JP5048710B2 - 流体制御弁 - Google Patents

Description

本発明は、入力ポートと出力ポートとを連通する弁孔の外周に形成された弁座を有する樹脂製の弁本体と、樹脂製弁本体の上面に連結される樹脂製の弁体駆動部と、弁本体と弁体駆動部との間に狭持され、弁座を開閉するダイアフラム弁体とを有すること、ダイアフラム弁体のうち周縁部が、弁本体と前記弁体駆動部との間に狭持されている流体制御弁に関する。

従来より、半導体製造装置などで使用される薬液の供給を制御するための流体制御弁では、制御対象である薬液の性質から、外部シール構造におけるシール性能が重視されている。
また、近年においては、半導体製造装置ではデバイスの高集積化が進むにつれ高浸透性の薬液を高温下で扱うことが多くなってきており、浸透性の高い薬液には、ふっ酸などが含まれている。このため、流体制御弁が従来よりも過酷な条件下で使用される頻度が高まっているため、外部シール構造におけるシール性能が十分でない場合が発生する恐れがある。
そのため、従来より過酷な条件下でも十分な安全性を確保することができるように、流体制御弁の外部シール構造に対し、シール性能の向上が望まれていた。

従来、この種の技術として、下記の特許文献１に記載される流体制御弁１００がある。図７に、流体制御弁１００の断面図を示す。また、図８に図７の流体制御弁１００のうち、点線Ｒで囲った部分の拡大図を示す。
図７に示すように、流体制御弁１００は、弁本体１０３、弁上体１０９、ダイアフラム弁体１０８により構成されている。弁本体１０３には、入力ポート１１２と出力ポート１１１とに連通する開口部１１４が形成されている。弁本体１０３と弁上体１０９との間には、樹脂製のダイアフラム弁体１０８が狭持されている。
図８に示すように、ダイアフラム弁体１０８の周縁部１２２ａの先端に段部１２４が形成されている。また、弁本体１０３の周縁突出部１０３ａの先端に段部１２５が形成されている。これらの段部１２４、１２５によりＰＦＡ製の溶着部品１２３を嵌め込む溝１２６が形成されている。そして、この溝１２６に溶着部品１２３を嵌め込み、ボディ１０３の突出部１０３ａとダイアフラム弁体１０８の周縁部１２２ａと溶着部品１２３によって溶着して外部シールを行っている。
しかし、流体制御弁１００においては、外部シールを行うために、溶着部品１２３によって溶着しなければならず、工程管理が大変であるため問題となる。また、工程数が増加すると、生産効率が悪くなるため問題となる。

そこで、外部シールに対して、溶着を必要としないものとして、特許文献２に記載される流体制御弁２００がある。図９に、流体制御弁２００の断面図を示す。また、図１０に図９の流体制御弁２００のうち、点線Ｐで囲った部分の拡大図を示す。
図９に示すように、流体制御弁２００は、弁本体２０２、弁上体２０３、ダイアフラム弁体２０４により構成されている。弁本体２０２には、入力ポート２１１と出力ポート２１２とに連通する開口部２１４が形成されている。弁本体２０２と弁上体２０３との間には、樹脂製のダイアフラム弁体２０４が狭持されている。
図１０に示すように、開口部２１４の外側には、環状溝２１６及び環状溝２１７が形成されており、環状溝２１６の内周面には、圧入代２１６ａが形成され、環状溝２１７の内周面には、圧入代２１７ａが形成されている。

図１０に示すように、ダイアフラム弁体２０４には、外縁に沿って肉厚に設けられた周縁部２０４ｃ及び２０４ｄが形成され、リング体２３５が周縁部２０４ｃに装着されている構成である。
弁本体２０２の環状溝２１６に、ダイアフラム弁体２０４の周縁部２０４ｃを圧入し、周縁部２０４ｃと圧入代２１６ａが係合することによりシールされる。さらに、リング体２３５が、周縁部２０４ｃに装着されていることにより、ダイアフラム弁体２０４の周縁部２０４ｃが弁本体２０２に押圧されても変形しない。また、弁本体２０２の環状溝２１７に、ダイアフラム弁体２０４の周縁部２０４ｄを圧入し、周縁部２０４ｄと圧入代２１７ａが係合することによりシールされる。
よって、溶着を要せずにシールをすることができる。

特開２００５−１６３８７７号公報 特開２００９−２４４２号公報

しかしながら、特許文献２の流体制御弁２００には、以下の問題があった。
すなわち、図１０に示すように、周縁部２０４ｃを環状溝２１６に圧入すると、内壁２１８には圧入された部分から押圧力Ｘが加わるため、内壁２１８は内側に傾いてしまう。また、周縁部２０４ｄを環状溝２１７に圧入すると、外壁２１９に圧入された部分から押圧力Ｙが加わるため、外壁２１９は外側に傾いてしまう。
内壁２１８が傾くと、内壁２１８に形成された圧入代２１６ａも傾き、周縁部２０４ｃと係合しない部分が出てくる。また、外壁２１９が傾くと、外壁２１９に形成された圧入代２１７ａも傾き、周縁部２０４ｄと係合しない部分が出てくる。
以上のように、周縁部と圧入代の係合部分が少なくなるとシール力が弱くなるため問題となる。
さらに、高浸透性の薬液を高温下で扱う場合には特にシール力が低下すると大きな問題となる。

そこで、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的はダイアフラム弁体の周縁部を環状溝に圧入することによる内周壁と外周壁の傾きを防止する流体制御弁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る流体制御弁は、以下の構成を有する。
（１）入力ポートと出力ポートとを連通する弁孔の外周に形成された弁座を有する樹脂製の弁本体と、樹脂製弁本体の上面に連結される樹脂製の弁体駆動部と、弁本体と弁体駆動部との間に狭持され、弁座を開閉するダイアフラム弁体とを有し、ダイアフラム弁体のうち周縁部が、弁本体と前記弁体駆動部との間に狭持されている流体制御弁において、弁本体に、周縁部を嵌合する環状溝が形成されていること、弁本体が、環状溝と弁座との間の内周壁と、環状溝と弁本体の外壁との間の外周壁と、を有すること、内周壁の内部に環状に形成した円筒状の内周壁補強部材が組み込まれていること、外周壁の内部に環状に形成した円筒状の外周壁補強部材が組み込まれていること、内周壁補強部材と外周壁補強部材とを連結する連結部材を有すること、を特徴とすることにある。
（２）（１）に記載する流体制御弁において、内周壁補強部材、外周壁補強部材、及び、連結部材をインサート成形で挿入すること、を特徴とすることにある。
（３）（１）に記載する流体制御弁において、内周壁補強部材は、弁本体より強度が高く、かつ、線膨張係数が小さい材料を使用すること、外周壁補強部材は、弁本体より強度が高く、かつ、線膨張係数が小さい材料を使用すること、連結部材は、弁本体より強度が高く、かつ、線膨張係数が小さい材料を使用すること、を特徴とすることにある。
（４）（１）に記載する流体制御弁において、内周壁補強部材、外周壁補強部材、及び、連結部材は、一体に形成され、コの字形状の断面形状をなすこと、を特徴とすることにある。

（５）（１）に記載する流体制御弁において、外周壁補強部材が内周壁補強部材よりも軸心方向に全長が長いこと、を特徴とすることにある。
（６）（１）に記載する流体制御弁において、弁本体に固定ブロックに固定するためのネジ孔が形成されていること、ネジ孔の内周壁がネジ孔補強部材により形成されていること、を特徴とすることにある。
（７）（６）に記載する流体制御弁において、ネジ孔補強部材は、弁本体より強度が高く、かつ、線膨張係数が小さい材料を使用すること、を特徴とすることにある。

上記流体制御弁の作用及び効果について説明する。
（１）弁本体に、周縁部を嵌合する環状溝が形成されていること、弁本体が、環状溝と弁座との間の内周壁と、環状溝と弁本体の外壁との間の外周壁と、を有すること、内周壁の内部に環状に形成した円筒状の内周壁補強部材が組み込まれていること、外周壁の内部に環状に形成した円筒状の外周壁補強部材が組み込まれていること、内周壁補強部材と外周壁補強部材とを連結する連結部材を有することにより、ダイアフラム弁体の周端部を環状溝に圧入しても、内周壁が内側へ傾くのを内周壁補強部材が防止することができる。また、外周壁が外側へ傾くのを外周壁補強部材が防止することができる。
内周壁補強部材と外周壁補強部材は連結部材により連結されていることにより、固定され、強度を持つ。そのため、内周壁が内側へ傾くのを防止することができ、外周壁が外側へ傾くのを防止することができる。
（２）内周壁補強部材、外周壁補強部材、及び、連結部材をインサート成形で挿入することにより、内周壁補強部材、外周壁補強部材、及び、連結部材を、弁本体と一体的に密着させることができるため、ガタがなくなり内周壁補強部材及び外周壁補強部材の力を内周壁及び外周壁に直接伝わることができるため、より強固に補強することができる。
（３）内周壁補強部材は、弁本体より強度が高く、かつ、線膨張係数が小さい材料を使用すること、外周壁補強部材は、弁本体より強度が高く、かつ、線膨張係数が小さい材料を使用すること、連結部材は、弁本体より強度が高く、かつ、線膨張係数が小さい材料を使用することにより、内周壁、外周壁を補強することができるため、内周壁が内側へ傾くのを防止することができ、外周壁が外側へ傾くのを防止することができる。
（４）内周壁補強部材、外周壁補強部材、及び、連結部材の断面形状がコの字形状であることにより、外周壁補強部材と内周壁補強部材に相反する押圧力が加わりバランスを保つことができるため、一方向に傾くことがなく、外周壁及び内周壁の傾きを防止することができる。

（５）外周壁補強部材が内周壁補強部材よりも軸心方向に全長が長いことにより、周縁部を囲むように補強することができるため、周縁部を環状溝に圧入しても、内周壁が内側へ傾くのを内周壁補強部材が防止することができる。また、外周壁が外側へ傾くのを外周壁補強部材が防止することができる。
（６）弁本体に固定ブロックに固定するためのネジ孔が形成されていること、ネジ孔の内周壁がネジ孔補強部材により形成されていることにより、弁本体の軸心方向の強度を高めることができる。さらに、外周壁の変形を抑制でき、シール性を向上させることができる。
（７）ネジ孔補強部材と外周壁補強部材は、重なり合っていることにより、外周壁が外側へ傾くのを防止することができる。
（８）ネジ孔補強部材は、弁本体より強度が高く、かつ、線膨張係数が小さい材料を使用することにより、ネジ孔を補強し、弁本体を補強することができるため、外周壁が外側へ傾くのを防止することができる。

本発明の第１実施形態に係る流体制御弁１の断面図である。 本発明の第１実施形態に係る図１の点線Ｍの拡大図である。 本発明の第２実施形態に係る流体制御弁１Ｌの断面図である。 本発明の第２実施形態に係る図３の点線Ｎの拡大図である。 本発明の第２実施形態に係る図３のＢＢ断面図である。 本発明の第２実施形態に係る図５のＡＡ断面図である。 特許文献１に係る流体制御弁１００の断面図である。 特許文献１に係る図７の点線Ｒの拡大図である。 特許文献２に係る流体制御弁２００の断面図である。 特許文献２に係る図９の点線Ｐの拡大図である。

次に、本発明に係る流体制御弁の一実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
＜流体制御弁の全体構成＞
図１には、流体制御弁１の断面図を示す。
図１に示すように、流体制御弁１は、樹脂製の弁本体２、樹脂製のダイアフラム弁体３、樹脂製の弁体駆動部４から構成されている。

＜弁本体の構成＞
弁本体２には、第１外部ポートと接続する第１流路２２、及び、第２外部ポートと接続する第２流路２１が形成されている。弁本体２の上面２Ａの中央には、開口部２８が形成されており、開口部２８には、弁座２４が形成され、弁座２４の内側に弁孔２３が形成されている。弁孔２３には、第１流路２２が接続されている。また、弁座２４の周りに形成された環状の溝部２７には第２流路２１が接続されている。
こうして、第１流路２２と第２流路２１とは、ともに弁本体２の上面２Ａの中央に形成された開口部２８に連通し、その開口部２８はダイアフラム弁体３によって塞がれている。

図１に示す、弁本体２の上面２Ａの周端には、ダイアフラム弁体３及び弁体駆動部４と接続する環状の接続部２５が形成されている。接続部２５の内側は、開口部２８が形成されている。接続部２５の外側は、弁本体２の外周壁に沿って形成されている。開口部２８は、環状溝２７、弁座２４、弁孔２３を含む部分である。
図２に示すように、接続部２５には、ダイアフラム弁体３の固定部３３の固定凸部３３Ａと嵌合する環状溝２５Ｃが形成されている。接続部２５のうち環状溝２５Ｃよりも外周方向にある外側の接続部２５を外周壁２５Ａとする。また、接続部２５のうち環状溝２５Ｃよりも内周方向にある内側の接続部２５を内周壁２５Ｂとする。

＜補強部材の構成＞
図２に示すように、接続部２５の内部には、接続部２５を補強するための補強部材１０が形成されている。補強部材１０は、接続部２５の内部にインサート成形されることにより形成されている。具体的には、補強部材１０は、外周壁補強部材１０Ａ、内周壁補強部材１０Ｂ、連結部材１０Ｃにより構成されている。接続部２５の外周壁２５Ａの内部には、外周壁補強部材１０Ａが形成され、内周壁２５Ｂの内部には、内周壁補強部材１０Ｂ
が形成され、外周壁補強部材１０Ａと内周壁補強部材１０Ｂとを連結する連結部材１０Ｃを有する。
外周壁補強部材１０Ａと内周壁補強部材１０Ｂとは平行に横並びに並んで、インサート成形されており、さらに、外周壁補強部材１０Ａ及び内周壁補強部材１０Ｂと、連結部材１０Ｃとは、直角に連結していることにより、補強部材１０の断面形状はコの字形状をしている。インサート成形されていることにより、外周壁補強部材１０Ａ、内周壁補強部材１０Ｂ、及び、連結部材１０Ｃは、弁本体２と一体的に密着される。

補強部材１０は、弁本体２、ダイアフラム弁体３に使用される材料であるフッ素樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ）よりも強度が高いものを材料として使用する。
強度が高いものの基準としては、ダイアフラム弁体３の固定部３３の固定凸部３３Ａを環状溝２５Ｃに圧入した際に、外周壁２５Ａが外側に傾くことを防止でき、また、内周壁２５Ｂが内側へ傾くことを防止することができる強度を持つものである。固定部３３の固定凸部３３Ａを環状溝２５Ｃに圧入する際には、外周壁２５Ａには外側への押圧力が、内周壁２５Ｂには、内側への押圧力が加わるため、圧入に対する押圧力に対抗できる強度を必要とする。例えば、フッ素樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ）の引張強度が、３０（ＭＰａ）であるため、補強部材２５では、引張強度が、３０（ＭＰａ）以上のものを使用する。具体的には、引張強度が、２５０〜４００（ＭＰａ）である金属（チタン）、引張強度が、８００（ＭＰａ）である金属（Ｎｉ合金）、引張強度が、２００（ＭＰａ）であるＰＰＳ等を使用する。

また、浸透性の高い薬液を高温下で扱うため、高温下でも、ダイアフラム弁体３の固定部３３の固定凸部３３Ａを環状溝２５Ｃに圧入した際に、外周壁２５Ａが外側に傾くことを防止でき、また、内周壁２５Ｂが内側へ傾くことを防止することができる強度が必要である。高温下では、強度が低下することに加え、材料は膨張する。そのため、本来の形を維持するのが難しくなるため、補強材の材料には線膨張係数が小さい材料を使用することが必要となる。例えば、フッ素樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ）の線膨張係数が、１５×１０^−５〜２０×１０^−５（／Ｋ）であるため、補強部材２５では、線膨張係数が、１５×１０^−５（／Ｋ）より小さいものを使用する。具体的には、線膨張係数が、９×１０^−６（／Ｋ）である金属（チタン）、線膨張係数が、１３×１０^−６（／Ｋ）である金属（Ｎｉ合金）、線膨張係数が、５×１０^−５（／Ｋ）であるＰＰＳ等を使用する。

したがって、補強部材１０は、弁本体２、ダイアフラム弁体３に使用される材料であるフッ素樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ）よりも、強度が高く、さらに線膨張係数が小さい材料である、金属（チタン）、金属（Ｎｉ合金）、ＰＰＳ等を使用する。
弁本体２、ダイアフラム弁体３に使用される材料であるフッ素樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ）よりも強度がある補強部材１０を使用することにより、ダイアフラム弁体３の固定部３３の固定凸部３３Ａを環状溝２５Ｃに圧入した際に、外周壁２５Ａが外側に傾くことを防止でき、また、内周壁２５Ｂが内側へ傾くことを防止することができる。

＜ダイアフラム弁体の構成＞
図１示すように、ダイアフラム弁体３は、弁座２４に対して当接・離間する弁体部３１と、そこから外側に張り出した膜部３２と、膜部３２の周縁に形成された環状の固定部３３とを有して形成されたものである。図２に示すように、固定部３３の周端下の垂直方向に、環状溝２５Ｃと嵌合する環状の固定凸部３３Ａが形成されている。
図１に示すように、閉弁時の形状がほぼ通常状態で、その固定部３３が弁本体２及び弁体駆動部４によって挟み込まれ、膜部３２が図１に示すように湾曲し、弁体部３１が弁座２４に当接している。

＜弁体駆動部の構成＞
図１に示すように、弁体駆動部４は、ピストンロッド５、シリンダ６、カバー７、及びスプリング８などを有し、これらにより構成されている。
シリンダ６の内部には、ピストンロッド５が摺動可能に挿入され、ピストンロッド５の下端がダイアフラム弁体３の弁体部３１に差し込まれて一体になっている。つまり、ダイアフラム弁体３は、ピストンロッド５の上下動によってダイアフラム弁体３の弁体部３１が弁座２４に対して当接・離間するように構成されている。
シリンダ６の上部開口にはカバー７が取付けられ、このカバー７によって、シリンダ６の内部にできた閉空間にスプリング８が装填され、ピストンロッド５のピストン部５ａがスプリング８によって、上方から付勢されるようになっている。したがって、流体制御弁１は、ピストンロッド５にスプリング８の付勢力が常に下方に作用し、図１に示すように弁体部３１が弁座２４に対して当接して弁閉状態を維持するように構成されたノーマルクローズドタイプの弁である。

一方、ピストンロッド５のピストン部５ａの下方には、加圧室６２が形成され、その加圧室６２の内部に圧縮エアを供給する操作ポート６１がシリンダ６に形成されている。また、スプリング８が装着されたピストン部５ａの上方の空間に連通する呼吸ポート７１が形成されている。

＜補強部材の作用効果＞
流体制御弁１の組立の際に、ダイアフラム弁体３を弁本体２に組み付けるため、図２に示すように、ダイアフラム弁体３の固定凸部３３Ａを、弁本体２の環状溝２５Ｃに圧入する。固定凸部３３Ａを環状溝２５Ｃに圧入すると、圧入の押圧力により、外周壁２５Ａが外側に押圧され、内周壁２５Ｂが内側に押圧される。
しかし、外周壁２５Ａの内側には外周壁補強部材１０Ａが形成され、内周壁２５Ａの内側には内周壁補強部材１０Ｂが形成され、外周壁補強部材１０Ａと内周壁補強部材１０Ｂとは連結部材１０Ｃにより連結されることで、外周壁２５Ａ及び内周壁２５Ｂは補強されているため、外周壁２５Ａ及び内周壁２５Ｂが押圧力により傾くのを防止することができる。
また、補強部材１０は断面形状がコの字形状で固定され、強度を持つため、例えば外側にのみ力が加わるとすると、コの字の形状のまま外側に傾き、外周壁２５Ａ及び内周壁２５Ｂが外側に傾いてしまう恐れがある。しかし、固定凸部３３Ａを環状溝２５Ｃに圧入する際には、必ず、外周壁２５Ａが外側へ押圧され、内周壁２５Ｂが内側へ押圧され、外側と内側とに向かう押圧力が相反する。相反する押圧力が発生し補強部材１０のバランスを保つことにより、コの字の補強部材１０は、一方向に傾くことはない。したがって、補強部材１０には、相反する押圧力が加わりバランスを保つため、一方向に傾くことがなく、外周壁２５Ａ及び内周壁２５Ｂの傾きを防止することができる。

また、補強部材１０の強度は、フッ素樹脂と比較して高いため、ダイアフラム弁体３の固定凸部３３Ａが環状溝２５Ｃに圧入され、外周壁２５Ａ及び内周壁２５Ｂを押圧したとしても、補強部材１０が形成された外周壁２５Ａ及び内周壁２５Ｂは傾かない。
さらに、補強部材１０の線膨張係数は、フッ素樹脂と比較して小さいため、高温下においては、補強部材１０は膨張しにくいため、本来の形を維持することができる。そのため、ダイアフラム弁体３の固定凸部３３Ａが環状溝２５Ｃに圧入され、外周壁２５Ａ及び内周壁２５Ｂを押圧したとしても、補強部材１０が形成された外周壁２５Ａ及び内周壁２５Ｂは傾かない。
また、外周壁補強部材１０Ａ、内周壁補強部材１０Ｂ、及び連結部材１０Ｃは、インサート成形により、弁本体２と一体的に密着されているため、ガタがなく、内周壁補強部材１０Ｂ及び外周壁補強部材１０Ａの力を内周壁２５Ｂ及び外周壁２５Ａに直接伝えることができるため、より強固に補強することができる。

＜流体制御弁の作用効果＞
図１に示すように、流体制御弁１は、通常、ピストンロッド５がスプリング８によって下方に付勢され、そのピストンロッド５の下端に固定されたダイアフラム弁体３の弁体部３１が、弁座２４に対して押し付けられている。こうした閉弁状態の流体制御弁１は、ダイアフラム弁体３によって遮断され、第１流路２２に流入した流体が第２流路２１へ、又は、第２流路２１に流入した流体が第１流路２２へ流れることはない。

そこで、シリンダ６の操作ポート６１から圧縮エアが供給されると、ピストン部５ａが下方から加圧され、スプリング８の付勢力に抗してピストンロッド５が上昇する。そのため、ピストンロッド５と一体の弁体部３１も上昇して、弁座２４から離間して、第１流路２２と第２流路２１とが連通した開弁状態となる。流体を第１流路２２から供給すれば、弁孔２３、溝部２７を経由して第２流路２１へと流れ、流体を第２流路２１から供給すれば溝部２７、弁孔２３を経由して第１流路２２へと流れる。
そして、操作ポート６１から加圧室６２に供給された圧縮エアを排出すればスプリング８に付勢されたピストンロッド５が下降して、再び図１に示すような閉弁状態に戻って、流体の流れが遮断される。

以上詳細に説明したように、第１実施形態の流体制御弁１によれば、
（１）弁本体２に、固定凸部３３Ａを嵌合する環状溝２５Ｃが形成されていること、弁本体２が、環状溝２５Ｃと弁座２４との間の内周壁２５Ｂと、環状溝２５Ｃと弁本体２の外壁との間の外周壁２５Ａと、を有すること、内周壁２５Ｂの内部に環状に形成した円筒状の内周壁補強部材１０Ｂが組み込まれていること、外周壁２５Ａの内部に環状に形成した円筒状の外周壁補強部材１０Ａが組み込まれていること、内周壁補強部材１０Ｂと外周壁補強部材１０Ａとを連結する連結部材１０Ｃを有することにより、ダイアフラム弁体３の固定凸部３３Ａを環状溝２５Ｃに圧入しても、内周壁２５Ｂが内側へ傾くのを内周壁補強部材１０Ｂが防止することができる。また、外周壁２５Ａが外側へ傾くのを外周壁補強部材１０Ａが防止することができる。
内周壁補強部材１０Ｂと外周壁補強部材１０Ａは連結部材１０Ｃにより連結されていることにより、固定され、強度を持つ。そのため、内周壁２５Ｂが内側へ傾くのを防止することができ、外周壁２５Ａが外側へ傾くのを防止することができる。

（２）内周壁補強部材１０Ｂ、外周壁補強部材１０Ａ、及び、連結部材１０Ｃをインサート成形で挿入することにより、内周壁補強部材１０Ｂ、外周壁補強部材１０Ａ、及び、連結部材１０Ｃを弁本体２と一体的に密着させることができるため、ガタがなくなり内周壁補強部材１０Ｂ及び外周壁補強部材１０Ａの力が内周壁２５Ｂ及び外周壁２５Ａに直接伝えることができるため、より強固に補強することができる。
（３）内周壁補強部材１０Ｂは、弁本体２より強度が高く、かつ、線膨張係数が小さい材料を使用すること、外周壁補強部材１０Ａは、弁本体２より強度が高く、かつ、線膨張係数が小さい材料を使用すること、連結部材１０Ｃは、弁本体２より強度が高く、かつ、線膨張係数が小さい材料を使用することにより、内周壁補強部材１０Ｂ、外周壁補強部材１０Ａ、及び、連結部材１０Ｃを補強することができるため、内周壁２５Ｂが内側へ傾くのを防止することができ、外周壁２５Ａが外側へ傾くのを防止することができる。
（４）内周壁補強部材１０Ｂ、外周壁補強部材１０Ａ、及び、連結部材１０Ｃの断面形状がコの字形状であることにより、外周壁補強部材１０Ａと内周壁補強部材１０Ｂに相反する押圧力が加わりバランスを保つため、一方向に傾くことがなく、外周壁２５Ａ及び内周壁２５Ｂの傾きを防止することができる。
また、環状溝２５Ｃの溝形状と同じ形状になるため、環状溝２５Ｃを補強することができる。環状溝２５Ｃを補強することにより、内周壁２５Ｂ及び外周壁２５Ａも補強できるため、内周壁２５Ｂが内側へ傾くのを防止することができ、外周壁２５Ａが外側へ傾くのを防止することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態の流体制御弁１Ｌにおいては、第１実施形態の流体制御弁１と比較して同様の構成を採る部分については、説明を割愛する。なお、流体制御弁１と同様の構成を採る部分については、流体制御弁１Ｌの中において部品番号の末尾にＬを付した。
＜補強部材の構成＞
図４に示すように、接続部２５Ｌの内部には、接続部２５Ｌを補強するための補強部材９０が形成されている。補強部材９０は、接続部２５Ｌの内部にインサート成形されることにより形成されている。具体的には、接続部２５Ｌの外周壁２５ＡＬの内部には、外周壁補強部材９０Ａが形成され、内周壁２５ＢＬの内部には、内周壁補強部材９０Ｂが形成され、外周壁補強部材９０Ａと内周壁補強部材９０Ｂとを連結する連結部材９０Ｃを有する。
第２実施形態における、補強部材９０の外周壁補強部材９０Ａは、内周壁補強部材９０Ｂよりも軸心方向に全長が長く形成されている。図３に示すように、外周壁補強部材９０Ａの一端は、弁本体２Ｌの上面２ＡＬまでの長さがある。
外周壁補強部材９０Ａと内周壁補強部材９０Ｂとは平行に横並びに並んで、インサート成形されており、さらに、外周壁補強部材９０Ａ及び内周壁補強部材９０Ｂと、連結部材９０Ｃとは、直角に連結している。

図５に、図３の流体制御弁１ＬのＢＢ断面図を示す。図６に図５のＡＡ断面図を示す。
図５で示すように、ＢＢ断面図では、ダイアフラム弁体３Ｌを省略して示す。図５では、図３には示されない、外周壁２５ＡＬの四隅に４つのネジ孔２９が形成されている。４つのネジ孔２９の内周壁の雌ネジ部は、ネジ孔補強部材９１によって構成されている。ネジ孔補強部材９１の外周は、外周壁補強部材９０Ａの外周と重なるように形成されている。
また、図６に示すように、ネジ孔補強部材９１は軸心方向に上下へ縦長に形成されている。

補強部材９０及びネジ孔補強部材９１の材料は、第１実施形態と同様に、弁本体２Ｌ、ダイアフラム弁体３Ｌに使用される材料であるフッ素樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ）よりも、強度が高く、さらに、線膨張係数が小さく、強度のある材料である、金属（チタン）、金属（Ｎｉ合金）、ＰＰＳ等を使用する。
弁本体２Ｌ、ダイアフラム弁体３Ｌに使用される材料であるフッ素樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ）よりも強度がある補強部材９０及びネジ孔補強部材９１を使用することにより、ダイアフラム弁体３Ｌの固定部３３Ｌの固定凸部３３ＡＬを環状溝２５ＣＬに圧入した際に、外周壁２５ＡＬが外側に傾くことを防止でき、また、内周壁２５ＢＬが内側へ傾くことを防止することができる。

＜補強部材の作用効果＞
外周壁補強部材９０Ａが内周壁補強部材９０Ｂよりも軸心方向に全長が長く形成されていることにより、外周壁２５ＡＬを押圧する固定凸部３３ＡＬを含む固定部３３を囲むように補強することができる。そのため、固定凸部３３ＡＬを環状溝２５ＣＬに圧入しても、外周壁２５ＡＬが外側へ傾くのを外周壁補強部材９０Ａが防止することができる。
また、補強部材９０は、環状溝２５ＣＬを完全に囲むように形成されているため、環状溝２５ＣＬの形状が変わることはない。よって、外周壁２５ＡＬが外側へ傾くのを外周壁補強部材９０Ａが防止することができる。さらに、内周壁２５ＢＬが内側へ傾くのを内周壁補強部材９０Ｂが防止することができる。

＜ネジ孔補強部材の作用効果＞
ネジ孔補強部材９１の外周は、外周壁補強部材９０Ａの外周と重なるように形成されているため、固定凸部３３ＡＬが環状溝２５ＣＬに圧入され、外周壁２５ＡＬが外側へ傾くのを防止することができる。すなわち、外周壁補強部材９０Ａが押圧され外側へ傾こうとしたときにも、ネジ孔補強部材９１があることにより、外周補強部材９０Ａは、ネジ孔補強部材９１に支えられる形となり、外側へ傾くことがない。
また、ネジ孔補強部材９１は、軸心方向に上下へ縦長に形成されているため、弁本体２Ｌの強度を高めることができる。それにより、外部シールの役割を果たす外周壁２５ＡＬの変形をさらに抑制でき、結果として、シール性を向上させることができる。

以上詳細に説明したように、第２実施形態の流体制御弁１Ｌによれば、
（５）外周壁補強部材９０Ａが内周壁補強部材９０Ｂよりも軸心方向に全長が長いことにより、外周壁２５ＡＬを押圧する固定凸部３３ＡＬを含む固定部３３を囲むように補強することができるため、固定凸部３３ＡＬを環状溝２５ＣＬに圧入しても、外周壁２５ＡＬが外側へ傾くのを外周壁補強部材９０Ａが防止することができる。
（６）弁本体２Ｌに固定ブロックに固定するためのネジ孔２９が形成されていること、ネジ孔２９の内周壁がネジ孔補強部材９１により形成されていることにより、弁本体２Ｌの軸心方向の強度を高めることができる。それにより、外部シールの役割を果たす、外周壁２５ＡＬの変形をさらに抑制でき、結果として、シール性を向上させることができる。
（７）ネジ孔補強部材９１と外周壁補強部材９０Ａは、重なり合っていることにより、固定凸部３３ＡＬが環状溝２５ＣＬに圧入され、外周壁２５ＡＬが外側へ傾くのを防止することができる。すなわち、外周壁補強部材９０Ａが押圧され外側へ傾こうとしたときにも、ネジ孔補強部材９１があることにより、外周補給部材９０Ａは、ネジ孔補強部材９１に支えられる形となり、外側へ傾くことがない。
（８）ネジ孔補強部材９１は、弁本体２Ｌより強度が高く、かつ、線膨張係数が小さい材料を使用することにより、ネジ孔２９を補強し、弁本体２Ｌを補強することができるため、外周壁２５ＡＬが外側へ傾くのを防止することができる。

尚、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で色々な応用が可能である。
例えば、第１実施形態においては、補強部材１０は、断面形状がコの字形状をしているが、補強部材の断面形状が、Ｕ字形状、Ｖ字形状等であってもよい。
また、ダイアフラム弁体３の固定凸部が軸線方向の上面に形成され、弁体駆動部４に固定凸部を嵌合する環状溝が形成されている場合もある。弁体駆動部４に環状溝が形成されている場合には、内周壁補強部材、外周壁補強部材、及び、連結部材は弁体駆動部４に形成されることになる。
また、補強部材を弁座内部にインサート成形することにより、弁座の強度をあげることができる。

１ 流体制御弁
２ 弁本体
２３ 弁孔
２４ 弁座
２５ 接続部
２５Ａ 外周壁
２５Ｂ 内周壁
２５Ｃ 環状溝
３ ダイアフラム弁体
３３ 固定部（請求項中「周縁部」）
４ 弁体駆動部
１０ 補強部材
１０Ａ 外周壁補強部材
１０Ｂ 内周壁補強部材
１０Ｃ 連結部材

Claims (7)

1. 入力ポートと出力ポートとを連通する弁孔の外周に形成された弁座を有する樹脂製の弁本体と、前記樹脂製の弁本体の上面に連結される樹脂製の弁体駆動部と、前記弁本体と前記弁体駆動部との間に狭持され、前記弁座を開閉するダイアフラム弁体とを有し、前記ダイアフラム弁体のうち周縁部が、前記弁本体と前記弁体駆動部との間に狭持されている流体制御弁において、
   前記弁本体に、前記周縁部を嵌合する環状溝が形成されていること、
   前記弁本体が、前記環状溝と前記弁座との間の内周壁と、前記環状溝と前記弁本体の外壁との間の外周壁と、を有すること、
   前記内周壁の内部に環状に形成した円筒状の内周壁補強部材が組み込まれていること、
   前記外周壁の内部に環状に形成した円筒状の外周壁補強部材が組み込まれていること、
   前記内周壁補強部材と前記外周壁補強部材とを連結する連結部材を有すること、
   を特徴とする流体制御弁。
2. 請求項１に記載する流体制御弁において、
   前記内周壁補強部材、前記外周壁補強部材、及び、前記連結部材をインサート成形で挿入すること、
   を特徴とする流体制御弁。
3. 請求項１に記載する流体制御弁において、
   前記内周壁補強部材は、前記弁本体より強度が高く、かつ、線膨張係数が小さい材料を使用すること、
   前記外周壁補強部材は、前記弁本体より強度が高く、かつ、線膨張係数が小さい材料を使用すること、
   前記連結部材は、前記弁本体より強度が高く、かつ、線膨張係数が小さい材料を使用すること、
   を特徴とする流体制御弁。
4. 請求項１に記載する流体制御弁において、
   前記内周壁補強部材、前記外周壁補強部材、及び、前記連結部材は、一体に形成され、コの字形状の断面形状をなすこと、
   を特徴とする流体制御弁。
5. 請求項１に記載する流体制御弁において、
   前記外周壁補強部材が前記内周壁補強部材よりも軸心方向に全長が長いこと、
   を特徴とする流体制御弁。
6. 請求項１に記載する流体制御弁において、
   前記弁本体に固定ブロックに固定するためのネジ孔が形成されていること、
   前記ネジ孔の内周壁がネジ孔補強部材により形成されていること、
   を特徴とする流体制御弁。
7. 請求項６に記載する流体制御弁において、
   前記ネジ孔補強部材は、前記弁本体より強度が高く、かつ、線膨張係数が小さい材料を使用すること、
   を特徴とする流体制御弁。

Images