KR20170034883A - 체크밸브 및 체크밸브를 구비한 액체공급장치 - Google Patents

Abstract

체크밸브(10a)는, 내부에 밸브실(23)이 설치된 벨브케이스(25)을 갖고 있다. 밸브 케이스(25)는, 밸브공이 설치된 밸브시트부재(21)와, 홀더(27)가 설치된 원통부재(26)를 갖는 케이스 본체(24)에 의해 형성된다. 밸브실(23) 내에는 밸브체(31)가 배치된다. 복수의 결합홈(35)이 밸브케이스(25)의 홀더(27)에 설치되어 있다. 밸브실(23) 내에는, 액체의 흐름을 가로지르는 방향으로 루프 형상의 탄성부재(41)가 장착되어 있고, 탄성부재(41)는 결합홈(35)에 결합되어, 결합홈(35)에 대해 원주방향으로 비켜선 복수의 개소에서 밸브체(31)에 밸브공(22)을 향해 탄성력을 바이어스한다.

Description

체크밸브 및 체크밸브를 구비한 액체공급장치{ CHECK VALVE AND LIQUID SUPPLY DEVICE EQUIPPED WITH CHECK VALVE}

본 발명은 액체의 순방향의 흐름을 허용하고 그 반대 방향의 흐름을 저지하는 체크밸브 및 체크밸브를 구비한 액체공급장치에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼나 액정용 유리 기판 등의 표면에, 포토레지스트액 등의 액체를 도포하는 액체공급장치가 사용되고 있다. 액체공급장치는, 펌프실을 팽창, 수축시키는 펌프를 가지고 있다. 펌프는, 특허 문헌 1에 기재된 바와 같이 펌프실이 벨로우즈 및 다이어프램에 의해 구획되는 형태와, 특허 문헌 2에 기재된 바와 같이 펌프실이 탄성 변형 자재의 가요성 튜브에 의해 구획되는 형태가 개시되어있다. 벨로우즈 펌프라는 펌프는, 펌프부재로서 벨로우즈를 가진다. 다이어프램 펌프라는 펌프는, 펌프부재로서 격막을 가진다. 튜브프램 펌프(tubephram pump)라는 펌프는, 펌프부재로 튜브를 가진다. 시린지 펌프라는 펌프는, 실린더와 실린더 내를 왕복 운동하는 피스톤을 가진다.

유입측의 체크밸브가 펌프실의 유입구와 액체용기 사이의 유입측 유로에 설치되고, 유출측의 체크밸브가 펌프실의 유출구와 액체 토출부재 사이의 유출측 유로에 설치된다. 유입측의 체크밸브는 액체용기로부터 펌프실로 향하는 액체의 순방향 흐름을 허용하고 그 반대 방향 흐름을 저지한다. 유출측의 체크밸브는 펌프실로부터 액체 토출부재로 향하는 액체의 순방향 흐름을 허용하고 그 반대 방향 흐름을 저지한다. 이처럼 체크밸브는 액체의 순방향 흐름을 허용하고 그 반대 방향 흐름을 저지하기 위해 사용된다. 체크밸브에는, 펌프부재를 수용하기 위한 하우징에 장치된 타입과, 하우징에 연결되는 배관에 연결되는 타입이 있다.

액체를 토출부재에 공급하기 위한 액체공급장치에 사용되는 체크밸브는, 펌프 작동이 정지되면, 밸브체의 자중에 의해 밸브시트에 접촉하여 밸브공을 닫는다. 점도가 낮은 액체를 토출부재에 공급하는 액체공급장치에 있어서는, 펌프 작동이 정지되면 비교적 짧은 시간에 밸브공이 밸브체에 의해 닫힌다. 반면 점도가 높은 액체를 토출부재에 공급하는 액체공급장치에 있어서는, 펌프 작동이 정지된 후, 밸브체가 자중에 의해 밸브시트에 접촉하여 밸브공을 닫을 때까지 시간이 걸릴 수 있다. 따라서 특히 점도가 높은 액체를 액체토출부재에 공급하기 위한 액체공급장치에 사용되는 체크밸브에는, 밸브시트로 향하는 방향의 탄성력이 스프링부재에 의해 밸브체에 바이어스될 필요가 있다.

포토레지스트액을 피도포물에 공급하는 경우에는, 포토레지스트액이 금속제부재에 접촉하면, 포토레지스트액이 변질된다. 따라서 특허 문헌 3에 기재된 바와 같이, 내약품성이 우수한 불소수지제 스프링부재를 체크밸브에 사용할 수 있다.

JP 3320896 B JP 4547368 B JP 2003-127014 A

그러나 불소수지제 스프링부재를 사용하면, 수지제 스프링부재는 장시간 동안의 하중에 의해 변형이 복원되지 않는 크리프(creep) 현상에 의해 소정의 스프링 력이 얻어질 수 없게 된다. 따라서 체크밸브의 작동 특성이 저하하게 된다. 이 때문에, 스프링부재를 교환하기 위한 체크밸브의 유지 보수(maintenance)를 자주 행할 필요가 있다.

또한, 수지제 코일스프링을 체크밸브에 장치하고자 하면, 수지제 코일스프링의 처짐량(deflection amount)을 금속제 코일스프링의 처짐량보다 작게 할 필요가 있기 때문에, 코일스프링의 전체 길이를 길게 할 필요가 있다. 따라서 체크밸브의 축방향 길이를 길게 하고자 하면, 체크밸브의 소형화 및 액체공급장치의 소형화를 달성할 수 없게 된다.

본 발명의 목적은, 밸브체에 대해 밸브시트로 향하는 방향의 탄성력을 가하게 하여 체크밸브의 소형화를 달성하는 것에 있다.

본 발명의 체크밸브는, 액체의 한 방향의 흐름을 허용하고 그 반대 방향의 흐름을 저지하는 체크밸브로서, 액체가 유입되는 유입구와, 액체가 유출되는 유출구와, 상기 유입구와 상기 유출구 사이에 설치되어 상기 유입구와 상기 유출구를 연통하는 밸브공이 설치된 밸브시트와, 상기 밸브시트와 상기 유출구 사이에 설치되는 밸브실과, 상기 밸브실내에 배치되어 상기 밸브공을 개폐하는 밸브체와, 상기 밸브체 보다 지름 방향 바깥쪽에 위치하여 축방향으로 연장하는 복수의 보유면과, 상기 보유면에 보유되어 상기 밸브실 내에 장착되어 상기 밸브체에 대해서 상기 밸브공으로 향하는 탄성력을 바이어스하는 탄성부재를, 포함하여 구성된다.

본 발명의 액체공급장치는, 액체용기에 수용된 액체를 토출기구(吐出具)에 공급하는 액체공급장치로서, 유입측 유로와 유출측 유로에 연통하는 펌프실이 형성된 펌프블록과, 상기 펌프블록에 설치되어 상기 펌프실을 팽창 수축하는 구동부재와, 상기 유입측 유로에 배치되어 상기 펌프실이 팽창할 때 상기 유입측 유로로부터 상기 펌프실로 액체의 흐름을 허용하고 펌프실이 수축할 때 상기 펌프실로부터 상기 액체 유로로 액체의 역류를 저지하기 위한 유입측의 체크밸브와, 상기 유출측 유로에 배치되어 상기 펌프실이 수축할 때 상기 펌프실로부터 상기 유출측 유로로 액체의 흐름을 허용하고 펌프실이 팽창할 때 상기 유출측 유로로부터 상기 펌프실로 액체의 역류를 저지하기 위한 유출측의 체크밸브를 가지며; 상기 유입측의 체크밸브와 상기 유출측의 체크밸브 중 적어도 어느 하나는 위에서 설명한 탄성부재를 갖는 체크밸브이다.

밸브체에 대해서 밸브공으로 향하는 탄성력을 바이어스하는 탄성부재가, 복수의 보유면에 보유된다. 이러한 보유면은, 밸브체 보다 지름 방향 바깥쪽에 위치하고, 축방향으로 연장된다. 따라서, 체크밸브의 길이방향의 치수가 길어지지 않아, 밸브체에 탄성력을 가하도록 한 형태의 체크밸브의 소형화를 달성할 수 있다. 탄성부재가 설치된 체크밸브를 액체공급장치에 장치하는 것에 의해, 액체공급장치의 소형화를 달성할 수 있게 한다.

도 1의 (A)는 하나의 실시형태의 체크밸브를 나타내는 종단면도이고, 도 1의 (B)는 도 1의 (A)의 1B-1B선 단면도이다.
도 2는 도 1의 (A)의 평면도이다.
도 3의 (A)는 도 1의 (A)의 요부 확대 단면도이며, 도 3의 (B)는 도 1의 (B)의 요부 확대 단면도이다.
도 4의 (A)는 도 3에 도시된 체크밸브의 분해 사시도이며, 도 4의 (B)는 도 4의 (A)에 나타낸 홀더의 내면을 나타내는 사시도이다.
도 5의 (A)는 밸브체가 밸브공을 닫은 상태의 체크밸브를 나타내는 종단면도이고, 도 5의 (B)는 도 5의 (A)의 5B-5B선 단면도이며, 도 5의 (C)는 밸브체가 밸브공을 개방한 상태의 체크밸브를 나타내는 종단면도이고, 도 5의 (D)는 도 5의 (C)의 5D-5D선 단면도이다.
도 6의 (A) ~(E)는 도 3에 도시된 체크밸브의 조립 순서를 나타내는 조립공정도이다.
도 7은 변형예의 체크밸브를 나타낸 것으로, 도 7의 (A)는 체크밸브의 종단면도이고, 도 7의 (B)는 도 7의 (A)의 7B-7B선 단면도이다.
도 8은 다른 변형예의 체크밸브를 나타낸 것으로, 도 8의 (A)는 도 8의 (C)의 8A-8A선 단면도이고, 도 8의 (B)는 도 8의 (A)의 8B-8B 선 단면도이며, 도 8의 (C)는 도 8의 (A)의 8C-8C선 단면도이다.
도 9는 또 다른 변형예의 체크밸브를 나타낸 것으로, 도 9의 (A)는 도 9의 (C)의 9A-9A 선 단면도이고, 도 9의 (B)는 도 9의 (A)의 9B-9B선 단면도이며, 도 9의 (C)는 도 9의 (A)의 9C-9C선 단면도이다.
도 10은 또 다른 변형예의 체크밸브를 나타낸 것으로, 도 10의 (A)는 도 10의 (D)의 10A-10A선 단면도이고, 도 10의 (B)는 도 10의 (A)의 10B-10B선 단면도로서 밸브체가 밸브공을 닫은 상태를 나타내고, 도 10의 (C)는 밸브체가 밸브공을 개방한 상태에서 도 10의 (B)와 같은 부분을 나타내는 단면도이며, 도 10의 (D)는 도 10의 (A)의 10D-10D선 단면도로서 밸브체가 밸브공을 닫은 상태를 나타내고, 도 10의 (E)는 밸브체가 밸브공을 개방한 상태에서 도 10의 (D)와 같은 부분을 나타내는 단면도이다.
도 11은 도 3에 도시된 체크밸브가 설치된 액체공급장치를 나타내는 단면도이다.
도 12는 도 11의 12-12선 단면도이다.
도 13은 도 11의 13-13선 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 각각의 실시형태에서, 공통의 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호가 붙여진다.

도 1은 단독으로 사용되는 체크밸브(10a)를 나타낸다. 이 체크밸브(10a)는, 하우징(11)에 장치된다. 하우징(11)은 유입구(12)가 설치된 제1 하우징피스(13)와, 유출구(14)가 설치된 제2 하우징피스(15)를 가지고 있다. 각각의 하우징피스(13,15)는 불소 수지제이다. 원통형상의 수용공(16)이 제1 하우징피스(13)에 설치되어있다. 맞닿는 면(17a)이 제1 하우징피스(13)에 설치되고, 맞닿는 면(17b)이 제2 하우징피스(15)에 설치된다. 체크밸브(10a)는 맞닿는 면(17a, 17b)에서 맞닿아 수용공(16) 내에 장치된다.

제1 보강링(18a)이 제1 하우징피스(13)의 외부에 배치되고, 제2 보강링(18b)이 제2 하우징피스(15)의 외부에 배치된다. 두 보강링(18a, 18b)을 체결하는 복수의 나사부재(19)에 의해 하우징(11)이 조립된다. 두 보강링(18a, 18b)은 금속제이다.

유입측 유로를 갖는 배관(20a)이 유입구(12)에 연결되고, 유출측 유로를 갖는 배관(20b)이 유출구(14)에 연결된다. 체크밸브(10a)는, 유입구(12)로부터 유출구(14)로 향하는 흐름을 허용하여, 배관(20a)으로부터 배관(20b)으로 액체를 흐르게 한다. 체크밸브(10a)는, 유출구(14)로부터 유입구(12)로 향하는 흐름을 저지하여, 배관(20b)으로부터 배관(20a)으로 액체가 역류하는 것을 저지한다. 이처럼, 체크밸브(10a)는 한 방향의 흐름을 허용하고 그 반대 방향의 흐름을 저지한다.

체크밸브(10a)는 도 3에 도시된 바와 같이, 환상의 밸브시트부재(21)를 가지고 있다. 밸브공(22)이 밸브시트부재(21)의 지름 방향 중앙부에 설치되어, 밸브공(22)은 유입측 유로에 연통한다. 체크밸브(10a)는, 밸브시트부재(21)와 함께 밸브실(23)을 구획하는 케이스 본체(24)를 가지며, 케이스 본체(24)와 밸브시트부재(21)에 의해 밸브케이스(25)가 구성된다. 밸브시트부재(21)와 케이스 본체(24)는 각각 불소 수지제이다.

케이스 본체(24)는, 원통부재(26)와 홀더(27)를 가지고 있다. 원통부재(26)의 일단 부에 밸브시트부재(21)가 장착되고, 원통부재(26)의 타단부에 홀더(27)가 장착된다. 밸브시트부재(21)와 원통부재(26)와 홀더(27)에 의해, 밸브케이스(25)가 조립된다. 홀더(27)는, 원통부재(26)에 장착되는 원통부(28)와, 원통부(28)와 일체로 된 단벽부(29)을 가지며, 단벽부(29)에는 도 4의 (A)에 나타낸 바와 같이 중심부에서 비켜선 2개의 연통공(30)이 설치되어있다. 연통공(30)은 유출측 유로에 연통하고, 연통공(30)을 통해 밸브실(23)이 유출측 유로에 연통한다.

구체로 된 밸브체(31)가 밸브실(23) 내에 배치되고, 밸브체(31)는 밸브공(22)을 개폐한다. 밸브체(31)가 밸브시트부재(21)와 맞닿으면 밸브공(22)이 닫히고, 밸브체(31)가 밸브시트부재(21)로부터 떨어지면 밸브공(22)이 열린다. 유입측 유로로부터 밸브실(23)을 향해 액체가 공급되면, 밸브공(22)이 열리고 밸브공(22)으로부터 연통공(30)을 향해 밸브실(23) 내를 액체가 흐른다. 도 1과 도 3에 있어서, 밸브체(31)가 밸브시트부재(21)로부터 떨어진 상태가 이점쇄선으로 표시되어있다.

밸브체(31)를 내부에 수용하는 원통부재(26)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 밸브체(31)에 대향하는 2 개의 동심원형면(32a)과 2 개의 편심원호면(32b)를 갖는다. 2개의 동심원형면(32a)은 밸브체(31)의 반경보다 약간 큰 반경을 가지며, 밸브공(22)의 중심축을 공통의 중심축으로 서로 대향하여 화살표(R1) 방향으로 원통부재(26)에 형성된다. 2개의 중심축(Z1, Z2)은, 밸브공(22)의 중심축에 대하여 화살표(R1)의 직교하는 화살표(R2)에 따라 반대방향으로 같은 길이(L1)만큼 편심되어 있다. 2개의 편심원호면(32b)은, 각각 2개의 중심축(Z1, Z2)을 중심축으로 원통부재(26)에 형성된다. 편심원호면(32b)과 밸브체(31) 사이의 액체 유로의 폭은, 도 3에 나타낸 바와 같이 동심원호면(32a)과 밸브체(31) 사이의 액체 유로의 폭보다 크게 되어 있다. 2개의 동심원형면(32a)과 2개의 편심원호면(32b)으로 이루어진 내주면(32)이 원통부재(26)에 형성되어있다.

원통부재(26)는, 홀더(27)의 선단면에 대향하는 대향면(33)을 가지며, 대향면(33) 중 동심원호면(32a)에 이어지는 대향부(33a)는 편심원호면(32b)에 이어지는 대향부(33b) 보다 지름 방향의 두께 치수가 크게 되어 있다. 도 3의 (B) 및 도 4의 (B)에 도시된 바와 같이, 지름 방향의 두께 치수가 큰 대향부(33a)에 대응시켜, 2개의 결합돌기(34)가 홀더(27)에 설치되어있다. 각각의 결합돌기(34)는 원통부재(26)의 중심축을 중심으로 서로 대향하여, 축방향으로 연장되어있다. 결합홈(35)이 각각의 결합돌기(34)와 원통부(28)의 내주면(36) 사이에 형성된다. 각각의 결합홈(35)은, 결합돌기(34)의 지름 방향 외측에 설치되어 있으며, 밸브체(31) 보다 지름 방향 바깥쪽에 위치하고 있다. 보유면(38)은, 결합돌기(34)가 원통부(28)의 내주면(36)과 대향하는 면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 루프 형상의 탄성부재(41)가 밸브실(23) 내에 배치된다. 탄성부재(41)는 러버 재료로 성형되어있다. 탄성부재(41)는 2개의 보유면(38)에 보유되어 밸브실(23) 내에 장착된다. 탄성부재(41)는, 타원형으로 되어, 밸브실(23) 내를 흐르는 액체의 흐름을 가로지른다. 탄성부재(41)가 밸브실(23) 내에 장착되면, 도 3의 (A)에 나타낸 바와 같이, 탄성부재(41)는 2개의 보유면(38)에 보유되는 2개소의 피보유부분과, 2개소의 피보유부분에 대해 원주 방향으로 90도 비켜선 2개소의 맞닿는 부분(42)을 가진다. 2개소의 맞닿는 부분(42)이 밸브체(31)에 맞닿아, 밸브공(22)으로 향하는 방향의 탄성력이 탄성부재(41)에 의해 밸브체(31)에 바이어스된다.

도 5의 (A) 및 (B)는, 밸브체(31)가 밸브시트부재(21)에 접촉하여 밸브공(22)을 닫은 상태를 나타낸다. 이 상태하에서, 유출구(14)의 액체압력과 탄성부재(41)에 의한 가압력의 합계가 유입구(12)의 액체 압력보다 높아지면, 밸브공(22)이 닫혀, 밸브실(23)로부터 유입구(12)를 향해 액체가 흐르는 것이 저지된다.

도 5의 (C) 및 (D)는, 유입구(12)의 액체 압력이 유출구(14)의 액체 압력과 탄성부재(41)에 의한 가압력의 합계보다 높아, 밸브체(31)가 밸브시트부재(21)로부터 떨어져 밸브공(22)을 개방하는 상태를 나타낸다. 이와 같이 개방된 밸브공(22)으로부터 밸브실(23) 내로 유입된 액체는, 연통공(30)으로부터 체크밸브(10a)의 외부로 토출된다. 이때, 밸브시트부재(21)로부터 떨어지는 밸브체(31)의 이동은, 밸브체(31)가 단벽부(29)의 스토퍼면(27a)에 맞닿음으로써 규제된다. 이와 같이, 탄성부재(41)를 보유하는 홀더(27)는 밸브체(31)의 이동을 규제하기 위한 스토퍼로서의 기능을 가지고 있다. 그러나 밸브실(23) 내로 유입되는 액체의 유량이 적은 경우에는, 밸브체(31)는 스토퍼면(27a)에 맞닿지 않는 상태가 되어 밸브공(22)가 개방 상태로 된다.

탄성부재(41)에 의해 밸브체(31)에 탄성력이 바이어스되기 때문에, 유입구(12)의 압력이 밸브실(23) 내의 압력과 탄성부재(41)에 의한 가압력의 합계와 같거나 낮아지면, 밸브체(31)는 탄성력에 의해 신속하게 밸브시트부재(21)를 향해 구동되어, 밸브공(22)을 닫는다. 따라서 유입구(12)로부터 유출구(14)를 향해 고점도의 액체를 공급하는 경우에도, 유입구(12)의 압력이 밸브실(23) 내의 압력과 탄성부재(41)에 의한 가압력의 합계와 같거나 낮아지면, 밸브공(22)과 밸브체(31) 사이에 개재하는 액체를 밀어내면서 밸브체(31)는 신속하게 밸브공(22)을 닫는다. 점도가 낮은 액체를 공급하는 경우에도 마찬가지로 밸브체(31)는 밸브공(22)을 신속하게 닫는다.

탄성부재(41)의 2개의 맞닿는 부분(42)은, 밸브체(31)가 이동하는 방향인 이동중심축을 중심으로 대칭 위치에서 밸브체(31)에 맞닿아있다. 따라서, 2개의 맞닿는 부분(42)이 서로 접근하는 방향으로 밸브체(31)에 탄성력을 바이어스함과 동시에 밸브체(31)에 대해서 밸브공(22)으로 향하는 방향의 탄성력을 바이어스한다. 따라서, 탄성부재(41)는 밸브체(31)의 중심을 밸브공(22)의 중심에 위치시키는 센터링(調心) 작용을 갖고 있다. 게다가, 탄성부재(41)는 밸브실(23) 내의 액체의 흐름을 가로지르는 방향으로 밸브실(23) 내에 배치되어 있기 때문에, 밸브케이스(25)의 길이방향의 치수를 길게 하지 않아, 밸브체(31)에 탄성력을 바이어스하도록 한 형태의 체크밸브(10a)를 소형화할 수 있다.

도 6의 (A)~(E)는, 체크밸브(10a)의 조립 순서를 나타내는 조립공정도이며, 도 3의 아래쪽에서 본 도면이다. 도 6의 (A)는 홀더(27)의 내면을 보여주고, 홀더(27)에는 도 6의 (B)에 도시된 바와 같이 탄성부재(41)가 장착된다. 탄성부재(41)는 초기 상태에서는 탄성력에 의해 원형으로 되고, 탄성부재(41)가 2개의 결합돌기(34)의 외측의 보유면(38) 보유되면, 도 6의 (B)에 도시된 바와 같이, 탄성부재(41)는 타원형으로 되어 홀더(27)에 장착된다.

도 6의 (C)는 홀더(27)에 원통부재(26)를 조합한 상태를 나타낸다. 원통부재(26)가 홀더(27)에 조립되면, 대향면(33) 중의 대향부(33a)가 결합돌기(34)에 대향하고, 결합홈(35)은 대향부(33a)에 의해 닫혀진다. 따라서 탄성부재(41)는 탈락하지 않는다. 맞닿는 부분(42)의 지름 방향 바깥쪽에는, 도 6의 (C)에 나타낸 바와 같이, 내주면(36)과의 사이에 충분한 탄성변형 공간이 형성된다. 도 6의 (D)는 구체로 된 밸브체(31)가 원통부재(26)의 내부에 삽입된 상태를 나타낸다. 밸브체(31)는, 탄성부재(41)의 맞닿는 부분(42)에 맞닿는다. 도 6의 (E)는 밸브시트부재(21)를 원통부재(26)에 조립한 상태를 나타낸다.

이렇게 조립된 체크밸브(10a)가 액체를 공급하는 배관에 장착되는 경우에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(11)에 체크밸브(10a)가 장치된다. 씨일부재(43a)가 하우징피스(13)와 밸브시트부재(21) 사이에 장착되고, 씨일부재(43b)가 하우징피스(15)와 케이스 본체(24) 사이에 장착된다.

위에서 설명한 체크밸브(10a)의 밸브케이스(25)는, 밸브시트부재(21), 원통부재(26) 및 홀더(27)로 된 3개의 부재를 조합하는 것에 의해 형성되어있다. 그러나 원통부재(26)와 홀더(27)를 일체로 하여 일체형 케이스 본체(24)를 형성할 수도 있으며, 그 경우에는 케이스 본체(24)와 밸브시트부재(21)를 조합하는 것에 의해 밸브케이스(25)가 조립된다. 또한, 밸브시트부재(21)와 원통부재(26)를 일체로 수지 성형할 수도 있으며, 그 경우에는 밸브시트부재(21)가 일체로 된 원통부재(26)와 홀더(27)를 조합하는 것에 의해 밸브케이스(25)가 조립된다.

도 7은 변형예의 체크밸브(10b)를 나타낸다. 도 7에 도시된 체크밸브(10b)의 케이스 본체(24)는 위에서 설명한 체크밸브(10a)의 원통부재(26)와 홀더(27)가 일체로 성형된 형태로 되어있다. 결합돌기(34)는, 원통부재(26)와 대향하는 면에 보유면(38)을 갖는다. 결합돌기(34)는, 단벽부(29)의 내면으로부터 축방향으로 연장되어 형성되어있다. 보유면(38)은 위에서 설명한 체크밸브(10a)와 마찬가지로, 밸브체(31)가 이동하는 방향으로 있는 이동중심축을 중심으로 대칭위치에 2개 설치되어있다.

도 8은 다른 변형예의 체크밸브(10c)를 나타낸다. 도 8에 도시된 체크밸브(10c)의 케이스 본체(24)는 도 7에 도시된 체크밸브(10b)와 마찬가지로 원통부재(26)와 홀더(27)가 일체로 성형된 형태로 되어있다. 체크밸브(10c)의 홀더(27)는, 밸브실(23)을 걸치도록 지름 방향으로 연장되어 원통부재(26)의 단부에 일체로 설치되어있다. 홀더(27)는, 도 8의 (B) 및 (C)에 나타낸 바와 같이, 하우징피스(15)에 설치된 원통부(15a) 내에 들어가 있다. 홀더(27)는 원통부(15a)의 내경에 가까운 길이를 가지며, 밸브체(31)의 직경보다 짧은 폭을 갖는다. 홀더(27)의 양단부에는 보유면(38)이 설치되어 있고, 탄성부재(41)는 보유면(38)에 보유되어, 케이스 본체(24)에 장착된다. 연통공(30)은 홀더(27)와 원통부(15a)의 내주면과의 사이에 형성된다.

도 9는 또 다른 변형예의 체크밸브(10d)를 나타낸다. 이 체크밸브(10d)에서는 도 8에 나타낸 체크밸브(10c)와 마찬가지로, 케이스 본체(24)는 원통부재(26)와 홀더(27)가 일체로 성형된 형태로 되어있다. 홀더(27)는 중심부로부터 지름 방향 바깥쪽에 방사상으로 각각 연장하는 3개의 홀더편(37)을 가지고있다. 각 홀더편(37)은 원주 방향으로 120도 어긋나 있으며, 각각의 홀더편(37)의 지름 방향 바깥쪽 끝은 보유면(38)이 설치되어 있다. 이와 같이 3개의 보유면(38)이 원주 방향으로 일정 간격을 두고 밸브케이스(25)에 설치되어 있다.

탄성부재(41)는 3개의 보유면(38)에 보유되고, 도 9의 (A)에 도시된 바와 같이 거의 정삼각형이 되어 케이스 본체(24)에 장착된다. 따라서 이 체크밸브(10d)에서는, 탄성부재(41)가 보유면(38) 사이의 3개소의 맞닿는 부분(42)이 밸브체(31)에 맞닿아 밸브체(31)에 탄성력을 바이어스한다. 체크밸브(10d)에서는, 보유면(38)으로부터 원주 방향으로 어긋난 3개소의 맞닿는 부분(42)에 의해, 탄성부재(41)로부터 밸브체(31)에 대해서 밸브공(22)으로 향하는 탄성력을 바이어스한다.

이와 같이, 맞닿는 부분(42)의 수로서는, 보유면(38)에서 원주 방향으로 어긋난 복수 개소에서 밸브체(31)에 탄성력을 바이어스하도록 한 형태라면, 2개소 또는 3개소에 한정되지 않으며, 4개소 이상의 맞닿는 부분(42)을 탄성부재(41)에 설치할 수도 있다. 또한, 케이스 본체(24)를 원통부재(26)와 홀더(27)로 형성한 경우에도, 3개의 결합홈(35)을 케이스 본체(24)에 설치할 수도 있다.

도 10은 또 다른 변형예의 체크밸브(10e)를 나타낸다. 이 체크밸브(10e)에서는, 도 3 내지 도 5에 나타낸 체크밸브(10a)와 마찬가지로, 케이스 본체(24)를 구성하는 원통부재(26)와 홀더(27)가 나누어져 있으며, 원통부재(26)와 홀더(27)를 결합하여 케이스 본체(24)가 조립된다. 홀더(27)는, 체크밸브(10a)와 마찬가지로 원통부(28)와 단벽부(29)를 가지며, 단벽부(29)의 중심부로부터 비켜선 2개의 연통공(30)이 단벽부(29)에 설치되어있다. 체크밸브(10a)와 마찬가지로 2개의 결합돌기(34)가 홀더(27)에 설치되어있다. 각각의 결합돌기(34)는 밸브체(31)가 이동하는 방향에 있는 이동중심축을 중심으로 서로 대향하여, 축방향으로 연장되어있다. 각각의 결합돌기(34)의 보유면(38)이, 원통부(28)의 내주면(36)에 대향하여 형성되어있다. 탄성부재(41)는 2개의 보유면(38)에 보유되어, 밸브실(23) 내를 흐르는 액체의 흐름을 가로지르는 방향으로 타원형으로 되어 밸브실(23)에 장착된다.

밸브체(31)는 밸브공(22)의 구멍에 맞닿는 원추면(45)이 선단에 제공된 원반부(46)와, 이것과 일체로 된 바이어스부(付勢部)(47)를 갖고 있다. 바이어스부(47)는 원반부(46)의 지름 방향으로 연장되어 있으며, 원반부(46)의 외경과 거의 같은 길이를 가지고 있다. 탄성부재(41)의 2개소의 맞닿는 부분(42)이 가압하는 가압면(49)이 바이어스부(47)의 양단부에 형성되어있다.

이처럼, 구체일 뿐만 아니라, 원추면(45)을 갖는 원반 형상의 밸브체(31)라 할 수 있다. 또한, 원추면(45)이 아니라 평면이 밸브시트에 맞닿는 밸브체일 수도 있다.

도 11은 도 3에 나타낸 체크밸브가 설치된 액체공급장치(50)를 나타내는 단면도이다. 도 12는 도 11의 12-12선 단면도이며, 도 13은 도 11의 13-13선 단면도이다.

도 11 ~ 도 13에 나타낸 바와 같이, 액체공급장치(50)는 펌프조립체(51)를 가지며, 펌프조립체(51)는 펌프블록(52)과, 펌프블록(52)의 상하에 서로 대향하여 장착되는 2개의 유로블록(53,54)를 구비하고 있다. 구동블록(55)이 펌프조립체(51)에 설치되어있다. 2개의 바닥있는 구멍(56)이 펌프블록(52)에 형성되고, 2개의 바닥있는 구멍(56)에는 구동블록(55) 측의 개구부가 설치되고, 벨로우즈(57)가 각각의 바닥있는 구멍(56) 내에 장치되어있다. 벨로우즈(57)는, 바닥있는 구멍(56)의 개구부에 고정되는 베이스부(57a)와, 헤드부(57b)와, 베이스부(57a)와 헤드부(57b) 사이의 주름부(57c)를 갖고 있다. 펌프실(58)이 벨로우즈(57)와 바닥있는 구멍 56에 의해 구획되고, 펌프블록(52)에는 2개의 펌프실(58)이 설치되어있다.

도 13에 나타낸 바와 같이, 유입측 유로(61)가 유로블록(53)에 설치되어있다. 유입측 유로(61)는 펌프블록(52)에 설치된 연통공(61a)을 통해 각각의 펌프실(58)에 연통한다. 유출측 유로(62)가 유로블록(54)에 설치되어있다. 유출측 유로(62)는 펌프블록(52)에 설치된 연통공(62a)를 통해 각각의 펌프실(58)에 연통한다.

유입측의 체크밸브(10A)가 유입측 유로(61)과 연통공(61a) 사이에 장치되어있다. 체크밸브(10A)는, 펌프블록(52)과 유로블록(53) 사이에 끼워져 부착되어 있다. 유출측의 체크밸브(10B)가 유출측 유로(62)와 연통공(62a) 사이에 장치되어있다. 체크밸브(10B)는 펌프블록(52)과 유로블록(54)의 사이에 끼워져 부착되어 있다. 각각의 체크밸브(10A, 10B)는 도 3에 도시된 체크밸브(10a)와 동일한 구조이다.

유입측 유로(61)의 유입구(61b)에 연결된 유입측의 배관(20a)은, 액체용기(63)까지 연장되어 있으며, 액체용기(63) 내의 액체가 배관(20a)에 의해 펌프조립체(51)에 공급된다. 유출측 유로(62)의 유출구(62b)는 배관(20b)에 의해 토출기구(64)에 연결되어 있으며, 펌프조립체(51)로부터 토출된 액체는 토출기구(64)에 공급되고, 토출기구(64)로부터 피도포물에 액체가 도포된다.

펌프를 구동하는 구동부재로서, 플런저(65)가 각각의 벨로우즈(57) 내에 장치되어있다. 플런저(65)의 축방향의 왕복운동에 따라, 벨로우즈(57)는 축방향으로 신축한다. 벨로우즈(57)가 신장하면 펌프실(58)은 수축하고, 벨로우즈(57)가 수축하면 펌프실(58)은 팽창한다. 펌프실(58)이 팽창하면 액체용기(63) 내의 액체가 펌프실(58)에 흡입된다. 이때, 유입측의 체크밸브(10A)에서는 밸브체(31)가 밸브공(22)을 개방하고, 유입측 유로(61)로부터 펌프실(58)로 액체의 흐름을 허용하고, 유출측의 체크밸브(10B)에서는 밸브체(31)가 밸브공(22)을 닫아 액체의 역류를 방지한다. 이에 반해서, 펌프실(58)이 수축하면 펌프실(58) 내에 흡입된 액체가 토출기구(64)에 공급된다. 이때, 유출측의 체크밸브(10B)에서는 밸브체(31)가 밸브공(22)을 개방하여 펌프실(58)로부터 유출측 유로(62)로 액체의 흐름을 허용하고, 유입측의 체크밸브(10A)에서는 밸브체(31)가 밸브공(22)을 닫아 액체의 역류를 방지한다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 2개의 구동로드(66)가 구동블록(55)에 축방향으로 왕복이동 가능하게 장착되어있다. 각각의 구동로드(66)의 일단부는 플런저(65)에 연결된다. 샤프트(67)가 구동로드(66)의 타단부에 각각 장착되어있다. 샤프트(67)는 구동로드(66)의 지름 방향으로 뻗어있다. 구동 롤러(68)가 샤프트(67)에 각각 회전 가능하게 장착된다.

모터홀더(71)가 구동블록(55)에 설치되고, 전동모터(72)가 모터홀더(71)에 장착된다. 캠축(73)이 구동블록(55)에 장치된 베어링(74a, 74b)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 캠축(73)은 모터주축(75)에 연결구(76)에 의해 연결된 전동모터(72)에 의해 회전 구동된다. 캠부재(77)가 캠축(73)에 설치되어 있으며, 구동롤러(68)가 캠부재(77)의 캠면(78)에 구름 접촉한다. 캠면(78)은 도 11에 도시된 바와 같이, 캠축(73)의 회전 중심축에 대해 기울어 져있다. 캠축(73)이 회전 구동되면, 캠면(78)에 구름 접촉하는 구동롤러(68)에 의해 구동로드(66)가 축방향으로 왕복운동한다. 구동로드(66)의 왕복운동에 의해 플런저(65)를 통해 벨로우즈(57)가 신축 구동되고, 펌프실(58)이 팽창 수축한다.

캠축(73)이 회전 구동되면, 한쪽의 구동로드(66)는 벨로우즈(57)를 신장하는 방향으로 구동하고, 다른 쪽의 구동로드(66)는 벨로우즈(57)를 수축하는 방향으로 구동한다. 이와 같이, 2개의 구동로드(66)를 그 반대 방향으로 구동함으로써, 2개의 펌프실(58)에서 교대로 액체가 토출된다. 그러면, 맥동 발생을 억제하면서 일정량의 액체를 펌프조립체(51)로부터 토출기구(64)로 공급할 수 있다.

구동로드(66)를 원활하게 축방향으로 구동시키기 위해, 구동블록(55)에는 2개의 가이드(81)가 장착된다. 구동로드(66)가 각각의 가이드(81)를 관통하고 있으며, 가이드 홈(82)이 가이드(81)에 설치되어있다. 샤프트(67)의 양단부에 형성된 가이드롤러(83)가 가이드홈(82) 내에 배치되어있다. 구동로드(66)가 축방향으로 왕복운동 할 때, 가이드 롤러(83)의 작용에 의해 구동로드(66)는 축방향에 대해 기울어짐 없이 축방향으로 확실하게 안내된다.

펌프실(58)이 팽창되어 펌프실(58) 내로 액체를 흡입하는 동작이 정지하면, 탄성부재(41)가 설치된 체크밸브(10A)의 밸브체(31)는 탄성력에 의해 밸브공(22)을 닫는 방향으로 구동된다. 따라서, 고점도의 액체를 토출기구(64)에 공급하는 경우에도 펌프실(58)이 팽창 동작에서 수축 동작으로 전환하기 전에, 밸브공(22)이 밸브체(31)에 의해 확실하게 닫혀진다. 이에 따라, 액체공급장치(50)는 토출기구(64)에 대해 높은 정확도로 액체를 공급할 수 있다.

게다가, 탄성부재(41)는 밸브체(31)의 중심을 밸브공(22)의 중심으로 위치결정하기 위하여 센터링하는 작용을 가지고 있기 때문에, 밸브체(31)에 의한 밸브공(22)의 개폐 동작은 확실하게 이루어진다. 이를 통해 토출기구(64)에 대한 액체 공급 정확도를 높일 수 있다. 탄성부재(41)는 밸브실(23) 내의 액체의 흐름을 가로지르는 방향으로 밸브실(23) 내에 배치되어 있기 때문에, 체크밸브의 유로의 흐름 방향의 치수를 단축할 수 있다. 이에 따라, 체크밸브가 장치된 펌프조립체(51)를 소형화할 수 있다.

액체공급장치(50)는, 펌프조립체(51)에 2개의 펌프실(58)이 설치되고, 4개의 체크밸브가 장치된 형태이지만, 펌프조립체(51)에 설치되는 펌프실(58)의 수는 2개로 제한되지 않는다. 1개 또는 3개 이상의 펌프실(58)을 펌프조립체(51)에 설치할 수 있다. 각각의 체크밸브를 펌프조립체(51)에 장치하지 않고, 유입측의 배관(20a)과 유출측의 배관(20b)에, 펌프조립체(51)로부터 분리시켜 체크밸브를 배치할 수도 있다. 그 경우에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(11)에 장치된 형태의 체크밸브가 사용된다. 또한. 액체공급장치(50)에서는, 유입측의 체크밸브(10A)와 유출측의 체크밸브(10B) 모두에 도 3에 나타낸 체크밸브(10a)가 사용되고 있지만, 유입측과 유출측의 적어도 한쪽에만 체크밸브(10a)를 사용하도록 할 수도 있다.

액체공급장치(50)에는, 도 3에 나타낸 체크밸브(10a)가 설치되어 있지만, 액체공급장치(50)에 설치되는 체크밸브(10A, 10B)로서는 상술한 체크밸브(10a ~ 10e) 중의 어느 것이라도 사용할 수 있다.

본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다. 예를 들어, 액체공급장치(50)의 형태로서는, 도 11 내지도 13에 도시된 바와 같은 벨로우즈 펌프에 제한되지 않는다. 펌프실을 팽창 수축시켜 액체토출 동작을 행하는 펌프이면, 벨로우즈 펌프, 튜브프램 펌프, 다이어프램 펌프 및 시린지 펌프 등을 갖는 액체공급장치에 상술한 형태의 체크밸브를 설치할 수 있다. 또한, 탄성부재의 단면은 균일한 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 단면 형상이 일정하지 않을 수도 있고, 단면적이 일정하지 않을 수도 있다.

액체공급장치는 포토레지스트액 등의 액체를 피도포물에 도포하기 위해 사용되며, 체크밸브는 액체 공급 장치에 사용된다.

Claims (7)

1. 액체의 한 방향의 흐름을 허용하고 그 반대 방향의 흐름을 저지하는 체크밸브로서,
   액체가 유입되는 유입구와,
   액체가 유출되는 유출구와,
   상기 유입구와 상기 유출구 사이에 설치되어, 상기 유입구와 상기 유출구를 연통하는 밸브공이 형성된 밸브 시트와,
   상기 밸브 시트와 상기 유출구 사이에 설치되는 밸브실과,
   상기 밸브실 내에 배치되어 상기 밸브공을 개폐하는 밸브체와,
   상기 밸브체보다 지름 방향 바깥쪽에 위치하여, 축방향으로 연장되는 복수의 보유면과,
   상기 보유면에 보유되어 상기 밸브실 내에 장착되며, 상기 밸브체에 대해 상기 밸브공으로 향하는 탄성력을 바이어스하는 탄성부재,
   를 갖는 체크밸브.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 보유면이, 상기 밸브체의 이동중심축에 대하여 대칭 위치에 위치하는, 체크밸브.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 보유면이, 상기 밸브체의 이동중심축에 대하여 같은 각도로 3개 설치되어 있는, 체크밸브.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 탄성부재가 루프 형상인, 체크밸브.
5. 청구항 1 ~ 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브체가, 구체이며, 상기 탄성부재를 상기 구체에 맞닿게 하는, 체크밸브.
6. 청구항 1 ~ 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브체가, 상기 밸브공의 개구부에 접촉하는 면과, 상기 탄성부재가 가압하는 가압면이 설치된 바이어스부를 갖는, 체크밸브.
7. 액체용기에 수용된 액체를 토출기구에 공급하는 액체 공급 장치로서,
   유입측 유로와 유출측 유로에 연통하는 펌프실이 형성된 펌프 블록과
   상기 펌프 블록에 설치되어 상기 펌프실을 팽창 수축하는 구동부재와,
   상기 유입측 유로에 배치되어, 상기 펌프실이 팽창할 때 상기 유입측 유로로부터 상기 펌프실로의 액체의 흐름을 허용하고, 펌프실이 수축할 때 상기 펌프실로부터 상기 유입측 유로로의 액체의 역류를 저지하는 유입측의 체크밸브와,
   상기 유출측 유로에 배치되어, 상기 펌프실이 수축할 때 상기 펌프실로부터 상기 유출측 유로로의 액체의 흐름을 허용하고, 펌프실이 팽창할 때 상기 유출측 유로로부터 상기 펌프실로의 액체의 역류를 저지하는 유출측의 체크밸브,
   를 가지며,
   상기 유입측의 체크밸브와 상기 유출측의 체크밸브 중의 적어도 어느 하나는 청구항 1 ~ 6 중 어느 한 항의 체크밸브인, 액체공급장치.

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