阀用致动器和具备它的隔膜阀制造技术

提供一种是简单的构造、能够容易地小型化、并且在高压下也具备可靠的阀的开闭性、并且即使阀的开闭频度较多也能够发挥较高的耐久性的阀用致动器和具备它的隔膜阀。一种阀用致动器，配置有设置在致动器主体内的弹性部件、被该弹性部件施力的活塞和用来借助空气压使活塞移动的至少两个空气室，并且在某个前述空气室收纳着用来使在阀闭方向上被放大的力发挥的增力机构。

Valve actuators and diaphragm valves with them

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】阀用致动器和具备它的隔膜阀
本专利技术涉及阀用致动器和具备它的隔膜阀，特别涉及对于高压流体也发挥较高的阀关闭性的同时、很适合于阀构造整体的小型化而构成的阀用致动器和具备它的隔膜阀。
技术介绍
一般，作为半导体制造工艺中的气体供给系统的控制阀等，所谓的直接接触型的隔膜阀的使用是主流。直接式隔膜阀其优点为下述等：由于也由被作为对于外部的密封件使用的金属隔膜直接进行阀座的关闭，能够构成在气体接触部不拥有多余的零件的非常简单的流路，所以在气体接触部内没有金属彼此的滑动部位，成为最适合于流体的清洁化的构造。但是，在能够确保的行程方面有限度，与波纹管阀等其他阀种相比，在构造上难以确保大流量。在上述那样的用于半导体制造工艺的隔膜阀中，为了自动控制等而具备空气驱动致动器的情况较多。空气驱动致动器其清洁性及成本性等很好，作为在半导体制造装置中使用的部件是非常适合的，并且由于需要设备类的集成化，所以通常根据被形成为矩形状的阀体占有的紧凑的占地面积（footprint）区域，要求被紧凑地小型化以使其包含在该区域内。特别是，在配管不经由接头而作为基座块被块化的集成化气体系统中，致动器通过经由接口拆装自如地安装在基座块上部，几乎不发生无用的空间而发挥每个设备的较高的维护性，在许多场合被使用。进而，为了高品质地制造半导体元件等高度精密的设备，上述那样的气体供给系统等半导体制造工艺设备需要全部收容在所谓的清洁室内。清洁室是悬浮粒子、微生物被管理（污染控制）为规定的洁净度等级，并且除了被运入的材料、药品、水等以外，对于入室的作业者也确保规定等级的洁净度，根据需要也能够对温度、湿度、压力等环境条件进行管理的密封空间，在清洁室的导入时，除了对应于容积而增大的初期设备费以外，还需要用于维持管理及经常性运转的运行成本，作为生产设备费而成为较大的负担。因此，在清洁室的导入中，必须设计、施工为对应于用途是最优、最小限度、不发生浪费那样的容积、结构。另一方面，近年来对于智能手机等搭载半导体的设备的进一步的高性能化、节电化、性能提高等的需要日益变高，随之，对于半导体元件日益要求微细化、高集成化，并且半导体制造工艺的多样化显著地进展。因此，在制造工艺使用的各种工艺气体中，也除了对应于各个用途而伴随着高温化、高压化等以外，特别是对应于硅晶片的大径化或液晶面板等的大型化、或生产系统的大型化或向特别的气体供给方式的变更等，供给流量的进一步增加（高流量）成为基本的需要。因此，在作为供给气体的控制阀使用的上述那样的隔膜阀中，也需要最适合于各个用途的阀开发，特别是向大流量化（Cv值的增大）的要求日益变高。气体供给系统或半导体制造装置全部被收容在清洁室内，另一方面，清洁室必须紧凑地最优化为所需最小限度的容积，所以对于在气体供给系统中使用的上述那样的阀，也日益要求小型化、紧凑化。因此，对于上述那样的隔膜阀，小型化和高流量化的兼顾的要求进一步变高。进而与工艺气体的多样化、高流量化的要求相辅相成，向高压对应的要求也变高。这里，在具备致动器的隔膜阀中，有用弹簧对致动器的活塞施力、用该作用力使隔膜就座于阀座而将阀关闭的类型，但尽管如上述那样为了高流量化、高压对应，而需要更大的关闭力，但随着阀的小型化，致动器的弹簧的小型化不可避免，发生弹簧的作用力下降而阀的关闭力下降的问题。如果阀的关闭力受损，则工艺气体的精密的流体控制受损，很可能在制品品质上发生重大的缺陷，此外，由于工艺气体对人体的有害性也较高，所以即使是稍稍量的泄漏，也有可能成为较大的问题。进而，如果因阀的小型化而设置面积被限定，则作为能够应用的弹簧，限于线径或弹簧径较小的规定的结构，作用于1个弹簧的应力提高，在弹簧的耐久性上也发生问题。为了在上述那样的阀中使关闭力维持或增大，例如也可以考虑将多个活塞多级构成而将空气室和弹簧在纵向上交替地形成的构造，但在此情况下，有致动器在高度方向上伸长从而阀大型化的问题。隔膜阀如上述那样被与其他设备类一起集成化，并且通常设置在多个部位，所以如果将其大型化，则设置面积及高度也增大，清洁室内的半导体制造装置的占有空间也增大，进而因清洁室的大型化等而带来半导体的制造成本的增加等的问题。特别是，阀尺寸的向横宽方向的增大成为占地空间的增加，在实现紧凑且最优的空间的填充的气体供给系统的设计时成为致命性的缺陷，此外，向高度方向的增大也由于有可能成为与配置在周围的其他设备、装置的干涉或需要空间的确保的障碍等，所以成为问题。由此，不能避免阀尺寸在横向或纵向上增大的构造变得难以采用。除此以外，例如也可以考虑对于1个活塞双重地设置弹簧的构造，但在此情况下，在构造上在小型化方面有极限，有不能将阀适当地小型化的问题。进而，在使用多个上述那样的活塞、弹簧的构造的情况下，由于通过经由多个零件的联动对隔膜施力，所以因为每个零件的状态的偏差等而阀的关闭力容易不稳定化，精密的流体控制功能有可能受损。所以，在将阀适当地小型化的同时，为了使弹簧的作用力维持或增大而确保足够的阀关闭力，可以考虑简单地构成的增力机构的采用。作为这种先行技术，提出了专利文献1～3。在专利文献1所示的控制器中，壳体由朝上开口的中空状的下部壳体和朝下开口的中空状的上部壳体构成，在它们的对接部分的内周，固定着分隔板，分别在壳体内的分隔板上方形成有水平截面圆形的缸室，在壳体内的分隔板下方形成有水平截面方形的动力放大装置收纳室。此外，动力放大机构具备规定构造的尖细锥状部件、圆盘状部件、以及以经由锥状部件对置的方式配置且能够绕将下部贯通的摆动轴摆动的第1及第2摆动体。此外，各摆动体的下抵接面为以处于从摆动轴的轴线偏心的位置的中心线为中心的圆弧状的凸轮面。进而，第1及第2摆动体呈现其下部彼此重合、两者的摆动轴为共同的形态。在专利文献2中，表示了对于热负荷及反复动作、密封部的耐久性也良好的致动器，内置有使轴与活塞的移动方向相反地移动的凸轮。具体而言，在与阀杆的另一端结合的轴设置有凸缘，用销能够转动地设置于阀帽上的等角三方位置处的凸轮的一端与该凸缘卡合，在凸轮的另一端设置有辊，与活塞下表面抵接。如果高压空气被导入空气室，则随着波纹管的伸长，活塞被向下推出，由此凸轮的另一端的辊被推动而以销为中心转动，随着该转动，凸轮的一端将凸缘推起，使轴向与活塞的推出方向相反的方向移动。在专利文献3中，在该文献的图1、图2中表示了动力倍增机构（116）的构造，在两根销（122、128）分别能够转动地设置有棒状的杠杆（118、120），所述两根销（122、128）以在对称地连结于底壁（86）的一对支撑部件（124、126）之间交叉的方式设置，两根杠杆（118、120）构成为，各上端经由摩擦板（130）与活塞（98）抵接而能够滑动，此外，成为下端位置的各中间部（134、136）成为所谓的凸轮面，与受压板（140）上表面抵接而能够滑动。借助该结构，在该文献的图1、图2中，被弹簧（110、112）推下的活塞（98）的动力借助两根杠杆（118、120）的杠杆原理而被增力，经由受压板（140）被传递给杆（78），将阀关闭。在开阀时，来自空气供给源（94）的空气经由流路（92、104）被向形成在腔室（106）下部的密封空间供给，借助该密封空间的升压将活塞（98）推起。此外，在该文献的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阀用致动器，其特征在于，配置有设置在致动器主体内的弹性部件、被该弹性部件施力的活塞和用来借助空气压使活塞移动的至少两个空气室，并且在某个前述空气室收纳着用来使在阀闭方向上被放大的力发挥的增力机构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.31 JP 2017-0157411.一种阀用致动器，其特征在于，配置有设置在致动器主体内的弹性部件、被该弹性部件施力的活塞和用来借助空气压使活塞移动的至少两个空气室，并且在某个前述空气室收纳着用来使在阀闭方向上被放大的力发挥的增力机构。2.如权利要求1所述的阀用致动器，其特征在于，前述增力机构构成为，将一对凸轮部件枢轴安装到共同的摆动轴，将该一对的凸轮部件收容到前述空气室内；该凸轮部件在上端部设置有与前述活塞抵接的抵接部，另一方面在下端部形成有与输出部件抵接的凸轮面；通过以前述抵接部为力点、以前述摆动轴为支点、以前述凸轮面为作用点而前述凸轮部件经由前述摆动轴转动，被前述弹性部件施力的活塞的动力被放大，并被向前述输出部件传递。3.如权利要求1或2所述的阀用致动器，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：高朝克图，
申请(专利权)人：株式会社开滋SCT，
类型：发明
国别省市：日本,JP