(57)【要約】  【課題】  流体が流れる流路上に設けられ、弁体を揺動させて、弁座に当接又は離間させることにより流体を制御するとともに、薬液弁内部を流路部と作動部とに隔離した薬液弁において、弁の内部容積の変化により発生する薬液の液垂れ、吸込を防止するとともに、弁体の可動部分の劣化も防止することができる薬液弁を提供する。  【解決手段】  流路１２ａ内に形成した、棒状部１０ｂと、棒状部１０ｂ先端に形成され、弁座１４と当接離間する球状弁部１０ａと、棒状部１０ｂ上部より延出するとともに、球状弁部１０ａ及び棒状部１０ｂと一体に形成された膜部１０ｃを有するとともに、流路１２ａと作動空間２１とを隔離するダイアフラム弁体１０をピストン３３によりロッド２３を介して揺動操作可能に構成する。  【選択図】    図１  
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる流路上に設けられ、弁体を移動させて、弁座に当接又は離間させることにより流体を制御するとともに、薬液弁内部を流路部と作動部とに隔離した薬液弁において、
前記流路部に突出形成した棒状部と、前記棒状部先端に形成され、弁座と当接離間する弁部と、前記棒状部上部より延出するとともに、前記弁部及び棒状部と一体に形成された膜部を有するとともに、前記流路部と前記作動部とを隔離するダイアフラム弁体と、
前記棒状部より前記作動部まで延出されるとともに、前記作動部において支軸を有する弁操作棒と、
前記弁操作棒を介して支軸を中心に弁体を揺動し、弁座に当接又は離間させる作動手段を備えることを特徴とする薬液弁。
【請求項２】
前記請求項１に記載の薬液弁において、前記膜部は、前記棒状部下端より波状に形成されていることを特徴とする薬液弁。
【請求項３】
流体が流れる流路上に設けられ、弁体を移動させて、弁座に当接又は離間させることにより流体を制御するとともに、薬液弁内部を流路部と作動部とに隔離した薬液弁において、
前記流路部に突出形成した棒状部と、前記棒状部先端に形成され、弁座と当接離間する弁部と、前記棒状部および弁部と一体に形成された膜部を有するとともに、前記流路部と前記作動部とを隔離するダイアフラム弁体と、
前記棒状部より前記作動部まで延出した弁操作棒と、
前記作動部にて前記ダイアフラムと別個に形成されるとともに、弁操作棒を軸支する支軸と、
前記弁操作棒端部に当接して弁体を揺動し、弁座に当接又は離間させる作動手段を備えることを特徴とする薬液弁。
【請求項４】
前記請求項１乃至３に記載の薬液弁の何れかにおいて、前記流路部には、流入口と、流出口となる２箇所の開口部を備え、
開口部周縁には、前記弁部と当接し、流体の供給を遮断するための突部を有する弁座を備えることを特徴とした薬液弁。
【請求項５】
前記請求項１乃至４に記載の薬液弁の何れかにおいて、前記流路部には、前記２箇所の開口部を供えるとともに、前記２箇所の開口部が存在しない面に新たな開口部を備えることを特徴とした弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を供給又は遮断する薬液弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造装置では、半導体ウエハに所定量の薬品を塗布して、薄膜を形成している。近年、半導体製造工程では微細加工が進み、薄膜の膜厚を均一にするため、薬液の塗布量を厳密に管理する必要がある。
しかしながら、従来の薬液弁として利用されていたダイアフラム弁では、流路が複雑に折曲しており、流体の流れも遅いため、流路内での液溜りが発生し、薬液品質に悪影響を及ぼしている。更に、弁体が変位した際の薬液弁内部の容積変化が大きいため、薬液弁の開動作時には、薬液を吸い込み、閉動作時には、薬液を押し出してしまう。この結果、薬液塗布ノズルにおいて、液垂れが生じ、半導体ウエハにおける薬液塗布量に、大きな誤差が生じてしまう。
【０００３】
このように、従来の薬液弁の単独使用では、薬液塗布量の厳密な管理をすることができず、サックバック機構を設けなければならなかった。
このサックバック機構（特許文献１図６参照）は、薬液弁と塗布ノズルの間に、サックバック弁を配設してなり、薬液弁が薬液を遮断した際に、サックバック弁が塗布ノズルの先端から所定の位置まで引き込むようにサックバックし、液垂れを防止するように構成したものである。これにより、半導体ウエハにおける薬液の塗布量を厳密に管理することを可能とし、薬液塗布量の均一化を可能としたものである。
【０００４】
しかし、特許文献１図６に記載されているような、従来の薬液弁とサックバック弁の２つの弁を配設する場合には、２つの弁自体のスペースに加え、２つの弁の連結管のスペースも必要となる。この結果、配管スペースを大きく確保しなければならず、半導体製造装置自体が大きくなってしまう。また、薬液弁及びサックバック弁は、ともに弁内部の流路が複雑に屈曲しているので、屈曲部における液溜りの発生、気泡の滞留といった問題点を有している。
【０００５】
そこで、前述した問題点を解決するために、特許文献１には、薬液弁とサックバック弁を一体化した弁に関する技術が公開されている。
特許文献１記載の弁は、薬液弁と略同一形状で逆向きに、サックバック弁を取り付け一体化し、薬液弁とサックバック弁の弁体の作動を連結棒で連結し、その作動を同期させたものである。
【０００６】
更に、弁体の移動前、移動後において、弁内部の容量変化がない弁として、特許文献２に記載されたものがある。特許文献２には、弁室及び環状に形成されたシール部材の内部によって形成される一定の流路空間内において、シール部材より延出される舌部を、板バネを介して駆動装置により揺動させる。この舌部の揺動により、２箇所に設けられた流出口を選択的に開放及び閉塞して、流路を切り替える切替弁が公開されている。
特許文献２によれば、薬液の流下する空間内に常に舌部が存在しているので、舌部の移動前、移動後において、弁内部において薬液の占める容量の変化はない。この結果、弁の開動作時における薬液の吸込、閉動作時における薬液の押出を防止することができる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１８５０５３号公報
【特許文献２】実公平０３−２５４７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１記載のサックバック機能付薬液弁を配設する場合には、２つの弁を設けた場合よりは小さな配管スペース、短い配管経路で配設することが可能となるが、それでも、配管スペースを大きく確保しなければならず、近年、進んできている半導体製造ラインのコンパクト化にそぐわない。
また、特許文献１記載の薬液弁において、薬液弁及びサックバック機構内部の流路は、多数の屈曲部を有してなり、従来の薬液弁とサックバック弁配設時と同様に配管抵抗の増大や、屈曲部における液溜りの発生、気泡の滞留といった問題が発生する。
【０００９】
特許文献２記載の弁は、ゴム等の弾性体によりシール部材が形成されている。そして、シール部材は、薬液の弁外部へ漏出を防止する環状部と、環状部から環状中心方向に延出し、揺動することにより弁座に当接離間する舌部から構成されている。
ここで、舌部の揺動の中心軸となる揺動軸は、薬液の漏出を防止している環状部に存在している。舌部の揺動に伴い、舌部の付け根である環状部は、圧縮、引張を繰り返すことになり、ゴム等の弾性体にて形成されている環状部が劣化してしまう。薬液のシールをしている環状部が劣化してしまうと、弁外部への薬液の漏出が発生してしまう。
【００１０】
また、特許文献２記載の切替弁においては、ゴム等の弾性体にて形成されているシール部材の環状部分に板バネが挿入されている。舌部の揺動に対する支点がゴム等の弾性体で形成されているシール部材の環状部分となるため、揺動に対する支点は、環状部分の弾性変形とともに、常に移動し舌部の挙動が不安定となる。
この結果、舌部を弁座に押圧する封止力が不安定となり、安定して薬液を封止することができないという問題を有する。さらに、揺動軸が常に移動し、不安定であるため、弁座に当接する舌部の位置も不安定となる。これにより、流路面積が常に変動し、薬液の流量が常に変動する状態となってしまうという問題を有する。
薬液を封止する力と、薬液流量が不安定であるので、特許文献２記載の弁体を使用した場合に、薬液塗布量の厳密な管理をすることは非常に困難である。
【００１１】
本発明は、上述した課題を鑑みてなされたものであり、薬液塗布量の厳密な管理を可能とする。さらに、広い配管スペースを必要とせずに弁本体がコンパクトであるとともに、気泡の滞留がなく、長期使用による薬液の漏出がない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】
【００１２】
前記目的を達成するため請求項１に係る薬液弁では、流体が流れる流路上に設けられ、弁体を移動させて、弁座に当接又は離間させることにより流体を制御するとともに、薬液弁内部を流路部と作動部とに隔離した薬液弁において、前記流路部に突出形成した棒状部と、前記棒状部先端に形成され、弁座と当接離間する弁部と、前記棒状部上部より延出するとともに、前記弁部及び棒状部と一体に形成された膜部を有するとともに、前記流路部と前記作動部とを隔離するダイアフラム弁体と、前記棒状部より前記作動部まで延出されるとともに、前記作動部において支軸を有する弁操作棒と、前記弁操作棒を介して支軸を中心に弁体を揺動し、弁座に当接又は離間させる作動手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２に係る薬液弁では、前記請求項１に記載の薬液弁において、前記膜部は、前記棒状部下端より波状に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
更に、請求項３に係る薬液弁では、流体が流れる流路上に設けられ、弁体を移動させて、弁座に当接又は離間させることにより流体を制御するとともに、薬液弁内部を流路部と作動部とに隔離した薬液弁において、前記流路部に突出形成した棒状部と、前記棒状部先端に形成され、弁座と当接離間する弁部と、前記棒状部および弁部と一体に形成された膜部を有するとともに、前記流路部と前記作動部とを隔離するダイアフラム弁体と、前記棒状部より前記作動部まで延出した弁操作棒と、前記作動部にて前記ダイアフラム弁体と別個に形成されるとともに、弁操作棒を軸支する支軸と、前記弁操作棒端部に当接して弁体を揺動し、弁座に当接又は離間させる作動手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４に係る薬液弁では、前記請求項１乃至３に記載の薬液弁の何れかにおいて、前記流路部には、流入口と、流出口となる２箇所の開口部を備え、開口部周縁には、前記弁部と当接し、流体の供給を遮断するための突部を有する弁座を備えることを特徴とする。
【００１６】
更に、請求項５に係る薬液弁では、前記請求項１乃至４に記載の薬液弁の何れかにおいて、前記流路部には、前記２箇所の開口部を供えるとともに、前記２箇所の開口部が存在しない面に新たな開口部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
前記請求項１記載の薬液弁では、弁座と当接離間する弁部が前記ダイアフラム弁体により隔離された流路部内に配設されるとともに、前記弁操作棒を介して、前記を揺動させて弁の開閉を行う。
これにより、弁部及び棒状部は、一定容量の流路部内に存在するので、弁の開閉時における弁本体内部の流体容量をほぼ不変とすることができる。弁の開閉時に弁本体内部において液体の占める容量がほとんど変化しない薬液弁を提供することが可能となり、液垂れ、液の吸い込みのない薬液弁を提供可能となる。この結果、薬液弁の単独使用時も、薬液塗布量の厳密な管理が可能となり、従来、薬液塗布量の管理目的で用いられていたサックバック弁が不要となる。
さらに、ダイアフラム弁体は、前記棒状部上部より延出するとともに、前記弁部及び棒状部と一体に形成された膜部を有するので、弁部を弁座に当接離間するのに十分な可動範囲が得られる。そして、弁部及び棒状部の揺動に伴い発生する引張、圧縮による負荷は、棒状部上部より延出された膜部により緩和されるため、可動部分の劣化を防止することができる。
【００１８】
また、前記請求項２記載の薬液弁では、前記膜部は、前記棒状部下端より波状に形成されている。これにより、弁部及び棒状部を揺動させ、弁座に当接離間するのに十分な可動範囲が得られる。そして、弁部及び棒状部の揺動に伴い発生する引張、圧縮による負荷が局部集中することを緩和することができるので、可動部分の劣化を防止することができる。
【００１９】
更に、前記請求項３記載の薬液弁では、ダイアフラム弁体を揺動させる弁操作棒を軸支する支軸が、作動部にてダイアフラム弁体とは別に固定して形成されるので、弁部及び棒状部の挙動が安定する。この結果、常に一定の力で弁部が押圧されるので、薬液を封止する力が長期にわたり安定する。さらに、弁部及び棒状部の流路部内での挙動が限定され、流路面積の変動がなくなるため、薬液の流量が変動することが無くなる。つまり、作動部にて、ダイアフラム弁体と別に支軸を固定して設けたことにより、弁における封止力及び薬液の流れを安定させることができる。
【００２０】
また、前記請求項４記載の薬液弁は、前記請求項１乃至３に記載の薬液弁の何れかにおいて、前記流路部には、流入口と、流出口となる２箇所の開口部を備え、開口部周縁には、前記弁部と当接し、流体の供給を遮断するための突部を有する弁座を備えるので、前記弁部と、前記弁座が当接した際に確実に流体の遮断を行うことができる。更に、前記突部を有することにより、長期の使用による弁座の変形を要因とする薬液の不完全な遮断を防止することが可能となる。
【００２１】
更に、前記請求項５記載の弁は、前記請求項１乃至４に記載の薬液弁の何れかにおいて、前記流路部には、前記２箇所の開口部を供えるとともに、前記２箇所の開口部が存在しない面に新たな開口部を備えるので、内部容積がほとんど変わらずに流路を切り替えることができる。これにより、液垂れ、吸込を起こさずに、流入する薬液を切り替えることが可能な３方弁を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を具体化した薬液弁１の一実施形態に関して、図面を参照しながら詳細に説明する。薬液弁１は、半導体製造工程において、薬液配管上に配設され、不図示の塗布ノズルと直接接続され、塗布ノズルより吐出し、半導体ウエハに塗布する薬液を供給または遮断するものである。
【００２３】
まず、薬液弁１の構成について詳細に説明する。図１は、薬液弁１の弁開時における断面図である。図２は、薬液弁の弁閉時における断面図である。
薬液弁１は、ボディ１１、ケース２０、シリンダ３０、カバー３２により外殻が形成される。機能的には、薬液を塗布ノズルに供給又は遮断する弁部２と、その弁部２を制御する制御部３とから構成される。さらに、弁部２は、薬液の流下する流路１２ａを有する流路部４と、後述するダイアフラム弁体１０に制御部３の揺動させる動きを伝達する作動部５とで構成されている。
【００２４】
ここで、流路部４の構成について詳細に説明する。
流路部４は、ボディ１１に、ダイアフラム弁体１０と、取付板１６とを組み合わせて構成された部分である。
ボディ１１は、外観、直方体状に形成されている。ボディ１１内部には、後述するダイアフラム弁体１０が収容される弁室１２が略円筒状の空間として形成されている。そして、ボディ１１の一側面には、弁室１２と不図示の薬液配管とを連通し、薬液を流入する流入口１３が穿設されている。流入口１３の弁室１２側開口部周縁には、流入口１３からの流体の供給を遮断するための突部を有する弁座１４が形成されている。さらに、ボディ１１上面には、弁室１２と連通し、薬液が流出する流出口１５が穿設されている。流入口１３および流出口１５の薬液弁１外方端部は、前述した薬液配管と接続するため、管状に延出して形成されている。
取付板１６は、ボディ１１上面において、流出口挿通部１６aに流出口１５を挿通して配設される。
【００２５】
ダイアフラム弁体１０について、図５を参照して詳細に説明する。図５は、本実施例におけるダイアフラム弁体１０の拡大図である。ダイアフラム弁体１０は、弁室１２内において弁座１４と当接離間して薬液の供給及び遮断を行なう球状弁部１０ａと、球状弁部１０ａと一体に形成され、球状弁部１０ａとともに弁室１２内にて揺動する棒状部１０ｂと、棒状部１０ｂ上部より延出するとともに、球状弁部１０ａ及び棒状部１０ｂと一体に形成されるとともに、流路部４と作動部５とを隔離する膜部１０ｃにより構成されている。
このダイアフラム弁体１０は、弁室１２に球状弁部１０ａ及び棒状部１０ｂを収容し、膜部１０ｃの外側端部をボディ１１及び後述するケース２０にて挟持して配設される。
弁室１２内において、ダイアフラム弁体１０を除く部分が薬液の流下する流路１２ａとなる。
【００２６】
次に、作動部５について詳細に説明する。
作動部５は、ケース２０に、第１バネ２２、ロッド２３、ピン２４を配設して構成されている。
ケース２０は、外観直方体で、ボディ１１及びシリンダ３０と嵌合可能に形成されたものである。ケース２０内部には、ダイアフラム弁体１０を隔てて、弁室１２と対向するとともに、後述するロッド２３が揺動可能な作動空間２１が形成されている。さらに、ケース２０のシリンダ３０と嵌合する面には、後述するピストン３３がシリンダ３０より作動空間２１へと突出可能に連通する連通口２１ａが穿設されている。また、作動空間２１において連通口２１ａと対向する位置には、凹部２１ｂが設けられている。
ロッド２３は、ダイアフラム弁体１０と同期して運動するとともに、棒状部１０ｂ下面に嵌合し、棒状部１１ｂを延長したように形成される棒状部材である。ここで、ロッド２３は、作動空間２１に配設した際に、端部が連通口２１ａより遠方に位置するまで延長された構成である。
ピン２４は、ダイアフラム弁体１０及びロッド２３の揺動の中心軸となるものである。ピン２４は、球状弁部１０ａが弁座１４に当接離間し、薬液の封止が可能な範囲において、ロッド２３に固定して配設したものである。
第１バネ２２は、連通口２１ａと対向する凹部２１ｂに設けられたものである。第１バネ２２は、ロッド２３と当接し、連通口２１ａ方向への付勢手段である。
【００２７】
そして、次に制御部３の構成について、詳細に説明する。
制御部３は、シリンダ３０及びカバー３２により外観が形成され、内部にピストン３３、第２バネ３７を配設する構成である。
シリンダ３０は、外観直方体状で、内部にピストン３３が摺動可能な筒状のピストン摺動空間３６を形成したものである。シリンダ３０開口部の一端は、ケース２０における連通口２１ａが穿設された側面部と嵌合し、シリンダ３０開口部と連通口２１ａとが対向するように形成される。もう一方のシリンダ３０開口部は、後述するカバー３２に嵌合可能に形成されている。シリンダ３０における連通口２１ａ側の開口部には、後述するピストン３３を摺動可能に案内する筒状部材３０ａが内向きに形成されている。シリンダ３０の一側面外方には、操作ポート３１が形成されている。操作ポート３１は、シリンダ３０表面より筒状に突出し、ピストン摺動空間３６と連通している。
【００２８】
ピストン３３は、夫々径の異なる３本の円柱部分を組み合わせた構成である。ケース２０側面に穿設された連通口２１ａ内を円滑に往復運動し、ロッド２３と当接する当接部分と、シリンダ３０内部にて筒状部材３０ａと当接するピストン部分と、シリンダ３０内部にてピストン摺動空間３６側面と当接する鍔部分とにより構成されている。
ピストン３３におけるピストン部分側面には、筒状部材３０ａとピストン３３表面の間を閉塞するＯ−リング３４が配設されている。同様に、鍔部分側面には、シリンダ３０内表面とピストン３３表面の間を閉塞するＯ−リング３５が配設されている。鍔部底面には、後述する第２バネ３７が収まるバネ凹部３８が形成されている。
カバー３２は、シリンダ３０他端側の開口部を閉塞する有底箱状部材である。カバー３２内側中央部には、ピストン３３側のバネ凹部３８に対向するようにバネ取付部３９が設
けられている。また、カバー３２一側面には、操作ポート３１ａが形成されている。操作ポート３１ａは、カバー３２表面より筒状に突出し、薬液弁１外部の空間と、カバー３２とピストン３３底面との間に形成される空間とを連通している。
第２バネ３７は、ピストン３３底面のバネ凹部３８と、カバー３２内表面のバネ取付部３９とに、両端を挟持されて配設された付勢手段である。ここで、第２バネ３７は、ピストン３３をロッド２３方向へ押圧している。これは、第１バネ２２がピストン３３をカバー３２方向に押圧する力よりも大きい。
【００２９】
次に、本実施形態における薬液弁１の開閉動作について説明する。
図１に示す薬液弁１の開状態から、図２に示す薬液弁１の閉状態へ移行する場合には、まず、作動流体である圧縮空気を操作ポート３１より圧入する。薬液弁１内部に圧入された圧縮空気は、ピストン摺動空間３６において、Ｏ−リング３４及びＯ−リング３５によって閉塞された密閉空間３６ａに満たされる。これにより、密閉空間３６ａ内の圧力が上昇し、密閉空間３６ａを形成する部材の内で、唯一移動可能であるピストン３３をカバー３２方向に移動させる力が働く。圧縮空気によるピストン３３にかかる圧力と、ケース２０内でロッド２３を押圧する第１バネ２２の力の総和が、ピストン３３をケース２０方向に押圧する第２バネ３７の力よりも大きくなった時に、ピストン３３は、カバー３２方向への移動を開始する。ピストン３３の移動とともに、ピン２４を軸としてロッド２３が移動し始める。ロッド２３とダイアフラム弁体１０は、ピン２４を支点とした梃子動作をするので、ロッド２３端部がピストン３３側に移動すると、ダイアフラム弁体１０の球状弁部１０ａが弁座１４に接近移動する。これらの動作の結果として、球状弁部１０ａが弁座１４に当接し、薬液の供給を遮断する薬液弁１の閉状態を実現するのである。
【００３０】
次に、前述の動作によって得られた図２に示す薬液弁１の閉状態より、図１に示す薬液弁１の開状態への移行動作について説明する。まず、密閉空間３６ａ内部の圧力を抜くために、作動流体である圧縮空気を操作ポート３１より放出する。これにより、密閉空間３６ａ内部の圧力が低下していく。圧縮空気によるピストン３３にかかる圧力と、ケース２０内でロッド２３を押圧する第１バネ２２の力の総和が、ピストン３３をケース２０方向に押圧する第２バネ３７の力よりも小さくなった時に、ピストン３３は、ケース２０方向への移動を開始する。ここで、バネ本体の弾性力としては、第１バネ２２よりも第２バネ３７のほうが強いので、圧縮空気の放出に伴い、ピストン３３はケース２０方向へと移動することになる。この結果、ピストン３３がケース２０方向へ移動していくことにより、ロッド２３端部を押圧する。ロッド２３とダイアフラム弁体１０は、ピン２４を支点とした梃子動作をするので、ロッド２３端部がケース２０側に移動すると、ダイアフラム弁体１０の球状弁部１０ａが弁座１４より離間し始める。これらの動作の結果として、球状弁部１０ａが弁座１４より離間し、薬液を供給する薬液弁１の開状態を実現するのである。
【００３１】
本実施形態に係る構成の薬液弁１においては、弁座１４と当接離間する球状弁部１０ａを有するダイアフラム弁体１０が、膜部１０ｃにより隔離された流路１２ａ内に配設されるとともに、ロッド２３を介して、ダイアフラム弁体１０を揺動させて弁の開閉を行っている。これにより、球状弁部１０ａ及び棒状部１０ｂは、一定容量の流路１２ａ内に存在するので、弁の開閉時における弁本体内部の流体容量をほぼ不変とすることができる。弁の開閉時に弁本体内部において液体の占める容量がほとんど変化しない薬液弁１を提供することが可能となり、液垂れ、液の吸い込みのない薬液弁１を提供可能となる。この結果、薬液弁１の単独使用時も、薬液塗布量の厳密な管理が可能となり、従来、薬液塗布量の管理目的で用いられていたサックバック弁が不要となる。
【００３２】
さらに、ダイアフラム弁体１０は、棒状部１０ｂ上部より延出するとともに、球状弁部１０ａ及び棒状部１０ｂと一体に形成された膜部１０ｃを有する。膜部１０ｃを棒状部１０ｂ上部より延出して、十分な長さで形成したことにより、球状弁部１０ａを弁座１４に当接、離間する時に膜部１０ｃが障害とならず、十分な可動範囲が得られる。そして、球状弁部１０ａ及び棒状部１０ｂの揺動に伴い発生する引張、圧縮による負荷は、棒状部１０ｂ上部より延出された膜部１０ｃが十分な長さを持つことにより緩和されるため、可動部分の劣化を防止することができる。
【００３３】
ダイアフラム弁体１０を揺動させるロッド２３を軸支するピン２４が、作動部５にてダイアフラム弁体１０とは別に固定して形成されるので、球状弁部１０ａ及び棒状部１０ｂの挙動が安定する。この結果、常に一定の力で球状弁部１０ａが押圧されるので、薬液を封止する力が長期にわたり安定する。さらに、球状弁部１０ａ及び棒状部１０ｂの流路１２ａ内での挙動が限定され、流路面積の変動がなくなるため、薬液の流量が変動することが無くなる。つまり、作動部５にて、ダイアフラム弁体１０と別にピン２４を固定して設けたことにより、弁における封止力及び薬液の流れを安定させることができる。
【００３４】
そして、ダイアフラム弁体１０及びロッド２３を、ピン２４を軸として揺動させる構成にしたことにより、流体の封止力と流体流量において、ユーザの重視する性能に応じた薬液弁１を提供することができる。
つまり、本実施例の薬液弁１において、ユーザが流体の封止力を重視するならば、ピン２４の位置を、ロッド２３の中心軸上であり且つ球状弁部１０ａが弁座１４に当接離間し、薬液の封止が可能な範囲内において、ダイアフラム弁体１０近傍に配設すればよい。弁体の揺動軸となるピン２４が、ダイアフラム弁体１０近傍に存在することにより、梃子の原理により同一の力でより強い封止力を得ることができる。また、ユーザが流体の流量を重視する場合には、ピン２４の位置をロッド２３の中心軸上であり且つ球状弁部１０ａが弁座１４に当接離間し、薬液の封止が可能な範囲内において、ピストン３３との当接部付近に配設すればよい。これにより、流路１２ａ内において、球状弁部１０ａ及び棒状部１０ｂのストロークが大きくなり、弁開時に流出する流量を多くすることができる。
【００３５】
また、流路部４には、流入口１３と、流路部４の上面に穿設する流出口１５を備え、流入口１３周縁には、球状弁部１０ａと当接し、流体の供給を遮断するための突部を有する弁座１４を備えるので、球状弁部１０ａと、弁座１４が当接した際に確実に流体の遮断を行うことができる。更に、突部を有することにより、長期の使用による弁座１４の変形を要因とする薬液の不完全な遮断を防止することが可能となる。
そして、流路部４の上面に流出口１５を穿設したことにより、流路内に気泡が発生した際には、気泡の特性上、上面に集まり流出口１５から外部へと円滑に排出される。この結果、気泡抜けの良い薬液弁１を提供することができる。
【００３６】
ここで、前述した実施例とは別に、本発明を利用した三方弁の実施形態を、実施例２として挙げ、この実施例２に関して、図面を参照しつつ詳細に説明する。図３は、三方弁５０の断面図である。図４は、三方弁５０を一方の流路を開にし、他方の流路を閉にした状態を示す断面図である。
実施例２に例示する三方弁５０は、基本的な構成及び作用、効果については、前述の実施例１と同様である。よって、ここでは、実施例１と共通する部分に関しては説明を省略し、実施例１で述べた薬液弁１と異なる部分に関して説明する。
【００３７】
実施例２に係る三方弁５０は、実施例１とは、弁室１２における流入口に関して相違点が存在する。
実施例２における三方弁５０の流入口は、弁室１２において、実施例１の流入口１３と同じ位置に配設された第１流入口５１と、第１流入口５１と対向し、ダイアフラム弁体１０が揺動した時に球体部１０ａが当接する位置に配設された第２流入口５２とで構成される。
第１流入口５１の弁室１２側開口部周縁には、第１流入口５１からの流体の供給を遮断するための突部を有する第１弁座５４が形成されている。同様に、第２流入口５２の弁室１２側開口縁には、第２流入口５２からの流体の供給を遮断するための突部を有する第２弁座５５が形成されている。
また、ボディ１１上面には、第１流入口５１若しくは第２流入口５２より薬液を薬液配管に流下する流出口５３が配設されている。流出口５３の外方端部は、前述した薬液配管と接続するため、管状に延出されている。
実施例２の三方弁５０における実施例１との相違点は、上記の記載のみであり、その他の部分においては共通である。
そして、実施例１において得られた特有の効果は、この相違点による影響を受けず、実施例２においても、本発明特有の効果を発揮するものである。
【００３８】
次に、実施例２における実施例１との相違点である「弁室１２に第１流入口５１及び第２流入口５２の２つの流入口を設け、ダイアフラム弁体１０の揺動により、どちらか一方を閉塞可能とすること」より得られる実施例２における効果について述べる。
まず、弁室１２に第１流入口５１及び第２流入口５２の２つの流入口を設け、ダイアフラム弁体１０の揺動により、どちらか一方を選択的に閉塞可能とすることにより、内部容積をほとんど変化させずに流路を切り替えることができる。これにより、液垂れ、吸込を起こさずに、流入する薬液を切り替えることが可能な三方弁を提供することができる。
【００３９】
以上、本発明はこのような実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
例えば、本実施例においては、流路部４と作動部５とを隔離する膜部１０ｃを棒状部１０ｂ上部より延出する構成としたが、棒状部１０ｂ下端より波状に形成にする構成（図６参照）としてもよい。この場合においても、球状弁部１０ａ及び棒状部１０ｂを揺動させ、弁座１４に当接離間するのに十分な可動範囲が得られる。そして、球状弁部１０ａ及び棒状部１０ｂの揺動に伴い発生する引張、圧縮による負荷が局部集中することを緩和することができるので、可動部分の劣化を防止することができる。
【００４０】
そして、本実施例１においては、操作ポート３１より空気圧をかけることによって、弁閉状態に変更するノーマルオープン弁を例示したが、空気圧をかけることによって弁開状態に変更するノーマルクローズ弁としてもよい。この場合においても、本発明の効果に何等の使用もきたさない。
さらに、実施例１のノーマルオープンの薬液弁１においては、ノーマルクローズ弁に容易に変更可能である。まず、カバー３２を取り外し第２バネ３７及びピストン３３を取り外す。その後、筒状部材３０ａを挿入可能な径を有し、第２バネに等しい弾性力を持つコイルバネを筒状部材３０ａ外側に配設する。コイルバネ端部と鍔部が当接するようにピストン３３を筒状部材３０ａに挿入し、カバー３２を取り付ける。この結果、ノーマルオープン弁での使用時の操作ポート３１から、操作ポート３１ａに変更するとノーマルクローズ弁としての使用が可能となる。
【００４１】
また、本実施例においては、エアオペレート弁として説明したが、エアオペレート弁に拘泥する必要はなく、ピストンの操作方式を電磁式やモータ式当に変更したとしても、本発明の実施について何等支障をきたすことは無い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施例１に係る薬液弁の弁開時における断面図である。
【図２】実施例１に係る薬液弁の弁閉時における断面図である。
【図３】実施例２に係る三方弁の断面図である。
【図４】実施例２に係る薬液弁の第２流入口閉塞時における断面図である。
【図５】本実施例に係る薬液弁に用いるダイアフラム弁体の拡大図である。
【図６】本実施例に係る薬液弁に用いる別態様のダイアフラム弁体の拡大図である。
【符号の説明】
【００４３】
１                薬液弁
１０              ダイアフラム弁体
１０ａ            球状弁部
１０ｂ            棒状部
１０ｃ            膜部
１１              ボディ
１２              弁室
１３              流入口
１４              弁座
１５              流出口
２０              ケース
２２              第１バネ
２３              ロッド
２４              ピン
３０              シリンダ
３１              操作ポート
３２              カバー
３３              ピストン
３４              Ｏ−リング
３５              Ｏ−リング
３７              第２バネ
【図１】
2005163982.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005163982.tif 000006
【図５】
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【図６】
2005163982.tif 000008