隔膜以及流体仪器的制作方法

1.本发明涉及一种隔膜以及流体仪器。


背景技术：

2.作为对半导体、液晶、有机el等各种技术领域的制造工序中处理的药液的流动进行控制的流体控制阀，例如已知专利文献1的图8中记载的结构。该流体控制阀使得隔膜阀体相对于在主体的输入端口与输出端口之间设置的阀座抵接或分离，由此对药液从输入端口向输出端口的流动进行控制。隔膜阀体将其周缘固定部的凸部压入于在主体的内侧密封部的外侧形成的压入槽而抑制主体内的药液向外部泄漏。
3.专利文献1：日本特开2011
‑
214713号公报


技术实现要素：

4.关于所述流体控制阀，使得在隔膜阀体的周缘固定部形成的隔膜侧锥面(阀体侧锥面)与在主体的内侧密封部形成的主体侧锥面抵接。由此，在将所述凸部压入于所述压入槽时抑制所述内侧密封部向轴心侧倒入。然而，在阀体侧锥面与主体侧锥面之间且在比两个锥面的抵接部分更靠轴心侧的位置产生间隙，因此有时从流体控制阀的内部通过的药液进入并残留于该间隙。在该情况下，在从流体控制阀的内部通过的药液的种类改变时，残留于所述间隙的药液成为污染源，特别是在要求清洁环境的半导体的制造工序中有时成为问题。
5.本发明就是鉴于这种情形而提出的，其目的在于能够抑制流体残留于隔膜侧锥面与主体侧锥面之间的隔膜以及流体仪器。
6.(1)本发明的隔膜具有：固定部，其固定于主体；以及薄膜部，其与所述固定部一体地连接且具有挠性，所述薄膜部的一面与所述主体内的流体接触，其中，所述固定部具有：筒状的压入部，其压入于在所述主体形成的筒状的密封槽；以及隔膜侧锥面，其形成为比所述压入部更靠其轴心侧，以随着在从所述压入部的基端侧朝向凸出端侧的方向上延伸而接近所述轴心侧的方式倾斜，在所述压入部压入于所述密封槽的状态下，所述隔膜侧锥面相对于所述轴心的倾斜角度小于在所述主体向与所述隔膜侧锥面相同的方向倾斜地形成的主体侧锥面相对于所述轴心的倾斜角度，在所述隔膜侧锥面以及所述主体侧锥面中，一个锥面的所述轴心侧的端部与另一个锥面抵接。
7.根据本发明，在隔膜的压入部压入于主体的密封槽的状态下，隔膜侧锥面的倾斜角度小于主体侧锥面的倾斜角度，上述两个锥面中，一个锥面的轴心侧的端部与另一个锥面抵接。由此，在比隔膜侧锥面和主体侧锥面的抵接部分更靠轴心侧的位置在两个锥面之间没有形成间隙，因此能够抑制流体残留于隔膜侧锥面与主体侧锥面之间。
8.(2)优选地，所述一个锥面是所述隔膜侧锥面，所述另一个锥面是所述主体侧锥面，所述隔膜侧锥面的所述轴心侧的端部与所述主体侧锥面的倾斜方向上的中途部抵接。
9.在该情况下，与隔膜侧锥面的轴心侧的端部与主体侧锥面的倾斜方向的端部抵接
的情况相比，能够以稳定的状态将隔膜侧锥面的轴心侧的端部按压于主体侧锥面。由此，能够在压入部压入于密封槽时可靠地抑制固定部向轴心侧倒入。
10.(3)优选地，所述固定部还具有在比所述隔膜侧锥面更靠所述轴心侧的位置与所述隔膜侧锥面的所述端部连接、且与流体接触的接液面，所述接液面形成为抑制流体残留于与所述主体侧锥面之间的形状。
11.在该情况下，能够在隔膜侧锥面的所述端部的附近抑制流体残留于接液面与主体侧锥面之间，因此能够进一步抑制流体残留于隔膜侧锥面与主体侧锥面之间。
12.(4)本发明的流体仪器具有：上述(1)～(3)中任一项的隔膜；以及供所述隔膜的固定部固定的主体。
13.根据本发明，在隔膜的压入部压入于主体的密封槽的状态下，隔膜侧锥面的倾斜角度小于主体侧锥面的倾斜角度，上述两个锥面中，一个锥面的轴心侧的端部与另一个锥面抵接。由此，在比隔膜侧锥面和主体侧锥面的抵接部分更靠轴心侧的位置在两个锥面之间没有形成间隙，因此能够抑制流体残留于隔膜侧锥面与主体侧锥面之间。
14.发明的效果
15.根据本发明，能够抑制流体残留于隔膜侧锥面与主体侧锥面之间。
附图说明
16.图1是表示具有本发明的第1实施方式所涉及的隔膜的流体控制阀的剖面图。
17.图2是表示隔膜的固定部和主体的固定构造的放大剖面图。
18.图3是表示隔膜的变形例的放大剖面图。
19.图4是表示隔膜的其他变形例的放大剖面图。
20.图5是表示隔膜的另一其他变形例的放大剖面图。
21.图6是表示具有本发明的第2实施方式所涉及的隔膜的隔膜泵的剖面图。
22.图7是表示图6的隔膜的固定部和主体的固定构造的放大剖面图。
具体实施方式
23.[第1实施方式]
[0024]
接下来，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。
[0025]
图1是表示具有本发明的第1实施方式所涉及的隔膜的流体控制阀的剖面图。在图1中，流体控制阀1例如是在用于半导体制造装置的配管路径中对药液(流体)的流动进行控制的流体仪器。流体控制阀1具有主体部10以及致动器部20。
[0026]
主体部10具有：输入端口11，其使得药液从外部流入；输出端口12，其使得药液向外部流出；以及阀座13，其形成于输入端口11与输出端口12之间。此外，在输入端口11以及输出端口12分别设置有具有套筒5a以及联管螺母5b的管接头5。
[0027]
致动器部20具有气缸21、活塞22、轴23、盖部件24、弹簧25、手柄26以及隔膜30。
[0028]
气缸21例如形成为圆筒状，其轴心c配置为朝向上下方向的状态。活塞22以与气缸21配置于同轴上的状态在上下方向上往返移动地收容于气缸21内。此外，流体控制阀1可以在使得气缸21的轴心c朝向除了上下方向以外的方向的状态下使用。
[0029]
在活塞22的下侧固定有隔膜30的阀体部31。隔膜30例如由氟树脂构成，具有：所述
阀体部31，其相对于主体部10的阀座13抵接或分离；固定部32，其固定于主体部10；以及薄膜部33，其将阀体部31和固定部32连接且具有挠性。薄膜部33的下表面(一面)33a设为与药液接触的接液面(参照图2)。后文中详细对固定部32进行叙述。
[0030]
在活塞22的上侧一体形成有与该活塞22配置于同轴上且向上方延伸的轴23。轴23的上端部具有游隙地将固定于气缸21的上端部的盖部件24贯通而向气缸21的上方凸出。在气缸21内的盖部件24与活塞22之间，弹簧25插入配置于轴23。由此，弹簧25对活塞22和轴23向下方进行按压施力。
[0031]
在气缸21的上端部的外周形成有外螺纹部21a，在手柄26的内周形成的内螺纹部26a与该外螺纹部21a螺合。轴23的上端部具有游隙地将手柄26的中央部贯通。在轴23的比手柄26更向上方凸出的部分固定有凸缘部件27。由此，如果使手柄26旋转而相对于气缸21向上方移动，则手柄26与凸缘部件27的下表面抵接而使得轴23上升。
[0032]
根据以上结构，如果对手柄26向松解的方向进行旋转操作，则手柄26相对于气缸21向上方移动而使得轴23与手柄26一起向上方上升。这样，活塞22抵抗弹簧25的作用力而向上方移动，隔膜30的阀体部31从阀座13向上方分离。由此，在主体部10内从输入端口11朝向输出端口12流动的药液的流量增加。
[0033]
另一方面，如果对手柄26向紧固的方向进行旋转操作，则手柄26相对于气缸21向下方移动，由此将手柄26对活塞22的提升力解除。这样，活塞22因弹簧25的作用力而向下方移动，向下方移动至使得隔膜30的阀体部31与阀座13抵接。由此，在主体部10内从输入端口11朝向输出端口12流动的药液的流量减少。
[0034]
图2是表示隔膜30的固定部32和主体部10的固定构造的放大剖面图。在图2中，主体部10具有供隔膜30固定的被固定部14。在被固定部14形成有向上方开口的密封槽15。密封槽15例如形成为圆筒状，其轴心配置于气缸21的轴心c上。
[0035]
隔膜30的固定部32具有向下方凸出并压入于被固定部14的密封槽15的压入部34。压入部34例如形成为圆筒状，其轴心配置于气缸21的轴心c上。压入部34的外周面34a以及内周面34b形成为分别与密封槽15的外周面以及内周面紧贴的密封面。由此，抑制主体部10内的药液从被固定部14与固定部32之间向外部泄漏。
[0036]
在主体部10的被固定部14从密封槽15的开口朝向轴心c侧按顺序连续形成有第1主体侧锥面16、主体侧平坦面17、第2主体侧锥面(主体侧锥面)18以及主体侧接液面19。此外，只要在被固定部14至少形成有第2主体侧锥面18以及主体侧接液面19即可。
[0037]
第1主体侧锥面16以随着在从密封槽15的底部朝向开口的方向(图2的上方)上延伸而接近轴心c侧的方式倾斜地形成。主体侧平坦面17形成为相对于轴心c垂直。第2主体侧锥面18以随着在从密封槽15的开口朝向底部的方向(图2的下方)上延伸而接近轴心c侧的方式倾斜地形成。主体侧接液面19是与主体部10内的药液接触的面，形成为与轴心c平行。
[0038]
在隔膜30的固定部32从压入部34的内周面34b朝向轴心c侧按顺序连续形成有第1隔膜侧锥面36、隔膜侧平坦面37、第2隔膜侧锥面(隔膜侧锥面)38以及隔膜侧接液面(接液面)39。此外，只要在固定部32至少形成有第2隔膜侧锥面38以及隔膜侧接液面39即可。
[0039]
第1隔膜侧锥面36以随着在从压入部34的凸出端侧朝向基端侧的方向(图2的上方)上延伸而接近轴心c侧的方式倾斜地形成。第1隔膜侧锥面36相对于轴心c的倾斜角度设为与第1主体侧锥面16相对于轴心c的倾斜角度相同，第1隔膜侧锥面36的大部分与第1主体
侧锥面16面接触。隔膜侧平坦面37形成为相对于轴心c垂直，相对于主体侧平坦面17隔开间隙地相对。
[0040]
第2隔膜侧锥面38以随着在从压入部34的基端侧朝向凸出端侧的方向(图2的下方)上延伸而接近轴心c侧的方式倾斜地形成。第2隔膜侧锥面38相对于轴心c的倾斜角度θ1小于第2主体侧锥面18相对于轴心c的倾斜角度θ2。另外，第2隔膜侧锥面38的从隔膜侧平坦面37至隔膜侧接液面39的倾斜方向上的长度小于第2主体侧锥面18的从主体侧平坦面17至主体侧接液面19的倾斜方向上的长度。
[0041]
由此，第2隔膜侧锥面38的轴心c侧的端部38a按压抵接于第2主体侧锥面18的倾斜方向上的中途部，因此能够在压入部34压入于密封槽15时抑制固定部32向轴心c侧倒入。
[0042]
这里，第2隔膜侧锥面38的轴心c侧的“端部”不仅代表第2隔膜侧锥面38的轴心c侧的端，在能够实现本发明的作用效果的范围内，还包含第2隔膜侧锥面38的所述端部的周围部。
[0043]
隔膜侧接液面39是与主体部10内的药液接触的面，形成为抑制药液残留于与第2主体侧锥面18之间的形状。具体而言，本实施方式的隔膜侧接液面39具有：接液主体面39a，其形成为与轴心c平行；以及倒角面39b，其相对于接液主体面39a倾斜。
[0044]
接液主体面39a与主体侧接液面19配置于同一面上，接液主体面39a的上端与薄膜部33的下表面33a连接，接液主体面39a的下端与倒角面39b的上端连接。倒角面39b形成为相对于第2主体侧锥面18垂直，倒角面39b的下端与第2隔膜侧锥面38的端部38a连接。
[0045]
由此，由隔膜侧接液面39的倒角面39b和第2主体侧锥面18划分形成的凹部28以其开口侧扩大的方式形成为剖面呈v字状。因此，即使主体部10内的药液进入凹部28也容易从其开口流出，因此能够抑制药液残留于凹部28。
[0046]
如上，根据本实施方式的流体控制阀1，在压入部34压入于密封槽15的状态下，第2隔膜侧锥面38的倾斜角度θ1小于第2主体侧锥面18的倾斜角度θ2，第2隔膜侧锥面38的端部38a与第2主体侧锥面18抵接。由此，在比第2隔膜侧锥面38和第2主体侧锥面18的抵接部分更靠轴心c侧的位置，在两个锥面38、18之间没有形成间隙，因此能够抑制流体残留于第2隔膜侧锥面38与第2主体侧锥面18之间。
[0047]
另外，第2隔膜侧锥面38的轴心c侧的端部38a与第2主体侧锥面18的倾斜方向上的中途部抵接。因此，与第2隔膜侧锥面38的端部38a与主体侧锥面18的倾斜方向的端部抵接的情况(参照图5)相比，能够以稳定的状态将第2隔膜侧锥面38的端部38a按压于第2主体侧锥面18。由此，能够在压入部34压入于密封槽15时可靠地抑制固定部32向轴心c侧倒入。
[0048]
另外，隔膜侧接液面39形成为抑制流体残留于第2主体侧锥面18之间的形状。由此，能够抑制药液在第2隔膜侧锥面38的端部38a的附近残留于隔膜侧接液面39(倒角面39b)与第2主体侧锥面18之间。其结果，能够进一步抑制药液残留于第2隔膜侧锥面38与第2主体侧锥面18之间。
[0049]
图3是表示隔膜30的变形例的放大剖面图。如图3所示，在本变形例的隔膜30中，第2隔膜侧锥面38的从隔膜侧平坦面37至隔膜侧接液面39的倾斜方向上的长度大于第2主体侧锥面18的从主体侧平坦面17至主体侧接液面19的倾斜方向上的长度。因此，在本变形例中，比第2隔膜侧锥面38的端部38a更靠上侧(压入部34侧)的部分按压抵接于第2主体侧锥面18的轴心c侧的端部18a。
[0050]
图4是表示隔膜30的其他变形例的放大剖面图。如图4所示，在本变形例的隔膜30中，隔膜侧接液面39具有：接液主体面39a，其形成为与轴心c平行；以及倒角面39c，其将接液主体面39a和第2隔膜侧锥面38的端部38a连接。由隔膜侧接液面39的倒角面39c以及第2主体侧锥面18划分形成凹部29。在本变形例中，与上述实施方式相同地，第2隔膜侧锥面38的端部38a按压抵接于第2主体侧锥面18的倾斜方向上的中途部。
[0051]
图5是表示隔膜30的另一其他变形例的放大剖面图。如图5所示，在本变形例的隔膜30中，整个隔膜侧接液面39形成为随着从第2隔膜侧锥面38的端部38a朝向薄膜部33的下表面33a而向轴心c侧倾斜的倾斜面。而且，第2隔膜侧锥面38的端部38a按压抵接于第2主体侧锥面18的轴心c侧的端部18a。因此，在本变形例中，在隔膜侧接液面39与第2主体侧锥面18之间没有形成凹部，因此与上述实施方式相比，能够进一步抑制药液残留于隔膜侧接液面39与主体侧锥面18之间。
[0052]
[第2实施方式]
[0053]
图6是表示具有本发明的第2实施方式所涉及的隔膜的隔膜泵的剖面图。在图6中，隔膜泵50例如是在半导体制造装置中输送供给药液(流体)的流体仪器。隔膜泵50具有气缸51、主体部52、活塞53、轴54以及隔膜60。
[0054]
气缸51例如形成为圆筒状，其轴心c’配置为朝向上下方向的状态。此外，隔膜泵50可以在使得气缸51的轴心c’朝向除了上下方向以外的方向的状态下使用。
[0055]
主体部52形成为有盖圆筒形状，并与轴心c’配置于同轴上。主体部52以将其开口封闭的方式安装于气缸51的轴向上侧。主体部52具有与气缸51大致相同的内径，与气缸51一起构成能够对活塞22进行收容的收容空间。在主体部52形成有：吸入口52a，其与供药液(流体)贮存的药液容器(省略图示)连接；以及排出口52b，其与涂敷药液的喷射喷嘴等药液供给部(省略图示)连接。
[0056]
活塞53与轴心c’配置于同轴上。轴54的上端部嵌合固定于活塞53的中央部的下侧。用于使活塞53沿轴向往返移动的驱动装置(省略图示)与轴54的下端部连接。
[0057]
隔膜60例如由氟树脂构成，收容于主体部52内。隔膜60具有：圆形的可动部61，其安装于活塞53的上侧；环状的固定部62，其固定于主体部52；以及薄膜部63，其将可动部61和固定部62连接且具有挠性。薄膜部63的外表面(一面)63a形成为与药液接触的接液面。
[0058]
在气缸51以及主体部52的内部由隔膜60划分形成有泵室55。关于隔膜60，可动部61相对于位置固定于气缸51侧的固定部62与活塞53一体地沿轴向往返移动，薄膜部63进行弯曲运动，由此使得泵室55内的容积变化。这样使得泵室55的容积变化而将药液从吸入口52a吸入至泵室55并从排出口52b向外部排出。
[0059]
图7是表示隔膜60的固定部62和主体部52的固定构造的放大剖面图。在图7中，主体部52具有供隔膜60固定的被固定部56。在被固定部56形成有向下方开口的密封槽57。密封槽57例如形成为圆筒状，其轴心配置于气缸51的轴心c’上。
[0060]
隔膜60的固定部62具有向上方凸出而压入于被固定部56的密封槽57的压入部64。压入部64例如形成为圆筒状，其轴心配置于气缸51的轴心c’上。压入部64的外周面64a以及内周面64b形成为分别与密封槽57的外周面以及内周面紧贴的密封面。由此，抑制主体部52内的药液从被固定部56与固定部62之间向外部泄漏。
[0061]
在主体部52的被固定部56从密封槽57的开口朝向轴心c’侧按顺序连续形成有主
体侧锥面58以及主体侧接液面59。
[0062]
主体侧锥面58以随着在从密封槽57的开口朝向底部的方向(图7的上方)上延伸而接近轴心c’侧的方式倾斜地形成。主体侧接液面59是与主体部52内的药液接触的面，形成为与轴心c’平行。
[0063]
在隔膜60的固定部62从压入部64的内周面64b朝向轴心c’侧按顺序连续形成有隔膜侧锥面68以及隔膜侧接液面69。
[0064]
隔膜侧锥面68以随着在从压入部64的基端侧朝向凸出端侧的方向(图7的上方)上延伸而接近轴心c’侧的方式倾斜地形成。
[0065]
隔膜侧锥面68相对于轴心c’的倾斜角度θ1’小于主体侧锥面58相对于轴心c’的倾斜角度θ2’。另外，隔膜侧锥面68的从压入部64的基端至隔膜侧接液面69的倾斜方向上的长度小于主体侧锥面58的从密封槽57的开口至主体侧接液面59的倾斜方向上的长度。
[0066]
由此，隔膜侧锥面68的轴心c’侧的端部68a按压抵接于主体侧锥面58的倾斜方向上的中途部，因此能够在压入部64压入于密封槽57时抑制固定部62向轴心c’侧倒入。
[0067]
这里，隔膜侧锥面68的轴心c’侧的“端部”不仅代表隔膜侧锥面68的轴心c’侧的端，在能够实现本发明的作用效果的范围内，还包含隔膜侧锥面68的所述端部的周围部。
[0068]
隔膜侧接液面69是与主体部52内的药液接触的面，以随着在从压入部64的凸出端侧朝向基端侧的方向(图2的下方)上延伸而接近轴心c’侧的方式倾斜地形成。此外，隔膜侧接液面69并不限定于本实施方式的形状，例如可以形成为与轴心c’平行。
[0069]
如上，根据本实施方式的隔膜泵50，在压入部64压入于密封槽57的状态下，隔膜侧锥面68的倾斜角度θ1’小于主体侧锥面58的倾斜角度θ2’，隔膜侧锥面68的端部68a与主体侧锥面58抵接。由此，能够抑制药液在比隔膜侧锥面68的端部68a更靠压入部64侧的位置残留于隔膜侧锥面68与主体侧锥面58之间。
[0070]
另外，隔膜侧锥面68的轴心c’侧的端部68a与主体侧锥面58的倾斜方向上的中途部抵接。因此，与隔膜侧锥面68的端部68a与主体侧锥面58的倾斜方向上的端部抵接的情况相比，能够以稳定的状态将隔膜侧锥面68的端部68a按压于主体侧锥面58。由此，能够在压入部64压入于密封槽57时可靠地抑制固定部62向轴心c’侧倒入。
[0071]
[其他]
[0072]
对上述实施方式的流路接头构造用于半导体制造装置的情况进行了说明，但也可以用于液晶/有机el领域、医疗/医药领域等。
[0073]
应当理解，此次公开的实施方式在所有方面都是例示，而不是限制性内容。本发明的范围并不是由上述范围，而是由权利要求书表示，意在包含与权利要求书等同的范围、以及范围内的所有变更。
[0074]
标号的说明
[0075]1ꢀꢀꢀꢀ
流体控制阀(流体仪器)
[0076]
10
ꢀꢀꢀ
主体部(主体)
[0077]
15
ꢀꢀꢀ
密封槽
[0078]
18
ꢀꢀꢀ
第2主体侧锥面(主体侧锥面)
[0079]
30
ꢀꢀꢀ
隔膜
[0080]
32
ꢀꢀꢀ
固定部
[0081]
33
ꢀꢀꢀ
薄膜部
[0082]
33a
ꢀꢀ
下表面(一面)
[0083]
34
ꢀꢀꢀ
压入部
[0084]
38
ꢀꢀꢀ
第2隔膜侧锥面(隔膜侧锥面)
[0085]
38a
ꢀꢀ
端部
[0086]
39
ꢀꢀꢀ
隔膜侧接液面(接液面)
[0087]
50
ꢀꢀꢀ
隔膜泵(流体仪器)
[0088]
52
ꢀꢀꢀ
主体部(主体)
[0089]
57
ꢀꢀꢀ
密封槽
[0090]
58
ꢀꢀꢀ
主体侧锥面
[0091]
60
ꢀꢀꢀ
隔膜
[0092]
62
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固定部
[0093]
63
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薄膜部
[0094]
63a
ꢀꢀ
外表面(一面)
[0095]
64
ꢀꢀꢀ
压入部
[0096]
68
ꢀꢀꢀ
隔膜侧锥面
[0097]
68a
ꢀꢀ
端部
[0098]
c
ꢀꢀꢀꢀ
轴心
[0099]
c
’ꢀꢀꢀ
轴心
[0100]
θ1
ꢀꢀ
倾斜角度
[0101]
θ1
’ꢀ
倾斜角度
[0102]
θ2
ꢀꢀꢀ
倾斜角度
[0103]
θ2’倾斜角度