JPH0255878A

JPH0255878A - ポンプ

Info

Publication number: JPH0255878A
Application number: JP63204515A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ogawa; 健二小川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-08-16
Filing date: 1988-08-16
Publication date: 1990-02-26
Anticipated expiration: 2011-08-07
Also published as: JP2521332B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野〕本発明は、微量の液体を吐出するポンプに係り、はんだ
用ペースト、アルコール等の溶剤および接着剤等の吐出
ポンプに利用できる。

〔従来の技術〕

従来より、各種基板にチップ等を固定する、いわゆるチ
ップマウンタ等においては、はんだ付は用のペーストを
基板に付着してからチップを取付け、その後炉に入れて
チップを基板に固定していた。

この際、基板にペーストを付着する方法としては、注射
器状のペースト供給装置にペーストを入れておき、まず
供給装置をペーストの付着位置の上方まで移動し、その
後、圧縮空気等により所定時間圧力をかけて供給装置の
針状の先端からペーストを出し、このペーストがノＳ（
反に１妾触するまで供給装置を下方に移動して、ペース
トを基板に付着していた。

続いて他の箇所にペーストを併行する時には、ｆｌｕ給
装置を上方に移動し、次の付着位置の上方まで移動して
前記同様の手１１ｉにより行っていた。

［発明が解決しようとする課題］しかし、このような方ｌＪ＝では、基板にｍ給装置の先
０セ；のペーストが接触するまで供給装置を移動するた
め、供給装置の移動に時間がかかり、作業時間が長くな
るという問題Ｑがあった。

その上、供給装置の先端を基板に接触させてペーストを
付着させているので、ペース１のｆｌ給が不確実であり
、液切れも悪くなってペーストの供給量も一定しないと
いう問題点があった。

そこで、＜ＪＬ給装置を基板に接触させずに、ペースト
付着位置の上方から、圧縮空気により圧力を掛けてペー
ストをスプレー状に吐出して基板に付着させる方法も考
えられる。

しかしながら、この方法では供給装置を上下方向に移動
しないので移動時間は短くなるが、ペーストがスプレー
状に吐出されるため、基板上の広い範囲にペーストが付
着してしまうという問題点があった。特に基板に固定す
るチップ等は極めて小さいために、基板上に付着させる
ペーストもチップ等の大きさに合わせて極めて小さな範
囲に付着させる必要があり、広い範囲にペーストが付着
すると不良発生の原因になることがあった。

また、ペーストを圧縮空気等でスプレー状に吐出するた
め、吐出量の精度を高くできないという問題点があった
。特に吐出液が粘性の高い液である場合には、吐出量の
精度を高くすることは非常に困難であった。

さらに、はんだ用のペースト以外に、アルコール等の溶
剤、接着剤等においても、微量かつ高精度で液体を吐出
できるポンプが望まれており、また、−工程あたりの作
業時間を短縮するために、液体の供給を高速で行えるポ
ンプも望まれていた。

本発明の目的は、ペースト等の高粘度の液体であっても
高精度、微量および高速で吐出できるボ／ブを提供する
ことにある。

［課題を解決するだめの手段］本発明は、液体を吸入する吸入路および液体を吐出する
吐出口を有するポンプであって、前記吐出口を開閉する
吐出口開閉バルブ、液体を吐出する吐出用部材および液
体吸入路を開閉する吸入路開閉バルブを備えるとともに
、これらを内側から外側に向かって吐出口開閉バルブ、
吐出用部材、吸入路開閉バルブの順に同心円状に配置し
、これらの吐出口開閉バルブ、吐出用部材および吸入路
開閉バルブをそれぞれ所定動作で駆動する駆動機構を備
えたことを特１衣とするポンプである。

この駆動機構は、前記吸入路開閉バルブを開き吐出用部
材を吐出口より離れる方向に移動させて液体を吸入させ
る吸入動作と、この吸入動作後に吸入路開閉バルブを閉
じて吐出液を計量する計量動作と、この計量動作後に吐
出口開閉バルブを開いて吐出用部材を吐出口側に移動さ
せて液体を吐出させる吐出動作と、この吐出動作後に吐
出口開閉バルブを閉める吐出口閉塞動作を行うように構
成されている。

〔作用］このような本発明における作用は例えば次のようになる
。

圧縮空気等を用いた駆動機構により、吸入路開閉バルブ
を開いて液体を吸入路より吸入路開閉バルブの内側に供
給可能な状態にし、さらに、吐出用部材を吐出口より離
れる方向に移動させて、この移動により形成される空間
に液体を吸入する。

この吸入動作後に、吸入路開閉バルブを閉じて液体を吸
入路開閉バルブの内側に封入して、吐出量を所定の呈に
計量する。

この計量動作後に、吐出口開閉バルブを開いて液体を吐
出可能な状態にして、吐出用部材を吐出口の方向に移動
させて吐出口より液体を吐出する。

この吐出動作後に、吐出口開閉バルブを閉めて吐出口を
閉塞する。

以上の動作を繰り返して、所定闇ごとの液体を吐出口よ
り吐出する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づい″ζ説明する。

第１図には、本発明のポンプｌの断面間が示されている
。

ポンプＬは、４つのボンプブａツク２，３，４゜５が第
１回中、上下方向に連結されて形成されている。この各
ポンプブロック２〜４の連結には、第２図に示すように
ポンプブロック２〜４の四隅に通された連結部材６が用
いられている。

この４つのポンプブロックの内、ポンプｌの上端に設け
られたポンプブロック２の内部には、段差が付けられて
大径部１０Ａおよび小径部１０Ｂが設けられた第１シリ
ンダ１０が形成されている。

また、ポンプブロック２に連設されたポンプブロック３
の内部およびポンプブロック３に連設されたポンプブロ
ック４の内部にも、それぞれ第２シリンダ１１および第
３シリンダ１２が形成されている。

第１シリンダ１０の大径部１０Ａの上面と、第２シリン
ダ１１および第３シリンダ１２の各上面とには、各シリ
ンダ１０，１１．１２に圧縮空気を供給するシリンダボ
ート１３，１４．１５がそれぞれ連通されている。

一方、ポンプｌの下端に設けられたポンプブロック５に
は、下面に向かってテーパ状に形成されてノズルとして
作用する吐出口１６を有する液体吸入路Ｉ７が形成され
ている。この液体吸入路１７よりポンプブロック５の側
面に向かって液体導入孔１８が貫通されており、この液
体導入孔１８には、液体供給パイプ１９の一端が螺合さ
れている。この液体供給パイプ１９は、はんだ用のペー
スト等の液体２１が収納されたタンク２２に接続されて
いる。

ポンプブロック２の第１シリンダ１０の大径部１０Ａに
は、第１ピストン２３が軸方向摺動可能に挿入されてい
る。この第１ピストン２３は、第１シリンダ１０よりポ
ンプブロック３、第２シリンダｌｌ、第３シリンダ１２
を介して液体吸入路１７まで延長され、第２図にも示す
ように断面円形に形成された第１ピストンロツド２４を
備えている。

このピストンロッド２４の下端２４　Ａは、テーパ状に
形成されており、吐出口１６に当接あるいは離れること
で吐出口１６を開閉する。従って、この下端２４Ａによ
って吐出口開閉バルブ２５が構成される。

また、第１ピストン２３０摺動面には、０リング２６が
介装されて第１シリンダｌＯに供給された圧縮空気が漏
れないようにシールしている。

第１ピストン２３およびポンプブロック３間には、コイ
ルばね２７が介在されて第１ピストン２３を第１シリン
ダｌＯの小径部１０Ｂの方向、第１図上方に付勢してい
る。

第２シリンダ１１には、第２ピストン３ｏが軸方向摺動
可能に挿入されている。この第２ピストン３０は、第２
シリンダ１１よりポンプブロック４、第３シリンダ１２
を介して液体吸入路１７まで延長された第２ピストンロ
ツド３１を備えている。この第２ピストンロツド３１の
下端３１Ａには、テフロン（商品名）製の吐出用部材３
２が嵌合されている。

第２ピストン３０、第２ピストンロツド３１および吐出
用部材３２は、軸方向の中心に貫通孔３３を有するパイ
プ状に形成されており、この貫通孔３３に前記第１ピス
トンロツド２４が摺動可能に嵌挿されている。従って、
吐出口開閉バルブ２５の外側かつ同心円状に吐出用部材
３２が配置されることになる。

第２ピストン３０と、ポンプブロック３および第１ピス
トンロツド２４との各摺動面は、エア漏れ防止用の０リ
ング３４．３５によりシールされている。同様に、ポン
プブロック２および第１ピストンロツド２４の摺動面も
、０リング３６によリシールされている。

また、第２ピストン３０およびポンプブロック４間には
、コイルばね３７が介在されて第２ピストン３０をポン
プブロック２の方向に付勢している。

第３シリンダ１２には、第３ピストン４０が軸方向摺動
可能に挿入されている。この第３ピストン４０は、第３
シリンダ１２から液体吸入路１７まで延長された第３ピ
ストンロツド４１を備えている。

この第３ピストンロツド４１には、軸方向略中央部に設
けられた段差を境に、前記液体吐出路１７に摺動可能と
された大径部４１Ａと、大径部４１Ａよりも小径にされ
た小径部４１Ｂとが形成されている。この小径部４１Ｂ
の下端は、液体吸入路１７のテーパ面に当接可能なテー
バ状に形成されており、液体吸入路１７に当接あるいは
離れることで液体吸入路１７を開閉する。従って、第３
ピストンロツド４１の小径部４１Δにより、吸入路開閉
バルブ４２が構成される。

また、第３ピストン４０および第３ピストンロンド４１
は、軸中心に貫通孔４３を有するパイプ状に形成されて
おり、この貫通孔４３に前記第２ピストンロツド３１が
摺動可能に嵌挿されている。

従って、吐出用部材３２の外側かつ同心円状に吸入路開
閉バルブ４２が配置されることになる。

第３ピストン４０と、ポンプブロック４および第２ピス
トンロツド３１との各摺動面は、０リング４４．４５に
よりシールされている。同様に、ボンブフ゛口・ツク４
および第２ピストンロンド３１の慴動面も、０リング４
６によりシールされている。

さらに、ボンブフ゛ロンク５および第３ピストンロツド
４１の大径部４１Ａの摺動面には、液体吸入路１７内に
供給された液体２１の漏れ防止用の○リング４７が介装
されている。また、前記吐出用部材３２の下部には、ス
テンレス製のばね４８が介装されており、吐出用部材３
２を第１ピストンロンド２４および第３ピストンロツド
４１に押しつけている。このため、第１〜第３ピストン
ロンド２４．３１．４１が互いに摺動しても、第１ピス
トンロンド２４と第２ピストンロツド３１との間および
第２ピストンロンド３１と第３ピストンロツド４１との
間を液体２１が漏れないようにシールできる。

第３ピストン４０およびポンプブロック５間には、コイ
ルばね４９が介在されて第３ピストン４０をポンプブロ
ック３の方向に付勢している。

ポンプブロック２の上部には、嫡み５ｏとこの摘み５０
を回転することで第１シリンダ１０の軸方向に進退する
スピンドル５１が取付けられている。このスピンドル５
１は、第１シリンダＩＯの小径部１０Ｂ内に突出されて
おり、第１シリンダ１０の小径部１０Ｂ内に設けられた
吐出ＮｉＡ整部材部材を上下方向に移動可能としている
。

この吐出量調整部材５２のド面には、第１ピストン２３
およびポンプブロック３を貫通して第２ピストン３０に
当接可能な調整ロッド５２Ａが形成されている。

さらに吐出ｆｆｌ　４１！１整部材５２とポンプブロッ
ク２との摺動面、調整ロッド５２Ａと第１ピストン２３
との摺動面および調整ロッド５２Ａとポンプブロック３
との摺動面は、それぞれＯリング５３５４．５５により
シールされている。

第１シリンダ１０の大径部１０Ａおよび小径部１０Ｂ、
第２シリンダ１１、第３シリンダ１２には、ポンプ１外
に連通されたドレンボート５６゜５７．５８．５９がそ
れぞれ形成されて、各０リングによりシールされたシー
ル部を通過した圧縮空気や液体２１があったとしてもポ
ンプｌ外に排出できるようにされている。

また、第２ピストンロンド３１および第３ピストンロン
ド４１にも、ドレンボート６０．６１が形成されて、第
１ピストンロツド２４と第２ピストンロンド３１との間
、および第２ピストンロツド３１と第３ピストンロツド
４１との間に圧縮空気や液体２１が漏れた場合でも排出
可能としている。

前記各シリンダポート１３〜１５は、それぞれ配管７０
，７１．７２を介して電磁式の切換弁７３．７４．７５
に接続され、これらの切換弁７３〜７５はコンプレッサ
等の圧力源７６に接続されている。また、前記切換弁７
３〜７５は制御装置７７によりそれぞれ独立に制御され
ている。

ここにおいて、前記各シリンダ１０〜１２．シリンダポ
ート１３〜１５、第１〜第３ピストン２３．３０，４０
、第１〜第３ピストンロツド２４゜３１．４１、コイル
ばね２７，３７，４９、配管７０〜７２）切換弁７３〜
７５、圧力源７６および制御装置７７により吐出口開閉
パルプ２５、吐出用部材３２）吸入路開閉パルプ４２の
駆動機構８０が構成されている。

次に、本実施例の作用につき第３図の動作説明図をも参
照して説明する。

運転開始前即ちポンプ１の停止状態においては、第４図
（Ａ）に示すように、第１ピストンロツド２４の下端２
４Ａは、下方に移動されて吐出口１６に当接しており、
吐出口開閉バルブ２５は閉じられた状態にある。この吐
出口開閉バルブ２５の閉塞は、切換弁７３を介して第１
シリンダ１０内に圧縮空気が供給されることでなされて
いる。−方、吐出用部材３２および第３ピストンロツド
４１は上方ストロークエンドの位置にあり、よって吸入
路開閉パルプ４２は開いた状態にある。

この際、液体吸入路１７内は、クンク２２から液体２１
が供給された状態となっている。

次いで、切換弁７５を制御装置７７により切損えて第３
シリンダ１２内に圧縮空気を供給すると、第３ピストン
４０が下方に移動しこの移動に伴って、第４図（Ｂ）に
示すように、第３ピストンロツド４１が下方に移動され
て、吸入路開閉パルプ４２が閉鎖された状態になる。こ
れにより、吸入路開閉パルプ４２の内側に液体２１が封
入され、液体２１か所定量に計量されることとなる。

この後、制御装置７７により切換弁７３を切換えると、
第１シリンダ１０内は大気開放状態とされ、第１ピスト
ン２３はコイルばね２７の作用により上方に移動し、こ
の移動に伴い第１ピストンロツド２４は吐出口１６より
離れる方向に移動される。従って、第４図（Ｃ）に示す
ように、吐出口開閉パルプ２５が開いて吐出口１６が開
放され、液体２１は吐出可能な状態となる。

この後、制御装置７７により切換弁７４を切換えて、第
２シリンダｌｌ内に圧縮空気を供給すると、第４図（Ｄ
）に示すように、吐出用部材３２が下方に移動されて、
吸入路開閉パルプ４２の内側に収納されていた液体２１
が吐出口１６から吐出される。

次いで、切換弁７３を切換え゛Ｃ１吐出ロ開閉バルブ２
５を閉めると、第４図（Ｅ）に示すように・吐出口１６
が閉塞される。この際、吐出口１６に第１ピストンロツ
ド２４の下端２４Ａが当接するので、液体２１は液切れ
よく吐出される。

この後、切換弁７５を切換えて、第３シリンダ１２内が
大気に開放されると、第４図（Ｆ）に示すように、コイ
ルばね４９の作用により第３ピストン４０および第３ピ
ストンロツド４１が上方に移動されて、吸入路開閉パル
プ４２が開かれる。

次いで、切換弁７４を切換えて、第２シリンダ１１が大
気に開放されると、第４図（Ｇ）に示すように、コイル
ばね３７の作用により第２ピストン３０および第２ピス
トンロツド３１が上方に移動されて、吐出用部材３２も
吐出口１６より離れる方向に移動される。この際、吐出
用部材３２の移動に伴って形成される空間に液体２１が
供給される。この第４図（Ｃ，）は、第４図（Ａ）と同
じ状態であって、この後（Ｂ）〜（Ｆ）の動作が繰り返
されることによって、順次吐出口１６から液体２１が所
定量づつ吐出されることになる。

また、第４図（Ｂ）に示す吸入路開閉パルプ４２の内側
に形成される空間に吸入された液体２１の量から、第４
図（Ｅ）に示す吐出口１６が閉塞された時に吸入路開閉
パルプ４２の内側に残った空間、いわゆるデッドスペー
スに残った液体２１の量を除いた量が吐出量となる。従
って、吐出量の調整は、吐出用部材３３の移動量、つま
り第２ピストン３０の移動量を、摘み５０による移動量
調整部材５２の位置により調整することで行われる。

前述のような本実施例によれば、次のような効果がある
。

即ち、吐出用部材３２）つまり第２ピストン３０の移動
量および吸入路開閉バルブ４２の閉鎖により、液体２１
を吸入路開閉バルブ４２内に閉じ込めて計量、つまり容
積計量をしているので、たとえ吐出量が微量であっても
吐出量の精度を高くできる。

吐出用部材３２により、液体２１を吐出しているので、
液体２１がスプレー状に吐出されず、液体２１供給位置
の上方より所定位置だけに液体２１を付着させることが
できる。よって、吐出口１６を液体２１供給位置に接触
させる必要がないので、作業時間を短くできる。

また、吐出口開閉バルブ２５を吐出口１６のテーパ面に
当接させて吐出口１６を閉塞しているので、液体２１の
液切れをよくでき、吐出量の精度をより高くできる。

ペーストのように高粘度の液体２１では、ポンプ部と吐
出口が離れていると液体２１の吐出に遅れが生しるが、
本実施例によれば、液体２１を吐出する吐出用部材３２
等を有するポンプ部と、吐出口１６が極めて近いので、
液体２１の吐出の遅れがない。

また、沸点が低く気化しやすいアルコール等の溶剤は、
ポンプ内への吸入時あるいはチエツク弁通過時等、流れ
が複雑になる時に泡が発生しやすく、この泡が溜まって
しまい液体２１が吐出されない場合がある。しかし、本
実施例によればポンプ部と吐出口が極めて近く、液体２
１の流れも複雑でないので、泡が発生することもな（、
液体２１を正常に吐出できる。

液体２１の種類によっては、ポンプｌの部材が腐食する
ことがあるため、接液部には単価の高いステンレス等を
用いる必要がある。しかし、本実施例によれば、接液部
の部分がポンプブロック５、第１ピストンロツド２４、
吐出用部材３２および第３ピストンロツド４１と少ない
のでコストを押さえることができ、ポンプ１を低価格で
提供することができる。

吸入路開閉バルブ４２を吐出口開閉バルブ２５の外側か
つ同心円状に設けたので、液体吸入路１７より吸入路開
閉バルブ４２内に液体を吸入する際の吸入面積を広くす
ることができ、液体２１の吸入時間、つまりは作業時間
を短くできる。

また、吐出用部材３３を吐出口開閉バルブ２５および吸
入路開閉バルブ４２間に同心円状に配置したので、前述
したデッドスペースを小さくできて作業効率が向上する
。

高粘度の液体２１を高速で吐出するには、液体２１を高
圧で押し出す必要があるが、各ピストン２３．３０，４
０、ピストンロンド２４，３１゜４１等を同心円状に配
置したので、耐圧性が高くなり、液体２１を高速で吐出
できる。

液体２１の吐出量は、前述したように摘み５０を回すだ
けで容易に調整できる。

駆動機構８０は、いわゆるエアシリンダ式としたので、
ポンプｌを小型化でき、特に微量の液体２１を吐出する
のに好適である。

また、この駆動機構８０は、３つの切換弁７３〜７５の
切換えだけを制御すればよいので、制御が容易である。

各摺動面は、０リングによりシールしたので、液体２１
や圧縮空気の漏れを極めて少なくでき、更に各ドレンボ
ートを設けたので、たとえ液体２１や圧縮空気が漏れた
としてもポンプ１外に排出でき、液体２１と圧縮空気と
の混合を防くことができる。

液体２１を基板等の被付着物より離れた上方か吐出でき
るので、ポンプ１外に赤外線等のセンサを設けることに
より、吐出が行われたかを確認できる。

ポンプ１には、チエツク弁を設けていないので、液体２
１を加圧して送ることができる。従って、粘性の高い液
体２１であってもポンプ１内への供給が容易である。

なお、本発明は前記実施例の構成に限定されるものでは
なく、本発明の目的を達成できる範囲の変形は本発明に
含まれるものである。

例えば、前記実施例ではコイルばね２７，３７゜４９に
より各ピストン２３，３０．４０を図中上方に移動して
いたが、圧縮空気により移動してもよい、この際、シリ
ンダポートを４つ設ければ前記と同一の動作を行うこと
ができる。

さらに、モータ等で駆動されるカムやステップモータ等
で、吐出口開閉バルブ２５、吐出用部材３２）吸入路開
閉バルブ４２を駆動してもよく、要するに、駆動機構８
０は、吐出口開閉バルブ２５、吐出用部材３２および吸
入路開閉バルブ４２をそれぞれ独立に駆動でき、かつ、
前記動作を行えるものであればよい。

また、吐出口開閉バルブ２５、吐出用部材３２および吸
入路開閉バルブ４２の形状等は、ｎη記実施例のものに
限定されず他の形状等でもよく、要するに、吐出口開閉
バルブ２５、吐出用部材３２）吸入路開閉バルブ４２の
順に内側から外側に同心円状に配置されていればよい。

前記実施例では、第４図（Ａ）に示す状態をポンプ１の
停止状態、つまり基準状態としていたが、吐出する液体
２１の種類等によっては、第４■（Ｃ）に示す状態をポ
ンプ１の停止状態、つまり基準状態としてもよい、この
場合、第１ピストンロツド２４の移動により負圧が発生
し、液体２１がポンプｌ内に吸引されるので、吐出口１
６より液体２１が漏れる恐れがなく、さらに、ポンプ１
駆動と同時に液体２１を吐出できるという効果がある。

この基準状態の選択は、制御装置７７で制御できるよう
にすれば、種々の液体２１に対応できる。

吐出口１６に注射針状のノズルを取付けて、より小さな
ポイントにより少量の液体２１を吐出でき・るようにし
てもよい。

前記実施例では、各０リングによりシールしていたが、
例えばＵパツキン等でシールしてもよい。

また、吐出用部材３２には、ステンレス製のばね４８の
代わりに０リング等を介装してシールしてもよい。

その他、ポンプブロック２）第１ピストン２３等の形状
等は前記実施例の形状等に限定されるものではなく、他
の形状等でもよい。

〔発明の効果〕

前述のような本発明によれば、高粘度の液体であっても
、高精度、微量および高速で吐出できるという効果があ
る。

第２図

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は一部をブ
ロックで示した全体構成の断面図、第２図は第１図の■
−■線に沿った断面図、第３図は動作説明図である。ｌ・・・ポンプ、１６・・・吐出口、１７・・・液体吸
入路、２１・・・液体、２５・・・吐出口開閉バルブ、
３２・・・吐出用部材、４２・・・吸入路開閉バルブ、
８０・・・駆動機構。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）液体を吸入する吸入路および液体を吐出する吐出
口を有するポンプであって、前記吐出口を開閉する吐出
口開閉バルブと、この吐出口開閉バルブの外側に同心円
状に配置され液体を吐出する吐出用部材と、この吐出用
部材の外側に同心円状に配置され液体吸入路を開閉する
吸入路開閉バルブと、これらの吐出口開閉バルブ、吐出
用部材および吸入路開閉バルブをそれぞれ所定動作で駆
動させる駆動機構とを備えることを特徴とするポンプ。
（２）特許請求の範囲第１項において、前記駆動機構は
、前記吸入路開閉バルブを開き吐出用部材を吐出口より
離れる方向に移動させて液体を吸入させる吸入動作と、
この吸入動作後に吸入路開閉バルブを閉じて吐出液を計
量する計量動作と、この計量動作後に吐出口開閉バルブ
を開いて吐出用部材を吐出口側に移動させて液体を吐出
させる吐出動作と、この吐出動作後に吐出口開閉バルブ
を閉める吐出口閉塞動作とを行うように構成されたこと
を特徴とするポンプ。