JP6225080B2 - 逆止弁および逆止弁を備えた液体供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体の順方向の流れを許容し逆方向の流れを阻止する逆止弁および逆止弁を備えた液体供給装置に関する。

半導体ウエハや液晶用ガラス基板等の表面に、フォトレジスト液等の液体を塗布するために、液体供給装置が使用されている。液体供給装置は、ポンプ室を膨張収縮させるポンプを有している。ポンプには、特許文献１に記載されるように、ポンプ室がベローズやダイヤフラムにより区画される形態と、特許文献２に記載されるように、ポンプ室が弾性変形自在の可撓性チューブにより区画される形態がある。ベローズをポンプ部材とするものはベローズポンプと言われ、ダイヤフラムをポンプ部材とするものはダイヤフラムポンプと言われ、チューブをポンプ部材とするものはチューブフラムポンプと言われる。さらに、シリンダとシリンダ内を往復動するピストンを有するポンプはシリンジポンプと言われる。

流入側の逆止弁がポンプ室の流入口と液体容器との間の流入側流路に設けられ、流出側の逆止弁がポンプ室の流出口と液体吐出部材との間の流出側流路に設けられる。流入側の逆止弁は、液体容器からポンプ室に向かう液体の順方向の流れを許容し逆方向の流れを阻止する。流出側の逆止弁は、ポンプ室から液体吐出部材に向かう液体の順方向の流れを許容し逆方向の流れを阻止する。このように、逆止弁は、液体の順方向の流れを許容し逆方向の流れを阻止するために使用される。逆止弁はポンプ部材を収容するためのハウジングに組み込まれるタイプと、ハウジングに接続される配管に接続されるタイプとがある。

液体を吐出部材に供給するための液体供給装置に使用される逆止弁は、ポンプ動作が停止されると、弁体の自重により弁座に接触し弁孔を閉じる。粘度が低い液体を吐出部材に供給する液体供給装置においては、ポンプ動作が停止されると、比較的短い時間で弁孔が弁体により閉じられる。これに対し、粘度が高い液体を吐出部材に供給する液体供給装置においては、ポンプ動作が停止されてから、弁体が自重により弁座に接触するまでに時間がかかることがある。このため、特に、粘度が高い液体を液体吐出部材に供給するための液体供給装置に使用される逆止弁には、弁座に向かう方向の付勢力をばね部材により弁体に加えるようにする必要がある。

フォトレジスト液を被塗布物に供給する場合には、フォトレジスト液が金属製の部材に接触すると、フォトレジスト液が変質することになる。このため、特許文献３に記載されるように、耐薬品性にすぐれたフッ素樹脂製のばね部材を逆止弁に使用することがある。

特許第３３２０８９６号公報 特許第４５４７３６８号公報 特開２００３−１２７０１４号公報

しかしながら、フッ素樹脂製のばね部材を使用すると、樹脂製のばね部材は、長時間にわたる荷重により変形が戻らなくなるクリープ現象によって、所定のばね力が得られなくなり、逆止弁の作動特性が低下してしまう。このため、ばね部材を交換するための逆止弁のメンテナンスを頻繁に行う必要がある。

また、樹脂製のコイルばねを逆止弁に組み込むようにすると、金属製のばねよりも撓み量を小さくする必要があるので、コイルばねの全長を長くする必要がある。このため、逆止弁の軸方向長さを長くしなければならず、逆止弁の小型化および液体供給装置の小型化を達成することができない。

本発明の目的は、弁体に対して弁座に向かう方向の付勢力を加えるようにした逆止弁の小型化を達成することにある。

本発明の逆止弁は、液体の一方向の流れを許容し逆方向の流れを阻止する逆止弁であって、流入側流路に連通する弁孔が設けられた弁座部材、および流出側流路に連通する連通孔が設けられ、前記弁孔と前記連通孔との間に弁室を形成するケース本体を備えた弁ケースと、前記弁室内に配置され、前記弁孔を開閉する弁体と、前記弁体よりも径方向外方に位置させて前記弁ケースに設けられる複数の係合溝と、前記係合溝に係合され、前記係合溝に対して円周方向にずれた複数箇所で前記弁体に前記弁座部材に向かう方向の弾性力を付勢するループ状の弾性部材と、を有する。

本発明の液体供給装置は、液体容器に収容された液体を吐出具に供給する液体供給装置であって、流入側流路と流出側流路とに連通するポンプ室が設けられたポンプブロックと、前記ポンプブロックに設けられ、前記ポンプ室を膨張収縮する駆動部材と、前記流入側流路に配置され、前記ポンプ室が膨張するときに前記流入側流路から前記ポンプ室への液体の流れを許容し、ポンプ室が収縮するときに前記ポンプ室から前記液体流路への液体の逆流を阻止する流入側の逆止弁と、前記流出側流路に配置され、前記ポンプ室が収縮するときに前記ポンプ室から前記流出側流路への液体の流れを許容し、ポンプ室が膨張するときに前記流出側流路から前記ポンプ室への液体の逆流を阻止する流出側の逆止弁と、を有し、前記流入側の逆止弁と前記流出側の逆止弁の少なくともいずれか一方は、上述した弾性部材を有する逆止弁である。

弁体に対して弁孔に向かう弾性力を付勢する弾性部材が、弁体よりも径方向外方に位置して軸方向に延びる複数の保持面に保持されるので、逆止弁の長さ方向の寸法が長くなることなく、弁体に付勢力を加えるようにした形態の逆止弁の小型化を達成することができる。弾性部材が設けられた逆止弁を液体供給装置に組み込むことにより、液体供給装置の小型化を達成することができる。

（Ａ）は一実施の形態である逆止弁を示す縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）における１Ｂ−１Ｂ線断面図である。 図１（Ａ）の平面図である。 （Ａ）は図１（Ａ）の要部拡大断面図であり、（Ｂ）は図１（Ｂ）の要部拡大断面図である。 （Ａ）は図３に示された逆止弁の分解斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示されたホルダの内面を示す斜視図である。 （Ａ）は弁体が弁孔を閉じた状態の逆止弁を示す縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）における５Ｂ−５Ｂ線断面図であり、（Ｃ）は弁体が弁孔を開放した状態の逆止弁を示す縦断面図であり、（Ｄ）は（Ｃ）における５Ｄ−５Ｄ線断面図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、図３に示された逆止弁の組立手順を示す組立工程図である。 変形例である逆止弁を示し、（Ａ）は逆止弁の縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）における７Ｂ−７Ｂ線断面図である。 他の変形例である逆止弁を示し、（Ａ）は（Ｃ）における８Ａ−８Ａ線断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）における８Ｂ−８Ｂ線断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）における８Ｃ−８Ｃ線断面図である。 さらに他の変形例である逆止弁を示し、（Ａ）は（Ｃ）における９Ａ−９Ａ線断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）における９Ｂ−９Ｂ線断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）における９Ｃ−９Ｃ線断面図である。 さらに他の変形例である逆止弁を示し、（Ａ）は（Ｄ）における１０Ａ−１０Ａ線断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）における１０Ｂ−１０Ｂ線断面図であって、弁体が弁孔を閉じた状態を示し、（Ｃ）は弁体が弁孔を開放した状態における（Ｂ）と同様の部分を示す断面図であり、（Ｄ）は（Ａ）における１０Ｄ−１０Ｄ線断面図であって、弁体が弁孔を閉じた状態を示し、（Ｅ）は弁体が弁孔を開放した状態における（Ｄ）と同様の部分を示す断面図である。 図３に示された逆止弁が設けられた液体供給装置を示す断面図である。 図１１における１２−１２線断面図である。 図１１における１３−１３線断面図である。

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。それぞれの実施の形態においては、共通の機能を有する部材には同一の符号が付されている。

図１は単体として使用される逆止弁１０ａを示す。この逆止弁１０ａは、ハウジング１１内に組み込まれる。ハウジング１１は、流入口１２が設けられた第１のハウジングピース１３と、流出口１４が設けられた第２のハウジングピース１５とを有している。それぞれのハウジングピース１３，１５はフッ素樹脂製である。円筒形状の収容孔１６が第１のハウジングピース１３に設けられている。当接面１７ａが第１のハウジングピース１３に設けられ、当接面１７ｂが第２のハウジングピース１５に設けられている。逆止弁１０ａは当接面１７ａ，１７ｂに当接して収容孔１６内に組み込まれる。

第１の補強リング１８ａが第１のハウジングピース１３の外面に配置され、第２の補強リング１８ｂが第２のハウジングピース１５の外面に配置される。両方の補強リング１８ａ，１８ｂを締結する複数のねじ部材１９により、ハウジング１１は組み立てられる。両方の補強リング１８ａ，１８ｂは金属製である。

流入側流路を有する配管２０ａが流入口１２に接続され、流出側流路を有する配管２０ｂが流出口１４に接続される。逆止弁１０ａは、流入口１２から流出口１４に向かう流れを許容し、配管２０ａから配管２０ｂに液体を流す。逆止弁１０ａは、流出口１４から流入口１２に向かう流れを阻止し、配管２０ｂから配管２０ａに液体が逆流するのを阻止する。このように、逆止弁１０ａは一方向の流れを許容し逆方向の流れを阻止する。

逆止弁１０ａは、図３に示されるように、環状の弁座部材２１を有している。弁孔２２が弁座部材２１の径方向中央部に設けられ、弁孔２２は流入側流路に連通する。逆止弁１０ａは、弁座部材２１とともに弁室２３を区画するケース本体２４を有し、ケース本体２４と弁座部材２１とにより弁ケース２５が構成される。弁座部材２１とケース本体２４は、それぞれフッ素樹脂製である。

ケース本体２４は、円筒部材２６とホルダ２７とを有している。円筒部材２６の一端部に弁座部材２１が装着され、円筒部材２６の他端部にホルダ２７が装着される。弁座部材２１と円筒部材２６とホルダ２７により、弁ケース２５が組み立てられる。ホルダ２７は、円筒部材２６に装着される円筒部２８と、円筒部２８と一体となった端壁部２９とを有し、端壁部２９には、図４（Ａ）に示されるように、中心部からずらして２つの連通孔３０が設けられている。連通孔３０は、流出側流路に連通し、連通孔３０を介して弁室２３は流出側流路に連通する。

球体からなる弁体３１が弁室２３内に配置され、弁体３１は弁孔２２を開閉する。弁体３１が弁座部材２１に当接すると弁孔２２が閉じられ、弁体３１が弁座部材２１から離れると弁孔２２が開かれる。流入側流路から弁室２３に向けて液体が供給されると、弁孔２２が開かれ、弁孔２２から連通孔３０に向けて弁室２３内を液体が流れる。図１および図３において、弁体３１が弁座部材２１から離れた状態が二点鎖線で示されている。

２つの同心円弧面３２ａは、弁体３１の半径よりも僅かに大きい半径を有し、弁孔２２の中心軸を共通の中心軸として、相互に対向して矢印Ｒ１方向に、円筒部材２６に形成される。２つの中心軸Ｚ１，Ｚ２は、弁孔２２の中心軸に対して、矢印Ｒ１の直交する矢印Ｒ２に沿って、反対方向に同じ長さＬ１だけ偏心している。２つの偏心円弧面３２ｂは、それぞれ２つの中心軸Ｚ１，Ｚ２を中心軸として、円筒部材２６に形成される。偏心円弧面３２ｂと弁体３１との間の液体流路の幅は、図３に示されるように、同心円弧面３２ａと弁体３１との間の液体流路の幅よりも大きくなっている。２つの同心円弧面３２ａと２つの偏心円弧面３２ｂとからなる内周面３２が円筒部材２６に形成されている。

円筒部材２６は、ホルダ２７の先端面に対向する対向面３３を有し、対向面３３のうち同心円弧面３２ａに連なる対向部３３ａは、偏心円弧面３２ｂに連なる対向部３３ｂよりも径方向の厚み寸法が大きくなっている。図３（Ｂ）および図４（Ｂ）に示されるように、径方向の厚み寸法が大きい対向部３３ａに対応させて、２つの係合突起３４がホルダ２７に設けられている。それぞれの係合突起３４は円筒部材２６の中心軸を中心に相互に対向し、軸方向に延びている。係合溝３５がそれぞれの係合突起３４と円筒部２８の内周面３６との間に形成される。それぞれの係合溝３５は、係合突起３４の径方向外側に設けられており、弁体３１よりも径方向外方に位置している。保持面３８は、係合突起３４が円筒部２８の内周面３６と対向する面である。

図４に示されるように、ループ状の弾性部材４１が弁室２３内に配置される。弾性部材４１はゴム材料により成形されている。弾性部材４１は２つの保持面３８に保持されて、弁室２３内に装着される。弾性部材４１は長円形となって、弁室２３内を流れる液体の流れを横切る。弾性部材４１が弁室２３内に装着されると、図３（Ａ）に示すように、弾性部材４１のうち保持面３８の間の２箇所の当接部分４２が弁体３１に当接し、弁孔２２に向かう方向の弾性力が弾性部材４１により弁体３１に付勢される。

図５（Ａ），（Ｂ）は、弁体３１が弁座部材２１に接触して弁孔２２を閉じた状態を示す。この状態のもとでは、流出口１４の液体圧力と弾性部材４１による押圧力の合計が流入口１２の液体圧力より高くなると、弁孔２２が閉じられて、弁室２３から流入口１２に向けて液体が流れることが阻止される。

図５（Ｃ），（Ｄ）は、流入口１２の液体圧力が流出口１４の液体圧力と弾性部材４１による押圧力の合計より高くなり、弁体３１が弁座部材２１から離れて弁孔２２を開放した状態を示す。このように、開放された弁孔２２から弁室２３内に流入した液体は、連通孔３０から逆止弁１０ａの外部に吐出される。このときに、弁座部材２１から離れる弁体３１の移動は、弁体３１が端壁部２９のストッパ面２７ａに当接することにより規制される。このように、弾性部材４１を保持するためのホルダ２７は弁体３１の移動を規制するためのストッパとしての機能を有している。ただし、弁室２３内に流入する液体の流量が少ない場合には、弁体３１はストッパ面２７ａに当接しない状態となって弁孔２２が開放状態とされる。

弾性部材４１により弁体３１に弾性力が付勢されているので、流入口１２の圧力が弁室２３内の圧力と弾性部材４１による押圧力の合計と同等か低くなると、弁体３１は弾性力により迅速に弁座部材２１に向けて駆動され、弁孔２２を閉じる。したがって、流入口１２から流出口１４に向けて高粘度の液体を供給する場合でも、流入口１２の圧力が弁室２３内の圧力と弾性部材４１による押圧力の合計と同等か低くなると、弁孔２２と弁体３１との間に介在する液体を押しのけるようにして、弁体３１は迅速に弁孔２２を閉じる。粘度が低い液体を供給する場合にも、同様にして弁体３１は弁孔２２を迅速に閉じる。

弾性部材４１の２つの当接部分４２は、弁体３１が移動する方向である移動中心軸を中心とする対称位置で弁体３１に当接している。従って２つの当接部分４２が相互に接近する方向に弁体３１に対して弾性力を付勢するとともに弁体３１に対して弁孔２２に向かう方向の弾性力を付勢する。したがって、弾性部材４１は、弁体３１の中心を弁孔２２の中心に位置決めする調心作用を有している。しかも、弾性部材４１は弁室２３内の液体の流れを横切る方向に弁室２３内に配置されているので、弁ケース２５の長さ方向の寸法を長くすることなく、弁体３１に付勢力を加えるようにした形態の逆止弁１０ａを小型化することができる。

図６（Ａ）〜（Ｅ）は、逆止弁１０ａの組立手順を示す組立工程図であり、図３の下方から見た図である。図６（Ａ）はホルダ２７の内面を示し、ホルダ２７には図６（Ｂ）に示されるように弾性部材４１が装着される。弾性部材４１は初期状態では、弾性力により円形となっており、２つの係合突起３４の外側の保持面３８に弾性部材４１を保持させると、図６（Ｂ）に示されるように、弾性部材４１は長円形となってホルダ２７に装着される。

図６（Ｃ）は、ホルダ２７に円筒部材２６を組み合わせた状態を示す。円筒部材２６をホルダ２７に組み付けると、対向面３３のうちの対向部３３ａが係合突起３４に対向し、係合溝３５は対向部３３ａにより閉じられる。これにより、弾性部材４１は脱落しない。当接部分４２の径方向外方は、図６（Ｃ）に示されるように、内周面３６との間に充分な弾性変形空間が形成される。図６（Ｄ）は、球体からなる弁体３１が円筒部材２６の内部に挿入された状態を示す。弁体３１は、弾性部材４１の当接部分４２に当接する。図６（Ｅ）は、弁座部材２１を円筒部材２６に組み付けた状態を示す。

このようにして組み立てられた逆止弁１０ａが、液体を供給する配管に装着されるときには、図１に示されるように、ハウジング１１に逆止弁１０ａが組み込まれる。シール部材４３ａがハウジングピース１３と弁座部材２１との間に装着され、シール部材４３ｂがハウジングピース１５とケース本体２４との間に装着される。

上述した逆止弁１０ａの弁ケース２５は、弁座部材２１と円筒部材２６とホルダ２７の３つの部材を組み合わせることにより形成されている。ただし、円筒部材２６とホルダ２７とを一体にして一体型のケース本体２４を形成しても良く、その場合には、ケース本体２４と弁座部材２１とを組み合わせることにより、弁ケース２５が組み立てられる。また、弁座部材２１と円筒部材２６とを一体に樹脂成形しても良く、その場合には、弁座部材２１が一体となった円筒部材２６とホルダ２７とを組み合わせることにより、弁ケース２５が組み立てられる。

図７は変形例である逆止弁１０ｂを示す。図７に示される逆止弁１０ｂのケース本体２４は、上述した逆止弁１０ａの円筒部材２６とホルダ２７とが一体に成形された形態となっている。係合突起３４は、円筒部材２６と対向する面に保持面３８を有する。係合突起３４は、端壁部２９の内面から軸方向に延びて設けられている。保持面３８は、上述した逆止弁１０ａと同様に、弁体３１が移動する方向である移動中心軸を中心とする対称位置に、２つ設けられている。

図８は他の変形例である逆止弁１０ｃを示す。図８に示される逆止弁１０ｃのケース本体２４は、図７に示された逆止弁１０ｂと同様に、円筒部材２６とホルダ２７とが一体に成形された形態となっている。逆止弁１０ｃのホルダ２７は、弁室２３を跨ぐように径方向に延びて円筒部材２６の端部に一体に設けられている。ホルダ２７は、図８（Ｂ），（Ｃ）に示されるように、ハウジングピース１５に設けられた円筒部１５ａ内に入り込んでいる。ホルダ２７は円筒部１５ａの内径に近い長さを有し、弁体３１の直径よりも短い幅を有している。ホルダ２７の両端部には、保持面３８が設けられており、弾性部材４１は保持面３８に保持されて、ケース本体２４に装着される。連通孔３０は、ホルダ２７と円筒部１５ａの内周面との間で形成される。

図９は、さらに他の変形例である逆止弁１０ｄを示す。この逆止弁１０ｄにおいては、図８に示した逆止弁１０ｃと同様に、ケース本体２４は、円筒部材２６とホルダ２７とが一体に成形された形態となっている。ホルダ２７は、中心部から径方向外方に放射状にそれぞれ延びる３つのホルダ片３７を有している。各ホルダ片３７は、円周方向に１２０度ずれており、それぞれのホルダ片３７の径方向外方端には、保持面３８が設けられている。このように、３つの保持面３８が円周方向に一定間隔を隔てて弁ケース２５に設けられている。

弾性部材４１は３つの保持面３８に保持され、図９（Ａ）に示されるように、ほぼ正三角形となって、ケース本体２４に装着される。したがって、この逆止弁１０ｄにおいては、弾性部材４１は、保持面３８の間の３箇所の当接部分４２が弁体３１に当接し、弁体３１に弾性力を付勢する。逆止弁１０ｄにおいては、保持面３８から円周方向にずれた３箇所の当接部分４２により、弾性部材４１から弁体３１に対して弁孔２２に向かう弾性力を付勢する。

このように、当接部分４２の数としては、保持面３８から円周方向にずれた複数箇所で弁体３１に弾性力を付勢するようにした形態であれば、２箇所または３箇所に限られず、４箇所以上の当接部分４２を弾性部材４１に設けるようにしても良い。また、ケース本体２４を円筒部材２６とホルダ２７とにより形成した場合においても、３つの係合溝３５をケース本体２４に設けるようにしても良い。

図１０はさらに他の変形例である逆止弁１０ｅを示す。この逆止弁１０ｅにおいては、図３〜図５に示した逆止弁１０ａと同様に、ケース本体２４は、円筒部材２６とホルダ２７とが別部材となっており、円筒部材２６とホルダ２７とを組み合わせることによりケース本体２４が組み立てられる。ホルダ２７は、逆止弁１０ａと同様に、円筒部２８と端壁部２９とを有し、端壁部２９の中心部からずらして２つの連通孔３０が端壁部２９に設けられている。逆止弁１０ａと同様に、２つの係合突起３４がホルダ２７に設けられている。それぞれの係合突起３４は弁体３１が移動する方向である移動中心軸を中心に相互に対向し、軸方向に延びている。それぞれの係合突起３４の保持面３８が、円筒部２８の内周面３６に対向して形成されている。弾性部材４１は２つの保持面３８に保持されて、弁室２３内を流れる液体の流れを横切る方向に長円形となって弁室２３内に装着される。

弁体３１は、弁孔２２の開口部に当接する円錐面４５が先端に設けられた円盤部４６と、これと一体となった付勢部４７とを有している。付勢部４７は円盤部４６の径方向に延びており、円盤部４６の外径とほぼ同様の長さを有している。弾性部材４１の２箇所の当接部分４２が押圧する押圧面４９が付勢部４７の両端部に設けられている。

このように、球体のみならず、円錐面４５を有する円盤形状の弁体３１とすることができる。さらに、円錐面４５ではなく平面が弁座に当接する弁体であってもよい。

図１１は図３に示された逆止弁が設けられた液体供給装置５０を示す断面図である。図１２は図１１における１２−１２線断面図であり、図１３は図１１における１３−１３線断面図である。

図１１〜図１３に示されるように、液体供給装置５０はポンプ組立体５１を有し、ポンプ組立体５１は、ポンプブロック５２と、ポンプブロック５２の上下に相互に対向して装着される２つの流路ブロック５３，５４とを備えている。駆動ブロック５５がポンプ組立体５１に取り付けられている。駆動ブロック５５側に開口部が設けられた２つの底突き孔５６がポンプブロック５２に形成されており、ベローズ５７がそれぞれの底突き孔５６内に組み込まれている。ベローズ５７は、底突き孔５６の開口部に固定される基部５７ａと、頭部５７ｂと、基部５７ａと頭部５７ｂの間の蛇腹部５７ｃとを有している。ポンプ室５８がベローズ５７と底突き孔５６により区画され、ポンプブロック５２には２つのポンプ室５８が設けられている。

図１３に示されるように、流入側流路６１が流路ブロック５３に設けられている。流入側流路６１はポンプブロック５２に設けられた連通孔６１ａを介してそれぞれのポンプ室５８に連通する。流出側流路６２が流路ブロック５４に設けられている。流出側流路６２はポンプブロック５２に設けられた連通孔６２ａを介してそれぞれのポンプ室５８に連通する。

流入側の逆止弁１０Ａが流入側流路６１と連通孔６１ａの間に組み込まれている。逆止弁１０Ａはポンプブロック５２と流路ブロック５３の間に挟み付けられている。流出側の逆止弁１０Ｂが流出側流路６２と連通孔６２ａの間に組み込まれている。逆止弁１０Ｂはポンプブロック５２と流路ブロック５４の間に挟み付けられている。それぞれの逆止弁１０Ａ，１０Ｂは、図３に示された逆止弁１０ａと同一の構造である。

流入側流路６１の流入口６１ｂに接続された流入側の配管２０ａは、液体容器６３にまで延びており、液体容器６３内の液体が配管２０ａによりポンプ組立体５１に供給される。流出側流路６２の流出口６２ｂは配管２０ｂにより吐出具６４に接続されており、ポンプ組立体５１から吐出された液体は吐出具６４に供給され、吐出具６４から被塗布物に液体が塗布される。

ポンプを駆動する駆動部材としてプランジャ６５がそれぞれのベローズ５７内に組み込まれており、プランジャ６５の軸方向の往復動によりベローズ５７は軸方向に伸縮する。ベローズ５７が伸びるとポンプ室５８は収縮し、ベローズ５７が収縮するとポンプ室５８は膨張する。ポンプ室５８が膨張すると、液体容器６３内の液体がポンプ室５８に吸入される。このときには、流入側の逆止弁１０Ａは、弁体３１が弁孔２２を開放して流入側流路６１からポンプ室５８への液体の流れを許容し、流出側の逆止弁１０Ｂは、弁体３１が弁孔２２を閉じて液体の逆流を阻止する。これに対し、ポンプ室５８が収縮すると、ポンプ室５８内に吸入された液体は吐出具６４に供給される。このときには、流出側の逆止弁１０Ｂは、弁体３１が弁孔２２を開放してポンプ室５８から流出側流路６２への液体の流れを許容し、流入側の逆止弁１０Ａは、弁体３１が弁孔２２を閉じて液体の逆流を阻止する。

図１２に示されるように、２つの駆動ロッド６６が駆動ブロック５５に軸方向に往復動自在に装着されている。それぞれの駆動ロッド６６の一端部はプランジャ６５に連結される。シャフト６７が駆動ロッド６６の他端部にそれぞれ装着されている。シャフト６７は駆動ロッド６６の径方向に伸びている。駆動ローラ６８がシャフト６７にそれぞれ回転自在に装着される。

モータホルダ７１が駆動ブロック５５に取り付けられ、電動モータ７２がモータホルダ７１に取り付けられる。カム軸７３が駆動ブロック５５に組み込まれ、軸受７４ａ，７４ｂにより回転自在に支持される。カム軸７３はモータ主軸７５に連結具７６により連結され、電動モータ７２により回転駆動される。カム部材７７がカム軸７３に設けられており、駆動ローラ６８がカム部材７７のカム面７８に転がり接触する。カム面７８は図１１に示されるようにカム軸７３の回転中心軸に対して傾斜しており、カム軸７３が回転駆動されると、カム面７８に転がり接触する駆動ローラ６８によって駆動ロッド６６が軸方向に往復動する。駆動ロッド６６の往復動によりプランジャ６５を介してベローズ５７が伸縮駆動され、ポンプ室５８が膨張収縮する。

カム軸７３が回転駆動されると、一方の駆動ロッド６６はベローズ５７を伸ばす方向に駆動し、他方の駆動ロッド６６はベローズ５７を収縮する方向に駆動する。このように、２本の駆動ロッド６６を逆方向に駆動することにより、２つのポンプ室５８から交互に液体が吐出される。これにより、脈動発生を抑制しつつ一定量の液体をポンプ組立体５１から吐出具６４に供給することができる。

駆動ロッド６６を円滑に軸方向に駆動させるために、駆動ブロック５５には２つのガイド８１が装着される。駆動ロッド６６がそれぞれのガイド８１を貫通しており、ガイド溝８２がガイド８１に設けられている。シャフト６７の両端部に設けられたガイドローラ８３がガイド溝８２内に配置されており、駆動ロッド６６が軸方向に往復動するときには、駆動ロッド６６はガイドローラ８３により片寄りを発生させることなく、軸方向に案内される。

弾性部材４１が設けられた逆止弁１０Ａは、ポンプ室５８を膨張させてポンプ室５８内に液体を吸入する動作が停止すると、弾性力により弁体３１が弁孔２２を閉じる方向に駆動される。したがって、高粘度の液体を吐出具６４に供給する場合であっても、ポンプ室５８が膨張動作から収縮動作に転じる前に確実に弁孔２２が弁体３１により閉じられる。これにより、吐出具６４に対して高精度で液体を供給することができる。

しかも、弾性部材４１は、弁体３１の中心を弁孔２２の中心に位置決めする芯出し作用を有しているので、弁体３１による弁孔２２の開閉動作を確実に行うことができる。これにより、吐出具６４に対する液体の供給精度を高めることができる。弾性部材４１は弁室２３内の液体の流れを横切る方向に弁室２３内に配置されているので、逆止弁の流路の流れ方向の寸法を短くすることができる。これにより、逆止弁が組み込まれたポンプ組立体５１を小型化することができる。

液体供給装置５０は、ポンプ組立体５１に２つのポンプ室５８が設けられ、４つの逆止弁が組み込まれた形態であるが、ポンプ組立体５１に設けられるポンプ室５８の数は、２つに限られない。１つまたは３つ以上のポンプ室５８をポンプ組立体５１に設けることができる。それぞれの逆止弁をポンプ組立体５１に組み込むことなく、流入側の配管２０ａと流出側の配管２０ｂとに、ポンプ組立体５１から分離させて逆止弁を配置するようにしても良い。その場合には、図１に示されるように、ハウジング１１内に組み込まれた形態の逆止弁が使用される。また、液体供給装置５０においては、流入側の逆止弁１０Ａと流出側の逆止弁１０Ｂの両方に、図３に示した逆止弁１０ａが用いられているが、流入側と流出側の少なくとも一方にのみ逆止弁１０ａを用いるようにしても良い。

液体供給装置５０には、図３に示した逆止弁１０ａが設けられているが、液体供給装置５０に設けられる逆止弁１０Ａ，１０Ｂとしては、上述した逆止弁１０ａ〜１０ｅのいずれをも用いることができる。

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、液体供給装置５０の形態としては、図１１〜図１３に示されるようにベローズポンプに限られない。ポンプ室を膨張収縮させて液体の吐出動作を行うポンプであれば、ベローズポンプ、チューブフラムポンプ、ダイヤフラムポンプおよびシリンジポンプ等を有する液体供給装置に、上述した形態の逆止弁を設けることができる。さらに、弾性部材の断面は均一であることに限定されない。例えば、断面形状が一定でなくてもよいし、断面積が一定でなくてもよい。

１０ａ〜１０ｅ 逆止弁
１０Ａ，１０Ｂ 逆止弁
１１ ハウジング
１２ 流入口
１４ 流出口
２０ａ，２０ｂ 配管
２１ 弁座部材
２２ 弁孔
２３ 弁室
２４ ケース本体
２５ 弁ケース
２６ 円筒部材
２７ ホルダ
２８ 円筒部
２９ 端壁部
３０ 連通孔
３１ 弁体
３４ 係合突起
３５ 係合溝
３８ 保持面
４１ 弾性部材
４２ 当接部分
４５ 円錐面
４６ 円盤部
４７ 付勢部
４９ 押圧面
５０ 液体供給装置
５１ ポンプ組立体
５２ ポンプブロック
５３，５４ 流路ブロック
５７ ベローズ
５８ ポンプ室
６１ 流入側流路
６２ 流出側流路

Claims (6)

1. 液体の一方向の流れを許容し逆方向の流れを阻止する逆止弁であって、
   流入側流路に連通する弁孔が設けられた弁座部材、および流出側流路に連通する連通孔が設けられ、前記弁孔と前記連通孔との間に弁室を形成するケース本体を備えた弁ケースと、
   前記弁室内に配置され、前記弁孔を開閉する弁体と、
   前記弁体よりも径方向外方に位置させて前記弁ケースに設けられる複数の係合溝と、
   前記係合溝に係合され、前記係合溝に対して円周方向にずれた複数箇所で前記弁体に前記弁座部材に向かう方向の弾性力を付勢するループ状の弾性部材と、
   を有する逆止弁。
2. 請求項１記載の逆止弁において、前記係合溝は、前記弁体の移動中心軸に対して対称位置に位置する逆止弁。
3. 請求項１記載の逆止弁において、前記係合溝は、前記弁体の移動中心軸に対して等角度に３つ設けられている逆止弁。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の逆止弁において、前記弁体は球体であり、前記弾性部材を前記球体に当接させる、逆止弁。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の逆止弁において、前記弁体は、前記弁孔の開口部に接触する面と、前記弾性部材が押圧する押圧面が設けられた付勢部とを有する、逆止弁。
6. 液体容器に収容された液体を吐出具に供給する液体供給装置であって、
   流入側流路と流出側流路とに連通するポンプ室が設けられたポンプブロックと、
   前記ポンプブロックに設けられ、前記ポンプ室を膨張収縮する駆動部材と、
   前記流入側流路に配置され、前記ポンプ室が膨張するときに前記流入側流路から前記ポンプ室への液体の流れを許容し、ポンプ室が収縮するときに前記ポンプ室から前記流入側流路への液体の逆流を阻止する流入側の逆止弁と、
   前記流出側流路に配置され、前記ポンプ室が収縮するときに前記ポンプ室から前記流出側流路への液体の流れを許容し、ポンプ室が膨張するときに前記流出側流路から前記ポンプ室への液体の逆流を阻止する流出側の逆止弁と、
   を有し、
   前記流入側の逆止弁と前記流出側の逆止弁の少なくともいずれか一方は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の逆止弁である、液体供給装置。

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