流路規定部材および流体定量送出装置
【課題】高精度に量を規定して流体を送出する。
【解決手段】円筒状部材４と円柱状部材２とを有し、円柱状部材２を中心軸１０周りに回転することで、第１貫通孔群４αと溝部２ｂとが接続される第１の接続状態と、第２貫通孔群４βと溝部２ｂとが接続される第２の接続状態と、第１の接続状態と第２の接続状態との間における、溝部２ｂが円筒状部材４の内周面４ｅで塞がれている閉塞状態とが切り替えられる流路規定部材２０である。第１の状態において溝部２ｂに充填された流体を、第２の状態において第２貫通孔群から吐出させ、溝部２ｂに対応する量の流体を排出する。
【解決手段】円筒状部材４と円柱状部材２とを有し、円柱状部材２を中心軸１０周りに回転することで、第１貫通孔群４αと溝部２ｂとが接続される第１の接続状態と、第２貫通孔群４βと溝部２ｂとが接続される第２の接続状態と、第１の接続状態と第２の接続状態との間における、溝部２ｂが円筒状部材４の内周面４ｅで塞がれている閉塞状態とが切り替えられる流路規定部材２０である。第１の状態において溝部２ｂに充填された流体を、第２の状態において第２貫通孔群から吐出させ、溝部２ｂに対応する量の流体を排出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の経路を規定する部材、およびそれを用いた、流体の量を規定して定量で送出する流体定量送出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば半導体製造プロセス等におけるレジスト塗布工程等、様々な分野において、レジスト等の流体の流路を規定する部材や、所定量の流体を定量ずる送出する装置が求められている。
【０００３】
例えば特許文献１には、ステンレス材からなる金属バルブを有して構成された、液体を定量して吐出する装置が開示されている。特許文献１に開示された装置では、流路内にバルブを配置し、流路を流れる液体の流速と、バルブの開閉タイミングとによって、バルブの下流側へ吐出する流体の量を規定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２７５１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ステンレス材等の金属バルブでは、耐摩耗性が比較的低く、このバルブから生じた金属成分が、吐出する液体にコンタミネーションとして混入することもあった。また、磨耗によって液体の吐出量が変化することもあり、液体吐出装置としての寿命は比較的短いものであった。また、流体の流速等が、例えば流体に圧力をかけるためのポンプの劣化による圧力変動や、流路内のコンタミネーション付着等に起因した流路内の変動等に応じて変化しやすく、バルブの開閉タイミングを制御しても、十分高い精度で液体を定量して吐出することができないといった課題があった。
【０００６】
本発明は、かかる課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、流体の流路を規定する部材であって、円筒状部材と、該円筒状部材の内側に挿入された、外周面に溝部が設けられた円柱状部材とを有し、前記円筒状部材は、外周面と内周面との間を貫通した貫通孔を複数備え、前記円柱状部材を中心軸周りに回転することで、複数の前記貫通孔のうちの一部の前記貫通孔からなる第１貫通孔群と前記溝部とが接続される第１の接続状態と、前記第１貫通孔群とは異なる複数の前記貫通孔からなる第２貫通孔群と前記溝部とが接続される第２の接続状態と、前記第１の接続状態と前記第２の接続状態との間における、前記溝部が前記円筒状部材の内周面で塞がれている閉塞状態とが切り替えられることを特徴とする流路規定部材を提供する。
【０００８】
本発明はまた、前記流路規定部材の前記円柱状部材を中心軸周りに回転させて、前記第１の接続状態とした後に前記閉塞状態を経て前記第２の接続状態に切り替える回転手段と、前記第１の接続状態において、前記第１貫通孔群を構成する前記貫通孔の少なくとも１つから前記溝部に流体を流入させつつ前記第１貫通孔群の他の前記貫通孔から前記流体をオーバーフローさせる流体供給手段と、前記第２の接続状態において、前記第２貫通孔群を構成する前記貫通孔の少なくとも１つを介して前記溝部に気体を流入させて、流入させた該気体の圧力によって前記溝部内の前記流体を前記第２貫通孔群の他の前記貫通孔から
排出させる流体排出手段とを備えることを特徴とする流体定量送出装置を、併せて提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の流路規定部材は、円柱状部材を中心軸周りに回転することで、複数の貫通孔のうちの一部の貫通孔からなる第１貫通孔群と溝部とが接続される第１の接続状態と、第１貫通孔群とは異なる複数の貫通孔からなる第２貫通孔群と溝部とが接続される第２の接続状態と、第１の接続状態と第２の接続状態との間における、溝部が円筒状部材の内周面で塞がれている閉塞状態とが切り替えられることで、第１の状態において溝部に供給された流体を、第２の状態において第２貫通孔群から排出させることができる。溝部に供給される流体の量は、溝部の形状に応じた一定量とすることができ、第１の状態から閉塞状態を経て第２の状態へと変化させることで、第２貫通孔群から流体を、高精度に量を規定して定量で排出することができる。
【００１０】
また、本発明の流体定量送出装置は、回転手段が、流路規定部材の円柱状部材を中心軸周りに回転させて、第１の接続状態とした後に閉塞状態を経て第２の接続状態に切り替える。流体供給手段が、第１の接続状態において、第１貫通孔群を構成する貫通孔の少なくとも１つから溝部に流体を流入させつつ第１貫通孔群の他の貫通孔から流体をオーバーフローさせ、流体排出手段が、第２の接続状態において、第２貫通孔群を構成する貫通孔の少なくとも１つを介して溝部に気体を流入させて、流入させた気体の圧力によって溝部内の流体を第２貫通孔群の他の前記貫通孔から排出させることで、流体を、高精度に量を規定して定量で送出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の流路規定部材の一実施形態である流路規定部材２０について説明する図であり、（ａ）は流路規定部材２０の正面図と側面図、（ｂ）は流路規定部材２０を構成する円筒状部材４の正面図と側面図、（ｃ）は流路規定部材２０を構成する円柱状部材２の正面図と側面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、図１に示す流路規定部材２０における各種状態を示しており、（ａ）は第１の接続状態、（ｂ）は閉塞状態、（ｃ）は第２の接続状態である。
【図３】本発明の流体定量送出装置の実施形態の一例である、流路規定部材２０を備えて構成される装置１について説明する概略構成図である。
【図４】流路規定部材２０について説明する概略断面図であり、円筒状部材４の内周面４ｅと、円柱状部材２の外周面２ａとの間隙について説明する図であり、
【図５】図５は、円筒状部材４の内周面４ｅと円柱状部材２の外周面２ａとを拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の流路規定部材の実施形態の一例、および本発明の流体定量送出装置の実施形態の一例について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の流路規定部材の実施形態の一例である流路規定部材２０について説明する図であり、（ａ）は流路規定部材２０の正面図と側面図、（ｂ）は流路規定部材２０を構成する円筒状部材４の正面図と側面図、（ｃ）は流路規定部材２０を構成する円柱状部材２の正面図と側面図である。
【００１３】
流路規定部材２０は、流体の流路を規定する部材であって、円筒状部材４と、円筒状部材４の内側に挿入された円柱状部材２とを有している。円柱状部材２は、外周面２ａに溝部２ｂが設けられている。円筒状部材４は、外周面４ｆと内周面４ｅとの間を貫通した４つの貫通孔４ａ〜４ｅを備えている。
【００１４】
円柱状部材２は、溝部２ｂが中心軸１０に沿って設けられている。円筒状部材４は、第
１貫通孔群４αを構成する貫通孔４ａと貫通孔４ｂとが、中心軸１０に沿って配列しており、第２貫通孔群４βを構成する貫通孔４ｃと４ｄとが、第１貫通孔群４αとは周方向で異なる位置に、中心軸１０に沿って配列している。本実施形態の流路規定部材２０では、第１貫通孔群４αと第２貫通孔群４βとが、中心軸１０に対してそれぞれ線対称となる位置に配置されている。
【００１５】
図２（ａ）〜（ｃ）は、図１に示す流路規定部材２０の各種状態を示している。流路規定部材２０は、例えば図中の矢印Ｒで示すように、円柱状部材２を中心軸１０周りに回転させることで、４つの貫通孔のうち貫通孔４ａと貫通孔４ｂからなる第１貫通孔群４αと溝部２ｂとが接続される第１の接続状態と、貫通孔４ｃと貫通孔４ｄとからなる第２貫通孔群４βと溝部２ｂとが接続される第２の接続状態と、第１の接続状態と第２の接続状態との間における、溝部２ｂが円筒状部材４の内周面４ｅで塞がれている閉塞状態とが切り替えられる。図２（ａ）は第１の接続状態、図２（ｂ）は閉塞状態、図２（ｃ）は第２の接続状態をそれぞれ示している。
【００１６】
図３は、本発明の流体定量送出装置の実施形態の一例である、流路規定部材２０を備えて構成される流体定量送出装置１について説明する概略構成図である。図３に示す実施形態を例に、流路規定部材２０および装置１についてより詳細に説明する。
【００１７】
装置１は、流路規定部材２０と、流路規定部材２０の円柱状部材２を中心軸１０周りに回転させて、第１の接続状態と、閉塞状態と、第２の接続状態とを順次切り替える回転手段１２と、第１の接続状態において貫通孔４ａから溝部２ｂに流体Ｆを流入させつつ、貫通孔４ｂから流体Ｆをオーバーフローさせる流体供給手段１４と、第２の接続状態において、第２貫通孔群を構成する貫通孔４ｃを介して溝部２ｂに気体Ｇを流入させて、流入させた気体Ｇの圧力によって、溝部内２ｂの流体Ｆを貫通孔４ｄから排出させる流体排出手段１６とを備えている。
【００１８】
本例の流体定量送出装置１は、例えば図示しない半導体製造システムに用いられるレジスト塗布装置に備えられており、流体排出手段１６によって排出された流体Ｆは、半導体製造システムが備えるレジスト吐出ノズル１９に送られる。本例では、流体Ｆとして、半導体製造工程に用いられるレジスト液を用いている。
【００１９】
流体供給手段１４は、図示しない薬液タンクと、いわゆる公知のコンプレッサーを備えた圧縮空気供給機構とを備えてている。流体供給手段１４は、薬液タンクに貯留されている流体Ｆに対し、圧縮空気供給機構によって圧力を印加し、この印加した圧力によって流体Ｆを流路規定部材２０へ供給する。流路規定部材２０と流体供給手段１４とは、貫通孔４ａに接続した配管６ａ、および貫通孔４ｂに接続した配管６ｂを介して接続されている。流体供給手段１４は、図２（ａ）に示す第１の状態において、配管６ａを介して貫通孔４ａから溝部２ｂに流体Ｆを流入させつつ、貫通孔４ｂから流体Ｆをオーバーフローさせる。本実施形態では、貫通孔４ｂからオーバーフローした流体Ｆは、配管６ｂを介して流体供給手段１４の薬液タンクに還流される。
【００２０】
流体排出手段１６は、いわゆる公知のコンプレッサーを備えた、図示しない圧縮空気供給機構を供え、圧縮した気体Ｇを流路規定部材２０へ供給する。流路規定部材２０と流体排出手段１６とは、貫通孔４ｃに接続した配管６ｃ介して接続されており、図２（ｃ）に示す第２の状態において、配管６ｃを介して貫通孔４ｃから溝部１２に気体Ｇを流入させて、流入させた気体Ｇの圧力によって、溝部内２ｂの流体Ｆを貫通孔４ｄから排出させる。貫通孔６ｄは、貫通孔４ｄに接続した配管６ｄを介して吐出ノズル１９と接続されている。配管６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、貫通孔４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄのそれぞれと、高いシール性を保つよう接合部材（不図示）によって接合されている。接合部材としては、金
属製のろう材、耐熱製の樹脂などが挙げられる。
【００２１】
流体定量送出装置１では、回転手段１２によって円柱状部材２を中心軸１０周りに回転（Ｒ）せて、第１の接続状態と、閉塞状態と、第２の接続状態とを切り替えることで、溝部２ｂの体積と回転数に応じた所定量の流体Ｆを、吐出ノズル１９に向けて送出することができる。
【００２２】
流体定量送出装置１の各部は、このレジスト塗布装置が備える制御部と接続されており、流体供給手段１４において流体Ｆに印加する圧力の大きさや、流体排出手段１６において気体Ｇに印加する圧力の大きさ、回転手段１２による円筒状部材２の回転速度や回転タイミング等が、この図示しない制御部によって制御されている。
【００２３】
流体定量送出装置１において、所定量の流体Ｆを吐出ノズル１９に向けて送出する際は、まず、図２（ａ）に示す第１の接続状態となり、貫通孔４ａから溝部２ｂに流体Ｆが流入し、貫通孔４ｂから流体Ｆがオーバーフローする。
【００２４】
次に、回転手段１２によって円柱状部材２が回転され、図２（ｂ）に示す閉塞状態となる。閉塞状態では、溝部２ｂが円筒状部材４の内周面４ｅによって閉塞され、第１の接続状態を経て溝部２ｂ内に充填された流体Ｆは、筒状部材４の内周面４ｅと溝部２ｂで形成される空間に溜まった状態を維持しながら、円柱状部材２の回転に伴って移動する。流路規定部材２０において、円柱状部材２の溝部２ｂと筒状部材４の内周面４ｅとでできる空間の体積は一定であり、溝部２ｂの体積と同量の流体Ｆが、回転に伴って移動する。
【００２５】
次に、回転手段１２によって円柱状部材２がさらに度回転され、図２（ｃ）に示す第２の接続状態となる。第２の接続状態では、第２貫通孔群を構成する貫通孔４ｃを介して溝部２ｂに気体Ｇが流入し、流入した気体Ｇの圧力によって、溝部内２ｂ内の流体Ｆが貫通孔４ｄから排出される。本例では、回転手段１２によって円柱状部材２が１８０度回転する間に、第１の接続状態から閉塞状態を経て第２の接続状態に至る一連の状態を経ることで、第２の接続状態において溝部１２ｂと同じ体積の流体Ｆを吐出ノズル１９に向けて送出することができる。装置１の回転手段１２の動作を制御して、円柱状部材２の回転回数を所定回転数に調整することで、溝部１２ｂの体積と回転数とに応じた所定量（所定体積）の流体Ｆを、吐出ノズル１９に送出することができる。
【００２６】
流路規定部材２０について、さらに説明する。図４および図５は、流路規定部材２０について説明する概略断面図である。図４では、円筒状部材４の内周面４ｅと、円柱状部材２の外周面２ａとの間隙について説明する図であり、中心軸１０方向に沿った円柱状部材２の径の変化を、実際より誇張して示している。図５は、円筒状部材４の内周面４ｅと円柱状部材２の外周面２ａとを拡大して示している。
【００２７】
図４に示すように、円筒状部材４の内周面４ｅと、円柱状部材２の外周面２ａの溝部２ｂ以外の部位との間隙は、中心軸１０に沿った端部の側が、軸方向に沿った中央部に比べて大きく、例えば、端部側の間隙Ｂが５μｍ、中央部での間隙Ａが３μｍとなっている。筒状部材４の内周面４ｅと円柱状部材２の外周面２ａとの間隙が大きいほど、円柱状部材２の回転抵抗はより小さくなる。すなわち、比較的小さな力で、スムーズに回転させることが可能となる。一方、筒状部材４の内周面４ｅと円柱状部材２の外周面２ａとの間隙が小さいほど、流体Ｆのシール性はより高くなる。すなわち、この間隙が狭いほど、この間隙から漏れ出す流体の量は比較的少なくなる。流路規定部材２０では、中央部のクリアランスを比較的小さくし、流体Ｆのシール性を充分高くするとともに、軸方向の端部側のクリアランスを比較的大きくして、円柱状部材２を回転させる際の抵抗（回転抵抗）を比較的小さくしている。
【００２８】
シール性を比較的高くして、円柱状部材２と筒状部材４の間隙からの流体Ｆの漏れ量を比較的少なくするため、溝部２ｂ以外の部位における、円柱状部材２と筒状部材４との間隙が６μｍ以下であることが好ましい。本例の流路規定部材２０によれば、流体を封止するためのシール機構（リーク防止用のシールテープや、リーク防止用の樹脂材）を用いることなく円柱状部材２と筒状部材４と、の２つの部材のみをもって、流体Ｆの漏れ出しが比較的少ない流路規定部材２０を構成している。
【００２９】
流路規定部材２０は、円柱状部材２および筒状部材４の両方が、ジルコニアまたはジルコニア強化アルミナ（ＺＴＡ）によって形成されていることが好ましい。ジルコニアおよびＺＴＡは、耐磨耗性が比較的高く、円柱状部材２の外周面２ａと筒状部材４の内周面４ｅとの間で、２つの部材が摺接した場合の磨耗の程度が比較的少ない。流路規定部材２０は耐摩耗性が高く、長期にわたって安定した一定量の流体を送出することができる。円柱状部材２および筒状部材４は、少なくともいずれか一方がジルコニアまたはジルコニア強化アルミナを主成分とする材料で構成されていればよい。ジルコニアを主成分とするとは、例えばジルコニアを６０質量％以上含んでなることをいう。
【００３０】
図５に示すように、円柱状部材２の外周面２ａは、円周方向に沿って連続した研削条痕を有し、筒状部材４の内周面４ｅも同様に研削条痕を有している。このような研削状痕は、例えば円柱状部材２の場合であれば、円柱状部材２を例えば中心軸周りに回転させつつ、外周面２ａに研削用部材を当接させて行う、いわゆる外周面ホーニング加工によって外周面２ａが研削加工されて研削条痕が形成される。円筒状部材４の研削条痕は、円筒状部材４の内周面４ｅに研削用部材を当接させて行う、いわゆる内周面ホーニング加工によって形成される。
【００３１】
一般的なセラミック材料は、例えば金属等と比較すると破壊靱性値が比較的小さいが、ジルコニアおよびＺＴＡは、セラミックスの中でも比較的破壊靱性値が大きい。このため、ジルコニアは、研削加工した際に、研削後の表面の欠陥（ボイド等）が比較的少なく、表面が鏡面になり易い傾向を有している。また、一方、ジルコニアおよびジルコニア強化アルミナは、セラミックスの中で比較的破壊靱性値が大きいため、研削面に、塑性流動型の研削条痕を生じやすい。すなわち、研削加工によって形成された円柱状部材２の外周面には、円柱状部材２の周方向に沿って比較的長く、細かい凹部および凸部が存在している。また、筒状部材４の内周面４ｅも、いわゆる内周面ホーニング加工によって形成されている。この内周面４ｅにも、周方向に沿って比較的長く延びた研削条痕が生じている。
【００３２】
流路規定部材２０では、円柱状部材２の外周面２ａおよび筒状部材４の内周面４ｅに、それぞれ研削条痕が形成されている。このため、円柱状部材２の外周面２ａと筒状部材４の内周面４ｅとが近づくような力がかかった場合であっても、研削条痕の凸部が先に当接し、研削条痕の凹部全体が密着し難い。このため、微視的に見れば、円柱状部材２の外周面２ａと筒状部材４の内周面４ｅとの間に適度なクリアランスが保たれ、円柱状部材２の回転抵抗が比較的低い状態に保たれる。また、円柱状部材２の外周面２ａと筒状部材４の内周面４ｅとに、それぞれ研削条痕が形成されているので、円柱状部材２の外周面２ａの表面積と、筒状部材４の内周面４ｅの表面積とは、いずれも比較的大きくなっている。すなわち、円柱状部材２と筒状部材４との間隙（クリアランス）においては、円柱状部材２と筒状部材４との距離に比べて、流体Ｆが接触する表面積が比較的大きくなっている。このため、この間隙に進入した流体Ｆに発生する表面張力が大きく、この間隙からの流体Ｆの漏れ出しが抑止されている。
【００３３】
なお、円柱状部材２の外周面２ａの輪郭曲線要素の平均長さＲＳｍを５μｍ以上とすれば、液体の封止性を比較的高くすることができる。また、円柱状部材２の外周面２ａの輪
郭曲線要素の平均長さＲＳｍを８μｍ以下とすれば、筒状部材４と円柱状部材２とが当接することで生じるコンタミネーションの量を、比較的少なくすることができる。なお、この輪郭曲線要素の平均長さ（ＲＳｍ）とは、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１に準拠した値である。輪郭曲線要素の平均長さ（ＲＳｍ）の測定には、例えば、株式会社小坂研究所 表面粗さ測定器 サーフコーダＳＥ−２３００を用いて、基準長さ０．４ｍｍでカットオフ値を０．０８ｍｍとすればよい。なお、輪郭曲線要素の平均長さ（ＲＳｍ）は、ＪＩＳ
Ｂ０６０１−２００１に準拠した値であればよく、上記測定器を用いた値でなくとも構わない。
【００３４】
なお、軸部材の外周面および外郭部材の内周面に、研削条痕が形成されているとは、上記輪郭曲線要素の平均長さ（ＲＳｍ）が４μｍ以上であることをいう。
【００３５】
流路規定部材２０では、円柱状部材２または円筒状部材４の少なくとも一方がジルコニアまたはジルコニア強化アルミナからなる場合は、ジルコニアの結晶相のうち、単斜晶率が５ｍｏｌ％以下であることが好ましい。単斜晶率の測定方法としては、円柱状部材２の外周面２ａのＸ線回折により結晶構造を解析することで算出することができる。Ｘ線回折による結晶構造の解析には、例えば、スペクトリス株式会社製ＰＷ３０５０を用い、測定条件２θ＝２６°〜３６°の範囲で、Ｘ線出力４０ｋＶの５０ｍＡで測定すればよい。
【００３６】
例えばジルコニアは、加工ストレスによって、表面が相変態することが知られている。例えば、正方晶が応力を受けることで相変態し、単斜晶に変化するわけであるが、それに伴い体積膨張を引き起こし、表面に劣化した層が形成されることがある。あるいは加工によって破壊変質層が形成されることがある。加工によって破壊変質層が形成されている表面では、表面のジルコニア結晶が比較的脱粒しやすい。
【００３７】
円柱状部材２の外周面２ａのジルコニア結晶相の単斜晶率を５ｍｏｌ％以下とすれば、ホーニング加工等の物理的な加工を経て外周面２ａの表面に付着する、ジルコニア粒子の脱粒等を比較的低く抑えることができる。円柱状部材２の外周面２ａのジルコニア結晶相の単斜晶率を５ｍｏｌ％以下とすることで、表面のジルコニア結晶の脱粒を比較的少なくすることができる。円柱状部材２の外周面２ａのジルコニア結晶相の単斜晶率を５ｍｏｌ％以下とすれば、排出される流体Ｆに混入するコンタミネーションを、比較的低く抑えることができる。
【００３８】
なお、流路規定部材２０に含ジルコニアの結晶相が含まれる場合は、円柱状部材２、筒状部材４のいずれも、ジルコニアはＹ２Ｏ３を焼結助剤とする部分安定化ジルコニアが好ましい。この場合、円柱状部材２および筒状部材４のいずれも、Ｙ２Ｏ３の含有量が２〜６ｍｏｌ％の範囲が好ましい。Ｙ２Ｏ３の含有量を２〜６ｍｏｌ％の範囲とすると、正方晶から単斜晶への相変態し難くなり、摺接面は比較的高い耐摩耗性や耐食性を発揮することができる。Ｙ２Ｏ３含有ジルコニアからなる流路規定部材２０は、耐摩耗性が比較的高く、流体Ｆへのコンタミネーションの混入量も比較的少なくなる。なお、耐摩耗性や耐食性を、より高くするには、Ｙ２Ｏ３の含有量を２〜４ｍｏｌ％の範囲とすることが、さらに好ましい。
【００３９】
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明は上記の例に特に限定されない。例えば、本発明の流体定量送出装置は、上述したレジスト塗布装置等に限らず、半導体製造装置や、各種分析装置、医療機器など、様々な装置に用いることができる。流路規定部材で流路を規定する流体の種類についても特に限定されない。例えば、酸性溶液やアルカリ性溶液等の各種薬液や、血液等であってもよい。また、流路規定部材における貫通孔の配置位置や溝部の形状等も、特に限定されない。第１貫通孔群を構成する複数の貫通孔と、第２貫通孔群を構成する複数の貫通孔とを、それぞれ円柱状部材の中心軸に対し
て傾けて配列させるとともに、溝部材も同様に中心軸に対して傾けて配列してもよい。第１貫通孔群や第２貫通孔群の配置位置も特に限定されない。例えば中心軸周りに所定角度ずつ離れた位置に、第１貫通孔群と第２貫通孔群とを交互に配置してもよい。例えば、この所定角度を９０°とした場合、第１貫通孔群と第２貫通孔群とは、それぞれ２つずつとなるが、第１貫通孔群と第２貫通孔群の数も限定されない。本発明は上記の実施形態の例に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００４０】
１ 流体定量送出装置
２ 円柱状部材
２ａ 外周面
２ｂ 溝部
４ 円筒状部材
４ａ〜４ｅ 貫通孔
４ｆ 外周面
４ｅ 内周面
４α 第１貫通孔群
４β 第２貫通孔群
１０ 中心軸
１２ 回転手段
１４ 流体供給手段
１６ 流体排出手段
２０ 流路規定部材
Ｆ 流体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の経路を規定する部材、およびそれを用いた、流体の量を規定して定量で送出する流体定量送出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば半導体製造プロセス等におけるレジスト塗布工程等、様々な分野において、レジスト等の流体の流路を規定する部材や、所定量の流体を定量ずる送出する装置が求められている。
【０００３】
例えば特許文献１には、ステンレス材からなる金属バルブを有して構成された、液体を定量して吐出する装置が開示されている。特許文献１に開示された装置では、流路内にバルブを配置し、流路を流れる液体の流速と、バルブの開閉タイミングとによって、バルブの下流側へ吐出する流体の量を規定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２７５１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ステンレス材等の金属バルブでは、耐摩耗性が比較的低く、このバルブから生じた金属成分が、吐出する液体にコンタミネーションとして混入することもあった。また、磨耗によって液体の吐出量が変化することもあり、液体吐出装置としての寿命は比較的短いものであった。また、流体の流速等が、例えば流体に圧力をかけるためのポンプの劣化による圧力変動や、流路内のコンタミネーション付着等に起因した流路内の変動等に応じて変化しやすく、バルブの開閉タイミングを制御しても、十分高い精度で液体を定量して吐出することができないといった課題があった。
【０００６】
本発明は、かかる課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、流体の流路を規定する部材であって、円筒状部材と、該円筒状部材の内側に挿入された、外周面に溝部が設けられた円柱状部材とを有し、前記円筒状部材は、外周面と内周面との間を貫通した貫通孔を複数備え、前記円柱状部材を中心軸周りに回転することで、複数の前記貫通孔のうちの一部の前記貫通孔からなる第１貫通孔群と前記溝部とが接続される第１の接続状態と、前記第１貫通孔群とは異なる複数の前記貫通孔からなる第２貫通孔群と前記溝部とが接続される第２の接続状態と、前記第１の接続状態と前記第２の接続状態との間における、前記溝部が前記円筒状部材の内周面で塞がれている閉塞状態とが切り替えられることを特徴とする流路規定部材を提供する。
【０００８】
本発明はまた、前記流路規定部材の前記円柱状部材を中心軸周りに回転させて、前記第１の接続状態とした後に前記閉塞状態を経て前記第２の接続状態に切り替える回転手段と、前記第１の接続状態において、前記第１貫通孔群を構成する前記貫通孔の少なくとも１つから前記溝部に流体を流入させつつ前記第１貫通孔群の他の前記貫通孔から前記流体をオーバーフローさせる流体供給手段と、前記第２の接続状態において、前記第２貫通孔群を構成する前記貫通孔の少なくとも１つを介して前記溝部に気体を流入させて、流入させた該気体の圧力によって前記溝部内の前記流体を前記第２貫通孔群の他の前記貫通孔から
排出させる流体排出手段とを備えることを特徴とする流体定量送出装置を、併せて提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の流路規定部材は、円柱状部材を中心軸周りに回転することで、複数の貫通孔のうちの一部の貫通孔からなる第１貫通孔群と溝部とが接続される第１の接続状態と、第１貫通孔群とは異なる複数の貫通孔からなる第２貫通孔群と溝部とが接続される第２の接続状態と、第１の接続状態と第２の接続状態との間における、溝部が円筒状部材の内周面で塞がれている閉塞状態とが切り替えられることで、第１の状態において溝部に供給された流体を、第２の状態において第２貫通孔群から排出させることができる。溝部に供給される流体の量は、溝部の形状に応じた一定量とすることができ、第１の状態から閉塞状態を経て第２の状態へと変化させることで、第２貫通孔群から流体を、高精度に量を規定して定量で排出することができる。
【００１０】
また、本発明の流体定量送出装置は、回転手段が、流路規定部材の円柱状部材を中心軸周りに回転させて、第１の接続状態とした後に閉塞状態を経て第２の接続状態に切り替える。流体供給手段が、第１の接続状態において、第１貫通孔群を構成する貫通孔の少なくとも１つから溝部に流体を流入させつつ第１貫通孔群の他の貫通孔から流体をオーバーフローさせ、流体排出手段が、第２の接続状態において、第２貫通孔群を構成する貫通孔の少なくとも１つを介して溝部に気体を流入させて、流入させた気体の圧力によって溝部内の流体を第２貫通孔群の他の前記貫通孔から排出させることで、流体を、高精度に量を規定して定量で送出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の流路規定部材の一実施形態である流路規定部材２０について説明する図であり、（ａ）は流路規定部材２０の正面図と側面図、（ｂ）は流路規定部材２０を構成する円筒状部材４の正面図と側面図、（ｃ）は流路規定部材２０を構成する円柱状部材２の正面図と側面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、図１に示す流路規定部材２０における各種状態を示しており、（ａ）は第１の接続状態、（ｂ）は閉塞状態、（ｃ）は第２の接続状態である。
【図３】本発明の流体定量送出装置の実施形態の一例である、流路規定部材２０を備えて構成される装置１について説明する概略構成図である。
【図４】流路規定部材２０について説明する概略断面図であり、円筒状部材４の内周面４ｅと、円柱状部材２の外周面２ａとの間隙について説明する図であり、
【図５】図５は、円筒状部材４の内周面４ｅと円柱状部材２の外周面２ａとを拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の流路規定部材の実施形態の一例、および本発明の流体定量送出装置の実施形態の一例について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の流路規定部材の実施形態の一例である流路規定部材２０について説明する図であり、（ａ）は流路規定部材２０の正面図と側面図、（ｂ）は流路規定部材２０を構成する円筒状部材４の正面図と側面図、（ｃ）は流路規定部材２０を構成する円柱状部材２の正面図と側面図である。
【００１３】
流路規定部材２０は、流体の流路を規定する部材であって、円筒状部材４と、円筒状部材４の内側に挿入された円柱状部材２とを有している。円柱状部材２は、外周面２ａに溝部２ｂが設けられている。円筒状部材４は、外周面４ｆと内周面４ｅとの間を貫通した４つの貫通孔４ａ〜４ｅを備えている。
【００１４】
円柱状部材２は、溝部２ｂが中心軸１０に沿って設けられている。円筒状部材４は、第
１貫通孔群４αを構成する貫通孔４ａと貫通孔４ｂとが、中心軸１０に沿って配列しており、第２貫通孔群４βを構成する貫通孔４ｃと４ｄとが、第１貫通孔群４αとは周方向で異なる位置に、中心軸１０に沿って配列している。本実施形態の流路規定部材２０では、第１貫通孔群４αと第２貫通孔群４βとが、中心軸１０に対してそれぞれ線対称となる位置に配置されている。
【００１５】
図２（ａ）〜（ｃ）は、図１に示す流路規定部材２０の各種状態を示している。流路規定部材２０は、例えば図中の矢印Ｒで示すように、円柱状部材２を中心軸１０周りに回転させることで、４つの貫通孔のうち貫通孔４ａと貫通孔４ｂからなる第１貫通孔群４αと溝部２ｂとが接続される第１の接続状態と、貫通孔４ｃと貫通孔４ｄとからなる第２貫通孔群４βと溝部２ｂとが接続される第２の接続状態と、第１の接続状態と第２の接続状態との間における、溝部２ｂが円筒状部材４の内周面４ｅで塞がれている閉塞状態とが切り替えられる。図２（ａ）は第１の接続状態、図２（ｂ）は閉塞状態、図２（ｃ）は第２の接続状態をそれぞれ示している。
【００１６】
図３は、本発明の流体定量送出装置の実施形態の一例である、流路規定部材２０を備えて構成される流体定量送出装置１について説明する概略構成図である。図３に示す実施形態を例に、流路規定部材２０および装置１についてより詳細に説明する。
【００１７】
装置１は、流路規定部材２０と、流路規定部材２０の円柱状部材２を中心軸１０周りに回転させて、第１の接続状態と、閉塞状態と、第２の接続状態とを順次切り替える回転手段１２と、第１の接続状態において貫通孔４ａから溝部２ｂに流体Ｆを流入させつつ、貫通孔４ｂから流体Ｆをオーバーフローさせる流体供給手段１４と、第２の接続状態において、第２貫通孔群を構成する貫通孔４ｃを介して溝部２ｂに気体Ｇを流入させて、流入させた気体Ｇの圧力によって、溝部内２ｂの流体Ｆを貫通孔４ｄから排出させる流体排出手段１６とを備えている。
【００１８】
本例の流体定量送出装置１は、例えば図示しない半導体製造システムに用いられるレジスト塗布装置に備えられており、流体排出手段１６によって排出された流体Ｆは、半導体製造システムが備えるレジスト吐出ノズル１９に送られる。本例では、流体Ｆとして、半導体製造工程に用いられるレジスト液を用いている。
【００１９】
流体供給手段１４は、図示しない薬液タンクと、いわゆる公知のコンプレッサーを備えた圧縮空気供給機構とを備えてている。流体供給手段１４は、薬液タンクに貯留されている流体Ｆに対し、圧縮空気供給機構によって圧力を印加し、この印加した圧力によって流体Ｆを流路規定部材２０へ供給する。流路規定部材２０と流体供給手段１４とは、貫通孔４ａに接続した配管６ａ、および貫通孔４ｂに接続した配管６ｂを介して接続されている。流体供給手段１４は、図２（ａ）に示す第１の状態において、配管６ａを介して貫通孔４ａから溝部２ｂに流体Ｆを流入させつつ、貫通孔４ｂから流体Ｆをオーバーフローさせる。本実施形態では、貫通孔４ｂからオーバーフローした流体Ｆは、配管６ｂを介して流体供給手段１４の薬液タンクに還流される。
【００２０】
流体排出手段１６は、いわゆる公知のコンプレッサーを備えた、図示しない圧縮空気供給機構を供え、圧縮した気体Ｇを流路規定部材２０へ供給する。流路規定部材２０と流体排出手段１６とは、貫通孔４ｃに接続した配管６ｃ介して接続されており、図２（ｃ）に示す第２の状態において、配管６ｃを介して貫通孔４ｃから溝部１２に気体Ｇを流入させて、流入させた気体Ｇの圧力によって、溝部内２ｂの流体Ｆを貫通孔４ｄから排出させる。貫通孔６ｄは、貫通孔４ｄに接続した配管６ｄを介して吐出ノズル１９と接続されている。配管６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、貫通孔４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄのそれぞれと、高いシール性を保つよう接合部材（不図示）によって接合されている。接合部材としては、金
属製のろう材、耐熱製の樹脂などが挙げられる。
【００２１】
流体定量送出装置１では、回転手段１２によって円柱状部材２を中心軸１０周りに回転（Ｒ）せて、第１の接続状態と、閉塞状態と、第２の接続状態とを切り替えることで、溝部２ｂの体積と回転数に応じた所定量の流体Ｆを、吐出ノズル１９に向けて送出することができる。
【００２２】
流体定量送出装置１の各部は、このレジスト塗布装置が備える制御部と接続されており、流体供給手段１４において流体Ｆに印加する圧力の大きさや、流体排出手段１６において気体Ｇに印加する圧力の大きさ、回転手段１２による円筒状部材２の回転速度や回転タイミング等が、この図示しない制御部によって制御されている。
【００２３】
流体定量送出装置１において、所定量の流体Ｆを吐出ノズル１９に向けて送出する際は、まず、図２（ａ）に示す第１の接続状態となり、貫通孔４ａから溝部２ｂに流体Ｆが流入し、貫通孔４ｂから流体Ｆがオーバーフローする。
【００２４】
次に、回転手段１２によって円柱状部材２が回転され、図２（ｂ）に示す閉塞状態となる。閉塞状態では、溝部２ｂが円筒状部材４の内周面４ｅによって閉塞され、第１の接続状態を経て溝部２ｂ内に充填された流体Ｆは、筒状部材４の内周面４ｅと溝部２ｂで形成される空間に溜まった状態を維持しながら、円柱状部材２の回転に伴って移動する。流路規定部材２０において、円柱状部材２の溝部２ｂと筒状部材４の内周面４ｅとでできる空間の体積は一定であり、溝部２ｂの体積と同量の流体Ｆが、回転に伴って移動する。
【００２５】
次に、回転手段１２によって円柱状部材２がさらに度回転され、図２（ｃ）に示す第２の接続状態となる。第２の接続状態では、第２貫通孔群を構成する貫通孔４ｃを介して溝部２ｂに気体Ｇが流入し、流入した気体Ｇの圧力によって、溝部内２ｂ内の流体Ｆが貫通孔４ｄから排出される。本例では、回転手段１２によって円柱状部材２が１８０度回転する間に、第１の接続状態から閉塞状態を経て第２の接続状態に至る一連の状態を経ることで、第２の接続状態において溝部１２ｂと同じ体積の流体Ｆを吐出ノズル１９に向けて送出することができる。装置１の回転手段１２の動作を制御して、円柱状部材２の回転回数を所定回転数に調整することで、溝部１２ｂの体積と回転数とに応じた所定量（所定体積）の流体Ｆを、吐出ノズル１９に送出することができる。
【００２６】
流路規定部材２０について、さらに説明する。図４および図５は、流路規定部材２０について説明する概略断面図である。図４では、円筒状部材４の内周面４ｅと、円柱状部材２の外周面２ａとの間隙について説明する図であり、中心軸１０方向に沿った円柱状部材２の径の変化を、実際より誇張して示している。図５は、円筒状部材４の内周面４ｅと円柱状部材２の外周面２ａとを拡大して示している。
【００２７】
図４に示すように、円筒状部材４の内周面４ｅと、円柱状部材２の外周面２ａの溝部２ｂ以外の部位との間隙は、中心軸１０に沿った端部の側が、軸方向に沿った中央部に比べて大きく、例えば、端部側の間隙Ｂが５μｍ、中央部での間隙Ａが３μｍとなっている。筒状部材４の内周面４ｅと円柱状部材２の外周面２ａとの間隙が大きいほど、円柱状部材２の回転抵抗はより小さくなる。すなわち、比較的小さな力で、スムーズに回転させることが可能となる。一方、筒状部材４の内周面４ｅと円柱状部材２の外周面２ａとの間隙が小さいほど、流体Ｆのシール性はより高くなる。すなわち、この間隙が狭いほど、この間隙から漏れ出す流体の量は比較的少なくなる。流路規定部材２０では、中央部のクリアランスを比較的小さくし、流体Ｆのシール性を充分高くするとともに、軸方向の端部側のクリアランスを比較的大きくして、円柱状部材２を回転させる際の抵抗（回転抵抗）を比較的小さくしている。
【００２８】
シール性を比較的高くして、円柱状部材２と筒状部材４の間隙からの流体Ｆの漏れ量を比較的少なくするため、溝部２ｂ以外の部位における、円柱状部材２と筒状部材４との間隙が６μｍ以下であることが好ましい。本例の流路規定部材２０によれば、流体を封止するためのシール機構（リーク防止用のシールテープや、リーク防止用の樹脂材）を用いることなく円柱状部材２と筒状部材４と、の２つの部材のみをもって、流体Ｆの漏れ出しが比較的少ない流路規定部材２０を構成している。
【００２９】
流路規定部材２０は、円柱状部材２および筒状部材４の両方が、ジルコニアまたはジルコニア強化アルミナ（ＺＴＡ）によって形成されていることが好ましい。ジルコニアおよびＺＴＡは、耐磨耗性が比較的高く、円柱状部材２の外周面２ａと筒状部材４の内周面４ｅとの間で、２つの部材が摺接した場合の磨耗の程度が比較的少ない。流路規定部材２０は耐摩耗性が高く、長期にわたって安定した一定量の流体を送出することができる。円柱状部材２および筒状部材４は、少なくともいずれか一方がジルコニアまたはジルコニア強化アルミナを主成分とする材料で構成されていればよい。ジルコニアを主成分とするとは、例えばジルコニアを６０質量％以上含んでなることをいう。
【００３０】
図５に示すように、円柱状部材２の外周面２ａは、円周方向に沿って連続した研削条痕を有し、筒状部材４の内周面４ｅも同様に研削条痕を有している。このような研削状痕は、例えば円柱状部材２の場合であれば、円柱状部材２を例えば中心軸周りに回転させつつ、外周面２ａに研削用部材を当接させて行う、いわゆる外周面ホーニング加工によって外周面２ａが研削加工されて研削条痕が形成される。円筒状部材４の研削条痕は、円筒状部材４の内周面４ｅに研削用部材を当接させて行う、いわゆる内周面ホーニング加工によって形成される。
【００３１】
一般的なセラミック材料は、例えば金属等と比較すると破壊靱性値が比較的小さいが、ジルコニアおよびＺＴＡは、セラミックスの中でも比較的破壊靱性値が大きい。このため、ジルコニアは、研削加工した際に、研削後の表面の欠陥（ボイド等）が比較的少なく、表面が鏡面になり易い傾向を有している。また、一方、ジルコニアおよびジルコニア強化アルミナは、セラミックスの中で比較的破壊靱性値が大きいため、研削面に、塑性流動型の研削条痕を生じやすい。すなわち、研削加工によって形成された円柱状部材２の外周面には、円柱状部材２の周方向に沿って比較的長く、細かい凹部および凸部が存在している。また、筒状部材４の内周面４ｅも、いわゆる内周面ホーニング加工によって形成されている。この内周面４ｅにも、周方向に沿って比較的長く延びた研削条痕が生じている。
【００３２】
流路規定部材２０では、円柱状部材２の外周面２ａおよび筒状部材４の内周面４ｅに、それぞれ研削条痕が形成されている。このため、円柱状部材２の外周面２ａと筒状部材４の内周面４ｅとが近づくような力がかかった場合であっても、研削条痕の凸部が先に当接し、研削条痕の凹部全体が密着し難い。このため、微視的に見れば、円柱状部材２の外周面２ａと筒状部材４の内周面４ｅとの間に適度なクリアランスが保たれ、円柱状部材２の回転抵抗が比較的低い状態に保たれる。また、円柱状部材２の外周面２ａと筒状部材４の内周面４ｅとに、それぞれ研削条痕が形成されているので、円柱状部材２の外周面２ａの表面積と、筒状部材４の内周面４ｅの表面積とは、いずれも比較的大きくなっている。すなわち、円柱状部材２と筒状部材４との間隙（クリアランス）においては、円柱状部材２と筒状部材４との距離に比べて、流体Ｆが接触する表面積が比較的大きくなっている。このため、この間隙に進入した流体Ｆに発生する表面張力が大きく、この間隙からの流体Ｆの漏れ出しが抑止されている。
【００３３】
なお、円柱状部材２の外周面２ａの輪郭曲線要素の平均長さＲＳｍを５μｍ以上とすれば、液体の封止性を比較的高くすることができる。また、円柱状部材２の外周面２ａの輪
郭曲線要素の平均長さＲＳｍを８μｍ以下とすれば、筒状部材４と円柱状部材２とが当接することで生じるコンタミネーションの量を、比較的少なくすることができる。なお、この輪郭曲線要素の平均長さ（ＲＳｍ）とは、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１に準拠した値である。輪郭曲線要素の平均長さ（ＲＳｍ）の測定には、例えば、株式会社小坂研究所 表面粗さ測定器 サーフコーダＳＥ−２３００を用いて、基準長さ０．４ｍｍでカットオフ値を０．０８ｍｍとすればよい。なお、輪郭曲線要素の平均長さ（ＲＳｍ）は、ＪＩＳ
Ｂ０６０１−２００１に準拠した値であればよく、上記測定器を用いた値でなくとも構わない。
【００３４】
なお、軸部材の外周面および外郭部材の内周面に、研削条痕が形成されているとは、上記輪郭曲線要素の平均長さ（ＲＳｍ）が４μｍ以上であることをいう。
【００３５】
流路規定部材２０では、円柱状部材２または円筒状部材４の少なくとも一方がジルコニアまたはジルコニア強化アルミナからなる場合は、ジルコニアの結晶相のうち、単斜晶率が５ｍｏｌ％以下であることが好ましい。単斜晶率の測定方法としては、円柱状部材２の外周面２ａのＸ線回折により結晶構造を解析することで算出することができる。Ｘ線回折による結晶構造の解析には、例えば、スペクトリス株式会社製ＰＷ３０５０を用い、測定条件２θ＝２６°〜３６°の範囲で、Ｘ線出力４０ｋＶの５０ｍＡで測定すればよい。
【００３６】
例えばジルコニアは、加工ストレスによって、表面が相変態することが知られている。例えば、正方晶が応力を受けることで相変態し、単斜晶に変化するわけであるが、それに伴い体積膨張を引き起こし、表面に劣化した層が形成されることがある。あるいは加工によって破壊変質層が形成されることがある。加工によって破壊変質層が形成されている表面では、表面のジルコニア結晶が比較的脱粒しやすい。
【００３７】
円柱状部材２の外周面２ａのジルコニア結晶相の単斜晶率を５ｍｏｌ％以下とすれば、ホーニング加工等の物理的な加工を経て外周面２ａの表面に付着する、ジルコニア粒子の脱粒等を比較的低く抑えることができる。円柱状部材２の外周面２ａのジルコニア結晶相の単斜晶率を５ｍｏｌ％以下とすることで、表面のジルコニア結晶の脱粒を比較的少なくすることができる。円柱状部材２の外周面２ａのジルコニア結晶相の単斜晶率を５ｍｏｌ％以下とすれば、排出される流体Ｆに混入するコンタミネーションを、比較的低く抑えることができる。
【００３８】
なお、流路規定部材２０に含ジルコニアの結晶相が含まれる場合は、円柱状部材２、筒状部材４のいずれも、ジルコニアはＹ２Ｏ３を焼結助剤とする部分安定化ジルコニアが好ましい。この場合、円柱状部材２および筒状部材４のいずれも、Ｙ２Ｏ３の含有量が２〜６ｍｏｌ％の範囲が好ましい。Ｙ２Ｏ３の含有量を２〜６ｍｏｌ％の範囲とすると、正方晶から単斜晶への相変態し難くなり、摺接面は比較的高い耐摩耗性や耐食性を発揮することができる。Ｙ２Ｏ３含有ジルコニアからなる流路規定部材２０は、耐摩耗性が比較的高く、流体Ｆへのコンタミネーションの混入量も比較的少なくなる。なお、耐摩耗性や耐食性を、より高くするには、Ｙ２Ｏ３の含有量を２〜４ｍｏｌ％の範囲とすることが、さらに好ましい。
【００３９】
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明は上記の例に特に限定されない。例えば、本発明の流体定量送出装置は、上述したレジスト塗布装置等に限らず、半導体製造装置や、各種分析装置、医療機器など、様々な装置に用いることができる。流路規定部材で流路を規定する流体の種類についても特に限定されない。例えば、酸性溶液やアルカリ性溶液等の各種薬液や、血液等であってもよい。また、流路規定部材における貫通孔の配置位置や溝部の形状等も、特に限定されない。第１貫通孔群を構成する複数の貫通孔と、第２貫通孔群を構成する複数の貫通孔とを、それぞれ円柱状部材の中心軸に対し
て傾けて配列させるとともに、溝部材も同様に中心軸に対して傾けて配列してもよい。第１貫通孔群や第２貫通孔群の配置位置も特に限定されない。例えば中心軸周りに所定角度ずつ離れた位置に、第１貫通孔群と第２貫通孔群とを交互に配置してもよい。例えば、この所定角度を９０°とした場合、第１貫通孔群と第２貫通孔群とは、それぞれ２つずつとなるが、第１貫通孔群と第２貫通孔群の数も限定されない。本発明は上記の実施形態の例に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００４０】
１ 流体定量送出装置
２ 円柱状部材
２ａ 外周面
２ｂ 溝部
４ 円筒状部材
４ａ〜４ｅ 貫通孔
４ｆ 外周面
４ｅ 内周面
４α 第１貫通孔群
４β 第２貫通孔群
１０ 中心軸
１２ 回転手段
１４ 流体供給手段
１６ 流体排出手段
２０ 流路規定部材
Ｆ 流体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流路を規定する部材であって、
円筒状部材と、該円筒状部材の内側に挿入された、外周面に溝部が設けられた円柱状部材とを有し、
前記円筒状部材は、外周面と内周面との間を貫通した貫通孔を複数備え、
前記円柱状部材を中心軸周りに回転することで、
複数の前記貫通孔のうちの一部の前記貫通孔からなる第１貫通孔群と前記溝部とが接続される第１の接続状態と、
前記第１貫通孔群とは異なる複数の前記貫通孔からなる第２貫通孔群と前記溝部とが接続される第２の接続状態と、
前記第１の接続状態と前記第２の接続状態との間における、前記溝部が前記円筒状部材の内周面で塞がれている閉塞状態と
が切り替えられることを特徴とする流路規定部材。
【請求項２】
前記溝部が、軸方向に沿って設けられており、
前記第１貫通孔群を構成する複数の前記貫通孔が、前記軸方向に沿って配列しており、
前記第２貫通孔群を構成する複数の前記貫通孔が、前記第１貫通孔群とは周方向で異なる位置に、前記軸方向に沿って配列していることを特徴とする請求項１記載の流路規定部材。
【請求項３】
前記円筒状部材の内周面と、前記円柱状部材の外周面の前記溝部以外の部位との間隙は、軸方向の中央部に比べて端部の側で大きいことを特徴とする請求項１または２記載の流路規定部材。
【請求項４】
前記円筒状部材および前記円柱状部材は、ジルコニアを主成分とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の流路規定部材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の流路規定部材と、
前記流路規定部材の前記円柱状部材を中心軸周りに回転させて、前記第１の接続状態とした後に前記閉塞状態を経て前記第２の接続状態に切り替える回転手段と、
前記第１の接続状態において、前記第１貫通孔群を構成する前記貫通孔の少なくとも１つから前記溝部に流体を流入させつつ前記第１貫通孔群の他の前記貫通孔から前記流体をオーバーフローさせる流体供給手段と、
前記第２の接続状態において、前記第２貫通孔群を構成する前記貫通孔の少なくとも１つを介して前記溝部に気体を流入させて、流入させた該気体の圧力によって前記溝部内の前記流体を前記第２貫通孔群の他の前記貫通孔から排出させる流体排出手段と
を備えることを特徴とする流体定量送出装置。
【請求項１】
流体の流路を規定する部材であって、
円筒状部材と、該円筒状部材の内側に挿入された、外周面に溝部が設けられた円柱状部材とを有し、
前記円筒状部材は、外周面と内周面との間を貫通した貫通孔を複数備え、
前記円柱状部材を中心軸周りに回転することで、
複数の前記貫通孔のうちの一部の前記貫通孔からなる第１貫通孔群と前記溝部とが接続される第１の接続状態と、
前記第１貫通孔群とは異なる複数の前記貫通孔からなる第２貫通孔群と前記溝部とが接続される第２の接続状態と、
前記第１の接続状態と前記第２の接続状態との間における、前記溝部が前記円筒状部材の内周面で塞がれている閉塞状態と
が切り替えられることを特徴とする流路規定部材。
【請求項２】
前記溝部が、軸方向に沿って設けられており、
前記第１貫通孔群を構成する複数の前記貫通孔が、前記軸方向に沿って配列しており、
前記第２貫通孔群を構成する複数の前記貫通孔が、前記第１貫通孔群とは周方向で異なる位置に、前記軸方向に沿って配列していることを特徴とする請求項１記載の流路規定部材。
【請求項３】
前記円筒状部材の内周面と、前記円柱状部材の外周面の前記溝部以外の部位との間隙は、軸方向の中央部に比べて端部の側で大きいことを特徴とする請求項１または２記載の流路規定部材。
【請求項４】
前記円筒状部材および前記円柱状部材は、ジルコニアを主成分とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の流路規定部材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の流路規定部材と、
前記流路規定部材の前記円柱状部材を中心軸周りに回転させて、前記第１の接続状態とした後に前記閉塞状態を経て前記第２の接続状態に切り替える回転手段と、
前記第１の接続状態において、前記第１貫通孔群を構成する前記貫通孔の少なくとも１つから前記溝部に流体を流入させつつ前記第１貫通孔群の他の前記貫通孔から前記流体をオーバーフローさせる流体供給手段と、
前記第２の接続状態において、前記第２貫通孔群を構成する前記貫通孔の少なくとも１つを介して前記溝部に気体を流入させて、流入させた該気体の圧力によって前記溝部内の前記流体を前記第２貫通孔群の他の前記貫通孔から排出させる流体排出手段と
を備えることを特徴とする流体定量送出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１１３４２１（Ｐ２０１３−１１３４２１Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６２８９１（Ｐ２０１１−２６２８９１）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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