JP5982354B2

JP5982354B2 - Fluid control valve

Info

Publication number: JP5982354B2
Application number: JP2013252101A
Authority: JP
Inventors: 克憲廣瀬
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2033-12-05
Also published as: JP2015108421A

Description

本発明は、操作流体の圧力によって２つ以上のピストンを摺動させ、弁体を弁座に当接または離間させる流体制御弁に関するものである。 The present invention relates to a fluid control valve in which two or more pistons are slid by the pressure of an operating fluid and a valve body is brought into contact with or separated from a valve seat.

従来、操作エアの圧力によって２つ以上のピストンを摺動させるエアオペレートバルブにおいて、弁体を弁座に当接または離間させるため、弁体が弁座に当接する方向に付勢する圧縮バネが使用されている。半導体製造プロセスでは、危険なガスを扱うため、半導体製造用のエアオペレートバルブからガスが少しでも漏れることを阻止する必要がある。そのため、エアオペレートバルブの閉弁時に高いシール性が求められている。例えば、特許文献１には、図１０に示すようなエアオペレートバルブ１００がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an air operated valve that slides two or more pistons by operating air pressure, a compression spring that urges the valve body in a direction to contact the valve seat in order to contact or separate the valve body from the valve seat. It is used. In the semiconductor manufacturing process, since dangerous gas is handled, it is necessary to prevent any gas from leaking from the air operated valve for semiconductor manufacturing. Therefore, high sealing performance is required when the air operated valve is closed. For example, Patent Literature 1 includes an air operated valve 100 as shown in FIG.

しかし、エアオペレートバルブ１００には、以下のような問題点があった。
すなわち、エアオペレートバルブ１００にはピストン１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃがある。それぞれのピストンには、８つのコイルバネ１０２Ａ〜１０２Ａ、１０２Ｂ〜１０２Ｂ、１０２Ｃ〜１０２Ｃが円周状に取り付けられ、使用されている。８つのコイルバネのうち、例えば、いずれか１つのコイルバネが劣化すると、弁体がバランスを崩して傾き、エアオペレートバルブ１００の閉弁時に必要なシール力が、悪化する恐れがあった。
上記問題を解決するために、特許文献２に記載のエアオペレートバルブ２００では、図１１に示すように、第１ピストン２０１と第２ピストン２０２のうち、第１ピストン２０１には、閉弁時にシール力を得るために、２つのコイルバネ２０３、２０４を同一平面上に２つ備えている。 However, the air operated valve 100 has the following problems.
That is, the air operated valve 100 has pistons 101A, 101B, and 101C. Eight coil springs 102A to 102A, 102B to 102B, and 102C to 102C are attached to the respective pistons in a circumferential shape and used. For example, if any one of the eight coil springs deteriorates, the valve body may be out of balance and tilt, and the sealing force required when the air operated valve 100 is closed may deteriorate.
In order to solve the above problem, in the air operated valve 200 described in Patent Document 2, as shown in FIG. 11, the first piston 201 of the first piston 201 and the second piston 202 is sealed when the valve is closed. In order to obtain force, two coil springs 203 and 204 are provided on the same plane.

特開平０４−２４８０８５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 04-248085 特開２００８−１４４８１９号公報JP 2008-144819 A 特開２００８−２８６３６１号公報JP 2008-286361 A

しかしながら、特許文献２に記載のエアオペレートバルブ２００には、次のような問題があった。
（１）閉弁に必要なシール力を得るために、エアオペレートバルブ２００のように、第１ピストン２０１に、同一平面上に２つのコイルバネ２０３、２０４を取り付けると、バルブが大型化してしまう恐れがある。近年、半導体製造装置では、半導体ウエハの製造プロセスが複雑化するにつれ、多種のガスの切り替えが必要とされている。これに伴い、設置すべきバルブの数が増加している。そのため、エアオペレートバルブを複数設置すると、全体の設置面積が増加するという問題が生じる。そこで、１つ１つのバルブを小型化する要請が高まっている。
（２）また、バルブを小型化すると、設置面積が限定され、バネの線径やバネの径の自由度がなくなる。その理由は、設置面積が限定されると、バネの線径を細くせざるをえず、また、バネの径が小さいものを用いるしかないためである。そのため、１つのバネに加わる応力が上がることになり、バネの耐久性に問題が生じる。特に、半導体製造プロセスでは、危険なガスを扱うため、半導体製造用の流体制御弁の閉弁に必要なシール力の確保や弁の性能、耐久性等は大きな課題である。 However, the air operated valve 200 described in Patent Document 2 has the following problems.
(1) If two coil springs 203 and 204 are attached to the first piston 201 on the same plane as the air operated valve 200 in order to obtain a sealing force necessary for closing the valve, the valve may be enlarged. There is. In recent years, semiconductor manufacturing apparatuses are required to switch various gases as the semiconductor wafer manufacturing process becomes more complicated. Along with this, the number of valves to be installed is increasing. Therefore, when a plurality of air operated valves are installed, there arises a problem that the entire installation area increases. Therefore, there is an increasing demand for downsizing each individual valve.
(2) Further, if the valve is downsized, the installation area is limited, and the flexibility of the spring wire diameter and spring diameter is lost. The reason is that if the installation area is limited, the wire diameter of the spring must be reduced, and a spring having a small diameter must be used. For this reason, the stress applied to one spring increases, which causes a problem in the durability of the spring. In particular, in the semiconductor manufacturing process, since dangerous gases are handled, securing of the sealing force necessary for closing a fluid control valve for semiconductor manufacturing, valve performance, durability, and the like are major issues.

本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、バルブを小型化し、全体の設置面積の減少を実現しつつ、圧縮バネの設計の自由度を向上させ、閉弁に必要なシール力を確保することのできる流体制御弁を提供することを目的とする。 The present invention is for solving the above-mentioned problems, and it is possible to improve the degree of freedom in designing a compression spring while reducing the size of the valve and reducing the overall installation area, and to provide a sealing force necessary for closing the valve. It is an object of the present invention to provide a fluid control valve capable of ensuring the above.

上記課題を解決するために、本発明の流体制御弁は、次のような構成を有している。
（１）操作流体の圧力によってピストンを摺動させ、弁体を弁座に当接または離間させる流体制御弁において、第１ピストン及び第２ピストンを同軸上に有すること、前記第１ピストンには、前記弁体が前記弁座に当接する方向に付勢する１つの第１圧縮バネが同軸上に取り付けられていること、前記第２ピストンには、前記弁体が前記弁座に当接する方向に付勢する１つの第２圧縮バネが同軸上に取り付けられていること、前記第１圧縮バネによる付勢力と、前記第２圧縮バネによる付勢力の総和が、前記弁体を前記弁座に当接させる力となること、を特徴とする。 In order to solve the above problems, the fluid control valve of the present invention has the following configuration.
(1) In a fluid control valve in which a piston is slid by the pressure of an operating fluid and a valve body is brought into contact with or separated from a valve seat, the first piston and the second piston are coaxially provided. The first compression spring that urges the valve body in a direction to contact the valve seat is coaxially attached, and the second piston has a direction in which the valve body contacts the valve seat. A second compression spring that is urged to be coaxially mounted , the sum of the urging force of the first compression spring and the urging force of the second compression spring is determined by the valve body as the valve seat. It is characterized in that it is a force to contact .

（２）（１）に記載の流体制御弁において、前記第１ピストン及び前記第２ピストンは、同一形状のものであること、前記第１圧縮バネ及び前記第２圧縮バネは、同一形状のものであること、が好ましい。 (2) In the fluid control valve according to (1), the first piston and the second piston have the same shape, and the first compression spring and the second compression spring have the same shape. Is preferable.

（３）（１）または（２）に記載の流体制御弁において、前記弁座が形成されるボディの上部には、前記弁体に連結する円筒状のステムを摺動可能に保持するホルダが固定され、前記弁体と前記ホルダの間には、ベローズが配置されていること、が好ましい。 (3) In the fluid control valve according to (1) or (2) , a holder for slidably holding a cylindrical stem connected to the valve body is provided on an upper portion of the body where the valve seat is formed. It is preferable that a bellows is disposed between the valve body and the holder.

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の流体制御弁において、前記弁座が形成されるボディの上部には、前記弁体に連結する円筒状のステムを摺動可能に保持し、溶接により固定されたホルダが形成されていることが好ましい。 (4) In the fluid control valve according to any one of (1) to (3) , a cylindrical stem connected to the valve body is slidable on an upper portion of the body on which the valve seat is formed. It is preferable to form a holder that is held in place and fixed by welding .

（５）（４）に記載の流体制御弁において、前記ピストンを備えるアクチュエータ部は、前記ホルダから着脱可能であること、が好ましい。 (5) In the fluid control valve according to (4) , it is preferable that the actuator unit including the piston is detachable from the holder.

（６）（１）乃至（５）のいずれか１つに記載の流体制御弁において、チューブ形状の外装部材を有すること、が好ましい。 (6) In the fluid control valve according to any one of (1) to (5) , it is preferable to have a tube-shaped exterior member.

（７）（６）に記載の流体制御弁において、前記外装部材の先端に取り付けられたキャップの上面にワンタッチ継手を有すること、が好ましい。 (7) In the fluid control valve according to (6) , it is preferable that a one-touch joint is provided on an upper surface of a cap attached to a tip of the exterior member.

本発明の流体制御弁は、次のような作用・効果を有する。
上記（１）の態様によれば、第１ピストンに第１圧縮バネが、第２ピストンに第２圧縮バネが、それぞれ同軸上に直列に取り付けられているため、１つの流体制御弁の幅を細くし、小型化することができる。よって、全体の設置面積を減少させることができる。 The fluid control valve of the present invention has the following operations and effects.
According to the aspect of (1), since the first compression spring is attached to the first piston and the second compression spring is attached to the second piston in series on the same axis, the width of one fluid control valve is reduced. It can be made thinner and smaller. Therefore, the entire installation area can be reduced.

ここで、近年、半導体製造装置では、多種のガスの切り換えを行うため、設置すべきバルブの数が増加し、全体の設置面積を減少させることが課題となっている。本発明の流体制御弁によれば、２つのピストン（第１ピストン、第２ピストン）だけでなく、閉弁のためのシール力を高めるため、例えば、６つのピストンを積んだとしても、アクチュエータ部の高さが増すだけである。すなわち、シール力を高めつつ、流体制御弁自体の幅は細いままで、設置面積は変化しない。よって、ピストンの数に関わらず、流体制御弁の小型化を実現することができ、全体の設置面積の減少を実現することができる。また、ピストンの数に関わらず、弁体の材質や形状、必要なＣｖ値などに応じて任意の数のピストンを組み合わせるだけで、閉弁のために必要なシール力を容易に設定することが可能となる。さらに、いずれか１つの圧縮バネが劣化したとしても、他の圧縮バネの付勢力により、弁体がバランスを崩して傾きが生じることなく、弁座に対し均一のシール力を確保することができる。
また、第１圧縮バネ、第２圧縮バネのそれぞれの付勢力の総和が、流体制御弁を閉弁するためのシール力となるため、圧縮バネのバネ応力を各々下げることができる。そのため、バネの耐久性が向上する。また、バネの設計の自由度が高まり、設計・製造が容易になる。さらに、公差がばらついたとしても、閉弁に必要なシール力を確保することができる。 Here, in recent years, in the semiconductor manufacturing apparatus, since various gases are switched, the number of valves to be installed is increased, and it is a problem to reduce the entire installation area. According to the fluid control valve of the present invention, in order to increase not only two pistons (first piston and second piston) but also a sealing force for valve closing, for example, even if six pistons are stacked, the actuator unit It only increases the height. That is, while increasing the sealing force, the width of the fluid control valve itself remains narrow, and the installation area does not change. Therefore, the size of the fluid control valve can be reduced regardless of the number of pistons, and the entire installation area can be reduced. Regardless of the number of pistons, the sealing force required for closing the valve can be easily set by simply combining any number of pistons according to the material and shape of the valve body and the required Cv value. It becomes possible. Furthermore, even if any one of the compression springs deteriorates, the urging force of the other compression springs can ensure a uniform sealing force for the valve seat without causing the valve body to lose its balance and tilt. .
In addition, since the sum of the urging forces of the first compression spring and the second compression spring becomes a sealing force for closing the fluid control valve, the spring stress of the compression spring can be lowered. Therefore, the durability of the spring is improved. In addition, the degree of freedom in designing the spring is increased, and the design and manufacture becomes easy. Furthermore, even if the tolerance varies, it is possible to ensure a sealing force necessary for closing the valve.

上記（２）の態様によれば、複数のピストンと圧縮バネを組み合わせるとき、それぞれ同一形状のものであるため、部品を共通化することができる。よって、別途、他の形状のピストン、圧縮バネを用意する必要が無い。また、型成形で部品を製造する場合には、製造するためのコストを削減することができる。さらに、部品を共通化することにより、組立の際、作業の効率性を向上させることができる。 According to the above aspect (2), when a plurality of pistons and compression springs are combined, they have the same shape, so that the parts can be shared. Therefore, it is not necessary to prepare a piston and a compression spring of another shape separately. In addition, when a part is manufactured by molding, the manufacturing cost can be reduced. Furthermore, by sharing the parts, work efficiency can be improved during assembly.

上記（３）の態様によれば、弁体とホルダの間にはベローズが設けられているため、ダイアフラム弁体と比較すると、より小径内で長ストロークを得ることができる。 According to the above aspect (3) , since the bellows is provided between the valve body and the holder, a long stroke can be obtained within a smaller diameter as compared with the diaphragm valve body.

上記（４）の態様によれば、ボディとホルダは溶接により固定され、密封されているため、組立やメンテナンスの際、アクチュエータ部の取り外しを容易に行うことができ、作業の効率性を向上させることができる。また、ボディとホルダは密封されているため、制御流体が漏れることがなく、安全性を高めることができる。 According to the above aspect (4) , since the body and the holder are fixed and sealed by welding, the actuator portion can be easily removed during assembly and maintenance, and work efficiency is improved. be able to. Moreover, since the body and the holder are sealed, the control fluid does not leak, and safety can be improved.

上記（５）の態様によれば、アクチュエータ部をホルダから着脱することができるので、組立やメンテナンスの際、簡単にアクチュエータ部を交換することができ、作業の効率性を向上させることができる。 According to the above aspect (5) , since the actuator part can be detached from the holder, the actuator part can be easily replaced during assembly and maintenance, and work efficiency can be improved.

上記（６）の態様によれば、外装部材がチューブ形状であるため、流体制御弁の組立を容易に行うことができる。 According to the above aspect (6) , since the exterior member has a tube shape, the fluid control valve can be easily assembled.

上記（７）の態様によれば、外装部材の先端に取り付けられたキャップの上面にワンタッチ継手を配置し、上面にエアチューブを接続することができるため、設置面積の増加を防ぐことができる。 According to the above aspect (7) , since the one-touch joint can be disposed on the upper surface of the cap attached to the tip of the exterior member and the air tube can be connected to the upper surface, an increase in the installation area can be prevented.

第１実施形態に係る流体制御弁の断面図である。It is sectional drawing of the fluid control valve which concerns on 1st Embodiment. 図１のＰ部拡大断面図である。It is the P section expanded sectional view of FIG. 弁部の断面図である。It is sectional drawing of a valve part. ピストンの断面図である。It is sectional drawing of a piston. ピストンの斜面図である。It is a slope view of a piston. 流体制御弁の組立の際の分解図である。It is an exploded view at the time of the assembly of a fluid control valve. 第２実施形態に係る流体制御弁の断面図である。It is sectional drawing of the fluid control valve which concerns on 2nd Embodiment. 第３実施形態に係る流体制御弁の断面図である。It is sectional drawing of the fluid control valve which concerns on 3rd Embodiment. 参考例に係る流体制御弁の断面図である。It is sectional drawing of the fluid control valve which concerns on a reference example. 特許文献１に記載の流体制御弁の断面図である。2 is a cross-sectional view of a fluid control valve described in Patent Document 1. FIG. 特許文献２に記載の流体制御弁の断面図である。6 is a cross-sectional view of a fluid control valve described in Patent Document 2. FIG.

＜第１実施形態＞
本発明の流体制御弁の第１実施形態について、図面を参照しながら以下に詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る流体制御弁１の断面図である。図２は、図１のＰ部拡大断面図である。図３は、弁部Ｙの断面図である。図４は、ピストン１１の断面図であり、図５はピストン１１の斜面図である。また、図６は、流体制御弁１の組立の際の分解図である。 <First Embodiment>
A fluid control valve according to a first embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a fluid control valve 1 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a portion P in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the valve portion Y. 4 is a cross-sectional view of the piston 11, and FIG. FIG. 6 is an exploded view when the fluid control valve 1 is assembled.

（流体制御弁の構成）
流体制御弁１は、図１に示すように、流体を制御する弁部Ｙと、弁部Ｙに駆動力を与えるアクチュエータ部Ｘを備える。流体制御弁１は、アクチュエータ部Ｘを、アダプタ１５を介してボディ１４に連結する。流体制御弁１は、鉛筆と同程度の直径を有し、円柱状の外観を構成する。 (Configuration of fluid control valve)
As shown in FIG. 1, the fluid control valve 1 includes a valve unit Y that controls fluid and an actuator unit X that applies a driving force to the valve unit Y. The fluid control valve 1 connects the actuator unit X to the body 14 via the adapter 15. The fluid control valve 1 has a diameter similar to that of a pencil and forms a cylindrical appearance.

弁部Ｙは、図３に示すように、ボディ１４とホルダ１６を備える。ボディ１４の下面には、制御流体が流入する入口流路１４ｂと、制御流体が流出する出口流路１４ｃが形成されている。ボディ１４の上面には、取付孔１４ｄが円柱状に形成されている。ボディ１４の中央部には、弁座１４ａが形成され、弁座１４ａ内の弁孔を介して入口流路１４ｂと出口流路１４ｃが連通している。 As shown in FIG. 3, the valve portion Y includes a body 14 and a holder 16. On the lower surface of the body 14, an inlet channel 14b into which the control fluid flows and an outlet channel 14c from which the control fluid flows out are formed. A mounting hole 14 d is formed in a cylindrical shape on the upper surface of the body 14. A valve seat 14a is formed at the center of the body 14, and the inlet channel 14b and the outlet channel 14c communicate with each other through a valve hole in the valve seat 14a.

ボディ１４の上部には、ホルダ１６が溶接部２９において、溶接により固定されている。これにより、ボディ１４とホルダ１６は一体化し、密封されている。ホルダ１６の上部には、図１に示すように、アダプタ１５が取り付けられている。ホルダ１６の上方外周面には雄ネジ部１６ａが設けられ、アダプタ１５の内周面には、雌ネジ部１５ａが設けられている。ホルダ１６の内周面には、円筒状のステム２４が摺動可能に保持されている。ホルダ１６の上面には、開口部が形成され、圧縮バネ１９が収納されている。また、ホルダ１６の下面には、ベローズ１７の上端面が取り付けられている。ベローズ１７の下端面は、ステム２４の下面に形成されている弁体保持部２４ａに取り付けられている。弁体保持部２４ａには、弾性体からなる弁体１８が取り付けられている。すなわち、弁体１８とホルダ１６の間にベローズ１７が配置している。 The holder 16 is fixed to the upper portion of the body 14 by welding at a welded portion 29. Thereby, the body 14 and the holder 16 are integrated and sealed. An adapter 15 is attached to the upper portion of the holder 16 as shown in FIG. A male screw portion 16 a is provided on the upper outer peripheral surface of the holder 16, and a female screw portion 15 a is provided on the inner peripheral surface of the adapter 15. A cylindrical stem 24 is slidably held on the inner peripheral surface of the holder 16. An opening is formed on the upper surface of the holder 16 and a compression spring 19 is accommodated. An upper end surface of the bellows 17 is attached to the lower surface of the holder 16. A lower end surface of the bellows 17 is attached to a valve body holding portion 24 a formed on the lower surface of the stem 24. A valve body 18 made of an elastic body is attached to the valve body holding portion 24a. That is, the bellows 17 is disposed between the valve body 18 and the holder 16.

弁体１８は、弁座１４ａに対して当接または離間する。弁体１８が弁座１４ａに当接すると、入口流路１４ｂと出口流路１４ｃは遮断され、弁体１８が弁座１４ａに離間すると、入口流路１４ｂと出口流路１４ｃは連通する。ステム２４には、バネ取付板２８が付設されており、圧縮バネ１９の上端面は、バネ取付板２８の下面側に当接している。圧縮バネ１９の下端面は、ホルダ１６の開口部上面に当接している。圧縮バネ１９は、弁体１８を弁座１４ａから離間させる方向に付勢している。図２に示すように、ステム２４の上方外周部と、内装部品２３Ａの内周面の間には、エアの漏れを防ぐためのＯリング２７が取り付けられている。 The valve body 18 contacts or separates from the valve seat 14a. When the valve body 18 comes into contact with the valve seat 14a, the inlet flow path 14b and the outlet flow path 14c are blocked, and when the valve body 18 is separated from the valve seat 14a, the inlet flow path 14b and the outlet flow path 14c communicate with each other. A spring mounting plate 28 is attached to the stem 24, and the upper end surface of the compression spring 19 is in contact with the lower surface side of the spring mounting plate 28. The lower end surface of the compression spring 19 is in contact with the upper surface of the opening of the holder 16. The compression spring 19 biases the valve body 18 in a direction in which the valve body 18 is separated from the valve seat 14a. As shown in FIG. 2, an O-ring 27 for preventing air leakage is attached between the upper outer peripheral portion of the stem 24 and the inner peripheral surface of the interior part 23A.

アクチュエータ部Ｘは、図２に示すように、第１ピストン１１Ａと、第２ピストン１１Ｂを同軸上に直列に備える。同軸上とは、軸心が同じであることをいう。また、第１ピストン１１Ａには、弁体１８が弁座１４ａに当接する方向に付勢する１つの第１圧縮バネ１２Ａが同軸上に取り付けられ、第２ピストン１１Ｂには、弁体１８が弁座１４ａに当接する方向に付勢する１つの第２圧縮バネ１２Ｂが同軸上に取り付けられている。それぞれ同軸上に直列に取り付けられているため、バルブの幅を細くし、小型化することができる。また、第１ピストン１１Ａと第２ピストン１１Ｂ、第１圧縮バネ１２Ａと第２圧縮バネ１２Ｂ、及び内装部品２３Ａと内装部品２３Ｂは各々同一形状のものである。そのため、部品を共通化することができ、製造コストを削減することができる。また、組立の際には、作業の効率性が向上する。
さらに、アクチュエータ部Ｘは、内装部品２３Ａと内装部品２３Ｂ、外装部材２２、キャップ２０とを備える。
なお、同一形状である各々の部品のうち、１つの部品を説明することにより、他の部品の説明を割愛する。また、説明文が煩雑となるため、同一形状である部品の「Ａ」「Ｂ」を適宜省略する。 As shown in FIG. 2, the actuator section X includes a first piston 11A and a second piston 11B in series on the same axis. “Coaxial” means that the axes are the same. Further, one first compression spring 12A that urges the valve body 18 in a direction to contact the valve seat 14a is coaxially attached to the first piston 11A, and the valve body 18 is attached to the second piston 11B. One second compression spring 12B that is urged in a direction in contact with the seat 14a is coaxially attached. Since each is mounted on the same axis in series, the width of the valve can be reduced and the size can be reduced. Further, the first piston 11A and the second piston 11B, the first compression spring 12A and the second compression spring 12B, and the interior part 23A and the interior part 23B have the same shape. Therefore, parts can be shared and manufacturing costs can be reduced. In addition, work efficiency is improved during assembly.
Further, the actuator part X includes an interior part 23 A, an interior part 23 B, an exterior member 22, and a cap 20.
In addition, description of another component is omitted by demonstrating one component among each components of the same shape. Further, since the explanatory text becomes complicated, “A” and “B” of the parts having the same shape are appropriately omitted.

図２に示すように、アクチュエータ部Ｘは、チューブ形状の外装部材２２に、２つの内装部品２３Ａ、２３Ｂを装填している。内装部品２３は、側面が円筒形状に形成されている。内装部品２３の上方内部には、シリンダ２３ａが形成されている。内装部品２３の外径寸法は、外装部材２２の内径寸法とほぼ同径にされている。内装部品２３の下方内部には、外装部材２２の内径寸法よりも小さな開口部が形成されている。外装部材２２の先端には、キャップ２０が取り付けられ、他端にはアダプタ１５が取り付けられている。これにより、アダプタ１５とキャップ２０との間で、内装部品２３Ａ、２３Ｂが挟み込まれて保持されている。内装部品２３Ａ、２３Ｂは、外装部材２２の内部において重ね合わされた状態で固定され、第１ピストン１１Ａ、第２ピストン１１Ｂをそれぞれ収納する第１ピストン室１３Ａと第２ピストン室１３Ｂを形成する。 As shown in FIG. 2, the actuator portion X is loaded with two interior parts 23 A and 23 B in a tube-shaped exterior member 22. The interior component 23 has a cylindrical side surface. A cylinder 23 a is formed inside the interior part 23. The outer diameter dimension of the interior part 23 is substantially the same as the inner diameter dimension of the exterior member 22. An opening smaller than the inner diameter of the exterior member 22 is formed in the lower part of the interior component 23. A cap 20 is attached to the tip of the exterior member 22, and an adapter 15 is attached to the other end. Accordingly, the interior parts 23A and 23B are sandwiched and held between the adapter 15 and the cap 20. The interior parts 23A and 23B are fixed in a state where they are overlapped inside the exterior member 22, and form a first piston chamber 13A and a second piston chamber 13B that house the first piston 11A and the second piston 11B, respectively.

ピストン１１は、ピストン室１３に摺動可能に装填され、ピストン室１３を、加圧室１３ａと背圧室１３ｂとに区画している。背圧室１３ｂには、圧縮バネ１２が、ピストン１１を弁座１４ａに近付く方向に付勢した状態で、ピストン１１と同軸上に配置されている。
ピストン１１は、図４及び図５に示すように、ピストン部１１ａにピストンロッド１１ｂを一体的に成形されたものである。ピストン部１１ａは、円柱状であり、外径寸法が内装部品２３の内径寸法よりやや小さな径にされている。ピストン部１１ａには、ゴムなどの弾性体からなるＯリング２５を装着するための装着溝１１ｃが外周面に沿って環状に設けられている。ピストン１１の下面には、凹部１１ｅが形成されている。また、ピストン１１の内部には、内部流路１１ｄが形成されている。内部流路１１ｄの下方には、加圧室１３ａと連通するための流路１１ｆが形成されている。流路１１ｆは、内部流路１１ｄと連通している。すなわち、キャップ２０の内周面に形成された給排気ポート２０ａは、ピストン１１の内部流路１１ｄ、流路１１ｆを介してピストン１１の加圧室１３ａと連通する。 The piston 11 is slidably loaded in the piston chamber 13, and divides the piston chamber 13 into a pressurizing chamber 13a and a back pressure chamber 13b. In the back pressure chamber 13b, a compression spring 12 is arranged coaxially with the piston 11 in a state where the piston 11 is biased in a direction approaching the valve seat 14a.
As shown in FIGS. 4 and 5, the piston 11 is formed by integrally forming a piston rod 11b on a piston portion 11a. The piston portion 11 a has a cylindrical shape, and has an outer diameter dimension slightly smaller than the inner diameter dimension of the interior part 23. A mounting groove 11c for mounting an O-ring 25 made of an elastic body such as rubber is annularly provided in the piston portion 11a along the outer peripheral surface. A recess 11 e is formed on the lower surface of the piston 11. In addition, an internal flow path 11 d is formed inside the piston 11. A flow path 11f for communicating with the pressurizing chamber 13a is formed below the internal flow path 11d. The flow path 11f communicates with the internal flow path 11d. That is, the air supply / exhaust port 20a formed on the inner peripheral surface of the cap 20 communicates with the pressurizing chamber 13a of the piston 11 via the internal flow path 11d and the flow path 11f of the piston 11.

流体制御弁１では、２つあるピストン１１のうち、下端にある第１ピストン１１Ａの凹部１１ｅには、ステム２４が配置されている。一方、上端にある第２ピストン１１Ｂの凹部１１ｅには、第１ピストン１１Ａのピストンロッド１１ｂの上端が配置されている。また、２つあるピストン１１のうち、下端にある第１ピストン１１Ａのピストンロッド１１ｂの外周面と内装部品２３Ｂの下方内周部には、エアの漏れを防ぐためのＯリング２６Ａが配置されている。一方、上端にある第２ピストン１１Ｂのピストンロッド１１ｂの外周面とキャップ２０の下方内周部との間には、Ｏリング２６Ｂが配置されている。 In the fluid control valve 1, a stem 24 is disposed in the recess 11 e of the first piston 11 A at the lower end of the two pistons 11. On the other hand, the upper end of the piston rod 11b of the first piston 11A is disposed in the recess 11e of the second piston 11B at the upper end. Of the two pistons 11, an O-ring 26 A for preventing air leakage is disposed on the outer peripheral surface of the piston rod 11 b of the first piston 11 A at the lower end and the lower inner peripheral portion of the interior part 23 B. Yes. On the other hand, an O-ring 26B is arranged between the outer peripheral surface of the piston rod 11b of the second piston 11B at the upper end and the lower inner peripheral portion of the cap 20.

第１ピストン１１Ａ、第２ピストン１１Ｂのピストン部１１ａの上面には、それぞれ弁体１８が弁座１４ａに当接する方向に付勢する圧縮バネ１２Ａ、１２Ｂの下端面が当接している。内装部品２３Ｂの下面には、第１圧縮バネ１２Ａの上端面が当接し、キャップ２０の下面には、第２圧縮バネ１２Ｂの上端面が当接している。 The lower end surfaces of the compression springs 12A and 12B urged in the direction in which the valve body 18 contacts the valve seat 14a are in contact with the upper surfaces of the piston portions 11a of the first piston 11A and the second piston 11B, respectively. The upper end surface of the first compression spring 12A is in contact with the lower surface of the interior part 23B, and the upper end surface of the second compression spring 12B is in contact with the lower surface of the cap 20.

ここで、第１圧縮バネ１２Ａによる付勢力（Ｆ１）と、第２圧縮バネ１２Ｂによる付勢力（Ｆ２）の総和（Ｆ１＋Ｆ２）が、弁体１８を弁座１４ａに当接させる力（Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２）、すなわち流体制御弁１を閉弁するためのシール力となる。なお、圧縮バネ１９の抗力は、弁体１８を弁座１４ａに当接させる力（Ｆ）と比較して小さな力であるため、説明では圧縮バネ１９の抗力を省略している。なお、後述する第２実施形態に係る流体制御弁２、第３実施形態に係る流体制御弁３において、同様に、圧縮バネ１９の抗力の説明を省略している。
また、第１圧縮バネ１２Ａと第２圧縮バネ１２Ｂは、同一形状であるため、同程度の付勢力を有する（Ｆ１＝Ｆ２）。すなわち、１つのバネに必要な付勢力は、２つのピストンを重ねる場合、Ｆ／２＝Ｆ１＝Ｆ２となる。よって、各々のバネの付勢力を下げることができる。すなわち、１つのバネに加わる応力を下げることができ、バネの耐久性が向上する。また、バネの設計の自由度が高まる。 Here, the sum (F1 + F2) of the urging force (F1) by the first compression spring 12A and the urging force (F2) by the second compression spring 12B causes the valve body 18 to contact the valve seat 14a (F = F1 + F2). ), That is, a sealing force for closing the fluid control valve 1. Note that the drag of the compression spring 19 is omitted in the description because the drag of the compression spring 19 is smaller than the force (F) that causes the valve element 18 to contact the valve seat 14a. In the fluid control valve 2 according to the second embodiment described later and the fluid control valve 3 according to the third embodiment, the description of the drag force of the compression spring 19 is omitted.
Further, since the first compression spring 12A and the second compression spring 12B have the same shape, they have the same urging force (F1 = F2). That is, the urging force required for one spring is F / 2 = F1 = F2 when two pistons are overlapped. Therefore, the urging force of each spring can be lowered. That is, the stress applied to one spring can be lowered, and the durability of the spring is improved. In addition, the degree of freedom in designing the spring is increased.

また、後述する第２実施形態に係る流体制御弁２では、６つの第１圧縮バネ１２Ａ〜第６圧縮バネ１２Ｆを有するが、各々の圧縮バネ１２の付勢力の総和（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４＋Ｆ５＋Ｆ６）は、弁体１８を弁座１４ａに当接させる力（Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４＋Ｆ５＋Ｆ６）となる。また、バネ１つに必要な付勢力は、Ｆ／６＝Ｆ１＝Ｆ２＝Ｆ３＝Ｆ４＝Ｆ５＝Ｆ６となる。なお、後述する第３実施形態に係る流体制御弁３は、第２実施形態に係る流体制御弁２とピストンの数が同じであるため、説明を割愛する。 Further, the fluid control valve 2 according to the second embodiment to be described later has six first compression springs 12A to sixth compression springs 12F, and the sum of urging forces of the respective compression springs 12 (F1 + F2 + F3 + F4 + F5 + F6) is a valve body. This is a force (F = F1 + F2 + F3 + F4 + F5 + F6) that makes 18 contact the valve seat 14a. Further, the urging force necessary for one spring is F / 6 = F1 = F2 = F3 = F4 = F5 = F6. In addition, since the fluid control valve 3 which concerns on 3rd Embodiment mentioned later has the same number of pistons as the fluid control valve 2 which concerns on 2nd Embodiment, description is omitted.

流体制御弁１は、キャップ２０の内周面に形成された給排気ポート２０ａを介してエアを給排気させる。キャップ２０の外周面は、外装部材２２により覆われ、キャップ２０の上面には、ワンタッチ継手２１が装着されている。ワンタッチ継手２１には、図示しないが、エアチューブが接続されている。このように、エアチューブは上面で接続できるため、設置面積の増加を防ぐことができる。 The fluid control valve 1 supplies and exhausts air through an air supply / exhaust port 20 a formed on the inner peripheral surface of the cap 20. The outer peripheral surface of the cap 20 is covered with an exterior member 22, and a one-touch joint 21 is attached to the upper surface of the cap 20. Although not shown, an air tube is connected to the one-touch joint 21. Thus, since an air tube can be connected on the upper surface, an increase in installation area can be prevented.

（流体制御弁の組立）
次に、第１実施形態に係る流体制御弁１の組立を、図６を用いて説明する。アクチュエータ部Ｘと弁部Ｙは、各々別個に組み立てられる。そのため、アクチュエータ部Ｘは、弁部Ｙを構成するホルダ１６から着脱可能である。
まず、アクチュエータ部Ｘの組立について説明する。第１ピストン１１Ａと第２ピストン１１Ｂの装着溝１１ｃにシール部材２５Ａを装着する。外装部材２２の一端開口部にアダプタ１５を圧入する。内装部品２３Ａ、ピストン１１Ａ、圧縮バネ１２Ａ、内装部品２３Ｂ、ピストン１１Ｂ、圧縮バネ１２Ｂを外装部材２２に装填する。このとき、ピストン１１のピストンロッド１１ｂが内装部品２３の貫通孔とキャップ２０の貫通孔を貫き通される。内装部品２３の貫通孔から外向きに飛び出すピストンロッド１１ｂを貫き通すようにキャップ２０を外装部材２２の開口端部に嵌め合わせる。この段階で内装部品２３とピストン１１と圧縮バネ１２とが外装部材２２内に仮保持される。外装部材２２の両端部を、アダプタ１５とキャップ２０のかしめ溝に沿ってかしめて固定する。 (Assembly of fluid control valve)
Next, assembly of the fluid control valve 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. The actuator part X and the valve part Y are each assembled separately. Therefore, the actuator part X is detachable from the holder 16 constituting the valve part Y.
First, assembly of the actuator part X will be described. The seal member 25A is mounted in the mounting groove 11c of the first piston 11A and the second piston 11B. The adapter 15 is press-fitted into one end opening of the exterior member 22. The exterior member 22 is loaded with the interior part 23A, the piston 11A, the compression spring 12A, the interior part 23B, the piston 11B, and the compression spring 12B. At this time, the piston rod 11 b of the piston 11 passes through the through hole of the interior part 23 and the through hole of the cap 20. The cap 20 is fitted to the opening end of the exterior member 22 so as to penetrate the piston rod 11 b that protrudes outward from the through hole of the interior component 23. At this stage, the interior part 23, the piston 11, and the compression spring 12 are temporarily held in the exterior member 22. The both ends of the exterior member 22 are fixed by caulking along the caulking grooves of the adapter 15 and the cap 20.

次に、弁部Ｙの組立について説明する。図６に示すように、ボディ１４の取付孔１４ｄにホルダ１６を挿入し、ステム２４を嵌め込んだホルダ１６を取付孔１４ｄの内部に配置する。ボディ１４とホルダ１６を、溶接部２９において溶接することにより固定する。これにより、ボディ１４とホルダ１６を一体的に形成し、密封する。なお、ボディ１４とホルダ１６を固定する方法は、金属ガスケット等を挟み、圧入や螺合により塞いでも良い。 Next, assembly of the valve portion Y will be described. As shown in FIG. 6, the holder 16 is inserted into the mounting hole 14d of the body 14, and the holder 16 into which the stem 24 is fitted is disposed inside the mounting hole 14d. The body 14 and the holder 16 are fixed by welding at the welding portion 29. As a result, the body 14 and the holder 16 are integrally formed and sealed. As a method of fixing the body 14 and the holder 16, a metal gasket or the like may be sandwiched and closed by press-fitting or screwing.

次に、アクチュエータ部Ｘを、弁部Ｙに連結する。ボディ１４に螺設したアダプタ１５の雌ネジ部１５ａを、ホルダ１６の雄ネジ部１６ａにねじ込む。このとき、ホルダ１６から突出するステム２４がピストン１１の凹部１１ｅに突き当たり、ピストン１１に作用する圧縮バネ１２の弾性力を、ステム２４を介して弁体１８に伝達し、弁体１８を弁座１４ａに当接させる。以上で組立が完了する。 Next, the actuator part X is connected to the valve part Y. The female screw portion 15 a of the adapter 15 screwed to the body 14 is screwed into the male screw portion 16 a of the holder 16. At this time, the stem 24 protruding from the holder 16 hits the recess 11e of the piston 11, and the elastic force of the compression spring 12 acting on the piston 11 is transmitted to the valve body 18 via the stem 24, and the valve body 18 is transmitted to the valve seat. 14a. This completes the assembly.

近年、流体制御弁の小型化の要請が高まっている。しかし、小型化に伴い、流体制御弁の構成部品は各々小さくなっているため、十分な強度を保つのが困難となる。そのため、ボディ１４とホルダ１６を固定するために圧入すると、構成部品を破損させてしまう恐れがある。
鉛筆と同程度の直径（例えば、約１０ｍｍの直径）を有する本発明の流体制御弁１では、ボディ１４とホルダ１６を溶接により固定することで、圧入や螺合による破損の恐れがなく、ボディ１４とホルダ１６を密封することができる。よって、流体制御弁の小型化を実現しつつ、弁部Ｙの強度を確保することができる。組立やメンテナンスの際、アクチュエータ部Ｘを弁部Ｙから容易に取り外しすることができるため、作業の効率性を向上させることができる。また、ボディ１４とホルダ１６は密封されているため、制御流体が漏れることがなく、安全性を高めることができる。 In recent years, there has been an increasing demand for miniaturization of fluid control valves. However, as the size is reduced, the components of the fluid control valve are reduced in size, making it difficult to maintain sufficient strength. For this reason, if press-fitting is performed to fix the body 14 and the holder 16, there is a risk of damaging the components.
In the fluid control valve 1 of the present invention having a diameter comparable to that of a pencil (for example, a diameter of about 10 mm), the body 14 and the holder 16 are fixed by welding, so that there is no risk of damage due to press-fitting or screwing. 14 and the holder 16 can be sealed. Therefore, the strength of the valve portion Y can be ensured while realizing the miniaturization of the fluid control valve. Since the actuator part X can be easily detached from the valve part Y at the time of assembly and maintenance, work efficiency can be improved. Moreover, since the body 14 and the holder 16 are sealed, the control fluid does not leak, and safety can be improved.

（流体制御弁の動作説明）
次に、第１実施形態に係る流体制御弁１の動作を説明する。
流体制御弁１は、給排気ポート２０ａにエアが供給されないとき、圧縮バネ１２の弾性力によって、圧縮バネ１９の抗力に反してピストン１１が弁座１４ａ方向へ押下げられ、ステム２４を介して弁体１８を弁座１４ａに当接させる。そのため、入口流路１４ｂに供給された制御流体は、弁座１４ａから出口流路１４ｃへ流れない。 (Description of fluid control valve operation)
Next, the operation of the fluid control valve 1 according to the first embodiment will be described.
In the fluid control valve 1, when air is not supplied to the air supply / exhaust port 20 a, the piston 11 is pushed down in the direction of the valve seat 14 a against the resistance of the compression spring 19 by the elastic force of the compression spring 12. The valve body 18 is brought into contact with the valve seat 14a. Therefore, the control fluid supplied to the inlet channel 14b does not flow from the valve seat 14a to the outlet channel 14c.

給排気ポート２０ａよりエアが供給されると、エアは、内部流路１１ｄから流路１１ｆを介して加圧室１３ａに流入する。加圧室１３ａに流入するエアが、背圧室１３ｂにある圧縮バネ１２の弾性力に打ち勝つと、圧縮バネ１２は収縮し始める。これにより、ピストン１１は上昇する。ピストン１１が上昇すると、図１に示すように、ステム２４に付設される圧縮バネ１９は、弁座１４ａ方向に押圧されなくなり、圧縮バネ１９の弾性力によりステム２４は上昇する。伸長していたベローズ１７は、収縮し、弁体１８が弁座１４ａから離間する。この状態で入口流路１４ｂに制御流体を供給すると、制御流体が入口流路１４ｂから弁座１４ａ内の弁孔を介して出口流路１４ｃへ流れる。 When air is supplied from the air supply / exhaust port 20a, the air flows from the internal flow path 11d into the pressurizing chamber 13a through the flow path 11f. When the air flowing into the pressurizing chamber 13a overcomes the elastic force of the compression spring 12 in the back pressure chamber 13b, the compression spring 12 starts to contract. Thereby, piston 11 raises. When the piston 11 rises, as shown in FIG. 1, the compression spring 19 attached to the stem 24 is not pressed in the direction of the valve seat 14 a, and the stem 24 rises due to the elastic force of the compression spring 19. The extended bellows 17 contracts, and the valve body 18 is separated from the valve seat 14a. When a control fluid is supplied to the inlet channel 14b in this state, the control fluid flows from the inlet channel 14b to the outlet channel 14c via the valve hole in the valve seat 14a.

＜第２実施形態＞
本発明の流体制御弁の第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。図７は、本発明の第２実施形態に係る流体制御弁２の断面図である。なお、第１実施形態と共通する構成については第１実施形態と同一の符号を図面に付し、説明を割愛する。 Second Embodiment
A fluid control valve according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a cross-sectional view of the fluid control valve 2 according to the second embodiment of the present invention. In addition, about the structure which is common in 1st Embodiment, the code | symbol same as 1st Embodiment is attached | subjected to drawing, and description is omitted.

第２実施形態に係る流体制御弁２では、図７に示すように、同一形状の内装部品２３を６つ重ねて外装部材２２内に固定することにより、６つの第１、第２、第３、第４、第５、第６ピストン１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ、１１Ｆ（以下、１１Ａ〜１１Ｆと記載。）と、６つの第１、第２、第３、第４、第５、第６圧縮バネ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆ（以下、１２Ａ〜１２Ｆと記載。）を設置することができる。第１〜第６ピストン１１Ａ〜１１Ｆには、それぞれ１つずつ第１〜第６圧縮バネ１２Ａ〜１２Ｆが同軸上に取り付けられている。ピストン１１を６つ重ねることにより、６つのピストン室１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ、１３Ｅ、１３Ｆを形成し、６段式の流体制御弁を構成する。 In the fluid control valve 2 according to the second embodiment, as shown in FIG. 7, six first, second, and third inner parts 23 having the same shape are stacked and fixed in the outer member 22. , Fourth, fifth, sixth pistons 11A, 11B, 11C, 11D, 11E, 11F (hereinafter referred to as 11A-11F), and six first, second, third, fourth, fifth, Sixth compression springs 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, and 12F (hereinafter referred to as 12A to 12F) can be installed. The first to sixth compression springs 12A to 12F are coaxially attached to the first to sixth pistons 11A to 11F, respectively. Six piston chambers 13A, 13B, 13C, 13D, 13E, and 13F are formed by stacking six pistons 11 to form a six-stage fluid control valve.

ここで、近年、半導体製造装置では、多種のガスの切り換えを行うため、設置すべきバルブの数が増加し、全体の設置面積の減少が課題となっている。バルブを小型化するために、鉛筆と同程度の直径を有する流体制御弁が開発されている。この場合、ピストン１１に取り付けられる圧縮バネ１２のバネ径は小さくなければならない。そのため、閉弁時の一定のシール力を確保するために、ピストン１１を複数積み重ねる必要がある。
本出願人は、数々の実験を行うことにより、閉弁時の一定のシール力を確保するためには、４つ以上のピストン１１を積み重ねることが必要であることがわかった。４つ以上のピストン１１には、それぞれ１つずつ圧縮バネ１２が同軸上に取り付けられている。なお、流体制御弁２のように、６つのピストン１１を積み重ね、６つの圧縮バネ１２をそれぞれ１つずつ取り付けた場合、確実に一定のシール力を確保し、さらに圧縮バネ１２の耐久性を向上させることがわかった。 Here, in recent years, since various types of gas are switched in a semiconductor manufacturing apparatus, the number of valves to be installed has increased, and a reduction in the total installation area has become a problem. In order to reduce the size of the valve, a fluid control valve having a diameter similar to that of a pencil has been developed. In this case, the spring diameter of the compression spring 12 attached to the piston 11 must be small. Therefore, it is necessary to stack a plurality of pistons 11 in order to ensure a certain sealing force when the valve is closed.
The applicant has conducted a number of experiments and found that it is necessary to stack four or more pistons 11 in order to ensure a constant sealing force when the valve is closed. A compression spring 12 is coaxially attached to each of the four or more pistons 11. In addition, like the fluid control valve 2, when six pistons 11 are stacked and six compression springs 12 are attached one by one, a certain sealing force is surely secured and the durability of the compression springs 12 is further improved. I found out that

以上、説明したように、本発明の流体制御弁１、２によれば、
（１）操作流体の圧力によってピストン１１を摺動させ、弁体１８を弁座１４ａに当接または離間させる流体制御弁１、２において、第１ピストン１１Ａ及び第２ピストン１１Ｂを同軸上に有すること、第１ピストン１１Ａには、弁体１８が弁座１４ａに当接する方向に付勢する１つの第１圧縮バネ１２Ａが同軸上に取り付けられていること、第２ピストン１１Ｂには、弁体１８が弁座１４ａに当接する方向に付勢する１つの第２圧縮バネ１２Ｂが同軸上に取り付けられていること、を特徴とするので、第１ピストン１１Ａに第１圧縮バネ１２Ａが、第２ピストン１１Ｂに第２圧縮バネ１２Ｂが、それぞれ直列に取り付けられているため、流体制御弁１、２の幅を細くし、小型化することができる。よって、全体の設置面積を減少させることができる。 As described above, according to the fluid control valves 1 and 2 of the present invention,
(1) In the fluid control valves 1 and 2 for sliding the piston 11 by the pressure of the operating fluid and causing the valve body 18 to contact or separate from the valve seat 14a, the first piston 11A and the second piston 11B are coaxially provided. That is, the first piston 11A is coaxially attached with one first compression spring 12A that urges the valve body 18 in the direction in which it abuts against the valve seat 14a. The second piston 11B has a valve body. Since one second compression spring 12B that is biased in a direction in which 18 is in contact with the valve seat 14a is coaxially mounted, the first compression spring 12A is connected to the first piston 11A by the second compression spring 12B. Since the second compression springs 12B are attached in series to the piston 11B, the widths of the fluid control valves 1 and 2 can be reduced and the size can be reduced. Therefore, the entire installation area can be reduced.

２つのピストン１１（第１ピストン１１Ａ、第２ピストン１１Ｂ）だけでなく、閉弁のためのシール力を高めるため、例えば、６つのピストン１１を積んだとしても、アクチュエータ部Ｘの高さが増すだけである。すなわち、シール力を高めつつ、流体制御弁自体の幅は細いままで、設置面積は変化しない。よって、ピストン１１の数に関わらず、流体制御弁の小型化を実現することができ、全体の設置面積の減少を実現することができる。また、ピストン１１の数に関わらず、弁体１８の材質や形状、必要なＣｖ値などに応じて任意の数のピストン１１を組み合わせるだけで、閉弁のために必要なシール力を容易に設定することが可能となる。さらに、いずれか１つの圧縮バネ１２が劣化したとしても、他の圧縮バネ１２の付勢力により、弁体１８がバランスを崩して傾きが生じることなく、弁座１４ａに対し均一のシール力を確保することができる。 In order to increase not only the two pistons 11 (the first piston 11A and the second piston 11B) but also the sealing force for closing the valve, for example, even if six pistons 11 are stacked, the height of the actuator portion X increases. Only. That is, while increasing the sealing force, the width of the fluid control valve itself remains narrow, and the installation area does not change. Therefore, regardless of the number of pistons 11, the fluid control valve can be reduced in size, and the entire installation area can be reduced. Regardless of the number of pistons 11, the sealing force required for valve closing can be easily set by simply combining an arbitrary number of pistons 11 according to the material and shape of the valve body 18 and the required Cv value. It becomes possible to do. Furthermore, even if any one of the compression springs 12 is deteriorated, the urging force of the other compression springs 12 ensures a uniform sealing force for the valve seat 14a without causing the valve body 18 to be out of balance and tilting. can do.

（２）（１）に記載の流体制御弁１、２において、第１ピストン１１Ａ及び第２ピストン１１Ｂは、同一形状のものであること、第１圧縮バネ１２Ａ及び第２圧縮バネ１２Ｂは、同一形状のものであること、を特徴とするので、複数のピストン１１と圧縮バネ１２を組み合わせるとき、それぞれ同一形状のものであるため、部品を共通化することができる。よって、別途、他の形状のピストン、圧縮バネを用意する必要が無く、型成形で部品を製造する場合には、製造するためのコストを削減することができる。さらに、部品を共通化することにより、組立の際、作業の効率性を向上させることができる。 (2) In the fluid control valves 1 and 2 described in (1), the first piston 11A and the second piston 11B have the same shape, and the first compression spring 12A and the second compression spring 12B have the same shape. Since it is characterized by having a shape, when combining a plurality of pistons 11 and compression springs 12, they have the same shape, so that the parts can be shared. Therefore, it is not necessary to separately prepare pistons and compression springs of other shapes, and the cost for manufacturing can be reduced when parts are manufactured by molding. Furthermore, by sharing the parts, work efficiency can be improved during assembly.

（３）（１）または（２）に記載の流体制御弁１、２において、第１圧縮バネ１２Ａによる付勢力と、第２圧縮バネ１２Ｂによる付勢力の総和が、弁体１８を弁座１４ａに当接させる力となること、を特徴とするので、第１圧縮バネ１２Ａ、第２圧縮バネ１２Ｂのそれぞれの付勢力の総和が、流体制御弁１、２を閉弁するためのシール力となるため、圧縮バネ１２のバネ応力を各々下げることができる。そのため、圧縮バネ１２の耐久性を向上させることができる。また、圧縮バネ１２の設計の自由度が高まり、設計・製造が容易になる。さらに、公差がばらついたとしても、閉弁に必要なシール力を確保することができる。 (3) In the fluid control valves 1 and 2 according to (1) or (2), the sum of the urging force by the first compression spring 12A and the urging force by the second compression spring 12B Therefore, the sum of the urging forces of the first compression spring 12A and the second compression spring 12B is a sealing force for closing the fluid control valves 1 and 2. Therefore, the spring stress of the compression spring 12 can be lowered. Therefore, the durability of the compression spring 12 can be improved. Further, the degree of freedom in designing the compression spring 12 is increased, and the design / manufacturing becomes easy. Furthermore, even if the tolerance varies, it is possible to ensure a sealing force necessary for closing the valve.

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の流体制御弁１、２において、弁座１４ａが形成されるボディ１４の上部には、ホルダ１６が固定され、弁体１８とホルダ１６の間にはベローズ１７が配置していること、を特徴とするので、ダイアフラム弁体と比較すると、より小径内で長ストロークを得ることができる。 (4) In the fluid control valves 1 and 2 according to any one of (1) to (3), a holder 16 is fixed to an upper portion of the body 14 where the valve seat 14a is formed, and the valve body 18 and Since the bellows 17 is disposed between the holders 16, a long stroke can be obtained within a smaller diameter compared to the diaphragm valve body.

（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載の流体制御弁１、２において、弁座１４ａが形成されるボディ１４の上部には、ホルダ１６が溶接により固定されていること、を特徴とするので、組立やメンテナンスの際、アクチュエータ部Ｘの取り外しを容易に行うことができ、作業の効率性を向上させることができる。また、ボディ１４とホルダ１６は密封されているため、制御流体が漏れることがなく、安全性を高めることができる。 (5) In the fluid control valves 1 and 2 according to any one of (1) to (4), the holder 16 is fixed to the upper part of the body 14 where the valve seat 14a is formed by welding. Therefore, the actuator part X can be easily removed during assembly and maintenance, and the work efficiency can be improved. Moreover, since the body 14 and the holder 16 are sealed, the control fluid does not leak, and safety can be improved.

（６）（５）に記載の流体制御弁において、ピストン１１を備えるアクチュエータ部Ｘは、ホルダ１６から着脱可能であること、を特徴とするので、組立やメンテナンスの際、すぐにアクチュエータ部Ｘを交換することができ、作業の効率性を向上させることができる。 (6) The fluid control valve according to (5) is characterized in that the actuator part X including the piston 11 is detachable from the holder 16, so that the actuator part X can be immediately attached during assembly and maintenance. They can be exchanged and work efficiency can be improved.

（７）（１）乃至（６）のいずれか１つに記載の流体制御弁１、２において、チューブ形状の外装部材２２を有すること、を特徴とするので、組立を容易に行うことができる。 (7) Since the fluid control valves 1 and 2 according to any one of (1) to (6) are characterized by having the tube-shaped exterior member 22, assembly can be easily performed. .

（８）（７）に記載の流体制御弁１、２において、外装部材２２の先端に取り付けられたキャップ２０の上面にワンタッチ継手２１を有すること、を特徴とするので、外装部材の先端に取り付けられたキャップ２０の上面にワンタッチ継手２１を配置し、上面でエアチューブを接続することができるため、設置面積の増加を防ぐことができる。 (8) Since the fluid control valves 1 and 2 according to (7) are characterized by having the one-touch joint 21 on the upper surface of the cap 20 attached to the tip of the exterior member 22, it is attached to the tip of the exterior member. Since the one-touch joint 21 can be disposed on the upper surface of the cap 20 and the air tube can be connected on the upper surface, an increase in the installation area can be prevented.

＜第３実施形態＞
本発明の流体制御弁の第３実施形態について、図面を参照しながら説明する。図８は、本発明の第３実施形態に係る流体制御弁３の断面図である。なお、第１実施形態と共通する構成については第１実施形態と同一の符号を図面に付し、説明を割愛する。
第１実施形態では、流体制御弁１の弁部Ｙに、ベローズ１７を用いて説明した。しかし、第３実施形態に係る流体制御弁３では、図８に示すように、弁部Ｙは、ベローズ１７ではなく、ダイアフラム弁体３１を用いて流体制御弁１を構成する。 <Third Embodiment>
A third embodiment of the fluid control valve of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a cross-sectional view of the fluid control valve 3 according to the third embodiment of the present invention. In addition, about the structure which is common in 1st Embodiment, the code | symbol same as 1st Embodiment is attached | subjected to drawing, and description is omitted.
In the first embodiment, the bellows 17 is used for the valve portion Y of the fluid control valve 1. However, in the fluid control valve 3 according to the third embodiment, as shown in FIG. 8, the valve portion Y constitutes the fluid control valve 1 using not the bellows 17 but the diaphragm valve body 31.

弁部Ｙのボディ１４の下面には、入口流路１４ｂと出口流路１４ｃが設けられている。ボディ１４の上面には取付孔１４ｄが円柱状に形成されている。取付孔１４ｄの底壁中央部には、弁座３２が環状に設けられ、その弁座３２を介して入口流路１４ｂと出口流路１４ｃとが連通している。 An inlet channel 14b and an outlet channel 14c are provided on the lower surface of the body 14 of the valve portion Y. A mounting hole 14 d is formed in a cylindrical shape on the upper surface of the body 14. A valve seat 32 is annularly provided at the center of the bottom wall of the mounting hole 14d, and the inlet channel 14b and the outlet channel 14c communicate with each other through the valve seat 32.

弁部Ｙは、ボディ１４の取付孔１４ｄにダイアフラム弁体３１を装着し、ダイアフラム弁体３１の外縁部をホルダ３４で押さえ、取付孔１４ｄの内周面とホルダ３４の外周面との間に挿入したアダプタ３３をボディ１４にねじ込むことにより、ダイアフラム弁体３１の外縁部をボディ１４とホルダ３４との間で挟持している。ダイアフラム弁体３１は、樹脂や金属などを薄い膜状に形成し、変形可能にしたものである。そして、ホルダ３４とアダプタ３３は、耐熱性や剛性を有する金属を材質としている。ホルダ３４には、ダイアフラム弁体３１に接触するように金属製のステム３０が装填され、ステム３０を介してダイアフラム弁体３１にアクチュエータ部Ｘの駆動力を伝達するようになっている。 The valve portion Y has a diaphragm valve body 31 mounted in the mounting hole 14d of the body 14, the outer edge portion of the diaphragm valve body 31 is pressed by the holder 34, and the space between the inner peripheral surface of the mounting hole 14d and the outer peripheral surface of the holder 34 is reduced. By screwing the inserted adapter 33 into the body 14, the outer edge portion of the diaphragm valve body 31 is sandwiched between the body 14 and the holder 34. The diaphragm valve element 31 is made of a thin film made of resin, metal, or the like so that it can be deformed. The holder 34 and the adapter 33 are made of a metal having heat resistance and rigidity. The holder 34 is loaded with a metal stem 30 so as to be in contact with the diaphragm valve body 31, and the driving force of the actuator portion X is transmitted to the diaphragm valve body 31 via the stem 30.

以上、説明したように、本発明の流体制御弁３によれば、
（１）操作流体の圧力によってピストン１１を摺動させ、ダイアフラム弁体３１を弁座３２に当接または離間させる流体制御弁３において、第１ピストン１１Ａ及び第２ピストン１１Ｂを同軸上に有すること、第１ピストン１１Ａには、ダイアフラム弁体３１が弁座３２に当接する方向に付勢する１つの第１圧縮バネ１２Ａが同軸上に取り付けられていること、第２ピストン１１Ｂには、ダイアフラム弁体３１が弁座３２に当接する方向に付勢する１つの第２圧縮バネ１２Ｂが同軸上に取り付けられていること、を特徴とするので、第１ピストン１１Ａに第１圧縮バネ１２Ａが、第２ピストン１１Ｂに第２圧縮バネ１２Ｂが、それぞれ直列に取り付けられているため、流体制御弁３の幅を細くし、小型化することができる。よって、全体の設置面積を減少させることができる。 As described above, according to the fluid control valve 3 of the present invention,
(1) In the fluid control valve 3 that slides the piston 11 by the pressure of the operating fluid and makes the diaphragm valve element 31 contact or separate from the valve seat 32, the first piston 11A and the second piston 11B are coaxially provided The first piston 11A is coaxially mounted with one first compression spring 12A that urges the diaphragm valve body 31 in the direction in which the diaphragm valve body 31 contacts the valve seat 32, and the second piston 11B has a diaphragm valve. Since one second compression spring 12B that is urged in the direction in which the body 31 abuts against the valve seat 32 is coaxially mounted, the first compression spring 12A is attached to the first piston 11A. Since the second compression springs 12B are attached in series to the two pistons 11B, the width of the fluid control valve 3 can be reduced and the size can be reduced. Therefore, the entire installation area can be reduced.

＜参考例＞
同一形状のピストン１１は、ＮＯ型の流体制御弁にも応用可能である。図９に、参考例に係る流体制御弁４の断面図を示す。ＮＣ型の流体制御弁１、２、３と比較して、圧縮バネ１２は、弁体１８が弁座１４ａに当接する方向に付勢していない点、及び圧縮バネ１２は、複数のピストン１１のうち、ピストンごとに取り付けられていない点で異なる。なお、第１実施形態と共通する構成については第１実施形態と同一の符号を図面に付し、説明を割愛する。
流体制御弁４では、ＮＣ型の流体制御弁１、２、３と比較して、ピストン１１のピストン部１１ａを上部、ピストンロッド１１ｂを下部にするように取り付けられている。圧縮バネ１２Ａは、一番下に配置された第１ピストン１１Ａにのみ取り付けられている。圧縮バネ１２Ａの一端は、第１ピストン１１Ａに当接し、その他端は、アダプタ１５に付けられた部品３５に当接している。圧縮バネ１２Ａは、弁体１８が弁座１４ａに離間する方向に付勢している。これにより、同一形状のピストン１１は、ＮＣ型だけでなく、ＮＯ型にも対応することができる。
なお、ＮＯ型の流体制御弁において、参考例に係る流体制御弁４では１つの圧縮バネ１２Ａしか用いていないが、複数のピストンを用いる場合、１つのピストン１１に１つの圧縮バネ１２を取り付けても良い。例えば、参考例に係る流体制御弁４では、ピストン１１Ａ〜１１Ｆにそれぞれ１つずつ圧縮バネ１２を取り付けても良い。 <Reference example>
The piston 11 having the same shape can also be applied to a NO type fluid control valve. FIG. 9 is a sectional view of the fluid control valve 4 according to the reference example. Compared to the NC type fluid control valves 1, 2, and 3, the compression spring 12 is not biased in the direction in which the valve body 18 contacts the valve seat 14 a, and the compression spring 12 is composed of a plurality of pistons 11. Among these, it is different in that it is not attached to each piston. In addition, about the structure which is common in 1st Embodiment, the code | symbol same as 1st Embodiment is attached | subjected to drawing, and description is omitted.
The fluid control valve 4 is attached so that the piston portion 11a of the piston 11 is an upper portion and the piston rod 11b is a lower portion as compared with the NC type fluid control valves 1, 2, and 3. The compression spring 12A is attached only to the first piston 11A arranged at the bottom. One end of the compression spring 12 A is in contact with the first piston 11 A, and the other end is in contact with a component 35 attached to the adapter 15. The compression spring 12A biases the valve body 18 in a direction away from the valve seat 14a. Thereby, the piston 11 of the same shape can respond not only to the NC type but also to the NO type.
In the NO type fluid control valve, only one compression spring 12A is used in the fluid control valve 4 according to the reference example. However, when a plurality of pistons are used, one compression spring 12 is attached to one piston 11. Also good. For example, in the fluid control valve 4 according to the reference example, one compression spring 12 may be attached to each of the pistons 11A to 11F.

なお、本実施形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で様々な改良、変形が可能である。
例えば、第１実施形態では２つのピストン１１を、第２実施形態では６つのピストン１１を重ねたが、ピストン１１はいくつ重ねても良い。
例えば、第１実施形態では操作流体としてエアを用いているが、操作流体は不活性ガスでも良い。 In addition, this embodiment is only a mere illustration and does not limit this invention at all. Accordingly, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof.
For example, two pistons 11 are stacked in the first embodiment, and six pistons 11 are stacked in the second embodiment, but any number of pistons 11 may be stacked.
For example, although air is used as the operating fluid in the first embodiment, the operating fluid may be an inert gas.

１、２、３流体制御弁
１１ピストン
１１Ａ第１ピストン
１１Ｂ第２ピストン
１２圧縮バネ
１２Ａ第１圧縮バネ
１２Ｂ第２圧縮バネ
１３ピストン室
１４ボディ
１４ａ弁座
１５アダプタ
１６ホルダ
１７ベローズ
１８弁体
２０キャップ
２１ワンタッチ継手
２２外装部材
２３内装部品
３１ダイアフラム弁体
３２弁座
Ｘアクチュエータ部
Ｙ弁部 1, 2, 3 Fluid control valve 11 Piston 11A 1st piston 11B 2nd piston 12 Compression spring 12A 1st compression spring 12B 2nd compression spring 13 Piston chamber 14 Body 14a Valve seat 15 Adapter 16 Holder 17 Bellows 18 Valve body 20 Cap 21 One-touch coupling 22 Exterior member 23 Interior component 31 Diaphragm valve body 32 Valve seat X Actuator part Y Valve part

Claims

In the fluid control valve that slides the piston by the pressure of the operating fluid and makes the valve body contact or separate from the valve seat,
Having the first piston and the second piston coaxially;
The first piston is coaxially attached with one first compression spring that urges the valve body in a direction to contact the valve seat.
The second piston is coaxially attached with one second compression spring that urges the valve body in a direction to contact the valve seat.
The sum of the urging force by the first compression spring and the urging force by the second compression spring becomes a force for bringing the valve element into contact with the valve seat;
A fluid control valve characterized by.

The fluid control valve according to claim 1,
The first piston and the second piston have the same shape;
The first compression spring and the second compression spring have the same shape;
A fluid control valve characterized by.

The fluid control valve according to claim 1 or 2 ,
A holder for slidably holding a cylindrical stem connected to the valve body is fixed to an upper portion of the body where the valve seat is formed,
A bellows is arranged between the valve body and the holder,
A fluid control valve characterized by.

The fluid control valve according to any one of claims 1 to 3 ,
A cylindrical holder connected to the valve body is slidably held on the upper part of the body where the valve seat is formed, and a holder fixed by welding is formed ,
A fluid control valve characterized by.

The fluid control valve according to claim 4 .
An actuator unit including the piston is detachable from the holder;
A fluid control valve characterized by.

The fluid control valve according to any one of claims 1 to 5 ,
Having a tube-shaped exterior member,
A fluid control valve characterized by.

The fluid control valve according to claim 6 .
Having a one-touch joint on the upper surface of the cap attached to the tip of the exterior member;
A fluid control valve characterized by.