特許 6362008 ポンプシステム及びポンプの異常検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6362008

(24)【登録日】2018年7月6日

(45)【発行日】2018年7月25日

(54)【発明の名称】ポンプシステム及びポンプの異常検出方法

(51)【国際特許分類】

   F04B 43/067 20060101AFI20180712BHJP

   F04B 43/02 20060101ALI20180712BHJP

【ＦＩ】

   F04B43/067

   F04B43/02 F

【請求項の数】17

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2015-23214(P2015-23214)

(22)【出願日】2015年2月9日

(65)【公開番号】特開2016-145554(P2016-145554A)

(43)【公開日】2016年8月12日

【審査請求日】2015年2月9日

【審判番号】不服2017-1548(P2017-1548/J1)

【審判請求日】2017年2月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000102511

【氏名又は名称】ＳＭＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100077665

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 剛宏

(74)【代理人】

【識別番号】100116676

【弁理士】

【氏名又は名称】宮寺 利幸

(74)【代理人】

【識別番号】100149261

【弁理士】

【氏名又は名称】大内 秀治

(74)【代理人】

【識別番号】100136548

【弁理士】

【氏名又は名称】仲宗根 康晴

(74)【代理人】

【識別番号】100136641

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 志郎

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 貴光

【合議体】

【審判長】 堀川 一郎

【審判官】 久保 竜一

【審判官】 山村 和人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２５５５７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１７３２７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５１８６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−９７４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平４−１７１１２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

F04B 43/00-47/14

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体を流入及び流出可能なポンプ室を有するボディと、
前記ボディの内部で該ボディの軸線方向に沿って変位自在な変位体と、
前記ボディの内部で前記変位体に一端が固定される一方で、前記ボディに他端が固定される筒状の連結部と、
前記ボディの内部に設けられる充填室に、充填される非圧縮性流体からなる間接媒体と、
前記ボディの内部で前記ポンプ室と前記充填室の間に設けられ、前記間接媒体の流動作用下に前記ポンプ室の前記流体を流入又は流出させるダイヤフラムと、を備えるポンプシステムであって、
前記充填室は、少なくとも前記ボディの内面と、前記連結部の内面と、前記ダイヤフラムの一方面とで囲われて前記間接媒体を封液しており、
前記充填室内の前記間接媒体の圧力を検出する圧力検出部と、
前記圧力検出部が検出した検出値を取得し、前記検出値のみを用いて前記ダイヤフラムの異常を判別する判別処理部と、を備え、
前記ボディは、前記充填室に連通し前記間接媒体を充填するための充填ポートを有し、
前記圧力検出部は、前記充填ポートに検出部が挿入固定されて該充填ポートを閉塞している
ことを特徴とするポンプシステム。

【請求項2】

請求項１記載のポンプシステムにおいて、
前記圧力検出部は、前記ダイヤフラムの近傍位置に設けられる
ことを特徴とするポンプシステム。

【請求項3】

請求項１又は２記載のポンプシステムにおいて、
前記ポンプシステムは、前記判別処理部が前記ダイヤフラムの異常を判別した場合に、異常を報知する報知手段を有する
ことを特徴とするポンプシステム。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載のポンプシステムにおいて、
前記ポンプシステムは、前記ポンプ室に前記流体を供給する又は前記ポンプ室から前記流体を排出する電磁弁を有し、
前記判別処理部は、前記ダイヤフラムの異常を判別した場合に、前記電磁弁の駆動を停止する
ことを特徴とするポンプシステム。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項に記載のポンプシステムにおいて、
前記ポンプシステムは、通電作用下に前記変位体を軸線方向に沿って変位させる駆動部を前記ボディの端部に備え、
前記判別処理部は、前記ダイヤフラムの異常を判別した場合に、前記駆動部の通電を停止する
ことを特徴とするポンプシステム。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか１項に記載のポンプシステムにおいて、
前記ポンプシステムは、前記ポンプ室からの前記流体の流出を受ける装置に設けられ、
前記判別処理部は、前記装置の制御部に接続される又は前記制御部に併設されるものであり、前記ダイヤフラムの異常を判別した場合に、前記装置の駆動を停止する
ことを特徴とするポンプシステム。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか１項に記載のポンプシステムにおいて、
前記検出値は、前記変位体が前記ダイヤフラムに向かって移動した際に高まる圧力の時間的な変化を示す圧力波形であり、
前記判別処理部は、前記検出値の圧力波形のうち安定期の最高圧力と、閾値とを比較して前記ダイヤフラムの異常を判別する
ことを特徴とするポンプシステム。

【請求項8】

請求項１〜６のいずれか１項に記載のポンプシステムにおいて、
前記検出値は、前記変位体が前記ダイヤフラムに向かって移動した際に高まる圧力の時間的な変化を示す圧力波形であり、
前記判別処理部は、前記検出値の圧力波形のうち安定期の平均圧力と、閾値とを比較して前記ダイヤフラムの異常を判別する
ことを特徴とするポンプシステム。

【請求項9】

請求項１〜６のいずれか１項に記載のポンプシステムにおいて、
前記検出値は、前記変位体が前記ダイヤフラムに向かって移動した際に高まる圧力の時間的な変化を示す圧力波形であり、
前記判別処理部は、前記検出値の圧力波形のうち安定期の最低圧力と、閾値とを比較して前記ダイヤフラムの異常を判別する
ことを特徴とするポンプシステム。

【請求項10】

請求項１〜６のいずれか１項に記載のポンプシステムにおいて、
前記検出値は、前記変位体が前記ダイヤフラムに向かって移動した際に高まる圧力の時間的な変化を示す圧力波形であり、
前記判別処理部は、前記検出値の圧力波形のうち圧力の立ち上がり時の最高圧力と、閾値とを比較して前記ダイヤフラムの異常を判別する
ことを特徴とするポンプシステム。

【請求項11】

請求項１〜６のいずれか１項に記載のポンプシステムにおいて、
前記判別処理部は、所定期間における前記検出値の総和量を算出し、該総和量と総和閾値とを比較して前記ダイヤフラムの異常を判別する
ことを特徴とするポンプシステム。

【請求項12】

請求項１〜６のいずれか１項に記載のポンプシステムにおいて、
前記検出値は、前記変位体が前記ダイヤフラムに向かって移動した際に高まる圧力の時間的な変化を示す圧力波形であり、
前記判別処理部は、前記検出値の圧力波形のいずれかの勾配と、角度閾値とを比較して前記ダイヤフラムの異常を判別する
ことを特徴とするポンプシステム。

【請求項13】

請求項１〜６のいずれか１項に記載のポンプシステムにおいて、
前記検出値は、前記変位体が前記ダイヤフラムに向かって移動した際に高まる圧力の時間的な変化を示す圧力波形であり、
前記判別処理部は、前記検出値の圧力波形のうち圧力の立ち上がりの時間遅れを検出して前記ダイヤフラムの異常を判別する
ことを特徴とするポンプシステム。

【請求項14】

請求項１〜６のいずれか１項に記載のポンプシステムにおいて、
前記検出値は、前記変位体が前記ダイヤフラムに向かって移動した際に高まる圧力の時間的な変化を示す圧力波形であり、
前記判別処理部は、前記検出値の圧力波形のうち安定期に移行するまでの時間遅れを検出して前記ダイヤフラムの異常を判別する
ことを特徴とするポンプシステム。

【請求項15】

請求項７〜１４のいずれか１項に記載のポンプシステムにおいて、
前記判別処理部は、複数の異なる種類の判別を行って前記ダイヤフラムの異常を判別する
ことを特徴とするポンプシステム。

【請求項16】

請求項７〜１５のいずれか１項に記載のポンプシステムにおいて、
前記判別処理部は、前記検出値の圧力波形を複数用いて前記ダイヤフラムの異常を判別する
ことを特徴とするポンプシステム。

【請求項17】

流体を流入及び流出可能なポンプ室を有するボディと、
前記ボディの内部で該ボディの軸線方向に沿って変位自在な変位体と、
前記ボディの内部で前記変位体に一端が固定される一方で、前記ボディに他端が固定される筒状の連結部と、
前記ボディの内部に設けられる充填室に、充填される非圧縮性流体からなる間接媒体と、
前記ボディの内部で前記ポンプ室と前記充填室の間に設けられ、前記間接媒体の流動作用下に前記ポンプ室の前記流体を流入及び排出させるダイヤフラムと、を備えるポンプの異常検出方法であって、
前記充填室は、少なくとも前記ボディの内面と、前記連結部の内面と、前記ダイヤフラムの一方面とで囲われて前記間接媒体を封液しており、
且つ前記ボディは、前記充填室に連通し前記間接媒体を充填するための充填ポートと、前記充填ポートに検出部を挿入固定して該充填ポートを閉塞する圧力検出部と、を備え、
前記圧力検出部により前記充填室内の前記間接媒体の圧力を検出する工程と、
判別処理部により前記圧力検出部が検出した検出値を取得し、前記検出値のみを用いて前記ダイヤフラムの異常を判別する工程と、を有する
ことを特徴とするポンプの異常検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体を定量的に吐出するポンプにおいて、異常を検出するポンプシステム及びポンプの異常検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体等の製造装置、塗装用装置又は医療用機器等の各種装置は、一定量の流体（例えば、プロセスガス、洗浄液、塗料、薬液等）を吐出対象に精度よく供給する機能が求められる場合がある。このような場合、定量吐出式のポンプ（所謂、ディスペンスポンプ）が装置に取り付けられる。

【0003】

この種のポンプとして、本出願人は、特許文献１に開示の技術を先に提案した。特許文献１に開示のポンプは、ボディと、ボディの内部に設けられ流体を流動可能なポンプ室と、ボディの内部でダイヤフラムを挟んでポンプ室の反対側に設けられ間接媒体が充填される充填室とを有する。ポンプの充填室は、変位機構部及びベローズ等により閉塞されており、この充填室が伸縮する構成となっている。すなわち、ポンプは、充填室の伸縮に伴い間接媒体を流動させてダイヤフラムを変形させ、ポンプ室内の流体を定量的に流入及び流出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−２５５５７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、この種のポンプは、経年劣化や使用時の負担等が蓄積されることで異常が生じることがある。例えば、ダイヤフラムは、強度が比較的弱い材料（弾性材料等）により構成されるため、異常が現れ易く、定量吐出機能の低下につながる。そのため、ダイヤフラムの異常を早期に検出することが望まれている。

【0006】

本発明は、前記提案の技術に関連してなされたものであり、ダイヤフラムの異常を早期に検出することで、ポンプの不具合による影響を抑制して、その使用性を高めることが可能なポンプシステム及びポンプの異常検出方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記の目的を達成するために、本発明は、流体を流入及び流出可能なポンプ室を有するボディと、前記ボディの内部で該ボディの軸線方向に沿って変位自在な変位体と、前記ボディの内部で前記変位体に一端が固定される一方で、前記ボディに他端が固定される筒状の連結部と、前記ボディの内部に設けられる充填室に、充填される非圧縮性流体からなる間接媒体と、前記ボディの内部で前記ポンプ室と前記充填室の間に設けられ、前記間接媒体の流動作用下に前記ポンプ室の前記流体を流入又は流出させるダイヤフラムと、を備えるポンプシステムであって、前記充填室は、少なくとも前記ボディの内面と、前記連結部の内面と、前記ダイヤフラムの一方面とで囲われて前記間接媒体を封液しており、前記充填室内の前記間接媒体の圧力を検出する圧力検出部と、前記圧力検出部が検出した検出値を取得し、前記検出値のみを用いて前記ダイヤフラムの異常を判別する判別処理部と、を備え、前記ボディは、前記充填室に連通し前記間接媒体を充填するための充填ポートを有し、前記圧力検出部は、前記充填ポートに検出部が挿入固定されて該充填ポートを閉塞していることを特徴とする。

【0008】

上記によれば、ポンプシステムが間接媒体の圧力を検出する圧力検出部と、検出値に基づきダイヤフラムの異常を判別する判別処理部とを備えることで、ユーザは、ダイヤフラムの異常を簡単且つ早期に認識することができる。すなわち、充填室内に封液された間接媒体の圧力はダイヤフラムの変形に直接的に影響を受けるため、判別処理部がその圧力を監視することで、ダイヤフラムの異常を早期に発見することができる。これにより例えば、ポンプのメンテナンスや交換を早い段階で実施することが可能となり、装置に生じ得る経年劣化や負荷の蓄積によるポンプの不具合（流体の吐出量の変化、間接媒体の漏洩等）を良好に抑制することができる。

【0010】

また、圧力検出部の検出部が充填ポートに挿入固定されることで、間接媒体が充填された充填室を容易に閉塞し、また充填室の圧力を確実に検出することができる。さらに、ボディ等に圧力検出部を別に設けるための構成が必要なくなるので構造が簡単化する。

【0011】

また、前記圧力検出部は、前記ダイヤフラムの近傍位置に設けられるとよい。

【0012】

このように、圧力検出部がダイヤフラムの近傍位置に設けられることで、間接媒体がダイヤフラムにかける圧力をより精度よく検出することができる。

【0013】

ここで、前記ポンプシステムは、前記判別処理部が前記ダイヤフラムの異常を判別した場合に、異常を報知する報知手段を有することが好ましい。

【0014】

このように、判別処理部がダイヤフラムの異常を判別した場合に、報知手段により異常を報知することにより、作業者はポンプの異常を容易に認識することができる。

【0015】

また、前記ポンプシステムは、前記ポンプ室に前記流体を供給する又は前記ポンプ室から前記流体を排出する電磁弁を有し、前記判別処理部は、前記ダイヤフラムの異常を判別した場合に、前記電磁弁の駆動を停止する構成としてもよい。

【0016】

このように、判別処理部がダイヤフラムの異常を判別した場合に、電磁弁の駆動を停止することで、ポンプ室に流体が流動することを遮断すると共に、電磁弁に間接媒体が流出して流体に混入することを防ぐことができる。

【0017】

さらに、前記ポンプシステムは、通電作用下に前記変位体を軸線方向に沿って変位させる駆動部を前記ボディの端部に備え、前記判別処理部は、前記ダイヤフラムの異常を判別した場合に、前記駆動部の通電を停止する構成としてもよい。

【0018】

このように、判別処理部がダイヤフラムの異常を判別した場合に、駆動部の通電を停止することで、ポンプによる流体の流動が停止されるので、間接媒体の流出を効果的に抑制することができる。

【0019】

またさらに、前記ポンプシステムは、前記ポンプ室からの前記流体の流出を受ける装置に設けられ、前記判別処理部は、前記装置の制御部に接続される又は前記制御部に併設されるものであり、前記ダイヤフラムの異常を判別した場合に、前記装置の駆動を停止する構成であってもよい。

【0020】

これにより、ポンプシステムを設けた装置を、早期に駆動停止することができ、装置の吐出対象に与える悪影響を抑止することができる。

【0021】

そして、前記検出値は、前記変位体が前記ダイヤフラムに向かって移動した際に高まる圧力の時間的な変化を示す圧力波形であり、前記判別処理部は、前記検出値の圧力波形のうち安定期の最高圧力と、閾値とを比較して前記ダイヤフラムの異常を判別するとよい。

【0022】

また、前記検出値は、前記変位体が前記ダイヤフラムに向かって移動した際に高まる圧力の時間的な変化を示す圧力波形であり、前記判別処理部は、前記検出値の圧力波形のうち安定期の平均圧力と、閾値とを比較して前記ダイヤフラムの異常を判別してもよい。

【0023】

前記検出値は、前記変位体が前記ダイヤフラムに向かって移動した際に高まる圧力の時間的な変化を示す圧力波形であり、前記判別処理部は、前記検出値の圧力波形のうち安定期の最低圧力と、閾値とを比較して前記ダイヤフラムの異常を判別してもよい。

【0024】

前記検出値は、前記変位体が前記ダイヤフラムに向かって移動した際に高まる圧力の時間的な変化を示す圧力波形であり、前記判別処理部は、前記検出値の圧力波形のうち圧力の立ち上がり時の最高圧力と、閾値とを比較して前記ダイヤフラムの異常を判別してもよい。

【0025】

前記判別処理部は、所定期間における前記検出値の総和量を算出し、該総和量と総和閾値とを比較して前記ダイヤフラムの異常を判別してもよい。

【0026】

前記検出値は、前記変位体が前記ダイヤフラムに向かって移動した際に高まる圧力の時間的な変化を示す圧力波形であり、前記判別処理部は、前記検出値の圧力波形のいずれかの勾配と、角度閾値とを比較して前記ダイヤフラムの異常を判別してもよい。

【0027】

前記検出値は、前記変位体が前記ダイヤフラムに向かって移動した際に高まる圧力の時間的な変化を示す圧力波形であり、前記判別処理部は、前記検出値の圧力波形のうち圧力の立ち上がりの時間遅れを検出して前記ダイヤフラムの異常を判別してもよい。

【0028】

前記検出値は、前記変位体が前記ダイヤフラムに向かって移動した際に高まる圧力の時間的な変化を示す圧力波形であり、前記判別処理部は、前記検出値の圧力波形のうち安定期に移行するまでの時間遅れを検出して前記ダイヤフラムの異常を判別してもよい。

【0029】

ポンプシステムは、上記にあげた判別処理部の判別方法によって、間接媒体の圧力の変化に基づきダイヤフラムの異常を容易に検出することができる。

【0030】

この場合、前記判別処理部は、複数の異なる種類の判別を行って前記ダイヤフラムの異常を判別することが好ましい。

【0031】

このように、ポンプシステムは、複数の異なる種類の判別を行うことで、ダイヤフラムの状態を異なる方法で判断することができるため、ダイヤフラムの異常をより正確に判別することができる。

【0032】

さらに、前記判別処理部は、前記検出値の圧力波形を複数用いて前記ダイヤフラムの異常を判別する構成であってもよい。

【0033】

このように、ポンプシステムは、検出値の圧力波形を複数用いてダイヤフラムの異常を判別することにより、ダイヤフラムの異常を一層精度よく判別することができる。

【0034】

また、上記の課題を解決するために、本発明は、流体を流入及び流出可能なポンプ室を有するボディと、前記ボディの内部で該ボディの軸線方向に沿って変位自在な変位体と、前記ボディの内部で前記変位体に一端が固定される一方で、前記ボディに他端が固定される筒状の連結部と、前記ボディの内部に設けられる充填室に、充填される非圧縮性流体からなる間接媒体と、前記ボディの内部で前記ポンプ室と前記充填室の間に設けられ、前記間接媒体の流動作用下に前記ポンプ室の前記流体を流入及び排出させるダイヤフラムと、を備えるポンプの異常検出方法であって、前記充填室は、少なくとも前記ボディの内面と、前記連結部の内面と、前記ダイヤフラムの一方面とで囲われて前記間接媒体を封液しており、且つ前記ボディは、前記充填室に連通し前記間接媒体を充填するための充填ポートと、前記充填ポートに検出部を挿入固定して該充填ポートを閉塞する圧力検出部と、を備え、前記圧力検出部により前記充填室内の前記間接媒体の圧力を検出する工程と、判別処理部により前記圧力検出部が検出した検出値を取得し、前記検出値のみを用いて前記ダイヤフラムの異常を判別する工程と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0035】

本発明によれば、ダイヤフラムの異常を早期に検出することで、ポンプの不具合による影響を抑制して、その使用性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】本発明の一実施形態に係るポンプシステムの全体構成を示す部分側面断面図である。

【図2】ポンプシステムの構成の関係性を概略的に示す機能ブロック図である。

【図3】ポンプシステムの流体吸引状態（初期状態）を示す第１説明図である。

【図4】ポンプシステムの流体吐出状態を示す第２説明図である。

【図5】間接媒体の圧力の検出値の変化を例示するグラフである。

【図6】ダイヤフラムの異常検出方法を説明するための第１説明グラフである。

【図7】ダイヤフラムの異常検出方法を説明するための第２説明グラフである。

【図8】ポンプシステムの異常検出フローを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0037】

以下、本発明に係るポンプシステムについてポンプの異常検出方法との関係で好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

【0038】

一実施形態に係るポンプシステム１０は、半導体等の製造装置、塗装用装置又は医療用機器等（以下、適用装置１２という：図２参照）に設置され、適用装置１２の吐出対象に一定量の流体Ｌを吐出する機能を有する。なお、ポンプシステム１０は、使用用途について特に限定されず、種々の装置や流路に適用してよい。

【0039】

図１に示すように、ポンプシステム１０は、ポンプ本体部（以下、単にポンプ１４という）と、ポンプ１４との間で流体Ｌの供給及び排出を行う３方弁１６と、ポンプ１４を駆動制御するコントローラ１８とを含む。またコントローラ１８には、ポンプ１４の異常を報知する報知部２０（報知手段）が接続されている。

【0040】

ポンプ１４は、所定の部材により内部構造が構成されるボディ２２を有し、このボディ２２の外側部分にもポンプシステム１０を構成する部材が幾つか取り付けられる。なお、以下では、図１中の矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向に沿って各構成の方向又は位置を説明する他、矢印Ａ方向をポンプ１４の基端方向（基端側）とも言い、矢印Ｂ方向をポンプ１４の先端方向（先端側）とも言う。

【0041】

ポンプ１４のボディ２２は、例えば、金属材料により構成され、内側に中空部２６を有するハウジング２４と、ハウジング２４の矢印Ｂ方向の一端部を閉塞するポンプヘッド２８とを含む。また、ボディ２２の他端側（矢印Ａ方向側）には、ポンプ１４を駆動するための回転駆動源３０（駆動部）が装着される。さらに、ボディ２２の側周面には、前記３方弁１６、圧力センサ３２（圧力検出部）及び前記コントローラ１８が取り付けられる。

【0042】

ボディ２２を構成するハウジング２４は、矢印Ｂ方向に向かって外径及び内径が徐々に大きくなるテーパ状の円筒体となっている。ハウジング２４の矢印Ｂ方向側の端部には、径方向外側に略直角に屈曲して若干突出し、さらに突出端部から矢印Ａ方向に向かって略直角に屈曲して所定長さ延びる折返部２４ａが一体成形される。折返部２４ａは、ハウジング２４の主要胴体部の外周面から離間し、ポンプヘッド２８と協働して３方弁１６を安定的に支持する。

【0043】

ポンプヘッド２８は、ハウジング２４先端の中空部２６の開口を閉塞するブロック体である。ポンプヘッド２８は、分割形成された２つのブロック（第１及び第２ブロック３４、３６）をボディ２２の軸方向に重ねて組み付けられる。組付状態では、その内部に所定容積の空洞部３８が形成され、また第１ブロック３４と第２ブロック３６の間には後述するダイヤフラム４０が挟持される。

【0044】

従って、ポンプヘッド２８の空洞部３８はダイヤフラム４０を挟んで分割される。ダイヤフラム４０よりも基端側の空洞部３８ａ（第１ブロック３４が形成する空間）は、非圧縮性流体からなる間接媒体Ｍが充填される充填室４２の一部を構成する。一方、ダイヤフラム４０よりも先端側の空洞部３８ｂ（第２ブロック３６が形成する空間）は、流体Ｌが流入及び流出するポンプ室４４を形成する。

【0045】

充填室４２に充填される間接媒体Ｍは、特に限定されないが、ポンプ室４４の流体Ｌよりも密度の高いものが好ましく、例えばシリコンオイル等の作動油があげられる。一方、ポンプ室４４を流動する流体Ｌ（ポンプ１４が吐出する流体Ｌ）は、ポンプシステム１０の用途に応じて、例えば、プロセスガス、洗浄液、塗料（コーティング液を含む）、薬液等の種々の流体を適用し得る。以下では、ポンプシステム１０が適用装置１２の一つである半導体製造装置に搭載され、流体Ｌとしてコーティング液を吐出するものを代表的に説明する。

【0046】

ポンプヘッド２８の第１ブロック３４は、ハウジング２４の先端面に固着される基端板部４６とその周囲を囲う側壁４８とを有する。基端板部４６の径方向内側の端部により構成される開口空間４６ａは、後述するベローズ部８２の内部空間８６に一致する小さな内径に形成され、ハウジング２４との装着状態でこの内部空間８６に連通する。一方、基端板部４６よりも先端側で側壁４８に囲われた空間は、ポンプ室４４の内径に一致する比較的大きな内径に形成されている。

【0047】

ポンプヘッド２８の第２ブロック３６は、第１ブロック３４の側壁４８の外径と一致する外径を有すると共に、充分な厚みを有する板状に形成されている。第２ブロック３６の外縁側の基端には、ダイヤフラム４０の凸部４０ｃを引っ掛け可能に窪む引掛け部３６ａが設けられる。この引掛け部３６ａには、第１ブロック３４の外縁側の先端が対向してダイヤフラム４０を挟み込む。

【0048】

ポンプ１４のポンプ室４４は、第２ブロック３６の基端面側で第１ブロック３４の離間方向に向かって略半球状に凹む半球面４４ａにより構成される。また、第２ブロック３６は、ポンプ室４４の所定位置に径方向外側に延びる流体通路５０を有する。流体通路５０は、半球面４４ａの所定部分を溝状に切り欠くことでポンプ室４４に連通し、ポンプ室４４から第２ブロック３６の側周面に向かって直線状に延び、側周面に開口形成された流体ポート５２に連通する。

【0049】

ポンプヘッド２８の側周面には、流体ポート５２に対向するように接続プラグ５４が固定され、この接続プラグ５４の基端面に３方弁１６が固定される。接続プラグ５４の内部には、流体ポート５２に連通する接続通路５６が設けられている。この接続通路５６は、接続プラグ５４の内部を通って基端面に至り、さらに３方弁１６の流路に連通する。

【0050】

３方弁１６は、例えば、接続通路５６に連通する第１ポート５８と、図示しない半導体のコーティング液供給源に接続される第２ポート６０と、図示しないコーティング液滴下装置に接続される第３ポート６２とを有する。そして、３方弁１６内の第２ポート６０及び第３ポート６２の奥側の流路には、電磁弁６０ａ、６２ａが各々設けられ、互いのポートの連通を切換可能としている。

【0051】

例えば、ポンプ１４に流体Ｌを供給する際には、電磁弁６０ａ、６２ａの切換作用下に第２ポート６０と第１ポート５８を連通させて、コーティング液供給源から、第２ポート６０、第１ポート５８、接続通路５６を介して、ポンプ１４に流体Ｌを供給する。逆に、ポンプ１４から流体Ｌを吐出する際には、電磁弁６０ａ、６２ａの切換作用下に第３ポート６２と第１ポート５８を連通させて、ポンプ１４から、接続通路５６、第１ポート５８、第３ポート６２を通してコーティング液滴下装置に流体Ｌを吐出する。なお、３方弁１６は、上記のように電磁弁６０ａ、６２ａを内部に備えるだけでなく、第２ポート６０及び第３ポート６２の奥側の流路に、チェック弁（図示せず）を各々逆向きに設けてもよい。

【0052】

一方、ボディ２２の矢印Ａ方向側の端部に設けられる回転駆動源３０は、ステッピングモータが適用され、コントローラ１８の制御信号Ｓ（通電作用）に基づいて回転する駆動軸６４を備える。この駆動軸６４は、回転駆動源３０がハウジング２４に連結された状態で、ハウジング２４の中空部２６に所定長さ挿入される。また、駆動軸６４の外周面には雄ねじ部６４ａが形成され、この雄ねじ部６４ａには、ボディ２２内に構成される変位機構部６６の変位ナット６８がねじ込まれる。なお、変位機構部６６を駆動する構成は、回転駆動源３０に限定されず、種々のアクチュエータ（押圧装置等）を適用し得る。

【0053】

変位機構部６６は、上記の変位ナット６８と、変位ナット６８の先端部に固定され変位ナット６８及び駆動軸６４の一部を覆う有底筒状の筒体７０と、筒体７０の外周面に設けられたリング体７２とを含む。そして、回転駆動源３０による駆動軸６４の回転作用下に、変位ナット６８が筒体７０及びリング体７２と共にハウジング２４の軸線方向に沿って変位する。以下、一体に変位する変位ナット６８、筒体７０、リング体７２をまとめて変位体７４という。

【0054】

また、変位機構部６６は、ハウジング２４の内部にスプリングガイド７６及びスプリング７８を備える。スプリングガイド７６は、後述するベローズ部８２の側周面外方を非接触で囲う筒状に形成され、スプリング７８の伸縮を案内する。また、スプリングガイド７６の矢印Ｂ方向側の端部は、径方向外側に突出してスプリング７８の座を形成すると共に、第１ブロック３４の端面にハウジング２４と一緒に固定される固定部７６ａとなっている。

【0055】

スプリング７８は、例えば、コイルスプリングからなり、スプリングガイド７６の外周側を囲うように設けられる。スプリング７８の先端部は、スプリングガイド７６の固定部７６ａに装着される一方、スプリング７８の基端部は、リング体７２の先端部に形成された座に装着される。このスプリング７８は、変位体７４を矢印Ａ方向（基端方向）に付勢する。

【0056】

スプリング７８及びスプリングガイド７６は、回転駆動源３０の回転駆動力を変位体７４が軸線方向に沿う直線運動に変換する際に、駆動軸６４と変位ナット６８のバックラッシを防止する。これにより変位体７４が精度よく変位して、流体Ｌが安定的に吐出される。

【0057】

そして、ポンプ１４内の変位体７４の先端側には、流体Ｌの定量吐出を行う吐出機構部８０が設けられる。吐出機構部８０は、上述したダイヤフラム４０と、第１ブロック３４の基端部と変位機構部６６のリング体７２の先端部との間に介装されるベローズ部８２（連結部）とを含む。

【0058】

ダイヤフラム４０は、樹脂材料（例えば、ＰＴＦＥを含有するゴム等の弾性材料）を円盤状に成形して構成される。このダイヤフラム４０は、円盤状の中央部付近の主膜４０ａと、この主膜４０ａの径方向外側に連なる周縁膜４０ｂと、周縁膜４０ｂの最外縁で先端側に向かって屈曲した凸部４０ｃとを備える。ダイヤフラム４０は、凸部４０ｃをポンプヘッド２８に固定することで、主膜４０ａ及び周縁膜４０ｂが面方向と直交する方向に変形自在となる。

【0059】

ベローズ部８２は、例えば、ＳＵＳ等の金属材料により中空円筒状に形成され、その側周面が駆動軸６４の軸線方向に沿って径方向に凹凸（波状）を繰り返す蛇腹部８４となっている。ベローズ部８２の先端は、第１ブロック３４の開口空間４６ａを形成する端部に固着される一方、ベローズ部８２の基端部は、筒体７０のフランジ部７０ａに固着される。ベローズ部８２と第１ブロック３４及び筒体７０の固着は、例えば溶接等によりなされる。

【0060】

ベローズ部８２の内側の内部空間８６は、第１ブロック３４の空洞部３８に連通しており、間接媒体Ｍが充填される。すなわち、第１ブロック３４の空洞部３８ａ及びベローズ部８２の内部空間８６は、間接媒体Ｍを収容する充填室４２を構成し、間接媒体Ｍを封液している。また、内部空間８６の軸心部分には筒体７０が配置される。

【0061】

ベローズ部８２の蛇腹部８４は、薄肉に形成されており、凹凸が相互に近接又は離間し易くなっている。そのため、ベローズ部８２は、変位体７４の変位に伴い駆動軸６４（すなわち、ポンプ１４）の軸線方向に伸縮する。これにより内部空間８６の間接媒体Ｍに圧力がかかり、間接媒体Ｍは、充填室４２内を軸線方向に流動する。なお、ポンプ１４において充填室４２を構成する連結部は、ベローズ部８２に限定されるものではなく、種々の構成を適用してよい。例えば、連結部は筒状に形成され、その内部（充填室４２）をピストンが変位する構成でもよい。

【0062】

また、ポンプヘッド２８（第１ブロック３４）には、間接媒体Ｍを充填室４２に充填するための充填ポート８８が設けられる。この充填ポート８８には、間接媒体Ｍの充填後に圧力センサ３２が挿入固定される。つまり、充填室４２は、圧力センサ３２が充填ポート８８に嵌合されることにより閉塞空間となる。

【0063】

圧力センサ３２は、充填室４２に充填された間接媒体Ｍの圧力を検出する圧力検出装置である。この圧力センサ３２は、充填ポート８８内の充填室４２を臨む面側に検出部３２ａを有し、ボディ２２の外周面から送信部３２ｂを露出している。送信部３２ｂはコントローラ１８に信号伝達可能に接続される。また圧力センサ３２は、コントローラ１８の指示に応じて（又は定期的に、）検出した間接媒体Ｍの圧力（検出値）を検出信号Ｐとしてコントローラ１８に送信する。

【0064】

圧力センサ３２の検出部３２ａは、ダイヤフラム４０の近傍位置に配置されることが好ましい。これにより、流体Ｌがダイヤフラム４０にかける圧力をより精度よく検出することができる。なお、圧力センサ３２は、充填ポート８８に設置されるだけでなく、充填室４２内の圧力を検出可能な適宜の位置に設けられればよい。また、送信部３２ｂは、ポンプヘッド２８の外側で充填ポート８８を確実に閉塞するパッキンの役目を有していてもよい。

【0065】

コントローラ１８は、ポンプシステム１０の駆動を制御するため、ハウジング２４の外周面の基端側寄りで、このハウジング２４から離間した位置に取り付けられる。コントローラ１８は、図示しない入出力部、記憶部、演算部を有する周知の電子回路（コンピュータ）を適用し得る。

【0066】

図２に示すように、コントローラ１８は、例えば適用装置１２の制御部９０から制御指示を受けて、回転駆動源３０の駆動軸６４を所定のタイミングで回転させる。これにより、変位体７４が変位し、間接媒体Ｍに圧力を加えてダイヤフラム４０を変形させ、ポンプヘッド２８（ポンプ室４４）の流体Ｌを流動させる。また、コントローラ１８は、圧力センサ３２により間接媒体Ｍの圧力の検出値を受信して、この検出値に基づきポンプ１４の異常を判別する判別処理部としても機能する。コントローラ１８による具体的なポンプ１４の異常検出方法については後述する。なお、判別処理部は、ポンプ１４毎のコントローラ１８に設けられるだけでなく、適用装置１２全体を制御する制御部９０に併設されてもよい。

【0067】

このコントローラ１８には、所定の報知部２０が接続されている。コントローラ１８は、異常の検出時に、報知部２０から適用装置１２の作業者にポンプ１４の異常を知らせる。報知部２０としては、例えば、警告音や音声を出力するスピーカ、警告表示を表示するディスプレイ、又は発光装置等があげられる。

【0068】

或いは、コントローラ１８は、３方弁１６が電磁弁として動作する場合に、３方弁１６の駆動を停止してもよい。これにより、ポンプ１４に流体Ｌが流動することを遮断することができると共に、ダイヤフラム４０が破損している場合に３方弁１６への間接媒体Ｍの流出を防ぐことができる。さらに、コントローラ１８は、異常の検出時に、回転駆動源３０への通電を停止する、つまりポンプ１４の駆動を停止してもよい。これにより、ダイヤフラム４０に破損が生じている場合に、間接媒体Ｍの流出を効果的に抑制することができる。またさらに、コントローラ１８は、異常を検出時に、適用装置１２の駆動を停止してもよい。これにより、適用装置１２を早期に停止することができ、適用装置１２の吐出対象に与える悪影響を抑止することができる。

【0069】

本実施形態に係るポンプシステム１０は、基本的には以上のように構成され、次にポンプシステム１０の動作について、図３、図４及び図５を参照して説明する。なお、以下では、図３中に示される変位体７４（変位ナット６８、筒体７０、リング体７２）が回転駆動源３０側に変位した位置を初期状態（初期位置）として説明する。

【0070】

初期状態のポンプシステム１０は、回転駆動源３０の回転駆動に基づき、変位体７４のリング体７２を、ハウジング２４内の内側段差部分に近接又は接触する位置に配置する。この位置では、ベローズ部８２が軸線方向に伸長することにより、間接媒体Ｍも基端側に流動し、ダイヤフラム４０の主膜４０ａを周縁膜４０ｂよりも基端側に凹ませる。その結果、初期状態のポンプ室４４には、負圧が生じ、３方弁１６から第１ポート５８、接続通路５６、流体ポート５２及び流体通路５０を通して所定量の流体Ｌが流入した状態となっている。

【0071】

ポンプシステム１０は、上記の初期状態から、コントローラ１８が所定のタイミング（図５中の時点ｔ１）で回転駆動源３０に制御信号Ｓを出力し、回転駆動源３０の駆動軸６４を回転させる。これにより、変位機構部６６は、駆動軸６４の回転を直進動作に変換して、変位体７４を先端方向に変位させる。この変位体７４の変位に伴いベローズ部８２の基端部が先端方向に移動して、ベローズ部８２全体が軸方向に圧縮される。これにより、ベローズ部８２内の間接媒体Ｍに押圧力がかかる。

【0072】

つまり図５に示すように、間接媒体Ｍは、時点ｔ１よりも若干遅い時点ｔ２で圧力の上昇を開始する。なお、間接媒体Ｍの検出値は、図５中において、圧力上昇以降、微小時間に上下振動している。これは間接媒体Ｍが流動に伴い蛇腹部８４の凹凸に接触するためと推定される。よって以下、上下振動する検出値の中間値（図５中の太線）を基準に間接媒体Ｍの圧力を説明する。コントローラ１８で検出値を処理する際も、適宜の補正により中間値を算出するとよい。

【0073】

間接媒体Ｍは、押圧力に伴い停止状態から充填室４２の先端方向に向かって流動することで、その圧力が急激に上昇する。そのため、図５中の時点ｔ２〜ｔ３の立ち上がり期間では、検出値が急勾配を描いて上昇する。

【0074】

ダイヤフラム４０は、図４に示すように、流動する間接媒体Ｍによりポンプ室４４の半球面４４ａに向かって押圧され、主膜４０ａ及び周縁膜４０ｂを先端側に変形させる。これにより、ポンプ室４４に流入していた流体Ｌは、ダイヤフラム４０に押し出されて流体通路５０に流動し、流体ポート５２から、接続通路５６、第１ポート５８を介して３方弁１６内に所定量流出される。

【0075】

３方弁１６は、第３ポート６２の電磁弁６２ａを開いて第１ポート５８から流体Ｌを流動させ、この流体Ｌは、コーティング液滴下装置に供給されて半導体に吐出（滴下）される。すなわち、充填室４２の間接媒体Ｍは、変位体７４の変位量と、ダイヤフラム４０の押圧によりポンプ室４４から吐出される流体Ｌの流量とを比例させる。そのため、適用装置１２は、ポンプ１４の変位体７４の変位量に応じて、一定量の流体Ｌの吐出を安定的に享受することができる。

【0076】

ポンプシステム１０は、変位体７４の進出を、リング体７２の先端がスプリングガイド７６の基端に近接又は接触する所定位置まで行う。変位体７４が先端方向に変位する際の間接媒体Ｍの圧力は、図５に示すように、時点ｔ３で最高圧を越えると、時点ｔ３〜時点ｔ４の期間に一旦落ち込み、その後、緩やかに振動しつつ時点ｔ５で安定化した状態に移行する。そして、時点ｔ５〜ｔ６の安定期には、ベローズ部８２の圧縮に伴い、検出値が緩やかに上昇する傾向を見せる。

【0077】

流体Ｌの吐出後（図５中の時点ｔ６後）、ポンプシステム１０は、コントローラ１８から回転駆動源３０の駆動軸６４を逆回転させる制御信号Ｓを出力して、変位体７４を基端方向へ後退させる。これによりベローズ部８２が伸長し、時点ｔ７では、間接媒体Ｍが最もマイナスの圧力（最低圧）となって、基端方向（矢印Ａ方向）に流動する。

【0078】

変位体７４は、比較的短い時間に後退し、間接媒体Ｍがベローズ部８２の伸長に応じて基端方向に流動することで、図３に示すようにダイヤフラム４０を再び基端方向に凹ませる。これによりポンプ室４４に負圧がかかり、３方弁１６の第２ポート６０から第１ポート５８に流体Ｌが流動して、ポンプ室４４に次の流体Ｌが吸引される。そして、駆動軸６４の回転に基づき変位体７４が初期状態（初期位置）に復帰することで、一連の動作が終了する。ポンプシステム１０は、以上の動作の繰り返しにより、１動作毎に吐出する流体Ｌを常に一定量とする。

【0079】

そして、本実施形態に係るポンプシステム１０は、圧力センサ３２により間接媒体Ｍの圧力を検出し、検出された検出値をコントローラ１８により解析し監視することで、ポンプ１４（特にダイヤフラム４０）の状態を適切に判別する。コントローラ１８によるダイヤフラム４０の異常検出としては、例えば、以下の（Ａ）〜（Ｃ）に大別した方法等があげられる。
（Ａ）検出値と閾値を比較
（Ｂ）検出値の圧力波形を判別
（Ｃ）検出値の反応遅れを判別

【0080】

以下、コントローラ１８が行う各判別方法について詳細に説明していく。

【0081】

（Ａ）検出値と閾値を比較
〔Ａ−１．安定期の検出値の最高値と閾値を比較〕
コントローラ１８は、ダイヤフラム４０の異常検出方法において、図６に示すように、上述した安定期（時点ｔ５〜ｔ６）に間接媒体Ｍにかかる検出値の最高値（最高圧力）と、閾値ｔｈ１とを比較してダイヤフラム４０の異常を判別する。閾値ｔｈ１は、ダイヤフラム４０の性能に応じた値でコントローラ１８（記憶部）に予め保有（記憶）されている。そして、検出値の最高値が閾値ｔｈ１を超える場合には、ダイヤフラム４０の状態が正常と判別し、検出値の最高値が閾値ｔｈ１を超えない場合には、ダイヤフラム４０の状態が異常と判別する。つまり、ダイヤフラム４０が劣化や破損等を起こした場合は、間接媒体Ｍがダイヤフラム４０にかける圧力が弱まる。特に、安定期における検出値の最高値は、正常時にポンプ動作を繰り返し行うと概ね一致した値となる。このため、閾値ｔｈ１を設定して、閾値ｔｈ１に対する検出値の最高値の低下を監視することで、ダイヤフラム４０の異常を良好に検出することができる。

【0082】

〔Ａ−２．立ち上がり時の検出値の最高値と閾値を比較〕
コントローラ１８は、上述した立ち上がり時（時点ｔ３）に間接媒体Ｍにかかる圧力の最高値を比較する閾値ｔｈ２を予め保有し、検出値の最高値と閾値ｔｈ２を比較する構成でもよい。例えば、検出値の最高値が閾値ｔｈ２を超える場合にダイヤフラム４０の正常を判別する一方、検出値の最高値が閾値ｔｈ２を超えない場合にダイヤフラム４０の異常を判別する。この方法でも、ダイヤフラム４０の異常に伴い間接媒体Ｍの圧力が立ち上がり時に変化するので、ダイヤフラム４０の異常を良好に検出することができる。

【0083】

〔Ａ−３．安定期の検出値の平均値と閾値を比較〕
コントローラ１８は、上述した安定期（時点ｔ５〜ｔ６）において間接媒体Ｍにかかる圧力の平均値（平均圧力）を比較するための閾値ｔｈ３を予め保有し、検出値の平均値と閾値ｔｈ３を比較する構成でもよい。例えば、検出値の平均値が閾値ｔｈ３を超える場合には、ダイヤフラム４０を正常と判別する一方、検出値の平均値が閾値ｔｈ３を超えない場合には、ダイヤフラム４０を異常と判別する。つまり、ダイヤフラム４０が劣化や破損等を起こした場合は、間接媒体Ｍがダイヤフラム４０にかける圧力が全体的に弱まる。このため、閾値ｔｈ３に対する検出値の低下を監視することで、ダイヤフラム４０の異常を良好に検出することができる。

【0084】

〔Ａ−４．安定期の検出値の最低値と閾値を比較〕
コントローラ１８は、上述した安定期（時点ｔ５〜ｔ６）において間接媒体Ｍにかかる圧力の最低値（最低圧力）を比較するための閾値ｔｈ４を予め保有し、検出値の最低値と閾値ｔｈ４を比較する構成でもよい。例えば、検出値の最低値が閾値ｔｈ４を超える場合には、ダイヤフラム４０を正常と判別する一方、検出値の最低値が閾値ｔｈ４を超えない場合には、ダイヤフラム４０を異常と判別する。このように閾値ｔｈ４に対する検出値の最低値の低下を監視することでも、ダイヤフラム４０の異常を良好に検出することができる。

【0085】

〔Ａ−５．立ち下がり時の検出値の最低値と閾値を比較〕
コントローラ１８は、間接媒体Ｍを基端方向に流動させ、その圧力を立ち下げた際（時点ｔ７）における間接媒体Ｍにかかる圧力の最低値を比較するための閾値ｔｈ５を予め保有し、検出値の最低値と閾値ｔｈ５を比較する構成でもよい。例えば、検出値の最低値が閾値ｔｈ５を下回る場合には、ダイヤフラム４０の正常と判別する一方、検出値の最低値が閾値ｔｈ５を下回らない場合には、ダイヤフラム４０の異常と判別する。このように閾値ｔｈ５に対する検出値の最低値を監視することでも、ダイヤフラム４０の異常を良好に検出することができる。

【0086】

（Ｂ）検出値の圧力波形を判別
〔Ｂ−１．波形全体の検出値の総和量を判別〕
また、コントローラ１８は、ダイヤフラム４０の異常検出方法において、図７に示すように、ポンプ１４が流体Ｌを安定的に吐出する動作（時点ｔ５〜ｔ６）の検出値の総和量を監視して、ダイヤフラム４０の異常を判別する構成でもよい。つまり、間接媒体Ｍがトータルにかける圧力を判別することで、ダイヤフラム４０の異常を精度よく判別することができる。検出値の総和量は、図７中の圧力波形の面積（積分値）として簡単に算出することができる。この場合、コントローラ１８は、総和量を比較するための図示しない総和閾値を予め保有し、検出値の総和量と総和閾値を比較する。そして例えば、検出値の総和量が総和閾値を超えている場合には、ダイヤフラム４０の正常を判別する一方、検出値の総和量が総和閾値を超えていない場合には、ダイヤフラム４０の異常を判別する。この場合でも、ダイヤフラム４０の異常に伴い間接媒体Ｍの圧力が全体的に変化するので、ダイヤフラム４０の異常を良好に検出することができる。

【0087】

〔Ｂ−２．波形の立ち上がり勾配を判別〕
コントローラ１８は、間接媒体Ｍの圧力の立ち上がり期間（時点ｔ２〜ｔ３）における立ち上がり勾配（角度）を監視して、ダイヤフラム４０の異常を判別する構成でもよい。立ち上がり勾配は、時点ｔ２から時点ｔ３までの時間と、時点ｔ３の圧力値によって簡単に算出し得る。コントローラ１８は、立ち上がり勾配を比較するための第１角度閾値（閾値ｔｈ６）を予め保有し、検出した立ち上がり勾配と第１角度閾値を比較する。そして例えば、立ち上がり勾配が第１角度閾値よりも大きい場合には、ダイヤフラム４０の正常を判別する一方、立ち上がり勾配が第１角度閾値よりも小さい場合には、ダイヤフラム４０の異常を判別する。この場合でも、ダイヤフラム４０の異常を良好に検出することができる。

【0088】

〔Ｂ−３．波形の立ち下がり勾配を判別〕
コントローラ１８は、間接媒体Ｍの圧力の立ち下がり期間（時点ｔ６〜ｔ７）における立ち下がり勾配（角度）を監視して、ダイヤフラム４０の異常を判別する構成でもよい。この立ち下がり勾配は、時点ｔ６から時点ｔ７までの時間と、時点ｔ６、ｔ７の圧力値によって簡単に算出し得る。コントローラ１８は、立ち下がり勾配を比較するための第２角度閾値（閾値ｔｈ７）を予め保有し、検出した立ち下がり勾配と第２角度閾値を比較する。そして例えば、立ち下がり勾配が第２角度閾値よりも大きい場合には、ダイヤフラム４０の正常を判別する一方、立ち下がり勾配が第２角度閾値よりも小さい場合には、ダイヤフラム４０の異常を判別する。この場合でも、ダイヤフラム４０の異常を良好に検出することができる。

【0089】

〔Ｂ−４．安定期の検出値の勾配を判別〕
コントローラ１８は、安定期における間接媒体Ｍの圧力の緩やかな上昇（以下、安定期勾配という）を監視して、ダイヤフラム４０の異常を判別する構成でもよい。コントローラ１８は、安定期勾配を比較するための第３角度閾値（閾値ｔｈ８）を予め保有し、検出した安定期勾配と第３角度閾値を比較する。そして例えば、安定期勾配が第３角度閾値よりも大きい場合には、ダイヤフラム４０の正常を判別する一方、安定期勾配が第３角度閾値よりも小さい場合には、ダイヤフラム４０の異常を判別する。この場合でも、ダイヤフラム４０の異常を良好に検出することができる。

【0090】

（Ｃ）検出値の反応遅れを判別
〔Ｃ−１．回転駆動源３０の駆動と間接媒体Ｍの圧力の立ち上がりの時間遅れを判別〕
図５に戻り、コントローラ１８は、回転駆動源３０が駆動を開始した時点ｔ１と、間接媒体Ｍの圧力が上昇を開始する時点ｔ２との時間遅れを算出して、ダイヤフラム４０の異常を判別する構成でもよい。すなわち、ダイヤフラム４０に劣化や破損等が生じている場合は、間接媒体Ｍを流動させたとしても圧力変化の反応が鈍くなることが想定される。この場合、コントローラ１８は、立ち上がり時間と比較するための期間閾値（図示せず）を予め保有し、検出した時間遅れ（時点ｔ１〜ｔ２）までの期間と比較する。そして例えば、立ち上がりの時間遅れの期間が期間閾値よりも小さい場合には、ダイヤフラム４０の正常を判別する一方、立ち上がりの時間遅れの期間が期間閾値よりも大きい場合には、ダイヤフラム４０の異常を判別する。この場合でも、ダイヤフラム４０の異常を良好に検出することができる。なお、圧力の時間遅れに基づく判別は、圧力の立ち上がりに限定されず、圧力の立ち下がりのタイミングでもよい。

【0091】

〔Ｃ−２．間接媒体Ｍの圧力の立ち上がりから安定期への移行の遅れを判別〕
コントローラ１８は、間接媒体Ｍの圧力がかかった時点ｔ３から、安定期に移行する時点ｔ５までの移行期間を算出して、ダイヤフラム４０の異常を判別する構成でもよい。すなわち、ダイヤフラム４０に劣化等が生じている場合は、安定期に移行する期間が正常状態から変動する（長くなる、又は短くなる）ことが想定される。従って、コントローラ１８は、移行期間と比較するための期間閾値（図示せず）を予め保有し、検出した移行期間と比較することでも、ダイヤフラム４０の異常を良好に検出することができる。

【0092】

なお、コントローラ１８は、ダイヤフラム４０の異常検出において上記の方法を単独で行うだけでなく、複数の異なる方法を組み合わせてもよい。これにより、ダイヤフラム４０の異常をより正確に検出することができる。またコントローラ１８は、ポンプ１４の吐出を複数回繰り返して、検出値の圧力波形を複数取得し、この複数の圧力波形を用いてダイヤフラム４０の異常を判別してもよい。これによりダイヤフラム４０の異常を一層精度よく判別することができる。

【0093】

さらに、ポンプシステム１０は、ポンプヘッド２８が吐出する流体Ｌの流量を検出する流量計を備え、上記の方法に加えて流体Ｌの吐出量の変化を加味して、ポンプ１４（ダイヤフラム４０）の異常を判別する構成であってもよい。またさらに、本実施形態では、上下振動する検出値の中間値を用いてダイヤフラム４０の異常を判別したが、コントローラ１８は、上下振動する山の頂部や谷の深部に基づきダイヤフラム４０の異常を判別してもよい。

【0094】

以上のように、ポンプシステム１０は、上記の方法を採用することで、圧力センサ３２が検出した検出値に基づきダイヤフラム４０の異常を早期に判別し得る。例えば、コントローラ１８は、図８のフローチャートに示すポンプ１４の異常検出の処理を実施する。

【0095】

コントローラ１８は、ポンプシステム１０の動作開始後、圧力センサ３２から送信される検出信号Ｐを受信する（ステップＳ１：圧力検出工程）。そして、コントローラ１８は、取得した検出信号Ｐを適宜処理し、間接媒体Ｍの圧力である検出値（圧力波形）を算出して一時的に記憶する（ステップＳ２）。算出時には、採用しているポンプ１４の異常検出方法に応じた検出値を得るように処理することで、後の処理負荷の低減が図られる。

【0096】

さらに、コントローラ１８は、算出した検出値に基づき、上述したポンプ１４の異常検出方法により、ダイヤフラム４０の異常を判別する（ステップＳ３：判別処理工程）。ダイヤフラム４０が正常と判別した場合には、ポンプ１４の駆動を継続させ（ステップＳ４）、異常検出処理を終了する。そして、所定期間経過後に再びスタートから処理を繰り返す。一方、ダイヤフラム４０が異常と判別した場合には、ステップＳ５において報知部２０を動作させ、ポンプ１４に異常がある旨の報知を行う。これにより、適用装置１２の作業者はポンプ１４の異常を良好に認識することができる。なお、異常後の処理は、報知部２０による報知の他に（又は報知部２０の報知に代えて）、回転駆動源３０の駆動停止、３方弁１６の駆動停止又は適用装置１２の駆動停止等の処理を実施してもよい。

【0097】

以上のようにポンプシステム１０は、間接媒体Ｍの圧力を検出する圧力センサ３２と、検出値に基づきダイヤフラム４０の異常を判別するコントローラ１８とを備えることで、ダイヤフラム４０の異常を簡単且つ早期に認識することができる。すなわち、充填室４２内の間接媒体Ｍの圧力はダイヤフラム４０の変形に直接的に作用するため、コントローラ１８がその圧力を監視することで、ダイヤフラム４０の異常を早期に発見することができる。これにより、例えば、ポンプ１４のメンテナンスや交換を早い段階で実施することが可能となり、適用装置１２に生じる可能性があるポンプ１４の不具合（流体Ｌの吐出量の変化、間接媒体Ｍの漏洩等）を良好に抑制することができる。

【0098】

また、ポンプシステム１０は、ポンプ１４の使用時に流体Ｌが空になった場合も、間接媒体Ｍの圧力波形が変化するので、圧力センサ３２及びコントローラ１８により流体Ｌの状態を認識することができる。さらに回転駆動源３０や電磁弁６０ａ、６２ａの異常により流体Ｌの流動量が変動することでも、間接媒体Ｍの圧力波形が変動するので、ポンプシステム１０は、ダイヤフラム４０以外に回転駆動源３０や電磁弁６０ａ、６２ａの異常も検出することができる。

【0099】

そして、ポンプシステム１０は、圧力センサ３２の検出部３２ａを充填ポート８８に挿入固定していることで、充填室４２を容易に閉塞し、また充填室４２の圧力を確実に検出することができる。さらにまた、ボディ２２等に圧力センサ３２を別に設ける必要がなくなるので、構造が簡単化する。

【0100】

上記において、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。例えば、コントローラ１８は、異常検出のための閾値を予め保有するだけでなく、正常時の圧力波形を利用して閾値を設定してもよい。また、コントローラ１８は、所定期間毎に圧力波形を抽出してその変化度合を比較してダイヤフラム４０の異常を判別してもよい。

【符号の説明】

【0101】

１０…ポンプシステム １２…適用装置
１４…ポンプ（ポンプ本体部） １６…３方弁
１８…コントローラ ２０…報知部
２２…ボディ ３０…回転駆動源
３２…圧力センサ ４０…ダイヤフラム
４２…充填室 ４４…ポンプ室
６６…変位機構部 ６８…変位ナット
７０…筒体 ７２…リング体
７４…変位体 ８２…ベローズ部
８６…内部空間 ８８…充填ポート
Ｌ…流体 Ｍ…間接媒体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】