CN1811179A - 液体输送用泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液体滞留率极低且液体置换特性优良的液体输送用泵。液体输送用泵(1)包括：缸(2)，其具有吸入口(32)和吐出口(33)；柱塞(5)，其设置成：在缸(2)的内部，可沿缸(2)的轴线(J1)方向被往复驱动；和膜状密封部件(6)，其用于对缸(2)和柱塞(5)之间的间隙(G)进行密封，该液体输送用泵(1)通过往复驱动柱塞(5)来交替地进行吸入动作和吐出动作，从而使从吸入口(32)吸入的输送对象液体从吐出口(33)吐出，吸入口(32)设置在缸(2)的侧面。

Description

液体输送用泵

技术领域

本发明涉及一种液体输送用泵，其包括：缸(cylinder)，其具有吸入口和吐出口；柱塞，其设置成：在缸的内部，在沿缸的轴线的方向上可被往复驱动；和膜状密封部件，其用于对缸和柱塞之间的间隙进行密封，该液体输送用泵通过往复驱动柱塞来交替地进行吸入动作和吐出动作，从而使从吸入口吸入的输送对象液体从吐出口吐出。本发明特别涉及一种适合输送包含沉淀物质的液体例如用于液晶基板制造的抗蚀剂(resist)液体等的泵。

背景技术

以往，作为向液晶基板制造装置提供用于液晶基板制造的抗蚀剂液体的装置，使用这样的液体输送用泵，其包括：缸，其具有吸入口和吐出口；柱塞，其设置成：在缸的内部，在沿缸的轴线方向上可被往复驱动；和密封部件，其用于对缸和柱塞之间的间隙进行密封。在该液体输送用泵中，使用O形环作为密封部件。然而，当使用O形环时，由于磨损而产生的颗粒(particle)、液体泄露，或者寿命短等问题较为突出，因此本发明者制成了使用藤仓橡胶工业株式会社产品目录CAT.No.BFS1-061(以下称为非专利文献1)中记载的膜状密封部件来代替O形环的液体输送用泵。

图7是表示使用了非专利文献1中记载的膜状密封部件的现有液体输送用泵10的正面局部剖视图。图7(A)表示柱塞5处于下死点的状态，图7(B)表示柱塞5处于上死点的状态。

如图7所示，现有的液体输送用泵10具有缸20、柱塞5和膜状密封部件6。在缸20的顶部贯穿设置有分别与轴线J1平行的吸入口320和吐出口330。液体输送用泵10在竖立设置的状态下使用，通过往复驱动柱塞5来交替地进行吸入动作和吐出动作，从而使从吸入口320吸入的抗蚀剂液体从吐出口330吐出。

膜状密封部件6由通过挠性材料制成的帽状部件构成(参照图2)，在将帽状部件的开口端部62固定在缸20的内周面上的状态下，通过该帽状部件的主体部63来覆盖柱塞5的上部。并且，通过在缸20和柱塞5之间的间隙G处使膜状密封部件6向下侧折返，来形成剖视呈U字形的U字形折返部61，从而通过该U字形折返部61对该间隙G进行密封。随着柱塞5被往复驱动，U字形折返部61在间隙G中向与柱塞5的驱动方向相同的方向移动。此时，U字形折返部61由于在间隙G中滚动移动，因此磨损较小，并且完全避免了液体或气体的泄漏。

然而，膜状密封部件6由于其U字形折返部61非常窄，因此抗蚀剂液体容易滞留其中。滞留的抗蚀剂液体很快会凝胶化或形成沉淀，从而成为导致提供给液晶基板制造装置的抗蚀剂液体中含有杂质的原因之一。由于要求向液晶基板制造装置始终供给高纯度的抗蚀剂液体，因而需要液体置换特性好的液体输送用泵、即液体滞留率极低的液体输送用泵。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种液体滞留率极低的液体置换特性优良的液体输送用泵。

为了实现所述目的，本发明的第一方面为一种液体输送用泵1，包括：缸2，其具有吸入口32和吐出口33；柱塞5，其设置成：在所述缸2的内部，在沿所述缸2的轴线J1的方向上可被往复驱动；和膜状密封部件6，其用于对所述缸2和所述柱塞5之间的间隙G进行密封，该液体输送用泵1通过往复驱动所述柱塞5来交替地进行吸入动作和吐出动作，从而使从所述吸入口32吸入的输送对象液体从所述吐出口33吐出，所述吸入口32设置在所述缸2的侧面。

在本发明的第二方面，所述吸入口32设置这样的范围R内，即，在当所述柱塞5到达上死点位置时形成有所述间隙G。

在本发明的第三方面，所述吸入口32设置成：使该吸入口32的轴线J0相对所述缸2的轴线J1倾斜小于等于90度的一定角度θ。

在本发明的第四方面，所述吸入口32设置成：使该吸入口32的轴线J0相对于与所述缸2的轴线J1正交的直线J2倾斜小于90度的一定角度φ。

在本发明的第五方面，所述膜状密封部件6由通过挠性材料制成的帽状部件构成，在将该帽状部件的开口端部62固定在所述缸2的内周面上的状态下，通过该帽状部件的主体部63来覆盖所述柱塞5的上部，并通过在所述缸2和所述柱塞5之间的间隙G处折返而成的U字形折返部61对该间隙G进行密封。

本发明的第六方面是以使所述缸2的轴线J1与铅直轴平行的方式进行设置和使用所述液体输送用泵1。

根据本发明，当柱塞5向下方被驱动时，抗蚀剂液体从吸入口32喷出。由于吸入口32设置在缸2的侧面，因而该喷出流会沿着缸2的内壁形成旋转流并同时落下。并且，形成为在U字形折返部61内进行搅拌清洗的循环流。由此，避免了抗蚀剂液体滞留在U字形折返部61中，因而液体置换特性良好。这样，能够提供液体滞留率极低的液体置换特性优良的液体输送用泵。

附图说明

图1是表示本发明的液体输送用泵的正面局部剖视图。

图2是表示膜状密封部件的外观的立体图。

图3是表示本发明的液体输送用泵的概略图。

图4是表示本发明另一方式的液体输送用泵的俯视局部剖视图。

图5是表示本发明又一方式的液体输送用泵的局部剖视图。

图6是表示本发明其它方式的液体输送用泵的概略图。

图7是表示现有液体输送用泵的正面局部剖视图。

具体实施方式

下面参照附图说明用于实施本发明的最佳实施方式。图1是表示本发明的液体输送用泵1的正面局部剖视图，图1(A)表示柱塞5处于下死点的状态，图1(B)表示柱塞5处于上死点的状态。图2是表示膜状密封部件6的外观的立体图，图3是表示本发明的液体输送用泵的正面局部剖视图。

另外，下面以液体是抗蚀剂液体的情况为例进行说明，当然也可以采用除抗蚀剂液体以外的其它液体。

如图1所示，本发明的液体输送用泵1具有缸2、柱塞5和膜状密封部件6。

缸2包括：具有耳部31的大致碗形的上侧罩体3；和同样具有耳部41的大致碗形的下侧罩体4。通过在各个耳部31和耳部41之间有夹持膜状密封部件6的开口端部62的状态下，将所述各个耳部31、41通过螺栓42紧固在一起，使上侧罩体3和下侧罩体4成为一体，从而形成缸主体。

在上侧罩体3上贯穿设置有吸入口32和吐出口33。吸入口32贯穿设置在上侧罩体3的侧面。并且，吸入口32贯穿设置在当柱塞5达到上死点时形成有间隙G的范围R内。此外，吸入口32贯穿设置成：使其轴线J0相对于缸2的轴线J1倾斜一定角度θ。角度θ小于等于90度。并且，角度θ的最小值是使吸入口32的椭圆弧的至少一部分与进行密封的膜状密封部件6的凸缘部重叠的角度(参照图3(A)、(B))。与此同时，如图3(C)所示，吸入口32贯穿设置成：使其轴线J0相对于与缸2的轴线J1正交的直线J2倾斜一定角度φ。角度φ的最理想范围是使以轴线J0为中心的孔与缸2内周具有切线的关系的范围(属于孔并且与轴线J0平行的直线成为缸2内周的切线的范围)(参照图3(C))。吐出口33沿与轴线J1平行的方向贯穿设置在上侧罩体3的顶部。另外，也可以采用设置换向阀等(未图示)、使吸入口32兼用作吐出口的方式。

在下侧罩体4上贯穿设置有真空抽口43和杆孔44。真空抽口43在下侧罩体4的下方位置与真空泵73连接。通过真空泵73对缸2的下腔室内部进行真空减压，从而使头部51的外周面和缸2的内周面与膜状密封部件6的密合性良好，并且可以更有效地防止气体混入到上腔室。杆孔44贯穿设置在下侧罩体4的底部，是设置成使杆53可滑动地贯穿的通孔。

柱塞5具有头部51、座板52和杆53。被膜状密封部件6覆盖的头部51通过座板52使用螺栓54与杆53连接。贯穿杆孔44的杆53的另一端与未图示的驱动装置连接。由此，柱塞5能够在缸2的内部往复动作。

膜状密封部件6由通过挠性材料制成的帽状部件构成。作为挠性材料，例如使用在强力聚酯布上覆盖橡胶而制成的材料，膜状密封部件6按照以下方式对间隙G进行密封。即，在使膜状密封部件6的开口端部62固定在缸2的内周面上的状态下，通过该帽状部件的主体部63来覆盖柱塞5的上部。另外，该膜状密封部件6通过在缸2和柱塞5之间的间隙G处向下侧折返，来形成剖视呈U字形的U字形折返部61，从而通过该U字形折返部61来对间隙G进行密封。

具有这种结构的液体输送用泵1在竖立设置的状态下进行使用，通过往复驱动柱塞5来交替地进行吸入动作和吐出动作，由此，将抗蚀剂液体从吸入口32吸入到缸2内，并将所吸入的抗蚀剂液体从吐出口33吐出。

当柱塞5向下方被驱动时，通过单向阀71供给的抗蚀剂液体从吸入口32喷出。该喷出流沿着缸2的内壁形成旋转流并同时落下。并且形成在U字形折返部61内进行搅拌清洗的循环流。从而，避免了抗蚀剂液体滞留在U字形折返部61中，液体置换特性变好。

通过柱塞5向上方被驱动，流入缸2内的抗蚀剂液体被加压并从吐出口33吐出，然后通过单向阀72提供给液晶基板制造装置(未图示)。

随着柱塞5被往复驱动，U字形折返部61在缝隙G中向与柱塞5的驱动方向相同的方向移动。此时，U字形折返部61由于在间隙G中滚动移动，因此磨损损失减小，并且完全避免了液体或气体的泄漏。

下面对本发明的另一方式的液体输送用泵1A进行说明。图4是表示本发明的另一方式的液体输送用泵1A的俯视局部剖视图。

如图4所示，液体输送用泵1A具有上侧罩体3A以代替液体输送用泵1中的上侧罩体3。对于除上侧罩体3A以外的结构，由于与液体输送用泵1相同，因此省略其说明。

上侧罩体3A在相对于其中心与吸入口32对称的位置上，具有一个形状与液体输送用泵1的吸入口32相同的吸入口32A。根据该结构，在进行吸入动作时，从吸入口32、32A喷出的抗蚀剂液体如图4的箭头W2所示，分别向相同的方向旋转，因而与一个吸入口的情况相比，旋转流的速度增加，从而能够进一步提高上述作用效果。

另外，对本发明的又一方式的液体输送用泵1B进行说明。图5是表示本发明的又一方式的液体输送用泵1B的局部剖视图。图5(A)表示正面局部剖视图，图5(B)表示俯视局部剖视图。

如图5所示，液体输送用泵1B具有上侧罩体3B以代替液体输送用泵1中的上侧罩体3。对于除上侧罩体3B以外的结构，由于与液体输送用泵1相同，因此省略其说明。

在上侧罩体3B在侧面具有吸入口32B。吸入口32B的轴线J0与缸的轴线J1成90度角，并且相对于与缸的轴线J1正交的直线J2成0度角。根据该结构，在进行吸入动作时，从吸入口32B喷出的抗蚀剂液体如图5(B)的箭头W3所示，向两侧分开沿缸的内壁形成旋转流的同时落下。并且，向两侧分开的旋转流在与吸入口32B相反的一侧相互冲撞而向上方合流(参照图5(C)、(D))。结果，与液体输送用泵1的情况一样，由于在U字形折返部61中进行搅拌，因此液体置换特性变好。

具体地讲，在柱塞5处于上死点的状态下进行了液体置换测试。

在使抗蚀剂液体充满缸内部的状态下，从图7(B)的吸入口320施加0.05Mpa的压力，以供给液体，当从吐出口330吐出时，在柱塞停止的状态下，即使使10升置换液体用清洗液持续流动5分钟，也不能完全置换滞留在U字形折返部中的抗蚀剂液体。

在图5的实施方式中，进行相同的液体置换测试，通过使4升液体置换用清洗液持续流动2分钟，即可完全置换滞留在U字形折返部中的抗蚀剂液体。

通过滞留物的排出(洗净)、置换用液体的节约以及所需时间的缩短，能够提高液体置换性，并能提高液晶基板的生产率。进一步讲，滞留物进入液晶基板会导致缺陷，通过减少置换用液体(清洗液)，不仅有助于降低成本，而且有利于环境，所需时间的缩短包括缩短定期清洗等维护作业导致的液晶基板制造装置的停机时间，从而可提高生产率。

在上述各实施方式中，使轴线J1垂直地配置缸2，但是也可以使轴线J1水平地配置缸2。

图6是使轴线J1水平地配置缸2的实施方式的概略图。

如图6(A)、(B)所示，需要将吐出口配置在最上部。另外，如图6(A)所示，吸入口可以贯穿设置成使其轴线J0与吐出口的轴线J3平行，此外，如图6(B)所示，吸入口还可以贯穿设置成使其轴线J0相对于缸2的轴线J1倾斜一定角度θ。另外，如图6(C)所示，通过将吸入口贯穿设置成使其轴线J0相对于与缸2的轴线J1正交的直线J2倾斜一定角度φ，可以形成一个方向的旋转流。在这种情况下，优选使形成旋转流的角度范围α大于180度。但是，倾斜角度φ也可以是0度，在这种情况下，优选将吸入口贯穿设置在与吐出口相反的一侧。

以上对本发明的实施方式进行了说明，上述实施方式仅仅是示例，本发明的范围并不限于这些实施方式。本发明的范围通过权利要求范围的记载来表示，并且还包括在与权利要求相当的范围内的一切变更。

Claims (6)

1.一种液体输送用泵，包括：缸，其具有吸入口和吐出口；柱塞，其设置成：在所述缸的内部，在沿所述缸的轴线的方向上可被往复驱动；和膜状密封部件，其用于对所述缸和所述柱塞之间的间隙进行密封，所述液体输送用泵通过往复驱动所述柱塞来交替地进行吸入动作和吐出动作，从而使从所述吸入口吸入的输送对象液体从所述吐出口吐出，其特征在于，所述吸入口设置在所述缸的侧面。

2.根据权利要求1所述的液体输送用泵，其特征在于，所述吸入口设置在这样的范围内，即，当所述柱塞到达上死点位置时形成有所述间隙。

3.根据权利要求1或2所述的液体输送用泵，其特征在于，所述吸入口设置成这样：使该吸入口的轴线相对所述缸的轴线倾斜小于等于90度的一定角度。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的液体输送用泵，其特征在于，该吸入口设置成这样：使该吸入口的轴线相对于与所述缸的轴线正交的直线倾斜小于90度的一定角度。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的液体输送用泵，其特征在于，所述膜状密封部件由通过挠性材料制成的帽状部件构成，在将该帽状部件的开口端部固定在所述缸的内周面上的状态下，通过该帽状部件的主体部覆盖所述柱塞，并通过在所述缸和所述柱塞之间的间隙处向下侧折返而形成的U字形折返部来对该间隙进行密封。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的液体输送用泵，其特征在于，以使所述缸的轴线与铅直轴平行的方式进行设置和使用。

Images