特開 2023-172657 流体制御弁およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023172657

(43)【公開日】2023-12-06

(54)【発明の名称】流体制御弁およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   F16K 7/17 20060101AFI20231129BHJP

   F16K 7/16 20060101ALI20231129BHJP

【ＦＩ】

F16K7/17 B

F16K7/17 A

F16K7/16 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022084615

(22)【出願日】2022-05-24

(71)【出願人】

【識別番号】000106760

【氏名又は名称】ＣＫＤ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】村瀬 広之

(72)【発明者】

【氏名】常塚 淳志

(72)【発明者】

【氏名】岡田 真由子

(57)【要約】

【課題】ガスが薄膜部材を透過することに起因する、当接部の位置ずれを防止することが可能な流体制御弁およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】ダイヤフラム部材１２２は、駆動軸１１３の環状弁座１２１ｄの側の端部に結合される軸部材１２２１と、パーフルオロアルコキシアルカンからなり、軸部材１２２１の駆動軸１１３とは反対側の端面に、面接触して位置される薄膜部材１２２２と、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２との境界において、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２とを接合する、レーザ溶接による溶着部３２と、を備えること、薄膜部材１２２２は、軸部材１２２１の側とは反対側の面に、環状弁座に当接する当接部１２２ｂを備えること、溶着部３２は、少なくとも当接部１２２ｂの裏側において、環状に形成されていること。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御流体が流れる流路と、前記流路上に設けられる環状弁座と、前記環状弁座に当接離間することで前記制御流体の流れを制御するダイヤフラム部材と、前記環状弁座と同軸上に並び、前記ダイヤフラム部材を前記当接離間の方向に駆動する駆動軸と、を備える流体制御弁において、
前記ダイヤフラム部材は、
前記駆動軸の前記環状弁座の側の端部に結合される軸部材と、
パーフルオロアルコキシアルカンからなり、前記軸部材の前記駆動軸とは反対側の端面に、面接触して位置される薄膜部材と、
前記軸部材と前記薄膜部材との境界において、前記軸部材と前記薄膜部材とを接合する、レーザ溶接による溶着部と、
を備えること、
前記薄膜部材は、前記軸部材の側とは反対側の面に、前記環状弁座に当接する当接部を備えること、
前記溶着部は、少なくとも前記当接部の裏側において、環状に形成されていること、
を特徴とする流体制御弁。

【請求項2】

請求項１に記載の流体制御弁において、
前記溶着部の外径は、前記環状弁座の外径よりも大きいこと、
前記溶着部の内径は、前記環状弁座の内径よりも小さいこと、
を特徴とする流体制御弁。

【請求項3】

請求項２に記載の流体制御弁において、
前記溶着部の内径は、ゼロであること、
を特徴とする流体制御弁。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１つに記載の流体制御弁おいて、
前記溶着部は、直径の異なる複数の環状の溶接痕が、同心円状に設けられることで、形成されていること、
前記溶着部の径方向に隣接する前記溶接痕は、外周側の前記溶接痕が、内周側の前記溶接痕の外周部に重ねられて形成されていること、
を特徴とする流体制御弁。

【請求項5】

請求項１または２に記載の流体制御弁において、
前記軸部材は、前記軸部材と前記薄膜部材との境界のうち前記溶着部の内周側から、前記軸部材の外部に連通する通気路を備えること、
を特徴とする流体制御弁。

【請求項6】

制御流体が流れる流路と、前記流路上に設けられる環状弁座と、前記環状弁座に当接離間することで前記制御流体の流れを制御するダイヤフラム部材と、前記環状弁座と同軸上に並び、前記ダイヤフラム部材を前記当接離間の方向に駆動する駆動軸と、を備える流体制御弁を製造する流体制御弁の製造方法において、
前記駆動軸の前記環状弁座の側の端部に結合される軸部材と、
パーフルオロアルコキシアルカンからなり、前記軸部材の前記駆動軸に結合される側とは反対側の端面に、面接触して位置される薄膜部材とを、
レーザ溶接により、前記軸部材と前記薄膜部材との境界において溶着部を形成することで接合し、前記ダイヤフラム部材を得る工程を備えること、
前記薄膜部材は、前記軸部材の側とは反対側の面に、前記環状弁座に当接する当接部を備えること、
前記溶着部は、少なくとも前記当接部の裏側において、環状に形成されること、
を特徴とする流体制御弁の製造方法。

【請求項7】

請求項６に記載の流体制御弁の製造方法において、
前記溶着部の外径は、前記環状弁座の外径よりも大きいこと、
前記溶着部の内径は、前記環状弁座の内径よりも小さいこと、
を特徴とする流体制御弁の製造方法。

【請求項8】

請求項７に記載の流体制御弁の製造方法において、
前記溶着部の内径は、ゼロであること、
を特徴とする流体制御弁の製造方法。

【請求項9】

請求項６乃至８のいずれか１つに記載の流体制御弁の製造方法おいて、
前記溶着部は、直径の異なる複数の環状の溶接痕が、同心円状に設けられることで、形成されていること、
前記溶接痕は、前記溶着部の径方向の内周側から外周側に向かって、直径が漸増するように順次形成され、前記径方向に隣接する前記溶接痕は、外周側の前記溶接痕が、内周側の前記溶接痕の外周部に重ねられて形成されること、
を特徴とする流体制御弁の製造方法。

【請求項10】

請求項６または７に記載の流体制御弁の製造方法において、
前記軸部材は、前記軸部材と前記薄膜部材との境界のうち前記溶着部の内周側から、前記軸部材の外部に連通する通気路を備えること、
を特徴とする流体制御弁の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御流体が流れる流路と、流路上に設けられる環状弁座と、環状弁座に当接離間することで制御流体の流れを制御するダイヤフラム部材と、環状弁座と同軸上に並び、ダイヤフラム部材を当接離間の方向に駆動する駆動軸と、を備える流体制御弁およびそのような流体制御弁の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

弁体が弁座に当接または離間することで、流体の流れを制御する流体制御弁としては、例えば、半導体製造装置には、薬液の流量制御を行う流体制御弁として、薬液弁が用いられている。このような流体制御弁では、駆動軸に動作されるダイヤフラム部材が、環状弁座に当接離間することで制御流体の流れを制御する。ダイヤフラム部材としては、例えば特許文献１に開示されるように、駆動軸と結合する軸部材（特許文献１の補助軸）に、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）からなる薄膜部材（特許文献１のダイヤフラム）をレーザ溶接により接合することで形成されるダイヤフラム部材が知られている。このような薄膜部材は、流体制御弁の内部を、制御流体が接触する接液部と、制御流体に接触しない非接液部とに区画している。また、薄膜部材は、ダイヤフラム部材の環状弁座との当接離間動作の際には、弾性変形が繰り返される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－２９５２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示されるダイヤフラム部材は、例えば、図１５（ａ）に示すように、軸部材２２２１と薄膜部材２２２２とを接合する溶着部１３２が、環状弁座１２１ｄと当接する部分（当接部）の外周側に位置していた。薄膜部材２２２２は、一般的に厚みが０．５ｍｍ以下と薄く、かつ、薄膜部材２２２２を形成するＰＦＡはガスの透過率が高いため、軸部材２２２１と薄膜部材２２２２との境界部分に、窒素や酸素といったガスが溜まるおそれがある。ガスが溜まると、図１５（ｂ）に示すように、薄膜部材２２２２は環状弁座１２１ｄ側に膨出してしまう。薄膜部材２２２２は、当接部の外周側で、軸部材２２２１に溶着されているため、薄膜部材２２２２の膨出する部分には、当接部が含まれている。このため、薄膜部材２２２２の、環状弁座１２１ｄと当接する位置が本来の位置でなくなるおそれがある。このように、薄膜部材２２２２の、環状弁座１２１ｄと当接する当接部の位置がずれると、弁閉時のシールに不良が生じたり、摩耗粉の発生によって制御流体にパーティクルが混入したりするおそれがある。

【0005】

本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、ガスが薄膜部材を透過することに起因する、当接部の位置ずれを防止することが可能な流体制御弁およびその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明の流体制御弁および流体制御弁の製造方法は、次のような構成を有している。
（１）制御流体が流れる流路と、前記流路上に設けられる環状弁座と、前記環状弁座に当接離間することで前記制御流体の流れを制御するダイヤフラム部材と、前記環状弁座と同軸上に並び、前記ダイヤフラム部材を前記当接離間の方向に駆動する駆動軸と、を備える流体制御弁において、前記ダイヤフラム部材は、前記駆動軸の前記環状弁座の側の端部に結合される軸部材と、パーフルオロアルコキシアルカンからなり、前記軸部材の前記駆動軸とは反対側の端面に、面接触して位置される薄膜部材と、前記軸部材と前記薄膜部材との境界において、前記軸部材と前記薄膜部材とを接合する、レーザ溶接による溶着部と、を備えること、前記薄膜部材は、前記軸部材の側とは反対側の面に、前記環状弁座に当接する当接部を備えること、前記溶着部は、少なくとも前記当接部の裏側において、環状に形成されていること、を特徴とする。

【0007】

（６）制御流体が流れる流路と、前記流路上に設けられる環状弁座と、前記環状弁座に当接離間することで前記制御流体の流れを制御するダイヤフラム部材と、前記環状弁座と同軸上に並び、前記ダイヤフラム部材を前記当接離間の方向に駆動する駆動軸と、を備える流体制御弁を製造する流体制御弁の製造方法において、前記駆動軸の前記環状弁座の側の端部に結合される軸部材と、パーフルオロアルコキシアルカンからなり、前記軸部材の前記駆動軸に結合される側とは反対側の端面に、面接触して位置される薄膜部材とを、レーザ溶接により、前記軸部材と前記薄膜部材との境界において溶着部を形成することで接合し、前記ダイヤフラム部材を得る工程を備えること、前記薄膜部材は、前記軸部材の側とは反対側の面に、前記環状弁座に当接する当接部を備えること、前記溶着部は、少なくとも前記当接部の裏側において、環状に形成されること、を特徴とする。

【0008】

（１）に記載の流体制御弁、または、（６）に記載の流体制御弁の製造方法によれば、溶着部は、少なくとも当接部の裏側において、環状に形成されるため、薄膜部材を透過したガスが、軸部材と薄膜部材の境界に溜まり、薄膜部材が環状弁座側に膨出したとしても、その膨出した部分に当接部が含まれることがない。よって、当接部の位置がずれることがない。このように、当接部の位置ずれを防止することで、弁閉時のシールに不良が生じたり、摩耗粉の発生によって制御流体へパーティクルが混入したりするおそれを低減することができる。

【0009】

（２）（１）に記載の流体制御弁において、前記溶着部の外径は、前記環状弁座の外径よりも大きいこと、前記溶着部の内径は、前記環状弁座の内径よりも小さいこと、を特徴とする。

【0010】

（７）（６）に記載の流体制御弁の製造方法において、前記溶着部の外径は、前記環状弁座の外径よりも大きいこと、前記溶着部の内径は、前記環状弁座の内径よりも小さいこと、を特徴とする。

【0011】

（２）に記載の流体制御弁、または、（７）に記載の流体制御弁の製造方法によれば、溶着部の外径は、環状弁座の外径よりも大きいこと、溶着部の内径は、環状弁座の内径よりも小さいこと、を特徴とするため、溶着部は、軸部材と薄膜部材との境界において、当接部よりも大きい範囲で形成される。よって、ガスが薄膜部材を透過し、軸部材と薄膜部材の境界に溜まったとしても、当接部の位置がずれることがない。

【0012】

（３）（２）に記載の流体制御弁において、前記溶着部の内径は、ゼロであること、を特徴とする。

【0013】

（８）（７）に記載の流体制御弁の製造方法において、前記溶着部の内径は、ゼロであること、を特徴とする。

【0014】

（３）に記載の流体制御弁、または、（８）に記載の流体制御弁の製造方法によれば、溶着部の内径は、ゼロであること、を特徴とするため、軸部材と薄膜部材との境界において、環状弁座の内周側は、全て溶着部となる。よって、薄膜部材を透過したガスが、軸部材と薄膜部材の境界に溜まるおそれがない。

【0015】

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の流体制御弁おいて、前記溶着部は、直径の異なる複数の環状の溶接痕が、同心円状に設けられることで、形成されていること、前記溶着部の径方向に隣接する前記溶接痕は、外周側の前記溶接痕が、内周側の前記溶接痕の外周部に重ねられて形成されていること、を特徴とする。

【0016】

（９）（６）乃至（８）のいずれか１つに記載の流体制御弁の製造方法おいて、前記溶着部は、直径の異なる複数の環状の溶接痕が、同心円状に設けられることで、形成されていること、前記溶接痕は、前記溶着部の径方向の内周側から外周側に向かって、直径が漸増するように順次形成され、前記径方向に隣接する前記溶接痕は、外周側の前記溶接痕が、内周側の前記溶接痕の外周部に重ねられて形成されること、を特徴とする。

【0017】

（４）に記載の流体制御弁、または、（９）に記載の流体制御弁の製造方法によれば、内周側から外周側に向かって、複数の環状の溶接痕が隙間なく形成されていくことで溶着部３２が形成されるため、レーザ溶接を行う際、軸部材と薄膜部材との境界における空気等の気体は、外周側に追い出されていく。これにより、軸部材と薄膜部材とを隙間なく接合することが可能である。軸部材と薄膜部材とを隙間なく接合することができれば、薄膜部材を透過したガスが、軸部材と薄膜部材の境界に溜まることがないため、当接部の位置がずれることがない。

【0018】

（５）（１）または（２）に記載の流体制御弁において、前記軸部材は、前記軸部材と前記薄膜部材との境界のうち前記溶着部の内周側から、前記軸部材の外部に連通する通気路を備えること、を特徴とする。

【0019】

（１０）（６）または（７）に記載の流体制御弁の製造方法において、前記軸部材は、前記軸部材と前記薄膜部材との境界のうち前記溶着部の内周側から、前記軸部材の外部に連通する通気路を備えること、を特徴とする。

【0020】

（５）に記載の流体制御弁、または、（１０）に記載の流体制御弁の製造方法によれば、薄膜部材を透過したガスが、通気路を通って、ダイヤフラム部材の外部に排出される。これにより、薄膜部材を透過したガスが軸部材と薄膜部材の境界に溜まることが防止されるため、当接部の位置がずれることがない。

【発明の効果】

【0021】

本発明の流体制御弁または流体制御弁の製造方法によれば、ガスが薄膜部材を透過することに起因する、当接部の位置ずれを防止することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本実施形態に係る流体制御弁の断面図であり、閉弁状態を示す図である。

【図2】本実施形態に係る流体制御弁の断面図であり、開弁状態を示す図である。

【図3】ダイヤフラム部材の断面図である。

【図4】図３の部分Ａの部分拡大図である。

【図5】（ａ）乃至（ｃ）は、レーザ溶接によってダイヤフラム部材を製造する工程を説明する図である。

【図6】レーザ溶接における、光源側から見た赤外線レーザの走査状態を表したイメージ図である。

【図7】図６のＢ－Ｂ断面図であり、レーザ溶接後の状態を表した図である。

【図8】流体制御弁の変形例を示す図である。

【図9】流体制御弁の変形例を示す図である。

【図10】ダイヤフラム部材の変形例を示す図である。

【図11】図１０に示すダイヤフラム部材を用いた流体制御弁の断面図である。

【図12】ダイヤフラム部材の溶着部の他の態様を説明する図である。

【図13】ダイヤフラム部材の溶着部の他の態様を説明する図である。

【図14】従来技術に係る流体制御弁の問題点を説明するための図である。

【図15】従来技術に係る流体制御弁の問題点を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

（流体制御弁の構成について）
第１の実施形態に係る流体制御弁１の構成について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る流体制御弁１の断面図であり、閉弁状態を示す図である。図２は、本実施形態に係る流体制御弁１の断面図であり、開弁状態を示す図である。図３は、本実施形態に係る流体制御弁１に用いられるダイヤフラム部材１２２の断面図である。図４は、図３の部分Ａの部分拡大図である。

【0024】

流体制御弁１は、半導体製造工程において薬液の流量制御を行う、エアオペレイト式のノーマルクローズタイプの薬液弁である。流体制御弁１は、図１に示すように、駆動部１１と弁部１２とからなる。

【0025】

駆動部１１は、第１ハウジング１１１と、第１ハウジング１１１の上部に積み重ねられる第２ハウジング１１２とを備え、その内部に駆動軸１１３を備える。第１ハウジング１１１は、第２ハウジング１１２側の端部（図１中の下端部）が開口されている一方で、他方の端部（図１中の上端部）が閉塞された筒形状をなしている。第１ハウジング１１１の外周面には、第１給排気口１１１ａが形成されている。そして、第１ハウジング１１１の開口されている第２ハウジング１１２側の端部は、第２ハウジング１１２の図１中の上端部に、Ｏリング１１５を介して気密的に嵌装されている。

【0026】

第２ハウジング１１２は、第１ハウジング１１１側の端部（図１中の上端部）、弁部１２側の端部（図１中の下端部）ともに開口された筒形状をなしている。また、第２ハウジング１１２の外周面には第２給排気口１１２ａが形成されている。第１ハウジング１１１と第２ハウジング１１２とは同軸上に並んでおり、第１ハウジング１１１の内部の中空部と、第２ハウジング１１２の内部の中空部によりピストン室１１６が形成されている。

【0027】

ピストン室１１６には、駆動軸１１３が、図１中の上下方向に摺動可能に装填されている。ここで、図１中の上方向は、開弁方向であり、図１中の下方向は、閉弁方向である。駆動軸１１３は、円盤状のピストン部１１３ａを備えており、このピストン部１１３ａにより、ピストン室１１６は上室１１６ａと下室１１６ｂとに区画されている。ピストン部１１３ａの外周と、ピストン室１１６の内壁の間にはＯリング１１７が配置されており、上室１１６ａと、下室１１６ｂとの間を気密に保っている。

【0028】

上室１１６ａは、通気路１１１ｂによって、第１給排気口１１１ａに連通しており、下室１１６ｂは、通気路１１２ｂによって、第２給排気口１１２ａに連通している。また、上室１１６ａには、コイルスプリング１１４が配設されている。このコイルスプリング１１４の図１中の下端部は、ピストン部１１３ａの上端面に当接し、図１中の上端部は、上室１１６ａの上面に当接している。よって、駆動軸１１３は、コイルスプリング１１４の弾性力により、閉弁方向（図１中の下方向）に付勢されている。

【0029】

また、駆動軸１１３は、ピストン部１１３ａの上端側、下端側に、それぞれ、円柱状の第１ピストンロッド１１３ｂおよび第２ピストンロッド１１３ｃを備えている。

【0030】

第１ピストンロッド１１３ｂは、第１ハウジング１１１の図１中の下面側に設けられた溝部１１１ｃに挿入されており、駆動軸１１３が、図１中の上下方向に摺動する際に、ガイドされるようになっている。

【0031】

第２ピストンロッド１１３ｃは、第２ハウジング１１２の下端面と下室１１６ｂとを貫通する貫通孔１１２ｃに挿通されている。第２ピストンロッド１１３ｃの外周面と、貫通孔１１２ｃの内周面との間にはＯリング１１８が配設され、下室１１６ｂを気密に保っている。そして、第２ピストンロッド１１３ｃの先端部には、弁部１２を構成するダイヤフラム部材１２２が螺合されている。

【0032】

弁部１２は、駆動部１１の図１中の下側に連結されており、弁部本体１２１と、ダイヤフラム部材１２２と、台座１２３とから構成される。弁部本体１２１は、薬液等の流体が入力される入力流路１２１ａと、入力された流体が出力される出力流路１２１ｂとを備える。そして、弁部本体１２１の図１中の上端面中央には、弁室１２１ｃが穿設されており、弁室１２１ｃは、入力流路１２１ａと出力流路１２１ｂを連通している。入力流路１２１ａと出力流路１２１ｂが連通することで、制御流体が流れるための、一連の流路が形成されている。そして、弁室１２１ｃの底面には、ダイヤフラム部材１２２が当接離間する環状弁座１２１ｄが形成されている。

【0033】

ダイヤフラム部材１２２は、図３に示すように、軸部材１２２１と、環状弁座１２１ｄと当接離間する薄膜部材１２２２と、の結合体である。

【0034】

軸部材１２２１は、カーボンブラックが分散されたＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）により形成されている。カーボンブラックの含有量は、１．５重量％以上、５重量％以下であることが望ましく、３重量％以上、４重量％以下であることが更に望ましい。本実施形態における含有量は、約３．５重量％である。

【0035】

また、軸部材１２２１は、略円柱状に形成されている。そして、軸部材１２２１の駆動軸１１３側の端面（図１中の上端面）には、ねじ部１２２１ｃが穿設されている。このねじ部１２２１ｃに、駆動軸１１３の環状弁座１２１ｄ側の先端部が螺合されている。これにより、軸部材１２２１は、駆動軸１１３と同軸上に位置された状態で固定されており、駆動軸１１３の上下動するに伴って、軸部材１２２１が上下動することができる。また、軸部材１２２１の駆動軸１１３とは反対側の端面（図１中の下端面）には、薄膜部材１２２２が、面接触した状態で接合されている。

【0036】

薄膜部材１２２２は、ＰＦＡを材質として、射出成形または押出成形により形成された円盤状のフィルムである。なお、厚みは特に限定されないが、例えば約０．２ｍｍである。この薄膜部材１２２２は、軸部材１２２１に対して、同軸上に位置して、接合されている。また、薄膜部材１２２２の外周端は、図１に示すように、第２ハウジング１１２と、弁部本体１２１とによって、上下方向から挟持されている。これにより、薄膜部材１２２２は、弁室１２１ｃ内に固定されており、弁室１２１ｃを、接液部と非接液部に区画している。薄膜部材１２２２よりも上方（軸部材１２２１側）の領域が非接液部であり、薄膜部材１２２２よりも下方（環状弁座１２１ｄ側）の領域が接液部である。したがって、薄膜部材１２２２の環状弁座１２１ｄ側の面は、制御流体が接触する接液面１２２２ａである。

【0037】

また、薄膜部材１２２２は、弁室１２１ｃ内に固定されることで、駆動軸１１３および軸部材１２２１が上下動するに伴って、弾性変形を繰り返す。そして、この弾性変形の繰り返しにより、薄膜部材１２２２の接液面１２２２ａが、環状弁座１２１ｄとの当接離間を繰り返す。接液面１２２２ａのうち、環状弁座１２１ｄと当接離間する部分を当接部１２２２ｂ（図中の太い一点鎖線で示す部分）とする。なお、当接部１２２２ｂは、成形面により形成されることが望ましい。これは、当接部１２２２ｂの表面粗さを下げ、環状弁座１２１ｄとの当接離間の繰り返しによる発塵を防止するためである。

【0038】

軸部材１２２１と薄膜部材１２２２とは、レーザ溶接により接合されており、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２の境界は、図４に示すように、溶着部３２となっている。本実施形態におけるダイヤフラム部材１２２は、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２の境界が全て溶着部３２となっており、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２とが接触する全面で相互に接合されている。

【0039】

以上のように、ダイヤフラム部材１２２を構成する軸部材１２２１は、カーボンブラックを分散させたＰＦＡからなるため、一般的なフッ素樹脂により形成される場合に比べて導電性が高められている。これにより、制御流体が流路を通過することにより生じる静電気が放電され、制御流体および接液部の帯電を防止することができる。制御流体および接液部の帯電を防止することができれば、流体制御弁１内部の接液部と非接液部との間の電位差の増大を防止することができる。この電位差の増大を防止することができれば、薄膜部材１２２２の絶縁破壊の発生を防止することができる。薄膜部材１２２２の絶縁破壊の発生を防止することができれば、絶縁破壊による微小な亀裂の発生を防止し、ひいては、亀裂を原因とする流体の漏れや疲労破壊の発生を防止することができる。また、制御流体の帯電を防止することができれば、例えば、半導体製造装置において、帯電した制御流体がウエハに接触することを防止することができるため、欠陥回路パターンを現像してしまう等の不具合を起こすおそれが低減される。

【0040】

なお、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２とを接合する溶着部は、図１２に示す溶着部３３のように、少なくとも当接部１２２ｂの裏側において環状に設けられていれば良い。具体的には、溶着部３３は、外径Ｄ２２が、環状弁座１２１ｄの外径Ｄ１２よりも大きく、内径Ｄ２１が、環状弁座１２１ｄの内径Ｄ１１よりも小さくされていれば良い。つまり、本実施形態において、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２の境界を全て溶着部３２としているのは、あくまで一例であり、外径Ｄ１２を最大限大きくし、かつ、内径Ｄ１１を最大限小さく（即ちゼロ）した状態である。

【0041】

一般的に、流体制御弁１は、環状弁座１２１ｄと、環状弁座１２１ｄに当接する当接部１２２ｂと、の間の流路面積がその他の部分に比べて小さくなっている。このため、制御流体は、環状弁座１２１ｄと当接部１２２ｂとの間を流れる際に流速が早くなる。よって、制御流体が環状弁座１２１ｄと当接部１２２ｂとの間を流れる際に静電気が発生しやすい。図１２に示すように、少なくとも当接部１２２ｂの裏側に溶着部３３が形成されていれば、薄膜部材１２２２は、静電気が発生しやすい当接部１２２ｂの裏側で、導電性が高められた軸部材１２２１に接合されることになるため、静電気の放電を行うのに効果的である。

【0042】

さらに、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２の境界を全て溶着部３２とすること、当接部１２２ｂの裏側において環状に溶着部３３を設けることには、以下のような効果がある。

【0043】

従来技術に係るダイヤフラム部材（特許文献１に開示されるダイヤフラム部材）は、例えば、図１５（ａ）に示すように、軸部材２２２１と薄膜部材２２２２とを接合する溶着部１３２が、環状弁座１２１ｄと当接する部分（当接部）の外周側に位置していた。薄膜部材２２２２は、一般的に厚みが０．５ｍｍ以下と薄く、かつ、薄膜部材２２２２を形成するＰＦＡはガスの透過率が高いため、軸部材２２２１と薄膜部材２２２２との境界部分に、窒素や酸素といったガスが溜まるおそれがある。ガスが溜まると、図１５（ｂ）に示すように、薄膜部材２２２２は環状弁座１２１ｄ側に膨出してしまう。薄膜部材２２２２は、当接部の外周側で、軸部材２２２１に溶着されているため、薄膜部材２２２２の膨出する部分には、当接部が含まれている。このため、薄膜部材２２２２の、環状弁座１２１ｄと当接する位置が本来の位置でなくなるおそれがある。このように、薄膜部材２２２２の、環状弁座１２１ｄと当接する当接部の位置がずれると、弁閉時のシールに不良が生じたり、摩耗粉の発生によって制御流体にパーティクルが混入したりするおそれがある。

【0044】

本実施形態におけるダイヤフラム部材１２２のように、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２の境界を全て溶着部３２とすれば、薄膜部材１２２２を透過したガスが、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２の境界に溜まるおそれがない。また、図１２に示す溶着部３３のように、少なくとも当接部１２２ｂの裏側において環状に溶着部３３を設けておけば、薄膜部材１２２２を透過したガスが、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２の境界に溜まり、薄膜部材が環状弁座側に膨出したとしても、その膨出した部分に当接部が含まれることがない。よって、当接部１２２ｂの位置がずれない。このように、当接部１２２ｂの位置ずれを防止することで、弁閉時のシールに不良が生じたり、摩耗粉の発生によって制御流体へパーティクルが混入したりするおそれを低減することができる。

【0045】

なお、図１２に示す溶着部３３のように、当接部１２２ｂの裏側において環状に溶着部を設ける場合には、ガスが軸部材１２２１と薄膜部材１２２２の境界に溜まることを防止するために、図１３に示すように、軸部材１２２１が、通気路１２２４を備えることとしても良い。この通気路１２２４は、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２との境界のうちの溶着部３３の内周側から、軸部材１２２１の外周面まで延伸されている。これにより、薄膜部材１２２２を透過したガスは、通気路１２２４通って、ダイヤフラム部材１２２の外部に排出される。

【0046】

（流体制御弁の動作について）
以上のような構成を有する流体制御弁１の動作について説明する。図１に示す流体制御弁１は閉弁状態にある。この状態で、操作エア供給源（図示せず）から操作エアを第２給排気口１１２ａに供給すると、通気路１１２ｂを通じて下室１１６ｂに操作エアが供給される。操作エアが供給されるに従い、下室１１６ｂの圧力が上昇していく。そして、ピストン部１１３ａの下端面が受ける圧力が、コイルスプリング１１４の付勢力を超えると、駆動軸１１３がコイルスプリング１１４の付勢力に抗して開弁方向（図１中、上方向）に移動する。そして、駆動軸１１３が開弁方向に移動するに従い、上室１１６ａ内の空気は、ピストン部１１３ａに圧縮され、通気路１１１ｂおよび第１給排気口１１１ａを通じて駆動部１１の外部へ排気される。駆動軸１１３が開弁方向に移動すると、第２ピストンロッド１１３ｃの先端に螺合されているダイヤフラム部材１２２が開弁方向に移動する。そして、薄膜部材１２２２（当接部１２２ｂ）が、環状弁座１２１ｄから離間すると、流体制御弁１は図２に示すように、開弁状態とる。

【0047】

開弁状態となった流体制御弁１に対して、操作エアの供給を停止すると、コイルスプリング１１４の付勢力に抗していた下室１１６ｂの圧力が働かなくなり、コイルスプリング１１４の付勢力により駆動軸１１３が閉弁方向に移動する。すると、第２ピストンロッド１１３ｃの先端に螺合されているダイヤフラム部材１２２も開弁方向に移動され、薄膜部材１２２２（当接部１２２ｂ）が、環状弁座１２１ｄに当接する。これにより、流体制御弁１は閉弁状態となる。このとき、下室１１６ｂに充填されていた操作エアは、通気路１１２ｂおよび第２給排気口１１２ａを通じて駆動部１１の外部へ排気され、上室１１６ａには、第１給排気口１１１ａおよび通気路１１１ｂを通じて、駆動部１１の外部の空気が流入する。

【0048】

（流体制御弁の製造方法について）
次に、本実施形態に係る流体制御弁１を製造するための流体制御弁の製造方法について、図を用いて説明する。図５（ａ）乃至（ｃ）は、レーザ溶接によってダイヤフラム部材１２２を製造する工程を説明する図である。図６は、レーザ溶接における、光源側から見た赤外線レーザ２５の走査状態を表したイメージ図である。図７は、図６のＢ－Ｂ断面図であり、レーザ溶接後の状態を表した図である。

【0049】

本実施形態における流体制御弁の製造方法は、以下のように、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２を接合して、ダイヤフラム部材１２２を得る。

【0050】

まず、図５（ａ）に示すように、支持体２３に対向接触して、軸部材１２２１を配置する。このとき、軸部材１２２１は、薄膜部材１２２２と接合を行う面を上方に向けて配置される。さらに、軸部材１２２１の上に重ねるようにして、薄膜部材１２２２を、軸部材１２２１に面接触させて配置する。このとき、薄膜部材１２２２と軸部材１２２１の中心軸が合うように配置する。

【0051】

次に、図５（ｂ）に示すように、積み重ねた軸部材１２２１と薄膜部材１２２２とに対し、支持体２３とは反対側にヒートシンク作用を有する赤外線透過性固体２２を、薄膜部材１２２２に接触させて配置する。ここで、赤外線透過固体２２とは、セレン亜鉛（ＺｎＳｅ）、硫化亜鉛（Ｚｎｓ）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、砒素化ガリウム（ＧａＡｓ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）などの、熱伝導度１５ｗ/ｍ・Ｋ以上を有する赤外結晶材料が挙げられる。

【0052】

次に、図５（ｃ）に示すように、矢印Ｆの方向に圧縮力を加えて軸部材１２２１と薄膜部材１２２２とを密着させながら、赤外線透過性固体２２の側から、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２とに対して、光源２４から赤外線レーザ２５を照射する。なお、赤外線レーザ２５は、波長０．３７μｍから１５μｍであって、望ましくは、波長１０．６μｍ若しくは１０．６±０．５μｍのＣＯ２レーザ、又は、波長５．３μｍ若しくは５．３±０．５μｍのＣＯレーザ、又は、波長３７５から２０００ｎｍの半導体レーザであることが望ましい。なお、半導体レーザの場合は、波長１．０６μｍ若しくは１．０６±０．５μｍのＹＡＧレーザ、又は、波長１．０７μｍ若しくは１．０７±０．５μｍのファイバレーザ、又は、波長２．０５μｍ若しくは２．０５±０．５μｍのツリウムレーザであることが望ましい。

【0053】

赤外線レーザ２５は、赤外線レーザ２５照射時の薄膜部材１２２２と軸部材１２２１における温度分布が、薄膜部材１２２２と軸部材１２２１との境界で最高になるよう焦点が調整される。これにより、薄膜部材１２２２と軸部材１２２１との境界近傍が溶融し、固化した部分が溶接痕となる。薄膜部材１２２２と軸部材１２２１とを接合する溶着部３２は、複数の環状の溶接痕Ｗ１１－Ｗ１５を、同心円状に設けられることで形成されている。

【0054】

具体的には、図６に示すように赤外線レーザ２５の照射を行い、溶着部３２を形成する。赤外線レーザ２５は、開始位置Ｐ１１において照射が開始される。この開始位置Ｐ１１は、軸部材１２２１および薄膜部材１２２２の中心軸上に位置している。赤外線レーザ２５の照射が開始されると、赤外線レーザ２５は、溶着部３２の中央部をなす溶接痕Ｗ１１が形成するために必要な時間、開始位置Ｐ１１において照射され続ける。

【0055】

その後、赤外線レーザ２５が開始位置Ｐ１１から、開始位置Ｐ１１よりも外周側に位置する第１走査開始点Ｐ１２まで走査される。そして、赤外線レーザ２５は、第１走査線Ｌ１１に示すように、第１走査開始点Ｐ１２から、軸部材１２２１および薄膜部材１２２２の中心軸を中心として、時計回りに円を描くように走査される。赤外線レーザ２５が第１走査開始点Ｐ１２に戻ると、第１走査線Ｌ１１に沿って環状の溶接痕Ｗ１２が形成される。

【0056】

さらに、赤外線レーザ２５は、第１走査開始点Ｐ１２から、第１走査開始点Ｐ１２よりも外周側に位置する第２走査開始点Ｐ１３まで走査される。そして、赤外線レーザ２５は、第２走査線Ｌ１２に示すように、第２走査開始点Ｐ１３から、軸部材１２２１および薄膜部材１２２２の中心軸を中心として、時計回りに円を描くように走査される。赤外線レーザ２５が第２走査開始点Ｐ１３に戻ると、第２走査線Ｌ１２に沿って環状の溶接痕Ｗ１３が形成される。この溶接痕Ｗ１３の直径は、第１走査線Ｌ１１に沿って形成される溶接痕Ｗ１２の直径よりも、第１走査開始点Ｐ１２から第２走査開始点Ｐ１３までの距離の分だけ大きくなる。

【0057】

さらに、赤外線レーザ２５は、第２走査開始点Ｐ１３から、第２走査開始点Ｐ１３よりも外周側に位置する第３走査開始点Ｐ１４まで走査される。そして、赤外線レーザ２５は、第３走査線Ｌ１３に示すように、第３走査開始点Ｐ１４から、軸部材１２２１および薄膜部材１２２２の中心軸を中心として、時計回りに円を描くように走査される。赤外線レーザ２５が第３走査開始点Ｐ１４に戻ると、第３走査線Ｌ１３に沿って環状の溶接痕Ｗ１４が形成される。この溶接痕Ｗ１４の直径は、第２走査線Ｌ１２に沿って形成される溶接痕Ｗ１３の直径よりも、第２走査開始点Ｐ１３から第３走査開始点Ｐ１４までの距離の分だけ大きくなる。

【0058】

以上の繰り返しにより、径方向の内周側から外周側に向かって直径が漸増するように、複数の溶接痕を順次形成していく。径方向に隣接する走査線への走査量（例えば、第１走査開始点Ｐ１２と第２走査開始点Ｐ１３との距離や、第２走査開始点Ｐ１３と第３走査開始点Ｐ１４との距離）は、赤外線レーザ２５の直径よりも小さくされている。例えば、赤外線レーザ２５の径が１ｍｍとすれば、０．８ｍｍである。これにより、径方向に隣接する溶接痕は、外周側の溶接痕が、内周側の溶接痕の外周部に重ねられて形成されることになる（具体的には、図７に示すように、径方向に隣接する溶接痕Ｗ１２と溶接痕Ｗ１３は、外周側の溶接痕Ｗ１３が、内周側の溶接痕Ｗ１２の外周部に重ねられて形成されている）。

【0059】

そして、最外周部においては、赤外線レーザ２５が、最終走査線Ｌ１４に示すように、最終走査開始点Ｐ１５から、軸部材１２２１および薄膜部材１２２２の中心軸を中心として、時計回りに円を描くように走査される。そして、最終走査線Ｌ１４に沿って環状の溶接痕Ｗ１５が形成されると、最終走査開始点Ｐ１５で赤外線レーザ２５の照射が終了される。これにより、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２の接合は完了し、ダイヤフラム部材１２２が得られる。

【0060】

以上のように、内周側から外周側に向かって、複数の環状の溶接痕Ｗ１１－Ｗ１５が隙間なく形成されていくことで溶着部３２が形成されるため、レーザ溶接を行う際、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２との境界における空気等の気体は、外周側に追い出されていく。これにより、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２とを隙間なく接合することが可能となっている。

【0061】

また、軸部材１２２１は、カーボンブラックを分散させたＰＦＡからなるため、一般的なフッ素樹脂により形成される場合に比べてレーザ光吸収性が高められている。軸部材１２２１のレーザ光吸収性が高められていることで、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２をレーザ溶接により接合する際、軸部材１２２１がレーザ光を吸収しやすいため、従来よりも低い熱量で接合を行うことができる。これにより、薄膜部材１２２２の、赤外線レーザ２５による熱の影響を受ける範囲を小さくすることができる。具体的には、図７に示すように、薄膜部材１２２２における、熱の影響を受ける範囲、即ち、溶接痕Ｗ１１－Ｗ１５が生じる範囲Ａ１１は、薄膜部材１２２２の厚みｔ１１に対して、約４０％となっている（従来技術においては、炭素系添加剤を含有しない軸部材２２２１に接合した薄膜部材２２２２の熱の影響を受けた範囲Ａ２１は、薄膜部材２２２２の厚みｔ２１に対して約８０％と広範囲に渡っている（図１４参照））。このように、薄膜部材１２２２の熱の影響を受ける範囲を小さくすることができれば、レーザ溶接による薄膜部材１２２２の強度低下を防止することができる。これにより、薄膜部材１２２２の、弾性変形の繰り返しによる疲労破壊が発生するおそれを低減することができる。

【0062】

なお、図６に示す赤外線レーザの走査状態は、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２の境界を全て溶着部３２とする場合のものである。図１２に示すように、溶着部３３を、当接部１２２ｂの裏側のみに設ける場合には、当接部１２２ｂの範囲内で、内周側から外周側に向かって、環状の溶接痕を順次形成していくことで、溶着部３３を形成する。

【0063】

また、上記した支持体２３とは、赤外線レーザ２５の照射中に赤外線透過性固体２２と薄膜部材１２２２と軸部材１２２１との接触状態を安定に保つためのものである。したがって、そのような機能を持つものであれば、支持体２３の材質や形状はどのようなものであってもよい。例えば矢印Ｆで示すような圧縮力によっても塑性変形が生じにくく、適度な剛性を有したスチール、アルミニウム合金、銅合金などによる金属製のブロックや板を用いることが考えられる。

【0064】

さらに、支持体２３は、赤外線レーザ２５を照射する側の表層に、ゴムによる緩衝層を備えることとしてもよい。厚さが薄いまたは熱収縮性が高い、ＰＦＡやＰＴＦＥ等の熱可塑性樹脂部材同士を接合するに当たって、熱可塑性樹脂部材２２自身の表面起伏などにより赤外線透過性固体２２と、薄膜部材１２２２と、軸部材１２２１との接触圧力および接触面積が不足し、接合後に溶着部でボイドや破れ、収縮などの欠陥が生じるおそれがある。そこで、支持体２３が緩衝層を備えるものとすれば、赤外線透過性固体２２と、薄膜部材１２２２と、軸部材１２２１との接触圧力および接触面積を改善し、接合後のボイドや破れ、顕著な収縮などの欠陥の発生を抑えることができる。

【0065】

（流体制御弁の変形例）
上記した流体制御弁１のように、軸部材１２２１の導電性を高めることで、静電気の放電に効果があるが、図８に示す流体制御弁２のように、アース１２８を設けることが更に望ましい。流体制御弁２について、流体制御弁１と異なる点のみ説明する。

【0066】

流体制御弁２においては、駆動軸１１３を金属等（例えばステンレス鋼）の導電体により形成する。また、第１ハウジング１１１の、コイルスプリング１１４と当接している上面には、金属等（例えばステンレス鋼）の導電性の板材１２７が組付けられている。そして、この板材１２７には、流体制御弁２の外部に放電可能なようにアース１２８が接続されている。以上の構成により、流体制御弁２は、ダイヤフラム部材１２２の軸部材１２２１と、駆動軸１１３と、コイルスプリング１１４と、板材１２７と、アース１２８とにより導電経路が形成されている。このように導電経路が形成されることで、制御流体が流路を通過することにより生じる静電気の放電を、より確実に行うことが可能となる。

【0067】

また、アースを設ける例としては、図９に示す流体制御弁３のような構成にすることも考えられる。流体制御弁３について、流体制御弁１と異なる点のみ説明する。

【0068】

流体制御弁３に用いられる駆動軸１１９の全体形状は、上記駆動軸１１３と同一であるが、例えば金属製の導電部材１２０が内部にインサートされている点で異なっている。

【0069】

導電部材１２０は、駆動軸１１９の第１ピストンロッド１１９ｂを形成する太径部１２０ａを備えている。太径部１２０ａの下端部には、駆動軸１１９のピストン部１１９ａの上端面を形成する円盤部１２０ｂが形成されている。コイルスプリング１１４の下端部は、この円盤部１２０ｂに当接している。さらに、太径部１２０ａの下端面からは、太径部１２０ａよりも径が細く、駆動軸１１９の内部に挿通された細径部１２０ｃが延伸している。細径部１２０ｃの先端部は、駆動軸１１９の第２ピストンロッド１１９ｃの先端部より突き出ており、軸部材１２２１と接続されている。

【0070】

流体制御弁３が、板材１２７を備える点、この板材１２７にアース１２８が接続されている点は、上記した流体制御弁２と同様である。以上の構成により、流体制御弁３は、軸部材１２２１と、導電部材１２０と、コイルスプリング１１４と、板材１２７と、アース１２８とにより導電経路が形成されている。このように導電経路が形成されることで、制御流体が流路を通過することにより生じる静電気の放電を、より確実に行うことが可能となる。

【0071】

（ダイヤフラム部材の変形例）
ダイヤフラム部材の変形例として、図１０に示すダイヤフラム部材１２４について、上記ダイヤフラム部材１２２と異なる点のみ説明する。

【0072】

ダイヤフラム部材１２４を構成する薄膜部材１２２３は、２層に形成されている。２層のうち、環状弁座１２１ｄ側の第１層１２２３ａは、上記した薄膜部材１２２２と同様に、ＰＦＡにより形成された層で、厚みも薄膜部材１２２２と同様である。２層のうち、軸部材１２２１に面する側の第２層１２２３ｂは、カーボンブラックを分散させたＰＦＡにより形成されている。つまり、第２層１２２３ｂは、導電性を高めた層である。カーボンブラックの含有量は、１．５重量％以上、５重量％以下であることが望ましく、３重量％以上、４重量％以下であることが更に望ましい。本実施形態における含有量は、約３．５重量％である。また、第２層１２２３ｂの厚みは、約０．０２ｍｍである。なお、この厚みは、あくまで一例であり、薄膜部材１２２２の弾性変形を阻害しない厚みが、例えば０．０１～０．１ｍｍの範囲から適宜選択される。なお、第１層１２２３ａと第２層１２２３ｂは、二色成形により接合されているものとしても良いし、第１層１２２３ａと第２層１２２３ｂをそれぞれ別個に成形したものを、圧縮プレス成形することで接合するものとしても良い。

【0073】

薄膜部材１２２３が、以上のような構成を備えているため、薄膜部材１２２３は、導電性を高めた第２層１２２３ｂが、導電性を高めた軸部材１２２１に溶着されている。よって、制御流体が流路を通過することにより生じる静電気の放電を、より確実に行うことができる。

【0074】

また、第２層１２２３ｂは、カーボンブラックが分散されているため、レーザ光吸収性が高められている。よって、第２層１２２３ｂが、軸部材１２２１とともにレーザ光を吸収するため、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２をレーザ溶接により接合する際、従来よりも低い熱量で接合を行うことができ、薄膜部材１２２３の熱の影響を受ける範囲を、より小さくすることができる。なお、ダイヤフラム部材１２４を得るためのレーザ溶接の工程は、図５に示す工程と同様である。

【0075】

ダイヤフラム部材１２４を流体制御弁に用いる場合、図１１に示す流体制御弁４のように、アース１２６を設けることが望ましい。流体制御弁４について、流体制御弁１と異なる点のみ説明する。

【0076】

流体制御弁４は、弁部本体１２１側の端部（図１１中の下端部）に、例えばステンレス鋼等の金属からなる、導電部材１２５を備えている。この導電部材１２５は、第２ハウジング１１２と弁部本体１２１とが薄膜部材１２２３を上下方向から挟持したときに、第２層１２２３ｂと接触するように位置されている。そして、この導電部材１２５には、アース１２６が接続されている。

【0077】

以上の構成により、流体制御弁４は、ダイヤフラム部材１２４の第２層１２２３ｂと、導電部材１２５と、アース１２６とにより導電経路が形成されている。このように導電経路が形成されることで、制御流体が流路を通過することにより生じる静電気の放電を、より確実に行うことが可能となる。なお、第２層１２２３ｂは、カーボンナノチューブを分散させたＰＦＡにより形成されるものとしても良い。この場合、カーボンナノチューブの含有量は、０．０１重量％以上、０．１重量％以下が望ましく、本実施形態における含有量は、約０．０２重量％である。なお、流体制御弁４の構成はあくまで一例であり、上記した流体制御弁１，２，３の構成において、ダイヤフラム部材１２２を、ダイヤフラム部材１２４に置き換えることとしても良い。

【0078】

（軸部材の材質について）
上記した実施形態は、全て、軸部材１２２１を、カーボンブラックを分散させたＰＦＡにより形成するものとして説明しているが、カーボンナノチューブを分散させたＰＦＡにより形成されるものとしても良い。カーボンナノチューブの含有量は、０．０１重量％以上、０．１重量％以下であることが望ましく、本実施形態における含有量は、約０．０２重量％である。

【0079】

また、軸部材１２２１は、ＰＦＡに限定されるものではなく、カーボンナノチューブやカーボンブラック等の炭素系添加剤を分散させたＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）により形成されるものとしても良い。レーザ溶接による接合強度は、同材同士（ＰＦＡ同士）を接合した方が優れるが、ＰＴＦＥは耐薬品性に優れるというメリットがある。

【0080】

以上説明したように、本実施形態の流体制御弁および流体制御弁の製造方法によれば、（１）制御流体（例えば薬液）が流れる流路（例えば、入力流路１２１ａと出力流路１２１ｂが連通することでなる一連の流路）と、流路上に設けられる環状弁座１２１ｄと、環状弁座１２１ｄに当接離間することで制御流体の流れを制御するダイヤフラム部材１２２，１２４と、環状弁座１２１ｄと同軸上に並び、ダイヤフラム部材１２２，１２４を当接離間の方向に駆動する駆動軸１１３，１１９と、を備える流体制御弁１，２，３，４において、ダイヤフラム部材１２２，１２４は、駆動軸１１３，１１９の環状弁座１２１ｄの側の端部に結合される軸部材１２２１と、パーフルオロアルコキシアルカンからなり、軸部材１２２１の駆動軸１１３，１１９とは反対側の端面に、面接触して位置される薄膜部材１２２２，１２２３と、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２，１２２３との境界において、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２，１２２３とを接合する、レーザ溶接による溶着部３２，３３と、を備えること、薄膜部材１２２２，１２２３は、軸部材１２２１の側とは反対側の面に、環状弁座に当接する当接部１２２ｂを備えること、溶着部３２，３３は、少なくとも当接部１２２ｂの裏側において、環状に形成されていること、を特徴とする。

【0081】

（６）制御流体（例えば薬液）が流れる流路（例えば、入力流路１２１ａと出力流路１２１ｂが連通することでなる一連の流路）と、流路上に設けられる環状弁座１２１ｄと、環状弁座１２１ｄに当接離間することで制御流体の流れを制御するダイヤフラム部材１２２，１２４と、環状弁座１２１ｄと同軸上に並び、ダイヤフラム部材１２２，１２４を当接離間の方向に駆動する駆動軸１１３，１１９と、を備える流体制御弁を製造する流体制御弁の製造方法において、駆動軸１１３，１１９の環状弁座１２１ｄの側の端部に結合される軸部材１２２１と、パーフルオロアルコキシアルカンからなり、軸部材１２２１の駆動軸１１３，１１９に結合される側とは反対側の端面に、面接触して位置される薄膜部材１２２２，１２２３とを、レーザ溶接により、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２，１２２３との境界において溶着部３２，３３を形成することで接合し、ダイヤフラム部材１２２，１２４を得る工程を備えること、薄膜部材１２２２，１２２３は、軸部材１２２１の側とは反対側の面に、環状弁座１２１ｄに当接する当接部１２２ｂを備えること、溶着部３２，３３は、少なくとも当接部１２２ｂの裏側において、環状に形成されること、を特徴とする。

【0082】

（１）に記載の流体制御弁１，２，３，４、または、（６）に記載の流体制御弁の製造方法によれば、溶着部３２，３３は、少なくとも当接部１２２ｂの裏側において、環状に形成されるため、薄膜部材１２２２，１２２３を透過したガスが、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２，１２２３の境界に溜まり、薄膜部材１２２２，１２２３が環状弁座１２１ｄ側に膨出したとしても、その膨出した部分に当接部は含まれない。よって、当接部１２２ｂの位置がずれることがない。このように、当接部１２２ｂの位置ずれを防止することで、弁閉時のシールに不良が生じたり、摩耗粉の発生によって制御流体へパーティクルが混入したりするおそれを低減することができる。

【0083】

（２）（１）に記載の流体制御弁１，２，３，４において、溶着部３２，３３の外径は、環状弁座１２１ｄの外径Ｄ１１よりも大きいこと、溶着部３２，３３の内径は、環状弁座１２１ｄの内径Ｄ１２よりも小さいこと、を特徴とする。

【0084】

（７）（６）に記載の流体制御弁の製造方法において、溶着部３２，３３の外径は、環状弁座１２１ｄの外径Ｄ１１よりも大きいこと、溶着部３２，３３の内径は、環状弁座１２１ｄの内径Ｄ１２よりも小さいこと、を特徴とする。

【0085】

（２）に記載の流体制御弁１，２，３，４、または、（７）に記載の流体制御弁の製造方法によれば、溶着部３２，３３の外径は、環状弁座１２１ｄの外径Ｄ１１よりも大きいこと、溶着部の内径は、環状弁座１２１ｄの内径Ｄ１２よりも小さいこと、を特徴とするため、溶着部３２，３３は、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２，１２２３との境界において、当接部１２２ｂよりも大きい範囲で形成される。よって、ガスが薄膜部材１２２２，１２２３を透過し、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２，１２２３の境界に溜まったとしても、当接部の位置がずれることがない。

【0086】

（３）（２）に記載の流体制御弁１，２，３，４において、溶着部３２の内径は、ゼロであること、を特徴とする。

【0087】

（８）（７）に記載の流体制御弁の製造方法において、溶着部３２の内径は、ゼロであること、を特徴とする。

【0088】

（３）に記載の流体制御弁１，２，３，４、または、（８）に記載の流体制御弁の製造方法によれば、溶着部３２の内径は、ゼロであること、を特徴とするため、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２，１２２３との境界において、環状弁座１２１ｄの内周側は、全て溶着部３２となる。よって、薄膜部材１２２２，１２２３を透過したガスが、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２，１２２３の境界に溜まるおそれがない。

【0089】

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の流体制御弁１，２，３，４おいて、溶着部３２，３３は、直径の異なる複数の環状の溶接痕Ｗ１１－Ｗ１５が、同心円状に設けられることで、形成されていること、溶着部３２，３３の径方向に隣接する溶接痕Ｗ１１－Ｗ１５は、外周側の溶接痕Ｗ１１－Ｗ１５が、内周側の溶接痕Ｗ１１－Ｗ１５の外周部に重ねられて形成されていること、を特徴とする。

【0090】

（９）（６）乃至（８）のいずれか１つに記載の流体制御弁の製造方法おいて、溶着部３２，３３は、直径の異なる複数の環状の溶接痕Ｗ１１－Ｗ１５が、同心円状に設けられることで、形成されていること、溶接痕Ｗ１１－Ｗ１５は、溶着部３２，３３の径方向の内周側から外周側に向かって、直径が漸増するように順次形成され、前記径方向に隣接する溶接痕Ｗ１１－Ｗ１５は、外周側の溶接痕Ｗ１１－Ｗ１５が、内周側の溶接痕Ｗ１１－Ｗ１５の外周部に重ねられて形成されること、を特徴とする。

【0091】

（４）に記載の流体制御弁１，２，３，４、または、（９）に記載の流体制御弁の製造方法によれば、内周側から外周側に向かって、複数の環状の溶接痕が隙間なく形成されていくことで溶着部３２が形成されるため、レーザ溶接を行う際、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２，１２２３との境界における空気等の気体は、外周側に追い出されていく。これにより、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２，１２２３とを隙間なく接合することが可能である。軸部材１２２１と薄膜部材１２２２，１２２３とを隙間なく接合することができれば、薄膜部材１２２２，１２２３を透過したガスが、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２，１２２３の境界に溜まることがないため、当接部１２２ｂの位置がずれることがない。

【0092】

（５）（１）または（２）に記載の流体制御弁１，２，３，４において、軸部材１２２１は、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２，１２２３との境界のうち溶着部３３の内周側から、軸部材１２２１の外部に連通する通気路１２２４を備えること、を特徴とする。

【0093】

（１０）（６）または（７）に記載の流体制御弁の製造方法において、軸部材１２２１は、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２，１２２３との境界のうち溶着部３３の内周側から、軸部材１２２１の外部に連通する通気路１２２４を備えること、を特徴とする。

【0094】

（５）に記載の流体制御弁１，２，３，４、または、（１０）に記載の流体制御弁の製造方法によれば、薄膜部材１２２２，１２２３を透過したガスが、通気路１２２４を通って、ダイヤフラム部材１２２，１２４の外部に排出される。これにより、薄膜部材１２２２，１２２３を透過したガスが、軸部材１２２１と薄膜部材１２２２，１２２３の境界に溜まることが防止されるため、当接部１２２ｂの位置がずれることがない。

【0095】

なお、上記の実施形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で様々な改良、変形が可能である。例えば、流体制御弁１の駆動方式をエアオペレイト式として説明しているが、駆動方式はこれに限定されない。また、流体制御弁１をノーマルクローズタイプとして説明しているが、ノーマルオープンタイプとしても良い。

【符号の説明】

【0096】

１ 流体制御弁
３２ 溶着部
１１３ 駆動軸
１２１ｄ 環状弁座
１２２ ダイヤフラム部材
１２２ｂ 当接部
１２２１ 軸部材
１２２２ 薄膜部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】