流量制御弁
【課題】流量調整ねじをロックナットによりロックした場合に、流量調整ねじの雄ねじ部と、流量調整ねじが締結されるカバーの雌ねじ部との間のバックラッシにより、流量調整ねじがずれて、最初に調整した弁開度とずれることのないような流量制御弁を提供する。
【解決手段】調整ねじ部材５４の回転により調整弁体２６の開度を調整し、調整用雄ねじ部５３ａの弁体側に対向する弁体側歯面が調整用雌ねじ部４５ｂの歯面に接触した状態のもとでロックナット５６により弁体側歯面を調整用雌ねじ部４５ｂの歯面に押圧して調整ねじ部材５４を締結する。
【解決手段】調整ねじ部材５４の回転により調整弁体２６の開度を調整し、調整用雄ねじ部５３ａの弁体側に対向する弁体側歯面が調整用雌ねじ部４５ｂの歯面に接触した状態のもとでロックナット５６により弁体側歯面を調整用雌ねじ部４５ｂの歯面に押圧して調整ねじ部材５４を締結する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気圧などの流体圧を使用して弁体を作動させる流量制御弁に係り、特に弁体の開度位置を調整する調整部材を備えた流量制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハの製造技術分野を始め、液晶基板製造技術分野や多層配線基板製造技術などの分野では、フォトレジスト液、アルカリ性や酸性の処理液などの薬液が使用されている。それぞれの薬液を供給するために、容器とこの中に収容された薬液を供給するポンプとこのポンプの作動により流路を介して案内された薬液を吐出するノズルとを有する薬液供給装置が使用されている。このような薬液供給装置においては、薬液の供給量を高い精度で調整する必要があるため、たとえば特許文献１に開示されているような弁体の開度位置を調整する流量制御弁が用いられている。
【０００３】
また、特許文献２には、液体を供給する供給装置において、液体の供給量を高い精度で調整するため弁体の開度位置を調整する流量制御弁が開示されている。
【０００４】
上記流量制御弁は、ピストンの閉作動時に弁孔からの流量を調整する流量調整ねじを備えている。流量調整ねじはカバーに貫通及び螺合されて調整摘みの回動操作により軸方向に沿って螺進可能とされている。流量調整ねじと調整摘みとの間には、ロックナットが介在されている。流量調整ねじは下端側がピストンの係合孔に軸方向に沿って変位可能に挿入され、その下端の大径部が弾性付勢手段の付勢力によって係合孔の内壁面上端に掛止されている。
【０００５】
そして、弁体の開度位置を調整する場合には、調整摘みによって流量調整ねじを緩み方向に所定量回動操作させて主弁、ピストン、ロッドを弾性付勢手段の付勢力に抗して同伴して上昇させることにより、主弁を弁孔から離反させて所定の弁開度に調整した後に、流量調整ねじをロックナットによってロックするものである。
【特許文献１】特開２００３−３２２２７５号公報
【特許文献２】実願平２−０６８７１０（実開平４−０２７２７９号）のマイクロフィルム
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献２に記載の流量調整弁においては、以下のような問題点を有している。すなわち、流量調整ねじは、ロックされない状態においては、弾性付勢手段の付勢力により下降方向に引張られているが、流量調整ねじを回動させて所定の弁開度に調整した後に、流量調整ねじをロックナットによりロックすると、流量調整ねじは逆に上昇方向に引張られる。つまり、流量調整ねじの雄ねじ部と、流量調整ねじが締結されるカバーの雌ねじ部との間のバックラッシにより、流量調整ねじはバックラッシ分上昇する。すると流量調整ねじに同伴して主弁も上昇することになり、最初に調整した弁開度とずれることになる。つまり何度も弁開度の調整をやり直さなければならなくなるという問題点を有している。
【０００７】
本発明の目的は、流量調整ねじをロックナットによりロックした場合に、流量調整ねじが上昇方向に引張られることのない流量制御弁を提供することにある。
【０００８】
さらに詳述すると、本発明の目的は、流量調整ねじをロックナットによりロックした場合に、流量調整ねじの雄ねじ部と、流量調整ねじが締結されるカバーの雌ねじ部との間のバックラッシにより、流量調整ねじがずれて、最初に調整した弁開度とずれることのないような流量制御弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の流量制御弁は、流体が流入する流入側流路と流出する流出側流路とこれらの流路を連通させる流量調整用開口部とが形成された流路ブロックと、前記流路ブロックに前記流量調整用開口部に対向して設けられた流量調整用ハウジングと、前記流量調整用開口部の開度を調整する弁体が取り付けられるとともに、前記流量調整用ハウジングのシリンダ室に組み込まれて前記シリンダ室を前記弁体を閉じる方向のばね力を付勢するばね部材が組み込まれるばね室と前記弁体を開く方向の流体圧を加える流体室とに区画する流量調整用ピストンと、前記流量調整用ハウジングに設けられ、内周に調整用雌ねじ部が形成される一方、前記流量調整用ハウジングから突出する外周に締結用雄ねじ部が形成されたガイド筒体と、前記流量調整用ピストンに係合して前記流量調整用ピストンの前記流量調整用開口部に向かう方向の位置を規制するストッパとを有し、前記調整用雌ねじ部にねじ結合する調整用雄ねじ部が外周に形成される調整ねじ部材と、前記締結用雄ねじ部にねじ結合する締結用雌ねじ部と、前記調整用雄ねじ部に設けられた接触面を前記弁体を閉じる方向に押圧する締結面とが形成されたロックナットとを有し、前記調整ねじ部材の回転により前記弁体の開度を調整し、前記調整用雄ねじ部の前記弁体側に対向する弁体側歯面が前記調整用雌ねじ部の歯面に接触した状態のもとで前記ロックナットにより前記弁体側歯面を前記調整用雌ねじ部の歯面に押圧して前記調整ねじ部材を締結することを特徴とする。
【００１０】
本発明の流量制御弁は、前記調整ねじ部材は、前記調整用雄ねじ部が形成されるとともに、内周面に前記調整用雄ねじ部と相違するピッチの差動用雌ねじ部が形成された中空軸と、前記差動用雌ねじ部にねじ結合する差動用雄ねじ部が形成され、前記ストッパを備え前記流量調整用ピストンに対し回転が規制されるとともに相対的に軸方向に移動自在に前記流量調整用ピストンに連結される差動軸とを有することを特徴する。
【００１１】
本発明の流量制御弁は、前記流路ブロックに形成されて前記流入側流路と前記流出側流路とを連通させる開閉用開口部に対向して前記流路ブロックに設けられる開閉用ハウジングと、前記開閉用開口部を開閉する弁体が取り付けられるとともに、前記開閉用ハウジングのシリンダ室に組み込まれて前記弁体を前記開閉用開口部に接触する全閉位置と前記開閉用開口部から離れる全開位置とに駆動する開閉用ピストンと、前記開閉用ピストンに対して前記全閉位置と前記全開位置の少なくとも何れか一方に向かう流体圧を供給する流体供給手段と、前記開閉用ハウジングにねじ結合され、前記開閉用ピストンに当接して前記弁体の全開位置を規制する全開用調整ねじ部材とを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の流量制御弁は、前記ストッパは前記流量調整用ピストンの前記ばね室側に取り付けられた連結駒に係合し、前記ストッパの前記連結駒に係合する当たり面が球面となっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ロックナットはガイド筒体に締結し、かつ、ロックナットは調整ねじ部材に締結されずに、ロックナットに形成された接触面が、調整ねじ部材の調整用雄ねじ部に設けられた接触面を、弁体を閉じる方向に押圧する構成となっているため、調整ねじ部材をロックナットによりロックした場合に、調整ねじ部材が上昇方向に引張られることがない。
【００１４】
その際、調整用雄ねじ部の弁体側に対向する弁体側歯面が調整用雌ねじ部の歯面に接触した状態のもとで、調整ねじ部材は、ロックナットにより弁体を閉じる方向に押圧され、結果として下降方向に引張られる。
【００１５】
すると、調整用雄ねじ部の弁体側に対向する弁体側歯面が、調整用雌ねじ部の歯面に押圧され、調整ねじ部材がバックラッシ分ずれることがなく、最初に調整した弁開度とずれることもない。
【００１６】
従って、１回の調整ねじの調整及びロックにより、高い精度で弁開度を調整することができ、液体の供給量を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施例である流量制御弁を備えた流量制御装置を示す断面図である。この流量制御装置は、流路の開度を全開状態と全閉状態とに切り換える開閉制御弁１１と、流路の開度を全開状態と全閉状態との間のうち任意の開度に設定する流量制御弁１２とを有しており、開閉制御弁１１と流量制御弁１２は流路ブロック１３に取り付けられている。
【００１９】
流路ブロック１３には、第１のポート１４ａが形成された第１のジョイント部１４と、第２のポート１５ａが形成された第２のジョイント部１５とが一体に設けられ、それぞれのジョイント部１４，１５にねじ結合されるユニオンナット１６により図示しない配管がジョイント部１４，１５に取り付けられるようになっている。流路ブロック１３には第１のポート１４ａに連通する第１の流路１７と、第２のポート１５ａに連通する第２の流路１８とが同軸上に形成され、これらの流路１７，１８の間に仕切り壁を介して連通流路１９が形成されている。流路ブロック１３には、さらに連通流路１９と第１の流路１７とを連通させる開閉用開口部２１と、第２の流路１８と連通流路１９とを連通させる流量調整用開口部２２とが形成されている。
【００２０】
第１のジョイント部１４には流入側の配管が接続され、第２のジョイント部１５には流出側の配管が接続されるようになっている。したがって、流量制御弁１２に対しては、第１の流路１７と連通流路１９とが流入側流路になり、第２の流路１８が流出側流路になっており、薬液は図１において第１のポート１４ａから第２のポート１５ａに向けて流れることになる。ただし、第２のポート１５ａ側から第１のポート１４ａ側に向けて薬液を流すようにしても良く、その場合には第２の流路１８が流入側流路となる。
【００２１】
流路ブロック１３には、開閉用開口部２１に対向した開閉用ハウジング２３と、流量調整用開口部２２に対向した流量調整用ハウジング２４とが並設されている。開閉用ハウジング２３は第１のハウジング部材２３ａとこれに固定される第２のハウジング部材２３ｂとを有し、流量調整用ハウジング２４は第１のハウジング部材２４ａとこれに固定される第２のハウジング部材２４ｂとを有し、それぞれ図示しないねじ部材により流路ブロック１３に組みつけられている。
【００２２】
開閉用開口部２１を覆うように流路ブロック１３にはダイヤフラム式の開閉弁体２５が装着されており、流量調整用開口部２２を覆うように流路ブロック１３にはダイヤフラム式の調整弁体２６が装着されている。開閉弁体２５および調整弁体２６は、それぞれ流路ブロック１３とそれぞれのハウジング２３，２４との間で固定される環状部２５ａ，２６ａと、環状部の内側に配置される軸部２５ｂ，２６ｂと、これらの間に設けられるダイヤフラム部２５ｃ，２６ｃとを有し、一体に成形されている。流路ブロック１３とそれぞれの弁体２５，２６は、流路内を流れる液体がフォトレジスト液などのように金属腐食性の液体であるので、耐食性を有するポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂により形成されている。ただし、薬液によっては他の樹脂や金属等により流路ブロック１３や弁体２５，２６を形成するようにしても良い。
【００２３】
開閉用ハウジング２３に形成されたシリンダ室２７内には開閉用ピストン２８が軸方向に往復動自在に収容されており、開閉用ピストン２８は開閉弁体２５に連結される軸部２８ａを有し、開閉用ピストン２８によりシリンダ室２７は開放用圧力室２７ａと閉塞用圧力室２７ｂとに仕切られている。開閉用ハウジング２３には開放用圧力室２７ａに連通する給排ポート２９ａと、閉塞用圧力室２７ｂとに連通する給排ポート２９ｂとが形成されており、給排ポート２９ａから圧縮空気を供給すると開閉弁体２５には開閉用ピストン２８により開閉用開口部２１を開く方向の推力が加えられ、給排ポート２９ｂから圧縮空気を供給すると開閉弁体２５には開閉用ピストン２８により開閉用開口部２１を閉じる方向の推力が加えられる。開放用圧力室２７ａ内には開閉弁体２５に開く方向の推力を加える圧縮コイルばね３１が装着されており、開閉弁体２５には開く方向に圧縮空気とばね力が加えられるようになっているが、ばね力のみ又は圧縮空気のみにより開く方向の推力を加えるようにしても良い。
【００２４】
開閉用ハウジング２３には閉塞用圧力室２７ｂ内に位置させてガイド筒体３２が取り付けられており、このガイド筒体３２はこれの突出端部に形成された雄ねじ３２ａにねじ結合される締結ナット３３により開閉用ハウジング２３に固定されている。ガイド筒体３２内には差動軸３４が軸方向に往復動自在に組み込まれ、差動軸３４の先端部に径方向に取り付けられた係合ピン３５がガイド筒体３２に軸方向に延びて形成された係合溝３６に係合している。差動軸３４の外側には中空軸３７が回転自在に嵌合されており、差動軸３４と中空軸３７とにより全開用調整ねじ部材３８が形成されている。中空軸３７の外周面に形成された雄ねじ３７ａはガイド筒体３２の内周面に形成された雌ねじ３２ｂにねじ結合されており、中空軸３７の端部に固定された調整つまみ３９の部分で中空軸３７を回転させると、中空軸３７が軸方向に移動して開閉弁体２５の全開位置が設定される。
【００２５】
中空軸３７の内周面に形勢された雌ねじ３７ｂには、差動軸３４の外周面に形成された雄ねじ３４ａがねじ結合しており、この雄ねじ３４ａは中空軸３７の雄ねじ３７ａよりも小さいピッチとなっている。したがって、調整つまみ３９の部分で中空軸３７を回転させると、両方の雄ねじ３７ａ，３４ａの差の分だけ中空軸３７は軸方向に移動することになり、高い精度で開閉用ピストン２８の開度を設定することができる。雄ねじ３７ａにはロックナット４０がねじ結合され、ロックナット４０をガイド筒体３２の端面に押し付けると、中空軸３７は開閉用ハウジング２３に固定される。
【００２６】
図２は図１に示された流量制御弁１２の一部を拡大して示す断面図である。また、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００２７】
流量制御弁１２の流量調整用ハウジング２４に形成されたシリンダ室４１内には流量調整用ピストン４２が軸方向に往復動自在に収容されている。流量調整用ピストン４２は調整弁体２６に連結される軸部４２ａを有し、流量調整用ピストン４２によりシリンダ室４１は圧力室４１ａとばね室４１ｂとに仕切られており、ばね室４１ｂ内には流量調整用ピストン４２を介して調整弁体２６に対して閉じる方向のばね力を加えるための圧縮コイルばね４３がばね部材として組み込まれている。流量調整用ハウジング２４には圧力室４１ａに連通する給排ポート４４ａと、ばね室４１ｂに連通するブリードポート４４ｂとが形成されており、給排ポート４４ａから圧縮空気を圧力室４１ａ内に供給すると、流量調整用ピストン４２にはばね力に抗して調整弁体２６を開く方向の推力が加えられ、このときにはばね室４１ｂ内の空気はブリードポート４４ｂから外部に排出される。一方、圧力室４１ａ内の空気を排出すると、ばね力により調整弁体２６には閉じられる方向の推力が流量調整用ピストン４２により加えられる。
【００２８】
流量調整用ハウジング２４にはばね室４１ｂ内に位置させてガイド筒体４５が取り付けられており、このガイド筒体４５はこれの突出端部に形成された締結用雄ねじ部４５ａにねじ結合される締結ナット４６により流量調整用ハウジング２４に固定されている。ただし、ガイド筒体４５と締結ナット４６とを流量調整用ハウジング２４に一体に形成するようにしても良く、図２と図４においては、流量調整用ハウジング２４にガイド筒体４５と締結ナット４６とが一体に形成されて示されている。
【００２９】
流量調整用ピストン４２のばね室４１ｂ側には凹部が形成され、この凹部の内周面に形成された雌ねじにねじ結合する筒部４７ａとこの端部に一体となった端壁部４７ｂとを有する連結駒４７が流量調整用ピストン４２に固定されており、この連結駒４７は流量調整用ピストン４２の一部を構成している。
【００３０】
ガイド筒体４５内には差動軸４８が軸方向に往復動自在に組み込まれ、差動軸４８は連結駒４７の端壁部４７ｂに形成された貫通孔を貫通しており、差動軸４８の端部には筒部４７ａ内に組み込まれるストッパ４９が設けられている。ストッパ４９が連結駒４７の端壁部４７ｂに係合した状態のもとでは、流量調整用ピストン４２が流量調整用開口部２２に向かう方向の移動を規制する。図２及び図３に示すように、ストッパ４９において、連結駒４７の端壁部４７ｂに係合する面である当たり面４９ａは球面となっているため、ストッパ４９に係合する連結駒４７の位置、すなわち、流量調整用ピストン４２の位置が安定する。ストッパ４９には、筒部４７ａに固定された係合ピン５１が係合する係合溝５２が軸方向に伸びて形成されている。すなわち、図３に示すように、ストッパ４９は二股形状をしており、二股の間にはすり割り状の係合溝５２が形成されている。すり割り状の係合溝５２には筒部４７ａに固定された係合ピン５１が係合しているため、ストッパ４９は差動軸４８の軸線を中心として回転することが不可能となっている。そして、圧力室４１ａに圧縮空気を供給して流量調整用ピストン４２を流量調整用開口部２２から離す方向に駆動すると、流量調整用ピストン４２は係合ピン５１とともに差動軸４８に対して軸方向に移動することになる。ただし、この方向の流量調整用ピストン４２の移動限の位置は、ガイド筒体４５の端面に連結駒４７が当接することによって規制されることになる。
【００３１】
差動軸４８の外側には中空軸５３が回転自在に嵌合されており、差動軸４８と中空軸５３とにより調整ねじ部材５４が形成されている。中空軸５３の外周面に形成された調整用雄ねじ部５３ａはガイド筒体４５の内周面に形成された調整用雌ねじ部４５ｂにねじ結合されており、中空軸５３の端部に固定された調整つまみ５５の部分を手動操作して中空軸５３を回転させると、中空軸５３が軸方向に移動して調整弁体２６の開度が設定される。
【００３２】
中空軸５３の内周面に形成された雌ねじ部５３ｂには、差動軸４８の外周面に形成された雄ねじ部４８ａがねじ結合しており、この雄ねじ部４８ａのピッチと中空軸５３の調整用雄ねじ部５３ａのピッチは僅かに相違している。例えば、中空軸５３の調整用雄ねじ部５３ａのピッチは０．５ｍｍとなっており、差動軸４８の調整用雄ねじ部４８ａのピッチは０．４５ｍｍとなっており、何れも右ねじである。従って、調整つまみ５５により中空軸５３を１回転させると、係合ピン５１により回転が規制されている差動軸４８は両方のピッチの差分である０．０５ｍｍだけ軸方向に移動することになる。このように調整ねじ部材５４を差動軸４８と中空軸５３とを有する差動機構とすることにより調整ねじ部材５４の１回転当たりの軸方向の移動量を少ない量として調整ねじ部材５４の軸方向移動量つまり調整弁体２６の開度を高精度に設定することができる。ただし、調整ねじ部材５４を１つのねじ部材により形成するようにしても良く、その場合には調整用雄ねじ部５３ａを有する１本のねじ部材の端部にストッパ４９を設けることになる。
【００３３】
調整ねじ部材５４を流量調整用ハウジング２４に締結状態として固定するために、調整ねじ部材５４にはロックナット５６が回転自在に装着されている。このロックナット５６は円筒部５７とこれの端部に一体となった端壁部５８とを有し、円筒部５７にはガイド筒体４５の締結用雄ねじ部４５ａにねじ結合する締結用雌ねじ部５６ａが形成され、端壁部５８の内面は中空軸５３に設けられた段部により形成される接触面５９に接触して中空軸５３に対して調整弁体２６を閉じる方向に押圧する締結面５８ａとなっている。
【００３４】
図４は図２の一部を拡大して示す断面図である。流量調整用開口部２２の開度は調整弁体２６の軸方向位置により設定されることになり、開度を設定する際には調整つまみ５５を作業者が操作して中空軸５３を回転させる。このときには、流量調整用ピストン４２には調整弁体２６を閉じる方向にばね力が加えられているので、図４に示すように、差動軸４８の雄ねじ部４８ａの弁体側歯面つまり調整弁体２６に対向する側の歯面は、中空軸５３の雌ねじ部５３ｂのうち調整弁体２６に対して反対側の歯面つまり外側歯面に接触した状態となり、雄ねじ部４８ａの外側歯面と雌ねじ部３５ｂの弁体側歯面との間には図４において誇張して示すようにバックラッシュに対応した隙間が形成される。同様に、中空軸５３の調整用雄ねじ部５３ａの弁体側歯面は、ガイド筒体４５の調整用雌ねじ部４５ｂの外側歯面に接触した状態となる。
【００３５】
したがって、ロックナット５６を回転させて調整ねじ部材５４の中空軸５３を流量調整用ハウジング２４に締結する際には、ロックナット５６を回転させてロックナット５６の締結面５８ａを接触面５９に押圧させると、中空軸５３の調整用雄ねじ部５３ａの弁体側歯面がガイド筒体４５の調整用雄ねじ部４５ｂの外側歯面に接触した状態のもとで、調整用雄ねじ部５３ａの弁体側歯面をガイド筒体４５の調整用雌ねじ部４５ｂの外側歯面に引き続いて押し付けられるようにロックナット５６により中空軸５３は締結されることになる。これにより、調整用雄ねじ部５３ａと調整用雌ねじ部４５ｂとの間のバックラッシュの影響を受けることなく、中空軸５３を回転させることにより設定された調整弁体２６の開度を保持しつつその位置で調整弁体２６は締結固定されることになる。締結固定が完了したときには、ロックナット５６の締結用雌ねじ部５６ａはガイド筒体４５の締結用雄ねじ部４５ａの弁体側歯面に密着した状態となる。
【００３６】
図５は比較例としての流量制御弁の一部を示す断面図であり、図５には本発明の一実施の形態である流量制御弁１２を示す図２に対応する部分が示されている。図６は図５の一部を拡大して示す断面図である。図５および図６においては、図２に示す部材と共通する部材には同一の符号が付されている。
【００３７】
比較例として示すように、調整ねじ部材５４の中空軸５３の雄ねじ部５３ａに直接ロックナット６０を締結するようにし、ロックナット６０が流量調整用ハウジング２４の端面に押し付けられることにより中空軸５３の締結固定が行われるようにすると、締結固定時における中空軸５３の雄ねじ部５３ａの歯面とロックナット６０の雌ねじ部６０ａの歯面との接触状態は図６に示すようになる。つまり、調整つまみ５５を回転させて調整弁体２６の開度を調整したときには、中空軸６３は圧縮コイルばね４３のばね力により調整弁体２６に向かって押し付けられている状態となっており、この状態のもとでロックナット６０を回転させて中空軸５３を締結すると、ロックナット６０の雌ねじ部６０ａの外側歯面が中空軸５３の雄ねじ部５３ａの弁体側歯面に密着した状態で締結固定されるので、中空軸５３は雌ねじ部６０ａと雄ねじ部５３ａとの間のバックラッシュの隙間分だけ調整弁体２６から離れる方向にずれ移動することになる。このため、最初に調整した弁開度とずれることになり、何度も弁開度の調整をやり直さなければならなくなってしまうのである。
【００３８】
しかしながら、本発明の流量制御弁１２においては、ロックナット５６は直接には調整ねじ部材５４の中空軸５３にはねじ結合されずに、ガイド筒体４５に締結され、ロックナット５６に形成された締結面５８ａが、調整ねじ部材５４に設けられた接触面５９を調整弁体２６を閉じる方向に押圧する構成となっている。したがって、調整ねじ部材５４をロックナット５６によりロックした場合に、調整ねじ部材５４が弁体から離れる方向にずれ移動することがない。上述のように、調整ねじ部材５４を構成する中空軸５３の弁体側に対向する弁体側歯面が調整用雌ねじ部４５ｂの歯面に接触した状態のもとで、調整ねじ部材５４がロックナット５６により弁体を閉じる方向に押圧されるので、接触した状態の歯面同士がより密着する方向に押圧されることになる。したがって、１回の調整ねじの調整及びロックにより、高い精度で弁開度を調整することができ、図１〜図４に示す本実施の形態の流量制御弁１２は、流量調整用開口部２２の開度、すなわち流量開口量を調整して薬液などの流体の通過流量を高い精度で調整することができる。
【００３９】
次に、図１に示す流量制御装置により液体の流量を調整する手段について説明すると、流路ブロック１３に形成された流路は、開放用圧力室２７ａに圧縮空気を供給すると開閉制御弁１１の開閉弁体２５は弁座から開閉用開口部２１が全開状態となる。一方、流量制御装置が使用されないとき等には閉塞用圧力室２７ｂ内に圧縮空気を供給することにより開閉弁体２５は全開状態となる。
【００４０】
流路ブロック１３内を流れる液体の流量を設定するには、ロックナット５６を緩めた状態のもとで調整つまみ５５を回転させて調整弁体２６の開度を設定する。この状態のもとでロックナット５６を締結しても、上述のように、調整弁体２６は設定された開度を保持することができる。
【００４１】
給排ポート４４ａから圧力室４１ａに圧縮空気を供給すると、流量調整用ピストン４２は圧縮コイルばね４３のばね力に抗してガイド筒体４５に接触する後退限の位置まで移動し、調整弁体２６は後退限位置となる。この状態では、流量調整用開口部２２は全開状態となってその開度は最大の設定で開いた状態となる。
【００４２】
本実施例では、調整ねじ部材５４を中空軸５３と差動軸４８とにより形成したが、中空軸５３と差動軸４８とを一体とした調整ねじ部材としてもよい。
【００４３】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、図示する薬液供給装置は、半導体ウエハＷを被塗布物としてこれにレジスト液を塗布するために使用されているが、薬液としてはレジスト液に限られず、また被塗布物もウエハＷに限られず、それぞれ種々のものを対象とすることができる。また前記実施の形態においては、流量制御弁１２と開閉制御弁１１を流路ブロック１３に取り付けるようにしたが、個別に独立して構成してもよい。また調整ねじ部材５４を構成する中空軸５３と差動軸４８のそれぞれの雄ねじ部のピッチは０．５ｍｍ，０．４５ｍｍに限られない。さらに中空軸５３と差動軸４８のそれぞれの外周の雌ねじ部は、ともに右ねじとしたが、ともに左ねじとしてもよい。また流量制御弁１２と開閉制御弁１１の一方に差動式の調整ねじ部材を取り付け、他方に非差動式の１つの調整ねじ部材を取り付けてもよい。なお、前記実施の形態においては、流量制御弁１２と開閉制御弁１１を差動制御する流体圧を圧縮空気による空気圧としたが、空気圧に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施例である流量制御弁を備えた流量制御装置を示す断面図である。
【図２】図１に示された流量制御弁の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図２の一部を拡大して示す断面図である。
【図５】比較例としての流量制御弁の一部を示す断面図である。
【図６】図５の一部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１１ 開閉制御弁
１２ 流量制御弁
１３ 流路ブロック
１４ 第１のジョイント部
１４ａ 第１のポート
１５ 第２のジョイント部
１５ａ 第２のポート
１６ ユニオンナット
１７ 第１の流路
１８ 第２の流路
１９ 連通流路
２１ 開閉用開口部
２２ 流量調整用開口部
２３ 開閉用ハウジング
２４ 流量調整用ハウジング
２３ａ、２４ａ 第１のハウジング部材
２３ｂ、２４ｂ 第２のハウジング部材
２５ 開閉弁体
２６ 調整弁体
２５ａ、２６ａ 環状部
２５ｂ、２６ｂ 軸部
２５ｃ、２６ｃ ダイヤフラム部
２７ シリンダ室
２７ａ 開放用圧力室
２７ｂ 閉塞用圧力室
２８ 開閉用ピストン
２８ａ 軸部
２９ａ、２９ｂ 給排ポート
３１ 圧縮コイルばね
３２ ガイド筒体
３２ａ 雄ねじ
３２ｂ 雌ねじ
３３ 締結ナット
３４ 差動軸
３４ａ 雄ねじ
３５ 係合ピン
３６ 係合溝
３７ 中空軸
３７ａ 雄ねじ
３７ｂ 雌ねじ
３８ 全開用調整ねじ部材
３９ 調整つまみ
４０ ロックナット
４１ シリンダ室
４１ａ 圧力室
４１ｂ ばね室
４２ 流量調整用ピストン
４２ａ 軸部
４３ 圧縮コイルばね
４４ａ 給排ポート
４４ｂ ブリードポート
４５ ガイド筒体
４５ａ 締結用雄ねじ部
４５ｂ 調整用雌ねじ部
４６ 締結ナット
４７ 連結駒
４７ａ 筒部
４７ｂ 端壁部
４８ 差動軸
４８ａ 調整用雄ねじ部
４９ ストッパ
４９ａ 当たり面
５１ 係合ピン
５２ 係合溝
５３ 中空軸
５３ａ 調整用雄ねじ部
５３ｂ 雌ねじ部
５４ 調整ねじ部材
５５ 調整つまみ
５６ ロックナット
５６ａ 締結用雌ねじ部
５７ 円筒部
５８ 端壁部
５８ａ 締結面
５９ 接触面
６０ ロックナット
６０ａ 雌ねじ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気圧などの流体圧を使用して弁体を作動させる流量制御弁に係り、特に弁体の開度位置を調整する調整部材を備えた流量制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハの製造技術分野を始め、液晶基板製造技術分野や多層配線基板製造技術などの分野では、フォトレジスト液、アルカリ性や酸性の処理液などの薬液が使用されている。それぞれの薬液を供給するために、容器とこの中に収容された薬液を供給するポンプとこのポンプの作動により流路を介して案内された薬液を吐出するノズルとを有する薬液供給装置が使用されている。このような薬液供給装置においては、薬液の供給量を高い精度で調整する必要があるため、たとえば特許文献１に開示されているような弁体の開度位置を調整する流量制御弁が用いられている。
【０００３】
また、特許文献２には、液体を供給する供給装置において、液体の供給量を高い精度で調整するため弁体の開度位置を調整する流量制御弁が開示されている。
【０００４】
上記流量制御弁は、ピストンの閉作動時に弁孔からの流量を調整する流量調整ねじを備えている。流量調整ねじはカバーに貫通及び螺合されて調整摘みの回動操作により軸方向に沿って螺進可能とされている。流量調整ねじと調整摘みとの間には、ロックナットが介在されている。流量調整ねじは下端側がピストンの係合孔に軸方向に沿って変位可能に挿入され、その下端の大径部が弾性付勢手段の付勢力によって係合孔の内壁面上端に掛止されている。
【０００５】
そして、弁体の開度位置を調整する場合には、調整摘みによって流量調整ねじを緩み方向に所定量回動操作させて主弁、ピストン、ロッドを弾性付勢手段の付勢力に抗して同伴して上昇させることにより、主弁を弁孔から離反させて所定の弁開度に調整した後に、流量調整ねじをロックナットによってロックするものである。
【特許文献１】特開２００３−３２２２７５号公報
【特許文献２】実願平２−０６８７１０（実開平４−０２７２７９号）のマイクロフィルム
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献２に記載の流量調整弁においては、以下のような問題点を有している。すなわち、流量調整ねじは、ロックされない状態においては、弾性付勢手段の付勢力により下降方向に引張られているが、流量調整ねじを回動させて所定の弁開度に調整した後に、流量調整ねじをロックナットによりロックすると、流量調整ねじは逆に上昇方向に引張られる。つまり、流量調整ねじの雄ねじ部と、流量調整ねじが締結されるカバーの雌ねじ部との間のバックラッシにより、流量調整ねじはバックラッシ分上昇する。すると流量調整ねじに同伴して主弁も上昇することになり、最初に調整した弁開度とずれることになる。つまり何度も弁開度の調整をやり直さなければならなくなるという問題点を有している。
【０００７】
本発明の目的は、流量調整ねじをロックナットによりロックした場合に、流量調整ねじが上昇方向に引張られることのない流量制御弁を提供することにある。
【０００８】
さらに詳述すると、本発明の目的は、流量調整ねじをロックナットによりロックした場合に、流量調整ねじの雄ねじ部と、流量調整ねじが締結されるカバーの雌ねじ部との間のバックラッシにより、流量調整ねじがずれて、最初に調整した弁開度とずれることのないような流量制御弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の流量制御弁は、流体が流入する流入側流路と流出する流出側流路とこれらの流路を連通させる流量調整用開口部とが形成された流路ブロックと、前記流路ブロックに前記流量調整用開口部に対向して設けられた流量調整用ハウジングと、前記流量調整用開口部の開度を調整する弁体が取り付けられるとともに、前記流量調整用ハウジングのシリンダ室に組み込まれて前記シリンダ室を前記弁体を閉じる方向のばね力を付勢するばね部材が組み込まれるばね室と前記弁体を開く方向の流体圧を加える流体室とに区画する流量調整用ピストンと、前記流量調整用ハウジングに設けられ、内周に調整用雌ねじ部が形成される一方、前記流量調整用ハウジングから突出する外周に締結用雄ねじ部が形成されたガイド筒体と、前記流量調整用ピストンに係合して前記流量調整用ピストンの前記流量調整用開口部に向かう方向の位置を規制するストッパとを有し、前記調整用雌ねじ部にねじ結合する調整用雄ねじ部が外周に形成される調整ねじ部材と、前記締結用雄ねじ部にねじ結合する締結用雌ねじ部と、前記調整用雄ねじ部に設けられた接触面を前記弁体を閉じる方向に押圧する締結面とが形成されたロックナットとを有し、前記調整ねじ部材の回転により前記弁体の開度を調整し、前記調整用雄ねじ部の前記弁体側に対向する弁体側歯面が前記調整用雌ねじ部の歯面に接触した状態のもとで前記ロックナットにより前記弁体側歯面を前記調整用雌ねじ部の歯面に押圧して前記調整ねじ部材を締結することを特徴とする。
【００１０】
本発明の流量制御弁は、前記調整ねじ部材は、前記調整用雄ねじ部が形成されるとともに、内周面に前記調整用雄ねじ部と相違するピッチの差動用雌ねじ部が形成された中空軸と、前記差動用雌ねじ部にねじ結合する差動用雄ねじ部が形成され、前記ストッパを備え前記流量調整用ピストンに対し回転が規制されるとともに相対的に軸方向に移動自在に前記流量調整用ピストンに連結される差動軸とを有することを特徴する。
【００１１】
本発明の流量制御弁は、前記流路ブロックに形成されて前記流入側流路と前記流出側流路とを連通させる開閉用開口部に対向して前記流路ブロックに設けられる開閉用ハウジングと、前記開閉用開口部を開閉する弁体が取り付けられるとともに、前記開閉用ハウジングのシリンダ室に組み込まれて前記弁体を前記開閉用開口部に接触する全閉位置と前記開閉用開口部から離れる全開位置とに駆動する開閉用ピストンと、前記開閉用ピストンに対して前記全閉位置と前記全開位置の少なくとも何れか一方に向かう流体圧を供給する流体供給手段と、前記開閉用ハウジングにねじ結合され、前記開閉用ピストンに当接して前記弁体の全開位置を規制する全開用調整ねじ部材とを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の流量制御弁は、前記ストッパは前記流量調整用ピストンの前記ばね室側に取り付けられた連結駒に係合し、前記ストッパの前記連結駒に係合する当たり面が球面となっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ロックナットはガイド筒体に締結し、かつ、ロックナットは調整ねじ部材に締結されずに、ロックナットに形成された接触面が、調整ねじ部材の調整用雄ねじ部に設けられた接触面を、弁体を閉じる方向に押圧する構成となっているため、調整ねじ部材をロックナットによりロックした場合に、調整ねじ部材が上昇方向に引張られることがない。
【００１４】
その際、調整用雄ねじ部の弁体側に対向する弁体側歯面が調整用雌ねじ部の歯面に接触した状態のもとで、調整ねじ部材は、ロックナットにより弁体を閉じる方向に押圧され、結果として下降方向に引張られる。
【００１５】
すると、調整用雄ねじ部の弁体側に対向する弁体側歯面が、調整用雌ねじ部の歯面に押圧され、調整ねじ部材がバックラッシ分ずれることがなく、最初に調整した弁開度とずれることもない。
【００１６】
従って、１回の調整ねじの調整及びロックにより、高い精度で弁開度を調整することができ、液体の供給量を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施例である流量制御弁を備えた流量制御装置を示す断面図である。この流量制御装置は、流路の開度を全開状態と全閉状態とに切り換える開閉制御弁１１と、流路の開度を全開状態と全閉状態との間のうち任意の開度に設定する流量制御弁１２とを有しており、開閉制御弁１１と流量制御弁１２は流路ブロック１３に取り付けられている。
【００１９】
流路ブロック１３には、第１のポート１４ａが形成された第１のジョイント部１４と、第２のポート１５ａが形成された第２のジョイント部１５とが一体に設けられ、それぞれのジョイント部１４，１５にねじ結合されるユニオンナット１６により図示しない配管がジョイント部１４，１５に取り付けられるようになっている。流路ブロック１３には第１のポート１４ａに連通する第１の流路１７と、第２のポート１５ａに連通する第２の流路１８とが同軸上に形成され、これらの流路１７，１８の間に仕切り壁を介して連通流路１９が形成されている。流路ブロック１３には、さらに連通流路１９と第１の流路１７とを連通させる開閉用開口部２１と、第２の流路１８と連通流路１９とを連通させる流量調整用開口部２２とが形成されている。
【００２０】
第１のジョイント部１４には流入側の配管が接続され、第２のジョイント部１５には流出側の配管が接続されるようになっている。したがって、流量制御弁１２に対しては、第１の流路１７と連通流路１９とが流入側流路になり、第２の流路１８が流出側流路になっており、薬液は図１において第１のポート１４ａから第２のポート１５ａに向けて流れることになる。ただし、第２のポート１５ａ側から第１のポート１４ａ側に向けて薬液を流すようにしても良く、その場合には第２の流路１８が流入側流路となる。
【００２１】
流路ブロック１３には、開閉用開口部２１に対向した開閉用ハウジング２３と、流量調整用開口部２２に対向した流量調整用ハウジング２４とが並設されている。開閉用ハウジング２３は第１のハウジング部材２３ａとこれに固定される第２のハウジング部材２３ｂとを有し、流量調整用ハウジング２４は第１のハウジング部材２４ａとこれに固定される第２のハウジング部材２４ｂとを有し、それぞれ図示しないねじ部材により流路ブロック１３に組みつけられている。
【００２２】
開閉用開口部２１を覆うように流路ブロック１３にはダイヤフラム式の開閉弁体２５が装着されており、流量調整用開口部２２を覆うように流路ブロック１３にはダイヤフラム式の調整弁体２６が装着されている。開閉弁体２５および調整弁体２６は、それぞれ流路ブロック１３とそれぞれのハウジング２３，２４との間で固定される環状部２５ａ，２６ａと、環状部の内側に配置される軸部２５ｂ，２６ｂと、これらの間に設けられるダイヤフラム部２５ｃ，２６ｃとを有し、一体に成形されている。流路ブロック１３とそれぞれの弁体２５，２６は、流路内を流れる液体がフォトレジスト液などのように金属腐食性の液体であるので、耐食性を有するポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂により形成されている。ただし、薬液によっては他の樹脂や金属等により流路ブロック１３や弁体２５，２６を形成するようにしても良い。
【００２３】
開閉用ハウジング２３に形成されたシリンダ室２７内には開閉用ピストン２８が軸方向に往復動自在に収容されており、開閉用ピストン２８は開閉弁体２５に連結される軸部２８ａを有し、開閉用ピストン２８によりシリンダ室２７は開放用圧力室２７ａと閉塞用圧力室２７ｂとに仕切られている。開閉用ハウジング２３には開放用圧力室２７ａに連通する給排ポート２９ａと、閉塞用圧力室２７ｂとに連通する給排ポート２９ｂとが形成されており、給排ポート２９ａから圧縮空気を供給すると開閉弁体２５には開閉用ピストン２８により開閉用開口部２１を開く方向の推力が加えられ、給排ポート２９ｂから圧縮空気を供給すると開閉弁体２５には開閉用ピストン２８により開閉用開口部２１を閉じる方向の推力が加えられる。開放用圧力室２７ａ内には開閉弁体２５に開く方向の推力を加える圧縮コイルばね３１が装着されており、開閉弁体２５には開く方向に圧縮空気とばね力が加えられるようになっているが、ばね力のみ又は圧縮空気のみにより開く方向の推力を加えるようにしても良い。
【００２４】
開閉用ハウジング２３には閉塞用圧力室２７ｂ内に位置させてガイド筒体３２が取り付けられており、このガイド筒体３２はこれの突出端部に形成された雄ねじ３２ａにねじ結合される締結ナット３３により開閉用ハウジング２３に固定されている。ガイド筒体３２内には差動軸３４が軸方向に往復動自在に組み込まれ、差動軸３４の先端部に径方向に取り付けられた係合ピン３５がガイド筒体３２に軸方向に延びて形成された係合溝３６に係合している。差動軸３４の外側には中空軸３７が回転自在に嵌合されており、差動軸３４と中空軸３７とにより全開用調整ねじ部材３８が形成されている。中空軸３７の外周面に形成された雄ねじ３７ａはガイド筒体３２の内周面に形成された雌ねじ３２ｂにねじ結合されており、中空軸３７の端部に固定された調整つまみ３９の部分で中空軸３７を回転させると、中空軸３７が軸方向に移動して開閉弁体２５の全開位置が設定される。
【００２５】
中空軸３７の内周面に形勢された雌ねじ３７ｂには、差動軸３４の外周面に形成された雄ねじ３４ａがねじ結合しており、この雄ねじ３４ａは中空軸３７の雄ねじ３７ａよりも小さいピッチとなっている。したがって、調整つまみ３９の部分で中空軸３７を回転させると、両方の雄ねじ３７ａ，３４ａの差の分だけ中空軸３７は軸方向に移動することになり、高い精度で開閉用ピストン２８の開度を設定することができる。雄ねじ３７ａにはロックナット４０がねじ結合され、ロックナット４０をガイド筒体３２の端面に押し付けると、中空軸３７は開閉用ハウジング２３に固定される。
【００２６】
図２は図１に示された流量制御弁１２の一部を拡大して示す断面図である。また、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００２７】
流量制御弁１２の流量調整用ハウジング２４に形成されたシリンダ室４１内には流量調整用ピストン４２が軸方向に往復動自在に収容されている。流量調整用ピストン４２は調整弁体２６に連結される軸部４２ａを有し、流量調整用ピストン４２によりシリンダ室４１は圧力室４１ａとばね室４１ｂとに仕切られており、ばね室４１ｂ内には流量調整用ピストン４２を介して調整弁体２６に対して閉じる方向のばね力を加えるための圧縮コイルばね４３がばね部材として組み込まれている。流量調整用ハウジング２４には圧力室４１ａに連通する給排ポート４４ａと、ばね室４１ｂに連通するブリードポート４４ｂとが形成されており、給排ポート４４ａから圧縮空気を圧力室４１ａ内に供給すると、流量調整用ピストン４２にはばね力に抗して調整弁体２６を開く方向の推力が加えられ、このときにはばね室４１ｂ内の空気はブリードポート４４ｂから外部に排出される。一方、圧力室４１ａ内の空気を排出すると、ばね力により調整弁体２６には閉じられる方向の推力が流量調整用ピストン４２により加えられる。
【００２８】
流量調整用ハウジング２４にはばね室４１ｂ内に位置させてガイド筒体４５が取り付けられており、このガイド筒体４５はこれの突出端部に形成された締結用雄ねじ部４５ａにねじ結合される締結ナット４６により流量調整用ハウジング２４に固定されている。ただし、ガイド筒体４５と締結ナット４６とを流量調整用ハウジング２４に一体に形成するようにしても良く、図２と図４においては、流量調整用ハウジング２４にガイド筒体４５と締結ナット４６とが一体に形成されて示されている。
【００２９】
流量調整用ピストン４２のばね室４１ｂ側には凹部が形成され、この凹部の内周面に形成された雌ねじにねじ結合する筒部４７ａとこの端部に一体となった端壁部４７ｂとを有する連結駒４７が流量調整用ピストン４２に固定されており、この連結駒４７は流量調整用ピストン４２の一部を構成している。
【００３０】
ガイド筒体４５内には差動軸４８が軸方向に往復動自在に組み込まれ、差動軸４８は連結駒４７の端壁部４７ｂに形成された貫通孔を貫通しており、差動軸４８の端部には筒部４７ａ内に組み込まれるストッパ４９が設けられている。ストッパ４９が連結駒４７の端壁部４７ｂに係合した状態のもとでは、流量調整用ピストン４２が流量調整用開口部２２に向かう方向の移動を規制する。図２及び図３に示すように、ストッパ４９において、連結駒４７の端壁部４７ｂに係合する面である当たり面４９ａは球面となっているため、ストッパ４９に係合する連結駒４７の位置、すなわち、流量調整用ピストン４２の位置が安定する。ストッパ４９には、筒部４７ａに固定された係合ピン５１が係合する係合溝５２が軸方向に伸びて形成されている。すなわち、図３に示すように、ストッパ４９は二股形状をしており、二股の間にはすり割り状の係合溝５２が形成されている。すり割り状の係合溝５２には筒部４７ａに固定された係合ピン５１が係合しているため、ストッパ４９は差動軸４８の軸線を中心として回転することが不可能となっている。そして、圧力室４１ａに圧縮空気を供給して流量調整用ピストン４２を流量調整用開口部２２から離す方向に駆動すると、流量調整用ピストン４２は係合ピン５１とともに差動軸４８に対して軸方向に移動することになる。ただし、この方向の流量調整用ピストン４２の移動限の位置は、ガイド筒体４５の端面に連結駒４７が当接することによって規制されることになる。
【００３１】
差動軸４８の外側には中空軸５３が回転自在に嵌合されており、差動軸４８と中空軸５３とにより調整ねじ部材５４が形成されている。中空軸５３の外周面に形成された調整用雄ねじ部５３ａはガイド筒体４５の内周面に形成された調整用雌ねじ部４５ｂにねじ結合されており、中空軸５３の端部に固定された調整つまみ５５の部分を手動操作して中空軸５３を回転させると、中空軸５３が軸方向に移動して調整弁体２６の開度が設定される。
【００３２】
中空軸５３の内周面に形成された雌ねじ部５３ｂには、差動軸４８の外周面に形成された雄ねじ部４８ａがねじ結合しており、この雄ねじ部４８ａのピッチと中空軸５３の調整用雄ねじ部５３ａのピッチは僅かに相違している。例えば、中空軸５３の調整用雄ねじ部５３ａのピッチは０．５ｍｍとなっており、差動軸４８の調整用雄ねじ部４８ａのピッチは０．４５ｍｍとなっており、何れも右ねじである。従って、調整つまみ５５により中空軸５３を１回転させると、係合ピン５１により回転が規制されている差動軸４８は両方のピッチの差分である０．０５ｍｍだけ軸方向に移動することになる。このように調整ねじ部材５４を差動軸４８と中空軸５３とを有する差動機構とすることにより調整ねじ部材５４の１回転当たりの軸方向の移動量を少ない量として調整ねじ部材５４の軸方向移動量つまり調整弁体２６の開度を高精度に設定することができる。ただし、調整ねじ部材５４を１つのねじ部材により形成するようにしても良く、その場合には調整用雄ねじ部５３ａを有する１本のねじ部材の端部にストッパ４９を設けることになる。
【００３３】
調整ねじ部材５４を流量調整用ハウジング２４に締結状態として固定するために、調整ねじ部材５４にはロックナット５６が回転自在に装着されている。このロックナット５６は円筒部５７とこれの端部に一体となった端壁部５８とを有し、円筒部５７にはガイド筒体４５の締結用雄ねじ部４５ａにねじ結合する締結用雌ねじ部５６ａが形成され、端壁部５８の内面は中空軸５３に設けられた段部により形成される接触面５９に接触して中空軸５３に対して調整弁体２６を閉じる方向に押圧する締結面５８ａとなっている。
【００３４】
図４は図２の一部を拡大して示す断面図である。流量調整用開口部２２の開度は調整弁体２６の軸方向位置により設定されることになり、開度を設定する際には調整つまみ５５を作業者が操作して中空軸５３を回転させる。このときには、流量調整用ピストン４２には調整弁体２６を閉じる方向にばね力が加えられているので、図４に示すように、差動軸４８の雄ねじ部４８ａの弁体側歯面つまり調整弁体２６に対向する側の歯面は、中空軸５３の雌ねじ部５３ｂのうち調整弁体２６に対して反対側の歯面つまり外側歯面に接触した状態となり、雄ねじ部４８ａの外側歯面と雌ねじ部３５ｂの弁体側歯面との間には図４において誇張して示すようにバックラッシュに対応した隙間が形成される。同様に、中空軸５３の調整用雄ねじ部５３ａの弁体側歯面は、ガイド筒体４５の調整用雌ねじ部４５ｂの外側歯面に接触した状態となる。
【００３５】
したがって、ロックナット５６を回転させて調整ねじ部材５４の中空軸５３を流量調整用ハウジング２４に締結する際には、ロックナット５６を回転させてロックナット５６の締結面５８ａを接触面５９に押圧させると、中空軸５３の調整用雄ねじ部５３ａの弁体側歯面がガイド筒体４５の調整用雄ねじ部４５ｂの外側歯面に接触した状態のもとで、調整用雄ねじ部５３ａの弁体側歯面をガイド筒体４５の調整用雌ねじ部４５ｂの外側歯面に引き続いて押し付けられるようにロックナット５６により中空軸５３は締結されることになる。これにより、調整用雄ねじ部５３ａと調整用雌ねじ部４５ｂとの間のバックラッシュの影響を受けることなく、中空軸５３を回転させることにより設定された調整弁体２６の開度を保持しつつその位置で調整弁体２６は締結固定されることになる。締結固定が完了したときには、ロックナット５６の締結用雌ねじ部５６ａはガイド筒体４５の締結用雄ねじ部４５ａの弁体側歯面に密着した状態となる。
【００３６】
図５は比較例としての流量制御弁の一部を示す断面図であり、図５には本発明の一実施の形態である流量制御弁１２を示す図２に対応する部分が示されている。図６は図５の一部を拡大して示す断面図である。図５および図６においては、図２に示す部材と共通する部材には同一の符号が付されている。
【００３７】
比較例として示すように、調整ねじ部材５４の中空軸５３の雄ねじ部５３ａに直接ロックナット６０を締結するようにし、ロックナット６０が流量調整用ハウジング２４の端面に押し付けられることにより中空軸５３の締結固定が行われるようにすると、締結固定時における中空軸５３の雄ねじ部５３ａの歯面とロックナット６０の雌ねじ部６０ａの歯面との接触状態は図６に示すようになる。つまり、調整つまみ５５を回転させて調整弁体２６の開度を調整したときには、中空軸６３は圧縮コイルばね４３のばね力により調整弁体２６に向かって押し付けられている状態となっており、この状態のもとでロックナット６０を回転させて中空軸５３を締結すると、ロックナット６０の雌ねじ部６０ａの外側歯面が中空軸５３の雄ねじ部５３ａの弁体側歯面に密着した状態で締結固定されるので、中空軸５３は雌ねじ部６０ａと雄ねじ部５３ａとの間のバックラッシュの隙間分だけ調整弁体２６から離れる方向にずれ移動することになる。このため、最初に調整した弁開度とずれることになり、何度も弁開度の調整をやり直さなければならなくなってしまうのである。
【００３８】
しかしながら、本発明の流量制御弁１２においては、ロックナット５６は直接には調整ねじ部材５４の中空軸５３にはねじ結合されずに、ガイド筒体４５に締結され、ロックナット５６に形成された締結面５８ａが、調整ねじ部材５４に設けられた接触面５９を調整弁体２６を閉じる方向に押圧する構成となっている。したがって、調整ねじ部材５４をロックナット５６によりロックした場合に、調整ねじ部材５４が弁体から離れる方向にずれ移動することがない。上述のように、調整ねじ部材５４を構成する中空軸５３の弁体側に対向する弁体側歯面が調整用雌ねじ部４５ｂの歯面に接触した状態のもとで、調整ねじ部材５４がロックナット５６により弁体を閉じる方向に押圧されるので、接触した状態の歯面同士がより密着する方向に押圧されることになる。したがって、１回の調整ねじの調整及びロックにより、高い精度で弁開度を調整することができ、図１〜図４に示す本実施の形態の流量制御弁１２は、流量調整用開口部２２の開度、すなわち流量開口量を調整して薬液などの流体の通過流量を高い精度で調整することができる。
【００３９】
次に、図１に示す流量制御装置により液体の流量を調整する手段について説明すると、流路ブロック１３に形成された流路は、開放用圧力室２７ａに圧縮空気を供給すると開閉制御弁１１の開閉弁体２５は弁座から開閉用開口部２１が全開状態となる。一方、流量制御装置が使用されないとき等には閉塞用圧力室２７ｂ内に圧縮空気を供給することにより開閉弁体２５は全開状態となる。
【００４０】
流路ブロック１３内を流れる液体の流量を設定するには、ロックナット５６を緩めた状態のもとで調整つまみ５５を回転させて調整弁体２６の開度を設定する。この状態のもとでロックナット５６を締結しても、上述のように、調整弁体２６は設定された開度を保持することができる。
【００４１】
給排ポート４４ａから圧力室４１ａに圧縮空気を供給すると、流量調整用ピストン４２は圧縮コイルばね４３のばね力に抗してガイド筒体４５に接触する後退限の位置まで移動し、調整弁体２６は後退限位置となる。この状態では、流量調整用開口部２２は全開状態となってその開度は最大の設定で開いた状態となる。
【００４２】
本実施例では、調整ねじ部材５４を中空軸５３と差動軸４８とにより形成したが、中空軸５３と差動軸４８とを一体とした調整ねじ部材としてもよい。
【００４３】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、図示する薬液供給装置は、半導体ウエハＷを被塗布物としてこれにレジスト液を塗布するために使用されているが、薬液としてはレジスト液に限られず、また被塗布物もウエハＷに限られず、それぞれ種々のものを対象とすることができる。また前記実施の形態においては、流量制御弁１２と開閉制御弁１１を流路ブロック１３に取り付けるようにしたが、個別に独立して構成してもよい。また調整ねじ部材５４を構成する中空軸５３と差動軸４８のそれぞれの雄ねじ部のピッチは０．５ｍｍ，０．４５ｍｍに限られない。さらに中空軸５３と差動軸４８のそれぞれの外周の雌ねじ部は、ともに右ねじとしたが、ともに左ねじとしてもよい。また流量制御弁１２と開閉制御弁１１の一方に差動式の調整ねじ部材を取り付け、他方に非差動式の１つの調整ねじ部材を取り付けてもよい。なお、前記実施の形態においては、流量制御弁１２と開閉制御弁１１を差動制御する流体圧を圧縮空気による空気圧としたが、空気圧に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施例である流量制御弁を備えた流量制御装置を示す断面図である。
【図２】図１に示された流量制御弁の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図２の一部を拡大して示す断面図である。
【図５】比較例としての流量制御弁の一部を示す断面図である。
【図６】図５の一部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１１ 開閉制御弁
１２ 流量制御弁
１３ 流路ブロック
１４ 第１のジョイント部
１４ａ 第１のポート
１５ 第２のジョイント部
１５ａ 第２のポート
１６ ユニオンナット
１７ 第１の流路
１８ 第２の流路
１９ 連通流路
２１ 開閉用開口部
２２ 流量調整用開口部
２３ 開閉用ハウジング
２４ 流量調整用ハウジング
２３ａ、２４ａ 第１のハウジング部材
２３ｂ、２４ｂ 第２のハウジング部材
２５ 開閉弁体
２６ 調整弁体
２５ａ、２６ａ 環状部
２５ｂ、２６ｂ 軸部
２５ｃ、２６ｃ ダイヤフラム部
２７ シリンダ室
２７ａ 開放用圧力室
２７ｂ 閉塞用圧力室
２８ 開閉用ピストン
２８ａ 軸部
２９ａ、２９ｂ 給排ポート
３１ 圧縮コイルばね
３２ ガイド筒体
３２ａ 雄ねじ
３２ｂ 雌ねじ
３３ 締結ナット
３４ 差動軸
３４ａ 雄ねじ
３５ 係合ピン
３６ 係合溝
３７ 中空軸
３７ａ 雄ねじ
３７ｂ 雌ねじ
３８ 全開用調整ねじ部材
３９ 調整つまみ
４０ ロックナット
４１ シリンダ室
４１ａ 圧力室
４１ｂ ばね室
４２ 流量調整用ピストン
４２ａ 軸部
４３ 圧縮コイルばね
４４ａ 給排ポート
４４ｂ ブリードポート
４５ ガイド筒体
４５ａ 締結用雄ねじ部
４５ｂ 調整用雌ねじ部
４６ 締結ナット
４７ 連結駒
４７ａ 筒部
４７ｂ 端壁部
４８ 差動軸
４８ａ 調整用雄ねじ部
４９ ストッパ
４９ａ 当たり面
５１ 係合ピン
５２ 係合溝
５３ 中空軸
５３ａ 調整用雄ねじ部
５３ｂ 雌ねじ部
５４ 調整ねじ部材
５５ 調整つまみ
５６ ロックナット
５６ａ 締結用雌ねじ部
５７ 円筒部
５８ 端壁部
５８ａ 締結面
５９ 接触面
６０ ロックナット
６０ａ 雌ねじ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流入する流入側流路と流出する流出側流路とこれらの流路を連通させる流量調整用開口部とが形成された流路ブロックと、
前記流路ブロックに前記流量調整用開口部に対向して設けられた流量調整用ハウジングと、
前記流量調整用開口部の開度を調整する弁体が取り付けられるとともに、前記流量調整用ハウジングのシリンダ室に組み込まれて前記シリンダ室を前記弁体を閉じる方向のばね力を付勢するばね部材が組み込まれるばね室と前記弁体を開く方向の流体圧を加える流体室とに区画する流量調整用ピストンと、
前記流量調整用ハウジングに設けられ、内周に調整用雌ねじ部が形成される一方、前記流量調整用ハウジングから突出する外周に締結用雄ねじ部が形成されたガイド筒体と、
前記流量調整用ピストンに係合して前記流量調整用ピストンの前記流量調整用開口部に向かう方向の位置を規制するストッパを有し、前記調整用雌ねじ部にねじ結合する調整用雄ねじ部が外周に形成される調整ねじ部材と、
前記締結用雄ねじ部にねじ結合する締結用雌ねじ部と、前記調整用雄ねじ部に設けられた接触面を前記弁体を閉じる方向に押圧する締結面とが形成されたロックナットとを有し、
前記調整ねじ部材の回転により前記弁体の開度を調整し、前記調整用雄ねじ部の前記弁体側に対向する弁体側歯面が前記調整用雌ねじ部の歯面に接触した状態のもとで前記ロックナットにより前記弁体側歯面を前記調整用雌ねじ部の歯面に押圧して前記調整ねじ部材を締結することを特徴とする流量制御弁。
【請求項２】
請求項１に記載の流量制御弁において、前記調整ねじ部材は、前記調整用雄ねじ部が形成されるとともに、内周面に前記調整用雄ねじ部と相違するピッチの差動用雌ねじ部が形成された中空軸と、前記差動用雌ねじ部にねじ結合する差動用雄ねじ部が形成され、前記ストッパを備え前記流量調整用ピストンに対し回転が規制されるとともに相対的に軸方向に移動自在に前記流量調整用ピストンに連結される差動軸とを有することを特徴する流量制御弁。
【請求項３】
請求項１又は２記載の流量制御弁において、
前記流路ブロックに形成されて前記流入側流路と前記流出側流路とを連通させる開閉用開口部に対向して前記流路ブロックに設けられる開閉用ハウジングと、
前記開閉用開口部を開閉する弁体が取り付けられるとともに、前記開閉用ハウジングのシリンダ室に組み込まれて前記弁体を前記開閉用開口部に接触する全閉位置と前記開閉用開口部から離れる全開位置とに駆動する開閉用ピストンと、
前記開閉用ピストンに対して前記全閉位置と前記全開位置の少なくとも何れか一方に向かう流体圧を供給する流体供給手段と、
前記開閉用ハウジングにねじ結合され、前記開閉用ピストンに当接して前記弁体の全開位置を規制する全開用調整ねじ部材とを有することを特徴とする流量制御弁。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の流量制御弁において、
前記ストッパは前記流量調整用ピストンの前記ばね室側に取り付けられた連結駒に係合し、前記ストッパの前記連結駒に係合する当たり面が球面となっていることを特徴とする流量制御弁。
【請求項１】
流体が流入する流入側流路と流出する流出側流路とこれらの流路を連通させる流量調整用開口部とが形成された流路ブロックと、
前記流路ブロックに前記流量調整用開口部に対向して設けられた流量調整用ハウジングと、
前記流量調整用開口部の開度を調整する弁体が取り付けられるとともに、前記流量調整用ハウジングのシリンダ室に組み込まれて前記シリンダ室を前記弁体を閉じる方向のばね力を付勢するばね部材が組み込まれるばね室と前記弁体を開く方向の流体圧を加える流体室とに区画する流量調整用ピストンと、
前記流量調整用ハウジングに設けられ、内周に調整用雌ねじ部が形成される一方、前記流量調整用ハウジングから突出する外周に締結用雄ねじ部が形成されたガイド筒体と、
前記流量調整用ピストンに係合して前記流量調整用ピストンの前記流量調整用開口部に向かう方向の位置を規制するストッパを有し、前記調整用雌ねじ部にねじ結合する調整用雄ねじ部が外周に形成される調整ねじ部材と、
前記締結用雄ねじ部にねじ結合する締結用雌ねじ部と、前記調整用雄ねじ部に設けられた接触面を前記弁体を閉じる方向に押圧する締結面とが形成されたロックナットとを有し、
前記調整ねじ部材の回転により前記弁体の開度を調整し、前記調整用雄ねじ部の前記弁体側に対向する弁体側歯面が前記調整用雌ねじ部の歯面に接触した状態のもとで前記ロックナットにより前記弁体側歯面を前記調整用雌ねじ部の歯面に押圧して前記調整ねじ部材を締結することを特徴とする流量制御弁。
【請求項２】
請求項１に記載の流量制御弁において、前記調整ねじ部材は、前記調整用雄ねじ部が形成されるとともに、内周面に前記調整用雄ねじ部と相違するピッチの差動用雌ねじ部が形成された中空軸と、前記差動用雌ねじ部にねじ結合する差動用雄ねじ部が形成され、前記ストッパを備え前記流量調整用ピストンに対し回転が規制されるとともに相対的に軸方向に移動自在に前記流量調整用ピストンに連結される差動軸とを有することを特徴する流量制御弁。
【請求項３】
請求項１又は２記載の流量制御弁において、
前記流路ブロックに形成されて前記流入側流路と前記流出側流路とを連通させる開閉用開口部に対向して前記流路ブロックに設けられる開閉用ハウジングと、
前記開閉用開口部を開閉する弁体が取り付けられるとともに、前記開閉用ハウジングのシリンダ室に組み込まれて前記弁体を前記開閉用開口部に接触する全閉位置と前記開閉用開口部から離れる全開位置とに駆動する開閉用ピストンと、
前記開閉用ピストンに対して前記全閉位置と前記全開位置の少なくとも何れか一方に向かう流体圧を供給する流体供給手段と、
前記開閉用ハウジングにねじ結合され、前記開閉用ピストンに当接して前記弁体の全開位置を規制する全開用調整ねじ部材とを有することを特徴とする流量制御弁。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の流量制御弁において、
前記ストッパは前記流量調整用ピストンの前記ばね室側に取り付けられた連結駒に係合し、前記ストッパの前記連結駒に係合する当たり面が球面となっていることを特徴とする流量制御弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−２５６１４８（Ｐ２００８−２５６１４８Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１００７７３（Ｐ２００７−１００７７３）
【出願日】平成１９年４月６日（２００７．４．６）
【出願人】（０００１４５６１１）株式会社コガネイ (142)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月６日（２００７．４．６）
【出願人】（０００１４５６１１）株式会社コガネイ (142)
【Ｆターム（参考）】
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