KR101193703B1 - 약액공급장치 - Google Patents

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KR101193703B1
KR101193703B1 KR1020090061104A KR20090061104A KR101193703B1 KR 101193703 B1 KR101193703 B1 KR 101193703B1 KR 1020090061104 A KR1020090061104 A KR 1020090061104A KR 20090061104 A KR20090061104 A KR 20090061104A KR 101193703 B1 KR101193703 B1 KR 101193703B1
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Abstract

본 발명은 약액공급장치(藥液供給裝置)에 있어서 약액(藥液)의 토출정밀도를 높이고, 가요성 튜브의 내구성을 높이는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 약액공급장치에서는 펌프하우징(11)내에 조립된 가요성 튜브(14)에 의해, 펌프 하우징(11)내는 액체유입구(19a) 및 액체유출구(19b)에 연통하는 펌프실(27)과, 비압축성의 간접매체(間接媒體, 29)가 봉입되는 구동실(驅動室, 28)로 구획된다. 가요성 튜브(14)의 단부(14a, 14b)의 외면은 외측 밀봉재(42a, 42b)에 의해 밀봉되고, 내면은 내측 밀봉재(45a, 45b)에 의해 밀봉된다. 가요성 튜브(14)의 단부(14a, 14b)내에 배치되는 체결통체(締結筒體, 24a, 24b)는, 쐐기 슬리브(53a, 53b)에 의해 직경이 커지고 외측 밀봉재 (42a, 42b)와 내측 밀봉재(45a, 45b)를 가요성 튜브(14)에 밀착시킨다.
약액공급장치, 가요성 튜브, 체결통체

Description

약액공급장치{CHEMICAL LIQUID SUPPLY SYSTEM}
본 발명은 포토레지스트액 등의 약액(藥液)을 토출하는 약액공급장치(藥液供給裝置)에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼의 표면에 회로 패턴을 형성하기 전에는 반도체 웨이퍼의 표면을 평탄화하기 위해 연마가공이 행하여지고, 연마가공할 때에는 표면에 연마액이 도포된다. 연마가공 후에 표면에 회로 패턴이 형성될 때에는, 포토레지스트액이나 세정액이 도포된다. 연마액이나 포토레지스트액 등의 약액을 피도포물에 공급하기 위한 펌프로는, 가요성 튜브를 갖는 튜브 펌프가 사용되고 있다.
가요성 튜브는 펌프 하우징내에 조립되고, 가요성 튜브에 의해 그 내측의 펌프실과 외측의 구동실에 의해 구분되어 있다. 구동실내에 대하여 비압축성의 간접매체(間接媒體)의 공급과 배출을 행함으로써 가요성 튜브는 직경방향으로 팽창수축하여 펌프동작을 하게 된다. 가요성 튜브의 펌프 하우징에 대한 고정방식으로는, 일본특허공개공보 제2008-101510호에서와 같이 가요성 튜브의 양단부를 펌프 하우 징에 용착(溶着) 내지 용접(溶接)하는 용접 타입, 일본특허공개공보 평11-117872호에서와 같이 가요성 튜브의 양단부를 각각의 내부에 끼워 맞춰지는 어댑터(adapter)와 펌프 하우징의 사이에 끼워 넣어지도록 한 끼워 넣어 부착하는 타입이 있다.
가요성 튜브가 펌프 동작을 할 때에는, 가요성 튜브의 탄성변형부는 직경방향으로 팽창수축하고, 이 때에는 탄성변형부는 길이방향으로 탄성변형을 하게 된다. 가요성 튜브는 양단부에서 펌프 하우징에 고정되어 있기 때문에, 펌프 동작을 할 때에는, 가요성 튜브의 축방향 중앙부가 가장 크게 직경방향으로 탄성변형하고, 중앙부가 최고로 수축할 때 가요성 튜브내에 최대의 장력이 발생한다. 이 장력은 가요성 튜브의 양단부를 펌프 하우징에서 뽑아내는 방향으로 작용하게 된다.
반도체 웨이퍼의 생산성의 향상으로, 근래에 들어서는 반도체 웨이퍼에 대한 약액의 고속공급이 요구되고 있다. 또한 약액의 토출량을 변화시키지 않고 약액공급 펌프를 소형화하기 위해서, 가요성 튜브의 길이를 짧게 하는 것이 요구되고 있다. 약액공급 펌프의 고속작동과 소형화를 달성하기 위해서는, 가요성 튜브의 양단부의 펌프 하우징에 대한 고정강도(固定强度)와 밀봉성을 높이는 것이 필요하다.
가요성 튜브 양단부의 고정강도를 높이기 위해서는, 상술한 용접 타입이 바람직하나, 이 타입의 고정방식에 있어서는 펌프 하우징과 가요성 튜브를 동일한 종 류의 재질로 할 필요가 있다. 예를 들어, 펌프 하우징과 가요성 튜브의 재질로 불소수지를 사용한다면, 용접타입으로 하는 것이 가능하나, 펌프 하우징을 불소수지 대신에 금속제로 한다면, 불소수지와 금속의 용접은 불가능하므로, 용접타입의 튜브 펌프를 제조하는 것은 불가능하다.
한편, 가요성 튜브의 양단부를 끼워 넣어 부착하는 타입으로 하기 위해서는, 양단부를 테이퍼 형상으로 해서 펌프 하우징과 어댑터의 사이에 테이퍼 형상의 단부를 끼우도록 하고 있다. 가요성 튜브를 수지제로 하면, 수지는 크리프(creep) 현상이 발생하기 때문에, 조금씩 양단부의 밀봉성이 저하된다. 고무제의 가요성 튜브는 수지보다 탄성이 있기 때문에 밀봉성은 수지에 비해 우수하나, 펌프 동작시 장력이 증가되면, 펌프 하우징과 어댑터에 의해 끼워진 단부가 장력에 의해 얇아진다. 이 때문에 장력이 크게 되는 약액공급 펌프에는 끼워 넣어 부착하는 타입은 적용할 수 없는 문제점이 있다.
가요성 튜브의 밀봉성이 저하하면, 구동실내의 비압축성의 간접매체가 외부로 누출되거나, 외부 공기가 구동실내에 유입되어, 구동실의 팽창수축량과 가요성 튜브로부터의 약액의 토출량과의 대응관계가 붕괴되어 약액의 토출정밀도가 저하된다. 또한 가요성 튜브의 단부가 펌프 하우징과 어댑터의 사이에서 단단히 끼워져 있지 않으면, 펌프 동작시에 가요성 튜브가 장력에 의해 끼워 넣어진 부분에 대하여 미끄러지거나 빠지게 되어, 약액의 토출정밀도가 저하될 뿐만 아니라, 가요성 튜브에 부분적으로 과하게 마모되거나 부러지는 곳이 발생하여 가요성 튜브의 내구성이 저하된다.
본 발명의 목적은, 가요성 튜브를 갖는 약액공급장치에 있어서 약액의 토출정밀도를 높이는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 가요성 튜브의 내구성을 높이는 것이다.
본 발명의 약액공급장치는 액체유입구 및 액체유출구가 설치된 펌프 하우징과, 상기 펌프 하우징내에 조립되고, 상기 액체유출구 및 상기 액체유출구에 연통하는 펌프실을 구획하는 동시에 상기 펌프 하우징과의 사이에 비압축성 간접매체가 봉입되는 구동실을 구획하는 가요성 튜브와, 상기 펌프 하우징에 설치되고, 상기 비압축성의 간접매체를 통해서 상기 펌프실을 팽창수축하는 구동수단과, 상기 펌프 하우징의 내면에 상기 가요성 튜브의 단부에 대응시켜서 배치되는 외측 밀봉재와, 외면에 내측 밀봉재가 설치되어, 상기 가요성 튜브의 단부내에 배치되는 체결통체와, 상기 가요성 튜브가 상기 펌프 하우징내에 조립되는 동시에 상기 단부내에 상기 체결통체가 조립된 상태하에서 상기 펌프 하우징의 개구단(開口端)에서 상기 체결통체의 내측에 삽입되고, 상기 체결통체를 그 내측방향단부를 중심으로 하여 경사지도록 직경을 확대하여 상기 내측 밀봉재와 상기 외측 밀봉재를 상기 가요성 튜브에 밀착시키는 쐐기 슬리브(楔 sleeve)를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 약액공급장치는 상기 펌프 하우징의 내면에 상기 가요성 튜브의 단부에 대응시켜서 외측 요철부를 형성하고, 상기 체결통체에 상기 외측요철부에 대응시켜서 내측 요철부를 형성하고, 상기 쐐기 슬리브를 상기 체결통체의 내측에 삽입하고, 상기 외측요철부와 내측요철부에 의해 구부러지는 절곡부(折曲部)를 상기 가요성 튜브에 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 약액공급장치는 액체유입구 및 액체유출구가 설치된 펌프 하우징과, 상기 펌프 하우징내에 조립되고, 상기 액체유입구 및 상기 액체유출구에 연통하는 펌프실을 구획하는 동시에 상기 펌프 하우징과의 사이에 비압축성 간접매체가 봉입된 구동실을 구획하는 가요성 튜브와, 상기 펌프 하우징에 설치되고, 상기 비압축성의 간접매체를 통해서 상기 펌프실을 팽창수축하는 구동수단과, 상기 가요성 튜브의 중앙부의 탄성변형부보다 큰 직경의 스트레이트공(straight孔) 및 상기 탄성변형부와 상기 스트레이트 공과의 사이의 테이퍼공(taper孔)으로 된 단부에 대응시켜 상기 펌프 하우징의 내면에 형성된 감합공(嵌合孔)에 배치되는 외측 밀봉재와, 상기 스트레이트공에 대응하는 스트레이트 외주면 및 상기 테이퍼공에 대응하는 테이퍼 외주면을 갖는 동시에 외주면에 내측 밀봉재가 설치되고, 상기 가요성 튜브의 단부내에 배치된 체결통체를 갖고, 상기 테이퍼 외주면과 상기 테이퍼공과의 사이에서 상기 가요성 튜브를 체결하는 동시에 상기 스트레이트 외주면을 상기 스트레이트공에 밀어넣어 상기 외측 밀봉재와 상기 내측 밀봉재를 상기 가요성 튜브에 밀착시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 약액공급장치는 상기 펌프 하우징의 내주면에 상기 가요성 튜브의 단부에 대응시켜서 외측요철부를 형성하고, 상기 체결통체에 상기 외측요철부에 대응시켜서 내측요철부를 형성하고, 상기 외측요철부와 내측요철부에 의해 구부러지는 절곡부를 상기 가요성 튜브에 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 약액공급장치는 상기 가요성 튜브가 상기 펌프 하우징내에 조립되는 동시에 상기 단부내에 상기 체결통체가 조립된 상태하에서 상기 펌프 하우징의 개구단(開口端)에서 상기 체결통체의 내측에 삽입되는 쐐기 슬리브를 갖고, 해당 쐐기 슬리브가 상기 체결통체를 상기 테이퍼면의 내측방향단부를 중심으로 경사지도록 직경을 확대하여 상기 내측 밀봉재와 상기 외측 밀봉재를 상기 가요성 튜브에 밀착시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 약액공급장치는 상기 가요성 튜브가 상기 펌프 하우징내에 조립되는 동시에 상기 단부내에 상기 체결통체가 조립된 상태로 상기 펌프 하우징의 개구단에서 상기 체결통체의 내측에 삽입되는 쐐기 슬리브를 가지고 있고, 해당 쐐기 슬리브가 상기 체결통체를 상기 테이퍼면의 내측방향단부를 중심으로 하여 경사지도록 직경을 확대하여 상기 외측요철부와 내측요철부에 의해 구부러지는 절곡부를 상기 가요성 튜브에 형성하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 약액공급장치는 상기 체결통체의 내부에 역류방지밸브를 설치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 가요성 튜브의 단부의 외면을 외측 밀봉재로 밀봉하고, 내면을 내측 밀봉재로 밀봉하기 때문에, 가요성 튜브의 단부를 펌프 하우징에 용접하지 않고, 가요성 튜브의 단부의 내외면의 밀봉성을 높여서 약액이나 간접매체의 누출을 방지할 수 있다. 이에 따라 가요성 튜브의 양단부를 체결타입으로 하는 것이 가능하게 되고, 펌프 하우징과 가요성 튜브를 서로 다른 재료를 사용하여 제조하는 것이 가능하다. 예를 들어, 펌프 하우징을 금속재료로 하고 가요성 튜브를 수 지재료로 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 가요성 튜브가 펌프 하우징내에 조립되는 동시에 가요성 튜브의 단부내에 체결통체가 조립된 상태하에서, 단부내에 조립되는 체결통체의 내측에 쐐기 슬리브를 삽입하고 체결통체를 직경을 확대하는 것에 의해 외측 밀봉재와 내측 밀봉재를 압착하여 가요성 튜브의 단부에 밀착시킴에 따라 밀봉성을 높일 수 있다. 본 발명에 의하면, 체결통체를 쐐기 슬리브에 의해 직경을 확대하여 체결통체와 펌프 하우징과의 사이에서 가요성 튜브에 절곡부를 형성함으로써 가요성 튜브의 단부의 밀봉성을 높일 수 있다.
본 발명에 의하면, 가요성 튜브의 밀봉성을 높이는 것이 가능하기 때문에, 가요성 튜브의 내구성을 높이는 것이 가능함과 동시에, 토출정밀도를 높일 수 있다.
본 발명에 의하면, 펌프 하우징내에 역류방지밸브를 조립하는 것이 가능하기 때문에, 역류방지밸브를 펌프 하우징의 외부에 배치하는 경우에 비해서 약액공급장치를 소형화하는 것이 가능하다. 본 발명에 의하면, 가요성 튜브의 단부를 견고하게 펌프 하우징에 고정하는 것이 가능하기 때문에, 가요성 튜브의 길이에 비해서 직경을 크게 하여도, 펌프 동작시 가요성 튜브에 가해지는 장력에 의해 가요성 튜브가 끼워 넣어진 부분에 대하여 미끄러지거나 빠져버리는 것을 방지할 수 있고, 토출정밀도를 높일 수 있고, 가요성 튜브의 내구성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 근거하여 상세하게 설명한다. 도 1a는 본 발명의 일실시의 형태인 약액공급장치의 정면도이고, 도 1b는 도 1a의 저면도이고, 도 2는 도 1a의 일부를 확대하여 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2에서 도시한 펌프 하우징의 유입측단부를 확대하여 도시한 단면도이고, 도 4는 펌프 하우징의 유출측단부를 확대하여 도시한 단면도이다.
이 약액공급장치(10)는, 외형이 거의 직방체 형태로 된 급속제 펌프 하우징 (11)을 가지고 있다. 펌프 하우징(11)의 측벽에는 실린더부(12)가 일체로 설치되어 있고, 실린더부(12)는 펌프 하우징(11)에 대하여 횡방향으로 돌출되어 있다. 도 2는 도시된 바와 같이, 펌프 하우징(11)에는 관통공(13)이 길이가 긴 방향으로 관통하여 형성되고, 관통공(13)내에는 원통형상의 가요성 튜브(14)가 조립되어 있다. 펌프 하우징(11)의 양단은 개구(開口)되어 있고, 펌프 하우징(11)의 일단부에는 도 1b에 도시된 것처럼 볼트(15)에 의해 금속 조인트(16a)가 설치되고, 금속 조인트(16a)에는, 유입측의 커넥터(17a)가 고정너트(18a)에 의해 고정되어 있다. 펌프 하우징(11)의 타단부에 볼트에 의해 부착하여 설치된 금속 조인트(16b)에는 유출측의 커넥터(17b)가 고정너트(18b)에 의해 고정되어 있다. 유입측의 커넥터(17a)는 가요성 튜브(14)내에 연통하는 액체유입구(19a)를 갖고, 유출측의 커넥터(17b)는 가요성 튜브(14)내에 연통하는 액체유출구(19b)를 가지고 있다.
유입측의 커넥터(17a)에는 도 1a에 도시된 바와 같이, 약액 탱크(20)내에 수용된 레지스트액 등의 약액(21)을 안내하는 공급측류로(22a)가 접속되도록 되어 있다. 한편, 유출측의 커넥트(17b)에는, 토출측류로(22b)가 접속되도록 되어 있고, 토출측류로(22b)의 선단(先端)에는 약액(21)을 토출하는 노즐(23)이 설치되어 있다. 이 노즐(23)부터는, 약액공급장치(10)가 반도체 웨이퍼의 표면을 연마가공하기 위한 연마장치로 사용되는 경우에는, 연마액이 약액(21)으로서 반도체 웨이퍼에 도포된다. 약액공급장치(10)가 회로 패턴을 형성하는 장치에 사용되는 경우에는, 노즐(23)부터 포토레지스트액이나 세정액이 약액으로서 반도체 웨이퍼에 도포된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 가요성 튜브(14)의 유출측 단부(14a)는 체결통체(24a)에 의해 펌프 하우징(11)의 일단부에 고정되고, 가요성 튜브(14)의 유출측 단부(14b)는 체결통체(24b)에 의해 펌프 하우징(11)의 타단부에 고정된다. 각각 체결통체(24a, 24b)의 내측에는 원통형상의 밸브 홀더(24a, 25b)가 조립되고, 각각의 밸브 홀더(25a, 25b)에는 역류방지밸브(26a, 26b)가 두 개씩 설치되어 있다.
가요성 튜브(14), 체결통체(24a, 24b) 및 밸브 홀더(25a, 25b)는 레지스트액 등의 약액(21)과 반응하지 않는 재료인 불소수지에 의해 형성되어 있다. 불소수지로서는, 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene,PTFE)이나 테트라플루오로에틸렌?퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체(Tetrafluoroethylene?Perfluoroalkylvinylether 共重合體, PFA)가 사용되고 있다. 단지 이들의 재료로서는 약액의 종류에 따라 다양하게 선택할 수 있다.
가요성 튜브(14)에 의해 이 내측의 펌프실(27)과 외측의 구동실(28)로 구분되어 있고, 가요성 튜브(14) 중 체결통체(24a, 24b) 사이의 부분은 직경방향으로 탄성변형하여 펌프 동작을 행한다. 구동실(28)은 실린더부(12)에 형성된 실린더 공(12a)에 연통하고, 구동실(28)과 실린더공(12a) 내에는 비압축성 간접매체(29)가 봉입되어 있다. 실린더 공(12a)내에는 피스톤(30)이 축방향으로 운동가능하게 장착되어 있고, 피스톤(30)을 도 2에서 화살표 A방향으로 구동하면, 가요성 튜브(14)의 탄성변형부가 직경방향으로 수축하고 펌프실(27)이 수축한다. 이것에 의해, 펌프실(27)내의 약액은 역류방지밸브(26b)를 통과하여 액체유출구(19b)에서 토출측류로(22b)를 통해서 노즐(23)을 향하여 토출된다. 이때에는, 펌프실(27)내의 약액은 역류방지밸브(26a)에 의해 약액 탱크(24) 안으로 역류하는 것이 방지된다.
한편, 피스톤(30)을 도 2에서 화살표 B 방향으로 구동하면, 가요성 튜브(14)의 탄성변형부가 직경방향으로 팽창하고 펌프실(27)이 팽창한다. 이것에 의해, 약액 탱크(20)내의 약액은 공급측류로(22a)를 통해서 펌프실(27)내에 유입한다. 이때에는, 토출측류로(22a)내의 약액은 역류방지밸브(26b)에 의해 펌프실(27)을 향하여 흘러가는 것이 방지된다.
이와 같이 피스톤(30)은 비압축성의 간접매체(29)를 통해서 펌프실(27)을 팽창수축하는 구동수단으로 되어 있고, 피스톤(30)을 축방향으로 왕복운동하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 펌프 하우징(11)의 실린더부(12)에는 접속케이스(31)를 통해 구동 유닛(驅動 unit, 32)이 설치되어 있다. 구동 유닛(32)은 전동 모터(33)의 주축에 의해 회전구동되는 볼 나사(ball screw)와 이것에 나사 결합하여 축방향에 왕복운동하는 나사축을 가지고 있고, 나사축은 실린더부(12)의 피스톤(30)에 연결되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 가요성 튜브(14)의 중앙부는 탄성변형부(34)로 되 어 있고, 유입측의 단부(14a)는 탄성변형부(34)가 간접매체(29)에 의해 직경방향의 외력을 받지 않았을 때의 탄성변형부(34)의 직경보다 더 큰 직경의 스트레이트부(35a)와, 탄성변형부(34)와 스트레이트부(35a)와의 사이의 테이퍼부(36a)를 가지고 있다. 펌프 하우징(11)에는 단부(14a)가 서로 끼워 맞춰지는 감합공(嵌合孔)이 형성되어 있고, 감합공은 스트레이트부(35a)에 대응하는 스트레이트공(37a)과, 테이퍼부(36a)에 대응하는 테이퍼공(38a)을 가지고 있다. 가요성 튜브(14)의 유출측의 단부(14b)는, 단부(14a)와 동일하게 큰 직경의 스트레이트부(35b)와, 탄성변형부(34)와 스트레이트 부(35b)와의 사이에 테이퍼부(36b)를 가지고 있고, 펌프 하우징(11)에는 단부(14b)가 서로 끼워 맞춰지는 감합공이 형성되어 있다. 이 감합공은 스트레이트부 (35b)에 대응하는 스트레이트공(37b)과, 테이퍼부(36b)에 대응하는 테이퍼공(38b)을 가지고 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 스트레이트공(37a)에는 두 개의 환상구(41a)가 형성되고, 각각의 환상구(41a)에는 O형 링으로 된 외측 밀봉재(42a)가 배치되어 있다. 외측 밀봉재(42a)는 가요성 튜브(14)의 단부(14a)와 펌프 하우징(11)의 사이에서 간접매체(29)가 외부로 누출되는 것을 방지한다. 동일하게, 도 4에 도시된 바와 같이, 스트레이트공(37b)에는 두 개의 환상구(41b)가 형성되고, 각각의 환상구(41b)에는 O형 링으로 된 외측 밀봉재(42b)가 배치되어 있다. 외측 밀봉재(42b)는 가요성 튜브(14)의 단면(14b)과 펌프 하우징(11)의 사이에서 간접매체(29)가 외부로 누출되는 것을 방지한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 체결통체 (24a)의 외주면 중 가요성 튜브(14)의 스트레이트부(35a)에 대응하는 스트레이트 외주면(43a)에는 환상구(44a)가 형성되고, 환상구(44a)에는 O형 링으로 된 내측 밀봉재(45a)가 배치되어 있다. 내측 밀봉재(45a)는 가요성 튜브(14)의 단부(14a)와 체결통체(24a)의 사이에서 약액이 외부로 누출되는 것을 방지한다. 동일하게, 도 4에 도시된 바와 같이, 체결통체(24b)의 외주면 중 가요성 튜브(14)의 스트레이트부(35b)에 대응하는 스트레이트 외주면(43b)에는 환상구(44b)가 형성되고, 환상구(44b)에는 O형 링으로 된 내측 밀봉재(45b)가 배치되어 있다. 내측 밀봉재(45b)는 가요성 튜브(14)의 단부(14b)와 체결통체(24b)의 사이에서 약액이 외부로 누출되는 것을 방지한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 체결통체(24a)의 축방향 내측단부에는 테이퍼공(38a)에 대응시켜서 테이퍼 외주면(46a)이 형성되어 있다. 동일하게, 도 4에 도시된 바와 같이, 체결통체(24b)의 축방향 내측단부에는 테이퍼공(38b)에 대응시켜서 테이퍼 외주면(46b)이 형성되어 있다. 따라서, 테이퍼 외주면(46a, 46b)을 테이퍼공(38a, 38b)에 맞댄 상태로서 체결통체(24a, 24b)를 가요성 튜브(14)의 단부(14a, 14b)내에 조립하면, 체결통체(24a, 24b)의 스트레이트 외주면(43a, 43b)이 스트레이트공(37a, 37b)을 향해서 밀어 넣어진다. 이것에 의해, 외측 밀봉재(42a, 42b)와 내측 밀봉재(45a, 45b)는 각각 가요성 튜브(14)의 단부(14a, 14b)에 밀착되어 밀봉성이 확보된다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 펌프 하우징(11)의 스트레이트 공(37a, 37b)에는, 외측요철부로서 직경방향 내측 방향으로 돌출한 돌기부(47a, 47b)가 형성되어 있고, 각각 돌기부(47a, 47b)에 대응시켜서 체결통체(24a, 24b)의 스트레이 트 외주면(43a, 43b)에는 내측요철부로서 환상구(48a, 48b)가 형성되어 있다. 따라서, 체결통체(24a, 24b)를 단부 (14a, 14b)내에 서로 끼워 맞추면, 가요성 튜브(14)의 스트레이트부(35a, 35b)에는 돌기부(47a, 47b)와 환상구(48a, 48b)에 의해 구부러지는 절곡부(49a, 49b)가 형성되게 된다. 이 절곡부(49a, 49b)에 의해 간접매체(29)와 약액(21)이 외부로 누출되는 것이 방지된다. 또한, 가요성 튜브(14)를 견고하게 고정하는 것이 가능하다.
게다가, 외측요철부와 내측요철부와의 요철관계를 역으로 해서, 스트레이트공(37a, 37b)에 외측요철부로서 환상구를 형성하고, 스트레이트 외주면(43a, 43b)에 내측요철부로서 돌기부를 형성하게 하는 것도 좋다.
각각의 체결통체(24a, 24b)의 내측에는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 원통형상의 가이드 통체(guide 筒體, 51a, 51b)가 설치되어 있고, 각각의 가이드 통체(51a, 51b)는 축방향 내측방향단부에서 체결통체(24a, 24b)에 일체로 되어 있다. 각각의 가이드 통체(51a, 51b)와 체결통체(24a, 24b)와의 사이에는 펌프 하우징(11)의 개구부측을 향하여 서서히 틈새가 크게 되도록 테이퍼 형상으로 된 가이드구(guide溝, 52a,52b)가 형성되어 있다. 각각의 가이드구(52a, 52b)에는 가이드구(52a, 52b)에 대응하여 테이퍼 형상이 된 원통형상의 쐐기 슬리브(53a, 53b)가 삽입되어 있는 것으로 되어 있고, 쐐기 슬리브(53a, 53b)는 각각 펌프 하우징(11)에 형성된 환상구에 걸어 맞추는 방지 링(54a, 54b)에 의해 펌프 하우징(11)에 고정된다.
도 5a 및 도 5b는 체결통체 (24b)와 쐐기 슬리브(53b)와의 조립순서를 도시 한 단면도이다. 도 5a에 화살표 C로 도시한 바와 같이, 가요성 튜브(14)가 펌프 하우징(11)내에 조립되고, 가요성 튜브(14)의 단부(14b)내에 체결통체(24b)가 조립된 상태로, 펌프 하우징(11)의 개구단부측에서 체결통체(24b)의 내측에 쐐기 슬리브(53b)가 삽입된다. 가이드 통체(51b)가 일체로 된 체결통체(24b)는, 수지재료에 의해 형성된 경우에는, 도 5a에 도시된 바와 같이 축방향 외측방향단부측의 외경이 내측방향단부의 외경보다도 작은 직경이 되고, 이때의 체결통체(24b)의 외측방향단부의 내경(d1)은, 쐐기 슬리브(53b)의 선단 외경(d2)과 거의 동일하거나 다소 큰 직경으로 되어 있다. 따라서, 쐐기 슬리브(53b)를 체결통체(24b)의 내측에 삽입하는 것이 용이하게 된다.
쐐기 슬리브(53b)가 삽입되면, 체결통체(24b)는 그 축방향 내측방향단부를 중심으로 하여 도 5a에서 화살표 D로 도시한 바와 같이 직경방향 외측방향으로 경사지는 방향으로 직경이 확대 변형한다. 이에 따라 외측 밀봉재(42b)와 내측 밀봉재(45b)는, 직경방향으로 압착되어, 도 5b에 도시된 바와 같이 탄성변형하고, 가요성 튜브(14)의 단부(14b)에 밀착하여 간접매체(29)와 약액(21)의 밀봉성이 높아질 수 있다. 게다가 쐐기 슬리브(53b)가 체결통체(24b)의 내부에 삽입되면, 돌기부(47b)와 환상구(48b)에 의해 단부(14b)에는 절곡부(49b)가 형성되게 되고, 이 절곡부(49b)에 의해서도 간접매체(29)와 약액(21)의 밀봉성이 높아진다. 특히 쐐기 슬리브(53b)는 축방향의 내측방향단부가 좁게 되어 외주면이 테이퍼 형태로 되어 있기 때문에, 쐐기 슬리브(53b)의 삽입력이 쐐기 효과에 의해 확대되고, 약한 삽입력에 의해 경질수지제의 가요성 튜브(14)에 절곡부(49b)를 확실하게 형성할 수 있다. 쐐기 슬리브(53b)는 도 5b에 도시된 바와 같이 방지 링(54b)에 의해 펌프 하우징(11)에 고정된다.
이와 같이하여 쐐기 슬리브(53b)가 펌프 하우징(11)에 설치된 후에, 도 5b에 도시된 바와 같이, 밸브 홀더(25b)가 가요성 튜브(14)의 단부(14b)의 내측에 조립된다. 가이드 통체(51b)의 축방향 내측방향단부의 내경(d3)은, 밸브 홀더(25b)의 선단부외경(d4)와 거의 동일한 직경으로 되어 있고, 밸브 홀더(25b)를 가이드 통체(51b)의 내경에 끼워 맞추면, 밸브홀더(25b)에 설치된 밀봉재(55b)에 의해 밸브 홀더(25b)와 가이드 통체(51b)와의 사이로부터 약액(21)이 누출되는 것이 방지된다.
도 5는 가요성 튜브(14) 중 액체유출구측의 단부(14b)내에 조립되는 체결통체(24b)와 쐐기 슬리브(53b)의 부분을 도시하나, 반대측 액체유입구측의 단부(14a)에 대해서도 동일한 구조로 되어 있어, 도 3에 도시된 바와 같이, 밸브홀더(25b)에는 밀봉재(55a)가 설치되어 있다.
각각의 밸브 홀더(25a, 25b)에는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 역류방지밸브(26a, 26b)가 조립되고, 밸브 홀더(25a, 25b)와 역류방지밸브(26a, 26b)는 커넥터(17a, 17b)에 따라 위치가 결정되어 고정너트(18a, 18b)에 의해 고정된다. 이와 같이, 펌프 하우징(11)내에 역류방지밸브(26a, 26b)가 조립되어 있고, 역류방지밸브를 포함하는 약액공급장치(10)의 크기를 소형화하는 것이 가능하다. 커넥터(17a, 17b)에는 역류방지밸브(26a, 26b)를 통과한 약액(21)의 누출을 방지하기 위해 밀봉재(56a, 56b)가 설치되어 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시의 형태인 약액공급장치(10a)를 도시한 단면도이다. 이 약액공급장치(10a)에 있어서 가요성 튜브(14)의 양단부(14a, 14b)는, 도 2에서 도시한 약액공급장치(10)와 상이하고 탄성변형부(34)와 동일한 직경으로 되어 있다. 이와 같이 가요성 튜브(14)를 전체적으로 동일한 직경으로 하여도, 가요성 튜브(14)가 펌프 하우징(11)내에 조립되는 동시에 단부(14a, 14b)내에 체결통체 (24a, 24b)가 조립된 상태로 펌프 하우징(11)의 개구단에서 체결통체(24a, 24b)의 내측에 쐐기 슬리브(53a, 53b)를 삽입하면, 체결통체(24a, 24b)가 그 내측방향단부를 중심으로 하여 경사지도록 직경을 확대하여 내측 밀봉재(45a, 45b)와 외측 밀봉재(42a, 42b)를 가요성 튜브(14)에 밀착시켜서 밀봉성을 높이는 것이 가능하다. 게다가 절곡부(49a, 49b)를 가요성 튜브(14)에 형성하여 밀봉성을 높이는 것이 가능하다.
도 2에 도시한 약액공급장치(10)의 가요성 튜브(14)와 같이, 스트레이트부(35a, 35b)와 테이퍼부(36a, 36b)를 양단부(14a, 14b)에 설치하면, 체결통체(24a, 24b)를 펌프 하우징(11)내에 밀어 넣는 것에 의해, 테이퍼부(36a, 36b)가 단단히 죄어져서 밀봉성을 높이게 된다. 게다가 쐐기 슬리브(53a, 53b)를 체결통체(24a, 24b)의 내측에 삽입하는 경우에는, 체결통체(24a, 24b)가 테이퍼부(36a, 36b)에 의해 위치가 결정되기 때문에, 쐐기 슬리브(53a, 53b)의 삽입조작이 용이하게 된다.
이것에 의해, 도 2 및 도 6에 도시한 바와 같이, 금속제의 펌프 하우징(11)에 불소수지 등의 경질수지로 된 가요성 튜브(14)를 밀봉성을 확보하면서 견고하게 고정하는 것이 가능하다. 이것들을 견고하게 고정하는 것이 가능하기 때문에, 펌프 동작시 가요성 튜브에 더해지는 장력에 의해 가요성 튜브가 끼워 넣어진 부분에 대해 미끄러지거나 빠져버리는 것을 방지할 수 있고, 토출정밀도를 높일 수 있고, 가요성 튜브의 내구성을 향상시킬 수 있다.
약액공급장치의 변형 예로서는, 절곡부(49a, 49b)를 외측 밀봉재(42a, 42b)보다도 축방향 외측에 설치하는 타입이 있다. 게다가, 도 2와 같이 가요성 튜브(14)에 테이퍼부(36a, 36b)를 설치하는 경우에는, 테이퍼부(36a, 36b)에 외측 밀봉재와 내측 밀봉재가 적어도 어느 한쪽을 밀착시키도록 하는 타입이 있다.
본 발명은 상기 실시의 상태에 한정되지 않고, 그 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하는 것이 가능하다. 예를 들어, 펌프실(27)을 팽창수축하기위한 구동수단으로서는 피스톤(30)에 국한되지 않고 벨로스(bellows)나 다이어프램(diaphragm)을 사용하여도 좋다.
도 1a는 본 발명의 일실시의 형태인 약액공급장치의 정면도이고, 도 1b는 도 1a의 저면도이다.
도 2는 도 1a의 일부를 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 3은 펌프 하우징의 유입측단부를 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 4는 펌프 하우징의 유출측단부를 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 체결통체와 쐐기 슬리브의 조립순서를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시의 형태인 약액공급장치를 나타낸 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11: 펌프 하우징 12: 실린더부
14: 가요성 튜브 19a: 액체유입구
19b: 액체유출구 20: 액체탱크
21: 약액(藥液) 23: 노즐
24a, 24b: 체결통체(締結筒體) 25a, 25b: 밸브홀더
26a, 26b: 역류방지밸브 27: 펌프실
28: 구동실(驅動室) 29: 간접매체(間接媒體)
30: 피스톤(구동수단) 34: 탄성변형부
35a, 35b: 스트레이트부 36a, 36b: 테이퍼부
42a,42b: 외측 밀봉재 45a, 45b: 내측 밀봉재
47a,47b: 돌기부(외측요철부)
48a,48b: 환상구(내측요철부)
49a, 49b: 절곡부(折曲部) 52a, 52b: 가이드구
53a, 53b: 쐐기 슬리브

Claims (8)

  1. 액체유입구 및 액체유출구가 설치된 펌프 하우징,
    상기 펌프 하우징내에 조립되고, 상기 액체유입구 및 상기 액체유출구에 연통하는 펌프실을 구획하는 동시에 상기 펌프 하우징과의 사이에 비압축성 간접매체(間接媒體)가 봉입된 구동실을 구획하는 가요성 튜브,
    상기 펌프 하우징에 설치되고, 상기 비압축성 간접매체를 통해서 상기 펌프실을 팽창수축하는 구동수단,
    상기 펌프 하우징의 내면에 상기 가요성 튜브의 단부에 대응시켜 배치되는 외측 밀봉재 및
    외면에 내측 밀봉재가 설치되고, 상기 가요성 튜브의 단부내에 배치되는 체결통체(締結筒體)를 포함하고,
    상기 가요성 튜브가 상기 펌프 하우징내에 조립되는 동시에 상기 단부내에 상기 체결통체가 조립된 상태로 상기 펌프 하우징의 개구단에서 상기 체결통체의 내측에 삽입되고, 상기 체결통체를 그 내측방향단부를 중심으로 경사지도록 직경을 확대하여 상기 내측 밀봉재와 상기 외측 밀봉재를 상기 가요성 튜브에 밀착시키는 쐐기 슬리브를 갖는 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 약액공급장치는, 상기 펌프 하우징의 내면에 상기 가요성 튜브의 단부에 대응시켜서 외측 요철부를 형성하고, 상기 체결통체에 외측요 철부에 대응시켜서 내측 요철부를 형성하고, 상기 쐐기 슬리브를 상기 체결통체의 내측에 삽입하여 외측요철부와 내측요철부에 의해 구부러지는 절곡부(折曲部)를 가요성 튜브에 형성하는 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
  3. 액체유입구 및 액체유출구가 설치된 펌프 하우징과,
    상기 펌프 하우징내에 조립되고, 상기 액체유입구 및 상기 액체유출구에 연통하는 펌프실을 구획하는 동시에 상기 펌프 하우징과의 사이에 비압축성 간접매체가 봉입되는 구동실을 구획하는 가용성 튜브와,
    상기 펌프 하우징에 설치되고, 상기 비압축성 간접매체를 통해서 상기 펌프실을 팽창수축하는 구동수단과,
    상기 가요성 튜브의 중앙부의 탄성변형부보다도 큰 직경의 스트레이트공 및 상기 탄성변형부와 상기 스트레이트공과의 사이의 테이퍼공으로 된 단부에 대응시켜 상기 펌프 하우징의 내면에 형성된 감합공에 배치되는 외측 밀봉재와,
    상기 스트레이트공에 대응하는 스트레이트 외주면 및 상기 테이퍼공에 대응하는 테이퍼 외주면을 갖는 동시에 외주면에 내측 밀봉재가 설치되고, 상기 가요성 튜브의 단부내에 배치되는 체결통체를 갖고,
    상기 테이퍼 외주면과 상기 테이퍼공과의 사이에서 상기 가요성 튜브를 체결하는 동시에 상기 스트레이트 외주면을 상기 스트레이트공에 밀어 넣어 상기 외측 밀봉재와 상기 내측 밀봉재를 상기 가요성 튜브에 밀착시키는 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 약액공급장치는, 상기 펌프 하우징의 내주면에 상기 가요성 튜브의 단부에 대응시켜서 외측요철부를 형성하고, 상기 체결통체에 상기 외측요철부에 대응시켜서 내측요철부를 형성하고, 상기 외측요철부와 내측요철부에 의해 구부러지는 절곡부(折曲部)를 상기 가요성 튜브에 형성하는 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 약액공급장치는, 상기 가요성 튜브가 상기 펌프 하우징내에 조립되는 동시에 상기 단부내에 상기 체결통체가 조립된 상태로 상기 펌프 하우징의 개구단에서 상기 체결통체의 내측에 삽입되는 쐐기 슬리브를 갖고, 해당 쐐기 슬리브가 상기 체결통체를 상기 테이퍼 외주면의 내측방향단부를 중심으로 경사지도록 직경을 확대하여 상기 내측 밀봉재와 상기 외측 밀봉재를 상기 가요성 튜브에 밀착시키는 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 약액공급장치는, 상기 가요성 튜브가 상기 펌프 하우징내에 조립되는 동시에 상기 단부내에 상기 체결통체가 조립된 상태로 상기 펌프 하우징의 개구단에서 상기 체결통체의 내측에 삽입되는 쐐기 슬리브를 갖고, 해당 쐐기 슬리브가 상기 체결통체를 상기 테이퍼 외주면의 내측방향단부를 중심으로 하여 경사지도록 직경을 확대하여 상기 외측요철부와 내측요철부에 의해 구부러지는 절곡부를 상기 가요성 튜브에 형성하는 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 약액공급장치는, 상기 체결통체의 내부에 역류방지밸브를 설치하는 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
  8. 제 3항에 있어서, 상기 약액공급장치는, 상기 체결통체의 내부에 역류방지밸브를 설치하는 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
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