JPWO2017221893A1 - 流体制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流体の供給流量を減少させることなく、より一層の小型化、集積化され、組立工数が大幅に削減され、メインテナンス性能も改善した流体制御装置を提供する。
【解決手段】継手ブロック２０の流体流路２３は、垂直流路２３ａと水平流路２３ｃと、を含み、継手ブロック２０は、長手方向Ｇ１，Ｇ２へ移動可能にレール部材５０上に拘束され、流体制御機器１１０は、継手ブロック２０を介してレール部材５０に支持され、ネジ穴２５ａを有し、当該ネジ穴２５ａに流体制御機器１１０Ａのボディ１１３を貫通する締結ボルトＢＴが螺合し、締結ボルトＢＴの締付力により、継手ブロック２０とボディ１１３の間のガスケット１２０が、ボディ１１３と継手ブロック２０との間で圧縮され、ネジ穴２５ａは、先端部が水平流路２３ｃの上方で閉塞しているとともに、平面視において、少なくとも一部が水平流路２３ｃに重なり合っている。
【選択図】図３Ｂ

Description

本発明は、流体機器が集積化された流体制御装置、これに用いられる継手ブロック、流体機器、および、この流体制御装置を利用した半導体装置等の製造方法に関する。

例えば、半導体製造装置等のチャンバへ各種のプロセスガスを供給するために使用される流体制御装置としては、下記の引用文献１，２等に開示されたものが知られている。

特開２００２−２０６７００号公報 特開２０１５−１７５５０２号公報

上記のような流体制御装置の分野においては、プロセスガスの供給制御により高い応答性が求められており、このためには流体制御装置をできるだけ小型化、集積化して、流体の供給先であるチャンバのより近くに設置する必要がある。
また、半導体ウエハの大口径化等の処理対象物の大型化が進んでおり、これに合わせて流体制御装置からチャンバ内へ供給する流体の供給流量も増加させる必要がある。
流体制御装置を単に小型化したのでは、流体流路の断面積も小さくなり、供給流量も減少してしまう。
さらに、流体制御装置を小型化、集積化していくと、組立が難しくなり、組み立て工数が増大する。また、装置のメインテナンス性も低下する。

本発明の一の目的は、流体の供給流量を減少させることなく、より一層の小型化、集積化された流体制御装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、組立工数が大幅に削減され、メインテナンス性能も改善した流体制御装置を提供することにある。

本発明の流体制御装置は、互いに対向する上面および底面、前記上面から前記底面側に向けて延びる側面を画定するとともに、流体流路を画定し、前記底面側に係合部を有する継手ブロックと、
前記継手ブロックの係合部が係合可能な長手方向に直線状に延びるガイド部を有する支持部材と、
前記継手ブロックを介して前記支持部材に支持される流体機器と、を有する流体制御装置であって、
前記継手ブロックの流体流路は、前記上面から底面側に向けて延びるとともに前記上面で開口する流路口を有する第１流路と、前記継手ブロックの内部を長手方向に直線状に延びて前記第１流路と接続される第２流路と、を含み、 前記ガイド部は、前記継手ブロックの長手方向への移動を許容しつつ当該継手ブロックを前記支持部材上に拘束し、 前記流体機器は、流体流路を画定するボディを有し、当該ボディはその底面側で開口する少なくとも２つの流路口を有し、
前記継手ブロックは、前記上面で開口し前記底面側に向けて延びるネジ穴を有し、当該ネジ穴に前記ボディを貫通する締結ボルトが螺合し、
前記締結ボルトの締付力により、互いに突き合わされた前記継手ブロックの流路口と前記ボディの一の流路口の周囲に配置されるシール部材が、前記ボディと前記継手ブロックとの間で圧せられ、
前記ネジ穴は、先端部が前記第２流路の上方で閉塞しているとともに、平面視において、少なくとも一部が前記第２流路に重なり合っている、ことを特徴とする。

本発明の継手ブロックは、互いに対向する上面および底面、前記上面から前記底面側に向けて延びる側面を画定するとともに、流体流路を画定する継手ブロックであって、
前記継手ブロックの流体流路は、長手方向において離隔した位置に、前記上面から底面側に向けて延びるとともに前記上面で開口する流路口を有する２つの第１流路と、前記継手ブロックの内部を長手方向に直線状に延びて前記２つの第１流路と接続される第２流路と、を含み、
前記底面側に、他の部材と係合可能な係合部を有し、
それぞれ他の部材との連結可能な２つのネジ穴が前記上面から底面側に向けて形成され、当該２つのネジ穴は、長手方向において、前記２つの流路口の間に配置され、
前記２つのネジ穴は、先端部が前記第２流路の上方で閉塞しているとともに、平面視において、少なくとも一部が前記第２流路に重なり合っている、ことを特徴とする。

本発明の流体機器は、開閉弁、レギュレータ、プレッシャーゲージおよびマスフローコントローラの少なくともいずれかを含む流体機器であって、
流体流路を画定するボディを有し、当該ボディはその底面側で開口する少なくとも２つの流路口を有し、
互いに対向する上面および底面、前記上面から前記底面側に向けて延びる側面を画定するとともに、流体流路を画定する継手ブロックをさらに有し、
前記継手ブロックの流体流路は、長手方向において離隔した位置に、前記上面から底面側に向けて延びるとともに前記上面で開口する流路口を有する第１流路と、前記継手ブロックの内部を長手方向に直線状に延びて前記垂直流路と接続される第２流路と、を含み、
前記継手ブロックは、前記底面側に、他の部材と係合可能な係合部を有し、
前記継手ブロックは、前記上面側で開口し前記底面側に向けて延びるネジ穴を有し、当該ネジ穴に前記ボディを貫通する締結ボルトが螺合し、
前記締結ボルトの締付力により、互いに突き合わされた前記継手ブロックの流路口と前記ボディの一の流路口の周囲に配置されるシール部材が、前記ボディと前記継手ブロックとの間で圧縮され、
前記ネジ穴は、先端部が前記第２流路の上方で閉塞しているとともに、平面視において、少なくとも一部が前記第２流路に重なり合っている、ことを特徴とする。

本発明によれば、継手ブロックの係合部を支持部材のガイド部に係合させて支持部材上に拘束することで、継手ブロックと支持部材との間のボルトを用いた連結作業が不要となり、組立工数を大幅に削減できる。また、複数の流体機器の間をそれぞれ別個独立の継手ブロックで連結し、継手ブロックの底面側は支持部材に固定しないので、流体流路の変更が容易となり、メインテナンス性も格段に向上する。
本発明によれば、継手ブロックに形成すべき締結ボルトをねじ込むネジ穴を、シール部材の四方側や両側に配置するのではなく、シール部材に対して一方側にのみ設けることで、締結ボルトの数および占有面積を大幅に削減できる。
本発明によれば、継手ブロックに形成すべきネジ穴を、平面視において、水平流路と重なり合う位置に配置したので、締付ボルトの占有面積をさらに一層縮小でき、特に、継手ブロックの幅を大幅に狭小化できる。
本発明によれば、継手ブロックの水平流路の配置を底面側に偏倚させることにより、流路断面積を確保できるので、流体の供給流量を減少させずに済む。
本発明によれば、流体機器や継手ブロックが故障した場合には、故障した流体機器や継手ブロックのみを交換すればよいので、メインテナンス性が大幅に改善する。
本発明によれば、流体制御装置を全体として大幅に小型化、集積化することができるので、流体制御装置を処理チャンバの近傍に可能な限り近づけることができ、この結果、流体制御の応答性を高めることができる。

本発明の一実施形態に係る流体制御装置の外観斜視図。 図１Ａの流体制御装置の平面図。 図１Ａの流体制御装置の背面図。 図１Ａの流体制御装置の一部を抽出した組立体の外観斜視図。 図２Ａの組立体の側面図。 図２ＢのIIＣ−IIＣ線に沿った部分断面図。 レール部材の外観斜視図。 図３Ａのレール部材の平面図。 図３Ａのレール部材の正面図。 図３Ａのレール部材の側面図。 継手ブロックの外観斜視図。 図４Ａの継手ブロックの平面図。 図４Ｂの仮想中央平面ＣＰ２に沿った断面図。 図４Ｂの継手ブロックの左側面図。 図４Ｂの継手ブロックの右側面図。 開閉弁の斜視図。 図５Ａの開閉弁のボディの底面図。 図５Ａの開閉弁のボディの部分断面図。 ガスケットの外観斜視図。 ガスケットの平面図。 ガスケットの断面図。 締結ボルトの斜視図。 締結ボルトの頭部を示す平面図。 レール部材を使用せずに基準面上に配置した締付前の状態の組立体の模式図。 図８Ａの組立体を締結ボルトで締め付けたときの状態を示す模式図。 レール部材を使用して組立体を締結ボルトで締め付けた状態を示す模式図。 締結ボルトの締め付け前に発生し得る継手ブロックの位置ずれの一例を示す模式図。 締結ボルトの締め付け前に発生し得る継手ブロックの位置ずれの他の例を示す模式図。 締結ボルトの締め付けによる整列機構の動作を説明するための模式図。 係合部とガイド部のバリエーションの一例を示す模式図。 係合部とガイド部のバリエーションの他の例を示す模式図。 係合部とガイド部のバリエーションのさらに他の例を示す模式図。 係合部とガイド部のバリエーションのさらに他の例を示す模式図。 係合部とガイド部のバリエーションのさらに他の例を示す模式図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１Ａ〜図１０を参照して本発明の一実施形態に係る流体制御装置について詳細に説明する。
図１Ａ〜図１Ｃに示すように、流体制御装置１において、金属製のベースプレート１０上には、幅方向Ｗ１，Ｗ２に沿って配列され長手方向Ｇ１，Ｇ２に延びる５本のレール部材５０が設けられている。なお、Ｗ１は正面側、Ｗ２は背面側，Ｇ１は上流側、Ｇ２は下流側の方向を示している。５本のレール部材５０のうち両端部および中央部のレール部材５０にのみ各種部材が設置されており、２番目および４番目のレール部材５０には何も設置されておらず、空き状態となっているが、これら２本のレール部材５０は各種部材を追加して設置することができるし、不要の場合には、ベースプレート１０から取り外して両端部および中央部の３本のレール部材５０を隣り合わせに配列することも可能である。
本発明においては、ベースプレート１０に付設されるレール部材５０は複数に限定されるものではなく１本であっても良いが、本数が多ければ多い程本発明の効果は顕著になる。
図１Ａに示すように、正面側と中央部に配置された２本のレール部材５０には、複数の継手ブロック２０，３０を介して各種流体機器１１０Ａ〜１１０Ｅが設置され、複数の継手ブロック２０，３０によって、上流側から下流側に向かって流体が流通する流路がそれぞれ形成されている。背面側のレール部材５０には、複数の継手ブロック２０，３０を介して流体機器１１０Ｅを除く流体機器１１０Ａ〜１１０Ｄと連通管３３０が設置され、上流側から下流側に向かって流体が流通する流路が形成されている。
ここで、本発明の「流体機器」とは、流体の流れを制御する流体制御装置に使用される機器であって、流体流路を画定するボディを備え、このボディの底面で開口する少なくとも２つの流路口を有する機器である。具体的には、開閉弁（２方弁）１１０Ａ、レギュレータ１１０Ｂ、プレッシャーゲージ１１０Ｃ、開閉弁（３方弁）１１０Ｄ、マスフローコントローラ１１０Ｅ等が含まれるが、これらに限定されるわけではない。

導入管３１０は、継手部材３００により、継手ブロック３０に形成された図示しない２つの流路口の上流側の流路口に接続されている。継手部材３００と継手ブロック３０との間には図示しないシール部材が介在している。シール部材としては金属製又は樹脂製などのガスケットを挙げることが出来る。
ガスケットしては、軟質ガスケット、セミメタルガスケット、メタルガスケットなどが挙げられる。具体的には、以下のものが好適に使用される。
（１）軟質ガスケット
・ゴムＯリング
・ゴムシート(全面座用)
・ジョイントシート
・膨張黒鉛シート
・ＰＴＦＥシート
・ＰＴＦＥジャケット形
（２）セミメタルガスケット
・うず巻形ガスケット(Ｓｐｉｒａｌ−ｗｏｕｎｄ ｇａｓｋｅｔｓ)
・メタルジャケットガスケット
（３）メタルガスケット
・金属平形ガスケット
・メタル中空Ｏリング
・リングジョイント

上記図示しないガスケットの両側から２本の締結ボルトＢＴ２を締め付けることによりガスケットが圧せられ継手部材３００と継手ブロック３０との間がシールされるようになっている。継手ブロック３０に形成された流体流路の構成は、後述する継手ブロック２０と同様なので、ここでは説明を省略する。継手ブロック３０の図示しない下流側の流路口は、開閉弁１１０Ａと接続されている。この部分の接続構造は、後述する継手ブロック２０と流体機器１１０Ａ〜１１０Ｅとの後述する接続構造と同様であるので詳細説明は省略する。
流体制御装置１の３系統の流路には、例えば、正面側の導入管３１０を通じてアンモニアガス等のプロセスガスが導入され、中央部の導入管３１０を通じて、例えば、水素ガス等のプロセスガスが導入され、背面側の導入管３１０を通じて、窒素ガス等のパージガスが導入される。
３つの開閉弁（３方弁）１１０Ｄは、連通管３２０で互いに接続されており、パージガスをプロセスガスの流路に導入できるようになっている。
連通管３３０は、パージガスの流路系統にはマスフローコントローラ１１０Ｅが不要なので、マスフローコントローラ１１０Ｅの代わりに流路の途中に設けられている。
供給管３４０は、下流側に配置された３つの継手部材３００の間を接続するとともに、図示しない処理チャンバに接続されている。
正面側、中央部および背面側の上流側および下流側の端部においては、それぞれストッパ４００が締結ボルトＢＴ２でガイド部５５の底面に固定されており、各流路系統で互いに連結された流体機器１１０Ａ〜１１０Ｅの長手方向Ｇ１，Ｇ２への移動を規制している。ストッパ４００は、流体機器の数等に応じて固定位置を適宜変更調整できる。

図２Ａ〜図２Ｃは、流体制御装置１の一系統の流路を構成する部分的な組立体２００であって、図２Ａは斜視図、図２Ｂは側面図、図２Ｃは図２ＢのIIＣ−IIＣ線断面図である。
組立体２００は、レール部材５０、このレール部材５０上に配置された上流側および下流側継手ブロック２０，２０、上流側および下流側継手ブロック２０，２０上に配置された、流体機器としての開閉弁１１０Ａを有している。また、開閉弁１１０Ａのボディ１１３と上流側および下流側継手ブロック２０，２０の間には、シール部材としてのガスケット１２０，１２０が設けられている。さらに、組立体２００は、開閉弁１１０Ａのボディ１１３を上流側および下流側継手ブロック２０，２０に連結するための２本の締結ボルトＢＴを有している。

図３Ａ〜図３Ｄは、レール部材５０を示す図であり、図３Ａは外観斜視図、図３Ｂは平面図、図３Ｃは正面図、図３Ｄは側面図である。
レール部材５０は、例えば、ステンレス合金等の金属製の長尺の部材であり、断面が矩形状に形成され、上面５１、これに直交する２つの側面５２、上面５１に平行で側面５２に直交する底面５３および長手方向の両端面５４を画定している。上面５１には、長手方向に溝状に形成されたガイド部５５が延在している。このガイド部５５は、図３Ｄに示すように、レール部材５０の上面５１および底面５３の中央位置を通り長手方向に延びる仮想中央平面ＣＰに関して対称に形成されており、ガイド部５５は底面５５ｂと、底面５５ｂに向かって末広がり状に傾斜する２つの受け面５５ｆとを有する。２つの受け面５５ｆは逆向きに傾斜している。受け面５５ｆは、底面５５ｂに対して５７度程度の角度で傾斜しているが、これに限定されるわけではない。レール部材５０の上面５１は、継手ブロック２０，３０、ストッパ４００を支持可能な支持面として機能する。ガイド部５５の底面５５ｂの長手方向の両端部には、ベースプレート１０にレール部材５０を固定するための締結ボルト用の貫通孔５６が形成されている。レール部材５０の寸法は、幅および高さが１０ｍｍ程度であり、全長が３００ｍｍ程度であるが、これに限定されるわけではない。ストッパ４００は、ガイド部５５の長手方向の任意の位置に締結ボルトＢＴ２で固定可能であるが、固定構造については周知のものを採用できるので詳細説明を省略する。

図４Ａ〜図４Ｅは、継手ブロック２０を示す図であり、図４Ａは外観斜視図、図４Ｂは平面図、図４Ｃは図４Ｂの仮想中央平面ＣＰ２に沿った断面図、図４Ｄは長手方向の一端面図、図４Ｅは長手方向の他端面図である。
継手ブロック２０は、ステンレス合金等の金属製の部材であり、互いに対向する平面からなる上面２０ａおよび平面からなる底面２０ｂ、上面２０ａに対してそれぞれ直交する４つの側面２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを有する。４つの側面２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄのうち、隣り合う２つ側面は互いに直交している。側面２１ａ、２１ｂは、長手方向の両端に位置する平面であり、側面２１ｃ、２１ｄは長手方向に延びる平面である。なお、継手ブロック２０は直方体形状の場合を例に挙げたが他の形状を採用することもできる。
底面２０ｂは、レール部材５０の上面５１によって支持される被支持面として機能するが、この底面２０ｂには係合部２２が突出するように一体的に形成されている。係合部２２は、底面２０ｂから下方に向かって末広がり状に形成され、互いに逆向きで傾斜する係合面２２ｆを有する。係合部２２は、仮想中央平面ＣＰ２に関して対称に形成されており、係合面２２ｆの底面２２ｂに対する傾斜角度は、レール部材５０の受け面５５ｆと略同じ角度であるが、これに限定されるわけではない。係合部２２はレール部材５０のガイド部５５に嵌合する形状を有し、レール部材５０の長手方向の両端部からそれぞれ挿入可能である。ガイド部５５は、係合部２２の長手方向への移動を許容しつつ継手ブロック２０をレール部材５０上に拘束する。係合部２２とガイド部５５との間には、加工および組立の観点から、設定された公差範囲のガタが存在するが、このガタは後述する整列機構が確実に作動する範囲内に設定される。
継手ブロック２０の画定する流体流路２３は、上面２０ａから底面２０ｂ側に向けて延びるとともに上面２０ａで開口する流路口２４ａを有する第１の垂直流路２３ａと、長手方向において互いに離隔した位置に、上面２０ａから底面２０ｂ側に向けて延びるとともに上面２０ａで開口する流路口２４ｂを有する第２の垂直流路２３ｂと、継手ブロック２０の内部を長手方向に直線状に延びて第１および第２の垂直流路２３ａ，２３ｂと接続される水平流路２３ｃとを含む。なお、第１および第２の垂直流路２３ａ，２３ｂは、上面２０ａに対して垂直に形成され、水平流路２３ｃは上面２０ａに対して平行に形成されているが、これに限定されるわけではなく、垂直、水平としないことも可能である。
第１および第２の垂直流路２３ａ，２３ｂの加工方法は、例えば、継手ブロック２０の上面２０ａに垂直な方向にドリルで穴を穿ち、ブラインドホールを形成すればよい。水平流路２３ｃは、継手ブロック２０の側面２１ａに垂直な方向にドリルで穴を穿ち、ブラインドホールを形成すればよい。このとき、第１および第２の垂直流路２３ａ，２３ｂの先端部と接続される高さに水平流路２３ｃを加工する。水平流路２３ｃを形成するための穴を継手ブロック２０の側面２１ａから開けると、側面２１ａに開口が形成される。このため、側面２１ａの開口の周囲に保持凹部２８を形成し、この保持凹部２８に金属製の円盤状の閉塞部材１５０を嵌め込み閉塞部材１５０の外周縁部を溶接でシールすることにより、開口を塞ぐ。これにより、第１および第２の垂直流路２３ａ，２３ｂと水平流路２３ｃとからなるＵ状流路が形成される。
継手ブロック２０の上面２０ａ側で開口する流路口２４ａ、２４ｂの周囲には、ガスケット１２０をそれぞれ保持するための保持凹部２６，２６が形成されている。保持凹部２６，２６の底面の流路口２４ａ、２４ｂの外周には、図示しないが、ガスケット１２０を押し潰すためにガスケット１２０よりも硬度を十分に高くする硬化処理した円環状の突起を形成してもよい。
継手ブロック２０には、長手方向において、上面２０ａで開口し底面２０ｂ側に向けて延びる２つのネジ穴２５ａ、２５ｂが形成されている。ネジ穴２５ａ、２５ｂは、上面２０ａで開口する２つの流路口２４ａ、２４ｂの間に位置する。ネジ穴２５ａ、２５ｂは、例えば、Ｍ５で少なくとも３つのネジ山を有し、深さが３ｍｍ程度であるがこれに限定されるわけではない。また、仮想中央平面ＣＰ２上に中心軸が位置しているが、これに限定されるわけではなく、幅方向の一方にずれていてもよく、また、ネジ穴２５ａ、２５ｂは一方が側面２１ｃ側寄り、他方が側面２１ｄ側寄りに配置されていてもよい。また、継手ブロック２０の寸法仕様は、例えば、幅が１０ｍｍ程度、長さが３０ｍｍ程度、流体流路２３の直径が２．６ｍｍ程度。高さが１３ｍｍ程度であるが、これに限定されるわけではない。継手ブロック２０およびレール部材５０の幅は、約１０ｍｍで略一致している。

ネジ穴２５ａは水平流路２３ｃの上方に位置し、図４Ｂに示す平面視で、ネジ穴２５ａと水平流路２３ｃとが重なり合っている。さらに、ネジ穴２５ａは、流路口２４ａに対して、側面２１ｂ側ではなく側面２１ａ側にあり、加えて、継手ブロック２０の長手方向において流路口２４ａに対して一方側にのみに形成されている。このような構成とすることにより、流体流路２３の断面積を確保できることに加えて、１本の締結ボルトＢＴの締結力で、流路口２４ａの周囲をシールするガスケット１２０を押しつぶすことができるとともに、継手ブロック２０と開閉弁１１０Ａのボディ１１３とを連結することができる。この結果、継手ブロック２０の幅を大幅に狭小化することが可能となる。同様に、ネジ穴２５ｂは水平流路２３ｃの上方に位置し、図４Ｂに示す平面視で、ネジ穴２５ｂと水平流路２３ｃとが重なり合っている。さらに、ネジ穴２５ｂは、流路口２４ｂに対して、側面２１ｂ側ではなく側面２１ａ側にあり、流路口２４ｂに対して一方側のみに形成されている。このような構成とすることにより、流体流路２３の断面積を確保することができることに加えて、１本の締結ボルトＢＴで、流路口２４ｂの周囲をシールするガスケット１２０を押しつぶすとともに、継手ブロック２０と他の流体機器のボディ１１３とを連結することができる。
さらに、図４Ｃおよび図４Ｅから明らかなように、水平流路２３ｃは上面２０ａと底面２０ｂとの間で、底面２０ｂ側に偏倚している。このような構成を採用することにより、締結ボルトＢＴの螺合するネジ穴２５ａ，２５ｂの深さを十分に確保することができる。

図５Ａ〜図５Ｃは、開閉弁（流体機器）１１０Ａを示す図であって、図５Ａは斜視図、図５Ｂは底面図、図５Ｃは図５ＢのＶＣ−ＶＣ線方向の部分断面図である。
開閉弁１１０Ａは、アクチュエータ内蔵部１１１、バルブ内蔵部１１２およびボディ１１３を有し、継手ブロック２０を介してレール部材５０に支持される。
ボディ１１３の幅は、継手ブロック２０の幅と整合しており、例えば、１０ｍｍ程度であるが、これに限定されるわけではない。
ボディ１１３は、流体流路１１７を画定するとともに、この流体流路１１７は、底面１１３ｂ側で開口する２つの流路口１１７ａを有し、２つの流路口１１７ａにはそれぞれガスケット１２０を保持する保持用凹部１１６が形成されている。保持用凹部１１６には、図示しないが、ガスケット１２０を押し潰すためにガスケット１２０よりも硬度を十分に高くする硬化処理した円環状の突起を形成してもよい。
ボディ１１３の長手方向の両端部には、上面１１３ａから底面１１３ｂに向けて、締結ボルトＢＴを挿通するための貫通孔１１４がそれぞれ形成されている。

図６Ａ〜図６Ｃは、ガスケット１２０の斜視図、平面図及び断面図である。
ガスケットは、ステンレス合金等のボディ１１３と同じ材料で形成することができるが、ボディ１１３よりも硬度が十分に低くなるように熱処理する必要がある。金属材料以外にも、樹脂製のガスケットを使用することも可能である。

図７Ａおよび図７Ｂは、締結ボルトＢＴの斜視図および頭部の平面図である。締結ボルトＢＴは、ボディ１１３と継手ブロック２０とを連結するとともに、ガスケット１２０を押しつぶす力を一本で担うため、他の場所に使用される締結ボルトＢＴ２(例えば、Ｍ４)より直径が大きいもの（例えばＭ５）が使用されるが、すべての締結ボルトを共通のサイズにすることも可能である。

ここで、本発明のレール部材５０の役割および整列機構について説明する。
上記実施形態では、整列機構は、レール部材５０のガイド部５５の２つの受け面５５ｆと、継手ブロック２０の係合部２２の２つの係合面２２ｆを含む。
図８Ａは、レール部材５０上ではなく、基準面ＢＳ上に２つの継手ブロック２０，２０を置き、ガスケット１２０を所定箇所に配置し、この上に流体機器としての開閉弁１１０Ａのボディ１１３を置いた状態を示している。
この状態においては、ガスケット１２０が圧せられていないので、ボディ１１３の底面１１３ｂと２つの継手ブロック２０の上面２０ａとの間には、ほぼ一定の隙間ＧＰが形成される。
次いで、図８Ｂに示すように、上流側および下流側継手ブロック２０，２０のネジ穴２５ａ，２５ａにボディ１１３の貫通孔１１４を通じて締結ボルトＢＴをねじ込み、締めつけていくと、上流側および下流側継手ブロック２０，２０には、ネジ穴２５ａ，２５ａに矢印Ｆ１Ａ,Ｆ２Ａで示す方向の引き上げ力が作用するとともに、ガスケット１２０，１２０からは矢印Ｆ１Ｂ，Ｆ２Ｂで示す下向きの力が作用する。したがって、上流側継手ブロック２０の上流側端部は基準面ＢＳに対してＤ１方向浮き上がり、下流側継手ブロック２０の下流側端部も基準面ＢＳに対してＤ２方向に浮き上がる。
ガスケットは、締結ボルトＢＴの締め付け力により圧せられるので、ガスケット１２０から離れた位置の隙間ＧＰ２は、図８Ａの隙間ＧＰよりも小さくなり、ガスケット１２０の近傍の隙間ＧＰ１よりも小さくなる。このため、互いに連結された上流側および下流側継手ブロック２０，２０とボディ１１３には、上流側継手ブロック２０と下流側継手ブロック２０とを互いに逆向きに傾斜させる曲げ力が作用する。

図８Ｃに示すように、レール部材５０のガイド部５５に上流側および下流側継手ブロック２０，２０の係合部２２，２２を挿入し、図８Ｂと同様に締結ボルトＢＴを締め付けると、上流側および下流側継手ブロック２０，２０は、上記した曲げ力に抗するレール部材５０のガイド部５５の受け面５５ｆから矢印Ｆ１Ｃ、Ｆ２Ｃで示す下向きの方向の反力を受け、上流側および下流側継手ブロック２０，２０が傾斜することがない。締結ボルトＢＴを所要の軸力となるように、締めつけると、ボディ１１３の底面１１３ｂと２つの継手ブロック２０の上面２０ａとの隙間ＧＰ３はゼロ又はほぼゼロになり、ボディ１１３の底面１１３ｂと２つの継手ブロック２０の上面２０ａは実質的に接触する。

ここで、上記したように、レール部材５０のガイド部５５と上流側および下流側継手ブロック２０，２０の係合部２２，２２との間に若干のガタが存在すると、締結ボルトＢＴを締め付けていない状態では、例えば、図９Ａに示すように、係合部２２の仮想中央平面ＣＰ２がレール部材５０のガイド部５５の仮想中央平面ＣＰに対して左側方向Ｌに位置ずれし、あるいは、図９Ｂに示すように、右側方向Ｒに位置ずれする可能性がある。
例えば、図９Ａや図９Ｂのような横方向(長手方向に直交する方向)の位置ずれがあると、レール部材５０上で複数の流体機器１１０Ａ〜１１０Ｅが蛇行する、あるいは、左右の一方側に傾く可能性があり、ガスケット１２０のシール性能が低下する可能性がある。

本実施形態では、上記したように、ガイド部５５と係合部２２との間に整列機構を設けている。整列機構は、互いに連結された上流側および下流側継手ブロック２０，２０とボディ１１３に締結ボルトＢＴの締付力によって発生する曲げ力に抗する反力の一部を利用して、ガイド部５０の長手方向に直交する横方向の上流側および下流側継手ブロック２０，２０の位置をガイド部５０の中央位置に整列させるように作用する。これにより、組立中に、上記した横ずれは自動修正される（当初位置から正規位置に自動的に移行する）。
具体的には、図１０に示すように、曲げ力により継手ブロック２０に引き上げ力Ｆが作用したとすると、ガイド部５５の２つの受け面５５ｆは、係合部２２の２つの係合面２２ｆに対して反力Ｒ１，Ｒ２を作用させる。ガイド部５５および係合部２２は、仮想中央平面ＣＰ，ＣＰ２に関して対称に形成されているので、反力Ｒ１，Ｒ２は同じ大きさとなる。そして、反力Ｒ１，Ｒ２の水平方向分力Ｒ１ｘ，Ｒ２ｘは、互いに逆向きで同じ大きさなので、この分力Ｒ１ｘ，Ｒ２ｘは、係合部２２の仮想中央平面ＣＰ２が、ガイド部５５の仮想中央平面ＣＰに一致させるように作用する。
また、反力Ｒ１，Ｒ２の垂直方向分力Ｒ１ｙ，Ｒ２ｙは互いに同じ大きさであり、引き上げ力Ｆに抗して、継手ブロック２０をレール部材５０上に拘束する（レール部材が支持部材として機能し、継手ブロック２０を正規位置で固定的に支持する）ように作用する。
このように、本実施形態によれば、継手ブロック２０をレール部材５０のガイド部５５に挿入し、流体機器のボディ１１３と継手ブロック２０を締結ボルトＢＴで連結していけば、継手ブロック２０はガイド部５５の中央位置に自動的に整列するので、組立作業が格段に容易となり、組立の自動化もさらに容易となる。

上記実施形態では、係合部２２の係合面２２ｆおよびガイド部５５の受け面５５ｆを斜面のみで形成したが、図１１Ａに示すように、係合部２２＿１，ガイド部５５＿１を傾斜面と垂直面とで構成することもできる。また、図１１Ｂ、図１１Ｃに示すように、係合部２２＿２，２２＿３，ガイド部５５＿２，５５＿３に湾曲面を用いてもよい。さらに、図１２Ａ，１２Ｂに示すように、係合部２２＿４，２２＿５を凹状、ガイド部５５＿４，５５＿５を凸状としてもよい。

上記実施形態では、継手ブロック２０とボディ１１３とを１本の締結ボルトＢＴで連結する場合について説明したが、流路口２４ａに対してネジ穴が水平流路２３ｃ側に存在すれば、複数の締結ボルトＢＴを使用することも可能である。

上記実施形態では使用しなかったが、継手ブロック２０とボディ１１３との間に位置決めピンを用いることも可能である。

上記実施形態では、水平流路２３ｃを継手ブロック２０の底面２０ｂ側に偏倚させたが、これに限定されるわけではなく、中心部に形成してもよい。

上記実施形態では、支持部材として一条のガイド部５５が形成されたレール部材５０を使用したが、これに限定されるわけではなく、一枚のプレートに複数条のガイド部５５を形成したものを支持部材としてもよい。この場合、ベースプレート１０を使用しない構成とすることもできる。

上記実施形態では、継手ブロック２０に２つの流路口２４ａ，２４ｂを形成するとともに、これらの間に２つのネジ穴２５ａ，２５ｂを形成したが、本発明はこれに限定されない。流路口が３つあった場合にも本発明は適用できるし、一つの流路口２４ａが継手ブロック２０の上面２０ａに開口し、他の流路口が継手ブロック２０の側面２１ｂに開口する場合にも本発明を適用できる。

上記実施形態では、本発明の第１流路および第２流路として、垂直流路および水平流路を例に挙げたが、これに限定されるわけではなく、第１および第２の流路は垂直方向又は水平方向に対して傾斜していてもよい。

１ 流体制御装置
１０ ベースプレート
２０Ａ−２０Ｅ 継手ブロック
２０ａ 上面
２０ｂ 底面
２１ａ〜２１ｄ 側面
２２ 係合部
２２ｂ 底面
２２ｆ 係合面(整列機構)
２３ 流体流路
２３ａ、２３ｂ 垂直流路
２３ｃ 水平流路
２４ａ、２４ｂ 流路口
２５ａ，２５ｂ ネジ穴
２６ 保持凹部
３０ 継手ブロック
５０ レール部材
５５ ガイド部
５５ｆ 受け面(整列機構)
１１０Ａ 開閉弁（２方弁）（流体機器）
１１０Ｂ レギュレータ（流体機器）
１１０Ｃ プレッシャーゲージ（流体機器）
１１０Ｄ 開閉弁（３方弁）（流体機器）
１１０Ｅ マスフローコントローラ（流体機器）
１１１ アクチュエータ内蔵部
１１２ バルブ内蔵部
１１３ ボディ
１１３ａ 上面
１１３ｂ 底面
１１４ 貫通孔
３００ 継手部材
３１０ 導入管
３２０ 連通管
３３０ 連通管
３４０ 供給管
４００ ストッパ
ＢＴ 締結ボルト
ＢＴ２ 締結ボルト
ＧＰ，ＧＰ１，ＧＰ２，ＧＰ３ 隙間

Claims (14)

1. 互いに対向する上面および底面、前記上面から前記底面側に向けて延びる側面を画定し、流体流路を画定し、前記底面側に係合部を有する継手ブロックと、
   前記継手ブロックの係合部が係合可能な長手方向に直線状に延びるガイド部を有する支持部材と、
   前記継手ブロックを介して前記支持部材に支持される流体機器と、を有する流体制御装置であって、
   前記継手ブロックの流体流路は、前記上面から底面側に向けて延びるとともに前記上面で開口する流路口を有する第１流路と、前記継手ブロックの内部を長手方向に延びて前記第１流路と接続される第２流路と、を含み、
   前記ガイド部は、前記継手ブロックの長手方向への移動を許容しつつ当該継手ブロックを前記支持部材上に拘束し、
   前記流体機器は、流体流路を画定するボディを有し、当該ボディはその底面側で開口する少なくとも２つの流路口を有し、
   前記継手ブロックは、前記上面で開口し前記底面側に向けて延びるネジ穴を有し、当該ネジ穴に前記ボディを貫通する締結ボルトが螺合し、
   前記締結ボルトの締付力により、互いに突き合わされた前記継手ブロックの流路口と前記ボディの一の流路口の周囲に配置されるシール部材が、前記ボディと前記継手ブロックとの間で圧せられ、
   前記ネジ穴は、先端部が前記第２流路の上方で閉塞しているとともに、平面視において、少なくとも一部が前記第２流路に重なり合っている、ことを特徴とする流体制御装置。
2. 前記第２流路は、前記継手ブロックの上面と底面との間において、底面側に偏倚した位置に形成されている、ことを特徴とする請求項1に記載の流体制御装置
3. 前記第１流路は、前記継手ブロックの上面に対して垂直に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の流体制御装置。
4. 前記継手ブロックは、前記上面に対して直交する４つの側面を有し、当該４つの側面のうち隣り合う２つの側面は互いに直交し、
   前記第２流路は、前記４つの側面のうち、長手方向に対向する２つの側面の一方の側面に垂直に形成された穴で構成され、当該穴の開口は、閉塞部材で密封されている、ことを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の流体制御装置。
5. 前記支持部材は、一条の前記ガイド部を有し、長手方向に直交する方向の幅寸法は、前記継手ブロックの長手方向に直交する方向の幅と整合している、請求項４に記載の流体制御装置。
6. 前記継手ブロックは、単一の前記締結ボルトで前記ボディに連結される、ことを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の流体制御装置。
7. 前記第１流路は、前記第２流路にそれぞれ接続され、長手方向において互いに離隔した位置に形成される２つの第１流路を含み、
   前記ネジ穴は、長手方向において、前記上面で開口する２つの第１流路の２つの流路口の間に位置する、ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の流体制御装置。
8. 前記継手ブロックは、他の流体機器のボディとの連結のためのさらに他のネジ穴を有し、
   前記さらに他のネジ穴は、前記上面で開口する２つの第１流路の２つの流路口の間に位置する、ことを特徴とする請求項７に記載の流体制御装置。
9. 互いに対向する上面および底面、前記上面から前記底面側に向けて延びる側面を画定するとともに、流体流路を画定する継手ブロックであって、
   前記継手ブロックの流体流路は、長手方向において離隔した位置に、前記上面から底面側に向けて延びるとともに前記上面で開口する流路口を有する２つの第１流路と、前記継手ブロックの内部を長手方向に直線状に延びて前記２つの第１流路と接続される第２流路と、を含み、
   前記底面側に、他の部材と係合可能な係合部を有し、
   それぞれ他の部材との連結可能な２つのネジ穴が前記上面から底面側に向けて形成され、当該２つのネジ穴は、長手方向において、前記２つの流路口の間に配置され、
   前記２つのネジ穴は、先端部が前記第２流路の上方で閉塞しているとともに、平面視において、少なくとも一部が前記第２流路に重なり合っている、ことを特徴とする継手ブロック。
10. 開閉弁、レギュレータ、プレッシャーゲージおよびマスフローコントローラの少なくともいずれかを含む流体機器であって、
    流体流路を画定するボディを有し、当該ボディはその底面側で開口する少なくとも２つの流路口を有し、
    互いに対向する上面および底面、前記上面から前記底面側に向けて延びる側面を画定するとともに、流体流路を画定する継手ブロックをさらに有し、
    前記継手ブロックの流体流路は、長手方向において離隔した位置に、前記上面から底面側に向けて延びるとともに前記上面で開口する流路口を有する第１流路と、前記継手ブロックの内部を長手方向に延びて前記垂直流路と接続される第２流路と、を含み、
    前記継手ブロックは、前記底面側に、他の部材と係合可能な係合部を有し、
    前記継手ブロックは、前記上面側で開口し前記底面側に向けて延びるネジ穴を有し、当該ネジ穴に前記ボディを貫通する締結ボルトが螺合し、
    前記締結ボルトの締付力により、互いに突き合わされた前記継手ブロックの流路口と前記ボディの一の流路口の周囲に配置されるシール部材が、前記ボディと前記継手ブロックとの間で圧縮され、
    前記ネジ穴は、先端部が前記第２流路の上方で閉塞しているとともに、平面視において、少なくとも一部が前記第２流路に重なり合っている、ことを特徴とする流体機器。
11. 半導体製造プロセスにおいて使用される流体の制御に、請求項１〜８のいずれかに記載の流体制御装置を用いることを特徴とする半導体製造方法。
12. フラットパネルディスプレイの製造プロセスにおいて使用される流体の制御に、請求項１〜８のいずれかに記載の流体制御装置を用いることを特徴とするフラットパネルディスプレイの製造方法。
13. ソーラーパネルの製造プロセスにおいて使用される流体の制御に、請求項１〜８のいずれかに記載の流体制御装置を用いることを特徴とするソーラーパネルの製造方法。
14. 互いに対向する上面および底面、前記上面から前記底面側に向けて延びる側面を画定し、流体流路を画定し、前記底面側に係合部を有する第1および第２の継手ブロックと、
    前記第1および第２の継手ブロックの係合部が係合可能な長手方向に直線状に延びるガイド部を有する支持部材と、
    前記第1および第２の継手ブロックを介して前記支持部材に支持される流体機器と、を有する流体制御装置であって、
    前記継手ブロックの流体流路は、前記上面から底面側に向けて延びるとともに前記上面で開口する流路口を有する第１流路と、前記継手ブロックの内部を長手方向に延びて前記第１流路と接続される第２流路と、を含み、
    前記ガイド部は、前記継手ブロックの長手方向への移動を許容しつつ当該継手ブロックを前記支持部材上に拘束し、
    前記流体機器は、流体流路を画定するボディを有し、当該ボディはその底面側で開口する少なくとも２つの流路口を有し、
    前記第１の継手ブロックは、前記上面で開口し前記底面側に向けて延びるネジ穴を有し、当該ネジ穴に前記流体機器のボディを貫通する締結ボルトが螺合し、
    前記第２の継手ブロックは、前記上面で開口し前記底面側に向けて延びるネジ穴を有し、当該ネジ穴に前記流体機器のボディを貫通する締結ボルトが螺合し、
    前記流体機器のボディを貫通する２つの前記締結ボルトの締付力により、互いに突き合わされた前記第1の継手ブロックの流路口と前記ボディの一の流路口との周囲および第２の継手ブロックの流路口と前記ボディの他の流路口の周囲に配置されるシール部材が、前記ボディと前記第1および第２の継手ブロックとの間でそれぞれ圧せられ、
    前記第１および第２の継手ブロックのネジ穴はそれぞれ、先端部が当該第１および第２の継手ブロックの第２流路の上方で閉塞しているとともに、平面視において、少なくとも一部が当該第１および第２の継手ブロックの第２流路に重なり合っている、ことを特徴とする流体制御装置。
    

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