JP2020026846A - Diaphragm member, and diaphragm valve using diaphragm member - Google Patents

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Abstract

To provide a diaphragm member formed as a diaphragm structure to which laser welding is applied for connecting an auxiliary shaft and a central part of a diaphragm even when the diaphragm is as thin as a film while selecting a film-like PFA which can secure flexibility and longevity, as a forming material for the diaphragm which can minimize the emission of several nm dust and utilizing the appropriate fluorine-contained resin auxiliary shaft in consideration of easy assembly with another member, and to provide a diaphragm valve using the diaphragm member.SOLUTION: A diaphragm member 200 includes a film-like diaphragm 200a formed of the PFA, and an auxiliary shaft 200c laser-welded to a central part of the diaphragm 200a.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、半導体製造装置において高純度薬液や超純水等の液体を流動させるダイヤフラム弁に採用するに適したダイヤフラム部材及び当該ダイヤフラム部材を用いるダイヤフラム弁に関する。   The present invention relates to a diaphragm member suitable for being used as a diaphragm valve for flowing a liquid such as a high-purity chemical solution or ultrapure water in a semiconductor manufacturing apparatus, and a diaphragm valve using the diaphragm member.

従来、この種のダイヤフラム弁は、ハウジングと、当該ハウジング内にて軸方向に湾曲状に変位可能に支持されるダイヤフラムと、当該ハウジングに組み付けられてダイヤフラムを軸方向に湾曲状に変位させるように駆動する駆動機構とにより構成されている。   Conventionally, a diaphragm valve of this type includes a housing, a diaphragm supported in the housing so as to be capable of being displaced in an axially curved manner, and a diaphragm that is assembled to the housing and displaces the diaphragm in an axially curved manner. And a driving mechanism for driving.

このような構成からなるダイヤフラム弁が半導体製造装置に用いられる場合、当該半導体製造装置における洗浄工程や剥離工程では、強酸・強アルカリ等の腐食性の高い薬液が高純度薬液として使用されることから、ダイヤフラム弁内のダイヤフラムの形成材料としては、耐酸性や耐アルカリ性等の耐薬品性に優れるフッ素樹脂を採用することが望ましい。   When a diaphragm valve having such a configuration is used in a semiconductor manufacturing apparatus, a highly corrosive chemical such as a strong acid or a strong alkali is used as a high-purity chemical in a cleaning step or a stripping step in the semiconductor manufacturing apparatus. As a material for forming the diaphragm in the diaphragm valve, it is desirable to use a fluororesin having excellent chemical resistance such as acid resistance and alkali resistance.

また、半導体製造装置においては、ダイヤフラム弁からの金属成分や有機物成分の溶出は許されないことから、ダイヤフラムの形成材料としては、低溶出性を有するフッ素樹脂を採用することが望ましい。   Further, in a semiconductor manufacturing apparatus, since elution of a metal component or an organic component from a diaphragm valve is not allowed, it is preferable to use a fluororesin having a low elution property as a material for forming the diaphragm.

また、上述のようなダイヤフラム弁としての構成上、屈曲性に優れ長寿命を維持し得るフッ素樹脂を採用することが望ましい。   In addition, due to the configuration of the diaphragm valve as described above, it is desirable to employ a fluororesin that has excellent flexibility and can maintain a long life.

以上のようなことから、ダイヤフラムの形成材料としては、耐薬品性、低溶出性を有し、かつ屈曲性に優れ長寿命を維持し得るフッ素樹脂を採用することが要請される。   In view of the above, it is required that a fluororesin having chemical resistance, low elution properties, excellent flexibility and long life can be used as a material for forming the diaphragm.

特許第5286330号公報Japanese Patent No. 5286330

ところで、上述のような構成を有するダイヤフラム弁では、さらに、半導体製造装置においてダイヤフラム弁からのパーティクルによる液体の汚染は許されないことから、ダイヤフラム弁内の流路系統に流れる液体を、ダイヤフラムでもって、駆動機構から隔離することが必要で、そのためには、当該ダイヤフラムを、外周部、湾曲変位部及び中央部でもって一体的に構成することが要請される。   By the way, in the diaphragm valve having the above-described configuration, since liquid contamination by particles from the diaphragm valve is not allowed in the semiconductor manufacturing apparatus, the liquid flowing in the flow path system in the diaphragm valve is subjected to the diaphragm, It is necessary to isolate the diaphragm from the drive mechanism, and for that purpose, it is required that the diaphragm be integrally formed with an outer peripheral portion, a curved displacement portion, and a central portion.

ここで、ダイヤフラムの形成材料として、PTFEを採用する場合、PTFEは、メルトフローレートが低いため、射出成形や押出成形では、良好な品質のダイヤフラムを形成することはできない。従って、ダイヤフラムは、PTFEの圧縮成形丸棒を切削加工することで形成される。   Here, when PTFE is employed as a material for forming the diaphragm, PTFE cannot form a diaphragm of good quality by injection molding or extrusion molding because the melt flow rate is low. Therefore, the diaphragm is formed by cutting a compression molded round bar of PTFE.

このように切削加工により形成されるPTFE製ダイヤフラムの寿命は長いものの、このようなダイヤフラムを用いたダイヤフラム弁においては、その動作に伴い、切削加工してなる湾曲変位部がその表面にて伸延或いは圧縮することから、当該湾曲変位部から微小ではあるが発塵する。但し、このような発塵は、例えば、半導体製造装置で製造されるシリコンウエハの配線ピッチが10(nm)より大きい場合は、許容範囲以内にある。   Although the life of a PTFE diaphragm formed by cutting in this way is long, in a diaphragm valve using such a diaphragm, a curved displacement portion formed by cutting extends or extends on the surface due to its operation. Due to the compression, dust is generated from the curved displacement portion, albeit minutely. However, such dust generation is within an allowable range when the wiring pitch of a silicon wafer manufactured by a semiconductor manufacturing apparatus is larger than 10 (nm), for example.

また、ダイヤフラムの形成材料として、PTFEに代えて、PFAを採用する場合、ダイヤフラムは、射出成形丸棒、圧縮成形丸棒或いは押し出し成形丸棒を切削加工することで形成される。   When PFA is used instead of PTFE as a material for forming the diaphragm, the diaphragm is formed by cutting an injection-molded round bar, a compression-molded round bar, or an extruded round bar.

このように切削加工により形成されるPFA製ダイヤフラムの寿命は短い。また、このように切削加工により形成してなるPFA製ダイヤフラムを用いたダイヤフラム弁は、その動作に伴い、切削加工してなる湾曲変位部の表面にて、切削加工により形成されるPTFE製ダイヤフラムの湾曲変位部と同様に、伸延或いは圧縮することから、湾曲変位部から微小ではあるが発塵する。   The life of the PFA diaphragm formed by the cutting process is short. In addition, the diaphragm valve using the PFA diaphragm formed by the cutting process in this way, the operation of the diaphragm made of the PTFE formed by the cutting process on the surface of the curved displacement portion formed by the cutting process. As in the case of the bending displacement portion, the particles are extended or compressed, so that a small amount of dust is generated from the bending displacement portion.

ここで、ダイヤフラムの形成材料として、PFAを採用し、当該PFAを用いて射出成形により湾曲変位部の厚いものを成形するとともに切削加工することでダイヤフラムを形成する場合、射出成形や圧縮成形で厚肉形状に成形すると、湾曲変位部における結晶化が均一には起こらず、その界面が破壊の起点となるとともに寿命が短くなるため、このような湾曲変位部を有するダイヤフラムは、殆ど採用されていない。   Here, when PFA is adopted as a material for forming the diaphragm, and the PFA is used to form a diaphragm having a large bending displacement portion by injection molding and cutting to form a diaphragm, injection molding or compression molding is used. When formed into a flesh shape, crystallization in the curved displacement portion does not occur uniformly, the interface becomes a starting point of destruction and the life is shortened, so diaphragms having such a curved displacement portion are hardly adopted. .

一方、近年、半導体製造装置による半導体素子、例えば、シリコンウエハの製造にあたり、さらなる微細化が要請されている。例えば、シリコンウエハにおける配線ピッチを10(nm)以下にしたいという要請がある。従って、ダイヤフラム弁からの発塵は、数nmサイズのパーティクルの発塵さえも許されない状況となっている。   On the other hand, in recent years, further miniaturization has been demanded in the production of semiconductor elements, for example, silicon wafers by a semiconductor production apparatus. For example, there is a demand that the wiring pitch in a silicon wafer be reduced to 10 (nm) or less. Therefore, the generation of dust from the diaphragm valve is not allowed even for the generation of particles of several nm in size.

しかるに、上述したごとく、切削加工により形成したダイヤフラムを用いたダイヤフラム弁は、その動作に伴い、切削加工してなる湾曲変位部の表面にて伸延や圧縮を生じ、これに伴い、湾曲変位部から微小ではあるが、発塵する。   However, as described above, the diaphragm valve using the diaphragm formed by the cutting process causes extension and compression on the surface of the curved displacement portion formed by the cutting process due to the operation, and accordingly, from the curved displacement portion. It is small, but generates dust.

このようなことでは、上述したダイヤフラム弁からの数nmサイズのパーティクルの発塵さえも許されない状況には対応し得ず、切削加工してなる湾曲変位部を有するダイヤフラムに対して、さらなる改良が要請される。   In such a case, it is impossible to cope with a situation in which even the generation of particles of several nm in size from the above-mentioned diaphragm valve is not allowed, and further improvement has been made to a diaphragm having a curved displacement portion formed by cutting. Requested.

これに対しては、PFA製のフィルムは、薄肉であるため、結晶化を均一にし得ることから、当該PFA製のフィルムを、押出成形や圧縮成形により形成して、少なくともダイヤフラムの湾曲変位部として採用すれば、上述したダイヤフラムの改良につながるものと認識した。   On the other hand, since the PFA film is thin, the crystallization can be uniformized. Therefore, the PFA film is formed by extrusion or compression molding, and at least as a curved displacement portion of the diaphragm. It was recognized that adoption would lead to the improvement of the diaphragm described above.

ところで、上記ダイヤフラム弁においては、その構成上、駆動機構によりダイヤフラムを湾曲状に変位させるにあたり、ダイヤフラムは、その中央部にて、駆動機構の駆動軸に連結される。   By the way, in the above-mentioned diaphragm valve, due to its configuration, when the diaphragm is displaced in a curved shape by the driving mechanism, the diaphragm is connected to the driving shaft of the driving mechanism at the center thereof.

しかしながら、ダイヤフラムが上述のようにフィルム状であって非常に薄いことから、当該ダイヤフラムの中央部において、駆動機構の駆動軸と連結するに要する連結部を形成することはできない。従って、当該連結部なくして、ダイヤフラムの中央部を駆動機構の駆動軸と連結することは極めて困難である。   However, since the diaphragm is in the form of a film and is very thin as described above, it is not possible to form a connecting portion required for connecting to the drive shaft of the drive mechanism in the center of the diaphragm. Therefore, it is extremely difficult to connect the center of the diaphragm to the drive shaft of the drive mechanism without the connection.

これに対しては、上記特許文献1に記載の樹脂ダイヤフラムのシール方法によるレーザー溶接を適用してなるダイヤフラム弁の構成を利用することが考えられる。   In response to this, it is conceivable to use a configuration of a diaphragm valve to which laser welding according to the resin diaphragm sealing method described in Patent Document 1 is applied.

当該特許文献1にいうダイヤフラム弁においては、シール目的ではあるが、ダイヤフラムが、そのフランジ部にて、弁体室を密封するように、下ハウジングのフランジ部とレーザー溶接されている。このようなことに着目して、レーザー溶接を、PFA製ダイヤフラムの中央部と他の部材との連結に利用することは可能であろうという着想に至った。   In the diaphragm valve described in Patent Document 1, for the purpose of sealing, the diaphragm is laser-welded at its flange portion to the flange portion of the lower housing so as to seal the valve body chamber. Focusing on such a fact, they came up with the idea that it would be possible to use laser welding for connecting the central part of the PFA diaphragm to other members.

そこで、本発明は、以上のようなことに対処するため、屈曲性や長寿命性を確保し得るようなフィルム状のPFAを、数nm程度の発塵をも最少に抑制し得るダイヤフラムの形成材料として選択するとともに、他の部材との組み付け易さを考慮して適宜なフッ素樹脂製補助軸を活用し、ダイヤフラムがフィルムのように薄くても、当該補助軸とダイヤフラムの中央部との連結にレーザー溶接を適用したダイヤフラム構造として構成してなるダイヤフラム部材及び当該ダイヤフラム部材を用いるダイヤフラム弁を提供することを目的とする。   In order to cope with the above, the present invention provides a film-like PFA capable of securing flexibility and long life, and forming a diaphragm capable of minimizing dust generation of about several nm. In addition to selecting the material, taking into account the ease of assembling with other members, an appropriate fluororesin auxiliary shaft is used, and even if the diaphragm is thin as a film, the connection between the auxiliary shaft and the center of the diaphragm is possible. It is an object of the present invention to provide a diaphragm member configured as a diaphragm structure to which laser welding is applied, and a diaphragm valve using the diaphragm member.

上記課題の解決にあたり、本発明に係るダイヤフラム部材は、請求項1の記載によれば、
高純度薬液や超純水等の液体を流動させるダイヤフラム弁に適用されるPFA製のフィルム状ダイヤフラム(200a)と、
当該フィルム状ダイヤフラムの中央部に同軸的にレーザー溶接により接合されるフッ素樹脂製の補助軸(200c)とからなるものである。
In order to solve the above problems, according to the first aspect of the present invention, there is provided a diaphragm member,
A film-shaped diaphragm (200a) made of PFA applied to a diaphragm valve for flowing a liquid such as a high-purity chemical solution or ultrapure water;
A fluororesin auxiliary shaft (200c) coaxially joined by laser welding to the center of the film diaphragm.

これによれば、ダイヤフラムの中央部と補助軸との連結は、レーザー溶接による接合よりなされるので、補助軸とダイヤフラムの中央部とを良好に接合連結し得る。   According to this, since the connection between the central portion of the diaphragm and the auxiliary shaft is made by laser welding, the auxiliary shaft and the central portion of the diaphragm can be satisfactorily connected.

また、ダイヤフラムは、PFAでもってフィルム状のダイヤフラムとして形成される。従って、ダイヤフラムは、フィルム状であっても、耐薬品性、低溶出性、屈曲性や長寿命性に優れたダイヤフラムであって発塵性を最少(最小限)に抑制し得るダイヤフラムとして形成され得る。   Further, the diaphragm is formed as a film-shaped diaphragm by PFA. Therefore, even if the diaphragm is a film, it is a diaphragm excellent in chemical resistance, low elution, flexibility and long life, and formed as a diaphragm capable of suppressing dust generation to a minimum (minimum). obtain.

また、ダイヤフラムがその中央部にて補助軸と接合されても、補助軸は、ダイヤフラムとの関連を除き、ダイヤフラム弁の駆動機構とはかかわりなく、自由な部品として位置付けられ得る。従って、ダイヤフラムが補助軸と接合された後は、ダイヤフラムと補助軸との構成からなるダイヤフラム部材として、種々の構成のダイヤフラム弁に適用できるという利便性が確保され得る。   Also, even if the diaphragm is joined to the auxiliary shaft at its center, the auxiliary shaft can be positioned as a free component irrespective of the drive mechanism of the diaphragm valve except for the connection with the diaphragm. Therefore, after the diaphragm is joined to the auxiliary shaft, it is possible to ensure the convenience that the diaphragm member having the configuration of the diaphragm and the auxiliary shaft can be applied to diaphragm valves having various configurations.

また、本発明は、請求項2の記載によれば、請求項1に記載のダイヤフラム部材において、上記ダイヤフラムの両面のうちの一側面にその外周部に沿うようにレーザー溶接されるフッ素樹脂製の補強用環状体を備えることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the diaphragm member according to the first aspect, the diaphragm member is made of a fluororesin that is laser-welded to one side surface of both surfaces of the diaphragm along the outer peripheral portion thereof. It is characterized by having a reinforcing ring.

これによれば、ダイヤフラムがフィルムのように薄いために取扱いにくくても、上述のようなダイヤフラムの外周部と補強用環状体とのレーザー溶着による接合構成でもって、補強用環状体が、ダイヤフラムに対し補強機能を発揮し得る。従って、請求項1に記載の発明の作用効果とともに、ダイヤフラムが薄くても曲がったりすることなく容易に取り扱われ得るという作用効果も達成され得る。   According to this, even if it is difficult to handle the diaphragm because it is thin like a film, the reinforcing annular body is formed on the diaphragm by the joining configuration by laser welding of the outer peripheral portion of the diaphragm and the reinforcing annular body as described above. On the other hand, it can exhibit a reinforcing function. Therefore, in addition to the operation and effect of the invention described in claim 1, the operation and effect that the diaphragm can be easily handled without bending even if the diaphragm is thin can be achieved.

また、本発明は、請求項3の記載によれば、請求項1または2に記載のダイヤフラム部材において、ダイヤフラムは、PFAを押し出し成形或いは圧縮成形することにより、フィルム状に形成されていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the diaphragm member according to the first or second aspect, the diaphragm is formed in a film shape by extruding or compressing PFA. Features.

このように、ダイヤフラムを、PFAを押し出し成形或いは圧縮成形することにより、フィルム状に形成するので、切削加工によりダイヤフラムを形成するのに比べて発塵は少なく、特に数nmサイズのパーティクル等の発塵さえも最少(最小限)に抑制し得るような平滑度の高い面を有するダイヤフラムであって耐薬品性、低溶出性、屈曲性や長寿命性に優れたダイヤフラムを形成することができる。   As described above, since the diaphragm is formed into a film shape by extruding or compressing PFA, dust generation is less than when a diaphragm is formed by cutting, and particles such as particles of several nm in size are generated. It is possible to form a diaphragm having a surface with a high smoothness such that even dust can be suppressed to a minimum (minimum) and excellent in chemical resistance, low elution, flexibility and long life.

また、上述のように、ダイヤフラムを、PFAを押し出し成形或いは圧縮成形することにより、フィルム状に形成するので、ダイヤフラムは、その湾曲変位部を中心として結晶化を均一にすることができ、ダイヤフラムの寿命をより一層長くし得る。以上により、請求項1または2に記載の発明の作用効果がより一層向上され得る。   Further, as described above, since the diaphragm is formed into a film shape by extruding or compressing PFA, the diaphragm can be uniformly crystallized around its curved displacement portion, and the diaphragm can be formed. The service life can be further extended. As described above, the function and effect of the invention described in claim 1 or 2 can be further improved.

また、本発明は、請求項4の記載によれば、請求項3に記載のダイヤフラム部材において、
補助軸は、1(mm)以上で4(mm)以下の範囲以内の外径を有しており、
ダイヤフラムは、0.1(mm)以上で0.5(mm)以下の範囲以内の厚さを有することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the diaphragm member according to the third aspect,
The auxiliary shaft has an outer diameter within a range of 1 (mm) or more and 4 (mm) or less,
The diaphragm has a thickness within a range of 0.1 (mm) or more and 0.5 (mm) or less.

これによれば、請求項3に記載の作用効果と同様の作用効果をより一層確実に達成し得る。ここで、4(mm)以下の外径を有する補助軸は、ダイヤフラムの中央部と熱による接合を行うと補助軸やダイヤフラムの中央部にて熱変形を生ずるおそれがあるものの、補助軸とダイヤフラムの中央部との接合をレーザー溶接により行うようにしたので、補助軸の外径を4(mm)以下としても、補助軸とダイヤフラムの中央部との接合を変形を伴うことなく行うことができる。なお、補助軸の外径を1(mm)としたのは、1(mm)未満の外径を有する補助軸は形成困難なためである。   According to this, it is possible to more reliably achieve the same operation and effect as the operation and effect described in claim 3. Here, the auxiliary shaft having an outer diameter of 4 (mm) or less may be thermally deformed in the auxiliary shaft or the central portion of the diaphragm when the central portion of the diaphragm is thermally joined to the auxiliary shaft. The center part of the diaphragm is joined by laser welding, so that the joint between the auxiliary shaft and the center part of the diaphragm can be made without deformation even when the outer diameter of the auxiliary shaft is 4 (mm) or less. . The outer diameter of the auxiliary shaft is set to 1 (mm) because it is difficult to form an auxiliary shaft having an outer diameter of less than 1 (mm).

また、ダイヤフラムの厚さを0.1(mm)以上としたのは、0.1(mm)未満では、ダイヤフラムが薄過ぎて破れ易いためである。また、0.5(mm)以下としたのは、ダイヤフラムは、0.5(mm)よりも厚いと、厚過ぎて曲がりにくいためである。   The reason why the thickness of the diaphragm is set to 0.1 (mm) or more is that if the thickness is less than 0.1 (mm), the diaphragm is too thin and easily broken. Further, the reason why the thickness is set to 0.5 (mm) or less is that if the diaphragm is thicker than 0.5 (mm), it is too thick to bend easily.

また、本発明に係るダイヤフラム弁は、請求項5の記載によれば、
開弁したとき高純度薬液や超純水等の液体を流入側から流出側へ流動させ、また、閉弁したときに上記液体の上記流動を遮断するものである。
According to the fifth aspect of the present invention, there is provided a diaphragm valve according to the fifth aspect.
When the valve is opened, a liquid such as a high-purity chemical solution or ultrapure water flows from the inflow side to the outflow side, and when the valve is closed, the flow of the liquid is shut off.

当該ダイヤフラム弁において、
筒状周壁(130)及び当該筒状周壁にその軸方向両端開口部を閉塞するように互いに対向して形成してなる両対向壁(110、140)を有するハウジング(100)と、
筒状周壁の軸方向中間部位に設けられて筒状周壁の中空部を上記両対向壁の一方の対向壁(140)と他方の対向壁(110)との間にて区画する隔壁(120)と、
筒状周壁の上記中空部内にて上記一方の対向壁(140)と隔壁(120)との間に組み付けられる駆動手段(300)と、
ハウジング内に設けられて上記他方の対向壁(110)との間に液体室(Ra)を形成するとともに隔壁との間に空気室(Rb)を形成するようにハウジングの内部を区画するPFA製フィルム状ダイヤフラム(200)と、当該ダイヤフラムの中央部に同軸的にレーザー溶接されて当該中央部から延出するフッ素樹脂製補助軸との双方により構成されて、当該補助軸にて隔壁にその軸方向に形成してなる貫通穴部内にて摺動可能なように嵌装されるダイヤフラム部材とを備えており、
駆動手段は、ダイヤフラム部材の補助軸と共に上記空気室に向け或いはその逆方向に向け軸動可能となるように補助軸の延出端部に同軸的に連結される駆動軸を一体的に設けてなり、
ハウジングは、液体室(Ra)内にてダイヤフラムの上記中央部に対向して当該中央部と共に弁部を構成する環状弁座部(111c)、上記液体を上記流入側から環状弁座部を介し液体室内に流入させる流入路(110b、112)及び液体室内の上記液体を上記流出側へ流出させる流出路(113、110c)を上記他方の対向壁(110)に設けてなり、
ダイヤフラム部材が、補助軸にて、駆動軸の上記他方の対向壁(110)側への軸動に伴い連動して、ダイヤフラムの上記中央部を上記環状弁座部(111c)に着座させたとき、上記弁部を閉弁し、また、ダイヤフラム部材が、補助軸にて、駆動軸の上記一方の対向壁(140)側への軸動に伴い連動して、ダイヤフラムの上記中央部にて環状弁座部から離れたとき、上記弁部を開弁するようになっていることを特徴とする。
In the diaphragm valve,
A housing (100) having a cylindrical peripheral wall (130) and opposed walls (110, 140) formed on the cylindrical peripheral wall so as to oppose each other so as to close both axial openings thereof;
A partition wall (120) provided at an axially intermediate portion of the cylindrical peripheral wall to partition a hollow portion of the cylindrical peripheral wall between one of the opposing walls (140) and the other opposing wall (110). When,
A driving means (300) assembled between the one opposing wall (140) and the partition (120) within the hollow portion of the cylindrical peripheral wall;
PFA, which is provided in the housing and forms a liquid chamber (Ra) with the other opposite wall (110) and partitions the inside of the housing so as to form an air chamber (Rb) with the partition. It is composed of both a film diaphragm (200) and a fluororesin auxiliary shaft which is coaxially laser-welded to the center of the diaphragm and extends from the center. A diaphragm member fitted so as to be slidable in a through hole formed in the direction,
The drive means is provided integrally with a drive shaft coaxially connected to an extension end of the auxiliary shaft so as to be able to axially move toward the air chamber or in the opposite direction together with the auxiliary shaft of the diaphragm member. Become
The housing opposes the central portion of the diaphragm in the liquid chamber (Ra), and an annular valve seat portion (111c) that forms a valve portion together with the central portion. The liquid is supplied from the inflow side through the annular valve seat portion. An inflow path (110b, 112) for flowing into the liquid chamber and an outflow path (113, 110c) for flowing the liquid in the liquid chamber to the outflow side are provided on the other opposite wall (110),
When the diaphragm member seats the center portion of the diaphragm on the annular valve seat portion (111c) in conjunction with the axial movement of the drive shaft toward the other opposing wall (110) by the auxiliary shaft. The valve member is closed, and the diaphragm member is annularly connected to the central portion of the diaphragm by the auxiliary shaft in conjunction with the axial movement of the drive shaft toward the one opposite wall (140). It is characterized in that the valve is opened when it is separated from the valve seat.

このように、ダイヤフラム部材が、PFA製フィルム状ダイヤフラムと、当該ダイヤフラムの中央部に同軸的にレーザー溶接されて当該中央部から延出するフッ素樹脂製補助軸との双方により構成されて、補助軸にて、隔壁を介し駆動機構の駆動軸と連結されている。   Thus, the diaphragm member is constituted by both the PFA film diaphragm and the fluororesin auxiliary shaft which is coaxially laser-welded to the central portion of the diaphragm and extends from the central portion. Is connected to the drive shaft of the drive mechanism via a partition.

ここで、ダイヤフラムが薄くて取扱いにくくても、ダイヤフラムの中央部が上述のごとく補助軸とレーザー溶接済みであるから、補助軸を保持することで、駆動軸を、ダイヤフラムの中央部に連結することで、駆動軸、ダイヤフラム及び補助軸を容易に連結し得る。   Here, even if the diaphragm is thin and difficult to handle, since the center of the diaphragm is laser-welded to the auxiliary shaft as described above, by holding the auxiliary shaft, the drive shaft can be connected to the center of the diaphragm. Thus, the drive shaft, the diaphragm and the auxiliary shaft can be easily connected.

しかして、ダイヤフラム弁は、ダイヤフラム部材が、補助軸にて、駆動軸の上記他方の対向壁側への軸動に伴い連動して、ダイヤフラムの中央部を環状弁座部に着座させたとき、弁部を閉弁し、また、ダイヤフラム部材が、補助軸にて、駆動軸の一方の対向壁側への軸動に伴い連動して、ダイヤフラムの中央部にて環状弁座部から離れたとき、弁部を開弁する。   Thus, the diaphragm valve, when the diaphragm member, the auxiliary shaft, in conjunction with the axial movement of the drive shaft to the other opposite wall side, when the central portion of the diaphragm seated on the annular valve seat, When the valve is closed, and the diaphragm member is separated from the annular valve seat at the center of the diaphragm in conjunction with the axial movement of the drive shaft toward one of the opposing walls of the drive shaft by the auxiliary shaft. Then, the valve is opened.

これにより、請求項1に記載の発明と同様の作用効果を達成し得るのは勿論のこと、上述のように駆動軸、ダイヤフラム及び補助軸を容易に連結し得るという作用効果を達成し得るダイヤフラム弁の提供が可能となる。   As a result, it is possible to achieve not only the same operation and effect as the invention described in claim 1 but also the above-described diaphragm and the diaphragm which can easily connect the drive shaft, the diaphragm, and the auxiliary shaft. A valve can be provided.

また、本発明は、請求項6に記載によれば、請求項5に記載のダイヤフラム弁において、
駆動手段は、
筒状周壁の上記中空部内に上記一方の対向壁と隔壁との間にてその軸方向に沿い摺動可能に嵌装されて一側室(131a)及び他側室(131b)を上記一方の対向壁側及び隔壁側にて形成するように筒状周壁の上記中空部を区画するピストン(310)と、
当該ピストンを他側室及び一側室のいずれか一方の室に向けて付勢する付勢手段(330)とを具備して、
駆動軸は、ピストンから他側室を通り一体的に延出されてダイヤフラム部材の補助軸の延出端部に同軸的に連結されるピストン軸であることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the diaphragm valve according to the fifth aspect,
The driving means is
The one side chamber (131a) and the other side chamber (131b) are slidably fitted in the hollow portion of the cylindrical peripheral wall between the one opposing wall and the partition wall along the axial direction thereof so as to form the one side chamber (131b). A piston (310) for defining the hollow portion of the cylindrical peripheral wall so as to be formed on the side and the partition side;
Biasing means (330) for biasing the piston toward one of the other side chamber and the one side chamber,
The drive shaft is a piston shaft integrally extended from the piston through the other side chamber and coaxially connected to an extension end of the auxiliary shaft of the diaphragm member.

これによれば、ダイヤフラム弁は、ピストンが付勢手段により他側室及び一側室のいずれか一方の室に向けて付勢されて摺動するに伴い、ピストン軸がピストンに連動して補助軸を介しダイヤフラムをその中央部にて環状弁座部に着座させ或いはピストンがいずれか他方の室への空気流の供給により付勢手段に抗して摺動するに伴い、ピストン軸がピストンに連動して補助軸を介しダイヤフラムをその中央部にて環状弁座部から分離する空気作動形ダイヤフラム弁として機能する。   According to this, the diaphragm valve is configured such that, as the piston is urged by the urging means toward one of the other chamber and the one-side chamber to slide, the piston shaft interlocks with the piston to form the auxiliary shaft. As the diaphragm is seated on the annular valve seat at the center of the diaphragm or the piston slides against the urging means by the supply of air flow to one of the other chambers, the piston shaft moves in conjunction with the piston. Thus, the diaphragm functions as an air-operated diaphragm valve that separates the diaphragm from the annular valve seat at the center thereof through the auxiliary shaft.

このような空気作動形ダイヤフラム弁であっても、請求項5に記載の発明と同様の作用効果が達成され得る。   Even with such an air-operated diaphragm valve, the same function and effect as the invention described in claim 5 can be achieved.

また、本発明は、請求項7の記載によれば、請求項5に記載のダイヤフラム弁において、
駆動手段は、
筒状周壁の上記中空部内に上記一方の対向壁と隔壁との間にてその軸方向に沿い嵌装されるソレノイド(420)と、
当該ソレノイド内に駆動軸として軸動可能に挿入されて隔壁側に向けて延出するプランジャー(400b)と、
当該プランジャーを隔壁に向け或いはその逆方向に付勢する付勢手段(400c)とを具備して、
プランジャーは、その延出端部にて、ダイヤフラム部材の補助軸の延出端部に同軸的に連結されることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the diaphragm valve according to the fifth aspect,
The driving means is
A solenoid (420) fitted along the axial direction between the one opposing wall and the partition in the hollow portion of the cylindrical peripheral wall;
A plunger (400b) that is axially inserted into the solenoid as a drive shaft and extends toward the partition wall;
Biasing means (400c) for biasing the plunger toward the partition wall or in the opposite direction,
The plunger is coaxially connected at its extended end to the extended end of the auxiliary shaft of the diaphragm member.

これによれば、ダイヤフラム弁は、プランジャーが付勢手段により隔壁に向け或いはその逆方向に付勢されて摺動するに伴い、補助軸が連動してダイヤフラムをその中央部にて環状弁座部に着座させ或いはプランジャーがソレノイドによる磁気的吸引力に基づき付勢手段に抗して当該付勢手段による上記付勢方向とは逆方向に摺動するに伴い、補助軸が連動してダイヤフラムをその中央部にて環状弁座部から分離させる電磁作動形ダイヤフラム弁として機能する。   According to this, as the plunger slides when the plunger is urged toward the partition wall by the urging means or urged in the opposite direction, the auxiliary shaft is interlocked to move the diaphragm at the center of the annular valve seat. As the plunger is seated on the part or slides in the direction opposite to the biasing direction by the biasing means against the biasing means based on the magnetic attraction force of the solenoid, the diaphragm is interlocked with the auxiliary shaft. Functions as an electromagnetically actuated diaphragm valve that separates the valve from the annular valve seat at its center.

このような電磁作動形ダイヤフラム弁であっても、請求項5に記載の発明と同様の作用効果が達成され得る。   Even with such an electromagnetically actuated diaphragm valve, the same function and effect as the invention according to claim 5 can be achieved.

また、本発明は、請求項8の記載によれば、請求項5〜7のいずれか1つに記載のダイヤフラム弁において、
ダイヤフラム部材は、ダイヤフラムの両面のうちの一側面にその外周部に沿うようにレーザー溶接されるフッ素樹脂製補強用環状体(200b)を備えることを特徴とする。
According to the eighth aspect of the present invention, in the diaphragm valve according to any one of the fifth to seventh aspects,
The diaphragm member includes a fluororesin reinforcing ring (200b) that is laser-welded to one of the two surfaces of the diaphragm along the outer peripheral portion thereof.

これによれば、請求項2に記載の発明と同様の作用効果を達成し得るダイヤフラム弁の提供が可能となる。   According to this, it is possible to provide a diaphragm valve that can achieve the same operation and effect as the invention described in claim 2.

また、本発明は、請求項9の記載によれば、請求項5〜8のいずれか1つに記載のダイヤフラム弁において、
ダイヤフラム部材は、そのダイヤフラムにて、PFAを押し出し成形或いは圧縮成形することにより、フィルム状に形成されていることを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the diaphragm valve according to any one of the fifth to eighth aspects,
The diaphragm member is formed in a film shape by extruding or compressing PFA with the diaphragm.

これによれば、請求項3に記載の発明の作用効果と同様の作用効果を達成し得るダイヤフラム弁の提供が可能となる。   According to this, it is possible to provide a diaphragm valve capable of achieving the same operation and effect as the operation and effect of the invention described in claim 3.

また、本発明は、請求項10の記載によれば、請求項9に記載のダイヤフラム弁において、
ダイヤフラム部材において、補助軸は、1(mm)以上で4(mm)以下の範囲以内の外径を有しており、ダイヤフラムは、0.1(mm)以上で0.5(mm)以下の範囲以内の厚さを有することを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the diaphragm valve according to the ninth aspect,
In the diaphragm member, the auxiliary shaft has an outer diameter within a range of 1 (mm) or more and 4 (mm) or less, and the diaphragm has a diameter of 0.1 (mm) or more and 0.5 (mm) or less. It has a thickness within the range.

これによれば、請求項4に記載の発明と同様の作用効果を達成し得るダイヤフラム弁の提供が可能となる。   According to this, it is possible to provide a diaphragm valve that can achieve the same operation and effect as the invention described in claim 4.

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す。   In addition, the code | symbol in parenthesis of each said means shows the correspondence with the concrete means described in embodiment mentioned later.

本発明が適用されるダイヤフラム弁の第1実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing a 1st embodiment of a diaphragm valve to which the present invention is applied. 上記第1実施形態におけるダイヤフラム部材のダイヤフラムの中央部を補助軸とレーザー溶接する工程を示す工程図である。FIG. 5 is a process diagram showing a process of laser-welding a central portion of the diaphragm of the diaphragm member to the auxiliary shaft in the first embodiment. 上記第1実施形態におけるダイヤフラムの中央部の補助軸に対するレーザー溶接を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the laser welding with respect to the auxiliary shaft of the center part of a diaphragm in the said 1st Embodiment. 上記第1実施形態におけるダイヤフラム部材のダイヤフラムの外周部を補強用環状体とレーザー溶接する工程を示す工程図である。FIG. 5 is a process diagram showing a process of laser welding an outer peripheral portion of the diaphragm of the diaphragm member of the first embodiment to a reinforcing annular body. 上記第1実施形態におけるダイヤフラムの外周部に対する補強用環状体のレーザー溶接を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the laser welding of the reinforcement annular body with respect to the outer peripheral part of a diaphragm in the said 1st Embodiment. 本発明が適用されるダイヤフラム弁の第2実施形態の要部を示す部分縦断面図である。It is a fragmentary longitudinal section showing the important section of a 2nd embodiment of a diaphragm valve to which the present invention is applied. 上記第2実施形態におけるダイヤフラムの外周部に対する補強用環状体のレーザー溶接を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the laser welding of the reinforcement annular body with respect to the outer peripheral part of a diaphragm in the said 2nd Embodiment. 本発明が適用されるダイヤフラム弁の第3実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing a 3rd embodiment of a diaphragm valve to which the present invention is applied. 本発明が適用されるダイヤフラム弁の第4実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing a 4th embodiment of a diaphragm valve to which the present invention is applied.

以下、本発明の各実施形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1は、本発明を適用してなるダイヤフラム弁の第1実施形態を示す。当該ダイヤフラム弁としては、半導体素子を製造する半導体製造装置に適用される空気作動形ダイヤフラム弁が採用されている。
(1st Embodiment)
FIG. 1 shows a first embodiment of a diaphragm valve to which the present invention is applied. As the diaphragm valve, an air-operated diaphragm valve applied to a semiconductor manufacturing apparatus for manufacturing a semiconductor element is employed.

当該ダイヤフラム弁は、上記半導体製造装置の配管系統内に介装されて、当該配管系統を流れる液体をその上流側から下流側へ流動させるように構成されている。本第1実施形態において、上記液体は、高純度薬液や超純水等の液体をいい、上記半導体製造装置の液体供給源から上記配管系統に供給されるようになっている。また、当該液体には、上記半導体製造装置としての性格上、清浄であることが要請される。   The diaphragm valve is interposed in a piping system of the semiconductor manufacturing apparatus, and is configured to flow a liquid flowing through the piping system from an upstream side to a downstream side. In the first embodiment, the liquid refers to a liquid such as a high-purity chemical solution or ultrapure water, and is supplied from the liquid supply source of the semiconductor manufacturing apparatus to the piping system. Further, the liquid is required to be clean due to the nature of the semiconductor manufacturing apparatus.

当該ダイヤフラム弁は、図1にて示すごとく、筒状ハウジング100と、当該筒状ハウジング100内に組み付けられるダイヤフラム部材200及び空気作動形駆動機構300とを備えて、常閉型ダイヤフラム弁として構成されている。なお、本第1実施形態において、空気作動形駆動機構300は、以下、駆動機構300ともいう。   As shown in FIG. 1, the diaphragm valve includes a cylindrical housing 100, a diaphragm member 200 and an air-operated driving mechanism 300 assembled in the cylindrical housing 100, and is configured as a normally-closed diaphragm valve. ing. In the first embodiment, the pneumatic drive mechanism 300 is also referred to as a drive mechanism 300 below.

筒状ハウジング100は、下側ハウジング部材100a及び上側ハウジング部材100bにより構成されている。   The cylindrical housing 100 includes a lower housing member 100a and an upper housing member 100b.

下側ハウジング部材100aは、図1にて示すごとく、底壁110と、隔壁120とを備えており、底壁110は、底壁本体110a、流入筒110b及び流出筒110cでもって構成されている。   As shown in FIG. 1, the lower housing member 100a includes a bottom wall 110 and a partition wall 120. The bottom wall 110 includes a bottom wall main body 110a, an inflow cylinder 110b, and an outflow cylinder 110c. .

底壁本体110aは、横断面矩形状に形成されており、当該底壁本体110aは、図1にて示すごとく、上壁部111を有する。   The bottom wall main body 110a is formed in a rectangular cross section. The bottom wall main body 110a has an upper wall 111 as shown in FIG.

ここで、当該上壁部111は、内側環状壁部111a及び外側環状壁部111bでもって構成されており、内側環状壁部111aは、上壁部111の中央側に形成されている。外側環状壁部111bは、内側環状壁部111aの外周側にて当該内側環状壁部111aよりも上方へ環状に突出するように形成されている。   Here, the upper wall portion 111 includes an inner annular wall portion 111a and an outer annular wall portion 111b, and the inner annular wall portion 111a is formed on the center side of the upper wall portion 111. The outer annular wall portion 111b is formed to protrude annularly upward from the inner annular wall portion 111a on the outer peripheral side of the inner annular wall portion 111a.

また、当該底壁本体110aは、環状弁座部111cを有しており、当該環状弁座部111cは、内側環状壁部111aの中央部から隔壁120側へ同軸的にかつ環状に突出するように形成されている。ここで、当該環状弁座部111cは、流入路部112(後述する)の内端開孔部内に連通するように形成されている。   Further, the bottom wall main body 110a has an annular valve seat portion 111c, and the annular valve seat portion 111c coaxially and annularly projects from the central portion of the inner annular wall portion 111a to the partition wall 120 side. Is formed. Here, the annular valve seat portion 111c is formed so as to communicate with an inner end opening of an inflow passage portion 112 (described later).

底壁本体110aは、流入路部112及び流出路部113を有しており、流入路部112は、底壁本体110a内にて、環状弁座部111cから流入筒110bに向けて延出するように形成されている。当該流入路部112は、その内端開孔部にて環状弁座部111c内に連通するようになっている。   The bottom wall main body 110a has an inflow passage portion 112 and an outflow passage portion 113. The inflow passage portion 112 extends from the annular valve seat portion 111c toward the inflow cylinder 110b within the bottom wall main body 110a. It is formed as follows. The inflow passage portion 112 communicates with the inside of the annular valve seat portion 111c at the inner end opening.

一方、流出路部113は、内側環状壁部111aの一部から流出筒110cに向けて延出するように、底壁本体110a内にて形成されている。ここで、当該流出路部113は、その内端開孔部にて内側環状壁部111aの一部から液体室Ra(後述する)内に開口するように底壁本体110a内に形成されている。   On the other hand, the outflow passage portion 113 is formed in the bottom wall main body 110a so as to extend from a part of the inner annular wall portion 111a toward the outflow tube 110c. Here, the outflow channel portion 113 is formed in the bottom wall main body 110a so as to open from a part of the inner annular wall portion 111a into the liquid chamber Ra (described later) at the inner end opening. .

流入筒110bは、底壁本体110aに、その流入路部112の外端開孔部から外方へ延出するように形成されており、当該流入筒110bは、上記配管系統の上流側に流入路部112を連通させる役割を果たす。一方、流出筒110cは、流出路部113を上記配管系統の下流側に連通させる役割を果たす。   The inflow tube 110b is formed in the bottom wall main body 110a so as to extend outward from the outer end opening of the inflow passage portion 112, and the inflow tube 110b flows into the upstream side of the piping system. It plays the role of connecting the road section 112. On the other hand, the outflow tube 110c plays a role of communicating the outflow path portion 113 with the downstream side of the piping system.

隔壁120は、図1にて示すごとく、隔壁本体120a及び環状フランジ120bを有しており、隔壁本体120aは、その下壁部にて、底壁本体110aの上壁部111の外側環状壁部111b内に嵌装されて、ダイヤフラム部材200のダイヤフラム200a及び補強用環状体200b(後述する)を介し内側環状壁部111a上に着座している。   As shown in FIG. 1, the partition 120 has a partition main body 120a and an annular flange 120b, and the partition main body 120a has an outer annular wall portion of an upper wall portion 111 of a bottom wall main body 110a at a lower wall portion thereof. 111b, and is seated on the inner annular wall 111a via the diaphragm 200a of the diaphragm member 200 and the reinforcing annular body 200b (described later).

また、環状フランジ120bは、底壁本体110aの軸方向中間部位から径方向に沿い外方へ環状に突出するように形成されており、当該環状フランジ120bは、底壁本体110aの上壁部111の外側環状壁部111b上に同軸的に着座している。このようにして、隔壁120は、ダイヤフラム200a及び補強用環状体200bを介して、底壁本体110aにその上方から同軸的に組み付けられている。   Further, the annular flange 120b is formed so as to project annularly outward in the radial direction from the axially intermediate portion of the bottom wall main body 110a, and the annular flange 120b is formed on the upper wall portion 111 of the bottom wall main body 110a. Is coaxially seated on the outer annular wall portion 111b. In this manner, the partition wall 120 is coaxially assembled to the bottom wall main body 110a from above through the diaphragm 200a and the reinforcing annular body 200b.

また、当該隔壁120は、連通路121を有しており、当該連通路121は、隔壁本体120a内にて図1にて示すごとくL字状に形成されている。ここで、当該連通路121は、その外端開孔部にて、隔壁120の外部に開放されており、当該連通路121の内端開孔部は、ダイヤフラム200aと隔壁本体120aとの間に形成される空気室Rb(後述する)内に開口している。   In addition, the partition 120 has a communication path 121, and the communication path 121 is formed in an L shape in the partition main body 120a as shown in FIG. Here, the communication passage 121 is open to the outside of the partition wall 120 at the outer end opening portion, and the inner end opening portion of the communication passage 121 is located between the diaphragm 200a and the partition wall body 120a. It is open in the formed air chamber Rb (described later).

上側ハウジング部材100bは、横断面矩形状に形成されており、当該上側ハウジング部材100bは、周壁130と、上壁140とでもって、構成されている。周壁130は、上壁140から下方に向け筒状に延出してなるもので、当該周壁130の中空部131は、その内周面にて、横断面円形状に形成されている。また、当該周壁130は、その延出端開口部にて、隔壁120の隔壁本体120aにその上方からOリング123を介し同軸的にかつ気密的に嵌装されて環状フランジ120b上に着座している。   The upper housing member 100b is formed in a rectangular cross section, and the upper housing member 100b is configured by a peripheral wall 130 and an upper wall 140. The peripheral wall 130 extends downward from the upper wall 140 in a tubular shape, and the hollow portion 131 of the peripheral wall 130 is formed in a circular cross section on the inner peripheral surface. In addition, the peripheral wall 130 is coaxially and airtightly fitted to the partition main body 120a of the partition 120 from above through an O-ring 123 at its extended end opening, and sits on the annular flange 120b. I have.

ダイヤフラム部材200は、図1にて示すごとく、ダイヤフラム200a、補強用環状体200b及び補助軸200cでもって構成されている。ダイヤフラム200aは、その外周部210にて、補強用環状体200bを介し底壁110の底壁本体110aと隔壁120の隔壁本体120aとの間に挟持されている。これにより、当該ダイヤフラム200aは、底壁本体110aの上壁部111のうち外側環状壁部111bの内周側にて内側環状壁部111aと隔壁本体120aとの間を、液体室Raと空気室Rbとに区画する。   As shown in FIG. 1, the diaphragm member 200 includes a diaphragm 200a, an annular reinforcing member 200b, and an auxiliary shaft 200c. The diaphragm 200a is sandwiched at its outer peripheral portion 210 between the bottom wall main body 110a of the bottom wall 110 and the partition wall main body 120a of the partition wall 120 via the reinforcing annular body 200b. Thus, the diaphragm 200a moves the liquid chamber Ra and the air chamber between the inner annular wall 111a and the partition main body 120a on the inner peripheral side of the outer annular wall 111b of the upper wall 111 of the bottom wall main body 110a. Rb.

ここで、液体室Raには、上記半導体製造装置の配管系統の上流側から流入筒110b及び底壁110の流入路部112を通り流動する液体が環状弁座部111cを通り流入する。これにより、当該液体が液体室Ra内にてダイヤフラム200aの下面220に作用する液圧を発生する。一方、空気室Rbには、外気が隔壁120の連通路121を通り流入する。これにより、当該外気が空気室Rb内にてダイヤフラム200aの上面230に作用する空圧(大気圧)を発生する。   Here, the liquid flowing from the upstream side of the piping system of the semiconductor manufacturing apparatus through the inflow cylinder 110b and the inflow path 112 of the bottom wall 110 flows into the liquid chamber Ra through the annular valve seat 111c. Thereby, the liquid generates a liquid pressure acting on the lower surface 220 of the diaphragm 200a in the liquid chamber Ra. On the other hand, outside air flows into the air chamber Rb through the communication passage 121 of the partition 120. Thereby, the outside air generates air pressure (atmospheric pressure) acting on the upper surface 230 of the diaphragm 200a in the air chamber Rb.

ダイヤフラム200aは、所定のフッ素樹脂でもって、円板状かつフィルム状のダイヤフラムとして形成されている。   The diaphragm 200a is formed as a disk-shaped and film-shaped diaphragm with a predetermined fluorine resin.

本第1実施形態において、ダイヤフラム200aは、ダイヤフラム弁としての構成上、強酸・強アルカリ等の腐食性の高い薬液等の高純度薬液と接触するから、当該ダイヤフラム200aは、耐酸性や耐アルカリ性等の耐薬品性に優れることが望ましい。   In the first embodiment, since the diaphragm 200a is in contact with a high-purity chemical such as a highly corrosive chemical such as a strong acid or a strong alkali due to the configuration as the diaphragm valve, the diaphragm 200a is resistant to acid and alkali. It is desirable that the compound has excellent chemical resistance.

また、ダイヤフラム弁のダイヤフラム200aやその他の構成部材からの金属成分や有機物成分の溶出は許されないことから、少なくともダイヤフラムの形成材料としては、低溶出性を有するフッ素樹脂を採用することが望ましい。   In addition, since elution of metal components and organic components from the diaphragm 200a of the diaphragm valve and other constituent members is not allowed, it is desirable to employ a fluororesin having low elution at least as a material for forming the diaphragm.

また、ダイヤフラム200aは、ダイヤフラム弁の開閉毎に湾曲変位を繰り返すことから、少なくとも屈曲性や長寿命性に優れることが望ましい。   In addition, since the diaphragm 200a repeatedly bends and displaces each time the diaphragm valve is opened and closed, it is desirable that the diaphragm 200a has at least excellent flexibility and long life.

そこで、本第1実施形態では、上記所定のフッ素樹脂として、耐薬品性、低溶出性、耐熱性や耐食性に優れ、かつ、屈曲性や長寿命性を確保し得るテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)が採用されている。なお、本第1実施形態においては、筒状ハウジング100及び隔壁120の各形成材料としても、PFAが採用されている。   Therefore, in the first embodiment, the above-mentioned predetermined fluororesin is a tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl which is excellent in chemical resistance, low elution, heat resistance and corrosion resistance, and can ensure flexibility and long life. Vinyl ether copolymer (PFA) is employed. In the first embodiment, PFA is also used as a material for forming the cylindrical housing 100 and the partition 120.

また、当該ダイヤフラム200aは、フィルム状のダイヤフラムとして、所定の厚さ範囲以内の厚さ、例えば、0.5(mm)を有するようにPFAでもって形成されている。本第1実施形態において、上記所定の厚さ範囲は、0.1(mm)以上で0.5(mm)以下の厚さ範囲をいう。   The diaphragm 200a is formed of PFA so as to have a thickness within a predetermined thickness range, for example, 0.5 (mm), as a film-shaped diaphragm. In the first embodiment, the predetermined thickness range refers to a thickness range of 0.1 (mm) or more and 0.5 (mm) or less.

ここで、0.1(mm)以上としたのは、0.1(mm)未満では、ダイヤフラム200aが薄過ぎて破れ易いためである。また、0.5(mm)以下としたのは、ダイヤフラム200aは、0.5(mm)よりも厚いと、厚過ぎて曲がりにくいためである。   Here, the reason why the thickness is set to 0.1 (mm) or more is that if the thickness is less than 0.1 (mm), the diaphragm 200a is too thin and easily broken. The reason why the thickness is set to 0.5 (mm) or less is that if the diaphragm 200a is thicker than 0.5 (mm), it is too thick to bend easily.

以上のように構成してなるダイヤフラム200aは、その中央部240にて、環状弁座111cに対向する弁体部(以下、弁体部240ともいう)としての役割を果たす。このことは、弁体部240が、環状弁座111cと共に、ダイヤフラム弁の弁部を構成することを意味する。   The diaphragm 200a configured as described above plays a role as a valve body (hereinafter, also referred to as the valve body 240) facing the annular valve seat 111c at the center 240 thereof. This means that the valve body 240, together with the annular valve seat 111c, forms a valve portion of the diaphragm valve.

補強用環状体200bは、フィルム状のダイヤフラム200aを補強するためのもので、当該補強用環状体200bは、ダイヤフラム200aの外周部210に沿い当該ダイヤフラム200aの下面220側からレーザー溶接により接合されている。これにより、補強用環状体200bは、ダイヤフラム200aの外周部210と一体的に形成されている。   The reinforcing annular body 200b is for reinforcing the film-like diaphragm 200a. The reinforcing annular body 200b is joined along the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a by laser welding from the lower surface 220 side of the diaphragm 200a. I have. Thereby, the reinforcing annular body 200b is formed integrally with the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a.

本第1実施形態では、当該補強用環状体200bは、後述のようにPFAを用いて円柱状に射出成形した後環状に切削することで、形成されている。ここで、 補強用環状体200bは、ダイヤフラム200aの外径に等しい外径を有しており、当該補強用環状体200bの軸方向幅及び厚さは、フィルム状のダイヤフラム200aを補強して取り扱い易くするに適した各値に設定されている。   In the first embodiment, the reinforcing annular body 200b is formed by injection molding into a column shape using PFA and then cutting into an annular shape as described later. Here, the reinforcing annular body 200b has an outer diameter equal to the outer diameter of the diaphragm 200a, and the axial width and thickness of the reinforcing annular body 200b are handled by reinforcing the film-like diaphragm 200a. Each value is set to a value suitable for facilitation.

補助軸200cは、円柱状のもので、当該補助軸200cは、その下部にて、ダイヤフラム200aの中央部240にレーザー溶接により接合されている。これにより、補助軸200cは、ダイヤフラム200aの中央部240と一体的に形成されている。また、補助軸200cは、雌ねじ孔部260を有しており、当該雌ねじ孔部260は、補助軸200cにその上部側から同軸的に形成されている。   The auxiliary shaft 200c has a columnar shape, and the lower portion of the auxiliary shaft 200c is joined to the central portion 240 of the diaphragm 200a by laser welding. Thus, the auxiliary shaft 200c is formed integrally with the central portion 240 of the diaphragm 200a. The auxiliary shaft 200c has a female screw hole 260, and the female screw hole 260 is formed coaxially on the auxiliary shaft 200c from the upper side.

本第1実施形態において、補助軸200cは、後述のようにPFAを用いて円柱状に射出成形することで形成されている。また、補助軸200cの外径は、1(mm)以上で4(mm)以下の範囲以内の値に設定されている。   In the first embodiment, the auxiliary shaft 200c is formed by injection molding into a column using PFA as described later. The outer diameter of the auxiliary shaft 200c is set to a value within a range from 1 (mm) to 4 (mm).

ここで、補助軸の外径を4(mm)以下としたは、4(mm)以下の外径を有する補助軸をダイヤフラムの中央部と熱による接合を行うと補助軸やダイヤフラムの中央部にて熱変形を生ずるおそれがあるものの、補助軸とダイヤフラムの中央部との接合をレーザー溶接により行えば、補助軸とダイヤフラムの中央部との接合部位に変形を伴わないためである。また、補助軸の外径を1(mm)以上としたのは、1(mm)未満の外径を有する補助軸は形成困難なためである。   Here, the outer diameter of the auxiliary shaft is set to 4 (mm) or less. When the auxiliary shaft having an outer diameter of 4 (mm) or less is joined to the center of the diaphragm by heat, the auxiliary shaft or the center of the diaphragm is formed. However, if the auxiliary shaft and the central portion of the diaphragm are joined by laser welding, the joint between the auxiliary shaft and the central portion of the diaphragm is not deformed. The reason why the outer diameter of the auxiliary shaft is 1 (mm) or more is that it is difficult to form an auxiliary shaft having an outer diameter of less than 1 (mm).

なお、補助軸200cの下部は、その中央側下面部aにて、当該補助軸200cの軸に直交するように形成されており、当該補助軸200cの下部の外周側下面部bは、外方に向けて凸な横断面円弧状に形成されている(図3参照)。   The lower part of the auxiliary shaft 200c is formed so as to be orthogonal to the axis of the auxiliary shaft 200c at the lower surface part a on the center side, and the outer lower surface part b of the lower part of the auxiliary shaft 200c is (See FIG. 3).

このように構成された補助軸200cは、その上部から、隔壁本体120aに同軸的に形成してなる貫通孔部122(図1参照)に摺動可能に嵌装されて、後述のように駆動機構300のピストン軸320と当該貫通孔部122内にて連結されている。本実施形態において、補助軸200cの軸長は、隔壁本体120aの軸方向厚さよりも短い。   The auxiliary shaft 200c thus configured is slidably fitted from above in a through-hole 122 (see FIG. 1) formed coaxially with the partition wall body 120a, and is driven as described later. The piston 300 is connected to the piston shaft 320 of the mechanism 300 in the through hole 122. In the present embodiment, the axial length of the auxiliary shaft 200c is shorter than the axial thickness of the partition wall body 120a.

以上のように構成してなるダイヤフラム部材200は、ダイヤフラム200a、補強用環状体200b及び補助軸200cでもって、一体的に形成されている。しかして、補助軸200cが、後述のようにコイルスプリング330の付勢力のもとにピストン軸320により液体室Ra側へ押動されたとき、ダイヤフラム200は、その湾曲変位部にて、補助軸200cにより液体室Raへ押動されて湾曲状に変位して、弁体部240にて、環状弁座部111cに着座することで、弁部を閉じる。このことは、ダイヤフラム弁が閉弁することを意味する。なお、ダイヤフラム200aの湾曲変位部は、当該ダイヤフラム200aの外周部と中央部との間のフィルム状部位をいう。   The diaphragm member 200 configured as described above is integrally formed with the diaphragm 200a, the annular reinforcing member 200b, and the auxiliary shaft 200c. Thus, when the auxiliary shaft 200c is pushed toward the liquid chamber Ra by the piston shaft 320 under the urging force of the coil spring 330 as described later, the diaphragm 200 is moved by the bending displacement portion thereof. The valve 200 is pushed by the liquid chamber Ra to be displaced in a curved shape, and the valve body 240 is seated on the annular valve seat 111c to close the valve. This means that the diaphragm valve closes. In addition, the bending displacement part of the diaphragm 200a refers to a film-like part between the outer peripheral part and the central part of the diaphragm 200a.

一方、補助軸200cが、後述のように下側室131a内の空気圧に応じてコイルスプリング330の付勢力に抗して摺動するピストン軸320に連動してダイヤフラム200aを湾曲状に変位させながら下側室131b側へ摺動すると、ダイヤフラム200aが。弁体部240にて、環状弁座部111cから離れることで、弁部を開く。このことは、ダイヤフラム弁が開弁することを意味する。   On the other hand, the auxiliary shaft 200c moves downwardly while displacing the diaphragm 200a in a curved shape in conjunction with the piston shaft 320 that slides against the urging force of the coil spring 330 according to the air pressure in the lower chamber 131a as described later. When sliding to the side chamber 131b side, the diaphragm 200a is moved. At the valve body 240, the valve is opened by moving away from the annular valve seat 111c. This means that the diaphragm valve opens.

駆動機構300は、図1にて示すごとく、ハウジング100の内部に組み付けられている。当該駆動機構300は、ピストン310と、ピストン軸320と、コイルスプリング330とにより構成されている。   The drive mechanism 300 is assembled inside the housing 100 as shown in FIG. The drive mechanism 300 includes a piston 310, a piston shaft 320, and a coil spring 330.

ピストン310は、ハウジング部材100bの周壁130の中空部131内にOリング311を介し、気密的に摺動可能に嵌装されており、当該ピストン310は、その軸方向両側にて、周壁130の中空部131を上側室131a及び下側室131bに区画形成している。本第1実施形態では、ピストン310は、ピストン軸320とともに、PFAでもって形成されている。   The piston 310 is air-tightly slidably fitted through the O-ring 311 in the hollow portion 131 of the peripheral wall 130 of the housing member 100b. The hollow portion 131 is partitioned into an upper chamber 131a and a lower chamber 131b. In the first embodiment, the piston 310 is formed of PFA together with the piston shaft 320.

ここで、上側室131aは、ハウジング部材100bの上壁140に形成してなる環状溝部141、連通路部142及び開孔部143を通りハウジング部材100bの外部に開放されている。   Here, the upper chamber 131a is opened to the outside of the housing member 100b through an annular groove 141, a communication path 142, and an opening 143 formed in the upper wall 140 of the housing member 100b.

なお、環状溝部141は、上壁140に上側室131aの内部から同軸的に環状に形成されている。開孔部143は、上壁140の外周部内に形成されており、連通路部142は、環状溝部141を開孔部143に連通させるように、上壁140の内部に形成されている。   The annular groove 141 is formed coaxially in the upper wall 140 from the inside of the upper chamber 131a. The opening 143 is formed in the outer peripheral portion of the upper wall 140, and the communication path 142 is formed inside the upper wall 140 so that the annular groove 141 communicates with the opening 143.

一方、下側室131bは、周壁130に形成してなる連通路部133及び開孔部134を介し圧縮空気流供給源(図示しない)に接続されている。これにより、下側室131bの内部には、上記圧縮空気流供給源からの圧縮空気流が開孔部134及び連通路部133を通り供給されるようになっている。   On the other hand, the lower chamber 131b is connected to a compressed air flow supply source (not shown) through a communication passage 133 and an opening 134 formed in the peripheral wall 130. Thus, the compressed air flow from the compressed air flow supply source is supplied to the inside of the lower chamber 131b through the opening 134 and the communication path 133.

なお、開孔部134は、開孔部143の下方にて、連通路部133を通り下側室131b内に連通するように周壁130の一部に形成されている。連通路部133は、開孔部134を下側室131bの内部に連通させるように周壁130の一部に形成されている。   The opening 134 is formed in a part of the peripheral wall 130 below the opening 143 so as to communicate with the inside of the lower chamber 131b through the communication passage 133. The communication passage 133 is formed in a part of the peripheral wall 130 so as to communicate the opening 134 with the inside of the lower chamber 131b.

ピストン軸320は、ピストン310から同軸的にかつ一体的に延出するように形成されている。当該ピストン軸320は、図1にて示すごとく、軸本体部320aと、軸状雄ねじ部320bとを備えており、軸本体部320aは、ピストン310から同軸的に下側室131bを通り延出して隔壁本体120aの貫通孔部122内にOリング321を介し摺動可能に嵌装されている。   The piston shaft 320 is formed so as to extend coaxially and integrally from the piston 310. As shown in FIG. 1, the piston shaft 320 includes a shaft main body 320a and a shaft-like external thread 320b. The shaft main body 320a extends coaxially from the piston 310 through the lower chamber 131b. It is slidably fitted through the O-ring 321 in the through hole 122 of the partition wall main body 120a.

軸状雄ねじ部320bは、軸本体部320aの延出端部から同軸的にかつ一致的に延出されており、当該軸状雄ねじ部320bは、補助軸200cの雌ねじ孔部260内に締着されている。これにより、ピストン軸320aは、隔壁本体120aの貫通孔部122内にて、摺動可能に補助軸200cと同軸的に連結されている。   The axial male screw part 320b extends coaxially and consistently from the extending end of the shaft main body part 320a, and the axial male screw part 320b is fastened into the female screw hole 260 of the auxiliary shaft 200c. Have been. Thus, the piston shaft 320a is slidably coaxially connected to the auxiliary shaft 200c in the through hole 122 of the partition wall main body 120a.

コイルスプリング330は、図1にて示すごとく、上壁140の環状溝部141内に嵌装されており、当該コイルスプリング330は、環状溝部141の底部とピストン310との間に挟持されて、ピストン310を下側室131bに向けて付勢している。   As shown in FIG. 1, the coil spring 330 is fitted in the annular groove 141 of the upper wall 140, and the coil spring 330 is sandwiched between the bottom of the annular groove 141 and the piston 310, and 310 is urged toward the lower chamber 131b.

このように構成した駆動機構300においては、上記圧縮空気供給源からの圧縮空気流による空気圧が下側室131b内に発生していない場合には、ピストン310が、コイルスプリング330の付勢力により下側室131b側へ摺動されて、ピストン軸320が、補助軸200cを環状弁座部111c側へ押動することで、ダイヤフラム200aをその中央部240(弁体部240)にて環状弁座部111cに着座させるように変位する。   In the driving mechanism 300 configured as described above, when the air pressure due to the compressed air flow from the compressed air supply source is not generated in the lower chamber 131b, the piston 310 is moved by the urging force of the coil spring 330. 131a, the piston shaft 320 pushes the auxiliary shaft 200c toward the annular valve seat portion 111c, thereby moving the diaphragm 200a at the center portion 240 (valve body portion 240) of the annular valve seat portion 111c. Displaced to be seated.

一方、上記圧縮空気供給源からの圧縮空気流が開孔部134及び連通路部133を通り下側室131b内に供給されると、ピストン310が、下側室131b内の圧縮空気による空気圧に応じてコイルスプリング330の付勢力に抗して上側室131a内の空気を環状溝部141、連通路部142及び開孔部143から外部へ排出しながら当該上側室131a側へ摺動し、ピストン軸320が、ピストン310の摺動方向と同一方向に連動して、補助軸200cを介しダイヤフラム200aをその中央部240である弁体部にて、環状弁座部111cから離れる方向に湾曲状に変位させる。   On the other hand, when the compressed air flow from the compressed air supply source is supplied into the lower chamber 131b through the opening 134 and the communication path 133, the piston 310 moves according to the air pressure of the compressed air in the lower chamber 131b. The air in the upper chamber 131a slides toward the upper chamber 131a while discharging the air in the upper chamber 131a from the annular groove 141, the communication path 142, and the opening 143 to the outside against the urging force of the coil spring 330, and the piston shaft 320 is moved. In conjunction with the sliding direction of the piston 310, the diaphragm 200a is displaced in a curved manner in a direction away from the annular valve seat portion 111c at the valve body, which is the central portion 240 thereof, via the auxiliary shaft 200c in cooperation with the sliding direction.

次に、以上のように構成したダイヤフラム弁の製造にあたり、ダイヤフラム部材200におけるダイヤフラム200aと補強用環状体200b及び補助軸200cとのレーザー溶接の方法について説明する。   Next, a method of laser welding the diaphragm 200a, the reinforcing annular body 200b, and the auxiliary shaft 200c in the diaphragm member 200 in manufacturing the diaphragm valve configured as described above will be described.

ダイヤフラム200aと補強用環状体200b及び補助軸200cとのレーザー溶接にあたり、ダイヤフラム200a、補強用環状体200b及び補助軸200cを、それぞれ、単独の別部品として形成したものを準備する。このようにダイヤフラム200aは、単独の別部品として形成されるので、用途の限定を受けない利便性のあるダイヤフラムとして形成され得る。   In performing laser welding of the diaphragm 200a, the reinforcing annular body 200b, and the auxiliary shaft 200c, one in which the diaphragm 200a, the reinforcing annular body 200b, and the auxiliary shaft 200c are each formed as a separate component is prepared. As described above, since the diaphragm 200a is formed as a separate component, the diaphragm 200a can be formed as a convenient diaphragm that is not limited in use.

本第1実施形態では、ダイヤフラム200aは、PFAでもって押し出し成形方法による成形でもって形成されたものを準備する。当該押し出し成形方法による押し出し成形は、例えば、次のようにしてなされる。   In the first embodiment, the diaphragm 200a is prepared by PFA and formed by extrusion molding. Extrusion by the extrusion method is performed, for example, as follows.

予め準備したペレット状のPFAを、押し出し成形機により、加熱溶融する。然る後、加熱溶融したPFAを、型内のフィルム形状のキャビテイ内に圧入して徐々に冷却しながらフィルム状に成形する。このように成形した成形品からダイヤフラム200aに相当する円板形状に打ち抜く。これにより、ダイヤフラム200aが、フィルム状のダイヤフラムとして形成される。   The pelletized PFA prepared in advance is heated and melted by an extruder. Thereafter, the heated and melted PFA is pressed into a film-shaped cavity in a mold and gradually cooled to form a film. The molded product thus formed is punched into a disk shape corresponding to the diaphragm 200a. As a result, the diaphragm 200a is formed as a film-shaped diaphragm.

上述のようにダイヤフラム200aの形成にあたり、PFAを用いた押し出し成形方法を採用したのは、以下の根拠に基づく。   As described above, the extrusion molding method using PFA was employed in forming the diaphragm 200a based on the following grounds.

例えば、PFAからなる材料を切削加工することでダイヤフラムを形成すると、当該ダイヤフラムの面には切削痕が形成される。従って、このような切削加工によるダイヤフラムがダイヤフラム弁の液体室Raにおいて流動する液体と接触する場合、ダイヤフラムの切削痕に起因して、パーティクル、例えば、数nmサイズの微小なパーティクル等が微少ではあるがダイヤフラムから剥がれて発塵し液体内に混入すると、当該液体は清浄には維持され得ない。   For example, when a diaphragm is formed by cutting a material made of PFA, a cutting mark is formed on the surface of the diaphragm. Therefore, when the diaphragm formed by such a cutting process comes into contact with the liquid flowing in the liquid chamber Ra of the diaphragm valve, particles, for example, minute particles having a size of several nanometers, due to the cut marks of the diaphragm, are very small. If the particles come off from the diaphragm and generate dust and enter the liquid, the liquid cannot be kept clean.

これでは、半導体製造装置による製造品、例えば、配線ピッチが10(nm)以下であるようなシリコンウエハの品質不良を招く。このため、ダイヤフラム弁内の液体に対するパーティクルの混入、例えば、数nmサイズのパーティクルの液体に対する混入さえも確実に防止しなければならない。   This leads to poor quality of a product manufactured by the semiconductor manufacturing apparatus, for example, a silicon wafer having a wiring pitch of 10 (nm) or less. For this reason, it is necessary to reliably prevent particles from being mixed into the liquid in the diaphragm valve, for example, even particles having a size of several nm from the liquid.

また、ダイヤフラムをPFAの射出成形でフィルム状に形成することは困難であるのは勿論のこと、フィルム状に形成できたとしても、屈曲性に優れた長寿命のダイヤフラムを形成することは困難である。   In addition, it is difficult to form a diaphragm into a film by injection molding of PFA, and even if it can be formed into a film, it is difficult to form a diaphragm having excellent flexibility and a long life. is there.

そこで、本第1実施形態においては、ダイヤフラム200aを押し出し成形方法による成形でもってフィルム状に形成することとした。これにより、押し出し成形機により押し出し成形されたフィルム状のダイヤフラムは、その各面にて、非常に良好な平滑面、所謂、つるつるの滑らかな面を有するように形成された数nmサイズのパーティクルの発塵をも最少に抑制し得るダイヤフラムであって、耐薬品性、低溶出性や屈曲性に優れた長寿命を有するダイヤフラムとして形成され得る。   Therefore, in the first embodiment, the diaphragm 200a is formed into a film shape by molding by an extrusion molding method. Thereby, the film-shaped diaphragm extruded by the extruder is formed of a particle having a size of several nm formed to have a very good smooth surface on each surface, that is, a so-called smooth surface. It is a diaphragm capable of minimizing dust generation, and can be formed as a long-life diaphragm excellent in chemical resistance, low elution, and flexibility.

また、補助軸200cとダイヤフラム200aの中央部240とのレーザー溶接は、次のようにして行う。まず、図2にて示す補助軸の保持工程S1において、補助軸200cを、図3にて示すごとく、雌ねじ孔部260を下側に向けて開口させて位置するように保持する。このとき、当該保持は、雌ねじ孔部260がその軸にて鉛直状に位置するように行う。   Laser welding between the auxiliary shaft 200c and the central portion 240 of the diaphragm 200a is performed as follows. First, in the auxiliary shaft holding step S1 shown in FIG. 2, the auxiliary shaft 200c is held so that the female screw hole 260 is opened downward as shown in FIG. At this time, the holding is performed so that the female screw hole 260 is vertically positioned on the axis.

然る後、ダイヤフラムの載置工程S2において、ダイヤフラム200aが、その中央部240にて、補助軸200cの下部の下面上に位置するように、補助軸200cに載置される(図3参照)。   Thereafter, in the diaphragm mounting step S2, the diaphragm 200a is mounted on the auxiliary shaft 200c so as to be located on the lower surface of the lower portion of the auxiliary shaft 200c at the center 240 (see FIG. 3). .

ついで、押さえ板の載置工程S3において、押さえ板Qが、ダイヤフラム200aの中央部240を介し補助軸200cに同軸的に対向するように中央部240上に載置される。   Next, in the pressing plate mounting step S3, the pressing plate Q is mounted on the central portion 240 so as to coaxially oppose the auxiliary shaft 200c via the central portion 240 of the diaphragm 200a.

ここで、押さえ板Qは、レーザー光を透過し易いガラスでもって、所定の厚さ及び所定の外径を有するように円板状に形成されている。当該レーザー光を透過し易いガラスは、高熱伝導性を有する。なお、押さえ板Qは、一般的には、光透過性及び熱伝導性を有する押え部材であればよく、また、当該押さえ部材は、板状であるか否かは問わず、どのような形状であってもよい。   Here, the holding plate Q is made of glass that easily transmits laser light, and is formed in a disk shape so as to have a predetermined thickness and a predetermined outer diameter. The glass that easily transmits the laser light has high thermal conductivity. Note that the pressing plate Q generally needs only to be a pressing member having light transmittance and heat conductivity, and the pressing member has any shape regardless of whether it is plate-shaped or not. It may be.

このように、押さえ板Qは上述のようにレーザー光を透過し易いガラスであることから、当該押さえ板Qは、レーザー光を吸収し難い。また、当該押さえ板Qを形成する上述のガラスは、高熱伝導性を有することから、ダイヤフラム200aの中央部240に対する載置状態において当該ダイヤフラム200aの中央部240の熱を吸収し易い。なお、本第1実施形態において、押さえ板Qの所定の外径は、補助軸200cの外径よりも大きく設定してある。   As described above, since the holding plate Q is a glass that easily transmits laser light as described above, the holding plate Q does not easily absorb laser light. Further, since the above-mentioned glass forming the holding plate Q has high thermal conductivity, it easily absorbs the heat of the central portion 240 of the diaphragm 200a in a state where the glass is placed on the central portion 240 of the diaphragm 200a. In the first embodiment, the predetermined outer diameter of the holding plate Q is set to be larger than the outer diameter of the auxiliary shaft 200c.

また、押さえ板Qの所定の厚さは、次のように選定されている。押さえ板Qを、上述のごとく、ダイヤフラム200aの中央部240上に載置した状態において、レーザー光を、後述のように、押さえ板Qを通しダイヤフラム200aの中央部240と補助軸200cとの境界面の近傍に収束させたとき、当該レーザー光が押さえ板Qを良好に透過するとともに、押さえ板Qが、レーザー光に起因してダイヤフラム200aの中央部240に生ずる熱を吸収することで、当該ダイヤフラム220の中央部240の温度上昇を良好に抑制するように選定されている。   The predetermined thickness of the holding plate Q is selected as follows. In a state where the holding plate Q is placed on the center portion 240 of the diaphragm 200a as described above, a laser beam is passed through the holding plate Q and the boundary between the center portion 240 of the diaphragm 200a and the auxiliary shaft 200c as described later. When converged to the vicinity of the surface, the laser light is transmitted well through the holding plate Q, and the holding plate Q absorbs heat generated in the central portion 240 of the diaphragm 200a due to the laser light, thereby It is selected so that the temperature rise of the central portion 240 of the diaphragm 220 is suppressed well.

上述のように押さえ板Qがダイヤフラム200aの中央部240上に載置された後、次の押さえ板に対する押え付け工程S4において、押さえ板Qが、その上方から、適宜なプレス機(図示しない)により、図3にて矢印Pにより示すごとく、ダイヤフラム200aの中央部240に向けて押し付けられる。このとき、押さえ板Qは、その下面にて、ダイヤフラム200aの中央部240の上面の全面に亘り、一様な押圧力でもって、押え付けられる。   After the holding plate Q is placed on the central portion 240 of the diaphragm 200a as described above, in the next holding step S4 for the holding plate, the holding plate Q is pressed from above by a suitable press machine (not shown). As a result, as shown by an arrow P in FIG. 3, the diaphragm 200a is pressed toward the central portion 240 of the diaphragm 200a. At this time, the pressing plate Q is pressed with a uniform pressing force over the entire upper surface of the central portion 240 of the diaphragm 200a on the lower surface thereof.

このような押え付け状態のまま、次のレーザー光照射工程S5において、レーザー光が、レーザー装置L(図3参照)により、次のようにして、押さえ板Qに向けて照射される。   In such a pressing state, in the next laser light irradiation step S5, laser light is irradiated toward the pressing plate Q by the laser device L (see FIG. 3) as follows.

当該照射にあたり、レーザー装置Lの構成について説明すると、当該レーザー装置Lは、その出射部にて、レーザー光を出射するように構成されている。ここで、当該レーザー装置は、その出射部からのレーザー光を、レンズ系(図示しない)により、当該レンズ系から所定の焦点距離だけ離れた焦点上に収束するように構成されている。また、当該レーザ装置Lは、その出射部からのレーザー光の出射強度を調整可能に構成されている。   In the irradiation, the configuration of the laser device L will be described. The laser device L is configured to emit a laser beam at an emission unit. Here, the laser device is configured so that the laser light from the emission unit is converged by a lens system (not shown) on a focal point separated by a predetermined focal length from the lens system. Further, the laser device L is configured so that the emission intensity of the laser light from the emission part can be adjusted.

しかして、レーザー装置Lにより押さえ板Qに向けてレーザー光を照射するにあたっては、当該レーザー装置Lが、その出射部にて、ダイヤフラム200aの中央部240の外周部に対向するように、ダイヤフラム200aの中央部240の外周部の直上に維持される。本第1実施形態において、当該レーザー装置Lのレーザー光の収束点、即ち、上記レンズ系の焦点は、ダイヤフラム200aの中央部240の外周部とこれに対する補助軸200cの対応部との境界部(以下、中央部―補助軸間境界部ともいう)上の部位F(以下、照射部位Fともいう)の近傍に対応する(図3参照)。   When the laser device L irradiates the laser beam toward the holding plate Q, the laser device L is arranged so that the laser device L faces the outer peripheral portion of the central portion 240 of the diaphragm 200a at the emission portion. Is maintained directly above the outer peripheral portion of the central portion 240. In the first embodiment, the convergence point of the laser beam of the laser device L, that is, the focal point of the lens system is at the boundary between the outer peripheral portion of the central portion 240 of the diaphragm 200a and the corresponding portion of the auxiliary shaft 200c corresponding thereto. Hereinafter, it corresponds to the vicinity of a portion F (hereinafter, also referred to as an irradiation portion F) on a center portion-an auxiliary axis boundary portion (refer to FIG. 3).

ここで、レーザー装置Lは、上記中央部―補助軸間境界部の照射部位Fの近傍を含む円周に沿い当該円周上にレーザー光を収束させながら、押さえ板Qの軸周りに回転するようになっている。   Here, the laser device L rotates around the axis of the holding plate Q while converging the laser light on the circumference including the vicinity of the irradiation portion F at the boundary between the central portion and the auxiliary axis and on the circumference. It has become.

このとき、レーザー装置Lのレンズ系の焦点が、上記中央部―補助軸間境界部の照射部位Fの近傍に一致するように、レーザー装置Lのダイヤフラム200aの中央部240の外周部に対する高さが位置調整される。   At this time, the height with respect to the outer peripheral portion of the central portion 240 of the diaphragm 200a of the laser device L is adjusted so that the focal point of the lens system of the laser device L coincides with the vicinity of the irradiation portion F at the boundary between the central portion and the auxiliary axis. Is adjusted.

さらに、ダイヤフラム200aの中央部240及び補助軸200cの下部のうちの中央側下面部aを含む部位が、上記中央部―補助軸間境界部の照射部位Fの近傍を中心とする円周領域(溶融領域)にて溶融可能なように、当該レーザー装置Lからのレーザー光の出射強度が調整される。   Furthermore, a portion including the central portion 240 of the diaphragm 200a and the lower surface portion a on the central side of the lower portion of the auxiliary shaft 200c is a circumferential region centered on the vicinity of the irradiation portion F at the boundary portion between the central portion and the auxiliary shaft ( The intensity of the laser light emitted from the laser device L is adjusted so that the laser beam can be melted in the melting region.

ここで、PFAの融点が約320(℃)であるため、当該レーザー装置Lは、その出射強度にて、上記中央部―補助軸間境界部の照射部位Fの近傍に対する加熱温度をPFAの融点よりも幾分高くするように、設定されている。   Here, since the melting point of PFA is about 320 (° C.), the laser apparatus L uses the emission intensity to set the heating temperature for the vicinity of the irradiation portion F at the boundary between the central portion and the auxiliary axis to the melting point of PFA. It is set to be somewhat higher than that.

但し、押さえ板Qが、その高熱伝導性のもとにダイヤフラム200aの中央部の外周縁部の熱を吸熱することを考慮して、上記中央部―補助軸間境界部の照射部位Fの近傍に対する加熱温度がPFAの融点を超えて上昇しても、上記中央部―補助軸間境界部の照射部位Fの近傍を中心とする溶融領域が所定領域内に収まるように、照射部位Fの近傍に対するレーザー光の出射強度が所定の出射強度として設定されている。   However, in consideration of the fact that the holding plate Q absorbs the heat of the outer peripheral edge at the center of the diaphragm 200a due to its high thermal conductivity, the vicinity of the irradiation part F at the boundary between the center and the auxiliary shaft is considered. Even if the heating temperature with respect to the temperature rises above the melting point of PFA, the vicinity of the irradiation part F is set so that the melting region centered on the vicinity of the irradiation part F at the boundary between the central part and the auxiliary shaft falls within a predetermined region. Is set as a predetermined emission intensity.

換言すれば、レーザー装置Lにおいて、上記中央部―補助軸間境界部の照射部位Fの近傍を含む溶融領域上に沿い照射されるレーザー光の照射強度が一様に上記所定の照射強度となるように設定されている。なお、上述の所定領域は、例えば、ダイヤフラム200aの中央部240の補助軸200cに対する載置状態において、少なくともダイヤフラム200aの中央部240のうちの上面部を含まず補助軸200cのうちの下部のうち中央下面部aを含む部位以外の部位を含まない領域をいう。   In other words, in the laser apparatus L, the irradiation intensity of the laser light irradiated along the melting region including the vicinity of the irradiation portion F at the boundary between the central portion and the auxiliary axis uniformly becomes the predetermined irradiation intensity. It is set as follows. In addition, the above-mentioned predetermined area, for example, in the state where the central portion 240 of the diaphragm 200a is mounted on the auxiliary shaft 200c, does not include at least the upper surface portion of the central portion 240 of the diaphragm 200a, and It refers to a region that does not include a part other than the part that includes the central lower surface part a.

しかして、当該レーザー装置Lが、その作動に伴い、図3にて示すごとく、レーザー光を出射すると、当該レーザー光は、図3にて示すごとく、押さえ板Qの外周縁部及びダイヤフラム200aの中央部240の外周縁部を各厚さ方向に透過して、順次円周方向に変位する上記中央部―補助軸間境界部の照射部位Fの近傍に収束する。   When the laser device L emits a laser beam as shown in FIG. 3 with its operation, the laser beam is applied to the outer peripheral edge of the holding plate Q and the diaphragm 200a as shown in FIG. The light passes through the outer peripheral edge of the central portion 240 in the thickness direction and converges to the vicinity of the irradiation portion F at the boundary between the central portion and the auxiliary shaft, which is sequentially displaced in the circumferential direction.

従って、このようなレーザー光による照射を維持しながら、上述のようなレーザー装置Lのレーザー光の出射強度の設定のもと、ダイヤフラム200aの中央部240及び補助軸200cの下部のうち中央側下面部aを含む部位が、上記中央部―補助軸間境界部の周方向に沿い、照射部位Fの近傍を中心として局所的にレーザー装置Lの移動位置に応じてレーザー光により順次加熱されていく。これに伴い、ダイヤフラム200aの中央部240の外周縁部及びこれに対する補助軸200cの対応部位が、その円周方向に沿い、上記中央部―補助軸間境界部の照射部位Fの近傍を中心として局所的に、順次、溶融されていく。   Therefore, while the irradiation by the laser light is maintained, the lower surface of the central portion 240 of the diaphragm 200a and the lower portion of the lower portion of the auxiliary shaft 200c under the setting of the emission intensity of the laser light of the laser device L as described above. The portion including the portion a is sequentially heated by the laser light in accordance with the moving position of the laser device L locally along the circumferential direction of the boundary between the central portion and the auxiliary axis and around the vicinity of the irradiation portion F. . Along with this, the outer peripheral edge of the central portion 240 of the diaphragm 200a and the corresponding portion of the auxiliary shaft 200c with respect to the peripheral portion extend along the circumferential direction, centering on the vicinity of the irradiation portion F at the boundary between the central portion and the auxiliary shaft. It is locally and sequentially melted.

本第1実施形態において、上述のような局所的な加熱では、ダイヤフラム200aの中央部240に対する加熱温度は、押さえ板Qによる吸熱作用のもと、ダイヤフラム200aの中央部240においてその下面(補助軸200c側の面)からその反対側の面に向けて順次低下するとともに、補助軸200cにおいては、ダイヤフラム200aの中央部240側から当該中央部240の上面とは反対方向に向けて順次低下する。従って、補助軸200c及びダイヤフラム200aの中央部240が、上述した所定領域内において共に溶融することとなる。   In the first embodiment, in the above-described local heating, the heating temperature of the central portion 240 of the diaphragm 200a is reduced by the lower surface (the auxiliary shaft) of the central portion 240 of the diaphragm 200a under the heat absorbing action of the pressing plate Q. The surface of the auxiliary shaft 200c gradually decreases from the central portion 240 of the diaphragm 200a in the direction opposite to the upper surface of the central portion 240. Therefore, the auxiliary shaft 200c and the central portion 240 of the diaphragm 200a melt together in the above-described predetermined region.

このようなレーザー光による照射を維持しながら、レーザ装置Lが、レーザー光を、上記中央部―補助軸間境界部の照射部位Fの近傍を含む円周上に沿い順次収束させるように、回転していく。   While maintaining the irradiation by the laser light, the laser apparatus L is rotated so as to sequentially converge the laser light along the circumference including the vicinity of the irradiation part F at the center-auxiliary axis boundary. I will do it.

これにより、補助軸200cの下部のうち中央側下面部aを含む部位及びダイヤフラム200aの中央部240が、上記中央部―補助軸間境界部の照射部位Fの近傍を含む溶融領域を中心とする上記所定の領域に亘り、レーザー光により加熱されて一様に溶融して共に溶着していく。その後、レーザー装置Lからのレーザー光の出射を停止することで、補助軸200cの下部のうち中央側下面部aを含む部位及びダイヤフラム200aの中央部240は、自然冷却を経て硬化していく。   As a result, the portion including the central lower surface portion a of the lower portion of the auxiliary shaft 200c and the central portion 240 of the diaphragm 200a are centered on the molten region including the vicinity of the irradiation portion F at the boundary between the central portion and the auxiliary shaft. Over the above-mentioned predetermined area, it is heated by the laser beam and uniformly melted and welded together. Thereafter, by stopping the emission of the laser beam from the laser device L, the portion of the lower portion of the auxiliary shaft 200c including the lower surface a on the central side and the central portion 240 of the diaphragm 200a harden through natural cooling.

ここで、上述のごとく、上記所定領域は、ダイヤフラム200aの中央部240の補助軸200cの下部のうち中央側下面部aを含む部位に対する載置状態において、少なくともダイヤフラム200aの中央部240の上面部及び補助軸200cの下部のうち中央側下面部aを含む部位以外の部位を含まない領域であることから、ダイヤフラム200aの中央部240を補助軸200cの下部のうち中央側下面部aを含む部位に載置した状態において、ダイヤフラム200aの中央部240がその押さえ板Qとの接合面まで溶融することはなく、また、補助軸200cの下部のうち中央側下面部aを含む部位は、当該部位以外の部位まで補助軸200cにおいて溶融することはない。従って、補助軸200c及びダイヤフラム200aは、その原形状を維持したまま、相互に溶着され得る。   Here, as described above, at least the upper surface portion of the central portion 240 of the diaphragm 200a is located in the lower portion of the central portion 240 of the diaphragm 200a in the portion including the central lower surface portion a in the lower portion of the auxiliary shaft 200c. In addition, since the lower portion of the auxiliary shaft 200c does not include a portion other than the portion including the central lower surface portion a, the central portion 240 of the diaphragm 200a is a portion of the lower portion of the auxiliary shaft 200c that includes the central lower surface portion a. The central portion 240 of the diaphragm 200a does not melt up to the joint surface with the pressing plate Q when it is placed on the support shaft 200c, and the portion of the lower portion of the auxiliary shaft 200c that includes the central lower surface portion a is There is no melting of the auxiliary shaft 200c to other parts. Therefore, the auxiliary shaft 200c and the diaphragm 200a can be welded to each other while maintaining their original shapes.

然る後、図2の押さえ板除去工程S6において、押さえ板Qが、ダイヤフラム200aの中央部240から除去される。これにより、補助軸200c及びダイヤフラム200aの中央部240が、相互に溶着硬化した状態にて、補助軸200cとダイヤフラム200aの中央部とのレーザー溶接による一体的な接合による連結構成が形成される。   Thereafter, in the pressing plate removing step S6 in FIG. 2, the pressing plate Q is removed from the central portion 240 of the diaphragm 200a. With this, in a state where the auxiliary shaft 200c and the central portion 240 of the diaphragm 200a are mutually weld-hardened, a connection configuration is formed by integrally joining the auxiliary shaft 200c and the central portion of the diaphragm 200a by laser welding.

以上によれば、ダイヤフラム200aの単独の部品としてのレーザー溶接前における利便性を確保しつつ、補助軸200cとダイヤフラム200aの中央部とを良好に接合連結し得る。これに伴い、ダイヤフラム200aにおける外周部210、中央部240及び当該外周部210と中央部240との間の部位である湾曲変位部の一体構成のもと、液体室Raの内部のシールが良好に確保され得る。   According to the above, the auxiliary shaft 200c and the center part of the diaphragm 200a can be satisfactorily joined and connected while ensuring convenience before laser welding as a single part of the diaphragm 200a. Along with this, the seal inside the liquid chamber Ra is satisfactorily based on the integral configuration of the outer peripheral portion 210, the central portion 240, and the curved displacement portion that is a portion between the outer peripheral portion 210 and the central portion 240 in the diaphragm 200a. Can be secured.

また、ダイヤフラム200aの外周部210と補強用環状体200bとのレーザー溶接は、次のようにして行う。   Laser welding between the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a and the reinforcing annular body 200b is performed as follows.

上述のように補助軸200cとダイヤフラム200aの中央部とのレーザー溶接による一体的連結構成が形成された後、図4にて示す補強用環状体の保持工程S1aにおいて、補強用環状体200cを、その上面にて水平状になるように保持する(図5参照)。   After the integrated connection configuration by laser welding between the auxiliary shaft 200c and the central part of the diaphragm 200a is formed as described above, in the reinforcing annular body holding step S1a shown in FIG. 4, the reinforcing annular body 200c is It is held horizontally on its upper surface (see FIG. 5).

然る後、ダイヤフラムの載置工程S2aにおいて、ダイヤフラム200aが、その外周部210にて、補強用環状体200b上に位置するように、補強用環状体200bに載置される(図5参照)。   Thereafter, in the diaphragm mounting step S2a, the diaphragm 200a is mounted on the reinforcing annular body 200b so as to be positioned on the reinforcing annular body 200b at the outer peripheral portion 210 (see FIG. 5). .

ついで、環状押さえ板の載置工程S3aにおいて、環状押さえ板Q1が、ダイヤフラム200aの外周部210を介し補強用環状体200bに同軸的に対向するように、ダイヤフラム200aの外周部210上に載置される(図5参照)。   Next, in the placing step S3a of the annular holding plate, the annular holding plate Q1 is placed on the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a so as to coaxially oppose the reinforcing annular member 200b via the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a. (See FIG. 5).

ここで、環状押さえ板Q1は、押さえ板Qの形成材料と同一の材料でもって所定の厚さ及び所定の外内径を有するように環状に形成されている。従って、環状押さえ板Q1は、押さえ板Qと同様の特性、即ち、光透過性及び高熱伝導性を有する。   Here, the annular pressing plate Q1 is formed in the shape of a ring so as to have a predetermined thickness and a predetermined outer inner diameter with the same material as the material forming the pressing plate Q. Therefore, the annular holding plate Q1 has the same characteristics as the holding plate Q, that is, light transmittance and high thermal conductivity.

従って、当該環状押さえ板Q1は、その光透過性に起因して、レーザー光を吸収し難い。また、当該環状押さえ板Q1は、その高熱伝導性に起因して、ダイヤフラム200aの外周部210に対する載置状態において当該ダイヤフラム200aの外周部210の熱を吸収し易い。   Therefore, the annular pressing plate Q1 hardly absorbs laser light due to its light transmittance. Further, due to the high thermal conductivity, the annular pressing plate Q1 easily absorbs heat of the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a in a state of being placed on the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a.

なお、環状押さえ板Q1の所定の厚さは、環状押さえ板Q1を、上述のごとく、ダイヤフラム200aの外周部210上に載置した状態において、レーザー光を、後述のように、環状押さえ板Q1を通しダイヤフラム200aの外周部210と補強用環状体200bとの境界面の近傍に収束したとき、当該レーザー光が環状押さえ板Q1を良好に透過するとともに、環状押さえ板Q1が、レーザー光に起因してダイヤフラム200aの外周部210に生ずる熱を吸収して、当該ダイヤフラム220の外周部210の温度上昇を良好に抑制するように選定されている。また、環状押さえ板Q1の所定の外径は、補強用環状体200bの外径よりも大きく、環状押さえ板Q1の所定の内径は、補強用環状体200bの内径よりも小さく選定されている。   The predetermined thickness of the annular holding plate Q1 is such that the laser light is applied to the annular holding plate Q1 while the annular holding plate Q1 is placed on the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a as described above. When the laser beam converges near the boundary between the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a and the reinforcing annular body 200b, the laser light satisfactorily passes through the annular pressing plate Q1, and the annular pressing plate Q1 is caused by the laser light. Then, heat generated in the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a is absorbed, and the temperature rise of the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 220 is appropriately suppressed. The predetermined outer diameter of the annular pressing plate Q1 is larger than the outer diameter of the reinforcing annular body 200b, and the predetermined inner diameter of the annular pressing plate Q1 is selected to be smaller than the inner diameter of the reinforcing annular body 200b.

上述のように環状押さえ板Q1がダイヤフラム200aの外周部210上に載置された後、次の環状押さえ板に対する押え付け工程S4aにおいて、環状押さえ板Q1が、その上方から、適宜なプレス機(図示しない)により、図5にて矢印P1により示すごとく、ダイヤフラム200aの外周部210に向けて押し付けられる。このとき、環状押さえ板Q1は、その下面にて、ダイヤフラム200aの外周部210の上面の全面に亘り、一様な押圧力でもって、押え付けられる。   After the annular pressing plate Q1 is placed on the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a as described above, in the next pressing step S4a for the annular pressing plate, the annular pressing plate Q1 is pressed from above by a suitable pressing machine ( (Not shown), as shown by an arrow P1 in FIG. 5, is pressed against the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a. At this time, the annular pressing plate Q1 is pressed with a uniform pressing force over the entire upper surface of the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a on the lower surface thereof.

このような押え付け状態のまま、次のレーザー光照射工程S5aにおいて、レーザー光が、上述のレーザー装置L(図6参照)により、次のようにして、環状押さえ板Q1に向けて照射される。   In such a pressing state, in the next laser light irradiation step S5a, laser light is irradiated toward the annular pressing plate Q1 by the laser device L (see FIG. 6) as described below. .

レーザー装置Lにより環状押さえ板Q1に向けてレーザー光を照射するにあたっては、当該レーザー装置Lが、その出射部にて、ダイヤフラム200aの外周部210に対向するように、ダイヤフラム200aの外周部20の直上に維持される。本第1実施形態において、当該レーザー装置Lのレーザー光の収束点、即ち、上記レンズ系の焦点は、ダイヤフラム200aの外周部210とこれに対する補強用環状体200bとの境界部(以下、外周部―補強用環状体間境界部ともいう)上の部位F1(以下、照射部位F1ともいう)の近傍に対応する(図5参照)。   When irradiating the laser beam toward the annular holding plate Q1 with the laser device L, the outer peripheral portion 20 of the diaphragm 200a is positioned so that the laser device L faces the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a at its emission portion. Maintained directly above. In the first embodiment, the convergence point of the laser beam of the laser device L, that is, the focal point of the lens system is set at the boundary between the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a and the reinforcing annular body 200b (hereinafter, the outer peripheral portion). -It corresponds to the vicinity of a part F1 (hereinafter also referred to as an irradiation part F1) on the boundary between the reinforcing annular bodies (refer to FIG. 5).

ここで、レーザー装置Lは、上記外周部―補強用環状体間境界部の照射部位F1の近傍を含む円周に沿い当該円周上にレーザー光を収束させながら、環状押さえ板Q1の軸周りに回転するようになっている。   Here, the laser device L is arranged along the circumference including the vicinity of the irradiation site F1 at the boundary between the outer peripheral portion and the reinforcing annular body, and converges the laser beam on the circumference while converging the laser light on the circumference. It is designed to rotate.

このとき、レーザー装置Lのレンズ系の焦点が、上記外周部―補強用環状体間境界部の照射部位F1の近傍に一致するように、レーザー装置Lのダイヤフラム200aの外周部210に対する高さが位置調整される。   At this time, the height of the diaphragm 200a of the laser device L with respect to the outer peripheral portion 210 is set such that the focal point of the lens system of the laser device L is in the vicinity of the irradiation portion F1 at the boundary between the outer peripheral portion and the reinforcing annular body. The position is adjusted.

さらに、ダイヤフラム200aの外周部210及び補強用環状体200bの上面側部位が、上記外周部―補強用環状体間境界部の照射部位F1の近傍を中心として溶融可能なように、当該レーザー装置Lからのレーザー光の出射強度が調整される。   Further, the laser device L is arranged so that the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a and the upper surface side portion of the reinforcing annular body 200b can be melted around the irradiation area F1 at the boundary between the outer peripheral portion and the reinforcing annular body. The emission intensity of the laser light from the laser is adjusted.

具体的には、当該レーザー装置Lは、その出射強度にて、上記外周部―補強用環状体間境界部の照射部位F1の近傍に対する加熱温度をPFAの融点よりも幾分高くするように、設定されている。   Specifically, the laser device L is configured so that, at its emission intensity, the heating temperature for the vicinity of the irradiation site F1 at the boundary between the outer peripheral portion and the reinforcing annular body is slightly higher than the melting point of PFA. Is set.

但し、環状押さえ板Q1が、その高熱伝導性のもとにダイヤフラム200aの外周部210の熱を吸熱することを考慮して、上記外周部―補強用環状体間境界部の照射部位F1の近傍に対する加熱温度がPFAの融点を超えて上昇しても、上記外周部―補強用環状体間境界部の照射部位F1の近傍を中心とする溶融領域が、押さえ板Qの場合と同様に、所定領域内に収まるように、照射部位F1の近傍に対するレーザー光の出射強度が所定の出射強度として設定されている。   However, in consideration of the fact that the annular pressing plate Q1 absorbs heat of the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a due to its high thermal conductivity, the vicinity of the irradiation portion F1 at the boundary between the outer peripheral portion and the reinforcing annular member is considered. Even if the heating temperature with respect to the temperature rises above the melting point of PFA, the melting region centering on the vicinity of the irradiation site F1 at the boundary between the outer peripheral portion and the reinforcing annular body is the same as in the case of the holding plate Q. The emission intensity of the laser light with respect to the vicinity of the irradiation site F1 is set as a predetermined emission intensity so as to fall within the region.

しかして、当該レーザー装置Lが、その回転作動に伴い、レーザー光を出射すると、当該レーザー光は、図5にて示すごとく、環状押さえ板Q1及びダイヤフラム200aの外周部210を各厚さ方向に透過して、順次変位する上記外周部―補強用環状体間境界部の照射部位F1の近傍に収束する。   Then, when the laser device L emits a laser beam due to the rotation operation, the laser beam causes the annular pressing plate Q1 and the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a to move in the respective thickness directions as shown in FIG. The light passes through and converges to the vicinity of the irradiation portion F1 at the boundary between the outer peripheral portion and the reinforcing annular body which is sequentially displaced.

従って、このようなレーザー光による照射を維持しながら、上述のようなレーザー装置Lのレーザー光の出射強度の設定のもと、ダイヤフラム200aの外周部210及び補強用環状体200bの上面側部位が、上記外周部―補強用環状体間境界部の周方向に沿い、照射部位F1の近傍を中心として局所的にレーザー装置Lの移動位置に応じてレーザー光により順次加熱されていく。これに伴い、ダイヤフラム200aの外周部210及び補強用環状体200bの上面側部位が、その円周方向に沿い、上記外周部―補強用環状体間境界部の照射部位F1の近傍を中心として局所的に、順次、溶融されていく。   Therefore, while maintaining the irradiation by the laser light, the outer peripheral part 210 of the diaphragm 200a and the upper surface side part of the reinforcing annular body 200b are set under the setting of the emission intensity of the laser light of the laser device L as described above. The laser device L is sequentially heated by the laser light along the circumferential direction of the boundary between the outer peripheral portion and the reinforcing annular member and locally in the vicinity of the irradiation portion F1 in accordance with the moving position of the laser device L. Along with this, the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a and the upper surface side portion of the reinforcing annular body 200b extend along the circumferential direction, and are locally centered around the irradiation site F1 at the boundary between the outer peripheral portion and the reinforcing annular body. And are sequentially melted.

本第1実施形態において、上述のような局所的な加熱では、ダイヤフラム200aの外周部210に対する加熱温度は、環状押さえ板Q1による吸熱作用のもと、ダイヤフラム200aの外周部210においてその下面(補強用環状体200b側の面)からその反対側の面に向けて順次低下するとともに、補強用環状体200bにおいては、ダイヤフラム200aの外周部210側から当該外周部210の上面とは反対方向に向けて順次低下する。従って、補強用環状体200b及びダイヤフラム200aの外周部210が、上述した所定領域内において共に溶融することとなる。   In the first embodiment, in the above-described local heating, the heating temperature of the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a is reduced by the lower end (reinforcement) of the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a under the heat absorbing action of the annular pressing plate Q1. From the side of the annular body 200b) to the surface on the opposite side, and in the reinforcing annular body 200b, from the outer peripheral portion 210 side of the diaphragm 200a in the direction opposite to the upper surface of the outer peripheral portion 210. And gradually decrease. Accordingly, the outer peripheral portion 210 of the reinforcing annular body 200b and the diaphragm 200a are melted together in the above-described predetermined region.

このようなレーザー光による照射を維持しながら、レーザー装置Lが、レーザー光を、上記外周部―補強用環状体間境界部の照射部位F1の近傍を含む円周領域(溶融領域)上に沿い順次収束させるように、回転していく。   While maintaining the irradiation by the laser light, the laser device L applies the laser light along a circumferential area (melted area) including the vicinity of the irradiation part F1 at the boundary between the outer peripheral part and the reinforcing annular body. Rotate so as to converge sequentially.

これにより、補強用環状体200bの上面側部位及びダイヤフラム200aの外周部210が、上記外周部―補強用環状体間境界部の照射部位F1の近傍を含む円周領域を中心とする上記所定の領域に亘り、レーザー光により加熱されて一様に溶融して共に溶着していく。その後、レーザー装置Lからのレーザー光の出射を停止することで、補強用環状体200bの上面側部位及びダイヤフラム200aの外周部210は、自然冷却を経て硬化していく。従って、補強用環状体200b及びダイヤフラム200aは、その原形状を維持したまま、相互に溶着され得る。   As a result, the upper surface side portion of the reinforcing annular body 200b and the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a are aligned with the above-described predetermined region centering on a circumferential region including the vicinity of the irradiation site F1 at the boundary between the outer peripheral portion and the reinforcing annular body. Heated by the laser beam over the region, it is uniformly melted and welded together. Thereafter, by stopping the emission of the laser beam from the laser device L, the upper surface side portion of the reinforcing annular body 200b and the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a harden through natural cooling. Therefore, the reinforcing annular body 200b and the diaphragm 200a can be welded to each other while maintaining their original shapes.

然る後、図4の環状押さえ板除去工程S6aにおいて、環状押さえ板Q1が、ダイヤフラム200aの外周部210から除去される。これにより、補強用環状体200b及びダイヤフラム200aの外周部210が、相互に溶着硬化した状態にて、補強用環状体200bとダイヤフラム200aの外周部とのレーザー溶接による一体的な接合構成が形成される。これに伴い、補強用環状体200bとダイヤフラム200aの外周部210との間のシールが良好に確保され得る。   Thereafter, in the annular holding plate removing step S6a in FIG. 4, the annular holding plate Q1 is removed from the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a. Thus, in a state where the outer peripheral portion 210 of the reinforcing annular body 200b and the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a are mutually weld-hardened, an integrated joining configuration by laser welding of the outer peripheral portion of the reinforcing annular body 200b and the outer peripheral portion of the diaphragm 200a is formed. You. Accordingly, a good seal can be secured between the reinforcing annular body 200b and the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a.

以上のようにしてダイヤフラム部材200が、ダイヤフラム200a、補強用環状体200b及び保持軸200cでもって、一体的に形成される。このように構成してなるダイヤフラム部材200aのうち補助軸200cが、駆動機構300のピストン軸320とは別部品として形成されている。従って、ダイヤフラム部材200によれば、ハウジング100内において駆動機構300とダイヤフラム200aとの間における隔壁120等の構成部品の組み付けを容易に行うことができるのは勿論のこと、少なくともレーザー溶接前におけるダイヤフラム部材200は、各種の仕様を有するダイヤフラム弁においても利用し得るという利便性が確保され得る。   As described above, the diaphragm member 200 is integrally formed with the diaphragm 200a, the reinforcing annular body 200b, and the holding shaft 200c. The auxiliary shaft 200c of the diaphragm member 200a thus configured is formed as a separate component from the piston shaft 320 of the drive mechanism 300. Therefore, according to the diaphragm member 200, it is possible to easily assemble the components such as the partition wall 120 between the drive mechanism 300 and the diaphragm 200a in the housing 100, and at least the diaphragm before the laser welding. The convenience that the member 200 can be used also in a diaphragm valve having various specifications can be ensured.

上述のようにダイヤフラム部材200が形成された後は、ダイヤフラム部材200が、補助軸200cを上側に保持するようにして、ダイヤフラム200aにて、予め準備してある底壁110の上壁部111の外側環状壁部111bの内側に嵌装して補強用環状体200bを介し内側環状壁部111a上に着座させる。   After the diaphragm member 200 is formed as described above, the diaphragm member 200 holds the auxiliary shaft 200c on the upper side, and the diaphragm 200a uses the upper wall 111 of the bottom wall 110 prepared in advance. It fits inside the outer annular wall 111b and is seated on the inner annular wall 111a via the reinforcing annular body 200b.

このとき、補強用環状体200bが、ダイヤフラム200aの外周部にレーザー溶接されているので、補強用環状体200bを底壁110の上壁部111の外側環状壁部111bの内側にて内側環状壁部111a上に着座させることで、ダイヤフラム200aを内側環状壁部111a上に補強用環状体200bを介し着座させ得る。   At this time, since the reinforcing annular body 200b is laser-welded to the outer peripheral portion of the diaphragm 200a, the reinforcing annular body 200b is connected to the inner annular wall inside the outer annular wall 111b of the upper wall 111 of the bottom wall 110. By sitting on the portion 111a, the diaphragm 200a can be seated on the inner annular wall portion 111a via the reinforcing annular body 200b.

換言すれば、ダイヤフラム200aが薄いために取扱いにくくても、上述のようなダイヤフラム200aの外周部210と補強用環状体200bとのレーザー溶着による接合構成でもって、補強用環状体200bが、ダイヤフラム200aに対し補強機能を発揮して、ダイヤフラム200aを上壁部111の外側環状壁部111bの内側に容易に嵌装して内側環状壁部111a上に補強用環状体200bと共に良好に着座させ得る。   In other words, even if it is difficult to handle the diaphragm 200a because it is thin, the reinforcing annular body 200b is formed by the welding configuration of the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a and the reinforcing annular body 200b by the laser welding as described above. Thus, the diaphragm 200a can be easily fitted inside the outer annular wall portion 111b of the upper wall portion 111, and can be seated on the inner annular wall portion 111a together with the reinforcing annular body 200b.

ついで、隔壁120が、図1にて示すごとく、連通路121の内端開孔部にてダイヤフラム200aに対向するように、隔壁本体120aにて、ダイヤフラム200aを介し内側環状壁部111aに対向するように外側環状壁部111bの内側に嵌装されるとともに、環状フランジ部120bにて、外側環状壁部111b上に着座するように、底壁110に組み付けられる。これにより、ダイヤフラム200の外周部210の補強用環状体200bとのレーザー溶接のもと、ダイヤフラム200aの外周部210が、補強用環状体200bを介し、内側環状壁部111aと隔壁本体120aの外周部との間に挟持されるので、液体室Raの内部のシールが上述のごとく良好に確保され得る。なお、上述のように、隔壁120が上壁110に組み付けられるとき、隔壁120は、その貫通孔部122にて、補助軸200cに同軸的に嵌装される。   Next, as shown in FIG. 1, the partition wall 120 faces the inner annular wall portion 111a via the diaphragm 200a at the partition body 120a so that the partition wall 120 faces the diaphragm 200a at the inner end opening of the communication passage 121. Is fitted inside the outer annular wall portion 111b, and is assembled to the bottom wall 110 at the annular flange portion 120b so as to be seated on the outer annular wall portion 111b. Accordingly, the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a is separated from the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a by the laser welding of the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200 with the reinforcing annular member 200b via the reinforcing annular member 200b. As described above, the seal inside the liquid chamber Ra can be satisfactorily ensured as described above. As described above, when the partition wall 120 is assembled to the upper wall 110, the partition wall 120 is coaxially fitted to the auxiliary shaft 200c at the through hole 122 thereof.

ついで、ピストン軸320が、その軸状雄ねじ部320bにて、Oリング321を介し隔壁120の貫通孔部122に嵌装されながら、補助軸200cの雌ねじ孔部260内に同軸的に締着される。このとき、上述のごとく、ダイヤフラム200aの中央部240と補助軸200cの延出端部とがレーザー溶接により接合されている。従って、上述したフィルム状のダイヤフラム200aは非常に薄いものの、ダイヤフラム200aがその中央部240にて補助軸200cとレーザー溶接により接合されているため、当該ダイヤフラム200aがその中央部にてピストン軸320との連結に要する連結部を有さなくても、ピストン軸320の軸状雄ねじ部320bを、補助軸200cの雌ねじ孔部260に螺着することで、ピストン軸320、ダイヤフラム200aと補助軸200cとの連結を容易に行うことができる。   Next, the piston shaft 320 is coaxially fastened into the female screw hole 260 of the auxiliary shaft 200c while being fitted into the through hole 122 of the partition wall 120 via the O-ring 321 at the axial male screw portion 320b. You. At this time, as described above, the central portion 240 of the diaphragm 200a and the extended end of the auxiliary shaft 200c are joined by laser welding. Therefore, although the above-mentioned film-shaped diaphragm 200a is very thin, since the diaphragm 200a is joined to the auxiliary shaft 200c by laser welding at the central portion 240, the diaphragm 200a is connected to the piston shaft 320 at the central portion. Even if it does not have a connecting portion required for connection of the piston shaft 320, the shaft-like external thread portion 320b of the piston shaft 320 is screwed into the female screw hole portion 260 of the auxiliary shaft 200c, so that the piston shaft 320, the diaphragm 200a and the auxiliary shaft 200c can be connected. Can be easily connected.

然る後、上側ハウジング部材100bが、予め準備したコイルスプリング330を環状溝部141内に嵌装したまま、周壁130の中空部131内にピストン310を、Oリング131を介し収容しつつ、その先端開口部にて、隔壁本体120aに嵌装されて環状フランジ部120b上に着座する。これにより、ダイヤフラム弁の製造組み付けが完了する。   Thereafter, the upper housing member 100b accommodates the piston 310 in the hollow portion 131 of the peripheral wall 130 via the O-ring 131 while the coil spring 330 prepared in advance is fitted in the annular groove portion 141, and the distal end thereof is At the opening, it is fitted on the partition main body 120a and sits on the annular flange 120b. Thereby, the manufacture and assembly of the diaphragm valve are completed.

以上のように構成した本第1実施形態において、半導体素子を上記半導体製造装置により製造するにあたり、当該空気作動形ダイヤフラム弁が閉弁状態にあるものとする。   In the first embodiment configured as described above, it is assumed that the pneumatically actuated diaphragm valve is in a closed state when a semiconductor element is manufactured by the semiconductor manufacturing apparatus.

このとき、当該空気作動形ダイヤフラム弁においては、ピストン310が、コイルスプリング330による付勢力に基づき、上側ハウジング部材110b内において、下方へ摺動している。   At this time, in the air-operated diaphragm valve, the piston 310 slides downward in the upper housing member 110b based on the urging force of the coil spring 330.

これに伴い、ピストン軸320が、補助軸200cを介しダイヤフラム200aをその中央部240である弁体部240にて環状弁座部111cに着座させている。このようなダイヤフラム弁の閉弁状態において、圧縮空気流が上記圧縮空気流供給源から上側ハウジング部材100bの開孔部134及び連通路部133を通り下側室131b内に供給されると、ピストン310が、ピストン軸320と共に、下側室131b内の圧縮空気流の圧力に基づきコイルスプリング330の付勢力に抗して上側ハウジング部材100bの中空部131を上方へ摺動する。   Accordingly, the piston shaft 320 causes the diaphragm 200a to be seated on the annular valve seat portion 111c at the valve body portion 240, which is the central portion 240, via the auxiliary shaft 200c. In such a closed state of the diaphragm valve, when the compressed air flow is supplied from the compressed air flow supply source through the opening 134 and the communication passage 133 of the upper housing member 100b into the lower chamber 131b, the piston 310 is moved. However, together with the piston shaft 320, the hollow 131 of the upper housing member 100b slides upward against the urging force of the coil spring 330 based on the pressure of the compressed air flow in the lower chamber 131b.

これに伴い、補助軸200cが、ピストン軸320と共に連動して、ダイヤフラム200aがその中央部240にて補助軸200cにより引っ張られて、空気室Rb側へ湾曲状に変位する。これに伴い、ダイヤフラム200aが、その中央部240にて、環状弁座部111cから離れる。これにより、ダイヤフラム弁が開弁状態になる。   Along with this, the auxiliary shaft 200c cooperates with the piston shaft 320, and the diaphragm 200a is pulled by the auxiliary shaft 200c at the central portion 240 thereof, and is displaced in a curved shape toward the air chamber Rb. Accordingly, the diaphragm 200a is separated from the annular valve seat 111c at the center 240 thereof. As a result, the diaphragm valve is opened.

このような状態において、液体が上記液体供給源から上記配管系統の上流部に供給されると、当該液体が、流入筒110b、連通路部112及び環状弁座部111cを通り液体室Ra内に流入する。このように液体室Ra内に流入する液体は、連通路部113及び流出筒110cを通り上記配管系統の下流部内に流出する。   In such a state, when the liquid is supplied from the liquid supply source to the upstream portion of the piping system, the liquid passes through the inflow cylinder 110b, the communication passage portion 112, and the annular valve seat portion 111c and enters the liquid chamber Ra. Inflow. As described above, the liquid flowing into the liquid chamber Ra flows out into the downstream portion of the piping system through the communication path 113 and the outflow tube 110c.

このような液体の流動過程においては、上述のように液体室Ra内に流入する液体が、その液圧の変動に応じて、ダイヤフラム200aを空気室Rb側或いは液体室Raへ湾曲変位させつつ、液体室Raから連通路部113を介し流出筒110c内に流動する。   In such a flow process of the liquid, as described above, the liquid flowing into the liquid chamber Ra causes the diaphragm 200a to bend and displace to the air chamber Rb side or the liquid chamber Ra according to the fluctuation of the liquid pressure. The liquid flows from the liquid chamber Ra into the outflow cylinder 110c through the communication path 113.

ここで、ダイヤフラム200aは、上述のごとく、PFAでもって押し出し成形により形成されたフィルム状のダイヤフラムである。このため、当該ダイヤフラム200aは、その両面にて、良好な平滑面となっている。   Here, the diaphragm 200a is a film-shaped diaphragm formed by extrusion molding with PFA, as described above. Therefore, the diaphragm 200a has a good smooth surface on both surfaces.

従って、ダイヤフラム弁が作動状態にあっても、切削痕に起因するようなパーティクルが、ダイヤフラム200aの液体との接触により当該ダイヤフラム200aから剥離されて液体内に混入するという事態を生じないのは勿論のこと、数nmサイズの微小なパーティクルの液体内への混入さえも最少(最小限)に抑制し得る。また、このようなことは、ダイヤフラム弁の作動状態において、ダイヤフラム200aの中央部240が環状弁座部111cに着座したり当該環状弁座111cから離れたりしても、同様に成立する。   Therefore, even when the diaphragm valve is in the operating state, it is needless to say that particles caused by cutting marks are not separated from the diaphragm 200a due to contact with the liquid of the diaphragm 200a and mixed into the liquid. That is, even the incorporation of minute particles having a size of several nanometers into the liquid can be suppressed to the minimum (minimum). This is also true when the central portion 240 of the diaphragm 200a is seated on or separated from the annular valve seat 111c in the operating state of the diaphragm valve.

以上のようなことから、液体室Ra内にて流入する液体は、数nmサイズの微小なパーティクルの混入さえも最少に抑制することで、実質的に清浄に維持されて、連通路部113及び流出筒110cを通り上記配管系統の下流部内に流出する。   From the above, the liquid flowing into the liquid chamber Ra is kept substantially clean by minimizing even the incorporation of fine particles having a size of several nm, and is thus kept substantially clean. It flows out into the downstream part of the piping system through the outflow tube 110c.

従って、上記配管系統の下流部内に流出した液体が、半導体素子の製造にあたり、例えば、例えば10(nm)以下の配線ピッチを有する半導体ウェハーの表面に沿い流動しても、数nmサイズのパーティクルが当該半導体ウェハーの表面に付着して配線間の短絡その他の異常を招くことはない。その結果、製造された半導体素子の品質が良好に維持され得る。   Therefore, even when the liquid flowing out into the downstream portion of the piping system flows along the surface of a semiconductor wafer having a wiring pitch of, for example, 10 (nm) or less, in manufacturing a semiconductor device, particles having a size of several nm are generated. It does not adhere to the surface of the semiconductor wafer and cause a short circuit between wirings and other abnormalities. As a result, the quality of the manufactured semiconductor element can be favorably maintained.

また、フィルム状のダイヤフラム200aは、上述のごとく、PFAを用いた押し出し成形により形成されているから、数nmサイズのパーティクルの発塵をも最少に抑制し得るとともに屈曲性に優れ長寿命を維持し得るダイヤフラムとして形成され得る。従って、このようなダイヤフラム200aを有するダイヤフラム弁が半導体製造装置に適用されても、ダイヤフラム200aが長期に亘り屈曲作動を良好に維持することから、当該ダイヤフラム弁は、半導体製造装置に適用されるダイヤフラム弁として、長期に亘り良好な機能を維持し得る。   Further, as described above, since the film-like diaphragm 200a is formed by extrusion molding using PFA, the generation of particles of several nm in size can be suppressed to a minimum and the bendability is excellent and the long life is maintained. Can be formed as a diaphragm that can be used. Therefore, even if a diaphragm valve having such a diaphragm 200a is applied to a semiconductor manufacturing apparatus, the diaphragm 200a maintains the bending operation satisfactorily for a long period of time, so that the diaphragm valve is applied to a semiconductor manufacturing apparatus. As a valve, good function can be maintained for a long time.

(第2実施形態)
図6は、本発明の第2実施形態の要部を示している。当該第2実施形態では、空気作動形ダイヤフラム弁が、補強用環状体200bをダイヤフラム200aの外周部210にその上面側からレーザー溶接してなるダイヤフラム部材を、上記第1実施形態にて述べたダイヤフラム部材200に代えて採用してなるものである。なお、本第2実施形態にいうダイヤフラム部材も、上記第1実施形態と同様に、符号200により示す。
(2nd Embodiment)
FIG. 6 shows a main part of the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the diaphragm member formed by laser-welding the reinforcing annular body 200b to the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a from the upper surface side of the diaphragm member described in the first embodiment is used as the air-operated diaphragm valve. This is adopted in place of the member 200. In addition, the diaphragm member referred to in the second embodiment is also denoted by the reference numeral 200, similarly to the first embodiment.

当該ダイヤフラム部材200は、上記第1実施形態と同様に、ダイヤフラム200a、補強用環状体200b及び補助軸200cでもって構成されている。本第2実施形態においても、補助軸200cは、上記第1実施形態と同様に、ダイヤフラム200aの中央部240にレーザー溶接されている。また、補強用環状体200bは、上記第1実施形態とは異なり、ダイヤフラム200aの外周部210にて、上面230側からレーザー溶接されている。   The diaphragm member 200 includes a diaphragm 200a, an annular reinforcing member 200b, and an auxiliary shaft 200c, as in the first embodiment. Also in the second embodiment, the auxiliary shaft 200c is laser-welded to the central portion 240 of the diaphragm 200a, as in the first embodiment. Further, unlike the first embodiment, the reinforcing annular body 200b is laser-welded from the upper surface 230 side at the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a.

ここで、上記第1実施形態と同様に補助軸200cとレーザー溶接してなるダイヤフラム200aの外周部210と補強用環状体200bとのレーザー溶接は、次のようにして行う。   Here, the laser welding of the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a formed by laser welding to the auxiliary shaft 200c and the reinforcing annular body 200b as in the first embodiment is performed as follows.

図4の補強用環状体の保持工程S1aにおいて、補強用環状体200bがその上面にて水平状に位置するように保持される(図7参照)。すると、次のダイヤフラムの載置工程S2aにおいて、ダイヤフラム200aが、上記第1実施形態とは異なり、その上面230にて、補強用環状体200b上にその上側から載置される。このとき、当該載置は、ダイヤフラム200aの外周部210が補強用環状体200bに同軸的に対応するようになされる。   In the holding step S1a of the reinforcing annular body of FIG. 4, the reinforcing annular body 200b is held so as to be positioned horizontally on the upper surface thereof (see FIG. 7). Then, in the next diaphragm mounting step S2a, unlike the first embodiment, the diaphragm 200a is mounted on the reinforcing annular body 200b from above on the upper surface 230 thereof. At this time, the mounting is performed such that the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a coaxially corresponds to the reinforcing annular body 200b.

然る後は、環状押さえ板の載置工程S3a、レーザー光照射工程S5a及び環状押さえ板の除去工程S6aの各処理が、上記第1実施形態と同様になされる。これにより、補強用環状体200b及びダイヤフラム200aの外周部210が、相互に溶着硬化した状態にて、補強用環状体200bとダイヤフラム200aの外周部とのレーザー溶接による一体的な接合構成が形成される。   After that, the processes of placing the annular press plate S3a, irradiating the laser beam S5a, and removing the annular press plate S6a are performed in the same manner as in the first embodiment. Thus, in a state where the outer peripheral portion 210 of the reinforcing annular body 200b and the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a are mutually weld-hardened, an integrated joining configuration by laser welding of the outer peripheral portion of the reinforcing annular body 200b and the outer peripheral portion of the diaphragm 200a is formed. You.

その結果、補強用環状体200bとダイヤフラム200aの外周部とのレーザー溶接に関して、ダイヤフラム200aの利便性を確保しつつ、上記第1実施形態にて述べたと同様の作用効果が、本第2実施形態のダイヤフラム部材200においても達成され得る。   As a result, with respect to laser welding between the reinforcing annular body 200b and the outer peripheral portion of the diaphragm 200a, the same operation and effect as described in the first embodiment are obtained while securing the convenience of the diaphragm 200a. This can also be achieved in the diaphragm member 200 of FIG.

上述のように、本第2実施形態にいうダイヤフラム部材200が形成された後は、当該ダイヤフラム部材200が、次のようにして下側ハウジング部材100aに組み付けられる。   As described above, after the diaphragm member 200 according to the second embodiment is formed, the diaphragm member 200 is assembled to the lower housing member 100a as follows.

ここで、上記第1実施形態にて説明した下側ハウジング部材100aの底壁本体110aにおいて、上壁部111が、内側環状壁部111a及び外側環状壁部111bに加えて、これら両内側環状壁部111a及び外側環状壁部111bの間に中側壁部111dを有するように形成されている。   Here, in the bottom wall main body 110a of the lower housing member 100a described in the first embodiment, the upper wall portion 111 includes, in addition to the inner annular wall portion 111a and the outer annular wall portion 111b, these inner annular wall portions 111a and 111b. It is formed so as to have a middle wall portion 111d between the portion 111a and the outer annular wall portion 111b.

ここで、中側壁部111dは、内側環状壁部111aの外周部上に形成されており、当該中側壁部111dは、内側環状壁部111aよりも高く突出している。これにより、底壁本体111は、その上壁部111にて、内側環状壁部111a、中側壁部111d及び外側環状壁部111bに亘り順次上方へ階段状に突出するように形成されている。   Here, the middle wall portion 111d is formed on the outer peripheral portion of the inner annular wall portion 111a, and the middle wall portion 111d protrudes higher than the inner annular wall portion 111a. As a result, the bottom wall main body 111 is formed so as to protrude upward in the upper wall portion 111 sequentially over the inner annular wall portion 111a, the middle wall portion 111d, and the outer annular wall portion 111b.

しかして、本第2実施形態において、上述のように構成してなるダイヤフラム部材200では、ダイヤフラム200aが、補強用環状体200bを上側に位置させる状態にて、外側壁部211a内に嵌装されて、外周部210にて、中側壁部111d上に着座する。これに伴い、補強用環状体200bが、ダイヤフラム200aの上側から外側環状壁部111b内に嵌装される。   Thus, in the second embodiment, in the diaphragm member 200 configured as described above, the diaphragm 200a is fitted in the outer wall portion 211a in a state where the reinforcing annular body 200b is positioned on the upper side. Then, the user sits on the inner wall portion 111d at the outer peripheral portion 210. Accordingly, the reinforcing annular body 200b is fitted into the outer annular wall 111b from above the diaphragm 200a.

ついで、隔壁120が、図6にて示すごとく、補強用環状体200bを介し、連通路121の内端開孔部にてダイヤフラム200aに対向するように、隔壁本体120aにて、外側環状壁部111bの内側に嵌装されて補強用環状体200b上に着座するとともに、環状フランジ部120bにて、外側環状壁部111b上に着座するように、底壁110に組み付けられる。このとき、隔壁120の貫通孔部122内には、補助軸200cが同軸的に摺動可能に嵌装される。   Next, as shown in FIG. 6, the outer annular wall portion is formed on the partition body 120 a via the reinforcing annular body 200 b so as to face the diaphragm 200 a at the inner end opening of the communication passage 121. It is fitted to the inside of 111b and is seated on the reinforcing annular body 200b, and is assembled to the bottom wall 110 so as to be seated on the outer annular wall 111b by the annular flange 120b. At this time, the auxiliary shaft 200c is coaxially slidably fitted in the through hole 122 of the partition wall 120.

このように、ダイヤフラム部材200が、上記第1実施形態とは異なり、補強用環状体200bをダイヤフラム200aの外周部210にその上面側からレーザー溶接した構成を有していても、補助軸200cが、駆動機構300のピストン軸320とは別部品として形成されている。従って、本第2実施形態でも、ダイヤフラム部材200によれば、ハウジング100内において駆動機構300とダイヤフラム200aとの間における隔壁120等の構成部品の組み付けを容易に行うことができるのは勿論のこと、当該ダイヤフラム部材200を、各種の仕様を有するダイヤフラム弁においても利用し得るという利便性が確保され得る。   As described above, unlike the first embodiment, even when the diaphragm member 200 has a configuration in which the reinforcing annular body 200b is laser-welded to the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a from the upper surface side, the auxiliary shaft 200c is not used. , Are formed as separate components from the piston shaft 320 of the drive mechanism 300. Therefore, also in the second embodiment, according to the diaphragm member 200, it is needless to say that the components such as the partition wall 120 and the like between the drive mechanism 300 and the diaphragm 200a can be easily assembled in the housing 100. Thus, the convenience that the diaphragm member 200 can be used in a diaphragm valve having various specifications can be secured.

ついで、ピストン軸320が、その軸状雄ねじ部320bにて、Oリング321を介し隔壁120の貫通孔部122に嵌装されながら、補助軸200cの雌ねじ孔部260内に同軸的に締着される。このように、上記第1実施形態にて述べたと同様に、ダイヤフラム200aがその中央部にてピストン軸320との連結に要する連結部を有さなくても、補助軸200cの雌ねじ孔部260内にピストン軸320の軸状雄ねじ部320bを締着することで、ダイヤフラム200aとピストン軸320との連結を容易に行うことができる。その他の構成及び作用効果は上記第1実施形態と同様である。   Next, the piston shaft 320 is coaxially fastened into the female screw hole 260 of the auxiliary shaft 200c while being fitted into the through hole 122 of the partition wall 120 via the O-ring 321 at the axial male screw portion 320b. You. Thus, as described in the first embodiment, even if the diaphragm 200a does not have a connection portion required for connection with the piston shaft 320 at the center thereof, the inside of the female screw hole portion 260 of the auxiliary shaft 200c can be formed. By fastening the male screw portion 320b of the piston shaft 320 to the piston shaft 320, the connection between the diaphragm 200a and the piston shaft 320 can be easily performed. The other configuration and operation and effect are the same as those of the first embodiment.

(第3実施形態)
図8は、本発明を適用してなるダイヤフラム弁の第3実施形態を示している。当該第3実施形態において、当該ダイヤフラム弁としては、上記第1実施形態にて述べた空気作動形ダイヤフラム弁とは異なり、電磁作動形ダイヤフラム弁が採用されている。
(Third embodiment)
FIG. 8 shows a third embodiment of the diaphragm valve to which the present invention is applied. In the third embodiment, an electromagnetically actuated diaphragm valve is employed as the diaphragm valve, unlike the air actuated diaphragm valve described in the first embodiment.

当該電磁作動形ダイヤフラム弁は、図8にて示すごとく、筒状ハウジングと、上記第1実施形態にて述べたダイヤフラム部材200と、電磁作動形駆動機構400とを備えて、常閉型の電磁作動形電磁弁として構成されている。なお、本第3実施形態において、上記筒状ハウジングは、上記第1実施形態と同様に、符号100により示す。また、電磁作動形駆動機構400は、以下、駆動機構400ともいう。   As shown in FIG. 8, the electromagnetically actuated diaphragm valve includes a cylindrical housing, the diaphragm member 200 described in the first embodiment, and an electromagnetically actuated drive mechanism 400, and is a normally closed electromagnetic valve. It is configured as an actuated solenoid valve. In the third embodiment, the cylindrical housing is denoted by reference numeral 100, as in the first embodiment. In addition, the electromagnetically driven drive mechanism 400 is hereinafter also referred to as a drive mechanism 400.

本第3実施形態にいう筒状ハウジング100は、下側ハウジング部材100c及び上側ハウジング部材100dにより構成されている。下側ハウジング部材100cは、図8にて示すごとく、上記第1実施形態にて述べた底壁110と、隔壁150とにより構成されている。   The cylindrical housing 100 according to the third embodiment includes a lower housing member 100c and an upper housing member 100d. As shown in FIG. 8, the lower housing member 100c includes the bottom wall 110 and the partition wall 150 described in the first embodiment.

隔壁150は、図8にて示すごとく、隔壁本体150a及び環状フランジ部150bを有しており、隔壁本体150aは、その下壁部にて、底壁本体110aの上壁部111の外側環状壁部111b内に嵌装されて、ダイヤフラム部材200のダイヤフラム200a及び補強用環状体200bを介し内側環状壁部111a上に着座している。   As shown in FIG. 8, the partition 150 has a partition main body 150a and an annular flange 150b, and the partition main body 150a has an outer annular wall at the lower wall of the upper wall 111 of the bottom wall main 110a. It is fitted in the portion 111b and is seated on the inner annular wall portion 111a via the diaphragm 200a of the diaphragm member 200 and the reinforcing annular body 200b.

また、環状フランジ150bは、隔壁本体150aの外周部のうち下側部位を除く部位から径方向に沿い外方へ環状に突出するように形成されており、当該環状フランジ150bは、底壁本体110aの上壁部111の外側環状壁部111b上に同軸的に着座している。このようにして、隔壁150は、ダイヤフラム200a及び補強用環状体200bを介して、底壁本体110aにその上方から同軸的に組み付けられている。   Further, the annular flange 150b is formed so as to project annularly radially outward from a portion of the outer peripheral portion of the partition wall main body 150a other than the lower portion, and the annular flange 150b is formed in the bottom wall main body 110a. Is coaxially seated on the outer annular wall portion 111b of the upper wall portion 111. In this manner, the partition 150 is coaxially assembled to the bottom wall main body 110a from above through the diaphragm 200a and the reinforcing annular body 200b.

上側ハウジング部材100dは、上記第1実施形態にて述べた上側ハウジング部材100bと同様に、横断面矩形状に形成されており、当該上側ハウジング部材100dは、周壁170及び上壁180とでもって、磁性材料(例えば、鉄)により一体的に形成されている。   The upper housing member 100d is formed in a rectangular cross section similarly to the upper housing member 100b described in the first embodiment, and the upper housing member 100d has a peripheral wall 170 and an upper wall 180, It is integrally formed of a magnetic material (for example, iron).

周壁170は、上壁180から下方に向け筒状に延出されており、当該周壁170は、その延出端開口部にて、案内部材160の環状フランジ部160b(後述する)と共に隔壁150上に同軸的に組み付けられている。   The peripheral wall 170 extends downwardly from the upper wall 180 in a cylindrical shape, and the peripheral wall 170 extends above the partition wall 150 together with an annular flange portion 160b (described later) of the guide member 160 at an extension end opening thereof. Is mounted coaxially.

案内部材160は、その軸方向にプランジャー400b(後述する)を案内する役割を果たすもので、当該案内部材160は、円筒部160a及び環状フランジ部160bを一体的に有するように形成されている。環状フランジ部160bは、円頭部160aを周壁170内にて同軸的に位置させるように、当該円筒部160aの下端部から上壁180に平行となるように半径方向に延出しており、当該環状フランジ部160bは、その外周部にて、周壁170の延出端開口部内にカシメにより固着されている。なお、円筒部160aは、環状フランジ部160bの内周部から周壁170内に同軸に延出している。   The guide member 160 plays a role of guiding the plunger 400b (described later) in the axial direction, and the guide member 160 is formed so as to integrally have the cylindrical portion 160a and the annular flange portion 160b. . The annular flange portion 160b extends in a radial direction from the lower end portion of the cylindrical portion 160a so as to be parallel to the upper wall 180 so that the circular head portion 160a is coaxially positioned in the peripheral wall 170. The annular flange portion 160b is fixed by caulking at the outer peripheral portion thereof to the extension end opening of the peripheral wall 170. The cylindrical portion 160a extends coaxially from the inner peripheral portion of the annular flange portion 160b into the peripheral wall 170.

ダイヤフラム部材200は、上記第1実施形態にて述べたダイヤフラム部材と同様の構成を有しており、当該ダイヤフラム部材200においては、ダイヤフラム200aが補強用環状体200bとともに底壁本体110aの上壁部111のうち外側環状壁部111bの内周側に嵌装されている。   The diaphragm member 200 has a configuration similar to that of the diaphragm member described in the first embodiment. In the diaphragm member 200, the diaphragm 200a includes the upper wall portion of the bottom wall main body 110a together with the reinforcing annular body 200b. 111 is fitted on the inner peripheral side of the outer annular wall portion 111b.

これに伴い、ダイヤフラム200aは、補強用環状体200bを介し上壁部111の内側環状壁部111a上に着座しており、当該ダイヤフラム200aは、外側環状壁部111bの内周側にて内側環状壁部111aと隔壁本体150aとの間を、上記第1実施形態にて述べた液体室Raと空気室Rbとに区画する。   Along with this, the diaphragm 200a is seated on the inner annular wall 111a of the upper wall 111 via the reinforcing annular body 200b, and the diaphragm 200a is formed on the inner peripheral side of the outer annular wall 111b. The space between the wall 111a and the partition main body 150a is partitioned into the liquid chamber Ra and the air chamber Rb described in the first embodiment.

補助軸200cは、隔壁本体150aの中央部に同軸的に形成してなる貫通孔部151内に摺動可能に嵌装されている。なお、上述した空気室Rbは、その内部にて、隔壁150を通して外部に開放されていてもよく、また、隔壁本体150aの貫通孔部151と補助軸200cとの間を通して上側ハウジング部材100dの内部に連通するようにしてもよい。   The auxiliary shaft 200c is slidably fitted in a through hole 151 formed coaxially with the center of the partition wall main body 150a. The above-described air chamber Rb may be opened to the outside through the partition 150 inside the inside, or the inside of the upper housing member 100d through the space between the through hole 151 of the partition main body 150a and the auxiliary shaft 200c. May be communicated with.

駆動機構400は、コイル部材400a、プランジャー400b、コイルスプリング400c及び円柱状ストッパー部材400dを備えている。コイル部材400aは、上側ハウジング部材100dの周壁170内に同軸的に嵌装されている。当該コイル部材400aは、筒状ボビン410及びソレノイド420を有している。筒状ボビン410は、筒部411と、当該筒部411の軸方向両端部から外方へ半径方向に延出する上下両側環状壁部412、413とにより構成されている。ソレノイド420は、上下両側環状壁部412、413の間において筒部411に巻装されている。   The drive mechanism 400 includes a coil member 400a, a plunger 400b, a coil spring 400c, and a columnar stopper member 400d. The coil member 400a is coaxially fitted in the peripheral wall 170 of the upper housing member 100d. The coil member 400a has a cylindrical bobbin 410 and a solenoid 420. The tubular bobbin 410 includes a tubular portion 411 and upper and lower annular walls 412 and 413 extending radially outward from both axial ends of the tubular portion 411. The solenoid 420 is wound around the cylindrical portion 411 between the upper and lower annular walls 412 and 413.

このように構成してなるコイル部材400aは、筒状ボビン410の筒部411にて、案内部材160の円筒部160a及び円柱状ストッパー部材400dに嵌装されるようにして周壁170内に収容されている。なお、ソレノイド420は、その上端端子にて、筒状ボビン410の上側環状壁部412を介し電源(図示しない)の給電線Hに接続されるようになっている。   The coil member 400a thus configured is housed in the peripheral wall 170 so as to be fitted to the cylindrical portion 160a of the guide member 160 and the cylindrical stopper member 400d at the cylindrical portion 411 of the cylindrical bobbin 410. ing. The solenoid 420 is connected at its upper end terminal to a power supply line H of a power supply (not shown) via an upper annular wall 412 of the cylindrical bobbin 410.

しかして、このように構成したコイル部材400aにおいては、ソレノイド420が、上記電源から給電線Hを介し給電を受けて励磁されると、当該ソレノイド420は、磁気的吸引力を発生する。また、ソレノイド420は、上記電源から遮断されたとき、消磁されて、磁気的吸引力の発生を停止する。   In the thus configured coil member 400a, when the solenoid 420 is energized by receiving power from the power supply via the power supply line H, the solenoid 420 generates a magnetic attractive force. When the solenoid 420 is cut off from the power supply, the solenoid 420 is demagnetized and stops generating magnetic attraction.

プランジャー400bは、磁性材料からなるもので、当該プランジャー400bは、円柱状プランジャー本体部430及び雄ねじ軸部440でもって構成されており、プランジャー本体部430は、案内部材160の円筒部160a内に同軸的に摺動可能に嵌装されている。雄ねじ軸部440は、プランジャー本体部430の下端部から下方に向け同軸的に延出されており、当該雄ねじ軸部440は、補助軸200cの雌ねじ孔部260内に締着されている。   The plunger 400b is made of a magnetic material. The plunger 400b includes a cylindrical plunger main body 430 and a male screw shaft 440. The plunger main body 430 is a cylindrical part of the guide member 160. 160a is slidably fitted coaxially. The male screw shaft portion 440 extends coaxially downward from the lower end of the plunger body 430, and the male screw shaft portion 440 is fastened in the female screw hole 260 of the auxiliary shaft 200c.

コイルスプリング400cは、プランジャー400bのプランジャー本体部430にその上端部から同軸的に形成してなる挿入孔部431内に挿入されている。また、ストッパ―部材400dは、上側ハウジング部材100d内にてその上壁180の中央部に同軸的に固着されて案内部材160の円筒部160a、プランジャー400bのプランジャー本体部430及びコイルスプリング400cに向けて延出している。   The coil spring 400c is inserted into an insertion hole 431 formed coaxially from the upper end of the plunger body 430 of the plunger 400b. Further, the stopper member 400d is coaxially fixed to the center of the upper wall 180 in the upper housing member 100d, and the cylindrical portion 160a of the guide member 160, the plunger body 430 of the plunger 400b, and the coil spring 400c. Extending toward.

これにより、当該コイルスプリング400cは、ストッパー部材400dの延出端中央部とプランジャー本体部430の挿入孔部431の底部との間に挟持されて、プランジャー400bを補助軸200cに向けて付勢する。   As a result, the coil spring 400c is sandwiched between the center of the extended end of the stopper member 400d and the bottom of the insertion hole 431 of the plunger body 430, and attaches the plunger 400b toward the auxiliary shaft 200c. Energize.

しかして、駆動機構400においては、ソレノイド420が磁気的吸引力を発生したとき、プランジャ−400bは、コイルスプリング400cの付勢力に抗して、上記磁気的吸引力に基づき、ストッパー部材400d側へ吸引されて案内部材160の円筒部160aに沿いストッパー部材400dの延出端部に向けて摺動して、雄ねじ軸部440により補助軸200cを介しダイヤフラム200aを環状弁座部111cから離れるように湾曲状に変位させる。   Thus, in the drive mechanism 400, when the solenoid 420 generates a magnetic attraction, the plunger 400b moves toward the stopper member 400d based on the magnetic attraction against the urging force of the coil spring 400c. The diaphragm 200a is sucked and slid along the cylindrical portion 160a of the guide member 160 toward the extending end of the stopper member 400d, so that the diaphragm 200a is separated from the annular valve seat portion 111c via the auxiliary shaft 200c by the male screw shaft portion 440. Displace in a curved shape.

一方、ソレノイド420の磁気的吸引力の発生が停止したとき、プランジャー400bは、コイルスプリング400cによりその付勢力のもとに隔壁150側へ摺動して、雄ねじ軸部440により補助軸200cを介しダイヤフラム200aを環状弁座部111cに着座させるように湾曲状に変位させる。その他の構成は、上記第1実施形態と同様である。   On the other hand, when the generation of the magnetic attractive force of the solenoid 420 is stopped, the plunger 400b slides toward the partition 150 under the urging force of the coil spring 400c, and the auxiliary shaft 200c is moved by the male screw shaft portion 440. The diaphragm 200a is displaced in a curved shape so as to be seated on the annular valve seat 111c through the intermediary of the diaphragm 200a. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

このように構成した本第3実施形態においては、電磁作動形ダイヤフラム弁が、上記第1実施形態にて述べた空気作動形ダイヤフラム弁に代えて、ダイヤフラム弁として採用されている。   In the third embodiment configured as described above, the electromagnetically actuated diaphragm valve is employed as a diaphragm valve in place of the pneumatically actuated diaphragm valve described in the first embodiment.

これによれば、本第3実施形態にいう電磁作動形ダイヤフラム弁は、上記第1実施形態にて述べた空気作動形ダイヤフラム弁の上側ハウジング部材100b及び空気作動形駆動機構300とは異なる上側ハウジング部材100d及び電磁作動形駆動機構400を有することで、プランジャー400bの軸状雄ねじ部440にて補助軸200cの雌ねじ孔部260に締着するものの、ダイヤフラム部材200及び下側ハウジング部材100aについては、隔壁に少し異なる構成を有する点を除き、上記第1実施形態と実質的に同様である。   According to this, the electromagnetically actuated diaphragm valve according to the third embodiment is different from the pneumatically actuated drive mechanism 300 and the upper housing member 100b of the pneumatically actuated diaphragm valve described in the first embodiment. By having the member 100d and the electromagnetically actuated drive mechanism 400, although the shaft-shaped male screw portion 440 of the plunger 400b is fastened to the female screw hole 260 of the auxiliary shaft 200c, the diaphragm member 200 and the lower housing member 100a The second embodiment is substantially the same as the first embodiment except that the partition has a slightly different structure.

従って、本第3実施形態においても、ダイヤフラム200aの中央部240が上述のごとく補助軸200cとレーザー溶接済みであるから、プランジャー400bの軸状雄ねじ部440を、補助軸200cの雌ねじ孔部260に締着することで、プランジャー400b、ダイヤフラム200a及び補助軸200cを容易に連結し得る。   Therefore, also in the third embodiment, since the central portion 240 of the diaphragm 200a has been laser-welded to the auxiliary shaft 200c as described above, the axial male screw portion 440 of the plunger 400b is connected to the female screw hole 260 of the auxiliary shaft 200c. , The plunger 400b, the diaphragm 200a, and the auxiliary shaft 200c can be easily connected.

また、本第3実施形態において、電磁作動形ダイヤフラム弁が、上記第1実施形態にて述べた空気作動形ダイヤフラム弁に代えて、上記半導体製造装置の配管系統に介装された場合、ダイヤフラム部材200のダイヤフラム200a及び補助軸200cの作動が、本第3実施形態では、上記第1実施形態における圧縮空気によるピストン310の作動ではなく、磁気的吸引力によるプランジャー400bの作動でもって行われるものの、ダイヤフラム弁としての開閉作動やダイヤフラム部材200の構成は、上記第1実施形態と同様であって、当該第1実施形態と同様の作用効果が達成され得る。   In the third embodiment, when the electromagnetically actuated diaphragm valve is interposed in the piping system of the semiconductor manufacturing apparatus instead of the pneumatically actuated diaphragm valve described in the first embodiment, a diaphragm member is provided. In the third embodiment, the operation of the diaphragm 200a and the auxiliary shaft 200c is performed not by the operation of the piston 310 by the compressed air in the first embodiment but by the operation of the plunger 400b by the magnetic attraction force. The opening / closing operation as the diaphragm valve and the configuration of the diaphragm member 200 are the same as those of the first embodiment, and the same operation and effects as those of the first embodiment can be achieved.

(第4実施形態)
図9は、本発明の第4実施形態を示している。当該第4実施形態では、電磁作動形ダイヤフラム弁が、上記第2実施形態にて述べたダイヤフラム部材200(図6及び図7参照)及び下側ハウジング部材100aを採用するとともに、上記第2実施形態にて述べた上側ハウジング部材100b及び空気作動形駆動機構300に代えて、上記第3実施形態にて述べた上側ハウジング部材100d及び電磁作動形駆動機構400を採用して構成されている。
(Fourth embodiment)
FIG. 9 shows a fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, the electromagnetically actuated diaphragm valve employs the diaphragm member 200 (see FIGS. 6 and 7) and the lower housing member 100a described in the second embodiment, and the second embodiment. In place of the upper housing member 100b and the pneumatically driven drive mechanism 300 described above, the upper housing member 100d and the electromagnetically driven drive mechanism 400 described in the third embodiment are employed.

ここで、補助軸200cは、補強用環状体200bを通り隔壁150の貫通孔部151内に摺動可能に嵌装されており、当該補助軸200cの雌ねじ孔部260内には、プランジャー400bの雄ねじ軸部440が締着されている。なお、本第4実施形態では、補助軸200c及び軸状雄ねじ部440は、上記第3実施形態にいう補助軸200c及び軸状雄ねじ部440よりも長い軸長を有することで、補強用環状体200b内に延出している。その他の構成は、上記第2実施形態と同様である。   Here, the auxiliary shaft 200c is slidably fitted into the through hole 151 of the partition 150 through the reinforcing annular body 200b, and the plunger 400b is inserted into the female screw hole 260 of the auxiliary shaft 200c. Male screw shaft portion 440 is fastened. In the fourth embodiment, the auxiliary shaft 200c and the male shaft 440 have a longer axial length than the auxiliary shaft 200c and the male male screw 440 of the third embodiment. 200b. Other configurations are the same as those of the second embodiment.

このように構成した本第4実施形態においては、電磁作動形ダイヤフラム弁が、上記第2実施形態にて述べた空気作動形ダイヤフラム弁に代えて、ダイヤフラム弁として採用されている。   In the fourth embodiment configured as described above, the electromagnetically actuated diaphragm valve is employed as a diaphragm valve in place of the pneumatically actuated diaphragm valve described in the second embodiment.

これによれば、本第4実施形態にいう電磁作動形ダイヤフラム弁は、上記第2実施形態にて述べた空気作動形ダイヤフラム弁の上側ハウジング部材100b及び空気作動形駆動機構300とは異なる上側ハウジング部材100d及び電磁作動形駆動機構400を有することで、プランジャー400bの軸状雄ねじ部440にて補強用環状体200bを介しダイヤフラム200aの中央部240に締着するものの、ダイヤフラム部材200及び下側ハウジング部材100aについては、隔壁に少し異なる構成を有する点を除き、上記第2実施形態と実質的に同様である。   According to this, the electromagnetically actuated diaphragm valve according to the fourth embodiment is different from the pneumatically actuated drive mechanism 300 and the upper housing member 100b of the pneumatically actuated diaphragm valve described in the second embodiment. By having the member 100d and the electromagnetically actuated drive mechanism 400, although it is fastened to the central portion 240 of the diaphragm 200a via the reinforcing annular body 200b by the axial male screw portion 440 of the plunger 400b, the diaphragm member 200 and the lower side The housing member 100a is substantially the same as the second embodiment, except that the partition has a slightly different configuration.

従って、本第4実施形態においても、ダイヤフラム200aの中央部240が上述のごとく補助軸200cとレーザー溶接済みであるから、プランジャー400bの軸状雄ねじ部440を、補助軸200cの雌ねじ孔部260に締着することで、プランジャー400b、ダイヤフラム200a及び補助軸200cを容易に連結し得る。   Therefore, also in the fourth embodiment, since the central portion 240 of the diaphragm 200a has been laser-welded to the auxiliary shaft 200c as described above, the axial male screw portion 440 of the plunger 400b is connected to the female screw hole 260 of the auxiliary shaft 200c. , The plunger 400b, the diaphragm 200a, and the auxiliary shaft 200c can be easily connected.

また、本第4実施形態において、電磁作動形ダイヤフラム弁が、上記第2実施形態にて述べた空気作動形ダイヤフラム弁に代えて、上記半導体製造装置の配管系統に介装された場合、ダイヤフラム部材200のダイヤフラム200a及び補助軸200cの作動が、本第4実施形態では、上記第2実施形態における圧縮空気によるピストン310の作動ではなく、上記第3実施形態と同様に磁気的吸引力によるプランジャー400bの作動でもって行われるものの、ダイヤフラム弁としての開閉作動やダイヤフラム部材200の構成は、上記第2実施形態と同様であって、当該第2実施形態と同様の作用効果が達成され得る。   In the fourth embodiment, when the electromagnetically actuated diaphragm valve is interposed in the piping system of the semiconductor manufacturing apparatus instead of the air actuated diaphragm valve described in the second embodiment, the diaphragm member In the fourth embodiment, the operation of the diaphragm 200a and the auxiliary shaft 200c of the plunger 200 is not the operation of the piston 310 by the compressed air in the second embodiment, but is the plunger by the magnetic attraction force as in the third embodiment. Although the opening and closing operation as the diaphragm valve and the configuration of the diaphragm member 200 are the same as those of the second embodiment, the same operation and effects as those of the second embodiment can be achieved.

なお、本発明の実施にあたり、上記各実施形態に限ることなく、次のような種々の変形例が挙げられる。   In carrying out the present invention, the following various modifications are possible without being limited to the above embodiments.

(1)本発明の実施にあたり、上記実施形態にて述べたダイヤフラム200aは、PFAを押し出し成形によりフィルム状に押し出し成形することで形成されるダイヤフラムに限ることなく、PFAを圧縮成形方法によりフィルム状に圧縮成形することで形成されるダイヤフラムであってもよい。 (1) In practicing the present invention, the diaphragm 200a described in the above embodiment is not limited to a diaphragm formed by extruding PFA into a film by extrusion, but may be formed by compressing PFA into a film. It may be a diaphragm formed by compression molding.

当該圧縮成形方法は、PFAを型内に充填してフィルム状に圧縮する方法をいい、ダイヤフラム200aを、押し出し成形方法により成形する場合と同様に、耐薬品性、低溶出性、屈曲性や長寿命性に優れた平滑度の高いフィルム状のダイヤフラムであって数nmサイズのパーティクルの発塵性をも最少に抑制し得るダイヤフラムとして形成され得る。これによっても、上記実施形態と同様の作用効果が達成され得る。   The compression molding method refers to a method of filling PFA into a mold and compressing the same into a film shape. As in the case where the diaphragm 200a is molded by the extrusion molding method, chemical resistance, low elution property, flexibility and length. It is a film-like diaphragm having excellent life and high smoothness, and can be formed as a diaphragm capable of minimizing dust generation of particles of several nm in size. With this, the same operation and effect as the above embodiment can be achieved.

(2)本発明の実施にあたり、上記第1或いは第2の実施形態にて述べた駆動機構300は、図1或いは図6において、コイルスプリング330を、上記実施形態とは異なり、下側室131b内にて、ピストン310を隔壁120とは反対方向に付勢するように構成してもよい。このことは、ダイヤフラム弁が常開型ダイヤフラム弁として機能することを意味する。 (2) In the embodiment of the present invention, the driving mechanism 300 described in the first or second embodiment is different from the above-described embodiment in that the coil spring 330 in FIG. , The piston 310 may be configured to be urged in a direction opposite to the partition wall 120. This means that the diaphragm valve functions as a normally-open diaphragm valve.

このように、上記第1或いは第2の実施形態にて述べたダイヤフラム弁が、常開型ダイヤフラム弁として作動するようにしても、上記第1或いは第2の実施形態と実質的に同様の作用効果が達成され得る。   As described above, even when the diaphragm valve described in the first or second embodiment is operated as a normally-open diaphragm valve, substantially the same operation as in the first or second embodiment is performed. The effect can be achieved.

(3)本発明の実施にあたり、上記第3或いは第4の実施形態にて述べた駆動機構400は、図8或いは図9において、コイルスプリング400cを、上記第3或いは第4の実施形態とは異なり、プランジャー400bをストッパー部材400dに向けて付勢するように設けるようにしてもよい。このことは、電磁作動形ダイヤフラム弁が常開型ダイヤフラム弁として機能することを意味する。 (3) In the embodiment of the present invention, the driving mechanism 400 described in the third or fourth embodiment is different from the third or fourth embodiment in that the coil spring 400c in FIG. Alternatively, the plunger 400b may be provided so as to urge the stopper member 400d. This means that the electromagnetically actuated diaphragm valve functions as a normally open diaphragm valve.

このように、上記第3或いは第4の実施形態にて述べた電磁作動形ダイヤフラム弁が、常開型ダイヤフラム弁として作動するようにしても、上記第3或いは第4の実施形態と実質的に同様の作用効果が達成され得る。   As described above, even when the electromagnetically actuated diaphragm valve described in the third or fourth embodiment operates as a normally open diaphragm valve, it is substantially the same as the third or fourth embodiment. A similar effect can be achieved.

(4)また、本発明の実施にあたり、補強用環状体200bは、必要に応じて廃止してもよい。この場合には、ダイヤフラム200aの外周部210は、隔壁120の隔壁本体120aの外周部と底壁本体110aの内側環状壁部111aとの間に良好にシール可能に挟持される。 (4) Further, in carrying out the present invention, the reinforcing annular body 200b may be eliminated as necessary. In this case, the outer peripheral portion 210 of the diaphragm 200a is sandwiched between the outer peripheral portion of the partition wall main body 120a of the partition wall 120 and the inner annular wall portion 111a of the bottom wall main body 110a so as to be able to seal well.

(5)本発明の実施にあたり、上記第1実施形態にて述べたピストン軸320は、軸状雄ねじ部320bに代えて、軸本体部320aにその延出端部側から雌ねじ孔部を同軸的に形成し、一方、補助軸200cは、その延出端部から軸状雄ねじ部を同軸的に延出するように形成することで、雌ねじ孔部260を廃止してもよい。この場合、補助軸200cは、その軸状雄ねじ部にて、ピストン軸320の軸本体部320aの雌ねじ孔部に同軸的に締着する。 (5) In practicing the present invention, the piston shaft 320 described in the first embodiment has a female screw hole formed coaxially on the shaft body 320a from the extending end side instead of the male screw portion 320b. On the other hand, the female screw hole 260 may be eliminated by forming the auxiliary shaft 200c so that the axial male screw portion extends coaxially from the extending end thereof. In this case, the auxiliary shaft 200c is coaxially fastened to the female screw hole of the shaft main body portion 320a of the piston shaft 320 at the shaft-like male screw portion.

(6)また、本発明の実施にあたり、上記第3或いは第4の実施形態にて述べたプランジャー400bは、軸状雄ねじ部440に代えて、プランジャー本体部430にその延出端部側から雌ねじ孔部を同軸的に形成し、一方、補助軸200cは、その延出端部から軸状雄ねじ部を同軸的に延出するように形成することで、雌ねじ孔部260を廃止してもよい。この場合、補助軸200cは、その軸状雄ねじ部にて、プランジャー400bの雌ねじ孔部に同軸的に締着する。 (6) In the embodiment of the present invention, the plunger 400b described in the third or fourth embodiment is provided on the plunger main body 430 at the extension end side instead of the axial male screw part 440. A female screw hole is formed coaxially, while the auxiliary shaft 200c is formed so that a shaft-like male screw portion extends coaxially from its extending end, thereby eliminating the female screw hole 260. Is also good. In this case, the auxiliary shaft 200c is coaxially fastened to the female screw hole of the plunger 400b at the axial male screw portion.

(7)本発明の実施にあたり、押さえ板Qに代えて、当該押さえ板と同様の役割を果たすリング状の押さえ板を採用してもよく、また、一般的には、押さえ板Qと同様の機能を有する押え部材であってもよい。 (7) In practicing the present invention, a ring-shaped holding plate that plays a role similar to that of the holding plate Q may be used instead of the holding plate Q. In general, the same shape as the holding plate Q is used. A holding member having a function may be used.

100…ハウジング、100a、100c…下側ハウジング部材、
100b、100d…上側ハウジング部材、110…底壁、
112、113…連通路部、110b…流入筒、110c…流出筒、
111c…環状弁座部、120、150…隔壁、130…筒状周壁、
131a…上側室、131b…下側室、140…上壁、
200…ダイヤフラム部材、200a…ダイヤフラム、
200b…補強用環状体、200c…補助軸、300…空気作動形駆動機構、
310…ピストン、320…ピストン軸、330、400c…コイルスプリング、
400…電磁作動形ダイヤフラム弁、400b…プランジャー、Ra…液体室、
Rb…空気室、Q…押さえ板、Q1…環状押さえ板。
100: housing, 100a, 100c: lower housing member,
100b, 100d ... upper housing member, 110 ... bottom wall,
112, 113: communication passage portion, 110b: inflow cylinder, 110c: outflow cylinder,
111c: annular valve seat, 120, 150: partition, 130: cylindrical peripheral wall,
131a: upper chamber, 131b: lower chamber, 140: upper wall,
200: diaphragm member, 200a: diaphragm,
200b: annular ring for reinforcement, 200c: auxiliary shaft, 300: pneumatic drive mechanism,
310: piston, 320: piston shaft, 330, 400c: coil spring,
400: electromagnetically actuated diaphragm valve, 400b: plunger, Ra: liquid chamber,
Rb: air chamber, Q: holding plate, Q1: annular holding plate.

Claims (10)

高純度薬液や超純水等の液体を流動させるダイヤフラム弁に適用されるPFA製のフィルム状ダイヤフラムと、
当該フィルム状ダイヤフラムの中央部に同軸的にレーザー溶接により接合されるフッ素樹脂製の補助軸とからなるダイヤフラム部材。
A film diaphragm made of PFA applied to a diaphragm valve for flowing a liquid such as a high-purity chemical solution or ultrapure water;
A diaphragm member comprising a fluororesin auxiliary shaft joined coaxially to the center of the film diaphragm by laser welding.
前記ダイヤフラムの両面のうちの一側面にその外周部に沿うようにレーザー溶接されるフッ素樹脂製の補強用環状体を備えることを特徴とする請求項1に記載のダイヤフラム部材。   2. The diaphragm member according to claim 1, further comprising a reinforcing annular member made of fluororesin, which is laser-welded to one of the two surfaces of the diaphragm along an outer peripheral portion thereof. 3. 前記ダイヤフラムは、PFAを押し出し成形或いは圧縮成形することにより、フィルム状に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のダイヤフラム部材。   3. The diaphragm member according to claim 1, wherein the diaphragm is formed in a film shape by extruding or compressing PFA. 4. 前記補助軸は、1(mm)以上で4(mm)以下の範囲以内の外径を有しており、
前記ダイヤフラムは、0.1(mm)以上で0.5(mm)以下の範囲以内の厚さを有することを特徴とする請求項3に記載のダイヤフラム部材。
The auxiliary shaft has an outer diameter within a range of 1 (mm) or more and 4 (mm) or less,
The diaphragm member according to claim 3, wherein the diaphragm has a thickness within a range of 0.1 (mm) or more and 0.5 (mm) or less.
開弁したとき高純度薬液や超純水等の液体を流入側から流出側へ流動させ、また、閉弁したときに前記液体の前記流動を遮断するダイヤフラム弁において、
筒状周壁及び当該筒状周壁にその軸方向両端開口部を閉塞するように互いに対向して形成してなる両対向壁を有するハウジングと、
前記筒状周壁の軸方向中間部位に設けられて前記筒状周壁の中空部を前記両対向壁の一方の対向壁と他方の対向壁との間にて区画する隔壁と、
前記筒状周壁の前記中空部内にて前記一方の対向壁と前記隔壁との間に組み付けられる駆動手段と、
前記ハウジング内に設けられて前記他方の対向壁との間に液体室を形成するとともに前記隔壁との間に空気室を形成するように前記ハウジングの内部を区画するPFA製フィルム状ダイヤフラムと、当該ダイヤフラムの中央部に同軸的にレーザー溶接されて当該中央部から延出するフッ素樹脂製補助軸との双方により構成されて、当該補助軸にて前記隔壁にその軸方向に形成してなる貫通穴部内にて摺動可能なように嵌装されるダイヤフラム部材とを備えており、
前記駆動手段は、前記ダイヤフラム部材の前記補助軸と共に前記空気室に向け或いはその逆方向に向け軸動可能となるように前記補助軸の延出端部に同軸的に連結される駆動軸を一体的に設けてなり、
前記ハウジングは、前記液体室内にて前記ダイヤフラムの前記中央部に対向して当該中央部と共に弁部を構成する環状弁座部、前記液体を前記流入側から前記環状弁座部を介し前記液体室内に流入させる流入路及び前記液体室内の前記液体を前記流出側へ流出させる流出路を前記他方の対向壁に設けてなり、
前記ダイヤフラム部材が、前記補助軸にて、前記駆動軸の前記他方の対向壁側への軸動に伴い連動して。前記ダイヤフラムの前記中央部を前記環状弁座部に着座させたとき、前記弁部を閉弁し、また、前記ダイヤフラム部材が、前記補助軸にて、前記駆動軸の前記一方の対向壁側への軸動に伴い連動して、前記ダイヤフラムの前記中央部にて前記環状弁座部から離れたとき、前記弁部を開弁するようになっていることを特徴とするダイヤフラム弁。
When the valve is opened, a liquid such as a high-purity chemical solution or ultrapure water flows from the inflow side to the outflow side, and when the valve is closed, the diaphragm valve shuts off the flow of the liquid,
A housing having a cylindrical peripheral wall and opposite walls formed on the cylindrical peripheral wall so as to oppose each other so as to close both axial openings thereof;
A partition wall provided at an axially intermediate portion of the cylindrical peripheral wall to partition a hollow portion of the cylindrical peripheral wall between one of the two opposing walls and the other opposing wall,
Driving means assembled between the one opposing wall and the partition in the hollow portion of the cylindrical peripheral wall,
A film diaphragm made of PFA, which is provided in the housing and forms a liquid chamber between the other facing wall and defines an inside of the housing so as to form an air chamber with the partition wall; A through-hole formed in the center of the diaphragm by a laser welding coaxially and extending from the center with a fluororesin auxiliary shaft formed in the partition wall in the axial direction with the auxiliary shaft; A diaphragm member fitted slidably in the part,
The drive means integrally includes a drive shaft coaxially connected to an extended end of the auxiliary shaft so as to be axially movable toward the air chamber or in the opposite direction together with the auxiliary shaft of the diaphragm member. Provided
The housing has an annular valve seat portion facing the central portion of the diaphragm in the liquid chamber and forming a valve portion together with the central portion. The liquid is supplied from the inflow side through the annular valve seat portion to the liquid chamber via the annular valve seat portion. An inflow path for inflowing the liquid and an outflow path for flowing the liquid in the liquid chamber to the outflow side are provided on the other opposite wall,
The diaphragm member is interlocked with the auxiliary shaft along with the axial movement of the drive shaft toward the other opposing wall. When the central portion of the diaphragm is seated on the annular valve seat portion, the valve portion is closed, and the diaphragm member is moved by the auxiliary shaft toward the one opposing wall of the drive shaft. The diaphragm valve opens when the central portion of the diaphragm moves away from the annular valve seat in conjunction with the axial movement of the diaphragm.
前記駆動手段は、
前記筒状周壁の前記中空部内に前記一方の対向壁と前記隔壁との間にてその軸方向に沿い摺動可能に嵌装されて一側室及び他側室を前記一方の対向壁側及び前記隔壁側にて形成するように前記筒状周壁の前記中空部を区画するピストンと、
当該ピストンを前記他側室及び前記一側室のいずれか一方の室に向けて付勢する付勢手段とを具備して、
前記駆動軸は、前記ピストンから前記他側室を通り一体的に延出されて前記ダイヤフラム部材の前記補助軸の延出端部に同軸的に連結されるピストン軸であることを特徴とする請求項5に記載のダイヤフラム弁。
The driving means,
The one side chamber and the other side chamber are slidably fitted along the axial direction between the one opposing wall and the partition in the hollow portion of the cylindrical peripheral wall, and the one side chamber and the other side wall and the partition A piston defining the hollow portion of the cylindrical peripheral wall so as to be formed on the side,
Biasing means for biasing the piston toward one of the other chamber and the one chamber,
The said drive shaft is a piston shaft integrally extended from the said piston through the said other side chamber, and is coaxially connected with the extension end part of the said auxiliary shaft of the said diaphragm member, The Claims characterized by the above-mentioned. 6. The diaphragm valve according to 5.
前記駆動手段は、
前記筒状周壁の前記中空部内に前記一方の対向壁と前記隔壁との間にてその軸方向に沿い嵌装されるソレノイドと、
当該ソレノイド内に前記駆動軸として軸動可能に挿入されて前記隔壁側に向けて延出するプランジャーと、
当該プランジャーを前記隔壁に向け或いはその逆方向に付勢する付勢手段とを具備して、
前記プランジャーは、その延出端部にて、前記ダイヤフラム部材の前記補助軸の延出端部に同軸的に連結されることを特徴とする請求項5に記載のダイヤフラム弁。
The driving means,
A solenoid fitted along the axial direction between the one opposing wall and the partition wall in the hollow portion of the cylindrical peripheral wall,
A plunger that is axially inserted as the drive shaft into the solenoid and extends toward the partition wall;
Biasing means for biasing the plunger toward the partition or in the opposite direction,
The diaphragm valve according to claim 5, wherein the plunger is coaxially connected at an extended end thereof to an extended end of the auxiliary shaft of the diaphragm member.
前記ダイヤフラム部材は、前記ダイヤフラムの両面のうちの一側面にその外周部に沿うようにレーザー溶接されるフッ素樹脂製補強用環状体を備えることを特徴とする請求項5〜7のいずれか1つに記載のダイヤフラム弁。   The said diaphragm member is provided with the fluororesin reinforcement annular body which is laser-welded along the outer peripheral part in one side surface among the both surfaces of the said diaphragm, The any one of Claims 5-7 characterized by the above-mentioned. 2. The diaphragm valve according to 1. 前記ダイヤフラム部材は、そのダイヤフラムにて、PFAを押し出し成形或いは圧縮成形することにより、フィルム状に形成されていることを特徴とする請求項5〜8のいずれか1つに記載のダイヤフラム弁。   The diaphragm valve according to any one of claims 5 to 8, wherein the diaphragm member is formed in a film shape by extruding or compressing PFA with the diaphragm. 前記ダイヤフラム部材において、前記補助軸は、1(mm)以上で4(mm)以下の範囲以内の外径を有しており、前記ダイヤフラムは、0.1(mm)以上で0.5(mm)以下の範囲以内の厚さを有することを特徴とする請求項9に記載のダイヤフラム弁。   In the diaphragm member, the auxiliary shaft has an outer diameter within a range of 1 (mm) or more and 4 (mm) or less, and the diaphragm has a diameter of 0.1 (mm) or more and 0.5 (mm). 10. The diaphragm valve according to claim 9, having a thickness within the following range:
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