CN113227623A

CN113227623A - 流体控制装置、接头块和流体控制装置的制造方法

Info

Publication number: CN113227623A
Application number: CN201980086426.4A
Authority: CN
Inventors: 原田章弘; 相川献治
Original assignee: Fujikin Inc
Current assignee: Fujikin Inc
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2021-08-06
Also published as: US20220025986A1; TWI723689B; US11906062B2; WO2020137572A1; JPWO2020137572A1; TW202030435A; JP7449571B2; KR102584075B1; KR20210089754A

Abstract

一种流体控制装置，其具有：上游侧接头块及下游侧接头块，其划定流体流路，并且在底面侧具有卡合部；支承构件，其具有能够供上游侧接头块及下游侧接头块的卡合部卡合的引导部；以及流体设备，其借助上游侧接头块及下游侧接头块而支承于支承构件，在该流体控制装置中，利用抵抗弯曲力的反作用力，将所述上游侧接头块及下游侧接头块固定于所述引导部，该弯曲力是由于所述紧固螺栓对彼此连结的所述上游侧接头块及下游侧接头块与所述流体设备的紧固力而产生的，在所述接头块的长度方向上，所述卡合部的长度形成得比所述接头块的长度短。

Description

流体控制装置、接头块和流体控制装置的制造方法

技术领域

本发明涉及将流体设备集成化而成的流体控制装置、接头块和该流体控制装置的制造方法。

背景技术

例如，作为为了向半导体制造装置等的腔室供给各种工艺气体而使用的流体控制装置，已知有在下述的引用文献1、2等中公开的流体控制装置。

在这些流体控制装置中，使内部具有流体流路的多个接头块与由固定于基板上的导轨等构成的支承构件卡合，并且以跨着相邻的接头块的方式将各流体设备固定于接头块。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-206700号公报

专利文献2：日本特开2015-175502号公报

专利文献3：国际公开WO2017/221893号

专利文献4：国际公开WO2017/221891号

发明内容

发明要解决的问题

在上述那样的流体控制装置的领域，对工艺气体的供给控制要求更高的响应性，为此，需要使流体控制装置尽可能小型化、集成化，并且需要将流体控制装置设于更靠近作为流体的供给目的地的腔室的位置。

另外，半导体晶圆的大口径化等处理对象物的大型化不断发展，与此相应地从流体控制装置向腔室内供给的流体的供给流量也需要增加。

另外，若使流体控制装置小型化、集成化，则组装作业变得困难，组装工时增加。另外，装置的维护性也降低。

针对这些问题，在专利文献3和4中，通过钻研与接头块的螺纹孔之间的位置关系，确保了流体流路直径并且实现了接头块等的宽度尺寸的缩小。另外，利用来自引导部(导轨构件)的抵抗弯曲力的反作用力，将接头块固定于导轨构件，该弯曲力是由于对彼此连结的接头块与流体设备进行紧固的紧固螺栓的紧固力而产生的。由此，仅通过利用螺栓将各流体设备的主体紧固于各接头块，就能够将两者固定于导轨构件，从而减少了组装工时。

但是，在上述机构中存在如下问题：在通过流体设备的主体和接头块的紧固来进行锁定时，导轨构件翘曲。由于该导轨构件的翘曲，存在安装有导轨构件的基板翘曲、或组装性变差的问题。

另外，在制造流体控制装置时，也存在将接头块和流体设备的组装体组装之后向导轨构件嵌入的情况，此时，若组装体由于组装误差而稍微弯折，则还存在各接头块的端部容易勾挂于导轨构件的卡合面这样的问题。

本发明的一个目的在于提供流体控制装置和流体控制装置的制造方法，该流体控制装置解决上述问题并且在不减少流体的供给流量的情况下实现了进一步的小型化、集成化，解决了上述翘曲的问题、组装性的问题。

用于解决问题的方案

本发明的流体控制装置具有：上游侧接头块及下游侧接头块，其具有彼此相对的上表面以及底面、从所述上表面朝向所述底面侧延伸的侧面，划定流体流路，并且划定该流体流路的在所述上表面开口的流路口，在所述底面侧分别具有卡合部；

支承构件，其具有引导部，所述引导部沿着长度方向呈直线状地延伸并且能够供上游侧接头块及下游侧接头块的卡合部卡合；以及

流体设备，其借助所述上游侧接头块及下游侧接头块而支承于所述支承构件，该流体控制装置的特征在于，

所述引导部允许所述上游侧接头块及下游侧接头块向引导方向移动并且将该上游侧接头块及下游侧接头块约束于所述支承构件上，

所述流体设备具有划定流体流路的主体，该主体具有在其底面开口的两个流路口，

从所述上游侧接头块及下游侧接头块的上表面朝向底面侧形成供紧固螺栓螺纹结合的螺纹孔，所述紧固螺栓用于对密封构件进行加压并且将所述主体与所述上游侧接头块及下游侧接头块连结，所述密封构件配置于彼此对接的所述上游侧接头块及下游侧接头块的流路口和所述主体的两个流路口的周围，

所述上游侧接头块的螺纹孔在长度方向上仅形成于比该上游侧接头块的流路口靠上游侧的位置，

所述下游侧接头块的螺纹孔在长度方向上仅形成于比该下游侧接头块的流路口靠下游侧的位置，

利用抵抗弯曲力的反作用力的一部分，将所述上游侧接头块及下游侧接头块固定于所述引导部，该弯曲力是由于所述紧固螺栓对彼此连结的所述上游侧接头块及下游侧接头块与所述主体的紧固力而产生的，

在所述接头块的长度方向上，所述卡合部的长度形成得比所述接头块的长度短。

本发明的接头块划定彼此相对的上表面以及底面、从所述上表面朝向所述底面侧延伸的侧面，并且划定流体流路，其特征在于，

所述接头块在所述底面侧具有卡合部，

从上述上表面朝向底面侧形成有能够分别与其他构件连结的两个螺纹孔，该两个螺纹孔在长度方向上配置于所述两个流路口之间，

所述接头块的长度方向上的长度形成得比所述卡合部的该长度方向上的长度长。

本发明的流体设备的制造方法是上述结构的流体控制装置的制造方法，其特征在于，

所述流体设备的制造方法包括如下工序：利用抵抗力矩的反作用力，将所述上游侧接头块及下游侧接头块固定于所述引导部，该力矩是由于所述紧固螺栓对彼此连结的所述上游侧接头块及下游侧接头块与所述流体设备的紧固力而产生的。

发明的效果

根据本发明，使卡合部的长度形成得比接头块的长度短，因此，在对流体设备的主体和接头块进行紧固时，抵抗由于密封构件的反作用力产生的弯曲力矩而作用于两者之间的力的作用点的跨度变得更小，从而为了获得相同的锁定力所需的紧固螺栓的紧固力较小即可，能够降低导轨构件的翘曲。

另外，使卡合部的长度形成得比接头块的长度短，因此，即使接头块和流体设备的组装体稍微弯折，卡合部的端部的突出量也变小，与导轨构件的勾挂变少，组装性提高。

另外，在假设即使将紧固螺栓的紧固力设为与以往相同的情况下，由于使卡合部的长度形成得比接头块的长度短，其结果也是导轨构件整体涉及的弯折量减少。

附图说明

图1A是本发明的一实施方式的流体控制装置的外观立体图。

图1B是图1A的流体控制装置的后视图。

图2是将图1A的流体控制装置的局部抽出后的组装体的局部剖视图。

图3A是导轨构件的外观立体图。

图3B是图3A的导轨构件的侧视图。

图4A是第1实施方式的接头块的外观立体图。

图4B是图4A的接头块的主视图。

图4C是图4A的接头块的左侧视图。

图5A是开闭阀的立体图。

图5B是图5A的开闭阀的主体的仰视图。

图5C是图5A的开闭阀的主体的局部剖视图。

图6A是不使用导轨构件而配置于基准面上的第1实施方式的组装体的示意图。

图6B是表示用紧固螺栓紧固图6A的组装体时的状态的示意图。

图6C是表示使用导轨构件并且用紧固螺栓紧固图6A的组装体的状态的示意图。

图7是表示卡合部和引导部的卡合状态的示意图，(a)是从接头块受到上方向的力的情况，(b)是从接头块受到下方向的力的情况。

图8是对组装体弯折的情况下的各卡合部端部的突出量进行说明的示意图。

图9A是第2实施方式的接头块的主视图。

图9B是表示用紧固螺栓紧固第2实施方式的组装体的状态的示意图。

图10A是比较例的接头块的主视图。

图10B是表示用紧固螺栓紧固比较例的组装体的状态的示意图。

图11A是表示卡合部和引导部的变形的一例的示意图。

图11B是表示卡合部和引导部的变形的另一例的示意图。

图11C是表示卡合部和引导部的变形的又一例的示意图。

图12A是表示卡合部和引导部的变形的又一例的示意图。

图12B是表示卡合部和引导部的变形的又一例的示意图。

具体实施方式

(第1实施方式)

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

参照图1A～图10，详细地说明本发明的一实施方式的流体控制装置。

第1实施方式是使各接头块的卡合部的长度比接头块的全长短并且在接头块的底面(被支承面)的长度方向上的两端部设有退避部的方式。

如图1A、图1B所示，在流体控制装置1中，在金属制的基板10上设有沿着宽度方向W1、W2排列并且沿着长度方向G1、G2延伸的5根导轨构件50。此外，W1示出了正面侧的方向，W2示出了背面侧的方向，G1示出了上游侧的方向，G2示出了下游侧的方向。

在本发明中，附设于基板10的导轨构件50并非限定为多个，也可以是1根，但根数越多则本发明的效果越显著。

如图1A所示，在配置于正面侧和中央部的两根导轨构件50借助多个接头块20、30而设有各种流体设备110A～110E，利用多个接头块20、30，分别形成有供流体从上游侧朝向下游侧流通的流路。在背面侧的导轨构件50借助多个接头块20、30而设有除了流体设备110E以外的流体设备110A～110D和连通管330，形成有供流体从上游侧朝向下游侧流通的流路。

在此，本发明的“流体设备”是指对流体的流动进行控制的流体控制装置所使用的设备，是具有划定流体流路的主体并且具有在该主体的底面开口的至少两个流路口的设备。具体而言，所述流体设备包括开闭阀(双通阀)110A、调节器110B、压力计110C、开闭阀(三通阀)110D、质量流量控制器110E等，但并非限定于这些。

利用接头构件300将导入管310与形成于接头块30的未图示的两个流路口的上游侧的流路口连接。在接头构件300与接头块30之间夹有未图示的密封构件。作为密封构件，能够举出金属制或树脂制等的垫圈。

作为垫圈，可列举出软质垫圈、半金属垫圈、金属垫圈等。具体而言，适合使用以下的垫圈。

(1)软质垫圈

·橡胶O型密封圈

·橡胶片(整面座用)

·接合片

·膨胀石墨片

·PTFE片

·PTFE护套形

(2)半金属垫圈

·螺旋缠绕垫圈(Spiral-wound gaskets)

·金属护套垫圈

(3)金属垫圈

·金属平形垫圈

·金属中空O型密封圈

·环形连接

自上述未图示的垫圈的两侧对两根紧固螺栓BT2进行紧固，由此，垫圈被按压而接头构件300与接头块30之间被密封。形成于接头块30的流体流路的结构与后述的接头块20相同，因此，在此省略说明。将接头块30的未图示的下游侧的流路口与开闭阀110A连接。该部分的连接构造与后述的接头块20和流体设备110A～110E的后述的连接构造相同，因此省略详细说明。

向流体控制装置1的3个系统的流路，例如，通过正面侧的导入管310而导入氨气等工艺气体，通过中央部的导入管310而导入例如氢气等工艺气体，通过背面侧的导入管310而导入氮气等吹扫气体。

利用连通管320将3个开闭阀(三通阀)110D相互连接，能够将吹扫气体向工艺气体的流路导入。

由于在吹扫气体的流路系统中不需要质量流量控制器110E，因此，在流路的中途设有连通管330来代替质量流量控制器110E。

供给管340将配置于下游侧的3个接头构件300之间连接，并且与未图示的处理腔室连接。

在正面侧、中央部以及背面侧的上游侧及下游侧的端部，分别利用紧固螺栓BT2将止挡件400固定于引导部55(参照图3)的底面，对在各流路系统中相互连结的流体设备110A～110E向长度方向G1、G2的移动进行限制。止挡件400能够根据流体设备的数量等适当变更调整固定位置。

图2是表示构成流体控制装置1的一个系统的流路的局部的组装体200的局部剖视图。

组装体200具有导轨构件50、配置于该导轨构件50上的上游侧及下游侧接头块20、20、以及配置于该接头块20、20上的作为流体设备的开闭阀110A。另外，在开闭阀110A的主体113与上游侧及下游侧接头块20、20之间，设有作为密封构件的垫圈120、120。再者，组装体200具有两根紧固螺栓BT，该两根紧固螺栓BT用于将开闭阀110A的主体113与上游侧及下游侧接头块20、20连结。

图3A、图3B是表示导轨构件50的图，图3A是外观立体图，图3B是侧视图。

导轨构件50例如为不锈钢合金等金属制的长条的构件，截面形成为矩形形状，并且划定了上表面51、与上表面51正交的两个侧面52、与上表面51平行且与侧面52正交的底面53以及长度方向上的两端面54。在上表面51延伸有沿着长度方向形成为槽状的引导部55。如图3B所示，该引导部55关于通过导轨构件50的上表面51和底面53的中央位置并且沿着长度方向延伸的假想中央平面CP对称地形成，引导部55具有底面55b、以及朝向底面55b而呈末端扩展状地倾斜的两个承受面55f。两个承受面55f反向地倾斜。承受面55f相对于底面55b以57度左右的角度倾斜，但并不限定于此。导轨构件50的上表面51作为能够支承接头块20、30、止挡件400的支承面发挥功能。在引导部55的底面55b的长度方向上的两端部形成有用于将导轨构件50固定于基板10的紧固螺栓用的贯通孔56。对于导轨构件50的尺寸，宽度和高度为10mm左右，全长为300mm左右，但并不限定于此。能够利用紧固螺栓BT2将止挡件400固定于引导部55的长度方向上的任意位置，但由于固定构造能够采用公知的构造，因此省略详细说明。

图4A～图4C是表示第1实施方式的接头块20的图，图4A是外观立体图，图4B是主视图，图4C是左侧视图。

接头块20是不锈钢合金等金属制的构件，其具有由彼此相对的平面构成的上表面20a和底面20b、分别与上表面20a正交的4个侧面21a、21b、21c、21d。4个侧面21a、21b、21c、21d中的相邻的两个侧面彼此正交。侧面21a、21b是位于长度方向上的两端的平面，侧面21c、21d是沿着长度方向延伸的平面。此外，列举接头块20为长方体形状的情况为例，但也能够采用其他形状。

底面20b作为被导轨构件50的上表面51支承的被支承面发挥功能，但卡合部22以突出的方式一体地形成于该底面20b。卡合部22具有卡合面22f，该卡合面22f从底面20b朝向下方形成为末端扩展状，并且彼此反向地倾斜。卡合部22关于假想中央平面CP2对称地形成，卡合面22f相对于底面22b的倾斜角度是与导轨构件50的承受面55f的角度大致相同的角度，但并不限定于此。卡合部22具有与导轨构件50的引导部55嵌合的形状，能够分别从导轨构件50的长度方向上的两端部插入。引导部55允许卡合部22向长度方向的移动并且将接头块20约束于导轨构件50上。从加工和组装的观点出发，在卡合部22与引导部55之间存在所设定的公差范围的松动，但该松动被设定于后述的锁定机构可靠地动作的范围内。

在本实施方式中，在接头块20的长度方向上，卡合部22的长度形成得比接头块20的长度短。由此，在利用在对接头块20与流体设备110A的主体113进行紧固时产生的力矩来锁定接头块20和导轨构件50时，位于比接头块20的长度方向上的端部靠内侧的部分的卡合部22的卡合面22f与导轨构件50的承受面55f抵接。

另外，在本实施方式中，在接头块20的底面20b的长度方向上的两端部具有退避部20c。在该退避部20c中，在利用在对接头块20与流体设备110A的主体113进行紧固时产生的力矩来锁定接头块20和导轨构件50时，比接头块20的底面20b的端部靠内侧的部分与导轨构件50的作为支承面的上表面51抵接。在本实施方式中，退避部20c成为从底面20b向内部退避的倾斜面。但是，退避部20c不限于倾斜面，也可以是从底面20b向内部退避的台阶面、曲面。

接头块20所划定的流体流路23包括：第1垂直流路23a，其自上表面20a朝向底面20b侧延伸，并且具有在上表面20a开口的流路口24a；第2垂直流路23b，其在长度方向上互相分开的位置自上表面20a朝向底面20b侧延伸，并且具有在上表面20a开口的流路口24b；以及水平流路23c，其在接头块20的内部沿着长度方向呈直线状地延伸，并且与第1垂直流路23a和第2垂直流路23b连接。

在开口于接头块20的上表面20a侧的流路口24a、24b的周围，形成有用于分别保持垫圈120的保持凹部26、26。

在接头块20在长度方向上形成有两个螺纹孔25a、25b，该两个螺纹孔25a、25b在上表面20a开口并且朝向底面20b侧延伸。螺纹孔25a、25b位于在上表面20a开口的两个流路口24a、24b之间。对于接头块20的尺寸规格，例如，宽度为10mm左右，长度为30mm左右，流体流路23的直径为2.6mm左右。高度为13mm左右，但并不限定于此。接头块20和导轨构件50的宽度大致一致，约为10mm。

螺纹孔25a在接头块20的长度方向上相对于流路口24a仅形成于一侧。通过采用这样的结构，能够利用1根紧固螺栓BT的紧固力将用于密封流路口24a的周围的垫圈120压溃，并且能够将接头块20和开闭阀110A的主体113连结。其结果，能够使接头块20的宽度大幅缩小。同样地，螺纹孔25b相对于流路口24b位于侧面21a侧而不位于侧面21b侧，相对于流路口24b仅形成于一侧。通过采用这样的结构，能够利用1根紧固螺栓BT将用于密封流路口24b的周围的垫圈120压溃，并且能够将接头块20和其他流体设备的主体113连结。

图5A～图5C是表示开闭阀(流体设备)110A的图，图5A是立体图，图5B是仰视图，图5C是图5B的VC-VC线方向上的局部剖视图。

开闭阀110A具有致动器内置部111、阀内置部112以及主体113，借助接头块20而支承于导轨构件50。

主体113的宽度与接头块20的宽度相匹配，例如为10mm左右，但并不限定于此。

主体113划定流体流路117，并且该流体流路117具有在底面113b侧开口的两个流路口117a，在两个流路口117a分别形成有保持垫圈120的保持用凹部116。

在主体113的长度方向上的两端部，自上表面113a朝向底面113b分别形成有供紧固螺栓BT贯穿的贯通孔114。

虽省略图示，但垫圈120形成于具有厚度的大致垫片上。

垫圈能够由不锈钢合金等与主体113的材料相同的材料形成，但需要进行热处理，以使硬度变得比主体113的硬度充分低。除了金属材料以外，也能够使用树脂制的垫圈。

在此，对本发明的锁定机构进行说明。

在本实施方式中，锁定机构包括导轨构件50的引导部55的两个承受面55f、以及接头块20的卡合部22的两个卡合面22f。

图6A示出了如下状态：不在导轨构件50上放置两个接头块20、20，而在基准面BS上放置两个接头块20、20，将垫圈120配置于预定部位，并在该两个接头块20、20上放置作为流体设备的开闭阀110A的主体113。

在该状态下，垫圈120不被按压，因此在主体113的底面113b与两个接头块20的上表面20a之间形成大致一定的间隙GP。

接着，如图6B所示，在通过主体113的贯通孔114将紧固螺栓BT向上游侧及下游侧接头块20、20的螺纹孔25a、25b拧入并进行紧固时，在上游侧及下游侧接头块20、20，对螺纹孔25a、25b作用有以箭头F、F示出的方向上的上拉力，并且自垫圈120、120作用有以箭头F、F示出的向下的力。因此，对上游侧接头块20施加图中顺时针的力矩，对下游侧接头块20施加图中逆时针的力矩。图6B强调地示出了接头块由于这些力矩而向旋转方向移位的状态。

图6C的(a)表示将上游侧及下游侧接头块20、20的卡合部22、22向导轨构件50的引导部55插入并且与图6B同样地对紧固螺栓BT进行紧固的状态。

此时，对上游侧(图中的左侧)的接头块20施加的上述顺时针的力矩施加于对该接头块20在旋转方向上的位移进行约束的导轨构件50，并且对与卡合部22的左端对应的A点施加上方向的力W，对与右侧的退避部20c的最里侧部对应的B点施加下方向的力W。

同样地，对下游侧(图中的右侧)的接头块20施加的上述逆时针的力矩施加于对该接头块20在旋转方向上的位移进行约束的导轨构件50，并且对与卡合部22的右端对应的D点施加上方向的力W，对与左侧的退避部20c的最里侧部对应的C点施加下方向的力W。

图7是表示接头块20的卡合部和导轨构件50卡合的状态的剖视图。

图7的(a)表示施加有上方向的力W的A、D点(参照图6C)的状态。此时，在导轨构件50的上表面51(支承面)与接头块20的底面20b(被支承面)之间存在预定的间隙c，另一方面，导轨构件50的承受面55f与接头块20的卡合面22f接触，承受了上方向的力W。

另一方面，图7的(b)表示施加有下方向的力W的B、C点(参照图6C)的状态。此时，在导轨构件50的承受面55f与接头块20的卡合面22f之间存在间隙e，另一方面，导轨构件50的上表面51(支承面)与接头块20的底面20b(被支承面)接触，承受了下方向的力W。

在这些力W的作用下，接头块20、20相对于导轨构件50被锁定。

研究进行该锁定时产生的导轨构件50的翘曲。

图6C的(b)表示与图6C的(a)的导轨构件50等价的梁的翘曲的模型。

对该导轨构件50的B、C点施加下方向的力W，对A、D点施加上方向的力W。若将各接头块20的长度设为l，将从组装体中心到A点(或D点)的距离、从组装体中心到B点(或C点)的距离分别设为a、b，则导轨构件50在接头块20的两端位置处的翘曲量δ由下式表示。

[式1]

在此，E是杨氏模量，I是截面二次矩。

因此，a与b之差越小则翘曲量δ变得越小。

例如，若设为a＝0.7、b＝0.15，则成为δ＝0.54(Wl³/3EI)左右，因此，在将W的值管理为锁定所需的预定值的情况下，翘曲量δ减小为后述的以往构造的翘曲量(Wl³/3EI)的0.54倍。

另一方面，研究获得上述W所需的紧固螺栓BT的紧固力F。

对于接头块20，紧固螺栓BT的紧固力F和垫圈的反作用力(等于F)产生的力矩和自导轨构件50施加的力矩相等，因此，若将紧固螺栓BT和垫圈120的中心的距离设为s，则，

F＝W(a－b)/s的关系成立。

在本实施方式的构造中，例如，在s＝0.23、a＝0.7、b＝0.15时，所需的紧固力F成为F＝2.3W左右。其减小为后述的以往构造(s＝0.23、a＝1、b＝0)的紧固力F＝4.3W的0.54倍。

因此，在本实施方式中，能够以较小的紧固力F获得所需的锁定力W，翘曲量δ也变小。

通过使接头块20的卡合部的长度变短且使底面的退避部变大而使力W的作用点的跨度(a－b)越小，使该翘曲量δ变小的效果越好。但是，若使所述跨度(a－b)过小，则即使对紧固螺栓BT进行紧固，各作用点处的接头块20相对于导轨构件50接近·远离方向的位移也变小，难以越过间隙c(参照图7的(a))，锁定难以施行。

因此，需要将接头块20的卡合部的缩小量、底面的退避部的大小设定为适当的量、或尽量减小间隙c(参照图7的(a))。

此外，上述梁的翘曲的模型关于与由流体设备(开闭阀)110A和其上游侧及下游侧接头块20、20构成的组装体200卡合的导轨构件50，研究了接头块20、20的两端位置处的导轨构件50的翘曲量δ(也称为“每单位组装体的翘曲量δ”)。但是，在实际的流体控制装置中，在所述上游侧及下游侧接头块20、20的两侧还连接有流体设备110A等，并且在其外侧还连接有接头块20、20等，上述组装体200的结构以各半部重叠的方式连续。因此，难以计算实际的流体控制装置中的导轨构件50的两端部处的翘曲量，但若上述每单位组装体的翘曲量δ较大，则可以认为导轨构件50的两端部处的翘曲量也变大。因此，对于后述的实施方式和比较例，也与所述同样地研究每单位组装体的翘曲量δ。

接着，研究在本实施方式中在预先组装接头块20和流体设备110A的组装体200之后向导轨构件50嵌入时的组装性。

如图8所示，考虑这样的情况：由于组装误差，组装体弯折成与曲率半径r的圆弧Arc外接的多边形形状。该多边形是指，是将各接头块20的卡合部22的长度方向上的容易勾挂的各端部E连接的多边形，并且假定在各卡合部的底面的长度方向中心CT与所述圆弧Arc外接。

若将卡合部22的长度设为d，则各卡合部22的端部E的突出量q近似为q＝d²/8r。

在本实施方式中，由于设为d＝0.4*l(l是接头块的长度)，因此突出量q成为q＝0.16*l²/2r，小至后述的以往例(a＝1*l)的情况的0.16倍。因此，在将组装体向导轨构件插入时，变得不易勾挂，组装性也提高。

(第2实施方式)

如图9A所示，第2实施方式是以下方式：在使各接头块20的卡合部22的长度比接头块20的全长短的方式中在接头块20的被支承面(底面20b)的长度方向上的两端部不设置退避部。

本实施方式除了在接头块20的被支承面(底面20b)的长度方向上的两端部未设有退避部这一点以外与第1实施方式相同，省略共通部分的详细说明。

图9B的(a)是表示使用了本实施方式的接头块20的组装体201的局部剖视图。在将两个接头块20、20与导轨构件50卡合并且用紧固螺栓BT对其与流体设备之间进行紧固时，与第1实施方式相同，由于紧固螺栓的紧固力F和垫圈的反作用力(等于F)而产生要使各接头块20、20彼此向相反方向旋转的力矩，该力矩施加于导轨构件50。在本实施方式中，该力矩作为向上的力W施加于导轨构件50的与卡合部22的顶端对应的A、D点，作为向下的力2W施加于左右的接头块20的底面20b的端部互相抵接的G点(组装体的中央)。

在这些力W的作用下，接头块20、20相对于导轨构件50被锁定。

研究进行该锁定时产生的导轨构件50的翘曲。

图9B的(b)表示与图9B的(a)的导轨构件50等价的梁的翘曲的模型。

若将各接头块20的长度设为l，将从中心到A点或D点的距离设为a，则接头块20的两端位置处的导轨构件50的翘曲量δ由下式表示。(该式2相当于在式1中设为b＝0的情况。)

[式2]

在此，E是杨氏模量，I是截面二次矩。

因此，a越小则翘曲量δ变得越小。

例如，若设为a＝0.7，则成为δ＝0.56(Wl³/3EI)左右，因此，在将W管理为锁定所需的预定值的情况下，翘曲量δ减小为后述的以往构造的翘曲量(Wl³/3EI)的0.56倍。

另一方面，研究获得上述W所需的紧固螺栓BT的紧固力F。

紧固螺栓BT的紧固力F和垫圈120的反作用力(等于F)产生的力矩等于施加于导轨构件50的力矩，因此，若将紧固螺栓BT和垫圈120的中心的距离设为s，则F＝Wa/s的关系成立。

在本实施方式的构造中，例如，在s＝0.23、a＝0.7时，成为紧固力F＝2.9W左右。该紧固力F减小为后述的以往构造(s＝0.23、a＝1)的紧固力F＝4.3W的约0.67倍。

若研究本实施方式中的在预先组装接头块和流体设备的组装体之后向导轨构件50嵌入时的组装性，则接头块的卡合部的两端部的突出量q(参照图8)与第1实施方式相同，因此可以认为不易发生勾挂。不过，由于没有接头块的底面的退避，因此可以认为与第1实施方式相比在接头块底面的端面发生勾挂的可能性较高。

(比较例)

如图10A所示，比较例是以下方式：在使各接头块20的卡合部22的长度与接头块20的全长相同的方式中也未设置接头块20的被支承面(底面20b)的长度方向上的两端部的退避部。

本比较例除了这些方面以外与第1和第2实施方式相同，因此省略共通部分的详细说明。

图10B的(a)是表示使用了本实施方式的接头块20的组装体202的局部剖视图。在将两个接头块20、20与导轨构件50卡合并且用紧固螺栓BT对其与流体设备110A之间进行紧固时，与第1和第2实施方式相同，由于紧固螺栓BT的紧固力F和垫圈120的反作用力(等于F)而产生要使各接头块20、20彼此向相反方向旋转的力矩，该力矩施加于导轨构件50。在本比较例中，该力矩作为向上的力W施加于导轨构件50的与接头块20的底面20b的外侧端部的位置对应的A、D点，作为向下的力合计2W施加于接头块20的内侧端部的位置(即组装体的中心)G点。

在这些力W的作用下，接头块20、20相对于导轨构件50被锁定。

研究进行该锁定时产生的导轨构件50的翘曲。

图10B的(b)表示与图10B的(a)的导轨构件50等价的梁的翘曲的模型。

与对梁的中心部施加有下方向的力2W并且对梁的两端部分别施加有上方向的力W的状态等价。

若将各接头块20的长度设为l，将从中心到两端部的距离设为l，则接头块20的两端位置处的导轨构件50的翘曲量δ由下式表示。(该式3相当于在式1中设为a＝l、b＝0的情况。)

[式3]

在此，E是杨氏模量，I是截面二次矩。

因此，翘曲量δ成为Wl³/3EI，比所述第1和第2实施方式的情况大。

另一方面，研究获得上述W所需的紧固螺栓BT的紧固力F。

紧固螺栓的紧固力F和垫圈的反作用力(等于F)产生的力矩等于施加于导轨构件50的力矩，因此，若将紧固螺栓BT和垫圈120的中心的距离设为s，则F＝Wl/s的关系成立。

在本比较例的构造中，例如，在s＝0.23、l＝1时，成为紧固力F＝4.17W左右，比所述第1和第2实施方式的情况大。

接着，研究在本比较例中在预先组装接头块和流体设备的组装体之后向导轨构件50嵌入时的组装性。如第1实施方式中已说明的那样，若将组装体的曲率半径设为r，将卡合部的长度设为d，则各卡合部的端部的突出量q(参照图8)近似为q＝d²/8r。在本比较例中，由于d＝l，因此突出量q成为q＝l²/8r，比第1实施方式的情况下的突出量q＝0.16*l²/8r大。

总结以上的研究结果，如下表所示。

[表1]

将锁定力(W)设为一定的情况下的紧固力(F)和翘曲量(6)的例子

表1表示将锁定力W设为一定的情况下的紧固力F和翘曲量δ的例子。

在第1和第2实施方式中，为了获得所需的锁定力W而所需的紧固力F分别变小为比较例的0.55倍和0.7倍，翘曲量δ也分别减小为0.53倍、0.56倍。

因此，为了获得所需的锁定力W，进行为了获得降低的紧固力F而进行的紧固螺栓BT的扭矩管理，由此能够使翘曲量δ大幅减小。

[表2]

将紧固力(F)设为一定的情况下的锁定力(W)和翘曲量(δ)的例子

另一方面，表2表示将紧固力F设定为与以往相同的情况下的锁定力(W)和翘曲量(δ)的例子。在该情况下，在第1和第2实施方式中，翘曲量δ分别减小为比较例的0.97倍和0.81倍。另一方面，在第1和第2实施方式中，锁定力(W)分别增加至比较例的1.82倍和1.43倍。

根据以上内容，为了获得所需的锁定力W，进行为了获得降低的紧固力F而进行的紧固螺栓BT的扭矩管理，由此能够使翘曲量δ大幅减小，是优选的。

此外，对于该所需的锁定力W、实现该所需的锁定力W的紧固螺栓BT的扭矩等，考虑安装的流体设备的数量、重量、设置的方位(纵置或横置)等，既可以通过计算来求出，也可以通过实验来求出。另外，即使在不降低紧固力F而设定为与以往相同的值的情况下，也能够期待翘曲量(δ)的降低效果。

[表3]

在预先组装组装体之后向导轨构件嵌入时的组装性

表3表示利用卡合部22的端部的突出量q对在预先组装组装体之后向导轨构件50嵌入时的组装性进行评价的结果。在第1和第2实施方式中，与比较例相比，突出量q减少，因此，在将组装体向导轨构件50插入时，变得不易勾挂，组装性也提高。

在上述各实施方式中，使卡合部22的卡合面22f和引导部55的承受面55f仅由斜面形成，但如图11A所示，也能够使卡合部22_1、引导部55_1由倾斜面和垂直面构成。另外，如图11B、图11C所示，卡合部22_2、22_3、引导部55_2、55_3也可以使用弯曲面。再者，如图12A、图12B所示，也可以将卡合部22_4、22_5设为凹状，将引导部55_4、55_5设为凸状。

在上述实施方式中，说明了利用1根紧固螺栓BT将接头块20和主体113连结的情况，但若螺纹孔相对于流路口24a存在于水平流路23c侧，则也能够使用多个紧固螺栓BT。

附图标记说明

1、流体控制装置；10、基板；20、接头块；20a、上表面；20b、底面；20c、退避部；21a～21d、侧面；22、卡合部；22b、底面；22f、卡合面(排列机构)；23、流体流路；23a、23b、垂直流路；23c、水平流路；24a、24b、流路口；25a、25b、螺纹孔；26、保持凹部；30、接头块；50、导轨构件；55、引导部；55f、承受面(排列机构)；110A、开闭阀(双通阀)(流体设备)；110B、调节器(流体设备)；110C、压力计(流体设备)；110D、开闭阀(三通阀)(流体设备)；110E、质量流量控制器(流体设备)；111、致动器内置部；112、阀内置部；113、主体；113a、上表面；113b、底面；114、贯通孔；300、接头构件；310、导入管；320、330、连通管；340、供给管；400、止挡件；BT、BT2、紧固螺栓；GP、GP1、GP2、GP3、间隙。

Claims

1.一种流体控制装置，该流体控制装置具有：

上游侧接头块及下游侧接头块，其具有彼此相对的上表面以及底面、从所述上表面朝向所述底面侧延伸的侧面，划定流体流路，并且划定该流体流路的在所述上表面开口的流路口，在所述底面侧分别具有卡合部；

流体设备，其借助所述上游侧接头块及下游侧接头块而支承于所述支承构件，在该流体控制装置中，

利用抵抗弯曲力的反作用力，将所述上游侧接头块及下游侧接头块固定于所述引导部，该弯曲力是由于所述紧固螺栓对彼此连结的所述上游侧接头块及下游侧接头块与所述主体的紧固力而产生的，

2.根据权利要求1所述的流体控制装置，其中，

所述接头块的底面在长度方向上的一侧或两侧的端部具有退避部。

3.一种接头块，其划定彼此相对的上表面以及底面、从所述上表面朝向所述底面侧延伸的侧面，并且划定流体流路，其中，

所述接头块在所述底面侧具有卡合部，

4.根据权利要求3所述的接头块，其中，

所述底面在长度方向上的一侧或两侧的端部具有退避部。

5.一种流体控制装置的制造方法，所述流体控制装置具有：

接头块，其划定彼此相对的上表面以及底面、从所述上表面朝向所述底面侧延伸的侧面，并且划定在上表面开口的流体流路，在所述底面侧具有卡合部；

支承构件，其具有引导部，所述引导部能够供所述接头块的卡合部卡合且该引导部沿着长度方向呈直线状地延伸，利用该引导部允许所述接头块向长度方向的移动并且将该接头块约束于所述支承构件上；以及

流体设备，其具有在底面侧开口的至少两个流路口，并且以该流路口与所述接头块的流体流路连接的方式固定于所述接头块的上表面，在该流体控制装置的制造方法中，

包括如下工序：

从所述上游侧接头块及下游侧接头块的上表面朝向底面侧形成供紧固螺栓螺纹结合的螺纹孔，所述紧固螺栓用于对密封构件进行加压并且将所述流体设备与所述上游侧接头块及下游侧接头块连结，所述密封构件配置于彼此对接的所述上游侧接头块及下游侧接头块的流路口和所述流体设备的两个流路口的周围，

使所述上游侧接头块的螺纹孔在长度方向上仅形成于比该上游侧接头块的流路口靠上游侧的位置，

使所述下游侧接头块的螺纹孔在长度方向上仅形成于比该下游侧接头块的流路口靠下游侧的位置，

在所述接头块的长度方向上，使所述卡合部的长度形成得比所述接头块的长度短，

利用抵抗力矩的反作用力，将所述上游侧接头块及下游侧接头块固定于所述引导部，该力矩是由于所述紧固螺栓对彼此连结的所述上游侧接头块及下游侧接头块与所述流体设备的紧固力而产生的。

6.一种半导体制造方法，其特征在于，

在半导体制造工艺中所使用的流体的控制使用权利要求1或2所述的流体控制装置。

7.一种平板显示器的制造方法，其特征在于，

在平板显示器的制造工艺中所使用的流体的控制使用权利要求1或2所述的流体控制装置。

8.一种太阳能板的制造方法，其特征在于，

在太阳能板的制造工艺中所使用的流体的控制使用权利要求1或2所述的流体控制装置。