JP5107781B2 - シール部材、流体機器接続構造及び流体機器ユニット - Google Patents
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Description
(1)特許文献1記載のシール部材は、金属製ガスケットであり、酸などの腐食性が高い薬液や、高い純度が要求される純水等の流体制御に使用することができなかった。
(1)樹脂を環状に形成したものであって、第1部品に設けられた第1流路と第2部品に設けられた第2流路との接続部分に配置され、前記第1部品の前記第1流路が開口する開口部外周に形成された第1環状凸凹条に圧入される第1環状凹凸条と、前記第2部品の前記第2流路が開口する開口部外周に形成された第2環状凸凹条に圧入される第2環状凹凸条とを備えるシール部材において、前記第1及び第2環状凹凸条が形成されており、前記第1流路と前記第2流路を接続した場合に流路となる内周部に、異物を除去するフィルタを設けた環状の本体部と、前記第1及び前記第2接続部が接続する接続部分の外側に配置される把持部と、前記本体部と前記把持部とを接続する張出部と、を有し、前記シール部材が前記フィルタ機能を有することが、前記把持部に表示されている。
<流体機器ユニットの構成>
図1は、本発明の第1実施形態に係るシール部材21,31を使用した流体機器ユニット10の断面図である。
流体機器ユニット10は、例えば、半導体製造工程に使用される処理室の上流側に配置され、ウエハを洗浄するための薬液の供給を制御する。流体機器ユニット10は、流体機器接続構造20を用いて薬液弁1に継手ブロック9,9を接続して構成されている。尚、薬液弁1と継手ブロック9は、「流体機器」の一例である。
図2は、図1に示す薬液弁の流体機器接続構造20を示す拡大断面図である。
薬液弁1は、入力ポート4と出力ポート5が同一の流体機器接続構造20により継手ブロック9に接続されているので、ここでは、入力ポート4に継手ブロック9の流路9fを
接続する場合を説明し、出力ポート5に継手ブロック9の流路9fを接続する場合の説明を省略する。
連結部材12は、第1分割片13と第2分割片14に分割されている。第1及び第2分割片13,14は、一端がヒンジ部15で接続されている。第1及び第2分割片13,14は、ヒンジ部15側の端部が係合凹部13e,14eに係合凸部13d,14dを互いに係合させることにより連結され、この連結部分を基点にして回動されるようになっている。第1及び第2分割片13,14の他端は、延設部13aに突設した係合爪13cを延設部14aに設けた係合孔14cに係合させることにより連結される。延設部13a,14aには、に固定部材16を挿通するための貫通孔13b,14bが形成されている。固定部材16は、ピン部16aの先端に係止爪部16bが設けられ、ピン部16aの後端部にナット部16cが螺設されている。
図4は、図1に示すフィルタ付きシール部材21の平面図である。図5は、図4に示すシール部材21のAA断面図である。図6は、図4に示すシール部材21の側面図である。
シール部材21は、PFA(四フッ化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)などの硬くて耐腐食性がある樹脂を材質とする。図4に示すように、シール部材21は、本体部22と張出部23と把持部24とを備える。
は、接続部3a,9aの環状突起3c,9cに嵌合する環状溝22a,22bが両端面に形成され、断面H型をなし、断面が線対称形状になっている。
図7は、図1に示すオリフィス付きシール部材31の外観斜視図である。図8は、図7に示すシール部材31の平面図である。図9は、図8に示すシール部材31のBB断面図である。図10は、図8に示すシール部材31の側面図である。
シール部材31は、PFA(四フッ化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)などの硬くて耐腐食性がある樹脂を材質とする。シール部材31は、シール部材21と同様に、本体部32の環状溝32a,32b、ガイド部32c,32d、圧入代32e、張出部33、把持部34の凸部34aが設けられ、シール部材21と互換性を有する。シール部材31は、本体部22にオリフィス機能を設けている点がシール部材21と相違する。
上記構成を有する流体機器ユニット10は、次のように動作する。
流体機器ユニット10は、薬液弁1の入力ポート4が継手ブロック9を介して薬液供給源に接続され、薬液弁1の出力ポート5が継手ブロック9を介して半導体製造装置の処理室に接続される。流体機器ユニット10は、薬液弁1の駆動手段2が弁体7を弁座6に当接させている間は薬液を遮断し、処理室へ薬液を供給しない。一方、駆動手段2が弁体7を弁座6から離間させると、薬液を入力ポート4から弁座6、出力ポート5を介して処理室へ供給する。
第1実施形態のシール部材21、流体機器接続構造20及び流体機器ユニット10は、シール部材31が樹脂を材質とし、耐腐食性を有する。シール部材21は、薬液弁1の入力ポート4と継手ブロック9の流路9fを接続したときに、環状溝22a,22bにより構成される「環状凹凸条」が接続部3a,9aの環状突起3c,9cにより構成される「環状凸凹条」にそれぞれ圧入され、圧入部分でシールする。そのため、シール部材21は、薬液弁1と継手ブロック9の接続部分に装着される前後で、入力ポート4と流路9fを接続した場合に流路となる内周部22fを変形させない。
また、樹脂製のシール部材21,31、フィルタ25は、射出成形可能なので、安価に製造できる。
続いて、本発明の第1参考例について説明する。図11は、本発明の第1参考例に係るシール部材41,51を使用した流体機器ユニット99の断面図である。図12は、図11のCC断面図である。
第1参考例の流体機器ユニット99は、薬液弁90,91,92を流体機器接続構造20を用いて連結したものである。図11及び図12に示すように、薬液弁90〜92は、三方弁であり、流体を入出力するポート形状を除いて同一構造をなす。簡単に説明すると、薬液弁90〜92は、ボディ93,97,98に主流路94が形成されている。主流路94には、弁孔95が連通している。薬液弁90〜92は、弁孔95の開口部外周に弁座6が設けられ、弁体7が弁座6に当接又は離間する。図12に示すように、弁孔95は、弁座6を介して分岐流路96に連通している。
薬液弁91,92は、主流路94の一端開口部外周に接続部3aが設けられ、他端開口部に配管を接続するための継手が設けられている。薬液弁91,92は、薬液弁90と同様、分岐流路96の開口部外周面に配管を接続するための継手が設けられている。
尚、接続部3aの構成は、第1実施形態と同じなので説明を省略する。
また、薬液弁90,92の接続部分は、接続部3a,3aの間に攪拌機能付きシール部材51を配置して連結部材12で連結されている。
図13は、図11に示す渦巻発生機能付きシール部材41の外観斜視図である。図14は、図13に示すシール部材41の平面図である。図15は、図14に示すシール部材41のDD断面図である。図16は、図14に示すシール部材41の側面図である。
シール部材41は、本体部42の環状溝42a,42b、ガイド部42c,42d、圧入代42e、及び、張出部43、把持部44の凸部44aが、第1実施形態のシール部材21と同様に設けられている。シール部材41は、本体部42が渦巻発生部45を備える点が第1実施形態のシール部材21と相違する。
また、図13及び図16に示すように、シール部材41の把持部44には、流体をミキシングする機能を示す「MIX」と、流体に渦巻きを発生させる機能を示す「SC」と、渦巻発生部45が内周部42f内に設けられていることを示す「in」とが表示されている。この表示方法は、第1実施形態と同様である。
図17は、図11に示す攪拌機能付きシール部材51の外観斜視図である。図18は、図17に示すシール部材51の平面図である。図19は、図18に示すシール部材51のEE断面図である。図20は、図18に示すシール部材51の側面図である。
シール部材51は、本体部52の環状溝52a,52b、ガイド部52c,52d、圧入代52e、及び、張出部53、把持部54の凸部54aが、第1実施形態のシール部材21と同様に設けられている。シール部材51は、本体部52が攪拌部55を備える点が第1実施形態のシール部材21と相違する。
上記構成を有する流体機器ユニット99は、例えば、薬液弁91の主流路94に第1の薬液を供給する。また、薬液弁91,90,92の分岐流路96に第2の薬液、第3の薬液、第4の薬液をそれぞれ供給する。薬液弁90〜92が弁閉状態のときには、第1の薬液は、第2〜第4の薬液と混合されずに薬液弁92の主流路94から出力される。
上記構成を有するシール部材41、流体機器接続構造20及び流体機器ユニット99は、シール部材41が樹脂を材質とし、耐腐食性を有する。シール部材41は、薬液弁90,91の接続部3aを接続したときに、環状溝42a,42bによって構成される「環状凹凸条」が接続部3aの環状突起3cにより構成される「環状凸凹条」に圧入され、圧入部分でシールする。そのため、シール部材41は、薬液弁90,91の接続部分に装着される前後で、主流路94を接続した場合に流路となる内周部42fを変形させない。
続いて、本発明のシール部材、流体機器接続構造及び流体機器ユニットの第2参考例について説明する。図21は、本発明の第2参考例に係るシール部材61を使用した流体機器ユニット100の断面図である。
流体機器ユニット100は、第1参考例の流体機器ユニット99に設けたシール部材41,51をシール部材61に付け替えて構成されている。よって、ここでは、第1参考例と異なるシール部材61を中心に説明し、第1参考例と共通する点は、第1参考例と同一の符号を図面に付し、適宜説明を省略する。
図22は、図21に示す渦巻発生機能付きシール部材61の外観斜視図である。図23は、図22に示すシール部材61の平面図である。図24は、図23に示すシール部材61のFF断面図である。図25は、図23に示すシール部材61の側面図である。
シール部材61は、本体部62の環状溝62a,62b、ガイド部62c,62d、圧入代62e、及び、張出部63、把持部64の凸部64aが、第1参考例のシール部材41と同様に設けられている。シール部材61は、本体部62に設けた渦巻発生部65の構造が第1参考例に係るシール部材41の渦巻発生部45と相違する。
上記シール部材61を備える流体機器ユニット100は、主流路94を流れる薬液が螺旋壁65aに案内されて渦巻き状に流れ、薬液が主流路94を流れる際に主流路94の流路面との間で生じる圧損を小さくしている。螺旋壁65aは、内周部62fより全長が長いため、薬液が渦巻き状に案内される距離が長く、安定した渦向き状の流れを形成できる。
上記構成を有するシール部材61、流体機器接続構造20及び流体機器ユニット100は、シール部材61が樹脂を材質とし、耐腐食性を有する。シール部材61は、例えば薬液弁90,91の接続部3aを接続したときに、環状溝62a,62bによって構成される「環状凹凸条」が接続部3aの環状突起3cにより構成される「環状凸凹条」に圧入され、圧入部分でシールする。そのため、シール部材61は、薬液弁90,91の接続部分に装着される前後で、主流路94同士を接続した場合に流路となる内周部62fを変形させない。
(1)例えば、上記第1実施形態では、フィルタ25を本体部22の収納凹部22gに圧入装着したが、図26に示すフィルタ付きシール部材71のようにフィルタ75と本体部72の内周部72fとの接触部分を溶接してフィルタ75を本体部72に取り付けても良い。この場合、フィルタ75を奥行きの大きい袋状にすることによりフィルタの異物除去面積を増やし、圧力損失を低減できる。
ずつずらすようにシール部材81を各接続部に配置する。この場合、薬液は、シール部材81を通過する毎に流れ方向が90度変更される。よって、薬液が混合流体の場合には、混合流体の薬液を均一に混合させることができる。
3a 接続部
9 継手ブロック
9a 接続部
12 連結部材
13 第1分割片
14 第2分割片
21,31,41,51,61,71,81 シール部材
21a,21b,31a,31b,41a,41b,51a,51b,61a、61b,,71a,71b,81a,81b 環状溝
25、75 フィルタ
35 オリフィス
45,65 渦巻発生部
45a 突起
65a 螺旋壁
55,85 攪拌部
55a 攪拌壁
55b ブリッジ部
Claims (4)
- 樹脂を環状に形成したものであって、第1部品に設けられた第1流路と第2部品に設けられた第2流路との接続部分に配置され、前記第1部品の前記第1流路が開口する開口部外周に形成された第1環状凸凹条に圧入される第1環状凹凸条と、前記第2部品の前記第2流路が開口する開口部外周に形成された第2環状凸凹条に圧入される第2環状凹凸条とを備えるシール部材において、
前記第1及び第2環状凹凸条が形成されており、前記第1流路と前記第2流路を接続した場合に流路となる内周部に、異物を除去するフィルタを設けた環状の本体部と、
前記第1及び前記第2接続部が接続する接続部分の外側に配置される把持部と、
前記本体部と前記把持部とを接続する張出部と、を有し、
前記シール部材が前記フィルタ機能を有することが、前記把持部に表示されている
ことを特徴とするシール部材。 - 請求項1に記載するシール部材において、
前記内周部の内周面に前記フィルタを収納する収納凹部を設け、前記フィルタを前記収納凹部に圧入装着している
ことを特徴とするシール部材。 - 第1流体機器と第2流体機器の接続部分に、請求項1又は請求項2に記載するシール部材を用いたことを特徴とする流体機器接続構造。
- 請求項1又は請求項2に記載するシール部材を用いて第1及び第2流体機器を接続していることを特徴とする流体機器ユニット。
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