JP3770769B2

JP3770769B2 - Liquid dispensing device that prevents leakage of switching valve

Info

Publication number: JP3770769B2
Application number: JP2000105065A
Authority: JP
Inventors: 和正生島
Original assignee: Musashi Engineering Inc
Current assignee: Musashi Engineering Inc
Priority date: 2000-04-06
Filing date: 2000-04-06
Publication date: 2006-04-26
Anticipated expiration: 2020-04-06
Also published as: JP2001287798A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、あらゆる粘度の液体、たとえば、水、アルコール等の低粘性物質から、接着剤、ペースト状もしくはクリーム状の工業用材料といった高粘調流体にいたるまでの、液体を高速に高精度に吐出する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液体を定量に吐出する装置には、調圧された圧縮空気を貯留容器内の液体に所望時間だけ適用して、ノズル先端の吐出口から所望量の液体を吐出する、空気圧式吐出装置や、貯留容器内の液体に液密に配設したプランジャを移動させて前記液体を加圧し、ノズル先端の吐出口から所望量の液体を吐出する、プランジャ式吐出装置が開発されている。
【０００３】
さらには、貯留容器とノズルとの間にシリンダを設け、このシリンダ内に設けられた複数の貫通孔は一の貫通孔に一のプランジャが進退するよう施されており、プランジャの退行移動により貯留容器から液体がシリンダ内に吸入され、プランジャの進行移動により液体がシリンダからノズルへ排出される機構において、前記複数のプランジャが順に液体に作用して液体を加圧することにより、ノズル先端の吐出口から所望量の液体を吐出する、多連プランジャポンプ式吐出装置も開発されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの技術では、現在求められているような高速なタクトタイムで、高精度にかつ定量性を維持して吐出することは不可能であり、半導体製造におけるダイボンディング工程などにおいては、サイズの高機能を有する大きなデバイスの出現と、生産性を向上させるためのさらなる高タクト化の要求から、短時間に多量を吐出することが求められ、一方で高品質な製品が要求されることから高精度な吐出および精細な塗布が求められているので、このような要求を満たすために、前記従来の装置に用いられていた切換弁ではいずれにも問題があった。
【０００５】
たとえば、空気圧式吐出装置は、液体を吐出する圧力源に空気圧を利用するが、空気圧は圧縮性に富んでいるため、短い時間に大きく圧力を変化させることが非常に難しく、従って高速なタクトで吐出することは不向きであり、また、短時間に多量の液体を吐出する場合および特に吐出する液体が高粘度液剤である場合のように、液体に高い圧力を適用する必要がある場合においても、急激な貯留容器内の圧力変化が必要であるため、吐出時間を短くするには限界があり、高速なタクトで吐出することができない問題があった。
【０００６】
また、プランジャ式吐出装置は、貯留容器内の液体水頭付近に液密に配設されたプランジャが、貯留されている液体すべてを加圧して吐出する方式であり、加圧される液体量は貯留容器内の残液量に依存されるから、液剤を加圧して所望圧力とするときの所望圧力到達時間は残液量が少量である場合は速く、残液量が多量である場合は遅くなる。このように、吐出時の圧力変化が貯留容器内の残液量によって異なるから、これに起因して吐出量のばらつきが生じる問題があり、また、予め貯留する液体量を少量とすると、短い周期で貯留容器を交換する作業が必要となり作業効率が悪くなる問題があった。
【０００７】
さらに、多連プランジャポンプ式吐出装置は、複数のプランジャが順に連続して液体を加圧動作する方式であり、一のプランジャから他の一のプランジャに制御が移行する場合、液体は同時に２本のプランジャにより加圧されるために、与える力が均一とならず、よって吐出される液体には脈動が発生し流速が均一とならないという問題がある。このため、この装置でワーク上に液体を線形状に塗布描画すると、線の幅および線高にムラ、歪みが発生し均一な塗布形状を形成させることができないから、高精細なパターン形状を描画する場合には、塗布形成させることが実質的に不可能である。
【０００８】
そこで本発明者は、液体の高速かつ高精度な定量吐出にかかるこれら問題を解決すべく、液体を高速に高精度に吐出する装置に適した切換弁を提供した（特願平１１−３５０３６９号）。
【０００９】
ところで、上記発明における液体の定量と出装置は、図６に示すとおり、
モータＡ２０は、ボールネジＡ２３とギアＡ２１を介して接続されている。
プランジャロッドＡ２７はモータＡ２０の回転動作によりシリンダＡ２９に内接して進退動作するよう、プランジャロッド取付板Ａ２５に付けられている。
プランジャロッドＢ２８はボールネジＢ２４の回転によりシリンダＢ３０に内接して進退動作するよう、プランジャロッド取付板Ｂ２６に取りつけられており、プランジャロッドＡ２７が進出移動するときにはプランジャロッドＢ２８が退行移動するように、プランジャロッドＡ２７が退行移動するときにはプランジャロッドＢ２８が進出移動するように、ボールネジＢ２４に連結したギアＢ２２はギアＡ２１と連結している。
【００１０】
また、上記装置に用いる切換弁は、バルブブロック３４、シリンダブロック３１およびシリンダブロック３１と協同してバルブブロック３４を摺動自在に保持する押さえブロック３５により構成されており、シリンダＡ２９と貯留容器が連結するにあたってシリンダＢ３０とノズル１５が連通するように、またシリンダＡ２９とノズル１５が連通するにあたってはシリンダＢ３０と貯留容器１４が連通するように、エア制御手段１０からの信号に基づいてシリンダブロック３１に対してバルブブロック３４をスライドさせて流路の切換を行っている。
【００１１】
上記切換弁の漏洩防止は、エアシリンダＡ３６先端の押さえブロック３５は、シリンダブロックをエア制御手段１０から供給されるエア圧力により加圧固定しているから、バルブブロック３４は、シリンダブロック３１および押さえブロック３５に密接して、相対的にスライド動作することができ、不要な液体の漏出を防止するので、エアシリンダＡ３６および押さえブロック３５に押圧力を発生させるためのエアシリンダＡ３６および同シリンダに高圧空気を供給する配管４７、４８を必要とし、さらに、エアシリンダＡ３６に供給する高圧空気量を制御する手段を必要とし、構造が複雑である。
【００１２】
そこで本発明は、液体の高速かつ高精度な定量吐出にかかるこれら問題を解消し、液体を高速に高精度に吐出する吐出装置を提供することを目的とする。
より具体的には、本発明は、液体の高速かつ高精度な定量吐出にかかるこれら問題を解消し、さらに、切換弁の漏洩防止を簡潔にした液体を高速に高精度に吐出する装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、プランジャロッドの後退動作により貯留容器から液体をシリンダに吸引し、前記プランジャロッドの進出動作により前記液体をシリンダからノズルに排出して吐出する液体の定量吐出方法であって、吐出すべき液体の圧力に応じたシール力を作り出すことによりシリンダと貯留容器またはノズルとを連通する切換弁の漏洩を防止することを特徴とする方法を要旨としている。
【００１４】
前記プランジャロッドの進出動作により排出する液体の流路が２分岐しており、一の流路は吐出口へ、他の流路はシール力を作り出すように通じており、その場合、本発明は、プランジャロッドの後退動作により貯留容器から液体をシリンダに吸引し、前記プランジャロッドの進出動作により前記液体をシリンダからノズルに排出して吐出する液体の定量吐出方法であって、前記プランジャロッドの進出動作により排出する液体の流路が２分岐しており、一の流路は吐出口へ、他の流路はシール力を作り出すように通じさせ、吐出すべき液体の圧力に応じたシール力を作り出すことによりシリンダと貯留容器またはノズルとを連通する切換弁の漏洩を防止することを特徴とする方法である。
【００１５】
一回の吐出をプランジャロッドの一回の吸入動作および一回の排出動作で行っており、その場合、本発明は、プランジャロッドの後退動作により貯留容器から液体をシリンダに吸引し、前記プランジャロッドの進出動作により前記液体をシリンダからノズルに排出して吐出し、一回の吐出をプランジャロッドの一回の吸入動作および一回の排出動作で行う液体の定量吐出方法であって、吐出すべき液体の圧力に応じたシール力を作り出すことにより、好ましくは、前記プランジャロッドの進出動作により排出する液体の流路が２分岐しており、一の流路は吐出口へ、他の流路はシール力を作り出すように通じさせ、吐出すべき液体の圧力に応じたシール力を作り出すことにより、シリンダと貯留容器またはノズルとを連通する切換弁の漏洩を防止することを特徴とする方法である。
【００１６】
プランジャロッドの液体吸入開始位置と液体排出終了位置を等しくしており、その場合、本発明は、プランジャロッドの後退動作により貯留容器から液体をシリンダに吸引し、前記プランジャロッドの進出動作により前記液体をシリンダからノズルに排出して吐出し、プランジャロッドの液体吸入開始位置と液体排出終了位置を等しくする、好ましくは、一回の吐出をプランジャロッドの一回の吸入動作および一回の排出動作で行う液体の定量吐出方法であって、吐出すべき液体の圧力に応じたシール力を作り出すことにより、好ましくは、前記プランジャロッドの進出動作により排出する液体の流路が２分岐しており、一の流路は吐出口へ、他の流路はシール力を作り出すように通じさせ、吐出すべき液体の圧力に応じたシール力を作り出すことにより、シリンダと貯留容器またはノズルとを連通する切換弁の漏洩を防止することを特徴とする方法である。
【００１７】
吐出毎のプランジャロッドの液体吸入開始位置を同一の位置に、かつ吐出毎のプランジャロッドの液体吸入終了位置を同一の位置にする、および／または吐出毎のプランジャロッドの液体吐出開始位置を同一の位置に、かつ吐出毎のプランジャロッドの液体吐出終了位置を同一の位置にしており、その場合、本発明は、プランジャロッドの後退動作により貯留容器から液体をシリンダに吸引し、前記プランジャロッドの進出動作により前記液体をシリンダからノズルに排出して吐出し、吐出毎のプランジャロッドの液体吸入開始位置を同一の位置に、かつ吐出毎のプランジャロッドの液体吸入終了位置を同一の位置にする、および／または吐出毎のプランジャロッドの液体吐出開始位置を同一の位置に、かつ吐出毎のプランジャロッドの液体吐出終了位置を同一の位置にする、好ましくは、プランジャロッドの液体吸入開始位置と液体排出終了位置を等しくする、および／または、一回の吐出をプランジャロッドの一回の吸入動作および一回の排出動作で行う液体の定量吐出方法であって、吐出すべき液体の圧力に応じたシール力を作り出すことにより、好ましくは、前記プランジャロッドの進出動作により排出する液体の流路が２分岐しており、一の流路は吐出口へ、他の流路はシール力を作り出すように通じさせ、吐出すべき液体の圧力に応じたシール力を作り出すことにより、シリンダと貯留容器またはノズルとを連通する切換弁の漏洩を防止することを特徴とする方法である。
【００１８】
また、本発明は、液体を吐出するノズルと、液体を貯留する貯留容器と、プランジャロッドを備えたシリンダが装着されているシリンダブロックと、プランジャロッドを駆動する駆動手段と、シリンダと貯留容器またはノズルとを連通する切換弁とを具える液体の定量吐出装置であって、上記の切換弁は、バルブブロック、シリンダブロックおよびシリンダブロックと協同してバルブブロックを摺動自在に保持する押さえブロックにより、吐出すべき高圧液体の一部をバルブブロックの背面に作用させて、バルブブロックをシリンダブロックに形成した弁座面に押し付けるように構成したことを特徴とする装置を要旨としている。
【００１９】
切替弁は図３（ａ）、（ｂ）に示すように、サブブロック５０に設けたシリンダブロック３１と押さえブロック３５との間に摺動自在に装着したバルブブロック３４とで構成されており、シリンダブロック３１には、等間隔に３本の流路３１ａ、３１ｂ、３１ｃが設けられており、また、バルブブロック３４には、貯留容器取付口３２とシリンダＡ２９又はシリンダＢ３０のいずれかとを連通させる流路３４ａと、シリンダブロック３１に設けられた３１ａ又は３１ｃを介して、シリンダＡ２９又はシリンダＢ３０のいずれかと、ノズル１５に液体を圧送する液送チューブＡ４０の取付口に連通する流路３４ｃとを連通する流路３４ｂが設けられている。
【００２０】
さらに、押さえブロック３５には、バルブブロック３４の切替動作に伴い移動する流路３４ｄを常時囲繞するようにＯリング３５ａ取付溝が設けられており、該溝には、吐出作業中バルブブロック３４と押さえブロック３５との間から液体が漏洩するのを防止するＯリング３５ａが嵌合されている。
【００２１】
上記のとおり構成された本発明の実施例１の定量吐出装置は、まず、制御部１１からの作業開始信号にもとづき、プランジャロッドＡ２７を最下位置にし、切替弁を図３（ａ）の状態に切替る。この状態でモータ２０を回転させプランジャロッドＡ２７を上昇させると、シリンダＡ２９はシリンダブロック３１に設けた流路３１ａ、３１ｂ、バルブブロック３４に設けた流路３４ａ及び貯留容器取付口３２を介して貯留容器１４に連通しているので、貯留容器１４内の液体はシリンダＡ２９内に吸引され、プランジャロッドＢ２８は下降し、プランジャロッドＡ２７が最上位置に達するのと同時に最下位置に達し、図２に示す塗布可能な状態になる。
【００２２】
次いで、上記プランジャロッドＡ２７が最上位置に達すると、制御部１１から制御信号が発せられ、切替弁を図３（ｂ）に示す切替位置に切替えられると、シリンダＡ２９はシリンダブロック３１に設けた流路３１ａ及びバルブブロック３４に設けた流路、３４ｂ、３４ｃを介してノズル１５に連通し、シリンダＢ３０は、シリンダブロック３１に設けた流路３１ｃ、３１ｂ、バルブブロック３４に設けた流路３４ａ及び貯留容器取付口３２を介して貯留容器１４に連通する。この状態で、制御部１１からの制御信号によりモータ２０の回転方向を反転すると、プランジャロッドＡ２７は下降してシリンダＡ２９内の液体をノズル１５方向に押し出し、プランジャロッドＢ２８は上昇して貯留容器１４内の液体をシリンダＢ３０内に吸引する。
【００２３】
以下、上記モータ２０の回転方向制御及び切替弁の切替操作を繰り返し行い、吐出作業を継続するが、この作業中バルブブロック３１に設けた流路３１ａ又は３１ｂは、液体吐出作業中のシリンダ２９又は３０と、バルブブロック３４に設けた流路３４ｂ、３４ｄとを連通させ、シリンダ２９又は３０から吐出された液体の一部はバルブブロック３４と押さえブロック３５との間のＯリング３５ａで囲繞された領域内に流入し、バルブブロック３４をシリンダブロック３１方向に押し、シリンダブロック３１とバルブブロック３４とを密着させ、両ブロック間から液体が漏洩するのを防止する。
【００２４】
バルブブロックと押さえブロックとの間に、Ｏリングで囲繞された高圧液体受け入れ空隙を設けたことを特徴としており、その場合、本発明は、液体を吐出するノズルと、液体を貯留する貯留容器と、プランジャロッドを備えたシリンダが装着されているシリンダブロックと、プランジャロッドを駆動する駆動手段と、シリンダと貯留容器またはノズルとを連通する切換弁とを具える液体の定量吐出装置であって、上記の切換弁は、バルブブロック、シリンダブロックおよびシリンダブロックと協同してバルブブロックを摺動自在に保持する押さえブロック、バルブブロックと押さえブロックとの間に設けたＯリングで囲繞された高圧液体受け入れ空隙により、吐出すべき高圧液体の一部をバルブブロックの背面に作用させて、バルブブロックをシリンダブロックに形成した弁座面に押し付けるように構成したことを特徴とする装置である。
【００２５】
貯留容器と切換弁、および／またはノズルと切換弁とを液送管を介して連通すべく構成しており、その場合、本発明は、液体を吐出するノズルと、液体を貯留する貯留容器と、プランジャロッドを備えたシリンダが装着されているシリンダブロックと、プランジャロッドを駆動する駆動手段と、貯留容器と切換弁、および／または、ノズルと切換弁とを液送管を介して連通すべく構成したシリンダと貯留容器またはノズルとを連通する切換弁とを具える液体の定量吐出装置であって、上記の切換弁は、バルブブロック、シリンダブロックおよびシリンダブロックと協同してバルブブロックを摺動自在に保持する押さえブロックにより、好ましくはさらにバルブブロックと押さえブロックとの間に設けたＯリングで囲繞された高圧液体受け入れ空隙により、吐出すべき高圧液体の一部をバルブブロックの背面に作用させて、バルブブロックをシリンダブロックに形成した弁座面に押し付けるように構成したことを特徴とする装置である。
【００２６】
貯留容器の液体を加圧する加圧手段を具えたことを特徴としており、その場合、本発明は、液体を吐出するノズルと、液体を貯留する貯留容器と、プランジャロッドを備えたシリンダが装着されているシリンダブロックと、プランジャロッドを駆動する駆動手段と、貯留容器と切換弁、および／または、ノズルと切換弁とを液送管を介して連通すべく構成したシリンダと貯留容器またはノズルとを連通する切換弁と、貯留容器の液体を加圧する加圧手段とを具える液体の定量吐出装置であって、上記の切換弁は、バルブブロック、シリンダブロックおよびシリンダブロックと協同してバルブブロックを摺動自在に保持する押さえブロックにより、好ましくはさらにバルブブロックと押さえブロックとの間に設けたＯリングで囲繞された高圧液体受け入れ空隙により、吐出すべき高圧液体の一部をバルブブロックの背面に作用させて、バルブブロックをシリンダブロックに形成した弁座面に押し付けるように構成したことを特徴とする装置である。
【００２７】
プランジャロッド径がシリンダ内径をほぼ等しくしたこと、好ましくはプランジャロッドがシリンダに内接したこと、さらに好ましくはプランジャロッド径のシリンダに内接する外郭断面形状が円形状としたことを特徴としており、その場合、本発明は、液体を吐出するノズルと、液体を貯留する貯留容器と、その径がシリンダ内径とほぼ等しい、好ましくはシリンダに内接した、さらに好ましくはその径のシリンダに内接する外郭断面形状が円形状であるプランジャロッドを備えたシリンダが装着されているシリンダブロックと、プランジャロッドを駆動する駆動手段と、貯留容器と切換弁、および／または、ノズルと切換弁とを液送管を介して連通すべく構成したシリンダと貯留容器またはノズルとを連通する切換弁と、好ましくは貯留容器の液体を加圧する加圧手段とを具える液体の定量吐出装置であって、上記の切換弁は、バルブブロック、シリンダブロックおよびシリンダブロックと協同してバルブブロックを摺動自在に保持する押さえブロックにより、好ましくはさらにバルブブロックと押さえブロックとの間に設けたＯリングで囲繞された高圧液体受け入れ空隙により、吐出すべき高圧液体の一部をバルブブロックの背面に作用させて、バルブブロックをシリンダブロックに形成した弁座面に押し付けるように構成したことを特徴とする装置である。
【００２８】
切換弁を、貯留容器に連通する第一孔およびノズルに連通する第二孔とを有するバルブブロックを備えるスライド弁、好ましくは圧力を作用させて密着させるスライドバルブ、さらに好ましくはその摺動面は接触面積を最小にしており、その場合、本発明は、液体を吐出するノズルと、液体を貯留する貯留容器と、その径がシリンダ内径とほぼ等しい、好ましくはシリンダに内接した、さらに好ましくはその径のシリンダに内接する外郭断面形状が円形状であるプランジャロッドを備えたシリンダが装着されているシリンダブロックと、プランジャロッドを駆動する駆動手段と、貯留容器に連通する第一孔およびノズルに連通する第二孔とを有するバルブブロックを備えるスライド弁、好ましくは圧力を作用させて密着させるスライドバルブ、さらに好ましくはその摺動面は接触面積を最小にした、貯留容器と切換弁と、および／または、ノズルと切換弁とを液送管を介して連通すべく構成したシリンダと貯留容器またはノズルとを連通する切換弁と、好ましくは貯留容器の液体を加圧する加圧手段とを具える液体の定量吐出装置であって、上記の切換弁は、バルブブロック、シリンダブロックおよびシリンダブロックと協同してバルブブロックを摺動自在に保持する押さえブロックにより、好ましくはさらにバルブブロックと押さえブロックとの間に設けたＯリングで囲繞された高圧液体受け入れ空隙により、吐出すべき高圧液体の一部をバルブブロックの背面に作用させて、バルブブロックをシリンダブロックに形成した弁座面に押し付けるように構成したことを特徴とする装置である。
【００２９】
また、本発明の装置は、駆動手段および／または切換弁が、制御部の信号に基づいて作動すべく構成したことを特徴としている。
また、本発明の装置は、プランジャロッドを複数としたこと、好ましくは駆動手段をプランジャロッドの数と等しくしたこと、さらに好ましくは複数のプランジャロッドのロッド先端の相対距離を保持したまま、切換弁との相対距離を調節するプランジャロッド位置調整手段を具えたことおよび／またはプランジャロッドは、独立して制御可能に構成したことを特徴としている。
さらにまた、本発明の装置は、プランジャロッドのいずれか一の吐出作動にあたって、他のプランジャロッドを吸引作動または停止作動させること、および／またはプランジャロッドの吐出作動速度を他のプランジャロッドの吸引作動速度と異なる速度としてなることを特徴としている。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明は、プランジャロッドの後退動作により貯留容器から液体をシリンダに吸引し、前記プランジャロッドの進出動作により前記液体をシリンダからノズルに排出して吐出する液体の吐出方法において、一回の吐出をプランジャロッドの一回の吸入動作および一回の排出動作で行う液体の吐出方法である。
よって、液体は同時に複数本のプランジャにより加圧させることが無いから、液体に適用する加圧力が一定となり、よって吐出される液体に脈動が発生せず、流速が均一となる。このため、ワーク上に液体を線形状に塗布描画しても、線の幅および線高にムラ、歪みが発生せず、均一な塗布形状を形成させることができ、高精細がパターン形状を塗布形成させることができる。
【００３１】
上記の方法において、吐出すべき液体の圧力に応じたシール力を作り出すことによりシリンダと貯留容器またはノズルとを連通する切換弁の漏洩を防止することを特徴とする。
前記プランジャロッドの進出動作により排出する液体の流路が２分岐しており、一の流路は吐出口へ、他の流路はシール力を作り出すように通じている。
【００３２】
また、吐出とは、液体を加圧して誘起された液体と大気圧との圧力差によってノズルから液体が流出することであるから、圧力差を効果的に誘起するためには、加圧される液体の体積は少量であるほど好ましく、より急峻に液体圧力を上昇させることができ、短時間に多量の液体を吐出する場合および特に吐出する液体が高粘度液剤である場合に効果的である。従って、複数回の吐出量に相当する液体量を加圧することよりも、一回の吐出量をシリンダ内に液体を吸引して加圧することが好ましい。より好ましくは、プランジャロッドの液体排出終了後のシリンダ内には液体残量が無いことである。
【００３３】
ここで、プランジャロッドの液体吸入開始位置と液体排出終了位置を吐出毎で等しくすることが好ましい。吐出毎の加圧する液体量を常に一定ならしめることは、加圧される液体量が貯留容器内の残液量に依存されることが無く、吐出時のプランジャロッドが液体を加圧するときの液体圧力が上昇するプロセスを吐出毎に等しくすることができるから、貯留容器内の残液量に依存する吐出量のばらつきが無い。より好ましくは、さらに吐出毎のプランジャロッドの液体吐出開始位置を同一の位置に、かつ吐出毎のプランジャロッドの液体吐出終了位置を同一の位置にする。さらに好ましくは、さらに吐出毎のプランジャロッドの液体吸入開始位置を同一の位置に、かつ吐出毎のプランジャロッドの液体吸入終了位置を同一の位置にする。
【００３４】
具体的な装置構成は、液体を吐出するノズルと、液体を貯留する貯留容器と、内部に空間を有するシリンダと、前記シリンダに内接して進退するプランジャロッドと、プランジャロッドを駆動する駆動手段と、シリンダと貯留容器またはノズルとを連通する切換弁と、を具える液体定量吐出装置である。
上記の切換弁は、バルブブロック、シリンダブロックおよびシリンダブロックと協同してバルブブロックを摺動自在に保持する押さえブロックにより、吐出すべき高圧液体の一部をバルブブロックの背面に作用させて、バルブブロックをシリンダブロックに形成した弁座面に押し付けるように構成したことを特徴とする。
すなわち、吐出装置が液体を吐出するノズルと、液体を貯留する貯留容器と、シリンダと、前記シリンダの内部に進退するプランジャロッドと、プランジャロッドを駆動する駆動手段と、シリンダと貯留容器またはノズルとを連通する切換弁とで構成した液体の定量吐出装置において、シリンダブロックと押さえブロックの間に、流路を有するバルブブロックを摺動自在に配置した液体の定量吐出装置における切換弁において、吐出すべき高圧液体の一部をバルブブロックの背面に作用させて、バルブブロックをシリンダブロックに形成した弁座面に押し付けることを特徴とし、さらには、バルブブロックと押さえブロックとの間に、Ｏリングで囲繞された高圧液体受け入れ空隙を設けたことを特徴とする。
【００３５】
この装置では、駆動手段に連結されたプランジャロッドが内壁に接して進退移動し、プランジャロッドが吐出量に等しい量だけ退行移動して貯留容器よりシリンダに液体を吸入し、プランジャロッドが吐出量に等しい量だけ進行移動してシリンダからノズルへ液体を排出することにより吐出を行う。
このとき切換弁は、プランジャロッドが後退移動してシリンダに液体を吸入するときはシリンダと貯留容器を連通し、プランジャロッドが進出移動してシリンダから液体を排出するときはシリンダとノズルを連通するよう作動する。
【００３６】
貯留容器と切換弁とを液送管を介して連通することにより、液剤貯留部と吐出機構部とを分離することができるため、取る扱いやすい場所に貯留容器を配置することが可能であり、たとえば、貯留容器内の液体の残量が少なくなった場合に、液体貯留容器に液体を補充する、または予め液体が充填されている貯留容器ごと交換する作業を容易に行うことが可能となる。
さらには、容器内に貯留する液体量は使用する液体のポットライフや一日の作業量から考察して、計画的に適切な量を貯留しておくことができるため、一日の作業における液体の補充作業を不用とすることも、適宜補充することも可能である。
【００３７】
さらに、ノズルと切換弁とを液送管を介して連通することにより、吐出機構部と吐出口を分離することができるため、吐出機構部は固定部に設置し、ノズルを可動部、たとえばロボットに搭載して作業することが可能となるため、可動部を極めて軽量に構成することができる。これにより塗布作業、たとえばワーク表面上に所望するパターン形状に塗布する描画作業を極めて高速に行うことが可能となる。
【００３８】
貯留容器内の液体が高粘性流体である場合、またはシリンダ内に速やかに液体を吸引させる場合などには、貯留容器の液体をシリンダに液送するためにプランジャロッドの後退移動による吸引力を補助するために貯留容器内の液体を加圧する加圧装置を具えることが好ましい。
【００３９】
また、ピストン内部に滑りこむプランジャロッド径はシリンダ内径とはほぼ等しいことが好ましい。より好ましくは、プランジャロッドがシリンダに内接する。
また、プランジャロッド径のシリンダに内接する外郭断面形状を円形状とすることもできる。
【００４０】
切換弁はボールバルブとすることができる。
好ましくは、切換弁を、貯留容器とを連通する第一孔およびノズルとを連通する第二孔とを有しスライドして連通する部位を切換えるバルブブロックを具えるスライド弁とする。
前記第一孔と第二孔は隣接するほど、切換時のロスタイムを短縮することができ高速なタクトタイムで吐出することができる。
【００４１】
駆動手段および／または切換弁が、制御部の信号に基づいて動作することができる。
好ましくは、吐出時においてはプランジャロッドがノズルに連通するよう切換弁を制御し、さらに駆動手段を制御して液体を加圧し、また吸引時においてはプランジャロッドが貯留容器と連通するよう切換弁を制御し、さらに駆動手段を制御して液体を吸引する。
【００４２】
プランジャロッドの本数は複数とすることができる。
このとき、複数回の吐出においては、毎回異なったプランジャロッドで行うことができるから、プランジャロッドのいずれか一の吐出動作にあたって、他のプランジャロッドが吸引または停止動作することにより、次の吐出時には、液体を吸引したプランジャロッドが液体を速やかに吐出することができるから、効果的に液体の吸引にかかる時間を不用ならしめ、より高速なタクトタイムができる。
【００４３】
さらには、駆動手段をプランジャロッドの数と等しくすることが可能である。
また、プランジャロッドを独立して制御を可能とすることができる。
このとき、一のプランジャロッドが液体を吐出するときのプランジャロッドの吐出作動速度と、他のプランジャロッドが液体をシリンダ内に吸引するときの吸引作動速度と、を異なる速度に容易に調整可能であるから、複数のプランジャロッドのうち一のプランジャロッドが吐出に携わるときには吐出に好適な、吸引に携わるときには吸引に好適な速度とすることが可能であり好ましい。
【００４４】
【作用】
図１にもとづいて本発明の作動原理を説明する。
切換弁を構成する、押さえブロック５およびシリンダブロック１はベース板に固定されており、両ブロック５、１間にバルブブロック４が摺動可能に配置されており、その、シリンダブロック１には、プランジャロッド３を備えたシリンダ２が装着されている。また、シリンダブロック１には、液体源からバルブブロック４の流路４ａに通じる流路１ｂが設けられている。さらに、押さえブロック５には、バルブブロック４に設けられた押さえブロック５に通じる流路４ｂの開口部を常時囲むようにＯリングが設けられている。
【００４５】
また、バルブブロック４には、流路４ａと、一方が吐出口に通じ他方が押さえブロック５へ通じる、分岐した流路４ｂが設けられており、それらの流路は、プランジャロッド３により液体を吸引する際には、シリンダ２と流路４ａとを連通させ、液体を吐出する際には、シリンダ２と流路４ｂとを連通させるように配置されているので、シリンダ２内の液体をプランジャロッド３の進出動作により加圧されてバルブブロック４へ流出すると、液体の一部がバルブブロック４と押さえブロック５の間のＯリング６で囲まれた空隙内に流入して、バルブブロック４をシリンダブロック１方向に移動させ、両者を密着させ両者間における液体の漏洩を防止することができる。
【００４６】
【実施例】
図にもとづいて、本願発明の詳細を実施例で説明するに、本願発明はこれら実施例によって何ら限定されるものではない。
【００４７】
実施例１
モータＡ２０は、ボールネジＡ２３とギアＡ２１を介して接続されている。プランジャロッドＡ２７は、モータＡ２０の回転動作によりシリンダＡ２９に内接して進退動作するよう、プランジャロッド取付板Ａ２５に付けられている。プランジャロッドＢ２８は、ボールネジＢ２４の回転によりシリンダＢ３０に内接して進退動作するよう、プランジャロッド取付板Ｂ２６に取りつけられており、プランジャロッドＡ２７が進出移動するときにはプランジャロッドＢ２８が退行移動するように、プランジャロッドＡ２７が退行移動するときにはプランジャロッドＢ２８が進出移動するように、ボールネジＢ２４に連結したギアＢ２２はギアＡ２１と連結している。
【００４８】
切換弁は、バルブブロック３４およびシリンダブロック３５により構成されており、シリンダＡ２９と貯留容器が連結するにあたってシリンダＢ３０とノズル１５が連通するように、またシリンダＡ２９とノズル１５が連通するにあたってはシリンダＢ３０と貯留容器１４が連通するように、エア制御手段１０からの信号に基づいてシリンダブロック３１に対してバルブブロック３４がスライドして切換作動する。
【００４９】
上記切換弁は、図３に示すとおり、サブブロック５０に設けたシリンダブロック３１と押さえブロック３５との間にバルブブロック３４を摺動自在に装着されている。シリンダブロック３１には等間隔に３本の流路３１ａ、３１ｂ、３１ｃが設けられている。バルブブロック３４には貯留容器取付口３２とシリンダＡ２９、シリンダＢ３０のいずれかとを選択的に連通させる流路３４ａが設けられている。他方のシリンダと吐出口３４ｃとを連通させる流路３４ｂが設けられている。流路３４ｄは分岐してバルブブロック３４と押さえブロック３５の接触面に開口している。押さえブロック３５には、吐出口３４ｃとを連通させる流路３４ｄの開口部を常時囲むＯリング３５ａが設けられている。
【００５０】
この実施例における切換弁は、上記の構成により、シリンダＡ２９またはシリンダＢ３０から液体を吐出すると、液体はノズル１５方向に圧送されるが、そのとき液体の一部はバルブブロック３４と押さえブロック３５との間のＯリング３５ａで囲まれた領域内に流入しバルブブロック３４をシリンダブロック３１方向に押圧し、３１と３４とを密着させ、両ブロック間から液体が漏洩するのを防止する。
【００５１】
モータＢ３８はボールネジＣ３９と連結しており、モータＢ３８の回転動作によりベースブロック４９とサブブロック５０との相対距離をボールネジＣ３９の軸方向に変えることができ、ベースブロック４９には、モータＡ２０、ボールネジＡ２３、ボールネジＢ２４、プランジャロッドＡ２７、プランジャロッドＢ２８、プランジャロッド取付板Ａ２５、プランジャロッド取付板Ｂ２６が固定されており、サブブロック５０にはシリンダＡ２９、シリンダＢ３０、シリンダブロック３１、ノズル１５およびバルブブロック３４が固定されている。
【００５２】
したがって、ベースブロック４９とサブブロック５０との相対距離をボールネジＣ３９の回転方向に移動できることは、プランジャロッドＡ２７およびプランジャロッドＢ２８の相対距離を一定としたまま、プランジャロッドＡ２７およびプランジャロッドＢ２８とバルブブロック３４との相対距離を調節できるから、微量吐出を行うようなプランジャロッドが僅かにしか変位しない場合には、プランジャロッド位置をバルブブロック３４に近づけることが可能となり、不要な液体をシリンダ内に残留することを効果的に除去することができる。
【００５３】
また、プランジャロッドの進退移動する最大ストローク量の中央が、プランジャロッドＡ２７先端およびプランジャロッドＢ２８先端が揃う位置であるとしたとき、最大ストロークを必要としない量を吐出する場合、例えば微量を吐出する場合には、プランジャロッドの最大ストローク量と比べて僅かな量しか進退動作をしない。このとき吐出終了時のプランジャロッド先端位置からバルブブロック３４までの液体はバッファとして働くため、高速タクトで吐出を行う場合には特にバッファとなる液体は排除されることが好ましい。
【００５４】
なお、実施例１において、貯留容器１４へは適宜液体を補充することも、液体が貯留された別の貯留容器１４に交換することも可能である。エアシリンダＢ３７はエア制御手段１０に接続されていて、必要に応じてエアを供給することも可能であり、また、エア制御手段１０とモータＡ２０とモータＢ３８とは、制御部１１に接続されており、制御部１１の信号に基づいて動作する。
【００５５】
次ぎに、上記装置の吐出作業を計時的に説明する。
１．プランジャロッドＡ２７およびプランジャロッドＢ２８の先端がシリンダブロックから等距離にある位置（揃う位置）に調節する。この位置を基礎位置とする。
２．プランジャロッドＡ２７を所望吐出量の半分の体積量だけモータＡ２０を駆動して進出移動させる。このときモータＡ２０の回転は、プランジャロッドＢ２８が所望吐出量の半分の体積量だけ後退移動するように、ギアＡ２１を介してギアＢ２２に伝わる。
【００５６】
３．このときのプランジャロッドＡ２７の基準位置からの進出量は、前記所望とする量を吐出する場合においては最大であるから、前記プランジャロッドＡ２７の先端位置をバルブブロック３４に近づけるようにモータＢ３８を駆動して、シリンダＡ２９内の液体残量が最小となるよう、好ましくはゼロとなるようにベースブロック４９とサブブロック５０の相対距離を調節する。この時、モータＢ３５の駆動により、プランジャロッドＡ２７およびプランジャロッドＢ２８は一体的に並進移動するから、前記プランジャロッドＡ２７および前記プランジャロッドＢ２８の相対距離は変わらない。
４．ここで、貯留容器とシリンダＡ２９とを連通するように、すなわちノズル１５とシリンダＢ３０が連通するようにバルブブロック３４の位置を調節する。５．次に、シリンダＢ３０を所望吐出体積量だけモータＡ２０を駆動して進出移動させる。このときモータＡ２０の回転は、プランジャロッドＡ２７が所望吐出体積量だけ後退移動するから、貯留容器１４の液体がシリンダ内に吸引される。
【００５７】
６．さらに、貯留容器１４とシリンダＢ３０とを連通するように、すなわちノズル１５とシリンダＡ２９が連通するようにバルブブロック３４の位置を調節する。
７．シリンダＡ２９を所望吐出体積量だけモータＡ２０を駆動して進出移動させる。シリンダＡ２９には所望量の液体が充填されていたから、前記モータＡ２０の駆動によりノズル１５先端の吐出口から液体が吐出される。また、貯留容器１４とシリンダＢ３０が連通しており、このときモータＡ２０の回転によりプランジャロッドＢ２８は所望吐出体積量だけ後退移動するから、貯留容器１４の液体がシリンダＢ３０内に吸引される。
以下、上記５〜７の動作を繰り返して液体の吐出が継続し、所望の塗布パターンを形成することができ、このように、一のプランジャの進出により吐出が行われると同時に、他の一のプランジャが液体をシリンダ内に吸引されるから、高速なタクトで吐出作業を行うことができる。
【００５８】
実施例２
実施例２は、２つのプランジャロッド２７、２８それぞれにモータ６０、６１が接続され、さらに貯留容器１４からシリンダ２９、３０に液体が速やかに充填できるよう、貯留容器１４内の液体に空圧を適用した例である。（図４（ａ）と図４（ｂ）はともに実施例２を表す装置図であり、同じ装置を、角度を変えて記してある。
なお、図４（ａ）には、貯留容器１４とエア制御手段１０とノズル１５が描かれてなく、また、図４（ｂ）には、制御部１１が記されていないが、本来は、図４（ａ）、図４（ｂ）ともに、貯留容器１４、エア制御手段１０、ノズル１５、制御部１１が取り付けられてある。また、エア制御手段１０も制御部１１につながれていて、制御部１１によって制御される。これらの図では角度によって、わかりにくくならないようにするために、省略した。）
【００５９】
実施例２の主な特徴は以下の通りである。
▲１▼ ２つボールネジ２３、２４のそれぞれに、モータ６０、６１を接続しているので、２本のプランジャロッド２７、２８をそれぞれ独立して動かすことができる。これにより、吐出と吸入の速度を変化させることができるので、吸入に時間がかかるような液体において、吐出速度を変化させずに、充填速度を遅くすることが可能であり、液体に不適な吸引力を作用させることがなく、キャビテーションなどが発生するのを抑えることができる。
▲２▼ 独立している２つのモータ６０、６１を同じ方向に回転させることによって、プランジャロッドＡ２７とプランジャロッドＢ２８との相対距離を一定にしたまま、プランジャロッドＡ２７およびプランジャロッドＢ２８とバルブブロック３４との相対距離を調整できるから、本実施例２においては、実施例１のような、ベースブロックとサブブロックにわけてこれをモータによってスライドさせることを不用とする。
▲３▼ 貯留容器１４からシリンダ２９、３０に液体が速やかに吸入できるよう、貯留容器１４内部の空気をエア制御手段１０によって加圧することができることから、シリンダへの液体の供給を高速とすることが可能となり、より高速なタクトタイムで吐出作業を行うことができる。高粘度液体を吐出する場合に効果が大きい。
また、貯留容器１４とシリンダブロック３１とが液送チューブ６４でつながれていおり、バルブブロック３４とノズル１５とが液送チューブ４０でつながれているので、貯留容器１４と、ポンプ本体とノズル１５とを離れた位置に置くことができ、ポンプ本体が手の届かない場所に設置しなければならない場合においても、貯留容器１４を手元に設置することができるので、液体がなくなったりして貯留容器１４を交換するときに便利である。
【００６０】
図５は、実施例２の定量吐出装置をＸＹＺロボット（塗布ロボット）７２に使用する実施例であり、ポンプ本体７０のバルブブロック３４から液送チューブ６４を介して接続されているノズル１５をＸＹＺロボット７２に搭載されており、ポンプ本体７０のシリンダブロック３１からは、液送チューブ６４を介して貯留容器１４に接続されており、貯留容器１４は、エアチューブ６３を介してエア制御機能を有する制御部７１に接続され、この制御部７１は、ポンプ本体の各モータに接続されていてこのモータを制御することができる。
従って、従来のように貯留容器ごとＸＹＺロボットに搭載していたのに比べ、ＸＹＺロボットのヘッドを軽くすることができるので、ノズルとワークテーブルとの相対移動を高速にかつ円滑に行うことができるので、安定した塗布を行うことができ、また、図からわかるとおり、ノズル１５、ポンプ本体７０、制御部７１および貯留容器１４が異なる場所に配置することができるから、制御部７１および貯留容器１４など頻繁に取り扱うものは作業のしやすい場所に配置することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上のとおり本発明は、バルブブロックとシリンダブロックとの間のシールに吐出する液体の圧力を利用するため、他の力源、たとえば特願平１１−３５０３６９号の発明のようにエアシリンダ等部材を不要ならしめ、さらに、液体圧力とシール力、すなわちバルブブロックとシリンダブロックとの密着力が比例するため、液体圧力に応じたシール力を作り出すことができ、過剰な密着力によるバルブブロックの動作不良、または密着力不足による液体の漏出を防止することができる。
【００６２】
一回の吐出を一回のプランジャロッドの移動で行うので、吐出される液体に脈動が無く、一定した流速で液体を吐出させることが可能であることから、所望する描画形状を均一かつ高精細に塗布形成させることができる。また、吐出毎の吐出開始および吐出終了におけるプランジャロッドの位置が常に一定であることから、液体圧縮量が容器に貯留された液体量に依存されず常に一定となり、安定した高精度な吐出が行うことができる。
【００６３】
さらに、一回に吐出する量の液体をシリンダに吸入し、シリンダ内の前記液体をプランジャロッドの移動により圧力を適用させて吐出することから、加圧する液体量を最小限にすることが可能であり、よって液体に起因する影響を効果的に排除ならしめ、さらには液体を加圧してから液体がノズルより吐出されるまでの時間を大幅に短縮することが可能であり、高速な吐出を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の作動原理を説明する概略図である。
【図２】本発明の漏洩防止装置を施した液体の定量吐出装置の実施例１の全体図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】本発明の漏洩防止装置を施した液体の定量吐出装置の実施例２の全体図である。
【図５】実施例２の本発明の漏洩防止装置をＸＹＺロボットに搭載施した液体の定量吐出装置の全体図である。
【図６】先願発明の１実施例の全体図である。
【符号の説明】
１シリンダブロック
２シリンダ
３プランジャロッド
４バルブブロック
５押さえブロック
６Ｏリング
１０エア制御手段
１１制御部
１２エアチューブＡ
１３エアチューブＢ
１４貯留容器
１５ノズル
２０モータＡ
２１ギアＡ
２２ギアＢ
２３ボールネジＡ
２４ボールネジＢ
２５プランジャロッド取付板Ａ
２６プランジャロッド取付板Ｂ
２７プランジャロッドＡ
２８プランジャロッドＢ
２９シリンダＡ
３０シリンダＢ
３１シリンダブロック
３２貯留容器取付口
３３支持アーム
３４バルブブロック
３５押さえブロック
３６エアシリンダＡ
３７エアシリンダＢ
３８モータＢ
３９ボールネジＣ
４０液送チューブＡ
４１エアシリンダＢエアチューブ取付口１
４２エアシリンダＢエアチューブ取付口２
４３エアチューブＣ
４４エアチューブＤ
４５エアシリンダＡのエアチューブ取付口１
４６エアシリンダＡのエアチューブ取付口２
４７エアチューブＥ
４８エアチューブＦ
４９ベースブロック
５０サブブロック
６０モータＣ
６１モータＤ
６２モータＥ
６３エアチューブＧ
６４液送チューブＢ
７０ポンプ本体（実施例３のもの）
７１制御手段（エア制御手段を含む）
７２塗布ロボット（ＸＹＺロボット）
７３貯留容器保持台[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention enables high-speed and high-accuracy liquids of all viscosities, for example, from low-viscosity substances such as water and alcohol to high-viscosity fluids such as adhesives, paste-like or cream-like industrial materials. Discharge apparatus It is about.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a device that discharges liquid in a fixed amount, a pneumatic discharge device that applies a regulated amount of compressed air to a liquid in a storage container for a desired time and discharges a desired amount of liquid from a discharge port at the tip of the nozzle Alternatively, a plunger-type discharge device has been developed in which a plunger disposed in a liquid-tight manner is moved to the liquid in the storage container to pressurize the liquid and discharge a desired amount of liquid from the discharge port at the tip of the nozzle.
[0003]
Further, a cylinder is provided between the storage container and the nozzle, and a plurality of through holes provided in the cylinder are provided so that one plunger is advanced and retracted in one through hole, and the storage is performed by the retreating movement of the plunger. In the mechanism in which the liquid is sucked into the cylinder from the container and the liquid is discharged from the cylinder to the nozzle by the forward movement of the plunger, the plurality of plungers act on the liquid in order to pressurize the liquid, whereby the discharge port at the tip of the nozzle Multiple plunger pump type discharge devices have also been developed that discharge a desired amount of liquid.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, with these technologies, it is impossible to perform discharge with high accuracy and quantitativeness while maintaining a fast tact time as currently required. Because of the emergence of large devices with high functionality and the demand for higher tact to improve productivity, it is required to discharge a large amount in a short time, while high quality products are required. Since high-precision discharge and fine coating are required, all the switching valves used in the conventional apparatus have problems in order to satisfy such a requirement.
[0005]
For example, a pneumatic discharge device uses air pressure as a pressure source for discharging liquid. However, since air pressure is rich in compressibility, it is very difficult to change the pressure greatly in a short time, and therefore it has a high tact time. Even when a large amount of liquid is discharged in a short time and particularly when the liquid to be discharged is a high-viscosity liquid agent, it is necessary to apply a high pressure to the liquid. Since a rapid pressure change in the storage container is required, there is a limit to shortening the discharge time, and there is a problem that the discharge cannot be performed at high speed.
[0006]
In addition, the plunger-type discharge device is a method in which a plunger disposed in a liquid-tight manner in the vicinity of the liquid head in the storage container pressurizes and discharges all of the stored liquid, and the amount of pressurized liquid is stored. Since it depends on the amount of residual liquid in the container, the desired pressure arrival time when the liquid agent is pressurized to the desired pressure is faster when the residual liquid amount is small and slow when the residual liquid amount is large. . As described above, since the pressure change at the time of discharge differs depending on the amount of remaining liquid in the storage container, there is a problem that the discharge amount varies due to this, and if the amount of liquid to be stored in advance is small, a short cycle occurs. Thus, there is a problem that work efficiency is deteriorated because work for replacing the storage container is required.
[0007]
Furthermore, the multiple plunger pump type discharge device is a system in which a plurality of plungers sequentially pressurize the liquid, and when the control is transferred from one plunger to the other plunger, two liquids are simultaneously supplied. Since the pressure applied by the plunger is not uniform, the applied force is not uniform, and there is a problem that the pulsation is generated in the discharged liquid and the flow velocity is not uniform. For this reason, if liquid is applied and drawn on the workpiece in a linear shape with this device, unevenness and distortion occur in the line width and line height, and a uniform application shape cannot be formed. In this case, it is substantially impossible to form the coating.
[0008]
Therefore, the present inventor has provided a switching valve suitable for an apparatus for discharging liquid at high speed and high accuracy in order to solve these problems concerning high-speed and high-precision liquid discharge of liquid (Japanese Patent Application No. 11-350369). ).
[0009]
By the way, as shown in FIG.
The motor A20 is connected via a ball screw A23 and a gear A21.
The plunger rod A27 is attached to the plunger rod mounting plate A25 so as to move inward and backward with respect to the cylinder A29 by rotation of the motor A20.
The plunger rod B28 is attached to the plunger rod mounting plate B26 so as to move inward and backward with respect to the cylinder B30 by the rotation of the ball screw B24. When the plunger rod A27 moves forward, the plunger rod B28 moves backward. The gear B22 connected to the ball screw B24 is connected to the gear A21 so that the plunger rod B28 moves forward when the rod A27 moves backward.
[0010]
Further, the switching valve used in the above apparatus is configured by a valve block 34, a cylinder block 31, and a pressing block 35 that slidably holds the valve block 34 in cooperation with the cylinder block 31, and a cylinder A29 and a storage container are provided. The cylinder block 31 is based on a signal from the air control means 10 so that the cylinder B30 and the nozzle 15 communicate with each other, and when the cylinder A29 and the nozzle 15 communicate with each other, the cylinder B30 and the storage container 14 communicate with each other. In contrast, the flow path is switched by sliding the valve block 34.
[0011]
To prevent leakage of the switching valve, the pressure block 35 at the tip of the air cylinder A36 presses and fixes the cylinder block with the air pressure supplied from the air control means 10, so that the valve block 34 is connected to the cylinder block 31 and the pressure block. Since it can slide relatively close to the block 35 and prevents leakage of unnecessary liquid, the air cylinder A36 and the cylinder 35 for generating a pressing force on the air cylinder A36 and the holding block 35 have a high pressure. The pipes 47 and 48 for supplying air are required, and further, means for controlling the amount of high-pressure air supplied to the air cylinder A36 is required, and the structure is complicated.
[0012]
Accordingly, the present invention eliminates these problems associated with high-speed and high-precision quantitative discharge of liquid, and discharge that discharges liquid at high speed and with high accuracy. apparatus The purpose is to provide.
More specifically, the present invention eliminates these problems associated with high-speed and high-precision quantitative discharge of liquid, and discharges liquid with simplified prevention of leakage of the switching valve at high speed and high accuracy. apparatus The purpose is to provide.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a liquid quantitative discharge method for sucking a liquid from a storage container into a cylinder by a backward movement of a plunger rod and discharging the liquid from the cylinder to a nozzle by an advance operation of the plunger rod. The gist of the method is to prevent leakage of the switching valve that communicates the cylinder and the storage container or nozzle by creating a sealing force corresponding to the pressure of the liquid to be driven.
[0014]
The flow path of the liquid discharged by the advancing operation of the plunger rod is branched into two, with one flow path leading to the discharge port and the other flow path creating a sealing force. A method for quantitatively discharging a liquid in which a liquid is sucked from a storage container into a cylinder by a retreating operation of the plunger rod, and discharged by discharging the liquid from the cylinder to a nozzle by an advancing operation of the plunger rod. The flow path of the liquid to be discharged by the operation is branched into two. One flow path is connected to the discharge port and the other flow path is created so as to create a sealing force, and the sealing force corresponding to the pressure of the liquid to be discharged is provided. This is a method characterized by preventing leakage of the switching valve that communicates between the cylinder and the storage container or nozzle.
[0015]
One discharge is performed by one suction operation and one discharge operation of the plunger rod. In this case, the present invention sucks the liquid from the storage container into the cylinder by the backward movement of the plunger rod, and the plunger rod The liquid is discharged and discharged from the cylinder to the nozzle by the advancing operation of the liquid, and the liquid is quantitatively discharged by one suction operation and one discharge operation of the plunger rod. By creating a sealing force according to the pressure of the liquid, preferably, the flow path of the liquid discharged by the advance operation of the plunger rod is branched into two, one flow path to the discharge port and the other flow path By creating a sealing force in accordance with the pressure of the liquid to be discharged, it is possible to prevent leakage of the switching valve that connects the cylinder and the storage container or nozzle. A method which is characterized in that stop.
[0016]
The liquid suction start position and the liquid discharge end position of the plunger rod are made equal. In this case, according to the present invention, the liquid is sucked into the cylinder from the storage container by the backward movement of the plunger rod, and the liquid is moved by the advancement of the plunger rod. Is discharged from the cylinder to the nozzle and discharged, and the liquid suction start position and the liquid discharge end position of the plunger rod are made equal. Preferably, one discharge is performed by one suction operation and one discharge operation of the plunger rod. In the method for quantitatively discharging liquid to be performed, preferably, by creating a sealing force according to the pressure of the liquid to be discharged, the flow path of the liquid discharged by the advance operation of the plunger rod is branched into two branches. The flow path of the other is connected to the discharge port, and the other flow paths are connected to create a sealing force, creating a sealing force according to the pressure of the liquid to be discharged. It makes it method characterized by preventing leakage of the switching valve for communicating the cylinder with the reservoir or nozzle.
[0017]
Set the liquid suction start position of the plunger rod for each discharge to the same position and the liquid suction end position of the plunger rod for each discharge to the same position, and / or the same liquid discharge start position of the plunger rod for each discharge The liquid discharge end position of the plunger rod for each discharge is set to the same position. In this case, the present invention sucks the liquid from the storage container into the cylinder by the backward movement of the plunger rod, and the plunger rod advances. The liquid is discharged from the cylinder to the nozzle by the operation and discharged, the liquid suction start position of the plunger rod for each discharge is set to the same position, and the liquid suction end position of the plunger rod for each discharge is set to the same position, and / Or the liquid discharge start position of the plunger rod for each discharge to the same position, and the liquid of the plunger rod for each discharge The discharge end position is set to the same position, preferably, the liquid suction start position and the liquid discharge end position of the plunger rod are equalized, and / or one discharge operation and one discharge operation of the plunger rod are performed once. A method for quantitatively discharging a liquid performed in a discharge operation, wherein a sealing force corresponding to the pressure of the liquid to be discharged is created, and the flow path of the liquid discharged by the advance operation of the plunger rod is preferably divided into two branches. One channel is connected to the discharge port, the other channel is connected so as to create a sealing force, and a sealing force corresponding to the pressure of the liquid to be discharged is created to communicate the cylinder with the storage container or nozzle. In this method, leakage of the switching valve is prevented.
[0018]
The present invention also provides a nozzle for discharging liquid, a storage container for storing liquid, a cylinder block on which a cylinder having a plunger rod is mounted, a driving means for driving the plunger rod, a cylinder and a storage container or A liquid dispensing apparatus comprising a switching valve that communicates with a nozzle, wherein the switching valve includes a valve block, a cylinder block, and a holding block that slidably holds the valve block in cooperation with the cylinder block. The gist of the apparatus is such that a part of the high-pressure liquid to be discharged acts on the back surface of the valve block and the valve block is pressed against the valve seat surface formed in the cylinder block.
[0019]
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the switching valve is composed of a valve block 34 slidably mounted between a cylinder block 31 provided in the sub block 50 and a holding block 35. The cylinder block 31 is provided with three flow paths 31a, 31b, and 31c at equal intervals, and the valve block 34 communicates with the storage container attachment port 32 and either the cylinder A29 or the cylinder B30. A flow path 34a and a flow path 34c communicating with either the cylinder A29 or the cylinder B30 via the 31a or 31c provided in the cylinder block 31 and the attachment port of the liquid feed tube A40 for pumping the liquid to the nozzle 15 are provided. A communicating channel 34b is provided.
[0020]
Further, the holding block 35 is provided with an O-ring 35a mounting groove so as to always surround a flow path 34d that moves in accordance with the switching operation of the valve block 34, and the groove is connected to the valve block 34 during discharge operation. An O-ring 35 a that prevents liquid from leaking from between the holding block 35 is fitted.
[0021]
The constant rate dispensing apparatus according to the first embodiment of the present invention configured as described above first sets the plunger rod A27 to the lowest position based on the work start signal from the control unit 11, and sets the switching valve to the state shown in FIG. Switch to. When the motor 20 is rotated in this state to raise the plunger rod A27, the cylinder A29 is stored through the flow paths 31a and 31b provided in the cylinder block 31, the flow path 34a provided in the valve block 34, and the storage container attachment port 32. Since the liquid in the storage container 14 is sucked into the cylinder A29 because it communicates with the container 14, the plunger rod B28 descends and reaches the lowest position at the same time as the plunger rod A27 reaches the uppermost position. The state shown in FIG.
[0022]
Next, when the plunger rod A27 reaches the uppermost position, a control signal is issued from the control unit 11, and when the switching valve is switched to the switching position shown in FIG. 3 (b), the cylinder A29 is connected to the cylinder block 31. The cylinder B30 communicates with the nozzle 15 via the flow paths 34b and 34c provided in the passage 31a and the valve block 34. The cylinder B30 includes the flow paths 31c and 31b provided in the cylinder block 31, the flow path 34a provided in the valve block 34, and The storage container 14 communicates with the storage container 14 through the storage container attachment port 32. In this state, when the rotation direction of the motor 20 is reversed by a control signal from the control unit 11, the plunger rod A27 descends to push the liquid in the cylinder A29 toward the nozzle 15, and the plunger rod B28 rises to raise the storage container 14. The liquid inside is sucked into the cylinder B30.
[0023]
Hereinafter, the rotation direction control of the motor 20 and the switching operation of the switching valve are repeated, and the discharge operation is continued, but the flow path 31a provided in the valve block 31 during the operation or 31b The cylinder 29 or 30 during the liquid discharge operation and the flow paths 34b and 34d provided in the valve block 34 are communicated with each other, and a part of the liquid discharged from the cylinder 29 or 30 is connected to the valve block 34 and the holding block 35. Flows into the area surrounded by the O-ring 35a between the two and pushes the valve block 34 toward the cylinder block 31 to bring the cylinder block 31 and the valve block 34 into close contact with each other to prevent liquid from leaking between the two blocks. To do.
[0024]
The present invention is characterized in that a high-pressure liquid receiving gap surrounded by an O-ring is provided between the valve block and the holding block. In this case, the present invention includes a nozzle that discharges the liquid, a storage container that stores the liquid, A liquid dispensing apparatus comprising a cylinder block on which a cylinder having a plunger rod is mounted, a driving means for driving the plunger rod, and a switching valve for communicating the cylinder with a storage container or nozzle, The above switching valve is a valve block, a cylinder block, and a holding block that slidably holds the valve block in cooperation with the cylinder block, and a high-pressure liquid receiving device surrounded by an O-ring provided between the valve block and the holding block. The gap causes a part of the high-pressure liquid to be discharged to act on the back of the valve block and Which is a device which is characterized by being configured to press the valve seat surface formed in the cylinder block.
[0025]
The storage container and the switching valve and / or the nozzle and the switching valve are configured to communicate with each other via a liquid feeding pipe. In this case, the present invention includes a nozzle that discharges the liquid, a storage container that stores the liquid, In order to communicate the cylinder block equipped with the cylinder with the plunger rod, the driving means for driving the plunger rod, the storage container and the switching valve, and / or the nozzle and the switching valve via the liquid feed pipe A liquid dispensing apparatus comprising a configured cylinder and a switching valve for communicating with a storage container or nozzle, wherein the switching valve slides on the valve block in cooperation with the valve block, the cylinder block and the cylinder block. Receiving high-pressure liquid enclosed by an O-ring provided between the valve block and the holding block, preferably by a holding block that is freely held Gap, the part of the high pressure liquid to be discharged to act on the rear surface of the valve block is a device which is characterized by being configured the valve block so as to press the valve seat surface formed in the cylinder block.
[0026]
In this case, the present invention is equipped with a nozzle that discharges the liquid, a storage container that stores the liquid, and a cylinder that includes the plunger rod. A cylinder block, a driving means for driving the plunger rod, a storage container and a switching valve, and / or a cylinder and a storage container or nozzle configured to communicate the nozzle and the switching valve via a liquid feed pipe. A liquid dispensing apparatus comprising a switching valve in communication and a pressurizing means for pressurizing liquid in a storage container, wherein the switching valve is configured to cooperate with a valve block, a cylinder block, and a cylinder block. High pressure liquid surrounded by an O-ring provided between the valve block and the holding block, preferably by a holding block slidably. By receiving clearance, part of the high pressure liquid to be discharged to act on the rear surface of the valve block is a device which is characterized by being configured to press the valve block the valve seat surface formed in the cylinder block.
[0027]
The plunger rod diameter is substantially equal to the cylinder inner diameter, preferably the plunger rod is inscribed in the cylinder, more preferably the outer cross-sectional shape inscribed in the cylinder of the plunger rod diameter is circular, In this case, the present invention provides a nozzle for discharging liquid, a storage container for storing liquid, and an outer cross-section of which the diameter is substantially equal to the cylinder inner diameter, preferably inscribed in the cylinder, more preferably inscribed in the cylinder of that diameter. A cylinder block on which a cylinder having a plunger rod having a circular shape is mounted, a drive means for driving the plunger rod, a storage container and a switching valve, and / or a nozzle and a switching valve are connected to a liquid feed pipe. A switching valve that communicates a cylinder configured to communicate with the storage container or nozzle, and preferably a storage A liquid dispensing apparatus comprising a pressurizing means for pressurizing the liquid in the container, wherein the switching valve is a holding member that slidably holds the valve block in cooperation with the valve block, the cylinder block, and the cylinder block. A part of the high-pressure liquid to be discharged is caused to act on the back of the valve block by the high-pressure liquid receiving gap surrounded by an O-ring provided between the valve block and the holding block. The device is configured to be pressed against a valve seat surface formed in a cylinder block.
[0028]
A slide valve comprising a valve block having a first hole communicating with the storage container and a second hole communicating with the nozzle, preferably a slide valve that is brought into close contact with pressure, and more preferably the sliding surface is The contact area is minimized, in which case the present invention provides a nozzle for discharging liquid, a storage container for storing liquid, and a diameter thereof that is substantially equal to the cylinder inner diameter, preferably inscribed in the cylinder, more preferably A cylinder block equipped with a cylinder having a plunger rod with a circular outer cross section inscribed in the cylinder of that diameter, a drive means for driving the plunger rod, a first hole and a nozzle communicating with the storage container A slide valve having a valve block having a second hole that communicates, preferably a slide valve that is brought into close contact with pressure More preferably, the sliding surface has a contact area minimized, and the storage container and the switching valve and / or the cylinder and the storage container or nozzle configured to communicate the nozzle and the switching valve via the liquid feeding pipe, A liquid metering / dispensing device comprising a switching valve that communicates with each other and preferably a pressurizing means that pressurizes the liquid in the storage container, wherein the switching valve cooperates with the valve block, the cylinder block, and the cylinder block. A part of the high-pressure liquid to be discharged is provided by a holding block for slidably holding the valve block, and preferably by a high-pressure liquid receiving gap surrounded by an O-ring provided between the valve block and the holding block. The valve block is pressed against the valve seat surface formed on the cylinder block by acting on the back surface of the cylinder. It is.
[0029]
The device of the present invention is characterized in that the driving means and / or the switching valve is configured to operate based on a signal from the control unit.
Further, the apparatus of the present invention has a plurality of plunger rods, preferably the drive means is made equal to the number of plunger rods, more preferably the switching valve while maintaining the relative distances of the rod tips of the plurality of plunger rods. The plunger rod position adjusting means for adjusting the relative distance between the plunger rod and the plunger rod is provided, and / or the plunger rod is configured to be independently controllable.
Furthermore, the apparatus according to the present invention may perform the suction operation or stop operation of the other plunger rod and / or the discharge operation speed of the plunger rod in the discharge operation of any one of the plunger rods. The speed is different from the speed.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid discharge method in which a liquid is sucked from a storage container into a cylinder by a backward movement of a plunger rod, and the liquid is discharged from a cylinder to a nozzle by an advance operation of the plunger rod. This is a liquid discharge method performed by a single suction operation and a single discharge operation of the plunger rod.
Accordingly, since the liquid is not pressurized by a plurality of plungers at the same time, the pressure applied to the liquid is constant, so that no pulsation is generated in the discharged liquid and the flow velocity is uniform. For this reason, even if the liquid is applied and drawn on the workpiece in a linear shape, the width and height of the line are not uneven or distorted, and a uniform applied shape can be formed. Can be formed.
[0031]
The above method is characterized in that leakage of the switching valve that connects the cylinder and the storage container or nozzle is prevented by creating a sealing force according to the pressure of the liquid to be discharged.
The flow path of the liquid discharged by the advancing operation of the plunger rod is branched into two, with one flow path leading to the discharge port and the other flow path creating a sealing force.
[0032]
Moreover, since the discharge means that the liquid flows out from the nozzle due to the pressure difference between the liquid induced by pressurizing the liquid and the atmospheric pressure, the liquid is pressurized in order to effectively induce the pressure difference. The smaller the volume of the liquid, the better. The liquid pressure can be increased more steeply, which is effective when a large amount of liquid is discharged in a short time and particularly when the liquid to be discharged is a high-viscosity liquid agent. Therefore, it is preferable to pressurize a single discharge amount by sucking the liquid into the cylinder rather than pressurizing a liquid amount corresponding to a plurality of discharge amounts. More preferably, there is no remaining amount of liquid in the cylinder after completion of liquid discharge of the plunger rod.
[0033]
Here, it is preferable that the liquid suction start position and the liquid discharge end position of the plunger rod are made equal for each discharge. The amount of liquid to be pressurized at each discharge is always kept constant because the amount of liquid to be pressurized does not depend on the amount of remaining liquid in the storage container, and the liquid when the plunger rod pressurizes the liquid at the time of discharge. Since the process of increasing the pressure can be made equal for each discharge, there is no variation in the discharge amount depending on the remaining liquid amount in the storage container. More preferably, the liquid discharge start position of the plunger rod for each discharge is set to the same position, and the liquid discharge end position of the plunger rod for each discharge is set to the same position. More preferably, the liquid suction start position of the plunger rod for each discharge is set to the same position, and the liquid suction end position of the plunger rod for each discharge is set to the same position.
[0034]
A specific device configuration includes a nozzle that discharges liquid, a storage container that stores liquid, a cylinder that has a space inside, a plunger rod that is inscribed and retracted in contact with the cylinder, and a drive unit that drives the plunger rod. And a liquid metering discharge device comprising a switching valve that communicates the cylinder and the storage container or nozzle.
In the above switching valve, the valve block, the cylinder block, and the holding block that slidably holds the valve block in cooperation with the cylinder block cause a part of the high-pressure liquid to be discharged to act on the back surface of the valve block. The block is configured to be pressed against a valve seat surface formed on the cylinder block.
That is, the discharge device discharges the liquid, the storage container that stores the liquid, the cylinder, the plunger rod that advances and retreats inside the cylinder, the driving means that drives the plunger rod, the cylinder, the storage container, or the nozzle. In the liquid metering device comprising a switching valve communicating with the liquid, the liquid metering device in which the valve block having a flow path is slidably disposed between the cylinder block and the holding block. It is characterized in that a part of the high-pressure liquid to be applied acts on the back surface of the valve block, and the valve block is pressed against the valve seat surface formed on the cylinder block. Further, an O-ring is provided between the valve block and the holding block. An enclosed high-pressure liquid receiving space is provided.
[0035]
In this device, the plunger rod connected to the driving means moves forward and backward in contact with the inner wall, the plunger rod moves backward by an amount equal to the discharge amount, sucks liquid from the storage container into the cylinder, and the plunger rod reaches the discharge amount. Ejection is performed by moving forward by an equal amount and discharging liquid from the cylinder to the nozzle.
At this time, the switching valve communicates the cylinder and the storage container when the plunger rod moves backward to suck liquid into the cylinder, and communicates the cylinder and nozzle when the plunger rod moves forward and discharges the liquid from the cylinder. Operates as follows.
[0036]
By connecting the storage container and the switching valve via the liquid feed pipe, the liquid agent storage part and the discharge mechanism part can be separated, so that the storage container can be arranged in an easy-to-handle place, For example, when the remaining amount of the liquid in the storage container is reduced, it is possible to easily perform the operation of replenishing the liquid storage container with the liquid or exchanging the storage container filled with the liquid in advance.
Furthermore, the amount of liquid stored in the container can be stored in a planned manner, considering the pot life of the liquid to be used and the daily work amount. It is possible to dispense with the replenishment work or to replenish appropriately.
[0037]
Further, since the discharge mechanism and the discharge port can be separated by communicating the nozzle and the switching valve via the liquid feed pipe, the discharge mechanism is installed in the fixed part, and the nozzle is moved to the movable part, for example, a robot. Therefore, the movable part can be made extremely lightweight. This makes it possible to carry out a coating operation, for example, a drawing operation for applying a desired pattern shape on the workpiece surface at a very high speed.
[0038]
When the liquid in the storage container is a highly viscous fluid, or when the liquid is quickly sucked into the cylinder, the suction force by the backward movement of the plunger rod is assisted to feed the liquid in the storage container to the cylinder. In order to do so, it is preferable to provide a pressurizing device for pressurizing the liquid in the storage container.
[0039]
Further, the diameter of the plunger rod that slides into the piston is preferably substantially equal to the cylinder inner diameter. More preferably, the plunger rod is inscribed in the cylinder.
Further, the outer cross-sectional shape inscribed in the cylinder of the plunger rod diameter can be circular.
[0040]
The switching valve can be a ball valve.
Preferably, the switching valve is a slide valve having a first block that communicates with the storage container and a second hole that communicates with the nozzle, and a valve block that slides and switches a site that communicates.
As the first hole and the second hole are adjacent to each other, the loss time at the time of switching can be shortened and the discharge can be performed with a high tact time.
[0041]
The driving means and / or the switching valve can operate based on a signal from the control unit.
Preferably, the switching valve is controlled so that the plunger rod communicates with the nozzle at the time of discharge, and further, the liquid is pressurized by controlling the driving means, and the switching valve is communicated with the storage container at the time of suction. And the liquid is sucked by controlling the driving means.
[0042]
The number of plunger rods can be plural.
At this time, since a plurality of discharges can be performed with different plunger rods each time, in the discharge operation of any one of the plunger rods, the other plunger rods perform suction or stop operation, so that at the next discharge Since the plunger rod that has sucked the liquid can quickly discharge the liquid, the time required for effectively sucking the liquid can be made unnecessary, and a faster tact time can be achieved.
[0043]
Furthermore, it is possible to make the drive means equal to the number of plunger rods.
Further, the plunger rod can be controlled independently.
At this time, the discharge operation speed of the plunger rod when one plunger rod discharges the liquid and the suction operation speed when the other plunger rod sucks the liquid into the cylinder can be easily adjusted to different speeds. Therefore, it is preferable that one of the plurality of plunger rods can be set to a speed suitable for discharge when the plunger rod is involved in discharge, and is preferably suitable for suction when engaged in the suction.
[0044]
[Action]
The operation principle of the present invention will be described with reference to FIG.
The holding block 5 and the cylinder block 1 constituting the switching valve are fixed to the base plate, and the valve block 4 is slidably disposed between the blocks 5 and 1. A cylinder 2 provided with a plunger rod 3 is mounted. Further, the cylinder block 1 includes a flow path from the liquid source to the valve block 4. 4a A flow path 1b leading to is provided. Further, the holding block 5 is provided with an O-ring so as to always surround the opening of the flow path 4 b that communicates with the holding block 5 provided in the valve block 4.
[0045]
The valve block 4 is provided with a flow path 4a and a branched flow path 4b, one of which is connected to the discharge port and the other is connected to the holding block 5. When suctioning, the cylinder 2 and the flow path 4a When the liquid is discharged and the liquid is discharged, the cylinder 2 and the flow path 4b are arranged to communicate with each other. Therefore, the liquid in the cylinder 2 is pressurized by the advance operation of the plunger rod 3, and the valve block As a result, a part of the liquid flows into the space surrounded by the O-ring 6 between the valve block 4 and the holding block 5, moves the valve block 4 toward the cylinder block 1, and brings them into close contact with each other. Liquid leakage between the two can be prevented.
[0046]
【Example】
Details of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments.
[0047]
Example 1
The motor A20 is connected via a ball screw A23 and a gear A21. The plunger rod A27 is attached to the plunger rod mounting plate A25 so as to move inward and backward with respect to the cylinder A29 by the rotation operation of the motor A20. The plunger rod B28 is attached to the plunger rod mounting plate B26 so as to move forward and backward in contact with the cylinder B30 by the rotation of the ball screw B24. When the plunger rod A27 moves forward, the plunger rod B28 moves backward. The gear B22 connected to the ball screw B24 is connected to the gear A21 so that the plunger rod B28 moves forward when the plunger rod A27 moves backward.
[0048]
The switching valve is composed of a valve block 34 and a cylinder block 35. The cylinder B30 and the nozzle 15 communicate with each other when the cylinder A29 and the storage container are connected, and the cylinder B30 when the cylinder A29 and the nozzle 15 communicate with each other. The valve block 34 is slid with respect to the cylinder block 31 based on a signal from the air control means 10 so that the storage container 14 communicates with the storage container 14.
[0049]
As shown in FIG. 3, the switching valve has a valve block 34 slidably mounted between a cylinder block 31 and a holding block 35 provided in the sub-block 50. The cylinder block 31 is provided with three flow paths 31a, 31b, and 31c at equal intervals. The valve block 34 is provided with a flow path 34a for selectively communicating the storage container attachment port 32 with either the cylinder A29 or the cylinder B30. A flow path 34b for providing communication between the other cylinder and the discharge port 34c is provided. The flow path 34 d is branched and opened at the contact surface between the valve block 34 and the holding block 35. A flow path that allows the discharge block 34c to communicate with the holding block 35 34d An O-ring 35a that always surrounds the opening is provided.
[0050]
The switching valve in this embodiment has the above-described configuration, and when the liquid is discharged from the cylinder A29 or the cylinder B30, the liquid is pumped in the direction of the nozzle 15, but at this time, a part of the liquid is in the valve block 34 and the holding block 35. It flows into the area surrounded by the O-ring 35a between them and presses the valve block 34 toward the cylinder block 31 to bring 31 and 34 into close contact with each other, thereby preventing liquid from leaking from between both blocks.
[0051]
The motor B38 is connected to the ball screw C39, and the relative distance between the base block 49 and the sub block 50 can be changed in the axial direction of the ball screw C39 by the rotational operation of the motor B38. A23, Ball screw B24, Plunger rod A27, Plunger rod B28, Plunger rod mounting plate A25, Plunger rod mounting plate B26 are fixed, and cylinder A29, cylinder B30, cylinder block 31, nozzle 15 and valve block are attached to sub block 50 34 is fixed.
[0052]
Therefore, the fact that the relative distance between the base block 49 and the sub block 50 can be moved in the rotational direction of the ball screw C39 is that the relative distance between the plunger rod A27 and the plunger rod B28 is kept constant, Since the relative distance with respect to 34 can be adjusted, when the plunger rod that performs a small amount of discharge is slightly displaced, the plunger rod can be brought close to the valve block 34, and unnecessary liquid remains in the cylinder. It can be effectively removed.
[0053]
Further, when the center of the maximum stroke amount that the plunger rod moves forward and backward is the position where the tip of the plunger rod A27 and the tip of the plunger rod B28 are aligned, when discharging an amount that does not require the maximum stroke, for example, a small amount is discharged. In such a case, the actuator moves forward and backward by a slight amount compared to the maximum stroke amount of the plunger rod. At this time, the liquid from the plunger rod tip position at the end of the discharge to the valve block 34 functions as a buffer. Therefore, it is preferable to exclude the liquid as the buffer particularly when discharging at high speed tact.
[0054]
In the first embodiment, the storage container 14 can be appropriately replenished with liquid or replaced with another storage container 14 in which the liquid is stored. The air cylinder B37 is connected to the air control means 10 and can supply air as required. The air control means 10, the motor A20, and the motor B38 are connected to the control unit 11. And operates based on a signal from the control unit 11.
[0055]
Next, the discharge operation of the apparatus will be described in time.
1. The distal ends of the plunger rod A27 and the plunger rod B28 are adjusted to a position (aligned position) that is equidistant from the cylinder block. This position is the base position.
2. The plunger rod A27 is moved forward by driving the motor A20 by a volume that is half the desired discharge amount. At this time, the rotation of the motor A20 is transmitted to the gear B22 via the gear A21 so that the plunger rod B28 moves backward by half the volume of the desired discharge amount.
[0056]
3. At this time, the amount of advancement of the plunger rod A27 from the reference position is the maximum when the desired amount is discharged, and therefore the motor B38 is driven so that the tip position of the plunger rod A27 approaches the valve block 34. Then, the relative distance between the base block 49 and the sub-block 50 is adjusted so that the remaining amount of liquid in the cylinder A29 is minimized and preferably zero. At this time, since the plunger rod A27 and the plunger rod B28 are integrally translated by driving the motor B35, the relative distance between the plunger rod A27 and the plunger rod B28 does not change.
4). Here, the position of the valve block 34 is adjusted so that the storage container and the cylinder A29 communicate with each other, that is, the nozzle 15 and the cylinder B30 communicate with each other. 5. Next, the cylinder B30 is moved forward by driving the motor A20 by a desired discharge volume. At this time, the rotation of the motor A20 causes the plunger rod A27 to move backward by the desired discharge volume, so that the liquid in the storage container 14 is sucked into the cylinder.
[0057]
6). Furthermore, the position of the valve block 34 is adjusted so that the storage container 14 and the cylinder B30 communicate with each other, that is, the nozzle 15 and the cylinder A29 communicate with each other.
7). The cylinder A29 is moved forward by driving the motor A20 by a desired discharge volume. Since the cylinder A29 is filled with a desired amount of liquid, the liquid is discharged from the discharge port at the tip of the nozzle 15 by driving the motor A20. Further, the storage container 14 and the cylinder B30 are in communication with each other. At this time, the plunger rod B28 moves backward by a desired discharge volume amount by the rotation of the motor A20, so that the liquid in the storage container 14 is sucked into the cylinder B30.
Thereafter, the above-described operations 5 to 7 are repeated to continuously discharge the liquid to form a desired coating pattern. Thus, the discharge is performed by the advancement of one plunger, and at the same time the other one Since the plunger sucks the liquid into the cylinder, the discharge operation can be performed at a high speed tact.
[0058]
Example 2
In the second embodiment, motors 60 and 61 are connected to the two plunger rods 27 and 28, respectively, and air pressure is applied to the liquid in the storage container 14 so that the liquid can be quickly filled into the cylinders 29 and 30 from the storage container 14. This is an applied example. (FIG. 4 (a) and FIG. 4 (b) are both device diagrams showing the second embodiment, and the same device is described by changing the angle.
In FIG. 4A, the storage container 14, the air control means 10, and the nozzle 15 are not drawn, and in FIG. 4B, the control unit 11 is not shown. The storage container 14, the air control means 10, the nozzle 15, and the control part 11 are attached to both Fig.4 (a) and FIG.4 (b). The air control means 10 is also connected to the control unit 11 and controlled by the control unit 11. These figures are omitted to avoid obfuscation depending on the angle. )
[0059]
The main features of Example 2 are as follows.
(1) Since the motors 60 and 61 are connected to the two ball screws 23 and 24, respectively, the two plunger rods 27 and 28 can be moved independently. As a result, the discharge and suction speeds can be changed, so that it is possible to reduce the filling speed without changing the discharge speed in a liquid that takes a long time for suction, and suction that is inappropriate for the liquid. It is possible to suppress the occurrence of cavitation without applying force.
(2) By rotating the two independent motors 60 and 61 in the same direction, the plunger rod A27 and the plunger rod B28 and the valve block 34 are kept constant while the relative distance between the plunger rod A27 and the plunger rod B28 is kept constant. In the second embodiment, it is unnecessary to divide the base block and the sub-block into the base blocks and slide them with a motor as in the first embodiment.
(3) Since the air in the storage container 14 can be pressurized by the air control means 10 so that the liquid can be quickly sucked into the cylinders 29 and 30 from the storage container 14, the supply of the liquid to the cylinder can be performed at a high speed. Therefore, the discharge operation can be performed with a faster tact time. Great effect when discharging high viscosity liquid.
In addition, since the storage container 14 and the cylinder block 31 are connected by the liquid supply tube 64 and the valve block 34 and the nozzle 15 are connected by the liquid supply tube 40, the storage container 14, the pump body, and the nozzle 15 are connected. Even when the pump main body must be installed in a place where the pump main body cannot be reached, the storage container 14 can be installed at hand, so that the liquid disappears and the storage container 14 is removed. Useful when replacing.
[0060]
FIG. 5 shows an embodiment in which the constant rate dispensing apparatus of the second embodiment is used for an XYZ robot (coating robot) 72, and the nozzle 15 connected from the valve block 34 of the pump body 70 via the liquid feed tube 64 is connected to the XYZ robot. It is mounted on the robot 72 and is connected to the storage container 14 from the cylinder block 31 of the pump body 70 via the liquid feed tube 64, and the storage container 14 has an air control function via the air tube 63. The controller 71 is connected to each motor of the pump body and can control the motor.
Therefore, the head of the XYZ robot can be lightened compared to the conventional case where the entire storage container is mounted on the XYZ robot, so that the relative movement between the nozzle and the work table can be performed quickly and smoothly. Thus, stable application can be performed, and as can be seen from the figure, the nozzle 15, the pump main body 70, the control unit 71, and the storage container 14 can be arranged at different locations. Things that are frequently handled, such as, can be placed in a place where it is easy to work.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, since the present invention uses the pressure of the liquid discharged to the seal between the valve block and the cylinder block, other force sources, for example, members such as an air cylinder as in the invention of Japanese Patent Application No. 11-350369 In addition, since the liquid pressure and the sealing force, that is, the contact force between the valve block and the cylinder block are proportional, it is possible to create a sealing force according to the liquid pressure, and the valve block operation due to excessive contact force. Liquid leakage due to defects or insufficient adhesion can be prevented.
[0062]
Since one discharge is performed by one movement of the plunger rod, there is no pulsation in the discharged liquid and it is possible to discharge the liquid at a constant flow rate. Can be applied and formed. Moreover, since the position of the plunger rod at the start and end of discharge for each discharge is always constant, the liquid compression amount is always constant regardless of the amount of liquid stored in the container, and stable high-precision discharge is performed. be able to.
[0063]
Furthermore, since the amount of liquid to be discharged at one time is sucked into the cylinder and the liquid in the cylinder is discharged by applying pressure by moving the plunger rod, the amount of liquid to be pressurized can be minimized. Therefore, it is possible to effectively eliminate the influence caused by the liquid, and furthermore, it is possible to greatly shorten the time from when the liquid is pressurized until the liquid is discharged from the nozzle, enabling high-speed discharge And
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the operating principle of the present invention.
FIG. 2 is an overall view of Example 1 of a liquid dispensing apparatus to which a leakage preventing apparatus according to the present invention is applied.
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 2;
FIG. 4 is an overall view of a second embodiment of a liquid dispensing apparatus to which a leakage preventing apparatus according to the present invention is applied.
FIG. 5 is a general view of a liquid dispensing apparatus in which an XYZ robot is mounted with the leakage preventing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an overall view of one embodiment of the prior invention.
[Explanation of symbols]
1 Cylinder block
2 cylinders
3 Plunger rod
4 Valve block
5 Pressing block
6 O-ring
10 Air control means
11 Control unit
12 Air tube A
13 Air tube B
14 Storage container
15 nozzles
20 Motor A
21 Gear A
22 Gear B
23 Ball screw A
24 Ball screw B
25 Plunger rod mounting plate A
26 Plunger rod mounting plate B
27 Plunger rod A
28 Plunger rod B
29 Cylinder A
30 Cylinder B
31 Cylinder block
32 Storage container attachment port
33 Support arm
34 Valve block
35 Holding block
36 Air cylinder A
37 Air cylinder B
38 Motor B
39 Ball screw C
40 Liquid feed tube A
41 Air cylinder B air tube mounting port 1
42 Air cylinder B air tube mounting port 2
43 Air Tube C
44 Air Tube D
45 Air tube A air tube mounting port 1
46 Air tube mounting port 2 of air cylinder A
47 Air Tube E
48 Air Tube F
49 Base block
50 sub-blocks
60 Motor C
61 Motor D
62 Motor E
63 Air tube G
64 Liquid feed tube B
70 Pump body (Example 3)
71 Control means (including air control means)
72 Dispensing robot (XYZ robot)
73 Storage container holder

Claims

A nozzle for discharging liquid, a storage container for storing liquid, a cylinder block equipped with a plurality of cylinders with plunger rods, a driving means for driving the plunger rod, and a cylinder and a storage container or nozzle are selected. And a switching valve that communicates with each other, and is a liquid quantitative discharge device that performs a single discharge by a single suction operation and a single discharge operation of the plunger rod ,
The switching valve described above has a valve block having a discharge channel that communicates between the cylinder and the nozzle and a suction channel that communicates between the cylinder and the storage container, and the valve block is slidable in cooperation with the cylinder block and the cylinder block. Consisting of a holding block to be held in, and
A high-pressure liquid receiving gap surrounded by an O-ring communicating with the discharge channel is provided between the valve block and the holding block, and a part of the liquid in the discharge channel is allowed to act on the back of the valve block, A liquid dispensing apparatus characterized in that the valve block is pressed against a valve seat surface formed on a cylinder block.

2. The liquid dispensing apparatus according to claim 1 , wherein the switching valve is a slide valve, and is a valve block configured to be slidably held by creating a sealing force corresponding to the pressure of the liquid to be discharged.

The liquid dispensing apparatus according to claim 1 or 2 , wherein the storage container and the switching valve are configured to communicate with each other via a liquid feed pipe.

Dispensing system for a liquid according to claim 1, 2 or 3 configured to pass communication between the nozzle and the switching valve through the liquid feed pipe.

Either dispensing system for a liquid according to claim 1 to 4, characterized in that comprises a pressurizing means for pressurizing the liquid storage container.

Either dispensing system for a liquid according to claim 1, characterized in that the plunger rod diameter and the cylinder inner diameter was approximately equal.

7. The liquid dispensing apparatus according to claim 1 , wherein the plunger rod is inscribed in the cylinder.

8. The liquid dispensing apparatus according to claim 1 , wherein the outer cross-sectional shape inscribed in the cylinder of the plunger rod diameter is a circular shape.

The liquid dispensing apparatus according to claim 1 , wherein the driving means and the switching valve are configured to operate based on a signal from the control unit.

10. A liquid dispensing apparatus according to claim 1, wherein the number of driving means is equal to the number of plunger rods.

While maintaining the relative distance between the rod end of the plurality of plunger rod, dispensing of any liquid of claims 1 to 10, characterized in that comprises a plunger rod position adjusting means for adjusting the relative distance between the selector valve apparatus.

12. The liquid dispensing apparatus according to claim 1, wherein each plunger rod is configured to be independently controllable.

The liquid quantitative discharge device according to claim 1 , wherein a suction operation of another plunger rod is performed during the discharge operation of any one of the plunger rods.

14. The liquid quantitative discharge device according to claim 1 , wherein the discharge operation speed and the suction operation speed of the plunger rod can be controlled to different speeds.