(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬液の流路の連結と切断とが可能な薬液流路用連結装置であって、
前記薬液が流れる第１薬液流路と、第１連結面を有する第１連結流路と、掃通用の流体が供給される掃通流体供給流路と、前記第１薬液流路と前記第１連結流路と前記掃通流体供給流路とに連通する第１薬液弁室と、前記第１薬液弁室の第１内壁面に形成されているとともに前記第１薬液流路に連通している第１薬液開口部を開閉する第１弁体と、前記掃通流体供給流路を開閉する掃通流体供給制御弁と、を有する第１連結ユニットと、
前記薬液が流れる第２薬液流路と、前記第１連結面との連結と切断とが可能な第２連結面を有する第２連結流路と、掃通用の流体が排出される掃通流体排出流路と、前記第２薬液流路と前記第２連結流路と前記掃通流体排出流路とに連通する第２薬液弁室と、前記第２薬液弁室の第２内壁面に形成されているとともに前記第２薬液流路に接続されている第２薬液開口部を開閉する第２弁体と、前記掃通流体供給流路を開閉する掃通流体排出制御弁と、を有する第２連結ユニットと、
を備え、
前記第１連結ユニットは、
前記掃通流体供給流路と、前記第１薬液流路と、前記第１連結流路とが形成されている第１バルブボディを有し、
前記第１弁体を有する第１薬液制御弁と前記掃通流体供給制御弁とが前記第１バルブボディへの各方向の第１荷重を印加しつつ当接させた状態で組み付けられており、
前記第１薬液制御弁と前記掃通流体供給制御弁とに装着され、前記第１荷重の各方向の反力を前記バルブボディの外部から前記バルブボディに伝達する形状を有する第１フレーム部材を有し、
前記第２連結ユニットは、
前記掃通流体排出流路と、前記第２薬液流路と、前記第２連結流路とが形成されている第２バルブボディを有し、
前記第２弁体を有する第２薬液制御弁と前記掃通流体排出制御弁とが前記第２バルブボディへの各方向の第２荷重を印加しつつ当接させた状態で組み付けられており、
前記第２薬液制御弁と前記掃通流体排出制御弁とに装着され、前記第２荷重の各方向の反力を前記バルブボディの外部から前記バルブボディに伝達する形状を有する第２フレーム部材を有する薬液流路用連結装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路の構造に関し、詳しくは、半導体製造その他の製造工程で取り扱われる薬液を搬送する流路の連結構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置には、たとえばＨＭＤＳ薬液といった薬液を使用する装置がある。ＨＭＤＳ薬液は、配管やマニホールドといった薬液流路を介してポンプによって気化器まで送られる。薬液流路は、半導体製造装置のメインテナンス等の理由によって切り離すことが要請される場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９２２１７号公報
【特許文献２】特開２００７−８５５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、薬液流路の切り離しにおいては、切断部分から薬液が外部に漏洩（気化を含む）してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の従来の課題の少なくとも一部を解決するために創作されたものであり、薬液流路の切り離しにおける薬液の漏洩を抑制する技術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】
以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、必要に応じて効果等を示しつつ説明する。
【０００７】
手段１．薬液の流路の連結と切断とが可能な薬液流路用連結装置であって、
前記薬液が流れる第１薬液流路と、第１連結面を有する第１連結流路と、掃通用の流体が供給される掃通流体供給流路と、前記第１薬液流路と前記第１連結流路と前記掃通流体供給流路とに連通する第１薬液弁室と、前記第１薬液弁室の第１内壁面に形成されているとともに前記第１薬液流路に連通している第１薬液開口部を開閉する第１弁体と、前記掃通流体供給流路を開閉する掃通流体供給制御弁と、を有する第１連結ユニットと、
前記薬液が流れる第２薬液流路と、前記第１連結面との連結と切断とが可能な第２連結面を有する第２連結流路と、掃通用の流体が排出される掃通流体排出流路と、前記第２薬液流路と前記第２連結流路と前記掃通流体排出流路とに連通する第２薬液弁室と、前記第２薬液弁室の第２内壁面に形成されているとともに前記第２薬液流路に接続されている第２薬液開口部を開閉する第２弁体と、前記掃通流体供給流路を開閉する掃通流体排出制御弁と、を有する第２連結ユニットと、
を備えている薬液流路用連結装置。
【０００８】
手段１は、薬液の流路の連結と切断とが可能な薬液流路用連結装置である。薬液流路用連結装置は、第１連結面を有する第１連結ユニットと、第１連結面との連結と切断とが可能な第２連結面を有する第２連結ユニットを備えているので、第１連結ユニットと第２連結ユニットとの間で薬液流路の連結と切断とを行うことができる。
【０００９】
第１連結流路には、第１薬液流路と掃通流体供給流路とに連通する第１薬液弁室が連通している。第１薬液流路と第１薬液弁室の連通は、第１薬液弁室の内壁面に形成されている第１薬液開口部において第１弁体で開閉することができる。これにより、第１薬液流路を隔離した状態において、第１連結流路と第１薬液弁室とに掃通流体を流して薬液を流路から排出することが可能で有る。一方、掃通流体供給流路は、掃通流体供給制御弁によって開閉することが可能なので、第１連結流路は、切り離し状態において、掃通流体によって薬液が排出された流路にのみ接続された状態となるように操作することが可能である。
【００１０】
一方、第２連結ユニットは、第１連結ユニットと同様の構成を有しているので、第２連結ユニットの第２連結流路についても切り離し状態において、掃通流体によって薬液が排出された流路にのみ接続されるように操作することが可能である。これにより、薬液流路の切り離しにおける薬液の漏洩を抑制することができる。なお、掃通流体は、第１連結ユニット側から第２連結ユニットに流すようにしても良いし、あるいは第２連結ユニット側から第１連結ユニットに流すようにしても良い。
【００１１】
手段２．前記掃通用の流体は気体の掃気ガスであり、
前記第２連結ユニットは、重力方向を基準として前記第１連結ユニットよりも上方に配置されており、
前記第１薬液開口部は、重力方向を基準として、前記第１内壁面に形成されているとともに前記掃通流体供給流路に連通している開口部より高く、前記第１内壁面に形成されているとともに前記第１連結流路に連通している開口部よりも低い位置に配置され、
前記第２薬液開口部は、重力方向を基準として、前記第２内壁面に形成されているとともに前記第２連結流路に連通している開口部よりも高く、前記第２内壁面に形成されているとともに前記掃通流体排出流路に連通している開口部より低い位置に配置されている手段１に記載の薬液流路用連結装置。
【００１２】
手段２の薬液流路用連結装置では、掃気ガスが下方から順に、掃通流体供給流路から第１内壁面への開口部、第１薬液開口部、第１連結流路への第１内壁面の開口部、第１連結面、第２連結面、第２連結流路から第２内壁面への開口部、第２薬液開口部、および掃通流体排出流路への第２内壁面の開口部に流れることができる。これにより、掃気ガスによって液体の薬液を一貫して下方から上方に排出させて円滑な排出を実現することができる。
【００１３】
手段３．前記第１連結ユニットは、
前記掃通流体供給流路と、前記第１薬液流路と、前記第１連結流路とが形成されている第１バルブボディを有し、
前記第１弁体を有する第１薬液制御弁と前記掃通流体供給制御弁とが前記第１バルブボディへの各方向の第１荷重を印加しつつ当接させた状態で組み付けられており、
前記第１薬液制御弁と前記掃通流体供給制御弁とに装着され、前記第１荷重の各方向の反力を前記バルブボディの外部から前記バルブボディに伝達する形状を有する第１フレーム部材を有し、
前記第２連結ユニットは、
前記掃通流体排出流路と、前記第２薬液流路と、前記第２連結流路とが形成されている第２バルブボディを有し、
前記第２弁体を有する第２薬液制御弁と前記掃通流体排出制御弁とが前記第２バルブボディへの各方向の第２荷重を印加しつつ当接させた状態で組み付けられており、
前記第２薬液制御弁と前記掃通流体排出制御弁とに装着され、前記第２荷重の各方向の反力を前記バルブボディの外部から前記バルブボディに伝達する形状を有する第２フレーム部材を有する手段１又は２に記載の薬液流路用連結装置。
【００１４】
手段３の薬液流路用連結装置は、バルブボディと弁体アクチュエータとで構成され、弁体アクチュエータが当接荷重の反力をバルブボディの外部からバルブボディに伝達する形状を有するフレーム部材によって装着されている。これにより、薬液流路用連結装置の内部流路の短縮化や直線化を簡易に実現することができる。バルブボディを貫通する締結部材（たとえばボルトやナット）を使用することなく、バルブボディに対して弁体アクチュエータを装着することができるので、バルブボディには、締結部材の存在によって阻害されること無く、薬液流通のための複数の薬液流路を形成することを可能とすることができるからである。
【００１５】
なお、本発明は、薬液流路用連結装置だけでなく、たとえば薬液流路の連結や切り離しの制御方法やその方法を具現化するコンピュータプログラム、プログラム媒体といった形で具現化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の薬液流路用連結装置１１の内部流路を示す断面図。
【図２】薬液流路用連結装置１１を構成する薬液流路用連結ユニット１０を示す斜視図。
【図３】薬液流路用連結ユニット１０の構成部品を示す分解斜視図。
【図４】薬液流路用連結ユニット１０，１０ａの薬液流通状態を示す断面図。
【図５】薬液流路用連結ユニット１０，１０ａの薬液パージ中の状態を示す断面図。
【図６】薬液流路用連結ユニット１０，１０ａの薬液パージ後の状態を示す断面図。
【図７】連結ユニット１０，１０ａが切り離された状態を示す断面図。
【図８】第１変形例の薬液流路用連結装置１１ａを示す斜視図。
【図９】第２変形例の薬液流路用連結装置１１ｂの流路回路図。
【図１０】第２実施形態の薬液用流路切替装置１００の内部流路を示す断面図。
【図１１】薬液用流路切替装置１００の内部流路を示す断面図。
【図１２】薬液流路用連結ユニット１０の構成部品を示す分解斜視図。
【図１３】薬液用流路切替装置１００における第１薬液の流通状態を示す断面図。
【図１４】薬液用流路切替装置１００における第２薬液の流通状態を示す断面図。
【図１５】変形例のバルブユニット１０ｄを示す斜視図。
【図１６】変形例のバルブユニット１０ｄの構成部品を示す分解斜視図。
【図１７】変形例の内部流路を示す断面図。
【図１８】変形例の内部流路の構成部品を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を具現化した各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
（第１実施形態の薬液流路用連結装置の構成及び作動）
図１は、第１実施形態の薬液流路用連結装置１１の内部流路を示す断面図である。図２は、薬液流路用連結装置１１を構成する薬液流路用連結ユニット１０を示す斜視図である。図３は、薬液流路用連結ユニット１０の構成部品を示す分解斜視図である。薬液流路用連結装置１１は、２個の薬液流路用連結ユニット１０，１０ａと、それらを機械的に連結する結合部材１２とを備えている。なお、薬液流路用連結ユニット１０，１０ａは、単体では流路切替弁として機能し、それぞれ連結ユニットととも呼ばれ。また、連結ユニット１０ａ及び連結ユニット１０は、それぞれ第１連結ユニットと第２連結ユニットとも呼ばれる。
【００１９】
薬液流路用連結装置１１は、薬液供給配管９１ａから薬液の供給を受ける上流側の薬液流路用連結ユニット１０と、パージガス供給配管９２ａに薬液を供給する下流側の薬液流路用連結ユニット１０ａとの間の連結と切り離しとを行うことによって、薬液流路の連結と切断とを可能としている。薬液流路用連結装置１１は、さらに、薬液流路用連結装置１１の内部流路から薬液を排出して、流路切り離し時の薬液を漏洩するためのパージガスを流通させるための後述の流路を備えている。
【００２０】
結合部材１２は、連結ユニット１０が有するヒンジ２４に対して回転可能に装着され、連結ユニット１０ａが有するヒンジ２４ａに契合して、その連結ユニット１０，１０ａの両者が相互に連結されている。ただし、結合部材１２は、一対の連結面３７，３７ａに対して荷重を印加させつつ相互に当接させて連結させる原理を模式的に示すものであり、実際の連結機構を示すものではない。なお、連結面３７及び連結面３７ａは、それぞれ第１連結面と第２連結面とも呼ばれる。
【００２１】
連結ユニット１０は、図２及び図３に示されるように、内部流路が形成されているフッ素樹脂製のバルブボディ３０と、その内部流路の連通と連通遮断とを行う２個の弁体アクチュエータ４０，５０と、２個の弁体アクチュエータ４０，５０をバルブボディ３０に組み付けるためのフレーム部材２０とを有している。本実施形態では、連結ユニット１０ａは、連結ユニット１０と同一の構成を有している。
【００２２】
弁体アクチュエータ５０は、主として塩化ビニル製であり、操作エアによって弁体を動作させて薬液流路の連通と連通遮断とを行う機能部品である。弁体アクチュエータ５０は、流路の連通と連通遮断とを行うダイアフラム弁体５２と、ダイアフラム弁体５２を駆動するピストン５３と、ピストン５３に流路を連通させる方向に駆動力を与える圧力室５４と、その逆方向の付勢力をピストン５３に印加するバネ５６と、圧力室５４に操作エアを供給するアダプタ５１と、を備えている。ダイアフラム弁体５２は、流路の連通と連通遮断とを行う円柱形状を有する突起部５２ｂと、突起部５２ｂの周囲に形成されている環状のシール部５２ｓとを有している。ダイアフラム弁体５２は、ダイアフラム膜部に相当する。ダイアフラム弁体５２は、たとえばバルブボディ３０と同種のフッ素樹脂製としても良い。
【００２３】
バルブボディ３０には、薬液を受け取る薬液受領配管９１に接続されている薬液流路３４と、開口部３２ｃで薬液流路３４に連通する薬液弁室３８と、薬液弁室３８に連通する連結流路３３と、が形成されている。薬液の流通経路は、順に連結流路３３、薬液弁室３８、及び薬液流路３４である。薬液弁室３８は、バルブボディ３０に形成された内壁面３８ｓと、シール面３２ｓを有し、シール面３２ｓとダイアフラム弁体５２のシール部５２ｓとの当接によって密閉されている。薬液弁室３８は、ダイアフラム弁体５２が動作することによって、突起部５２ｂで開口部３２ｃを開閉し、薬液弁室３８と薬液流路３４との間の連通と連通遮断とが実現されることになる。
【００２４】
バルブボディ３０ａには、薬液を供給する薬液供給配管９１ａに接続されている薬液流路３４ａと、薬液流路３４ａに連通する薬液弁室３８ａと、薬液弁室３８ａに連通する連結流路３３ａと、が形成されている。薬液の流通経路は、順に薬液流路３４ａ、薬液弁室３８ａ、及び連結流路３３ａである。薬液弁室３８ａでは、バルブボディ３０に形成された内壁面３８ａｓと、ダイアフラム弁体５２ａによって薬液弁室３８ａと薬液流路３４ａとの間の連通と連通遮断とが実現されている。
【００２５】
なお、薬液弁室３８ａ及び薬液弁室３８は、それぞれ第１薬液弁室と第２薬液弁室とも呼ばれる。また、バルブボディ３０ａ及びバルブボディ３０は、それぞれ第１バルブボディと第２バルブボディとも呼ばれる。内壁面３８ａｓ及び内壁面３８ｓは、それぞれ第１内壁面と第２内壁面とも呼ばれる。また、薬液弁室３８ａと連通する薬液流路３４ａの開口部は、第１薬液開口部とも呼ばれ、薬液弁室３８と連通する薬液流路３４の開口部は、第２薬液開口部とも呼ばれる。連結流路３３ａ及び連結流路３３は、それぞれ第１連結流路と第２連結流路とも呼ばれる。
【００２６】
薬液流路用連結装置１１の薬液流通流路は以下のとおりである。薬液は、薬液供給配管９１ａから供給されて、連結ユニット１０ａが有する薬液流路３４ａ、薬液弁室３８ａ、及び連結流路３３ａと、連結ユニット１０が有する連結流路３３、薬液弁室３８、及び薬液流路３４と、を順に経由させて薬液受領配管９１に供給することができる。本流路は、重力方向Ｇを基準として薬液が下方から上方に流れ、上方から下方に向かう部分が存在しないように構成されている。
【００２７】
薬液流路用連結装置１１の連通と連通遮断の切替構成は以下のとおりである。連結ユニット１０ａは、薬液弁室３８ａで薬液供給配管９１ａからの流路を遮断することができる。連結ユニット１０は、薬液弁室３８で薬液受領配管９１への流路を遮断することができる。これにより、薬液流路用連結装置１１は、薬液弁室３８及び薬液弁室３８ａで流路を遮断することができるので、連結流路３３ａと連結流路３３との間で流路を切り離しても薬液供給配管９１ａや薬液受領配管９１からの薬液の漏洩を防ぐことができる。
【００２８】
一方、薬液流路用連結装置１１は、このように構成されている薬液流路からの薬液のパージ機能を有している。パージ機能は、２個のバルブボディ３０，３０ａのパージ用の内部流路と２個の弁体アクチュエータ４０，４０ａとによって実現されている。
【００２９】
弁体アクチュエータ４０は、操作エアによって弁体を動作させてパージガス流路の連通と連通遮断とを行う機能部品であり、本実施形態では、弁体アクチュエータ５０と同一の構成を有している。弁体アクチュエータ４０は、ダイアフラム弁体４２と、ピストン４３と、圧力室４４と、及びアダプタ４１と、を備えている。ダイアフラム弁体４２は、フッ素樹脂製で、突起部４２ｂと、シール部４２ｓとを有している。
【００３０】
バルブボディ３０には、パージガス流路として、パージガスを排出するパージガス排出配管９２に接続されているパージガス流路３５と、パージガス流路３５に連通するパージガス弁室３９と、パージガス弁室３９と薬液弁室３８とに連通する接続流路３６と、が形成されている。パージガス弁室３９は、シール面３１ｓとダイアフラム弁体４２のシール部４２ｓとの当接によって密閉されている。パージガス弁室３９では、ダイアフラム弁体４２によって、薬液弁室３８に連通する接続流路３６とパージガス流路３５との間の連通と連通遮断とが実現されている。
【００３１】
バルブボディ３０には、弁体アクチュエータ４０，５０の各々が嵌合する形状の凹部である凹部３１，３２が形成されている。凹部３１，３２の最奥部には、それぞれ薬液弁室３８とパージガス弁室３９とが配置されている。薬液弁室３８及びパージガス弁室３９は、弁体アクチュエータ４０，５０がそれぞれ凹部３１，３２に装着されることによって形成される。
【００３２】
バルブボディ３０ａには、パージガス流路として、パージガスを供給するパージガス供給配管９２ａに接続されているパージガス流路３５ａと、パージガス流路３５ａに連通するパージガス弁室３９ａと、パージガス弁室３９ａと薬液弁室３８ａとに連通する接続流路３６ａと、が形成されている。パージガス弁室３９ａでは、ダイアフラム弁体４２ａによって、薬液弁室３８ａに連通する接続流路３６ａとパージガス流路３５ａとの間の連通と連通遮断とが実現されている。
【００３３】
薬液流路用連結装置１１のパージガスの流路は以下のとおりである。パージガス供給配管９２ａから供給されるパージガスは、順にパージガス流路３５ａ、接続流路３６ａ、薬液弁室３８ａ、及び連結流路３３ａと、連結流路３３、薬液弁室３８、接続流路３６、及びパージガス流路３５と、を順に経由させてパージガス排出配管９２に供給することができる。これにより、薬液弁室３８ａで薬液供給配管９１ａから流路を遮断するとともに、薬液弁室３８で薬液受領配管９１への流路を遮断した状態において、パージガスで接続流路３６ａ、薬液弁室３８ａ、及び連結流路３３ａ、連結流路３３、薬液弁室３８、及び接続流路３６から薬液を排出することができる。
【００３４】
各薬液弁室３８，３８ａへの各流路の接続状態は以下のとおりである。薬液弁室３８ａには、重力方向Ｇを基準として、最も低い位置で接続流路３６ａに接続され、最も高い位置で連結流路３３ａに接続されている。一方、薬液弁室３８には、重力方向Ｇを基準として、最も低い位置で連結流路３３に接続され、最も高い位置で接続流路３６に接続されている。
【００３５】
さらに、第１実施形態の薬液流路用連結装置１１では、弁体アクチュエータ４０，５０，４０ａ，５０ａの各々がバルブボディ３０，３０ａに対して荷重（当接荷重）を印加させつつ当接されることによって装着されている。弁体アクチュエータ４０は、フレーム部材２０の嵌合孔２１を貫通させた状態で４個の螺子Ｓでフレーム部材２０の螺子孔２９に締結されている。これにより、弁体アクチュエータ４０は、バルブボディ３０の凹部３１に嵌合し、シール面３２ｓとダイアフラム弁体４２のシール部４２ｓとを当接させて装着されることになる。弁体アクチュエータ５０も同様に、フレーム部材２０の嵌合孔２２を貫通して、バルブボディ３０の凹部３２に嵌合して装着されている。螺子Ｓの数は、４個以上であることが好ましい。
【００３６】
フレーム部材２０の２つの嵌合孔２１、２２には、それぞれキー溝２５，２８が形成されている。キー溝２５，２８は、弁体アクチュエータ４０，５０の方向を拘束して組み付け時の向きを決定する役割を有している。さらに、切り込み部２３は、バルブボディ３０の連結面３７が形成されている連結部材１８を装着可能とするために貫通孔ではなく、切り込みとしての形状を有している。これにより、連結部材１８の周囲にフレーム部材２０を配置することができるので、結合部材１２の締結荷重をバルブボディ３０に円滑に流すことができる。
【００３７】
なお、弁体アクチュエータ５０ａ及び弁体アクチュエータ５０は、それぞれ第１薬液制御弁と第２薬液制御弁とも呼ばれる。また、弁体アクチュエータ４０ａ，５０ａがバルブボディ３０ａに対して印加する荷重は第１荷重とも呼ばれる。弁体アクチュエータ４０，５０がバルブボディ３０に対して印加する荷重は第２荷重とも呼ばれる。
【００３８】
本装着方法によれば、当接荷重の反力は、たとえば連結ユニット１０の弁体アクチュエータ５０と弁体アクチュエータ４０の装着においては、それぞれフレーム部材２０の内壁面２６と内壁面２７とを介してバルブボディ３０に流すことができる。弁体アクチュエータ４０，５０，４０ａ，５０ａは、バルブボディ３０，３０ａに対して、それぞれ４本の螺子Ｓで螺子孔２９に締結されている。この締結トルクによって、上述の当接荷重を調整することができる。螺子孔２９は、装着部に相当する。
【００３９】
本発明者は、フッ素樹脂等の有機材料で構成されているバルブボディ３０，３０ａやポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の有機材料で構成されている弁体アクチュエータ４０，４０ａ，５０，５０ａと、金属やＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン，ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ）樹脂といった材料で構成されているフレーム部材２０とからなる異性材料からなる構造体の特性についても分析を行った。特性分析は、熱応力、塑性変形、及び縦弾性係数との観点から行われた。
【００４０】
熱応力については以下のとおりである。たとえばフレーム部材２０に金属材料を利用すれば、フレーム部材２０が有機材料で構成されているバルブボディ３０，３０ａや弁体アクチュエータ４０，４０ａ，５０，５０ａよりも小さな線膨張係数を有していることになるので、高温環境下においては、バルブボディ３０等や弁体アクチュエータ４０等の熱膨張によって封止面（たとえばシール面３２ｓとシール部４２ｓとの当接面）の面圧が上昇することになる。この結果、封止性能が温度上昇によって低下しにくいという好ましい特徴を有することができる。
【００４１】
さらに、バルブボディ３０，３０ａや弁体アクチュエータ４０，４０ａ，５０，５０ａを構成するフッ素樹脂等の有機材料は、ガラス繊維の充填やガラス繊維の補強材としての混合によって線膨張係数を調整することができるという設計自由度も提供することができる。
【００４２】
塑性変形については以下のとおりである。バルブボディ３０，３０ａを構成するフッ素樹脂等の有機材料は、体積ひずみに対する強い耐性を有してはいるが、塑性変形（形状変形）しやすい性質を有している。塑性変形は、たとえば従来技術（特開２００７−２９２２１７号公報）では、ナットの嵌入部への熱応力によって嵌入部の孔形状を楕円として隙間やガタつきが発生することが本発明者の解析によって予測されている。このような隙間やガタつきは、たとえば流体の漏洩や機能部品の脱落にもつながる問題である。
【００４３】
本実施形態は、フレーム部材２０でバルブボディ３０，３０ａを囲むことによってバルブボディ３０，３０ａの周囲を拘束するので、塑性変形の自由度が制限されていることになる。これにより、フレーム部材２０でバルブボディ３０，３０ａを囲む構造は、塑性変形に対する耐性を向上させることが分る。フッ素樹脂等の有機材料は、前述のように体積ひずみに対する耐性を有しているからである。一方、ポリ塩化ビニル等の有機材料で構成されている弁体アクチュエータ４０，４０ａ，５０，５０ａとフレーム部材２０との間の締結では、このような隙間やガタツキの問題は生じないことが本発明者によって確認された。
【００４４】
縦弾性係数については以下のとおりである。ポリ塩化ビニル等の有機材料で構成されている弁体アクチュエータ４０，４０ａ，５０，５０ａは、高い弾性係数と大きな機械的強度を有し、フレーム部材２０に強固に締結することができる。一方、弁体アクチュエータ４０，４０ａ，５０，５０ａとバルブボディ３０，３０ａとの間は、フッ素樹脂製のバルブボディ３０のシール面３２ｓとダイアフラム弁体４２のシール部４２ｓとの当接面で弾性変形しつつ締結されることになる。
【００４５】
この弾性変形量は、フレーム部材２０とバルブボディ３０，３０ａのサイズの相互関係の設定によって締結力に過度に依存することなく安定的な設定を実現することができる。具体的には、予め設定された弾性変形をさせるためにバルブボディ３０，３０ａを大き目のサイズとすることで弾性変形量の調整（設定）が可能である。これにより、弾性変形によるシール面３２ｓとシール部４２ｓの間の面圧の調整を実現して高い封止性能が発生することになる。
【００４６】
このように、フレーム部材２０がバルブボディ３０，３０ａを囲む構造形態や材料の特性の有効利用によって、各構成部品の確実な締結と流体の漏洩の防止とが実現されている。
【００４７】
なお、弁体アクチュエータ４０等が凹部３１に嵌合する際には、フッ素樹脂製の凹部３１の弾性変形を見込んだ嵌め合い公差を利用できるので、たとえば２つの凹部３１，３２の位置関係の公差等を緩和して簡易な製造を実現することができる。さらに、ダイアフラム弁体４２等のシール部４２ｓ等は、たとえばバルブボディ３０等の材料よりも縦弾性係数が小さな材料を使用して緩衝層とするような構造としてもよい。本構造は、バルブボディ３０等に対して圧縮荷重のみを与える構造体を実現しているので、高い耐久性を実現することができる。
【００４８】
これにより、バルブボディを貫通する締結部材（たとえばボルトやナット）を使用することなく、バルブボディに対して弁体アクチュエータを装着することができる。この結果、バルブボディ３０には、パージガス弁室３９ａからパージガス弁室３９までの間に略直線状の短い流路形成が実現されている。さらに、パージ流路は、常に下方から上方に向かって、すなわち逆方向（下方向）への経路を有することなく実現されているので、パージ効率を顕著に高めることができる。
【００４９】
次に、図４乃至図６を参照して、薬液流路用連結装置１１の切り離し操作の内容を説明する。
【００５０】
図４は、薬液流路用連結ユニット１０，１０ａの薬液流通状態を示す断面図である。薬液流通状態は、連結ユニット１０の薬液流路３４ａと連結流路３３ａとを連通させるとともに、連結ユニット１０ａの連結流路３３と薬液流路３４とを連通させることによって実現される。薬液流路３４ａと連結流路３３ａの連通は、弁体アクチュエータ５０ａに対してアダプタ５１ａから操作エアを供給することによって行われる。薬液流路３４と連結流路３３の連通は、弁体アクチュエータ５０に対してアダプタ５１から操作エアを供給することによって行われる。
【００５１】
一方、連結ユニット１０のパージガス流路３５は、薬液弁室３８に連通する接続流路３６から遮断されている。パージガス流路３５ａは、薬液弁室３８ａに連通する接続流路３６ａから遮断されている。パージガス流路３５と接続流路３６の連通遮断は、弁体アクチュエータ４０のアダプタ４１に排気経路を接続することによって行われる。パージガス流路３５ａと接続流路３６ａの連通遮断は、弁体アクチュエータ４０ａのアダプタ４１に排気経路を接続することによって行われる。
【００５２】
このように、薬液流通状態では、薬液供給配管９１ａから供給される薬液は、薬液流路３４ａ、薬液弁室３８ａ、連結流路３３ａ、連結流路３３、薬液弁室３８、及び薬液流路３４を順に経由して薬液受領配管９１に供給されることになる。この際には、パージガス流路３５及びパージガス流路３５ａは、弁体アクチュエータ４０，４０ａによって薬液が流通する流路から遮断されている。
【００５３】
連結ユニット１０，１０ａの切り離しの前には、図示しない薬液ポンプを停止させた後に、全ての弁体アクチュエータ４０，４０ａ，５０，５０ａへの操作エアの供給を停止する。一方、図示しないパージガス供給ポンプを起動する。これにより、連結ユニット１０，１０ａは、薬液受領配管９１、薬液供給配管９１ａ、パージガス排出配管９２、及びパージガス供給配管９２ａから遮断されることになる。
【００５４】
図５は、薬液流路用連結ユニット１０，１０ａの薬液パージ中の状態を示す断面図である。薬液パージは、薬液流路にパージガスを導入して薬液流路用連結ユニット１０，１０ａの内部流路から薬液を排出する処理である。薬液パージ状態では、パージガス供給配管９２ａから供給されるパージガスは、パージガス流路３５ａ、接続流路３６ａ、薬液流路３４ａ、薬液弁室３８ａ、連結流路３３ａ、連結流路３３、薬液弁室３８、薬液流路３４、接続流路３６、及びパージガス流路３５を順に経由してパージガス排出配管９２に薬液とともに排出される。本図では、薬液流路３４ａ、薬液弁室３８ａ、連結流路３３ａから薬液が排出され、薬液が連結流路３３から排出されつつある状態が示されている。
【００５５】
図６は、薬液流路用連結ユニット１０，１０ａの薬液パージ後の状態を示す断面図である。薬液が、パージガス流路３５ａ、接続流路３６ａ、薬液流路３４ａ、薬液弁室３８ａ、連結流路３３ａ、連結流路３３、薬液弁室３８、薬液流路３４、接続流路３６、及びパージガス流路３５の全ての流路から排出された後には、パージガスを流しつつ減圧が行われる。これにより、流路に付着した薬液を気化させて薬液の残留を顕著に低減させることができる。
【００５６】
図７は、連結ユニット１０，１０ａが切り離された状態を示す断面図である。連結ユニット１０，１０ａの切り離しは、結合部材１２を時計回りの方向に回転させてヒンジ２４ａへの契合を解除することによって行われる。これにより、一対の連結面３７、３７ａの間の連結が解除され、連結流路３３と連結流路３３ａとが大気開放されることになる。これに伴い、連結流路３３と連結流路３３ａとに連通する全ての流路３８、３８ａ、３６、３６ａも大気開放状態となる。本実施形態では、これらの全ての流路３３、３３ａ、３８、３８ａ、３６、３６ａからは予め薬液が排除されているので、連結ユニット１０，１０ａの切り離しに起因する薬液の外部漏洩を抑制することができる。
【００５７】
一方、連結ユニット１０，１０ａの連結は、以下のステップで行うことができる。
（１）作業員は、結合部材１２による機械的な連結を行う。
（２）作業員は、パージガス弁室３９ａと接続流路３６ａとの連通遮断の状態において、パージガス弁室３９と接続流路３６とを連通させて、パージガス排出配管９２から真空引きを行う。これにより、内部流路が低圧状態となる。
（３）作業員は、パージガス弁室３９と接続流路３６とを連通遮断の状態とする。
（４）作業員は、薬液流路３４と薬液弁室３８とを連通させるとともに、薬液流路３４ａと薬液弁室３８ａとを連通させる。これにより、薬液が各流路に引き込まれる。
（５）作業員は、薬液ポンプ（図示省略）を作動させて薬液の流通を再開させることができる。
【００５８】
このように、第１実施形態の薬液流路用連結装置１１は、短く且つ下方から上方に向かう直線状の流路内部の薬液を効果的にパージすることができるので、連結の切り離し時に薬液の漏洩を効果的に抑制することができる。さらに、バルブボディ３０，３０ａの小型化によって薬液流路用連結装置１１の小型化も実現されている。
【００５９】
（第１実施形態の変形例の薬液流路用連結装置の構成及び作動）
図８は、第１変形例の薬液流路用連結装置１１ａを示す斜視図である。変形例の薬液流路用連結装置１１ａは、制御器１５を有する連結ユニット１０ｂと、連結ユニット１０ｂによって操作可能に構成されている連結ユニット１０ｃと、を備えている点で、第１実施形態の薬液流路用連結装置１１と相違する。制御器１５は、連結ユニット１０ｂと連結ユニット１０ｃとが内蔵する計４個の弁体アクチュエータ（図示省略）を操作して、上述の処理シーケンスを自動で実行することができる。
【００６０】
連結ユニット１０ｂは、制御器１５に加え、操作ボタン１６と、ＬＥＤインジケータ１７とを備えている。作業者は、たとえばメインテナンス等のために連結を切断しなければならないときに、操作ボタン１６を押すことによって、上述のシーケンスを開始させることができる。ＬＥＤインジケータ１７は、処理シーケンスの途中においては赤色に点灯し、処理の完了（切り離し準備完了）に応じて点灯色が青色に変化する。連結ユニット１０ｂは、処理シーケンスの完了に応じて連結が解除可能となるような機構として構成しても良い。
【００６１】
図９は、第２変形例の薬液流路用連結装置１１ｂの流路回路図である。薬液流路用連結装置１１ｂは、パージガス弁室３９ｖ、３９ａｖのいずれにもパージガス排出配管９２とパージガス供給配管９２ａの双方が接続されている点で相違する。本構成では、連結ユニット１０，１０ａの連結時において、パージガス弁室３９ｖ、３９ａｖからのパージガスの排出を可能として連結時の薬液へのパージガスの混入を効果的に抑制することができる。
【００６２】
具体的には、薬液弁室３８，３８ａへの薬液供給を可能とした連通状態（バルブＶ１，Ｖ１ａ開状態）において、パージガス弁室３９を連通遮断状態（バルブＶ２閉状態）とし、パージガス弁室３９を連通遮断状態（バルブＶ２ａ開状態）とすれば、薬液の供給によって連結流路３３の内部のパージガスがパージガス弁室３９を経由して排出可能となる。一方、連結流路３３ａの内部のパージガスは、バルブＶ１，Ｖ２開状態において、バルブＶ２開状態とし、バルブＶ２ａ閉状態とすれば、薬液の供給によってパージガス弁室３９ａを経由して排出可能となる。
【００６３】
（第２実施形態の薬液用流路切替装置の構成及び作動）
図１０及び図１１は、第２実施形態の薬液用流路切替装置１００の内部流路を示す断面図である。図１２は、薬液用流路切替装置１００の構成部品を示す分解斜視図である。薬液用流路切替装置１００は、種類が相違する複数の薬液の流路を切り替える装置であり、５個の弁体アクチュエータ７０，７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄと、バルブボディ６０と、第１フレーム部材８０と、を備えている。複数の薬液は、本実施形態では、相互に種類が相違する第１薬液と第２薬液とである。
【００６４】
弁体アクチュエータ７０は、ダイアフラム弁体７２と、ピストン７３と、圧力室７４と、及びアダプタ７１と、を備えている。ダイアフラム弁体７２は、突起部７２ｖと、シール部７２ｓとを有している。一方、弁体アクチュエータ７０ａは、ダイアフラム弁体７２ａと、ピストン７３ａと、圧力室７４ａと、及びアダプタ７１ａと、を備えている。ダイアフラム弁体７２ａは、シール部７２ａｓと、突起端部７２ａｂと、筒状傾斜面７２ａｍと、突起面７２ａｔとを有している。筒状傾斜面７２ａｍ及び突起面７２ａｔの役割については後述する。弁体アクチュエータ７０ｂ，７０ｃ，７０ｄは、弁体アクチュエータ７０ａと同一の構成を有している。
【００６５】
バルブボディ６０には、弁体アクチュエータ７０が有するダイアフラム弁体７２との間に流路切替室８２を形成する内壁面８２ｓが形成されている。内壁面８２ｓには、流路切替室８２に第１薬液を供給する流路である第１薬液流路６３と、流路切替室８２に第２薬液を供給する流路である第２薬液流路６４と、流路切替室８２から第１薬液と第２薬液薬のいずれか一方を外部に供給する出口流路６１と、が連通している。
【００６６】
第１フレーム部材８０には、バルブボディ６０に対して当接することによって、第１薬液流路６３に連通する第１薬液流路８３と、第２薬液流路６４に連通する第２薬液流路８４と、出口流路６１に当接する出口流路８１と、が形成されている。第１フレーム部材８０には、５個の弁体アクチュエータ７０，７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄを装着するための締結部（たとえば螺子孔）を有している。
【００６７】
バルブボディ６０は、第１フレーム部材８０に対して以下のように組みつけられる。先ず、バルブボディ６０は、第１フレーム部材８０の内凹部８６に装着される。次に、第２フレーム部材８５は、内凹部８６に対して弾性変形しやすいバルブボディ６０を押さえつけつつ内凹部８６に螺子Ｍで締結される。これにより、第１フレーム部材８０、第２フレーム部材８５、及びバルブボディ６０が相互に密着した構造体を作ることができあがる。このように、フレーム部材は、複数の部品からなるように構成してもよい。フレーム部材を複数の部品からなるように構成すれば、フレーム部材によって容易にバルブボディ６０を挿入して囲むことができるので、バルブボディ６０の形態の自由度を高めることもできる。
【００６８】
本構造体に対して、５個の弁体アクチュエータ７０，７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄを装着し、それらの各々の締結力のバランスを維持しつつ徐々に締め付けることによって薬液用流路切替装置１００が完成する。ただし、本実施形態では、５個の弁体アクチュエータ７０，７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄとバルブボディ６０との相互の位置関係が第１フレーム部材８０によって規制されるので、組み付け方法によらず締め付け力のバランスを実現することができる。
【００６９】
第１薬液流路６３には、弁体室６５（図１０参照）が形成され、円柱状の傾斜孔である連通傾斜孔６３ａによって流路切替室８２に連通している。第２薬液流路６４には、弁体室６６（図１０参照）が形成され、円柱状の傾斜孔である連通傾斜孔６４ａによって流路切替室８２に連通している。流路切替室８２は、第１弁体室に相当する。出口流路６１、８１は、第１流路に相当する。第１薬液流路６３、第１薬液流路８３、第２薬液流路６４及び第２薬液流路８４は、第２流路に相当する。
【００７０】
なお、内壁面８２ｓに形成されている出口流路６１の開口部は、第１開口部に相当する。内壁面８２ｓに形成されている第１薬液流路６３及び第２薬液流路６４の開口部は、いずれも第２開口部に相当する。連通傾斜孔６３ａは、連絡通路に相当する。また、弁体室６５及び弁体室６６は、第２弁体室に相当する。
【００７１】
弁体アクチュエータ７０ａは、ダイアフラム弁体７２ａを動作させて、流路切替室８２と第２薬液流路６４との連通と連通遮断状態を切り替えることができる。弁体アクチュエータ７０ｂは、ダイアフラム弁体７２ｂを動作させて、流路切替室８２と第２薬液流路６４との連通と連通遮断状態を切り替えることができる。
【００７２】
弁体アクチュエータ７０ｃは、流路切替室８２とパージガス供給流路（図示省略）との連通と連通遮断状態を切り替えることができる。弁体アクチュエータ７０ｄは、流路切替室８２とパージガス排出流路（図示省略）との連通と連通遮断状態を切り替えることができる。なお、ダイアフラム弁体７２は、第１弁体に相当する。ダイアフラム弁体７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄは、いずれも第２弁体に相当する。
【００７３】
連通遮断状態は、たとえば連通傾斜孔６３ａの内面に対して筒状傾斜面７２ａｍを当接させて実現するようにしても良いし、あるいは弁体室６６の内壁面に突起端部７２ａｂの面を当接させて実現するようにしても良い。筒状傾斜面７２ａｍの当接による連通遮断を行う構成では、突起端部７２ａｂを削除しても良い。一方、突起端部７２ａｂの当接による連通遮断を行う構成では、突起端部７２ａｂの直径を小さくして連通傾斜孔６３ａとの間に隙間が生じるような構成も可能である。突起端部７２ａｂの当接による連通遮断は、たとえば突起端部７２ａｂの端面に凸部を設けて面圧を高めて封止性能を高める設計自由度も得られる。
【００７４】
本実施形態のダイアフラム弁体７２ａは、連通傾斜孔６３ａに挿入されて流路切替室８２に連通する凹部の容積を低減させるように構成されていれば良い。こうすれば、流路の切替に起因する薬液の不意の混合を抑制することができるからである。
【００７５】
弁体アクチュエータ７０ａは、弁体室６５において、ダイアフラム弁体７２ａを動作させて、連通傾斜孔６４ａに対して筒状傾斜面７２ａｍと突起面７２ａｔとを挿入する。突起面７２ａｔは、内壁面８２ｓと同一平面あるいは内壁面８２ｓから流路切替室８２の内側に突出する位置に配置されることになる。これにより、流路切替室８２は、第１薬液流路６３に対して凹部を形成することなく、第１薬液流路６３から連通遮断することができる。弁体アクチュエータ７０ｂは、弁体アクチュエータ７０ａと同様に、第２薬液流路６４に対して凹部を形成することなく、流路切替室８２を第２薬液流路６４から連通遮断することができる。
【００７６】
なお、連通傾斜孔６３ａや筒状傾斜面７２ａｍは、必ずしも傾斜している必要は無く、ダイアフラム弁体７２ａの一部が連通傾斜孔６３ａに挿入されて、流路切替室８２に連通する凹部の容積を減殺させるものであればよい。ただし、双方が傾斜して封止可能な構成とすれば、薬液の不意の混在を顕著に抑制することができるという利点を得ることができる。また、連通傾斜孔６３ａは、連絡流路に相当する。
【００７７】
また、第２実施形態では、５個の弁体アクチュエータ７０，７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄとバルブボディ６０との間の当接荷重は相互に相殺されるように構成されている。すなわち、５個の弁体アクチュエータ７０，７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄは、相互に対向する位置に対称に配置されているので、第１実施形態の内壁面２６や内壁面２７に相当する部材を必ずしも必要としないことを意味している。
【００７８】
図１３は、薬液用流路切替装置１００における第１薬液の流通状態を示す断面図である。第１薬液の流通状態は、弁体アクチュエータ７０と弁体アクチュエータ７０ｂとを作動させて、第１薬液流路８３と出口流路８１と連通状態としている。これにより、薬液用流路切替装置１００は、第１薬液を流通させるバルブとして機能していることになる。
【００７９】
図１４は、薬液用流路切替装置１００における第２薬液の流通状態を示す断面図である。第２薬液の流通状態は、弁体アクチュエータ７０と弁体アクチュエータ７０ａとを作動させて、第２薬液流路８４と出口流路８１と連通状態としている。これにより、薬液用流路切替装置１００は、第２薬液を流通させるバルブとして機能していることになる。
【００８０】
第１薬液の流通状態から第２薬液の流通状態の切替は、以下のようにして行うことができる。
（１）弁体アクチュエータ７０と弁体アクチュエータ７０ｂとを作動させて全ての流路遮断状態とする。
（２）２個の弁体アクチュエータ７０ｃ，７０ｄを作動させて、パージガスで掃気することによって流路切替室８２の内部から第１薬液を排出する。
（３）弁体アクチュエータ７０と弁体アクチュエータ７０ａとを作動させて、第２薬液流路８４と出口流路８１と連通状態とする。
【００８１】
このように、第２実施形態の薬液用流路切替装置１００は、５個の弁体アクチュエータ７０，７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄは、それ自体がバルブボディ６０をいわば挟持する形でバルブボディ６０に装着されているので、バルブボディ６０の内部には自由に流路設計を実現することができる。これにより、弁体アクチュエータ７０によって形成されている流路切替室８２に対して他の弁体アクチュエータ７０ａ等によって形成されている弁室を直接連通させることも可能となっている。この結果、流路切替室８２に対して他の弁体アクチュエータ７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄのダイアフラム弁体７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄが挿入されて、ガスパージの効率が顕著に改善されている。
【００８２】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態に限らず、例えば次のように実施されてもよい。
【００８３】
（１）上記実施形態では、流路の切り離しや切替の機能を有する装置として本発明が具現化されているが、たとえば図１５、図１６、図１７、及び図１８に示されるバルブユニット１０ｄのように、単にオンオフ切替や開度調整を行うバルブとして具現化するようにしても良い。バルブユニット１０ｄは、単一の弁体アクチュエータ４０とバルブボディ９６とフレーム部材９５とを有し、２つの薬液流路９３，９４の間のオンオフ切替や開度調整を行うバルブユニットである。
【００８４】
このように、本発明は、このようなバルブユニットに適用しても、その小型化を実現し、製造を容易とすることができるという利点を有している。このような構成では、複数の薬液流路は、たとえば上述の薬液流路９３，９４をも含む広い概念を有している。
【００８５】
（２）上記第２実施形態は、必ずしもフレーム部材を必須の構成要素とするものではない。第２実施形態は、弁体が作動する弁室に形成されている開口部を他の弁体で開閉する点に特徴を有しているので、弁体アクチュエータのバルブボディへの装着方法に限定されるものではない。また、パージ流体用の流路も必須ではない。少なくとも３個以上の連通又は連通遮断が可能な流路が接続されていれば良く、弁体アクチュエータの数が５個以上であっても良い。
【００８６】
（３）上記各実施形態は、気体であるパージガスで掃気して流路から薬液を排出しているが、液体を流して流路から薬液を排出するようにしてもよい。一般に、流体を掃通させて薬液を排出するものであればよい。なお、弁体アクチュエータ４０ａ及び弁体アクチュエータ４０は、それぞれ掃通流体供給制御弁と掃通流体排出制御弁とも呼ばれる。また、接続流路３６ａ及び接続流路３６は、それぞれ掃通流体供給流路と掃通流体排出流路とも呼ばれる。
【００８７】
（４）上記実施形態では、薬液として半導体製造装置用のＨＭＤＳ薬液が例示されているが、他の種類の薬液を流すものでも良いし、他の種類の液体を流すものでも良い。
【符号の説明】
【００８８】
１０…薬液流路用連結ユニット、１１…薬液流路用連結装置、２０…フレーム部材、３０…バルブボディ、４０…弁体アクチュエータ、５０…弁体アクチュエータ、６０…バルブボディ、７０…弁体アクチュエータ、８０…フレーム部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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