JP4970661B2 - Suck back valve - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、半導体の製造装置において半導体ウエハに薬液等の液体を供給する回路に使用されるサックバックバルブに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のサックバックバルブとして、レジスト液等の薬液を流す流路と、その流路に受圧面が露呈してサックバックを行うダイアフラムと、このダイアフラムを変位させるピストン等の作動体とを備えたものがある。このようなサックバックバルブは、例えば、半導体ウエハに薬液を塗布する塗布ノズルと、薬液供給源との間に介在され、作動体によりダイアフラムを変位させて流路の容積を変化させるようになっている。これにより不要な薬液がノズルから半導体ウエハ上に垂れ落ちるのを防いでいる。
【0003】
特開平7−77285号公報には、この種のサックバックバルブの一例が開示されている。図6に示すように、このサックバックバルブでは、作動体51をステップモータ52の出力軸53の進退により往復動させることにより、ダイアフラム54を変位させるようになっている。このサックバックバルブでは、ダイアフラム54の外径が流路55の内径よりも大きく設定されている。このダイアフラム54が、流路55の途中に設けられたサックバック室56に対応して配置されている。従って、サックバック室56の一部は、流路55の両脇から張り出した張出空間を構成することになる。
【0004】
実公平8−10399号公報(実開平3−22570号)には、この種のサックバックバルブの他の一例が開示されている。図7に示すように、このサックバックバルブでは、作動体としてのピストン57を作動流体により往復動させることにより、ダイアフラム54を変位させるようになっている。このサックバックバルブでは、ダイアフラム54の受圧面54aが流路55の流れ方向に沿った内周壁面55a上に配置されている。これにより、ダイアフラム54の受圧面54aと流路55の流れ方向に沿った内周壁面55aとの間にデッドスペースを形成させないで、デッドスペースによる液溜まりや泡溜まりができるのを防いでいる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図6に示す従来のサックバックバルブは、流路55の途中にサックバック室56を有することから、その張出空間が流路55を流れる液体に対して泡溜まりとなるおそれのあることも考えられた。仮に、万が一、張出空間が泡溜まりとなった場合、サックバック時における液吸引の安定性や、液流量の調整精度の低下が問題となる。これらは、例えば、サックバックバルブを、薬液の塗布ノズルと薬液供給源との間に設けて使用した場合に、塗布ノズルによる薬液の切れや、薬液の塗布量調整に影響を及ぼすおそれが考えられる。
【0006】
ここで、サックバックバルブにおいて、液体は流路55を流れ、サックバック室56を通過していくものであり、張出空間が泡溜まりとなることは、実際には考え難いことである。しかし、従来のサックバックバルブでは、取付向きや流体の供給圧力等が各種使用条件に応じて変えられることがある。例えば、従来のサックバックバルブでは、図6を正立状態として、この正立状態から全体を90度回転させて垂直状態で使用したり、正立状態から全体を180度回転させた倒立状態で使用したりすることがある。これら条件の違いによって、万が一、張出空間に泡が入りかけても、それらを抜け易くしておくことが望ましい。
【0007】
ここで、サックバックバルブを垂直状態で使用した場合には、流路55が垂直に配置されることから、泡は流路55を垂直に抜け流れ、張出空間に溜まることはない。一方、サックバックバルブを倒立状態で使用した場合には、ダイアフラム54が下側に、張出空間の底壁が上側に位置することになり、この底壁を利用して泡を抜け易くすることが可能である。
【0008】
一方、図7に示す従来のサックバックバルブでは、正立状態で使用された場合に、ダイアフラム54の受圧面54aにデッドスペースができることを問題にして、受圧面54aを流路55の内周壁面55a上に配置することでデッドスペースを解消していた。ここで、同様のことが、図6に示す従来のサックバックバルブについても考えられることから、そのサックバック室56に対応して配置されたダイアフラム54と流路55との位置関係を特定しておくことが望ましい。
【0009】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その第1の目的は、倒立状態におけるダイアフラム周囲からの泡抜けを一層良好なものにすることを可能にしたサックバックバルブを提供することにある。
又、この発明の第2の目的は、第1の目的に加え、ダイアフラムの受圧面が泡溜まりを生じさせることのないサックバックバルブを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、液体が流れる流路と、前記流路に受圧面が露呈してサックバックを行うダイアフラムと、前記ダイアフラムを変位させるために往復動させる作動体とを備えたサックバックバルブにおいて、一直線上に貫通して設けられた前記流路の途中に前記ダイアフラムに対応して設けられ、前記流路に開口する部位が前記流路の内径より大きい内径を有し、前記流路を中心に前記流路の両脇に張り出した張出空間を有するサックバック室と、前記張出空間の底壁に前記流路の中心部へ向かう傾斜を付与し、前記底壁が前記流路の側壁に連なって半円形状をなすことと、を備えたことを特徴とするサックバックバルブを趣旨とする。
【0011】
上記発明の構成によれば、作動体を往復動させることにより、流路に露呈したダイアフラムの受圧面が変位して、流路を流れる液体のサックバックが行われる。ここで、流路の途中に設けられたサックバック室は、流路の内径より大きい内径を有することから、流路から張り出した張出空間が存在することになる。この張出空間に、万が一、泡が入りかけても、それらを抜け易くしておくことが望ましい。例えば、サックバックバルブを倒立状態で使用した場合、ダイアフラムの受圧面が下側に、張出空間の底壁が上側に位置することになり、この底壁を利用して泡の抜けを改善ずることが可能である。この発明では、サックバック室の底壁に流路の中心部へ向かう傾斜が付与されることから、張出空間の底壁の傾斜に沿って泡が流路の中心部へ向かって案内されることになり、泡抜けが容易となる。
【0012】
上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、ダイアフラムは、作動体が下死点に位置するときにサックバック室を最小容積とする状態になり、作動体が上死点に位置するときにサックバック室を最大容積とするサックバック状態になることと、サックバック状態でのダイアフラムの受圧面は、流路の内周面と同位置かそれより流路の中心側へ張り出した位置に設定されることとを備えたことを趣旨とする。
【0013】
上記発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の作用に加え、ダイアフラムがサックバック室を最大容積とするサックバック状態になるときにも、その受圧面が流路の内周面と同位置かそれより流路の中心側へ張り出した位置に設定されることから、流路に対して凹みとなる空間が形成されることがない。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のサックバックバルブを具体化した一実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0015】
図1に、正立状態のサックバックバルブ1の断面図を示す。図2に、図1のA−A線に沿った断面図を示す。サックバックバルブ1は、バルブボディ3とシリンダ4とを含む。バルブボディ3には、液体が流れる流路2が設けられる。
【0016】
バルブボディ3には、流路2に通じる一対のポート5,6が設けられる。各ポート5,6には、管継手7,8が設けられる。バルブボディ3には、流路2に受圧面9aが露呈してサックバックを行うダイアフラム9が設けられる。ダイアフラム9に対応して、バルブボディ3には、サックバック室10が設けられる。サックバック室10は、ダイアフラム9に対応して流路2の途中に設けられるものであり、流路2の内径D1より大きい内径D2を有する。サックバック室10は、流路2を中心にその両脇に張り出した張出空間11を有する。
【0017】
バルブボディ3とシリンダ4との間には、管状のガイドワッシャ12が設けられる。ダイアフラム9の外周部9bは、ガイドワッシャ12のフランジ12aとバルブボディ3の段部3aとの間に挟持され、固定される。図3には、その挟持部分を断面図に詳しく示す。バルブボディ3の段部3aには、例えば、金属や硬質樹脂よりなる剛体13が埋設されており、この剛体13にダイアフラム9の外周部9bが密着している。これにより、ダイアフラム9の径方向の密着性の向上が図られている。
【0018】
シリンダ4の中空部14には、その軸線方向に沿って、本発明の作動体としてのピストン15が往復動可能に設けられる。ピストン15は、その外周に装着されたシール16を介して中空部14に摺動自在に設けられる。ピストン15の下方へ延びるピストンロッド15aは、ガイドワッシャ12の中空部12bをその軸線方向に沿って往復動可能に組み付けられる。ピストンロッド15aは、その外周に装着されたシール17を介して中空部12bに摺動自在に設けられる。ガイドワッシャ12のフランジ12aとピストン15との間には、圧縮スプリング18が介在される。圧縮スプリング18により、ピストン15が上方へ付勢される。ピストンロッド15aの下端には、ダイアフラム9の中央突部9cが結合される。
【0019】
シリンダ4の中空部14は、ピストン15により上下二室14A,14Bに区画される。上側の作動室14Aには、シリンダ4に設けられた作動通路19を通じて作動流体が導入・導出される。一方、下側の大気室14Bには、シリンダ4に設けられた大気通路20を通じて大気が導入される。
【0020】
従って、作動通路19を通じて作動室14Aに作動流体が導入されることにより、ピストン15が押されて下動し、ピストンロッド15aと共にダイアフラム9の受圧面9aが下方へ変位する。一方、作動通路19を通じて作動室14Aから作動流体が導出されることにより、圧縮スプリング18によりピストン15が押されて上動し、ピストンロッド15aと共にダイアフラム9の受圧面9aが上方へ変位する。このようにピストン15の動きによりダイアフラム9の受圧面9aが変位するようになっている。
【0021】
シリンダ4の軸線上に位置するネジ孔4aには、調節ネジ21が設けられる。調節ネジ21の下端部のフランジ21aには、シール22が装着され、このシール22により作動室14Aの密閉性が確保される。このフランジ21aの下端は、ピストン15に当接可能に設けられる。調節ネジ21の上端部は、シリンダ4の上部に螺合されたキャップナット23を貫通して設けられる。この調節ネジ21の上端部には、摘み24が固定される。
【0022】
従って、摘み24の操作により調節ネジ21をネジ孔4aに螺合して進退させることにより、フランジ21aの作動室14Aに対す突出量が調節される。これにより、ピストン15のストローク及びダイアフラム9の受圧面9aの変位量が調節され、サックバック室10におけるサックバック量が調節される。一旦調節が完了した調節ネジ21は、キャップナット23の締め付けにより固定される。
【0023】
ここで、サックバック室10に関する特徴を詳しく説明する。図4には、図1のB−B線に沿った断面におけるサックバック室10の部分のみを断面図に示す。前述したように流路2の両脇に張り出したサックバック室10の張出空間11は、それぞれ受圧面9aに対向する底壁10aを有する。これら底壁10aには、流路2の中心部へ向かう所定角度θ1の傾斜が付与されている。
【0024】
この実施の形態では、サックバック室10でのダイアフラム9の配置が次のように設定される。即ち、ダイアフラム9は、ピストン15が下死点に位置するときにサックバック室10を最小容積とする状態となり、ピストン15が上死点に位置するときにサックバック室10を最大容積とするサックバック状態となる。図1,図4には、サックバック状態のダイアフラム9を示す。ここで、サックバック状態でのダイアフラム9の受圧面9aは、流路2の内周面と同位置かそれより流路2の中心側へ張り出した位置に設定される。
【0025】
以上説明したように本実施の形態のサックバックバルブ1の構成によれば、図1に示す正立状態において、ピストン15を上下に作動させることにより、流路2に露呈したダイアフラム9の受圧面9aが変位し、サックバック室10の容積が変化して流路2を流れる液体のサックバックが行われる。
【0026】
ここで、流路2の途中に設けられたサックバック室10は、流路2の内径D1より大きい内径D2を有することから、流路2から張り出した張出空間11が存在する。この張出空間11に、万が一、泡が入りかけても、それらを抜け易くしておくことが望ましい。例えば、サックバックバルブ1を倒立状態(図1の正立状態から180度回転させた状態)で使用した場合には、ダイアフラム9の受圧面9aが下側に、張出空間11の底壁10aが上側にそれぞれ位置することになり、この底壁10aを利用して泡の抜けを改善することが可能である。この実施の形態のサックバックバルブ1では、サックバック室10の底壁10aに流路2の中心部へ向かう傾斜が付与されることから、図5に示すように、倒立状態において、底壁10aが流路2へ向けて上方へ傾くことになる。従って、サックバック室10に泡が入りかけても、その泡が底壁10aの傾斜に沿って、図5に矢印で示すように流路2の中心部へ向けて案内され、泡抜けが容易となる。このため、従来のサックバックバルブに比べ、倒立状態におけるダイアフラム9の周囲からの泡抜けを一層良好なものにすることができ、サックバック室10が泡溜まりとなることを未然に防止することができる。
【0027】
このため、サックバックバルブ1によるサックバック時に液体の吸引を安定させることができ、液流量の調整を正確なものにすることができる。従って、例えば、サックバックバルブ1が、薬液の塗布ノズルと薬液供給源との間に設けられ使用されても、サックバック室10に張出空間11があることによって塗布ノズルによる薬液の切れや、薬液の塗布量調整が不安定になることはない。
【0028】
又、この実施の形態では、ダイアフラム9がサックバック室10を最大容積とするサックバック状態になるときにも、その受圧面9aが流路2の内周面と同位置かそれより流路2の中心側へ張り出した位置に設定されることから、流路2の内周面に対して凹みとなる空間が形成されることがない。このため、サックバックバルブ1が正立状態に配置された状態で、サックバック室10に配置されたダイアフラム9の受圧面9aが泡溜まりを生じさせることを未然に防止することができる。このことも、サックバック時の液体の吸引を安定化させ、液体流量の調整を正確なものにすることに寄与する。
【0029】
尚、この発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。
【0030】
例えば、前記実施の形態では、サックバック室10の底壁10aの傾斜に関する構成と、同室10におけるダイアフラム9の配置に関する構成とを組み合わせたが、後者の配置に関する構成を省略することもできる。
【0031】
又、前記実施の形態では、作動体としてのピストン15を、ダイアフラム9を変位させるために作動流体により往復動させる構成としたが、作動体を、ダイアフラムを変位させるために電気的構成による往復動、例えば、ステップモータの出力軸の進退により往復動させる構成とすることもできる。
【0032】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明の構成によれば、サックバック室の張出空間の底壁の傾斜に沿って泡が流路の中心部へ向けて案内され、泡抜けが容易となる。このため、従来のサックバックバルブに比べ、倒立状態におけるダイアフラム周囲からの泡抜けを一層良好なものにすることができ、サックバック室が泡溜まりとなることを防止することができる。
【0033】
請求項2に記載の発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、ダイアフラムがサックバック状態になるときでも、流路の内周面に対して凹みとなる空間が形成されない。このため、ダイアフラムの受圧面が泡溜まりを生じさせることを未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施の形態に係り、サックバックバルブを示す縦断面図である。
【図2】図1のA−A線に沿った断面図である。
【図3】ダイアフラム外周部の挟持部分を示す断面図である。
【図4】図1のB−B線に沿った断面でのサックバック室部分を示す断面図である。
【図5】倒立状態におけるサックバック室を拡大して示す断面図である。
【図6】従来のサックバックバルブを示す縦断面図である。
【図7】従来のサックバックバルブを示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 サックバックバルブ
2 流路
9 ダイアフラム
9a 受圧面
10 サックバック室
10a 底壁
11 張出空間
15 ピストン(作動体)
θ1 所定角度
D1 内径
D2 内径[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a suck back valve used in a circuit for supplying a liquid such as a chemical solution to a semiconductor wafer in a semiconductor manufacturing apparatus, for example.
[0002]
[Prior art]
As a conventional suck back valve, a flow path for flowing a chemical solution such as a resist solution, a diaphragm for exposing the pressure receiving surface to the flow path for sucking back, and an operating body such as a piston for displacing the diaphragm There is. Such a suck-back valve is interposed, for example, between a coating nozzle for applying a chemical solution to a semiconductor wafer and a chemical solution supply source, and changes the volume of the flow path by displacing the diaphragm by the operating body. Yes. This prevents unnecessary chemical liquid from dripping from the nozzle onto the semiconductor wafer.
[0003]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-77285 discloses an example of this type of suck back valve. As shown in FIG. 6, in this suck back valve, the
[0004]
Japanese Utility Model Publication No. 8-10399 (Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-22570) discloses another example of this type of suck-back valve. As shown in FIG. 7, in this suck back valve, the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the conventional suck back valve shown in FIG. 6 has the
[0006]
Here, in the suck back valve, the liquid flows through the
[0007]
Here, when the suck back valve is used in a vertical state, since the
[0008]
On the other hand, the conventional suck back valve shown in FIG. 7 has a problem that a dead space is formed on the
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object of the invention is to provide a suck-back valve that makes it possible to further improve bubble removal from around the diaphragm in an inverted state. It is in.
In addition to the first object, a second object of the present invention is to provide a suck back valve in which the pressure receiving surface of the diaphragm does not cause bubble accumulation.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the invention described in claim 1 includes a flow path through which a liquid flows, a diaphragm for sucking back with a pressure receiving surface exposed to the flow path, and a reciprocating motion to displace the diaphragm. in the suck-back valve with an actuating member which, set in correspondence with the diaphragm in the middle of the flow path provided through in a straight line vignetting, site open to the flow path of the flow path inner diameter have a larger inside diameter, and the suck-back chamber having a protruding space protruding on both sides of the flow path around the flow path, the tilt of the bottom wall of the overhang space toward the flow path center of the imparting to said bottom wall and the spirit of the suck back valve, characterized in that it and a to form a semicircular I Tsurana on the side wall of the channel.
[0011]
According to the configuration of the invention described above, by reciprocating the operating body, the pressure receiving surface of the diaphragm exposed to the flow path is displaced, so that the liquid flowing through the flow path is sucked back. Here, since the suck back chamber provided in the middle of the flow path has an inner diameter larger than the inner diameter of the flow path, an overhanging space protruding from the flow path exists. Even if bubbles enter the overhanging space, it is desirable to make them easy to escape. For example, when the suck back valve is used in an inverted state, the pressure receiving surface of the diaphragm is located on the lower side, and the bottom wall of the overhanging space is located on the upper side. It is possible. In this invention, since the inclination toward the center of the flow path is given to the bottom wall of the suck back chamber, the bubbles are guided toward the center of the flow path along the inclination of the bottom wall of the overhanging space. As a result, bubbles can be easily removed.
[0012]
In order to achieve the above object, according to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the diaphragm is in a state in which the suck back chamber has a minimum volume when the operating body is located at the bottom dead center. Therefore, when the operating body is located at the top dead center, the suck back state with the suck back chamber as the maximum volume is entered, and the pressure receiving surface of the diaphragm in the suck back state is placed at the same level as the inner peripheral surface of the flow path. It is intended to be provided at a position that protrudes toward the center side of the flow path.
[0013]
According to the configuration of the invention, in addition to the action of the invention according to claim 1, when the diaphragm is in a suck-back state in which the suck-back chamber has the maximum volume, the pressure receiving surface is the same as the inner peripheral surface of the flow path. Since it is set at the same position or a position projecting toward the center of the flow path from that position, there is no formation of a concave space with respect to the flow path.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment embodying a suck back valve of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 shows a cross-sectional view of the upright suckback valve 1. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. The suck back valve 1 includes a
[0016]
The
[0017]
A
[0018]
A
[0019]
The
[0020]
Accordingly, when the working fluid is introduced into the working
[0021]
An
[0022]
Therefore, the protrusion amount of the
[0023]
Here, the characteristic regarding the suck back
[0024]
In this embodiment, the arrangement of the
[0025]
As described above, according to the configuration of the suck back valve 1 of the present embodiment, the pressure receiving surface of the
[0026]
Here, since the suck-
[0027]
For this reason, the suction of the liquid can be stabilized during the suck back by the suck back valve 1, and the liquid flow rate can be adjusted accurately. Therefore, for example, even when the suck back valve 1 is provided and used between the chemical solution application nozzle and the chemical solution supply source, due to the presence of the overhanging
[0028]
Further, in this embodiment, even when the
[0029]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and a part of the configuration can be changed as appropriate without departing from the spirit of the invention.
[0030]
For example, in the above-described embodiment, the configuration related to the inclination of the
[0031]
In the above embodiment, the
[0032]
【Effect of the invention】
According to the configuration of the first aspect of the present invention, bubbles are guided toward the center of the flow path along the inclination of the bottom wall of the overhanging space of the suck-back chamber, and bubble removal is facilitated. For this reason, compared with the conventional suck back valve, the bubble removal from the periphery of the diaphragm in the inverted state can be further improved, and the suck back chamber can be prevented from becoming a bubble pool.
[0033]
According to the configuration of the invention described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a suck back valve according to one embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a sandwiching portion of an outer peripheral portion of a diaphragm.
4 is a cross-sectional view showing a suck-back chamber portion in a cross section taken along line BB in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is an enlarged sectional view showing a suck back chamber in an inverted state.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a conventional suck back valve.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a conventional suck back valve.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Suck back
θ1 Predetermined angle D1 Inner diameter D2 Inner diameter
Claims (2)
前記流路に受圧面が露呈してサックバックを行うダイアフラムと、
前記ダイアフラムを変位させるために往復動させる作動体と
を備えたサックバックバルブにおいて、
一直線上に貫通して設けられた前記流路の途中に前記ダイアフラムに対応して設けられ、前記流路に開口する部位が前記流路の内径より大きい内径を有し、前記流路を中心に前記流路の両脇に張り出した張出空間を有するサックバック室と、
前記張出空間の底壁に前記流路の中心部へ向って、前記作動体から離れる方向に傾斜した傾斜を付与し、前記底壁が前記流路の側壁に連なって前記底壁の間の流路の内周面が半円形状をなすことと、を備えたことを特徴とするサックバックバルブ。A flow path through which liquid flows;
A diaphragm that exposes the pressure receiving surface to the flow path and performs a suck back; and
In a suck back valve comprising an actuating element that reciprocates to displace the diaphragm,
A portion that is provided corresponding to the diaphragm in the middle of the flow path that penetrates in a straight line has an inner diameter that is larger than the inner diameter of the flow path, and that is centered on the flow path. A sackback chamber having a protruding space protruding on both sides of the flow path;
The bottom wall of the overhanging space is inclined toward the center of the flow path and away from the operating body , and the bottom wall is connected to the side wall of the flow path between the bottom walls. A suck-back valve comprising: an inner peripheral surface of a flow path having a semicircular shape.
前記サックバック状態での前記ダイアフラムの受圧面は、前記流路の内周面と同位置かそれより前記流路の中心側へ張り出した位置に設定されることと、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載のサックバックバルブ。The diaphragm is in a state in which the suck back chamber has a minimum volume when the operating body is located at a bottom dead center, and the suck back chamber has a maximum volume when the operating body is located at a top dead center. Going into a suckback state,
The pressure-receiving surface of the diaphragm in the suck-back state is set at the same position as the inner peripheral surface of the flow path, and then protrudes to the center side of the flow path;
The suck back valve according to claim 1, further comprising:
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