TWI389741B - Liquid material discharge device - Google Patents

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TWI389741B
TWI389741B TW096101333A TW96101333A TWI389741B TW I389741 B TWI389741 B TW I389741B TW 096101333 A TW096101333 A TW 096101333A TW 96101333 A TW96101333 A TW 96101333A TW I389741 B TWI389741 B TW I389741B
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Kazumasa Ikushima
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Musashi Engineering Inc
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Description

液材排出裝置
本發明係關於使液材滴下或經由噴射分注器(jet dispenser)而排出之裝置，更具體為關於自噴嘴可高精度地定量排出潔淨的液材之液體材料(以下簡稱「液材」)排出裝置。
又，本發明中之「排出」係包含：液材自噴嘴離開前接觸工件型式的排出方式；以及，液材自噴嘴離開後接觸工件型式的排出方式。
關於使液材滴下或經由噴射分注器而排出之技術領域中，可排出既定量液體材料之技術，本申請人已在專利文獻1揭示，建議一種由：管形狀的計量部；內接在前述計量部之柱塞；具有排出口之噴嘴；連通前述計量部與前述噴嘴之第1閥；可貯存液材之貯存容器；及，連通前述貯存容器與前述計量部之第2閥；如此所構成，而前述計量部的內徑與設在前述第1閥之閥體的通孔，實質上為相同直徑，如此之排出裝置，或如專利文獻2所揭示，一種由：具有可排出液材的排出口之排出部；藉密接在計量部的計量孔之內壁面滑動的柱塞之後退移動而將液材吸入至計量孔，藉柱塞之進出移動自前述排出部將液材排出之計量部；及，可切換連通在液材貯存部與計量部之第1位置及連通在排出口之第2位置，且密著在前述排出部和前述計量部而滑動之閥；如此所構成的液體材料之排出裝置中，使前述計量部配設在前述液材貯存部之前端部，如此的液體材料之排出裝置。
專利文獻1：日本專利特開2003－190871號公報專利文獻2：日本專利特開2005－296700號公報
具有使用以往的滑動閥之切換閥的裝置中，為了保持切換閥之密封性，雖然一面加予既定的壓力，另一方面使切換閥滑動，但因摩擦而切換閥之摩耗片或摩耗粉等會有在滑動面上生成之情形。當摩耗片等混入至滑動面時，則會減低切換閥之密封性，結果會使液材漏出而有發生排出量不均勻之虞。
又，閥的摩耗片等如混入液材時，則會從噴嘴被排出，而在利用前述液材之製品上則有不良發生之虞。
又，為了利用密著密封而使液材不會漏出至外部，則雖然必須自外部賦予在液材排出時可耐受液材壓力之密著壓力，但由於閥滑動時必須比此密著壓力有更大的驅動力，因此，必須採用大型馬達。為了提高密封性而越強化密著壓力則必須要有更大的閥驅動源，因此則會招致裝置的大型化、重量化。
對可賦予密著壓力之構成，例如，雖然可使用彈簧，但是該構成則必須另外賦予密著壓力之機構，而使裝置小型化有所妨礙。
鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種可將供給至裝置的液材在保持潔淨的狀態下被排出，一方面可確保穩定的排出量，另一方面可使裝置小型化之液材排出裝置。
為了解決上述課題，本發明人開發一種具有不會自外部賦予密著壓力至閥體的構成之閥部，如此的液材排出裝置。
亦即，本發明之第1態樣係，其具備有：可供給排出的液材之液材供給部；具有可排出液材的排出口之排出部；由計量孔及和計量孔的內壁面滑動而可吸入液材至計量孔內並排出之柱塞，如此所成的計量部(12)；由本體(50)及形成連通液材供給部和計量部之流路(83)及連通計量部(12)和排出部之流路(85)，而在設於本體(50)內的空間(52)內滑動之閥體(26)，如此所成的閥部；及，可控制此等的控制部；而前述控制部係在計量孔內吸入液材時，可使前述閥體(26)位於第1位置而連通液材供給部與計量部，且可遮斷計量部和排出部，並在排出計量孔內的液材時，可使前述閥體(26)位於第2位置而連通計量部與排出部，且可遮斷液材供給部和計量部，如此之液材排出裝置。
本發明之第2態樣係，在第1態樣中，前述閥體(26)係迴轉閥，而前述控制部係利用使閥體在既定角度迴轉，而使閥體配置於前述第1位置或第2位置，如此為其特徵。
本發明之第3態樣係，在第2態樣中，形成在前述閥體(26)而在連通前述液材供給部與計量部之流路(83)係設在閥體表面上之凹溝，連通前述計量部和排出部之流路(85)係貫通閥體的孔，如此為其特徵。
本發明之第4態樣係，在第3態樣中，前述凹溝係藉由設在閥體(26)的對稱位置之2個凹溝所構成，如此為其特徵。
本發明之第5態樣係，在第1態樣中，前述閥體(26)係滑動閥，前述控制部係藉使閥體在既定距離水平移動，而使閥體配置於前述第1位置或第2位置，如此為其特徵。
本發明之第6態樣係，在第5態樣中，形成在前述閥體(26)而連通至前述液材供給部與計量部之流路(83)係設在和前述計量部的滑動接觸面之凹溝，而連通至計量部和排出部之流路(85)則係連通計量孔與排出部的孔，如此為其特徵。
本發明之第7態樣係，在第1態樣中，前述控制部係藉使前述閥體(26)在既定的角度迴轉以及在既定距離水平移動，而使閥體配置於前述第1位置或第2位置，如此為其特徵。
本發明之第8態樣係，在第1至7之任一態樣中，前述控制部係以柱塞1次的後退移動而對計量孔實施吸引液材，而以柱塞數次的前進移動以實施計量孔內之液材排出，如此為其特徵。
本發明之第9態樣係，在第1至8之任一態樣中，因應於排出之液材的特性，而可插入和前述空間(52)的內徑不同直徑之閥體(26)，如此為其特徵。
本發明之第10態樣係，在第1至9之任一態樣中，前述本體(50)係在其上方部份具有接合連通於液材供給部之流路的連接部(55)，如此為其特徵。
本發明之第11態樣係，在第1至10之任一態樣中，前述本體(50)係使連通液材供給部之流路與前述空間(52)連通，而具有構成計量部(20)的計量孔之流路(81)，以及，連通液材供給部之流路與前述空間(52)連通之流路(82)，如此為其特徵。
本發明之第12態樣係，在第11態樣中，前述本體(50)係自其上方延伸至上方，而在內部具有形成流路(81)之圓筒部(16)，如此為其特徵。
在本發明中，由於對閥體未賦予強大的密著壓力，因此，要驅動閥體所須要的驅動力變成較小。由於其可使閥驅動源小型化，因此，可使裝置本體小型化，又，如當作機器人用頭部時，則其安裝自由度較高。
本發明不需要強的密著壓力，藉此可使在閥體的滑動面發生之摩擦最小化，因此，可以更高水準來實現將供給至裝置的液材保持潔淨狀態下而連續實施排出作業以及確保穩定的排出量。
本發明之閥部係具有連通計量部、液材供給部及排出部之空間(空洞或孔)，而使閥體插入前述空間再將其移動，而使其可在前述第1位置與前述第2位置切換之構造，因此，其不須要使前述空間和前述閥體密著的機構而可使裝置小型化。
此處，設在閥部的空間之構造可例示如：插入前述閥體而側端為開口另一端則為閉口的孔穴，或自被插入前述閥體的側端貫通相對另一端之貫通孔的孔。
又，本裝置之構成，對前述空間之前述閥體的動作，可選擇：迴轉動作、平行移動動作或迴轉動作與平行移動動作之複合動作。
迴轉動作係如平行動作似地而不須使閥體在空間的穿設方向動作，且在空間內收容閥體之狀態下即可使閥切換，因此，其可刪除切換閥用之不必要的空間，而有助於裝置之小型化。
當在平行移動動作加予迴轉動作之複合動作，係除了對平行移動動作之液材加予剪切力，並藉由迴轉動作而對前述平行移動動作之剪切力加予剪切力至液材上，如此而可使閥體作迅速切換。
在本裝置之構成中，如使自前述空間將前述閥體成為可裝卸之構成時，由於對前述空間的直徑可適當選擇前述閥體的直徑，因此，可因應於各種條件而將閥體安裝在裝置上。
亦即，閥體之直徑，雖然也可和前述空間的內徑構成相同，但如構成和前述空間之內徑不同直徑時，則可使前述空間與前述閥體之間發生部份的間隙，如此而可避免閥座和閥體間發生過度的密著狀態，且可充分防止液材洩漏而達到密封性。
又，本裝置之構成，除了前述密封性外，可因應於黏性等液材之原料，或排出量、排出間隔(排出節拍(tact，takt))等排出條件，而對前述空間的直徑適當地選擇閥體之直徑。
亦即，閥體的直徑其可裝著因應於排出之液材的黏性之直徑者而予以安裝。
例如，雖然也須要考慮和其他各條件之關連性，但一般而言當處理高黏性的液材時，則考慮液材之低流動性，而採比處理低黏度之液材時的閥體外徑更小直徑者，又當外加高壓力而排出時，則應考慮閥的密封性，而採比外加低壓力排出時之閥體的外徑更大直徑者。
以下雖依照實施例詳細說明本發明，但本發明並不受限於實施例。
<實施例1> 《全體構造》
本實施例的液體材料之排出裝置係，如圖1所示由以平行配置之底座1、板(頂板)3、中間板4及其等結合之支柱板2所構成的機框；及，固定在底座1之本體50；及，配設在底座1之閥驅動部和插入在本體50內的閥體26所構成之閥部；及，配設在底座1及中間板4之間，而連通本體50且被固定在中間板4之液材貯存部11；及，形成在本體50內部的流路之液材供給部；及，配設在固定於底座1的本體50之內部及本體50之下方的排出部；及，具有柱塞13而被形成在本體50的內部之計量部12；及，使用配置在頂板3及中間板4之間的螺旋傳導裝置之柱塞驅動部；及，可控制此等的控制部；如此而所構成。以下詳細說明各部份之構成。
《本體》
如圖2所示，本體50係在上部具有凹部且具有可保持自液材貯存部11所供給的液材之液材保持區域51。在本體50的上方部份，具有接合至連通於液材貯存部11的流路之連接部55。此處，和液材貯存部11連通之流路係指，不僅後述的管53以外也包含直接連結在本體50時的液材貯存部11之供給口的概念。在比本體50之液材貯存部11更下方的側面則被穿設於空間52而被插入閥體26。
又，在本實施例中，雖然在本體50設有凹部之液材保持區域51，但其並非必要的構成，其也可以平面構成本體50之上端，如此亦可。在該構成之情形，後述的第2流路82則可設在接近和本體50的液材貯存部11相連通之流路的部位(上面或連接部55)。
又，也可使本體50的上端成為平面，再使後述之圓筒部16突出，如此之構成亦可。在該構成之情形下，由於第2流路82變較短，因此，可減少其流路之阻力，而可更順利地填充液材。
在液材保持區域51之底面中央部，朝向液材貯存部11方向之管狀體的圓筒部16被延伸出去，而圓筒部16具有到達空間52之貫通孔，而形成自前述圓筒部16的液材貯存部11側端至空間52之第1流路81。
同樣地，在鄰接液材保持區域51的底面之圓筒部16的位置具有到達空間52之貫通孔，而自液材保持區域51的底面至空間52則形成第2流路82。
在相對於本體50之液材保持區域51的面上，被固定噴嘴31，並使本體50與噴嘴31連通狀地具有自前述相對面到達空間52之貫通孔，而自空間52至噴嘴前端的排出口32則形成第4流路84。
《液材供給部》
在本體50之上部具有液材貯存部11。貯存在液材貯存部11之液材係被供給至本體50的前述液材保持區域51。在液材貯存部11之上部，被設置在中央部可插入柱塞13的貫通孔之蓋子61，如此為佳，由此則可防止灰塵等的異物混入貯存容器內。
《計量部》
計量部12係由形成在前述圓筒部16內之第1流路81和柱塞13所構成。柱塞13係利用柱塞驅動用馬達14的作用在第1流路81內往復動作，而在第1流路81之內壁面密接滑動。柱塞13在上方後退移動時，則可將液材吸入至第1流路81內，柱塞13在下方前進移動時，可排出第1流路81內的液材。本實施例之柱塞13係具有前端被形成為大直徑之柱塞頭90，而可對第1流路81之內壁面確實地密接滑動，其並可防止柱塞13的柱塞頭90之大直徑部以外的部份接觸第1流路81，且可使在第1流路81內移動之柱塞13順利地移動，因此較佳。
《排出部》
排出部係被連接在本體50的下端，而利用具有排出口32之噴嘴31所構成。噴嘴31係可裝卸自如地被螺合連接在本體50上。
《閥部》
被固定在底座1下面之閥驅動用馬達28的迴轉驅動，係藉由連接在閥驅動用馬達28的接頭(joint)91而傳達至閥體26。
閥體26係被插入穿設在本體50側面的空間52，而在空間52內迴轉動作。閥體26係圓柱形狀，在圓柱之長邊方向被插入於空間52。閥體26係在直徑方向具有貫通孔而因具有此貫通孔以形成第5流路85。又，閥體26在與貫通孔之第5流路85直交的閥體26周面，具有在閥體26之長邊方向延伸的溝，閥體26被插入至空間52與空間52的內壁面共同動作而構成第3流路83。
《液材排出作業》
以下說明使用上述構成之液材排出裝置的液材排出作業(控制部之各部控制)。
液材在未完全被導入至計量部12之狀態時，藉由閥驅動用馬達28而使閥體26迴轉移動，如圖2所示，使閥體26位於連通第2流路82與第1流路81之第1位置後，再使柱塞驅動用馬達14動作並將柱塞13後退移動，而將自液材貯存部11來的液材通過第2流路82、第3流路83填充至第1流路81。
之後，使柱塞13進出移動並將前端密接於液材，並排除第1流路81內的氣泡。又，此一氣泡排除，例如，也可使用本申請人之日本專利特開2003－190871號中的設有氣泡排除機構之柱塞。
其次，藉閥驅動用馬達28使閥體26迴轉移動，如圖3所示，藉由形成於閥體26之第5流路85使閥體位於連通第1流路81與第4流路84之第2位置，再使柱塞驅動用馬達14動作並使柱塞13以規定量前進移動，再從噴嘴31之前端的排出口32使被填充在計量部12之液材排出。
此時，也可使柱塞驅動用馬達14作高速動作，利用使柱塞13以規定量高速進出移動，而從噴嘴31之前端的排出口32使貯存在計量部12之液材噴射分注器。
此處，被吸入至第1流路81之液材可藉由柱塞13一次的進出動作而全部排出，或者藉由柱塞13作數次的進出動作而分成數次排出。亦即，每一次排出時可使液材吸入至第1流路81，或者經過數次的排出而使液材吸入至第1流路81。
在前述每一次將液材吸入至第1流路81之排出路徑中，為了使柱塞13的動作每一次可均等地排出，而使柱塞13之前端位置經常自一定之位置後退移動，並自一定位置前進移動，如此為佳。
在經過前述數次排出而將液材吸入至第1流路81之排出路徑中，由於其與每次排出動作之路徑相比，閥體26的動作數次較少，因此，其可延長閥體26之壽命。
<實施例2>
本實施例之裝置係將第1實施例所揭示之裝置的閥體26，從迴轉動作型式替換為可在平行移動之第1位置和第2位置切換之滑動動作型式者。
如圖5及圖6所示，被固定在底座1下面之閥驅動用致動器29的進退動作，係藉由連結在閥驅動用致動器29之接頭91而傳達至閥體26，因此，利用閥驅動用致動器29之進退動作而閥體26可滑動動作。
閥體26和實施例1之迴轉動作型式所使用的閥體為第3流路83，其與第5流路的相對位置不同。如圖8所示，實施例2之閥體26係圓柱形狀，在直徑方向具有貫通孔，且和貫通孔平行其具有在閥體26的長邊方向延伸之凹溝。前述貫通孔形成第5流路85，而前述閥體26被插入至空間52之狀態下，其與空間52的內壁面共同動作而構成第3流路83之點則和實施例1相同。
又，具有本體50之空間52，在本實施例中雖然作為貫通孔，但也可和實施例1同樣作為孔。相同的，在實施例1中也可使空間52作為貫通孔。
又，液材供給部係在本體50上配設管53，而利用配設在管53的側面之送液管54連通至液材貯存部11，而液材供給部也可採用所謂分岐構造者。液材供給部採用分岐構造時，不管本裝置的設置部位何在，均可將液材貯存部11設置在液材填充等容易保養的部位。
<實施例3>
本實施例之裝置構成，如圖9所示，閥體26係迴轉型閥，而具有本體50之空間52則係貫通孔型式者。又，液材供給部具有和實施例2相同的分岐構造者。
本實施例之特徵係閥體26之構成。如圖11所示，形成在閥體26周面的溝被對稱地設在側周面。具有此一構成之閥體26係利用閥驅動用馬達28的單向迴轉動作而使閥切換。
亦即，實施例1構成之閥體26中，雖然必須藉閥驅動用馬達28的正轉及反轉動作而切換第1位置及第2位置，但在本實施例中只要正轉或反轉動作即足夠。
本實施例之閥體26係貫通孔形成為第5流路85，而閥體26在被插入空間52之狀態時，其和空間52之內壁面共同動作而構成第3流路83之點，其和實施例1相同，但不相同的是構成第3流路83的二個溝之點。
又，閥體26之驅動，可如實施例1及實施例3之迴轉型，或如實施例2之滑動型均可。
當然，如將此等複合動作，亦即組合切換迴轉動作和滑動動作者亦屬可能。在該狀況下，閥體26之構成係，如圖13所示，例如，第3流路83的大致中央位置變成重疊在第5流路85的大致中央位置。此時，將第3流路83對稱設在側周面時，則可使閥驅動用馬達28在單向迴轉。
(產業上之可利用性)
本發明之裝置，對排出之液材自噴嘴離開前接觸工件的型式之排出方式中，其可被利用於半導體相關、生物相關等的必須潔淨環境中之作業區域。
又，對排出之液材自噴嘴離開後接觸工件的滴下、噴射分注器型式之排出方式而言，則其可被利用於平面顯示器製造步驟，例如，在液晶面板製造步驟中之液晶滴下步驟等的領域。
1．．．底座
2．．．支柱板
3．．．板(頂板)
4．．．中間板
11．．．液材貯存部
12．．．計量部
13．．．柱塞
14．．．柱塞驅動用馬達
16．．．圓筒部
26．．．閥體
28．．．閥驅動用馬達
29．．．閥驅動用致動器
31．．．噴嘴
32．．．排出口
50．．．本體
51．．．液材保持區域
52．．．空間
53．．．管
54．．．送液管
55．．．連接部
61．．．蓋子
81．．．第1流路
82．．．第2流路
83．．．第3流路
84．．．第4流路
85．．．第5流路
90．．．柱塞頭
91．．．接頭
圖1係實施例1之裝置概略圖。
圖2表示實施例1之液材排出裝置的閥體之第1位置的主要部份擴大剖面圖。
圖3表示實施例1之液材排出裝置的閥體之第2位置的主要部份擴大剖面圖。
圖4係實施例1之閥體的概略斜視圖及剖面圖。
圖5係實施例2之裝置概略圖。
圖6表示實施例2之液材排出裝置的閥體之第1位置的主要部份擴大剖面圖。
圖7表示實施例2之液材排出裝置的閥體之第2位置的主要部份擴大剖面圖。
圖8係實施例2之閥體的概略斜視圖及剖面圖。
圖9表示實施例3之液材排出裝置的閥體之第1位置的主要部分擴大剖面圖。
圖10表示實施例3之液材排出裝置的閥體之第2位置的主要部份擴大剖面圖。
圖11係實施例3之閥體的概略斜視圖及剖面圖。
圖12係實施例3之閥體的斜視圖及上面圖。
圖13係實施例3之閥體的變形例之概略斜視圖及剖面圖。
11．．．液材貯存部
12．．．計量部
13．．．柱塞
16．．．圓筒部
26．．．閥體
31．．．噴嘴
32．．．排出口
50．．．本體
51．．．液材保持區域
55．．．連接部
81．．．第1流路
82．．．第2流路
83．．．第3流路
84．．．第4流路
85．．．第5流路
90．．．柱塞頭
91．．．接頭

Claims (12)

  1. 一種液材排出裝置，其具備有：可供給排出的液材之液材供給部；具有可排出液材的排出口之排出部；由計量孔及和計量孔的內壁面滑動而可吸入液材至計量孔內並排出之柱塞構成的計量部(12)；由本體(50)及形成連通液材供給部和計量部之流路(83)及連通計量部(12)和排出部之流路(85)，在設於本體(50)內的空間(52)內滑動之閥體(26)如此所成的閥部；以及可控制此等的控制部；上述本體(50)係使連通液材供給部之流路與上述空間(52)連通，而其具有連通構成計量部(20)的計量孔之流路(81)以及連通液材供給部之流路與上述空間(52)之流路(82)；而上述控制部係在計量孔內吸入液材時，可使上述閥體(26)位於第1位置而連通液材供給部與計量部，且可遮斷計量部和排出部，且在排出計量孔內的液材時，可使上述閥體(26)位於第2位置而連通計量部與排出部，且可遮斷液材供給部和計量部。
  2. 如申請專利範圍第1項之液材排出裝置，其中，上述閥體(26)係迴轉閥，上述控制部利用使閥體在既定角度迴轉，而使閥體配置於上述第1位置或第2位置。
  3. 如申請專利範圍第2項之液材排出裝置，其中，形成 在上述閥體(26)之連通上述液材供給部與計量部之流路(83)係設在閥體的表面上之凹溝，而連通上述計量部和排出部之流路(85)係貫通閥體的孔。
  4. 如申請專利範圍第3項之液材排出裝置，其中，上述凹溝係，利用設在閥體(26)的對稱位置之2個凹溝所構成。
  5. 如申請專利範圍第1項之液材排出裝置，其中，上述閥體(26)係滑動閥，而上述控制部利用使閥體在既定距離水平移動，而使閥體配置於上述第1位置或第2位置。
  6. 如申請專利範圍第5項之液材排出裝置，其中，形成在上述閥體(26)之連通上述液材供給部與計量部之流路(83)係設在和上述計量部的滑動接觸面之凹溝，而連通計量部和排出部之流路(85)係連通計量孔與排出部的孔。
  7. 如申請專利範圍第1項之液材排出裝置，其中，上述控制部利用使上述閥體(26)在既定的角度迴轉以及在既定距離水平移動，而使閥體配置於上述第1位置或第2位置。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之液材排出裝置，其中，上述控制部係以柱塞1次的後退移動對計量孔實施吸引液材，而以柱塞數次的前進移動實施計量孔內之液材排出。
  9. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之液材排出裝置，其中，因應於排出之液材的特性，可插入和上述空間(52)的內徑不同直徑之閥體(26)。
  10. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之液材排出裝置，其中，上述本體(50)，在其上方部份具有接合連通於液材供給部之流路的連接部(55)。
  11. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之液材排出裝置，其中，上述本體(50)係自其上面延伸至上方，在內部具有形成流路(81)之圓筒部(16)。
  12. 如申請專利範圍第10項之液材排出裝置，其中，上述本體(50)係自其上面延伸至上方，而在內部具有形成流路(81)之圓筒部(16)。
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