KR100904832B1 - 약액 공급장치 - Google Patents

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Abstract

약액을 고정도(高精度)에서 토출하는 것이 가능하고, 피스톤과 실린더 사이로부터 비압축성매체의 누출을 감시하는 것이 가능한 약액 공급장치를 제공한다.
펌프(11)는 펌프실(17)과 구동실(18)을 구분하는 가요성 튜브(16)를 가지며, 구동실(18)에는 실린더(12)의 실린더공(33)내를 왕복 이동하는 피스톤(34)에 의해 비압축성매체(38)가 공급된다. 대경 피스톤부(34a)와 실린더(12)의 사이에는 제1 씰 실(63a)을 형성하는 제1의 벨로스 커버(64a)가 설치되고, 소경 피스톤부(34b)와 실린더(12)의 사이에는 제2의 씰 실(63b)을 형성하는 제2의 벨로스 커버(64b)가 설치되어 있다. 씰 실(63a, 64b)내에 봉입된 비압축성매체(38a)의 압력을 검출하기 위해 실린더(12)에는 씰 실 압력센서(81)가 붙어 있고, 이 압력을 검출하는 것에 의해서 씰재(79a, 79b)의 열화도(劣化度)가 판단된다.
약액,비압축성매체, 가요성 튜브, 벨로스 커버, 씰 실 압력센서, 씰재

Description

약액 공급장치{CHEMICAL LIQUID SUPPLY APPARATUS}
본 발명은 포토 레지스트액 등의 약액(藥液)을 정량 토출하는 약액 공급장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼나 액정용 유리기판 등의 표면에는 포토 리소그래피 공정 및 에칭공정에 의해 미세한 회로 패턴이 만들어진다. 포토 리소그래피 공정에서는 웨이퍼나 유리기판의 표면에 포토 레지스트액 등의 약액을 도포하기 위해 약액 공급장치가 사용되고 있어, 용기 내에 수용된 약액은 펌프에 의해 빨려 올라가, 필터 등을 통과해 노즐에서 웨이퍼 등의 피도포물에 도포된다. 문헌 1에는 웨이퍼 포토 레지스트 액을 공급하기 위한 처리액 공급장치가 기재되어 있고, 문헌2에는 액정용 유리기판에 포토 레지스트 액를 공급하기 위한 도공(塗工)장치가 기재되어 있다.
이와 같은 약액 공급장치에 있어서는, 도포된 약액 중에 먼지 등의 입자 즉, 파티클(particle)이 혼재하면 그것이 피도포물에 부착되어, 패턴결함을 일으켜 제품의 수율을 저하시킨다. 용기 내의 약액이 펌프 내에 체류하게 되면 변질되고, 변질된 약액이 파티클이 되는 경우가 있으므로, 약액을 토출하는 펌프는 체류하지 않을 것이 요구된다.
약액을 토출하는 펌프로써는 약액이 유입하는 펌프실과 펌프실을 팽창 수축하는 구동실을 탄성변형이 자유로운 다이어프램(diaphragm)이나 튜브 등의 구분 막에 의해 나누어지도록 한 것이 사용되고 있다. 구동실에 간접액 즉, 비압축성매체를 충전하여 구분막을 통해서 약액을 가압하도록 하며, 비압축성매체의 가압방식에는 문헌3에 기재된 것과 같이 벨로스 타입과 문헌4에 나타난 것과 같이 피스톤을 이용한 실린지 타입이 있다.
[문헌1] 일특개 2000-12449호 공보
[문헌2] 일특개 2004-50026호 공보
[문헌3] 일특개평10-61558호 공보
[문헌4] 미국특허 제 5167837호 공보
비압축성매체에 의해 다이어프램이나 튜브를 탄성변형시켜 펌프동작을 시키면, 펌프의 팽창 수축실 내에서의 약액의 체류를 방지할 수 있어, 약액의 체류에 기인한 파티클의 발생을 방지할 수 있는 반면, 비압축성매체가 펌프의 성능을 결정하는 중요한 역할을 떠맡게 된다. 즉, 비압축성매체의 안에 외부로부터 공기가 들어오면, 거시적으로는 비압축성매체의 비압축성은 잃어버리고, 벨로스(bellows)나 피스톤의 이동을 다이어프램이나 튜브에 충실히 전달할 수 없게 되어, 벨로스나 피스톤의 이동 스트로크와 약액의 토출량이 대응하지 않게 된다. 또한 비압축성매체가 빠져나간 경우도 동일하게 벨로스 등의 이동 스트로크와 약액의 토출량이 대응되지 않아, 고정도(高精度)로 약액를 토출할 수 없게 된다.
상술한 문헌4에 개시된 실린지 타입의 펌프에 있어서는 통상 실린더에 피스톤의 외주면과 접촉하는 씰(seal)재를 설치하여, 피스톤의 선단면측의 구동실 내와 피스톤 기단면측의 외부와의 사이를 밀폐하도록 되어 있고, 피스톤은 씰재를 경계로 비압축성매체가 있는 부분과 외부와의 사이를 왕복이동하게 된다. 이 때문에 비압축성매체가 피스톤의 외주면에 부착한 상태에서 외부까지 노출하는 경우가 있다. 부착한 비압축성매체는 얇은 막상으로 되어 있어, 외주면과 씰재와의 사이에 들어가기 때문에, 씰재와 피스톤 외주면과의 직접접촉을 회피하여 윤활제로서의 역할을 다하게 되는 반면, 외부에 노출한 비압축성매체는 일부가 조금씩 증발하거나 건조되거나 하는 경우도 있어, 피스톤 표면에서 소실되어, 비압축성매체의 양이 감소하게 된다. 또한, 외부에 노출한 비압축성매체가 휘발하면, 피스톤 외주면에는 윤활제로서 기능하는 비압축성매체가 소실되어 기름막이 깨지는 상태가 되기 때문에, 씰재가 직접 피스톤 외주면에 접촉해 씰재의 마모가 촉진되게 된다.
구분막에 의해 나뉜 구동실을 팽창시켜 펌프실 내부로 용기 내의 약액을 흡입하기 위해 피스톤을 후퇴이동시키면, 비압축성매체가 부압(負壓) 상태가 되기 때문에, 외부의 주위공기가 피스톤 외주면과 실린더의 내주면과의 사이에서 구동실 내의 비압축성매체의 내부로 들어가는 경우가 있다. 이 현상은 피스톤의 외주면에 접동(摺動)접촉하는 씰재가 마모되어 씰 성(seal性)이 저하하면 현저해지며, 피스톤에 의해 비압축성매체에 큰 부압을 인가시킨 경우도 동일하다.
이에 대해, 상술한 벨로스(bellows) 타입의 펌프는 접동면에 접촉하는 씰재는 사용되고 있지 않기 때문에, 비압축성매체가 충전된 구동실이나 약액을 가압하는 펌프실의 밀폐성은 높다는 이점이 있다. 그러나 벨로스 타입은 실린더 타입에 비교해 비압축성매체에 가해지는 압력은 낮은 경향이 있다. 예를 들어, 레지스트를 필터를 통해서 노즐에 토출하는 경우, 필터의 유통저항이 크기 때문에 펌프실의 압력을 높게 할 필요가 있다. 이 때문에 벨로스를 구동할 때에 구동실내의 비압축성매체 압력은 높아지고, 벨로스가 약간 경방향으로 팽창하는 경우가 있으며, 팽창하면 벨로스 이동 스트로크와 약액 토출량이 고정도(高精度 )로 대응하지 않게 된다.
펌프로부터 토출압을 높이려면, 상술한 실린더 타입의 펌프가 바람직하나, 씰재의 마모가 진행되면, 구동실 내의 비압축성매체가 외부로 누출하게 된다. 이 때문에 씰재를 정기적으로 교환하도록 하고 있다. 씰재를 이용하지 않고, 피스톤 외주면과 실린더 내주면과의 틈을 좁혀서 구동실내 비압축성매체의 누출을 방지하도록 한 타입의 약액 토출 펌프에 있어서도, 동일하게 피스톤과 실린더와의 접동면의 마모가 진행되면, 구동실내의 비압축성매체가 외부에 누출하기 때문에, 피스톤이나 실린더를 교환할 필요가 있다.
따라서, 구동실내 비압축성매체의 피스톤과 실린더와의 접동면에서 누출을 외부로부터 검출할 수 있으면, 씰재의 교환시기나 피스톤 등의 교환시기를 판정하는 것이 가능하다.
본 발명의 목적은 구동실 내의 비압축성매체의 피스톤과 실린더와의 사이에서 누출을 감시하는 것이 가능하도록 한 약액 공급장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 구동실 내의 비압축성 매체의 누출량에 의해 수명을 판단하는 것이 가능하도록 하는 약액 공급장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 약액 공급 장치는 액체 유입구 및 유출구에 연통하는 펌프실과 펌프측의 구동실을 구분하는 탄성변형이 자유로운 구분막이 설치되어 있는 펌프와, 대경 실린더공과 소경 실린더공이 형성된 상기 펌프에 연결된 실린더와, 상기 대경 실린더공에 감합(嵌合)하는 대경 피스톤부 및 상기 소경 실린더공에 감합하는 소경 피스톤부을 구비하고, 상기 실린더 내부에 축방향으로 왕복이동 자유롭도록 장착되 어 상기 펌프측의 구동실에 연통하는 피스톤 측의 구동실을 상기 실린더 내에 형성하고, 상기 펌프 측의 구동실에 비압축성매체를 급배(給排)하는 피스톤과, 상기 대경 피스톤부와 상기 실린더와의 사이에 설치되고, 상기 대경 피스톤부의 접동면에 연결된 제1의 씰 실을 형성하는 벨로스 커버와, 상기 소경 피스톤부의 상기 실린더와의 사이에 설치되어, 상기 소경 피스톤부의 접동면에 이어짐과 함께 상기 제1의 씰 실에 연통하는 제2의 씰 실을 형성하는 탄성변형부재와, 상기 제1 및 상기 제2의 씰 실에 봉입된 비압축성매체와 상기 피스톤을 축방향으로 왕복이동하고, 상기 피스톤 측의 구동실과 상기 펌프 측의 구동실내의 상기 비압축성매체를 통해서 상기 펌프실을 팽창 수축하는 구동수단과 상기 씰 실의 압력과 상기 구동실의 압력의 적어도 한쪽의 압력을 검출하는 압력검출수단을 가지는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 약액 공급장치에 있어서 상기 탄성변형부재는 벨로스 커버인 것을 특징으로 하고, 각각의 벨로스 커버는 동축상에 배치됨과 동시에 구동수단에 의해서 동기 구동된다.
본 발명의 약액 공급장치는 대경 외주면과 소경 외주면을 가지는 실린더와, 상기 실린더 내에 조입(
Figure 112007062594793-pat00001
)하고, 액체 유입구 및 유출구에 연통하는 펌프실과 상기 실린더의 내주면과의 사이의 펌프측의 구동실을 구분하는 가요성 튜브와, 상기 대경 외주면에 접동 자재하게 감합하는 대경 피스톤부 및 상기 소경 외주면에 접동 자재하게 감합하는 소경 피스톤부를 갖추고, 상기 펌프 측의 구동실에 연통하는 피스톤 측의 구동실을 상기 실린더와의 사이에 형성하고, 상기 펌프측의 구동실 에 비압축성매체를 급배하는 피스톤과, 상기 실린더의 일단부측과 상기 피스톤의 상기 대경 피스톤부와의 사이에 설비되는 상기 대경 외주면과의 사이에서 상기 대경 피스톤부의 접동면에 연결된 제1의 씰 실을 형성하는 제1의 벨로스 커버와 상기 실린더의 타단부측의 상기 피스톤의 소경 피스톤부와의 사이에 설치되는 상기 소경 외주면과의 사이에서 상기 소경 피스톤부의 접동면에 연결됨과 동시에 상기 제1의 씰 실에 연통하는 제2의 씰 실을 형성하는 제2의 벨로스 커버와 상기 제1 및 상기 제2의 씰실에 봉입되는 비압축성매체와 상기 피스톤을 축방향으로 왕복 이동하여, 상기 피스톤 측의 구동실과 상기 펌프측의 구동실내의 상기 비압축성매체를 통해서 상기 펌프실을 팽창 수축하는 구동수단과, 상기 씰 실의 압력과 상기 구동실의 압력의 적어도 한쪽 압력을 검출하는 압력검출 수단을 가지는 것을 특징으로 한다. 이 약액 공급장치는 두 개의 벨로스 커버가 동축상에 배치됨과 동시에 구동수단에 의해 동기 구동되고, 또한 피스톤은 실린더의 외측에 배치된다.
본 발명의 약액 공급장치는 액체 유입구 및 유출구에 연통하는 펌프실과 구동실을 구분하는 탄성변형이 자유로운 구분막이 설치된 펌프와, 상기 구동실에 비압축성매체를 급배하는 피스톤이 왕복이동이 자유롭도록 조부(組付)되는 실린더와, 상기 피스톤과 상기 실린더와의 사이에 설치되어, 상기 피스톤의 접동면에 연결됨과 함께 비압축성매체가 봉입되는 제1의 씰 실을 형성하는 축방향으로 탄성변형이 자유로운 벨로스 커버와, 상기 제1의 씰 실에 연통함과 함께 상기 피스톤의 왕복이동할 때에 있어서의 상기 제1의 씰 실의 용적변화에 따라서 비압축성매체가 유입하 고 또한 배출되는 제2의 씰 실을 형성하는 제2의 벨로스 커버와, 상기 피스톤 및 상기 제2의 벨로스 커버를 축방향으로 왕복 이동해, 상기 비압축성매체를 통해서 상기 펌프실을 팽창 수축함과 동시에 상기 제1의 씰 실의 수축 시에 상기 제2의 씰 실을 팽창시켜, 제1의 씰 실의 팽창시에 상기 제2의 씰 실을 수축시키는 구동수단과, 상기 씰 실의 압력과 상기 구동실의 압력의 적어도 한쪽의 압력을 검출하는 압력검출수단을 가지는 것을 특징으로 한다. 이 약액 공급장치는 두 개의 벨로스 커버가 평행하게 배치됨과 동시에 구동수단에 의해 동기 구동된다.
본 발명의 약액 공급장치는 액체 유입구 및 유출구에 연통하는 펌프실과 구동실을 구분하는 탄성변형이 자유로운 구분막이 설치된 펌프와, 상기 구동실에 비압축성매체를 급배하는 피스톤이 왕복 이동 자재하게 조부(組付)된 실린더와, 상기 피스톤과 상기 실린더 사이에 설치되어, 상기 피스톤의 접동면에 연결됨과 함께 비압축성매체가 봉입된 제1의 씰 실을 형성하는 축 방향으로 탄성변형이 자유로운 벨로스 커버와, 상기 제1의 씰 실에 연통함과 동시에 상기 피스톤의 왕복 이동시에 있어서 상기 제1의 씰 실의 용적변화에 따라 비압축성매체가 유입 또는 배출되는 제2의 씰 실을 형성하는 탄성변형부재와, 상기 피스톤을 축 방향으로 왕복 이동하여, 상기 비압축성매체를 통해서 상기 펌프실을 팽창 수축하는 구동수단과, 상기 씰 실의 압력과 상기 구동실의 압력의 적어도 한쪽의 압력을 검출하는 압력검출수단을 가지는 것을 특징으로 한다. 이 약액 공급장치에 있어서 상기 탄성변형부재는 다이어프램인 것을 특징으로 하고, 탄성변형부재로서의 다이어프램은 제1의 씰 실로부터 매체에 의해 탄성 변형한다.
본 발명에 의하면, 비압축성매체가 충전된 구동실을 피스톤에 의해 팽창 수축시켜, 펌프실을 비압축성매체를 통해서 팽창 수축시키도록 했으므로, 벨로스에 의해 비압축성매체를 가압하는 경우보다도 비압축성매체에 높은 압력을 가할 수 있다. 그것에 의해 펌프실의 수축시에 펌프실에 높은 유통저항이 가해져도 약액을 공급할 수 있다.
피스톤과 실린더의 사이에 설치된 벨로스 커버 등의 탄성변형부재에 의해, 피스톤과 실린더와의 접동면에 연결된 제1의 씰 실이 형성되어, 이 제1의 씰 실에 연통하는 제2의 씰 실이 탄성변형부재에 의해 형성되어있고, 각각의 씰 실에는 비압축성매체가 봉입되어있다. 이와 같이 씰 실을 형성하기 위한 탄성형성부재는 접동부를 가지고 있지 않기 때문에, 탄성변형부재로부터의 비압축성매체의 누출은 완전히 방지할 수 있다. 따라서, 구동실을 피스톤에 의해 가압함에 따라 피스톤의 접동면과 실린더의 접동면과의 사이로부터 내부의 비압축성매체가 누출해도 그 비압축성매체는 씰 실내에 유입하게 되므로, 장치의 외부에는 비압축성매체가 누출하는 것이 방지된다.
피스톤의 접동면과 실린더공 내주면의 접동면과의 사이에 설치된 씰재가 마모되거나, 씰재를 이들 사이에 설치하지 않고 양방의 접동면 사이에서 씰성을 확보하도록 한 경우에는 이들의 접동면이 마모되면, 씰성이 열화해 구동실로부터 씰 실에 비압축성매체가 누출하게 된다. 누출하면 씰 실의 압력이 변화하게 되므로 씰 실의 압력을 검출하는 것에 의해, 비압축성매체의 누출량에 따른 씰성의 열화도를 판단할 수 있다. 씰성의 열화도에 의해 씰재의 수명이나 씰재를 이용하지 않는 경우에는 피스톤 등의 수명을 판단할 수 있다.
씰성이 열화하면, 구동실의 압력변화특성이 변화하게 되기 때문에, 구동실의 압력을 검출하는 것에 의해 씰성의 열화도를 검출할 수 있고, 그와 같이 하여 씰재의 수명 등을 판단할 수 있다.
씰 실의 압력과 구동실의 압력을 검출하는 것에 의해, 구동실의 압력변동에 의한 씰 실의 압력변동의 영향을 가미해서 씰성의 열화도를 보다 정확하게 판단할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 도1은 본 발명의 일실시의 형태인 약액 공급 장치를 나타내는 단면도이다.
이 약액 공급장치(10a)는 펌프(11)과 실린더(12)를 가지고 있다. 펌프(11)은 실린더(12)에 대해서 볼트(13)에 의해 고정된 펌프 케이스(14)와, 펌프 케이스(14)내의 원통형상의 스페이스(15)내에 취부되는 가요성 튜브(16)를 갖추고 있다. 가요성 튜브(16)은 경방향으로 팽창수축자재의 탄성부재에 의해 형성되어 있고, 이 가요성 튜브(16)에 의해 그 내측의 펌프실(17)과 외측의 펌프측의 구동실(18)과의 스페이스(15)는 구분되어있고, 가요성 튜브(16)는 구분막을 구성하고 있다.
가요성 튜브(16)의 양단부에는 어댑터부(21,22)가 취부되어 있고, 한쪽의 어댑터부(21)에는 펌프실(17)에 연통하는 액체 유입구(23)가 형성됨과 동시에 공급측 유로(24)가 접속되고, 다른 쪽의 어댑터부(22)에는 펌프실(17)에 연통하는 액체 유출구(25)가 형성됨과 동시에 토출측 유로(26)가 접속되어 있다. 공급측 유로(24)는 레지스트액 등의 액액을 수용하는 약액탱크(27)에 접속되고, 토출측 유로(26)는 필터(28)를 통해서 도포 노즐(29)에 접속되어있다.
가요성 튜브(16)은 불소수지인 테트라플루오르 에틸렌 퍼플루오르 알킬비닐에테르 공중합체 (PFA)로 형성되어있고, 어댑터부(21,22)도 동일하게 PFA로 형성되어있다. PFA로 형성된 이들 부재는 포토 레지스트 액과 반응하지 않는다. 다만, 약액의 종류에 따라 PFA에 한정하지 않고, 탄성 변형하는 재료이면 다른 수지재료나 고무재료 등의 가요성재료를 가요성 튜브(16)의 소재로 이용하여도 좋다. 어댑터부(21,22)도 동일하게 다른 수지재료나 금속재료를 소재로서 이용해도 좋다.
공급측 유로(24)에는 이 유로를 개폐하기 위한 공급측 개폐밸브(31)가 설치되어 있고, 토출측 유로(26)에는 이 유로를 개폐하기 위한 토출측 개폐밸브(32)가 설치되어있다. 각각의 개폐밸브(31,32)로서는 전기신호에 의해 작동하는 솔레노이드 밸브나 모터구동밸브, 공기압에 의해 작동하는 공기 작동 밸브가 사용된다. 게다가 역지(逆止)밸브 즉 체크밸브를 이용할 수도 있다.
실린더(12)의 기단부 측에는 실린더공(33)이 형성되어있고, 실린더공(33)에 는 피스톤(34)이 축방향으로 왕복이동이 자유롭도록 조부(組付)되어 있다. 실린더공(33)은, 대경 실린더공(33a)과 이것에 연통하는 소경 실린더공(33b)을 가지고 있고, 대경 실린더공(33a)는 실린더(12)의 기판부 측의 개구부에 개구하고 있다. 한편, 소경 실린더공(33b)는 실린더(12)의 선단부 측에 개구하여 형성된 수용공(35)에 개구하고 있고, 대경 실린더공(33a)와 소경 실린더공(33b)에 연통하고 있다. 피스톤(34)는 대경 실린더공(33a)에 감합하는 대경 피스톤부(34a)와 소경 실린더공(33b)에 감합하는 소경 피스톤부(34b)를 가지고 있고, 소경 피스톤부(34b)는 수용공(35)내에 돌출하고 있다.
대경 피스톤부(34a)와 대경 실린더공(33a)의 저면과의 사이에 피스톤 측의 구동실(36)이 형성되어있고, 실린더(12)에 형성된 연통공(37)에 의해 피스톤 측의 구동실(36)은 펌프측의 구동실(18)에 연통하고 있다. 양방의 구동실(18,36)에는 액체가 구동용의 비압축성매체(38)로서 봉입되어있고, 구동실(18,36)내의 비압축성매체(38)은 연통공(37)을 통하여 연통하고 있다. 따라서, 피스톤(34)를 대경 피스톤부(34a)가 대경 실린더공(33a)의 저면에 접근시키는 방향으로 전진 이동시키면, 피스톤 측의 구동실(36)이 수축해 구동실(36)내의 비압축성매체(38)은 펌프 측의 구동실(18)내에 유입하고, 가요성 튜브(16)내측의 펌프실(17)은 수축한다. 한편, 피스톤(34)를 후퇴방향으로 이동시키면 피스톤측의 구동실(36)이 팽창해 펌프 측의 구동실(18)내의 비압축성매체(38)은 구동실(36)내에 유입하고 펌프실(17)은 팽창한다.
가요성 튜브(16)와 펌프 케이스(14)를 가지는 펌프(11)은 실린더(12)내 피스톤(34)이 왕복동하면, 양방의 구동실(18,36)내에 봉입된 비압축성매체(38)의 이동에 의해 펌프실(17)이 팽창수축하고, 펌프실(17)의 팽창수축에 연동시켜 공급측 개폐밸브(31)과 토출측 개폐밸브(32)를 개폐 작동하는 것에 의해 약액 탱크(27)내의 약액은 도포 노즐(29)에 공급된다.
펌프(11)를 구성하는 펌프 케이스(14)는 실린더(12)에 취부되 붙어있고, 펌프 케이스(14)와 실린더(12)와의 사이에서 비압축성매체(38)가 새는 것을 방지하기 위해서 씰재가 설치된 씰구(39)가 펌프 케이스(14)와 실린더(12)와의 사이에 조입되어 있다. 다만, 펌프 케이스(14)와 실린더(12)를 일체의 부재에 의해 형성하도록 할 수도 있다. 또한, 펌프 케이스(14)를 실린더(12)로부터 분리시키고, 연통공을 가지는 호스나 튜브에 의해 펌프 케이스(14)와 실린더(12)를 연결하도록 할 수도 있다.
도2는 도1에 있어서의 2-2선 단면도이며, 펌프 부재로서의 가요성 튜브(16)는 어댑터(21,22)에 감합하는 부분을 빼면 횡단면은 장원형(長円形)으로 되어 있고, 평탄부와 원호상부를 가지고 있다. 도1에 나타난 것과 같이 피스톤(34)이 거의 전진한계 위치가 되면 가요성 튜브(16)는 도2에 있어서 실선으로 나타낸 바와 같이 평탄부가 상호 접근하도록 수축변형하고, 피스톤(34)가 후퇴한계 위치가 되면 도2에 있어서 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이 평탄부가 서로 평행이 되는 장원형이 된다. 다만, 가요성 튜브(16)의 횡단면형상은 장원형에 한정하지 않고, 원형 등의 다른 형상일 수 있다.
실린더(12)는 구동 박스(41)에 취부되어 있고, 구동 박스(41)는 단면사각형 박스 본체(42)를 가지며, 이것의 양단에는 단벽(端壁43,44)이 고정되어 있다. 단벽(44)의 내면에는 축수(軸受) 홀더(45)에 의해 축수(46)가 고정되고, 축수(46)에는 볼 나사축(47)이 그 기단부에서 회전자재로 지지되고 있다. 볼 나사축(47)은 단벽(44) 외측에 고정된 구동수단으로서의 모터(48)의 주축에 연결되어 있고, 모터(48)에 의해 정역(正逆) 양방향으로 볼 나사축(47)은 회전구동된다.
피스톤(34)의 후단에는 구동 슬립(51)이 연결되어 있고, 구동 슬립(51)은 수나사부(52)가 일체로 설치된 단벽부(51a)와 이것과 일체가 된 원통부(51b)를 가지고 있다. 수나사부(52)는 피스톤(34)의 단부에 형성된 나사공에 나사 연결되고, 원통부(51b)는 구동 박스(41)내의 지지판(53)에 고정된 가이드 통(54)에 의해 축방향으로 이동자재하게 지지되어 있다. 볼 나사 축(47)은 구동 슬립(51)의 내부에 동축상으로 조입되어, 구동 슬립(51)의 개구단부에는 볼 나사축(47)에 나사 연결하는 너트(55)가 고정되어 있다. 너트(55)는 구동 슬립(51)내에 감합되는 나사부(55a)와 이것과 일체가 된 플랜지부(55b)를 가지고, 플랜지부(55b)는 도시하지 않은 나사부재에 의해 구동 슬립(51)에 체결되어 있다. 따라서, 모터(48)에 의해 볼 나사축(47)을 회전구동하면, 너트(55)을 통해서 구동 슬립(51)이 가이드 통(54)에 안내되어 축방향으로 직선 왕복동한다. 볼 나사 축(47)의 회전 구동시에 볼 나 사축(47)이 경사하지 않도록 볼 나사축(47)의 선단부에는 가이드링 (56)이 장착되며, 이 가이드링(56)은 구동 슬립(51)의 내주면에 감합하고 있다.
구동 슬립(51)을 축방향 이동으로 안내하기 위한 가이드통(54)의 내주면과 구동 슬립(51)의 외주면에 스프라인을 형성하고, 양방의 스프라인의 사이에 볼을 개재시키도록 하면 모터(48)에 의해 구동 슬립(51)을 통해서 피스톤(34)을 구동할 때에 있어서 구동 슬립(51)의 접동 저항을 작게 할 수 있음과 동시에 구동 슬립(51)의 회전이 규제된다.
피스톤(34)의 대경 피스톤부(34a)의 외주면은 대경 실린더공(33a)의 내주면인 접동면(61a)에 접동 접촉하는 접동면(62a)이 되고, 소경 피스톤부(34b)의 외주면은 소경 실린더공(33b)의 내주면인 접동면(61b)에 접동접촉하는 접동면(62b)으로 되어 있다. 대경 피스톤부(34a)과 실린던(12)과의 사이에는 이들 사이에서 대경 피스톤부(34a)의 접동면(62a)이 연결된 제1의 씰 실(63a)를 형성하기 위한 벨로스커버(64a)가 설치되어 있다. 벨로스 커버(64a)는 실린더(12)의 기단부측 개구부에 형성된 대경공(65)에 고정된 환상부(66)과, 대경 피스톤부(34a)의 돌출부 즉 기간부에 고정된 환상부(67)과 이들 사이의 벨로스부(68)을 가지며, 대경 피스톤부(34a)를 덮도록 설치된 벨로스 커버(64a)의 내측에 씰 실(63a)가 형성되어있다.
소경 피스톤부(34b)와 실린더(12)의 선단부와의 사이에는 이들 사이에서 소 경 피스톤부(34b)의 접동면(62b)에 연결되는 제2의 씰 실(63b)를 형성하기 위한 탄성변형부재로서 벨로스 커버(64b)가 설치되어 있다. 벨로스 커버(64b)는 실린더(12)의 선단부측 개구부에 형성된 대경공(71)이 고정되는 디스크부(72)와 소경 피스톤부(34b)의 돌출부 즉, 수용공(35)에 들어가는 선단부에 고정되는 단판부(73)와, 이들 사이에 벨로스부(74)를 가지고 있다. 벨로스커버(64b)의 디스크부(72)는 볼트(75)에 있어 실린더(12)의 단면에 취부되는 체결판(76)에 의해 실린더(12)에 고정되어있고, 수용공(35)는 디스크부(72)에 의해 닫쳐 있다. 이것에 의해 벨로스 커버(64b)의 외측에 씰 실(63b)가 형성되어, 벨로스 커버(64b)는 소경 피스톤부(34b)에 동축상으로 이어져 설치되어있다. 벨로브 커버(64b)의 내부는 체결판(76)에 형성된 관통공(77)에 의해 외부로 연통되어 있다. 각각의 벨로스 커버(64a,64b)는 PTFE등의 수지재료에 의해 형성되어 있으나, 고무재료나 금속재료에 의해 형성 할 수도 있다. 더욱이 벨로스 커버(64b)을 대신해서 다이어프램을 이용하도록 해도 좋다.
양방의 씰 실(63a,63b)는 실린더(12)에 형성된 연통공(78)에 의해 서로 연통되어 있다. 양방의 씰 실(63a,63b)내에는 씰용의 비압축성매체(38a)가 봉입되어있고, 봉입된 비압축성매체(38a)은 연통공(78)에 의해 양방의 씰 실(63a,63b)내에 이동할 수 있도록 되어있다. 각각의 씰 실(63a,63b)내에 봉입된 비압축성매체(38a)로서는 구동실(18,36)에 봉입된 비압축성매체(38)과 동종의 것이 사용되고 있으나, 비압축성매체(38a)과 비압축성매체(38)를 다른 종류의 것으로 사용하여도 좋다. 더 욱이 연통공(78)을 피스톤(34)에 형성해 양방의 씰 실(63a,63b)를 연통시키도록 하여도 좋다.
양방의 씰 실(63a,63b)은 연통공(78)에 의해 연통하고 있기 때문에, 구동실(36)을 수축시키는 방향으로 피스톤(34)를 구동하면 제1의 씰 실(63a)은 그 용적이 작아지도록 수축하고, 제2의 씰 실(63b)는 그 용적이 크게 되도록 팽창하기 때문에, 제1의 씰 실(63a)내의 비압축성매체(38a)는 연통공(78)를 통해서 배출되어 제2의 씰 실(63b)내에 공급된다. 한편, 구동실(36)을 팽창시키는 방향으로 피스톤(34)를 구동하면 제1의 씰실(63a)의 용적은 팽창하고 제2의 씰실(63b)의 용적은 수축하여 제2의 씰 실(63b)내의 비압축성매체(38a)는 연통공(78)을 통해서 배출되어 제1의 씰 실(63a)내에 공급된다.
제1의 벨로스 커버(64a)의 벨로스부(68)의 평균유효단면적을 A로 하고, 대경 피스톤부(34a)의 단면적을 B로 하고, 제2의 벨로스커버(64b)의 벨로스부(74)의 평균유효단면적을 C로 하고, 소경 피스톤부(34b)의 단면적을 D로 하면, A-B=C-D가 되는 것과 같이 각각의 벨로스부(68,74)의 평균유효단면적과 대경 피스톤부(34a)및 소경 피스톤부(34b)의 단면적이 설정되어 있다. 이에 의해 구동실(36)를 팽창 수축시킬 때의 각각의 씰 실(63a,63b)의 피스톤(34)의 단위 스트로크당 용적 감소량과 용적증가량이 상호 거의 동일하게 된다. 이와 같이 하여 피스톤(34)의 왕복동시에 있어서 각각의 씰실(63a,63b)내의 비압축성매체(38a)의 배출량과 공급량이 어 울어지도록 되어있고, 각각의 씰 실(63a,63b)내의 용적은 변화하지 않고, 피스톤(34)의 왕복 이동시에는 벨로스부(68,74)는 축방향만으로 변형하고, 경방향으로는 변형하지 않는다.
대경 실린더공(33a)의 접동면(61a)과 대경 피스톤부(34a)의 접동면(62a)과의 사이를 씰하기 위해서, 실린더공(33a)에 형성된 환상 홈에는 씰재(79a)가 장착되어있고, 대경 피스톤부(34a)의 접동면(62a)는 씰재(79a)에 접동 접착한다. 소경 실린더공(33b)의 접동면(61b)과 소경 피스톤부(34b)의 접동면(62b)와의 사이를 씰하기 위하여, 실린더공(33b)에 형성된 환상 홈에는 씰재(79b)가 장착되어있다. 다만, 대경 피스톤부(34a)와 소경 피스톤부(34b)의 외주면에 각각 환상홈을 형성하고, 환상홈에 씰재(79a,79b)를 장착하도록 할 수도 있고, 그 경우에는 씰재(79a,79b)는 피스톤(34)의 왕복동시에 각각의 실린더공(33a,33b)의 접동면(61a,61b)에 접동접촉한다.
이 약액 공급장치(10a)에 있어서는 피스톤 측의 구동실(36)의 비압축성매체(38)를 피스톤(34)에 의해 가압해 비압축성매체(38)를 피스톤 측의 구동실(36)로부터 펌프 측의 구동실(18)에 공급하도록 했기 때문에 펌프 측의 구동실(18)의 압력을 높일 수 있다. 피스톤 측의 구동실(36)내의 비압축성매체(38)는 씰재(79a,79b)에 의해 씰(seal) 되어지나 피스톤(34)에 의해 구동실(36)을 가압하면 각각의 접동면(62a,62b)에 부착한 비압축성매체(38)가 구동실(36)의 압력에 의해 그대로 씰재(79a,79b)와 접동면(62a,62b)의 근소한 틈을 통과해 구동실(36)로부터 외방으로 안내되어 누출할 우려가 있다. 그러나, 대경 피스톤부(34a), 소경 피스톤부(34b)의 외주면에 부착해 외부로 샌 비압축성매체(38)는 씰 실(63a,63b)내의 비압축성매체(38a)에 붙게 되어, 장치의 외부에 누출하지 않는다. 벨로스 커버(64a,64b)는 접동부를 가지지 않기 때문에, 양방의 접동면(61a,61b과 61b,62b)의 사이에서 샌 비압축성매체(38)가 씰 실(63a,63b)로부터 외부에 누출되거나 비산(飛散)하는 것을 방지한다.
피스톤(34)을 후퇴 이동시켜 피스톤 측의 구동실(36)의 용적을 크게 할 때에 양방의 구동실(18,36)내의 비압축성매체(38)가 부압 상태가 되어도 피스톤(34)의 양단부는 벨로스 커버(64a,64b)에 의해 외부로부터 차폐(遮蔽)되어있고, 씰 실(63a,63b)내에 봉입된 비압축성매체(38a)가 구동실(36)내에 역류해 들어간다고 해도 외부의 공기가 구동실(18,36)내에 혼입하지 않는다.
게다가, 기체와 비교해서 액체 등의 비압축성매체(38,38a)는 분자량이 크기 때문에 씰재(79a,79b)와 양방의 접동면(61a,61b과62a,62b)과의 사이의 미세한 틈을 통과하기 어렵고, 씰 실(63a,63b)로부터 구동실(36)으로 들어가는 비압축성매체(38a)의 양은 적어진다. 이와 같이 액체 등의 비압축성매체(38a)를 씰 실(63a,63b)내로 봉입하는 것에 의해 펌프(11)로부터의 약액의 토출정도(精度)를 장시간에 걸쳐 고정도로 유지할 수 있다.
더욱이, 피스톤(34)의 접동면(62a,62b)과 실린더공(33a,33b)의 접동면(61a,61b)과의 사이를 씰하는 씰재(79a,79b)를 경계로하여 이의 축방향 양측에 비압축성매체(38,38a)가 충족되어 있기 때문에 씰재(79a,79b)와 피스톤(34)의 외주면에는 박막상이 된 비압축성매체(38,38a)가 개재하게 되고, 씰재(79a,79b)의 윤활성이 높아져, 씰재(79a,79b)의 마모가 방지된다. 이것에 의해 씰재(79a,79b)의 내구성이 향상되고, 장치의 수명을 길게 할 수 있다.
또한, 씰재(79a,79b)가 장기사용에 의해 마모되어 씰성이 저하하여도, 구동실(18,36)내에 공기가 혼입하는 것을 방지할 수 있고, 피스톤(34)의 왕복동 스트로크와 가요성 튜브(16) 내로부터의 약액의 토출량을 고정도로 대응시킬 수 있다. 따라서, 액정용 유리기판에 포토 레지스트액을 도포하는 경우에는 일정량의 포토 레지스트액을 높은 정도로 도포 노즐(29)로부터 토출할 수 있다.
실린더(12)에는 씰 실(63a,63b)내의 비압축성매체(38a)의 압력을 검출하기 위해서 씰 실압력센서(81)가 씰 실 압력검출수단으로서 취부되고, 펌프 케이스(14)에는 구동실(36)내의 비압축성매체(38)의 압력을 검출하기 위해서 구동실 압력센서(82)가 구동실 압력 검출수단으로서 취부되어 있고, 각각의 센서(81,82)는 압력에 따른 전기신호를 출력한다. 도1에서 나타난 것과 같이, 씰 실 압력센서(81)는 제2의 씰 실(63b)의 압력을 검출하고 있으나, 제1의 씰 실(63a)과 제2의 씰 실(63b)의 압력은 동일하며, 씰 실 압력센서(81)에 의해 제1의 씰 실(63a)의 압력 을 검출하도록 할 수도 있다.
도3은 피스톤(34)을 구동실(36)을 수축하는 방향으로 전진 이동시켜, 펌프실(17)을 수축시키는 약액 토출 공정개시시의 펌프실(17)의 약액의 압력변화를 나타낸 그래프이며, 이 압력변화는 구동실(18,36) 내의 비압축성 매체의 압력 변화에 거의 대응하게 된다.
도 3에 있어서 파형A는 씰재(79a,79b)가 소망하는 씰효과를 발휘하고 있을 때의 펌프실(17)의 압력변화특성으로, 토출 개시시에는 펌프실(17)의 압력은 급격하게 올라가도록 변화하게 되고, 그 압력은 구동실 압력센서(82)에서 검출된다. 이와 같은 급격한 변화는 벨로스를 대신해서 피스톤(34)에 의해 구동실(36)를 형성하는 것에 의해 달성할 수 있다. 그러나, 씰재(79a,79b)가 마모하거나 피스톤(34)의 접동면(62a,62b), 실린더공(33)의 접동면(61a,61b)이 마모하거나 해서 접동면(61a,61b)과 접동면(62a,62b) 사이의 씰성이 열화하면, 구동실(36)로부터 씰 실(63a,63b)로 누출하는 비압축성매체(38)의 양이 증가하고 파형A로 나타나는 특성이 유지할 수 없게 되어, 씰성의 열화진행에 따라서 파형B로부터 파형C와 같이 완만히 올라가게 변화된다.
즉, 씰성이 열화하면 약액의 토출시에는 구동실(36)로부터 씰 실(63a,63b)로의 비압축성매체(38)의 이동저항이 작아지게 되어 구동실(36)로부터 누출하는 매체량이 증가하기 때문에, 피스톤(34)의 추진력이 구동실(18,36)의 압력에 정확하게는 전해지지 않게 되며, 도3에 있어서는 파형B,C 에서 나타난 것과 같이 완만히 올라가게 된다. 상승 특성이 허용치를 넘는 상태는 구동실(36)의 압력을 구동실 압력센서(82)에 의해 검출할 수 있고, 상승 특성을 알게 되면, 씰성의 열화가 허용범위를 넘는 것에 기인하는 씰재(79a, 79b)의 교환시기를 판단할 수 있다.
피스톤(34)을 후퇴 이동시켜 펌프실(17)내로 약액을 흡입할 때에는 펌프실 (17) 내의 압력이 급격히 변화할 필요는 적으나, 씰성이 열화하면 펌프 흡입공정에서는 씰 실(63a,63b)로부터 구동실(36)로 이동하는 비압축성매체(38a)의 양이 증가하기 때문에 흡입시의 구동실(36)의 압력변화에 의해서도 씰재(79a,79b)의 교환시기를 판단할 수 있다.
따라서, 씰 실(63a,63b)내의 압력을 검출하는 씰 실 압력센서(81)로부터 출력신호나 구동실(36) 내의 압력을 검출하기 위해서 구동실 압력센서(82)로부터 출력신호에 의해 씰성의 열화도 즉, 비압축성매체(38,38a)의 누출도를 검출할 수 있다.
도4는 펌프 토출공정과 펌프흡입공정의 1사이클에 있어서의 구동실 압력의 변화와 씰 실압력의 변화를 나타내는 그래프이다.
피스톤(34)을 전진시키는 펌프 토출 공정과 후퇴 이동시키는 펌프흡입공정에 있어서는 구동실(18,36)의 압력은 시간과 함께 도4에 있어서의 구동실압력의 그래 프와 같이 변화한다. 이것에 대해 씰 실(63a,63b)의 압력은 씰재(79a,79b)가 소망하는 씰성을 발휘하고 있다면, 접동면(61a,61b,62a,62b)으로부터의 씰 실(63a,63b)로의 비압축성매체(38)의 누출이 없기 때문에, 피스톤(34)의 왕복이동에 의한 펌프 토출공정 및 펌프흡입공정에 있어서도, 변화 없이 초기값E를 유지하게 된다. 초기값E는 씰 실(63a,63b)내에 비압축성매체(38a)가 봉입되어있기 때문에, 게이지압 제로보다도 조금 높게 되어있으나, 이 초기값은 제로여도 좋으며, 부압 등의 임의의 값을 설정하는 것도 가능하다.
씰성의 열화가 진행되면, 펌프 토출 공정시에는 구동실(36)로부터 씰 실(63a,63b)로 누출하는 비압축성매체(38)의 양이 증가해 씰 실(63a,63b)의 압력이 초기치E보다도 높게 된다. 이것에 대해, 펌프흡입 공정시에는 씰 실(63a,63b)로부터 구동실(36)로 누출수입되는 비압축성매체(38a)양이 증가하고 씰 실(63a,63b)의 압력이 초기값보다도 낮아지며, 게이지압 제로에 대해서 부압 값이 크게 된다. 따라서, 씰 실(63a,63b)의 압력을 검출하는 것에 의해 씰성의 열화에 기인하는 누출도를 판단할 수 있다. 더욱이 구동실(18,36)의 압력변화에 비하여 씰 실(63a,63b)의 압력변화는 낮아지게 되나, 도4에 있어서는 이해하기 쉽게 하기 위하여 씰 실(63a,63b)의 압력 변화는 구동실의 압력변화보다도 확대해서 나타내었다.
도4의 씰 실압력에서 나타낸 바와 같이, 토출시에 있어서의 씰성의 열화도를 판정하는 압력값으로서, 문턱 값을 P1,P2의 두 종류 설정해 두면, 문턱 값 P1을 넘 을 때에는 어느 정도 씰성의 열화가 진행한 것을 씰 실압력 센서(81)로부터의 검출신호에 의해 판단하는 것이 가능하고, 문턱 값 P2를 넘을 때에는 씰재(79a,79b)를 교환하지 않으면 안 되는 정도까지 씰성이 열화한 것을 판단할 수 있다. 한편, 펌프 흡입 공정시에 있어서의 열화 판정 압력 값으로서, 문턱 값 S1,S2의 두 종류로 설정해 두면, 동일하게 열화도를 판단할 수 있다.
씰성의 열화도가 같다 하더라도, 약액 점도나 토출 측 유로(26)의 유통저항등에 의한 구동실(18,36)의 압력에 따라서, 씰 실(63a,63b)의 압력변화는 상이하게 된다. 거기서, 구동실(18,36)의 압력에 따라서 씰성 열화 판단이 이루어지는 문턱 값을 변경하도록 할 수 있다.
도4에 있어서의 특성선(F,G)은 씰재(79a,79b)의 마모가 시작되어 씰성이 조금 열화한 경우의 씰 실(63a,63b)의 압력변화를 나타낸다. 특성선F는 약액 점도가 낮은 경우나 펌프(11)의 토출측 유로(26)의 유통저항이 작은 경우와 같이, 펌프 토출 공정에 있어서의 구동실(18,36)의 압력이 높아 지지 않는 경에 있어서의 씰 실(63a,63b)의 압력변화를 나타내고, 구동실(18,36)의 압력이 높아지지 않기 때문에, 펌프 흡입공정으로는 게이지압 제로보다도 낮은 압력이 된다.
이에 대해, 씰성의 열화정도가 특성선F로 나타나는 경우와 동일하더라도, 약액 점도가 높은 경우나 토출측 유로에 필터가 설치되어 있는 경우와 같이 펌프 토 출 공정에 있어서의 펌프실(17)의 압력이 상술한 경우보다도 높아지는 경우에는 씰 실(63a,63b)의 압력은 특성선F보다도 높아지는 것과 동시에 펌프 정지 시에 있어서의 압력도 초기값보다 높아진다. 또한, 펌프실(17)의 압력이 높은 경우에는 펌프 정지시의 씰 실(63a,63b)의 압력은 초기 값E로부터 조금씩 상승하게 된다. 다만, 정시시의 압력은 펌프운전조건 변화에 의해 초기상태로 돌아오는 경우도 있다. 예를 들어, 펌프를 장기간 정지시키거나, 흡입시의 유속을 올려 구동실(18,36)이 부의 압력이 되도록 하는 조건의 경우이다.
펌프 토출 공정에 있어서의 구동실(18,36)의 압력이 특성선F에서 나타나는 경우와 같다 하더라도, 씰성의 열화가 진행하면, 비압축성매체(38,38a)의 누출도가 높아져, 펌프 토출 공정시에 있어서의 씰 실(63a,63b)의 압력은 문턱 값 P1을 넘게 되기 때문에 씰 실(63a,63b)의 압력을 씰 실 압력센서(81)으로 검출하는 것에 의해 씰성의 열화를 판단할 수 있다. 더욱이 매체 누출량이 증가하면, 씰 실(63a,63b)의 압력은 문턱 값 P2를 넘게 된다.
도4에 나타내는 구동실 압력 및 씰 실 압력의 1 사이클 중의 압력변화는 대표적인 것으로, 이것은 펌프 운전 방법, 씰성의 열화상태에 따라 변화한다. 예를 들어 씰성의 열화가 진행되어가면 차츰 구동실 압력변화에 가까운 그래프가 된다.
도5는 펌프 작동횟수의 증가에 따른 펌프 토출 공정에 있어서의 씰 실 압력 피크 값 변화의 일례를 개략적으로 나타내는 그래프이다. 도4에 나타낸 문턱 값 P2를 씰재의 교환시기 즉 씰재의 수명으로 하고, 문턱 값 P1를 넘은 후에 문턱 값 P2에 도달할 때까지의 펌프 작동횟수를 미리 알고 있다면, 문턱 값 P1을 넘는 시점에서 씰재(79a,79b)의 수명을 예측할 수 있다. 또한, 작동횟수와 씰 실 압력과의 관계를 미리 알고 있다면, 임의의 검출 압력으로부터 씰재의 수명을 예측할 수 있다. 더욱이 펌프 흡입 공정에 있어서 도4에 나타난 문턱 값 S1,S2에 기초하여 씰재의 수명을 예측할 수 있다.
도6은 펌프 토출 공정에 있어서의 구동실(18,36)의 압력과 씰 실(63a,63b)의 압력의 관계를 나타내는 그래프이다. 도6에 나타낸 것과 같이, 구동실(18,36)의 압력이 높아지면, 씰 실(63a,63b)로의 매체누출량이 증가 함과 동시에 씰성의 열화가 진행하면 매체누출량이 증가하고, 씰 실(63a,63b)의 압력도 높아지는 경향이 있다. 따라서, 펌프의 운전이 동일 조건하에서 행해져 약액 토출시의 펌프압이 일정하다면, 씰 실(63a,63b)의 압력변화에 의해 씰재(79a,79b)의 수명을 판단할 수 있으나, 토출측 유로(26)에 설치된 필터(28)의 눈막힘이 진행됨에 따라 토출시의 펌프실(17)의 압력이 상승하면, 씰재(79a,79b)가 수명에 다다르지 않더라도 씰 실(63a,63b)의 압력이 문턱 값을 넘는 경우가 있을 수 있다.
여기에서, 구동실(36)의 압력을 구동실 압력센서(82)에 의해 검출함에 따라, 예를 들어 구동실(36)의 압력과 씰 실(63a,63b)의 압력과의 차에 의해 씰성의 열화 를 판단하거나 구동실(36)의 압력에 따라 씰 실(63a,63b)의 압력의 문턱 값을 변경하거나 하면, 필터의 눈막힘 등에 의한 토출측 유로(26)의 압력변화에 좌우되지 않고, 씰재(79a,79b)의 수명을 보다 정확하게 판단할 수 있다.
도7은 약액 공급장치의 제어회로를 나타내는 블록도이며, 씰 실 압력센서(81)와 구동실 압력센서(82)의 검출신호는 컨트롤러(83)에 보내지고, 컨트롤러(83)로부터는 모니터(84)에 신호가 보내져, 모니터(84)에는 씰성이 표시된다. 컨트롤러(83)는 제어 프로그램, 수명의 연산식, 문턱 값의 목록 데이터 등이 격납되는 ROM과, 검출신호에 기초해서 씰성의 열화도를 연산하는 마이크로 프로세스 등을 가지고 있다. 따라서, 도4에 나타낸 것과 같이 씰 실(63a,63b)의 압력, 구동실(36)의 압력, 또는 씰 실(63a,63b)의 압력과 구동실(36)의 압력에 의해 씰성의 열화도를 판정하고, 모니터(84)에는 열화도를 표시하거나, 씰재(79a,79b)가 수명에 다다른 것을 표시하거나, 씰재(79a,79b)가 수명에 다다르는 시기의 예측을 표시하게 된다. 모니터(84)에 덧붙여 씰재(79a,79b)가 수명에 다다른 때에는 경보를 발령하도록 하거나 경고등을 점등하도록 해도 좋다.
도8(A)은 도1에 나타난 약액공급장치(10a)의 개략도이며, 도8(B)~도8(D)및 도9(A)~도9(D)는 각각 약액 공급장치의 변형예를 나타내는 개략도이다. 각각의 도에 있어서는 도8(A)에 나타난 약액 공급장치에 있어서 부재와 공통으로 하는 부재에는 동일한 부호가 붙어있다.
도8(B)에 나타낸 약액 공급장치(10b)는 약액 공급장치(10a)와 동일하게 대경 실린더공 (33a) 과 소경 실린더공 (33b)이 형성된 실린더(12)를 가지며, 피스톤(34)은 대경 실린더공(33a)에 감합하는 대경 피스톤부(34a)와 소경실린더공(33b)에 감합하는 소경 피스톤부(34b)를 가지고 있다. 대경 피스톤부(34a)와 실린더(12)의 일단부의 사이에는 도1 및 도8(A)에 나타낸 경우와 동일하게 대경 피스톤부(34a)를 덮도록 제1의 벨로스 커버(64a)가 설치되어있다.
한편, 소경 피스톤부(34b)와 실린더(12)의 타단부와의 사이에는 도1 및 도8(A)에 나타낸 약액 공급장치(10a)에서는 제2의 벨로스 커버(64b)가 소경 피스톤부(34b)의 연장선상에 설치되어있는 것에 대해, 소경 피스톤부(34b)를 덮게 하는 제2의 벨로스 커버(64b)가 설치되어있다. 또한, 벨로스 커버(64a)는 대경 피스톤부(34a)의 단면을 덮는 단판부를 가지며, 벨로스 커버(64a)의 내부에는 제1의 씰 실(63a)이 형성되고, 벨로스 커버(64b)는 소경 피스톤부(34b)의 단면을 덮는 단판부를 가지며, 벨로스 커버(64b)의 내부에는 제2의 씰 실(63b)이 형성되어 있다. 양방의 벨로스 커버(64a,64b)의 단판부는 연결부재(86)에 의해 연결되어있고, 이 연결부재(86)에는 피스톤(34)에 평행하게 배치된 볼 나사축(47)에 나사 결합된 너트(55)가 취부되어 있다.
도8(C)에 나타난 약액 공급장치(10c)는 실린더(12)의 중심부에 원주형상의 스페이스(15)가 형성되고, 이 스페이스(15)의 안에 가요성 튜브(16)이 조입되어 있 고, 가요성 튜브(16)에 의해 그 내측의 펌프실(17)과 외측의 구동실(18)로 구분되어 있다. 실린더(12)에는 대경외주면(87)과 소경 외주면(88)이 형성되어, 대경 외주면(87)에 접동이 자유롭게 되도록 감합하는 대경 피스톤부(34a)와 소경외주면(88)에 접동이 자유롭게 되도록 감합하는 소경 피스톤부(34b)를 가지는 중공의 피스톤(34)이 실린더(12)의 외측에 배치되어있다. 실린더(12)의 대경외주면(87)과 소경외주면(88)의 경계를 이루는 경방향면과, 중공의 피스톤(34)의 대경 피스톤부(34a)와 소경 피스톤부(34b)와의 경계를 이루는 경방향면과의 사이에, 구동실(36)이 형성되어있고, 구동실(36)은 구동실(18)에 연통공(37)에 의해 연통하고 있다.
실린더(12)의 일단부와 대경피스톤부(34a)의 사이에는 제1의 벨로스 커버(64a)가 설치되어있고, 대경 피스톤부(34a)와 벨로스 커버(64a)와의 사이에는 접동면(62a)이 연결되는 제1의 씰 실(63a)이 형성되어 있다. 또한, 실린더(12)의 타단부와 소경 피스톤부(34b)와의 사이에는 제2의 벨로스 커버(64b)가 설치되고, 소경 피스톤부(34b)와 벨로즈 커버(64b)에 의해 접동면(62b)에 연결된 제2의 씰 실(63b)이 형성되어있다. 피스톤(34)을 축방향으로 왕복이동하기 위해서 피스톤(34)에는 이것에 평행하게 배치된 볼 나사축(47)이 나사결합되는 너트(55)가 취부되어 있다.
도8(B)및 (C)에 나타난 약액 공급장치(10b,10c)는 볼 나사축(47)이 피스 톤(34)과 평행하게 되어있기 때문에 볼 나사축(47)을 피스톤(34)과 동축상에 배치한 도1의 약액 공급장치(10a)보다도 장치의 길이 치수를 짧게 할 수 있다.
도8(D)에 나타낸 약액 공급장치(10d)는 피스톤(34)이 축방향으로 왕복 이동이 자유롭도록 조입되어 있는 실린더(12)의 개구단부와 피스톤(34)의 단부 사이에는 제1의 벨로스 커버(64a)가 설치되고, 이 벨로스 커버(64a)의 외측과 실린더공(33)과의 사이에 제1의 씰 실(63a)이 형성되어 있다. 실린더(12)에는 제1의 벨로스 커버(64a)와 평행하게 축방향으로 탄성변형이 자유롭도록 제2의 벨로스 커버가 취부되어 있고, 이 벨로스 커버(64b)의 내부에는 연통공(78)에 의해 씰 실(63a)에 연통하는 제2의 씰 실(63b)이 형성되어있다.
피스톤(34)과 벨로스 커버(64b)에 연결된 연결부재(89)에는 도1에 나타낸 경우와 동일하게 구동수단으로서의 모터(48)에 의해 축방향으로 왕복동하는 구동 슬립(51)이 취부되어 있다. 도8(D)에 나타낸 피스톤(34)은 상술한 피스톤과 상이하여 단부(段付)로 되어 있지 않고, 피스톤(34)과 실린더공(33)과의 사이는 하나의 씰재(79)에 의해 밀폐되어 있다.
도9(A)에 나타낸 약액 공급장치(10e)는 피스톤(34)이 축방향으로 왕복 이동 자유롭도록 조입된 실린더(12)의 개구단부와 피스톤(34)의 돌출단부와의 사이에 제1의 벨로스 커버(64a)가 설치되고, 이 벨로즈 커버(64a)의 내측와 피스톤(34)과의 사이에 제1의 씰 실(63a)이 형성되어있다. 씰 실(63a)에 연통공(78)을 통해서 연통하는 요(凹)부(91)가 실린더(12)에 형성되어있고, 실린더(12)에 요부(91)를 덮도록 해 취부된 다이어프램(92)에 의해 제2의 씰 실(63b)이 형성되어있다. 이 약액공급장치(10e)에 있어서는 피스톤(34)이 축방향으로 왕복동해 제1의 씰 실(63a)이 팽창 수축하면 그것에 대응해 다이어프램(92)의 탄성변형에 의해 제2의 씰 실(63b)이 팽창 수축하게 된다.
도9(B)에 나타낸 약액공급장치(10f)는 도9(A)에 나타낸 약액공급장치(10e)와 동일하게 다이어프램(92)에 의해 제2의 씰 실(63b)이 형성되어있다. 이에 대해, 펌프(11)는 약액공급장치(10a~10e)와 상이하고 다이어프램(93)을 가지며, 펌프 케이스(14)내의 스페이스(15)는 다이어프램(93)에 의해 펌프실(17)과 구동실(18)을 구분하고 있다. 이와 같이 약액공급장치(10f)에 있어서는 유체유입구와 유체유출구에 연통하는 펌프실(17)과 구동실(18)을 구분하는 탄성변형이 자유롭도록 하는 구분막으로서 다이어프램(93)이 사용되고 있다. 도9(B)에 나타낸 제1의 씰 실(63a)은 도8(D)에 나타낸 경우와 동일하게 실린더공(33)의 내측과 벨로스 커버(64a)의 외측과의 사이에 형성되어있다.
도9(C)에 나타낸 약액 공급장치(10g)는 실린더(12)의 선단 개구부에 이를 덮도록 취부되는 펌프 케이스(94)를 가지고, 펌프 케이스(94)와 실린더(12)의 선단면과의 사이에 다이어프램(93)이 피스톤(34)에 대향하도록 설치되어있다. 이 다이어 프램(93)에 의해 펌프실(17)과 구동실(18)이 형성되어, 구동실(18)은 상술한 구동실(36)을 겸하고 있다.
도 9(D)에 나타낸 약액 공급장치(10h)는 도9(B),(C)에 나타낸 약액 공급장치(10f,10g)와 동일하게 제1의 씰 실(63a)이 벨로스 커버(64a)의 외측과 실린더공(33)의 내면과의 사이에 형성되어있고, 다른 구조는 도9(A)에 나타낸 약액 공급장치(10e)와 동일하게 되어있다. 도9(A)~도9(D)에 나타낸 약액 공급장치(10e~10h)의 피스톤(34)은 도8(D)에 나타난 경우와 동일하게 단부(段付)로는 되어있지 않으므로, 피스톤(34)에는 하나의 씰재(79)가 설치되고 실린더공(33)의 접동면에 접촉해서 비압축성매체를 밀폐한다.
도8(B)~도8(D)및 도9(A)~도9(D)에 나타난 각각의 씰 실(63a,63b)의 압력은 씰 실 압력센서(81)에 의해 검출되고, 구동실(18,36)의 압력은 구동실 압력센서(82)에 의해 검출되어서, 상술한 바와 같이 씰재(79,79a,79b)의 수명이 판정된다.
도8및 도9에 나타난 각각의 약액 공급장치를 타입별로 분류하면 이하와 같다.
각각의 약액 공급장치(10a~10h)는 실린더(12)에 대해 축방향으로 왕복동자재의 피스톤(34)에 의해 펌프(11)의 구동실(18)에 비압축성매체(38)를 공급 또는 배 출하는 기본구조를 가지고 있다. 펌프(11)의 타입으로는 도9(B),(C)에 나타나는 것과 같이 펌프실(17)과 구동실(18)을 구분하는 탄성변형이 자유롭도록 하는 구분막으로서 다이어프램(93)을 사용한 것으로 도8(A)~도8(D)및 도9(A),(D)에서 나타낸 것과 같이 가요성 튜브(16)를 사용한 것이다.
각각의 약액 공급장치(10a~10h)에 있어서는 구동실(18,36)로부터 누출한 비압축성매체(38)를 수용하는 씰 실은 제1과 제2의 두 가지가 설치되어있고, 각각의 씰 실(63a,63b)은 다이어프램이나 벨로스 커버 등의 탄성변형부재에 의해 형성되어있다. 각각의 약액 공급장치(10a~10h)에 있어서는 제1의 씰실(63a)이 벨로스 커버(64)에 의해 형성되어 있다.
한편, 약액 공급장치(10e~10h)에 있어서의 제2의 씰 실(63b)은 다이어프램(92)에 의해 형성되어 있고, 다이어프램(92)은 제2의 씰 실(63b)내에 유입하는 비압축성매체(38a)에 의해 팽창 수축하는 매체 구동식으로 되어있다. 이 다이어프램(92)을 대신해서 탄성변형부재로서 벨로스를 사용해도 좋다. 이것에 대해 약액 공급장치(10a~10d)에 있어서는 제2의 씰 실(63b)도 벨로스 커버(64b)에 의해 형성됨과 동시에 양방의 벨로스 커버(64a,64b)가 같이 구동수단에 의해 구동되는 동기 구동식이 되고, 한편의 씰 실(63a)이 팽창하면 다른 한편의 씰 실(63b)은 수축하도록 용적을 밸런스시키는 밸런스식으로 되어있다. 다만, 양방의 벨로스 커버(64a,64b)가 동기할 때에는 도8(A)에 나타나는 약액공급장치(10a)에 있어서는 한 쪽의 벨로스 커버(64a)가 축방향으로 팽창할 때에는 다른 한편의 벨로스 커버(64b)도 팽창하는 것에 대해 다른 동기 타입의 약액 공급장치(10b~10d)에 있어서는 한편의 벨로스 커버(64a)가 축방향으로 팽창할 다른 벨로스 커버(64b)가 축방향으로 수축한다. 한쪽의 벨로스 커버(64a)가 축방향으로 수축하면 다른 쪽 벨로스 커버(64h)가 축방향으로 팽창한다.
제2의 씰 실(63b)를 벨로스 커버(64b)에 의해 형성하도록 한 타입으로서는 도8(A)~(C)에 나타낸 것과 같이 양방의 벨로스 커버(64a,64b)를 동축상으로 배치한 타입과, 도8(D)에서 나타낸 것과 같이 평행하게 배치한 타입이 있다. 동축상에 배치하는 타입에 있어서는 도8(A),(B)에서 나타낸 것과 같이 피스톤(34)에 대경 피스톤부(34a)와 소경 피스톤부(34b)를 형성하고, 대경 피스톤부(34a)와 소경 피스톤부(34b)에 각각 벨로스 커버(64a,64b)가 설치되어있다. 한편, 도8(C)에서 나타낸 약액 공급장치(10c)에 있어서는 실린더(12)의 외주면에 대경외주면(87)과 소경외주면(88)을 설치하고, 실린더(12)의 외측에 중공의 피스톤(34)을 축방향으로 접동이 자유롭게 되도록 감합하고 있고, 펌프(11)는 실린더(12)의 내외에 형성되어있다. 이와 같이 피스톤(34)을 실린더(12)의 내부에 배치하는 타입과 피스톤(34)을 중공으로하여 실린더(12)의 외측에 배치하는 타입이다.
양방의 벨로스 커버(64a,64b)를 동축상에 배치하는 타입에 있어서는 각각의 씰 실(63a,63b)은 상호 연통공(78)에 의해 연통됨과 동시에 피스톤(34)으로부터 샌 비압축성매체가 각각 들어가도록 되어있고 피스톤(34)과 실린더(12) 사이의 틈을 밀폐하기 위해서 두 개의 씰재(79a,79b)가 이용되고 있다. 다른 타입의 약액 공급장치(10d,10e~10h)에 있어서는 피스톤(34)과 실린더(12) 사이에는 하나의 씰재(79)가 이용되도록 되어 있다.
두 개의 씰재(79a,79b)가 이용되는 경우는 적어도 하나의 씰재가 소정 값 이상 마모된 경우에는 그것을 센서로부터의 신호에 의해 판단할 수 있다. 각각의 약액 공급장치에 있어서는 씰재가 설치되어있으나, 실린더(12)와 피스톤(34)과의 사이의 틈을 작게 함으로써 씰재를 이용하지 않고 양방 사이의 씰성을 확보할 수도 있다. 그 경우에는 씰 실이나 구동실의 압력을 검출함에 의해 씰성의 열화도에 따른 피스톤(34) 등의 부품교환시기를 판단할 수 있다.
도8(A)~(C)및 도9(A)~(D)에 나타난 각각의 약액 공급장치의 상세구조는 이미 발명자에 의해 제안되어 출원된 특허 출원 2006-291153호의 특허출원명세서에 기재되어있다.
본 발명은 상기 실시형태에 한정된 것이 아니고, 그 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지 변경 가능하다. 예를 들어 피스톤(34)을 모터(48)에 의해 구동하도록 하고 있으나, 구동수단으로서는 모터(48)에 한정하지 않고, 공기압 실린더 등의 다른 구동수단을 사용해도 좋다. 또한, 씰 실 압력검출 수단 및 구동실 압력검출 수단으로서는 압력에 따라서 전기신호를 보내는 센서에 한정되지 않고, 각각의 압력이 소정 값 이상이 되면 온 신호를 발생하는 스위치나 압력에 따라 이동하는 부재에 의해 압력을 외부에 표시하도록 할 수도 있다.
도1은 본 발명의 일실시의 형태인 약액 공급 장치를 나타내는 단면도이다.
도2는 도1에 있어서의 2-2 선단면도이다.
도3은 약액 토출 공정 개시시의 펌프실에 있어서의 약액 압력변화를 나타내는 그래프이다.
도4는 펌프 토출 공정과 펌프 흡입공정의 1사이클에 있어서의 구동실 압력의 변화와, 씰 실압력의 변화를 나타내는 그래프이다.
도5는 펌프의 작동횟수의 증가에 따르는 펌프 토출 공정에 있어서의 씰 실 압력의 최고치변화를 일례로 나타낸 그래프이다.
도6은 펌프 토출 공정에 있어서의 구동실의 압력과 씰 실의 압력의 관계를 나타내는 그래프이다.
도7은 약액 공급 장치의 제어회로를 나타내는 블록도이다.
도8에 있어서, (A)는 도1에 나타나는 약액 공급 장치의 개략도이며, (B)~(D)는 각각 약액 공급 장치의 변형 예를 나타내는 개략도이다.
도9에 있어서, (A)~(D)는 각각 약액 공급장치의 변형 예를 나타내는 개략도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10a~10h: 약액 공급장치
11: 펌프
12: 실린더
16: 가요성 튜브(구분막)
17: 펌프실
18: 구동실(펌프측의 구동실)
33: 실린더공
34: 피스톤
36: 구동실(피스톤측의 구동실)
38: 비압축성매체(구동용)
38a: 비압축성매체(씰 용)
48: 모터 (구동수단)
61a,61b: 접동면
62a,62b: 접동면
63a: 제1의 씰 실
63b: 제2의 씰 실
64a: 벨로스 커버
64b: 벨로스 커버
79,79a,79b: 씰 재
81: 씰 실압력센서(씰 실 압력검출수단)
82: 구동실 압력 센서(구동실압력검출수단)

Claims (6)

  1. 액체 유입구 및 유출구에 연통하는 펌프실과 펌프측의 구동실을 구분하는 탄성변형자재의 구분막이 설치된 펌프와,
    대경 실린더공과 소경 실린더 공이 형성된 상기 펌프에 연결된 실린더와,
    상기 대경 실린더공에 감합하는 대경 피스톤부 및 상기 소경 실린더공에 감합하는 소경 피스톤부를 갖추고, 상기 실린더의 내부에 축방향으로 왕복운동자재로 장착되며, 상기 펌프측의 구동실에 연통하는 피스톤측의 구동실을 상기 실린더 내에 형성하고, 상기 펌프측의 구동실에 비압축성매체를 급배(給排)하는 피스톤과,
    상기 대경 피스톤부와 상기 실린더와의 사이에 설치되어, 상기 대경 피스톤부의 접동면에 연결된 제1 씰 실을 형성하는 벨로스 커버와,
    상기 소경 피스톤부와 상기 실린더의 사이에 설치되어, 상기 소경 피스톤부의 접동면에 연결됨과 동시에 상기 제1 씰 실에 연통하는 제2의 씰 실을 형성하는 탄성변형부재와,
    상기 제1 및 상기 제2의 씰 실에 봉입되는 비압축성매체와,
    상기 피스톤을 축방향으로 왕복운동하고, 상기 피스톤측의 구동실과 상기 펌프측의 구동실 내의 상기 비압축성매체를 통해 상기 펌프실을 팽창 수축하는 구동수단과,
    상기 씰 실의 압력과 상기 구동실의 압력 중 하나 이상의 압력을 검출하는 압력검출수단을 가지는 것을 특징으로 하는 약액공급 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 탄성변형부재는 벨로스 커버인 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  3. 대경 외주면과 소경 외주면을 가지는 실린더와,
    상기 실린더내에 조입되고, 액체 유입구 및 유출구에 연통하는 펌프실과 상기 실린더의 내주면과의 사이의 펌프측의 구동실을 구분하는 가요성 튜브와,
    상기 대경 외주면에 접동자재하게 감합하는 대경 피스톤부, 및 상기 소경 외주면에 접동 자재하게 감합하는 소경 피스톤부를 갖추고, 상기 펌프측의 구동실에 연통하는 피스톤측의 구동실을 상기 실린더와의 사이에 형성하고, 상기 펌프측의 구동실에 비압축성매체를 급배하는 피스톤과,
    상기 실린더의 일단부측과 상기 피스톤의 상기 대경 피스톤부와의 사이에 설치되고, 상기 대경 외주면과의 사이에서 상기 대경 피스톤부의 접동면에 연결된 제1의 씰 실을 형성하는 제1의 벨로스 커버와,
    상기 실린더의 타단부측과 상기 피스톤의 상기 소경 피스톤부와의 사이에 설치되고, 상기 소경 외주면과의 사이에서 상기 소경 피스톤부의 접동면에 연결됨과 동시에 상기 제1의 씰 실에 연통하는 제2의 씰 실을 형성하는 제2의 벨로스 커버와,
    상기 제1 및 상기 제2의 씰실에 봉입되는 비압축성매체와,
    상기 피스톤을 축방향으로 왕복운동하고, 상기 피스톤측의 구동실과 상기 펌프측의 구동실 내의 상기 비압축성매체을 통해서 상기 펌프실을 팽창 수축하는 구동수단과,
    상기 씰 실의 압력과 상기 구동실의 압력 중 하나 이상의 압력을 검출하는 압력검출수단을 가지는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  4. 액체 유입구 및 유출구에 연통하는 펌프실과 구동실을 구분하는 탄성변형자재의 구분막이 설치된 펌프와,
    상기 구동실에 비압축성매체를 급배하는 피스톤이 왕복 운동 자재로 조부(組付)되어 있는 실린더와,
    상기 피스톤과 상기 실린더와의 사이에 설치되고, 상기 피스톤의 접동면에 연결됨과 동시에 비압축성매체가 봉입된 제1의 씰실을 형성하는 축방향으로 탄성변형자재의 제1의 벨로스 커버와,
    상기 제1 씰 실에 연통함과 동시에 상기 피스톤의 왕복운동시에 있어서의 상기 제1의 씰 실의 용적변화에 따라서 비압축성매체가 유입 또는 배출되어 제2의 씰 실을 형성하는 제2의 벨로스 커버와,
    상기 피스톤 및 상기 제2의 벨로스 커버를 축방향으로 왕복운동하고, 상기 비압축성매체를 통해서 상기 펌프실을 팽창 수축함과 동시에 상기 제1의 씰 실의 수축시에 상기 제2의 씰 실을 팽창시켜, 제1의 씰 실의 팽창시에 상기 제2의 씰 실을 수축시키는 구동수단과,
    상기 씰 실의 압력과 상기 구동실의 압력 중 하나 이상의 압력을 검출하는 압력검출수단을 가지는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  5. 액체 유입구 및 유출구에 연통하는 펌프실과 구동실을 구분하는 탄성변형자재의 구분막이 설치된 펌프와,
    상기 구동실에 비압축성매체를 급배하는 피스톤이 왕복 운동 자재하게 조부되어 있는 실린더와,
    상기 피스톤과 상기 실린더와의 사이에 설치되고, 상기 피스톤의 접동면에 연결됨과 동시에 비압축성매체가 봉입되는 제1의 씰실을 형성하는 축방향으로 탄성변형자재의 벨로스 커버와,
    상기 제1의 씰 실에 연통함과 동시에 상기 피스톤의 왕복 운동시에 있어서의 상기 제1의 씰 실의 용적변화에 따른 비압축성매체가 유입 또는 배출되어 제2의 씰 실을 형성하는 탄성변형부재와,
    상기 피스톤을 축 방향으로 왕복운동하고, 상기 비압축성매체를 통해서 상기 펌프실을 팽창 수축하는 구동수단과,
    상기 씰 실의 압력과 상기 구동실의 압력 중 하나 이상의 압력을 검출하는 압력검출수단을 가지는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 탄성변형부재는 다이어프램인 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101732113B1 (ko) * 2015-08-17 2017-05-04 이동민 진공 공정용 아이솔레이션 밸브

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4585563B2 (ja) * 2007-12-03 2010-11-24 株式会社コガネイ 薬液供給装置およびポンプ組立体
US20090317028A1 (en) * 2008-06-24 2009-12-24 Larry Castleman Seal assembly in situ lifetime measurement
US8264347B2 (en) * 2008-06-24 2012-09-11 Trelleborg Sealing Solutions Us, Inc. Seal system in situ lifetime measurement
KR100998602B1 (ko) * 2008-08-29 2010-12-07 씨앤지하이테크 주식회사 약액 이송장치
CA2730696C (en) * 2010-02-02 2018-09-18 Peter Van De Velde Hydraulic fluid control system for a diaphragm pump
JP5114527B2 (ja) * 2010-04-20 2013-01-09 株式会社コガネイ 液体供給装置
JP5438611B2 (ja) 2010-07-09 2014-03-12 株式会社コガネイ 薬液供給装置
JP5535155B2 (ja) * 2011-09-05 2014-07-02 株式会社コガネイ 流路切換弁およびそれを用いた流動性材料の吐出制御装置
JP6438784B2 (ja) * 2015-02-03 2018-12-19 東京応化工業株式会社 ポンプおよび塗布装置
TWI626372B (zh) * 2015-04-13 2018-06-11 徐郁輝 一種具摺層構造之可浮性儲水袋
KR200483917Y1 (ko) * 2015-09-09 2017-07-11 주식회사 디엠에스 약액토출장치
CN208503010U (zh) * 2016-07-05 2019-02-15 株式会社小金井 管泵
KR101879177B1 (ko) * 2017-07-31 2018-07-17 (주)포톤 약액 공급 장치
JPWO2020031629A1 (ja) 2018-08-10 2021-08-10 株式会社フジキン 流体制御装置、流体制御機器、及び動作解析システム
US11988302B2 (en) 2018-08-10 2024-05-21 Fujikin Incorporated Fluid control device, abnormality detection method of fluid control device, abnormality detection device, and abnormality detection system
CN111765061B (zh) * 2020-07-07 2022-03-29 鹏城实验室 压差驱动式吸排机构
CN113303305B (zh) * 2021-05-14 2022-02-11 北京百瑞盛田环保科技发展有限公司 一种施药监控方法、装置及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5167837A (en) * 1989-03-28 1992-12-01 Fas-Technologies, Inc. Filtering and dispensing system with independently activated pumps in series
JPH1061558A (ja) * 1996-08-26 1998-03-03 Koganei Corp 薬液供給装置
JP2002089503A (ja) 2000-09-18 2002-03-27 Koganei Corp アクチュエータ

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2613607A (en) * 1949-10-27 1952-10-14 Milton Roy Co Bellows pump
US2853015A (en) * 1955-01-11 1958-09-23 Pleuger Friedrich Wilhelm Diaphragm pump
US3318251A (en) * 1965-06-21 1967-05-09 Manton Gaulin Mfg Company Inc Method and apparatus for pumping fluid bodies
JPS4840169Y1 (ko) * 1970-02-26 1973-11-26
DE7303301U (de) * 1973-01-30 1974-04-04 Feluwa Schlesiger & Co Kg Membran-Kolbenpumpe
US4178133A (en) * 1977-04-14 1979-12-11 Binks Manufacturing Company Double-acting flexible tube pump
US4474540A (en) * 1982-09-10 1984-10-02 Pennwalt Corporation Tubular diaphragm pump
JPS63130973A (ja) * 1986-11-21 1988-06-03 Takeshi Hoya 弁装置構造
JPH03149371A (ja) * 1989-11-02 1991-06-25 Nippon Fuiidaa Kogyo Kk ダイヤフラムポンプ
US5165869A (en) * 1991-01-16 1992-11-24 Warren Rupp, Inc. Diaphragm pump
JPH1122648A (ja) * 1997-07-04 1999-01-26 Nissan Motor Co Ltd 燃料ポンプ
JP3461725B2 (ja) 1998-06-26 2003-10-27 東京エレクトロン株式会社 処理液供給装置及び処理液供給方法
JP2002242842A (ja) * 2001-02-19 2002-08-28 Nikkiso Co Ltd ダイアフラムポンプ
JP4197107B2 (ja) 2002-07-18 2008-12-17 大日本印刷株式会社 塗工装置
JP4790311B2 (ja) * 2005-02-28 2011-10-12 株式会社鷺宮製作所 定量送液ポンプ
JP4603925B2 (ja) * 2005-04-13 2010-12-22 株式会社コガネイ 薬液供給装置
JP5060766B2 (ja) 2006-06-19 2012-10-31 株式会社コガネイ 薬液供給装置
JP4916793B2 (ja) * 2006-06-30 2012-04-18 株式会社鷺宮製作所 定量送液ポンプおよびそれを用いた薬液塗布装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5167837A (en) * 1989-03-28 1992-12-01 Fas-Technologies, Inc. Filtering and dispensing system with independently activated pumps in series
JPH1061558A (ja) * 1996-08-26 1998-03-03 Koganei Corp 薬液供給装置
JP2002089503A (ja) 2000-09-18 2002-03-27 Koganei Corp アクチュエータ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101732113B1 (ko) * 2015-08-17 2017-05-04 이동민 진공 공정용 아이솔레이션 밸브

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Publication number Publication date
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