JP5107781B2 - シール部材、流体機器接続構造及び流体機器ユニット - Google Patents

Description

本発明は、流量制御に用いられるシール部材、流体機器接続構造及び流体機器ユニットに関する。

半導体製造装置には、流量制御弁や開閉弁などのバルブ類や、フィルタ、圧力センサや流量センサなどのセンサ類、継手ブロックや流路ブロックなどの配管ブロック類、チューブやパイプなどの配管類など、流体機器が使用される。流体機器の接続部分には、シール部材が配置され、流体漏れを防いでいる。

例えば、バルブの一次側を他の流体機器に接続する接続部分には、フィルタ付きの金属製ガスケットが配置され、流体に含まれる異物が弁部に浸入することを防いでいる（例えば特許文献１参照）。

また例えば、集積パネルと、その集積パネルに取り付けられるバルブとの接続部分には、複数のシール部材が配置されている。バルブは、弁座に連通する縦通路と、その縦通路と同心円状に形成された縦リング通路とが下面に開口する樹脂製弁ボディを備える。集積パネルは、樹脂をブロック状に形成したものであり、縦通路に連通する第１流体通路と、縦リング通路に連通する第２流体通路とが上面に開口している。

縦通路と第１流体通路との接続部分には樹脂製の第１シール部材が配置され、縦リング通路と第２流体通路との接続部分には樹脂製の第２シール部材が配置されている。第１及び第２シール部材は、集積パネルとバルブのシール溝に設けられた凸凹条に圧入される凹凸条を備え、凹凸条と凸凹条との圧入部分でシールする。そのため、バルブと集積パネルは、配管を介さずに直接接続され、接続部分の構造がコンパクトにされている。

そして、第１シール部材と第２シール部材は、ブリッジ部で接続されて一体化され、取付や取り外し作業の容易化、効率化が図られている。このブリッジ部は、第２流体通路と縦リング通路との接続部分を横切るように配置され、例えばスクリュウ形状に形成されている。そのため、第２流体通路と縦リング通路との間を流れる流体は、ブリッジ部を通過する際に流れ方向を変更し、流路内に滞らずに良好な流れを形成する（例えば特許文献２参照）。

特開２０００−１６７３１８号公報 特開２００７−１４７００９号公報

しかしながら、従来のシール部材には以下の問題があった。
（１）特許文献１記載のシール部材は、金属製ガスケットであり、酸などの腐食性が高い薬液や、高い純度が要求される純水等の流体制御に使用することができなかった。

（２）また、特許文献１記載の金属製ガスケットは、金属製のフィルタが溶接されている。金属製ガスケットは、接続部の間で押し潰されて径方向に変形しながらシールする。そのため、金属製ガスケットを接続部の間で押し潰したときに、溶接部分が変形することがあった。この場合、例えば、フィルタが変形して目詰まりしたり、フィルタとガスケットとの溶接部分に隙間ができて異物を通過させてしまう等、フィルタの機能を低下させる恐れがあった。

（３）特許文献２に記載するシール部材は、樹脂を材質とするため、腐食性が高い薬液や高い純度が要求される純水等の流体制御に使用できる。しかし、特許文献２記載のシール部材は、第１及び第２シール部材を接続する上で流路を横切らざるを得ないブリッジ部をスクリュウ形状にして流路の流れ方向を変えるようにしたものである。そのため、特許文献２は、個々のシール部材にフィルタ等を設けるという技術的思想がない。

（４）特許文献１及び特許文献２記載のシール部材は、フィルタやブリッジ部が流路内に配置され、接続部分を分解しなければ、当該シール部材にフィルタが設けられいることや、ブリッジ部をスクリュウ形状にして流れ方向を変えるようになっていることを確認できなかった。

そこで、本発明は、耐腐食性があり、ユニットや装置の大きさを変えずに機能を付加することができるシール部材、流体機器接続構造及び流体機器ユニットを提供することを第１の目的とする。

また、本発明は、流路の接続部分を分解しなくてもシール部材に付加した機能を確認できるシール部材、流体機器接続構造及び流体機器ユニットを提供することを第２の目的とする。

上記第１及び第２の目的を達成するために、本発明に係るシール部材は以下の構成を有する。
（１）樹脂を環状に形成したものであって、第１部品に設けられた第１流路と第２部品に設けられた第２流路との接続部分に配置され、前記第１部品の前記第１流路が開口する開口部外周に形成された第１環状凸凹条に圧入される第１環状凹凸条と、前記第２部品の前記第２流路が開口する開口部外周に形成された第２環状凸凹条に圧入される第２環状凹凸条とを備えるシール部材において、前記第１及び第２環状凹凸条が形成されており、前記第１流路と前記第２流路を接続した場合に流路となる内周部に、異物を除去するフィルタを設けた環状の本体部と、前記第１及び前記第２接続部が接続する接続部分の外側に配置される把持部と、前記本体部と前記把持部とを接続する張出部と、を有し、前記シール部材が前記フィルタ機能を有することが、前記把持部に表示されている。

（２）（１）に記載の発明において、前記内周部の内周面に前記フィルタを収納する収納凹部を設け、前記フィルタを前記収納凹部に圧入装着している。

（３）上記第１及び第２の目的を達成するために、本発明の流体機器接続構造は、第１流体機器と第２流体機器の接続部分に、（１）又は（２）に記載するシール部材を用いている。

（４）上記第１及び第２の目的を達成するために、本発明の流体機器ユニットは、（１）又は（２）に記載するシール部材を用いて第１及び第２流体機器を接続している。

上記構成を有するシール部材、流体機器接続構造及び流体機器ユニットは、シール部材が樹脂を材質とし、耐腐食性を有する。シール部材は、第１及び第２部品を接続したときに、第１及び第２環状凹凸条が第１及び第２部品の第１及び第２環状凸凹条に圧入され、圧入部分でシールする。そのため、シール部材は、第１及び第２部品の接続部分に装着される前後で、第１及び第２流路を接続した場合に流路となる内周部を変形させない。

このようなシール部材の内周部に、フィルタを設けているので、第１及び第２部品の間にシール部材を装着しても、シール部材は、フィルタが変形せず、異物を除去する機能を低下させない。

よって、本発明のシール部材、流体機器接続構造及び流体機器ユニットによれば、耐腐食性があり、ユニットや装置の大きさを変えずに機能を付加することができる。また、第１及び第２部品の接続部分を分解しなくても、シール部材に付加された機能を確認することができる。

本発明のシール部材、流体機器接続構造及び流体機器ユニットは、シール部材に設けた内周部の内周面にフィルタを収納する収納凹部を設け、フィルタを収納凹部に圧入装着しているので、収納凹部内壁との間に隙間ができないようにフィルタをシール部材に簡単に装着できる。

次に、本発明に係るシール部材、流体機器接続構造及び流体機器ユニットの一実施形態について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
＜流体機器ユニットの構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るシール部材２１，３１を使用した流体機器ユニット１０の断面図である。
流体機器ユニット１０は、例えば、半導体製造工程に使用される処理室の上流側に配置され、ウエハを洗浄するための薬液の供給を制御する。流体機器ユニット１０は、流体機器接続構造２０を用いて薬液弁１に継手ブロック９，９を接続して構成されている。尚、薬液弁１と継手ブロック９は、「流体機器」の一例である。

薬液弁１と継手ブロック９は、機能上金属やゴムを材質とする必要がある部品（例えば復帰ばねやＯリング等）を除き、ＰＦＡ（四フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの耐腐食性がある樹脂を材質とする部品を使用する。

薬液弁１は、樹脂製のボディ３に駆動手段２が連結されている。ボディ３は、入力ポート４と出力ポート５が弁座６を介して連通している。駆動手段２は、弁体７に直線往復運動させる駆動力を与え、弁体７を弁座６に当接又は離間させる。薬液弁１は、取付板８を介して半導体製造装置に取り付けられる。

一方、継手ブロック９は、流路９ｆの一端開口部に、配管を接続するための継手が設けられている。

薬液弁１は、入力ポート４と出力ポート５の各開口部に設けた接続部３ａと、継手ブロック９の流路９ｆの他端開口部に設けた接続部９ａが同一形状にされている。薬液弁１は、入力ポート４と出力ポート５の各接続部３ａに継手ブロック９の接続部９ａがシール部材２１，３１を介して接続し、流体機器接続構造２０を用いて各継手ブロック９と連結されている。

＜流体機器接続構造＞
図２は、図１に示す薬液弁の流体機器接続構造２０を示す拡大断面図である。
薬液弁１は、入力ポート４と出力ポート５が同一の流体機器接続構造２０により継手ブロック９に接続されているので、ここでは、入力ポート４に継手ブロック９の流路９ｆを
接続する場合を説明し、出力ポート５に継手ブロック９の流路９ｆを接続する場合の説明を省略する。

接続部３ａ，９ａは、シール部材２１を介して接続し、その接続状態が連結部材１２により保持されている。接続部３ａ，９ａの端面には、流路開口部の周りに、シール溝３ｂ，９ｂが形成されている。シール溝３ｂ，９ｂには、環状突起３ｃ，９ｃが入力ポート４及び流路９ｆとそれぞれ同心円状に突設されている。接続部３ａ，９ａは、環状突起３ｃ，９ｃがシール部材２１の環状溝２２ａ，２２ｂに圧入され、その圧入部分によりシールが行われている。接続部３ａ，９ａの端面外周には、凸部３ｅ，９ｅが環状に突設されている。そして、接続部３ａ，９ａの外周面には、連結部材１２を装着するための装着溝３ｄ，９ｄが環状に形成されている。

図３は、図２に示す流体機器接続構造の分解斜視図である。
連結部材１２は、第１分割片１３と第２分割片１４に分割されている。第１及び第２分割片１３，１４は、一端がヒンジ部１５で接続されている。第１及び第２分割片１３，１４は、ヒンジ部１５側の端部が係合凹部１３ｅ，１４ｅに係合凸部１３ｄ，１４ｄを互いに係合させることにより連結され、この連結部分を基点にして回動されるようになっている。第１及び第２分割片１３，１４の他端は、延設部１３ａに突設した係合爪１３ｃを延設部１４ａに設けた係合孔１４ｃに係合させることにより連結される。延設部１３ａ，１４ａには、に固定部材１６を挿通するための貫通孔１３ｂ，１４ｂが形成されている。固定部材１６は、ピン部１６ａの先端に係止爪部１６ｂが設けられ、ピン部１６ａの後端部にナット部１６ｃが螺設されている。

このような連結部材１２は、第１及び第２分割片１３，１４を接続部３ａ，９ａの外周に装着するために、第１及び第２分割片１３，１４に半円状の円弧面が形成され、その円弧面の両側に突部１３ｆ，１３ｆ，１４ｆ，１４ｆが内向きに突設されている。連結部材１２は、図２に示すように、第１及び第２分割片１３，１４の突部１３ｆ，１３ｆ，１４ｆ，１４ｆを接続部３ａ，９ａの装着溝３ｄ，９ｄの端面側内壁に当接させ、シール部材２１が発生する反発力によって接続部３ａ，９ａが互いに離間する方向へ移動しないようにしている。突部１３ｆ，１３ｆ，１４ｆ，１４ｆの先端部内周面には、装着溝３ｄ，９ｄの内周面奥側に設けたテーパに対応するテーパが設けられている。

接続部３ａ，９ａは、樹脂製の連結部材１２が熱膨張を繰り返すうちに接続部３ａ，９ａの接続状態を維持する力が低下すると、環状突起３ｃ，９ｃをシール部材２１に圧入する圧入面積が減ってシール力が低下する恐れがある。この場合には、連結部材１２は、固定部材１６のピン部１６ａにナット部１６ｃを締め付けて増し締めを行うことにより、突部１３ｆ，１３ｆ，１４ｆ，１４ｆのテーパを装着溝３ｄ，９ｄのテーパに摺接させ、接続部３ａ，９ａに互いに近づく方向の力を加える。これにより、接続部３ａ，９ａは、環状突起３ｃ，９ｃがシール部材２１の環状溝２１ａ，２１ｂに圧入され、シール力の低下を防止できる。

＜フィルタ付きシール部材＞
図４は、図１に示すフィルタ付きシール部材２１の平面図である。図５は、図４に示すシール部材２１のＡＡ断面図である。図６は、図４に示すシール部材２１の側面図である。
シール部材２１は、ＰＦＡ（四フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）などの硬くて耐腐食性がある樹脂を材質とする。図４に示すように、シール部材２１は、本体部２２と張出部２３と把持部２４とを備える。

図４〜図６に示すように、本体部２２は、短い円筒形状に形作られている。本体部２２
は、接続部３ａ，９ａの環状突起３ｃ，９ｃに嵌合する環状溝２２ａ，２２ｂが両端面に形成され、断面Ｈ型をなし、断面が線対称形状になっている。

図５に示す環状溝２２ａ，２２ｂの溝幅は、接続部３ａ，９ａに設けた環状突起３ｃ，９ｃ（図２参照）の肉厚方向幅寸法と同一又は僅かに大きく形成されている。環状溝２２ａ，２２ｂは、開口部より奥側の内側内壁と外側内壁に、圧入代２２ｅがそれぞれ設けられ、環状溝２２ａ，２２ｂの開口部より奥側の溝幅を環状突起３ｃ，９ｃの肉厚方向幅寸法より小さくしている。このため、環状溝２２ａ，２２ｂの開口部には、環状突起３ｃ，９ｃをガイドするためのガイド部２２ｃ，２２ｄがそれぞれ設けられている。

このような本体部２２は、図５に示すように、内周面と外周面に、シール溝３ｂ，９ｂの底部に設けた傾斜（図２参照）と対応するように傾斜が設けられ、環状溝２２ａ，２２ｂに接続部３ａ，９ａの環状突起３ｃ，９ｃ（図２参照）を圧入したときに、環状溝２２ａ，２２ｂの両側に設けられた壁が外側に倒れて、シール力が低下するのを防止している。

図４〜図６に示すように、本体部２２の外周面には、張出部２３が外向きに突設されている。張出部２３は、本体部２２の外周面に沿って環状に形成されている。張出部２３の外縁部には、複数の把持部２４が所定間隔を空けて一体的に接続している。各把持部２４は、張出部２３の端部から両側に、張出部２３に対して直交する方向に延びるように設けられている。各把持部２４の両端部には、接続部３ａ，９ａの凸部３ｅ，９ｅに引っ掛けられて係合する引掛部２４ａが、本体部２２側に（内向きに）突き出して設けられている。引掛部２４ａは、接続部３ａの凸部３ｅ又は接続部９ａの凸部９ｅに係止された場合に、接続部３ａ，９ａに設けた環状突起３ｃ，９ｃの先端部を環状溝２２ａ，２２ｂのガイド部２２ｃ，２２ｄに仮挿入し、環状突起３ｃ，９ｃと環状溝２２ａ，２２ｂとを適正に位置決めするように、各把持部２４に設けられている。尚、凸部２４ａは、把持部２４の一端にのみ設けても良い。

このようなシール部材２１は、図２に示すように、本体部２２の内周部２２ｆに異物を除去するためのフィルタ２５が設けられている。本体部２２の内周部２２ｆは、入力ポート４と流路９ｆを接続した場合に流路面を構成する。本体部２２は、内周部２２ｆの一端開口部から同軸上に、フィルタ２５を収納するための収納凹部２２ｇが設けられている。

フィルタ２５は、ＰＦＡ（四フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）などの硬くて耐腐食性がある樹脂を材質とする。フィルタ２５は、リング状の支持体２５ｂの一端開口部にフィルタ部２５ａが一体に設けられている。支持体２５ｂは、外径寸法が収納凹部２２ｇより大きく、収納凹部２２ｇに圧入されるようになっている。また、支持体２５ｂは、フィルタ２５を通過する流体に生じさせる抵抗を小さくするために、収納凹部２２ｇに圧入されたときに本体部２２の内周部２２ｆとほぼ同一面になるように内径寸法が設定されている。

そして、シール部材２１は、図６に示すように、把持部２４の外周面に、シール部材２１がフィルタ機能を有することを示すための「Ｆ」が表示されている。この表示は、印刷、文字を印刷したシールの貼付、シール部材２１の射出成形時における金型からの文字転写等により行われる。

＜オリフィス付きシール部材＞
図７は、図１に示すオリフィス付きシール部材３１の外観斜視図である。図８は、図７に示すシール部材３１の平面図である。図９は、図８に示すシール部材３１のＢＢ断面図である。図１０は、図８に示すシール部材３１の側面図である。
シール部材３１は、ＰＦＡ（四フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）などの硬くて耐腐食性がある樹脂を材質とする。シール部材３１は、シール部材２１と同様に、本体部３２の環状溝３２ａ，３２ｂ、ガイド部３２ｃ，３２ｄ、圧入代３２ｅ、張出部３３、把持部３４の凸部３４ａが設けられ、シール部材２１と互換性を有する。シール部材３１は、本体部２２にオリフィス機能を設けている点がシール部材２１と相違する。

シール部材３１は、図８及び図９に示すように、本体部３２の内周部３２ｆにオリフィス３５が一体に設けられている。オリフィス３５の中心には、オリフィス孔３５ａが制御する流量に応じた大きさで設けられている。オリフィス３５の両端面は、本体部２２からオリフィス孔３５ａに向かって小径となるテーパ３５ｂが設けられ、流体がオリフィス孔３５ａを通過する際に乱流を生じにくくして流量を精度良く制御できるようにしている。

尚、シール部材３１は、図７及び図１０に示すように、把持部３４の外周面に、シール部材３１がオリフィス機能を有することを示す「ＯＦ」と、オリフィスの径が０．１ｍｍであることを示す「０１」とが表示されている。この表示は、印刷、文字を印刷したシールの貼付、シール部材３１の射出成形時における金型からの文字転写等により行われる。尚、シール部材３１のオリフィス径が０．２ｍｍである場合には、把持部３４には「ＯＦ０２」が表示される。

＜動作説明＞
上記構成を有する流体機器ユニット１０は、次のように動作する。
流体機器ユニット１０は、薬液弁１の入力ポート４が継手ブロック９を介して薬液供給源に接続され、薬液弁１の出力ポート５が継手ブロック９を介して半導体製造装置の処理室に接続される。流体機器ユニット１０は、薬液弁１の駆動手段２が弁体７を弁座６に当接させている間は薬液を遮断し、処理室へ薬液を供給しない。一方、駆動手段２が弁体７を弁座６から離間させると、薬液を入力ポート４から弁座６、出力ポート５を介して処理室へ供給する。

このとき、薬液は、入力ポート４側の接続部３ａ，９ａの接続部分を通過する際に、シール部材２１のフィルタ２５を通過して異物を除去される。そのため、薬液弁１は、弁座６に異物が付着しにくく、異物によるシール不良を生じにくい。そして、薬液は、出力ポート５側の接続部３ａ，９ａの接続部分を通過する際に、シール部材３１のオリフィス３５を通過し、流量を調整される。オリフィス３５の壁にぶつかった薬液は、テーパ３５ｂによってオリフィス孔３５ａに案内されるため、オリフィス３５付近で乱流を生じにくく、流量を精度良く制御される。

＜作用効果＞
第１実施形態のシール部材２１、流体機器接続構造２０及び流体機器ユニット１０は、シール部材３１が樹脂を材質とし、耐腐食性を有する。シール部材２１は、薬液弁１の入力ポート４と継手ブロック９の流路９ｆを接続したときに、環状溝２２ａ，２２ｂにより構成される「環状凹凸条」が接続部３ａ，９ａの環状突起３ｃ，９ｃにより構成される「環状凸凹条」にそれぞれ圧入され、圧入部分でシールする。そのため、シール部材２１は、薬液弁１と継手ブロック９の接続部分に装着される前後で、入力ポート４と流路９ｆを接続した場合に流路となる内周部２２ｆを変形させない。

このようなシール部材２１の内周部２２ｆにフィルタ２５を設けているので、薬液弁１の接続部３ａと継手ブロック９の接続部９ａの間にシール部材２１を装着しても、シール部材２１は、フィルタ２５が変形せず、異物を除去する機能を低下させたり、破損することがない。

よって、第１実施形態のシール部材２１、流体機器接続構造２０及び流体機器ユニット１０によれば、耐腐食性があり、ユニットや装置の大きさを変えずにフィルタ機能を付加することができる。

第１実施形態のシール部材３１、流体機器接続構造２０及び流体機器ユニット１０は、シール部材３１が樹脂を材質とし、耐腐食性を有する。シール部材３１は、薬液弁１の出力ポート５と継手ブロック９の流路９ｆを接続したときに、環状溝３２ａ，３２ｂにより構成される「環状凹凸条」が接続部３ａ，９ａの環状突起３ｃ，９ｃにより構成される「環状凸凹条」にそれぞれ圧入され、圧入部分でシールする。そのため、シール部材３１は、薬液弁１と継手ブロック９の接続部分に装着される前後で、出力ポート５と流路９ｆを接続した場合に流路となる内周部３２ｆを変形させない。

このようなシール部材３１の内周部３２ｆにオリフィス３５を設けているので、薬液弁１の接続部３ａと継手ブロック９の接続部９ａの間にシール部材３１を装着しても、シール部材３１は、オリフィス３５が変形せず、流量を調整する機能を低下させない。

よって、第１実施形態のシール部材３１、流体機器接続構造２０及び流体機器ユニット１０によれば、耐腐食性があり、ユニットや装置の大きさを変えずに流量調整機能を付加することができる。

ここで、近年、半導体製造装置等では、装置のコンパクト化が進み、流体機器ユニットのコンパクト化が要求されている。第１実施形態の流体機器ユニット１０では、薬液弁１の接続部３ａと継手ユニット９の接続部９ａをシール部材２１，３１を介して直接接続して連結部材１２により接続状態を維持することにより、流体機器接続部分の構造をコンパクトにしてユニットの小型化を図っている。流体機器ユニット１０は、シール部材２１，３１の流路面にフィルタ２５やオリフィス３５を設けている。よって、第１実施形態の流体機器ユニット１０では、上記流体機器接続構造のコンパクトさを損なうことなく機能を追加でき、半導体製造装置等のコンパクト化に大変有益である。

第１実施形態のシール部材２１，３１、流体機器接続構造２０及び流体機器ユニット１０は、フィルタ２５やオリフィス３５をシール部材２１と一緒に交換できる。よって、フィルタ２５の交換作業、オリフィス３５の交換・変更作業、機能変更する作業を簡単に行うことができ、作業性が良い。
また、樹脂製のシール部材２１，３１、フィルタ２５は、射出成形可能なので、安価に製造できる。

第１実施形態のシール部材２１、流体機器接続構造２０及び流体機器ユニット１０は、シール部材２１に設けた内周部２２ｆの内周面にフィルタ２５を収納する収納凹部２２ｇを設け、フィルタ２５を収納凹部２２ｇに圧入装着しているので、収納凹部２２ｇの内壁との間に隙間ができないようにフィルタ２５をシール部材２１に簡単に装着できる。特に、異物を除去するためには、収納凹部２２ｇとフィルタ２５の支持体２５ｂとの間に僅かな隙間をも形成したくない。よって、フィルタ２５を収納凹部２２ｇに圧入装着してフィルタ２５と収納凹部２２ｇとの間の隙間を無くすことはフィルタ２５の機能を確保する上で有益である。

第１実施形態のシール部材３１、流体機器接続構造２０及び流体機器ユニット１０は、シール部材３１の内周部３２ｆにオリフィス３５を一体成形しているので、オリフィス３５をシール部材３１に安価に設けることができる。

第１実施形態の流体機器接続構造２０及び流体機器ユニット１０は、薬液弁１に設けた入力ポート４と継手ブロック９に設けた流路９ｆとの接続部分に配置されてシールを行うシール部材２１が、入力ポート４と流路９ｆを接続した場合に流路となる内周部２２ｆにフィルタ２５を設けた本体部２２と、接続部３ａ，９ａが接続する接続部分の外側に配置される把持部２４と、本体部２２と把持部２４とを接続する張出部２３と、を有し、把持部２４にフィルタ２５の機能を示す「Ｆ」が表示されている。また、流体機器接続構造２０及び流体機器ユニット１０は、薬液弁１に設けた出力ポート５と継手ブロック９に設けた流路９ｆとの接続部分に配置されてシールを行うシール部材３１が、出力ポート５と流路９ｆを接続した場合に流路となる内周部３２ｆにオリフィス３５を設けた本体部３２と、接続部３ａ，９ａが接続する接続部分の外側に配置される把持部３４と、本体部３２と把持部３４とを接続する張出部３３と、を有し、把持部３４にオリフィス３５の機能を示す「ＯＦ０１」が表示されている。そのため、薬液弁１と継手ブロック９の接続部分を分解してシール部材２１，３１を取り外さなくても、把持部２４，３４の表示を見て、シール部材２１に付加されたフィルタ機能やオリフィス機能を確認することができる。

第１実施形態の流体機器接続構造２０は、薬液弁１に設けた入力ポート４と継手ブロック９に設けた流路９ｆとを環状シール部材２１を介して接続し、その接続部分を連結部材１２で連結している。シール部材２１は、入力ポート４と流路９ｆを接続した場合に流路となる内周部２２ｆにフィルタ２５を設けた本体部２２と、接続部３ａ，９ａが接続する接続部分の外側に配置される把持部２４と、本体部２２と把持部２４とを接続する張出部３３と、を有し、把持部２４にフィルタ２５の機能を示す「Ｆ」表示されている。また、流体機器接続構造２０は、シール部材２１と同様、シール部材３１の把持部３４にオリフィス３５の機能を示す「ＯＦ０１」表示されている。そして、連結部材１２は、把持部２４を覆うようにして薬液弁１の接続部３ａと継手ブロック９の接続部９ａの接続部分に装着されて連結される第１及び第２分割片１３，１４を有する。このような流体機器接続構造２０は、第１及び第２分割片１３，１４を接続部３ａ，９ａの接続部分から取り外せば、接続部３ａ，９ａの接続部分の外側に露出する把持部２４の表示「Ｆ」若しくは把持部３４の表示「ＯＦ０１」を見てシール部材２１に付加されたフィルタ機能やオリフィス機能を確認することができる。

しかも、流体機器接続構造２０は、シール部材２１の環状溝２２ａ，２２ｂに接続部３ａ，９ａに環状突起３ｃ，９ｃを圧入して径方向にシールしている。そのため、連結部材１２を接続部３ａ，９ａの接続部分から取り外しただけでは、接続部３ａ，９ａの接続状態が解除されない。よって、流体機器接続構造２０は、把持部２４の表示「Ｆ」を確認した後、再び連結部材１２を接続部３ａ，９ａの接続部分に装着することができ、シール部材２１の機能確認作業を容易に行うことができる。

（第１参考例）
続いて、本発明の第１参考例について説明する。図１１は、本発明の第１参考例に係るシール部材４１，５１を使用した流体機器ユニット９９の断面図である。図１２は、図１１のＣＣ断面図である。

＜流体機器ユニットの全体構成＞
第１参考例の流体機器ユニット９９は、薬液弁９０，９１，９２を流体機器接続構造２０を用いて連結したものである。図１１及び図１２に示すように、薬液弁９０〜９２は、三方弁であり、流体を入出力するポート形状を除いて同一構造をなす。簡単に説明すると、薬液弁９０〜９２は、ボディ９３，９７，９８に主流路９４が形成されている。主流路９４には、弁孔９５が連通している。薬液弁９０〜９２は、弁孔９５の開口部外周に弁座６が設けられ、弁体７が弁座６に当接又は離間する。図１２に示すように、弁孔９５は、弁座６を介して分岐流路９６に連通している。

薬液弁９０は、主流路９４の両端開口部外周に接続部３ａがそれぞれ設けられている。分岐流路９６の開口部外周には、配管を接続するための継手が設けられている。
薬液弁９１，９２は、主流路９４の一端開口部外周に接続部３ａが設けられ、他端開口部に配管を接続するための継手が設けられている。薬液弁９１，９２は、薬液弁９０と同様、分岐流路９６の開口部外周面に配管を接続するための継手が設けられている。
尚、接続部３ａの構成は、第１実施形態と同じなので説明を省略する。

薬液弁９０，９１の接続部分は、接続部３ａ，３ａの間に渦巻発生機能付きシール部材４１を配置して連結部材１２で連結されている。
また、薬液弁９０，９２の接続部分は、接続部３ａ，３ａの間に攪拌機能付きシール部材５１を配置して連結部材１２で連結されている。

＜渦巻発生機能付きシール部材＞
図１３は、図１１に示す渦巻発生機能付きシール部材４１の外観斜視図である。図１４は、図１３に示すシール部材４１の平面図である。図１５は、図１４に示すシール部材４１のＤＤ断面図である。図１６は、図１４に示すシール部材４１の側面図である。
シール部材４１は、本体部４２の環状溝４２ａ，４２ｂ、ガイド部４２ｃ，４２ｄ、圧入代４２ｅ、及び、張出部４３、把持部４４の凸部４４ａが、第１実施形態のシール部材２１と同様に設けられている。シール部材４１は、本体部４２が渦巻発生部４５を備える点が第１実施形態のシール部材２１と相違する。

図１３〜図１５に示すように、本体部４２の内周部４２ｆには、渦巻発生部４５が設けられている。渦巻発生部４５は、内周部４２ｆに螺旋状に設けた突起４５ａにより構成されている。
また、図１３及び図１６に示すように、シール部材４１の把持部４４には、流体をミキシングする機能を示す「ＭＩＸ」と、流体に渦巻きを発生させる機能を示す「ＳＣ」と、渦巻発生部４５が内周部４２ｆ内に設けられていることを示す「ｉｎ」とが表示されている。この表示方法は、第１実施形態と同様である。

＜攪拌機能付きシール部材＞
図１７は、図１１に示す攪拌機能付きシール部材５１の外観斜視図である。図１８は、図１７に示すシール部材５１の平面図である。図１９は、図１８に示すシール部材５１のＥＥ断面図である。図２０は、図１８に示すシール部材５１の側面図である。
シール部材５１は、本体部５２の環状溝５２ａ，５２ｂ、ガイド部５２ｃ，５２ｄ、圧入代５２ｅ、及び、張出部５３、把持部５４の凸部５４ａが、第１実施形態のシール部材２１と同様に設けられている。シール部材５１は、本体部５２が攪拌部５５を備える点が第１実施形態のシール部材２１と相違する。

攪拌部５５は、攪拌壁５５ａを複数のブリッジ部５５ｂを介して本体部５２の内周部５２ｆに接続したものである。攪拌壁５５ａは、主流路９４の断面積より小さい面積で設けられている。ブリッジ部５５ｂは、攪拌壁５５ａの外縁部と本体部５２の内周部５２ｆに一体的に接続し、攪拌壁５５ａを流路中央に配置している。図１９に示すように、攪拌壁５５ａの両端面は、中央が凹む円錐状をなし、攪拌壁５５ａにぶつかった流体を流路内壁側へ流れやすくして攪拌の効率を上げている。

尚、シール部材５１は、把持部５４の外周面に、流体をミキシングする機能を示す「ＭＩＸ」と、流体を攪拌する機能を示す「Ｗ」とが表示されている。この表示方法は、第１実施形態のシール部材２１と同様である。

＜動作説明＞
上記構成を有する流体機器ユニット９９は、例えば、薬液弁９１の主流路９４に第１の薬液を供給する。また、薬液弁９１，９０，９２の分岐流路９６に第２の薬液、第３の薬液、第４の薬液をそれぞれ供給する。薬液弁９０〜９２が弁閉状態のときには、第１の薬液は、第２〜第４の薬液と混合されずに薬液弁９２の主流路９４から出力される。

例えば、薬液弁９１を弁開し、薬液弁９０，９２を弁閉すると、第２の薬液が薬液弁９１の分岐流路９６から弁座６、弁孔９５を介して主流路９４に供給され、第１の薬液に合流する。第１及び第２の薬液は、シール部材４１を通過する際に、内周部４２ｆに突設した突起４５ａに沿って渦巻き状に流れ、攪拌・混合される。

更に、混合流体は、シール部材５１を通過する際に、攪拌壁５５ａにぶつかって乱流を発生した後、ブリッジ部５５ｂの間から二次側へ流れる。よって、第１及び第２の薬液は、攪拌部５５によって全体が均一に攪拌された後、薬液弁９２の主流路９４から出力される。ただし、攪拌壁５５ａの端面が円錐状をなすため、攪拌壁５５ａにぶつかった薬液は流路内壁側へスムーズに流れ、攪拌壁５５ａ付近で薬液が滞留するのを抑制できる。

＜作用効果＞
上記構成を有するシール部材４１、流体機器接続構造２０及び流体機器ユニット９９は、シール部材４１が樹脂を材質とし、耐腐食性を有する。シール部材４１は、薬液弁９０，９１の接続部３ａを接続したときに、環状溝４２ａ，４２ｂによって構成される「環状凹凸条」が接続部３ａの環状突起３ｃにより構成される「環状凸凹条」に圧入され、圧入部分でシールする。そのため、シール部材４１は、薬液弁９０，９１の接続部分に装着される前後で、主流路９４を接続した場合に流路となる内周部４２ｆを変形させない。

このようなシール部材４１の内周部４２ｆに渦巻発生部４５を設けているので、薬液弁９０の接続部３ａと薬液弁９１の接続部３ａとの間にシール部材４１を装着しても、シール部材４１は、渦巻発生部４５が歪に変形せず、主流路９４を流れる流体に渦巻き状の流れを発生させる機能を低下させない。

よって、第１参考例のシール部材４１、流体機器接続構造２０及び流体機器ユニット９９によれば、耐腐食性があり、ユニットや装置の大きさを変えずに渦巻発生機能を付加することができる。

第１参考例のシール部材４１、流体機器接続構造２０及び流体機器ユニット９９は、渦巻発生部４５が、シール部材４１に設けた内周部４２ｆの内周面に螺旋状に設けた突起４５ａであるので、射出成形などにより渦巻発生部４５をシール部材４１に安価に設けることができる。

上記構成を有するシール部材５１、流体機器接続構造２０及び流体機器ユニット９９は、シール部材５１が樹脂を材質とし、耐腐食性を有する。シール部材５１は、薬液弁９０，９２の接続部３ａを接続したときに、環状溝５２ａ，５２ｂによって構成される「環状凹凸条」が接続部３ａの環状突起３ｃにより構成される「環状凸凹条」に圧入され、圧入部分でシールする。そのため、シール部材５１は、薬液弁９０，９２の接続部分に装着される前後で、主流路９４を接続した場合に流路となる内周部５２ｆを変形させない。

このようなシール部材５１の内周部５２ｆに攪拌部５５を設けているので、薬液弁９０の接続部３ａと薬液弁９２の接続部３ａとの間にシール部材５１を装着しても、シール部材５１は、攪拌部５５が変形せず、主流路９４を攪拌する機能を低下させない。

よって、第１参考例のシール部材５１、流体機器接続構造２０及び流体機器ユニット９９によれば、耐腐食性があり、ユニットや装置の大きさを変えずに攪拌機能を付加することができる。

第１参考例のシール部材５１、流体機器接続構造２０及び流体機器ユニット９９は、攪拌部５５が、主流路９４の接続部分の流路面積より小さい攪拌壁５５ａと、攪拌壁５５ａとシール部材５１に設けた内周部５２ｆの内周面とに接続して攪拌壁５５ａを接続部分の中心に配置するためのブリッジ部５５ｂとを有する。このようなシール部材５１、流体機器接続構造２０及び流体機器ユニット９９は、薬液の流速が早い流路中心を攪拌壁５５ａで遮蔽し、その攪拌壁５５ａに薬液をぶつけることで乱流を効率的に生じさせ、攪拌・混合することができる。特に、複数の薬液を混合させる場合には、攪拌壁５５ａにぶつけて乱流を発生させることで均一に混合される。

（第２参考例）
続いて、本発明のシール部材、流体機器接続構造及び流体機器ユニットの第２参考例について説明する。図２１は、本発明の第２参考例に係るシール部材６１を使用した流体機器ユニット１００の断面図である。
流体機器ユニット１００は、第１参考例の流体機器ユニット９９に設けたシール部材４１，５１をシール部材６１に付け替えて構成されている。よって、ここでは、第１参考例と異なるシール部材６１を中心に説明し、第１参考例と共通する点は、第１参考例と同一の符号を図面に付し、適宜説明を省略する。

＜渦巻発生機能付きシール部材＞
図２２は、図２１に示す渦巻発生機能付きシール部材６１の外観斜視図である。図２３は、図２２に示すシール部材６１の平面図である。図２４は、図２３に示すシール部材６１のＦＦ断面図である。図２５は、図２３に示すシール部材６１の側面図である。
シール部材６１は、本体部６２の環状溝６２ａ，６２ｂ、ガイド部６２ｃ，６２ｄ、圧入代６２ｅ、及び、張出部６３、把持部６４の凸部６４ａが、第１参考例のシール部材４１と同様に設けられている。シール部材６１は、本体部６２に設けた渦巻発生部６５の構造が第１参考例に係るシール部材４１の渦巻発生部４５と相違する。

図２２〜図２４に示すように、渦巻発生部６５は、薄い板をねじった形状をなす螺旋壁６５ａを、本体部５２の内周部６２ｆに溶接により一体的に設けて構成されている。図２１に示すように、渦巻発生部６５は、螺旋壁６５ａの幅が主流路９４の内径より小さくされ、シール部材６１を接続部３ａ，３ａの間に脱着する際に主流路９４の内壁に接触して破損したり、流路面を傷付けたりすることを防止している。図２４及び図２５に示すように、螺旋壁６５ａは、本体部５２の軸線方向全長より長く、両端部が本体部５２の両端開口部から突出している。

また、図２２及び図２５に示すように、シール部材６１の把持部６４には、薬液をミキシングする機能を示す「ＭＩＸ」と、流体に渦巻きを発生させる機能を示す「ＳＣ」と、渦巻発生部６５が内周面６２ｆから突出して設けられていることを示す「ＯＵＴ」とが表示されている。この表示方法は、第１参考例のシール部材４１と同様である。

＜動作説明＞
上記シール部材６１を備える流体機器ユニット１００は、主流路９４を流れる薬液が螺旋壁６５ａに案内されて渦巻き状に流れ、薬液が主流路９４を流れる際に主流路９４の流路面との間で生じる圧損を小さくしている。螺旋壁６５ａは、内周部６２ｆより全長が長いため、薬液が渦巻き状に案内される距離が長く、安定した渦向き状の流れを形成できる。

また、例えば、薬液弁９１の主流路９４から薬液弁９２の主流路９４へ第１の薬液を供給した状態で、薬液弁９１を弁開すると共に薬液弁９０，９２を弁閉して第２の薬液を第１の薬液に合流させた場合には、第１及び第２の薬液がシール部材６１を通過する際に螺旋状に流れながら攪拌され、均一に混合される。特に、シール部材６１は、内周部６２ｆの中心に螺旋壁６５ａを配置し、第１及び第２の薬液の混合流体のうちで最も流速が早い部分を螺旋状に案内して混合流体全体に螺旋状の流れを形成するので、第１及び第２の薬液を効率よく混合できる。

＜作用効果＞
上記構成を有するシール部材６１、流体機器接続構造２０及び流体機器ユニット１００は、シール部材６１が樹脂を材質とし、耐腐食性を有する。シール部材６１は、例えば薬液弁９０，９１の接続部３ａを接続したときに、環状溝６２ａ，６２ｂによって構成される「環状凹凸条」が接続部３ａの環状突起３ｃにより構成される「環状凸凹条」に圧入され、圧入部分でシールする。そのため、シール部材６１は、薬液弁９０，９１の接続部分に装着される前後で、主流路９４同士を接続した場合に流路となる内周部６２ｆを変形させない。

このようなシール部材６１の内周部６２ｆに渦巻発生部６５を設けているので、薬液弁９０の接続部３ａと薬液弁９１の接続部３ａとの間にシール部材６１を装着しても、シール部材６１は、渦巻発生部６５が変形せず、主流路９４を流れる薬液に渦巻き状の流れを発生させる機能を低下させない。

よって、第２参考例のシール部材６１、流体機器接続構造２０及び流体機器ユニット１００によれば、耐腐食性があり、ユニットや装置の大きさを変えずに渦巻発生機能を付加することができる。

第２参考例のシール部材６１、流体機器接続構造２０及び流体機器ユニット１００は、渦巻発生部６５が、シール部材６１に設けた内周部６２ｆの内周面に一体的に設けられ、螺旋状にねじられた螺旋壁６５ａであるので、シール部材６１を通過する流体全体を渦巻き状に流して乱流を効率的に生じさせ、攪拌・混合することができる。

尚、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。
（１）例えば、上記第１実施形態では、フィルタ２５を本体部２２の収納凹部２２ｇに圧入装着したが、図２６に示すフィルタ付きシール部材７１のようにフィルタ７５と本体部７２の内周部７２ｆとの接触部分を溶接してフィルタ７５を本体部７２に取り付けても良い。この場合、フィルタ７５を奥行きの大きい袋状にすることによりフィルタの異物除去面積を増やし、圧力損失を低減できる。

（２）例えば、図２７〜図３０に示す攪拌機能付きシール部材８１に示すように、本体部８２の内周部８２ｆによって構成される流路面積を小さくするように、板状の攪拌部８５を内周部８２ｆに射出成形又は溶着により一体に設けても良い。このようなシール部材８１を通過する薬液は、攪拌部８５にぶつかって乱流を生じ、攪拌部８５で塞がれていない部分を通って二次側へ流れる。よって、図２７〜図３０に示すシール部材８１は、攪拌部８５が、内周部８２ｆの内周面から流路の中心へ突出するように立設された攪拌壁であるので、主流路９４を流れる薬液の流れ方向を変えつつ、薬液を攪拌・混合することができる。

ここで、上記シール部材８１は、接続部３ａへの取付方向が制限されない。そこで、例えば、４カ所の接続部にシール部材８１を装着する場合には、攪拌部８５の位置を９０度
ずつずらすようにシール部材８１を各接続部に配置する。この場合、薬液は、シール部材８１を通過する毎に流れ方向が９０度変更される。よって、薬液が混合流体の場合には、混合流体の薬液を均一に混合させることができる。

（３）例えば、上記実施形態の第１及び第２分割片１３，１４を透明エポキシ樹脂等を材質とする透明性部材としても良い。これによれば、連結部材１２を接続部に装着したまま、外部から把持部２４，３４，４４，５４，６４，７４，８４の表示を確認できる。

（４）例えば、上記第１実施形態のシール部材２１について、フィルタ２５の支持体２５ｂの開口部内周面にテーパを設けても良い。この場合、テーパは、収納凹部２２ｇにフィルタ２５を圧入したときに、本体部２２の両端部内周に設けたテーパと同一面になるように形成することが望ましい。これよれば、接続部３ａ，９ａを通過する流体に生じさせる抵抗をより一層低減させることができる。

本発明の第１実施形態に係るシール部材を使用した流体機器ユニットの断面図である。 図１に示す薬液弁の流体機器接続構造を示す拡大断面図である。 図２に示す流体機器接続構造の分解斜視図である。 図１に示すフィルタ付きシール部材の平面図である。 図４のＡＡ断面図である。 図４に示すシール部材の側面図である。 図１に示すオリフィス付きシール部材の外観斜視図である。 図７に示すシール部材の平面図である。 図８のＢＢ断面図である。 図８に示すシール部材の側面図である。 本発明の第１参考例に係るシール部材を使用した流体機器ユニットの断面図である。 図１１のＣＣ断面図である。 図１１に示す渦巻発生機能付きシール部材の外観斜視図である。 図１３に示すシール部材の平面図である。 図１４のＤＤ断面図である。 図１４に示すシール部材の側面図である。 図１１に示す攪拌機能付きシール部材の外観斜視図である。 図１７に示すシール部材の平面図である。 図１８のＥＥ断面図である。 図１８に示すシール部材の側面図である。 本発明の第２参考例に係るシール部材を使用した流体機器ユニットの断面図である。 図２１に示す渦巻発生機能付きシール部材の外観斜視図である。 図２２に示すシール部材の平面図である。 図２３のＦＦ断面図である。 図２３に示すシール部材の側面図である。 フィルタ付きシール部材の変形例を示す断面図である。 攪拌機能付きシール部材の変形例を示す外観斜視図である。 図２７に示すシール部材の平面図である。 図２８のＧＧ断面図である。 図２８に示すシール部材の側面図である。

１，９０，９１，９２ 薬液弁（第１の部品、第２の部品、流体制御機器）
３ａ 接続部
９ 継手ブロック
９ａ 接続部
１２ 連結部材
１３ 第１分割片
１４ 第２分割片
２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１ シール部材
２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂ，５１ａ，５１ｂ，６１ａ、６１ｂ，，７１ａ，７１ｂ，８１ａ，８１ｂ 環状溝
２５、７５ フィルタ
３５ オリフィス
４５，６５ 渦巻発生部
４５ａ 突起
６５ａ 螺旋壁
５５，８５ 攪拌部
５５ａ 攪拌壁
５５ｂ ブリッジ部

Claims (4)

1. 樹脂を環状に形成したものであって、第１部品に設けられた第１流路と第２部品に設けられた第２流路との接続部分に配置され、前記第１部品の前記第１流路が開口する開口部外周に形成された第１環状凸凹条に圧入される第１環状凹凸条と、前記第２部品の前記第２流路が開口する開口部外周に形成された第２環状凸凹条に圧入される第２環状凹凸条とを備えるシール部材において、
   前記第１及び第２環状凹凸条が形成されており、前記第１流路と前記第２流路を接続した場合に流路となる内周部に、異物を除去するフィルタを設けた環状の本体部と、
   前記第１及び前記第２接続部が接続する接続部分の外側に配置される把持部と、
   前記本体部と前記把持部とを接続する張出部と、を有し、
   前記シール部材が前記フィルタ機能を有することが、前記把持部に表示されている
   ことを特徴とするシール部材。
2. 請求項１に記載するシール部材において、
   前記内周部の内周面に前記フィルタを収納する収納凹部を設け、前記フィルタを前記収納凹部に圧入装着している
   ことを特徴とするシール部材。
3. 第１流体機器と第２流体機器の接続部分に、請求項１又は請求項２に記載するシール部材を用いたことを特徴とする流体機器接続構造。
4. 請求項１又は請求項２に記載するシール部材を用いて第１及び第２流体機器を接続していることを特徴とする流体機器ユニット。

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