JP4355738B2

JP4355738B2 - 流体制御弁

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Publication number: JP4355738B2
Application number: JP2007189895A
Authority: JP
Inventors: 彰規正村
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 2007-07-20
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2027-07-20
Also published as: US8087641B2; CN101349355A; JP2009024812A; KR100985445B1; CN101349355B; KR20090009702A; US20090020722A1

Description

本発明は、流体を制御する流体制御弁に関する。

例えば、半導体製造工程では、エッチングや薄膜成長などのウエハ処理を行う。ウエハ処理時に、異物（パーティクル等）がウエハに付着していると、ウエハ中に不要な不純物が拡散されたり、薄膜と薄膜の間にゴミが閉じ込められ、パターン欠陥が生じたり、不要な不純物がシリコンや絶縁膜に拡散して期待した電気特性が得られないなどの問題が生ずる。そのため、ウエハ処理前には、ウエハに付着した異物をウエハにダメージを与えることなく除去する洗浄工程が行われる。

洗浄工程では、例えば、硫酸と過酸化水素の混合液やアンモニアと過酸化水素の混合液、塩酸と過酸化水素の混合液などの薬液を用いて、化学的に異物を分解・除去する。この薬液をウエハに供給する手段として、流体制御弁が用いられる。薬液には、強い酸化効果を有する過酸化水素を使用する。また近年、薬液を活性化状態でウエハに供給するために、薬液を高温にすることも行われている。このため、流体制御弁は高い腐食性雰囲気にさらされることが多くなっている。

外観を構成する弁本体やシリンダを金属ねじで固定する流体制御弁は、上記のような高い腐食性雰囲気の中で使用されると、金属ねじが腐食して初期締結力を得られなくなることがある。そのため、例えば特許文献１に記載する流体制御弁１００（図１１参照）は、金属ねじを使用せずに部品を組み立てている。

図１１は、従来の流体制御弁１００の断面図である。
従来の流体制御弁１００は、圧縮ばね１０１を除く部品が樹脂又はゴムを材質とし、メタルフリー設計されている。流体制御弁１００は、樹脂製の弁本体１０２に樹脂製の弁上体１０３を螺着することによって、外観が構成されている。弁上体１０３は、シリンダ部材１０４とカバー１０５とが螺着されてピストン室１０６を形成している。ピストン室１０６には、ピストン１０７が摺動可能に装填されている。ピストン１０７のピストンロッド１０８は、シリンダ部材１０４を貫いて弁本体１０２に突き出し、ダイアフラム１０９に連結されている。ピストン１０７は、圧縮ばね１０１の弾性力と操作ポート１１０から供給される操作流体の圧力とのバランスに応じて上下動し、弁本体１０２に形成した弁座１１１にダイアフラム１０９を当接又は離間させる。

特開２００２−２２０５５号公報

しかしながら、従来の流体制御弁１００は、弁本体１０２と弁上体１０３が樹脂成形品であり、弁本体１０２と弁上体１０３との間のねじ部１１２に生ずる摩擦抵抗が小さいため、弁上体１０３が弁本体１０２に対して回転しやすかった。そのため、例えば、作業者が、弁上体１０３を弁本体１０２に対して不用意に回転させ、ねじ部１１２が緩むことがあった。また、例えば、流体制御弁１００が高温薬液を使用する場合には、弁本体１０２や弁上体１０３等の熱膨張によって、ねじ部１１２が緩むことがあった。

ねじ部１１２が緩むと、弁本体１０２と弁上体１０３との間でダイアフラム１０９を保持する力が弱くなり、バルブ機能が低下する。また、圧縮ばね１０１は、弁閉止力を得るために弾性力が大きく設定されている。そのため、ねじ部１１２が緩んで締結力を弱め、回転すると、ねじ部１１２が圧縮ばね１０１の弾性力に耐えられなくなって、最悪の場合には、流体制御弁１００が弁本体１０２と弁上体１０３に分解される恐れがあった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、弁本体と弁上体との間のねじ部の緩みを防止できる流体制御弁を提供することを目的とする。

本発明に係る流体制御弁は、次のような構成を有している。
（１）弁体が当接又は離間する弁座を備える樹脂製の弁本体と、前記弁本体に螺着される樹脂製の弁上体とを備える流体制御弁において、前記弁本体と前記弁上体とに各々設けられた係止部に、前記係止部に対応して設けられた係合部により脱着可能に係合し、前記弁本体と前記弁上体との螺着状態を保持する筒形状の保持部材を有する。

（２）弁体が当接又は離間する弁座を備える樹脂製の弁本体と、前記弁本体に螺着される樹脂製の弁上体とを備える流体制御弁において、前記弁本体と前記弁上体とに係合し、前記弁本体と前記弁上体との螺着状態を保持する保持部材を有し、前記保持部材は、筒形状をなし、一端開口部に第１爪部が設けられ、他端開口部に第２爪部が設けられており、前記弁本体は、前記第１爪部が掛止される第１掛止部を有し、前記弁上体は、前記第２爪部が掛止される第２掛止部を有する。

（３）（１）に記載の発明において、前記弁本体は、外周面に、係止部が前記弁上体の回転方向に設けられ、前記保持部材は、前記係止部に係合する係合部が設けられている。

（４）（１）乃至（３）の何れか一つに記載の発明において、前記弁上体は、ねじ送りによって前記弁体に駆動力を与える手動機構を有する。

本発明の流体制御弁は、保持部材が弁本体と弁上体に係合して、弁本体と弁上体との螺着状態を保持するので、弁上体が弁本体に対して回転しにくくなり、弁本体と弁上体とを螺着させるねじ部の緩みを防止できる。

これにより、例えば、作業者が弁上体を弁本体に対して回転させようとしたときに、保持部材が抵抗を生じるので、作業者が弁上体を弁本体に対して不用意に回転させて、弁本体と弁上体との間のねじ部を緩ませない。また、例えば、流体制御弁が高温薬液を制御する際に、樹脂製の弁本体と弁上体が熱膨張しても、保持部材が抵抗を生じて弁本体を弁上体に対して回転させず、弁本体と弁上体とのねじ部を緩ませない。このようにして、本発明の流体制御弁は、弁本体と弁上体との間のねじ部の緩みが防止されるので、バルブ機能を低下させたり、弁本体と弁上体が分解されるなどの不具合を生じない。

本発明の流体制御弁は、弁上体がそれに係合する保持部材と一体的に弁本体に対して回転しようとした場合に、保持部材が、弁本体の外周面において弁上体の回転方向に設けられた係止部に係合部を係合させ、回転を制限される。よって、本発明の流体制御弁によれば、弁上体が弁本体に対して回転することを制限することができる。

本発明の流体制御弁は、筒形状をなす保持部材の一端開口部に設けた第１爪部を、弁本体の第１掛止部に掛止させ、他端開口部に設けた第２爪部を、弁上体の第２掛止部に掛止させることによって、弁本体と弁上体を支持する。そのため、弁上体は、弁本体に対して螺着方向と反対方向へ移動することが制限され、弁本体に対して回転しない。よって、本発明の流体制御弁によれば、弁本体と弁上体とが相対的に回転することを制限できる。

本発明の流体制御弁は、弁上体が弁本体に対して回転することを制限されているので、手動機構がねじ送りによって弁体に駆動力を与える場合でも、弁上体が手動機構に同調して回転しない。

次に、本発明に係るの一実施の形態について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
＜流体制御弁の外観構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る流体制御弁１の正面図である。
第１実施形態の流体制御弁１は、図１に示すように、弁本体２と弁上体３とで外観を構成し、弁本体２と弁上体３の周りに保持部材４が装着されている。流体制御弁１は、弁本体２に設けた取付部１１を介して、例えば、半導体製造工程において使用される洗浄装置に組み付けられるとともに、継手１２，１２を介して洗浄液供給ラインに組み付けられ、ウエハに供給する洗浄液を制御する。

＜流体制御弁の内部構成＞
図２は、図１に示す流体制御弁１の断面図である。
流体制御弁１は、エアオペレイト機構７によって弁部５を駆動する。流体制御弁１は、高い腐食性雰囲気でも使用できるようにするために、圧縮ばね３８を除く部品が金属を使用せずに構成され、メタルフリー設計されている。弁本体２と弁上体３とは、第１ねじ部８を介して螺着されている。

＜弁本体の構成＞
弁本体２は、第１ポート１３と第２ポート１４が側面に開設され、円柱凹部１５が上面から円柱状に開設されている。円柱凹部１５は、弁本体２に形成された第１流路１６と第２流路１７を介して第１ポート１３と第２ポート１４にそれぞれ連通している。第１流路１６が開口する円柱凹部１５の底面には、その開口部分の周りに弁座１８が設けられている。

弁本体２は、円柱凹部１５の開口端面内周に、第１ねじ部８を構成する第１雌ねじ１９が形成されている。弁本体２は、第１雌ねじ１９より奥側（図中下側）に、ダイアフラム２２を位置決めするための段差面２１が環状に形成されている。ダイアフラム２２は、周縁部が弁本体２の段差面２１と弁上体３の下端面との間で狭持されてシールし、弁本体２と弁上体３との間に形成される空間を作動室２３ａと背圧室２３ｂに区画する。弁本体２には、検出ポート２０が背圧室２３ｂに連通するように設けられる。検出ポート２０は、背圧室２３ｂに漏れた流体を回収して流体漏れ検出装置に出力する。

図３は、図１に示す弁本体２の上面図である。
弁本体２は、円柱凹部１５が開口する開口端面の外周面に、係止部４７が設けられている。係止部４７は、複数の第１掛止部４５により凹凸状に構成されている。複数の第１掛止部４５は、弁本体２の外周面に沿って円周方向に、言い換えれば弁上体３の回転方向に、等間隔に設けられている。各第１掛止部４５は、弁本体２の外周面に外向きに突設されている。孔４５ａは、第１掛止部４５を軸線方向（図２の図中上下方向）に貫通するように形成されている。

上記弁本体２は、直接薬液に接するため、耐腐食性と耐熱性が高い樹脂（例えば、ＰＦＡ（四フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等）を材質とする。

＜弁上体の構成＞
図２に示すように、弁上体３は、シリンダ部材４０と、カバー４１と、ばね受け４２とから外観が構成されている。シリンダ部材４０は、一端が閉鎖された略コップ形状をなす。シリンダ部材４０の外周面には、第１ねじ部８を構成する第１雄ねじ２４と、第２ねじ部９を構成する第２雄ねじ２５が形成されている。カバー４１は、シリンダ部材４０の図中上端開口部を覆う略コップ形状をなし、内周面に、第２雄ねじ２５に螺合して第２ねじ部９を構成する第２雌ねじ４３が形成されている。カバー４１の閉塞面には、ばね受け４２に嵌合する嵌合穴が形成されている。ばね受け４２は、シリンダ部材４０とカバー４１との間で狭持される鍔部４４が設けられている。カバー４１は、鍔部４４を内周面に突き当てるようにばね受け４２が嵌合穴に嵌合され、第２雌ねじ４３を第２雄ねじ２５にねじ込んで、鍔部４４をシリンダ部材４０との間で挟み込んで保持する。カバー４１とシリンダ部材４０との間には、ピストン室２６が形成されている。

ピストン２７は、ピストン室２６に摺動可能に装填され、ピストン室２６を一次室２６ａと二次室２６ｂとに区画している。シリンダ部材４０の外周面には、第１雄ねじ２４と第２雄ねじ２５との間に、第１環状溝２８と第２環状溝２９が平行に形成されている。第１環状溝２８は、シリンダ部材４０に形成された第１連通孔３０を介して一次室２６ａに連通する。第２環状溝２９は、シリンダ部材４０に形成された第２連通孔３１を介して二次室２６ｂに連通する。

第１及び第２環状溝２８，２９は、シリンダ部材４０の外周面に装着された環状部材３２に開口部を気密に塞がれている。環状部材３２は、円筒状をなし、弁本体２の上端面にガイドされた状態で、シリンダ部材４０に回転自在に装着される。環状部材３２には、操作ポート３３と呼吸孔３４が、第１及び第２環状溝２８，２９に対応する位置にそれぞれ設けられている。そのため、操作ポート３３と呼吸孔３４は、環状部材３２をシリンダ部材４０の周りで回転させることによってどの方向に向けられても、第１及び第２環状溝２８，２９と第１及び第２連通孔３０，３１を介して一次室２６ａと二次室２６ｂに連通することが可能である。

ピストンロッド３５は、ナット３６を用いてピストン２７に連結されている。ピストンロッド３５は、シリンダ部材４０に摺動可能に貫き通され、下端部が弁本体２に突き出している。ピストンロッド３５の下端部には、ダイアフラム受け部材３７を介してダイアフラム２２が連結されている。圧縮ばね３８は、ピストン２７とばね受け４２との間に縮設されてピストン２７に弁座1１８方向（図中下向き）の力を常時作用させている。そのため、弁部５は、圧縮ばね３８の弾性力によってダイアフラム２２を弁座１８に当接させる弁閉止力が確保されている。

従って、操作ポート３３に操作流体を供給しない間は、ピストン２７が圧縮ばね３８の弾性力によって下降し、ダイアフラム２２を弁座１８に当接させる。操作ポート３３に操作流体を供給し、一次室２６ａの内圧が圧縮ばね３８の弾性力に打ち勝つと、ピストン２７が上昇してダイアフラム２２を弁座１８から離間させる。このとき、弁開度は、一次室２６ａの内圧の圧縮ばね３８の弾性力とのバランスによって決められる。ばね受け４２には、インジケータ３９が摺動可能に挿通されている。インジケータ３９は、ピストンロッド３５に連結され、弁開度に応じてばね受け４２から突出する。

尚、流体制御弁１は、圧縮ばね３８の弾性力がばね受け４２を介してカバー４１に作用する。カバー４１には、真上（軸線方向）への力が作用するため、第２ねじ部９を緩ませることがない。

図５は、図２に示す第２掛止部４６と第２爪部５２の係合状態を説明するための概念図である。
図１、図２及び図５に示すように、カバー４１は、開口部外周に沿って、第２掛止部４６が円周状に設けられている。第２掛止部４６は、カバー４１の外周面から外向きに突設されている。第２掛止部４６は、下側ガイド部４６ａが、弁本体２と反対側の側面（図１及び図２中の上側面）に形成されている。下側ガイド部４６ａは、カバー４１の軸線方向に沿って凹凸が設けられている。

このような弁上体３は、圧縮ばね３８とシール部材を除き、各部品が、耐腐食性雰囲気に対する耐腐食性を確保しつつ、ピストン２７の動作や操作流体の圧力に対する強度を確保するために、耐腐食性と強度がある樹脂（例えば、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン(二弗化ビニリデン)）等）を材質とする。圧縮ばね３８は、金属を材質とし、外周面に耐腐食コーティングが施されている。シール部材は、パーフロロエラストマーやフッ素ゴムなどの弾性力を有するゴムを材質とする。

＜保持部材の構成＞
図１及び図２に示すように、保持部材４は、弁本体２と弁上体３とに係合し、弁本体２と弁上体３との螺着状態を保持する。そのため、保持部材４は、耐腐食性がある上に、硬くて変形しにくい樹脂（例えば、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン(二弗化ビニリデン)等）を材質とする。保持部材４は、筒状に形成されている。

図２に示すように、保持部材４は、一端開口部（弁本体２側の開口部）に、弁本体２の係止部４７に係合される係合部５６が設けられている。係合部５６は、一端開口部から軸線方向に形成された複数の溝５３によって分割された各分割片５７によって構成されている。分割片５７は、係止部４７の第１掛止部４５に対応して設けられている。第１爪部５１は、各分割片５７の下端外周面（保持部材４の一端開口部外周面）から外向きに突設されている。また、保持部材４の他端開口部（弁上体３側の開口部）には、第２爪部５２が内向きに突設されている。第２爪部５２は、弁本体２側の側面（図中下側面）に、カバー４１の下側ガイド部４６ａに嵌合する上側ガイド部５４が形成されている。上側ガイド部５４は、保持部材４の軸線方向に沿って凹凸に設けられ、下側ガイド部４６ａに摺接可能に嵌合されている。上側ガイド部５４は、下側ガイド部４６ａより高さが低くされ、第２掛止部４６との間に隙間Ｓを軸線方向に形成している。隙間Ｓは、ダイアフラム２２の周縁部が段差面２１から外れ、作動室２３ａから背圧室２３ｂに漏れを生じさせる程度の寸法に設定されている。

図４は、図２に示す回転制限部５５の概念図である。
図４に示すように、保持部材４は、第１掛止部４５の孔４５ａに分割片５７を挿通することよって、弁本体２に対する回転を制限される。よって、回転制限部５５は、第１掛止部４５（係止部４７）と分割片５７（係合部５６）とにより構成されている。

＜保持部材の着脱＞
保持部材４は、第１爪部５１側の開口部から弁上体３を挿入し、上側ガイド部５４をカバー４１の下側ガイド部４６ａに嵌合させる。そして、各分割片５７を内側に倒しながら第１掛止部４５の孔４５ａに挿通する。その後、分割片５７を復元させ、第１爪部５１を第１掛止部４５に引っ掛けて止める。保持部材４の取り外しは、上記と逆手順で行う。
尚、流体制御弁１に装着された保持部材４は、分割片５７の周りが第１掛止部４５に囲まれている。そのため、例えば作業者の手が保持部材４にぶつかっても、第１爪部５１が第１掛止部４５から外れない。

＜機能説明＞
上記構成の流体制御弁１は、取付部１１を介して洗浄装置に組み付けられる。流体制御弁１は、操作ポート３３に操作流体が供給されない間は弁閉して、薬液を遮断する。一方、流体制御弁１は、操作ポート３３に操作流体が供給されると弁開して、薬液を第２ポート１４から出力する。

薬液を活性化状態でウエハに供給するために、薬液が高温にされている場合には、樹脂製の弁本体２や弁上体３などが熱膨張する。また、薬液入れ替え時に純水を流す場合には、樹脂製の弁本体２や弁上体３などが熱収縮する。熱膨張と熱収縮とを繰り返すことにより、第１ねじ部８はクリープにより締結力が弱くなり、回転しやすくなる。

しかし、流体制御弁１は、保持部材４の分割片５７が弁本体２に設けた第１掛止部４５の孔４５ａに挿入されている。弁上体３が第２掛止部４６を介して係合する保持部材４と一体的に弁本体２に対して回転しようとすると、保持部材４は、溝５３を構成する分割片５７の端面を孔４５ａの縁に当接させて、回転を制限される。そのため、弁上体３は、保持部材４と弁本体２との間に生じる抵抗によって、回転を制限される。

ここで、弁上体３が保持部材４と一体的に弁本体２に対して回転しようとした場合、保持部材４は、回転制限部５５によって弁本体２側を支持されているため、ねじれ方向の力が発生する。しかし、保持部材４は、第１爪部５１と第２爪部５２が互い違いの方向（外向きと内向き）に設けられている。そのため、保持部材４は、ねじれ方向の力が発生しても、第１爪部５１が第１掛止部４５から外れない。

このように、流体制御弁１は、弁上体３が弁本体２に対して回転せず、第１ねじ部８が緩まないので、ダイアフラム２２の周縁部を弁本体２と弁上体３との間で狭持して得られるシールが低下せず、バルブ機能が低下しない。
また、第１ねじ部８の締結力が圧縮ばね３８の弾性力に耐えられず、弁本体２と弁上体３とが分解し、使用している薬液が周りに飛び散ることもない。

尚、流体制御弁１は、作業者が弁上体３を弁本体２に対して回転させようとすることがある。この場合、保持部材４は、弁上体３が弁本体２に対して回転するのを制限し、抵抗を生じるため、作業者は、弁上体３を弁本体２に対して回転させる手を止める。このように、作業者が弁上体３を弁本体２に対して回転させて第１ねじ部８を緩めることがないので、上記と同様、バルブ機能の低下や弁本体２と弁上体３とが分解する等の不具合を生じない。

ところで、流体制御弁１は、検出ポート２０に接続する流体漏れ検出装置によって、ダイアフラム２２の背圧室２３ｂに漏れた薬液を検出されている。洗浄装置は、流体漏れ検出装置が漏れを検出すると、流体制御弁１を弁閉状態にして洗浄液の供給を停止する。

流体制御弁１は、弁開閉動作を繰り返すと、第１ねじ部８が劣化して第１雌ねじ１９と第１雄ねじ２４との間にガタを生ずることがある。この場合、弁上体３は、弁本体２に対して回転しなくても、薬液がダイアフラム２２に作用させる流体圧によって弁本体２から持ち上げられる。流体圧が大きいと、流体漏れ検出装置が背圧室２３ｂに漏れた薬液を検出する前に、弁本体２と弁上体３が分解して薬液が噴き出す恐れがある。

この点、流体制御弁１は、弁上体３（カバー４１）の外周面に設けた第２掛止部４６と、この第２掛止部４６に係合する保持部材４の第２爪部５２との間には、薬液の加圧方向に隙間Ｓが設けられている。そのため、弁上体３は、弁本体２から隙間Ｓだけ持ち上げられた後、第２掛止部４６が保持部材４の第２爪部５２に係止されることによって、保持部材４を介して弁本体２に支持されて上向きの移動を制限される。つまり、保持部材４が、弁本体２と弁上体３とが分解することを阻止する。

弁上体３が隙間Ｓだけ上向きに移動したことにより、ダイアフラム２２は、弁本体２と弁上体３とに周縁部を狭持されて得られるシールが低下し、薬液が作動室２３ａから背圧室２３ｂに漏れる。薬液は、検出ポート２０から流体漏れ検出装置に回収される。よって、流体制御弁１の弁開閉動作が停止され、流体圧が弁上体３をそれ以上加圧されることを防止する。これにより、弁本体２と弁上体３は、保持部材４に支持され続ける。

このように、流体制御弁１は、保持部材４と弁上体３とが係合する部分に隙間Ｓを設け、弁上体３が弁本体２と反対向きに僅かに移動することを許容して、ダイアフラム２２の背圧室２３ｂに漏れた薬液を検出ポート２０から流体漏れ検出装置に回収できるようにしたので、薬液の流体圧によって、弁本体２と弁上体３とが分解して薬液を外部へ噴き出す不具合を未然に防止することができる。

また、弁上体３は、流体圧によって押し上げられるときに、下側ガイド部４６ａが保持部材４の上側ガイド部５４に案内される。そのため、弁上体３は、保持部材４及び弁本体２に対して回転することなく軸線方向に沿って（真上に）持ち上げられ、第１ねじ部８を緩ませない。

＜第１実施形態に係る流体制御弁の作用効果＞
以上説明したように、第１実施形態の流体制御弁１は、保持部材４が弁本体２と弁上体３（カバー４１）に係合して、弁本体２と弁上体３との螺着状態を保持するので、弁上体３が弁本体２に対して回転しなくなり、弁本体２と弁上体３とを螺着させる第１ねじ部８の緩みを防止できる。

また、第１実施形態の流体制御弁１は、弁上体３が第２掛止部４６を介して係合する保持部材４と一体的に弁本体２に対して回転しようとした場合に、保持部材４が、弁本体２の外周面において弁上体３の回転方向に設けられた第１掛止部４５の孔４５ａに分割片５７を係合させ、回転を制限される。よって、第１実施形態の流体制御弁１によれば、弁上体３が弁本体２に対して回転することを制限することができる。

（第２実施形態）
続いて、本発明の第２実施形態について図面を参照して説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係る流体制御弁６１の断面図である。
第２実施形態の流体制御弁６１は、第１実施形態で説明したエアオペレイト機構７に変えて、手動機構６２を備える点が、流体制御弁１と相違する。よって、ここでは、第１実施形態と相違する点を中心に説明し、共通する点は図面に同一符号を使用し、適宜説明を省略する。

＜流体制御弁の構成＞
第２実施形態の流体制御弁６１は、弁上体６４が、ねじ送りによってダイアフラム２２に駆動力を与える手動機構６２を有する。

弁上体６４には、弁本体２の雌ねじ１９に螺合する雄ねじ６６が形成されている。雌ねじ１９と雄ねじ６６は、弁上体６４を弁本体２に螺着させるためのねじ部６５を構成する。弁上体６４は、ダイアフラム押さえ６３を弁本体２側に押さえつけて、弁本体２との間でダイアフラム押さえ６３を保持する。ダイアフラム２２は、周縁部がダイアフラム押さえ６３の下端面と弁本体２の段差面２１との間で狭持され、シールする。

手動機構６２の筒体６７には、ダイアフラム押さえ６３に摺動可能に挿通された操作ロッド７０に調整ねじ７１を介して螺合している。筒体６７は、鍔部６８を弁上体６４の内面に突き当てるようにして弁上体６４に貫き通され、弁上体６４から突き出す部分にナット６９を締め付けられて弁上体６４に取り付けられている。筒体６７は、鍔部６８が弁上体６４とダイアフラム押さえ６３とに摺接し、弁上体６４に回転可能に保持されている。筒体６７は、ハンドル７２が上端部に設けられ、回転力が付与されるようになっている。

尚、第２実施形態の流体制御弁６１は、シール部材を除き、各部品が樹脂を材質とする。第２実施形態では、弁本体２がＰＦＡを材質とし、弁本体２以外の部品がＰＶＤＦを材質とする。

＜機能説明＞
このような流体制御弁６１は、ハンドル７２を正方向に回転させると、ハンドル７２と一体的に筒体６７が回転し、調整ねじ７１のねじ送りによって、操作ロッド７０が上昇する。操作ロッド７０は、ダイアフラム受け部材３７を介してダイアフラム２２を引き上げ、弁座１８から離間させる。

一方、流体制御弁６１は、ハンドル７２を正方向と逆方向に回転させると、ハンドル７２と一体的に筒体６７が回転し、調整ねじ７１のねじ送りによって、操作ロッド７０が下降する。操作ロッド７０は、ダイアフラム受け部材３７を介してダイアフラム２２を押し下げ、弁座１８に当接させる。

尚、操作ロッド７０の上端部に取り付けたインジケータ３９は、ハンドル７２に貫き通され、弁開度に応じて、ハンドル７２から突出する。

＜第２実施形態に係る流体制御弁の作用効果＞
第２実施形態の流体制御弁６１は、ハンドル７２を回転させて調整ねじ７１で弁開度を調整する場合に、弁上体６４が筒体６７と共回りしようとする。しかし、保持部材４が、回転制限部５５によって弁上体６４が弁本体２に対して回転することを制限する。また、流体制御弁６１は、第１爪部５１と第２爪部５２を弁本体２の第１掛止部４５と弁上体６４の第２掛止部４６に引っ掛けて弁本体２と弁上体６４とを挟み込むように支持し、弁上体６４が弁本体２に対して回転することを制限する。そのため、流体制御弁６１は、弁上体６４が手動機構６２に設けた調整ねじ７１と同調して弁本体２に対して回転しない。つまり、ねじ部６５が緩まない。

（第３実施形態）
続いて、本発明の第３実施形態について図面を参照して説明する。図７は、本発明の第３実施形態に係る流体制御弁８１の正面図である。図８は、図７に示す流体制御弁８１の断面図である。図９は、図７に示す回転制限部９１の概念図である。
第３実施形態の流体制御弁８１は、回転制限部９１の構成を除き、第１実施形態と同様に構成される。よって、ここでは、第１実施形態と相違する点を中心に説明し、共通する点は、図面に同一符号を使用し、適宜説明を省略する。

図７に示すように、流体制御弁８１は、弁本体８２に弁上体８４を螺着することにより、外観が構成されている。弁本体８２と弁上体８４の外側には、保持部材８６が取り付けられ、弁本体８２と弁上体８４との螺着状態を保持している。尚、第３実施形態では、弁本体８２はＰＦＡを材質とし、弁上体８４及び保持部材８６はＰＶＤＦを材質とする。

図８に示すように、弁本体８２は、円柱凹部１５が開口する開口端面（図中上端面）の外周に沿って、第１掛止部８７と係止部８７ａが設けられている。図９に示すように、係止部８７ａは、断面三角形状の山と谷が所定のピッチで環状に形成されたローレット形状をなす。

弁上体８４は、カバー８５とばね受け４２とで構成されている。カバー８５は、第２掛止部８８が、外周面に沿って環状に設けられている。第２掛止部８８は、カバー８５の外周面から外向きに突設されている。

図８に示すように、保持部材８６は、筒状をなし、一端開口部と他端開口部の内周面に第１爪部８９と第２爪部９０が内向きに突設されている。図８及び図９に示すように、保持部材８６は、第１爪部８９より奥側の内周面に沿って、係止部８７ａに係止される係合部９２が設けられている。係合部９２は、断面三角形状の谷と山が設けられたローレット形状をなす。

＜保持部材の脱着方法＞
保持部材８６は、溝５３が形成された開口端面から弁上体８４を挿入する。そして、分割片５７を外側に変形させるようにして第１爪部８９に弁本体８２の第１掛止部８７と係止部８７ａを乗り越えさせる。そして、分割片５７を元の形状に復元させ、第１爪部８９を弁本体８２の第１掛止部８７に引っ掛けるようにして結合させる。このとき、弁本体８２の係止部８７ａと保持部材８６の係合部９２とが噛合し、回転制限部９１を設ける。尚、第２爪部９０は、第２掛止部８８に隙間無く当接して係合する。尚、保持部材８６の取り外しは、上記と逆手順で行う。

＜機能説明＞
流体制御弁８１は、弁上体８４が弁本体８２に対して保持部材８６と一体的に回転しようとしても、保持部材８６の係合部９２が弁本体８２の係止部８７ａに噛合して、保持部材８６の回転を阻止する。そのため、弁上体８４は、保持部材８６を介して弁本体８２に対する回転を制限される。

しかも、流体制御弁８１は、保持部材８６の第１爪部８９を弁本体８２の第１掛止部８７に引っ掛けて止め、保持部材８６の第２爪部９０を弁上体８４の第２掛止部８８に引っ掛けて止めており、保持部材８６によって弁本体８２と弁上体８４を挟み込むように支持している。そのため、仮に、弁上体８４が単独で弁本体８２に対して回転しようとしても、保持部材８６と弁上体８４との係合部分に抵抗が生ずる。そのため、弁上体８４は、弁本体８２に螺着される方向と反対方向（図中上方向）へ移動することができない。つまり、弁上体８４は、保持部材８６を介して弁本体８２に対する回転を制限される。

このように流体制御弁８１は、弁上体８４が弁本体８２に対して回転しないので、第１ねじ部８が緩まない。これにより、第１ねじ部８の緩みによるバルブ機能の低下や、弁本体８２と弁上体８４とが分解される不具合を回避できる。

＜第３実施形態に係る流体制御弁の作用効果＞
第３実施形態の流体制御弁８１は、ローレット状の係止部８７ａと係合部９２を噛合させて弁上体８４が弁本体８２に対して回転することを阻止しており、第１実施形態の流体制御弁１と同様の作用効果を有する。

これに加え、第３実施形態の流体制御弁８１は、保持部材８６によって弁本体８２と弁上体８４を挟み込むように支持することによって、弁上体８４が、弁本体８２に対して螺着方向と反対方向へ移動することを制限し、弁上体８４を弁本体８２に対して回転させない。よって、第３実施形態の流体制御弁８１によれば、弁本体８２と弁上体８４とが相対的に回転することを制限できる。

また、第３実施形態の流体制御弁８１は、弁本体８２の係止部８７ａと保持部材８６の係合部９２との接触面積が大きいので、回転制限時に作用する回転力を保持部材８６と弁本体８２に広く分散させ、回転制限部９１（係止部８７ａと係合部９２）の耐久性を向上させることができる。

尚、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。

（１）例えば、上記実施形態では、弁上体３，８４から外部に突出するインジケータ３９や手動機構６２があるため、保持部材４，８６を筒状に形成した。これに対して、インジケータ３９や手動機構６２など弁上体から外部に突出する機構がなければ、保持部材を一方に開口するコップ状にしてもよい。この場合には、保持部材の開口部に弁本体の第１掛止部に引っ掛けられる爪部を設けるとよい。そして、弁本体に設けた係止部に係合する係合部を保持部材の内周面に設けると良い。

（２）例えば、上記実施の形態では、筒状の保持部材４，８６によって保持部材４，８６と弁本体２，８２の間に設けた回転制限部５５，９１によって保持部材４，８６の回転を制限した。これに対して、係止ピンなどを保持部材から弁本体に差し込んで保持部材の回転を制限し、弁本体と弁上体との螺着状態を保持しても良い。
（３）上記実施形態では、第１及び第２掛止部４５，４６，８７，８８を弁本体２，８２と弁上体３，６４，８４の外周面から外向きに突出するように設けた。これに対して、第１又は第２掛止部を、第１又は第２爪部に係合する溝で構成しても良い。

（４）上記第１実施形態では、操作ポート３３の向きに合わせて保持部材４を取り付けやすくするために、複数の第１掛止部４５と複数の分割片５７を弁本体２と保持部材４に円周方向に等間隔に設けた。これに対して、例えば、操作ポート３３が固定位置に配置される場合には、保持部材に溝を１本だけ設け、その溝を除く保持部材の開口部に爪部を形成し、弁本体に環状に設けた第１掛止部にその爪部を引っ掛けるようにしてもよい。

（５）例えば、上記第３実施の形態で説明した回転制限部９１を、図１０に示すように、手動機構６２を備える流体制御弁９５に適用しても良い。この場合、第２掛止部９７は、弁上体９６の上面から突出するように設けることが望ましい。
（６）例えば、上記第３実施形態では、係合部９２と係止部８７ａが保持部材８６の内周面と弁本体２８の外周面に環状に設けたが、保持部材の内周面と弁本体の外周面に円周方向に断続的に設けてもよい。

本発明の第１実施形態に係る流体制御弁の正面図である。図１に示す流体制御弁の断面図である。図１に示す弁本体の上面図である。図２に示す回転制限部の概念図である。図２に示す第２突部と第２爪部の係合状態を説明するための概念図である。本発明の第２実施形態に係る流体制御弁の断面図である。本発明の第３実施形態に係る流体制御弁の正面図である。図７に示す流体制御弁の断面図である。図７に示す回転制限部の概念図である。流体制御弁の変形例を示す断面図である。従来の流体制御弁の断面図である。

符号の説明

１，６１，８１，９５流体制御弁
２，８２弁本体
３，８４弁上体
４，８６保持部材
２２ダイアフラム（弁体）
１８弁座
４７，８７ａ係止部
５６，９２係合部
５１、８９第１爪部
５２，９０第２爪部
４５，８７第１掛止部
４６，８８第２掛止部
６２手動機構

Claims

弁体が当接又は離間する弁座を備える樹脂製の弁本体と、前記弁本体に螺着される樹脂製の弁上体とを備える流体制御弁において、
前記弁本体と前記弁上体とに各々設けられた係止部に、前記係止部に対応して設けられた係合部により脱着可能に係合し、前記弁本体と前記弁上体との螺着状態を保持する筒形状の保持部材を有する
ことを特徴とする流体制御弁。
弁体が当接又は離間する弁座を備える樹脂製の弁本体と、前記弁本体に螺着される樹脂製の弁上体とを備える流体制御弁において、
前記弁本体と前記弁上体とに係合し、前記弁本体と前記弁上体との螺着状態を保持する保持部材を有し、
前記保持部材は、筒形状をなし、一端開口部に第１爪部が設けられ、他端開口部に第２爪部が設けられており、
前記弁本体は、前記第１爪部が掛止される第１掛止部を有し、
前記弁上体は、前記第２爪部が掛止される第２掛止部を有する
ことを特徴とする流体制御弁。
請求項１に記載する流体制御弁において、
前記弁本体は、外周面に、係止部が前記弁上体の回転方向に設けられ、
前記保持部材は、前記係止部に係合する係合部が設けられている
ことを特徴とする流体制御弁。
請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載する流体制御弁において、
前記弁上体は、ねじ送りによって前記弁体に駆動力を与える手動機構を有する
ことを特徴とする流体制御弁。