JP2012002352A - 薬液回路装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、薬液回路の内部に形成される流路の設計自由度を提供し、あるいは薬液回路の大型化を抑制する技術を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、薬液回路装置を提供する。本薬液回路装置は、薬液を流通させるための薬液流路と、薬液流路の端部に形成されている主開口部とを有する主回路部材と、主回路部材に対して荷重を印加しつつ当接させた状態で組み付けられ主開口部を薬液回路装置の外部から封止する封止面を有する副回路部材と、主回路部材を収容する収容部と、主回路部材を収容した状態で主開口部に通じる位置に設けられている連通用開口部とを有し、荷重の反力を収容部から主回路部材に伝達するフレーム部材とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、バルブの構造に関し、詳しくは、半導体製造その他の製造工程で取り扱われる樹脂バルブの構造に関するものである。

半導体製造装置には、たとえばＨＭＤＳ薬液といった薬液を使用する装置がある。ＨＭＤＳ薬液は、配管やマニホールドといった薬液流路を介してポンプによって気化器まで送られる。薬液は、強い腐食性を有しているので、その流路が形成されているバルブボディには耐腐食性の観点からフッ素樹脂等が利用される。一方、流路の連通と連通遮断の切替には、フッ素樹脂等のダイアフラム弁体とその弁を駆動するアクチュエータとを有する機能部品が使用される。機能部品のバルブボディへの組み付けには、バルブボディを貫通する通しボルト、あるいはバルブボディを貫通する棒状又は板状のナットの利用が提案されている（特許文献１）。

特開２００７−２９２２１７号公報 特開２００８−８５５０４号公報

しかし、バルブボディを貫通する通しボルトや棒状又は板状のナットの利用は、その貫通によってバルブボディの内部に形成される流路の設計自由度を奪うとともに、バルブボディの大型化の要因となっていた。さらに、本課題は、バルブボディの問題に限られず、広く薬液回路に共通する課題であることが本発明者によって見出された。

本発明は、上述の従来の課題の少なくとも一部を解決するために創作されたものであり、薬液回路の内部に形成される流路の設計自由度を提供し、あるいは薬液回路の大型化を抑制する技術を提供することを目的とする。

以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、必要に応じて効果等を示しつつ説明する。

手段１．薬液回路装置であって、薬液を流通させるための薬液流路と、前記薬液流路の端部に形成されている主開口部とを有する主回路部材と、前記主回路部材に対して荷重を印加しつつ当接させた状態で組み付けられ、前記主開口部を前記薬液回路装置の外部から封止する封止面を有する副回路部材と、前記主回路部材を収容する収容部と、前記主回路部材を収容した状態で前記主開口部に通じる位置に設けられている連通用開口部とを有し、前記荷重の反力を前記収容部から前記主回路部材に伝達するフレーム部材と、を備える薬液回路装置。

手段１では、副回路部材（たとえば弁体アクチュエータ）は、当接荷重の反力を主回路部材（たとえばバルブボディ）の外部から主回路部材に伝達する形状を有するフレーム部材によって装着されている。これにより、主回路部材を貫通する締結部材（たとえばボルトやナット）を使用することなく、主回路部材に対して副回路部材を装着することができる。この結果、主回路部材には、締結部材の存在によって阻害されること無く、薬液流通のための複数の薬液流路を形成することを可能とすることができる。

手段２．前記収容部は、前記副回路部材に装着されている装着部と、前記装着部に対向して設けられ、前記荷重を前記主回路部材に伝達する当接面とを備える手段１に記載の薬液回路装置。

手段２では、副回路部材（たとえば弁体アクチュエータ）に装着されている装着部に対向し、当接荷重を主回路部材（たとえばバルブボディ）に伝達する当接面を有する支持部材を使用して主回路部材に対して副回路部材が装着されている。これにより、たとえば単体の弁体アクチュエータがバルブボディに装着されるような場合にも弁体アクチュエータを装着することができる。一方、たとえばバルブボディを挟む位置に対向して複数の弁体アクチュエータが装着される場合には、複数の弁体アクチュエータに対して、それらを相互に近づける荷重を印加するようにフレーム部材を構成しても良い。

手段３．前記収容部は、前記当接面に沿って前記主回路部材を装着するための装着用開口部を有している手段２に記載の薬液回路装置。

手段３は、当接面に沿って主回路部材を装着するための装着用開口部を有しているので、主回路部材を円滑に収容部に挿入することができ、挿入後に当接面に当接させて収容部に主回路部材を固定することができる。

手段４．前記主回路部材は、複数の薬液流路が形成されているバルブボディを有し、前記副回路部材は、前記複数の薬液流路同士の連通と連通遮断とによって流路を切り替える弁体を有する弁体アクチュエータを備える手段３記載の薬液回路装置。

手段４では、主回路部材が複数の薬液流路が形成されているバルブボディを有し、副回路部材が複数の薬液流路同士の連通と連通遮断とによって流路を切り替える弁体を有するので、流路切替弁を簡易に構成することができる。

手段５．前記複数の薬液流路は、第１流路と第２流路とこれら両流路同士を連通する位置に設けられた第１弁体室とを含み、前記弁体アクチュエータは、前記第１弁体室の内部に設けられ、前記第１弁体室の内壁面に形成されているとともに前記第１流路に接続されている第１開口部を閉鎖することで前記第１流路と前記第１弁体室との連通を遮断する第１弁体と、前記第１弁体室の内壁面に形成されているとともに前記第２流路に接続されている第２開口部を閉鎖することで前記第２流路と前記第１弁体室との連通を遮断する第２弁体と、を備えることを特徴とする手段４記載の薬液回路装置。

手段５では、第１弁体室に形成されている第１開口部と第２開口部を閉鎖することができるので、第１弁体室に接続される流路への薬液の残存を抑制することができる。これにより、たとえば流路の切替における薬液の不意の混合を抑制することができる。

手段６．前記第２流路は、第２弁体室と、前記第２弁体室と前記第２開口部とを接続する連絡流路と、を備え、前記第１弁体は、前記第１弁体室内で開閉動作する状態で設けられ、前記第２弁体は、前記第２弁体室内で開閉動作する状態で設けられ、前記連絡流路の内部に挿入されて前記第２開口部を閉鎖する形状を有する手段５に記載の薬液回路装置。

手段６では、第１弁体室の内部で作動する弁体を単数とすることができるので、流路配置を工夫するだけで容易に実現することができる。さらに、第２弁体は、連絡流路の内部に挿入されて第２開口部を閉鎖する形状を有するので、第１弁体室に連通する凹部であって薬液が残存する部分の容積を顕著に低減させることができる。これにより、薬液の切替時の不意の混合を効果的に抑制することができる。

手段７．前記薬液回路装置は、前記第２流路と前記第２弁体とを複数組備えている手段６に記載の薬液回路装置。

手段７では、第１弁体室の内壁面の開口部に連通している第２流路と第２弁体とを複数組備えているので、各組の構成を薬液の切替や切替時のパージといった用途に利用可能である。

手段８．前記第１弁体は、周縁部分が前記バルブボディに固定されるダイアフラム膜部と、前記ダイアフラム膜部の中央部に設けられ前記第１開口部を開閉する突起部を有するダイアフラム弁体であり、前記第２流路は、前記第１弁体室において前記ダイアフラム膜部により区画形成される環状部にそれぞれ開口する状態で配置され形成されている手段６又は７に記載の薬液回路装置。

手段８では、ダイアフラム膜部によって形成される弁室の形状を効率的に利用して、複数の開口部を形成することができる。

手段９．前記副回路部材は、前記主開口部に流れる薬液の状態量を計測する状態計測部を有する手段１又は２に記載の薬液回路装置。

手段１０．前記副回路部材は、前記主開口部に流れる薬液の状態量を制御する状態制御部を有する手段１又は２に記載の薬液回路装置。

手段９や手段１０では、主回路部材と比較して着脱が容易な副回路部材が状態計測部や状態制御部を有するので、状態計測部（たとえば流量計測デバイスや温度計測デバイス）や状態制御部（たとえば圧力制御弁や流量制御弁）のメインテナンスを容易化することができる。

手段１１．前記フレーム部材には、前記収容部が複数設けられており、前記収容部の各々に前記主回路部材が各々収容されており、前記副回路部材は、前記収容部に収容されている前記主回路部材の主開口部同士を連通する継手を有する手段１乃至９のいずれか１項に記載の薬液回路装置。

手段１１では、複数の収容部の各々に主回路部材が各々収容されており、副回路部材が主回路部材の主開口部同士を連通する継手を有するので、複数の主回路部材を構成要素とする薬液回路を簡易かつ自由に設計することができる。

第１実施形態の薬液流路用連結装置１１の内部流路を示す断面図。 薬液流路用連結装置１１を構成する薬液流路用連結ユニット１０を示す斜視図。 薬液流路用連結ユニット１０の構成部品を示す分解斜視図。 薬液流路用連結ユニット１０，１０ａの薬液流通状態を示す断面図。 薬液流路用連結ユニット１０，１０ａの薬液パージ中の状態を示す断面図。 薬液流路用連結ユニット１０，１０ａの薬液パージ後の状態を示す断面図。 連結ユニット１０，１０ａが切り離された状態を示す断面図。 第１変形例の薬液流路用連結装置１１ａを示す斜視図。 第２変形例の薬液流路用連結装置１１ｂの流路回路図。 第２実施形態の薬液用流路切替装置１００の内部流路を示す断面図。 薬液用流路切替装置１００の内部流路を示す断面図。 薬液流路用連結ユニット１０の構成部品を示す分解斜視図。 薬液用流路切替装置１００における第１薬液の流通状態を示す断面図。 薬液用流路切替装置１００における第２薬液の流通状態を示す断面図。 第３実施形態の流量計１００ａの構成を示す斜視図。 第３実施形態の流量計１００ａの構成を示す断面図。 第４実施形態の薬液切り替えバルブ１６０及び薬液タンク１９７の構成の概要を示す模式図。 薬液供給モード時の薬液切り替えバルブ１６０の構成を示す拡大図。 薬液切り替えバルブ１６０の薬液の充填のための作動内容を示すフローチャート。 パージモード時の薬液切り替えバルブ１６０の構成を示す拡大図。 脱着可能モード時の薬液切り替えバルブ１６０の構成を示す拡大図。 変形例のバルブユニット１０ｄを示す斜視図。 変形例のバルブユニット１０ｄの構成部品を示す分解斜視図。 変形例の内部流路を示す断面図。 変形例の内部流路の構成部品を示す断面図。

以下、本発明を具現化した各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

（第１実施形態の薬液流路用連結装置の構成及び作動）
図１は、第１実施形態の薬液流路用連結装置１１の内部流路を示す断面図である。図２は、薬液流路用連結装置１１を構成する薬液流路用連結ユニット１０を示す斜視図である。図３は、薬液流路用連結ユニット１０の構成部品を示す分解斜視図である。薬液流路用連結装置１１は、２個の薬液流路用連結ユニット１０，１０ａと、それらを機械的に連結する結合部材１２とを備えている。なお、薬液流路用連結ユニット１０，１０ａは、単体では流路切替弁として機能し、それぞれ連結ユニットとも呼ばれている。また、連結ユニット１０ａ及び連結ユニット１０は、それぞれ第１連結ユニットと第２連結ユニットとも呼ばれる。

薬液流路用連結装置１１は、薬液供給配管９１ａから薬液の供給を受ける上流側の薬液流路用連結ユニット１０ａと、パージガス供給配管９２ａに薬液を供給する下流側の薬液流路用連結ユニット１０との間の連結と切り離しとを行うことによって、薬液流路の連結と切断とを可能としている。薬液流路用連結装置１１は、さらに、薬液流路用連結装置１１の内部流路から薬液を排出して、流路切り離し時の薬液を漏洩するためのパージガスを流通させるための後述の流路を備えている。

結合部材１２は、連結ユニット１０が有するヒンジ２４ａに対して回転可能に装着され、連結ユニット１０ａが有するヒンジ２４に契合して、その連結ユニット１０，１０ａの両者が相互に連結されている。ただし、結合部材１２は、一対の連結面３７，３７ａに対して荷重を印加させつつ相互に当接させて連結させる原理を模式的に示すものであり、実際の連結機構を示すものではない。なお、連結面３７及び連結面３７ａは、それぞれ第１連結面と第２連結面とも呼ばれる。

連結ユニット１０は、図２及び図３に示されるように、内部流路が形成されているフッ素樹脂製のバルブボディ３０と、その内部流路の連通と連通遮断とを行う２個の弁体アクチュエータ４０，５０と、２個の弁体アクチュエータ４０，５０をバルブボディ３０に組み付けるためのフレーム部材２０とを有している。本実施形態では、連結ユニット１０ａは、連結ユニット１０と同一の構成を有している。なお、バルブボディ３０は、主回路部材とも呼ばれる。弁体アクチュエータ４０，５０は、副回路部材とも呼ばれる。

弁体アクチュエータ５０は、主として塩化ビニル製であり、操作エアによって弁体を動作させて薬液流路の連通と連通遮断とを行う機能部品である。弁体アクチュエータ５０は、流路の連通と連通遮断とを行うダイアフラム弁体５２と、ダイアフラム弁体５２を駆動するピストン５３と、ピストン５３に流路を連通させる方向に駆動力を与える圧力室５４と、その逆方向の付勢力をピストン５３に印加するバネ５６と、圧力室５４に操作エアを供給するアダプタ５１と、を備えている。ダイアフラム弁体５２は、流路の連通と連通遮断とを行う円柱形状を有する突起部５２ｂと、突起部５２ｂの周囲に形成されている環状のシール部５２ｓとを有している。ダイアフラム弁体５２は、ダイアフラム膜部に相当する。ダイアフラム弁体５２は、たとえばバルブボディ３０と同種のフッ素樹脂製としても良い。

バルブボディ３０には、薬液を受け取る薬液受領配管９１に接続されている薬液流路３４と、開口部３２ｃで薬液流路３４に連通する薬液弁室３８と、薬液弁室３８に連通する連結流路３３と、が形成されている。薬液の流通経路は、順に連結流路３３、薬液弁室３８、及び薬液流路３４である。薬液弁室３８は、バルブボディ３０に形成された内壁面３８ｓと、シール面３２ｓを有し、シール面３２ｓとダイアフラム弁体５２のシール部５２ｓとの当接によって密閉されている。薬液弁室３８は、ダイアフラム弁体５２が動作することによって、突起部５２ｂで開口部３２ｃを開閉し、薬液弁室３８と薬液流路３４との間の連通と連通遮断とが実現されることになる。薬液弁室３８は、主開口部とも呼ばれる。

バルブボディ３０ａには、薬液を供給する薬液供給配管９１ａに接続されている薬液流路３４ａと、薬液流路３４ａに連通する薬液弁室３８ａと、薬液弁室３８ａに連通する連結流路３３ａと、が形成されている。薬液の流通経路は、順に薬液流路３４ａ、薬液弁室３８ａ、及び連結流路３３ａである。薬液弁室３８ａでは、バルブボディ３０に形成された内壁面３８ａｓと、ダイアフラム弁体５２ａによって薬液弁室３８ａと薬液流路３４ａとの間の連通と連通遮断とが実現されている。

なお、薬液弁室３８ａ及び薬液弁室３８は、それぞれ第１薬液弁室と第２薬液弁室とも呼ばれる。また、バルブボディ３０ａ及びバルブボディ３０は、それぞれ第１バルブボディと第２バルブボディとも呼ばれる。内壁面３８ａｓ及び内壁面３８ｓは、それぞれ第１内壁面と第２内壁面とも呼ばれる。また、薬液弁室３８ａと連通する薬液流路３４ａの開口部は、第１薬液開口部とも呼ばれ、薬液弁室３８と連通する薬液流路３４の開口部は、第２薬液開口部とも呼ばれる。連結流路３３ａ及び連結流路３３は、それぞれ第１連結流路と第２連結流路とも呼ばれる。

薬液流路用連結装置１１の薬液流通流路は以下のとおりである。薬液は、薬液供給配管９１ａから供給されて、連結ユニット１０ａが有する薬液流路３４ａ、薬液弁室３８ａ、及び連結流路３３ａと、連結ユニット１０が有する連結流路３３、薬液弁室３８、及び薬液流路３４と、を順に経由させて薬液受領配管９１に供給することができる。本流路は、重力方向Ｇを基準として薬液が下方から上方に流れ、上方から下方に向かう部分が存在しないように構成されている。

薬液流路用連結装置１１の連通と連通遮断の切替構成は以下のとおりである。連結ユニット１０ａは、薬液弁室３８ａで薬液供給配管９１ａからの流路を遮断することができる。連結ユニット１０は、薬液弁室３８で薬液受領配管９１への流路を遮断することができる。これにより、薬液流路用連結装置１１は、薬液弁室３８及び薬液弁室３８ａで流路を遮断することができるので、連結流路３３ａと連結流路３３との間で流路を切り離しても薬液供給配管９１ａや薬液受領配管９１からの薬液の漏洩を防ぐことができる。

一方、薬液流路用連結装置１１は、このように構成されている薬液流路からの薬液のパージ機能を有している。パージ機能は、２個のバルブボディ３０，３０ａのパージ用の内部流路と２個の弁体アクチュエータ４０，４０ａとによって実現されている。

弁体アクチュエータ４０は、操作エアによって弁体を動作させてパージガス流路の連通と連通遮断とを行う機能部品であり、本実施形態では、弁体アクチュエータ５０と同一の構成を有している。弁体アクチュエータ４０は、ダイアフラム弁体４２と、ピストン４３と、圧力室４４と、及びアダプタ４１と、を備えている。ダイアフラム弁体４２は、フッ素樹脂製で、突起部４２ｂと、シール部４２ｓとを有している。

バルブボディ３０には、パージガス流路として、パージガスを排出するパージガス排出配管９２に接続されているパージガス流路３５と、パージガス流路３５に連通するパージガス弁室３９と、パージガス弁室３９と薬液弁室３８とに連通する接続流路３６と、が形成されている。パージガス弁室３９は、シール面３１ｓとダイアフラム弁体４２のシール部４２ｓとの当接によって密閉されている。パージガス弁室３９では、ダイアフラム弁体４２によって、薬液弁室３８に連通する接続流路３６とパージガス流路３５との間の連通と連通遮断とが実現されている。

バルブボディ３０には、弁体アクチュエータ４０，５０の各々が嵌合する形状の凹部である凹部３１，３２が形成されている。凹部３１，３２の最奥部には、それぞれ薬液弁室３８とパージガス弁室３９とが配置されている。薬液弁室３８及びパージガス弁室３９は、弁体アクチュエータ４０，５０がそれぞれ凹部３１，３２に装着されることによって形成される。

バルブボディ３０ａには、パージガス流路として、パージガスを供給するパージガス供給配管９２ａに接続されているパージガス流路３５ａと、パージガス流路３５ａに連通するパージガス弁室３９ａと、パージガス弁室３９ａと薬液弁室３８ａとに連通する接続流路３６ａと、が形成されている。パージガス弁室３９ａでは、ダイアフラム弁体４２ａによって、薬液弁室３８ａに連通する接続流路３６ａとパージガス流路３５ａとの間の連通と連通遮断とが実現されている。

薬液流路用連結装置１１のパージガスの流路は以下のとおりである。パージガス供給配管９２ａから供給されるパージガスは、順にパージガス流路３５ａ、接続流路３６ａ、薬液弁室３８ａ、及び連結流路３３ａと、連結流路３３、薬液弁室３８、接続流路３６、及びパージガス流路３５と、を順に経由させてパージガス排出配管９２に供給することができる。これにより、薬液弁室３８ａで薬液供給配管９１ａから流路を遮断するとともに、薬液弁室３８で薬液受領配管９１への流路を遮断した状態において、パージガスで接続流路３６ａ、薬液弁室３８ａ、及び連結流路３３ａ、連結流路３３、薬液弁室３８、及び接続流路３６から薬液を排出することができる。

各薬液弁室３８，３８ａへの各流路の接続状態は以下のとおりである。薬液弁室３８ａには、重力方向Ｇを基準として、最も低い位置で接続流路３６ａに接続され、最も高い位置で連結流路３３ａに接続されている。一方、薬液弁室３８には、重力方向Ｇを基準として、最も低い位置で連結流路３３に接続され、最も高い位置で接続流路３６に接続されている。

さらに、第１実施形態の薬液流路用連結装置１１では、弁体アクチュエータ４０，５０，４０ａ，５０ａの各々がバルブボディ３０，３０ａに対して荷重（当接荷重）を印加させつつ当接されることによって装着されている。弁体アクチュエータ４０は、フレーム部材２０の嵌合孔２１を貫通させた状態で４個の螺子Ｓでフレーム部材２０の螺子孔２９に締結されている。これにより、弁体アクチュエータ４０は、バルブボディ３０の凹部３１に嵌合し、シール面３２ｓとダイアフラム弁体４２のシール部４２ｓとを当接させて装着されることになる。弁体アクチュエータ５０も同様に、フレーム部材２０の嵌合孔２２を貫通して、バルブボディ３０の凹部３２に嵌合して装着されている。螺子Ｓの数は、４個以上であることが好ましい。

フレーム部材２０の２つの嵌合孔２１、２２には、それぞれキー溝２５，２８が形成されている。キー溝２５，２８は、弁体アクチュエータ４０，５０の方向を拘束して組み付け時の向きを決定する役割を有している。さらに、切り込み部２３は、バルブボディ３０の連結面３７が形成されている連結部材１８を装着可能とするために貫通孔ではなく、切り込みとしての形状を有している。これにより、連結部材１８の周囲にフレーム部材２０を配置することができるので、結合部材１２の締結荷重をバルブボディ３０に円滑に流すことができる。

なお、弁体アクチュエータ５０ａ及び弁体アクチュエータ５０は、それぞれ第１薬液制御弁と第２薬液制御弁とも呼ばれる。また、弁体アクチュエータ４０ａ，５０ａがバルブボディ３０ａに対して印加する荷重は第１荷重とも呼ばれる。弁体アクチュエータ４０，５０がバルブボディ３０に対して印加する荷重は第２荷重とも呼ばれる。

本装着方法によれば、当接荷重の反力は、たとえば連結ユニット１０の弁体アクチュエータ５０と弁体アクチュエータ４０の装着においては、それぞれフレーム部材２０の内壁面２６と内壁面２７とを介してバルブボディ３０に流すことができる。弁体アクチュエータ４０，５０，４０ａ，５０ａは、バルブボディ３０，３０ａに対して、それぞれ４本の螺子Ｓで螺子孔２９に締結されている。この締結トルクによって、上述の当接荷重を調整することができる。螺子孔２９は、装着部に相当する。

本発明者は、フッ素樹脂等の有機材料で構成されているバルブボディ３０，３０ａやポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の有機材料で構成されている弁体アクチュエータ４０，４０ａ，５０，５０ａと、金属やＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン，ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ）樹脂といった材料で構成されているフレーム部材２０とからなる異性材料からなる構造体の特性についても分析を行った。特性分析は、熱応力、塑性変形、及び縦弾性係数との観点から行われた。

熱応力については以下のとおりである。たとえばフレーム部材２０に金属材料を利用すれば、フレーム部材２０が有機材料で構成されているバルブボディ３０，３０ａや弁体アクチュエータ４０，４０ａ，５０，５０ａよりも小さな線膨張係数を有していることになるので、高温環境下においては、バルブボディ３０等や弁体アクチュエータ４０等の熱膨張によって封止面（たとえばシール面３２ｓとシール部４２ｓとの当接面）の面圧が上昇することになる。この結果、封止性能が温度上昇によって低下しにくいという好ましい特徴を有することができる。

さらに、バルブボディ３０，３０ａや弁体アクチュエータ４０，４０ａ，５０，５０ａを構成するフッ素樹脂等の有機材料は、ガラス繊維の充填やガラス繊維の補強材としての混合によって線膨張係数を調整することができるという設計自由度も提供することができる。

塑性変形については以下のとおりである。バルブボディ３０，３０ａを構成するフッ素樹脂等の有機材料は、体積ひずみに対する強い耐性を有してはいるが、塑性変形（形状変形）しやすい性質を有している。塑性変形は、たとえば従来技術（特開２００７−２９２２１７号公報）では、ナットの嵌入部への熱応力によって嵌入部の孔形状を楕円として隙間やガタつきが発生することが本発明者の解析によって予測されている。このような隙間やガタつきは、たとえば流体の漏洩や機能部品の脱落にもつながる問題である。

本実施形態は、フレーム部材２０でバルブボディ３０，３０ａを囲むことによってバルブボディ３０，３０ａの周囲を拘束するので、塑性変形の自由度が制限されていることになる。これにより、フレーム部材２０でバルブボディ３０，３０ａを囲む構造は、塑性変形に対する耐性を向上させることが分る。フッ素樹脂等の有機材料は、前述のように体積ひずみに対する耐性を有しているからである。一方、ポリ塩化ビニル等の有機材料で構成されている弁体アクチュエータ４０，４０ａ，５０，５０ａとフレーム部材２０との間の締結では、このような隙間やガタツキの問題は生じないことが本発明者によって確認された。

縦弾性係数については以下のとおりである。ポリ塩化ビニル等の有機材料で構成されている弁体アクチュエータ４０，４０ａ，５０，５０ａは、高い弾性係数と大きな機械的強度を有し、フレーム部材２０に強固に締結することができる。一方、弁体アクチュエータ４０，４０ａ，５０，５０ａとバルブボディ３０，３０ａとの間は、フッ素樹脂製のバルブボディ３０のシール面３２ｓとダイアフラム弁体４２のシール部４２ｓとの当接面で弾性変形しつつ締結されることになる。

この弾性変形量は、フレーム部材２０とバルブボディ３０，３０ａのサイズの相互関係の設定によって締結力に過度に依存することなく安定的な設定を実現することができる。具体的には、予め設定された弾性変形をさせるためにバルブボディ３０，３０ａを大き目のサイズとすることで弾性変形量の調整（設定）が可能である。これにより、弾性変形によるシール面３２ｓとシール部４２ｓの間の面圧の調整を実現して高い封止性能が発生することになる。

このように、フレーム部材２０がバルブボディ３０，３０ａを囲む構造形態や材料の特性の有効利用によって、各構成部品の確実な締結と流体の漏洩の防止とが実現されている。

なお、弁体アクチュエータ４０等が凹部３１に嵌合する際には、フッ素樹脂製の凹部３１の弾性変形を見込んだ嵌め合い公差を利用できるので、たとえば２つの凹部３１，３２の位置関係の公差等を緩和して簡易な製造を実現することができる。さらに、ダイアフラム弁体４２等のシール部４２ｓ等は、たとえばバルブボディ３０等の材料よりも縦弾性係数が小さな材料を使用して緩衝層とするような構造としてもよい。本構造は、バルブボディ３０等に対して圧縮荷重のみを与える構造体を実現しているので、高い耐久性を実現することができる。

これにより、バルブボディを貫通する締結部材（たとえばボルトやナット）を使用することなく、バルブボディに対して弁体アクチュエータを装着することができる。この結果、バルブボディ３０には、パージガス弁室３９ａからパージガス弁室３９までの間に略直線状の短い流路形成が実現されている。さらに、パージ流路は、常に下方から上方に向かって、すなわち逆方向（下方向）への経路を有することなく実現されているので、パージ効率を顕著に高めることができる。

次に、図４乃至図６を参照して、薬液流路用連結装置１１の切り離し操作の内容を説明する。

図４は、薬液流路用連結ユニット１０，１０ａの薬液流通状態を示す断面図である。薬液流通状態は、連結ユニット１０の薬液流路３４ａと連結流路３３ａとを連通させるとともに、連結ユニット１０ａの連結流路３３と薬液流路３４とを連通させることによって実現される。薬液流路３４ａと連結流路３３ａの連通は、弁体アクチュエータ５０ａに対してアダプタ５１ａから操作エアを供給することによって行われる。薬液流路３４と連結流路３３の連通は、弁体アクチュエータ５０に対してアダプタ５１から操作エアを供給することによって行われる。

一方、連結ユニット１０のパージガス流路３５は、薬液弁室３８に連通する接続流路３６から遮断されている。パージガス流路３５ａは、薬液弁室３８ａに連通する接続流路３６ａから遮断されている。パージガス流路３５と接続流路３６の連通遮断は、弁体アクチュエータ４０のアダプタ４１に排気経路を接続することによって行われる。パージガス流路３５ａと接続流路３６ａの連通遮断は、弁体アクチュエータ４０ａのアダプタ４１に排気経路を接続することによって行われる。

このように、薬液流通状態では、薬液供給配管９１ａから供給される薬液は、薬液流路３４ａ、薬液弁室３８ａ、連結流路３３ａ、連結流路３３、薬液弁室３８、及び薬液流路３４を順に経由して薬液受領配管９１に供給されることになる。この際には、パージガス流路３５及びパージガス流路３５ａは、弁体アクチュエータ４０，４０ａによって薬液が流通する流路から遮断されている。

連結ユニット１０，１０ａの切り離しの前には、図示しない薬液ポンプを停止させた後に、全ての弁体アクチュエータ４０，４０ａ，５０，５０ａへの操作エアの供給を停止する。一方、図示しないパージガス供給ポンプを起動する。これにより、連結ユニット１０，１０ａは、薬液受領配管９１、薬液供給配管９１ａ、パージガス排出配管９２、及びパージガス供給配管９２ａから遮断されることになる。

図５は、薬液流路用連結ユニット１０，１０ａの薬液パージ中の状態を示す断面図である。薬液パージは、薬液流路にパージガスを導入して薬液流路用連結ユニット１０，１０ａの内部流路から薬液を排出する処理である。薬液パージ状態では、パージガス供給配管９２ａから供給されるパージガスは、パージガス流路３５ａ、接続流路３６ａ、薬液流路３４ａ、薬液弁室３８ａ、連結流路３３ａ、連結流路３３、薬液弁室３８、薬液流路３４、接続流路３６、及びパージガス流路３５を順に経由してパージガス排出配管９２に薬液とともに排出される。本図では、薬液流路３４ａ、薬液弁室３８ａ、連結流路３３ａから薬液が排出され、薬液が連結流路３３から排出されつつある状態が示されている。

図６は、薬液流路用連結ユニット１０，１０ａの薬液パージ後の状態を示す断面図である。薬液が、パージガス流路３５ａ、接続流路３６ａ、薬液流路３４ａ、薬液弁室３８ａ、連結流路３３ａ、連結流路３３、薬液弁室３８、薬液流路３４、接続流路３６、及びパージガス流路３５の全ての流路から排出された後には、パージガスを流しつつ減圧が行われる。これにより、流路に付着した薬液を気化させて薬液の残留を顕著に低減させることができる。

図７は、連結ユニット１０，１０ａが切り離された状態を示す断面図である。連結ユニット１０，１０ａの切り離しは、結合部材１２を時計回りの方向に回転させてヒンジ２４ａへの契合を解除することによって行われる。これにより、一対の連結面３７、３７ａの間の連結が解除され、連結流路３３と連結流路３３ａとが大気開放されることになる。これに伴い、連結流路３３と連結流路３３ａとに連通する全ての流路３８、３８ａ、３６、３６ａも大気開放状態となる。本実施形態では、これらの全ての流路３３、３３ａ、３８、３８ａ、３６、３６ａからは予め薬液が排除されているので、連結ユニット１０，１０ａの切り離しに起因する薬液の外部漏洩を抑制することができる。

一方、連結ユニット１０，１０ａの連結は、以下のステップで行うことができる。
（１）作業員は、結合部材１２による機械的な連結を行う。
（２）作業員は、パージガス弁室３９ａと接続流路３６ａとの連通遮断の状態において、パージガス弁室３９と接続流路３６とを連通させて、パージガス排出配管９２から真空引きを行う。これにより、内部流路が低圧状態となる。
（３）作業員は、パージガス弁室３９と接続流路３６とを連通遮断の状態とする。
（４）作業員は、薬液流路３４と薬液弁室３８とを連通させるとともに、薬液流路３４ａと薬液弁室３８ａとを連通させる。これにより、薬液が各流路に引き込まれる。
（５）作業員は、薬液ポンプ（図示省略）を作動させて薬液の流通を再開させることができる。

このように、第１実施形態の薬液流路用連結装置１１は、短く且つ下方から上方に向かう直線状の流路内部の薬液を効果的にパージすることができるので、連結の切り離し時に薬液の漏洩を効果的に抑制することができる。さらに、バルブボディ３０，３０ａの小型化によって薬液流路用連結装置１１の小型化も実現されている。

（第１実施形態の変形例の薬液流路用連結装置の構成及び作動）
図８は、第１変形例の薬液流路用連結装置１１ａを示す斜視図である。変形例の薬液流路用連結装置１１ａは、制御器１５を有する連結ユニット１０ｂと、連結ユニット１０ｂによって操作可能に構成されている連結ユニット１０ｃと、を備えている点で、第１実施形態の薬液流路用連結装置１１と相違する。制御器１５は、連結ユニット１０ｂと連結ユニット１０ｃとが内蔵する計４個の弁体アクチュエータ（図示省略）を操作して、上述の処理シーケンスを自動で実行することができる。

連結ユニット１０ｂは、制御器１５に加え、操作ボタン１６と、ＬＥＤインジケータ１７とを備えている。作業者は、たとえばメインテナンス等のために連結を切断しなければならないときに、操作ボタン１６を押すことによって、上述のシーケンスを開始させることができる。ＬＥＤインジケータ１７は、処理シーケンスの途中においては赤色に点灯し、処理の完了（切り離し準備完了）に応じて点灯色が青色に変化する。連結ユニット１０ｂは、処理シーケンスの完了に応じて連結が解除可能となるような機構として構成しても良い。

図９は、第２変形例の薬液流路用連結装置１１ｂの流路回路図である。薬液流路用連結装置１１ｂは、パージガス弁室３９ｖ、３９ａｖのいずれにもパージガス排出配管９２とパージガス供給配管９２ａの双方が接続されている点で相違する。本構成では、連結ユニット１０，１０ａの連結時において、パージガス弁室３９ｖ、３９ａｖからのパージガスの排出を可能として連結時の薬液へのパージガスの混入を効果的に抑制することができる。

具体的には、薬液弁室３８，３８ａへの薬液供給を可能とした連通状態（バルブＶ１，Ｖ１ａ開状態）において、パージガス弁室３９を連通遮断状態（バルブＶ２閉状態）とし、パージガス弁室３９を連通遮断状態（バルブＶ２ａ開状態）とすれば、薬液の供給によって連結流路３３の内部のパージガスがパージガス弁室３９を経由して排出可能となる。一方、連結流路３３ａの内部のパージガスは、バルブＶ１，Ｖ２開状態において、バルブＶ２開状態とし、バルブＶ２ａ閉状態とすれば、薬液の供給によってパージガス弁室３９ａを経由して排出可能となる。

（第２実施形態の薬液用流路切替装置の構成及び作動）
図１０及び図１１は、第２実施形態の薬液用流路切替装置１００の内部流路を示す断面図である。図１２は、薬液用流路切替装置１００の構成部品を示す分解斜視図である。薬液用流路切替装置１００は、種類が相違する複数の薬液の流路を切り替える装置であり、５個の弁体アクチュエータ７０，７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄと、バルブボディ６０と、第１フレーム部材８０と、を備えている。複数の薬液は、本実施形態では、相互に種類が相違する第１薬液と第２薬液とである。

弁体アクチュエータ７０は、ダイアフラム弁体７２と、ピストン７３と、圧力室７４と、及びアダプタ７１と、を備えている。ダイアフラム弁体７２は、突起部７２ｖと、シール部７２ｓとを有している。一方、弁体アクチュエータ７０ａは、ダイアフラム弁体７２ａと、ピストン７３ａと、圧力室７４ａと、及びアダプタ７１ａと、を備えている。ダイアフラム弁体７２ａは、シール部７２ａｓと、突起端部７２ａｂと、筒状傾斜面７２ａｍと、突起面７２ａｔとを有している。筒状傾斜面７２ａｍ及び突起面７２ａｔの役割については後述する。弁体アクチュエータ７０ｂ，７０ｃ，７０ｄは、弁体アクチュエータ７０ａと同一の構成を有している。なお、バルブボディ６０は、主回路部材とも呼ばれる。弁体アクチュエータ７０ｂ，７０ｃ，７０ｄは、副回路部材とも呼ばれる。

バルブボディ６０には、弁体アクチュエータ７０が有するダイアフラム弁体７２との間に流路切替室８２を形成する内壁面８２ｓが形成されている。内壁面８２ｓには、流路切替室８２に第１薬液を供給する流路である第１薬液流路６３と、流路切替室８２に第２薬液を供給する流路である第２薬液流路６４と、流路切替室８２から第１薬液と第２薬液薬のいずれか一方を外部に供給する出口流路６１と、が連通している。

第１フレーム部材８０には、バルブボディ６０に対して当接することによって、第１薬液流路６３に連通する第１薬液流路８３と、第２薬液流路６４に連通する第２薬液流路８４と、出口流路６１に当接する出口流路８１と、が形成されている。第１フレーム部材８０には、５個の弁体アクチュエータ７０，７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄを装着するための締結部（たとえば螺子孔）を有している。

バルブボディ６０は、第１フレーム部材８０に対して以下のように組みつけられる。先ず、バルブボディ６０は、第１フレーム部材８０の内凹部８６に装着される。次に、第２フレーム部材８５は、内凹部８６に対して弾性変形しやすいバルブボディ６０を押さえつけつつ内凹部８６に螺子Ｍで締結される。これにより、第１フレーム部材８０、第２フレーム部材８５、及びバルブボディ６０が相互に密着した構造体を作ることができあがる。このように、フレーム部材は、複数の部品からなるように構成してもよい。フレーム部材を複数の部品からなるように構成すれば、フレーム部材によって容易にバルブボディ６０を挿入して囲むことができるので、バルブボディ６０の形態の自由度を高めることもできる。

本構造体に対して、５個の弁体アクチュエータ７０，７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄを装着し、それらの各々の締結力のバランスを維持しつつ徐々に締め付けることによって薬液用流路切替装置１００が完成する。ただし、本実施形態では、５個の弁体アクチュエータ７０，７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄとバルブボディ６０との相互の位置関係が第１フレーム部材８０によって規制されるので、組み付け方法によらず締め付け力のバランスを実現することができる。

第１薬液流路６３には、弁体室６５（図１０参照）が形成され、円柱状の傾斜孔である連通傾斜孔６３ａによって流路切替室８２に連通している。第２薬液流路６４には、弁体室６６（図１０参照）が形成され、円柱状の傾斜孔である連通傾斜孔６４ａによって流路切替室８２に連通している。流路切替室８２は、第１弁体室に相当する。出口流路６１、８１は、第１流路に相当する。第１薬液流路６３、第１薬液流路８３、第２薬液流路６４及び第２薬液流路８４は、第２流路に相当する。

なお、内壁面８２ｓに形成されている出口流路６１の開口部は、第１開口部に相当する。内壁面８２ｓに形成されている第１薬液流路６３及び第２薬液流路６４の開口部は、いずれも第２開口部に相当する。連通傾斜孔６３ａは、連絡通路に相当する。また、弁体室６５及び弁体室６６は、第２弁体室に相当する。

弁体アクチュエータ７０ａは、ダイアフラム弁体７２ａを動作させて、流路切替室８２と第２薬液流路６４との連通と連通遮断状態を切り替えることができる。弁体アクチュエータ７０ｂは、ダイアフラム弁体７２ｂを動作させて、流路切替室８２と第２薬液流路６４との連通と連通遮断状態を切り替えることができる。

弁体アクチュエータ７０ｃは、流路切替室８２とパージガス供給流路（図示省略）との連通と連通遮断状態を切り替えることができる。弁体アクチュエータ７０ｄは、流路切替室８２とパージガス排出流路（図示省略）との連通と連通遮断状態を切り替えることができる。なお、ダイアフラム弁体７２は、第１弁体に相当する。ダイアフラム弁体７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄは、いずれも第２弁体に相当する。

連通遮断状態は、たとえば連通傾斜孔６３ａの内面に対して筒状傾斜面７２ａｍを当接させて実現するようにしても良いし、あるいは弁体室６６の内壁面に突起端部７２ａｂの面を当接させて実現するようにしても良い。筒状傾斜面７２ａｍの当接による連通遮断を行う構成では、突起端部７２ａｂを削除しても良い。一方、突起端部７２ａｂの当接による連通遮断を行う構成では、突起端部７２ａｂの直径を小さくして連通傾斜孔６３ａとの間に隙間が生じるような構成も可能である。突起端部７２ａｂの当接による連通遮断は、たとえば突起端部７２ａｂの端面に凸部を設けて面圧を高めて封止性能を高める設計自由度も得られる。

本実施形態のダイアフラム弁体７２ａは、連通傾斜孔６３ａに挿入されて流路切替室８２に連通する凹部の容積を低減させるように構成されていれば良い。こうすれば、流路の切替に起因する薬液の不意の混合を抑制することができるからである。

弁体アクチュエータ７０ａは、弁体室６５において、ダイアフラム弁体７２ａを動作させて、連通傾斜孔６４ａに対して筒状傾斜面７２ａｍと突起面７２ａｔとを挿入する。突起面７２ａｔは、内壁面８２ｓと同一平面あるいは内壁面８２ｓから流路切替室８２の内側に突出する位置に配置されることになる。これにより、流路切替室８２は、第１薬液流路６３に対して凹部を形成することなく、第１薬液流路６３から連通遮断することができる。弁体アクチュエータ７０ｂは、弁体アクチュエータ７０ａと同様に、第２薬液流路６４に対して凹部を形成することなく、流路切替室８２を第２薬液流路６４から連通遮断することができる。

なお、連通傾斜孔６３ａや筒状傾斜面７２ａｍは、必ずしも傾斜している必要は無く、ダイアフラム弁体７２ａの一部が連通傾斜孔６３ａに挿入されて、流路切替室８２に連通する凹部の容積を減殺させるものであればよい。ただし、双方が傾斜して封止可能な構成とすれば、薬液の不意の混在を顕著に抑制することができるという利点を得ることができる。また、連通傾斜孔６３ａは、連絡流路に相当する。

また、第２実施形態では、５個の弁体アクチュエータ７０，７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄとバルブボディ６０との間の当接荷重は相互に相殺されるように構成されている。すなわち、５個の弁体アクチュエータ７０，７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄは、相互に対向する位置に対称に配置されているので、第１実施形態の内壁面２６や内壁面２７に相当する部材を必ずしも必要としないことを意味している。

図１３は、薬液用流路切替装置１００における第１薬液の流通状態を示す断面図である。第１薬液の流通状態は、弁体アクチュエータ７０と弁体アクチュエータ７０ｂとを作動させて、第１薬液流路８３と出口流路８１と連通状態としている。これにより、薬液用流路切替装置１００は、第１薬液を流通させるバルブとして機能していることになる。

図１４は、薬液用流路切替装置１００における第２薬液の流通状態を示す断面図である。第２薬液の流通状態は、弁体アクチュエータ７０と弁体アクチュエータ７０ａとを作動させて、第２薬液流路８４と出口流路８１と連通状態としている。これにより、薬液用流路切替装置１００は、第２薬液を流通させるバルブとして機能していることになる。

第１薬液の流通状態から第２薬液の流通状態の切替は、以下のようにして行うことができる。
（１）弁体アクチュエータ７０と弁体アクチュエータ７０ｂとを作動させて全ての流路遮断状態とする。
（２）２個の弁体アクチュエータ７０ｃ，７０ｄを作動させて、パージガスで掃気することによって流路切替室８２の内部から第１薬液を排出する。
（３）弁体アクチュエータ７０と弁体アクチュエータ７０ａとを作動させて、第２薬液流路８４と出口流路８１と連通状態とする。

このように、第２実施形態の薬液用流路切替装置１００は、５個の弁体アクチュエータ７０，７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄは、それ自体がバルブボディ６０をいわば挟持する形でバルブボディ６０に装着されているので、バルブボディ６０の内部には自由に流路設計を実現することができる。これにより、弁体アクチュエータ７０によって形成されている流路切替室８２に対して他の弁体アクチュエータ７０ａ等によって形成されている弁室を直接連通させることも可能となっている。この結果、流路切替室８２に対して他の弁体アクチュエータ７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄのダイアフラム弁体７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄが挿入されて、ガスパージの効率が顕著に改善されている。

（第３実施形態の流量計の構成及び作動）
図１５は、第３実施形態の流量計１００ａの構成を示す斜視図である。図１６は、第３実施形態の流量計１００ａの構成を示す断面図である。流量計１００ａは、計測部１７０と、２個のバルブボディ１３０，１３０ａと、流路部材１４０と、フレーム部材１２０と、２個の弁体アクチュエータ１５０，１５０ａと、２個の継手部材１１０と、６個のＯリングＲとを備えている。

計測部１７０は、いわゆるパージメータと呼ばれる面積流量計であり、フロートＦの位置を読み取ることで流量を計測する部品である。計測部１７０は、入口側流路１７１と、接続流路１７２と、フロートＦと、テーパ管１７３と、出口側流路１７４と、筐体１７９と、ガラス窓１８１と、ニードル１７５と、封止部材１７６と、調整軸１７７と、調整ノブ１７８とを備えている。

入口側流路１７１は、流体が流入するための入口開口部１８２を有し、水平方向に延びている。接続流路１７２は、入口側流路１７１に連通して鉛直方向に延びている。出口側流路１７４は、テーパ管１７３に連通する垂直部分と、出口開口部１８３を有して水平方向に延びている部分とを備えている。筐体１７９には、入口開口部１８２が形成されている入口側流路凸部１８４と、出口開口部１８３が形成されている出口側流路凸部１８５とが形成されている。

計測部１７０の内部流路は、以下のように接続されている。計測対象の流体は、入口開口部１８２から入口側流路１７１に流入する。ニードル１７５は、入口側流路１７１と接続流路１７２の連通位置のオリフィス径を調整して流量を調整することができる。ニードル１７５は、調整軸１７７を介して調整ノブ１７８によって回転され、調整軸１７７の図示しない筐体１７９との間の螺合によってオリフィス径を調整することができる。

テーパ管１７３は、出口側流路１７４に近づくほど内径が大きくなるようにテーパしている内部流路を有している。テーパ管１７３は、軸線方向が鉛直方向となるように配置され、出口側流路１７４が上方に配置されている。テーパ管１７３の内部流路には、フロートＦが移動可能に挿入され、通過流量の増大に応じて内径が大きな下流側（鉛直方向の上方側）に移動し、通過流量の減少に応じて内径が小さな上流側（鉛直方向の下方側）に移動する。テーパ管１７３は、ガラス窓１８１からフロートＦの動きを見ることによって、テーパ管１７３の内部流路に流れる流体の流量を計測することができる。

フレーム部材１２０は、図１５に示されるように、直方体の形状を有し、その内部に相互に一直線上に配置されている第１収容部１２１と、第２収容部１２２と、第３収容部１２３とが形成されている。第１収容部１２１、第２収容部１２２、及び第３収容部１２３は、いずれも直方体の形状を有し、それぞれ同一方向に第１開口部１２７、第２開口部１２８、及び第３開口部１２９を有している。第１収容部１２１、第２収容部１２２、及び第３収容部１２３は、それぞれ第１開口部１２７、第２開口部１２８、及び第３開口部１２９を底面とする角柱形状を有している。

フレーム部材１２０は、計測部１７０が装着されるための装着面１８５ｓを有している。装着面１８５ｓには、計測部１７０を装着するための締結ネジ（図示省略）を螺合するための雌ネジ孔１８６〜１８９と、２個の貫通孔１８４ｈ，１８５ｈとが形成されている。雌ネジ孔１８６〜１８９及び２個の貫通孔１８４ｈ，１８５ｈは、装着面１８５ｓ側から第２収容部１２２に連通している。計測部１７０は、図１６に示されるように、入口側流路凸部１８４と出口側流路凸部１８５とが、それぞれ貫通孔１８４ｈと貫通孔１８５ｈとに挿入された状態でフレーム部材１２０に装着されている。

第２収容部１２２は、それぞれ内壁１２６と内壁１２６ａとによってそれぞれ第１収容部１２１と第３収容部１２３とから隔てられている。第２収容部１２２は、内壁１２６を貫通する貫通孔１２４と、内壁１２６ａを貫通する貫通孔１２５とを介してそれぞれ第１収容部１２１と第３収容部１２３とに連通している。

第１収容部１２１には、貫通孔１２４と軸線を共通する貫通孔１２１ｗが形成されている。第３収容部１２３には、貫通孔１２５と軸線を共通する貫通孔１２３ｗが形成されている。貫通孔１２１ｗ及び貫通孔１２３ｗは、それぞれ貫通孔１２４及び貫通孔１２５の穴あけ加工を行なうためにドリル（図示せず）を通すための貫通孔である。

第１収容部１２１、第２収容部１２２、及び第３収容部１２３には、それぞれ第１バルブボディ１３０と、第２バルブボディ１３０ａと、流路部材１４０とが収容されている。第１バルブボディ１３０、第２バルブボディ１３０ａ、及び流路部材１４０は、それぞれ第１開口部１２７、第２開口部１２８、及び第３開口部１２９に嵌合する形状を底面とする角柱の外形形状を有している。

これにより、第１バルブボディ１３０、第２バルブボディ１３０ａ、及び流路部材１４０は、それぞれ第１開口部１２７、第２開口部１２８、及び第３開口部１２９から円滑に挿入され、それぞれ第１収容部１２１、第２収容部１２２、及び第３収容部１２３に収容されることが可能である。

流路部材１４０は、２つの内部流路１４２，１４５を有している。内部流路１４２は、２つの開口部１４１，１４３を有し、これらを接続する流路である。内部流路１４５は、２つの開口部１４４，１４６を有し、これらを接続する流路である。流路部材１４０は、開口部１４３と開口部１４４とが、それぞれ計測部１７０の入口開口部１８２と出口開口部１８３とに連通する位置に収容される。

計測部１７０は、流路部材１４０がフレーム部材１２０の第２収容部１２２の内部で上述のように位置決めされた状態において装着される。計測部１７０の装着は、貫通孔１８４ｈと貫通孔１８５ｈとにＯリングＲが挿入された状態において、貫通孔１８４ｈと貫通孔１８５ｈとにそれぞれ入口側流路凸部１８４と出口側流路凸部１８５とを挿入して行なわれる。この装着は、締結部材（図示省略）を４つの計測部１７０の貫通孔１８０に貫通させて雌ネジ孔１８６〜１８９に螺合させることによって締結される。

これにより、計測部１７０の入口開口部１８２と出口開口部１８３とが、それぞれ流路部材１４０の開口部１４３と開口部１４４とにＯリングＲを介して連通することになる。一方、流路部材１４０は、ＯリングＲを介して第２収容部１２２の内壁面の一部をなす内部当接面１２８ｐに押し付けられることになる。換言すれば、流路部材１４０は、入口側流路凸部１８４と出口側流路凸部１８５と内部当接面１２８ｐとの間にＯリングＲを介して挟持されていることになる。

第１バルブボディ１３０は、２つの薬液流路１３１，１３２と、これらに連通している薬液弁室１３８とを有している。薬液弁室１３８には、ダイアフラム弁体１５２が装着されており、ダイアフラム弁体１５２の駆動によって２つの薬液流路１３１，１３２の連通と連通遮断とが行なわれる。薬液流路１３２は、樹脂ジョイント１３３（図１５参照）の内部流路（図示省略）に連通している。薬液流路１３１は、継手部材１１０の内部流路１１１と２個のＯリングを介して流路部材１４０の内部流路１４５に連通している。

第２バルブボディ１３０ａは、２つの薬液流路１３１ａ，１３２ａと、これらに連通している薬液弁室１３８ａとを有している。薬液弁室１３８ａには、ダイアフラム弁体１５２ａが装着されており、弁体アクチュエータ１５０によるダイアフラム弁体１５２ａの駆動によって２つの薬液流路１３１ａ，１３２ａの連通と連通遮断とが行なわれる。薬液流路１３２ａは、樹脂ジョイント１３３ａの内部流路（図示省略）に連通している。薬液流路１３１ａは、継手部材１１０の内部流路１１１と２個のＯリングＲを介して流路部材１４０の内部流路１４２に連通している。

弁体アクチュエータ１５０は、弁体アクチュエータ５０に近似する構成を有している。弁体アクチュエータ１５０は、ダイアフラム弁体１５２と、ダイアフラム弁体１５２を駆動するピストン１５３と、ピストン１５３に流路を連通遮断させる方向に駆動力を与える圧力室１５５と、その逆方向の付勢力をピストン５３に印加するバネ１５４とを備えている。弁体アクチュエータ１５０ａは、弁体アクチュエータ１５０と同一の構成を有している。弁体アクチュエータ１５０，１５０ａは、弁体アクチュエータ５０と同様の構造によって、第１バルブボディ１３０や第２バルブボディ１３０ａとともに遮断弁を構成している。

第１収容部１２１、第２収容部１２２、及び第３収容部１２３は、前述のように継手部材１１０の軸線方向に一直線上に配置されているので、２個の継手部材１１０と２個の継手部材１１０の各々の両端に装備されている２個のＯリングは、第１バルブボディ１３０と第２バルブボディ１３０ａとを相互に遠ざける方向に付勢していることになる。第２バルブボディ１３０ａは、第３収容部１２３の内壁の一部をなす内部当接面１２３ｐに押し付けられることになる。第１バルブボディ１３０は、第１収容部１２１の内壁の一部をなす内部当接面（図示省略）に押し付けられることになる。

本構成では、継手部材１１０及び封止用弾性部材（たとえばＯリングＲ）は、フレーム部材１２０が有する複数の収容部１２１〜１２３に格納されている各部材１３０，１３０ａ、１４０を付勢することによって、これらの相互の連通状態を実現している。継手部材１１０及び封止用弾性部材（たとえばＯリングＲ）は、各部材１３０，１３０ａ、１４０をフレーム部材１２０の収容部１２１〜１２３の各々の内部に固定する役割も果たしている。

このように、フレーム部材１２０は、複数の収容部１２１〜１２３を有するように構成されている。このような複数の収容部１２１〜１２３を有する構成では、複数の収容部１２１〜１２３の相互間に連通する貫通孔１２４，１２５を形成し、相互に流路を接続する継手部材１１０と封止用弾性部材（たとえばＯリングＲ）で流路を接続することもできる。さらに、機能部品である計測部１７０は、フレーム部材１２０の外側に装着され、簡単に取り外すことができるので、高い整備性を実現している。

本実施形態は、第１バルブボディ１３０や第２バルブボディ１３０ａを他のバルブボディに入れ替えることによって、樹脂ジョイント１３３や樹脂ジョイント１３３ａの方向を簡単に入れ替えることができる。これにより、外部との接続位置を簡易に変更することができる。さらに、第１バルブボディ１３０、第２バルブボディ１３０ａ及び流路部材１４０は、相互に継手部材１１０で接合され、樹脂ジョイント等による相互接続を必要としないので、省スペース化を図ることができる。なお、バルブボディ１３０，１３０ａは主回路部材とも呼ばれる。弁体アクチュエータ１５０は副回路部材とも呼ばれる。

（第４実施形態の薬液切り替えバルブの構成及び作動）
図１７は、第４実施形態の薬液切り替えバルブ１６０及び薬液タンク１９７の構成の概要を示す模式図である。薬液切り替えバルブ１６０は、薬液タンク１９７に装備され、薬液使用機器２００への薬液供給や薬液タンク１９７への薬液充填の際に流路を切り替えるバルブである。

薬液切り替えバルブ１６０は、２個の遮断弁ＭＶ１，ＭＶ２を有する流路配管１９１，１９８を介して薬液使用機器２００に接続される。薬液使用機器２００と薬液切り替えバルブ１６０との間の接続と切り離しは、点線Ｓ（２個の遮断弁ＭＶ１，ＭＶ２と薬液切り替えバルブ１６０との間）の部分で行なわれる。

薬液切り替えバルブ１６０は、フレーム部材１９６と、フレーム部材１９６に装着されている５個の遮断弁ＡＶ１〜ＡＶ５と、４個の継手部材１１０（及びＯリング）と、継手付き流路配管１９２〜１９５とを備えている。５個の遮断弁ＡＶ１〜ＡＶ５は、それぞれバルブボディＢＶ１〜ＢＶ５の各々と弁体アクチュエータ１５０とを有している。

フレーム部材１９６は、５個のバルブボディＢＶ１〜ＢＶ５を挿入するための開口部を有し、その開口部を底面とする角柱形状の収容部を５個有している。フレーム部材１９６は、３時、６時、及び９時の各方位に計３個の収容部を有する略Ｕ字状の底面形状を有する柱状部材１９６ａと、Ｕ字型の底面を有する柱状部材１９６ｂと、を接合して形成されている部材である。柱状部材１９６ａと柱状部材１９６ｂとの間には、２個の収容部が形成されている。接合方法は、図示しない螺合や溶接で実現することができる。フレーム部材１９６は、金属性でもよいが、たとえば強酸の薬液を使用する場合には、十分な強度を有する樹脂材料で製造するようにしてもよい。

これらの５個の収容部の各々の外壁面には、５個の弁体アクチュエータ１５０の一部が挿入されるための貫通孔が形成されている。外壁面は、柱状形状を有するフレーム部材１９６の柱状形状の軸線方向に垂直な方向で外部方向と各収容部とを隔てる隔壁である。

フレーム部材１９６が有する５個の収容部の各々には、５個のバルブボディＢＶ１〜ＢＶ５の各々が挿入されている。５個のバルブボディＢＶ１〜ＢＶ５は、フレーム部材１９６の各収容部において４個の継手部材１１０と５個の弁体アクチュエータ１５０とによって固定されている。５個のバルブボディＢＶ１〜ＢＶ５の内部流路は、４個の継手部材１１０によって相互に接続され、薬液切り替えバルブ１６０の内部流路が形成されている。

フレーム部材１９６には、継手付き流路配管１９２〜１９５が装着されている。継手付き流路配管１９３は、薬液タンク１９７の内部において薬液の液面の上方に開口部が配置された状態で装備されている。継手付き流路配管１９４は、薬液タンク１９７の内部において薬液に浸かった位置に開口部が配置された状態で装備されている。このような配置によって、継手付き流路配管１９３から窒素ガスを注入することによって、継手付き流路配管１９４から薬液を供給することができる。

２個の遮断弁ＡＶ１，ＡＶ２は、継手付き流路配管１９２から継手付き流路配管１９３までの窒素ガスの流通の連通と連通遮断とを操作する遮断弁である。２個の遮断弁ＡＶ３，ＡＶ４は、継手付き流路配管１９４から継手付き流路配管１９５までの薬液の流通の連通と連通遮断とを操作する遮断弁である。遮断弁ＡＶ５は、窒素流路と薬液流路との間のバイパス流路１９９の流通の連通と連通遮断とを操作する遮断弁である。

図１８は、薬液供給時の薬液切り替えバルブ１６０の構成を示す拡大図である。継手付き流路配管１９２〜１９５は、その端部で径方向に広がっているフランジ１９２ｆ〜１９５ｆを有し、フレーム部材１９６に形成されている環状の溝部１９２ｈ〜１９５ｈのそれぞれに装着されている。環状の溝部１９２ｈは、柱状形状を有するフレーム部材１９６において環状の溝部１９３ｈと柱状形状の相違する高さ位置（シフトされた位置）に配置されている。環状の溝部１９４ｈは、柱状形状を有するフレーム部材１９６において環状の溝部１９５ｈと柱状形状の相違する高さ位置（シフトされた位置）に配置されている。

フレーム部材１９６には、環状の溝部１９２ｈの同一軸線に渡って貫通孔（図示省略）が形成され、その貫通孔を使用してフランジ１９２ｆを有する継手付き流路配管１９２がＯリングＲとともに装着される。その貫通孔は、環状の溝部１９３ｈからシフトした位置に形成されることになる。フレーム部材１９６には、他の継手付き流路配管１９３〜１９５についても同様の貫通孔がそれぞれシフトした位置に形成されている。

３個のバルブボディＢＶ１，ＢＶ３，ＢＶ５は共通する構成を有している。２個のバルブボディＢＶ２，ＢＶ４は共通する構成を有している。２個のバルブボディＢＶ２，ＢＶ４は、バイパス流路１９９への連通のための連通流路１９９ａが形成されている点で３個のバルブボディＢＶ１，ＢＶ３，ＢＶ５と相違し、他の構成で共通している。したがって、２個のバルブボディＢＶ２，ＢＶ４は、３個のバルブボディＢＶ１，ＢＶ３，ＢＶ５に対して連通流路１９９ａを形成するための穴あけ工程を追加するだけで製造することができる。

図１９は、薬液切り替えバルブ１６０の薬液の充填のための作動内容（設定モードの切替）を示すフローチャートである。ステップＳ１１では、薬液切り替えバルブ１６０は、薬液供給モードに設定されている。薬液供給モードとは、薬液使用機器２００への薬液の供給が可能な状態である。薬液使用状態では、図１８に示されるように、４個の遮断弁ＡＶ１〜ＡＶ４が開の状態に１個の遮断弁ＡＶ５が閉の状態にそれぞれ操作されている。

本操作状態では、開とされている２個の遮断弁ＡＶ１，ＡＶ２を介して、流路配管１９１を介して窒素ガスを薬液タンク１９７に導くことができ、開とされている２個の遮断弁ＡＶ３，ＡＶ４を介して薬液タンク１９７から薬液を流路配管１９８に導くことができる。一方、遮断弁ＡＶ５は、流路配管１９１と流路配管１９８との間のバイパス流路１９９を遮断している。

ステップＳ１２では、薬液切り替えバルブ１６０は、パージモードに設定されている。パージモードは、図２０に示されるように、薬液切り替えバルブ１６０の内部流路に残留する薬液を外部に排出するための作動状態である。パージモードでは、２個の遮断弁ＡＶ２，ＡＶ４が閉状態とされることによって薬液タンク１９７が封止状態とされ、２個の遮断弁ＡＶ１，ＡＶ３が開状態のままで遮断弁ＡＶ５が開状態に操作される。これにより、薬液タンク１９７を封止状態としつつ、窒素ガスを供給することによって薬液切り替えバルブ１６０の内部流路から薬液を排出することができる。

ステップＳ１３では、薬液切り替えバルブ１６０は、脱着可能モードに設定されている。脱着可能モードは、図２１に示されるように、薬液使用機器２００から薬液切り替えバルブ１６０を切り離す際の作動状態である。薬液使用機器２００は、２個の遮断弁ＭＶ１，ＭＶ２の下流（薬液タンク１９７側）において切り離される。脱着可能モードは、３個の遮断弁ＡＶ１，ＡＶ３，ＡＶ５を閉状態に切り替えることによって、５個の遮断弁ＡＶ１〜ＡＶ５の全てを閉状態として薬液切り替えバルブ１６０の内部流路を外部から封止する作動状態である。

薬液切り替えバルブ１６０は、脱着可能モードにおいて薬液供給装置（図示省略）に接続することができる。薬液供給装置への接続は、薬液使用機器２００への接続と同一の構成で実現することができる。

ステップＳ１４では、薬液切り替えバルブ１６０は、充填モードに設定されている。充填モードは、薬液供給モードと同一の作動モードである（図１８参照）。本操作状態では、薬液供給モードと逆方向に流体が流れることになる。すなわち、開状態の２個の遮断弁ＡＶ３，ＡＶ４を介して薬液を薬液タンク１９７に導くとともに、開状態２個の遮断弁ＡＶ１，ＡＶ２を介して窒素ガスを薬液タンク１９７から排出することができる。一方、遮断弁ＡＶ５は、流路配管１９１と流路配管１９８との間のバイパス流路１９９を遮断している。

ステップＳ１５では、薬液切り替えバルブ１６０は、再びパージモードに設定されている。パージモードは、ステップＳ１２のパージモードと同一の作動状態であり（図２０参照）、薬液切り替えバルブ１６０の内部流路からの薬液の排出を可能とする作動状態である。この状態でパージが行なわれる。パージが完了すると、処理がステップＳ１６に進められる。

ステップＳ１６では、薬液切り替えバルブ１６０は、再び脱着可能モードに設定されている。脱着可能モードは、ステップＳ１３の脱着可能モードと同一の作動状態であり（図２１参照）、薬液切り替えバルブ１６０の薬液供給装置（図示省略）からの切り離しと、薬液使用機器２００への接続を可能とする作動状態である。

ステップＳ１７では、薬液切り替えバルブ１６０は、再び薬液供給モードに設定されている。これにより、薬液タンク１９７は、薬液が充填された状態で、薬液使用機器２００に対して薬液の供給を再開することができる。

このように、薬液切り替えバルブ１６０は、薬液タンク１９７の封止状態を維持して薬液と空気の接触を断った状態で薬液の充填作業を行うことができる。さらに、本実施形態では、５個の遮断弁ＡＶ１〜ＡＶ５を効率的に実装した簡易な構成を有する薬液切り替えバルブ１６０の実装をも実現している。

上述の各実施例では、金属ネジ（図示省略）を通すことなく、主回路部材（たとえばバルブボディや流路部材）や副回路部材（たとえば弁体アクチュエータや計測部）を相互に締結することができる。たとえばＰＴＦＥなどの透過性のある樹脂材料を金属ネジを使用して締結すると、長時間をかけて少しずつ樹脂材料を透過した強酸の薬液が流路の近傍の金属ネジを腐食させることが本発明者によって見出された。上述の各実施例では、樹脂ボディに金属ネジが貫通も接触もしないので、このような腐食を予防することができる。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態に限らず、例えば次のように実施されてもよい。

（１）上記実施形態では、流路の切り離しや切替の機能を有する装置として本発明が具現化されているが、たとえば図２２、図２３、図２４、及び図２５に示されるバルブユニット１０ｄのように、単にオンオフ切替や開度調整を行うバルブとして具現化するようにしても良い。バルブユニット１０ｄは、単一の弁体アクチュエータ４０とバルブボディ９６とフレーム部材９５とを有し、２つの薬液流路９３，９４の間のオンオフ切替や開度調整を行うバルブユニットである。

このように、本発明は、このようなバルブユニットに適用しても、その小型化を実現し、製造を容易とすることができるという利点を有している。このような構成では、複数の薬液流路は、たとえば上述の薬液流路９３，９４をも含む広い概念を有している。

（２）上記第２実施形態は、必ずしもフレーム部材を必須の構成要素とするものではない。第２実施形態は、弁体が作動する弁室に形成されている開口部を他の弁体で開閉する点に特徴を有しているので、弁体アクチュエータのバルブボディへの装着方法に限定されるものではない。また、パージ流体用の流路も必須ではない。少なくとも３個以上の連通又は連通遮断が可能な流路が接続されていれば良く、弁体アクチュエータの数が５個以上であっても良い。

（３）上記各実施形態は、気体であるパージガスで掃気して流路から薬液を排出しているが、液体を流して流路から薬液を排出するようにしてもよい。一般に、流体を掃通させて薬液を排出するものであればよい。なお、弁体アクチュエータ４０ａ及び弁体アクチュエータ４０は、それぞれ掃通流体供給制御弁と掃通流体排出制御弁とも呼ばれる。また、接続流路３６ａ及び接続流路３６は、それぞれ掃通流体供給流路と掃通流体排出流路とも呼ばれる。

（４）上記実施形態では、薬液として半導体製造装置用のＨＭＤＳ薬液が例示されているが、他の種類の薬液を流すものでも良いし、他の種類の液体を流すものでも良い。

（５）上記実施形態では、柱状形状を有するフレーム部材の軸線方向に垂直な方向に複数の収容部が配置されているが、このような配置形態に限られず、軸線方向に複数の収容部が配置されているようにしてもよい。さらに、フレーム部材の軸線方向とそれに垂直な方向の双方の三次元方向に複数の収容部が配置されるようにしてもよい。

（６）上記実施形態では、弁アクチュエータは、流体によって駆動されているが、手動で駆動されるものであってもよい。

（７）上記実施形態では、バルブとして本発明が具現化されているが、たとえば状態計測部（たとえば流量計測デバイスや温度計測デバイス）や状態制御部（たとえば圧力制御弁や流量制御弁）を使用する装置として具現化することもできる。本発明は、一般に薬液回路装置として具現化することができる。

１０…薬液流路用連結ユニット、１１…薬液流路用連結装置、２０…フレーム部材、３０…バルブボディ、４０…弁体アクチュエータ、５０…弁体アクチュエータ、６０…バルブボディ、７０…弁体アクチュエータ、８０…フレーム部材。

Claims (11)

1. 薬液回路装置であって、
   薬液を流通させるための薬液流路と、前記薬液流路の端部に形成されている主開口部とを有する主回路部材と、
   前記主回路部材に対して荷重を印加しつつ当接させた状態で組み付けられ、前記主開口部を前記薬液回路装置の外部から封止する封止面を有する副回路部材と、
   前記主回路部材を収容する収容部と、前記主回路部材を収容した状態で前記主開口部に通じる位置に設けられている連通用開口部とを有し、前記荷重の反力を前記収容部から前記主回路部材に伝達するフレーム部材と、
   を備える薬液回路装置。
2. 前記収容部は、前記副回路部材に装着されている装着部と、前記装着部に対向して設けられ、前記荷重を前記主回路部材に伝達する当接面とを備える請求項１に記載の薬液回路装置。
3. 前記収容部は、前記当接面に沿って前記主回路部材を装着するための装着用開口部を有している請求項２に記載の薬液回路装置。
4. 前記主回路部材は、複数の薬液流路が形成されているバルブボディを有し、
   前記副回路部材は、前記複数の薬液流路同士の連通と連通遮断とによって流路を切り替える弁体を有する弁体アクチュエータを備える請求項３記載の薬液回路装置。
5. 前記複数の薬液流路は、第１流路と第２流路とこれら両流路同士を連通する位置に設けられた第１弁体室とを含み、
   前記弁体アクチュエータは、
   前記第１弁体室の内部に設けられ、前記第１弁体室の内壁面に形成されているとともに前記第１流路に接続されている第１開口部を閉鎖することで前記第１流路と前記第１弁体室との連通を遮断する第１弁体と、
   前記第１弁体室の内壁面に形成されているとともに前記第２流路に接続されている第２開口部を閉鎖することで前記第２流路と前記第１弁体室との連通を遮断する第２弁体と、を備えることを特徴とする請求項４記載の薬液回路装置。
6. 前記第２流路は、第２弁体室と、前記第２弁体室と前記第２開口部とを接続する連絡流路と、を備え、
   前記第１弁体は、前記第１弁体室内で開閉動作する状態で設けられ、
   前記第２弁体は、前記第２弁体室内で開閉動作する状態で設けられ、前記連絡流路の内部に挿入されて前記第２開口部を閉鎖する形状を有する請求項５に記載の薬液回路装置。
7. 前記薬液回路装置は、前記第２流路と前記第２弁体とを複数組備えている請求項６に記載の薬液回路装置。
8. 前記第１弁体は、周縁部分が前記バルブボディに固定されるダイアフラム膜部と、前記ダイアフラム膜部の中央部に設けられ前記第１開口部を開閉する突起部を有するダイアフラム弁体であり、
   前記第２流路は、前記第１弁体室において前記ダイアフラム膜部により区画形成される環状部にそれぞれ開口する状態で配置され形成されている請求項６又は７に記載の薬液回路装置。
9. 前記副回路部材は、前記主開口部に流れる薬液の状態量を計測する状態計測部を有する請求項１又は２に記載の薬液回路装置。
10. 前記副回路部材は、前記主開口部に流れる薬液の状態量を制御する状態制御部を有する請求項１又は２に記載の薬液回路装置。
11. 前記フレーム部材には、前記収容部が複数設けられており、前記収容部の各々に前記主回路部材が各々収容されており、
    前記副回路部材は、前記収容部に収容されている前記主回路部材の主開口部同士を連通する継手を有する請求項１乃至９のいずれか１項に記載の薬液回路装置。

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