特許 7051412 プランジャポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-01

(45)【発行日】2022-04-11

(54)【発明の名称】プランジャポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04B 53/16 20060101AFI20220404BHJP

【ＦＩ】

F04B53/16 D

F04B53/16 E

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2017238252

(22)【出願日】2017-12-13

(65)【公開番号】P2019105217

(43)【公開日】2019-06-27

【審査請求日】2020-10-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000227537

【氏名又は名称】ＮＩＴＴＯＫＵ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】593020913

【氏名又は名称】株式会社ナカリキッドコントロール

(74)【代理人】

【識別番号】100121234

【弁理士】

【氏名又は名称】早川 利明

(72)【発明者】

【氏名】小田 憲男

(72)【発明者】

【氏名】田中 康裕

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 隆広

(72)【発明者】

【氏名】神林 優治

【審査官】井古田 裕昭

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－２８０７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０２８０５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１８２９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０９０２９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｂ ５３／１６

Ｆ０４Ｂ ５３／１０

Ｆ０４Ｂ ２３／０２

Ｆ０４Ｂ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体タンク(16)と、液体貯留空間(18)と前記液体貯留空間(18)を前記液体タンク(16)に連結する吸入口(13)と前記液体貯留空間(18)の液体を外部に吐出する吐出口(12)と前記液体貯留空間(18)に連通する挿通口(14)とを有するポンプボディ(11)と、前記挿通口(14)に往復摺動自在に設けられたプランジャ(15)と、前記プランジャ(15)を往復摺動させる駆動手段(30)とを備え、
前記プランジャ(15)の往復動に伴って、前記液体貯留空間(18)の容積縮小により前記吐出口(12)から液体を吐出する一方、前記液体貯留空間(18)の容積拡大により前記液体タンク(16)から前記吸入口(13)を介して前記液体貯留空間(18)に液体を吸入するプランジャポンプにおいて、
前記プランジャ(15)は、前記液体貯留空間(18)に先端が達するように前記挿通口(14)に挿通された断面積が一定の第一棒状部(15a)を備え、
前記吸入口(13)は、前記プランジャ(15)の先端が係脱自在に構成された主吸入孔(13c)と、前記主吸入孔(13c)に並列に設けられた副吸入口(19)とを備え、
前記液体貯留空間(18)に連通する前記副吸入孔(19)と前記吐出口(12)とは前記液体貯留空間(18)を挟んで前記液体貯留空間(18)の両側に別々に形成され、
前記副吸入口(19)に、前記液体貯留空間(18)が負圧になると開く常閉の逆止弁(27)が配設された
ことを特徴とするプランジャポンプ。

【請求項2】

プランジャ(15)の先端は、第一棒状部(15a)の先端に同軸に形成され主吸引孔(13c)に挿脱可能であって前記第一棒状部(15a)と異なる一定断面積を有する第二棒状部(15b)であり、
前記第一棒状部(15a)の先端が達する液体貯留空間(18)を横断する上横孔(18a)が前記第一棒状部(15a)を支持する挿通口(14)の近傍に形成され、前記上横孔(18a)の前記液体貯留空間(18)を挟む両端に副吸入孔(19)と吐出口(12)が別々に連通して形成された
請求項１記載のプランジャポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体を吐出するプランジャポンプであって、特に中粘度から高粘度の液体を吐出するのに適したプランジャポンプに関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば、図５及び図６に示すように、従来のプランジャポンプ１として、吐出口２ａ及び吸入口２ｂを備えたシリンダ２と、このシリンダ２に形成された挿通口２ｃに挿通され、往復動自在に構成されたプランジャ３と、吸入口２ｂを介してシリンダ２に液体を供給するタンク４とを備えたものが知られている。

【0003】

この吐出口２ａには、シリンダ２内部の圧力が正圧になると開く第一逆止弁５が配設され、挿通口２ｃの内壁面には、プランジャ３の外周面と摺接するシール部材７が設けられる。そして、このシール部材７は、シリンダ２内を密閉状態に保ち、液体が漏れるのを防止するように構成される。このようなプランジャポンプ１では、シリンダ２内に進入したプランジャ３の体積量で液体の吐出量が決まるようになっている。

【0004】

一方、近年では液体の塗布量を微少とする要求もあり、そのためには、プランジャ３の径や進入量を小さくする必要がある。しかし、プランジャ３の径を小さくすると、シール部材７との密着状態を維持するのが困難になるという問題があり、進入量を小さくすると、誤差が生じやすく吐出量にばらつきが生ずるという問題があった。

【0005】

この点を解消する為に、図５に示すように、プランジャ３の先端部が係合した状態で往復摺動自在な係合口２ｄをシリンダ２に形成し、その係合口２ｄを挿通口２ｃと異なる開口断面積にすることや、図６に示すように、プランジャ３の先端部を吸入口２ｂに直接係脱自在とし、吸入口２ｂの開口断面積を挿通口２ｃより小さくするプランジャポンプ１が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、係合口２ｄをシリンダ２に形成する図５では、シリンダ２における吸入口２ｂに、シリンダ２内部の圧力が負圧になると開く第二逆止弁６が配設される。

【0006】

このようなプランジャポンプ１では、係合口２ｄや吸入口２ｂの開口断面積を、挿通口２ｃの開口断面積より小さくすれば、挿通口２ｃからシリンダ２内部に進入するプランジャ３の進入量に、係合口２ｄや吸入口２ｂの開口断面積と、挿通口２ｃの開口断面積の差を乗じた量の液体を吐出口２ａから吐出させることができ、係合口２ｄや吸入口２ｂの開口断面積と挿通口２ｃの開口断面積の差を小さくすることにより、吐出量が微少であっても高精度で液体の吐出を行うことができるとしている。

【0007】

そして、液体を吐出した後には、挿通口２ｃからプランジャ３を抜き出す方向に移動させて、シリンダ２内部の圧力を負圧とし、係合口２ｄをシリンダ２に形成している図５では、第二逆止弁６を開いて吸入口２ｂからタンク４の液体をシリンダ２内部に供給し、プランジャ３の先端部を吸入口２ｂに直接的に挿入している図６では、そのプランジャ３の先端部が離脱した吸入口２ｂからタンク４の液体をシリンダ２内部に供給するとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２００３－２８０５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかし、近年では、高粘度の液体を微少な量で吐出することも求められるに至った。このような高粘度の液体を従来のプランジャポンプ１におけるタンク４に貯留すると、その液体の吸入口２ｂからの迅速な吸入が期待できない。このため、このような高粘度の液体に対して、図５に示すように、プランジャ３の先端部が係合する係合口２ｄを外部に通じるようにシリンダ２に形成すると、挿通口２ｃからプランジャ３を抜き出して、シリンダ２内部の圧力を負圧とした場合に、挿通口２ｃとプランジャ３との気密性が損なわれると、その挿通口２ｃから外部の空気がシリンダ２内部に侵入するおそれがあった。

【0010】

また、図６に示すように、プランジャ３の先端部を吸入口２ｂに直接的に挿入している場合には、吸入口２ｂからの空気の直接的な流入は回避されるけれども、そのプランジャ３の先端部が吸入口２ｂから離脱するまで液体がシリンダ２内部に供給されることはない。このため、プランジャ３の先端部が吸入口２ｂから離脱までの間にシリンダ２の内部は著しい負圧となり、シリンダ２内部に残存する液体の一部がその気圧の著しい低下により気化してしまう現象があった。この気化により生じた気体は、そのプランジャ３の先端部が吸入口２ｂから離脱してシリンダ２内部に液体が供給され始めた後であってもシリンダ２内に残存する不具合を生じさせる。

【0011】

そして、シリンダ２内に気体が吸引され又は気化により発生すると、その気体の膨張又は収縮により、シリンダ２内部に進入するプランジャ３の進入量に比例した量の液体を吐出口２ａから吐出させることが困難になるという、未だ解決すべき課題が残存していた。

【0012】

本発明の目的は、気体の吸引や発生を防止して、高精度で液体の吐出を行うことができるプランジャポンプを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明は、液体タンクと、液体貯留空間と液体貯留空間を液体タンクに連結する吸入口と液体貯留空間の液体を外部に吐出する吐出口と液体貯留空間に連通する挿通口とを有するポンプボディと、挿通口に往復摺動自在に設けられたプランジャと、プランジャを往復摺動させる駆動手段とを備え、プランジャの往復動に伴って、液体貯留空間の容積縮小により吐出口から液体を吐出する一方、液体貯留空間の容積拡大により液体タンクから吸入口を介して液体貯留空間に液体を吸入するプランジャポンプの改良である。

【0014】

その特徴ある構成は、プランジャが、液体貯留空間に先端が達するように挿通口に挿通された断面積が一定の第一棒状部を備え、吸入口が、第二棒状部が係脱自在に構成された主吸入孔と、主吸入孔に並列に設けられた副吸入口とを備え、液体貯留空間に連通する副吸入孔と吐出口とは液体貯留空間を挟んで液体貯留空間の両側に別々に形成され、副吸入口に、液体貯留空間が負圧になると開く常閉の逆止弁が配設されたところにある。

【0015】

そして、プランジャの先端は、第一棒状部の先端に同軸に形成され主吸引孔に挿脱可能であって第一棒状部と異なる一定断面積を有する第二棒状部であり、その第一棒状部の先端が達する液体貯留空間を横断する上横孔が第一棒状部を支持する挿通口の近傍に形成され、その上横孔の液体貯留空間を挟む両端に副吸入孔と吐出口が別々に連通して形成されることが好ましい。

【発明の効果】

【0016】

本発明のプランジャポンプでは、挿通口にプランジャを往復摺動自在に挿通するけれども、そのプランジャを比較的太くすることにより、その挿通口との密着状態を維持することが容易となり、挿通口からの空気の流入を有効に防止することができる。そして、そのプランジャを移動させて液体貯留空間の容積を縮小させることにより、液体貯留空間の液体を吐出口から吐出させることができる。

【0017】

また、本発明のプランジャポンプでは、挿通口に往復摺動自在に挿通されたプランジャの先端を吸入口を構成する主吸入孔に係脱自在に挿入させるので、挿通口から液体貯留空間に挿脱されるプランジャの体積と、その液体貯留空間から主吸入孔に挿脱されるプランジャの先端における体積の差が吐出口からの液体の吐出量となる。このため、挿通口からの空気の流入を防止しつつ、液体の吐出量を微少化することができる。

【0018】

ここで、プランジャが、挿通口に挿通された第一棒状部と、主吸引孔に挿脱可能な第二棒状部を有するものであれば、液体貯留空間に進入する第一棒状部とその液体貯留空間から主吸入孔に退出する第二棒状部材との体積の差が吐出口からの液体の吐出量となるので、液体貯留空間に進入するプランジャの量と液体の吐出量を比例させることが可能となる。よって、吐出量の管理が容易となって、吐出量を高精度で大幅に微少化することが可能となる。

【0019】

一方、液体を吐出した後には、液体貯留空間の容積が拡大する方向にプランジャを移動させて、液体タンクから吸入口を介して液体貯留空間に液体を吸入させることになるけれども、本発明のプランジャポンプでは、副吸入口を主吸入孔に並列に設けたので、主吸入孔にプランジャの先端が挿入され、その主吸入孔を介した液体貯留空間への液体の供給が困難な状況であっても、この副吸入口を介して液体が液体貯留空間に流入するので、その液体貯留空間の気圧の著しい低下は回避され、その液体貯留空間に残存する液体が気化してしまうような事態を防止することができる。

【0020】

ここで、液体タンクにおける液体の粘度が高く、逆止弁が開いた副吸入口を介して液体貯留空間に流入する高粘度の液体の迅速な吸入が期待できずに、第二棒状部材が挿入された主吸入孔の気密性が損なわれても、その主吸入孔は液体タンクに連結しているので、この主吸入孔から液体貯留空間に流入するのは液体となるので、この主吸入孔から外部の空気が侵入するようなことはない。

【0021】

そして、液体タンクの内部圧力を高める圧縮エア供給口を液体タンクに形成すれば、液体タンクに貯蔵される液体の粘度が高いものであっても、その液体タンク内の圧力を高めることにより、この液体タンクから吸入口を介した液体の液体貯留空間への供給を速やかに行うことが可能となる。この結果、液体貯留空間の気圧の著しい低下に基づく液体の気化を有効に防止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施形態におけるプランジャポンプによる液体の吸引状態を示す図４のＡ部拡大断面図である。

【図2】そのプランジャポンプによる液体の吐出状態を示す図１に対応する図である。

【図3】そのプランジャの先端が主吸入孔から離脱した状態を示す図１に対応する図である。

【図4】そのプランジャポンプの正面図である。

【図5】従来のプランジャポンプの構造を示す断面図である。

【図6】従来の別のプランジャポンプの構造を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

次に、本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳しく説明する。

【0024】

図１～図４に本発明におけるプランジャポンプ１０を示す。この実施の形態におけるプランジャポンプ１０は、中粘度から高粘度の液体、例えば粘度が比較的高い接着剤を吐出するためのものであり、内部に液体貯留空間１８（図１～図３）が形成されたポンプボディ１１と、ポンプボディ１１に形成された挿通口１４（図１～図３）に往復摺動自在に設けられたプランジャ１５とを備える。

【0025】

図４に示すように、ポンプボディ１１は、上中下の３つに分割可能な分割片１１ａ，１１ｂ，１１ｃより構成され、この３つの分割片１１ａ，１１ｂ，１１ｃは図示しないボルト締結手段により連結されて一体化されるものとする。

【0026】

図１～図３に示す様に、上分割片１１ａには上端から鉛直方向に挿通口１４が形成され、その挿通口１４の下方に連続して液体貯留空間１８を構成する孔が同軸に形成される。

【0027】

挿通口１４に挿通されるプランジャ１５は、挿通口１４に挿通される断面積が一定の第一棒状部１５ａと、その第一棒状部１５ａの先端に同軸に形成されて第一棒状部１５ａと異なる一定断面積を有する第二棒状部１５ｂを備える。

【0028】

図３に示すように、この実施の形態における第一及び第二棒状部１５ａ，１５ｂは円柱状物であって、第一棒状部１５ａの直径Ｄ１より第二棒状部１５ｂの直径Ｄ２が小さくなるように作られる。例えば、第一棒状部１５ａの直径Ｄ１が２．０ｍｍであって、その先端に同軸に形成された第二棒状部１５ｂの直径Ｄ２が１．９ｍｍであるようなものが例示される。

【0029】

プランジャ１５の先端となる第二棒状部１５ｂが液体貯留空間１８に達するように第二棒状部１５ｂから挿通口１４に挿入される。挿通口１４には、第一棒状部１５ａの外周面との間の隙間を塞ぐパッキン２８が設けられ、この第一棒状部１５ａがパッキン２８と共に挿通口１４に挿通される。

【0030】

図におけるパッキン２８は、比較的長い組み合わせパッキンであって、この挿通口１４を介して外部の空気が液体貯留空間１８に流入すること及び液体貯留空間１８から液体が流出することを確実に禁止し得るようなものが用いられる。

【0031】

また、本発明におけるプランジャポンプ１０は液体タンク１６を備え、ポンプボディ１１にはその液体タンク１６を液体貯留空間１８に連結する吸入口１３と、液体貯留空間１８の液体を外部に吐出する吐出口１２とが形成される。

【0032】

具体的に、この上分割片１１ａには、液体貯留空間１８を構成する上横孔１８ａが形成され、この上横孔１８ａに上端が連通する上吐出孔１２ａと上副吸入孔１９ａが液体貯留空間１８を挟むように、その液体貯留空間１８に平行に形成される。

【0033】

中分割片１１ｂには、液体タンク１６の下端が連続するタンク取付片２２が横方向に延びて取付けられ、このタンク取付片２２には液体が流通する流通孔２２ａが形成される。このタンク取付片２２が取付けられる中分割片１１ｂには、その流通孔２２ａに連通する下横孔１３ａが形成される。そして、中分割片１１ｂには、この下横孔１３ａに下端が連通し上端が上副吸入孔１９ａに連続する下副吸入孔１９ｂと、この下横孔１３ａに下端が連通し上端が液体貯留空間１８に連続する主吸入孔１３ｃが形成される。

【0034】

従って、液体貯留空間１８と液体タンク１６を連結する吸入口１３は、少なくとも、上横孔１８ａ、上副吸入孔１９ａと、下副吸入孔１９ｂ、下横孔１３ａ及び主吸入孔１３ｃを含むものとなる。そして、液体貯留空間１８に連続する主吸入孔１３ｃは挿通口１４と対向することになり、プランジャ１５における第二棒状部１５ｂは、この主吸入孔１３ｃに挿入可能に構成される。

【0035】

即ち、液体タンク１６を液体貯留空間１８に連結する吸入口１３は、プランジャ１５における第二棒状部１５ｂが係脱自在に構成された主吸入孔１３ｃと別に、その主吸入孔１３ｃに並列に設けられた副吸入口１９を備える。この実施の形態では、下端が下横孔１３ａに連通する下副吸入孔１９ｂ、その下副吸入孔１９ｂに連通する上副吸入孔１９ａ、及びこの上副吸入孔１９ａを液体貯留空間１８に連通させる上横孔１８ａが、副吸入口１９を構成する場合を示す。

【0036】

そして、主吸入孔１３の内壁面には、その第二棒状部１５ｂの外周面と密着するシール部材２９が設けられ、第二棒状部１５ｂは、主吸入孔１３ｃに挿入した状態で主吸入孔１３ｃに往復摺動自在であって、シール部材２９は、ポンプボディ１１内における液体貯留空間１８を密閉状態に保ち、その液体貯留空間１８から液体が主吸引孔１３ｃ側に漏れるのを防止するように構成される。

【0037】

また、この中分割片１１ｂには、下副吸入孔１９ｂとともに主吸入孔１３ｃを挟む中吐出孔１２ｂが上吐出孔１２ａに連続するように、その主吸入孔１３ｃに平行に形成される。

【0038】

下分割片１１ｃには、中吐出孔１２ｂに連続する下吐出孔１２ｃが貫通して形成され、その下吐出孔１２ｃの下端には、この下吐出孔１２ｃを流下する液体を外部に排出するノズル２４が吐出側逆止弁２６を介して取付けられる。

【0039】

この吐出側逆止弁２６は、弁体２６ａ、弁座２６ｂ及びその弁体２６ａを弁座２６ｂに当接付勢するバネ２６ｃを有し、弁座２６ｂが中分割片１１ｂと下分割片１１ｃとの間に介装される。弁体２６ａとバネ２６ｃは下吐出孔１２ｃに挿通され、ポンプボディ１１における液体貯留空間１８の圧力が正圧になると、図２に示すように、バネ２６ｃの付勢力に抗して弁体２６ａが弁座２６ｂから離間して開き、上横孔１８ａ、上吐出孔１２ａ、中吐出孔１２ｂ及び下吐出孔１２ｃを介して液体貯留空間１８からノズル２４に流れる液体の流れを開放して、その液体をノズル２４から外部に吐出するように構成される。

【0040】

従って、液体貯留空間１８と上吐出孔１２ａとを連通させる上横孔１８ａ、上吐出孔１２ａ、中吐出孔１２ｂ及び下吐出孔１２ｃが、液体貯留空間１８の液体を外部に吐出する吐出口１２を形成することに成る。そして、この吐出側逆止弁２６は、ポンプボディ１１における液体貯留空間１８の圧力が負圧になるとバネ２６ｃの付勢力により弁体２６ａが弁座２６ｂに当接して下吐出孔１２ｃを閉じ、この吐出口１２を介して外部のエアが液体貯留空間１８に向かって流れることを防止するように構成される。

【0041】

一方、上分割片１１ａにおける上副吸入孔１９ａの下端には吸入側逆止弁２７が設けられる。この吸入側逆止弁２７も吐出側逆止弁２６と同様に、弁体２７ａ、弁座２７ｂ及びその弁体２７ａを弁座２７ｂに当接付勢するバネ２７ｃとを有し、弁座２７ｂが上分割片１１ａと中分割片１１ｂとの間に介装される。

【0042】

弁体２７ａとバネ２７ｃは上副吸入孔１９ａに挿通され、ポンプボディ１１における液体貯留空間１８の圧力が負圧になると、図１に示す様に、バネ２７ｃの付勢力に抗して弁体２７ａが弁座２７ｂから離間して開き、副吸入口１９を上昇する液体を液体貯留空間１８に案内するように構成される。

【0043】

逆に、この吸入側逆止弁２７は、ポンプボディ１１における液体貯留空間１８の圧力が正圧になると、図２に示す様に、バネ２７ｃの付勢力により弁体２７ａが弁座２７ｂに当接して副吸入口１９を閉じ、その副吸入口１９を介して液体貯留空間１８の液体が流出することを防止するように構成される。

【0044】

これらの他に、タンク取付片２２と中分割片１１ｂとの接合部、及び上分割片１１ａの上吐出孔１２ａと中分割片１１ｂの中吐出孔１２ｂとの接合部には、それぞれシール材１０ａ，１０ｂが設けられ、それらの接合部から外部への液体の流出、及びそれらの接合部において外部の空気が内部へ流入することを防止するように構成される。

【0045】

図４に示す様に、本発明のプランジャポンプ１０は、プランジャ１５を移動させる駆動装置３０を備える。この実施の形態における駆動装置３０は、ポンプボディ１１の上部、即ちポンプボディ１１における上分割片１１ａが下部に取付けられたハウジング３１と、そのハウジング３１にプランジャ１５の軸方向に移動可能に取付けられた可動体３２と、その可動体３２に設けられプランジャ１５の軸方向に延びるボールネジ３３が螺合する雌ねじ３４と、その雌ねじ３４に螺合してハウジング３１に軸芯を中心に回転可能に設けられたボールネジ３３と、そのボールネジ３３を回転させるサーボモータ３５とを備える。

【0046】

図４では、そのハウジング３１にプランジャ１５の軸方向に平行に設けられたレール３１ｂに可動体３２が移動可能に取付けられ、サーボモータ３５がハウジング３１に平行に設けられる場合を示す。そして、このサーボモータ３５の回転軸３５ａに第一プーリ３６が設けられ、雌ねじ３４に第二プーリ３７が同軸に設けられ、この第一及び第二プーリ３６，３７にベルト３８が掛け回されるものとする。

【0047】

一方、ポンプボディ１１の上端から上方に突出するプランジャ１５は、その上端が可動体３２に取付けられる。このため、サーボモータ３５を駆動することによりボールネジ３３が回転し、プランジャ１５を可動体３２に連結することにより、そのボールネジ３３に螺合する雌ねじ３４を有する可動体３２と共にプランジャ１５を軸方向に移動可能に構成される。

【0048】

なお、ハウジング３１は、このプランジャポンプ１０を移動させる図示しないロボットのアーム１０ｃに取付けられるものとする。

【0049】

更に、本発明のプランジャポンプ１０は、吸入口１３を介してポンプボディ１１に液体を供給する液体タンク１６が設けられる。この実施の形態における液体タンク１６は、上端が開放されて下端が先細りの容器本体３８と、その容器本体３８の上端開口部を封止する蓋体３９とを有する。ハウジング３１には容器本体３８を保持する保持金具３１ａが取付けられ、容器本体３８における先細りの下端がタンク取付片２２の先端に取付けられる。

【0050】

具体的に、図１～図３に示す様に、タンク取付片２２の先端には、流通孔２２ａが上方に開口して形成され、その開口の周囲に雌ねじ２２ｂが形成される。容器本体３８における先細りの下端には、その雌ねじ２２ｂに螺合する雄ねじ４０ｂが周囲に形成された雄ねじ部材４０が取付けられる。

【0051】

その雄ねじ部材４０にはその中心軸に上下方向に貫通する貫通孔４０ａが形成され、この雄ねじ部材４０を雌ねじ２２ｂに螺合させることにより、容器本体３８を鉛直にして、その先細りの下端がタンク取付片２２の先端に取付けられるものとし、このように取付けられた状態では、容器本体３８の内部と流通孔２２ａが雄ねじ部材４０における貫通孔４０ａを介して水密に連通するように構成される。

【0052】

一方、塗布すべき液体はこの容器本体３８に上端開口端から注入してこの容器本体３８に貯留し、図４に示すように、この容器本体３８の上端開口部を閉塞する蓋体３９には容器本体３８の内部を外部に連通させるエア供給口３９ａが形成される。液体は容器本体３８に上端開口部から注入されるので、その液体は自重により容器本体３８の下部に移動して貯留され、容器本体３８の上部には空間が形成されることになる。

【0053】

よって、このように液体が下部に貯留された容器本体３８の上端開口部を蓋体３９により封止し、その蓋体３９に形成されたエア供給口３９ａから圧縮エアを容器本体３８内部に供給して液体上方に形成された容器本体３８内部の空間の圧力を高めることにより、その圧力により液体は容器本体３８の下部に設けられた雄ねじ部材４０における貫通孔４０ａを介して流通孔２２ａに加圧流入させるように構成される。

【0054】

次に、上記のように構成されたプランジャポンプの動作について説明する。

【0055】

このプランジャポンプ１０は、これを移動させる図示しないロボットのアーム１０ｃ（図４）に取付けられて用いられる。塗布すべき液体は液体タンク１６における容器本体３８の上端開口端から注入して、この容器本体３８に必要な量の液体を貯蔵させる。そして、容器本体３８の上端開口部には、その後に蓋体３９により閉塞させる。

【0056】

次に、ポンプボディ１１における吐出口１２、吸入口１３及び液体貯留空間１８の全てをこの液体により満たす。この時、液体タンク１６における貯留された液体の粘度が低い場合には、その蓋体３９に形成されたエア供給口３９ａから圧縮エアを容器本体３８内部に供給して容器本体３８内部の空間の圧力を高めるだけで可能となる。

【0057】

即ち、図３に示すように、容器本体３８内部の圧力により液体は容器本体３８の下部に設けられた雄ねじ部材４０における貫通孔４０ａを介して流通孔２２ａに流入し、その後、ポンプボディ１１に形成された吸入口１３から液体貯留空間１８を経て吐出口１２まで流通し、それらの全てに満たされる。この時、図３に示すように、プランジャ１５における第二棒状部１５ｂを主吸入孔１３ｃから抜き出しておくことにより、その主吸入孔１３ｃから液体貯留空間１８への液体の流入を可能としておくことが、より速く液体を満たすために好ましい。

【0058】

一方、液体タンク１６における貯留された液体の粘度が高い場合には、容器本体３８内部の空間の圧力を高めるとともに、プランジャ１５を往復移動させて液体貯留空間１８の容積を増減させて、液体を吸引させる。

【0059】

即ち、プランジャ１５が挿通口１４から液体貯留空間１８側に挿入し、その液体貯留空間１８の容積縮小によりその液体貯留空間１８における空気又は液体を吐出口１２から吐出させる。その一方、プランジャ１５を挿通口１４を介して液体貯留空間１８から引き抜いて液体貯留空間１８の容積拡大により液体タンク１６から吸入口１３を介して液体貯留空間１８に液体を吸入させる。このようなことを繰り返して、ポンプボディ１１における吐出口１２、吸入口１３及び液体貯留空間１８の全てをこの液体により満たす。

【0060】

ポンプボディ１１における内部空間の全てが液体により満たされた後には、図２に示すように、プランジャ１５における第二棒状部１５ｂの先端を主吸入孔１３ｃに進入させてその主吸入孔１３ｃを封止して、液体貯留空間１８を密閉状態とする。これを初期状態としておく。そして、この状態から図示しないロボットはプランジャポンプ１０を移動させ、そのノズル２４を塗布位置に対向させる。

【0061】

塗布位置における液体の実際の塗布にあっては、プランジャ１５を挿通口１４から液体貯留空間１８側に挿入させる。図２の実線矢印で示すように、初期状態からプランジャ１５が移動すると、第二棒状部１５ｂが液体貯留空間１８から主吸入孔１３ｃに退出していく一方、第一棒状部１５ａが液体貯留空間１８に進入してくる。そして、液体貯留空間１８の容積は、進入した第一棒状部１５ａの体積と退出した第二棒状部１５ｂの体積との差だけ減少し、液体貯留空間１８の圧力は正圧となる。

【0062】

すると、図２に示す様に、吸入側逆止弁２７は、バネ２７ｃの付勢力により弁体２７ａが弁座２７ｂに当接して副吸入口１９を閉じ、その副吸入口１９を介して液体貯留空間１８の液体が流出することを防止する。そして、液体貯留空間１８における液体の圧力が上昇すると、吐出口１２にあっては吐出側逆止弁２６が開き、ノズル２４を介して液体が吐出される。

【0063】

この時、異なる断面積を有する２つの棒状部１５ａ，１５ｂを有するプランジャ１５を使用すれば、進入してくる第一棒状部１５ａの体積と、退出していく第二棒状部１５ｂの体積との差が吐出量となるため、微少量の液体の吐出が可能となる。

【0064】

例えば、一棒状部１５ａと第二棒状部１５ｂの断面積の差が０．３ｍｍ²であるプランジャ１５を１０ｍｍ移動させると、液体貯留空間１８の容積は３ｍｍ³減少し、それに相当する量の液体をノズル２４から吐出させることができる。従って、プランジャ１５の直径及び進入量を小さくすることなく、高精度で微少量の液体を吐出することができる。

【0065】

所定量の液体を吐出した後には、プランジャ１５の移動を停止し、ノズル２４からの液体の吐出を停止する。すると、吐出口１２に設けられた吐出側逆止弁２６にあっては、バネ２６ｃの付勢力により弁体２６ａが弁座２６ｂに当接して吐出口１２を閉じ、吐出口１２を介して外部のエアが液体貯留空間１８に向かって流れることを防止する。

【0066】

なお、吐出量を変更する場合には、プランジャ１５の進入量を変更したり、或いは第一及び第二棒状部１５ａ，１５ｂの断面積の差を変更すればよいが、パッキン２８との密着状態を適切に維持するため、断面が円形を成す第一棒状部１５ａの直径は１ｍｍ以上とするのが望ましい。

【0067】

液体を吐出した後には、液体貯留空間１８の容積が拡大する方向にプランジャ１５を移動させて、液体タンク１６から吸入口１３を介して液体貯留空間１８に液体を吸入させることになる。

【0068】

具体的に、この液体の吸入にあっては、図１の実線矢印で示す様に、プランジャ１５の液体貯留空間１８への進入状態からそのプランジャ１５を後退させて、ポンプボディ１１の密閉状態の液体貯留空間１８の容積を増大させ、その液体貯留空間１８を負圧とさせる。

【0069】

この液体の吸入にあっては、主吸入孔１３ｃにプランジャ１５の先端である第二棒状部材１５ｂが挿入され、その主吸入孔１３ｃは封止されているので、その主吸入孔１３ｃを介した液体貯留空間１８への液体の供給は禁止される。

【0070】

しかし、本発明のプランジャポンプ１０では、副吸入口１９を主吸入孔１３ｃに並列に設けたので、副吸入口１９における吸入側逆止弁２７では、液体貯留空間１８の圧力が負圧になると、図１に示す様に、バネ２７ｃの付勢力に抗して弁体２７ａが弁座２７ｂから離間して開くことになる。すると、液体タンク１６に貯留された液体は、吸入口１３を構成する副吸入口１９を介して液体貯留空間１８に吸入されることになる。

【0071】

即ち、本発明のプランジャポンプ１０では、主吸入孔１３ｃにプランジャ１５の先端が挿入され、その主吸入孔１３ｃを介した液体貯留空間１８への液体の供給が困難な状況であっても、この副吸入口１９を介して液体が液体貯留空間１８に流入するので、その液体貯留空間１８の気圧の著しい低下は回避され、その液体貯留空間１８に残存する液体が気化してしまうような事態は防止されることになる。

【0072】

ここで、液体タンク１６の内部圧力を高める圧縮エア供給口３９ａを液体タンク１６に形成しているので、その液体タンク１６内の圧力を高めることにより、この液体タンク１６から吸入口１３を介した液体の液体貯留空間１８への供給を速やかに行うことが可能となる。

【0073】

例えば、気泡を発生させやすい液体が液体タンク１６に貯留されている場合には、プランジャ１５をすぐには後退させることなく(負圧を起こさせない)、先に液体タンク１６内の圧力を高めることにより、正圧を液体タンク１６にかけて、副吸入口１９を介した液体の液体貯留空間１８への流入を先に促す。その後にプランジャ１５を後退させ、主吸入孔１３ｃにプランジャ１５の先端が挿入された状態を維持したまま、吐出開始位置まで戻すことができる。このように、プランジャ１５を時間差をもって後退させることにより液体貯留空間１８の気圧の低下は回避され、気泡発生しやすい液体の気化現象を確実に抑えることができ、微小塗布において精度の安定化が可能となる。

【0074】

また、プランジャ１５における第二棒状部１５ｂの外周面と密着するシール部材２９は、第一棒状部１５ａの外周面と密着する比較的長い組み合わせパッキン２８に比較して、そのシール性に劣ることになり、プランジャ１５の先端である第二棒状部１５ｂが挿入された主吸入孔１３ｃの気密性が損なわれるようなことがあっても、その主吸入孔１３ｃは吸入口１３として液体タンク１６に連結されているので、この主吸入孔１３ｃから液体貯留空間１８に流入するのは液体となる。このため、この主吸入孔１３ｃから外部の空気が侵入するようなことはない。

【0075】

一方、液体タンク１６に高粘度液体で気化に対して殆ど影響のない液体が貯留されている場合には、圧縮エア供給口３９ａから液体タンク１６に圧縮エアを供給して液体タンク１６内の圧力を高めることにより、その液体タンク１６から液体を吸入口１３に送り込む。それと同時にプランジャ１５を後退させ、プランジャ１５の先端、この実施の形態では第二棒状部１５ｂを主吸入孔１３ｃから脱離させて、その主吸入孔１３ｃから液体貯留空間１８へ液体を流入させる。これにより、流動性の悪い液体であっても速やか吸引が可能となって、液体貯留空間１８の液体の速やかな充填が可能となる。

【0076】

よって、吸入口１３が主吸入孔１３ｃと別に副吸入口１９を備える本発明のプランジャポンプ１０では、気泡を発生させやすい液体であるか否かに関わらず気体の吸引や発生を防止しつつ高精度で微量の液体の吐出を行うことができ、低粘度から中粘度、高粘度までの液体の塗布に対応しうるものとなる。

【0077】

なお、上述した実施の形態では、断面が円形のプランジャ１５を用いて説明したが、プランジャ１５の断面形状は上記した円柱状のものに限られない。即ち、プランジャ１５の先端部及び後端部と、これに対応するポンプボディ１１に形成された開口（挿通口１４と主吸入孔１３ｃ）とが一定断面積で往復摺動可能に構成され、しかも、プランジャ１５の先端部と後端部との摺動部分が異なる断面積を有していれば、例えば、断面多角形の角柱状のものをプランジャとして使用してもよい。

【0078】

また、プランジャ１５の中間部の構成も特に限定されることは無く、例えば、中間部の外径がテーパ状に変化し、先端部と後端部とで断面積が異なるように構成されたプランジャ１５を用いてもよい。但し、加工性の観点からすれば、上記した断面積の異なる第一及び第二棒状部を有するプランジャ１５を使用するのが好ましい。

【0079】

また、上述した実施の形態では、液体貯留空間１８の圧力の上昇下降に伴ってバネにより開閉する逆止弁２６，２７を使用しているが、これ以外に、例えば制御装置により、プランジャ１５の進入後退に同期して開閉するような逆止弁を用いてもよい。

【符号の説明】

【0080】

１０ プランジャポンプ
１１ ポンプボディ
１２ 吐出口
１３ 吸入口
１３ｃ 主吸入孔
１４ 挿通口
１５ プランジャ
１５ａ 第一棒状部
１５ｂ 第二棒状部
１６ 液体タンク
１８ 液体貯留空間
１９ 副吸入口
２７ 吸入側逆止弁（逆止弁）
３０ 駆動装置（駆動手段）
３９ａ 圧縮エア供給口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】