感知装置が提案されているが、このダイヤフラムは差圧感知手段として使用されているもので弁体として使用されているものではない。
【０００７】本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、基本的なバルブ構造を維持したままダイヤフラムの動作不良を簡単且つ確実に知ることができるダイヤフラムバルブを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載のダイヤフラムバルブは、バルブ本体と、このバルブ本体内に形成された流路と、この流路を開閉する導電性のダイヤフラムと、このダイヤフラムと接触し且つこのダイヤフラムを駆動させる駆動体とを備え、上記駆動体と上記ダイヤフラムとを電気的に接触させると共にこれら両者の導通を検出する手段を設けたことを特徴とするものである。
【０００９】また、本発明の請求項２に記載のダイヤフラムバルブは、請求項１に記載の発明において、上記駆動体のダイヤフラムとの接触面に導電性膜を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図１、図２に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。本実施形態のダイヤフラムバルブ１０は例えば図２に示すように基本的には従来のものと同一構造になっている。即ち、本実施形態のダイヤフラムバルブ１０は、ステンレス等からなる金属製のバルブ本体（ボディ）１１と、このボディ１１内に形成された流路１２と、この流路１２を開閉するニッケル合金等の金属やその他の導電性を有する導電性部材からなるダイヤフラム１３と、このダイヤフラム１３と接触し且つこのダイヤフラム１３を駆動させる駆動体１４とを備え、ダイヤフラム１３が駆動体１４の動きに追随して流路１２に固定された合成樹脂製のリングシート１５と離接することで流路１２を開閉する。ダイヤフラム１３は周縁部が突起１１Ａ、押さえ部材１６及びボンネット１７によって固定され、その中央部分の膨らみが駆動体１４を介して上下動し、上述のように流路１２を開閉する。押さえ部材１６及びボンネット１７もステンレス等の金属によって形成されている。駆動体１４は、合成樹脂製のダイヤフラム押さえ１４Ａ、ディスク１４Ｂ及びステム１４Ｃを有している。尚、図２において、１８はボンネットナット、１９は駆動体１４の駆動源である。
【００１１】而して、本実施形態ではダイヤフラム１３とダイヤフラム押さえ１４Ａが電気的に導通自在に接触している。即ち、図１で模式的に示すようにダイヤフラム押さえ１４Ａのダイヤフラム１３との接触面には金属薄膜等の導電性膜２０が被着され、この導電性膜２０とダイヤフラム１３が密着し、互いに導通自在になっている。導電性膜２０は、ダイヤフラム１３との接触面に形成されたもの、あるいは少なくともダイヤフラム押さえ１４Ａの接触面の一部に形成されてダイヤフラム１３との間で導通できるものであれば良い。
【００１２】更に、図１に示すように上記駆動体１４とダイヤフラム１３の間にこれら両者の電気的導通の有無を検出する手段としてフォトカップラー２１が電気的に接続され、ダイヤフラム１３と導電性膜２０との接触不良によりダイヤフラム押さえ１４Ａ（駆動体１４）がダイヤフラム１３から離れた時にフォトカップラー２１を介して両者１３、１４の接触不良（導通不良）を動作不良として検出し、制御装置（図示せず）を介して報知するようになっている。このフォトカップラー２１は発光ダイオード２１Ａとフォトトランジスタ２１Ｂからなり、電源電圧Ｖcc（例えば５Ｖ）で作動するようになっている。図１に模式的に示すように発光ダイオード２１Ａのアノード側の導線２２はダイヤフラム１３側に接続され、そのカソード側の導線２３は駆動体１４の軸方向の貫通孔１４Ｄを通りダイヤフラム押さえ１４Ａを被覆する導電性膜２０側に接続されている。カソード側の導線２３には例えば絶縁性被膜が形成され、この導線２３と駆動体１４の構成部材、ダイヤフラム押さえ１４Ａ、ディスク１４Ｂ及びステム１４Ｃとの間で短絡しないようにしてある。
【００１３】また、フォトトランジスタ２１Ｂは制御装置に接続され、この制御装置はフォトトランジスタ２１Ｂのオン、オフ信号を監視している。フォトカップラー２１で異常信号を検出した場合、警報灯や警報器等の報知器（図示せず）を作動させることによりダイヤフラム１３がダイヤフラム押さえ１４Ａから離間したこと、つまり動作不良を知らせるようになっている。
【００１４】次に、動作について説明する。例えばダイヤフラムバルブ１０の流路１２を開く場合には、駆動源１９を介して駆動体１４が上昇すると、ダイヤフラム１３の中央部分の膨らみが駆動体１４の動きに追随して押圧力を受けない元の状態に弾力的に復帰し、リングシート１５から離れて流路１２を開いて図２の矢印で示す方向へ流体を流す。流路１２を閉じる場合には、駆動源１９を介して駆動体１４が下降すると、ダイヤフラム１３の中央部分の膨らみが弾性変形しながら駆動体１４によって押圧されてリングシート１５に着座し、流路１２を閉じて流体の流れを遮断する。
【００１５】ダイヤフラムが劣化した場合、流路１２を開く時ダイヤフラム１３が駆動体１４の動きに追随できず、図１に示すように駆動体１４が実線で示す位置から一点鎖線で示す位置まで上昇してもダイヤフラム１３の中央部分の膨らみがリングシート１５に着座したまま窪み、元の状態に復帰せず流路１２を開放できないことがある。このような場合本実施形態では、駆動体１４のダイヤフラム押さえ１４Ａがダイヤフラム１３から離れると、フォトカップラー２１の発光ダイオード２１Ａに電流が流れて発光し、この光信号をフォトトランジスタ２１Ｂで受光し、フォトトランジスタ２１Ｂからの信号に基づいて制御装置がが警報器を作動させ、ダイヤフラムバルブ１０に動作不良のあったことを自動的に知らせる。
【００１６】以上説明したように本実施形態によれば、駆動体１４のダイヤフラム押さえ１４Ａのダイヤフラム１３との接触面に導電性膜２０を被着し、ダイヤフラム押さえ１４Ａの導電性膜２０とダイヤフラム１３とを電気的に接触させ、しかもこれら導電性膜２０とダイヤフラム１３にこれら両者２０、１３の導通の有無を検出するフォトカップラー２１を接続したため、流路１２を開く時にダイヤフラム１３が駆動体１４、即ちダイヤフラム押さえ１４Ａの動きに追随せず、ダイヤフラム１３からダイヤフラム押さえ１４Ａが離れると、フォトカップラー２１でその旨を検出し、ダイヤフラム１３の動作不良を制御装置を介して報知し、自動的にダイヤフラムバルブ１０の動作不良を知ることができ、ひいては、配管系での動作不良のあるダイヤフラムバルブ１０を簡単且つ確実に特定することができる。
【００１７】また、駆動体１４が急激に作動し、ダイヤフラム１３が駆動体１４に追随できず、駆動体１４がダイヤフラム１３から一時的に離れることがあっても、ダイヤフラム１３の中央部分の膨らみは短時間で元の状態へ復帰して駆動体１４と接触することがある。このような場合には制御装置において、駆動体１４とダイヤフラム１３が一時的に離れることを動作不良と処理せず、誤動作のないようにすることができる。
【００１８】また、ダイヤフラム１３とダイヤフラム押さえ１４Ａの導電性膜２０間の導通の有無を検出する手段としてフォトカップラー２１の代わりに発光ダイオードを設けることにより、この発光ダイオードの点灯を直接視認することで、ダイヤフラムバルブ１０の動作不良を知るようにすることもできる。
【００１９】尚、上記実施形態では導通の検出手段としてフォトカップラーや発光ダイオードを設けた場合について説明したが、導電性膜２０とダイヤフラム１３間の導通の有無を検出できる手段であれば、その他の検出手段を用いることができる。
【００２０】
【発明の効果】本発明の請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、基本的なバルブ構造を維持したままダイヤフラムの動作不良を簡単且つ確実に知ることができるダイヤフラムバルブを提供することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２１９９６７
【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年７月９日（１９９９．７．９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９６９１０
【弁理士】
【氏名又は名称】小原 肇
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２１０５２（Ｐ２００１−２１０５２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１月２６日（２００１．１．２６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１９５２４７ |
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