專(zhuān)利名稱(chēng)：流體控制閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體控制閥，其具備具有第一流路和第二流路的樹(shù)脂制閥主體、 與樹(shù)脂制閥主體的上表面連結(jié)的樹(shù)脂制閥上體、夾持在樹(shù)脂制閥主體與樹(shù)脂制閥上體之間的樹(shù)脂制的隔膜閥芯，第一流路具備一端與第一口連通的第一口連通流路和另一端與閥孔連通的第一閥孔連通流路，第一口連通流路與第一閥孔連通流路正交，樹(shù)脂制閥主體具備在閥室、第一口連通流路及第一閥孔連通流路之間對(duì)閥座進(jìn)行支承的閥座支承部。
背景技術(shù)：
以往，作為這種技術(shù)，有下述的專(zhuān)利文獻(xiàn)I記載的流體控制閥100。
如圖10所示，流體控制閥100在樹(shù)脂制閥主體101的上表面連結(jié)有樹(shù)脂制閥上體 102，在樹(shù)脂制閥主體101與樹(shù)脂制閥上體102之間夾持有隔膜閥芯103。流體控制閥100 中，通過(guò)向樹(shù)脂制閥上體102內(nèi)的操作口 104供給空氣而使活塞105向下方滑動(dòng)，由此使隔膜閥芯103向閥座106抵接。另一方面，在未向操作口 104供給空氣時(shí)，通過(guò)復(fù)位彈簧107 使活塞105向上方滑動(dòng)，隔膜閥芯103從閥座106分離。在隔膜閥芯103從閥座106分離時(shí)，在第一流路108中流動(dòng)的流體通過(guò)閥室109向第二流路110流入。
其他的專(zhuān)利文獻(xiàn)的流體控制閥也具有同樣的結(jié)構(gòu)及作用效果。
在先技術(shù)文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)2006-153132號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2008-8415號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2008-208977號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)2009-2442號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)5:日本特開(kāi)2009-24812號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容
然而，現(xiàn)有技術(shù)存在以下的課題。
圖10所示的第一流路108由與第一口連通的第一口連通流路108B和與閥室109 連通的第一閥孔連通流路108A構(gòu)成。而且，第一口連通流路108B及第一閥孔連通流路108A 是在閥孔111的正下方正交的形狀。在第一口連通流路108B與閥室109之間形成有對(duì)閥座106進(jìn)行支承的閥座支承部120。
S卩，為了將流體控制閥100關(guān)閉，隔膜閥芯103對(duì)閥座106進(jìn)行按壓。由于流體控制閥100為樹(shù)脂制，因此在對(duì)閥座106進(jìn)行支承的閥座支承部120產(chǎn)生彎曲。當(dāng)閥座支承部120彎曲時(shí)，圖11所示的閥座106的閥座支承部120的上表面的閥座一端106A處于傾斜的狀態(tài)。具體而言，與將彎曲前的閥座一端116A (圖11中虛線所示)和閥座另一端106B 連結(jié)的線相比，傾斜了角度Θ。而且，傾斜了從彎曲前的閥座一端116A到彎曲后的閥座一端106A的距離X。
由于閥座支承部120彎曲而閥座106的閥座一端106A傾斜，隔膜閥芯103與閥座 106的閥座一端106A發(fā)生摩擦，會(huì)對(duì)閥座106的密封面造成損傷。尤其是當(dāng)閥座支承部120 的彎曲大而閥座106的閥座一端106A較大地傾斜時(shí)，會(huì)對(duì)閥座106的密封面造成損傷。當(dāng)閥座106的密封面帶有損傷時(shí)，會(huì)成為流體從該傷口泄漏的原因，因此存在問(wèn)題。
另外，在圓筒狀的閥座支承部中，若在圓周方向上存在強(qiáng)度差，則在密封載荷作用于閥座時(shí)，強(qiáng)度弱的閥座支承部會(huì)發(fā)生彎曲。由于閥座支承部彎曲，該部位無(wú)法得到充分的密封載荷。當(dāng)?shù)貌坏匠浞值拿芊廨d荷時(shí)，會(huì)從該部分發(fā)生泄漏，因此成為問(wèn)題。
例如，在高溫的流體流過(guò)而流體控制閥成為高溫狀態(tài)時(shí)，尤其是樹(shù)脂制的流體控制閥容易彎曲。因此，在高溫的流體流過(guò)的狀態(tài)下，對(duì)于閥座施加密封載荷時(shí)，強(qiáng)度弱的閥座支承部彎曲而閥座支承部的反彈力下降，因而閥座的密封力下降。因此，在高溫的流體流過(guò)的狀態(tài)下，尤其是存在容易發(fā)生流體的泄漏的問(wèn)題。而且，在流體的流體壓高時(shí)，也存在容易發(fā)生泄漏的問(wèn)題。
因此，本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題點(diǎn)而作出，其目的在于提供一種防止在隔膜閥芯與閥座抵接時(shí)發(fā)生的閥座支承部的彎曲引起的閥座的傾斜的流體控制閥。
以該課題的解決為目的而提供的本發(fā)明的一方式的流體控制閥，具備具有第一流路和第二流路的樹(shù)脂制閥主體、與樹(shù)脂制閥主體的上表面連結(jié)的樹(shù)脂制閥上體、夾持在樹(shù)脂制閥主體與樹(shù)脂制閥上體之間的樹(shù)脂制的隔膜閥芯，第一流路具備一端與第一口連通的第一口連通流路和另一端與閥孔連通的第一閥孔連通流路，第一口連通流路與第一閥孔連通流路連通，樹(shù)脂制閥主體在閥室、第一口連通流路及第一閥孔連通流路之間具備對(duì)閥座進(jìn)行支承的閥座支承部，流體控制閥的特征在于，閥座支承部具有閥座加強(qiáng)部，閥座加強(qiáng)部由將第一流路內(nèi)的一部分堵塞的形狀形成。
具有上述結(jié)構(gòu)的流體控制閥能夠減少隔膜閥芯與閥座抵接時(shí)發(fā)生的閥座支承部的彎曲幅度。即，通過(guò)閥座加強(qiáng)部能夠?qū)﹂y座支承部進(jìn)行加強(qiáng)，因此能夠減小閥座支承部的彎曲而減小閥座的傾斜。
另外，由于閥座支承部的彎曲減小，而閥座一端的傾斜也能夠減小。由于閥座一端的傾斜減小，而隔膜閥芯與閥座一端的摩擦幅度減小。由此，閥座一端的密封面的損傷減小。具體而言，即使對(duì)于密封面帶有損傷，若損傷的寬度窄而形成不超過(guò)閥座一端的密封面的范圍內(nèi)的損傷，則也不會(huì)發(fā)生從該傷口泄漏流體的情況。因此，根據(jù)本結(jié)構(gòu)，由于閥座一端的傾斜減小，能夠抑制成不超過(guò)閥座的密封面的范圍內(nèi)的損傷，因此不會(huì)發(fā)生流體的泄漏而能夠防止流體的泄漏。
另外，通過(guò)對(duì)強(qiáng)度弱的閥座支承部進(jìn)行加強(qiáng)，而能夠?qū)㈤y座支承部沿著圓周方向均勻地確保強(qiáng)度。由于能夠確保閥座支承部的強(qiáng)度，能夠防止在通過(guò)閥座承受密封載荷時(shí)強(qiáng)度弱的閥座支承部發(fā)生彎曲。由于能夠沿著圓周方向產(chǎn)生均勻的密封力，因此能夠減少密封性能的下降。尤其是在高溫的流體流過(guò)時(shí)及流體的流體壓高時(shí)有效。
在上述記載的流體控制閥中，優(yōu)選的是，在從所述樹(shù)脂制閥上體方向觀察閥孔時(shí)， 閥座加強(qiáng)部成為將第一閥孔連通流路的一部分堵塞的閥座加強(qiáng)上部，在從樹(shù)脂制閥上體方向觀察閥孔時(shí)，閥座加強(qiáng)上部成為弓形。
這是因?yàn)?，由于能夠?qū)﹂y座支承部進(jìn)行加強(qiáng)而增加強(qiáng)度，因此能夠減小閥座支承部的彎曲，能夠減少閥座的傾斜。
具體而言，能夠形成閥座加強(qiáng)上部，該閥座加強(qiáng)上部在從樹(shù)脂制閥上體方向觀察閥孔時(shí)的閥孔的第一口側(cè)成為弓形形狀。閥孔的第二口側(cè)的閥座具有將第一流路與第二流路分隔的垂直方向的支承部，因此強(qiáng)度強(qiáng)。另一方面，閥孔的第一口側(cè)的閥座支承部由于第一流路通過(guò)其下方，因此沒(méi)有垂直方向的支承，因此強(qiáng)度弱。因此，通過(guò)在強(qiáng)度弱的部分形成加強(qiáng)上部而能夠防止閥座支承部的彎曲。由此，能夠減少閥座的傾斜。
另外，以相對(duì)于閥孔而在第一口側(cè)成為弓形形狀的方式形成閥座加強(qiáng)上部，由此能夠相對(duì)于閥孔沿著圓周方向?qū)﹂y座支承部進(jìn)行加強(qiáng)。即，由于閥座加強(qiáng)上部為弓形形狀， 而向具有強(qiáng)度的筒狀的閥孔的連接增強(qiáng)。由于閥座加強(qiáng)上部向閥孔的連接增強(qiáng)，而利用具有強(qiáng)度的筒狀的閥孔的剛性，能夠增加閥座支承部的剛性。其結(jié)果是，根據(jù)后面詳細(xì)說(shuō)明的本實(shí)施例的一結(jié)果，減少閥座支承部的彎曲，與以往的流體控制閥相比，能夠?qū)㈤y座的傾斜減少61%。
另外，閥座加強(qiáng)上部以將第一閥孔連通流路的一部分堵塞的方式形成，但能夠?qū)⒘鲃?dòng)的流體的流動(dòng)妨礙形成為最小限度。即，流體具有徑直地流動(dòng)的性質(zhì)。因此，流過(guò)第一閥孔連通流路的流體在流路的圓角部的外側(cè)流動(dòng)。因此，即使在成為圓角部的內(nèi)側(cè)的部分形成弓形的閥座加強(qiáng)上部，對(duì)流體的流量造成的影響也少。因此，由于對(duì)流體的流量造成的影響少，從而能夠?qū)⒃诘谝婚y孔連通流路中流動(dòng)的流體的妨礙形成為最小限度。
在上述記載的流體控制閥中，優(yōu)選的是，在從樹(shù)脂制閥主體側(cè)面方向觀察第一口時(shí)，閥座加強(qiáng)部成為將第一流路的一部分堵塞的閥座加強(qiáng)下部，在從樹(shù)脂制閥主體側(cè)面方向觀察第一口時(shí)，閥座加強(qiáng)下部成為弓形。
這是因?yàn)?，由于能夠加?qiáng)閥座支承部而增加強(qiáng)度，因此能夠減小閥座支承部的彎曲。
具體而言，能夠形成閥座加強(qiáng)下部，該閥座加強(qiáng)下部在從樹(shù)脂制閥主體側(cè)面方向觀察閥孔時(shí)的第一流路內(nèi)的閥座支承部側(cè)成為弓形形狀。由于第一流路呈截面圓形狀，因此通過(guò)使該截面圓形狀的一部分為弓形形狀而連結(jié)，能夠?qū)㈤y座加強(qiáng)下部牢固地固定。由于能夠?qū)㈤y座加強(qiáng)下部牢固地固定，從而能夠增加閥座支承部的強(qiáng)度，因此能夠防止閥座支承部的塑性變形。因此，根據(jù)后面詳細(xì)說(shuō)明的本實(shí)施方式的一結(jié)果，通過(guò)形成在第一流路內(nèi)的閥座支承部側(cè)成為弓形形狀的閥座加強(qiáng)下部，能夠減少閥座支承部的彎曲，與以往的流體控制閥相比能夠?qū)㈤y座的傾斜減少22%。
在上述記載的流體控制閥中，優(yōu)選的是，閥座加強(qiáng)上部和閥座加強(qiáng)下部相對(duì)于閥座支承部而成為截面大致L形狀。
這是因?yàn)槟軌蚴褂瞄y座加強(qiáng)上部和閥座加強(qiáng)下部的強(qiáng)度。因此，根據(jù)在后面詳細(xì)說(shuō)明的本實(shí)施方式的一結(jié)果，能夠減少閥座支承部的彎曲，與以往的流體控制閥相比，能夠?qū)㈤y座的傾斜減少92%。
發(fā)明效果
根據(jù)上述流體控制閥，能夠防止隔膜閥芯與閥座抵接時(shí)發(fā)生的閥座支承部的彎曲引起的閥座的傾斜。


圖I是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的流體控制閥(閉閥狀態(tài))的剖視圖。
圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的流體控制閥(開(kāi)閥狀態(tài))的剖視圖。
圖3是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的樹(shù)脂制閥主體的俯視圖。
圖4是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的流體控制閥的局部放大剖視圖。
圖5是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的流體控制閥的局部放大側(cè)視圖。
圖6是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的流體控制閥的局部放大剖視圖。
圖7是表示將本發(fā)明的實(shí)施方式的現(xiàn)有技術(shù)的流體控制閥的閥座的傾斜與實(shí)施方式的流體控制閥的閥座的傾斜進(jìn)行了比較的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖。
圖8是本發(fā)明的第四實(shí)施方式的流體控制閥的局部放大剖視圖。
圖9是本發(fā)明的第四實(shí)施方式的流體控制閥的局部放大側(cè)視圖。
圖10是現(xiàn)有技術(shù)的流體控制閥(閉閥狀態(tài))的剖視圖。
圖11是現(xiàn)有技術(shù)的流體控制閥的閥座部分的局部放大概念圖。
具體實(shí)施方式
接下來(lái)，參照附圖，說(shuō)明本發(fā)明的流體控制閥的實(shí)施方式。
(第一實(shí)施方式)
<流體控制閥的整體結(jié)構(gòu)>
圖I是第一實(shí)施方式的流體控制閥I的剖視圖，表示閥閉狀態(tài)。圖2是第一實(shí)施方式的流體控制閥I的剖視圖，表示閥開(kāi)狀態(tài)。圖3表示樹(shù)脂制閥主體2的俯視圖。
第一實(shí)施方式的流體控制閥I與現(xiàn)有技術(shù)同樣地，向半導(dǎo)體制造裝置組裝，控制藥液的供給。流體控制閥I是常開(kāi)型的氣動(dòng)式開(kāi)閉閥。流體控制閥I在樹(shù)脂制閥主體2的上表面連結(jié)有樹(shù)脂制閥上體3，在樹(shù)脂制閥主體2與樹(shù)脂制閥上體3之間夾持有隔膜閥芯 4。流體控制閥I通過(guò)使樹(shù)脂制閥上體3內(nèi)的活塞25滑動(dòng)，而使隔膜閥芯4與閥座15抵接或分離。流體控制閥I中，用于向半導(dǎo)體制造裝置安裝的安裝板5固定設(shè)置在樹(shù)脂制閥主體2的下表面。
<樹(shù)脂制閥主體的結(jié)構(gòu)>
樹(shù)脂制閥主體2是對(duì)PTFE (聚四氟乙烯)、PFA (四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)等耐腐蝕性和耐熱性?xún)?yōu)異的樹(shù)脂進(jìn)行成形而成。
如圖I所示，在樹(shù)脂制閥主體2的上表面形成有圓柱狀的閥室13。閥室13連通有與圓形狀的第一口 23連通的第一流路21的一端和與圓形狀的第二口 24連通的第二流路 22的一端。在第一流路21向閥室13開(kāi)口的部分上形成有閥孔16。在閥孔16的周邊部一體形成有閥座15。
第一流路21具有一端與第一口 23連通的第一口連通流路21a和另一端與閥室13 連通的第一閥孔連通流路21b。第一口連通流路21a相對(duì)于第一口 23的中心而沿著軸心方向形成。另一方面，第一閥孔連通流路21b沿著閥孔16的軸心方向形成。第一口連通流路21a與第一閥孔連通流路21b在樹(shù)脂制閥主體2內(nèi)部垂直連結(jié)，在連結(jié)部形成有圓角部 21c。
如圖I所示，在閥室13與第一口連通流路21a之間形成有對(duì)閥座15進(jìn)行支承的閥座支承部17。閥座支承部17具有閥座加強(qiáng)上部18。如圖3所示，在從樹(shù)脂制閥主體2 的上表面觀察時(shí)，閥座加強(qiáng)上部18形成在第一閥孔連通流路21b的流路內(nèi)。而且，閥座加強(qiáng)上部18是由弦18a和圓弧18b構(gòu)成的弓形形狀。圖3所示的閥座加強(qiáng)上部18的截面積可以通過(guò)弓形的面積的公式來(lái)求出。
如圖3所示，閥孔16的形狀由于閥座加強(qiáng)上部18形成在流路內(nèi)，而成為截面大致 D形狀的流路形狀。如圖I所示，在本實(shí)施方式中對(duì)于從閥座加強(qiáng)上部18的閥座15到第一閥孔連通流路21b進(jìn)行45度的倒角。通過(guò)倒角，能夠增加向閥孔16流入的流體的流量。
閥孔16的第二流路22側(cè)的閥座另一端15a由將第一流路21與第二流路22分隔的垂直方向的支承部20來(lái)支承。閥座15由支承部20及閥座支承部17支承為圓筒狀。閥座15的除閥座支承部17以外的部分由支承部20支承。
<樹(shù)脂制閥上體的結(jié)構(gòu)〉
圖I所示的樹(shù)脂制閥上體3以PPS (聚苯硫醚)、PFA、PP、PVDF等具有耐腐蝕性和剛性的樹(shù)脂為材質(zhì)。樹(shù)脂制閥上體3由工作缸32和蓋33構(gòu)成，形成活塞室34。樹(shù)脂制的活塞35以可滑動(dòng)的方式向活塞室34裝填，通過(guò)壓縮設(shè)置在其與工作缸32之間的復(fù)位彈簧 31始終被向圖中上方施力?；钊?5對(duì)應(yīng)于從操作口 33a向活塞室34供給的操作空氣的壓力與復(fù)位彈簧31的反彈力的平衡，而在活塞室34內(nèi)向圖中上下方向移動(dòng)。在活塞35上一體成形有活塞桿36。活塞桿36與活塞35 —體地構(gòu)成而能夠在工作缸32滑動(dòng)，且與隔膜閥芯4連結(jié)。
<隔膜閥芯的結(jié)構(gòu)>
隔膜閥芯4以PTFE (聚四氟乙烯)等耐腐蝕性及耐熱性?xún)?yōu)異的樹(shù)脂為材質(zhì)，通過(guò)切削而制作。隔膜閥芯4包括與閥座15抵接或分離的圓柱狀的閥芯部4a ;與閥芯部4a 的外周面連接的薄膜部4b ;沿著薄膜部4b的外緣設(shè)置成厚壁的周緣部4c。隔膜閥芯4通過(guò)將周緣部4c夾入樹(shù)脂制閥主體2與樹(shù)脂制閥上體3之間而密封于環(huán)狀槽26的內(nèi)壁來(lái)固定。
<流體控制閥的作用效果>
(流體的輸入輸出)
如圖2所示，流體控制閥I中，在第一流路21上連接第一口 23，在第二流路22上連接第二口 24。流體控制閥I在未向操作口 33a供給操作空氣時(shí)，通過(guò)復(fù)位彈簧31的力使隔膜閥芯4從閥座15分離。因此，從第一口 23向第一流路21流入的流體經(jīng)由閥孔16而向閥室13、第二流路22供給，向第二口 24輸出。
另一方面，如圖I所示，流體控制閥I中，在向操作口 33a供給操作空氣時(shí)，活塞35 下降而使隔膜閥芯4與閥座15抵接。因此，從第一口 23經(jīng)由第一流路21向閥孔16流入的藥液在閥座15中由隔膜閥芯4隔斷，不會(huì)從第二流路22向第二口 24輸出。
(閥座加強(qiáng)部的效果)
流體控制閥I通過(guò)相對(duì)于上述隔膜閥芯4的閥座15進(jìn)行抵接分離來(lái)進(jìn)行流體的流量的控制。然而，隔膜閥芯4對(duì)于閥座15向下方加壓。因此，在對(duì)閥座15進(jìn)行支承的閥座支承部17產(chǎn)生負(fù)荷。其結(jié)果是，在圖10所示的以往的流體控制閥100中，閥座支承部120 因負(fù)荷而發(fā)生彎曲。當(dāng)閥座支承部120彎曲時(shí)，如圖11所示，閥座106的閥座支承部120 的上表面的閥座一端106A傾斜。具體而言,與將彎曲前的閥座一端116A (圖11中雙點(diǎn)劃線所示)和彎曲后的閥座另一端106B連結(jié)的線相比，傾斜角度Θ。而且，因彎曲而傾斜了從閥座一端116A到閥座一端106A的距離X。由于閥座支承部120彎曲而閥座一端106A傾斜而隔膜閥芯103與閥座一端106A發(fā)生摩擦，會(huì)對(duì)閥座一端106A的密封面造成損傷。尤其是閥座支承部120的彎曲大而閥座一端106A較大地傾斜時(shí)，閥座一端106A的密封面會(huì)產(chǎn)生損傷。當(dāng)閥座一端106A的密封面產(chǎn)生損傷時(shí)，會(huì)成為流體從該傷口泄漏的原因，因此存在問(wèn)題。
然而，根據(jù)本實(shí)施方式，閥座支承部17具有閥座加強(qiáng)上部18。因此，能夠減小隔膜閥芯4按壓閥座15時(shí)產(chǎn)生的閥座支承部17的彎曲的幅度。即，通過(guò)閥座加強(qiáng)上部18能夠?qū)﹂y座支承部17進(jìn)行加強(qiáng)，因此即使隔膜閥芯4對(duì)于閥座15施加向下方的加壓力，閥座支承部17也能夠?qū)瓜蛳路降募訅毫?，因此能夠?qū)a(chǎn)生彎曲的情況抑制成小幅度。
另外，通過(guò)減小閥座支承部17的彎曲幅度，而能夠減小閥座一端15b的傾斜幅度。 由于閥座一端15b的傾斜幅度減小，而隔膜閥芯4與閥座一端15b的摩擦幅度減小。由此對(duì)于閥座一端15b的密封面的損傷減小。具體而言，即使帶有與閥座一端15b的密封面的圓周方向垂直的損傷，若損傷的幅度窄且形成不超過(guò)閥座一端15b的密封面的范圍內(nèi)的損傷，則流體也不會(huì)從其傷口泄漏。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)使閥座一端15b的傾斜減小， 能夠抑制成不超過(guò)閥座一端15b的密封面的范圍內(nèi)的損傷的大小，因此不會(huì)發(fā)生流體的泄漏而能夠防止泄漏。
另外，由于能夠減小閥座支承部17的彎曲，而能夠防止反復(fù)疲勞引起的閥座支承部17的塑性變形。由于能夠防止閥座支承部17的塑性變形，因此能夠確保隔膜閥芯4與閥座15之間的整周的密封力的均勻性。由于能夠確保密封力的均勻性而能夠防止流體的泄漏。
另外，由于能夠防止閥座支承部17的彎曲，而能夠防止超過(guò)閥座15的密封面的損傷。因此，能夠減少更換流體控制閥I的更換頻度，能夠降低使用成本。而且，由于能夠防止閥座支承部17的塑性變形，而能夠確保密封的均勻性。因此，能夠減少更換流體控制閥 I的更換頻度，能夠降低使用成本。
圖7是表示本發(fā)明的閥座的傾斜的效果的條形圖?？v軸上，在設(shè)現(xiàn)有技術(shù)的流體控制閥100的閥座一端106A的傾斜角度Θ的比例為“I”時(shí)，對(duì)流體控制閥100的傾斜角度Θ的比例與本發(fā)明的傾斜角度的比例進(jìn)行比較。橫軸中，(A)表示流體控制閥100的閥座106的傾斜角度Θ的比例，(C)表示本實(shí)施方式的流體控制閥I的閥座一端15b的傾斜角度的比例。
如圖7所示，與(A)的流體控制閥100的閥座一端106A的傾斜角度Θ的比例相比，(C)的本實(shí)施方式的流體控制閥I的閥座一端15b的傾斜角度的比例成為O. 39。S卩，由于流體控制閥I的閥座支承部17具有閥座加強(qiáng)上部18，因此能夠?qū)㈤y座的傾斜減少61%。
另外，閥座加強(qiáng)上部18在從樹(shù)脂制閥上體3方向觀察閥孔16時(shí)，成為弓形形狀， 由此能夠?qū)﹂y座支承部17進(jìn)行加強(qiáng)而強(qiáng)度增加，因此能夠減小閥座支承部17的彎曲幅度， 從而能夠減少閥座一端15b的傾斜角度。
具體而言，能夠形成閥座加強(qiáng)上部18，該閥座加強(qiáng)上部18在從樹(shù)脂制閥上體13方向觀察閥孔16時(shí)的閥孔16的第一口連通流路21a側(cè)成為弓形形狀。閥孔16的第二流路 22側(cè)的閥座另一端15a具有將第一流路21與第二流路22分隔的垂直方向的支承部20，因此強(qiáng)度強(qiáng)。另一方面，閥孔16的第一口連通流路21a側(cè)的閥座支承部17由于第一流路21 通過(guò)其下方，因此沒(méi)有垂直方向的支承而強(qiáng)度弱。因此，通過(guò)在強(qiáng)度弱的部分形成閥座加強(qiáng)上部18而能夠防止閥座支承部17的彎曲。由此，能夠減少閥座15的傾斜。
另外，通過(guò)以相對(duì)于閥孔16而在第一口連通流路21a側(cè)成為弓形形狀的方式形成閥座加強(qiáng)上部18，如圖3所示，能夠相對(duì)于閥孔16沿著圓周方向S對(duì)閥座支承部17進(jìn)行加強(qiáng)。即，由于閥座加強(qiáng)上部18為弓形形狀，而向具有強(qiáng)度的筒狀的閥孔16的連接增強(qiáng)。由于閥座加強(qiáng)上部18向閥孔16的連接增強(qiáng)，通過(guò)支承部20，利用具有強(qiáng)度的筒狀的閥孔16 的剛性，能夠增加閥座支承部17的剛性。其結(jié)果是，減少閥座支承部17的彎曲，與以往的流體控制閥I相比，能夠?qū)㈤y座15的傾斜減少61%。
另外，閥座加強(qiáng)上部18以堵塞第一閥孔連通流路21b的一部分的方式形成，但能夠?qū)⒘黧w的流動(dòng)的妨礙形成為最小限度。即，由于流體具有徑直流動(dòng)的性質(zhì)，因此在第一閥孔連通流路21b中流動(dòng)的流體較多地在流路的圓角部21c的外側(cè)部分流動(dòng)。因此，即使在圓角部21c的內(nèi)側(cè)部分形成弓形的閥座加強(qiáng)上部18，對(duì)流體的流量造成的影響也少。其結(jié)果是，能夠?qū)⒃诘谝婚y孔連通流路21b中流動(dòng)的流體的妨礙形成為最小限度。
另外，通過(guò)對(duì)強(qiáng)度弱的閥座支承部17進(jìn)行加強(qiáng)，而能夠?qū)㈤y座支承部17及支承部 20沿著圓周方向均勻地確保強(qiáng)度。由于能夠確保閥座支承部17的強(qiáng)度，而能夠防止在閥座 15受到密封載荷時(shí)強(qiáng)度弱的閥座支承部17發(fā)生彎曲的情況。由于沿著圓周方向能夠產(chǎn)生均勻的密封力，因此能夠減少密封性能的下降。尤其是在高溫狀態(tài)或過(guò)大的密封載荷作用于閥座時(shí)有效。
(第二實(shí)施方式)
<樹(shù)脂制閥主體的結(jié)構(gòu)〉
圖4表示樹(shù)脂制閥主體50的剖視圖。圖5表示樹(shù)脂制閥主體50的側(cè)視圖。
在第二實(shí)施方式中，僅第一實(shí)施方式的流體控制閥I中的樹(shù)脂制閥主體2的閥座支承部17的形狀不同，其他的結(jié)構(gòu)相同。因此，使用圖4及圖5，說(shuō)明與第一實(shí)施方式的樹(shù)脂制閥主體2的閥座支承部17相比發(fā)生了變更的第二實(shí)施方式的樹(shù)脂制閥主體50的閥座支承部57,關(guān)于其他的結(jié)構(gòu),使用與第一實(shí)施方式同樣的標(biāo)號(hào)而省略說(shuō)明。
如圖4所示，在閥室13與第一口連通流路21a之間形成有對(duì)閥座15進(jìn)行支承的閥座支承部57。閥座支承部57具有閥座加強(qiáng)下部59。如圖5所示，從樹(shù)脂制閥主體50的右側(cè)面觀察時(shí)，閥座加強(qiáng)下部59形成在第一口連通流路21a的流路內(nèi)。而且，閥座加強(qiáng)下部59是由弦59a和圓弧59b構(gòu)成的弓形形狀。圖5所示的閥座加強(qiáng)下部59的截面積可以通過(guò)弓形的面積的公式求出。閥座加強(qiáng)下部59的弓形的面積占據(jù)第一口 23為圓形狀時(shí)的面積的約10%程度的比例。
如圖5所示，第一口連通流路21a的形狀由于閥座加強(qiáng)下部59形成在流路內(nèi)，因此成為截面大致D形狀的流路形狀。
<流體控制閥的作用效果>
關(guān)于流體的輸入輸出的作用效果，由于與第一實(shí)施方式的流體控制閥I相同，因此省略說(shuō)明。
(閥座加強(qiáng)部的效果)
根據(jù)本實(shí)施方式，閥座支承部57具有閥座加強(qiáng)下部59。因此，能夠?qū)﹂y座支承部 57進(jìn)行加強(qiáng)而強(qiáng)度增加，因此能夠減小閥座支承部57的彎曲幅度，從而能夠減少閥座一端 15b的傾斜角度。
具體而言，能夠形成閥座加強(qiáng)下部59，該閥座加強(qiáng)下部59在從樹(shù)脂制閥主體2側(cè)面方向觀察閥孔16時(shí)的第一口連通流路21a內(nèi)的閥座支承部57側(cè)成為弓形形狀。由于第一流路21成為截面圓形狀，因此通過(guò)使該截面圓形狀的一部分為弓形形狀而連結(jié)，能夠?qū)㈤y座加強(qiáng)下部59牢固地固定。由于能夠?qū)㈤y座加強(qiáng)下部59牢固地固定，而能夠增加閥座支承部57的強(qiáng)度，因此能夠減小閥座支承部57的彎曲幅度。因此，通過(guò)形成在第一口連通流路21a內(nèi)的閥座支承部57側(cè)成為弓形形狀的閥座加強(qiáng)下部59，而能夠增強(qiáng)閥座支承部 57的強(qiáng)度。
圖7是表示本發(fā)明的閥座的傾斜的效果的條形圖?？v軸上，在設(shè)現(xiàn)有技術(shù)的流體控制閥100的閥座一端106A的傾斜角度θ的比例為“I”時(shí)，對(duì)流體控制閥100的閥座一端106A的傾斜角度Θ的比例與本發(fā)明的傾斜角度的比例進(jìn)行比較。橫軸中，(A)表示流體控制閥100的閥座一端106A的傾斜角度Θ的比例，(B)表示本實(shí)施方式的流體控制閥的閥座一端15b的傾斜角度的比例。
如圖7所示，與(A)的流體控制閥100的閥座一端106A的傾斜角度Θ的比例相比，(B)的本實(shí)施方式的流體控制閥的閥座一端15b的傾斜角度的比例成為O. 78。S卩，由于流體控制閥的閥座支承部57具有閥座加強(qiáng)下部59，因此能夠?qū)㈤y座支承部57的傾斜減少 22%。
(第三實(shí)施方式)
<樹(shù)脂制閥主體的結(jié)構(gòu)>
圖6表示樹(shù)脂制閥主體60的剖視圖。
在第三實(shí)施方式中，僅第一實(shí)施方式的流體控制閥I中的樹(shù)脂制閥主體2的閥座支承部17的形狀不同，其他的結(jié)構(gòu)相同。因此，關(guān)于與第一實(shí)施方式的樹(shù)脂制閥主體2的閥座支承部17相比發(fā)生了變更的第三實(shí)施方式的樹(shù)脂制閥主體60的閥座支承部67，使用圖6進(jìn)行說(shuō)明，關(guān)于其他的結(jié)構(gòu)，使用與第一實(shí)施方式同樣的標(biāo)號(hào)而省略說(shuō)明。
如圖6所示，在閥室13與第一口連通流路21a之間形成有對(duì)閥座15進(jìn)行支承的閥座支承部67。閥座支承部67具有閥座加強(qiáng)上部68及閥座加強(qiáng)下部69。如圖6所示，由于閥座加強(qiáng)上部68和閥座加強(qiáng)下部69而閥座加強(qiáng)部相對(duì)于閥座支承部67成為截面大致L 形狀。在圖6中，為了便于理解由于閥座加強(qiáng)上部68及閥座加強(qiáng)下部69而閥座加強(qiáng)部相對(duì)于閥座支承部67為截面大致L形狀的情況，分開(kāi)地明確記載閥座支承部67。需要說(shuō)明的是，有時(shí)閥座加強(qiáng)上部68和閥座加強(qiáng)下部69與閥座支承部67 —體成型而無(wú)法識(shí)別為L(zhǎng)形狀。
閥座加強(qiáng)上部68的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式的閥座加強(qiáng)上部18的結(jié)構(gòu)相同。而且， 閥座加強(qiáng)下部69的結(jié)構(gòu)與第二實(shí)施方式的閥座加強(qiáng)下部59為同樣的結(jié)構(gòu)。因此，省略詳細(xì)的說(shuō)明。
<流體控制閥的作用效果>
關(guān)于流體的輸入輸出的作用效果，由于與第一實(shí)施方式的流體控制閥I相同，因此省略說(shuō)明。
(閥座加強(qiáng)部的效果)
根據(jù)本實(shí)施方式，由于閥座加強(qiáng)上部68和閥座加強(qiáng)下部69而相對(duì)于閥座支承部 67成為截面大致L形狀，從而能夠使用閥座加強(qiáng)上部68和閥座加強(qiáng)下部69的強(qiáng)度。因此，與以往的流體控制閥I相比，能夠使閥座支承部67的強(qiáng)度增強(qiáng)。即，通過(guò)形成閥座加強(qiáng)上部68和閥座加強(qiáng)下部69，與以往相比，能夠確保閥座支承部67的強(qiáng)度，因此能夠減小彎曲幅度。因此，能夠減少閥座一端15b的傾斜，因此能夠防止隔膜閥芯4與閥座15之間的密封的不均勻。
圖7是表示本發(fā)明的閥座的傾斜防止的效果的條形圖?？v軸上，在設(shè)現(xiàn)有技術(shù)的流體控制閥100的傾斜為“I”時(shí)，對(duì)流體控制閥100的傾斜與本發(fā)明的傾斜進(jìn)行比較。橫軸中，(A)表示流體控制閥100的閥座106的傾斜，(D)表示本實(shí)施方式的流體控制閥的閥座15的傾斜。
如圖7所示，與(A)的流體控制閥100的閥座106的傾斜相比，(D)的本實(shí)施方式的流體控制閥的閥座一端15b的傾斜成為O. 08。即，由于流體控制閥的閥座支承部67具有閥座加強(qiáng)上部68及閥座加強(qiáng)下部69，因此能夠?qū)㈤y座支承部67的傾斜減少92%。
(第四實(shí)施方式)
<樹(shù)脂制閥主體的結(jié)構(gòu)>
圖8表示樹(shù)脂制閥主體70的剖視圖。圖9表示樹(shù)脂制閥主體70的側(cè)視圖。
在第四實(shí)施方式中，僅第一實(shí)施方式的流體控制閥I中的樹(shù)脂制閥主體2的閥座支承部17的形狀不同，其他的結(jié)構(gòu)相同。因此，使用圖8及圖9，說(shuō)明與第一實(shí)施方式的樹(shù)脂制閥主體2的閥座支承部17相比發(fā)生了變更的第四實(shí)施方式的樹(shù)脂制閥主體70的閥座支承部77,關(guān)于其他的結(jié)構(gòu),使用與第一實(shí)施方式同樣的標(biāo)號(hào),省略說(shuō)明。
如圖8所示，在閥室13與第一口連通流路21 a之間形成對(duì)閥座15進(jìn)行支承的閥座支承部77。閥座支承部77具有閥座加強(qiáng)部78。如圖9所示，在從樹(shù)脂制閥主體70的右側(cè)面觀察時(shí)，閥座加強(qiáng)部78形成在第一口連通流路21a的流路內(nèi)。具體而言，由于閥座加強(qiáng)部78對(duì)閥座支承部77進(jìn)行加強(qiáng)，因此相對(duì)于第一口連通流路21a沿著軸心方向形成。閥座加強(qiáng)部78為棒狀，且為了使流體沿著徑向容易流動(dòng)而形成為截面橢圓形狀的流線形狀。 由于是截面橢圓形狀的流線形狀，因此即使在流體從第一流路21向第二流路22流動(dòng)時(shí)或相反地流動(dòng)時(shí)，也不會(huì)對(duì)流體的流動(dòng)造成大的干擾。
<流體控制閥的作用效果>
關(guān)于流體的輸入輸出的作用效果，由于與第一實(shí)施方式的流體控制閥I相同，因此省略說(shuō)明。
(閥座加強(qiáng)部的效果)
根據(jù)本實(shí)施方式，閥座支承部77具有閥座加強(qiáng)部78。因此，閥座支承部77的強(qiáng)度提高，從而能夠防止閥座15的彎曲引起的閥座一端15b下沉的情況。
另外，閥座加強(qiáng)部78能夠直接起到頂棍的作用而對(duì)閥座支承部77進(jìn)行支承。因此，能夠直接支承閥座支承部77，從而能夠直接增強(qiáng)閥座支承部77的強(qiáng)度。
需要說(shuō)明的是，本發(fā)明并未限定為上述實(shí)施方式，在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種應(yīng)用。
例如，可以將用于對(duì)閥座支承部進(jìn)行加強(qiáng)的閥座加強(qiáng)上部的形狀設(shè)為月牙型的弓形形狀。通過(guò)設(shè)為月牙形的弓形形狀，能夠加寬第一流路的寬度，能夠使在第一流路中流動(dòng)的流體的流動(dòng)更加良好。
例如，在本實(shí)施方式中，閥座加強(qiáng)上部及閥座加強(qiáng)下部與閥座支承部一體成型，但在閥座加強(qiáng)上部及閥座加強(qiáng)下部?jī)?nèi)也可以包含金屬等。通過(guò)包含金屬等，與樹(shù)脂制的閥座加強(qiáng)上部及閥座加強(qiáng)下部相比，能夠進(jìn)一步增加強(qiáng)度。需要說(shuō)明的是，在與閥座支承部一體成型時(shí)，閥座加強(qiáng)上部及閥座加強(qiáng)下部作為形狀而表現(xiàn)在外部，但作為材質(zhì)未表現(xiàn)在外部。 在閥座支承部與閥座加強(qiáng)上部及閥座加強(qiáng)下部一體成型時(shí)，將成為從現(xiàn)有技術(shù)的流體控制閥中的第一流路露出而堵塞流路的形狀的部分設(shè)為閥座加強(qiáng)上部或閥座加強(qiáng)下部。0117]標(biāo)號(hào)說(shuō)明0118]I流體控制閥0119]13閥室0120]15閥座0121]16閥孔0122]17閥座支承部0123]18,68閥座加強(qiáng)上部0124]59、69閥座加強(qiáng)下部0125]2樹(shù)脂制閥主體0126]21第一流路0127]21a第一口連通流路0128]21b第一閥孔連通流路0129]23第一口0130]24第二口0131]3樹(shù)脂制閥上體0132]4隔膜閥芯
權(quán)利要求
1.一種流體控制閥，具備具有第一流路和第二流路的樹(shù)脂制閥主體、與所述樹(shù)脂制閥主體的上表面連結(jié)的樹(shù)脂制閥上體、夾持在所述樹(shù)脂制閥主體與所述樹(shù)脂制閥上體之間的樹(shù)脂制的隔膜閥芯， 所述第一流路具備一端與第一口連通的第一口連通流路和另一端與閥孔連通的第一閥孔連通流路，所述第一口連通流路與所述第一閥孔連通流路連通， 所述樹(shù)脂制閥主體在閥室、所述第一口連通流路及所述第一閥孔連通流路之間具備對(duì)閥座進(jìn)行支承的閥座支承部， 所述流體控制閥的特征在于， 所述閥座支承部具有閥座加強(qiáng)部， 所述閥座加強(qiáng)部由將所述第一流路內(nèi)的一部分堵塞的形狀形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的流體控制閥，其特征在于， 在從所述樹(shù)脂制閥上體方向觀察所述閥孔時(shí)，所述閥座加強(qiáng)部成為將所述第一閥孔連通流路的一部分堵塞的閥座加強(qiáng)上部， 在從所述樹(shù)脂制閥上體方向觀察所述閥孔時(shí)，所述閥座加強(qiáng)上部成為弓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的流體控制閥，其特征在于， 在從所述樹(shù)脂制閥主體側(cè)面方向觀察所述第一口時(shí)，所述閥座加強(qiáng)部成為將所述第一流路的一部分堵塞的閥座加強(qiáng)下部， 在從所述樹(shù)脂制閥主體側(cè)面方向觀察所述第一口時(shí)，所述閥座加強(qiáng)下部成為弓形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體控制閥，其特征在于， 所述閥座加強(qiáng)上部和所述閥座加強(qiáng)下部相對(duì)于所述閥座支承部而成為截面大致L形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流體控制閥，其特征在于， 所述閥座加強(qiáng)上部和所述閥座加強(qiáng)下部相對(duì)于所述閥座支承部而成為截面大致L形狀。
全文摘要
本申請(qǐng)課題在于提供一種能夠防止在隔膜閥芯與閥座抵接時(shí)發(fā)生的閥座支承部的彎曲的流體控制閥。因此，流體控制閥具備具有第一流路和第二流路的樹(shù)脂制閥主體、與樹(shù)脂制閥主體的上表面連結(jié)的樹(shù)脂制閥上體、夾持在樹(shù)脂制閥主體與樹(shù)脂制閥上體之間的樹(shù)脂制的隔膜閥芯。而且，第一流路具備一端與第一口連通的第一口連通流路和另一端與閥孔連通的第一閥孔連通流路，第一口連通流路與第一閥孔連通流路連通。此外，樹(shù)脂制閥主體在閥室、第一口連通流路及第一閥孔連通流路之間具備對(duì)閥座進(jìn)行支承的閥座支承部。另外，閥座支承部具有閥座加強(qiáng)部，閥座加強(qiáng)部由將第一流路內(nèi)的一部分堵塞的形狀形成。
文檔編號(hào)F16K31/122GK102985734SQ20118003429
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者竹田秀行, 池之谷真二, 村瀨廣之 申請(qǐng)人:喜開(kāi)理株式會(huì)社