JP2010043607A - Diaphragm pump and pump device having the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体製造装置、液晶パネル製造装置或いは薬剤製造装置その他各種の装置において液体を吸入及び吐出するために採用されるダイヤフラムポンプ及びこのダイヤフラムポンプを備えたポンプ装置に関する。 The present invention relates to a diaphragm pump employed for inhaling and discharging a liquid in a semiconductor manufacturing apparatus, a liquid crystal panel manufacturing apparatus, a drug manufacturing apparatus, and other various apparatuses, and a pump apparatus including the diaphragm pump.
従来、この種のポンプ装置としては、下記特許文献1に記載の薬液供給システムが提案されている。この薬液供給システムは、ポンプユニットを備えており、このポンプユニットは、ポンプハウジングと弁ハウジングとの間の空間内にこの空間をダイヤフラムで仕切ることによって、ポンプ室及び作動室を形成している。ここで、ポンプ室は、ダイヤフラムよりもポンプハウジング側に位置し、一方、作動室は、ダイヤフラムよりも弁ハウジング側に位置している。
Conventionally, as this type of pump device, a chemical solution supply system described in
このように構成したポンプユニットにおいて、ポンプ室内に薬液を吸入するにあたっては、ダイヤフラムを作動室内の減圧により作動室側へ変位させる。また、ポンプ室内に吸引した薬液を吐出するにあたっては、ダイヤフラムを作動室内への加圧によりポンプ室側へ変位させる。
ところで、上記ポンプユニットにおいては、作動室の内部に加圧するとともにこのように加圧した作動室の内部を減圧するにあたり、空気源からの圧縮空気を作動室内に供給する吸気経路と作動室の内部から真空源による真空引きでもって排気する排気経路との双方が、弁ハウジングの壁部の内部に形成されている。 By the way, in the above pump unit, when the inside of the working chamber is pressurized and the inside of the pressurized working chamber is decompressed, an intake passage for supplying compressed air from an air source into the working chamber and the inside of the working chamber. And an exhaust path for exhausting by evacuation by a vacuum source is formed inside the wall portion of the valve housing.
換言すれば、上記ポンプユニットにおいては、作動室内への加圧及び作動室内の減圧という双方の機能を採用しているため、加圧及び減圧がダイヤフラムの作動室側の面にのみ作用するようになっている。このため、上述した吸気経路及び排気経路が、それぞれ、弁ハウジング及びポンプハウジングの各壁部の内部に別々に形成されるのではなく、必然的に、同一の弁ハウジングの壁部の内部に形成されている。このことは、弁ハウジングの内部の構成が複雑になることを意味する。その結果、ポンプユニットの構成が複雑になるという不具合を招く。 In other words, the pump unit employs both functions of pressurization into the working chamber and decompression of the working chamber, so that pressurization and decompression act only on the surface of the diaphragm on the working chamber side. It has become. For this reason, the intake passage and the exhaust passage described above are not formed separately in the wall portions of the valve housing and the pump housing, but are necessarily formed in the wall portions of the same valve housing. Has been. This means that the internal structure of the valve housing is complicated. As a result, the problem that the structure of a pump unit becomes complicated is caused.
そこで、本発明は、以上のようなことに対処するため、ダイヤフラムにその両面側から逆向きに作用する2つの力を活用して、簡単な構成にて液体の吸入及び吐出を行うようにしたダイヤフラムポンプ及びこのダイヤフラムポンプを備えたポンプ装置を提供することを目的とする。 Therefore, in order to deal with the above-described problems, the present invention utilizes two forces that act on the diaphragm in opposite directions from both sides thereof to suck and discharge liquid with a simple configuration. It is an object of the present invention to provide a diaphragm pump and a pump device including the diaphragm pump.
上記課題の解決にあたり、本発明に係るダイヤフラムポンプは、請求項1の記載によれば、
ハウジング(H)と、
このハウジング内に設けられて当該ハウジングの内部を押圧室(R1)及びポンプ室(R2)に区画する主ダイヤフラム(90)と、
ハウジングのうちポンプ室を介し主ダイヤフラムに同軸的に対向する同軸壁部位(31、32)内にてポンプ室内に開口するように凹状に形成した凹部(33b)とポンプ室との間に設けられて上記凹部をポンプ室から液密的に区画する副ダイヤフラム(100)と、
ハウジングの上記凹部内から副ダイヤフラムをポンプ室側へ付勢する付勢手段(70)とを備えて、
副ダイヤフラムは、その中央部(101)にて、ポンプ室内から主ダイヤフラムの中央部(91)に同軸的に連結され、かつ、主ダイヤフラムよりも小さな外径を有しており、
ハウジングのうち押圧室の周壁部位には、空気流供給源(80)からの空気流を押圧室内に供給する供給孔部(44)が形成されており、
ハウジングのうちポンプ室の周壁部位には、液体供給源(10)からの液体をポンプ室内に吸入する吸入部(50b、54a)及びポンプ室内の上記液体を吐出する吐出部(54b、50c)が形成されている。
In solving the above-described problems, the diaphragm pump according to the present invention, according to the description of
A housing (H);
A main diaphragm (90) provided in the housing and dividing the interior of the housing into a pressing chamber (R1) and a pump chamber (R2);
Provided between the pump chamber and a recess (33b) formed in a concave shape so as to open in the pump chamber in the coaxial wall portion (31, 32) coaxially facing the main diaphragm via the pump chamber in the housing. A sub-diaphragm (100) for liquid-tightly partitioning the recess from the pump chamber;
Urging means (70) for urging the sub diaphragm to the pump chamber side from the inside of the concave portion of the housing,
The sub-diaphragm is coaxially connected from the pump chamber to the central part (91) of the main diaphragm at the central part (101), and has a smaller outer diameter than the main diaphragm,
A supply hole (44) for supplying an air flow from the air flow supply source (80) into the press chamber is formed in a peripheral wall portion of the press chamber in the housing,
A suction part (50b, 54a) for sucking the liquid from the liquid supply source (10) into the pump chamber and a discharge part (54b, 50c) for discharging the liquid in the pump chamber are provided on the peripheral wall portion of the pump chamber in the housing. Is formed.
これによれば、液体のポンプ室内への吸入完了状態においては、押圧室内への空気流の供給停止状態にて、副ダイヤフラムが、付勢手段による付勢のもとに主ダイヤフラムを押圧室側に変位させてポンプ室の容積を増大させた状態にある。 According to this, in a state where the suction of the liquid into the pump chamber is completed, the sub-diaphragm moves the main diaphragm to the pressing chamber side under the urging force by the urging means in a state where the supply of air flow into the pressing chamber is stopped In this state, the volume of the pump chamber is increased.
このような状態において、空気流が上記供給孔部を通して押圧室内に供給されると、主ダイヤフラムが、押圧室内への空気流の圧力を受けて、ポンプ室の容積を減少させるように、付勢手段の付勢力に抗して変位する。これに伴い、ポンプ室内の液体が上記吐出部から吐出される。 In such a state, when an air flow is supplied into the pressing chamber through the supply hole, the main diaphragm is energized so as to reduce the volume of the pump chamber under the pressure of the air flow into the pressing chamber. Displaces against the biasing force of the means. Along with this, the liquid in the pump chamber is discharged from the discharge section.
その後、押圧室内への空気流の供給が停止されると、主ダイヤフラムが、ポンプ室の容積を増大させるように、副ダイヤフラムを介し付勢手段により付勢されて変位して、液体がポンプ室内に吸入部を通して吸入される。 Thereafter, when the supply of the air flow into the pressing chamber is stopped, the main diaphragm is urged and displaced by the urging means via the sub diaphragm so as to increase the volume of the pump chamber, and the liquid is pumped in the pump chamber. Inhaled through the inhalation part.
ここで、付勢手段の付勢力がポンプ室側から副ダイヤフラムを介し主ダイヤフラムに対して作用し、一方、空気流の圧力が、上述のようにポンプ室内の液体を吐出する際に、押圧室側から上記主ダイヤフラムに作用する。このことは、ポンプ室内の液体を吐出する際に、副ダイヤフラムを介する付勢力及び押圧室内の空気流の圧力が、同一の主ダイヤフラムを介し互いに対向するように当該主ダイヤフラムに向けて作用することを意味する。 Here, the urging force of the urging means acts on the main diaphragm from the pump chamber side via the sub-diaphragm. On the other hand, when the pressure of the air flow discharges the liquid in the pump chamber as described above, the pressing chamber Acts on the main diaphragm from the side. This means that when the liquid in the pump chamber is discharged, the biasing force through the sub diaphragm and the pressure of the air flow in the pressing chamber act on the main diaphragm so as to face each other through the same main diaphragm. Means.
換言すれば、付勢手段による付勢のための凹部及び空気流を押圧室内に供給する供給孔部を、ハウジングに対し、主ダイヤフラムの両側に別々に分かれて設けることで、主ダイヤフラムの両面側から逆向きに作用する付勢手段による付勢力及び空気流による圧力の双方を有効に活用して、ハウジングの構成を簡単にすることができる。 In other words, a recess for energizing by the energizing means and a supply hole for supplying an air flow into the pressing chamber are separately provided on both sides of the main diaphragm with respect to the housing, so that both sides of the main diaphragm are provided. Thus, the structure of the housing can be simplified by effectively utilizing both the urging force by the urging means acting in the opposite direction and the pressure by the air flow.
また、副ダイヤフラムが、その変位により、主ダイヤフラムによるポンプ室の容積の変化に影響を与えない程度に、副ダイヤフラムが主ダイヤフラムよりも小さな外径を有すれば、ポンプ室内への液体の吸入や液体のポンプ室からの吐出は良好に確保され得る。 In addition, if the sub diaphragm has an outer diameter smaller than that of the main diaphragm to such an extent that the displacement of the sub diaphragm does not affect the change in the volume of the pump chamber due to the main diaphragm, suction of liquid into the pump chamber and The discharge of the liquid from the pump chamber can be ensured satisfactorily.
また、上述のごとく、ポンプ室が、副ダイヤフラムにより、上記凹部から液密的にシールされているから、上記凹部内からポンプ室内にゴミ等の異物が侵入することはない。このようなことは、付勢手段として、ハウジングのうちのポンプ室の周壁部位を通し上記凹部内に空気流を圧送供給する手段を採用した場合に、特に著しく、また、例えば、当該ダイヤフラムポンプを、液体としての薬液の清浄さを厳しく要求する半導体製造装置に適用した場合に、有効である。 Further, as described above, since the pump chamber is liquid-tightly sealed from the recess by the sub diaphragm, foreign matter such as dust does not enter the pump chamber from the recess. This is particularly noticeable when a means for supplying air flow through the peripheral wall portion of the pump chamber in the housing as the urging means is adopted, and for example, the diaphragm pump is used. It is effective when applied to a semiconductor manufacturing apparatus that strictly requires the cleanliness of a chemical solution as a liquid.
また、本発明は、請求項2の記載によれば、請求項1に記載のダイヤフラムポンプにおいて、
付勢手段は、ハウジングの上記凹部内に設けられて副ダイヤフラムをポンプ室内に向けて付勢するコイルスプリング(70)であることを特徴とする。
According to the description of claim 2, the present invention provides the diaphragm pump according to
The biasing means is a coil spring (70) provided in the recess of the housing and biasing the sub diaphragm toward the pump chamber.
これによれば、コイルスプリングの付勢力は、副ダイヤフラムを介し主ダイヤフラムに向けて適正に作用する。このため、ポンプ室内の液体の吐出にあたり、コイルスプリングの付勢力が主ダイヤフラムに対し押圧室内への空気流の圧力とは逆向きに正しく作用する。その結果、請求項1の発明の作用効果がより一層適正に達成され得る。
According to this, the biasing force of the coil spring acts appropriately toward the main diaphragm via the sub diaphragm. For this reason, when the liquid in the pump chamber is discharged, the biasing force of the coil spring acts correctly on the main diaphragm in the direction opposite to the pressure of the air flow into the pressing chamber. As a result, the operational effect of the invention of
また、本発明に係るダイヤフラムポンプを備えたポンプ装置は、請求項3の記載によれば、
請求項1または請求項2に記載のダイヤフラムポンプ(P)と、
液体をダイヤフラムポンプのポンプ室に上記吸入部から流入させるとき開弁し、この液体の流入を停止するとき閉弁する上流側弁手段(110、114)と、
ポンプ室から上記吐出部を介し吐出される上記液体をその被供給系統(20)へ供給するとき開弁し、この液体の被供給系統への供給を停止するとき閉弁する下流側弁手段(120、123)とを具備する。
Moreover, according to the description of claim 3, the pump device provided with the diaphragm pump according to the present invention,
The diaphragm pump (P) according to
Upstream valve means (110, 114) that opens when the liquid flows into the pump chamber of the diaphragm pump from the suction portion and closes when the liquid stops flowing;
Downstream valve means that opens when supplying the liquid discharged from the pump chamber through the discharge section to the supplied system (20) and closes when supplying the liquid to the supplied system is stopped ( 120, 123).
これによれば、ポンプ室内への液体の吸入及びその停止が、上流側弁手段の開弁及び閉弁によりなされ、ポンプ室からの液体の吐出及びその停止が、下流側弁手段の開弁及び閉弁により行われる。このため、ダイヤフラムポンプによる液体の吸入及び吐出がより一層的確になされ得る。その結果、請求項1または2に記載の発明の作用効果がより一層向上され得る。
According to this, the suction of the liquid into the pump chamber and the stop thereof are performed by opening and closing the upstream valve means, and the discharge and the stop of the liquid from the pump chamber are performed by opening and closing the downstream valve means. This is done by closing the valve. For this reason, the suction and discharge of the liquid by the diaphragm pump can be performed more accurately. As a result, the operational effect of the invention according to
また、本発明は、請求項4の記載によれば、請求項3に記載のダイヤフラムポンプを備えたポンプ装置において、下流側弁手段から被供給系統への液体の供給流量を一定の微少流量に絞るオリフィス手段(124、130)を具備することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the pump device comprising the diaphragm pump according to the third aspect, the supply flow rate of liquid from the downstream valve means to the supply system is kept at a constant minute flow rate. It is characterized by comprising orifice means (124, 130) for restricting.
これによれば、ダイヤフラムポンプの吐出時にポンプ室から吐出部を介し吐出される液体は、オリフィス手段によりに絞られて一定の微少流量となって被供給系統に供給される。その結果、被供給系統における処理、例えば、半導体製造装置の処理カップ内の半導体ウェハーの処理を良好に行いつつ、請求項3に記載の発明の作用効果を達成し得る。 According to this, the liquid discharged from the pump chamber through the discharge portion at the time of discharge of the diaphragm pump is squeezed by the orifice means and supplied to the supply system at a constant minute flow rate. As a result, the operation and effect of the invention according to claim 3 can be achieved while the processing in the supply system, for example, the processing of the semiconductor wafer in the processing cup of the semiconductor manufacturing apparatus is performed satisfactorily.
また、本発明は、請求項5の記載によれば、請求項3または4に記載のダイヤフラムポンプを備えたポンプ装置において、
副ダイヤフラムの中央部から主ダイヤフラムとは反対側へ同軸的に上記凹部内に向け延出されるロッド(60)と、位置検出手段(140)、第1制御手段(212、213、214)及び第2制御手段(202、203、241)とを備えて、
ハウジングの上記凹部は、その底部(33a)にて、副ダイヤフラムと同軸的に開口されて上記凹部内に連通するとともに上記底部の外部に連通しており、
ロッドは、上記凹部を通り上記底部から延出可能に当該底部内に軸方向に摺動可能に嵌装される先端側軸部(61)を有しており、
位置検出手段は、上記凹部の上記底部或いはその近傍に設けられて、ダイヤフラムポンプがポンプ室内への上記液体の吸入を完了したときロッドの上記先端側軸部の摺動位置をロッドの第1摺動位置として検出し、また、ダイヤフラムポンプがポンプ室内の上記液体の吐出を完了したときロッドの上記先端側軸部の摺動位置をロッドの第2摺動位置として検出するようになっており、
第1制御手段は、位置検出手段がロッドの上記第2摺動位置を検出したとき、上記液体をポンプ室内に吸入するために、押圧室内への上記空気流の供給を停止し、上流側弁手段を開弁し、かつ下流側弁手段を閉弁するように空気流供給源、上流側弁手段及び下流側弁手段を制御するようになっており、
第2制御手段は、第1制御手段による制御後位置検出手段がロッドの上記第1摺動位置を検出したとき、ポンプ室内の上記液体を吐出するために、押圧室内への上記空気流の供給を開始し、上流側弁手段を閉弁し、かつ下流側弁手段を開弁するように空気流供給源、上流側弁手段及び下流側弁手段を制御するようになっていることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the pump device including the diaphragm pump according to the third or fourth aspect,
A rod (60) extending coaxially from the center of the sub-diaphragm to the opposite side of the main diaphragm into the recess, a position detection means (140), a first control means (212, 213, 214) and a first 2 control means (202, 203, 241),
The recess of the housing is opened coaxially with the sub-diaphragm at the bottom (33a) and communicates with the inside of the recess and communicates with the outside of the bottom.
The rod has a distal end side shaft portion (61) that is slidably fitted in the bottom portion so as to be able to extend from the bottom portion through the concave portion,
The position detecting means is provided at or near the bottom of the recess, and when the diaphragm pump completes the suction of the liquid into the pump chamber, the sliding position of the tip side shaft portion of the rod is determined by the first sliding of the rod. Detecting the moving position, and when the diaphragm pump completes the discharge of the liquid in the pump chamber, the sliding position of the tip shaft portion of the rod is detected as the second sliding position of the rod,
When the position detecting means detects the second sliding position of the rod, the first control means stops the supply of the air flow into the pressing chamber in order to suck the liquid into the pump chamber, and the upstream side valve The air flow source, the upstream valve means and the downstream valve means are controlled to open the means and close the downstream valve means,
The second control means supplies the air flow into the pressing chamber in order to discharge the liquid in the pump chamber when the post-control position detection means by the first control means detects the first sliding position of the rod. And the air flow supply source, the upstream valve means and the downstream valve means are controlled so as to close the upstream valve means and open the downstream valve means. To do.
これによれば、位置検出手段がロッドの上記第2摺動位置を検出したとき、液体をポンプ室内に吸入するために、押圧室内への上記空気流の供給が停止され、上流側弁手段が開弁し、かつ下流側弁手段が閉弁する。然る後、位置検出手段がロッドの上記第1摺動位置を検出したとき、ポンプ室内の液体を吐出するために、押圧室内への上記空気流の供給が開始され、上流側弁手段が閉弁し、かつ下流側弁手段が開弁する。 According to this, when the position detecting means detects the second sliding position of the rod, the supply of the air flow into the pressing chamber is stopped to suck the liquid into the pump chamber, and the upstream valve means The valve is opened and the downstream valve means is closed. Thereafter, when the position detecting means detects the first sliding position of the rod, supply of the air flow into the pressing chamber is started to discharge the liquid in the pump chamber, and the upstream valve means is closed. And the downstream valve means is opened.
その結果、ダイヤフラムポンプを、液体の吸入及び吐出を交互に行うように良好に制御しつつ、請求項3または4に記載の作用効果が達成され得る。 As a result, the operation and effect of the third or fourth aspect can be achieved while the diaphragm pump is well controlled so as to alternately suck and discharge the liquid.
また、本発明は、請求項6の記載によれば、請求項5に記載のダイヤフラムポンプを備えたポンプ装置において、第2制御手段の制御に伴うポンプ室内の液体の吐出が所定異常時間(To)の経過前に完了しないとき、ダイヤフラムポンプの作動を禁止することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a pump device comprising the diaphragm pump according to the fifth aspect, wherein the discharge of the liquid in the pump chamber accompanying the control of the second control means is a predetermined abnormal time (To When the operation is not completed before elapse of), the operation of the diaphragm pump is prohibited.
これにより、ダイヤフラムポンプの異常対策をタイミングよく講じつつ、請求項5に記載の発明の作用効果を達成し得る。 Thus, the action and effect of the invention according to claim 5 can be achieved while taking countermeasures for the abnormality of the diaphragm pump in a timely manner.
また、本発明に係るダイヤフラムポンプは、請求項7の記載によれば、
ハウジング(H)と、
このハウジング内に設けられて当該ハウジングの内部を押圧室(R1)及びポンプ室(R2)に区画する主ダイヤフラム(90)と、
ハウジングのうちポンプ室を介し主ダイヤフラムに同軸的に対向する同軸壁部位(31、32)内にポンプ室内に開口するように凹状に形成した凹部(33b)とポンプ室との間に設けられて上記凹部をポンプ室から液密的に区画する副ダイヤフラム(100)と、
押圧室内に設けられて主ダイヤフラムをポンプ室側へ押圧するように付勢する付勢手段(70a)とを備え、
副ダイヤフラムは、その中央部(101)にて、ポンプ室内から主ダイヤフラムの中央部(91)に同軸的に連結され、かつ、主ダイヤフラムよりも小さな外径を有しており、
ハウジングのうちポンプ室の周壁部位には、液体供給源(10)からの液体をポンプ室内に吸入する吸入部(50b、54a)、ポンプ室内の上記液体を吐出する吐出部(54b、50c)及び空気流供給源(80)からの空気流を上記凹部内に供給する供給孔部(34)が形成されている。
Moreover, according to the description of claim 7, the diaphragm pump according to the present invention,
A housing (H);
A main diaphragm (90) provided in the housing and dividing the interior of the housing into a pressing chamber (R1) and a pump chamber (R2);
Provided between the pump chamber and the recess (33b) formed in a concave shape so as to open into the pump chamber in the coaxial wall portion (31, 32) concentrically facing the main diaphragm via the pump chamber in the housing. A sub-diaphragm (100) that liquid-tightly partitions the recess from the pump chamber;
An urging means (70a) provided in the pressing chamber for urging the main diaphragm to be pressed toward the pump chamber;
The sub-diaphragm is coaxially connected from the pump chamber to the central part (91) of the main diaphragm at the central part (101), and has a smaller outer diameter than the main diaphragm,
A suction wall (50b, 54a) for sucking liquid from the liquid supply source (10) into the pump chamber, a discharge section (54b, 50c) for discharging the liquid in the pump chamber, and a peripheral wall portion of the pump chamber in the housing A supply hole (34) for supplying an air flow from the air flow supply source (80) into the recess is formed.
これによれば、液体のポンプ室内への吸入完了状態においては、上記供給孔部を介し上記凹部内へ供給された空気流の圧力のもとに、主ダイヤフラムが、付勢手段に抗して押圧室側へ変位してポンプ室の容積を増大させた状態にある。 According to this, in a state where the liquid has been sucked into the pump chamber, the main diaphragm resists the urging means under the pressure of the air flow supplied into the recess through the supply hole. The pump chamber is displaced to increase the volume of the pump chamber.
このような状態において、空気流の上記凹部内への供給が停止されると、主ダイヤフラムが、押圧室内から付勢手段の付勢力を受けて、ポンプ室の容積を減少させるように、変位する。これに伴い、ポンプ室内の液体が上記吐出部から吐出される。 In such a state, when the supply of the air flow into the recess is stopped, the main diaphragm receives the urging force of the urging means from the pressing chamber and is displaced so as to reduce the volume of the pump chamber. . Along with this, the liquid in the pump chamber is discharged from the discharge section.
その後、空気流が上記供給孔部を通して上記凹部内に供給されると、当該空気流の圧力のもとに、主ダイヤフラムが、ポンプ室の容積を増大させるように、付勢手段に抗し変位して、液体がポンプ室内に吸入部を通して吸入される。 Thereafter, when the air flow is supplied into the recess through the supply hole, the main diaphragm is displaced against the biasing means so as to increase the volume of the pump chamber under the pressure of the air flow. Then, the liquid is sucked into the pump chamber through the suction portion.
ここで、付勢手段の付勢力が押圧室側から主ダイヤフラムに対して作用し、一方、空気流の圧力が、上述のようにポンプ室内の液体を吐出する際に、付勢手段に抗して副ダイヤフラムを介しポンプ室側から上記主ダイヤフラムに作用する。このことは、ポンプ室内の液体を吐出する際に、付勢力及び空気流の圧力が、同一の主ダイヤフラムを介し互いに対向するように当該主ダイヤフラムに向けて作用することを意味する。 Here, the urging force of the urging means acts on the main diaphragm from the pressing chamber side, while the pressure of the air flow resists the urging means when discharging the liquid in the pump chamber as described above. It acts on the main diaphragm from the pump chamber side via the auxiliary diaphragm. This means that when the liquid in the pump chamber is discharged, the biasing force and the pressure of the air flow act toward the main diaphragm so as to face each other through the same main diaphragm.
換言すれば、付勢手段による付勢のための押圧室及び空気流を上記凹部内に供給する上記供給孔部を、ハウジングに対し、主ダイヤフラムの両側に別々に分かれて設けることで、主ダイヤフラムの両面側から逆向きに作用する付勢手段による付勢力及び空気流による圧力の双方を有効に活用して、ハウジングの構成を簡単にすることができる。 In other words, by providing the pressing chamber for urging by the urging means and the supply hole for supplying the air flow into the recess separately on the both sides of the main diaphragm, the main diaphragm is provided. The structure of the housing can be simplified by effectively utilizing both the urging force by the urging means acting in the opposite direction from the both surface sides and the pressure by the air flow.
また、副ダイヤフラムが、その変位により、主ダイヤフラムによるポンプ室の容積の変化に影響を与えない程度に、副ダイヤフラムが主ダイヤフラムよりも小さな外径を有すれば、ポンプ室内への液体の吸入や液体のポンプ室からの吐出は良好に確保され得る。 In addition, if the sub diaphragm has an outer diameter smaller than that of the main diaphragm to such an extent that the displacement of the sub diaphragm does not affect the change in the volume of the pump chamber due to the main diaphragm, suction of liquid into the pump chamber and The discharge of the liquid from the pump chamber can be ensured satisfactorily.
また、上述のごとく、ポンプ室が、副ダイヤフラムにより、上記凹部から液密的にシールされているから、上記凹部内からポンプ室内にゴミ等の異物が侵入することはない。このようなことは、付勢手段として、ハウジングのうちのポンプ室の周壁部位を通し上記凹部内に空気流を圧送供給する手段を採用した場合に、特に著しく、また、例えば、当該ダイヤフラムポンプを、液体としての薬液の清浄さを厳しく要求する半導体製造装置に適用した場合に、有効である。 Further, as described above, since the pump chamber is liquid-tightly sealed from the recess by the sub diaphragm, foreign matter such as dust does not enter the pump chamber from the recess. This is particularly noticeable when a means for supplying air flow through the peripheral wall portion of the pump chamber in the housing as the urging means is adopted, and for example, the diaphragm pump is used. It is effective when applied to a semiconductor manufacturing apparatus that strictly requires the cleanliness of a chemical solution as a liquid.
また、本発明に係るダイヤフラムポンプを備えたポンプ装置は、請求項8の記載によれば、
請求項7に記載のダイヤフラムポンプであって副ダイヤフラムの中央部(91)から主ダイヤフラムとは反対側へ同軸的に上記凹部内に向け延出されるロッド(60)を有するダイヤフラムポンプ(Pa)、上流側弁手段(110、114)、下流側弁手段(120、123)及びオリフィス手段(124、130)と、位置検出手段(140)、第1制御手段(212、213、214)及び第2制御手段(202、203、241)とを備えて、
ハウジングの上記凹部は、その底部(33a)にて、副ダイヤフラムと同軸的に開口されて上記凹部内に連通するとともに上記底部の外部に連通しており、
ロッドは、上記凹部を通り上記底部から延出可能に当該底部内に軸方向に摺動可能に嵌装される先端側軸部(61)を有しており、
上流側弁手段は、前記液体を前記ダイヤフラムポンプの前記ポンプ室に前記吸入部から流入させるとき開弁し、この液体の流入を停止するとき閉弁するようになっており、
前記下流側弁手段は、ポンプ室から上記吐出部を介し吐出される上記液体をその被供給系統(20)へ供給するとき開弁し、この液体の被供給系統への供給を停止するとき閉弁するようになっており、
オリフィス手段は、下流側弁手段から被供給系統への上記液体の供給流量を一定の微少流量に絞るようになっており、
位置検出手段は、上記凹部の上記底部或いはその近傍に設けられて、ダイヤフラムポンプがポンプ室内への上記液体の吸入を完了したときロッドの上記先端側軸部の摺動位置をロッドの第1摺動位置として検出し、また、ダイヤフラムポンプがポンプ室内の上記液体の吐出を完了したときロッドの上記先端側軸部の摺動位置をロッドの第2摺動位置として検出するようになっており、
第1制御手段は、位置検出手段がロッドの上記第2摺動位置を検出したとき、上記液体をポンプ室内に吸入するために、上記凹部内へ上記空気流を供給し、上流側弁手段を開弁し、かつ流側弁手段を閉弁するように空気流供給源、上流側弁手段及び下流側弁手段を制御するようになっており、
第2制御手段は、第1制御手段による制御後位置検出手段がロッドの上記第1摺動位置を検出したとき、ポンプ室内の上記液体を吐出するために、上記凹部内への上記空気流の供給を停止し、上流側弁手段を閉弁し、かつ下流側弁手段を開弁するように空気流供給源、上流側弁手段及び下流側弁手段を制御する。
Moreover, according to the description of Claim 8, the pump device provided with the diaphragm pump according to the present invention,
The diaphragm pump (Pa) according to claim 7, wherein the diaphragm pump (Pa) has a rod (60) that extends coaxially from the center portion (91) of the sub-diaphragm toward the opposite side of the main diaphragm into the recess. Upstream valve means (110, 114), downstream valve means (120, 123) and orifice means (124, 130), position detection means (140), first control means (212, 213, 214) and second Control means (202, 203, 241),
The recess of the housing is opened coaxially with the sub-diaphragm at the bottom (33a) and communicates with the inside of the recess and communicates with the outside of the bottom.
The rod has a distal end side shaft portion (61) that is slidably fitted in the bottom portion so as to be able to extend from the bottom portion through the concave portion,
The upstream valve means opens when the liquid flows into the pump chamber of the diaphragm pump from the suction portion, and closes when stopping the flow of the liquid,
The downstream valve means opens when supplying the liquid discharged from the pump chamber through the discharge section to the supplied system (20), and closes when supplying the liquid to the supplied system is stopped. To speak,
The orifice means is adapted to restrict the supply flow rate of the liquid from the downstream valve means to the supply system to a constant minute flow rate.
The position detecting means is provided at or near the bottom of the recess, and when the diaphragm pump completes the suction of the liquid into the pump chamber, the sliding position of the tip side shaft portion of the rod is determined by the first sliding of the rod. Detecting the moving position, and when the diaphragm pump completes the discharge of the liquid in the pump chamber, the sliding position of the tip shaft portion of the rod is detected as the second sliding position of the rod,
When the position detecting means detects the second sliding position of the rod, the first control means supplies the air flow into the recess and sucks the upstream valve means to suck the liquid into the pump chamber. The air flow supply source, the upstream valve means and the downstream valve means are controlled to open and close the flow valve means,
When the post-control position detecting means by the first control means detects the first sliding position of the rod, the second control means is configured to discharge the liquid in the pump chamber to discharge the air flow into the recess. The air flow supply source, the upstream valve means, and the downstream valve means are controlled so that the supply is stopped, the upstream valve means is closed, and the downstream valve means is opened.
これによれば、位置検出手段がロッドの上記第2摺動位置を検出したとき、液体をポンプ室内に吸入するために、上記凹部内へ空気流を供給し、上流側弁手段が開弁し、かつ下流側弁手段が閉弁する。然る後、位置検出手段がロッドの上記第1摺動位置を検出したとき、ポンプ室内の液体を吐出するために、上記凹部内への空気流の供給が停止し、上流側弁手段が閉弁し、かつ下流側弁手段が開弁する。従って、ダイヤフラムポンプを、液体の吸入及び吐出を交互に行うように良好に制御し得る。 According to this, when the position detecting means detects the second sliding position of the rod, in order to suck the liquid into the pump chamber, an air flow is supplied into the recess and the upstream valve means is opened. And the downstream valve means closes. Thereafter, when the position detecting means detects the first sliding position of the rod, in order to discharge the liquid in the pump chamber, the supply of air flow into the recess is stopped and the upstream valve means is closed. And the downstream valve means is opened. Therefore, the diaphragm pump can be well controlled so as to alternately suck and discharge the liquid.
また、このような良好な制御のもとに、ダイヤフラムポンプの吐出時にポンプ室から吐出部を介し吐出される液体は、オリフィス手段によりに絞られて一定の微少流量となって被供給系統に供給される。 Also, under such good control, the liquid discharged from the pump chamber through the discharge section during the discharge of the diaphragm pump is throttled by the orifice means to be supplied to the supply system at a constant minute flow rate. Is done.
その結果、被供給系統における処理、例えば、半導体製造装置の処理カップ内の半導体ウェハーの処理を良好に行いつつ、請求項7に記載の発明の作用効果を達成し得る。 As a result, the operation and effect of the invention according to claim 7 can be achieved while the processing in the supplied system, for example, the processing of the semiconductor wafer in the processing cup of the semiconductor manufacturing apparatus is satisfactorily performed.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の各実施形態を図面により説明する。
(第1実施形態)
図1は、半導体製造装置の枚葉式処理系統に適用された本発明に係るダイヤフラムポンプ及びこのダイヤフラムポンプを備えたポンプ装置の第1実施形態を示しており、当該ポンプ装置は、薬液タンク10と処理カップ20との間に配設されている。なお、薬液タンク10は、薬液を貯留している。また、処理カップ20内には、半導体ウェハーWが、スピンテーブル21上に載置されている。
Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 shows a first embodiment of a diaphragm pump according to the present invention applied to a single wafer processing system of a semiconductor manufacturing apparatus and a pump apparatus provided with the diaphragm pump. The pump apparatus includes a
当該ポンプ装置は、図1及び図2にて示すごとく、ダイヤフラムポンプPを備えている。このダイヤフラムポンプPは、図2にて示すごとく、ポンプハウジングHを有しており、このポンプハウジングHは、上下両側ハウジング部材30、40の間に中側ハウジング部材50を組み付けて、円柱台形状に構成されている。
The pump device includes a diaphragm pump P as shown in FIGS. As shown in FIG. 2, the diaphragm pump P has a pump housing H. The pump housing H has a cylindrical trapezoidal shape by assembling an
上側ハウジング部材30は、円柱台形状の大径壁部31と、この大径壁部31の下面中央部から下方へ突出する小径壁部32とを一体的に有するように、フッ素樹脂でもって形成されている。上側ハウジング部材30は、ロッド60及びコイルスプリング70(後述する)を嵌装する貫通孔部33を有している。
The
この貫通孔部33は、大径壁部31及び小径壁部32を同軸的に貫通するように形成されており、当該貫通孔部33は、小径孔部33a及び大径孔部33bを有している。小径孔部33aは、大径壁部31の中央上部内に同軸的に形成されており、この小径孔部33aは、その上端開口部にて、大径壁部31から上方へ開口している。大径孔部33bは、大径壁部31の中央部のうち上記中央上部を除く部位から小径壁部32にかけて、小径孔部33aと連通するように同軸的に形成されており、この大径孔部33bは、その下端開口部にて、ポンプ室R2(後述する)内に連通している。
The through-
下側ハウジング部材40は、フッ素樹脂でもって円柱台形状に形成されており、この下側ハウジング部材40には、中央凹部41及び環状溝部42が後述のごとく形成されている。中央凹部41は、下側ハウジング部材40の上面の中央部に縦断面略半楕円形状にて凹状となるように形成されており、この中央凹部41の外周部41aは、下側ハウジング部材40の上面41bから上方へ円環状に突出している。環状溝部42は、中央凹部41の外周部41aに沿うように、下側ハウジング部材40の上面41bから下方に向け凹状に形成されており、この環状溝部42には、Oリング43が嵌着されている。
The
また、下側ハウジング部材40は、供給孔部44を有しており、この供給孔部44は、その内端部にて、中央凹部41内にその底面部から開口している。また、当該供給孔部44の外端部は、下側ハウジング部材40の外周面の一部から空気流供給源80(図1参照)内に配管81(図1参照)を介し連通している。これにより、空気流供給源80は、コントローラ150(後述する)による制御のもと、空気流を、一定圧力にて、中央凹部41内に配管81及び供給孔部44を通して圧送により供給する。
The
中側ハウジング部材50は、ポリテトラフルオロエチレン(以下、PTFEという)でもって、円柱台形状の壁部50a及び筒状の上下流側ボス部50b、50cを一体的に有するように形成されている。壁部50aは、中央凹部51を有しており、この中央凹部51は、下側ハウジング部材40の中央凹部41及び環状溝部42を同軸的に臨むように、壁部50aの中央部にその下面側から横断面略コ字形状にて形成されている。
The
当該中央凹部51は、底側小径部51a及び開口側大径部51bを有している。底側小径部51aの底面中央には、上側ハウジング部材30の貫通孔部33が連通しており、開口側大径部51bは、底側小径部51aの直下にてこの底側小径部51aに同軸的に連通するように形成されている。
The
ここで、底側小径部51aの内径は、中央凹部41の外周部41aの開口端側内径と同一である。また、当該中央凹部51の開口側大径部51bは、下側ハウジング部材40の環状溝部42の外側内周面の径と同一の内径を有する。このため、開口側大径部51bが底側小径部51aとの境界に形成する環状段部51cは、その下面にて、環状溝部42にその開口側から対向している。なお、開口側大径部51bの軸長は、中央凹部41の外周部41aのうち下側ハウジング部材40の上面から上方へ突出する部位の長さよりも、長く設定されている。
Here, the inner diameter of the bottom side
また、壁部50aは、中央貫通穴部52を有しており、この中央貫通穴部52は、上側ハウジング部材30の小径壁部32に同軸的に対応するように、横断面円形状にて、壁部50aのうち中央凹部51の上壁部位に貫通状に形成されている。
The
また、壁部50aは、環状L字部53を有しており、この環状L字部53は、中央貫通穴部52の内周面下端部から軸心側へ一体的に突出するように形成されている。当該環状L字部53は、両環状壁部53a、53bを有しており、環状壁部53aは、中央貫通穴部52の内周面下端部から半径方向に沿い軸心に向けて突出している。また、環状壁部53bは、中央貫通穴部52の内周面の軸方向部位に対し平行となるように、当該環状壁部53aの半径方向突出端部から上方に向け延出している。
Further, the
以上のように構成した中側ハウジング部材50は、次のようにして、上下両側ハウジング部材30、40の間に組み付けられている。即ち、中側ハウジング部材50は、その下面外周部にて、下側ハウジング部材40の上面41bの外周部上に気密的に装着されている。この場合、中側ハウジング部材50の中央凹部51の開口側大径部51b内において、環状段部51cが、主ダイヤフラム90の外周部93(後述する)を介し、下側ハウジング部材40の中央凹部41の外周部41a上に着座している。これに伴い、Oリング43が、主ダイヤフラム90の外周部93によって下側ハウジング部材40の環状溝部42内に押圧されて、下側及び中側の両ハウジング部材40、50の各中央凹部41、51の内部を、下側及び中側の両ハウジング部材40、50の間の各境界面から気密的にシールしている。
The
また、上側ハウジング部材30は、その下面にて、中側ハウジング部材50の上面上に装着されている。ここで、上側ハウジング部材30の小径壁部32は、中側ハウジング部材50の上面から中央貫通穴部52内に同軸的に嵌装されている。これに伴い、小径壁部32は、その下端面にて、副ダイヤフラム100の外周部103(後述する)を介し、環状L字部53の環状壁部53b上に着座している。
The
上下流側ボス部50b、50cは、図2にて示すごとく、中側ハウジング部材50の外周面のうち両対向部位から半径方向に沿い一体的に互いに逆方向に向け延出している。上流側ボス部50bは、その内端開口部にて、中側ハウジング部材50内に形成した吸入孔部54aを通り、中央凹部51の底側小径部51a内に連通している。一方、下流側ボス部50cは、その内端開口部にて、中側ハウジング部材50内に吸入孔部54aに対向するように形成した吐出孔部54bを通り、中央凹部51の底側小径部51a内に連通している。
As shown in FIG. 2, the upstream /
また、当該ダイヤフラムポンプPは、上述したロッド60、コイルスプリング70、主ダイヤフラム90及び副ダイヤフラム100を備えている。ロッド60は、上側ハウジング部材30の貫通孔部33内にその先端開口部33cから嵌装されており、当該ロッド60は、先端側軸部61、中側軸部62及び基端側軸部63でもって、フッ素樹脂により、同軸的に形成されている。
The diaphragm pump P includes the
しかして、ロッド60において、先端側軸部61は、貫通孔部33の小径孔部33aから上方へ突出するように、小径孔部33a内に摺動可能に嵌装されている。本実施形態では、小径孔部33aの先端側軸部61とのはめあい交差及び小径孔部33aの軸方向長さは、先端側軸部61の小径孔部33a内における横振れを防止し得るように、それぞれ、適正に選定されている。また、中側軸部62は、先端側軸部61よりも大きな外径を有しており、この中側軸部62は、貫通孔部33の大径孔部33b内に同軸的に嵌装されている。また、この中側軸部62の下端部には、環状鍔部62aが半径方向に環状に突出して形成されている。なお、環状鍔部62aの外径は、大径孔部33bの内径よりも小さい。
Thus, in the
また、ロッド60の基端側軸部63は、中側ハウジング部材50の中央凹部51内に突出しており、この基端側軸部63の外周部には、雄ねじ部63aが同軸的に形成されている。なお、上述した貫通孔部33の先端開口部33cは、図2にて示すごとく、環状L字部53内に向け同軸的にかつ環状に隆起して形成されており、この先端開口部33cの隆起側外周面は、断面下側に凸な湾曲面形状に形成されている。
Further, the base end
コイルスプリング70は、貫通孔部33の大径孔部33b内にて、ロッド60の中側軸部62に同軸的に嵌装されており、このコイルスプリング70は、その両端部にて、大径孔部33bと小径孔部33aとの間の境界段部33d及び中側軸部62の環状鍔部62aに係止している。これにより、当該コイルスプリング70は、ロッド60を中側ハウジング部材50の中央凹部51内に向け同軸的に付勢している。なお、ロッド60の上方への摺動は、中側軸部62の境界段部33dとの当接により規制される。
The
主ダイヤフラム90及び副ダイヤフラム100は、共に、PTFEでもって、円形状に形成されている。主ダイヤフラム90は、中央軸部91、中間膜部92及び外周部93を備えている。中央軸部91は、雌ねじ孔部91aを有しており、この雌ねじ孔部91aは、中央軸部91内にその上端面から同軸的に形成されている。中間膜部92は、厚肉部92a及び薄肉部92bを有しており、厚肉部92aは、円環状となるように、中央軸部91の下部から外方へ一体的に延出している。また、薄肉部92bは、十分な可撓性を有するように、厚肉部92aよりも薄く形成されており、この薄肉部92bは、円環状となるように、厚肉部92aから外方へ一体的に延出している。外周部93は、厚肉にて円環状となるように、薄肉部92bから外方へ一体的に延出している。
Both the
このように構成した主ダイヤフラム90においては、上述のごとく中側ハウジング部材50がその下面外周部にて下側ハウジング部材40の上面41bの外周部に装着される際に、外周部93が、中央軸部91及び中間膜部92を、その各下面にて、下側ハウジング部材40の中央凹部41にその開口面側から対向させるように、下側ハウジング部材40の中央凹部41の外周部41a及びOリング43上に載置される。
In the
然る後、中側ハウジング部材50が、その下面外周部にて、外周部93を、Oリング43の上部とともに、中側ハウジング部材50の中央凹部51の開口部51b内に嵌装させるように、下側ハウジング部材40の上面41bの外周部に装着される。このとき、上述したごとくOリング43が下側ハウジング部材40の環状溝部42内に押圧される。このようにして、主ダイヤフラム90が、下側ハウジング部材40及び中側ハウジング部材50に組み付けられて、中央軸部91及び中間膜部92により、中央凹部41及び中央凹部51を押圧室R1及びポンプ室R2に区画形成する。なお、主ダイヤフラム90の押圧室R1側への変位は、中央凹部41の底面中央部に突設した円柱状台座部41cに対する中央軸部91の当接により規制される。
After that, the
副ダイヤフラム100は、中央軸部101、中間膜部102及び外周部103を備えている。中央軸部101は、雌ねじ孔部101a、雄ねじ部101b及び環状鍔部101cを有しており、雌ねじ孔部101aは、中央軸部101内にその上端面から同軸的に形成されている。雄ねじ部101bは、中央軸部101の外周部に同軸的に形成されており、この雄ねじ部101bの直上には、環状鍔部101cが、中央軸部101の外周部から外方へ径方向に沿い突出形成されている。
The
中間膜部102は、十分な可撓性を有するように薄く形成されており、この中間膜部102は、中央軸部101の上端外周部から外方へ円環状となるように断面湾曲状にて一体的に延出されている。外周部103は、円環状溝部103aを有しており、この円環状溝部103aは、環状L字部53の環状壁部53bに対応するように、外周部103にその下面側から円環溝状に形成されている。
The
このように構成した副ダイヤフラム100においては、中央軸部101が、環状鍔部101cを主ダイヤフラム90の中央軸部91の上端面に着座させるようにして、雄ねじ部101bにて、中央軸部91の雌ねじ孔部91a内に締着されており、中央軸部101の雌ねじ孔部101aには、ロッド60の基端側軸部63の雄ねじ部63aが締着されている。また、外周部103が、円環状溝部103aの外周部を中側ハウジング部材50の中央貫通穴部52の内周面と環状L字部53の環状壁部53bの外周面との間に挿入するようにして、円環状溝部103aにて、環状L字部53の環状壁部53bに上方から嵌合されている。これにより、上述のごとく上側ハウジング部材30を中側ハウジング部材50に組み付けたとき、外周部103は、上側ハウジング部材30の小径壁部32の下面により、環状L字部53に液密的に固く押圧されている。本実施形態では、副ダイヤフラム100が、その変位により、主ダイヤフラム90によるポンプ室R2の容積を減少させない程度において、副ダイヤフラム100の外径が、主ダイヤフラム90の外径よりも小さく選定されている。
In the sub-diaphragm 100 configured as described above, the
当該ポンプ装置は、図1にて示すごとく、上流側開閉弁110、下流側開閉弁120及びオリフィス130を備えている。上流側開閉弁110は、電磁式開閉弁からなるもので、この上流側開閉弁110は、弁部111と、この弁部111を電磁的に開閉する駆動部112とにより構成されている。弁部111は、薬液タンク10の薬液内から延出する配管113と、ダイヤフラムポンプPの下流側ボス部50bから延出する配管114との間に接続されている。
As shown in FIG. 1, the pump device includes an upstream opening /
しかして、当該上流側開閉弁110は、弁部111にて、駆動部112により電磁的に開弁されて、両配管113、114を相互に連通させる。また、当該上流側開閉弁110は、弁部111にて、駆動部112により電磁的に閉弁されて、両配管113、114の連通を遮断する。
Thus, the upstream side opening /
下流側開閉弁120は、上流側開閉弁110と同様に電磁式開閉弁からなるもので、この下流側開閉弁120は、弁部121と、この弁部121を電磁的に開閉する駆動部122とにより構成されている。弁部121は、上流側ボス部50cから延出する配管123と、オリフィス130から延出する配管124との間に接続されている。
The downstream on-off
しかして、当該下流側開閉弁120は、弁部121にて、駆動部122により電磁的に開弁されて、両配管123、124を連通する。また、当該下流側開閉弁120は、弁部121にて、駆動部122により電磁的に閉弁されて、両配管123、124の間の連通を遮断する。
Accordingly, the downstream on-off
オリフィス130は、弁部121から延出する配管124と、処理カップ20内に連通する配管125との間に接続されており、このオリフィス130の開口内径は、例えば、0.2(mm)と、小さく設定されている。なお、下流側開閉弁120の弁部の開弁内径は、オリフィス130の開口内径よりも大きく、下流側ボス部50cの内径以下となっている。
The
また、当該ポンプ装置は、図1にて示すごとく、操作スイッチSW、位置センサ140、コントローラ150及び両駆動回路160、170を備えており、これら操作スイッチSW、位置センサ140、コントローラ150及び両駆動回路160、170が、当該ポンプ装置の制御回路を構成する。
Further, as shown in FIG. 1, the pump device includes an operation switch SW, a
操作スイッチSWは、当該ポンプ装置を作動させるときに操作されてオンする。位置センサ140は、光電センサからなるもので、この位置センサ140は、図3にて模式的に示すような投光系140a及び受光系140bを内蔵して構成されている。投光系140aは、投光部141及び投光レンズ142を有しており、これら投光部141及び投光レンズ142の光軸は、ロッド60の軸上に位置している。投光部141は、投光レンズ141aに向けて投光する。投光レンズ142は、凸レンズからなるもので、この投光レンズ142は、投光部141からの光を出射してロッド60の先端側軸部61の端面部61aの中央部に集光させる。このように集光した光は、先端側軸部61の端面部61aの中央部により拡散光として反射される。
The operation switch SW is operated and turned on when operating the pump device. The
受光系140bは、受光レンズ143及び位置検出部144を有しており、受光レンズ143は、その中心にて、投光レンズ142の光軸に対する法線であって投光レンズ142の中心を通る法線上に位置するように、投光レンズ142に隣接されている。これにより、受光レンズ143は、先端側軸部61の端面部61aからの反射拡散光を受光して位置検出部144に向けて出射する。位置検出部144は、複数の半導体受光素子を一次元状に配列して構成されている。これにより、上記複数の半導体受光素子のうちの一半導体受光素子が受光レンズ143からの反射拡散光を受光すると、位置検出部144は、上記一半導体受光素子の受光出力に基づき、ロッド60の摺動位置を検出する。
The
コントローラ150は、マイクロコンピュータからなるもので、このコントローラ150は、図4及び図5にて示すフローチャートに従いコンピュータプログラムを実行する。そして、この実行中において、当該コントローラ150は、操作スイッチSWのオン操作のもと、空気流供給源80の駆動処理、位置センサ140の検出摺動位置に基づく上流側開閉弁110或いは下流側開閉弁120の開閉弁処理等の演算処理を行う。なお、上記コンピュータプログラムは、コントローラ150のROMに予め読み出し可能に記憶されている。
The
駆動回路160は、コントローラ150による制御のもと、上流側開閉弁110を開弁或いは閉弁するように駆動部112を駆動する。駆動回路170は、コントローラ150による制御のもと、下流側開閉弁120を開弁或いは閉弁するように駆動部122を駆動する。
The
以上のように構成した本実第1施形態において、操作スイッチWをオン操作すると、コントローラ150が、図4及び図5のフローチャートに従い、上記コンピュータプログラムの実行する開始する。すると、図4のステップ200において、初期モードか否かが判定される。本第1実施形態では、上記初期モードとは、図6にて示すごとく、ダイヤフラムポンプPがポンプ室R2内への薬液の吸入を完了した状態にあるモードをいう。このとき、上流側開閉弁110及び下流側開閉弁120は、共に、閉弁状態にあり、空気流供給源80は空気流の供給停止状態にあり、主ダイヤフラム90は、コイルスプリング70の付勢力に基づくロッド60の下方への摺動により、下方へ変位して、下側ハウジング部材40の凹部41内の台座部41c上に当接している。従って、位置センサ140は、ロッド60の下方への摺動端位置を検出している。
In the first embodiment configured as described above, when the operation switch W is turned on, the
現段階において、ダイヤフラムポンプPが上記初期モードにあれば、ステップ200における判定がYESとなる。なお、現段階において、ダイヤフラムポンプPが上記初期モードになければ、ステップ200における判定がNOとなり、次のステップ201において、初期モードへの移行処理がなされる。このため、下流側開閉弁120の閉弁状態及び空気流供給源80からの空気流の供給停止状態のもとに、上流側開閉弁110の駆動部112が、コントローラ150による制御のもとに駆動回路160により駆動されて、弁部114が開弁する。
If the diaphragm pump P is in the initial mode at the current stage, the determination in
これに伴い、ダイヤフラムポンプPにおいては、主ダイヤフラム90が、コイルスプリング70の付勢力に基づくロッド60の下方への摺動に伴い下方へ変位してポンプ室R2の容積を増大させる。このため、薬液タンク10内の薬液が、配管113、上流側開閉弁110及び配管114、ダイヤフラムポンプPの上流側ボス部50b及び吸入孔部54aを通りポンプ室R2内に吸入される。然る後、主ダイヤフラム90が中央凹部41の台座部41cに当接してポンプ室R2内への薬液の吸入が完了すると、上流側開閉弁110が閉弁する。これにより、ダイヤフラムポンプPが上記初期モードになる。
Accordingly, in the diaphragm pump P, the
以上のようにしてステップ200におけるYESとの判定或いはステップ201における初期モードへの移行処理がなされると、次のステップ202における空気流供給処理において、空気流供給源80がコントローラ150により駆動されて空気流をダイヤフラムポンプPの下側ハウジング部材40の供給孔部44を介し押圧室R1内に圧送する。
When the determination of YES in
また、ステップ202の処理に伴い、ステップ203における下流側開閉弁の開弁処理において、下流側開閉弁120が、その駆動部122にて、コントローラ150による制御のもとに駆動回路170により駆動されて、弁部121を開弁する。
In addition, in the opening process of the downstream opening / closing valve in
これに伴い、主ダイヤフラム90が、ポンプ室R2の容積を減少させるように、コイルスプリング70の付勢力に抗してロッド60を上方へ摺動させながら、上方へ変位し始めるとともに、薬液がポンプ室R2から吐出孔部54bを通り下流側ボス部50cから配管123内に吐出されて、下流側開閉弁120の弁部121及び配管124を通りオリフィス130に流入し始める。また、位置センサ140によるロッド60の検出摺動位置が変わっていく。なお、ポンプ室R2からの薬液の吐出流量は、例えば、1分間に4(ml)程度である。
Along with this, the
ここで、オリフィス130の開口内径は、上述のごとく0.2(mm)と小さいことから、オリフィス130に流入する薬液は、当該オリフィス130により一定の微少流量に絞られて配管125を通り処理カップ20内に向けて滴下する。これにより、半導体ウェハーWの薬液処理が、スピンテーブル21の回転により開始される。ここで、オリフィス130を通る薬液の流量は、上述のごとく、一定の微少流量であることから、配管125から処理カップ20内に滴下する薬液の量も、一定の微少量になる。このため、半導体ウェハーWの薬液処理は、精度よく、一定になされ得る。
Here, since the opening inner diameter of the
上述したステップ203における処理後、ステップ210において薬液の吐出完了か否かが判定される。現段階において、ロッド60がその上方への摺動端位置(図7参照)に達していれば、位置センサ140による検出摺動位置に基づき、ステップ210においてYESと判定される。これに伴い、上記コンピュータプログラムは、ステップ212(図5参照)に進む。
After the processing in
一方、ロッド60がその上方への摺動端位置に達していなければ、薬液の吐出が完了していないことから、位置センサ140による検出摺動位置に基づき、ステップ210においてNOと判定される。すると、ステップ211における内蔵タイマーのリセットスタート処理において、コントローラ150の内蔵タイマーがリセットスタートされる。これにより、当該内蔵タイマーが計時を開始する。
On the other hand, if the
ステップ211の処理後、ステップ220において、T≧Toか否かが判定される。ここで、Tは、上記内蔵タイマーの計時値である。また、Toは、ダイヤフラムポンプPの異常状態を特定する所定異常時間を表す。なお、このダイヤフラムポンプPの異常状態は、オリフィス130の目詰まり等に伴い発生するロッド60の停止に基づき誘起される。
After
現段階においては、上記内蔵タイマーの計時開始直後であることから、ステップ220における判定はNOとなる。そして、薬液の吐出は未だ完了していなければ、上述したステップ210における判定と同様に、ステップ230において、NOと判定される。
At the present stage, since it is immediately after the built-in timer starts timing, the determination in
以後、両ステップ220、230を循環する処理中において、ステップ230におけるYESとの判定に先立って、ステップ220において、T≧Toの成立に基づき、YESと判定されると、ロッド60が所定異常時間Toの間実質的に停止したままであることから、ダイヤフラムポンプPが異常状態にある。このため、次のステップ221において、停止処理がなされる。これに伴い、コントローラ150による上記コンピュータプログラムに基づく処理が停止される。これにより、ダイヤフラムポンプPのその後の作動が禁止され得る。その結果、ダイヤフラムポンプPの異常状態に対する対策をタイミングよく講じることができる。
Thereafter, during the process of circulating both
一方、ステップ220におけるYESとの判定に先立って、T≧Toの不成立のもと、ロッド60が上方への摺動端位置(図7参照)に達して、主ダイヤフラム90の押圧室R1側からポンプ室R2側への変位が完了すれば、ポンプ室R2内の薬液の吐出が完了していることから、ステップ230においてYESと判定される。このため、上記コンピュータプログラムは、ステップ212(図5参照)に進む。
On the other hand, prior to the determination of YES in
以上のようにして、上記コンピュータプログラムがステップ210或いはステップ230からステップ212に進むと、下流側開閉弁の閉弁処理がなされる。ここでは、下流側開閉弁120が、駆動部122にて、コントローラ150による制御のもとに、駆動回路170により駆動されて、弁部121を閉弁する。このため、オリフィス130がダイヤフラムポンプPから遮断される。
As described above, when the computer program proceeds from
ステップ212における処理後、ステップ213における空気流供給停止処理において、空気流供給源80が、コントローラ150により制御されて、ダイヤフラムポンプPに対する空気流の圧送を停止する。ついで、ステップ214における上流側開閉弁の開弁処理において、上流側開閉弁110が、駆動部112にて、コントローラ150による制御のもとに、駆動回路160により駆動されて、弁部111を開弁する。これに伴い、薬液タンク10内の薬液が、配管113、上流側開閉弁110、配管114を通りダイヤフラムポンプP内にその上流側ボス部50bから流入可能となる。
After the process in
しかして、上述のようにダイヤフラムポンプPがオリフィス130及び空気流供給源80から遮断されることにより、ポンプ室R2がオリフィス130から遮断されるとともに押圧室R1が空気流供給源80から遮断されることとなる。このため、ロッド60がコイルスプリング70による付勢力のもとに下方へ減少にあわせてポンプ室R2の容積が増大することを意味する。これに伴い、ダイヤフラムポンプPがポンプ室R2の容積の増大により吸入機能を発揮することとなるため、薬液タンク10内の薬液が上流側開閉弁110を通りポンプ室R2内に吸入され始める。
Thus, the diaphragm pump P is cut off from the
上述のステップ214の処理後、ステップ220において薬液の吸入完了か否かが判定される。現段階において、主ダイヤフラム90が、その中央軸部91及び厚肉部92aにて、凹部41の台座部41c上に当接していなければ、位置センサ140がロッド60の下方への摺動端位置を検出していないため、ステップ220における判定はNOとなる。
After the process of
然る後、主ダイヤフラム90が、その中央軸部91及び厚肉部92aにて、凹部41の台座部41c上に当接すると、位置センサ140がロッド60の下方への摺動端位置を検出することからステップ240においてYESと判定される。これにより、ダイヤフラムポンプPによるポンプ室R2内への薬液の吸入が完了する。
After that, when the
然る後、ステップ241における上流側開閉弁の閉弁処理において、上流側開閉弁110が、コントローラ150による制御のもとに駆動回路160により閉弁される。このように上流側開閉弁110が閉弁すれば、既に、下流側開閉弁120がステップ212の処理で閉弁し、空気流供給源80がステップ213の処理で空気流の圧送を停止し、かつ、位置センサ140が、ロッド60の下方への摺動端位置を検出することでステップ240における判定がYESとなっていることから、ダイヤフラムポンプPが初期状態に戻る。
Thereafter, in the valve closing process of the upstream side opening / closing valve in
以上説明したように、本第1実施形態では、ダイヤフラムポンプPによる薬液の吸入或いは吐出にあたり、コイルスプリング70の付勢力がポンプ室R2側からロッド60の基端側軸部63及び副ダイヤフラム90の中央軸部91を介し主ダイヤフラム90に対して常時作用し、一方、押圧室R2内への空気流の圧力が、上述のようにポンプ室内の薬液を吐出する際に、押圧室R1側から主ダイヤフラム90に作用する。このことは、ポンプ室R2内の薬液を吐出する際に、ロッド60の基端側軸部63を介する付勢力及び押圧室R1内への空気流の圧力が、同一の主ダイヤフラム90を介し互いに正しく対向するように当該主ダイヤフラムに向けて作用することを意味する。
As described above, in the first embodiment, when the chemical pump is inhaled or discharged by the diaphragm pump P, the urging force of the
換言すれば、コイルスプリング70による付勢のための貫通孔部33及び空気流を押圧室R1内に供給する供給孔部44を、ハウジングHに対し、主ダイヤフラム90の両面側に別々に分かれて設けることで、主ダイヤフラム90の両面側から逆向きに作用するコイルスプリング70による付勢力及び貫通孔部33内の空気流による圧力の双方を有効に活用して、ハウジングHを簡単に構成したダイヤフラムポンプを提供することができる。
In other words, the through
また、従来技術にて述べたような真空引き構成を採用しないので、真空引きにあたり消費される空気の無駄が抑制される。また、上述のごとく、コイルスプリング70の付勢力及び押圧室R1内への空気流の圧力が、主ダイヤフラム90及びロッド60を相互に近づける方向に作用する。その結果、ダイヤフラムポンプPにおける主ダイヤフラム90及びロッド60の間の結合機械的強度を必要最小限に軽減し得る。
Further, since the evacuation configuration as described in the prior art is not adopted, waste of air consumed in evacuation is suppressed. Further, as described above, the biasing force of the
また、上述のごとく、副ダイヤフラム100が、その変位により、主ダイヤフラム90によるポンプ室R2の容積を減少させない程度において、副ダイヤフラム100の外径が、主ダイヤフラム90の外径よりも小さく選定されている。従って、ポンプ室R2内への薬液の吸入やポンプ室R2からの薬液の吐出に必要とされるポンプ室R2内の容積を適正に維持し得る。
Further, as described above, the outer diameter of the
また、ポンプ室R2の内部が、副ダイヤフラム100により、貫通孔部33の大径孔部33aから液密的にシールされるので、貫通孔部33の内部からポンプ室R2内にゴミ等の異物が侵入することがない。特に、ロッド60がその基端側軸部63にて、副ダイヤフラム100の中央部と一体的となっている。このため、ロッドが副ダイヤフラムの中央軸部101に対し相対的に摺動することがない。その結果、副ダイヤフラム100をOリングとした場合に発生しがちなOリングとロッド60との間の摺動摩擦による異物がポンプ室R2内に侵入する事態をも確実に防止し得る。このような効果は、当該ダイヤフラムポンプを、本第1実施形態のように薬液の清浄さを厳しく要求する半導体製造装置に適用する場合に、特に著しい。
Further, since the inside of the pump chamber R2 is liquid-tightly sealed from the large-
また、上述のごとく、オリフィス130が、下流側開閉弁120から処理カップ20への薬液の供給流量を一定の微少流量に絞るので、処理カップ20内の半導体ウェハーWの処理を良好に行いつつ、上述した作用効果が達成され得る。
In addition, as described above, the
また、上述のごとく、ポンプ室R2内への薬液の吸入及びその停止が、上流側開閉弁110の開弁及び閉弁によりなされ、ポンプ室R2からオリフィス130への薬液の吐出及びその停止が、下流側開閉弁120の開弁及び閉弁により行われる。このため、上述した作用効果を達成するにあたり、ダイヤフラムポンプPによる薬液の吸入及び吐出がより一層的確になされ得る。
Further, as described above, the suction of the chemical liquid into the pump chamber R2 and the stop thereof are performed by opening and closing the upstream opening /
また、上述のごとく、ハウジングHの貫通孔部33の大径孔部33b内においてロッド60及び副ダイヤフラム90をポンプ室R2側へ付勢する手段は、コイルスプリング70に依っている。しかも、副ダイヤフラム90が、大径孔部33bをポンプ室R2からシール手段として用いられている。このため、ロッド60の貫通孔部33との間の摺動抵抗は最小限に軽減されているから、例えば、Oリングによりロッド60を介し大径孔部33bをポンプ室R2からシールする場合に比べて、ロッド60に作用する摺動抵抗は、著しく小さい。このようなことは、薬液の吐出量を本実施形態のごとく微少流量に制限する場合に特に有効である。
Further, as described above, the means for urging the
また、上記従来技術においては、空気圧及び真空圧がダイヤフラムに対し同一側から作用するため、ダイヤフラムに作用する空気圧(或いは真空圧)が真空圧(或いは空気圧)に変化したときに当該ダイヤフラムが急激な圧力変化を受けて急激に変位する。このことは、ダイヤフラムの変位が不安定になりポンプ室内への吸入やポンプ室からの吐出が不安定になり易く、これを防止するために、オリフィスにより空気の流れを緩和している。 Further, in the above prior art, since the air pressure and the vacuum pressure act on the diaphragm from the same side, when the air pressure (or vacuum pressure) acting on the diaphragm changes to the vacuum pressure (or air pressure), the diaphragm suddenly changes. Displaces rapidly in response to pressure changes. This is because the diaphragm displacement becomes unstable, and the suction into the pump chamber and the discharge from the pump chamber tend to become unstable. To prevent this, the flow of air is relaxed by the orifice.
しかしながら、本実施形態では、上述のごとく、コイルスプリング70の付勢力及び押圧室R1内への空気流の圧力が、主ダイヤフラム90の両面側から互いに逆向きに作用するから、主ダイヤフラム90の変位が急激に変わることはなく、主ダイヤフラム90の変位はきわめて安定している。従って、ポンプ室R2内への薬液の吸入やポンプ室R2からの薬液の吐出もきわめて安定している。その結果、従来技術におけるオリフィスを余分に採用する必要もない。
(第2実施形態)
図8は、本発明の第2実施形態の要部を示している。この第2実施形態は、上記第1実施形態にて述べたポンプ装置において、ダイヤフラムポンプPに代えて、ダイヤフラムポンプPaを採用した構成を有する。
However, in the present embodiment, as described above, the biasing force of the
(Second Embodiment)
FIG. 8 shows a main part of the second embodiment of the present invention. This 2nd Embodiment has the structure which replaced with the diaphragm pump P in the pump apparatus described in the said 1st Embodiment, and employ | adopted the diaphragm pump Pa. FIG.
ダイヤフラムポンプPaは、上記第1実施形態にて述べたダイヤフラムポンプPにおいて、コイルスプリング70に代えて、コイルスプリング70aを採用するとともに、供給孔部44に代えて、供給孔部34を採用する。
Diaphragm pump Pa employs a
コイルスプリング70aは、その下部にて、上記第1実施形態にて述べた下側ハウジング部材40の円環状溝部45内に同軸的に嵌装されており、このコイルスプリング70aは、その下部から主ダイヤフラム90に向け延出している。これにより、当該コイルスプリング70aは、その上下両軸方向端部にて、円環状溝部45の底面及び主ダイヤフラム90の厚肉部92aの下面に係止して、主ダイヤフラム90を上方に向け付勢している。なお、円環状溝部45は、下側ハウジング部材40の凹部41内にその底面のうちの台座部41cの周囲部位から当該台座部41cと同軸的に形成されている。
The
供給孔部34は、上記第1実施形態にて述べた上側ハウジング部材30に形成されており、この供給孔部34は、その内端部にて、上側ハウジング部材30の貫通孔部33の大径孔部33b内に連通している。本第2実施形態では、ロッド60の先端側軸部61は、上側ハウジング部材30の貫通孔部33の小径孔部33a内にOリング61aを介し気密的に摺動可能に嵌装されている。これにより、貫通孔部33の大径孔部33bの内部が上側ハウジング部材30の外部から気密的に遮断されている。なお、Oリング61aは、小径孔部33aの内周面に形成した環状溝部31aに装着されている。
The
また、当該供給孔部34の外端部は、上側ハウジング部材30の外周面の一部から空気流供給源80に、上記第1実施形態にて述べた供給孔部44の外端部に代えて、配管81を介し連通している。これにより、上記第1実施形態にて述べた副ダイヤフラム100は、空気流供給源80から供給孔部34を通り貫通孔部33の大径孔部33b内に圧送される空気流により、コイルスプリング70aの付勢力に抗して付勢されて下方へ変位する。
Further, the outer end portion of the
また、本第2実施形態において、主ダイヤフラム90に対しては、コイルスプリング70aの付勢力は上記第1実施形態にて述べたコイルスプリング70の付勢力とは逆向きに作用する。また、本第2実施形態において、副ダイヤフラム100に対しては、空気流の圧力が、上記第1実施形態にて述べた空気流の圧力とは逆向きに作用する。
In the second embodiment, the urging force of the
このため、本第2実施形態において採用されるフローチャートは、上記第1実施形態にて述べたフローチャートにおいて、各ステップ202、213における空気流供給処理及び空気流供給停止処理を、それぞれ、空気流供給停止処理及び空気流供給処理に変更した構成となっている。従って、本第2実施形態においては、コントローラ150は、上述のように変更されたフローチャートに従いコンピュータプログラムを実行する。その他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
For this reason, the flowchart employed in the second embodiment is the same as the flowchart described in the first embodiment, except that the air flow supply process and the air flow supply stop process in
このように構成した本第2実施形態では、上記第1実施形態と同様にステップ200において初期モードか否かが判定される。ここで、本第2実施形態において当該初期モードとは、ダイヤフラムポンプPaがポンプ室R2内への薬液の吸入を完了した状態にあるモードをいう。このとき、上流側開閉弁110及び下流側開閉弁120は、共に、閉弁状態にあり、空気流供給源80は空気流の供給状態にあり、副ダイヤフラム100は、空気流供給源80からの貫通孔部33の大径孔部33b内への空気流の圧送に基づきコイルスプリング70aの付勢力に抗して下方へ変位してロッド60を下方へ摺動させた状態にあり、主ダイヤフラム90は、ロッド60の下方への摺動により、下方へ変位して、下側ハウジング部材40の凹部41内の台座部41c上に当接している。従って、位置センサ140は、上記第1実施形態と同様にロッド60の下方への摺動端位置を検出している。
In the second embodiment configured as described above, it is determined in
しかして、ステップ200におけるYESとの判定或いはステップ201における初期モードへの移行処理の後、ステップ202において、上記第1実施形態とは異なり、空気流供給停止処理がなされ、次のステップ203において、上記第1実施形態と同様に下流側開閉弁120が開弁される。
Thus, after the determination of YES in
このため、主ダイヤフラム90が、ロッド60とともに、ポンプ室R2の容積を減少させるように、コイルスプリング70の付勢力に基づき上方へ変位し始める。このとき、貫通孔部33の大径孔部33b内の空気が、主ダイヤフラム90の上方へ変位に伴う副ダイヤフラム100の上方への変位により供給孔部34から排出されていく。
For this reason, the
これに伴い、薬液が、ポンプ室R2から吐出孔部54bを通り下流側ボス部50cから配管123内に吐出されて、下流側開閉弁120及びオリフィス130を通り、一定の微少流量となって、処理カップ20内に滴下する。これにより、半導体ウェハーWの薬液処理は、精度よく、一定になされ得る。
Along with this, the chemical liquid is discharged from the pump chamber R2 through the
上記第1実施形態と同様にポンプ室R2内の薬液の吐出完了に伴いステップ210或いは230においてYESと判定されると、ステップ212にて下流側開閉弁120が閉弁する。そして、ステップ213において、上記第1実施形態とは異なり、空気流供給処理がなされる。このため、空気流が、コントローラ150による制御のもと、空気流供給源80から配管81及び上側ハウジング部材30の供給孔部34を通り貫通孔部33の大径孔部33b内に圧送される。これに伴い、副ダイヤフラム100が、コイルスプリング70aに抗して下方へ変位してロッド60を下方へ摺動させて、ポンプ室R2の容積を増大させる。また、ステップ213の処理後、ステップ214の処理において上記第1実施形態と同様に上流側開閉弁110が開弁する。
As in the first embodiment, when it is determined YES in
これに伴い、薬液タンク10内の薬液が、上記第1実施形態と実質的に同様に、ダイヤフラムポンプPaのポンプ室R2内に吸入される。その後、ステップ240における判定がYESになると、ステップ241の処理において、上流側開閉弁110が閉弁する。その他の作動は上記第1実施形態と同様である。
Along with this, the chemical solution in the
以上説明したように、本第2実施形態では、上記第1実施形態とは異なり、コイルスプリング70aが押圧室R1内に配設され、一方、空気流供給源80からの空気流の圧力が、上側ハウジング部材30の貫通孔部33の大径孔部33b内に供給される。
As described above, in the second embodiment, unlike the first embodiment, the
このため、コイルスプリング70aの付勢力が常時押圧室R1側から主ダイヤフラム90に作用し、一方、大径孔部33b内への空気流の圧力が、ポンプ室R2側から副ダイヤフラム100を介し主ダイヤフラム90に作用する。このことは、ポンプ室R2内の薬液を吐出する際に、コイルスプリング70aの付勢力及び貫通孔部33内への空気流の圧力が、同一の主ダイヤフラム90を介し互いに対向するように当該主ダイヤフラムに向けて作用することを意味する。その結果、本第2実施形態においても、上記第1実施形態と実質的に同様に、主ダイヤフラム90の両面側から逆向きに作用するコイルスプリング70aによる付勢力及び貫通孔部33内の空気流による圧力の双方を有効に活用して、ハウジングHを簡単に構成したダイヤフラムポンプを提供することができる。その他の作用効果は、上記第1実施形態と実質的に同様である。
For this reason, the urging force of the
なお、本発明の実施にあたり、上記各実施形態に限ることなく、次のような種々の変形例が挙げられる。
(1)位置センサ140は、上記実施形態にて述べた光電センサに代えて、ロッド60の上方への摺動端位置及び下方への摺動端位置をそれぞれ検出する近接スイッチ等からなる2つの検出スイッチで構成してもよい。
(2)位置センサ140は、ロッド60の上方への摺動端位置及び下方への摺動端位置の一方のみを検出する検出スイッチと、ロッド60の上方への摺動端位置及び下方への摺動端位置の一方への到達後当該ロッド60の上方への摺動端位置及び下方への摺動端位置の他方に達するまでの所定経過時間をタイマーで計時するようにしてもよい。これによれば、当該タイマーは、上記所定計時時間の計時終了の際に、ロッド60の上方への摺動端位置及び下方への摺動端位置の他方への到達を検出することとなる。これによっても、上記実施形態と同様の作用効果を達成することができる。
(3)位置センサ140は、上記実施形態にて述べた光電センサに代えて、第1及び第2のタイマーを採用し、第1のタイマーにより、ロッド60の上方への摺動端位置から下方への摺動端位置まで到達するに要する第1の所定経過時間を計時し、第2のタイマーにより、ロッド60の上方への摺動端位置から下方への摺動端位置まで到達するに要する第2の所定経過時間を計時するようにしてもよい。これによれば、上記第1のタイマーは、その計時終了に伴い、ロッド60の上方への摺動端位置を検出し、上記第2のタイマーは、その計時終了に伴い、ロッド60の下方への摺動端位置を検出することとなる。これによっても、上記実施形態と同様の作用効果を達成することができる。
(4)位置センサ140は、光電センサに代えて、例えば、一対のフォトインタラプタ或いは一対のマイクロスイッチを採用してもよい。ここで、一対のフォトインタラプタ或いは一対のマイクロスイッチは、それぞれ、ロッド60の上方への摺動端位置及び下方への摺動端位置を検出すればよい。
(5)本発明の実施にあたり、薬液に限ることなく、純水その他の液体を吸入及び吐出するように本発明を適用してもよい。
(6)貫通孔部33の小径孔部33aと大径孔部33bとの境界段部は、上述したロッド60の上方への摺動端位置よりも上方に位置していてもよい。また、ロッド60のうち、先端側軸部61及び中側軸部62は、上記実施形態とは異なり、共に同一の外径を有するようにしてもよい。また、台座部41cの上面は、上述したロッド60の下方への摺動端位置に対応する位置よりも低く設定されていてもよく、さらには、台座部41cは廃止してもよい。
(7)本発明の実施にあたり、オリフィス130の内径は、上記実施形態にて述べたように一定の微少流量の薬液を流動させるように小さく設定されていなくてもよく、或いはオリフィス130は必要に応じて廃止してもよい。
(8)下流側開閉弁120に代えて、流量制御弁(例えば、比例制御弁)を採用し、ポンプ室R2からの薬液の吐出の際に、当該流量制御弁の開度を緩やかに増大させるようにすれば、ポンプ室R2からの薬液の吐出の際の配管123内の圧力の急激な上昇を防止し得る。
(9)上記第1実施形態において、コイルスプリング70を廃止するとともに、空気流供給源80とは異なる他の空気流供給源からの空気流を、上側ハウジング部材30の大径壁部31内に形成した連通路を通して、貫通孔部33の大径孔部33bの内部に圧送供給するように構成してもよい。
In carrying out the present invention, the following various modifications are possible without being limited to the above embodiments.
(1) Instead of the photoelectric sensor described in the above embodiment, the
(2) The
(3) The
(4) The
(5) In carrying out the present invention, the present invention may be applied so as to inhale and discharge pure water and other liquids without being limited to chemical solutions.
(6) The boundary step portion between the small-
(7) In carrying out the present invention, the inner diameter of the
(8) A flow rate control valve (for example, a proportional control valve) is employed instead of the downstream opening /
(9) In the first embodiment, the
これによれば、薬液のポンプ室R2内への吸入の際には、押圧室R1内への空気流の供給停止のもとに、大径孔部33bの内部に圧送された空気流が、大径孔部33bの内周面とロッド60の中側軸部62(環状鍔部62aを含む)の外周面との間から副ダイヤフラム100に直接作用する。このため、副ダイヤフラム100は、ポンプ室R2側へ変位して、中央軸部101により、主ダイヤフラム90の中央軸部91を押圧室R1側へ押して、押圧室R1内の空気を排出させながらポンプ室R2の容積を増大させる。また、ポンプ室R2内の薬液の吐出の際には、大径孔部33b内への空気流の供給停止のもとに、押圧室R1内へ圧送供給される空気流が、主ダイヤフラム90をポンプ室R2側へ押圧する。このため、主ダイヤフラム90が、副ダイヤフラム100とともに上方へ変位して、大径孔部33b内の空気を排出させながら、ポンプ室R2の容積を減少させる。
According to this, when the chemical liquid is sucked into the pump chamber R2, the air flow fed into the large-
その結果、上述のように、コイルスプリング70を廃止して貫通孔部33の大径孔部33b内に空気流を圧送供給するようにしても、上記第1実施形態と同様の作用効果が達成され得る。
(10)コイルスプリング70は、上記第1実施形態とは異なり、その両端部にて、境界段部33d及び副ダイヤフラム90の中央軸部91に係止するようにしてもよい。この場合には、ロッド60の環状鍔部62aの外径は、例えば、中側軸部62或いは先端側軸部63と同一の外径にしてもよい。
(11)上記第1実施形態において、ロッド60の環状鍔部62a及び基端側軸部63は、副ダイヤフラム100の中央軸部101に含むように把握してもよい。この場合には、ロッド60は、中側軸部62(環状鍔部62aを除く)及び基端側軸部61でもって構成される。
(12)上記第1或いは第2の実施形態において、本発明をダイヤフラムポンプとして用いる場合に、位置センサ140が不要であれば、貫通孔部33に代えて、ポンプ室R2内に開口する筒部(底部を有する)等の凹部を、大径壁部31及び小径壁部32に亘り形成するようにしてもよい。なお、当該凹部には、例えば、貫通孔部33の大径孔部33bが対応する。但し、小径孔部33aは閉じて大径孔部33bの底部とする。
As a result, as described above, even if the
(10) Unlike the first embodiment, the
(11) In the first embodiment, the
(12) In the first or second embodiment, in the case where the present invention is used as a diaphragm pump, if the
H…ハウジング、P、Pa…ダイヤフラムポンプ、R1…押圧室、R2…ポンプ室、
To…所定異常時間、10…薬液タンク、20…処理カップ、31…大径壁部、
32…小径壁部、33…貫通孔部、33a…小径孔部、33b…大径孔部、
33d…環状境界段部、34、44…供給孔部、50b…上流側ボス部、
50c…下流側ボス部、54a…吸入孔部、54b…吐出孔部、60…ロッド、
61…先端側軸部、62…中側軸部、63…基端側軸部、
70、70a…コイルスプリング、80…空気流供給源、90…主ダイヤフラム、
100…副ダイヤフラム、101…中央軸部、103…外周部、110…上流側開閉弁、
114、123、124…配管、120…下流側開閉弁、130…オリフィス、
140…位置センサ、150…コントローラ。
H: Housing, P, Pa: Diaphragm pump, R1: Pressing chamber, R2: Pumping chamber,
To ... Predetermined abnormal time, 10 ... Chemical tank, 20 ... Processing cup, 31 ... Large diameter wall,
32 ... Small diameter wall part, 33 ... Through-hole part, 33a ... Small diameter hole part, 33b ... Large diameter hole part,
33d: annular boundary step, 34, 44 ... supply hole, 50b ... upstream boss,
50c ... downstream boss, 54a ... suction hole, 54b ... discharge hole, 60 ... rod,
61 ... distal end side shaft portion, 62 ... middle side shaft portion, 63 ... proximal end side shaft portion,
70, 70a ... Coil springs, 80 ... Air flow source, 90 ... Main diaphragm,
DESCRIPTION OF
114, 123, 124 ... piping, 120 ... downstream side on-off valve, 130 ... orifice,
140: position sensor, 150: controller.
Claims (8)
このハウジング内に設けられて当該ハウジングの内部を押圧室及びポンプ室に区画する主ダイヤフラムと、
前記ハウジングのうち前記ポンプ室を介し前記主ダイヤフラムに同軸的に対向する同軸壁部位内にて前記ポンプ室内に開口するように凹状に形成した凹部と前記ポンプ室との間に設けられて前記凹部を前記ポンプ室から液密的に区画する副ダイヤフラムと、
前記ハウジングの前記凹部内から前記副ダイヤフラムを前記ポンプ室側へ付勢する付勢手段とを備えて、
前記副ダイヤフラムは、その中央部にて、前記ポンプ室内から前記主ダイヤフラムの中央部に同軸的に連結され、かつ、前記主ダイヤフラムよりも小さな外径を有しており、
前記ハウジングのうち前記押圧室の周壁部位には、空気流供給源からの空気流を前記押圧室内に供給する供給孔部が形成されており、
前記ハウジングのうち前記ポンプ室の周壁部位には、液体供給源からの液体を前記ポンプ室内に吸入する吸入部及び前記ポンプ室内の前記液体を吐出する吐出部が形成されているダイヤフラムポンプ。 A housing;
A main diaphragm which is provided in the housing and divides the interior of the housing into a pressing chamber and a pump chamber;
The recess is provided between the pump chamber and a recess formed in a concave shape so as to open in the pump chamber within a coaxial wall portion coaxially facing the main diaphragm via the pump chamber in the housing. A sub-diaphragm that liquid-tightly partitions the pump chamber;
Urging means for urging the sub-diaphragm from the inside of the recess of the housing to the pump chamber side;
The sub-diaphragm is coaxially connected from the pump chamber to the central portion of the main diaphragm at the center thereof, and has an outer diameter smaller than that of the main diaphragm,
A supply hole for supplying an air flow from an air flow supply source into the pressing chamber is formed in a peripheral wall portion of the pressing chamber in the housing,
A diaphragm pump in which a suction portion for sucking liquid from a liquid supply source into the pump chamber and a discharge portion for discharging the liquid in the pump chamber are formed in a peripheral wall portion of the pump chamber in the housing.
前記液体を前記ダイヤフラムポンプの前記ポンプ室に前記吸入部から流入させるとき開弁し、この液体の流入を停止するとき閉弁する上流側弁手段と、
前記ポンプ室から前記吐出部を介し吐出される前記液体をその被供給系統へ供給するとき開弁し、この液体の前記被供給系統への供給を停止するとき閉弁する下流側弁手段とを具備するダイヤフラムポンプを備えたポンプ装置。 The diaphragm pump according to claim 1 or 2,
An upstream valve means that opens when the liquid flows into the pump chamber of the diaphragm pump from the suction portion and closes when the liquid stops flowing;
A downstream valve means that opens when supplying the liquid discharged from the pump chamber through the discharge section to the supply system and closes when the supply of the liquid to the supply system is stopped; A pump device provided with a diaphragm pump.
前記ハウジングの前記凹部は、その底部にて、前記副ダイヤフラムと同軸的に開口されて前記凹部内に連通するとともに前記底部の外部に連通しており、
前記ロッドは、前記凹部を通り前記底部から延出可能に当該底部内に軸方向に摺動可能に嵌装される先端側軸部を有しており、
前記位置検出手段は、前記凹部の前記底部或いはその近傍に設けられて、前記ダイヤフラムポンプが前記ポンプ室内への前記液体の吸入を完了したとき前記ロッドの前記先端側軸部の摺動位置を前記ロッドの第1摺動位置として検出し、また、前記ダイヤフラムポンプが前記ポンプ室内の前記液体の吐出を完了したとき前記ロッドの前記先端側軸部の摺動位置を前記ロッドの第2摺動位置として検出するようになっており、
前記第1制御手段は、前記位置検出手段が前記ロッドの前記第2摺動位置を検出したとき、前記液体を前記ポンプ室内に吸入するために、前記押圧室内への前記空気流の供給を停止し、前記上流側弁手段を開弁し、かつ前記下流側弁手段を閉弁するように前記空気流供給源、前記上流側弁手段及び前記下流側弁手段を制御するようになっており、
前記第2制御手段は、前記第1制御手段による制御後前記位置検出手段が前記ロッドの前記第1摺動位置を検出したとき、前記ポンプ室内の前記液体を吐出するために、前記押圧室内への前記空気流の供給を開始し、前記上流側弁手段を閉弁し、かつ前記下流側弁手段を開弁するように前記空気流供給源、前記上流側弁手段及び前記下流側弁手段を制御するようになっていることを特徴とする請求項3または4に記載のダイヤフラムポンプを備えたポンプ装置。 A rod extending coaxially from the central portion of the sub-diaphragm to the opposite side of the main diaphragm into the recess, a position detection means, a first control means, and a second control means,
The concave portion of the housing is opened coaxially with the sub-diaphragm at the bottom thereof and communicates with the inside of the concave portion and communicates with the outside of the bottom portion,
The rod has a tip side shaft portion that is slidably fitted in the bottom portion so as to be able to extend from the bottom portion through the concave portion,
The position detecting means is provided at or near the bottom of the concave portion, and when the diaphragm pump has completed the suction of the liquid into the pump chamber, the sliding position of the tip side shaft portion of the rod is The first sliding position of the rod is detected, and when the diaphragm pump completes the discharge of the liquid in the pump chamber, the sliding position of the tip side shaft portion of the rod is the second sliding position of the rod. Is supposed to detect as
The first control means stops supplying the air flow into the pressing chamber in order to suck the liquid into the pump chamber when the position detecting means detects the second sliding position of the rod. And the air flow supply source, the upstream valve means and the downstream valve means are controlled to open the upstream valve means and close the downstream valve means,
The second control means is configured to discharge the liquid in the pump chamber into the pressing chamber when the position detection means detects the first sliding position of the rod after the control by the first control means. The air flow supply source, the upstream valve means and the downstream valve means so as to start supplying the air flow, close the upstream valve means, and open the downstream valve means. 5. A pump device comprising the diaphragm pump according to claim 3, wherein the pump device is controlled.
このハウジング内に設けられて当該ハウジングの内部を押圧室及びポンプ室に区画する主ダイヤフラムと、
前記ハウジングのうち前記ポンプ室を介し前記主ダイヤフラムに同軸的に対向する同軸壁部位内に前記ポンプ室内に開口するように凹状に形成した凹部と前記ポンプ室との間に設けられて前記凹部を前記ポンプ室から液密的に区画する副ダイヤフラムと、
前記押圧室内に設けられて前記主ダイヤフラムを前記ポンプ室側へ押圧するように付勢する付勢手段とを備えて、
前記副ダイヤフラムは、その中央部にて、前記ポンプ室内から前記主ダイヤフラムの中央部に同軸的に連結され、かつ、前記主ダイヤフラムよりも小さな外径を有しており、
前記ハウジングのうち前記ポンプ室の周壁部位には、液体供給源からの液体を前記ポンプ室内に吸入する吸入部、前記ポンプ室内の前記液体を吐出する吐出部及び空気流供給源(80)からの空気流を前記凹部内に供給する供給孔部が形成されているダイヤフラムポンプ。 A housing;
A main diaphragm which is provided in the housing and divides the interior of the housing into a pressing chamber and a pump chamber;
The recess is provided between a recess formed in a concave shape so as to open in the pump chamber in a coaxial wall portion coaxially facing the main diaphragm via the pump chamber in the housing and the pump chamber. A sub-diaphragm that is liquid-tightly partitioned from the pump chamber;
A biasing means provided in the pressing chamber and biasing so as to press the main diaphragm toward the pump chamber;
The sub-diaphragm is coaxially connected from the pump chamber to the central portion of the main diaphragm at the center thereof, and has an outer diameter smaller than that of the main diaphragm,
The peripheral wall portion of the pump chamber of the housing has a suction portion for sucking liquid from the liquid supply source into the pump chamber, a discharge portion for discharging the liquid in the pump chamber, and an air flow supply source (80). The diaphragm pump in which the supply hole part which supplies an air flow in the said recessed part is formed.
前記ハウジングの前記凹部は、その底部にて、前記副ダイヤフラムと同軸的に開口されて前記凹部内に連通するとともに前記底部の外部に連通しており、
前記ロッドは、前記凹部を通り前記底部から延出可能に当該底部内に軸方向に摺動可能に嵌装される先端側軸部を有しており、
前記上流側弁手段は、前記液体を前記ダイヤフラムポンプの前記ポンプ室に前記吸入部から流入させるとき開弁し、この液体の流入を停止するとき閉弁するようになっており、
前記下流側弁手段は、前記ポンプ室から前記吐出部を介し吐出される前記液体をその被供給系統へ供給するとき開弁し、この液体の前記被供給系統への供給を停止するとき閉弁するようになっており、
前記オリフィス手段は、前記下流側弁手段から前記被供給系統への前記液体の供給流量を一定の微少流量に絞るようになっており、
前記位置検出手段は、前記凹部の前記底部或いはその近傍に設けられて、前記ダイヤフラムポンプが前記ポンプ室内への前記液体の吸入を完了したとき前記ロッドの前記先端側軸部の摺動位置を前記ロッドの第1摺動位置として検出し、また、前記ダイヤフラムポンプが前記ポンプ室内の前記液体の吐出を完了したとき前記ロッドの前記先端側軸部の摺動位置を前記ロッドの第2摺動位置として検出するようになっており、
前記第1制御手段は、前記位置検出手段が前記ロッドの前記第2摺動位置を検出したとき、前記液体を前記ポンプ室内に吸入するために、前記凹部内へ前記空気流を供給し、前記上流側弁手段を開弁し、かつ前記下流側弁手段を閉弁するように前記空気流供給源、前記上流側弁手段及び前記下流側弁手段を制御するようになっており、
前記第2制御手段は、前記第1制御手段による制御後前記位置検出手段が前記ロッドの前記第1摺動位置を検出したとき、前記ポンプ室内の前記液体を吐出するために、前記凹部内への前記空気流の供給を停止し、前記上流側弁手段を閉弁し、かつ前記下流側弁手段を開弁するように前記空気流供給源、前記上流側弁手段及び前記下流側弁手段を制御するようにしたダイヤフラムポンプを備えたポンプ装置。 8. The diaphragm pump according to claim 7, wherein the diaphragm pump has a rod extending coaxially from the center portion of the sub-diaphragm toward the opposite side of the main diaphragm into the recess, upstream valve means, and downstream side Comprising valve means and orifice means, position detection means, first control means and second control means,
The concave portion of the housing is opened coaxially with the sub-diaphragm at the bottom thereof and communicates with the inside of the concave portion and communicates with the outside of the bottom portion,
The rod has a tip side shaft portion that is slidably fitted in the bottom portion so as to be able to extend from the bottom portion through the concave portion,
The upstream valve means opens when the liquid flows into the pump chamber of the diaphragm pump from the suction portion, and closes when stopping the inflow of the liquid,
The downstream valve means opens when supplying the liquid discharged from the pump chamber through the discharge portion to the supply system, and closes when supplying the liquid to the supply system is stopped. Is supposed to
The orifice means is adapted to restrict the supply flow rate of the liquid from the downstream valve means to the supply system to a fixed minute flow rate,
The position detecting means is provided at or near the bottom of the concave portion, and when the diaphragm pump has completed the suction of the liquid into the pump chamber, the sliding position of the tip side shaft portion of the rod is The first sliding position of the rod is detected, and when the diaphragm pump completes the discharge of the liquid in the pump chamber, the sliding position of the tip side shaft portion of the rod is the second sliding position of the rod. Is supposed to detect as
The first control means supplies the air flow into the recess to suck the liquid into the pump chamber when the position detection means detects the second sliding position of the rod, The air flow source, the upstream valve means and the downstream valve means are controlled to open the upstream valve means and close the downstream valve means,
The second control means enters the recess to discharge the liquid in the pump chamber when the position detection means detects the first sliding position of the rod after control by the first control means. The air flow supply source, the upstream valve means and the downstream valve means so as to stop the supply of the air flow, close the upstream valve means, and open the downstream valve means. A pump device equipped with a diaphragm pump to be controlled.
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JP2002207518A (en) * | 2001-01-10 | 2002-07-26 | Advance Denki Kogyo Kk | Pressure control valve |
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