JPH1018977A

JPH1018977A - 無発塵送液装置

Info

Publication number: JPH1018977A
Application number: JP8173771A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Miki; 正博三木; Takehisa Nitta; 雄久新田; Sannosuke Sanuki; 三之助讃岐
Original assignee: URUTORA CLEAN TECHNOL KAIHATSU KENKYUSHO KK
Current assignee: URUTORA CLEAN TECHNOL KAIHATSU KENKYUSHO KK
Priority date: 1996-07-03
Filing date: 1996-07-03
Publication date: 1998-01-20

Abstract

(57)【要約】【課題】シール材等からの微細粒子により送液が汚染
されることを根本的に解消する。【解決手段】シリンダー１の内周面とピストン４の外
周面との間に微小間隙（幅Ｓ、長さＬ）を設け、その微
小間隙に通じる給液路７及び排液路８を設け、その給排
液路７，８に超純水等を強制流過させて微小間隙に液膜
を形成し、この液膜によりシリンダー１とピストン４と
を非接触に保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として半導体デ
イバイスの洗浄処理用の無塵液を送液するための無発塵
送液装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に高集積化した半導体デイバイスの
製造には、洗浄の清浄度の完全性が要求され、高清浄度
の洗浄液が使用されている。この洗浄液の送液にはポン
プが必要であるが、通常の送液ポンプを用いると駆動部
その他の接液材料が薬液により腐食され、洗浄液として
不適切なものとなる。

【０００３】そこで、フッ素樹脂等のプラスチック材料
により構成されるベローズポンプやダイヤフラムポンプ
が使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のポンプ
ではフッ素樹脂等のプラスチック材料からの微粒子の発
生を完全に防止することができず、薬液容器、輸送器
具、洗浄槽、ウエハキャリヤ等全用途にわたり障害とな
っており、未だ完全に無発塵送液が得られていないのが
現状である。

【０００５】本発明はこのような現状に鑑み、より完全
な無発塵状態を維持しつつ送液できる無発塵送液装置の
提供を目的としたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の如き従来の問題を
解決し、所期の目的を達成するための本発明の第１の特
徴は、シリンダーと、該シリンダー内に往復動自在に挿
入されたピストンと、該ピストンを往復動作させる駆動
機構と、該ピストンの往復動作によって加圧及び減圧さ
れる前記シリンダー内の加減圧室にそれぞれ弁を介して
連通させた吸液路及び送液路とを有し、前記シリンダー
内面とピストン外周面との間に液膜が形成される微小間
隙を設けるとともに前記シリンダーには前記加減圧室か
ら離れた位置にあって前記微小間隙に通じる給排液路を
設けるとともに該給排液路に液を強制流過させる送液ポ
ンプを備えたことにある。

【０００７】なお、微小間隙をピストンの往復動作にか
かわらず一定とし、該間隙の大きさを前記一定長さ全域
において略一定にして定量送液することとしてもよく、
また、微小間隙の大きさが約２〜５０ミクロンであるこ
とが好ましい。また、吸液路にはピストンの後退による
吸液を低負荷で行わせる加圧手段を備えることが好まし
い。また、ピストンにはシリンダー外にて、シリンダー
と無接触常態を維持させる軸心支持機構を備えることと
してもよい。

【０００８】本発明の第２の特徴は、一端側に吸液路と
送液路とを弁を介して連通させた加減圧室を有するとと
もに、該加減圧室内を加圧及び減圧させる定量加減圧機
構を有する定量送液用ポンプと、前記加減圧室の側面に
開口させたリーク液路を介して連通され、該加減圧室内
の発塵部分の液を強制排液させる強制リーク用定量ポン
プとを備えたことにある。

【０００９】尚、強制リーク用定量ポンプとしては、一
端側にそれぞれ開閉弁を介してリーク用吸液路及び排液
路が連通されたシリンダと、該シリンダの他端内にシー
ルリングを介して気液密を維持させて挿入したピストン
を有するポンプであり、前記リーク用吸液路にリーク液
路を連通させて使用するのが好ましい。

【００１０】また、定量送液用ポンプの加減圧室がシリ
ンダーであり、加減圧機構が該シリンダーの開方側端部
から挿入され、シリンダー内面との間がＯリング等のシ
ール材でシールされ、往復駆動機構によってシリンダの
軸方向に往復動作されるピストンであり、かつ、最も後
退位置にある時のピストンの先端部側面位置にリーク液
路を連通開口させる構造としてもよく、この場合、強制
リーク用定量ポンプにより強制排液させるリーク液量：
定量送液ポンプのピストンの変位によるシリンダ内容積
変位量の比を、ピストン外周とシリンダ内面との間隙面
積：ピストン断面積とすることが好ましい。

【００１１】更に、定量送液ポンプの加減圧機構が、加
減圧室の他端側を閉鎖し、往復駆動機構によって動作さ
れるダイヤフラムもしくはべローズ等の弾性動作膜であ
り、前記加減圧室に、前記弾性動作膜の変位による容積
変化量より大きい容積の細流路を介して吸液路及び送液
路を連通させるのが好ましい。

【００１２】また、本発明の第１、第２の特徴のいずれ
の場合も、ピストンとシリンダーの材質は、サファイ
ヤ、アルミナその他のセラミツクス、石英、シリコン、
炭化ケイ素、アモルファスカーボン、ステンレススチー
ルその他の金属、および表面に耐蝕性不動態膜を持つ金
属が使用できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
ついて説明する。

【００１４】図１は本発明の第１実施形態であって、特
に小型小容量の送液装置に適したものを示しており、図
において１は円筒形のシリンダー、４は円柱形のピスト
ンであり、シリンダー１内をピストン４が横向きに往復
動作するようになっている。ピストン４およびシリンダ
ー１の材質は、サファイヤ、アルミナその他のセラミツ
クス、石英、シリコン、炭化ケイ素、アモルファスカー
ボン、ステンレススチールその他の金属、および表面に
耐蝕性不動態膜を持つ金属が使用できる。

【００１５】シリンダー１は前部の加減圧室２と後部の
ピストン支持部３とからなり、加減圧室２はピストン４
の外径Ｄに対して内径が比較的大きく、加減圧室２の内
周面とピストン４の外周面との間には比較的大きな（液
体の粘性が無視できる程度の）間隙が形成され、一方、
ピストン支持部３はピストン４の外径Ｄに対して内径が
極僅かに大きく、ピストン支持部３の内周面とピストン
４の外周面との間に比較的小さな（液体の粘性により後
述の液膜が形成される程度の）幅Ｓの微小間隙が形成さ
れるようになっている。

【００１６】そして、シリンダー１の加減圧室２の前端
部には吸液路５及び送液路６が連通されており、その各
液路５，６には逆止弁５ａ，６ａがそれぞれ備えられ、
吸液路５を介して液槽９から液が吸い込まれ、送液路６
を介して強制送液されるようになっている。また、ピス
トン支持部３の後端部内周面には給液路７及び排液路８
が連通されて、超純水等の液膜形成用の液体が、図示し
ない送液ポンプから給液路７、微小間隙を介して排液路
８へ強制流過するようになっている。なお、給液路７に
は流量制御弁７ａが備えられている。

【００１７】ピストン４は操作ロッド４ａを介して駆動
機構１０により往復動作するようになっており、駆動機
構１０は、パルスモーター１１と、モーターの回転を減
速して直線動作に変換する連動機構１２とを備えてい
る。また、ピストン４は先端部が加減圧室２内で往復動
作し、ピストン４とシリンダー１間の微小間隙の長さＬ
がピストン４の往復動作に拘らず一定となるようになっ
ている。

【００１８】また、液槽９には窒素導入口９ａが設けら
れており、図示しない加圧手段により液槽９内が窒素圧
力ΔＰだけ加圧され、吸液路５出口の吸液圧力Ｐ₂が大
気圧と等しくなるように調整されている。これにより、
送液中の溶存ガスの気泡化による逆止弁５ａ，６ａ等の
作動不良を防止し、また、液の大気汚染を防止して清浄
送液を行うようになっている。更に、加減圧室２内の吸
液圧力Ｐ₂を排液路８側の漏水圧力Ｐ₃（大気圧）と等
しくして、ピストン４の後退動作による吸液が低負荷で
行われるようになっている。

【００１９】このように構成される送液装置は、シリン
ダー１のピストン支持部３の内周面とピストン４の外周
面との間の微小間隙に、給液路７から供給される超純水
等が充填されて液膜が形成され、これによって、Ｏリン
グ等のシール材を用いずに、シリンダー１とピストン４
とが非接触常態に保持される。従って、従来のようにシ
リンダー又はピストンとシール材等との摩擦により微細
粒子が発生することがなく、このような微細粒子により
送液が汚染されることが根本的に解消される。

【００２０】なお、シリンダー１とピストン４間の微小
間隙に形成される液膜によるピストン４の保持は、濡れ
の機構、表面電位、吸着分子間力作用、粘性流体の境膜
分布などの幾多の表面科学現象が介在し相互に関連して
いるものと考えられる。

【００２１】そして、ピストン４を駆動機構１０を介し
て往復動作させると、逆止弁５ａ，６ａが自動的に開閉
動作し、ピストン４の後退動作時に液槽９から吸液路５
を介してシリンダー１の加減圧室２内に液が吸引され、
ピストン４の前進動作時に加減圧室２から送液路６を介
して液が送液される。

【００２２】この際、ピストン４の後退動作（吸引）に
おいては、液槽９に加えられた窒素圧力ΔＰにより、シ
リンダー１の加減圧室２内の吸液圧力Ｐ₂が排液路８の
漏水圧力Ｐ₃と等しくなるため、微小間隙内の液膜を形
成する超純水等が加減圧室２内に混入することが防止さ
れ、送液される液体の濃度の変化を避けることができ
る。

【００２３】一方、ピストン４の前進動作（押出）にお
いては、シリンダー１の加減圧室２内の送液圧力Ｐ₁が
排液路８の漏水圧力Ｐ₃より大きくなるため、加減圧室
２内の液体がシリンダー１とピストン４との間の微小間
隙を介して排液路８へ漏出するが、この漏出量は全体の
送液量に対して無視できる程度に微量であり、逆に、こ
の漏出液により微小間隙内の液体が置換されることにな
り、微小間隙を洗浄することができる。

【００２４】また、ピストン４の先端部が加減圧室２内
で往復動作することによって、ピストン４とシリンダー
１間の微小間隙の幅Ｓ、長さＬが常に略一定となるの
で、漏出量を容易に算出可能である。また、微小間隙の
長さＬがピストン４の往復動作により変化する場合に
も、予め漏出量を検定しておくことが可能である。従っ
て、漏出量を見込んで送液量を補正することによって、
送液量の精度を向上することができる。

【００２５】なお、微小間隙からの液の漏出量Ｑの算出
は次式により行われる。

【００２６】Ｑ＝πＤＳω （Ｐ1 −Ｐ3 ）／ｄ＝｛λ（Ｌ／２Ｓ）＋１．５｝ω²
／２Ｇここで、ωは平均流出速度、ｄは液密度、λは液体摩擦
係数、Ｇは重量加速度である。なお、前述のとおり、Ｄ
はピストン４の直径、Ｓは微小間隙の幅（半径方向）、
Ｌは微小間隙の長さ、Ｐ₁は送液圧力、Ｐ₃は漏水圧力
である。

【００２７】図２は、本発明の第２実施形態であって、
特に大型大容量の送液装置に適したものを示しており、
図において１は円筒形のシリンダー、２４は円柱形のピ
ストンであり、シリンダー１内をピストン２４が縦向き
に往復動作するようになっている。なお、第１実施形態
と同一部分については、同一符号を付して説明を省略す
る。

【００２８】ピストン２４は、シリンダー１の後方（下
方）に長く突出しており、シリンダー１の外側に設けら
れた軸心支持機構３０によりシリンダー１と軸心が一致
するように保持されている。従って、ピストン２４が比
較的大型で重量が大きい場合にも、シリンダー１のピス
トン支持部３の内周面とピストン２４の外周面との間の
微小間隙に形成される液膜により、シリンダー１とピス
トン２４の非接触状態を維持することが可能となってい
る。なお、シリンダー１の加減圧室２には、連通路２２
を介して吸液路５及び送液路６が連通している。

【００２９】なお、上述の実施の形態は、ピストン１が
加減圧室２とピストン支持部３とからなり、ピストン支
持部３の内周面とピストン４，２４の外周面との間に微
小間隙が設けられた場合を示しているが、シリンダー全
体の内周面とピストン４，２４の外周面との間に微小間
隙が設けられていてもよい。

【００３０】次に本発明の第３実施形態を図３について
説明する。図中Ａは定量送液ポンプであり、Ｂは強制リ
ーク用定量ポンプである。

【００３１】定量送液ポンプＡは、所謂ピストンポンプ
であり、円筒形のシリンダ１０１と、そのシリンダ１０
１内を往復する円柱状のピストン１０２を有している。
シリンダ１０１の一端側、即ちヘッド部には連通路１０
３を介して吸液路１０４及び送液路１０５が連通され、
その各液路１０４，１０５には、逆止弁１０４ａ，１０
５ａがそれぞれ備えられ、ピストン１０２の後退動作に
より吸液路１０４から液がシリンダ１０１内に吸い込ま
れ、ピストン１０２の押し出し動作により、シリンダ１
０１内の液が送液路１０５から強制送液されるようにな
っている。

【００３２】ピストン１０２は、シリンダ１０１の他端
の開放端側から挿入され、ピストン１０２の後端部外周
に嵌め合せたシールリング１０６ａと、シリンダ１０１
の操作用ロッド挿通部内面に嵌め合わせたシールリング
１０６ｂとによってシリンダ１０１内に支持されてお
り、シリンダ１０１の内面とピストン１０２の外面とは
非接触状態が維持されている。

【００３３】尚、図中１０７ａ，１０７ｂは通液路であ
り、両シールリング１０６ａ，１０６ｂ間に洗浄液を流
通させるようになっている。

【００３４】シリンダ１０１の側面壁には、最も後退し
た位置のピストン先端部外周位置にリーク液路１０８が
連通開口され、シリンダ１０１とピストン１０２との間
隙ａから液を排出させるようになっている。

【００３５】尚、このリーク液路１０８は図には詳示さ
れてないが、シリンダ１０１の全周にわたって等間隔に
多数開口されている。

【００３６】リーク液路１０８には強制リーク用定量ポ
ンプＢが連通され、間隙ａ内の液を吸引して強制排出さ
せるようになっている。強制リーク用定量ポンプＢは、
円筒状のシリンダ１１１とその中に挿入したピストン１
１２とを有するピストンポンプを使用しており、シリン
ダ１１１の一端のヘッド部には連通路１１３を介して吸
液路１１４、排液路１５が連通され、両液路１１４，１
１５にはリモートコントロール式の開閉弁１１４ａ，１
１４ｂが設けられている。

【００３７】そして、吸液路１１４がリーク液路１０８
に連通され、開閉弁１１４ａ，１１５ｂを交互に開閉動
作させ、ピストン１１２の後退動作によって吸液路１１
４からリーク液路１０８を通して間隙ａ内の液を強制吸
引し、ピストン１１２の前進動作によって排液路１１５
からシリンダ１０１内の液が強制排出されるようになっ
ている。

【００３８】尚、図中１１６ａ，１１６ｂはシールリン
グであり、１１７ａ，１１７ｂは洗浄用の通液路であ
る。また上述したピストン１０２，１１２およびシリン
ダー１０１，１１１の材質は、サファイヤ、アルミナそ
の他のセラミツクス、石英、シリコン、炭化ケイ素、ア
モルファスカーボン、ステンレススチールその他の金
属、および表面に耐蝕性不動態膜を持つ金属が使用でき
る。

【００３９】両ポンプＡ，Ｂはそれぞれパルスモータを
使用した駆動機構１２１，１２２によって動作されるよ
うになっている。この駆動機構１２１，１２２はそれぞ
れパルスモータ１２３，１２４により減速機及びモータ
の回転動作を直線動作に変換する動作変換機からなる連
動機構１２５，１２６を介して各ピストン１０２，１１
２の操作用ロッド１０２ａ，１１２ａを往復動作させる
ようにしている。

【００４０】次に、この送液装置の動作について説明す
る。

【００４１】定量送液ポンプＡは、ピストン１０２を往
復動作させることにより、逆止弁１０４ａ，１０５ｂが
自動的に開閉動作し、後退動作時に吸液路１０４から液
が吸引され、前進動作時に送液路からシリンダ１０１内
の液が送液される。そして、ピストン１０２の前進動作
を一定速度で動作させることにより、定量送液がなされ
る。

【００４２】ピストン１０２の往復動作により、シール
リング１０６ａとシリンダ１０１の内面とがこすれ合
い、これによって主としてシールリングの表面が剥離さ
れ、微細粒子がシリンダ１０１の内面とピストン１０２
の外面との間隙ａ内に発生する。

【００４３】このようにして生じた微細粒子を含む間隙
ａ内の液を強制リーク用定量ポンプＢによって強制排出
させ、送液路１０５から送り出される液への混入を防止
している。

【００４４】即ち、強制リーク用定量ポンプＢは、定量
送液ポンプＡの動作中にピストン１１２を連続して後退
させることにより、間隙ａ内の液を強制吸引し、微細粒
子が混入していると思われる分だけリークさせるように
している。

【００４５】このリーク量は、少くとも定量送液ポンプ
Ａのピストン１０２が動作することによる間隙ａの移動
容量分たげあればく、定量送液ポンプＡの送液量に対す
るリーク量の比Ｒは次式にて表わされる量以上であれば
良い。

【００４６】Ｒ＝強制リーク用定量ポンプの吸液量／定
量送液ポンプ送液量＝間隙ａの断面積／ピストン断面積尚、強制リーク用定量ポンプＢの容量は、定量送液ポン
プＡの１回の送液動作中に連続してリークさせ得るだけ
の量のものを使用し、シリンダ１０１内に吸引したリー
ク液は定量送液ポンプＢの作動停止中に排液路より排出
させ、次のリーク動作に備える。

【００４７】また、上記した第３実施形態では、定量送
液ポンプＡは、１回の吸引により多量の液をシリンダ内
に収容し、その状態からピストン１０２の押し込み動作
のみを間欠的に行わせて必要な量づつ間欠送液させる、
いわば単回吸液多回送液型に適したものとなっている
が、この他、ピストンをショートストロークもしくはロ
ングストロークで吸送液を交互に行わせる、いわば単回
吸液単回送液型のものであっても同様に実施できる。

【００４８】次に本発明の第４実施形態を図４について
説明する。

【００４９】この実施形態は定量送液ポンプにいわゆる
ダイヤフラムポンプを使用したものであり、強制リーク
用定量ポンプＢは第３実施形態のものと同じである。
尚、第３実施形態と同じ部分には同一符号を付してその
説明を省略する。

【００５０】この定量送液ポンプＣは加減圧室１３０
に、それぞれ逆止弁１０４ａ，１０５ａを備えた吸液路
１０４及び送液路１０５が連通路１０３を介して連通さ
れており、その加減圧室１３０の内壁の一部にダイヤフ
ラムからなる弾性動作膜１３１が組み込まれている。弾
性動作膜１３１には操作用ロッド１３２が固定されてい
る。操作用ロッド１３２は戻しバネ１３３及び押し込み
用カム１３４からなる駆動機構１３５によって往復動作
されるようになっており、カム１３４を駆動させること
により一定速度で一定ストロークだけ弾性動作膜１３１
が動作されて定量送液がなされるようになっている。

【００５１】連通路１０３には、細流路１３６をあけた
隔壁１３７が嵌め込まれている。この細流路１３６は前
述した弾性動作膜１３１の動作による加減圧室１３０内
の容積変化量より大きい容量に設定されており、これに
よって弾性動作膜１３１の動作時に加減圧室１３０内の
液が送液路１０５内へ送り出されないようになってい
る。

【００５２】加減圧室１３０には側部にリーク液路１０
８が連通開口されており、これが強制リーク用定量ポン
プＢの吸液路１１４に連通されている。このポンプＢは
弾性動作膜１３１の動作による容積変化量のより少い微
量液を強制排出させるようになっている。

【００５３】なお、上述したピストン定量送液ポンプＣ
の材質は、サファイヤ、アルミナその他のセラミツク
ス、石英、シリコン、炭化ケイ素、アモルファスカーボ
ン、ステンレススチールその他の金属、および表面に耐
蝕性不動態膜を持つ金属が使用できる。

【００５４】この無発塵送液装置では、弾性動作膜１３
１の動作により、その表面から膜材料の微細粒子が加減
圧室１３０内の液中に塵となって混入する。

【００５５】しかし、連通路１０３には、弾性動作膜１
３１の作動による加減圧室１３０内の容積変化量に見合
う容量の細流路１３６があり、かつ、強制リーク用定量
ポンプＢによって加減圧室１３０内の液の一部が強制排
出された微細粒子混入液の細流路１３６から送液路１０
５への流出が完全に防止される。

【００５６】尚、この第４実施形態では連通路１０３に
細流路１３６を設けているが、細流路１３６は必ずしも
必要ではなく、これを設けずに連通路１０３を弾性動作
膜１３１の変位による容積変化量に見合う容量より大き
いものとしてもよい。

【００５７】また、第４実施形態では吸送液のための加
減圧を発生させる弾性動作膜としてダイヤフラムを使用
した場合を示しているが、この他、ベローズ等の弾性変
形する膜であってもよい。

【００５８】

【実施例】次に本発明の実施例を説明する。第１実施形
態において、シリンダー１（加減圧室２）及びピストン
４をサファイア製とし、ピストン４の直径Ｄを０．７０
ｃｍ、ピストン４のストロークを１．２５ｃｍ、微小間
隙の幅Ｓを０．００１ｃｍ（１０ミクロン）、その長さ
Ｌを１．２５ｃｍ、微小間隙の体積を０．００２２ｃｍ
³とした。そして、強力なエッチング剤であるフッ化水
素酸を、送液圧力Ｐ₁を１．０kg/cm² 、送液量を０．
９６cm³／秒（０．４８cm³ ×２ストローク／秒）とし
て定量送液した。

【００５９】この結果、フッ化水素酸溶液中の０．０２
ミクロン以上の粒子数は、レーザー光散乱方式微粒子計
測装置で測定したところ、送液装置の入口、出口で全く
変化がなく、２個／cm³ 以下であった。また、微小間隙
からの液漏れ量は０．０３cm³ ／秒で送液量の２．７％
であり、送液量を充分な精度で制御可能であった。な
お、この液漏れ量は前述の理論式による算出結果と略一
致する。そして、液漏れ量と微小間隙の体積との比は１
２であり、微小間隙が毎秒１２回の置換比で洗浄される
ことになった。

【００６０】また、第２実施形態において、シリンダー
１（加減圧室２）及びピストン２４をステンレス鋼製と
し、ピストン２４の直径Ｄを５．００cm、ピストン２４
のストロークを５．００cm、微小間隙の幅Ｓを０．００
２５cm（２５ミクロン）、その長さＬを５．００cm、微
小間隙の体積を０．２０cm³とした。そして、超純水
を、送液圧力を１．０kg／cm²、送液量を１９６cm³／
秒（９８．２cm³×２ストローク／秒）として定量送液
した。

【００６１】この結果、超純水中の粒子数は、上述のフ
ッ化水素酸と同様に、送液装置の入口、出口で全く変化
がなかった。また、微小間隙からの液漏れ量は、０．７
６cm³ ／秒で送液量の僅か０．４％であった。そして、
液漏れ量と微小間隙の体積との比は４であり、微小間隙
が毎秒４回の置換比で洗浄されることになった。

【００６２】

【発明の効果】上述のように本発明の無発塵送液装置で
は、シリンダー内面とピストンが外周面との間に微小間
隙を設け、その微小間隙に通じる給排液路を設け、その
吸排液路に液を強制流過させて、シリンダー内面とピス
トン外周面との間の微小間隙に液膜を形成することによ
って、ピストンとシリンダーとが液膜により非接触に保
持され、シール材等の摩擦により微細粒子が発生するこ
とを防止でき、このような微細粒子により送液が汚染さ
れることを、根本的に解消することができる。

【００６３】また、液膜が形成されるシリンダーとピス
トンとの間の微小間隙の長さ、大きさを一定にすること
によって、微小間隙からの漏出量が容易に予測され、定
量送液を正確に行うことが可能となる。

【００６４】また、吸液路に加圧手段を設けて、ピスト
ンの後退による吸液を低負荷で行わせることによって、
液膜を形成する液が送液に混入することを防止できる。

【００６５】また、シリンダー外にピストンの軸心支持
機構を備えることによって、ピストンを大型化等した場
合にも、ピストンとシリンダーとの液膜による非接触状
態を維持することがてきる。

【００６６】更に、本発明の無発塵送液装置では、定量
送液ポンプの加減圧機構によって生じる微粒子を含む液
を強制リーク用定量ポンプをもって定量づつ排出するよ
うにしたことにより、無発塵の定量送液が可能になり、
また、定量送液ポンプとしてシリンダー及びピストンを
使用し、ピストンとシリンダーとの間隙の液を、一定量
だけ強制リークさせるようにして送液路側に混入させな
いようにしたことにより、シール材からなる発生する微
細粒子は送液路に送り出されることなく強制排出され、
より完全な無発塵状態が得られる。

【００６７】更にまた、定量ポンプとしてダイヤフラム
やべローズ等の弾性動作膜を用いたポンプを使用し、吸
液路、送液路を加減圧室に連通させる連通路を弾性動作
膜の変位による加減圧室容積変化量より大きくし、か
つ、強制リーク用定量ポンプにより加減圧室内の液を少
量づつ強制排出させることにより、弾性動作膜から発生
する微粒子は送液路に送り出されることなく強制排出さ
れ、より完全な無発塵状態が得られる。この場合、連通
路に前述した容積変化量に見合う容積の細流路を設ける
ことにより、更に効果的な無発塵状態が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の概略構成を示す断面図
である。

【図２】本発明の第２実施形態の概略構成を示す断面図
である。

【図３】本発明の第３実施形態の概略構成を示す断面図
である。

【図４】本発明の第４実施形態の概略構成を示す断面図
である。

【符号の説明】

１シリンダー２加減圧室３ピストン支持部４ピストン４ａ操作用ロッド５吸液路５ａ逆止弁６送液路６ａ逆止弁７給液路７ａ流量制御弁８排液路９液槽９ａ窒素導入口１０駆動機構１１パルスモーター１２連動機構２２連通路２４ピストン３０軸心支持機構Ｄピストンの直径Ｓ微小間隙の幅（大きさ）Ｌ微小間隙の長さＰ¹ 送液圧力Ｐ² 吸液圧力Ｐ³ 漏水圧力 ΔＰ窒素圧力Ａ，Ｃ定量送液ポンプＢ強制リーク用定量ポンプ１０１シリンダ１０２ピストン１０３連通路１０４吸液路１０５送液路１０４ａ，１０５ａ逆止弁１０６ａ，１０６ｂシールリング１０７ａ，１０７ｂ通液路１０８リーク液路１１１シリンダ１１２ピストン１１３連通路１１４吸液路１１４ａ，１１４ｂ開閉弁１１５排液路１１６ａ，１１６ｂシールリング１１７ａ，１１７ｂ通液路１２１，１２２駆動機構１２３，１２４パルスモータ１２５，１２６連動機構１３０加減圧室１３１弾性動作膜１３２操作用ロッド１３３戻しバネ１３４押し込み用カム１３５モータ１３６細流路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者讃岐三之助東京都羽村市緑ケ丘１丁目18番６号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダーと、該シリンダー内に往復動
自在に挿入されたピストンと、該ピストンを往復動作さ
せる駆動機構と、該ピストンの往復動作によって加圧及
び減圧される前記シリンダー内の加減圧室にそれぞれ弁
を介して連通させた吸液路及び送液路とを有し、前記シ
リンダー内面とピストン外周面との間に液膜が形成され
る微小間隙を設けるとともに前記シリンダーには前記加
減圧室から離れた位置にあって前記微小間隙に通じる給
排液路を設けるとともに該給排液路に液を強制流過させ
る送液ポンプを備えてなる無発塵送液装置。
【請求項２】微小間隙をピストンの往復動作にかかわ
らず一定とし、該間隙の大きさを前記一定長さ全域にお
いて略一定にしてなる請求項１に記載の無発塵送液装
置。
【請求項３】微小間隙の大きさが約２〜５０ミクロン
である請求項１もしくは２に記載の無発塵送液装置。
【請求項４】吸液路にはピストンの後退による吸液を
低負荷で行わせる加圧手段を備えてなる請求項１〜２も
しくは３に記載の無発塵送液装置。
【請求項５】ピストンには、シリンダー外にてシリン
ダーと無接触状態を維持させる軸心支持機構を備えてな
る請求項１〜３もしくは４に記載の無発塵送液装置。
【請求項６】一端側に吸液路と送液路とを弁を介して
連通させた加減圧室を有するとともに、該加減圧室内を
加圧及び減圧させる定量加減圧機構を有する定量送液用
ポンプと、前記加減圧室の側面に開口させたリーク液路
を介して連通され、該加減圧室内の発塵部分の液を強制
排液させる強制リーク用定量ポンプとを備えてなる無発
塵送液装置。
【請求項７】強制リーク用定量ポンプが、一端側にそ
れぞれ開閉弁を介してリーク用吸液路及び排液路が連通
されたシリンダと、該シリンダの他端内にシールリング
を介して気液密を維持させて挿入したピストンとを有す
るポンプであり、前記リーク用吸液路にリーク液路を連
通させてなる請求項６に記載の無発塵送液装置。
【請求項８】定量送液用ポンプの加減圧室がシリンダ
ーであり、加減圧機構が該シリンダーの開方側端部から
挿入され、シリンダー内面との間がＯリング等のシール
材でシールされ、往復駆動機構によってシリンダの軸方
向に往復動作されるピストンであり、かつ、最も後退位
置にある時のピストンの先端部側面位置にリーク液路を
連通開口させてなる請求項６もしくは７に記載の無発塵
送液装置。
【請求項９】強制リーク用定量ポンプにより強制排液
させるリーク液量：定量送液ポンプのピストンの変位に
よるシリンダ内容積変位量の比を、ピストン外周とシリ
ンダ内面との間隙面積：ピストン断面積とする請求項８
に記載の無発塵送液装置。
【請求項１０】定量送液ポンプの加減圧機構が、加減
圧室の他端側を閉鎖し、往復駆動機構によって動作され
るダイヤフラムもしくはべローズ等の弾性動作膜であ
り、前記加減圧室に、前記弾性動作膜の変位による容積
変化量より大きい容積の細流路を介して吸液路及び送液
路を連通させてなる請求項６もしくは７に記載の無発塵
送液装置。
【請求項１１】ピストンとシリンダーの材質が、サフ
ァイヤ、アルミナその他のセラミツクス、石英、シリコ
ン、炭化ケイ素、アモルファスカーボン、ステンレスス
チールその他の金属、および表面に耐蝕性不動態膜を持
つ金属である請求項１〜９もしくは１０に記載の無発塵
送液装置。