(57)【要約】【課題】大流量を流通させる場合においても、常に高精度に一定量の流体を吐出することができるとともに、コストの低減を図る。【解決手段】定量吐出ポンプ１０は、回転駆動源７０と一体的に回転する回転シャフト８４と、前記回転シャフト８４の回転作用下にボディ１２のポンプ室２９の内部を軸線方向に沿って変位し、その外周に下方に向かって縮径するテーパ面１０６を有するピストン８６と、前記ピストン８６に螺合され、半径外方向に延在するスカート部１１６を有し、前記ピストン８６と一体的に変位する樹脂製材料からなる弁膜体２８と、前記ボディ１２の内部に装着され、ポンプ室２９の内部を流通する流体の圧力値を検出する圧力センサ３６とを備える。【選択図】図１
2004143960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号により回転駆動する駆動源と、
流体が吸入する第１ポートと前記流体が吐出される第２ポートとを連通する流体流路が設けられるボディと、
前記ボディに連結され、内部にポンプ室が画成されるボンネットと、
前記ポンプ室に軸線方向に沿って変位自在に設けられ、外周に前記流体流路側に向かって徐々に縮径するテーパ面を有するピストンと、
前記ピストンと連結され、前記ピストンから半径外方向に向かって延在し可撓性を有する薄肉状のスカート部が設けられた弁膜体と、
を備え、
前記弁膜体は、その周縁部が前記ボディと前記ボンネットとの間に挟持され、前記ピストンの一方の変位方向に向かって凸状に湾曲した状態に保持されながら軸線方向に沿って変位自在に設けられることを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
請求項１記載のポンプ装置において、
前記スカート部は、前記ピストンが軸線方向に沿って変位する際、少なくとも前記ピストンのテーパ面または前記ボンネットの内壁面のいずれか一方に係合することを特徴とするポンプ装置。
【請求項３】
請求項１記載のポンプ装置において、
前記ボディには、前記ボディの前記流体流路を流通する流体の圧力を検知する検出部を備え、
前記検出部によって検出された圧力値に基づいて前記ピストンの変位量が制御されることを特徴とするポンプ装置。
【請求項４】
請求項１記載のポンプ装置において、
前記ピストンのテーパ面には、所定長だけ窪んだ溝部が形成されることを特徴とするポンプ装置。
【請求項５】
請求項４記載のポンプ装置において、
前記溝部は、前記ピストンのテーパ面に沿って周回するように設けられることを特徴とするポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動源の回転作用下に流体の流量を制御し、前記流体を常に一定量吐出することが可能なポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、半導体等の製造装置、塗装用装置、医療用機器等において一定量の薬液、塗料、洗浄液等を供給するための定量吐出ポンプが採用されている。
【０００３】
前記定量吐出ポンプには、駆動軸を囲繞するように装着された蛇腹状のベローズをモータ等の駆動作用下に伸縮させることにより、吸入圧と吐出圧とを得るベローズタイプのポンプが多く用いられている。
【０００４】
この場合、モータ等の駆動源の駆動作用下に駆動軸が軸線方向に沿って変位し、前記駆動軸の先端に装着される先端部がポンプハウジングの内部に形成されるポンプ室内を変位する。前記先端部とポンプ室との間に介装された蛇腹状のベローズが先端部の変位作用下に伸縮する。そして、ベローズがポンプ室の内部で縮むことにより吸入圧を発生させて、外部より液体が吸入されてポンプ室の内部に満たされるとともに、ポンプ室の内部でベローズが伸びることにより吐出圧を発生させて液体をポンプ室より外部へと吐出している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−４７２３４号公報（第３頁右欄）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来技術に係る定量吐出ポンプにおいては、吸入および吐出する流体の流量を大きくする場合、流量に対応するように駆動軸および先端部の軸線方向に沿ったストローク量を大きくする必要がある。その場合、前記ストローク量の増加に合わせて伸縮するベローズを大型化する必要がある。しかしながら、前記ベローズは高価であるため製造コストが高騰するという問題がある。
【０００７】
また、吸入および吐出する流体の流量を大きくする場合、前記ベローズの伸縮するストローク量が大きくなるため、それに伴って流体がポンプ室より外部に吐出される際、前記流体に脈動が生じるおそれがある。
【０００８】
さらに、ポンプ室の内部に吸入された流体が液体である場合、前記液体をポンプ室より外部に吐出した後、ポンプ室の内部において残存した液体が蛇腹状のベローズの外周面に溜まり、液溜まりとなるおそれがある。
【０００９】
本発明は、前記の種々の問題等を考慮してなされたものであり、大流量を流通させる場合においても、流体の脈動が生じることがなく高精度に一定量の流体を吐出することができるとともに、コストを低減することが可能なポンプ装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、電気信号により回転駆動する駆動源と、
流体が吸入する第１ポートと前記流体が吐出される第２ポートとを連通する流体流路が設けられるボディと、
前記ボディに連結され、内部にポンプ室が画成されるボンネットと、
前記ポンプ室に軸線方向に沿って変位自在に設けられ、外周に前記流体流路側に向かって徐々に縮径するテーパ面を有するピストンと、
前記ピストンと連結され、前記ピストンから半径外方向に向かって延在し可撓性を有する薄肉状のスカート部が設けられた弁膜体と、
を備え、
前記弁膜体は、その周縁部が前記ボディと前記ボンネットとの間に挟持され、前記ピストンの一方の変位方向に向かって凸状に湾曲した状態に保持されながら軸線方向に沿って変位自在に設けられることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、駆動源の駆動作用下にポンプ室の内部を変位自在に設けられたピストンに弁膜体を連結し、前記弁膜体に前記ピストンから半径外方向に向かって延在し可撓性を有する薄肉状のスカート部を設ける。そして、前記弁膜体は、前記ピストンの一方の変位方向（ポンプ室の容積が増大する方向）に向かって凸状に湾曲した状態に保持されながら軸線方向に沿って変位自在に設けられる。従って、ポンプ室の内部に流体流路を介して大流量の流体を流通させる際、スカート部の半径方向の長さを大きくすることにより簡便にピストンのストローク量を大きくすることができる。そのため、流体流路に大流量の流体を流通させる際、従来のベローズを使用する場合と比較してコストを低減することができる。
【００１２】
また、前記スカート部が前記ピストンの軸線方向に沿って変位する際、少なくとも前記ピストンのテーパ面または前記ボンネットの内壁面のいずれか一方に係合させることにより、前記ピストンが軸線方向に沿って変位し、前記弁膜体のスカート部が少なくともテーパ面または前記ボンネットの内壁面のいずれか一方に係合するため、前記スカート部がポンプ室の内部に流通する流体の妨げとなることがない。
【００１３】
さらに、前記ボディには、前記ボディの前記流体流路を流通する流体の圧力を検知する検出部を備え、前記検出部によって検出された圧力値に基づいて前記ピストンの変位量を制御することにより、前記ピストンに一体的に連結される弁膜体を介して前記流体流路より吐出される流体の流量を一定量となるように制御することができる。
【００１４】
さらにまた、前記ピストンのテーパ面に所定長だけ窪んだ溝部を形成することにより、前記ピストンが変位する際に前記弁膜体のスカート部を好適にかつ確実にテーパ面から離間させることができる。そのため、ピストンをより円滑に軸線方向に沿って変位させることができる。
【００１５】
またさらに、前記溝部を前記ピストンのテーパ面に沿って周回するように設けることにより、前記弁膜体とスカート部との接触面積を低減することができるため、前記ピストンが変位する際に前記弁膜体のスカート部をより一層好適かつ確実にテーパ面から離間させることができる。そのため、ピストンをより円滑に軸線方向に沿って変位させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明に係るポンプ装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１７】
図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る定量吐出ポンプを示す。
【００１８】
定量吐出ポンプ１０は、流体が流通する流体通路２４ａ、２４ｂが形成されるボディ１２と、前記ボディ１２の側部に連結され、図示しないチューブが着脱自在に接続される第１および第２継手部材１４、１５と、前記ボディ１２の上部に連結されるボンネット１６と、前記ボンネット１６の上部に配設されるカバー部材１８の内部に設けられ、図示しない電源から供給される電気信号によって回転駆動する駆動部２０と、前記ボンネット１６と駆動部２０との間に挟持され、後述する軸受９２を保持する保持部材２２と、前記駆動部２０の駆動作用下に流体通路２４ａ、２４ｂを流通する流量を制御する流量制御機構２６とから構成される。
【００１９】
ボディ１２の略中央部には、樹脂製材料によって湾曲（撓曲）自在に形成される弁膜体２８の下面との間にポンプ室２９が画成される。そして、ポンプ室２９の下方には、弁膜体２８が着座する着座部３０が形成され、前記着座部３０は下方に向かって徐々に傾斜するテーパ状に形成されている。
【００２０】
また、ボディ１２の下方の略中央部には、前記着座部３０を介して前記ポンプ室２９と連通する貫通孔３２が軸線方向に沿って形成され、前記貫通孔３２の内部にはアダプタ３４を介して圧力センサ３６が装着されている。
【００２１】
すなわち、圧力センサ３６は、ボディ１２のポンプ室２９に流通する流体の圧力値を検出する検出部３８が上方となるように装着される。そして、圧力センサ３６に接続されたリード線４０を介して図示しないコントローラと接続され、前記検出部３８によって検出された圧力値が出力信号として前記コントローラへと出力される。
【００２２】
さらに、前記貫通孔３２には、圧力センサ３６が装着された状態で下方よりプラグ４２が螺合され、前記圧力センサ３６が装着された貫通孔３２を塞いでいる。なお、プラグ４２の略中央部の挿通孔を介して圧力センサ３６のリード線４０が外部へと導出されている。
【００２３】
ボディ１２の側部には、第１および第２継手部材１４、１５の後述する第１および第２ポート５４、５６と、ボディ１２のポンプ室２９とがそれぞれ連通する流体通路２４ａ、２４ｂが形成される。
【００２４】
さらに、第２ポート５６側の流体通路２４ｂの第２継手部材１５側には、その内部に該第２ポート５６の内径より半径外方向に拡径した大径部４６が形成され、その大径部４６の内部にはチェック弁として機能する球状の弁体４８ｂが配設されている。前記弁体４８ｂの直径は、流体通路２４ｂの内径より若干大きく形成されている。
【００２５】
また、大径部４６の端部には、第２ポート５６側に向かって拡径するテーパ状の弁座部５０ｂが形成されている。
【００２６】
前記弁体４８ｂと接続部材６０ｂとの間にはスプリング５２ｂが介装され、前記スプリング５２ｂは弁体４８ｂを弁座部５０ｂに押圧する方向に付勢している。すなわち、弁体４８ｂはスプリング５２ｂのばね力の作用下に弁座部５０ｂに押圧されて着座しているため、前記弁体４８ｂによって流体通路２４ｂと大径部４６との連通が遮断された状態となる。
【００２７】
ボディ１２の側部には、図示しないチューブを介して流体が外部より吸入される第１継手部材１４と、前記チューブを介して流体を外部に吐出する第２継手部材１５とがそれぞれボディ１２に対して一直線状となるように連結されている。そして、第１継手部材１４の内部には第１ポート５４が、第２継手部材１５の内部には第２ポート５６が、それぞれ形成されるとともに、前記第１および第２ポート５４、５６は、後述する接続部材６０ａ、６０ｂを介してボディ１２の流体通路２４ａ、２４ｂとそれぞれ連通するように形成されている。第１および第２ポート５４、５６のボディ１２側の端部には、それぞれ装着穴を介して接続部材６０ａ、６０ｂが配設され、それぞれ第１および第２継手部材１４、１５とボディ１２との間に挟持されている。
【００２８】
そして、前記接続部材６０ａ、６０ｂの略中央部に形成された連通路６２ａ、６２ｂを介して第１および第２ポート５４、５６と流体通路２４ａ、２４ｂとが連通している。
【００２９】
また、第１および第２継手部材１４、１５は、前記第１および第２ポート５４、５６にそれぞれ係合し、図示しないチューブの開口部に挿入されるインナ部材６４と、前記第１および第２継手部材１４、１５の端部に刻設されたねじ溝に螺入することにより図示しないチューブの接続部位の液密性を保持するロックナット６６とを有する。
【００３０】
さらに、第１継手部材１４の第１ポート５４の内部には、該第１ポート５４の内径より半径外方向に拡径した大径部４６がボディ１２側に形成され、その大径部４６の内部にはチェック弁として機能する球状の弁体４８ａが配設されている。前記弁体４８ａの直径は、第１ポート５４の内径より若干大きく形成されている。
【００３１】
また、前記大径部４６の端部には、第１ポート５４側に向かって縮径したテーパ状の弁座部５０ａが形成されている。
【００３２】
前記弁体４８ａと接続部材６０ａとの間にはスプリング５２ａが介装され、前記スプリング５２ａは、弁体４８ａを弁座部５０ａに押圧する方向に付勢している。すなわち、弁体４８ａはスプリング５２ａのばね力の作用下に弁座部５０ａに押圧されて着座しているため、前記弁体４８ａによって第１ポート５４と大径部４６との連通が遮断された状態となる。
【００３３】
駆動部２０は、図示しない電源から供給される電気信号によって回転する回転駆動源（駆動源）７０と、前記回転駆動源７０の回転力を伝達する駆動軸７２とを有する。
【００３４】
回転駆動源７０は、例えば、ステップモータ等からなり、カバー部材１８の内部のプレート部材７４の上面に配設されている。また、駆動軸７２は、プレート部材７４を挿通するように回転駆動源７０の下面より突出して設けられ、前記回転駆動源７０の回転作用下に一体的に回転する。
【００３５】
また、駆動軸７２の下端部には、断面略コ字状の連結部材７６が下方より挿入され、前記連結部材７６は、その外周面から前記駆動軸７２の軸線と略直交する方向に螺合されるねじ部材７８を介して駆動軸７２に一体的に装着されている。
【００３６】
連結部材７６には、外周面に形成される複数の溝部を介して係合ピン８２が半径外方向に突出するように装着されている。前記係合ピン８２は連結部材７６の周方向に沿って互いに所定間隔離間するように２箇所に設けられている。
【００３７】
流量制御機構２６は、回転駆動源７０の回転作用下に一体的に回転する回転シャフト８４と、前記回転シャフト８４の回転作用下にボンネット１６の内部を軸線方向に沿って変位自在に設けられるピストン８６と、前記ピストン８６に一体的に連結される弁膜体２８とからなる。
【００３８】
回転シャフト８４は長尺に形成され、前記連結部材７６の下方に配設されている。
【００３９】
また、回転シャフト８４の上部には、半径外方向に拡径した円盤状のフランジ部８８が形成され、前記フランジ部８８は保持部材２２とボンネット１６との間に挟持されたスペーサ９０の上面と、軸受９２の下面との間に挟持されている。そのため、回転シャフト８４が軸線方向へ変位することが規制されている。
【００４０】
フランジ部８８の上面には、上方に向かって所定長だけ突出した環状の突出部９４が形成され、前記突出部９４の外周面が軸受９２によって回動自在に支持されている。そして、突出部９４の内周側には、連結部材７６の係合ピン８２に対向する位置に溝部が所定長だけ窪んで形成され、その溝部には前記係合ピン８２が係合される。
【００４１】
すなわち、連結部材７６に係合された係合ピン８２が回転シャフト８４の前記溝部に係合されることにより、回転駆動源７０の回転作用下に連結部材７６を介して回転シャフト８４が一体的に回転する。
【００４２】
また、回転シャフト８４の下部には、外周面にねじが刻設されたねじ部９８が形成され、前記ねじ部９８は、ボンネット１６の内部を軸線方向に沿って変位自在に設けられたピストン８６のねじ孔１０１に螺合されている。
【００４３】
樹脂製材料からなるピストン８６は、回転シャフト８４の回転作用下に軸線方向に沿って変位し、その外周面がボンネット１６の内壁面９９に沿って摺動するように設けられている。
【００４４】
ピストン８６の外周面には、一対の溝部を介して回り止めピン１００が半径外方向に所定長だけ突出して装着されており、ボンネット１６の内壁面９９に所定長だけ窪んで形成される係合溝１０２に係合されている（図３参照）。
【００４５】
そして、前記係合溝１０２は軸線方向に沿って略一直線状に形成されている。すなわち、前記ピストン８６が回転駆動源７０の駆動作用下に軸線方向に沿って変位する際、回り止めピン１００が係合溝１０２に係合した状態で変位するため、前記ピストン８６の周方向への回転を阻止する回り止め機能を有する。
【００４６】
また、ピストン８６の外周面には、環状溝を介してウェアリング１０４が装着されるとともに、ピストン８６の外周面のウェアリング１０４が装着される部位から下方に向かって縮径するように所定角度傾斜したテーパ面１０６（図４参照）が形成されている。前記テーパ面１０６の下端部には、図４に示されるように、面取りされた面取部１０６ａが形成されている。
【００４７】
さらに、ピストン８６の内部には軸線方向に沿ってねじ穴１０８が形成され、樹脂製材料からなる弁膜体２８の後述する軸部１１０が一体的に螺合されている。すなわち、前記弁膜体２８は、ピストン８６の軸線方向に沿った変位作用下に一体的に変位する。そして、弁膜体２８の軸部１１０の内部には穴部１１２が形成され、弁膜体２８が上方に変位した際、回転シャフト８４のねじ部９８が遊離される。そのため、前記穴部１１２の直径は、回転シャフト８４のねじ部９８の直径より若干大きく形成されている。
【００４８】
弁膜体２８は、フッ素樹脂であるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の樹脂製材料から形成され、ピストン８６の内部に螺合される軸部１１０と、前記軸部１１０の下部に前記軸部１１０より半径外方向に拡径して厚肉状に一体的に形成される弁本体部１１４と、前記弁本体部１１４の上面より半径外方向へと延在するスカート部１１６とからなる。そして、弁膜体２８のスカート部１１６の周縁部１１８が、ボディ１２とボンネット１６とによって形成された環状凹部１２０内に嵌入されて挟持されている。
【００４９】
また、スカート部１１６の弁本体部１１４側は、前記弁本体部１１４の上部側周縁に接続され、ピストン８６のテーパ面１０６に倣って立ち上がるように形成される。一方、前記スカート部１１６の周縁部１１８側は、ボンネット１６の内壁面９９に倣って立ち上がるように前記周縁部１１８の上部に接続されている（図１および図２参照）。
【００５０】
弁本体部１１４の下面は、テーパ状に形成されるボディ１２の着座部３０に対応して下方に向かって縮径するテーパ状に形成され、ピストン８６が下端に変位した際、ボディ１２の着座部３０に当接する。
【００５１】
スカート部１１６は湾曲自在な薄肉状の膜体に形成され、ピストン８６が下方に変位した際、スカート部１１６が弁本体部１１４の近傍から徐々に半径外方向に向かってピストン８６のテーパ面１０６に係合し、スカート部１１６の周縁部１１８の近傍がボンネット１６の内壁面９９と弁本体部１１４との間で上方に凸状となるように湾曲する（図１および図４参照）。
【００５２】
また、ピストン８６が上方に変位した際、スカート部１１６は、その周縁部１１８の近傍から徐々に半径内方向に向かってボンネット１６の内壁面９９に係合し、スカート部１１６の弁本体部１１４の近傍がボンネット１６の内壁面９９と弁本体部１１４との間で上方に凸状となるように湾曲する（図２および図４参照）。
【００５３】
前記弁膜体２８は、回転駆動源７０の回転作用下にピストン８６が下端まで変位した際、弁本体部１１４の下面がボディ１２の着座部３０に当接し、第１ポート５４側の流体通路２４ａと第２ポート５６側の流体通路２４ｂとの連通状態が遮断される。
【００５４】
本発明の実施の形態に係る定量吐出ポンプ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、図１に示されるように、ピストン８６に連結された弁膜体２８の弁本体部１１４がボディ１２の着座部３０に当接している状態を初期状態として説明する。
【００５５】
まず、第１継手部材１４の第１ポート５４に図示しないチューブを介して、例えば、図示しない半導体のコーティング液供給源を接続し、一方、第２継手部材１５の第２ポート５６に図示しないチューブを介して、例えば、図示しないコーティング液滴下装置を接続する。
【００５６】
次に、図示しないコントローラから予め設定された流体の流量に基づいて、前記コントローラより回転駆動源７０へと駆動信号が出力される。
【００５７】
そして、図示しない電源より電流を回転駆動源７０に供給し、該回転駆動源７０の回転作用下に駆動軸７２を回転させ、一体的に回転シャフト８４を回転させる。その際、回転シャフト８４のフランジ部８８が軸受９２とスペーサ９０との間に挟持されているため、前記回転シャフト８４がその回転作用下に軸線方向に変位することがない。
【００５８】
図２に示されるように、回転シャフト８４の回転作用下にねじ部９８に螺合されたピストン８６が、その螺合作用下に上方（矢印Ｘ１方向）へと変位し、前記ピストン８６に連結された弁膜体２８によって閉塞されたポンプ室２９の内部が吸引された状態（負圧状態）となる。
【００５９】
そして、前記ポンプ室２９の内部が負圧状態となることにより、第１継手部材１４の内部に装着された弁体４８ａがスプリング５２ａのばね力に抗して弁座部５０ａより離間してボディ１２側へと変位する。
【００６０】
その結果、第１継手部材１４の第１ポート５４とボディ１２の流体通路２４ａとが連通した状態となり、図示しない半導体のコーティング液供給源に接続された前記チューブを介して流体（例えば、コーティング液）が第１ポート５４より接続部材６０ａの連通路６２ａ、流体通路２４ａを介してポンプ室２９の内部へと導入される。
【００６１】
なお、第１継手部材１４の内部に配設される弁体４８ａは、スプリング５２ａのばね力によって弁座部５０ａに着座することによりチェック弁として機能するため、ボディ１２のポンプ室２９の内部に導入された流体が第１ポート５４側へと逆流しようとした際、前記弁体４８ａが弁座部５０ａに着座することにより流体の逆流が防止される。
【００６２】
また、前記コントローラに予め設定された流体の流量に基づいた位置までピストン８６が変位すると、前記コントローラから回転駆動源７０に対して停止信号が出力され、前記電流の供給が停止する。そのため、回転駆動源７０が停止するのに伴ってピストン８６の軸線方向に沿った変位が停止する。すなわち、ポンプ室２９の内部へと吸入される流体の流量は、前記弁膜体２８の着座部３０に着座した初期位置から軸線方向に沿った上方への変位量によって決まる。
【００６３】
さらに、ピストン８６が軸線方向に沿って変位する際、ピストン８６の外周に装着された回り止めピン１００が係合溝１０２に係合されているため前記ピストン８６の回転が防止される（図３参照）。
【００６４】
さらにその際、弁膜体２８のスカート部１１６の上面は、ボディ１２とボンネット１６との間に挟持された周縁部１１８を基点としてボンネット１６の内壁面９９に係合するとともに、前記内壁面９９に係合したスカート部１１６と弁本体部１１４との間は上方に向かって湾曲した状態で保持されている。
【００６５】
すなわち、ピストン８６の変位作用下に弁膜体２８が上方に変位した際、スカート部１１６がボンネット１６の内壁面９９に一体的に係合するため、ボディ１２のポンプ室２９に流体が導入された際、前記弁膜体２８のスカート部１１６によって流体の流れが妨げられることがない（図４参照）。
【００６６】
次に、図示しない電源から回転駆動源７０に供給される電流の特性を前記とは逆転させることにより、該回転駆動源７０が反対方向に回転するため駆動軸７２を介して回転シャフト８４が一体的に反対方向へと回転する。そして、ピストン８６の回転シャフト８４との螺合作用下に前記ピストン８６が前記とは反対方向の軸線方向に沿った下方（矢印Ｘ２方向）へと変位する。
【００６７】
前記ピストン８６が下方に変位することにより、ポンプ室２９の内部の流体が弁膜体２８によって押圧され、押圧された流体によって流体通路２４ｂの内部に装着された弁体４８ｂがスプリング５２ｂのばね力に抗して弁座部５０ｂより離間して第２継手部材１５側へと変位する。そして、ポンプ室２９の内部と第２ポート５６とが流体通路２４ｂを介して連通した状態となり、ポンプ室２９の内部の流体が図示しないチューブを介して第２ポート５６に接続された前記コーティング液滴下装置へと吐出され、常に一定量の流体（例えば、コーティング液）が半導体ウェハに対して滴下される。
【００６８】
なお、ボディ１２の第２継手部材１５側の流体通路２４ｂに配設される弁体４８ｂは、スプリング５２ｂのばね力によって弁座部５０ｂに着座することによりチェック弁として機能するため、第２ポート５６より外部に吐出された流体が再びボディ１２のポンプ室２９の内部へと逆流しようとした際、弁体４８ｂが弁座部５０ｂに着座することにより逆流を防止することができる。
【００６９】
また一方、ポンプ室２９の内部を流体が流通する際、ボディ１２の下部に装着された圧力センサ３６によってボディ１２のポンプ室２９の内部を流通する流体の圧力値が検出され、検出された圧力値が圧力センサ３６のリード線４０を介して検出信号として図示しないコントローラへ入力される。
【００７０】
前記コントローラでは、入力された検出信号（圧力値）に基づいてボディ１２のポンプ室２９を流通する流体の流量を算出する。そして、前記コントローラに予め設定された流体の流量と算出された流量との偏差を比較判断し、その偏差が零となるような制御信号を回転駆動源７０へと出力するというフィードバック制御を行っている。
【００７１】
その結果、予め設定された流体の流量と回転駆動源７０の回転量との偏差がなくなるため、常に設定された一定の流量をボディ１２のポンプ室２９の内部に流通させることができる。換言すると、第２ポート５６から吐出される流体の流量が常に一定となるように高精度な流体の流量制御を行うことができる。
【００７２】
例えば、ボディ１２のポンプ室２９の内部に導入され、第２ポート５６より吐出される流体の流量が図示しないコントローラに設定された設定値より大きな場合には、圧力センサ３６によって流体の圧力値が検出され、その検出信号（圧力値）が前記コントローラへと出力される。そして、前記コントローラにおいて予め設定された設定値と流体の流量との偏差が比較判断され、その偏差が零となるような制御信号を回転駆動源７０へと出力する。
【００７３】
その結果、回転駆動源７０の駆動作用下にピストン８６が上方（矢印Ｘ１方向）に変位し、弁膜体２８によってボディ１２のポンプ室２９の容積を増大させる。そして、ボディ１２のポンプ室２９の内部を流通する流体の圧力が減少し、前記流量が予め設定された流量となる。
【００７４】
そのため、ボディ１２のポンプ室２９の内部から第２ポート５６へと吐出される流体の流量が減少して、予め設定された流量となる。その結果、常に第２ポート５６から吐出される流体の流量が一定となるように流体の流量制御を高精度に行うことができる。
【００７５】
すなわち、ボディ１２のポンプ室２９のポンプ室２９の内部に流通する流体の圧力を常に圧力センサ３６で検出し、図示しないコントローラへと出力して予めコントローラに設定された流体の流量と算出された流量との偏差を比較判断し、その偏差が零となるような制御信号を回転駆動源７０へと出力する。
【００７６】
そして、前記制御信号に基づいて回転駆動源７０が回転することによりピストン８６と一体的に弁膜体２８が軸線方向に沿って変位する。その結果、流体が導入されるボディ１２のポンプ室２９の容積が増減するため、前記ボディ１２のポンプ室２９を流通する流体の流量を制御することができる。そのため、ボディ１２のポンプ室２９の内部を流通する流体の流量を常に設定値と略同等に制御して、常に一定量の流体を第２ポート５６より吐出させることができる。
【００７７】
また、その際、ピストン８６の外周面には、弁膜体２８の弁本体部１１４に向かって縮径するテーパ面１０６が設けられているため、図１に示されるように、ピストン８６が下方（矢印Ｘ２方向）に変位する際、スカート部１１６の上面が弁本体部１１４側よりテーパ面１０６に対して徐々に係合する。そして、スカート部１１６のテーパ面１０６へ係合した部位とスカート部１１６の周縁部１１８との間は、湾曲した状態で保持される。そのため、樹脂製材料からなる弁膜体２８のスカート部１１６をピストン８６のテーパ面１０６に沿って好適に折曲させることができる。
【００７８】
以上のように、本実施の形態では、ピストン８６が回転駆動源７０の駆動作用下に下方（矢印Ｘ２方向）に変位した際、図４に示されるように、樹脂製材料からなる弁膜体２８のスカート部１１６を、前記ピストン８６のテーパ面１０６に沿って徐々に係合させながら好適に折曲させることができる。そのため、ピストン８６が下方に変位した際、ボディ１２のポンプ室２９の内部において弁膜体２８のスカート部１１６が流体が流れる際の妨げとなることがない。
【００７９】
また、ピストン８６の下方に樹脂製材料からなる弁膜体２８を一体的に設け、回転駆動源７０の駆動作用下に前記弁膜体２８を軸線方向に沿って変位させることによりボディ１２のポンプ室２９の内部を流通する流体の流量を制御している。その際、樹脂製材料より形成されている弁膜体２８は、弾性材料からなるダイヤフラム等と比較して剛性が高いため、弁膜体２８の薄肉状に形成されるスカート部１１６が撓むことが防止される。
【００８０】
その結果、前記スカート部１１６が撓むことがないため、ピストン８６の軸線方向に沿ったストロークを大きく確保することができる。そのため、定量吐出ポンプ１０に大容量の流体を流通させた際においても前記流体の脈動が生じることなく高精度に吐出させることができる。
【００８１】
さらに、弁膜体２８は樹脂製材料から形成されているため、ピストン８６のストローク量を大きくする場合においても、従来のベローズを採用していた場合と比較して、製造コストの高騰を抑制することができる。
【００８２】
さらにまた、ポンプ室２９の内部に流通された流体が液体の場合であっても、前記液体をポンプ室２９より外部へと吐出した後、前記液体が弁膜体２８の下面に残存することがない。そのため、前記液体が弁膜体２８の下面に溜まる液溜まりが生じることが防止される。
【００８３】
次に、他の実施の形態に係る定量吐出ポンプ１５０を図５および図６に示す。なお、図１および図２に示す定量吐出ポンプ１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００８４】
この他の実施の形態に係る定量吐出ポンプ１５０は、ピストン１５２のテーパ面１０６に対して、その周方向に沿って環状溝部１５４が所定間隔離間して複数形成されている点で本実施の形態に係る定量吐出ポンプ１０と相違している。なお、テーパ面１０６に形成される前記環状溝部１５４は、前記テーパ面１０６に対して所定深さだけ窪んでいれば特定の形状に限定されるものではない。
【００８５】
すなわち、ピストン１５２が回転駆動源７０の駆動作用下に下方（矢印Ｘ２方向）に変位し、前記ピストン１５２のテーパ面１０６にスカート部１１６が係合した状態（図４参照）において、前記環状溝部１５４によってテーパ面１０６とスカート部１１６の上面との接触面積が、環状溝部１５４が設けられていない場合と比較して小さくなる。
【００８６】
そのため、ピストン１５２が下方（矢印Ｘ２方向）に変位した際におけるテーパ面１０６へのスカート部１１６の貼付力が小さくなり、ピストン１５２が上方（矢印Ｘ１方向）に変位した際、スカート部１１６をピストン１５２のテーパ面１０６より好適かつ確実に離間させることができる。そのため、より円滑にピストン１５２を軸線方向に沿って変位させることができる。
【００８７】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００８８】
すなわち、ピストンに連結される弁膜体に前記ピストンから半径外方向に向かって延在し可撓性を有する薄肉状のスカート部を設けることにより、前記スカート部によって簡便にピストンのストローク量を大きく設定することができ、流体流路を流通する流体の流量を増大させることができる。また、弁膜体を採用することにより従来のベローズを使用する場合と比較してコストを低減することができる。
【００８９】
さらに、弁膜体を採用することにより、前記流体流路を介して外部に吐出される流体の脈動が生じることを防止することができるとともに、前記流体流路を流通する流体がスカート部に液溜まりとして溜まることを防止することができる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る定量吐出ポンプの縦断面図である。
【図２】図１に示すピストンが上方に変位した際の縦断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図４】図１に示す定量吐出ポンプの弁膜体の軸線方向に沿った変位を示す動作説明図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る定量吐出ポンプの縦断面図である。
【図６】図５に示すピストンが上方に変位した際の縦断面図である。
【符号の説明】
１０、１５０…定量吐出ポンプ　　　１２…ボディ
１４…第１継手部材　　　　　　　　１５…第２継手部材
１６…ボンネット　　　　　　　　　１８…カバー部材
２０…駆動部　　　　　　　　　　　２２…保持部材
２６…流量制御機構　　　　　　　　２８…弁膜体
３６…圧力センサ　　　　　　　　　４８ａ、４８ｂ…弁体
５２ａ、５２ｂ…スプリング　　　　７０…回転駆動源
７６…連結部材　　　　　　　　　　８４…回転シャフト
８６、１５２…ピストン　　　　　　８８…フランジ部
９２…軸受　　　　　　　　　　　　９４…突出部
９８…ねじ部　　　　　　　　　　　１００…回り止めピン
１０２…係合溝　　　　　　　　　　１０６…テーパ面
１１０…軸部　　　　　　　　　　　１１２…穴部
１１４…弁本体部　　　　　　　　　１１６…スカート部
１１８…周縁部
【図１】
2004143960.tif 000003
【図２】
2004143960.tif 000004
【図３】
2004143960.tif 000005
【図４】
2004143960.tif 000006
【図５】
2004143960.tif 000007
【図６】
2004143960.tif 000008