JP4499012B2 - 複合流体制御ユニット - Google Patents
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Description
本発明は、半導体製造プロセスにおいて、高純度流体を供給する際に、パーティクルの発生を抑制し、洗浄性を向上させ、液の滞留をなくし、気泡の混入を押さえることのできる複合バルブに関する。
半導体製造プロセスにおいては、高純度流体を利用して、製品の製造を行うことが珍しくない。特に、超純水は頻繁に用いられている。
超純水は、電解質や、微生物、固形微粒子、有機物などを除去した水であり、半導体製造プロセスにおいては主に洗浄工程に用いられている。そして、近年においては、液浸露光と呼ばれる露光工程に用いる技術にも用いられている。
この液浸露光技術は、シリコンウエハと投影レンズの間に超純水を満たすことによって、ドライ露光時よりも、解像度を上げることができる。これは水の屈折率が空気の屈折率よりも高いことによって、レンズ効果を生み出すためであり、水をレンズとして用いるためには、不純物が含まれないことが要求される。
このように、半導体製造プロセスが微細化を要求されるほど、高純度の超純水が求められるようになり、超純水を供給するための設備は重要視される。
超純水は、電解質や、微生物、固形微粒子、有機物などを除去した水であり、半導体製造プロセスにおいては主に洗浄工程に用いられている。そして、近年においては、液浸露光と呼ばれる露光工程に用いる技術にも用いられている。
この液浸露光技術は、シリコンウエハと投影レンズの間に超純水を満たすことによって、ドライ露光時よりも、解像度を上げることができる。これは水の屈折率が空気の屈折率よりも高いことによって、レンズ効果を生み出すためであり、水をレンズとして用いるためには、不純物が含まれないことが要求される。
このように、半導体製造プロセスが微細化を要求されるほど、高純度の超純水が求められるようになり、超純水を供給するための設備は重要視される。
生成した超純水を供給する際には、パーティクルを供給路内で発生しない必要がある他、金属イオン等を溶出しないように、ＰＴＦＥのような溶出が少ない材質が使用される。
また、半導体製造プロセスでは、水以外にも、純度の要求の高い液体を供給する必要があり、その供給流路内にパーティクルを発生する要因や、残存薬液等があると、液体を供給する途中でその液体の純度が下がってしまうという問題を抱えている。
従って、定期的にＮ２などの不活性ガスを用いてパージした後に洗浄し、流路内は常に清潔に保つ必要がある。
また、腐食性の高い、塩酸、フッ酸、リン酸、アンモニア等の液体も多用される。このような液体は、腐食性が高いために有害であり、メンテナンスの際にバルブを取り外す等の作業をする前に、完全に流路内を洗浄してやる必要がある。
また、半導体製造プロセスでは、水以外にも、純度の要求の高い液体を供給する必要があり、その供給流路内にパーティクルを発生する要因や、残存薬液等があると、液体を供給する途中でその液体の純度が下がってしまうという問題を抱えている。
従って、定期的にＮ２などの不活性ガスを用いてパージした後に洗浄し、流路内は常に清潔に保つ必要がある。
また、腐食性の高い、塩酸、フッ酸、リン酸、アンモニア等の液体も多用される。このような液体は、腐食性が高いために有害であり、メンテナンスの際にバルブを取り外す等の作業をする前に、完全に流路内を洗浄してやる必要がある。
このような問題のうち、バルブ類の洗浄方法については、特許文献１にその方法が開示されている。
図１４には特許文献１の薬液弁の断面図を示している。
特許文献１に開示される薬液弁は、弁本体に、入力流路１１８の出力側近傍に形成された出力流路空間１１４と、純水流路１２６と、出力流路空間１１４と純水入力ポート１２７とを連通する純水流路１２６と、純水流路１２６途中にもうけられた純水弁座１２８とが弁本体ブロックである中央ブロック１１１に形成されている。
さらに、純水弁座１２８に当接又は離間する純水弁本体１２９を有しているので、純水弁から純水が出力流路空間１１４に直接流れ込む。
出力流路空間１１４内にあるダイアフラム弁１１５は円筒形であって、弁座１１７に当接することで、入力流路１１８から出力経路１１６への薬液の流れを遮断する。
図１４には特許文献１の薬液弁の断面図を示している。
特許文献１に開示される薬液弁は、弁本体に、入力流路１１８の出力側近傍に形成された出力流路空間１１４と、純水流路１２６と、出力流路空間１１４と純水入力ポート１２７とを連通する純水流路１２６と、純水流路１２６途中にもうけられた純水弁座１２８とが弁本体ブロックである中央ブロック１１１に形成されている。
さらに、純水弁座１２８に当接又は離間する純水弁本体１２９を有しているので、純水弁から純水が出力流路空間１１４に直接流れ込む。
出力流路空間１１４内にあるダイアフラム弁１１５は円筒形であって、弁座１１７に当接することで、入力流路１１８から出力経路１１６への薬液の流れを遮断する。
薬液使用時には、ダイアフラム弁１１５が弁座１１７から離間した状態で、出力流路空間１１４に接続される出力経路１１６より薬液が供給され、入力流路１１８側に薬液が流れる。
メンテナンス時には、ダイアフラム弁１１５が弁座１１７に当接させ、純水弁本体１２９が純水弁座１２８から離間した状態で、純水弁座１２８から純水を供給し、供給した純水は、出力流路空間１１４を通過して、出力経路１１６から純水を排出する。
このように純水を流すことで、純水が出力流路空間１１４に残留している薬液を洗い流すため、薬液弁１０１内に残留する薬液を速やかに洗い流すことができる。また、ダイアフラム弁１１５が円筒形であるため、純水流路１２６から流入する純水の運動エネルギの減少を最小限に抑えることができ、下流配管の壁に付着残留している薬液を短時間で洗い流すことができる。
さらに、純水流路１２６、純水弁座１２８、純水入力ポート１２７が、中央ブロック１１１に形成されているので、従来の薬液弁と比較して、薬液弁の大きさをコンパクト化することができる。
メンテナンス時には、ダイアフラム弁１１５が弁座１１７に当接させ、純水弁本体１２９が純水弁座１２８から離間した状態で、純水弁座１２８から純水を供給し、供給した純水は、出力流路空間１１４を通過して、出力経路１１６から純水を排出する。
このように純水を流すことで、純水が出力流路空間１１４に残留している薬液を洗い流すため、薬液弁１０１内に残留する薬液を速やかに洗い流すことができる。また、ダイアフラム弁１１５が円筒形であるため、純水流路１２６から流入する純水の運動エネルギの減少を最小限に抑えることができ、下流配管の壁に付着残留している薬液を短時間で洗い流すことができる。
さらに、純水流路１２６、純水弁座１２８、純水入力ポート１２７が、中央ブロック１１１に形成されているので、従来の薬液弁と比較して、薬液弁の大きさをコンパクト化することができる。
このように、特許文献１に開示される薬液弁では、純水流路１２６から、出力流路空間１１４を介して出力経路１１６までを直線上に配置し、途中の障害物である弁座１１７も円筒形状であることから、洗い流すときの運動エネルギの減少を最小限に抑えることで、純水入力ポート１２７の下流の配管内をロス無くきれいに洗い流せるようにしている。
また、それにより、洗浄用純水の使用量削減と、薬液弁自体のコンパクト化を実現している。
特開２００１−１４９８４４号公報
また、それにより、洗浄用純水の使用量削減と、薬液弁自体のコンパクト化を実現している。
しかしながら、従来技術には以下のような問題があった。
（１）半導体製造ラインや、液晶製造ラインに用いられるポンプやタンク、特に往復動ポンプなどの微少量の液体を移送する定量ポンプ等によって液体を移送する際に、吸込口側等で流体に空気が混入する等の原因により、配管系の出口の先である２次側（以下、単に２次側という）にそのまま気泡が流体に混入した状態で移送されてしまうといった問題があった。
半導体製造ラインのフォト工程で、レジストを移送する場合には、気泡がそのまま流体に混入した状態で２次側への吐出口まで移送されると、ウエハ等の上にそのまま気泡として残り、不良を発生してしまう。特にこの現象は高粘度の液体を移送する場合は、気泡が抜けにくいため、問題となりやすい。
また、前述した液浸露光技術に用いる超純水は、水自体がレンズとなるので、内部に気泡が少しでもあると、レンズとしては役に立たない。
従ってこのように液中に気泡が発生した場合には、２次側吐出口から吐出するまでに気泡を液中から除去しないと、製品不良に繋がるという問題があった。
（１）半導体製造ラインや、液晶製造ラインに用いられるポンプやタンク、特に往復動ポンプなどの微少量の液体を移送する定量ポンプ等によって液体を移送する際に、吸込口側等で流体に空気が混入する等の原因により、配管系の出口の先である２次側（以下、単に２次側という）にそのまま気泡が流体に混入した状態で移送されてしまうといった問題があった。
半導体製造ラインのフォト工程で、レジストを移送する場合には、気泡がそのまま流体に混入した状態で２次側への吐出口まで移送されると、ウエハ等の上にそのまま気泡として残り、不良を発生してしまう。特にこの現象は高粘度の液体を移送する場合は、気泡が抜けにくいため、問題となりやすい。
また、前述した液浸露光技術に用いる超純水は、水自体がレンズとなるので、内部に気泡が少しでもあると、レンズとしては役に立たない。
従ってこのように液中に気泡が発生した場合には、２次側吐出口から吐出するまでに気泡を液中から除去しないと、製品不良に繋がるという問題があった。
なお、この問題については、本出願人が先に出願した特願２００４−３３６５１７号に記載する発明に、気泡を抜くための解決方法を示している。
その内容は、流体バルブ中の気泡が抜け易いように、吐出ポートを下に、エア抜きポートを上に設けて、上側に設けたエア抜きポートに気泡を集めて抜いてやろうというものである。
この方法によれば、気泡は液体よりも軽いので、上方に集まり、エア抜きポートよりエアを抜くことが可能となる。
その内容は、流体バルブ中の気泡が抜け易いように、吐出ポートを下に、エア抜きポートを上に設けて、上側に設けたエア抜きポートに気泡を集めて抜いてやろうというものである。
この方法によれば、気泡は液体よりも軽いので、上方に集まり、エア抜きポートよりエアを抜くことが可能となる。
（２）上記（１）の問題の他にも超純水は滞留して時間が経つと、バクテリアが増殖してしまい、超純水ではなくなってしまうという問題がある。従って、供給が必要ない場合であっても、超純水は常に流れている状態にしておきたい。
また、供給する液体によっては、滞留することによって固形化してしまうことも考えられるし、シビアな温度管理を必要とする液体には、滞留することで温度ムラが発生し、温度管理ができなくなってしまうことも考えられる。
しかしながら、特許文献１の方法では、供給を停止する場合には、ダイアフラム弁１１５を弁座１１７に当接させ、流路を遮断する状態となるため、出力流路空間１１４に、供給する流体が滞留することになる。
すなわち、供給流体が流路の中で滞留することにより、バクテリアの発生や、液体の固形化、温度変化等の問題が発生してしまう。この問題については、特願２００４−３３６５１７号に記載する発明においても、解決していない。
また、供給する液体によっては、滞留することによって固形化してしまうことも考えられるし、シビアな温度管理を必要とする液体には、滞留することで温度ムラが発生し、温度管理ができなくなってしまうことも考えられる。
しかしながら、特許文献１の方法では、供給を停止する場合には、ダイアフラム弁１１５を弁座１１７に当接させ、流路を遮断する状態となるため、出力流路空間１１４に、供給する流体が滞留することになる。
すなわち、供給流体が流路の中で滞留することにより、バクテリアの発生や、液体の固形化、温度変化等の問題が発生してしまう。この問題については、特願２００４−３３６５１７号に記載する発明においても、解決していない。
つまり、従来技術においては、上述したように、半導体製造プロセスにおける高純度流体等の供給において、供給流体の中に気泡が混入したり、供給流体が流路の中に滞留したりすることで、供給流体が供給される製造装置において製品不良に繋がってしまうという問題があった。
そこで、本発明ではこのような問題を解決するためになされたものであり、特願２００４−３３６５１７号に記載する発明を更に発展させて、供給流体中の気泡を確実に除去し、かつ供給流体が流路の中に滞留しない構造を実現することが可能な複合流体制御ユニットの提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明の複合流体制御ユニットは以下のような特徴を有する。
（１）入力ポートからの供給流体の流れを連通または遮断する供給用第１バルブと、排水時に前記供給流体を排出ポートに連通する排出用第２バルブと、を有する複合流体制御ユニットにおいて、一体的に形成された流路ブロックに、前記供給用第１バルブと前記排出用第２バルブの弁座が形成され、前記流路ブロックの下端に、前記供給流体の出力ポートが設けられ、前記流路ブロックの上端に、エア抜きポートが設けられ、前記流路ブロック内に、前記出力ポートと前記エア抜きポートを連通する、第１流路が設けられ、前記第１流路が、前記供給用第１バルブの弁室を貫通し、前記供給用第１バルブと同じ高さに、前記排出用第２バルブが設けられ、第２流路が、前記供給用第１バルブの弁室と前記排出用第２バルブの弁室を連通して設けられ、前記第１流路内の流体の流れを連通、調整、または遮断する第３バルブが、前記供給用第１バルブと前記排出用第２バルブの上部に少なくとも１つ設けられ、前記流路ブロックに前記第３バルブの弁座が設けられ、前記第１流路に接続されること、前記入力ポートは、前記第２流路に連通すること、前記排出ポートは、前記排出用第２バルブの前記弁室に連通すること、前記供給用第１バルブの前記弁座は、前記第２流路と前記供給用第１バルブの前記弁室を連通すること、前記排出用第２バルブの前記弁座は、前記第２流路と前記排出用第２バルブの前記弁室を連通することを特徴とする。
（１）入力ポートからの供給流体の流れを連通または遮断する供給用第１バルブと、排水時に前記供給流体を排出ポートに連通する排出用第２バルブと、を有する複合流体制御ユニットにおいて、一体的に形成された流路ブロックに、前記供給用第１バルブと前記排出用第２バルブの弁座が形成され、前記流路ブロックの下端に、前記供給流体の出力ポートが設けられ、前記流路ブロックの上端に、エア抜きポートが設けられ、前記流路ブロック内に、前記出力ポートと前記エア抜きポートを連通する、第１流路が設けられ、前記第１流路が、前記供給用第１バルブの弁室を貫通し、前記供給用第１バルブと同じ高さに、前記排出用第２バルブが設けられ、第２流路が、前記供給用第１バルブの弁室と前記排出用第２バルブの弁室を連通して設けられ、前記第１流路内の流体の流れを連通、調整、または遮断する第３バルブが、前記供給用第１バルブと前記排出用第２バルブの上部に少なくとも１つ設けられ、前記流路ブロックに前記第３バルブの弁座が設けられ、前記第１流路に接続されること、前記入力ポートは、前記第２流路に連通すること、前記排出ポートは、前記排出用第２バルブの前記弁室に連通すること、前記供給用第１バルブの前記弁座は、前記第２流路と前記供給用第１バルブの前記弁室を連通すること、前記排出用第２バルブの前記弁座は、前記第２流路と前記排出用第２バルブの前記弁室を連通することを特徴とする。
ここでいう「一体的に形成された流路ブロック」とは、ＰＴＦＥなどの樹脂等で成形され、切削加工等によって流路が加工されたブロックのことを指す。ただし、最終的に一体であればよいので、分割して制作した後に、接着、溶着、機械的接合等の方法で、一体的に組み付けても良い。また、この内部に設ける第１流路は、出力ポートと、エア抜きポートを直線的に形成されることが望ましい。
また、ここでいう「弁室」とは、バルブ内部の内壁と弁体に囲まれ、流体が行き来する空間のことを指している。たとえば、ダイアフラムバルブであればダイアフラム弁体が上下する部屋のことであり、ダイアフラム弁体、ダイアフラム膜、ダイアフラム内壁から構成される部分を指している。本発明では、弁室は弁座と同様に流路ブロックに一体的に形成されている。
また、ここでいう「弁室」とは、バルブ内部の内壁と弁体に囲まれ、流体が行き来する空間のことを指している。たとえば、ダイアフラムバルブであればダイアフラム弁体が上下する部屋のことであり、ダイアフラム弁体、ダイアフラム膜、ダイアフラム内壁から構成される部分を指している。本発明では、弁室は弁座と同様に流路ブロックに一体的に形成されている。
また、ここでいう「同じ高さ」とは、例えば、供給用バルブがダイアフラムバルブであって、略長方形の流路ブロックの側面に、第１流路と供給用バルブ弁体が直交するように取り付けられていれば、排出用バルブは、供給用バルブと対向する位置に取り付けられるか、供給用バルブと９０度ずらした位置に取り付けられるという意味である。第２流路は滞留防止の意味からも最短で設けられるのが望ましく、第３流路も、洗浄効率を上げるために最短で設けたほうが良い。その意味でも、供給用バルブと排出用バルブ、洗浄用バルブとパージ用バルブを同じ高さに持ってきて、第２流路、第３流路を直線的に設けることが望ましい。
また、ここでいう「第３バルブ」とは、流路内に設けられる付随的なバルブのことであり、例えばメンテ時に使用する、洗浄用バルブ、パージ用バルブ、吸引用バルブ等のバルブである。このようなバルブは「少なくとも１つ設け」られ、また、対応する「前記第３バルブの弁座」が流路ブロックに設けられる。従って、供給用バルブと排出用バルブの上部に、これらの第３バルブが１つだけでなく、必要な数だけ設けられる構成であってもよい。
また、ここでいう「第３バルブ」とは、流路内に設けられる付随的なバルブのことであり、例えばメンテ時に使用する、洗浄用バルブ、パージ用バルブ、吸引用バルブ等のバルブである。このようなバルブは「少なくとも１つ設け」られ、また、対応する「前記第３バルブの弁座」が流路ブロックに設けられる。従って、供給用バルブと排出用バルブの上部に、これらの第３バルブが１つだけでなく、必要な数だけ設けられる構成であってもよい。
（２）（１）に記載の複合流体制御ユニットにおいて、前記第３バルブが、洗浄時に洗浄用流体を供給する洗浄用バルブ、液排出時にパージ用流体を供給するパージ用バルブ、液吸引時に前記供給流体または前記洗浄用流体を吸引する吸引用バルブのうち、少なくとも何れか１つであることを特徴とする。
ここでいう、「少なくとも何れか１つ」とは、（１）において、「第３バルブ」を「少なくとも１つ設け」に対応するものであり、例えば、供給用第１バルブと、排出用第２バルブの上部に、第３バルブである、洗浄用バルブと、パージ用バルブの２つ設ける、あるいは、洗浄用バルブとパージ用バルブと吸引用バルブの３つのバルブを設ける等、第３バルブを様々な組み合わせで複数個設けた構成でも良いという意味である。
ここでいう、「少なくとも何れか１つ」とは、（１）において、「第３バルブ」を「少なくとも１つ設け」に対応するものであり、例えば、供給用第１バルブと、排出用第２バルブの上部に、第３バルブである、洗浄用バルブと、パージ用バルブの２つ設ける、あるいは、洗浄用バルブとパージ用バルブと吸引用バルブの３つのバルブを設ける等、第３バルブを様々な組み合わせで複数個設けた構成でも良いという意味である。
（３）（１）又は（２）に記載の複合流体制御ユニットにおいて、前記入力ポートから供給される前記供給流体を、前記供給用第１バルブを開き、前記排出用第２バルブを閉じることで前記出力ポート側に供給し、又、前記供給用第１バルブを閉じ、前記排出用第２バルブを開くことで前記排出ポート側に排出し、これを切り替えることで常に前記供給流体が流れている状態を維持することを特徴とする。
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の複合流体制御ユニットにおいて、液垂れを防止するサックバックバルブを備え、前記サックバックバルブが、前記供給用第１バルブ及び前記排出用第２バルブの上部で、かつ前記第３バルブの下部に設けられ、前記サックバックバルブの弁室を前記第１流路が貫通することを特徴とする。
ここでいう、サックバックバルブとは、駆動部と、駆動部に接続されるダイアフラム弁体と、ダイアフラム弁体と一体的に形成される弁膜と、弁室を有し、ダイアフラム弁体が動作することによって、サックバックバルブの弁室の体積が変化するようなバルブであり、バルブの中を通過する流体の流れを遮断するような機能は有していない。従って、このサックバックバルブの有するダイアフラム弁体が、後退端まで動作することで、サックバックバルブの弁室の体積が大きくなり、サックバックバルブより先の流路中の液体を引っ張り、流路内の流体を引き戻すことで、サックバックバルブに接続される配管の先端からの液垂れを防止できるようなバルブである。
ここでいう、サックバックバルブとは、駆動部と、駆動部に接続されるダイアフラム弁体と、ダイアフラム弁体と一体的に形成される弁膜と、弁室を有し、ダイアフラム弁体が動作することによって、サックバックバルブの弁室の体積が変化するようなバルブであり、バルブの中を通過する流体の流れを遮断するような機能は有していない。従って、このサックバックバルブの有するダイアフラム弁体が、後退端まで動作することで、サックバックバルブの弁室の体積が大きくなり、サックバックバルブより先の流路中の液体を引っ張り、流路内の流体を引き戻すことで、サックバックバルブに接続される配管の先端からの液垂れを防止できるようなバルブである。
（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載される複合流体制御ユニットにおいて、前記供給用第１バルブが、ダイアフラムタイプのアクチュエータを用いた膜式開閉バルブであることで、バルブ開閉速度を低下させて、開閉時に発生するパーティクルを減少させることを特徴とする。
ここでいう、膜式開閉バルブとは、エア駆動タイプのバルブ駆動部にダイアフラム膜を用いることによって、バルブ駆動部の摺動抵抗を減少させ、バルブ駆動部の摺動抵抗を減少させることで、動作に必要なエア圧の変化に敏感に反応出来るようになり、バルブの動作速度の調整を容易にしたバルブのことをいう。
ここでいう、膜式開閉バルブとは、エア駆動タイプのバルブ駆動部にダイアフラム膜を用いることによって、バルブ駆動部の摺動抵抗を減少させ、バルブ駆動部の摺動抵抗を減少させることで、動作に必要なエア圧の変化に敏感に反応出来るようになり、バルブの動作速度の調整を容易にしたバルブのことをいう。
（６）（１）乃至（５）のいずれか１つに記載される複合流体制御ユニットにおいて、前記エア抜きポートに、流量調整付き開閉バルブを設けることで、前記エア抜きポートから排出する前記供給流体の流量を調整可能としたことを特徴とする。
（７）（６）に記載される複合流体制御ユニットにおいて、前記流量調整付き開閉バルブの、開閉機能と、流量調整機能を分離させ、前記開閉機能をもつ開閉バルブの上に、前記流量調整機能をもつ微少流量調整バルブを備えることを特徴とする。
（７）（６）に記載される複合流体制御ユニットにおいて、前記流量調整付き開閉バルブの、開閉機能と、流量調整機能を分離させ、前記開閉機能をもつ開閉バルブの上に、前記流量調整機能をもつ微少流量調整バルブを備えることを特徴とする。
（８）入力ポートからの供給流体の流れを供給と排出に切り替える供給排出用第１バルブと、を有する複合流体制御ユニットにおいて、一体的に形成された流路ブロックに、前記供給排出用第１バルブの備える供給部の弁座と排出部の弁座が形成され、前記流路ブロックの下端に、前記供給流体の出力ポートが設けられ、前記流路ブロックの上端に、エア抜きポートが設けられ、前記流路ブロック内に、前記出力ポートと前記エア抜きポートを連通する、第１流路が設けられ、前記供給排出用第１バルブの備える供給部の弁室と排出部の弁室が、第２流路で連通され、前記第１流路が前記供給排出用第１バルブの供給部の弁室を貫通し、前記第１流路内の流体の流れを連通、調整、または遮断する第２バルブが、前記供給排出用第１バルブの上部に少なくとも１つ設けられ、前記流路ブロックに前記第２バルブの弁座が設けられ、前記第１流路に接続されること、前記入力ポートは、前記第２流路に連通すること、前記供給排出用第１バルブの前記供給部の前記弁座は、前記第２流路と前記供給排出用第１バルブの前記供給部の前記弁室を連通すること、前記供給排出用第１バルブの前記排出部の前記弁座は、前記第２流路と前記供給排出用第１バルブの前記排出部の前記弁室を連通することを特徴とする。
ここでいう供給排出用第１バルブとは、（１）に記載する供給用第１バルブと排水用第２バルブの両方の機能を備える３方弁のことを指し、供給部と排出部の２つの部分からなる。そして、供給部に有する供給用弁体と、排出部に有する排出用弁体は連動しており、供給部の供給用弁体が供給部の弁座と離間しているときは、排出部の排出用便対は排出部の弁座と当接している。このように連動させることで、供給排出用第１バルブの駆動部は１つで済むことになる。
このような特徴を有する本発明の複合流体制御ユニットにより、以下のような作用、効果が得られる。
（１）入力ポートからの供給流体の流れを連通または遮断する供給用第１バルブと、排水時に前記供給流体を排出ポートに連通する排出用第２バルブと、を有する複合流体制御ユニットにおいて、一体的に形成された流路ブロックに、前記供給用第１バルブと前記排出用第２バルブの弁座が形成され、前記流路ブロックの下端に、前記供給流体の出力ポートが設けられ、前記流路ブロックの上端に、エア抜きポートが設けられ、前記流路ブロック内に、前記出力ポートと前記エア抜きポートを連通する、第１流路が設けられ、前記第１流路が、前記供給用第１バルブの弁室を貫通し、前記供給用第１バルブと同じ高さに、前記排出用第２バルブが設けられ、第２流路が、前記供給用第１バルブの弁室と前記排出用第２バルブの弁室を連通して設けられ、前記第１流路内の流体の流れを連通、調整、または遮断する第３バルブが、前記供給用第１バルブと前記排出用第２バルブの上部に少なくとも１つ設けられ、前記流路ブロックに前記第３バルブの弁座が設けられ、前記第１流路に接続されることを特徴とするので、複合流体制御ユニットによって供給される、流体中の気泡を、エア抜きポートから排出することが可能となり、複数のバルブの機能がブロックに一体的かつコンパクトにまとめられるので、省スペース化を図ることが可能となる。
（１）入力ポートからの供給流体の流れを連通または遮断する供給用第１バルブと、排水時に前記供給流体を排出ポートに連通する排出用第２バルブと、を有する複合流体制御ユニットにおいて、一体的に形成された流路ブロックに、前記供給用第１バルブと前記排出用第２バルブの弁座が形成され、前記流路ブロックの下端に、前記供給流体の出力ポートが設けられ、前記流路ブロックの上端に、エア抜きポートが設けられ、前記流路ブロック内に、前記出力ポートと前記エア抜きポートを連通する、第１流路が設けられ、前記第１流路が、前記供給用第１バルブの弁室を貫通し、前記供給用第１バルブと同じ高さに、前記排出用第２バルブが設けられ、第２流路が、前記供給用第１バルブの弁室と前記排出用第２バルブの弁室を連通して設けられ、前記第１流路内の流体の流れを連通、調整、または遮断する第３バルブが、前記供給用第１バルブと前記排出用第２バルブの上部に少なくとも１つ設けられ、前記流路ブロックに前記第３バルブの弁座が設けられ、前記第１流路に接続されることを特徴とするので、複合流体制御ユニットによって供給される、流体中の気泡を、エア抜きポートから排出することが可能となり、複数のバルブの機能がブロックに一体的かつコンパクトにまとめられるので、省スペース化を図ることが可能となる。
このうち、供給流体中の気体をエア抜きポートから排出できる点については、流路ブロックの上部にエア抜きポートを設け、下部に出力ポートを設けることで実現される。
供給流体中に混入する気泡は、液体よりも比重が軽いため、供給用バルブ弁室を通過する際に、供給用バルブ弁室の上側に集まってゆく。
供給用バルブ弁室には、第１流路が貫通しており、弁室上側にはエア抜きポートへ、弁室下側には出力ポートへ、接続する。従って、供給用バルブ弁室の上側に集まった気泡は、後から供給される供給流体によって押し流され、エア抜きポート側に流体と一緒に排出されることになる。一方、気泡が分離された供給流体は、下側に導かれ、出力ポートから出力されることになる。
供給流体中に混入する気泡は、液体よりも比重が軽いため、供給用バルブ弁室を通過する際に、供給用バルブ弁室の上側に集まってゆく。
供給用バルブ弁室には、第１流路が貫通しており、弁室上側にはエア抜きポートへ、弁室下側には出力ポートへ、接続する。従って、供給用バルブ弁室の上側に集まった気泡は、後から供給される供給流体によって押し流され、エア抜きポート側に流体と一緒に排出されることになる。一方、気泡が分離された供給流体は、下側に導かれ、出力ポートから出力されることになる。
また、第３バルブを供給用バルブ、排出用バルブの上部に持ってくることで、洗浄、パージ、吸引などを効率的に行うことができ、例えば洗浄用バルブであれば、供給流体の通る第１流路内の必要な部分すべてを、洗浄用流体で洗い流すことが可能となる。
仮に、バルブを継ぎ手とチューブ等でつなぎ合わせて、同じ機能のユニットを構成した場合、チューブ等でつなぎ合わせた部分に、例えば供給用バルブからの接続部分等、洗浄用流体が流れず、洗浄できない部分が出来てしまう。しかし、（１）に記載の構成のように一体のブロックとして作成し、第３バルブとして配置する洗浄用バルブを、第１流路が弁室を貫通する供給用バルブと、排出用バルブの上部に持ってくることで、このように洗浄できない部分を無くすことが出来る。
仮に、バルブを継ぎ手とチューブ等でつなぎ合わせて、同じ機能のユニットを構成した場合、チューブ等でつなぎ合わせた部分に、例えば供給用バルブからの接続部分等、洗浄用流体が流れず、洗浄できない部分が出来てしまう。しかし、（１）に記載の構成のように一体のブロックとして作成し、第３バルブとして配置する洗浄用バルブを、第１流路が弁室を貫通する供給用バルブと、排出用バルブの上部に持ってくることで、このように洗浄できない部分を無くすことが出来る。
また、複数のバルブの機能が流路ブロックに一体的にかつコンパクトにまとめられる点については、複数のバルブをマニホールドにすることで、コンパクト化を図ることは従来からも行われてきたが、このように入力ポートと、供給流体を供給遮断する供給用第１バルブと、出力ポートを配置することで、供給流路を最短で配置することを可能にするという従来にない効果を奏している。
そして、供給流体の流れる流路を最短で配置し、かつ１つのユニットにまとめたことで、コンパクト化を図ると共に、内部構造を極力単純にでき、パーティクルの発生や、母材からの溶出、液溜まり等の供給流体に悪影響を与える要因を最少にすることができる。
そして、供給流体の流れる流路を最短で配置し、かつ１つのユニットにまとめたことで、コンパクト化を図ると共に、内部構造を極力単純にでき、パーティクルの発生や、母材からの溶出、液溜まり等の供給流体に悪影響を与える要因を最少にすることができる。
（２）（１）に記載の複合流体制御ユニットにおいて、前記第３バルブが、洗浄時に洗浄用流体を供給する洗浄用バルブ、液排出時にパージ用流体を供給するパージ用バルブ、液吸引時に前記供給流体または前記洗浄用流体を吸引する吸引用バルブのうち、少なくとも何れか１つであることを特徴とするので、洗浄用バルブ、パージ用バルブ、及び吸引用バルブのうち、少なくとも何れか１つを、供給用バルブ及び排出用バルブとを流路ブロックにコンパクトにまとめることができ、流路内の洗浄及びパージの効率が良くなるという優れた効果を奏する。
（３）（１）又は（２）に記載の複合流体制御ユニットにおいて、前記入力ポートから供給される前記供給流体を、前記供給用第１バルブを開き、前記排出用第２バルブを閉じることで前記出力ポート側に供給し、又、前記供給用第１バルブを閉じ、前記排出用第２バルブを開くことで前記排出ポート側に排出し、これを切り替えることで常に前記供給流体が流れている状態を維持することを特徴とするので、入力ポートから供給される流体が、流路内で滞留することを防ぎ、流体の温度の変化を防ぐという優れた効果を奏する。
常に流体が流れているようにすることで、例えば超純水などを供給する場合には、内部で滞留することによって発生するバクテリアの繁殖を防いだり、凝固し易い流体を供給する場合には、内部で滞留することによって凝固してしまったりするというようなことを防ぐことができる。
また、温度変化については、温調機器を複合流体制御ユニット外に設けていた場合に、流体の流れがなくなると、温度が局所的に上昇してしまうなどの弊害があるが、このようなことを防ぐことができる。
常に流体が流れているようにすることで、例えば超純水などを供給する場合には、内部で滞留することによって発生するバクテリアの繁殖を防いだり、凝固し易い流体を供給する場合には、内部で滞留することによって凝固してしまったりするというようなことを防ぐことができる。
また、温度変化については、温調機器を複合流体制御ユニット外に設けていた場合に、流体の流れがなくなると、温度が局所的に上昇してしまうなどの弊害があるが、このようなことを防ぐことができる。
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の複合流体制御ユニットにおいて、液垂れを防止するサックバックバルブを備え、前記サックバックバルブが、前記供給用第１バルブ及び前記排出用第２バルブの上部で、かつ前記第３バルブの下部に設けられ、前記サックバックバルブの弁室を前記第１流路が貫通することを特徴とするので、供給用バルブを閉じた際に、出力ポートの先に繋がるチューブ等や、装置の先から供給する液体の滴が供給先に落下してしまうという、いわゆるポタ落ちを防ぐことができる。
半導体製造プロセスでは特に供給する薬液の分量を正確にコントロールしたい場合や、シリコンウエハ上に直接する場合等、滴のポタ落ちによって、製品の品質に関わってくる場合が多い。従ってこのようにサックバックバルブを備えて、ポタ落ちを防止する機能は有効となる。
半導体製造プロセスでは特に供給する薬液の分量を正確にコントロールしたい場合や、シリコンウエハ上に直接する場合等、滴のポタ落ちによって、製品の品質に関わってくる場合が多い。従ってこのようにサックバックバルブを備えて、ポタ落ちを防止する機能は有効となる。
（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載される複合流体制御ユニットにおいて、前記供給用第１バルブが、ダイアフラムタイプのアクチュエータを用いた膜式開閉バルブであることで、バルブ開閉速度を低下させて、開閉時に発生するパーティクルを減少させることを特徴とするで、ダイアフラムタイプのアクチュエータを用いた膜式開閉バルブが、バルブ開閉速度をバネタイプのアクチュエータを用いた開閉バルブよりも応答特性に優れるので、バルブ開閉速度をバネタイプでは不可能な領域で開閉速度を低下させることが可能となり、バルブ開閉速度の低下によってバルブが開閉する際に発生するパーティクルを最小限に抑え、供給先に供給する流体内部にパーティクルが混入することを防止ことが出来るという優れた効果を奏する。
（６）（１）乃至（５）のいずれか１つに記載される複合流体制御ユニットにおいて、前記エア抜きポートに、流量調整付き開閉バルブを設けることで、前記エア抜きポートから排出する前記供給流体の流量を調整可能としたことを特徴とするので、エア抜きポートから排出する流体の量を少なくすることが可能となるという優れた効果を奏する。
エア抜きポートから排出する流体は、気泡が混入した状態であり、供給流体が超純水であった場合には、気泡が混入し、複数の経路を経由して行くために超純水ではなくなってしまっており、超純水としての利用はできない。また、凝固し易い流体や、濃度管理の厳しい液体の場合であっても、そのまま利用することはできなくなる。従って、そのような排出する超純水等の量を最小限に抑える機能を設けることでコストダウンに結びつけることが可能となる。
エア抜きポートから排出する流体は、気泡が混入した状態であり、供給流体が超純水であった場合には、気泡が混入し、複数の経路を経由して行くために超純水ではなくなってしまっており、超純水としての利用はできない。また、凝固し易い流体や、濃度管理の厳しい液体の場合であっても、そのまま利用することはできなくなる。従って、そのような排出する超純水等の量を最小限に抑える機能を設けることでコストダウンに結びつけることが可能となる。
（７）（６）に記載される複合流体制御ユニットにおいて、前記流量調整付き開閉バルブの、開閉機能と、流量調整機能を分離させ、前記開閉機能をもつ開閉バルブの上に、前記流量調整機能をもつ微少流量調整バルブを備えることを特徴とするので、微少流量の調整が正確に行えるという優れた効果を奏する。
開閉バルブと流量調整バルブは、微少流量調整下では同じ機能を１つのバルブで行うことはできない。
これは、開閉機能は、ダイアフラムタイプであれば、ダイアフラム弁体が、ダイアフラム弁座に当接することで流体の遮断を行うが、シール力を得るためには一定の圧力で、ダイアフラム弁体がダイアフラム弁座に押しつけられる必要性がある。この力が弱いと、漏れが発生してしまい遮断が完全に行われないためである。
しかし、このように圧力をかけるため、遮断後には、微少量ながらも弁体が変形してしまっている可能性がある。ダイアフラム弁体とダイアフラム弁座が離間している状態であれば、この変形は次第に復元するが、このような変形を伴うために、厳密な意味でのダイアフラム弁体とダイアフラム弁座の離間距離を一定にすることは困難である。従って、微少量調整を必要とする場合には、（７）の構成のように、開閉バルブと、微少流量調整バルブを分離しておくことが望ましい。
開閉バルブと流量調整バルブは、微少流量調整下では同じ機能を１つのバルブで行うことはできない。
これは、開閉機能は、ダイアフラムタイプであれば、ダイアフラム弁体が、ダイアフラム弁座に当接することで流体の遮断を行うが、シール力を得るためには一定の圧力で、ダイアフラム弁体がダイアフラム弁座に押しつけられる必要性がある。この力が弱いと、漏れが発生してしまい遮断が完全に行われないためである。
しかし、このように圧力をかけるため、遮断後には、微少量ながらも弁体が変形してしまっている可能性がある。ダイアフラム弁体とダイアフラム弁座が離間している状態であれば、この変形は次第に復元するが、このような変形を伴うために、厳密な意味でのダイアフラム弁体とダイアフラム弁座の離間距離を一定にすることは困難である。従って、微少量調整を必要とする場合には、（７）の構成のように、開閉バルブと、微少流量調整バルブを分離しておくことが望ましい。
（８）入力ポートからの供給流体の流れを供給と排出に切り替える供給排出用第１バルブと、を有する複合流体制御ユニットにおいて、一体的に形成された流路ブロックに、前記供給排出用第１バルブの弁座が形成され、前記流路ブロックの下端に、前記供給流体の出力ポートが設けられ、前記流路ブロックの上端に、エア抜きポートが設けられ、前記流路ブロック内に、前記出力ポートと前記エア抜きポートを連通する、第１流路が設けられ、前記供給排出用第１バルブの備える供給部の弁室と排出部の弁室が、第２流路で連通され、前記第１流路が前記供給排出用第１バルブの供給部の弁室を貫通し、前記第１流路内の流体の流れを連通、調整、または遮断する第２バルブが、前記供給排出用第１バルブの上部に少なくとも１つ設けられ、前記流路ブロックに前記流体用バルブの弁座が設けられ、前記第１流路に接続されることを特徴とするので、複合流体制御ユニットによって供給される、流体中の気泡を、エア抜きポートから排出することが可能となり、複数のバルブの機能がブロックに一体的かつコンパクトにまとめられるので、省スペース化を図ることが可能となるという（１）と同様の効果をバルブの数を削減して実現することが可能となる。
供給機能と排出機能は同時には用いられない場合が多いので、供給機能を使用している場合は排出機能を停止すべく３方弁で代替することが可能となる。従って、供給排出用第１バルブは３方弁を用いて、供給時には排水しないという構成にすることで、バルブの数を減らすことができる。これによって、制御エアや電磁弁を削減することができ、イニシャルコストやランニングコストの削減に効果がある。
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。最初に第１実施例の構成について説明する。
（第１実施例）
図１には、第１実施例の、半導体製造プロセスに用いられる複合流体制御ユニットの断面図を示している。また、図２には、図１のＡＡ断面を、図３には、図１のＢＢ断面を示している。
第１実施例の複合流体制御ユニット１０は、流路ブロック１１、供給用バルブ２０、排出用バルブ３０、洗浄用バルブ４０、及びパージ用バルブ５０の４つのバルブから構成され、一体的に組みつけられている。
流路ブロック１１は、ＰＴＦＥ等耐食性の高い材質を用いたブロックからなり、供給用バルブ２０、排出用バルブ３０、洗浄用バルブ４０、パージ用バルブ５０の各バルブの弁座部が形成されている。
また、流路ブロック１１の下端には出力ポート１５が、上端にはエア抜きポート１６が設けられており、流路ブロック１１中には、出力ポート１５とエア抜きポート１６を連通する第１流路１２が形成されている。そして、この第１流路１２に、供給用バルブ２０、排出用バルブ３０、洗浄用バルブ４０、パージ用バルブ５０の各バルブが接続している。
（第１実施例）
図１には、第１実施例の、半導体製造プロセスに用いられる複合流体制御ユニットの断面図を示している。また、図２には、図１のＡＡ断面を、図３には、図１のＢＢ断面を示している。
第１実施例の複合流体制御ユニット１０は、流路ブロック１１、供給用バルブ２０、排出用バルブ３０、洗浄用バルブ４０、及びパージ用バルブ５０の４つのバルブから構成され、一体的に組みつけられている。
流路ブロック１１は、ＰＴＦＥ等耐食性の高い材質を用いたブロックからなり、供給用バルブ２０、排出用バルブ３０、洗浄用バルブ４０、パージ用バルブ５０の各バルブの弁座部が形成されている。
また、流路ブロック１１の下端には出力ポート１５が、上端にはエア抜きポート１６が設けられており、流路ブロック１１中には、出力ポート１５とエア抜きポート１６を連通する第１流路１２が形成されている。そして、この第１流路１２に、供給用バルブ２０、排出用バルブ３０、洗浄用バルブ４０、パージ用バルブ５０の各バルブが接続している。
図２に示される供給用バルブ２０は、入力ポート２１から入力される流体を連通又は遮断する、ダイアフラムバルブである。
供給用バルブ２０には、供給用ダイアフラム弁体２３が供えられ、流路ブロック１１に形成される供給用弁座部２２に供給用ダイアフラム弁体２３が当接することで、入力ポート２１から流入する供給流体１７を遮断し、離間することで、供給用バルブ弁室２４に供給流体１７が流入する。
供給用バルブ弁室２４は、第１流路１２が貫通する状態で、流路ブロック１１に設けられている。供給用バルブ弁室２４の形状は略円筒状であり、その中心部分に供給用ダイアフラム弁体２３が位置することになる。
供給用バルブ２０は、エア駆動タイプであるので、供給用バルブ操作ポート２５が備えられ、エアが供給用バルブ操作ポート２５に供給されると、供給用ダイアフラム弁体２３が供給用弁座部２２から離間する。なお、図２に示される供給用バルブ２０はノーマルクローズタイプであるが、必要に応じてノーマルオープンタイプ、複動タイプに交換可能である。
この供給用バルブ２０は流路ブロック１１に一体的に組みつけられることによって、バルブとして機能する。
供給用バルブ２０には、供給用ダイアフラム弁体２３が供えられ、流路ブロック１１に形成される供給用弁座部２２に供給用ダイアフラム弁体２３が当接することで、入力ポート２１から流入する供給流体１７を遮断し、離間することで、供給用バルブ弁室２４に供給流体１７が流入する。
供給用バルブ弁室２４は、第１流路１２が貫通する状態で、流路ブロック１１に設けられている。供給用バルブ弁室２４の形状は略円筒状であり、その中心部分に供給用ダイアフラム弁体２３が位置することになる。
供給用バルブ２０は、エア駆動タイプであるので、供給用バルブ操作ポート２５が備えられ、エアが供給用バルブ操作ポート２５に供給されると、供給用ダイアフラム弁体２３が供給用弁座部２２から離間する。なお、図２に示される供給用バルブ２０はノーマルクローズタイプであるが、必要に応じてノーマルオープンタイプ、複動タイプに交換可能である。
この供給用バルブ２０は流路ブロック１１に一体的に組みつけられることによって、バルブとして機能する。
図２に示される排出用バルブ３０は、排出ポート３１に流体を排出するためのダイアフラムバルブである。
排出用バルブ３０には、排出用ダイアフラム弁体３３が備えられ、流路ブロック１１に形成される排出用弁座部３２に排出用ダイアフラム弁体３３が当接することで、排出ポート３１に排出する流体を遮断し、離間することで、排出用バルブ弁室３４に流体が流入し、排出ポート３１に排水される。
この排出用バルブ３０には、排水調整つまみ３６が備えられることによって、排出用ダイアフラム弁体３３のストロークが調整され、排水量を調整することが可能になっている。
排出用バルブ３０の排出用バルブ弁室３４と、供給用バルブ弁室２４は、第２流路１３にて連通されている。
排出用バルブ３０は、エア駆動タイプであるので、排出用バルブ操作ポート３５が備えられ、エアが排出用バルブ操作ポート３５に供給されると、排出用ダイアフラム弁体３３が排出用弁座部３２に当接する。なお、図２に示される排出用バルブ３０はノーマルオープンタイプであるが、必要に応じてノーマルクローズタイプ、複動タイプに交換可能である。
この排出用バルブ３０は流路ブロック１１に一体的に組みつけられることによって、バルブとして機能する。
なお、この供給用バルブ２０、排出用バルブ３０は連動して動作するため、供給用バルブ２０がノーマルクローズである場合には、排出用バルブ３０はノーマルオープンとし、供給用バルブ２０と排出用バルブ３０は常に反対の動きをするようにすることで、必ずどちらかに流体が流れることになる。
排出用バルブ３０には、排出用ダイアフラム弁体３３が備えられ、流路ブロック１１に形成される排出用弁座部３２に排出用ダイアフラム弁体３３が当接することで、排出ポート３１に排出する流体を遮断し、離間することで、排出用バルブ弁室３４に流体が流入し、排出ポート３１に排水される。
この排出用バルブ３０には、排水調整つまみ３６が備えられることによって、排出用ダイアフラム弁体３３のストロークが調整され、排水量を調整することが可能になっている。
排出用バルブ３０の排出用バルブ弁室３４と、供給用バルブ弁室２４は、第２流路１３にて連通されている。
排出用バルブ３０は、エア駆動タイプであるので、排出用バルブ操作ポート３５が備えられ、エアが排出用バルブ操作ポート３５に供給されると、排出用ダイアフラム弁体３３が排出用弁座部３２に当接する。なお、図２に示される排出用バルブ３０はノーマルオープンタイプであるが、必要に応じてノーマルクローズタイプ、複動タイプに交換可能である。
この排出用バルブ３０は流路ブロック１１に一体的に組みつけられることによって、バルブとして機能する。
なお、この供給用バルブ２０、排出用バルブ３０は連動して動作するため、供給用バルブ２０がノーマルクローズである場合には、排出用バルブ３０はノーマルオープンとし、供給用バルブ２０と排出用バルブ３０は常に反対の動きをするようにすることで、必ずどちらかに流体が流れることになる。
図３に示される洗浄用バルブ４０は、洗浄水入力ポート４１から洗浄水を第１流路１２に供給するためのダイアフラムバルブである。
洗浄用バルブ４０には、洗浄用ダイアフラム弁体４３が備えられ、流路ブロック１１に形成される洗浄用弁座４２に洗浄用ダイアフラム弁体４３が当接することで、洗浄水入力ポート４１から供給される洗浄用流体１９ａを遮断し、離間することで、洗浄用バルブ弁室４４から洗浄用流体１９ａを第１流路１２に供給する。なお、この場合の洗浄用流体１９ａは純水が使われることが多い。
洗浄用バルブ弁室４４は、第３流路１４に接続され、この第３流路１４は第１流路１２に接続されている。
洗浄用バルブ４０は、エア駆動タイプであるので、洗浄用バルブ操作ポート４５が備えられ、エアが洗浄用バルブ操作ポート４５に供給されると、洗浄用ダイアフラム弁体４３が洗浄用弁座４２から離間する。なお、図３に示される洗浄用バルブ４０はノーマルクローズタイプであるが、必要に応じてノーマルオープンタイプ、複動タイプに交換可能である。
この洗浄用バルブ４０は流路ブロック１１に一体的に組みつけられることによって、バルブとして機能する。
洗浄用バルブ４０には、洗浄用ダイアフラム弁体４３が備えられ、流路ブロック１１に形成される洗浄用弁座４２に洗浄用ダイアフラム弁体４３が当接することで、洗浄水入力ポート４１から供給される洗浄用流体１９ａを遮断し、離間することで、洗浄用バルブ弁室４４から洗浄用流体１９ａを第１流路１２に供給する。なお、この場合の洗浄用流体１９ａは純水が使われることが多い。
洗浄用バルブ弁室４４は、第３流路１４に接続され、この第３流路１４は第１流路１２に接続されている。
洗浄用バルブ４０は、エア駆動タイプであるので、洗浄用バルブ操作ポート４５が備えられ、エアが洗浄用バルブ操作ポート４５に供給されると、洗浄用ダイアフラム弁体４３が洗浄用弁座４２から離間する。なお、図３に示される洗浄用バルブ４０はノーマルクローズタイプであるが、必要に応じてノーマルオープンタイプ、複動タイプに交換可能である。
この洗浄用バルブ４０は流路ブロック１１に一体的に組みつけられることによって、バルブとして機能する。
図３に示されるパージ用バルブ５０は、パージポート５１からパージ用流体１９ｂを第１流路１２に供給するためのダイアフラムバルブである。
パージ用バルブ５０には、パージ用ダイアフラム弁体５３が備えられ、流路ブロック１１に形成されるパージ用弁座５２にパージ用ダイアフラム弁体５３が当接することで、パージポート５１から供給されるパージ用流体１９ｂを遮断し、離間することで、パージ用バルブ弁室５４からパージ用流体１９ｂを供給する。なお、この場合のパージ用流体１９ｂは、Ｎ２などの不活性ガスが使われることが多い。
パージ用バルブ弁室５４は、第３流路１４に接続され、洗浄用バルブ弁室４４とパージ用バルブ弁室５４は第３流路１４によって連通されることになる。
パージ用バルブ５０は、エア駆動タイプであるので、パージ用バルブ操作ポート５５が備えられ、エアがパージ用バルブ操作ポート５５に供給されると、パージ用ダイアフラム弁体５３がパージ用弁座５２から離間する。なお、図３に示されるパージ用バルブ５０はノーマルクローズタイプであるが、必要に応じてノーマルオープンタイプ、複動タイプに交換可能である。
このパージ用バルブ５０は流路ブロック１１に一体的に組み付けられることによって、バルブとして機能する。
パージ用バルブ５０には、パージ用ダイアフラム弁体５３が備えられ、流路ブロック１１に形成されるパージ用弁座５２にパージ用ダイアフラム弁体５３が当接することで、パージポート５１から供給されるパージ用流体１９ｂを遮断し、離間することで、パージ用バルブ弁室５４からパージ用流体１９ｂを供給する。なお、この場合のパージ用流体１９ｂは、Ｎ２などの不活性ガスが使われることが多い。
パージ用バルブ弁室５４は、第３流路１４に接続され、洗浄用バルブ弁室４４とパージ用バルブ弁室５４は第３流路１４によって連通されることになる。
パージ用バルブ５０は、エア駆動タイプであるので、パージ用バルブ操作ポート５５が備えられ、エアがパージ用バルブ操作ポート５５に供給されると、パージ用ダイアフラム弁体５３がパージ用弁座５２から離間する。なお、図３に示されるパージ用バルブ５０はノーマルクローズタイプであるが、必要に応じてノーマルオープンタイプ、複動タイプに交換可能である。
このパージ用バルブ５０は流路ブロック１１に一体的に組み付けられることによって、バルブとして機能する。
なお、この洗浄用バルブ４０及びパージ用バルブ５０のどちらかの位置に、必要に応じて第１流路１２内を吸引するための吸引用バルブを備えても良い。吸引用バルブも、洗浄用バルブ４０及びパージ用バルブ５０と同様にダイアフラムバルブであって、洗浄水入力ポート４１又はパージポート５１に該当する外部接続ポートに、図示しない吸引用の装置を接続すれば、第１流路１２内の流体を吸引することが出来るようになる。
すなわち、パージや洗浄のようなメンテナンスに用いる為のバルブを、この位置に置き換えることや、もしくは、洗浄用バルブ４０及びパージ用バルブ５０の上側に、吸引用バルブのようなメンテナンスに用いるバルブを、さらに設けてもよい。
すなわち、パージや洗浄のようなメンテナンスに用いる為のバルブを、この位置に置き換えることや、もしくは、洗浄用バルブ４０及びパージ用バルブ５０の上側に、吸引用バルブのようなメンテナンスに用いるバルブを、さらに設けてもよい。
次に、第１実施例の複合流体制御ユニット１０の動作について説明をする。
複合流体制御ユニット１０は、出力ポート１５を下に、エア抜きポート１６を上になる状態で保持され、使用される。
図４は、第１実施例の複合流体制御ユニット１０の供給用バルブ２０が開、排出用バルブ３０が閉の状態を示した断面図である。
図５は、第１実施例の複合流体制御ユニット１０の供給用バルブ２０が閉、排出用バルブ３０が開の状態を示した断面図である。
複合流体制御ユニット１０は、出力ポート１５を下に、エア抜きポート１６を上になる状態で保持され、使用される。
図４は、第１実施例の複合流体制御ユニット１０の供給用バルブ２０が開、排出用バルブ３０が閉の状態を示した断面図である。
図５は、第１実施例の複合流体制御ユニット１０の供給用バルブ２０が閉、排出用バルブ３０が開の状態を示した断面図である。
まず、入力ポート２１からの供給流体１７を出力ポート１５に供給する場合について説明する。
図４の状態で、入力ポート２１から供給される供給流体１７は、供給用バルブ２０の供給用ダイアフラム弁体２３が供給用弁座部２２から離間し、排出用バルブ３０の排出用ダイアフラム弁体３３が排出用弁座部３２に当接している状態で、第１流路１２に供給される。
第１流路１２に供給された供給流体１７は、出力ポート１５とエア抜きポート１６から複合流体制御ユニット１０の外に出る。
出力ポート１５は、チューブが接続され、出力ポート１５より供給される供給流体１７は、チューブの先に繋がる半導体製造プロセスの装置で使用されることになる。例えば、液浸露光技術に用いられる超純水が供給流体１７として複合流体制御ユニット１０を流れている場合には、チューブの先に投影レンズへの超純水供給部が接続される。
一方、エア抜きポート１６には、供給流体１７と一緒に、供給流体１７の内部に含まれる気泡１８が混ざった状態で排出される。
図４の状態で、入力ポート２１から供給される供給流体１７は、供給用バルブ２０の供給用ダイアフラム弁体２３が供給用弁座部２２から離間し、排出用バルブ３０の排出用ダイアフラム弁体３３が排出用弁座部３２に当接している状態で、第１流路１２に供給される。
第１流路１２に供給された供給流体１７は、出力ポート１５とエア抜きポート１６から複合流体制御ユニット１０の外に出る。
出力ポート１５は、チューブが接続され、出力ポート１５より供給される供給流体１７は、チューブの先に繋がる半導体製造プロセスの装置で使用されることになる。例えば、液浸露光技術に用いられる超純水が供給流体１７として複合流体制御ユニット１０を流れている場合には、チューブの先に投影レンズへの超純水供給部が接続される。
一方、エア抜きポート１６には、供給流体１７と一緒に、供給流体１７の内部に含まれる気泡１８が混ざった状態で排出される。
入力ポート２１から供給される供給流体１７は、気泡１８の混ざった状態で、第２流路１３から、供給用バルブ弁室２４に到達する。
供給用ダイアフラム弁体２３と供給用弁座部２２の隙間から、供給用バルブ弁室２４に流入した供給流体１７は供給用バルブ弁室２４に入ると、出力ポート１５とエア抜きポート１６に流れるが、気泡１８は供給流体１７よりも比重が軽いために、気泡１８は自らの浮力によって流路の上方に集まる。従って、供給用バルブ２０の供給用バルブ弁室２４内で、気泡１８は上側に集まりながら、出力ポート１５から供給される供給流体１７に流されて移動する。
そして、供給用バルブ弁室２４は第１流路１２が上下に貫通した状態に成形されているので、供給用バルブ弁室２４の上部に集まった気泡１８は、後からくる供給流体１７に押し流されて、必然的に供給用バルブ弁室２４の上側にある、第１流路１２との接続口から、上側の第１流路１２に侵入する。その後、流路ブロック１１の上部に設けられ、第１流路１２に接続するエア抜きポート１６から、気泡１８は供給流体１７と共に、接続されるチューブを通って複合流体制御ユニット１０の外部に排出される。
供給用ダイアフラム弁体２３と供給用弁座部２２の隙間から、供給用バルブ弁室２４に流入した供給流体１７は供給用バルブ弁室２４に入ると、出力ポート１５とエア抜きポート１６に流れるが、気泡１８は供給流体１７よりも比重が軽いために、気泡１８は自らの浮力によって流路の上方に集まる。従って、供給用バルブ２０の供給用バルブ弁室２４内で、気泡１８は上側に集まりながら、出力ポート１５から供給される供給流体１７に流されて移動する。
そして、供給用バルブ弁室２４は第１流路１２が上下に貫通した状態に成形されているので、供給用バルブ弁室２４の上部に集まった気泡１８は、後からくる供給流体１７に押し流されて、必然的に供給用バルブ弁室２４の上側にある、第１流路１２との接続口から、上側の第１流路１２に侵入する。その後、流路ブロック１１の上部に設けられ、第１流路１２に接続するエア抜きポート１６から、気泡１８は供給流体１７と共に、接続されるチューブを通って複合流体制御ユニット１０の外部に排出される。
一方、供給流体１７が供給用バルブ弁室２４に入った段階で、内部に混じっていた気泡１８と供給流体１７は分離されるため、供給用バルブ弁室２４下側にある第１流路１２との接続口から、第１流路１２に供給流体１７が入る段階では、気泡１８はほとんどが上方にいく。そのため、出力ポート１５からは気泡１８を含まない供給流体１７を出力できることになる。
即ち、入力ポート２１から供給される供給流体１７は、第２流路１３から供給用バルブ弁室２４、そして第１流路１２を通過して、出力ポート１５に気泡１８を含まない状態で、最短ルートを通過して２次側に供給することが出来る。
なお、複合流体制御ユニット１０から供給される供給流体１７は、供給流体１７が高価であることもあって、流量が少ないことが多く、供給用バルブ弁室２４を抜ける時間は十分に取ることができるため、ほとんどの気泡１８はエア抜きポート１６から排出される。
即ち、入力ポート２１から供給される供給流体１７は、第２流路１３から供給用バルブ弁室２４、そして第１流路１２を通過して、出力ポート１５に気泡１８を含まない状態で、最短ルートを通過して２次側に供給することが出来る。
なお、複合流体制御ユニット１０から供給される供給流体１７は、供給流体１７が高価であることもあって、流量が少ないことが多く、供給用バルブ弁室２４を抜ける時間は十分に取ることができるため、ほとんどの気泡１８はエア抜きポート１６から排出される。
次に、供給流体１７を出力ポート１５から供給しない場合について説明する。
供給流体１７を出力ポート１５から供給しない場合には、図５に示すように、供給用バルブ２０の供給用ダイアフラム弁体２３を供給用弁座部２２に当接させ、排出用バルブ３０の排出用ダイアフラム弁体３３を排出用弁座部３２から離間させる。
こうすることで、第２流路１３は第１流路１２との接続を遮断され、供給流体１７は第１流路１２に流れ込まずに、排出用バルブ弁室３４に流れ込み、排出ポート３１に供給流体１７は排出される。
そして、流路が切り替えられることで、供給流体１７は常に流れている状態となる。これによって、供給流体１７が複合流体制御ユニット１０の内部で対流することを防ぎ、バクテリアの繁殖を防いだり、凝固しやすい流体の凝固を防いだりする効果がある。
供給流体１７を出力ポート１５から供給しない場合には、図５に示すように、供給用バルブ２０の供給用ダイアフラム弁体２３を供給用弁座部２２に当接させ、排出用バルブ３０の排出用ダイアフラム弁体３３を排出用弁座部３２から離間させる。
こうすることで、第２流路１３は第１流路１２との接続を遮断され、供給流体１７は第１流路１２に流れ込まずに、排出用バルブ弁室３４に流れ込み、排出ポート３１に供給流体１７は排出される。
そして、流路が切り替えられることで、供給流体１７は常に流れている状態となる。これによって、供給流体１７が複合流体制御ユニット１０の内部で対流することを防ぎ、バクテリアの繁殖を防いだり、凝固しやすい流体の凝固を防いだりする効果がある。
次に、複合流体制御ユニット１０をパージ、洗浄する場合であるが、図５に示すように、供給用バルブ２０の供給用ダイアフラム弁体２３を供給用弁座部２２に当接させた状態で、洗浄用バルブ４０又はパージ用バルブ５０を操作することで、パージ、洗浄が可能となる。
一般的に、薬液用のバルブを洗浄する場合には、パージ用流体１９ｂにＮ２ガスなどの不活性ガスを用いてパージし、内部流路に溜まった液体を外部に押し出した後に、洗浄用流体１９ａに純水を用いて壁面に残存する薬液を洗い流す手順となる。必要に応じてこの後更にパージしても良い。
パージを行うためには、供給用バルブ２０を閉めた状態で、パージ用バルブ５０のパージ用ダイアフラム弁体５３をパージ用弁座５２から離間させて、パージポート５１から供給するパージ用流体１９ｂを第１流路１２に供給する。この状態では洗浄用バルブ４０の洗浄用ダイアフラム弁体４３は洗浄用弁座４２に当接させておく。
こうすることで、第１流路１２の内部と、供給用バルブ弁室２４に残っている供給流体１７は複合流体制御ユニット１０から排出される。
一般的に、薬液用のバルブを洗浄する場合には、パージ用流体１９ｂにＮ２ガスなどの不活性ガスを用いてパージし、内部流路に溜まった液体を外部に押し出した後に、洗浄用流体１９ａに純水を用いて壁面に残存する薬液を洗い流す手順となる。必要に応じてこの後更にパージしても良い。
パージを行うためには、供給用バルブ２０を閉めた状態で、パージ用バルブ５０のパージ用ダイアフラム弁体５３をパージ用弁座５２から離間させて、パージポート５１から供給するパージ用流体１９ｂを第１流路１２に供給する。この状態では洗浄用バルブ４０の洗浄用ダイアフラム弁体４３は洗浄用弁座４２に当接させておく。
こうすることで、第１流路１２の内部と、供給用バルブ弁室２４に残っている供給流体１７は複合流体制御ユニット１０から排出される。
次に、供給用バルブ２０を閉めた状態で、パージ用バルブ５０のパージ用ダイアフラム弁体５３をパージ用弁座５２に当接させ、洗浄用バルブ４０の洗浄用ダイアフラム弁体４３を洗浄用弁座４２から離間させて、洗浄水入力ポート４１から供給される洗浄用流体１９ａを第１流路１２に供給する。
こうすることで、第１流路１２の内壁に残存した供給流体１７もきれいに洗い流されて複合流体制御ユニット１０から排出されることになる。
出力ポート１５とエア抜きポート１６を連通する第１流路１２は一直線に設けられていることで、この洗浄及びパージをする際には、効率よく洗浄用流体１９ａ、パージ用流体１９ｂを出力ポート１５、エア抜きポート１６から排出することができる。
また、第１流路１２は供給用バルブ弁室２４を貫通する状態に設けられており、供給用ダイアフラム弁体２３も円筒形状であることから、洗浄用流体１９ａ、及びパージ用流体１９ｂの運動エネルギの減少を最小限に抑えることができるために、短時間で洗浄、パージが効果的に行え、洗浄、パージに使用する洗浄用流体１９ａ、パージ用流体１９ｂの使用量を抑えることができる。
こうすることで、第１流路１２の内壁に残存した供給流体１７もきれいに洗い流されて複合流体制御ユニット１０から排出されることになる。
出力ポート１５とエア抜きポート１６を連通する第１流路１２は一直線に設けられていることで、この洗浄及びパージをする際には、効率よく洗浄用流体１９ａ、パージ用流体１９ｂを出力ポート１５、エア抜きポート１６から排出することができる。
また、第１流路１２は供給用バルブ弁室２４を貫通する状態に設けられており、供給用ダイアフラム弁体２３も円筒形状であることから、洗浄用流体１９ａ、及びパージ用流体１９ｂの運動エネルギの減少を最小限に抑えることができるために、短時間で洗浄、パージが効果的に行え、洗浄、パージに使用する洗浄用流体１９ａ、パージ用流体１９ｂの使用量を抑えることができる。
なお、洗浄用バルブ４０又はパージ用バルブ５０の位置に吸引用バルブを配置する等、吸引用バルブを用いる場合には、やはり供給用バルブ２０を閉じた状態での使用となる。
吸引用バルブは、パージ用バルブ５０とは逆に流路内の流体を吸引することで、複合流体制御ユニット１０及び、複合流体制御ユニット１０に接続されたチューブ等の内部に存在する残存流体を吸引する。
従って、洗浄用バルブ４０やパージ用バルブ５０と異なり、流路内の残存流体を吸引するために、２次側に流体を排出しなくて済むというメリットがあるので、回路構成上、２次側に流体を排出できない場合には、このようなバルブを設けることも有効である。
吸引用バルブは、パージ用バルブ５０とは逆に流路内の流体を吸引することで、複合流体制御ユニット１０及び、複合流体制御ユニット１０に接続されたチューブ等の内部に存在する残存流体を吸引する。
従って、洗浄用バルブ４０やパージ用バルブ５０と異なり、流路内の残存流体を吸引するために、２次側に流体を排出しなくて済むというメリットがあるので、回路構成上、２次側に流体を排出できない場合には、このようなバルブを設けることも有効である。
上記に示したように、第１実施例の複合流体制御ユニット１０が構成されるので、以下のような作用、効果を示す。
（１）入力ポート２１からの供給流体１７の流れを連通または遮断する供給用バルブ２０と、排水時に供給流体１７を排出ポート３１に連通する排出用バルブ３０と、を有する複合流体制御ユニット１０において、一体的に形成された流路ブロック１１に、供給用バルブ２０の供給用弁座部２２と、排出用バルブ３０の排出用弁座部３２が形成され、流路ブロック１１の下端に、供給流体１７の出力ポート１５が設けられ、流路ブロック１１の上端に、エア抜きポート１６が設けられ、流路ブロック１１内に、出力ポート１５と、エア抜きポート１６を連通する、第１流路１２が設けられ、第１流路１２が供給用バルブ弁室２４を貫通し、供給用バルブ２０と対向する位置に、排出用バルブ３０が設けられ、第２流路１３が、供給用バルブ弁室２４と、排出用バルブ弁室３４を連通して設けられ、第１流路１２内の流体の流れを連通、調整、または遮断する第３バルブが、供給用バルブ２０と、排出用バルブ３０の上部に少なくとも１つ設けられ、流路ブロック１１に第３バルブの弁室が設けられ、第１流路１２に接続されることを特徴とするので、複合流体制御ユニット１０によって供給される供給流体１７中の気泡１８を、エア抜きポート１６から排出することが可能となり、複数のバルブの機能がブロックに一体的かつコンパクトにまとめられるので、省スペース化を図ることが可能となる。
（１）入力ポート２１からの供給流体１７の流れを連通または遮断する供給用バルブ２０と、排水時に供給流体１７を排出ポート３１に連通する排出用バルブ３０と、を有する複合流体制御ユニット１０において、一体的に形成された流路ブロック１１に、供給用バルブ２０の供給用弁座部２２と、排出用バルブ３０の排出用弁座部３２が形成され、流路ブロック１１の下端に、供給流体１７の出力ポート１５が設けられ、流路ブロック１１の上端に、エア抜きポート１６が設けられ、流路ブロック１１内に、出力ポート１５と、エア抜きポート１６を連通する、第１流路１２が設けられ、第１流路１２が供給用バルブ弁室２４を貫通し、供給用バルブ２０と対向する位置に、排出用バルブ３０が設けられ、第２流路１３が、供給用バルブ弁室２４と、排出用バルブ弁室３４を連通して設けられ、第１流路１２内の流体の流れを連通、調整、または遮断する第３バルブが、供給用バルブ２０と、排出用バルブ３０の上部に少なくとも１つ設けられ、流路ブロック１１に第３バルブの弁室が設けられ、第１流路１２に接続されることを特徴とするので、複合流体制御ユニット１０によって供給される供給流体１７中の気泡１８を、エア抜きポート１６から排出することが可能となり、複数のバルブの機能がブロックに一体的かつコンパクトにまとめられるので、省スペース化を図ることが可能となる。
このうち、供給流体１７中の気泡１８をエア抜きポート１６から排出できる点については、流路ブロック１１の上部にエア抜きポート１６を設け、下部に出力ポート１５を設けることで実現される。
供給流体１７中に混入する気泡１８は、液体よりも比重が軽いため、供給用バルブ弁室２４を通過する際に、供給用バルブ弁室２４の上側に集まってゆく。
供給用バルブ弁室２４には、第１流路１２が貫通しており、供給用バルブ弁室２４上側にはエア抜きポート１６へ、供給用バルブ弁室２４下側には出力ポート１５へ、接続する。従って、供給用バルブ弁室２４の上側に集まった気泡１８は、後から供給される供給流体１７によって押し流され、エア抜きポート１６側に供給流体１７と一緒に排出されることになる。一方、気泡１８が分離された供給流体１７は、下側に導かれ、出力ポート１５から出力されることになる。
供給流体１７中に混入する気泡１８は、液体よりも比重が軽いため、供給用バルブ弁室２４を通過する際に、供給用バルブ弁室２４の上側に集まってゆく。
供給用バルブ弁室２４には、第１流路１２が貫通しており、供給用バルブ弁室２４上側にはエア抜きポート１６へ、供給用バルブ弁室２４下側には出力ポート１５へ、接続する。従って、供給用バルブ弁室２４の上側に集まった気泡１８は、後から供給される供給流体１７によって押し流され、エア抜きポート１６側に供給流体１７と一緒に排出されることになる。一方、気泡１８が分離された供給流体１７は、下側に導かれ、出力ポート１５から出力されることになる。
また、第３バルブを供給用バルブ２０、排出用バルブ３０の上部に持ってくることで、洗浄、パージ、吸引などが効率的に行うことができ、例えば洗浄用バルブ４０であれば、供給流体１７の通る第１流路１２内の必要な部分すべてを、洗い流すことが可能となる。バルブを継ぎ手とチューブ等でつなぎ合わせて、同じ機能のユニットを構成した場合、チューブ等でつなぎ合わせた部分に、例えば供給用のバルブからの接続部分等、洗浄用流体が流れず、洗浄できない部分が出来てしまうが、（１）に記載の構成のように一体のブロックとして作成し、第３バルブとして配置する洗浄用バルブ４０を、第１流路１２が供給用バルブ弁室２４を貫通する供給用バルブ２０と、排出用バルブ３０の上部に持ってくることで、このように洗浄できない部分をなくすことが出来る。
また、複数のバルブの機能が流路ブロック１１に一体的にかつコンパクトにまとめられる点については、複数のバルブをマニホールドにすることで、コンパクト化を図ることは従来からも行われてきたが、このように入力ポート２１と、供給流体１７を供給遮断する供給用バルブ２０と、出力ポート１５を配置することで、供給流路を最短で配置することを可能にするという従来にない効果を奏している。
そして、供給流体１７の流れる流路を最短で配置し、かつ１つのユニットにまとめたことで、コンパクト化を図ると共に、内部構造を極力単純にでき、パーティクルの発生や、母材からの溶出、液溜まり等の供給流体に悪影響を与える要因を最少にすることができる。
そして、供給流体１７の流れる流路を最短で配置し、かつ１つのユニットにまとめたことで、コンパクト化を図ると共に、内部構造を極力単純にでき、パーティクルの発生や、母材からの溶出、液溜まり等の供給流体に悪影響を与える要因を最少にすることができる。
（２）（１）に記載の複合流体制御ユニット１０において、第３バルブが、洗浄時に洗浄用流体１９ａを供給する洗浄用バルブ４０、液排出時にパージ用流体１９ｂを供給するパージ用バルブ５０、液吸引時に供給流体１７または洗浄用流体１９ａを吸引する吸引用バルブのうち、少なくとも何れか１つであることを特徴とするので吸引用バルブ、洗浄用バルブ４０、及びパージ用バルブ５０のうち、少なくとも何れか１つをコンパクトにまとめることができ、流路内の洗浄及びパージの効率が良くなるという優れた効果を奏する。
（３）（１）又は（２）に記載の複合流体制御ユニット１０において、入力ポート２１から供給される供給流体１７を、供給用バルブ２０を開き、排出用バルブ３０を閉じることで出力ポート１５側に供給し、又、供給用バルブ２０を閉じ、排出用バルブ３０を開くことで排出ポート３１側に排出し、これを切り替えることで常に供給流体１７が流れている状態を維持することを特徴とするので、入力ポート２１から供給される流体が、流路内で滞留することを防ぎ、流体の温度の変化を防ぐという優れた効果を奏する。
常に流体が流れているようにすることで、流路内の液溜まりを防ぐことが可能となり、例えば超純水などを供給する場合には、内部で滞留することによって発生するバクテリアの繁殖を防いだり、凝固し易い流体を供給する場合には、内部で滞留することによって凝固してしまったりするというようなことを防ぐことができる。
また、温度変化については、温調機器を複合流体制御ユニット１０外に設けていた場合に、流体の流れがなくなると、温度が局所的に上昇してしまうなどの弊害があるが、このようなことを防ぐことができる。
常に流体が流れているようにすることで、流路内の液溜まりを防ぐことが可能となり、例えば超純水などを供給する場合には、内部で滞留することによって発生するバクテリアの繁殖を防いだり、凝固し易い流体を供給する場合には、内部で滞留することによって凝固してしまったりするというようなことを防ぐことができる。
また、温度変化については、温調機器を複合流体制御ユニット１０外に設けていた場合に、流体の流れがなくなると、温度が局所的に上昇してしまうなどの弊害があるが、このようなことを防ぐことができる。
（第２実施例）
次に、本発明の第２実施例について示す。
第２実施例の複合流体制御ユニット１０には、第１実施例の複合流体制御ユニット１０にサックバックバルブ６０を追加したものである。
図６に、第２実施例の複合流体制御ユニット１０の断面図を示す。
サックバックバルブ６０は、供給用バルブ２０と排出用バルブ３０の上部であって、洗浄用バルブ４０とパージ用バルブ５０、又は吸引用バルブの下部となる位置に配置される。
サックバックバルブ６０は、サックバック用ダイアフラム弁体６３を有し、サックバックバルブ弁室６４は、第１流路１２が貫通するように、流路ブロック１１に形成されている。ただし、通常のダイアフラムバルブと異なり、サックバックバルブ６０は遮断機能を有さないため、弁座は設けられない。
サックバックバルブ弁室６４は、略円筒形状の空間であり、円筒の高さ方向、図面でいう左右方向の距離を、他のバルブよりも大きくとられている。
また、サックバックストローク調整ツマミ６６が設けられ、サックバック用ダイアフラム弁体６３のストローク量を調整することが可能となっている。
次に、本発明の第２実施例について示す。
第２実施例の複合流体制御ユニット１０には、第１実施例の複合流体制御ユニット１０にサックバックバルブ６０を追加したものである。
図６に、第２実施例の複合流体制御ユニット１０の断面図を示す。
サックバックバルブ６０は、供給用バルブ２０と排出用バルブ３０の上部であって、洗浄用バルブ４０とパージ用バルブ５０、又は吸引用バルブの下部となる位置に配置される。
サックバックバルブ６０は、サックバック用ダイアフラム弁体６３を有し、サックバックバルブ弁室６４は、第１流路１２が貫通するように、流路ブロック１１に形成されている。ただし、通常のダイアフラムバルブと異なり、サックバックバルブ６０は遮断機能を有さないため、弁座は設けられない。
サックバックバルブ弁室６４は、略円筒形状の空間であり、円筒の高さ方向、図面でいう左右方向の距離を、他のバルブよりも大きくとられている。
また、サックバックストローク調整ツマミ６６が設けられ、サックバック用ダイアフラム弁体６３のストローク量を調整することが可能となっている。
また、サックバックバルブ６０は、エア駆動であり、図示しないサックバック用操作ポートが備えられ、エアがサックバック用操作ポートに供給されると、サックバック用ダイアフラム弁体６３が前進端まで移動し、サックバックバルブ弁室６４の体積は小さくなる。また、エアの供給が遮断されると、内蔵されるバネの力により、サックバック用ダイアフラム弁体６３は後退端まで移動し、サックバックバルブ弁室６４の体積は大きくなる。
このサックバックバルブ６０は流路ブロック１１に一体的に組みつけられることによって、バルブとして機能する。
なお、第２実施例の複合流体制御ユニット１０は、サックバックバルブ６０以外のバルブである、供給用バルブ２０、排出用バルブ３０、洗浄用バルブ４０、及びパージ用バルブ５０や、流路である第１流路１２、第２流路１３、第３流路１４等を有しているが構成は第１実施例と同様であるため、説明は省略する。
このサックバックバルブ６０は流路ブロック１１に一体的に組みつけられることによって、バルブとして機能する。
なお、第２実施例の複合流体制御ユニット１０は、サックバックバルブ６０以外のバルブである、供給用バルブ２０、排出用バルブ３０、洗浄用バルブ４０、及びパージ用バルブ５０や、流路である第１流路１２、第２流路１３、第３流路１４等を有しているが構成は第１実施例と同様であるため、説明は省略する。
次に、第２実施例の動作の説明を行う。
供給用バルブ２０が開の状態においては、第１実施例と動作は変わらない。なお、供給用バルブ２０が開の状態では、サックバックバルブ６０は、サックバック用操作ポートにエアが供給されて、サックバック用ダイアフラム弁体６３が前進端にいる状態である。
サックバックバルブ６０を追加することによって変化があるのは、供給用バルブ２０を閉にした直後の動作である。
供給用バルブ２０の供給用ダイアフラム弁体２３を供給用弁座部２２に当接させて、入力ポート２１からの供給流体１７の供給を遮断すると同時に、サックバックバルブ６０のサックバック用ダイアフラム弁体６３を、図６の右側、即ちサックバック用ダイアフラム弁体６３の後退端まで動作させる。
通常、供給流体１７の供給を停止するために供給用バルブ２０を遮断すると、出力ポート１５に接続されるチューブ等の先から、供給流体１７の水面張力等の関係により、数滴の供給流体１７の滴が供給先であるシリコンウエハ等の上に垂れてしまう、いわゆるポタ落ちが発生してしまう。
供給用バルブ２０が開の状態においては、第１実施例と動作は変わらない。なお、供給用バルブ２０が開の状態では、サックバックバルブ６０は、サックバック用操作ポートにエアが供給されて、サックバック用ダイアフラム弁体６３が前進端にいる状態である。
サックバックバルブ６０を追加することによって変化があるのは、供給用バルブ２０を閉にした直後の動作である。
供給用バルブ２０の供給用ダイアフラム弁体２３を供給用弁座部２２に当接させて、入力ポート２１からの供給流体１７の供給を遮断すると同時に、サックバックバルブ６０のサックバック用ダイアフラム弁体６３を、図６の右側、即ちサックバック用ダイアフラム弁体６３の後退端まで動作させる。
通常、供給流体１７の供給を停止するために供給用バルブ２０を遮断すると、出力ポート１５に接続されるチューブ等の先から、供給流体１７の水面張力等の関係により、数滴の供給流体１７の滴が供給先であるシリコンウエハ等の上に垂れてしまう、いわゆるポタ落ちが発生してしまう。
これを避けるために、サックバックバルブ６０のサックバック用ダイアフラム弁体６３を後退させることによって、サックバックバルブ弁室６４の容積を大きくし、供給流体１７を引っ張ってやる。
こうすることで、例えば出力ポート１５に接続されるチューブの先から、シリコンウエハ上に超純水を供給していたとすると、複合流体制御ユニット１０により供給する供給流体１７の供給を遮断した後、供給流体１７が引っ張られるので、出力ポート１５に接続されるチューブの先端に溜まっている供給流体１７がチューブの中に引っ込み、シリコンウエハ上に不必要な滴を垂らしてしまうポタ落ち現象を防げる。
滴の滴下は、例えばチューブの先端の供給流体１７の水面が、水面張力の働きで球体を作ろうとして働きかけ、チューブの先端からの供給流体１７の水面の飛び出し量が多くなり、最終的にはチューブの先端から離れて、球体を作り、自重によって落下する現象である。従って、チューブの先端から供給流体１７が飛び出しておらず、供給流体１７が後ろから供給されない限りは、水滴として落下することは無い。サックバックバルブ弁室６４の容積が大きくなることによって、供給流体１７が引っ張られれば、チューブの中のほうに水面が引っ張られ、水面張力は逆側に働くことになって、供給流体１７は水滴として落下しなくなる。
こうすることで、例えば出力ポート１５に接続されるチューブの先から、シリコンウエハ上に超純水を供給していたとすると、複合流体制御ユニット１０により供給する供給流体１７の供給を遮断した後、供給流体１７が引っ張られるので、出力ポート１５に接続されるチューブの先端に溜まっている供給流体１７がチューブの中に引っ込み、シリコンウエハ上に不必要な滴を垂らしてしまうポタ落ち現象を防げる。
滴の滴下は、例えばチューブの先端の供給流体１７の水面が、水面張力の働きで球体を作ろうとして働きかけ、チューブの先端からの供給流体１７の水面の飛び出し量が多くなり、最終的にはチューブの先端から離れて、球体を作り、自重によって落下する現象である。従って、チューブの先端から供給流体１７が飛び出しておらず、供給流体１７が後ろから供給されない限りは、水滴として落下することは無い。サックバックバルブ弁室６４の容積が大きくなることによって、供給流体１７が引っ張られれば、チューブの中のほうに水面が引っ張られ、水面張力は逆側に働くことになって、供給流体１７は水滴として落下しなくなる。
上記に示したように、第２実施例の複合流体制御ユニット１０が構成されるので、以下のような作用、効果を示す。
第１実施例の複合流体制御ユニット１０に加えて、流路を遮断することにより液垂れを防止するサックバックバルブ６０を備え、サックバックバルブ６０が、供給用バルブ２０及び排出用バルブ３０の上部で、かつ第３バルブである、洗浄用バルブ４０、パージ用バルブ５０又は吸引用バルブの下部に設けられ、サックバックバルブ弁室６４を第１流路１２が貫通することを特徴とするので、供給用バルブ２０を閉じた際に、出力ポートの先に繋がるチューブ等や、装置の先から供給する液体の滴が供給先に落下してしまうという、いわゆるポタ落ちを防ぐことができる。
半導体製造プロセスでは特に供給する薬液の分量を正確にコントロールしたい場合や、シリコンウエハ上に直接する場合等、滴のポタ落ちによって、製品の品質に関わってくる場合が多い。従ってこのようにサックバックバルブ６０を備えて、ポタ落ちを防止する機能は有効となる。
第１実施例の複合流体制御ユニット１０に加えて、流路を遮断することにより液垂れを防止するサックバックバルブ６０を備え、サックバックバルブ６０が、供給用バルブ２０及び排出用バルブ３０の上部で、かつ第３バルブである、洗浄用バルブ４０、パージ用バルブ５０又は吸引用バルブの下部に設けられ、サックバックバルブ弁室６４を第１流路１２が貫通することを特徴とするので、供給用バルブ２０を閉じた際に、出力ポートの先に繋がるチューブ等や、装置の先から供給する液体の滴が供給先に落下してしまうという、いわゆるポタ落ちを防ぐことができる。
半導体製造プロセスでは特に供給する薬液の分量を正確にコントロールしたい場合や、シリコンウエハ上に直接する場合等、滴のポタ落ちによって、製品の品質に関わってくる場合が多い。従ってこのようにサックバックバルブ６０を備えて、ポタ落ちを防止する機能は有効となる。
（第３実施例）
次に、本発明の第３実施例について説明を行う。
図７は第３実施例の複合流体制御ユニット１０の断面図について示している。
第３実施例における複合流体制御ユニット１０は、第１実施例又は第２実施例の複合流体制御ユニット１０における供給用バルブ２０を、膜式開閉バルブ２６を用いていることに特徴がある。
膜式開閉バルブ２６は、エア駆動であり、図示しない操作ポートにエアを供給してやることで、供給用ダイアフラム弁体２３を動作させるが、供給用バルブ２０のピストン部のように摺動部を備えず、案内機構の代替手段としてのダイアフラム２７を用いることで、摺動抵抗を減少させ、供給用ダイアフラム弁体２３の動作速度調整をし易くしているものである。
このような制御弁の例としては、例えば特許第３０１０９１２号公報や、実開平６−４０５５１号公報などに詳細に紹介されているので、ここではその構成についての説明は省略する。
次に、本発明の第３実施例について説明を行う。
図７は第３実施例の複合流体制御ユニット１０の断面図について示している。
第３実施例における複合流体制御ユニット１０は、第１実施例又は第２実施例の複合流体制御ユニット１０における供給用バルブ２０を、膜式開閉バルブ２６を用いていることに特徴がある。
膜式開閉バルブ２６は、エア駆動であり、図示しない操作ポートにエアを供給してやることで、供給用ダイアフラム弁体２３を動作させるが、供給用バルブ２０のピストン部のように摺動部を備えず、案内機構の代替手段としてのダイアフラム２７を用いることで、摺動抵抗を減少させ、供給用ダイアフラム弁体２３の動作速度調整をし易くしているものである。
このような制御弁の例としては、例えば特許第３０１０９１２号公報や、実開平６−４０５５１号公報などに詳細に紹介されているので、ここではその構成についての説明は省略する。
このように、複合流体制御ユニット１０に膜式開閉バルブ２６を用いることで、供給用ダイアフラム弁体２３の動作速度の調整が可能となり、この動作速度を緩やかに動作するよう調整することで、供給用ダイアフラム弁体２３が供給用弁座部２２に当接する瞬間に発生するパーティクルの量を減少させるという作用効果をもたらす。
膜式開閉バルブ２６においても、供給用バルブ操作ポート２５からエアを供給して供給用ダイアフラム弁体２３を動作させる。
そして、第２流路１３から流入する供給流体１７を遮断するためには、供給用弁座部２２に対して、供給用ダイアフラム弁体２３を当接させる必要があるが、この時の供給用ダイアフラム弁体２３の速度は、エア駆動のダイアフラムバルブであれば、供給用バルブ操作ポート２５からのエアの圧力に依存する。
膜式開閉バルブ２６においても、供給用バルブ操作ポート２５からエアを供給して供給用ダイアフラム弁体２３を動作させる。
そして、第２流路１３から流入する供給流体１７を遮断するためには、供給用弁座部２２に対して、供給用ダイアフラム弁体２３を当接させる必要があるが、この時の供給用ダイアフラム弁体２３の速度は、エア駆動のダイアフラムバルブであれば、供給用バルブ操作ポート２５からのエアの圧力に依存する。
ダイアフラムバルブの駆動部は、シリンダ構造になっており、エアが供給用バルブ操作ポート２５に供給されると、ピストンが上下するようになっている。このピストンの摺動部には、パッキンが入っており、エアが漏れないようにシールしているが、このシールが摺動抵抗となる。この摺動抵抗があるために、ピストンが動き出すまでの力が多く必要であり、エア圧も一定以上必要となるので、その結果、動作速度を一定以下に落とすことができない。
一方、膜式開閉バルブ２６のように、ピストンの摺動部をダイアフラム２７に変更してしまうことで、摺動抵抗を削減することができる。もちろん、ダイアフラム２７の復元力によって抵抗は生まれるが、ピストンの摺動抵抗ほどは高くならないので、より低いエア圧で供給用ダイアフラム弁体２３を駆動することが可能となり、結果的に、動作速度を、ピストン方式の場合よりも低下させることができる。
供給用ダイアフラム弁体２３の、供給用弁座部２２に当たる速度が緩やかになれば、衝撃を減少させることができるので、パーティクルの発生を抑えることが可能となる。
一方、膜式開閉バルブ２６のように、ピストンの摺動部をダイアフラム２７に変更してしまうことで、摺動抵抗を削減することができる。もちろん、ダイアフラム２７の復元力によって抵抗は生まれるが、ピストンの摺動抵抗ほどは高くならないので、より低いエア圧で供給用ダイアフラム弁体２３を駆動することが可能となり、結果的に、動作速度を、ピストン方式の場合よりも低下させることができる。
供給用ダイアフラム弁体２３の、供給用弁座部２２に当たる速度が緩やかになれば、衝撃を減少させることができるので、パーティクルの発生を抑えることが可能となる。
上記に示したように第３実施例の複合流体制御ユニット１０が構成されるので、以下のような作用効果を示す。
第１実施例及び第２実施例のいずれか１つに記載される複合流体制御ユニット１０において、供給用バルブ２０が、ダイアフラムタイプのアクチュエータを用いた膜式開閉バルブ２６であることで、バルブ開閉速度を低下させ、開閉時に発生するパーティクルを減少させることを特徴とするので、ダイアフラムタイプのアクチュエータを用いた膜式開閉バルブ２６が、バルブ開閉速度をバネタイプのアクチュエータを用いた開閉バルブよりも応答特性に優れるので、バルブ開閉速度をバネタイプでは不可能な領域まで開閉速度を低下させることが可能となり、バルブ開閉速度の低下によってバルブが開閉する際に発生するパーティクルを最小限に抑え、出力ポート１５に供給する供給流体１７の流体内部にパーティクルが混入することを防止ことが出来るという優れた効果を奏する。
第１実施例及び第２実施例のいずれか１つに記載される複合流体制御ユニット１０において、供給用バルブ２０が、ダイアフラムタイプのアクチュエータを用いた膜式開閉バルブ２６であることで、バルブ開閉速度を低下させ、開閉時に発生するパーティクルを減少させることを特徴とするので、ダイアフラムタイプのアクチュエータを用いた膜式開閉バルブ２６が、バルブ開閉速度をバネタイプのアクチュエータを用いた開閉バルブよりも応答特性に優れるので、バルブ開閉速度をバネタイプでは不可能な領域まで開閉速度を低下させることが可能となり、バルブ開閉速度の低下によってバルブが開閉する際に発生するパーティクルを最小限に抑え、出力ポート１５に供給する供給流体１７の流体内部にパーティクルが混入することを防止ことが出来るという優れた効果を奏する。
（第４実施例）
次に、本発明の第４実施例について説明を行う。
図８は第４実施例における複合流体制御ユニット１０の断面図である。
第４実施例の複合流体制御ユニット１０は、第３実施例の複合流体制御ユニット１０に流量調整付き開閉バルブ７０を追加したものである。
流量調整付き開閉バルブ７０は、第１流路１２に接続し、エア抜きポート１６の前に設け、エア抜きポート１６から排出する気泡１８の混じった供給流体１７の量を調整するバルブである。
流量調整付き開閉バルブ７０はダイアフラムバルブの構造をしており、流路ブロック１１には、流量調整付き開閉バルブ７０の弁座である、開閉バルブ弁座７２が形成されており、開閉バルブダイアフラム弁体７３が当接して、流体を遮断することが可能である。また、開閉ストローク調整つまみ７６を備えているため、開度を調整できる。
また、流量調整付き開閉バルブ７０は、図示しない開閉バルブ操作ポートを備えており、エアを供給することで、開閉バルブダイアフラム弁体７３が開閉バルブ弁座７２から離間し、エアの供給を遮断すると、内蔵するバネの力で供給流体１７の供給を遮断するノーマルクローズタイプの開閉バルブである。ただし、必要に応じてノーマルオープンタイプ、複動タイプに交換することが可能である。
この供給用バルブ操作ポート２５は流路ブロック１１に一体的に組みつけられることによって、バルブとして機能する。
次に、本発明の第４実施例について説明を行う。
図８は第４実施例における複合流体制御ユニット１０の断面図である。
第４実施例の複合流体制御ユニット１０は、第３実施例の複合流体制御ユニット１０に流量調整付き開閉バルブ７０を追加したものである。
流量調整付き開閉バルブ７０は、第１流路１２に接続し、エア抜きポート１６の前に設け、エア抜きポート１６から排出する気泡１８の混じった供給流体１７の量を調整するバルブである。
流量調整付き開閉バルブ７０はダイアフラムバルブの構造をしており、流路ブロック１１には、流量調整付き開閉バルブ７０の弁座である、開閉バルブ弁座７２が形成されており、開閉バルブダイアフラム弁体７３が当接して、流体を遮断することが可能である。また、開閉ストローク調整つまみ７６を備えているため、開度を調整できる。
また、流量調整付き開閉バルブ７０は、図示しない開閉バルブ操作ポートを備えており、エアを供給することで、開閉バルブダイアフラム弁体７３が開閉バルブ弁座７２から離間し、エアの供給を遮断すると、内蔵するバネの力で供給流体１７の供給を遮断するノーマルクローズタイプの開閉バルブである。ただし、必要に応じてノーマルオープンタイプ、複動タイプに交換することが可能である。
この供給用バルブ操作ポート２５は流路ブロック１１に一体的に組みつけられることによって、バルブとして機能する。
次に第４実施例の動作について説明する。
供給流体１７の供給時には、供給流体１７が、入力ポート２１から第２流路１３を通過して、供給用バルブ弁室２４に流入し、第１流路１２を通って、出力ポート１５側とエア抜きポート１６側に別れて流入する。出力ポート１５側の説明は先ほど変わらないので省略するが、エア抜きポート１６側に流入した気泡１８の混じった供給流体１７は、第１流路１２上部へと押し出されてゆく。
流量調整付き開閉バルブ７０の開閉バルブダイアフラム弁体７３は開閉バルブ弁座７２と離間した状態であり、供給流体１７は開閉バルブ弁室７４に流入する。
流入する量は、開閉バルブダイアフラム弁体７３と開閉バルブ弁座７２との隙間でコントロールされるので、開閉ストローク調整つまみ７６を調整することで、供給流体１７の流量をコントロールすることが可能となる。
そして、開閉バルブ弁室７４からエア抜きポート１６に接続する第４流路７５を通って、エア抜きポート１６から供給流体１７は排出される。
この第４流路７５は、第１流路１２よりも細く設けられているが、これは供給流体１７の消費量を極力減らしたい場合などには有効である。
供給流体１７の供給時には、供給流体１７が、入力ポート２１から第２流路１３を通過して、供給用バルブ弁室２４に流入し、第１流路１２を通って、出力ポート１５側とエア抜きポート１６側に別れて流入する。出力ポート１５側の説明は先ほど変わらないので省略するが、エア抜きポート１６側に流入した気泡１８の混じった供給流体１７は、第１流路１２上部へと押し出されてゆく。
流量調整付き開閉バルブ７０の開閉バルブダイアフラム弁体７３は開閉バルブ弁座７２と離間した状態であり、供給流体１７は開閉バルブ弁室７４に流入する。
流入する量は、開閉バルブダイアフラム弁体７３と開閉バルブ弁座７２との隙間でコントロールされるので、開閉ストローク調整つまみ７６を調整することで、供給流体１７の流量をコントロールすることが可能となる。
そして、開閉バルブ弁室７４からエア抜きポート１６に接続する第４流路７５を通って、エア抜きポート１６から供給流体１７は排出される。
この第４流路７５は、第１流路１２よりも細く設けられているが、これは供給流体１７の消費量を極力減らしたい場合などには有効である。
洗浄、パージ時に関しては、開閉バルブダイアフラム弁体７３と、開閉バルブ弁座７２が当接した状態で、複合流体制御ユニット１０の洗浄、パージを行う。この場合の説明については、流量調整付き開閉バルブ７０の動作は特に関係ないために省略する。
流量調整付き開閉バルブ７０の開閉についてであるが、エア抜きポート１６から供給流体１７を排出したくない場合に、流量調整付き開閉バルブ７０の開閉バルブダイアフラム弁体７３を開閉バルブ弁座７２に当接させて、供給流体１７のエア抜きポート１６からの排出を遮断する。
例えば、供給流体１７への気泡１８の混入量が少ない場合、一定量を第１流路１２内の供給用バルブ弁室２４より上側に、気泡１８を一定量まで貯めておくことが可能であるので、定期的に開閉させることで、供給流体１７の排出量を減らすことができる。
流量調整付き開閉バルブ７０の開閉についてであるが、エア抜きポート１６から供給流体１７を排出したくない場合に、流量調整付き開閉バルブ７０の開閉バルブダイアフラム弁体７３を開閉バルブ弁座７２に当接させて、供給流体１７のエア抜きポート１６からの排出を遮断する。
例えば、供給流体１７への気泡１８の混入量が少ない場合、一定量を第１流路１２内の供給用バルブ弁室２４より上側に、気泡１８を一定量まで貯めておくことが可能であるので、定期的に開閉させることで、供給流体１７の排出量を減らすことができる。
上記に示したように第４実施例の複合流体制御ユニット１０が構成されるので、以下のような作用効果を示す。
第４実施例に記載される複合流体制御ユニット１０において、エア抜きポート１６に、流量調整付き開閉バルブ７０を設けることで、エア抜きポート１６から排出する供給流体１７の流量を調整可能としたことを特徴とするので、エア抜きポート１６から排出する流体の量を少なくすることが可能となるという優れた効果を奏する。
エア抜きポート１６から排出する流体は、気泡１８が混入した状態の供給流体１７であり、供給流体１７が超純水であった場合には、気泡１８が混入し、複数の経路を経由して行くために超純水ではなくなってしまっており、超純水としての利用はできない。また、凝固し易い流体や、濃度管理の厳しい液体の場合であっても、そのまま利用することはできなくなる。従って、そのような排出する超純水等の量を最小限に抑える機能を設けることでコストダウンに結びつけることが可能となる。
第４実施例に記載される複合流体制御ユニット１０において、エア抜きポート１６に、流量調整付き開閉バルブ７０を設けることで、エア抜きポート１６から排出する供給流体１７の流量を調整可能としたことを特徴とするので、エア抜きポート１６から排出する流体の量を少なくすることが可能となるという優れた効果を奏する。
エア抜きポート１６から排出する流体は、気泡１８が混入した状態の供給流体１７であり、供給流体１７が超純水であった場合には、気泡１８が混入し、複数の経路を経由して行くために超純水ではなくなってしまっており、超純水としての利用はできない。また、凝固し易い流体や、濃度管理の厳しい液体の場合であっても、そのまま利用することはできなくなる。従って、そのような排出する超純水等の量を最小限に抑える機能を設けることでコストダウンに結びつけることが可能となる。
（第５実施例）
次に、本発明の第５実施例について示す。
図９は第５実施例の複合流体制御ユニット１０の断面図を示している。
第５実施例の複合流体制御ユニット１０は、第３実施例の複合流体制御ユニット１０に、開閉バルブ７０ａと微少流量調整バルブ７０ｂを追加したものである。
即ち、第４実施例の流量調整付き開閉バルブ７０の、開閉機能を開閉バルブ７０ａに、流量調整機能を微少流量調整バルブ７０ｂに分離した構成となっている。
開閉バルブ７０ａは、開閉バルブダイアフラム弁体７３ａを流路ブロック１１に設けられた開閉バルブ弁座７２ａに当接、離間することで、供給流体１７の流れを連通、遮断する。
また、開閉バルブ７０ａは、エア駆動タイプであるので、図示しない開閉バルブ操作ポートを備えており、エアを供給することで、開閉バルブダイアフラム弁体７３ａが開閉バルブ弁座７２ａから離間し、エアの供給を遮断すると、内蔵するバネの力で供給流体１７の供給を遮断するノーマルクローズタイプの開閉バルブである。ただし、必要に応じてノーマルオープンタイプ、複動タイプに交換することが可能である。
開閉バルブ弁室７４ａに接続される第５流路７７は、微少流量調整バルブ７０ｂの微少流量調整バルブ弁室７４ｂに接続され、開閉バルブ弁室７４ａと微少流量調整バルブ弁室７４ｂを連通する。
次に、本発明の第５実施例について示す。
図９は第５実施例の複合流体制御ユニット１０の断面図を示している。
第５実施例の複合流体制御ユニット１０は、第３実施例の複合流体制御ユニット１０に、開閉バルブ７０ａと微少流量調整バルブ７０ｂを追加したものである。
即ち、第４実施例の流量調整付き開閉バルブ７０の、開閉機能を開閉バルブ７０ａに、流量調整機能を微少流量調整バルブ７０ｂに分離した構成となっている。
開閉バルブ７０ａは、開閉バルブダイアフラム弁体７３ａを流路ブロック１１に設けられた開閉バルブ弁座７２ａに当接、離間することで、供給流体１７の流れを連通、遮断する。
また、開閉バルブ７０ａは、エア駆動タイプであるので、図示しない開閉バルブ操作ポートを備えており、エアを供給することで、開閉バルブダイアフラム弁体７３ａが開閉バルブ弁座７２ａから離間し、エアの供給を遮断すると、内蔵するバネの力で供給流体１７の供給を遮断するノーマルクローズタイプの開閉バルブである。ただし、必要に応じてノーマルオープンタイプ、複動タイプに交換することが可能である。
開閉バルブ弁室７４ａに接続される第５流路７７は、微少流量調整バルブ７０ｂの微少流量調整バルブ弁室７４ｂに接続され、開閉バルブ弁室７４ａと微少流量調整バルブ弁室７４ｂを連通する。
微少流量調整バルブ７０ｂは、流路ブロック１１に備えられた微少流量調整バルブ弁座７２ｂと微少流量調整バルブ弁体７３ｂとの隙間によって、供給流体１７の流量を調整する。微少流量調整バルブ弁体７３ｂは、先端に円錐状の突起があり、微少流量調整バルブ弁座７２ｂの中に入り込む。微少流量調整バルブ７０ｂには微少流量調整ネジ７６ｂが設けられており、微少流量調整ネジ７６ｂを回すことによって、微少流量調整バルブ弁体７３ｂと微少流量調整バルブ弁座７２ｂの隙間を調整する。
次に第５実施例の動作について説明する。
供給流体１７の供給時には、供給流体１７が、入力ポート２１から第２流路１３を通過して、供給用バルブ弁室２４に流入し供給流体１７が、入力ポート２１から第２流路１３を通過して、供給用バルブ弁室２４に流入し、第１流路１２を通って、出力ポート１５側とエア抜きポート１６側に別れて流入する。出力ポート１５側の説明は先ほど変わらないので省略するが、エア抜きポート１６側に流入した気泡１８の混じった供給流体１７は、第１流路１２上部へと押し出されてゆく。
開閉バルブ７０ａの開閉バルブダイアフラム弁体７３ａは開閉バルブ弁座７２ａと離間した状態であり、供給流体１７は開閉バルブ弁室７４ａに流入する。
そして、開閉バルブ弁室７４ａから第５流路７７を経て微少流量調整バルブ弁室７４ｂに供給流体１７は流入し、微少流量調整バルブ７０ｂの微少流量調整バルブ弁体７３ｂと微少流量調整バルブ弁座７２ｂの離間する隙間から、第４流路７５に入り込み、エア抜きポート１６より気泡１８の混じった供給流体１７は排出される。
供給流体１７のエア抜きポート１６からの排出量は、微少流量調整バルブ弁体７３ｂと開閉バルブ弁座７２の隙間によってコントロールされるので、微少流量調整ネジ７６ｂによってこの隙間を調整することで、供給流体１７の排出量がコントロールできる。
第４流路７５、第５流路７７は、第１流路１２よりも細く設けられているが、これは供給流体１７の消費量を極力減らしたい場合などには有効である。
供給流体１７の供給時には、供給流体１７が、入力ポート２１から第２流路１３を通過して、供給用バルブ弁室２４に流入し供給流体１７が、入力ポート２１から第２流路１３を通過して、供給用バルブ弁室２４に流入し、第１流路１２を通って、出力ポート１５側とエア抜きポート１６側に別れて流入する。出力ポート１５側の説明は先ほど変わらないので省略するが、エア抜きポート１６側に流入した気泡１８の混じった供給流体１７は、第１流路１２上部へと押し出されてゆく。
開閉バルブ７０ａの開閉バルブダイアフラム弁体７３ａは開閉バルブ弁座７２ａと離間した状態であり、供給流体１７は開閉バルブ弁室７４ａに流入する。
そして、開閉バルブ弁室７４ａから第５流路７７を経て微少流量調整バルブ弁室７４ｂに供給流体１７は流入し、微少流量調整バルブ７０ｂの微少流量調整バルブ弁体７３ｂと微少流量調整バルブ弁座７２ｂの離間する隙間から、第４流路７５に入り込み、エア抜きポート１６より気泡１８の混じった供給流体１７は排出される。
供給流体１７のエア抜きポート１６からの排出量は、微少流量調整バルブ弁体７３ｂと開閉バルブ弁座７２の隙間によってコントロールされるので、微少流量調整ネジ７６ｂによってこの隙間を調整することで、供給流体１７の排出量がコントロールできる。
第４流路７５、第５流路７７は、第１流路１２よりも細く設けられているが、これは供給流体１７の消費量を極力減らしたい場合などには有効である。
洗浄、パージ、吸引時に関しては、開閉バルブダイアフラム弁体７３ａと、開閉バルブ弁座７２ａが離間状態で、複合流体制御ユニット１０の洗浄、パージ、吸引を行う。この場合の説明については、開閉バルブ７０ａ及び微少流量調整バルブ７０ｂの動作は特に関係ないために省略する。
開閉バルブ７０ａの開閉についてであるが、エア抜きポート１６から供給流体１７を排出したくない場合に、開閉バルブ７０ａの開閉バルブダイアフラム弁体７３ａを開閉バルブ弁座７２ａに当接させて、供給流体１７のエア抜きポート１６からの排出を遮断する。
例えば、供給流体１７への気泡１８の混入量が少ない場合、一定量を第１流路１２内の供給用バルブ弁室２４より上側に貯めておくことが可能であるので、定期的に開閉させることで、供給流体１７の排出量を減らすことができる。
開閉バルブ７０ａの開閉についてであるが、エア抜きポート１６から供給流体１７を排出したくない場合に、開閉バルブ７０ａの開閉バルブダイアフラム弁体７３ａを開閉バルブ弁座７２ａに当接させて、供給流体１７のエア抜きポート１６からの排出を遮断する。
例えば、供給流体１７への気泡１８の混入量が少ない場合、一定量を第１流路１２内の供給用バルブ弁室２４より上側に貯めておくことが可能であるので、定期的に開閉させることで、供給流体１７の排出量を減らすことができる。
上記に示したように、第５実施例の複合流体制御ユニット１０が構成されるので、以下のような作用、効果を示す。
第５実施例の複合流体制御ユニット１０においては、第４実施例の流量調整付き開閉バルブ７０の、開閉機能と、流量調整機能を分離させ、開閉機能をもつ開閉バルブ７０ａの上に、流量調整機能をもつ微少流量調整バルブ７０ｂを備えることを特徴とするので、微少流量の調整が正確に行えるという優れた効果を奏する。
第５実施例の複合流体制御ユニット１０においては、第４実施例の流量調整付き開閉バルブ７０の、開閉機能と、流量調整機能を分離させ、開閉機能をもつ開閉バルブ７０ａの上に、流量調整機能をもつ微少流量調整バルブ７０ｂを備えることを特徴とするので、微少流量の調整が正確に行えるという優れた効果を奏する。
第４実施例の流量調整付き開閉バルブ７０のように、流量調整と開閉バルブの機能を１つのバルブで行う場合、微少流量の調整領域においては、正確に調整が難しい場合がある。
これは、流量調整付き開閉バルブ７０の開閉バルブダイアフラム弁体７３を開閉バルブ弁座７２に当接させる際に、完全に供給流体１７の遮断を行うために、ある程度の圧力で当接させている。この時、開閉バルブダイアフラム弁体７３も開閉バルブ弁座７２もＰＴＦＥ製であるために、若干の弾性変形を伴うことになる。
一方、開閉バルブダイアフラム弁体７３と開閉バルブ弁座７２を離間させた場合には、開閉バルブダイアフラム弁体７３と開閉バルブ弁座７２の隙間によって、流量が決定するために、当接した際に変形した状態と、時間を置いて元に復元した場合ではその隙間が若干異なることになる。
また、ＰＴＦＥも樹脂系の材料であるため、温度変化によっての寸法変化も金属より大きく作用する。従って、使用環境によっては影響が出る可能性がある。
これは、流量調整付き開閉バルブ７０の開閉バルブダイアフラム弁体７３を開閉バルブ弁座７２に当接させる際に、完全に供給流体１７の遮断を行うために、ある程度の圧力で当接させている。この時、開閉バルブダイアフラム弁体７３も開閉バルブ弁座７２もＰＴＦＥ製であるために、若干の弾性変形を伴うことになる。
一方、開閉バルブダイアフラム弁体７３と開閉バルブ弁座７２を離間させた場合には、開閉バルブダイアフラム弁体７３と開閉バルブ弁座７２の隙間によって、流量が決定するために、当接した際に変形した状態と、時間を置いて元に復元した場合ではその隙間が若干異なることになる。
また、ＰＴＦＥも樹脂系の材料であるため、温度変化によっての寸法変化も金属より大きく作用する。従って、使用環境によっては影響が出る可能性がある。
微少流量の調節にとって、こういった変形による影響は大きい。従って、第５実施例では開閉バルブ７０ａと微少流量調整バルブ７０ｂに分けて、開閉バルブ７０ａでは開閉機能のみ、微少流量調整バルブ７０ｂでは調節機能のみを担当してこの影響を回避している。また、開閉バルブ弁座７２の径を小さくすることでも、こういった影響をより少なくしている。
（第６実施例）
次に、本発明の第６実施例について示す。
図１０は第６実施例の複合流体制御ユニット１０の断面図を示している。また、図１１は図１０のＣ−Ｃ断面を示している。
第６実施例の複合流体制御ユニット１０は、第１実施例の複合流体制御ユニット１０のうち、供給用バルブ２０と排出用バルブ３０の機能を一体化した、供給排出用バルブ８０に置き換えたものである。
第１実施例の場合においても、供給時には排水を行わないという使い方をする場合が多いため、供給用バルブ２０と排出用バルブ３０を３方弁として一体化することで、機能は限定されるがコストダウンを図ることが出来る。
供給排出用バルブ８０は、供給部８１と排出部８２を持ち、一体のバルブとして構成される。
次に、本発明の第６実施例について示す。
図１０は第６実施例の複合流体制御ユニット１０の断面図を示している。また、図１１は図１０のＣ−Ｃ断面を示している。
第６実施例の複合流体制御ユニット１０は、第１実施例の複合流体制御ユニット１０のうち、供給用バルブ２０と排出用バルブ３０の機能を一体化した、供給排出用バルブ８０に置き換えたものである。
第１実施例の場合においても、供給時には排水を行わないという使い方をする場合が多いため、供給用バルブ２０と排出用バルブ３０を３方弁として一体化することで、機能は限定されるがコストダウンを図ることが出来る。
供給排出用バルブ８０は、供給部８１と排出部８２を持ち、一体のバルブとして構成される。
図１１に示すように、供給部８１は供給用バルブ２０とほぼ同一形状であり、供給用弁座部２２と、供給用ダイアフラム弁体２３及び、供給用バルブ弁室２４を有している。ただし、供給用バルブ操作ポート２５は備えていない。なお、供給用バルブ弁室２４は、第１流路１２が貫通している状態で流路ブロック１１に形成されている点も、第１実施例と同様である。
一方、排出部８２は排出用バルブ３０のように、排出用弁座部３２、排出用ダイアフラム弁体３３、排出用バルブ弁室３４は有しており、排出用バルブ操作ポート３５の代わりに、供給部８１及び排出部８２の両側を駆動させるための、供給排出用バルブ操作ポート８５を備えている。なお、排水調整つまみ３６の様な機能は持っていない。
なお、入力ポート２１は、第２流路１３に接続され、排出用バルブ弁室３４は排出ポート３１に接続されている。また、第２流路１３を連結ロッド８３は貫通している。
この連結ロッド８３は、供給用ダイアフラム弁体２３と排出用ダイアフラム弁体３３を接続するため、供給用ダイアフラム弁体２３と排出用ダイアフラム弁体３３に埋め込まれる状態で保持されている。そして、連結ロッド８３は接液部を有するため、ＰＴＥＦよりも強度があり、耐食性も高いＰＶＤＦやＰＣＴＦＥ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、あるいは、セラミックやチタン等、薬品によってその材質を選択することになる。
その他の構成については、第１実施例とほぼ同じである。
一方、排出部８２は排出用バルブ３０のように、排出用弁座部３２、排出用ダイアフラム弁体３３、排出用バルブ弁室３４は有しており、排出用バルブ操作ポート３５の代わりに、供給部８１及び排出部８２の両側を駆動させるための、供給排出用バルブ操作ポート８５を備えている。なお、排水調整つまみ３６の様な機能は持っていない。
なお、入力ポート２１は、第２流路１３に接続され、排出用バルブ弁室３４は排出ポート３１に接続されている。また、第２流路１３を連結ロッド８３は貫通している。
この連結ロッド８３は、供給用ダイアフラム弁体２３と排出用ダイアフラム弁体３３を接続するため、供給用ダイアフラム弁体２３と排出用ダイアフラム弁体３３に埋め込まれる状態で保持されている。そして、連結ロッド８３は接液部を有するため、ＰＴＥＦよりも強度があり、耐食性も高いＰＶＤＦやＰＣＴＦＥ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、あるいは、セラミックやチタン等、薬品によってその材質を選択することになる。
その他の構成については、第１実施例とほぼ同じである。
次に、第６実施例の複合流体制御ユニット１０の動作について説明する。
第６実施例の動作については、基本的に第１実施例と同一であるが、供給用バルブ２０及び排出用バルブ３０が供給排出用バルブ８０に置き換わった部分が若干異なる動作をするので、その部分の説明を行う。
供給排出用バルブ８０は、排出部８２側に供給排出用バルブ操作ポート８５を備えることで、供給部８１の供給用ダイアフラム弁体２３と、排出部８２の排出用ダイアフラム弁体３３の両側を駆動しうる。
これは、供給用弁座部２２と供給用ダイアフラム弁体２３を繋ぐ、連結ロッド８３が第２流路１３内を貫通して備えられているためで、供給排出用バルブ操作ポート８５に操作エアを供給することで、排出用ダイアフラム弁体３３は図面左側に押され、排出用ダイアフラム弁体３３と供給用ダイアフラム弁体２３が連結ロッド８３によって連結されているので、排出用ダイアフラム弁体３３に連動して供給用ダイアフラム弁体２３が図面左側に押されることになる。
供給部８１には、圧縮バネを備えているので、供給排出用バルブ操作ポート８５に操作エアを供給することで、この圧縮バネは圧縮される。その結果、供給部８１の供給用ダイアフラム弁体２３と供給用弁座部２２は離間し、排出部８２の排出用ダイアフラム弁体３３と排出用弁座部３２は当接する。この結果、入力ポート２１から供給された供給流体１７は、出力ポート１５側に供給されることになる。また、エア抜きポート１６から気泡１８を含んだ供給流体１７が排出される。
第６実施例の動作については、基本的に第１実施例と同一であるが、供給用バルブ２０及び排出用バルブ３０が供給排出用バルブ８０に置き換わった部分が若干異なる動作をするので、その部分の説明を行う。
供給排出用バルブ８０は、排出部８２側に供給排出用バルブ操作ポート８５を備えることで、供給部８１の供給用ダイアフラム弁体２３と、排出部８２の排出用ダイアフラム弁体３３の両側を駆動しうる。
これは、供給用弁座部２２と供給用ダイアフラム弁体２３を繋ぐ、連結ロッド８３が第２流路１３内を貫通して備えられているためで、供給排出用バルブ操作ポート８５に操作エアを供給することで、排出用ダイアフラム弁体３３は図面左側に押され、排出用ダイアフラム弁体３３と供給用ダイアフラム弁体２３が連結ロッド８３によって連結されているので、排出用ダイアフラム弁体３３に連動して供給用ダイアフラム弁体２３が図面左側に押されることになる。
供給部８１には、圧縮バネを備えているので、供給排出用バルブ操作ポート８５に操作エアを供給することで、この圧縮バネは圧縮される。その結果、供給部８１の供給用ダイアフラム弁体２３と供給用弁座部２２は離間し、排出部８２の排出用ダイアフラム弁体３３と排出用弁座部３２は当接する。この結果、入力ポート２１から供給された供給流体１７は、出力ポート１５側に供給されることになる。また、エア抜きポート１６から気泡１８を含んだ供給流体１７が排出される。
そして、供給排出用バルブ操作ポート８５への操作エアの供給が停止されると、圧縮バネの力によって、供給用ダイアフラム弁体２３と排出用ダイアフラム弁体３３は図面右側に移動し、供給部８１の供給用ダイアフラム弁体２３と供給用弁座部２２は当接し、排出用ダイアフラム弁体３３と排出用弁座部３２は離間する。この結果、供給流体１７の出力ポート１５への供給は停止され、排出ポート３１側に供給流体１７は排出されることになる。
ただし、図１１では、ノーマルクローズタイプの供給排出用バルブ８０を示しているが、必要に応じて、ノーマルオープンタイプや復動式のバルブに交換することが可能である。
なお、洗浄用バルブ４０及びパージ用バルブ５０等の機能に関しては、第６実施例においても他の実施例と同様に働くので、ここではその説明を省略する。
ただし、図１１では、ノーマルクローズタイプの供給排出用バルブ８０を示しているが、必要に応じて、ノーマルオープンタイプや復動式のバルブに交換することが可能である。
なお、洗浄用バルブ４０及びパージ用バルブ５０等の機能に関しては、第６実施例においても他の実施例と同様に働くので、ここではその説明を省略する。
（第７実施例）
次に第７実施例について示す。
第７実施例は、第６実施例の変形例である。
図１２（ａ）は第７実施例の複合流体制御ユニット１０の上面図を、図１２（ｂ）は第７実施例の複合流体制御ユニット１０の断面図と示している。また、図１３は図１２（ａ）のＤ−Ｄ断面を示している。
第７実施例の複合流体制御ユニット１０は、第６実施例同様に、第１実施例の複合流体制御ユニット１０のうち、供給用バルブ２０と排出用バルブ３０の機能を一体化した、供給排出用バルブ８０に置き換えたものである。ただし、第６実施例とは、その内部構造が若干異なっている。
第６実施例の場合、供給用バルブ２０と排出用バルブ３０の機能を一体化して３方弁化し、供給排出用バルブ８０にするにあたり、供給用ダイアフラム弁体２３と排出用ダイアフラム弁体３３の間に連結ロッド８３を用意して、供給用ダイアフラム弁体２３と排出用ダイアフラム弁体３３を同期させるようにしている。ただし、供給用ダイアフラム弁体２３及び排出用ダイアフラム弁体３３は、耐薬品性を追求し、供給流体１７への材質の溶出を最低限に抑えるためにＰＴＦＥ製である場合が多い。しかし、ＰＴＦＥは材料強度がそれほど高くないために、供給用ダイアフラム弁体２３と排出用ダイアフラム弁体３３を連動させるには弁体自体に負荷をかけることになるし、連結ロッド８３自身も耐薬品性を持たせる必要があるため前述したような特殊な材料を用いる必要がある。また、第２流路１３内に連結ロッド８３を設けるため、同等の流量を確保するためには第２流路１３の内径を大きくしてやらなければならない等の問題もある。
そこで、第７実施例の供給排出用バルブ８０はこの点を工夫した構造となっている。
次に第７実施例について示す。
第７実施例は、第６実施例の変形例である。
図１２（ａ）は第７実施例の複合流体制御ユニット１０の上面図を、図１２（ｂ）は第７実施例の複合流体制御ユニット１０の断面図と示している。また、図１３は図１２（ａ）のＤ−Ｄ断面を示している。
第７実施例の複合流体制御ユニット１０は、第６実施例同様に、第１実施例の複合流体制御ユニット１０のうち、供給用バルブ２０と排出用バルブ３０の機能を一体化した、供給排出用バルブ８０に置き換えたものである。ただし、第６実施例とは、その内部構造が若干異なっている。
第６実施例の場合、供給用バルブ２０と排出用バルブ３０の機能を一体化して３方弁化し、供給排出用バルブ８０にするにあたり、供給用ダイアフラム弁体２３と排出用ダイアフラム弁体３３の間に連結ロッド８３を用意して、供給用ダイアフラム弁体２３と排出用ダイアフラム弁体３３を同期させるようにしている。ただし、供給用ダイアフラム弁体２３及び排出用ダイアフラム弁体３３は、耐薬品性を追求し、供給流体１７への材質の溶出を最低限に抑えるためにＰＴＦＥ製である場合が多い。しかし、ＰＴＦＥは材料強度がそれほど高くないために、供給用ダイアフラム弁体２３と排出用ダイアフラム弁体３３を連動させるには弁体自体に負荷をかけることになるし、連結ロッド８３自身も耐薬品性を持たせる必要があるため前述したような特殊な材料を用いる必要がある。また、第２流路１３内に連結ロッド８３を設けるため、同等の流量を確保するためには第２流路１３の内径を大きくしてやらなければならない等の問題もある。
そこで、第７実施例の供給排出用バルブ８０はこの点を工夫した構造となっている。
図１３に示すように、供給部８１は供給用バルブ２０とはほぼ同一形状であり、供給用弁座部２２、供給用ダイアフラム弁体２３及び供給用バルブ弁室２４を有している。また、図示しないが供給部８１側に供給排出用バルブ操作ポート８５を備えている。なお、供給用バルブ弁室２４は、第１流路１２が貫通している状態で流路ブロック１１に形成されている点も第１実施例と同様である。
一方、排出部８２は排出用バルブ３０のように、排出用弁座部３２、排出用ダイアフラム弁体３３、排出用バルブ弁室３４は有しているが、供給排出用バルブ操作ポート８５を備えている。
そして、第６実施例の連結ロッド８３の代わりに、図１４に示すように、供給排出用バルブ８０ボディ内部に、連結シャフト８４を備えている。連結シャフト８４は供給排出用バルブ８０の対角に２本備えており、供給部８１の供給用ダイアフラム弁体２３と、排出部８２の排出用ダイアフラム弁体３３を連動するようにそれらのベースを連結している。なお、連結シャフト８４は必ずしも２本で無くとも良く、必要に応じて、本数を増やすことを妨げない。ただし、第７実施例では、連結シャフト８４を供給排出用バルブ８０の対角に持ってきているため、供給排出用バルブ８０の大きさを変える必要がないが、連結シャフト８４の本数を増やす場合は、取付ボルトとの兼ね合いもあり、供給排出用バルブ８０の大きさを広げる必要はあると考えている。
連結ロッド８３の材質であるが、これは一般的なステンレス製のシャフトを用いている。ただし、使用環境によっては必要に応じて材質を変更することを妨げない。
このように、第６実施例の連結ロッド８３の代わりに連結シャフト８４を設けることで、連結ロッド８３のように接液部に連結部材を用いる必要が無くなるため、材質の選択の幅が広がり、第２流路１３内の供給流体１７との接液することもなくなるので、パーティクルの問題や、部材からの溶出等を回避できるというメリットがある。
一方、排出部８２は排出用バルブ３０のように、排出用弁座部３２、排出用ダイアフラム弁体３３、排出用バルブ弁室３４は有しているが、供給排出用バルブ操作ポート８５を備えている。
そして、第６実施例の連結ロッド８３の代わりに、図１４に示すように、供給排出用バルブ８０ボディ内部に、連結シャフト８４を備えている。連結シャフト８４は供給排出用バルブ８０の対角に２本備えており、供給部８１の供給用ダイアフラム弁体２３と、排出部８２の排出用ダイアフラム弁体３３を連動するようにそれらのベースを連結している。なお、連結シャフト８４は必ずしも２本で無くとも良く、必要に応じて、本数を増やすことを妨げない。ただし、第７実施例では、連結シャフト８４を供給排出用バルブ８０の対角に持ってきているため、供給排出用バルブ８０の大きさを変える必要がないが、連結シャフト８４の本数を増やす場合は、取付ボルトとの兼ね合いもあり、供給排出用バルブ８０の大きさを広げる必要はあると考えている。
連結ロッド８３の材質であるが、これは一般的なステンレス製のシャフトを用いている。ただし、使用環境によっては必要に応じて材質を変更することを妨げない。
このように、第６実施例の連結ロッド８３の代わりに連結シャフト８４を設けることで、連結ロッド８３のように接液部に連結部材を用いる必要が無くなるため、材質の選択の幅が広がり、第２流路１３内の供給流体１７との接液することもなくなるので、パーティクルの問題や、部材からの溶出等を回避できるというメリットがある。
次に第７実施例の複合流体制御ユニット１０の動作について説明する。
第７実施例の動作については、基本的に第１実施例及び第６実施例と同一であるが、供給排出用バルブ８０が若干異なるために、その部分の説明を行う。
第７実施例の供給排出用バルブ８０は供給部８１側に供給排出用バルブ操作ポート８５を備えることで、供給部８１の供給用ダイアフラム弁体２３と排出部８２の排出用ダイアフラム弁体３３を両方駆動しうる。
これは、供給用弁座部２２と供給用ダイアフラム弁体２３を繋ぐ、連結シャフト８４が供給排出用バルブ８０に備えられているためで、供給排出用バルブ操作ポート８５に操作エアを救急することで、供給用ダイアフラム弁体２３が左側に移動し、供給部８１内に備える圧縮バネを圧縮することになる。この際に、連結シャフト８４によって排出用ダイアフラム弁体３３も連結されているため、排出用ダイアフラム弁体３３も図面左側に移動することになる。
この結果、供給部８１の供給用弁座部２２と供給用ダイアフラム弁体２３は離間し、排出部８２の排出用弁座部３２と排出用ダイアフラム弁体３３は当接するため、入力ポート２１から供給された供給流体１７は、出力ポート１５側に供給されることになる。また、エア抜きポート１６からは、気泡１８を含んだ供給流体１７が排出される。
第７実施例の動作については、基本的に第１実施例及び第６実施例と同一であるが、供給排出用バルブ８０が若干異なるために、その部分の説明を行う。
第７実施例の供給排出用バルブ８０は供給部８１側に供給排出用バルブ操作ポート８５を備えることで、供給部８１の供給用ダイアフラム弁体２３と排出部８２の排出用ダイアフラム弁体３３を両方駆動しうる。
これは、供給用弁座部２２と供給用ダイアフラム弁体２３を繋ぐ、連結シャフト８４が供給排出用バルブ８０に備えられているためで、供給排出用バルブ操作ポート８５に操作エアを救急することで、供給用ダイアフラム弁体２３が左側に移動し、供給部８１内に備える圧縮バネを圧縮することになる。この際に、連結シャフト８４によって排出用ダイアフラム弁体３３も連結されているため、排出用ダイアフラム弁体３３も図面左側に移動することになる。
この結果、供給部８１の供給用弁座部２２と供給用ダイアフラム弁体２３は離間し、排出部８２の排出用弁座部３２と排出用ダイアフラム弁体３３は当接するため、入力ポート２１から供給された供給流体１７は、出力ポート１５側に供給されることになる。また、エア抜きポート１６からは、気泡１８を含んだ供給流体１７が排出される。
そして、供給排出用バルブ操作ポート８５への操作エアの供給が停止されると、圧縮バネの力によって、供給用ダイアフラム弁体２３と排出用ダイアフラム弁体３３は図面右側に移動するので、供給用弁座部２２と供給用ダイアフラム弁体２３は当接し、排出用弁座部３２と排出用ダイアフラム弁体３３は離間することになる。この結果、供給流体１７の出力ポート１５への供給は停止され、排出ポート３１側に供給流体１７は排出されることになる。
ただし、図１３ではノーマルクローズタイプの供給排出用バルブ８０を示しているが、必要に応じて、ノーマルオープンタイプや復動式のバルブに交換することが可能である。
なお、洗浄用バルブ４０及びパージ用バルブ５０等の機能に関しては、第７実施例においても他の実施例と同様に働くので、ここではその説明を省略する。
ただし、図１３ではノーマルクローズタイプの供給排出用バルブ８０を示しているが、必要に応じて、ノーマルオープンタイプや復動式のバルブに交換することが可能である。
なお、洗浄用バルブ４０及びパージ用バルブ５０等の機能に関しては、第７実施例においても他の実施例と同様に働くので、ここではその説明を省略する。
上記に示したように、第６実施例及び第７実施例の複合流体制御ユニット１０が構成されるので、以下のような作用、効果を示す。
入力ポート２１からの供給流体１７の流れを供給と排出に切り替える供給排出用バルブ８０と、を有する複合流体制御ユニット１０において、一体的に形成された流路ブロック１１に、供給排出用バルブ８０の弁座である、供給用ダイアフラム弁体２３、排出用ダイアフラム弁体３３が形成され、流路ブロック１１の下端に、供給流体１７の出力ポート１５が設けられ、流路ブロック１１の上端に、エア抜きポート１６が設けられ、流路ブロック１１内に、出力ポート１５と、エア抜きポート１６を連通する、第１流路１２が設けられ、供給排出用バルブ８０の備える供給部８１の供給用バルブ弁室２４と排出部８２の排出用バルブ弁室３４が、第２流路１３で連通され、第１流路１２が供給排出用バルブ８０の供給部８１の供給用バルブ弁室２４を貫通し、第１流路１２内の流体の流れを連通、調整、または遮断する洗浄用バルブ４０又はパージ用バルブ５０が、供給排出用バルブ８０の上部に少なくとも１つ設けられ、流路ブロック１１に洗浄用バルブ４０又はパージ用バルブ５０の弁座が設けられ、第１流路１２に接続されることを特徴とするので、複合流体制御ユニット１０によって供給される、流体中の気泡１８を、エア抜きポート１６から排出することが可能となり、複数のバルブの機能が流路ブロック１１に一体的かつコンパクトにまとめられるので、省スペース化を図ることが可能となるという（１）と同様の効果をバルブの数を削減して実現することが可能となる。
入力ポート２１からの供給流体１７の流れを供給と排出に切り替える供給排出用バルブ８０と、を有する複合流体制御ユニット１０において、一体的に形成された流路ブロック１１に、供給排出用バルブ８０の弁座である、供給用ダイアフラム弁体２３、排出用ダイアフラム弁体３３が形成され、流路ブロック１１の下端に、供給流体１７の出力ポート１５が設けられ、流路ブロック１１の上端に、エア抜きポート１６が設けられ、流路ブロック１１内に、出力ポート１５と、エア抜きポート１６を連通する、第１流路１２が設けられ、供給排出用バルブ８０の備える供給部８１の供給用バルブ弁室２４と排出部８２の排出用バルブ弁室３４が、第２流路１３で連通され、第１流路１２が供給排出用バルブ８０の供給部８１の供給用バルブ弁室２４を貫通し、第１流路１２内の流体の流れを連通、調整、または遮断する洗浄用バルブ４０又はパージ用バルブ５０が、供給排出用バルブ８０の上部に少なくとも１つ設けられ、流路ブロック１１に洗浄用バルブ４０又はパージ用バルブ５０の弁座が設けられ、第１流路１２に接続されることを特徴とするので、複合流体制御ユニット１０によって供給される、流体中の気泡１８を、エア抜きポート１６から排出することが可能となり、複数のバルブの機能が流路ブロック１１に一体的かつコンパクトにまとめられるので、省スペース化を図ることが可能となるという（１）と同様の効果をバルブの数を削減して実現することが可能となる。
供給機能と排出機能は同時には用いられない場合が多いので、供給機能を使用している場合は排水機能を停止すべく３方弁で代替することが可能となる。従って、供給排出用バルブ８０は３方弁を用いて、供給時には排水しないという構成にすることで、バルブの数を減らすことができる。これによって、制御エアや電磁弁を削減することができ、イニシャルコストやランニングコストの削減に効果がある。
なお、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。
例えば、供給用バルブ２０、排出用バルブ３０、洗浄用バルブ４０、パージ用バルブ５０に、サックバックバルブ６０、流量調整付き開閉バルブ７０、開閉バルブ７０ａ、微少流量調整バルブ７０ｂの組み合わせを、用途に合わせて変更することを妨げない。
具体的には第５実施例の複合流体制御ユニット１０のうち、開閉バルブ７０ａを省き、エア抜きポート１６への排出遮断を行わなくても良いし、供給流体１７が粘度の高い液体であり、ポタ落ちが起きにくいものであれば、サックバックバルブ６０を省いても良い。
また、流路ブロック１１の材質等についてもＰＴＦＥに限定するものではなく、供給流体１７によって必要な性質を持つ材質を適宜選定することを妨げない。
また、それぞれのバルブは、エア駆動方式を採用しているが、モーター駆動タイプであっても構わない。
例えば、供給用バルブ２０、排出用バルブ３０、洗浄用バルブ４０、パージ用バルブ５０に、サックバックバルブ６０、流量調整付き開閉バルブ７０、開閉バルブ７０ａ、微少流量調整バルブ７０ｂの組み合わせを、用途に合わせて変更することを妨げない。
具体的には第５実施例の複合流体制御ユニット１０のうち、開閉バルブ７０ａを省き、エア抜きポート１６への排出遮断を行わなくても良いし、供給流体１７が粘度の高い液体であり、ポタ落ちが起きにくいものであれば、サックバックバルブ６０を省いても良い。
また、流路ブロック１１の材質等についてもＰＴＦＥに限定するものではなく、供給流体１７によって必要な性質を持つ材質を適宜選定することを妨げない。
また、それぞれのバルブは、エア駆動方式を採用しているが、モーター駆動タイプであっても構わない。
１０ 複合流体制御ユニット
１１ 流路ブロック
１２ 第１流路
１３ 第２流路
１４ 第３流路
１５ 出力ポート
１６ エア抜きポート
１７ 供給流体
１８ 気泡
１９ａ 洗浄用流体
１９ｂ パージ用流体
２０ 供給用バルブ
２１ 入力ポート
２２ 供給用弁座部
２３ 供給用ダイアフラム弁体
２４ 供給用バルブ弁室
２５ 供給用バルブ操作ポート
２６ 膜式開閉バルブ
２７ ダイアフラム
３０ 排出用バルブ
３１ 排出ポート
３２ 排出用弁座部
３３ 排出用ダイアフラム弁体
３４ 排出用バルブ弁室
３５ 排出用バルブ操作ポート
３６ 排水調整つまみ
４０ 洗浄用バルブ
４１ 洗浄水入力ポート
４２ 洗浄用弁座
４３ 洗浄用ダイアフラム弁体
４４ 洗浄用バルブ弁室
４５ 洗浄用バルブ操作ポート
５０ パージ用バルブ
５１ パージポート
５２ パージ用弁座
５３ パージ用ダイアフラム弁体
５４ パージ用バルブ弁室
５５ パージ用バルブ操作ポート
６０ サックバックバルブ
６３ サックバック用ダイアフラム弁体
６４ サックバックバルブ弁室
６６ サックバックストローク調整ツマミ
７０ 流量調整付き開閉バルブ
７０ａ 開閉バルブ
７０ｂ 微少流量調整バルブ
７２ 開閉バルブ弁座
７２ａ 開閉バルブ弁座
７２ｂ 微少流量調整バルブ弁座
７３ 開閉バルブダイアフラム弁体
７３ａ 開閉バルブダイアフラム弁体
７３ｂ 微少流量調整バルブ弁体
７４ 開閉バルブ弁室
７４ａ 開閉バルブ弁室
７４ｂ 微少流量調整バルブ弁室
７５ 第４流路
７６ 開閉ストローク調整つまみ
７６ｂ 微少流量調整ネジ
７７ 第５流路
８０ 供給排出用バルブ
８１ 供給部
８２ 排出部
８３ 連結ロッド
８４ 連結シャフト
８５ 供給排出用バルブ操作ポート
１１ 流路ブロック
１２ 第１流路
１３ 第２流路
１４ 第３流路
１５ 出力ポート
１６ エア抜きポート
１７ 供給流体
１８ 気泡
１９ａ 洗浄用流体
１９ｂ パージ用流体
２０ 供給用バルブ
２１ 入力ポート
２２ 供給用弁座部
２３ 供給用ダイアフラム弁体
２４ 供給用バルブ弁室
２５ 供給用バルブ操作ポート
２６ 膜式開閉バルブ
２７ ダイアフラム
３０ 排出用バルブ
３１ 排出ポート
３２ 排出用弁座部
３３ 排出用ダイアフラム弁体
３４ 排出用バルブ弁室
３５ 排出用バルブ操作ポート
３６ 排水調整つまみ
４０ 洗浄用バルブ
４１ 洗浄水入力ポート
４２ 洗浄用弁座
４３ 洗浄用ダイアフラム弁体
４４ 洗浄用バルブ弁室
４５ 洗浄用バルブ操作ポート
５０ パージ用バルブ
５１ パージポート
５２ パージ用弁座
５３ パージ用ダイアフラム弁体
５４ パージ用バルブ弁室
５５ パージ用バルブ操作ポート
６０ サックバックバルブ
６３ サックバック用ダイアフラム弁体
６４ サックバックバルブ弁室
６６ サックバックストローク調整ツマミ
７０ 流量調整付き開閉バルブ
７０ａ 開閉バルブ
７０ｂ 微少流量調整バルブ
７２ 開閉バルブ弁座
７２ａ 開閉バルブ弁座
７２ｂ 微少流量調整バルブ弁座
７３ 開閉バルブダイアフラム弁体
７３ａ 開閉バルブダイアフラム弁体
７３ｂ 微少流量調整バルブ弁体
７４ 開閉バルブ弁室
７４ａ 開閉バルブ弁室
７４ｂ 微少流量調整バルブ弁室
７５ 第４流路
７６ 開閉ストローク調整つまみ
７６ｂ 微少流量調整ネジ
７７ 第５流路
８０ 供給排出用バルブ
８１ 供給部
８２ 排出部
８３ 連結ロッド
８４ 連結シャフト
８５ 供給排出用バルブ操作ポート
Claims (8)
- 入力ポートからの供給流体の流れを連通または遮断する供給用第１バルブと、排水時に前記供給流体を排出ポートに連通する排出用第２バルブと、を有する複合流体制御ユニットにおいて、
一体的に形成された流路ブロックに、前記供給用第１バルブと前記排出用第２バルブの弁座が形成され、
前記流路ブロックの下端に、前記供給流体の出力ポートが設けられ、
前記流路ブロックの上端に、エア抜きポートが設けられ、
前記流路ブロック内に、前記出力ポートと前記エア抜きポートを連通する、第１流路が設けられ、
前記第１流路が、前記供給用第１バルブの弁室を貫通し、
前記供給用第１バルブと同じ高さに、前記排出用第２バルブが設けられ、第２流路が、前記供給用第１バルブの弁室と前記排出用第２バルブの弁室を連通して設けられ、
前記第１流路内の流体の流れを連通、調整、または遮断する第３バルブが、前記供給用第１バルブと前記排出用第２バルブの上部に少なくとも１つ設けられ、
前記流路ブロックに前記第３バルブの弁座が設けられ、前記第１流路に接続されること、
前記入力ポートは、前記第２流路に連通すること、
前記排出ポートは、前記排出用第２バルブの前記弁室に連通すること、
前記供給用第１バルブの前記弁座は、前記第２流路と前記供給用第１バルブの前記弁室を連通すること、
前記排出用第２バルブの前記弁座は、前記第２流路と前記排出用第２バルブの前記弁室を連通すること
を特徴とする複合流体制御ユニット。 - 請求項１に記載の複合流体制御ユニットにおいて、
前記第３バルブが、洗浄時に洗浄用流体を供給する洗浄用バルブ、液排出時にパージ用流体を供給するパージ用バルブ、液吸引時に前記供給流体または前記洗浄用流体を吸引する吸引用バルブのうち、少なくとも何れか１つであることを特徴とする複合流体制御ユニット。 - 請求項１または請求項２に記載の複合流体制御ユニットにおいて、
前記入力ポートから供給される前記供給流体を、前記供給用第１バルブを開き、前記排出用第２バルブを閉じることで前記出力ポート側に供給し、又、前記供給用第１バルブを閉じ、前記排出用第２バルブを開くことで前記排出ポート側に排出し、これを切り替えることで常に前記供給流体が流れている状態を維持することを特徴とする複合流体制御ユニット。 - 請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載される複合流体制御ユニットにおいて、
液垂れを防止するサックバックバルブを備え、
前記サックバックバルブが、前記供給用第１バルブ及び前記排出用第２バルブの上部で、かつ前記第３バルブの下部に設けられ、前記サックバックバルブの弁室を前記第１流路が貫通することを特徴とする複合流体制御ユニット。 - 請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載される複合流体制御ユニットにおいて、
前記供給用第１バルブが、ダイアフラムタイプのアクチュエータを用いた膜式開閉バルブであることで、バルブ開閉速度を低下させて、開閉時に発生するパーティクルを減少させることを特徴とする複合流体制御ユニット。 - 請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載される複合流体制御ユニットにおいて、
前記エア抜きポートに、流量調整付き開閉バルブを設けることで、前記エア抜きポートから排出する前記供給流体の流量を調整可能としたことを特徴とする複合流体制御ユニット。 - 請求項６に記載される複合流体制御ユニットにおいて、
前記流量調整付き開閉バルブの、開閉機能と、流量調整機能を分離させ、
前記開閉機能をもつ開閉バルブの上に、前記流量調整機能をもつ微少流量調整バルブを備えることを特徴とする複合流体制御ユニット。 - 入力ポートからの供給流体の流れを供給と排出に切り替える供給排出用第１バルブと、を有する複合流体制御ユニットにおいて、
一体的に形成された流路ブロックに、前記供給排出用第１バルブの備える供給部の弁座と排出部の弁座が形成され、
前記流路ブロックの下端に、前記供給流体の出力ポートが設けられ、
前記流路ブロックの上端に、エア抜きポートが設けられ、
前記流路ブロック内に、前記出力ポートと前記エア抜きポートを連通する、第１流路が設けられ、
前記供給排出用第１バルブの備える供給部の弁室と排出部の弁室が、第２流路で連通され、
前記第１流路が前記供給排出用第１バルブの供給部の弁室を貫通し、
前記第１流路内の流体の流れを連通、調整、または遮断する第２バルブが、前記供給排出用第１バルブの上部に少なくとも１つ設けられ、
前記流路ブロックに前記第２バルブの弁座が設けられ、前記第１流路に接続されること、
前記入力ポートは、前記第２流路に連通すること、
前記供給排出用第１バルブの前記供給部の前記弁座は、前記第２流路と前記供給排出用第１バルブの前記供給部の前記弁室を連通すること、
前記供給排出用第１バルブの前記排出部の前記弁座は、前記第２流路と前記供給排出用第１バルブの前記排出部の前記弁室を連通すること
を特徴とする複合流体制御ユニット。
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