(57)【要約】本発明は、真に容積測定の正変位技術に基づいた連続作動の計測用弁を有する。従来の計測用弁と異なり、その独創的な弁は、革新的なデュアルのラックおよび駆動ピニオンの設計を適用し、その設計は、他方の計測チャンバが充満している間に、一方の計測チャンバから弁が分配することを可能とする。このことは、充満または詰め替えの期間を必要としないので、より大きい分配サイクルレートを提供する。選択的にエンコーダ制御型モータを用いると、その本発明による独創的な弁は、「休む間もない（ｏｎ−ｔｈｅ−ｆｌｙ）」調整能力により、ほとんど無限の精度の分配が可能である。
2005508011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的な線型正変位を計測する弁であって、
流体を分配する２つのチャンバと、
前記２つのチャンバの各々に配設された計測ロッドであって、各計測ロッドが前記それぞれの流体分配用チャンバに収容されている流体を加圧するための計測チップを有し、当該２つの計測ロッドは、対向する２つの線型方向に移動可能である計測ロッドと、
前記２つの流体分配チャンバの各々への流体の流入を選択的に許可する流体注入ポートと、
前記２つの計測ロッドを同時的に対向する線型の方向に直線的に駆動するモータと、
前記モータの動作方向を逆転するスイッチであって、それにより、前記計測ロッドの各々のそれぞれの線型移動方向を逆転させるスイッチと、
前記モータの動作方向に応じて、前記２つの流体分配チャンバの各々から流体を交互に分配する指向性弁と
を具備する、連続的な線型正変位を計測する弁。
【請求項２】
線型正変位の計測用弁から連続的に流体を分配する方法であって、
第１のボアに配設される第１の計測用ロッドを、直線的に上方に駆動させ、
流体分配チャンバに、前記第１のボアとの流体連通によって分配されるべき流体を充満し、
第２の計測用ロッドを、前記第１の計測用ロッドの駆動と同時的に、直線的に下方に駆動させ、
前記第１の計測用ロッドの上端が上限に達した時に前記第１および第２の計測用ロッドのそれぞれの移動の直線方向を逆転させ、これにより、第１の計測用ロッドが直線的に下方に移動し始め、それによって前記流体分配チャンバを加圧し、前記チャンバから流体を分配する
線型正変位の計測用弁から連続的に流体を分配する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連する先行出願〕
本出願は、２０００年４月１９日に出願された仮出願シリアル番号：６０／１９８５９４の出願日の米国特許法第１１９条（ｅ）に基づく利益を要求するものであり、その出願は、ここに明示的に参考として組み入れられる。
【０００２】
〔本発明の背景〕
本発明は、連続的な正変位の計測用弁に関し、より特定的には、改良された線型の計測用弁に関するものであって、それは、他方の計測チャンバが充満している間に、弁が一方の計測チャンバから分配することを可能とする革新的な２つのラックアンドピニオンの設計を有する。
【背景技術】
【０００３】
微小弁（ｍｉｃｒｏｖａｌｖｅｓ）は、接着剤、エポキシ、ポッティング混合物、ＳＭＴ接着剤、２部分の接着剤、および半田ペースト（その中に分散された固体とともに）などの流体材料を、繰り返しかつ正確に分配する従来技術において知られている。
代表的には、流体材料に対するこれらの分配物は、電子装置の組み立てや修理、位置ガスケット（ｐｌａｃｅ  ｇａｓｋｅｔ）における型、コンポーネントの組み立てや密閉、型製作、鋳物、ツールや機械および機器の製作と組み立て、ＳＭＴリペア、様々な他の用途などの広く様々な産業に適用される。
【０００４】
このタイプの現存している正変位の分配システムは、回転構造のものであり、たとえば米国特許第５９３１３５５号に開示されている弁であって、その米国特許は、ここに参考として明示的に組み入れられ、本出願とともに一般にアサインされる。それ故、これらの分配システムは、真に容積測定の正変位技術に基づいていない。
【０００５】
第２の計測チャンバが充満している間に、弁が第１の計測チャンバから分配することを可能とし、また、その逆も可能とする真の容積正変位技術に基づく計測用弁を利用することは、少なくともいくつかの分配用の用途にとって、有利となるであろう。
その結果は、充満または詰め替え（ｒｅｌｏａｄ）の期間の必要性の欠如のため、より大きい分配サイクルレートを伴った連続的な動作サイクルとなるであろう。
【０００６】
〔本発明の概要〕
本発明は、真に容積測定の正変位技術に基づいた連続作動の計測用弁を有する。
従来の計測用弁と異なり、その独創的な弁は、革新的なデュアルのラックおよび駆動ピニオンの設計を適用し、その設計は、他方の計測チャンバが充満している間に、一方の計測チャンバから弁が分配することを可能とする。このことは、充満または詰め替えの期間を必要としないので、より大きい分配サイクルレートを提供する。選択的にエンコーダ制御型モータを用いると、その本発明による独創的な弁は、「休む間もない（ｏｎ−ｔｈｅ−ｆｌｙ）」調整能力により、ほとんど無限の精度の分配が可能である。
【０００７】
計測用弁は、ステンレススチールのウェット通路部品と最も広範囲な化学的互換性のためにテフロンシールを用い、容易に分解され洗浄される。
弁の側面に搭載される集積型電子基板は、（ロータリエンコーダ制御を使用しない場合に）ユニーク４方向の指向性弁とモータの方向を制御するために利用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
〔好適な実施形態の記述〕
本発明は、付加的な特徴とその利益とともに、添付する図解的図面に関連付けた下記の記述を参照することにより最良に理解される。
【０００９】
より特定的に図面を参照すると、図１〜３には、連続的な計測用弁１０が示され、本発明の原理に従って構成されている。計測用弁１０は、モジュール方式において有利に構成され、弁ブロック１２、計測ブロック１４、およびモータブロック１６を含む。
【００１０】
弁ブロックは、ステンレス鋼や他の好適な材料によって構築することが可能であり、また、好適な実施形態においては、傾斜型（ｔａｐｅｒｅｄ）ボア１８を有しており、そこに傾斜型指向性弁２０が挿入するためである。指向性弁２０は、好適には、４方向の傾斜型シート弁を有し、それは公知の構造からなり、ナット・ワッシャアセンブリ２２を使用してボア１８の中に固定されている。しかしながら、選択的に、たとえば、４方向の円柱形のシート弁と、対応する円柱形のボアとを利用されうるとともに、他の公知の指向性弁の構成の使用もまた、本発明の範囲内である。
【００１１】
指向性弁２０は、図解した実施形態においては、枢軸（ｐｉｖｏｔ）アーム２４を使用して駆動され（図３）、それは、枢軸板２６に応じて順に行われる。エアシリンダ２８は、枢軸板２６を駆動するために利用され、それは、制御回路／スイッチ３０、または他の好適な手段からの命令によって順に駆動される電磁弁（図示しない）の駆動に応じてなされる。
【００１２】
計測ブロック１４もまた、ステンレス鋼や他の好適な材料から構築され得る。計測ブロック１４内の一組のボア３２は、一組の計測ロッド３４の対応する計測ロッドを収容するために適合される。一組の計測ロッド３４のそれぞれは、各計測チップ３６を含み、それは、ボア３２とそれに対応する計測用チャンバ３７に収容された流体に対して変位圧（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）を適用するように特に適合される。
【００１３】
かかる流体は、分配すべき流体であり、それは本出願の技術的背景部分において上記した通りであって、たとえば、接着剤、エポキシ、ポッティング混合物、ＳＭＴ接着剤、２部分の接着剤、および半田ペースト（その中に分散された固体とともに）などや他の所望の流体を含んでもよい。
流体は、流体注入ポート３８を介して弁１０に導入され、流体注入ポート３８は、好適には、雌型ルアロック（Ｌｕｅｒ  Ｌｏｃｋ）や１０−３２インレット（ｉｎｌｅｔ）を有する。
注入器（ｓｙｒｉｎｇｅ）搭載ブラケット４０が使用されることが可能であり、それは、分配されるべき、かつ、注入ポート３８を通して弁に導入されるべき流体を含む産業用注入器を収容するためである。代表的には、かかる注入器は、３５ｃｃまでの流体収容力を有する。
【００１４】
モータブロック１６に関連して、このハウジング要素（ｈｏｕｓｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔ）は、工具鋼で構築されることが可能であり、たとえば、改善された摩損（ｗｅａｒ）抵抗を提供するために硬クロム仕上げのめっきをすることが可能である。モータブロック１６に対しては、モータ４２が取り付けられ、それは、一の好適な実施形態において、６ワット、２４Ｖ直流の歯車モータを有するようにしてもよい。
モータ４２は、モータハウジング１６内の駆動歯車４４を駆動し、そのハウジングは、平／遊び（ｓｐｕｒ／ｉｄｌｅｒ）歯車４６とスラストワッシャ４８を含む。
【００１５】
計測ロッド３４の上端は、図４においてより良く視認でき、ラックアンドピニオンシステムにおけるラックとして構成される。換言すると、この部位の計測ロッド３４の外周部は、歯５０を有し、それは駆動歯車４４の外周部上の対応する歯と噛み合うために適合され、それにより、ラックアンドピニオンシステムにおいて、モータ４２による駆動歯車４４の回転は、上方および下方において、計測ロッド３４の直線的な作動をもたらす。
【００１６】
有利なことには、第１の方向におけるモータ４２の回転は、各計測ロッド３４ａおよび３４ｂを、反対方向に直線的に移動させ、それは一方は上方に他方は下方に移動することをもって行われる。そして、上方に移動する計測ロッド３４ａ，３４ｂがモータブロック１６の上端に配設されたスイッチ板５２に接触した時、リミットスイッチが駆動され、それが順にモータ４２の方向を逆転させる。そして、上方に移動していた計測ロッド３４ａは下方に移動し始め、計測ロッド３４ｂは上方に移動し始める。
【００１７】
動作においては、駆動モータ４２に対する制御信号は、駆動歯車４４を回転させ、その駆動歯車４４は２つのラック、または、２つの計測ロッド３４の一方を分配方向（下方）に順に押し、他方を充満方向（上方）に順に押す。２つの計測ロッド３４は、化学的互換性を提供するためのカップシール、流体シールでアセンブリされる。この直線的なラックの移動は、正の容積上の流体変位をもたらす。モータ４２に対する低電圧信号は、低分配比をもたらす。小電圧信号は、小ショットサイズ（ｓｈｏｔ  ｓｉｚｅ）をもたらす。
【００１８】
２つの計測チャンバ弁のそれぞれの側は、１ｃｃの流体容量を保持するが、より小さい、または、より大きい容量の計測用弁は、ある用途に適しているかもしれない。一方の計測用チャンバ３７とボア３４が空になる時、スイッチ板５２上のリミットスイッチは、モータの極性を逆転させ、他方の計測用チャンバから分配を開始する。モータの極性の逆転と同時的に、弁２０は交互の位置に駆動され、それによって、他方の計測用チャンバは、流体出口５４との流体接触が確立され、その流体出口５４は、好適には、雄型ルアロックを有する。
【００１９】
モータ４２上のロータリエンコーダは、閉ループ信号を提供することができ、その信号は、制御された離散的な角度移動においてモータを回転させ、その移動は、正確な直線的変位をもたらす。
【００２０】
本発明の特別の利益は、簡易な保守と洗浄のために、システムの構成部品を容易に分解することができることである。３つのスクリューだけが分解を完了させるために除去される必要がある。一旦分解されると、ボアは、それを洗浄するために単にブラシをかけるだけでよい。
【００２１】
他の実施形態においては、独創的な計測用弁についてディスポーザブルな通路の改良型が使用されてもよく、その改良型において、計測ブロックと弁ブロックのアセンブリが低価格の射出成形型のプラスチックによりいくつの用途のために提供され、それらの用途としては、２つの部分の材料が組み立てられる場合や、危険物質を含んでいるというように洗浄が安全ではない場合であり、または、そのようなアセンブリは、価格効果がなくてもよい。
ステッパモータは、必要とされれば、利用され得る。さらに、微小ショット（ｍｉｃｒｏｓｈｏｔ）の改良型は、特別のカップリング設計を使用して利用することができ、その設計においては、より小さい計測ロッドチップが標準の計測ロッドに対して取り付けられる。
【００２２】
従って、本発明の例示的な実施形態が示され、記述されたが、多くの変更、改変並びに代替は、本発明の精神と特許請求の範囲から逸脱することなく、当業者によってなし得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の原理に基づいて構成された計測用弁の断面の正面図である。
【図２】図１に類似した部分的な断面図である。
【図３】図１および図２に図解された計測用弁の部分的な断面の側面図である。
【図４】本発明の一部を構成する測定ロッド単体の平面図である。
【図５】図４に示す測定ロッドの端部の図である。
【図６】本発明の一部を構成する弁ブロックの背面図である。
【図７】図６に図解された弁ブロックの側面図である。
【図８】図６および図７に示す測定ブロックの正面図である。
【図９】図８の線９−９に沿って取られた、図６〜図８に図解された弁ブロックの断面図である。
【図１０】図８の線１０−１０に沿って取られた、図６〜図９に図解された弁ブロックの断面図である。
【図１１】本発明の一部を構成する指向性弁の概略の平面図である。
【図１２】図１１に示された指向性弁の端部の図である。
【図１３】図１１の線１３−１３に沿って取られた断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０…計測用弁
１２…弁ブロック
１４…計測ブロック
１６…モータブロック
１８…傾斜型ボア
２０…傾斜型指向性弁
２２…ナット・ワッシャアセンブリ
２４…枢軸アーム
２６…枢軸板
２８…エアシリンダ
３０…制御回路／スイッチ
３２…一組のボア
３４…計測ロッド
３６…計測チップ
３７…計測チャンバ
３８…注入ポート
４０…注入器搭載ブラケット
４２…モータ
４４…駆動歯車
４６…平／遊び歯車
４８…スラストワッシャ
５０…歯
５２…スイッチ板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2005508011.tif 000015
【国際公開パンフレット】
2005508011.tif 000016
2005508011.tif 000017
2005508011.tif 000018
2005508011.tif 000019
2005508011.tif 000020
2005508011.tif 000021
2005508011.tif 000022
2005508011.tif 000023
2005508011.tif 000024
2005508011.tif 000025
2005508011.tif 000026
2005508011.tif 000027
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【国際調査報告】
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