CN209198870U - 液体供给装置 - Google Patents

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Abstract

提供液体供给装置，减小液体供给装置的尺寸。液体供给装置具备组装有管膜(15)的泵壳体(11)，该管膜(15)具有与液体流入口(23)和液体流出口(24)连通的泵室(16)。对管膜(15)与泵壳体(11)之间的驱动室(30)，通过正压空气供给路径(36)供给正压空气，通过负压空气供给路径(37)供给负压空气。通过流路切换阀(33)，在对驱动室(30)供给正压空气的状态与供给负压空气的状态之间进行切换。通过非接触式的光传感器(54)检测管膜(15)的弹性变形量，基于来自光传感器(54)的信号控制流路切换阀(33)的工作。

Description

液体供给装置
技术领域
本实用新型涉及一种对被涂敷物供给药液等液体的液体供给装置。
背景技术
在半导体集成电路装置、液晶面板等的技术领域中，使用液体供给装置以对被涂敷物供给光刻胶等液体。液体供给装置通过将收容于液体容器的液体供给到喷嘴等涂敷工具，由此向被涂敷物供给液体。专利文献1中记载了一种具备挠性管即管膜的药液供给装置。另外，专利文献2中记载了一种具备一次侧泵以及与该一次侧泵串联连接的二次侧泵的药液供给装置。
专利文献1所述的药液供给装置具备组装有挠性管的外壳。在该药液供给装置中，通过从泵向形成于挠性管与外壳之间的加压室供给和排出液体，由此使挠性管内侧的膨胀收缩室膨胀收缩以执行泵动作。
在专利文献2所述的药液供给装置中，一次侧泵具有在径向上可弹性变形地组装到泵壳体中的一次侧管，当药液罐内的药液通过药液注入单元被注入时，一次侧管膨胀。另一方面，二次侧泵具有在径向上可弹性变形地组装到壳体内的二次侧管，通过压缩性流体使一次侧管收缩，由此将一次侧管中所注入的药液注入到二次侧管。由于从活塞等二次侧管驱动单元供给的液体即非压缩性介质，二次侧管被收缩驱动，二次侧管中所注入的药液被供给到被涂敷物。
专利文献1：日本特开2005-83337号公报
专利文献2：日本特开2012-71230号公报
实用新型内容
在专利文献1所述的药液供给装置中，为了使供给到挠性管的药液等液体在径向上膨胀收缩，使用泵以对加压室供给液或者从加压室内排出液体。膨胀收缩室、即泵室处于最收缩状态时，加压室处于最膨胀状态，用于对加压室供给液体的泵必须具有与加压室处于最膨胀时的容积相对应的喷出容量，不可避免地要增加包括泵的药液供给装置的尺寸。
专利文献2所述的药液供给装置具有一次侧泵及二次侧泵，用于收缩一次侧泵的一次侧管的药液注入单元设置在一次侧泵，为了收缩二次侧泵的二次侧管，设有用于喷出液体的驱动泵。因此，药液供给装置除了一次侧和二次侧的两个泵以外，还具有用于将液体供给到二次侧泵的驱动泵，从而不可避免地要增加药液供给装置的尺寸。
本实用新型的目的在于减小液体供给装置的尺寸。
本实用新型的液体供给装置具备：泵壳体，组装有管膜，该管膜具有与液体流入口和液体流出口连通的泵室并且能够在径向上弹性变形；正压空气供给路径，对形成在所述管膜与所述泵壳体之间的驱动室供给正压空气；负压空气供给路径，对所述驱动室供给负压空气；流路切换阀，在使所述正压空气供给路径与所述驱动室连通的状态和使所述负压空气供给路径与所述驱动室连通的状态之间切换流路；非接触传感器，设置于所述泵壳体，对所述管膜的弹性变形量进行检测；以及控制部，基于来自所述非接触传感器的信号，对所述流路切换阀的工作进行控制。
优选地，所述管膜具有固定于所述泵壳体的两端部以及所述两端部之间的弹性变形部。
优选地，所述弹性变形部具有：截面圆弧状的两个或三个弯曲部，各自的成为变形中心的顶点部在圆周方向上等间隔地设置；以及弯折部，连结圆周方向上相邻的所述弯曲部，在径向上弯折。
优选地，所述非接触传感器检测所述管膜的长度方向中央部处的弹性变形量。
优选地，所述非接触传感器检测所述弯折部的圆周方向中央部的径向变形部处的弹性变形量。
优选地，负压用开闭阀，当被施加操作信号时，使负压空气供给源与所述流路切换阀连通，当未被施加操作信号时，将所述负压空气供给源与所述流路切换阀的连通切断；以及正压用开闭阀，当被施加操作信号时，使正压空气供给源与所述流路切换阀连通，当未被施加操作信号时，将所述正压空气供给源与所述流路切换阀的连通切断。
优选地，所述流路切换阀在被施加操作信号时将所述负压空气供给路径与所述驱动室连通，在未被施加操作信号时使所述正压空气供给路径与所述驱动室连通。
优选地，当被施加正压供给用的操作信号时，使正压空气供给源与所述驱动室连通，当被施加负压供给用的操作信号时，使负压空气供给源与所述驱动室连通，当未被施加操作信号时将所述正压空气供给源及所述负压空气供给源与所述驱动室的连通切断。
实用新型效果
由于通过非接触传感器检测管膜在径向的弹性变形量，因此能够通过非接触传感器，直接检测管膜朝着径向内侧弹性变形了规定量的状态(管膜处于喷出端位置的状态)、以及管膜朝着径向外侧弹性变形了规定量的状态(管膜处于吸入端位置的状态)。由此，能够以高精度检测各个状态。
另外，由于通过对驱动室供给正压空气及负压空气，使管膜在径向上弹性变形从而使泵室膨胀收缩，因此，无需使用用于对驱动室供给液体的泵，便能够使管膜弹性变形，从而能够减小液体供给装置的尺寸。
附图说明
图1是示出一实施方式的液体供给装置的主视图。
图2是图1的左侧视图。
图3是图2中的A-A线放大剖视图。
图4是用于驱动管膜的泵驱动部的气压回路。
图5(A)和图5(B)是图3中的B-B线剖视图，图5(A)示出了管膜朝着径向外侧弹性变形的状态，图5(B)示出了管膜朝着径向内侧弹性变形的状态。
图6(A)和图6(B)是变形例的管膜中与图5(A)和图5(B)相同的部分的剖视图，图6(A)示出了管膜朝着径向外侧弹性变形的状态，图6(B)示出了管膜朝着径向内侧弹性变形的状态。
图7(A)和图7(B)是其他变形例的管膜中与图4相同的部分的剖视图，图7(A)示出了管膜朝着径向外侧弹性变形的状态，图7(B)示出了管膜朝着径向内侧弹性变形的状态。
图8是示出泵驱动控制部的框图。
图9是示出液体供给装置的液体供给动作的时序图。
图10是示出泵驱动部的变形例的气压回路。
图11是示出图10所示泵驱动部的控制部的框图。
附图标记说明：
10...液体供给装置；11...泵壳体；14...驱动控制壳体；15...管膜；16...泵室；19...弹性变形部；23...液体流入口；24...液体流出口；25a...流入流路；25b...流出流路；26...液体容器；27...涂敷工具；30...驱动室；31...供排口；32...供排流路；33...流路切换阀；36...正压空气供给路径；37...负压空气供给路径；41、42...开闭阀；43...弯曲部；44...顶点部；45...弯折部；46...径向变形部；53...传感器盒；54...光传感器。
具体实施方式
以下，根据附图，对本实用新型的实施方式进行详细说明。
如图1及图2所示，液体供给装置10具有圆筒形状的泵壳体11，泵壳体11固定在长方形的台板12上。手柄13安装于台板12的图2中的左右。驱动控制壳体14安装在泵壳体11上，驱动控制壳体14沿着泵壳体11的长度方向。
如图3所示，氟树脂制成的挠性管、即管膜15组装于泵壳体11的内部。泵室16形成于管膜15的内侧。入口侧的固定圈17固定于管膜15的一端部，固定圈17具有与管膜15的一端部嵌合的嵌合部17a、以及与泵壳体11的一个端面抵接的凸缘部17b。管膜15的一端部被夹持在嵌合部17a与泵壳体11之间。
出口侧的固定圈18固定于管膜15的另一端部，固定圈18具有与管膜15的另一端部嵌合的嵌合部18a、以及与泵壳体11的另一个端面抵接的凸缘部18b。管膜15的另一端部被夹持在嵌合部18a与泵壳体11之间。各个固定圈17、18是氟树脂制成的，管膜15的两端部之间的部分是在径向上可弹性变形的弹性变形部19。
入口侧的接头部件21安装于泵壳体11的一个端面，固定圈17的凸缘部17b被夹持在接头部件21与泵壳体11之间。出口侧的接头部件22安装于泵壳体11的另一个端面，固定圈18的凸缘部18b被夹持在接头部件22与泵壳体11之间。接头部件21具有与泵室16连通的液体流入口23，接头部件22具有与泵室16连通的液体流出口24。
如图1所示，流入流路25a连接到入口侧的接头部件21，流出流路25b连接到出口侧的接头部件22。流入流路25a安装于收容液体L的液体容器26，涂敷工具27安装于流出流路25b的前端。止回阀28a设置于流入流路25a。止回阀28a容许液体容器26内的液体流向液体流入口23，并且阻止相反方向的流动。止回阀28b设置于流出流路25b。止回阀28b容许液体从液体流出口24流向涂敷工具27，并且阻止相反方向的流动。流入流路25a与流出流路25b分别由配管、软管等形成。
当管膜15的弹性变形部19朝着径向内侧弹性变形时，泵室16收缩。由此，泵室16内的液体从液体流出口24经由流出流路25b供给到涂敷工具27。另一方面，当弹性变形部19朝着径向外侧弹性变形时，泵室16膨胀。由此，液体容器26内的液体L被导向流入流路25a，并且从液体流入口23供给到泵室16内。
如图3所示，驱动室30形成在管膜15与泵壳体11之间，当对驱动室30供给压缩空气即正压空气时，管膜15朝着径向内侧弹性变形，泵室16收缩。另一方面，当对驱动室30供给负压空气以将驱动室30设为负压时，管膜15朝着径向外侧弹性变形，泵室16膨胀。
供排口31形成于泵壳体11，供排口31通过供排流路32连接到流路切换阀33。如图2所示，正压配管接头34与负压配管接头35安装于驱动控制壳体14。如图3所示，正压配管接头34通过正压空气供给路径36连接到流路切换阀33，负压配管接头35通过负压空气供给路径37连接到流路切换阀33。在图3中，示出了正压空气供给路径36与负压空气供给路径37的一部分。供排流路32、正压空气供给路径36及负压空气供给路径37分别由配管或软管等形成。
图4是用于驱动管膜15的泵驱动部的气压回路。通过连接于正压配管接头34的流路，正压空气供给路径36连接到正压空气供给源P。通过连接于负压配管接头35的流路，负压空气供给路径37连接到负压空气供给源V。正压用开闭阀41设置于正压空气供给路径36，负压用开闭阀42设置于负压空气供给路径37。开闭阀41、42分别是两口电磁阀，如图3所示，设置于驱动控制壳体14内。开闭阀41相对于开闭阀42，在驱动控制壳体14的宽度方向上相邻。
开闭阀41、42分别是常闭型。当未对线圈施加电磁阀操作信号时，正压用开闭阀41切断正压空气供给路径36，当被施加电磁阀操作信号时，使正压空气供给源P与正压空气供给路径36连通。当未对线圈施加电磁阀操作信号时，负压用开闭阀42切断负压空气供给路径37，当被施加了电磁阀操作信号时，使负压空气供给源V与负压空气供给路径37连通。流路切换阀33是三口电磁阀，当对线圈施加了电磁阀操作信号时，从供排流路32与负压空气供给路径37连通的状态切换为将供排流路32连接到正压空气供给路径36的状态。作为流路切换阀33，也可以使用在将供排流路32从正压空气供给路径36及负压空气供给路径37切断的位置、将供排流路32与正压空气供给路径36连通的位置、以及将供排流路32与负压空气供给路径37连通的位置进行工作的电磁阀。
当未对线圈施加电磁阀操作信号时，流路切换阀33使供排流路32与负压空气供给路径37连通。即使万一电源切断，不再分别对由电磁阀构成的流路切换阀33、开闭阀41、42施加电磁阀操作信号，由于设有常闭型的开闭阀41、42，既能够保护管膜15，又能够防止药液不必要的喷出。例如，当供排流路32与负压空气供给路径37连通时，在电源切断并且不再施加电磁阀操作信号的情况下，不切换流路切换阀33，开闭阀41与开闭阀42变为关闭状态。这样，由于负压空气和正压空气都没有供给到驱动室30，所以管膜15不会膨胀和收缩，而是维持未施加电磁阀操作信号时的形状。其结果，既能够保护管膜15，又能够防止药液不必要的喷出。
另外，当供排流路32与正压空气供给路径36连通时，在电源切断并且不再施加被操作信号的情况下，流路切换阀33切换为连通供排流路32与负压空气供给路径37的状态，开闭阀41与开闭阀42变为关闭状态。这样，驱动室30的压力由于负压空气供给路径37中残存的负压的影响而稍微降低，并且形成为既不被供给负压空气也不被供给正压空气的状态。其结果，管膜15从被施加电磁阀操作信号时开始，稍微膨胀并维持该形状。因此，既能够防止药液从液体供给装置不必要的喷出，又能够保护管膜15。
图5是图3中的B-B线剖视图。管膜15的弹性变形部19的横截面形状不是圆形而是不规则的截面形状，具有截面弯折为U字形状的截面圆弧状的三个弯曲部43，是截面三叶形状。各个弯曲部43在圆周方向上等间隔，弯曲部43的圆周方向的中央部是当弯曲部43弹性变形时成为变形中心的顶点部44。圆周方向上相邻的弯曲部43通过径向上弯折的弯折部45连结，弯折部45的圆周方向中央部是当弹性变形部19弹性变形时，在径向上变形最大且弹性变形量最大的径向变形部46。
当对驱动室30供给负压空气时，如图5(A)所示，管膜15的弹性变形部19朝着径向外侧弹性变形，泵室16膨胀。此时，弯折部45的径向变形部46朝着径向外侧变形，弯曲部43变为扩展状态。图5(A)示出了管膜15已经朝着径向外侧弹性变形了规定量的状态、即管膜15处于吸入端位置的状态。
另一方面，当对驱动室30供给正压空气时，如图5(B)所示，管膜15的弹性变形部19朝着径向内侧弹性变形，泵室16收缩。由此，弯折部45的径向变形部46朝着径向内侧变形，弯曲部43以使顶点部44朝中心挤压的方式弹性变形。图5(B)示出了管膜15已经朝着径向内侧弹性变形了规定量的状态、即管膜15处于喷出端位置的状态。收缩端位置及喷出端位置的管膜的弹性变形量以液体供给装置所需的喷出量为基准，设定在不对管膜15造成过大负荷的范围内。
图6是变形例的管膜15中与图5相同的部分的剖视图。管膜15的弹性变形部19具有截面弯折为半圆形的截面圆弧状的两个弯曲部43。弯曲部43在圆周方向上偏移180度，相互对置。这样，弹性变形部19的横截面形状大致为椭圆形。弯曲部43的圆周方向的中央部是当弯曲部43弹性变形时成为变形中心的顶点部44。两个弯曲部43之间通过径向上弯折的弯折部45连结，弯折部45的圆周方向中心部是当弹性变形部19弹性变形时，在径向上变形最大的径向变形部46。弯折部45朝向径向变形部46，沿径向内侧弯折。图6(A)示出了管膜15的弹性变形部19结束朝径向外侧弹性变形的吸入端位置的状态，图6(B)示出了管膜15结束朝内侧弹性变形的喷出端位置的状态。
图7是其他变形例的管膜15中与图4相同的部分的剖视图。管膜15的弹性变形部19具有截面弯折为半圆形的截面圆弧状的两个弯曲部43。这样，弹性变形部19的横截面形状大致为椭圆形。弯曲部43在圆周方向上偏移180度，相互对置。弯曲部43的圆周方向的中央部是当弯曲部43弹性变形时成为变形中心的顶点部44。两个弯曲部43之间通过径向上弯折的弯折部45连结，弯折部45的圆周方向中心部是当弹性变形部19弹性变形时，在径向上变形最大的径向变形部46。当弹性变形部19朝向径向外侧弹性变形时，弯折部45大致是平的。图7(A)示出了管膜15的弹性变形部19结束朝径向外侧弹性变形的吸入端位置的状态，图7(B)示出了管膜15结束朝内侧弹性变形的喷出端位置的状态。
作为管膜15的横截面形状，如图5～图7所示，可以使用弯曲部43为三个三叶形状的类型、以及弯曲部43为两个椭圆形的类型的任意类型。在径向上弹性变形最大的径向变形部46的图5所示的三叶形状的类型相比其他类型，当弹性变形时较少在圆周方向上偏移。
如图3所示，透射孔51设置在泵壳体11的长度方向中央部。在安装于泵壳体11的台座52安装传感器盒53，朝向径向变形部46照射激光的作为非接触传感器的光传感器54设置在传感器盒53的内部。光传感器54具有朝向径向变形部46照射激光的发光部、以及接收来自径向变形部46的反射光的受光部，输出与径向变形部46的径向的弹性变形量相对应的信号。
管膜15的长度方向中央部处的径向变形部46在径向的弹性变形量大于其他部位在径向的弹性变形量，因此，当通过非接触传感器检测径向变形部46的变形量时，能够提高检测精度。但是，作为照射激光的位置，不限于管膜15的长度方向中央部的径向变形部46，也可以检测其他部位的变形量。
图8是示出泵驱动控制部的框图。作为控制部的控制器55设置在图3所示的控制盒56内。从外部的电源57向控制器55供给电力，并且发送用于指示液体供给装置10的工作的指令信号58。控制器55基于来自光传感器54的信号，判定管膜15是弹性变形到径向内侧极限位置的状态即处于喷出端位置，还是弹性变形到径向外侧极限位置的状态即处于吸入端位置。基于该判定结果，对正压用开闭阀41、负压用开闭阀42及流路切换阀33的线圈输出电磁阀操作信号。
与电源57连接的电缆或者发送指令信号的电缆连接到图3所示的电缆连接器59。在电缆连接器59与控制盒56之间连接省略图示的电缆。控制器55具备存储控制程序等的存储器、以及用于计算对各个电磁阀的操作信号的微处理器等。
图9是示出液体供给装置10的液体供给动作的时序图。当电源57接通到液体供给装置10时，开闭阀41、42接通。由此，对正压空气供给路径36供给正压空气，对负压空气供给路径37供给负压空气。当基于来自光传感器54的信号，检测到管膜15处于吸入端位置时，流路切换阀33切换到使正压空气供给路径36与供排流路32连通的位置、也就是正压供给位置。由此，管膜15朝着径向内侧弹性变形，泵室16收缩并执行液体喷出方向的泵动作。通过该泵动作，泵室16内的液体L从涂敷工具27喷出。
当基于来自光传感器54的信号，检测到管膜15通过喷出方向的泵动作处于喷出端位置的情况时，流路切换阀33切换到使负压空气供给路径37与供排流路32连通的位置、也就是负压供给位置。由此，管膜15朝着径向外侧弹性变形，泵室16膨胀并执行吸入方向的泵动作，液体容器26内的液体L供给到泵室16内。
当到达喷出端位置或吸入端位置时，能够通过将开闭阀41与开闭阀42中借助流路切换阀33与驱动室30连通的一方接通，使喷出/吸入动作停止，从而在经过一定时间后恢复喷出/吸入动作。另外，当并联配置两台液体供给装置10并且将流出流路25b并联连接到各个液体流出口24，交替执行喷出动作时，能够连续地将液体供给到涂敷工具27。
图10是示出泵驱动部的变形例的气压回路，图11是示出图10所示泵驱动部的控制部的框图。
图10所示的泵驱动部具有流路切换阀33a，流路切换阀33a是三位置方向控制阀，在中立位置、供给正压空气的第一位置、以及供给负压空气的第二位置进行工作。当对第一线圈61施加正压供给用的电磁阀操作信号时，流路切换阀33a在将供排流路32与正压空气供给路径36连通的第一位置进行工作。当对第二线圈62施加负压供给用的电磁阀操作信号时，流路切换阀33a在将供排流路32与负压空气供给路径37连通的第二位置进行工作。进而，当未对两个线圈61、62施加电磁阀操作信号时，流路切换阀33a在相对于正压空气供给路径36及负压空气供给路径37切断供排流路32的中立位置进行工作。
如图10所示，在正压空气供给路径36与负压空气供给路径37中未设置开闭阀，如图11所示，通过从控制器55施加到流路切换阀33a的操作信号，执行泵动作。
在上述液体供给装置10中，为了使管膜15、即管膜15的弹性变形部19在径向上弹性变形从而使泵室16膨胀收缩，对驱动室30供给正压空气及负压空气。因此，无需为了使管膜15弹性变形使用对驱动室30供给液体的泵液体，供给装置10可以通过泵壳体11以及安装于该泵壳体上的驱动控制壳体14而形成，从而能够减小液体供给装置10的尺寸。
在液体供给装置10中，对驱动室30供给压缩空气以使泵室16，对驱动室30供给负压空气以将驱动室30内的空气排出到外部，而不是使用泵对驱动室30供给液体。空气具有压缩性，即使对驱动室30供给固定压力的压缩空气，也无法判定管膜15是否处于喷出端位置。对驱动室30供给负压空气，也无法判定管膜15是否处于吸入端位置。对此，通过作为非接触传感器的光传感器54来检测管膜15是否处于喷出端位置、以及是否处于吸入端位置，从而能够以高精度检测各个位置。
本实用新型不仅限于所述实施方式，在不脱离其主旨的范围内可进行各种变更。例如，在上述的液体供给装置10中，连续地执行泵室16的喷出动作与吸入动作，但是也可以在吸入动作后不立即执行喷出动作，而是经过一定时间后再执行喷出动作。

Claims (8)

1.一种液体供给装置，其特征在于，具备：
泵壳体，组装有管膜，该管膜具有与液体流入口和液体流出口连通的泵室并且在径向上自如地弹性变形；
正压空气供给路径，对形成在所述管膜与所述泵壳体之间的驱动室供给正压空气；
负压空气供给路径，对所述驱动室供给负压空气；
流路切换阀，在使所述正压空气供给路径与所述驱动室连通的状态和使所述负压空气供给路径与所述驱动室连通的状态之间切换流路；
非接触传感器，设置于所述泵壳体，对所述管膜的弹性变形量进行检测；以及
控制部，基于来自所述非接触传感器的信号，对所述流路切换阀的工作进行控制。
2.根据权利要求1所述的液体供给装置，其中，
所述管膜具有固定于所述泵壳体的两端部以及所述两端部之间的弹性变形部。
3.根据权利要求2所述的液体供给装置，其中，
所述弹性变形部具有：
截面圆弧状的两个或三个弯曲部，各自的成为变形中心的顶点部在圆周方向上等间隔地设置；以及
弯折部，连结圆周方向上相邻的所述弯曲部，在径向上弯折。
4.根据权利要求1所述的液体供给装置，其中，
所述非接触传感器检测所述管膜的长度方向中央部处的弹性变形量。
5.根据权利要求3所述的液体供给装置，其中，
所述非接触传感器检测所述弯折部的圆周方向中央部的径向变形部处的弹性变形量。
6.根据权利要求1所述的液体供给装置，其中，所述液体供给装置具备：
负压用开闭阀，当被施加操作信号时，使负压空气供给源与所述流路切换阀连通，当未被施加操作信号时，将所述负压空气供给源与所述流路切换阀的连通切断；以及
正压用开闭阀，当被施加操作信号时，使正压空气供给源与所述流路切换阀连通，当未被施加操作信号时，将所述正压空气供给源与所述流路切换阀的连通切断。
7.根据权利要求1所述的液体供给装置，其中，
所述流路切换阀在被施加操作信号时将所述负压空气供给路径与所述驱动室连通，在未被施加操作信号时使所述正压空气供给路径与所述驱动室连通。
8.根据权利要求1所述的液体供给装置，其中，
当被施加正压供给用的操作信号时，使正压空气供给源与所述驱动室连通，当被施加负压供给用的操作信号时，使负压空气供给源与所述驱动室连通，当未被施加操作信号时将所述正压空气供给源及所述负压空气供给源与所述驱动室的连通切断。
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