JP5248267B2

JP5248267B2 - pump

Info

Publication number: JP5248267B2
Application number: JP2008276712A
Authority: JP
Inventors: 一博池森; 一清手嶋
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd; Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd; Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2008-10-28
Filing date: 2008-10-28
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2028-10-28
Also published as: JP2010106675A

Description

本発明は、半導体製造或いは液晶製造に使用される薬液などの液体を定量或いは定量かつ定流量で供給するポンプに関する。 The present invention relates to a pump that supplies a liquid such as a chemical solution used in semiconductor manufacturing or liquid crystal manufacturing in a fixed amount or a constant flow rate.

この種の従来のポンプして、シリンダ内を、液体を吸入及び吐出するポンプ室とピストンを収容する駆動室とに仕切るフッ素樹脂製のローリングダイヤフラムを備えたものが知られている（例えば特許文献１参照）。ローリングダイヤフラムは、シリンダに折返部を経て取付けられる開放端と、シリンダ内に往復動自在に収容されたピストンの先端側に配置される閉鎖端とを設けた筒部を有しており、閉鎖端をピストンの動きに合わせて往復動させることで、筒部がピストンの外周面とシリンダの内周面に密着しながらこれら２面の隙間でローリングし、ポンプ室の容積を変化させる。ポンプは、ピストンの復動に伴いポンプ室の容積が拡大する吸入工程でポンプ室内に液体を吸入し、ピストンの往動に伴いポンプ室の容積が縮小する吐出工程でポンプ室内の液体を吐出する。ここで、ピストンは、外部駆動原によって軸方向に往復動されるピストンロッドの先端部にネジ結合されてシリンダ内で往復動され、このピストンの動きに合わせてローリングダイヤフラムの閉鎖端を往復動させるために、ローリングダイヤフラムの閉鎖端は、ピストンの先端側にネジ結合で取付けられていた。
特開平９−５３５６６号公報 As this type of conventional pump, a pump having a fluororesin rolling diaphragm that partitions a cylinder into a pump chamber that sucks and discharges liquid and a drive chamber that houses a piston is known (for example, Patent Documents). 1). The rolling diaphragm has a cylindrical portion provided with an open end that is attached to the cylinder via a folded portion and a closed end that is disposed on the tip end side of a piston that is reciprocally accommodated in the cylinder. Is reciprocated in accordance with the movement of the piston, so that the cylindrical portion rolls in the gap between these two surfaces while closely contacting the outer peripheral surface of the piston and the inner peripheral surface of the cylinder, thereby changing the volume of the pump chamber. The pump sucks liquid into the pump chamber in the suction process where the volume of the pump chamber expands as the piston moves backward, and discharges the liquid in the pump chamber in the discharge process where the volume of the pump chamber decreases as the piston moves forward. . Here, the piston is screwed to the tip of a piston rod that is reciprocated in the axial direction by an external drive source and reciprocated in the cylinder, and reciprocates the closed end of the rolling diaphragm in accordance with the movement of the piston. Therefore, the closed end of the rolling diaphragm is attached to the tip end side of the piston by screw connection.
JP-A-9-53566

従来のポンプでは、ローリングダイヤフラムの閉鎖端をピストンの先端側にネジ結合で取付けるから、ローリングダイヤフラムのピストンへの装着は、ローリングダイヤフラムとピストンの少なくとも一方を回転させて、ローリングダイヤフラムの閉鎖端に設けられた雄ネジをピストンに設けられた雌ネジにねじ込みながら、ローリングダイヤフラムの筒部をピストンに外嵌することで行われるが、この時にローリングダイヤフラムの筒部に捻れによる変形やシワを発生させてしまい、定量性や定流量性等のポンプ性能及びポンプ寿命の低下を招く。また、この問題を解決しようとして、ローリングダイヤフラムの筒部内径とピストン外径とのクリアランス（隙間）を大きく取ると、ローリングダイヤフラムの材料がゴムではなく弾性や柔軟性に乏しいフッ素樹脂であるため、ポンプ駆動時にローリングダイヤフラムの筒部に撓みや折曲りを発生させてしまい、定量性や定流量性等のポンプ性能及びポンプ寿命の低下を招く。したがって、従来のポンプは、定量性や定流量性等のポンプ性能及びポンプ寿命の低下を容易に防止できないという課題があった。 In conventional pumps, the closed end of the rolling diaphragm is attached to the front end of the piston with a screw connection, so the rolling diaphragm can be mounted on the piston by rotating at least one of the rolling diaphragm and the piston. The cylindrical part of the rolling diaphragm is externally fitted to the piston while the male thread is screwed into the female thread provided on the piston. At this time, the cylindrical part of the rolling diaphragm is deformed and wrinkled by twisting. As a result, the pump performance such as quantitative property and constant flow rate and the pump life are reduced. In order to solve this problem, if the clearance (gap) between the inner diameter of the cylindrical portion of the rolling diaphragm and the outer diameter of the piston is increased, the material of the rolling diaphragm is not a rubber but a fluororesin that lacks elasticity and flexibility. When the pump is driven, the cylindrical portion of the rolling diaphragm is bent or bent, leading to a decrease in pump performance such as quantitative property and constant flow rate and pump life. Therefore, the conventional pump has a problem that it is not possible to easily prevent a decrease in pump performance such as quantitative performance and constant flow performance and pump life.

上記課題を解決するため本発明のポンプは、シリンダに折返部を経て取付けられる開放端と、前記シリンダ内に往復動自在に収容されたピストンの先端側に配置される閉鎖端とを設けた筒部を有し、前記シリンダ内を、液体を吸入及び吐出するポンプ室と前記ピストンを収容する駆動室とに仕切るフッ素樹脂製のローリングダイヤフラムを備え、前記ピストンとは別体に構成されたピストンロッドの先端部に雄ネジを設け、前記ローリングダイヤフラムの閉鎖端に前記雄ネジに螺合する雌ネジを設け、前記ピストンロッドの先端部を前記ローリングダイヤフラムの閉鎖端に前記ピストンを挟んでネジ結合し、該ネジ結合のみで前記ローリングダイヤフラムの閉鎖端を前記ピストンの先端側に取付けたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a pump according to the present invention is a cylinder provided with an open end attached to a cylinder through a turn-up portion and a closed end disposed on the front end side of a piston reciprocally accommodated in the cylinder. A piston rod comprising a fluororesin rolling diaphragm that divides the cylinder into a pump chamber for sucking and discharging liquid and a drive chamber for housing the piston. A male screw is provided at the front end of the rolling diaphragm, a female screw that is screwed into the male screw is provided at the closed end of the rolling diaphragm, and the tip of the piston rod is screwed with the piston sandwiched between the closed end of the rolling diaphragm The closed end of the rolling diaphragm is attached to the front end side of the piston only by the screw connection.

かつ、前記ローリングダイヤフラムの閉鎖端から前記ピストンに向かって突出し、前記雌ネジを有する前記ローリングダイヤフラムと同心なボス部と、前記ピストンの先端面に形成され、前記ボス部を軸方向に摺動可能に嵌合する前記ピストンと同心な凹部とを設けたことを特徴とする。 And it is formed on the front end surface of the piston that is concentric with the rolling diaphragm that protrudes from the closed end of the rolling diaphragm toward the piston and has the female screw, and can slide the boss portion in the axial direction. characterized in that a said piston concentric with the recess to be fitted to.

さらに、突き合い接触する前記ピストンの先端面と前記ローリングダイヤフラムの閉鎖端との間を前記駆動室に連通する通路を前記ピストンに設けることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the piston be provided with a passage communicating with the drive chamber between the front end face of the piston that comes into abutting contact and the closed end of the rolling diaphragm.

本発明によれば、ピストンとは別体に構成されたピストンロッドの先端部に雄ネジを設け、ローリングダイヤフラムの閉鎖端に雄ネジに螺合する雌ネジを設け、ピストンロッドの先端部をローリングダイヤフラムの閉鎖端にピストンを挟んでネジ結合し、該ネジ結合のみでローリングダイヤフラムの閉鎖端をピストンの先端側に取付けたから、すなわち、ローリングダイヤフラムの閉鎖端とピストンのネジ結合をなくしたから、ローリングダイヤフラムのピストンへの装着は、ローリングダイヤフラムとピストンの何れも回転させることなく、ローリングダイヤフラムの筒部をピストンに外嵌するだけで行え、ローリングダイヤフラムのピストンへの装着時に、ローリングダイヤフラムの筒部に捻れによる変形やシワを発生させることがなくなる。ひいては、ローリングダイヤフラムの筒部内径とピストン外径とのクリアランスを大きく取る必要もなくなる。したがって、定量性や定流量性等のポンプ性能及びポンプ寿命の低下を容易に防止することができる。また、ローリングダイヤフラムの閉鎖端とピストンを結合するネジのバックラッシュ（隙間）によるローリングダイヤフラムのガタ付きがなくなるから、ポンプの応答性を向上することができる。さらに、ローリングダイヤフラムの閉鎖端とピストンを結合する作業工程がなくなるから、ポンプの組立性、メンテナンス性を向上することができる。 According to the present invention, a male screw is provided at the tip of the piston rod that is configured separately from the piston, a female screw that is screwed into the male screw is provided at the closed end of the rolling diaphragm, and the tip of the piston rod is rolled. Since the closed end of the diaphragm is screwed with the piston sandwiched, and the closed end of the rolling diaphragm is attached to the front end of the piston only by the screw connection, that is, the closed end of the rolling diaphragm and the screw connection of the piston are eliminated. The diaphragm can be attached to the piston only by externally fitting the cylindrical part of the rolling diaphragm to the piston without rotating either the rolling diaphragm or the piston. When the rolling diaphragm is attached to the piston, the cylindrical part of the rolling diaphragm is attached to the piston. Without deformation or wrinkles due to twisting That. As a result, it is not necessary to provide a large clearance between the inner diameter of the cylindrical portion of the rolling diaphragm and the outer diameter of the piston. Accordingly, it is possible to easily prevent the pump performance such as the quantitative property and the constant flow rate and the pump life from being lowered. Further, since the backlash of the rolling diaphragm due to the backlash (gap) of the screw connecting the closed end of the rolling diaphragm and the piston is eliminated, the responsiveness of the pump can be improved. Furthermore, since there is no work process for connecting the closed end of the rolling diaphragm and the piston, the assembly and maintenance of the pump can be improved.

また、ローリングダイヤフラムの閉鎖端からピストンに向かって突出し、雌ネジを有するローリングダイヤフラムと同心なボス部と、ピストンの先端面に形成され、ボス部を軸方向に摺動可能に嵌合するピストンと同心な凹部とを設けることにより、ボス部と凹部の嵌合でローリングダイヤフラムとピストンとの心合わせを行うことができ、定量性や定流量性等のポンプ性能及びポンプ寿命の低下をより確実に防止することができる。 A boss that protrudes from the closed end of the rolling diaphragm toward the piston and is concentric with the rolling diaphragm having a female thread; By providing concentric recesses, the rolling diaphragm and piston can be centered by fitting the bosses and recesses, and the pump performance such as quantitative performance and constant flow rate and pump life can be more reliably reduced. Can be prevented.

さらに、突き合い接触するピストンの先端面とローリングダイヤフラムの閉鎖端との間を駆動室に連通する通路をピストンに設けることにより、ローリングダイヤフラムのピストンへの装着時は通路が、ローリングダイヤフラムの閉鎖端とピストンの先端面の間の空気抜きとして働くから、ローリングダイヤフラムの筒部内径とピストン外径とのクリアランスが小さくても、ローリングダイヤフラムをピストンにスムースに装着することができ、定量性や定流量性等のポンプ性能及びポンプ寿命の低下をより確実に防止することができる。 Furthermore, by providing a passage in the piston between the tip end face of the piston that makes abutting contact and the closed end of the rolling diaphragm, the passage is closed to the closed end of the rolling diaphragm when the rolling diaphragm is attached to the piston. Since it works as an air vent between the piston and the tip of the piston, the rolling diaphragm can be smoothly attached to the piston even if the clearance between the cylindrical inner diameter of the rolling diaphragm and the piston outer diameter is small. Thus, it is possible to more reliably prevent the pump performance and the pump life from decreasing.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施の形態に係るポンプの断面図、図２は本発明の一実施の形態に係るポンプのローリングダイヤフラムとピストンとピストンロッドとの分解状態を示す断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a pump according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing an exploded state of a rolling diaphragm, a piston, and a piston rod of the pump according to an embodiment of the present invention.

図１に示すポンプ１は半導体製造或いは液晶製造に使用される薬液等の液体を定量かつ定流量で供給するためのダイヤフラムポンプであり、ダイヤフラム１０と、ダイヤフラム１０を収容するポンプハウジングである円筒状のシリンダ２０と、ダイヤフラム１０を作動させる往復動部材であるピストン３０と、ピストン３０とは別体に構成された駆動軸であるピストンロッド４０と、ピストンロッド４０及びピストン３０を介してダイヤフラム１０を作動させるリニアアクチュエータ等の外部駆動源５０とから構成される。なお、図中ＣＬは紙面上下方向に延伸するポンプ中心軸線を示し、各構成部品１０，２０，３０，４０，５０の中心軸線はポンプ中心軸線ＣＬ上にある。すなわち、各構成部品１０，２０，３０，４０，５０は同軸上に配置されている。 A pump 1 shown in FIG. 1 is a diaphragm pump for supplying a liquid such as a chemical solution used in semiconductor manufacturing or liquid crystal manufacturing at a constant and constant flow rate. The diaphragm 10 is a cylindrical shape that is a pump housing that houses the diaphragm 10. Cylinder 20, piston 30 which is a reciprocating member for operating diaphragm 10, piston rod 40 which is a drive shaft configured separately from piston 30, and diaphragm 10 via piston rod 40 and piston 30. And an external drive source 50 such as a linear actuator to be operated. In the figure, CL indicates a pump center axis extending in the vertical direction on the paper surface, and the center axes of the components 10, 20, 30, 40, 50 are on the pump center axis CL. That is, each component 10, 20, 30, 40, 50 is arranged on the same axis.

図１，図２に示すように、ダイヤフラムにはＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）等のフッ素樹脂で形成されて耐薬品性が付与された略カップ状のローリングダイヤフラム１０がいられる。ローリングダイヤフラム１０は、中間部で内側又は外側に折返された円筒状の筒部１１を有している。筒部１１は、断面形状がＵ字形の折返部１２と、折返部１２の内周側端部及び外周側端部からそれぞれローリングダイヤフラム１０の中心軸線を中心とする円筒面内で同方向に延出される内周部１３及び外周部１４とを設ける。また、筒部１１の一端である内周部１３の端部を閉鎖端とする円板状の端板部１５を設け、筒部１１の他端である外周部１４の端部を開放端とし、開放端から半径方向外側に突出する円環状のフランジ部１６を設ける。筒部１１は、例えば厚さ１ｍｍ以下、０．１ｍｍ以上の薄肉に形成されて可撓性を有し、端板部１５及びフランジ部１６は、筒部１１より十分に厚い厚肉に形成されて剛性を有する。さらに、端板部１５には、この中心部から筒部１１の内側に向かって突出するローリングダイヤフラム１０と同心なボス部１７を設ける。ボス部１７は円柱状の外形を有し、ボス部１７の中心部にはボス部１７の先端面に一端を開口し、かつ孔壁面に雌ネジ１８を付けた有底円筒状のローリングダイヤフラム１０と同心なボス孔１９を設ける。 As shown in FIGS. 1 and 2, the diaphragm includes a substantially cup-shaped rolling diaphragm 10 made of a fluororesin such as PTFE (tetrafluoroethylene resin) and imparted with chemical resistance. The rolling diaphragm 10 has a cylindrical tube portion 11 that is folded inward or outward at an intermediate portion. The cylindrical portion 11 extends in the same direction within a cylindrical surface centering on the central axis of the rolling diaphragm 10 from the folded portion 12 having a U-shaped cross section and the inner peripheral side end and the outer peripheral end of the folded portion 12. An inner peripheral portion 13 and an outer peripheral portion 14 are provided. Further, a disc-shaped end plate portion 15 having an end portion of the inner peripheral portion 13 which is one end of the cylindrical portion 11 as a closed end is provided, and an end portion of the outer peripheral portion 14 which is the other end of the cylindrical portion 11 is set as an open end. An annular flange portion 16 that protrudes radially outward from the open end is provided. The cylindrical portion 11 is formed to be thin with a thickness of, for example, 1 mm or less and 0.1 mm or more and has flexibility, and the end plate portion 15 and the flange portion 16 are formed with a thickness that is sufficiently thicker than the cylindrical portion 11. And has rigidity. Further, the end plate portion 15 is provided with a boss portion 17 concentric with the rolling diaphragm 10 protruding from the center portion toward the inside of the tube portion 11. The boss portion 17 has a cylindrical outer shape. A bottomed cylindrical rolling diaphragm 10 having one end opened at the front end surface of the boss portion 17 at the center of the boss portion 17 and a female screw 18 attached to the hole wall surface. And a concentric boss hole 19 is provided.

図１に示すように、シリンダ２０は、円筒状のシリンダ本体２１と、シリンダ本体２１の一端側（図１の上側）に取付けられる有天円筒状のヘッドカバー２２と、シリンダ本体２１の他端側（図１の下側）に取付けられ、中心部でピストンロッド４０を摺動可能に軸受けする円盤状のロッドカバー２３とから構成される。シリンダ本体２１は内外面貫通の通気口２４を設ける。通気口２４は大気に開放するか、図示しない真空ポンプや真空発生器に接続される。また、ヘッドカバー２２の周壁部に内外面貫通の吸入口２５を設けると共に、ヘッドカバー２２の天部中心部に内外面貫通の吐出口２６を設ける。吸入口２５は図示しない吸入側逆止弁を介して図示しない薬液タンクに接続される。吐出口２６は図示しない吐出側逆止弁を介して図示しない薬液供給部に接続される。吸入側逆止弁は薬液タンクから吸入口２５への流れを許容し、その逆の流れを阻止する。吐出側逆止弁は吐出口２６から薬液供給部への流れを許容し、その逆の流れを阻止する。なお、図中７０はシリンダ本体２１とロッドカバー２３との接合部に設けた０リング等のシールである。 As shown in FIG. 1, the cylinder 20 includes a cylindrical cylinder main body 21, a headed cylindrical head cover 22 attached to one end side (the upper side in FIG. 1) of the cylinder main body 21, and the other end side of the cylinder main body 21. A disc-shaped rod cover 23 is mounted on the lower side of FIG. 1 and slidably supports the piston rod 40 at the center. The cylinder body 21 is provided with a vent hole 24 penetrating the inner and outer surfaces. The vent 24 is opened to the atmosphere or connected to a vacuum pump or a vacuum generator (not shown). In addition, a suction port 25 penetrating the inner and outer surfaces is provided in the peripheral wall portion of the head cover 22, and a discharge port 26 penetrating the inner and outer surfaces is provided in the center of the top portion of the head cover 22. The suction port 25 is connected to a chemical solution tank (not shown) via a suction side check valve (not shown). The discharge port 26 is connected to a chemical solution supply unit (not shown) via a discharge side check valve (not shown). The suction side check valve allows the flow from the chemical tank to the suction port 25 and prevents the reverse flow. The discharge-side check valve allows the flow from the discharge port 26 to the chemical solution supply unit and prevents the reverse flow. In the figure, reference numeral 70 denotes a seal such as a 0 ring provided at the joint between the cylinder body 21 and the rod cover 23.

図１、図２に示すように、ピストン３０は、シリンダ２０の内径より小さく、かつローリングダイヤフラム１０の内周部１３の内径と略同径な直径を有する円柱状に形成されてシリンダ２０内に収容され、ピストン３０の外周面がシリンダ２０の内周面と所定の隙間を設けて対向している。ピストン３０の中心部には、ピストン３０のヘッドカバー２２側の先端面（上端面）に一端を開口し、ローリングダイヤフラム１０のボス部１７を軸方向に摺動可能に嵌合する有底円筒状のピストン３０と同心な第１凹部３１と、ピストン３０のロッドカバー２３側の基端面（下端面）に一端を開口し、ピストンロッド４０のピストン３０側の先端部（上端部）を挿入する有天円筒状のピストン３０と同心な第２凹部３２を設ける。第１凹部３１と第２凹部３２との間に形成される隔壁３３の中心部には、第１凹部３１と第２凹部３２とを連通させるピストン３０と同心な円形の貫通孔３４を設ける。ピストン３０の外周部には、ピストン３０の先端面から基端面に貫通する直線状の細長い貫通孔でなる空気通路３５を、複数、ピストン３０の中心軸線を中心とする同一円周上で等間隔に設ける。 As shown in FIGS. 1 and 2, the piston 30 is formed in a cylindrical shape having a diameter smaller than the inner diameter of the cylinder 20 and having a diameter substantially the same as the inner diameter of the inner peripheral portion 13 of the rolling diaphragm 10. The outer peripheral surface of the piston 30 is opposed to the inner peripheral surface of the cylinder 20 with a predetermined gap. One end is opened in the center part of piston 30 at the front end surface (upper end face) of piston 30 on the head cover 22 side, and boss part 17 of rolling diaphragm 10 is fitted so as to be slidable in the axial direction. One end of the first concave portion 31 concentric with the piston 30 and the base end surface (lower end surface) of the piston 30 on the rod cover 23 side, and the top end portion (upper end portion) of the piston rod 40 on the piston 30 side are inserted. A second recess 32 concentric with the cylindrical piston 30 is provided. A circular through hole 34 concentric with the piston 30 that connects the first recess 31 and the second recess 32 is provided at the center of the partition wall 33 formed between the first recess 31 and the second recess 32. In the outer peripheral portion of the piston 30, there are a plurality of air passages 35 formed by straight elongated through holes penetrating from the distal end surface to the proximal end surface of the piston 30, at equal intervals on the same circumference centering on the central axis of the piston 30. Provided.

図１に示すように、シリンダ２０の外部に突出するピストンロッド４０の外部駆動原５０側の基端部（下端部）は、駆動源５０の出力軸と軸継手等を介してポンプ中心軸線ＣＬ上で一直線状に結合される。他方、図２にも示すように、シリンダ２０の内部に突出するピストンロッド４０の先端部には、ピストンロッド４０より小径で、外周面にローリングダイヤフラム１０の雌ネジ１８と螺合する雄ネジ４１を付けたボルト部４２を設ける。なお、図中６０はピストンロッド４０のボルト部４２に外嵌させてピストンロッド４０のボルト部４２との段差面４３に係合させる円環状の座金、７１，７２はピストンロッド４０のロッドカバー２３を貫通する摺動部に設けた０リング等のパッキンである。 As shown in FIG. 1, the base end (lower end) of the piston rod 40 projecting outside the cylinder 20 on the external drive source 50 side is connected to the pump center axis CL via the output shaft of the drive source 50 and a shaft coupling. Combined in a straight line above. On the other hand, as shown in FIG. 2, a male screw 41 having a diameter smaller than that of the piston rod 40 and threadingly engaged with the female screw 18 of the rolling diaphragm 10 on the outer peripheral surface is provided at the tip of the piston rod 40 protruding into the cylinder 20. The bolt part 42 which attached | subjected is provided. In the drawing, reference numeral 60 denotes an annular washer that is fitted on the bolt portion 42 of the piston rod 40 and engages with a stepped surface 43 with the bolt portion 42 of the piston rod 40, and 71 and 72 are rod covers 23 of the piston rod 40. It is packing, such as a 0 ring, provided in the sliding part which penetrates.

そして、図１に示すように、ローリングダイヤフラム１０はフランジ部１６がシリンダ本体２１とヘッドカバー２２との接合面間で強く挟持されてシリンダ２０内に取付けられる。取付け状態（ポンプ組立状態）では、外周部１４がシリンダ本体２１の内周面と接触してその面に沿ってロッドカバー２３側へ延設され、折返部１２がシリンダ本体２１の内周側に位置し、内周部１３が外周部１４と平行にヘッドカバー２２側へ延設され、端板部１５がヘッドカバー２２の閉鎖端近傍でその閉鎖端に対し離反対向する。これにより、シリンダ２０内がローリングダイヤフラム１０によって、吸入口２５及び吐出口２６と連通したヘッドカバー２２側のポンプ室Ａと、通気孔２４と連通すると共にピストン３０を収容したロッドカバー２３側の駆動室Ｂとに仕切られる。 As shown in FIG. 1, the rolling diaphragm 10 is mounted in the cylinder 20 with the flange portion 16 firmly held between the joint surfaces of the cylinder body 21 and the head cover 22. In the mounted state (pump assembly state), the outer peripheral portion 14 comes into contact with the inner peripheral surface of the cylinder main body 21 and extends along the surface toward the rod cover 23, and the folded portion 12 extends to the inner peripheral side of the cylinder main body 21. The inner peripheral portion 13 extends to the head cover 22 side in parallel with the outer peripheral portion 14, and the end plate portion 15 is opposed to the closed end in the vicinity of the closed end of the head cover 22. As a result, the cylinder 20 has a pumping chamber A on the head cover 22 side that communicates with the suction port 25 and the discharge port 26 by the rolling diaphragm 10, and a drive chamber on the rod cover 23 side that communicates with the vent hole 24 and accommodates the piston 30. Partitioned into B.

また、駆動室Ｂにおいては、ピストン３０がローリングダイヤフラム１０の内周部１３に軸方向に摺動可能に内嵌される。この嵌合状態（ポンプ組立状態）では、ローリングダイヤフラム１０のボス部１７とピストン３０の第１凹部３１が嵌合した状態で、ピストン３０の先端面がローリングダイヤフラム１０の端板部１５の内面と突き合い接触される。これにより、ローリングダイヤフラム１０の折返部１２はシリンダ本体２１の内周面とピストン３０の外周面との隙間に位置し、内周部１３はピストン３０の外周面と接触してその面に沿ってヘッドカバー２２側へ延設される。また、突き合い接触するピストン３０の先端面とローリングダイヤフラム１０の端板部１５の内面の間は、ピストン３０に設けられた複数の空気通路３５によって駆動室Ｂと連通接続される。 In the drive chamber B, the piston 30 is fitted into the inner peripheral portion 13 of the rolling diaphragm 10 so as to be slidable in the axial direction. In this fitted state (pump assembly state), the boss portion 17 of the rolling diaphragm 10 and the first recess 31 of the piston 30 are fitted, and the tip surface of the piston 30 is in contact with the inner surface of the end plate portion 15 of the rolling diaphragm 10. Butt contact. As a result, the folded portion 12 of the rolling diaphragm 10 is positioned in the gap between the inner peripheral surface of the cylinder body 21 and the outer peripheral surface of the piston 30, and the inner peripheral portion 13 contacts the outer peripheral surface of the piston 30 along the surface. It extends to the head cover 22 side. Further, the driving chamber B is connected to the driving chamber B through a plurality of air passages 35 provided in the piston 30 between the front end surface of the piston 30 that abuts and the inner surface of the end plate portion 15 of the rolling diaphragm 10.

ここで、ローリングダイヤフラム１０のボス部１７とピストン３０の第１凹部３１との嵌合は、ローリングダイヤフラム１０の端板部１５とピストン３０とをネジ結合するものではなく、ローリングダイヤフラム１０とピストン３０との心合わせを行うものである。ローリングダイヤフラム１０のボス部１７をピストン３０の第１凹部３１に嵌合するためのローリングダイヤフラム１０のボス部１７外径とピストン３０の第１凹部３１内径とのクリアランス（隙間）が大きいと、ローリングダイヤフラム１０とピストン３０に軸ズレが生じ、定量性や定流量性等のポンプ性能及びポンプ寿命に影響を及ぼすため、クリアランスは０．５ｍｍ以下にすることが好ましい。また、ローリングダイヤフラム１０の内周部１３をピストン３０に外嵌するためのローリングダイヤフラム１０の内周部１３内径とピストン３０外径とのクリアランス（隙間）並びにローリングダイヤフラム１０の外周部１４をシリンダ２０に内嵌するためのローリングダイヤフラム１０の外周部１４外径とシリンダ２０内径とのクリアランス（隙間）が大きいと、定量性や定流量性等のポンプ性能及びポンプ寿命に影響を及ぼすため、クリアランスは０．２ｍｍ以下にすることが好ましい。 Here, the fitting between the boss portion 17 of the rolling diaphragm 10 and the first recess 31 of the piston 30 is not a screw connection between the end plate portion 15 of the rolling diaphragm 10 and the piston 30, but the rolling diaphragm 10 and the piston 30. It is a thing to align with. If the clearance (gap) between the outer diameter of the boss 17 of the rolling diaphragm 10 and the inner diameter of the first recess 31 of the piston 30 for fitting the boss 17 of the rolling diaphragm 10 into the first recess 31 of the piston 30 is large, the rolling Since the shaft 10 is displaced between the diaphragm 10 and the piston 30 and affects the pump performance such as quantitative property and constant flow rate and the pump life, the clearance is preferably 0.5 mm or less. Further, the clearance (gap) between the inner diameter of the inner periphery 13 of the rolling diaphragm 10 and the outer diameter of the piston 30 for fitting the inner periphery 13 of the rolling diaphragm 10 to the piston 30 and the outer periphery 14 of the rolling diaphragm 10 are connected to the cylinder 20. If the clearance (gap) between the outer peripheral portion 14 outer diameter of the rolling diaphragm 10 and the inner diameter of the cylinder 20 is large, it will affect the pump performance such as quantitative performance and constant flow rate, and the pump life. It is preferable to be 0.2 mm or less.

ピストンロッド４０の先端部は、ピストン３０の第２凹部３２内に挿入され、その先端部に設け、かつ座金６０を装着したボルト部４２が、貫通孔３４を通して、ピストン３０の第１凹部３１に嵌合したローリングダイヤフラム１０のボス部１７にあるボス孔１９に雌雄のネジ１８，４１を介してねじ込まれる。これによって、ピストン３０とは別体に構成されたピストンロッド４０とローリングダイヤフラム１０の端板部１５とが、ピストン３０の隔壁３３を挟んでポンプ軸線ＣＬ上でネジ結合され、該ネジ結合のみでローリングダイヤフラム１０の端板部１５をピストン３０の先端側に取付けている。 The piston rod 40 has a distal end inserted into the second recess 32 of the piston 30, and a bolt portion 42 provided at the distal end and fitted with a washer 60 passes through the through-hole 34 into the first recess 31 of the piston 30. It is screwed into the boss hole 19 in the boss portion 17 of the fitted rolling diaphragm 10 through male and female screws 18 and 41. As a result, the piston rod 40 configured separately from the piston 30 and the end plate portion 15 of the rolling diaphragm 10 are screw-coupled on the pump axis CL across the partition wall 33 of the piston 30, and only by the screw coupling. The end plate portion 15 of the rolling diaphragm 10 is attached to the tip side of the piston 30.

次に、上記のように構成されたポンプ１の動作を図１を参照して説明する。 Next, the operation of the pump 1 configured as described above will be described with reference to FIG.

外部駆動源５０を作動させてポンプ１を駆動すると、ピストンロッド４０が上下方向に往復動し、ピストンロッド４０が下向きに復動する吸込工程において、ピストン３０とローリングダイヤフラム１０の端板部１５とがピストンロッド４０の動きに追従して下向きに復動する。この時に、ローリングダイヤフラム１０の筒部１１は、内周部１３の長さが短くなり、外周部１４の長さが長くなり、シリンダ本体２１の内周面とピストン３０の外周面との隙間で折返部１２が下向きに変位しながらローリングし、これに伴ってポンプ室Ａの容積が拡大するため、吸入口２５からポンプ室Ａに液体タンク内の薬液が吸入される。他方、ピストンロッド４０が上向きに往動する吐出工程において、ピストン３０とローリングダイヤフラム１０の端板部１５とがピストンロッド４０の動きに追従して上向きに往動する。この時に、ローリングダイヤフラム１０の筒部１１は、内周部１３の長さが長くなり、外周部１４の長さが短くなり、シリンダ本体２１の内周面とピストン３０の外周面との隙間で折返部１２が上向きに変位しながらローリングし、これに伴ってポンプ室Ａの容積が縮小するため、ポンプ室Ａ内の薬液が吐出口２６から吐出される。 When the pump 1 is driven by operating the external drive source 50, the piston 30 and the end plate portion 15 of the rolling diaphragm 10 are moved in the suction process in which the piston rod 40 reciprocates in the vertical direction and the piston rod 40 moves back downward. Follows the movement of the piston rod 40 and returns backward. At this time, the cylindrical portion 11 of the rolling diaphragm 10 has a shorter inner peripheral portion 13 and a longer outer peripheral portion 14, and a gap between the inner peripheral surface of the cylinder body 21 and the outer peripheral surface of the piston 30. The folding portion 12 rolls while being displaced downward, and the volume of the pump chamber A increases accordingly, so that the chemical liquid in the liquid tank is sucked into the pump chamber A from the suction port 25. On the other hand, in the discharging process in which the piston rod 40 moves upward, the piston 30 and the end plate portion 15 of the rolling diaphragm 10 move forward following the movement of the piston rod 40. At this time, the cylindrical portion 11 of the rolling diaphragm 10 has a length of the inner peripheral portion 13 and a length of the outer peripheral portion 14 shortened by a gap between the inner peripheral surface of the cylinder body 21 and the outer peripheral surface of the piston 30. The folding portion 12 rolls while being displaced upward, and the volume of the pump chamber A is reduced accordingly, so that the chemical solution in the pump chamber A is discharged from the discharge port 26.

このような吸込工程と吐出工程を交互に繰返すことによってポンプ１は、液体タンク内の液体を薬液供給部に定量かつ定流量で供給することができる。なお、ポンプ１のローリングダイヤフラム１０以外の接液部であるシリンダ２０のヘッドカバー２２はローリングダイヤフラム１０と同様にＰＴＦＥ等のフッ素樹脂で形成されて耐薬品性が付与されていることが好ましい。 By repeating such a suction process and a discharge process alternately, the pump 1 can supply the liquid in the liquid tank to the chemical liquid supply unit at a constant and constant flow rate. The head cover 22 of the cylinder 20 which is a liquid contact portion other than the rolling diaphragm 10 of the pump 1 is preferably formed of a fluororesin such as PTFE and has chemical resistance similarly to the rolling diaphragm 10.

ポンプ１は駆動室Ｂを通気口２４を介して大気に開放した場合、吸入工程において駆動室Ｂの容積が縮小しても駆動室Ｂ内の圧力上昇を伴わないため、ローリングダイヤフラム１０の端板部１５の内面をピストン３０の先端面に、内周部１３の内面をピストン３０の外周面に、外周部１４の外面をシリンダ本体２１の内面に、それぞれ密着させることができ、ポンプ１駆動時のローリングダイヤフラム１０の筒部１１の撓みや折曲り等を回避することができる。また、駆動室Ｂを通気口２４を介して真空ポンプや真空発生器に接続して負圧を印加した場合、ローリングダイヤフラム１０の端板部１５の内面をピストン３０の先端面に、内周部１３の内面をピストン３０の外周面に、外周部１４の外面をシリンダ本体２１の内面に、それぞれより確実に密着させることができる。この際、突き合い接触するローリングダイヤフラム１０の端板部１５の内面とピストン３０の先端面との間は、ピストン３０に設けた複数の空気通路３５によって、直接に駆動室Ｂに連通されるから（空気通路３５がない場合は内周部１３の内面とピストン３０の外周面の間を経て駆動室Ｂに連通される）、ローリングダイヤフラム１０の端板部１５の内面とピストン３０の先端面をさらに確実に密着させることができる。 When the pump 1 opens the driving chamber B to the atmosphere through the vent 24, even if the volume of the driving chamber B is reduced in the suction process, the pressure in the driving chamber B does not increase. Therefore, the end plate of the rolling diaphragm 10 The inner surface of the portion 15 can be brought into close contact with the distal end surface of the piston 30, the inner surface of the inner peripheral portion 13 can be brought into close contact with the outer peripheral surface of the piston 30, and the outer surface of the outer peripheral portion 14 can be brought into close contact with the inner surface of the cylinder body 21. It is possible to avoid bending and bending of the cylindrical portion 11 of the rolling diaphragm 10. Further, when negative pressure is applied by connecting the driving chamber B to a vacuum pump or a vacuum generator via the vent 24, the inner surface of the end plate portion 15 of the rolling diaphragm 10 is used as the tip surface of the piston 30 and the inner peripheral portion. The inner surface of 13 can be brought into close contact with the outer peripheral surface of the piston 30 and the outer surface of the outer peripheral portion 14 can be brought into close contact with the inner surface of the cylinder body 21 more reliably. At this time, the space between the inner surface of the end plate portion 15 of the rolling diaphragm 10 and the front end surface of the piston 30 that are in abutting contact with each other is directly communicated with the driving chamber B by a plurality of air passages 35 provided in the piston 30. (If there is no air passage 35, the inner surface of the inner peripheral portion 13 and the outer peripheral surface of the piston 30 are communicated with the drive chamber B via the inner surface of the piston 30), the inner surface of the end plate portion 15 of the rolling diaphragm 10 and the front end surface of the piston 30 are connected. Furthermore, it can make it contact | adhere reliably.

そして、ポンプ１は、シリンダ２０に折返部１２を経て取付けられる開放端と、シリンダ２０内に往復動自在に収容されたピストン３０の先端側に配置される閉鎖端である端板部１５とを設けた筒部１１を有し、シリンダ２０内を、液体を吸入及び吐出するポンプ室Ａとピストン３０を収容する駆動室Ｂとに仕切るフッ素樹脂製のローリングダイヤフラム１０を備え、ピストン３０とは別体に構成されたピストンロッド４０の先端部に雄ネジ４１を設け、ローリングダイヤフラム１０の端板部１５に雄ネジ４１に螺合する雌ネジ１８を設け、ピストンロッド４０の先端部をローリングダイヤフラム１０の端板部１５にピストン３０を挟んでネジ結合し、該ネジ結合のみでローリングダイヤフラム１０の端板部１５をピストン３０の先端側に取付けたから、すなわち、ローリングダイヤフラム１０の端板部１５とピストン３０のネジ結合をなくしたから、ローリングダイヤフラム１０のピストン３０への装着は、ローリングダイヤフラム１０とピストン３０の何れも回転させることなく、ローリングダイヤフラム３０の内周部１３をピストン３０に外嵌するだけで行え、ローリングダイヤフラム１０のピストン３０への装着時に、ローリングダイヤフラム１０の内周部１３に捻れによる変形やシワを発生させることがなくなる。ひいては、ローリングダイヤフラム１０の内周部１３内径とピストン３０外径とのクリアランスを大きく取る必要もなくなる。したがって、定量性や定流量性等のポンプ性能及びポンプ寿命の低下を容易に防止することができる。また、ローリングダイヤフラム１０の端板部１５とピストン３０を結合するネジのバックラッシュ（隙間）によるローリングダイヤフラム１０のガタ付きがなくなるから、ポンプ１の応答性を向上することができる。また、ローリングダイヤフラム１０の端板部１５とピストン３０のネジ結合によるローリングダイヤフラム１０とピストン３０の軸ズレがなくなるから、ポンプ１駆動時にローリングダイヤフラム１０の筒部１１にローリングダイヤフラム１０の端板部１５とピストン３０のネジ結合によるローリングダイヤフラム１０とピストン３０の軸ズレによる撓みや折曲りを発生させることがなくなり、定量性や定流量性等のポンプ性能及びポンプ寿命の低下をさらに防止することができる。さらに、ローリングダイヤフラム１０の端板部１５とピストン３０を結合する作業工程がなくなるから、ポンプ１の組立性、メンテナンス性を向上することができる。 The pump 1 includes an open end that is attached to the cylinder 20 via the turn-up portion 12 and an end plate portion 15 that is a closed end that is disposed on the front end side of the piston 30 that is reciprocally accommodated in the cylinder 20. It has a cylindrical portion 11 provided, and includes a fluororesin rolling diaphragm 10 that divides the inside of the cylinder 20 into a pump chamber A that sucks and discharges liquid and a drive chamber B that houses the piston 30. A male screw 41 is provided at the tip of the piston rod 40 configured in the body, a female screw 18 that is screwed into the male screw 41 is provided at the end plate portion 15 of the rolling diaphragm 10, and the tip of the piston rod 40 is connected to the rolling diaphragm 10. The end plate portion 15 of the rolling diaphragm 10 is attached to the tip end side of the piston 30 with only the screw connection. Therefore, since the screw connection between the end plate portion 15 of the rolling diaphragm 10 and the piston 30 is eliminated, the rolling diaphragm 10 can be mounted on the piston 30 without rotating either the rolling diaphragm 10 or the piston 30. The inner peripheral portion 13 of the diaphragm 30 can be simply fitted on the piston 30. When the rolling diaphragm 10 is attached to the piston 30, the inner peripheral portion 13 of the rolling diaphragm 10 is not deformed or wrinkled by twisting. As a result, it is not necessary to provide a large clearance between the inner diameter of the inner peripheral portion 13 of the rolling diaphragm 10 and the outer diameter of the piston 30. Accordingly, it is possible to easily prevent the pump performance such as the quantitative property and the constant flow rate and the pump life from being lowered. Further, the backlash of the rolling diaphragm 10 due to the backlash (gap) of the screw connecting the end plate portion 15 of the rolling diaphragm 10 and the piston 30 is eliminated, so that the response of the pump 1 can be improved. Further, since the axial displacement of the rolling diaphragm 10 and the piston 30 due to the screw connection between the end plate portion 15 of the rolling diaphragm 10 and the piston 30 is eliminated, the end plate portion 15 of the rolling diaphragm 10 is moved to the cylindrical portion 11 of the rolling diaphragm 10 when the pump 1 is driven. The bending of the rolling diaphragm 10 due to the screw connection between the piston 30 and the piston 30 and the bending due to the axial misalignment of the piston 30 are not generated, and the pump performance such as quantitative performance and constant flow performance and the pump life can be further prevented. . Further, since there is no work process for connecting the end plate portion 15 of the rolling diaphragm 10 and the piston 30, the assembly and maintenance of the pump 1 can be improved.

また、ローリングダイヤフラム１０の端板部１５からピストン３０に向かって突出し、雌ネジ１８を有するローリングダイヤフラム１０と同心なボス部１７と、ピストン３０の先端面に形成され、ボス部１７を軸方向に摺動可能に嵌合するピストン３０と同心な第１凹部３１とを設けることにより、ボス部１７と凹部３１の嵌合でローリングダイヤフラム１０とピストン３０との心合わせを行うことができ、ローリングダイヤフラム１０とピストン３０の軸ズレがなくなるから、ポンプ１駆動時にローリングダイヤフラム１０の筒部１１にローリングダイヤフラム１０とピストン３０の軸ズレによる撓みや折曲りを発生させることがなくなり、定量性や定流量性等のポンプ性能及びポンプ寿命の低下をさらに防止することができる。 Moreover, it protrudes toward the piston 30 from the end plate portion 15 of the rolling diaphragm 10 and is formed on the tip surface of the piston 30 and the boss portion 17 concentric with the rolling diaphragm 10 having the female screw 18, and the boss portion 17 is formed in the axial direction. By providing the first concave portion 31 concentrically with the piston 30 that is slidably fitted, the rolling diaphragm 10 and the piston 30 can be aligned with each other by fitting the boss portion 17 with the concave portion 31, and the rolling diaphragm is obtained. Since there is no axial displacement between the piston 10 and the piston 30, the cylindrical portion 11 of the rolling diaphragm 10 is not bent or bent due to the axial displacement between the rolling diaphragm 10 and the piston 30 when the pump 1 is driven. It is possible to further prevent the pump performance and the pump life from decreasing.

さらに、突き合い接触するピストン３０の先端面とローリングダイヤフラム１０の端板部１５との間を駆動室Ｂに連通する空気通路３５をピストン３０に設けることにより、ローリングダイヤフラム１０のピストン３０への装着時は空気通路３５が、ローリングダイヤフラム１０の端板部１５とピストン３０の先端面の間の空気抜きとして働くから、ローリングダイヤフラム１０の内周部１３内径とピストン３０外径とのクリアランスが小さくても、ローリングダイヤフラム１０をピストン３０にスムースに装着することができ、ローリングダイヤフラム１０のピストン３０への装着時に、ローリングダイヤフラム１０の内周部１３に圧縮や捻れ（せん断）による変形やシワを発生させることがなくなり、定量性や定流量性等のポンプ性能及びポンプ寿命の低下をより確実に防止することができる。 Furthermore, by providing the piston 30 with an air passage 35 communicating with the driving chamber B between the tip surface of the piston 30 that makes abutting contact and the end plate portion 15 of the rolling diaphragm 10, the rolling diaphragm 10 is attached to the piston 30. In some cases, the air passage 35 functions as an air vent between the end plate portion 15 of the rolling diaphragm 10 and the tip surface of the piston 30, so that the clearance between the inner diameter of the inner peripheral portion 13 of the rolling diaphragm 10 and the outer diameter of the piston 30 is small. The rolling diaphragm 10 can be smoothly attached to the piston 30. When the rolling diaphragm 10 is attached to the piston 30, the inner peripheral portion 13 of the rolling diaphragm 10 is deformed or wrinkled by compression or twist (shear). Pump performance such as quantitative and constant flow characteristics It is possible to prevent a decrease in the pump lifetime more reliably.

本発明の一実施の形態に係るポンプの断面図である。It is sectional drawing of the pump which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係るポンプのローリングダイヤフラムとピストンとピストンロッドとの分解状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the decomposition | disassembly state of the rolling diaphragm of the pump which concerns on one embodiment of this invention, a piston, and a piston rod.

Explanation of symbols

１ポンプ
１０ローリングダイヤフラム
１１筒部
１２折返部
１５端板部
１７ボス部
１８雌ネジ
２０シリンダ
３０ピストン
３１第１凹部
３５空気通路
４０ピストンロッド
４１雄ネジ
Ａポンプ室
Ｂ駆動室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pump 10 Rolling diaphragm 11 Cylinder part 12 Folding part 15 End plate part 17 Boss part 18 Female screw 20 Cylinder 30 Piston 31 1st recessed part 35 Air passage 40 Piston rod 41 Male screw A Pump room B Drive room

Claims

A cylinder portion provided with an open end attached to the cylinder via a turn-back portion and a closed end disposed on the tip end side of a piston reciprocally accommodated in the cylinder, and the inside of the cylinder is filled with liquid A rolling diaphragm made of fluororesin that divides into a pump chamber for sucking and discharging and a driving chamber for housing the piston, and a male screw is provided at the tip of a piston rod configured separately from the piston, and the rolling diaphragm A closed end of the rolling diaphragm is provided with a female screw threadedly engaged with the male screw, and a tip end portion of the piston rod is screwed to the closed end of the rolling diaphragm with the piston sandwiched therebetween. the mounting on the distal end side of the piston and protrudes from the closed end of the rolling diaphragm toward the piston, the female Said rolling diaphragm concentric with boss having di, and characterized in that formed at the end surface of the piston, is provided and said piston concentric with the recess for slidably fitted the boss portion in the axial direction To pump.

2. The pump according to claim 1, wherein a passage is provided in the piston between the front end face of the piston that makes abutting contact and a closed end of the rolling diaphragm.