WO2013133365A1 - 液体定量吐出装置、その塗布装置および液体定量吐出方法 - Google Patents

液体定量吐出装置、その塗布装置および液体定量吐出方法 Download PDF

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生島 和正
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Definitions

  • the present invention relates to a liquid fixed amount discharge device that sucks liquid into a metering hole by driving a piston, and discharges the liquid sucked into the metering hole by driving a piston, a coating device for the same, and a liquid constant discharge method.
  • a device that discharges a fixed amount of liquid As a device that discharges a fixed amount of liquid, a device that sucks liquid into a measuring hole (cylinder) by driving a piston and discharges the liquid sucked into the measuring hole by driving a piston is known.
  • various devices having a plurality of pistons and measuring holes have been proposed so far.
  • a device provided with a plurality of pistons and metering holes has been devised to reduce waste of time for suction and discharge by replacing the suction and discharge of liquid.
  • these devices including a plurality of pistons and metering holes there is a device that switches a flow path connected to a plurality of metering holes, a liquid supply port, and a liquid discharge port with one multi-way valve.
  • Patent Document 1 The method disclosed in Patent Document 1 is as follows. A paint cylinder is interposed in a paint pressure feed line for feeding high-viscosity paint, and a hydraulic cylinder in which the paint cylinder and the piston rod head are connected to each other is disposed. Then, the high-viscosity paint pumped from the paint pump is fed into the paint cylinder and temporarily stored, and then the piston rod of the paint cylinder is contracted by injecting hydraulic oil into the hydraulic cylinder and extending the piston rod. The high-viscosity paint stored in the paint cylinder is supplied to the airless paint machine through the paint pressure feed line.
  • Patent Document 2 The apparatus disclosed in Patent Document 2 is as follows. A pair of plunger pumps having the same diameter are coaxially arranged so that the open ends of the cylindrical holes face each other, and the plungers are integrally coupled in a state in which the two cylinders can be adjusted. Then, the pressurized liquid is supplied to one pump outlet pipe and the other pump outlet pipe is alternately opened to the outside air, and both the plungers coupled together are caused by the hydraulic pressure difference in the two cylindrical holes acting on the plunger. A predetermined amount of liquid is alternately discharged from an outlet pipe that is reciprocally slid in the cylindrical hole and opened to the outside air. By adjusting the sliding width of the plunger according to the distance between the two cylinders, the amount of liquid discharged alternately from the outlet pipes of both pumps can be set to a desired value.
  • an applicant is the discharge device provided with the measurement part which has a flow path connected with a nozzle, and the plunger which reciprocates in the flow path of a measurement part.
  • a bubble mixing prevention mechanism that can be attached to the end of the first portion, and is provided in the first hole through which the plunger reciprocates in communication with the flow path of the measuring portion, and the nozzle-side end of the first hole.
  • a first seal member formed, a second seal member provided at an end opposite to the nozzle of the first hole, and a second hole communicating with a side surface of the first hole.
  • an object of the present invention is to provide a liquid dispensing apparatus, a coating apparatus thereof, and a liquid dispensing apparatus that can solve the above-described problems.
  • a first aspect of the present invention is a liquid fixed-quantity discharge device for sucking liquid into a measuring hole and discharging the liquid in the measuring hole by reciprocating a piston, and having liquid contact with the first and second measuring holes
  • a first position and a first measuring hole which are disposed in the discharge channel and the space in the liquid contact member, communicate with the first metering hole and the supply channel, and communicate with the second metering hole and the discharge channel.
  • a switching valve having a second position communicating with the second metering hole and the supply channel, a valve driving mechanism for operating the switching valve, and the first and second pistons.
  • a piston drive mechanism for operating the arm, and the first and second measuring holes are switched by the switching bar.
  • a liquid dispensing apparatus Opposed sandwiching the blanking, a liquid dispensing apparatus, characterized in that the supply channel and discharge channel and disposed adjacent to the switching valve.
  • the arm maintains a constant distance between the first and second pistons.
  • a third invention is characterized in that, in the first or second invention, the liquid contact member in which the switching valve is disposed in the internal space is detachable from the liquid dispensing apparatus.
  • a fourth invention is characterized in that, in the first, second or third invention, the liquid contact member is constituted by one member.
  • the switching valve includes a valve body having two flow paths therein.
  • the valve drive mechanism and the piston drive mechanism are disposed adjacent to each other in the vertical direction on the back side of the liquid contact portion.
  • the valve drive mechanism includes a power transmission member disposed above the piston drive mechanism and transmitting power to the switching valve. It is characterized by.
  • the piston driving mechanism is disposed above the valve driving mechanism, and the valve driving mechanism and the switching valve are directly connected.
  • the valve driving mechanism includes a connection portion having a concave portion or a convex portion at an end portion, and a convex portion that fits into the concave portion or the convex portion of the connection portion. A portion or a recess is provided at an end of the switching valve.
  • the supply channel includes the supply connection member detachably attached to the liquid contact member, the discharge channel, and the liquid contact A discharge connecting member detachably attached to the member.
  • the liquid contact member communicates with the first measuring hole, and the first hole through which the piston reciprocates is provided.
  • a first bubble mixing prevention mechanism configured to include a second hole communicating with a side surface of the hole, a first hole communicating with the second measurement hole, and a piston reciprocatingly inside the first measurement hole; And a second bubble mixing prevention mechanism configured to include a second hole communicating with the side surface of the first hole.
  • a twelfth aspect of the invention is a liquid fixed quantity discharge device according to any one of the first to eleventh aspects, a compressed gas source for supplying a compressed gas for applying pressure to the liquid stored in a storage container, and the liquid fixed quantity discharge
  • a discharge control unit that controls each drive mechanism of the apparatus and a compressed gas source gas pressure; a work table on which an application target is placed; an XYZ drive mechanism that relatively moves the liquid metering discharge apparatus and the work table; And a drive control unit that controls the operation of the XYZ drive mechanism.
  • the thirteenth invention is characterized in that in the twelfth invention, it is a desktop type.
  • the liquid contact member having the first and second measuring holes, the first piston that closely slides in the first measuring hole, and the second that slides closely in the second measuring hole.
  • the piston, the supply channel communicating with the reservoir, the discharge channel communicating with the nozzle, and the space in the liquid contact member are connected to the first metering hole and the supply channel, and the second metering is performed.
  • a switching valve having a first position for communicating the hole and the discharge channel, a second position for communicating the first metering hole and the discharge channel, and a second position for communicating the second metering hole and the supply channel;
  • the present invention the following effects are exhibited. (1) It is possible to reduce the time and labor for disassembling, cleaning and assembling. (2) The amount of liquid used, particularly the amount of non-ejection liquid such as a pressure transmission medium, can be greatly reduced. (3) Pressure loss can be reduced and responsiveness can be improved. (4) It is easy to attach and detach the liquid contact part from the liquid dispensing apparatus. (5) Fine positioning of the piston is possible, and the difference in the discharge amount between the two pistons / metering holes can be almost eliminated. (6) It is possible to provide a small-sized liquid quantitative discharge device including two pistons that can be mounted on a desktop type coating device.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram of the liquid fixed quantity discharge device concerning a 1st embodiment of the present invention. It is a principal part cross-sectional front view of the liquid-contact part which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a side view explaining arrangement
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a liquid dispensing apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view of a liquid dispensing apparatus according to Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view of a coating apparatus according to Example 3.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a liquid dispensing apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view of a liquid dispensing apparatus according to Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view of a coating apparatus according to Example 3.
  • FIG. 1 is a schematic view of a liquid dispensing apparatus according to the first embodiment.
  • the liquid dispensing apparatus 1 according to the present embodiment is mainly composed of a liquid contact part 7 and a drive part 10 including a valve drive mechanism 8 and a piston drive mechanism 9.
  • FIG. 2 is a principal part sectional front view of the liquid-contact part which concerns on 1st Embodiment.
  • the liquid contact member 2 is a thick cylindrical member, in which a measuring hole 11 that is two columnar spaces is formed, and a space for disposing the valve body 14 is provided.
  • the liquid contact member 2 includes a connection member 26 (supply channel 5) for connecting the storage container 17 and a connection member 27 (discharge channel 6) for connecting the nozzle 18 with the valve element 14 interposed therebetween. It is provided at the facing position.
  • the connection members (26, 27) may be disposed adjacent to the valve body 14, and need not necessarily be disposed at positions vertically opposite to each other with the valve body 14 in between.
  • the device arrangement in order to operate a plurality of (in this case, two) pistons 3 alternately by one piston drive mechanism 9, the device arrangement is such that the central axes of the two pistons 3 are on the same straight line.
  • a sealing member 24 for preventing liquid from leaking is installed at the opening end of the measuring hole 11 into which the piston 3 is inserted, and a pressing member 25 for preventing the sealing member 24 from coming off is provided on the liquid contact member 2. It is installed at both ends.
  • the pressing member 25 is configured to be easily removed, and the seal member 24 can be easily replaced.
  • the piston 3 includes a small diameter portion 12 and a large diameter portion 13, and a part of the small diameter portion 12 is inserted into the measuring hole 11, and serves as a knob and a stopper when the large diameter portion 13 is attached to an arm 19 described later. .
  • the piston 3 reciprocates while closely sliding on the inner wall of the measuring hole 11, the liquid is sucked into the measuring hole 11 or pushed out from the measuring hole 11.
  • a screw is cut in a predetermined region on the large diameter portion 13 side of the small diameter portion 12, and the screw portion is screwed into a hole provided at the tip of the arm 19 to fix the piston 3.
  • the predetermined region where the screw is cut may be, for example, in a range from about the same as the thickness of the member of the arm 19 to about twice.
  • the switching valve 4 switches communication between the metering hole 11, the supply flow path 5, and the discharge flow path 6.
  • the switching valve 4 includes a valve body 14 having two internal flow paths 15. When the valve body 14 takes the first position and the second position, the flow path connecting the measurement hole 11 with the supply flow path 5 and the discharge flow path 6 is switched.
  • the valve body 14 has a cylindrical shape and has four ports 16 communicating with the flow path 15 on the outer peripheral surface. Switching between the first position and the second position is performed by rotating the valve body 14. Details of the operation of the switching valve will be described later.
  • the above-described columnar rotary valve may not be used.
  • the first position and the second position may be taken by providing a recess as a flow path in the flat plate and using a slide valve that slides the flat plate.
  • the supply flow path 5 is a straight flow path, and one opening is directly or indirectly connected to the storage container 17 storing the liquid material 58, and the other opening is connected to the switching valve 4 (valve element 14). Is done.
  • the discharge channel 6 is a straight channel, and one opening is connected to the switching valve 4 (valve body 14), and the other opening is connected to the nozzle 18 that discharges the liquid material 58.
  • the supply flow path 5 and the discharge flow path 6 are arranged at a position perpendicular to the liquid contact member 2 with the switching valve 4 as the center.
  • the device arrangement is such that the flow path has a cross shape around the space where the valve element 14 is arranged.
  • the flow path inside the valve body 14 was formed so that the two measuring holes 11 communicated alternately with the supply flow path 5 and the discharge flow path 6.
  • the two liquid contact members 2 are arranged on the same straight line so that the piston insertion sides face each other with the switching valve 4 interposed therebetween, and Connecting members 26 and 27 are arranged.
  • the flow path can be linearly shortened, and the amount of liquid used (especially other than the liquid to be discharged such as the pressure transmission medium) can be reduced.
  • the amount of liquid used can be greatly reduced, the pressure loss can be reduced, and the response can be improved.
  • the liquid contact member 2 is formed of a single member, it is possible to reduce the trouble of performing operations such as disassembly and cleaning, and to reduce the connection errors during assembly.
  • the drive unit 10 that operates the movable member includes a valve drive mechanism 8 and a piston drive mechanism 9.
  • the valve drive mechanism 8 is for operating the valve body 14 of the switching valve 4.
  • a rotary actuator is used for the valve drive mechanism 8, and the power of the rotary actuator is transmitted to the switching valve 4.
  • various types such as an electric type and an air type can be used.
  • an appropriate valve drive mechanism 8 is adopted according to the method.
  • the piston drive mechanism 9 has an arm 19 that supports the piston 3 and operates the piston 3 by reciprocating the arm 19.
  • a combination of an electric motor and a ball screw is used so that fine control is possible.
  • the electric motor for example, a servo motor or a pulse motor can be used.
  • a linear motor may be used in place of these combinations. Any motor is preferably provided with an encoder so that the position can be controlled with high accuracy.
  • the arm 19 that supports the piston 3 has a U-shape, and the piston 3 is fixed to the tip of the arm protrusion 20 protruding at both ends. Each piston 3 is screwed and fixed to the arm protrusion 20 so that the small diameter portions 12 face each other.
  • a plate-like connecting portion that connects the arm protruding portion 20 of the arm 19 is connected to the slider 21 of the piston drive mechanism 9 and is movable.
  • the arm 19 is made of one hard member, and its shape does not change even during the reciprocating operation. Therefore, the distance between the two pistons (that is, from the tip of one narrow diameter portion 12 to the tip of the other narrow diameter portion 12). Distance) can be kept constant.
  • the distance obtained by adding “the length of one measuring hole 11” and “the width of the valve body 14” is the upper limit distance and “the width of the switching valve 4” is the lower limit distance
  • the distance is fixed to the arm 19.
  • the distance between the pistons should not exceed the upper limit distance and not less than the lower limit distance. If the upper limit distance is exceeded, the piston 3 will be disengaged from the measuring hole 11 when the arm 19 is reciprocated, and if it is less than the lower limit distance, the operation itself cannot be performed.
  • the discharge device 1 includes a discharge control unit 23 that controls the operation of the two drive mechanisms (8, 9) described above and also controls the gas pressure applied to the liquid material 58 stored in the storage container 17.
  • the discharge control unit 23 is provided separately from the discharge device 1. In this way, management of the set values of various parameters is facilitated by bringing the control subject into one place.
  • the discharge device 1 is connected to a compressed gas source 22 that supplies compressed gas for applying pressure to the liquid material 58 stored in the storage container 17. This compressed gas assists in sucking the liquid material 58 into the measuring hole 11.
  • the compressed gas source 22 is communicated with the storage container 17 via the discharge controller 23.
  • two drive mechanisms (8, 9) can be arranged substantially adjacent to each other in the vertical direction.
  • the positional relationship between the two drive mechanisms (8, 9) for example, the following two may be considered.
  • FIG. 3 shows a configuration example in which the valve drive mechanism 8 is disposed above and the piston drive mechanism 9 is disposed below in the discharge device 1.
  • This figure is a view from the side of the apparatus, and is a partially transparent view. The left side of the figure is the front side, and the right side is the back side.
  • the piston drive mechanism 9 is on the same horizontal plane as the axes (56, 57) of the liquid contact part 7, and the valve drive mechanism 8 is above it.
  • valve drive mechanism 8 Since the valve drive mechanism 8 is on the upper side, a power transmission member 28 is provided to connect the valve drive mechanism 8 and the wetted part 7, and the power of the valve drive mechanism 8 is switched to the switching valve 4 via the power transmission member 28. Tell the valve body 14.
  • the piston drive mechanism 9 and the wetted part 7 are connected by an arm 19, and the piston 3 is operated by operating the arm 19.
  • the wetted part 7 is fixed to the fixed block 41 by the fixing tool 29, and the fixed block 41 is installed on the U-shaped member 30.
  • the fixing tool 29 includes a rod part and a fixing part having a larger diameter than the rod part.
  • a screw with a knob is used for the fixture 29 so that it can be easily tightened or loosened by hand.
  • a “minus” or “plus” groove or a “hexagonal hole” as found in a head screw may be provided in the fixing portion, and it may be tightened using a tool such as a screwdriver or a wrench. This makes it possible to fix firmly and securely rather than tightening by hand.
  • a gap is opened between the piston drive mechanism 9 and the U-shaped member 30 so that the arm 19 can operate.
  • the valve drive mechanism 8 is installed on the U-shaped member 30.
  • the piston drive mechanism 9 is generally larger (longer) and heavier, so that the configuration in which the piston drive mechanism 9 is arranged below has a good weight balance. 56 is on the same plane, there is an advantage that the positioning accuracy of the piston 3 is good.
  • FIG. 4 shows a configuration example in which the valve drive mechanism 8 is disposed below and the piston drive mechanism 9 is disposed above in the discharge device 1.
  • the figure is a view from the side of the apparatus. The left side of the figure is the front side, and the right side is the back side.
  • the valve drive mechanism 8 is on the same horizontal plane as the axes (56, 57) of the liquid contact part 7, and the piston drive mechanism 9 is above it.
  • the piston drive mechanism 9 and the wetted part 7 are connected by an arm 19.
  • the piston drive mechanism 9 Since the piston drive mechanism 9 is on the upper side, the arm extending from the piston drive mechanism 9 is bent downward in the middle, and the arm projecting portion 20 is inclined and extended downward.
  • the valve drive mechanism 8 and the liquid contact part 7 are directly connected, and unlike the case of FIG. 3, the power transmission member 28 is not interposed therebetween.
  • the liquid contact part 7 is fixed to the U-shaped member 30 by a fixing tool 29.
  • the wetted part 7 and the U-shaped member 30 may be fixed via a block-shaped member (base).
  • the piston drive mechanism 9 is installed on the U-shaped member 30.
  • the switching valve 4 can be directly driven, which can reduce the width of the apparatus and reduce the weight of the apparatus. There are advantages such as good response of the valve to the operation.
  • the two drive mechanisms (8, 9) can be installed on the back side of the wetted part 7, so that the wetted part 7 can be attached and detached. When performing from the front, it can work smoothly.
  • a groove 31 is provided on the side surface of the switching valve 4, and the valve drive mechanism 8 (or Protrusions 32 are provided at the ends of the power transmission member 28) so that they are fitted together.
  • the groove 31 and the protrusion 32 are configured to have an elliptical cross section.
  • the present invention is not limited to this, and if at least one surface is a plane or a cross section, at least one side is a straight line. Good. For example, one having a “semi-circular or semi-elliptical” cross section or a “polygon” may be considered.
  • forming the groove 31 and the protrusion 32 so as to have the above-described shape has the following advantages. In other words, the groove 31 and the protrusion 32 can be formed even if the inside of the liquid contact member 2 cannot be seen by forming the direction of the groove 31 of the valve body 14 and the flow path 15 formed in the valve body to have a predetermined positional relationship. It is possible to determine the position or orientation of the port 16 through which the valve body 14 communicates only by fitting the.
  • the liquid contact member 2 is provided with two through-holes 33 for inserting the fixture 29 at positions that do not interfere with the measuring hole 11 at symmetrical positions with the switching valve 4 interposed therebetween.
  • the liquid contact part 7 and the drive part 10 are fixed by two fixing tools 29 composed of a rod part and a fixing part.
  • the liquid contact member 2 is composed of a single member, the valve body 14 is disposed in the liquid contact member 2, and the connection members 26 and 27 are also fixed. Easy.
  • the storage container 17 containing the liquid is attached to the connection member 26, and each drive mechanism (8, 9) is connected to the discharge control unit 23.
  • the nozzle 18 is preferably attached in advance before the attaching operation.
  • the knob 3 is provided in the fixing part of the piston 3 and the fixing tool 29, the work can be easily performed by manual work. Moreover, even if a tool is necessary, a special special tool is not necessary, and the work can be easily performed with a general tool. Compared with the apparatus according to the present embodiment and the conventional product manufactured by the applicant, the time for disassembly / assembly could be shortened from about 5 minutes to about 3 minutes.
  • FIGS. 6 to 12 show only the main part of the liquid contact part 7 in a simplified manner.
  • the initial state of the wetted part 7 is as follows. Either one of the pistons 3 is in a state where it has entered the liquid contact member 2 most. Further, the switching valve 4 is in a state where the measuring hole 11 and the supply flow path 5 where the piston 3 enters the most and the measuring hole 11 and the discharge flow path 6 where the piston 3 most retracts communicate with each other. . Specifically, for example, the state of FIG. The ejection device 1 is assumed to be in an empty state where no liquid is supplied.
  • the piston 3 and the measuring hole 11 on the left side are “first piston 36” and “first measuring hole 34”, and the piston 3 and the measuring hole 11 on the right side are “second piston 37”. And “second measuring hole 35”.
  • the switching valve 4 communicating with the first metering hole 34 in the initial state is connected to the “first channel 38” and the second metering hole 35.
  • the flow path inside 4 is referred to as “second flow path 39”.
  • first position when the switching valve 4 is located in the state of FIG. Called “position 2”.
  • Valve switching and supply to the second measuring hole (FIG. 8)
  • the valve driving mechanism 8 is operated to connect the first metering hole 34 and the discharge channel 6 to the second position where the second metering hole 35 and the supply channel 5 are communicated. Rotate around. When a pressure is applied to the liquid material 58 in the storage container 17, the liquid material 58 flows from the supply flow path 5 through the first flow path 38 inside the switching valve 4 into the second measuring hole 35.
  • Second piston suction step and first piston discharge step (FIG. 9)
  • the pressure applied to the liquid material 58 and the action of the withdrawal operation of the second piston 37 cause the second piston 37 to move.
  • the liquid material 58 is sucked into the measuring hole 35.
  • each piston is fixed by the arm 19 so that the distance between the two pistons (36, 37) is constant, as the second piston 37 moves, the first piston 36 moves to the first piston 36.
  • the liquid material 58 entering the measurement hole 34 and sucked in (2) is discharged from the discharge flow path 6 through the nozzle 18.
  • a discharge container or the like for receiving the discharged liquid material 58 is preferably provided below the discharge flow path 6 (nozzle 18).
  • Valve switching (Fig. 10) The valve driving mechanism 8 is operated so that the first metering hole 34 and the supply flow path 5 are communicated, and the switching valve 4 is turned 90 degrees to the first position where the second metering hole 35 and the discharge flow path 6 are communicated. Rotate clockwise. The preparation for the discharge operation is thus completed. That is, all of the flow paths are filled with the liquid.
  • Discharge operation 1 second piston discharge step and first piston suction step (FIG. 11)
  • the piston drive mechanism 9 moves the first piston 36 in the direction of retreating from the first metering hole 34 and moves the second piston 37 in the direction of entering the second metering hole 35.
  • the liquid material 58 is sucked into the first metering hole 34 from the supply channel 5 through the first channel 38 inside the switching valve 4 and at the same time the liquid material 58 in the second metering hole 35. Is discharged (discharged) from the discharge flow path 6 through the second flow path 39 inside the switching valve 4.
  • valve drive mechanism 8 When the movement of the pistons (36, 37) is completed, the valve drive mechanism 8 is operated to connect the first metering hole 34 and the discharge channel 6 and to communicate the second metering hole 35 and the supply channel 6.
  • the switching valve 4 is rotated 90 degrees clockwise to the second position.
  • Discharge operation 2 first piston discharge step and second piston suction step (FIG. 12)
  • the operation is almost the same as (6) above, but the operations of the left and right pistons (36, 37) are reversed.
  • the piston drive mechanism 9 moves the first piston 36 in the direction of entering the first metering hole 34 and moves the second piston 37 in the direction of exiting from the second metering hole 35.
  • the liquid material 58 in the first metering hole 34 is discharged (discharged) from the discharge flow path 6 through the nozzle 18 through the second flow path 39 inside the switching valve 4, and the liquid material 58 is supplied.
  • the fluid is sucked from the flow path 5 into the second measuring hole 34 through the first flow path 38 inside the switching valve 4.
  • valve drive mechanism 8 When the movement of the pistons (36, 37) is completed, the valve drive mechanism 8 is operated to connect the first measuring hole 34 and the supply flow path 5 and to connect the second measuring hole 35 and the discharge flow path 6.
  • the switching valve 4 is rotated 90 degrees counterclockwise to the first position.
  • FIG. 13 shows a cross-sectional view of the main part of the liquid contact part of the liquid dispensing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 13 is a view as seen from the front of the apparatus.
  • the liquid contact member 2, the connection member 26 and the storage container 17 communicating with the connection member 27, the connection member 27 and the nozzle 18 communicating therewith, and the switching valve 4 are shown in FIG. It is the figure cut
  • the liquid contact member 2 of this embodiment is composed of three liquid contact members 2a to 2c.
  • the liquid contact members 2a and 2c are provided with measuring holes 11 that act as channels for sucking and temporarily storing liquid.
  • the liquid contact member 2b is provided with a space in which the valve body 14 is disposed.
  • a seal member 68 is disposed in a portion 69 where the liquid contact members 2a to 2c are fitted to each other.
  • a screw or a fit can be adopted for the fitting portion 69.
  • the liquid contact part 7 of the present embodiment described above it is easy to replace the measuring hole 11 with one having a different flow path length or diameter. Further, as in the first embodiment, since the members are concentrated and arranged around the switching valve 4, the flow path can be shortened linearly, and the amount of liquid used (especially the pressure transmission medium) (The amount of liquid other than the liquid discharged) can be greatly reduced, and the pressure loss can be reduced to improve the responsiveness.
  • the third embodiment is different from the first embodiment in that it includes a bubble mixing prevention mechanism / method.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram of a bubble mixing prevention mechanism according to the third embodiment of the present invention.
  • (a) is a plan sectional view
  • (b) is an AA sectional view of (a).
  • elements other than the bubble mixing prevention mechanism have the same configuration as in the first embodiment, description thereof is omitted.
  • the piston type (plunger type) discharge device when the liquid material 58 is filled in the measuring hole, bubbles are generated due to a pressure drop due to the backward movement of the piston (plunger), For example, air bubbles may remain in a portion where the liquid material 58 is not filled, such as at the corners. If bubbles are mixed in the liquid material 58, the discharge amount of the liquid material 58 relative to the piston (plunger) movement amount is not stable due to the influence of the compressibility of the bubbles, and precise discharge cannot be performed. In particular, bubbles are likely to remain in the flow path in the procedure from empty state to liquid filling (in the above-mentioned [Discharge operation] (1) to (5)). Therefore, a bubble mixing prevention mechanism shown in FIG. 14 is provided.
  • the bubble mixing prevention mechanism shown in FIG. 14 communicates with the measurement hole portion 11, and a first hole 60 in which the piston 3 reciprocates, and a first hole 60 provided at an end portion on the nozzle side of the first hole 60.
  • a second seal member 63 provided at the end opposite to the nozzle of the first hole, and a second hole 61 communicating with the side surface of the first hole.
  • the inner periphery of the first hole 60 is configured to be larger than the outer periphery of the piston 3, and the inner periphery of the first seal member 62 and the second seal member 63 is substantially the same as the outer periphery of the piston 3.
  • the outer circumferences of the first seal member 62 and the second seal member 63 are configured to be larger than the inner circumference of the first hole 60.
  • a liquid receiving portion 65 is provided on the opposite side of the second hole 61 from the first hole 60 (on the open end 67 side of the second hole).
  • this bubble mixing prevention mechanism may be provided at each end of the two metering holes 11 opposite to the switching valve 4. By doing so, it is possible to prevent air bubbles from being mixed into the measurement hole portion 11.
  • a simple method for removing bubbles may be performed without providing the bubble mixing prevention mechanism as described above. That is, bubbles can be easily removed by the following procedure.
  • the second piston 37 is removed and the pressure is again applied to the liquid material 58.
  • the discharge amount of the liquid material 58 relative to the plunger (piston) movement amount is stabilized without being affected by the compressibility of the bubbles, It becomes possible to discharge accurately.
  • the accuracy was improved from about ⁇ 7% to about ⁇ 3% in terms of variation in the discharge amount.
  • the discharge device 1 of Example 1 embodies the discharge device 1 including the drive unit 10 (see FIG. 3) having a configuration in which the valve drive mechanism 8 is disposed above and the piston drive mechanism 9 is disposed below, as described in the embodiment.
  • FIG. 15 is a schematic perspective view of the ejection device according to the first embodiment.
  • a liquid contact portion 7 including a liquid contact member 2, a piston 3, a switching valve 4, a storage container 17, a nozzle 18 and the like is disposed.
  • a drive unit 10 including a valve drive mechanism 8 and a piston drive mechanism 9 is disposed on the back surface of the wetted part 7.
  • description of elements having the same configurations as those of the embodiment will be omitted, and different elements will be described.
  • the liquid contact portion 7 includes a liquid contact member 2, two pistons 3 that closely slide inside the liquid contact member 2, a switching valve 4, a connection member 26 having a supply flow path 5, and a discharge flow path 6. And a connecting member 27.
  • the pistons 3 are arranged on the same straight line with the switching valve 4 as the center so that the piston 3 insertion sides face each other. Further, the supply flow path 5 and the discharge flow path 6 face each other in the vertical direction and are arranged in a direction perpendicular to the liquid contact member 2.
  • the drive unit 10 includes a valve drive mechanism 8 and a piston drive mechanism 9.
  • the valve drive mechanism 8 is disposed on a U-shaped support member 30 attached to the base plate 40.
  • the piston drive mechanism 9 is disposed in the recess of the U-shaped support member 30.
  • the piston drive mechanism 9 is provided with a slider 21, and an arm 19 for fixing the piston 3 is fixed to the slider 21.
  • the slider 21 and the arm 19 are attached so as not to contact the inner wall surface of the U-shaped support member 30, and are movable within the recess of the support member 30.
  • the U-shaped support member 30 has a leg length (depth of the dent) exceeding the thickness obtained by adding the thicknesses of the piston drive mechanism 9 and the slider 21 and the arm 19 together. . With this configuration, it is possible to prevent the slider 21 and the arm 19 from coming into contact with the support member 30 and hindering the operation, or rubbing and generating dust or the like.
  • the valve drive mechanism 8 since the valve drive mechanism 8 is located above the piston drive mechanism 9, a mechanism for transmitting the power of the valve drive mechanism 8 to the valve body 14 of the switching valve 4 is necessary. Therefore, in this embodiment, the power of the rotary actuator is transmitted to the valve body 14 of the switching valve 4 by using a belt and a belt receiving shaft (not shown) as a power transmission member 28.
  • the power transmission member 28 is not limited to a belt, and for example, a chain, a rack, and a pinion may be used.
  • the power transmission member 28 is inserted in a non-contact manner into a space between the support member 30 and a Y-shaped fixed block 41 that is fixed to the support member 30 in a detachable manner.
  • the belt receiving shaft is inserted into the fixed block 41 and has a protrusion 32 at the shaft end (see FIG. 5).
  • the valve body 14 is provided with a groove 31 that engages with the protrusion 32.
  • the liquid contact member 2 is provided with two through-holes 33 and is fixed to the fixed block 41 by two fixing tools 29 including a rod portion and a fixing portion (see FIG. 3).
  • the drive unit 10 is preferably covered with a cover. This is to prevent a hand or a tool from being caught in a moving part such as the slider 21 or the power transmission member (belt) 28, and to prevent foreign matters such as dust and small parts that interfere with the operation from attaching. .
  • the discharge device 1 according to the second embodiment embodies the discharge device 1 including the drive unit 10 (see FIG. 4) having a configuration in which the valve drive mechanism 8 is disposed below and the piston drive mechanism 9 is disposed above described in the embodiment.
  • FIG. 16 is a schematic perspective view of the ejection device according to the second embodiment.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in the arrangement of the drive mechanisms (8, 9) and the manner of communication between the drive mechanisms (8, 9) and the liquid contact portion 7. Only differences from the first embodiment will be described below.
  • a mechanism for transmitting the power of the piston drive mechanism 9 to the piston 3 is necessary.
  • a bent arm 19 is employed to transmit the power of the piston drive mechanism 9 to the piston 3.
  • the projecting portions 20 at both ends of the arm 19 are inclined downward so that the piston 3 can be slidably fixed on the measuring hole central axis of the liquid contact portion 7. Power is transmitted.
  • a U-shaped member 30 that fixes the piston drive mechanism 9 in an inclined posture while using the linear arm 19 may be used.
  • the liquid contact member 2 is detachably fixed to a block-shaped member 41 fixed to the U-shaped member 30.
  • the liquid contact member 2 is fixed by inserting the two fixtures 29 into the two through holes 33 provided in the liquid contact member 2 as in the first embodiment.
  • the block-like member 41 is provided with a through hole through which the power shaft of the valve drive mechanism 8 is inserted.
  • a projection 32 is provided at the power shaft end of the valve drive mechanism 8, and a groove 31 in which the projection 32 is fitted is provided in the valve valve body 14.
  • whether or not the block-like member 41 is provided is a matter that is appropriately selected depending on the distance from the piston drive mechanism 9 to the piston 3 or the like.
  • Example 3 is related with the desktop-type coating device which mounts the discharge apparatus of Example 1.
  • FIG. FIG. 17 is a schematic perspective view of the coating apparatus according to the third embodiment.
  • the coating apparatus 42 according to this embodiment includes an X drive mechanism 43 that can move in the direction of reference numeral 46, a Y drive mechanism 44 that can move in the direction of reference numeral 47, and a Z drive mechanism 45 that can move in the direction of reference numeral 48. .
  • the discharge device 1 is installed on the Z drive mechanism 45, and the Z drive mechanism 45 is installed on the X drive mechanism 43.
  • a work table 50 on which the application target 49 is placed is installed on the Y drive mechanism 44. That is, the discharge device 1 can be moved relative to the application object 49 in the XYZ directions (46, 47, 48).
  • a discharge controller 23 is installed in the coating device 42, and the discharge device 1 sends compressed gas for pumping the liquid material 58 from the compressed gas line 51 through the discharge controller 23, and the piston 3 from the power line 52. Power for driving the valve 4 is supplied. Further, the discharge controller 23 can control the discharge amount by controlling the moving distance, moving speed, etc. of the piston 3 of the discharging device 1. Further, since the discharge control unit 23 is also connected to the drive control unit 54 that controls the operation of the XYZ drive mechanisms (43, 44, 45) via the control line 53, the XYZ drive mechanisms (43, 44, 45). It is possible to perform discharge in accordance with the operation of).
  • the liquid material 58 In the preparation stage in which the liquid material 58 is filled in the empty flow path in the discharge device 1 (see FIGS. 6 to 12), there is an operation of discharging the liquid material 58. It is preferable to provide it on a table.
  • the upper surface of the container 55 of this embodiment has a large opening so that the liquid material 58 can be easily received. And this container 55 is installed in the position which does not interfere with the movement of the work table 50 within the movement range of the discharge device 1.
  • the application object 49 When the application object 49 is small and there is a sufficient space on the work table 50, the object 49 may be installed on the work table 50.
  • the discharged liquid material 58 may be processed manually or may be processed automatically.
  • the container 55 In the case of manual processing, the container 55 is made detachable, and when it is filled with the liquid material 58, it is removed and discharged.
  • piping is connected to the container 55 and discharged to another container or the like by the action of a pump or the like.

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Abstract

第1及び第2の計量孔(11,11)を有する接液部材(2)と、第1の計量孔(11)内を密接摺動する第1のピストン(3)及び第2の計量孔(11)内を密接摺動する第2のピストン(3)と、貯留部(17)と連通する供給流路(5)と、ノズル(18)と連通する排出流路(6)と、接液部材(2)内の空間に配設され、第1の位置及び第2の位置を有する切換バルブ(4)と、切換バルブ(4)を動作させるバルブ駆動機構(8)と、第1及び第2のピストン(3,3)と連結されるアーム(19)を動作させるピストン駆動機構(9)と、を備え、第1及び第2の計量孔(11,11)を、切換バルブ(4)を挟んで対向配置し、供給流路(5)及び排出流路(6)を切換バルブ(4)に隣接配置した液体定量吐出装置(1)、その塗布装置(42)および液体定量吐出方法。

Description

液体定量吐出装置、その塗布装置および液体定量吐出方法
 ピストンの駆動により計量孔内に液体を吸引し、ピストンの駆動により計量孔内に吸引した液体を吐出する液体定量吐出装置、その塗布装置および液体定量吐出方法に関する。
 定量の液体を吐出する装置として、ピストンの駆動により計量孔(シリンダ)内に液体を吸引し、ピストンの駆動により計量孔内に吸引した液体を吐出する装置が知られている。その中で、ピストンや計量孔を複数備える装置がこれまで種々提案されている。複数のピストンや計量孔を備えるものでは、液体の吸引と吐出を代わる代わる行って吸引と吐出にかかる時間の無駄を減らす工夫がなされている。これら複数のピストンや計量孔を備える装置のうち、複数の計量孔や液体供給口、液体排出口が接続する流路を一つの多方弁で切り換える装置がある。これらの装置をピストンの形式により大まかに分けると、特許文献1のようにピストンの片側で液体の吸引・吐出を行うもの、特許文献2のようにピストンの両側で液体の吸引・吐出を行うものがある。
 特許文献1に開示されている方法は次のようなものである。高粘度塗料を圧送する塗料圧送管路に塗料シリンダを介装すると共に、この塗料シリンダとピストンロッドヘッド同士を連結した油圧シリンダを配設する。そして、塗料圧送ポンプから圧送される高粘度塗料を塗料シリンダ内に送給して一旦貯留し、次いで油圧シリンダに作動油を注入してそのピストンロッドを伸長させることにより塗料シリンダのピストンロッドを収縮させて、塗料シリンダ内に貯留された高粘度塗料を塗料圧送管路を通じてエアレス塗装機に供給する。
 また、特許文献2に開示されている装置は次のようなものである。直径の等しい一対のプランジャポンプを同軸に、且つその円筒孔の開放端が対向するよう配列し、両円筒間を調整可能とした状態でプランジャを一体に結合させる。そして、一方のポンプ出口管に加圧液を供給し、他方のポンプ出口管を外気に開放することを交互に繰返し、一体に結合したプランジャをプランジャに作用する両円筒孔内の液圧差によって両円筒孔内を往復摺動させ、外気に開放される出口管より交互に一定量の液を排出させるように構成されている。両円筒間の間隔に応じてプランジャの摺動幅を調整し両ポンプの出口管から交互に排出される液量を所望の値に設定することができる。
 ところで出願人は、特許文献3において、ノズルと連通する流路を有する計量部と、計量部の流路内を往復動するプランジャと、を備えた吐出装置において、その計量部のノズルと反対側の端部に取り付け可能な気泡混入防止機構であって、計量部の流路と連通し、その内部をプランジャが往復動する第一の孔と、第一の孔のノズル側の端部に設けられた第一のシール部材と、第一の孔のノズルと反対側の端部に設けられた第二のシール部材と、第一の孔の側面に連通する第二の孔とを含んで構成される気泡混入防止機構を提案した。
特開昭60-94172号公報 実公昭48-34007号公報 特開2011-67756号公報
 従来の液体定量装置では、計量孔(シリンダ)や切り換え弁に接続する配管(流路)の数が多いため、メンテナンスや液体の種類を替える際に行う、分解、洗浄、組み立ての作業に手間がかかるという問題があった。
 また、計量孔と切り換え弁が離れて設置される構成において、それらをつなぐ配管にも圧力伝達媒体として作用する液体(非吐出液体)を満たさなければならないが、非吐出液体はメンテナンスや液体の種類を替える際に捨てられることとなり、無駄が生じるという問題があった。
 また、配管が長いと入口から出口までの間での圧力損失の増大があり、またピストンの作用に対する応答性が鈍化するという問題もある。
 二つのピストンを備える液体定量吐出装置においては、複数ピストン間での吐出量を均一にするのが難しいという問題があった。また、複数のピストンごとに駆動機構を設けると、液体定量吐出装置の容積および重量が増え、卓上型の塗布装置に搭載することが困難になるという問題もある。
 そこで本発明は、上記課題を解決することのできる液体定量吐出装置、その塗布装置および液体定量吐出方法を提供することを目的とする。
 第1の発明は、ピストンを往復動作させることにより計量孔内に液体を吸引し、計量孔内の液体を排出する液体定量吐出装置であって、第1および第2の計量孔を有する接液部材と、第1の計量孔内を密接摺動する第1のピストンおよび第2の計量孔内を密接摺動する第2のピストンと、貯留部と連通する供給流路と、ノズルと連通する排出流路と、接液部材内の空間に配設され、第1の計量孔と供給流路を連通し第2の計量孔と排出流路を連通する第1の位置および第1の計量孔と排出流路を連通し第2の計量孔と供給流路を連通する第2の位置を有する切換バルブと、切換バルブを動作させるバルブ駆動機構と、第1および第2のピストンと連結されるアームを動作させるピストン駆動機構と、を備え、第1および第2の計量孔を切換バルブを挟んで対向配置し、供給流路および排出流路を切換バルブに隣接配置したことを特徴とする液体定量吐出装置である。
 第2の発明は、第1の発明において、前記アームが、前記第1および第2のピストン間の距離を一定に保持することを特徴とする。
 第3の発明は、第1または2の発明において、前記切換バルブが内部空間に配設された接液部材を、液体定量吐出装置から着脱可能であることを特徴とする。
 第4の発明は、第1、2または3の発明において、前記接液部材が、1個の部材で構成されることを特徴とする。
 第5の発明は、第1ないし4のいずれかの発明において、前記切換バルブが、内部に二つの流路を有する弁体を含んで構成されることを特徴とする。
 第6の発明は、第1ないし5のいずれかの発明において、前記バルブ駆動機構と前記ピストン駆動機構とが、前記接液部の背面側で鉛直方向に隣接して配設されることを特徴とする。
 第7の発明は、第1ないし6のいずれかの発明において、前記バルブ駆動機構が、前記ピストン駆動機構の上方に配設され、かつ、動力を前記切換バルブに伝達する動力伝達部材を備えることを特徴とする。
 第8の発明は、第1ないし7のいずれかの発明において、前記ピストン駆動機構が、前記バルブ駆動機構の上方に配設され、前記バルブ駆動機構と前記切換バルブとが直結されることを特徴とする。
 第9の発明は、第1ないし7のいずれかの発明において、前記バルブ駆動機構が、端部に凹部または凸部を有する接続部を備え、当該接続部の凹部または凸部と嵌合する凸部または凹部が前記切換バルブの端部に設けられていることを特徴とする。
 第10の発明は、第1ないし9のいずれかの発明において、前記供給流路を有し、前記接液部材に着脱可能な供給用接続部材と、前記排出流路を有し、前記接液部材に着脱可能な排出用接続部材と、を備えることを特徴とする。
 第11の発明は、第1ないし10のいずれかの発明において、前記接液部材が、第1の計量孔と連通し、その内部をピストンが往復動する第1の孔と、該第1の孔の側面に連通する第2の孔とを含んで構成される第1の気泡混入防止機構と、第2の計量孔と連通し、その内部をピストンが往復動する第1の孔と、該第1の孔の側面に連通する第2の孔とを含んで構成される第2の気泡混入防止機構と、を備えることを特徴とする。
 第12の発明は、第1ないし11いずれかの発明に係る液体定量吐出装置と、貯留容器に貯留された液体に圧力を印加するための圧縮気体を供給する圧縮気体源と、前記液体定量吐出装置の各駆動機構および圧縮気体源気体圧を制御する吐出制御部と、塗布対象物を載置するワークテーブルと、前記液体定量吐出装置とワークテーブルとを相対的に移動させるXYZ駆動機構と、XYZ駆動機構の動作を制御する駆動制御部と、を備える塗布装置である。
 第13の発明は、第12の発明において、卓上型であることを特徴とする。
 第14の発明は、第1および第2の計量孔を有する接液部材と、第1の計量孔内を密接摺動する第1のピストンおよび第2の計量孔内を密接摺動する第2のピストンと、貯留部と連通する供給流路と、ノズルと連通する排出流路と、接液部材内の空間に配設され、第1の計量孔と供給流路を連通し第2の計量孔と排出流路を連通する第1の位置および第1の計量孔と排出流路を連通し第2の計量孔と供給流路を連通する第2の位置を有する切換バルブと、切換バルブを動作させるバルブ駆動機構と、第1および第2のピストンと連結されるアームを動作させるピストン駆動機構と、を備え、第1および第2の計量孔を切換バルブを挟んで対向配置し、供給流路および排出流路を切換バルブに隣接配置した液体定量吐出装置を用い、ピストンを往復動作させることにより計量孔内に液体を吸引し、計量孔内の液体を排出する液体定量吐出方法であって、切換バルブを第1の位置とし、アームを一の方向に移動することにより、第1の計量孔に液体を吸引し、かつ第2の計量孔から液体を排出する第1の工程と、切換バルブを第2の位置とし、アームを第1の工程と反対方向に移動することにより、第1の計量孔から液体を排出し、かつ第2の計量孔に液体を吸引する第2の工程と、第1および第2の工程を繰り返すことにより液体を連続定量吐出する第3の工程と、を有することを特徴とする液体定量吐出方法である。
 本発明によれば、次の効果が奏される。
(1)分解、洗浄、組み立ての作業を行う手間を軽減できる。
(2)液体の使用量、特に圧力伝達媒体などの非吐出液体の使用量を大幅に低減できる。
(3)圧力損失を小さくし、応答性をよくできる。
(4)液体定量吐出装置から接液部を着脱することが容易である。
(5)ピストンの細かな位置決めが可能となり、二つのピストン・計量孔間での吐出量の差をほぼ無くすことができる。
(6)卓上型の塗布装置に搭載することが可能な、二つのピストンを備える小型の液体定量吐出装置を提供することが可能である。
本発明の第1の実施形態に係る液体定量吐出装置の模式図である。 本発明の第1の実施形態に係る接液部の要部断面正面図である。 本発明に係る液体定量吐出装置における駆動部の各駆動機構の配置(1)を説明する側面図である。 本発明に係る液体定量吐出装置における駆動部の各駆動機構の配置(2)を説明する側面図である。 液体定量吐出装置における接液部着脱箇所の要部拡大図である。 液体定量吐出装置における吐出動作(1)を説明する説明図である。 液体定量吐出装置における吐出動作(2)を説明する説明図である。 液体定量吐出装置における吐出動作(3)を説明する説明図である。 液体定量吐出装置における吐出動作(4)を説明する説明図である。 液体定量吐出装置における吐出動作(5)を説明する説明図である。 液体定量吐出装置における吐出動作(6)を説明する説明図である。 液体定量吐出装置における吐出動作(7)を説明する説明図である。 本発明の第2の実施形態に係る接液部の要部断面正面図である。 本発明の第3の実施形態に係る気泡混入防止機構の説明図である。ここで、(a)は平面断面図であり、(b)は(a)のAA断面図である。 実施例1に係る液体定量吐出装置の概略斜視図である。 実施例2に係る液体定量吐出装置の概略斜視図である。 実施例3に係る塗布装置の概略斜視図である。
 以下に、本発明を実施するための形態例を説明する。
[第1の実施形態]
 図1は、第1の実施形態に係る液体定量吐出装置の模式図である。本実施形態に係る液体定量吐出装置1は、接液部7と、バルブ駆動機構8およびピストン駆動機構9からなる駆動部10とから主に構成されている。
 また図2は、第1の実施形態に係る接液部の要部断面正面図である。
[接液部7]
 接液部材2は、肉厚の円筒状部材であり、内部に二つの円柱状の空間である計量孔11が形成されると共に、弁体14を配設するための空間が設けられている。また、接液部材2には貯留容器17を接続するための接続部材26(供給流路5)、ノズル18を接続するための接続部材27(排出流路6)が弁体14を挟んで上下対向位置に設けられている。この接続部材(26、27)を交換することで、貯留容器17やノズル18の種類が変わり、接続箇所の形状が変わる場合にも容易に対応することが可能である。ここで、接続部材(26、27)は弁体14に隣接配置すればよく、必ずしも弁体14を挟んで上下対向位置に配置する必要はない。
 本実施形態では、一つのピストン駆動機構9で複数(ここでは二つ)のピストン3を交互に動作させるために、二つのピストン3の中心軸線が同一直線上となるような機器配置としている。ピストン3が挿入される計量孔11の開口端には、液体が漏れるのを防ぐためのシール部材24が設置され、そのシール部材24が外れないようにするための押さえ部材25が接液部材2の両端部に設置されている。押さえ部材25は取り外し容易に構成されており、シール部材24の交換を容易にしている。
 ピストン3は細径部12と太径部13とからなり、細径部12の一部が計量孔11内に挿入され、太径部13が後述するアーム19に取り付けるときのつまみ及びストッパーとなる。ピストン3が計量孔11の内壁に密接摺動しながら往復動することで、液体を計量孔11へ吸い込んだり、計量孔11から押し出したりする。細径部12の太径部13側の所定領域にはネジが切ってあり、このネジ部がアーム19先端に設けられた孔に螺合してピストン3が固定される。ネジの切ってある所定領域は、例えば、アーム19の部材の厚さと同程度から二倍くらいまでの範囲とするとよい。
 切換バルブ4は、計量孔11と供給流路5および排出流路6との連通を切り換える。切換バルブ4は、二つの内部流路15を有する弁体14を備える。弁体14が第1の位置および第2の位置をとることで、計量孔11と供給流路5や排出流路6とを連通する流路を切り換える。本実施形態では、弁体14は円柱体状をなし、外周面に流路15に連通する四つの口16を有する。第1の位置および第2の位置の切り換えは弁体14を回転して行う。切換バルブの動作の詳細については後述する。
 なお、二つの流路を切換えできるのであれば、上記のような円柱体状の回転バルブでなくてもよい。例えば、平板に流路となる凹みを設け、平板をスライドさせるスライドバルブとすることで第1の位置および第2の位置をとるようにしてもよい。
 供給流路5は、直線状の流路であり、一方の開口が液体材料58を貯留する貯留容器17と直接または間接に接続され、もう一方の開口が切換バルブ4(弁体14)に接続される。排出流路6は、直線状の流路であり、一方の開口が切換バルブ4(弁体14)に接続され、もう一方の開口が液体材料58を放出するノズル18に接続される。本実施形態では、切換バルブ4を中心として、供給流路5および排出流路6を接液部材2と直角をなす位置に配置した。言い換えると、弁体14が配置される空間を中心に流路が十字形となるような機器配置とした。これに合わせ、二つの計量孔11が交互に供給流路5と排出流路6に連通するよう弁体14内部の流路を形成した。
 以上に説明した本実施形態の接液部7は、切換バルブ4を挟んで二つの接液部材2をピストン挿入側が互いに外側を向くよう同一直線上に配置すると共に、切換バルブ4を挟んで上下の接続部材26、27を配置している。このように、切換バルブ4を中心にして各部材を集約して配置しているので、流路を直線的に短くでき、また液体の使用量(特に圧力伝達媒体などの吐出される液体以外の液体の使用量)を大幅に低減でき、また圧力損失を小さくし、応答性をよくできるという効果を奏する。
 また、接液部材2を一個の部材により形成しているので、分解や洗浄などの作業を行う手間を軽減できる、組み立て時の接続の間違いを減らすことができるという効果を奏する。
[駆動部10]
 可動部材を動作させる駆動部10は、バルブ駆動機構8と、ピストン駆動機構9とを備える。
 バルブ駆動機構8は、切換バルブ4の弁体14を動作させるためのものである。本実施形態では、バルブ駆動機構8にロータリアクチュエータを用い、ロータリアクチュエータの動力を切換バルブ4に伝達している。バルブ駆動機構8は電動式、エア式など様々な方式のものを用いることができる。切換バルブ4が回転式でない場合(例えばスライド式の場合)、その方式に合わせて適切なバルブ駆動機構8を採用する。
 ピストン駆動機構9は、ピストン3を支持するアーム19を有し、アーム19を往復移動させることによりピストン3を動作させる。本実施形態では、細かな制御が可能なよう電動モータとボールネジを組み合わせた構成を用いている。電動モータには、例えば、サーボモータやパルスモータなどを用いることができる。また、これらの組合せに代えてリニアモータを用いてもよい。いずれのモータであっても、エンコーダを備え、位置の制御を精度良く行えるものとすることが好ましい。
 ピストン3を支持するアーム19はU字形状をしており、両端に突き出たアーム突出部20の先端にピストン3が固設されている。各ピストン3は、それらの細径部12が互いに向き合うように細径部12がアーム突出部20に螺合固定される。アーム19のアーム突出部20を連結する板状の連結部は、ピストン駆動機構9のスライダ21に連結され、移動自在になっている。ここで、アーム19は一つの硬い部材でできており、往復動作時も形状は不変であるので、二つのピストン間距離(すなわち一方の細径部12先端から他方の細径部12先端までの距離)を一定に保つことができる。ここで、「一つの計量孔11の長さ」と「弁体14の幅」を足し合わせた距離を上限距離とし、「切換バルブ4の幅」を下限距離としたとき、アーム19に固定されたピストン間の距離が、上限距離を上回らず、かつ下限距離を下回らないようにする。上限距離を上回るとアーム19を往復動作したときにピストン3が計量孔11から外れてしまうし、下限距離を下回ると動作自体ができなくなってしまうからである。
[その他の要素]
 吐出装置1は、前述の二つの駆動機構(8、9)の動作を制御すると共に、貯留容器17に蓄えられた液体材料58に印加される気体圧の制御も行う吐出制御部23を備える。吐出制御部23は、吐出装置1とは別体に設けられる。このように、制御主体を一箇所にまとめることで、各種パラメータの設定値の管理が楽になる。また、吐出装置1には、貯留容器17に蓄えられた液体材料58に圧力を印加するための圧縮気体を供給する圧縮気体源22が接続される。この圧縮気体が計量孔11内に液体材料58を吸引する際の補助となる。圧縮気体源22は、吐出制御部23を介して貯留容器17と連通される。
[駆動部の配置関係]
 駆動部10を構成する二つの駆動機構(8、9)の配置関係について更に詳しく説明する。
 正面から接液部7を着脱することを容易にするためには、接液部7の背面側に二つの駆動機構(8、9)を隣接して設置する方が都合がよい。しかし、接液部7では、ピストン中心軸線56とバルブ弁体中心軸線57とが同一平面上にあり、かつ直交していることから、それらを動作させる二つの駆動機構(8、9)を単純に横並びにして設置することは難しい。そこで、一つの駆動機構を接液部7の各軸線(56、57)と同一水平面上に、もう一つの駆動機構をそれに重なり合うように立体的に配置することで、二つの駆動機構(8、9)を鉛直方向にほぼ隣接して配置することを可能とした。二つの駆動機構(8、9)の位置関係は、例えば次の二つが考えられる。
(A)バルブ駆動機構を上、ピストン駆動機構を下に配置した構成例
 図3は、吐出装置1において、バルブ駆動機構8を上、ピストン駆動機構9を下に配置した構成例を示す。同図は装置側面から見た図であり、一部透視図となっている。同図の左側が正面側となり、右側が背面側となる。
 この構成例の場合、ピストン駆動機構9が接液部7の各軸線(56、57)と同一水平面上にあり、バルブ駆動機構8がその上方にある。バルブ駆動機構8が上方にあるので、バルブ駆動機構8と接液部7との連結のために動力伝達部材28を設け、動力伝達部材28を介してバルブ駆動機構8の動力を切換バルブ4の弁体14へ伝える。ピストン駆動機構9と接液部7との連結はアーム19が行い、アーム19を動作させることでピストン3を動作させる。
 接液部7は固定ブロック41に固定具29により固定され、固定ブロック41はU字状部材30に設置される。固定具29は、ロッド部とロッド部と比べ大径の固定部とから構成される。本実施形態では、固定具29につまみ付きネジを用い、手で簡単に緊緩できるようにしている。ここで、固定部に、頭付きネジに見られるような「マイナス」や「プラス」の溝、「六角穴」を設け、ドライバーやレンチなどの工具を用いて緊緩できるようにしてもよい。これにより、手で締めるよりもきつく、確実に固定できるようになる。
 ピストン駆動機構9とU字状部材30との間は、アーム19が動作できるよう隙間が開いている。このU字状部材30の上にバルブ駆動機構8が設置される。図3の配置では、一般にピストン駆動機構9の方が大きく(長く)、重いので、ピストン駆動機構9を下に配置する構成は重量バランスがよい、ピストン駆動機構9の動作軸とピストンの中心軸線56とが同一平面上にあるので、ピストン3の位置決め精度がよい等の利点がある。
(B)バルブ駆動機構を下、ピストン駆動機構を上に配置した構成例
 図4は、吐出装置1において、バルブ駆動機構8を下、ピストン駆動機構9を上に配置した構成例を示す。同図は装置側面から見た図である。同図の左側が正面側となり、右側が背面側となる。
 この構成例の場合、バルブ駆動機構8が接液部7の各軸線(56、57)と同一水平面上にあり、ピストン駆動機構9がその上方にある。ピストン駆動機構9と接液部7との連結はアーム19により行う。ピストン駆動機構9が上方にあるので、ピストン駆動機構9から延出するアームは途中で下方に屈曲され、アーム突出部分20が下方へ傾斜して延出するよう構成される。バルブ駆動機構8と接液部7とは直接連結され、図3の場合と異なり、間に動力伝達部材28は介在しない。
 接液部7はU字状部材30に固定具29により固定される。接液部7とU字状部材30とをブロック状部材(台)を介して固定しても良い。ピストン駆動機構9はU字状部材30の上に設置される。
 図4の配置では、接液部7と駆動部10との間に動力伝達部材28を介在しないので、装置前後幅を小さく、かつ装置重量を軽くできる、切換バルブ4を直接駆動できるので、切り換え動作に対するバルブの応答性がよい等の利点がある。
 上記二つの構成例のいずれを用いるかは、要求する性能や使用する状況などに応じて適宜選択する。しかし、上記二つの構成例のいずれを採用したとしても、接液部7の背面側に二つの駆動機構(8、9)を設置する構成とすることができるので、接液部7の着脱作業を正面から行う際に円滑に作業を行うことができる。
[接液部と駆動部との着脱]
 切換バルブ4とバルブ駆動機構8(或いは動力伝達部材28)との接続・着脱を容易にするための構成を設けることが好ましい。ネジ等の締結手段を用いずとも嵌合するのみで動力を伝えられるようにすることが好ましく、例えば図5に示すように、切換バルブ4の側面に溝31を設け、バルブ駆動機構8(或いは動力伝達部材28)の端部に突起32を設け、これらが互いに嵌合する構成とする。図5では、溝31及び突起32を断面長円形状に構成しているが、これに限定されるものではなく、少なくとも一面が平面、或いは断面で考えれば少なくとも一辺が直線となるようにすればよい。例えば、断面が「半円形ないし半楕円形」、「多角形」となっているものなどが考えられる。また、上記のような形状になるよう溝31及び突起32を形成することは次のような利点もある。すなわち、弁体14の溝31の向きと弁体内部に形成する流路15とが所定の位置関係を持つよう形成することで、接液部材2の中が見えなくとも、溝31と突起32とを嵌合するのみで弁体14の連通する口16の位置或いは向きを決めることができる。
 本実施形態では、接液部材2には、計量孔11に干渉しない位置に固定具29を挿入するための貫通孔33が、切換バルブ4を挟んで対称の位置に二箇所設けられている。接液部7と駆動部10とは、ロッド部と固定部とから構成される2本の固定具29で固定される。本実施形態では、接液部材2が一個の部材からなり、接液部材2内に弁体14が配置され、接続部材26および27も固定されているので、接液部7の着脱に関する作業が容易である。
 接液部7の具体的な着脱手順を以下に説明する。
(1)取り付け
 まず、接液部材2の貫通孔33に固定具29を挿通し、駆動部10に取り付け、固定する。この際、弁体14の溝31と、バルブ駆動機構8(或いは動力伝達部材28)の突起32の嵌合も併せて行う(図5参照)。ついで、ピストン3をアーム19先端の穴に通した後、接液部材2のピストン挿入口に挿入する。そして、ピストン細径部12の太径部13側に形成したネジ部分をアーム19先端に螺合して固定する。これを2つのピストン3について行う。以上で接液部7の駆動部10へ取り付けは完了である。吐出を行うためには、液体が入っている貯留容器17を接続部材26に取り付け、さらに吐出制御部23に各駆動機構(8、9)を接続する。ノズル18は取り付け作業の前に予め取り付けておくことが好ましい。
(2)取り外し
 取り外す場合は、上記(1)と逆の手順を辿ればよい。まず、貯留容器17、吐出制御部23との接続を外す。ノズル18は取り外し作業の最後に取り外すことが好ましい。ついで、ピストン3を回してネジを緩めて接液部材2およびアーム19先端の孔からピストン3を抜き取る。これを2つのピストン3について行う。そして、固定具29を外して、接液部材2を駆動部10より外す。以上で取り外し作業は完了である。作業の開始前には、吐出装置1内の液体材料58をはき出して空にすることが好ましい。液体材料58が作業者の手や衣服に付着することもなくなり、作業場所を汚すこともなくなるからである。
 以上の着脱作業において、ピストン3や固定具29の固定部には、つまみ部分が設けてあるので、手作業でも容易に作業が行える。また、仮に工具が必要でも、専用の特殊な工具が必要な訳ではなく、一般の工具で容易に作業が行える。本実施形態に係る装置と出願人が製造する従来品と比べたところ、分解・組み立ての時間を約5分から約3分へと短縮することができた。
[吐出動作]
 図6ないし図12を参照しながら、吐出動作を説明する。なお、図6ないし図12は、接液部7の主要部分のみを簡略化して描いている。
 接液部7の初期状態は以下の通りとする。ピストン3はどちらか一方が接液部材2内に最も進入した状態とする。また、切換バルブ4はピストン3が最も進入した方の計量孔11と供給流路5を、かつピストン3が最も退出した方の計量孔11と排出流路6を連通する位置にある状態とする。具体的には、例えば図6の状態を初期状態とする。吐出装置1は、液体が供給されていない空の状態にあるものとする。
 図6ないし図12の左側にあるピストン3および計量孔11は「第1のピストン36」および「第1の計量孔34」、右側にあるピストン3および計量孔11は「第2のピストン37」および「第2の計量孔35」と呼ぶ。また、初期状態(図6)で第1の計量孔34に連通している切換バルブ4内部の流路を「第1の流路38」、第2の計量孔35に連通している切換バルブ4内部の流路を「第2の流路39」と呼ぶ。さらに、図6の状態に切換バルブ4が位置しているときを「第1の位置」と呼び、90度時計回りに回転した図8の状態に切換バルブ4が位置しているときを「第2の位置」と呼ぶ。
(1)第1の計量孔への供給開始(図6)
 図示しない貯留容器17に圧縮気体を供給すると、液体材料58が供給流路5から切換バルブ4内部の第1の流路38を通り、第1の計量孔34へ流れ込む。ここで、貯留容器17に圧縮気体を供給して液体材料58に圧力を印加するのは、液体材料58が円滑に計量孔へと供給されるようにするためであり、圧力の印加はピストンが吸引工程のときのみ行うようにすることが好ましい。
(2)第1のピストン吸引工程(図7)
 ピストン駆動機構9により第1のピストン36を第1の計量孔34内から退出する方向へ移動させると、貯留容器17に印加された圧力と第1のピストン36の退出動作の作用により、第1の計量孔34内に液体材料58が吸引される。このとき、二つのピストン(36、37)間の距離が一定になるよう各ピストンはアーム19により固定されているので、第1のピストン36の移動に伴い、第2のピストン37が第2の計量孔35内へ進入する。ただし、この時点では、第2の計量孔35はまだ空なので液体材料58が排出されることはない。吸引動作が終わったら貯留容器17への圧力の印加を止める。
(3)バルブ切り換え及び第2の計量孔への供給開始(図8)
 バルブ駆動機構8を動作させて、第1の計量孔34と排出流路6を連通し、第2の計量孔35と供給流路5を連通する第2の位置へ切換バルブ4を90度時計回りに回転させる。そして、貯留容器17内の液体材料58に圧力を印加すると、液体材料58は供給流路5から切換バルブ4内部の第1の流路38を通り、第2の計量孔35へ流れ込む。
(4)第2のピストン吸引工程及び第1のピストン排出工程(図9)
 ピストン駆動機構9により第2のピストン37を第2の計量孔35内から退出する方向へ移動させると、液体材料58に印加された圧力と第2のピストン37の退出動作の作用により、第2の計量孔35内に液体材料58が吸引される。このとき、二つのピストン(36、37)間の距離が一定になるよう各ピストンはアーム19により固定されているので、第2のピストン37の移動に伴い、第1のピストン36が第1の計量孔34内へ進入し、(2)で吸引した液体材料58を排出流路6からノズル18を通じて排出することになる。その際、排出流路6(ノズル18)下方には排出された液体材料58を受ける排出用容器等があるとよい。吸引動作が終わったら圧力の印加を止める。
(5)バルブ切り換え(図10)
 バルブ駆動機構8を動作させて、第1の計量孔34と供給流路5を連通し、第2の計量孔35と排出流路6を連通する第1の位置へ切換バルブ4を90度反時計回りに回転させる。
 ここまでで吐出動作の準備が完了する。つまり、流路の全てが液体で満たされたことになる。
(6)吐出動作1:第2のピストン排出工程及び第1のピストン吸引工程(図11)
 ピストン駆動機構9により第1のピストン36を第1の計量孔34内から退出する方向へ移動させると共に、第2のピストン37を第2の計量孔35内へ進入する方向へ移動させる。これにより、液体材料58が供給流路5から切換バルブ4内部の第1の流路38を通って第1の計量孔34内に吸引されると共に、第2の計量孔35内の液体材料58が切換バルブ4内部の第2の流路39を通って排出流路6から排出(吐出)される。
 ピストン(36、37)の移動が終了したら、バルブ駆動機構8を動作させて、第1の計量孔34と排出流路6を連通し、第2の計量孔35と供給流路6を連通する第2の位置へ切換バルブ4を90度時計回りに回転させる。
(7)吐出動作2:第1のピストン排出工程及び第2のピストン吸引工程(図12)
 上記(6)とほぼ同じ動作であるが、左右のピストン(36、37)の動作が逆になっている。
ピストン駆動機構9により第1のピストン36を第1の計量孔34内へ進入する方向へ移動させると共に、第2のピストン37を第2の計量孔35内から退出する方向へ移動させる。これにより、第1の計量孔34内の液体材料58が切換バルブ4内部の第2の流路39を通って排出流路6からノズル18を通じて排出(吐出)されると共に、液体材料58が供給流路5から切換バルブ4内部の第1の流路38を通って第2の計量孔34内に吸引される。
 ピストン(36、37)の移動が終了したら、バルブ駆動機構8を動作させて、第1の計量孔34と供給流路5を連通し、第2の計量孔35と排出流路6を連通する第1の位置へ切換バルブ4を90度反時計回りに回転させる。
 以降、続けて吐出を行う場合は、予め設定した貯留容器17内の液体材料58残量の下限や液体材料58のポットライフなどに達するまで上記した(6)と(7)の動作を繰り返す。
 以上のように、ピストン及び計量孔を複数(ここでは二つ)設けることにより、吐出と吸引を交互に行うことが可能となり、吸引のたびに吐出を止める必要が無くなるので、連続して吐出する際、無駄な時間を減らして時間短縮を図ることができる。
[第2の実施形態]
 第2の実施形態は、接液部材2を複数個の部材により構成した点で第1の実施形態と相違する。図13に、本発明に係る液体定量吐出装置の接液部の要部断面図を示す。ここで図13は装置正面から見た図であり、接液部材2、接続部材26およびそれに連通する貯留容器17、接続部材27およびそれに連通するノズル18、並びに切換バルブ4を、接液部材2中心を通る面で切断した図である。以下では、接液部材2以外の要素については、第1の実施形態と同じ構成であるため説明を割愛する。
 本実施形態の接液部材2は、3つの接液部材2a~2cから構成される。接液部材2aおよび2cには、液体を吸引して一時溜め込む流路として作用する計量孔11が内設されている。接液部材2bには、弁体14が配置される空間が設けられている。接液部材2a~2cを相互に嵌合する部分69にはシール部材68が配設されている。嵌合部69には、例えば、ネジやはめあいなどを採用することができる。
 以上に説明した本実施形態の接液部7は、計量孔11を流路長や径の異なるものに交換することが容易である。
 また、第1の実施形態と同様に、切換バルブ4を中心にして各部材を集約して配置しているので、流路を直線的に短くでき、また液体の使用量(特に圧力伝達媒体などの吐出される液体以外の液体の使用量)を大幅に低減でき、また圧力損失を小さくし、応答性をよくできるという効果を奏する。
[第3の実施形態]
 第3の実施形態は、気泡混入防止機構・方法を備える点で第1の実施形態と相違する。図14は、本発明の第3の実施形態に係る気泡混入防止機構の説明図である。ここで、(a)は平面断面図であり、(b)は(a)のAA断面図である。以下では、気泡混入防止機構以外の要素については、第1の実施形態と同じ構成であるため説明を割愛する。
 ピストン式(プランジャ式)吐出装置では、計量孔内に液体材料58を充填する操作を行うと、ピストン(プランジャ)が後退移動することによる圧力の低下のために気泡が発生したり、流路内の角部などで液体材料58が満たされない部分に気泡が残留したりといったことが起きる。液体材料58に気泡が混入していると、気泡の圧縮性の影響を受け、ピストン(プランジャ)移動量に対する液体材料58の吐出量が安定せず、精密な吐出が行えないことになる。特に、空の状態から液体を満たすまでの手順(前述の[吐出動作]でいえば(1)~(5))で気泡が流路内に残留しやすい。そこで図14に示す気泡混入防止機構を設けた。
 図14の気泡混入防止機構は、計量孔部11と連通し、その内部をピストン3が往復動する第1の孔60と、第1の孔60のノズル側の端部に設けられた第1のシール部材62と、第1の孔のノズルと反対側の端部に設けられた第2のシール部材63と、第1の孔の側面に連通する第2の孔61とを含んで構成される。さらに、第一の孔60の内周がピストン3外周よりも大きく構成されており、また、第一のシール部材62および第二のシール部材63の内周がピストン3外周と実質的に同じ大きさで、第一のシール部材62および第二のシール部材63の外周が第一の孔60の内周よりも大きく構成されている。加えて、第二の孔61の第一の孔60とは反対側(第二の孔の開放端67側)には液受け部65が設けられている。
 そして、このように構成されている機構において、液体材料58を計量孔11に満たす際、ピストン3を第二の孔61が第一の孔60と連通する端部の外端位置と第二のシール部材63との間まで移動させる第一ステップ、少なくとも第二の孔61の第一の孔60とは反対の端部67から液体材料58が溢れるまで計量孔11に液体材料58を供給する第二のステップ、ピストン3を第一のシール部材62に当接するまで移動させる第三のステップを実行することで、気泡の混入を防止することができる。本実施形態の場合は、この気泡混入防止機構を二つの計量孔11の切換バルブ4と反対側の端部にそれぞれ設けるとよい。そうすることで、計量孔部11内に気泡が混入することを防止できる。
 また、上記のような気泡混入防止機構を設けずに、気泡を除去する簡易な方法を実施することでもよい。すなわち、次の手順で気泡を簡易に除去することができる。
 第1に、前述の[吐出動作](2)の動作に加えて、動作後、第1のピストン36を取り外し、液体材料58に圧力を再び印加する。そして、第1の計量孔34のピストン挿入側から液体材料58が溢れ出てきたところで圧力の印加を止め、そこへ第1のピストン36を挿入する。
 また第2に、前述の[吐出動作](4)の動作に加えて、動作後、第2のピストン37を取り外し、液体材料58に圧力を再び印加する。そして、第2の計量孔35のピストン挿入側から液体材料58が溢れ出てきたところで圧力の印加を止め、そこへ第2のピストン37を挿入する。
 以上の二つの操作を加えるとよい。そうすることで、流路内に気泡が混入することを防止できる。なお、液体材料58を溢れ出させる場合には、その下部に液体材料58を受けるための排出用容器等を設置しておくことが必要である。吐出動作のところで使用した排出用容器と兼用してよい。
 上記の機構や方法を用いて流路内への気泡の混入を防止することにより、気泡の圧縮性の影響を受けることなく、プランジャ(ピストン)移動量に対する液体材料58の吐出量が安定し、精度よく吐出を行うことが可能となる。本実施形態に係る装置と出願人が製造する従来品と比較したところ、吐出量のバラツキにして約±7%を約±3%へと精度を向上することができた。
 以下では、本発明の詳細を実施例により説明するが、本発明は何ら実施例により限定されるものではない。
 実施例1の吐出装置1は、実施形態で説明した、バルブ駆動機構8を上、ピストン駆動機構9を下に配置した構成の駆動部10(図3参照)を備える吐出装置1を具体化したものである。図15に実施例1に係る吐出装置の概略斜視図を示す。
 装置正面には、接液部材2、ピストン3、切換バルブ4、貯留容器17、ノズル18等からなる接液部7が配設されている。接液部7の背面にはバルブ駆動機構8、ピストン駆動機構9からなる駆動部10が配設されている。以下では、実施形態と構成が同様である要素については説明を割愛し、異なる要素について説明する。
 接液部7は、接液部材2と、接液部材2の内部を密接摺動する二つのピストン3と、切換バルブ4と、供給流路5を有する接続部材26と、排出流路6を有する接続部材27とを備える。接液部材2内では、切換バルブ4を中心にして、ピストン3挿入側が互いに外側を向くよう同一直線上に配設される。また、供給流路5および排出流路6は上下に対向し、かつ、接液部材2と直角をなす方向に配設される。
 駆動部10は、バルブ駆動機構8と、ピストン駆動機構9とを備える。バルブ駆動機構8は、ベース板40に取り付けられたU字状の支持部材30上に配設される。ピストン駆動機構9は、U字状の支持部材30の凹み内に配設される。ピストン駆動機構9にはスライダ21が配設されており、スライダ21にはピストン3を固定するアーム19が固設されている。スライダ21およびアーム19は、U字状の支持部材30の内側壁面と接触しないように取り付けられており、支持部材30の凹み内で移動自在になっている。言い換えると、U字状の支持部材30は、ピストン駆動機構9とスライダ21の厚さとアーム19の厚さとを足し合わせた厚さを超える脚の長さ(凹みの深さ)を有している。かかる構成により、スライダ21およびアーム19が支持部材30に接触して動作の妨げになったり、擦れてゴミ等が発生したりすることを防ぐことができる。
 本実施例では、バルブ駆動機構8がピストン駆動機構9の上方にあるので、バルブ駆動機構8の動力を切換バルブ4の弁体14へ伝えるための機構が必要である。そこで、本実施例では、ベルトおよびベルト受軸(図示せず)を動力伝達部材28としてロータリアクチュエータの動力を切換バルブ4の弁体14へ伝達している。ここで、動力伝達部材28はベルトに限定されるものではなく、例えばチェーンやラックとピニオン等を用いてもよい。動力伝達部材28は、支持部材30に着脱可能に固設された上面視Y字状の固定ブロック41と支持部材30との間の空間に、非接触で挿通される。ベルト受軸は固定ブロック41に挿通されており、軸端に突起32を有する(図5参照)。弁体14には、突起32と勘合する溝31が設けられている。接液部材2には二つの貫通孔33が設けられており、ロッド部と固定部からなる二つの固定具29により固定ブロック41に固定される(図3参照)。
 なお、駆動部10はカバーで覆うことが好ましい。これは、スライダ21や動力伝達部材(ベルト)28など動く部分に手や工具などを巻き込まれることを防ぎ、また、ゴミや小さな部品など動作に支障をきたす異物が付着することを防ぐためである。
 実施例2の吐出装置1は、実施形態で説明した、バルブ駆動機構8を下、ピストン駆動機構9を上に配置した構成の駆動部10(図4参照)を備える吐出装置1を具体化したものである。図16に実施例2に係る吐出装置の概略斜視図を示す。実施例2は、各駆動機構(8、9)の配置および各駆動機構(8、9)と接液部7との連絡の態様が実施例1と異なる。以下では実施例1と異なる点のみ説明する。
 本実施例では、ピストン駆動機構9がバルブ駆動機構8の上方にあるので、ピストン駆動機構9の動力をピストン3へ伝えるための機構が必要である。他方で、接液部7を構成する部品をできるだけ少なくすべしとの要請もある。そこで、本実施例では、屈曲した形状のアーム19を採用し、ピストン駆動機構9の動力をピストン3へ伝えることとした。具体的には、接液部7の計量孔中心軸線上でピストン3を摺動自在に固定できるよう、アーム19両端の突出部20が下方へ傾斜した形状とすることで、ピストン駆動機構9の動力を伝達している。ここで、屈曲した形状のアーム19を採用するのではなく、直線状のアーム19を採用しつつ、ピストン駆動機構9自体を傾斜姿勢で固定するU字状部材30を採用してもよい。
 接液部材2は、U字状部材30に固設されたブロック状部材41に着脱可能に固定される。接液部材2の固定は、実施例1と同様に、接液部材2に設けられた二つの貫通孔33に二つの固定具29を挿通することにより行う。また、ブロック状部材41には、バルブ駆動機構8の動力軸が挿通される貫通孔が設けられている。バルブ駆動機構8の動力軸端には突起32が設けられ、バルブ弁体14には突起32が嵌合する溝31が設けられている。なお、ここで、ブロック状部材41を設けるか否かは、ピストン駆動機構9からピストン3までの距離などにより適宜選択する事項である。実施例2においても、実施例1と同様に駆動部10をカバーで覆うことが好ましい。
 実施例3は、実施例1の吐出装置を搭載した卓上型の塗布装置に関する。図17に実施例3に係る塗布装置の概略斜視図を示す。
 本実施例に係る塗布装置42は、符号46方向に移動可能とするX駆動機構43、符号47方向に移動可能とするY駆動機構44、符号48方向に移動可能とするZ駆動機構45を備える。吐出装置1はZ駆動機構45上に設置され、Z駆動機構45はX駆動機構43上に設置される。また、Y駆動機構44上には塗布対象物49を載置するワークテーブル50が設置されている。すなわち、吐出装置1を塗布対象物49に対しXYZ方向(46、47、48)に相対移動させることができる。
 また、塗布装置42には吐出制御部23が設置され、吐出装置1は吐出制御部23を通じて、圧縮気体ライン51からは液体材料58を圧送するための圧縮気体を、動力ライン52からはピストン3やバルブ4を駆動するための動力を供給される。また、吐出制御部23は、吐出装置1のピストン3の移動距離や移動速度などを制御して吐出量を制御することができる。さらに吐出制御部23は、XYZの各駆動機構(43、44、45)の動作を制御する駆動制御部54とも制御ライン53で接続されているので、XYZの各駆動機構(43、44、45)の動作に合わせて、吐出を行うことが可能である。
 吐出装置1内の空の流路に液体材料58を満たす準備段階において(図6ないし図12参照)、液体材料58を排出する操作があるので、排出される液体材料58を受ける容器55を基台上に設けておくことが好ましい。本実施例の容器55の上面は液体材料58を受け入れやすいよう大きく開口している。そして、この容器55を吐出装置1の移動範囲内で、かつワークテーブル50の移動に干渉しない位置に設置する。塗布対象物49が小さく、ワークテーブル50上のスペースに余裕がある場合には、ワークテーブル50上に設置してもよい。排出された液体材料58は、手動で処理するようにしてもよいし、自動で処理するようにしてもよい。手動で処理する場合には、容器55を着脱自在にしておき、液体材料58で満杯になったとき取り外して排出するようにする。自動で処理する場合には、容器55に配管を接続してポンプ等の作用で別の容器等へ排出するようにする。
1:吐出装置、2:接液部材、3:ピストン、4:切換バルブ、5:供給流路、6:排出流路、7:接液部、8:バルブ駆動機構、9:ピストン駆動機構、10:駆動部、11:計量孔、12:細径部、13:太径部、14:弁体、15:流路、16:連通口、17:貯留容器(貯留部)、18:ノズル、19:アーム、20:アーム突出部、21:スライダ、22:圧縮気体源、23:吐出制御部、24:シール部材、25:シール押さえ部材、26:(供給用)接続部材、27:(排出用)接続部材、28:動力伝達部材、29:固定具、30:U字状部材、31:溝、32:突起、33:貫通孔、34:第1の計量孔、35:第2の計量孔、36:第1のピストン、37:第2のピストン、38:第1の流路、39:第2の流路、40:ベース板、41:固定ブロック、42:塗布装置、43:X駆動機構、44:Y駆動機構、45:Z駆動機構、46:X移動方向、47:Y移動方向、48:Z移動方向、49:塗布対象物、50:ワークテーブル、51:圧縮気体ライン、52:動力ライン、53:制御ライン、54:駆動制御部、55:容器、56:ピストン中心軸線、57:バルブ弁体中心軸線、58:液体材料、59:気泡混入防止機構、60:第1の孔、61:第2の孔、62:第1のシール部材、63:第2のシール部材、64:ブロック部材、65:液受け部、66:シール押さえ板、67: 第2の孔の開放端、68:シール部材、69:嵌合部

Claims (14)

  1.  ピストンを往復動作させることにより計量孔内に液体を吸引し、計量孔内の液体を排出する液体定量吐出装置であって、
     第1および第2の計量孔を有する接液部材と、
     第1の計量孔内を密接摺動する第1のピストンおよび第2の計量孔内を密接摺動する第2のピストンと、
     貯留部と連通する供給流路と、
     ノズルと連通する排出流路と、
     接液部材内の空間に配設され、第1の計量孔と供給流路を連通し第2の計量孔と排出流路を連通する第1の位置および第1の計量孔と排出流路を連通し第2の計量孔と供給流路を連通する第2の位置を有する切換バルブと、
     切換バルブを動作させるバルブ駆動機構と、
     第1および第2のピストンと連結されるアームを動作させるピストン駆動機構と、
    を備え、
     第1および第2の計量孔を切換バルブを挟んで対向配置し、
     供給流路および排出流路を切換バルブに隣接配置したことを特徴とする液体定量吐出装置。
  2.  前記アームが、前記第1および第2のピストン間の距離を一定に保持することを特徴とする請求項1の液体定量吐出装置。
  3.  前記切換バルブが内部空間に配設された接液部材を、液体定量吐出装置から着脱可能であることを特徴とする請求項1または2の液体定量吐出装置。
  4.  前記接液部材が、1個の部材で構成されることを特徴とする請求項1、2または3の液体定量吐出装置。
  5.  前記切換バルブが、内部に二つの流路を有する弁体を含んで構成されることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかの液体定量吐出装置。
  6.  前記バルブ駆動機構と前記ピストン駆動機構とが、前記接液部の背面側で鉛直方向に隣接して配設されることを特徴とする請求項1ないし5いずれかの液体定量吐出装置。
  7.  前記バルブ駆動機構が、前記ピストン駆動機構の上方に配設され、かつ、動力を前記切換バルブに伝達する動力伝達部材を備えることを特徴とする請求項1ないし6いずれかの液体定量吐出装置。
  8.  前記ピストン駆動機構が、前記バルブ駆動機構の上方に配設され、
     前記バルブ駆動機構と前記切換バルブとが直結されることを特徴とする請求項1ないし7いずれかの液体定量吐出装置。
  9.  前記バルブ駆動機構が、端部に凹部または凸部を有する接続部を備え、当該接続部の凹部または凸部と嵌合する凸部または凹部が前記切換バルブの端部に設けられていることを特徴とする請求項1ないし7いずれかの液体定量吐出装置。
  10.  前記供給流路を有し、前記接液部材に着脱可能な供給用接続部材と、
     前記排出流路を有し、前記接液部材に着脱可能な排出用接続部材と、を備えることを特徴とする請求項1ないし9いずれかの液体定量吐出装置。
  11.  前記接液部材が、第1の計量孔と連通し、その内部をピストンが往復動する第1の孔と、該第1の孔の側面に連通する第2の孔とを含んで構成される第1の気泡混入防止機構と、第2の計量孔と連通し、その内部をピストンが往復動する第1の孔と、該第1の孔の側面に連通する第2の孔とを含んで構成される第2の気泡混入防止機構と、を備えることを特徴とする請求項1ないし10いずれかの液体定量吐出装置。
  12.  請求項1ないし11いずれかの液体定量吐出装置と、
     貯留容器に貯留された液体に圧力を印加するための圧縮気体を供給する圧縮気体源と、
     前記液体定量吐出装置の各駆動機構および圧縮気体源気体圧を制御する吐出制御部と、
    塗布対象物を載置するワークテーブルと、
     前記液体定量吐出装置とワークテーブルとを相対的に移動させるXYZ駆動機構と、
     XYZ駆動機構の動作を制御する駆動制御部と、
    を備える塗布装置。
  13.  卓上型である請求項12の塗布装置。
  14.  第1および第2の計量孔を有する接液部材と、第1の計量孔内を密接摺動する第1のピストンおよび第2の計量孔内を密接摺動する第2のピストンと、貯留部と連通する供給流路と、ノズルと連通する排出流路と、接液部材内の空間に配設され、第1の計量孔と供給流路を連通し第2の計量孔と排出流路を連通する第1の位置および第1の計量孔と排出流路を連通し第2の計量孔と供給流路を連通する第2の位置を有する切換バルブと、切換バルブを動作させるバルブ駆動機構と、第1および第2のピストンと連結されるアームを動作させるピストン駆動機構と、を備え、第1および第2の計量孔を切換バルブを挟んで対向配置し、供給流路および排出流路を切換バルブに隣接配置した液体定量吐出装置を用い、ピストンを往復動作させることにより計量孔内に液体を吸引し、計量孔内の液体を排出する液体定量吐出方法であって、
     切換バルブを第1の位置とし、アームを一の方向に移動することにより、第1の計量孔に液体を吸引し、かつ第2の計量孔から液体を排出する第1の工程と、
     切換バルブを第2の位置とし、アームを第1の工程と反対方向に移動することにより、第1の計量孔から液体を排出し、かつ第2の計量孔に液体を吸引する第2の工程と、
     第1および第2の工程を繰り返すことにより液体を連続定量吐出する第3の工程と、を有することを特徴とする液体定量吐出方法。
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