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JP2002001192A - Fluid supply device and fluid supply method - Google Patents

Fluid supply device and fluid supply method

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JP2002001192A
JP2002001192A JP2000188899A JP2000188899A JP2002001192A JP 2002001192 A JP2002001192 A JP 2002001192A JP 2000188899 A JP2000188899 A JP 2000188899A JP 2000188899 A JP2000188899 A JP 2000188899A JP 2002001192 A JP2002001192 A JP 2002001192A
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JP
Japan
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shaft
fluid
fluid supply
housing
supply device
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Application number
JP2000188899A
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Japanese (ja)
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JP3685009B2 (en
Inventor
Teruo Maruyama
照雄 丸山
Koji Sonoda
孝司 園田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Priority to DE60124332T priority patent/DE60124332D1/en
Priority to EP01105210A priority patent/EP1132615B1/en
Priority to TW090105162A priority patent/TW522048B/en
Priority to SG200101350A priority patent/SG89380A1/en
Priority to US09/799,682 priority patent/US6558127B2/en
Priority to CNB011092998A priority patent/CN100451568C/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品、家電製品などの分野における生産
工程において、接着剤、クリーンハンダ、蛍光体、グリ
ース、ペイント、ホットメルト、薬品、食品などの各種
液体を、間欠、連続を問わず高速かつ高精度に定量吐出
・供給する。 【解決手段】 ピストンとシリンダの間に軸方向の相対
変位を与える軸方向駆動手段と、回転運動を与える手段
と、流体を圧送する手段を有すると共に、この軸方向駆
動手段を用いて、吐出流路の流体抵抗を変えることによ
り、吐出流量のON、OFF制御を可能にしたものであ
る。
(57) [Summary] [PROBLEMS] In the production process in the field of electronic parts, home appliances, etc., various liquids such as adhesives, clean solder, phosphor, grease, paint, hot melt, medicine, food, etc. are intermittently and continuously. Regardless of, high-speed and high-precision fixed-quantity discharge and supply. SOLUTION: There is provided an axial driving means for giving a relative displacement in the axial direction between a piston and a cylinder, a means for giving a rotational movement, and a means for pressure-feeding a fluid. The on / off control of the discharge flow rate is enabled by changing the fluid resistance of the passage.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電子部品、家電製品
などの分野における生産工程において、接着剤、クリー
ンハンダ、グリース、ペイント、ホットメルト、薬品、
食品などの各種液体を定量に吐出・供給するための、あ
るいは、CRT、PDPなどのディスプレイ面の蛍光体
材料等を均一かつ高精度に塗布するための流体供給装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a production process in the fields of electronic parts, home electric appliances and the like, which is used for adhesives, clean solder, grease, paint, hot melt, chemicals, etc.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluid supply device for discharging and supplying various liquids such as food in a fixed amount, or for applying a phosphor material or the like on a display surface such as a CRT or PDP uniformly and with high accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】液体吐出装置(ディスペンサー)は従来
から様々な分野で用いられているが、近年の電子部品の
小形化・高記録密度化のニーズにともない、微少量の流
体材料を高精度でかつ安定して供給制御する技術が要請
される様になっている。
2. Description of the Related Art Liquid ejecting apparatuses (dispensers) have been used in various fields, but with the recent demand for miniaturization and high recording density of electronic components, a minute amount of fluid material can be dispensed with high precision. There is a demand for a technique for stably controlling supply.

【0003】あるいは、CRT、PDPなどのディスプ
レイ面の蛍光体を均一に塗布するための流体供給方法の
要望も大きい。
[0003] Alternatively, there is a great demand for a fluid supply method for uniformly applying a phosphor on a display surface such as a CRT or PDP.

【0004】たとえば表面実装(SMT)の分野を例に
とれば、実装の高速化、微小化、高密度化、高品位化、
無人化のトレンドの中で、ディスペンサーの課題を要約
すれば、 塗布量の高精度化 吐出時間の短縮 1dot当たりの塗布量の微小化 である。従来、液体吐出装置として、図17に示す様な
エアパルス方式によるディスペンサーが広く用いられて
おり、例えば「自動化技術′93.25巻7号」等にそ
の技術が紹介されている。
For example, in the field of surface mounting (SMT), high-speed mounting, miniaturization, high density, high quality,
The problems with dispensers in the trend of unmanned operation can be summarized as follows: high-precision application amount reduction of ejection time miniaturization of application amount per dot. Conventionally, a dispenser using an air pulse method as shown in FIG. 17 has been widely used as a liquid ejection apparatus, and the technique is introduced in, for example, "Automation Technology '93 .25 Vol. 7".

【0005】この方式によるディスペンサーは、定圧源
から供給される定量の空気を容器150(シリンダ)内
にパルス的に印加させ、シリンダ150内の圧力の上昇
分に対応する一定量の液体をノズル151から吐出させ
るものである。
In the dispenser according to this method, a fixed amount of air supplied from a constant pressure source is applied in a pulsed manner to a container 150 (cylinder), and a fixed amount of liquid corresponding to an increase in the pressure in the cylinder 150 is supplied to a nozzle 151. Is discharged from the

【0006】また、微少流量の流体を供給することを目
的として、圧電素子を利用したマイクロポンプが開発さ
れている。例えば「超音波TECHNO,6月号,′5
9」には次の様な内容が紹介されている。図18は原理
図、図19はその具体構造を示している。積層圧電アク
チェータ200に電圧を印加すると機械的伸びが発生
し、この伸びは変位拡大機構201の働きで拡大され
る。更に突き上げ棒202を介してダイヤフラム203
は図中上方に押し上げられ、ポンプ室204の容積は減
少する。この時吸入口205の逆止弁206は閉じ、吐
出口207の逆止弁208が開き、ポンプ室204内流
体は吐出される。次に印加電圧を減少させると、電圧の
減少と共に機械的伸びは縮少する。ダイヤフラム203
はコイルバネ209(戻し作用)により下方に引き戻さ
れ、ポンプ室204内容積が増大し、ポンプ室204内
圧力は負圧になる。この負圧により吸入口逆止弁206
が開き、流体がポンプ室204内に満たされる。この時
吐出口逆止弁208は閉ざされている。なおコイルバネ
209はダイヤフラム203を引き戻す作用の他に、変
位拡大機構201を介して積層圧電アクチェータ200
に機械的予圧を加えるという重要な役割を果たしてい
る。以下この繰り返し動作となる。
Further, a micropump using a piezoelectric element has been developed for the purpose of supplying a small flow rate of fluid. For example, "Ultrasonic TECHNO, June, '5
9 ”introduces the following contents. FIG. 18 shows the principle, and FIG. 19 shows the specific structure. When a voltage is applied to the laminated piezoelectric actuator 200, mechanical elongation occurs, and this elongation is expanded by the action of the displacement expansion mechanism 201. Further, the diaphragm 203 is pushed through the push-up rod 202.
Is pushed upward in the figure, and the volume of the pump chamber 204 decreases. At this time, the check valve 206 of the suction port 205 is closed, the check valve 208 of the discharge port 207 is opened, and the fluid in the pump chamber 204 is discharged. Next, when the applied voltage is reduced, the mechanical elongation is reduced as the voltage is reduced. Diaphragm 203
Is pulled down by the coil spring 209 (return action), the volume inside the pump chamber 204 increases, and the pressure inside the pump chamber 204 becomes negative. Due to this negative pressure, the suction check valve 206
Opens, and the fluid is filled in the pump chamber 204. At this time, the discharge port check valve 208 is closed. The coil spring 209 has a function of pulling back the diaphragm 203 and also has a function of increasing the thickness of the laminated piezoelectric actuator 200 via a displacement enlarging mechanism 201.
Plays an important role in applying mechanical preload to the Hereinafter, this operation is repeated.

【0007】上記圧電アクチェータを用いた構成によ
り、小型で流量精度の優れた微少流量のポンプが実現可
能と思われる。
It is considered that a small-sized pump with a small flow rate and excellent flow rate accuracy can be realized by the configuration using the piezoelectric actuator.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】前述した従来先行例の
うち、エアーパルスの方式のディスペンサーは次の問題
点があった。
Among the prior arts described above, the air pulse type dispenser has the following problems.

【0009】(1) 吐出圧脈動による吐出量のばらつ
き (2) 水頭差による吐出量のばらつき (3) 液体の粘度変化による吐出量変化 上記(1)の現象は、タクトが短く吐出時間が短い程顕
著に表れる。そのため、エアーパルスの高さを均一化す
るための安定化回路を施すなどの工夫がなされている。
(1) Dispersion of discharge amount due to discharge pressure pulsation (2) Dispersion amount due to head difference (3) Discharge amount change due to change in viscosity of liquid The phenomenon (1) has a short tact time and a short discharge time. Appears more markedly. For this reason, various measures have been taken such as providing a stabilizing circuit for making the height of the air pulse uniform.

【0010】上記(2)は、シリンダ内の空隙部152
の容積が液体残量Hによって異なるため、一定量の高圧
エアーを供給した場合、空隙部152内の圧力変化の度
合が、上記Hによって大きく変化してしまうというのが
その理由である。液体残量が低下すれば、塗布量が例え
ば最大値と比べて50〜60%程度減少してしまうとい
う問題点があった。そのために、吐出毎に液体残量Hを
検知し、吐出量が均一になる様にパルスの時間幅を調整
する等の方策がなされている。
[0010] The above (2) is based on the air gap 152 in the cylinder.
The reason for this is that the degree of pressure change in the gap 152 greatly changes depending on the H when a certain amount of high-pressure air is supplied because the volume of the liquid varies depending on the liquid remaining amount H. If the remaining amount of the liquid decreases, there is a problem that the application amount is reduced by about 50 to 60% compared to the maximum value, for example. For this purpose, measures such as detecting the liquid remaining amount H for each ejection and adjusting the time width of the pulse so that the ejection amount becomes uniform are taken.

【0011】上記(3)は、例えば多量の溶剤を含んだ
材料が時間とともに粘度が変化した場合に発生する。そ
のための対策として、時間軸に対する粘度変化の傾向を
あらかじめコンピュータにプログラミングしておき、粘
度変化の影響を補正する様に例えばパルス幅を調節する
等の方策がなされていた。
The above (3) occurs, for example, when the viscosity of a material containing a large amount of solvent changes with time. As a countermeasure for this, a measure has been taken in which the tendency of the viscosity change with respect to the time axis is programmed in advance in a computer and the pulse width is adjusted so as to correct the influence of the viscosity change.

【0012】上記課題に対するいずれの方策も、コンピ
ュータを含む制御系が繁雑化し、また不規則な環境条件
(温度等)の変化に対する対応は困難であり、抜本的な
解決案にはならなかった。
[0012] In any of the measures against the above problems, the control system including the computer becomes complicated, and it is difficult to cope with changes in irregular environmental conditions (temperature, etc.), so that it has not been a drastic solution.

【0013】また、前述した図18、19に示す積層圧
電アクチェータを用いたピエゾポンプを表面実装等の分
野で用いられる高粘度流体の高速間欠塗布に用いた場
合、あるいは、連続塗布後、急峻に流出を止める必要が
ある場合、次の様な問題点が予想される。
Also, when the piezo pump using the laminated piezoelectric actuator shown in FIGS. 18 and 19 is used for high-speed intermittent application of a high-viscosity fluid used in the field of surface mounting or the like, or sharply after continuous application. If it is necessary to stop the spill, the following problems are expected.

【0014】表面実装の分野では、近年例えば0.1m
g以下の接着剤(粘度10万〜数100万CPS)を
0.1秒以下で瞬時に塗布するディスペンサーが要望さ
れている。そのため、ポンプ室204内は、高い流体圧
を発生させる必要があり、またこのポンプ室204と連
絡する吸入弁206と吐出弁208には高い応答性が必
要であることが予想される。しかし、受動的な吐出弁、
吸入弁を伴う上記ポンプでは、流動性の悪い高粘度のレ
オロジー流体を、高い流量精度でかつ高速で間欠吐出さ
せることは極めて困難である。
In the field of surface mounting, for example, 0.1 m
There is a demand for a dispenser that instantly applies an adhesive (viscosity of 100,000 to several million CPS) of 0.1 g or less in 0.1 seconds or less. Therefore, it is expected that a high fluid pressure needs to be generated in the pump chamber 204, and that the suction valve 206 and the discharge valve 208 communicating with the pump chamber 204 need to have high responsiveness. However, passive discharge valves,
With the above pump having a suction valve, it is extremely difficult to intermittently discharge a high-viscosity rheological fluid having poor fluidity at high flow rate accuracy and at high speed.

【0015】微少流量の高粘度流体を塗布するために、
粘性ポンプであるねじ溝式のディスペンサーも既に実用
化されている。ねじ溝式の場合、ノズル抵抗に依存しに
くいポンプ特性を選ぶことができるため、連続塗布は好
ましい結果が得られるが、間欠塗布は粘性ポンプの性格
上不得手である。そのため従来ねじ溝式では、 (1)モータとポンプ軸の間に電磁クラッチを介在さ
せ、吐出のON、OFF時にこの電磁クラッチを連結あ
るいは開放する。
In order to apply a small flow rate of a high viscosity fluid,
A thread-type dispenser, which is a viscous pump, has already been put to practical use. In the case of the screw groove type, since a pump characteristic that is hardly dependent on the nozzle resistance can be selected, continuous application can provide a preferable result, but intermittent application is not good in terms of the characteristics of a viscous pump. Therefore, in the conventional screw groove type, (1) an electromagnetic clutch is interposed between the motor and the pump shaft, and this electromagnetic clutch is connected or released when the discharge is turned on or off.

【0016】(2)DCサーボモータを用いて、急速回
転開始あるいは急速停止させる。
(2) Use a DC servomotor to start or stop the rapid rotation.

【0017】しかし、上記いずれも機械的な系の時定数
で応答性が決まるため、高速間欠動作には制約があっ
た。またポンプ軸の過渡応答時(回転始動時と停止時)
の回転特性に不確定要因が多いため、流量の厳密な制御
は難しく、塗布精度にも限界があった。
However, since the response is determined by the time constant of the mechanical system in any of the above cases, the high-speed intermittent operation is limited. Also during transient response of the pump shaft (when starting and stopping rotation)
Since there are many uncertain factors in the rotational characteristics of the, the precise control of the flow rate is difficult, and the coating accuracy is limited.

【0018】上述したエアーパルス方式、積層圧電アク
チェータを用いたピエゾ方式、あるいはねじ溝式ポンプ
の欠点を解消するために、本発明者によって、以下に示
す微少流量ポンプが既に提案(特願平08−28954
3)されている。
In order to solve the drawbacks of the above-described air pulse type, piezo type using a laminated piezoelectric actuator, or a screw groove type pump, the present inventor has already proposed a minute flow rate pump shown below (Japanese Patent Application No. 08-08,083). -28954
3) Has been done.

【0019】これは、ピストンとシリンダの間に相対的
な直線と回転運動をそれぞれ独立したアクチェータによ
り与えると共に、各アクチェータの運転を電気的に同期
制御することにより、ポンプの吸入作用あるいは吐出作
用を得るものである。
In this method, relative linear and rotational movements between the piston and the cylinder are given by independent actuators, and the operation of each actuator is electrically synchronized with each other to control the suction or discharge of the pump. What you get.

【0020】図20において、301は積層型の圧電素
子により構成される第1のアクチェータである。302
は第1のアクチェータ1によって駆動されるピストンで
あり、ポンプの直動部分に相当する。このピストン30
2と下部ハウジング303の間で、ピストン302の軸
方向の移動によって容量が変化するポンプ室304を形
成している。また下部ハウジング303には、ポンプ室
304と連絡する吸入孔305と吐出孔306a,30
6bが形成されている。
In FIG. 20, reference numeral 301 denotes a first actuator constituted by a laminated piezoelectric element. 302
Is a piston driven by the first actuator 1 and corresponds to a direct-acting portion of the pump. This piston 30
A pump chamber 304 whose capacity is changed by the axial movement of the piston 302 is formed between the second housing 303 and the lower housing 303. The lower housing 303 has a suction port 305 and discharge ports 306a, 30
6b are formed.

【0021】307は第2のアクチェータであり、ピス
トン302と下部ハウジング303の間に相対的な回転
・揺動を与えるもので、パルスモータ、DCサーボモー
タなどから構成される。308は前記第2のアクチェー
タ307を構成するモータロータ、309はステータで
ある。
Reference numeral 307 denotes a second actuator, which gives relative rotation and swing between the piston 302 and the lower housing 303, and comprises a pulse motor, a DC servo motor, and the like. 308 is a motor rotor constituting the second actuator 307, and 309 is a stator.

【0022】回転部材310は、ピストン302と円盤
形状の板バネ311を介して連結されている。また第1
のアクチェータ301である圧電素子の軸方向の伸縮
を、ピストン302に伝えるため、板バネ311は軸方
向に弾性変形しやすい形状になっている。回転部材31
0の回転は板バネ311を介してピストン302に伝達
される。この構成により、ポンプのピストン302は回
転運動と直線運動を同時に、かつ独立して行うことがで
きる。
The rotating member 310 is connected to the piston 302 via a disc-shaped leaf spring 311. Also the first
The plate spring 311 has a shape that is easily elastically deformed in the axial direction in order to transmit the expansion and contraction of the piezoelectric element as the actuator 301 in the axial direction to the piston 302. Rotating member 31
The rotation of 0 is transmitted to the piston 302 via the leaf spring 311. With this configuration, the piston 302 of the pump can perform the rotary motion and the linear motion simultaneously and independently.

【0023】312は回転運動をする第1のアクチェー
タ301に、外部から電力を供給するためのカップリン
グ・ジョイントである。
Reference numeral 312 denotes a coupling joint for supplying electric power from the outside to the first actuator 301 which rotates.

【0024】下部ハウジング303の下端部には、先端
に吐出ノズル313を有する吐出用スリーブ314が装
着されている。この吐出用スリーブ314の内面に、吐
出孔306a,306bと吐出ノズル313を連絡する
流通路315が形成されている。下部ハウジング303
とピストン302の相対移動面には、この2つの部材の
相対的な回転運動により、ポンプ室304と吸入孔30
5及びポンプ室304と吐出孔306a,306bが交
互に繋がるような流通溝316b,317bが形成され
ている。これらの流通溝は、通常のポンプの吸入弁・吐
出弁の役割を担っている。
At the lower end of the lower housing 303, a discharge sleeve 314 having a discharge nozzle 313 at the tip is mounted. On the inner surface of the discharge sleeve 314, a flow passage 315 that connects the discharge holes 306a and 306b and the discharge nozzle 313 is formed. Lower housing 303
The relative rotational movement of the two members causes the pump chamber 304 and the suction hole 30 to move relative to each other.
5 and flow channels 316b, 317b are formed such that the pump chamber 304 and the discharge holes 306a, 306b are connected alternately. These flow grooves serve as suction and discharge valves of a normal pump.

【0025】318は変位センサー、319はピストン
302に固定された回転円盤である。この変位センサー
318、回転円盤319によりピストン302の軸方向
位置を検出する。上記提案では、直動運動には圧電型ア
クチェータ、回転運動には、モータが用いられる。 上
記提案によって、高速で間欠塗布できるディスペンサー
が実現可能と思われる。
Reference numeral 318 denotes a displacement sensor, and 319 denotes a rotating disk fixed to the piston 302. The displacement sensor 318 and the rotating disk 319 detect the axial position of the piston 302. In the above proposal, a piezoelectric actuator is used for the linear motion, and a motor is used for the rotary motion. With the above proposal, it seems that a dispenser that can perform intermittent coating at high speed is feasible.

【0026】しかし、近年益々高精度化、超微細化して
いく回路形成の分野、あるいはPDP,CRTなどの映
像管の電極とリブ形成、液晶、光ディスクなどの製造行
程の分野において、微細塗布技術に関する、たとえば、
次のような要請があった。
However, in the field of circuit formation, which is becoming more and more precise and ultra-fine in recent years, or in the field of forming electrodes and ribs of picture tubes such as PDPs and CRTs, and in the process of manufacturing liquid crystals, optical discs, and the like, the technique of fine coating is used. For example,
The following requests were made.

【0027】連続と間欠塗布のいずれも兼ねられるこ
と。
Both continuous and intermittent coating are used.

【0028】たとえば、連続塗布後すばやく塗布を止
め、短い時間をおいて連続塗布を急峻に開始できる。
For example, the coating can be stopped immediately after the continuous coating, and the continuous coating can be sharply started after a short time.

【0029】いずれも高精度塗布ができ、間欠では超
高速塗布ができること。
In any case, high-precision coating can be performed, and ultra-high-speed coating can be performed intermittently.

【0030】本発明は、微少流量ディスペンサーに係る
従来実施例及び考案例を大幅に改良すると共に、微細塗
布技術の新たな要請に応える流体供給装置を提供するも
のである。
The present invention is to provide a fluid supply device which can greatly improve the conventional embodiments and the inventive examples relating to the minute flow rate dispenser and meet the new requirements of the fine coating technology.

【0031】すなわち、ピストンとシリンダの間に相対
的な直線運動と回転運動を与えると共に、回転運動によ
り流体の輸送手段を与え、直線運動を用いて固定側と回
転側の相対的なギャップを変化させ、流体の吐出量を制
御したものである。
That is, a relative linear motion and a rotary motion are provided between the piston and the cylinder, and a fluid transport means is provided by the rotary motion, and the relative gap between the fixed side and the rotary side is changed using the linear motion. Thus, the discharge amount of the fluid is controlled.

【0032】本発明により、例えば流動性の悪い超微少
量の高粘度流体を、間欠・連続を問わず高精度かつ高速
で供給・塗布できる流体供給装置を得ることができる。
According to the present invention, it is possible to obtain a fluid supply device capable of supplying and applying a very small amount of a high-viscosity fluid having poor fluidity with high accuracy and high speed regardless of intermittent or continuous operation.

【0033】[0033]

【課題を解決するための手段】本発明の流体供給装置で
は、軸とこの軸を収納するハウジングを相対的に回転さ
せる手段と、前記軸と前記ハウジング間の軸方向相対変
位を与える軸方向駆動手段と、前記軸と前記ハウジング
で形成されるポンプ室と外部を連絡する流体の吸入口及
び吐出口と、前記ポンプ室内に流入された前記流体を吐
出口側に圧送する手段から構成される流体供給装置にお
いて、前記ポンプ室と前記吐出口の間の流体抵抗の増減
を図るために、前記軸方向駆動手段によって前記軸と前
記ハウジング間の間隙が変化するように構成されて流体
供給装置を提供する。
According to the fluid supply apparatus of the present invention, means for relatively rotating a shaft and a housing accommodating the shaft, and an axial drive for providing an axial relative displacement between the shaft and the housing. Means, a fluid suction port and a discharge port for communicating a pump chamber formed by the shaft and the housing with the outside, and a means for pumping the fluid flowing into the pump chamber to a discharge port side. In the supply device, a fluid supply device is provided in which the gap between the shaft and the housing is changed by the axial driving means to increase or decrease the fluid resistance between the pump chamber and the discharge port. I do.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】[第1実施例] [本発明の原理の説明(その1)]第一実施例の詳細な
説明に入る前に、本発明の原理(その1)を図1を用い
て説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] [Explanation of the Principle of the Present Invention (Part 1)] Before starting the detailed description of the first embodiment, the principle of the present invention (Part 1) will be described with reference to FIG. It will be described using FIG.

【0035】図1(イ)において、500は軸、501
はスリーブ、502は軸に形成された流体圧送用のラジ
アル溝、503はシール用ラジアル溝、504は吸入
口、505は吐出ノズルである。図1(ロ)に示すよう
に、506は前記軸の吐出側端面に突出して形成された
スラスト端面であり、このスラスト端面の対向面507
に吐出ノズルの開口部508が形成されている。
In FIG. 1A, reference numeral 500 denotes an axis;
Denotes a sleeve, 502 denotes a radial groove formed on a shaft for fluid pressure feeding, 503 denotes a radial groove for sealing, 504 denotes a suction port, and 505 denotes a discharge nozzle. As shown in FIG. 1B, reference numeral 506 denotes a thrust end face protruding from the discharge-side end face of the shaft, and an opposite face 507 of the thrust end face.
The opening 508 of the discharge nozzle is formed at the bottom.

【0036】前記ラジアル溝はスパイラルグルーブ動圧
軸受として知られている公知のものであり、またねじ溝
ポンプとしても利用されている。
The radial groove is a known one known as a spiral groove dynamic pressure bearing, and is also used as a screw groove pump.

【0037】509は軸に回転を与えるモータである。
510は回転している軸500に、軸方向の往復運動を
与える軸方向駆動手段である。
Reference numeral 509 denotes a motor for rotating the shaft.
Reference numeral 510 denotes an axial driving unit that gives the rotating shaft 500 a reciprocating motion in the axial direction.

【0038】たとえば超磁歪素子を用いると、回転して
いる軸を伸縮させるための電力を外部から非接触で供給
できる(モータ、超磁歪素子は図示せず)。
For example, when a giant magnetostrictive element is used, electric power for expanding and contracting a rotating shaft can be supplied from outside without contact (motor and giant magnetostrictive element are not shown).

【0039】スラスト端面506とその対向面507間
のギャップδが十分に大きいときは、吐出量はこのギャ
ップδの影響を受けない。すなわち、ラジアル溝のパラ
メータ(溝深さ、ラジアル隙間、溝角度など)と回転
数、流体粘度と前記ノズル505の流体抵抗により、吐
出量が決まる。
When the gap δ between the thrust end surface 506 and the opposing surface 507 is sufficiently large, the discharge amount is not affected by the gap δ. That is, the discharge amount is determined by the parameters of the radial groove (groove depth, radial gap, groove angle, etc.), the rotation speed, the fluid viscosity, and the fluid resistance of the nozzle 505.

【0040】流体の吐出量を抑制するときは、軸を回転
させたままで前記軸方向位置決め手段510を用いて、
回転軸のスラスト端面506を固定側の対向面507に
接近させる。ギャップδが小さくなると、スラスト端面
506の外周部から吐出ノズル開口部508間の粘性抵
抗Rは、次式で示すようにギャップδの3乗に逆比例し
て急激に増大する。
When suppressing the discharge amount of the fluid, the axial positioning means 510 is used while the shaft is rotated.
The thrust end surface 506 of the rotating shaft is brought closer to the fixed-side facing surface 507. When the gap δ becomes small, the viscous resistance R between the outer peripheral portion of the thrust end face 506 and the discharge nozzle opening 508 rapidly increases in inverse proportion to the cube of the gap δ as shown by the following equation.

【0041】[0041]

【式1】 (Equation 1)

【0042】(1)式において、Pはスラスト端面50
6の内外周間の圧力差、Qは流量、μは流体の粘性係
数、R0はスラスト端面506の外径、Riは吐出ノズル
開口部の半径である。
In the equation (1), P is the thrust end face 50
6, Q is the flow rate, μ is the viscosity coefficient of the fluid, R 0 is the outer diameter of the thrust end face 506, and R i is the radius of the discharge nozzle opening.

【0043】軸方向位置xを変位センサー511を用い
て検出し、ギャップδが極力小さい状態(数μm)を保
つように軸方向位置決めをおこなえば、回転状態を維持
しつつ、かつ非接触の状態を保ったままで流体の吐出量
が無視できるレベルまでに低減することができる。
If the axial position x is detected by the displacement sensor 511 and the axial position is determined so that the gap δ is kept as small as possible (several μm), the rotational state is maintained and the non-contact state is maintained. , The discharge amount of the fluid can be reduced to a negligible level.

【0044】すなわち本発明では、粘性流体における
「隙間―流量特性」の非線形性、すなわち流体抵抗がギ
ャップの3乗に逆比例するという特性を利用して、回転
部材と固定部材の間で「非接触シール」を構成してい
る。
That is, in the present invention, by utilizing the non-linearity of the “gap-flow rate characteristic” in the viscous fluid, that is, the characteristic that the fluid resistance is inversely proportional to the cube of the gap, the “non-contact” is established between the rotating member and the fixed member. A "contact seal".

【0045】ギャップδが少し大きくなれば流体抵抗は
大幅に小さくなるために、前記軸方向位置決め手段のス
トロークは十分小さく、たとえば数十ミクロン以下でよ
い点に注目する。そのため、前記軸方向位置決め手段に
用いるアクチェータに、たとえば超磁歪素子、ピエゾ素
子を用いれば連続塗布状態から塗布停止、あるいは停止
状態から連続塗布への移行をすみやかに行うことができ
る。
It should be noted that the stroke of the axial positioning means is sufficiently small, for example, several tens of microns or less, since the fluid resistance is greatly reduced if the gap δ is slightly increased. Therefore, if, for example, a giant magnetostrictive element or a piezo element is used for the actuator used for the axial positioning means, the application can be stopped from the continuous application state, or the transition from the stop state to the continuous application can be made immediately.

【0046】[第一実施例の詳細説明]以下、本発明を
電子部品の表面実装用ディスペンサーに適用した具体的
な実施の形態について、図2を用いて説明する。
[Detailed Description of First Embodiment] A specific embodiment in which the present invention is applied to a dispenser for surface mounting electronic components will be described below with reference to FIG.

【0047】1は第1のアクチェータであり、超磁歪素
子等による電磁歪型のアクチェータ、静電型アクチェー
タあるいは電磁ソレノイド等より構成される。
Reference numeral 1 denotes a first actuator, which comprises an electrostrictive type actuator using a giant magnetostrictive element or the like, an electrostatic type actuator, an electromagnetic solenoid or the like.

【0048】実施例では、高粘度流体を高速で間欠的に
微小量かつ高精度に供給するために、高い位置決め精度
が得られ、高い応答性を持つと共に大きな発生荷重が得
られる超磁歪素子を用いた。2は第1のアクチェータ1
によって駆動される主軸である。前記第1のアクチェー
タは、ハウジング3に収納されており、このハウジング
の下端部に、主軸2を収納するシリンダ4が装着されて
いる。5は主軸2の外表面に形成された流体を吐出側に
圧送するためのラジアル溝、6はシール用のラジアル溝
である。
In the embodiment, in order to supply a high-viscosity fluid at high speed and intermittently in a very small amount and with high precision, a giant magnetostrictive element having high positioning accuracy, high responsiveness and a large generated load can be obtained. Using. 2 is the first actuator 1
Is driven by the main shaft. The first actuator is housed in a housing 3, and a cylinder 4 for housing the main shaft 2 is mounted on a lower end of the housing. Reference numeral 5 denotes a radial groove for pressure-feeding the fluid formed on the outer surface of the main shaft 2 to the discharge side, and reference numeral 6 denotes a radial groove for sealing.

【0049】この主軸2とシリンダ4の間で、主軸2と
シリンダ4の相対的な回転によってポンピング作用を得
るためのポンプ室7を形成している。またシリンダ4に
は、ポンプ室7と連絡する吸入孔8が形成されている。
9はシリンダの下端部に装着された吐出ノズルであり、
中心部に吐出孔10が形成されている。11は前記主軸
の吐出側スラスト端面であり、このスラスト端面の対向
面50に吐出ノズルの開口部51が形成されている。
A pump chamber 7 for obtaining a pumping action by the relative rotation of the main shaft 2 and the cylinder 4 is formed between the main shaft 2 and the cylinder 4. Further, a suction hole 8 communicating with the pump chamber 7 is formed in the cylinder 4.
9 is a discharge nozzle mounted on the lower end of the cylinder,
An ejection hole 10 is formed at the center. Reference numeral 11 denotes a discharge-side thrust end surface of the main shaft, and an opening 51 of a discharge nozzle is formed in a surface 50 facing the thrust end surface.

【0050】12は第2のアクチェータであり、主軸2
とシリンダ4の間に相対的な回転運動を与えるものであ
る。
Reference numeral 12 denotes a second actuator, which is a main shaft 2
And a cylinder 4 is provided with a relative rotational motion.

【0051】モータロータ13は上部主軸14に固着さ
れ、またモータステータ15はハウジング16に収納さ
れている。この上部主軸14は玉軸受17に支持され、
この玉軸受の外輪側はハウジング18に収納されてい
る。
The motor rotor 13 is fixed to an upper main shaft 14, and the motor stator 15 is housed in a housing 16. The upper main shaft 14 is supported by a ball bearing 17,
The outer ring side of the ball bearing is housed in a housing 18.

【0052】19は超磁歪素子から構成される超磁歪ロ
ッドであり、この超磁歪ロッド19は上部で前記上部主
軸14に締結され、かつ下部で主軸2と締結されてい
る。
Numeral 19 is a giant magnetostrictive rod composed of a giant magnetostrictive element. The giant magnetostrictive rod 19 is fastened to the upper main shaft 14 at the upper part and to the main shaft 2 at the lower part.

【0053】20は超磁歪ロッド19の長手方向に磁界
を与えるための磁界コイル、21はバイアス磁界を与え
るための永久磁石でありハウジング3に収納されてい
る。
Reference numeral 20 denotes a magnetic field coil for applying a magnetic field in the longitudinal direction of the giant magnetostrictive rod 19, and reference numeral 21 denotes a permanent magnet for applying a bias magnetic field, which is housed in the housing 3.

【0054】この永久磁石21は、超磁歪ロッド19に
予めに磁界をかけて磁界の動作点を高めるもので、この
磁気バイアスにより磁界の強さに対する超磁歪の線形性
が改善できる。22は円筒形状のヨーク材A、23は下
部に薄いスラスト円盤24を有するヨーク材Bである。
19→22→21→23→19により、超磁歪ロッド1
9の伸縮を制御する閉ループ磁気回路を形成し、19→
22→21→23→19により、バイアス磁界を与える
閉ループ磁気回路を形成している。
The permanent magnet 21 applies a magnetic field to the giant magnetostrictive rod 19 in advance to increase the operating point of the magnetic field, and the magnetic bias can improve the linearity of the giant magnetostriction with respect to the strength of the magnetic field. Reference numeral 22 denotes a cylindrical yoke member A, and reference numeral 23 denotes a yoke member B having a thin thrust disk 24 at a lower portion.
19 → 22 → 21 → 23 → 19, the giant magnetostrictive rod 1
9 to form a closed loop magnetic circuit to control the expansion and contraction of 19 →
22 → 21 → 23 → 19 forms a closed loop magnetic circuit for applying a bias magnetic field.

【0055】すなわち、部材19〜23により、磁界コ
イルに与える電流で超磁歪ロッドの軸方向の伸縮を制御
できる公知の超磁歪アクチェータ1を構成している。
That is, the members 19 to 23 constitute a known giant magnetostrictive actuator 1 capable of controlling the expansion and contraction of the giant magnetostrictive rod in the axial direction by a current applied to the magnetic field coil.

【0056】超磁歪材料は希土類元素と鉄の合金であ
り、たとえば、TbFe2,DyFe2,SmFe2など
が知られおり、近年急速に実用化が進められている。
The giant magnetostrictive material is an alloy of a rare earth element and iron. For example, TbFe 2 , DyFe 2 , SmFe 2 and the like are known, and their practical use has been rapidly advanced in recent years.

【0057】25は玉軸受26の内輪側に圧入されたス
リーブであり、この玉軸受26の外輪側はハウジング3
に収納されている。27はスラスト円盤24とスリーブ
25の間に装着されたバイアスバネである。
Reference numeral 25 denotes a sleeve press-fitted on the inner ring side of the ball bearing 26, and the outer ring side of the ball bearing 26 is
It is stored in. Reference numeral 27 denotes a bias spring mounted between the thrust disk 24 and the sleeve 25.

【0058】このバイアスバネ27によって、超磁歪ロ
ッド19には常に軸方向(図1の上部方向)に圧縮応力
が加わるため、繰り返し応力が発生した場合に、引っ張
り応力に弱い超磁歪素子の欠点が解消される。
The compressive stress is always applied to the giant magnetostrictive rod 19 in the axial direction (upward direction in FIG. 1) by the bias spring 27. Therefore, when the repetitive stress is generated, the drawback of the giant magnetostrictive element which is weak to the tensile stress is the disadvantage. Will be resolved.

【0059】またバイアスバネ27は、主軸2対して径
方向の剛性も有するため、主軸2及び超磁歪ロッド19
は2つの玉軸受17、26に支持されて、回転自在であ
るにもかかわらず、部材2、19、14から構成される
軸の中心位置は高い剛性で規制できる。すなわち上記構
成により、本発明の流体回転装置では、ポンプの主軸2
は回転運動と微少変位の直線運動の制御を同時に、かつ
独立して行うことができる。
Since the bias spring 27 also has rigidity in the radial direction with respect to the main shaft 2, the main shaft 2 and the giant magnetostrictive rod 19
Although it is supported by two ball bearings 17 and 26 and is rotatable, the center position of the shaft composed of the members 2, 19 and 14 can be regulated with high rigidity. That is, with the above configuration, in the fluid rotating device of the present invention, the main shaft 2 of the pump is provided.
Can simultaneously and independently control the rotational motion and the linear motion with minute displacement.

【0060】さらに実施例では、第1のアクチェータに
超磁歪素子を用いたために、超磁歪ロッド19(及び主
軸2)を直線運動させるための動力を、外部から非接触
で与えることができる。
Further, in the embodiment, since the giant magnetostrictive element is used as the first actuator, power for linearly moving the giant magnetostrictive rod 19 (and the main shaft 2) can be applied from outside without contact.

【0061】28はハウジング3に装着された変位セン
サーであり、この変位センサー28とスラスト円盤24
により、主軸2の軸方向の絶対位置を検出する。
Reference numeral 28 denotes a displacement sensor mounted on the housing 3, and the displacement sensor 28 and the thrust disk 24
Thus, the absolute position of the spindle 2 in the axial direction is detected.

【0062】超磁歪素子を第1のアクチェータ1とした
場合、素子の入力電流と変位は比例するため、変位セン
サーなしのオープンループ制御でも、前記主軸2の軸方
向位置決め制御は可能である。しかし本実施例のような
位置検出手段を設けてフィードバック制御をすれば、超
磁歪素子のヒステリシス特性も改善できるため、より高
い精度の位置決めができる。
When the giant magnetostrictive element is the first actuator 1, the input current of the element is proportional to the displacement. Therefore, even in the open loop control without the displacement sensor, the axial positioning control of the main shaft 2 is possible. However, if feedback control is performed by providing the position detecting means as in the present embodiment, the hysteresis characteristic of the giant magnetostrictive element can be improved, and positioning with higher accuracy can be performed.

【0063】この位置決め機能を用いて、主軸の吐出側
スラスト端面11とその固定側対向面50間のギャップ
δを制御できる。
By using this positioning function, the gap δ between the discharge-side thrust end face 11 of the main shaft and the fixed-side opposed face 50 can be controlled.

【0064】本発明の原理(その1)で説明したよう
に、微少流量を扱うポンプでは、「非接触シール」を構
成するためのギャップδのストロークは、たとえば数十
ミクロンのオーダでよく、超磁歪素子、ピエゾ素子など
のストロークの限界は問題とならない。
As described in the principle (part 1) of the present invention, in a pump handling a very small flow rate, the stroke of the gap δ for forming the “non-contact seal” may be, for example, on the order of several tens of microns, and The limit of the stroke of the magnetostrictive element, the piezo element, etc. does not matter.

【0065】また、高粘度流体を吐出させる場合、ラジ
アル溝によるポンピング作用によって大きな吐出圧の発
生が予想される。この場合、第1のアクチェータ1には
高い流体圧に抗する大きな推力が要求されるため、数百
〜数千Nの力が容易に出せる電磁歪型アクチェータが好
ましい。
When a high-viscosity fluid is discharged, a large discharge pressure is expected to be generated by the pumping action of the radial groove. In this case, since the first actuator 1 is required to have a large thrust against high fluid pressure, it is preferable to use an electromagnetic strain type actuator which can easily output a force of several hundred to several thousand N.

【0066】またバイアスバネ27を用いて、ピストン
2の径方向位置を規制する代わりに、スリーブ25の内
面と主軸2の間にすべり軸受を形成して、主軸2のラジ
アル方向を支持してもよい。またスリーブ25の内面と
主軸2の間は、軸方向は相対的にフリーであるが、回転
方向は規制されるような構造でもよい。
Instead of using the bias spring 27 to regulate the radial position of the piston 2, a plain bearing may be formed between the inner surface of the sleeve 25 and the main shaft 2 to support the main shaft 2 in the radial direction. Good. The axial direction between the inner surface of the sleeve 25 and the main shaft 2 is relatively free, but the rotation direction may be restricted.

【0067】本実施例では、軸方向駆動手段に超磁歪素
子を用いた。
In this embodiment, a giant magnetostrictive element is used for the axial driving means.

【0068】この構成では、従来提案(特願08−28
9543)と比べて、全体構成が極めてシンプルとなる
ため、稼動部の慣性モーメントを極力小さくでき、ディ
スペンサーの細径化が可能である。また圧電素子を用い
る場合と比べて、伝導ブラシも省略できることから、モ
ータ(回転手段)の負荷を軽減できる。電磁歪素子は、
数MHz以上の充分に高い応答性を持っているため、直
線運動に高い応答性を持っている。その結果、高粘度流
体の吐出量を高いレスポンスで高精度に制御できる。
In this configuration, the conventional proposal (Japanese Patent Application No. 08-28
9543), the overall configuration is extremely simple, so that the moment of inertia of the moving part can be reduced as much as possible, and the diameter of the dispenser can be reduced. Further, as compared with the case where a piezoelectric element is used, the conductive brush can be omitted, so that the load on the motor (rotating means) can be reduced. The electromagnetic distortion element is
Since it has a sufficiently high response of several MHz or more, it has a high response to linear motion. As a result, the discharge amount of the high-viscosity fluid can be controlled with high response and high accuracy.

【0069】[第2実施例] [本発明の原理の説明(その2)]以下、第1実施例を
さらに改善した第2実施例の概要について、図3〜図6
を用いて説明する。
[Second Embodiment] [Explanation of the Principle of the Present Invention (Part 2)] The outline of a second embodiment in which the first embodiment is further improved will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0070】第1実施例では、吐出終了時、吐出ノズル
に通ずる流路の流体抵抗が極力大きくなるように、すな
わち、スラスト端面のギャップδを僅少になるように主
軸を位置決めして、吐出量の抑制を行っていた。
In the first embodiment, at the end of the discharge, the main shaft is positioned so that the fluid resistance of the flow path leading to the discharge nozzle is as large as possible, that is, the gap δ at the thrust end face is as small as possible. Had been suppressed.

【0071】しかしこの場合完全な流路遮断ではないた
め、輸送流体の粘度が低いプロセスの場合は、若干のリ
ークは避けられない。また通常微少量のリークがある場
合、吐出ノズルから流出した流体は、表面張力により吐
出ノズル先端に附着し、団子状にふくらんでいく。この
状態で実装基板等に塗布作業をすると、糸引き、洟垂れ
などのトラブルの要因となる。
However, in this case, since the flow path is not completely shut off, a slight leak cannot be avoided in the case of a process in which the viscosity of the transport fluid is low. In addition, when there is a small amount of leak, the fluid that has flowed out of the discharge nozzle adheres to the tip of the discharge nozzle due to surface tension and bulges like a dumpling. If the application work is performed on the mounting board or the like in this state, it causes troubles such as stringing and dripping.

【0072】第2実施例は、この点を大幅に改良したも
ので、吐出OFF時に完全なリーク流路の遮断ができ、
糸引き、洟垂れの無い極めて切れ味のよい塗布作業を可
能としたものである。
In the second embodiment, this point is greatly improved, and it is possible to completely shut off the leak channel when the discharge is turned off.
This enables extremely sharp application work without stringing or dripping.

【0073】図3(イ)において、600は軸、601
はスリーブ、602は軸に形成された流体圧送用のラジ
アル溝、603はシール用ラジアル溝、604は吸入
口、605は吐出口、606は前記軸の吐出側端面、6
07はこの端面606に形成されたシール用スラスト溝
である。このスラスト端面606の対向面608に吐出
ノズルの開口部609と吐出ノズル610が形成されて
いる。
In FIG. 3A, reference numeral 600 denotes an axis;
Is a sleeve, 602 is a radial groove for fluid pressure feeding formed on the shaft, 603 is a radial groove for sealing, 604 is a suction port, 605 is a discharge port, 606 is a discharge-side end face of the shaft, 6.
Reference numeral 07 denotes a sealing thrust groove formed on the end face 606. An opening 609 of the discharge nozzle and a discharge nozzle 610 are formed on a surface 608 opposite to the thrust end surface 606.

【0074】前記ラジアル溝602は、第一の実施例同
様、スパイラルグルーブ動圧軸受として知られている公
知のものであり、またねじ溝ポンプとしても利用されて
いる。前記シール用スラスト溝607は、通常ヘリング
ボーン・スラスト動圧軸受として知られているものであ
る。
As in the first embodiment, the radial groove 602 is a known one known as a spiral groove hydrodynamic bearing, and is also used as a screw groove pump. The sealing thrust groove 607 is generally known as a herringbone thrust dynamic pressure bearing.

【0075】611は軸に回転を与えるモータである。
612は回転している軸600に、変位センサー613
の出力xを用いて、軸方向の位置決めを行う軸方向駆動
手段であり、第一実施例同様、たとえば超磁歪素子、圧
電素子などを用いる(モータ、各素子は図示せず)。
Reference numeral 611 denotes a motor for rotating the shaft.
Reference numeral 612 denotes a rotating shaft 600 and a displacement sensor 613.
This is an axial driving means for positioning in the axial direction by using the output x of, for example, a giant magnetostrictive element, a piezoelectric element and the like (a motor and each element are not shown) as in the first embodiment.

【0076】この変位センサー613と軸方向駆動手段
612、及び外部に設置された制御・駆動回路(図示せ
ず)により、スラスト端面のギャップδは任意の値に制
御できる。
With the displacement sensor 613, the axial driving means 612, and a control / drive circuit (not shown) provided outside, the gap δ at the thrust end face can be controlled to an arbitrary value.

【0077】図4、5は、ギャップδを変えることによ
り、吐出通路が完全開放あるいは完全遮断される状態に
なることをモデル的に説明したものである。
FIGS. 4 and 5 schematically illustrate that the discharge passage is completely opened or completely shut off by changing the gap δ.

【0078】図4(イ)(ロ)の場合、ギャップδが十
分大きいため、シール用スラスト溝607の影響はほと
んどなく、吐出通路が開放されている場合を示してい
る。この場合、ラジアル溝602のポンピング圧力をP
rとすれば、吐出ノズルの開口部609近傍の圧力P≒
Prとなる。
FIGS. 4A and 4B show the case where the discharge passage is open because the gap δ is sufficiently large, and there is almost no effect of the sealing thrust groove 607. In this case, the pumping pressure of the radial groove 602 is P
r, the pressure P ≒ near the opening 609 of the discharge nozzle
Pr.

【0079】図5(イ)(ロ)はギャップδが十分小さ
く、シール用スラスト溝の効果によって吐出通路が遮断
されている場合を示している。この場合、ヘリングボー
ン・スラスト動圧軸受の効果によって、大きなシール
圧:Psが発生しており、Ps>Pr(ラジアル溝のポ
ンピング圧力)のため、流体の半径方向の流動はない。
FIGS. 5A and 5B show a case where the gap δ is sufficiently small and the discharge passage is blocked by the effect of the sealing thrust groove. In this case, a large sealing pressure: Ps is generated by the effect of the herringbone thrust dynamic pressure bearing, and Ps> Pr (pumping pressure of the radial groove), so that the fluid does not flow in the radial direction.

【0080】また吐出ノズルの開口部609近傍の流体
は、スラスト溝607によって遠心方向のポンピング作
用[図3(イ)の矢印a]を受けているために負圧(大
気圧以下)となる。この効果により、吐出ノズル610
内部に残存していた流体は再びポンプ内部に吸引され
る。その結果、吐出ノズル610先端で表面張力による
流体魂ができることはなく、糸引き、洟垂れが解消され
るのである。
The fluid near the opening 609 of the discharge nozzle is subjected to a centrifugal pumping action [arrow a in FIG. 3A] by the thrust groove 607, so that the fluid has a negative pressure (atmospheric pressure or lower). Due to this effect, the discharge nozzle 610
The fluid remaining inside is sucked into the pump again. As a result, a fluid soul is not formed due to surface tension at the tip of the discharge nozzle 610, and stringing and dropping are eliminated.

【0081】さて、スラスト軸受の発生シール圧力は次
式で与えられる。
The generated seal pressure of the thrust bearing is given by the following equation.

【0082】[0082]

【式2】 (Equation 2)

【0083】(2)式において、ωは回転角速度、R0
はスラスト軸受の外径、R0はスラスト軸受の内径、f
は溝深さ、溝角度、グルーブ幅とリッジ幅などで決まる
関数である。
In the equation (2), ω is the rotational angular velocity, R 0
Is the outer diameter of the thrust bearing, R 0 is the inner diameter of the thrust bearing, f
Is a function determined by the groove depth, groove angle, groove width and ridge width, and the like.

【0084】図6のグラフにおける曲線Aは、下記表1
の条件下で、図3(ロ)のヘリングボーン型スラスト溝
を用いた場合のギャップδに対するシール圧力Psの特
性を示すものである。
The curve A in the graph of FIG.
FIG. 6 shows the characteristics of the seal pressure Ps with respect to the gap δ when the herringbone type thrust groove shown in FIG.

【0085】図6のグラフにおける曲線Cは、軸方向流
動が無い場合について、ラジアル溝のポンピング圧力と
軸先端のギャップδの関係を示す一例である。このラジ
アル溝のポンピング圧力は、上記スラスト溝同様、ラジ
アル隙間、溝深さ、溝角度の選択によって広い範囲で選
ぶことができる。しかし定性的には、ラジアル溝のポン
ピング圧力Prは軸先端の空隙の大きさ(すなわちギャ
ップδの大きさ)に依存しない。
A curve C in the graph of FIG. 6 is an example showing the relationship between the pumping pressure of the radial groove and the gap δ at the tip of the shaft when there is no axial flow. The pumping pressure of the radial groove can be selected in a wide range by selecting the radial gap, the groove depth, and the groove angle, similarly to the thrust groove. However, qualitatively, the pumping pressure Pr of the radial groove does not depend on the size of the gap at the tip of the shaft (that is, the size of the gap δ).

【0086】さて、シール用スラスト溝のギャップδが
十分大きいとき、たとえばギャップδ=10μmのとき
発生圧力は極めて小さく、P<0.01kg/mm2
ある。
When the gap δ of the sealing thrust groove is sufficiently large, for example, when the gap δ = 10 μm, the generated pressure is extremely small, that is, P <0.01 kg / mm 2 .

【0087】軸を回転させたままで、回転軸端面を固定
側の対向面に接近させる。ギャップδが3〜4μmなる
と、スラスト溝506に発生するシール圧力は急激に増
大する。δ<2.5μmなると、シール圧力がラジアル
溝のポンピング圧力より大きくなり、流体の吐出口側へ
の流出は遮断される。
With the shaft kept rotating, the end face of the rotating shaft is brought closer to the fixed-side facing surface. When the gap δ becomes 3 to 4 μm, the sealing pressure generated in the thrust groove 506 sharply increases. When δ <2.5 μm, the sealing pressure becomes larger than the pumping pressure of the radial groove, and the outflow of the fluid to the discharge port side is blocked.

【0088】したがって、本発明の実施例では、回転軸
を僅か10μm程度軸方向移動させることにより、流体
の吐出状態のON,OFFを自在に制御することができ
るのである。
Therefore, in the embodiment of the present invention, the ON / OFF state of the fluid discharge state can be freely controlled by moving the rotating shaft by only about 10 μm in the axial direction.

【0089】本発明のポイントを要約すれば、スラスト
溝によるシール圧力は、ギャップδが小さくなると急激
に増大するのに対して、ラジアル溝のポンピング圧力は
ギャップδの変化に対して極めて鈍感である、という点
を利用している。
To summarize the point of the present invention, while the sealing pressure by the thrust groove increases sharply as the gap δ becomes smaller, the pumping pressure of the radial groove is extremely insensitive to the change of the gap δ. , To take advantage of the point.

【0090】なおラジアル溝、スラスト溝いずれも回転
側、固定側のどちらに形成してもよい。
Note that both the radial groove and the thrust groove may be formed on either the rotating side or the fixed side.

【0091】また微少粒子が含まれた接着材のような粉
流体を塗布する場合は、ギャップδの最小値δminは微
少粒子径φdよりも大きく設定すればよい。
When a powder fluid such as an adhesive containing fine particles is applied, the minimum value δmin of the gap δ may be set to be larger than the fine particle diameter φd.

【0092】[0092]

【式3】 (Equation 3)

【0093】同一の発生圧力に対して、より大きなギャ
ップを得るためには、回転数を高くするか、スラスト溝
506の半径を大きくかつ溝深さ、溝角度等に適切な値
を選べば良い。
In order to obtain a larger gap for the same generated pressure, it is sufficient to increase the number of revolutions or increase the radius of the thrust groove 506 and select appropriate values for the groove depth, groove angle, and the like. .

【0094】また回転軸の端面に、回転軸の軸径よりも
大きなつばを設けて、このつばと吐出側の相対移動面に
溝を形成すれば、同一の発生圧力でより大きなギャップ
δを保つことができる(図示せず)。
If a flange larger than the diameter of the rotating shaft is provided on the end face of the rotating shaft and a groove is formed on the flange and the relative movement surface on the discharge side, a larger gap δ is maintained at the same generated pressure. (Not shown).

【0095】[0095]

【表1】 [Table 1]

【0096】[第2実施例の詳細説明]第2実施例の具
体的な実施形態は、軸先端のスラスト溝近傍を除いて、
第1実施例(図2)と大きく変わらないため、詳細説明
は省略する。
[Detailed description of the second embodiment] In the concrete embodiment of the second embodiment, except for the vicinity of the thrust groove at the tip of the shaft,
Since it is not much different from the first embodiment (FIG. 2), detailed description is omitted.

【0097】[第3実施例] [本発明の原理の説明(その3)]以下、第1、第2実
施例をさらに改善した第3実施例の概要について、図7
〜図9を用いて説明する。
[Third Embodiment] [Explanation of the Principle of the Present Invention (Part 3)] An outline of a third embodiment in which the first and second embodiments are further improved will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0098】第1、第2実施例では、回転軸を軸方向に
移動させて、スラスト端面のギャップを変えることによ
り、吐出状態のON,OFFを制御する方法を示した。
本発明のディスペンサーを間欠塗布に用いて、かつ生産
タクトの向上を図るために、吐出状態のON,OFF間
の時間を極力短縮した場合、次のような問題点が生じ
る。
In the first and second embodiments, the method of controlling the ON / OFF state of the discharge state by moving the rotating shaft in the axial direction and changing the gap of the thrust end face has been described.
When the time between ON and OFF of the discharge state is shortened as much as possible in order to use the dispenser of the present invention for intermittent coating and to improve production tact, the following problems occur.

【0099】第2実施例の図5を用いて説明すると、た
とえば、吐出状態をOFFにするために軸600を急降
下させた場合、軸600とスリーブ601間の軸端部近
傍の空間614は急激に縮小する。その結果、軸の吐出
側端面606とその対向面608の間にある流体614
は、圧縮作用によって、あるいはスクイーズ・アクショ
ン効果と呼ばれる作用によって圧力が上昇する。ラジア
ル溝602は低圧の吸入側と繋がっているために、高圧
流体は吸入側へ逃げて、時間が経過すればもとの定常状
態のポンピング圧力Prに復帰する。
Referring to FIG. 5 of the second embodiment, for example, when the shaft 600 is rapidly lowered to turn off the discharge state, the space 614 near the shaft end between the shaft 600 and the sleeve 601 is sharply reduced. To shrink. As a result, the fluid 614 between the discharge side end surface 606 of the shaft and the opposite surface 608 is formed.
The pressure increases due to the compression action or an action called the squeeze action effect. Since the radial groove 602 is connected to the low-pressure suction side, the high-pressure fluid escapes to the suction side, and returns to the original steady-state pumping pressure Pr after a lapse of time.

【0100】しかし圧力が上昇している間は、吐出ノズ
ル609を経て流出する吐出流量が増加するために、必
要塗布量に対して誤差要因となる。
However, while the pressure is increasing, the discharge flow rate flowing out through the discharge nozzle 609 increases, which causes an error in the required application amount.

【0101】第3実施例はこの点を大幅に改良したもの
で、軸の急降下あるいは急上昇時の軸端部の圧力変化の
塗布精度の影響を解消したものである。本発明により、
吐出OFF時にリーク流路の素早い完全遮断ができ、糸
引き、洟垂れもない、極めて切れ味のよい高速高精度の
間欠塗布が可能となる。
The third embodiment is a drastic improvement on this point, and eliminates the influence of the coating accuracy on the pressure change at the shaft end when the shaft is suddenly lowered or raised. According to the present invention,
When the discharge is OFF, the leak flow path can be quickly and completely shut off, and stringing and dripping do not occur, and extremely sharp, high-speed, high-precision intermittent coating can be performed.

【0102】図7(イ)において、700は外周軸、7
01はスリーブ、702は前記外周軸に形成された流体
圧送用のラジアル溝、703はシール用ラジアル溝、7
04は吸入口、705は吐出口、706は前記外周軸の
吐出側端面、707はこの端面706に形成されたシー
ル用スラスト溝である。このスラスト端面706の対向
面708に吐出ノズルの開口部709と吐出ノズル71
0が形成されている。
In FIG. 7A, reference numeral 700 denotes an outer peripheral shaft;
01 is a sleeve, 702 is a radial groove for fluid pressure feeding formed on the outer peripheral shaft, 703 is a radial groove for sealing, 7
Reference numeral 04 denotes a suction port, reference numeral 705 denotes a discharge port, reference numeral 706 denotes a discharge-side end surface of the outer peripheral shaft, and reference numeral 707 denotes a sealing thrust groove formed in the end surface 706. The opening 709 of the discharge nozzle and the discharge nozzle 71 are formed on the surface 708 opposite to the thrust end surface 706.
0 is formed.

【0103】前記ラジアル溝702は、第1、2の実施
例同様、スパイラルグルーブ動圧軸受として知られてい
る公知のものであり、またねじ溝ポンプとしても利用さ
れている。前記シール用スラスト溝707は、通常スパ
イラルグルーブ・スラスト動圧軸受として知られている
ものである。
As in the first and second embodiments, the radial groove 702 is a known one known as a spiral groove dynamic pressure bearing, and is also used as a screw groove pump. The sealing thrust groove 707 is generally known as a spiral groove thrust dynamic pressure bearing.

【0104】711は中心軸であり、中空の外周軸70
0の内部に、軸方向に相対移動可能なように挿入されて
いる。中心軸711の吐出側端部712は、吐出ノズル
の開口部709に面している。その反対側713は、後
述する超磁歪素子のもう一方の可動側に固定されてい
る。したがって、外周軸700と中心軸711は吐出O
FF時、絶対座標系に対して逆方向の動きをする。
Reference numeral 711 denotes a central shaft, which is a hollow outer peripheral shaft 70.
0 is inserted so as to be relatively movable in the axial direction. The ejection side end 712 of the central shaft 711 faces the opening 709 of the ejection nozzle. The opposite side 713 is fixed to the other movable side of the giant magnetostrictive element described later. Therefore, the outer peripheral axis 700 and the central axis 711 are
At the time of FF, it moves in the opposite direction with respect to the absolute coordinate system.

【0105】714は軸に回転を与えるモータであり、
外周軸700と中心軸711を共に回転させる。715
と716は回転している外周軸700に、変位センサー
717の出力xを用いて、軸方向の位置決めを行う軸方
向駆動手段であり、第一実施例同様、たとえば超磁歪素
子などを用いる。(モータ、超磁歪素子は図示せず)こ
の変位センサー717と軸方向駆動手段715及び外部
に設置された制御・駆動回路(図示せず)により、スラ
スト端面のギャップδは任意の値に制御できる。
Reference numeral 714 denotes a motor for rotating the shaft.
The outer peripheral shaft 700 and the central shaft 711 are rotated together. 715
Reference numerals 716 and 716 denote axial driving means for performing axial positioning on the rotating outer peripheral shaft 700 using the output x of the displacement sensor 717, and use, for example, a giant magnetostrictive element as in the first embodiment. (The motor and the giant magnetostrictive element are not shown.) The displacement sensor 717, the axial drive means 715, and a control / drive circuit (not shown) provided outside can control the gap δ at the thrust end face to an arbitrary value. .

【0106】図8、9は、ギャップδを変えて吐出通路
が完全開放あるいは完全遮断される状態になると共に、
前記外周軸と前記中心軸の吐出側端面と対向面708の
空間の大きさが不変となることをモデル的に説明したも
のである。
FIGS. 8 and 9 show that the discharge passage is completely opened or completely shut off by changing the gap δ.
It is a model explanation that the size of the space between the outer peripheral axis, the discharge side end face of the central axis, and the facing surface 708 does not change.

【0107】図8はギャップδが十分大きいため、シー
ル用スラスト溝707の影響はほとんどなく、吐出通路
が開放されている場合を示している。この場合、ラジア
ル溝702のポンピング圧力をPrとすれば、吐出ノズ
ルの開口部709近傍の圧力P≒Prとなる。
FIG. 8 shows a case where the discharge passage is open because the gap δ is sufficiently large and the thrust groove 707 for sealing has almost no effect. In this case, assuming that the pumping pressure of the radial groove 702 is Pr, the pressure P ≒ Pr near the opening 709 of the discharge nozzle is obtained.

【0108】またこの場合の各軸の吐出側端面とその対
向面708で形成される空間の容積Vは、外周軸700
と対向面間のギャップδmaxと、 外周軸700と中心軸
711の端面位置の差h1で決まる。
In this case, the volume V of the space formed by the discharge-side end surface of each shaft and the facing surface 708 is equal to the outer peripheral shaft 700.
And the gap δmax between the opposed surfaces, determined by the difference between h 1 of the end face position of the outer peripheral shaft 700 and the central axis 711.

【0109】図9は、図8の状態から軸方向駆動手段7
15によって、外周軸700を下降させた状態を示して
いる。このとき、中心軸711は外周軸700と同時に
上昇する。
FIG. 9 shows the state of FIG.
Reference numeral 15 indicates a state where the outer peripheral shaft 700 is lowered. At this time, the central axis 711 rises simultaneously with the outer peripheral axis 700.

【0110】この場合、ギャップδが十分小さく、シー
ル用スラスト溝の効果によって吐出通路が遮断されてい
る。またスパイラルグルーブ動圧軸受の効果によって、
大きなシール圧:Psが発生しており、流体の半径方向
の流動はない。
In this case, the gap δ is sufficiently small, and the discharge passage is blocked by the effect of the sealing thrust groove. Also, due to the effect of the spiral groove dynamic pressure bearing,
Large sealing pressure: Ps is generated, and there is no radial flow of the fluid.

【0111】また外周軸700と対向面間のギャップは
δmax→δminと減少し、外周軸700と中心軸711の
端面位置の差はh1→h2と増大するため、総容積Vは一
定である。そのため、圧縮作用あるいはスクイーズ・ア
クション効果による流体の圧力上昇を抑制できる。
The gap between the outer peripheral shaft 700 and the facing surface decreases from δmax to δmin, and the difference between the end surface positions of the outer peripheral shaft 700 and the central shaft 711 increases from h 1 to h 2 , so that the total volume V is constant. is there. Therefore, a pressure increase of the fluid due to the compression action or the squeeze action effect can be suppressed.

【0112】また外周軸700を急上昇させて、流体の
流出を開始する場合も同様である。
The same applies to the case where the outflow of fluid is started by rapidly raising the outer peripheral shaft 700.

【0113】したがって、本実施例のディスペンサーで
は、高速間欠動作時でも高い吐出流量精度を得ることが
できる。
Therefore, in the dispenser of the present embodiment, high discharge flow rate accuracy can be obtained even during high-speed intermittent operation.

【0114】図7(ロ)の動圧スラスト軸受の、隙間δ
に対する発生圧力特性を図6のグラフBに示す。
The clearance δ of the dynamic thrust bearing shown in FIG.
Is shown in graph B of FIG.

【0115】[第3実施例の詳細説明]以下、本発明を
電子部品の表面実装用ディスペンサーに適用した具体的
な実施の形態について、図10を用いて説明する。
[Detailed Description of Third Embodiment] Hereinafter, a specific embodiment in which the present invention is applied to a dispenser for surface mounting electronic components will be described with reference to FIG.

【0116】801は第1のアクチェータであり、第
1、第2の実施例同様に超磁歪素子を用いた。802は
第1のアクチェータ801によって駆動される外周軸で
ある。前記第1のアクチェータは、ハウジング803に
収納されており、このハウジングの下端部に、外周軸8
02を収納するシリンダ804が装着されている。80
5は外周軸802の外表面に形成された流体を吐出側に
圧送するためのラジアル溝、806はシール用のラジア
ル溝である。
Reference numeral 801 denotes a first actuator, which uses a giant magnetostrictive element as in the first and second embodiments. Reference numeral 802 denotes an outer peripheral shaft driven by the first actuator 801. The first actuator is housed in a housing 803, and a lower end of the housing has an outer peripheral shaft 8 attached thereto.
02 is mounted. 80
Reference numeral 5 denotes a radial groove for pressure-feeding a fluid formed on the outer surface of the outer peripheral shaft 802 to the discharge side, and reference numeral 806 denotes a radial groove for sealing.

【0117】この外周軸802とシリンダ804の間
で、外周軸802とシリンダ804の相対的な回転によ
ってポンピング作用を得るためのポンプ室807を形成
している。またシリンダ804には、ポンプ室807と
連絡する吸入孔808が形成されている。809はシリ
ンダの下端部に装着された吐出ノズルであり、中心部に
吐出孔810が形成されている。811は前記外周軸の
吐出側スラスト端面であり、このスラスト端面の対向面
850に吐出ノズルの開口部851が形成されている。
A pump chamber 807 for obtaining a pumping action by the relative rotation of the outer peripheral shaft 802 and the cylinder 804 is formed between the outer peripheral shaft 802 and the cylinder 804. The cylinder 804 is formed with a suction hole 808 communicating with the pump chamber 807. Reference numeral 809 denotes a discharge nozzle mounted on the lower end of the cylinder, and a discharge hole 810 is formed in the center. Reference numeral 811 denotes a discharge-side thrust end surface of the outer peripheral shaft, and an opening 851 of a discharge nozzle is formed on a surface 850 facing the thrust end surface.

【0118】812は第2のアクチェータであり、主軸
802とシリンダ804の間に相対的な回転運動を与え
るものである。
Reference numeral 812 denotes a second actuator, which gives a relative rotational movement between the main shaft 802 and the cylinder 804.

【0119】モータロータ813は上部主軸814に固
着され、またモータステータ815はハウジング816
に収納されている。
The motor rotor 813 is fixed to the upper main shaft 814, and the motor stator 815 is connected to the housing 816.
It is stored in.

【0120】817は玉軸受818の内輪側に圧入され
た上部スリーブであり、この玉軸受818の外輪側はハ
ウジング819に収納されている。820はスラスト円
盤821と上部スリーブ817の間に装着された上部バ
イアスバネである。
An upper sleeve 817 is press-fitted on the inner ring side of the ball bearing 818, and the outer ring side of the ball bearing 818 is housed in the housing 819. Reference numeral 820 denotes an upper bias spring mounted between the thrust disk 821 and the upper sleeve 817.

【0121】この上部主軸814は、上部主軸814と
上部スリーブ817との間に形成されたすべり軸受82
2により支持されている。
The upper main shaft 814 has a sliding bearing 82 formed between the upper main shaft 814 and the upper sleeve 817.
2 supported.

【0122】823は中空の超磁歪素子から構成される
超磁歪ロッドであり、この超磁歪ロッド823は上部と
下部からヨーク材A824、ヨーク材B825によって
挟みこまれている。826は超磁歪ロッド823の長手
方向に磁界を与えるための磁界コイル、827はバイア
ス磁界を与えるための永久磁石でありハウジング803
に収納されている。
Reference numeral 823 denotes a giant magnetostrictive rod composed of a hollow giant magnetostrictive element. The giant magnetostrictive rod 823 is sandwiched between a yoke material A 824 and a yoke material B 825 from the upper and lower parts. Reference numeral 826 denotes a magnetic field coil for applying a magnetic field in the longitudinal direction of the giant magnetostrictive rod 823, and reference numeral 827 denotes a permanent magnet for applying a bias magnetic field.
It is stored in.

【0123】828は玉軸受829の内輪側に圧入され
た下部スリーブであり、この玉軸受829の外輪側はハ
ウジング803に収納されている。830は下部スラス
ト円盤831と下部スリーブ828の間に装着された下
部バイアスバネである。
A lower sleeve 828 is press-fitted on the inner ring side of the ball bearing 829. The outer ring side of the ball bearing 829 is housed in the housing 803. 830 is a lower bias spring mounted between the lower thrust disk 831 and the lower sleeve 828.

【0124】832はハウジング803に装着された変
位センサーであり、この変位センサーと下部スラスト円
盤831により、外周軸802の軸方向の絶対位置を検
出する。
Reference numeral 832 denotes a displacement sensor mounted on the housing 803. The displacement sensor and the lower thrust disk 831 detect the absolute position of the outer peripheral shaft 802 in the axial direction.

【0125】833は中空の超磁歪素子に貫通して設け
られた中心軸であり、上端部でヨーク材A824に締結
されている。この中心軸833の下端部は、モデル図
8,9で示したように、吐出ノズルの開口部851に面
するように、外周軸802内部に貫通して配置されてい
る。
Reference numeral 833 denotes a central shaft penetrating the hollow giant magnetostrictive element, and is fastened to the yoke member A 824 at the upper end. The lower end portion of the central shaft 833 is disposed so as to penetrate the inside of the outer peripheral shaft 802 so as to face the opening 851 of the discharge nozzle as shown in FIGS.

【0126】上記構成において超磁歪ロッド823は、
上部では上部バイアスバネ820によって、また下部で
は下部バイアスバネ830によって、両端からバイアス
荷重を常に与えられている。したがって超磁歪ロッド8
23に磁界が加わると、超磁歪ロッド823は両端で伸
張する。外周軸802の吐出ノズル側は、スラスト端面
間のギャップが小さくなり、また中心軸833の吐出ノ
ズル側はギャップが大きくなる。その結果、スラスト端
面間の総容積Vを、たとえば常に一定にできる。
In the above configuration, the giant magnetostrictive rod 823 is
A bias load is always applied from both ends by an upper bias spring 820 at the upper part and by a lower bias spring 830 at the lower part. Therefore, the giant magnetostrictive rod 8
When a magnetic field is applied to 23, giant magnetostrictive rod 823 expands at both ends. On the discharge nozzle side of the outer peripheral shaft 802, the gap between the thrust end faces becomes smaller, and on the discharge nozzle side of the central shaft 833, the gap becomes larger. As a result, the total volume V between the thrust end faces can be kept constant, for example.

【0127】また2つのバイアスバネ820、830の
バネ定数の設定によって、外周軸802と中心軸833
の変位量を任意に設定することができる。
Further, by setting the spring constants of the two bias springs 820 and 830, the outer peripheral shaft 802 and the central shaft 833 are set.
Can be set arbitrarily.

【0128】スラスト端面間の総容積Vを縮小ぎみにし
た方が好ましい場合は、上部バイアスバネ820のバネ
剛性は、下部バイアスバネ830と比べて大きくして、
中心軸833の軸方向変位を小さくする。
When it is preferable to make the total volume V between the thrust end faces smaller, it is preferable that the spring stiffness of the upper bias spring 820 be larger than that of the lower bias spring 830.
The axial displacement of the central shaft 833 is reduced.

【0129】逆に、総容積Vを増大させた方が好ましい
場合は、上部バイアスバネ820のバネ剛性は弱くし
て、中心軸833の変位を大きくすればよい。
Conversely, when it is preferable to increase the total volume V, the spring stiffness of the upper bias spring 820 may be reduced and the displacement of the center shaft 833 may be increased.

【0130】[その他実施例の説明]以下、前述した3
つの実施例の改良提案とその他の実施例について説明す
る。
[Description of Other Embodiments] The above-mentioned 3
An improvement proposal for one embodiment and another embodiment will be described.

【0131】図11(イ)(ロ)はモータの回転トルク
を、超磁歪素子を介在して効果的にポンプ部の主軸に伝
達する方法を示す。第1〜3の実施例において、ラジア
ル溝が形成されたいずれの主軸も回転と直線運動をおこ
なう。この場合、モータから主軸に伝達される回転トル
クは、できる限り脆性材料である超磁歪素子に加わらな
いほうが好ましい。これは、超磁歪素子の代わりにやは
り脆性材料である圧電素子を用いる場合も同様である。
FIGS. 11A and 11B show a method of effectively transmitting the rotational torque of the motor to the main shaft of the pump section via a giant magnetostrictive element. In the first to third embodiments, any of the main shafts on which the radial grooves are formed performs rotation and linear motion. In this case, it is preferable that the rotational torque transmitted from the motor to the main shaft is not applied to the giant magnetostrictive element, which is a brittle material, as much as possible. This is the same when a piezoelectric element, which is also a brittle material, is used instead of the giant magnetostrictive element.

【0132】901は中空の超磁歪素子から構成される
超磁歪ロッドであり、この超磁歪ロッド901は上部と
下部からヨーク材A902、ヨーク材B903によって
挟みこまれている。904は超磁歪ロッド901の長手
方向に磁界を与えるための磁界コイル、905はバイア
ス磁界を与えるための永久磁石である。
Reference numeral 901 denotes a giant magnetostrictive rod composed of a hollow giant magnetostrictive element. The giant magnetostrictive rod 901 is sandwiched between a yoke material A 902 and a yoke material B 903 from above and below. 904, a magnetic field coil for applying a magnetic field in the longitudinal direction of the giant magnetostrictive rod 901, and 905, a permanent magnet for applying a bias magnetic field.

【0133】906は玉軸受907の内輪側に圧入され
た下部スリーブであり、この玉軸受907の外輪側はハ
ウジング908に収納されている。909はヨーク材B
903とスリーブ906の間に装着されたバイアスバネ
である。
A lower sleeve 906 is press-fitted into the inner ring of the ball bearing 907, and the outer ring of the ball bearing 907 is housed in the housing 908. 909 is a yoke material B
The bias spring is mounted between the sleeve 903 and the sleeve 906.

【0134】910は超磁歪ロッド901の中心部を貫
通して設けられた回転伝達軸であり、上端部はヨーク材
A902に固定され、下端部はヨーク材B903に対し
て、軸方向には相対的に移動可能だが、回転は伝達でき
る形状[図11(ロ)]となっている。
Reference numeral 910 denotes a rotation transmission shaft provided through the center of the giant magnetostrictive rod 901. The rotation transmission shaft 910 has an upper end fixed to the yoke member A902 and a lower end relative to the yoke member B903 in the axial direction. Although it is movable in a certain way, it has a shape [FIG.

【0135】この構造により、上部に配置されたモータ
(図示せず)からヨーク材A902に伝達された回転ト
ルクは、超磁歪ロッド901に捻り応力を与えることな
く、ポンプ室の主軸911に伝達できる。
With this structure, the rotational torque transmitted from the motor (not shown) disposed above to yoke member A 902 can be transmitted to main shaft 911 of the pump chamber without applying torsional stress to giant magnetostrictive rod 901. .

【0136】図12(イ)(ロ)は、流体を輸送する手
段に、スラスト型のグルーブを用いてかつこのスラスト
型グルーブを上下に移動させることより吐出状態のO
N,OFF制御をする方法を示す。
FIGS. 12 (a) and 12 (b) show that a thrust-type groove is used as a means for transporting a fluid, and that the thrust-type groove is moved up and down.
A method for performing N, OFF control will be described.

【0137】950は中心軸、951は外周軸、952
はハウジング、953吸入口、954は吐出ノズルであ
る。また955は軸方向駆動手段、956は前記中心軸
と前記外周軸の回転手段、957は中心軸950の吐出
側端部の相対移動面に形成されたシール用グルーブ、9
58は外周軸951の吐出側端部の相対移動面に形成さ
れたポンプ用グルーブである。
950 is the central axis, 951 is the outer peripheral axis, 952
Is a housing, 953 suction port, and 954 is a discharge nozzle. 955 is an axial driving means, 956 is a rotating means of the central axis and the outer peripheral axis, 957 is a sealing groove formed on a relative movement surface of the discharge side end of the central axis 950, 9
Reference numeral 58 denotes a pump groove formed on the relative movement surface of the discharge side end of the outer peripheral shaft 951.

【0138】外周軸951が降下した状態で、その対向
面とのギャップが十分狭ければポンプ用グルーブ958
が有効に働き、シール用グルーブ957のポンピング圧
力に抗して流体を吐出ノズル954側に圧送する。
When the gap between the outer peripheral shaft 951 and the opposing surface is sufficiently small with the outer peripheral shaft 951 lowered, the pump groove 958 is formed.
Works effectively, and pressurizes the fluid to the discharge nozzle 954 side against the pumping pressure of the sealing groove 957.

【0139】外周軸951が上昇した状態では、ポンプ
用グルーブ958のポンピング圧力が低下し、シール用
グルーブ957によって、流体の流出は遮断される。
When the outer peripheral shaft 951 is raised, the pumping pressure of the pump groove 958 decreases, and the outflow of the fluid is blocked by the sealing groove 957.

【0140】この実施例の構成では、吐出流量はモータ
の回転数だけでなく、外周軸951の端面とその対向面
とのギャップの大きさで調節することができる。
In the structure of this embodiment, the discharge flow rate can be adjusted not only by the number of rotations of the motor but also by the size of the gap between the end face of the outer peripheral shaft 951 and the opposing face.

【0141】外周軸951の外表面は溝の無い真円でも
よいが、前記ポンプ用グルーブ958のポンピング作用
を補助するラジアル溝を外周軸951に形成してもよい
(図示せず)。
Although the outer surface of the outer peripheral shaft 951 may be a perfect circle without a groove, a radial groove for assisting the pumping action of the pump groove 958 may be formed in the outer peripheral shaft 951 (not shown).

【0142】図13は、中空の外周軸に貫通した中心軸
に軸方向駆動手段を与えた場合の構成を示す。
FIG. 13 shows a configuration in which an axial driving means is provided on a central axis penetrating the hollow outer peripheral axis.

【0143】750は第1のアクチェータであり、超磁
歪素子、あるいは圧電素子を用いる。751は第1のア
クチェータ750によって駆動される中心軸である。前
記第1のアクチェータは、ハウジング752の上部に配
置されている。753は第2のアクチェータであり、外
周軸754とシリンダ755の間に相対的な回転運動を
与えるものである。
Reference numeral 750 is a first actuator, which uses a giant magnetostrictive element or a piezoelectric element. Reference numeral 751 denotes a central axis driven by the first actuator 750. The first actuator is disposed on an upper portion of the housing 752. Reference numeral 753 denotes a second actuator, which gives a relative rotational movement between the outer peripheral shaft 754 and the cylinder 755.

【0144】756は外周軸754の外表面に形成され
た流体を吐出側に圧送するためのラジアル溝である。こ
の外周軸754とシリンダ755の間で、外周軸754
とシリンダ755の相対的な回転によってポンピング作
用を得るためのポンプ室756を形成している。またシ
リンダ755には、ポンプ室756と連絡する吸入孔7
57が形成されている。758はシリンダの下端部に装
着された吐出ノズルであり、中心部に吐出孔759が形
成されている。760は前記中心軸の吐出側スラスト端
面であり、このスラスト端面の対向面761に吐出ノズ
ルの開口部が形成されている。
Reference numeral 756 is a radial groove formed on the outer surface of the outer peripheral shaft 754 for feeding a fluid to the discharge side. Between the outer peripheral shaft 754 and the cylinder 755, the outer peripheral shaft 754
And a pump chamber 756 for obtaining a pumping action by the relative rotation of the cylinder and the cylinder 755. The cylinder 755 has a suction hole 7 communicating with the pump chamber 756.
57 are formed. Reference numeral 758 denotes a discharge nozzle mounted at the lower end of the cylinder, and a discharge hole 759 is formed at the center. Reference numeral 760 denotes a discharge-side thrust end surface of the central shaft, and an opening of a discharge nozzle is formed on a surface 761 facing the thrust end surface.

【0145】モータロータ762は外周軸754に固着
され、またモータステータ763はハウジング764に
収納されている。765、766は外周軸754を支持
する玉軸受である。
The motor rotor 762 is fixed to the outer peripheral shaft 754, and the motor stator 763 is housed in the housing 764. 765 and 766 are ball bearings that support the outer peripheral shaft 754.

【0146】前記スラスト端面の相対移動面に、スパイ
ラルグルーブ動圧スラストシールを形成すれば、前記中
心軸の移動による吐出流量のON,OFF制御ができ
る。
If a spiral groove dynamic pressure thrust seal is formed on the relative movement surface of the thrust end face, ON / OFF control of the discharge flow rate by moving the center axis can be performed.

【0147】第1のアクチェータ1に超磁歪素子を用い
る場合は、第1〜第3の実施例同様に中心軸751に超
磁歪ロッドを装着し、軸方向及び回転方向に移動可能な
ように構成すればよい(図示せず)。
When a giant magnetostrictive element is used for the first actuator 1, a giant magnetostrictive rod is mounted on the central shaft 751 as in the first to third embodiments, so that it can be moved in the axial direction and the rotational direction. (Not shown).

【0148】図14に、軸のスラスト側端面と対向面間
の急接近による圧力上昇を緩和する方法を示す。この方
法は本発明のすべての実施例に有効に適用できる。
FIG. 14 shows a method for alleviating a pressure rise caused by a sudden approach between the thrust-side end surface of the shaft and the opposing surface. This method can be effectively applied to all embodiments of the present invention.

【0149】850は軸、851はシリンダ、852は
吸入口、853は吐出ノズルである。軸850は、前述
した実施例同様に軸方向駆動手段854と回転手段85
5により駆動される。856はポンプ室858内でシリ
ンダ側に形成された固定側空隙部、857は移動側空隙
部である。いずれの空隙部856、857も、流体の圧
力上昇を緩和させるアキュームレータとして効果があ
り、特に圧縮性の高い流体を塗布する場合に有効であ
る。
850 is a shaft, 851 is a cylinder, 852 is a suction port, and 853 is a discharge nozzle. The shaft 850 includes an axial driving unit 854 and a rotating unit 85 as in the above-described embodiment.
5 driven. Reference numeral 856 denotes a fixed-side gap formed on the cylinder side in the pump chamber 858, and 857 denotes a moving-side gap. Each of the gaps 856 and 857 is effective as an accumulator for alleviating the pressure rise of the fluid, and is particularly effective when a fluid having high compressibility is applied.

【0150】以上の本発明の実施例では、吐出流量の制
御を行うために軸の吐出側端面とその対向面間のギャッ
プを変化させる方法を主に説明した。しかし本発明で
は、軸とハウジング間の間隙を変化できれば、吐出流量
の制御が可能である。
In the above-described embodiment of the present invention, the method of changing the gap between the discharge-side end face of the shaft and the opposing face in order to control the discharge flow rate has been mainly described. However, in the present invention, if the gap between the shaft and the housing can be changed, the discharge flow rate can be controlled.

【0151】図15に、軸方向駆動手段によって、スラ
スト端面ではなく、軸方向の流体通路の開口面積を変化
させる方法を示す。
FIG. 15 shows a method of changing the opening area of the fluid passage not in the thrust end face but in the axial direction by the axial driving means.

【0152】650は軸、651はシリンダ、652は
吐出ノズル、653はスラスト動圧シール、654はシ
リンダ652の内面に形成されたシール部、655は軸
側に形成された径小部、656は軸方向駆動手段、65
7は回転手段である。
650 is a shaft, 651 is a cylinder, 652 is a discharge nozzle, 653 is a thrust dynamic pressure seal, 654 is a seal part formed on the inner surface of the cylinder 652, 655 is a small diameter part formed on the shaft side, and 656 is Axial driving means, 65
Reference numeral 7 denotes a rotating unit.

【0153】図(イ)では、シール部654の開口面積
は十分に大きく、吐出流量はON状態にある。図(ロ)
は開口面積は絞られるために、吐出流量はOFF状態と
なる。
In FIG. 19A, the opening area of the seal portion 654 is sufficiently large, and the discharge flow rate is in the ON state. Figure (b)
Since the opening area is reduced, the discharge flow rate is in the OFF state.

【0154】補助的に設けたスラスト動圧シール653
は、遠心方向のポンピング作用(図の矢印)を有するた
め、前述した実施例同様に流体の液だれ、糸引き防止の
効果を持つ。またシール部654によって既に十分なシ
ール効果が得られているため、動圧シール653のシー
ル能力はかなり小さくてよい。すなわち、スラスト端面
間の最小隙間δ2minは十分に大きくてよい。
Auxiliary thrust dynamic pressure seal 653
Has an effect of pumping in the centrifugal direction (arrows in the figure), and thus has an effect of preventing dripping of a fluid and stringing as in the above-described embodiment. Further, since a sufficient sealing effect has already been obtained by the seal portion 654, the sealing ability of the dynamic pressure seal 653 may be considerably small. That is, the minimum gap Δ2min between the thrust end faces may be sufficiently large.

【0155】粒径の大きな粉体(たとえば、粉体の外径
φd=20〜30μm)が混入した接着材などを扱う場
合は、δ1min<φdとなるようにシール部654を設定
すれば、このシール部での粉体の圧搾破壊現象は回避で
きる。またスラスト端面間の最小隙間は、δ2min≫φd
とすれば良い。
When handling an adhesive or the like mixed with a powder having a large particle diameter (for example, the outer diameter of the powder φd = 20 to 30 μm), if the sealing portion 654 is set so that δ1min <φd, The phenomenon of crushing of powder at the seal portion can be avoided. The minimum gap between the thrust end faces is δ2min≫φd
It is good.

【0156】また用途によっては、動圧シールは省略し
てもよい。
In some applications, the dynamic pressure seal may be omitted.

【0157】図16に吐出流量のON、OFF制御に、
回転軸を軸方向に移動させる本発明の方法とDCモータ
の回転数制御を組み合わせる方法を示す。
FIG. 16 shows the control of the ON / OFF control of the discharge flow rate.
A method of combining the method of the present invention for moving the rotating shaft in the axial direction with the control of the number of revolutions of the DC motor will be described.

【0158】たとえば接着材等の種類によっては、長時
間高圧下に放置すると特性変化を起こす材料がある。こ
の場合、塗布の無い行程ではモータの回転を停止させる
方が有利である。しかし本明細文の冒頭で述べたよう
に、モータの回転数制御で吐出流量のON、OFF制御
させる場合は、過渡応答時のレスポンスの点で流量精度
に限界があった。
For example, depending on the kind of the adhesive or the like, there is a material which changes its characteristics when left under high pressure for a long time. In this case, it is more advantageous to stop the rotation of the motor during the process without coating. However, as described at the beginning of this specification, in the case where the discharge flow rate is controlled to be ON / OFF by controlling the rotation speed of the motor, the flow rate accuracy is limited in terms of the response during the transient response.

【0159】図15(イ)モータの回転数と時間の関係
を、(ロ)にスラスト端面のギャップの大きさと時間の
関係を示す。
FIG. 15A shows the relationship between the number of rotations of the motor and time, and FIG. 15B shows the relationship between the size of the gap at the thrust end face and time.

【0160】吐出流量をOFFさせる場合は、モータの
減速と軸方向移動手段を用いてスラスト端面のギャップ
を狭くする動作を同時にスタートさせる。軸方向移動手
段に電磁歪素子を用いれば、DCモータと比べて圧倒的
に高いレスポンスを持つため、吐出流量は、切れ味よく
瞬時に遮断される。その緩やかにモータの減速によっ
て、軸の回転は停止する。
When the discharge flow rate is turned off, the operation of reducing the speed of the motor and the operation of narrowing the gap at the thrust end face by using the axial moving means are simultaneously started. If the electromagnetic displacement element is used for the axial moving means, the response is much higher than that of the DC motor, so that the discharge flow rate is sharply cut off instantaneously. The rotation of the shaft stops due to the gradual deceleration of the motor.

【0161】逆に吐出流量をONさせる場合は、モータ
を予め立ち上げて定常回転になった後、軸方向移動手段
を用いてスラスト端面のギャップを大きくする動作を開
始すると、流体の吐出がすみやかに開始できる。
Conversely, when the discharge flow rate is turned on, the motor is started up in advance to achieve a steady rotation, and then the operation of increasing the gap at the thrust end face by using the axial moving means is started. You can start.

【0162】本発明において、動圧スラスト軸受を流体
シールとして用いる第2、第3の実施例等の場合は、吐
出流量がONからOFFに移行する区間を利用すれば、
流量の連続的な制御が可能である。この場合、軸端部と
対向面間の間隙と流量は一対一の関係にあるために、変
位センサーの出力を用いて上記間隙になるように、軸を
位置決めをすればよい。この場合、流量と変位センサー
の出力値の関係を予め求めておけばよい。
In the present invention, in the case of the second and third embodiments in which the dynamic pressure thrust bearing is used as a fluid seal, if the section where the discharge flow rate changes from ON to OFF is used,
Continuous control of the flow rate is possible. In this case, since the gap and the flow rate between the shaft end and the facing surface have a one-to-one relationship, the shaft may be positioned using the output of the displacement sensor so as to be in the gap. In this case, the relationship between the flow rate and the output value of the displacement sensor may be obtained in advance.

【0163】モータの回転数を変えても流量の制御はで
きるが、前述したように応答性に限界がある。軸方向駆
動手段に電磁歪素子を用いれば、極めて早いレスポンス
で任意の流量の制御が可能となる。
Although the flow rate can be controlled by changing the number of rotations of the motor, the response is limited as described above. If an electromagnetic strain element is used for the axial driving means, it is possible to control an arbitrary flow rate with an extremely fast response.

【0164】本発明の実施例では、いずれも軸方向駆動
手段によって、軸とハウジング間の間隙を変化させて、
吐出流量の制御を行う方法を示した。
In any of the embodiments of the present invention, the gap between the shaft and the housing is changed by the axial driving means.
The method of controlling the discharge flow rate has been described.

【0165】このように軸とハウジング間の間隙を変化
させる目的は、ポンプ室と吐出口の間の流体抵抗を増減
させるためである。流体抵抗を増減させる手段として、
第1実施例で示したように、通路抵抗を変える方法が
ある。また第2実施例で示したように、動圧シールを
形成する方法がある。その他、軸の移動により、スラス
ト側の軸先端とその対向面間に空間が形成されることに
よる負圧効果を利用して吐出流量を抑制することができ
る。これらの方法いずれも、本発明では「流体抵抗を増
減させる作用」と見なすことにする。
The purpose of changing the gap between the shaft and the housing in this way is to increase or decrease the fluid resistance between the pump chamber and the discharge port. As a means to increase or decrease the fluid resistance,
As shown in the first embodiment, there is a method of changing the passage resistance. Further, as shown in the second embodiment, there is a method of forming a dynamic pressure seal. In addition, the discharge flow rate can be suppressed by utilizing the negative pressure effect caused by the space between the tip of the shaft on the thrust side and the facing surface due to the movement of the shaft. In the present invention, any of these methods is regarded as “the action of increasing or decreasing the fluid resistance”.

【0166】実施例では、第1のアクチェータ(超磁歪
素子)の上部に第2のアクチェータ(モータ)を配置し
たが、この逆の配置の構成でもよい。あるいは、第2の
アクチェータの内側に第1のアクチェータが収納される
ような構成でもよい。
In the embodiment, the second actuator (motor) is arranged above the first actuator (giant magnetostrictive element). However, the arrangement may be reversed. Alternatively, the first actuator may be housed inside the second actuator.

【0167】高い応答性と発生荷重が必要でなければ、
超磁歪素子の代わりに大きなストロークが得られるボイ
スコイルモータを用いても良い。
If high responsiveness and generated load are not required,
A voice coil motor capable of obtaining a large stroke may be used instead of the giant magnetostrictive element.

【0168】あるいはモータロータがマグネットである
DCサーボモータでも、軸方向の吸引力が働くことを利
用して、ステータコイルに流す電流を調節することによ
り、回転軸を軸方向に移動させてもよい。
Alternatively, even in the case of a DC servomotor in which the motor rotor is a magnet, the rotating shaft may be moved in the axial direction by adjusting the current flowing in the stator coil by utilizing the attraction force acting in the axial direction.

【0169】圧電素子を用いる場合は、回転側に圧電素
子を配置して、伝導ブラシで回転側に電力を供給しても
よい。
When a piezoelectric element is used, the piezoelectric element may be arranged on the rotating side, and power may be supplied to the rotating side by a conductive brush.

【0170】実施例では、超磁歪素子(第1のアクチェ
ータ)を駆動させるために、バイアス磁界を与える永久
磁石21を磁界コイル20の外周側に配置した。この永
久磁石を省略し、磁界コイルに流すバイアス電流でバイ
アス磁界を与えるようにすれば、ディスペンサー本体の
外径を一層小さくできる(図示せず)。
In the embodiment, the permanent magnet 21 for applying the bias magnetic field is arranged on the outer peripheral side of the magnetic field coil 20 in order to drive the giant magnetostrictive element (first actuator). If the permanent magnet is omitted and a bias magnetic field is applied by a bias current flowing through the magnetic field coil, the outer diameter of the dispenser body can be further reduced (not shown).

【0171】その結果、複数本のディスペンサーを並列
配置して、たとえば平板上に蛍光体材料等を塗布させる
プロセスにも適用できる。この場合、塗布材料の吸入側
供給通路は共通でよいが、吐出流量(及びON,OF
F)は各ディスペンサーを個別に制御できるため、自由
度の高い平板面の塗布が可能となる。
As a result, the present invention can be applied to a process in which a plurality of dispensers are arranged in parallel and a phosphor material or the like is applied on a flat plate, for example. In this case, the application material supply passage may be common, but the discharge flow rate (and ON, OF
In F), since each dispenser can be individually controlled, it is possible to apply a flat plate surface with a high degree of freedom.

【0172】あるいは、共通のハウジングに複数本のデ
ィスペンサーの中身を収納するように構成すれば、より
シンプルな構成のマルチノズルを有する塗布装置(図示
せず)ができる。
Alternatively, if the contents of a plurality of dispensers are stored in a common housing, a coating device (not shown) having a simpler configuration of multi-nozzles can be obtained.

【0173】[0173]

【発明の効果】本発明を用いた流体回転装置により、次
の効果が得られる。 1.間欠塗布、連続塗布のいずれも適用可能なディスペ
ンサーが実現できる。 2.従来ねじ溝式では困難だった超高速応答の間欠塗布
ができる。 3.摺動磨耗等による性能劣化がなく、高い信頼性を持
つ。 4.さらに以下示す特徴を、本発明のポンプは合わせ持
つことができる。
According to the fluid rotating device using the present invention, the following effects can be obtained. 1. A dispenser applicable to both intermittent coating and continuous coating can be realized. 2. Intermittent application of ultra-high-speed response, which was difficult with the conventional screw groove type. 3. High reliability without performance degradation due to sliding wear and the like. 4. Further, the pump of the present invention can have the following features.

【0174】高粘度流体の高速塗布ができる。A high-viscosity fluid can be applied at high speed.

【0175】超微少量を高精度で吐出できる。It is possible to discharge a very small amount with high precision.

【0176】糸引き、液ダレが防止できる。Threading and liquid dripping can be prevented.

【0177】ポンプ軸とその対向面間は非接触にでき
るため、微少な微粒子が混合した粉粒体にも対応でき
る。
[0177] Since the pump shaft and the opposing surface can be brought into non-contact with each other, it is possible to cope with powders and fine particles mixed with fine particles.

【0178】本発明を例えば表面実装のディスペンサ
ー、PDP,CRTディスプレイの蛍光体塗布等に用い
れば、その長所をいかんなく発揮でき、効果は絶大なも
のがある。
If the present invention is applied to, for example, a surface mount dispenser, a phosphor coating for a PDP, or a CRT display, the advantages can be fully exhibited, and the effect is enormous.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の原理を示すモデル図で、 (イ)は正面断面図 (ロ)は軸の端面を示す図FIG. 1 is a model diagram showing the principle of the present invention, in which (a) is a front sectional view and (b) is a view showing an end face of a shaft.

【図2】第1の実施の形態によるディスペンサーを示す
正面断面図
FIG. 2 is a front sectional view showing the dispenser according to the first embodiment;

【図3】本発明の原理を示すモデル図で、 (イ)は正面断面図 (ロ)は軸の端面を示す図FIGS. 3A and 3B are model diagrams showing the principle of the present invention, wherein FIG. 3A is a front sectional view, and FIG.

【図4】上記本発明の原理で吐出ONの状態を示すモデ
ル図
FIG. 4 is a model diagram showing a discharge ON state according to the principle of the present invention.

【図5】上記本発明の原理で吐出OFFの状態を示すモ
デル図
FIG. 5 is a model diagram showing a discharge OFF state according to the principle of the present invention.

【図6】上記本発明の原理で、シール圧力とギャップの
関係を示す図
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a seal pressure and a gap according to the principle of the present invention.

【図7】本発明の原理を示すモデル図で、 (イ)は正面断面図 (ロ)は軸の端面を示す図FIGS. 7A and 7B are model diagrams showing the principle of the present invention, wherein FIG. 7A is a front sectional view, and FIG.

【図8】上記本発明の原理で吐出ONの状態を示すモデ
ル図
FIG. 8 is a model diagram showing a discharge ON state according to the principle of the present invention.

【図9】上記本発明の原理で吐出OFFの状態を示すモ
デル図
FIG. 9 is a model diagram showing a state in which discharge is OFF according to the principle of the present invention.

【図10】第3の実施の形態によるディスペンサーを示
す正面断面図
FIG. 10 is a front sectional view showing a dispenser according to a third embodiment;

【図11】超磁歪素子に捻り応力を与えない工夫を示す
図で、 (イ)は正面断面図 (ロ)は軸の端面を示す図
11A and 11B are views showing a device for preventing a torsional stress from being applied to the giant magnetostrictive element. FIG. 11A is a front sectional view, and FIG.

【図12】ポンピング作用にスラストグルーブを用いる
場合を示すモデル図で、 (イ)は正面断面図 (ロ)は軸の端面を示す図
12A and 12B are model diagrams showing a case where a thrust groove is used for a pumping action, wherein FIG. 12A is a front sectional view, and FIG.

【図13】軸方向移動手段を中心軸に設けた場合のディ
スペンサーを示す正面断面図
FIG. 13 is a front sectional view showing the dispenser when the axial moving means is provided on the central axis.

【図14】軸端部の圧力上昇を緩和させる工夫を示すモ
デル図
FIG. 14 is a model diagram showing a device for alleviating a rise in pressure at the shaft end.

【図15】シール部を軸方向の流路に設ける場合を示す
図で、 (イ)は吐出ONの状態を示すモデル図 (ロ)は吐出OFFの状態を示すモデル図
15A and 15B are diagrams showing a case where a seal portion is provided in an axial flow path, wherein FIG. 15A is a model diagram showing a discharge ON state, and FIG. 15B is a model diagram showing a discharge OFF state.

【図16】モータ制御と軸方向移動手段による制御を組
み合わせた場合を示す図で、 (イ)はモータ回転数と時間の関係を示す図 (ロ)はスラスト端面ギャップと時間の関係を示す図
16A and 16B are diagrams showing a case where motor control and control by the axial moving means are combined, wherein FIG. 16A shows a relationship between the motor rotation speed and time, and FIG. 16B shows a relationship between the thrust end face gap and time.

【図17】従来のエアーパルス式のディスペンサーの正
面断面図
FIG. 17 is a front sectional view of a conventional air pulse type dispenser.

【図18】従来のピエゾ式ディスペンサーの原理図FIG. 18 is a principle view of a conventional piezo type dispenser.

【図19】従来のピエゾ式ディスペンサーの正面断面図FIG. 19 is a front sectional view of a conventional piezo type dispenser.

【図20】従来提案で、積層式圧電素子とモータの回転
を利用したディスペンサーの正面断面図
FIG. 20 is a front cross-sectional view of a dispenser using a multilayer piezoelectric element and rotation of a motor in a conventional proposal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

500 軸 501 ハウジング(スリーブ) 509 回転させる手段 510 軸方向駆動手段 504 吸入口 505 吐出口(吐出ノズル) 502 流体を圧送させる手段 500 shaft 501 housing (sleeve) 509 means for rotating 510 axial driving means 504 suction port 505 discharge port (discharge nozzle) 502 means for pumping fluid

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 軸とこの軸を収納するハウジングを相対
的に回転させる手段と、前記軸と前記ハウジング間の軸
方向相対変位を与える軸方向駆動手段と、前記軸と前記
ハウジングで形成されるポンプ室と外部を連絡する流体
の吸入口及び吐出口と、前記ポンプ室内に流入された前
記流体を吐出口側に圧送する手段から構成される流体供
給装置において、前記ポンプ室と前記吐出口の間の流体
抵抗の増減を図るために、前記軸方向駆動手段によって
前記軸と前記ハウジング間の間隙が変化するように構成
されていることを特徴とする流体供給装置。
1. A shaft and a means for relatively rotating a housing for housing the shaft, an axial drive means for providing an axial relative displacement between the shaft and the housing, and the shaft and the housing. In a fluid supply device including a suction port and a discharge port of a fluid that communicates with a pump chamber and the outside, and a unit that pumps the fluid that has flowed into the pump chamber to a discharge port side, the pump chamber and the discharge port A fluid supply device characterized in that a gap between the shaft and the housing is changed by the axial driving means in order to increase or decrease fluid resistance between the shaft and the housing.
【請求項2】 前記軸の吐出口側端面と、その対向面の
相対移動面に吐出口へ連絡する吐出流通路の開口部が形
成されていることを特徴とする請求項1記載の流体供給
装置。
2. The fluid supply according to claim 1, wherein an opening of a discharge flow passage communicating with the discharge port is formed on a relative movement surface of the end face on the discharge port side of the shaft and an opposing surface thereof. apparatus.
【請求項3】 前記軸方向駆動手段によって、前記軸の
吐出口側端面とその対向面間のギャップが変化できるよ
うに構成される請求項2記載の流体供給装置。
3. The fluid supply device according to claim 2, wherein a gap between an end face on the discharge port side of the shaft and a facing surface thereof can be changed by the axial driving means.
【請求項4】 流体を半径方向に圧送する浅い溝が前記
軸の吐出口側端面の相対移動面に形成されていることを
特徴とする請求項3記載の流体供給装置。
4. The fluid supply device according to claim 3, wherein a shallow groove for radially feeding the fluid in a radial direction is formed in a relative movement surface of the discharge port side end surface of the shaft.
【請求項5】 前記流体を吐出口側に圧送する手段は、
軸の外周部とその対向面のハウジング内面の相対移動面
に形成されたスパイラル形状の溝であることを特徴とす
る請求項1記載の流体供給装置。
5. A means for pressure-feeding the fluid to a discharge port side,
2. The fluid supply device according to claim 1, wherein the fluid supply device is a spiral groove formed on a relative movement surface between an outer peripheral portion of the shaft and an inner surface of the housing opposite to the shaft.
【請求項6】 前記ハウジングと前記軸の軸方向相対変
位を検知する変位センサーの信号を用いて、前記軸方向
駆動手段により前記軸方向相対変位を調節することを特
徴とする請求項1記載の流体供給装置。
6. The axial driving apparatus according to claim 1, wherein the axial driving means adjusts the axial relative displacement using a signal from a displacement sensor for detecting an axial relative displacement between the housing and the shaft. Fluid supply device.
【請求項7】 前記軸方向駆動手段は、電気磁気的な非
接触の電力供給手段によって移動もしくは伸縮する機能
を有するアクチェータであることを特徴とする請求項1
記載の流体供給装置。
7. The actuator according to claim 1, wherein the axial driving means is an actuator having a function of moving or expanding and contracting by an electromagnetic non-contact power supply means.
The fluid supply device as described in the above.
【請求項8】 前記軸方向駆動手段は、超磁歪素子であ
ることを特徴とする請求項1記載の流体供給装置。
8. The fluid supply device according to claim 1, wherein said axial driving means is a giant magnetostrictive element.
【請求項9】 中空の軸である外周軸内部に、この外周
軸と逆方向に相対移動する中心軸が挿入されており、前
記外周軸の移動時において、前記外周軸と前記中心軸の
吐出側端面とその対向面で形成される空間の大きさの変
化率が減少するように構成されていることを特徴とする
請求項1記載の流体供給装置。
9. A central shaft which is relatively moved in a direction opposite to the outer peripheral shaft is inserted into an outer peripheral shaft which is a hollow shaft, and discharges the outer peripheral shaft and the central shaft when the outer peripheral shaft moves. 2. The fluid supply device according to claim 1, wherein a change rate of a size of a space formed by the side end surface and the opposing surface is reduced.
【請求項10】 軸方向駆動手段はその両端部を弾性支
持されており、それぞれの端部に前記外周軸と前記中心
軸が装着されていることを特徴とする請求項9記載の流
体供給装置。
10. The fluid supply device according to claim 9, wherein both ends of the axial driving means are elastically supported, and the outer peripheral shaft and the central shaft are attached to respective ends. .
【請求項11】 流体に含まれる微少粒子の平均粒子径
をφd、前記軸の吐出口側端面とその対向面間のギャッ
プの最小値をδminとしたとき、δmin>φdとしたこと
を特徴とする請求項3記載の流体供給装置。
11. When the average particle diameter of the fine particles contained in the fluid is φd and the minimum value of the gap between the end face of the shaft on the discharge port side and the opposing face is δmin, δmin> φd. The fluid supply device according to claim 3, wherein
【請求項12】 流体を吐出口側に圧送する手段は、軸
の端面とその相対移動面に形成されたスラスト型のグル
ーブであることを特徴とする請求項1記載の流体供給装
置。
12. The fluid supply device according to claim 1, wherein the means for pressure-feeding the fluid to the discharge port side is a thrust type groove formed on an end surface of the shaft and a relative movement surface thereof.
【請求項13】 軸の吐出口側端面あるいはこの軸を収
納するハウジング側に空隙部を形成したことを特徴とす
る請求項1記載の流体供給装置。
13. The fluid supply device according to claim 1, wherein a gap is formed on an end face of the shaft on a discharge port side or on a housing side for housing the shaft.
【請求項14】 軸方向駆動手段による軸とハウジング
の相対移動によって、ポンプ室と吐出口の間の軸方向の
流路面積を変化させたことを特徴とする請求項1記載の
流体供給装置。
14. The fluid supply device according to claim 1, wherein the axial flow area between the pump chamber and the discharge port is changed by the relative movement of the shaft and the housing by the axial driving means.
【請求項15】 軸方向駆動手段を用いた軸とハウジン
グの相対移動による流体抵抗の制御と、モータの回転数
制御を組み合わせることにより吐出流量制御をしたこと
を特徴とする請求項1記載の流体供給装置。
15. The fluid according to claim 1, wherein the discharge flow rate is controlled by combining control of fluid resistance by relative movement of the shaft and the housing using the axial driving means and control of the number of rotations of the motor. Feeding device.
【請求項16】 軸方向駆動手段を用いた軸とハウジン
グの相対移動による流体抵抗の制御と、モータの回転数
制御を組み合わせることにより吐出流量制御をしたこと
を特徴とする流体供給方法。
16. A fluid supply method, wherein a discharge flow rate is controlled by combining control of fluid resistance by relative movement of a shaft and a housing using an axial driving means and control of the number of rotations of a motor.
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