JP6472197B2 - ダイヤフラム弁並びにその環状弁座形成方法及び弁体形成方法 - Google Patents
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Description
筒状周壁(120)及び当該筒状周壁の中空部を閉塞するように上記筒状周壁の両軸方向開口端部に設けられる両対向壁(100b、110)を有し、薬液その他の液体が流入可能なように上記両対向壁の一方の対向壁(110)に設けられる流入路(112、114)と、上記液体が上記流入路から上記筒状周壁の上記中空部を通り流出可能なように上記筒状周壁に設けられる流出路(123、122)とを備えるハウジング(100)と、
上記筒状周壁の上記中空部に対する上記流入路の内端開口部に設けられる環状弁座(130)と、当該環状弁座に対し着座可能に対向するように上記筒状周壁の上記中空部に収容してなる弁体(150)とを有して、上記液体を上記流入路から上記流出路に流動させるとき上記弁体を上記環状弁座から離間させて開弁し、また、上記流入路から上記流出路への上記液体の流動を遮断するとき上記弁体を上記環状弁座に着座させて閉弁する弁手段と、
上記弁体の外壁部と上記筒状周壁の内壁部との間に連結されて上記筒状周壁の上記中空部を、上記弁体が収容される弁体室(Ra)と上記筒状周壁を通り外部に開放される空気室(Rb)とに区画するように、上記弁体と共にフッ素樹脂でもって形成してなるダイヤフラム(160)と、
ハウジングの他方の対向壁(100b)を介し上記弁体に連結されて、弁手段を開弁するとき上記弁体を上記環状弁座から離間させるように駆動し、また弁手段を閉弁するとき上記弁体を上記環状弁座に着座させるように駆動する駆動手段(D)とを備えており、
上記環状弁座は、上記流入路の上記内端開口部と一体的になるように形成される一体環状部(130a)と、上記弁体に対向するように上記一体環状部上に付加的に溶着される弁座側付加環状部(130b)とを具備しており、
ハウジングのうち上記弁座側付加環状部を除く部位は、上記環状弁座のうちの上記一体環状部を含め、上記フッ素樹脂でもって一体的に形成されており、
上記環状弁座のうちの上記弁座側付加環状部は、上記フッ素樹脂のうち射出成形可能なフッ素樹脂でもって形成されている。
駆動手段は、
ハウジングの上記他方の対向壁に同軸的に設けられる筒状ケーシング(200)と、
当該筒状ケーシング内に軸動可能に収容されて筒状ケーシングの内部を両室(Rc、Rd)に区画形成するピストン本体(210a)と、当該ピストン本体から上記両室の一方の室(Rd)及び上記他方の対向壁を介し延出されて弁体を環状弁座に同軸的に対向するように支持するピストンロッド(210b)とを具備してなるピストン(210)と、
上記ピストン本体を上記一方の室に向け付勢する付勢手段(212)とを具備して、
ピストンは、外部から筒状ケーシングの第1周壁部(205、204)を介し上記一方の室に供給される空圧に基づき、上記ピストン本体にて、付勢手段に抗して上記両室の他方の室(Rc)内の空気を筒状ケーシングの第2周壁部(203a、203b)から排出しながら当該他方の室側へピストンロッドと共に軸動することで、上記弁体を上記環状弁座から離間させ、また、上記一方の室内への上記空圧の供給の停止に伴い、上記ピストン本体にて、付勢手段の付勢のもとに上記一方の室内の空気を上記第1周壁部から排出しながら上記ピストンロッドと共に上記一方の室側へ軸動することで、上記弁体を上記環状弁座に着座させるようにしたことを特徴とする。
上記付加環状部は、射出成形に伴うヒケの発生を防止可能な所定の厚さにて形成されていることを特徴とする。
上記付加環状部を形成するフッ素樹脂は、射出成形可能で低発塵性を有するフッ素樹脂であることを特徴とする。
流入路(112、114)と、流出路(123、122)と、上記流入路と上記流出路との間に位置する環状弁座(130)とをフッ素樹脂でもって形成するハウジング(100)内に上記環状弁座に着座可能に対向する弁体(150)を設けて、当該弁体の上記環状弁座からの離間に伴い薬液その他の液体を上記流入路から上記環状弁座を通し上記流出路へ流動させ、上記弁体の上記環状弁座への着座に伴い上記流入路から上記流出路への上記液体の流動を遮断するようにしたダイヤフラム弁に適用されるものである。
上記環状弁座を、ハウジングの形成の際に当該ハウジングと一体的に上記フッ素樹脂でもって上記流入路と上記流出路との間にて形成される一体環状部(130a)及び上記弁体に対向するように上記一体環状部に付加的に設けられる付加環状部(130b)の双方でもって、構成するようにして、
上記フッ素樹脂のうち射出成形可能なフッ素樹脂でもって上記付加環状部を射出成形する射出成形工程(S2)と、
当該射出成形工程における射出成形後、上記付加環状部を上記一体環状部に重畳するように載置する載置工程(S3)と、
当該載置工程における載置後、透光性及び熱伝導性を有する押え付け部材(170)を上記付加環状部に重畳するように載置して上記押え付け部材により上記付加環状部を上記一体環状部に向け押え付ける載置押え付け工程(S4、S5)と、
当該載置押え付け工程における押え付け状態において、レーザ光を上記押え付け部材及び上記付加環状部を通して当該付加環状部と上記一体環状部との境界に収束させながら当該境界の全周に亘り順次照射して加熱するレーザ光照射工程(S6)とでもって、
上記付加環状部及び上記一体環状部をその境界から相互に溶着後冷却させて上記環状弁座として形成する。
上記射出成形工程において、上記射出成形可能なフッ素樹脂を、射出成形に伴うヒケの発生を防止可能な所定の厚さにて上記付加環状部として射出成形することを特徴とする。
上記射出成形工程において、上記射出成形可能なフッ素樹脂はPFAであることを特徴とする。
流入路(112、114)と、流出路(123、122)と、上記流入路と上記流出路との間に位置する環状弁座(130)とをフッ素樹脂でもって形成するハウジング(100)内に上記環状弁座に着座可能に対向する弁体(150a、150b)を設けて、当該弁体の上記環状弁座からの離間に伴い薬液その他の液体を上記流入路から上記環状弁座を通し上記流出路へ流動させ、上記弁体の上記環状弁座への着座に伴い上記流入路から上記流出路への上記液体の流動を遮断するようにしたダイヤフラム弁に適用される。
上記弁体を、上記フッ素樹脂でもって形成される弁体本体(150)及び上記環状弁座に対向するように上記弁体本体に付加的に設けられる付加環状部(155、156)の双方でもって、構成するようにして、
上記フッ素樹脂のうち射出成形可能なフッ素樹脂でもって上記付加環状部を射出成形する射出成形工程と、
当該射出成形工程における射出成形後、上記付加環状部を上記弁体本体の先端部に重畳するように載置する載置工程と、
当該載置工程における載置後、透光性及び熱伝導性を有する押え付け部材(170)を上記付加環状部に重畳するように載置して上記押え付け部材により上記付加環状部を上記弁体本体に向け押え付ける載置押え付け工程と、
当該載置押え付け工程における押え付け状態において、レーザ光を上記押え付け部材及び上記付加環状部を通して当該付加環状部と上記弁体本体との境界に収束させながら当該境界の全周に亘り順次照射して加熱するレーザ光照射工程とでもって、
上記付加環状部及び上記弁体本体をその境界から相互に溶着後冷却させて上記弁体として形成する。
上記射出成形工程において、上記射出成形可能なフッ素樹脂を、射出成形に伴うヒケの発生を防止可能な所定の厚さにて上記付加環状部として射出成形することを特徴とする。
上記射出成形工程において、上記射出成形可能なフッ素樹脂はPFAであることを特徴とする。
本発明に係るダイヤフラム弁の第1実施形態を図面により説明すると、図1は、ダイヤフラム弁が、例えば、半導体製造装置による半導体素子の製造工程において適用される例を示す。
(第2実施形態)
図11は、本発明に係るダイヤフラム弁の第2実施形態の要部を示している。当該第2実施形態においては、上記第1実施形態にて述べた弁本体Bにおいて、環状弁座130に代えて環状弁座130cを採用するとともに、弁体150に代えて弁体150aを採用したことにその構成上の特徴がある。
(第3実施形態)
図12は、本発明の第3実施形態の要部を示している。当該第3実施形態においては、上記第1実施形態にて述べた弁本体Bにおいて、弁体150に代えて弁体150bを採用したことにその構成上の特徴がある。
(1)本発明の実施にあたり、円板状押え付け部材170は、ガラスに限ることなく、サファイヤその他の透明で高熱伝達率及び電気絶縁性を有するセラミックスでもって形成するようにしてもよい。
(2)本発明の実施にあたり、上記実施形態にて述べた半導体レーザ装置に代えて、例えば、YAGレーザ装置等の固体レーザ装置を採用してもよく、一般的には、PTFEからなる主環状部130aとPFAからなる複環状部130bとの間の溶着を行うに適したレーザ装置であればよい。
(3)本発明の実施にあたり、上記第1実施形態にて述べたハウジング100のうち付加環状部130bを除く構成部位、弁体やダイヤフラムの形成材料は、PTFEに限ることなく、耐薬品性及び耐食性に優れた射出成形には適さないフッ素樹脂であってもよい。また、上記各実施形態にて述べた付加環状部の形成材料は、PFAに限ることなく、耐薬品性及び耐食性に優れた射出成形に適するフッ素樹脂であってもよい。
(4)本発明の実施にあたり、上記第1実施形態にて述べたハウジング100のうち付加環状部130bを除く構成部位、弁体やダイヤフラムの形成材料は、PTFEに代えて、PFA等の耐薬品性及び耐食性に優れた射出成形に適するフッ素樹脂であってもよい。
(5)本発明の実施にあたり、上記第1実施形態にて述べた駆動機構Dは、図1において、コイルスプリング212を、上記第1実施形態とは異なり、ピストン210のピストン本体210aとハウジング100の上壁100bとの間にピストンロッド210bと同軸的に介装するように構成するようにしてもよい。
(6)また、本発明の実施にあたり、図5のハウジング部材の母体の切削加工工程S1の処理及び環状弁座の副環状部の射出成形工程S2の処理は、上記第1実施形態とは異なり、併行して行ってもよく、ハウジング部材の母体の切削加工工程S1の処理を、環状弁座の副環状部の射出成形工程S2の処理後に行うようにしてもよい。
110…底壁、112…流入筒部、114…流入側連通路部、120…周壁、
122…流出筒部、123…流出側連通路部、130、130c…環状弁座、
130a…主環状部、130b…副環状部、150、150b、150c…弁体、
160…ダイヤフラム、200…円筒状ハウジング、210…ピストン、
210a…ピストン本体、210b…ピストンロッド、D…駆動機構、
Rc…上側室、Rd…下側室、S2…環状弁座の副環状部の射出成形工程、
S3…副環状部の載置工程、S4…円板状押え付け部材の載置工程、
S5…円板状押え付け部材の押え付け工程、S6…レーザ照射工程。
Claims (11)
- 筒状周壁及び当該筒状周壁の中空部を閉塞するように前記筒状周壁の両軸方向開口端部に設けられる両対向壁を有し、薬液その他の液体が流入可能なように前記両対向壁の一方の対向壁に設けられる流入路と、前記液体が前記流入路から前記筒状周壁の前記中空部を通り流出可能なように前記筒状周壁に設けられる流出路とを備えるハウジングと、
前記筒状周壁の前記中空部に対する前記流入路の内端開口部に設けられる環状弁座と、当該環状弁座に対し着座可能に対向するように前記筒状周壁の前記中空部に収容してなる弁体とを有して、前記液体を前記流入路から前記流出路に流動させるとき前記弁体を前記環状弁座から離間させて開弁し、また、前記流入路から前記流出路への前記液体の流動を遮断するとき前記弁体を前記環状弁座に着座させて閉弁する弁手段と、
前記弁体の外壁部と前記筒状周壁の内壁部との間に連結されて前記筒状周壁の前記中空部を、前記弁体が収容される弁体室と前記筒状周壁を通り外部に開放される空気室とに区画するように、前記弁体と共にフッ素樹脂でもって形成してなるダイヤフラムと、
前記ハウジングの他方の対向壁を介し前記弁体に連結されて、前記弁手段を開弁するとき前記弁体を前記環状弁座から離間させるように駆動し、また前記弁手段を閉弁するとき前記弁体を前記環状弁座に着座させるように駆動する駆動手段とを備えており、
前記環状弁座は、前記流入路の前記内端開口部と一体的になるように形成される一体環状部と、前記弁体に対向するように前記一体環状部上に付加的に溶着される弁座側付加環状部とを具備しており、
前記ハウジングのうち前記弁座側付加環状部を除く部位は、前記環状弁座のうちの前記一体環状部を含め、前記フッ素樹脂でもって一体的に形成されており、
前記環状弁座のうちの前記弁座側付加環状部は、前記フッ素樹脂のうち射出成形可能なフッ素樹脂でもって形成されているダイヤフラム弁。 - 前記弁体は、その先端面環状外周部にて、前記環状弁座の前記弁座側付加環状部に同軸的に対向するように前記射出成形可能なフッ素樹脂でもって付加的に形成してなる弁体側付加環状部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弁。
- 前記駆動手段は、
前記ハウジングの前記他方の対向壁に同軸的に設けられる筒状ケーシングと、
当該筒状ケーシング内に軸動可能に収容されて前記筒状ケーシングの内部を両室に区画形成するピストン本体と、当該ピストン本体から前記両室の一方の室及び前記他方の対向壁を介し延出されて前記弁体を前記環状弁座に同軸的に対向するように支持するピストンロッドとを具備してなるピストンと、
前記ピストン本体を前記一方の室に向け付勢する付勢手段とを具備して、
前記ピストンは、外部から前記筒状ケーシングの第1周壁部を介し前記一方の室に供給される空圧に基づき、前記ピストン本体にて、前記付勢手段に抗して前記両室の他方の室内の空気を前記筒状ケーシングの第2周壁部から排出しながら当該他方の室側へ前記ピストンロッドと共に軸動することで、前記弁体を前記環状弁座から離間させ、また、前記一方の室内への前記空圧の供給の停止に伴い、前記ピストン本体にて、前記付勢手段の付勢のもとに前記一方の室内の空気を前記第1周壁部から排出しながら前記ピストンロッドと共に前記一方の室側へ軸動することで、前記弁体を前記環状弁座に着座させるようにした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弁。 - 前記付加環状部は、射出成形に伴うヒケの発生を防止可能な所定の厚さにて形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のダイヤフラム弁。
- 前記付加環状部を形成するフッ素樹脂は、射出成形可能で低発塵性を有するフッ素樹脂であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載のダイヤフラム弁。
- 流入路と、流出路と、前記流入路と前記流出路との間に位置する環状弁座とをフッ素樹脂でもって形成するハウジング内に前記環状弁座に着座可能に対向する弁体を設けて、当該弁体の前記環状弁座からの離間に伴い薬液その他の液体を前記流入路から前記環状弁座を通し前記流出路へ流動させ、前記弁体の前記環状弁座への着座に伴い前記流入路から前記流出路への前記液体の流動を遮断するようにしたダイヤフラム弁の環状弁座形成方法であって、
前記環状弁座を、前記ハウジングの形成の際に当該ハウジングと一体的に前記フッ素樹脂でもって前記流入路と前記流出路との間にて形成される一体環状部及び前記弁体に対向するように前記一体環状部に付加的に設けられる付加環状部の双方でもって、構成するようにして、
前記フッ素樹脂のうち射出成形可能なフッ素樹脂でもって前記付加環状部を射出成形する射出成形工程と、
当該射出成形工程における射出成形後、前記付加環状部を前記一体環状部に重畳するように載置する載置工程と、
当該載置工程における載置後、透光性及び熱伝導性を有する押え付け部材を前記付加環状部に重畳するように載置して前記押え付け部材により前記付加環状部を前記一体環状部に向け押え付ける載置押え付け工程と、
当該載置押え付け工程における押え付け状態において、レーザ光を前記押え付け部材及び前記付加環状部を通して当該付加環状部と前記一体環状部との境界に収束させながら当該境界の全周に亘り順次照射して加熱するレーザ光照射工程とでもって、
前記付加環状部及び前記一体環状部をその境界から相互に溶着後冷却させて前記環状弁座として形成するようにしたダイヤフラム弁の環状弁座形成方法。 - 前記射出成形工程において、前記射出成形可能なフッ素樹脂を、射出成形に伴うヒケの発生を防止可能な所定の厚さにて前記付加環状部として射出成形することを特徴とする請求項6に記載のダイヤフラム弁の環状弁座形成方法。
- 前記射出成形工程において、前記射出成形可能なフッ素樹脂はPFAであることを特徴とする請求項6または7に記載のダイヤフラム弁の環状弁座形成方法。
- 流入路と、流出路と、前記流入路と前記流出路との間に位置する環状弁座とをフッ素樹脂でもって形成するハウジング内に前記環状弁座に着座可能に対向する弁体を設けて、当該弁体の前記環状弁座からの離間に伴い薬液その他の液体を前記流入路から前記環状弁座を通し前記流出路へ流動させ、前記弁体の前記環状弁座への着座に伴い前記流入路から前記流出路への前記液体の流動を遮断するようにしたダイヤフラム弁の弁体形成方法であって、
前記弁体を、前記フッ素樹脂でもって形成される弁体本体及び前記環状弁座に対向するように前記弁体本体に付加的に設けられる付加環状部の双方でもって、構成するようにして、
前記フッ素樹脂のうち射出成形可能なフッ素樹脂でもって前記付加環状部を射出成形する射出成形工程と、
当該射出成形工程における射出成形後、前記付加環状部を前記弁体本体の先端部に重畳するように載置する載置工程と、
当該載置工程における載置後、透光性及び熱伝導性を有する押え付け部材を前記付加環状部に重畳するように載置して前記押え付け部材により前記付加環状部を前記弁体本体に向け押え付ける載置押え付け工程と、
当該載置押え付け工程における押え付け状態において、レーザ光を前記押え付け部材及び前記付加環状部を通して当該付加環状部と前記弁体本体との境界に収束させながら当該境界の全周に亘り順次照射して加熱するレーザ光照射工程とでもって、
前記付加環状部及び前記弁体本体をその境界から相互に溶着後冷却させて前記弁体として形成するようにしたダイヤフラム弁の弁体形成方法。 - 前記射出成形工程において、前記射出成形可能なフッ素樹脂を、射出成形に伴うヒケの発生を防止可能な所定の厚さにて前記付加環状部として射出成形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の弁体形成方法。
- 前記射出成形工程において、前記射出成形可能なフッ素樹脂はPFAであることを特徴とする請求項9または10に記載のダイヤフラム弁の弁体形成方法。
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