隔膜、流体控制装置、以及隔膜的制造方法
【专利摘要】提供一种即使厚度薄也可以具有连接部的隔膜。隔膜(20)包括由具有耐化学性的第一材料形成的膜部(21)以及由第二材料形成并可与其他部件连接的连接部(23)，该第二材料以与第一材料的主原料相同的原料为主原料，膜部(21)与连接部(23)直接接合。
【专利说明】
隔膜、流体控制装置、以及隔膜的制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及具有耐化学性的隔膜、包括该隔膜的流体控制装置、以及隔膜的制造方法。
【背景技术】
[0002]目前，这种隔膜是通过聚四氟乙烯(以下，称为“PTFE”)形成0.2mm?0.4mm厚的隔膜而得到的(参照专利文献I)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献I:专利第3286687号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的问题
[0007]另外，有时，隔膜上设置有用于连接隔膜和其他部件的连接部。通常，难以通过注射成型等形成厚度比0.5_更薄的隔膜，且难以通过注射成型等将隔膜和连接部形成为一个整体。另外，对于厚度比0.5_更薄的隔膜，难以通过焊接等与连接部接合。
[0008]本发明是为了解决上述问题而做出的，其主要目的在于提供一种即使在厚度薄的情况下也可以具有连接部的隔膜。
[0009]解决问题的手段
[0010]下文记载用于解决上述问题的方式及其作用效果。
[0011]在第一方式中，一种隔膜，包括:膜部，由具有耐化学性的第一材料形成；以及连接部，由第二材料形成并能够与其他部件连接，所述第二材料以与所述第一材料的主原料相同的原料为主原料，其中，所述膜部和所述连接部直接接合。
[0012]根据上述结构，隔膜包括膜部和连接部。膜部由具有耐化学性的第一材料形成。连接部由以与第一材料的主原料相同的原料为主原料的第二材料形成。即，第一材料的主原料和第二材料的主原料相同。而且，由于连接部可与其他部件连接，因此可以经由连接部将其他部件与隔膜连接。
[0013]这里，第一材料的主原料和第二材料的主原料相同。因此，可以通过向由第一材料形成的膜部注射熔融状态的第二材料，从而将第二材料与该膜部直接接合。然后，通过加工第二材料可以形成连接部。因此，即使在膜部的厚度薄的情况下，也可以制造具有连接部的隔膜。
[0014]在第二方式中，所述第二材料在熔融状态时的流动性比所述第一材料在熔融状态时的流动性高。
[0015]根据上述结构，第二材料在熔融状态时的流动性比第一材料在熔融状态时的流动性高。因此，即使当不能使第一材料处于熔融状态而进行注射成型时，也可以通过使第二材料处于熔融状态而进行注射成型，从而将第二材料与膜部接合以形成连接部。
[0016]具体而言，如第三方式那样，可以采用以下结构:所述第二材料在熔融状态下具有能够进行注射成型的流动性，所述第一材料的柔软性比所述第二材料的柔软性高，所述主原料是四氟乙烯与全氟烷基乙烯基醚的共聚物(以下，称为“PFA”)。根据这样的结构，使用第二材料进行注射成型以与膜部接触，从而可以形成与膜部直接接合的连接部。另外，因为第一材料的柔软性比第二材料的柔软性高，所以可以提高由第一材料形成的膜部的强度，从而可以抑制从膜部产生颗粒和膜部损伤。而且，因为与PTFE相比，PFA具有不易产生颗粒的分子结构，所以可以抑制由于使用隔膜而产生颗粒。近年来，因为研发出了可注射成型的、在熔融状态下的流动性高的PFA，所以可以将该熔融状态下的流动性高的PFA作为第二材料通过注射成型形成连接部。另外，因为近年来研发出软质的PFA，所以可以将该软质PFA作为第一材料通过压延形成膜部。
[0017]具体而言，如第四方式那样，可以采用以下结构:所述膜部的厚度是0.05mm?0.5mm，并且所述膜部的表面被按压从而变平滑。通常，在通过压延对具有耐化学性的第一材料进行加工时，难以形成比0.05mm更薄的厚度。另外，难以通过注射成型形成比0.5mm更薄的膜部。对于这一点，可以通过压延来加工第一材料而形成厚度0.05mm?0.5mm的膜部，并使用第二材料进行注射成型，由此可以制造具有连接部的隔膜。而且，因为膜部的表面被按压从而变平滑，所以可以抑制从膜部产生颗粒。例如，可以通过压延来加工第一材料而形成膜部，由此制造表面被按压从而变平滑的膜部。
[0018]在第五方式中，一种流体控制装置，包括:第一至第三方式中的任一个隔膜；以及驱动所述隔膜变形的驱动部，其中，所述隔膜的变形量和所述隔膜的直径之比是0.10?0.25ο
[0019]根据上述结构，因为具有第一至第三方式中的任一个隔膜，所以不仅可以具有连接部，而且可以使隔膜的膜部的厚度变薄。因此，可以提高隔膜对变形的耐久性，并可以使变形量相对于隔膜的直径较大。结果，可以实现隔膜的变形量和隔膜的直径之比是0.10?
0.25的流体控制装置。
[0020]在第六方式中，一种流体控制装置，包括:第一至第三方式中的任一个隔膜；以及按压所述膜部的第一面的第一部件和按压所述膜部的第二面的第二部件，其中，所述膜部形成为均匀的预定厚度的片状，在所述第一部件上设置有与所述第一面抵接的凸部，所述凸部的与所述第一面抵接的抵接面是平坦的，在所述第二部件上设置有隔着所述膜部与所述凸部相对的对置部，在所述膜部中，由所述凸部和所述对置部按压的预定部分变形为所述预定厚度的大致一半的厚度，在所述对置部形成上有倾斜部，所述倾斜部避让由于所述膜部的所述预定部分的变形而在所述预定部分的周围形成的隆起部。
[0021]根据上述结构，因为膜部形成为均匀的预定厚度的片状，所以可以通过压延进行加工而形成膜部。在按压膜部的第一面的第一部件上设置有与第一面抵接的凸部，该凸部与第一面的抵接面是平坦的。因此，可以通过抵接面平坦的凸部按压膜部的第一面，从而可以抑制膜部的损伤。
[0022]在第二部件上设置有隔着膜部与第一部件的凸部相对的对置部。而且，在膜部，由凸部和对置部按压的预定部分变形为预定厚度的大致一半的厚度。因此，即使膜部形成为均匀的预定厚度的片状，也可以通过膜部可靠地密封第一部件和第二部件之间。而且，在对置部上形成有倾斜部，该倾斜部避让由于膜部的预定部分的变形而在预定部分的周围形成的隆起部。因此，可以抑制向由凸部和对置部按压的押膜部的预定部分施加过量的负载，从而可以抑制膜部的损伤。
[0023]在第七方式中，第五方式的上述流体控制装置是通过所述隔膜来开关流体的流路的阀门，所述驱动部具有与所述连接部连接并使所述连接部进行往复运动的往复运动部件，在所述流路的阀室的开口周围设置有环状的阀座，在所述阀座中，与所述隔膜抵接的角是光滑的曲面。
[0024]根据上述构成，流体控制装置是通过隔膜开关流体的流路的阀门，驱动部具有与连接部连接并使该连接部进行往复运动的往复运动部件。因此，通过使往复运动部件进行往复运动，可以使隔膜变形。这里，在通过往复运动部件使隔膜变形的结构中，与通过气动等使隔膜变形的结构相比，可以抑制隔膜的径向偏移。结果，可以抑制对流体的流路进行开关时的膜部的摩擦，从而可以抑制从膜部产生颗粒和膜部损伤。而且，在流路的阀室的开口的周围设置有环状的阀座，在阀座中，与隔膜抵接的部分的角是光滑的曲面。因此，即使阀座和隔膜反复抵接，也可以抑制从膜部产生颗粒和膜部损伤。
[0025]在第八方式和第九方式中，所述流体控制装置是基于所述隔膜的变形而排出流体的栗。
[0026]根据上述结构，流体控制装置是基于隔膜的变形而排出流体的栗，可以产生与阀门的情况相同的作用效果。
[0027]在第十方式中，一种隔膜的制造方法，其特征在于，包括以下工序:向由具有耐化学性的第一材料形成的膜部的表面注射熔融状态的第二材料，所述第二材料以与所述第一材料的主原料相同的原料为主原料；以及使注射的所述第二材料凝固以形成柱状的柱状部。
[0028]根据上述工序，向由具有耐化学性的第一材料形成的膜部的表面注射熔融状态的第二材料，该第二材料以与第一材料的主原料相同的原料为主原料。由于第一材料的主原料和第二材料的主原料相同，因此，可以将第二材料与膜部直接接合。
[0029]然后，使注射的第二材料凝固而形成柱状的柱状部。因此，通过加工柱状部可以形成连接部。因此，即使在膜部的厚度薄的情况下，也可以制造具有连接部的隔膜。此外，也可对形成为柱状的第一材料进行切削加工而形成膜部和连接部。然而。在上述隔膜的制造方法中，由于切削面的原因，不能避免产生颗粒、膜部的表面变粗糙或加工成本提高。
[0030]在第十一方式中，在注射所述第二材料的工序中，在将所述柱状部的模具配置于所述膜部的表面的状态下，向所述模具内注射熔融状态的所述第二材料。
[0031]根据上述工序，在注射第二材料的工序中，在将柱状部的模具配置于膜部的表面的状态下，向模具内注射熔融状态的第二材料。因此，可以注射第二材料以与膜部接触，从而可以形成与膜部直接接合的柱状部。
[0032]在第十二方式中，在注射上述第二材料的工序中，向上述膜部注射熔融状态的上述第二材料。
[0033]根据上述工序，在注射第二材料的工序中，向膜部注射熔融状态的第二材料。因此，通过注射的第二材料使膜部发热，可以在膜部中促进分子的移动，从而可以提高膜部和第二材料的接合强度。
[0034]具体而言，如第十三方式那样，可以包括切削上述柱状部而形成可与其他部件连接的连接部的工序。
[0035]具体而言，如第十四方式那样，可以采用主原料为四氟乙烯与全氟烷基乙烯基醚的共聚物等工序。近年来，因为研发出可注射成型并且熔融状态下的流动性高的PFA，所以可以将该熔融状态下的流动性高的PFA作为第二材料通过注射成型形成柱状部，进而可以形成连接部。另外，近年来因为研发出软质的PFA，所以可以将该软质PFA作为第一材料通过压延形成膜部。
[0036]在第十五方式中，将上述第一材料在加热后的状态下进行压延，从而形成上述膜部。
[0037]根据上述工序，将第一材料在加热后的状态下进行压延，从而形成膜部。因此，当通过压延形成膜部时，可以使第一材料软化，从而可以提高第一材料的可加工性。
【附图说明】
[0038]图1是表不本实施方式的阀门的局部剖面图。
[0039]图2是图1的阀门中的隔膜周边的放大剖面图。
[0040]图3是表示具有柱状部的隔膜的相片。
[0041]图4是表示通过切削加工形成的比较例的隔膜的表面的相片。
[0042]图5是表示通过压延加工形成的本实施方式的隔膜的表面的相片。
[0043]图6是表示隔膜的膜部的制造方法的示意图。
[0044]图7是表示向膜部注射形成柱状部的第二材料的工序的示意图。
[0045]图8是表示比较例的阀门的剖面图。
[0046 ]图9是表示图8的阀门的动作的剖面图。
[0047]图10是图9的阀门中的隔膜周边的放大剖面图。
[0048]图11(a)是比较例的隔膜的表面的相片，图11(b)是将图11(a)的框内放大的相片，图11(c)是将图11(b)中的框内放大的相片。
[0049]图12(a)是本实施方式的隔膜的表面的相片，图12(b)是将图12(a)中的框内放大的相片。
[0050]图13是比较例的阀门中的隔膜周边的放大剖面图。
[0051]图14是将图13的隔膜的表面放大的相片。
[0052]图15是本实施方式的阀门中的阀座周边的放大剖面图。
[0053]图16是将图15的隔膜的表面放大的相片。
[0054]图17是表示将隔膜应用在栗中的实施例的放大剖面图。
【具体实施方式】
[0055]下面，参照附图，说明具体实现在半导体制造装置等中开关药液等流体的流路的阀门的一个实施方式。
[0056]如图1所示，阀门10(流体控制装置)具有阀外壳11、隔膜20、按压部件31、缸体41、活塞51以及盖61等。
[0057]阀外壳i丨由PTFE等耐化学性高的材料形成为圆柱状。在外壳11内作为药液的流路形成有阀门室12和分别与阀门室12连通的吸入通路13和排出通路14。阀门室12(阀室)形成为沿外壳11的中心轴线延伸的圆柱状空间。在外壳11中，在排出通路14的阀门室12上的开口 14a的周围设置有环状阀座15。阀座15形成为向缸体41和活塞51的方向突出的环状凸部。该环状凸部的内周侧形成为排出通路14。
[0058]配置隔膜20以与阀座15相对。隔膜20具有薄膜状(片状)膜部21和圆筒状的连接部23。隔膜20(膜部21)的直径是14mm。连接部23与膜部21的中央连接。在连接部23上设置有螺纹部23a，可将其他部件与螺纹部23a紧固(连接)。此外，下文详细说明隔膜20。
[0059]隔膜20的膜部21的边缘部21a(预定部分)由圆筒状的按压部件31(第一部件)和对置部16按压，该对置部16在外壳11(第二部件)中隔着膜部21与按压部件31相对。详细而言，膜部21的顶面(第一面)由按压部件31按压。膜部21的底面(第二面)由对置部16按压。这样，在通过膜部21的边缘部21a由按压部件31和对置部16按压的状态下，将外壳11和缸体41连接。
[0060]图2是阀门10中的隔膜20周边的放大剖面图。在按压部件31上设置有环状的凸部32，其与隔膜20的顶面抵接，并且与顶面抵接的抵接面32a是平坦的。凸部32的下端的内周侧的角32b进行R加工(磨圆加工)，形成光滑的曲面。在环状的按压部件31中，角32b在内周侧的整个周长上进行R加工。在膜部21中，由凸部32和对置部16按压的边缘部21a变形为膜部21的其他部分的厚度(预定厚度)的大致一半的厚度。凸部32的下端的外周侧的部分形成有避让隆起部21b的倾斜部32c，该隆起部21b由于膜部21的边缘部21a的变形而形成在边缘部21a的周围ο
[0061]对置部16的上端的角16b进行R加工，形成光滑的曲面。在对置部16的上端的内周侧的部分形成有避让隆起部21b的倾斜部16c，该隆起部21b由于膜部21的边缘部21a的变形而形成在边缘部2 Ia被按压的部分(预定部分)的周围。
[0062]在阀座15中，与隔膜20抵接的部分的外周侧的角15a进行R加工，形成光滑的曲面。在环状的阀座15中，角15a在外周侧的整个周长上进行R加工。在阀座15中，在与隔膜20抵接的部分的内周侧的角15b进行R加工，形成光滑的曲面。在环状的阀座15中，角15b在内周侧的整个周长上进行R加工。
[0063]隔膜20的连接部23与活塞51的下端连接。活塞51(往复运动部件)形成为圆柱状。在活塞51的下端设置有螺纹部51a。通过将隔膜20的连接部23的螺纹部23a与活塞51的螺纹部51a紧固，从而将隔膜20和活塞51连接。
[0064]在缸体41中安装有使活塞51向阀座15的方向往复运动的驱动器(省略图示)。驱动器可以通过电磁力等使活塞51往复运动，也可以通过气动等使活塞51往复运动。
[0065]通过使活塞51往复运动而使得隔膜20变形。另外，通过隔膜20抵接阀座15，从而阻断阀门室12和排出通路14。通过隔膜20从阀座15分离，从而连通阀门室12和排出通路14。
[0066]在如现有技术那样通过注射成型等使用PTFE、PFA形成具有连接部的隔膜时，一般不能使膜部足够薄。因此，对于直径是14_的隔膜，通常变形量(行程)的最大值是Imm左右。与之相对，在隔膜20中，膜部21的厚度是大约0.2mm，隔膜20的变形量的最大值是4mm。因此，隔膜20的变形量和直径之比(变形量/直径)设定为0.10?0.25。此外，构成通过上述驱动器和活塞51进行驱动以使隔膜20变形的驱动部。
[0067]下面，详细说明本实施方式的隔膜20。图3是表示具有柱状部22的隔膜20的相片。
[0068]膜部21由以四氟乙烯与全氟烷基乙烯基醚的共聚物(PFA)为主原料的第一材料形成。PFA具有耐化学性，具有与PTFE相比不易产生颗粒的分子结构。膜部21形成为均匀的预定厚度的片状(膜状)。预定厚度为0.05mm?0.5mm，优选为约0.2mm。膜部21是通过压延对第一材料进行加工而形成的。
[0069]图4是表示通过切削加工形成的比较例的隔膜的表面的相片。如图4所示，比较例的隔膜的表面由于切削加工而变粗糙。因此，由于使用隔膜，可能会产生颗粒，或者表面的一部分挤裂(剥落)。
[0070]图5是表示通过压延加工形成的本实施方式隔膜20的表面的相片。如图5所示，隔膜20的表面、具体是膜部21的表面未进行切削加工，因此与比较例的隔膜的表面相比没有变粗糙。而且，膜部21的表面通过压延加工而被按压，从而变平滑。因此，即使使用隔膜20，也可以抑制产生颗粒或表面的一部分挤裂。
[0071]返回到图3，在膜部21的中央直接接合有柱状部22。柱状部22由以PFA为主原料的第二材料形成为圆柱状。与第二材料相比，第一材料的柔软性更高。在膜部21的四个角形成有用于定位的贯通孔21c。
[0072]另外，切断柱状部22并进行切削，形成上述连接部23。因此，在膜部21的中央直接接合有连接部23。在连接部23上形成有上述螺纹部23a。如此，制造上述隔膜20。
[0073]接下来，详细说明隔膜20的制造方法。图6是表示隔膜20的膜部21的制造方法的示意图。图7是表示向膜部21注射形成柱状部22的第二材料的工序的示意图。
[0074]首先，如图6所示，向成形机Fl中加入熔融状态的第一材料ml。熔融状态的第一材料ml的流动性低，且不能进行注射成型。另一方面，第一材料ml的柔软性高。因此，利用成形机Fl的辊Rl将第一材料ml边压延边挤出。此时，通过加热辊Rl而对加热状态下的第一材料ml进行压延。通过加热使第一材料ml软化，逐渐将第一材料ml碾薄。
[0075]然后，将碾到一定程度的第一材料ml向成形机F2输送。在成形机F2中，通过辊R2进一步压延第一材料ml。此时，通过加热棍R2而对加热状态下的第一材料ml进行压延。另外，通过辊R3对碾压至0.2mm厚度的薄膜状(片状)的膜部21进行缠绕。从而，制造辊状的膜部
21ο
[0076]通常，当通过压延来加工具有耐化学性的第一材料ml时，其厚度难以比0.05mm更薄。因此，通过压延来加工第一材料ml，形成0.05mm?0.5mm厚度的膜部21。在本实施方式中，形成大致0.2mm厚度的膜部21。
[0077]然后，如图7所示，将切断为预定大小的膜部21安装于模具Al。然后，将柱状部22的模具A2配置于膜部21的表面。在模具A2上形成有与柱状部22对应的空间22S。通过模具Al和模具A2夹持膜部21密闭空间22S。空间22S与原料的导入口 221连通。导入口 221与注射成型机F3连接。
[0078]向注射成型机F3中装入熔融状态的第二材料m2。熔融状态的第二材料m2流动性高，可以进行注射成型。即，第二材料m2在熔融状态时的流动性比第一材料ml在熔融状态时的流动性更高。然后，将熔融状态的第二材料m2注射到由第一材料ml形成的膜部21的表面。
[0079]这里，即使膜部21与熔融状态的第二材料m2接触，由第一材料ml形成的膜部21也不熔化。虽然膜部21不熔化，但是注射的第二材料m2使膜部21变热，促进膜部21的分子的移动。
[0080]然后，通过冷却模具A1、A2，使注射的第二材料m2凝固，从而形成柱状的柱状部22。由此，如图3所示，将膜部21和柱状部22直接接合。然后，切削柱状部22，形成可与其他部件连接的连接部23 ο如上所述，制造隔膜20。
[0081 ]图8是表示比较例的阀门110的剖面图。图9是表示图8的阀门110的动作的剖面图。此外，在比较例的阀门110中，对于与本实施方式的阀门10对应的部件，添加在阀门10中的各符号加上“100”后的符号。
[0082]在阀门110中，取代阀门10的活塞51，在主体141中形成有空气(压缩空气)的出入通路152。出入通路152与在阀门室112中被隔膜120划分的上侧空间，S卩，朝向吸入通路113和排出通路114 一侧的相反侧的空间连通。隔膜20由上述第一材料形成为薄膜状(片状)。
[0083]另外，当从出入通路152导入空气时，如图9所示，隔膜120向吸入通路113和排出通路114侧(阀外壳111侧)变形，将吸入通路113以及排出通路114与阀门室112阻断。当从出入通路152排出空气时，如图8所示，隔膜20向吸入通路113和排出通路114的相反侧(主体141侧)变形，将吸入通路113以及排出通路114与阀门室112连通。
[0084]图10是图9的阀门110中的隔膜120周边的放大剖面图。图10示出了从出入通路152导入空气从而通过隔膜120将吸入通路113以及排出通路114与阀门室112阻断的状态。在该状态下，隔膜120的一部分进入吸入通路113和排出通路114中。另外，因为隔膜120的中央部未受束缚，所以隔膜120可以向膜的展开方向比较自由地运动。因此，隔膜120的表面和阀外壳111的抵接面(顶面)摩擦。
[0085]图11(a)是使用比较例的阀门110经过预定时间后的隔膜120的表面相片，图11(b)是图11(a)的框内的放大相片，图11(c)是图11(b)的框内的放大相片。如图11所示，在隔膜120的表面存在摩擦的痕迹。而且，当将该摩擦痕迹部分放大时，隔膜120的表面变粗糙的状态。因此，隔膜120的表面和阀外壳111的抵接面的摩擦是从隔膜120产生颗粒的原因。
[0086]图12(a)是使用本实施方式的阀门10经过与上述相同的预定时间后的隔膜20的表面相片，图12(b)是图12(a)的框内的放大相片。如图12所示，在隔膜120的表面存在被按压的痕迹。但是，在阀门10中，由于隔膜20的中央部经由连接部23被活塞51束缚，因此抑制隔膜20向膜的展开方向(径向)运动。因此，隔膜20的表面和阀座15几乎不摩擦。如图12(b)所示，即使将按压痕迹部分放大，也不会出现隔膜20的表面变粗糙的状态。
[0087]图13是比较例阀门110中的隔膜120周边的放大剖面图。如图13中圆的周围所示，隔膜120触碰到阀外壳111的抵接面(顶面)的角111a。因此，隔膜120的表面可能会损伤。
[0088]图14是在图13的隔膜120中与角11Ia触碰的部分的表面放大相片。如图14所不，隔膜120的表面被角Illa磨损。因此，隔膜120触碰阀外壳111的抵接面的角Illa是产生颗粒的原因。
[0089]图15是本实施方式的阀门10中的阀座15周边的放大剖面图。此外，在图15中，省略隔膜20的连接部23进行显示。如图15中圆的周围所示，隔膜20触碰阀座15的圆角15a。因此，防止隔膜20的表面受到损伤。
[0090]图16是图15的隔膜20中与角15a触碰的部分的表面放大相片。如图16所示，隔膜20的表面未被角15a磨损。因此，抑制从隔膜20产生颗粒。
[0091]以上详述的本实施方式具有以下的优点。
[0092]第一材料ml的主原料和第二材料m2的主原料相同。因此，通过在由第一材料ml形成的膜部21上注射熔融状态的第二材料m2，可以将膜部21与第二材料m2直接接合。然后，通过加工第二材料m2，可以形成连接部23。因此，即使在膜部21的厚度薄的情况下，也可以制造具有连接部23的隔膜20。
[0093]第二材料m2在熔融状态时的流动性比第一材料ml在熔融状态时的流动性高。因此，即使在不能使第一材料ml处于熔融状态而进行注射成型的情况下，也可以使第二材料m2处于熔融状态而进行注射成型，从而可以将第二材料m2与膜部21接合后形成连接部23。
[0094]第二材料m2在熔融状态时具有可以进行注射成型的流动性。因此，使用第二材料m2进行注射成型以与膜部21接触，从而可以形成与膜部21直接接合的连接部23。
[0095]与第二材料m2相比，第一材料ml的柔软性更高，因此，可以提高由第一材料ml形成的膜部21的强度，从而可以抑制从膜部21产生颗粒和膜部21损伤。
[0096]第一材料ml和第二材料m2的主原料为四氟乙烯与全氟烷基乙烯基醚的共聚物(PFA)0相比PTFE，PFA具有不易产生颗粒的分子结构，可以抑制使用隔膜20而产生颗粒。近年来，因为研发了可注射成型的在熔融状态下流动性高的PFA，所以，可以将该熔融状态下的流动性高的PFA作为第二材料m2，通过注射成型形成连接部23。另外，近年来，因为研发了软质的PFA，所以可以将该软质PFA作为第一材料ml通过压延形成膜部21。
[0097]通常，在通过压延对具有耐化学性的第一材料ml进行加工时，难以形成比0.05mm更薄的厚度。另外，难以通过注射成型形成比0.5mm更薄的膜部。对于这一点，可以通过压延来加工第一材料ml而形成厚度0.05mm?0.5mm的膜部21，并使用第二材料m2进行注射成型，由此可以制造具有连接部23的隔膜20。
[0098]因为膜部21的厚度是约0.2mm，所以在具有连接部23的基础上，作为隔膜20可以实现适当的柔性和强度。
[0099]因为膜部21的表面被按压从而变平滑，所以可以抑制从膜部21产生颗粒。具体而言，由于通过压来延加工第一材料ml形成膜部21，因此可以制造表面被按压从而变平滑的膜部21。
[0100]在隔膜20中，在具有连接部23的基础上可以使隔膜20的膜部21的厚度变薄。因此，可以提高隔膜20对变形的耐久性，并可以使变形量相对于隔膜20的直径较大。结果，可以实现隔膜20的变形量和隔膜20的直径之比(变形量/直径)是0.10?0.25的阀门10。
[0101]因为膜部21形成为均匀的预定厚度的片状，所以可以对其通过压延进行加工而形成膜部21。在按压膜部21的顶面的按压部件31上设置有与该顶面抵接的凸部32，该凸部32的与顶面抵接的抵接面32a是平坦的。因此，可以通过抵接面32a平坦的凸部32按压膜部21的顶面，从而可以抑制膜部21的损伤。
[0102]在缸体41内设置有隔着膜部21与按压部件31的凸部32相对的对置部16。然后，在膜部21中，由凸部32和对置部16按压的边缘部21a的预定部分被变形为预定厚度的大致一半的厚度。因此，即使是形成为均匀的预定厚度的片状的膜部21，也可以通过膜部21可靠地密封按压部件31和缸体41之间。而且，在对置部16形成有避让隆起部21b的倾斜部16c，该隆起部21b由于边缘部21a的预定部分的变形而形成在预定部分的周围。因此，可以抑制向由凸部32和对置部16按压的押膜部21a的预定部分施加过量的负载，从而可以抑制膜部21的损伤。
[0103]在阀门10中，驱动器具有与连接部23连接而使其进行往复运动的活塞51。因此，通过使活塞51往复运动可以使隔膜20变形。这里，与通过空压等使隔膜20变形的结构相比，通过活塞51使隔膜20变形的结构可以抑制隔膜20的径向偏移。结果，可以抑制对药液的排出通路14进行开关时的膜部21的摩擦，从而可以抑制从膜部21产生颗粒和膜部21损伤。
[0104]在排出通路14的阀门室12的开口14a的周围设置有环形的阀座15，在阀座15中，与隔膜20抵接的部分的角15a形成为光滑的曲面。因此，即使阀座15与隔膜20反复抵接，也可以抑制从膜部21产生颗粒和膜部21损伤。
[0105]在隔膜20的制造方法中，在由具有耐化学性的第一材料ml形成的膜部21的表面上注射熔融状态的第二材料m2，该第二材料m2以与第一材料ml的主原料相同的原料为主原料。因为第一材料ml的主原料和第二材料m2的主原料相同，所以，可以将第二材料m2直接与月旲部21结合ο
[0106]使注射的第二材料m2凝固而形成柱状的柱状部22。因此，通过加工柱状部22可以形成连接部23。因此，即使在膜部21的厚度薄的情况下，也可以制造具有连接部23的隔膜
20 ο
[0107]在注射第二材料m2的工序中，在将柱状部22的模具Α2配置在膜部21的表面的状态下，向模具Α2内注射熔融状态的第二材料m2。因此，可以注射第二材料m2以与膜部21接触，从而可以形成与膜部21直接接合的柱状部22。
[0108]在注射第二材料m2的工序中，向膜部21注射熔融状态的第二材料m2。因此，通过所注射的第二材料m2使膜部21发热，可以在膜部21促进分子的移动，从而可以提高膜部21和第二材料m2的接合强度。
[0109]通过在将第一材料ml加热后的状态下进行压延而形成膜部21。因此，在通过压延形成膜部21时，可以使第一材料ml软化，从而可以提高第一材料ml的可加工性。
[0110]此外，也可以如下变更上述实施方式进行实施。
[0111]也可以省略在对置部16上形成倾斜部16c。
[0112]在上述实施方式中使膜部21的边缘部21a变形为大致一半的厚度，但是不限于此，也可以变形为约2/3的厚度或约1/3的厚度等。
[0113]在按压部件31中，也可以将凸部32的抵接面32a形成为向下侧凸的曲面。
[0114]也可以将隔膜20的变形量和隔膜20的直径之比(变形量/直径)设定在0.15?0.25的范围外。
[0115]只要第一材料具有柔软性，且第二材料可进行注射成型，则也可以使用PFA以外的材料作为第一材料和第二材料的主原料。另外，作为主原料，不限于一种原料，也可以使用两种或二种原料。
[0116]膜部21和连接部23的接合位置不限于膜部21的中央，可以进行适当地变更。
[0117]膜部21的形状和连接部23的形状可以根据所使用的装置等任意设定。
[0118]只要可以确保第一材料ml的可加工性，也可以在压延第一材料ml时不对第一材料ml进行加热。
[0119]也可以采用即使不对柱状部22进行切削加工而形成连接部23，也可以将柱状部22直接作为连接部23使用的结构。此外，在这种情况下，柱状部22直接作为连接部23。
[0120]为了提高膜部21和第二材料m2(柱状部22)的接合强度，也可以在注射第二材料m2的工序中加热膜部21。
[0121]在上述实施方式中，对阀门10应用隔膜20。但是，如图17所示，也可以对栗210应用以隔膜20为基准的隔膜220。此外，在图17中仅示出了栗210的一部分。如图17所示，在栗210的主体211中形成有流体的吸入通路213和排出通路214。而且，基于隔膜220的变形，将流体从吸入通路213吸入，并向排出通路214排出。
[0122]隔膜220具有与上述实施方式的膜部21相同的膜部221和以上述实施方式的连接部23为基准的连接部223。在连接部223形成有连接(安装)磁铁(其他部件)的凹部223a。然后，在凹部223a中安装磁铁。在栗210中，通过检测来自安装在连接部223的磁铁的磁通量等而检测隔膜220的变形量。这样形成的隔膜220也可以具有与上述实施方式相同的作用效果O
[0123]符号说明
[0124]10阀门(流体控制装置)
[0125]11外壳(第二部件)
[0126]12阀门室(阀室)
[0127]14排出通路(流路)
[0128]14a 开口
[0129]15 阀座
[0130]15a 角
[0131]15b 角
[0132]16对置部
[0133]16b 角
[0134]16c倾斜部
[0135]20 隔膜
[0136]21 膜部
[0137]21a边缘部(预定部分)
[0138]21b隆起部
[0139]22柱状部
[0140]23连接部
[0141]31按压部件(第一部件)
[0142]32 凸部
[0143]32a抵接面
[0144]32b 角
[0145]32c倾斜部
[0146]41 缸体
[0147]51活塞(往复运动部件)
[0148]210栗(流体控制装置)
[0149]220 隔膜
[0150]221 膜部
[0151]223连接部
【主权项】
1.一种隔膜，包括: 膜部，由具有耐化学性的第一材料形成；以及 连接部，由第二材料形成并能够与其他部件连接，所述第二材料以与所述第一材料的主原料相同的原料为主原料，其中， 所述膜部和所述连接部直接接合。2.如权利要求1所述的隔膜，其中， 所述第二材料在熔融状态时的流动性比所述第一材料在熔融状态时的流动性高。3.如权利要求1所述的隔膜，其中， 所述第二材料在熔融状态下具有能够进行注射成型的流动性， 所述第一材料的柔软性比所述第二材料的柔软性高， 所述主原料是四氟乙烯与全氟烷基乙烯基醚的共聚物。4.如权利要求1?3中的任一项所述的隔膜，其中， 所述膜部的厚度是0.05mm?0.5mm，并且所述膜部的表面被按压从而变平滑。5.—种流体控制装置，包括: 权利要求1?3中的任一项所述的隔膜；以及 驱动所述隔膜变形的驱动部，其中， 所述隔膜的变形量和所述隔膜的直径之比是0.10?0.25。6.如权利要求5所述的流体控制装置，其中， 所述流体控制装置是通过所述隔膜来开关流体的流路的阀门， 所述驱动部具有与所述连接部连接并使所述连接部进行往复运动的往复运动部件， 在所述流路的阀室的开口周围设置有环状的阀座， 在所述阀座中，与所述隔膜抵接的角是光滑的曲面。7.如权利要求5所述的流体控制装置，其中， 所述流体控制装置是基于所述隔膜的变形而排出流体的栗。8.—种流体控制装置，包括: 权利要求1?3中的任一项所述的隔膜；以及 按压所述膜部的第一面的第一部件和按压所述膜部的第二面的第二部件，其中， 所述膜部形成为均匀的预定厚度的片状， 在所述第一部件上设置有与所述第一面抵接的凸部，所述凸部的与所述第一面抵接的抵接面是平坦的， 在所述第二部件上设置有隔着所述膜部与所述凸部相对的对置部， 在所述膜部中，由所述凸部和所述对置部按压的预定部分变形为所述预定厚度的大致一半的厚度， 在所述对置部上形成有倾斜部，所述倾斜部避让由于所述膜部的所述预定部分的变形而在所述预定部分的周围形成的隆起部。9.如权利要求8所述的流体控制装置，其中， 所述流体控制装置是基于所述隔膜的变形而排出流体的栗。10.—种隔膜的制造方法，其特征在于，包括以下工序: 向由具有耐化学性的第一材料形成的膜部的表面以熔融状态注射第二材料，其中，所述第二材料以与所述第一材料的主原料相同的原料为主原料;以及 使注射的所述第二材料凝固以形成柱状的柱状部。11.如权利要求10所述的隔膜的制造方法，其中， 在注射所述第二材料的工序中，在将所述柱状部的模具配置于所述膜部的表面的状态下，向所述模具内注射熔融状态的所述第二材料。
【文档编号】B29C45/14GK106090292SQ201610269241
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年4月27日 公开号201610269241.5, CN 106090292 A, CN 106090292A, CN 201610269241, CN-A-106090292, CN106090292 A, CN106090292A, CN201610269241, CN201610269241.5
【发明人】吉田匡辉, 宫下路生, 东尚嗣, 熊谷贵行
【申请人】Ckd株式会社