(57)【要約】【課題】ベローズを透過してポンプ室からベローズの内側の空間に入った薬液のガスによってポンプ駆動機械部の寿命が損ねられることを回避すること。【解決手段】ベローズ４の内側空間２０をポンプ駆動機械室１６とは気密に分離し、内側空間４をガス供給管２４、ガス排出管２６によって掃気を行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプハウジング内にベローズが伸縮可能に設けられ、前記ポンプハウジング内であって前記ベローズの外側にポンプ室が画定され、前記ポンプハウジングの外側に、前記ベローズの内側の空間に隣接し前記ベローズを伸縮駆動するポンプ駆動機械部を有するベローズポンプにおいて、
前記ベローズの内側の空間が前記ポンプ駆動機械部と気密に分離されているベローズポンプ。
【請求項２】
前記ベローズの内側の空間のガスを非腐食性ガスに置換する掃気機構を有する請求項１記載のベローズポンプ。
【請求項３】
前記掃気機構は、前記ベローズの内側の空間にガスを供給するガス供給路と、前記ベローズの内側の空間のガスを排出するガス排出路とを有する請求項２記載のベローズポンプ。
【請求項４】
前記ガス供給路に、前記ベローズの内側の空間に向かうガスの流れのみを許すガス導入側逆止弁が設けられ、前記ガス排出路に、前記ベローズの内側の空間より排出されるガスの流れのみを許すガス排出側逆止弁が設けられている請求項３記載のベローズポンプ。
【請求項５】
前記ベローズはフッ素系樹脂により構成されている請求項１〜４の何れか１項記載のベローズポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ベローズポンプに関し、特に、半導体製造プロセス等で使用される薬液の供給を行う機械駆動式のベローズポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
往復動ポンプとして、ベローズによってポンプ室が画定され、ベローズの伸縮によってポンプ作用を行うベローズポンプが知られている（例えば、特許文献１、２、３、４）。また、ポンプハウジング内にベローズが伸縮可能に設けられ、ベローズの外側にポンプ室が画定され、ベローズをモータ駆動の送りねじにより機械式に駆動する機械駆動式のベローズポンプが知られている（例えば、特許文献５）。
【０００３】
機械駆動式のベローズポンプでは、送りねじによるベローズの伸縮量（往復ストローク）の制御により、高精度な定量吐出を行うことが可能であり、半導体製造プロセスで所定量の薬液を高精度に供給することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−８８５７３号公報
【特許文献２】
特開２０００−１５１６８号公報
【特許文献３】
特開２００１−２０８６８号公報
【特許文献４】
特開２００２−１７４１８０号公報
【特許文献５】
特開平１０−４７２３４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
機械駆動式のベローズポンプでは、送りねじ機構等を有するポンプ駆動機械部とポンプ室とはベローズによって隔離される。半導体製造プロセス等で薬液の供給を行うベローズポンプでは、耐食性を得るために、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂製のベローズが用いられる。
【０００６】
フッ素系樹脂製のベローズ等、非金属製のベローズでは、ベローズ壁が薄肉であることも相まって、ポンプ室の薬液がガス化してベローズを透過する現象が生じることがある。このため、薬液が酸、アルカリ、その他、腐食性を有する薬液であると、ベローズを透過した薬液のガスによって、ポンプ駆動機械部の電動モータ、ベアリング、送りねじやポンプ周囲の機器が腐食し、それらの寿命が損ねられる。
【０００７】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、ベローズを透過した薬液のガスによる食害の発生を回避し、特に、ベローズを透過してポンプ室からベローズの内側の空間に入った薬液のガスによってポンプ駆動機械部の寿命が損ねられることを回避し、優れた耐久性を示す機械駆動式のベローズポンプを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明によるベローズポンプは、ポンプハウジング内にベローズが伸縮可能に設けられ、前記ポンプハウジング内であって前記ベローズの外側にポンプ室が画定され、前記ポンプハウジングの外側に、前記ベローズの内側の空間に隣接し前記ベローズを伸縮駆動するポンプ駆動機械部を有するベローズポンプにおいて、前記ベローズの内側の空間が前記ポンプ駆動機械部と気密に分離されている。
【０００９】
この発明によるベローズポンプによれば、ベローズの内側の空間がこれと隣接するポンプ駆動機械部とは気密に分離されているから、ベローズを透過してポンプ室からベローズの内側の空間に入った薬液のガスがポンプ駆動機械部へ流れることがなく、ベローズを透過した薬液のガスによるポンプ駆動機械部の薬害（腐食）が防止される。
【００１０】
この発明によるベローズポンプは、更に、前記ベローズの内側の空間のガスを非腐食性ガスに置換する掃気機構を有する。
【００１１】
この発明によるベローズポンプによれば、ベローズの内側の空間のガスが掃気機構によって非腐食性ガスに置換されるので、ベローズを透過してポンプ室からベローズの内側の空間に薬液のガスが入っても、その薬液ガス濃度が高くなることがない。掃気機構に、屋外排気ダクトやガス回収処理装置を接続することができるから、掃気機構によってベローズの内側の空間より排出される薬液ガスは、屋外排気ダクトによって屋外に排出したり、ガス回収処理装置によって回収処理することが可能であり、薬液ガスがベローズポンプの周囲に逸散するのを回避できる。
【００１２】
この発明によるベローズポンプでは、前記掃気機構は、前記ベローズの内側の空間にガスを供給するガス供給路と、前記ベローズの内側の空間のガスを排出するガス排出路とを有する構造のものにでき、更に、前記ガス供給路には、前記ベローズの内側の空間に向かうガスの流れのみを許すガス導入側逆止弁を設け、前記気体排出路には、前記ベローズの内側の空間より排出されるガスの流れのみを許すガス排出側逆止弁を設けることができる。
【００１３】
ベローズの内側の空間はベローズの伸縮によりポンプ室と同様に容積変化を生じるから、ガス導入側逆止弁、ガス排出側逆止弁の設置により、ベローズの伸縮によるポンプ作用によってベローズの内側の空間のガスを非腐食性ガスに置換する掃気が行われる。
【００１４】
この発明によるベローズポンプで使用されるベローズは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂により構成されており、ベローズの耐食性が保証される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１、図２はこの発明によるベローズポンプの一つの実施形態を示している。
【００１６】
ベローズポンプはポンプハウジング１を有する。ポンプハウジング１は、シリンダ部２と、シリンダ部２の一方の端壁をなすポンプヘッド部３とを一体に有している。
【００１７】
ポンプハウジング１のシリンダ部２内にはベローズ４が軸線方向（左右方向）に伸縮可能に設けられている。ベローズ４は、伸縮可能な円筒状の薄肉のベローズ壁部５と、ベローズ壁部５の一端を閉じる端壁状の可動ピストン部６と、ベローズ壁部５の他端に設けられ円環状の固定リング部７とを、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂により一体成形されている。
とを有している。
【００１８】
ポンプハウジング１とベローズ４は、ポンプヘッド部３と可動ピストン部６との間に、ポンプ室８を画定している。ポンプヘッド部３には、ポンプ室８に連通する吸入通路９と吐出通路１０とが形成されている。吸入通路９には逆止弁による吸入側ポンプ弁１１が、吐出通路１０には逆止弁による吐出側ポンプ弁１２が各々設けられている。
【００１９】
シリンダ部２の他端にはベローズ密閉隔壁板１３が固着されている。ベローズ４の固定リング部７は、シリンダ部２とベローズ密閉隔壁板１３とに挟まれ、ポンプハウジング１側に気密に固定されている。
【００２０】
ベローズ４の可動ピストン部６の背面側中央にはベローズ駆動軸１４の先端が固定連結されている。ベローズ駆動軸１４は、ベローズ密閉隔壁板１３に形成された貫通孔１５を貫通し、ポンプハウジング１のベローズ密閉隔壁板１３側に連設されたポンプ駆動機械室１６内に突出している。
【００２１】
ポンプ駆動機械室１６にはモータ駆動の送りねじ装置１７が設けられており、送りねじ装置１７のねじ軸１８とベローズ駆動軸１４とが同軸連結されている。ねじ軸１８は、モータ駆動で軸線方向に移動し、ベローズ駆動軸１４を直結状態で、軸線方向に駆動する。
【００２２】
このベローズポンプでは、ベローズ駆動軸１４の右方向移動（吸入行程）により、ベローズ４の可動ピストン部６が同方向に移動し、ベローズ４の収縮に伴い吸入通路９より吸入側ポンプ弁１１を介してポンプ室８内に薬液が吸入される。ベローズ駆動軸１４の左方向移動（吐出行程）により、ベローズ４の可動ピストン部６が同方向に移動し、ベローズ４の伸長に伴いポンプ室８内の薬液が吐出側ポンプ弁１２を介して吐出通路１０へ吐出される。
【００２３】
この薬液の吸入・吐出量は、可動ピストン部６の軸線方向移動量、換言すれば、送りねじ装置１７によるベローズ駆動軸１４の駆動量により、定量的に可変設定することができる。
【００２４】
ベローズ駆動軸１４がベローズ密閉隔壁板１３を貫通する貫通孔１５にはＯリング１９が装着されている。これにより、ベローズ４のベローズ壁部５の内側にできる、可動ピストン部材６とベローズ密閉隔壁板１３との間の内側空間２０は密閉空間となり、この内側空間２０はポンプ駆動機械室１６と気密に分離されている。
【００２５】
ベローズ密閉隔壁板１３には、内側空間２０の掃気（ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇ；スカベンジング）のためのガス供給口２１とガス排出口２２とが形成されている。ガス供給口２１にはニップル２３によってガス供給管２４が接続され、ガス排出口２２にはニップル２５によってガス排出管２６が接続されている。
【００２６】
ガス供給管２４には、非腐食性ガスとして、クリーン空気、窒素ガス等が供給される。ガス排出管２６は、図示されていない屋外排気ダクトやガス回収処理装置に接続される。
【００２７】
上述したように、内側空間２０がポンプ駆動機械室１６とは気密に分離されているから、ポンプ室８側の薬液がガス化してベローズ４のベローズ壁部５を透過してベローズ４の内側空間２０に入っても、薬液ガスがポンプ駆動機械室１６へへ流れることがない。
【００２８】
これにより、ポンプ駆動機械室１６内の送りねじ装置１７がベローズ４を透過してベローズ４の内側空間２０に入った薬液ガスに曝されることがなく、薬液ガスによる送りねじ装置１７の腐食が回避される。
【００２９】
また、ガス供給管２４によってクリーン空気、窒素ガス等の非腐食性ガスが内側空間２０に供給され、内側空間２０内のガスがガス排出管２６へ内側空間２０外に排出されるから、内側空間２０内のガスが非腐食性ガスに置換される掃気が行われ、内側空間２０の薬液ガス濃度が高くなることがない。
【００３０】
ガス排出管２６が屋外排気ダクトに接続されていると、薬液ガスは屋外排気ダクトによって屋外に排出され、ガス排出管２６にガス回収処理装置が接続されていると、薬液ガスはガス回収処理装置によって回収処理され、いずれの場合も、薬液ガスがベローズポンプの周囲に逸散することがない。これにより、ベローズポンプの周囲の機器の腐食も防止される。
【００３１】
なお、ベローズポンプは、耐久性を得るために、ポンプハウジング１、ベローズ密閉隔壁板１３、ベローズ駆動軸１４、Ｏリング１９の全てを、フッ素系樹脂等の耐薬液性の高い材料により構成、あるいはそれら高耐薬液性材料をコーティングされている。また、ポンプ駆動機械室１６の換気を行うための通気口２７も設けられている。
【００３２】
図３はこの発明によるベローズポンプの他の実施形態を示している。なお、図３において、図１、図２に対応する部分は、図１、図２に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００３３】
この実施形態では、ガス供給口２１にはベローズ４の内側空間２０に向かうガスの流れのみを許すガス導入側逆止弁２８が、ガス排出口２２には内側空間２０より排出されるガスの流れのみを許すガス排出側逆止弁２９が各々設けられている。
【００３４】
この実施形態によれば、ベローズ４の可動ピストン部６が左方向へ移動する吐出行程時に、ガス導入側逆止弁２８より内側空間２０内に非腐食性ガスが吸入され、ベローズ４の可動ピストン部６が右方向へ移動する吸入行程時に、ガス排出側逆止弁２９より内側空間２０内のガスの吐出が行われる。これにより、ベローズ４の伸縮によるポンプ作用が内側空間２０側でも得られ、内側空間２０内のガスを非腐食性ガスに置換する掃気が、このポンプ作用の下に、別の圧送装置を要することなく、効率よく行われる。
【００３５】
この発明によるベローズポンプは、上述した単動式のものに限られることはなく、図４及び図４のＡ−Ａ線断面図である図５に示されているような、２連の複動式のものにも、同様に適用できる。なお、図４及び図５において、図１、図２に対応する部分は、図１、図２に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明によるベローズポンプによれば、ベローズの内側の空間がポンプ駆動機械部とは気密に分離されているから、ベローズを透過してベローズの内側の空間に入った薬液のガスがポンプ駆動機械部へ流れることがなく、ベローズを透過した薬液のガスによってポンプ駆動機械部が腐食することが防止され、ポンプ駆動機械部の寿命が損ねられることがなく、優れた耐久性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるベローズポンプの一つの実施形態の吐出ストロークエンド状態を示す断面図である。
【図２】この発明によるベローズポンプの一つの実施形態の吸入ストロークエンド状態を示す断面図である。
【図３】この発明によるベローズポンプの他の実施形態の吸入ストロークエンド状態を示す断面図である。
【図４】この発明によるベローズポンプの他の実施形態を示す断面図である。
【図５】図４のベローズポンプのＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１  ポンプハウジング
４  ベローズ
８  ポンプ室
１３  ベローズ密閉隔壁板
１４  ベローズ駆動軸
１６  ポンプ駆動機械室
１７  送りねじ装置
２０  内側空間
２４  ガス供給管
２６  ガス排出管
２８  ガス導入側逆止弁
２９  ガス排出側逆止弁
【図１】
2004257262.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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