(57)【要約】【課題】ダイヤフラム弁体が破れることがあっても駆動部の環状シール部材等からの油分等の溶出を防止できると共に、ダイヤフラム弁体の破れ等の異常を迅速に検知できる液体制御弁を提供する。【解決手段】薬液制御弁２１は、液体通路２７の途中に形成された弁口２８を有するボディ２２と、この弁口２８を開閉するためのダイヤフラム弁体２４と、この弁体２４を開閉動作させると共に必要部位にＯリング１４ａ，１４ｂが配された空気圧式駆動部２３とを備えている。この駆動部２３とダイヤフラム弁体２４との間にダイヤフラム部材２５を設けることにより、空気圧式駆動部２３側への液体の浸入を防止することができる。薄膜部２４ｂから薬液が浸入しても、この薬液を、溝部４５から漏液検出ポート４５ａを介して排出し液体検出センサによって検知することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体通路及びこの液体通路の途中に形成された弁口を有するボディと、前記弁口を開閉するためのダイヤフラム弁体と、このダイヤフラム弁体を開閉動作させると共に必要部位に環状シール部材が配された駆動部とを備えた液体制御弁であって、
前記駆動部とダイヤフラム弁体との間に、当該駆動部側への液体の浸入を防止するダイヤフラム部材を設け、
前記ダイヤフラム弁体と前記ダイヤフラム部材とで画定される部分に漏液検出部を設けたことを特徴とする液体制御弁。
【請求項２】
前記ダイヤフラム弁体及びダイヤフラム部材はポリテトラフルオロエチレン又は相当材料からなることを特徴とする請求項１に記載の液体制御弁。
【請求項３】
液体通路、及びこの液体通路の途中に形成された弁口を有するボディと、
このボディに取付けられるシリンダ、前記ボディ側へ延びるピストンロッド、及びピストンを有する空気圧式駆動部と、
前記シリンダに設けられ、前記ピストンロッドが貫通するロッド挿通孔を有する隔壁部と、
前記ピストンロッド外周と前記ロッド挿通孔との間に装着されて気密的にシールする環状シール部材と、
弁体中央部、薄膜部、及び外周部を一体に有し、前記弁体中央部が前記ピストンロッドの先端部に装着され且つ前記外周部が前記ボディに水密に固定され、前記ピストンの作動により前記弁口を開閉するダイヤフラム弁体と、
前記隔壁部と前記ダイヤフラム弁体との間に位置して配置され、中央部が前記ピストンロッドに装着され、外周部が前記シリンダに水密に装着されたダイヤフラム部材と、
ダイヤフラム弁体とダイヤフラム部材とで画定される部分に、漏液検出部を設けたことを特徴とする液体制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造の際などに使用される液体を制御する液体制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の液体制御弁としては、例えば図３に示す構成のものがある。この液体制御弁１は、大別すると、ボディ２と、空気圧式駆動部３と、ダイヤフラム弁体４と、ベースプレート５といった構成要素からなる。前記ボディ２は、液体通路６（便宜上矢印６で示す）を備え、その一端部に流入口６ａを、他端部に流出口６ｂを有し、途中には弁口７を有する。また、ボディ２には、弁口７を囲うように囲繞壁状の取付け部８が形成されている。
【０００３】
空気圧式駆動部３のシリンダ９は、ベースプレート５を通した４本のねじ部材（図示せず）が下側から螺合することにより、取付け部８に固定されている。シリンダ９内に、これを基部室１０と先部室１１とに画成するピストン１２が収容されており、このピストン１２にボディ２側へ延びるピストンロッド１２ａが設けられている。シリンダ９の下端開口（図３中、下方）には、ピストンロッド１２ａが貫通するロッド挿通孔１３ａを有する隔壁部１３が設けられている。このロッド挿通孔１３ａとピストンロッド１２ａとの間に、気密的にシールするための環状シール部材（Ｏリング１４ａ）が設けられると共に、空気圧式駆動部３の必要部位にはＯリング１４ｂが配設されている。尚、隔壁部１３及びシリンダ９には、Ｏリング１４ａの下側に位置して、ロッド挿通孔１３ａを外部に連通させる呼吸孔１３ｂが形成されている。
【０００４】
前記ダイヤフラム弁体４は、弁体中央部４ａと変形可能な薄膜部４ｂと外周部４ｃとを一体に有し、弁体中央部４ａがピストンロッド１２ａ先端部に取付けられ、外周部４ｃが前記取付け部８の内周部に水密に固定されている。
【０００５】
図３に示すように、ピストン１２は、基部室１０内の圧縮コイルばね１５により常時下方に付勢されることで、ダイヤフラム弁体４が弁口７を閉塞するように構成されている。この状態から液体制御弁１を開放動作する場合、先部室１１に連通するエア通気口１１ａから圧縮空気を供給する。すると、ピストン１２が圧縮コイルばね１５のばね力に抗して矢印Ａ方向へ移動し、これに伴ってダイヤフラム弁体４の弁体中央部４ａが同矢印Ａ方向に移動して、弁口７を開放する。これによって液体が液体通路６を流通する。
【０００６】
他方、液体制御弁１を開放状態から閉塞動作する場合、先部室１１のエア通気口１１ａから圧縮空気を排出すると、圧縮コイルばね１５のばね力により（或は基部室１０から圧縮空気が供給されることにより）ピストン１２が反矢印Ａ方向へ移動して、ダイヤフラム弁体４が弁口７を閉塞する。
【０００７】
上述した構成の液体制御弁１と同様の構成が特許文献１にも記載されている。
【特許文献１】特開２００５−１６３８７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、半導体製造時には、洗浄液や剥離液等の所謂薬液が使用されている。ここで、上述した構成の液体制御弁１は、ダイヤフラム弁体４が薬液と接すると共に、ダイヤフラム弁体４による開閉動作が繰り返し行われることで、ダイヤフラム弁体４の薄膜部４ｂが破れるときがある。この場合、薄膜部４ｂから空気圧式駆動部３側に浸入した薬液によって、Ｏリング１４ａ、１４ｂやこれに付着したグリス等の油分が溶け出すことにより、以降の工程に大きな被害をもたらすことになる。つまり、薬液（例えば剥離液）は、液体制御弁１から配管や他の機器を経て半導体に浸漬処理用として供給されるため、液体制御弁１において前記の油分等を含んだ剥離液が流入すると、半導体自体を駄目にしてしまうだけでなく、配管や他の機器の洗浄が必要となって製造ラインの稼働休止を余儀なくされる等、甚大な損害をもたらすことになる。
【０００９】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動部によりダイヤフラム弁体を開閉動作させる液体制御弁にあって、ダイヤフラム弁体が破れることがあっても駆動部の環状シール部材等からの油分等の溶出を防止できると共に、ダイヤフラム弁体の破れ等の異常を迅速に検知できる液体制御弁を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために本発明は、液体通路及びこの液体通路の途中に形成された弁口を有するボディと、前記弁口を開閉するためのダイヤフラム弁体と、このダイヤフラム弁体を開閉動作させると共に必要部位に環状シール部材が配された駆動部とを備えた液体制御弁であって、前記駆動部とダイヤフラム弁体との間に、当該駆動部側への液体の浸入を防止するダイヤフラム部材を設け、前記ダイヤフラム弁体と前記ダイヤフラム部材とで画定される部分に漏液検出部を設けたことを特徴とする（請求項１の発明）。
【００１１】
これによれば、ダイヤフラム弁体が破れた場合、漏液検出部によってダイヤフラム弁体からの液漏れを検出することができ、この液漏れ検知をもってダイヤフラム弁体の破れ等の異常を検知でき、しかも、ダイヤフラム部材によって駆動部（環状シール部材）側への液体の侵入を防止することができるので、前述した油分等が流通液体へ溶出することを確実に防止することができる。
【００１２】
本発明においては、ダイヤフラム弁体及びダイヤフラム部材をポリテトラフルオロエチレン又は相当材料（耐薬品性の合成樹脂材料）から構成してもよく（請求項２の発明）、これによれば、劣化の少ない耐薬性に優れたものとすることができる。
【００１３】
また、本発明は、液体通路及びこの液体通路の途中に形成された弁口を有するボディと、このボディに取付けられるシリンダ、前記ボディ側へ延びるピストンロッド、及びピストンを有する空気圧式駆動部と、前記シリンダに設けられ前記ピストンロッドが貫通するロッド挿通孔を有する隔壁部と、前記ピストンロッド外周と前記ロッド挿通孔との間に装着されて気密的にシールする環状シール部材と、弁体中央部、薄膜部、及び外周部を一体に有し、前記弁体中央部が前記ピストンロッドの先端部に装着され且つ前記外周部が前記ボディに水密に固定され、前記ピストンの作動により前記弁口を開閉するダイヤフラム弁体と、前記隔壁部と前記ダイヤフラム弁体との間に位置して配置され、中央部が前記ピストンロッドに装着され、外周部が前記シリンダに水密に装着されたダイヤフラム部材と、ダイヤフラム弁体とダイヤフラム部材とで画定される部分に、漏液検出部を設けたことを特徴とする（請求項３の発明）。
【００１４】
これによれば、隔壁部とダイヤフラム弁体との間に位置してダイヤフラム部材を設けたので、空気圧式駆動部側への液体の侵入を防止することができる。この他、請求項１の発明と同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の液体制御弁によれば、漏液検出部によってダイヤフラム弁体からの液漏れを検知することができると共に、ダイヤフラム部材によって駆動部側への液体の侵入を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を薬液制御弁に適用した一実施例につき図１及び図２を参照しながら説明する。薬液制御弁２１は、大別すると、ボディ２２と、空気圧式駆動部２３と、ダイヤフラム弁体２４と、ダイヤフラム部材２５と、ベースプレート２６といった構成要素から構成されている。
【００１７】
ベースプレート２６上に配置されたボディ２２は、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）からなり、液体通路としての薬液通路２７（便宜上矢印２７で示す）を備えると共に、その一端部に流入口２７ａを、他端部に流出口２７ｂを有し、途中には弁口２８を有する。ボディ２２には、弁口２８を囲うように囲繞壁状の第１の取付部２９が設けられており、この第１の取付部２９の内周面に空気圧式駆動部２３を取付けるための雌ねじ部２９ａ及び段状をなす外周リング部受け部２９ｂが形成されている。
【００１８】
前記空気圧式駆動部２３は、シリンダ３０、ピストン３１、ピストンロッド３２、及びスタッフィング３３を備えて構成されている。シリンダ３０は、合成樹脂材料（例えばポリプロピレン）から型成形により形成されたロワシリンダ３０ａ及びアッパシリンダ３０ｂとからなる。尚、これらの構成部品は、切削加工等により形成してもよい。
【００１９】
ロワシリンダ３０ａの下端部には、第１の取付部２９の外周部分と当接嵌合する嵌合部３４が一体的に設けられると共に、嵌合部３４の内周側にボディ２２の雌ねじ部２９ａと螺合する雄ねじ部３４ａが形成されている。ロワシリンダ３０ａの上端部には、第１の取付部２９と略同じ形状をなす第２の取付部３５が形成されている。この第２の取付部３５の内周面に、雌ねじ部３５ａ及び段状をなす外周リング部受け部３５ｂが形成されている。ロワシリンダ３０ａは、嵌合部３４が前記第１の取付部２９に嵌合し、且つ雄ねじ部３４ａが前記雌ねじ部２９ａに螺合された状態でボディ２２に取付けられている。
【００２０】
アッパシリンダ３０ｂの下端部には、第２の取付部３５の外周部分と当接嵌合する嵌合部３６が一体的に設けられている。アッパシリンダ３０ｂは、嵌合部３６が第２の取付部３５に嵌合した状態で、ロワシリンダ３０ａに取付けられている。薬液制御弁２１は、ベースプレート２６、ボディ２２、ロワシリンダ３０ａ、及びアッパシリンダ３０ｂが、その四隅に配設された図示しないねじにより固定されることで一体的に構成されている。
【００２１】
アッパシリンダ３０ｂの下端開口には、隔壁部としてのスタッフィング３３が配置されている。スタッフィング３３は合成樹脂材料（例えばポリプロピレン）からなり、その外周面に雄ねじ部３３ａが形成されると共に、中心部にピストンロッド３２（詳細には後述の基部側ロッド４２）が摺動可能に貫通する基部側挿通孔３３ｂ（ロッド挿通孔に相当する）が形成されている。スタッフィング３３は、その雄ねじ部３３ａが第２の取付部３５の雌ねじ部３５ａに螺合されることにより、第２の取付部３５の内側に取付けられている。ピストンロッド３２と基部側挿通孔３３ｂとの間に、気密的にシールするための環状シール部材（Ｏリング３７ａ）が設けられると共に、空気圧式駆動部２３の必要部位にはＯリング３７ｂが配設されている。
【００２２】
アッパシリンダ３０ｂには、これを基部室３８と先部室３９とに画成し且つアッパシリンダ３０ｂ内を摺動するピストン３１が収容されており、このピストン３１にボディ２２側へ延びるピストンロッド３２が設けられている。また、アッパシリンダ３０ｂには、基部室３８と連通する基部ポート３８ａ及び先部室３９と連通する先部ポート３９ａが配設されると共に、基部室３８に閉塞保持用の圧縮コイルばね４０が設けられている。このアッパシリンダ３０ｂ及びスタッフィング３３には、Ｏリング３７ａの下側に位置して、基部側挿通孔３３ｂを外部に連通させる呼吸孔４１が形成されている。
【００２３】
ピストンロッド３２は、詳細には、上下に配された基部側ロッド４２及び先部側ロッド４３からなり、夫々のロッド４２及び４３の下端部には、ダイヤフラム部材２５及びダイヤフラム弁体２４を装着するための取付凹部４２ａ及び４３ａが形成されている。
ダイヤフラム部材２５は、中央装着部２５ａと，変形可能な薄膜部２５ｂと，外周リング部２５ｃとを一体に備え、中央装着部２５ａが基部側ロッド４２の取付凹部４２ａに装着されており、外周リング部２５ｃが、前記スタッフィング３３下端の押さえ部３３ｃにより、ロワシリンダ３０ａの外周リング部受け部３５ｂに水密に押圧固定されている。このダイヤフラム部材２５の中央装着部２５ａには、先部側ロッド４３が取付られる。
【００２４】
ダイヤフラム弁体２４は、弁体中央部２４ａと，変形可能な薄膜部２４ｂと，外周リング部２４ｃとを一体に備え、弁体中央部２４ａが先端側ロッド４３の取付凹部４３ａに装着されており、外周リング部２４ｃが、ロワシリンダ３０ａ下端の押さえ部３４ｃにより、前記ボディ２２の外周リング部受け部２９ｂに水密に押圧固定されている。これらダイヤフラム部材２５及びダイヤフラム弁体２４は、耐薬品性の合成樹脂材料（例えばポリテトラフルオロエチレン）から構成されており、夫々の薄膜部２５ｂ及び２４ｂの厚さ寸法が、例えば０．３ｍｍに設定されている。
【００２５】
ダイヤフラム部材２５とダイヤフラム弁体２４とで画定される部分には、漏液検出部が設けられている。具体的には、ロワシリンダ３０ａの中心部に、先端側ロッド４３が摺動可能に貫通する先部側挿通孔４４が形成されると共に、先部側挿通孔４４の縁部に溝部４５が形成されている。ロワシリンダ３０ａには、溝部４５に連通する漏液検出ポート４５ａが設けられており、このポートに図示しないホース（配管）を介して液体検出センサが接続される。図示は省略するが、液体検出センサは、例えば一対の電極間が漏液で短絡されることにより出力される信号を基に漏液の検出を行う周知構成のものである。また、溝部４５及び漏液検出ポート４５ａは、本発明の漏液検出部を構成する。
【００２６】
次に、上記のように構成された本実施例の作用について説明する。
図１に示すように、ピストン３１は、圧縮コイルばね４０のばね力により常時下方に付勢され、ダイヤフラム弁体２４によって、弁口２８を閉塞している。この状態から薬液制御弁２１を開放動作する場合、先部ポート３９ａから圧縮空気を供給する。すると、ピストン３１が圧縮コイルばね４０のばね力に抗して矢印Ａ方向へ移動し、これに伴ってダイヤフラム弁体２４の弁体中央部２４ａが同矢印Ａ方向に移動して、弁口２８を開放する。これによって液体（例えば薬液としての剥離液）が、薬液通路２７を流通する。
【００２７】
他方、薬液制御弁２１を開放状態から閉塞動作する場合、先部ポート３９ａから圧縮空気を排出すると、圧縮コイルばね４０のばね力によりピストン３１が反矢印Ａ方向へ移動して、ダイヤフラム弁体２４が弁口２８を閉塞する。
ここで、薬液制御弁２１は、ダイヤフラム弁体２４が剥離液と接すると共にダイヤフラム弁体２４による開閉動作が繰り返し行われることで、ダイヤフラム弁体２４の薄膜部２４ｂが破れるときがある。この場合、剥離液が薄膜部２４ｂからロワシリンダ３０ａ側に浸入しても、ダイヤフラム部材２５において、その上部側（空気圧式駆動部２３側）への浸入が阻止される。また、薄膜部２４ｂから浸入した剥離液は、ロワシリンダ３０ａの溝部４５から漏液検出ポート４５ａ及び前記ホースを介して排出され、液体検出センサによって検知される。
【００２８】
このように本実施例によれば、スタッフィング３３とダイヤフラム弁体２４との間にダイヤフラム部材２５を配置したので、剥離液の影響や使用劣化等によりダイヤフラム弁体２４が破れるようなことがあっても、剥離液の空気圧式駆動部２３側への侵入を阻止することができ、この結果、空気圧式駆動部２３のＯリング３７ａ，３７ｂの油分が剥離液に溶け出すことを防止できる。しかも剥離液のロワシリンダ３０ａ側への液漏れを、漏液検出ポート４５ａひいては液体検出センサによって検知でき、直ちにダイヤフラム弁体２４の交換や当該制御弁２１の取換え等の対策を講じることができる。
【００２９】
本実施例とは異なり、従来構成の液体制御弁１では、空気圧式駆動部２３側に浸入した剥離液によって、Ｏリング１４ａ、１４ｂやこれに付着したグリス等の油分が溶け出すことにより、以降の工程に大きな被害をもたらす惧れがあった。これに対し本実施例の薬液制御弁２１では、Ｏリング３７ａ，３７ｂ部分への剥離液の侵入を確実に防止することができるので、上記の問題を確実に解消することができるのである。
【００３０】
ダイヤフラム部材２５及びダイヤフラム弁体２４並びにボディ２２を、ポリテトラフルオロエチレンから構成したので、劣化の少ない耐薬性に優れたものとすることができ、薬液の侵入防止を一層確実にできるものとなる。また、シリンダ３０及びスタッフィング３３を耐薬性に優れたポリプロピレンから構成したので、薬液制御弁２１の寿命を延ばすことができる。
【００３１】
ロワシリンダ３０ａに、第１の取付部２９の外周部分と当接嵌合する嵌合部３４を形成したので、ロワシリンダ３０ａとボディ２２との間の螺合部分が緩むことを防止することができ、ロワシリンダ３０ａによるダイヤフラム弁体２４の外周リング部２４ｃの押圧力（水密保持力）が弱くなることがなく、当該ねじ螺合部分や外周リング部２４ｃからの液漏れ（或は浸入）を確実に防止できる。アッパシリンダ３０ｂも同様に、第２の取付部３５と嵌合する嵌合部３４を形成したので、スタッフィング３３とロワシリンダ３０ａとの間の螺合部分が緩むことを防止することができ、スタッフィング３３によるダイヤフラム部材２５の外周リング部２５ｃの押圧力が弱くなることがなく、当該ねじ螺合部分や外周リング部２５ｃからの液漏れ（或は浸入）を防止できる。
【００３２】
本発明は、薬液制御弁に限らず、純水など種々の液体を制御する液体制御弁一般にも適用できるものである。
また、ダイヤフラム弁体２４を開閉動作させる駆動部は、上記構成に限定するものではない。例えば、シリンダ３０を、別体のアッパシリンダ３０ｂ及びロワシリンダ３０ａから構成したが一体形成してもよいし、シリンダ３０と別体のスタッフィング３３に代えて、シリンダ３０と一体の隔壁部を設けるようにしてもよい。また、空気圧式駆動部２３に代えて、ソレノイドによりダイヤフラム弁体２４を開閉動作させるようにしてもよい。
【００３３】
液体検出センサをロワシリンダ３０ａ内に収容配置してもよい。この場合、液体検出センサは、投光部と受光部とを備えると共に、該投光部からの光の照射部分（例えばロワシリンダ３０ａの内壁面）に接する液体の有無により変化する前記受光部での受光量に基づいて漏液の検出を行うように構成してもよい。また、液体検出センサにより漏液が検出された際に、ユーザ（作業者）に対し報知するように構成してもよい。尚、前記漏液検出ポート４５ａに液体検出センサを配設しなくとも、例えば漏液検出ポート４５ａに透明窓を設けて目視によって液漏れ検知を行うようにしてもよい。このほか、本発明は、要旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施例を示す液体制御弁の縦断正面図
【図２】側面図
【図３】従来例を示す図１相当図
【符号の説明】
【００３５】
図面中、２１は薬液制御弁（液体制御弁）、２２はボディ、２３は空気圧式駆動部（駆動部）、２４はダイヤフラム弁体、２５はダイヤフラム部材、２７は薬液通路（液体通路）、２８は弁口、３０はシリンダ、３１はピストン、３２はピストンロッド、３３はスタッフィング（隔壁部）、３７ａ，３７ｂはＯリング（環状シール部材）、４５は溝部（漏液検出部）、４５ａは漏液検出ポート（漏液検出部）を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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