KR20030048515A - 약액공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조가 간단하고 신뢰성이 우수한 약액공급장치를 제공하는 것으로, 직경방향으로 탄성 팽창 수축이 가능한 가요성 튜브(13)에는, 공급측 개폐밸브(21)가 설치된 공급측 유로(17)와, 토출측 개폐밸브(22)가 설치된 토출측 유로(19)가 접속되어 있으며, 가요성 튜브(13)의 외측에는 축방향으로 탄성변형이 가능한 벨로우즈(bellows)(14)가 배치되어 있으며, 이 벨로우즈(14)는 소형 벨로우즈부(24)와 대형 벨로우즈부(25)를 가지며, 가요성 튜브(13)와 벨로우즈(14) 사이의 펌프실(42)에는 비압축성매체(43)가 봉입되어 있으며, 소형 벨로우즈부(24)와 대형 벨로우즈부(25)와의 사이의 작동 디스크부를 축방향으로 변위시켜, 벨로우즈(14) 내측의 용적을 변위시킴으로써, 가요성 튜브(13)가 직경방향으로 팽창 수축되어 펌프 동작이 행해진다. 이것에 의해, 구조가 간단하고 신뢰성이 우수한 약액공급장치를 제공한다.

Description

약액공급장치{CHEMICAL FEED SYSTEM}

본 발명은 약액 등의 액체를 소정량 토출하도록 된 약액공급장치에 관한 것으로, 예를 들면, 반도체 웨이퍼의 표면에 포토 레지스터액을 도포하기 위해 사용하기 적당한 약액공급장치에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼 제조기술을 시작으로 하여, 액정기판 제조기술, 자기 디스크 제조기술 및 다층 배선기판 제조기술 등의 각종의 기술분야에서의 제조 프로세스에 있어서는, 포토 레지스터액, 스피니언 글라스액(Spinion glass solution), 폴리이미드 수지액(Polyimide solution), 순수(pure water), 현상액, 에칭액, 유기 용제등의 화학 약액이 사용되고 있다.

예를 들면, 반도체 웨이퍼의 표면에 포토 레지스터액을 도포하는 경우에는, 반도체 웨이퍼를 수평면내에서 회전시킨 상태로, 반도체 웨이퍼의 표면에 포토 레지스터액을 적하하도록 하고 있다. 이러한 레지스터액의 도포를 위해 사용되는 약액공급장치로는, 펌프 기능을 탄성변형이 가능한 튜브와 아코디언 형상의 벨로우즈에 의해 얻도록 한 것이다.

벨로우즈에 의해 펌프 기능을 얻도록 한 약액 공급 장치로는, 지금까지, 예를 들면, 도 8에 도시한 바와 같은 것이 개발되어 있다. 도 8(a)는 벨로우즈(50)의 외측에 펌프실(51)을 형성하고, 벨로우즈(50)를 그 내부에 조립된 구동로드(52)에 의해 팽창 수축시킴으로써 약액 탱크(53)내의 약액을 펌프실(51) 안으로 안내하여 도포 노즐(54)로부터 토출하도록 된 약액공급장치를 나타낸다. 또한, 도 8(b)는 약액 탱크(53)와 도포 노즐(54)을 접속하는 유로의 일부에 팽창 수축이 가능한 가요성 튜브(55)를 설치하고, 그 외측에 배치된 통체(筒體)내의 가압실(56)과벨로우즈(50)의 외측 펌프실(51)이 접속되도록 한 약액공급장치를 나타낸다.

일본 특개평5-29207호 공보에는, 도 8(b)와 같은 모양의 가요성 튜브 없이 가요성 막을 사용하여 약액을 도포하기 위한 약액공급장치가 개시되어 있고, 이 장치에 있어서는 가요성 막의 내측으로 약액을 안내하도록 하며, 가요성 막의 외측으로 비압축성유체를 액추에이터(actuator)에 의해 펌핑 동작시키도록 하고 있다.

그러나, 이 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 가요성 막으로부터 떨어뜨린 위치에 벨로우즈식의 액추에이터를 설치하고, 액추에이터에서 가요성 막의 외측으로 비압축성유체를 공급하도록 한 경우에는, 장치 전체의 크기가 커진다. 더욱이 장치의 구조가 복잡해지고, 약액과 접촉하는 부분의 부품의 교환을 용이하게 행하는 것이 곤란하며, 비압축성유체를 장치내에 충전하는 작업이 용이하지 않고, 제조작업이 용이하지 않다. 또한, 비압축성유체의 관리가 어려워 그 액체의 누설이 발생한 경우에는, 누설을 용이하게 검지할 수 없어, 장치의 신뢰성이 부족한 문제점이 있다.

또한, 도 8(a)에 도시한 바와 같이, 아코디언 형상의 벨로우즈에 의해 직접 약액의 펌프 동작을 행하는 경우에는, 벨로우즈(50)의 후단측에는 약액의 흐름이 발생하지 않고, 더욱이, 벨로우즈(50)의 외면이 요철형상으로 되어 있기 때문에, 펌프실에 약액이 체류하는 가능성이 있으며, 체류에 의해 약액이 변질되어 도포시에 발진의 원인이 되는 경우가 있다.

본 발명의 목적은, 구조가 간단하고 신뢰성이 우수한 약액공급장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 및 그의 다른 목적과 신규한 특징은, 본 명세서의 기술 및 첨부도면으로부터 자명해질 것이다.

본원에서 개시되는 발명중, 대표적인 것의 개요를 간단하게 설명하면, 아래와 같다.

즉, 본 발명의 약액공급장치는, 각각 탄성부재에 의해 형성된 소형 벨로우즈부와 이 소형 벨로우즈부 보다도 축방향으로 단위변위량당 용적 변화가 큰 대형 벨로우즈부를 가지고, 축방향으로 탄성변형 가능한 벨로우즈와, 상기 벨로우즈의 일단부와 약액 수용부 사이에 접속되고, 공급측 개폐밸브가 설치된 공급측 유로와, 상기 벨로우즈의 타단부와 약액 토출부 사이에 접속되고, 토출측 개폐밸브가 설치된 토출측 유로와, 상기 벨로우즈를 축방향으로 탄성 변형하여 상기 소형 벨로우즈부를 수축시킴과 동시에 상기 대형 벨로우즈부를 팽창시키는 한편, 상기 소형 벨로우즈부를 팽창시킴과 동시에 상기 대형 벨로우즈부를 수축시키는 구동수단을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 약액공급장치는, 탄성부재에 의해 형성되어 직경 방향으로 탄성 팽창 수축이 가능한 가요성 튜브와, 상기 가요성 튜브의 일단부와 약액 수용부 사이에 접속되고, 공급측 개폐밸브가 설치된 공급측 유로와, 상기 가요성 튜브의 타단부와 약액 토출부 사이에 접속되고, 토출측 개폐밸브가 설치된 토출측 유로와, 각각 탄성부재에 의해 형성된 소형 벨로우즈부와 이 소형 벨로우즈부 보다도축방향으로 단위변위량당 용적 변화가 큰 대형 벨로우즈부를 가짐과 동시에, 상기 가요성 튜브의 외측에 배치되어 축방향으로 탄성변형이 가능한 벨로우즈와, 상기 가요성 튜브와 상기 벨로우즈 사이에 봉입된 비압축성매체와, 상기 벨로우즈를 축방향으로 탄성변형하여 상기 소형 벨로우즈부를 수축시킴과 동시에 상기 대형 벨로우즈부를 팽창시키는 한편, 상기 소형 벨로우즈부를 팽창시킴과 동시에 상기 대형 벨로우즈부를 수축시켜 상기 가요성 튜브를 직경 방향으로 탄성변형하는 구동수단을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 벨로우즈를 상호 평행하게 2개 설치하고, 일방의 벨로우즈의 소형 벨로우즈부와 타방의 벨로우즈의 대형 벨로우즈부를 인접시켜 배치하고, 한 쪽의 벨로우즈의 대형 벨로우즈부와 다른 쪽의 벨로우즈의 소형 벨로우즈부를 인접시켜 배치하도록 하여도 좋다.

본 발명의 약액공급장치에서는, 소형 벨로우즈부와 대형 벨로우즈부를 가지는 벨로우즈내에 약액을 안내하도록 하고, 벨로우즈의 축방향의 팽창수축에 의해 펌프 동작을 행하도록 했기 때문에, 벨로우즈내를 약액이 관통하여 흐르게 되고, 벨로우즈의 내면에 요철면이 존재하고 있어도, 약액의 체류발생이 방지된다.

또한, 본 발명의 약액공급장치에 있어서는, 소형 벨로우즈부와 대형 벨로우즈부를 가지는 벨로우즈내에 가요성 튜브를 배치하고, 벨로우즈의 팽창수축 동작을 벨로우즈와 가요성 튜브 사이에 충전된 비압축성매체를 통하여 가요성 튜브를 탄성변형시키도록 했기 때문에, 벨로우즈에 의한 펌프 동작이 신속하게 가요성 튜브에 전달되고, 응답 특성이 우수한 약액공급장치가 수득되고, 약액은 내면이 평편한 가요성 튜브에 안내되는 것으로부터 약액의 가요성 튜브내에서의 체류 발생이 방지된다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태의 약액공급장치를 나타낸 일부 절결 정면도;

도 2는 도 1에 따른 2-2선의 단면도;

도 3(a),(b)는 도 1에 나타낸 약액공급장치의 벨로우즈의 펌프 동작을 나타낸 단면도;

도 4는 본 발명의 다른 실시형태의 약액공급장치를 나타낸 일부 절결 정면도;

도 5(a)는 본 발명의 다른 실시형태의 약액공급장치의 요부를 나타낸 단면도, (b)는 동도(b)에 따른 가요성 튜브의 단면도, (c)는 가요성 튜브가 직경방향으로 수축된 상태를 나타낸 단면도;

도 6(a)는 가요성 튜브의 변형예의 일부를 나타낸 사시도, (b)는 동도(a)의 단면도, (c)는 가요성 튜브가 직경방향으로 수축된 상태를 나타낸 단면도;

도 7은 본 발명의 다른 실시형태의 약액공급장치를 나타낸 일부 절결 정면도;

도 8(a),(b)는 각각 종래의 약액공급장치의 개략구조를 나타낸 개략단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 : 펌프부 12 : 펌프 구동부

13 : 가요성 튜브 14 : 벨로우즈

15, 16 : 어댑터부 17 : 공급측 유로

18 : 약액 탱크(약액 수용부) 19 : 토출측 유로

20 : 도포 노즐(약액 토출부) 21 : 공급측 개폐밸브

22 : 토출측 개폐밸브 23 : 작동 디스크부

24 : 소형 벨로우즈부 25 : 대형 벨로우즈부

26, 27 : 고정 디스크부 28 : 지지대

31, 32 : 고정 브라켓 33 : 작동 브라켓

34 : 볼 나사축 35 : 볼 너트

36 : 가이드 레일 37 : 모터

38, 39 : 풀리 41 : 벨트

42 : 펌프실 43 : 비압축성매체

46 : 스토퍼 부재 47 : 돌기부

이하, 본 발명의 실시예의 형태를 도면에 기초하여 상세히 설명한다.

도 1 ∼ 도 3은 본 발명의 일 실시형태의 약액공급장치를 나타낸 도면으로, 이 약액공급장치는 펌프부(11)와 펌프 구동부(12)를 가지고 있고, 펌프부(11)는 탄성부재에 의해 형성되어 직경 방향으로 탄성팽창 수축이 가능한 가요성 튜브(13)와, 이 외측에 배치됨과 동시에 탄성부재에 의해 형성되고, 축방향으로 탄성변형이 가능한 벨로우즈(14)를 구비하고 있다.

가요성 튜브(13)의 양쪽 단부에는 어댑터부(15),(16)가 취부되고, 한 쪽의 어댑터부(15)에는 공급측 유로(17)가 접속되고, 이 공급측 유로(17)는 약액 수용부로서 약액 탱크(18)에 접속되어 있다. 다른 쪽의 어댑터부(16)에는 토출측 유로(19)가 접속되고, 이 토출측 유로(19)는 약액 토출부로서의 도포 노즐(20)에 접속되어 있다. 공급측 유로(17)에는 이 유로를 개폐하기 위한 공급측 개폐밸브(21)가 설치되며, 토출측 유로(19)에는 이 유로를 개폐하기 위한 토출측 개폐밸브(22)가 설치되어 있다. 각각의 개폐밸브(21, 22)로서는, 전기신호에 의해 작동하는 솔레노이드 밸브, 공기압에 의해 작동하는 에어 오퍼레이트 밸브(air operate valve)를 사용하여도 좋으며, 더욱더, 역지밸브 즉 체크밸브(check valves)를 사용하도록 해도 좋다.

벨로우즈(14)는 축방향 중앙부의 작동 디스크부(23)와, 이것에 일체가 되어, 도 1에 도시한 바와 같이 유효직경(d)을 가지는 소형 벨로우즈부(24)와, 상기 작동 디스크부(23)를 통하여 상기 소형 벨로우즈부(24)와 일체로 되고, 소형 벨로우즈부(24)의 유효직경(d) 보다도 큰 내경의 유효직경(D)을 가지는 대형 벨로우즈부(25)를 가지고 있다. 즉, 대형 벨로우즈부(25)는 소형 벨로우즈부(24) 보다도 큰 단면적을 갖게 된다. 여기서, 유효직경(d,D)이란, 소형 벨로우즈부(24)와 대형 벨로우즈부(25)의 팽창 수축 과정에 있어서 각각의 벨로우즈(24, 25)의 평균 내경을 의미한다.

벨로우즈(14)의 양쪽 단부에는 고정 디스크부(26, 27)가 일체로 되어 있고, 대형 벨로우즈부(25)측의 고정 디스크부(26)는 가요성 튜브(13)를 통하여 어댑터부(15)에 고정되고, 소형 벨로우즈부(24)측의 고정 디스크부(27)는 가요성 튜브(13)를 통하여 어댑터부(16)에 고정되어 있다.

이 가요성 튜브(13)는, 도시하는 경우에는 공급될 약액이 포토 레지스터액이므로, 약액과 반응하지 않도록, 불소수지인 테트라 플루오로 에틸렌 퍼플루오로알킬 비닐에테르 공중합체(tetraflaoroethylene perfluoralkyl ether coploymer : PFA)에 의해 형성되고, 어댑터부(15, 16)도 동종의 재료에 의해 형성되어 있다. 또한, 벨로우즈(14)도, 동종의 수지재료에 의해, 디스크부(23, 26, 27)와 벨로우즈부(24, 25)가 일체로 되어 형성되어 있다. 다만, 수지 재료로서는, PFA에 한정하지 않으며, 탄성변형하는 재료이면, 가요성 튜브(13) 및 벨로우즈(14)에 관하여도, 다른 수지재료를 사용하도록 해도 좋다. 또한, 가요성 튜브(13)와 벨로우즈(14)를 일체로 형성하도록 하여도 좋으며, 그 경우에 어댑터부(15, 16)는 불필요 하게 된다. 먼저, 벨로우즈(14)에 관해서는, 금속제로 해도 좋다.

벨로우즈(14)는 각각의 고정 디스크부(26,27)의 부분에서 지지대(28)에 취부되어 있고, 고정 디스크부(26)는 이곳에 끼워져 고정 브라켓(31)에 의해 지지대(28)에 취부되며, 고정 디스크부(27)는 이곳에 끼워진 고정 브라켓(32)에 의해 지지대(28)에 취부되어 있다.

벨로우즈(14)는 그 축방향 중앙부의 작동 디스크부(23)를 축방향으로 변위시킴으로써, 펌프 동작이 행해지도록 되어 있고, 작동 디스크부(23)에 끼워진 작동 브라켓(33)은, 지지대(28)에 벨로우즈(14)와 평행하게 연장되어 회전 가능하게 취부된 볼 나사축(34)에 나사 결합된 볼 너트(ball nut)(35)로 연결되어 있다. 볼 너트(35)는 지지대(28)에 설치된 가이드 레일(36)에 대하여 접동(摺動) 가능하도록 접촉되어 있고, 볼 나사축(34)의 회전에 의해 축방향으로 구동되도록 되어 있다. 이 볼 나사축(34)을 회전 구동하기 위해, 지지대(28)에 취부된 모터(37)의 샤프트에 고정된 풀리(38)와, 볼 나사축(34)에 고정된 풀리(39) 사이에는 벨트(41)가 장착되어 있다.

가요성 튜브(13)와 이 외측에 배치된 벨로우즈(14) 사이의 공간은 펌프실(42)로 되어 있고, 이 펌프실(42)내에는 액체 등의 비압축성매체(43)가 충전되어 있다. 따라서, 벨로우즈(14)를 그 중앙 부분의 작동 디스크부(23)에서 축방향으로 탄성 변형하면, 벨로우즈(14)의 전체 길이는 변화하지 않고, 소형 벨로우즈부(24)와 대형 벨로우즈부(25)의 내측 용적이 변화하게 된다. 이것에의해, 비압축성매체(43)를 통하여 가요성 튜브(13)가 직경방향, 즉 가로 방향으로 팽창 수축하여 가요성 튜브(13)는 펌프 동작을 하게 된다.

가요성 튜브(13)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 원호상(圓弧狀)부와 평탄부를 가지는 단면이 타원 모양으로 되어 있고, 펌프실(42)의 용적이 변화하면, 주로 평탄부가 탄성변형하여 벨로우즈(14) 내측의 용적변화에 대응하여 가요성 튜브(13)가 소정의 양만 탄성 변형하게 된다. 다만, 가요성 튜브(13)의 단면을 원형 혹은 다른 이형의 단면 형상으로 하여도 좋다.

도 3은 작동 디스크부(23)를 축방향으로 변위시키는 것에 의한 펌프 동작을 나타낸 도면이고, 도 1에 나타낸 바와 같이, 작동 디스크부(23)가 벨로우즈(14)의 축방향의 대략 중앙의 위치에 있는 상태를 중립 상태로 하면, 이 상태로부터 모터(37)에 의해 작동 디스크부(23)를 소형 벨로우즈부(24)측에 변위시키고, 벨로우즈(14)의 전체에는, 소경부가 짧게 되고, 대경부가 길게 되므로, 벨로우즈(14) 내측의 용적이 커진다. 즉, 대형 벨로우즈부(25) 쪽이 소형 벨로우즈부(24) 보다도 축방향의 단위변위량당 용적 변화가 크기 때문에, 벨로우즈(14)내의 용적이 변화한다. 이처럼, 가요성 튜브(13)는 직경 방향으로 팽창하여 그 내부의 용적이 커져, 약액 탱크(18)내의 약액은 가요성 튜브(13)내에 흡입된다. 이때에는, 공급측 개폐밸브(21)의 작동에 의해 공급측 유로(17)의 유로는 열리고, 토출측 개폐밸브(22)의 작동에 의해 토출측 유로(19)의 유로는 닫혀지게 된다.

한편, 작동 디스크부(23)를 대형 벨로우즈부(25)측으로 변위시키면, 벨로우즈(14)의 전체에서는, 대경부가 짧아지고, 소경부가 길게 되므로, 벨로우즈(14) 내측의 용적이 작게 된다. 이처럼, 가요성 튜브(13)는 직경 방향으로 수축하여 그 내부의 용적이 작게 되어, 가요성 튜브(13)내의 약액은, 도포 노즐(20)을 향하여 토출되게 된다. 이때에는, 공급측 개폐밸브(21)의 작동에 의해 공급측 유로(17)의 유로는 닫히고, 토출측 개폐밸브(22)의 작동에 의해 토출측 유로(19)의 유로는 열리게 된다.

상술한 펌프 동작에 대하여는, 가요성 튜브(13)의 외측에 비압축성매체(43)를 통하여 벨로우즈(14)가 배치되어 있기 때문에, 벨로우즈(14)의 용적변화가 응답성 좋게 가요성 튜브(13)에 전달된다. 도 8(b)에 나타낸 바와 같이, 가요성 튜브(55)의 외측의 가압실(56)에 대하여 좁은 유로를 통하여 펌프실(51)로부터 매체를 안내하도록 한 경우에는, 조여지는 부분이 존재하기 때문에, 가요성 튜브(55)에 펌프 동작이 전달되기까지 지연시간이 있었으나, 도시한 경우에는 그와 같은 지연시간이 없이 신속한 펌프 동작이 행해진다.

도포 노즐(20)로부터 소정량의 약액을 토출한 후에, 도포 노즐(20)로부터 약액이 떨어지는 것을 방지하기 위해, 석-백(suck-back operation) 동작을 행하는 것이 필요한 경우가 있다. 그 경우에는, 공급측 개폐밸브(21)를 닫고, 토출측 개폐밸브(22)를 열리게 된 상태로서, 작동 디스크부(23)를 소형 벨로우즈부(24)측에 변위시켜 가요성 튜브(13)를 팽창시킨다. 그와 같은 석-백 동작을 행하는 경우에는, 각각의 개폐밸브(21, 22)로서는, 역지밸브를 사용하지 않고, 외부로부터의 신호에 의해 개폐하는 타입의 전자밸브와 에어 오퍼레이트 밸브를 사용하도록 해도 좋다.

이처럼, 도시하는 약액공급장치에 있어서는, 가요성 튜브(13)의 외측에 벨로우즈(14)를 배치하도록 했기 때문에, 장치의 구조를 간단하고 소형화하는 것이 가능해지고, 부품수도 적게 하는 것이 가능하다. 또한, 비압축성매체(43)는 가요성 튜브(13)와 벨로우즈(14) 사이의 펌프실(42)의 공간내에 충전되어 있어, 이 비압축성매체(43)의 양을 적게할 수 있다.

이 매체(43)를 펌프실(42)내에 충전하는 때에는, 매체(43)가 충전되는 공간의 형상이 단순한 형상으로 되고, 매체 존재의 장소가 집중되어 있기 때문에, 매체의 충전 작업을 용이하게 행할 수 있다. 상술한 공보와 도 8(b)에 나타낸 종래의 약액공급장치에 있어서는, 가요성 튜브 외측의 가압실과 벨로우즈 외측의 펌프실을 얇은 유로로 접속하고 있기 때문에, 유로 형상이 복잡하며, 공기가 들어오지 않도록 하여 매체를 주입하는 것은 대단히 곤란한 작업이 되나, 본 발명에 있어서는 용이하게 매체를 주입 충전할 수 있다. 만약, 매체의 중심으로 공기가 들어 오면, 벨로우즈(14)의 신축과 가요성 튜브(13)의 팽창 수축의 대응이 높은 정도로 되지 않는데, 본 발명에 있어서는, 이러한 대응관계를 높은 정도로 확보하여, 토출 정밀도를 높이는 것이 가능하다.

펌프실(42)은 복잡한 형태의 충전공간으로 되어 있지 않고, 매체의 충전개소는 집중되어 있기 때문에, 비압축성매체(43)가 셀만한 위험개소가 적어지고, 만일 이 매체(43)가 세게 되더라도, 그 세는 위치를 용이하게 검출하는 것이 가능하여 누설 액의 관리가 용이해진다. 결국, 누설의 위험성이 적게 되고, 만약 세더라도 그것을 용이하게 발견하는 것이 가능하다. 종래에는, 복잡한 형태의 공간내에 매체가 충전되어 있기 때문에, 그 공간을 형성하기 위한 부품 상호의 접속개소가 많게되어, 매체의 누설이 발생하더라도, 그 위치의 판단이 곤란하였으나, 본 발명에서는 이러한 것이 없어, 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.

가요성 튜브(13)는 벨로우즈(14)와 일체로 하여, 펌프 구동부(12)로부터 용이하게 분리하는 것이 가능하기 때문에, 이것의 교환이 용이하다. 결국, 도시하는 약액공급장치에 의해 레지스터액을 토출하는 경우에는, 가요성 튜브(13)의 내면에 레지스터 액의 변질된 물질이 부착되면, 이것이 발진(發塵)의 원인이 되기 때문에, 정기적으로 가요성 튜브(13) 등과 같이 액체와 접촉하는 부분을 교환할 필요가 있으나, 그 경우에는, 종래 장치에서는 가요성 튜브와 액추에이터부가 분리되어 배치되어 있기 대문에, 용이하게 가요성 튜브를 교환할 수 없으나, 도시한 경우에는, 그 작업을 용이하게 행하는 것이 가능하다.

도 4는 본 발명의 다른 실시형태의 약액공급장치를 나타낸 도면이고, 이 경우에는, 서로 평행하게 된 2개의 가요성 튜브(13a, 13b)와, 각각의 외측에 배치된 2개의 벨로우즈(14a, 14b)에 의해 펌프부(11)가 형성되어 있다. 그리고, 한쪽 벨로우즈(14a)의 소형 벨로우즈부(24a)와, 다른쪽 벨로우즈(14b)의 대형 벨로우즈부(25b)는 공급측 유로(17)에 위치하고, 한쪽 벨로우즈(14a)의 대형 벨로우즈부(25a)와, 다른쪽 벨로우즈(14b)의 소형 벨로우즈부(24b)는 토출측 유로(19)에 위치되어 있다. 이처럼 2개의 벨로우즈(14a, 14b)가 상호 역방향으로 배치되어 있는 것을 제거하고, 펌프 구동부(12)의 구조는 상술한 실시예의 형태와 동일하다.

이 경우에는, 모터(37)에 의해 각각의 작동 디스크부(23a, 23b)를 도 4에 있어서 상방향으로 변위시키면, 한 쪽의 벨로우즈(14a)는 그 대형 벨로우즈부(25a)가수축하고 소형 벨로우즈부(24a)가 팽창하며, 다른쪽의 벨로우즈(14b)는 그 소형 벨로우즈부(24b)가 수축하고 대형 벨로우즈부(25b)가 팽창하므로, 한 쪽의 가요성 튜브(13a)는 직경 방향으로 수축하고, 다른 쪽의 가요성 튜브(13b)는 팽창하게 된다. 이것에 의해, 볼 너트(35)가 직선 방향의 한쪽으로 이동하는 때와, 다른 쪽으로 이동하는 때의 왕복 동작시의 양방향에 있어서 펌프 동작을 행하는 것이 가능하고, 연속해서 약액을 도포 노즐(20)로부터 토출하는 것이 가능하다.

도 5(a)∼도 5(c)는 도 1에 도시한 가요성 튜브(13)의 변형예를 나타낸다.

이 가요성 튜브(13)는 그 내부에 가요성 튜브(13)와 동일한 소재로 만들어진 띠모양의 스토퍼 부재(46)가 배치되어 있고, 펌프실(42)의 용적이 작아진 경우에, 도 5(c)에 나타낸 바와 같이, 가요성 튜브(13)의 평탄부가 스토퍼 부재(46)에 접촉하게 되고, 가요성 튜브(13)의 원호상부가 필요 이상으로 눌려 찌그러지는 것이 방지되고, 원호상부에 접은 자국이 찍히는 것을 방지하고 있다. 이처럼 스토퍼 부재(46)는 가요성 튜브(13)의 재질에 따라 설치하도록 한다.

도 6(a)∼도 6(c)는 가요성 튜브(13)의 다른 변형예를 나타낸 도면이고, 이 가요성 튜브(13)의 평탄부에는 안쪽 방향으로 향하여 돌출된 돌기부(47)가 형성되어 있다. 가요성 튜브(13)가 중립 상태로 되어 있을 때에는, 그 횡단면은 도 6(b)에 도시한 바와 같이 되어 있으나, 직경 방향으로 수축된 경우에는, 그 횡단면은 도 6(c)에 나타낸 바와 같이, 돌기부(47)가 서로 접촉하게 되어, 가요성 튜브(13)의 원호상부가 손상되는 것을 방지시킨다.

도 5 및 도 6에 나타낸 가요성 튜브(13)는, 도 1에 나타낸 타입의 약액공급장치에도 도 4에 나타낸 타입의 약액공급장치에도 적용할 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시형태의 약액공급장치를 나타낸 도면이고, 이 장치는 도 1에 나타낸 약액공급장치에 있어서의 가요성 튜브(13)를 제거한 장치에 해당한다. 따라서, 벨로우즈(14)의 고정 디스크부(26)에는 펌프실(42)에 연통시켜 공급측 유로(17)가 접속되고, 고정 디스크부(27)에는 펌프실(42)에 연통시켜 토출측 유로(19)가 접속되어 있고, 약액은 벨로우즈(14) 내부를 관통하여 흐르게 된다.

이처럼, 벨로우즈(14) 내부를 약액이 일단에서 타단으로 향하여 관통하여 흐르도록 되어 있기 때문에, 벨로우즈(14)의 내면이 요철로 되어 있어도, 약액의 체류부 발생이 적게 되어, 약액의 변질 발생을 방지할 수 있다.

이 타입의 약액공급장치에 있어서도, 도 4에 나타낸 바와 같이, 2개의 벨로우즈를 서로 역방향으로서 2개 설치하여도 좋다.

이상, 본 발명에 의해 행해진 발명을 실시형태에 기초하여 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 상기의 형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 변경 가능하다는 것은 말할 필요조차 없다.

예를 들면, 도시한 바와 같이 레지스터 액의 도포이외에, 여러가지 액체를 공급 하기 위한 약액공급장치로서 본 발명을 적용하는 것이 가능하다. 또한, 벨로우즈는 전체 길이를 바꾸지 않도록 하여, 소형 벨로우즈부와 대형 벨로우즈부의 길이를 번갈아 변위시키는 것이라면, 작동 디스크부(23)를 고정하고, 고정 디스크부(26, 27)를 동기(同期)시켜 축방향으로 변위시킴으로써 펌프 동작을 행하도록 하여도 좋다. 더욱이, 도시한 실시형태에서는, 모터(37)에 의해 볼나사축(34)을 통하여 작동 디스크부(23)를 축방향으로 구동하도록 하고 있으나, 에어 실린더 등의 다른 구동수단을 사용하여도 좋다. 그리고, 비압축성매체로서는, 물, 기름 등의 액체 이외에 분말(powder)이나 과립체 겔(granular gel) 등을 사용하도록 하여도 좋다.

본원에서 개시되는 발명 가운데, 대표적인 것에 의해 얻어지는 효과를 간단히 설명하면, 아래와 같다.

(1). 소형 벨로우즈부와 대형 벨로우즈부를 가지는 벨로우즈 중에서 소형 벨로우즈부와 대형 벨로우즈부를 축방향으로 변위시킴으로써, 벨로우즈 내측의 용적을 팽창 수축시켜 펌프 동작을 행하도록 했기 때문에 간단한 구조의 약액공급장치가 수득된다.

(2). 펌프실내에 약액을 관류시키는 것에 의해 벨로우즈의 내면에 요철이 존재하더라도 벨로우즈내에 약액이 체류하지 않고, 체류에 기인한 약액의 변질발생을 방지할 수 있다.

(3). 벨로우즈의 펌프실내에 가요성 튜브를 배치하고, 가요성 튜브의 팽창 수축에 의해 펌프 동작을 행함에 의해, 벨로우즈 축방향의 변위에 의한, 이것의 내측 용적의 팽창 수축에 의해 가요성 튜브를 비압축성매체를 통하여 신속하게 작동시키는 것이 가능하므로 응답성이 우수한 약액공급장치가 얻어진다.

(4). 가요성 튜브와 그 외측의 벨로우즈에 의해 내외 이중구조의 펌프부로하는 것에 의해, 장치 전체의 크기를 소형화하고, 간단한 구조로 하는 것이 가능하여, 장치의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능하다.

(5). 가요성 튜브의 교환을 용이하게 행하는 것이 가능하여, 장치의 유지 보수를 용이하게 행할 수 있다.

Claims (12)

1. 탄성재료에 의해 형성되어 직경방향으로 탄성팽창 및 수축이 가능한 가요성 튜브와;

   상기 가요성 튜브의 일단부와 약액 수용부 사이에 접속되고, 공급측 개폐밸브가 설치된 공급측 유로와;

   상기 가요성 튜브의 타단부와 약액 토출부 사이에 접속되고, 토출측 개폐밸브가 설치된 토출측 유로와;

   각각의 탄성부재에 의해 형성된 소형 벨로우즈부와, 이 소형 벨로우즈부 보다도 축방향의 단위변위당 용적 변화가 큰 대형 벨로우즈부를 가짐과 동시에 상기 가요성 튜브의 외측에 배치되어 축방향으로 탄성변형이 가능한 벨로우즈와;

   상기 가요성 튜브와 상기 벨로우즈 사이에 봉입된 비압축성매체와;

   상기 벨로우즈를 축방향으로 탄성 변형시켜 상기 소형 벨로우즈부를 수축시킴과 동시에 상기 대형 벨로우즈부를 팽창시켜 상기 가요성 튜브를 직경방향으로 탄성 팽창시키는 한편, 상기 소형 벨로우즈부를 팽창시킴과 동시에 상기 대형 벨로우즈부를 수축시켜 상기 가요성 튜브를 직경방향으로 탄성 수축시키는 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 벨로우즈를 서로 평행하게 2개 설치하고, 제 1 벨로우즈의 소형 벨로우즈부와 제 2 벨로우즈의 대형 벨로우즈부를 인접시켜 배치하고, 제 1 벨로우즈의 대형 벨로우즈부와 제 2 벨로우즈의 소형 벨로우즈부를 인접시켜 배치하며,

   상기 구동수단에 의해 상기 제 1 및 제 2 벨로우즈를 동시에 구동함으로써 연속하여 약액을 공급하는 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 소형 벨로우즈부의 유효직경(d)이 상기 대형 벨로우즈부의 유효직경(D) 보다 작은 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 가요성 튜브는, 원호상부와 평탄부를 가지는 타원형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 가요성 튜브의 평탄부는, 상기 가요성 튜브의 안쪽을 향하여 돌출한 돌기부를 갖는 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 가요성 튜브는, 그 내부에 띠 모양의 스토퍼 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 스토퍼 부재는, 상기 가요성 튜브와 동일한 소재에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 가요성 튜브가 불소 수지에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
9. 각각의 탄성부재에 의해 형성된 소형 벨로우즈부와, 이 소형 벨로우즈부 보다도 축방향의 단위변위량당 용적변화가 큰 대형 벨로우즈부를 가지고, 축방향으로 탄성변형이 가능한 벨로우즈와;

   상기 벨로우즈의 일단부와 약액 수용부 사이에 접속되고, 공급측 개폐밸브가 설치된 공급측 유로와;

   상기 벨로우즈의 타단부와 약액 토출부 사이에 접속되고, 토출측 개폐밸브가 설치된 토출측 유로와;

   상기 벨로우즈를 축방향으로 탄성 변형시켜 상기 소형 벨로우즈부를 수축시킴과 동시에 상기 대형 벨로우즈부를 팽창시키는 한편, 상기 소형 벨로우즈부를 팽창시킴과 동시에 상기 대형 벨로우즈부를 수축시키는 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 벨로우즈를 서로 평행하게 2개 설치하고, 제 1 벨로우즈의 소형 벨로우즈부와 제 2 벨로우즈의 대형 벨로우즈부를 인접시켜 배치하고, 제 1 벨로우즈의 대형 벨로우즈부와 제 2 벨로우즈의 소형 벨로우즈부를 인접시켜 배치하며, 상기 구동수단에 의해 상기 제 1 및 제 2 벨로우즈를 동시에 구동함으로써 연속하여 약액을 공급하는 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
11. 제 9항에 있어서,

    상기 소형 벨로우즈부의 유효직경(d)이 상기 대형 벨로우즈부의 유효직경(D)보다 작은 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
12. 제 9항에 있어서,

    상기 벨로우즈가 불소 수지에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 약액공급장치.