中古 フジキン ダイヤフラムバルブ FUBFN-71-9.52

仕組み

ニードルバルブは、先端が細く尖った「針（ニードル）」状の弁体を用いて、流体の通過量を微調整する構造を持つバルブです。真空領域におけるニードルバルブは、真空チャンバー（容器）内へ供給する微量のガス流量を精密に制御する役割を果たします。

主な構造は、先端が円錐状に加工されたスピンドル（弁体）と、それに完璧にフィットする形状の弁座（シート）で構成されています。上部のハンドルやアクチュエータを回転させると、微細なピッチを持つねじ機構を介して、弁体が軸方向にゆっくりと移動します。先端が鋭角であるため、弁体を上下させても流路の開口面積の変化率が小さく、極めてわずかな流量の変化を線形にコントロールすることができます。

真空用ニードルバルブでは、外部からの大気漏れ（外部リーク）およびバルブ内部からのガス放出（アウトガス）を徹底的に排除する設計が施されています。弁軸のシール部にはベローズ（金属製蛇腹）や高精度のエラストマーが使用され、超高真空環境に対応するモデルでは全金属構造のメタルシールが採用されます。

特徴

真空コンポーネントとしてのニードルバルブには、高い制御性と信頼性を両立するための独自の特徴があります。

• 極小流量の超精密制御
• ミリリットル単位以下の微小な流量変化を高い精度で制御可能です。細かいピッチの微運動ねじを採用することで、人の手やモーターの細かな操作を微小な流路面積の変化に変換します。

• 高い気密性と低アウトガス性
• 高真空・超高真空下で使用されるため、極めて厳しいリークレート基準をクリアしています。ボディ材質にはステンレス鋼（SUS316Lなど）が一般的に使用され、内面には電解研磨処理を施してガスの吸着を防ぐ工夫がなされています。

• 流量特性の再現性と耐久性
• 弁先端と弁座の摩耗を防ぐため、高硬度な材料選定や表面処理がなされています。繰り返し開閉を行っても同じ開度で同じ流量が得られる高い再現性を備えています。

• 駆動方式の多様性
• 手動で微調整を行うタイプのほか、ピエゾ素子やステッピングモーターを内蔵し、真空計の圧力データと連動してリアルタイムに自動制御を行う可変リークバルブとしても展開されています。

用途

真空環境下で微量の気体を正確に導入・制御する必要がある多岐にわたる産業分野や先端研究において活用されています。

• 半導体・薄膜形成装置でのプロセスガス導入
• スパッタリング、CVD（化学気相成長）、エッチング装置において、アルゴン、酸素、シランなどのプロセスガスを真空室へ一定流量で供給する用途に使用されます。薄膜の膜厚や膜質を均一に保つために不可欠です。

• 真空装置の校正およびリーク試験
• ヘリウムリークディテクターを用いた検査時の基準リークの発生や、真空計の感度校正を行う際に、正確な微量ガスを投入する手段として使用されます。

• 質量分析計および精密分析機器
• GC-MS（ガスクロマトグラフ質量分析計）など、真空室内で計測を行う分析装置の試料ガス導入部において、真空度を壊さずに分析対象を一定速度で供給する役割を担います。

• 真空熱処理・環境試験設備
• 真空炉での微量パージガスの導入や、宇宙環境を模擬するチャンバー内での圧力微調整など、プロセス制御用バルブとして広く採用されています。