專利名稱：金屬隔膜閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于諸如用于半導(dǎo)體制造裝置等的金屬隔膜閥的改良。
背景技術(shù)：
以前，所謂這種金屬隔膜閥，正如在特開平8-105554號等記載的那樣的閥。
該金屬隔膜閥20由圖4及圖5所示的那樣，由以下部件構(gòu)成在流入路21與流出路22連通的閥室23底面上設(shè)置有閥座24的閥體25，為保持閥室23的氣密性、在閥體25上設(shè)置中央部向上膨出的金屬隔膜26，使金屬隔膜26覆蓋壓在閥座24上、并使其從閥座24上離開時、金屬隔膜恢復(fù)自己原來的形狀的驅(qū)動裝置27，在閥室23的下方形成的、與流出路22連通的環(huán)狀溝28。
那么，圖4及圖5所示的金屬隔膜閥20，由于形成環(huán)狀溝28，閥座24的口徑變大，即使金屬隔膜的行程不大，能實現(xiàn)大流量流動。也就是說，與沒有形成環(huán)狀溝28的情況相比、使表示流體易流動性的數(shù)值Cv值變大。
發(fā)明要解決的課題以前的金屬隔膜閥20，由于形成環(huán)狀溝28，將其與流出路22相通，相對于環(huán)狀溝28的溝寬，流出路22的直徑D1，特別是環(huán)狀溝28的底面鄰近的(垂直部分)直徑小。其間流體被節(jié)流，通路阻力變大，從閥室23至流出路22的整體流路實現(xiàn)不了大流量流動，其結(jié)果，不能實現(xiàn)更大的Cv值。
另外，為了使流出路22的截面積變大，首先并排穿設(shè)2個縱向孔22a、22b，然后，采用將其內(nèi)圓周整形的辦法，然而存在流出路22的加工過于麻煩的問題。
更進一步，環(huán)狀溝28的底面寬度W1方面也存在著，由于比流出路22的上端直徑D1大，在兩者的連接部分產(chǎn)生流體節(jié)流的現(xiàn)象，使流路阻力容易變大的問題。
本發(fā)明是鑒于上述問題，為了解決該問題而發(fā)明的(裝置)。這個課題提供在從閥室至流出路的流路中，能實現(xiàn)使大流量流體較容易地流動的金屬隔膜閥。發(fā)明的公開本發(fā)明的金屬隔膜閥的構(gòu)成，包括在流入路與流出路連通的閥室上設(shè)置閥座的閥體，為保持閥室的氣密性、在閥體設(shè)置中央部向上膨出的金屬隔膜，將金屬隔膜覆蓋壓在閥座壓在閥座上、并使其從閥座上離開時恢復(fù)自己原來的形狀的驅(qū)動裝置，在閥室的下方形成的、與流出路連通的環(huán)狀溝構(gòu)成。所具備的特征是，使流出路的直徑大于前述環(huán)狀溝的寬度，并使環(huán)狀溝與流出路的交叉部分的有效截面積大于流出路的橫截面積。
由于流出路的直徑大于環(huán)狀溝的寬度，并使環(huán)狀溝與流出路的交叉部分的有效截面積大于流出路的橫截面積，所以，由環(huán)狀溝至流出路流動的流體在其間沒有節(jié)流，流路的阻力變小。其結(jié)果是，在由閥室至流出路的全部流路中，使流體容易地流動，能實現(xiàn)大流量流動，能使表示流體易流動性的數(shù)值Cv值變大。
前述流出路，相對于環(huán)狀溝的深度方向，最好配制呈一直線狀。如果這樣，從閥室流出的流體從環(huán)狀溝向流出路呈直線狀流動，在這些流路中流體的流動能夠比較順暢地流動。
另外，流出路還可相對于環(huán)狀溝的深度方向配置傾斜成銳角。
如這樣配置，因為能使環(huán)狀溝和流處路的交叉部分有效面積變大，能夠減小由環(huán)狀溝流動至流出路的流路阻力。
前述銳角最好在45°以下，這樣相對于流出路7的橫截面積，能增大環(huán)狀溝與流出路之間的交叉部分的有效面積，并且也不增加流路阻力。
前述流出路的直徑最好作成環(huán)狀溝的溝寬1.5-2.5倍，這樣能大幅度減少流路阻力，并且使流出路的形成變得容易。
還有，連接環(huán)狀溝的流出路上端最好作成半球型，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)由環(huán)狀溝流向流出路的流體順暢地流動。
還有，環(huán)狀溝和流出路之間的連接，將環(huán)狀溝的底面位于形成前述半球狀的流出路上端部的中心鄰近部進行連接是所希望的。
附圖的簡要說明

圖1所示的是本發(fā)明的金屬隔膜閥縱剖面的側(cè)視圖圖2所示的是閥體放大的縱剖面的側(cè)視圖圖3圖2的斜視圖圖4以前的金屬隔膜閥縱剖面的側(cè)視圖圖5以前的金屬隔膜閥的閥體的平面圖符號說明1為金屬隔膜閥2為閥體3為金屬隔膜4為驅(qū)動裝置5為環(huán)狀溝6為流入路7為流出路8為閥室9為閥座10為臺階部11為閥蓋12為閥蓋螺母13為閥桿14為金屬隔膜壓塊15為彈簧16為氣缸，D為直徑，W為溝寬度，θ為銳角角度發(fā)明的實施形式以下，將本發(fā)明的實施形態(tài)，基于圖示進行說明。
圖1所示的是本發(fā)明的金屬隔膜閥縱剖面的側(cè)視圖。圖2所示的是閥體放大的縱剖面的側(cè)視圖。圖3是圖2的斜視圖。
參照圖1乃至圖3，金屬隔膜閥1由閥體2、金屬隔膜3、驅(qū)動裝置4、環(huán)狀溝5等主要部件構(gòu)成。
前述閥體2配置著，連通流入路6和流出路7的閥室8底面上設(shè)置有閥座9，由不銹鋼等金屬材料制成，上方開放凹狀的閥室8，下方開口的與閥室8連通的流入路6，下方開口的與閥室8連通的流出路7，在閥室8的底面中央鑲嵌合成樹脂制作的閥座9，在閥室8的底面外周形成的臺階部10。流入路6和流出路7呈圓型截面。
前述金屬隔膜3，是為了保持閥室8的氣密性，在閥體2上設(shè)置中央部向上膨出，在不銹鋼等能彈性變形的金屬薄板上形成中央部向上膨出的盤型，其周緣部放置在閥體2的臺階部10處，通過向閥室8內(nèi)插入閥蓋11的下端部和螺旋固定在閥體2上的閥蓋螺母12，按壓至臺階部10，來夾持固定而保持氣密狀態(tài)。
所以，金屬隔膜3的中央部在閥座8上被壓下，彈起，完成閥的開閉。
前述閥蓋11，由于成形的是筒狀，插入閥體2的閥室8內(nèi)，通過將閥蓋螺母12旋緊而被固定在閥體2側(cè)。
前述驅(qū)動裝置4的構(gòu)成是，將金屬隔膜3覆蓋壓在閥座9上、或使其從閥座9上離開時(金屬隔膜)恢復(fù)自己原來的形狀；采用空壓式，在閥蓋11內(nèi)設(shè)有能升降的閥桿13，在其下部設(shè)有與金屬隔膜相匹配的隔膜壓塊14，在閥蓋11與閥桿13之間設(shè)置著使閥桿13經(jīng)常向下運動的彈簧15，設(shè)在閥蓋上部的、能使閥桿13向上運動的氣缸16。
前述環(huán)狀溝5，由于在閥室8的下方形成并與流出路連通，呈環(huán)狀，為了在閥室的下方與之連通而進行深切削。
前述流出路7的直徑D比環(huán)狀溝5的溝寬W大。
另外，流出路7如圖2所示，它的半球形頂端部的上端面7a形成位于比環(huán)狀溝5的底面5a的上方，因此，環(huán)狀溝5和流出路7交叉部分的有效橫截面積比流出路7的橫截面積大。
即環(huán)狀溝5和流出路7之間的連接，如圖2所示，在形成半球狀的流出路7頂端部中心鄰近處、在位于環(huán)狀溝5的底面5a情況下，進行兩者連接。
另外，在此處環(huán)狀溝5和流出路7之間交叉部分的有效橫截面積是圖2的a1部分的面積和a2部分的面積、底面5a部分的面積合計的面積。
在圖1至圖3所示的實施形態(tài)，流出路7相對與環(huán)狀溝5配置成銳角θ傾斜。銳角θ最好小于45°，在此例中置成18°。如果將銳角θ大于45°，環(huán)狀溝5與流出路7的彎曲角度變大，使流路的阻力變大。
前述流出路7的直徑D，最好是相對于環(huán)狀溝5的溝寬W的1.5-2.5倍。在此例中，大約為2倍。相對于環(huán)狀溝5的溝寬W，流出路7的直徑D小于1.5倍時，沒有希望能使通路阻力大幅減小。
相對于環(huán)狀溝5的溝寬W，流出路7的直徑D大于2.5倍時，與流入路6相關(guān)的制造、流出路7的形成將變得困難。
另外，在流出路7與環(huán)狀溝5的接續(xù)部分7b，為了使從環(huán)狀溝5至流出路7流體流動順暢，使其形成半球形。
下面，基于此種構(gòu)成，說明其作用。
解除驅(qū)動裝置4的氣缸16的作動時，由于彈簧15的作用，閥桿13向下運動，通過隔膜壓塊14使金屬隔膜3的中央部產(chǎn)生向下的彈性變形壓在閥座9上，使閥關(guān)閉。
相反，驅(qū)動裝置4的氣缸16的開始作動時，抵抗彈簧15的作用，閥桿13和隔膜壓塊14向上運動，金屬隔膜3自己恢復(fù)原形，從閥座9離開，使閥打開。
環(huán)狀溝5的溝寬W比流出路7的直徑D大，同時環(huán)狀溝5與流出路7交叉部分有效橫截面積(圖3的以陰影所示形狀的表面積)比流出路7的橫截面積(圓形)大，能使從環(huán)狀溝5流至流出路7的流體，在這個環(huán)狀溝5流出路7的接續(xù)部分沒有節(jié)流，流路的阻力變小。因此，作為從閥室8流出、經(jīng)過環(huán)狀溝5流出路7的全部流體，流動容易，能實現(xiàn)大流量流動，能實現(xiàn)較大的Cv值。實施例制成的金屬隔膜閥1，金屬隔膜3的直徑為Φ15mm，環(huán)狀溝5的溝寬W為2mm，流出路7的直徑D為3.8mm，流出路7的角度θ為18°。對其進行實驗，結(jié)果是流體的流量(氣體)為501/min時，壓力損失為0.239kg/cm2。
另外，在輸入壓力為0.1kg/cm2時，流量為30.91/min，此時的Cv值為0.252，與以前的閥相比，壓力損失大大減少，Cv值大幅提高。
還有，流出路7在前面的實例中，相對于環(huán)狀溝5傾斜配置成銳角θ。不限于此，假如相對于環(huán)狀溝5配制成一直線狀也很好。
驅(qū)動裝置4在前面的實例中，采用的是空壓式，不限于此，也可采用手動式、電磁式、電動式、油(液)壓式。
發(fā)明的效果如上所述，如果采用本發(fā)明能實現(xiàn)以下各項優(yōu)異的效果。
(1)由閥體、金屬隔膜、驅(qū)動裝置、環(huán)狀溝構(gòu)成，特別是與環(huán)狀溝的溝寬相比流出路的直徑要大，同時，環(huán)狀溝和流出路之間的交叉部分有效橫截面積要比流出路的橫截面積要大，所以，從閥室至流出路的全部流體能實現(xiàn)大流量流動。
(2)與環(huán)狀溝的溝寬相比流出路的的直徑要大，并且環(huán)狀溝和流出路之間的交叉部分有效橫截面積要比流出路的橫截面積要大。所以，容易適用于現(xiàn)有的產(chǎn)品，能夠降低成本。
權(quán)利要求
1.金屬隔膜閥，包括在連通流入路和流出路的閥室底面設(shè)置閥座的閥體、為保持閥室的氣密性而在閥體設(shè)置中央部向上膨出的金屬隔膜、使金屬隔膜覆蓋壓在閥座上并從閥座上離開時恢復(fù)自己原來的形狀的驅(qū)動裝置、在閥室的下方形成并與流出路連通的環(huán)狀溝構(gòu)成，其特征在于，與前述環(huán)狀溝的溝寬相比圓形流出路的直徑要大，并且環(huán)狀溝和流出路之間的交叉部分的有效橫截面積比流出路的橫截面積大。
2.權(quán)利要求1記載的金屬隔膜閥，其特征在于，流出路相對于環(huán)狀溝深度的方向配置成一直線狀。
3.權(quán)利要求1記載的金屬隔膜閥，其特征在于，流出路相對于環(huán)狀溝深度的方向配置傾斜為銳角度。
4.權(quán)利要求2或權(quán)利要求3記載的金屬隔膜閥，其特征在于，與環(huán)狀溝連接的流出路的頂端部設(shè)計成半球狀的形態(tài)。
5.權(quán)利要求4記載的金屬隔膜閥，其特征在于，將環(huán)狀溝的底面位于成為半球狀的流出路頂端部中心鄰近處。
全文摘要
提供用于半導(dǎo)體制造裝置等的金屬隔膜閥是使通過閥本體的流入路、從閥室流至流出路，通路阻力小，雖然小型，但通過的流量大；本發(fā)明的金屬隔膜閥由備有流入路(6)閥室(8)流出路(7)的閥體(2)、金屬隔膜(3)、驅(qū)動裝置(4)、環(huán)狀溝(5)構(gòu)成，并具有以下特征前述環(huán)狀溝(5)的溝寬相比流出路(6)的直徑要大，同時，與環(huán)狀溝(5)流出路(6)之間交叉部分的有效橫截面積要比流出路(6)的橫截面積大。
文檔編號F16K7/12GK1464950SQ02802325
公開日2003年12月31日 申請日期2002年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月16日
發(fā)明者糸井茂 申請人:株式會社富士金