JP2008188496A - Nozzle device and method of driving the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ノズル装置及びその駆動方法に関する。 The present invention relates to a nozzle device and a driving method thereof.
近年、電子機器においては小型高密度化に伴い個々のパーツを接着剤で接着する傾向にあるとともに、接着材の塗布量も微量化の傾向がある。 In recent years, electronic devices tend to adhere individual parts with an adhesive as the size and density increase, and the amount of adhesive applied tends to be reduced.
このため、接着材の塗布に用いられるノズル装置としては、微量な接着材の塗布量を制御可能であるとともに、パーツの種類に応じた塗布量の変更や、気温などの条件により粘度が変化しても塗布量が変化しない高精度のものが要求される。 For this reason, as a nozzle device used for applying adhesive, the amount of adhesive applied can be controlled, and the viscosity changes depending on the change in the amount applied depending on the type of parts and conditions such as temperature. However, a high-precision one that does not change the coating amount is required.
また、搬送中の品物に文字やロゴを印字するマーキング装置においてはライン速度の高速化に伴い高応答性と同時に大小文字の混在するマーキングが要求され文字毎のドットサイズの設定が必要となる。 In addition, in a marking device that prints characters and logos on goods being conveyed, as the line speed increases, marking with mixed case is required as well as high responsiveness, and it is necessary to set the dot size for each character.
このため、マーキング装置が備えるノズル装置にも、高精度のものが要求される。 For this reason, a highly precise nozzle device is also required for the marking device.
従来のノズル装置は吐出材(接着材、インキなど)を空気圧又はポンプなどにより加圧しノズル内の弁を一定時間開くことにより吐出材を吐出する方式や、弁を設けずに一定時間空気圧で加圧することにより吐出材を吐出する方式である。 In the conventional nozzle device, the discharge material (adhesive, ink, etc.) is pressurized by air pressure or a pump and the valve in the nozzle is opened for a certain time, or the discharge material is discharged for a certain time without providing a valve. In this method, the discharge material is discharged by pressing.
しかし、これらの方式では加圧力の変化や吐出材の濃度変化(粘度変化)により吐出量が大きく変化してしまう。 However, in these methods, the discharge amount greatly changes due to a change in the applied pressure or a change in the concentration (viscosity change) of the discharge material.
図12は従来のノズル装置1000の一例を示す側断面図である。
FIG. 12 is a side sectional view showing an example of a
図12に示すように、従来のノズル装置1000は、塗料を加圧状態で貯留する液室1001と、塗料を吐出する吐出口1002を有するノズルチップ1003と、液室1001内に配置されたニードル弁1004と、このニードル弁1004の基端部に固定されたプランジャー(可動鉄心)1005と、このプランジャー1005を吸着可能な固定鉄心1006と、この固定鉄心1006の周囲に配置されたコイル1007と、を備えている。
As shown in FIG. 12, a
このようなノズル装置1000においては、コイル1007に印加するパルス状の電流によりプランジャー1005が固定鉄心1006に吸引されるのに伴い、ニードル弁1004の先端が吐出口1002より離間し、該吐出口1002より液室1001内の塗料が吐出される。
In such a
接着材、塗料、インキなどの液体は種類によりそれぞれ粘度・流動性が異なり、またそれらの温度係数も異なる。 Adhesives, paints, inks, and other liquids have different viscosities and fluidity depending on their types, and their temperature coefficients also differ.
また、周囲温度の高い工場内の現場においてはインキ、接着材などの溶剤の揮発が激しく、従来のノズル装置では吐出量を一定に保つことができない。 In addition, in the factory where the ambient temperature is high, the solvent such as ink and adhesive is volatile and the conventional nozzle device cannot keep the discharge amount constant.
また吐出材の種類に応じてその塗布量を任意の設定値に自動変更することは不可能である。 Also, it is impossible to automatically change the coating amount to an arbitrary set value in accordance with the type of discharge material.
また、上記のノズル装置1000では、微少な吐出量の制御が困難である。
In the
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、微少な吐出量の制御が可能であるとともに、液体の粘度・流動性にかかわらず所望の吐出量に制御することが可能なノズル装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can control a minute discharge amount, and can control the discharge amount to a desired amount regardless of the viscosity and fluidity of the liquid. It is an object of the present invention to provide a nozzle device and a driving method thereof.
上記課題を解決するため、本発明のノズル装置は、液体を貯留する液室と、前記液室から液体が供給される加圧室と、前記加圧室から液体を吐出する吐出口と、前記液室と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室の容積を減少させる方向及び増大させる方向に移動が可能な直動型開閉弁と、伸縮に伴い前記直動型開閉弁を開閉及び移動させるアクチュエータと、を備え、前記アクチュエータは、積層圧電アクチュエータ又は磁歪アクチュエータであり、前記直動型開閉弁を閉じた状態で前記直動型開閉弁を前記加圧室の容積を減少させる方向に移動させることにより、前記加圧室内の液体を加圧し、前記吐出口より液体を吐出することを特徴としている。 In order to solve the above problems, a nozzle device of the present invention includes a liquid chamber that stores liquid, a pressurization chamber that is supplied with liquid from the liquid chamber, a discharge port that discharges liquid from the pressurization chamber, A direct acting on-off valve provided between the liquid chamber and the pressurizing chamber and capable of moving in a direction to decrease and increase the volume of the pressurizing chamber; and An actuator that opens and closes and moves, and the actuator is a laminated piezoelectric actuator or a magnetostrictive actuator, and reduces the volume of the pressurizing chamber with the direct acting on-off valve closed. By moving in the direction, the liquid in the pressurizing chamber is pressurized, and the liquid is discharged from the discharge port.
本発明のノズル装置においては、前記直動型開閉弁は、前記液室側に弁座が形成された弁座構成部材と、前記弁座に突き当たることにより当該直動型開閉弁を閉じる一方で前記弁座から離れることにより当該直動型開閉弁を開ける開閉部材と、前記開閉部材を前記弁座から離れる方向に付勢する開閉部材付勢バネと、を備えることが好ましい。 In the nozzle device of the present invention, the direct acting on-off valve includes a valve seat constituent member having a valve seat formed on the liquid chamber side, and closes the direct acting on-off valve by abutting against the valve seat. It is preferable to include an opening / closing member that opens the direct acting on-off valve by moving away from the valve seat, and an opening / closing member biasing spring that biases the opening / closing member in a direction away from the valve seat.
本発明のノズル装置においては、前記直動型開閉弁を前記加圧室の容積を増大する方向に移動させるべく前記開閉部材付勢バネよりも強い力で付勢する直動型開閉弁付勢バネと、先端を前記開閉部材に突き当てた状態で、前記開閉部材を前記弁座側に押し込んで前記直動型開閉弁を閉じる動作と、前記直動型開閉弁自体を前記加圧室の容積を減少させる方向に押し込む動作と、が可能なプッシュロットと、を備えることが好ましい。 In the nozzle device of the present invention, a direct acting on-off valve biasing force that biases the direct acting on-off valve with a stronger force than the on-off member biasing spring to move the pressurizing chamber in a direction of increasing the volume of the pressurizing chamber With the spring and the tip abutted against the opening / closing member, the opening / closing member is pushed into the valve seat side to close the direct acting on / off valve, and the direct acting on / off valve itself is connected to the pressurizing chamber. It is preferable to provide a push lot capable of pushing in the direction of decreasing the volume.
本発明のノズル装置においては、前記アクチュエータの伸長に伴い該アクチュエータから伝達される動きの方向を反転させるとともに当該動きの距離を所定の比率で拡大して前記プッシュロットに伝達するレバー機構を備えることが好ましい。 The nozzle device of the present invention includes a lever mechanism that reverses the direction of movement transmitted from the actuator as the actuator extends, and expands the distance of the movement by a predetermined ratio and transmits it to the push lot. Is preferred.
本発明のノズル装置においては、前記レバー機構は、前記アクチュエータから伝達される動きをそのまま伝達するプッシャーと、前記プッシャーと前記プッシュロットとの間に挟持され、前記プッシュロットを前記開閉部材付勢バネ及び前記直動型開閉弁付勢バネの付勢方向とは反対方向に前記直動型開閉弁付勢バネよりも強い力で付勢するプッシュロット付勢バネと、前記プッシャーから伝達される動きの方向を反転させるとともに当該動きの距離を所定の比率で拡大して前記プッシュロットに伝達するレバー部材と、を備えることが好ましい。 In the nozzle device of the present invention, the lever mechanism is sandwiched between the pusher that directly transmits the movement transmitted from the actuator, and the pusher and the push lot, and the push lot is biased by the opening / closing member biasing spring. And a push lot biasing spring that biases in a direction opposite to the biasing direction of the direct acting on-off valve biasing spring with a stronger force than the direct acting on-off valve biasing spring, and a motion transmitted from the pusher And a lever member that inverts the direction and expands the distance of the movement by a predetermined ratio and transmits it to the push lot.
また、本発明のノズル装置は、液体を貯留する液室と、前記液室から液体が供給される加圧室と、前記加圧室から液体を吐出する吐出口と、前記液室と前記加圧室との間に設けられた直動型開閉弁と、伸縮に伴い前記直動型開閉弁を開閉させるアクチュエータと、を備え、前記アクチュエータは、積層圧電アクチュエータ又は磁歪アクチュエータであり、前記直動型開閉弁は、弁座と、前記弁座に突き当たることにより当該直動型開閉弁を閉じる一方で前記弁座から離れることにより当該直動型開閉弁を開ける開閉部材と、を備え、前記弁座は円錐形状の凹面である一方で、前記開閉部材は円錐形状又は球状であり、前記開閉部材を前記直動型開閉弁を閉じる方向に移動させることにより、前記加圧室の容積を減少しながら前記加圧室内の液体を加圧し、前記吐出口より液体を吐出することを特徴としている。 Further, the nozzle device of the present invention includes a liquid chamber for storing liquid, a pressurizing chamber to which liquid is supplied from the liquid chamber, a discharge port for discharging liquid from the pressurizing chamber, the liquid chamber, and the additive. A direct-acting on-off valve provided between the pressure chamber and an actuator for opening and closing the direct-acting on-off valve as it expands and contracts, the actuator being a laminated piezoelectric actuator or a magnetostrictive actuator, The mold opening / closing valve includes a valve seat, and an opening / closing member that closes the direct acting on / off valve by hitting the valve seat and opens the direct acting on / off valve by moving away from the valve seat. While the seat is a conical concave surface, the opening / closing member is conical or spherical, and the volume of the pressurizing chamber is reduced by moving the opening / closing member in a direction to close the direct acting on-off valve. While in the pressurized chamber Pressurized, is characterized by discharging liquid from said discharge port.
本発明のノズル装置においては、先端を前記開閉部材に突き当てた状態で、前記開閉部材を前記弁座側に押し込んで前記直動型開閉弁を閉じる動作と、前記直動型開閉弁を前記加圧室の容積を減少させる方向に押し込む動作と、が可能なプッシュロットと、前記アクチュエータの伸長に伴い該アクチュエータから伝達される動きの方向を反転させるとともに当該動きの距離を所定の比率で拡大して前記プッシュロットに伝達するレバー機構と、を備えることが好ましい。 In the nozzle device of the present invention, with the front end abutted against the opening / closing member, the opening / closing member is pushed into the valve seat side to close the direct acting on / off valve, and the direct acting on / off valve is A push lot capable of pushing in the direction of decreasing the volume of the pressurizing chamber, and the direction of movement transmitted from the actuator as the actuator is extended is reversed and the distance of the movement is increased by a predetermined ratio. And a lever mechanism for transmitting to the push lot.
本発明のノズル装置においては、前記開閉部材を前記弁座から離れる方向に付勢する開閉部材付勢バネを備え、前記レバー機構は、前記アクチュエータから伝達される動きをそのまま伝達するプッシャーと、前記プッシャーと前記プッシュロットとの間に挟持され、前記プッシュロットを前記開閉部材付勢バネの付勢方向とは反対方向に前記開閉部材付勢バネよりも強い力で付勢するプッシュロット付勢バネと、前記プッシャーから伝達される動きの方向を反転させるとともに当該動きの距離を所定の比率で拡大して前記プッシュロットに伝達するレバー部材と、を備えることが好ましい。 In the nozzle device of the present invention, an opening / closing member urging spring for urging the opening / closing member in a direction away from the valve seat is provided, and the lever mechanism transmits the movement transmitted from the actuator as it is, A push lot biasing spring that is sandwiched between a pusher and the push lot and biases the push lot in a direction opposite to the biasing direction of the opening / closing member biasing spring with a stronger force than the opening / closing member biasing spring. And a lever member that reverses the direction of the movement transmitted from the pusher and expands the distance of the movement by a predetermined ratio and transmits the lever to the push lot.
本発明のノズル装置においては、前記レバー部材は、弾性体からなる板状部材であり、前記レバー部材の両端部には、前記プッシャーに押されて移動する一対の力点部が形成され、前記力点部よりも当該レバー部材の中心寄りの位置には、定位置に支持される一対の支点部が形成され、前記支点部よりも更に当該レバー部材の中心寄りの位置には一対の溝が形成され、当該レバー部材において該一対の溝よりも中心側の部分からなる作用部には、前記プッシュロットが固定され、前記一対の力点部が前記プッシャーに押されると、前記一対の溝に沿って当該レバー部材が屈曲し、前記作用部が、前記力点部の移動距離を所定の比率で拡大した距離だけ前記プッシュロットを伴って移動するとともに、前記プッシュロット付勢バネが圧縮されることが好ましい。 In the nozzle device of the present invention, the lever member is a plate-like member made of an elastic body, and a pair of force point portions that are moved by being pushed by the pusher are formed at both ends of the lever member. A pair of fulcrum portions supported at a fixed position are formed at positions closer to the center of the lever member than the portion, and a pair of grooves are formed at positions closer to the center of the lever member than the fulcrum portions. In the lever member, the push lot is fixed to an action portion that is a portion closer to the center than the pair of grooves, and when the pair of force points are pushed by the pusher, the push member is moved along the pair of grooves. The lever member is bent, and the action portion moves with the push lot by a distance obtained by enlarging the moving distance of the force point portion by a predetermined ratio, and the push lot biasing spring is compressed. Door is preferable.
本発明のノズル装置においては、前記プッシュロットと前記開閉部材とが一体的に構成されていることも好ましい。 In the nozzle device of the present invention, it is also preferable that the push lot and the opening / closing member are integrally formed.
本発明のノズル装置においては、前記プッシュロットに伴って移動することにより、前記液室の容積を変化させるダイヤフラムを備えることが好ましい。 In the nozzle apparatus of this invention, it is preferable to provide the diaphragm which changes the volume of the said liquid chamber by moving with the said push lot.
本発明のノズル装置の駆動方法は、前記プッシュロットの位置を前記積層圧電アクチュエータの駆動電圧により調節することによって、液体の吐出量を制御することを特徴としている。 The driving method of the nozzle device of the present invention is characterized in that the amount of liquid discharged is controlled by adjusting the position of the push lot by the driving voltage of the laminated piezoelectric actuator.
本発明のノズル装置の駆動方法は、前記プッシュロットの移動速度を前記積層圧電アクチュエータの駆動電圧波形により調節することによって、液体の吐出速度を制御することを特徴としている。 The driving method of the nozzle device of the present invention is characterized in that the liquid discharge speed is controlled by adjusting the moving speed of the push lot by the driving voltage waveform of the laminated piezoelectric actuator.
本発明のノズル装置の駆動方法は、液体の吐出動作の完了後、前記直動型開閉弁を閉じた状態で前記直動型開閉弁を前記加圧室の容積を増大させる方向に僅かに移動させることにより、前記吐出口の先端の液体を吐出口内ないしは前記加圧室内に引き戻すことを特徴としている。 In the nozzle device driving method of the present invention, after the liquid discharge operation is completed, the direct acting on / off valve is moved slightly in the direction of increasing the volume of the pressurizing chamber with the direct acting on / off valve closed. By doing so, the liquid at the tip of the discharge port is pulled back into the discharge port or into the pressurizing chamber.
本発明によれば、積層圧電アクチュエータ又は磁歪アクチュエータの駆動に伴い液体を吐出するので微少な吐出量の制御が可能である。また、液体の粘度に関係なく任意の吐出量を任意の吐出速度に制御することができる。 According to the present invention, since the liquid is discharged in accordance with the driving of the laminated piezoelectric actuator or the magnetostrictive actuator, a minute discharge amount can be controlled. Further, an arbitrary discharge amount can be controlled to an arbitrary discharge speed regardless of the viscosity of the liquid.
加えて、アクチュエータとして積層圧電アクチュエータ又は磁歪アクチュエータを1つのみ備えるだけの構成である他、他の構成要素もシンプルであるため、小型化及びコストダウンが可能である。 In addition, since only one laminated piezoelectric actuator or magnetostrictive actuator is provided as an actuator, other components are also simple, so that downsizing and cost reduction are possible.
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態について説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
〔第1の実施形態〕
本実施形態で用いるアクチュエータは積層圧電アクチュエータ又は磁歪アクチュエータである。積層圧電アクチュエータは電圧により伸縮量を制御し、磁歪アクチュエータはコイルに流す電流により磁界強度を制御することにより伸縮量を制御する。どちらも伸縮量は同程度である。以下の説明は積層圧電アクチュエータを用いる場合を例として行うが磁歪アクチュエータの場合も同様の結果が得られている。
[First Embodiment]
The actuator used in this embodiment is a laminated piezoelectric actuator or a magnetostrictive actuator. The laminated piezoelectric actuator controls the amount of expansion / contraction by voltage, and the magnetostrictive actuator controls the amount of expansion / contraction by controlling the magnetic field strength by the current flowing through the coil. Both have the same amount of expansion and contraction. In the following description, the case of using a laminated piezoelectric actuator is taken as an example, but the same result is obtained in the case of a magnetostrictive actuator.
図1は第1の実施形態に係るノズル装置100を示す正面断面図である。
FIG. 1 is a front sectional view showing a
なお、ノズル装置100は、図1に示した姿勢に限らず、傾斜した姿勢でも用いることが可能であり、姿勢に応じて各構成要素の位置関係(上下左右)は変化するが、以下では説明を簡単にするため、便宜的に、図1に示した位置関係で説明を進める。
The
図1に示すように、本実施形態に係るノズル装置100は、本体ケース1と、液体を貯留する液室2と、液室2から供給された液体を加圧する加圧室3と、加圧室3から液体を吐出する吐出口4と、液室2と加圧室3との間に設けられ加圧室3の容積を減少させる方向及び増大させる方向に直線移動が可能な直動型開閉弁5と、伸縮に伴い直動型開閉弁5を移動させる積層圧電アクチュエータ6と、上下方向に延在する棒状のプッシュロット7と、積層圧電アクチュエータ6の伸長に伴い該積層圧電アクチュエータ6から伝達される動きの方向を反転させるとともに当該動きの距離を所定の比率で拡大してプッシュロット7に伝達するレバー機構8と、を備えている。
As shown in FIG. 1, a
本体ケース1は、その上部を構成するアクチュエータホルダ9と下部を構成するマニホールド10と、を備えて構成されている。
The
アクチュエータホルダ9は、積層圧電アクチュエータ6とレバー機構8の一部を保持する。
The
マニホールド10は、レバー機構8の残りの部分と直動型開閉弁5を保持するとともに液室2の一部を構成し、更に、後述するノズル構成部材70を保持する。
The manifold 10 holds the remaining portion of the
積層圧電アクチュエータ6は、本体部11と、この本体部11の上部に形成されたフランジ部12と、このフランジ部12よりも上方に突出するように設けられた一対の電極端子13と、本体部11の下端から下方に突出するように設けられた半球形状の半球部14と、を備えている。
The laminated
積層圧電アクチュエータ6は、後述するアンプ75(図8)から一対の電極端子間13に印加される電圧に比例して上下方向に伸縮する。
The laminated
積層圧電アクチュエータ6は、後述するように、アクチュエータホルダ9に対して、そのフランジ部12が固定される。このため、積層圧電アクチュエータ6が伸縮すると、アクチュエータホルダ9に対する半球部14の上下位置が変位することとなる。積層圧電アクチュエータ6の応答性は非常に速いため、印加電圧波形に応じた半球部14の変位が可能である。
As will be described later, the laminated
アクチュエータホルダ9は筒状に形成されている。このアクチュエータホルダ9は、内部に積層圧電アクチュエータ6の本体部11の大部分を収容し、該本体部11を上下に摺動可能に保持する。
The
ノズル装置100は、更に、位置調節部材15と、押さえ部材16と、2つの第1固定ネジ17と、2つの第2固定ネジ18と、を備えている。
The
このうち位置調節部材15は、アクチュエータホルダ9に対する積層圧電アクチュエータ6の上下位置を調節するためのものである。
Among these, the
位置調節部材15は、アクチュエータホルダ9と同じ内径の筒状に形成され、内部に積層圧電アクチュエータ6の本体部11を上下に摺動可能に保持する。
The
押さえ部材16は、位置調節部材15の上端面に対して積層圧電アクチュエータ6のフランジ部12を押さえつけて固定するためのものである。
The pressing
2つの第2固定ネジ18は、位置調節部材15の上端部に形成された大径部21と押さえ部材16とを相互に締結することにより、積層圧電アクチュエータ6の上端のフランジ部12を位置調節部材15に対して固定している。
The two second fixing screws 18 adjust the position of the
位置調節部材15の上端部を除く外周には、アクチュエータホルダ9の上端部に形成された雌ねじ部19に対して螺入される雄ねじ部20が形成されている。
On the outer periphery excluding the upper end portion of the
雌ねじ部19に対する雄ねじ部20の螺入量を調節することにより、アクチュエータホルダ9に対する位置調節部材15及び積層圧電アクチュエータ6の上下位置を調節することが可能である。
The vertical position of the
更に、2つの第1固定ネジ17は、位置調節部材15の大径部21を貫通してアクチュエータホルダ9の上端面に突き当たるまで螺入され、位置調節部材15がアクチュエータホルダ9に対して回転しないようにする。
Further, the two first fixing screws 17 pass through the
次に、レバー機構8は、アクチュエータホルダ9の下端部における内部からマニホールド1の上部における内部に亘って、本体ケース1内に収容されている。
Next, the
マニホールド10の上部には、レバー機構収容凹部44が、上方に開口するように形成され、該レバー機構収容凹部44内にレバー機構8の大部分が収容されている。
A lever
図2はレバー機構8を示す正面断面図である。
FIG. 2 is a front sectional view showing the
図2に示すように、レバー機構8は、プッシャー22と、レバー部材23と、レバー支持部材24と、ベース部材25と、第1バネ(プッシュロット付勢バネ)26と、を備えている。
As shown in FIG. 2, the
図3はプッシャー22を示す図であり、このうち(a)は上面図、(b)は正面図、(c)は側面図である。
FIG. 3 is a view showing the
図3に示すように、プッシャー22は、アクチュエータホルダ9内に収容されて該アクチュエータホルダ9に対して上下に摺動可能な本体部27と、この本体部27の下側に該本体部27と一体的に形成され、本体部27よりも例えば左右方向に大きく形成された大径部28と、を備えている。
As shown in FIG. 3, the
このうち本体部27の上面には、積層圧電アクチュエータ6の半球部14に沿う凹曲面が形成されている。この凹曲面は、半球部14を受ける半球受け部29を構成している。
Among these, on the upper surface of the
更に、本体部27の下面側には、第1バネ26を収容するとともにその上端部を受ける第1バネ収容凹部30が形成されている。
Furthermore, a first
第1バネ収容凹部30は、例えば、2段階の内径に設定されている。すなわち、上端部は、第1バネ26の外径と一致する内径に設定され、該上端部よりも下側の内径は該上端部よりも大きい内径となっている。第1バネ収容凹部30の上端部の内部には、第1バネ26の上端部が位置決めされて受けられている。
The first
プッシャー22の下部を構成する大径部28の左右両端部は、下方に垂下するように形成され、一対のレバー押し部31を構成している。
The left and right ends of the large-
レバー押し部31の下端には、レバー部材23の端部と嵌合する嵌合用切り欠き32が形成されている。
At the lower end of the
プッシャー22は、積層圧電アクチュエータ6の半球部14に押されることにより、該半球部14に伴って下方に移動し、半球部14の動きをレバー部材23に伝達する。すなわち、プッシャー22は、積層圧電アクチュエータ6の伸長動作を同じ方向に同じ距離の動きとしてレバー部材23に伝達する(そのまま伝達する)。
When the
図4はレバー部材23を示す図であり、このうち(a)は上面図、(b)は正面図である。
4A and 4B are views showing the
図4に示すように、レバー部材23は、例えば、弾性体からなる平板な板状部材である。
As shown in FIG. 4, the
このレバー部材23の左右両端部は、嵌合片33を構成している。この左右一対の嵌合片33は、それぞれ、プッシャー22のレバー押し部31に形成された嵌合用切り欠き32に対して嵌合している。これら嵌合片33は、プッシャー22に押されて移動する力点部を構成している。
The left and right ends of the
嵌合片33よりもレバー部材23の中心寄りの位置には、レバー支持部材24に形成された支持用切り欠き42(後述)に対して係合する係合用切り欠き34が形成されている。係合用切り欠き34におけるレバー部材23の中心側の端部は、レバー支持部材24により定位置に支持される支点部を構成している。
At a position closer to the center of the
更に、レバー部材23の例えば上面には、手前側から奥側に向けて延在する一対の溝35が形成されている。この溝35は、支点部よりも更にレバー部材23の中心寄りの位置に配置されている。
Furthermore, a pair of
また、レバー部材23において一対の溝35よりも中心側の部分は、作用部36を構成している。
Further, in the
作用部36の中央には、該作用部36にプッシュロット7の上部を固定するための固定用孔37が形成されている。
In the center of the
ここで、プッシュロット7は、その上部及び下部の外周が雄ねじとされ、上部と下部の中間には該上部及び下部よりも大径の大径部54を有している。
Here, the outer circumference of the upper part and the lower part of the
プッシュロット7の上部に第2固定ナット52を螺合した状態で、この第2固定ナット52をレバー部材23の下面に突き当てるようにして、プッシュロット7において第2固定ナット52よりも上側の部分をレバー部材23の固定用孔37内に下側から挿通し、この状態で、プッシュロット7の上部に第1固定ナット51を螺合することにより、第1及び第2固定ナット51,52によりレバー部材23を上下から挟持するようにして、プッシュロット7の上部がレバー部材23に対して固定されている。
In a state where the
ここで、第1固定ナット51の上面は、2段階の段差を有し、そのうち低段部は、第1バネ26の下端部を受けるバネ受け53を構成している。
Here, the upper surface of the first fixing
第1バネ26は、バネ受け53とプッシャー22の第1バネ収容凹部30の上面との間において、圧縮状態で保持されている。
The
図5はレバー支持部材24を示す図であり、このうち(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は上面図である。
5A and 5B are views showing the
図5に示すように、レバー支持部材24は、例えば、正面断面形状が上向きに開口したコ字形状の板状部材である。
As shown in FIG. 5, the
レバー支持部材24は、その中央に位置し、ベース部材25の上面に対して位置決めされる本体部38と、この本体部38の左右両端部からそれぞれ上方に向けて起立した一対の起立部39と、を備えている。
The
本体部38の中央には、プッシュロット7の大径部54を内部に通す孔40が形成されている。更に、本体部38には、該本体部38をベース部材25の上面に位置決めするための位置決め用孔41が形成されている。
A
起立部39の上端部には、レバー部材23を支持する支持用切り欠き42が形成されている。一対の支持用切り欠き42は、レバー部材23の一対の係合用切り欠き34におけるレバー部材23の中心側の端部に対してそれぞれ係合し、当該端部においてレバー部材23を支持している。
A
ベース部材25は、水平な盤状の本体部43と、本体部43から上方に突出するように本体部43に設けられ、レバー支持部材24の位置決め用孔41を上方に貫くことにより該レバー支持部材24を位置決めした一対の位置決め用ピン45と、を備えている。
The
ベース部材25は、図1に示すように、マニホールド10のレバー機構収容凹部44の下端部において、該マニホールド10に対して固定されている。
As shown in FIG. 1, the
ここで、図6はアクチュエータホルダ9を示す図であり、このうち(a)は側面図、(b)は底面図である。すなわち、図6(a)に示すアクチュエータホルダ9は、図1に示す姿勢から水平面内において90°回転したものである。
Here, FIG. 6 is a view showing the
図6に示すように、アクチュエータホルダ9の下端部には、ベース部材25を上側からマニホールド10に対して押し付けて固定するための固定部56が、下方に向けて垂下するように形成され、該固定部56の下端部が、ベース部材25を、上側からマニホールド10に対して押し付けることにより固定している。
As shown in FIG. 6, a fixing
ベース部材25の本体部43の中央には、プッシュロット7の大径部54を通す孔55が、該本体部43の上下を貫通して形成されている。
In the center of the
更に、ベース部材25には、その下面に沿うように、布ダイヤフラム46が設けられている。
Further, the
布ダイヤフラム46の周縁部は、シールリングを構成しており、マニホールド10に形成された位置決め用凹部47内に嵌め込まれた状態で、ベース部材25の下面によりマニホールド10に対して押さえ付けられることにより、布ダイヤフラム46の下側に位置する液室2を密閉するように本体ケース1に固定されている。
The peripheral edge portion of the
更に、ベース部材25の本体部43の下面には、布ダイヤフラム46の上下移動領域を確保するための凹部57が形成されている。
Further, a
プッシュロット7の下部は、布ダイヤフラム46の中央部を下方に貫通している。
The lower part of the
プッシュロット7の下部には、ワッシャーを外挿した後で押しナット48が螺合されている。この押しナット48は、ワッシャーを介して、布ダイヤフラム46をプッシュロット7の大径部54との間で挟持している。
A
このため、布ダイヤフラム46の中央部は、プッシュロット7の上下移動に伴って上下に移動する。
For this reason, the center part of the
積層圧電アクチュエータ6の伸長によりその半球部14が下方に移動すると、プッシャー14も下方に移動するため、このプッシャー14の一対のレバー押し部31がレバー部材23の一対の嵌合片33(力点部)を下方に押し下げる。
When the
この際には、レバー部材23においてレバー支持部材24により支持された部位(係合用切り欠き34におけるレバー部材23の中心側の端部)が支点部として機能するとともに、レバー部材23が一対の溝35に沿って弾性変形することによりヒンジのように屈曲し、レバー部材23の作用部36は水平姿勢のままプッシュロット7及び布ダイヤフラム46の中央部を伴って上方に移動する。なお、この移動の際には、第1バネ26がプッシャー22と第1固定ナット53との間で圧縮される。つまり、積層圧電アクチュエータ6は、第1バネ26の付勢に抗してプッシャー22を押し下げる。
At this time, a portion of the
ここで、作用部36、プッシュロット7及び布ダイヤフラム46の中央部の上方への移動距離は、嵌合片33(力点部)の下方への移動距離を所定の比率(レバー比)で拡大した距離となる。
Here, the upward movement distance of the central portion of the
具体的には、この比率(レバー比)は、図4(a)の左右方向において、支点部(レバー部材23においてレバー支持部材24により支持された部位)から溝35までの距離を、力点部(嵌合片33)から支点部までの距離で除した値であり、例えば、2(倍)程度であることを好ましい例とする。
Specifically, this ratio (lever ratio) is the distance from the fulcrum part (the part of the
このように、レバー機構8は、積層圧電アクチュエータ6の半球部14の動きを、方向を反転させるとともに所定のレバー比で拡大してプッシュロット7に駆動伝達するものである。
As described above, the
また、積層圧電アクチュエータ6が上記のように伸長した状態から、再び短縮することによりその半球部14が上方に移動すると、プッシャー14は第1バネ26により押されて上方に移動する。このため、プッシャー14の一対のレバー押し部31によりそれまで押し下げられていたレバー部材23の一対の嵌合片33(力点部)は、レバー部材23が溝35に沿って弾性変形した状態から元の姿勢に復帰するのに伴い上方に移動する。また、この移動に伴い、レバー部材23の作用部36は水平姿勢のままプッシュロット7及び布ダイヤフラム46の中央部を伴って、第1バネ26の付勢に従って下方に移動し、それぞれ元の位置及び姿勢に戻る。
Further, when the
次に、マニホールド10には、液室2を構成する液室構成凹部58と、直動型開閉弁5やノズル構成部材70(後述)が配置される吐出側凹部71と、が更に形成されている。
Next, the manifold 10 is further formed with a liquid
このうち液室構成凹部58は、レバー機構収容凹部44と連続的に形成されているが、その上端部において、布ダイヤフラム46によりレバー機構収容凹部44と仕切られている。
Among these, the liquid
液室2は、布ダイヤフラム46と液室構成凹部58と直動型開閉弁5とにより囲まれた領域である。
The
マニホールド10の側面には、液室2内に液体を供給する液供給配管59が接続され、マニホールド10には、液供給配管59から供給される液体を液室2に導く導入路60が形成されている。
A
マニホールド10の吐出側凹部71は、図1に示すように、下側に向けて開口し、上部においては液室構成凹部58と連通している。
As shown in FIG. 1, the discharge-
図7は加圧室3の周辺の構成を示す図1の拡大図である。
FIG. 7 is an enlarged view of FIG. 1 showing a configuration around the pressurizing
図7に示すように、液室2と加圧室3との間であって、マニホールド10の吐出側凹部71の上部の位置には、直動型開閉弁5が配設されている。
As shown in FIG. 7, the direct acting on-off
直動型開閉弁5は、弁座61を有する弁座構成部材62と、弁座61に配置された球状のボール(開閉部材)63と、ボール63を弁座61から離れる方向に付勢する第2バネ64(開閉部材付勢バネ)と、を備える。
The direct acting on-off
ボール63の上端には、常時、プッシュロット7の下端が突き当たっている。そして、ボール63には、第1バネ26による下側への付勢力が、プッシュロット7を介して伝達されている。
The lower end of the
弁座61は、弁座構成部材62において、液室2側に面する面、すなわち上面の中央に形成されている。この弁座61は、下側に向かうにつれて縮径する、例えば円錐状の凹面とされている。
The
更に、弁座構成部材62の中央には、第2バネ64を圧縮状態で収容する第2バネ収容凹部65が、弁座61と連続的に形成されている。
Further, a second
更に、弁座構成部材62の中央には、液室2を加圧室3側に連通させる連通孔66が、第2バネ収容凹部65の底部と連続的に形成されている。
Further, a
ここで、連通孔66の内径よりも第2バネ収容凹部65の内径の方が大きく設定されており、第2バネ収容凹部65の底部により第2バネ64の下端部が受けられている。
Here, the inner diameter of the second
第2バネ64の上端は、ボール63の下側に位置する面に当たっており、ボール63と第2バネ収容凹部65の底部との間において、第2バネ64は圧縮状態となっている。
The upper end of the
直動型開閉弁5は、ボール63が弁座61の内周に突き当たることにより閉じる一方で、ボール63が第2バネ64の付勢に従って弁座61から離れることにより開く。
The direct acting on-off
直動型開閉弁5が閉じると液室2と加圧室3とが相互に仕切られて液体の流通が不可能となる一方で、直動型開閉弁5が開くと液室2と加圧室3とが相互に連通されて液室2から加圧室3への液体の流通が可能となる。
When the direct-acting on-off
弁座構成部材62の周囲には、固定用リング67が配置されている。
A fixing
この固定用リング67は、弁座構成部材62と同程度の厚みを有するリング状の部材であり、内径が弁座構成部材62の外径よりも大きく設定されている。
The fixing
固定用リング67と弁座構成部材62とは同心状に配置されている。
The fixing
固定用リング67の下面の内周側には微少な深さの凹部68が形成され、この凹部68は弁座構成部材62の下面における周縁部に対し、ダイヤフラム69を介して連結されている。
A concave portion 68 having a very small depth is formed on the inner peripheral side of the lower surface of the fixing
すなわち、ダイヤフラム69は、固定用リング67の下面と、弁座構成部材62の下面に、それぞれ溶接により固定され、固定用リング67の下面と弁座構成部材62の下面とを相互に連結している。
That is, the
固定用リング67において、凹部68よりも外側の厚肉部は、後述するノズル構成部材70の上端面とマニホールド10の吐出側凹部71の上端面との間に挟持され、本体ケース1に対して固定されている。
In the fixing
なお、弁座構成部材62は、上記のようにダイヤフラム69を介して固定用リング67に連結されているため、固定用リング67、ひいては本体ケース1に対して、僅かな距離だけ上下に直線移動が可能となっている。弁座構成部材62は、この上下移動を、ノズル構成部材70の上端面と、マニホールド10の吐出側凹部71の上端面の中央部であるストッパ部78と、の間の領域において行うことができる。
Since the valve
なお、図7は、弁座構成部材62が後述する第3バネ(直動型開閉弁付勢バネ)73の付勢に従ってストッパ部78に突き当たるまで移動した状態であり、ノズル構成部材70の上端面と弁座構成部材62との間には図7に示す僅かなクリアランス77が形成されている。
7 shows a state in which the valve seat
ノズル構成部材70は、加圧室3と吐出口(ノズル)4を構成する部材であり、マニホールド10の吐出側凹部71の下部に位置するように、マニホールド10に固定されている。
The
このノズル構成部材70には、上側に向けて開口し、加圧室3を構成する加圧室構成凹部72と、加圧室3から液体を吐出する吐出口4と、が形成されている。
The
加圧室3は、直動型開閉弁5の下面と加圧室構成凹部72とにより囲まれた領域である。
The pressurizing
加圧室構成凹部72の底面における中央部は、下側に向けて縮径するテーパー状の形状の凹面に形成されているとともに、その下端が吐出口4に連通している。
A central portion of the bottom surface of the pressurizing chamber constituting concave portion 72 is formed as a concave surface having a tapered shape whose diameter decreases toward the lower side, and a lower end thereof communicates with the
対して、加圧室構成凹部72の底面における(テーパー状の)中央部の周囲の部分は、平坦に形成され、第3バネ73の下端を受けている。
On the other hand, a portion around the (tapered) central portion of the bottom surface of the pressurizing chamber constituting recess 72 is formed flat and receives the lower end of the
第3バネ73の上端は、弁座構成部材62の下面に形成された環状のバネ受け凹部74内に挿入されて、該弁座構成部材62により受けられている。
The upper end of the
これにより、第3バネ73は、ノズル構成部材70の加圧室構成凹部72の底面と弁座構成部材62の下面との間において、圧縮状態で挟持されている。
As a result, the
ここで、第3バネ73は、直動型開閉弁5を加圧室3の容積を増大する方向に移動させるべく第2バネ64よりも強い力で付勢するものである。従って、第3バネ73のバネ定数は第2バネ64のバネ定数よりも大きい。
Here, the
また、第1バネ26は、プッシュロット7を、第2バネ64及び第3バネ73の付勢方向とは反対方向に、第3バネ73よりも強い力で付勢するものである。従って、第1バネ26のバネ定数は第3バネ73のバネ定数よりも大きい。
The
ノズル装置100においては、以下のように、プッシュロット7の上下位置や積層圧電アクチュエータ6の上下位置が予め設定されている。
In the
先ず、積層圧電アクチュエータ6の上下位置は、その半球部14がプッシャー22の半球受け部29に突き当たるように設定されている。
First, the vertical position of the laminated
積層圧電アクチュエータ6の上下位置の設定は、位置調節部材15の雄ねじ部20をアクチュエータホルダ9の雌ねじ部19に対して螺入する螺入量を調節することにより行う。
The vertical position of the laminated
プッシュロット7の上下位置は、積層圧電アクチュエータ6に対して電圧を印加していない状態(無電圧の状態)で、(1)プッシュロット7の下端がボール63に突き当たり該ボール63が弁座61の内周に突き当たって直動型開閉弁5が閉じ、且つ、(2)直動型開閉弁5の弁座構成部材62の上端面とマニホールド10のストッパ部78との間で所定のクリアランスを形成し、且つ、(3)レバー部材23が水平となる(レバー部材23が溝35において屈曲していな状態となる)、という3つの条件を満たすような位置に設定されている。
The vertical position of the
プッシュロット7の上下位置の調節は、プッシュロット7に対する第1及び第2固定ナット51,52の螺入量を調節することにより行う。
The vertical position of the
図8はノズル装置100の動力制御系を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a power control system of the
図8に示すように、ノズル装置100は、積層圧電アクチュエータ6の一対の電極端子13間に電圧を印加して該積層圧電アクチュエータ6を駆動させるアンプ75と、このアンプ75の動作を制御する制御部76と、を備えている。
As shown in FIG. 8, the
次に、動作を説明する。 Next, the operation will be described.
ノズル装置100の基本動作は、次のように行われる。
The basic operation of the
積層圧電アクチュエータ6が伸長して半球部14が下方に変位すると、プッシャー22がレバー部材23の両端の力点部を押し下げ、支点部を支点としてレバー部材23の中央部の作用部36が水平なままで上方に移動する。この移動の際にレバー部材23は溝35に沿ってヒンジのように屈曲する。作用部36が上方に移動するのに伴いプッシュロット7及び布ダイヤフラム46の中央部も上方に移動する。この移動は、第1バネ26の付勢に抗して行われる。
When the laminated
プッシュロット7が上方へ移動する過程においては、先ず、弁座構成部材62が第3バネ73の付勢に従ってマニホールド10の吐出側凹部71の中央部の上端面のストッパ部78に当たるまで上昇する。なお、この上昇の過程では、ボール63は弁座61に突き当たり、直動型開閉弁5は閉じたままである。これは、第3バネ73及び第1バネのバネ定数の方が第2バネ64のバネ定数よりも大きいためである。
In the process in which the
次に、弁座構成部材62がマニホールド10のストッパ部78に当たって上方への移動が規制された後、なおもプッシュロット7が上方へ移動すると、第2バネ64の付勢に従ってボール63が上方に移動することにより該ボール63が弁座61から離れ、直動型開閉弁5が開く。なお、ボール63は、常に、プッシュロット7により上側から押さえつけられた状態である。
Next, after the valve
また、再び積層圧電アクチュエータ6が短縮して半球部14が上方に変位すると、プッシャー22は第1バネ26の付勢に従い、半球部14に追従して上方に移動する。よって、レバー部材23の両端の力点部が元の位置へと移動ながら、支点部を支点としてレバー部材23の作用部36が水平なままで下方に移動する。更に、作用部36に伴いプッシュロット7も下方に移動する。このプッシュロット7の移動は、第1バネ26の付勢に従って行われる。
When the laminated
プッシュロット7が下方へ移動する過程においては、先ず、ボール63がプッシュロット7により第2バネ64の付勢に抗して下方へ押し下げられ弁座61に突き当たることにより、直動型開閉弁5が閉じられる。
In the process in which the
更に、ボール63が弁座61に突き当たることにより直動型開閉弁5が閉じられた後、なおもプッシュロット7が第1バネ26の付勢に従って下方に移動すると、直動型開閉弁5はプッシュロット7により第3バネ73の付勢に抗して下方へ押し下げられて、元の状態となる。
Further, after the
次に、上記のような動作に伴うノズル装置100内における液体の動きを説明する。
Next, the movement of the liquid in the
以下では、ノズル装置100の動作を、液室2内に液体を吸入する「液体吸入工程」と、加圧室3から液体を吐出する「吐出工程」と、に大きく分けて順に説明する。
In the following, the operation of the
<液体吸入工程>
液体は液供給配管59より常に一定圧力で液室2に供給されている。従って、液室2内は一定以上の圧力の液体が充填されている。
<Liquid inhalation process>
The liquid is always supplied from the
最初は直動型開閉弁5が閉じた状態のため、加圧室3内には液体が充填されていない。
Since the direct acting on-off
ノズル装置100の駆動は、制御部76の制御下で、アンプ75から積層圧電アクチュエータ6に対して所定のパルス電圧を加えることにより行う。
The
積層圧電アクチュエータ6への印加電圧が無電圧のときは、積層圧電アクチュエータ6の伸びはなく、プッシュロット7の下端はボール63を押し下げボール63は弁座61に押し付けられ弁座構成部材62は下方に押されてマニホールド10のストッパ部78から所定距離だけ離れた状態となっている。この状態の位置が原点となる。
When the voltage applied to the laminated
積層圧電アクチュエータ6の電極端子13間に所定のパルス電圧を繰り返し印加すると積層圧電アクチュエータ6は電圧値に比例した伸縮を、パルス電圧の波形に応じた速度で繰り返す。
When a predetermined pulse voltage is repeatedly applied between the
積層圧電アクチュエータ6の伸縮量は、その半球部14の上下変位となって現れる。
The expansion / contraction amount of the laminated
液体吸入工程は、パルス電圧が上がる際の動作であり、以下の1−1〜1−4の過程からなる。 The liquid suction process is an operation when the pulse voltage increases, and includes the following steps 1-1 to 1-4.
1−1.積層圧電アクチュエータ6の半球部14が下降しプッシャー22を押し下げプッシャー22はレバー部材23の両端を押し下げる。
1-1. The
1−2.レバー部材23はレバー支持部材24により支持された支点部を支点として作動し、第1バネ26の付勢に抗してプッシュロット7を上方に移動させる。
1-2. The
1−3.プッシュロット7の上方移動に伴い直動型開閉弁5は第3バネ73により押し上げられて上方に移動し、弁座構成部材62の上面がマニホールド10のストッパ部78に当たるまで上昇する。
1-3. As the
1−4.更にプッシュロット7が上方に移動すると、ボール63が第2バネ64により押し上げられ弁座61とボール63との間に間隙ができる。つまり、直動型開閉弁5が開く。
1-4. When the
上記1−1〜1−4の動作中はプッシュロット7に伴って布ダイヤフラム46が上昇するため、液室2の容積が増加し、該液室2の内圧が減少するため、液室2は、液体を急速に液供給配管59から吸い込む。
During the operation of the above 1-1 to 1-4, the
<吐出工程>
吐出工程は、パルス電圧が下がる際の動作であり、以下の2−1〜2−4の過程からなる。
<Discharge process>
The ejection process is an operation when the pulse voltage is lowered, and includes the following processes 2-1 to 2-4.
2−1.積層圧電アクチュエータ6の半球部14が上昇し、その上昇に伴いプッシャー22も上昇し、プッシャー22の上昇に伴いレバー部材23の両端部も上昇する。
2-1. The
2−2.プッシュロット7は第1バネ26により押し下げられ下方に移動開始する。このとき布ダイヤフラム46も同時に下降開始するため、液室2の圧力は急速に上昇する。なお、直動型開閉弁5はまだ開いた状態である。従って、液体は液室2から直動型開閉弁5を介して加圧室3内に供給される。
2-2. The
2−3.プッシュロット7が更に下降しボール63が弁座61に押し付けられた時点で直動型開閉弁5は閉じ液室2と加圧室3とが互いに仕切られる。
2-3. When the
2−4.更にプッシュロット7が下方に移動する過程では、プッシュロット7はボール63を介して弁座構成部材62を押し下げ、加圧室3の容積を減少させる。加圧室3に液体が充満した状態の場合は加圧室3の容積減少分に相当する液体が吐出口4を介して加圧室3から吐出される。
2-4. Further, in the process in which the
加圧室3が空の状態から動作を開始する場合は、上記の液体吸入工程と吐出工程とを所要時間繰り返す空吹きを行うことにより、加圧室3を液が充満した状態にした後で、実働(吐出対象物などへの液体の吐出動作)に入る必要がある。
When the operation is started from the state where the pressurizing
なお、積層圧電アクチュエータ6への印加電圧の立ち上がり速度を極端に速くすると、積層圧電アクチュエータ6の寿命が短くなってしまうとともに、プッシャー22が積層圧電アクチュエータ6の半球部14で弾かれ、その衝撃で積層圧電アクチュエータ6の実際の変位量よりもプッシャー22が多く移動し振動が起きる場合があるため、印加電圧の立ち上がり速度は必要以上に速くならないようにコントロールする必要がある。具体的には、例えば、印加電圧の立ち上がりを0.1ミリ秒程度で行うことが挙げられる。
If the rising speed of the voltage applied to the laminated
また、積層圧電アクチュエータ6への印加電圧の立ち下がり速度により、液体の吐出速度が変化する。印加電圧の立ち下がり速度は、吐出口4から吐出された液粒が吐出対象物に当たったときに飛散しない速度に設定する。具体的には、例えば、印加電圧の立ち下がりを0.07ミリ秒程度で行うことが挙げられる。
Further, the discharge speed of the liquid changes depending on the falling speed of the voltage applied to the laminated
なお、積層型圧電素子からなる積層圧電アクチュエータ6は容量負荷であるため、アンプ75には駆動周波数に対し十分な電流容量を持たせておく必要がある。
Since the laminated
次に、図9に示すタイムチャートを参照して、ノズル装置100の具体的な動作の一実施例を説明する。
Next, an example of specific operation of the
なお、図9において、(a)は積層圧電アクチュエータ6への印加電圧波形を示し、(b)は積層圧電アクチュエータ6の半球部14の上下位置を示し、(c)はプッシュロット7の上下位置(布ダイヤフラム46の中央部の上下位置)を示し、(d)は弁座構成部材62の上下位置を示し、(e)は弁座61とボール63との上下間隔を示す。
9A shows a voltage waveform applied to the laminated
以下、図9を参照しながら、上記と同様に液体吸入工程と吐出工程とに分けてノズル装置100の動作を説明する。
Hereinafter, the operation of the
<液体吸入工程>
図9(a)の点a−1から印加電圧が立ち上がると、ほとんど遅れなく積層圧電アクチュエータ6の半球部14も図9(b)の点b−1から電圧値の増加に従って下方に変位する。
<Liquid inhalation process>
When the applied voltage rises from the point a-1 in FIG. 9A, the
積層圧電アクチュエータ6の半球部14の下方への変位はレバー機構8により拡大されるとともに移動方向を反転してプッシュロット7に伝達され、プッシュロット7は図9(c)の点c−1から上昇する。
The downward displacement of the
プッシュロット7の上昇とともに弁座61も図9(d)の点d−1から上昇開始し、弁座構成部材62がマニホールド10のストッパ部78に突き当たることにより点d−2で停止する。
As the
更にプッシュロット7は上昇するため、図9(e)の点e−1からボール63が弁座61から離れ、直動型開閉弁5が開く。
Further, since the
印加電圧の上昇は図9(a)の点a−2まで行われ、印加電圧の上昇に伴い半球部14は図9(b)の点b−2まで下方へ変位し、半球部14の変位に伴いプッシュロット7は図9(c)の点c−2まで上昇し、この段階で弁座61とボール63の間隔は図9(e)の点e−2の状態となる。
The applied voltage is increased up to a point a-2 in FIG. 9A, and the
図9では印加電圧がDC100vに達するとプッシュロット7は原点から80μm上昇した位置になる例を示し、プッシュロット7に固定されているダイヤフラム46の中央部も同量の変位を行う。また、図9では弁座構成部材62は原点から20μmだけ移動して停止し、弁座61とボール63の間隔は0μm〜60μmまで拡大する例を示す。
FIG. 9 shows an example in which when the applied voltage reaches DC100v, the
図9(a)の点a−1から点a−2までの間は、液室2の容積が拡大するため、液室2の内圧が減少し、液供給配管59から急速に液体が液室2内に流入し液室2内には液が充満する。
Since the volume of the
また、図9(a)の点a−2と点a−3の間の時間は、液体が液室2内に充填するのに必要な時間であり、例えば、0.05ミリ秒程度である。なお、この時間は、図9(b)では点b−2から点b−3までの間、図9(c)では点c−2から点c−3までの間、図9(e)では点e−2から点e−3までの間に相当する。
Further, the time between the points a-2 and a-3 in FIG. 9A is a time required for the liquid to fill the
図9(a)の点a−2と点a−3の間の時間は、プッシュロット7は上昇した状態で停止しており、直動型開閉弁5は開状態になっている。このため、この時間が長すぎると液体は加圧室3に流入し吐出口4から垂れることになる。
During the time between point a-2 and point a-3 in FIG. 9A, the
図9(a)の点a−2と点a−3の間の時間の長さの設定は、液室2への液体の供給圧、液体粘度、リフト値(直動型開閉弁5の開度)に応じて適切な値に設定する必要がある。
The setting of the length of time between point a-2 and point a-3 in FIG. 9A is performed by setting the liquid supply pressure to the
或いは、図9(a)の点a−2と点a−3の間の時間を短くするには、リフト値を大きくし、液室2への液体の供給圧を上げればよい。
Alternatively, in order to shorten the time between points a-2 and a-3 in FIG. 9A, the lift value is increased and the liquid supply pressure to the
<吐出工程>
図9(a)の点a−3から印加電圧が降下開始すると電圧値に従って積層圧電アクチュエータ6の半球部14が上昇を開始し、プッシュロット7及び布ダイヤフラム46の中央部は下降を始める。
<Discharge process>
When the applied voltage starts to drop from the point a-3 in FIG. 9A, the
布ダイヤフラム46の中央部が下降を始めると、液室2の容積は急激に減少し、その内部圧は上昇し、容積変化の一部に相当する液体は、直動型開閉弁5を通り加圧室3に流入して該加圧室3を充填する。
When the central portion of the
また、この過程において、図9(e)の点e−4(図9(d)の点d−3に相当)において、ボール63が弁座61に突き当たり、直動型開閉弁5が閉じる。
直動型開閉弁5が閉じることにより液室2と加圧室3とが完全に仕切られる。
In this process, the
The
更に印加電圧が下降するとプッシュロット7がボール63を介して弁座構成部材62を押し下げ加圧室3の容積を減少させる。
When the applied voltage further decreases, the
加圧室3内の液体は吐出口4以外に逃げ場がないので吐出口4より勢いよく吐出される。
The liquid in the pressurizing
印加電圧は、図9(a)の点a−4まで下降する。この時点で、印加電圧は0vに復帰する。なお、図9(a)の点a−4のタイミングは、図9(b)では点b−4、図9(c)では点c−4、図9(d)では点d−4に相当し、弁座構成部材62は原点位置に復帰する。
The applied voltage drops to point a-4 in FIG. At this point, the applied voltage returns to 0v. The timing at point a-4 in FIG. 9A corresponds to point b-4 in FIG. 9B, point c-4 in FIG. 9C, and point d-4 in FIG. 9D. Then, the
印加電圧が0vに復帰後(弁座構成部材62が原点位置に復帰後)、吐出口4の出口における液粒の切れを良くするために、再度印加電圧を図9(a)の点a−5から点a−6まで上げ、加圧室3の容積を僅かに増加させることにより、吐出口4の出口の液体を加圧室3内に引き戻す。
After the applied voltage has returned to 0 v (after the
なお、図9(a)の点a−5のタイミングは、図9(b)では点b−5、図9(c)では点c−5、図9(d)では点d−5に相当する。また、図9(a)の点a−6のタイミングは、図9(b)では点b−6、図9(c)では点c−6、図9(d)では点d−6に相当する。 The timing at point a-5 in FIG. 9A corresponds to point b-5 in FIG. 9B, point c-5 in FIG. 9C, and point d-5 in FIG. 9D. To do. 9A corresponds to the point b-6 in FIG. 9B, the point c-6 in FIG. 9C, and the point d-6 in FIG. 9D. To do.
以上のような第1の実施形態によれば、積層圧電アクチュエータ6の駆動に伴い液体を吐出するので微少な吐出量の制御が可能である。また、液体の粘度に関係なく任意の吐出量を任意の吐出速度に制御することができる。
According to the first embodiment as described above, since the liquid is discharged as the laminated
加えて、アクチュエータとしては積層圧電アクチュエータ6を1つのみ備えるだけの構成である他、他の構成要素もシンプルであるため、小型化及びコストダウンが可能である。
In addition, since the actuator has only one laminated
また、直動型開閉弁5の開閉と直動型開閉弁5の移動量の制御を1個の積層圧電アクチュエータ1とレバー機構8により行うことができる。
Further, the opening / closing of the direct acting on-off
レバー機構8は積層圧電アクチュエータ6の微少変位量を拡大するので、液体の吐出制御を容易に行うことができる。
Since the
また、レバー機構8は積層圧電アクチュエータの微少変位量の方向を反転させるので、無電圧の状態では直動型開閉弁5は閉状態になり、外部への液漏れを発生しないようにできる。
Further, since the
また、プッシュロット7の位置を積層圧電アクチュエータ6の駆動電圧により制御することによって液体の吐出量を制御することができる。
Further, by controlling the position of the
更に、プッシュロット7の変位速度を積層圧電アクチュエータ6の駆動電圧波形により制御することによって液体の吐出速度を制御することができる。
Further, the liquid discharge speed can be controlled by controlling the displacement speed of the
また、吐出工程完了後に印加電圧を再度一定値上昇することにより、加圧室3の容積を僅かに増加させて、吐出口4の出口の液体を加圧室3内に引き戻し、液粒の切れを良くすることができる。
Further, the applied voltage is increased again by a certain value after the discharge process is completed, so that the volume of the pressurizing
なお、上記の第1の実施形態では、プッシュロット7とボール63とが別体に構成されている例を説明したが、プッシュロット63の先端にボール63が一体的に設けられていても良い(プッシュロットの先端部が開閉部材を構成していても良い)。
In the first embodiment described above, an example in which the
プッシュロット7とボール63を別体に構成する方式の利点としては弁座61とボール63との接触位置がボール63が回転することにより固定しないためボール63の局部摩耗を抑制できる点がある。
As an advantage of the system in which the
ただし、液体の粘度が高く、第2バネ63のバネ定数が小さい場合には、プッシュロット7の高速動作時にボール63がプッシュロット7の上昇に追従できない可能性もあり、このような場合には、プッシュロット7とボール63を一体化する方が好ましい。
However, if the viscosity of the liquid is high and the spring constant of the
また、上記においては、開閉部材としてボール63を例示したが、開閉部材は、直動型開閉弁を開閉できる形状のものであればその他の形状でも良い。例えば、弁座61に沿うような円錐形状のものや、下面が平坦に形成された形状のものであっても良い。
In the above description, the
〔第2の実施形態〕
図10は第2の実施形態に係るノズル装置200を示す正面断面図、図11は ノズル装置100の加圧室3の周辺の構成を示す図10の拡大図である。
[Second Embodiment]
FIG. 10 is a front sectional view showing the
図10及び図11において、上記の第1の実施形態に係るノズル装置100におけるのと同様の構成要素には同一の符号を付している。
In FIG.10 and FIG.11, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to the
また、ノズル装置200も、図8に示す制御系を備えている。
The
本実施形態でも、説明を簡単にするため、便宜的に、図10及び図11に示した位置関係で説明を進める。 Also in this embodiment, in order to simplify the description, the description will be made with the positional relationship shown in FIGS. 10 and 11 for the sake of convenience.
図10に示すように、第2の実施形態に係るノズル装置200は、液室2から下の構成が上記の第1の実施形態に係るノズル装置100と相違するが、液室2よりも上側の構成は第1の実施形態に係るノズル装置100と同様である。
As shown in FIG. 10, the
本実施形態に係るノズル装置200は、上記の第1の実施形態における直動型開閉弁5に代えて直動型開閉弁81を備える。
The
この直動型開閉弁81は、ボール63と、ノズル構成部材70に形成された円錐形状の凹面からなる弁座82と、ボール63を上側に付勢するバネ83と、により構成されている。
The direct-acting on-off
直動型開閉弁81は、ボール63が弁座82に突き当たることにより閉じる一方で、ボール63が弁座82から離れることにより開く。
The direct acting on-off
なお、ボール63に代えて、円錐形状の開閉部材を用いても良く、この場合、開閉部材をプッシュロット7の下端に一体的に設けることが好ましい。
Note that a conical opening / closing member may be used instead of the
また、ノズル装置200は、ノズル装置100の構成要素のうちダイヤフラム69、固定用リング67及び第3バネ73を備えていない。
The
更に、本実施形態の場合、マニホールド10及びノズル構成部材70の形状が上記の第1の実施形態と相違する。
Furthermore, in the case of this embodiment, the shapes of the manifold 10 and the
ノズル構成部材70には、弁座82の下側に、該弁座82の下端と連続的に、円筒状のバネ受け凹部84が形成されている。
In the
このバネ受け凹部84の底面によりバネ83の下端が受けられ、バネ83は、バネ受け凹部84の底面とボール63の下面との間で圧縮状態に保持されている。なお、バネ83のバネ定数は第1バネ26のバネ定数よりも小さい。
The lower end of the
本実施形態の場合、液室2は、ボール63の上側において、布ダイヤフラム46、マニホールド10、ノズル構成部材70及びボール63により囲まれた領域である。また、加圧室3は、ボール63と吐出口4との間において、ボール63とノズル構成部材70とにより囲まれた空間からなる。
In the present embodiment, the
本実施形態の場合の吐出動作は、ボール63を下側に移動させることにより、加圧室3の容積を減少しながら加圧室3内の液体を加圧し、吐出口4より液体を吐出する、という形態をとる。
In the discharge operation in the present embodiment, the
次に、動作を説明する。 Next, the operation will be described.
上記の第1の実施形態と同様に、液体は液供給配管59より常に一定圧力で液室2に供給されており液室2内には一定圧以上の液体が充満している。加圧室3は最初は直動型開閉弁81が閉じた状態のため液体は充填されていない。
As in the first embodiment, the liquid is always supplied from the
ノズル装置100の駆動は積層圧電アクチュエータ6に上記の第1の実施形態と同様のパルス電圧を加えることにより行う。
The
無電圧時は上記の第1の実施形態と同様に積層圧電アクチュエータ6の伸びはなく、プッシュロット7の下端はボール63を押し下げ、ボール63が弁座82に押し付けられることにより直動型開閉弁81は閉じ、液室2と加圧室3とは相互に仕切られ、吐出口4からは液体の吐出及び漏れは無い状態になっている。
When no voltage is applied, the laminated
積層圧電アクチュエータ6の電極に所定のパルス電圧を印加すると積層圧電アクチュエータは電圧値に比例した伸縮を繰り返す。その伸縮量は積層圧電アクチュエータ6の半球部14の変位となって現れる。
When a predetermined pulse voltage is applied to the electrodes of the laminated
<液体吸入工程>
液体吸入工程は、パルス電圧が上がる際の動作であり、以下の1−1〜1−4の過程からなる。
<Liquid inhalation process>
The liquid suction process is an operation when the pulse voltage increases, and includes the following steps 1-1 to 1-4.
1−1.積層圧電アクチュエータ6の半球部14が下降しプッシャー22を押し下げプッシャー22はレバー部材23の両端を押し下げる。
1-1. The
1−2.レバー部材23はレバー支持部材24により支持された支点部を支点として作動し、第1バネ26を圧縮しながらプッシュロット7を上方に移動させる。
1-2. The
1−3.プッシュロット7の上方移動に伴いボール63はプッシュロット7の下端に接触したままバネ83により押し上げられて上方に移動し、直動型開閉弁81は積層圧電アクチュエータ6への印加電圧に比例した開度となる。
1-3. As the
上記1−1〜1−3の動作中はプッシュロット7に伴って布ダイヤフラム46が上昇するため、液室2の容積が増加し、該液室2の内圧が減少するため、液室2は液体を急速に液供給配管59から吸い込み、更に、開状態になっている直動型開閉弁81を通して液室2から加圧室3内に液体が流入し始める。
During the operation of the above 1-1 to 1-3, the
直動型開閉弁81の開状態を長時間に亘って保持すると液体は加圧室3を充填しさらに吐出口4より漏れ始める。従って、弁の開時間(パルス電圧のON状態の時間)の設定は重要になる。
When the open state of the direct acting on-off
<液体吸入工程>
吐出工程は、パルス電圧が下がる際の動作であり、以下の2−1〜2−4の過程からなる。
<Liquid inhalation process>
The ejection process is an operation when the pulse voltage is lowered, and includes the following processes 2-1 to 2-4.
2−1.積層圧電アクチュエータ6の半球部14が上昇し、その上昇に伴いプッシャー22も上昇し、プッシャー22の上昇に伴いレバー部材23の両端部も上昇する。
2-1. The
2−2.プッシュロット7は第1バネ26により押し下げられ下方に移動開始する。このとき布ダイヤフラム46も同時に下降開始するため、液室2の圧力は急速に上昇する。従って、直動型開閉弁81は開いた状態のときには、液体は液室2から直動型開閉弁81を介して加圧室3内に供給される。
2-2. The
2−3.プッシュロット7に押されたボール63が更に下降すると加圧室3内の圧力と液室2内の圧力とが一瞬同じになる。更にボール63が下降すると弁座82とボール63の隙間は極微少になり加圧室3の圧力が液室2の圧力よりも高くなる。この状態では、液体の粘性のため、液室2と加圧室3との間での液体の流通が実質的に停止し、実質的に加圧室3と液室2が仕切られたことになる。
2-3. When the
2−4.更にプッシュロット7が下方に移動する過程では、プッシュロット7がボール63を押し下げることにより加圧室3の容積は減少し、加圧室3の容積減少分に相当する液体が吐出口4を介して加圧室3から吐出される。
2-4. Further, in the process in which the
以上のような第2の実施形態によれば、上記の第1の実施形態よりも安価且つ簡易にノズル装置200を構成することができる。
According to the second embodiment as described above, the
なお、上記の各実施形態に係るノズル装置100,200は、例えば、鋼板やその他の物品に対するマーキング(液体としてインキを用いる)する技術の他、工業分野においては、接着材、潤滑材、コーティング材などを材料の粘度にかかわらず、設定された任意の量を高速且つ高精度に分配供給するのに適用することができる。また、医療、薬品、バイオテクノロジー分野においては薬剤、溶液、試薬などを設定された任意の微少量且つ高精度に供給分配するのに適用することができる。
In addition, the
100 ノズル装置
2 液室
3 加圧室
4 吐出口
5 直動型開閉弁
6 積層圧電アクチュエータ
7 プッシュロット
8 レバー機構
22 プッシャー
23 レバー部材
26 第1バネ(プッシュロット付勢バネ)
35 溝
46 布ダイヤフラム(ダイヤフラム)
61 弁座
62 弁座構成部材
63 ボール(開閉部材)
64 第2バネ(開閉部材付勢バネ)
73 第3バネ(直動型開閉弁付勢バネ)
200 ノズル装置
81 直動型開閉弁
82 弁座
DESCRIPTION OF
35
61
64 Second spring (opening / closing member biasing spring)
73 Third spring (direct acting on-off valve biasing spring)
200
Claims (14)
前記液室から液体が供給される加圧室と、
前記加圧室から液体を吐出する吐出口と、
前記液室と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室の容積を減少させる方向及び増大させる方向に移動が可能な直動型開閉弁と、
伸縮に伴い前記直動型開閉弁を開閉及び移動させるアクチュエータと、
を備え、
前記アクチュエータは、積層圧電アクチュエータ又は磁歪アクチュエータであり、
前記直動型開閉弁を閉じた状態で前記直動型開閉弁を前記加圧室の容積を減少させる方向に移動させることにより、前記加圧室内の液体を加圧し、前記吐出口より液体を吐出することを特徴とするノズル装置。 A liquid chamber for storing liquid;
A pressurizing chamber to which liquid is supplied from the liquid chamber;
A discharge port for discharging liquid from the pressurizing chamber;
A direct-acting on-off valve provided between the liquid chamber and the pressurizing chamber and capable of moving in a direction of decreasing and increasing the volume of the pressurizing chamber;
An actuator that opens and closes and moves the direct acting on-off valve in accordance with expansion and contraction;
With
The actuator is a laminated piezoelectric actuator or a magnetostrictive actuator,
The liquid in the pressurizing chamber is pressurized by moving the direct acting on-off valve in a direction to reduce the volume of the pressurizing chamber while the direct-acting on-off valve is closed, and the liquid is discharged from the discharge port. A nozzle device characterized by discharging.
先端を前記開閉部材に突き当てた状態で、前記開閉部材を前記弁座側に押し込んで前記直動型開閉弁を閉じる動作と、前記直動型開閉弁を前記加圧室の容積を減少させる方向に押し込む動作と、が可能なプッシュロットと、
を備えることを特徴とする請求項2に記載のノズル装置。 A direct-acting on-off valve biasing spring that biases the direct-acting on-off valve with a stronger force than the on-off member biasing spring to move the pressurizing chamber in a direction that increases the volume of the pressurizing chamber;
With the front end being abutted against the opening / closing member, the opening / closing member is pushed into the valve seat side to close the direct acting on / off valve, and the direct acting on / off valve reduces the volume of the pressurizing chamber. A push lot capable of pushing in the direction,
The nozzle device according to claim 2, further comprising:
前記アクチュエータから伝達される動きをそのまま伝達するプッシャーと、
前記プッシャーと前記プッシュロットとの間に挟持され、前記プッシュロットを前記開閉部材付勢バネ及び前記直動型開閉弁付勢バネの付勢方向とは反対方向に前記直動型開閉弁付勢バネよりも強い力で付勢するプッシュロット付勢バネと、
前記プッシャーから伝達される動きの方向を反転させるとともに当該動きの距離を所定の比率で拡大して前記プッシュロットに伝達するレバー部材と、
を備えることを特徴とする請求項4に記載のノズル装置。 The lever mechanism is
A pusher that directly transmits the movement transmitted from the actuator;
The direct-acting on-off valve urging is performed between the pusher and the push lot, and the push-lot is urged in a direction opposite to the urging direction of the on-off member energizing spring and the direct acting on-off valve energizing spring. A push lot biasing spring that biases with a stronger force than the spring;
A lever member that reverses the direction of movement transmitted from the pusher and expands the distance of the movement by a predetermined ratio and transmits it to the push lot;
The nozzle device according to claim 4, further comprising:
前記液室から液体が供給される加圧室と、
前記加圧室から液体を吐出する吐出口と、
前記液室と前記加圧室との間に設けられた直動型開閉弁と、
伸縮に伴い前記直動型開閉弁を開閉させるアクチュエータと、
を備え、
前記アクチュエータは、積層圧電アクチュエータ又は磁歪アクチュエータであり、
前記直動型開閉弁は、弁座と、前記弁座に突き当たることにより当該直動型開閉弁を閉じる一方で前記弁座から離れることにより当該直動型開閉弁を開ける開閉部材と、を備え、
前記弁座は円錐形状の凹面である一方で、前記開閉部材は円錐形状又は球状であり、
前記開閉部材を前記直動型開閉弁を閉じる方向に移動させることにより、前記加圧室の容積を減少しながら前記加圧室内の液体を加圧し、前記吐出口より液体を吐出することを特徴とするノズル装置。 A liquid chamber for storing liquid;
A pressurizing chamber to which liquid is supplied from the liquid chamber;
A discharge port for discharging liquid from the pressurizing chamber;
A direct acting on-off valve provided between the liquid chamber and the pressurizing chamber;
An actuator for opening and closing the direct-acting on-off valve as it expands and contracts;
With
The actuator is a laminated piezoelectric actuator or a magnetostrictive actuator,
The direct-acting on-off valve includes a valve seat and an on-off member that closes the direct-acting on-off valve by abutting against the valve seat and opens the direct-acting on-off valve by leaving the valve seat. ,
While the valve seat is a conical concave surface, the opening and closing member is conical or spherical,
The liquid in the pressurizing chamber is pressurized while the volume of the pressurizing chamber is reduced by moving the open / close member in a direction to close the direct acting on-off valve, and the liquid is discharged from the discharge port. Nozzle device.
前記アクチュエータの伸長に伴い該アクチュエータから伝達される動きの方向を反転させるとともに当該動きの距離を所定の比率で拡大して前記プッシュロットに伝達するレバー機構と、
を備えることを特徴とする請求項6に記載のノズル装置。 With the front end being abutted against the opening / closing member, the opening / closing member is pushed into the valve seat side to close the direct acting on / off valve, and the direct acting on / off valve reduces the volume of the pressurizing chamber. A push lot capable of pushing in the direction,
A lever mechanism for reversing the direction of movement transmitted from the actuator as the actuator extends, and expanding the distance of the movement by a predetermined ratio and transmitting it to the push lot;
The nozzle device according to claim 6, further comprising:
前記レバー機構は、
前記アクチュエータから伝達される動きをそのまま伝達するプッシャーと、
前記プッシャーと前記プッシュロットとの間に挟持され、前記プッシュロットを前記開閉部材付勢バネの付勢方向とは反対方向に前記開閉部材付勢バネよりも強い力で付勢するプッシュロット付勢バネと、
前記プッシャーから伝達される動きの方向を反転させるとともに当該動きの距離を所定の比率で拡大して前記プッシュロットに伝達するレバー部材と、
を備えることを特徴とする請求項7に記載のノズル装置。 An opening / closing member biasing spring for biasing the opening / closing member in a direction away from the valve seat;
The lever mechanism is
A pusher that directly transmits the movement transmitted from the actuator;
Push lot biasing that is sandwiched between the pusher and the push lot and biases the push lot in a direction opposite to the biasing direction of the opening / closing member biasing spring with a stronger force than the opening / closing member biasing spring. Spring,
A lever member that reverses the direction of movement transmitted from the pusher and expands the distance of the movement by a predetermined ratio and transmits it to the push lot;
The nozzle device according to claim 7, comprising:
前記レバー部材の両端部には、前記プッシャーに押されて移動する一対の力点部が形成され、
前記力点部よりも当該レバー部材の中心寄りの位置には、定位置に支持される一対の支点部が形成され、
前記支点部よりも更に当該レバー部材の中心寄りの位置には一対の溝が形成され、
当該レバー部材において該一対の溝よりも中心側の部分からなる作用部には、前記プッシュロットが固定され、
前記一対の力点部が前記プッシャーに押されると、前記一対の溝に沿って当該レバー部材が屈曲し、前記作用部が、前記力点部の移動距離を所定の比率で拡大した距離だけ前記プッシュロットを伴って移動するとともに、前記プッシュロット付勢バネが圧縮されることを特徴とする請求項5又は8に記載のノズル装置。 The lever member is a plate-like member made of an elastic body,
A pair of force points that move by being pushed by the pusher are formed at both ends of the lever member,
A pair of fulcrum portions supported at a fixed position are formed at positions closer to the center of the lever member than the force point portion,
A pair of grooves is formed at a position closer to the center of the lever member than the fulcrum portion,
In the lever member, the push lot is fixed to the action portion formed of a portion on the center side of the pair of grooves,
When the pair of force application parts are pushed by the pusher, the lever member bends along the pair of grooves, and the action part increases the movement distance of the force application part by a predetermined ratio. 9. The nozzle device according to claim 5, wherein the push lot biasing spring is compressed while being moved together.
前記プッシュロットの位置を前記積層圧電アクチュエータの駆動電圧により調節することによって、液体の吐出量を制御することを特徴とするノズル装置の駆動方法。 A method for driving the nozzle device according to any one of claims 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, and 11,
A method for driving a nozzle device, wherein the amount of liquid ejection is controlled by adjusting the position of the push lot by the driving voltage of the laminated piezoelectric actuator.
前記プッシュロットの移動速度を前記積層圧電アクチュエータの駆動電圧波形により調節することによって、液体の吐出速度を制御することを特徴とするノズル装置の駆動方法。 A method for driving the nozzle device according to any one of claims 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, and 11,
A method for driving a nozzle device, comprising: adjusting a moving speed of the push lot according to a driving voltage waveform of the laminated piezoelectric actuator to control a liquid discharge speed.
液体の吐出動作の完了後、前記直動型開閉弁を閉じた状態で前記直動型開閉弁を前記加圧室の容積を増大させる方向に僅かに移動させることにより、前記吐出口の先端の液体を吐出口内ないしは前記加圧室内に引き戻すことを特徴とするノズル装置の駆動方法。 A method for driving the nozzle device according to any one of claims 1 to 5,
After completion of the liquid discharge operation, the direct-acting on-off valve is moved in the direction of increasing the volume of the pressurizing chamber while the direct-acting on-off valve is closed, thereby A method of driving a nozzle device, wherein the liquid is drawn back into the discharge port or the pressure chamber.
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