(57)【要約】【課題】比較的簡便な構成としながら、被圧送流体の脈動の低減を図ると共に流体の流通流量の増大を可能とする流体供給装置を提供する。【解決手段】流体貯留部１１から所定の流体使用部１２に対して流体を流通する供給ラインＬに配する流体供給装置１０であって、少なくとも２以上のｎ個からなるダイヤフラムポンプ２０Ａ，２０Ｂを備える駆動部１５と、駆動部の各ダイヤフラムポンプへ流出入する作動流体の切り換えを外部から行う切換手段４０と、切換手段の切り換え動作を制御する制御手段５０とを有し、制御手段は、駆動部における一のダイヤフラムポンプの駆動信号の周期に対し他のダイヤフラムポンプの駆動信号の周期を所定間隔ずつずらした駆動信号の周期を生成して、前記切換手段を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体貯留部（１１）から所定の流体使用部（１２）に対して流体を流通する供給ライン（Ｌ）に配する流体供給装置（１０）であって、
前記流体供給装置は、少なくとも２以上のｎ個からなるダイヤフラムポンプを備える駆動部（１５）と、前記駆動部の各ダイヤフラムポンプへ流出入する作動流体の切り換えを外部から行う切換手段（４０）と、前記切換手段の切り換え動作を制御する制御手段（５０）とを有し、
前記制御手段は、前記駆動部における一のダイヤフラムポンプの駆動信号の周期に対し他のダイヤフラムポンプの駆動信号の周期を所定間隔ずつずらした駆動信号の周期を生成して、前記切り換え手段を制御することを特徴とする流体供給装置。
【請求項２】
前記駆動部の各ダイヤフラムポンプの流入側に前記流体貯留部側の供給ラインを接続すると共に、前記駆動部の各ダイヤフラムポンプの流出側に前記流体使用部側の供給ラインを接続する請求項１に記載の流体供給装置。
【請求項３】
前記駆動部のダイヤフラムポンプはいずれも該ダイヤフラムポンプ内に２枚のダイヤフラムを備えるダイヤフラムポンプ（２０）であって、前記制御手段は、前記駆動部における一のダイヤフラムポンプの駆動信号の周期に対し他のダイヤフラムポンプの駆動信号の周期を１／（２ｎ）ずつずらした駆動信号の周期を生成して、前記切換手段を制御する請求項１に記載の流体供給装置。
【請求項４】
前記２枚のダイヤフラムを備えるダイヤフラムポンプは、当該ダイヤフラムポンプのボディ体（Ｂ）内に、被圧送流体（Ｆ）の第１外側流入部（３１３）と、第２外側流入部（３３１）と、前記第１外側流入部と前記第２外側流入部を連通する接続流入部（３２１）とを備えるボディ内部流入部（３１０）を配して前記第１外側流入部と連通する第１吸込部（３４１）と第１外側流出部（３１４）と連通する第１吐出部（３４２）を有する第１チャンバ（３４０）を形成して第１ダイヤフラム（３８１）を収容し、
かつ、前記ボディ体内に、被圧送流体の前記第１外側流出部と、第２外側流出部（３３２）と、前記第１外側流出部と前記第２外側流出部を連通する接続流出部（３２２）とを備えるボディ内部流出部（３２０）を配して前記第２外側流入部と連通する第２吸込部（３５１）と前記第２外側流出部と連通する第２吐出部（３５２）を有する第２チャンバ（３５０）を形成して第２ダイヤフラム（３８２）を収容し、
前記第１外側流入部と前記第１吸込部の間に介装して該第１吸込部方向に被圧送流体を流通可能とする第１吸込用逆止弁（３６１）と、前記第１吐出部と前記第１外側流出部の間に介装して該第１外側流出部方向に被圧送流体を流通可能とする第１吐出用逆止弁（３６６）と、前記第２外側流入部と前記第２吸込部の間に介装して該第２吸込部方向に被圧送流体を流通可能とする第２吸込用逆止弁（３７１）と、前記第２吐出部と前記第２外側流出部の間に介装して該第２外側流出部方向に被圧送流体を流通可能とする第２吐出用逆止弁（３７６）とを備えているダイヤフラムポンプ（３０）であって、
一のダイヤフラムポンプの第１外側流入部に他のダイヤフラムポンプの第２外側流入部を接続すると共に、一のダイヤフラムポンプの第１外側流出部に他のダイヤフラムポンプの第２外側流出部を接続することにより前記駆動部を構成する請求項３に記載の流体供給装置。
【請求項５】
前記駆動部が、３個のダイヤフラムポンプを備えている請求項１に記載の流体供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体供給装置に関し、特にダイヤフラムポンプを用いる際に生じる脈動を抑制可能とする流体供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体製造に用いるシリコンウエハの洗浄のため、純水や各種薬液を供給ライン内で圧送する流体供給装置においては、圧送手段としてダイヤフラムポンプ、ベローズポンプ等が用いられている（特許文献１等参照）。流体供給装置９０の一般的な配置構成の概略は図１１のとおり例示される。流体貯留部９１と洗浄部等の流体使用部９２の途中に、圧送手段の一例としてダイヤフラムポンプ９５が配されている。このダイヤフラムポンプ９５は、ポンプ内に空気等の作動流体を導入してダイヤフラムを拍動させることにより、流入と吐出を繰り返し、所望の流体の圧送を行っている（特許文献２等参照）。
【０００３】
ダイヤフラムポンプは拍動を伴うことにより流体の圧送を行う構造であるため、ダイヤフラムポンプによる流体の吐出流量（吐出圧力）の変動、つまり脈動は不可避である。そこで、脈動を低減するため、図１１に示すようにダンパー９６を接続していた。さらに、ダンパーの下流側に適宜の圧力制御弁９７を設けて被圧送流体の安定供給を図っていた。なお、図では切換弁やＰＬＣ等は省略されている。
【０００４】
ダイヤフラムポンプの脈動は、図１２（ａ）の模式図に示す波形Ｋのように示すことができる。縦軸は吐出圧力（Ｐ）であり、横軸は時間（ｔ）である。同図の波形Ｋは、ダイヤフラムポンプ内のダイヤフラムのストロークエンドに達する前に切り換え駆動するため、吐出圧力が０とはなっていない。次に、ダイヤフラムポンプの下流側にダンパーを接続した場合、流体使用部側においては、図１２（ｂ）のように前記の波形Ｋ（破線で図示）は、波形Ｋｄ（実線で図示）のように変化する。つまり、吐出圧力（流体の供給圧力）の変動幅が収縮する。加えて、流体使用部側における流体の定圧力供給のために、圧力制御弁（例えば特許第２６７１１８３号等）をダンパーのさらに下流側に接続した場合、図１２（ｃ）の模式図として示される。すなわち、ダンパーを介在させた波形Ｋｄ（破線で図示）は、波形Ｋｒ（実線で図示）のとおり平坦化する。
【０００５】
しかしながら、図１２（ｃ）から理解されるように、圧力制御弁を用いる場合、ダンパーを介在させた際の波形Ｋｄよりも、さらに圧力制御弁を用いた波形Ｋｒ（平坦状）の吐出圧力は減少し、脈動内の最小流量以下の流量でしか供給することができない。このように、ダイヤフラムポンプの供給流量の安定化は可能となるものの、当初のダイヤフラムポンプの吐出圧力から比較すると、供給流量は脈動内の最小流量以下の流量に抑制される。
【０００６】
現在、単位時間当たりの生産効率を高めるため、洗浄装置等の洗浄能力を向上させるべく、流体使用部へ供給する流体流量を増やしたいとする要望は高まっている。そうすると、既存の流体供給装置の構成では、供給流量の増大要求に応えようとするほど、ダイヤフラムポンプやダンパー等をはじめ各種装置の大型化が不可避である。これは設備コスト増や流体の清浄度の観点から好ましくない。
【０００７】
すなわち、被圧送流体の脈動の低減を図ると共に、従前よりも流体の供給流量を増大可能とし、しかも装置自体を大型化することのない流体供給装置が切望されている。
【特許文献１】特開平１０−３４０８８０号公報
【特許文献２】特許第２５１８８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、比較的簡便な構成としながら、被圧送流体の脈動の低減を図ると共に、流体の流通流量の増大を可能とし、装置自体の大型化を回避できる流体供給装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、請求項１の発明は、流体貯留部（１１）から所定の流体使用部（１２）に対して流体を流通する供給ライン（Ｌ）に配する流体供給装置（１０）であって、前記流体供給装置は、少なくとも２以上のｎ個からなるダイヤフラムポンプを備える駆動部（１５）と、前記駆動部の各ダイヤフラムポンプへ流出入する作動流体の切り換えを外部から行う切換手段（４０）と、前記切換手段の切り換え動作を制御する制御手段（５０）とを有し、前記制御手段は、前記駆動部における一のダイヤフラムポンプの駆動信号の周期に対し他のダイヤフラムポンプの駆動信号の周期を所定間隔ずつずらした駆動信号の周期を生成して、前記切り換え手段を制御することを特徴とする流体供給装置に係る。
【００１０】
請求項２の発明は、前記駆動部の各ダイヤフラムポンプの流入側に前記流体貯留部側の供給ラインを接続すると共に、前記駆動部の各ダイヤフラムポンプの流出側に前記流体使用部側の供給ラインを接続する請求項１に記載の流体供給装置に係る。
【００１１】
請求項３の発明は、前記駆動部のダイヤフラムポンプはいずれも該ダイヤフラムポンプ内に２枚のダイヤフラムを備えるダイヤフラムポンプ（２０）であって、前記制御手段は、前記駆動部における一のダイヤフラムポンプの脈動周期に対し他のダイヤフラムポンプの駆動信号の周期を１／（２ｎ）ずつずらした駆動信号の周期を生成して、前記切換手段を制御する請求項１に記載の流体供給装置に係る。
【００１２】
請求項４の発明は、前記２枚のダイヤフラムを備えるダイヤフラムポンプは、当該ダイヤフラムポンプのボディ体（Ｂ）内に、被圧送流体（Ｆ）の第１外側流入部（３１３）と、第２外側流入部（３３１）と、前記第１外側流入部と前記第２外側流入部を連通する接続流入部（３２１）とを備えるボディ内部流入部（３１０）を配して前記第１外側流入部と連通する第１吸込部（３４１）と第１外側流出部（３１４）と連通する第１吐出部（３４２）を有する第１チャンバ（３４０）を形成して第１ダイヤフラム（３８１）を収容し、かつ、前記ボディ体内に、被圧送流体の前記第１外側流出部と、第２外側流出部（３３２）と、前記第１外側流出部と前記第２外側流出部を連通する接続流出部（３２２）とを備えるボディ内部流出部（３２０）を配して前記第２外側流入部と連通する第２吸込部（３５１）と前記第２外側流出部と連通する第２吐出部（３５２）を有する第２チャンバ（３５０）を形成して第２ダイヤフラム（３８２）を収容し、前記第１外側流入部と前記第１吸込部の間に介装して該第１吸込部方向に被圧送流体を流通可能とする第１吸込用逆止弁（３６１）と、前記第１吐出部と前記第１外側流出部の間に介装して該第１外側流出部方向に被圧送流体を流通可能とする第１吐出用逆止弁（３６６）と、前記第２外側流入部と前記第２吸込部の間に介装して該第２吸込部方向に被圧送流体を流通可能とする第２吸込用逆止弁（３７１）と、前記第２吐出部と前記第２外側流出部の間に介装して該第２外側流出部方向に被圧送流体を流通可能とする第２吐出用逆止弁（３７６）とを備えているダイヤフラムポンプ（３０）であって、一のダイヤフラムポンプの第１外側流入部に他のダイヤフラムポンプの第２外側流入部を接続すると共に、一のダイヤフラムポンプの第１外側流出部に他のダイヤフラムポンプの第２外側流出部を接続することにより前記駆動部を構成する請求項３に記載の流体供給装置に係る。
【００１３】
請求項５の発明は、前記駆動部が、３個のダイヤフラムポンプを備えている請求項１に記載の流体供給装置に係る。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明に係る流体供給装置によると、流体供給装置は、少なくとも２以上のｎ個からなるダイヤフラムポンプを備える駆動部と、前記駆動部の各ダイヤフラムポンプへ流出入する作動流体の切り換えを外部から行う切換手段と、前記切換手段の切り換え動作を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記駆動部における一のダイヤフラムポンプの駆動信号の周期に対し他のダイヤフラムポンプの駆動信号の周期を所定間隔ずつずらした駆動信号の周期を生成して、前記切り換え手段を制御するため、比較的簡便な構成としながらも、被圧送流体の吐出圧力の変動幅を抑制することができる。
【００１５】
また、圧力制御弁を駆動部の下流に備えて被圧送流体の供給を行う場合であっても、吐出圧力の変動幅を高位置に維持して推移できることから、従前よりも優れた被圧送流体の供給圧力を維持して流体の流通流量の増大を実現することができる。加えて、ダンパー等を用いることなく、また、各種装置の大型化を伴わなくとも被圧送流体の脈動の低減、流体の流通流量の増大を実現することができる。
【００１６】
請求項２の発明に係る流体供給装置によると、請求項１の発明において、前記駆動部の各ダイヤフラムポンプの流入側に前記流体貯留部側の供給ラインを接続すると共に、前記駆動部の各ダイヤフラムポンプの流出側に前記流体使用部側の供給ラインを接続するため、流体貯留部側の供給ラインから駆動部のいずれのダイヤフラムポンプにも流体を供給すると共に、流体使用部側の供給ラインへ駆動部のいずれのダイヤフラムポンプからも流体を圧送することができる。
【００１７】
請求項３の発明に係る流体供給装置によると、請求項１の発明において、前記駆動部のダイヤフラムポンプはいずれも該ダイヤフラムポンプ内に２枚のダイヤフラムを備えるダイヤフラムポンプであって、前記制御手段は、前記駆動部における一のダイヤフラムポンプの駆動信号の周期に対し他のダイヤフラムポンプの駆動信号の周期を１／（２ｎ）ずつずらした駆動信号の周期を生成して、前記切換手段を制御するため、個々のダイヤフラムポンプにおける吐出圧力の変化が形成する脈動波同士を最適の周期により合成することができ、吐出圧力の変動幅を抑制することができる。
【００１８】
請求項４の発明に係る流体供給装置によると、請求項３の発明において、前記２枚のダイヤフラムを備えるダイヤフラムポンプは、当該ダイヤフラムポンプのボディ体内に、被圧送流体の第１外側流入部と、第２外側流入部と、前記第１外側流入部と前記第２外側流入部を連通する接続流入部とを備えるボディ内部流入部を配して前記第１外側流入部と連通する第１吸込部と第１外側流出部と連通する第１吐出部を有する第１チャンバを形成して第１ダイヤフラムを収容し、かつ、前記ボディ体内に、被圧送流体の前記第１外側流出部と、第２外側流出部と、前記第１外側流出部と前記第２外側流出部を連通する接続流出部とを備えるボディ内部流出部を配して前記第２外側流入部と連通する第２吸込部と前記第２外側流出部と連通する第２吐出部を有する第２チャンバを形成して第２ダイヤフラムを収容し、前記第１外側流入部と前記第１吸込部の間に介装して該第１吸込部方向に被圧送流体を流通可能とする第１吸込用逆止弁と、前記第１吐出部と前記第１外側流出部の間に介装して該第１外側流出部方向に被圧送流体を流通可能とする第１吐出用逆止弁と、前記第２外側流入部と前記第２吸込部の間に介装して該第２吸込部方向に被圧送流体を流通可能とする第２吸込用逆止弁と、前記第２吐出部と前記第２外側流出部の間に介装して該第２外側流出部方向に被圧送流体を流通可能とする第２吐出用逆止弁とを備えているダイヤフラムポンプであって、一のダイヤフラムポンプの第１外側流入部に他のダイヤフラムポンプの第２外側流入部を接続すると共に、一のダイヤフラムポンプの第１外側流出部に他のダイヤフラムポンプの第２外側流出部を接続することにより前記駆動部を構成するため、供給ラインを構成する流体の管路全体の長さを短縮することができ、流体貯留部から流体使用部に至るまでの流体の清浄度の低下を抑制することができる。
【００１９】
請求項５の発明に係る流体供給装置によると、請求項１の発明において、前記駆動部が、３個のダイヤフラムポンプを備えているため、ダイヤフラムポンプを単独、または２個で用いる場合よりも被圧送流体の吐出圧力の変動幅をより抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施例に係る流体供給装置の概略図、図２は図１の別時点における流体供給装置の概略図、図３は第１実施例の制御信号とダイヤフラムポンプの脈動の時系列図、図４は第２実施例の流体供給装置に用いられるダイヤフラムポンプの縦断面図、図５は図４のダイヤフラムポンプに用いられる逆止弁の全体斜視図、図６は第２実施例に係る流体供給装置の概略図、図７は図６の別時点における流体供給装置の概略図、図８は第３実施例に係る流体供給装置の概略図、図９は第４実施例に係る流体供給装置の概略図、図１０は第４実施例の制御信号とダイヤフラムポンプの脈動の時系列図である。
【００２１】
これより第１実施例に係る流体供給装置の構成について、図１の概略図を用い説明する。請求項１の発明に規定するように、流体供給装置１０は、純水や各種薬液等の流体を貯留する流体流体貯留部１１から、シリコンウエハの洗浄部等をはじめとする所定の流体使用部１２に対して流体（後記の被圧送流体Ｆ）を流通する供給ラインＬに配される。符号１７は、例えば特許第２６７１１８３号等に開示されている圧力制御弁である。
【００２２】
流体供給装置１０には、少なくとも２以上のｎ個からなるダイヤフラムポンプ２０を備える駆動部１５と、この駆動部１５内の各ダイヤフラムポンプへ流出入する作動流体の切り換えを駆動部の外部から行う切換手段（後記の切換部４０）と、当該切換手段の切り換え動作を制御する制御手段（後記のＰＬＣ５０）が含まれている。
【００２３】
第１実施例の駆動部１５によると、第１ダイヤフラムポンプ２０Ａ，第２ダイヤフラムポンプ２０Ｂの２個（つまり、ｎ＝２）の公知のダイヤフラムポンプが備えられる。
【００２４】
以下、ダイヤフラムポンプ２０Ａ，２０Ｂの概略を説明する。図示のダイヤフラムポンプでは、第１チャンバ２２１内に第１ダイヤフラム２１１が備えられ、第２チャンバ２２２内に第２ダイヤフラム２１２が備えられている。この実施例の第１，第２ダイヤフラム２１１，２１２は、第１，第２チャンバ２２１，２２２を貫通する連結部２１３により互いに接続されている。請求項３の発明に規定するように、本実施例のダイヤフラムポンプは、２枚のダイヤフラムを備える構造を有する。ダイヤフラムポンプ２０Ａ，２０Ｂの構造は互いに共通である。そこで、各ダイヤフラムポンプの共通箇所には同一符号を付すものとし、重複説明を省略する。
【００２５】
第１実施例の駆動部１５においては、請求項２の発明に規定するように、第１ダイヤフラムポンプ２０Ａ及び第２ダイヤフラムポンプ２０Ｂのそれぞれの流入側２３０には、流体貯留部側の供給ラインＬｕが接続される。同時に、第１ダイヤフラムポンプ２０Ａ及び第２ダイヤフラムポンプ２０Ｂのそれぞれの流出側２３５には、流体使用部側の供給ラインＬｄが接続される。すなわち、駆動部を構成する各々のダイヤフラムポンプは供給ラインＬに対し並列状に配置される。当該ダイヤフラムポンプの配置によると、流体貯留部側の供給ラインから駆動部のいずれのダイヤフラムポンプにも流体を供給すると共に、流体使用部側の供給ラインへ駆動部のいずれのダイヤフラムポンプからも流体を圧送することができる。
【００２６】
第１ダイヤフラム２１１及び第２ダイヤフラム２１２の膨張及び収縮、つまり拍動は、作動流体流出入部２１５を経由して流出入する空気等の作動流体により制御される。ダイヤフラムは互いに連結しているため、一側のダイヤフラムの背後から作動流体が流入し始めるとき、一側のダイヤフラムの膨張が始まり、他側のダイヤフラムにあってはその収縮が始まる。このようなダイヤフラムの挙動を伴うため、拍動時の被圧送流体Ｆの逆流を抑制する目的から、第１ダイヤフラムポンプ２０Ａ及び第２ダイヤフラムポンプ２０Ｂのそれぞれの流入側２３０並びに流出側２３５には適宜の逆止弁２３１，２３６が設けられている。
【００２７】
次に、切換手段にあっては、その内部に適宜構造の切換弁が備えられている。このような切換弁として、ソレノイドにより弁位置を切り換え駆動する各種公知の三方弁（３ポート弁）や五方弁（５ポート弁）等が好適に用いられる。本実施例の場合、切換手段には、ダイヤフラムポンプの個数（２個；ｎ＝２）に応じた数である２個の五方弁４５（第１五方弁４５ａ，第２五方弁４５ｂ）を備えたユニットとしての切換部４０が備えられている。実施例の５方弁は一側をソレノイド駆動とし他側をばね駆動とする構造である。五方弁（５ポート弁）とすることにより、ダイヤフラムのチャンバ内への作動流体を流出入させる際の切り換えが容易となると共に、流体供給装置を構成する部材数を抑制することができる。
【００２８】
続いて、制御手段には、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が実装され適式にシーケンス制御を実行可能とするＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラー）、あるいはマイコン等が用いられる。実施例の制御手段はＰＬＣ５０であり、切換部４０内に備えられた個々の五方弁４５の切り換え位置を制御する駆動信号を生成すると共に、当該生成された駆動信号はＰＬＣ５０から各々の五方弁４５のソレノイドに対して送信される。こうして、切換手段は制御手段による制御を受ける。
【００２９】
本発明として開示する各実施例のダイヤフラムポンプでは、ダイヤフラムのストロークエンド、つまり最大膨張点に達する前に前記のＰＬＣ５０の制御を受けて切り換え駆動（ダイヤフラムの膨張、収縮の逆転）が行われる。これは、後出の図３の波形等に示すように吐出圧力が０となる時点を回避するためである。
【００３０】
図１及び図２におけるダイヤフラムポンプの駆動状態と五方弁の位置について説明する。図１は後記図３のｔ０時点に対応する。図１の第１ダイヤフラムポンプ２０Ａにおいては、第１五方弁４５ａの位置の切り換えが行われてダイヤフラムの膨張・収縮が逆転した状態である。すなわち、第１チャンバ２２１内の第１ダイヤフラム２１１の背面側へ作動流体ｂ１が送気され始め（破線で表記）、第１ダイヤフラムが膨張しようとするときである。同時に第２チャンバ２２２内の第２ダイヤフラム２１２は第１ダイヤフラムの動きに連動して、第２ダイヤフラムの背面側から作動流体ｂ２の排気が始まり（破線で表記）、当該ダイヤフラムの収縮が開始したときである。
【００３１】
図１の第２ダイヤフラムポンプ２０Ｂにおいては、第２五方弁４５ｂの位置より把握されるように、第２チャンバ２２２内の第２ダイヤフラム２１２の背面側へ作動流体ｂ４が送気されている状態であり（実線で表記）、ダイヤフラムは膨張途中である。同時に第１チャンバ２２１内の第１ダイヤフラム２１１は第２ダイヤフラムの動きに連動され、第１ダイヤフラムの背面側から作動流体ｂ３の排気が続いている状態であり（実線で表記）、ダイヤフラムは収縮途中である。
【００３２】
図中、ＰＬＣ５０から第１五方弁４５ａにつながる細実線は駆動信号がＯＮ状態を意味し、ＰＬＣ５０から第２五方弁４５ｂにつながる細破実線は駆動信号がＯＦＦ状態を意味する。なお、ダイヤフラムポンプにおけるダイヤフラムの状態が、膨張状態と収縮状態の中間に当たるときを中間状態と表記する。
【００３３】
図２は、ダイヤフラムポンプ内におけるダイヤフラムの挙動のみを簡略化して表記している。例示すると、｛両ダイヤフラムの中間状態：［｜−｜］｝、｛第１ダイヤフラムの膨張状態：［＜−＜］｝、｛第２ダイヤフラムの膨張状態：［＞−＞］｝となる。図２以降の各図中における｛「＜」｝や｛「＞」｝の表記はダイヤフラムのストロークエンド時点ではなく、膨張方向の切り換え時の模式的な表現である。
【００３４】
図２は後記図３のｔ０．５時点に対応する。第１ダイヤフラムポンプ２０Ａにおいては、図示の第１五方弁４５ａの位置より第１チャンバ内の第１ダイヤフラム２１１の背面側へ作動流体ｂ１の送気が続いている状態であり（実線で表記）、ダイヤフラムが中間状態からの膨張途中である。同時に第２チャンバ内の第２ダイヤフラム２１２は第１ダイヤフラムの動きに連動され、第２ダイヤフラムの背面側から作動流体ｂ２の排気が続いている状態であり（実線で表記）、ダイヤフラムが中間状態からの収縮途中である。
【００３５】
同図２の第２ダイヤフラムポンプ２０Ｂにおいては、第２五方弁４５ｂの位置の切り換えが行われてダイヤフラムの膨張・収縮が逆転した状態である。第１チャンバ内の第１ダイヤフラム２１１の背面側へ作動流体ｂ３の送気が開始され（破線で表記）、ダイヤフラムが膨張しようとする状態である。同時に第２チャンバ内の第２ダイヤフラム２１２は第１ダイヤフラムの動きに連動され、第２ダイヤフラムの背面側から作動流体ｂ４の排気が始まり（破線で表記）、当該ダイヤフラムの収縮が開始したときである。
【００３６】
前記のダイヤフラムポンプの駆動状態と五方弁の位置の説明を踏まえた上で、図３の時系列図を用い、五方弁の位置とダイヤフラムポンプの駆動、ＰＬＣが発する駆動信号の周期、そして個々のダイヤフラムポンプの脈動波並びに駆動部からの流体の吐出状況を説明する。
【００３７】
図３の上段は、横軸を時間（ｔ）とし縦軸を吐出圧力（Ｐ）とするときの第１ダイヤフラムポンプ２０Ａの脈動波Ｗ１、第２ダイヤフラムポンプ２０Ｂの脈動波Ｗ２、並びに流体使用部側の供給ラインＬｄに生じる合成脈動波Ｗｓ２を模式的に示す。中段は、第１ダイヤフラムポンプ２０Ａのダイヤフラムの挙動と第１五方弁４５ａの位置の概略、並びにＰＬＣが生成する五方弁へ流出入する作動流体の切り換え信号（駆動信号）を示す。下段は、第２ダイヤフラムポンプ２０Ｂのダイヤフラムの挙動と第２五方弁４５ｂの位置の概略、並びにＰＬＣが生成する五方弁へ流出入する作動流体の切り換え信号を示す。
【００３８】
実施例の五方弁は片側にソレノイドを有する構造であるため、駆動信号がＯＮ状態のときには励磁に伴い図示の位置に変化し（図１の第１五方弁４５ａの位置参照）、ＯＦＦ状態のときには消磁してばねの付勢力により逆位置に変化する（図２の第２五方弁４５ｂの位置参照）。
【００３９】
時点ｔ０において、ＰＬＣ５０にて第１五方弁用駆動信号がＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化すると、当該駆動信号の変化を受け、この制御に伴い第１五方弁４５ａの位置も変化する。そこで、第１ダイヤフラムポンプ２０Ａのダイヤフラムの膨張方向が逆転する。時点ｔ０経過後、例えば時点ｔ０．５付近に示すように、第１五方弁４５ａを経由して、第１ダイヤフラムポンプ２０Ａの第１チャンバへの作動流体の供給が行われ、第１ダイヤフラムは膨張途中である。このとき、第１ダイヤフラムポンプ２０Ａの第１チャンバから被圧送流体が吐出される。同時に、同ダイヤフラムポンプ２０Ａの第２チャンバ内に被圧送流体が流入する。
【００４０】
時点ｔ１において、ＰＬＣ５０にて第１五方弁用駆動信号がＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化すると、当該駆動信号の変化を受け、この制御に伴い第１五方弁４５ａの位置も変化し、第１ダイヤフラムポンプ２０Ａのダイヤフラムの膨張方向が逆転する。時点ｔ１経過後、時点ｔ１．５付近に示すように、第１五方弁４５ａを経由して第２チャンバへの作動流体の供給が行われ、第２ダイヤフラムは膨張し、第１ダイヤフラムポンプ２０Ａの第２チャンバから被圧送流体が吐出される。同時に、同ダイヤフラムポンプ２０Ａの第１チャンバ内に被圧送流体が流入する。また、時点ｔ２に至るとき、第１五方弁用駆動信号がＯＮ状態に変化し、第１五方弁４５ａの位置も変化する。こうして再び、時点ｔ０と同様の状況となる。
【００４１】
以降、第１ダイヤフラムポンプ２０Ａの駆動はこの繰り返しとなる。ダイヤフラムポンプ内のダイヤフラムの挙動を示すならば、｛第２ダイヤフラムの膨張状態：［＞−＞］｝、｛両ダイヤフラムの中間状態：［｜−｜］｝、｛第１ダイヤフラムの膨張状態：［＜−＜］｝、｛両ダイヤフラムの中間状態：［｜−｜］｝｛第２ダイヤフラムの膨張状態：［＞−＞］｝からなる周期であり、この周期の繰り返しとすることができる。一連のダイヤフラムの繰り返し挙動がダイヤフラムポンプにおける脈動周期であり、同時にＰＬＣから発信される五方弁を切り換え駆動させるための駆動信号の周期である。例えば、時系列の「時点ｔ０〜時点ｔ２の間」が第１ダイヤフラムポンプ２０Ａにおける一の脈動周期であり、当該ダイヤフラムポンプを制御するための駆動信号の周期である。
【００４２】
そこで、請求項１の発明に規定するように、ＰＬＣ５０（制御手段）は、一のダイヤフラムポンプを制御する駆動信号の周期に対し他のダイヤフラムポンプを制御する駆動信号の周期を所定間隔ずつずらした駆動信号の周期を生成して、切換部４０内の五方弁４５（４５ａ，４５ｂ）を制御している。特に、第１実施例にあっては、２枚のダイヤフラムを備えるダイヤフラムポンプを用いていることから、請求項３に規定するように、ＰＬＣ５０（制御手段）は、第１ダイヤフラムポンプ２０Ａを制御する駆動信号の周期に対し、第２ダイヤフラムポンプ２０Ｂを制御する駆動信号の周期を「１／４」（つまり、２ｎ＝４）ずらした駆動信号の周期を生成し、五方弁４５（４５ａ，４５ｂ）を制御している。
【００４３】
具体的に述べるならば、時点ｔ０．５において、ＰＬＣ５０にて第２五方弁用駆動信号がＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化すると、当該駆動信号の変化を受け、この制御に伴い第２五方弁４５ｂの位置も変化する。そこで、第２ダイヤフラムポンプ２０Ｂのダイヤフラムの膨張方向が逆転する。時点ｔ０．５経過後、時点ｔ１付近に示すように、第２五方弁４５ｂを経由して第２ダイヤフラムポンプ２０Ｂの第１チャンバへの作動流体の供給が行われ、第１ダイヤフラムは膨張途中である。このとき、第２ダイヤフラムポンプ２０Ｂの第１チャンバから被圧送流体が吐出される。同時に、同ダイヤフラムポンプ２０Ｂの第２チャンバ内に被圧送流体が流入する。
【００４４】
時点ｔ１．５において、ＰＬＣ５０にて第２五方弁用駆動信号がＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化すると、当該駆動信号の変化を受け、この制御に伴い第２五方弁４５ｂの位置も変化し、第２ダイヤフラムポンプ２０Ｂのダイヤフラムの膨張方向が逆転する。時点ｔ１．５経過後、時点ｔ２付近に示すように、第２五方弁４５ｂを経由して第２ダイヤフラムポンプ２０Ｂの第２チャンバへの作動流体の供給が行われ、第２ダイヤフラムは膨張し、第２ダイヤフラムポンプ２０Ｂの第２チャンバから被圧送流体が吐出される。同時に、同ダイヤフラムポンプ２０Ｂの第１チャンバ内に被圧送流体が流入する。また、時点ｔ２．５に至るとき、第２五方弁用駆動信号がＯＮ状態に変化し、第２五方弁４５ｂの位置も変化する。こうして再び、時点ｔ０．５と同様の状況となる。
【００４５】
ダイヤフラムポンプ２０Ｂも同様に上記駆動の繰り返しである。図示から理解されるとおり、ＰＬＣ５０（制御手段）は、時系列の時点ｔ０〜時点ｔ２からなる１周期において、その「１／（２ｎ）」、実施例では「１／４」周期分（時点ｔ０〜ｔ０．５）だけを遅らせた第２ダイヤフラムポンプ２０Ｂを制御する駆動信号の周期を形成している。この結果、脈動波Ｗ１よりも、「１／４」周期分ずらされた脈動波Ｗ２となって現れる。
【００４６】
図３に示すように、第１ダイヤフラムポンプ２０Ａあるいは第２ダイヤフラムポンプ２０Ｂを単独で駆動させた際、脈動波Ｗ１またはＷ２から導き出される圧力変動幅Ｐｓは、従来どおり、（Ｐｂ−Ｐａ）である。これに対し、第１ダイヤフラムポンプ２０Ａ及び第２ダイヤフラムポンプ２０Ｂについて、互いの駆動信号の周期をずらして双方を駆動させる場合、両ダイヤフラムポンプから供給ラインに吐出される流体の吐出圧力は、概念的に両ダイヤフラムポンプの脈動波Ｗ１とＷ２により得られる合成脈動波Ｗｓ２に近似する。合成脈動波Ｗｓ２から導き出される圧力変動幅Ｐｍは、（Ｐｂ−Ｐｃ）である。すなわち、Ｐｍ＜Ｐｓとなり、ダイヤフラムポンプの吐出駆動に伴う圧力変動幅は抑制される。
【００４７】
ダイヤフラムポンプを単独で駆動させて得られる脈動波Ｗ１もしくはＷ２に対し、図１等に示した圧力制御弁１７を流体使用部側の供給ラインＬｄに接続した場合、平坦化した脈動波Ｗｓ’１を得ることができる。図１２の従来構成より自明ながら、脈動波Ｗｓ’１の圧力値Ｐ１は脈動波Ｗ１もしくはＷ２の最小吐出圧力値Ｐａよりも低下する。ところが、合成脈動波Ｗｓ２に対し、圧力制御弁１７を流体使用部側の供給ラインＬｄに接続した場合、平坦化した合成脈動波Ｗｓ’２を得ることができる。合成脈動波Ｗｓ’２の圧力値Ｐ２は合成脈動波Ｗｓ２の最小吐出圧力値Ｐｃより低下するものの、圧力値Ｐ２は前記の脈動波Ｗｓ’１の圧力値Ｐ１と比して有意に高い圧力値を示す。
【００４８】
すなわち、本実施例の流体供給装置によると、従来どおりのダイヤフラムポンプを単独で駆動させて安定化した流量供給を実現する場合よりも、明らかに大きな吐出圧力を得ながら安定化した流量供給が常時可能である。従って、従前のようにダンパー等を用いることなく、比較的簡便な構成としながら、供給流量の増大を実現することができる。また、個々のダイヤフラムポンプ自体を大型化する必要もなく設備コスト増も回避される。
【００４９】
図４ないし図７は第２実施例の流体供給装置を開示する。第２実施例の流体供給装置１０Ｘには、駆動部１５ｘ内に、ダイヤフラムポンプ内に流体を流通させる内部流路を有するダイヤフラムポンプ３０が備えられている。当該実施例に好適なダイヤフラムポンプとして、例えば、特許第３４９７８３１号のインジェクター等がある。
【００５０】
はじめに図４を用い第２実施例のダイヤフラムポンプ３０の構造を説明する。請求項４の発明に規定するように、ダイヤフラムポンプ３０のボディ体Ｂ内には、被圧送流体Ｆの第１外側流入部３１３、第２外側流入部３３１、前記の第１外側流入部と第２外側流入部を連通する接続流入部３２１とを備えるボディ内部流入部３１０が配される。また、ボディ体Ｂ内に、第１外側流入部と連通する第１吸込部３４１と第１外側流出部と連通する第１吐出部３４２を有する第１チャンバ３４０が形成され、第１ダイヤフラム３８１が収容される。
【００５１】
同じくボディ体Ｂ内には、被圧送流体Ｆの第１外側流出部３１４、第２外側流出部３３２、前記の第１外側流出部と第２外側流出部を連通する接続流出部３２２とを備えるボディ内部流出部３２０が配される。また、ボディ体Ｂ内に、第２外側流入部と連通する第２吸込部３５１と第２外側流出部と連通する第２吐出部３５２を有する第２チャンバ３５０が形成され、第２ダイヤフラム３８２が収容される。
【００５２】
さらに、第１外側流入部３１３と第１吸込部３４１の間に介装され該第１吸込部方向に被圧送流体Ｆを流通可能とする第１吸込用逆止弁３６１、第１吐出部３４２と第１外側流出部３１４の間に介装され該第１外側流出部方向に被圧送流体Ｆを流通可能とする第１吐出用逆止弁３６６、第２外側流入部３３１と第２吸込部３５１の間に介装され該第２吸込部方向に被圧送流体Ｆを流通可能とする第２吸込用逆止弁３７１、第２吐出部３５２と第２外側流出部３３２の間に介装され該第２外側流出部方向に被圧送流体Ｆを流通可能とする第２吐出用逆止弁３７６が備えられている。
【００５３】
これらの逆止弁３６１，３６６，３７１，３７６は、実施例において図５に示すとおり、円筒体の一側の面Ｅ（上面部）に凹状の流体流通路Ｅ１が形成されている。よって、ダイヤフラム拍動時の被圧送流体の逆流が回避され、特に、実施例のとおりダイヤフラムポンプの脈動周期を所定周期ずつずらして駆動させる際に有効である。なお、ダイヤフラムポンプ内に備えられる逆止弁は被圧送流体の逆流を阻止できる構造であれば実施例の構造に限定されない。
【００５４】
ダイヤフラムポンプ３０のボディ体Ｂは、第１外側ブロック３１と中間ブロック３３と第２外側ブロック３２が一体に組み付けられてなる。特に図示のとおり、ボディ体Ｂは全体的に方形状であるため、場所もとらず、供給ラインへの配置が容易である。ダイヤフラムポンプ３０を構成する各種ブロック、チャンバ、ダイヤフラム等の部材として、耐蝕性、耐薬品性に優れたＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ等のフッ素樹脂が好ましく用いられる。
【００５５】
第１外側ブロック３１の一側（紙面下側）には、被圧送流体Ｆをボディ体Ｂ内へ流入させるための第１流入口３１１が設けられ第１外側流入部３１３に接続される。同ブロック３１内の他側（紙面上側）には、被圧送流体Ｆをボディ体Ｂ外へ流出させるための第１流出口３１２が設けられ第１外側流出部３１４に接続される。第２外側ブロック３２は、中間ブロック３３を介して第１外側ブロック３１の反対側に配置される。第２外側ブロック３２の一側（紙面下側）にも、被圧送流体Ｆをボディ体Ｂ内へ流入させるための第２流入口３３３が設けられ第２外側流入部３３１に接続される。同ブロック３２内の他側（紙面上側）にも、被圧送流体Ｆをボディ体Ｂ外へ流出させるための第２流出口３３４が設けられ第２外側流出部３３２に接続される。
【００５６】
中間ブロック３３は、第１外側ブロック３１と第２外側ブロック３２の中間に配置される。図示から理解されるとおり、第１チャンバ３４０は第１外側ブロック３１と中間ブロック３３により形成され、第２チャンバ３５０は第２外側ブロック３２と中間ブロック３３により形成される。この中間ブロック３３内には、第１外側流入部３１３（第１流入口３１１）と第２外側流入部３３１（第２流入口３３３）とを連通する接続流入部３２１が備えられ、これらよりボディ内部流入部３１０が形成される。また、中間ブロック３３内には、第１外側流出部３１４（第１流出口３１２）と第２外側流出部３３２（第２流出口３３４）とを連通する接続流出部３２２が備えられ、これらよりボディ内部流出部３２０が形成される。
【００５７】
中間ブロック３３には、第１作動流体流出入部３９１及び第２作動流体流出入部３９２が形成されている。第１作動流体流出入部３９１を流出入する作動流体Ａにより、第１ダイヤフラム３８１の膨張は制御される。同様に、第２作動流体流出入部３９２を流出入する作動流体Ａにより、第２ダイヤフラム３８２の膨張は制御される。第１作動流体流出入部３９１及び第２作動流体流出入部３９２は、切換部４０内の五方弁（５ポート弁）と管路接続され、作動流体の流出入の切換制御を受ける構成である。
【００５８】
また、当該実施例において、第１ダイヤフラム３８１及び第２ダイヤフラム３８２は連結部３８３により接続されており、互いのダイヤフラムの挙動は連動する構成となっている。そのため、一方のダイヤフラムの背後から作動流体が流入すると、当該ダイヤフラムは付勢されて膨張し当該ダイヤフラムを収容するチャンバ内の被圧送流体を吐出する（図４の第１ダイヤフラム３８１、第１チャンバ３４０参照）。また、他方のダイヤフラムは連結部を通じて一方のダイヤフラムに引き寄せられると共にダイヤフラムの背後から付勢していた作動流体の流出が始まる。この結果として、他方のダイヤフラムを収容しているチャンバ内へ被圧送流体の流入が始まる（図４の第２ダイヤフラム３８２、第２チャンバ３５０参照）。一連のダイヤフラムの挙動は、図１等に詳述した従来構造のダイヤフラムポンプと共通である。
【００５９】
本実施例として開示するダイヤフラムポンプ３０にあっては、作動停止の後、作動開始時の脈動の不安定化を抑制するため、第１ダイヤフラム３８１及び第２ダイヤフラム３８２の膨張、収縮のストレスの均衡化が図られている。この手法として、作動停止時に両ダイヤフラムには均等の押圧が加えられる。図４から理解されるように、第１外側ブロック３１には、第１薄肉部４１０が形成され、第１ばね４１２の付勢を受ける第１付勢ブロック４１１が収容される。第２外側ブロック３２にも、第２薄肉部４２０が形成され、第２ばね４２２の付勢を受ける第２付勢ブロック４２１が収容される。
【００６０】
作動停止後、第１薄肉部４１０を第１チャンバ３４０方向に押圧すると共に、同等の押圧力で第２薄肉部４２０を第２チャンバ３５０方向に押圧することにより、第１ダイヤフラム３８１及び第２ダイヤフラム３８２はそれぞれの薄肉部からの押圧を均しく受ける。こうして両ダイヤフラムの膨張、収縮のストレスは均等となる。つまり、双方のダイヤフラムは互いに同形状状態となる。
【００６１】
なお、ダイヤフラムポンプの作動を停止させると、被圧送流体Ｆの流通圧力が低下して両チャンバ内の圧力が一定となる。すると、ダイヤフラムを形成する樹脂自体の弾性力により、第１ダイヤフラム及び第２ダイヤフラムの膨張、収縮のストレスは均衡し、互いに同形状状態となることを発明者らは見出した。従って、図示実施例のように第１付勢ブロック、第２付勢ブロック等のダイヤフラムの位置状態を均衡させる手段を省略することも可能である。
【００６２】
既述のとおり、ダイヤフラムポンプの内部に被圧送流体を流通可能とする内部流路（ボディ内部流入部３１０、ボディ内部流出部３２０）が形成される。当該ダイヤフラムポンプの構造によると、第１外側流入部３１３または第２外側流入部３３１のいずれか（両方も含む）から流入する被圧送流体は、第１チャンバ３４０もしくは第２チャンバ３５０のいずれかに流入可能となる。同様に、第１チャンバ３４０もしくは第２チャンバ３５０のいずれかから流出（吐出）される被圧送流体は、第１外側流出部３１４または第２外側流出部３３２のいずれかを経由してダイヤフラムポンプ外に流出可能となる。
【００６３】
図６及び図７の第２実施例に開示し、請求項４の発明に規定するように、一のダイヤフラムポンプである第２ダイヤフラムポンプ３０Ｂ（紙面左側）の第２外側流入部３３１（第２流入口３３３）と他のダイヤフラムポンプである第１ダイヤフラムポンプ３０Ａ（紙面右側）の第１外側流入部３１３（第１流入口３１１）は、接続ラインＬｃにより接続される。同時に、一のダイヤフラムポンプである第２ダイヤフラムポンプ３０Ｂの第２外側流出部３３２（第２流出口３３４）と他のダイヤフラムポンプである第１ダイヤフラムポンプ３０Ａの第１外側流出部３１４（第１流出口３１２）は、接続ラインＬｃにより接続される。こうして両ダイヤフラムポンプ同士の接続により、第２実施例の駆動部１５ｘが構成される。なお、第１ダイヤフラムポンプ３０Ａの第２流入口３３３、第２ダイヤフラムポンプ３０Ｂの第１流出口３１２は封止（シール）される。
【００６４】
特に、第２実施例の駆動部１５ｘとすることにより、第１実施例の供給ラインＬと比して供給ラインＬ２を構成する流体の管路全体の長さを短縮することができる。このため、流体貯留部から流体使用部に至るまでの流体の清浄度の低下を抑制することができる。
【００６５】
第２実施例のダイヤフラムポンプの駆動状態と五方弁の位置について説明する。図６は前記図３のｔ１時点に対応する。同図の第１ダイヤフラムポンプ３０Ａにおいては、第１五方弁４５ａの位置の切り換えが行われてダイヤフラムの膨張・収縮が逆転した状態である。すなわち、第２チャンバ３５０内の第２ダイヤフラム３８２の背面側へ作動流体ｂ２が送気され始め（破線で表記）、第２ダイヤフラムが膨張しようとするときである。同時に第１チャンバ３４０内の第１ダイヤフラム３８１は第２ダイヤフラムの動きに連動して、第１ダイヤフラムの背面側から作動流体ｂ１の排気が始まり（破線で表記）、当該ダイヤフラムの収縮が開始したときである。
【００６６】
同図６の第２ダイヤフラムポンプ３０Ｂにおいては、第２五方弁４５ｂの位置より第１チャンバ３４０内の第１ダイヤフラム３８１の背面側へ作動流体ｂ３の送気が続いている状態であり（実線で表記）、ダイヤフラムが中間状態からの膨張途中である。同時に第２チャンバ３５０内の第２ダイヤフラム３８２は第１ダイヤフラムの動きに連動され、第２ダイヤフラムの背面側から作動流体ｂ４の排気が続いている状態であり（実線で表記）、ダイヤフラムが中間状態からの収縮途中である。
【００６７】
ちなみに、前出の図４に開示したダイヤフラムポンプの両ダイヤフラムの位置状態は、第１ダイヤフラムポンプ３０Ａにおけるｔ１時点（図３参照）に至る直前の時点の状態を示す。
【００６８】
図７の第１ダイヤフラムポンプ３０Ａにおいては、図示の第１五方弁４５ａの位置より第２チャンバ内の第２ダイヤフラム３８２の背面側へ作動流体ｂ２の送気が続いている状態であり（実線で表記）、ダイヤフラムが中間状態からの膨張途中である。同時に第１チャンバ内の第１ダイヤフラム３８１は第２ダイヤフラムの動きに連動され、第１ダイヤフラムの背面側から作動流体ｂ１の排気が続いている状態であり（実線で表記）、ダイヤフラムが中間状態からの収縮途中である。
【００６９】
同図７の第２ダイヤフラムポンプ３０Ｂにおいては、第２五方弁４５ｂの位置の切り換えが行われてダイヤフラムの膨張・収縮が逆転した状態である。第２チャンバ内の第２ダイヤフラム３８２の背面側へ作動流体ｂ４の送気が開始され（破線で表記）、ダイヤフラムが膨張しようとする状態である。同時に第１チャンバ内の第１ダイヤフラム３８１は第２ダイヤフラムの動きに連動され、第１ダイヤフラムの背面側から作動流体ｂ３の排気が始まり（破線で表記）、当該ダイヤフラムの収縮が開始したときである。
【００７０】
第２実施例の駆動部１５ｘを構成するダイヤフラムポンプ３０Ａ，３０Ｂに関し、ＰＬＣ５０（制御手段）による切換部４０の制御は、既に図３にて開示し詳述した態様と同様の制御である。そのため、当該駆動部１５ｘにおいても、流体使用部側の供給ラインＬ２ｄに合成脈動波Ｗｓ２と同様の吐出圧力となって流体が供給される。
【００７１】
図８は第３実施例の流体供給装置１０Ｙを示す。この実施例はダイヤフラムポンプ３０Ａ，３０Ｂからなる駆動部１５ｙを備え、第２実施例の駆動部１５ｘと異なる供給ラインＬ３を形成している。具体的には、第１ダイヤフラムポンプ３０Ａの第２外側流入部３３１（第２流入口３３３）に流体貯留部側の供給ラインＬ３ｕが接続され、同第１ダイヤフラムポンプの第２外側流出部３３２（第２流出口３３４）に流体使用部側の供給ラインＬ３ｄが接続される。第２ダイヤフラムポンプ３０Ｂについては、第１外側流入部３１３（第１流入口３１１）及び第１外側流出部３１４（第１流出口３１２）が封止（シール）される。両ダイヤフラムポンプ同士は接続ラインＬｃを介して接続されている。このように、第３実施例の流体供給装置１０Ｙとして示す供給ラインの管路構成とすると、流体の流入出に関する箇所を駆動部において集約することができる。従って、供給ラインへの配置設計の自由度が高まる。むろん、第２実施例の駆動部１５ｘ、あるいは第３実施例の駆動部１５ｙのいずれかの選択は所望の管路設計において適宜である。
【００７２】
図９は、第４実施例の流体供給装置１０Ｚを示す。実施例の駆動部１５ｚには、請求項５の発明に規定するように、３個のダイヤフラムポンプが備えられる（つまり、ｎ＝３）。この実施例の駆動部１５ｚは、図４に開示し詳述した内部流路を有するダイヤフラムポンプ３０が用いられており、第１ダイヤフラムポンプ３０Ａ，第２ダイヤフラムポンプ３０Ｂ，第３ダイヤフラムポンプ３０Ｃからなる。図示から自明なとおり、各ダイヤフラムポンプ同士は第３実施例の駆動部１５ｙと同様の形態により接続ラインＬｃで接続される。第４実施例の流体供給装置１０Ｚにおいても、切換部４０ｚとして、ダイヤフラムポンプの個数（ｎ＝３）に応じた数の五方弁４５（第１五方弁４５ａ，第２五方弁４５ｂ，第３五方弁４５ｃ）が備えられる。こうして、対応するダイヤフラムポンプへの作動流体の流出入の切り換えが行われる。なお、図示においては、構成を簡略化して表記するため、ダイヤフラムポンプ内のダイヤフラム、五方弁の位置等を省略している。図中、ｃ１，ｃ２，ｃ３は作動流体及びその配管、Ｌ４は供給ライン、Ｌ４ｕは流体貯留部側の供給ライン、Ｌ４ｄは流体使用部側の供給ラインである。
【００７３】
図１０は、ＰＬＣ５０による制御態様と、駆動部１５ｚからの流体の吐出状況を示す時系列図である。図１０の上段は、横軸を時間（ｔ）とし縦軸を吐出圧力（Ｐ）とするときの第１ダイヤフラムポンプ３０Ａの脈動波Ｗ１、第２ダイヤフラムポンプ３０Ｂの脈動波Ｗ２、第３ダイヤフラムポンプ３０Ｃの脈動波Ｗ３、並びに流体使用部側の供給ラインＬｄに生じる合成脈動波Ｗｓ３を模式的に示す。中段は、第１ダイヤフラムポンプ３０Ａのダイヤフラムの挙動と第１五方弁４５ａの位置の概略、並びにＰＬＣが生成する五方弁へ流出入する作動流体の切り換え信号（駆動信号）を示す。その下段は、第２ダイヤフラムポンプ３０Ｂのダイヤフラムの挙動と、ＰＬＣが生成する五方弁へ流出入する作動流体の切り換え信号を示す。さらにその下段は、第３ダイヤフラムポンプ３０Ｃのダイヤフラムの挙動と、ＰＬＣが生成する五方弁へ流出入する作動流体の切り換え信号を示す。
【００７４】
第４実施例にあっては、ＰＬＣ５０（制御手段）は、第１ダイヤフラムポンプ３０Ａを制御する駆動信号の周期に対し、第２ダイヤフラムポンプ３０Ｂの駆動信号の周期を「１／６」ずらし、また、第３ダイヤフラムポンプ３０Ｃの駆動信号の周期を第１ダイヤフラムポンプ３０Ａの脈動周期から「２／６」ずらしている。つまり２ｎ＝６として、「１／６ずつ」ずらした駆動信号の周期を生成し、切換部４０ｚ内の五方弁４５（４５ａ，４５ｂ，４５ｃ）を制御している。結果、脈動波Ｐｗ１よりも、１／６脈動周期ずらされた脈動波Ｐｗ２が現れ、さらに脈動波Ｐｗ１よりも、２／６脈動周期ずらされた（１／６脈動周期ずつのずれ）脈動波Ｐｗ３が現れる。
【００７５】
第１ダイヤフラムポンプ３０Ａ、第２ダイヤフラムポンプ３０Ｂ、第３ダイヤフラムポンプ３０Ｃについて、互いの脈動周期をずらして駆動させる場合、３個のダイヤフラムポンプから供給ラインに吐出される流体の吐出圧力は、概念的に３個のダイヤフラムポンプの脈動波Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３により得られる合成脈動波Ｗｓ３に近似する。合成脈動波Ｗｓ３から導き出される圧力変動幅Ｐｎは、（Ｐｂ−Ｐｄ）である。一方、ダイヤフラムポンプを単独で駆動させた際の脈動波から導き出される圧力変動幅Ｐｓは（Ｐｂ−Ｐａ）である。すなわち、Ｐｎ＜Ｐｓとなり、ダイヤフラムポンプの吐出駆動に伴う圧力変動幅は抑制される。また、圧力変動幅Ｐｎは、前出の図３に示した合成脈動波Ｗｓ２から導き出される圧力変動幅Ｐｍよりも少なくなる。
【００７６】
合成脈動波Ｗｓ３に対し、図９等に示した圧力制御弁１７を流体使用部側の供給ラインＬｄに接続した場合、平坦化した合成脈動波Ｗｓ’３を得ることができる。合成脈動波Ｗｓ’３の圧力値Ｐ３は合成脈動波Ｗｓ３の最小吐出圧力値Ｐｄより低下するものの、圧力値Ｐ３は前記の脈動波Ｗｓ’１の圧力値Ｐ１と比して有意に高い圧力値を示す。
【００７７】
すなわち、第４実施例の流体供給装置１０Ｚによると、従来どおりのダイヤフラムポンプを単独で駆動させて安定化した流量供給を実現する場合よりも、明らかに大きな吐出圧力を得ながら安定化した流量供給が常時可能である。また、前述の第１ないし第３実施例の流体供給装置を適用した場合よりもさらに大きな吐出圧力を得て安定化した流量供給が常時可能である。従って、従前のようにダンパー等を用いることなく、供給流量の増大を実現することができる。また、個々のダイヤフラムポンプ自体を大型化する必要もなく設備コスト増も回避される。
【００７８】
各図で開示し説明した実施例の流体供給装置１０ないし１０Ｚにおいて、共通する箇所は同一符号とし、その説明を省略する。なお、本発明の流体供給装置は、上記実施例として述べた構成に必ずしも限られるものではない。発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を付加して実施することができることは言うまでもない。
【００７９】
以上詳述した流体供給装置は、流体の吐出圧力の変動幅を抑制しつつ流体供給できることから、例えば、半導体製造分野としてシリコンウエハの洗浄時の純水や薬液の供給、液晶パネル製造時の腐蝕性流体の供給、その他生化学分野の薬品や試料流体の供給、燃料電池用の燃料供給等、種々流体の供給に際し精密制御を要する用途に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１実施例に係る流体供給装置の概略図である。
【図２】図１の別時点における流体供給装置の概略図である。
【図３】第１実施例の制御信号とダイヤフラムポンプの脈動の時系列図である。
【図４】第２実施例の流体供給装置に用いられるダイヤフラムポンプの縦断面図である。
【図５】図４のダイヤフラムポンプに用いられる逆止弁の全体斜視図である。
【図６】第２実施例に係る流体供給装置の概略図である。
【図７】図６の別時点における流体供給装置の概略図である。
【図８】第３実施例に係る流体供給装置の概略図である。
【図９】第４実施例に係る流体供給装置の概略図である。
【図１０】第４実施例の制御信号とダイヤフラムポンプの脈動の時系列図である。
【図１１】従来の流体供給装置の概略図である。
【図１２】図１１のダイヤフラムポンプに見られる脈動の時系列図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０，１０Ｘ，１０Ｙ，１０Ｚ  流体供給装置
１１  流体貯留部
１２  流体使用部
１５，１５ｘ，１５ｙ，１５ｚ  駆動部
２０，３０  ダイヤフラムポンプ
４０  切換部（切換手段）
４５ａ，４５ｂ，４５ｃ  五方弁
５０  ＰＬＣ（制御手段）
３１０  ボディ内部流入部
３２０  ボディ内部流出部
Ｌ，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４  供給ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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