KR101445585B1 - 액재 토출 장치 및 액재 토출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 적은 양의 액재(液材)의 토출(吐出)이 요구되는 조건 하에 있어서도, 양호한 비적(飛滴) 토출을 행할 수 있는 액재 토출 장치 및 방법에 관한 것으로서, 압출(壓出) 부재를 고속 전진시킴으로써, 액실(液室) 내의 액재의 일부를 토출구로부터 액적(液滴)의 상태로 토출하는 액적 토출 방법으로서, 액재를 토출하는 토출구를 가지는 액실과, 액실보다 폭이 좁은 플런저 및 접촉부를 가지고, 플런저의 선단부를 액실 내로 진퇴(進退) 이동시키는 압출 부재와, 압출 부재의 플런저와 반대측에 인접하여 설치되고 피스톤 및 접촉부와 대향하는 충돌부를 가지는 충돌 부재를 설치하고, 상기 충돌부를 상기 접촉부에 충돌시킴으로써, 상기 압출 부재를 고속 전진시켜 액재를 토출하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 방법 및 상기 방법을 실시하기 위한 액재 토출 장치를 제공한다.

액재, 토출, 액실, 압출 부재, 충돌 부재, 플런저, 토출구, 접촉부

Description

액재 토출 장치 및 액재 토출 방법{LIQUID MATERIAL DISCHARGE DEVICE AND LIQUID MATERIAL DISCHARGE METHOD}

본 발명은, 토출구(吐出口)를 가지는 액실(液室) 내의 액재(液材)를 압출(壓出) 부재를 고속 전진시킴으로써, 토출구로부터 액적(液滴)의 상태로 토출하는 기술에 관한 것이다.

본 명세서에 있어서의 「액적 상태」란, 액재가 토출구 및 공작물 등의 부재에 접촉되지 않고 공간 중에 있는 상태의 것을 말하며, 바람직하게는 구형(球形) 또는 물방울형이지만, 이에 한정되지 않고, 그 외의 형상이어도 된다.

본원의 기술 분야의 장치로서는, 예를 들면, 특허 문헌 1과 같이, 토출구를 가진 액실 내에 있어서, 플런저를 토출구를 향해 급속히 전진시킨 후에 급격하게 정지시킴으로써, 토출구로부터 액체를 액적의 상태로 토출하는 것이 있다.

도 5에 나타낸 종래의 액재 토출 장치는, 플런저의 후단에 피스톤이 후방측으로부터 스프링에 의해 전방으로 가압되도록 하여 고정 설치된 구성이며, 피스톤실 내의 피스톤보다 전방측으로 에어를 공급하여 플런저마다 후퇴시키고, 피스톤보다 전방측의 에어를 대기(大氣)에 개방함으로써 플런저를 전진시켜, 액실 내의 액재의 일부를 토출구로부터 액적의 상태로 토출한다. 플런저는, 액실의 플런저의 전방의 내벽과 맞닿아 정지된다.

이와 같은 장치에 있어서는, 플런저는, 그 선단부의 주위면이 액실 내의 내벽과는 비접촉의 상태로 전진하므로, 일부의 액재는 플런저와 액실과의 사이를 후방으로 이동하므로, 플런저 전진시의 저항이 적어, 플런저를 원활하게 고속 전진시킬 수 있다.

또한, 토출 원리가 상이한 장치이지만, 예를 들면, 특허 문헌 2와 같이, 액재가 공급한 계량관 내에 밀착 슬라이드 이동한 플런저를 전진시켜 액재를 압출하는 도포 장치가 있다. 상기 도포 장치는, 플런저 상부에 설치한 에어 피스톤실에 의해 전진하는 피스톤 로드에 의해 플런저의 상부를 두드려, 플런저를 전진시키는 구성이다.

특허 문헌 1: 일본특표 2001-500962호 공보

특허 문헌 2: 일본공개특허 제2004-225666호 공보

종래의 액재 장치에 있어서, 액적의 상태로 토출하는 액재의 양을 적게 하도록 하려면, 플런저의 전진 이동 거리를 짧게 할 필요가 있었다. 그러나, 전진 이동 거리를 짧게 하면, 플런저를 충분한 속도까지 가속(加速)하는 것이 어려웠다. 그러므로, 액재를 액적의 상태로 토출할 수 없고, 또한 액적의 상태로 토출할 수 있어도 의도한 궤도로 날리게 할 수 없다는 과제가 있었다.

특허 문헌 1의 장치는, 플런저가 액실의 측면에 밀착 슬라이드 이동하면서 전진하는 구성으로 되어 있고, 액재를 계량하여 토출하는 것을 목적으로 하는 것이다. 즉, 플런저가 액실의 측면에 밀착 슬라이드 이동하면서 전진하므로, 이동한만큼에 상당하는 액재가 양호한 정밀도로 토출된다. 그러나, 그 반면 플런저가 전진할 때 플런저의 측면이 액실의 내벽과 접촉 상태인 것, 플런저 전방의 액재 모두를 전방으로 이동시킬 필요가 있으므로, 플런저의 고속 이동에는 한계가 있었다.

본 발명은, 적은 양의 액재의 토출이 요구되는 조건 하에 있어서도, 양호한 비적(飛滴) 토출을 행할 수 있는, 액재 토출 장치 및 액재 토출 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는, 압출 부재와는 별개의 부재를 충분히 가속한 상태로 압출 부재에 충돌시킴으로써, 단거리에서 압출 부재를 고속으로 가속하는 것을 가능하게 하였다.

즉, 제1 발명은, 액재를 토출하는 토출구를 가지는 액실과, 액실보다 폭이 좁은 플런저 및 접촉부를 가지고, 플런저의 선단부를 액실 내로 진퇴(進退) 이동시키는 압출 부재와, 압출 부재의 플런저와 반대측에 인접하여 설치되고 피스톤 및 접촉부와 대향하는 충돌부를 가지는 충돌 부재와, 압출 부재 및 충돌 부재를 진퇴 이동시키는 구동 수단을 포함하는 액재 토출 장치로서, 상기 충돌부를 상기 접촉부에 충돌시킴으로써, 상기 압출 부재를 고속 전진시켜 액재를 토출하는 것을 특징으로 하는 액재 토출 장치이다.

제2 발명은, 제1 발명에 있어서, 상기 충돌부와 상기 접촉부가 충돌하기까지의 상기 충돌 부재의 이동 거리가, 상기 충돌부와 상기 접촉부가 맞닿고 나서 최전진 위치에 도달하기까지의 상기 압출 부재의 이동 거리와 비교하여 길어지도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

제3 발명은, 제1 또는 제2의 발명에 있어서, 상기 구동 수단은, 상기 충돌 부재를 전진 방향으로 가압하는 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

제4 발명은, 제1 내지 제3의 발명 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 압출 부재의 최후퇴 위치를 규정하는 후퇴 위치 규정 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

제5 발명은, 제4 발명에 있어서, 상기 후퇴 위치 규정 수단은, 압출 부재의 후퇴 방향 측의 위치를 규정하는 후방 스토퍼와, 압출 부재를 후방으로 가압하는 압출 부재 가압 수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

제6 발명은, 제1 내지 제5의 발명 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 압출 부재의 최전진 위치를 규정하는 전진 위치 규정 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

제7 발명은, 제6 발명에 있어서, 상기 전진 위치 규정 수단은, 상기 압출 부재의 전방측이 맞닿는 전방 스토퍼 이동 부재에 의해 구성되는 것을 특징으로 한다.

제8 발명은, 제6 또는 제7의 발명에 있어서, 상기 전진 위치 규정 수단은, 상기 플런저의 선단부의 진행 방향에 있는 상기 액실의 내벽인 것을 특징으로 한다.

제9 발명은, 제6 내지 제8의 발명 중 어느 하나의 발명에 있어서, 비토출 시에 있어서, 상기 압출 부재는 상기 충돌 부재에 가압되고, 상기 압출 부재는 최전진 위치에 있는 것을 특징으로 한다.

제10 발명은, 제8 또는 제9의 발명에 있어서, 상기 플런저의 선단부는 상기 액실과 상기 토출구와의 연통을 차단하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

제11 발명은, 제1 내지 제10의 발명 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 구동 수단은, 에어 공급 장치 및 전자 전환 밸브를 포함하고, 상기 압출 부재는 에어에 의해 후퇴 방향으로 가압되는 것을 특징으로 한다.

제12 발명은, 압출 부재를 고속 전진함으로써, 액실 내의 액재의 일부를 토출구로부터 액적의 상태로 토출하는 액적 토출 방법으로서, 액재를 토출하는 토출구를 가지는 액실과, 액실보다 폭이 좁은 플런저 및 접촉부를 가지고, 플런저의 선단부를 액실 내로 진퇴 이동시키는 압출 부재와, 압출 부재의 플런저와 반대측에 인접하여 설치되고 피스톤 및 접촉부와 대향하는 충돌부를 가지는 충돌 부재를 설치하고, 상기 충돌부를 상기 접촉부에 충돌시킴으로써, 상기 압출 부재를 고속 전진시켜 액재를 토출하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 방법이다.

제13 발명은, 제12 발명에 있어서, 상기 충돌부와 상기 접촉부가 맞닿고 나서 최전진 위치에 도달하기까지의 상기 압출 부재의 이동 거리와 비교하여, 상기 충돌부와 상기 접촉부가 충돌하기까지의 상기 충돌 부재의 이동 거리를 길게 취하는 것을 특징으로 한다.

제14 발명은, 제12 또는 제13의 발명에 있어서, 상기 충돌부가 상기 접촉부와 맞닿을 때의 압출 부재의 대기 위치를 토출마다 동등하게 하는 것을 특징으로 한다.

제15 발명은, 제12 내지 제14의 발명 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 압출 부재의 최전진 위치를 토출마다 동등하게 하는 것을 특징으로 한다.

제16 발명은, 제12 내지 제15의 발명 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 충돌 부재를 가속한 상태에서, 상기 충돌부를 상기 접촉부와 충돌시키는 것을 특징으로 한다.

제17 발명은, 제12 내지 제16의 발명 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 압출 부재는 후퇴 방향으로 가압되어 있고, 토출 종료 후, 상기 접촉부와 상기 충돌부가 맞닿은 상태에서 상기 충돌 부재 및 상기 압출 부재가 후퇴하는 것을 특징으로 한다.

제18 발명은, 제12 내지 제17의 발명 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 충돌 부재는 전진 방향으로 가압되어 있고, 비토출 시에 있어서, 상기 충돌 부재가 상기 압출 부재를 가압하고, 상기 압출 부재를 최전진 위치에 유지함으로써, 토출구로부터의 액재의 누출을 방지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 압출 부재의 전진 거리가 제한되어 있는 경우라도, 양호한 비적 토출을 행하는 것이 가능해진다.

또한, 미소량(微少量)의 액재를 액적의 상태로 토출하는 것이 가능하게 되었다.

도 1은 실시예 1의 액재 토출 장치의 외관도 및 주요부 단면도이다.

도 2a는 실시예 1의 액재 토출 장치에 있어서의 토출 작업을 설명하기 위한 주요부 단면도(1/4)이다.

도 2b는 실시예 1의 액재 토출 장치에 있어서의 토출 작업을 설명하기 위한 주요부 단면도(2/4)이다.

도 2c는 실시예 1의 액재 토출 장치에 있어서의 토출 작업을 설명하기 위한 주요부 단면도(3/4)이다.

도 2d는 실시예 1의 액재 토출 장치에 있어서의 토출 작업을 설명하기 위한 주요부 단면도(4/4)이다.

도 3은 실시예 2의 액재 토출 장치의 외관도 및 주요부 단면도이다.

도 4는 실시예 3의 액재 토출 장치의 외관도 및 주요부 단면도이다.

도 5는 종래의 액재 토출 장치의 외관도 및 주요부 단면도이다.

도 6은 실시예 4의 액재 토출 장치의 외관도 및 주요부 단면도이다.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1: 본체, 3: 에어 튜브, 4: 어댑터, 5: 시린지, 6: 시린지 토출구, 7: 토출구, 8: 노즐, 9: 토출 유로, 10: 압출 부재, 11: 실린더, 12: 접촉부, 13: 플런저, 14: 액실, 15: 오목부, 16: 관통공, 17: 실링 부재, 18: 후방 접촉 부재, 19: 피스톤실, 20: 충돌 부재, 21: 가이드, 22: 충돌부, 23: 스프링, 24: 피스톤, 25: 스프링실, 26: 스프링, 27: 후방 스토퍼, 28: 마이크로 미터, 30: 전방 스토퍼 이동 부재, 31: 전방 볼록부, 32: 회전 손잡이, 33: 후방 볼록부, 35: 에어 통로, 41: 구동부측 본체, 42: 노즐측 본체, 43: 베이스판, 51: 전자 전환 밸브, 52: 에어 공급원, 53: 포트, 61: 제어부, 62: 에어 공급 장치, 71: 시린지 장착부, 72: 시린지 장착 부재, 73: 액재 공급 유로, 80: 후방 스토퍼 이동 부재, 81: 회전 손잡이, 82: 관통공, 83: 구동부측 실린더, 84: 노즐측 실린더

최선의 형태의 액재 토출 장치는, 액재를 토출하는 토출구를 가지는 액실과, 그 선단부 및 선단부의 주변이 액실의 내벽에 대하여 비접촉의 상태에서, 전진·후퇴 방향으로 왕복 가능한 압출 부재와, 압출 부재의 왕복 방향과 같은 방향으로 왕복하는 충돌 부재를 포함하고, 충돌 부재가 압출 부재와 충돌함으로써, 압출 부재가 전진하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 토출구로부터 액체를 액적의 상태로 토출하는 액적 토출 장치이다.

바람직하게는, 충돌 부재의 충돌 후에 상기 압출 부재가 전진 이동하는 거리와 비교하여 긴 거리를 충돌 부재가 전진 이동하도록 구성한다. 충돌 부재를 가속하여 충분한 에너지를 가진 상태로 하고, 압출 부재에 충돌시킴으로써, 압출 부재를 순간적으로 고속 전진시키는 것이 가능하기 때문이다. 예를 들면, 충돌 부재의 전진을 스프링 등의 탄성체의 작용을 이용하여 행하는 구성에 있어서는, 충돌 부재의 후퇴 이동에 의해 탄성체를 압축하여 충분한 에너지를 가진 상태로 하고 나서 압출 부재와 충돌시킴으로써, 압출 부재를 고속 전진시키는 것이 가능하다.

그리고, 충돌 부재의 운동량은, 질량과 속도에 따라서 정해지므로 확보할 수 있는 후퇴 거리와 충돌 부재의 속도, 충돌 부재와 압출 부재의 질량비 등의 요소를 고려하여, 최적의 설계를 행하는 것이 바람직하다. 충돌 부재를 압출 부재보다 밀도가 높은 재료에 의해 구성해도 된다.

이와 같이, 최선의 형태의 장치는, 압출 부재의 전진 이동 거리가 짧아도, 압출 부재를 고속 전진시킴으로써 액재를 액적의 상태로 양호하게 토출하는 것이 가능하다. 그러므로, 설계의 자유도가 높아, 장치의 소형화 및 저가격을 실현할 수 있다.

또한, 충돌 부재를 스프링 등의 탄성체의 작용에 의해 전진하도록 구성하는 것이 바람직하다. 탄성체는 압축하면 압축할수록 반발력이 증가하는 특성을 가지므로, 에어 등과 비교하여 후퇴 거리를 크게 취할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있기 때문이다.

또한, 압출 부재의 후방측이 맞닿는 후방 스토퍼와, 압출 부재를 후방으로 가압하는 가압 수단을 포함하는 구성인 것이 바람직하다. 압출 부재의 전진 정지 후, 압출 부재를 신속하게 후퇴시킴으로써, 다음 회의 토출을 바로 개시하는 것이 가능해지기 때문이다.

또한, 탄성체는, 항상 충돌 부재를 전방으로 가압하도록 작용하는 성질이 있고, 비토출 시에 특별한 조작을 행하지 않아도 원하는 대로 충돌 부재를 전방으로 가압하여 압출 부재를 최전진 위치에 위치시킬 수 있으므로, 토출구로부터의 액재의 액누출을 방지할 수 있다.

바람직하게는, 탄성체를 압축할 수 있었던 상태, 즉 자연 상태가 되기 전의 상태에서 충돌 부재가 압출 부재와 충돌하도록 구성하고, 가속한 상태의 충돌 부재를 충돌시킨다. 이러한 구성에 의해, 충돌 후에도 탄성체의 가압에 의해 충돌 부재마다 압출 부재를 전진시킴으로써, 보다 효과적으로 압출 부재를 가속시킬 수 있다.

또한, 충돌 부재가 충돌할 때의 압출 부재의 위치를 규정하는 충돌 위치 규정 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 충돌 부재가 충돌할 때의 압출 부재의 대기 위치를 토출마다 동등하게 함으로써, 액적의 상태에서의 토출을 높은 재현성을 가지고 행하는 것이 가능해지기 때문이다.

또한, 충돌 부재의 충돌에 의해 전진 이동하는 압출 부재의 정지 위치를 규정하는 전진 정지 위치 규정 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 전진 정지 위치 규정 수단을 설치함으로써, 압출 부재의 전진 정지 위치를 토출마다 동등하게 할 수 있으므로, 액적의 상태에서의 토출을 높은 재현성을 가지고 행하는 것이 가능해지기 때문이다. 예를 들면, 정지 위치 규정 수단을 압출 부재의 전방측이 맞닿는 액실의 내벽에 의해 구성할 수 있고, 이 경우에는, 압출 부재가 액실과 토출구와의 연통을 차단함으로써, 액재를 기계적으로 분단(分斷)하고, 액적의 상태에서의 토출을 확실하게 행할 수 있는 효과도 얻을 수 있다.

또한, 비토출 시에 있어서, 상기 압출 부재가 상기 충돌 부재에 가압되고, 상기 압출 부재가 최전진 위치에 있는 것이 바람직하다. 비토출 시에 있어서의 액누출을 방지할 수 있기 때문이다. 보다 바람직하게는, 압출 부재가 액실의 내벽과 맞닿았을 때, 압출 부재가 액실과 외부와의 토출구를 통한 연통을 차단하도록 구성한다.

최선의 형태의 액재 토출 방법은, 액재를 토출하는 토출구를 가지는 액실 내에서, 그 선단부와 선단부의 주변이 액실의 내벽에 대하여 비접촉의 상태로 압출 부재를 토출구를 향해 전진시킴으로써, 액실 내의 액재의 일부를 토출구로부터 액 적의 상태로 토출하는 액적 토출 방법이다.

전술한 이유에 의해, 충돌 부재의 충돌 후에 상기 압출 부재가 전진 이동하는 거리와 비교하여 긴 거리를 충돌 부재가 전진 이동하도록 구성하는 것이 바람직하다. 그리고, 충돌 부재의 질량은, 압출 부재의 질량과 동등 이상인 것이 바람직하다.

또한, 충돌 부재가 충돌할 때의 압출 부재의 대기 위치를 토출마다 동등하게 하는 것, 압출 부재의 전진시의 정지 위치를 토출마다 동등하게 하는 것, 압출 부재의 전진 정지 후, 압출 부재를 후방으로 가압함으로써, 압출 부재와 충돌 부재와의 접촉을 유지한 채, 압출 부재 및 충돌 부재를 후퇴 이동시키는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명에서는, 미소량의 액적을 비적시키므로 중력의 영향은 작지만, 높은 정밀도가 요구되는 장면에서는, 노즐에 아래쪽을 향해, 보다 바람직하게는 노즐을 연직 방향을 향해 토출 작업을 행한다.

이하에서는, 본 발명의 상세를 실시예에 의해 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

《구성》

도 1은 본 실시예의 장치의 외관도 및 주요부 단면도이다. 이하에서는, 설명의 편의상, 노즐(8) 측을 전방, 마이크로미터(28) 측을 후방이라고 하는 경우가 있다.

본체(1)는, 그 전방 선단에 형성된 통형의 공간인 오목부(15A)와, 오목부(15A)의 후방에 형성된 직경이 작은 관통공(16A)과, 관통공(16A)과 연통되는 공간인 실린더(11)와, 실린더(11)의 후방에 형성된 실린더(11)보다 직경이 큰 공간인 피스톤실(19)과, 피스톤실(19)의 후방에 형성된 피스톤실(19)보다 직경이 작은 공간인 스프링실(25)을 가지고 있다.

본체(1)에는, 오목부(15A)와 연통되도록 노즐(8)이 장착된다. 노즐(8)은, 그 후단 측에 통형의 오목부(15B)가 형성되어 있고, 그 전단에 오목부(15B)와 연통되는 직경이 작은 토출 유로(9)가 형성되어 있다. 토출 유로(9)의 전방 개구가 토출구(7)이다. 노즐(8)을 본체(1)에 장착하고, 오목부(15A)와 오목부(15B)로 액실(14)을 구성하고 있다.

본체(1)의 내부에는, 압출 부재(10)와 충돌 부재(20)가 전진·후퇴 방향으로 왕복 가능하게 배치되어 있다.

압출 부재(10)는, 전방에 위치하는 플런저(13)와, 후방에 위치하는 후방 접촉 부재(18)와, 이들을 접속하는 접촉부(12)로 구성된다.

플런저(13)는, 압출 부재(10)의 전방에 설치한 직경이 작은 가늘고 긴 원기둥형의 부재이며, 선단은 액실(14) 내에, 후단은 실린더(11) 내에 위치하도록 배치된다. 본 실시예에서는 플런저(13)의 선단이 평탄하게 형성되어 있지만, 선단을 곡면으로 구성하거나, 돌기형의 부재를 설치하여 구성해도 된다.

관통공(16A)의 내벽에는, 플런저(13)의 측면과 밀착되도록 실링 부재(17A)가 설치되어 있다. 실링 부재(17A)는, 플런저(13)를 슬라이드 이동 가능하게 실링함 으로써, 액실(14)과 실린더(11)를 차단하고 있다.

실린더(11) 내에는, 주위 내를 플런저(13)가 관통하는 스프링(23)이 설치되어 있다. 스프링(23)은, 실린더(11)의 전방의 내벽면과 접촉부(12)의 전단에 끼워지도록 배치되고, 압출 부재(10)를 항상 후방으로 가압하고 있다. 이러한 구성에 의해, 접촉부(12)와 충돌 부재(20)가 접촉되고 있지 않은 상태에서는, 압출 부재(10)는 후술하는 후방 스토퍼(27)와 맞닿아 가압된 상태로 정지된다. 충돌부(22)와 접촉부(12)가 접촉되고 있지 않을 때는, 압출 부재(10)와 후방 스토퍼(27)가 접촉 상태가 되게 가압할 수 있도록, 스프링(23)의 강도 및 길이를 조절하는 것이 바람직하다.

그리고, 압출 부재를 후방으로 가압하는 것이면, 스프링(23)을 접촉부(12)의 전단 이외의 장소를 가압하도록 배치해도 된다.

플런저(13)의 후단에는, 플런저(13)보다 직경이 큰 원기둥형 내지 원반형의 접촉부(12)가 고정설치되어 있다. 접촉부(12)는, 실린더(11) 내에서 슬라이드 이동 가능하게 설치되어 있다. 본 실시예에서는, 접촉부(12)와 실린더(11)와의 슬라이드 이동에 의해, 압출 부재(10)가 가로 방향으로 어긋나지 않도록 구성하고 있다.

접촉부(12)의 후단에는, 접촉부(12)보다 직경이 작은 원기둥형의 후방 접촉 부재(18)가 고정설치되어 있다. 후방 접촉 부재(18)는, 스프링(26)의 주위 내를 관통하고, 스프링실(25)의 후방 부근까지 연장되어 있다.

스프링(26)은, 충돌 부재(20)를 전방으로 가압하고 있다. 피스톤실(19)의 전방측 공간이 대기와 연통되는 상태에 있어서, 압출 부재(10)를 스프링(23)의 가압에 저항하여 전진 정지 위치로 가압할 수 있도록 한 강도 및 길이로 스프링(26)을 구성하는 것이 바람직하다.

충돌 부재(20)는, 전방에 위치하는 충돌부(22)와, 후방에 위치하는 피스톤(24)으로 구성되고, 이들 중심축 상에 관통공(16B)을 가지고 있다.

충돌부(22)는, 실린더(11)보다 직경이 작은 원기둥형의 부재로, 피스톤(24)의 전방에 같은 축에 설치되고, 그 선단은 실린더(11) 내에 위치하고 있다.

실린더(11)는, 그 내부에 실링 부재(17C)와 가이드(21)를 가지고 있다. 실링 부재(17C)는, 충돌부(22)를 실린더(11)에 대하여 밀착된 상태로 슬라이드 이동 가능하게 실링 부재(17)를 설치함으로써, 실린더(11)와 피스톤실(19)의 전방측 공간을 차단하고 있다. 가이드(21)는, 충돌부(22)를 가로 방향으로 어긋나지 않도록 충돌부(22)를 슬라이드 이동 가능하게 지지하고 있다. 본 실시예에서는, 가이드(21)를 단순한 원통의 부재로 구성하고 있지만, 충돌부(22)와 접촉하는 부분에 베어링 등을 설치하고, 충돌부(22)의 슬라이드 이동이 원활하게 되도록 구성해도 된다. 가이드(21)의 위치 및 수는 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 압출 부재가 가로 방향으로 어긋나지 않도록 하기 위해 관통공(16A)을 형성해도 된다.

피스톤(24)은, 원통형의 부재로, 피스톤실(19) 내에 배치되고, 피스톤실(19)을 전방측 공간과 후방측 공간으로 분단하고 있다. 피스톤(24)은, 측 주위면에 실링 부재(17B)를 가지고 있고, 피스톤(24)은 피스톤실(19)과 밀착된 상태로 슬라이드 이동 가능하게 밀봉되어 있다.

관통공(16B)은, 충돌부(22)의 전단으로부터 피스톤(24)의 후단까지 관통하고 있다. 관통공(16B)에는, 압출 부재(10)의 후방 접촉 부재(18)의 축이 통해져 있다. 관통공(16B)의 내경은, 압출 부재(10)의 진퇴 이동을 방해하지 않도록, 후방 접촉 부재(18)의 외경보다 크게 형성되어 있다.

피스톤실(19)에는, 그 측부에 에어 통로(35A)가 설치되어 있다. 에어 통로(35A)는, 피스톤실(19)의 전방측 공간의 측부로부터 본체(1)의 외부에 설치한 전자 전환 밸브(51)와 연통되도록 형성되어 있다.

전자 전환 밸브(51)는, 에어 공급원(52)과 연통되어 있는 포트(53A)와, 대기에 개방되어 있는 포트(53B)를 가지고, 피스톤실(19)의 전방측과 에어 공급원(52)이 연통된 제1 상태와, 전방 피스톤실(19)과 대기가 연통된 제2 상태를 전환할 수 있도록 구성되어 있다.

스프링실(25)에는, 그 측부에 외부와 연통되는 에어 통로(35B)가 설치되어 있다. 에어 통로(35B)는, 피스톤실(19)의 후방측 공간 및 스프링실(25)을 항상 대기와 연통시키고 있다.

피스톤(24)의 후단과 스프링실(25)의 후방측의 내벽면과의 사이에는 스프링(26)이 배치되고, 스프링(26)에 의해 피스톤(24)은 전방으로 가압되어 있다.

본체(1)의 후단에는, 스프링실(25)에 침입하는 후방 스토퍼(27)가 설치되어 있다. 후방 스토퍼(27)는, 후방 접촉 부재(18)의 후단부와 맞닿는 것에 의해, 압출 부재(10)의 후방 이동을 제한하는 것이다. 후방 스토퍼(27)의 후단은, 마이크로미터(28)에 접속되어 있고, 마이크로미터(28)를 조작함으로써, 후방 스토퍼(27) 의 전후 위치를 조정할 수 있다.

그리고, 본 실시예에서는, 후방 스토퍼(27)와 맞닿는 후방 접촉 부재(18)를 압출 부재(10)의 후단에 설치한 구성으로 하고 있지만, 접촉 부재(18)를 압출 부재(10)의 후단 이외에 설치하는 구성으로 해도 된다. 예를 들면, 원기둥형의 후방 접촉 부재(18)의 도중에 원반형의 부재를 설치하고, 이 원반형의 부재와 대향하는 위치에 원기둥형의 후방 스토퍼(27)를 설치한 구성이 개시된다.

본체(1)의 전방측의 측부에는, 시린지(syringe) 장착 부재(72)가 설치되어 있다. 시린지 장착 부재(72)는, 액재를 저장한 시린지 토출구(6)와 접속 가능한 시린지 장착부(71)를 가지고 있다. 시린지 장착 부재(72)에는, 액재 공급 유로(73)가 형성되어 있고, 그 일단은 액실(14)의 후단부 근방의 측면에 설치되고, 타단은 시린지 장착부(71)에 설치되어 있다. 액재 공급 유로(73)에 의해 시린지 장착부(71)에 장착된 시린지(5)와 액실(14)이 연통된다.

시린지(5)의 상부에는 어댑터(4)를 통하여 에어 튜브(3)가 접속되어 있고, 에어 튜브(3)의 타단은 에어 공급 장치(62)와 접속되어 있다. 에어 공급 장치(62)는, 에어 튜브(3)를 경유하여 시린지(5) 내에 에어를 공급하여 시린지(5) 내를 원하는 압력으로 하여, 시린지(5) 내의 액재를 액실(14)로 이송한다.

에어 공급 장치(62) 및 전자 전환 밸브(51)는, 제어부(61)에 접속되고, 제어부(61)로부터의 신호에 따라 전자 전환 밸브(51)의 전환 및 시린지 내로의 에어의 공급이 제어된다.

《동작》

본 실시예의 장치의 동작에 대하여, 도 2a 내지 도 2d를 참조하면서 설명한다.

도 2a는 토출 전의 상태를 나타내고, 액재 공급 유로(73) 및 액실(14)에 액재가 충전되어 있다. 이 때, 시린지(5) 내는, 시린지(5)로부터 액실(14) 내로의 액재 공급이 원활하게 행해지도록, 에어 공급 장치(62)에 의해 원하는 압력으로 가압되어 있다. 단, 가압하지 않아도 액실(14) 내로의 액재 공급을 충분히 행할 수 있는 경우에는, 에어 공급 장치(62)에 의한 가압을 행하지 않는 경우도 있다.

후방 스토퍼(27)의 위치는, 마이크로미터(28)를 전후 이동함으로써 조절되어 있다. 후방 스토퍼(27)의 위치에 따라 충돌부(22)와 접촉부(12)가 비접촉시 일 때의, 압출 부재(10)의 대기 위치가 결정된다.

전자 전환 밸브(51)는, 피스톤실(19)의 전방측 공간과 포트(53B)를 연통시키고, 피스톤실(19)의 전방측 공간이 대기와 연통된 상태에 있다. 그러므로, 충돌 부재(20)는, 스프링(26)에 의한 가압에 의해 접촉부(12)를 가압하고 있고, 그 힘은 스프링(23)에 의한 가압보다 강하기 때문에, 플런저(13)의 선단은 액실(14)의 내벽과 맞닿은 상태가 유지되어 있다. 여기서, 플런저(13)의 선단은 토출 유로(9)를 막고 있으므로, 액실(14) 내의 액재가 토출구(7)로부터 누출되지 않는다.

도 2b에 나타낸 바와 같이, 피스톤실(19)은, 피스톤(24)에 의해 전방측의 공간과 후방측의 공간으로 분단되어 있다. 전자 전환 밸브(51)를 전환하여, 피스톤실(19)의 전방측 공간과 포트(53A)를 연통시키고, 피스톤실(19)의 전방측 공간이 에어 공급원(52)과 연통된 상태로 한다. 에어 공급원(52)으로부터 피스톤실(19)의 전방측 공간에 에어가 공급되면, 피스톤(24)은 전방측의 공간으로부터의 가압력을 받아 충돌 부재(20)가 스프링(26)의 가압에 저항하여 후퇴한다.

충돌 부재(20)의 후퇴시에는, 스프링(23)에 의한 후방으로의 가압에 의해, 압출 부재(10)도 접촉부(12)와 충돌부(22)와의 접촉을 유지한 채로 후퇴한다. 후방 접촉 부재(18)의 후단이 후방 스토퍼(27)와 맞닿으면, 압출 부재(10)는 후퇴를 정지하고, 스프링(23)에 의해 후방 접촉 부재(18)가 후방 스토퍼(27)와 맞닿은 상태로 유지된다.

압출 부재(10)의 정지 후에도 충돌 부재(20)는 다시 후퇴를 계속하고, 충돌부(22)와 접촉부(12)는 멀어져 비접촉 상태로 되어, 피스톤(24)의 후단이 피스톤실(19)의 후방측의 내벽면과 맞닿기까지 후퇴한다. 피스톤실(19)의 전방측에 에어가 공급되고 있는 동안은, 충돌 부재(20)는 피스톤실(19)의 후방측의 내벽면과 맞닿은 상태로 유지된다.

도 2c에 나타낸 바와 같이, 전자 전환 밸브(51)를 전환하여, 피스톤실(19)의 전방측 공간과 포트(53B)를 연통시켜, 피스톤실(19)의 전방측 공간이 대기와 연통된 상태로 한다. 피스톤실(19)의 전방측 공간이 대기와 연통되면, 피스톤(24)을 후방으로 가압하는 힘이 없어지므로, 스프링(26)의 가압에 의해 충돌 부재(20)는 급속히 가속되면서 전방으로 전진 이동한다.

충돌 부재(20)의 충돌부(22)가 압출 부재(10)의 접촉부(12)의 후단에 충돌하면 충돌 부재(20)의 에너지에 의해, 압출 부재(10)는 순간적으로 가속되어 고속으로 전진한다. 이 때, 접촉부(12)는 스프링(23)에 의해 후방으로 가압되고 있지만, 충돌 부재(20)는 충분한 에너지를 축적하고 있으므로, 스프링(23)의 가압에 저항하여 순간적으로 압출 부재(10)를 가속시킬 수 있다.

도 2d에 나타낸 바와 같이, 충돌부(22)에 의해 가압된 압출 부재(10)는, 플런저(13)의 선단이 액실(14)의 내벽과 맞닿음으로써 그 전진을 정지한다. 플런저(13)의 선단이 액실(14)의 내벽과 맞닿으면, 액재가 기계적으로 분단되어 액적의 상태로 토출이 행해진다.

플런저(13)의 선단의 형상은, 토출 유로(9)를 막도록 구성되어 있고, 액실(14)의 내벽과 접촉하여 액실(14) 내와 토출 유로(9)와의 연통을 차단하므로, 액재를 양호하게 분단할 수 있다.

이상의 공정을 거침으로써, 1회의 토출이 완료된다. 토출 종료 후의 각 부품의 배치는 도 2a의 상태로 된다. 상기한 동작을 반복함으로써, 2회째 이후의 토출을 행한다.

이상의 구성 및 동작을 가지는 본 실시예의 장치는, 충분한 속도로 가속한 충돌 부재(20)를 압출 부재(10)에 충돌시킴으로써, 압출 부재(10)의 전진 이동 거리가 짧은 경우라도 압출 부재(10)를 순간적으로 가속하여 고속 전진시킬 수 있다. 그러므로, 미소량의 액재를 액적의 상태로 양호하게 비적시킬 수 있다.

또한, 충돌 부재(20)를, 압출 부재(10)와 충돌하기까지의 이동 중, 항상 가속한 상태로 함으로써, 보다 고속 상태에서 압출 부재(10)에 충돌하는 것이 바람직하고, 가속 중인 상태에서 충돌하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 스프링(26)이 자연 길이보다 짧은 상태에서 충돌 부재가 압출 부재에 충돌하도록 구성함으로써, 가속한 상태의 충돌 부재를 충돌시킬 수 있다. 충돌 직후에도 스프링(26)의 가압에 의해 충돌 부재마다 압출 부재를 전진시킴으로써, 보다 효과적으로 압출 부재를 가속시킬 수 있다.

또한, 충돌 부재(2O)의 전진 거리를 압출 부재(10)의 전진 거리보다 길게 함으로써, 충돌 부재(20)를 충분히 가속시키는 것이 바람직하다. 본 실시예의 장치에서는, 충돌 부재(20)가 피스톤실(19) 후방의 내벽면과 접촉하고, 또한 압출 부재(10)가 후방 스토퍼(27)와 접촉되어 있는 상태에 있어서, 충돌부(22)의 선단으로부터 접촉부(12)의 후단까지의 거리가, 압출 부재(10)의 플런저(13)의 선단으로부터 플런저(13) 선단 전방의 액실(14)의 내벽까지의 거리보다 길어지도록 구성되어 있다. 이러한 구성에 의해, 충돌 부재(20)가 압출 부재(10)에 충돌한 후에 압출 부재(10)가 전진하는 거리보다 긴 거리를, 상기 충돌 부재(20)에 전진시키는 것을 가능하게 하고 있다.

또한, 본 실시예의 장치에서는, 충돌부(22)의 선단으로부터 접촉부(12)의 후단까지의 거리 및 압출 부재(10)의 플런저(13)의 선단으로부터 플런저(13) 선단 전방의 액실(14)의 내벽까지의 거리를, 후방 스토퍼(27)의 전후 위치를 조정함으로써 변경할 수 있다. 충돌부(22)의 선단으로부터 접촉부(12)의 후단까지의 거리가, 압출 부재(10)의 플런저(13)의 선단으로부터 플런저(13)의 선단 전방의 액실(14)의 내벽까지의 거리보다 길어지도록 한 위치에, 후방 스토퍼(27)의 전후 방향의 위치를 조정할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

본 실시예의 장치는, 압출 부재(10)와 충돌 부재(20)라는 왕복 이동하는 2개 의 부재가 존재하는 구성임에도 불구하고, 종래의 장치와 동일하게 1개의 전자 전환 밸브(51)를 전환하는 것만으로 조작할 수 있다. 새로운 구동원을 필요로 하지 않기 때문에, 종래의 장치로부터 본 실시예의 장치로의 교환이 용이하다.

또한, 플런저(13)를 액실(14)보다 좁은 폭으로 구성하고, 그 선단 부분이 항상 액실(14)의 내벽과 비접촉으로 되도록 구성되어 있다. 이러한 구성에 의해, 액실(14) 내의 액재 모두가 플런저(13)의 전진에 의해 전방으로 압출되는 것이 아니고, 일부의 액재는 플런저(13)와 액실(14)과의 사이를 후방으로 이동하므로, 플런저(13)를 전진시킬 때의 저항이 적어, 플런저(13)를 원활하게 고속 전진시켜 토출을 행할 수 있다. 그리고, 액실(14) 내에서의 액재의 이동이 순조롭기 때문에, 시린지(5)로부터의 액재의 보충을 신속히 행할 수 있다.

[실시예 2]

《구성》

본 실시예의 장치는, 압출 부재(10)를 에어에 의한 압력으로 후방 이동시키는 점에서 실시예 1의 장치와 상위하다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 접촉부(12)는, 실린더(11)를 전방측의 공간과 후방측의 공간으로 분단하고 있다. 접촉부(12)의 주위면에는, 실링 부재(17D)가 설치되어 있고, 접촉부(12)를 피스톤실(19)에 대하여 밀착된 상태로 슬라이드 이동 가능하게 밀봉하고 있다.

에어 통로(35A)로부터 분기(分岐)되어 에어 통로(35C)가 형성되어 있다. 에어 통로(35C)는, 접촉부(12)에 의해 분단된 실린더(11)의 전방측 공간과 연통되어 있다. 실린더(11)의 전방측 공간 내의 압력을 변경함으로써, 압출 부재(10)를 전진·후퇴 이동시키는 것이 가능하다.

그 외의 구성에 있어서는, 실시예 1의 장치와 마찬가지이다.

《동작》

전자 전환 밸브(51)를 전환하여, 에어 통로(35A)와 포트(53A)를 연통시키면, 에어 공급원(52)으로부터의 에어가 에어 통로(35A)를 통하여 피스톤실(19)의 전방측 공간에 공급되고, 에어 통로(35C)를 통하여 실린더(11)의 전방측 공간에 공급된다.

에어 통로(35C)로부터의 에어 공급에 의해 압출 부재(10)는 후퇴를 개시하고, 후방 접촉 부재(18)의 후단이 후방 스토퍼(27)와 맞닿으면, 후퇴를 정지한다. 정지 후에도 실린더(11)의 전방측 공간에 공급된 에어에 의해, 압출 부재(10)가 후방 스토퍼(27)와 맞닿은 상태가 유지된다.

에어 통로(35A)로부터의 에어 공급에 의해 충돌 부재(20)가 후퇴를 개시하고, 압출 부재(10)의 정지 후에도 후퇴를 계속하고, 피스톤(24)의 후단이 피스톤실(19)의 후방 내벽면과 맞닿기까지 후퇴한다. 피스톤실(19)의 전방측 공간에 공급된 에어에 의해, 충돌 부재(20)는 후방 스토퍼와 맞닿은 상태가 유지된다.

다음에, 전자 전환 밸브(51)를 전환하고, 에어 통로(35A)와 포트(53B)를 연통시키면, 피스톤실(19)의 전방측 공간의 에어와 함께, 실린더(11)의 전방측 공간의 에어도 배출된다. 그러면 피스톤실(19)의 전방측 공간의 에어가 충돌 부재(20)를 후방으로 가압하는 힘이 약해져, 스프링(26)이 충돌 부재(20)를 전방으로 가압 하는 힘에 의해, 충돌 부재(20)는 급속히 가속되면서 전방으로 이동한다. 스프링(26)의 힘은 충분히 강하게 구성되며, 충돌 부재(20)의 전진 이동 거리도 충분히 형성되어 있으므로, 충돌부(22)가 접촉부(12)와 충돌하면 압출 부재(10)가 순간적으로 토출에 충분한 속도까지 가속된다. 본 실시예의 장치에서는, 실린더(11)의 전방측 공간을 대기와 연통시킴으로써, 접촉부(12)를 후방으로 가압하는 힘은 거의 제로로 할 수 있었으므로, 실시예 1의 장치와 비교하여 보다 신속히 압출 부재(10)를 가속시킬 수 있다.

본 실시예의 장치에 있어서도, 실시예 1의 장치와 마찬가지로 1개의 전자 전환 밸브(51)를 전환하는 것만으로 조작하는 것이 가능하며, 새로운 구동원을 필요로 하지 않기 때문에, 종래의 장치로부터 본 실시예의 장치로의 교환이 용이하다.

또한, 장치 구성은 복잡하게 되지만, 에어 공급원(52) 및 전자 전환 밸브(51)를 피스톤실(19)의 전방측 공간과 실린더(11)의 전방측 공간에 각각 설치하여, 피스톤실(19)의 전방측 공간에 공급되는 에어와 실린더(11)의 전방측 공간에 공급되는 에어를 독립적으로 조정해도 된다.

본 실시예의 장치에서는, 충돌 부재(20)를 후방에 배치한 스프링에 의해 가압하고, 압출 부재(10)를 전방으로부터의 에어의 작용에 의해 가압하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 충돌 부재(20) 및 압출 부재(10)의 양쪽을 에어의 작용에 의해 가압하는 구성, 양쪽 또는 한쪽을 전자력이나 압전체(壓電體)를 이용하여 가압하는 구성, 모터 등에 의해 구동되는 볼나사를 이용한 구성이 개시된다.

또한, 충돌 부재(20)의 후퇴 위치의 규정을, 피스톤실(19)의 후방측의 내벽 과 피스톤이 맞닿게 함으로써 행하고 있었지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 피스톤실(19)의 후방측 내벽에 충돌 부재(20)용의 스토퍼를 설치하여, 후퇴 위치를 조절할 수 있도록 구성해도 된다.

[실시예 3]

《구성》

본 실시예의 장치는, 압출 부재(10)가 전진할 때의 정지 위치(최전진 위치)를 규정할 수 있도록 구성되는 점에서 다른 실시예의 장치와 상위하다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 장치는, 구동부측 본체(41)와, 노즐측 본체(42)와, 이들 사이에 위치하는 전방 스토퍼 이동 부재(30)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

구동부측 본체(41)는, 실린더(11)와, 피스톤실(19)과, 스프링실(25)을 가지고, 노즐측 본체(42)는, 액실(14)과, 오목부(15C)와, 관통공(16A)을 가진다.

구동부측 본체(41)와 노즐측 본체(42)는, 상대 위치가 변하지 않도록 베이스판(43)에 고정되어 있다.

전방 스토퍼 이동 부재(30)는, 구동부측 본체(41)와 노즐측 본체(42)와의 사이에 설치되고, 압출 부재(10)의 최전진 위치를 규정하는 역할을 한다. 전방 스토퍼 이동 부재(30)는, 원반형의 회전 손잡이(32)와, 회전 손잡이(32)의 전방에 설치된 원기둥형의 전방 볼록부(31)와, 회전 손잡이의 후방에 설치된 원기둥형의 후방 볼록부(33)를 가지고 있다.

전방 볼록부(31)에는, 외주면에 나사홈이 형성되어 있고, 노즐측 본체(41)의 나사홈이 형성된 오목부(15C)와 나사결합되고, 후방 볼록부(32)는, 구동부측 본체(42)의 실린더(11)의 내경과 같은 직경으로 구성되며, 실린더(11) 내에 삽입된다.

전방 스토퍼 이동 부재(30)의 후단부에는, 오목부(15D)가 형성되어 있고, 또한 그 전방측으로부터 오목부(15D)를 관통하는 관통공(16C)이 형성된다.

플런저(13)는, 오목부(15D) 및 관통공(16C)에 삽입되어 있다. 관통공(16C)의 내경은, 플런저(13)의 전진 이동을 방해하지 않도록, 압출 부재(10)의 플런저(13)의 외경보다 크게 구성되어 있다.

스프링(23)은, 전방 스토퍼 이동 부재(30)의 후방에 형성된 오목부(15D) 내에 삽입 장착되어 있고, 접촉부(12)의 전방측의 면과 접촉하여 압출 부재(10)를 후방으로 가압하고 있다.

전방 스토퍼 이동 부재(30)의 위치를 조절함으로써, 압출 부재(10)의 최전진 위치를 규정할 수 있다. 후방 볼록부(33)의 후방측의 면과 접촉부(12)가 맞닿음으로써, 압출 부재(10)의 전진 이동시의 정지 위치가 규정되기 때문이다.

회전 손잡이(32)를 회전시킴으로써, 노즐측 본체(42)와 나사 결합되어 있는 전방 스토퍼 이동 부재(30)를 전후로 이동시킬 수 있고, 이로써, 압출 부재(10)의 전진 이동시의 정지 위치를 원하는 위치로 할 수 있다.

그 외의 구성에 있어서는, 실시예 1의 장치와 마찬가지이다.

본 실시예의 장치에서는, 충돌 부재(20)의 피스톤(24)의 후단이 피스톤실(19) 후방의 내벽면과 맞닿고, 또한 압출 부재(10)가 후방 스토퍼(27)와 맞닿아 있는 상태로부터, 충돌부(22)의 선단이 접촉부(12)의 후단과 맞닿기까지의 충돌 부재(20)의 이동 거리가, 충돌부(22)의 전단이 접촉부(12)의 후단과 맞닿고 나서 접촉부(12)의 전단이 후방 볼록부(33)의 후단과 맞닿기까지의 압출 부재(10)의 이동 거리보다 길어지도록 구성되어 있다. 즉, 전진 위치 규정 수단과 후퇴 위치 규정 수단으로 규정되는 압출 부재(10)의 이동 거리와 비교하여 충돌 부재(20)의 이동 거리가 길어지도록 구성되어 있다.

《동작》

실시예 1과 마찬가지로, 피스톤실(19)의 전방측 공간에 에어를 공급함으로써 충돌 부재를 후퇴시키고, 그 후 피스톤실(19)의 전방측 공간을 대기와 연통시킨다. 그러면 스프링(26)의 작용에 의해 충돌 부재(20)가 급속 전진하고, 충돌부(22)의 전단이 압출 부재(10)의 접촉부(12)의 후단과 충돌하여, 압출 부재(10)를 급속 전진시킨다. 전진 이동하는 압출 부재(10)는, 플런저(13)의 선단이 액실(14)의 내벽과 접하기 전에, 압출 부재(10)의 전방측에 상당하는 접촉부(12)의 전단이 전방 스토퍼 이동 부재(30)의 후방 볼록부(33)의 후단과 맞닿아 정지한다. 이로써, 액실(14) 내의 액재의 일부가 토출구(7)로부터 액적의 상태로 토출된다.

본 실시예의 장치에서는, 압출 부재(10)의 전진 이동의 정지 위치를, 플런저(13)의 선단이 액실(14)의 내벽면과 접촉하지 않는 위치로 할 수도 있다. 플런저(13)의 선단과 액실(14)의 내벽면을 비접촉으로 함으로써, 액재 중에 미립자 등이 포함되어 있는 경우에, 플런저(13)의 선단과 액실(14)의 내벽과의 사이에 미립자가 협지되어, 미립자가 붕괴되어 액재가 불량해지는 것을 방지할 수 있다.

[실시예 4]

《구성》

본 실시예의 장치는, 후방 스토퍼(27)를 중간부에 설치하고, 압출 부재(10)가 충돌 부재(20)를 삽입 통과하지 않는 구성으로 한 점에서 다른 실시예의 장치와 상위하다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 장치는, 구동부측 본체(41)와, 노즐측 본체(42)와, 이들 사이에 위치하는 후방 스토퍼 이동 부재(80)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구동부측 본체(41)는, 구동부측 실린더(83)와, 피스톤실(19)과, 스프링실(25)을 가지고, 노즐측 본체(42)는, 노즐측 실린더(84)와, 액실(14)과, 관통공(16A)을 가진다. 구동부측 본체부(41)와 노즐측 본체부(42)는, 상대 위치가 변하지 않도록 베이스판(43)에 고정되어 있다.

후방 스토퍼 이동 부재(80)는, 원반형의 회전 손잡이(81)와, 회전 손잡이(81)의 전방에 설치된 후방 스토퍼(27)를 가지고 있다. 또한, 회전 손잡이(81)의 후단에서 후방 스토퍼(27)의 전단을 향하여, 내주에 나사홈을 가진 관통공(82)을 형성하고 있다.

구동부측 실린더(83)는, 그 전방이 통형으로 형성되고, 외주면에 나사홈이 형성되어 있고, 후방 스토퍼 이동 부재의 관통공(82)이 나사결합된다.

압출 부재(10)는, 그 후단이 노즐측 본체(42)로부터 노출되고, 직경이 큰 후방 접촉 부재(18)가 고정설치되어 있다. 후방 접촉 부재(18)의 후단에는 직경이 작은 접촉부(12)가 고정설치되어 있다.

충돌 부재(20)는, 실시예 1과 마찬가지로 피스톤(24)과 충돌부(22)로 구성되지만, 실시예 1과 같은 관통공(16B)을 구비하고 있지 않다.

또한, 후방 스토퍼 이동 부재(80)를 중간부에 설치하고 있으므로 스프링실(25)의 후단에는 후방 스토퍼(27) 및 마이크로미터(28)를 구비하고 있지 않다.

그 외의 구성에 있어서는, 실시예 1과 동일하다.

《동작》

실시예 1과 마찬가지로, 피스톤실(19)의 전방측 공간에 에어를 공급함으로써 충돌 부재(20)를 후퇴시키고, 그 후 피스톤실(19)의 전방측 공간을 대기와 연통시킨다. 그러면 스프링(26)의 작용에 의해 충돌 부재(20)가 급속 전진하고, 충돌부(22)의 전단이 압출 부재(10)의 접촉부(12)의 후단에 충돌하여, 압출 부재(10)를 급속 전진시킨다. 압출 부재(10)는 플런저(13)의 선단이 액실(14)의 내벽과 맞닿음으로써 정지한다. 이로써, 액실(14) 내의 액재의 일부가 토출구(7)로부터 액적의 상태로 토출된다.

본 실시예의 장치에서는, 압출 부재(10)의 후퇴 이동은, 장치의 중간에 위치한 후방 스토퍼(27)에 후방 접촉부(18)가 맞닿음으로써 규정된다. 회전 손잡이(81)의 회전에 의해 후방 스토퍼(27)의 전후 위치를 변화시킬 수 있고, 이로써, 압출 부재(10)의 후퇴의 규정 위치를 변화시킬 수 있다.

본 발명의 액재 토출 장치 및 방법은, 미량의 액재를 고정밀도로 토출하는 작업에 적절하고, 예를 들면, 반도체 등의 전기 부품, 또는 기계 부품의 제조에 있어서의 대상물에 대한 도포 작업에 바람직하다.

보다 상세하게는, 전기 부품의 제조에 있어서의 은 페이스트 등의 도통제(導通劑)의 미소 도포, 모터 등의 기계 부품의 슬라이드 이동부에 대한 그리스 도포, 부재의 접착을 위한 미소 접착 영역으로의 에폭시 수지 등의 접착제의 도포, 또한 반도체 제조에 있어서의 칩과 기판 사이에 액재를 충전하는 언더필(underfill)이나 칩의 상면을 밀봉제로 덮는 밀봉 도포 등에 바람직하다.

본 발명의 용도는 상기에 한정되지 않고, 예를 들면, 노즐이 접근할 수 없는 미소 영역에 대한 도포에 매우 적합하고, 또한 노즐과 대상물과의 거리를 변화시키지 않고 도포할 수 있으므로, 복수 개소에 대한 연속 도포에도 바람직하다.

Claims (19)

1. 액재(液材)를 토출(吐出)하는 토출구를 가지는 액실(液室)과, 상기 액실보다 폭이 좁은 플런저 및 접촉부를 가지고, 상기 플런저의 선단부를 상기 액실 내로 진퇴(進退) 이동시키는 압출(壓出) 부재와, 상기 압출 부재의 상기 플런저와 반대측에 인접하여 설치되고 피스톤 및 상기 접촉부와 대향하는 충돌부를 가지는 충돌 부재와, 상기 압출 부재 및 상기 충돌 부재를 진퇴 이동시키는 구동 수단을 포함하는 액재 토출 장치로서,

   상기 플런저가, 상기 액실의 측벽에 비접촉으로 되도록 구성되고,

   상기 충돌부를 상기 접촉부에 충돌시킴으로써, 상기 압출 부재를 전진시켜 상기 액재를 토출하는, 액재 토출 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 충돌부와 상기 접촉부가 충돌하기까지의 상기 충돌 부재의 이동 거리는, 상기 충돌부와 상기 접촉부가 맞닿고 나서 최전진 위치에 도달하기까지의 상기 압출 부재의 이동 거리와 비교하여 길어지도록 구성되는, 액재 토출 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 구동 수단은, 상기 충돌 부재를 전진 방향으로 가압하는 탄성체를 포함하는, 액재 토출 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 압출 부재의 최후퇴 위치를 규정하는 후퇴 위치 규정 수단을 더 포함하는, 액재 토출 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 후퇴 위치 규정 수단은, 상기 압출 부재의 후퇴 방향 측의 위치를 규정하는 후방 스토퍼와, 상기 압출 부재를 후방으로 가압하는 압출 부재 가압 수단으로 구성되는, 액재 토출 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 압출 부재의 최전진 위치를 규정하는 전진 위치 규정 수단을 더 포함하는, 액재 토출 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 전진 위치 규정 수단은, 상기 압출 부재의 전방측이 맞닿는 전방 스토퍼 이동 부재에 의해 구성되는, 액재 토출 장치.
8. 제6항에 있어서,

   상기 전진 위치 규정 수단은, 상기 플런저의 선단부의 진행 방향에 있는 상기 액실의 내벽인, 액재 토출 장치.
9. 제6항에 있어서,

   비토출 시에 있어서, 상기 압출 부재는 상기 충돌 부재에 가압되고, 상기 압출 부재는 최전진 위치에 있는, 액재 토출 장치.
10. 제8항에 있어서,

    상기 플런저의 선단부는, 상기 액실과 상기 토출구와의 연통을 차단하도록 구성되는, 액재 토출 장치.
11. 제9항에 있어서,

    상기 플런저의 선단부는, 상기 액실과 상기 토출구와의 연통을 차단하도록 구성되는, 액재 토출 장치.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 구동 수단은 에어 공급 장치 및 전자 전환 밸브를 포함하고,

    상기 압출 부재는 에어에 의해 후퇴 방향으로 가압되는, 액재 토출 장치.
13. 압출 부재를 전진시킴으로써, 액실 내의 액재의 일부를 토출구로부터 액적(液滴)의 상태로 토출하는 액재 토출 방법으로서,

    상기 액재를 토출하는 토출구를 가지는 액실과, 상기 액실보다 폭이 좁은 플런저 및 접촉부를 가지고, 상기 플런저의 선단부를 상기 액실 내로 진퇴 이동시키는 압출 부재와, 상기 압출 부재의 상기 플런저와 반대측에 인접하여 설치되고 피스톤 및 상기 접촉부와 대향하는 충돌부를 포함하는 충돌 부재를 설치하고,

    상기 플런저를, 상기 액실의 측벽에 비접촉으로 되도록 구성하며,

    상기 충돌부를 상기 접촉부에 충돌시킴으로써, 상기 압출 부재를 전진시켜 액재를 토출하는, 액재 토출 방법.
14. 제13항에 있어서,

    상기 충돌부와 상기 접촉부가 맞닿고 나서 최전진 위치에 도달하기까지의 상기 압출 부재의 이동 거리와 비교하여, 상기 충돌부와 상기 접촉부가 충돌하기까지의 상기 충돌 부재의 이동 거리를 길게 취하는, 액재 토출 방법.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서,

    상기 충돌부는 상기 접촉부와 맞닿을 때의 압출 부재의 대기 위치를 토출마다 동등하게 하는, 액재 토출 방법.
16. 제13항 또는 제14항에 있어서,

    상기 압출 부재의 최전진 위치를 토출마다 동등하게 하는, 액재 토출 방법.
17. 제13항 또는 제14항에 있어서,

    상기 충돌 부재를 가속한 상태에서, 상기 충돌부를 상기 접촉부에 충돌시키는, 액재 토출 방법.
18. 제13항 또는 제14항에 있어서,

    상기 압출 부재는 후퇴 방향으로 가압되어 있고, 토출 종료 후, 상기 접촉부와 상기 충돌부가 맞닿은 상태에서 상기 충돌 부재 및 상기 압출 부재가 후퇴하는, 액재 토출 방법.
19. 제13항 또는 제14항에 있어서,

    상기 충돌 부재는 전진 방향으로 가압되어 있고, 비토출 시에 있어서, 상기 충돌 부재는 상기 압출 부재를 가압하고, 상기 압출 부재를 최전진 위치에 유지함으로써, 상기 토출구로부터의 액재의 누출을 방지하는, 액재 토출 방법.

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