特開 2024-150855 流体機器

(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】P2024150855

(43)【公開日】2024-10-24

(54)【発明の名称】流体機器

(51)【国際特許分類】

   F04B 45/053 20060101AFI20241017BHJP

【ＦＩ】

F04B45/053 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023063852

(22)【出願日】2023-04-11

(71)【出願人】

【識別番号】000229737

【氏名又は名称】株式会社ＰＩＬＬＡＲ

(74)【代理人】

【識別番号】110000280

【氏名又は名称】弁理士法人サンクレスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】浦田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】福井 克彦

【テーマコード（参考）】

3H077

【Ｆターム（参考）】

3H077AA08

3H077CC02

3H077DD09

3H077DD14

3H077EE21

3H077EE22

3H077EE23

3H077FF03

3H077FF08

(57)【要約】

【課題】帯電した流体が薄膜部材に接しても、薄膜部材にピンホールが発生するのを抑制することができる流体機器を提供する。
【解決手段】流体が接する一面を有する樹脂製の薄膜部材と、前記薄膜部材の他面と対向する対向部材と、を備え、前記薄膜部材における前記一面と前記他面との間の厚みが、前記流体に帯電した電荷が通過する程度に薄く形成された、流体機器であって、前記対向部材は、前記薄膜部材の前記他面が接触又は近接する電気絶縁性の絶縁部を有する、流体機器。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体が接する一面を有する樹脂製の薄膜部材と、前記薄膜部材の他面と対向する対向部材と、を備え、前記薄膜部材における前記一面と前記他面との間の厚みが、前記流体に帯電した電荷が通過する程度に薄く形成された、流体機器であって、
前記対向部材は、前記薄膜部材の前記他面が接触又は近接する電気絶縁性の絶縁部を有する、流体機器。

【請求項2】

前記対向部材は、金属製の本体部と、前記本体部に設けられた樹脂製の前記絶縁部と、を有する、請求項１に記載の流体機器。

【請求項3】

前記絶縁部は、前記薄膜部材の前記他面における前記絶縁部に接触又は近接する部分の長さよりも長く形成されている、請求項１又は請求項２に記載の流体機器。

【請求項4】

前記流体機器は、前記流体を吐出するローリングダイアフラムポンプであり、
前記薄膜部材は、前記ローリングダイアフラムポンプのローリングダイアフラムの薄膜部であり、
前記対向部材は、前記ローリングダイアフラムポンプのシリンダである、請求項１又は請求項２に記載の流体機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体機器に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、半導体、液晶、有機ＥＬ、太陽電池等の製造プロセスにおいて、薬液を塗布又は調合するときに当該薬液を送給するポンプとして、例えば特許文献１に記載されたローリングダイアフラムポンプが知られている。このローリングダイアフラムポンプは、金属製のシリンダと、シリンダ内に往復移動可能に設けられたピストンと、シリンダとピストンとを連結する薄膜部（繋ぎ部）を有する樹脂製のローリングダイアフラムと、を備えている。

【0003】

シリンダ内でピストンが往復移動すると、ローリングダイアフラムの薄膜部が変形する。薄膜部が変形すると、ポンプ室の容積が変化することで、移送流体がポンプ室に吸い込まれて外部へ吐出される。ローリングダイアフラムの薄膜部の一面は、シリンダの内周面に密着する密着面とされている。薄膜部の他面は、ポンプ室内の移送流体が接する接触面とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－１２４２０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記ローリングダイアフラムポンプでは、ポンプ室に吸入される移送流体が帯電している場合がある。その場合、移送流体に帯電した電荷が、ローリングダイアフラムの薄膜部の接触面から密着面を介してシリンダに放電されることによって、薄膜部にピンホールが発生するおそれがある。

【0006】

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであり、帯電した流体が薄膜部材に接しても、薄膜部材にピンホールが発生するのを抑制することができる流体機器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】

【0007】

（１）本開示の流体機器は、流体が接する一面を有する樹脂製の薄膜部材と、前記薄膜部材の他面と対向する対向部材と、を備え、前記薄膜部材における前記一面と前記他面との間の厚みが、前記流体に帯電した電荷が通過する程度に薄く形成された、流体機器であって、前記対向部材は、前記薄膜部材の前記他面が接触又は近接する電気絶縁性の絶縁部を有する。

【0008】

本開示の流体機器によれば、薄膜部材の他面は、当該他面と対向する対向部材の絶縁部に接触又は近接するので、帯電した流体が薄膜部材の一面に接しても、流体に帯電した電荷が薄膜部材を通過して対向部材に放電されるのを、絶縁部によって抑制することができる。これにより、薄膜部材にピンホールが発生するのを抑制することができる。

【0009】

（２）前記（１）の流体機器において、前記対向部材は、金属製の本体部と、前記本体部に設けられた樹脂製の前記絶縁部と、を有するのが好ましい。
この場合、対向部材の全体が樹脂製の絶縁部だけで構成される場合と比較して、対向部材の強度を高めることができる。

【0010】

（３）前記（１）又は（２）の流体機器において、前記絶縁部は、前記薄膜部材の前記他面における前記絶縁部に接触又は近接する部分の長さよりも長く形成されているのが好ましい。
流体に帯電した電荷が、薄膜部材の他面における絶縁部に接触又は近接する部分の端から、対向部材に直接放電されるのを抑制することができる。これにより、薄膜部材にピンホールが発生するのをさらに抑制することができる。

【0011】

（４）前記（１）から（３）のいずか一の流体機器において、前記流体機器は、前記流体を吐出するローリングダイアフラムポンプであり、前記薄膜部材は、前記ローリングダイアフラムポンプのローリングダイアフラムの薄膜部であり、前記対向部材は、前記ローリングダイアフラムポンプのシリンダであるのが好ましい。
この場合、流体に帯電した電荷がローリングダイアフラムの薄膜部を通過してシリンダに放電されるのを、絶縁部によって抑制することができる。これにより、ローリングダイアフラムの薄膜部にピンホールが発生するのを抑制することができる。

【発明の効果】

【0012】

本開示の流体機器によれば、帯電した流体が薄膜部材に接しても、薄膜部材にピンホールが発生するのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施形態に係る流体機器であるローリングダイアフラムポンプを示す斜視図である。

【図2】ローリングダイアフラムポンプの断面図であり、吐出工程が終了した状態を示している。

【図3】図２のローリングダイアフラムポンプの一部拡大断面図である。

【図4】ローリングダイアフラムポンプの断面図であり、吸込工程が終了した状態を示している。

【図5】図４の要部拡大断面図であり、シリンダの絶縁構造を示している。

【図6】第２実施形態に係る流体機器である流体制御弁を示す断面図である。

【図7】図６の要部拡大断面図であり、シリンダの絶縁構造を示している。

【発明を実施するための形態】

【0014】

次に、好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る流体機器であるローリングダイアフラムポンプ１を示す斜視図である。図２は、ローリングダイアフラムポンプ１の断面図である。図１及び図２において、ローリングダイアフラムポンプ１は、例えば、半導体製造装置に使用される薬液等の移送流体（流体）を送給するポンプである。ローリングダイアフラムポンプ１は、ハウジング２と、ピストン３と、ローリングダイアフラム４と、を備えている。本実施形態のローリングダイアフラムポンプ１（以下、単にポンプ１ともいう）は、その長手方向（軸方向）を上下方向に向けた状態で配置されているが、上下方向以外の方向に向けた状態で配置されてもよい。

【0015】

＜ハウジングの構成＞
ハウジング２は、シリンダ（対向部材）１１と、ポンプヘッド１２と、底板１３と、を有している。シリンダ１１は、円筒状に形成されており、軸方向上端部の外周に設けられた第１フランジ部１１ａと、軸方向下端部の外周に設けられた第２フランジ部１１ｂと、を有している。

【0016】

第１フランジ部１１ａの外形は、例えば正四角形状に形成されている。第１フランジ部１１ａの四隅には、それぞれ厚み方向（上下方向）に貫通する挿通孔１１ｃが形成されている。第２フランジ部１１ｂは、例えば円環形状に形成されている。シリンダ１１における両フランジ部１１ａ，１１ｂの間には、その厚み方向（左右方向）に貫通する通気口１１ｆが形成されている。この通気口１１ｆは、真空ポンプ又はアスピレータ等の減圧装置（図示省略）と接続されている。

【0017】

底板１３は、シリンダ１１の軸方向下端に固定されている。底板１３は、例えば、アルミニウム等の金属製の円板である。底板１３には、加圧空気及び減圧空気をハウジング２内に給排するための給排口１３ａが形成されている。給排口１３ａの一端は、底板１３の上面の中心部で開口している。給排口１３ａの他端は、底板１３の外周面で開口している。給排口１３ａの他端は、図示を省略するが、バルブを切り替えることで、加圧空気を供給するエアコンプレッサ等の空気供給装置と、加圧空気を強制排出する真空ポンプ又はアスピレータ等の減圧装置とのいずれかに接続されるようになっている。

【0018】

ポンプヘッド１２は、例えば、有蓋円筒形状に形成された樹脂製（ポリテトラフロオロエチレン（ＰＴＦＥ）等）の部材である。ポンプヘッド１２は、シリンダ１１の第１フランジ部１１ａの上面において、シリンダ１１の開口を閉塞するように配置されている。ポンプヘッド１２は、シリンダ１１と略同一の内径を有している。これにより、ポンプヘッド１２の内部空間は、シリンダ１１の内部空間と共に、ピストン３を収容し得る収容空間を構成している。

【0019】

ポンプヘッド１２の軸方向上端面には、金属製のフランジ板１７が取り付けられている。フランジ板１７は、シリンダ１１の第１フランジ部１１ａと略同一の外形となるように、例えば正四角形状に形成されている。フランジ板１７の四隅には、それぞれ厚み方向（上下方向）に貫通する挿通孔１７ａが形成されている。

【0020】

ポンプヘッド１２の軸方向上端部には、単一の接続口１８、及び複数の接続口１９が、厚み方向に貫通して形成されている。接続口１８は、エア抜き等の目的でポンプ室５（後述）内の移送流体を排出するための排出口として用いられる。接続口１９は、ポンプ室５に移送流体を吸い込むための吸込口、又はポンプ室５から移送流体を吐出するための吐出口として用いられる。

【0021】

接続口１８には、両端部に雄ねじが切られた筒状のコネクタ２１の一方の端部がフランジ板１７を貫通して取り付けられている。コネクタ２１の他方の端部には、コネクタ２１に挿通するチューブを固定するためのナットが取り付けられている。同様に、接続口１９には、両端部に雄ねじが切られた筒状のコネクタ２２の一方の端部がフランジ板１７を貫通して取り付けられている。コネクタ２２の他方の端部には、コネクタ２２に挿通するチューブを固定するためのナットが取り付けられている。本実施形態では、接続口１９及びコネクタ２２は４個ずつ設けられている。

【0022】

吸入口として用いられる接続口１９に取り付けられたコネクタ２２（例えば、図１に示すコネクタ２２ａ）は、図示を省略するが、移送流体を貯溜するタンクにチューブ及びバルブ等を介して接続されている。吐出口として用いられる接続口１９に取り付けられたコネクタ２２（例えば、図１に示すコネクタ２２ｂ）は、図示を省略するが、移送流体を塗布する噴射ノズル等の流体供給部にチューブ及びバルブ等を介して接続されている。

【0023】

＜ピストンの構成＞
ピストン３は、ハウジング２の内周面に対して摺動可能に配置されるとともに、ハウジング２の軸方向（上下方向）に往復移動可能に配置されている。ピストン３は、例えば、樹脂製（ポリプロピレン（ＰＰ）等）の円柱部材である。ピストン３の中心部には、貫通孔３ａが軸方向に貫通して形成されている。

【0024】

図３は、図２のポンプ１の一部拡大断面図である。本実施形態のピストン３は、大径部３１と、小径部３２と、を有している。大径部３１は、シリンダ１１の内径よりも若干小さい外径を有している。大径部３１の外周面３１ａには、その全周にわたって環状のシール溝３１ｂが形成されている。

【0025】

シール溝３１ｂには、Ｏリング３４が装着されている。Ｏリング３４は、例えば、フッ素ゴム等のゴム材料からなる。シール溝３１ｂにおけるＯリング３４よりも径方向外側には、摺動リング３５が装着されている。摺動リング３５の内周面とシール溝３１ｂの底面との間は、Ｏリング３４によりシールされている。

【0026】

摺動リング３５の外径は、シリンダ１１の内径よりも僅かに大きい。したがって、摺動リング３５の外周面は、シリンダ１１の内周面１１ｄに押し付けられながら摺動する。これにより、摺動リング３５の外周面とシリンダ１１の内周面１１ｄとの間がシールされ、摺動リング３５は、後述する作動流体室６と減圧室７との間を隔てている。

【0027】

小径部３２は、大径部３１から軸方向上側に延びている。小径部３２は、大径部３１よりも軸方向に長く形成されている。小径部３２の外径は、大径部３１の外径よりも小さい。小径部３２の外周面３２ａと、シリンダ１１の内周面１１ｄとの間には、環状の隙間が形成されている。小径部３２の外周面３２ａの軸方向上側は、後述する薄膜部４３が密着する部分とされている。小径部３２の上面には、後述する可動部４１の下面の外形に沿う窪み部３２ｂが形成されている。

【0028】

＜ローリングダイアフラムの構成＞
図２及び図３において、ローリングダイアフラム４は、ハウジング２内に収容されている。ローリングダイアフラム４は、樹脂製（例えばＰＴＦＥ等のフッ素樹脂）の部材である。ローリングダイアフラム４は、ピストン３の軸方向上端部に配置された可動部４１と、ハウジング２に固定された環状の固定部４２と、可動部４１と固定部４２とを連結している薄膜部（薄膜部材）４３と、を有している。

【0029】

固定部４２は、シリンダ１１の第１フランジ部１１ａの上面に形成された環状の凹部１１ｅに嵌め込まれ、シリンダ１１とポンプヘッド１２との間に位置している。この状態で、フランジ板１７の各挿通孔１７ａ及び第１フランジ部１１ａの各挿通孔１１ｃには、通しボルト２３が挿入されている。

【0030】

通しボルト２３の両端部には、それぞれ所定数の皿ばね２４を介してナット２５が締め込まれている。各通しボルト２３の両端部は、ナット２５及び所定数の皿ばね２４と共にキャップ２６に覆われて保護されている。各ナット２５の締め込みにより、固定部４２は、シリンダ１１とポンプヘッド１２との接合面間に強く挟持され、ハウジング２に固定されている。

【0031】

可動部４１は、下方に向かって漸次縮径するように截頭円錐体形状に形成されている。可動部４１は、小径部３２の窪み部３２ｂに嵌め込まれ、ピストン３と同軸上に配置されている。可動部４１は、ピストン３の小径部３２と略同一の外径を有している。可動部４１の下面には、ねじ穴４１ａが形成されている。ねじ穴４１ａには、ピストン３の貫通孔３ａに挿通された通しボルト３６の先端部が締め込まれている。これにより、可動部４１は、ピストン３の小径部３２に固定され、ピストン３と共に軸方向に往復移動可能である。

【0032】

薄膜部４３は、固定部４２の径方向内端と可動部４１の径方向外端とを連結する部分である。薄膜部４３は、可撓性を有し、図３に示す状態においてシリンダ１１の内周面１１ｄと小径部３２の外周面３２ａとの間で断面Ｕ字状に屈曲している。具体的には、薄膜部４３は、固定部４２の径方向内端からシリンダ１１の内周面１１ｄに沿って軸方向下側に延びた後、径方向内側に折り返して、小径部３２の外周面３２ａに沿って可動部４１まで軸方向上側に延びている。この状態において、薄膜部４３は、シリンダ１１の内周面１１ｄ及び小径部３２の外周面３２ａに密着している。

【0033】

ピストン３が図４に示す位置まで移動すると、薄膜部４３の大部分は、シリンダ１１の内周面１１ｄに沿って密着する円筒形状に変形する。この状態から、ピストン３が図２に示す位置まで移動すると、薄膜部４３は、一部が小径部３２の外周面３２ａに沿って密着するとともに、他部がシリンダ１１の内周面１１ｄに沿って密着した二重の円筒形状に変形する。

【0034】

＜ハウジング内の区画室＞
図２において、ポンプ１のハウジング２内には、ピストン３及びローリングダイアフラム４等によって、ポンプ室５、作動流体室６、及び減圧室７が区画形成されている。

【0035】

ポンプ室５は、ハウジング２内の軸方向上側（軸方向一方側）において、ローリングダイアフラム４により区画形成されている。本実施形態のポンプ室５は、ローリングダイアフラム４の可動部４１及び薄膜部４３と、ポンプヘッド１２とにより囲まれて形成されている。ポンプ室５は、接続口１８，１９のそれぞれと連通している。ポンプ室５は、ピストン３の往復移動によりローリングダイアフラム４の薄膜部４３が変形することで、室内の容積が変化するようになっている（図４参照）。

【0036】

作動流体室６は、ハウジング２内の軸方向下側（軸方向他方側）において、ピストン３の軸方向下端部（軸方向他端部）により区画形成されている。作動流体室６は、給排口１３ａと連通している。給排口１３ａを介して接続される空気供給装置及び減圧装置を用いて、加圧空気及び減圧空気（作動流体）が作動流体室６内に給排されることで、ハウジング２内でピストン３が往復移動するようになっている。

【0037】

減圧室７は、ピストン３、ローリングダイアフラム４の薄膜部４３、及びシリンダ１１により、ハウジング２内のポンプ室５と作動流体室６との間に区画形成されている。減圧室７は、通気口１１ｆと連通している。減圧室７は、ポンプ１の駆動時に、通気口１１ｆを介して接続される減圧装置により、所定の圧力（負圧）に減圧されるようになっている。

【0038】

＜ポンプの駆動方法＞
ポンプ１の作動流体室６内の加圧空気を外部に強制排出して作動流体室６内を減圧させると、ピストン３が軸方向下側に復移動する吸込工程が行われる。吸込工程では、ピストン３の復移動に追従して、ローリングダイアフラム４の可動部４１が下方へ移動する（図２に示す状態から図４に示す状態に変化する）。その過程で、ローリングダイアフラム４の薄膜部４３は、シリンダ１１の内周面１１ｄと小径部３２の外周面３２ａとの隙間で屈曲している状態から、シリンダ１１の内周面１１ｄに大部分が密着した状態となるまで、屈曲位置が下方へ変位するようにローリングする。これに伴って、ポンプ室５の容積が拡大するので、タンク内の移送流体が接続口１８を通じてポンプ室５に吸い込まれる。

【0039】

作動流体室６内に加圧空気が供給されると、ピストン３が軸方向上側に往移動する吐出工程が行われる。吐出工程では、ピストン３の往移動に追従して、ローリングダイアフラム４の可動部４１が上方へ移動する（図４に示す状態から図２に示す状態に変化する）。その過程で、ローリングダイアフラム４の薄膜部４３は、シリンダ１１の内周面１１ｄに大部分が密着している状態から、シリンダ１１の内周面１１ｄと小径部３２の外周面３２ａとの隙間で屈曲する状態となるまで、屈曲位置が上方へ変位するようにローリングする。これに伴って、ポンプ室５の容積が縮小するので、ポンプ室５内の移送流体が各接続口１９から吐出される。

【0040】

吸込工程及び吐出工程では、減圧室７は、通気口１１ｆを介して接続される減圧装置により所定の圧力（負圧）になるように減圧される。これにより、ローリングダイアフラム４の薄膜部４３を、シリンダ１１の内周面１１ｄ及び小径部３２の外周面３２ａにそれぞれ確実に密着させることができる。上記のように吸込工程と吐出工程とが交互に繰り返し行われることで、タンクに貯溜された移送流体は、ポンプ１から流体供給部に送給される。

【0041】

シリンダ１１の外周には、シリンダ１１内で摺動するピストン３の位置を検出する複数のセンサ８が設けられている。各センサ８の検出信号に基づいて、ポンプ１の駆動制御が行われる。各センサ８は、例えば磁気型の近接センサであり、ピストン３の下端部に取り付けられた環状の永久磁石９の磁気を検出する。

【0042】

永久磁石９は、減圧室７においてピストン３の小径部３２の外周に嵌め込まれており、大径部３１と略同一の外径を有している。永久磁石９は、自重により大径部３１と小径部３２との段差面３３（図３参照）に当接した状態で、ピストン３に保持されている。これにより、永久磁石９は、ピストン３と共に往復移動する。

【0043】

＜シリンダの絶縁構造＞
例えば、ピストン３が図４に示す位置にあるとき、ローリングダイアフラム４の薄膜部４３の一面４３ａには、ポンプ室５内の移送流体が接する。また、薄膜部４３の他面４３ｂ（一面４３ａと反対側の面）の大部分は、シリンダ１１の内周面１１ｄと対向して密着する。薄膜部４３における一面４３ａと他面４３ｂとの間の厚みは、薄膜部４３の可撓性を担保するために、移送流体に帯電した電荷が通過する程度に薄く形成されている。

【0044】

このため、移送流体に帯電した電荷が、薄膜部４３の一面４３ａから他面４３ｂを介してシリンダ１１に放電されると、薄膜部４３にピンホールが発生するおそれがある。特に、シリンダ１１がアースされている場合、移送流体に帯電した電荷は、低い電位であってもシリンダ１１に放電されるので、薄膜部４３にピンホールが発生しやすくなる。

【0045】

そこで本実施形態では、移送流体に帯電した電荷が薄膜部４３を通過しないように、シリンダ１１に絶縁構造が施されている。図５は、シリンダ１１の絶縁構造を示す図４の要部拡大断面図である。図４及び図５において、シリンダ１１は、金属製の本体部１４と、本体部１４に設けられた樹脂製の絶縁部１５と、を有する。

【0046】

本体部１４は、例えば、アルミニウム又はステンレス等の金属や、これらの金属を含む合金等により、円筒状に形成された部品である。本体部１４の軸方向両端部には、上述した第１フランジ部１１ａ及び第２フランジ部１１ｂが一体に形成されている。また、本体部１４には、上述した通気口１１ｆが形成されている。本体部１４の軸方向上側の内周には、環状の溝部１４ｂが形成されている。

【0047】

絶縁部１５は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）又はフェノール樹脂（ＰＦ）等の合成樹脂により、円筒状に形成された電気絶縁性の部品である。絶縁部１５は、本体部１４の溝部１４ｂに嵌め込まれて固定されている。絶縁部１５は、本体部１４と略同一の内径を有している。本体部１４の溝部１４ｂを除く内周面１４ａ、及び絶縁部１５の内周面１５ａは、シリンダ１１の内周面１１ｄを構成している。

【0048】

ピストン３が図５（図４）に示す位置にあるとき、絶縁部１５の内周面１５ａには、この内周面１５ａに対向する薄膜部４３の他面４３ｂが密着（接触）する。図５に示す状態において、絶縁部１５の軸方向の長さＬ１は、薄膜部４３の他面４３ｂにおける絶縁部１５に密着する部分の軸方向の長さＬ２よりも長い。したがって、ピストン３が図２に示す位置にあるときも、絶縁部１５の内周面１５ａには、この内周面１５ａに対向する薄膜部４３の他面４３ｂが密着（接触）する。

【0049】

＜作用効果＞
第１実施形態のローリングダイアフラムポンプ１によれば、ローリングダイアフラム４の薄膜部４３の他面４３ｂは、シリンダ１１の電気絶縁性の絶縁部１５に密着する。このため、帯電した移送流体が薄膜部４３の一面４３ａに接しても、移送流体に帯電した電荷が薄膜部４３を通過してシリンダ１１の本体部１４に放電されるのを、絶縁部１５によって抑制することができる。これにより、薄膜部４３にピンホールが発生するのを抑制することができる。

【0050】

シリンダ１１は、樹脂製の絶縁部１５が設けられる金属製の本体部１４を有するので、シリンダ１１全体が樹脂製の絶縁部１５だけで構成される場合と比較して、シリンダ１１の強度を高めることができる。これにより、移送流体の圧力に対するシリンダ１１の耐圧性を高めることができる。

【0051】

例えば、絶縁部１５が、本体部１４に施した絶縁塗料の塗膜によって構成される場合、前記塗膜の一部が剥離して本体部１４が露出すると、移送流体に帯電した電荷が、本体部１４の露出部分に放電されるおそれがある。これに対して、本実施形態の絶縁部１５は、樹脂製の部品であり、前記塗膜よりも剥離しにくいので、移送流体に帯電した電荷が本体部１４に放電されるのをさらに抑制することができる。

【0052】

絶縁部１５の軸方向の長さＬ１は、薄膜部４３の他面４３ｂにおける絶縁部１５に密着する部分の長さＬ２よりも長い。このため、移送流体に帯電した電荷が、薄膜部４３の他面４３ｂにおける前記密着する部分の下端から、本体部１４に直接放電されるのを抑制することができる。これにより、薄膜部４３にピンホールが発生するのをさらに抑制することができる。

【0053】

［第２実施形態］
＜全体構成＞
図６は、第２実施形態に係る流体機器である流体制御弁５０を示す断面図である。図６において、流体制御弁５０は、例えば、半導体製造装置に使用される配管経路において、薬液等の流体の流れを制御する制御弁である。流体制御弁５０は、ボディ部６０と、アクチュエータ部７０と、を備えている。

【0054】

ボディ部６０は、流体を外部から流入する入力ポート６１と、流体を外部へ流出する出力ポート６２と、入力ポート６１と出力ポート６２の間に形成された弁座６３と、を有している。入力ポート６１及び出力ポート６２のそれぞれには、管継手９０が設けられている。各管継手９０は、スリーブ９１と、ユニオンナット９２と、を有している。

【0055】

アクチュエータ部７０は、シリンダ（対向部材）７１、ピストン７２、シャフト７３、蓋部材７４、ばね７５、ハンドル７６、及びダイアフラム８０を備えている。シリンダ７１は、例えば円筒状に形成され、その軸方向を上下方向に向けた状態で配置されている。シリンダ７１内には、ピストン７２がシリンダ７１と同軸上に配置された状態で上下方向に往復移動するように収容されている。なお、流体制御弁５０は、シリンダ７１の軸方向を上下方向以外の方向に向けた状態で配置されてもよい。

【0056】

ダイアフラム８０は、樹脂製（例えばＰＴＦＥ等のフッ素樹脂）の部材である。ダイアフラム８０は、円柱状の弁体部（可動部）８１と、環状の固定部８２と、弁体部８１と固定部８２とを連結している可撓性を有する環状の薄膜部（薄膜部材）８３と、を有している。

【0057】

弁体部８１は、ピストン７２の下端に固定され、シリンダ７１内に挿入されている。固定部８２は、ボディ部６０に形成された環状の係合部６４に係合されて固定されている。薄膜部８３は、図６に示す状態においてシリンダ７１の軸方向下側の内周に形成された環状のテーパ面７１ｂに沿って配置される。弁体部８１がピストン７２と共に上下方向に往復移動すると、薄膜部８３が変形することによって、弁体部８１は、ボディ部６０の弁座６３に対して当接又は離間する。

【0058】

ピストン７２の上側には、当該ピストン７２と同軸上に配置されて上方に延びるシャフト７３が一体に形成されている。シャフト７３の上端部は、シリンダ７１の上端部に固定された蓋部材７４を、遊びをもって貫通してシリンダ７１の上方に突出している。シリンダ７１内における蓋部材７４とピストン７２との間には、ばね７５がシャフト７３に挿入して配置されている。これにより、ばね７５は、ピストン７２とシャフト７３を下方に押圧付勢している。

【0059】

シリンダ７１の上端部の外周には、雄ねじ部７１ａが形成されている。雄ねじ部７１ａには、ハンドル７６の内周に形成された雌ねじ部７６ａが締め込まれている。ハンドル７６の中央部には、シャフト７３の上端部が遊びをもって貫通している。シャフト７３のハンドル７６よりも上方に突出している部分には鍔部材７７が固定されている。ハンドル７６を回転させてシリンダ７１に対して上方へ移動させると、ハンドル７６が鍔部材７７の下面に当接することで、シャフト７３が持ち上げられるようになっている。

【0060】

ハンドル７６が緩める方向に回転操作されると、ハンドル７６がシリンダ７１に対して上方へ移動するとともに、シャフト７３がハンドル７６と共に上方へ持ち上げられる。そうすると、ピストン７２がばね７５の付勢力に抗して上方へ移動し、ダイアフラム８０の弁体部８１が、弁座６３に対して上方へ離間する。これにより、ボディ部６０内において入力ポート６１から出力ポート６２に向かって流れる流体の流量が増加する。

【0061】

一方、ハンドル７６が締め付ける方向に回転操作されると、ハンドル７６がシリンダ７１に対して下方へ移動することで、ハンドル７６によるピストン７２の持ち上げ力が解除される。そうすると、ピストン７２がばね７５の付勢力により下方へ移動し、ダイアフラム８０の弁体部８１が、弁座６３に当接するまで下方へ移動する。これにより、ボディ部６０内において入力ポート６１から出力ポート６２に向かって流れる流体の流量が減少する。

【0062】

＜シリンダの絶縁構造＞
ダイアフラム８０の弁体部８１が図６に示す位置にあるとき、ダイアフラム８０の薄膜部８３の一面（下面）８３ａには、ボディ部６０内を流れる流体が接する。また、薄膜部８３の他面（上面）８３ｂは、シリンダ７１のテーパ面７１ｂと対向して接触又は近接する。薄膜部８３における一面８３ａと他面８３ｂとの間の厚みは、薄膜部８３の可撓性を担保するために、流体に帯電した電荷が通過する程度に薄く形成されている。

【0063】

このため、流体に帯電した電荷が、薄膜部８３の一面８３ａから他面８３ｂを介してシリンダ７１に放電されると、薄膜部８３にピンホールが発生するおそれがある。特に、シリンダ７１がアースされている場合、流体に帯電した電荷は、低い電位であってもシリンダ７１に放電されるので、薄膜部８３にピンホールが発生しやすくなる。

【0064】

そこで本実施形態では、流体に帯電した電荷が薄膜部８３を通過しないように、シリンダ７１に絶縁構造が施されている。図７は、シリンダ７１の絶縁構造を示す図６の要部拡大断面図である。図６及び図７において、シリンダ７１は、金属製の本体部７８と、本体部７８に設けられた樹脂製の絶縁部７９と、を有する。

【0065】

本体部７８は、例えば、アルミニウム又はステンレス等の金属や、これらの金属を含む合金等により、円筒状に形成された部品である。本体部７８には、上述した雄ねじ部７１ａが形成されている。本体部１４の軸方向下側の内周には、環状の溝部７８ｂが形成されている。

【0066】

絶縁部７９は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）又はフェノール樹脂（ＰＦ）等の合成樹脂により、環状に形成された電気絶縁性の部品である。絶縁部７９は、本体部７８の溝部７８ｂに嵌め込まれて固定されている。絶縁部７９の軸方向下側の内周には、環状のテーパ面７９ａが形成されている。絶縁部７９のテーパ面７９ａは、シリンダ７１のテーパ面７１ｂを構成している。

【0067】

ダイアフラム８０の弁体部８１が図７（図６）に示す位置にあるとき、絶縁部７９のテーパ面７９ａには、このテーパ面７９ａに対向する薄膜部８３の他面８３ｂが接触又は近接する。図７に示す状態において、絶縁部７９の径方向の長さＬ３（内径と外径との差）は、薄膜部８３の他面８３ｂ（絶縁部７９に密着する部分）の径方向の長さＬ４（内径と外径との差）よりも長い。

【0068】

＜作用効果＞
第２実施形態の流体制御弁５０によれば、ダイアフラム８０の薄膜部８３の他面８３ｂは、シリンダ７１の電気絶縁性の絶縁部７９に密着する。このため、帯電した流体が薄膜部８３の一面８３ａに接しても、流体に帯電した電荷が薄膜部８３を通過してシリンダ７１の本体部７８に放電されるのを、絶縁部７９によって抑制することができる。これにより、薄膜部８３にピンホールが発生するのを抑制することができる。

【0069】

シリンダ７１は、樹脂製の絶縁部７９が設けられる金属製の本体部７８を有するので、シリンダ７１全体が樹脂製の絶縁部７９だけで構成される場合と比較して、シリンダ７１の強度を高めることができる。これにより、流体の圧力に対するシリンダ７１の耐圧性を高めることができる。

【0070】

例えば、絶縁部７９が、本体部７８に施した絶縁塗料の塗膜によって構成される場合、前記塗膜の一部が剥離して本体部７８が露出すると、流体に帯電した電荷が、本体部７８の露出部分に放電されるおそれがある。これに対して、本実施形態の絶縁部７９は、樹脂製の部品であり、前記塗膜よりも剥離しにくいので、流体に帯電した電荷が本体部７８に放電されるのをさらに抑制することができる。

【0071】

絶縁部７９の径方向の長さＬ３は、薄膜部８３の他面８３ｂの径方向の長さＬ４よりも長い。このため、流体に帯電した電荷が、薄膜部８３の他面８３ｂにおける絶縁部７９に接触又は近接する部分の外周端から、本体部７８に直接放電されるのを抑制することができる。これにより、薄膜部８３にピンホールが発生するのをさらに抑制することができる。

【0072】

［その他］
以上のとおり開示した実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものでない。例えば、本開示の流体機器は、第１実施形態のローリングダイアフラムポンプ１、及び第２実施形態の流体制御弁５０に限定されるものでなく、ベローズポンプやチューブであってもよい。シリンダ１１，７１は、金属製の本体部１４，７８と、樹脂製の絶縁部１５，７９とにより構成されているが、樹脂製の部品からなる絶縁部１５，７９だけで構成されていてもよい。

【符号の説明】

【0073】

１ ローリングダイアフラムポンプ（流体機器）
４ ローリングダイアフラム
１１ シリンダ（対向部材）
１４ 本体部
１５ 絶縁部
４３ 薄膜部（薄膜部材）
４３ａ 一面
４３ｂ 他面
５０ 流体制御弁（流体機器）
７１ シリンダ（対向部材）
７８ 本体部
７９ 絶縁部
８０ ダイアフラム
８３ 薄膜部（薄膜部材）
８３ａ 一面
８３ｂ 他面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】