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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022018054
(43)【公開日】2022-01-26
(54)【発明の名称】ディスペンサ
(51)【国際特許分類】
F04B 13/00 20060101AFI20220119BHJP
F04B 9/10 20060101ALI20220119BHJP
B05C 5/00 20060101ALI20220119BHJP
B05C 11/10 20060101ALI20220119BHJP
【ＦＩ】
F04B13/00 A
F04B9/10
B05C5/00 101
B05C11/10
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020184441
(22)【出願日】2020-11-04
(62)【分割の表示】P 2020120737の分割
【原出願日】2020-07-14
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2021-07-21
(71)【出願人】
【識別番号】593022489
【氏名又は名称】岩下エンジニアリング株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100145012
【弁理士】
【氏名又は名称】石坂 泰紀
(74)【代理人】
【識別番号】100171099
【弁理士】
【氏名又は名称】松尾 茂樹
(72)【発明者】
【氏名】藤本 信也
【テーマコード（参考）】
3H075
4F041
4F042
【Ｆターム（参考）】
3H075AA01
3H075BB03
3H075BB12
3H075CC09
3H075CC18
3H075DA03
3H075DA04
3H075DA06
3H075DA30
3H075DB43
3H075EE15
4F041AB01
4F041BA04
4F041BA36
4F042BA08
4F042BA12
4F042CB03
4F042CB08
4F042CB10
(57)【要約】
【課題】小型化と、ディスペンスの高速化との両立に有効なディスペンサを提供する。
【解決手段】ディスペンサ１は、プランジャ１００と、軸線Ｌ１に沿って前進・後退するようにプランジャ１００を案内するガイドブロック２００と、先端面１０１の前進・後退に応じて液体を吐出・吸入するディスペンス部３００と、プランジャ１００を前進・後退させる駆動部４００と、を備え、駆動部４００は、プランジャ１００を収容するシリンダ４１０と、プランジャ１００の外周面と、シリンダ４１０の内周面との間において、シリンダ４１０内を第１空間４１３と第２空間４１４とに区画する環状のピストン４５０と、軸線Ｌ１に垂直な方向へのピストン４５０の浮動を許容しつつ、ピストン４５０をプランジャ１００の外周に保持する保持部４６１と、を有する。
【選択図】図３
【解決手段】ディスペンサ１は、プランジャ１００と、軸線Ｌ１に沿って前進・後退するようにプランジャ１００を案内するガイドブロック２００と、先端面１０１の前進・後退に応じて液体を吐出・吸入するディスペンス部３００と、プランジャ１００を前進・後退させる駆動部４００と、を備え、駆動部４００は、プランジャ１００を収容するシリンダ４１０と、プランジャ１００の外周面と、シリンダ４１０の内周面との間において、シリンダ４１０内を第１空間４１３と第２空間４１４とに区画する環状のピストン４５０と、軸線Ｌ１に垂直な方向へのピストン４５０の浮動を許容しつつ、ピストン４５０をプランジャ１００の外周に保持する保持部４６１と、を有する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プランジャと、
前記プランジャの先端面と基端面とに交差する軸線に沿って前進・後退するように前記プランジャを案内するガイド部と、
前記先端面の前進・後退に応じて液体を吐出・吸入するディスペンス部と、
前記プランジャを収容するシリンダと、
前記シリンダ内を第１空間と第２空間とに区画し、前記第１空間の加圧に応じてプランジャを前進させ、前記第２空間の加圧に応じて前記プランジャを後退させるピストンと、
加圧源の圧力が前記第１空間に付与される第１状態と、前記加圧源の圧力が前記第２空間に付与される第２状態とを切り替えるピストン駆動部と、
前記プランジャに対し、前進方向に向かって反発力を付与するスプリングと、
前記スプリングによる反発力の付与を、前記加圧源の圧力により解除する解除部と、を備えるディスペンサ。
前記プランジャの先端面と基端面とに交差する軸線に沿って前進・後退するように前記プランジャを案内するガイド部と、
前記先端面の前進・後退に応じて液体を吐出・吸入するディスペンス部と、
前記プランジャを収容するシリンダと、
前記シリンダ内を第１空間と第２空間とに区画し、前記第１空間の加圧に応じてプランジャを前進させ、前記第２空間の加圧に応じて前記プランジャを後退させるピストンと、
加圧源の圧力が前記第１空間に付与される第１状態と、前記加圧源の圧力が前記第２空間に付与される第２状態とを切り替えるピストン駆動部と、
前記プランジャに対し、前進方向に向かって反発力を付与するスプリングと、
前記スプリングによる反発力の付与を、前記加圧源の圧力により解除する解除部と、を備えるディスペンサ。
【請求項2】
前記解除部は、前記第１状態及び前記第２状態のいずれにおいても前記加圧源の圧力が付与される第３空間を前記シリンダとの間に形成し、前記スプリングによる反発力の付与を前記第３空間の圧力によって解除する、請求項１記載のディスペンサ。
【請求項3】
前記ピストンは環状であり、前記プランジャの外周面と前記シリンダの内周面との間において前記シリンダ内を前記第１空間と前記第２空間とに区画し、
前記スプリングは、前記プランジャの外周面と、前記シリンダの内周面との間において、前記ピストンに前記反発力を付与する、請求項１又は２記載のディスペンサ。
前記スプリングは、前記プランジャの外周面と、前記シリンダの内周面との間において、前記ピストンに前記反発力を付与する、請求項１又は２記載のディスペンサ。
【請求項4】
前記軸線に垂直な方向への前記ピストンの浮動を許容しつつ、前記ピストンを前記プランジャの外周に保持する保持部を更に備える、請求項３記載のディスペンサ。
【請求項5】
前記駆動部は、前記軸線に垂直な方向への前記ピストンの浮動を許容しつつ、前記ピストンと前記プランジャとの間をシールする環状のシール部を更に有する、請求項４記載のディスペンサ。
【請求項6】
前記ピストンは前記軸線に交差する面に沿った環状の第１シール面を有し、前記プランジャは前記第１シール面に対向する環状の第２シール面を有し、前記シール部は前記第１シール面と前記第２シール面とに接して前記ピストンと前記プランジャとの間をシールする、請求項５記載のディスペンサ。
【請求項7】
前記ガイド部を前記シリンダに取り付ける締結部材を更に備える、請求項４～６のいずれか一項記載のディスペンサ。
【請求項8】
前記シリンダ内において前記プランジャの基端面に対向し、前記プランジャの後退を規制する後退規制部と、
前記軸線に沿う方向における前記後退規制部の位置を調節する後退限界調節部と、を更に備える、請求項４～７のいずれか一項記載のディスペンサ。
前記軸線に沿う方向における前記後退規制部の位置を調節する後退限界調節部と、を更に備える、請求項４～７のいずれか一項記載のディスペンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ディスペンサに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、液体貯留部およびプランジャガイド内に導入された加圧液体に対し、上部よりプランジャを往復駆動させることにより、先端ノズルから液体を所定量吐出させる液体吐出バルブが開示されている。この液体吐出バルブは、プランジャの摺動方向に対しプランジャ駆動部の摺動方向がずれていても、プランジャの摺動方向に影響させないように、プランジャとプランジャ駆動部の摺動体との間に連結部を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１４－１６３３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、ディスペンスの高速化と信頼性との両立に有効なディスペンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一側面に係るディスペンサは、プランジャと、プランジャの先端面と基端面とに交差する軸線に沿って前進・後退するようにプランジャを案内するガイド部と、先端面の前進・後退に応じて液体を吐出・吸入するディスペンス部と、プランジャを収容するシリンダと、シリンダ内を第１空間と第２空間とに区画し、第１空間の加圧に応じてプランジャを前進させ、第２空間の加圧に応じてプランジャを後退させるピストンと、加圧源の圧力が第１空間に付与される第１状態と、加圧源の圧力が第２空間に付与される第２状態とを切り替えるピストン駆動部と、プランジャに対し、前進方向に向かって反発力を付与するスプリングと、スプリングによる反発力の付与を、加圧源の圧力により解除する解除部と、を備える。
【0006】
このディスペンサによれば、加圧源の圧力が供給されている場合には、スプリングによるピストンへの反発力の付与を解除してピストンの高速摺動を可能とし、加圧源の圧力が供給されない場合には、スプリングの反発力によってプランジャを前進限界位置に保持することができる。従って、ディスペンスの高速化と信頼性との両立に有効である。
【0007】
解除部は、第１状態及び第２状態のいずれにおいても加圧源の圧力が付与される第３空間をシリンダとの間に形成し、スプリングによる反発力の付与を第３空間の圧力によって解除してもよい。この場合、解除部の構成を簡素化することができる。
【0008】
ピストンは環状であり、プランジャの外周面とシリンダの内周面との間においてシリンダ内を第１空間と第２空間とに区画し、スプリングは、プランジャの外周面と、シリンダの内周面との間において、ピストンに反発力を付与してもよい。この場合、プランジャの基端部の周囲のスペースをスプリング及び解除部の配置スペースとして有効活用することで、スプリング及び解除部の付加による大型化を抑制することができる。
【0009】
ディスペンサは、軸線に垂直な方向へのピストンの浮動を許容しつつ、ピストンをプランジャの外周に保持する保持部を更に備えていてもよい。この場合、軸線に垂直な方向へのピストンの浮動を許容する保持部により、ガイド部に対するプランジャの位置と、シリンダに対するピストンの位置との両方を適正化し、ピストン及びプランジャの摺動を高速化することが可能となる。
【0010】
駆動部は、軸線に垂直な方向へのピストンの浮動を許容しつつ、ピストンとプランジャとの間をシールする環状のシール部を更に有していてもよい。この場合、ピストンが環状であることにより生じる隙間を全周に亘ってシールすることで、第１空間及び第２空間をしっかり加圧し、ピストンをより高速に駆動することができる。
【0011】
ピストンは軸線に交差する面に沿った環状の第１シール面を有し、プランジャは第１シール面に対向する環状の第２シール面を有し、シール部は第１シール面と第２シール面とに接してピストンとプランジャとの間をシールしてもよい。この場合、第１シール面と第２シール面との間にシール部を介在させることによって、軸線に垂直な方向へのピストンの浮動性と、シール性との両立を図ることができる。また、軸線周りの全周に亘って、第１シール面と第２シール面との間にシール部が介在することによって、プランジャとピストンとの間の駆動力の作用箇所が全周に亘って分散する。これにより、プランジャとピストンの双方の姿勢が安定するので、より高速な摺動が可能となる。
【0012】
ディスペンサは、ガイド部をシリンダに取り付ける締結部材を更に備えていてもよい。この場合、ガイド部とシリンダとが互いに別部材であり、ガイド部に対するシリンダの位置ずれが生じ易くなるので、ピストンの浮動性がより有益である。
【0013】
ディスペンサは、シリンダ内においてプランジャの基端面に対向し、プランジャの後退を規制する後退規制部と、軸線に沿う方向における後退規制部の位置を調節する後退限界調節部と、を更に備えていてもよい。この場合、後退規制部をシリンダに対しダイレクトに作用させ、プランジャの後退限界位置を高精度に調節することができる。
【発明の効果】
【0014】
本開示によれば、ディスペンスの高速化と信頼性との両立に有効なディスペンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】ディスペンサの構成を例示する模式図である。
【図2】ポンプユニットを例示する斜視図である。
【図3】ＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図9】包囲部、シリンダ及びアウターキャップの連結部の構成を例示する模式図である。
【図10】ピストン駆動部の構成を例示する模式図である。
【図11】制御回路のハードウェア構成を例示する模式図である。
【図12】制御回路による制御手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【0017】
〔ディスペンサ〕
図１に示すディスペンサ１は、液体を断続的に吐出する装置である。一例として、ディスペンサ１は、離れた塗布対象に向かって液滴を断続的に飛ばすジェット式のディスペンサである。吐出する液体の具体例としては、接着剤、潤滑剤、ソルダーペースト、フラックス、銀ペースト、試薬等が挙げられる。
図１に示すディスペンサ１は、液体を断続的に吐出する装置である。一例として、ディスペンサ１は、離れた塗布対象に向かって液滴を断続的に飛ばすジェット式のディスペンサである。吐出する液体の具体例としては、接着剤、潤滑剤、ソルダーペースト、フラックス、銀ペースト、試薬等が挙げられる。
【0018】
ディスペンサ１は、ポンプユニット１０と、バレル２０と、制御装置３０とを有する。
ポンプユニット１０は、プランジャをガス（以下、「駆動ガス」という。）により加圧して往復させることで液体の吸入と吐出とを繰り返す。ポンプユニット１０は、プランジャに対する駆動ガスの供給方向を駆動電力により切り替えることで、プランジャを往復させる。バレル２０は、液体をガス（以下、「圧送ガス」という。）により加圧してポンプユニット１０に供給する。制御装置３０は、ポンプユニット１０に上記駆動ガス及び駆動電力を供給し、バレル２０に上記圧送ガスを供給する。以下、ポンプユニット１０、バレル２０、及び制御装置３０の構成を詳細に説明する。
ポンプユニット１０は、プランジャをガス（以下、「駆動ガス」という。）により加圧して往復させることで液体の吸入と吐出とを繰り返す。ポンプユニット１０は、プランジャに対する駆動ガスの供給方向を駆動電力により切り替えることで、プランジャを往復させる。バレル２０は、液体をガス（以下、「圧送ガス」という。）により加圧してポンプユニット１０に供給する。制御装置３０は、ポンプユニット１０に上記駆動ガス及び駆動電力を供給し、バレル２０に上記圧送ガスを供給する。以下、ポンプユニット１０、バレル２０、及び制御装置３０の構成を詳細に説明する。
【0019】
（ポンプユニット）
図２及び図３に示すように、ポンプユニット１０は、プランジャ１００と、ガイドブロック２００と、ディスペンス部３００と、駆動部４００と、前進規制ユニット７００と、後退規制ユニット５００と、閉塞補助ユニット６００とを有する。
図２及び図３に示すように、ポンプユニット１０は、プランジャ１００と、ガイドブロック２００と、ディスペンス部３００と、駆動部４００と、前進規制ユニット７００と、後退規制ユニット５００と、閉塞補助ユニット６００とを有する。
【0020】
プランジャ１００は、例えばステンレス、チタン合金、又は超硬合金等の金属材料により形成された棒状部材であり、先端面１０１と基端面１０２とを有する。以下、プランジャ１００の先端面１０１が面する方向を「前進方向」といい、当該方向への移動を「前進」という。また、プランジャ１００の基端面１０２が面する方向を「後退方向」といい、当該方向への移動を「後退」という。
【0021】
プランジャ１００は、その外周にフランジ１３０を有する。フランジ１３０は、前面１３１と、後面１３２とを有する。前面１３１は前進方向に面し、後面１３２は後退方向に面している。フランジ１３０は、先端面１０１と基端面１０２との間において、基端面１０２寄りに位置している。例えば、先端面１０１から前面１３１までの距離は、基端面１０２から後面１３２までの距離よりも長い。
【0022】
ガイドブロック２００（ガイド部）は、先端面１０１と基端面１０２とに交差（例えば直交）する軸線Ｌ１（例えばプランジャ１００の中心軸線）に沿って前進・後退するようにプランジャ１００を案内する。ガイドブロック２００は、例えばフッ素系樹脂又はエンジニアリングプラスチック材料により形成された円柱状のブロック材であり、先端面２１３と基端面２１４とを有する。先端面２１３は前進方向に面し、基端面２１４は後退方向に面している。
【0023】
ガイドブロック２００は、軸線Ｌ１に沿って先端面２１３と基端面２１４との間を貫通するガイド孔２１５を有する。ガイド孔２１５には、基端面２１４から先端面２１３に向かってプランジャ１００が挿入され、先端面２１３より前方にプランジャ１００の先端部（先端面１０１及びその近傍部分）が突出し、基端面２１４より後方にプランジャ１００のフランジ１３０が配置される。ガイド孔２１５との嵌合によって、プランジャ１００は、軸線Ｌ１に沿って前進・後退するように案内される。
【0024】
ガイドブロック２００の先端部（先端面２１３及びその近傍部分）の外周面には先端嵌合部２１１が形成されている。ガイドブロック２００の基端部（基端面２１４及びその近傍部分）の外周面には基端嵌合部２１２が形成されている。
【0025】
ディスペンス部３００は、プランジャ１００の先端部（先端面１０１及びその近傍部分）を収容し、先端面１０１の前進・後退に応じて液体を吐出・吸入する。図４に拡大して示すように、例えばディスペンス部３００は、包囲部３１０と、ノズルユニット３４０と、ノズルシール３５１と、ノズルホルダ３６０と、プランジャシール３５２と、バレル取り付け部３８０とを有する。
【0026】
包囲部３１０は、軸線Ｌ１まわりに先端面１０１を包囲して収容室３１９を構成する。包囲部３１０は、例えばステンレス又はアルミ合金等の金属材料により形成されたブロック材であり、先端面３１１と、基端面３１２とを含む。先端面３１１は前進方向に面し、基端面３１２は後退方向に面している。
【0027】
先端面３１１には、軸線Ｌ１を中心とする円形の凹部３１３が形成されており、凹部３１３の底面には、軸線Ｌ１を中心とする円形の凹部３１４が更に形成されている。基端面３１２には、軸線Ｌ１を中心とする円形の凹部３１６が形成されており、凹部３１６の底面には、軸線Ｌ１を中心とする円形の凹部３１７が更に形成されている。包囲部３１０は、軸線Ｌ１に沿って凹部３１４の底面３１５と、凹部３１７の底面３１８との間を貫通する円形の貫通孔３２１を更に含む。貫通孔３２１は収容室３１９を構成し、プランジャ１００の先端部を収容する。
【0028】
包囲部３１０は、流入口３２３と、吸入口３２４と、流入流路３２５とを更に含む。流入口３２３は、収容室３１９内に開口し液体を収容室３１９内に受け入れる。例えば流入口３２３は、貫通孔３２１の内周面に開口している。吸入口３２４は、包囲部３１０の外周面に開口している。
【0029】
流入流路３２５は、吸入口３２４と流入口３２３とを連通させるように包囲部３１０内に形成されている。例えば流入流路３２５は、包囲部３１０の外周面と貫通孔３２１の内周面との間を貫通する円形の貫通孔により形成されており、貫通孔３２１の内周面における流入流路３２５の開口が流入口３２３を形成し、包囲部３１０の外周面における流入流路３２５の開口が吸入口３２４を形成している。流入流路３２５は、軸線Ｌ１から遠ざかるにつれて先端面３１１から遠ざかるように、軸線Ｌ１に垂直な面に対し傾いている。このため、流入口３２３及び吸入口３２４は、軸線Ｌ１に沿って延びた楕円形状を呈している。
【0030】
包囲部３１０の先端部（先端面３１１及びその近傍部分）の外周面には、ホルダ取り付け部３３１が形成されている。ホルダ取り付け部３３１の外周は、吸入口３２４が形成された包囲部３１０の外周面よりも内側に位置している。上述のとおり、流入流路３２５が、軸線Ｌ１から遠ざかるにつれて先端面３１１から遠ざかるように傾いていることにより、ホルダ取り付け部３３１の外周面と流入流路３２５との干渉が避けられている。
【0031】
ノズルユニット３４０（端部）は、軸線Ｌ１に沿ってプランジャ１００の先端面１０１に対向する。ノズルユニット３４０は、流出口３４３と、吐出口３４４と、吐出流路３４５とを含む。流出口３４３は、収容室３１９内に開口し液体を収容室３１９外に送り出す。吐出口３４４は、収容室３１９外に開放されている。吐出流路３４５は、逆止弁を介さずに流出口３４３と吐出口３４４とを接続する。
【0032】
例えばノズルユニット３４０は、ノズルベース３４１と、ノズル３４２とを有する。ノズルベース３４１は、例えばフッ素系樹脂又はエンジニアリングプラスチック材料により形成された円板状の部分であり、凹部３１４内に嵌め込まれる。ノズルベース３４１は、軸線Ｌ１に沿った貫通孔３４６を含む。ノズル３４２は、例えばステンレス又はアルミ合金により形成された細管であり、貫通孔３４６に通された状態でノズルベース３４１に固定されている。ノズル３４２の内腔は吐出流路３４５を構成し、後退方向へのノズル３４２の開口は流出口３４３を構成し、前進方向へのノズル３４２の開口は吐出口３４４を構成する。
【0033】
ノズルシール３５１は、ノズルユニット３４０と包囲部３１０との間をシールする。例えばノズルシール３５１はゴム材料等により形成された環状シール材（例えばＯリング）であり、ノズルベース３４１を囲んだ状態で凹部３１３内に収容される。
【0034】
ノズルホルダ３６０は、ノズルユニット３４０を保持して包囲部３１０に取り付けられる。例えばノズルホルダ３６０は、ステンレス又はアルミ合金等の金属材料により形成された部材であり、カバープレート３６１と、周壁３６３とを有する。カバープレート３６１は、包囲部３１０の先端面３１１を覆う。カバープレート３６１の中心部には開口３６２が形成されている。カバープレート３６１は、ノズル３４２が開口３６２に通された状態で、ノズルベース３４１及びノズルシール３５１を前進方向から保持する。周壁３６３は、カバープレート３６１の外周から後退方向に隆起してホルダ取り付け部３３１を囲む。
【0035】
周壁３６３は、ホルダ取り付け部３３１に取り付けられる。例えば、ホルダ取り付け部３３１の外周にはおねじ３３２が形成され、周壁３６３の内周にはおねじ３３２に対応するめねじ３６４が形成され、めねじ３６４に対するおねじ３３２のねじ込みによって周壁３６３がホルダ取り付け部３３１に取り付けられる。めねじ３６４に対しおねじ３３２がねじ込まれることによって、カバープレート３６１は先端面３１１に近接し、ノズルベース３４１及びノズルシール３５１を後退方向に圧する。カバープレート３６１が先端面３１１に近接するにつれ、ノズルシール３５１が潰されることによって、ノズルユニット３４０と包囲部３１０との間のシールが強化される。更に、ノズルシール３５１によって、包囲部３１０の中心とノズルユニット３４０の中心とのずれが抑制される。
【0036】
プランジャシール３５２（シール部）は、収容室３１９を挟んでノズルユニット３４０と対向し、包囲部３１０とプランジャ１００との間をシールする。例えばプランジャシール３５２は、樹脂材料等により形成された環状シール材であり、プランジャ１００の先端部を囲んだ状態で凹部３１７に収容される。
【0037】
包囲部３１０の凹部３１６には、ガイドブロック２００が収容される。ガイドブロック２００の先端嵌合部２１１は凹部３１７に挿入され、凹部３１７の底面３１８との間にプランジャシール３５２を挟む。これにより、プランジャシール３５２が凹部３１７内に保持される。
【0038】
バレル取り付け部３８０は、包囲部３１０の吸入口３２４とバレル２０とを接続する。例えばバレル取り付け部３８０は、支持アーム３８１と、取り付け口金３８２（図３参照）とを有する。支持アーム３８１は、包囲部３１０の外周のうち、吸入口３２４が形成された部分から外方（軸線Ｌ１から遠ざかる方向）に突出している。取り付け口金３８２は、吸入口３２４の端部から後退方向に突出しており、バレル２０から送り出された液体を受け入れる。支持アーム３８１内には、取り付け口金３８２内と吸入口３２４とを連通させる中継流路３８３が形成されている。
【0039】
このように構成されたディスペンス部３００においては、プランジャシール３５２が包囲部３１０とプランジャ１００との間をシールすることにより、流入口３２３及び流出口３４３以外において、収容室３１９が実質的に密封される。このため、プランジャ１００の先端面１０１の前進・後退により収容室３１９内の空き容積が変化する。
【0040】
先端面１０１が前進すると、収容室３１９内の空き容積が小さくなり、これに伴い収容室３１９の内圧が大きくなる。これにより、液体が流入口３２３及び流出口３４３の両方から流出しようとするが、流入口３２３にはバレル２０による圧力が加えられているので、液体は流出口３４３から流出し、吐出口３４４から吐出される。先端面１０１が後退すると、収容室３１９内の空き容積が大きくなり、これに伴い収容室３１９の内圧が小さくなる。これにより、液体が流入口３２３から流入する。
【0041】
吐出流路３４５における液体の挙動は、先端面１０１の後退による減圧と、バレル２０による加圧との関係（以下、「圧力関係」という。）による。例えば、プランジャ１００が後退する期間（以下、「後退期間」という。）の少なくとも一部において、収容室３１９の内圧が収容室３１９外の圧力（例えば大気圧）以下となるように圧力関係が調節されている場合、後退期間の少なくとも一部において吐出口３４４からの液体の吐出が停止する。
【0042】
ここで、流入口３２３は、プランジャシール３５２とノズルユニット３４０との間においてノズルユニット３４０寄りに位置していてもよい。流入口３２３からノズルユニット３４０までの距離（図４中の距離Ｄ１）が、プランジャ１００の先端面１０１の最大ストロークＨ１の半分以下であってもよい。最大ストロークＨ１は、最も後退した位置から最も前進した位置までの距離である。
【0043】
最大ストロークＨ１の大半が流入口３２３と重複していてもよい。例えば、軸線Ｌ１に沿う方向における流入口３２３の開口高さＨ２は最大ストロークＨ１の半分以上であり、プランジャ１００が最も後退した状態においては先端面１０１が流入口３２３よりも後退方向に位置し、プランジャ１００が最も前進した状態においては先端面１０１が流入口３２３よりも前進方向に位置する。この場合、後退期間の初期において流入口３２３が開放されるので、収容室３１９内への液体の迅速な吸入が可能となる。また、後退期間の大半において、後退につれて流入口３２３の開口面積が大きくなるので、より迅速な吸入が可能となる。更に、プランジャ１００が前進する期間の大半において、前進につれて流入口３２３の開口面積が小さくなるので、流入口３２３への圧力の逃げを抑制し、液体を流出口３４３から迅速に送り出すことができる。
【0044】
駆動部４００は、プランジャ１００の基端部を上記駆動ガスにより前進・後退させる。図５に拡大して示すように、例えば駆動部４００は、シリンダ４１０と、ピストン４５０と、外シール４７１と、内シール４７２と、ピストン駆動部４８０とを有する。
【0045】
シリンダ４１０は、プランジャ１００の基端部を収容する。シリンダ４１０は、例えばステンレス又はアルミ合金等の金属材料により形成された筒状部材であり、先端面４１１と基端面４１２とを有する（図３参照）。先端面４１１は前進方向に面し、基端面４１２は後退方向に面している。シリンダ４１０は、前進方向から後退方向に順に並ぶ第２加圧孔４３２と第１加圧孔４３１とを有する。第２加圧孔４３２と第１加圧孔４３１とは、それぞれシリンダ４１０の内周面と外周面との間を貫通している。
【0046】
シリンダ４１０がプランジャ１００の基端部を収容した状態で、シリンダ４１０の先端部（先端面４１１及びその近傍部分）はディスペンス部３００に接続される。例えばシリンダ４１０の先端部は、ガイドブロック２００の基端嵌合部２１２に嵌合し、凹部３１６の周囲において包囲部３１０に接続される。
【0047】
ピストン４５０は、シリンダ４１０内を軸線Ｌ１に沿って第１空間４１３と第２空間４１４とに区画するようにシリンダ４１０に設けられる。第１空間４１３は、ピストン４５０よりも後退方向に位置する空間であり、第２空間４１４はピストン４５０よりも前進方向に位置する空間である。ピストン４５０は、第１空間４１３の加圧に応じてプランジャ１００を前進させ、第２空間４１４の加圧に応じてプランジャ１００を後退させる。
【0048】
ピストン４５０は環状であり、プランジャ１００の外周面と、シリンダ４１０の内周面との間において、シリンダ４１０内を第１空間４１３と第２空間４１４とに区画してもよい。例えばピストン４５０は、ステンレス又はアルミ合金等の金属材料により形成された円環状の板材であり、先端面４５２と、基端面４５３と、貫通孔４５４とを含む。先端面４５２は前進方向に面し、基端面４５３は後退方向に面している。貫通孔４５４は先端面４５２と基端面４５３との間を軸線Ｌ１に沿って貫通している。貫通孔４５４の内径は、プランジャ１００の基端部の外径よりも大きい。ピストン４５０の外周面４５１には、軸線Ｌ１まわりの全周に亘って溝部４５５が形成されている。先端面４５２には、軸線Ｌ１を中心とする凹部４５６が形成されている。
【0049】
ピストン４５０は、軸線Ｌ１に垂直な方向への浮動が可能となるようにプランジャ１００の基端部に取り付けられる。例えば駆動部４００は、保持部４６１を更に有する。保持部４６１は、軸線Ｌ１に垂直な方向へのピストン４５０の浮動を許容しつつ、ピストン４５０をプランジャ１００の基端部の外周に保持する。例えば保持部４６１は、貫通孔４５４にプランジャ１００の基端部が通された状態にて、フランジ１３０との間にピストン４５０を挟み込む。
【0050】
例えばプランジャ１００の基端部の外周面には軸線Ｌ１まわりの全周に亘って保持溝１２１が形成されている。ピストン４５０がフランジ１３０の後面１３２に接した状態にて、保持溝１２１はピストン４５０よりも後退方向に位置する。保持部４６１は、例えばＣ形のスナップリングであり、ピストン４５０よりも後退方向に位置する保持溝１２１に嵌め込まれている。これにより、フランジ１３０と保持部４６１との間にピストン４５０が挟まれる。上述のとおり、貫通孔４５４の内径は、プランジャ１００の基端部の外径よりも大きい。このため、貫通孔４５４の内径とプランジャ１００の基端部の外径との差分だけ、軸線Ｌ１に垂直な方向へのピストン４５０の浮動が許容される。
【0051】
外シール４７１は、ピストン４５０と、シリンダ４１０との間をシールする。例えば外シール４７１は、ゴム材料等により形成された環状シール材（例えばＯリング）であり、溝部４５５に収容される。外シール４７１は、溝部４５５の底面と、シリンダ４１０の内周面とに接することで、ピストン４５０とシリンダ４１０との間をシールする。
【0052】
内シール４７２（シール部）は、軸線Ｌ１に垂直な方向へのピストン４５０の浮動を許容しつつ、ピストン４５０とプランジャ１００との間をシールする。例えば内シール４７２は、ゴム材料等により形成された環状シール材（例えばＯリング）であり、プランジャ１００を囲んだ状態で凹部４５６に収容される。内シール４７２は、凹部４５６の底面４５７（環状の第１シール面）と、フランジ１３０の後面１３２（第１シール面に対向する環状の第２シール面）とに接してピストン４５０とプランジャ１００との間をシールする。
【0053】
底面４５７と後面１３２とは、軸線Ｌ１に交差する（例えば直交する）ので、軸線Ｌ１に垂直な方向にピストン４５０が浮動しても、ピストン４５０は底面４５７と後面１３２とに接した状態に保たれる。このため、ピストン４５０の浮動性と、ピストン４５０とプランジャ１００との間のシール性との両立が図られる。
【0054】
ピストン駆動部４８０は、加圧源の圧力（上記駆動ガスの圧力）が第１空間４１３に付与される第１状態と、加圧源の圧力が第２空間４１４に付与される第２状態とを駆動電力の供給に応じて切り替える。例えばピストン駆動部４８０は、駆動電力の供給がない場合に第１空間４１３を加圧し、駆動電力の供給がある場合に第２空間４１４を加圧する。ピストン駆動部４８０の具体的な構造については後述する。
【0055】
前進規制ユニット７００は、プランジャ１００の前進を規制する。例えば前進規制ユニット７００は、ガイドブロック２００とフランジ１３０との間に設けられ、フランジ１３０の前進を規制する。例えば前進規制ユニット７００は、第２空間４１４内に設けられ、シリンダ４１０の内周面とプランジャ１００の外周面との間を密封しつつ、フランジ１３０の前進を規制する。図６に拡大して示すように、一例として、前進規制ユニット７００は、前進規制ブロック７１０と、外シール７２１，７２２と、内シール７３１，７３２とを有する。
【0056】
前進規制ブロック７１０（前進規制部）は、例えばステンレス又はアルミ合金等の金属材料により形成された円柱状のブロック材であり、先端面７１１と基端面７１２とを有する。先端面７１１は前進方向に面し、基端面７１２は後退方向に面している。前進規制ブロック７１０は、軸線Ｌ１に沿って先端面７１１と基端面７１２との間を貫通するガイド孔７１３を有する。ガイド孔７１３には、基端面７１２から先端面７１１に向かってプランジャ１００が挿入される。前進規制ブロック７１０の基端面７１２は、フランジ１３０の前面１３１（規制面）と対向してフランジ１３０の前進を規制する。
【0057】
前進規制ブロック７１０の先端部（先端面７１１及びその近傍部分）の外周面には、軸線Ｌ１まわりの全周に亘って溝部７１４が形成されている。前進規制ブロック７１０の基端部（基端面７１２及びその近傍部分）の外周面には、軸線Ｌ１まわりの全周に亘って溝部７１５が形成されている。また、ガイド孔７１３の内周面には、軸線Ｌ１に沿って並ぶ溝部７１６，７１７が形成されている。溝部７１６，７１７のそれぞれは、軸線Ｌ１まわりの全周に亘っている。
【0058】
外シール７２１，７２２は、ゴム材料等により形成された環状シール材（例えばＯリング）であり、前進規制ブロック７１０とシリンダ４１０との間をシールする。例えば外シール７２１は前進規制ブロック７１０を囲んだ状態で溝部７１４に収容され、溝部７１４の底面とシリンダ４１０の内周面とに接して前進規制ブロック７１０とシリンダ４１０との間をシールする。外シール７２２は前進規制ブロック７１０を囲んだ状態で溝部７１５に収容され、溝部７１５の底面とシリンダ４１０の内周面とに接して前進規制ブロック７１０とシリンダ４１０との間をシールする。
【0059】
内シール７３１，７３２は、ゴム材料等により形成された環状シール材（例えばＯリング）であり、前進規制ブロック７１０とプランジャ１００との間をシールする。例えば内シール７３１はプランジャ１００を囲んだ状態で溝部７１６に収容され、溝部７１６の底面とプランジャ１００の外周面とに接して前進規制ブロック７１０とプランジャ１００との間をシールする。内シール７３２はプランジャ１００を囲んだ状態で溝部７１７に収容され、溝部７１７の底面とプランジャ１００の外周面とに接して前進規制ブロック７１０とプランジャ１００との間をシールする。
【0060】
ポンプユニット１０は、前進限界調節部４２０を更に有する。前進限界調節部４２０は、軸線Ｌ１に沿う方向においてシリンダ４１０に対する前進規制ユニット７００の位置を調節する。例えば前進限界調節部４２０は、おねじ７１８と、めねじ４２１と、調節窓４２２とを有する。おねじ７１８は、溝部７１４と溝部７１５との間において前進規制ブロック７１０の外周に形成される。めねじ４２１は、シリンダ４１０の内周面のうち、おねじ７１８に対応する部分に形成される。前進規制ユニット７００は、めねじ４２１におねじ７１８がねじ込まれた状態でシリンダ４１０内に配置される。
【0061】
調節窓４２２（図２参照）は、溝部７１４よりも前進方向の位置において、シリンダ４１０の内周面と外周面との間を貫通している。調節窓４２２は、前進規制ブロック７１０の外周の一部をシリンダ４１０外に露出させる。これにより、シリンダ４１０の外部から前進規制ブロック７１０の外周に軸線Ｌ１まわりの操作力を付与し、前進規制ブロック７１０を軸線Ｌ１まわりに回転させることができる。
【0062】
前進規制ブロック７１０を回転させることで、めねじ４２１に対しおねじ７１８が回転し、前進規制ブロック７１０が軸線Ｌ１に沿って変位する。これにより、シリンダ４１０に対する前進規制ユニット７００の位置が調節される。なお、上述した最大ストロークＨ１は、前進規制ユニット７００が最も前進方向に位置する状態におけるストロークである。
【0063】
後退規制ユニット５００は、プランジャ１００の後退を規制する。例えば後退規制ユニット５００は、シリンダ４１０の基端部に接続され、プランジャ１００の基端面１０２の後退を規制する。図７に拡大して示すように、例えば後退規制ユニット５００は、アウターキャップ５１０と、規制ロッド５２０と、後退限界調節部５３０と、インナーキャップ５４０と、外シール５５１と、内シール５５２とを有する。
【0064】
アウターキャップ５１０は、ステンレス又はアルミ合金等の金属材料により形成された板状部材であり、シリンダ４１０の基端部を塞ぐ。アウターキャップ５１０はその中心部に開口５１１を有する。
【0065】
規制ロッド５２０は、ステンレス又はアルミ合金などの金属材料により形成された棒状部材であり、軸線Ｌ１に沿って開口５１１に挿入されている。規制ロッド５２０は、先端面５２１と基端面５２２とを有する。先端面５２１は前進方向に面し、基端面５２２は後退方向に面している。先端面５２１（後退規制部）は、シリンダ４１０内においてプランジャ１００の基端面１０２に対向し、プランジャ１００の後退を規制する。基端面５２２はシリンダ４１０の外に位置する。
【0066】
後退限界調節部５３０は、シリンダ４１０外において規制ロッド５２０を収容する。後退限界調節部５３０はハンドル５３１を有し、軸線Ｌ１まわりのハンドル５３１の回転に応じて規制ロッド５２０を前進・後退させる。これにより、軸線Ｌ１に沿う方向における先端面５２１の位置が調節される。なお、上述した最大ストロークＨ１は、先端面５２１が最も後退方向に位置する状態におけるストロークである。
【0067】
インナーキャップ５４０と、外シール５５１と、内シール５５２とは、シリンダ４１０内において、シリンダ４１０と規制ロッド５２０との間を密封する。例えばインナーキャップ５４０は、その中心部に貫通孔５４２を有する。インナーキャップ５４０は、シリンダ４１０内に配置され、貫通孔５４２に規制ロッド５２０が通された状態でアウターキャップ５１０に固定されている。
【0068】
外シール５５１は、インナーキャップ５４０の外周面とシリンダ４１０の内周面とに接してインナーキャップ５４０とシリンダ４１０との間をシールする。インナーキャップ５４０の外周面にはフランジ５４３が形成されており、外シール５５１はフランジ５４３とアウターキャップ５１０との間に保持されている。
【0069】
内シール５５２は、貫通孔５４２の内周面と規制ロッド５２０の外周面とに接してインナーキャップ５４０と規制ロッド５２０との間をシールする。貫通孔５４２の内周面には内向きフランジ５４４が形成されており、内シール５５２は内向きフランジ５４４とアウターキャップ５１０との間に保持されている。
【0070】
閉塞補助ユニット６００は、加圧源の圧力がピストン駆動部４８０に供給されていない場合に、ピストン４５０に対し前進方向に向かって反発力を付与し、プランジャ１００を限界まで（前面１３１が前進規制ブロック７１０に接するまで）前進させた状態を保つ。これにより、プランジャ１００の先端面１０１がノズルユニット３４０に近接した状態に保たれるので、流出口３４３が実質的に閉塞した状態に保たれ、流出口３４３からの液体の漏出が防止される。
【0071】
例えば閉塞補助ユニット６００は、スプリング６２０と、プッシャー６３０とを有する。例えばスプリング６２０は、プランジャ１００に対し前進方向に向かって反発力を付与する。例えばスプリング６２０は、規制ロッド５２０を囲むコイルスプリングであり、軸線Ｌ１方向に沿った圧縮に対する反発力を発生させる。プッシャー６３０は、スプリング６２０とピストン４５０との間に介在し、スプリング６２０の反発力をピストン４５０に伝える。この構成において、スプリング６２０は、プッシャー６３０を介し、プランジャ１００の外周面とシリンダ４１０の内周面との間においてピストン４５０に反発力を付与する。
【0072】
図８に拡大して示すように、プッシャー６３０は、ステンレス又はアルミ合金等の金属材料により形成された円柱状のブロック材であり、軸線Ｌ１に沿った状態でシリンダ４１０内に配置されている。プッシャー６３０は、先端面６４１と、基端面６４２とを有する。先端面６４１は前進方向に面し、基端面６４２は後退方向に面している。基端面６４２には、軸線Ｌ１を中心とする凹部６３４が形成されている。凹部６３４にはスプリング６２０が収容される。スプリング６２０は、凹部６３４の底面に反発力を付与する。
【0073】
先端面６４１には、軸線Ｌ１を中心とする凹部６３５が形成されており、凹部６３５の底面には軸線Ｌ１を中心とする凹部６３６が更に形成されている。凹部６３６の底面と凹部６３４の底面との間には、軸線Ｌ１を中心とする開口６３７が形成されており、規制ロッド５２０が開口６３７に通されている。凹部６３５の底面と凹部６３４の底面との間には、複数の通気孔６３８が形成されている。これにより、ピストン４５０が配置される空間と、スプリング６２０が配置される空間との間が連通している。プッシャー６３０がピストン４５０に接する際に、凹部６３５は上記保持部４６１を受け入れ、凹部６３６はプランジャ１００の基端部を受け入れる。
【0074】
ポンプユニット１０は、解除部４４０を更に有する。解除部４４０は、スプリング６２０によるピストン４５０への反発力の付与を、加圧源の圧力（例えば上記駆動ガスの圧力）により解除する。このため、加圧源の圧力が供給されている場合には、スプリング６２０の反発力がピストン４５０の摺動の抵抗とならず、ピストン４５０の高速摺動が可能となる。例えば解除部４４０は、上記第１状態及び第２状態のいずれにおいても加圧源の圧力が付与される第３空間をプッシャー６３０とシリンダ４１０との間に形成し、スプリング６２０による反発力の付与を第３空間の加圧によって解除する。一例として、解除部４４０は、切替シール６５１，６５２と、第３加圧孔４４３とを有する。
【0075】
シリンダ４１０において、プッシャー６３０を収容する部分の内径は、プッシャー６３０の先端部（先端面６４１及びその近傍部分）を収容する部分（以下、「第１収容部４４１」という。）と、プッシャー６３０の基端部（基端面６４２及びその近傍部分）を収容する部分（以下、「第２収容部４４２」という。）とで異なっている。具体的には、第２収容部４４２の内径が第１収容部４４１の内径よりも大きい。第１収容部４４１の内周面には、軸線Ｌ１まわりの全周に亘って溝部４４４が形成されている。プッシャー６３０の基端部の外周面には、フランジ６３１が形成されている。フランジ６３１の外周面には、軸線Ｌ１まわりの全周に亘って溝部６３３が形成されている。
【0076】
切替シール６５１は、プッシャー６３０と第１収容部４４１との間をシールする。例えば切替シール６５１は、ゴム材料等により形成された環状シール材（例えばＯリング）であり、プッシャー６３０の先端部を囲んだ状態で溝部４４４に収容されている。切替シール６５１は、溝部４４４の底面とプッシャー６３０の外周面とに接してプッシャー６３０と第１収容部４４１との間をシールする。
【0077】
切替シール６５２は、プッシャー６３０と第２収容部４４２との間をシールする。例えば切替シール６５２は、ゴム材料等により形成された環状シール材（例えばＯリング）であり、プッシャー６３０のフランジ６３１を囲んだ状態で溝部６３３に収容されている。切替シール６５２は、溝部６３３の底面と第２収容部４４２の内周面とに接してプッシャー６３０と第２収容部４４２との間をシールする。第３加圧孔４４３は、切替シール６５１，６５２の間において、シリンダ４１０の内周面と外周面との間を貫通している。第３加圧孔４４３は、上記第１状態及び第２状態のいずれにおいても加圧源に接続される。
【0078】
以上の構成により、切替シール６５１と切替シール６５２との間には、第３加圧孔４４３以外において密封され、上記第１状態及び第２状態のいずれにおいても加圧源に接続される第３空間４４５が形成される。第３加圧孔４４３に加圧源の圧力が付加されると、これに応じ第３空間４４５を拡大させるように、プッシャー６３０が切替シール６５２と共に後退方向に移動する。これにより、プッシャー６３０がピストン４５０から離れ、スプリング６２０によるピストン４５０への反発力の付与が解除される。上述したように、プッシャー６３０に形成された複数の通気孔６３８によって、ピストン４５０が配置される空間と、スプリング６２０が配置される空間との間が連通しているので、これら２つの空間の間に圧力差が生じ難い。このため、プッシャー６３０は、第３空間４４５の加圧に応じてスムーズに後退する。
【0079】
以上に説明したプランジャ１００と、ガイドブロック２００と、ディスペンス部３００と、駆動部４００と、前進規制ユニット７００と、後退規制ユニット５００と、閉塞補助ユニット６００とは、包囲部３１０と、シリンダ４１０と、アウターキャップ５１０とを連結することによって一体化される。
【0080】
包囲部３１０と、シリンダ４１０と、アウターキャップ５１０とは、図９に示すように、後退方向からアウターキャップ５１０に挿入され、包囲部３１０に達する複数本の貫通ボルト１１（締結部材）により連結されていてもよい。この場合、液体を吐出するノズルユニット３４０の逆側から、貫通ボルト１１の取外し作業を行うことができるので、メンテナンス作業性が向上する。
【0081】
ここで、上述したピストン駆動部４８０の構成を例示する。図１０に示すように、ピストン駆動部４８０は、加圧ポート４８１と、排気ポート４８２，４８３と、第１流路４８４と、第２流路４８５と、第３流路４８６と、ソレノイドバルブ４８７と、弾性部材４８８と、ソレノイド４８９とを有する。
【0082】
加圧ポート４８１は、上記駆動ガスを供給するためのポートである。排気ポート４８２，４８３は、シリンダ４１０内のガスを排出するためのポートである。第１流路４８４は上記第１加圧孔４３１に接続された流路であり、第２流路４８５は上記第２加圧孔４３２に接続された流路である。第３流路４８６は加圧ポート４８１と上記第３加圧孔４４３とを接続する流路である。
【0083】
ソレノイドバルブ４８７は、第１位置と、第２位置との間を移動する。ソレノイドバルブ４８７は、第１位置にある際に、第１流路４８４と加圧ポート４８１とを接続し、第２流路４８５と排気ポート４８２とを接続する。以下、この状態を第１状態という。第１状態においては、第１空間４１３が駆動ガスにより加圧され、第２空間４１４のガスが排気ポート４８２から排出され、ピストン４５０が前進する。
【0084】
ソレノイドバルブ４８７は、第２位置にある際に、第２流路４８５と加圧ポート４８１とを接続し、第１流路４８４と排気ポート４８３とを接続する。以下、この状態を第２状態という。第２状態においては、第２空間４１４が駆動ガスにより加圧され、第１空間４１３のガスが排気ポート４８３から排出され、ピストン４５０が後退する。
【0085】
弾性部材４８８は、第２位置から第１位置に向かう弾性反発力をソレノイドバルブ４８７に付与する。ソレノイド４８９は、駆動電力の供給により、第１位置から第２位置に向かう駆動力をソレノイドバルブ４８７に付与する。このため、ソレノイド４８９に駆動電力が供給されない状態においては、弾性部材４８８の弾性反発力によってソレノイドバルブ４８７が第１位置に配置される。ソレノイド４８９に駆動電力が供給される状態においては、弾性反発力に抗する駆動力によってソレノイドバルブ４８７が第２位置に配置される。
【0086】
このような構成によれば、後述する制御装置３０の故障等に起因して駆動電力が供給されない場合であっても、駆動ガスの供給が継続される限りプランジャ１００が最も前進した状態に保たれる。これにより、流出口３４３が実質的に閉塞されるので、液体の漏出が防止される。
【0087】
第３加圧孔４４３は、第３流路４８６により加圧ポート４８１に直結される。このため、第１状態及び第２状態のいずれにおいても、第３空間４４５は駆動ガスにより加圧される。従って、駆動ガスが加圧ポート４８１に供給される限り、スプリング６２０によるピストン４５０への反発力の付与が解除され、ピストン４５０を高速に動作させ易くなる。
【0088】
制御装置３０の故障等に起因して加圧ポート４８１への駆動ガスの供給が停止する場合には、第３空間４４５にも駆動ガスが供給されなくなるので、スプリング６２０によるピストン４５０への反発力の付与が再開され、プランジャ１００が最も前進した状態に保たれる。これにより、流出口３４３が実質的に閉塞されるので、液体の漏出が防止される。
【0089】
（バレル）
バレル２０（圧送部）は、収容室３１９外から流入口３２３に液体を圧送する。図１に示すように、例えばバレル２０は、送出口２１と、加圧口２２とを有する。送出口２１は、バレル取り付け部３８０の取り付け口金３８２に取り付けられ、取り付け口金３８２を介して中継流路３８３に液体を送り出す。加圧口２２は、上述した圧送ガスを受け入れる。バレル２０は、加圧口２２から流入した圧送ガスにより液体を加圧し、送出口２１、取り付け口金３８２、中継流路３８３、吸入口３２４、及び流入流路３２５を経て流入口３２３に液体を圧送する。
バレル２０（圧送部）は、収容室３１９外から流入口３２３に液体を圧送する。図１に示すように、例えばバレル２０は、送出口２１と、加圧口２２とを有する。送出口２１は、バレル取り付け部３８０の取り付け口金３８２に取り付けられ、取り付け口金３８２を介して中継流路３８３に液体を送り出す。加圧口２２は、上述した圧送ガスを受け入れる。バレル２０は、加圧口２２から流入した圧送ガスにより液体を加圧し、送出口２１、取り付け口金３８２、中継流路３８３、吸入口３２４、及び流入流路３２５を経て流入口３２３に液体を圧送する。
【0090】
（制御装置）
図１０に示すように、制御装置３０は、エアー回路４０と、制御回路５０とを有する。エアー回路４０は、ポンプユニット１０に駆動ガスを供給し、バレル２０に圧送ガスを供給する。例えばエアー回路４０は、入力ホース７３を介してガス源に接続され、出力ホース７１を介してポンプユニット１０の加圧ポート４８１に接続され、出力ホース７２を介してバレル２０の加圧口２２に接続されている。
図１０に示すように、制御装置３０は、エアー回路４０と、制御回路５０とを有する。エアー回路４０は、ポンプユニット１０に駆動ガスを供給し、バレル２０に圧送ガスを供給する。例えばエアー回路４０は、入力ホース７３を介してガス源に接続され、出力ホース７１を介してポンプユニット１０の加圧ポート４８１に接続され、出力ホース７２を介してバレル２０の加圧口２２に接続されている。
【0091】
エアー回路４０は、入力ホース７３から流入したガス（以下、「入力ガス」という。）の一部を駆動ガスとして出力ホース７１に出力し、入力ガスの残りの一部を圧送ガスとして出力ホース７２に出力する。エアー回路４０は、レギュレータ４１と、電空レギュレータ４２と、バルブ４３と、圧力センサ４４，４５，４６とを有する。
【0092】
レギュレータ４１は、入力ガスの圧力を駆動ガスの供給圧力まで低下させて出力ホース７１及び電空レギュレータ４２に出力する。電空レギュレータ４２は、レギュレータ４１により低下した圧力を更に圧送ガスの供給圧力まで低下させて出力ホース７２に出力する。
【0093】
電空レギュレータ４２は、制御指令に従って、圧送ガスの供給圧力を変更する。バルブ４３は、例えばソレノイドバルブであり、制御指令に従って、電空レギュレータ４２と出力ホース７２との間を開閉する。
【0094】
圧力センサ４４は、電空レギュレータ４２を通過する前の入力ガスの圧力を検出する。圧力センサ４５は、電空レギュレータ４２と出力ホース７１との間における駆動ガスの圧力を検出する。圧力センサ４６は、電空レギュレータ４２とバルブ４３との間における圧送ガスの圧力を検出する。
【0095】
制御回路５０は、エアー回路４０を制御する。また、制御回路５０はケーブル７４を介してピストン駆動部４８０に接続され、ピストン駆動部４８０を制御する。例えば制御回路５０は、機能上の構成（以下、「機能ブロック」という。）として、圧力監視部５１と、バレル圧力制御部５２と、吐出制御部５３とを有する。
【0096】
圧力監視部５１（圧力調節部）は、バレル２０が液に付与する圧力を調節する。例えば圧力監視部５１は、バルブ４３の開閉により、圧送ガスの供給と停止を切り替える。バレル圧力制御部５２は、圧送ガスの供給圧力を目標圧力に追従させるように電空レギュレータ４２を制御する。目標圧力は、例えばユーザの設定入力に基づき定められる。設定入力は、後述の入力デバイス６６により取得される。吐出制御部５３は、所定の周期で上記第１状態と第２状態とを切り替えることを所定期間繰り返すように、ピストン駆動部４８０に駆動電力を供給する。例えば吐出制御部５３は、上位コントローラ８０からの吐出指令に従ってピストン駆動部４８０に駆動電力を供給する。吐出指令は、例えば上記所定の周期及び所定期間を含む。
【0097】
図１１は、制御回路５０のハードウェア構成を例示するブロック図である。図１１に示すように、制御回路５０は、一つまたは複数のプロセッサ６１と、メモリ６２と、ストレージ６３と、入出力ポート６４と、表示デバイス６５と、入力デバイス６６と、通信ポート６７とを含む。なお、図においては一つのプロセッサ６１を図示しているが、制御回路５０は複数のプロセッサ６１を有してもよい。この場合、制御回路５０はプロセッサ６１ごとにメモリ６２及びストレージ６３を有してもよい。
【0098】
ストレージ６３は、例えば不揮発性の半導体メモリ等、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を有する。ストレージ６３は、上記各機能ブロックを制御回路５０に構成させるためのプログラムを記憶している。メモリ６２は、ストレージ６３の記憶媒体からロードしたプログラム及びプロセッサ６１による演算結果を一時的に記憶する。メモリ６２は、例えばランダムアクセスメモリである。プロセッサ６１は、メモリ６２と協働して上記プログラムを実行することで、制御回路５０の各機能ブロックを構成する。入出力ポート６４は、プロセッサ６１からの指令に従って、バルブ４３、圧力センサ４４，４５，４６及びソレノイドバルブ４８７との間で電気信号の入出力を行う。表示デバイス６５は、例えば液晶パネル又は有機ＥＬパネルを含み、プロセッサ６１からの指令に従ったインタフェース画像を表示する。入力デバイス６６は、例えば入力キーを含み、入力キーへの入力（キー入力）を取得する。表示デバイス６５及び入力デバイス６６は、タッチパネル３３として一体化されていてもよい（図１参照）。通信ポート６７は、プロセッサからの指令に従って、上位コントローラ８０との間で情報通信を行う。
【0099】
制御回路５０は、必ずしもプログラムにより各機能を構成するものに限られない。例えば制御回路５０は、専用の論理回路又はこれを集積したＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）により少なくとも一部の機能を構成してもよい。
【0100】
〔制御手順〕
以下、制御回路５０による制御手順を例示する。図１２に示すように、制御回路５０は、まずステップＳ０１，Ｓ０２を実行する。ステップＳ０１では、圧力監視部５１が、圧力センサ４４，４５，４６による圧力の検出結果を取得する。ステップＳ０２では、圧力センサ４４，４５，４６による圧力の検出結果が正常範囲であるかを圧力監視部５１が確認する。
以下、制御回路５０による制御手順を例示する。図１２に示すように、制御回路５０は、まずステップＳ０１，Ｓ０２を実行する。ステップＳ０１では、圧力監視部５１が、圧力センサ４４，４５，４６による圧力の検出結果を取得する。ステップＳ０２では、圧力センサ４４，４５，４６による圧力の検出結果が正常範囲であるかを圧力監視部５１が確認する。
【0101】
ステップＳ０２において圧力の検出結果が正常範囲でないと判定した場合、制御回路５０はステップＳ２１を実行する。ステップＳ２１では、圧力監視部５１が上位コントローラ８０にエラーを通知する。その後、制御回路５０は制御手順を終了する。
【0102】
ステップＳ０２において圧力の検出結果が正常範囲であると判定した場合、制御回路５０はステップＳ０３，Ｓ０４を実行する。ステップＳ０３では、バレル圧力制御部５２が、バルブ４３を開いてバレル２０への圧送ガスの供給を開始する。ステップＳ０４では、吐出制御部５３が、上位コントローラ８０等からの吐出指令の有無を確認する。
【0103】
ステップＳ０４において吐出指令があると判定した場合、制御回路５０はステップＳ０５を実行する。ステップＳ０５では、吐出制御部５３が、吐出指令に従って液体の吐出と吸入とを繰り返すように、ピストン駆動部４８０に駆動電力を供給する。
【0104】
次に、制御回路５０は、ステップＳ０６，Ｓ０７を実行する。ステップＳ０４において吐出指令がないと判定した場合、制御回路５０は、ステップＳ０５を実行することなくステップＳ０６，Ｓ０７を実行する。ステップＳ０６では、圧力監視部５１が、圧力センサ４４，４５，４６による圧力の検出結果を取得する。ステップＳ０７では、圧力センサ４４，４５，４６による圧力の検出結果が正常範囲であるかを圧力監視部５１が確認する。
【0105】
ステップＳ０７において圧力の検出結果が正常範囲であると判定した場合、制御回路５０はステップＳ０８を実行する。ステップＳ０８では、バレル圧力制御部５２が、上位コントローラ８０から制御停止指令を受信しているかを確認する。
【0106】
ステップＳ０８において制御停止指令を受信していないと判定した場合、制御回路５０は処理をステップＳ０４に戻す。以後、圧力センサ４４，４５，４６の検出結果に異状が生じるか、上位コントローラ８０から制御停止指令を受信するまでは、吐出指令に応じてポンプユニット１０に液体を吐出させる制御が繰り返される。
【0107】
ステップＳ０７において圧力の検出結果が正常範囲でないと判定した場合、制御回路５０はステップＳ１１を実行する。ステップＳ１１では、圧力監視部５１が上位コントローラ８０にエラーを通知する。
【0108】
ステップＳ０８において制御停止指令を受信していると判定した場合、又はステップＳ１１の後、制御回路５０はステップＳ１２を実行する。ステップＳ１２では、バレル圧力制御部５２が、バルブ４３を閉じてバレル２０への圧送ガスの供給を停止する。その後、制御回路５０は制御手順を終了する。
【0109】
〔本実施形態の効果〕
以上に説明したように、ディスペンサ１は、プランジャ１００と、プランジャ１００の先端面１０１と基端面１０２とに交差する軸線Ｌ１に沿って前進・後退するようにプランジャ１００を案内するガイドブロック２００と、先端面１０１の前進・後退に応じて液体を吐出・吸入するディスペンス部３００と、プランジャ１００を収容するシリンダ４１０と、シリンダ４１０内を第１空間４１３と第２空間４１４とに区画し、第１空間４１３の加圧に応じてプランジャ１００を前進させ、第２空間４１４の加圧に応じてプランジャ１００を後退させるピストン４５０と、加圧源の圧力が第１空間４１３に付与される第１状態と、加圧源の圧力が第２空間４１４に付与される第２状態とを切り替えるピストン駆動部４８０と、プランジャ１００に対し、前進方向に向かって反発力を付与するスプリング６２０と、スプリング６２０による反発力の付与を、加圧源の圧力により解除する解除部４４０と、を備える。
以上に説明したように、ディスペンサ１は、プランジャ１００と、プランジャ１００の先端面１０１と基端面１０２とに交差する軸線Ｌ１に沿って前進・後退するようにプランジャ１００を案内するガイドブロック２００と、先端面１０１の前進・後退に応じて液体を吐出・吸入するディスペンス部３００と、プランジャ１００を収容するシリンダ４１０と、シリンダ４１０内を第１空間４１３と第２空間４１４とに区画し、第１空間４１３の加圧に応じてプランジャ１００を前進させ、第２空間４１４の加圧に応じてプランジャ１００を後退させるピストン４５０と、加圧源の圧力が第１空間４１３に付与される第１状態と、加圧源の圧力が第２空間４１４に付与される第２状態とを切り替えるピストン駆動部４８０と、プランジャ１００に対し、前進方向に向かって反発力を付与するスプリング６２０と、スプリング６２０による反発力の付与を、加圧源の圧力により解除する解除部４４０と、を備える。
【0110】
このディスペンサ１によれば、加圧源の圧力が供給されている場合には、スプリング６２０によるピストン４５０への反発力の付与を解除してピストン４５０の高速摺動を可能とし、加圧源の圧力が供給されない場合には、スプリング６２０の反発力によってプランジャ１００を前進限界位置に保持することができる。従って、ディスペンスの高速化と信頼性との両立に有効である。
【0111】
解除部４４０は、第１状態及び第２状態のいずれにおいても加圧源の圧力が付与される第３空間４４５をシリンダ４１０との間に形成し、スプリング６２０による反発力の付与を第３空間４４５の圧力によって解除してもよい。この場合、解除部４４０の構成を簡素化することができる。
【0112】
ピストン４５０は環状であり、プランジャ１００の外周面とシリンダ４１０の内周面との間においてシリンダ４１０内を第１空間４１３と第２空間４１４とに区画し、スプリング６２０は、プランジャ１００の外周面と、シリンダ４１０の内周面との間において、ピストン４５０に反発力を付与してもよい。この場合、プランジャ１００の基端部の周囲のスペースをスプリング６２０及び解除部４４０の配置スペースとして有効活用することで、スプリング６２０及び解除部４４０の付加による大型化を抑制することができる。
【0113】
ディスペンサ１は、軸線Ｌ１に垂直な方向へのピストン４５０の浮動を許容しつつ、ピストン４５０をプランジャ１００の外周に保持する保持部４６１を更に備えていてもよい。この場合、軸線Ｌ１に垂直な方向へのピストン４５０の浮動を許容する保持部４６１により、ガイドブロック２００に対するプランジャ１００の位置と、シリンダ４１０に対するピストン４５０の位置との両方を適正化し、ピストン４５０及びプランジャ１００の摺動を高速化することが可能となる。
【0114】
駆動部４００は、軸線Ｌ１に垂直な方向へのピストン４５０の浮動を許容しつつ、ピストン４５０とプランジャ１００との間をシールする環状の内シール４７２を更に有していてもよい。この場合、ピストン４５０が環状であることにより生じる隙間を全周に亘ってシールすることで、第１空間４１３及び第２空間４１４をしっかり加圧し、ピストン４５０をより高速に駆動することができる。
【0115】
ピストン４５０は軸線Ｌ１に交差する面に沿った環状の底面４５７を有し、プランジャ１００は底面４５７に対向する環状の後面１３２を有し、内シール４７２は底面４５７と後面１３２とに接してピストン４５０とプランジャ１００との間をシールしてもよい。この場合、底面４５７と後面１３２との間に内シール４７２を介在させることによって、軸線Ｌ１に垂直な方向へのピストン４５０の浮動性と、シール性との両立を図ることができる。また、軸線Ｌ１周りの全周に亘って、底面４５７と後面１３２との間に内シール４７２が介在することによって、プランジャ１００とピストン４５０との間の駆動力の作用箇所が全周に亘って分散する。これにより、プランジャ１００とピストン４５０の双方の姿勢が安定するので、より高速な摺動が可能となる。
【0116】
ディスペンサ１は、ガイドブロック２００をシリンダ４１０に取り付ける貫通ボルト１１を更に備えていてもよい。この場合、ガイドブロック２００とシリンダ４１０とが互いに別部材であり、ガイドブロック２００に対するシリンダ４１０の位置ずれが生じ易くなるので、ピストン４５０の浮動性がより有益である。
【0117】
ディスペンサ１は、シリンダ４１０内においてプランジャ１００の基端面１０２に対向し、プランジャ１００の後退を規制する先端面５２１と、軸線Ｌ１に沿う方向における先端面５２１の位置を調節する後退限界調節部５３０と、を更に備えていてもよい。この場合、先端面５２１をシリンダ４１０に対しダイレクトに作用させ、プランジャ１００の後退限界位置を高精度に調節することができる。
【0118】
以上、実施形態について説明したが、本開示は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【0119】
１…ディスペンサ、１１…貫通ボルト（締結部材）、１００…プランジャ、１０１…先端面、１０２…基端面、１３２…後面（環状の第２シール面）、２００…ガイドブロック（ガイド部）、３００…ディスペンス部、４００…駆動部、４１０…シリンダ、４１３…第１空間、４１４…第２空間、４４０…解除部、４４５…第３空間、４５０…ピストン、４５７…底面（環状の第１シール面）、４６１…保持部、４８０…ピストン駆動部、５２１…先端面（後退規制部）、５３０…後退限界調節部、６２０…スプリング、Ｌ１…軸線。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【手続補正書】
【提出日】2020-12-25
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プランジャと、
前記プランジャの先端面と基端面とに交差する軸線に沿って前進・後退するように前記プランジャを案内するガイド部と、
前記先端面の前進・後退に応じて液体を吐出・吸入するディスペンス部と、
前記プランジャを前進・後退させる駆動部と、を備え、
前記駆動部は、
前記プランジャを収容するシリンダと、
前記プランジャの外周面と、前記シリンダの内周面との間において、前記シリンダ内を第１空間と第２空間とに区画し、前記第１空間の加圧に応じて前進し、前記第２空間の加圧に応じて後退する環状のピストンと、
前記軸線に垂直な方向への前記ピストンの浮動を許容しつつ、前記ピストンを前記プランジャの外周に保持する保持部と、を有するディスペンサ。
前記プランジャの先端面と基端面とに交差する軸線に沿って前進・後退するように前記プランジャを案内するガイド部と、
前記先端面の前進・後退に応じて液体を吐出・吸入するディスペンス部と、
前記プランジャを前進・後退させる駆動部と、を備え、
前記駆動部は、
前記プランジャを収容するシリンダと、
前記プランジャの外周面と、前記シリンダの内周面との間において、前記シリンダ内を第１空間と第２空間とに区画し、前記第１空間の加圧に応じて前進し、前記第２空間の加圧に応じて後退する環状のピストンと、
前記軸線に垂直な方向への前記ピストンの浮動を許容しつつ、前記ピストンを前記プランジャの外周に保持する保持部と、を有するディスペンサ。
【請求項2】
前記駆動部は、前記軸線に垂直な方向への前記ピストンの浮動を許容しつつ、前記ピストンと前記プランジャとの間をシールする環状のシール部を更に有する、請求項１記載のディスペンサ。
【請求項3】
前記ピストンは前記軸線に交差する面に沿った環状の第１シール面を有し、前記プランジャは前記第１シール面に対向する環状の第２シール面を有し、前記シール部は前記第１シール面と前記第２シール面とに接して前記ピストンと前記プランジャとの間をシールする、請求項２記載のディスペンサ。
【請求項4】
前記ガイド部を前記シリンダに取り付ける締結部材を更に備える、請求項１～３のいずれか一項記載のディスペンサ。
【請求項5】
前記シリンダ内において前記プランジャの基端面に対向し、前記プランジャの後退を規制する後退規制部と、
前記軸線に沿う方向における前記後退規制部の位置を調節する後退限界調節部と、を更に備える、請求項１～４のいずれか一項記載のディスペンサ。
前記軸線に沿う方向における前記後退規制部の位置を調節する後退限界調節部と、を更に備える、請求項１～４のいずれか一項記載のディスペンサ。
【手続補正書】
【提出日】2021-04-06
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プランジャと、
前記プランジャの先端面と基端面とに交差する軸線に沿って前進・後退するように前記プランジャを案内するガイド部と、
前記先端面の前進・後退に応じて液体を吐出・吸入するディスペンス部と、
前記プランジャの後退を規制する後退規制部と、
前記軸線に沿う方向における前記後退規制部の位置を調節する後退限界調節部と、
前記プランジャを前進・後退させる駆動部と、を備え、
前記駆動部は、
前記プランジャを収容するシリンダと、
前記プランジャの外周面と、前記シリンダの内周面との間において、前記シリンダ内を第１空間と第２空間とに区画し、前記第１空間の加圧に応じて前進し、前記第２空間の加圧に応じて後退する環状のピストンと、
前記軸線に垂直な方向への前記ピストンの浮動を許容しつつ、前記ピストンを前記プランジャの外周に保持する保持部と、を有し、
前記後退規制部は、前記シリンダ内において前記プランジャの基端面に対向するディスペンサ。
前記プランジャの先端面と基端面とに交差する軸線に沿って前進・後退するように前記プランジャを案内するガイド部と、
前記先端面の前進・後退に応じて液体を吐出・吸入するディスペンス部と、
前記プランジャの後退を規制する後退規制部と、
前記軸線に沿う方向における前記後退規制部の位置を調節する後退限界調節部と、
前記プランジャを前進・後退させる駆動部と、を備え、
前記駆動部は、
前記プランジャを収容するシリンダと、
前記プランジャの外周面と、前記シリンダの内周面との間において、前記シリンダ内を第１空間と第２空間とに区画し、前記第１空間の加圧に応じて前進し、前記第２空間の加圧に応じて後退する環状のピストンと、
前記軸線に垂直な方向への前記ピストンの浮動を許容しつつ、前記ピストンを前記プランジャの外周に保持する保持部と、を有し、
前記後退規制部は、前記シリンダ内において前記プランジャの基端面に対向するディスペンサ。
【請求項2】
前記駆動部は、前記軸線に垂直な方向への前記ピストンの浮動を許容しつつ、前記ピストンと前記プランジャとの間をシールする環状のシール部を更に有する、請求項１記載のディスペンサ。
【請求項3】
前記ピストンは前記軸線に交差する面に沿った環状の第１シール面を有し、前記プランジャは前記第１シール面に対向する環状の第２シール面を有し、前記シール部は前記第１シール面と前記第２シール面とに接して前記ピストンと前記プランジャとの間をシールする、請求項２記載のディスペンサ。
【請求項4】
前記第１シール面は前進方向に面し、前記第２シール面は後退方向に面している、請求項３記載のディスペンサ。
【請求項5】
前記ガイド部を前記シリンダに取り付ける締結部材を更に備える、請求項１～４のいずれか一項記載のディスペンサ。
【請求項6】
プランジャと、
前記プランジャの先端面と基端面とに交差する軸線に沿って前進・後退するように前記プランジャを案内するガイド部と、
前記先端面の前進・後退に応じて液体を吐出・吸入するディスペンス部と、
前記プランジャを前進・後退させる駆動部と、を備え、
前記駆動部は、
前記プランジャを収容するシリンダと、
前記プランジャの外周面と、前記シリンダの内周面との間において、前記シリンダ内を第１空間と第２空間とに区画し、前記第１空間の加圧に応じて前進し、前記第２空間の加圧に応じて後退する環状のピストンと、
前記軸線に垂直な方向への前記ピストンの浮動を許容しつつ、前記ピストンを前記プランジャの外周に保持する保持部と、
前記軸線に垂直な方向への前記ピストンの浮動を許容しつつ、前記ピストンと前記プランジャとの間をシールする環状のシール部と、を有し、
前記ピストンは前進方向に面する環状の第１シール面を有し、前記プランジャは後退方向に面する環状の第２シール面を有し、前記シール部は前記第１シール面と前記第２シール面とに接して前記ピストンと前記プランジャとの間をシールするディスペンサ。
前記プランジャの先端面と基端面とに交差する軸線に沿って前進・後退するように前記プランジャを案内するガイド部と、
前記先端面の前進・後退に応じて液体を吐出・吸入するディスペンス部と、
前記プランジャを前進・後退させる駆動部と、を備え、
前記駆動部は、
前記プランジャを収容するシリンダと、
前記プランジャの外周面と、前記シリンダの内周面との間において、前記シリンダ内を第１空間と第２空間とに区画し、前記第１空間の加圧に応じて前進し、前記第２空間の加圧に応じて後退する環状のピストンと、
前記軸線に垂直な方向への前記ピストンの浮動を許容しつつ、前記ピストンを前記プランジャの外周に保持する保持部と、
前記軸線に垂直な方向への前記ピストンの浮動を許容しつつ、前記ピストンと前記プランジャとの間をシールする環状のシール部と、を有し、
前記ピストンは前進方向に面する環状の第１シール面を有し、前記プランジャは後退方向に面する環状の第２シール面を有し、前記シール部は前記第１シール面と前記第２シール面とに接して前記ピストンと前記プランジャとの間をシールするディスペンサ。