(57)【要約】【課題】部材の摩耗を防止でき、かつ構造を簡易にできて小型化が容易であるとともに、液圧が高い場合にも対応可能な液体吐出装置を提供すること。【解決手段】液体吐出装置は、吸入ポート２１、吐出ポート２２と、各ポートに連通する開口が形成されたポート面３３を有するポート部材と、ポート面３３に対向配置されるバルブ面４１、３本のプランジャ挿入孔４２を有するバルブ部材と、バルブ部材を回転駆動する回転駆動手段と、プランジャ挿入孔４２に軸方向摺動自在に挿入された３本のプランジャ８０と、プランジャを軸方向に進退駆動するプランジャ進退駆動手段とを備える。液体吐出装置は、さらに、ポート部材に対するバルブ部材の相対位置を調整可能に位置決めしてバルブ面４１、ポート面３３間の隙間寸法を調整可能とする隙間寸法調整手段９０と、各面３３，４１間に介在されて各面の開口外周位置に各開口を囲むように配置されたシール材４８とを備える。【選択図】    図２
2004353623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が供給される吸入ポートおよび液体が吐出される吐出ポートを有し、かつ、前記吸入ポートおよび吐出ポートにそれぞれ連通する開口が形成されたポート面を有するポート部材と、
前記ポート部材のポート面に対向配置されるバルブ面を有し、かつこのバルブ面と前記ポート部材のポート面との間に隙間が形成された状態で回転自在に配置されるとともに、回転軸に沿って穿設されて前記バルブ面に開口され、かつ回転軸を中心とする円周方向の位置が等間隔に配置された３本のプランジャ挿入孔を有するバルブ部材と、
前記バルブ部材を回転駆動する回転駆動手段と、
前記バルブ部材の３本のプランジャ挿入孔にそれぞれ軸方向摺動自在に挿入された３本のプランジャ部材と、
前記各プランジャ部材を軸方向に進退駆動するプランジャ進退駆動手段と、
前記ポート部材に対するバルブ部材の相対位置を調整可能に位置決めして前記隙間寸法を調整可能とする隙間寸法調整手段と、
前記バルブ部材のバルブ面と前記ポート部材のポート面間に介在され、かつ、前記ポート面およびバルブ面の各開口の外周位置に前記各開口を囲むように配置されたシール材と、
を備えることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出装置において、
前記隙間寸法調整手段は、前記バルブ部材のバルブ面がポート面に当接した当接位置を基準位置とし、この基準位置から前記バルブ部材またはポート部材の一方を互いに離れる方向に移動させて前記隙間寸法を設定することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液体吐出装置において、
前記バルブ部材および隙間寸法調整手段間には、前記バルブ部材または隙間寸法調整手段の一方に固定されたボールベアリングが介在され、
前記バルブ部材または隙間寸法調整手段の他方は、前記ボールベアリングに当接するテーパ状の位置調整面を備え、
前記隙間寸法調整手段は、ポート部材およびバルブ部材に対して軸方向に移動自在に配置され、かつ、この軸方向に直交する方向にも位置調整可能に配置され、前記ボールベアリングを位置調整面に当接させることでバルブ部材のポート部材から離れる方向の移動を規制することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の液体吐出装置において、
前記バルブ部材のバルブ面には、シール材がバルブ面の面内方向に移動することを規制するシール保持溝が形成され、このシール保持溝は、平面略三角溝状に形成されていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の液体吐出装置において、
前記ポート部材のポート面には、前記各開口に連通される円弧溝が形成され、
この円弧溝の長さおよび位置は、
前記３つのプランジャ挿入孔のうちの１つのプランジャ挿入孔は各円弧溝に連通せず、他の２つのプランジャ挿入孔が各円弧溝にそれぞれ連通される状態と、
前記３つのプランジャ挿入孔のうちの２つのプランジャ孔が吸入ポートに連通される円弧溝に連通し、他の１つのプランジャ挿入孔が吐出ポートに連通される円弧溝に連通される状態と、
前記３つのプランジャ挿入孔のうちの１つのプランジャ挿入孔が吸入ポートに連通される円弧溝に連通し、他の２つのプランジャ挿入孔が吐出ポートに連通される円弧溝に連通される状態とを、前記バルブ部材の回転に伴い、切替可能に形成され、
前記プランジャ進退駆動手段は、吸入ポートに連通された円弧溝に１つのプランジャ挿入孔のみが連通されている場合には、そのプランジャ挿入孔に挿通されたプランジャ部材をバルブ部材の回転角度に対する移動量が一定となるように吸入ポートから離れる方向に移動させ、
吐出ポートに連通された円弧溝に１つのプランジャ挿入孔のみが連通されている場合には、そのプランジャ挿入孔に挿通されたプランジャ部材をバルブ部材の回転角度に対する移動量が一定となるように吐出ポートに近づく方向に移動させ、
吸入ポートに連通された円弧溝に２つのプランジャ挿入孔が連通されている場合には、各プランジャ挿入孔に挿通されたプランジャ部材を吸入ポートから離れる方向に移動させるとともに、バルブ部材の回転角度に対する各プランジャ部材の移動量の合計が、前記１つのプランジャ挿入孔のみが吸入ポートに連通された円弧溝に連通されている場合のプランジャ部材の移動量と同一となるように設定され、
吐出ポートに連通された円弧溝に２つのプランジャ挿入孔が連通されている場合には、各プランジャ挿入孔に挿通されたプランジャ部材を吐出ポートに近づく方向に移動させるとともに、バルブ部材の回転角度に対する各プランジャ部材の移動量の合計が、前記１つのプランジャ挿入孔のみが吐出ポートに連通された円弧溝に連通されている場合のプランジャ部材の移動量と同一となるように設定されていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の液体吐出装置において、
前記ポート部材は、
液体が供給される吸入ポートおよび液体が吐出される吐出ポートを備えたケース体と、
このケース体内に配置され、前記吸入ポートおよび吐出ポートにそれぞれ連通する連通孔を有し、かつこの連通孔が開口されたポート面を有するシールディスクとを備えて構成され、
前記バルブ部材は、
前記シールディスクのポート面に対向配置されたバルブ面を有し、かつこのバルブ面と前記シールディスクのポート面との間に隙間が形成された状態で回転自在に前記ケース体内に配置されるとともに、回転軸に沿って穿設され、かつ回転軸を中心とする円周方向の位置が等間隔に配置された３本のプランジャ挿入孔を有するバルブディスクと、
このバルブディスクと一体的に回転可能に設けられ、前記３本のプランジャ挿入孔と同軸に形成された３本のプランジャ挿入孔を有するプランジャガイドブロックと、
前記ケース体内においてバルブディスクおよびプランジャガイドブロックと一体的に回転自在に配置されるとともに、前記回転軸に沿って穿設され、かつ、回転軸を中心とする円周方向の位置が等間隔に配置された３本のガイド孔を有するカムフォロワガイドブロックとを備えて構成され、
前記プランジャ部材は、
前記バルブディスクおよびプランジャガイドブロックの各３本のプランジャ挿入孔にそれぞれ軸方向摺動自在に挿入された３本のプランジャと、
前記カムフォロワガイドブロックの３本のガイド孔にそれぞれ軸方向摺動自在に挿入された３本のカムフォロワとを備えて構成され、
前記各カムフォロワは、一端側が前記３本のプランジャに当接可能に配置されたカムフォロワ本体と、カムフォロワ本体に回動自在に取り付けられたローラとを有し、
前記カムフォロワのローラが当接するカム面を有する端面カムと、前記プランジャ部材をカム面側に付勢して前記カムフォロワをカム面に当接させる付勢手段とが設けられ、
前記カムフォロワガイドブロック、プランジャガイドブロックおよびシールディスクを回転駆動すると、前記カム面にローラが当接しながらカム面に沿って転動することで、カム面の形状に応じて各カムフォロワが軸方向に進退し、各カムフォロワの進退に応じて前記各プランジャが進退駆動されることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の液体吐出装置において前記ポート部材およびバルブ部材間の隙間寸法を設定する隙間寸法設定方法であって、
前記隙間寸法調整手段により、前記バルブ部材のバルブ面をポート面に当接させた後、吐出する液体の粘性および液圧に基づいて設定される寸法だけ前記バルブ部材をポート部材から離れる方向に移動させて前記隙間寸法を設定することを特徴とする隙間寸法設定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プランジャの往復動を利用して液体を吸入、吐出するプランジャポンプに関し、特に公転する３本のプランジャの往復動と液の流れを切り替える面バルブによって、回転量に比例した液の移動を行うプランジャポンプ式の液体吐出装置および該液体吐出装置の隙間寸法設定方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
極微量の液体を高精度に吐出でき、半導体製造工程における接着剤吐出等に利用されるプランジャポンプ式の液体吐出装置（ディスペンサ）が知られている（例えば特許文献１）。
この液体吐出装置は、吸入ポートおよび吐出ポートに連通する連通孔が開口された摺接面を有するバルブブロックと、このバルブブロックの摺接面に一端の摺接面を当接された状態でボディに回転自在に支持されるとともに、前記バルブブロックの連通孔の開口に連通可能にされた状態で軸方向に穿設された３本のプランジャ挿入孔を有するポンプブロックとを備え、ポンプブロックをバルブブロック側に付勢しながら回転駆動してプランジャ挿入孔を順次連通孔に連通させるとともに、各プランジャ挿入孔内のプランジャを軸方向にそれぞれ駆動して液体の吸引および吐出を順次繰り返すものである。これにより、極微量の液体を無脈動でかつ一定量毎、吐出することができるという優れた特性を有している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１２９３４５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記液体吐出装置は、バルブブロック及びポンプブロックの各摺接面を摺接させてシールする面バルブ方式を採用しているため、高粘度の液のように吐出液を圧送する場合や、ロボットで液体の吐出口を高速で移動できるように、液体をチューブなどを介して離れた位置まで送る場合には、面バルブ部分に高圧（例えば液圧が１００気圧程度）が加わる場合の対応に問題があった。
すなわち、ポンプブロックはバネによってバルブブロック側に押し付けられているが、面バルブ部分に高い圧力が加わり、バネの付勢力を上回ると、ポンプブロックの摺接面がバルブブロックの摺接面から離れてしまい、液が漏れてしまうという問題が発生する。
一方、前記高圧に対応できるようにするため、バルブブロックおよびポンプブロックの各材料の許容ＰＶ値、許容荷重近くまで押し付け力（付勢力）を大きくすると、各摺接面の摩耗が多くなり、かつ、面バルブ部分の摩擦力増加によりポンプブロックを回転駆動させるための必要トルクも大きくなり、効率が低下してモータも大きくしなければならず、液体吐出装置の構造を必要以上に頑丈にかつ重くしなければならないという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、部材の摩耗を防止でき、かつ構造を簡易にできて小型化が容易であるとともに、液圧が高い場合にも対応可能な液体吐出装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の液体吐出装置は、液体が供給される吸入ポートおよび液体が吐出される吐出ポートを有し、かつ、前記吸入ポートおよび吐出ポートにそれぞれ連通する開口が形成されたポート面を有するポート部材と、前記ポート部材のポート面に対向配置されるバルブ面を有し、かつこのバルブ面と前記ポート部材のポート面との間に隙間が形成された状態で回転自在に配置されるとともに、回転軸に沿って穿設されて前記バルブ面に開口され、かつ回転軸を中心とする円周方向の位置が等間隔に配置された３本のプランジャ挿入孔を有するバルブ部材と、前記バルブ部材を回転駆動する回転駆動手段と、前記バルブ部材の３本のプランジャ挿入孔にそれぞれ軸方向摺動自在に挿入された３本のプランジャ部材と、前記各プランジャ部材を軸方向に進退駆動するプランジャ進退駆動手段と、前記ポート部材に対するバルブ部材の相対位置を調整可能に位置決めして前記隙間寸法を調整可能とする隙間寸法調整手段と、前記バルブ部材のバルブ面と前記ポート部材のポート面間に介在され、かつ、前記ポート面およびバルブ面の各開口の外周位置に前記各開口を囲むように配置されたシール材と、を備えることを特徴とするものである。
【０００７】
ここで、前記バルブ面およびポート面間の隙間寸法は、主に、液体の粘性、液圧に基づいて設定され、さらに、吐出液に要求される精度、吐出スピード、粒を含む液体であるか等の条件によって設定すればよい。例えば、ポンプが停止している際に、１０気圧程度の圧力で液を供給しても、その隙間部分を液が動くことが殆ど無い程度の僅かな隙間に設定すればよい。より具体的には、通常は、隙間寸法は、２μｍ〜５０μｍ程度の範囲で設定すればよい。隙間寸法が２μｍ未満であると各面の接触を防止することが困難となり、５０μｍよりも大きいと液の種類によってはその隙間部分を液体が移動しやすくなり、液が吐出ポートおよび吸入ポート間で移動してしまい吐出量の精度が低下する可能性が高まるためである。従って、現実的には、５μｍ〜１０μｍ程度であることが、各面の接触を確実に防止できかつ液体の移動を殆ど無くすことができる点で好ましい。なお、銀ペーストのように、液体内に粒状体が含まれている場合には、粒状体を潰さないようにするため、前記隙間寸法はその粒の直径よりも大きいことが好ましい。
【０００８】
本発明では、ポート部材のポート面と、バルブ部材のバルブ面とが所定間隔離れて配置されているが、各面間にシール材が介在されているので、これらの各面およびシール材で区画される空間の容積は一定である。
そして、吸入ポートに供給された液体は、吸入ポートに面しているプランジャ挿入孔内に、その挿入孔内に配置されたプランジャが吸入ポートから離れるとともに吸引される。この際、前記隙間は、液が殆ど移動できない程度の小さな隙間寸法に設定されているため、吸入ポートから前記隙間を介して吐出ポートに移動してしまう液体は殆ど無く、吸入ポートおよび吐出ポート間は前記隙間が形成されていても実質的にはシールされている。
吸入ポートからの液体が吸入されたプランジャ挿入孔が吐出ポートまで移動し、プランジャが吐出ポート側に移動すると、そのプランジャの移動に伴って変化する体積分、吐出ポートから液体がされる。この際も、吸入ポートおよび吐出ポート間は前記隙間が形成されていても実質的にはシールされているので、プランジャによって押し出された液体は吐出ポートから吐出され、吸入ポートに戻ることは殆どないため、吐出量の精度も維持できる。
【０００９】
この際、ポート部材のポート面と、バルブ部材のバルブ面とが所定間隔離れて配置されているので、各面を摺動させていた従来に比べて、各面が摩耗することもなく、かつ各面間で摩擦力が生じないため、バルブ部材を駆動するために必要なトルクも小さくでき、使用するモータも小型化できる。このため、液体吐出装置の構造も簡略化でき、軽量化できる。
また、各面間に隙間が生じても、各面間にシール材が介在されており、前記バルブ位置調整手段によって前記シール材が各面に接してシール可能な状態に維持されているので、液体が漏れることも防止できる。
さらに、前記ポート部材に対するバルブ部材の相対位置を調整可能に位置決めして前記隙間寸法を調整しているため、面バルブ部分に高い圧力が加わっても、バルブ部材をバネで押し付けている場合のように、バルブ部材が移動してしまうこともなく、液漏れを防止することができる。この際、吐出ポート部分に加わる液圧が高くなると、一部の液が前記隙間を介して吸入ポート側に戻るが、その戻り量は液圧に比例し、液圧が一定であれば戻り量も一定であるため、吐出量も一定となる。従って、液圧が高くなっても吐出量の精度を維持できる。
【００１０】
ここで、前記隙間寸法調整手段は、前記バルブ部材のバルブ面がポート面に当接した当接位置を基準位置とし、この基準位置から前記バルブ部材またはポート部材の一方を互いに離れる方向に移動させて前記隙間寸法を設定することが好ましい。
バルブ面をポート面に一旦当接させた状態から、バルブ面がポート面から離れるようにバルブ部材またはポート部材を移動させるようにすれば、前記ポート部材のポート面と、バルブ部材のバルブ面との隙間が非常に小さい場合でも、確実に隙間を形成することができる。
【００１１】
また、前記バルブ部材および隙間寸法調整手段間には、前記バルブ部材または隙間寸法調整手段の一方に固定されたボールベアリングが介在され、前記バルブ部材または隙間寸法調整手段の他方は、前記ボールベアリングに当接するテーパ状の位置調整面を備え、前記隙間寸法調整手段は、ポート部材およびバルブ部材に対して軸方向に移動自在に配置され、かつ、この軸方向に直交する方向にも位置調整可能に配置され、前記ボールベアリングを位置調整面に当接させることでバルブ部材のポート部材から離れる方向の移動を規制することが好ましい。
【００１２】
このような構成では、前記バルブ面およびポート面の隙間が小さいため、隙間に介在されたシール材の弾性力や供給される液体の圧力で前記ポート部材はバルブ面から離れる方向に常時付勢されている。従って、バルブ部材または隙間寸法調整手段の一方に固定されたボールベアリングは、他方に形成されたテーパ状の位置調整面に常時当接し、この当接位置つまりは隙間寸法調整手段の位置を決めればバルブ部材の位置決めを行うことができる。従って、隙間寸法調整手段の構成を非常に簡易にできる。
さらに、前記位置調整面はテーパ面とされているので、前記隙間寸法調整手段等に組立精度誤差等があっても、その誤差はテーパ面に応じて隙間寸法調整手段が移動することで容易に吸収できるので、バルブ部材の位置を正確に設定することができる。
【００１３】
また、前記バルブ部材のバルブ面には、シール材がバルブ面の面内方向に移動することを規制するシール保持溝が形成され、このシール保持溝は、平面略三角溝状に形成されていることが好ましい。
シール保持溝つまりは溝内に配置されるＯリング等のシール材が、バルブ部材の回転中心に対して同心円状に配置されている場合、バルブ部材の回転に伴いシール材はポート面の同じ箇所（同心円位置）を移動し続けることになる。この場合、シール材が接するポート面部分は液がシール材によって排除され続けるために乾いてしまう。Ｏリング等のシール材は、僅かな液を介してポート面に接している状態であれば、前記液が潤滑油のような役割を果たし、シール材の損傷を抑えることができる。これに対し、液が無くなって乾いてしまうと、油膜切れのような状態になってシール材の損傷が激しくなり、シール材の寿命が短くなる。
これに対し、シール保持溝を、平面略三角溝状に形成すれば、バルブ面の回転中心位置から各シール保持溝つまりシール材までの距離が一定ではないため、ポート面の多くは、バルブ部材の回転に伴い、前記シール保持溝に対向する状態つまりシール材が接する状態と、シール保持溝以外の平面に対向する状態つまりシール材が接触せず、液体が供給される状態とを繰り返すことになり、シール材と接する部分が乾いてしまうことが無く、シール材の損傷を抑え、その寿命を長くすることができる。
【００１４】
ここで、前記ポート部材のポート面には、前記各開口に連通される円弧溝が形成され、この円弧溝の長さおよび位置は、前記３つのプランジャ挿入孔のうちの１つのプランジャ挿入孔は各円弧溝に連通せず、他の２つのプランジャ挿入孔が各円弧溝にそれぞれ連通される状態と、前記３つのプランジャ挿入孔のうちの２つのプランジャ孔が吸入ポートに連通される円弧溝に連通し、他の１つのプランジャ挿入孔が吐出ポートに連通される円弧溝に連通される状態と、前記３つのプランジャ挿入孔のうちの１つのプランジャ挿入孔が吸入ポートに連通される円弧溝に連通し、他の２つのプランジャ挿入孔が吐出ポートに連通される円弧溝に連通される状態とを、前記バルブ部材の回転に伴い、切替可能に形成され、前記プランジャ進退駆動手段は、吸入ポートに連通された円弧溝に１つのプランジャ挿入孔のみが連通されている場合には、そのプランジャ挿入孔に挿通されたプランジャ部材をバルブ部材の回転角度に対する移動量が一定となるように吸入ポートから離れる方向に移動させ、吐出ポートに連通された円弧溝に１つのプランジャ挿入孔のみが連通されている場合には、そのプランジャ挿入孔に挿通されたプランジャ部材をバルブ部材の回転角度に対する移動量が一定となるように吐出ポートに近づく方向に移動させ、吸入ポートに連通された円弧溝に２つのプランジャ挿入孔が連通されている場合には、各プランジャ挿入孔に挿通されたプランジャ部材を吸入ポートから離れる方向に移動させるとともに、バルブ部材の回転角度に対する各プランジャ部材の移動量の合計が、前記１つのプランジャ挿入孔のみが吸入ポートに連通された円弧溝に連通されている場合のプランジャ部材の移動量と同一となるように設定され、吐出ポートに連通された円弧溝に２つのプランジャ挿入孔が連通されている場合には、各プランジャ挿入孔に挿通されたプランジャ部材を吐出ポートに近づく方向に移動させるとともに、バルブ部材の回転角度に対する各プランジャ部材の移動量の合計が、前記１つのプランジャ挿入孔のみが吐出ポートに連通された円弧溝に連通されている場合のプランジャ部材の移動量と同一となるように設定されていることが好ましい。
【００１５】
本発明では、３本のプランジャ部材を設けるとともに、ポート面に円弧溝を形成し、各円弧溝に対して同時に２本のプランジャ挿入孔が連通できるように設定し、かつ、プランジャ進退駆動手段でプランジャの進退を所定動作に設定することで、１本のプランジャ挿入孔が各円弧溝に連通している場合のプランジャ部材の移動量と、２本のプランジャ挿入孔が各円弧溝に連通している場合の２本のプランジャ部材の移動量の合計量とが常に一致するように設定したので、各プランジャ部材を作動させた際の液体の吐出量および吸入量を、バルブ部材の回転角度に比例させることができる。このため、バルブ部材を一定速度で回転させていれば、一定の吐出量で連続して液体を吐出することができ、無脈動の連続ポンプを構成することができる。さらに、回転速度を制御することで、一定時間の吐出量を増減することができ、吐出量の制御も容易に行うことができる。
【００１６】
また、前記ポート部材は、液体が供給される吸入ポートおよび液体が吐出される吐出ポートを備えたケース体と、このケース体内に配置され、前記吸入ポートおよび吐出ポートにそれぞれ連通する連通孔を有し、かつこの連通孔が開口されたポート面を有するシールディスクとを備えて構成され、前記バルブ部材は、前記シールディスクのポート面に対向配置されたバルブ面を有し、かつこのバルブ面と前記シールディスクのポート面との間に隙間が形成された状態で回転自在に前記ケース体内に配置されるとともに、回転軸に沿って穿設され、かつ回転軸を中心とする円周方向の位置が等間隔に配置された３本のプランジャ挿入孔を有するバルブディスクと、このバルブディスクと一体的に回転可能に設けられ、前記３本のプランジャ挿入孔と同軸に形成された３本のプランジャ挿入孔を有するプランジャガイドブロックと、前記ケース体内においてバルブディスクおよびプランジャガイドブロックと一体的に回転自在に配置されるとともに、前記回転軸に沿って穿設され、かつ、回転軸を中心とする円周方向の位置が等間隔に配置された３本のガイド孔を有するカムフォロワガイドブロックとを備えて構成され、前記プランジャ部材は、前記バルブディスクおよびプランジャガイドブロックの各３本のプランジャ挿入孔にそれぞれ軸方向摺動自在に挿入された３本のプランジャと、前記カムフォロワガイドブロックの３本のガイド孔にそれぞれ軸方向摺動自在に挿入された３本のカムフォロワとを備えて構成され、前記各カムフォロワは、一端側が前記３本のプランジャに当接可能に配置されたカムフォロワ本体と、カムフォロワ本体に回動自在に取り付けられたローラとを有し、前記カムフォロワのローラが当接するカム面を有する端面カムと、前記プランジャ部材をカム面側に付勢して前記カムフォロワをカム面に当接させる付勢手段とが設けられ、前記カムフォロワガイドブロック、プランジャガイドブロックおよびシールディスクを回転駆動すると、前記カム面にローラが当接しながらカム面に沿って転動することで、カム面の形状に応じて各カムフォロワが軸方向に進退し、各カムフォロワの進退に応じて前記各プランジャが進退駆動されることが好ましい。
【００１７】
このように構成されていれば、バルブ部材を吐出液が接触するバルブディスクと、吐出液が接触しないプランジャガイドブロックおよびカムフォロワガイドブロックとに分離できるので、バルブディスク部分はセラミックなどの耐薬品性に優れた材質にする一方、プランジャガイドブロックやカムフォロワガイドブロックは低コストで製造できる合成樹脂を利用できる。このため、コスト増加を抑えつつ、取り扱える移送流体の種類を増やすことができ、接着剤、各種溶剤等の様々な液体の吐出に利用することができる。
また、プランジャ部材を、プランジャと、プランジャとは別体のカムフォロワとで構成されているので、接液部分を有するプランジャは所定の金属などの耐薬品性等を考慮して材質を選定でき、カムフォロワは接液を考慮せずに材質を選定でき、各々の特性に応じて最適な材質を選定することができる。
さらに、プランジャが挿入されるプランジャガイドブロックと、カムフォロワが挿入されるカムフォロワガイドブロックとを別体に構成したので、部品の加工や組立作業性を向上できる。
【００１８】
本発明の隙間寸法設定方法は、前記液体吐出装置において前記ポート部材およびバルブ部材間の隙間寸法を設定する隙間寸法設定方法であって、前記隙間寸法調整手段により、前記バルブ部材のバルブ面をポート面に当接させた後、吐出する液体の粘性および液圧に基づいて設定される寸法だけ前記バルブ部材をポート部材から離れる方向に移動させて前記隙間寸法を設定することを特徴とするものである。
このような隙間寸法設定方法によれば、バルブ面をポート面に一旦当接させた状態から、バルブ面がポート面から離れるようにバルブ部材を移動させるようにすれば、前記ポート部材のポート面と、バルブ部材のバルブ面との隙間が、例えば５〜５０μｍ程度と非常に小さい場合でも、確実に隙間を形成することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の一実施形態の液体吐出装置（ディスペンサ、ポンプ）１が示されている。
液体吐出装置１は、ケース体であるボディ１０と、端面カム５と、モータ２とを備えている。ボディ１０は、主筒１１と、この主筒１１の一端に接続された第１接続筒１２と、第１接続筒１２に接続された第２接続筒１３と、第２接続筒１３に接続されたポートブロック２０とを備えて構成されている。
このボディー１０の主筒１１の他端側には、端面カム５およびモータ連結筒３を介して前記モータ２が取り付けられている。
ここで、モータ２は、本実施形態ではステッピングモータであるが、減速ギアを内蔵したギヤドモータやサーボモータなどの各種モータが利用可能である。
【００２０】
ポートブロック２０、主筒１１、第１接続筒１２、第２接続筒１３、端面カム５、モータ連結筒３は、図示しない固定ネジによって一体的に連結されている。ここで、モータ連結筒３および主筒１１は、例えばアルミニウム製であり、接続筒１２，１３は、例えばステンレス製であり、それらの中心軸部分には断面略円形の貫通孔が形成されている。ポートブロック２０も例えばステンレス製である。また、端面カム５は、含油ＰＯＭ（ポリアセタール）等の合成樹脂で形成され、中心軸部分には断面円形の貫通孔が形成されている。
【００２１】
主筒１１、接続筒１２，１３内には、図１〜３に示すように、ポートブロック２０側から端面カム５に向かって、シールディスク３０、バルブディスク４０、プランジャガイドブロック５０、カムフォロワガイドブロック６０がそれぞれ配置されている。なお、バルブディスク４０、プランジャガイドブロック５０およびカムフォロワガイドブロック６０により、本発明のバルブ部材が構成されている。
【００２２】
ポートブロック２０には、図２に示すように、吸入ポート２１及び吐出ポート２２が形成されている。吸入ポート２１には、ポートブロック２０の側面に形成された取付用ネジ孔等を利用し、シール材２３Ａを介して液体供給部材２３が取り付けられている。液体供給部材２３には、接着剤等の吐出液体が収納された容器を直接装着したり、吐出液体が収納されたタンクからの配管を装着でき、これにより吐出液体を吸入ポート２１に供給可能とされている。
一方、吐出ポート２２には、雌ねじが形成され、図示しない吐出ノズルや吐出用チューブが着脱自在に取付可能とされている。これにより、吐出ポート２２から吐出された液体が吐出ノズルやチューブを介して吐出されるようになっている。
【００２３】
シールディスク３０は、ポリアミドイミドやアルミナセラミック等の硬質材で成形されている。このシールディスク３０は、ポートブロック２０側の面のみに開口された孔３８に、ポートブロック２０に植設された図示しないピンを挿入することで、ポートブロック２０に対して回り止めされた状態で配置されている。シールディスク３０には、ポートブロック２０の吸入ポート２１及び吐出ポート２２に連通された吸入側連通孔３１及び吐出側連通孔３２が形成され、これらの連通孔３１，３２はシールディスク３０のポートブロック２０に当接された端面と反対側に形成された平滑なポート面３３にそれぞれ開口されている。
これらの各連通孔３１，３２のポート面３３における開口部は、図４，５に示されるように、それぞれ円弧状の溝３４，３５とされている。
従って、ポート面３３に形成されて吸入ポート２１、吐出ポート２２に連通された開口は円弧状の溝３４，３５と連通されており、吸入ポート２１および吐出ポート２２が形成されたポートブロック２０およびポート面３３が形成されたシールディスク３０によって本発明のポート部材が構成されている。
【００２４】
バルブディスク４０は、シールディスク３０に隣接して配置されている。このバルブディスク４０は、アルミナセラミック等の硬質材で略円筒状に形成されている。バルブディスク４０の一端には、前記シールディスク３０のポート面３３に対向するバルブ面４１が形成されている。
また、バルブディスク４０には、バルブディスク４０を貫通して３本のプランジャ挿入孔４２が形成され、このプランジャ挿入孔４２は、図２にも示すように、バルブ面４１側の小径部４２Ａと、バルブ面４１とは反対側に形成された大径部４２Ｂとを備えて構成されている。
【００２５】
プランジャガイドブロック５０は、ステンレス等の金属や含油ＰＯＭ（ポリアセタール）等の合成樹脂で形成され、バルブディスク４０に隣接して配置されている。プランジャガイドブロック５０は、図６にも示すように、小径部５０Ａおよび大径部５０Ｂを有する段付きの略円柱形状に形成されている。そして、小径部５０Ａおよび大径部５０Ｂを貫通し、かつ、バルブディスク４０のプランジャ挿入孔４２に対応した位置つまり同軸位置に形成されたプランジャ挿入孔としての３本のプランジャガイド孔５２を有している。
【００２６】
バルブディスク４０とプランジャガイドブロック５０とは、各ディスク４０、ブロック５０の互いに当接する当接面に、１２０度等配間隔で形成された各３つの溝４５および孔５５に、それぞれ連結ピン４９を嵌挿することによって一体的に回転可能とされている。
プランジャガイドブロック５０の大径部５０Ｂにおけるモータ２側の面、つまりバルブ面４１とは反対側を向いた面は、図２に示すように、プランジャガイドブロック（バルブ部材）５０の中心から外周に向かうに従って前記シールディスク（ポート部材）３０側に近づく向きに傾斜されたテーパ面とされ、このテーパ面によって位置調整面５６が形成されている。
【００２７】
プランジャガイドブロック５０のカムフォロワガイドブロック６０側の端面つまり小径部５０Ａの部分には、図２，６に示すように、前記プランジャガイド孔５２が軸中心に対して１２０度間隔で開口され、かつ、前記プランジャガイド孔５２に対して６０度ずれた位置に３本の連結孔５７が軸中心に対して１２０度間隔で開口されている。
【００２８】
カムフォロワガイドブロック６０は、プランジャガイドブロック５０に隣接して配置され、主筒１１に対してボールベアリング６９を介して回動自在に支持されている。また、カムフォロワガイドブロック６０は、含油ＰＯＭ（ポリアセタール）等の合成樹脂等で構成され、底部６０Ａおよび側壁部６０Ｂを備えた有底略円筒状に形成されている。
底部６０Ａには、中心軸に対して１２０度間隔で形成され、前記プランジャガイド孔５２に対応した位置つまり同軸位置に形成された３本のガイド孔６１と、中心軸に対して１２０度間隔で形成され、前記連結孔５７に対応した位置つまり同軸位置に形成された３本の連結孔６２とが形成されている。
ガイド孔６１には、それぞれカムフォロワとなるロッド６３が軸方向摺動自在に挿入されている。また、連結孔６２および連結孔５７に挿通されたピン６４により、プランジャガイドブロック５０およびカムフォロワガイドブロック６０は一体的に回転可能に構成されている。
この際、カムフォロワガイドブロック６０のシールディスク３０側の端面に形成された凹部に前記プランジャガイドブロック５０が挿入されているので、前記プランジャガイドブロック５０はカムフォロワガイドブロック６０に対して軸方向に移動可能にも構成されている。
【００２９】
カムフォロワガイドブロック６０の側壁部６０Ｂには、図１に示すように、所定間隔でピン６５が嵌挿され、このピン６５はモータ２の出力軸に取り付けられたオルダム継ぎ手等からなるカップリング４に嵌挿されている。これにより、モータ２の回転は、カップリング４を介してカムフォロワガイドブロック６０に伝達され、カムフォロワガイドブロック６０、プランジャガイドブロック５０、バルブディスク４０が一体的に回転するように構成されている。
なお、カップリング４は、モータ連結筒３および端面カム５に対してボールベアリング６を介して回転自在に支持されている。
さらに、前記ロッド６３の他端もカップリング４に軸方向摺動自在に支持されている。
【００３０】
端面カム５は、カップリング４が配置される貫通孔を有する。そして、端面カム５の端面にカム面５Ａが形成されており、立体カムが形成されている。このカム面５Ａは、所定のカム線図となるように形成されている。
【００３１】
カムフォロワガイドブロック６０の側壁部６０Ｂには、１２０度間隔で溝が形成され、この溝部分には、各ロッド６３の途中に固定されたフォロワホルダ６６が軸方向移動可能かつ回転方向移動不可能に案内されている。
各フォロワホルダ６６の軸にはローラからなるカムフォロワ６７が回動自在に取付けられている。
【００３２】
前記プランジャガイドブロック５０の各プランジャガイド孔５２内には、ステンレス等で形成されたプランジャ８０が配置されている。このプランジャ８０の一端は前記各ロッド６３に当接され、他端はバルブディスク４０のプランジャ挿入孔４２内に配置されている。
プランジャ８０の一端側（カムフォロワガイドブロック６０側）にはバネ受けキャップ８１が嵌合されている。バネ受けキャップ８１は、前記プランジャガイド孔５２の内径と略同一外径とされ、前記プランジャガイド孔５２に沿って軸方向にガイドされている。
【００３３】
プランジャ８０の先端側には、先端側から順に、シール材８２、シール押さえ部材８３、リング状のバネ押さえ部材８４が嵌挿されている。そして、バネ押さえ部材８４と前記プランジャ８０のバネ受けキャップ８１間には、付勢手段としてのコイルバネ８５が介在されている。
ここで、バネ受けキャップ８１は、ＰＥＥＫ樹脂（ポリエーテルエーテルケトン）等の樹脂製であり、前記プランジャ８０に圧入されて固定されている。シール材８２は、耐薬品性等に優れたフッ素ゴム製のＯリング等からなり、使用する液体の種類などに応じてその材質を選択すればよい。
シール押さえ部材８３は、ポリアミドイミド等からなる合成樹脂製である。シール押さえ部材８３には、バルブディスク４０およびプランジャガイドブロック５０間に介在されるフランジが形成されている。これにより、前記コイルバネ８５でバネ押さえ部材８４およびシール押さえ部材８３が前記シールディスク３０側に付勢されても、前記シール材８２が配置される空間、つまりシール押さえ部材８３の端面とプランジャ挿入孔４２の段部間の寸法が所定寸法に維持されてシール材８２が押し潰されることがないように構成されている。
従って、コイルバネ８５の付勢力は、前記バネ受けキャップ８１を前記各ロッド６３側に付勢する方向に働き、前記バネ受けキャップ８１は常にロッド６３に当接し、さらにカムフォロワ６７はカム面５Ａに常時当接されている。
【００３４】
なお、バネ押さえ部材８３は、ステンレス等で形成され、前記プランジャ８０の中間部に嵌め込まれたストップリングにより、プランジャ８０をプランジャガイドブロック５０内に組み込む前に、コイルバネ８５によってプランジャ８０の他端側に抜けないように配置されている。
【００３５】
以上の構成により、モータ２の駆動によってカップリング４、カムフォロワガイドブロック６０、プランジャガイドブロック５０、バルブディス４０が回転すると、前記端面カム５のカム面５Ａの形状に沿って、前記各カムフォロワ６７、フォロワホルダ６６、ロッド６３は軸方向に進退し、このロッド６３の進退が前記プランジャ８０に伝達されるようになっている。
従って、ロッド６３、フォロワホルダ６６、カムフォロワ６７、プランジャ８０、バネ受けキャップ８１により本発明のプランジャ部材が構成され、コイルバネ８５、モータ２、カップリング４、カムフォロワガイドブロック６０、プランジャガイドブロック５０によりプランジャ進退駆動手段が構成されている。、
【００３６】
主筒１１は、図３に示すように、略円筒状に形成され、その周面には軸方向中間部分までネジ１１１が形成されている。また、このネジ１１１部分には、接続筒１２側に開口された溝１１２が６個形成されている。
この主筒１１内には、図２に示すように、略リング状に形成され、外周に前記溝１１２部分に配置される６本のピン９１が形成された隙間寸法調整手段としてのバルブ部材位置調整部材９０が配置されている。このバルブ部材位置調整部材９０は、前記溝１１２に沿ってピン９１が移動することで、主筒１１の内周面に対し軸方向に移動自在に配置されている。さらに、バルブ部材位置調整部材９０は、主筒１１の内周面よりもその直径が小さくされ、主筒１１の内周面との間に隙間が形成されるように構成されている。このため、バルブ部材位置調整部材９０は、隙間寸法分は、軸方向に直交する方向にも位置調整可能とされている。なお、溝１１２の幅寸法は、ピン９１の直径よりも大きくされ、前述のバルブ部材位置調整部材９０の軸直交方向の位置調整が可能なように形成されている。
また、前記ネジ１１１には、２つのナット９５，９６が螺合されている。このナット９５，９６には、前記ピン９１が係合可能な溝が形成されており、ナット９５を回して主筒１１に対して軸方向に移動することで、バルブ部材位置調整部材９０のバルブディスク４０から離れる方向への移動が規制されるようになっている。
なお、ナット９５，９６はいわゆるダブルナットとされ、ナット９５つまりはバルブ部材位置調整部材９０を自由な位置で位置決めできるように構成されている。
【００３７】
このバルブ部材位置調整部材９０の内周面には、ボールベアリング９２が取り付けられており、ボールベアリング９２の内輪９２Ａは前記位置調整面５６に当接するように配置されている。
【００３８】
一方、バルブディスク４０の各プランジャ挿入孔４２のバルブ面４１側の開口は、前記シールディスク３０の２つの溝３４，３５に対向可能な位置に形成されている。そして、各プランジャ挿入孔４２に挿入されるプランジャ８０が吸入あるいは吐出動作をしているとき、すなわちプランジャ８０が軸方向に摺動しているときには、そのプランジャ８０が挿入されているプランジャ挿入孔４２は溝３４，３５のいずれかに連通され、プランジャ８０が軸方向に移動していないときには、プランジャ挿入孔４２が溝３４，３５のいずれにも連通しない位置に位置できるように、各プランジャ挿入孔４２や溝３４，３５の大きさ、位置が設計されている。
【００３９】
さらに、バルブディスク４０のバルブ面４１の中心軸部分には、図４，５に示すように、平面三つ又状の凹部４３が形成されている。この凹部４３の中心軸から先端までの寸法Ｌ１は、前記各プランジャ挿入孔４２の最も中心軸に近い部分までの寸法Ｌ２以上とされている。
また、バルブ面４１には、平面略三角溝状に形成されたシール溝４４が形成されている。バルブ面４１の中心軸から前記各プランジャ挿入孔４２の最も中心軸から離れた部分までの寸法Ｌ３は、前記中心軸からシール溝４４の最も中心軸に近い部分までの寸法Ｌ４以上とされている。
そして、ポート面３３において前記シール溝４４の内側に対向する平面部分は、ポート面３３に対してバルブ面４１が回動するに伴い、バルブ面４１の平面部分だけでなく、凹部４３、プランジャ挿入孔４２、シール溝４４のいずれかが対向配置されるため、仮に、ポート面３３およびバルブ面４１を当接させた状態のまま駆動した場合であっても、各面３３，４１が接触し続ける部分が無くなり、各面３３，４１においてリンキングが起こり難い構成とされている。すなわち、本実施形態では、バルブディスク４０の軸方向の位置を調整でき、前記シールディスク３０に当接した状態にも設定可能であるため、利用者が各面３３，４１間に隙間を形成せずに利用してしまうおそれがある。このような場合、平面同士が密着するとリンキングが生じやすいが、凹部４３等を設けることでリンキングが発生し難い構成としている。
【００４０】
また、シール溝４４には、フッ素ゴム等の耐液性能に優れたシール材４８が介在されており、このシール材４８が各ポート面３３、バルブ面４１に当接することで、前記シールディスク３０およびバルブディスク４０間から液体が外部に漏れないように構成されている。
このシール材４８は、所定の弾性力を有するため、前記バルブ部材位置調整部材９０を動かすと、バルブディスク４０およびプランジャガイドブロック５０はシール材４８の弾性力で前記バルブ部材位置調整部材９０側に付勢され、前記位置調整面５６がバルブ部材位置調整部材９０に固定されたボールベアリング９２に当接し、前記ピン９１がナット９５に当接する位置に位置決めされる。このため、各ポート面３３およびバルブ面４１間には、バルブ部材位置調整部材９０によって寸法調整可能な隙間が形成されることになる。
【００４１】
ここにおいて、モータ２によってカムフォロワガイドブロック６０を回転駆動する回転駆動手段が構成されている。そして、各連結ピン４９，６５，６９により、カムフォロワガイドブロック６０に伝えられた回転は、プランジャガイドブロック５０を介してバルブディスク４０に伝達され、モータ２の回転がバルブディスク４０に円滑に伝達されるようになっている。
【００４２】
次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態の液体吐出装置１を作動させる前に、液体供給部材２３に液体が収納された容器を取り付ける。なお、液体供給部材２３に液体タンクに連結されたチューブを取り付けることもできる。
また、吐出ポート２２に吐出ノズルや液供給チューブを取り付ける。半導体製造装置等におけるロボットアームの先端から液体を吐出する場合には、ロボットアームで支持する部分は軽量であることが好ましい。従って、吐出ポート２２にチューブを取り付け、チューブの先端に吐出ノズルを取り付け、この吐出ノズル部分をロボットアームで支持するように構成すればよい。
【００４３】
次に、前記シールディスク３０のポート面３３と、バルブディスク４０のバルブ面４１間の隙間寸法を設定する。
まず、ナット９５を回してポートブロック２０側に移動し、バルブディスク４０のバルブ面４１をポート面３３に当接させる。なお、バルブ面４１がポート面３３に当接すると、バルブディスク４０、プランジャガイドブロック５０がそれ以上移動できないため、ナット９５も回すことができなくなる。従って、作業者は、ナット９５が回せなくなることでポート面３３とバルブ面４１の当接を容易に把握できる。
【００４４】
次に、ナット９５を反対方向に回して前記シールディスク３０から離れる方向に移動する。ナット９５の軸方向の移動量は、ネジのピッチ等で設定される。従って、予め、ナット９５の回転角度に応じた軸移動量を算出しておき、設定したい隙間寸法分、ナット９５を回転させる。そして、ナット９６をナット９５に当接する位置まで回し、ダブルナットの機能でナット９５の位置を固定する。
この状態では、前記シール材４８の弾性力でバルブディスク４０がモータ２側に付勢され、前記位置調整面５６がバルブ部材位置調整部材９０のボールベアリング９２に当接し、前記ピン９１がナット９５に当接する位置でバルブディスク４０が位置決めされる。これにより、バルブ面４１およびポート面３３間に所定寸法の隙間が形成される。この隙間寸法は、吐出する液体の粘性、液圧、吐出精度、吐出スピード、粒を含む液体であるか等の条件によって設定され、例えば、５μｍから５０μｍの範囲で調整できるようにされている。
【００４５】
このような状態で、モータ２を駆動すると、モータの回転は、カムフォロワガイドブロック６０、プランジャガイドブロック５０等からなる回転駆動手段を介してバルブディスク４０に伝達され、バルブディスク４０をシールディスク３０と所定寸法離した状態で回転させる。
【００４６】
この回転に伴い、カムフォロワガイドブロック６０内に介装されたフォロワホルダ６６は、カムフォロワガイドブロック６０とともに回転するため、ローラ状のカムフォロワ６７は、前記コイルバネ８５の作用により、カム面５Ａに当接したまま、カム面５Ａの軸方向変位に沿って進退する。
【００４７】
カムフォロワ６７の進退は、フォロワホルダ６６、ロッド６３を介してプランジャ８０に伝達され、プランジャ８０は、バルブディスク４０のプランジャ挿入孔４２内で軸方向に進退する。
このプランジャ８０の進退は、カム面５Ａの形状を適宜な形状に設定することにより、プランジャ８０が吸入ポート２１に対向している位置では、吸入ポート２１側から離れる方向、すなわち、モータ２側に移動される。このプランジャ８０の移動により、プランジャ挿入孔４２に形成される空間に負圧が生じ、この負圧により吸入ポート２１及び連通孔３１、溝３４を介して移送すべき液体が前記空間に吸入される。
【００４８】
このプランジャ８０の後端側への移動が完了する地点において、プランジャ挿入孔４２は、連通孔３２に連通された溝３４の位置から外れ、吐出ポート２２の連通孔３２の溝３５側に向って移動することとなる。この移動の途中においては、カム面５Ａは軸方向の変位がないフラットな形状とされているため、プランジャ８０は軸方向に進退することなく、そのままの位置を保った状態で溝３５側へと移動する。
【００４９】
プランジャ挿入孔４２が吐出ポート２２側の溝３５に連通する位置にくると、カム面５Ａの作用により、プランジャ８０はシールディスク３０側へ移動され、その移動量に伴い前記吸引した液体をプランジャ挿入孔４２内から押出し、連通孔３２を介して吐出ポート２２内へと吐出する。
【００５０】
このプランジャ８０による液体の吐出動作は、プランジャ挿入孔４２が円弧状の溝３５に連通している間に行われ、この溝３５からプランジャ挿入孔４２が外れる前に完了し、プランジャ挿入孔４２が溝３５から外れた位置にくると、プランジャ８０の軸方向の移動は停止される。このプランジャ８０の停止状態は、カム面５Ａの作用によりプランジャ挿入孔４２が再び吸入ポート２１側の溝３４の位置にくるまで保持される。
【００５１】
このようにして、プランジャ挿入孔４２が再び吸入ポート２１の溝３４側にくると、前記カム面５Ａの作用により、プランジャ８０は再びモータ２側に移動され、吸入ポート２１から液体を吸入する吸入動作へと移動し、以下同様の作用を繰り返し、一つのプランジャ挿入孔４２のバルブディスク４０の回転に伴う各一回転により、液体の吸入、吐出動作が１サイクルづつ行われることとなる。
この際、プランジャ挿入孔４２は、バルブディスク４０の回転に伴い、溝３４に連通した状態と、溝３５に連通した状態と、溝３４，３５のいずれとも連通しない状態とを順次繰り返してバルブの切換が行われる。
【００５２】
プランジャ８０の進退に伴う吸入、吐出動作は、各プランジャ挿入孔４２毎に同様に行われ、図５から判るように、隣接する二つのプランジャ挿入孔４２は、その吸入あるいは吐出動作の途中において、溝３４や溝３５に同時に二つが連通可能とされているため、各プランジャ挿入孔４２へ吸入され、あるいはプランジャ挿入孔４２から吐出される液体は、連続して吸入あるいは吐出され、一定の流量を保持するようになっている。
しかも、カム面５Ａの形状を適宜に設定することにより、各プランジャ挿入孔４２に吸入され、あるいは吐出される液体の合計の流量は常に一定となるようにされているため、脈動のない吸入及び吐出が行える。
【００５３】
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
（１）シールディスク３０のポート面３３と、バルブディスク４０のバルブ面４１とが所定間隔離れて配置されているので、各面を摺動させる場合に比べて、各面が摩耗することもなく、かつ各面間で摩擦力が生じないため、バルブディスク４０を駆動するために必要なトルクも小さくでき、使用するモータ２も小型化できる。
このため、大型のモータを用いたり、各部材に大きなトルクが加わる場合のように、構造を頑丈なものにする必要がなく、液体吐出装置１の構造を簡略化でき、装置１を軽量化することができる。
【００５４】
（２）ポート面３３およびバルブ面４１間に隙間が生じても、各面３３，４１間にシール材４８が介在されているので、ポート面３３およびバルブ面４１の外周側への液漏れを防止できる。
【００５５】
（３）バルブ部材位置調整部材９０は、バルブ面４１をポート面３３に一旦当接させた状態から、バルブ面４１がポート面３３から離れるようにバルブディスク４０、プランジャガイドブロック５０を移動させて隙間寸法を設定できるので、前記ポート面３３とバルブ面４１との隙間が非常に小さい場合でも、確実にかつ正確な寸法で隙間を容易に形成することができる。
【００５６】
（４）シール材４８の弾性力を利用して隙間を形成しており、バルブ部材位置調整部材９０は、バルブディスク４０およびプランジャガイドブロック５０のモータ２側の移動を規制する構成であればよいため、その構造を簡略化することができる。特に、シール材４８の弾性力を利用した場合、シール材４８を必ず各面３３，４１に当接させることができ、シール性能も確実に確保できる。
さらに、バルブ部材位置調整部材９０の位置は、ナット９５，９６を用いて設定しているので、非常に簡単な構成で実現でき、かつ微少な寸法調整を容易に行うことができる。
【００５７】
（５）さらに、バルブ部材位置調整部材９０のボールベアリング９２が当接する位置調整面５６をテーパ面とし、かつバルブ部材位置調整部材９０を主筒１１の内周面よりも小径に形成して軸直交方向に位置調整可能に構成したので、バルブ部材位置調整部材９０が多少軸直交方向に位置ずれしていても、その誤差を位置調整面５６で吸収でき、バルブ部材の位置を正確に設定することができる。
【００５８】
（６）さらに、プランジャ８０の進退は、カム５のカム面５Ａの形状により一義的に設定されるから、カム面５Ａの形状を適宜に設定することにより、３本設けられたプランジャ８０の動きを正確に制御でき、脈動のない正確な吐出を行うことができる。
【００５９】
（７）さらに、前記実施形態では、バルブディスク４０のバルブ面４１の中心軸部分に凹部４３を形成したことなどで、バルブ面４１に液に密着し続ける平面部分を無くしているので、仮に各面３３，４１が密着した状態で駆動しても、リンキングなどが生じず、スムーズに摺動させることができる。
また、シール溝４４を平面略三角形状とし、シール材４８がバルブディスク４０の回転中心に対して同心円状に配置されないようにしたので、シール材４８のポート面３３への接触位置をバルブディスク４０の回転に伴って変化させることができ、シール材４８を液体が残っている部分に接触させてシール材４８の損傷を抑えることができる。
【００６０】
（８）さらに、シールディスク３０及びバルブディスク４０は、それぞれ硬質材であるアルミナセラミックやポリアミドイミド製等とされているので、弾性樹脂を用いた場合のように変形することがなく、吐出量を極めて高精度に制御できる。
また、接液するのは各ディスク３０，４０と、プランジャ８０、シール４８，８２、ポートブロック２０程度なので、これらの部品材質を適宜選択することで、耐薬品性に優れた液体吐出装置１を比較的低コストで実現することができる。このため、取り扱える移送流体が限定されず、薬液、接着剤、各種溶剤等の様々な液体の吐出に利用することができる。
【００６１】
（９）シールディスク３０に対してバルブディスク４０を所定寸法離した状態で回転し、ポート面３３に形成された吐出開口、吸入開口の切替を行う平面バルブプランジャポンプ方式を採用しているので、プランジャ８０は、プランジャ挿入孔４２内を進退移動するだけでよい。従って、Ｄカットプランジャポンプのように、それ自身の回転で切替を行う必要がなく、プランジャ８０の直径を非常に細くできる。このため、プランジャ８０の直径とそのストロークで設定される液体の吐出量を非常に小さくでき、数マイクロリットルさらには数ナノリットルといった極微量の液体吐出を容易に実現できる。
【００６２】
（１０）吐出ポート２２にチューブを介して吐出ノズルを取り付けた場合には、吐出ポート２２とノズルまでが離れているため、吐出ポート２２部分に加わる液圧が高くなる。この場合、バネを用いてポート面３３およびバルブ面４１を摺接させただけでシールしている場合には、液圧によってその摺接面から外周側に液が漏れる可能性があるが、本実施形態では、バルブ部材位置調整部材９０を用いて各部材を当接させて位置決めしているので、液圧が高くなってもシールディスク３０およびバルブディスク４０間の隙間寸法は一定のまま維持できる。このため、シール材４８によるシール状態も維持でき、かつ各面３３，４１間に隙間が形成されているため、この隙間部分の液圧が高くなっても、吸入ポート２１側に液を戻すことができるので、シール材４８を越えて外周側に漏れる液を殆ど無くすことができる。
その上、吸入ポート２１側に戻る液量は液圧に応じて決まるため、液圧が一定であれば吐出量も一定に維持でき、液圧が高い場合でも精度の高い吐出が可能となる。
【００６３】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、シールディスク３０、バルブディスク４０は、前記各実施例のようにアルミナセラミック製等に限らず、窒化珪素等の他の材質のセラミックでもよいし、超硬合金等の金属製でもよい。
【００６４】
端面カム５のカム面５Ａの形状は適宜設定すればよい。例えば、２つのプランジャ挿入孔４２が同じ溝３４，３５に連通している際に各プランジャ８０が等加速度運動とされるカム面部分を、サインカーブのカム面などとしてもよく、要するに２つのプランジャ８０の移動量の合計が一定となるように各カム面を設計すればよい。
また、一定量の液体を無脈動で連続して吐出する必要がない液体吐出装置１の場合には、その吐出動作に応じたカム面５Ａに設計すればよい。要するに、カム面５Ａの形状は、液体吐出装置に要求される液体の吐出動作に応じて設計すればよい。
【００６５】
バルブ部材位置調整部材９０の構成は、前記実施形態に限らない。例えば、前記実施形態では、ピン９１やナット９５，９６を用いてバルブ部材位置調整部材９０の位置を調整していたが、円周状に配置した多数の小ネジを用いてバルブ部材位置調整部材９０の位置決めを行ってもよい。
さらに、前記実施形態では、プランジャガイドブロック５０の位置調整面５６にボールベアリング９２を介してバルブ部材位置調整部材９０を当接させていたが、プランジャガイドブロック５０を回動自在にかつ軸方向移動不能に保持するような隙間寸法調整手段を用いてもよい。要するに、隙間寸法調整手段は、バルブディスク４０の軸方向の位置決めを行って、各面３３，４１間の隙間寸法を調整できるものであればよい。
【００６６】
さらに、前記実施形態の隙間寸法調整手段は、バルブ部材側を移動して調整していたが、シールディスク（ポート部材）３０側を移動して調整してもよい。例えば、ポートブロック２０を接続筒１３に対して軸方向に移動可能に設定することで、シールディスク３０をバルブディスク４０に対して軸方向に移動できるように構成すればよい。
また、前記実施形態では、ボールベアリング９２をバルブ部材位置調整部材９０側に固定していたが、図７に示すように、プランジャガイドブロック５０側に固定し、バルブ部材位置調整部材９０に前記ボールベアリング９２の外輪に当接するテーパ状の位置調整面９３を形成してもよい。
さらに、ボールベアリング９２が当接される位置調整面５６，９２は、テーパ状のものに限らず、平面状のものでもよい。但し、テーパ状あるいは曲面状等に形成すれば、バルブ部材位置調整部材９０の位置を容易に調整でき、このため、バルブ部材位置調整部材９０等の加工精度をそれほど高くする必要がないという利点がある。
また、プランジャガイドブロック５０およびバルブ部材位置調整部材９０間にボールベアリング９２を設けずに、各部材を直接接触させてもよいが、プランジャガイドブロック５０はバルブ部材位置調整部材９０に対して回転されるため、その摩擦力等を軽減するためにはボールベアリング９２で支持することが好ましい。
【００６７】
シールディスク３０のポート面３３に形成された溝３４，３５は前記実施形態のような円弧状の溝に限らず、例えば楕円形状等のプランジャ挿入孔４２との間で前記のような連通状態を実現可能な形状であればよい。
同様に、バルブディスク４０のバルブ面４１におけるシール溝４４の形状等も例えば平面円周状等の形状にしてもよい。また、バルブ面４１の凹部４３の形状、さらには凹部４３の有無なども実施にあたって適宜設定すればよい。
【００６８】
バルブ部材を構成するバルブディスク４０、プランジャガイドブロック５０、カムフォロワガイドブロック６０は一体に成形してもよいが、特に、バルブディスク４０と、プランジャガイドブロック５０およびカムフォロワガイドブロック６０とは別体にしたほうが、接液部分となるバルブディスク４０を小型化でき、耐薬品性に優れた高価な材料でバルブディスク４０を製造する際にコストを低減できる利点がある。
さらに、プランジャガイドブロック５０およびカムフォロワガイドブロック６０は一体に成形してもよい。
【００６９】
また、前記実施形態では、ポートブロック２０とシールディスク３０とでポート部材を構成していたが、ポートブロック２０にポート面を形成し、このポートブロック２０にバルブ部材を対向配置させることで、ポート部材をポートブロック２０のみで形成してもよい。すなわち、ポート部材を液体吐出装置のケース部分で構成してもよい。この場合、シールディスク３０を不要にできて部品点数を軽減できるので、洗浄などのメンテナンスを容易に行える利点がある。一方で、シールディスク３０を用いれば、シールディスク３０のみをＤＬＣコーティングすればよいため、ポートブロック２０全体をコーティングする場合に比べて、コーティング費用を軽減できる。
【００７０】
また、モータ２としては、ステッピングモータ、サーボモータ、シンクロナスモータ、ＤＣモータ、インダクションモータ、レバーシブルモータ、エアモータ等の種々のモータを利用することができる。
また、これら以外の部分の形状、構造等も前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００７１】
なお、本発明の液体吐出装置１は、一定流量を所定時間流し続ける定流量用に用いられるだけでなく、例えばモータ２を適宜制御して液体を所定パターンで吐出したり、所定の液体が流れているラインの流量計測値等に応じて微量の液をライン内に吐出して混合したり、ラインからサンプリングしたりする場合に利用できる。
【００７２】
さらに、所定の液体が流れているラインにプランジャポンプを介在させてポンプ前後のラインの圧力等が平衡状態となるようにモータ２を作動させ、その平衡状態のモータ２の回転量やパルス数等から流量を測定してもよい。特に、本発明のプランジャポンプは、極微量の液体を吸引・吐出することに適しているので極微量流量計としても利用できる。
【００７３】
【発明の効果】
上述のような本発明によれば、部材の摩耗を防止でき、かつ構造を簡易にできて小型化が容易であるとともに、液圧が高い場合にも対応できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態の要部を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態の要部を示す分解斜視図である。
【図４】シールディスクおよびバルブディスクを示す斜視図である。
【図５】シールディスクおよびバルブディスクの摺接面を示す概略図である。
【図６】プランジャガイドブロックを示す斜視図である。
【図７】本発明の変形例の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１      液体吐出装置
２      モータ
５      端面カム
１０      ボディ
１１      主筒
２０      ポートブロック
２１      吸入ポート
２２      吐出ポート
３０      シールディスク
３３      ポート面
４０      バルブディスク
４１      バルブ面
４２      プランジャ挿入孔
４８      シール材
５０      プランジャガイドブロック
５２      プランジャガイド孔
５６，９３      位置調整面
６０      カムフォロワガイドブロック
６３      ロッド
６６      フォロワホルダ
６７      カムフォロワ
８０      プランジャ
８２      シール材
８５      コイルバネ
９０      バルブ部材位置調整部材
９１      ピン
９２      ボールベアリング
９２Ａ      内輪
９５，９６      ナット
１１１      ネジ
１１２      溝
【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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