(57)【要約】【課題】一般的な減圧弁機能を有し、構造を単純化して小型化にする。【解決手段】両端部に穴を形成すると共に細径穴を有する縮径部を形成したボディと、ボディの一端側穴内に配され、先端部が細径穴を通ってボディの他端側穴へ届く長さを有するピストンと、ピストンを細径穴側へ押圧する第１ばね部材と、ばね受けを介して第１ばね部材のばね力を調節する調圧ねじを中央部分に螺合した調圧カバーと、先端側に有底円筒部を有し、ボディの他端側穴内に固着されるボトムプラグと、ボトムプラグの有底円筒部内に配される球体と、ボトムプラグの有底円筒部内に配され、球体を細径穴端面をシールする形で押圧配置すると共にピストンの先端部を球体へ当接させる第２ばね部材と、ボディの他端側穴の外側から内部へ形成された流体入口と、細径穴から中央細径部へ形成された流体出口とを備えた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部に穴を形成するとともにほぼ中央部に細径穴を有する縮径部を形成したボディと、
前記ボディの一端側穴内に配され、先端部が前記細径穴を通って前記ボディの他端側穴へ届く長さを有するピストンと、
前記ボディの一端側穴内に配され、前記ピストンを前記細径穴側へ押圧する第１ばね部材と、
前記ボディの一端側へ装着され、ばね受けを介して前記第１ばね部材のばね力を調節する調圧ねじを中央部分に螺合した調圧カバーと、
先端側に有底円筒部を有し、前記ボディの他端側穴内に固着されるボトムプラグと、
前記ボトムプラグの有底円筒部内に配される球体と、
前記ボトムプラグの有底円筒部内に配され、前記球体を前記細径穴端面をシールする形で押圧配置するとともに前記ピストンの先端部を前記球体へ当接させる方向へ押圧する第２ばね部材と、
前記ボディの他端側穴の外側から内部へ形成された流体入口と、
前記細径穴から前記中央細径部へ形成された流体出口と
を備えていることを特徴とする減圧弁。
【請求項２】
前記ピストン、前記調整ねじおよび前記ばね受けには、貫通穴から成るブリード穴が形成されていることを特徴とする請求項１記載の減圧弁。
【請求項３】
前記ボディと前記ボトムプラグとは、圧入嵌合の上、嵌合部の周囲適当個所をかしめて固定して成ることを特徴とする請求項１記載の減圧弁。
【請求項４】
前記ボディと前記調圧カバーを含む外形が略円筒形であることを特徴とする請求項１記載の減圧弁。
【請求項５】
前記ボディの外周には、被装着物の装着穴内において、流体入口と流体出口との間を密封するシール材が装着されていることを特徴とする請求項１記載の減圧弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一次側から供給された空気圧などの圧力流体を、設定する所望の圧力に減圧して二次側に送出する流体用減圧弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造分野において、特にチップマウンタと呼ばれる実装機などの圧力を制御するための減圧弁が用いられている。
従来、この種の減圧弁としては、例えば、特許文献１の図３、図４に明示されたように、マニホールドブロック７４と切換弁７２との間に取り付けられる減圧弁１０が知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１７９６３４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に図示されている減圧弁１０では、マニホールドブロック７４と切換弁７２との間に取り付ける構造としてあるので、比較的大型化してしまうという問題点がある。
【０００５】
また、特許文献１では、減圧弁１０をマニホールドブロック７４と切換弁７２との間に一体的に固定しているため、メンテナンスなどの際、減圧弁１０部分のみを交換する場合に対応がし難くなるといった問題点がある。
また、例えば前述したようなチップマウンタなどにおいて、半導体部品を所定位置まで真空吸着搬送して位置決めし、真空破壊して半導体部品を所定位置へ載置しようとした時に、圧力の影響を極力少なくしてスムーズに置くためには最適圧力に調整されていることが必要であり、しかも位置決めから真空破壊して位置決め時の応答性を高くするためには、できるだけその近くにこの減圧弁機構を設置する必要がある。補足すると、真空破壊の圧力設定は０．１ＭＰａの大気圧に近い正圧であるため、流体の伝達速度が遅く、離れた場所に設置した場合なかなか出力が得られない。装置のタクトタイムを縮めるためにも、減圧弁は真空破壊する位置の近くでなければならない。逆に、０．１ＭＰａを超える圧力に設定した場合、圧力が高いために、チップ（ワーク）をプリント基板から吹き飛ばしてしまう可能性が高い。
【０００６】
しかも、前記従来構造では、大型化しているために、重量化し、可動する搬送部に減圧弁を取り付けた場合、その質量や慣性により装置剛性を上げなければならない。よって、従来方式ではチップマウンタの搬送部近くに設置することは困難であった。
また、チップマウンタの例で言えば、従来構造の減圧弁は上記の理由で実質的に、その搬送部などに搭載困難であるため、減圧弁を離れた場所に設置し、０．４ＭＰａ程度の比較的高圧に設定し、タクトタイムの低下を避けていた。
【０００７】
このため、真空破壊の調整は、絞り弁による流量制御だけを行っており、比較的高圧の流体が噴出しやすく、チップの吹き飛ばしの不具合が絶えなかった。
本発明は斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、一般的な減圧弁機能を有するとともに、構造を単純化して軽量化・小型化を実現し、チップマウンタの搬送部などに内蔵可能とした減圧弁を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、両端部に穴を形成するとともにほぼ中央部に細径穴を有する縮径部を形成したボディと、前記ボディの一端側穴内に配され、先端部が前記細径穴を通って前記ボディの他端側穴へ届く長さを有するピストンと、前記ボディの一端側穴内に配され、前記ピストンを前記細径穴側へ押圧する第１ばね部材と、前記ボディの一端側へ装着され、ばね受けを介して前記第１ばね部材のばね力を調節する調圧ねじを中央部分に螺合した調圧カバーと、先端側に有底円筒部を有し、前記ボディの他端側穴内に固着されるボトムプラグと、前記ボトムプラグの有底円筒部内に配される球体と、前記ボトムプラグの有底円筒部内に配され、前記球体を前記細径穴端面をシールする形で押圧配置するとともに前記ピストンの先端部を前記球体へ当接させる方向へ押圧する第２ばね部材と、前記ボディの他端側穴の外側から内部へ形成された流体入口と、前記細径穴から前記中央細径部へ形成された流体出口とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の減圧弁において、前記ピストン、前記調整ねじおよび前記ばね受けには、貫通穴から成るブリード穴が形成されていることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１記載の減圧弁において、前記ボディと前記ボトムプラグとは、圧入嵌合の上、嵌合部の周囲適当個所をかしめて固定して成ることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１記載の減圧弁において、前記ボディと前記調圧カバーを含む外形が略円筒形であることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１記載の減圧弁において、前記ボディの外周には、被装着物の装着穴内において、流体入口と流体出口との間を密封するシール材が装着されていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る減圧弁１０を示す全体断面図であり、流体機器のハウジングＨ内へ組み込んだ状態を示している。
本実施形態の減圧弁１０は、全体が略円筒状であり、両端から開口する有底の穴１１ａおよび穴１１ｂと、これらのほぼ中央部に位置する縮径された細径穴１１ｃを有する略円筒状のボディ１１を備えている。
【００１２】
ボディ１１は、一端部の穴１１ａの開口端１１ｇから他端部の穴１１ｂの開口端１１ｈに向かって、その外周に、環状の段部１１ｉと、Ｏリングなどのシール材２０を装着するための環状の凹溝１１ｊと、穴１１ｃの外周に位置するとともに細径穴１１ｃと連通する流体出口１１ｅを周囲４箇所へ形成した、ボディ１１の外周より小径の環状の縮径部１１ｆと、Ｏリングなどのシール材２１を装着するための環状の凹溝１１ｋと、穴１１ｂと連通する流体入口１１ｄを周囲４箇所へ形成した、ボディ１１の外周より小径の環状の縮径部１１ｌと、Ｏリングなどのシール材２２を装着するための環状の凹溝１１ｍとを備えている。
【００１３】
また、ボディ１１の穴１１ａと穴１１ｃとの間には、穴１１ｃに向かって縮径するテーパ状の段部１１ｎが位置し、そのほぼ中央部に穴１１ｃが形成されている。
また、ボディ１１の穴１１ｃと穴１１ｂとの境界部には、弁座１１ｏが形成されている。
【００１４】
また、ボディ１１の一端側の穴１１ａ内には、中心を貫通する穴１２ｂを形成し、先端部１２ｃがボディ１１の細径穴１１ｃを通って他端側の穴１１ｂへ届く長さを有するロッド部１２ａを有するピストン１２と、このピストン１２をボディ１１の細径穴１１ｃ側へ押圧する第１ばね部材１３と、中央部分にねじ穴１４ａを形成し、ボディ１１の一端側の環状の段部１１ｉに装着固定される調圧カバー（ボンネット）１４と、中心を貫通する穴１５ｃを形成し、調圧カバー１４のねじ穴１４ａに螺合された調圧ねじ１５と、中心を貫通する穴２３ａを形成し、調圧ねじ１５の先端側１５ａと第１ばね部材１３との間に配されたばね受け２３とで構成された調圧機構Ｃが内蔵されている。
【００１５】
ここで、ピストン１２には、ピストンパッキン１９が取り付けてある。また、調圧ねじ１５は、先端部１５ａが先細で頭部側にスパナ穴１５ｂが形成されている。
また、ボディ１１の他端側の穴１１ｂ内には、先端側に有底円筒部１６ａを形成するとともに他端側にスパナ穴１６ｂを形成したボトムプラグ１６と、有底円筒部１６ａ内に配された球体１８と、有底円筒部１６ａ内に配され球体１８を弁座１１ｏをシールする形で押圧配置するとともに、ピストン１２のロッド部１２ａの先端部１２ｃを球体１８に当接させる第２ばね部材１７とを備えている。
【００１６】
次に、斯くして構成された本実施形態に係る減圧弁１０を、図１に示すように、流体機器のハウジングＨの装着穴Ｈ３内に組み込み、その作用を説明する。
減圧弁１０をハウジングＨに組み込むと、ハウジングＨの入口側通路Ｈ１と減圧弁１０の流体入口１１ｄとが連通し、ハウジングＨの出口側通路Ｈ２と減圧弁１０の流体出口１１ｅとが連通する。
【００１７】
また、三カ所に設けたシール材２０，２１，２２が、流体入口１１ｄと出力口１１ｅとの間、さらにはボディ１１外周とハウジングＨ間の密閉作用をする。
また、減圧弁１０は、止め輪２４によってハウジングＨの内部に位置決めされる。
本実施形態においては、ボディ１１の他端側の穴１１ｂの底部に開口している細径穴１１ｃ部分に形成された弁座１１ｏと球体１８とでメタルシールの主弁を構成しており、調圧ねじ１５を操作することにより第１ばね部材１３を介してピストン１２を前進させ、球体１８を第２ばね部材１７に抗して押し下げることで弁座１１ｏとの間に通路を開口して、所定圧の流体を出力口１１ｅへ流出させることができる。
【００１８】
そして、出力口１１ｅ側の圧力が設定圧力よりも高くなり、第１ばね部材１３に抗してピストン１２を押し上げて後退させると、ピストン１２の先端部１２ｃが球体１８から離れる。球体１８は第２ばね部材１７によって弁座１１ｏに押圧され、主弁を閉じ、流体の流れを止める。出力口１１ｅ側の圧力が設定圧力より低くなると、ピストン１２が前進し、ピストン１２の先端部１２ｃが球体１８に当接するとともに、それを押し下げ主弁を開く。本実施形態では、この動作を繰り返し、出力口１１ｅ側の圧力を略一定に保つという、一般的な減圧弁の機能を実現するものである。
【００１９】
また、本実施形態においては、調圧ねじ１５、ばね受２３にも中心に穴１５ｃ，２３ａを形成して、ピストン１２ａと共に同一軸線上に並んで大気中へ連通しているので、これらがブリード排気穴を形成している。
また、ハウジングＨには、呼吸穴Ｈ４が形成されている（無くても良い）。
以上のように、本実施形態によれば、流体機器の装着穴Ｈ３に対して、ボトムプラグ１６側から挿入配置したので、外から調圧ねじ１５を操作してばね圧を調整することが可能である。
【００２０】
また、本実施形態によれば、減圧弁の軽量化・小型化が実現でき、例えばチップマウンタのようなチップなどのワーク保持搬送部に近いハウジング部分の流体通路の途中へ内蔵配置することにより、高い応答性をもって圧力制御が可能になる。
また、本実施形態によれば、減圧弁１０の機能部分を略円筒形の形状を為したボディ１１に内蔵したので、各種流体機器に組み込んで使用することができる。例えば、エアードライバーなどの空気圧工具のボディに組み込むことにより、トルク調整を容易に行うことができ、しかも駆動部の間近に設置できるので、応答性が良く、実用性が高い。さらに、各種弁装置に組み込むことが可能である。弁の通路途中へ組み込んでも良い。
【００２１】
さらに、他の機器との組み合わせて使用することも可能である。例えば、シリンダのエンドカバーやロッドカバーに形成されたピストン室への通路途中へ組み込んで使用する際に、速度制御弁を直列に接続するなどにより、シリンダ制御を幅広く行える。
なお、本実施形態において、ボディ１１の他端側の穴１１ｂ内に圧入固着したボトムプラグ１６は、接着剤を用いて固定することも可能であるが、ボトムプラグ１６の外周とボディ１１の他端側の穴１１ｂとの間をかしめることが望ましい。これによって、両者の一体化がより強固となる。
【００２２】
また、本実施形態では、止め輪２４によって装着した場合について説明したが、装着穴Ｈ３にねじ込むようにしても良い。
図２は、本発明の第２実施形態に係る減圧弁１０Ａを示す全体断面図であり、流体機器のハウジングＨの装着穴Ｈ５内へ組み込んだ状態を示している。
【００２３】
本実施形態に係る減圧弁１０Ａは、内部構造は第１実施形態に係る減圧弁１０と同一であるが、ハウジングＨへの取付方が異なっている。
従って、減圧弁１０Ａの構造の説明は先の第１実施形態装置と同じであるから、その説明は省略する。
第１実施形態に係る減圧弁１０は、外部から必要時に調圧して、随時圧力を変化させることができた。
【００２４】
これに対し、第２実施形態に係る減圧弁１０Ａは、ハウジングＨに対する装着の向きを反対にして、その調圧側をハウジングＨの装着穴Ｈ５の底側に配置したものであり、一度所定圧に調圧したら、あとは操作不能にしたものである。
従って、第２実施形態に係る減圧弁１０Ａによれば、一度所定圧に設定した操作部が外部から手にふれることができないので、設定圧の安定化と安全性が得られる。
【００２５】
また、第２実施形態に係る減圧弁１０Ａによれば、他の圧力が必要な場合には、必要な圧力に設定した同一形状の減圧弁１０Ａと容易に交換することができる。すなわち、減圧弁１０Ａをカートリジとして活用することができる。
このように、減圧弁１０Ａをカートリッジ式にして、各種流体機器のハウジング（本体）へ直接内蔵するようにしたので、使用範囲が大幅に拡大できる。例えば、エアシリンダの両カバー（ヘッド、ロッド）の通路途中へ、速度制御弁と一緒に装着したり、あるいはエア工具（ドライバなど）の本体内へ内蔵することによって、操作トルクを簡単に調整することができるなど、応用性が高いものである。
【００２６】
なお、この第２実施形態において、ハウジングＨの装着穴Ｈ５は、底側に、ねじ穴Ｈ６とその先端側に逃げ穴Ｈ７が必要であり、かつ呼吸穴Ｈ８が設定してあることは当然である。
【００２７】
また、ボトムプラグ１６とボデイ１１側とは、第１実施形態で説明したように、かしめにより強固に一体化されているので、ボトムプラグ１６のスパナ穴１６ｂを利用してハウジングＨへこの減圧弁１０Ａをねじ込んで装着することができる。
なお、本発明の各実施形態において、減圧弁１０，１０Ａの外側形状を円筒形として説明した。確かに、円筒形は流体機器側の装着穴を形成する上で最も好ましいものであるが、他の形状でも実施可能である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、球体から成る主弁のシール構造をゴムなどの弾性体シールではなく、メタルシールを採用したので、構造が簡単になり、小型化を可能とするとともに、パッキン弾性変形による不感帯がなく、圧力調整の感度が良いという利点がある。
【００２９】
また、本発明によれば、減圧弁の軸心上にブリード穴を配置したので、メタルシールにより、主弁部に１００ｃｃ程度の漏れを生じても、減圧弁内部で流体が停滞することがなく、感度劣化が少なく、圧力応答性を向上できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る減圧弁を示す全体断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る減圧弁を示す全体断面図である。
【符号の説明】
１０，１０Ａ  減圧弁
１１  ボディ
１１ａ，１１ｂ，１２ｂ，１５ａ，２３ａ  穴
１１ｃ  細径穴
１１ｏ  弁座
１２  ピストン
１２ａ  ロッド部
１２ｃ，１５ａ  先端部
１３  第１ばね部材
１４  調圧カバー
１４ａ  ねじ穴
１５  調圧ねじ
１６  ボトムプラグ
１６ａ  有底円筒部
１６ｂ  スパナ穴
１７  第２ばね部材
１８  球体
２３  ばね受け
Ｃ  調圧機構
Ｈ  流体機器のハウジング
Ｈ３  装着穴
Ｈ１  入口側通路
Ｈ２  出口側通路
１１ｅ  流体出口
【図１】
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【図２】
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