集试验。试验装置通过从上游侧依次配置除去5μπι以上的异物的一次侧过滤器、试验对象(装配有阀芯4A的流体控制阀或装配有隔膜阀芯4的流体控制阀)、除去50nm以上的异物的二次侧过滤器而构成。一边向一次侧过滤器每分钟供给30ml的纯水，一边使试验对象进行了40000次阀开闭动作之后，通过测定二次侧过滤器捕集到的颗粒的数目而进行了试验。由于一次侧过滤器将纯水中含有的异物除去，因此二次侧过滤器捕集到的颗粒可认为是由于阀芯4、4A的磨损而产生的颗粒。
[0202]试验结果是在装配有隔膜阀芯4的流体控制阀中，磨损颗粒捕集数目为41个。另一方面，在装配有阀芯4A的流体控制阀中，磨损颗粒捕集数目为14个。由此，由PFA形成的阀芯4A与由PTFE形成的隔膜阀芯4相比，磨损颗粒捕集数目能够减少65%。根据该试验结果，能够确认到环状密封突起414中，与由PTFE形成相比，由PFA形成的一方难以产生磨损颗粒。
[0203]C.第三实施方式
[0204]接下来，说明本发明的第三实施方式的流体控制阀。图31示出本发明的第三实施方式的流体控制阀所使用的阀芯9的剖视图。图32、图33示出第一及第二变形例的阀芯109、209。阀芯9、109、209在将由不同材质形成的两个零件结合而构成的点上与第二实施方式的阀芯4A不同，其他的结构与第二实施方式的阀芯4A相同。在以下的说明中，对于与第二实施方式相同的结构，使用与第二实施方式相同的标号而适当省略说明，以与第二实施方式不同的点为中心进行说明。
[0205]如第二实施方式中说明那样，阀芯4A由PFA形成，因此在闭阀时产生的环状密封面414a的磨损减少，能够抑制磨损颗粒的产生。然而，PFA由于原料获得困难性的问题等而基于切削的成形困难。因此，如图31所示，第三实施方式的阀芯9在阀主体93的颈部413与肩部412(阀芯部410)之间被分割成第一零件91和第二零件92。第一零件91由PTFE形成，第二零件92由PFA形成，通过嵌入成形而将第一零件91与第二零件92—体化。第一零件91具备薄膜部42、外缘部43、阀主体93的颈部413。另一方面，第二零件92具备阀主体93的肩部412、圆柱部411、环状密封突起414、环状凹槽415、凸部416。
[0206]PFA能够进行PTFE难以实现的熔融成形。而且，PFA比PTFE的熔点低。另一方面，PTFE容易获得原料，与PFA相比，基于切削的成形容易。因此，阀芯9通过将第一零件91削出PTFE制的圆棒而形成。并且，通过在将沿轴线方向突出地设于第一零件91的连结凸部91a插入模具的状态下使熔融的PFA流入连结凸部91a的周围并固化，由此形成第二零件92。因此，第二零件92通过熔融成形能够简单且高精度地形成圆柱部411、环状密封突起414、环状凹槽415、凸部416。而且，具备颈部413的第一零件91由硬度比PFA低的树脂(例如PTFE)形成，具备环状密封突起414且由PFA形成与第一零件91结合的第二零件92，因此容易形成环状密封突起414由PFA形成的阀芯9。
[0207]阀芯9的第一零件91嵌入成形于第二零件92，因此在第一零件91与第二零件92之间几乎没有间隙。而且，阀芯9在连结凸部91a的外周面上沿周向形成凹凸，在该凹凸内填充有PFA的状态下将第二零件92与第一零件91结合。因此，即使流体控制阀反复进行阀开闭动作，在第二零件92与第一零件91之间也难以形成间隙。由此，装配阀芯9的流体控制阀中，微细颗粒难以进入第一零件91与第二零件92之间，而且，难以发生药液等进入第一零件91与第二零件92之间并固化而产生颗粒的情况。此外，阀芯9由于环状密封突起414、圆柱部411由PFA形成而难以变形，因此能够抑制在闭阀时产生的环状密封面414a的磨损，能够减少颗粒。
[0208]图32所示的第一变形例的阀芯109在第一零件191的阀座侧端面41Ia呈环状地形成压入槽191a，并向该压入槽191a压入环状的第二零件192。环状密封突起414由第二零件192构成。第一零件191由PTFE形成，第二零件192由PFA形成。阀芯109由于环状密封突起414由PFA形成而难以变形，因此通过抑制在闭阀时产生的环状密封面414a的磨损，能减少颗粒的产生。需要说明的是，阀芯109在第二零件192与压入槽191a的内壁之间能够形成间隙，废料可能会进入。而且，阀芯109通过将第二零件192向压入槽191a压入而将第一零件191与第二零件192结合，因此在产品之间，圆柱部411、环状密封突起414、环状凹槽415、凸部416的尺寸可能会产生变动。
[0209]图33所示的第二变形例的阀芯209仅是在第一零件291突出设置外螺纹部291a并使该外螺纹部291a与第二零件292的内螺纹部292a螺合的点与第三实施方式的阀芯9不同。阀芯209由于圆柱部411和环状密封突起414由PFA形成而难以变形，因此通过抑制在闭阀时产生的环状密封面414a的磨损，能够减少颗粒的产生。需要说明的是，阀芯209在外螺纹部291a与内螺纹部292a之间必然产生间隙，微细的废料可能会进入该间隙。
[0210]由此，在阀芯由两个零件构成的情况下，如阀芯9那样，通过嵌入成形将第一零件91与第二零件92—体化的情况下的颗粒抑制效果最高。阀芯109、209若进行利用树脂等将形成于第一零件191、291与第二零件192、292之间的间隙填埋的处理，则能得到与阀芯9同样的颗粒抑制效果。而且，若是压入、螺纹紧固，则不需要嵌入用模具，无论何种形状都能够适用，通用性高。
[0211 ]本发明没有限定为上述实施方式，能够进行各种应用。
[0212](I)例如，在上述实施方式中，将流体控制阀I适用于半导体制造装置，但也可以适用于其他的装置。
[0213](2)例如，在上述实施方式中，阀芯部410具备圆柱部411和肩部412，但阀主体也可以设为圆锥形状。
[0214](3)例如，在上述实施方式中，将流体控制阀I构成为隔膜阀，但也可以在波纹管阀或电磁阀等的不具备薄膜部的阀芯适用隔膜阀芯4的环状密封突起414附近的形状，来抑制环状密封面的位移量。
[0215](4)例如，在上述实施方式中，将薄膜部42与颈部413连接。相对于此，薄膜部42也可以如图34示出的第三变形例的阀芯4B所示，连接于肩部412与颈部413的连接部分，也可以如图35示出的第四变形例的阀芯4C所示，连接于圆柱部411。
[0216](5)例如，在上述实施方式中，通过将隔膜阀芯4的外螺纹部413b与驱动部3的内螺纹部35c螺合，而将隔膜阀芯4与驱动部3连结。相对于此，也可以如图36所示的第五变形例的阀芯4D那样，在颈部413形成内螺纹部420，并在驱动部3的活塞35设置与该内螺纹部420螺合的外螺纹部，由此将阀芯4D与驱动部3连结。
[0217](6)隔膜阀芯4的材质也可以是改性PTFE(改性聚四氟乙烯)硬度D55?60或PFA(四氟乙烯一全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)硬度D60?64。
[0218](7)阀体21 (阀座24)的材质可以是PTFE (聚四氟乙烯)硬度D53?58或改性PTFE (改性聚四氟乙烯)硬度D55?60。
[0219](8)也可以是环状密封面414a的拐角部倒棱角或拐角部倒圆角。这种情况下，平坦的面的内周与外周之间的中心位置的直径相当于“环状密封部的直径”。而且，环状密封面414a除了平坦以外，也可以将环状密封突起414的前端部设为呈圆角形状的环状密封部。这种情况下，环状密封部与阀座相对的顶点部分的直径相当于“环状密封部的直径”。在上述的情况下，若以使隔膜阀芯4的阀主体41产生的压缩变形仅沿垂直方向产生的方式构成环状密封突起414周边的形状(例如，圆柱部411的直径、凸部416、环状凹槽415等)，则能得到与上述实施方式同样的作用效果。
[0220](9)环状凹槽415的底面也可以与阀座侧端面411a同等或大致相同高度。
[0221](10)阀座侧端面411a并不局限于平坦形状，也可以是斜面或曲面。
[0222](11)为了抑制颗粒产生所需的环状密封面414a的位移量并不局限于径向的外侧位移量，也可以是内侧位移量。
[0223](12)环状密封突起也可以设为圆筒形状，并使从阀座侧到阀座相反侧的径向的厚度一定。
[0224](13)环状密封突起的突起形状也可以是阀芯的径向轴芯侧的壁形状与径向轴芯相反侧的壁形状不同的形状。该壁的形状、突起的高度只要以使环状密封面(环状密封部)的位移量减小的方式设定即可。
[0225](14)D/A并不局限于上述实施方式，也可以是1.35、1.40、1.45等。如图25所示，若D/A变大，则环状密封面414a的位移量下降，能够抑制颗粒的产生。
【主权项】
1.一种流体控制阀，其特征在于，具有: 驱动部； 阀体，具有第一端口、第二端口、阀座;及 阀芯，形成为柱状，且与所述驱动部连结， 所述阀芯具有环状密封突起，该环状密封突起在位于阀座侧的阀座侧端面上呈环状地突出设置且在前端部设置有被压靠于所述阀座而进行密封的环状密封部，至少所述环状密封关起为氣树脂制， 所述阀芯在利用所述驱动部将所述环状密封部压靠于所述阀座时，所述环状密封部在径向上位移的位移量为6.175μπι以下。2.一种流体控制阀，其特征在于，具有: 驱动部； 阀体，具有第一端口、第二端口、阀座;及 阀芯，形成为柱状，且与所述驱动部连结， 所述阀芯具有环状密封突起，该环状密封突起在位于阀座侧的阀座侧端面上呈环状地突出设置且在前端部设置有被压靠于所述阀座而进行密封的环状密封部，至少所述环状密封关起为氣树脂制， 所述阀芯在利用所述驱动部将所述环状密封部压靠于所述阀座时，所述环状密封部在径向上位移的位移量相对于与所述阀座未抵接时的所述环状密封部的直径为12.4X10—4倍以下。3.一种流体控制阀，其特征在于，具有: 驱动部； 阀体，具有第一端口、第二端口、阀座;及 阀芯，形成为柱状，且与所述驱动部连结， 所述阀芯具有环状密封突起，该环状密封突起在位于阀座侧的阀座侧端面上呈环状地突出设置且在前端部设置有被压靠于所述阀座而进行密封的环状密封部，至少所述环状密封关起为氣树脂制， 所述阀座侧端面的直径为与所述阀座未抵接时的所述环状密封部的直径的1.3倍以上。4.根据权利要求1或权利要求2所述的流体控制阀，其特征在于， 所述阀座侧端面的直径为与所述阀座未抵接时的所述环状密封部的直径的1.3倍以上。5.根据权利要求4所述的流体控制阀，其特征在于， 所述阀芯的最细部分的直径比所述环状密封部的直径小。6.根据权利要求5所述的流体控制阀，其特征在于， 所述阀芯的所述环状密封部的径向中心位置的轴线方向的厚度相对于所述环状密封部的直径为0.7倍以上。7.根据权利要求5所述的流体控制阀，其特征在于， 所述阀芯在所述环状密封突起的内侧具有从所述阀座侧端面向阀座方向突出的凸部。8.根据权利要求6所述的流体控制阀，其特征在于， 所述阀芯在所述环状密封突起的内侧具有从所述阀座侧端面向阀座方向突出的凸部。9.根据权利要求7所述的流体控制阀，其特征在于， 所述凸部的与所述阀座侧端面连接的基端部的直径为所述阀芯的最细部分的直径以上。10.根据权利要求8所述的流体控制阀，其特征在于， 所述凸部的与所述阀座侧端面连接的基端部的直径为所述阀芯的最细部分的直径以上。11.根据权利要求1?权利要求3中任一项所述的流体控制阀，其特征在于， 所述环状密封突起由PFA形成。12.根据权利要求3所述的流体控制阀，其特征在于， 所述阀芯的所述环状密封部的径向中心位置的轴线方向的厚度相对于所述环状密封部的直径为0.7倍以上。
【专利摘要】提供一种抑制在闭阀时产生的阀芯的变形引起的磨损并能够减少颗粒的产生的流体控制阀。其特征在于，具有：驱动部(3)；阀体(21)，具有第一端口(21a)、第二端口(21b)、阀座(24)；及阀芯(4)，形成为柱状，且与驱动部(3)连结，阀芯(4)具有环状密封突起(414)，该环状密封突起(414)在位于阀座侧的阀座侧端面(411a)上呈环状地突出设置且在前端部设有被压靠于阀座(24)而进行密封的环状密封部(414a)，至少环状密封突起(414)为氟树脂制，阀芯(4)在利用驱动部(3)将环状密封部(414a)压靠于阀座(24)时，环状密封部(414a)沿径向位移的位移量为6.175μm以下。
【IPC分类】F16K7/16, F16K17/20
【公开号】CN105697834
【申请号】CN201510919192
【发明人】石川信治, 宫下路生, 村濑广之
【申请人】喜开理株式会社
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年12月11日