TWI747771B - 液體材料吐出裝置及塗佈裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題，在於提供可有效率地加速柱塞並可降低裝置之重心，而且維護性良好之液體材料吐出裝置、及搭載有該吐出裝置之塗佈裝置。
本發明之液體材料吐出裝置及其塗佈裝置，該液體材料吐出裝置具備有：液室，其與吐出口相連通而被供給液體材料；柱塞，其較液室小徑之前端部於液室內進行進退移動；彈性體，其朝上方對柱塞附加勢能；臂，其以實質朝水平方向延伸之方式被配置；臂驅動裝置，其係使臂動作之驅動源；及基體，其配置有臂驅動裝置；其中，具備有與臂驅動裝置相連接，可擺動地支撐臂驅動裝置及臂之擺動機構；臂驅動裝置具備有被配置於臂之長度方向之複數個致動器，臂具備有將柱塞朝下方推壓之推壓部，柱塞具備有被推壓部推壓之抵接部，柱塞藉由臂之擺動運動進行直線往返移動。

Description

液體材料吐出裝置及塗佈裝置
本發明係關於具備有在與噴嘴連通之液室內進行往返動作之柱塞、及致動器與位移擴大機構之液體材料吐出裝置及搭載有該吐出裝置之塗佈裝置。此處，本說明書所記載之「柱塞」，包含有例如被稱為針、桿、活塞之棒狀構件。
過去，已提案有各種使用在與噴嘴連通之液室內進行往返移動之柱塞而使少量之液體材料呈液滴狀吐出之技術。用以使柱塞移動之驅動源，經常會使用利用馬達、空氣、壓電元件等之致動器。作為使用空氣壓力來當作驅動源之吐出裝置，例如，於申請人之專利文獻1中，揭示有一種吐出裝置，其藉由利用空氣壓力所進行柱塞桿之後退動作將吐出口開放，並藉由利用彈簧之彈性力所進行上述柱塞桿之前進動作而自上述吐出口吐出液滴。
於利用彈簧及空氣壓力使柱塞進行往返動作之吐出裝置中，確保柱塞之移動距離雖容易，但由於空氣具有壓縮性，因此難以要使柱塞之往返移動速度快到一定以上之速度。此於具備有壓電致動器之構成中，由於可藉由電性脈波信號來控制壓電元件之動作，因此衝程之再現性優異，也容易進行壓電元件動作之控制。
作為以壓電致動器來當作驅動源而使針進行往返移動之吐出裝置，例如，於專利文獻2揭示有一種液體材料吐出裝置， 其具備有與吐出口連通而被供給液體材料之液室、前端部於液室內進行進退移動之針、使針進行進退動作之驅動裝置、及位移擴大機構，並自吐出口飛翔吐出液滴；其特徵在於：驅動裝置係由被左右對稱地配置之偶數台驅動裝置所構成，位移擴大機構具備有在下部連結有針之可彈性變形之U字狀構件，各驅動裝置藉由使U字狀構件之兩端部分離之力作用而使進行針後退移動並且藉由使U字狀構件之兩端部接近之力作用而使針進行前進移動。
使用針(柱塞)之液體材料吐出裝置，由於可藉由高速前進之柱塞賦予大的射出力，因此可進行藉由壓電元件(piezoelectric element)來擠出油墨室內之油墨而進行吐出之噴墨裝置無法進行之將高黏度之液體材料作為液滴所進行之吐出。
於專利文獻3揭示有一種液滴吐射裝置，其具備有：殼體，其具有被設置於前端之射出孔及汽缸孔；層積型之壓電元件，其係配置於殼體內；及柱塞，其將壓電元件作為驅動源，並可微伸縮移動自如地被收納於汽缸孔內；壓電元件係嵌合於元件保持器而被一體地安裝之長方體，元件保持器係構成為在一部分形成薄壁彈性部而對壓電元件賦予收縮側之恢復力，將該元件保持器之上端部固定於上述殼體並且於元件保持器之下端形成柱塞。
專利文獻3所揭示之裝置係具備有與汽缸孔相同直徑之柱塞，且吐出與藉由柱塞之前進移動所減少之容積相同量之液體材料之吐出原理的裝置。該吐出原理之裝置，由於會產生柱塞之側周面與汽缸孔之內周面之滑動摩擦，因此不適用於每秒進行數百吐射以上之高速連續吐出。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2002-282740號公報
專利文獻2：日本專利特開2015-51399號公報
專利文獻3：日本專利第4786326號公報
近年來，於使柱塞進行往返動作之吐出裝置(分配器)中，要求飛翔吐出較先前更微量之液滴。例如，專利文獻2所揭示之裝置，由於具備有使小徑之針在大徑之液室內進行往返動作之構成，因此可吐出較藉由針之前進移動而減少之液室內的容積更少量之液體材料。為了藉由此種吐出方式飛翔吐出微量之液滴，就必須使柱塞加速至一定以上之速度。
於利用壓電致動器使柱塞進行往返動作之吐出裝置中，為了確保用以使柱塞加速之移動距離，必須設置將壓電致動器之位移量擴大的位移擴大機構。然而，若因設置位移機構而造成吐出裝置之重心變高，則存在有會造成在使搭載吐出裝置之塗佈頭開始移動、停止移動、變更移動速度、及轉換方向時所產生之晃動或振動變大之問題。
另一方面，為了增大位移量，雖亦可增大壓電元件本身之位移，但使壓電元件多層化或使用多個壓電元件，存在有會招致吐出裝置之大型化，而使製造成本也增大之問題。
此外，要求吐出部之保養性良好之吐出裝置。例如，要求具有可容易地進行被凝固之液體材料所堵塞之吐出口之洗 淨、或已磨耗之柱塞之更換之構造之吐出部的吐出裝置。
因此，本發明之目的，在於提供一種可有效率地加速柱塞，可降低裝置之重心，而且保養性良好之液體材料吐出裝置、及搭載有該吐出裝置之塗佈裝置。
本發明之液體材料吐出裝置，其具備有：液室，其與吐出口相連通而被供給液體材料；柱塞，其較液室小徑之前端部於液室內進行進退移動；彈性體，其朝上方對柱塞附加勢能；臂，其以實質朝水平方向延伸之方式被配置；臂驅動裝置，其係使臂動作之驅動源；及基體，其配置有臂驅動裝置；其特徵在於：具備有與上述臂驅動裝置相連接，可擺動地支撐上述臂之擺動機構，上述臂驅動裝置具備有被配置於上述臂之長度方向之複數個致動器，上述臂具備有將柱塞下方推壓之推壓部，上述柱塞具備有被上述推壓部推壓之抵接部，上述柱塞藉由上述臂之擺動運動進行直線往返移動。
於上述液體材料吐出裝置中，其特徵也可為：上述複數個致動器係由層積型壓電元件所構成，臂藉由被配置在靠近上述推壓部之側的致動器成為伸長狀態且被配置在遠離上述推壓部之側的致動器成為非伸長狀態或收縮狀態而朝上方移動，臂藉由被配置在靠近上述推壓部之側的致動器成為非伸長狀態或收縮狀態且被配置在遠離上述推壓部之側的致動器成為伸長狀態而朝下方移動。
於上述液體材料吐出裝置中，亦可以上述複數個致動器係由偶數個致動器所構成為特徵，且較佳亦可以上述偶數個致動器係由第一壓電致動器及第二壓電致動器所構成為特徵。
於上述液體材料吐出裝置中，亦可以上述推壓部或上 述抵接部具備有追隨上述臂之擺動運動而確保上述推壓部與上述抵接部之抵接狀態的曲面為特徵。
於上述液體材料吐出裝置中，亦可以具備有將上述臂裝卸自如地固定於上述基體之緊固件為特徵，且較佳亦可以上述緊固件係配置於上述複數個致動器之間，且上述複數個致動器係藉由上述緊固件被夾裝於上述臂及上述基體為特徵。
於上述液體材料吐出裝置中，亦可以進一步具備有可朝鉛垂方向移動地支撐上述柱塞之導件，上述彈性體係由始終朝上方對上述柱塞附加勢能之螺旋狀之壓縮彈簧所構成，且上述柱塞裝卸自如地被插通於上述彈性體及上述導件為特徵。
於上述液體材料吐出裝置中，亦可以上述擺動機構部與上述臂驅動裝置之下端部相連接，或與上述臂驅動裝置之上端部相連接為特徵。
於上述液體材料吐出裝置中，亦可以上述擺動機構部係構成為具備有：第一擺動機構部，其與上述臂驅動裝置之下端部相連接；及第二擺動機構部，其與上述臂驅動裝置之上端部相連接為特徵。
於上述液體材料吐出裝置中，亦可以上述擺動機構部係構成為具備有：連接部，其與上述臂驅動裝置之一端部相連接；及支撐部，其擺動自如地支撐上述連接部為特徵；較佳亦可以上述支撐部具備有由平順之曲面所構成之凸狀或凹狀之支撐面，上述連接部具備有於上述支撐部之上述支撐面上滑動之凹狀或凸狀之滑動面為特徵。
於上述液體材料吐出裝置中，亦可以上述推壓部係由裝卸自如地被安裝於上述臂之推壓構件所構成為特徵。
本發明之塗佈裝置，其特徵在於具備有：前述之液體 材料吐出裝置；工件台，其載置被塗佈物；相對移動裝置，其使液滴吐出裝置與被塗佈物進行相對移動；及液體材料供給源，其將液體材料供給至液體材料吐出裝置為特徵。
於上述塗佈裝置中，亦可以上述液體材料吐出裝置係由複數台液體材料吐出裝置所構成為特徵。
根據本發明，可提供能有效率地加速柱塞，可降低裝置之重心，而且保養性良好之液體材料吐出裝置、及搭載有該吐出裝置之塗佈裝置。
1:液體材料吐出裝置
10:基體
11:(基體之)上表面
12:(基體之)底面
13:凹部
14:柱塞插通孔
20:臂驅動裝置
21:第一致動器
22:第二致動器
25:擺動機構部
26:連接部
27:支撐部
30:臂
31:(臂之)上表面
32:(臂之)底面
33:臂桿(推壓構件)
34:推壓部
35:緊固件
41:導件
42:密封構件
50:柱塞
51:(柱塞之)桿部
52:(柱塞之)前端部
53:(柱塞之)後端部(抵接部)
54:彈性體
60:輸液構件
61:供給流道
62:供給口
63:流入流道
64:排氣流道
65:接頭
66:閉塞栓
70:噴嘴單元
71:噴嘴構件
72:閥座
73:蓋
74:液室
75:吐出口
100:塗佈裝置
101:架台
102:工件
103:工件台
104:塗佈動作控制部
111:X軸驅動裝置
112:Y軸驅動裝置
113:Z軸驅動裝置
121:X方向
122:Y方向
123:Z方向
125:擺動機構部
126:連接部
127:支撐部
225:擺動機構部
226:連接部
227:支撐部
圖1為第1實施形態例之液體材料吐出裝置之側面剖視圖。
圖2為第1實施形態例之擺動機構部之概略立體圖。
圖3為第1實施形態例之液體材料吐出裝置(上升位置)之側面剖視圖。
圖4為第1實施形態例之液體材料吐出裝置(下降位置)之側面剖視圖。
圖5為搭載有第1實施形態例之液體材料吐出裝置之塗佈裝置之立體圖。
圖6為第2實施形態例之液體材料吐出裝置之側面剖視圖。
圖7為第3實施形態例之液體材料吐出裝置之側面剖視圖。
圖8為第4實施形態例之液體材料吐出裝置之側面剖視圖。
圖9為第5實施形態例之擺動機構部之概略立體圖。
本發明係關於一種液體材料吐出裝置，其可微量地且精度良好地吐出從水、溶劑、藥劑等黏著性低的液體材料、以至於焊劑、銀膏、黏著劑等黏著性較高的液體材料。以下，對用以實施本發明之形態例進行說明。
《第1實施形態例》
<構成>
圖1為第1實施形態例之液體材料吐出裝置1之側面剖視圖。
第1實施形態例之液體材料吐出裝置1，係關於一種噴射式之吐出裝置，其以基體10、臂驅動裝置20、臂30、柱塞50、輸液構件60、噴嘴單元70為主要之構成元件，且將液體材料作為液滴而飛翔吐出。
再者，為方便說明，有時亦將噴嘴單元70側稱為「下」，將臂30側稱為「上」，將噴嘴單元70側(圖1之右側)稱為「前方」，將臂驅動裝置20側(圖1之左側)稱為「後方」。
基體10係塊狀構件，且具備設置有擺動機構部25之上表面11、及安裝有噴嘴單元70之底面12。
上表面11其大部分係由水平之平面所構成，且具有設置有擺動機構部25之凹部13、及柱塞插通孔14之上部開口。於凹部13設置有構成擺動機構部25之一對之支撐部27。擺動機構部25之細節，將於後述之。
再者，不一定要將凹部13與柱塞插通孔14設為相同之構件，因此也可藉由複數個構件來構成基體10。
臂驅動裝置20係由沿著臂30之長度方向被配置之第 一致動器21及第二致動器22所構成。第一致動器21及第二致動器22係由藉由施加電壓而可朝層積方向(圖1之上下方向)伸縮之相同規格的2個壓電元件(piezoelectric element)所構成。本實施形態例之致動器(21、22)，例如為將高應變率壓電陶瓷材料、內部電極、外部電極及絕緣物層疊所構成之棒狀的層積型元件，其厚度例如為5~100mm，而厚度方向之位移量例如為5~100μm左右。本實施形態例雖使用2個致動器，但致動器之數量並不限定於此，也可將3個以上(較佳為偶數個)之致動器對向配置而構成。致動器(21、22)之位移係藉由臂30被擴大至例如3~100倍(較佳為5~50倍)後，被傳遞至柱塞50。
圖2為第1實施形態例之擺動機構部25之概略立體圖。
擺動機構部25係構成為具備有：連接部(26、26)，其分別被連接於致動器(21、22)之下端；及支撐部(27、27)，其係配置於基體10之凹部13。
2個連接部26係於下表面具有由平順之曲面所構成之凹部(半球狀之凹陷)之構件，且沿著基體10之長邊方向並排而被配置。
本實施形態例之支撐構件27係將柱狀構件插入被設置在基體10之側面的貫通孔而加以固定之態樣。支撐部27之上表面係由具有相較於連接部26之凹部相同或更小之曲率之平順之曲面(半球狀之突起)所構成。再者，也可構成為與本實施形態例不同，而在連接部26側設置凸部，並在支撐部27側設置凹部。
擺動機構部25係構成為藉由連接部26一邊沿著臂30之長度方向滑動一邊進行移動，而使臂驅動裝置20及臂30可相 對於基體10傾斜。又，由於藉由擺動機構部25可吸收致動器(21、22)之剪斷變形，因此可使臂30之擺動動作穩定，甚至可提高吐出精度。
臂30係實質上沿水平方向(亦包含存在與水平面成30度以下之角度之情形)延伸之長尺寸構件，且以由平面所構成之底面32與上表面11平行之方式，藉由未圖示之固定件直接或間接地被固定於基體10。臂30係由撓曲較少之金屬等硬質材料所構成，而將臂驅動裝置20之驅動力直接傳遞至柱塞50。臂30由於自基體10僅分開臂驅動裝置20之高度，因此可降低吐出裝置1之重心。
臂30至少具有較臂驅動裝置20之伸長更大之長度，且作為擴大致動器(21、22)之位移量之位移擴大機構而發揮作用。藉由調節致動器(21、22)之位移量使臂30相對於基體10成為所期望之傾斜角度，而可動態地調節衝程。
於臂30之前方部，設置有供構成推壓構件之臂桿33插通而加以固定之貫通孔。於臂桿33之下端，設置有凸狀之推壓部34。臂桿33裝卸自如地被固定於臂30，故更換作業較簡單。推壓部34由於與柱塞之後端部53之接觸位置及接觸角度藉由其上下位置而變化，因此較佳係構成為與後端部53之對向面具有曲面之形狀(例如，半球或半橢圓球)。再者，推壓構件不一定要為桿狀，例如，也可由下端具備凸部，且裝卸自如地被固定於臂之塊狀構件所構成。
臂30係以臂驅動裝置20附近為支點進行擺動運動，並藉由推壓部34抵接於柱塞之後端部53而使柱塞50以高速進行 前出移動。如此，由可與柱塞50分開之不同構件來構成臂桿33，可藉此削減位移擴大機構之零件數，並可降低吐出裝置1之重心。
柱塞50係構成為具備有：桿部51，其由沿著鉛垂方向筆直地延伸之桿狀之構件所構成；半橢圓球狀之前端部52；及後端部53，其由較桿部51更大徑之圓盤狀之構件所構成。柱塞50例如由耐腐蝕性優異之金屬材料、陶瓷材料、樹脂材料所構成。
柱塞之桿部51係插通於由螺旋狀之壓縮彈簧所構成之彈性體54、被配置於柱塞插通孔14之環狀之導件41、及環狀之密封構件42。臂30雖然以圓弧狀之軌跡抵接於柱塞之後端部53，但柱塞50之動作方向係藉由導件41而直線性地被規定。再者，導件41也可由被配置為環狀之複數個構件所構成。
柱塞之前端部52，係配置於較桿部51更大徑之液室74內，而可不抵接於液室74之內周面地進行往返移動。亦即，柱塞之前端部52由於可不滑動摩擦地進行往返移動，因此可進行高速移動。柱塞之前端部52之形狀可設為任意之形狀，例如，揭示有設為平面、球狀或於前端設置有突起之形狀。
柱塞之後端部53係構成為較彈性體54更大徑，並藉由彈性體54而始終朝上方被附加勢能。柱塞之後端部53位於與臂之推壓部34對向之位置，且構成被抵接於推壓部34之抵接部。若臂之推壓部34以超過彈性體54之勢能附加力的勁勢壓下後端部53，便會對位在柱塞之前端部52前方之液體材料施加慣性力，而以液滴之狀態吐出較所推回之體積更少量之液體材料。若臂之推壓部34上升，則柱塞50也藉由彈性體54之勢能附加力而上升，且最高上升位置(亦即，衝程)係藉由臂之推壓部34所規定。
柱塞之後端部53由於未與推壓部34連結，因此柱塞50之自柱塞插通孔14之拆卸較容易。亦即，作為消耗品之柱塞50之更換作業較簡單。
再者，於本實施形態例中，雖使柱塞之前端部52落座於液室74之內底面所構成之閥座72而停止柱塞50之前進移動，但不使其落座於閥座72之態樣也包含於本發明之技術思想中。
輸液構件60係沿著基體10朝水平方向延伸之構件，且裝卸自如地被安裝於基體之下表面12。於輸液構件60之內部形成有供給流道61，供給流道61之一端部與液室74相連通，而另一端部與供給口62相連通。由於液室74係配置於吐出裝置1之前方端部附近，因此供給流道61之長度相較於其他吐出裝置相對較短，所以會浪費之液體材料量也相對變少。
於供給口62經由輸液管(包含管狀者)連接有貯留容器。貯留容器內之液體材料係藉由壓縮氣體而被加壓，且液體材料係經由供給流道61被供給至液室74。再者，於液體材料為流動性較高者之情形時，也可不對貯留容器加壓。
噴嘴單元70係構成為具備有噴嘴構件71、閥座72及蓋73。
噴嘴構件71係形成有液室74之圓筒狀之構件，且於前端部配設有閥座72及蓋73。
閥座72係於中心設置有朝下方開口之吐出口75之圓盤狀的構件，且藉由將蓋73螺合於噴嘴構件71之前端而被固定。液室74、吐出口75及柱塞50之各中心線係配置於同一直線上。藉由柱塞50落座或離開閥座72使吐出口75被開閉，而使液體材料被吐出。液 室74係使液體材料被充滿至密封構件42之附近，而密封構件42防止液體材料朝向導件41之侵入。
於噴嘴單元70也可設置用以將液室74內之液體材料加溫至既定溫度之調溫機構。
<動作>
(1)中間位置
圖1顯示致動器(21、22)處於非動作狀態，且臂30處於中間位置之情況。此時，柱塞50之前端部52處於與閥座72呈非接觸狀態，吐出口75被開放。柱塞之後端部53藉由彈性體54之勢能附加作用，而與臂桿之推壓部34處於抵接狀態。
於中間位置也可與圖1不同，而將前端部52與閥座72設為接觸狀態。於設為接觸狀態之情形時，可防止液體材料自吐出口之漏出。
(2)上升位置
圖3顯示使第一致動器21作動，且臂30處於上升位置之情況。
若對第一致動器21通電而使其前進位移(使全長伸長)，臂桿33便藉由槓桿原理朝上方移動。不對第二致動器22通電，維持與中間位置相同之位置。此時，各致動器之連接部26、26在各支撐部27、27上移動，第一致動器21及第二致動器22也朝後方(圖3之左側)傾斜。與前述不同，也可對第二致動器22施加收縮信號使其收縮位移，而使推壓部34及柱塞50產生更大之位移。
若臂桿33朝上方移動，由於柱塞50也藉由彈性體 54之勢能附加作用而朝上方移動，因此臂桿之推壓部34與柱塞之後端部53成為抵接狀態。此處，於臂桿33朝上方移動之期間，也可不需要保持推壓部34與柱塞之後端部53之抵接狀態，而在暫時性地成為非接觸狀態之後再成為抵接狀態。
於臂桿33之上方移動時，推壓部34係以沿著中心設在致動器(21、22)側之圓弧狀之軌跡進行上升移動。另一方面，柱塞50藉由導件41之作用而直線地進行上升移動。亦即，於臂桿33之上方移動時，推壓部34與柱塞之後端部53之位置關係會產生錯位。因此，於本實施形態例中，以球面等之曲面構成推壓部34之下表面來確保適當之抵接狀態。此處，與圖示之構成不同，也可以球面等之曲面構成柱塞之後端部53的上表面，且以平面(或曲面)構成推壓部34之下表面。
再者，將柱塞之後端部53構成為能追隨推壓部34之軌跡之大小也相當重要。
(3)下降位置
圖4顯示使第一致動器21返回中間位置，使第二致動器22作動，且臂30處於下降位置之情況。
若停止對第一致動器21之通電，而對第二致動器22進行通電使其前進位移(使全長伸長)，臂桿33便藉由槓桿原理而朝下方移動。此時，各致動器之連接部26、26在各支撐部27、27上移動，第一致動器21及第二致動器22也朝前方(圖4之右側)傾斜。與前述不同，也可對第一致動器21施加收縮信號使其收縮位移，而使推壓部34及柱塞50產生更大之位移。
若臂桿33朝下方移動，推壓部34便以超過彈性體54之勢能附加力的力推壓柱塞50之後端部53。藉此，柱塞50朝下方移動，前端部52落座於閥座72，而將液體材料以液滴之狀態自吐出口75吐出。此處，於臂桿33朝下方移動之期間，也可不需要保持推壓部34與柱塞之後端部53之抵接狀態，而在暫時性地成為非接觸狀態之後再成為抵接狀態。
臂桿33以圓弧狀之軌跡進行下降移動，且柱塞50藉由導件41之作用而直線地下降移動的部分，與前述(2)之情形相同。
若重複進行以上之動作，致動器(21、22)便左右連續地擺動，而使柱塞50例如以每秒100~500次或更高之頻率進行往返移動。就提高吐出精度之觀點而言，較佳為將施加於致動器(21、22)之脈波信號之震盪頻率設為一定。
<塗佈裝置>
如圖5所示，被收納於筐體內且與貯留容器(注射器)連接之液體材料吐出裝置1，係搭載於塗佈裝置100之塗佈頭，並藉由XYZ軸驅動裝置(111、112、113)使塗佈頭(吐出裝置)1與工件台103進行相對移動，而使用於在工件上塗佈液體材料之作業。例示之塗佈裝置100係構為具備有：架台101；工件台103，其載置作為塗佈對象物之工件102；X驅動裝置111，其使液體材料吐出裝置1與工件台103朝X方向121進行相對移動；Y驅動裝置112，其使液體材料吐出裝置1與工件台103朝Y方向122進行相對移動；Z驅動裝置113，其使液體材料吐出裝置1與工件台103朝Z方向123進行相對移動；未圖示之分配控制器(吐出控制部)，其以所期望之 條件朝向貯留容器供給來自未圖示之壓縮氣體源之壓縮氣體；及塗佈動作控制部104，其控制XYZ驅動裝置(111、112、113)之動作。如以虛線所圖示，塗佈裝置100較佳係以罩體覆蓋架台上部，以防止粉塵或發塵物到達工件102。
XYZ驅動裝置(111、112、113)係構成為例如具備有公知之XYZ軸伺服馬達及螺桿，而可以任意之速度使液體材料吐出裝置1之吐出口移動至工件之任意位置。於圖5中，於塗佈裝置雖搭載有3台液體材料吐出裝置1，但搭載台數並不限定於例示之數量，即可為1台，也可為2台、4台等複數台。又，於圖5中，於1台Z驅動裝置113雖搭載有3台液體材料吐出裝置1，但也可設置與液體材料吐出裝置1相同數量(於圖5之例中為3台)之Z驅動裝置，且構成為各液體材料吐出裝置1可獨立地朝Z方向(及X方向)移動。
根據以上所說明之第1實施形態例之液體材料吐出裝置1，由於藉由降低吐出裝置1之重心，可抑制塗佈頭之晃動或振動，因此可更高速地移動塗佈頭。又，由於來自臂驅動裝置20之驅動力係經由由硬質材料所構成之臂30被直接地傳遞至柱塞50，因此衝程之再現性較高，而且可吐出高黏度之液體材料。
《第2實施形態例》
第2實施形態例之液體材料吐出裝置1與第1實施形態例相同，係將液體材料作為液滴而飛翔吐出之噴射式之吐出裝置。以下以與第1實施形態例之相異點相關之構成為中心進行說明，並對相同之構成省略說明。
圖6為第2實施形態例之液體材料吐出裝置1之側面剖視圖。
於本實施形態例中，將在後端部具有圓盤狀構件之緊固件35插通於被設置在臂30之後方部之貫通孔(未圖示)，而將臂30固定於基體10。緊固件35係構成為以適當地推壓臂驅動裝置20之狀態固定臂30之長度。亦即，第一致動器21及第二致動器22係藉由臂30及基體10所夾裝。
於基體之凹部13之上表面，形成有一對之支撐部27。亦即，於本實施形態例中，一對之支撐部27係與基體10一體地被形成。於一對之支撐部27之間，設置有用以固定緊固件35之螺孔(未圖示)。桿狀之緊固件35於前端部形成有外螺紋，且螺合於凹部13之螺孔而被固定。緊固件35係裝卸自如地被固定於凹部13之螺孔，而於臂驅動裝置20達到使用壽命時，可容易地進行更換。
輸液構件60係側視時呈大致L字狀之構件，且於上端部設置有具有供給口62之接頭65。於接頭65直接連接有貯留有液體材料之貯留容器(注射器)、或經由輸液管(包含管狀者)連接有貯留容器。
於輸液構件60之內部，形成有供給流道61、流入流道63及排氣流道64。於液體材料剛開始自接頭65被供給時，殘留於各流道之空氣自被設置於排氣流道64之端部之開口被排出。於殘留空氣被排出之後，藉由閉塞栓66將排氣流道64堵塞而使用。輸液構件60由於在同一直線上配置有各構成元件(61~65)，因此可纖細地構成吐出裝置1之寬度(圖6之垂直紙面方向之寬度)。
本實施形態例之液體材料吐出裝置1之動作，與第1 實施形態例相同。
藉由以上所說明之第2實施形態例之液體材料吐出裝置1，也可實現與第1實施形態例相同之作用效果。
《第3實施形態例》
第3實施形態例之液體材料吐出裝置1與第1實施形態例相同，係將液體材料作為液滴而飛翔吐出之噴射式之吐出裝置。以下以與第1實施形態例之相異點相關之構成為中心進行說明，並對相同之構成省略說明。
圖7為第3實施形態例之液體材料吐出裝置1之側面剖視圖。
第3實施形態例之液體材料吐出裝置1，擺動機構部125被配置於致動器(21、22)之上端的部分與第1實施形態例不同。亦即，擺動機構部125係配置於致動器(21、22)與臂30之間。
構成擺動機構部125之連接部126、126及支撐部127、127之構成，除了配置部位之外，與第1實施形態例之連接部26及支撐部27相同。與第1實施形態例相同，連接部126係於上表面具有由曲面所構成之凹部之構件，且於對向之支撐部127之下表面一邊進行滑動一邊進行往返動作。
於本實施形態例中，雖然僅於致動器(21、22)之上端設置擺動機構125，但也可於此之外，而在致動器(21、22)之下端亦設置第1實施形態例之擺動機構部25。亦即，也可於致動器(21、22)之上端及下端分別設置擺動機構部之構成。根據如此之構成，可藉由2個擺動機構部，可更高水準地吸收致動器(21、22)之剪斷 變形。
本實施形態例之液體材料吐出裝置1之動作，與第1實施形態例相同。
藉由以上所說明之第3實施形態例之液體材料吐出裝置1，也可實現與第1實施形態例相同之作用效果。
《第4實施形態例》
第4實施形態例之液體材料吐出裝置1與第2實施形態例(圖6)相同，係將液體材料作為液滴而飛翔吐出之噴射式之吐出裝置。以下以與第2實施形態例之相異點相關之構成為中心進行說明，並對相同之構成省略說明。
圖8為第4實施形態例之液體材料吐出裝置1之側面剖視圖。
第4實施形態例之液體材料吐出裝置1，具有臂桿33的部分與第2實施形態例不同。其他構成則與第2實施形態例相同。
藉由以上所說明之第4實施形態例之液體材料吐出裝置1，也可實現與第2實施形態例相同之作用效果。
《第5實施形態例》
第5實施形態例之液體材料吐出裝置1與第1實施形態例1相同，係將液體材料作為液滴而飛翔吐出之噴射式之吐出裝置。以下以與第1實施形態例之相異點相關之構成為中心進行說明，並對相同之構成省略說明。
圖9為第5實施形態例之擺動機構部225之概略立體 圖。
第5實施形態例之液體材料吐出裝置1，擺動機構部225由4個連接部226及4個支撐部227所構成的部分與第1實施形態例不同。其他構成則與第1實施形態例相同。
4個連接部226皆為於下表面具有由平順之曲面所構成之凹部(半球狀之凹陷)之構件，且被配置為2×2之矩陣狀。各致動器(21、22)係以橫跨2個連接部226之方式被配設，該2個連接部226係排列於與臂30之長度方向正交之方向而配置。可與此不同地，既可將4個致動器分別配設於4個連接部226，也可以橫跨2個連接部226之方式配設3個致動器中的1個，且將另2個分別配設於2個連接部226。
支撐部227之上表面係由具有與連接部226之凹部相同之曲率的平順之曲面(半球狀之突起)所構成。
擺動機構部225藉由連接部226一邊沿著臂30之長度方向滑動一邊進行移動，可使臂驅動裝置20及臂30相對於基體10傾斜(朝圖9中双箭頭之方向移動)。又，由於連接部226之上表面之面積較寬廣，因此可搭載較第1實施形態例更大型之致動器。
藉由以上所說明之第5實施形態例之液體材料吐出裝置1，也可實現與第1實施形態例相同之作用效果。
1:液體材料吐出裝置
10:基體
11:(基體之)上表面
12:(基體之)底面
13:凹部
14:柱塞插通孔
20:臂驅動裝置
21:第一致動器
22:第二致動器
25:擺動機構部
26:連接部
27:支撐部
30:臂
31:(臂之)上表面
32:(臂之)底面
34:推壓部
35:緊固件
41:導件
42:密封構件
50:柱塞
51:(柱塞之)桿部
52:(柱塞之)前端部
53:(柱塞之)後端部(抵接部)
54:彈性體
60:輸液構件
61:供給流道
62:供給口
63:流入流道
64:排氣流道
65:接頭
66:閉塞栓
70:噴嘴單元
71:噴嘴構件
72:閥座
73:蓋
74:液室
75:吐出口

Claims (20)

  1. 一種液體材料吐出裝置，其具備有：
    液室，其與吐出口相連通而被供給液體材料；
    柱塞，其較液室小徑之前端部於液室內進行進退移動；
    彈性體，其朝上方對柱塞附加勢能；
    臂，其以實質朝水平方向延伸之方式被配置；
    臂驅動裝置，其係使臂動作之驅動源；及
    基體，其供臂驅動裝置配置；
    其特徵在於：
    其具備有與上述臂驅動裝置相連接，可擺動地支撐上述臂之擺動機構，
    上述臂驅動裝置具備有沿著上述臂之長度方向並排而被配置之朝與臂之長度方向正交之方向伸縮的複數個致動器，
    上述臂具備有將柱塞下方推壓之推壓部，
    上述柱塞具備有被上述推壓部推壓之抵接部，
    上述柱塞藉由上述臂之擺動運動進行直線往返移動，
    上述柱塞之抵接部與上述推壓部並不相嚙合。
  2. 如請求項1之液體材料吐出裝置，其中，其具備有將上述臂裝卸自如地固定於上述基體之緊固件。
  3. 如請求項2之液體材料吐出裝置，其中，上述緊固件係配置於上述複數個致動器之間，且上述複數個致動器係藉由上述緊固件被夾裝於上述臂及上述基體。
  4. 如請求項1至3中任一項之液體材料吐出裝置，其中，上述複數個致動器係由層積型壓電元件所構成，
    臂藉由被配置在靠近上述推壓部之側的致動器成為伸長狀態且被配置在遠離上述推壓部之側的致動器成為非伸長狀態或收縮狀態而朝上方移動，
    臂藉由被配置在靠近上述推壓部之側的致動器成為非伸長狀態或收縮狀態且被配置在遠離上述推壓部之側的致動器成為伸長狀態而朝下方移動。
  5. 如請求項4之液體材料吐出裝置，其中，上述複數個致動器係由偶數個致動器所構成。
  6. 如請求項5之液體材料吐出裝置，其中，上述偶數個致動器係由第一壓電致動器及第二壓電致動器所構成。
  7. 如請求項1至3中任一項之液體材料吐出裝置，其中，上述推壓部或上述抵接部具備有用以追隨上述臂之擺動運動並確保上述推壓部與上述抵接部之抵接狀態而與上述抵接部或上述推壓部之端面對向且抵接之突出的曲面。
  8. 如請求項1至3中任一項之液體材料吐出裝置，其中，其進一步具備有可朝鉛垂方向移動地支撐上述柱塞之導件，
    上述彈性體係由始終朝上方對上述柱塞附加勢能之螺旋狀之壓縮彈簧所構成，且
    上述柱塞裝卸自如地被插通於上述彈性體及上述導件。
  9. 如請求項1至3中任一項之液體材料吐出裝置，其中，上述擺動機構部與上述臂驅動裝置之下端部相連接，或與上述臂驅動裝置之上端部相連接。
  10. 如請求項1至3中任一項之液體材料吐出裝置，其中，上述擺動機構部係構成為具備有：
    第一擺動機構部，其與上述臂驅動裝置之下端部相連接；及
    第二擺動機構部，其與上述臂驅動裝置之上端部相連接。
  11. 如請求項9之液體材料吐出裝置，其中，上述擺動機構部係構成為具備有：
    連接部，其與上述臂驅動裝置之一端部相連接；及
    支撐部，其擺動自如地支撐上述連接部。
  12. 如請求項11之液體材料吐出裝置，其中，上述支撐部具備有由平順之曲面所構成之凸狀或凹狀之支撐面，
    上述連接部具備有於上述支撐部之上述支撐面上滑動之凹狀或凸狀之滑動面。
  13. 如請求項1至3中任一項之液體材料吐出裝置，其中，上述推壓部係由裝卸自如地被安裝於上述臂之推壓構件的構成。
  14. 如請求項1至3中任一項之液體材料吐出裝置，其中，上述複數個致動器全部被配置於上述臂的下方。
  15. 如請求項1至3中任一項之液體材料吐出裝置，其中，上述臂驅動裝置被配置於上述臂與上述基體之間，
    上述擺動機構部被配置於上述臂驅動裝置與上述基體之間。
  16. 如請求項1至3中任一項之液體材料吐出裝置，其中，其具備有將上述臂可進行擺動地固定於上述基體之緊固件，
    上述複數個致動器係由第一致動器及第二致動器所構成，
    上述擺動機構部具備有：第一連接部，其與上述第一致動器之一端部連接；第二連接部，其與上述第二致動器之一端部連接；第 一支撐部，其將上述第一連接部可進行擺動地加以支撐；及第二支撐部，其將上述第二連接部可進行擺動地加以支撐。
  17. 如請求項16之液體材料吐出裝置，其中，上述緊固件係沿著上述第一及第二致動器之長度方向延伸之桿狀的緊固件。
  18. 如請求項1至3中任一項之液體材料吐出裝置，其中，上述臂雖朝下方推壓上述柱塞，但不會朝上方推壓上述柱塞。
  19. 一種塗佈裝置，其特徵在於，其具備有：
    請求項1至3中任一項所記載之液體材料吐出裝置；
    工件台，其載置被塗佈物；
    相對移動裝置，其使液體材料吐出裝置與被塗佈物進行相對移動；及
    液體材料供給源，其將液體材料供給至液體材料吐出裝置。
  20. 如請求項19之塗佈裝置，其中，上述液體材料吐出裝置係由複數台液體材料吐出裝置所構成。
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