JP7315421B2

JP7315421B2 - 流量調整装置

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Publication number: JP7315421B2
Application number: JP2019167929A
Authority: JP
Inventors: 良二金井
Original assignee: Koganei Corp
Current assignee: Koganei Corp
Priority date: 2019-09-17
Filing date: 2019-09-17
Publication date: 2023-07-26
Anticipated expiration: 2039-09-17
Also published as: JP2021046866A

Description

本発明は、被塗布物に塗布される薬液等の液体の流量を調整するための流量調整装置に関する。

容器内の液体を塗布具から被塗布物に塗布するために、容器と塗布具との間には、流量調整弁が使用される。例えば、半導体製造工程においては、半導体ウエハに微少量のフォトレジスト液が塗布される。このような微少量の液体を被塗布物に塗布するために使用される流量調整弁が特許文献１に記載されている。

特許文献１には流量調整弁と開閉弁とを有するバルブユニットが記載されている。バルブユニットは液体を案内する流路が形成されたユニットブロックを有し、液体供給源に接続された流路を開閉する開閉弁と、開閉弁から吐出された液体の流量を調整する流量調整弁とがユニットブロックの上面側に装着される。開閉弁は、ピストンに一体のピストンロッドに取り付けられるダイアフラム型の弁部材を有し、弁部材には圧縮コイルばねにより弁座に向かう方向のばね力が加えられている。弁部材を弁座から離す方向に駆動するときには、ピストンにより仕切られた圧力室に圧縮空気が供給される。また、流量調整弁は、弁開度の調整を行うためのスピンドルを有している。

特開２００１－２６３５０７号公報

特許文献１記載の開閉弁のように、弁部材に弁座に向かう方向のばね力を圧縮コイルばねにより加えるために、圧縮コイルばねはピストンの外側端面に突き当てられる。一方、圧力室はピストンロッドが設けられたピストンの内側端面により形成されるので、内側端面の受圧面積は、ピストンロッドの外周面とピストンの外周面との間の環状面により設定され、この環状面の受圧面積は、ピストンロッドの外径分だけ、ピストンの外側端面全体の面積よりも小さくなる。ピストンの内側端面の側の圧力室に供給される圧力が低い場合でも、弁部材を迅速に作動させるには、ピストン外側端面全体の面積を大きくし環状面の受圧面積を大きくする必要がある。環状面の受圧面積が小さすぎると、弁部材が迅速に作動することができず、弁部材の応答性が低下する。

また、ばね力を小さくして弁部材を弁座に接触させるようにした場合には、圧縮コイルばねから弁部材に加えられるシール力が小さくなる。シール力が小さくなると、弁部材を弁座に接触させたときの液体のシール性を安定させることができなくなる。なお、弁部材による液体のシール性と弁部材の応答性をあわせて弁部材の作動特性という。

さらに、特許文献１に記載される、流量調整弁と開閉弁とを一体に設けたバルブユニットは、流路が形成されたユニットブロックつまり流路ブロックに、両方の弁室の間を連通させるために、Ｖ字形状の流路を設ける必要がある。このように折れ曲がった流路をユニットブロックに設けると、液体の中に含まれる異物つまりパーティクルが流路内に残留することがある。また、塗布具から塗布される液体の種類を交換つまり置換するために、流路を洗浄する場合に、洗浄液が残留することもあり、液体の置換特性が悪くなる。

本発明の目的は、弁部材の作動特性を向上させることができる流量調整装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、弁部材の作動特性を向上させつつ、流量調整弁が取り付けられる流路ブロックにおける流路内への異物や液体の残留を抑制し、液体の置換特性を高めた流量調整装置を提供することにある。

本発明の流量調整装置は、弁部材が配置される弁室、前記弁室に連通する流入流路、および前記弁室を介して前記流入流路に連通する流出流路が設けられた流路ブロックと、ピストンロッドが設けられた前面と前記前面の裏側の背面とが設けられたピストンと、前記ピストンを往復動自在に案内するシリンダ孔が設けられ、前記流路ブロックに取り付けられるシリンダと、前記ピストンロッドの先端に取り付けられる駆動板、前記駆動板に前記弁室を介して対向し前記弁部材に連結される従動板、および前記駆動板と前記従動板との間に設けられる複数の連動脚部を備えた連動部材と、前記シリンダ孔と前記ピストンの背面とにより仕切られる背面側圧力室と、前記流路ブロック内に配置され、前記従動板を介して前記弁部材に弁座に向かう閉方向の弾性力を加える弾性部材とを有し、前記背面側圧力室に圧縮空気を供給すると、前記弾性部材が前記弁部材に加える前記弁座に向かう閉方向の弾性力に抗して、前記弁部材を前記弁座から離す開方向の推力を前記ピストンに加える。

本発明の流量調整装置は、第１の弁部材が配置される第１の弁室、第２の弁部材が配置される第２の弁室、前記第１の弁室と前記第２の弁室を連通する連通流路、第１の弁座を介して前記第１の弁室に連通する流出流路、および第２の弁座を介して前記第２の弁室に連通する流入流路が設けられ、据え付け面と、前記据え付け面の反対側に形成されるシリンダ取付面が形成された流路ブロックと、第１のピストンロッドが設けられた第１のピストンを往復動自在に案内する第１のシリンダ孔が設けられ、前記流路ブロックの前記シリンダ取付面に取り付けられる第１のシリンダと、前記第１のピストンロッドの先端に取り付けられる駆動板、前記駆動板に前記第１の弁室を介して対向し前記第１の弁部材に連結される従動板、および前記駆動板と前記従動板との間に設けられる複数の連動脚部を備えた連動部材と、先端に前記第２の弁部材が取り付けられた第２のピストンロッドと、前記第２のピストンロッドが設けられた第２のピストンを往復動自在に案内する第２のシリンダ孔が設けられ、前記流路ブロックの前記シリンダ取付面に前記第１のシリンダに隣り合って取り付けられる第２のシリンダと、を有し、前記第２の弁室は、前記流路ブロックと前記第２のシリンダとの間に設けられ、前記第１の弁室は、前記第２の弁室よりも前記据え付け面に近接して設けられ、前記連通流路は前記流路ブロックに真っ直ぐに形成される。

シリンダが取り付けられる流路ブロックに形成された弁室には、弁座に向けて接近離反移動する弁部材がピストンロッドに対向して流路ブロックに設けられ、弁部材は連動部材を介してピストンロッドに連結される。弁部材に弁座に向かう方向に加えられたばね力に抗して、ピストンに弁部材を弁座から離す開方向の推力を加えるための外側圧力室はピストンの外側端面により形成されている。その結果、ピストンの径を大きくすることなく、必要な受圧面積を確保することができる。したがって、外側圧力室に供給する空気圧を高めることなく、開方向のピストン駆動力を大きくすることができる。これにより、弁部材を迅速に作動させて弁部材の作動特性を向上させることができる。

第１のシリンダが取り付けられる流路ブロックに形成された第１の弁室には、第１の弁座に向けて接近離反移動する第１の弁部材が第１のピストンロッドに対向して流路ブロックに設けられ、第１の弁部材は連動部材を介して第１のピストンロッドに連結される。一方、流路ブロックに第１のシリンダに隣り合って取り付けられる第２のシリンダと流路ブロックとの間に第２の弁室が形成され、第２の弁座に向けて接近離反移動する第２の弁部材が第２のビストンロッドの先端に取り付けられている。第１の弁室と第２の弁室とを連通する連通流路は真っ直ぐとなって流路ブロックに形成される。したがって、塗布具に供給される液体の種類を交換するために、連通流路を洗浄したときに、洗浄液やもとの液体が連通流路内に残留することがなくなり、流路ブロックに形成された流路内における置換特性が向上する。さらに、連通流路を真っ直ぐにすると、流路内への異物や液体の残留が低減される。

２つの流量調整弁を備えた流量調整装置を示す断面図である。図１の左半分を示す拡大断面図である。図１の右半分を示す拡大断面図である。図２におけるＡ－Ａ線断面図である。図２に示された駆動板を示す斜視図である。図２におけるＢ－Ｂ線断面図である。単一の流量調整弁を備えた流量調整装置を示す断面図である。

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。図１に示される流量調整装置１０ａは、第１の流量調整弁１１と第２の流量調整弁１２の２つの流量調整弁を備えており、それぞれの流量調整弁１１、１２は流路ブロック本体１３を共有し、流量調整弁１１のシリンダ３１と流量調整弁１２のシリンダ６１は隣り合って、流路ブロック本体１３に取り付けられている。流路ブロック本体１３は全体的にほぼ直方体形状であり、図１における右端部には流入流路１４が形成され、他端部には流出流路１５が形成されている。流入流路１４と流出流路１５は、ほぼ同軸である。流入流路１４に連通する流入ポート１４ａが流入継手１６に設けられている。流出流路１５に連通する流出ポート１５ａが流出継手１７に設けられている。

図示しない流入用の配管が流入継手１６に装着され、ねじ部材１８により流入継手１６に締結される。図示しない流出用の配管が流出継手１７に装着され、ねじ部材１９により流出継手１７に締結される。流入用の配管は、フォトレジスト液等の液体を収容する液体供給源（図示省略）に接続され、流出用の配管は、塗布具（図示省略）に接続される。

２つのベースブロック２１、２２が流路ブロック本体１３の図１における下側に取り付けられており、ベースブロック２１、２２と流路ブロック本体１３とにより流路ブロック２０が構成される。ベースブロック２１、２２の下面は、流量調整装置１０ａを図示しない支持部材に取り付けるための据え付け面２３ａ、２３ｂである。シリンダ取付面２４ａ、２４ｂが据え付け面２３ａ、２３ｂの反対側に位置させて流路ブロック本体１３に設けられている。

第１の弁室２５を形成する凹部が、流出流路１５よりも据え付け面２３ａ側に位置させて、流路ブロック本体１３に設けられている。流出流路１５に垂直に延びる流路１５ｂは、第１の弁座２６を貫通しており、流出流路１５は流路１５ｂと弁座２６を介して弁室２５に連通する。弁座２６は据え付け面２３ａ側を向いており、弁座２６に対向して弁室２５内に第１の弁部材２７が配置され、弁室２５は弁部材２７と流路ブロック本体１３とにより仕切られている。弁部材２７はフッ素樹脂等の樹脂材料によりダイアフラム型に成形されている。図２および図４に示されるように、弁部材２７は、弁座２６に対して接近離反移動自在の主弁部２７ａと、環状部２７ｂと、弾性変形部２７ｃとを有している。また、弁部材２７は、流路１５ｂを介して、流出流路１５の内周面に対向している。ベースブロック２１は、ベースプレート２１ａとスペーサ２１ｂとを備えている。締結壁２８がスペーサ２１ｂに設けられ、弁部材２７の環状部２７ｂは流路ブロック本体１３と締結壁２８との間で挟持される。

主弁部２７ａと弁座２６との間の隙間寸法により、流出流路１５に流れる液体の流量が設定される。主弁部２７ａが弁座２６に接触する位置まで最接近すると、流出流路１５は弁部材２７により閉じられる。

第１の流量調整弁１１は、流路ブロック本体１３のシリンダ取付面２４ａに取り付けられる第１のシリンダ３１を有し、シリンダ３１は基部３１ａとカバー部３１ｂとからなる。シリンダ３１、ベースブロック２１、流路ブロック本体１３は、組み合わせられて、図６に示されるように、シリンダ３１の四隅を貫通するねじ部材３０により締結されている。流量調整弁１１は、第１のピストンロッド３２が設けられた第１のピストン３３を有し、ピストン３３はシリンダ３１に形成された第１のシリンダ孔３４に軸方向に往復動自在に案内される。

ピストンロッド３２の軸方向運動を、弁部材２７の弁座２６に対する接近離反移動に連動させるために、連動部材３５が流路ブロック本体１３の連動部材収容部４０に配置されている。連動部材収容部４０は、弁室２５および弁室２５に連通する流路とは、流路ブロック本体１３と弁部材２７によって区切られる。

図４に示されるように、連動部材３５は、ピストンロッド３２の先端部に取り付けられる駆動板３６を有し、駆動板３６は雄ねじ部３６ａによりピストンロッド３２のねじ孔にねじ結合され、流路ブロック２０とシリンダ３１の間に形成されたシリンダ側の収容スペース４０ａに配置されて、ピストンロッド３２とともに軸方向に往復動する。

図５に示されるように、２本の連動脚部３７が駆動板３６に一体に設けられており、連動脚部３７の先端面３７ａは平坦面である。連動脚部３７は、図４および図６に示されるように、流路ブロック本体１３に形成された貫通孔４０ｂと、ベースブロック２１の締結壁２８に形成された貫通孔４０ｃを貫通している。

連動部材３５は従動板３８を有し、従動板３８はベースブロック２１内のベース側の収容スペース４０ｄに配置され、連動脚部３７の先端面３７ａに当接する。対向する２つの連動脚部３７間の距離は、弁部材２７の外径よりも大きい。弁部材２７の主弁部２７ａがねじ結合されるリング部３９が従動板３８に設けられ、従動板３８は弁部材２７に取り付けられている。

流路ブロック側の弾性部材としての圧縮コイルばね４１がベースブロック２１内に配置されており、圧縮コイルばね４１の一端はベースプレート２１ａの内面に当接し、他端は連動部材３５のリング部３９に当接している。この圧縮コイルばね４１により、連動部材３５のリング部３９を介して弁部材２７には、図１および図２において上方に向かう方向つまり弁座２６に向かう閉方向のばね力が加えられる。

圧縮コイルばね４１のばね力により、連動脚部３７の平坦な先端面３７ａが従動板３８に当接しているので、ピストンロッド３２の軸方向移動は、駆動板３６と従動板３８とが平行度を維持するとともに、駆動板３６と従動板３８の距離を一定に保ちつつ弁部材２７の主弁部２７ａに伝達される。また、連動脚部３７と従動板３８をねじ部材等で固定していないので、連動脚部３７やピストンロッド３２が傾いていたとしても、弁体２７は弁座２６を安定してシールすることができる。

このように、弁部材２７は、ピストンロッド３２に直接取り付けられることなく、ピストンロッド３２に対向して流路ブロック本体１３に設けられ、連動部材３５を介してピストンロッド３２に取り付けられている。なお、連動脚部３７の数は、２本に限られず、３本でもそれ以上でも良い。また。連動脚部３７は駆動板３６に一体となっているが、従動板３８に一体に設けるようにしても良い。

シリンダ側の第１の圧縮コイルばね４２がばね収容室４３内に配置されており、ばね収容室４３は、シリンダ孔３４とピストンロッド３２の径方向外側とにより仕切られる。圧縮コイルばね４２の一端は、ピストン３３の前面４５ａつまりピストン３３のうちピストンロッド３２が設けられた側の端面に当接し、他端はばね収容室４３の底面に当接している。この圧縮コイルばね４２により、連動部材３５，ピストン３３およびピストンロッド３２には、図１および図２において上方に向かうばね力が加えられる。これにより、圧縮コイルばね４１のばね力は、弁部材２７を弁座２６に向かう方向のみの力となり、ピストン３３や連動部材に力を加える必要がなくなるので、弁部材２７の作動特性を向上させることができる。ただし、圧縮コイルばね４１として図示するものよりも大きなばね力を備えたものを使用すると、圧縮コイルばね４２を省略することも可能である。

背面側圧力室４４がシリンダ孔３４とピストン３３の背面４５ａとにより仕切られて形成されており、この背面側圧力室４４の圧縮空気により、弁部材２７に加えられるばね力に抗してピストン３３には弁部材２７を弁座２６から離す開方向の圧力つまり推力が加えられる。背面側圧力室４４に連通する第１の給排ポート４６がシリンダ３１のカバー部３１ｂに形成されており、図示しない空気案内管が給排ポート４６に接続される。

この空気案内管は空気圧源に接続されており、背面側圧力室４４内に空気圧源からの圧縮空気が供給される。流路切換弁が空気案内管に設けられており、流路切換弁の操作により、空気圧源から背面側圧力室４４に圧縮空気が供給されると、弁部材２７は弁座２６から離れる開方向に駆動される。一方、背面側圧力室４４内の圧縮空気が外部に排出されると、ばね力により、弁部材２７は弁座２６に接近する閉方向に駆動される。ばね収容室４３に連通する息付き孔４７がシリンダ３１に設けられており、ピストン３３が往復動されると、息付き孔４７を介して外部空気がばね収容室４３内に給排される。

背面側圧力室４４に空気圧を供給することにより、ピストン３３により弁部材２７を開方向に駆動している。これにより、背面側圧力室４４内の圧力はピストン３３の外側の端面全体からなる受圧面に作用する。したがって、弁部材２７を直接ピストンロッド３２に取り付けて、ピストン３３の内側端面を受圧面積とした圧力室を形成する場合に比較して、背面側圧力室４４に供給する空気圧を高めることなく、開方向のピストン駆動力を大きくすることができる。ピストン３３の径を大きくすることなく、必要な受圧面積を確保することができる。また、弁部材２７に対して閉じる方向のばね力を大きく設定することができ、弁部材２７を迅速に作動させて弁部材の作動特性を向上させることができる。さらに、弁部材２７を弁座２６に接触させて流路を閉じる場合には弁部材２７によるシール性も安定させることができる。

ピストン３３は、図１において上方に向かう方向を後退方向とし、下方に向かう方向を前進方向とすると、ピストン３３の前進限位置は、連動部材３５を介して、従動板３８を前進させ従動板３８がベースブロック２１に対して当接することにより設定される。また、ピストン３３の前進限位置はピストン３３の内側端面がストッパ４８に当接することにより設定してもよい。ピストン３３が前進限位置となると、弁部材２７は弁座２６から最も離れた全開位置となる。ピストン３３の後退限位置を、弁部材２７が弁座２６に接触することなく、僅かに離れた位置に設定すると、少流量の液体が流出流路１５から流出される。ピストン３３が後退限位置にあるとき、少流量の液体が流出流路１５から流出するようにした場合、ピストン３３が前進限位置にあるときとの駆動板３６と従動板３８の距離と、ピストン３３が後退限位置にあるときとの駆動板３６と従動板３８の距離は一定となる。また、従動板３８と一体となって駆動するピストンロッド３２、ピストン３３と従動板３８の距離も一定となる。

弁部材２７が弁座２６に最接近する位置、つまり弁座２６に接触することなく、僅かに離れた位置に設定する弁開度調整用として、第１の調整ねじ機構４９がシリンダ３１に設けられている。

調整ねじ機構４９は、ピストンロッド３２と同軸状にシリンダ３１のカバー部３１ｂに固定される支持管５１を有し、支持管５１は背面側圧力室４４内に突出している。雄ねじ軸５２が支持管５１内に組み込まれ、当接駒５３が雄ねじ軸５２の先端に設けられている。当接駒５３はピストン３３の背面４５ｂの径方向中心点に接触する。当接駒５３に設けられた回転防止ピン５４が支持管５１に軸方向に形成された溝５５に係合しており、当接駒５３は支持管５１に対して回転することなく、軸方向に移動自在である。このように当接駒５３を軸方向に移動することで、弁開度を調整できる。

中空ねじ軸５６が支持管５１と雄ねじ軸５２との間に組み込まれている。中空ねじ軸５６は雄ねじ軸５２の雄ねじにねじ結合される雌ねじ５６ａと、支持管５１に設けられためねじにねじ結合される雄ねじ５６ｂとを有している。中空ねじ軸５６の突出端部にはハンドル５７が取り付けられている。雄ねじ５６ｂは雌ねじ５６ａよりも大径である。大径の雄ねじ５６ｂのピッチをＰ１とし、小径の雌ねじ５６ａのピッチをＰ１よりも小さいＰ２とし（Ｐ１＞Ｐ２）、それぞれを右ねじ、または左ねじとする。この場合には、中空ねじ軸５６をピストン３３に向けて移動させる方向に１回転させると、雄ねじ軸５２はピストン３３から離れる方向に移動するので、両方のねじのピッチ差の距離だけ当接駒５３を移動させることができる。

このように、調整ねじ機構４９は差動式のねじ機構であり、両方のねじのピッチ差により当接駒５３の軸方向位置を微調整することができる。中空ねじ軸５６にはロックねじ５８がねじ結合され、ロックねじ５８を支持管５１の端面に締め付けることにより、中空ねじ軸５６は支持管５１に締結される。

第２の流量調整弁１２は第２のシリンダ６１を有し、シリンダ６１は、基部６１ａとカバー６１ｂとからなり、流路ブロック本体１３のシリンダ取付面２４ｂに取り付けられる。シリンダ６１、ベースブロック２２、流路ブロック本体１３は、第１の流量調整弁１１と同様に、シリンダ６１の四隅を貫通するねじ部材３０により締結されている。図１および図３には、ねじ部材３０の一部が示されている。

流量調整弁１２は、第２のピストンロッド６２が設けられた第２のピストン６３を有し、ピストン６３はシリンダ６１に形成された第２のシリンダ孔６４に軸方向に往復動自在に案内される。ピストン６３は、上述したピストン３３よりも大径である。ただし、圧縮コイルばね７１に対して必要な受圧面積が確保できれば、ピストン６３は、ピストン３３よりも大径でなくても良い。

第２の弁室６５を形成する凹部が、流入流路１４よりもシリンダ取付面２４ｂ側に位置させて、流路ブロック本体１３に設けられている。このように、上述した弁室２５が流路ブロック本体１３の据え付け面２３ａ側に設けられているのに対し、弁室６５は反対側のシリンダ取付面２４ｂ側に設けられている。すなわち、弁室２５は、弁室６５よりも据え付け面２３ａに近接している。流入流路１４に直角方向の下流側端部は、第２の弁座６６を貫通しており、流入流路１４は弁座６６を介して弁室６５に連通する。弁座６６はシリンダ取付面２４ｂ側を向いており、弁座６６に対向して弁室６５内に第２の弁部材６７が配置され、弁室６５は弁部材６７と流路ブロック本体１３とにより仕切られている。

弁部材６７は、弁部材２７と同様にダイアフラム型に樹脂成形されており、図３に示されるように、弁座６６に対して接近離反移動自在の主弁部６７ａと、環状部６７ｂと、弾性変形部６７ｃとを有している。弁部材６７の環状部６７ｂは、流路ブロック本体１３とシリンダ６１の基部６１ａとの間で締結される。雄ねじ６８が主弁部６７ａに設けられ、雄ねじ６８はピストンロッド６２にねじ結合され、弁部材６７はピストン６３により直接駆動される。

主弁部６７ａが弁座６６に接触する位置まで最接近すると、流入流路１４は弁部材６７により閉じられる。主弁部６７ａが弁座６６から離れると、流入流路１４は弁室６５に連通される。第２の弁室６５は、真っ直ぐに伸び、全体に内径が均一な連通流路６９により第１の弁室２５に連通されている。連通流路６９は弁室２５を介して流出流路１５に連通されるとともに、弁室６５を介して流入流路１４に連通される。

下流側の弁室２５は流路ブロック本体１３のベースブロック２１側に設けられ、上流側の弁室６５は流路ブロック本体１３のシリンダ６１側に設けられている。このように、両方の弁室２５、６５を図１において上下にずらして設けることにより、両方の弁室２５、６５は、真っ直ぐな連通流路６９により連通される。連通流路６９は、流入流路１４と流出流路１５とを結ぶ流路ブロック本体１３の長手方向軸線に対して、傾斜している。このように、真っ直ぐな連通流路６９により両方の弁室２５、６５を連通させると、連通流路６９内に異物や液体が残留することが抑制される。

つまり、従来のように連通流路がＶ字形状に折れ曲がっていると、液体内の異物や液体が流路内に残留することがある。また、塗布具に供給される液体の種類を交換するために、連通流路の使用済みの液体を洗浄したときに、洗浄液や使用済みの液体が連通流路内に残留することがあり、置換特性が悪くなることがある。これに対し、連通流路６９を真っ直ぐにすると、流路内への異物や液体の残留が低減されるとともに、液体の置換特性が向上する。

シリンダ側の第２の圧縮コイルばね７１がばね収容室７２内に配置されており、ばね収容室７２はシリンダ孔６４と同軸の孔とピストン６３の背面７３ｂとにより形成される。圧縮コイルばね７１の一端は、ピストン６３の背面７３ｂに当接し、他端はばね収容室７２の底面に当接している。この圧縮コイルばね７１により、ピストン６３およびピストンロッド６２には、図１および図３において下方に向かう方向のばね力が加えられ、弁部材６７はばね力により弁座６６に接触する。これにより、流入流路１４は弁部材６７により閉じられる。

前面側圧力室７４がピストン６３の前面７３ａつまりピストン６３のうちピストンロッド６２が設けられた側の端面とシリンダ孔６４とにより仕切られて形成されている。この前面側圧力室７４の圧縮空気により、弁部材６７に加えられるばね力に抗してピストン６３には弁部材６７を弁座２６から離す開方向の圧力が加えられる。

開方向の受圧面積は、ピストンロッド６２の外径とピストン６３の外径との間の環状の部分であり、ピストン６３の端面全体よりも小さくなる。しかし、ピストン６３の径はピストン３３の径よりも大きく設定されており、ピストン６３により弁部材６７を確実に開方向に駆動することができる。ただし、圧縮コイルばね７１に対して必要な受圧面積が確保できれば、ピストン６３は、ピストン３３よりも大径でなくても良い。

前面側圧力室７４に連通する第２の給排ポート７５がシリンダ６１の基部６１ａに形成されており、図示しない空気案内管が給排ポート７５に接続される。この空気案内管は空気圧源に接続されており、前面側圧力室７４内に空気圧源からの圧縮空気が供給される。流路切換弁が空気案内管に設けられており、流路切換弁の操作により、空気圧源から前面側圧力室７４に圧縮空気を供給すると、弁部材６７は弁座６６から離れる方向に駆動される。一方、前面側圧力室７４内の圧縮空気が外部に排出されると、ばね力により弁部材６７は弁座６６に向けて駆動される。ばね収容室７２に連通する息付き孔７６がシリンダ６１に設けられており、ピストン６３が往復動されると、息付き孔７６を介して外部空気がばね収容室７２内に給排される。

ピストン６３が前進限位置となると、弁部材６７は弁座６６に接触した前進限位置となる。一方、ピストン６３が後退限位置になると、弁部材６７は弁座６６から離れた全開位置となる。弁部材６７の全開位置つまり最大開度を設定するための弁開度調整用として、第２の調整ねじ機構７８がシリンダ６１に設けられている。

調整ねじ機構７８は、上述した調整ねじ機構４９と同様の差動ねじ機構である。調整ねじ機構７８を構成する部材において、調整ねじ機構４９を構成する部材と共通性を有する部材には、同一の符号が付されている。

それぞれのシリンダ３１、６１は、ばね力に抗して弁部材２７、６７を弁座から離す方向に空気圧によりピストン３３、６３を駆動する単動型であり、それぞれの弁部材２７、６７は２つの位置に設定される。これにより、背面側圧力室４４と前面側圧力室７４に対する圧縮空気の供給と、排気とを切り換えることにより、液体供給源から塗布具に対して複数の流量で液体を供給することができる。また、シリンダ３１と６１を、ばね収容室４３やばね収容室７２に対して圧縮空気を給排する複動型としても良い。

上述した流量調整装置１０ａによる塗布具への液体供給形態の一例について説明する。例えば、第２の流量調整弁１２の弁部材６７が弁座６６から離れる全開位置が調整ねじ機構７８により設定される。この位置は流出流路１５から大流量の液体が流出される大流量位置である。一方、第１の流量調整弁１１の弁部材２７が弁座２６に最接近する位置が調整ねじ機構４９により設定される。この位置は流出流路１５から少流量の液体が流出される少流量位置である。

このように設定した状態のもとでは、第２の流量調整弁１２を開放状態とすると、液体供給源からの液体が弁室６５を介して連通流路６９に流入する。この状態のもとで、第１の流量調整弁１１の背面側圧力室４４に圧縮空気を供給すると、ピストン３３はストッパ４８に当接して弁部材２７は弁座２６から最も離れた全開位置となる。これにより、大流量の液体が流出流路１５を介して塗布具に供給される。一方、背面側圧力室４４に供給された圧縮空気を外部に排出すると、ばね力により弁部材２７は弁座２６に接近した位置つまり少流量位置となる。これにより、少流量の液体か塗布具に供給される。

上述した液体供給形態の一例においては、塗布具に対して液体を少流量で供給する場合と、大流量で供給する場合と行われる場合に好適である。これらの供給形態においては、弁部材６７は全開に設定される。液体の供給を停止するときには、前面側圧力室７４内の圧縮空気が排出され、ばね力により弁部材６７が弁座６６に当接して流入流路１４が閉じられる。流量調整弁１２は開閉弁として機能する。

図７は単一の流量調整弁を備えた流量調整装置１０ｂを示す断面図である。図７に示される流量調整弁１１は、図１および図２に示した流量調整弁１１と同一構造であり、図７においては、図１および図２に示した部材と共通性を有する部材には同一の符号が付されている。

流路ブロック本体１３には１つの流量調整弁１１が取り付けられるので、流入流路１４は、図１に示した流量調整装置１０ａの連通流路６９と同様に傾斜した部分を有している。傾斜した部分に連通する流入ポート１４ａを備えた流入継手１６が流路ブロック本体１３に設けられている。流出流路１５は図１に示した流量調整装置１０ａと同様である。

弁座２６はシリンダ取付面２４ａに対して逆向きであり、弁部材２７は連動部材３５を介してピストンロッド３２に連結されており、ピストンロッド３２に対向している。上述のように、ピストン３３が前進限位置となると、弁部材２７は弁座２６から最も離れた全開位置となる。ピストン３３の後退限位置を、弁部材２７が弁座２６に接触することなく、僅かに離れた位置に設定すると、少流量の液体が流出流路１５から流出される。

したがって、流量調整弁１１の背面側圧力室４４に圧縮空気を供給すると、ピストン３３は、連動部材３５を介して、従動板３８を前進させ従動板３８がベースブロック２１に対して当接する前進限位置となる。ピストン３３が前進限位置となると、弁部材２７は弁座２６から最も離れた全開位置となる。一方、背面側圧力室４４に供給された圧縮空気を外部に排出すると、ばね力により弁部材２７は弁座２６に接近した位置つまり少流量位置となる。このように、液体を大流量か少流量のいずれかの流量で流し続ける場合には、図７に示した流量調整装置１０ｂを使用することができる。さらに、図７に示したように、流量調整弁１１が設けられた流量調整装置１０ｂと、図１に示された流量調整弁１２のみが設けられた流量調整装置とを配管により接続すると、図１に示した流量調整装置１０ａと同様に使用することができる。

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。例えば、それぞれの調整ねじ機構４９，７８としては、差動ねじ機構を使用することなく、雄ねじと雌ねじとからなるねじ結合部が１箇所のみのねじ機構を使用するようにしても良い。また、圧縮コイルばね４１、４２、７１に替えて、板ばねのように所定の方向に弾性力を加える弾性部材を使用してもよい。

１０ａ、１０ｂ流量調整装置
１１流量調整弁（第１）
１２流量調整弁（第２）
１３流路ブロック本体
１４流入流路
１５流出流路
２０流路ブロック
２１、２２ベースブロック
２３ａ、２３ｂ据え付け面
２４ａ、２４ｂシリンダ取付面
２５弁室（第１）
２６弁座（第１）
２７弁部材（第１）
３１シリンダ（第１）
３２ピストンロッド（第１）
３３ピストン（第１）
３４シリンダ孔（第１）
３５連動部材
３６駆動板
３７連動脚部
３８従動板
３９リング部
４１、４２圧縮コイルばね
４３ばね収容室
４４背面側圧力室
４６給排ポート
４９調整ねじ機構
５１支持管
５２雄ねじ軸
５３当接駒
５６中空ねじ軸
６１シリンダ（第２）
６２ピストンロッド（第２）
６３ピストン（第２）
６４シリンダ孔（第２）
６５第２の弁室（第２）
６６弁座（第２）
６７弁部材（第２）
６９連通流路
７１圧縮コイルばね
７２ばね収容室
７３ｂ背面
７４前面側圧力室
７５給排ポート
７８調整ねじ機構

Claims

弁部材が配置される弁室、前記弁室に連通する流入流路、および前記弁室を介して前記流入流路に連通する流出流路が設けられた流路ブロックと、
ピストンロッドが設けられた前面と前記前面の裏側の背面とが設けられたピストンと、
前記ピストンを往復動自在に案内するシリンダ孔が設けられ、前記流路ブロックに取り付けられるシリンダと、
前記ピストンロッドの先端に取り付けられる駆動板、前記駆動板に前記弁室を介して対向し前記弁部材に連結される従動板、および前記駆動板と前記従動板との間に設けられる複数の連動脚部を備えた連動部材と、
前記シリンダ孔と前記ピストンの背面とにより仕切られる背面側圧力室と、
前記流路ブロック内に配置され、前記従動板を介して前記弁部材に弁座に向かう閉方向の弾性力を加える弾性部材とを有し、
前記背面側圧力室に圧縮空気を供給すると、前記弾性部材が前記弁部材に加える前記弁座に向かう閉方向の弾性力に抗して、前記弁部材を前記弁座から離す開方向の推力を前記ピストンに加える、流量調整装置。
請求項１記載の流量調整装置において、
前記弾性部材は、流路ブロック側の圧縮コイルばねである、流量調整装置。
請求項１または２記載の流量調整装置において、
前記ピストンロッドの径方向外側に位置させて前記シリンダ内に、シリンダ側の圧縮コイルばねを配置し、前記ピストンに前記背面側圧力室に向かう方向のばね力を加える、流量調整装置。
請求項１～３のいずれか１項に記載の流量調整装置において、
前記ピストンの背面に当接して、前記弁部材が前記弁座に最接近する位置を調整する弁開度調整用のねじ機構を前記シリンダに設けた、流量調整装置。
請求項１～４のいずれか１項に記載の流量調整装置において、
前記連動脚部は前記駆動板と一体に設けられ、前記従動板は前記連動脚部の先端面に当接する、流量調整装置。
請求項１～４のいずれか１項に記載の流量調整装置において、
前記背面側圧力室に連通し圧縮空気を前記背面側圧力室に給排する給排ポートを前記シリンダに設けた、流量調整装置。
第１の弁部材が配置される第１の弁室、第２の弁部材が配置される第２の弁室、前記第１の弁室と前記第２の弁室を連通する連通流路、第１の弁座を介して前記第１の弁室に連通する流出流路、および第２の弁座を介して前記第２の弁室に連通する流入流路が設けられ、据え付け面と、前記据え付け面の反対側に形成されるシリンダ取付面が形成された流路ブロックと、
第１のピストンロッドが設けられた第１のピストンを往復動自在に案内する第１のシリンダ孔が設けられ、前記流路ブロックの前記シリンダ取付面に取り付けられる第１のシリンダと、
前記第１のピストンロッドの先端に取り付けられる駆動板、前記駆動板に前記第１の弁室を介して対向し前記第１の弁部材に連結される従動板、および前記駆動板と前記従動板との間に設けられる複数の連動脚部を備えた連動部材と、
先端に前記第２の弁部材が取り付けられた第２のピストンロッドと、
前記第２のピストンロッドが設けられた第２のピストンを往復動自在に案内する第２のシリンダ孔が設けられ、前記流路ブロックの前記シリンダ取付面に前記第１のシリンダに隣り合って取り付けられる第２のシリンダと、
を有し、
前記第２の弁室は、前記流路ブロックと前記第２のシリンダとの間に設けられ、
前記第１の弁室は、前記第２の弁室よりも前記据え付け面に近接して設けられ、
前記連通流路は前記流路ブロックに真っ直ぐに形成される、流量調整装置。
請求項７記載の流量調整装置において、
前記第１のシリンダ孔と前記第１のピストンの背面とにより仕切られる背面側圧力室と、前記流路ブロック内に配置され、前記従動板を介して前記第１の弁部材に第１の弁座に向かう方向の弾性力をくわえる弾性部材を有し、前記背面側圧力室に圧縮空気を供給すると、前記弾性部材が前記第１の弁部材に加える前記第１の弁座に向かう閉方向の弾性力に抗して、前記第１の弁部材を前記第１の弁座から離す開方向の推力を前記第１のピストンに加える流量調整装置。
請求項７または８記載の流量調整装置において、
前記第１の弁部材が前記第１の弁座に最接近する位置は、前記流出流路から少流量の液体が流出される少流量位置であり、前記第２の弁部材が前記第２の弁座に最接近する位置は前記流入流路を閉じる位置である、流量調整装置。
請求項７～９のいずれか１項に記載の流量調整装置において、
前記第１のピストンの背面に当接して、前記第１の弁部材が前記第１の弁座に最接近する位置を調整する弁開度調整用の第１のねじ機構を前記第１のシリンダに設けた、流量調整装置。
請求項１０記載の流量調整装置において、
前記第２のピストンの背面に当接して、前記第２の弁部材の最大開度を調整する弁開度調整用のねじ機構を前記第２のシリンダに設けた、流量調整装置。
請求項７～１１のいずれか１項に記載の流量調整装置において、
前記第２のピストンの背面に当接する第２の圧縮コイルばねを前記第２のシリンダ孔内に配置し、前記第２の弁部材に前記第２の弁座に向かう閉方向のばね力を加える、流量調整装置。
請求項７～１２のいずれか１項に記載の流量調整装置において、
前記第１のピストンの前面側圧力室に連通し圧縮空気を前記前面側圧力室に給排する給排ポートを前記第２のシリンダに設けた、流量調整装置。