KR100592500B1

KR100592500B1 - 액체의 정량 토출장치

Info

Publication number: KR100592500B1
Application number: KR1020037016426A
Authority: KR
Inventors: 이쿠시마카즈마사
Original assignee: 무사시 엔지니어링 가부시키가이샤
Priority date: 2001-06-16
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2006-06-23
Also published as: HK1067684A1; CN1516784A; US7510103B2; KR20040010718A; US20050063839A1; WO2002103202A1; CN100580246C

Abstract

액체를 고속에 고정밀도로 토출하는 것이다.

실린더 블록에 형성된 플런저실과 그 플런저 실내를 왕복이동하는 플런저로 된 토출하는 액체를 원하는 양으로 계량하는 펌프부와, 흡인 및 배출하는 액체유로를 바꾸는 밸브부와, 밸브부의 위치에 의해 펌프부와 연통가능한 액체를 저장하는 저장부와, 액체를 토출하는 토출구를 가지는 토출부등에 따른 구성에 있어서, 펌프부와 밸브부를 연결하여 설치하고, 또한 플런저의 최진출 위치를 플런저 전단면이 밸브부 및 펌프부와 접합하는 면이라고 규정한 것을 특징으로 하는 액체의 정량 토출장치. 밸브부는 펌프부에 탈착이 가능하게 설치된다. 플런저실은 실린더 블록에 형성된 홀에 장착한 원통형 부재로 구성된다. 상기 밸브부는 저장용기에 연통하는 제1유로 및 토출부에 연통하는 제2유로를 가지는 밸브블록을 구비한 전환밸브이다.

토출구, 플런저, 밸브블록, 실린더블록

Description

액체의 정량 토출장치{DEVICE FOR DELIVERING FIXED QUANTITY OF LIQUID}

본 발명은 모든 점도의 액체, 즉 물, 알콜과 같은 저점성도 물질에서 접착제, 페이스트상 또는 크림상태의 공업용 재료와 같은 고점성도 유체에 이르기 까지, 액체를 고속에 고정밀도로 토출하는 장치에 관한 것이다.

종래의 액체를 정량으로 토출하는 장치에 있어서, (1)조압된 압축공기를 저장용기내의 액체에 필요한 시간동안 적용하고 노즐 선단의 토출구에서 필요한 양의 액체를 토출하는 Air식 토출장치, (2)저장용기내의 액체에 액밀로 설치한 플런저를 이동시켜 상기 액체에 압력을 가하고, 노즐 선단의 토출구에서 필요한 양의 액체를 토출하는 플런저식 토출장치, (3)저장용기와 노즐사이에 실린더를 설치하여 이 실린더 내에 설치된 다수개의 관통홀은 각각의 관통홀에 각각의 플런저가 전후로 이동할 수 있도록 설치되며, 플런저가 후진함에 의해 저장용기에서 액체가 실린더 내에 흡수되고, 플런저가 전진함에 의해 액체가 실린더에서 노즐로 배출되는 기구에 있어서, 상기 다수개의 플런저가 순서대로 액체에 작용하여 액체를 가압함에 따라 노즐 선단의 토출구에서 필요한 양의 액체를 토출하는 다중 플런저 펌프식 토출장치등이 개발되어 왔다.

[발명의 개시]

그러나, 이러한 발명은 현재 요구되는 것과 같은 고속의 택트타임(tact time), 고정밀도 뿐만아니라 정량성을 유지하여 토출하는 것이 불가능하다.

예를들면, 반도체 제조에서의 다이본딩(die bonding) 공정등에 있어서, 고성능이 있도록 큰 사이즈의 디바이스의 출현과, 생산성을 향상시키기도 하는 높은 택트화가 요구되고, 단시간에 다량을 토출하는 것이 요구되며, 한편으로 고품질의 제품이 요구되며, 고정밀도로 토출 및 세밀하게 도포하는 것이 요구된다.

이러한 요구를 만족시킬 수 없는 것이 상기 종래기술의 문제이다.

예를들면, (1)Air식 토출장치는 액체를 토출하는 압력원에 공기압을 이용하는데, 공기압은 압축성이 풍부할 뿐만아니라 단시간내에 큰 압력을 변화시킬 수 있어 비상시에 곤란하며, 이에 따라 고속 택트로 토출하는 것이 불가능하다.

또한, 단시간내에 다량의 액체를 토출하는 경우 및 특히 토출하는 액체가 고점성도의 액제인 경우에, 액체에 높은 압력을 적용할 필요가 있는 경우에 있어서도 급격한 저장용기내의 압력변화가 필요하기 때문에 토출시간을 단축시키는 것은 한계가 있고, 또한 고속 택트로 토출하는 것이 가능하지 않은 문제가 있다.

(2)플런저식 토출장치는 저장용기내의 액체수 전단 근처에 액밀로 설치된 플런저가 저장되어 있는 액체전부를 가압하여 토출하는 방식이다. 이와같이 가압된 액체량은 저장용기내의 잔류량에 의존하게 되고, 액제를 가압시켜 필요한 압력을 만들때 요구되는 압력에 도달하는 시간은 잔류량이 소량있는 경우에는 감소하며 잔류량이 많은 경우에는 올라간다. 이에 의해, 토출시의 압력변화가 저장용기내의 잔류량에 따라 다르게 되며, 이것에 기인하여 토출량이 분산되는 문제가 있다.

미리 저장되는 액체량을 소량으로 만들고, 짧은 주기로 저장용기를 교환하는 작업이 필요하게 되어 작업효율이 떨어지는 문제가 생긴다.

(3)다중 플런저 펌프식 토출장치에 있어서는, 다수의 플런저가 순서대로 연속해서 액체에 압력을 가하는 방식으로, 하나의 플런저에서 다른 플런저로 제어가 이행되는 경우, 액체는 동시에 2개의 플런저에 의해 가압되므로, 가해지는 힘이 균일하지 않게 되어, 이에 따라 토출되는 액체에는 맥동이 발생하며 유속이 균일하지 않게 되는 문제가 있다.

따라서, 이 장치로 워크(work)상에 액체를 선형상으로 도포하여 그린다면, 선폭 및 선 높이에 얼룩, 왜곡이 발생하여 균일한 도포형상을 형성하는 것이 가능하지 않으며, 매우 정밀한 패턴형상을 그리는 경우에는 도포를 형성하는 것이 실질상 불가능하다.

본 발명의 목적은 액체를 고속으로 고정밀도의 정량을 토출하는데 발생하는 문제를 해결하고, 액체를 고속으로 고정밀도로 토출하는 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은 실린더 블록에 형성된 플런저실과 상기 플런저 실내를 왕복이동하는 플런저로 된 토출하는 액체를 필요량으로 계량하는 펌프부와, 흡인 및 배출하는 액체유로를 바꾸는 밸브부와, 밸브부의 위치에 의해 펌프부와 연통가능한 액체를 저장하는 저장부와, 액체를 토출하는 토출구를 가지는 토출부등에 따른 구성에 있어서, 펌프부와 밸브부를 연접하여 설치하고, 또한 플런저의 최진출 위치를 플런저 전단면이 밸브부 및 펌프부와 접합하는 면이라고 규정한 것을 특징으로 하는 액체 의 정량 토출장치를 요지로 한다.

상기 밸브부는 저장용기에 연통하는 제1유로 및 토출부에 연통하는 제2유로를 가지는 밸브블록을 구비한 전환밸브이다. 이러한 경우에, 본 발명은 토출하는 액체를 필요량으로 계량하는 펌프부와, 흡인 및 배출하는 액체유로를 바꾸는 밸브부와, 밸브부의 위치에 의해 펌프부와 연통가능한 액체를 저장하는 저장부와, 액체를 토출하는 토출구를 가지는 토출부등에 따른 구성에 있어서, 플런저를 갖춘 실린더가 장착된 실린더 블록에 상기의 펌프부를 구성하는 것과, 상기의 밸브부를 저장용기에 연통하는 제1유로 및 토출부에 연통하는 제2유로를 가지는 밸브블록을 구비한 전환밸브로 하는 것과, 및 펌프부와 밸브부를 연접하여 설치하는 것을 특징으로 하는 액체의 정량 토출장치를 요지로 한다.

상기의 전환밸브는 슬라이드형의 전환밸브로도 된다. 이러한 경우에, 본 발명은 토출하는 액체를 필요량으로 계량하는 펌프부와, 흡인 및 배출하는 액체유로를 바꾸는 밸브부와, 밸브부의 위치에 의해 펌프부와 연통가능한 액체를 저장하는 저장부와, 액체를 토출하는 토출구를 가지는 토출부등에 따른 구성에 있어서, 플런저를 갖춘 실린더가 장착된 실린더 블록에 상기의 펌프부를 구성하는 것과, 상기의 밸브부를 저장용기에 연통하는 제1유로 및 토출부에 연통하는 제2유로를 가지는 밸브블록을 구비한 슬라이드형 전환밸브로 하는 것과, 및 펌프부와 밸브부를 연접하여 설치하는 것을 특징으로 하는 액체의 정량 토출장치를 요지로 한다.

실린더 블록과 실린더 블록이 밀착하여 매끄럽게 맞추어 지도록 설치된 것에 따라 펌프부와 밸브부를 연접시켜 설치한다. 이러한 경우에, 본 발명은 토출하는 액체를 필요량으로 계량하는 펌프부와, 흡인 및 배출하는 액체유로를 바꾸는 밸브부와, 밸브부의 위치에 의해 펌프부와 연통가능한 액체를 저장하는 저장부와, 액체를 토출하는 토출구를 가지는 토출부등에 따른 구성에 있어서, 플런저를 갖춘 실린더가 장착된 실린더 블록에 상기의 펌프부를 구성하는 것과, 상기의 밸브부를 저장용기에 연통하는 제1유로 및 토출부에 연통하는 제2유로를 가지는 밸브블록을 구비한 슬라이드형, 일방향 회전형, 또는 왕복이동하는 평활한 미끄럼면을 가지는 회전형 전환밸브로 하는 것과, 및 실린더 블록과 실린더 블록이 밀착하여 매끄럽게 맞추어 지도록 설치된 것에 따라 펌프부와 밸브부를 연접하여 설치하는 것을 특징으로 하는 액체의 정량 토출장치를 요지로 한다.

플런저의 후진동작에 의해 저장용기에서 액체를 플런저실 내로 흡인하고 상기 플런저의 전진동작에 의해 상기 액체를 플런저실에서 노즐로 배출하는 액체의 정량을 토출하는 방법에 있어서, 1회의 토출이 플런저의 1회 흡입동작과 1회 배출동작에서 행하여 지는 것을 특징으로 한다. 액체는 동시에 다수개의 플런저에 의해 가압되는 것이 아니어서, 액체에 적용되는 가압력은 일정하게 되거나, 토출되는 액체에 맥동이 발생하지 않아 유속이 균일하게 된다. 따라서, 워크상에 액체를 선형상으로 도포하여 그린다면, 선폭 및 선 높이에 얼룩, 왜곡이 발생하지 않아서 균일한 도포형상을 형성하는 것이 가능하며, 매우 정밀한 패턴형상을 그리는 경우에는 도포를 형성하는 것이 가능하다. 더욱이, 1회의 토출을 1회의 플런저의 이동으로 행하기 때문에 토출되는 액체에 맥동이 없고, 일정한 유속으로 액체를 토출하는 것 이 가능한 것이며, 필요한 그림 형상을 균일하면서도 매우 정밀하게 도포형성하는 것이 가능하다.

또한, 토출은 액체를 가압하여 유기된 액체와 대기압과의 압력차에 따라 노즐에서 액체가 유출되는 것이며, 압력차를 효과적으로 유기하기 위해서는 가압된 액체의 체적은 작은 것이 좋으며 급격하게 액체압력을 상승시키는 것이 가능하다. 단시간에 대량의 액체를 토출하는 경우 및 특히 토출하는 액체가 고점성도의 액제인 경우에 효과적이다. 따라서, 다수 횟수의 토출량에 상당하는 액체량을 가압하는 것에 따라, 1회의 토출량을 플런저실내에 액체를 흡인하여 가압하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 것은, 플런저의 액체 배출 종료후에 플런저실내에는 액체 잔류량이 없는 것이다. 1회에 토출되는 양의 액체를 플런저실에 흡입하고, 플런저실내의 상기 액체는 플런저의 이동에 따라 압력이 적용되어 토출되는 것으로, 가압되는 액체량을 최소한으로 하는 것이 가능하다. 따라서, 액체로 인한 영향을 효과적으로 배제할 수 없으며, 더욱이 액체를 가압하여 액체가 노즐에 의해 토출되기까지 시간을 큰 폭으로 단축하는 것이 가능하며, 고속으로 토출이 가능하다.

이와 같이, 플런저의 액체흡입 개시위치와 액체배출 종료위치를 토출 마다 동등하게 하는 것이 바람직하다. 토출마다 가압한 액체량을 항상 일정하게 얻는 것은, 가압된 액체량이 저장용기내의 잔류량에 의존되는 것이 아니고, 토출시의 플런저가 액체를 가압할 때에 액체 압력이 상승하는 프로세스를 토출마다 동등하게 하는 것이 가능하며, 저장용기내의 잔류량에 의존하는 토출량의 발산이 없다. 보다 바람직한 것은, 토출마다 플런저의 액체토출 개시위치를 동일한 위치로 하며, 또한 토출마다 플런저의 액체토출 종료위치를 동일한 위치로 한다. 토출마다 토출개시 및 토출종료에서의 플런저의 위치가 항상 일정하기 때문에, 액체 압축량이 용기에 저장되는 액체량에 의존되지 않고 항상 일정하게 되며, 안정한 고정밀도의 토출을 행하는 것이 가능하다. 더욱 바람직한 것은, 토출마다 플런저의 액체흡입 개시위치를 동일한 위치로 하고, 또한 토출마다 플런저의 액체흡입 종료위치를 동일한 위치로 한다.

구체적인 장치구성으로는, 액체를 토출하는 노즐과, 액체를 저장하는 저장용기와, 내부에 플런저실이 있는 실린더블록과, 상기 플런저실내에 접하여 전후진하는 플런저와, 플런저를 구동하는 구동수단과, 플런저실과 저장용기 또는 노즐을 연통하는 전환밸브를 구비한 액체정량 토출장치이다. 상기 장치에는 구동수단에 연결되는 플런저가 내벽에 접하여 전후로 이동하며, 플런저가 후진이동하여 저장용기에 의해 플런저실내에 토출량과 동등한 양만큼 액체를 흡입하고, 플런저가 전진이동하여 플런저실에서 노즐로 토출량과 동등한 양만큼 액체를 배출하는 것에 의해 토출을 행한다. 이때 전환밸브는 플런저가 후진이동하여 플런저실내에 액체를 흡입할 때는 플런저실과 저장용기를 연통하며, 플런저가 전진이동하여 플런저실내에서 액체를 배출할 때에는 플런저실과 노즐을 연통하므로서 작동한다.

저장용기와 전환밸브를 송유관을 매개로 연통한 것에 의해, 액제저장부와 토출기구부를 분리하는 것이 가능하기 때문에 취급하기 쉬운 장소에 저장용기를 배치하는 것이 가능하다. 예를들면, 저장용기내의 액체의 잔류량이 다소 없어진 경우에, 액체 저장용기에 액체를 보충하며, 또는 미리 액체가 충전되어 있는 저장용기 와 교환하는 작업을 용이하게 행하는 것이 가능하다. 더욱이, 용기내에 저장되는 액체량은 사용하는 액체의 포트라이프(pot life)나 1일의 작업량부터 고찰하여 계획적으로 적절한 양을 저장하는 것이 가능하기 때문에, 1일 작업에 있어서 액체의 보충작업이 필요없도록 하는 것도 적절하게 보충하는 것도 가능하다.

더욱이, 노즐과 전환밸브를 송유관을 매개로 연통하므로서, 토출기구부와 토출구를 분리할 수 있기 때문에, 토출기구부는 고정부에 설치하고, 노즐을 가동부, 예를들면 로봇에 탑재하여 작업하는 것이 가능하기 때문에, 가동부를 극히 경량으로 구성할 수 있다. 이에 따라, 도포작업은, 예를들어 워크 표면상에 필요한 패턴형상으로 도포하는 그림작업을 극히 고속으로 행할 수 있다.

저장용기내의 액체가 고점성 유체인 경우, 또는 플런저실내에 신속하게 액체를 흡입시킨 경우에는, 저장용기의 액체를 플런저실에 운송하기 위해 플런저의 후진이동에 의해 흡인력을 보완하기 때문에 저장용기내의 액체를 가압하는 가압장치를 구비하는 것이 바람직하다.

전환밸브는 슬라이드형 전환밸브로 하는 것이 가능하다. 바람직하게는, 전환밸브를 저장용기를 연통하는 제1유로 및 노즐을 연통하는 제2유로가 있는 슬라이드하여 연통하는 부위를 전환하는 밸브블록을 구비한 슬라이드 밸브이다. 상기 제1유로 및 제2유로는 인접할 수록 전환시의 로즈타임(lose time)을 단축할 수 있으며 고속의 택트타임으로 토출할 수 있다.

구동수단 및/또는 전환밸브가 제어부의 신호에 기초하여 동작할 수 있다. 바람직하게는 토출시에 있어서, 플런저가 노즐에 연통하므로서 전환밸브를 제어하고, 더욱이 구동수단을 제어하여 액체를 가압한다. 또한 흡인시에 있어서는 플런저가 저장용기와 연통하므로서 전환밸브를 제어하고, 더욱이 구동수단을 제어하여 액체를 흡인한다.

플런저의 수는 복수개로 할 수 있다. 이때, 여러번의 토출에 있어서, 매회 다른 플런저로 행할 수 있으며, 플런저의 어느 한쪽 토출동작에 일임되며, 다른 플런저가 흡인 또는 정지동작을 함에 따라 다음 토출시에는 액체를 흡인한 플런저가 액체를 신속하게 토출할 수 있기 때문에, 효율적으로 액체를 흡인하는데 걸리는 시간이 불필요하므로 보다 고속의 택트타임이 가능하다.

더욱이, 구동수단을 플런저의 수와 동일하게 하는 것도 가능하다.

또한, 플런저를 독립적으로 제어할 수 있다. 이때, 일방의 플런저가 액체를 토출할 때의 플런저의 토출동작속도와, 다른 플런저가 액체를 플런저실내에 흡인할 때의 흡인동작속도를 다른 속도로 용이하게 조정할 수 있기 때문에, 다수 플런저 중의 하나의 플런저가 토출에 관계될 때에는 토출에 매우 적합하고, 흡인에 관계될 때에는 흡인에 매우 적합한 속도로 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 액체토출장치는 액체를 토출하는 노즐과, 액체를 저장하는 저장용기와, 플런저 펌프와, 플런저 펌프를 구동하는 구동수단과, 플런저실과 저장용기 또는 노즐을 연통하는 전환밸브를 구비하고, 플런저 펌프를 구성하는 실린더블록과 전환밸브를 구성하는 밸브블록을 밀착하여 매끄럽게 맞추어 지도록 설치된 것이 특징이다. 펌프부와 밸브부를 연접시켜 설치하는 한편, 플런저의 선단위치가 밸브블록과 실린더블록의 접합면에 있을 때에 흡입동작을 개시하고, 토출동작을 완 료하기 때문에 잉여량의 액체를 압축시키는 것이 아니고 필요한 최저의 액체를 가압하는 것이 가능하게 되며, 액체를 높은 응답성으로 제어할 수 있으므로 고속택트로 토출할 수 있다. 또한 플런저의 선단위치가 토출시 마다 항상 일정하기 때문에 고정밀도로 토출하는 것이 가능하다.

따라서, 펌프부의 구성부품인 플런저의 전후이동, 및 이에 반해 밸브부의 구성부품인 밸브블록의 이동으로 액체의 배출 및 흡인을 전환한다. 상세하게는 밸브부의 구성부품인 밸브블록의 위치가 펌프부와 액체저장부가 연통하는 위치에 있을때에, 플런저가 토출량에 상당하는 위치까지 후진이동하여 저장용기에서 액체를 플런저실내에 이동시키고, 플런저를 상기의 후진이동을 개시하는 위치까지 전진이동시켜 노즐선단에서 액체를 토출시키도록 구성한다. 이때, 후진개시시 및 토출완료시의 플런저의 선단위치를 밸브블록과 실린더블록의 접합면이라고 한다.

여기에서, 액체는 조금있지만 압축성이 있고, 가압되면 체적을 감소시킨다. 즉, 액체를 가압하기에는 액체를 가압시킬 필요가 있으며, 가압하는 액체량이 많으면 많은 만큼 급격한 압력상승을 일으키기 어렵다. 예를들면, 상기 장치에 있어서 가압해야 할 액체량이 많다면 많은 만큼 플런저의 이동속도를 상승시키지 않으면 압력상승 프로세스가 동일해지지 않는다. 즉, 압축해야 할 액체량이 적으면 약간의 플런저의 전후이동량으로 압력상승이 가능하다. 따라서, 상기 후진이동 개시시 및 토출완료시의 플런저의 선단위치를 밸브블록과 실린더블록이 접하는 면이 되는 것으로, 남은 액체를 플런저실내에 저장하지 않고 필요한 최저량의 액체를 가압할 수 있다.

또한, 필요한 최저량의 액체량으로 압력을 작용시킨다면, 플런저 동작에 따라 노즐선단에서 액체가 토출되며, 예를들면 토출완료후 플런저가 정지된 후에도 계속하여 노즐 토출구에 의해 액체가 계속하여 토출되는 것을 방지하며, 압축된 액체의 팽창에 기인한 토출완료의 지연과, 더 나아가서는 액체의 드롭(drop)을 배제할 수 있으며, 고응답성의 액체를 제어할 수 있게 된다.

또한, 이처럼 항상 플런저 선단의 액체흡인 개시위치 및 액체토출 완료위치를 일정한 위치로 하는 것으로, 가압되는 액체도 플런저 선단으로부터 노즐선단까지의 액체량이 일정한 양이 되기 때문에 압력버퍼의 압축량이 항상 일정한 양이 되고, 따라서 토출마다의 액체량이 안정되며 정밀도 좋은 토출이 가능하다.

또한, 1회의 토출은 하나의 플런저의 1회의 전진이동으로 행해지기 때문에, 노즐선단에서 토출되는 액체에는 맥동이 없다. 또한 플런저실내에 흡입되는 액체는 전부 플런저실내로부터 배출되기 때문에 플런저 부근에 남아 있는 액체가 없고, 장시간 체류한 액체가 플런저실 내에서 변성해 버리는 일이 없다. 예를들면 접착제로 고화되어 플런저가 고정되는 경우는 없다.

[작용]

펌프부의 구성부품인 플런저의 전후이동 및 이에 수반되는 밸브부의 구성부품인 밸브블록의 이동으로 액체의 배출 및 흡인을 바꾼다. 상세하게는 밸브블록의 위치가 펌프부와 액체저장부가 연통하는 위치에 있는 때에는 플런저가 토출량에 상당하는 위치까지 후진이동하여 저장용기로부터 액체를 플런저 실내에 토출하는 양만큼 흡인하고, 그 후에 밸브블록을 펌프부와 노즐부가 연통하는 위치에 이동시키 고 플런저를 상기 후진이동을 개시한 위치까지 전진시켜 노즐선단으로부터 액체를 토출시킨다. 이때, 후진이동 개시시 및 토출 완료시의 플런저의 선단위치를 밸브블록과 실린더블록이 접합하는 면으로 한다.

따라서, 상기 후진이동 개시시 및 토출 완료시의 플런저의 선단위치를 밸브블록과 실린더블록이 접합하는 면으로 하기 때문에, 남은 액체가 플런저실내에 저장되지 않으며 필요한 최저량의 액체를 가압하는 것이 가능해진다.

또한, 필요한 최저한의 액체량에 압력을 작용시키기 때문에, 플런저의 동작에 따라 노즐선단으로부터 액체가 토출된다. 예를들면 토출완료후 플런저가 정지하고 있음에도 불구하고 노즐 토출구에서 액체가 계속하여 줄줄 토출되는 일이 없고, 압축한 액체의 팽창에 기인한 토출완료 지연과 나아가서는 액체의 드롭(drop)을 배제할 수 있으며, 고응답성으로 액체를 제어하는 것이 가능하다.

또한, 이와 같이 항상 플런저 선단의 액체 흡인 개시위치 및 액체 토출 완료위치를 일정한 위치로 하므로서, 가압되는 액체도 플런저선단으로 부터 노즐선단 까지의 액체량이 일정한 양이 되기 때문에, 압력버퍼의 압축량이 항상 일정한 양이 된다. 따라서 토출마다의 액체량이 안정되고 정밀도 좋은 토출이 가능해진다.

또한, 1회의 토출은 하나의 플런저의 1회의 전진이동으로 행해지기 때문에, 노즐선단에서 토출되는 액체에는 맥동이 없다.

또한 플런저실내에 흡입되는 액체는 전부 플런저실내로부터 배출되기 때문에 플런저 부근에 남아 있는 액체가 없고, 장시간 체류한 액체가 플런저 실내에서 변성해 버리는 일은 없다. 예를들면 접착제로 고화되어 플런저와 플런저실이 고정되 는 일은 없다.

이와같이, 펌프부와 밸브부를 연접되게 설치하고, 또한 플런저의 선단위치가 밸브블록과 실린더블록이 접합하는 면에 있는 때에는 흡입개시 및 토출완료가 가능하기 때문에 잔류량의 액체를 압축시키지 않고, 즉 최저한의 액체를 가압하는 것이 가능해지며, 액체를 고응답성으로 제어할 수 있다. 따라서 고속의 택트로 토출할 수 있다.

또한 플런저 선단위치가 토출마다 항상 일정하므로 고정밀도로 토출할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 제어수단에 의해 플런저의 정지위치를 조정하므로서, 색백(sack back) 동작시킬 수 있는 것은 말할 것도 없다.

도1은 실시예1의 개략도.

도2는 실시예1의 요부 확대도.

도3은 실시예2의 개략도.

본원발명을 실시예로 상세하게 설명한다. 본 발명은 이 실시예에 한정 되는 것은 아니다.

[실시예 1]

도1, 2에 근거하여, 본 발명의 일 실시예를 설명한다.

도면부호 31은 블록형상의 금속재료로 플런저실(A31a), 플런저실(B31b)을 형 성하는 원통형의 관통홀이 형성된 실린더블록이다. 플런저로드(A27)와 플런저로드(B28)가 전후로 자유롭게 끼워져 설치되어 있으며, 각 플런저 로드의 행로는 최진출 위치에서 플런저 로드의 전단면이 실린더 블록(31)의 일측면과 하나의 면이 되도록 설정된다. 실린더 블록(31)의 상기 관통홀의 개구를 가지는 일측면에는 , 밸브블록(34)이 밀착하면서 매끄럽게 맞추어지도록 설치되어 있으며, 밸브블록(34)은 누름부재(35)에 의하여 실린더블록(31)에 압접되어 있어서 양 블록간의 액체의 누설을 방지한다.

또한, 도면부호 29, 30은 실린더블록과 플런저로드의 사이에서 액체가 누설하는 것을 방지하기 위한 실(seal)부이다.

밸브블록(34)은, 도시한 바와 같이 유로가 형성되어 있고, 실린더블록(31)에서 슬라이드 밸브를 구성하며, 저장용기(1)와 노즐(2) 사이의 유로를 개폐하고, 노즐(2)에 공급되는 액체를 제어한다. 또한, 밸브블록(34)의 실린더블록(31)에 압접하는 면의 유로가 개구하고 있지 않은 부분은 실린더 헤드(head)로서 기능한다. 즉 슬라이드 밸브는 밸브블록(34) 및 실린더블록(31)에 의하여 구성되어 있고, 플런저실(A31a)과 저장용기(1)를 연결하는데 있어서는 플런저실(B31b)과 노즐(2)이 연통하도록 하며, 또한 플런저실(A31a)과 노즐(2)을 연결하는데 있어서는 플런저실(B31b)과 저장용기(1)가 연통하도록 에어제어수단(10)에서의 신호에 근거하여 실린더블록(31)에 대해 밸브블록(34)이 슬라이드하며 전환작동한다.

또한, 밸브블록(34)은 상기 누름부재(35)와 상기 실린더블록(31) 사이에 압접하고 있는 것으로, 밸브블록(34)의 습동을 원활하게 하기 때문에 밸브블록(34)의 누름부재(35)와의 접촉면 및 실린더블록(31)과의 접촉면은 마찰계수를 낮게 하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 접촉하는 면적을 작게 하는 것이 바람직하다.

모터(A20)는 공나사(A23)와 기어(A21)를 매개로 접속되어 있다.

플런저로드(A27)는 모터(A20)의 회전에 의하여 플런저실(A31a)에 내접하고 전후진 이동하도록 플런저로드 설치판(A25)에 부착되어 있다.

플런저로드(B28)는 공나사(B24)의 회전에 의하여 플런저실(B31b)에 내접하고 전후진 이동하도록 플런저로드 설치판(B26)에 설치되어 있으며, 플런저로드(A27)가 전진이동하는 때에는 플런저로드(B28)가 후진이동하도록 하고, 플런저로드(A27)가 후진이동하는 때에는 플런저로드(B28)가 전진이동하도록 공나사(B24)에 연결한 기어(B22)는 기어(A21)에 연결되어 있다.

에어실린더(A36) 선단의 누름부재(35)는 밸브블록(34)을 에어제어수단(10)으로부터 공급되는 에어압력에 의하여 가압고정되며, 밸브블록(34)은 실린더블록(31) 및 누름부재(35)에 밀접하여 상대적으로 슬라이드 할 수 있고, 불필요한 액체누출을 방지할 수 있다.

에어제어수단(10)으로부터 항상 일정한 압력이 가압된다면, 에어실린더(36)선단의 누름부재(35)는 항상 필요한 힘으로 밸브블록(34)과 실린더블록(31)을 접합시킬수 있다. 힘을 가압하는데 스프링을 사용한다면, 재료등의 변질 및 변형등에 의하여 밸브블록(34)을 억제해서 접착하는 힘이 변하기 때문에 바람직하지 않다.

또한, 에어실린더(A36)를 사용하는 것은, 만일 밸브블록(34)과 실린더블록(31)의 접촉면이 마모하고 밸브블록(34)의 폭이 작아져도 , 일정한 가압 력으로 조압되는 에어압력이 에어실린더(A36)에 공급되기 때문에, 마모 이전과 동일크기의 힘으로 밸브블록(34)을 실린더블록(31)에 접합 가능하고, 밸브블록(34)과 실린더블록(31)의 접촉면에 간격이 발생하지 않아 불필요한 액체의 누출을 방지할 수 있다.

에어실린더(A36)에는 스토퍼(stopper)를 설치하고, 밸브블록(34)에 실린더블록(31)과 멀어지는 방향의 힘이 작용된 경우에, 에어실린더(A36)가 들어가는 것을 막고 밸브블록(34)과 실린더블록(31)이 멀어지지 않도록 할 수도 있다.

밸브블록(34)은 실린더블록(31)과의 접촉면에 평행하게 슬라이드 동작하고, 플런저실(A31a)이 노즐(2)과 연통하고, 플런저실(B31b)이 저장용기(1)와 연통하도록, 또한 플런저실(B31b)이 노즐(2)과 연통하고 플런저실(A31a)이 저장용기(1)와 연통하도록 위치가 제어된다.

이러한 슬라이드 동작은 에어실린더(B37)를 에어제어수단(10)이 제어하므로서 행하여 질 수 있다.

에어실린더(B37) 양단에 접속되는 2개의 밸브블록 지지암(33)과 상기 암 간의 거리폭과 동일한 폭으로 형성되어 있는 밸브블록(34)을 상기 2개의 지지암(33) 사이에 끼워 넣고 밸브블록(34)을 슬라이드 동작시킨다.

상기 밸브블록(34)은 접착 고정되는 것이 아니고, 에어실린더(B37)의 밸브블록 지지암(33)과 에어실린더(A36)의 누름부재(35)에 가압고정되어 있기 때문에, 에어실린더(A36)에 압력공급을 끊고 누름부재(35)가 밸브블록(34)의 가압을 저하시킨다면, 간단하게 밸브블록(34)을 뗄 수 있고 마모시 밸브블록(34)의 교환을 용이하 게 한다.

모터(B38)는 공나사(C39)와 연결되어 있고, 모터(B38)의 회전에 의해 베이스블록(base block)(49)과 서브블록(serve block)(50)과의 상대거리를 공나사(C39)의 축방향으로 바꿀 수 있다.

베이스블록(49)에는 모터(A20), 공나사(A23, B24), 플런저로드(A27, B28), 플런저로드 설치판(A25, B26)이 고정되어 있고, 서브블록(50)에는 플런저실(A31a, B31b), 실린더블록(31), 노즐(2) 및 밸브블록(34)이 고정되어 있기 때문에, 베이스블록(49)과 서브블록(50)과의 상대거리를 공나사(C39)의 회전에 의하여 이동시킨 다. 플런저로드(A27) 및 플런저로드(B28)의 상대거리를 일정하게 한 채, 플런저로드(A27) 및 플런저로드(B28)와 밸브블록(34)과의 상대거리를 조절할 수 있기 때문에, 미량 토출을 행할 것 같은 플런저로드가 약간 밖에 변위하지 않은 경우에 플런저로드 위치를 밸브블록(34)에 다가올 수 있게 하는 것이 가능해지고 불필요한 액체가 실린더내에 잔류하는 것을 효과적으로 제거할 수 있다.

플런저로드가 전후이동하는 최대 스트로크(stroke)량의 중앙이 플런저로드(A27) 선단 및 플런저로드(B28)의 선단이 갖추어지는 위치로 되었을 때, 최대 스트로크를 필요로 하지 않는 양을 토출하는 경우, 예를들어 미량을 토출하는 경우에는 플런저로드의 최대 스트로크량과 비교하여 약간의 양만 전후이동한다. 이때 토출종료시의 플런저로드 선단위치로부터 밸브블록(34) 까지의 액체는 버퍼로서 사용되기 때문에, 고속택트로 토출을 행하는 경우에는 특별히 버퍼가 되는 액체는 배제되는 것이 바람직하다.

저장용기(1)에는 적절한 액체를 보충할 수 있다. 또한, 액체가 저장되는 별개의 저장용기(1)로 교환하는 것도 가능하다.

에어실린더(A36) 및 에어실린더(B37)는 에어제어수단(10)에 접속되어 있으므로, 필요에 따라 에어를 공급할 수 있다. 또한 에어제어수단(10)과 모터(A20)와 모터(B38)가 제어부(11)에 접속되어 제어부(11)의 신호에 근거하여 작동한다.

토출작업은

(1) 플런저로드(A27) 및 플런저로드(B28)의 선단이 실린더블록으로부터 동일한 거리의 위치(일정위치)로 조절된다. 이 위치를 기초 위치라고 한다.

(2) 플런저 로드(A27)를 필요한 토출량의 1/2의 체적량 만큼 모터(A20)를 구동하여 전진이동시킨다. 이 때 모터(A20)의 회전은 플런저로드(B28)가 필요한 토출량의 1/2의 체적량 만큼 후진이동하도록 기어(A21)를 매개로 기어(B22)에 전해진다.

(3) 이때 플런저 로드(A27)의 기준 위치에서의 진출량은 상기 필요한 양을 토출하는 경우에 최대이기 때문에, 상기 플런저로드(A27)의 선단 위치가 밸브블록(34)에 다가올 수 있도록 모터(B38)를 구동하고, 플런저실(A31a)내의 액체 잔류량이 최소가 되도록, 바람직하게는 제로가 되도록 베이스 블록(49)과 서브 블록(50)의 상대 거리를 조절한다.

모터(B38)의 구동에 의하여 플런저 로드(A27) 및 플런저 로드(B28)는 일체로 병진 이동하기 때문에, 상기 플런저 로드(A27) 및 상기 플런저 로드(B28)의 상대 거리는 변하지 않는다.

(4) 여기에서, 저장용기(1)와 플런저실(A31a)이 연통하도록, 즉 노즐(2)과 플런저실(B31b)이 연통하도록 밸브블록(34)의 위치를 조절한다.

(5) 다음에 플런저 로드(B28)를 필요한 토출 체적량 만큼 모터(A20)를 구동하여 진출 이동시킨다. 이때 모터(A20)의 회전은 플런저 로드(A27)의 필요한 토출 체적량 만큼 후퇴 이동하기 때문에 저장용기(1)의 액체가 플런저실(A31a)내에 흡인된다.

(6) 또한, 저장용기(1)과 플런저실(B31b)이 연통하도록, 즉 노즐(2)과 플런저실(A31a)이 연통하도록 밸브블록(34)의 위치를 조절한다.

(7) 플런저 로드(A27)를 필요한 토출 체적량 만큼 모터(A20)를 구동하여 진출 이동시킨다. 플런저실(A31a)에는 필요량의 액체가 충전되어 있었기 때문에, 상기 모터(A20)의 구동에 의하여 노즐(2) 선단의 토출구로부터 액체가 토출된다. 또한, 저장용기(1)와 플런저실(B31b)이 연통하고, 이때 모터(A20)의 회전에 의하여 플런저 로드(B28)는 필요한 토출 체적량 만큼 후퇴 이동하기 때문에 저장용기(1)의 액체가 플런저실(B31b)내에 흡인된다.

(8) 이하 4-7의 동작으로 액체가 토출된다.

이처럼, 하나의 플런저 로드 전진에 의하여 토출이 행해지는 것과 동시에 다른 하나의 플런저 로드가 액체를 플런저실 내에 흡인하기 때문에, 고속의 택트로 토출 작업을 할 수 있다.

[실시예 2]

상기 실시예 1에서는, 하나의 모터에 의해 2개의 플런저 로드를 구동하고 있지만, 이 실시 예는 2개의 플런저 로드(27, 28) 각각에 모터가 접속되고, 또한 저 장용기(1)로부터 플런저실(A31a, B31b)에 액체가 급속히 충전할 수 있도록 하는 저장용기(1)내의 액체에 공기압을 적용한 실시예로, 주요 특징은 아래와 같다.

(1) 2개의 공나사(23, 24) 각각에 모터(60, 61)를 접속하고 있기 때문에, 2개의 플런저로드(27, 28)를 각각 독립적으로 움직일 수 있다. 이것에 의해, 토출과 흡입 속도를 변화 시킬수 있으므로, 흡입하는데 시간이 걸리는 액체에 있어서 토출 속도를 변화시키지 않고 충전 속도를 지연시키는 것이 가능하고, 액체에 부적합한 흡인력을 작용시키지 않으며, 캐비테이션(cavitation)등이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

(2) 독립된 별개의 2개 모터(60, 61)를 동일 방향으로 회전시키므로서, 플런저 로드(A27)와 플런저 로드(B28)의 상대 거리를 일정하게 한 채로 플런저 로드(A27) 및 플런저 로드(B28)와 밸브블록(34)의 상대 거리를 조정할 수 있기 때문에, 본 실시예 2에 있어서는 베이스 블록과 서브 블록으로 나누어 이것을 모터에 따라서 슬라이드시키는 것을 소용없도록 한다(도면 3).

(3) 저장용기(1)로부터 플런저실(A31a, B31b)에 액체가 급속하게 흡입될 수 있도록 저장용기(1) 내부의 공기를 에어 제어 수단(10)에 따라서 가압할 수 있으므로, 플런저실에의 액체의 공급을 고속으로 하는 것이 가능해지며, 보다 고속의 택트타임으로 토출작업을 행할 수 있다. 고점성도의 액체를 토출하는 경우에 효과가 크다. 본 발명에 있어서, 저장용기와 실린더블록을 액송 튜브를 매개로 연통시키는 것도 가능하다. 이 경우 저장용기와 장치 본체를 떨어진 위치에 설치할 수 있기 때문에 장치 본체가 작업자의 손이 미치지 않은 위치에 설치되어도 저장용기를 용이 하게 교환할 수 있다. 마찬가지로, 밸브블록과 노즐을 액송 튜브를 매개로 연통시키는 것이 가능하다.

상기 [실시예 1 내지 2]에서는 전환밸브에 슬라이드형의 전환밸브를 채용했지만, 이 실시예에서는 전환밸브에 평활한 미끄럼 면을 가지는 회전형 전환밸브를 채용하고 실린더블록에 접하는 면에 원호 형상의 유로를 형성한 원반모양의 밸브를 일방향으로 회전시키거나 반복 회동시키는 것에 의해, 실린더블록의 밸브블록과 밀착하는 면에 설치한 펌프부에 연통하는 홀과, 상기 밀착하는 면에 설치한 액체 저장용기에 연통하는 홀과, 상기 밀착하는 면에 설치한 노즐에 연통하는 홀을 원반모양의 밸브에 설치한 원호 형상의 유로에 의해, 펌프부와 액체 저장용기가 연통하는 상태와 펌프부와 노즐이 연통하는 상태로 전환동작시키고, [실시예 1 또는 2]와 마찬 가지로 유로를 전환하는 것이다.

상기의 실시예들은 2개의 펌프부를 구비한 것을 설명했으나, 본 발명은 펌프부를 1개로 하고 액체유로를 플런저실과 액체저장용기를 연통하거나 또는 플런저실과 노즐을 연통하도록 전환구성하는 것도 가능하다.

또한, 플런저실을 실린더블록에 직접 형성하였으나, 실린더블록에 형성된 장착홀에 별개의 실린더를 끼워 플런저실을 형성할 수도 있다. 또한, 실린더블록에 가공하기 쉬운 재료를 이용하여 실린더블록에 형성된 장착홀에 별개의 실린더를 끼워 플런저실을 형성하고, 밸브부와 밀착하는 습동면을 경질부재로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 플런저실을 실린더블록에 직접 형성한 것에 의해서도 실린더블록의 밸 브부에 접촉하는 면은 마모가 심하기 때문에, 밸브부와 밀착하는 습동면을 경질부재로 형성하는 것이 좋다.

이와 같이, 펌프부와 밸브부를 연접하여 설치하고, 플런저의 최진출 위치를 플런저의 전단면이 밸브부와 펌프부에 접합하는 면으로 하므로서, 남은 액체를 압축시키지 않고 즉, 필요한 최저한도의 액체를 가압할 수 있으며, 액체를 고응답성으로 제어할 수 있고, 따라서 고속의 택트로 토출할 수 있다.

또한, 플런저선단 위치가 토출마다 항상 일정하기 때문에 고정밀도로 토출할 수 있다.

Claims

플런저실이 형성된 실린더블록과;

플런저실내를 왕복이동하는 플런저와;

플런저를 구동하는 구동원과;

액체를 저장하는 저장부와;

액체를 토출하는 노즐과;

상기 실린더블록과 연접하여 배설되고 플런저실과 저장부 또는 노즐과를 선택적으로 연통하는 밸브부와;

이들 장치의 동작을 제어하는 제어수단;을 구비하고,

상기 제어수단은 1회의 토출을 플런저의 1회 흡입동작 및 1회 배출동작으로 이루어지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 액체의 정량토출장치.
제1항에 있어서,

밸브부를 실리던블록에 탈착가능하게 설치하는 것을 특징으로 하는 액체의 정량토출장치.
제1항에 있어서,

상기 플런저실이 실린더블록에 형성된 홀(hole)에 장착한 통형상부재로 구성된 것을 특징으로 하는 액체의 정량토출장치.
제1항에 있어서,

상기 밸브부를 저장용기에 연통하는 제1유로 및 노즐에 연통하는 제2유로를 가진 밸브블록을 구비한 전환밸브로 하는 것을 특징으로 하는 액체의 정량토출장치.
제1항에 있어서,

상기 밸브부를 저장용기에 연통하는 제1유로 및 노즐에 연통하는 제2유로를 갖는 밸브블록을 구비하는 슬라이드형 또는 평활한 미끄럼 면을 가진 회전형 전환밸브로 하는 것을 특징으로 하는 액체의 정량토출장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 밸브부를 저장용기에 연통하는 제1유로 및 노즐에 연통하는 제2유로를 갖는 밸브블록을 구비하는 슬라이드형 전환밸브로 하고 상기 전환밸브에 압력을 작용시켜 실린더블록에 밀착시키는 것을 특징으로 하는 액체의 정량토출장치.
제1항에 있어서,

저장용기의 액체를 가압하는 가압수단을 구비한 것을 특징으로 하는 액체의 정량토출장치.
제1항에 있어서,

플런저실을 복수로 하는 것을 특징으로 하는 액체의 정량토출장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 제어수단은 액체의 흡인개시시 및 토출완료시의 플런저의 선단위치를 밸브부와 실린더블록의 접합하는 면이 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 액체의 정량토출장치.
제1항에 있어서,

플런저실을 복수로 하고 상기 제어수단은 하나의 플런저의 진출 중에 다른 하나의 플런저가 액체를 플런저실내에 흡인하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 액체의 정량토출장치.