KR20140134314A - 액체 정량 토출 장치, 그 도포 장치 및 액체 정량 토출 방법 - Google Patents

Abstract

제1 계량공 및 제2 계량공(11, 11)을 가지는 접액 부재(2)와, 제1 계량공(11) 내를 밀접하게 슬라이딩 이동하는 제1 피스톤(3) 및 제2 계량공(11) 내를 밀접하게 슬라이딩 이동하는 제2 피스톤(3)과, 저류 용기(17)와 연통되는 공급 유로(5)와, 노즐(18)과 연통되는 배출 유로(6)와, 접액 부재(2) 내의 공간에 설치되고, 제1 위치 및 제2 위치를 가지는 전환 밸브(4)와, 전환 밸브(4)를 동작시키는 밸브 구동 기구(8)와, 제1 피스톤 및 제2 피스톤(3, 3)과 연결되는 암(19)을 동작시키는 피스톤 구동 기구(9)를 구비하고, 제1 계량공 및 제2 계량공(11, 11)을, 전환 밸브(4)를 협지하여 대향 배치하고, 공급 유로(5) 및 배출 유로(6)를 전환 밸브(4)에 인접 배치한 액체 정량 토출 장치(1), 그 도포 장치(42) 및 액체 정량 토출 방법.

Description

액체 정량 토출 장치, 그 도포 장치 및 액체 정량 토출 방법{LIQUID DISPENSING APPARATUS, COATING APPARATUS FOR SAME, AND LIQUID DISPENSING METHOD}

피스톤의 구동에 의해 계량공 내에 액체를 흡인하고, 피스톤의 구동에 의해 계량공 내에 흡인한 액체를 토출(吐出)하는 액체 정량 토출 장치, 그 도포 장치 및 액체 정량 토출 방법에 관한 것이다.

정량의 액체를 토출하는 장치로서, 피스톤의 구동에 의해 계량공(실린더) 내에 액체를 흡인하고, 피스톤의 구동에 의해 계량공 내에 흡인한 액체를 토출하는 장치가 알려져 있다. 그 중에서, 피스톤이나 계량공을 복수 구비하는 장치가 지금까지 여러 가지 제안되어 있다. 복수의 피스톤이나 계량공을 구비하는 것에서는, 액체의 흡인과 토출을 번갈아 행하여 흡인과 토출에 걸리는 시간의 낭비를 감소시키는 연구가 행해지고 있다. 이들 복수의 피스톤이나 계량공을 구비하는 장치 중, 복수의 계량공이나 액체 공급구, 액체 배출구가 접속되는 유로(流路)를 1개의 다방향 밸브로 전환하는 장치가 있다. 이들 장치를 피스톤의 형식에 따라 개략적으로 나누면, 특허 문헌 1과 같이 피스톤의 한쪽에서 액체의 흡인·토출을 행하지만, 특허 문헌 2와 같이 피스톤의 양쪽에서 액체의 흡인·토출을 행하는 것이 있다.

특허 문헌 1에 개시되어 있는 방법은 다음과 같은 것이다. 고점도 도료를 압송(壓送)하는 도료 압송 관로(管路)에 도료 실린더를 설치하는 동시에, 이 도료 실린더와 피스톤 로드 헤드끼리를 연결한 유압 실린더를 설치한다. 그리고, 도료 압송 펌프로부터 압송되는 고점도 도료를 도료 실린더 내에 송급(送給)하여 저류하고, 이어서, 유압 실린더에 작동유를 주입하여 그 피스톤 로드를 신장시킴으로써 도료 실린더의 피스톤 로드를 수축시켜, 도료 실린더 내에 저류된 고점도 도료를 도료 압송 관로를 통해 에어레스 도장기(塗裝機)에 공급한다.

또한, 특허 문헌 2에 개시되어 있는 장치는 다음과 같은 것이다. 직경이 같은 한 쌍의 플런저(plunger) 펌프를 동축에, 또한 그 원통공의 개방단이 대향하도록 배열하고, 양 원통 사이를 조정할 수 있도록 한 상태로 플런저를 일체로 결합시킨다. 그리고, 한쪽의 펌프 출구관에 가압액을 공급하고, 다른 쪽의 펌프 출구관을 외기에 개방하는 것을 교호적(交互的)으로 반복하고, 일체로 결합된 플런저를 플런저에 작용하는 양 원통공 내의 액압차에 의해 양 원통공 내를 왕복 슬라이딩 이동시켜, 외기에 개방되는 출구관으로부터 교호적으로 일정량의 액을 배출시키도록 구성되어 있다. 양 원통 간의 간격에 따라 플런저의 슬라이딩 이동 폭을 조정하고 양 펌프의 출구관으로부터 교호적으로 배출되는 액량을 원하는 값으로 설정할 수 있다.

그런데, 출원인은, 특허 문헌 3에 있어서, 노즐과 연통되는 유로를 가지는 계량부와, 계량부의 유로 내를 왕복 이동하는 플런저를 구비한 토출 장치에 있어서, 그 계량부의 노즐과는 반대측의 단부(端部)에 장착 가능한 기포 혼입 방지 기구로서, 계량부의 유로와 연통되고, 그 내부를 플런저가 왕복 이동하는 제1 구멍과, 제1 구멍의 노즐측의 단부에 설치된 제1 실링 부재와, 제1 구멍의 노즐과는 반대측의 단부에 설치된 제2 실링 부재와, 제1 구멍의 측면과 연통되는 제2 구멍을 포함하여 구성되는 기포 혼입 방지 기구(機構)를 제안했다.

일본 공개특허 제소60―94172호 공보 일본 공개용신안 소48―34007호 공보 일본 공개특허 제2011―67756호 공보

종래의 액체 정량 장치에서는, 계량공(실린더)이나 전환 밸브에 접속하는 배관(유로)의 수가 많기 때문에, 유지보수나 액체의 종류를 바꿀 때 행하는, 분해, 세정, 조립의 작업에 수고를 필요로 하는 문제가 있었다.

또한, 계량공과 전환 밸브가 이격되어 설치되는 구성에 있어서, 이들을 연결하는 배관에도 압력 전달 매체로서 작용하는 액체[비토출(非吐出) 액체]를 채우지 않으면 안되지만, 비토출 액체는 유지보수나 액체의 종류를 바꿀 때 버려지게 되어, 낭비가 생기는 문제가 있었다.

또한, 배관이 길면 입구에서 출구까지의 사이에서의 압력 손실의 증대가 있고, 또한 피스톤의 작용에 대한 응답성이 둔화된다는 문제도 있다.

2개의 피스톤을 구비하는 액체 정량 토출 장치에 있어서는, 복수 피스톤 사이에서의 토출량을 균일하게 하는 것이 어려운 문제가 있었다. 또한, 복수의 피스톤마다 구동 기구를 설치하면, 액체 정량 토출 장치의 용적 및 중량이 증가하여 탁상형의 도포 장치에 탑재하는 것이 곤란하게 된다는 문제도 있다.

그래서, 본 발명은, 상기 문제점을 해결할 수 있는 액체 정량 토출 장치, 그 도포 장치 및 액체 정량 토출 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

제1 발명은, 피스톤을 왕복 동작시킴으로써 계량공 내에 액체를 흡인하고, 계량공 내의 액체를 배출하는 액체 정량 토출 장치로서, 제1 계량공 및 제2 계량공을 가지는 접액(接液) 부재와, 제1 계량공 내를 밀접하게 슬라이딩 이동하는 제1 피스톤 및 제2 계량공 내를 밀접하게 슬라이딩 이동하는 제2 피스톤과, 저류부(貯留部)와 연통되는 공급 유로와, 노즐과 연통되는 배출 유로와, 접액 부재 내의 공간에 설치되고, 제1 계량공과 공급 유로를 연통시키고 제2 계량공과 배출 유로를 연통시키는 제1 위치 및 제1 계량공과 배출 유로를 연통시키고 제2 계량공과 공급 유로를 연통시키는 제2 위치를 가지는 전환 밸브와, 전환 밸브를 동작시키는 밸브 구동 기구와, 제1 피스톤 및 제2 피스톤과 연결되는 암(arm)을 동작시키는 피스톤 구동 기구를 구비하고, 제1 계량공 및 제2 계량공을 전환 밸브를 협지(sandwich)하여 대향 배치하고, 공급 유로 및 배출 유로를 전환 밸브에 인접 배치한 것을 특징으로 하는 액체 정량 토출 장치이다.

제2 발명은, 제1 발명에 있어서, 상기 암이, 상기 제1 피스톤 및 제2 피스톤 사이의 거리를 일정하게 유지하는 것을 특징으로 한다.

제3 발명은, 제1 또는 2의 발명에 있어서, 상기 전환 밸브가 내부 공간에 설치된 접액 부재를, 액체 정량 토출 장치로부터 착탈(着脫) 가능한 것을 특징으로 한다.

제4 발명은, 제1 내지 3 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 접액 부재가, 1개의 부재로 구성되는 것을 특징으로 한다.

제5 발명은, 제1 내지 4 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 전환 밸브가, 내부에 2개의 유로를 가지는 밸브체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

제6 발명은, 제1 내지 5 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 밸브 구동 기구와 상기 피스톤 구동 기구가, 상기 접액부(接液部)의 배면측에서 연직(沿直) 방향으로 인접하여 설치되는 것을 특징으로 한다.

제7 발명은, 제1 내지 6 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 밸브 구동 기구가, 상기 피스톤 구동 기구의 위쪽에 설치되고, 또한 동력을 상기 전환 밸브에 전달하는 동력 전달 부재를 구비한 것을 특징으로 한다.

제8 발명은, 제1 내지 7 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 피스톤 구동 기구가, 상기 밸브 구동 기구의 위쪽에 설치되고, 상기 밸브 구동 기구와 상기 전환 밸브가 직결되는 것을 특징으로 한다.

제9 발명은, 제1 내지 7 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 밸브 구동 기구가, 단부에 오목부 또는 볼록부를 가지는 접속부를 구비하고, 상기 접속부의 오목부 또는 볼록부와 끼워맞추어지는 볼록부 또는 오목부가 상기 전환 밸브의 단부에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

제10 발명은, 제1 내지 9 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 공급 유로를 가지고, 상기 접액 부재에 착탈 가능한 공급용 접속 부재와, 상기 배출 유로를 가지고, 상기 접액 부재에 착탈 가능한 배출용 접속 부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

제11 발명은, 제1 내지 10 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 접액 부재가, 제1 계량공과 연통되고, 그 내부를 피스톤이 왕복 이동하는 제1 구멍과, 상기 제1 구멍의 측면과 연통되는 제2 구멍을 포함하여 구성되는 제1 기포 혼입 방지 기구와, 제2 계량공과 연통되고, 그 내부를 피스톤이 왕복 이동하는 제1 구멍과, 상기 제1 구멍의 측면과 연통되는 제2 구멍을 포함하여 구성되는 제2 기포 혼입 방지 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.

제12 발명은, 제1 내지 11 중 어느 하나의 발명에 관한 액체 정량 토출 장치와, 저류(貯留) 용기에 저류된 액체에 압력을 인가하기 위한 압축 기체(氣體)를 공급하는 압축 기체원(氣體源)과, 상기 액체 정량 토출 장치의 각각의 구동 기구 및 압축 기체원 기체압을 제어하는 토출 제어부와, 도포 대상물을 탑재하는 공작물(work―object table)과, 상기 액체 정량 토출 장치와 공작물 테이블을 상대적으로 이동시키는 XYZ 구동 기구와, XYZ 구동 기구의 동작을 제어하는 구동 제어부를 구비하는 도포 장치이다.

제13 발명은, 제12 발명에 있어서, 탁상형인 것을 특징으로 한다.

제14 발명은, 제1 계량공 및 제2 계량공을 가지는 접액 부재와, 제1 계량공 내를 밀접하게 슬라이딩 이동하는 제1 피스톤 및 제2 계량공 내를 밀접하게 슬라이딩 이동하는 제2 피스톤과, 저류부와 연통되는 공급 유로와, 노즐과 연통되는 배출 유로와, 접액 부재 내의 공간에 설치되고, 제1 계량공과 공급 유로를 연통시키고 제2 계량공과 배출 유로를 연통시키는 제1 위치 및 제1 계량공과 배출 유로를 연통시키고 제2 계량공과 공급 유로를 연통시키는 제2 위치를 가지는 전환 밸브와, 전환 밸브를 동작시키는 밸브 구동 기구와, 제1 피스톤 및 제2 피스톤과 연결되는 암을 동작시키는 피스톤 구동 기구를 구비하고, 제1 계량공 및 제2 계량공을 전환 밸브를 협지하여 대향 배치하고, 공급 유로 및 배출 유로를 전환 밸브에 인접 배치한 액체 정량 토출 장치를 사용하고, 피스톤을 왕복 동작시킴으로써 계량공 내에 액체를 흡인하고, 계량공 내의 액체를 배출하는 액체 정량 토출 방법으로서, 전환 밸브를 제1 위치로 하고, 암을 일방향으로 이동시킴으로써, 제1 계량공에 액체를 흡인하고, 또한 제2 계량공으로부터 액체를 배출하는 제1 단계와, 전환 밸브를 제2 위치로 하고, 암을 제1 단계와 반대 방향으로 이동함으로써, 제1 계량공으로부터 액체를 배출하고, 또한 제2 계량공에 액체를 흡인하는 제2 단계와, 제1 및 제2 단계를 반복함으로써 액체를 연속 정량 토출하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 정량 토출 방법이다.

본 발명에 의하면, 다음의 효과를 얻을 수 있다.

(1) 분해, 세정, 조립의 작업을 행하는 수고를 경감할 수 있다.

(2) 액체의 사용량, 특히 압력 전달 매체 등의 비토출 액체의 사용량을 대폭 저감할 수 있다.

(3) 압력 손실을 작게 하여, 응답성을 양호하게 할 수 있다.

(4) 액체 정량 토출 장치로부터 접액부를 착탈하는 것이 용이하다.

(5) 피스톤의 정밀한 위치 결정이 가능해져, 2개의 피스톤·계량공 사이에서의 토출량의 차이를 거의 없앨 수 있다.

(6) 탁상형의 도포 장치에 탑재할 수 있는, 2개의 피스톤을 구비하는 소형의 액체 정량 토출 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 액체 정량 토출 장치의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 관한 접액부의 주요부 단면(斷面) 정면도이다.
도 3은 본 발명에 관한 액체 정량 토출 장치에 있어서의 구동부의 각각의 구동 기구의 배치(1)를 설명하는 측면도이다.
도 4는 본 발명에 관한 액체 정량 토출 장치에 있어서의 구동부의 각각의 구동 기구의 배치(2)를 설명하는 측면도이다.
도 5는 액체 정량 토출 장치에 있어서의 접액부 착탈 개소(箇所)의 주요부 확대도이다.
도 6은 액체 정량 토출 장치에 있어서의 토출 동작(1)을 설명하는 설명도이다.
도 7은 액체 정량 토출 장치에 있어서의 토출 동작(2)을 설명하는 설명도이다.
도 8은 액체 정량 토출 장치에 있어서의 토출 동작(3)을 설명하는 설명도이다.
도 9는 액체 정량 토출 장치에 있어서의 토출 동작(4)을 설명하는 설명도이다.
도 10은 액체 정량 토출 장치에 있어서의 토출 동작(5)을 설명하는 설명도이다.
도 11은 액체 정량 토출 장치에 있어서의 토출 동작(6)을 설명하는 설명도이다.
도 12는 액체 정량 토출 장치에 있어서의 토출 동작(7)을 설명하는 설명도이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시형태에 관한 접액부의 주요부 단면 정면도이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시형태에 관한 기포 혼입 방지 기구의 설명도이다. 여기서, (a)는 평면 단면도이며, (b)는 (a)의 A-A 단면도(斷面圖)이다.
도 15는 실시예 1에 관한 액체 정량 토출 장치의 개략 사시도이다.
도 16은 실시예 2에 관한 액체 정량 토출 장치의 개략 사시도이다.
도 17은 실시예 3에 관한 도포 장치의 개략 사시도이다.

이하에, 본 발명을 실시하기 위한 형태예를 설명한다.

[제1 실시형태]

도 1은, 제1 실시형태에 관한 액체 정량 토출 장치의 모식도이다. 본 실시형태에 관한 액체 정량 토출 장치(1)는, 접액부(7)와, 밸브 구동 기구(8) 및 피스톤 구동 기구(9)로 이루어지는 구동부(10)로 주로 구성되어 있다.

또한, 도 2는, 제1 실시형태에 관한 접액부의 주요부 단면 정면도이다.

[접액부(7)]

접액 부재(2)는, 두꺼운 원통형 부재이며, 내부에 2개의 원기둥형의 공간인 계량공(11)이 형성되는 동시에, 밸브체(14)를 설치하기 위한 공간이 설치되어 있다. 또한, 접액 부재(2)에는 저류 용기(17)를 접속하기 위한 접속 부재(26)[공급 유로(5)], 노즐(18)을 접속하기 위한 접속 부재(27)[배출 유로(6)]가 밸브체(14)를 협지하여 상하 대향 위치에 설치되어 있다. 이 접속 부재(26, 27)를 교환함으로써, 저류 용기(17)나 노즐(18)의 종류가 변하여, 접속 개소의 형상이 변경되는 경우에도 용이하게 대응할 수 있다. 여기서, 접속 부재(26, 27)는 밸브체(14)에 인접 배치하면 되고, 반드시 밸브체(14)를 협지하여 상하 대향 위치에 배치할 필요는 없다.

본 실시형태에서는, 1개의 피스톤 구동 기구(9)에 의해 복수(여기서는 2개)의 피스톤(3)을 교호적으로 동작시키기 위해, 2개의 피스톤(3)의 중심축선이 동일 직선 상으로 되도록 한 기기(機器) 배치로 하고 있다. 피스톤(3)이 삽입되는 계량공(11)의 개구단에는, 액체가 누출되는 것을 방지하기 위한 실링 부재(24)가 설치되고, 그 실링 부재(24)가 벗겨지지 않도록 하기 위한 가압 부재(25)가 접액 부재(2)의 양 단부에 설치되어 있다. 가압 부재(25)는 분리해내기 용이하게 구성되어 있어, 실링 부재(24)의 교환을 용이하게 하고 있다.

피스톤(3)은 소경부(小徑部)(12)와 대경부(大徑部)(13)로 이루어지고, 소경부(12)의 일부가 계량공(11) 내에 삽입되고, 대경부(13)가 후술하는 암(19)에 장착할 때의 손잡이 및 스토퍼로 된다. 피스톤(3)이 계량공(11)의 내벽에 밀접하게 슬라이딩 이동하면서 왕복 이동함으로써, 액체를 계량공(11)에 흡입하거나, 계량공(11)으로부터 압출(押出)하거나 한다. 소경부(12)의 대경부(13) 측의 소정 영역에는 나사가 커팅되어 있고, 이 나사부가 암(19) 선단에 형성된 구멍에 나사결합되어 피스톤(3)이 고정된다. 나사가 커팅되어 있는 소정 영역은, 예를 들면, 암(19)의 부재의 두께와 같은 정도로부터 2배 정도까지의 범위로 하면 된다.

전환 밸브(4)는, 계량공(11)과 공급 유로(5) 및 배출 유로(6)와의 연통을 전환한다. 전환 밸브(4)는, 2개의 내부 유로(15)를 가지는 밸브체(14)를 구비한다. 밸브체(14)가 제1 위치 및 제2 위치를 취함으로써, 계량공(11)과 공급 유로(5)나 배출 유로(6)를 연통시키는 유로를 전환한다. 본 실시형태에서는, 밸브체(14)는 원기둥체형을 이루고, 외주면에 유로(15)와 연통되는 4개의 포트(16)를 가진다. 제1 위치 및 제2 위치의 전환은 밸브체(14)를 회전시켜 행한다. 전환 밸브의 동작의 상세한 것에 대해서는 후술한다.

그리고, 2개의 유로를 전환 가능한 것이면, 상기와 같은 원기둥체형의 회전 밸브가 아니어도 된다. 예를 들면, 평판에 유로로 되는 오목부를 형성하고, 평판을 슬라이딩시키는 슬라이딩 밸브로 함으로써 제1 위치 및 제2 위치를 취하도록 해도 된다.

공급 유로(5)는, 직선형의 유로이며, 한쪽의 개구가 액체 재료(58)를 저류하는 저류 용기(17)와 직접 또는 간접으로 접속되고, 다른 한쪽의 개구가 전환 밸브(4)[밸브체(14)]에 접속된다. 배출 유로(6)는, 직선형의 유로이며, 한쪽의 개구가 전환 밸브(4)[밸브체(14)]에 접속되고, 다른 한쪽의 개구가 액체 재료(58)를 방출하는 노즐(18)에 접속된다. 본 실시형태에서는, 전환 밸브(4)를 중심으로 하여, 공급 유로(5) 및 배출 유로(6)를 접액 부재(2)와 직각을 이루는 위치에 배치하였다. 바꾸어 말하면, 밸브체(14)가 배치되는 공간을 중심으로 유로가 십자형으로 되도록 한 기기 배치로 하였다. 이에 맞추어 2개의 계량공(11)이 교호적으로 공급 유로(5)와 배출 유로(6)에 연통하도록 밸브체(14) 내부의 유로를 형성하였다.

이상에서 설명한 본 실시형태의 접액부(7)는, 전환 밸브(4)를 협지하여 2개의 접액 부재(2)를 피스톤 삽입측이 서로 외측을 향하도록 동일 직선 상에 배치하는 동시에, 전환 밸브(4)를 협지하여 상하의 접속 부재(26, 27)를 배치하고 있다. 이와 같이, 전환 밸브(4)를 중심으로 하여 각 부재를 집약하여 배치하고 있으므로, 유로를 직선적으로 짧게 할 수 있고, 또한 액체의 사용량(특히 압력 전달 매체 등의 토출되는 액체 이외의 액체의 사용량)을 대폭 저감할 수 있고, 또한 압력 손실을 작게 하여, 응답성을 양호하게 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 접액 부재(2)를 1개의 부재에 의해 형성하고 있으므로, 분해나 세정 등의 작업을 행하는 수고를 경감할 수 있는, 조립 시의 접속의 실수를 감소시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

[구동부(10)]

가동(可動) 부재를 동작시키는 구동부(10)는, 밸브 구동 기구(8)와 피스톤 구동 기구(9)를 구비한다.

밸브 구동 기구(8)는, 전환 밸브(4)의 밸브체(14)를 동작시키기 위한 것이다. 본 실시형태에서는, 밸브 구동 기구(8)에 로터리 액추에이터를 사용하고, 로터리 액추에이터의 동력을 전환 밸브(4)에 전달하고 있다. 밸브 구동 기구(8)는 전동식(電動式), 에어식 등 다양한 방식의 것을 사용할 수 있다. 전환 밸브(4)가 회전식이 아닌 경우(예를 들면, 슬라이딩식의 경우), 그 방식에 맞추어 적절한 밸브 구동 기구(8)를 채용한다.

피스톤 구동 기구(9)는, 피스톤(3)을 지지하는 암(19)을 가지고, 암(19)을 왕복 이동시킴으로써 피스톤(3)을 동작시킨다. 본 실시형태에서는, 정밀한 제어가 가능하도록 전동 모터와 볼나사를 조합한 구성을 사용하고 있다. 전동 모터에는, 예를 들면, 서보 모터나 펄스 모터 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들의 조합 대신에 리니어 모터를 사용해도 된다. 어느 모터라도, 인코더를 구비하고, 위치의 제어를 양호한 정밀도로 행하는 것으로 하는 것이 바람직하다.

피스톤(3)을 지지하는 암(19)은 U자 형상을 하고 있고, 양단으로 돌출한 암 돌출부(20)의 선단에 피스톤(3)이 고정설치되어 있다. 각 피스톤(3)은, 이들 소경부(12)가 서로 마주하도록 소경부(12)가 암 돌출부(20)에 나사결합 고정된다. 암(19)의 암 돌출부(20)를 연결하는 판형의 연결부는, 피스톤 구동 기구(9)의 슬라이더(21)에 연결되어, 이동 가능하게 되어 있다. 여기서, 암(19)은 1개의 하드한 부재로 되어 있고, 왕복 동작 시에도 형상은 불변하므로, 2개의 피스톤 간 거리[즉 한쪽의 소경부(12)의 선단으로부터 다른 쪽의 소경부(12)의 선단까지의 거리]를 일정하게 유지할 수 있다. 여기서, 「1개의 계량공(11)의 길이」와「밸브체(14)의 폭」을 다 더한 거리를 상한 거리로 하고, 「전환 밸브(4)의 폭」을 하한 거리로 했을 때, 암(19)에 고정된 피스톤 간의 거리가, 상한 거리를 상회하지 않고, 또한 하한 거리를 하회하지 않도록 한다. 상한 거리를 상회하면 암(19)을 왕복 동작했을 때 피스톤(3)이 계량공(11)으로부터 벗어나 버리고, 하한 거리를 하회하면 동작 자체를 행할 수 없게 되어 버리기 때문이다.

[그 외의 요소(要素)]

토출 장치(1)는, 전술한 2개의 구동 기구(8, 9)의 동작을 제어하는 동시에, 저류 용기(17)에 저장된 액체 재료(58)에 인가되는 기체압의 제어도 행하는 토출 제어부(23)를 구비한다. 토출 제어부(23)는, 토출 장치(1)와는 별체로 설치된다. 이와 같이, 제어 주체를 1개소에 모음으로써, 각종 파라미터의 설정값의 관리가 편해진다. 또한, 토출 장치(1)에는, 저류 용기(17)에 저장된 액체 재료(58)에 압력을 인가하기 위한 압축 기체를 공급하는 압축 기체원(22)이 접속된다. 이 압축 기체가 계량공(11) 내에 액체 재료(58)를 흡인할 때의 보조로 된다. 압축 기체원(22)은, 토출 제어부(23)를 통하여 저류 용기(17)와 연통된다.

[구동부의 배치 관계]

구동부(10)를 구성하는 2개의 구동 기구(8, 9)의 배치 관계에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

정면으로부터 접액부(7)를 착탈하는 것을 용이하게 하기 위해서는, 접액부(7)의 배면측에 2개의 구동 기구(8, 9)를 인접하여 설치하는 쪽이 바람직하다. 그러나, 접액부(7)에서는, 피스톤 중심축선(56)과 밸브체 중심축선(57)이 동일 평면 상에 있고, 또한 직교하고 있으므로, 이들을 동작시키는 2개의 구동 기구(8, 9)를 단순하게 옆으로 나란히하여 설치하는 것은 어렵다. 그래서, 1개의 구동 기구를 접액부(7)의 각각의 축선(56, 57)과 동일 수평면 상에, 다른 하나의 구동 기구를 그와 중첩되도록 입체적으로 배치함으로써, 2개의 구동 기구(8, 9)를 연직 방향으로 대략 인접하여 배치하는 것을 가능하게 하였다. 2개의 구동 기구(8, 9)의 위치 관계는, 예를 들면, 다음의 2가지를 생각할 수 있다.

(A) 밸브 구동 기구를 위에, 피스톤 구동 기구를 아래에 배치한 구성예

도 3은, 토출 장치(1)에 있어서, 밸브 구동 기구(8)를 위에, 피스톤 구동 기구(9)를 아래에 배치한 구성예를 나타낸다. 동 도면은 장치측 면으로부터 본 도면이며, 일부 투시도로 되어 있다. 동 도면의 좌측이 정면측으로 되고, 우측이 배면측으로 된다.

이 구성예의 경우, 피스톤 구동 기구(9)가 접액부(7)의 각각의 축선(56, 57)과 동일 수평면 상에 있고, 밸브 구동 기구(8)가 그 위쪽에 있다. 밸브 구동 기구(8)가 위쪽에 있으므로, 밸브 구동 기구(8)와 접액부(7)와의 연결을 위해 동력 전달 부재(28)를 설치하고, 동력 전달 부재(28)를 통하여 밸브 구동 기구(8)의 동력을 전환 밸브(4)의 밸브체(14)에 전달한다. 피스톤 구동 기구(9)와 접액부(7)와의 연결은 암(19)이 행하고, 암(19)을 동작시킴으로써 피스톤(3)을 동작시킨다.

접액부(7)는 고정 블록(41)에 고정구(29)에 의해 고정되고, 고정 블록(41)은 U자형 부재(30)에 설치된다. 고정구(29)는, 로드부와 로드부와 비교하여 대경인 고정부로 구성된다. 본 실시형태에서는, 고정구(29)에 손잡이 부착 나사를 사용하고, 손으로 간단하게 긴완(緊緩) 가능하도록 하고 있다. 여기서, 고정부에, 헤드부를 가지는 나사로 보여지는 것과 같은 「마이너스」나 「플러스」의 홈, 「육각공」을 형성하고, 드라이버나 렌치 등의 공구를 사용하여 긴완 가능하도록 해도 된다. 이로써, 손으로 조이는 것보다 강하여, 확실하게 고정할 수 있게 된다.

피스톤 구동 기구(9)와 U자형 부재(30)와의 사이는, 암(19)이 동작할 수 있도록 간극을 두고 있다. 이 U자형 부재(30) 상에 밸브 구동 기구(8)가 설치된다. 도 3의 배치에서는, 일반적으로 피스톤 구동 기구(9) 쪽이 크고(길고), 무겁기 때문에, 피스톤 구동 기구(9)를 아래에 배치하는 구성은 중량 밸런스가 양호하고, 피스톤 구동 기구(9)의 동작 축과 피스톤의 중심축선(56)이 동일 평면 상에 있으므로, 피스톤(3)의 위치 결정 정밀도가 양호한 등의 장점이 있다.

(B) 밸브 구동 기구를 아래에, 피스톤 구동 기구를 위에 배치한 구성예

도 4는, 토출 장치(1)에 있어서, 밸브 구동 기구(8)를 아래에, 피스톤 구동 기구(9)를 위에 배치한 구성예를 나타낸다. 동 도면은 장치측 면으로부터 본 도면이다. 동 도면의 좌측이 정면측으로 되고, 우측이 배면측으로 된다.

이 구성예의 경우, 밸브 구동 기구(8)가 접액부(7)의 각각의 축선(56, 57)과 동일 수평면 상에 있고, 피스톤 구동 기구(9)가 그 위쪽에 있다. 피스톤 구동 기구(9)와 접액부(7)와의 연결은 암(19)에 의해 행한다. 피스톤 구동 기구(9)가 위쪽에 있으므로, 피스톤 구동 기구(9)로부터 연장되는 암은 도중에 아래쪽으로 굴곡되어, 암 돌출부(20)가 아래쪽으로 경사지게 연장되도록 구성된다. 밸브 구동 기구(8)와 접액부(7)는 직접 연결되고, 도 3의 경우와 상이하고, 사이에 동력 전달 부재(28)는 개재(介在)되지 않는다.

접액부(7)는 U자형 부재(30)에 고정구(29)에 의해 고정된다. 접액부(7)와 U자형 부재(30)를 블록형 부재(테이블)를 통하여 고정시켜도 된다. 피스톤 구동 기구(9)는 U자형 부재(30) 상에 설치된다.

도 4의 배치에서는, 접액부(7)와 구동부(10)와의 사이에 동력 전달 부재(28)를 개재하지 않으므로, 장치 전후폭을 작고, 또한 장치 중량을 가볍게 할 수 있는, 전환 밸브(4)를 직접 구동 가능하므로, 전환 동작에 대한 밸브의 응답성이 양호한 등의 장점이 있다.

상기 2가지의 구성예 중 어느 것을 사용할 것인가는, 요구되는 성능이나 사용하는 상황 등에 따라 적절히 선택한다. 그러나, 상기 2개의 구성예 중 어느 것을 채용했다고 해도, 접액부(7)의 배면측에 2개의 구동 기구(8, 9)를 설치하는 구성으로 할 수 있으므로, 접액부(7)의 착탈 작업을 정면으로부터 행할 때 원활하게 작업을 행할 수 있다.

[접액부와 구동부와의 착탈]

전환 밸브(4)와 밸브 구동 기구(8)[또는 동력 전달 부재(28)]와의 접속·착탈을 용이하게 하기 위한 구성을 설치하는 것이 바람직하다. 나사 등의 체결 수단을 이용하지 않고도 끼워맞추는 것만으로 동력이 전달되도록 하는 것이 바람직하고, 예를 들면, 도 5에 나타낸 바와 같이, 전환 밸브(4)의 측면에 홈(31)을 형성하고, 밸브 구동 기구(8)[또는 동력 전달 부재(28)]의 단부에 돌기(32)를 형성하고, 이들이 서로 끼워맞추어지는 구성으로 한다. 도 5에서는, 홈(31) 및 돌기(32)를 단면이 장원형상(長圓形狀)으로 구성하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 적어도 일면이 평면, 또는 단면으로 생각하면 적어도 한 변이 직선으로 되도록 하면 된다. 예를 들면, 단면이 「반원형 내지 반타원형」, 「다각형」으로 되어 있는 것 등을 생각할 수 있다. 또한, 상기와 같은 형상으로 되도록 홈(31) 및 돌기(32)를 형성하는 것은 다음과 같은 장점도 있다. 즉, 밸브체(14)의 홈(31)의 방향과 밸브체 내부에 형성하는 유로(15)가 소정의 위치 관계를 가지도록 형성함으로써, 접액 부재(2) 내가 보이지 않아도, 홈(31)과 돌기(32)를 끼워맞추는 것만으로 밸브체(14)가 연통되는 포트(16)의 위치 또는 방향을 결정할 수 있다.

본 실시형태에서는, 접액 부재(2)에는, 계량공(11)에 간섭하지 않는 위치에 고정구(29)를 삽입하기 위한 관통공(33)이, 전환 밸브(4)를 협지하여 대칭의 위치에 2개소 설치되어 있다. 접액부(7)와 구동부(10)는, 로드부와 고정부로 구성되는 2개의 고정구(29)로 고정된다. 본 실시형태에서는, 접액 부재(2)가 1개의 부재로 이루어지고, 접액 부재(2) 내에 밸브체(14)가 배치되고, 접속 부재(26) 및 (27)도 고정되어 있으므로, 접액부(7)의 착탈에 관한 작업이 용이하다.

접액부(7)의 구체적인 착탈 수순을 이하에 설명한다.

(1) 장착

먼저, 접액 부재(2)의 관통공(33)에 고정구(29)를 삽통하고, 구동부(10)에 장착하고, 고정시킨다. 이 때, 밸브체(14)의 홈(31)과, 밸브 구동 기구(8)[또는 동력 전달 부재(28)]의 돌기(32)의 끼워맞춤도 병행하여 행한다(도 5 참조). 그 다음에, 피스톤(3)을 암(19)의 선단의 구멍에 통하게 한 후, 접액 부재(2)의 피스톤 삽입구에 삽입한다. 그리고, 피스톤의 소경부(12)의 대경부(13) 측에 형성한 나사 부분을 암(19)의 선단에 나사결합시켜 고정시킨다. 이것을 2개의 피스톤(3)에 대하여 행한다. 이상에 의해 접액부(7)의 구동부(10)에 대한 장착은 완료된다. 토출을 행하기 위해서는, 액체가 들어가 있는 저류 용기(17)를 접속 부재(26)에 장착하고, 또한 토출 제어부(23)에 각각의 구동 기구(8, 9)를 접속한다. 노즐(18)은 장착 작업 전에 미리 장착하여 두는 것이 바람직하다.

(2) 분리

분리해내는 경우는, 상기 (1)과 반대의 수순대로 하면 된다. 먼저, 저류 용기(17), 토출 제어부(23)와의 접속을 해제한다. 노즐(18)은 제거 작업의 마지막에 분리해내는 것이 바람직하다. 그 다음에, 피스톤(3)을 돌려 나사를 느슨하게 하여 접액 부재(2) 및 암(19)의 선단의 구멍으로부터 피스톤(3)을 빼낸다. 이것을 2개의 피스톤(3)에 대하여 행한다. 그리고, 고정구(29)를 분리하여, 접액 부재(2)를 구동부(10)로부터 벗긴다. 이상에 의해 제거 작업은 완료된다. 작업의 개시 전에는, 토출 장치(1) 내의 액체 재료(58)를 쓸어내어 빈 상태로 하는 것이 바람직하다. 액체 재료(58)가 작업자의 손이나 의복에 부착되지도 않아, 작업장소가 오염되는 경우도 없어지기 때문이다.

이상의 착탈 작업에 있어서, 피스톤(3)이나 고정구(29)의 고정부에는, 손잡이 부분이 설치되어 있으므로, 수작업으로도 용이하게 작업을 행할 수 있다. 또한, 만일 공구가 필요해도, 전용의 특수한 공구가 필요한 것은 아니고, 일반의 공구로 용이하게 작업을 행할 수 있다. 본 실시형태에 관한 장치와 출원인이 제조하는 종래품과 비교했는 데, 분해·조립의 시간을 약 5분부터 약 3분으로 단축할 수 있다.

[토출 동작]

도 6 내지 도 12를 참조하면서, 토출 동작을 설명한다. 그리고, 도 6 내지 도 12는, 접액부(7)의 주요 부분만을 간략화하여 나타내고 있다.

접액부(7)의 초기 상태는 이하와 같이 한다. 피스톤(3)은 어느 한쪽이 접액 부재(2) 내에 가장 진입한 상태로 한다. 또한, 전환 밸브(4)는 피스톤(3)이 가장 진입한 쪽의 계량공(11)과 공급 유로(5)를, 또한 피스톤(3)이 가장 퇴출된 쪽의 계량공(11)과 배출 유로(6)를 연통시키는 위치에 있는 상태로 한다. 구체적으로는, 예를 들면, 도 6의 상태를 초기 상태로 한다. 토출 장치(1)는, 액체가 공급되고 있지 않은 빈 상태에 있는 것으로 한다.

도 6 내지 도 12의 좌측에 있는 피스톤(3) 및 계량공(11)은 「제1 피스톤(36)」및 「제1 계량공(34)」, 우측에 있는 피스톤(3) 및 계량공(11)은 「제2 피스톤(37)」및 「제2 계량공(35)」이라고 한다. 또한, 초기 상태(도 6)에서 제1 계량공(34)과 연통되어 있는 전환 밸브(4) 내부의 유로를 「제1 유로(38)」, 제2 계량공(35)과 연통되어 있는 전환 밸브(4) 내부의 유로를 「제2 유로(39)」라고 한다. 또한, 도 6의 상태로 전환 밸브(4)가 위치하고 있을 때를 「제1 위치」라고 하고, 90° 시계 방향으로 회전한 도 8의 상태로 전환 밸브(4)가 위치하고 있을 때를 「제2 위치」라고 한다.

(1) 제1 계량공에 대한 공급 개시(도 6)

도시하지 않은 저류 용기(17)에 압축 기체를 공급하면, 액체 재료(58)가 공급 유로(5)로부터 전환 밸브(4) 내부의 제1 유로(38)를 통하여, 제1 계량공(34)으로 흘러든다. 여기서, 저류 용기(17)에 압축 기체를 공급하여 액체 재료(58)에 압력을 인가하는 것은, 액체 재료(58)가 원활하게 계량공으로 공급되도록 하기 위한 것이며, 압력의 인가는 피스톤이 흡인 단계 시에만 행하도록 하는 것이 바람직하다.

(2) 제1 피스톤 흡인 단계(도 7)

피스톤 구동 기구(9)에 의해 제1 피스톤(36)을 제1 계량공(34) 내로부터 퇴출하는 방향으로 이동시키면, 저류 용기(17)에 가해진 압력과 제1 피스톤(36)의 퇴출 동작의 작용에 의해, 제1 계량공(34) 내에 액체 재료(58)가 흡인된다. 이 때, 2개의 피스톤(36, 37) 사이의 거리가 일정하게 되도록 각 피스톤은 암(19)에 의해 고정되어 있으므로, 제1 피스톤(36)의 이동에 따라, 제2 피스톤(37)이 제2 계량공(35) 내로 진입한다. 단, 이 시점에서는, 제2 계량공(35)은 아직 빈 상태이므로 액체 재료(58)가 배출되지 않는다. 흡인 동작이 끝나면 저류 용기(17)에 대하여 압력을 가하는 것을 중지한다.

(3) 밸브 전환 및 제2 계량공에 대한 공급 개시(도 8)

밸브 구동 기구(8)를 동작시켜, 제1 계량공(34)과 배출 유로(6)를 연통시키고, 제2 계량공(35)과 공급 유로(5)를 연통시키는 제2 위치로 전환 밸브(4)를 90°시계 방향으로 회전시킨다. 그리고, 저류 용기(17) 내의 액체 재료(58)에 압력을 가하면, 액체 재료(58)는 공급 유로(5)로부터 전환 밸브(4) 내부의 제1 유로(38)를 통하여, 제2 계량공(35)으로 흘러든다.

(4) 제2 피스톤 흡인 단계 및 제1 피스톤 배출 단계(도 9)

피스톤 구동 기구(9)에 의해 제2 피스톤(37)을 제2 계량공(35) 내로부터 퇴출하는 방향으로 이동시키면, 액체 재료(58)에 가해진 압력과 제2 피스톤(37)의 퇴출 동작의 작용에 의해, 제2 계량공(35) 내에 액체 재료(58)가 흡인된다. 이 때, 2개의 피스톤(36, 37) 사이의 거리가 일정하게 되도록 각 피스톤은 암(19)에 의해 고정되어 있으므로, 제2 피스톤(37)의 이동에 따라, 제1 피스톤(36)이 제1 계량공(34) 내로 진입하고, (2)에서 흡인한 액체 재료(58)를 배출 유로(6)로부터 노즐(18)을 통해 배출하게 된다. 이 때, 배출 유로(6)[노즐(18)] 아래쪽에는 배출된 액체 재료(58)를 받는 배출용 용기 등이 있으면 된다. 흡인 동작이 끝나면 압력을 가하는 것을 중지한다.

(5) 밸브 전환(도 10)

밸브 구동 기구(8)를 동작시켜, 제1 계량공(34)과 공급 유로(5)를 연통시키고, 제2 계량공(35)과 배출 유로(6)를 연통시키는 제1 위치로 전환 밸브(4)를 90° 반시계 방향으로 회전시킨다.

여기까지에 의해 토출 동작의 준비가 완료된다. 즉, 유로의 모두가 액체로 채워진 것으로 된다.

(6) 토출 동작 1: 제2 피스톤 배출 단계 및 제1 피스톤 흡인 단계(도 11)

피스톤 구동 기구(9)에 의해 제1 피스톤(36)을 제1 계량공(34) 내로부터 퇴출하는 방향으로 이동시키는 동시에, 제2 피스톤(37)을 제2 계량공(35) 내로 진입하는 방향으로 이동시킨다. 이로써, 액체 재료(58)가 공급 유로(5)로부터 전환 밸브(4) 내부의 제1 유로(38)를 통하여 제1 계량공(34) 내에 흡인되고, 또한 제2 계량공(35) 내의 액체 재료(58)가 전환 밸브(4) 내부의 제2 유로(39)를 통하여 배출 유로(6)로부터 배출(토출)된다.

피스톤(36, 37)의 이동이 종료되면, 밸브 구동 기구(8)를 동작시켜, 제1 계량공(34)과 배출 유로(6)를 연통시키고, 제2 계량공(35)과 공급 유로(6)를 연통시키는 제2 위치로 전환 밸브(4)를 90°시계 방향으로 회전시킨다.

(7) 토출 동작 2: 제1 피스톤 배출 단계 및 제2 피스톤 흡인 단계(도 12)

상기 (6)과 대략 같은 동작이지만, 좌우의 피스톤(36, 37)의 동작이 반대로 되어 있다.

피스톤 구동 기구(9)에 의해 제1 피스톤(36)을 제1 계량공(34) 내로 진입하는 방향으로 이동시키는 동시에, 제2 피스톤(37)을 제2 계량공(35) 내로부터 퇴출하는 방향으로 이동시킨다. 이로써, 제1 계량공(34) 내의 액체 재료(58)가 전환 밸브(4) 내부의 제2 유로(39)를 통하여 배출 유로(6)로부터 노즐(18)을 통해 배출(토출)되는 동시에, 액체 재료(58)가 공급 유로(5)로부터 전환 밸브(4) 내부의 제1 유로(38)를 통하여 제2 계량공(35) 내에 흡인된다.

피스톤(36, 37)의 이동이 종료되면, 밸브 구동 기구(8)를 동작시켜, 제1 계량공(34)과 공급 유로(5)를 연통시키고, 제2 계량공(35)과 배출 유로(6)를 연통시키는 제1 위치로 전환 밸브(4)를 90° 반시계 방향으로 회전시킨다.

이후, 계속하여 토출을 행하는 경우에는, 미리 설정한 저류 용기(17) 내의 액체 재료(58) 잔량의 하한이나 액체 재료(58)의 포트 라이프(pot life) 등에 도달할 때까지 상기한 (6)과 (7)의 동작을 반복한다.

이상과 같이, 피스톤 및 계량공을 복수(여기서는 2개) 설치함으로써, 토출과 흡인을 교호적으로 행하는 것이 가능해져, 흡인마다 토출을 중지할 필요가 없어지므로, 연속하여 토출할 때, 불필요한 시간을 줄여 시간 단축을 도모할 수 있다.

[제2 실시형태]

제2 실시형태는, 접액 부재(2)를 복수 개의 부재에 의해 구성한 점에서 제1 실시형태와 상위하다. 도 13에, 본 발명에 관한 액체 정량 토출 장치의 접액부의 주요부 단면도를 나타낸다. 여기서 도 13은 장치 정면으로부터 본 도면이며, 접액 부재(2), 접속 부재(26) 및 그와 연통되는 저류 용기(17), 접속 부재(27) 및 그와 연통되는 노즐(18), 및 전환 밸브(4)를, 접액 부재(2) 중심을 지나는 면에서 절단한 도면이다. 이하에서는, 접액 부재(2) 이외의 요소에 대해서는, 제1 실시형태와 같은 구성이므로, 설명을 생략한다.

본 실시형태의 접액 부재(2)는, 3개의 접액 부재(2a∼2c)로 구성된다. 접액 부재(2a) 및 (2c)에는, 액체를 흡인하여 일시 모으는 유로로서 작용하는 계량공(11)이 설치되어 있다. 접액 부재(2b)에는, 밸브체(14)가 배치되는 공간이 설치되어 있다. 접액 부재(2a∼2c)를 서로 끼워맞추는 끼워맞춤부(69)에는 실링 부재(68)가 설치되어 있다. 끼워맞춤부(69)에는, 예를 들면, 나사나 끼워맞춤 등을 채용할 수 있다.

이상에서 설명한 본 실시형태의 접액부(7)는, 계량공(11)을 유로 길이나 직경이 상이한 것으로 교환하는 것이 용이하다.

또한, 제1 실시형태와 마찬가지로, 전환 밸브(4)를 중심으로 하여 각 부재를 집약하여 배치하고 있으므로, 유로를 직선적으로 짧게 할 수 있고, 또한 액체의 사용량(특히 압력 전달 매체 등의 토출되는 액체 이외의 액체의 사용량)을 대폭 저감할 수 있고, 또한 압력 손실을 작게 하여, 응답성을 양호하게 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

[제3 실시형태]

제3 실시형태는, 기포 혼입 방지 기구·방법을 구비하는 점에서 제1 실시형태와 상위하다. 도 14는, 본 발명의 제3 실시형태에 관한 기포 혼입 방지 기구의 설명도이다. 여기서, (a)는 평면 단면도이며, (b)는 (a)의 A-A 단면도이다. 이하에서는, 기포 혼입 방지 기구 이외의 요소에 대해서는, 제1 실시형태와 같은 구성이므로, 설명을 생략한다.

피스톤식[플런저식(plunger type)] 토출 장치에서는, 계량공 내에 액체 재료(58)를 충전하는 조작을 행하면, 피스톤(플런저)이 후퇴 이동하는 것에 의한 압력의 저하때문에 기포가 발생하거나, 유로 내의 코너부 등에서 액체 재료(58)가 채워지지 않은 부분에 기포가 잔류하거나 하는 것이 생긴다. 액체 재료(58)에 기포가 혼입되어 있으면 기포의 압축성의 영향을 받아, 피스톤(플런저) 이동량에 대한 액체 재료(58)의 토출량이 안정되지 않아, 정밀한 토출이 행해지지 않게 된다. 특히, 빈 상태로부터 액체를 채우기까지의 수순(전술한[토출 동작]에서 예를 들면 (1)∼(5))에서 기포가 유로 내에 잔류하기 쉽다. 그래서 도 14에 나타낸 기포 혼입 방지 기구를 설치하였다.

도 14의 기포 혼입 방지 기구는, 계량공부(11)와 연통되고, 그 내부를 피스톤(3)이 왕복 이동하는 제1 구멍(60)과, 제1 구멍(60)의 노즐측의 단부에 설치된 제1 실링 부재(62)와, 제1 구멍의 노즐과는 반대측의 단부에 설치된 제2 실링 부재(63)와, 제1 구멍의 측면과 연통되는 제2 구멍(61)을 포함하여 구성된다. 또한, 제1 구멍(60)의 내주가 피스톤(3)의 외주보다 크게 구성되어 있고, 또한 제1 실링 부재(62) 및 제2 실링 부재(63)의 내주가 피스톤(3)의 외주와 실질적으로 같은 크기이며, 제1 실링 부재(62) 및 제2 실링 부재(63)의 외주가 제1 구멍(60)의 내주보다 크게 구성되어 있다. 부가하여, 제2 구멍(61)의 제1 구멍(60)과는 반대측[제2 구멍의 개방단(67) 측]에는 액받이부(65)가 설치되어 있다.

그리고, 이와 같이 구성되어 있는 기구에 있어서, 액체 재료(58)를 계량공(11)에 채울 때, 피스톤(3)을 제2 구멍(61)이 제1 구멍(60)과 연통되는 단부의 외단 위치와 제2 실링 부재(63)와의 사이까지 이동시키는 제1 스텝, 적어도 제2 구멍(61)의 제1 구멍(60)과는 반대의 단부(67)로부터 액체 재료(58)가 흘러넘칠 때까지 계량공(11)에 액체 재료(58)를 공급하는 제2 스텝, 피스톤(3)을 제1 실링 부재(62)와 맞닿기까지 이동시키는 제3 단계를 실행함으로써, 기포의 혼입을 방지할 수 있다. 본 실시형태의 경우에는, 이 기포 혼입 방지 기구를 2개의 계량공(11)의 전환 밸브(4)와는 반대측의 단부에 각각 설치하면 된다. 그렇게 함으로써, 계량공부(11) 내에 기포가 혼입되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기와 같은 기포 혼입 방지 기구를 설치하지 않고, 기포를 제거하는 간단한 방법을 실시하는 것이라도 된다. 즉, 다음의 수순으로 기포를 간단하고 용이하게 제거할 수 있다.

첫째로, 전술한[토출 동작] (2)의 동작에 더하여, 동작 후, 제1 피스톤(36)을 분리하고, 액체 재료(58)에 압력을 다시 가한다. 그리고, 제1 계량공(34)의 피스톤 삽입 측으로부터 액체 재료(58)가 넘쳐 나온 곳에서 압력의 인가를 중지하고, 거기에 제1 피스톤(36)을 삽입한다.

또한, 둘째로, 전술한[토출 동작](4)의 동작에 더하여, 동작 후, 제2 피스톤(37)을 분리하고, 액체 재료(58)에 압력을 다시 가한다. 그리고, 제2 계량공(35)의 피스톤 삽입 측으로부터 액체 재료(58)가 넘쳐 나왔던 곳에서 압력의 인가를 중지하고, 거기에 제2 피스톤(37)을 삽입한다.

이상의 2개의 조작을 더하면 된다. 그렇게 함으로써, 유로 내에 기포가 혼입되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 액체 재료(58)를 넘쳐 나오게 하는 경우에는, 그 하부에 액체 재료(58)를 받기 위한 배출용 용기 등을 설치하여 두는 것이 필요하다. 토출 동작의 곳에서 사용한 배출용 용기와 겸용해도 된다.

상기한 기구나 방법을 이용하여 유로 내로의 기포의 혼입을 방지함으로써, 기포의 압축성의 영향을 받지 않고, 플런저(피스톤) 이동량에 대한 액체 재료(58)의 토출량이 안정되어, 양호한 정밀도로 토출을 행하는 것이 가능해진다. 본 실시형태에 관한 장치와 출원인이 제조하는 종래품과 비교했는 데, 토출량의 불균일로서 약±7%를 약±3%로 정밀도를 향상시킬 수 있었다.

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

[실시예 1]

실시예 1의 토출 장치(1)는, 실시형태에서 설명한, 밸브 구동 기구(8)를 위에, 피스톤 구동 기구(9)를 아래에 배치한 구성의 구동부(10)(도 3 참조)를 구비하는 토출 장치(1)를 구체화한 것이다. 도 15에 실시예 1에 관한 토출 장치의 개략 사시도를 나타낸다.

장치 정면에는, 접액 부재(2), 피스톤(3), 전환 밸브(4), 저류 용기(17), 노즐(18) 등으로 이루어지는 접액부(7)가 설치되어 있다. 접액부(7)의 배면에는 밸브 구동 기구(8), 피스톤 구동 기구(9)로 이루어지는 구동부(10)가 설치되어 있다. 이하에서는, 실시형태와 구성이 마찬가지인 요소에 대해서는 설명을 할애하고, 상이한 요소에 대하여 설명한다.

접액부(7)는, 접액 부재(2)와, 접액 부재(2)의 내부를 밀접하게 슬라이딩 이동하는 2개의 피스톤(3)과, 전환 밸브(4)와, 공급 유로(5)를 가지는 접속 부재(26)와, 배출 유로(6)를 가지는 접속 부재(27)를 구비한다. 접액 부재(2) 내에서는, 전환 밸브(4)를 중심으로 하여, 피스톤(3) 삽입측이 서로 외측을 향하도록 동일 직선 상에 설치된다. 또한, 공급 유로(5) 및 배출 유로(6)는 상하로 대향하고, 또한 접액 부재(2)와 직각을 이루는 방향으로 설치된다.

구동부(10)는, 밸브 구동 기구(8)와, 피스톤 구동 기구(9)를 구비한다. 밸브 구동 기구(8)는, 베이스판(40)에 장착된 U자형의 지지 부재(30) 상에 설치된다. 피스톤 구동 기구(9)는, U자형의 지지 부재(30)의 오목부 내에 설치된다. 피스톤 구동 기구(9)에는 슬라이더(21)가 설치되어 있고, 슬라이더(21)에는 피스톤(3)을 고정시키는 암(19)이 고정설치되어 있다. 슬라이더(21) 및 암(19)은, U자형의 지지 부재(30)의 내측 벽면과 접촉되지 않도록 장착되어 있고, 지지 부재(30)의 오목부 내에서 이동 가능하게 되어 있다. 바꾸어 말하면, U자형의 지지 부재(30)는, 피스톤 구동 기구(9)와 슬라이더(21)의 두께와 암(19)의 두께를 다 더한 두께를 초과하는 다리의 길이(오목부의 깊이)를 가지고 있다. 이러한 구성에 의해, 슬라이더(21) 및 암(19)이 지지 부재(30)에 접촉하여 동작의 방해가 되거나, 마찰되어 먼지 등이 발생하거나 하는 것을 방지할 수 있다.

본 실시예에서는, 밸브 구동 기구(8)가 피스톤 구동 기구(9)의 위쪽에 있으므로, 밸브 구동 기구(8)의 동력을 전환 밸브(4)의 밸브체(14)에 전하기 위한 기구가 필요하다. 그래서, 본 실시예에서는, 벨트 및 벨트 받이축(도시하지 않음)을 동력 전달 부재(28)로 하여 로터리 액추에이터의 동력을 전환 밸브(4)의 밸브체(14)에 전달하고 있다. 여기서, 동력 전달 부재(28)는 벨트에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 체인이나 랙과 피니언 등을 사용해도 된다. 동력 전달 부재(28)는, 지지 부재(30)에 착탈 가능하게 고정 설치된 상면에서 볼 때 Y자형의 고정 블록(41)과 지지 부재(30)와의 사이의 공간에, 비접촉으로 삽통(揷通)된다. 벨트 받이축은 고정 블록(41)에 삽통되어 있고, 축단에 돌기(32)를 가진다(도 5 참조). 밸브체(14)에는, 돌기(32)와 끼워맞추어지는 홈(31)이 형성되어 있다. 접액 부재(2)에는 2개의 관통공(33)이 형성되어 있고, 로드부와 고정부로 이루어지는 2개의 고정구(29)에 의해 고정 블록(41)에 고정된다(도 3 참조).

그리고, 구동부(10)는 커버로 덮는 것이 바람직하다. 이것은, 슬라이더(21)나 동력 전달 부재(벨트)(28) 등 움직이는 부분에 손이나 공구 등이 말려들어가는 것을 막고, 또한 먼지나 작은 부품 등 동작에 지장을 초래하는 이물질이 부착되는 것을 방지하기 위해서이다.

[실시예 2]

실시예 2의 토출 장치(1)는, 실시형태에서 설명한, 밸브 구동 기구(8)를 아래에, 피스톤 구동 기구(9)를 위에 배치한 구성의 구동부(10)(도 4 참조)를 구비하는 토출 장치(1)를 구체화한 것이다. 도 16에 실시예 2에 관한 토출 장치의 개략 사시도를 나타낸다. 실시예 2는, 각각의 구동 기구(8, 9)의 배치 및 각각의 구동 기구(8, 9)와 접액부(7)와의 연락(連絡)의 태양(態樣)이 실시예 1과 다르다. 이하에서는 실시예 1과 상위한 점만 설명한다.

본 실시예에서는, 피스톤 구동 기구(9)가 밸브 구동 기구(8)의 위쪽에 있으므로, 피스톤 구동 기구(9)의 동력을 피스톤(3)에 전달하기 위한 기구가 필요하다. 다른 쪽에서, 접액부(7)를 구성하는 부품을 가능한 한 적게 해야 된다는 요망도 있다. 그래서, 본 실시예에서는, 굴곡된 형상의 암(19)을 채용하고, 피스톤 구동 기구(9)의 동력을 피스톤(3)에 전달하는 것으로 했다. 구체적으로는, 접액부(7)의 계량공 중심축선 상에서 피스톤(3)을 슬라이딩 이동 가능하게 고정할 수 있도록, 암(19) 양단의 돌출부(20)가 아래쪽으로 경사진 형상으로 함으로써, 피스톤 구동 기구(9)의 동력을 전달하고 있다. 여기서, 굴곡된 형상의 암(19)을 채용하는 것이 아니라, 직선형의 암(19)을 채용하면서, 피스톤 구동 기구(9) 자체를 경사 자세로 고정시키는 U자형 부재(30)를 채용해도 된다.

접액 부재(2)는, U자형 부재(30)에 고정 설치된 블록형 부재(41)에 착탈 가능하게 고정된다. 접액 부재(2)의 고정은, 실시예 1과 마찬가지로, 접액 부재(2)에 설치된 2개의 관통공(33)에 2개의 고정구(29)를 삽통하는 것에 의해 행한다. 또한, 블록형 부재(41)에는, 밸브 구동 기구(8)의 동력축이 삽통되는 관통공이 형성되어 있다. 밸브 구동 기구(8)의 동력축 단에는 돌기(32)가 형성되고, 밸브체(14)에는 돌기(32)가 끼워맞추어지는 홈(31)이 형성되어 있다. 그리고, 여기서, 블록형 부재(41)를 설치할 것인지의 여부는, 피스톤 구동 기구(9)로부터 피스톤(3)까지의 거리 등에 따라 적절히 선택할 사항이다. 실시예 2에 있어서도, 실시예 1과 마찬가지로 구동부(10)를 커버로 덮는 것이 바람직하다.

[실시예 3]

실시예 3은, 실시예 1의 토출 장치를 탑재한 탁상형의 도포 장치에 관한 것이다. 도 17에 실시예 3에 관한 도포 장치의 개략 사시도를 나타낸다.

본 실시예에 관한 도포 장치(42)는, 부호 "46" 방향으로 이동 가능하게 하는 X구동 기구(43), 부호 "47" 방향으로 이동 가능하게 하는 Y구동 기구(44), 부호 "48" 방향으로 이동 가능하게 하는 Z구동 기구(45)를 구비한다. 토출 장치(1)는 Z구동 기구(45) 상에 설치되고, Z구동 기구(45)는 X구동 기구(43) 상에 설치된다. 또한, Y구동 기구(44) 상에는 도포 대상물(49)을 탑재하는 공작물 테이블(50)이 설치되어 있다. 즉, 토출 장치(1)를 도포 대상물(49)에 대하여 XYZ 방향(46, 47, 48)으로 상대 이동시킬 수 있다.

또한, 도포 장치(42)에는 토출 제어부(23)가 설치되고, 토출 장치(1)는 토출 제어부(23)를 통하여, 압축 기체 라인(51)으로부터는 액체 재료(58)를 압송하기 위한 압축 기체가, 동력 라인(52)으로부터는 피스톤(3)이나 밸브(4)를 구동시키기 위한 동력이 공급된다. 또한, 토출 제어부(23)는, 토출 장치(1)의 피스톤(3)의 이동 거리나 이동 속도 등을 제어하여 토출량을 제어할 수 있다. 또한, 토출 제어부(23)는, XYZ의 각각의 구동 기구(43, 44, 45)의 동작을 제어하는 구동 제어부(54)와도 제어 라인(53)과 접속되어 있으므로, XYZ의 각각의 구동 기구(43, 44, 45)의 동작에 맞추어, 토출을 행할 수 있다.

토출 장치(1) 내의 빈 상태의 유로에 액체 재료(58)를 채우는 준비 단계에 있어서(도 6 내지 도 12 참조), 액체 재료(58)를 배출하는 조작이 있으므로, 배출되는 액체 재료(58)를 받는 용기(55)를 기대(基臺) 상에 설치하여 두는 것이 바람직하다. 본 실시예의 용기(55)의 상면은 액체 재료(58)를 받아들이기 쉽도록 크게 개구되어 있다. 그리고, 이 용기(55)를 토출 장치(1)의 이동 범위 내에서, 또한 공작물 테이블(50)의 이동에 간섭하지 않는 위치에 설치한다. 도포 대상물(49)이 작고, 공작물 테이블(50) 상의 스페이스에 여유가 있는 경우에는, 공작물 테이블(50) 상에 설치해도 된다. 배출된 액체 재료(58)는, 수동으로 처리하도록 해도 되고, 자동으로 처리하도록 해도 된다. 수동으로 처리하는 경우에는, 용기(55)를 착탈 가능하게 하여 두고, 액체 재료(58)로 가득 채워졌을 때 분리하여 배출하도록 한다. 자동으로 처리하는 경우에는, 용기(55)에 배관을 접속하여 펌프 등의 작용으로 다른 용기 등에 배출하도록 한다.

1: 토출 장치, 2: 접액 부재, 3: 피스톤, 4: 전환 밸브, 5: 공급 유로, 6: 배출 유로, 7: 접액부, 8: 밸브 구동 기구, 9: 피스톤 구동 기구, 10: 구동부, 11: 계량공, 12: 소경부, 13: 대경부, 14: 밸브체, 15: 유로, 16: 연통구, 17: 저류 용기(저류부), 18: 노즐, 19: 암, 20: 암 돌출부, 21: 슬라이더, 22: 압축 기체원, 23: 토출 제어부, 24: 실링 부재, 25: 실링 가압 부재, 26: (공급용)접속 부재, 27: (배출용)접속 부재, 28: 동력 전달 부재, 29: 고정구, 30: U자형 부재, 31: 홈, 32: 돌기, 33: 관통공, 34: 제1 계량공, 35: 제2 계량공, 36: 제1 피스톤, 37: 제2 피스톤, 38: 제1 유로, 39: 제2 유로, 40: 베이스판, 41: 고정 블록, 42: 도포 장치, 43: X구동 기구, 44: Y구동 기구, 45: Z구동 기구, 46: X이동 방향, 47: Y이동 방향, 48: Z이동 방향, 49: 도포 대상물, 50: 공작물 테이블, 51: 압축 기체 라인, 52: 동력 라인, 53: 제어 라인, 54: 구동 제어부, 55: 용기, 56: 피스톤 중심축선, 57: 밸브체 중심축선, 58: 액체 재료, 59: 기포 혼입 방지 기구, 60: 제1 구멍, 61: 제2 구멍, 62: 제1 실링 부재, 63: 제2 실링 부재, 64: 블록 부재, 65: 액받이부, 66: 실링 가압판, 67: 제2 구멍의 개방단, 68: 실링 부재, 69: 끼워맞춤부

Claims (14)

1. 피스톤을 왕복 동작시킴으로써 계량공 내에 액체를 흡인하고, 상기 계량공 내의 액체를 배출하는 액체 정량 토출(吐出) 장치로서,
   제1 계량공 및 제2 계량공을 가지는 접액(接液) 부재;
   상기 제1 계량공 내를 밀접하게 슬라이딩 이동하는 제1 피스톤 및 상기 제2 계량공 내를 밀접하게 슬라이딩 이동하는 제2 피스톤;
   저류부(貯留部)와 연통되는 공급 유로(流路);
   노즐과 연통되는 배출 유로;
   상기 접액 부재 내의 공간에 설치되고, 상기 제1 계량공과 상기 공급 유로를 연통시키고 상기 제2 계량공과 배출 유로를 연통시키는 제1 위치 및 상기 제1 계량공과 상기 배출 유로를 연통시키고 상기 제2 계량공과 상기 공급 유로를 연통시키는 제2 위치를 가지는 전환 밸브;
   상기 전환 밸브를 동작시키는 밸브 구동 기구; 및
   상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤과 연결되는 암(arm)을 동작시키는 피스톤 구동 기구;
   를 포함하고,
   상기 제1 계량공 및 상기 제2 계량공을 상기 전환 밸브를 협지(sandwich)하여 대향 배치하고,
   상기 공급 유로 및 상기 배출 유로를 상기 전환 밸브에 인접 배치한,
   액체 정량 토출 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 암이, 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤 간의 거리를 일정하게 유지하는, 액체 정량 토출 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 전환 밸브가 내부 공간에 설치된 접액 부재를, 상기 액체 정량 토출 장치로부터 착탈(着脫) 가능한, 액체 정량 토출 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 접액 부재가 1개의 부재로 구성되는, 액체 정량 토출 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전환 밸브가, 내부에 2개의 유로를 가지는 밸브체를 포함하여 구성되는, 액체 정량 토출 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 밸브 구동 기구와 상기 피스톤 구동 기구가, 상기 접액부의 배면측에 연직(沿直) 방향으로 인접하여 설치되는, 액체 정량 토출 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 밸브 구동 기구가, 상기 피스톤 구동 기구의 위쪽에 설치되고, 또한 동력을 상기 전환 밸브에 전달하는 동력 전달 부재를 포함하는, 액체 정량 토출 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 피스톤 구동 기구가, 상기 밸브 구동 기구의 위쪽에 설치되고,
   상기 밸브 구동 기구와 상기 전환 밸브가 직결되는, 액체 정량 토출 장치.
9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 밸브 구동 기구가, 단부(端部)에 오목부 또는 볼록부를 가지는 접속부를 포함하고, 상기 접속부의 오목부 또는 볼록부와 끼워맞추어지는 볼록부 또는 오목부가 상기 전환 밸브의 단부에 형성되어 있는, 액체 정량 토출 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급 유로를 가지고, 상기 접액 부재에 착탈 가능한 공급용 접속 부재; 및
    상기 배출 유로를 가지고, 상기 접액 부재에 착탈 가능한 배출용 접속 부재를 포함하는, 액체 정량 토출 장치.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접액 부재가, 상기 제1 계량공과 연통되고, 그 내부를 피스톤이 왕복 이동하는 제1 구멍과, 상기 제1 구멍의 측면과 연통되는 제2 구멍을 포함하여 구성되는 제1 기포 혼입 방지 기구(機構); 및 제2 계량공과 연통되고, 그 내부를 피스톤이 왕복 이동하는 제1 구멍과, 상기 제1 구멍의 측면과 연통되는 제2 구멍을 포함하여 구성되는 제2 기포 혼입 방지 기구;를 포함하는, 액체 정량 토출 장치.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 액체 정량 토출 장치;
    저류(貯留) 용기에 저류된 액체에 압력을 가하기 위한 압축 기체(氣體)를 공급하는 압축 기체원(氣體源);
    상기 액체 정량 토출 장치의 각각의 구동 기구 및 상기 압축 기체원의 기체압을 제어하는 토출 제어부;
    도포 대상물을 탑재하는 공작물 테이블(work―object table);
    상기 액체 정량 토출 장치와 상기 공작물 테이블을 상대적으로 이동시키는 XYZ 구동 기구; 및
    상기 XYZ 구동 기구의 동작을 제어하는 구동 제어부;
    를 포함하는 도포 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 도포 장치는 탁상형인, 도포 장치.
14. 제1 계량공 및 제2 계량공을 가지는 접액 부재; 상기 제1 계량공 내를 밀접하게 슬라이딩 이동하는 제1 피스톤 및 제2 계량공 내를 밀접하게 슬라이딩 이동하는 제2 피스톤; 저류부와 연통되는 공급 유로; 노즐과 연통되는 배출 유로; 상기 접액 부재 내의 공간에 설치되고, 상기 제1 계량공과 상기 공급 유로를 연통시키고 상기 제2 계량공과 상기 배출 유로를 연통시키는 제1 위치 및 상기 제1 계량공과 상기 배출 유로를 연통시키고 상기 제2 계량공과 상기 공급 유로를 연통시키는 제2 위치를 가지는 전환 밸브; 상기 전환 밸브를 동작시키는 밸브 구동 기구; 및 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤과 연결되는 암을 동작시키는 피스톤 구동 기구;를 포함하고, 상기 제1 계량공 및 상기 제2 계량공을 상기 전환 밸브를 협지하여 대향 배치하고, 상기 공급 유로 및 상기 배출 유로를 상기 전환 밸브에 인접 배치한 액체 정량 토출 장치를 사용하고, 상기 피스톤을 왕복 동작시킴으로써 상기 계량공 내에 액체를 흡인하고, 상기 계량공 내의 액체를 배출하는 액체 정량 토출 방법으로서,
    상기 전환 밸브를 제1 위치로 하고, 상기 암을 일방향으로 이동시킴으로써, 상기 제1 계량공에 액체를 흡인하고, 또한 상기 제2 계량공으로부터 액체를 배출하는 제1 단계;
    상기 전환 밸브를 제2 위치로 하고, 상기 암을 상기 제1 단계와 반대 방향으로 이동시킴으로써, 상기 제1 계량공으로부터 액체를 배출하고, 또한 상기 제2 계량공에 액체를 흡인하는 제2 단계; 및
    상기 제1 단계 및 상기 제2 단계를 반복함으로써 액체를 연속 정량 토출하는 제3 단계;
    를 포함하는 액체 정량 토출 방법.
    
    

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