JPS62283272A - 圧電式ガス流量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体製造装置、真空蒸着装置などにおいて
用いられる気体の流量制御弁に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の圧電式ガス流量制御弁においては、第３図に示す
ごとく圧電式ユニモルフｌの片面を弁室４の室内に向け
て取り付け、流れる気体の量を一次側気体流入口２に面
した前記ユニモルフ１の屈曲変位により制御するしくみ
になっており、圧電磁器板に印加する電圧により、前記
流入気体の量はほぼ決定していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の技術では第３図に示す如く、０リ
ング５等により完全に弁室４内を密閉してしまうので、
第４図に示すような圧力差が生じ、ユニモルフ１には外
気圧と二次側気圧との差圧６と一次側気圧と外気圧との
差圧７による外力が加わってくる。本来、圧電体を用い
たユニモルフは変位量が多い半面、トルクが少ないとい
った問題点を持っているが５従来の方式では、圧電ユニ
モルフのトルク不足といった問題点に直面する。即ち、
上記の差圧により、ユニモルフには外力が生じ、−次側
流入口の開閉を充分に行えるだけの変位を得られない状
態になってしまう。また、仮にその外力を越えるほどの
変位を得るための大きな電圧を印加出来たとしても、−
次側圧力や二次側圧力の変化によって、その変位も大き
く変化してくる。

本発明の目的は、−次側圧力や二次側圧力の差圧に無関
係に、常に流量を正確に制御する圧電式ガス流量制御弁
を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的達成の為に、本発明は下記のような技術的手段
を採用したのである。すなわち弁の駆動部にあたる圧電
ユニ、モルフを弁室内に設け。

ユニモルフのかかる背圧も面圧も等しくなるようにし、
ユニモルフ自体には外力がかからないような構造にした
。

第１図は、本発明の構造断面図である。気体が流入して
くる一次側気体流入口２と、気体が流出していく二次側
気体流出口３を設けた弁室４内に、支持部８によって支
えられた圧電磁器ユニモルフ１を取り付ける。第１図で
は、ノーマリ−オープンの弁を示しているが、実際の場
合には、逆にノーマリ−クローズでも対応は出来る。

第２図は１本発明の動作原理を示した図である。この図
では、ノーマリ−オープンの制御弁を用いて説明してい
る。

まず、第２図（ａ）の如く、ユニモルフ１に電圧を印加
して、−次側気体流入口２を閉じた時には、弁室４内の
圧力は二次側気体流出口３の先端につながるチャンバー
等の内部圧力と等しくなる。この際に、−次側気体流入
口２の先端の面積を充分に小さくしておくと、パスカル
の原理により、ユニモルフ１の表にも裏にも弁室４内と
同じ圧力がかかり、その為、ユニモルフ１は外力による
歪等を生じることなく保持される。これは、−次側気体
流入口２と二次側気体流出口３の圧力が、双方どちらが
大きくても、同じ現象が起きる。

次に、第２図（ｂ）に示すように、ユニモルフ１に電圧
を印加せずに、−次側気体流入口２を開いた状態にする
と、弁室４内は、−次側の圧力と同じ圧力になり、ユニ
モルフ１にも均等な圧力がかかる。この場合も同様に、
ユニモルフ１には外力による歪等は発生せずに保持され
る。

本発明においては、−次側の圧力と二次側の圧力がどう
いった関係になっていようとも、ユニモルフ１にかかる
圧力は、弁の開放状態と閉鎖状態の二つの状態しか存在
せず、かつそれは、ユニモルフに外力的歪を生じない為
に、前記−電圧と二次圧に無関係にユニモルフを駆動す
ることが可能になってくる。

〔実施例〕

第５図は、本発明の実施例の断面を示したものである。

−次側気体流入口２と二次側気体流出口３を設けた弁室
４内に、ユニモルフ１を取付けた。この際に、ユニモル
フの固定にはシリコンゴム製の弾性樹脂を用いて、弁室
４を密閉する為に、ねじ１１で上板１０を締め付けてい
る。第６図は、前記実施例の上板１ｏを取りはずした際
の上面図である１本実施例においては。

ユニモルフに長方形のものを用いて、高変位が得られる
ようにしている。実験として行ったのは、−次側気体流
入口２の圧力を変化させ、二次側気体流出口３の圧力を
Ｉ　Ｘ　１０−３Ｔｏｒｒにし、窒素を被制御気体に使
用した。従来のものであると、第７図のように一次側の
圧力によって、制御電圧と制御流量の対応が変化してく
るのに対し、本実施例においては、その対応のばらつき
が著しく減少してきているのが第８図より理解できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来の技術では一次側圧力と二次側圧
力の差圧によって生じた。制御流量のばらつきを除去し
、その制御流量範囲を大幅に広げ、かつ精度の高いガス
流量制御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構造断面図、第２図は本発明の動作状
態図、第３図は従来技術における構造断面図、第４図は
従来技術におけるユニモルフへの力の分布図、第５図は
本発明の実施例の断面構造図、第６図は同上面図、第７
図は従来技術における一次圧の変化に対する弁への印加
電圧と流量の対応を示した図、第８図は本発明における
−電圧の変化に対する弁への印加電圧と流量の対応を示
した図である。 １：圧電ユニモルフ、２ニ一次側気体流入口。 ３：二次側気体流出口、４：弁室、５：０リング、６：
外圧と弁室内の差圧により生じる力の向き、７：外圧と
一次圧の差圧により生じる力の向き、８：ユニモルフの
支持台、９：弾性樹脂、１０：弁室の上ぶた。１１：ね
じ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　チャンバー内に流れ込む気体の流量を制御する弁にお
   いて １）　弁の駆動部に圧電磁器板をユニモルフ構造にした
   ものを用い、気体の流量を制御することを特徴とする圧
   電式ガス流量制御弁。 ２）　前記ユニモルフを弁室の内部に設け、ユニモルフ
   の表と裏の面にかかる圧力が等しくなることを特徴とす
   る圧電式ガス流量制御弁。