ピストンとそのピストンの製造方法及びそのピストンを備えたポンプ
【課題】腐食性の液体を供給するためのポンプに用いることができ、しかも耐久性、ポンプの定流量性能、定量性能、液置換性能を向上することができ、またポンプ圧力室の洗浄時間を短縮することができるピストンとそのピストンの製造方法及びそのピストンを備えたポンプを提供する。
【解決手段】シリンダ１１内に移動自在に支持され往復駆動されるピストン１は、腐食性の液体によって劣化しないようフッ素樹脂で形成される。該ピストン１のローリング部２は１ｍｍ以下の厚さで、可撓性を有し、略１８０度の折返し部３を経て開放端部にフランジ部７を有し、該フランジ部７がシリンダ１１に取付けられ、ピストン支持体１５の外周面とシリンダ１１の内周面に密着しながら、この２面間の隙間で撓みや折曲りを生じることなく円滑にローリングする。
【解決手段】シリンダ１１内に移動自在に支持され往復駆動されるピストン１は、腐食性の液体によって劣化しないようフッ素樹脂で形成される。該ピストン１のローリング部２は１ｍｍ以下の厚さで、可撓性を有し、略１８０度の折返し部３を経て開放端部にフランジ部７を有し、該フランジ部７がシリンダ１１に取付けられ、ピストン支持体１５の外周面とシリンダ１１の内周面に密着しながら、この２面間の隙間で撓みや折曲りを生じることなく円滑にローリングする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンとそのピストンの製造方法及びそのピストンを備えたポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポンプの中で、シリンダ内に移動自在に支持され往復移動されるピストンとして、ゴムで形成されたダイヤフラムを用いたものが従来から知られている。このピストンとしてのダイヤフラムは、該ダイヤフラムの閉鎖端部がシリンダ内にシリンダ内面との間に隙間を設けて移動自在に支持され往復移動されるピストン支持体に取付けられ、該ダイヤフラムの円筒状外周部が略１８０度の折返し部を経て該外周部の開放端部に有するフランジ部でシリンダに取付けられている。このようなピストンを備えたポンプでは、ピストンによってシリンダ内に画成された圧力室に液体の吸込口及び吐出口がそれぞれ開口され、この吸込口及び吐出口に液体タンク及び吐出液体供給部がそれぞれ逆止弁を介して接続されており、ポンプを駆動すると、ピストン支持体の往復移動に伴ってピストンの円筒状外周部がピストン支持体外面とシリンダ内面に密着しながら、この２面間の隙間でローリングすることにより、圧力室の容積が変化し、容積が拡大する吸込工程で吸込口から液体を吸込み、縮小する吐出工程で吐出口から液体を吐出する（例えば「特許文献１」参照）。
【０００３】
しかしながら、従来のゴム製のピストンは、ゴムを侵すような腐食性の液体、例えば液晶等のＦＰＤや半導体の製造プロセスで使用されるレジスト液等の薬液によって劣化し、このような腐食性の液体を供給するためのポンプに用いることができなかった。
【０００４】
そこで、腐食性の液体を供給するポンプに用いることができるピストンが提案されている（例えば「特許文献２」参照）。このピストンは、腐食性の液体に耐性のあるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂で形成されており、腐食性の液体によって劣化することはないが、フッ素樹脂はゴムとは相違して柔軟性や伸縮性がないため、該ピストンの円筒状外周部の断面形状が円形とならず多角形になって折曲り部が形成されてしまうので、該ピストンに亀裂や孔等が発生し、耐久性に問題がある。
【０００５】
フッ素樹脂製のピストンの耐久性を改善する手段として、ピストン支持体の外面に圧力室に向けて先細となるテーパ部を設けると共に、該ピストンの円筒状外周部における駆動室（ピストンを挟んで圧力室と反対側に画成される駆動室）に向かう傾斜角度と、前記テーパ部における圧力室に向かう傾斜角度とを略同一に設定することが提案されている（「特許文献２」参照）。しかし、この手段では、該ピストンの円筒状外周部をピストン支持体の外面に密着させることはできても、シリンダ内面に密着させることはできず、シリンダ内面との間に隙間を形成してしまうので、該ピストンの円筒状外周部が波を打つように撓みや折曲りを発生し、該ピストンに亀裂や孔等を発生させてしまう。
【特許文献１】特開昭６１−１９７７７９号公報
【特許文献２】特開平９−５３５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、従来のフッ素樹脂製のピストンは、ゴム製のピストンとは相違して該ピストンの円筒状外周部に十分な可撓性がないため、該円筒状外周部がピストン支持体外面とシリンダ内面に密着しながら、この２面間の隙間で撓みや折曲りを生じることなく円滑にローリングさせることが難しく、該ピストンに亀裂や孔等が発生し、実用上十分な耐久性を確保することができない点にある。また該ピストンの円筒状外周部に撓みや折曲りを生じると、該撓み部や折曲り部と折返し部との間に空間が形成される場合があり、その空間に空気が残留する等してポンプの定量性能が低下すると共に、前記空間に液溜まりを生じる場合もあり、ポンプの液置換性能が低下する点にある。またポンプ圧力室を洗浄する際に該ピストンの円筒状外周部に生じる撓みや折曲りによって、折返し部まで洗浄液が届き難くなるため、洗浄に時間を要する点にある。
【０００７】
さらに、液晶等のＦＰＤの製造プロセスにおいては、例えばガラス基板にレジスト液を塗布する際の塗布ムラを３％以下、好ましくは１％以下に抑える必要があり、このため、前記レジスト液等の薬液を供給するポンプには、１回の吐出工程において液体を一定流量で連続的に吐出できる高い定流量性能が要求されるが、前記ピストンの円筒状外周部に撓みや折曲りを生じると、該撓みや折曲りによって吐出工程中の流量が乱れ、要求される定流量性能が得られない点にある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、その目的は、腐食性の液体を供給するためのポンプに用いることができ、しかも耐久性、ポンプの定流量性能、定量性能、液置換性能を向上することができると共に、ポンプ圧力室の洗浄時間を短縮することができるピストンとそのピストンの製造方法及びそのピストンを備えたポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明のピストンは、シリンダ内に移動自在に支持され往復駆動されるピストンであって、該ピストンがフッ素樹脂で形成されており、該ピストンの円筒状外周部が１ｍｍ以下の厚さで、可撓性を有し、該外周部が略１８０度の折返し部を経て該外周部の開放端部にフランジ部を有することを特徴としている。
【００１０】
上記構成を有する本発明のピストンは、該ピストンをフッ素樹脂で形成するに当って、該ピストンの円筒状外周部を１ｍｍ以下の厚さにすることで、該ピストンの円筒状外周部に十分な可撓性を付与することができ、柔軟性に優れ、かつ略一定の曲率でピストン支持体外面とシリンダ内面の２面間の隙間で折返すことができ、屈曲性能の高いピストンになる。これにより、該ピストンの円筒状外周部がピストン支持体外面とシリンダ内面に密着しながら、この２面間の隙間で撓みや折曲りを生じることなく円滑にローリングすることができるので、該ピストンに亀裂や孔等が発生するのを防止することができ、フッ素樹脂製のピストンで実用上十分な耐久性を確保することができる。また該ピストンの円筒状外周部に撓みや折曲りが生じないので、ポンプの定流量性能、定量性能、液置換性能を向上することができると共に、ポンプ圧力室の洗浄時間を短縮することができる。
【００１１】
本発明のピストンでは、折返し部の内径が外径の８０％以上であることが好ましい。
【００１２】
折返し部の内径が外径の８０％以上、つまり該ピストンの円筒状外周部の内径が外径の８０％以上であると、折返し部の歪量（伸び量）を小さくして該ピストンの円筒状外周部が塑性変形してしまうのを防止することができ、該ピストンの円筒状外周部の撓みや折曲りを防止しながらその形状を均一にすることができる。これにより、該ピストンの円筒状外周部をピストン支持体外面とシリンダ内面に確実に密着させながら、この２面間の隙間で撓みや折曲りを生じることなく円滑にローリングさせることができ、特に、ポンプの定流量性能の向上に高い効果を発揮することができる。なお、折返し部の外径に対する内径比（該ピストンの円筒状外周部の外径に対する内径比）が過大であると、折返し部の曲げ半径（ピストン支持体外面とシリンダ内面間の隙間）が小さくなり過ぎて、折返し部で座屈を生じる可能性があるため、折返し部の内径は外径の９８％未満とすることが好ましい。
【００１３】
本発明のピストンでは、フッ素樹脂からなる被削物を切削してピストン半製品を成形した後にその半製品に施す二次加工によって形成されていることが好ましい。
【００１４】
ピストンが、フッ素樹脂からなる被削物を切削してピストン半製品を成形した後にその半製品に施す二次加工によって形成されていると、前記折返し部が未成形の半製品を成形した後、その半製品に施す二次加工、例えば熱処理やプレス加工による癖付けによって前記折返し部を形成することができ、例えば折返し部を有するピストンを切削で形成する場合と比べて、切削加工を容易に行うことができる。つまり切削加工としては形状の簡単なピストン半製品を成形する切削加工のみを行えば良い。またポンプ駆動時、折返し部はその形成時の初期位置からシリンダ内面或いはピストン支持体外面に変位しても、ピストン全体を切削した場合に現れる形成時の初期形状の影響を残すことなく、シリンダ内面或いはピストン支持体外面に密着することができるようになる。これにより、該ピストンの円筒状外周部をピストン支持体外面とシリンダ内面に確実に密着させながら、この２面間の隙間で撓みや折曲りを生じることなく円滑にローリングさせることができるので、該ピストンに亀裂や孔等が発生するのを防止することができ、フッ素樹脂製のピストンで実用上十分な耐久性を確保することができる。また該ピストンの円筒状外周部に撓みや折曲りが生じないので、ポンプの定流量性能、定量性能、液置換性能を向上することができると共に、ポンプ圧力室の洗浄時間を短縮することができる。しかもピストンが、ポンプへのセット状態の形状に形成されているので、ポンプの組立てを容易に行うことができる。
【００１５】
本発明のピストンの製造方法は、シリンダ内に移動自在に支持され往復駆動されるピストンがフッ素樹脂で形成されており、該ピストンの円筒状外周部が１ｍｍ以下の厚さで、可撓性を有し、該外周部が略１８０度の折返し部を経て該外周部の開放端部にフランジ部を有するピストンの製造方法であって、フッ素樹脂からなる被削物を切削して、折返し部が未成形の半製品を成形した後、その半製品に施す二次加工によって前記折返し部を形成することを特徴としている。
【００１６】
本発明のピストンの製造方法によれば、前記折返し部を、該折返し部が未成形の半製品を成形した後、その半製品に施す二次加工、例えば熱処理やプレス加工による癖付けによって形成するので、例えば折返し部を有するピストンを切削で形成する場合と比べて、切削加工を容易に行うことができる。つまり切削加工としては形状の簡単なピストン半製品を成形する切削加工のみを行えば良い。またポンプ駆動時、折返し部はその形成時の初期位置からシリンダ内面或いはピストン支持体外面に変位しても、ピストン全体を切削した場合に現れる形成時の初期形状の影響を残すことなく、シリンダ内面或いはピストン支持体外面に密着することができるようになる。これにより、該ピストンの円筒状外周部をピストン支持体外面とシリンダ内面に確実に密着させながら、この２面間の隙間で撓みや折曲りを生じることなく円滑にローリングさせることができるので、該ピストンに亀裂や孔等が発生するのを防止することができ、フッ素樹脂製のピストンで実用上十分な耐久性を確保することができる。また該ピストンの円筒状外周部に撓みや折曲りが生じないので、ポンプの定流量性能、定量性能、液置換性能を向上することができると共に、ポンプ圧力室の洗浄時間を短縮することができる。しかもピストンが、ポンプへのセット状態の形状に形成されているので、ポンプの組立てを容易に行うことができる。
【００１７】
本発明のポンプは、シリンダ内に移動自在に支持され往復駆動されるピストンがフッ素樹脂で形成されており、該ピストンの円筒状外周部が１ｍｍ以下の厚さで、可撓性を有し、該外周部が略１８０度の折返し部を経て該外周部の開放端部にフランジ部を有し、該フランジ部がシリンダに取付けられることを特徴としている。
【００１８】
上記構成を有する本発明のポンプは、該ピストンをフッ素樹脂で形成するに当って、該ピストンの円筒状外周部を１ｍｍ以下の厚さにすることで、該ピストンの円筒状外周部に十分な可撓性を付与することができ、柔軟性に優れ、かつ略一定の曲率でピストン支持体外面とシリンダ内面の２面間の隙間で折返すことができ、屈曲性能の高いピストンになる。これにより、該ピストンの円筒状外周部がピストン支持体外面とシリンダ内面に密着しながら、この２面間の隙間で撓みや折曲りを生じることなく円滑にローリングすることができるので、該ピストンに亀裂や孔等が発生するのを防止することができ、フッ素樹脂製のピストンで実用上十分な耐久性を確保することができる。また該ピストンの円筒状外周部に撓みや折曲りが生じないので、ポンプの定流量性能、定量性能、液置換性能を向上することができると共に、ポンプ圧力室の洗浄時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、腐食性の液体を供給するためのポンプに用いることができ、しかも耐久性、ポンプの定流量性能、定量性能、液置換性能を向上することができると共に、ポンプ圧力室の洗浄時間を短縮することができるピストンとそのピストンの製造方法及びそのピストンを備えたポンプを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明のピストンとそのピストンの製造方法及びそのピストンを備えたポンプの実施形態を図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、第１の実施形態に係るピストンを示す断面図である。ピストン１は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂で形成されており、中間部で内側或いは外側に折返して（捲返して）なる円筒状外周部（以下「ローリング部」）２を備えている。このローリング部２は、曲げ角度略１８０度の折返し部３と、この折返し部３の内周側端部及び外周側端部から軸心線に沿って同方向に平行に延出される内周部４及び外周部５と、から構成されている。また内周部４の端部には、この端部を閉鎖端部にする円板状の端板部６が設けられ、外周部５の端部には、この端部から半径方向外側に向かって垂直に立ち上がる円環状の板体であって、平坦な両主面が軸方向に向くフランジ部７が設けられている。端板部６には、円柱状であって、外周面に雄ねじを有するネジ結合用の凸部８が、該端板部６の中央部から内周部４の内側に向かって同軸上に突出されている。凸部８には、ネジ結合用に別に製造された部品であって、内外周面に雄ねじを有する金属スリーブ９が、埋込み状態で同軸上に装着固定されている。なお、図例のピストン１は、ローリング部２が、内周部４の長さより外周部５の長さが短い引きタイプ（吸込工程からポンプ動作を開始するタイプ）の初期形状に形成されているが、外周部５の長さが長い押しタイプ（吐出工程からポンプ動作を開始するタイプ）の初期形状に形成しても良い。
【００２２】
ここで、前記ピストン１は、ローリング部２が０．１ｍｍ以上で１ｍｍ以下の厚さＡに形成され、可撓性を有している。
【００２３】
図２は、第１の実施形態に係るピストンの製造方法を示す説明図である。前記ピストン１を製造するに際して、図２（Ａ）に示すようなＰＴＦＥ等のフッ素樹脂からなる被削物１Ａを準備する。なお、図例の被削物１Ａは、外形が、前記ピストン１よりもやや大きい円柱形状であるが、多角柱形状でも良い。また材料費の削減等を図るために、仮想線で示すように、一端面の中央部に凹部を設けても良い。
【００２４】
前記ピストン１を製造するには、被削物１Ａを切削して、図２（Ｂ）に示すように、前記金属スリーブ９を装着固定する前の前記ピストン１のピストン本体１Ｂの形状にする。該ピストン本体１Ｂには、ローリング部２（折返し部３、内周部４、外周部５）、端板部６、フランジ部７、凸部８に加えて、該凸部８に前記金属スリーブ９を同軸上にネジ込み固定するための有底の下孔９ａが形成されている。そして、切削加工によって得られた前記ピストン本体１Ｂの下孔９ａに対し、前記金属スリーブ９をネジ込んで装着固定することにより、図１に示した前記ピストン１を得ることができる。
【００２５】
図３は、第１の実施形態に係るピストンを備えたポンプの断面図である。該ポンプ１０は、例えば液晶等のＦＰＤや半導体の製造プロセスに使用されるレジスト液等の薬液を定量、かつ定流量で供給するためのもので、前記ピストン１が該ポンプ１０の作動膜であるダイヤフラムとして用いられている。該ポンプ１０は、シリンダ１１がシリンダ本体１２と、該シリンダ本体１２の先端部に取付けられるヘッド部１３と、から構成されている。該シリンダ１１の外側には、空気圧シリンダやリニアモータ等の図示しない往復動駆動装置が取付けられ、該往復動駆動装置によって軸方向に往復駆動されるピストンロッド１４の先端に、外形が円柱状のピストン支持体１５がシリンダ１１の内面との間に所定の隙間を有して取付けられている。該ピストン支持体１５は、ピストンロッド１４を介してシリンダ１１内に軸方向に移動自在に収容支持され、往復動駆動装置によって往復駆動される。そして、前記ピストン１がシリンダ１１内に配置されている。該ピストン１は、内周部４の閉鎖端部を構成している端板部６がピストン支持体１５の先端面に凸部８でネジ結合されて密着状態で固定取付けされ、内周部４がピストン支持体１５の先端から外周面に沿って密着状態でピストン支持体１５の基端部に向かって延設される。つまり内周部４がピストン支持体１５の先端面及び外周面を密着状態で囲んでいる。また折返し部３はピストン支持体１５の外周面にあり、外周部５が折返し部３を経てシリンダ本体１２の内周面に沿って密着状態で内周部４と反対にシリンダ１１のヘッド部１３側に向かって延設され、該外周部５の開放端部から立上がるフランジ部７がシリンダ本体１２とヘッド部１３との接合面間で挟着保持されてシリンダ１１に固定取付けされている。シリンダ１１内には、該ピストン１とヘッド部１３によって圧力室１６が画成されている。ヘッド部１３には、圧力室１６に連通する吸込口１７及び吐出口１８が開口し、吸込口１７は、図示しない逆止弁或いは吸込側エアオペバルブを設けた配管を介して液体タンクに連通接続され、吐出口１８は、図示しない逆止弁或いは吐出側エアオペバルブを設けた配管を介して吐出液供給部に連通接続されている。なお、該ポンプ１０では、ピストン１以外の接液部であるヘッド部１３等も該ピストン１と同様にＰＴＦＥ等のフッ素樹脂で形成されている。
【００２６】
また、シリンダ１１内には、ピストン１とシリンダ本体１２によって前記圧力室１６と反対側に負圧室１９が画成されている。シリンダ本体１２には、負圧室１９に連通する空気吸込口２０が開口し、空気吸込口２０には、図示しない真空発生機器が接続されている。負圧室１９は、真空発生機器による吸気作用により、圧力が圧力室１６より十分低く維持され、ポンプ駆動時、ピストン１の内周部４及び外周部５をピストン支持体１５の外周面及びシリンダ１１の内周面に密着させた状態で折返し部３を変位しながら、ローリング部２をローリングさせるものである。
【００２７】
また、ピストンロッド１４は、その一端に一体に有する雄ネジ部１４ａがピストン支持体１５を貫通し、ピストン１の金属スリーブ９に直接ネジ結合され、金属スリーブ９と前記雄ネジ部１４ａの基端部に一体に有するカラー１４ｂとの間にピストン支持体１５を挟持し、ピストンロッド１４、ピストン支持体１５、ピストン１の３部品を同軸上で直結している。
【００２８】
上記のように構成されたポンプ１０は、ピストン１が引きタイプの初期形状に形成され、その初期形状でポンプ１０に組付けられるため、往復駆動装置によってピストン支持体１５を往復駆動すると、ピストン支持体１５と一体にピストン１の端板部６が図３に示す初期位置から右側に移動する吸入工程において、ピストン１の内周部４の長さが短くなり、ピストン１の外周部５の長さが長くなり、シリンダ本体１２の内周面とピストン支持体１５の外周面間の隙間で、ピストン１の折返し部３が右側に変位しながらピストン１のローリング部２がローリングする。これに伴って圧力室１６の容積が拡大し、その過程で圧力室１６に液体タンク内のレジスト液等の液体が吸込まれる。一方、ピストン支持体１５と一体にピストン１の端板部６が右側の移動終端位置から左側に移動して図３に示す初期位置に復帰する吐出工程において、ピストン１の内周部４の長さが長くなり、ピストン１の外周部５の長さが短くなり、シリンダ本体１２の内周面とピストン支持体１５の外周面間の隙間で、ピストン１の折返し部３が左側に変位しながらピストン１のローリング部２がローリングする。これに伴って圧力室１６の容積が縮小し、その過程で圧力室１６内の液体が吐出液供給部に供給される。このようなピストン１の往復駆動によって、吐出液供給部に液体タンク内の液体を一定流量で一定量供給することができる。
【００２９】
以上、第１の実施形態に係るピストン１は、シリンダ１１内に移動自在に支持され往復駆動されるピストンであって、該ピストン１がフッ素樹脂で形成されており、該ピストン１の円筒状外周部としてのローリング部２が１ｍｍ以下の厚さＡで、可撓性を有し、該ローリング部２が略１８０度の折返し部３を経て該ローリング部２の開放端部にフランジ部７を有している。また第１の実施形態に係るピストン１は、フッ素樹脂からなる被削物１Ａを切削して形成されて製造されいる。また第１の実施形態に係るピストン１を備えたポンプ１０は、シリンダ１１内に移動自在に支持され往復駆動されるピストン１がフッ素樹脂で形成されており、該ピストン１のローリング部２が１ｍｍ以下の厚さで、可撓性を有し、該ローリング部２が略１８０度の折返し部３を経て該ローリング部２の開放端部にフランジ部７を有し、該フランジ部７がシリンダ１１に取付けられている。そして、該ピストン１をフッ素樹脂で形成するに当って、該ピストン１のローリング部２を１ｍｍ以下の厚さＡにすることで、該ピストン１のローリング部２に十分な可撓性を付与することができ、柔軟性に優れ、かつ略一定の曲率でピストン支持体外面１５とシリンダ１１内面の２面間の隙間で折返すことができ、屈曲性能の高いピストン１になっている。これにより、該ピストン１のローリング部２がピストン支持体１５の外周面とシリンダ１１の内周面に密着しながら、この２面間の隙間で撓みや折曲りを生じることなく円滑にローリングすることができるので、該ピストン１のローリング部２に亀裂や孔等が発生するのを防止することができ、フッ素樹脂製のピストン１で実用上十分な耐久性を確保することができる。また該ピストン１のローリング部２に撓みや折曲りが生じないので、ポンプ１０の定流量性能、定量性能、液置換性能を向上することができると共に、ポンプ圧力室１６の洗浄時間を短縮することができる。しかもピストン１が、ポンプ１０へのセット状態の形状に形成されているので、例えば折返し部３が未成形の状態で製造されているピストンに対し折返し部を形成しながらポンプを組立てるのに比べ、ポンプ１０の組立てを容易に行うことができる。
【００３０】
また、ポンプ圧力室１６の洗浄時には、ピストン１の折返し部３をなくすように、ピストン支持体１５を図３に示す初期位置からさらに左側に移動させ、ピストン１の端板部６をフランジ部７に対して離間させ、ピストン１から折返し部３及び外周部５をなくすことで、液体が溜まる部分がなくなるため、さらに液置換性能が向上し、洗浄時間も大幅に短縮することができる。
【００３１】
また、ピストン支持体１５を挟んでピストンロッド１４とピストン１の内周部４の閉鎖端部（端板部６）とを直結することにより、ピストンロッド１４，ピストン支持体１５，ピストン１の３部品を確実に同軸上で一体に連結することができるので、ピストン１の軸ずれ等によるローリング部２の偏磨耗を防止することができ、ピストン１の耐久性（寿命）が向上し、引いてはポンプ１０の寿命を向上することができる。
【００３２】
なお、第１の実施形態では、該ピストン１のピストン本体１Ｂをフッ素樹脂からなる被削物１Ａを切削して形成したが、該ピストン１のピストン本体１Ｂは射出成形によって製作しても良い。また該ピストン１はインサート成形によってピストン本体１Ｂに金属スリーブ９を一体化した状態で製作しても良い。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施形態を図４〜図６を参照して説明する。図４は、第２の実施形態に係るピストンを示す断面図であり、該ピストン２１は、折返し部３の内径（Ｒ１×２）が外径（Ｒ２×２）の８０％以上で、かつ９８％未満になるように形成されている。つまりローリング部２の内径（Ｒ１×２）が外径（Ｒ２×２）の８０％以上で、かつ９８％未満になるように形成されている。これ以外の構造は、第１の実施形態に係るピストン１と同じであるため、同一部分に同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００３４】
前記ピストン２１における折返し部２の外径（Ｒ２×２）に対する内径（Ｒ１×２）比（ローリング部２の外径（Ｒ２×２）に対する内径（Ｒ１×２）比、以下「ローリング部２の内外径比」という）は、９０％以上で、かつ９８％未満がより好ましい。
【００３５】
図５は、第２の実施形態に係るピストンの製造方法を示す断面図である。該ピストン２１を製造するに際して、図５（Ａ）に示すようなＰＴＦＥ等のフッ素樹脂からなる被削物２１Ａを準備する。なお、図例の被削物２１Ａは、外形が、前記ピストン２１よりもやや大きい円柱形状であるが、多角柱形状でも良い。また材料費の削減等を図るために、仮想線で示すように、一端面の中央部に凹部を設けても良い。
【００３６】
前記ピストン２１を製造するには、被削物２０Ａを切削して、図５（Ｂ）に示すように、前記金属スリーブ９を装着固定する前の該ピストン２１のピストン本体２１Ｂの形状にする。該ピストン本体２１Ｂは、ローリング部２（折返し部３、内周部４、外周部５）、端板部６、フランジ部７、凸部８に加えて、該凸部８に前記金属スリーブ９を同軸上にネジ込み固定するための有底の下孔２９ａが形成されている。そして、切削加工によって得られた前記ピストン本体２１Ｂの下孔２８ａに対し、前記金属スリーブ９をネジ込んで装着固定することにより、図４に示した前記ピストン２１を得ることができる。
【００３７】
図６は、第２の実施形態に係るピストンを備えたポンプの断面図である。該ポンプ２２は、例えば液晶等のＦＰＤや半導体製造プロセスに使用されるレジスト液等の薬液を定量、かつ定流量で供給するためのもので、前記ピストン２１が該ポンプ２２の作動膜であるダイヤフラムとして用いられている。これ以外の構造及び動作は、第１の実施形態のポンプ１０と同じであるため、同一部分に同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００３８】
以上、本発明の第２の実施形態に係るピストン２１は、シリンダ１１内に移動自在に支持され往復駆動されるピストンであって、該ピストン２１がフッ素樹脂で形成されており、該ピストン２１の円筒状外周部としてのローリング部２が１ｍｍ以下の厚さＡで、可撓性を有し、該ローリング部２が略１８０度の折返し部３を経て該ローリング部２の開放端部にフランジ部７を有している構成に、ローリング部２の内外径比が８０％以上で、かつ９８％未満であることが付加されている。また第２の実施形態に係るピストン２１は、フッ素樹脂からなる被削物２１Ａを切削して形成されて製造されている。また第２の実施形態に係るピストン２１を備えたポンプ２２は、シリンダ１１内に移動自在に支持され往復駆動されるピストン２１がフッ素樹脂で形成されており、該ピストン２１のローリング部２が１ｍｍ以下の厚さで、可撓性を有し、ローリング部２の内外径比が８０％以上で、かつ９８％未満であり、該ローリング部２が略１８０度の折返し部３を経て該ローリング部２の開放端部にフランジ部７を有し、該フランジ部７がシリンダ１１に取付けられている。ここで、ローリング部２の内外径比が大きいと、折返し部２の曲率は小さくなり、折返し部２で座屈の可能性が大きくなるが、歪量（伸び量）は小さくなる。反対にローリング部２の内外径比が小さいと、折返し部２の曲率は大きくなり、折返し部２で座屈の可能性が小さくなるが、歪量（伸び量）は大きくなる。歪量（伸び量）が大きいとローリング部２が塑性変形してしまい、ローリング部２に撓みや折曲りを生じ、形状が均一ならず、ポンプ２２の定流量性能が低下する。そして、ローリング部２の内外径比を８０％以上、好ましくは９０％以上と大きくすることで、折返し部３の歪量（伸び量）を小さくして該ピストン２１のローリング部２が塑性変形してしまうのを防止することができ、該ピストン２１のローリング部２の撓みや折曲りを防止しながらその形状を均一にすることができる。これにより、該ピストン２１のローリング部２をピストン支持体１５の外周面とシリンダ１１の内周面に確実に密着させながら、この２面間の隙間で撓みや折曲りを生じることなく円滑にローリングさせることができ、ポンプ２２の定流量性能の向上に高い効果を発揮することができる。このため、液晶等のＦＰＤの製造プロセスにも適用できるポンプ２２の定流量性能を得ることができる。また折返し部２での座屈はローリング部２の内外径比を９８％未満とすることで防止することができる。
【００３９】
次に、本発明の第３の実施形態を図７〜図１０を参照して説明する。図７は、第３の実施形態に係るピストンを示す断面図であり、該ピストン３１は、その製造方法が第２の実施形態のピストン２１の製造方法と異なるだけであり、構造的には第２の実施形態に係るピストン２１と同じであるため、同一部分に同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００４０】
図８は、第３の実施形態に係るピストンの製造方法を示す説明図、図９は、第３の実施形態に係るピストンの製造方法における折返し部形成工程の一例を示す説明図である。該ピストン３１を製造するに際して、図８（Ａ）に示すようなＰＴＦＥ等のフッ素樹脂からなる被削物３１Ａを準備する。なお、図例の被削物３１Ａは、外形が、該ピストン３１よりもやや大きい円柱形状であるが、多角柱形状でも良い。また材料費の削減等を図るために、仮想線で示すように、一端面の中央部に凹部を設けても良い。
【００４１】
前記ピストン３１を製造するには、被削物３１Ａを切削して、図８（Ｂ）に示すような前記ピストン３１の折返し部３が未成形のピストン半製品３１Ｂ（ピストン本体の半製品）を成形する。この切削加工（一次加工）によって、前記ピストン３１の内周部４と端板部６及び凸部８の製品形状を得ると共に、図９にも示すように、内周部４の開放端部に、前記ピストン３１の折返し部３と外周部５になる折返し予定部３３を連続一体に成形する。該折返し予定部３３は、先端側が、所定の曲げ半径を持って半径方向外側に曲げ角度略９０度で曲げられた断面Ｌ形に成形され、かつ長さが前記ピストン３１の折返し部３と外周部５の長さを合わせた長さと同じ寸法に成形されている（図９の破線参照）。また折返し予定部３３の先端部に、前記ピストン３１のフランジ部７になる端フランジ部３７を連続一体に成形する。該端フランジ部３７は、折返し予定部３３の先端部から、前記ピストン１のフランジ部７と同様に、半径方向外側に向かって垂直に立ち上がり、平坦な両主面が軸方向に向く円環状の板体に成形されている。さらに凸部８には、前記金属スリーブ９を同軸上にネジ込み固定するための有底の下孔３９ａが形成されている。
【００４２】
上記のようにピストン半製品３１Ｂは、前記ピストン３１の内周部４と端板部６及び凸部８に加え、前記ピストン３１の折返し部３と外周部５になる折返し予定部３３と、前記ピストン３１のフランジ部７になる端フランジ部３７と、前記金属スリーブ９を装着するための下孔３９ａと、を有し、前記ピストン３１の折返し部３がなくなるまでフランジ部７を端板部６から離した形状に成形され、前記ピストン３１のローリング部２の製品形状は未成形である。
【００４３】
次いで、ピストン半製品３１Ｂの折返し予定部３３に対し、前記折返し部３を形成する二次加工を施す。該二次加工は、例えば折返し予定部３３に熱を加えながら該折返し予定部３３を曲げ具に沿わせて曲げる等の熱処理による癖付け、或いは、折返し予定部３３を一対の曲げ型を用いて挟む等のプレス加工による癖付け、或いは折返し予定部３３に熱を加えながら該折返し予定部３３を一対の曲げ型を用いて挟む等の熱処理とプレス加工併用による癖付けによって、前記折返し部３を形成する。このような二次加工によって、図８（Ｃ）に示すように、前記金属スリーブ９を装着固定する前の該ピストン３１のピストン本体３１Ｃを形成する。該ピストン本体３１Ｃは、ピストン半製品３１Ｂに施した二次加工によって、前記ピストン３１の折返し部３と外周部５及びフランジ部７が追加形成され、ローリング部２、端板部６、フランジ部７、凸部８、下孔３９ａが形成されている。そして、二次加工によって得られた前記ピストン本体３１Ｃの下孔３９ａに対し、前記金属スリーブ９をネジ込んで装着固定することにより、図７に示した前記ピストン３１を得ることができる。
【００４４】
図１０は、第３の実施形態に係るピストンを備えたポンプの断面図である。該ポンプ２２は、例えば液晶等のＦＰＤや半導体製造プロセスに使用されるレジスト液等の薬液を定量、かつ定流量で供給するためのもので、前記ピストン３１が該ポンプ３２の作動膜であるダイヤフラムとして用いられている。これ以外の構造及び動作は、第１の実施形態のポンプ１０と同じであるため、同一部分に同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００４５】
以上、第３の実施形態に係るピストン３１は、シリンダ１１内に移動自在に支持され往復駆動されるピストンであって、該ピストン３１がフッ素樹脂で形成されており、該ピストン３１の円筒状外周部としてのローリング部２が１ｍｍ以下の厚さＡで、可撓性を有し、ローリング部２の内外径比が８０％以上で、かつ９８％未満であり、該ローリング部２が略１８０度の折返し部３を経て該ローリング部２の開放端部にフランジ部７を有している構成に、該ピストン３１のピストン本体３１Ｃがフッ素樹脂からなる被削物３１Ａを切削してピストン半製品３１Ｂを形成した後にその半製品３１Ｂに施す二次加工によって形成されていることが付加されている。また第３の実施形態に係るピストン３１は、フッ素樹脂からなる被削物３１Ａを切削して、折返し部３が未成形の半製品３１Ｂを成形した後、その半製品３１Ｂに施す二次加工によって前記折返し部３を形成することによって製造されている。また第３の実施形態に係るピストン３１を備えたポンプ３２は、シリンダ１１内に移動自在に支持され往復駆動されるピストン３１がフッ素樹脂で形成されており、該ピストン３１のローリング部２が１ｍｍ以下の厚さで、可撓性を有し、ローリング部２の内外径比が８０％以上で、かつ９８％未満であり、該ローリング部２が略１８０度の折返し部３を経て該ローリング部２の開放端部にフランジ部７を有し、該フランジ部７がシリンダ１１に取付けられている。そして、ピストン成形時（ピストン本体成形時）に折返し部３を成形している第１及び第２の実施形態に係るフッ素樹脂製のピストン１，２１に比べ、第３の実施形態に係るフッ素樹脂製のピストン３１は、前記折返し部３を、該折返し部３が未成形の半製品３１Ｂを成形した後、その半製品に施す二次加工、例えば熱処理やプレス加工による癖付けによって形成するので、ピストン半製品３１Ｂの形状が簡単になり、ピストン半製品３１Ｂを成形する切削加工を容易に行うことができる。またピストン成形時（ピストン本体成形時）に折返し部３を成形している第１及び第２の実施形態に係るフッ素樹脂製のピストン１，２１の場合、ポンプ駆動時、成形時に成形された該折返し部３が成形時の位置から成形時の初期形状が残った状態でシリンダ１１の内周面或いはピストン支持体１５の外周面に変位し、シリンダ１１の内周面或いはピストン支持体１５の外周面と擦れ、成形時に成形された折返し部に磨耗を生じ、この磨耗によってもピストンの耐久性が低下し、またシリンダ１１の内周面或いはピストン支持体１５の外周面に変位した成形時に成形された折返し部を基点にその前後に撓みや折曲りを発生し、該撓みや折曲がりによってポンプの定流量性能、定量性能、液置換性能が低下すると共に、ポンプ圧力室１６の洗浄に時間を要する虞があるが、第３の実施形態に係るフッ素樹脂製のピストン３１は、前記折返し部３を、該折返し部３が未成形の半製品３１Ｂを成形した後、その半製品に施す二次加工、例えば熱処理やプレス加工による癖付けによって形成するので、ポンプ駆動時、折返し部３はその形成時の初期位置からシリンダ１１の内周面或いはピストン支持体１５の外周面に変位しても、形成時の初期形状を残すことなく、シリンダ１１の内周面或いはピストン支持体１５の外周面に密着することができるようになる。これにより、該ピストン３１のローリング部２をピストン支持体１５の外周面とシリンダ１１の内周面に確実に密着させながら、この２面間の隙間で撓みや折曲りを生じることなく円滑にローリングさせることができるので、該ピストン３１に亀裂や孔等が発生するのを防止することができ、フッ素樹脂製のピストン３１で実用上十分な耐久性を確保することができる。また該ピストン３１のローリング部２に撓みや折曲りが生じないので、ポンプ３２の定流量性能、定量性能、液置換性能を向上することができると共に、ポンプ圧力室１６の洗浄時間を短縮することができる。しかもピストン３１が、ポンプ３２へのセット状態の形状に形成されているので、例えば折返し部３が未成形の状態で製造されているピストンに対し折返し部を形成しながらポンプを組立てるのに比べ、ポンプ３２の組立てを容易に行うことができる。
【００４６】
次に、本発明の第４及び第５の実施形態を図１１〜図１６を参照して説明する。第４に実施形態に係るピストン４１と第５の実施形態に係るピストン５１とは、構造的には全く同じであり、その製造方法のみが異なっている。図１１は、第４及び第５の実施形態に係るピストンを示す断面図であり、第４及び第５の実施形態に係る各ピストン４１，５１は、その製造方法が第２及び第３の実施形態のピストン２１の製造方法と異なるだけであり、構造的には第２及び第３の実施形態のピストン２１，３１と同じであるため、同一部分に同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００４７】
図１２は、第４の実施形態に係るピストンの製造方法を示す説明図、図１３は、第４の実施形態に係るピストンの製造方法における折返し部形成工程の一例を示す説明図である。該ピストン４１を製造するに際して、図１２（Ａ）に示すようなＰＴＦＥ等のフッ素樹脂からなる被削物４１Ａを準備する。なお、図例の被削物４１Ａは、外形が、該ピストン４１よりもやや大きい円柱形状であるが、多角柱形状でも良い。また材料費の削減等を図るために、仮想線で示すように、一端面の中央部に凹部を設けても良い。
【００４８】
前記ピストン４１を製造するには、被削物４１Ａを切削して、図１２（Ｂ）に示すような前記ピストン４１の折返し部３が未成形のピストン半製品４１Ｂ（ピストン本体の半製品）を成形する。この切削加工（一次加工）によって、前記ピストン４１の内周部４と端板部６及び凸部８の製品形状を得ると共に、図１３にも示すように、内周部４の開放端部に、前記ピストン４１の折返し部３と外周部５になる折返し予定部４３を連続一体に成形する。該折返し予定部４３は、先端側が、所定の曲げ半径を持って半径方向外側に曲げ角度略９０度で曲げられた断面Ｌ形に成形され、かつ長さが前記ピストン４１の折返し部３と外周部５の長さを合わせた長さと同じ寸法に成形されている（図１３の破線参照）。また折返し予定部４３の先端部に、前記ピストン４１のフランジ部７になる湾曲フランジ部４７を連続一体に成形する。該湾曲フランジ部４７は、折返し予定部４３の先端部から軸心線に沿って内周部４と反対側に突出され、円形に湾曲した両主面が半径方向に向く円環状に成形されている。さらに凸部８には、前記金属スリーブ９を同軸上にネジ込み固定するための有底の下孔４９ａが形成されている。
【００４９】
上記のようにピストン半製品４１Ｂは、前記ピストン４１の内周部４と端板部６及び凸部８に加え、前記ピストン４１の折返し部３と外周部５になる折返し予定部４３と、前記ピストン４１のフランジ部７になる湾曲フランジ部４７と、前記金属スリーブ９を装着するための下孔４９ａと、を有し、前記ピストン４１の折返し部３を略９０度曲げ戻した形状に成形され、前記ピストン４１のローリング部２の製品形状は未成形である。
【００５０】
次いで、ピストン半製品４１Ｂの折返し予定部４３に対し、前記折返し部３を形成する二次加工を施す。該二次加工は、例えば折返し予定部４３に熱を加えながら該折返し予定部４３を曲げ具に沿わせて曲げる等の熱処理による癖付け、或いは、折返し予定部４３を一対の曲げ型を用いて挟む等のプレス加工による癖付け、或いは折返し予定部４３に熱を加えながら該折返し予定部４３を一対の曲げ型を用いて挟む等の熱処理とプレス加工併用による癖付けによって、前記折返し部３を形成する。このような二次加工によって、図１２（Ｃ）に示すように、前記金属スリーブ９を装着固定する前の該ピストン４１のピストン本体４１Ｃを形成する。該ピストン本体４１Ｃは、ピストン半製品４１Ｂに施した二次加工によって、前記ピストン４１の折返し部３と外周部５及びフランジ部７が追加形成され、ローリング部２、端板部６、フランジ部７、凸部８、下孔４９ａが形成されている。そして、二次加工によって得られた前記ピストン本体４１Ｃの下孔４９ａに対し、前記金属スリーブ９をネジ込んで装着固定することにより、図１１に示した前記ピストン４１を得ることができる。
【００５１】
続いて、図１４は、第５の実施形態に係るピストンの製造方法を示す説明図、図１５は、第５の実施形態に係るピストンの製造方法における折返し部形成工程の一例を示す説明図である。該ピストン５１を製造するに際して、図１４（Ａ）に示すようなＰＴＦＥ等のフッ素樹脂からなる被削物５１Ａを準備する。なお、図例の被削物５１Ａは、外形が、該ピストン５１よりもやや大きい円柱形状であるが、多角柱形状でも良い。また材料費の削減等を図るために、仮想線で示すように、一端面の中央部に凹部を設けても良い。
【００５２】
前記ピストン５１を製造するには、被削物５１Ａを切削して、図１４（Ｂ）に示すような前記ピストン５１の折返し部３が未成形のピストン半製品５１Ｂ（ピストン本体の半製品）を成形する。この切削加工（一次加工）によって、前記ピストン５１の内周部４と端板部６及び凸部８の製品形状を得ると共に、図１５にも示すように、内周部４の開放端部に、前記ピストン５１の折返し部３と外周部５になる折返し予定部５３を連続一体に成形する。該折返し予定部５３は、内周部４の開放端部からストレートに延び円筒状に成形され、かつ長さが前記ピストン５１の折返し部３と外周部５の長さを合わせた長さと同じ寸法に成形されている（図１５の破線参照）。また折返し予定部５３の先端部に、前記ピストン５１のフランジ部７になる逆フランジ部５７を連続一体に成形する。該逆フランジ部５７は、折返し予定部５３の先端部から半径方向内側に向かって略垂直に立上がり、平坦な両主面が軸方向に向く円環状の板体に成形されている。さらに凸部８には、前記金属スリーブ９を同軸上にネジ込み固定する有底の下孔５９ａが形成されている。
【００５３】
上記のようにピストン半製品５１Ｂは、前記ピストン５１の内周部４と端板部６及び凸部８に加え、前記ピストン５１の折返し部３と外周部５になる折返し予定部５３と、前記ピストン５１のフランジ部７になる逆フランジ部５７と、前記金属スリーブ９を装着するための下孔５９ａと、を有し、前記ピストン５１の折返し部３を略１８０度曲げ戻した形状に成形され、前記ピストン５１のローリング部２の製品形状は未成形である。
【００５４】
次いで、ピストン半製品５１Ｂの折返し予定部５３に対し、前記折返し部３を形成する二次加工を施す。該二次加工は、例えば折返し予定部５３に熱を加えながら該折返し予定部５３を曲げ具に沿わせて曲げる等の熱処理による癖付け、或いは、折返し予定部５３を一対の曲げ型を用いて挟む等のプレス加工による癖付け、或いは折返し予定部５３に熱を加えながら該折返し予定部５３を一対の曲げ型を用いて挟む等の熱処理とプレス加工併用による癖付けによって、前記折返し部３を形成する。このような二次加工によって、図１４（Ｃ）に示すように、前記金属スリーブ９を装着固定する前の該ピストン５１のピストン本体５１Ｃを形成する。該ピストン本体５１Ｃは、ピストン半製品５１Ｂに施した二次加工によって、前記ピストン５１の折返し部３と外周部５及びフランジ部７が追加形成され、ローリング部２、端板部６、フランジ部７、凸部８、下孔５９ａが形成されている。そして、二次加工によって得られた前記ピストン本体５１Ｃの下孔４９ａに対し、前記金属スリーブ９をネジ込んで装着固定することにより、図１１に示した前記ピストン５１を得ることができる。
【００５５】
なお、第４及び第５の実施形態に係るピストンの製造方法において、該製造方法から明らかなように、前記ピストン４１，５１の折返し部３を曲げ戻した形状のピストン半製品４１Ｂ、５１Ｂを成形する場合の該曲げ戻し角度は、略９０度から略１８０度の範囲内であれば、何度で曲げ戻した形状でも二次加工によってピストン４１，５１のピストン本体４１Ｃ，５１Ｃを適正に形成することができる。
【００５６】
図１６は、第４或いは第５の実施形態に係るピストンを備えたポンプの断面図である。該ポンプ４２（第４の実施形態に係るピストンを備えたポンプ），５２（第４の実施形態に係るピストンを備えたポンプ）は、例えば液晶等のＦＰＤや半導体製造プロセスに使用されるレジスト液等の薬液を定量、かつ定流量で供給するためのもので、前記ピストン４１，５２が該ポンプ４２，５２の作動膜であるダイヤフラムとして用いられている。これ以外の構造及び動作は、第１の実施形態のポンプ１０と同じであるため、同一部分に同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００５７】
以上、第４及び第５の実施形態に係るピストン４１，５１は、シリンダ１１内に移動自在に支持され往復駆動されるピストンであって、該ピストン４１，５１がフッ素樹脂で形成されており、該ピストン４１，５１の円筒状外周部としてのローリング部２が１ｍｍ以下の厚さＡで、可撓性を有し、ローリング部２の内外径比が８０％以上で、かつ９８％未満であり、該ローリング部２が略１８０度の折返し部３を経て該ローリング部２の開放端部にフランジ部７を有している構成に、該ピストン４１，５１のピストン本体４１Ｃ，５１Ｃがフッ素樹脂からなる被削物４１Ａ，５１Ａを切削してピストン半製品４１Ｂ，５１Ｂを形成した後にその半製品４１Ｂ，５１Ｂに施す二次加工によって形成されていることが付加されている。また第４及び第５の実施形態に係るピストン４１，５１は、フッ素樹脂からなる被削物４１Ａ，５１Ａを切削して、折返し部３が未成形の半製品４１Ｂ，５１Ｂを成形した後、その半製品４１Ｂ，５１Ｂに施す二次加工によって前記折返し部３を形成することによって製造されている。また第４及び第５の実施形態に係るピストン４１，５１を備えたポンプ４２，５２は、シリンダ１１内に移動自在に支持され往復駆動されるピストン４１，５１がフッ素樹脂で形成されており、該ピストン４１，５１のローリング部２が１ｍｍ以下の厚さで、可撓性を有し、ローリング部２の内外径比が８０％以上で、かつ９８％未満であり、該ローリング部２が略１８０度の折返し部３を経て該ローリング部２の開放端部にフランジ部７を有し、該フランジ部７がシリンダ１１に取付けられている。従って、第３の実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００５８】
次に、円筒状外周部としてのローリング部が１ｍｍ以下の厚さで、ローリング部の内外径比が８０％以上の第２の実施形態に係るピストン（実施例１）と、ローリング部が実施例１と同じ１ｍｍ以下の厚さで、ローリング部の内外径比が８０％未満の第１の実施形態に係るピストン（実施例２）と、ローリング部が１ｍｍを超える（上回る）厚さで、ローリング部の内外径比が８０％以上のピストン（比較例１）と、ローリング部が比較例１と同様に１ｍｍを超える厚さで、ローリング部の内外径比が８０％未満のピストン（比較例２）について、ローリング部の屈曲性能、ポンプ定流量性能、ポンプ定量性能を比較したした結果を下記表１に示す。
【００５９】
【表１】
【００６０】
上記の表１からも明らかなように、厚さ１ｍｍ以下のローリング部が屈曲性能に優れ、ポンプ定流量性能とポンプ定量性能の両方について液晶等のＦＰＤや半導体の製造プロセスの使用条件を満たす結果が得られた。またローリング部の内外径比を８０％以上にすることで、液晶等のＦＰＤの製造プロセスにおいて、例えばガラス基板にレジスト液を塗布する際の塗布ムラを３％以下に抑えることができる高いポンプ定流量性能が得られた。なお、塗布ムラはローリング部の内外径比を９０％以上にすることで１％以下に抑えることができる。
【００６１】
以上、第１乃至第５の実施形態は本発明の好適な実施形態の一例を示したが、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形実施することができる。例えば液晶等のＦＰＤや半導体製造プロセスに使用されるレジスト液の供給用としてのピストンとそのピストンの製造方法及びそのピストンを備えたポンプを示したが、その他の種々の腐食性の液体供給用で、高い定流量性及び定量性が要求されるピストンとそのピストンの製造方法及びそのピストンを備えたポンプに好適に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るピストンを示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るピストンの製造方法を示す説明図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るピストンを備えたポンプの断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るピストンを示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るピストンの製造方法を示す説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るピストンを備えたポンプの断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るピストンを示す断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係るピストンの製造方法を示す説明図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係るピストン製造方法における折返し部形成工程の一例を示す説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係るピストンを備えたポンプの断面図である。
【図１１】本発明の第４及び第５の実施形態に係るピストンを示す断面図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係るピストンの製造方法を示す説明図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係るピストン製造方法における折返し部形成工程の一例を示す説明図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態に係るピストンの製造方法を示す説明図である。
【図１５】本発明の第５の実施形態に係るピストン製造方法における折返し部形成工程の一例を示す説明図である。
【図１６】本発明の第４及び第５の実施形態に係るピストンを備えたポンプの断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１、２１、３１、４１、５１ ピストン（ダイヤフラム）
２ ローリング部（円筒状外周部）
３ 折返し部
７ フランジ部（外周部の開放端部）
１Ａ、２１Ａ、３１Ａ、４１Ａ、５１Ａ 被削物
３１Ｂ、４１Ｂ、５１Ｂ ピストン半製品
１Ｂ、２１Ｂ、３１Ｃ、４１Ｃ、５１Ｃ ピストン本体
１０、２２、３２、４２、４２ ポンプ
１１ シリンダ
１５ ピストン支持体
Ａ ローリング部の厚さ
Ｒ１ 折返し部（ローリング部）の内径の半径
Ｒ２ 折返し部（ローリング部）の外径の半径
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンとそのピストンの製造方法及びそのピストンを備えたポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポンプの中で、シリンダ内に移動自在に支持され往復移動されるピストンとして、ゴムで形成されたダイヤフラムを用いたものが従来から知られている。このピストンとしてのダイヤフラムは、該ダイヤフラムの閉鎖端部がシリンダ内にシリンダ内面との間に隙間を設けて移動自在に支持され往復移動されるピストン支持体に取付けられ、該ダイヤフラムの円筒状外周部が略１８０度の折返し部を経て該外周部の開放端部に有するフランジ部でシリンダに取付けられている。このようなピストンを備えたポンプでは、ピストンによってシリンダ内に画成された圧力室に液体の吸込口及び吐出口がそれぞれ開口され、この吸込口及び吐出口に液体タンク及び吐出液体供給部がそれぞれ逆止弁を介して接続されており、ポンプを駆動すると、ピストン支持体の往復移動に伴ってピストンの円筒状外周部がピストン支持体外面とシリンダ内面に密着しながら、この２面間の隙間でローリングすることにより、圧力室の容積が変化し、容積が拡大する吸込工程で吸込口から液体を吸込み、縮小する吐出工程で吐出口から液体を吐出する（例えば「特許文献１」参照）。
【０００３】
しかしながら、従来のゴム製のピストンは、ゴムを侵すような腐食性の液体、例えば液晶等のＦＰＤや半導体の製造プロセスで使用されるレジスト液等の薬液によって劣化し、このような腐食性の液体を供給するためのポンプに用いることができなかった。
【０００４】
そこで、腐食性の液体を供給するポンプに用いることができるピストンが提案されている（例えば「特許文献２」参照）。このピストンは、腐食性の液体に耐性のあるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂で形成されており、腐食性の液体によって劣化することはないが、フッ素樹脂はゴムとは相違して柔軟性や伸縮性がないため、該ピストンの円筒状外周部の断面形状が円形とならず多角形になって折曲り部が形成されてしまうので、該ピストンに亀裂や孔等が発生し、耐久性に問題がある。
【０００５】
フッ素樹脂製のピストンの耐久性を改善する手段として、ピストン支持体の外面に圧力室に向けて先細となるテーパ部を設けると共に、該ピストンの円筒状外周部における駆動室（ピストンを挟んで圧力室と反対側に画成される駆動室）に向かう傾斜角度と、前記テーパ部における圧力室に向かう傾斜角度とを略同一に設定することが提案されている（「特許文献２」参照）。しかし、この手段では、該ピストンの円筒状外周部をピストン支持体の外面に密着させることはできても、シリンダ内面に密着させることはできず、シリンダ内面との間に隙間を形成してしまうので、該ピストンの円筒状外周部が波を打つように撓みや折曲りを発生し、該ピストンに亀裂や孔等を発生させてしまう。
【特許文献１】特開昭６１−１９７７７９号公報
【特許文献２】特開平９−５３５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、従来のフッ素樹脂製のピストンは、ゴム製のピストンとは相違して該ピストンの円筒状外周部に十分な可撓性がないため、該円筒状外周部がピストン支持体外面とシリンダ内面に密着しながら、この２面間の隙間で撓みや折曲りを生じることなく円滑にローリングさせることが難しく、該ピストンに亀裂や孔等が発生し、実用上十分な耐久性を確保することができない点にある。また該ピストンの円筒状外周部に撓みや折曲りを生じると、該撓み部や折曲り部と折返し部との間に空間が形成される場合があり、その空間に空気が残留する等してポンプの定量性能が低下すると共に、前記空間に液溜まりを生じる場合もあり、ポンプの液置換性能が低下する点にある。またポンプ圧力室を洗浄する際に該ピストンの円筒状外周部に生じる撓みや折曲りによって、折返し部まで洗浄液が届き難くなるため、洗浄に時間を要する点にある。
【０００７】
さらに、液晶等のＦＰＤの製造プロセスにおいては、例えばガラス基板にレジスト液を塗布する際の塗布ムラを３％以下、好ましくは１％以下に抑える必要があり、このため、前記レジスト液等の薬液を供給するポンプには、１回の吐出工程において液体を一定流量で連続的に吐出できる高い定流量性能が要求されるが、前記ピストンの円筒状外周部に撓みや折曲りを生じると、該撓みや折曲りによって吐出工程中の流量が乱れ、要求される定流量性能が得られない点にある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、その目的は、腐食性の液体を供給するためのポンプに用いることができ、しかも耐久性、ポンプの定流量性能、定量性能、液置換性能を向上することができると共に、ポンプ圧力室の洗浄時間を短縮することができるピストンとそのピストンの製造方法及びそのピストンを備えたポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明のピストンは、シリンダ内に移動自在に支持され往復駆動されるピストンであって、該ピストンがフッ素樹脂で形成されており、該ピストンの円筒状外周部が１ｍｍ以下の厚さで、可撓性を有し、該外周部が略１８０度の折返し部を経て該外周部の開放端部にフランジ部を有することを特徴としている。
【００１０】
上記構成を有する本発明のピストンは、該ピストンをフッ素樹脂で形成するに当って、該ピストンの円筒状外周部を１ｍｍ以下の厚さにすることで、該ピストンの円筒状外周部に十分な可撓性を付与することができ、柔軟性に優れ、かつ略一定の曲率でピストン支持体外面とシリンダ内面の２面間の隙間で折返すことができ、屈曲性能の高いピストンになる。これにより、該ピストンの円筒状外周部がピストン支持体外面とシリンダ内面に密着しながら、この２面間の隙間で撓みや折曲りを生じることなく円滑にローリングすることができるので、該ピストンに亀裂や孔等が発生するのを防止することができ、フッ素樹脂製のピストンで実用上十分な耐久性を確保することができる。また該ピストンの円筒状外周部に撓みや折曲りが生じないので、ポンプの定流量性能、定量性能、液置換性能を向上することができると共に、ポンプ圧力室の洗浄時間を短縮することができる。
【００１１】
本発明のピストンでは、折返し部の内径が外径の８０％以上であることが好ましい。
【００１２】
折返し部の内径が外径の８０％以上、つまり該ピストンの円筒状外周部の内径が外径の８０％以上であると、折返し部の歪量（伸び量）を小さくして該ピストンの円筒状外周部が塑性変形してしまうのを防止することができ、該ピストンの円筒状外周部の撓みや折曲りを防止しながらその形状を均一にすることができる。これにより、該ピストンの円筒状外周部をピストン支持体外面とシリンダ内面に確実に密着させながら、この２面間の隙間で撓みや折曲りを生じることなく円滑にローリングさせることができ、特に、ポンプの定流量性能の向上に高い効果を発揮することができる。なお、折返し部の外径に対する内径比（該ピストンの円筒状外周部の外径に対する内径比）が過大であると、折返し部の曲げ半径（ピストン支持体外面とシリンダ内面間の隙間）が小さくなり過ぎて、折返し部で座屈を生じる可能性があるため、折返し部の内径は外径の９８％未満とすることが好ましい。
【００１３】
本発明のピストンでは、フッ素樹脂からなる被削物を切削してピストン半製品を成形した後にその半製品に施す二次加工によって形成されていることが好ましい。
【００１４】
ピストンが、フッ素樹脂からなる被削物を切削してピストン半製品を成形した後にその半製品に施す二次加工によって形成されていると、前記折返し部が未成形の半製品を成形した後、その半製品に施す二次加工、例えば熱処理やプレス加工による癖付けによって前記折返し部を形成することができ、例えば折返し部を有するピストンを切削で形成する場合と比べて、切削加工を容易に行うことができる。つまり切削加工としては形状の簡単なピストン半製品を成形する切削加工のみを行えば良い。またポンプ駆動時、折返し部はその形成時の初期位置からシリンダ内面或いはピストン支持体外面に変位しても、ピストン全体を切削した場合に現れる形成時の初期形状の影響を残すことなく、シリンダ内面或いはピストン支持体外面に密着することができるようになる。これにより、該ピストンの円筒状外周部をピストン支持体外面とシリンダ内面に確実に密着させながら、この２面間の隙間で撓みや折曲りを生じることなく円滑にローリングさせることができるので、該ピストンに亀裂や孔等が発生するのを防止することができ、フッ素樹脂製のピストンで実用上十分な耐久性を確保することができる。また該ピストンの円筒状外周部に撓みや折曲りが生じないので、ポンプの定流量性能、定量性能、液置換性能を向上することができると共に、ポンプ圧力室の洗浄時間を短縮することができる。しかもピストンが、ポンプへのセット状態の形状に形成されているので、ポンプの組立てを容易に行うことができる。
【００１５】
本発明のピストンの製造方法は、シリンダ内に移動自在に支持され往復駆動されるピストンがフッ素樹脂で形成されており、該ピストンの円筒状外周部が１ｍｍ以下の厚さで、可撓性を有し、該外周部が略１８０度の折返し部を経て該外周部の開放端部にフランジ部を有するピストンの製造方法であって、フッ素樹脂からなる被削物を切削して、折返し部が未成形の半製品を成形した後、その半製品に施す二次加工によって前記折返し部を形成することを特徴としている。
【００１６】
本発明のピストンの製造方法によれば、前記折返し部を、該折返し部が未成形の半製品を成形した後、その半製品に施す二次加工、例えば熱処理やプレス加工による癖付けによって形成するので、例えば折返し部を有するピストンを切削で形成する場合と比べて、切削加工を容易に行うことができる。つまり切削加工としては形状の簡単なピストン半製品を成形する切削加工のみを行えば良い。またポンプ駆動時、折返し部はその形成時の初期位置からシリンダ内面或いはピストン支持体外面に変位しても、ピストン全体を切削した場合に現れる形成時の初期形状の影響を残すことなく、シリンダ内面或いはピストン支持体外面に密着することができるようになる。これにより、該ピストンの円筒状外周部をピストン支持体外面とシリンダ内面に確実に密着させながら、この２面間の隙間で撓みや折曲りを生じることなく円滑にローリングさせることができるので、該ピストンに亀裂や孔等が発生するのを防止することができ、フッ素樹脂製のピストンで実用上十分な耐久性を確保することができる。また該ピストンの円筒状外周部に撓みや折曲りが生じないので、ポンプの定流量性能、定量性能、液置換性能を向上することができると共に、ポンプ圧力室の洗浄時間を短縮することができる。しかもピストンが、ポンプへのセット状態の形状に形成されているので、ポンプの組立てを容易に行うことができる。
【００１７】
本発明のポンプは、シリンダ内に移動自在に支持され往復駆動されるピストンがフッ素樹脂で形成されており、該ピストンの円筒状外周部が１ｍｍ以下の厚さで、可撓性を有し、該外周部が略１８０度の折返し部を経て該外周部の開放端部にフランジ部を有し、該フランジ部がシリンダに取付けられることを特徴としている。
【００１８】
上記構成を有する本発明のポンプは、該ピストンをフッ素樹脂で形成するに当って、該ピストンの円筒状外周部を１ｍｍ以下の厚さにすることで、該ピストンの円筒状外周部に十分な可撓性を付与することができ、柔軟性に優れ、かつ略一定の曲率でピストン支持体外面とシリンダ内面の２面間の隙間で折返すことができ、屈曲性能の高いピストンになる。これにより、該ピストンの円筒状外周部がピストン支持体外面とシリンダ内面に密着しながら、この２面間の隙間で撓みや折曲りを生じることなく円滑にローリングすることができるので、該ピストンに亀裂や孔等が発生するのを防止することができ、フッ素樹脂製のピストンで実用上十分な耐久性を確保することができる。また該ピストンの円筒状外周部に撓みや折曲りが生じないので、ポンプの定流量性能、定量性能、液置換性能を向上することができると共に、ポンプ圧力室の洗浄時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、腐食性の液体を供給するためのポンプに用いることができ、しかも耐久性、ポンプの定流量性能、定量性能、液置換性能を向上することができると共に、ポンプ圧力室の洗浄時間を短縮することができるピストンとそのピストンの製造方法及びそのピストンを備えたポンプを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明のピストンとそのピストンの製造方法及びそのピストンを備えたポンプの実施形態を図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、第１の実施形態に係るピストンを示す断面図である。ピストン１は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂で形成されており、中間部で内側或いは外側に折返して（捲返して）なる円筒状外周部（以下「ローリング部」）２を備えている。このローリング部２は、曲げ角度略１８０度の折返し部３と、この折返し部３の内周側端部及び外周側端部から軸心線に沿って同方向に平行に延出される内周部４及び外周部５と、から構成されている。また内周部４の端部には、この端部を閉鎖端部にする円板状の端板部６が設けられ、外周部５の端部には、この端部から半径方向外側に向かって垂直に立ち上がる円環状の板体であって、平坦な両主面が軸方向に向くフランジ部７が設けられている。端板部６には、円柱状であって、外周面に雄ねじを有するネジ結合用の凸部８が、該端板部６の中央部から内周部４の内側に向かって同軸上に突出されている。凸部８には、ネジ結合用に別に製造された部品であって、内外周面に雄ねじを有する金属スリーブ９が、埋込み状態で同軸上に装着固定されている。なお、図例のピストン１は、ローリング部２が、内周部４の長さより外周部５の長さが短い引きタイプ（吸込工程からポンプ動作を開始するタイプ）の初期形状に形成されているが、外周部５の長さが長い押しタイプ（吐出工程からポンプ動作を開始するタイプ）の初期形状に形成しても良い。
【００２２】
ここで、前記ピストン１は、ローリング部２が０．１ｍｍ以上で１ｍｍ以下の厚さＡに形成され、可撓性を有している。
【００２３】
図２は、第１の実施形態に係るピストンの製造方法を示す説明図である。前記ピストン１を製造するに際して、図２（Ａ）に示すようなＰＴＦＥ等のフッ素樹脂からなる被削物１Ａを準備する。なお、図例の被削物１Ａは、外形が、前記ピストン１よりもやや大きい円柱形状であるが、多角柱形状でも良い。また材料費の削減等を図るために、仮想線で示すように、一端面の中央部に凹部を設けても良い。
【００２４】
前記ピストン１を製造するには、被削物１Ａを切削して、図２（Ｂ）に示すように、前記金属スリーブ９を装着固定する前の前記ピストン１のピストン本体１Ｂの形状にする。該ピストン本体１Ｂには、ローリング部２（折返し部３、内周部４、外周部５）、端板部６、フランジ部７、凸部８に加えて、該凸部８に前記金属スリーブ９を同軸上にネジ込み固定するための有底の下孔９ａが形成されている。そして、切削加工によって得られた前記ピストン本体１Ｂの下孔９ａに対し、前記金属スリーブ９をネジ込んで装着固定することにより、図１に示した前記ピストン１を得ることができる。
【００２５】
図３は、第１の実施形態に係るピストンを備えたポンプの断面図である。該ポンプ１０は、例えば液晶等のＦＰＤや半導体の製造プロセスに使用されるレジスト液等の薬液を定量、かつ定流量で供給するためのもので、前記ピストン１が該ポンプ１０の作動膜であるダイヤフラムとして用いられている。該ポンプ１０は、シリンダ１１がシリンダ本体１２と、該シリンダ本体１２の先端部に取付けられるヘッド部１３と、から構成されている。該シリンダ１１の外側には、空気圧シリンダやリニアモータ等の図示しない往復動駆動装置が取付けられ、該往復動駆動装置によって軸方向に往復駆動されるピストンロッド１４の先端に、外形が円柱状のピストン支持体１５がシリンダ１１の内面との間に所定の隙間を有して取付けられている。該ピストン支持体１５は、ピストンロッド１４を介してシリンダ１１内に軸方向に移動自在に収容支持され、往復動駆動装置によって往復駆動される。そして、前記ピストン１がシリンダ１１内に配置されている。該ピストン１は、内周部４の閉鎖端部を構成している端板部６がピストン支持体１５の先端面に凸部８でネジ結合されて密着状態で固定取付けされ、内周部４がピストン支持体１５の先端から外周面に沿って密着状態でピストン支持体１５の基端部に向かって延設される。つまり内周部４がピストン支持体１５の先端面及び外周面を密着状態で囲んでいる。また折返し部３はピストン支持体１５の外周面にあり、外周部５が折返し部３を経てシリンダ本体１２の内周面に沿って密着状態で内周部４と反対にシリンダ１１のヘッド部１３側に向かって延設され、該外周部５の開放端部から立上がるフランジ部７がシリンダ本体１２とヘッド部１３との接合面間で挟着保持されてシリンダ１１に固定取付けされている。シリンダ１１内には、該ピストン１とヘッド部１３によって圧力室１６が画成されている。ヘッド部１３には、圧力室１６に連通する吸込口１７及び吐出口１８が開口し、吸込口１７は、図示しない逆止弁或いは吸込側エアオペバルブを設けた配管を介して液体タンクに連通接続され、吐出口１８は、図示しない逆止弁或いは吐出側エアオペバルブを設けた配管を介して吐出液供給部に連通接続されている。なお、該ポンプ１０では、ピストン１以外の接液部であるヘッド部１３等も該ピストン１と同様にＰＴＦＥ等のフッ素樹脂で形成されている。
【００２６】
また、シリンダ１１内には、ピストン１とシリンダ本体１２によって前記圧力室１６と反対側に負圧室１９が画成されている。シリンダ本体１２には、負圧室１９に連通する空気吸込口２０が開口し、空気吸込口２０には、図示しない真空発生機器が接続されている。負圧室１９は、真空発生機器による吸気作用により、圧力が圧力室１６より十分低く維持され、ポンプ駆動時、ピストン１の内周部４及び外周部５をピストン支持体１５の外周面及びシリンダ１１の内周面に密着させた状態で折返し部３を変位しながら、ローリング部２をローリングさせるものである。
【００２７】
また、ピストンロッド１４は、その一端に一体に有する雄ネジ部１４ａがピストン支持体１５を貫通し、ピストン１の金属スリーブ９に直接ネジ結合され、金属スリーブ９と前記雄ネジ部１４ａの基端部に一体に有するカラー１４ｂとの間にピストン支持体１５を挟持し、ピストンロッド１４、ピストン支持体１５、ピストン１の３部品を同軸上で直結している。
【００２８】
上記のように構成されたポンプ１０は、ピストン１が引きタイプの初期形状に形成され、その初期形状でポンプ１０に組付けられるため、往復駆動装置によってピストン支持体１５を往復駆動すると、ピストン支持体１５と一体にピストン１の端板部６が図３に示す初期位置から右側に移動する吸入工程において、ピストン１の内周部４の長さが短くなり、ピストン１の外周部５の長さが長くなり、シリンダ本体１２の内周面とピストン支持体１５の外周面間の隙間で、ピストン１の折返し部３が右側に変位しながらピストン１のローリング部２がローリングする。これに伴って圧力室１６の容積が拡大し、その過程で圧力室１６に液体タンク内のレジスト液等の液体が吸込まれる。一方、ピストン支持体１５と一体にピストン１の端板部６が右側の移動終端位置から左側に移動して図３に示す初期位置に復帰する吐出工程において、ピストン１の内周部４の長さが長くなり、ピストン１の外周部５の長さが短くなり、シリンダ本体１２の内周面とピストン支持体１５の外周面間の隙間で、ピストン１の折返し部３が左側に変位しながらピストン１のローリング部２がローリングする。これに伴って圧力室１６の容積が縮小し、その過程で圧力室１６内の液体が吐出液供給部に供給される。このようなピストン１の往復駆動によって、吐出液供給部に液体タンク内の液体を一定流量で一定量供給することができる。
【００２９】
以上、第１の実施形態に係るピストン１は、シリンダ１１内に移動自在に支持され往復駆動されるピストンであって、該ピストン１がフッ素樹脂で形成されており、該ピストン１の円筒状外周部としてのローリング部２が１ｍｍ以下の厚さＡで、可撓性を有し、該ローリング部２が略１８０度の折返し部３を経て該ローリング部２の開放端部にフランジ部７を有している。また第１の実施形態に係るピストン１は、フッ素樹脂からなる被削物１Ａを切削して形成されて製造されいる。また第１の実施形態に係るピストン１を備えたポンプ１０は、シリンダ１１内に移動自在に支持され往復駆動されるピストン１がフッ素樹脂で形成されており、該ピストン１のローリング部２が１ｍｍ以下の厚さで、可撓性を有し、該ローリング部２が略１８０度の折返し部３を経て該ローリング部２の開放端部にフランジ部７を有し、該フランジ部７がシリンダ１１に取付けられている。そして、該ピストン１をフッ素樹脂で形成するに当って、該ピストン１のローリング部２を１ｍｍ以下の厚さＡにすることで、該ピストン１のローリング部２に十分な可撓性を付与することができ、柔軟性に優れ、かつ略一定の曲率でピストン支持体外面１５とシリンダ１１内面の２面間の隙間で折返すことができ、屈曲性能の高いピストン１になっている。これにより、該ピストン１のローリング部２がピストン支持体１５の外周面とシリンダ１１の内周面に密着しながら、この２面間の隙間で撓みや折曲りを生じることなく円滑にローリングすることができるので、該ピストン１のローリング部２に亀裂や孔等が発生するのを防止することができ、フッ素樹脂製のピストン１で実用上十分な耐久性を確保することができる。また該ピストン１のローリング部２に撓みや折曲りが生じないので、ポンプ１０の定流量性能、定量性能、液置換性能を向上することができると共に、ポンプ圧力室１６の洗浄時間を短縮することができる。しかもピストン１が、ポンプ１０へのセット状態の形状に形成されているので、例えば折返し部３が未成形の状態で製造されているピストンに対し折返し部を形成しながらポンプを組立てるのに比べ、ポンプ１０の組立てを容易に行うことができる。
【００３０】
また、ポンプ圧力室１６の洗浄時には、ピストン１の折返し部３をなくすように、ピストン支持体１５を図３に示す初期位置からさらに左側に移動させ、ピストン１の端板部６をフランジ部７に対して離間させ、ピストン１から折返し部３及び外周部５をなくすことで、液体が溜まる部分がなくなるため、さらに液置換性能が向上し、洗浄時間も大幅に短縮することができる。
【００３１】
また、ピストン支持体１５を挟んでピストンロッド１４とピストン１の内周部４の閉鎖端部（端板部６）とを直結することにより、ピストンロッド１４，ピストン支持体１５，ピストン１の３部品を確実に同軸上で一体に連結することができるので、ピストン１の軸ずれ等によるローリング部２の偏磨耗を防止することができ、ピストン１の耐久性（寿命）が向上し、引いてはポンプ１０の寿命を向上することができる。
【００３２】
なお、第１の実施形態では、該ピストン１のピストン本体１Ｂをフッ素樹脂からなる被削物１Ａを切削して形成したが、該ピストン１のピストン本体１Ｂは射出成形によって製作しても良い。また該ピストン１はインサート成形によってピストン本体１Ｂに金属スリーブ９を一体化した状態で製作しても良い。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施形態を図４〜図６を参照して説明する。図４は、第２の実施形態に係るピストンを示す断面図であり、該ピストン２１は、折返し部３の内径（Ｒ１×２）が外径（Ｒ２×２）の８０％以上で、かつ９８％未満になるように形成されている。つまりローリング部２の内径（Ｒ１×２）が外径（Ｒ２×２）の８０％以上で、かつ９８％未満になるように形成されている。これ以外の構造は、第１の実施形態に係るピストン１と同じであるため、同一部分に同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００３４】
前記ピストン２１における折返し部２の外径（Ｒ２×２）に対する内径（Ｒ１×２）比（ローリング部２の外径（Ｒ２×２）に対する内径（Ｒ１×２）比、以下「ローリング部２の内外径比」という）は、９０％以上で、かつ９８％未満がより好ましい。
【００３５】
図５は、第２の実施形態に係るピストンの製造方法を示す断面図である。該ピストン２１を製造するに際して、図５（Ａ）に示すようなＰＴＦＥ等のフッ素樹脂からなる被削物２１Ａを準備する。なお、図例の被削物２１Ａは、外形が、前記ピストン２１よりもやや大きい円柱形状であるが、多角柱形状でも良い。また材料費の削減等を図るために、仮想線で示すように、一端面の中央部に凹部を設けても良い。
【００３６】
前記ピストン２１を製造するには、被削物２０Ａを切削して、図５（Ｂ）に示すように、前記金属スリーブ９を装着固定する前の該ピストン２１のピストン本体２１Ｂの形状にする。該ピストン本体２１Ｂは、ローリング部２（折返し部３、内周部４、外周部５）、端板部６、フランジ部７、凸部８に加えて、該凸部８に前記金属スリーブ９を同軸上にネジ込み固定するための有底の下孔２９ａが形成されている。そして、切削加工によって得られた前記ピストン本体２１Ｂの下孔２８ａに対し、前記金属スリーブ９をネジ込んで装着固定することにより、図４に示した前記ピストン２１を得ることができる。
【００３７】
図６は、第２の実施形態に係るピストンを備えたポンプの断面図である。該ポンプ２２は、例えば液晶等のＦＰＤや半導体製造プロセスに使用されるレジスト液等の薬液を定量、かつ定流量で供給するためのもので、前記ピストン２１が該ポンプ２２の作動膜であるダイヤフラムとして用いられている。これ以外の構造及び動作は、第１の実施形態のポンプ１０と同じであるため、同一部分に同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００３８】
以上、本発明の第２の実施形態に係るピストン２１は、シリンダ１１内に移動自在に支持され往復駆動されるピストンであって、該ピストン２１がフッ素樹脂で形成されており、該ピストン２１の円筒状外周部としてのローリング部２が１ｍｍ以下の厚さＡで、可撓性を有し、該ローリング部２が略１８０度の折返し部３を経て該ローリング部２の開放端部にフランジ部７を有している構成に、ローリング部２の内外径比が８０％以上で、かつ９８％未満であることが付加されている。また第２の実施形態に係るピストン２１は、フッ素樹脂からなる被削物２１Ａを切削して形成されて製造されている。また第２の実施形態に係るピストン２１を備えたポンプ２２は、シリンダ１１内に移動自在に支持され往復駆動されるピストン２１がフッ素樹脂で形成されており、該ピストン２１のローリング部２が１ｍｍ以下の厚さで、可撓性を有し、ローリング部２の内外径比が８０％以上で、かつ９８％未満であり、該ローリング部２が略１８０度の折返し部３を経て該ローリング部２の開放端部にフランジ部７を有し、該フランジ部７がシリンダ１１に取付けられている。ここで、ローリング部２の内外径比が大きいと、折返し部２の曲率は小さくなり、折返し部２で座屈の可能性が大きくなるが、歪量（伸び量）は小さくなる。反対にローリング部２の内外径比が小さいと、折返し部２の曲率は大きくなり、折返し部２で座屈の可能性が小さくなるが、歪量（伸び量）は大きくなる。歪量（伸び量）が大きいとローリング部２が塑性変形してしまい、ローリング部２に撓みや折曲りを生じ、形状が均一ならず、ポンプ２２の定流量性能が低下する。そして、ローリング部２の内外径比を８０％以上、好ましくは９０％以上と大きくすることで、折返し部３の歪量（伸び量）を小さくして該ピストン２１のローリング部２が塑性変形してしまうのを防止することができ、該ピストン２１のローリング部２の撓みや折曲りを防止しながらその形状を均一にすることができる。これにより、該ピストン２１のローリング部２をピストン支持体１５の外周面とシリンダ１１の内周面に確実に密着させながら、この２面間の隙間で撓みや折曲りを生じることなく円滑にローリングさせることができ、ポンプ２２の定流量性能の向上に高い効果を発揮することができる。このため、液晶等のＦＰＤの製造プロセスにも適用できるポンプ２２の定流量性能を得ることができる。また折返し部２での座屈はローリング部２の内外径比を９８％未満とすることで防止することができる。
【００３９】
次に、本発明の第３の実施形態を図７〜図１０を参照して説明する。図７は、第３の実施形態に係るピストンを示す断面図であり、該ピストン３１は、その製造方法が第２の実施形態のピストン２１の製造方法と異なるだけであり、構造的には第２の実施形態に係るピストン２１と同じであるため、同一部分に同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００４０】
図８は、第３の実施形態に係るピストンの製造方法を示す説明図、図９は、第３の実施形態に係るピストンの製造方法における折返し部形成工程の一例を示す説明図である。該ピストン３１を製造するに際して、図８（Ａ）に示すようなＰＴＦＥ等のフッ素樹脂からなる被削物３１Ａを準備する。なお、図例の被削物３１Ａは、外形が、該ピストン３１よりもやや大きい円柱形状であるが、多角柱形状でも良い。また材料費の削減等を図るために、仮想線で示すように、一端面の中央部に凹部を設けても良い。
【００４１】
前記ピストン３１を製造するには、被削物３１Ａを切削して、図８（Ｂ）に示すような前記ピストン３１の折返し部３が未成形のピストン半製品３１Ｂ（ピストン本体の半製品）を成形する。この切削加工（一次加工）によって、前記ピストン３１の内周部４と端板部６及び凸部８の製品形状を得ると共に、図９にも示すように、内周部４の開放端部に、前記ピストン３１の折返し部３と外周部５になる折返し予定部３３を連続一体に成形する。該折返し予定部３３は、先端側が、所定の曲げ半径を持って半径方向外側に曲げ角度略９０度で曲げられた断面Ｌ形に成形され、かつ長さが前記ピストン３１の折返し部３と外周部５の長さを合わせた長さと同じ寸法に成形されている（図９の破線参照）。また折返し予定部３３の先端部に、前記ピストン３１のフランジ部７になる端フランジ部３７を連続一体に成形する。該端フランジ部３７は、折返し予定部３３の先端部から、前記ピストン１のフランジ部７と同様に、半径方向外側に向かって垂直に立ち上がり、平坦な両主面が軸方向に向く円環状の板体に成形されている。さらに凸部８には、前記金属スリーブ９を同軸上にネジ込み固定するための有底の下孔３９ａが形成されている。
【００４２】
上記のようにピストン半製品３１Ｂは、前記ピストン３１の内周部４と端板部６及び凸部８に加え、前記ピストン３１の折返し部３と外周部５になる折返し予定部３３と、前記ピストン３１のフランジ部７になる端フランジ部３７と、前記金属スリーブ９を装着するための下孔３９ａと、を有し、前記ピストン３１の折返し部３がなくなるまでフランジ部７を端板部６から離した形状に成形され、前記ピストン３１のローリング部２の製品形状は未成形である。
【００４３】
次いで、ピストン半製品３１Ｂの折返し予定部３３に対し、前記折返し部３を形成する二次加工を施す。該二次加工は、例えば折返し予定部３３に熱を加えながら該折返し予定部３３を曲げ具に沿わせて曲げる等の熱処理による癖付け、或いは、折返し予定部３３を一対の曲げ型を用いて挟む等のプレス加工による癖付け、或いは折返し予定部３３に熱を加えながら該折返し予定部３３を一対の曲げ型を用いて挟む等の熱処理とプレス加工併用による癖付けによって、前記折返し部３を形成する。このような二次加工によって、図８（Ｃ）に示すように、前記金属スリーブ９を装着固定する前の該ピストン３１のピストン本体３１Ｃを形成する。該ピストン本体３１Ｃは、ピストン半製品３１Ｂに施した二次加工によって、前記ピストン３１の折返し部３と外周部５及びフランジ部７が追加形成され、ローリング部２、端板部６、フランジ部７、凸部８、下孔３９ａが形成されている。そして、二次加工によって得られた前記ピストン本体３１Ｃの下孔３９ａに対し、前記金属スリーブ９をネジ込んで装着固定することにより、図７に示した前記ピストン３１を得ることができる。
【００４４】
図１０は、第３の実施形態に係るピストンを備えたポンプの断面図である。該ポンプ２２は、例えば液晶等のＦＰＤや半導体製造プロセスに使用されるレジスト液等の薬液を定量、かつ定流量で供給するためのもので、前記ピストン３１が該ポンプ３２の作動膜であるダイヤフラムとして用いられている。これ以外の構造及び動作は、第１の実施形態のポンプ１０と同じであるため、同一部分に同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００４５】
以上、第３の実施形態に係るピストン３１は、シリンダ１１内に移動自在に支持され往復駆動されるピストンであって、該ピストン３１がフッ素樹脂で形成されており、該ピストン３１の円筒状外周部としてのローリング部２が１ｍｍ以下の厚さＡで、可撓性を有し、ローリング部２の内外径比が８０％以上で、かつ９８％未満であり、該ローリング部２が略１８０度の折返し部３を経て該ローリング部２の開放端部にフランジ部７を有している構成に、該ピストン３１のピストン本体３１Ｃがフッ素樹脂からなる被削物３１Ａを切削してピストン半製品３１Ｂを形成した後にその半製品３１Ｂに施す二次加工によって形成されていることが付加されている。また第３の実施形態に係るピストン３１は、フッ素樹脂からなる被削物３１Ａを切削して、折返し部３が未成形の半製品３１Ｂを成形した後、その半製品３１Ｂに施す二次加工によって前記折返し部３を形成することによって製造されている。また第３の実施形態に係るピストン３１を備えたポンプ３２は、シリンダ１１内に移動自在に支持され往復駆動されるピストン３１がフッ素樹脂で形成されており、該ピストン３１のローリング部２が１ｍｍ以下の厚さで、可撓性を有し、ローリング部２の内外径比が８０％以上で、かつ９８％未満であり、該ローリング部２が略１８０度の折返し部３を経て該ローリング部２の開放端部にフランジ部７を有し、該フランジ部７がシリンダ１１に取付けられている。そして、ピストン成形時（ピストン本体成形時）に折返し部３を成形している第１及び第２の実施形態に係るフッ素樹脂製のピストン１，２１に比べ、第３の実施形態に係るフッ素樹脂製のピストン３１は、前記折返し部３を、該折返し部３が未成形の半製品３１Ｂを成形した後、その半製品に施す二次加工、例えば熱処理やプレス加工による癖付けによって形成するので、ピストン半製品３１Ｂの形状が簡単になり、ピストン半製品３１Ｂを成形する切削加工を容易に行うことができる。またピストン成形時（ピストン本体成形時）に折返し部３を成形している第１及び第２の実施形態に係るフッ素樹脂製のピストン１，２１の場合、ポンプ駆動時、成形時に成形された該折返し部３が成形時の位置から成形時の初期形状が残った状態でシリンダ１１の内周面或いはピストン支持体１５の外周面に変位し、シリンダ１１の内周面或いはピストン支持体１５の外周面と擦れ、成形時に成形された折返し部に磨耗を生じ、この磨耗によってもピストンの耐久性が低下し、またシリンダ１１の内周面或いはピストン支持体１５の外周面に変位した成形時に成形された折返し部を基点にその前後に撓みや折曲りを発生し、該撓みや折曲がりによってポンプの定流量性能、定量性能、液置換性能が低下すると共に、ポンプ圧力室１６の洗浄に時間を要する虞があるが、第３の実施形態に係るフッ素樹脂製のピストン３１は、前記折返し部３を、該折返し部３が未成形の半製品３１Ｂを成形した後、その半製品に施す二次加工、例えば熱処理やプレス加工による癖付けによって形成するので、ポンプ駆動時、折返し部３はその形成時の初期位置からシリンダ１１の内周面或いはピストン支持体１５の外周面に変位しても、形成時の初期形状を残すことなく、シリンダ１１の内周面或いはピストン支持体１５の外周面に密着することができるようになる。これにより、該ピストン３１のローリング部２をピストン支持体１５の外周面とシリンダ１１の内周面に確実に密着させながら、この２面間の隙間で撓みや折曲りを生じることなく円滑にローリングさせることができるので、該ピストン３１に亀裂や孔等が発生するのを防止することができ、フッ素樹脂製のピストン３１で実用上十分な耐久性を確保することができる。また該ピストン３１のローリング部２に撓みや折曲りが生じないので、ポンプ３２の定流量性能、定量性能、液置換性能を向上することができると共に、ポンプ圧力室１６の洗浄時間を短縮することができる。しかもピストン３１が、ポンプ３２へのセット状態の形状に形成されているので、例えば折返し部３が未成形の状態で製造されているピストンに対し折返し部を形成しながらポンプを組立てるのに比べ、ポンプ３２の組立てを容易に行うことができる。
【００４６】
次に、本発明の第４及び第５の実施形態を図１１〜図１６を参照して説明する。第４に実施形態に係るピストン４１と第５の実施形態に係るピストン５１とは、構造的には全く同じであり、その製造方法のみが異なっている。図１１は、第４及び第５の実施形態に係るピストンを示す断面図であり、第４及び第５の実施形態に係る各ピストン４１，５１は、その製造方法が第２及び第３の実施形態のピストン２１の製造方法と異なるだけであり、構造的には第２及び第３の実施形態のピストン２１，３１と同じであるため、同一部分に同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００４７】
図１２は、第４の実施形態に係るピストンの製造方法を示す説明図、図１３は、第４の実施形態に係るピストンの製造方法における折返し部形成工程の一例を示す説明図である。該ピストン４１を製造するに際して、図１２（Ａ）に示すようなＰＴＦＥ等のフッ素樹脂からなる被削物４１Ａを準備する。なお、図例の被削物４１Ａは、外形が、該ピストン４１よりもやや大きい円柱形状であるが、多角柱形状でも良い。また材料費の削減等を図るために、仮想線で示すように、一端面の中央部に凹部を設けても良い。
【００４８】
前記ピストン４１を製造するには、被削物４１Ａを切削して、図１２（Ｂ）に示すような前記ピストン４１の折返し部３が未成形のピストン半製品４１Ｂ（ピストン本体の半製品）を成形する。この切削加工（一次加工）によって、前記ピストン４１の内周部４と端板部６及び凸部８の製品形状を得ると共に、図１３にも示すように、内周部４の開放端部に、前記ピストン４１の折返し部３と外周部５になる折返し予定部４３を連続一体に成形する。該折返し予定部４３は、先端側が、所定の曲げ半径を持って半径方向外側に曲げ角度略９０度で曲げられた断面Ｌ形に成形され、かつ長さが前記ピストン４１の折返し部３と外周部５の長さを合わせた長さと同じ寸法に成形されている（図１３の破線参照）。また折返し予定部４３の先端部に、前記ピストン４１のフランジ部７になる湾曲フランジ部４７を連続一体に成形する。該湾曲フランジ部４７は、折返し予定部４３の先端部から軸心線に沿って内周部４と反対側に突出され、円形に湾曲した両主面が半径方向に向く円環状に成形されている。さらに凸部８には、前記金属スリーブ９を同軸上にネジ込み固定するための有底の下孔４９ａが形成されている。
【００４９】
上記のようにピストン半製品４１Ｂは、前記ピストン４１の内周部４と端板部６及び凸部８に加え、前記ピストン４１の折返し部３と外周部５になる折返し予定部４３と、前記ピストン４１のフランジ部７になる湾曲フランジ部４７と、前記金属スリーブ９を装着するための下孔４９ａと、を有し、前記ピストン４１の折返し部３を略９０度曲げ戻した形状に成形され、前記ピストン４１のローリング部２の製品形状は未成形である。
【００５０】
次いで、ピストン半製品４１Ｂの折返し予定部４３に対し、前記折返し部３を形成する二次加工を施す。該二次加工は、例えば折返し予定部４３に熱を加えながら該折返し予定部４３を曲げ具に沿わせて曲げる等の熱処理による癖付け、或いは、折返し予定部４３を一対の曲げ型を用いて挟む等のプレス加工による癖付け、或いは折返し予定部４３に熱を加えながら該折返し予定部４３を一対の曲げ型を用いて挟む等の熱処理とプレス加工併用による癖付けによって、前記折返し部３を形成する。このような二次加工によって、図１２（Ｃ）に示すように、前記金属スリーブ９を装着固定する前の該ピストン４１のピストン本体４１Ｃを形成する。該ピストン本体４１Ｃは、ピストン半製品４１Ｂに施した二次加工によって、前記ピストン４１の折返し部３と外周部５及びフランジ部７が追加形成され、ローリング部２、端板部６、フランジ部７、凸部８、下孔４９ａが形成されている。そして、二次加工によって得られた前記ピストン本体４１Ｃの下孔４９ａに対し、前記金属スリーブ９をネジ込んで装着固定することにより、図１１に示した前記ピストン４１を得ることができる。
【００５１】
続いて、図１４は、第５の実施形態に係るピストンの製造方法を示す説明図、図１５は、第５の実施形態に係るピストンの製造方法における折返し部形成工程の一例を示す説明図である。該ピストン５１を製造するに際して、図１４（Ａ）に示すようなＰＴＦＥ等のフッ素樹脂からなる被削物５１Ａを準備する。なお、図例の被削物５１Ａは、外形が、該ピストン５１よりもやや大きい円柱形状であるが、多角柱形状でも良い。また材料費の削減等を図るために、仮想線で示すように、一端面の中央部に凹部を設けても良い。
【００５２】
前記ピストン５１を製造するには、被削物５１Ａを切削して、図１４（Ｂ）に示すような前記ピストン５１の折返し部３が未成形のピストン半製品５１Ｂ（ピストン本体の半製品）を成形する。この切削加工（一次加工）によって、前記ピストン５１の内周部４と端板部６及び凸部８の製品形状を得ると共に、図１５にも示すように、内周部４の開放端部に、前記ピストン５１の折返し部３と外周部５になる折返し予定部５３を連続一体に成形する。該折返し予定部５３は、内周部４の開放端部からストレートに延び円筒状に成形され、かつ長さが前記ピストン５１の折返し部３と外周部５の長さを合わせた長さと同じ寸法に成形されている（図１５の破線参照）。また折返し予定部５３の先端部に、前記ピストン５１のフランジ部７になる逆フランジ部５７を連続一体に成形する。該逆フランジ部５７は、折返し予定部５３の先端部から半径方向内側に向かって略垂直に立上がり、平坦な両主面が軸方向に向く円環状の板体に成形されている。さらに凸部８には、前記金属スリーブ９を同軸上にネジ込み固定する有底の下孔５９ａが形成されている。
【００５３】
上記のようにピストン半製品５１Ｂは、前記ピストン５１の内周部４と端板部６及び凸部８に加え、前記ピストン５１の折返し部３と外周部５になる折返し予定部５３と、前記ピストン５１のフランジ部７になる逆フランジ部５７と、前記金属スリーブ９を装着するための下孔５９ａと、を有し、前記ピストン５１の折返し部３を略１８０度曲げ戻した形状に成形され、前記ピストン５１のローリング部２の製品形状は未成形である。
【００５４】
次いで、ピストン半製品５１Ｂの折返し予定部５３に対し、前記折返し部３を形成する二次加工を施す。該二次加工は、例えば折返し予定部５３に熱を加えながら該折返し予定部５３を曲げ具に沿わせて曲げる等の熱処理による癖付け、或いは、折返し予定部５３を一対の曲げ型を用いて挟む等のプレス加工による癖付け、或いは折返し予定部５３に熱を加えながら該折返し予定部５３を一対の曲げ型を用いて挟む等の熱処理とプレス加工併用による癖付けによって、前記折返し部３を形成する。このような二次加工によって、図１４（Ｃ）に示すように、前記金属スリーブ９を装着固定する前の該ピストン５１のピストン本体５１Ｃを形成する。該ピストン本体５１Ｃは、ピストン半製品５１Ｂに施した二次加工によって、前記ピストン５１の折返し部３と外周部５及びフランジ部７が追加形成され、ローリング部２、端板部６、フランジ部７、凸部８、下孔５９ａが形成されている。そして、二次加工によって得られた前記ピストン本体５１Ｃの下孔４９ａに対し、前記金属スリーブ９をネジ込んで装着固定することにより、図１１に示した前記ピストン５１を得ることができる。
【００５５】
なお、第４及び第５の実施形態に係るピストンの製造方法において、該製造方法から明らかなように、前記ピストン４１，５１の折返し部３を曲げ戻した形状のピストン半製品４１Ｂ、５１Ｂを成形する場合の該曲げ戻し角度は、略９０度から略１８０度の範囲内であれば、何度で曲げ戻した形状でも二次加工によってピストン４１，５１のピストン本体４１Ｃ，５１Ｃを適正に形成することができる。
【００５６】
図１６は、第４或いは第５の実施形態に係るピストンを備えたポンプの断面図である。該ポンプ４２（第４の実施形態に係るピストンを備えたポンプ），５２（第４の実施形態に係るピストンを備えたポンプ）は、例えば液晶等のＦＰＤや半導体製造プロセスに使用されるレジスト液等の薬液を定量、かつ定流量で供給するためのもので、前記ピストン４１，５２が該ポンプ４２，５２の作動膜であるダイヤフラムとして用いられている。これ以外の構造及び動作は、第１の実施形態のポンプ１０と同じであるため、同一部分に同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００５７】
以上、第４及び第５の実施形態に係るピストン４１，５１は、シリンダ１１内に移動自在に支持され往復駆動されるピストンであって、該ピストン４１，５１がフッ素樹脂で形成されており、該ピストン４１，５１の円筒状外周部としてのローリング部２が１ｍｍ以下の厚さＡで、可撓性を有し、ローリング部２の内外径比が８０％以上で、かつ９８％未満であり、該ローリング部２が略１８０度の折返し部３を経て該ローリング部２の開放端部にフランジ部７を有している構成に、該ピストン４１，５１のピストン本体４１Ｃ，５１Ｃがフッ素樹脂からなる被削物４１Ａ，５１Ａを切削してピストン半製品４１Ｂ，５１Ｂを形成した後にその半製品４１Ｂ，５１Ｂに施す二次加工によって形成されていることが付加されている。また第４及び第５の実施形態に係るピストン４１，５１は、フッ素樹脂からなる被削物４１Ａ，５１Ａを切削して、折返し部３が未成形の半製品４１Ｂ，５１Ｂを成形した後、その半製品４１Ｂ，５１Ｂに施す二次加工によって前記折返し部３を形成することによって製造されている。また第４及び第５の実施形態に係るピストン４１，５１を備えたポンプ４２，５２は、シリンダ１１内に移動自在に支持され往復駆動されるピストン４１，５１がフッ素樹脂で形成されており、該ピストン４１，５１のローリング部２が１ｍｍ以下の厚さで、可撓性を有し、ローリング部２の内外径比が８０％以上で、かつ９８％未満であり、該ローリング部２が略１８０度の折返し部３を経て該ローリング部２の開放端部にフランジ部７を有し、該フランジ部７がシリンダ１１に取付けられている。従って、第３の実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００５８】
次に、円筒状外周部としてのローリング部が１ｍｍ以下の厚さで、ローリング部の内外径比が８０％以上の第２の実施形態に係るピストン（実施例１）と、ローリング部が実施例１と同じ１ｍｍ以下の厚さで、ローリング部の内外径比が８０％未満の第１の実施形態に係るピストン（実施例２）と、ローリング部が１ｍｍを超える（上回る）厚さで、ローリング部の内外径比が８０％以上のピストン（比較例１）と、ローリング部が比較例１と同様に１ｍｍを超える厚さで、ローリング部の内外径比が８０％未満のピストン（比較例２）について、ローリング部の屈曲性能、ポンプ定流量性能、ポンプ定量性能を比較したした結果を下記表１に示す。
【００５９】
【表１】
【００６０】
上記の表１からも明らかなように、厚さ１ｍｍ以下のローリング部が屈曲性能に優れ、ポンプ定流量性能とポンプ定量性能の両方について液晶等のＦＰＤや半導体の製造プロセスの使用条件を満たす結果が得られた。またローリング部の内外径比を８０％以上にすることで、液晶等のＦＰＤの製造プロセスにおいて、例えばガラス基板にレジスト液を塗布する際の塗布ムラを３％以下に抑えることができる高いポンプ定流量性能が得られた。なお、塗布ムラはローリング部の内外径比を９０％以上にすることで１％以下に抑えることができる。
【００６１】
以上、第１乃至第５の実施形態は本発明の好適な実施形態の一例を示したが、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形実施することができる。例えば液晶等のＦＰＤや半導体製造プロセスに使用されるレジスト液の供給用としてのピストンとそのピストンの製造方法及びそのピストンを備えたポンプを示したが、その他の種々の腐食性の液体供給用で、高い定流量性及び定量性が要求されるピストンとそのピストンの製造方法及びそのピストンを備えたポンプに好適に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るピストンを示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るピストンの製造方法を示す説明図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るピストンを備えたポンプの断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るピストンを示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るピストンの製造方法を示す説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るピストンを備えたポンプの断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るピストンを示す断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係るピストンの製造方法を示す説明図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係るピストン製造方法における折返し部形成工程の一例を示す説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係るピストンを備えたポンプの断面図である。
【図１１】本発明の第４及び第５の実施形態に係るピストンを示す断面図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係るピストンの製造方法を示す説明図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係るピストン製造方法における折返し部形成工程の一例を示す説明図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態に係るピストンの製造方法を示す説明図である。
【図１５】本発明の第５の実施形態に係るピストン製造方法における折返し部形成工程の一例を示す説明図である。
【図１６】本発明の第４及び第５の実施形態に係るピストンを備えたポンプの断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１、２１、３１、４１、５１ ピストン（ダイヤフラム）
２ ローリング部（円筒状外周部）
３ 折返し部
７ フランジ部（外周部の開放端部）
１Ａ、２１Ａ、３１Ａ、４１Ａ、５１Ａ 被削物
３１Ｂ、４１Ｂ、５１Ｂ ピストン半製品
１Ｂ、２１Ｂ、３１Ｃ、４１Ｃ、５１Ｃ ピストン本体
１０、２２、３２、４２、４２ ポンプ
１１ シリンダ
１５ ピストン支持体
Ａ ローリング部の厚さ
Ｒ１ 折返し部（ローリング部）の内径の半径
Ｒ２ 折返し部（ローリング部）の外径の半径
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内に移動自在に支持され往復駆動されるピストンであって、該ピストンがフッ素樹脂で形成されており、該ピストンの円筒状外周部が１ｍｍ以下の厚さで、可撓性を有し、該外周部が略１８０度の折返し部を経て該外周部の開放端部にフランジ部を有することを特徴としたピストン。
【請求項２】
折返し部の内径が外径の８０％以上であることを特徴とした請求項１に記載のピストン。
【請求項３】
フッ素樹脂からなる被削物を切削してピストン半製品を成形した後にその半製品に施す二次加工によって形成されていることを特徴とした請求項１に記載のピストン。
【請求項４】
シリンダ内に移動自在に支持され往復駆動されるピストンがフッ素樹脂で形成されており、該ピストンの円筒状外周部が１ｍｍ以下の厚さで、可撓性を有し、該外周部が略１８０度の折返し部を経て該外周部の開放端部にフランジ部を有するピストンの製造方法であって、フッ素樹脂からなる被削物を切削して、折返し部が未成形の半製品を成形した後、その半製品に施す二次加工によって前記折返し部を形成することを特徴としたピストンの製造方法。
【請求項５】
シリンダ内に移動自在に支持され往復駆動されるピストンがフッ素樹脂で形成されており、該ピストンの円筒状外周部が１ｍｍ以下の厚さで、可撓性を有し、該外周部が略１８０度の折返し部を経て該外周部の開放端部にフランジ部を有し、該フランジ部がシリンダに取付けられることを特徴としたポンプ。
【請求項１】
シリンダ内に移動自在に支持され往復駆動されるピストンであって、該ピストンがフッ素樹脂で形成されており、該ピストンの円筒状外周部が１ｍｍ以下の厚さで、可撓性を有し、該外周部が略１８０度の折返し部を経て該外周部の開放端部にフランジ部を有することを特徴としたピストン。
【請求項２】
折返し部の内径が外径の８０％以上であることを特徴とした請求項１に記載のピストン。
【請求項３】
フッ素樹脂からなる被削物を切削してピストン半製品を成形した後にその半製品に施す二次加工によって形成されていることを特徴とした請求項１に記載のピストン。
【請求項４】
シリンダ内に移動自在に支持され往復駆動されるピストンがフッ素樹脂で形成されており、該ピストンの円筒状外周部が１ｍｍ以下の厚さで、可撓性を有し、該外周部が略１８０度の折返し部を経て該外周部の開放端部にフランジ部を有するピストンの製造方法であって、フッ素樹脂からなる被削物を切削して、折返し部が未成形の半製品を成形した後、その半製品に施す二次加工によって前記折返し部を形成することを特徴としたピストンの製造方法。
【請求項５】
シリンダ内に移動自在に支持され往復駆動されるピストンがフッ素樹脂で形成されており、該ピストンの円筒状外周部が１ｍｍ以下の厚さで、可撓性を有し、該外周部が略１８０度の折返し部を経て該外周部の開放端部にフランジ部を有し、該フランジ部がシリンダに取付けられることを特徴としたポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００７−２８５３４０（Ｐ２００７−２８５３４０Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１１０７４９（Ｐ２００６−１１０７４９）
【出願日】平成１８年４月１３日（２００６．４．１３）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【出願人】（０００２２９７３７）日本ピラー工業株式会社 (337)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月１３日（２００６．４．１３）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【出願人】（０００２２９７３７）日本ピラー工業株式会社 (337)
【Ｆターム（参考）】
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