阀的制作方法

本发明涉及使用于半导体制造装置等之流体管路的阀。

背景技术：

以往，提出一种在阀主体安装管接头，介由管接头将操作流体导入阀主体内，从而将阀成为开启状态，使气体通过的空气驱动式的阀。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-9765号公报

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

但是，在上述的阀中，当因错误而供给操作流体时，会导致：成为开启状态而将气体供给至半导体制造装置等。因此，气体会因意外而供给至半导体制造装置等。

为此，本发明是以提供一种即使因错误而供给操作流体也不会成为开启状态，可抑制气体因意外供给至半导体制造装置等的阀为目的。

(二)技术方案

为解决上述目的，本发明之一样态的阀具备：主体，形成有流体通路；阀芯，用于上述流体通路的开闭；心柱，为了以上述阀芯使上述流体通路开闭，设置成可相对于上述阀芯接近及离开地移动；致动器，具有与上述主体连接的壳体、以及设置于上述壳体内并通过从外部供给的操作流体来驱动上述心柱的驱动单元，阀机构，设置在上述壳体，可开闭朝上述驱动单元之操作流体的通路。

又，亦可阀机构具有：由使用者推压的推压部，及可开闭操作流体之上述通路的开闭构件，每推压一次上述推压部时，上述开闭构件从操作流体的上述通路成为开启状态的开启位置朝操作流体的上述通路成为关闭状态的关闭位置移动，或者从上述关闭位置朝上述开启位置移动。

又，亦可上述阀机构具有操作流体流入路，该操作流体流入路流入来自外部的操作流体，并与操作流体的上述通路连通。又，亦可上述阀机构设置在上述壳体的内部。

又，亦可上述阀机构具备：引导部，形成圆筒状，固定于上述壳体，在内周围面设有向内方突出的凸轮部，在上述凸轮部于周围方向等间隔形成有朝轴向延伸的多个第一凸轮沟槽，在上述凸轮部的上述驱动单元侧的端部，交替形成有相对于轴向倾斜的多个第一凸轮面及多个第二凸轮面，一组的上述第一凸轮面及上述第二凸轮面，定位在相邻的上述第一凸轮沟槽之间；上述推压部，可沿着上述引导部的上述轴向移动地配置在上述引导部内，在上述驱动单元侧的端部设有朝上述驱动单元侧突出的多个山形的第一凸轮突起，各第一凸轮突起由相对于上述轴向倾斜的两个第三凸轮面构成；操作流体流入部，连接于上述推压部的上述驱动单元侧并朝上述驱动单元延伸；上述开闭构件，设置在上述操作流体流入部的上述驱动单元侧；转子，形成可插入上述操作流体流入部的环状，定位在上述推压部的上述驱动单元侧，具备朝上述推压部突出并在前端具有相对于上述轴向倾斜的第四凸轮面且可进入及退出上述第一凸轮沟槽的第二凸轮突起，上述第四凸轮面可抵接于上述第一凸轮面、第二凸轮面及第三凸轮面；及螺旋弹簧，将上述转子朝上述推压部侧推压，在上述推压部及上述操作流体流入部形成有上述操作流体流入路，在上述开闭构件位于上述开启位置的状态，上述转子的上述第二突起进入上述第一凸轮沟槽，上述第四凸轮面抵接于上述推压部的上述第三凸轮面，在上述开闭构件位于上述关闭位置的状态，上述转子的上述第二突起从上述第一凸轮沟槽退出，上述第四凸轮面抵接于上述第一凸轮面及上述第三凸轮面，在上述开闭构件位于上述关闭位置时，推压上述推压部而分开，从而上述推压部及上述转子抵抗上述螺旋弹簧的作用力而朝上述驱动单元侧移动，上述转子的上述第四凸轮面沿着上述第二凸轮面及上述第三凸轮面移动，上述转子的上述第二突起通过上述螺旋弹簧的作用力进入上述第一凸轮沟槽，上述开闭构件朝上述开启位置移动，在上述开闭构件位于上述开启位置时，推压上述推压部而分开，从而上述推压部及上述转子抵抗上述螺旋弹簧的作用力而朝上述驱动单元侧移动，上述转子的上述第二突起部从第一凸轮沟槽退出而沿着上述第一凸轮面及上述第三凸轮面移动，上述开闭构件朝上述关闭位置移动。

又，亦可在上述操作流体流入部设有向外方突出的止动器抵接部，上述阀机构，进一步具备可抵接于上述止动器抵接部，配置在上述转子的上述驱动单元侧的止动器，在上述开闭构件位于上述关闭位置的状态，上述转子的上述第二突起的上述第四凸轮面抵接于上述引导部的上述第一凸轮面，上述止动器抵接于上述转子，上述止动器抵接部抵接于上述止动器，从而限制上述推压部朝上述驱动单元侧的相反侧移动。

(三)有益效果

根据本发明，可提供一种即使因错误而供给操作流体也不会成为开启状态，可抑制气体因意外供给至半导体制造装置等的阀。

附图说明

图1表示本发明实施方式相关之位于关闭状态的阀的纵剖视图。

图2表示位于关闭状态的碰触式阀机构附近的放大图。

图3表示第一引导部的说明图。

图4表示碰触部的说明图。

图5表示转子的透视图。

图6是表示碰触式阀机构的动作转换的图。

图7表示本发明实施方式相关之位于开启状态的阀的纵剖视图。

具体实施方式

针对本发明之一实施方式的阀，参阅附图进行说明。

图1表示第一实施方式相关之位于关闭状态的阀1的纵剖视图。并且，图1表示的阀1为隔膜阀。本实施方式的阀1是主要设置在供给多种类气体用的气体供给装置(气箱)内之各线路的最上游侧来使用的阀。

如图1表示，阀1具备阀主体2及管接头3。阀主体2主要具备主体4、阀帽5、阀盖6、隔膜7、隔膜压件8、心柱9、活塞10、第一压缩螺旋弹簧11及碰触式阀机构20。并且，在以下的说明中，以阀1的管接头3侧为上侧、主体4侧为下侧进行说明。

在主体4形成有阀室4a，及与阀室4a连通的流体流入路4b及流体流出路4c。在主体4的流体流入路4b与阀室4a连通之处的周缘设有环状的薄片4d。

阀帽5形成大致圆筒状，在其下端部的外围设置的外螺纹部与设置在阀主体4的内螺纹部螺合，从而包覆阀室4a地固定于阀主体5。

阀盖6形成大致圆筒状，在其下端部的外围设置的外螺纹部与设置在阀帽5的上端部的内螺纹部螺合，从而固定于阀帽5。阀盖6具有上侧部6a与下侧部6b。在上侧部6a形成有安装孔6c，在下侧部6b形成有内径比安装孔6c大的收容孔6d。安装孔6c具有第一被螺合孔6c1与第二被螺合孔6c2。在安装孔6c安装阀机构20。阀盖6的下侧部6b与阀帽5的上端部进行螺合，从而区隔出收容活塞10及第一压缩螺旋弹簧11的空间。再者，阀帽5及阀盖6相当于致动器的壳体。

阀芯的隔膜7的外周缘部被配置在阀帽5下端的压接器7a与形成主体4的阀室4a的底面夹压保持。隔膜7形成球壳状，自然状态呈上凸的圆弧状。通过隔膜7相对于薄片4d抵接及分开，来进行流体通路的开闭。隔膜7例如以镍合金薄板构成，冲切成圆形，且形成中央部向上方隆起的球壳状。并且，隔膜7也可以由不锈钢薄板构成，或是由不锈钢薄板与镍钴合金薄板的层叠体构成，隔膜7的形状也可以是任意形状。

隔膜压件8设置在隔膜7的上侧，构成为可推压隔膜7的中央部。

心柱9由阀帽5支撑为可上下方向移动，且构成为通过相对于隔膜7接近及离开地移动，从而介由隔膜压件8，使隔膜7抵接及离开薄片4d。并且，本实施方式中，心柱9的移动方向相当于上下方向。

活塞10与心柱9一体地构成，设置在心柱9的上侧，被阀帽5可上下方向移动地支撑。以活塞10的下面与阀帽5的上面区隔出操作流体导入室10a。并在活塞10，形成有从其上端延伸至操作流体导入室10a为止的操作流体导入路10b。

第一压缩螺旋弹簧11是配置在上侧部6a的下面与活塞10的上面之间，始终对活塞10朝下侧施力。

第一o环5a介于阀帽5与心柱9之间，在心柱9及活塞10的上下方向上引导移动。第二o环5b则是介于阀帽5与活塞10之间，在心柱9及活塞10的上下方向上引导移动。又，第一o环5a及第二o环5b将连通于操作流体导入室10a之操作流体导入路10b的部份以外密闭。

接着，针对阀机构20，参阅图1～图5进行说明。并且，图1、图2示出位于关闭状态的阀机构20。阀机构20具备：第一引导部21、碰触部22、转子23、止动器24、第二引导部25及第二压缩螺旋弹簧26。阀构件20设置在壳体(阀帽5及阀盖6)的内部。

图3表示第一引导部21的说明图，(a)表示第一引导部21的纵剖视图，(b)示出(a)所示第一引导部21的底视图，(c)表示第一引导部21的剖面透视图。

第一引导部21形成大致圆筒状，螺合于帽盖6的第一被螺合孔6c1。在第一引导部21的内侧全周围，设有向内方突出的凸轮部21a。凸轮部21a从第一引导部21的上端设置到中央部。在凸轮部21a形成有多个(本实施方式为三条)第一凸轮沟槽21b及多个(本实施方式为三条)第二凸轮沟槽21c。第一凸轮沟槽21b及第二凸轮沟槽21c为交替等间隔形成在周围方向。第一凸轮沟槽21b的深度构成比第二凸轮沟槽21c更深。并且，第一凸轮沟槽21b及第二凸轮沟槽21c为各上端被封闭而各下端向下方开口。

在凸轮部21a的下端形成有多个(本实施方式为三个)第一凸轮面21d及多个(本实施方式为三个)第二凸轮面21e。第一凸轮面21d及第二凸轮面21e形成为相对于上下方向(第一引导部21的轴向)倾斜。第一凸轮面21d以第一凸轮沟槽21b的开口部为下端，形成为从该下端朝向第二凸轮沟槽21c的开口部缓缓上升。第二凸轮面21e以第二凸轮沟槽21c的开口部的下方为下端，形成为从该下端朝向第一凸轮沟槽21b的开口部缓缓上升。

图4表示碰触部22的说明图，(a)表示碰触部22的透视图，(b)表示碰触部22的剖面透视图。

碰触部22形成有操作流体流入部22a，成为有底的大致圆筒状。碰触部22具有：相当于推压部的接头螺合部22b；第一操作流体流入部22c；及第二操作流体流入部22d。接头螺合部22b在其内周围面22e形成有内螺纹。管接头3的螺合部3a的外螺纹与该内螺纹螺合，从而将管接头3安装于碰触部22。

接头螺合部22b可上下方向移动地配置在第一引导部21内。在接头螺合部22b的外围设有多个(本实施方式为3个)突起部22f。突起部22f向外方突出，等间隔设置在周围方向。如图2所示，突起部22f可上下方向移动地插入第二凸轮沟槽21c。在接头螺合部22b的下端呈锯齿状形成有多个(本实施方式为6个)山形的第一凸轮突起22g。3个突起部22f相对于6个第一凸轮突起22g，各间隔一个设置在这些前端(顶点)的上侧。从而，在径向，将第一凸轮突起22g的各山的顶点(前端)配置成与第一凸轮沟槽21b及第二凸轮沟槽21c相对。又，各第一凸轮突起22g由相对于上下方向倾斜的两个第三凸轮面22h构成。

第一操作流体流入部22c定位在接头螺合部22b的下侧，形成圆筒状，构成为其外径比接头螺合部22b的外径小。

第二操作流体流入部22d定位在第一操作流体流入部22c的下侧，形成大致圆筒状，构成为其外径比第一操作流体流入部22c的外径大。因此，由第一操作流体流入部22c与第二操作流体流入部22d形成相当于止动器抵接部的阶差部22i。第二操作流体流入部22d的下端被圆板部22j堵塞。圆板部22j具有相当于开闭构件的栓22k。栓22k为前端部形成半球形的大致圆柱形，构成为其外径比操作流体导入路10b的内径略小。栓22k可进入及退出操作流体导入路10b。又，在第二操作流体流入部22d的下端附近，形成有多个(本实施方式为4个)操作流体流出孔22m。如图2所示，进入操作流体导入路10b的状态为栓22k的关闭位置，如图7所示，从操作流体导入路10b退出的状态则为栓22k的开启位置。

图5表示转子23的透视图。

如图5所示，转子23具有：圆筒部23a、突缘部23b及多个(本实施方式为3个)第二凸轮突起23c。圆筒部23a的内径构成为比第二操作流体流入部22d的外径大。突缘部23b从圆筒部23a的下端向外方突出，构成为其外径比第一引导部21的内径大。第二凸轮突起23c从突缘部23b向上方延伸，等间隔设置在周围方向。各第二凸轮突起23c的前端具有相对于上下方向倾斜的第四凸轮面23d。

如图2所示，转子23在碰触部22插入其贯穿孔的状态，于接头螺合部22b的下侧，相对于第一引导部21可上下方向移动且可旋转地配置在第一引导部21内。又，第二凸轮突起23c的第四凸轮面23d构成为，可抵接于第一引导部21的第一凸轮面21d及第二凸轮面21e和接头螺合部22b的第三凸轮面22h。再者，第四凸轮面23d的径向的外方端部定位成比第一引导部21的第二凸轮沟槽21c更靠外侧。从而，第二凸轮突起23c构成为，可进入及退出第一凸轮沟槽21b，不能进入第二凸轮沟槽21c。

止动器24呈形成有缝隙的圆板状。止动器24的缝隙的宽度构成为，比第一操作流体流入部22c的外径稍大，比第二操作流体流入部22d的外径小。朝止动器24的缝隙插入第一操作流体流入部22c，止动器24抵接于阶差部22i，比之第一操作流体流入部22c抑制朝第二操作流体流入部22d的移动。再者，构成为，转子23的上下方向的长度(从突缘部23b到第二凸轮突起23c的端部为止的长度)与止动器24的厚度相加所得长度，和上下方向之第一凸轮突起22g的前端(顶点)与阶差部22i之间的长度大致相等。

如图2所示，第二引导部25形成大致圆筒状，其上端部螺合于阀盖6的第二被螺合孔6c2。在第二引导部25形成有弹簧插入孔25a、o环收容槽25b、流体流入沟槽25c及活塞插入孔25d。

在弹簧插入孔25a中插入第二压缩螺旋弹簧26。o环收容槽25b在第二引导部25的内周围面整周连续地形成而收容第三o环25e。第三o环25e介于碰触部22的第二操作流体流入部22d与第二引导部25之间，沿碰触部22的上下方向引导移动，防止操作流体流出到压缩螺旋弹簧11的上方。

流体流入沟槽25c在第二引导部25的内周围面整周连续地形成。第二操作流体流入部22d配置为其流体流出孔22m朝向流体流入沟槽25c开口。因此，从第二操作流体流入部22d的流体流出孔22m流出的操作流体，流入流体流入沟槽25c。

将活塞10的上端部插入活塞插入孔25d。第四o环25f介于第二引导部25的下端部与活塞10的上端部之间，防止操作流体泄漏至收容第一压缩螺旋弹簧11的空间。

第二压缩螺旋弹簧26插入于弹簧插入孔25a，介于止动器24与第二引导部25之间，始终对转子23及止动器24向上方施力。

管接头3为单触式接头，呈l字型。将管接头3的螺合部3a螺合于碰触部22的接头螺合部22b，从而将管接头3安装于碰触部22。又，相对于管接头3，插入从操作流体供给源延伸的管子。

接着，针对阀机构20的动作参阅图6进行说明。

图6是表示阀机构20的动作转换的图。图6的(a1)～(a5)表示第一引导部21、碰触部22及转子23的展开图，(b1)～(b5)表示第一引导部21、碰触部22及转子23的前视图。并且，在图6的(a1)～(a5)中以实线表示第一引导部21，以点线表示碰触部22，并以一点虚线表示转子23。又，在图6的(b1)～(b5)中，关于第一引导部21，示出了剖视图。

图6的(a1)示出了关闭状态之阀机构20的第一引导部21、碰触部22及转子23的位置关系。在此状态中，各第二凸轮突起23c的第四凸轮面23d是在第二凸轮沟槽21c的下侧，抵接于第一引导部21的第一凸轮面21d及接头螺合部22b的第三凸轮面22h。因此，转子23不能从此位置进一步向上侧移动。又，第二凸轮突起23c的第四凸轮面23d抵接于接头螺合部22b的第一凸轮突起22g的前端部(顶点)。并且构成为，转子23的上下方向的长度与止动器24的厚度相加所得长度，和上下方向之第一凸轮突起22g的前端与阶差部22i之间的长度大致相等，因此碰触部22也不能从此位置进一步向上侧移动。

又，图6的(b1)所示之第一引导部21、碰触部22及转子23的状态，与图2所示之第一引导部21、碰触部22及转子23的状态相同。因此，如图2所示，碰触部22的栓22k是进入流体导入路10b内的状态，防止操作流体流入流体导入路10b。

经由用者推压管接头3，如图6的(a2)、(b2)所示，碰触部22、转子23、止动器24抵抗第二压缩螺旋弹簧26的作用力而下降。第二凸轮突起23c的第四凸轮面23d来到比凸轮部21a的第二凸轮面21e更下侧时，转子23因第二压缩螺旋弹簧26的作用力，使得第二凸轮突起23c的第四凸轮面23d沿着接头螺合部22b的第三凸轮面22h移动。因此，转子23及止动器24沿着第三凸轮面22h向上侧移动。

图6的(a3)、(b3)示出了碰触部22的圆板部22j抵接于活塞10的上端之时间点的第一引导部21、碰触部22及转子23的状态。如图6的(a3)、(b3)所示，各第二凸轮突起23c的前端定位在由相邻之第一凸轮突起22g所形成的谷部。

若使用者停止对管接头3的推压，则会由于第二压缩螺旋弹簧26的作用力，使推压转子23及碰触部22的接头螺合部22b被推压而向上侧移动。从而，第二凸轮突起23c的第四凸轮面23d沿着凸轮部21a的第一凸轮面21d移动。

如图6的(a4)、(b4)所示，若第二凸轮突起23c向第一凸轮沟槽21b的下侧移动，则第二凸轮突起23c沿着第一凸轮沟槽21b向上侧移动。从而，将接头螺合部22b上推。

并且，如图6的(a5)、(b5)所示，当突起部22f到达第二凸轮沟槽21c的上端时，则碰触部22及转子23的上升会停止，如图7所示，碰触部22的栓22k成为从操作流体导入路10b退出的状态，阀机构20成为开启状态。因此，在碰触部22的操作流体流入路22a中通过并从操作流体流出孔22m流出的操作流体，流入流体导入路10b。

从而，将操作流体导入操作流体导入室10a，心柱9及活塞10抵抗第一压缩螺旋弹簧11的作用力从下死点向上死点移动，隔膜压件8因隔膜7的弹性力及流体的压力而向上侧移动，阀1成为开启状态。

又，为了使处于开启状态的阀机构20成为关闭状态，使用者推压管接头3，使碰触部22、转子23、止动器24抵抗第二压缩螺旋弹簧26的作用力而下降。从而，使第二凸轮突起23c沿着第三凸轮面22h及第一凸轮面21d移动而使得转子23旋转，转子23成为图6的(a1)、(b1)所示的状态，阀机构20成为关闭状态。

并且，本实施方式的阀1中，即使将阀机构20从开启状态变为关闭状态，阀1也会保持开启状态，为了使阀1成为关闭状态，则需要停止对阀1的流体供给。

如以上说明，根据本实施方式的阀1，具备设于壳体(阀帽5及阀盖6)，可开闭朝驱动单元之操作流体的通路的阀机构20。从而，即使因错误操作而供给操作流体，也会由于预先使阀机构20成为关闭状态，而使得操作流体不会到达驱动单元。从而，由于阀1不会成为开启状态，可抑制气体因意外而供给至半导体制造装置等。

又，阀机构20构成为，每当接头螺合部22b被使用者推压一次，则是栓22k从开启位置移动至关闭位置，或是从关闭位置移动至开启位置。因此，是通过使用者手动进行阀机构20的开闭，可抑制因意外而向驱动单元供给操作流体。

又，由于阀机构20具有操作流体流入路22a，而该操作流体流入路22a流入来自外部之操作流体并与操作流体导入路10b连通，因此能够使阀机构20在开闭操作流体导入路10b之机构的基础上还具有使操作流体流入的功能。因此，可简化阀1整体的构成。又，阀机构20是设置在壳体(阀帽5及阀盖6)的内部，因此可以从外部保护阀机构20。

又，阀机构20是由第一引导部21、碰触部22、转子23及第二压缩螺旋弹簧26所构成，以碰触方式进行操作流体导入路10b的开闭，因此能够通过简单的构成来进行操作流体导入路10b的开闭。

又，在栓22k位于关闭位置时，止动器24抵接于碰触部22的阶差部22i，限制朝碰触部22之上侧的移动，因此在阀机构20处于关闭状态时，可防止碰触部22的移动。

并且，本发明不为上述的实施例所限定。就本领域人员而言，在本发明的范围内可进行多种追加或变更等。

例如，上述的实施方式中，针对将阀1设置成管接头3侧为上侧而主体2为下侧的形态已作说明，但设置方向不为此所限制，也可以设置在水平方向或调换上下方向来进行设置。

又，管接头3虽是呈l字型，但也可形成直线形(i字型)。并且，虽然构成为在接头螺合部22b安装接头3，但是也可以构成为直接安装从操作流体供给源延伸的气管。

又，虽然构成为操作流体在阀机构20内流动，且在阀机构20安装管接头3，但是也可以构成为，操作流体不经阀机构20地流入第二引导部25的流体流入沟槽25c，而阀机构20仅进行流路的开闭。根据该构成，阀机构20可应用普通的碰触式圆珠笔的构成。

并且，虽然构成为，第二操作流体流入部22d的外径，比第一操作流体流入部22c的外径大，形成阶差部22i而抵接止动器24，但是，也可以使第二操作流体流入部22d的外径，与第一操作流体流入部22c的外径相等，而在阶差部22i的位置设置向外方突出的突起部。

又，圆板部22j及栓22k是一体地设置在第二操作流体流入部22d的圆筒部的前端。但是，也可以将圆板部22j及栓22k从第二操作流体流入部22d的圆筒部分离成独立个体，并构成为，在第二操作流体流入部22d的圆筒部与圆板部22j及栓22k之间设置螺旋弹簧，由螺旋弹簧对圆板部22j及栓22k向操作流体导入路10b施力。

阀1虽是隔膜阀，但只要是以操作流体进行驱动的阀则也可以是其他的阀。又，操作流体也是气体及液体皆可。并且，阀机构20也可以设置在壳体(阀帽5及阀盖6)的外部。

附图标记说明

1：阀；2：阀主体；4：主体；5：阀帽；6：阀盖；7：隔膜；8：隔膜压件；9：心柱；10：活塞；10b：操作流体导入路；11：第一压缩螺旋弹簧；20：碰触式阀机构；21：第一引导部；21a：凸轮部；21b：第一凸轮沟槽；21d：第一凸轮面；21e：第二凸轮面；22：碰触部；22a：操作流体流入路；22b：接头螺合部；22c：第一操作流体流入部；22d：第二操作流体流入部；22i：阶差部；22k：栓；23：转子；23c：第二凸轮突起；23d：第四凸轮面；24：止动器；26：第二压缩螺旋弹簧。