KR101819077B1 - Jet Dispensing Device Using Hinge Lever Type Displacement Amplification Mechanism - Google Patents
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Abstract
본 발명은 힌지-레버 방식을 이용하여 압전 액추에이터의 변위를 확대하는 기구를 적용한 젯디스펜서이다. 더욱 상세하게는 압전 액추에이터의 낮은 변위를 보완해주기 위해 다양한 변위확대기구를 분석하고 그 중 구조와 작동원리가 비교적 간단한 힌지-레버 방식의 젯 디스펜싱 장치에 대한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 하우징; 상기 하우징 내부에 형성되되, 일측에 마련된 흡입유로로부터 액적을 공급받아 타측으로 액적을 토출하는 분사부; 길이방향으로 왕복구동되면서 상기 분사부 내의 액적토출구를 가압할 수 있도록 형성된 디스펜서헤드부; 상기 하우징의 내벽으로부터 지지되어 상기 디스펜서헤드부의 왕복구동에 따라 회동 가능하도록 형성된 레버부; 및 소정의 길이를 갖는 막대형 압전체로서, 일단부는 상기 레버부와 연결되고, 타단부는 상기 레버부가 지지되는 하우징 내벽의 반대측 내벽 또는 하우징 내벽으로부터 소정의 높이로 형성된 돌출부와 연결되어 길이방향으로 변위 증감이 가능한 압전 엑츄에이터;를 포함하는 힌지 레버 방식의 변위 확대를 이용한 젯 디스펜서를 제공한다.The present invention is a jet dispenser to which a mechanism for expanding displacement of a piezoelectric actuator is applied using a hinge-lever method. More particularly, the present invention relates to a hinge-lever type jet dispensing apparatus that analyzes various displacement expansion mechanisms to compensate for a low displacement of a piezoelectric actuator, and is relatively simple in structure and operation principle.
According to an embodiment of the present invention, A spraying part formed inside the housing and receiving a droplet from a suction path provided at one side and discharging droplets to the other side; A dispenser head portion that is reciprocally driven in the longitudinal direction to pressurize the liquid discharge port in the jet portion; A lever portion supported by the inner wall of the housing and configured to be rotatable according to the reciprocating drive of the dispenser head; And one end of the rod portion is connected to a protruding portion formed at a predetermined height from an inner wall opposite to the inner wall of the housing or the inner wall of the housing to which the lever portion is supported and supported by the lever portion, The present invention provides a jet dispenser using displacement expansion of a hinge lever type including a piezoelectric actuator capable of increasing and decreasing the displacement.
Description
본 발명은 힌지-레버 방식을 이용하여 압전 액추에이터의 변위를 확대하는 기구를 적용한 젯디스펜서이다. 압전 액추에이터의 낮은 변위를 보완해주기 위해 다양한 변위확대기구를 분석하고 그 중 구조와 작동원리가 비교적 간단한 힌지-레버 방식의 젯 디스펜싱 장치를 개시하고자 한다.The present invention is a jet dispenser to which a mechanism for expanding displacement of a piezoelectric actuator is applied using a hinge-lever method. In order to compensate for the low displacement of the piezoelectric actuator, various displacement expanding mechanisms are analyzed, and a hinge-lever type jet dispensing apparatus in which the structure and operation principle are relatively simple is disclosed.
용액을 반도체 기판 상에 일정한 양으로 공급하기 위한 다양한 방식의 디스펜서가 개시되어 있다. 디스펜서의 적용은 반도체와 컴퓨터, 자동차, 의료, 통신 분야에 이르기까지 폭넓게 적용되고 있다. Various dispensers for feeding a solution on a semiconductor substrate in a certain amount are disclosed. The application of dispensers is widely applied to semiconductors, computers, automobiles, medical and communication fields.
PCB와 같은 반도체 제조 공정에 있어서 디스펜서는 정량의 대상용액을 특정한 조건에서 정확히 분사하도록 설정되어야 하고, 정밀하게 액적(droplet)을 토출시켜야 하며, 동시에 다량의 제품을 양산하여야 하기 때문에 생산성 측면에서도 빠른 속도를 제공하는 것이 중요하다. In a semiconductor manufacturing process such as a PCB, a dispenser must be set to accurately spray a predetermined amount of a target solution under a specific condition, accurately discharge a droplet, and simultaneously mass-produce a large amount of products. .
액체 디스펜싱을 차단하는 밸브로서 주로 솔레노이드 밸브가 사용되어 왔지만 더 빠른 구동속도와 응답속도를 요구하는 분야에서는 압전 액추에이터 밸브로 대체할 수 있다. 압전 액추에이터는 일반적으로 작은 변위를 가지기 때문에 변위확대기구와 함께 사용한다. 변위를 크게 하면 디스펜싱할 수 있는 유량 범위가 커질 수 있는 이점이 있으므로 중요하다. 따라서, 압전 액추에이터의 구동에 있어서 요구되는 힘을 최소화 시키면서 동시에 변위는 늘릴 수 있는 변위확대기구가 필요하다. Solenoid valves have mainly been used as valves for shutting off liquid dispensing, but can be replaced by piezoelectric actuator valves in fields requiring faster driving speed and response speed. Piezoelectric actuators are commonly used with displacement amplifiers because they have small displacements. The larger the displacement, the more important is the advantage that the flow range that can be dispensed is increased. Therefore, there is a need for a displacement increasing mechanism capable of minimizing the force required to drive the piezoelectric actuator and simultaneously increasing the displacement.
변위확대기구로서 종래 단면적의 차이를 이용해 변위를 증폭시키거나 지렛대의 원리를 이용해 변위를 증폭시키는 실시예 등이 공지된 바 있다. 구체적으로, 바이모프 압전소자(bimorph piezoelectric element)를 이용한 실시예(대한민국 공개특허 10-2012-0109092), 링형 및 유니모프(uni-morph)형 압전작동기를 이용한 실시예(대한민국 특허 10-0680601) 등이 개시되어 있다.As an example of a displacement increasing mechanism, there has been known an example in which the displacement is amplified by using a difference in cross sectional area in the past, or the displacement is amplified by using the principle of the lever. More specifically, an embodiment using a bimorph piezoelectric element (Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0109092), an embodiment using a ring type and a uni-morph type piezoelectric actuator (Korean Patent No. 10-0680601) And the like.
상기와 같은 종래 개시된 구성의 디스펜싱 장치는 변위를 확대하기 위해 주로 소자의 기능적인 측면에서 접근하였기 때문에, 디스펜싱 유량 조절측면에서 큰 변위를 확보하고자 하는 측면에서는 어느 정도 한계가 있다. 아울러, 상기한 실시예 등을 통해 확인할 수 있는 종래의 변위확대기구를 이용한 젯 디스펜서 기구는 구조가 복잡하고 전체적으로 부피가 커 공간효율성이 좋지 못한 문제점이 있다. Since the dispensing apparatus of the above-described conventional arrangement approaches mainly from the functional aspect of the device in order to enlarge the displacement, there is a certain limit in terms of securing a large displacement in terms of the dispensing flow control. In addition, the jet dispenser mechanism using the conventional displacement expanding mechanism, which can be confirmed through the above-described embodiments, has a problem in that the structure is complicated, the volume is large, and the space efficiency is poor.
비용절감 측면에서 가급적 간단한 구조를 가지면서도, 보다 큰 변위를 확보할 수 있도록 디스펜서의 구조적인 측면에서의 개선이 필요하다.It is necessary to improve the structure of the dispenser in order to secure a larger displacement while having a simple structure as much as possible from the viewpoint of cost reduction.
종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 힌지-레버방식의 변위확대 비율을 비교하여 최적화된 모델을 찾고, 이를 적용한 최적의 젯 디스펜서를 개발하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention, which is devised to solve the problems of the conventional art, to find an optimized model by comparing displacement expansion ratios of a hinge-lever system and develop an optimum jet dispenser to which the model is applied.
추가적으로 본 발명을 통해 디스펜서의 크기를 콤팩트화시킴으로써 공간효율성을 확보하고자 한다.In addition, through the present invention, the size of the dispenser is made compact so as to secure space efficiency.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 하우징; 상기 하우징 내부에 형성되되, 일측에 마련된 흡입유로로부터 액적을 공급받아 타측으로 액적을 토출하는 분사부; 길이방향으로 왕복구동되면서 상기 분사부 내의 액적토출구를 가압할 수 있도록 형성된 디스펜서헤드부; 일단부가 상기 디스펜서헤드부와 직교연결되고 반대측단부는 상기 하우징 내벽과 제1힌지를 매개로 연결되며, 디스펜서헤드부의 왕복구동에 따라 회동 가능하도록 형성된 전체적으로 “ㄴ”자 또는 “ㄷ”자 형상의 레버부; 소정의 길이를 갖는 막대형 압전체로서, 일단부는 상기 레버부와 제3힌지를 매개로 연결되고, 타단부는 상기 레버부가 지지되는 하우징 내벽의 반대측 내벽 또는 하우징 내벽으로부터 소정의 높이로 형성된 돌출부와 제2힌지를 매개로 연결되어 길이방향으로 변위 증감이 가능한 압전 엑츄에이터;를 포함하는 힌지 레버 방식의 변위 확대를 이용한 젯 디스펜서를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, A spraying part formed inside the housing and receiving a droplet from a suction path provided at one side and discharging droplets to the other side; A dispenser head portion that is reciprocally driven in the longitudinal direction to pressurize the liquid discharge port in the jet portion; Quot; C " or " C " -shaped lever formed so as to be rotatable in accordance with the reciprocating drive of the dispenser head portion, the one end of which is orthogonally connected to the dispenser head portion and the other end thereof is connected to the inner wall of the housing via the first hinge, part; The other end of the rod portion is connected to a protruding portion formed at a predetermined height from the inner wall of the opposite side of the inner wall of the housing or the inner wall of the housing to which the lever portion is supported, The present invention provides a jet dispenser using displacement expansion of a hinge lever type including a piezoelectric actuator connected through two hinges and capable of increasing or decreasing displacement in the longitudinal direction.
일 실시예에 따르면, 여기서 상기 레버부는 전체적으로 “ㄴ”자형 막대 구조로서 형성될 수 있다.According to one embodiment, the lever portion may be formed as a " b " bar structure as a whole.
또한, 상기 레버부는 소정의 길이를 갖는 막대형 부재로서 일단부가 상기 디스펜서헤드부와 직교연결되고 반대측단부는 상기 하우징 내벽으로부터 제1힌지를 매개로 연결되는 제1로드 및 상기 제1로드와 직교하는 제2로드를 포함할 수 있다.The lever portion may be a rod-shaped member having a predetermined length, one end of which is orthogonally connected to the dispenser head portion and the other end of which is connected to the first rod via the first hinge from the inner wall of the housing, And a second load.
이때, 상기 제1로드와 제2로드는 일체로 형성될 수 있다.At this time, the first rod and the second rod may be integrally formed.
일 실시예에 따르면, 여기서 상기 레버부는 전체적으로 “ㄷ”자형 막대 구조로서 형성될 수 있다.According to one embodiment, the lever portion may be formed as a " C " rod structure as a whole.
또한, 상기 레버부는 소정의 길이를 갖는 막대형 부재로서 일단부가 상기 디스펜서헤드부와 직교연결되고 반대측단부는 상기 하우징 내벽으로부터 제1힌지를 매개로 연결되는 제1로드, 상기 제1로드와 직교하는 제2로드 및 상기 제2로드와 직교하고 상기 제1로드와 평행하게 연장 형성되는 제3로드를 포함할 수 있다.The lever portion is a rod-shaped member having a predetermined length, one end of which is orthogonally connected to the dispenser head portion and the other end of which is connected to the inner wall of the housing through a first hinge, And a third rod orthogonal to the second rod and extending parallel to the first rod.
이때, 상기 제1로드, 제2로드 및 제3로드는 일체로 형성될 수 있다.At this time, the first rod, the second rod, and the third rod may be integrally formed.
일 실시예에 따르면, 상기 압전 엑츄에이터의 일단부에는 제2힌지가 형성되어 상기 하우징 내벽과 연결될 수 있고, 상기 압전 엑츄에이터의 타단부에는 제3힌지가 형성되어 상기 레버부와 연결될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a second hinge may be formed at one end of the piezoelectric actuator to be connected to the inner wall of the housing, and a third hinge may be formed at the other end of the piezoelectric actuator to be connected to the lever.
그리고, 상기 디스펜서헤드부는 제1탄성수단에 의해 지지될 수 있다.The dispenser head portion may be supported by the first elastic means.
나아가, 상기 레버부를 기준으로 상기 제1탄성수단의 반대편에 배치되어 상기 디스펜서헤드부에 예압(pre-load)을 인가하는 제2탄성수단을 더 포함할 수 있다.Further, it may further comprise a second elastic means disposed on the opposite side of the first elastic means with respect to the lever portion and applying a pre-load to the dispenser head portion.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 하우징; 상기 하우징 내부에 형성되되, 일측에 마련된 흡입유로로부터 액적(droplet)을 공급받아 타측으로 액적을 토출하는 분사부; 길이방향으로 왕복구동되면서 상기 분사부 내의 액적토출구를 가압할 수 있도록 형성된 디스펜서헤드부; 상기 하우징의 내벽으로부터 지지되어 상기 디스펜서헤드부의 왕복구동에 따라 회동 가능하도록 형성된 레버부; 및 소정의 길이를 갖는 막대형 압전체로서 일단부는 상기 레버부와 연결되고, 타단부는 하우징의 내벽으로부터 지지되는 길이방향으로 변위 증감이 가능한 압전 엑츄에이터를 포함하되, 상기 레버부를 회동가능하도록 지지하는 제1힌지는 상기 분사부가 설치되는 상기 하우징의 내벽측에 형성되되, 상기 레버부는 “ㄴ”자의 형상을 갖도록 형성되되, 상기 제1힌지에 의해 회동 가능하게 지지되며, 그 일단은 상기 압전 엑츄에이터와 평행하도록 배치되는 제1탄성수단과 연결되고, 타단은 상기 디스펜서헤드부에 직교연결되는 것을 특징으로 하는 힌지 레버 방식의 변위 확대를 이용한 젯 디스펜서를 제공할 수도 있다. Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, A spraying part formed inside the housing and receiving a droplet from a suction path provided at one side and discharging droplets to the other side; A dispenser head portion that is reciprocally driven in the longitudinal direction to pressurize the liquid discharge port in the jet portion; A lever portion supported by the inner wall of the housing and configured to be rotatable according to the reciprocating drive of the dispenser head; And a piezoelectric actuator having a predetermined length and one end portion connected to the lever portion and the other end portion supported by an inner wall of the housing, the piezoelectric actuator including a piezoelectric actuator capable of increasing and decreasing a displacement in the longitudinal direction, One hinge is formed on the inner wall side of the housing where the jetting section is provided. The lever section is formed to have a shape of " C ", and is rotatably supported by the first hinge. One end of the lever is parallel to the piezoelectric actuator And the other end is connected to the dispenser head unit at right angles to the first elastic means, and the other end is connected to the dispenser head unit at right angles.
여기서 상기 압전 엑츄에이터는 상기 제1힌지가 돌출형성되는 상기 하우징의 내측벽과 나란하게 배치되며, 상기 제1힌지의 중심으로부터 편심된 위치에서 상기 레버부와 연결되는 것을 특징으로 할 수도 있다.The piezoelectric actuator may be disposed in parallel with an inner wall of the housing in which the first hinge protrudes, and may be connected to the lever portion at a position eccentric from the center of the first hinge.
그리고 상기 레버부는 “ㄴ”자의 형상을 갖도록 형성되되, 상기 제1힌지에 의해 회동 가능하게 지지되며, 그 일단은 상기 압전 엑츄에이터와 평행하도록 배치되는 제1탄성수단과 연결되고, 타단은 상기 디스펜서헤드부에 직교연결될 수 있으며, 예압(pre-load)을 인가하기 위하여 상기 디스펜서헤드부를 지지하도록 마련된 제2탄성수단을 더 포함할 수 있다.The lever portion is formed to have a shape of " C ". The lever portion is rotatably supported by the first hinge. One end of the lever portion is connected to the first elastic means disposed in parallel with the piezoelectric actuator. The other end of the lever portion is connected to the dispenser head And a second elastic means provided to support the dispenser head portion for applying a pre-load.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 레버부는 단부가 상기 디스펜서헤드부와 직교연결되며, 상기 디스펜서헤드부는 복원력을 가하는 제1탄성수단에 의해 지지될 수 있고, 여기에 상기 레버부를 기준으로 상기 제1탄성수단의 반대편에 배치되어 상기 디스펜서헤드부에 예압(pre-load)을 인가하는 제2탄성수단을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수도 있다.According to another embodiment of the present invention, the end portion of the lever portion is connected to the dispenser head portion at right angles, and the dispenser head portion can be supported by the first elastic means applying the restoring force, and the first elasticity And a second elastic means disposed on the opposite side of the means for applying a pre-load to the dispenser head portion.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 힌지 레버 방식의 변위확대 비율을 비교했을 때, 최적화된 변위확대기구를 가지는 디스펜서 모델을 제공할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, when the displacement enlargement ratio of the hinge lever system is compared, it is possible to provide a dispenser model having an optimized displacement expanding mechanism.
또한, 디스펜서의 크기를 작게 만들어 공간효율성을 확보할 수도 있다.In addition, the size of the dispenser can be made small to ensure space efficiency.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 젯 디스펜서의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사부에 대한 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 젯 디스펜서에 대한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 젯 디스펜서의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 젯 디스펜서의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 첫번째 비교실시예(Case 1)로서 통상적인 시소(seesaw)형 지렛대를 이용한 젯 디스펜서를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6의 지렛대 원리를 나타내는 도면이다.
도 8은 두번째 비교실시예(Case 2)로서 아암(arm)형 지렛대를 이용한 젯 디스펜서를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 8의 지렛대 원리를 나타내는 도면이다.
도 10은 세번째 비교실시예(Case 3)로서 본 발명의 일 실시예에 따른 젯 디스펜서를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 힌지부의 결합방식을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 젯 디스펜서의 구성을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 젯 디스펜서의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a jet dispenser according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view of a jetting section according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of a jet dispenser according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view illustrating a configuration of a jet dispenser according to another embodiment of the present invention.
5 is a view illustrating the configuration of a jet dispenser according to another embodiment of the present invention.
6 is a view showing a jet dispenser using a conventional seesaw lever as the first comparative example (Case 1).
Fig. 7 is a view showing the principle of leverage shown in Fig. 6;
8 is a view showing a jet dispenser using an arm type lever as a second comparative example (Case 2).
Fig. 9 is a view showing the principle of leverage shown in Fig. 8. Fig.
10 is a third comparative example (Case 3) showing a jet dispenser according to an embodiment of the present invention.
11 is a view showing a coupling method of the hinge part according to the present invention.
12 is a view showing the configuration of a jet dispenser according to another embodiment of the present invention.
13 is a view showing the configuration of a jet dispenser according to another embodiment of the present invention.
이하 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지는 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로서 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.The embodiments described below are provided so that those skilled in the art can easily understand the technical idea of the present invention, and thus the present invention is not limited thereto. In addition, the matters described in the attached drawings may be different from those actually implemented as schematized drawings to easily describe embodiments of the present invention.
본 발명의 여러 실시 예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다.Before describing in detail several embodiments of the invention, it will be appreciated that the application is not limited to the details of construction and arrangement of components set forth in the following detailed description or illustrated in the drawings.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. It is also to be understood that when an element is referred to as being connected or connected to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but it should be understood that there may be other elements in between.
그리고 여기서의 "연결"이란 일 부재와 타 부재의 직접적인 연결, 간접적인 연결을 포함하며, 접착, 부착, 체결, 접합, 결합 등 모든 물리적인 연결과 전기적인 연결을 의미할 수 있다. The term "connection" as used herein means a direct connection or an indirect connection between a member and another member, and may refer to all physical connections and electrical connections such as adhesion, attachment, fastening, bonding, and coupling.
아울러, '제1, 제2, 제3' 등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.Also, the expressions such as 'first, second, third, etc.' are expressions used only for distinguishing a plurality of configurations, and do not limit the order or other features among the configurations.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.The singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. The word "comprise" or "having" is used herein to mean that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof is included in the description, A step, an operation, an element, a part, or a combination thereof.
설명에 앞서 본 발명의 디스펜서는 접촉식, 비접촉식 디스펜서를 모두 포함할 수 있음을 유의하여야 한다.It should be noted that prior to the description, the dispenser of the present invention may include both contact and non-contact dispensers.
먼저 도1 내지 도3을 참조하여, 본 발명 젯 디스펜서의 구성요소에 대하여 상세히 설명하기로 한다. First, the components of the jet dispenser of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 젯 디스펜서의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사부에 대한 확대도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 젯 디스펜서에 대한 사시도이다. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a jet dispenser according to an embodiment of the present invention. 2 is an enlarged view of a jetting section according to an embodiment of the present invention. 3 is a perspective view of a jet dispenser according to one embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 힌지(hinge) 레버(lever) 방식의 변위 확대를 이용한 젯(Jet) 디스펜서(Dispenser)는 하우징(100); 상기 하우징(100) 내부에 형성되되, 일측에 마련된 흡입유로로부터 액적(droplet)을 공급받아 타측으로 액적을 토출하는 분사부(101); 길이방향으로 왕복구동되면서 상기 분사부(101) 내의 액적토출구를 가압할 수 있도록 형성된 디스펜서헤드부(110); 상기 하우징(100)의 내벽으로부터 지지되어 상기 디스펜서헤드부(110)의 왕복구동에 따라 회동 가능하도록 형성된 레버부(130); 및 소정의 길이를 갖는 막대형 압전체로서, 일단부는 상기 레버부(130)와 연결되고, 타단부는 상기 레버부(130)가 지지되는 하우징(100) 내벽의 반대측 내벽 또는 하우징(100) 내벽으로부터 소정의 높이로 형성된 돌출부와 연결되어 길이방향으로 변위 증감이 가능한 압전 엑츄에이터(140)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a jet dispenser using a hinge lever type displacement expansion according to an embodiment of the present invention includes a
도 1과 도 2를 함께 참조하면, 본 발명의 하우징(100)은 내부가 중공되는 통상의 디스펜서 몸체구성이 적용될 수 있다. 일 례로 전체적으로 장방형의 형상을 가지되 하우징(100)의 일 측에는 액적을 분사하기 위한 토출구가 형성될 수 있고 하우징(100)의 타측은 본 발명 디스펜서를 예컨대 반도체 공정라인의 컨베이어(conveyer) 상에 설치하기 위한 고정수단(160)이 형성될 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 2, a conventional dispenser body configuration in which the interior of the
본 발명의 분사부(101)는 하우징(100)의 일 측에 액적이 유동되는 공간을 갖도록 형성되고 단부에는 액적토출구가 형성되는 구성이다. 도 2와 도 3을 참조하면, 분사부(101)의 일 측에는 흡입유로(201)가 형성되고, 흡입유로는 본 발명 디스펜서 장치의 외부에 마련되는 액적저장부로부터 공급되는 액적을 상기 액적토출구로 전달하게 된다. The jetting section (101) of the present invention is configured to have a space through which a droplet flows on one side of the housing (100), and a droplet ejecting opening is formed at an end thereof. 2 and 3, the
본 발명의 분사부(101)에서는 후술하는 디스펜서헤드부(110)의 왕복구동과 관련하여 디스펜서헤드부(110)가 액적토출구에 가까워지는 동작에서 액적을 토출하고, 디스펜서헤드부(110)가 액적토출구로부터 멀어지는 동작에서는 액적을 액적저장부(200)로부터 공급받도록 형성될 수 있다. 디스펜서헤드부(110)는 도면에 도시된 바와 같이 제1탄성수단(120)에 의해 지지될 수 있고, 밀폐된 하우징(100) 내부 구조물(노즐부분)에 의해 직선적으로 가이드 될 수 있다. 아울러, 도 1과 도 2에는 별도로 도시하지 않았으나 레버부(130)를 기준으로 제1탄성수단(120)의 반대편에 배치되어 디스펜서헤드부(110)에 예압(pre-load)을 인가하는 제2탄성수단(121)을 더 포함할 수 있다. 이에 대해서는 도 12와 도 13를 참조하면서 상세히 후술하기로 한다. 여기서 예압이란 본 발명 젯 디스펜서의 운반시의 미동, 마모 방지 등의 목적으로 대상에 미리 인가하는 예비 하중을 의미한다. 예압을 미리 인가함에 따라 디스펜서헤드부(110)가 stroke 될때, 더욱 부드럽고 안정적으로 동작하게 된다.The
한편, 본 발명의 디스펜서헤드부(110)에 대해 더욱 상세히 설명하면, 도 1에서 도시된 바와 같이 디스펜서헤드부(110)는 소위 가느다란 핀(pin), 정(chisel), 니들(needle) 또는 플런저(plunger) 형상의 가압수단이다. 본 발명의 디스펜서헤드부(110)는 분사부(101)에 유입된 액적을 압박하여 액체토출구 밖으로 액적을 토출시키게 되는데, 이 과정에서 액체가 이동하는 노즐부분과 디스펜서헤드부(110)의 최단부가 계속적, 반영구적으로 접촉하게 되므로 디스펜서헤드부(110)의 소재는 피로 및 파손에 강한 금속소재임이 바람직하다. 도 3을 참조하면 액적저장부(200)가 분사부(101)에 액적을 충전함에 따라 디스펜서헤드부(110)의 스트로크(storke) 과정에서 발생하는 액체토출구와의 충격을 흡수하여 노즐부분의 마모를 감소시키는 역할을 할 수도 있다. 1, the
본 발명에서는 레버부(130)의 구성이 종래기술과 비교할 때, 가장 큰 기술적 특징을 갖는다. In the present invention, the configuration of the
레버부(130)는 기본적으로 하우징(100)의 내벽으로부터 지지되어 상기 디스펜서헤드부(110)의 왕복구동에 따라 회동 가능하도록 형성된다. 즉, 디스펜서헤드부(110)가 수평 또는 수직으로 직선 운동하면 디스펜서헤드부(110)와 연결되어 있는 레버부(130)는 하우징(100) 내벽과의 접점을 중심으로 축 회전하여 움직이게 된다. 여기서 하우징(100) 내벽과의 접점은 힌지(hinge)가 해당될 수 있다. The
여기서 상기 레버부(130)는 전체적으로 “ㄴ”자형 막대 구조로서 형성될 수 있다. Here, the
구체적으로, 상기 레버부(130)는 소정의 길이를 갖는 강성부재로서 막대와 같은 형상을 가질 수 있다. 그리고 레버부(130)는 일단부가 상기 디스펜서헤드부(110)와 직교연결되고 반대측단부는 상기 하우징 (100) 내벽과 제1힌지(h1)를 매개로 연결되는 제1로드(L1) 및 상기 제1로드(L1)와 직교하는 제2로드(L2)를 포함하여 형성될 수 있다. Specifically, the
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레버부(130)의 단부는 디스펜서헤드부(110)와 연결되되, 레버부(130) 전체의 축방향과 디스펜서헤드부(110)의 축방향이 대략 직교하도록 연결될 수 있다. 1, an end portion of the
본 실시예에서의 레버부(130)는 제1로드(L1)와 제2로드(L2)로 구성될 수 있는데, 제1로드(L1)와 제2로드(L2)는 서로 분리된 구성으로서 물리적으로 단단하게 체결될 수도 있고, 이와 달리 제1로드(L1)와 제2로드(L2)는 동일한 재료로 형성된 강성부재로서 일체로 형성될 수도 있다. 즉, 하나의 긴 막대부재가 소정의 위치에서 절곡되어 대략 “ㄴ”자형 레버로서 성형될 수 있다. The
더욱 구체적인 일 례로서 레버부(130)의 일단부에는 관통공(131)이 형성되고 이곳에 디스펜서헤드부(110)가 삽입되어 구동할 수 있다. 이때, 레버부(130)의 관통공(131)과 디스펜서헤드부(110)의 사이에는 유격이 존재하여 디스펜서헤드부(110)의 왕복구동 과정에서 디스펜서헤드부(110)의 축과 레버부(130)의 축이 직교상태에서 일시적으로 어긋날 수 있도록 형성되며, 동시에 레버부(130)는 힌지(h1)를 중심으로 회동할 수 있게 된다. As a more specific example, a through
한편, 상기한 실시예와 달리, 본 발명의 상기 레버부(130)는 전체적으로 “ㄷ”자형 막대 구조로서 형성될 수 있다. Meanwhile, unlike the above-described embodiment, the
여기서 상기 레버부(130)는 소정의 길이를 갖는 강성부재로서 막대와 같은 형상을 가질 수 있다. 그리고 레버부(130)는 일단부가 상기 디스펜서헤드부(110)와 직교연결되고 반대측단부는 상기 하우징(100) 내벽으로부터 제1힌지(h1)를 매개로 연결되는 제1로드(L1), 상기 제1로드(L2)와 직교하는 제2로드(L2) 및 상기 제2로드(L2)와 직교하고 상기 제1로드(L1)와 평행하게 연장 형성되는 제3로드(L3)를 포함할 수 있다.The
도 4를 참조하면, 레버부(130)는 제1로드(L1)와 제2로드(L2) 및 제3로드(L3)로 구성될 수 있는데, 제1로드(L1), 제2로드(L2) 및 제3로드(L3)는 서로 분리된 구성으로서 물리적으로 단단하게 체결될 수도 있고, 이와 달리 제1로드(L1), 제2로드(L2) 및 제3로드(L3)는 동일한 재료로 형성된 강성부재로서 일체로 형성될 수도 있다. 즉, 하나의 긴 막대부재가 소정의 위치에서 2회 절곡되어 대략 “ㄷ”자형 레버로서 성형될 수 있다. 4, the
본 발명의 압전 엑츄에이터(140)는 소정의 길이를 갖는 압전체이다. 일 실시예에 따르면 일단부는 상기 레버부(130)와 연결되고, 타단부는 상기 레버부(130)가 지지되는 하우징(100)의 내벽과 대향하는 반대측 내벽으로부터 지지되도록 형성될 수 있다. 본 실시예에서 중요한 것은 레버부(130)가 지지되는 하우징(100)의 내벽과 압전 엑츄에이터(140)가 지지되는 하우징의 내벽이 상호 반대방향에서 대향한다는 것이다. The
압전 엑츄에이터(140)에 대해 보다 상세하게 설명하면, 막대형 압전체로서 길이방향으로 변위 증감이 가능하다. 압전 엑츄에이터의 장점은 전기적인 잡음이 적고, 정밀제어가 가능하다는 것이다. 일 실시예에 따르면 본 발명의 압전 엑츄에이터(140)는 미소 두께를 가진 압전소자(a Piezoelectric Element)가 다수 적층되어 길이방향으로 긴 막대형 압전체를 형성하는 것일 수 있는데, 적층형 압전엑츄에이터의 경우 적은 구동에너지로 큰 변위량을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 여기서의 압전소자는 외부에 마련되는 제어부(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 이를 통해 제어되어 길이방향으로 변위를 가변할 수 있다. 그리고, 도1에 도시된 바와 같이 압전 엑츄에이터(140)는 레버부(130)의 제1로드(L1)와 길이방향으로 평행하도록 형성될 수 있다. The
나아가, 압전 엑츄에이터(140)의 일단부에는 제2힌지(h2)가 형성되어 상기 하우징(100) 내벽과 연결될 수 있으며, 상기 압전 엑츄에이터(140)의 타단부에는 제3힌지(h3)가 형성되어 상기 레버부(130)와 연결될 수 있다. 즉, 상기 레버부(130)가 제1힌지(h1)를 중심으로 회동가능한 것처럼 압전 엑츄에이터(140) 또한 제2힌지(h2) 및/또는 제3힌지(h3)를 중심으로 회동가능하도록 형성될 수 있다.A second hinge h2 may be formed at one end of the
이로 인해, 디스펜서헤드부(110)가 왕복구동할 때 레버부(130)가 회동함과 동시에 압전 엑츄에이터(140)도 미세하게 회동함과 동시에 압전 엑츄에이터(140)의 변위가 증감할 수 있게 된다. 보다 구체적으로 압전 엑츄에이터(140)의 일 측면은 레버부(130)에 의해 지지되고 압전 엑츄에이터(140)의 타 측면은 하우징(100) 내벽으로부터 지지되어 있으므로 레버부(130)가 도 1을 기준으로 시계방향으로 회동하면, 압전 엑츄에이터(140)의 일 측면이 가압되어 압전 엑츄에이터(140)의 압전소자가 가압된다. 이와 반대로 레버부(130)가 도 1을 기준으로 반시계방향으로 회동하면, 압전 엑츄에이터(140)에 가해졌던 압력이 해제된다. 이와 같은 방식에 따라 압전 엑츄에이터(140)의 변위는 증감하게 된다. Therefore, when the
한편, 도 5를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 젯 디스펜서는 하우징(100) 내벽으로부터 소정의 높이로 형성된 돌출부(150)를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에서 압전 엑츄에이터(140)는 레버부(130)의 타단부가 상기 돌출부(150)에 연결된다. 전술했던 실시예와 동일한 원리를 가지도록 압전 엑츄에이터(140)를 구성하되 압전 엑츄에이터(140) 자체의 길이를 줄일 수 있게 됨으로써 디스펜서의 경량화 및 디스펜서 제작 공정에 있어서 재료비의 감소를 꾀할 수도 있다. 5, the jet dispenser according to an exemplary embodiment of the present invention may further include a
다음으로 도 6 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 젯 디스펜서의 변위확대 원리에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 도면 설명에 앞서, 종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용해 설명하기로 한다.Next, the principle of increasing the displacement of the jet dispenser according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 6 to FIG. Prior to the description of the drawings, the same constituent elements as in the prior art will be described using the same reference numerals.
젯 디스펜서는 몇 가지 중요한 요소를 갖추어야 한다. 제어간편성, 내구성, 확장성, 공정호환성 등을 고려해보면 힌지-레버방식의 변위확대가 유리하다. 힌지-레버방식의 변위확대를 실현하기 위한 방법도 다양한 방법이 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 힌지-레버 방식의 변위 확대를 이용한 젯 디스펜서의 장점을 소개하기 위하여 하기 세 가지 실시예에 따른 힌지-레버방식의 변위확대를 분석 및 비교하였다. 각 변위확대 방식은 변위, 힘, 형상 및 크기 등의 측면에서 비교될 수 있다.The jet dispenser must have several important elements. Considering control simplicity, durability, expandability, process compatibility, etc., it is advantageous to expand the hinge-lever displacement. There are various methods for realizing displacement expansion of the hinge-lever system. In order to illustrate the merits of the jet dispenser using displacement expansion of the hinge-lever type according to an embodiment of the present invention, displacement expansion of the hinge-lever type according to the following three embodiments is analyzed and compared. The angular expansion method can be compared in terms of displacement, force, shape and size.
도 6은 첫번째 비교실시예(Case 1)로서 통상적인 시소(seesaw)형 지렛대를 이용한 젯 디스펜서를 나타내는 도면이다. 도 7은 도 6의 지렛대 원리를 나타내는 도면이다. 구체적으로 도 7(a)는 도 6의 자유물체도(FBD)를 나타내고, 도 7(b)는 도 6의 입력변위에 대한 출력변위를 타나낸다. 6 is a view showing a jet dispenser using a conventional seesaw lever as the first comparative example (Case 1). Fig. 7 is a view showing the principle of leverage shown in Fig. 6; Specifically, Fig. 7 (a) shows the free object diagram FBD in Fig. 6, and Fig. 7 (b) shows the output displacement with respect to the input displacement in Fig.
도 6을 참조하면, 첫 번째 비교실시예(Case 1)의 젯 디스펜서는 본 발명의 실시예와 마찬가지로 하우징(100), 디스펜서헤드(110), 레버부(130), 압전 엑츄에이터(140)로 구성되어 있다. 다만, 본 발명의 실시예와 다르게 레버부(130)는 단순히 일직선으로 형성된 막대형 부재이고, 하우징(100) 내벽과 압전 엑츄에이터(140)의 연결구조에 있어서 도 5에 도시된 바와 같이 힘점(A), 받침점(B), 작용점(C)이 순서대로 형성되도록 구성되어 있다. 6, the jet dispenser of the first comparative example (Case 1) includes a
첫 번째 비교실시예(Case 1)의 젯 디스펜서는 가장 흔히 사용되는 시소형 지렛대 원리를 이용한 것이다. 도 7(a)을 참조하면, 힌지점(h1)을 중심으로 토크평형을 고려한 출력 힘은 다음 [수식 1]과 같다.The jet dispenser of the first comparative embodiment (Case 1) uses the most commonly used seesaw lever principle. Referring to Fig. 7 (a), the output force considering the torque balance around the hinge point h1 is expressed by the following [Expression 1].
[수식 1][Equation 1]
입력변위에 대한 출력변위는 도 7(b)에 도시되는 바와 같으며, 이를 통해 압전 엑츄에이터(140)에 의한 입력 변위와 출력변위의 비율은 다음 [수식 2]와 같다.The output displacement with respect to the input displacement is as shown in FIG. 7 (b), and the ratio of the input displacement to the output displacement by the
[수식 2] [Equation 2]
도 8은 두 번째 비교실시예(Case 2)로서 아암(arm)형 지렛대를 이용한 젯 디스펜서를 나타내는 도면이다. 도 9는 도 8의 지렛대 원리를 나타내는 도면이다. 구체적으로 도 9(a)는 도 8의 자유물체도(FBD)를 나타내고, 도 9(b)는 도 8의 입력변위에 대한 출력변위를 나타낸다. 8 is a view showing a jet dispenser using an arm type lever as a second comparative example (Case 2). Fig. 9 is a view showing the principle of leverage shown in Fig. 8. Fig. Specifically, Fig. 9 (a) shows the free object diagram FBD in Fig. 8, and Fig. 9 (b) shows the output displacement with respect to the input displacement in Fig.
도 8을 참조하면, 두번째 비교실시예(Case 2)의 젯 디스펜서는 본 발명의 실시예와 마찬가지로 하우징(100), 디스펜서헤드(110), 레버부(130), 압전 엑츄에이터(140)로 구성되어 있다. 다만, 본 발명의 실시예와 달리 여기서의 레버부(130) 역시 단순히 일직선으로 형성된 막대형 부재이고, 하우징(100) 내벽과 압전 엑츄에이터(140)의 연결구조에 있어서 도 8에 도시된 바와 같이 받침점(B), 힘점(A), 작용점(C)이 순서대로 형성되도록 구성되어 있다. Referring to FIG. 8, the jet dispenser of the second comparative example (Case 2) includes a
두 번째 비교실시예(Case 2)의 젯 디스펜서는 시소형 지렛대를 응용한 것으로서 아암형 지렛대의 원리를 이용한 것이다. 도 9(a)을 참조하면, 힌지점(h1)을 중심으로 토크평형을 고려한 출력 힘은 다음 [수식 3]과 같다.In the second comparative example (Case 2), the jet dispenser is applied to a seesaw lever, and utilizes the principle of an arm lever. Referring to Fig. 9 (a), the output force considering the torque balance around the hinge point h1 is expressed by the following [Expression 3].
[수식 3][Equation 3]
이 [수식 3]과 앞서 설명한 [수식 1]을 비교하면, 동일한 식인 것처럼 도출되지만, 실제로는 (Case 1)에서의 가로방향 총길이가 a+b인데 반하여 (Case 2)에서의 가로방향 총길이는 b이므로, 동일한 크기의 출력힘(Fo)을 내려면 [수식 1]에서 나타나는 입력힘(Fi)의 크기가 [수식 3]에서의 그것보다 더 크게 작용하여야 한다. 따라서, 젯 디스펜서의 액적 토출을 위해 필요한 토크 측면에서는 (case2)가 (case1)의 지렛대보다 더 유리하다고 할 수 있다. Comparing this [Equation 3] and [Equation 1] described above leads to the same equation, but in actuality the total length in the horizontal direction in Case 1 is a + b while in Case 2 the width in the horizontal direction is b The magnitude of the input force Fi shown in Equation 1 should be larger than that in Equation 3 in order to generate an output force Fo of the same magnitude. Therefore, (case 2) is more advantageous than the lever of (case 1) in terms of the torque required for ejecting the droplets of the jet dispenser.
입력변위에 대한 출력변위는 도 9(b)에 도시되는 바와 같으며, 이를 통해 압전 엑츄에이터(140)에 의한 입력 변위와 출력변위의 비율은 다음 [수식 4]와 같다.The output displacement with respect to the input displacement is as shown in FIG. 9 (b), and the ratio of the input displacement and the output displacement by the
[수식 4][Equation 4]
여기서, 이며, 따라서 이므로, 결국 Case B의 변위확대 비율도 로서 도출된다. 이는 (Case 1)에서와 크게 다르지 않다.here, Therefore, Thus, eventually the expansion ratio of Case B As shown in FIG. This is not so different from (Case 1).
도 10은 세 번째 비교실시예(Case 3)로서 본 발명의 일 실시예에 따른 젯 디스펜서를 나타내는 도면이다.Figure 10 is a third comparative example (Case 3) showing a jet dispenser according to one embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 세 번째 비교실시예(Case 2)의 젯디스펜서 장치는 본 발명의 실시예와 마찬가지로 하우징(100), 디스펜서헤드(110), 레버부(130), 압전 엑츄에이터(140)로 구성되어 있다. 여기서는 설명의 편의를 위해 하우징(100) 내벽의 일 측으로부터 돌출 형성된 돌출부(150)가 더 포함된 것으로 본다. 또한, 본 실시예의 레버부(130)는 “ㄴ”자형 레버부인 것으로 가정한다. 본 실시예에서는 도 9에 도시된 바와 같이 힘점(A), 받침점(B), 작용점(C)이 순서대로 형성되되, 일직선 상에 있지 아니하고, 레버부(130)의 형상에 따라 각 점을 가상의 선으로 잇는 경우 삼각형을 이루도록 형성된다.10, the jet dispenser of the third comparative example (Case 2) includes a
즉, 세 번째 비교실시예(Case 3)의 젯 디스펜서는 종래기술과 전혀 다른 형상의 “ㄴ”자형 지렛대의 원리를 이용한다. That is, the jet dispenser of the third comparative example (Case 3) utilizes the principle of the " b "
도 10을 참조하면, 힌지점(h1)을 중심으로 토크평형을 고려한 출력 힘은 다음 [수식 5]와 같다.Referring to FIG. 10, the output force considering the torque balance around the hinge point h1 is expressed by Equation (5).
[수식 5][Equation 5]
이를 통해 압전 엑츄에이터(140)에 의한 입력변위와 출력변위의 비율은 다음 [수식 6]과 같다.The ratio of the input displacement to the output displacement by the
[수식 6] [Equation 6]
전술한 (Case 1)과 (Case 2)와 동일한 형태의 수식이 도출되지만, (Case 3)에서는 힘점(A)과 받침점(B) 사이의 거리(a)의 크기를 크게 함과 동시에 받침점(B)과 작용점(C) 사이의 거리(b)의 크기를 작게 하기에 용이하므로 출력 힘을 충분히 크도록 조절할 수 있다.In Case 3, the distance a between the fist point A and the fulcrum B is increased and the fulcrum B (b) is increased by increasing the distance a between the fulcrum A and the fulcrum B in Case 3, ) And the action point C can be made small, so that the output force can be adjusted to be sufficiently large.
뿐만 아니라, 변위확대 측면에서도 가변성이 (Case 1)과 (Case 2)에서보다 월등히 좋은 장점이 있다. In addition, the variability is much better than Case 1 and Case 2 in terms of displacement expansion.
이로 인해, 구조적인 측면에서 종래의 기술에 따른 디스펜서 장치보다 더욱 콤팩트(Compact)한 젯 디스펜서를 구현할 수 있게 된다. 따라서, 한정된 공간안에 디스펜서 장치를 복수 개 나란히 정렬하게 되고 기 설정된 알고리즘에 따라 복수의 액적 토출 동작을 수행할 수 있어, 반도체 등 제조산업에서 요구하는 신속성을 만족할 수 있게 된다. Therefore, a compact jet dispenser can be realized in terms of structure from a dispenser apparatus according to the related art. Accordingly, a plurality of dispenser devices are aligned in a limited space, and a plurality of droplet discharging operations can be performed according to a predetermined algorithm, thereby satisfying promptness required in the semiconductor manufacturing industry.
이어서, 도 11을 참조하여 본 발명의 힌지 결합방식에 따른 몇 가지 실시예들을 소개한다. Next, some embodiments according to the hinge coupling method of the present invention will be introduced with reference to FIG.
본 발명에서의 힌지(hinge, H1, H2, H3)는 어느 특정한 실시예에 한정되지 않고, 레버부(130)와 압전 엑츄에이터(140)를 안정적으로 지지하면서 회동이 자유롭도록 하는 것이면 족하다. 다만, 이해를 돕기 위해 도 11을 참조로 몇 가지 실시예를 설명하고자 한다.The hinge (H1, H2, H3) in the present invention is not limited to any specific embodiment, but it is sufficient that the hinge (H1, H2, H3) is rotatably supported while stably supporting the
도 11(a)는 하우징(100)에 홈(또는 그루브, 102)이 형성되고, 레버부(130)로부터 돌출된 힌지(H1)가 상기 홈에 삽입되어 지지되는 구조를 나타낸다. 11A shows a structure in which a groove (or groove) 102 is formed in the
도 11(b)는 레버부(130)에 홈(또는 그루브, 132)가 형성되고 하우징(100)에 돌출된 힌지(H1)가 상기 홈에 삽입되어 지지되는 구조를 나타낸다.11 (b) shows a structure in which a groove (or groove) 132 is formed in the
상기한 두 가지 실시례에 따른 힌지 결합방식은 하우징(100) 또는 레버부(130)와 힌지(H1) 일체형 결합방식을 나타낸다.The hinge coupling method according to the above-described two embodiments shows the integrated structure of the
한편, 도 11(c)는 하우징(100)과 레버부(130)의 일 측 상호 대향하는 면에 각각 홈(102, 132)이 형성되고, 하우징(100) 및 레버부(130)와 별개의 구성으로된 힌지(H1)가 상기 홈에 삽입되어 지지하는 방식을 나타낸다.On the other hand, FIG. 11 (c) shows a state in which
본 발명의 힌지 결합방식은 다양한 실시례로서 구현될 수 있으며, 힌지와 레버부, 또는 힌지와 압전 엑츄에이터 간에 지렛대 원리가 적용됨으로써 최적화된 변위확대기구를 제공할 수 있게 된다. The hinge coupling method of the present invention can be implemented in various embodiments, and it is possible to provide an optimized displacement expanding mechanism by applying a lever principle between a hinge and a lever, or between a hinge and a piezoelectric actuator.
마지막으로, 도 12와 도 13을 참조하여 상기한 실시예와 다른 방식의 힌지-레버 방식의 변위 확대 젯 디스펜서에 대해 추가적으로 소개한다.Finally, with reference to FIGS. 12 and 13, a hinge-lever type displacement enlargement jet dispenser in a manner different from the above-described embodiment will be additionally described.
도 12를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 힌지 레버(lever) 방식의 변위 확대를 이용한 젯 디스펜서는 Referring to FIG. 12, a jet dispenser using displacement expansion of a hinge lever type according to another embodiment of the present invention
하우징(100); 상기 하우징(100) 내부에 형성되되, 일측에 마련된 흡입유로로부터 액적(droplet)을 공급받아 타측으로 액적을 토출하는 분사부(101); 길이방향으로 왕복구동되면서 상기 분사부(101) 내의 액적토출구를 가압할 수 있도록 형성된 디스펜서헤드부(110); 상기 하우징(100)의 내벽으로부터 지지되어 상기 디스펜서헤드부(110)의 왕복구동에 따라 회동 가능하도록 형성된 레버부(130); 및 소정의 길이를 갖는 막대형 압전체로서 일단부는 상기 레버부(130)와 연결되고, 타단부는 하우징(100)의 내벽으로부터 지지되는 길이방향으로 변위 증감이 가능한 압전 엑츄에이터(140)를 포함하되, 상기 레버부(130)를 회동가능하도록 지지하는 제1힌지(h1)는 상기 분사부가 설치되는 상기 하우징(100)의 내벽측에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.A housing (100); A spraying
특히, 본 실시예에서는 압전 엑츄에이터(140)가 상기 제1힌지(h1)의 중심으로부터 편심된 위치에서 상기 레버부(130)와 연결되어 변위가 확대되는 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로 압전 엑츄에이터(140)는 상기 제1힌지(h1)가 돌출형성되는 상기 하우징의 내측벽과 나란하게 배치되면서, 레버부(130)의 가장자리와 연결될 수 있는데, 레버부(130)와 연결되는 지점이 상기 제1힌지(h1)가 레버부(130)를 회동지지하는 축의 중심점으로부터 다소 편심된 곳에 위치하게 된다. 힌지(h1)의 중심과 편심된 곳에서 연결됨으로써 레버부(130)의 회전 시에 압전 엑츄에이터(140)에서의 변위는, 압전 엑츄에이터(140)가 단순히 힌지(h1)의 중심을 대향하면서 레버부(130)에 연결되는 경우보다 더 큰 변위량을 얻을 수 있게 된다. Particularly, in this embodiment, the
그리고 도 12를 참조하면, 본 실시예에서의 레버부(130)는 “ㄴ”자의 형상을 갖도록 형성되되, 상기 제1힌지에 의해 회동 가능하게 지지되며, 그 일단부는 상기 디스펜서헤드부(110)에 직교연결되고, 타단부는 상기 압전 엑츄에이터(140)와 평행하게 배치되는 제1탄성수단(120)과 연결되는 구성일 수 있다. 여기서 별도로 마련된 제2탄성수단(121)이 디스펜서헤드부(110)를 지지하여 예압(pre-load)를 인가할 수 있다. 12, the
또 다른 실시예로서는 도 13에 도시된 바와 같이, 레버부(130)의 일단부는 상기 디스펜서헤드부(110)에 직교연결되되, 상기 디스펜서헤드부(110)를 지지하며 복원력을 가하는 제1탄성수단(120)이 상기 디스펜서헤드부(110)로부터 그대로 연장형성되는 구성일 수도 있다. 여기서 제2탄성수단(121)은 레버부(130)를 기준으로 상기 제1탄성수단(120)의 반대편에 배치되어 디스펜서헤드부(110)에 예압(pre-load)을 인가하도록 마련될 수 있다. 13, one end of the
위와 같은 실시예에 따르면 레버부(130) 특유의 형상에 따른 구조적인 장점과 압전 엑츄에이터(140)와 레버부(130)의 연결 메커니즘에 따른 구조적인 장점에 의해 변위 확대 효율은 높되 공간효율성 측면에서 보다 유리한 디스펜서를 제공할 수 있다.According to the above-described embodiment, the displacement magnification efficiency is high due to the structural advantage according to the specific shape of the
본 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 의해 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 따라서, 이상에서 기술한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 발명의 일 실시예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다. The present specification is not intended to limit the present invention by the specific terms given. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Modifications, alterations, and modifications can be made.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
즉, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지되, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.That is, the scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the present invention .
100 : 하우징
110 : 디스펜서헤드부
120 : 제1탄성수단
121 : 제2탄성수단
130 : 레버부
131 : 관통공
140 : 압전 엑츄에이터
150 : 돌출부
200 : 액적저장부
H1 : 제1힌지
H2 : 제2힌지
H3 : 제3힌지
L1 : 제1로드
L2 : 제2로드
L3 : 제3로드
D : 액적
A : 힘점
B : 받침점
C : 작용점100: Housing
110: dispenser head part
120: first elastic means
121: second elastic means
130: lever portion
131: Through hole
140: Piezoelectric actuator
150: protrusion
200: droplet storage unit
H1: First hinge
H2: Second hinge
H3: Third hinge
L1: first load
L2: second load
L3: Third load
D: Drops
A: Stress
B: Fulcrum
C: Point of action
Claims (17)
상기 하우징 내부에 형성되되, 일측에 마련된 흡입유로로부터 액적을 공급받아 타측으로 액적을 토출하는 분사부;
길이방향으로 왕복구동되면서 상기 분사부 내의 액적토출구를 가압할 수 있도록 형성된 디스펜서헤드부;
일단부가 상기 디스펜서헤드부와 직교연결되고 반대측단부는 상기 하우징 내벽과 제1힌지를 매개로 연결되며, 디스펜서헤드부의 왕복구동에 따라 회동 가능하도록 형성된 전체적으로 “ㄴ”자 또는 “ㄷ”자 형상의 레버부;
소정의 길이를 갖는 막대형 압전체로서, 일단부는 상기 레버부와 제3힌지를 매개로 연결되고, 타단부는 상기 레버부가 지지되는 하우징 내벽의 반대측 내벽 또는 하우징 내벽으로부터 소정의 높이로 형성된 돌출부와 제2힌지를 매개로 연결되어 길이방향으로 변위 증감이 가능한 압전 엑츄에이터;를 포함하는 힌지 레버 방식의 변위 확대를 이용한 젯 디스펜서.housing;
A spraying part formed inside the housing and receiving a droplet from a suction path provided at one side and discharging droplets to the other side;
A dispenser head portion that is reciprocally driven in the longitudinal direction to pressurize the liquid discharge port in the jet portion;
Quot; C " or " C " -shaped lever formed so as to be rotatable in accordance with the reciprocating drive of the dispenser head portion, the one end of which is orthogonally connected to the dispenser head portion and the other end thereof is connected to the inner wall of the housing via the first hinge, part;
The other end of the rod portion is connected to a protruding portion formed at a predetermined height from the inner wall of the opposite side of the inner wall of the housing or the inner wall of the housing to which the lever portion is supported, And a piezoelectric actuator connected to the hinge lever via two hinges and capable of increasing and decreasing the displacement in the longitudinal direction.
상기 레버부는,
소정의 길이를 갖는 막대형 부재로서 일단부가 상기 디스펜서헤드부와 직교연결되고 반대측단부는 상기 하우징 내벽으로부터 제1힌지를 매개로 연결되는 제1로드; 및
상기 제1로드와 직교하는 제2로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 힌지 레버 방식의 변위 확대를 이용한 젯 디스펜서.The method according to claim 1,
The lever portion
A first rod having a predetermined length and having one end orthogonally connected to the dispenser head portion and an opposite end connected to the inner wall of the housing through a first hinge; And
And a second rod orthogonal to the first rod. ≪ Desc / Clms Page number 20 >
상기 제1로드와 제2로드는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 힌지 레버 방식의 변위 확대를 이용한 젯 디스펜서.The method of claim 3,
Wherein the first rod and the second rod are formed integrally with each other.
상기 레버부는,
소정의 길이를 갖는 막대형 부재로서 일단부가 상기 디스펜서헤드부와 직교연결되고 반대측단부는 상기 하우징 내벽으로부터 제1힌지를 매개로 연결되는 제1로드;
상기 제1로드와 직교하는 제2로드; 및
상기 제2로드와 직교하고 상기 제1로드와 평행하게 연장 형성되는 제3로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 힌지 레버 방식의 변위 확대를 이용한 젯 디스펜서.The method according to claim 1,
The lever portion
A first rod having a predetermined length and having one end orthogonally connected to the dispenser head portion and an opposite end connected to the inner wall of the housing through a first hinge;
A second rod orthogonal to the first rod; And
And a third rod orthogonal to the second rod and extending in parallel with the first rod. ≪ Desc / Clms Page number 19 >
상기 제1로드, 제2로드 및 제3로드는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 힌지 레버 방식의 변위 확대를 이용한 젯 디스펜서.The method according to claim 6,
Wherein the first rod, the second rod, and the third rod are integrally formed.
상기 디스펜서헤드부는 복원력을 가하는 제1탄성수단에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 힌지 레버 방식의 변위 확대를 이용한 젯 디스펜서.The method according to claim 1,
Wherein the dispenser head unit is supported by a first elastic means for applying a restoring force.
상기 레버부를 기준으로 상기 제1탄성수단의 반대편에 배치되어 상기 디스펜서헤드부에 예압(pre-load)을 인가하는 제2탄성수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 힌지 레버 방식의 변위 확대를 이용한 젯 디스펜서.11. The method of claim 10,
And a second elastic means disposed on the opposite side of the first elastic means with respect to the lever portion to apply a pre-load to the dispenser head portion. The hinge lever- dispenser.
상기 하우징 내부에 형성되되, 일측에 마련된 흡입유로로부터 액적(droplet)을 공급받아 타측으로 액적을 토출하는 분사부;
길이방향으로 왕복구동되면서 상기 분사부 내의 액적토출구를 가압할 수 있도록 형성된 디스펜서헤드부;
상기 하우징의 내벽으로부터 지지되어 상기 디스펜서헤드부의 왕복구동에 따라 회동 가능하도록 형성된 레버부; 및
소정의 길이를 갖는 막대형 압전체로서 일단부는 상기 레버부와 연결되고, 타단부는 하우징의 내벽으로부터 지지되는 길이방향으로 변위 증감이 가능한 압전 엑츄에이터를 포함하되,
상기 레버부를 회동가능하도록 지지하는 제1힌지는 상기 분사부가 설치되는 상기 하우징의 내벽측에 형성되되,
상기 레버부는 “ㄴ”자의 형상을 갖도록 형성되되, 상기 제1힌지에 의해 회동 가능하게 지지되며, 그 일단은 상기 압전 엑츄에이터와 평행하도록 배치되는 제1탄성수단과 연결되고, 타단은 상기 디스펜서헤드부에 직교연결되는 것을 특징으로 하는 힌지 레버 방식의 변위 확대를 이용한 젯 디스펜서.housing;
A spraying part formed inside the housing and receiving a droplet from a suction path provided at one side and discharging droplets to the other side;
A dispenser head portion that is reciprocally driven in the longitudinal direction to pressurize the liquid discharge port in the jet portion;
A lever portion supported by the inner wall of the housing and configured to be rotatable according to the reciprocating drive of the dispenser head; And
A rod-like piezoelectric body having a predetermined length, the piezoelectric actuator including one end connected to the lever portion and the other end supported by the inner wall of the housing,
The first hinge supporting the lever portion so as to be rotatable is formed on the inner wall side of the housing on which the jetting section is provided,
The lever portion is formed to have a shape of "C", is rotatably supported by the first hinge, and has one end connected to the first elastic means disposed in parallel with the piezoelectric actuator, and the other end connected to the dispenser head Wherein the hinge lever is displaceable in the first direction.
상기 압전 엑츄에이터는 상기 제1힌지가 돌출형성되는 상기 하우징의 내측벽과 나란하게 배치되며, 상기 제1힌지의 중심으로부터 편심된 위치에서 상기 레버부와 연결되는 것을 특징으로 하는 힌지 레버 방식의 변위 확대를 이용한 젯 디스펜서.13. The method of claim 12,
Wherein the piezoelectric actuator is disposed in parallel with an inner wall of the housing in which the first hinge protrudes and connected to the lever portion at a position eccentric from the center of the first hinge. Jet dispenser.
예압(pre-load)을 인가하기 위하여 상기 디스펜서헤드부를 지지하도록 마련된 제2탄성수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 힌지 레버 방식의 변위 확대를 이용한 젯 디스펜서.13. The method of claim 12,
Further comprising a second resilient means adapted to support the dispenser head to apply a pre-load to the dispenser head.
상기 레버부는 단부가 상기 디스펜서헤드부와 직교연결되며,
상기 디스펜서헤드부는 복원력을 가하는 제1탄성수단에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 힌지 레버 방식의 변위 확대를 이용한 젯 디스펜서.13. The method of claim 12,
Wherein the lever portion has an end connected to the dispenser head portion at right angles,
Wherein the dispenser head unit is supported by a first elastic means for applying a restoring force.
상기 레버부를 기준으로 상기 제1탄성수단의 반대편에 배치되어 상기 디스펜서헤드부에 예압(pre-load)을 인가하는 제2탄성수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 힌지 레버 방식의 변위 확대를 이용한 젯 디스펜서.
17. The method of claim 16,
And a second elastic means disposed on the opposite side of the first elastic means with respect to the lever portion to apply a pre-load to the dispenser head portion. The hinge lever- dispenser.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |