JP4923002B2 - Liquid pump system, pump device, and control method of rolling diaphragm pump - Google Patents

Liquid pump system, pump device, and control method of rolling diaphragm pump Download PDF

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本発明は、液体ポンプシステム、ポンプ装置、ローリングダイヤフラムポンプの制御方法に係り、詳しくは半導体や液晶プロセスに好適に使用可能な液体ポンプシステム、ポンプ装置、ローリングダイヤフラムポンプの制御方法に関するものである。 The present invention relates to a control method for a liquid pump system, a pump device , and a rolling diaphragm pump, and more particularly to a liquid pump system, a pump device , and a control method for a rolling diaphragm pump that can be suitably used for semiconductor and liquid crystal processes.

ローリングダイヤフラムポンプは、シリンダ内に収容されて往復駆動されるピストンにローリングダイヤフラムの内周部が取付けられ、その外周部がシリンダに取付けられており、シリンダ内においてローリングダイヤフラムによって密閉され、かつ、ピストンの移動によって容積変化するポンプ室(圧力室)に流体の吸込口及び吐出口をそれぞれ開口して構成されている。そこで、流体の吸込口及び吐出口に、それぞれ逆止弁を介して流体タンク及び吐出流体供給部に連なるように構成すれば、ピストンの往復駆動に伴ってポンプ室の容積が変化し、容積が拡大する過程で吸込口から流体が吸込まれ、縮小する過程で吐出口から流体が吐出される。   In a rolling diaphragm pump, the inner periphery of a rolling diaphragm is attached to a piston that is housed in a cylinder and driven to reciprocate. The outer periphery of the rolling diaphragm pump is attached to the cylinder, and the piston is sealed by a rolling diaphragm in the cylinder. The fluid suction port and the discharge port are respectively opened in a pump chamber (pressure chamber) whose volume is changed by the movement of. Therefore, if the fluid suction port and the discharge port are connected to the fluid tank and the discharge fluid supply unit via check valves, respectively, the volume of the pump chamber changes with the reciprocating drive of the piston. In the process of expanding, fluid is sucked from the suction port, and in the process of contracting, fluid is discharged from the discharge port.

例えば、特許文献1において開示されるもののように、ローリングダイヤフラムポンプにおいては、良好なポンピングによる高い吐出精度に寄与できるように、薄膜状のローリングダイヤフラムが所定の姿勢(折返し反転姿勢)を安定的に維持できるような工夫が為されている。即ち、ローリングダイヤフラムの背部側(反ポンプ室側)に、ローリングダイヤフラムの背面とシリンダとピストンとで囲まれる減圧室を設け、シリンダを貫いて連通される減圧発生手段によって減圧室を減圧することにより、ローリングダイヤフラムが常にシリンダの内壁面に吸付くようになって上記反転姿勢が常時かつ明確に維持されるのである。   For example, as disclosed in Patent Document 1, in a rolling diaphragm pump, a thin film-shaped rolling diaphragm stably maintains a predetermined posture (folded reverse posture) so as to contribute to high discharge accuracy by good pumping. Ingenuity that can be maintained has been made. That is, a decompression chamber surrounded by the back surface of the rolling diaphragm, the cylinder and the piston is provided on the back side (the anti-pump chamber side) of the rolling diaphragm, and the decompression chamber is decompressed by decompression generating means communicating through the cylinder. The rolling diaphragm is always sucked to the inner wall surface of the cylinder, so that the above inverted posture is always and clearly maintained.

減圧室は、ローリングダイヤフラムがシリンダ内周壁及びピストン外周壁に隙間無く沿う姿勢を維持するために、ポンプ室よりも常に低圧となるように減圧されるところであり、そのためには減圧室を常に減圧状態に保てるように真空発生器等の減圧手段を常時駆動する構成が採られている。従って、ローリングダイヤフラムの姿勢を維持できる利点がある反面、減圧手段を常時駆動しなければならない新たな不利が生じるものである。また、シリンダ内で往復移動するピストンを持つ構造では、一般的に摺動型のシールが用いられて減圧室の漏れを皆無にすることは困難であるから、その漏れを見越したパワーのある減圧手段を用いて減圧室からエアを常時吸引する構成が採られている。   The decompression chamber is a place where the rolling diaphragm is decompressed so as to be always at a lower pressure than the pump chamber in order to maintain the posture in which the rolling diaphragm follows the cylinder inner peripheral wall and the piston outer peripheral wall without any gap. The pressure-reducing means such as a vacuum generator is always driven so that the pressure can be maintained. Therefore, there is an advantage that the posture of the rolling diaphragm can be maintained, but on the other hand, there is a new disadvantage that the decompression means must always be driven. In addition, in a structure with a piston that reciprocates in a cylinder, it is difficult to eliminate the leakage in the decompression chamber because a sliding seal is generally used. A configuration is employed in which air is constantly sucked from the decompression chamber using the means.

従って、ポンプ装置や液体ポンプシステムといった従来のローリングダイヤフラムポンプ並びにそれを用いる装置類では、減圧室を減圧するための装置、いわばポンプの補助装置としての減圧手段がその機能の割には大きなものになって装置の大型化やを招くとか、減圧手段の常時駆動によるポンプや装置全体としての効率低下を伴うといった不利があり、改善の余地が残されているものであった。
特開2007−023935号公報
Therefore, in conventional rolling diaphragm pumps such as a pump device and a liquid pump system and devices using the same, a device for decompressing the decompression chamber, that is, a decompression means as an auxiliary device for the pump, is large for its function. Thus, there are disadvantages such as an increase in the size of the apparatus and a decrease in efficiency of the pump and the apparatus as a whole due to the constant drive of the decompression means, leaving room for improvement.
JP 2007-023935 A

本発明の目的は、ポンプ構造の工夫により、ローリングダイヤフラムの姿勢を維持するための減圧装置の小型化や簡略化して、装置の大型化や効率低下を解消又は抑制できる液体ポンプシステム、ポンプ装置、並びにローリングダイヤフラムポンプの制御方法を開発して提供する点にある。 The purpose of the present invention is to reduce the size and simplify the decompression device for maintaining the posture of the rolling diaphragm by devising the pump structure, and to reduce or suppress the increase in size and efficiency of the device , the pump device , In addition, a control method for the rolling diaphragm pump is developed and provided.

請求項1に係る発明は、シリンダ1、前記シリンダ1内に収容されて駆動往復移動されるピストン2、前記ピストン2に支持される内周部3c及びピストン外周の折返部3dを経てシリンダ1に支持される外周部3eを有するローリングダイヤフラム3、前記シリンダ1内において前記ローリングダイヤフラム3によって仕切られ、かつ、前記ピストン2の移動によって容積変化するポンプ室4、及び前記ローリングダイヤフラム3の背面側において前記シリンダ1と前記ピストン2と前記ローリングダイヤフラム3とで囲まれて形成される減圧室26を有して成るローリングダイヤフラムポンプ70と、前記ローリングダイヤフラポンプ70に対する吐出側流路30を開閉する吐出側弁28と、前記ローリングダイヤフラポンプ70に対する吸入側流路29を開閉する吸入側弁27と、を有するとともに、前記吐出側弁28を閉弁し、かつ、前記吸入側弁27を開弁して前記ローリングダイヤフラポンプ70を吸入動作させる吸入駆動状態と、前記吐出側弁28を開弁し、かつ、前記吸入側弁27を閉弁して前記ローリングダイヤフラポンプ70を吐出動作させる吐出駆動状態とが切換可能に構成されている液体ポンプシステムにおいて、
前記吐出駆動状態から前記吸入駆動状態に切換わるときには、前記吐出駆動状態の終了に伴って、前記吐出側弁28を開弁し、かつ、前記吸入側弁27を閉弁して前記ローリングダイヤフラポンプ70を吸入動作させる逆駆動状態を経て前記吸入駆動状態に切換えられるとともに、
前記吐出駆動状態から前記逆駆動状態に切換わるときは、前記吐出側弁28の開弁状態と前記吸入側弁27の閉弁状態とが維持されている状態で前記ローリングダイヤフラポンプ70が前記吐出動作から直ちに前記吸入動作に切換えられるように構成されており、
前記吐出側弁28及び前記吸入側弁27が、エアを用いて弁体61を動かすことで前記弁体61が弁座62に当接している閉弁状態と前記弁体61が前記弁座62から離れている開弁状態との切換えが可能なエアオペレイト弁に構成され、
前記吐出側弁28及び前記吸入側弁27へのエア給排を制御する制御弁39と前記吐出側弁28及び前記吸入側弁27とを接続する吐出側及び吸入側のエア給排路41,40を設けるとともに、前記吐出側エア給排路41を通るエアに絞り作用する絞り手段43が配備され、
前記減圧室26を減圧するための減圧手段35と、各々が前記ポンプ室4に連通する流体の吸入部6及び吐出部7とを備えるとともに、前記減圧手段35と前記減圧室26とが、前記減圧室26の減圧動作は許容し、かつ、前記減圧室26の増圧動作は阻止する逆止弁Vを介して連通され
前記逆駆動状態での前記ローリングダイヤフラポンプ70の吸入動作が、前記吐出動作から切換えられた直後の高速吸入動作と、該高速吸入動作に続く中速吸入動作と、該中速吸入動作に続く低速吸入動作とによる三段切換駆動状態に設定されていることを特徴とするものである。
The invention according to claim 1, shea cylinder 1, a piston 2 which is driven back and forth movement is housed in the cylinder 1, the cylinder 1 through the turned-back portion 3d of the inner peripheral portion 3c and the piston outer periphery, which is supported by the piston 2 A rolling diaphragm 3 having an outer peripheral portion 3e supported by the pump, a pump chamber 4 partitioned by the rolling diaphragm 3 in the cylinder 1 and changing in volume by the movement of the piston 2, and a back side of the rolling diaphragm 3 A rolling diaphragm pump 70 having a decompression chamber 26 formed by being surrounded by the cylinder 1, the piston 2 and the rolling diaphragm 3, and a discharge for opening and closing a discharge side flow path 30 with respect to the rolling diaphragm pump 70. For the side valve 28 and the rolling diaphragm pump 70 A suction side valve 27 that opens and closes the suction side flow path 29, closes the discharge side valve 28, and opens the suction side valve 27 to cause the rolling diaphragm pump 70 to perform a suction operation. A liquid configured to be switchable between a suction drive state and a discharge drive state in which the discharge side valve 28 is opened and the suction side valve 27 is closed and the rolling diaphragm pump 70 is discharged. In the pump system,
When switching from the discharge drive state to the suction drive state, the discharge side valve 28 is opened and the suction side valve 27 is closed and the rolling diaphragm is closed as the discharge drive state ends. The pump 70 is switched to the suction drive state through a reverse drive state in which the suction operation is performed, and
When switching from the discharge drive state to the reverse drive state, the rolling diaphragm pump 70 is in a state where the open state of the discharge side valve 28 and the closed state of the suction side valve 27 are maintained. It is configured to be immediately switched from the discharge operation to the suction operation,
The discharge-side valve 28 and the suction-side valve 27 move the valve body 61 by using air so that the valve body 61 is in contact with the valve seat 62 and the valve body 61 is in the valve seat 62. It is configured as an air operated valve that can be switched to a valve open state that is away from
A control valve 39 for controlling air supply / discharge to the discharge side valve 28 and the suction side valve 27 and a discharge side and suction side air supply / discharge passage 41 connecting the discharge side valve 28 and the suction side valve 27; 40, and a throttle means 43 that throttles the air passing through the discharge-side air supply / exhaust passage 41 is provided,
A pressure reducing means 35 for reducing the pressure of the said decompression chamber 26, with each comprising a suction portion 6 and the discharge section 7 of the fluid communicating with the pump chamber 4, is a pre-Symbol decompression means 35 and the vacuum chamber 26, The decompression chamber 26 communicates via a check valve V that allows the decompression operation of the decompression chamber 26 and blocks the pressure increase operation of the decompression chamber 26 ,
The suction operation of the rolling diaphragm pump 70 in the reverse drive state follows the high-speed suction operation immediately after switching from the discharge operation, the medium-speed suction operation following the high-speed suction operation, and the medium-speed suction operation. It is characterized by being set to a three-stage switching drive state by a low-speed suction operation .

請求項2に係る発明は、ポンプ装置において、請求項1に記載の液体ポンプシステムを備えたことを特徴とするものである。 The invention according to claim 2 is characterized in that the pump device includes the liquid pump system according to claim 1 .

請求項3に係る発明は、請求項1に記載の液体ポンプシステム又は請求項2に記載のポンプ装置において、ポンプ室容積が最大となる下死点位置からポンプ室容積が最小となる上死点位置に向けて前記ピストン2が移動する吐出動作の開始前に、前記減圧手段35の減圧動作を終了させる制御手段77が装備されていることを特徴とするものである。 The invention according to claim 3 is the liquid pump system according to claim 1 or the pump device according to claim 2, wherein the top dead center at which the pump chamber volume is minimized from the bottom dead center position at which the pump chamber volume is maximized. Control means 77 for ending the decompression operation of the decompression means 35 is provided before the start of the discharge operation in which the piston 2 moves toward the position.

請求項4に係る発明は、ローリングダイヤフラムポンプの制御方法において、請求項1に記載の液体ポンプシステム又は請求項2に記載のポンプ装置の前記減圧手段35を、その減圧動作がポンプ室容積が最大となる下死点位置からポンプ室容積が最小となる上死点位置に向けて前記ピストン2が移動する吐出動作の開始前に終了されるように駆動することを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a rolling diaphragm pump, wherein the pressure reducing means 35 of the liquid pump system according to the first aspect or the pump device according to the second aspect has a maximum pump chamber volume. The piston 2 is driven so as to be terminated before the start of the discharge operation in which the piston 2 moves from the bottom dead center position toward the top dead center position where the pump chamber volume is minimized.

請求項1の発明によれば、詳しくは実施形態の項で説明するが、逆止弁を設けたことにより、減圧手段を常時駆動しなくても減圧室を所定の低圧状態に維持することが可能になり、真空発生器やエア吸引機等の減圧手段の駆動時間を従来のものに比べて大幅に減らすことができることが判った。その結果、ポンプ構造の工夫により、ローリングダイヤフラムの姿勢を維持するための減圧装置の小型化や簡略化が図れて、装置の大型化や効率低下を解消又は抑制できる液体ポンプシステムを提供することができる。 According to the invention of claim 1, although described in detail in the section of the embodiment, by providing the check valve, the decompression chamber can be maintained at a predetermined low pressure state without always driving the decompression means. As a result, it has been found that the driving time of decompression means such as a vacuum generator and an air suction device can be greatly reduced as compared with the conventional one. As a result, by devising the pump structure, it is possible to reduce or simplify the decompression device for maintaining the posture of the rolling diaphragm, and to provide a liquid pump system capable of eliminating or suppressing the increase in size and the decrease in efficiency of the device. it can.

また、吐出駆動状態から逆駆動状態に切換わるときは、吐出側弁の開弁状態と吸入側弁の閉弁状態とが維持されている状態でポンプが吐出動作から直ちに前記吸入動作に切換えられるので、ノズル等の液体吐出部の液体は吐出状態から吸入状態に切換わる際に一時的に吐出圧が作用するとか、圧変動するといった不安定な圧力挙動が生じないようになり、その状態で逆駆動による液垂れ防止作用が機能するものとなる。これにより、ポンプの残圧が吐出側流路に作用するとか、サックバック動作に切換わる際に圧の変動が生じること等によって、ノズルからの不測の液垂れが生じることのないように規制されるようになる。従って、ポンプのサックバック動作で液垂れが生じないようにする構成をさらに工夫する、即ち、逆駆動状態でのローリングダイヤフラポンプの吸入動作が、吐出動作から切換えられた直後の高速吸入動作と、該高速吸入動作に続く中速吸入動作と、該中速吸入動作に続く低速吸入動作とによる三段切換駆動状態に設定することにより、不測の液垂れが皆無となるまでに改善された望ましい液体ポンプシステムを提供することができる。 Further, when switching from the discharge drive state to the reverse drive state, the pump is immediately switched from the discharge operation to the suction operation while the open state of the discharge side valve and the closed state of the intake side valve are maintained. Therefore, the liquid in the liquid discharge section such as the nozzle does not cause unstable pressure behavior such as temporary discharge pressure acting or pressure fluctuation when switching from the discharge state to the suction state. The dripping prevention function by reverse driving functions. As a result, the residual pressure of the pump acts on the discharge side flow path, or the pressure fluctuates when switching to the suck-back operation. Become so. Therefore, further devise a configuration that prevents liquid dripping from occurring in the suck back operation of the pump , that is, the high speed suction operation immediately after the suction operation of the rolling diaphragm pump in the reverse drive state is switched from the discharge operation. Desirably improved to eliminate any unexpected dripping by setting the three-stage switching drive state by the medium-speed suction operation following the high-speed suction operation and the low-speed suction operation following the medium-speed suction operation A liquid pump system can be provided.

加えて、吐出側弁を応答性に優れるエアオペレイト弁で構成することによって新たに生じる問題をも解消することができる利点がある。即ち、エアオペレイト弁の閉弁動作によって液体吐出部への流路にポンピング作用が生じ、サックバック動作を行うにも拘らずに液だれするおそれがあり、これが新たな問題である。しかしながら、吐出側エア給排路を通るエアに絞り作用する絞り手段を配備することにより、吐出側エアオペレイト弁によるポンピング作用による悪影響が実質的に解消され、液だれのおそれなく応答性に優れるエアオペレイト弁の利点を享受でき、より改善された液体ポンプシステムが可能になる。   In addition, there is an advantage that a problem newly generated can be solved by configuring the discharge side valve with an air operated valve having excellent responsiveness. In other words, the closing operation of the air operated valve causes a pumping action in the flow path to the liquid discharge section, and there is a possibility that the liquid may leak despite the suck back operation, which is a new problem. However, by providing a throttle means that throttles the air passing through the discharge-side air supply / discharge path, the adverse effect of the pumping action of the discharge-side air operated valve is substantially eliminated, and the air-operated valve has excellent response without fear of dripping. The liquid pump system can be improved and the liquid pump system can be improved.

請求項2の発明によれば、詳しくは実施形態の項で説明するが、逆止弁を設けたことにより、減圧手段を常時駆動しなくても減圧室を所定の低圧状態に維持することが可能になり、真空発生器やエア吸引機等の減圧手段の駆動時間を従来のものに比べて大幅に減らすことができることが判った。その結果、ポンプ構造の工夫により、ローリングダイヤフラムの姿勢を維持するための減圧装置の小型化や簡略化が図れて、装置の大型化や効率低下を解消又は抑制できるポンプ装置を提供することができる。 According to the invention of claim 2, although described in detail in the section of the embodiment, by providing a check valve, the decompression chamber can be maintained at a predetermined low pressure state without always driving the decompression means. As a result, it has been found that the driving time of decompression means such as a vacuum generator and an air suction device can be greatly reduced as compared with the conventional one. As a result, by devising the pump structure, the pressure reducing device for maintaining the posture of the rolling diaphragm can be reduced in size and simplified, and the pump device capable of eliminating or suppressing the increase in size and efficiency reduction of the device can be provided. .

そして、請求項3のように、例えばポンプの吐出工程の直前にて短時間減圧手段を駆動させる等、吐出動作の開始前に減圧手段の減圧動作を終了させる制御手段を設けてあるので、逆止弁を設けたことによる請求項1や請求項2の発明による前記効果をより一層強化させることが可能となる利点がある。この利点は、請求項4のローリングダイヤフラムポンプの制御方法においても同様に得ることができる。   Further, as in claim 3, there is provided a control means for ending the decompression operation of the decompression means before the start of the ejection operation, for example, driving the decompression means for a short time immediately before the discharge process of the pump. There is an advantage that the effect by the inventions of claim 1 and claim 2 due to the provision of the stop valve can be further enhanced. This advantage can be similarly obtained in the method of controlling the rolling diaphragm pump according to claim 4.

以下に、本発明によるローリングダイヤフラムポンプの実施形態を、液体ポンプシステムに用いた場合について図面を参照しながら説明する。図1は液体ポンプシステムを示すブロック図、図2ポンプ装置の一部切欠き側面図、図3,4はローリングダイヤフラムポンプの断面図、ピストン伸張時の断面図、図5はローリングダイヤフラムポンプと各弁との動作状況を示すタイムチャート、図6は一段による逆駆動状態を示す(a)作用図、(b)タイムチャートの要部図、図7は二段の段逆駆動状態を考察する作用図、図8は逆駆動状態のタイムチャート要部を示し、(a)は二段切換型、(b)は三段切換型の要部図である。また、図9は液体ポンプシステムの吸入側弁及び吐出側弁とその操作系を具体化したブロック図、図10はエアオペレイトバルブの構造を示す断面図、図11はニードル弁の構造を示す断面図、図12は吐出側弁の閉じ動作に伴うノズル液面の不都合挙動等を示す作用図、図13はノズル液面の改善状況を示す要部の作用図、図14はポンプ装置の所定高さ部位での平面図、図15はダブルローリングダイヤフラムポンプの断面図である。 Hereinafter, an embodiment of a rolling diaphragm pump according to the present invention will be described with reference to the drawings when used in a liquid pump system. 1 is a block diagram showing a liquid pump system, FIG. 2 is a partially cutaway side view of a pump device, FIGS. 3 and 4 are sectional views of a rolling diaphragm pump, a sectional view when a piston is extended, and FIG. 5 is a drawing of a rolling diaphragm pump. FIG. 6 is a time chart showing the operation state with each valve, FIG. 6A is an operation diagram showing a reverse drive state by one stage, FIG. 7B is a main part diagram of the time chart, and FIG. FIG. 8 shows the main part of the time chart in the reverse drive state, where (a) is a two-stage switching type and (b) is a three-stage switching type main part diagram. Further, FIG. 9 is embodied block diagram suction side valve and the discharge side valve of the liquids pump system and its operation system, Figure 10 is a sectional view showing the structure of the air-operated valve, the structure of FIG. 11 is a needle valve FIG. 12 is an action diagram showing the inconvenient behavior of the nozzle liquid level accompanying the closing operation of the discharge side valve, FIG. 13 is an action diagram of the main part showing the improvement status of the nozzle liquid level, and FIG. FIG. 15 is a sectional view of a double rolling diaphragm pump.

〔実施例1〕
ローリングダイヤフラムポンプ70を有する液体ポンプシステムAを図1に示す。このシステムAは、薬液タンク31と、ポンプ装置Pと、フィルタ32と、ノズル33と、吸入側弁27と、吐出側弁28と、吸入側流路29と、吐出側流路30とを有して構成されている。ポンプ装置Pの吸入部6と薬液タンク31とに亘る吸入側流路29の途中に吸入側弁27が配備され、ポンプ装置Pの吐出部7とノズル33とに亘る吐出側流路30には、吐出側弁28とフィルタ32とが配備されている。
[Example 1]
A liquid pump system A having a rolling diaphragm pump 70 is shown in FIG. This system A has a chemical tank 31, a pump device P, a filter 32, a nozzle 33, a suction side valve 27, a discharge side valve 28, a suction side flow path 29, and a discharge side flow path 30. Configured. A suction side valve 27 is provided in the middle of the suction side flow passage 29 extending between the suction portion 6 of the pump device P and the chemical liquid tank 31, and the discharge side flow passage 30 extending between the discharge portion 7 of the pump device P and the nozzle 33 is provided in the discharge side flow passage 30. The discharge side valve 28 and the filter 32 are provided.

吸入側及び吐出側の各弁27,28は、開弁状態と閉弁状態とがエア圧によって切換えられるように作動する二位置切換型のエアオペレイトバルブに構成されている。吐出側流路30に配備される複数の流体機器、即ち吐出側弁28、フィルタ32、及びとノズル33のうち、吐出側流路30の終端に配備されるノズル(液体吐出部の一例)33を除いて最も液体流れ方向下流側に配備される流体機器がフィルタ32に設定されている。尚、34は薬液eの塗布対象(液体供給対象)としてのウェハである。   Each of the suction side and discharge side valves 27 and 28 is configured as a two-position switching type air operated valve that operates so as to be switched between an open state and a closed state by air pressure. Among a plurality of fluid devices provided in the discharge side flow path 30, that is, the discharge side valve 28, the filter 32, and the nozzle 33, a nozzle (an example of a liquid discharge unit) 33 provided at the end of the discharge side flow path 30. Except for the filter 32, the fluid device disposed most downstream in the liquid flow direction is set in the filter 32. Reference numeral 34 denotes a wafer as an application target (liquid supply target) of the chemical liquid e.

ポンプ装置Pについて説明する。ポンプ装置Pは、図2〜図4,図14に示すように、シリンダ1と、このシリンダ1内に収容されて往復駆動されるピストン2と、ピストン2に取付けられる内周部3c、及びピストン外周の折返部3dを経てシリンダ1に取付けられる外周部3eを有するPTFE等のフッ素樹脂製のローリングダイヤフラム3と、シリンダ1とローリングダイヤフラム3とで囲まれていてシリンダ1内においてローリングダイヤフラム3によって仕切られ、かつ、ピストン2の移動によって容積変化するポンプ室(圧力室)4と、各々がポンプ室4に連通する液体の吸入部(吸込口とも言う)6及び吐出部(吐出口とも言う)7を備えるローリングダイヤフラムポンプ70を有して構成されている。   The pump device P will be described. 2 to 4 and 14, the pump device P includes a cylinder 1, a piston 2 accommodated in the cylinder 1 and driven to reciprocate, an inner peripheral portion 3 c attached to the piston 2, and a piston Surrounded by a rolling diaphragm 3 made of fluororesin such as PTFE having an outer peripheral portion 3e attached to the cylinder 1 via an outer peripheral folded portion 3d, and the cylinder 1 and the rolling diaphragm 3, and is partitioned by the rolling diaphragm 3 in the cylinder 1 And a pump chamber (pressure chamber) 4 whose volume is changed by the movement of the piston 2, a liquid suction portion (also referred to as a suction port) 6 and a discharge portion (also referred to as a discharge port) 7 each communicating with the pump chamber 4. It has the rolling diaphragm pump 70 provided with.

ローリングダイヤフラムポンプ70において、シリンダ1内には、ピストン2が軸方向に移動自在に収容され、このピストン2には、後述するポンプ駆動源と回り止め手段によって往復運動が与えられる。ピストン2は、その移動方向中間部に形成される環状のパッキン溝2eと、それよりシリンダヘッド側の先端部2bと、その反対でピストン根元側の基端部2aと、ネジ孔2d等を有する直胴状のものに構成されている。尚、ローリングダイヤフラム3のピストン2に対する位置が、図2に示すものと、図3及び4に示すものとで若干異ならせて描いてあるが、いずれのタイプの構造を採っても良い。   In the rolling diaphragm pump 70, a piston 2 is accommodated in the cylinder 1 so as to be movable in the axial direction, and a reciprocating motion is given to the piston 2 by a pump drive source and a rotation preventing means described later. The piston 2 has an annular packing groove 2e formed at an intermediate portion in the moving direction, a tip portion 2b on the cylinder head side from the annular packing groove 2e, and a base end portion 2a on the piston base side on the opposite side, a screw hole 2d, and the like. It is configured in a straight barrel shape. Although the position of the rolling diaphragm 3 relative to the piston 2 is depicted slightly different between that shown in FIG. 2 and that shown in FIGS. 3 and 4, any type of structure may be adopted.

シリンダヘッド1aとによってポンプ室4を画成するローリングダイヤフラム3は、ネジ軸部3aと、フランジ部3bと、ダイヤフラム内周部3cと、ダイヤフラム外周部3eと、リング部3fと、頭部3gとを有して形成されている。ネジ軸部3aは、ピストン2の先端部2bの先端面に同軸的に設けられた有底のネジ孔2dに螺合されている。フランジ部3bは、ネジ軸部3aの頭部側の一端外周面から半径方向に突出形成され、ピストン2の先端部2bの先端面外縁部に密着接合されている。ダイヤフラム内周部3cは、フランジ部3bの端部からピストン2の先端部2bの先端部外周面に沿って軸方向に延設され、ピストン2の先端部2bの先端部外周面に密着する薄膜状のものである。   The rolling diaphragm 3 that defines the pump chamber 4 with the cylinder head 1a includes a screw shaft portion 3a, a flange portion 3b, a diaphragm inner peripheral portion 3c, a diaphragm outer peripheral portion 3e, a ring portion 3f, and a head 3g. It is formed. The screw shaft portion 3 a is screwed into a bottomed screw hole 2 d provided coaxially on the tip surface of the tip portion 2 b of the piston 2. The flange portion 3 b is formed so as to protrude in the radial direction from the outer peripheral surface at one end on the head side of the screw shaft portion 3 a, and is closely bonded to the outer edge portion of the tip end surface 2 b of the piston 2. The diaphragm inner peripheral portion 3c extends in the axial direction from the end portion of the flange portion 3b along the outer peripheral surface of the front end portion 2b of the piston 2 and is in close contact with the outer peripheral surface of the front end portion of the front end portion 2b of the piston 2. It is a shape.

ダイヤフラム外周部3eは、ダイヤフラム内周部3cの端部からU字状の折返部3dを経てシリンダ1のシリンダヘッド側の内周面に沿って軸心C方向に延設され、シリンダ1のシリンダヘッド側の内周面に密着する薄膜状のものである。折返部3dは、ピストン2の往復移動方向の軸心(ポンプ軸心)Cに沿う方向で減圧室26側(反シリンダヘッド1a側)に凸となるように折り返されている。リング部3fは、ローリングダイヤフラム外周部3eの端部から半径方向に延出され、シリンダ1とその一端のシリンダヘッド(ポンプヘッド)1aとの間に挟持されている。頭部3gは、ネジ軸部3aの頭部側の一端面に突出して設けられ、ネジ孔2dにネジ軸3aを螺合する際にレンチ等の工具を嵌合させるための二面切欠き構造のものに形成されている。   The diaphragm outer peripheral part 3e extends from the end of the diaphragm inner peripheral part 3c through the U-shaped folded part 3d along the inner peripheral surface on the cylinder head side of the cylinder 1 in the axial center C direction. It is a thin film that is in close contact with the inner peripheral surface on the head side. The folded portion 3d is folded back so as to protrude toward the decompression chamber 26 (on the side opposite to the cylinder head 1a) in the direction along the axis (pump axis) C in the reciprocating direction of the piston 2. The ring portion 3f extends in a radial direction from the end of the rolling diaphragm outer peripheral portion 3e, and is sandwiched between the cylinder 1 and a cylinder head (pump head) 1a at one end thereof. The head 3g protrudes from one end surface on the head side of the screw shaft portion 3a and has a two-face notch structure for fitting a tool such as a wrench when the screw shaft 3a is screwed into the screw hole 2d. Is formed of things.

シリンダ1とリング部3fとの接合面間には、シール部材であるフッ素ゴムから成るOリング5が設けられており、前記接合面間は、シリンダヘッド1aに形成されているリップシール部(図示省略)をリング部3fの表面に押当てることでシールされている。また、図3にはピストン2が吸込工程でのストローク終端位置に移動した時のローリングダイヤフラム3を示し、ローリングダイヤフラム外周部3eがローリングダイヤフラム内周部3cに対して大きく捲れ上がった状態になっている。この図3に示す状態が成形時の形態になるローリングダイヤフラム3をローリングダイヤフラムポンプ70に装備しても良い。   An O-ring 5 made of fluoro rubber as a seal member is provided between the joint surfaces of the cylinder 1 and the ring portion 3f, and a lip seal portion (illustrated) formed on the cylinder head 1a is provided between the joint surfaces. (Not shown) is sealed against the surface of the ring portion 3f. FIG. 3 shows the rolling diaphragm 3 when the piston 2 moves to the stroke end position in the suction process, and the rolling diaphragm outer peripheral portion 3e is greatly swollen with respect to the rolling diaphragm inner peripheral portion 3c. Yes. The rolling diaphragm pump 70 may be equipped with the rolling diaphragm 3 in which the state shown in FIG.

シリンダヘッド1aには、ポンプ4に連通する流体の吸込部6及び吐出部7が開口されている。吸込部6が、吸込側弁27を設けた吸入側流路29を介して薬液タンク31に連通接続され、吐出部7が、吐出側弁28及びフィルタ32を設けた吐出側流路30を介してノズル33に連通接続されている。尚、前述したように、吐出時は吐出側弁28のみ開き、吸入側弁27は閉じられ、吸込時は吐出側弁28は閉じ、吸入側弁27のみ開かれる。   The cylinder head 1 a has a fluid suction portion 6 and a discharge portion 7 communicating with the pump 4. The suction part 6 is connected in communication with the chemical liquid tank 31 via a suction side flow path 29 provided with a suction side valve 27, and the discharge part 7 is connected via a discharge side flow path 30 provided with a discharge side valve 28 and a filter 32. The nozzle 33 is connected in communication. As described above, at the time of discharge, only the discharge side valve 28 is opened and the suction side valve 27 is closed, and at the time of suction, the discharge side valve 28 is closed and only the suction side valve 27 is opened.

以上の構成において、後述するポンプ駆動源と回り止め手段によってピストン2に往復運動が与えられ、ピストン2がシリンダ1内で往復駆動されると、ポンプ室4の容積が拡大するピストン2の吸込工程(図3,図4において右行工程)で、ポンプ室4に薬液タンク31内の薬液eが吸込まれ、ポンプ4の容積が縮小するピストン2の吐出工程(図3,図4において左行工程)で、ポンプ4内の薬液eがノズル33に供給される。従って、ピストン1の往復駆動によって、ノズル33に薬液タンク31内の薬液eを供給することができる。   In the above configuration, when the piston 2 is reciprocated by the pump driving source and the rotation preventing means, which will be described later, and the piston 2 is reciprocated in the cylinder 1, the volume of the pump chamber 4 increases. (Right line process in FIGS. 3 and 4) The chemical liquid e in the chemical liquid tank 31 is sucked into the pump chamber 4 in the pump chamber 4 and the volume of the pump 4 is reduced (the left line process in FIGS. 3 and 4). ), The chemical solution e in the pump 4 is supplied to the nozzle 33. Therefore, the chemical solution e in the chemical solution tank 31 can be supplied to the nozzle 33 by the reciprocating drive of the piston 1.

ポンプ装置Pには、ピストン2のストローク制御により、ポンプ吐出量及び吐出速度を変更調節することができるように、ポンプ駆動源としてリニアアクチュエータ8が設けられている。リニアアクチュエータ8は、多相(例えば、5相)ステッピングモータ部9と、モータ部9の回転運動を直線運動に変換して出力する直動機構部10とで構成されている。モータ部9は、中空状の回転軸11と、この回転軸11の外周面に取付けられた回転子12と、この回転子12の周囲に設けられた固定子13とを備えている。回転軸11は、ベアリング14により支持された小径部11aと、スラスト荷重及びラジアル荷重の両方を受けるベアリング15により支持された大径部11bとを備える段付き構造を有し、小径部11aに回転子12を取付けると共に、大径部11b内に後述するネジナット16が配設されている。尚、ベアリング15のインナーは、大径部11bの端部外周面に螺合するロックナット17により大径部11bに固定されている。この構成において、モータ部9は、図示しない固定子巻線への通電に伴って回転軸11が回転子12と共に回転する。   The pump device P is provided with a linear actuator 8 as a pump drive source so that the pump discharge amount and the discharge speed can be changed and adjusted by stroke control of the piston 2. The linear actuator 8 includes a multi-phase (for example, five-phase) stepping motor unit 9 and a linear motion mechanism unit 10 that converts the rotational motion of the motor unit 9 into a linear motion and outputs the linear motion. The motor unit 9 includes a hollow rotating shaft 11, a rotor 12 attached to the outer peripheral surface of the rotating shaft 11, and a stator 13 provided around the rotor 12. The rotating shaft 11 has a stepped structure including a small-diameter portion 11a supported by a bearing 14 and a large-diameter portion 11b supported by a bearing 15 that receives both thrust load and radial load, and rotates to the small-diameter portion 11a. A screw nut 16 (to be described later) is disposed in the large-diameter portion 11b while the child 12 is attached. Note that the inner of the bearing 15 is fixed to the large-diameter portion 11b by a lock nut 17 that is screwed onto the outer peripheral surface of the end portion of the large-diameter portion 11b. In this configuration, in the motor unit 9, the rotating shaft 11 rotates together with the rotor 12 with energization of a stator winding (not shown).

回転軸11の中空部には、出力用ネジ軸(ボールネジ軸)18が同軸的に貫通され、大径部11b内には、出力用ネジ軸18に螺合されたネジナット(ボールネジナット)16が挿入されている。このネジナット16は、回転軸11の大径部11b側の開口端から半径方向に突出するフランジ部16aを有し、このフランジ部16aをボルト74を介してロックナット17に固定されている。この構成において、ネジナット16は、回転軸11と共に回転することができる。   An output screw shaft (ball screw shaft) 18 is coaxially penetrated through the hollow portion of the rotating shaft 11, and a screw nut (ball screw nut) 16 screwed into the output screw shaft 18 is inserted into the large diameter portion 11b. Has been inserted. The screw nut 16 has a flange portion 16 a that protrudes in the radial direction from the open end of the rotary shaft 11 on the large diameter portion 11 b side, and the flange portion 16 a is fixed to the lock nut 17 via a bolt 74. In this configuration, the screw nut 16 can rotate together with the rotating shaft 11.

出力用ネジ軸18は、後述する回り止め手段によりその軸線を中心とする回転が規制されることで、ネジナット16の回転に伴って軸方向に直線運動する。従って、このリニアアクチュエータ8では、回転軸11の回転運動が、出力用ネジ軸18の直線運動に変換される。そして、リニアアクチュエータ8はシリンダ1のシリンダヘッド側と反対側端部に同軸的に取付けられ、出力用ネジ軸18の一端がピストン部2の基端部2aに同軸的にネジ結合で一体連結されている。これにより、リニアアクチュエータ8の出力用ネジ軸18がピストンロッドとして機能するように構成されている。   The output screw shaft 18 is linearly moved in the axial direction along with the rotation of the screw nut 16 by restricting the rotation about the axis thereof by a rotation preventing means described later. Therefore, in this linear actuator 8, the rotational motion of the rotary shaft 11 is converted into the linear motion of the output screw shaft 18. The linear actuator 8 is coaxially attached to the end of the cylinder 1 opposite to the cylinder head, and one end of the output screw shaft 18 is coaxially connected to the base end 2a of the piston portion 2 by a screw connection. ing. Thus, the output screw shaft 18 of the linear actuator 8 is configured to function as a piston rod.

ところで、ピストン2は、ローリングダイヤフラム3を介してシリンダ1に繋がれているため、ローリングダイヤフラム3の存在によってピストン2と出力用ネジ軸18の同一軸線を中心とする回転を規制することが可能ではある。しかしながらその場合では、ローリングダイヤフラム3に回転モーメント(捩り力)が働き、フッ素樹脂等で成るローリングダイヤフラム3に亀裂や孔等が生じるおそれがある。   By the way, since the piston 2 is connected to the cylinder 1 via the rolling diaphragm 3, it is not possible to restrict the rotation of the piston 2 and the output screw shaft 18 around the same axis line by the presence of the rolling diaphragm 3. is there. However, in that case, a rotational moment (twisting force) acts on the rolling diaphragm 3, and there is a possibility that a crack or a hole or the like may occur in the rolling diaphragm 3 made of fluororesin or the like.

そこで本実施形態では、ローリングダイヤフラムポンプ70におけるピストン2とシリンダ1間に、ピストン2の往復移動を許容して回転を規制する回り止め手段が設けられている。回り止め手段は、具体的には、シリンダ1の側壁に軸線に沿って開口形成された長孔19と、ピストン2の基端部2aの先端側外周面に一端がねじ込み固定されて、ピストン2の基端部2aの先端側外周面から半径方向に突出状に取付けられ、シリンダ1の長孔19を通して他端がシリンダ1外に突出された係合ピン20とで構成されている。この構成において、係合ピン20は、ピストン2と一体に往復移動する。   Therefore, in the present embodiment, a detent means is provided between the piston 2 and the cylinder 1 in the rolling diaphragm pump 70 to allow the piston 2 to reciprocate and restrict rotation. Specifically, the anti-rotation means includes a long hole 19 formed in the side wall of the cylinder 1 along the axis, and one end screwed into the outer peripheral surface of the distal end side of the base end portion 2a of the piston 2 to fix the piston 2 The engaging pin 20 is mounted in a protruding shape in the radial direction from the outer peripheral surface of the distal end side of the base end portion 2 a, and the other end protrudes out of the cylinder 1 through the long hole 19 of the cylinder 1. In this configuration, the engagement pin 20 reciprocates integrally with the piston 2.

以上の構成において、ピストン2は、軸線Cを中心とする回転が規制されて長孔19の範囲内で軸方向に往復移動可能となり、ピストン2に一体に結合された出力用ネジ軸18及びローリングダイヤフラム3の軸線Cを中心とする回転も同時に規制され、ローリングダイヤフラム3に回転モーメントを与えることがなく、それによって亀裂や孔等が生じるのを防止しながら、リニアアクチュエータ8によりピストン2を往復駆動することができる。従って、ピストンストロークを制御でき、ポンプの吐出量及び吐出速度を変更調節することができる。   In the above configuration, the piston 2 is restricted from rotating around the axis C, and can reciprocate in the axial direction within the range of the long hole 19, and the output screw shaft 18 and the rolling unit integrally coupled to the piston 2 are provided. The rotation about the axis C of the diaphragm 3 is also restricted at the same time, and the linear actuator 8 reciprocates the piston 2 while preventing the rolling diaphragm 3 from giving a rotational moment and thereby preventing cracks and holes. can do. Therefore, the piston stroke can be controlled, and the discharge amount and discharge speed of the pump can be changed and adjusted.

また、このポンプ装置Pには、ピストン2のストローク制御(ポンプの吐出量及び吐出速度制御)を行う際の、ピストン2の基準位置を検知するためのセンサ(位置検出手段の一例)21が備えられている。このセンサ21は、例えば、先端部がコ字状に分岐形成されたセンサ台22の先端一端部に取付けられた発光素子(図示省略)と、センサ台22の先端他端部に取付けられ、発光素子(図示省略)と所定の間隔を設けて対向配置された受光素子(図示省略)とで光電式に構成されている。   Further, the pump device P includes a sensor (an example of a position detection unit) 21 for detecting a reference position of the piston 2 when performing stroke control (pump discharge amount and discharge speed control) of the piston 2. It has been. The sensor 21 includes, for example, a light emitting element (not shown) attached to one end of the tip of the sensor base 22 whose tip is branched in a U-shape, and a light emitting element attached to the other end of the tip of the sensor base 22 to emit light. An element (not shown) and a light receiving element (not shown) arranged to face each other with a predetermined interval are configured in a photoelectric manner.

さらに、シリンダ1とピストン2の摺動面間、つまりシリンダ1の内周面とピストン2の基端部2aの外周面との間には、ピストン2の基端部2aの外周面で、環状のパッキン溝2eを介してシール部材であるフッ素ゴムからなるOリング23と、このOリング23の外周に配設されたポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂から成るスリッパーリング24とが設けられている。また、シリンダ1の側壁には、ピストン2の吸込工程でのストローク終端位置における折返部3dの背後(図3,図4おいて右側)近傍に位置する空気吸出口25が設けられている。これにより、シリンダ1内には、ローリングダイヤフラム3に対するポンプ室4存在側とは反対側(ローリングダイヤフラム3の背面側)に、ローリングダイヤフラム3、Oリング23、シリンダ1の内周面、ピストン2の先端部2b、スリッパーリング24、及びOリング5により画成されて、空気吸出口25に連通する減圧室26が備えられている。   Further, between the sliding surface of the cylinder 1 and the piston 2, that is, between the inner peripheral surface of the cylinder 1 and the outer peripheral surface of the base end portion 2a of the piston 2, an outer peripheral surface of the base end portion 2a of the piston 2 is annular. An O-ring 23 made of fluoro rubber as a seal member through a packing groove 2e, and a slipper ring 24 made of fluoro-resin such as polytetrafluoroethylene (PTFE) disposed on the outer periphery of the O-ring 23 Is provided. In addition, an air suction port 25 is provided on the side wall of the cylinder 1 in the vicinity of the back portion 3d (right side in FIGS. 3 and 4) at the stroke end position in the piston 2 suction step. Thus, in the cylinder 1, the rolling diaphragm 3, the O-ring 23, the inner peripheral surface of the cylinder 1, and the piston 2 are arranged on the side opposite to the side where the pump chamber 4 is present with respect to the rolling diaphragm 3. A decompression chamber 26 defined by the tip 2b, the slipper ring 24 and the O-ring 5 and communicating with the air suction port 25 is provided.

図2〜図4に示すように、アスピレータ(真空発生器であって減圧手段の一例)35と減圧室26とは、減圧室26の減圧動作は許容し、かつ、減圧室26の増圧動作は阻止する逆止弁Vを介して連通されている。具体的には、アスピレータ35と空気吸出口25とを連通接続させる減圧流路76に、空気吸出口25に直結される状態で逆止弁Vが介装されている。減圧室26は、アスピレータ35による吸気作用によってその圧力が、ポンプ室4の圧力より十分低くされ、かつ、その減圧状態が維持可能である。   As shown in FIGS. 2 to 4, the aspirator (an example of a vacuum generator and a decompression unit) 35 and the decompression chamber 26 allow the decompression operation of the decompression chamber 26 and increase the pressure of the decompression chamber 26. Is communicated via a check valve V for blocking. Specifically, a check valve V is interposed in a state where the pressure reducing channel 76 that connects the aspirator 35 and the air suction port 25 is connected directly to the air suction port 25. The pressure of the decompression chamber 26 is sufficiently lower than the pressure of the pump chamber 4 by the intake action of the aspirator 35, and the decompressed state can be maintained.

ポンプ装置Pには、ポンプ室容積が最大となる下死点位置Kからポンプ室容積が最小となる上死点位置Jに向けて前記ピストン2が移動する吐出動作の開始前に、アスピレータ35の減圧動作(真空引き)を終了させる間欠制御手段77が装備されている。具体的には、図1に示すように、制御装置38に含まれる間欠制御手段77及び記憶部78を介してセンサ21とアスピレータ35とを(電気的に)連係接続することで成る減圧制御装置79が構成されている。尚、制御装置38は、ポンプ装置Pを構成するケーシング内に装備されても良い。   Before the start of the discharge operation in which the piston 2 moves from the bottom dead center position K where the pump chamber volume is maximum to the top dead center position J where the pump chamber volume is minimum, Intermittent control means 77 for ending the decompression operation (evacuation) is provided. Specifically, as shown in FIG. 1, a pressure reduction control device formed by connecting (electrically) the sensor 21 and the aspirator 35 via an intermittent control means 77 and a storage unit 78 included in the control device 38. 79 is configured. Note that the control device 38 may be provided in a casing constituting the pump device P.

つまり、ローリングダイヤフラムポンプ70は基本的にはピストン2が下死点位置Kにある状態で停止(待機)されており、例えば、記憶部78にはローリングダイヤフラムポンプ70の駆動及び停止の時間を定めるタイマー機能が装備されている。従って、次にピストン2が吐出動作する時間(図5における吐出工程の開始時点)の少し前、一例として図5に示すように、t8+t7秒前になるとアスピレータ35の駆動が開始され、そのt7秒後に停止されるように間欠制御手段77が機能する。但しその間欠制御は、ピストン2が下死点位置Kにあることのセンサ21の検出情報が維持されていることが前提となって行われる。例えば、ポンピング開始の1秒(t8)+2秒(T7)=3秒前にアスピレータ35が駆動され、1秒(t8)前に駆動停止されるとか、ポンプ70の駆動直前の短時間(1〜3秒)の間だけアスピレータ35が駆動されるといった具合である。そして、逆止弁Vの逆止機能により、減圧室26の所定の低圧状態が、次にアスピレータ35が駆動されるまでの間は有効に維持される。   That is, the rolling diaphragm pump 70 is basically stopped (standby) with the piston 2 being at the bottom dead center position K. For example, the storage unit 78 determines the drive and stop times of the rolling diaphragm pump 70. Equipped with a timer function. Accordingly, as shown in FIG. 5 as an example, slightly before the time for the next piston 2 to perform the discharging operation (when the discharging step starts in FIG. 5), the driving of the aspirator 35 is started at t8 + t7 seconds before, and t7 seconds. The intermittent control means 77 functions so as to be stopped later. However, the intermittent control is performed on the assumption that the detection information of the sensor 21 that the piston 2 is at the bottom dead center position K is maintained. For example, the aspirator 35 is driven 1 second (t8) +2 seconds (T7) = 3 seconds before the start of pumping, and is stopped before 1 second (t8), or a short time immediately before the pump 70 is driven (1- The aspirator 35 is driven only for 3 seconds). The predetermined low pressure state of the decompression chamber 26 is effectively maintained until the next time the aspirator 35 is driven by the check function of the check valve V.

減圧流路76に介装される逆止弁Vにより、これが装備されていない仕様に比べてエア消費量を大幅に抑制することが可能である。即ち、アスピレータ35の真空引きを止めた後も一定時間減圧室26の有効な減圧状態を維持することができるからである。真空引き停止後に減圧室26を減圧状態に維持できる時間は数十秒から1分程度であり、1ショットのポンプ駆動時間は10秒程度である。従って、この逆止弁Vを減圧流路76に加入させるシステムでは、ポンプ駆動開始時にのみ(正確にはポンプ駆動開始の直前時にのみ)アスピレータ35を駆動させて減圧室26の減圧状態(例:真空に近い低圧状態)を作り出しておけば、その後に真空引きを止めてもポンプ駆動中は常に減圧室26を所定の減圧状態に維持可能となる(図5を参照)。   The check valve V interposed in the decompression flow path 76 can significantly reduce the air consumption as compared with a specification not equipped with the check valve V. That is, even after the evacuation of the aspirator 35 is stopped, the effective decompression state of the decompression chamber 26 can be maintained for a certain time. The time during which the decompression chamber 26 can be maintained in the decompressed state after the evacuation is stopped is about several tens of seconds to 1 minute, and the pump driving time for one shot is about 10 seconds. Therefore, in the system in which the check valve V is added to the decompression flow path 76, the aspirator 35 is driven only when the pump drive is started (exactly, just before the pump drive is started), and the decompression state of the decompression chamber 26 (example: If a low pressure state close to vacuum is created, the decompression chamber 26 can always be maintained in a predetermined decompression state while the pump is driven even if the evacuation is stopped thereafter (see FIG. 5).

ローリングダイヤフラムポンプ70の駆動時におけるアスピレータ駆動時間(真空引き時間)t7は1〜3秒程度(図5参照)であり、例えば30秒間隔で吐出させるシステムでは、ポンプ駆動開始直前時にのみ真空引き行う構成を採ることによって、ポンプに使用されるエア消費量を従来の1/10以下に減らすことが可能になる。当然ながら、このように真空引きのいわば間欠運転を行った場合でも、常時真空引きする従来手段と同程度のポンプ吐出精度を維持させることが可能である。従って、従来に比べて減圧動作時間が大幅(約1/10)に短縮化されて駆動コストが大きく軽減され、ポンプ装置Pとして効率低下を解消又は抑制を図りながら、反ポンプ室側に凸となるローリングダイヤフラム3の所定姿勢が維持されて良好にポンプ機能できるものとなっている。   The aspirator driving time (evacuation time) t7 when the rolling diaphragm pump 70 is driven is about 1 to 3 seconds (see FIG. 5). For example, in a system that discharges at intervals of 30 seconds, vacuuming is performed only immediately before the start of pump driving. By adopting the configuration, it is possible to reduce the amount of air consumed for the pump to 1/10 or less of the conventional one. Needless to say, even when intermittent operation is performed in this way, it is possible to maintain the same pump discharge accuracy as that of the conventional means for constantly evacuating. Accordingly, the pressure reducing operation time is greatly shortened (about 1/10) as compared with the conventional case, and the driving cost is greatly reduced. A predetermined posture of the rolling diaphragm 3 is maintained, and the pump function can be satisfactorily performed.

尚、図5において、t7はアスピレータ35の駆動時間であり、t8はアスピレータ35による減圧室26の減圧開始の遅延時間である。アスピレータ35の時間t7での駆動によって減圧室26は大気圧から所定の低圧状態に減圧され、以後はアスピレータ35を停止させていても減圧室26の減圧状態がほぼそのまま維持されることが判る。   In FIG. 5, t <b> 7 is a drive time of the aspirator 35, and t <b> 8 is a delay time of the decompression start of the decompression chamber 26 by the aspirator 35. It can be seen that the decompression chamber 26 is depressurized from the atmospheric pressure to a predetermined low pressure state by driving the aspirator 35 at time t7, and thereafter, the decompression state of the decompression chamber 26 is maintained as it is even if the aspirator 35 is stopped.

ところで、ローリングダイヤフラム3を所定の凸姿勢に維持させるための減圧動作時間、即ちアスピレータ35を駆動している時間は、ローリングダイヤフラム3が動いている間、即ち、ポンプ70の吐出工程開始から吸入工程終了するまで間のみでも良く、これでも常時駆動の従来に比べて駆動時間を約1/3に減らすことが可能である。そして、更なる鋭意研究の結果、上述のように逆止弁Vを加える手段を採ることにより、駆動時間を従来の約1/10に減らすことも可能となる画期的なポンプ装置、液体ポンプシステム、並びにローリングダイヤフラムポンプの制御方法を提供することができている。   By the way, the decompression operation time for maintaining the rolling diaphragm 3 in a predetermined convex posture, that is, the time during which the aspirator 35 is driven, is during the operation of the rolling diaphragm 3, that is, from the start of the discharge process of the pump 70 to the suction process. Only the time until the process is completed may be used, and even in this case, the driving time can be reduced to about 1/3 as compared with the conventional case of constant driving. As a result of further earnest research, an innovative pump device and liquid pump that can reduce the driving time to about 1/10 of the conventional time by adopting the means for adding the check valve V as described above. A system and a method for controlling a rolling diaphragm pump can be provided.

次に、液体ポンプシステムAの運転方法について説明する。この液体ポンプシステムAにおいては、吐出側弁28を閉弁し、かつ、吸入側弁27を開弁してポンプ装置Pを吸入動作させる吸入工程(吸入駆動状態)と、吐出側弁28を開弁し、かつ、吸入側弁27を閉弁してポンプAを吐出動作させる吐出工程(吐出駆動状態)とを交互に切換可能に構成されている。即ち、ポンプ装置Pにおけるピストン2が突出移動することによる1回の吐出動作(ポンピング)によって吐出される薬液eがノズル33から吐出されてウェハ34に滴下供給される。そして、次の吸入工程の間に、薬液eが供給されたウェハ34を送り出すとともに、薬液未処理のウェハ34をノズル33直下に位置させるウェハ交換工程を行うようにすれば、ポンプ装置Pを連続駆動させて連続的にウェハ34に薬液eを供給することができる。   Next, an operation method of the liquid pump system A will be described. In the liquid pump system A, the discharge side valve 28 is closed, the suction side valve 27 is opened, and the pump device P is inhaled (inhalation drive state), and the discharge side valve 28 is opened. And a discharge step (discharge drive state) in which the suction side valve 27 is closed and the pump A is discharged to be switched. That is, the chemical liquid e discharged by one discharge operation (pumping) due to the piston 2 projecting and moving in the pump device P is discharged from the nozzle 33 and supplied dropwise to the wafer 34. Then, during the next inhalation process, the wafer 34 to which the chemical solution e is supplied is sent out, and if the wafer replacement process for positioning the untreated wafer 34 directly under the nozzle 33 is performed, the pump device P is continuously connected. The chemical solution e can be continuously supplied to the wafer 34 by being driven.

つまり、吐出側弁28を閉弁し、かつ、吸入側弁27を開弁してポンプ装置Pを吸入動作させる吸入駆動状態と、吐出側弁28を開弁し、かつ、吸入側弁27を閉弁してポンプ装置Pを吐出動作させる吐出駆動状態とを交互に切換可能に構成されている液体ポンプシステムである。吐出駆動状態から吸入駆動状態に切換わるときには、吐出駆動状態の終了に伴って、吐出側弁28を開弁し、かつ、吸入側弁27を閉弁してポンプ装置Pを吸入動作させる逆駆動状態を経て吸入駆動状態に切換えられる。そして、吐出駆動状態から逆駆動状態に切換わるときは、吐出側弁28の開弁状態と吸入側弁27の閉弁状態とが維持されている状態でポンプ装置Pが吐出動作から直ちに吸入動作に切換えられるように構成されている。   That is, the suction drive state in which the discharge side valve 28 is closed and the suction side valve 27 is opened to cause the pump device P to perform the suction operation, the discharge side valve 28 is opened, and the suction side valve 27 is turned on. The liquid pump system is configured to be able to alternately switch between a discharge driving state in which the valve is closed and the pump device P is discharged. When switching from the discharge drive state to the suction drive state, the reverse side drive opens the discharge side valve 28 and closes the suction side valve 27 to perform the suction operation of the pump device P as the discharge drive state ends. The state is switched to the suction drive state through the state. When switching from the discharge drive state to the reverse drive state, the pump device P immediately performs the suction operation from the discharge operation while the open state of the discharge side valve 28 and the closed state of the suction side valve 27 are maintained. It is comprised so that it can be switched to.

そして、吐出工程の終了後にノズル33から不測の液垂れを防止するための工夫が為されている。即ち、吐出工程から吸入工程に切換わるときには、吐出工程の終了に伴って、吐出側弁5を開弁し、かつ、吸入側弁27を閉弁してポンプ装置Pを吸入動作させる逆駆動工程(逆駆動状態)を経て吸入工程に切換えられるとともに、吐出工程から逆駆動工程に切換わるときは、吐出側弁28の開弁状態と吸入側弁27の閉弁状態とが維持されている状態でポンプ装置Pが吐出動作から直ちに吸入動作に切換えられるように構成されている。加えて、逆駆動工程でのポンプ装置Pの吸入動作が、吐出動作から切換えられた直後の高速吸入動作と、高速吸入動作に続く中速吸入動作と中速吸入動作に続く低速吸入動作とによる三段切換駆動状態に設定されている。   And the device for preventing the unexpected liquid dripping from the nozzle 33 after completion | finish of a discharge process is made | formed. That is, when switching from the discharge process to the suction process, the reverse drive process of opening the discharge side valve 5 and closing the suction side valve 27 to perform the suction operation of the pump device P with the end of the discharge process. When switching to the suction process through (reverse drive state) and when switching from the discharge process to the reverse drive process, the open state of the discharge side valve 28 and the closed state of the suction side valve 27 are maintained. Thus, the pump device P is configured to be immediately switched from the discharge operation to the suction operation. In addition, the suction operation of the pump device P in the reverse drive process is based on a high-speed suction operation immediately after switching from the discharge operation, a medium-speed suction operation following the high-speed suction operation, and a low-speed suction operation following the medium-speed suction operation. The three-stage switching drive state is set.

つまり、図1に示すように、吸入側弁27を駆動開閉させる吸入側駆動機構36と、吐出側弁28を駆動開閉させる吐出側駆動機構37と、これら吸入側及び吐出側の各駆動機構36,37、及びポンプ装置Pの駆動状態を司る制御装置38とを設けて液垂れ防止装置Bが構成されている。液垂れ防止装置Bの機能(作用)は、図5に示すように、ピストン2を押出し方向に移動させるようにポンプ装置Pを時間t1に亘ってプラス(+)駆動させる吐出工程の終了に伴い、直ちにピストン2を引戻し方向に移動させるようにポンプ装置Pを時間t2に亘って高速でマイナス(−)駆動させ、引続きポンプ装置Pを時間t3に亘って中速でマイナス(−)駆動させ、引続きポンプ装置Pを時間t4に亘って低速でマイナス(−)駆動させるという逆駆動工程(サックバック工程)を行うのである。その逆駆動工程の後に時間t6に亘って吸入工程が行われる。   That is, as shown in FIG. 1, a suction side drive mechanism 36 that drives and opens the suction side valve 27, a discharge side drive mechanism 37 that drives and opens the discharge side valve 28, and the suction side and discharge side drive mechanisms 36. 37 and a control device 38 that controls the driving state of the pump device P are provided to constitute a dripping prevention device B. As shown in FIG. 5, the function (action) of the liquid dripping prevention device B is accompanied by the end of the discharge process in which the pump device P is driven positively (+) over time t1 so as to move the piston 2 in the pushing direction. Immediately, the pump device P is driven at a high speed (minus) for a time t2 so as to move the piston 2 in the retracting direction, and the pump device P is continuously driven at a medium speed for a time t3 (minus (−)). Subsequently, a reverse driving process (suck back process) is performed in which the pump device P is driven at a low speed (−) at a low speed for a time t4. After the reverse driving process, the suction process is performed over time t6.

尚、サックバック工程終了後にポンプ装置Pの吐出側弁28を閉じる際に、薬液が僅かに吐出方向に流れ出ること(リバウンド現象)がある場合には、所望する薬液吸込み量からその流出分を足した量を予め吸入させておくことにより、吐出側弁28が閉じた際には所望する位置に薬液eを留めることが可能である。また、吐出工程の開始時にポンプ装置Pの内圧が高い状態のときに、吐出側弁28を開弁した瞬間に薬液eが吐出方向に移動してしまうことがある場合は、それを防止すべく吸入工程終了後において吸入側弁27及び吐出側弁28が共に閉じている状態で、ローリングダイヤフラム3を任意の位置に移動させることでポンプ室4の圧力を調整し、吐出開始時の薬液eの不用意な移動を防止することが可能である。   When the discharge side valve 28 of the pump device P is closed after completion of the suck back process, if there is a slight flow of chemical liquid in the discharge direction (rebound phenomenon), the amount of outflow is added from the desired amount of chemical liquid suction. By sucking the amount in advance, the chemical solution e can be retained at a desired position when the discharge side valve 28 is closed. In addition, when the internal pressure of the pump device P is high at the start of the discharge process, if the chemical liquid e may move in the discharge direction at the moment when the discharge side valve 28 is opened, this should be prevented. After the suction process is completed, the pressure of the pump chamber 4 is adjusted by moving the rolling diaphragm 3 to an arbitrary position in a state where both the suction side valve 27 and the discharge side valve 28 are closed. It is possible to prevent inadvertent movement.

〔逆駆動動作(サックバック動作)の考察について〕
サックバック動作の際は、吐出側弁の液押出し分を予め吸い込んでおかねばならないが、1回のサックバック動作では、液切れ良くするために吸込み速度を速くする必要がある。即ち、吐出側弁28の開弁状態と吸入側弁27の閉弁状態とを維持しながらポンプ装置Pを吐出動作から一旦停止することなく一気に高速吸入動作に切換えることにより、図6(a)に示すように、ノズル33先端部の薬液eを一気に吸い込み、次の薬液吐出までの間の液垂れを防止することができると考えられる。
[Consideration of reverse drive operation (suckback operation)]
During the suck back operation, the liquid extrusion of the discharge side valve must be sucked in advance, but in one suck back operation, it is necessary to increase the suction speed in order to improve the liquid drainage. That is, by maintaining the open state of the discharge side valve 28 and the closed state of the suction side valve 27, the pump device P is switched from the discharge operation to the high speed suction operation at once without stopping temporarily. As shown in FIG. 5, it is considered that the chemical liquid e at the tip of the nozzle 33 can be sucked in at a stroke to prevent dripping until the next chemical liquid is discharged.

しかしながら、液垂れを防止すべく吸入速度をかなりの高速〔図6(b)を参照〕に設定すると、図6(a)に示すように、薬液eの吸込み時にノズル33の先端部内に気泡が発生したり薄膜が形成されたりする不都合が稀に生じることがある。そこで、図7に示すように、前記不都合を回避すべく、逆駆動状態でのポンプ装置Pの吸入動作が、吐出動作から切換えられた直後の高速吸入動作と、高速吸入動作に続く低速吸入動作とによる二段切換駆動状態に設定してみた。これにより、所期通りに気泡の発生や薄膜の形成は生じなくなったが、図7における左右中央部に描かれているように、逆駆動状態における高速吸入動作から低速吸入動作に切換わる際にノズル33先端から稀に液垂れするという新たな問題が生じてきた。   However, if the suction speed is set at a considerably high speed (see FIG. 6B) to prevent dripping, bubbles are generated in the tip of the nozzle 33 when the chemical liquid e is sucked as shown in FIG. Inconveniences that occur or that a thin film is formed may occur in rare cases. Therefore, as shown in FIG. 7, in order to avoid the inconvenience, the suction operation of the pump device P in the reverse drive state is a high-speed suction operation immediately after switching from the discharge operation, and a low-speed suction operation following the high-speed suction operation. I tried to set the two-stage switching drive state. As a result, the generation of bubbles and the formation of a thin film did not occur as expected, but when switching from the high-speed suction operation in the reverse drive state to the low-speed suction operation, as depicted in the left and right central portions in FIG. A new problem has arisen that the liquid dripping rarely from the tip of the nozzle 33.

つまり、当初の予測では、図7の破線で示す矢印イのように、逆駆動工程における一段目の高速吸入動作による一気の吸込み、及びそれに続く二段目の低速吸入動作により、気泡の発生や薄膜の形成無く液垂れ防止できると考えていた。ところが、高速吸入動作から低速吸入動作に切換わる際に、制御上で一瞬吸入速度がゼロになる(高速→ゼロ→低速)ことから、その一瞬の速度ゼロによって液垂れする場合のあることが知見されたのである。つまり、図7に矢印ロ及びハによって示すように、高速吸入による吸込みから低速吸入に切換わる際に薬液eが液垂れすることがある。   In other words, in the initial prediction, as shown by the arrow a shown by the broken line in FIG. 7, the generation of bubbles is caused by the quick suction by the first high-speed suction operation in the reverse drive process and the subsequent second low-speed suction operation. We thought that dripping could be prevented without forming a thin film. However, when switching from the high-speed suction operation to the low-speed suction operation, the instantaneous suction speed becomes zero in the control (high speed → zero → low speed), and it is found that liquid dripping may occur due to the instantaneous speed zero. It was done. That is, as shown by arrows B and C in FIG. 7, the chemical solution e may dripping when switching from suction by high-speed suction to low-speed suction.

その対策としては、一旦速度をゼロにすることなく、高速吸入動作から直接に低速吸入動作に移行させることであり、1.吸入速度を一旦ゼロにすることなく高速から低速に切換える手段〔二段切換駆動状態であり、図8(a)の仮想線のグラフを参照〕と、2.吸入速度を高速から一旦ゼロにすることなく中速に切換え、かつ、その中速から一旦ゼロにすることなく低速に切換える手段〔三段切換駆動状態であり、図5や図8(b)を参照〕とが考えられる。実施例1の液体ポンプシステムAは、より決め細やかな液垂れ防止制御を行うべく2.の三段切換駆動状態を採るものである The countermeasure is to shift from the high-speed suction operation directly to the low-speed suction operation without once reducing the speed to zero. 1. means for switching from high speed to low speed without setting the suction speed to zero once (in the two-stage switching drive state, see the phantom line graph in FIG. 8A); Means for switching the suction speed from the high speed to the medium speed without once becoming zero, and switching from the medium speed to the low speed without once making it zero (in the three-stage switching drive state, FIG. 5 and FIG. See]. The liquid pump system A according to the first embodiment performs 2. a more precise liquid dripping prevention control. The three-stage switching drive state is adopted .

三段切換駆動状態は、図5や図8(b)の要部のタイムチャートで示されるように、逆駆動工程における一段目の高速吸入動作による一気の吸込み、及びそれに続く二段目の中速吸入動作により、ノズル33の先端から垂れ下がろうとする薬液eをノズル33内に良好に維持又は吸い上げ、引き続く三段目の低速吸入動作により、気泡の発生や薄膜の形成無く液垂れ防止させる、というものである。尚、中速吸入動作における「中速」とは、高速吸入より遅く、かつ、低速吸入よりは速い速度のことである。このように、高速→中速→低速の三段切換で吸入動作させる逆駆動状態(逆駆動工程)を設定することにより、液垂れを確実に防止すべく一段目吸入速度を「かなりの高速」としても、気泡の発生や薄膜形成が生じないようにしながら、吐出動作後におけるノズル33からの不測の液垂れを完全なまでに防止することができる液体ポンプシステムを実現できている。   As shown in the time charts of the main parts in FIG. 5 and FIG. 8B, the three-stage switching drive state is a single suction by the high-speed suction operation of the first stage in the reverse driving process, and the subsequent second stage. The high-speed suction operation maintains or sucks up the chemical solution e, which is about to drip from the tip of the nozzle 33, into the nozzle 33, and the subsequent third-stage low-speed suction operation prevents dripping without generating bubbles or forming a thin film. That's it. Note that “medium speed” in the medium-speed suction operation is a speed slower than the high-speed suction and faster than the low-speed suction. In this way, by setting the reverse drive state (reverse drive process) in which the suction operation is performed by three-stage switching from high speed → medium speed → low speed, the first stage suction speed is set to “substantially high speed” to surely prevent liquid dripping. However, it is possible to realize a liquid pump system that can completely prevent unexpected liquid dripping from the nozzle 33 after the discharge operation while preventing generation of bubbles and thin film formation.

ノズル33を除いてフィルタ32より液体流れ方向下流側には発塵源、即ち何らかの流体機器を設置していないので、ノズル33から吐出される薬液に塵埃が混入するおそれが無く、従って品質合格ウェハ34の歩留まりが向上する。サックバックバルブを使用せず、ポンプ装置Pのローリングダイヤフラム3を吸込み方向に移動させることで、サックバックバルブでは不可能であったフィルタ内の圧力上昇分を吸収する大容量のサックバック動作を行うことができる。サックバック速度、サックバック量の調節は、制御手段(ポンプコントローラ内のパラメーター)38の設定によって行うことが可能であり、サックバックの手動調節が不要となって手間が掛らない利点がある。本発明では、ポンプ室内容積変化をモータ駆動により緻密に制御して、サックバック動作を非常に高精度に行わせることが可能である。これにより、吐出量も高精度に制御可能である。   Since no dust generation source, that is, any fluid equipment is installed downstream of the filter 32 in the liquid flow direction except for the nozzle 33, there is no possibility that dust is mixed into the chemical liquid discharged from the nozzle 33, and therefore a quality-accepting wafer. The yield of 34 improves. By moving the rolling diaphragm 3 of the pump device P in the suction direction without using the suck-back valve, a large-capacity suck-back operation that absorbs the pressure increase in the filter, which was impossible with the suck-back valve, is performed. be able to. The suckback speed and the suckback amount can be adjusted by setting the control means (a parameter in the pump controller) 38, and there is an advantage that manual adjustment of the suckback is unnecessary and labor is not required. In the present invention, it is possible to perform the suck-back operation with very high precision by precisely controlling the pump chamber volume change by motor drive. Thereby, the discharge amount can also be controlled with high accuracy.

尚、「…吐出駆動状態から逆駆動状態に切換わるときは、吐出側弁28の開弁状態と吸入側弁27の閉弁状態とが維持されている状態でポンプ装置Pが吐出動作から直ちに吸入動作に切換えられるように構成されている…」における「直ちに」とは、速度ゼロの状態を維持することが無いという意味であり、プラス速度からマイナス速度に切換わる途中に理論上、一瞬速度ゼロになることは除く。   It should be noted that “... when switching from the discharge drive state to the reverse drive state, the pump device P immediately starts from the discharge operation in a state where the open state of the discharge side valve 28 and the closed state of the suction side valve 27 are maintained. “Immediately” in “It is configured to be switched to inhalation operation” means that the state of zero speed is not maintained, and in theory, the instantaneous speed is changed while switching from the positive speed to the negative speed. Excludes zero.

図9は液体ポンプシステムAの吸入側弁27及び吐出側弁28とその操作系を具体化したブロック図、図10はエアオペレイトバルブの構造を示す断面図である。 FIG. 9 is a block diagram embodying the suction side valve 27 and the discharge side valve 28 of the liquid pump system A and their operation systems, and FIG. 10 is a cross-sectional view showing the structure of the air operated valve.

即ち、液体ポンプシステムAにおいては、吸入側弁27及び吐出側弁28が、エアを用いて弁体61を動かすことで弁体61が弁座62に当接している閉弁状態〔図10(a)参照〕と、弁体61が弁座62から離れている開弁状態〔図10(b)参照〕との切換えが可能なエアオペレイト弁に構成されている。そして、吸入側弁27及び吐出側弁28へのエア給排を制御する制御弁39と吸入側弁27及び吐出側弁28とを接続する吸入側及び吐出側の各エア給排路40,41を設けるとともに、吸入側エア給排路40を通るエアに絞り作用する吸入側絞り手段42、及び吐出側エア給排路41を通るエアに絞り作用する吐出側絞り手段43が配備されている。 That is, in the liquid body pump system A, the suction-side valve 27 and the discharge side valve 28, closed [Figure 10 the valve body 61 by moving the valve body 61 by means of an air is in contact with the valve seat 62 It is configured as an air operated valve that can be switched between an open state (see FIG. 10B) in which the valve body 61 is separated from the valve seat 62 (see (a)). The intake and discharge air supply and discharge passages 40 and 41 connect the control valve 39 for controlling the supply and discharge of air to the intake side valve 27 and the discharge side valve 28 and the intake side valve 27 and the discharge side valve 28. In addition, a suction side throttle means 42 that throttles the air passing through the suction side air supply / discharge path 40 and a discharge side throttle means 43 that throttles the air passing through the discharge side air supply / discharge path 41 are provided.

いずれの絞り手段42,43も可変絞り手段であってニードル弁に構成されており、それらニードル弁42,43並びにアスピレータ35への空気ポンプ63からのエア(圧搾空気)給排を司どる制御弁39は、制御装置38によって切換制御される3連型の電磁切換弁に構成されている。つまり、吸入側弁27及び吐出側弁28は、電磁切換弁39から吸入側ニードル弁42又は吐出側ニードル弁43を通って来るエア圧によって開閉操作される構成となっている。   Each of the throttle means 42 and 43 is a variable throttle means and is configured as a needle valve, and a control valve that controls supply and discharge of air (compressed air) from the air pump 63 to the needle valves 42 and 43 and the aspirator 35. Reference numeral 39 is a triple-type electromagnetic switching valve that is switch-controlled by the control device 38. That is, the suction side valve 27 and the discharge side valve 28 are configured to be opened and closed by the air pressure passing from the electromagnetic switching valve 39 through the suction side needle valve 42 or the discharge side needle valve 43.

吸入側及び吐出側の各エアオペレイト弁27,28の構造は、図10に示すように、互いに共通の軸心Wを有する一対の流路51,52、弁体61、弁座62等が配されるフッ素樹脂(PFA等)製の弁本体50と、弁体61を先端に備えるピストン54、戻しバネ55、エア給排部56等が配されるアクチュエータ部53、取付板57、各流路51,52毎に装備される管継手部58等を有して構成されている。第1流路51は、流路軸心Wに直交する縦軸心Zを有する円環路51Aが末端に形成されるとともに、その円環路51Aの内側に第2流路52の末端縦向き路52Aが同心状で形成されており、それら円環路51Aと末端縦向き路52Aとを仕切る円環状の仕切り壁50Aの頂面で弁座62が形成されている。   As shown in FIG. 10, the suction-side and discharge-side air-operated valves 27 and 28 have a pair of flow paths 51 and 52 having a common axis W, a valve body 61, a valve seat 62, and the like. A valve body 50 made of a fluororesin (PFA or the like), a piston 54 having a valve body 61 at its tip, an actuator portion 53 provided with a return spring 55, an air supply / discharge portion 56, a mounting plate 57, and each flow path 51. , 52 is provided with a pipe joint portion 58 or the like equipped for each. The first flow path 51 is formed with an annular path 51A having a longitudinal axis Z orthogonal to the flow path axis W at the end, and the end of the second flow path 52 in the longitudinal direction inside the circular path 51A. A passage 52A is formed concentrically, and a valve seat 62 is formed on the top surface of an annular partition wall 50A that partitions the annular passage 51A and the terminal longitudinal passage 52A.

縦軸心Zの方向視で円形を呈する弁体61は、その外周の伸縮部61aと、その外周であってアクチュエータ部53の合成樹脂(PPS等)製ケーシング53Aと弁本体50との間に介装される押え外周部61bと、ピストン54先端のネジ穴部(符記省略)に螺入される嵌合棒部61cとを有するフッ素樹脂(PTFE等)製のダイヤフラムに構成されている。エア給排部56にはチューブ材等によるエア給排路40,41が連通接続され、第1,第2流路51,52は、吸入側流路29、ポンプ装置Pの吸入部6や吐出部7、吐出側流路30が適宜に連通接続される。尚、53a,59aは空気抜き孔である。また、環状流体給排口部58aと、これに螺着されるユニオンナット58b、及びインナーリング58c等から成る管継手部58は公知構造に付き、ここでの詳細な説明は割愛する。   The valve body 61, which has a circular shape in the direction of the vertical axis Z, has a telescopic portion 61 a on the outer periphery thereof, and a synthetic resin (PPS etc.) casing 53 </ b> A of the actuator portion 53 on the outer periphery between the valve body 50. A diaphragm made of fluororesin (PTFE or the like) having a presser outer periphery 61b interposed and a fitting bar 61c screwed into a screw hole (not shown) at the tip of the piston 54 is configured. Air supply / discharge passages 40 and 41 made of a tube material or the like are connected to the air supply / discharge portion 56, and the first and second flow passages 51 and 52 are connected to the suction side flow passage 29, the suction portion 6 of the pump device P, and the discharge. The part 7 and the discharge side flow path 30 are connected in communication as appropriate. Reference numerals 53a and 59a are air vent holes. Moreover, the pipe joint part 58 which consists of the annular fluid supply / discharge port part 58a, the union nut 58b screwed to this, the inner ring 58c, etc. attaches to a well-known structure, and omits detailed description here.

エアオペレイト弁27,28の開閉動作を説明すると、エア給排部56にエアが供給されていない場合(排気状態)では、図10(a)に示すように、コイルバネで成る戻しバネ55の付勢力によってピストン54が押し下げられ、弁体61が弁座62に当接して円環路51Aと末端縦向き路52Aとが断絶する閉弁状態となる。そして、エア給排部56から高圧のエアがシリンダ室53Sに供給されると、図10(b)に示すように、ピストン上端面54aが蓋ケース59の下端面59bに当接するまで戻しバネ55の付勢力に抗してピストン54が上昇移動され、弁体61が弁座62から所定距離浮上して離れて第1流路51と第2流路52とが連通する開弁状態になる。   The opening / closing operation of the air operated valves 27 and 28 will be described. When air is not supplied to the air supply / exhaust portion 56 (exhaust state), the biasing force of the return spring 55 formed of a coil spring is shown in FIG. As a result, the piston 54 is pushed down, the valve body 61 comes into contact with the valve seat 62, and the annular path 51A and the terminal longitudinal path 52A are disconnected. When high-pressure air is supplied from the air supply / discharge portion 56 to the cylinder chamber 53S, the return spring 55 is moved until the piston upper end surface 54a contacts the lower end surface 59b of the lid case 59, as shown in FIG. The piston 54 is moved upward against the urging force, and the valve body 61 is lifted and separated from the valve seat 62 by a predetermined distance so that the first flow path 51 and the second flow path 52 communicate with each other.

弁の開閉応答性を良くする点からは、弁体61のリフト量r〔図10(b)参照〕を小さくするのが良いが、開弁状態に十分な流量(単位時間当たりの流量)を確保することからある程度の値(=r)が必要であり、あまり小さくはできない。そこで、弁体61の移動速度を素早くして応答性を良くすることが考えられ、そのためには戻しバネ55をバネ定数の高い強力なものにし、かつ、開弁するためのエア圧をそれに打ち勝つ高いものに設定することになる。従って、エアオペレイト弁27,28では、エア解除(エア排気)に伴って弁体61が瞬間的に戻り移動して弁座62に当接するので、その弁体61の急速な戻り移動が一種のポンプのような作用を為し、ノズル33の液面をやや押出すことがありうる。これが前述のリバウンド現象である。   In order to improve the opening / closing response of the valve, the lift amount r (see FIG. 10B) of the valve body 61 is preferably reduced, but a sufficient flow rate (flow rate per unit time) for the valve open state is set. Since a certain value (= r) is necessary for securing, it cannot be made too small. Therefore, it is conceivable to improve the responsiveness by increasing the moving speed of the valve body 61. For that purpose, the return spring 55 is made strong with a high spring constant, and the air pressure for opening the valve is overcome. It will be set high. Therefore, in the air operated valves 27 and 28, the valve body 61 instantaneously moves back and comes into contact with the valve seat 62 as air is released (air exhaust), so that the rapid return movement of the valve body 61 is a kind of pump. Thus, the liquid level of the nozzle 33 may be slightly extruded. This is the aforementioned rebound phenomenon.

ニードル弁42,43は、図11に示すように、互いに共通の軸心Xを有して対向配置される一対の給排路45,46、軸心Xに直交する縦軸心Yを持つリング状のガイドケース47、これら給排路45,46や黄銅製のガイドケース47を収容する合成樹脂製の弁ボディ44、黄銅製のニードル48、ロックナット49等を有して構成されている。ガイドケース47の下端部47Aは、シールリング60を介して弁ボディ44のリング隔壁部44Aに密封内嵌されており、その上下に第1給排路45の第1末端路45aと第2給排路46の第2末端路46aとが振り分け形成されている。   As shown in FIG. 11, the needle valves 42 and 43 are a pair of supply / discharge passages 45 and 46 that are opposed to each other with a common axis X, and a ring that has a vertical axis Y perpendicular to the axis X. A guide case 47 having a shape, a valve body 44 made of synthetic resin that accommodates the supply / discharge passages 45 and 46 and a guide case 47 made of brass, a needle 48 made of brass, a lock nut 49, and the like. The lower end portion 47A of the guide case 47 is hermetically fitted into the ring partition wall portion 44A of the valve body 44 via the seal ring 60, and the first end passage 45a and the second supply passage 45 of the first supply / exhaust passage 45 are arranged vertically above and below the guide case 47. The second end passage 46a of the discharge passage 46 is formed so as to be distributed.

ニードル48は、弁ボディ44に一体的に組み込まれているガイドケース47の上端部に螺入されており、ツマミ48Aの回し操作により、ガイドケース47に対して上下移動可能であるとともに、ロックナット49の操作によって適宜の上下方向位置において係止維持可能である。リング隔壁部44Aの中心孔44aには、上端にツマミ48Aを備えたニードル48の先窄まりテーパ状の先端ニードル48Nが挿入されており、先端ニードル48Nの上側にはより急なテーパ角を有するストップ部48sが形成されている。   The needle 48 is screwed into an upper end portion of a guide case 47 that is integrally incorporated in the valve body 44, and can be moved up and down with respect to the guide case 47 by rotating the knob 48A. The operation can be maintained at the appropriate vertical position by the operation 49. In the center hole 44a of the ring partition 44A, a tapered tip needle 48N having a needle 48A having a knob 48A at the upper end is inserted, and has a steeper taper angle above the tip needle 48N. A stop portion 48s is formed.

つまり、ツマミ48Aを右回ししてニードル48を下降移動させ、ストップ部48sで中心孔44aを閉塞すれば閉弁状態になり、その状態からツマミ48Aを左回ししてニードル48を徐々に持上げると、中心孔44aと先端ニードル48Nとの間にリング状の流体通路(符記省略)が形成されて絞りが効いて第1末端路45aと第2末端路46aとが連通する開弁状態にすることができる。そして、ニードル48の上昇量を大きくすればするほど、前記流体通路の面積が広くなって絞りを緩くすることができる。即ち、ニードル弁42,43は、ツマミ48Aの回し操作で絞り効果(絞り量)を可変設定できる可変絞り弁である。   In other words, the knob 48A is turned clockwise to move the needle 48 downward, and the central hole 44a is closed by the stop portion 48s, the valve is closed. And a ring-shaped fluid passage (not shown) is formed between the center hole 44a and the tip needle 48N so that the throttle is effective and the first end passage 45a and the second end passage 46a communicate with each other. can do. Then, as the amount of increase of the needle 48 is increased, the area of the fluid passage is increased and the restriction can be loosened. That is, the needle valves 42 and 43 are variable throttle valves that can variably set the throttle effect (throttle amount) by turning the knob 48A.

次に、図1等に示す液体ポンプシステムにおいて新たに生じてきた不都合状況について説明する。サックバック工程終了後にポンプ装置Pの吐出側弁である吐出側エアオペレイト弁28を閉じた際に、前述のリバウンド現象により、吸入された薬液eの液面がノズル33内にて再下降することがある。即ち、図12に示すように、サックバック動作によってノズル33の下端から高さHに液面が吸入されるが、その高さHは、リバウンド現象による再下降量hを見越した引上げたかさとして設定されている。故に、例えリバウンド現象が生じても、H>hであるから、破線で示すノズル33のように再下降した薬液eの液面は依然としてノズル下端よりは上に位置するはず(即ち、OK!)である。   Next, an inconvenience newly occurring in the liquid pump system shown in FIG. 1 and the like will be described. When the discharge-side air operated valve 28, which is the discharge-side valve of the pump device P, is closed after the suck-back process is finished, the liquid level of the sucked chemical solution e may drop again in the nozzle 33 due to the rebound phenomenon described above. is there. That is, as shown in FIG. 12, the liquid level is sucked to the height H from the lower end of the nozzle 33 by the suck back operation, and the height H is a degree of pulling up in anticipation of the re-lowering amount h due to the rebound phenomenon. Is set. Therefore, even if the rebound phenomenon occurs, since H> h, the liquid level of the chemical solution e that has been lowered again like the nozzle 33 shown by the broken line should still be located above the lower end of the nozzle (that is, OK!). It is.

しかしながら、場合によっては吐出側弁28の閉じ動作(弁体の急激な戻り移動)によって、高さHまで吸入された薬液eが予想より大きく再下降し、×が施された仮想線の経路に従って示されるノズル状況(図12で最も紙面右側に上下のカッコ付きで描かれているノズル33)のように、吐出側エアオペレイト弁28の閉じ動作に起因して気泡の混入もしくはノズル33から液だれが生じるおそれがあったのである。これが吐出側弁28を応答性に優れるエアオペレイト弁を用いたことによる新たな問題である。   However, in some cases, due to the closing operation of the discharge side valve 28 (abrupt return movement of the valve body), the chemical solution e sucked up to the height H is lowered again more than expected and follows the path of the imaginary line marked with x. As shown in the nozzle situation (nozzle 33 drawn with upper and lower brackets on the rightmost side of the paper in FIG. 12), bubbles are mixed or liquid is discharged from the nozzle 33 due to the closing operation of the discharge side air operated valve 28. There was a risk of it occurring. This is a new problem due to the use of an air operated valve with excellent responsiveness as the discharge side valve 28.

そこで、その新たな問題を解決するための手段が、電磁制御弁39とエアオペレイト弁27,28との間にニードル弁42,43を介装することである。即ち、図9に示すように、可変絞り弁であるニードル弁42,43を通したエアを吸入側及び吐出側の各エアオペレイト弁27,28に供給することにより、図13に示すように、サックバック動作後の吐出側エアオペレイト弁28の閉じ操作に伴う弁体61の弁座62への開弁作用は変わらず移動速度が緩慢なものに制御されてポンプ作用による悪影響が解消又はほぼ解消され、リバウンド現象による悪影響が消滅又はほぼ消滅するのである。図13の紙面上側に描かれているように、例え、僅かにリバウンド現象が生じたとしても、それによる薬液eの液面再下降量は、図12に示す不都合時の再下降量hに比べて著しく小さいd(d<<h)で済み、不測の液だれが未然に防止される。   Therefore, a means for solving the new problem is to insert needle valves 42 and 43 between the electromagnetic control valve 39 and the air operated valves 27 and 28. That is, as shown in FIG. 13, by supplying air that has passed through needle valves 42 and 43, which are variable throttle valves, to the air operated valves 27 and 28 on the suction side and the discharge side, as shown in FIG. The valve opening action to the valve seat 62 of the valve body 61 due to the closing operation of the discharge side air operated valve 28 after the back operation is not changed, and the moving speed is controlled to be slow so that the adverse effect due to the pump action is eliminated or substantially eliminated, The adverse effects due to the rebound phenomenon disappear or almost disappear. As depicted on the upper side of the sheet of FIG. 13, even if a slight rebound phenomenon occurs, the liquid level re-lowering amount of the chemical solution e is smaller than the re-lowering amount h at the time of inconvenience shown in FIG. Therefore, drastically small d (d << h) is sufficient, and unexpected dripping is prevented.

また、再下降量が小さくなったことにより、図13の紙面下側に、仮想線の矢印で示す順序によって描かれているように、サックバック動作による液面の上昇量自体を少なくして、エアオペレイト弁27,28を用いたことによる新たな問題が生じないよういにしながら、システムとしての応答性がさらに改善可能となるようにすることもできる。   In addition, since the re-lowering amount is reduced, as shown in the order indicated by the phantom line arrows on the lower side of the sheet of FIG. It is also possible to further improve the responsiveness of the system while preventing new problems caused by using the air operated valves 27 and 28 from occurring.

図9においては、吸入側弁27もエアオペレイト弁として吸入側ニードル弁42も介装させる構成とされており、念のために吸入側エアオペレイト弁27のリバウンド現象による悪影響も出ないようにされているが、ノズル33からの液だれを解消させる目的のみで良ければ、吸入側ニードル弁42を省くことは可能である。   In FIG. 9, the suction side valve 27 is also configured as an air operated valve, and the suction side needle valve 42 is interposed, so that the adverse effect of the rebound phenomenon of the suction side air operated valve 27 does not occur. However, if only the purpose of eliminating the dripping from the nozzle 33 is sufficient, the suction side needle valve 42 can be omitted.

〔参考実施例〕
ローリングダイヤフラムポンプ70は、図15に示すように、Oリング23とスリッパーリング24とに代えて第2ローリングダイヤフラム71を備えたダブルローリングダイヤフラムポンプに構成しても良い。即ち、ピストン2に支持される内周部71b及びピストン外周の折返部71cを経てシリンダ1に支持される外周部71dを有する第2ローリングダイヤフラム71がローリングダイヤフラム3の反ポンプ室側に設けられ、シリンダ1とピストン2とローリングダイヤフラム3と第2ローリングダイヤフラム71によって囲まれる減圧室26を有する構造のポンプ70である。
[Reference Example]
The rolling diaphragm pump 70 may be configured as a double rolling diaphragm pump including a second rolling diaphragm 71 instead of the O-ring 23 and the slipper ring 24 as shown in FIG. That is, a second rolling diaphragm 71 having an outer peripheral portion 71d supported by the cylinder 1 through an inner peripheral portion 71b supported by the piston 2 and a folded portion 71c on the outer periphery of the piston is provided on the side opposite to the pumping chamber of the rolling diaphragm 3. This is a pump 70 having a decompression chamber 26 surrounded by a cylinder 1, a piston 2, a rolling diaphragm 3 and a second rolling diaphragm 71.

シリンダ1は、シリンダヘッド1a側の先端シリンダ部1Aと、リニアアクチュエータ8側の基端シリンダ部1Bとから成り、それら両者1A,1Bの間にOリング72を介して第2ローリングダイヤフラム71のリング部71eが挟持支持されている。ピストン2は、第1ローリングダイヤフラム3を螺装する先端ピストン部2Aと、出力用ネジ軸18に螺合される基端ピストン部2Bとの螺着一体化によって形成されており、それら両者2A,2Bの間にOリング73を介して第2ローリングダイヤフラム71の内リング部71aが挟持支持されている。   The cylinder 1 includes a front end cylinder portion 1A on the cylinder head 1a side and a base end cylinder portion 1B on the linear actuator 8 side, and a ring of the second rolling diaphragm 71 is interposed between the two 1A and 1B via an O-ring 72. The portion 71e is sandwiched and supported. The piston 2 is formed by screwed integration of a front end piston portion 2A for screwing the first rolling diaphragm 3 and a base end piston portion 2B screwed to the output screw shaft 18, both of which are 2A, The inner ring portion 71a of the second rolling diaphragm 71 is sandwiched and supported via an O-ring 73 between 2B.

第2ローリングダイヤフラム71は、円環状の前記内リング部71aと、先端ピストン部2Aの外周面に沿う内周部71bと、折返し部71cと、先端シリンダ部1Aの内周面に沿う外周部71dと、前記リング部71eとを有して構成されている。第2ローリングダイヤフラム71の折返し部71cは、ピストン2の往復移動方向の軸心(ポンプ軸心)Cに沿う方向で減圧室26側に凸となるように折り返されている。第1及び第2ローリングダイヤフラム3,71、及び円環状の減圧室26を設ける構成上、ピストン2の外径はシリンダ1の内径よりも十分小さいものに設定されている。   The second rolling diaphragm 71 includes an annular inner ring portion 71a, an inner peripheral portion 71b along the outer peripheral surface of the tip piston portion 2A, a turn-up portion 71c, and an outer peripheral portion 71d along the inner peripheral surface of the tip cylinder portion 1A. And the ring portion 71e. The folded portion 71c of the second rolling diaphragm 71 is folded so as to protrude toward the decompression chamber 26 in the direction along the axis (pump axis) C in the reciprocating direction of the piston 2. Due to the configuration in which the first and second rolling diaphragms 3 and 71 and the annular decompression chamber 26 are provided, the outer diameter of the piston 2 is set to be sufficiently smaller than the inner diameter of the cylinder 1.

ダブルローリングダイヤフラムポンプ70において、シリンダ1内には、ピストン2が軸心C方向に移動自在に収容され、このピストン2には、前述したポンプ駆動源と回り止め手段によって往復運動が与えられる。全体として直胴状のピストン2は、前述したように移動方向で基端寄りの中間部において先端ピストン部2Aと基端ピストン部2Bに分割されており、先端ピストン部2Aは、第1ローリングダイヤフラム3のネジ軸部3aを収容螺装する先端筒部2bと、中実筒状の基端部2aと、突出ねじ部2cとを有して形成されている。基端ピストン部2Bは、出力用ネジ軸18を螺合する支持部2dと、突出ねじ部2cに螺合する雌ねじ2fを内周部に備える当接筒部2eとを有して形成されている。   In the double rolling diaphragm pump 70, a piston 2 is accommodated in the cylinder 1 so as to be movable in the direction of the axis C, and the piston 2 is reciprocated by the above-described pump drive source and rotation preventing means. As described above, the straight cylinder-like piston 2 is divided into the distal piston portion 2A and the proximal piston portion 2B at the intermediate portion near the proximal end in the moving direction, as described above, and the distal piston portion 2A has the first rolling diaphragm. 3 includes a distal end cylindrical portion 2b for receiving and screwing the three screw shaft portions 3a, a solid cylindrical base end portion 2a, and a protruding screw portion 2c. The proximal piston portion 2B is formed to include a support portion 2d for screwing the output screw shaft 18 and an abutting tube portion 2e having an inner peripheral portion with a female screw 2f screwed to the protruding screw portion 2c. Yes.

シリンダヘッド1aとによってポンプ室4を画成する第1ローリングダイヤフラム3は、ネジ軸部3aと、フランジ部3bと、内周部3cと、外周部3eと、リング部3fと、頭部3gとを有して形成されている。ネジ軸部3aは、先端ピストン部2Aの先端筒部2bに軸心Cと同軸状に形成されるネジ穴2gに螺入されている。フランジ部3bは、ネジ軸部3aの頭部側の一端外周面から半径方向に突出形成され、ピストン2の先端部2bの先端面外縁部に密着接合されている。ダイヤフラム内周部3cは、フランジ部3bの端部からピストン2の先端部2bの先端部外周面に沿って軸方向に延設され、ピストン2の先端部2bの先端部外周面に密着する薄膜状のものである。   The first rolling diaphragm 3 that defines the pump chamber 4 with the cylinder head 1a includes a screw shaft portion 3a, a flange portion 3b, an inner peripheral portion 3c, an outer peripheral portion 3e, a ring portion 3f, and a head 3g. It is formed. The screw shaft portion 3a is screwed into a screw hole 2g formed coaxially with the shaft center C in the tip tube portion 2b of the tip piston portion 2A. The flange portion 3 b is formed so as to protrude in the radial direction from the outer peripheral surface at one end on the head side of the screw shaft portion 3 a, and is closely bonded to the outer edge portion of the tip end surface 2 b of the piston 2. The diaphragm inner peripheral portion 3c extends in the axial direction from the end portion of the flange portion 3b along the outer peripheral surface of the front end portion 2b of the piston 2 and is in close contact with the outer peripheral surface of the front end portion of the front end portion 2b of the piston 2. It is a shape.

第1ローリングダイヤフラム3においては、外周部3eは内周部3cの端部からU字状の折返部3dを経てシリンダ1のシリンダヘッド側の内周面に沿って軸方向に延設され、先端シリンダ部1Aの内周面に密着する薄膜状のものである。リング部3fは、外周部3eの端部から半径方向に延出され、先端シリンダ部1Aとシリンダヘッド(ポンプヘッド)1aとの間に挟持されている。頭部3gは、ネジ軸部3aの頭部側の一端面に突出して設けられ、ネジ穴2gにネジ軸3aを螺合する際にレンチ等の工具を嵌合させるための二面切欠き構造のものに形成されても良い。   In the first rolling diaphragm 3, the outer peripheral portion 3 e extends in the axial direction from the end of the inner peripheral portion 3 c through the U-shaped folded portion 3 d along the inner peripheral surface on the cylinder head side of the cylinder 1. The thin film is in close contact with the inner peripheral surface of the cylinder portion 1A. The ring portion 3f extends in the radial direction from the end portion of the outer peripheral portion 3e, and is sandwiched between the tip cylinder portion 1A and the cylinder head (pump head) 1a. The head portion 3g is provided so as to protrude from one end surface of the screw shaft portion 3a on the head side, and a two-face notch structure for fitting a tool such as a wrench when the screw shaft 3a is screwed into the screw hole 2g. May be formed.

シリンダ1とリング部3fとの接合面間にはシール部材であるフッ素ゴムからなるOリング5が設けられており、シリンダヘッド1aとリング部3fとの接合面間は、シリンダヘッド1aに形成されているリップシール部(図示省略)をリング部3fの表面に押当てることでシールされている。図15においては、ピストン2が吐出工程でのストローク終端位置、即ち上死点位置Jに移動したときの状態が軸心Cの紙面上側に、そして、ピストン2が吸込工程でのストローク終端位置、即ち下死点位置Kに移動したときの状態が軸心Cの紙面下側にそれぞれ描かれている。   An O-ring 5 made of fluoro rubber as a seal member is provided between the joint surfaces of the cylinder 1 and the ring portion 3f, and the space between the joint surfaces of the cylinder head 1a and the ring portion 3f is formed in the cylinder head 1a. The lip seal portion (not shown) is sealed against the surface of the ring portion 3f. In FIG. 15, the state when the piston 2 moves to the stroke end position in the discharge process, that is, the top dead center position J is the upper side of the axis C, and the piston 2 is the stroke end position in the suction process. That is, the state when moving to the bottom dead center position K is drawn on the lower side of the axis C in the drawing.

液体ポンプシステムを示す模式図Schematic diagram showing the liquid pump system ポンプの内部構造を示す一部切欠きの側面図Side view of partly cutout showing the internal structure of the pump ローリングダイヤフラムポンプとその駆動構造を示す断面図Sectional view showing the rolling diaphragm pump and its drive structure 図3のポンプ吐出動作終了状態を示す断面図Sectional drawing which shows the pump discharge operation completion state of FIG. 液体ポンプシステムの駆動状況を示すタイムチャートTime chart showing the operating status of the liquid pump system 高速吸入のみの一段による逆駆動工程を示し、(a)は作用図、(b)はポ ンプ位置とポンプ速度とのタイムチャート要部の図The reverse drive process with only one stage of high-speed suction is shown, (a) is the action diagram, (b) is the main part of the time chart of the pump position and pump speed. 高低二段切換の逆駆動工程による予測作用と実際の作用とを示す工程図Process diagram showing the predicted action and actual action by reverse drive process of high / low two-stage switching (a)は図7の逆駆動工程前後におけるポンプ位置とポンプ速度とのタイム チャート図、(b)は三段切換の逆駆動工程での要部のタイムチャート図(A) is a time chart diagram of the pump position and pump speed before and after the reverse drive process of FIG. 7, (b) is a time chart diagram of the main part in the reverse drive process of three-stage switching. 体ポンプシステムの吸入側弁及び吐出側弁とその操作系を具体化した模式図Schematic diagram embodying the suction side valve and the discharge side valve and its operation system of the liquids pumping system エアオペレイトバルブの構造を示し、(a)は開弁状態の断面図、(b) は閉弁状態の断面図The structure of the air operated valve is shown, (a) is a sectional view in a valve open state, (b) is a sectional view in a valve closed state. ニードル弁の構造を示す断面図Sectional view showing the structure of the needle valve 吐出側弁の閉じ動作に伴うノズル液面の不都合挙動等を示す作用図Action diagram showing inconvenient behavior of nozzle liquid level with closing operation of discharge side valve 図9のシステムによるノズル液面の改善状況を示す要部の作用図Action diagram of the main part showing the improvement status of the nozzle liquid level by the system of FIG. ポンプの内部構造を示す所定高さ部位での平面図Plan view at a predetermined height showing the internal structure of the pump ダブルローリングダイヤフラムポンプの構造を示す参考図Reference diagram showing the structure of a double rolling diaphragm pump

1 シリンダ
2 ピストン
3 ローリングダイヤフラム
3c 内周部
3d 折返部
3e 外周部
4 ポンプ室
6 吸入部
7 吐出部
21 位置検出手段
25 減圧用流路
26 減圧室
27 吸入側弁
28 吐出側弁
29 吸入側流路
30 吐出側流路
35 減圧手段
39 制御弁
41,40 エア給排路
43 絞り手段
61 弁体
62 弁座
70 ローリングダイヤフラポンプ
71 第2ローリングダイヤフラム
71b 内周部
71c 折返部
71d 外周部制御手段
77 制御手段
A 液体ポンプシステム
C 軸心
P ポンプ装置
V 逆止弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder 2 Piston 3 Rolling diaphragm 3c Inner peripheral part 3d Folding part 3e Outer peripheral part 4 Pump chamber 6 Suction part 7 Discharge part 21 Position detection means 25 Pressure-reduction channel 26 Pressure-reduction chamber 27 Suction side valve 28 Discharge side valve 29 Suction side flow Passage 30 discharge side passage 35 pressure reducing means 39 control valve 41, 40 air supply / discharge passage
43 Throttle means 61 Valve body 62 Valve seat 70 Rolling diaphragm pump 71 Second rolling diaphragm 71b Inner peripheral portion 71c Folded portion 71d Outer peripheral portion control means 77 Control means
A Liquid pump system C
P Pump device V Check valve

Claims (4)

シリンダ、前記シリンダ内に収容されて駆動往復移動されるピストン、前記ピストンに支持される内周部及びピストン外周の折返部を経てシリンダに支持される外周部を有するローリングダイヤフラム、前記シリンダ内において前記ローリングダイヤフラムによって仕切られ、かつ、前記ピストンの移動によって容積変化するポンプ室、及び前記ローリングダイヤフラムの背面側において前記シリンダと前記ピストンと前記ローリングダイヤフラムとで囲まれて形成される減圧室を有して成るローリングダイヤフラムポンプと、前記ローリングダイヤフラポンプに対する吐出側流路を開閉する吐出側弁と、前記ローリングダイヤフラポンプに対する吸入側流路を開閉する吸入側弁と、を有するとともに、前記吐出側弁を閉弁し、かつ、前記吸入側弁を開弁して前記ローリングダイヤフラポンプを吸入動作させる吸入駆動状態と、前記吐出側弁を開弁し、かつ、前記吸入側弁を閉弁して前記ローリングダイヤフラポンプを吐出動作させる吐出駆動状態とが切換可能に構成されている液体ポンプシステムであって、
前記吐出駆動状態から前記吸入駆動状態に切換わるときには、前記吐出駆動状態の終了に伴って、前記吐出側弁を開弁し、かつ、前記吸入側弁を閉弁して前記ローリングダイヤフラポンプを吸入動作させる逆駆動状態を経て前記吸入駆動状態に切換えられるとともに、
前記吐出駆動状態から前記逆駆動状態に切換わるときは、前記吐出側弁の開弁状態と前記吸入側弁の閉弁状態とが維持されている状態で前記ローリングダイヤフラポンプが前記吐出動作から直ちに前記吸入動作に切換えられるように構成されており、
前記吐出側弁及び前記吸入側弁が、エアを用いて弁体を動かすことで前記弁体が弁座に当接している閉弁状態と前記弁体が前記弁座から離れている開弁状態との切換えが可能なエアオペレイト弁に構成され、
前記吐出側弁及び前記吸入側弁へのエア給排を制御する制御弁と前記吐出側弁及び前記吸入側弁とを接続する吐出側及び吸入側のエア給排路を設けるとともに、前記吐出側エア給排路を通るエアに絞り作用する絞り手段が配備され、
前記減圧室を減圧するための減圧手段と、各々が前記ポンプ室に連通する流体の吸入部及び吐出部とを備えるとともに、前記減圧手段と前記減圧室とが、前記減圧室の減圧動作は許容し、かつ、前記減圧室の増圧動作は阻止する逆止弁を介して連通され
前記逆駆動状態での前記ローリングダイヤフラポンプの吸入動作が、前記吐出動作から切換えられた直後の高速吸入動作と、該高速吸入動作に続く中速吸入動作と、該中速吸入動作に続く低速吸入動作とによる三段切換駆動状態に設定されている液体ポンプシステム。
A cylinder, a piston housed in the cylinder and driven and reciprocated, a rolling diaphragm having an outer peripheral portion supported by the cylinder via an inner peripheral portion supported by the piston and a folded portion of the outer periphery of the piston; A pump chamber which is partitioned by a rolling diaphragm and whose volume is changed by movement of the piston; and a decompression chamber which is surrounded by the cylinder, the piston and the rolling diaphragm on the back side of the rolling diaphragm. A rolling diaphragm pump, a discharge side valve for opening and closing a discharge side flow path for the rolling diaphragm pump, and a suction side valve for opening and closing a suction side flow path for the rolling diaphragm pump, and the discharge side valve And close the suction A suction drive state in which the rolling diaphragm pump is inhaled by opening the side valve, and the discharge side valve is opened, and the suction valve is closed to cause the rolling diaphragm pump to perform a discharge operation. A liquid pump system configured to be switchable between discharge driving states,
When switching from the discharge drive state to the suction drive state, with the end of the discharge drive state, the discharge side valve is opened and the suction side valve is closed so that the rolling diaphragm pump is It is switched to the suction drive state through the reverse drive state for inhalation operation,
When switching from the discharge drive state to the reverse drive state, the rolling diaphragm pump starts from the discharge operation while the open state of the discharge side valve and the closed state of the suction side valve are maintained. It is configured to be immediately switched to the inhalation operation,
The discharge side valve and the suction side valve are in a closed state in which the valve body is in contact with the valve seat by moving the valve body using air, and in a valve open state in which the valve body is separated from the valve seat It is configured as an air operated valve that can be switched between
A control valve for controlling air supply / discharge to the discharge side valve and the suction side valve, a discharge side and a suction side air supply / discharge path connecting the discharge side valve and the suction side valve are provided, and the discharge side A throttling means for throttling the air passing through the air supply / discharge path is provided,
The decompression means for decompressing the decompression chamber, and a fluid suction part and a discharge part each communicating with the pump chamber, and the decompression means and the decompression chamber are allowed to decompress the decompression chamber. And the pressure increasing operation of the decompression chamber is communicated via a check valve for blocking ,
The suction operation of the rolling diaphragm pump in the reverse drive state is a high-speed suction operation immediately after switching from the discharge operation, a medium-speed suction operation following the high-speed suction operation, and a low-speed following the medium-speed suction operation A liquid pump system that is set to a three-stage switching drive state by suction operation .
請求項1に記載の液体ポンプシステムを備えたポンプ装置。A pump apparatus comprising the liquid pump system according to claim 1. ポンプ室容積が最大となる下死点位置からポンプ室容積が最小となる上死点位置に向けて前記ピストンが移動する吐出動作の開始前に、前記減圧手段の減圧動作を終了させる制御手段が装備されている請求項1に記載の液体ポンプシステム又は請求項2に記載のポンプ装置Control means for ending the pressure reducing operation of the pressure reducing means before the start of the discharge operation in which the piston moves from the bottom dead center position where the pump chamber volume is maximum toward the top dead center position where the pump chamber volume is minimum. The liquid pump system according to claim 1 or the pump device according to claim 2, which is equipped. 請求項1に記載の液体ポンプシステム又は請求項2に記載のポンプ装置の前記減圧手段を、その減圧動作がポンプ室容積が最大となる下死点位置からポンプ室容積が最小となる上死点位置に向けて前記ピストンが移動する吐出動作の開始前に終了されるように駆動するローリングダイヤフラムポンプの制御方法。 The pressure reducing means of the liquid pump system according to claim 1 or the pump device according to claim 2, wherein the pressure reducing operation has a top dead center at which the pump chamber volume is minimized from a bottom dead center position at which the pump chamber volume is maximized. A method of controlling a rolling diaphragm pump that is driven so as to be finished before the start of a discharge operation in which the piston moves toward a position.
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