(57)【要約】【課題】二次側流路に生ずる容積変化を一定にすることができる薬液弁を提供すること。【解決手段】薬液の供給又は遮断を制御する薬液弁２Ａに、入力ポート５に連通する弁室３０と、出力ポート１１に連通する補償室３４と、弁室３０と補償室３４とを連通する連通孔１１とを形成されたボディ４と、弁室３０に収納される制御側ベローズ弁体２０と、ボディ４に設けられ、制御側ベローズ弁体２０が当接又は離間する弁座３１と、制御側ベローズ弁体２０と同一形状をなし、補償室３４に収納される補償側ベローズ弁体２１と、制御側ベローズ弁体２０と補償側ベローズ弁体２１とに連結して、制御側ベローズ弁体２０と補償側ベローズ弁体２１とを相対的に伸縮させる連結棒３２と、を設ける。【選択図】    図１
2006057663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬液の供給又は遮断を制御する薬液弁において、
入力ポートに連通する弁室と、出力ポートに連通する補償室と、前記弁室と前記補償室とを連通する連通孔とを形成されたボディと、
前記弁室に収納される制御側ベローズ弁体と、
前記ボディに設けられ、前記制御側ベローズ弁体が当接又は離間する弁座と、
前記制御側ベローズ弁体と同一形状をなし、前記補償室に収納される補償側ベローズ弁体と、
前記制御側ベローズ弁体と前記補償側ベローズ弁体とに連結して、前記制御側ベローズ弁体と前記補償側ベローズ弁体とを相対的に伸縮させる連結手段と、を有することを特徴とする薬液弁。
【請求項２】
請求項１に記載する薬液弁において、
前記制御側ベローズ弁体のストロークを調整するストローク調整手段を有すること、を特徴とする薬液弁。
【請求項３】
入力ポートに連通する弁室と、出力ポートに連通する補償室とを連通する連通孔を形成されたボディと、前記弁室に収納される制御側ダイアフラム弁体と、前記ボディに設けられ、前記制御側ダイアフラム弁体が当接又は離間する弁座と、前記補償室に収納される補償側ダイアフラム弁体と、前記制御側ダイアフラム弁体と前記補償側ダイアフラム弁体とに連結して、前記制御側ダイアフラム弁体と前記補償側ダイアフラム弁体とを相対的に変位させる連結手段と、を備え、薬液の供給又は遮断を制御する薬液弁において、
前記制御側ダイアフラム弁体のストロークを調整するストローク調整手段を有することを特徴とする薬液弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬液を供給又は遮断する薬液弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体や液晶ディスプレイなどの製品は、基板に対して洗浄、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、層間絶縁膜の形成、熱処理などの一連の諸処理を施すことにより製造されている。これら諸処理は、塗布処理ユニットや熱処理ユニット等の複数の処理ユニットを組み込んだ基板処理装置において行われる。基板処理装置内の搬送ロボットによって複数の処理ユニット間で基板を所定の順序に従って搬送し、各処理ユニットにて基板にそれぞれ処理を行うことにより一連の基板処理が進行する。処理ユニットのうち、例えば半導体ウエハに所定量の薬液を塗布して薄膜を形成する塗布処理ユニットでは、薬液の吐出を開始又は停止する薬液弁を備える。図７は、第１従来例の薬液弁１００の断面図である。図８は、第２従来例の薬液弁２００の断面図である。
【０００３】
図７に示す薬液弁１００は、一次側流路１０１ａに接続する開閉室１０２と、二次側流路１０１ｂに接続する補助室１０３と、開閉室１０２と補助室１０３を連通させる連結配管１０４とが同軸上に設けられている。開閉室１０２は、隔壁１０５によってピストン室と作動室に仕切られ、ピストン室に摺動可能に装填されたピストン１０６が、下端部を作動室側に突き出して制御側ダイアフラム１０７に固定されている。ピストン１０６は、上端面に作用するスプリング１０８の弾圧力と給排気ポート１０９から下端面に供給される圧縮エアの圧力との差圧によって上下動し、連結配管１０４の開口部に設けられた弁座１１０に制御側ダイアフラム１０７を当接又は離間させる。一方、補助室１０３には、補償側ダイアフラム１１２の周縁部が固定され、連結配管１０４を貫く連結棒１１１を介して制御側ダイアフラム１０７と補償側ダイアフラム１１２とが連結されている。補償側ダイアフラム１１２は、制御側ダイアフラム１０７と同一形状をなし、制御側ダイアフラム１０７の薄膜部１０７ａと同様に、薄膜部１１２ａが上向きに湾曲するように補助室１０３に固定されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
こうした薬液弁１００では、同一方向に取り付けられた制御側ダイアフラム１０７と補償側ダイアフラム１１２が同期して変位するため、理論上は、開閉室１０２の容積変化を補助室１０３の容積変化で補償し、バルブ全体として容積が一定になると考えられる。
しかし、現実の薬液弁１００は、薬液を供給すると、補償側ダイアフラム１１２が流体圧によって薄膜部１１２ａを下向きに変形させる。そのため、薬液弁１００では、補償側ダイアフラム１１２の薄膜部１１２ａを柔軟に撓ませて変位させることができず、補償側ダイアフラム１１２によって容積変化を補償するのは実質的に困難である。
【０００５】
この点、図８の薬液弁２００では、制御側ダイアフラム２０１と補償側ダイアフラム２０２を逆向きに取り付けて連結棒２０３で連結し、薄膜部２０１ａ，２０２ａを流体圧が作用する方向にそれぞれ湾曲させている。そのため、薬液弁２００は、給排気ポート２０４から操作エアを供給して、ピストン２０５をスプリング２０６に抗して上昇させると、制御側ダイアフラム２０１と補償側ダイアフラム２０２が薄膜部２０１ａ，２０２ａを柔軟に撓ませながら一体的に上昇し、開弁する一方、給排気ポート２０４から操作エアを排気し、ピストン２０５をスプリング２０６の弾圧力で下降させると、制御側ダイアフラム２０１と補償側ダイアフラム２０２が薄膜部２０１ａ，２０２ａを柔軟に撓ませながら一体的に下降し、閉弁する（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１８５０５３号公報
【特許文献２】特開２００３−２７８９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、薬液弁２００は、制御側ダイアフラム２０１と補償側ダイアフラム２０２が円弧状に湾曲する薄膜部２０１ａ，２０２ａを撓ませながら上下動するため、制御側ダイアフラム２０１を収納する弁室２０７と補償側ダイアフラム２０２を収納する補償室２０８の容積変化が不安定であり、二次側流路の容積変化がばらついていた。図９は、薬液弁２００の二次側流路に生ずる容積変化とストロークとの関係を示す図である。
【０００８】
弁室２０７では、図９（ａ）のグラフＬＣ１に示すように、ストロークの増加に伴って容積が放物線状に増加する一方、補償室２１１では、図９（ｂ）のグラフＬＣ２に示すように、ストロークの増加に伴って容積が放物線状に減少する。この結果、薬液弁２００全体では、図９（ｃ）のグラフＬＣ３に示すように、所定のストローク（ここでは、０ｍｍ、１ｍｍ）以外では、容積変化量が０にならず、容積が変化してしまっていた。このことは、薬液弁２００が薬液を遮断する寸前に、制御側ダイアフラム２０１又は補償側ダイアフラム２０２の変位によって薬液を押し出し、液垂れを生じさせたり、或いは、薬液を図示しない吐出ノズルの先端部から吸い込みすぎて、次回の薬液吐出量を減少させる要因となり、好ましくない。特に、例えば、半導体製造工程では微細加工が進み、薬液の吐出量を均一にする要請が高いため、問題である。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、二次側流路に生ずる容積変化を一定にすることができる薬液弁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】
【００１０】
本発明に係る薬液弁は、次のような構成を有している。
（１）薬液の供給又は遮断を制御する薬液弁において、入力ポートに連通する弁室と、出力ポートに連通する補償室と、弁室と補償室とを連通する連通孔とを形成されたボディと、弁室に収納される制御側ベローズ弁体と、ボディに設けられ、制御側ベローズ弁体が当接又は離間する弁座と、制御側ベローズ弁体と同一形状をなし、補償室に収納される補償側ベローズ弁体と、制御側ベローズ弁体と補償側ベローズ弁体とに連結して、制御側ベローズ弁体と補償側ベローズ弁体とを相対的に伸縮させる連結手段と、を有することを特徴とする。
（２）（１）に記載の発明において、制御側ベローズ弁体のストロークを調整するストローク調整手段を有すること、を特徴とする。
【００１１】
（３）入力ポートに連通する弁室と、出力ポートに連通する補償室とを連通する連通孔を形成されたボディと、弁室に収納される制御側ダイアフラム弁体と、ボディに設けられ、制御側ダイアフラム弁体が当接又は離間する弁座と、補償室に収納される補償側ダイアフラム弁体と、制御側ダイアフラム弁体と補償側ダイアフラム弁体とに連結して、制御側ダイアフラム弁体と補償側ダイアフラム弁体とを相対的に変位させる連結手段と、を備え、薬液の供給又は遮断を制御する薬液弁において、制御側ダイアフラム弁体のストロークを調整するストローク調整手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
すなわち、上記構成を有する薬液弁は、制御側ベローズ弁体と補償側ベローズ弁体とが連結手段によって相対的に伸縮するときに、制御側ベローズ弁体を収納する弁室の容積と補償側ベローズ弁体を収納する補償室の容積がストロークに比例して相対的に増減する。制御側ベローズ弁体と補償側ベローズ弁体が同一形状であるため、弁室と補償室の容積が同じ傾きで増減し、バルブ全体では、弁室と補償室の容積変化が合算されて、総容積変化が一定になる。
従って、本発明の薬液弁によれば、バルブ全体の総容積変化が一定であるので、二次側流路に生ずる容積変化を一定にすることができる。
【００１３】
また、薬液弁は、例えば、制御側ベローズ弁体又は補償側ベローズ弁体を加工する時の公差により弁室又は補償室の容積変化の傾きが設計値からずれ、バルブ全体の総容積変化がばらついても、ストローク調整手段によって制御側ベローズ弁体のストロークを調整して、バルブ全体の総容積変化のばらつきを小さくすることができる。
【００１４】
さらに、薬液弁は、制御側ダイアフラム弁体と補償側ダイアフラム弁体とを連結手段で連結したものであっても、弁室の容積変化と補償室の容積変化とを合算したバルブ全体の容積変化が小さくなるように、制御側ダイアフラム弁体のストロークを調整手段で調整すれば、二次側流路に生じる容積変化を一定にすることができる。しかも、ダイアフラム弁体を用いることにより、ベローズ弁体を使用する場合より材料費を安くして、コストダウンを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１実施の形態）
次に、本発明に係る薬液弁の第１実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、バルブユニット１Ａの断面図であって、薬液弁２Ａが弁閉状態を示す。図２は、バルブユニット１Ａの断面図であって、薬液弁２Ａが弁開状態を示す。
バルブユニット１Ａは、薬液弁２Ａとサックバックバルブ３をボディ４に並設し、薬液吐出の開始又は停止を制御するものである。ボディ４は、入力ポート５が第１流路６、取付口７、連通孔８、補助口９、第２流路１０を介して出力ポート１１に連通している。
【００１６】
薬液弁２Ａは、エアオペレイト式開閉弁であって、制御側ベローズ弁体２０と補償側ベローズ弁体２１を連動するように構成されている。薬液弁２Ａは、一端を塞がれた円筒形状のシリンダ２２にカバー２３を取り付けてピストン室２４が形成され、ピストン室２４に摺動可能に装填されたピストン２５によりピストン室２４を上室２４ａと下室２４ｂに気密に区画している。ピストン２５には、上室２４ａに縮設したスプリング２６の弾圧力が図中下向きに作用している。その一方で、上室２４ａは給排気ポート２７を介して大気開放され、下室２４ｂは操作ポート２８に連通している。そのため、ピストン２５には、操作ポート２８から下室２４ｂに操作エアを供給することにより、図中上向きの力を作用させることができ、さらに、操作ポート２８から下室２４ｂの操作エアを排出することにより、図中上向きの力を解除させることができる。
【００１７】
ボディ４とシリンダ２２との間には、制御側ベローズ弁体２０が保持されている。制御側ベローズ弁体２０は、固定部２０ａと円柱部２０ｃをジャバラ部２０ｂで接続したものであり、円柱部２０ｃを取付口７に挿入して固定部２０ａをボディ４とシリンダ２２との間で狭持されている。そのため、取付口７は、開口部が制御側ベローズ弁体２０の固定部２０ａに塞がれ、弁室３０を形成している。ピストン２５に固設される摺動軸２９は、ピストン室２４からシリンダ２２の閉端面を貫いて、制御側ベローズ弁体２０内に挿入されている。摺動軸２９の下端部は、円柱部２０ｃに係止され、スプリング２６の弾圧力を制御用ベローズ弁体２０に伝達している。
【００１８】
ボディ４には、取付口７と同軸上に連通孔８と補助口９が形成され、取付口７と連通孔８との段差を利用して弁座３１が設けられている。制御側ベローズ弁体２０は、円柱部２０ｃが弁座３１にシールするシール面の内側に凹みが形成され、その凹みに補助口９から連通孔８を介して取付口７へと貫き通された連結棒３２の先端部が当接している。
【００１９】
補償側ベローズ弁体２１は、固定部２１ａと円柱部２１ｃをジャバラ部２１ｂで接続したものであり、制御側ベローズ弁体２０と逆向きに取り付けられ、円柱部２１ｃに形成された凹部で連結棒３２の後端部を受けている。円柱形状の支持部材３３は、ボディ４との間で補償側ベローズ弁体２１の固定部２１ａを保持し、補助口９と補償側ベローズ弁体２１との間に補償室３４を形成している。支持部材３３は、バネ受け３５が脚部３５ａを補償用ベローズ弁体２１の固定部２１ａからジャバラ部２１ｂ内に挿入し、弁体部２１ｃに突き当てるように装填されている。そして、蓋３６が、バネ受け３５との間で補償側スプリング３７を圧縮保持するように支持部材３３に取り付けられている。従って、補償用ベローズ弁体２１には、補償用スプリング３７の弾圧力がバネ受け３５を介して図中上向きに常時作用している。
【００２０】
ここで、補償側スプリング３７を配設するのは、部品点数や組立工数を削減するために、連結棒３２を挟み込んで保持するためである。そのため、補償側スプリング３７は、スプリング２６より弾圧力が小さく設定され、薬液弁２Ａはノーマルクローズタイプにされている。また、連結棒３２の先端部と制御側ベローズ弁体２０の円柱部２０ｃは、半球状の面で当接し、制御側ベローズ弁体２０のシール力が弁座３１に対して円周方向に均一に作用するようにしている。
【００２１】
こうした制御側ベローズ弁体２０と補償側ベローズ弁体２１は、連結棒３２を介して一体的に図中上下方向に移動し、ジャバラ部２０ｂ、２１ｂを相対的に伸縮させるが、このとき容積変化が同一になるように略同一形状にされている。なお、制御側ベローズ弁体２０と補償側ベローズ弁体２１は、相対的な伸縮をより確実に確保するために、ベローズ弁体の成形品の中から伸縮度合いが最も近似するもの同士を選択して使用することが望ましい。
【００２２】
一方、サックバックバルブ３は、ボディ４を切り欠いて形成した段差部に取り付けられている。段差部には、サックバック室４１が開口している。ボディ４は、サックバック室４１を形成する開口部の周りにダイアフラム４２の外縁部を載置する段差が形成され、シリンダ４３がダイアフラム押さえ４４を介してボディ４との間でダイアフラム４２を狭持している。シリンダ４３には、ピストン４５が摺動可能に装填され、ピストン４５の下端部にダイアフラム４２が螺設されている。ダイアフラム押さえ４４とピストン４５との間には、スプリング４６が縮設され、ピストン４５を上向きに押し上げている。ピストン４５は、位置決め軸４７に突き当たって上方への移動を制限される。位置決め軸４７は、シリンダ４３に回転不能に装着されるナット４８に螺合し、上端部にハンドル４９が固設されている。シリンダ４３には、操作ポート４３ａが開設され、操作ポート４３ａから操作エアを供給すれば、ピストン４５に下向きの力が作用し、操作ポート４３ａから操作エアを排出すれば、下向きの力が解除される。
【００２３】
なお、バルブユニット１Ａは、耐腐食性等に鑑みて、外観を構成する部材（ボディ４，シリンダ２２、カバー２３、支持部材３３、蓋３６、シリンダ４３、ネット４８、位置決め軸２７、ハンドル４９など）や接液面を構成する部材（ボディ４、制御側ベローズ弁体２０、補償側ベローズ弁体２１、連結棒３２、ダイアフラム４２など）、駆動手段を構成する部材（ピストン２５、摺動軸２９、バネ受け３５など）等が樹脂で形成されている。
【００２４】
このようなバルブユニット１Ａは、例えば、半導体製造装置の塗布処理ユニットに組み込まれる。すなわち、バルブユニット１Ａは、入力ポート５が継手１２を介して図示しない上流側流路に接続される一方、出力ポート１１が継手１３を介して図示しない下流側流路に接続し、図示しない吐出ノズルと連通する。塗布処理ユニットが薬液を吐出しないときには、図１に示すように、薬液弁２Ａの操作ポート２８とサックバックバルブ３の操作ポート４３ａに操作エアを供給しない。そのため、薬液弁２Ａは、ピストン２５がスプリング２６の弾圧力で押し下げられ、制御側ベローズ弁体２０を弁座３１に押し付けて閉弁し、薬液を遮断する。また、サックバックバルブ３は、ピストン４５が位置決め軸４７に突き当てられ、ダイアフラム４２が所定位置で停止する。
【００２５】
その後、塗布処理ユニットが薬液を吐出する場合には、図２に示すように、薬液弁２Ａの操作ポート２８とサックバックバルブ３の操作ポート４３ａに操作エアを供給する。薬液弁２Ａは、下室２４ｂの圧力がスプリング２６の弾圧力に打ち勝つと、ピストン２５が上向きに移動して制御側ベローズ弁体２０を弁座３１から離間させ、薬液が入力ポート５から第１流路６、弁室３０、連通孔８、補償室３４、第２流路１０を介して出力ポート６から出力される。そして、薬液は、図示しない吐出ノズルから図示しない半導体ウエハに吐出され始める。これと同時に、サックバックバルブ３は、スプリング４６に抗してピストン４５を押し下げ、ダイアフラム４２を下降させてサックバック室４１の容積を小さくする。
【００２６】
さらにその後、塗布処理ユニットが薬液の吐出を停止する場合には、図１に示すように、薬液弁２Ａの操作ポート２８とサックバックバルブ３の操作ポート４３ａへの操作エアの供給を停止する。薬液弁２Ａは、スプリング２６の弾圧力でピストン２５を押し下げ、制御側ベローズ弁体２０を弁座３１に押し付けて閉弁し、薬液の供給を停止する。これと同時に、サックバックバルブ３は、スプリング４６の弾圧力でピストン４５を押し上げてダイアフラム４２を上昇させ、サックバック室４１の容積を大きくする。すると、サックバック室４１の容積拡大により図示しない吐出ノズルの先端部から薬液が所定量吸い戻される。
【００２７】
ここで、発明者らは、薬液弁２Ａの二次側流路に生じる容積変化とストロークとの関係について試験を行った。その試験結果を図３に示す。
この実験では、弁室３０、補償室３４、バルブ全体の容積変化をストロークを変化させて測定した。容積変化の測定方法としては、例えば、バルブユニット１Ａの入力ポート５にＬ字形の配管を接続して、流体を入力ポート５から出力ポート１１に流し、その後、弁室３０の出口、補償室３４の出口、出力ポート１１の出口を順次封止しながら、薬液弁２Ａを開閉弁動作させ、Ｌ字形配管の液面変化を測定することにより行う。また、例えば、入力ポート５の圧力と弁室３０の出口、補償室３４の出口、出力ポート１１の出口の圧力とをそれぞれ測定し、圧力変化を体積変化に変換することにより容積変化を測定してもよい。
【００２８】
この結果、図３（ａ）のグラフＬＡ１に示すように、弁室３０では、容積がストロークに比例して増加することが判明した。すなわち、薬液弁２Ａは、ピストン２５が上昇すると、制御側ベローズ弁体２０の円柱部２０ｃが連結棒３２、補償側ベローズ弁体２１、バネ受け３５を介して補償側スプリング３７の弾圧力で押し上げられ、摺動軸２９の下端部に押し付けられた状態で上昇する。このとき、ジャバラ部２０ｂが円柱部２０ｃの上昇量に比例して押し縮められ、制御側ベローズ弁体２０の容積が減少する。そのため、弁室３０の容積は、制御側ベローズ弁体２０のストロークが大きくなるのに応じて増加する。また、薬液弁２Ａは、ピストン２５が下降するときに、制御側ベローズ弁体２０の円柱部２０ｃが摺動軸２９に押し下げられて下降する。このとき、ジャバラ部２０ｂが円柱部２０ｃの下降量に比例して伸長し、制御側ベローズ弁体２０の容積が増加する。そのため、弁室３０の容積は、制御側ベローズ弁体２０のストロークが小さくなるのに応じて減少する。
【００２９】
これに対して、図３（ｂ）のグラフＬＡ２に示すように、補償室３４では、容積がストロークに比例して減少することが判明した。すなわち、薬液弁２Ａは、ピストン２５が上昇すると、補償側ベローズ弁体２１の円柱部２０ｃがバネ受け３５を介して補償側スプリング３７の弾圧力で押し上げられて上昇する。このとき、ジャバラ部２１ｂが円柱部２１ｃの上昇量に比例して伸長し、補償側ベローズ弁体２１の容積が増加する。そのため、補償室３４の容積は、制御側ベローズ弁体２０のストロークが大きくなるのに応じて減少する。また、薬液弁２Ａは、ピストン２５が下降するときに、補償側ベローズ弁体２１の円柱部２１ｃが連結棒３２、制御側ベローズ弁体２０、摺動軸２９を介して押し下げられて下降する。このとき、ジャバラ部２１ｂが円柱部２１ｃの下降量に比例して押し縮められ、補償側ベローズ弁体２１の容積が減少する。そのため、補償室３４の容積は、制御側ベローズ弁体２０のストロークが小さくなるのに応じて増加する。
【００３０】
そして、図３（ｃ）のグラフＬＡ３に示すように、薬液弁２Ａ全体では容積変化量が零で一定になることが判明した。これは、制御側ベローズ弁体２０と補償側ベローズ弁体２１が同一形状であるため、制御側ベローズ弁体２０と補償側ベローズ弁体２１が相対的に伸縮させて弁室３０と補償室３４の容積を増減させるときに、図３（ａ）のグラフＬＡ１、（ｂ）のグラフＬＡ２に示すように、弁室３０の容積と補償室３４の容積とが同じ変化率で増減し、それらを合算すると、図３（ｃ）のグラフＬＡ３に示すように、バルブ全体の総容積変化が零で一定になるからであると考えられる。
【００３１】
よって、バルブユニット１Ａでは、サックバックバルブ３のダイアフラム４２の変位量を調整すれば、図示しない吐出ノズルの先端部から薬液を任意の量だけ吸い戻し、吐出ノズルから薬液の液垂れを防止したり、次回の薬液吐出量を安定させることができる。
【００３２】
従って、本実施の形態の薬液弁２Ａによれば、薬液の供給又は遮断を制御するものであって、入力ポート５に連通する弁室３０と、出力ポート１１に連通する補償室３４と、弁室３０と補償室３４とを連通する連通孔１１とを形成されたボディ４と、弁室３０に収納される制御側ベローズ弁体２０と、ボディ４に設けられ、制御側ベローズ弁体２０が当接又は離間する弁座３１と、制御側ベローズ弁体２０と同一形状をなし、補償室３４に収納される補償側ベローズ弁体２１と、制御側ベローズ弁体２０と補償側ベローズ弁体２１とに連結して、制御側ベローズ弁体２０と補償側ベローズ弁体２１とを相対的に伸縮させる連結棒３２と、を有しており、バルブ全体の総容積変化が一定であるので、図示しない二次側流路に生ずる容積変化を一定にすることができる。
【００３３】
（第２実施の形態）
次に、本発明に係る薬液弁の第２実施の形態について図面を参照して説明する。図４は、バルブユニット１Ｂの断面図を示す図である。
本実施の形態の薬液弁２Ｂは、ストローク調整機構５１を有する点で第１実施の形態の薬液弁２Ａと相違する。よって、ここでは、第１実施の形態の薬液弁２Ａと相違する点について詳細に説明し、共通する点については図面に薬液弁２Ａと同一符号を付し、説明を適宜省略する。
【００３４】
バルブユニット１Ｂは、薬液弁２Ｂとサックバックバルブ３とを備え、薬液弁２Ｂがストローク調整機構５１を備えている。ストローク調整機構５１は、カバー２３にナット５２と係合して回転止めする凸部２３ａが設けられている。カバー２３には、凸部２３ａと同軸上に円筒形状のガイド２３ｂが形成され、ナット５２に螺合する摺動軸５３が気密に装填されている。摺動軸５３の上端部には、ハンドル５４が止めネジで固定されている。なお、ストローク調整機構５１は、耐腐食性等の観点より、樹脂成形品で構成されている。
【００３５】
かかる薬液弁２Ｂは、カバー２３の凸部２３ａに係合するナット５２に対してハンドル５４を所定方向に回転させると、摺動軸５３が下降する一方、ハンドル５４を所定方向と反対方向に回転させると、摺動軸５３が上昇するため、ハンドル５４の回転量を調整すれば、摺動軸５３を任意に位置合わせすることができる。薬液弁２Ｂは、操作エアを供給すると、ピストン２５が摺動軸５３に突き当たるまで上昇し、制御側ベローズ弁体２０を所定量持ち上げて開弁させる。そして、薬液弁２Ｂは、操作エアを排出すると、ピストン２５が制御側スプリング２６の弾圧力で押し下げられ、制御側ベローズ弁体２０を弁座３１に所定のシール力で押し付ける。従って、制御側ベローズ弁体２０は、摺動軸５３の位置によってストロークが決定される。
【００３６】
ところで、薬液弁２Ｂも、補償側ベローズ弁体２１が制御側ベローズ弁体２０と相対的に伸縮して、弁室３０の容積変化を補償室３４の容積変化で補償する。しかし、制御側ベローズ弁体２０と補償側ベローズ弁体２１は、加工時の公差によって容積変化率がばらつくことも考えられる。この場合、例えば、弁室３０の容積変化率が補償室３４の容積変化率より大きければ、図５のＬＢ３Ａに示すように、容積変化量がストロークに応じて増加し、また、弁室３０の容積変化率が補償室３４の容積変化率より小さければ、図５のＬＢ３Ｂに示すように、バルブ全体の総容積変化がストロークに応じて減少する可能性がある。そこで、このような不具合が生じた場合には、ストローク調整機構５１を用いて制御側ベローズ弁体２０のストロークを小さくすれば、バルブ全体の容積変化のばらつきを小さくして、二次側流路に生じる容積変化を小さくできる。なお、薬液弁２Ｂは、制御側ベローズ弁体２０と補償側ベローズ弁体２１とで弁部を構成するため、ダイアフラム弁体と比べて容積変化を調整しやすい。
【００３７】
従って、本実施の形態の薬液弁２Ｂによれば、制御側ベローズ弁体２０のストロークを調整するストローク調整機構５１を有しているので、制御側ベローズ弁体２０又は補償側ベローズ弁体２１を加工する時の公差により弁室３０又は補償室３４の容積変化が設計値からずれ、バルブ全体の総容積変化がばらついても、ストローク調整機構５１によって制御側ベローズ弁体２０のストロークを調整して、バルブ全体の総容積変化のばらつきを小さくすることができる。
【００３８】
（第３実施の形態）
次に、本発明に係る薬液弁の第３実施の形態について図面を参照して説明する。図６は、バルブユニット１Ｃの断面図を示す図である。
本実施の形態の薬液弁２Ｃは、ダイアフラム弁である点で第１，第２実施の形態の薬液弁２Ａ，２Ｂと相違する。よって、ここでは、第１，第２実施の形態の薬液弁２Ａ，２Ｂと相違する点について詳細に説明し、共通する点については図面に薬液弁２Ａ，２Ｂと同一符号を付し、説明を適宜省略する。
【００３９】
薬液弁２Ｃは、サックバックバルブ３とともにボディ４に並設され、バルブユニット１Ｃを構成する。薬液弁２Ｃは、ベローズ弁体より安価な制御側ダイアフラム弁体６１と補償側ダイアフラム弁体６２を使用して薬液を制御する。
【００４０】
薬液弁２Ｃは、シリンダ２２とカバー２３との間に形成されるピストン室２４にピストン６３が摺動可能に装填され、ピストン室２４を上室２４ａと下室２４ｂとに気密に区画している。ピストン６３は、脚部６４がシリンダ２２からボディ４側に突き出し、制御側ダイアフラム弁体６１に螺合している。制御側ダイアフラム弁体６１は、ＰＴＦＥなどの樹脂を射出成形したものであり、周縁部６１ａと円柱部６１ｃとを薄膜部６１ｂで接続している。制御側ダイアフラム弁体６１は、周縁部６１ａがシリンダ２２とボディ４との間で狭持され、ピストン６３の上下動に従って円柱部６１ｃが弁座３１に当接又は離間するようになっている。
【００４１】
一方、補償側ダイアフラム弁体６２は、ＰＴＦＥなどの樹脂を制御側ダイアフラム弁体６１と同一形状に射出成形したものであり、周縁部６２ａと円柱部６２ｃとを薄膜部６２ｂで接続している。補償側ダイアフラム弁体６２は、制御側ダイアフラム弁体６１と逆向きになるように配置されて、周縁部６２ａがボディ４と支持部材３３との間で狭持されている。補償側ダイアフラム弁体６２は、支持部材３３に摺動可能に装填されるバネ受け３５に係合し、バネ受け３５と蓋３６との間に縮設された補償側スプリング３７の弾圧力が常時上向きに作用している。補償側スプリング３７は、スプリング２６より弾圧力が小さく設定され、連結棒３２は、制御側ダイアフラム弁体６１の円柱部６１ｃと補償側ダイアフラム弁体６２の円柱部６２ｃとの間に挟み込まれた状態で保持されている。
【００４２】
このような薬液弁２Ｃは、制御用ダイアフラム弁体６１と補償用ダイアフラム弁体６２が薄膜部６１ｂ，６２ｂを変形させながら開閉弁するため、薬液を供給する場合には、弁室３０の容積が図９（ａ）に示すように放物線状に増加し、補償室３４の容積が図９（ｂ）に示すように減少する一方、薬液の供給を停止するときには、弁室３０の容積が放物線状に減少し、補償室３４の容積が放物線状に増加する。
【００４３】
薬液弁２Ｃは、同一形状の制御側ダイアフラム弁体６１と補償側ダイアフラム６２を使用するが、寸法精度や取付位置などによって薄膜部６１ｂ，６２ｂの形状が微妙に異なったり、また、制御側ダイアフラム弁体６１の薄膜部６１ｂと補償側ダイアフラム弁体６２の薄膜部６２ｂとが逆方向に湾曲するため、薄膜部６１ｂ，６２ｂが開閉弁時に同じように変形しない。そのため、薬液弁２Ｃは、弁室３０と補償室３４の容積が対応して増減せず、バルブ全体の容積が放物線状に変化し、二次側流路の容積変化が不安定になる。
【００４４】
そのため、薬液弁２Ｃには、第２実施の形態と同様のストローク調整機構５１が設けられている。薬液弁２Ｃは、下室２４ｂを加圧すると、ピストン６３が摺動軸５３に突き当たるまで上昇し、制御側ダイアフラム弁体３０を弁座３１から所定量離間させる。摺動軸５３は、ハンドル５４を回転させることによりシリンダ２２内を進退するため、摺動軸５３を位置調節すれば、制御側ダイアフラム弁体３０のストロークを任意に調整することが可能である。
【００４５】
よって、本実施の形態の薬液弁２Ｃは、ストローク調整機構５１を用いて制御側ダイアフラム弁体６１のストロークを、バルブ全体の容積変化が零になるストロークＳｔ（図９参照）に調整すれば、バルブ全体の容積変化が零で一定になり、二次側流路に生じる容積変化を一定にすることができる。しかも、薬液弁２Ｃは、制御側ダイアフラム弁体６１と補償側ダイアフラム弁体６２を用いることにより、制御側ベローズ弁体２０と補償側ベローズ弁体２１を使用する第１実施の形態の薬液弁２Ｃより材料費が安くなり、コストダウンを図ることができる。
【００４６】
尚、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。
【００４７】
（１）例えば、上記実施の形態では、制御側ベローズ弁体２０と補償側ベローズ弁体２１を同軸上に配設し、一体的に上下方向に動作するようにしたが、制御側ベローズ弁体２０と補償側ベローズ弁体２１とをボディ４に上方から並べて取り付け、シーソー機構を有する連結手段によって制御側ベローズ弁体２０と補償側ベローズ弁体２１とを連結してもよい。この場合にも、制御側ベローズ弁体２０と補償側ベローズ弁体２１がシーソー機構で相対的に伸縮して弁室３０と補償室３４の容積を増減すれば、バルブ全体の総容積変化が一定になる。
【００４８】
（２）例えば、上記第２実施の形態のハンドル５４に回転止め機構を設け、摺動軸５３を位置決めした後にハンドル５４を誤って回転させることを防止してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施の形態に係り、バルブユニットの断面図であって、薬液弁が弁閉状態を示す。
【図２】同じく、バルブユニットの断面図であって、弁開状態を示す。
【図３】同じく、弁の二次側流路に生ずる容積変化とストロークとの関係を示す図であり、（ａ）は弁室の容積変化を示す図であり、（ｂ）は補償室の容積変化を示す図であり、（ｃ）はバルブ全体の容積変化量を示す図である。
【図４】本発明の第２実施の形態に係り、バルブユニットの断面図である。
【図５】同じく、弁の二次側流路に生ずる容積変化とストロークとの関係を示す図であり、バルブ全体の容積変化量を示す図である。
【図６】本発明の第３実施の形態に係り、バルブユニットの断面図である。
【図７】第１従来例の薬液弁の断面図である。
【図８】第２従来例の薬液弁の断面図である。
【図９】第２従来例の薬液弁の二次側流路に生ずる容積変化とストロークとの関係を示す図であり、（ａ）は弁室の容積変化を示す図であり、（ｂ）は補償室の容積変化を示す図であり、（ｃ）はバルブ全体の容積変化量を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
２Ａ，２Ｂ  薬液弁
５  入力ポート
８  連通孔
１１  出力ポート
３０  弁室
３４  補償室
２０  制御側ベローズ弁体
２１  補償側ベローズ弁体
３２  連結棒
５１  ストローク調整機構
６１  制御側ダイアフラム弁体
６２  補償側ダイアフラム弁体
【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】
2006057663.tif 000009
【図８】
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【図９】
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