(57)【要約】【課題】構造が簡易にできて小型化が容易であり、かつ液体の吐出量の精度を向上できる液体吐出装置を提供すること。【解決手段】吸入、吐出ポート３３，３４を有するポート部材３１，４０に摺接した状態で回転駆動されるバルブ部材５０，５５を有し、バルブ部材５０，５５のプランジャ挿入孔５２に挿通されたプランジャ６７およびポンプ駆動軸６０が、ガイド部材２０の案内面２５Ａに沿って転動可能なボール７５を有する従動部７０で進退駆動される。従って、ボール７５が従動部７０の凹部７１内で回転することで、公転に伴う回転軸直交方向等へのボール７５の案内面２５Ａに対する横滑りが発生せず、案内面２５Ａおよびボール７５を金属等の硬い部材で形成できるので、これらの接触部分の変形を防止して、プランジャ６７のストローク量の誤差を減少でき、液体の吐出精度を向上させることができる。【選択図】    図３
2005016368.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第１の摺接面を有するポート部材と、
前記第１の摺接面に当接可能な第２の摺接面を有し、かつ、第２の摺接面が前記第１の摺接面に当接された状態で回転自在に配置されるとともに、回転軸に平行に穿設され、かつ、前記第１の摺接面に形成された開口に連通可能に前記第２の摺接面に開口したプランジャ挿入孔を有するバルブ部材と、
前記プランジャ挿入孔に前記回転軸に沿って摺動自在に挿通されたプランジャと、
前記プランジャと共に前記回転軸に沿って進退可能に、かつ前記回転軸を中心に回転可能に支持されたポンプ駆動軸と、
前記ポンプ駆動軸およびバルブ部材を回転駆動する回転駆動手段と、
前記ポンプ駆動軸およびプランジャを進退駆動する進退駆動手段とを備え、
前記進退駆動手段は、
前記ポンプ駆動軸の軸方向に対して傾斜した案内面を有するガイド部材と、
前記ポンプ駆動軸に取り付けられるとともに、前記案内面に沿って転動可能なボールが配置された略半球状の凹部を有する従動部と、
前記プランジャを前記ガイド部材側に付勢して、前記従動部のボールを前記案内面に当接させる付勢手段とを有し、
前記ポンプ駆動軸の回転に伴い移動する前記ボールが前記案内面に案内されて、当該ポンプ駆動軸および前記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２】
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円筒状の内周面の対向位置に形成されたポート部材と、
前記ポート部材の内周面にて形成されたプランジャ挿入孔と、
前記プランジャ挿入孔に軸方向に沿って摺動自在に、かつ、軸回りに回転自在に挿通されるとともに、先端部分の一部が切り欠かれて形成され、前記ポート部材の内周面に形成された開口に連通可能な切欠部を有するプランジャと、
前記プランジャと共に当該プランジャの回転軸に沿って進退可能に、かつ前記回転軸を中心に回転可能に支持されたポンプ駆動軸と、
前記ポンプ駆動軸およびプランジャを回転駆動する回転駆動手段と、
前記ポンプ駆動軸およびプランジャを進退駆動する進退駆動手段とを備え、
前記進退駆動手段は、
前記ポンプ駆動軸の軸方向に対して傾斜した案内面を有するガイド部材と、
前記ポンプ駆動軸に取り付けられるとともに、前記案内面に沿って転動可能なボールが配置された略半球状の凹部を有する従動部と、
前記プランジャを前記ガイド部材側に付勢して、前記従動部のボールを前記案内面に当接させる付勢手段とを有し、
前記ポンプ駆動軸の回転に伴い移動する前記ボールが前記案内面に案内されて、当該ポンプ駆動軸および前記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、
前記ボールと前記凹部との摩擦係数は、前記ボールと前記ガイド部材の案内面との摩擦係数に比べて小さくされていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の液体吐出装置において、
前記ガイド部材の一端側は、前記ポンプ駆動軸と交差する方向に沿った固定軸に回動自在に軸支されており、
前記ガイド部材の他端側を前記ポンプ駆動軸の軸方向に移動させて、前記案内面の傾斜角度を調整する吐出量設定手段が設けられていることを特徴とする液体吐出装置。
【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式の液体吐出装置に関する。
【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１参照）。
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し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吸入側および吐出側の連通孔に連通させるとともに、プランジャ挿入孔内のプランジャを軸方向に駆動して液体を吸引および吐出するものである。
【０００３】
また、前記液体吐出装置は、プランジャが連結されたポンプ駆動軸に取り付けられたローラと、ポンプ駆動軸の軸方向に直交する基準面に対して傾斜角度調整可能に設けられたガイド部材とで構成される進退駆動手段を備えており、ポンプ駆動軸の回転に伴い移動するローラをガイド部材で案内して、ポンプ駆動軸を進退駆動することで、プランジャ挿入孔内のプランジャが軸方向に駆動されるようになっている。
これにより、極微量の液体を一定量ごとに吐出することができるとともに、ポンプ駆動軸の回転および進退駆動が同時に実行されるので、高速に動作させることができるという優れた特性を有している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１３４７０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、進退駆動手段にローラを用いた場合、ローラとガイド部材の接触面を平面とすると、ローラは回転（自転）しながらポンプ駆動軸回りを公転するため、ローラの公転半径の外周側と内周側とでは速度に差が出るため、横滑りは避けられない。従って、横滑りによって摩耗しにくいように、従来はローラとガイド部材の接触部分を含油樹脂などで製作していた。このような含油樹脂を利用すると、負荷によって接触部分が変形し、作動精度つまりは液体吐出量の精度が低下するという問題があった。
【０００６】
また、この横滑りを防止するには、ローラを円錐面にすればよいが、この場合、スラスト方向（ローラ自転軸に沿った方向）の力が発生し、その力を処理しなければならず、構造が複雑になるという問題もあった。
なお、前記液体吐出装置は、バルブブロックおよびポンプブロックの互いに当接する摺接面が平面とされた、平面バルブプランジャポンプ方式の液体吐出装置であるが、Ｄカットプランジャポンプ方式の液体吐出装置においても、前記ローラを用いた進退駆動手段を採用した場合には、同様の問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、構造が簡易にできて小型化が容易であり、かつ液体の吐出量の精度を向上できる液体吐出装置を提供することにある。
【０００８】
【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第１の摺接面を有するポート部材と、前記第１の摺接面に当接可能な第２の摺接面を有し、かつ、第２の摺接面が前記第１の摺接面に当接された状態で回転自在に配置されるとともに、回転軸に平行に穿設され、かつ、前記第１の摺接面に形成された開口に連通可能に前記第２の摺接面に開口したプランジャ挿入孔を有するバルブ部材と、前記プランジャ挿入孔に前記回転軸に沿って摺動自在に挿通されたプランジャと、前記プランジャと共に前記回転軸に沿って進退可能に、かつ前記回転軸を中心に回転可能に支持されたポンプ駆動軸と、前記ポンプ駆動軸およびバルブ部材を回転駆動する回転駆動手段と、前記ポンプ駆動軸およびプランジャを進退駆動する進退駆動手段とを備え、前記進退駆動手段は、前記ポンプ駆動軸の軸方向に対して傾斜した案内面を有するガイド部材と、前記ポンプ駆動軸に取り付けられるとともに、前記案内面に沿って転動可能なボールが配置された略半球状の凹部を有する従動部と、前記プランジャを前記ガイド部材側に付勢して、前記従動部のボールを前記案内面に当接させる付勢手段とを有し、前記ポンプ駆動軸の回転に伴い移動する前記ボールが前記案内面に案内されて、当該ポンプ駆動軸および前記プランジャが進退駆動されることを特徴とする。
【０００９】
ここで、第１および第２の摺接面としては、互いに平面から構成されたものでもよく、また、互いに摺接可能な曲面同士で構成されたものであってもよい。第１および第２の摺接面を平面とすれば、平面バルブプランジャポンプ方式の液体吐出装置を構成することができる。この際、第２の摺接面に開口して設けられたプランジャ挿入孔の開口部がバルブ部材の回転に伴って、第１の摺接面に開口した吸入側および吐出側の開口に交互に連通可能に構成されていればよい。そして、バルブ部材を回転駆動しつつ、プランジャ挿入孔の開口部が吸入側の開口に連通された状態で、プランジャを摺接面から離れる方向に駆動し、プランジャ挿入孔の開口部が吐出側の開口に連通された状態で、プランジャを摺接面に近づく方向に駆動することで、液体の吸入および吐出が行われる。
【００１０】
このような本発明では、ガイド部材の案内面に当接して案内される従動部を、案内面に沿って転動可能なボール、およびこのボールを保持する凹部で構成したので、公転に伴いボールが案内面に対して回転軸直交方向等に横滑りしようとしても、ボールが凹部内で回転することで、ガイド部材の案内面とボールとの間に横滑りが発生しない。これにより、ガイド部材の案内面を従来のように摩擦を考慮して含油樹脂などで形成する必要が無く、金属等の硬い部材で形成でき、かつボールも硬い部材で構成できる。従って、ガイド部材の案内面とボールとの接触部分の変形を防止して、プランジャのストローク量の誤差を減少でき、液体の吐出精度を向上させることができる。
また、従来のローラを円錐面にした場合のように、ボールに対してスラスト方向の力が作用しないので、この力を処理するために構造が複雑になることがなく、進退駆動手段の構造を簡単にすることができる。
【００１１】
さらに、従動部をボールおよび凹部で構成したので、液体吐出装置の直径を小さくでき、液体吐出装置を小型化することができる。すなわち、従来のローラを用いた場合には、ポンプ駆動軸からローラの回転軸を突出させ、この回転軸にボールベアリング等を介してローラを回転自在に配置するため、ローラの公転半径をあまり小さくできず、またガイド部材もローラの移動軌跡に対応して大きくしなければならず、液体吐出装置の小型化に限度があった。これに対し、本発明では、従動部の凹部にボールを配置すればよく、ポンプ駆動軸から外周側に突出するローラの回転軸やボールベアリング等を設けなくてもよいため、ボールの移動軌跡の直径を小さくでき、液体吐出装置を小型化することができる。
また、ガイド部材の傾斜角度を調整すれば、吐出量はその傾斜角度に応じて調整できるので、吐出量の調整、変更が容易になり、汎用性の高い液体吐出装置にすることができる。
さらに、ボールをガイド部材の案内面に当接させる付勢手段を備えていれば、付勢手段の付勢力を適宜設定することで、ボールと案内面との当接力を適切に調整できる。この際、前記付勢手段で前記ポンプ駆動軸および前記バルブ部材を互いに離れる方向に付勢して、前記第１および第２の摺接面を互いに圧接させるように構成してもよい。このようにすれば、ボールをガイド部材の案内面に当接させる付勢手段と、第１および第２の摺接面を互いに圧接させる付勢手段とが共通化でき、部品点数を削減できるとともに、液体吐出装置を一層小型化することができる。
【００１２】
また、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円筒状の内周面の対向位置に形成されたポート部材と、前記ポート部材の内周面にて形成されたプランジャ挿入孔と、前記プランジャ挿入孔に軸方向に沿って摺動自在に、かつ、軸回りに回転自在に挿通されるとともに、先端部分の一部が切り欠かれて形成され、前記ポート部材の内周面に形成された開口に連通可能な切欠部を有するプランジャと、前記プランジャと共に当該プランジャの回転軸に沿って進退可能に、かつ前記回転軸を中心に回転可能に支持されたポンプ駆動軸と、前記ポンプ駆動軸およびプランジャを回転駆動する回転駆動手段と、前記ポンプ駆動軸およびプランジャを進退駆動する進退駆動手段とを備え、前記進退駆動手段は、前記ポンプ駆動軸の軸方向に対して傾斜した案内面を有するガイド部材と、前記ポンプ駆動軸に取り付けられるとともに、前記案内面に沿って転動可能なボールが配置された略半球状の凹部を有する従動部と、前記プランジャを前記ガイド部材側に付勢して、前記従動部のボールを前記案内面に当接させる付勢手段とを有し、前記ポンプ駆動軸の回転に伴い移動する前記ボールが前記案内面に案内されて、当該ポンプ駆動軸および前記プランジャが進退駆動されるものでもよい。
【００１３】
ここで、プランジャの先端部分に形成される切欠部の形態は任意であるが、プランジャの円周面を軸に沿った平面で切り欠けば、いわゆるＤカットプランジャポンプ方式の液体吐出装置を構成することができる。この際、プランジャの先端部分に設けた切欠部が、プランジャの回転に伴って、ポート部材のプランジャ挿入孔に開口した吸入側および吐出側の開口に交互に連通可能に構成されていればよい。そして、プランジャを回転駆動しつつ、切欠部が吸入側の開口に連通された状態で、プランジャをプランジャ挿入孔から引き抜く方向に駆動し、切欠部が吐出側の開口に連通された状態で、プランジャをプランジャ挿入孔に押し込む方向に駆動することで、液体の吸入および吐出が行われる。
【００１４】
このように構成すれば、前記請求項１と略同様の効果を奏することができる。
また、切欠部が形成されたプランジャを回転駆動および進退駆動することで、液体の吸入および吐出が行われるので、バルブ構造を簡素化することができ、部品点数の削減、および製造コストの低減を図ることができる。
【００１５】
ここで、前記ボールと前記凹部との摩擦係数は、前記ボールと前記ガイド部材の案内面との摩擦係数に比べて小さくされていることが好ましい。
【００１６】
このように構成すれば、ボールとガイド部材の案内面間の摩擦係数に比べて、ボールと凹部間の摩擦係数を小さくしたので、公転に伴う案内面とボール間に作用する摩擦力が、ボールと凹部間に作用する摩擦力を上回るため、ボールを凹部内でスムーズに回転させ、より確実に案内面に沿って転動させることができる。この際、凹部を含油樹脂などで形成することで、ボールとの摩擦係数が小さくなるようにしてもよい。このように凹部を含油樹脂などで形成しても、凹部とボールとの接触面積は、ボールと案内面との接触面積に比較して十分に大きいため、ボールが案内面に当接された負荷による凹部の変形を極微少量にとどめて、液体の吐出精度を確保できるとともに、潤滑油の給油が不要な無給油式の進退駆動手段が構成でき、メンテナンスに要する手間を軽減することができる。
【００１７】
ここで、前記ガイド部材の一端側は、前記ポンプ駆動軸と交差する方向に沿った固定軸に回動自在に軸支されており、前記ガイド部材の他端側を前記ポンプ駆動軸の軸方向に移動させて、前記案内面の傾斜角度を調整する吐出量設定手段が設けられていることが好ましい。
【００１８】
このように構成すれば、吐出量設定手段によってガイド部材の他端側をポンプ駆動軸の軸方向に移動させるだけで、ガイド部材の傾斜角度を調整でき、吐出量を容易に調整できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の第１実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。
図１には、第１実施形態に係る液体吐出装置（ディスペンサ、ポンプ）１の正面図が示されている。液体吐出装置１は、駆動機構を内蔵する駆動部２およびポンプ部３を備えて構成されている。
【００２０】
駆動部２は、図２、３にも示すように、アルミ製やステンレス製の複数の板材やブロック材でボックス状に形成されたボディ１０と、このボディ１０に固定された回転駆動手段としてのモータ１１とを備えている。このモータ１１は、サーボモータやステッピングモータなどの回転速度の制御が可能なモータが用いられ、エンコーダ等の位置検出センサを内蔵したものであってもよい。
【００２１】
モータ１１の出力軸には、その回転軸に平行なキー溝が外周に形成されたスプライン軸１２が、モータ１１の出力軸を貫通するピンで固定されている。このスプライン軸１２のキー溝には、スプライン軸１２の回転動作に連動するとともに、キー溝に沿って回転軸方向に摺動自在に構成された外筒１３が係合されている。外筒１３のモータ１１の反対側でモータ１１の軸線上には、ボディ１０に対して回動自在に支持されたポンプ駆動軸６０が配置されている。ポンプ駆動軸６０は、図２、３に示すように、駆動部２からポンプ部３まで延長されている。
なお、ポンプ駆動軸６０は、駆動部２部分からポンプ部３部分までが一体に構成されていてもよく、また、駆動部２部分に配置される駆動部側駆動軸６０Ａと、ポンプ部３部分に配置されるポンプ部側駆動軸６０Ｂとに分離可能に構成され、キーなどで回転伝達可能に連結されていてもよい。分離可能に構成すれば、ポンプ部３を洗浄する場合等、ポンプ部３を駆動部２から取り外す際に、ポンプ部側駆動軸６０Ｂもポンプ部３と一緒に取り外すことができる。
【００２２】
ポンプ駆動軸６０の上端（モータ１１側）は、外筒１３に穿設された軸挿通孔に挿通され、外筒１３にピンで固定されている。すなわち、外筒１３がスプライン軸１２に対して摺動自在、かつ回転連動可能に係合されていることにより、ポンプ駆動軸６０は、モータ１１に対してその軸方向に進退可能（上下動可能）に、かつモータ１１の回転力はそのまま伝達されてスプライン軸１２と共に回転するように構成されている。
【００２３】
ボディ１０には、ポンプ駆動軸６０に隣接し、かつポンプ駆動軸６０に直交する固定軸２１が取り付けられている。この固定軸２１には、略角板状に形成されたガイド部材２０の一端側が回動自在に支持されている。また、ガイド部材２０の下側（ポンプ部３側）のポンプ駆動軸６０には、従動部としてのボール保持部材７０がピンで固定されている。
ガイド部材２０には、図４、５にも示すように、ポンプ駆動軸６０が嵌挿可能な貫通孔２２と、他端側に２本の腕部２３とが形成されている。２本の腕部２３間には、固定軸２１と平行な当接軸２４が取り付けられている。そして、ガイド部材２０の下面（ポンプ部３側の面）において、貫通孔２２の周囲に形成された凹み部分には、リング状のガイドリング２５が取り付けられている。
ボール保持部材７０には、略半球状の凹部７１が形成され、この凹部７１にはボール７５が収納されている。ボール７５は、ガイドリング２５の下面で構成される案内面２５Ａに当接可能に配置されている。そして、ボール７５は、後述するコイルばね（付勢手段）６８でポンプ駆動軸６０が上方（モータ１１側）に付勢されることで、ガイドリング２５の案内面２５Ａに当接されている。
【００２４】
ここで、ボール保持部材７０とボール７５との摩擦係数は、ボール７５と案内面２５Ａとの摩擦係数よりも低くなるように、ボール保持部材７０、ボール７５、ガイドリング２５の材質、コーティング処理の有無、コーティング方法等が設定されている。
具体的には、ボール７５は軸受（ベアリング）鋼（ＳＵＪ）やタングステンカーバイト等の超硬質合金等で構成された硬質ボールとされている。また、ガイドリング２５も焼き入れ研磨された炭素工具鋼（ＳＫ）やＳＵＪ等の金属等で構成され、案内面２５Ａは硬質なものとされている。また、ボール保持部材７０は、硬質で、かつ耐摩耗性が大きく摩擦係数が小さい軸受合金等から形成されている。
なお、ボール保持部材７０を樹脂材で構成してもよく、その場合には、凹部７１を含油ＰＯＭ（ポリアセタール）等から形成することで、案内面２５Ａに比べてボール保持部材７０側のボール７５に対する摩擦係数が小さくなっている。要するに、ボール７５が凹部７１に対して回転し、かつ案内面２５Ａに沿って転動するように、各材質等が選定されていればよい。
【００２５】
ガイド部材２０の当接軸２４の上面側には、図２に示すように、ボディ１０に固定されたマイロクメータ８０のスピンドル８１が当接している。一方、当接軸２４の下面側には、ボディ１０内に配置されたコイルばね８５によって上方（モータ１１側）に付勢される付勢部材８６が当接されている。
従って、当接軸２４は、付勢部材８６によって常時上方に付勢され、マイロクメータ８０の操作摘みを回動してスピンドル８１を進退（上下動）させると、その移動に連動して当接軸２４も上下動し、その結果、ガイド部材２０が固定軸２１を支点に回動して傾斜角度を調整できるようにされている。
このため、本実施形態では、前記マイロクメータ８０、コイルばね８５、付勢部材８６により、吐出量設定手段が構成されている。
【００２６】
なお、本実施形態では、ガイド部材２０をポンプ駆動軸６０に対して直交、つまりポンプ駆動軸６０が垂直方向に沿って配置されていればガイド部材２０が水平な状態の時に、付勢部材８６の下端がボディ１０に当接するように設定されている。このため、ガイド部材２０は、固定軸２１と当接軸２４とが同じ高さ位置、つまり水平な状態から、当接軸２４が固定軸２１よりも上方に位置する状態、つまり当接軸２４側が上方に移動してガイド部材２０が傾斜されるように構成されている。
また、マイロクメータ８０のスピンドル８１のネジの螺合位置を変えることで、ガイド部材２０が水平な状態の時に、マイロクメータ８０の目盛りが「０」（基準位置）になるように、スピンドル８１の長さ寸法が調整されている。
【００２７】
以上のように本実施形態では、ガイド部材２０のガイドリング２５および案内面２５Ａ、ボール保持部材７０の凹部７１およびボール７５、コイルばね６８によって、進退駆動手段が構成されている。すなわち、モータ１１の駆動によってポンプ駆動軸６０が回転すると、ガイド部材２０の案内面２５Ａに沿って、ボール７５が移動（公転）する。この際、ガイド部材２０が水平な状態であれば、ポンプ駆動軸６０は上下動しないが、前記マイロクメータ８０を操作してガイド部材２０が傾斜されていれば、案内面２５Ａに沿ってボール７５およびボール保持部材７０が上下動し、その動きに連動してポンプ駆動軸６０も回転しながら軸方向に進退することになる。
【００２８】
ポンプ部３は、図２、３に示すように、駆動部２のボディ１０に固定された円筒状の連結部材５に袋ナット６によって着脱可能に取り付けられた容器３０を備えている。容器３０は、ほぼ円筒状に形成され、容器３０の下端部に取り付けられたポートブロック３１で閉塞されている。また、容器３０の下端部側面には、図３に示すように、雌ねじが形成されたドレンポート３０Ａが設けられている。このドレンポート３０Ａは、通常時においてキャップ部材（不図示）が螺合されて塞がれており、容器３０内に液体が漏れた場合にキャップ部材を取り外して、溜まった液体を排出できるようになっている。
なお、連結部材５は前記ポンプ部側駆動軸６０Ｂを回動自在に支持している。また、容器３０およびポートブロック３１は、ステンレス、フッ素樹脂、チタン等で構成されている。
【００２９】
ポートブロック３１は、シール材３２を介して容器３０にネジ止め固定されている。そして、ポートブロック３１は、図６にも示すように、段付き円板状に形成された容器３０への固定部分と、この固定部分下側に設けられ、容器３０内部に連通された吸入ポート３３および吐出ポート３４とを備えている。吸入ポート３３には、雌ねじが形成され、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したりするための液体供給部材（不図示）が螺合できるようになっている。これにより、吸入ポート３３に吐出液体が供給可能とされている。
一方、吐出ポート３４には、吐出ノズル３５が固定ネジ３６を利用して着脱可能に取り付けられている。これにより、吐出ポート３４から吐出された液体が吐出ノズル３５から吐出されるようになっている。
【００３０】
ポートブロック３１の内側には、アルミナセラミック等の硬質材で円盤状に成形され、かつポートブロック３１に図示しないピン等によって回り止めされたシールディスク４０が配置されている。シールディスク４０には、ポートブロック３１に当接された端面と反対側（上側）に形成された平滑な摺接面（第１の摺接面）４１と、ポートブロック３１の吸入ポート３３および吐出ポート３４に連通された吸入側連通孔４２および吐出側連通孔４３とが形成されている。これらの連通孔４２，４３は、それぞれ円弧状の断面形状を有し、かつ摺接面４１に開口されており、これらの各連通孔４２，４３の摺接面４１における開口部は、図６に示すように、それぞれ吸入開口４４および吐出開口４５とされている。これらのポートブロック３１およびシールディスク４０により、本実施形態のポート部材が構成されている。
【００３１】
シールディスク４０の上側には、全体略円柱状に形成され、シールディスク４０と略同一外径の底部を有したポンプブロック５０が配置されている。
このポンプブロック５０の下端には、シールディスク４０の摺接面４１に摺接する平滑な摺接面（第２の摺接面）５１が形成されている。また、ポンプブロック５０には、ポンプブロック５０を貫通して１本のプランジャ挿入孔５２が形成され、このプランジャ挿入孔５２が摺接面５１に開口した開口部が連通部５２Ａとされている。
なお、本実施形態では、ポンプブロック５０は、ポリアミドイミドなどのスーパーエンジニアリングプラスチックやセラミックスで構成されている。また、摺接面５１は、ダイヤモンドライクカーボン膜でコーティングされており、摺接面４１と摺接した際のシール性と摺動性とを共に満足し、かつ耐久性に優れた構造となっている。
【００３２】
ポンプブロック５０の上側には、ポンプブロック５０に対してピン５６によって回り止めされたプランジャガイドブロック５５が配置されている。これらのポンプブロック５０およびプランジャガイドブロック５５により、本実施形態のバルブ部材が構成されている。
プランジャガイドブロック５５には、ポンプブロック５０のプランジャ挿入孔５２の延長位置にプランジャ挿入孔５７が設けられている。そして、ポンプブロック５０およびプランジャガイドブロック５５の当接面間で、プランジャ挿入孔５２，５７同士が連続する位置には、シール材５８が介装されている。また、プランジャガイドブロック５５には、前記ポンプ駆動軸６０に固定された２本の回転伝達ロッド６２が係合される係合孔５９が形成されている。これにより、ポンプ駆動軸６０が回転すると回転伝達ロッド６２、係合孔５９、プランジャガイドブロック５５を介してポンプブロック５０が回転するように構成されている。
【００３３】
２本の回転伝達ロッド６２は、ポンプ駆動軸６０の下端に形成された大径部６１に係合固定されている。すなわち、大径部６１の外周面には、大径部６１の軸方向に２本の係合溝６３が形成されており、円周方向に１本の係合溝６４が形成されている。そして、回転伝達ロッド６２にも係合溝６４に合わせた溝６２Ａが形成されており、回転伝達ロッド６２の上端部を各係合溝６３に配置し、前記係合溝６４と溝６２Ａとにバネ性を有するＣリング６６等の係止部材を係合させることで、各回転伝達ロッド６２は大径部６１に対して着脱可能に固定されている。
また、回転伝達ロッド６２の下端には、大径部６２Ｂが設けられており、ポンプブロック５０の円盤状底部とプランジャガイドブロック５５との間隔範囲で、ポンプブロック５０に対して回転伝達ロッド６２が上下動できるようになっている。
【００３４】
また、前記プランジャ挿入孔５２，５７には、ポンプ駆動軸６０の大径部６１に上端（基端）側が固定されたプランジャ６７が挿入されている。このプランジャ６７およびプランジャガイドブロック５５間には、付勢手段であるコイルばね６８が介装されている。このコイルばね６８により、プランジャ６７は常時ポンプ駆動軸６０の大径部６１に押圧されるとともに、ポンプブロック５０はシールディスク４０側に付勢され、シールディスク４０の摺接面４１とポンプブロック５０の摺接面５１とが所定の圧力で摺接するようになっている。
なお、プランジャ６７のプランジャ挿入孔５２，５７に挿入されている部分の直径は適宜設定できる。例えば、最も細くした場合には、約０．３〜０．８ｍｍ程度にまで細くできる。一方、太くする場合には、特に制限はなく、吐出量に応じて設定すればよい。
さらに、コイルばね６８は、プランジャ６７を介してポンプ駆動軸６０を常時上方に付勢しており、これにより、ボール保持部材７０を介してボール７５もガイド部材２０のガイドリング２５に常時当接されている。
【００３５】
次に、本実施形態の作用について図７、８をも参照して説明する。なお、図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図８（Ｃ）、図８（Ｄ）の各図において、左側の図は、上からガイド部材２０部分の断面図、ポンプブロック５０およびポートブロック３１部分の断面図である。そして、右側の図は、上からポンプブロック５０およびポートブロック３１部分の左側の断面図に対して側面方向（９０度異なる位置）で断面した図、シールディスク４０の上面とプランジャ挿入孔５２の連通部５２Ａとの位置関係を示す模式図である。
【００３６】
まず、吸入ポート３３の雌ねじに螺合した液体供給部材（不図示）を介して吸入ポート３３に液体７を供給しておく。
また、予めマイロクメータ８０を操作し、ガイド部材２０の傾斜角度を調節して、吐出量を設定しておく。この際、吐出量は、プランジャ６７の断面積およびストローク量に比例して変化する。このストローク量は、ボール７５の上下移動量つまりガイドリング２５の上下位置の高さ寸法によって設定される。このガイドリング２５の上下位置の高さ寸法は、ガイド部材２０の傾斜角度に応じて設定され、この傾斜角度はマイロクメータ８０のスピンドル８１が当接軸２４に当接する当接位置で設定される。
従って、予め、プランジャ６７の断面積に応じてマイロクメータ８０の１目盛り当たりの吐出量を計測しておけば、所望の吐出量に相当する目盛りを算出できるため、マイロクメータ８０を操作して目盛りを合わせておくだけで、吐出量の調整が行える。
【００３７】
また、本実施形態では、図７（Ａ）の状態を原点としている。この原点状態では、プランジャ挿入孔５２の連通部５２Ａがシールディスク４０の吸入開口４４に連通している。また、プランジャ６７は、下方ストロークエンド（ボール７５がガイド部材２０の固定軸２１に最も近接する位置）から上方のストロークエンド（ボール７５が当接軸２４に最も近接する位置）に移動する中間位置（上下ストロークエンドの中間位置）に移動した状態にある。
【００３８】
この原点状態において、スタートボタンを押すことなどでスタート信号が入力されると、モータ１１が作動されてスプライン軸１２が回転される。このスプライン軸１２の回転は、外筒１３、ポンプ駆動軸６０、回転伝達ロッド６２を介してポンプブロック５０に伝達され、ポンプブロック５０をシールディスク４０と摺接させた状態のまま回転させる。
【００３９】
この回転に伴い、ポンプ駆動軸６０に固定されたボール保持部材７０は、ポンプ駆動軸６０とともに回転するため、ボール保持部材７０に保持されたボール７５は、前記コイルばね６８の作用により、ガイドリング２５の案内面２５Ａに当接したまま、案内面２５Ａの傾斜に沿って進退する。この際、ボール７５は案内面２５Ａとの間の摩擦係数に比べて凹部７１との間の摩擦係数のほうが小さいため、案内面２５Ａに対しては転動し、凹部７１に対しては滑りながら回転することになる。
【００４０】
ボール保持部材７０の進退に伴い、ポンプ駆動軸６０に連結されたプランジャ６７は、ポンプブロック５０のプランジャ挿入孔５２内で軸方向に進退する。
この進退に伴い、プランジャ６７は徐々に上昇し、プランジャ挿入孔５２の連通部５２Ａが吸入開口４４から外れるまで、プランジャ挿入孔５２内に吸入ポート３３から液体７が吸引される。
【００４１】
そして、図７（Ｂ）に示すように、プランジャ６７が上方ストロークエンドの位置まで移動した時点では、プランジャ挿入孔５２の連通部５２Ａは吸入開口４４から吐出開口４５に移動する中間位置にあり、これらの各開口４４，４５と完全に隔離された状態になるため、プランジャ挿入孔５２内に吸引された液体７も吸入ポート３３内の液から区画される。
【００４２】
さらに、モータ１１による回転が続き、図８（Ｃ）に示すように、プランジャ６７が上方ストロークエンドから下方ストロークエンドの中間位置に移動した時点では、プランジャ挿入孔５２の連通部５２Ａは、吐出開口４５と連通する位置に移動し、プランジャ６７は下方に移動し続ける。そして、この移動に伴いプランジャ挿入孔５２内の液体７が、吐出開口４５、吐出側連通孔４３、吐出ポート３４を介して吐出ノズル３５から吐出される。
なお、この液体７の吐出は、吐出開口４５にプランジャ挿入孔５２の連通部５２Ａが連通し始めてから、吐出開口４５から外れるまで、つまり図８（Ｃ）の状態の手前からその後まで続く。
【００４３】
そして、ポンプブロック５０が回転し続けることで、プランジャ挿入孔５２の連通部５２Ａが吐出開口４５から外れると、液体７の吐出が停止する。
その後、図８（Ｄ）に示すように、プランジャ６７が下方ストロークエンドの位置まで移動した時点では、プランジャ挿入孔５２の連通部５２Ａは吐出開口４５および吸入開口４４の中間位置に移動し、これらの各開口４５，４４と完全に隔離された状態になる。
【００４４】
さらに、ポンプブロック５０が回転し続けると、プランジャ６７は上昇し、吸入開口４４にプランジャ挿入孔５２の連通部５２Ａが連通した時点から、プランジャ６７の上昇に伴い液体７がプランジャ挿入孔５２内に吸引される。
そして、図７（Ａ）の状態に戻ると、１サイクルの吸引および吐出の動作が終了する。
以下、前述の各動作を繰り返すことで、所定量の液体７が順次吐出される。なお、前述の１サイクルの吸引および吐出の動作を、連続的に実行して、液体７を連続吐出させてもよく、また、１サイクルごとにモータ１１を停止させて、液体７を１回ずつ吐出させてもよい。さらに、１サイクルごとに停止および再作動を繰り返すようにモータ１１を制御して、所定の時間間隔で間欠的に液体７を吐出させてもよい。
【００４５】
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）ポンプ駆動軸６０に固定されたボール保持部材７０に形成された凹部７１にボール７５を支持させ、このボール７５がガイド部材２０の案内面２５Ａに当接して案内されるように構成したので、公転に伴いボール７５が案内面２５Ａに対してポンプ駆動軸６０直交方向等に横滑りしようとしても、ボール７５が凹部７１内で回転することで、案内面２５Ａとボール７５との間に横滑りが発生しない。これにより、ガイド部材２０の案内面２５Ａを従来のように摩擦を考慮して含油樹脂などで形成する必要が無く、金属等の硬い部材で形成でき、かつボール７５も硬い部材で構成できる。従って、ガイド部材２０の案内面２５Ａとボール７５との接触部分の変形を防止して、プランジャ６７のストローク量の誤差を減少でき、液体７の吐出精度を向上させることができる。
【００４６】
（２）さらに、従来のローラを円錐面にした場合のように、ボール７５に対してスラスト方向の力が作用しないので、この力を処理するために構造が複雑になることがなく、進退駆動手段の構造を簡単に構成することができる。
【００４７】
（３）また、ボール保持部材７０をボール７５および凹部７１で構成したので、液体吐出装置１の直径を小さくでき、液体吐出装置１を小型化することができる。すなわち、従来のローラを用いた場合には、ポンプ駆動軸から突出した回転軸にボールベアリング等を介してローラを支持したため、ローラの公転半径をあまり小さくできず、またガイド部材もローラの移動軌跡に対応して大きくしなければならず、液体吐出装置の小型化に限度があった。
これに対し、本発明では、凹部７１にボール７５を配置すればよく、ポンプ駆動軸６０から外周側に突出する回転軸やボールベアリング等を設けなくてもよいため、ボール７５の移動軌跡の直径を小さくでき、液体吐出装置１を小型化することができる。
【００４８】
（４）また、ガイド部材２０の案内面２５Ａとボール７５間の摩擦係数に比べて凹部７１とボール７５間の摩擦係数を小さくしたので、ボール７５を凹部７１内でスムーズに回転させ、より確実に転動させることができる。
【００４９】
（５）さらに、ボール保持部材７０を含油ＰＯＭなどで形成して、凹部７１とボール７５との摩擦係数が案内面２５Ａ側に比べて小さくなるようにした場合においても、凹部７１とボール７５との接触面積は、ボール７５と案内面２５Ａとの接触面積に比較して十分に大きいため、ボール７５が案内面２５Ａに当接された負荷による凹部７１の変形を極微少量に抑えることができるので、液体の吐出精度を確保できる。
【００５０】
（６）また、ガイド部材２０およびボール７５を設け、モータ１１によるポンプ駆動軸６０の回転動作に伴いポンプ駆動軸６０が上下動するように構成したので、ボールネジ等やクラッチを用いた場合に比べて、高速回転を実現できる。つまり、ポンプ駆動軸６０やプランジャ６７は、回転運動に伴う加速度変化の滑らかな上下動になるため、高速回転が可能であり、よって、液体の吐出動作の高速化を容易に実現できる。そして、吐出速度は、モータ１１の回転速度で設定できるので、モータ１１の回転速度を制御することによって正確にかつ容易に吐出速度を制御することができ、取扱いの容易な液体吐出装置１にすることができる。
【００５１】
（７）さらに、ポンプ駆動軸６０を上下動させる進退駆動機構としてガイド部材２０およびボール７５を用いて実現しており、ボールねじ等を利用する必要がないため、耐久性能を高くでき、部品交換サイクルも長期間化できて、維持管理も容易にできる。また、凹部７１を含油ＰＯＭ等から構成すれば、潤滑油の給油が不要な無給油式の進退駆動手段が構成でき、メンテナンスに要する手間を軽減することができる。
【００５２】
（８）また、シールディスク４０の連通孔４２，４３、吸入開口４４、吐出開口４５を円弧状に形成したので、これらの各開口４４，４５部分をプランジャ挿入孔５２の連通部５２Ａが移動している間、吸入動作や吐出動作を続けることができる。このため、吸入時あるいは吐出時にポンプブロック５０の回転を停止させる必要が無く、ポンプブロック５０を回転させたまま、吸入や吐出動作を実現できるため、より一層の高速回転を容易に実現できる。
従って、ポンプブロック５０の１回転つまり１回の吐出動作を０．１秒以下で行うこともでき、半導体製造関連の製造ラインなどのような、毎秒１０回以上の吐出速度が求められる場合であっても、十分に対応することができる。
【００５３】
（９）また、シールディスク４０に対してポンプブロック５０を摺接させた状態で回転し、摺接面４１，５１に設けられた吸入開口４４、吐出開口４５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６７は、プランジャ挿入孔５２内を進退移動するだけでよい。従って、プランジャ６７自信の回転で切替を行う必要がなく、プランジャ６７の直径を非常に細くできるので、プランジャ６７の直径とそのストロークで設定される液体７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。
【００５４】
（１０）さらに、プランジャ６７つまりプランジャ挿入孔５２を１本しか形成していないため、各摺接面４１，５１において、プランジャ挿入孔５２、吸入開口４４、および吐出開口４５が形成されていない平面部分の面積を大きく確保できる。このため、各摺接面４１，５１が互いに摺接することによるシール性能を向上でき、吸入開口４４および吐出開口４５間を確実にシールすることができる。
その上、平面部分の面積が大きいため、プランジャ挿入孔５２を吸入開口４４から吐出開口４５に移動させる間に、プランジャ挿入孔５２の連通部５２Ａを各開口４４，４５から確実に隔離でき、吐出精度を向上できる。
さらに、ポンプ駆動軸６０、ポンプブロック５０が１回転するごとに、１本のプランジャ６７の進退移動によって１サイクルの吸入、吐出動作が行われるため、１回毎の吐出動作が同一になり、１回毎の吐出量の精度も向上できる。
【００５５】
（１１）また、マイロクメータ８０を操作してガイド部材２０の傾斜角度を変えるだけで、吐出量を調整できるため、吐出量を容易に調整することができる。このため、カムを利用した場合に比べて、容易に吐出量を調整でき、さらには液体吐出装置１の動作中であっても調整が可能であり、汎用性の高い液体吐出装置１にすることができる。
その上、吐出量は、ガイド部材２０の傾斜角度つまりマイロクメータ８０の目盛りに関連付けられているため、マイロクメータ８０の目盛りによって吐出量を正確にかつ確実に調整できる。
さらに、ガイド部材２０においては、ガイドリング２５部分の変化量（高さ方向の変化量）に対して、当接軸２４部分の変化量が比例して拡大されるため、マイロクメータ８０の操作量に対するガイドリング２５部分の移動量が小さくなり、その分、吐出量の微調整を容易に行うことができる。
【００５６】
（１２）また、マイロクメータ８０や付勢部材８６によって、ガイド部材２０は、固定軸２１と当接軸２４とが同じ高さ位置つまり水平な状態から、当接軸２４が固定軸２１よりも上方に位置する状態つまり当接軸２４側が上方に移動してガイド部材２０が傾斜されるように構成されているので、プランジャ６７の下方ストロークエンドの位置を一定にすることができる。このため、プランジャ６７の下方ストロークエンドの位置を、プランジャ挿入孔５２の下端開口近傍に設定すれば、プランジャ６７が下方ストロークエンドに移動した際のプランジャ挿入孔５２内のデッドスペースを小さくでき、プランジャ挿入孔５２内での液体７の滞留を防止することができる。その上、ガイド部材２０の傾斜角度で変化するプランジャ６７の上方ストロークエンドの調整範囲をほぼプランジャ挿入孔５２の全範囲（下端から上端まで）確保でき、吐出量の調整範囲を大きくすることができる。
【００５７】
（１３）容器３０およびポートブロック３１で構成されるケース体内にシールディスク４０、ポンプブロック５０、プランジャ６７等を配置したので、仮にシールディスク４０およびポンプブロック５０の摺接面４１，５１間や、プランジャ挿入孔５２およびプランジャ６７の摺動面から液体７が漏れても、その液体７は容器３０内に溜まるだけであり、ポンプ部３の外部に液体７が漏れることがない。また、容器３０内に溜まった液体７は、ドレンポート３０Ａから排出できる。
このため、ポンプ部３に摺動面からの液漏れを防止するためのＯリング等のシール材を設ける必要がなく、構造を簡単にできかつコストも低減することができて安価に提供することができる。その上、シール材が不要であるから、シール材を設けた場合に定期的に必要となるシール材の交換作業を無くすことができる。
【００５８】
（１４）ポンプブロック５０をシールディスク４０に当接させるための押圧ばねと、ボール７５をガイド部材２０のガイドリング２５に当接させるための押圧ばねとを、１つのコイルばね６８で兼用しているため、部品点数を少なくでき、コストを低減できる。
【００５９】
（１５）ポンプ部３の液体７に接するポートブロック３１、シールディスク４０、ポンプブロック５０等をステンレスやセラミックス等の耐薬品性等に優れた材質で形成することで、各種の吐出液体７を取り扱うことができる。また、ポンプ部３と駆動部２とが分かれているため、ポンプ部３のみに単価の高いステンレスやセラミックスを用いることもでき、耐薬品性の液体吐出装置１であっても低価格で提供することができる。さらに、ポンプブロック５０とプランジャガイドブロック５５とが分かれ、それらの間にシール材５８が介装されているので、ポンプブロック５０にのみ単価の高いセラミックス等を用いることもでき、液体吐出装置１の低価格化をさらに促進できる。
【００６０】
（１６）また、ポンプ部３の容器３０は、袋ナット６を外すことで駆動部２から容易に分離することができる。従って、ポンプ部３のみを洗浄できてメンテナンスも容易に行うことができ、吐出液体７の種類を変更する場合などでも、簡単に行うことができる。
その上、Ｃリング６６を取り外せば、ポンプ駆動軸６０から回転伝達ロッド６２、ポンプブロック５０、プランジャガイドブロック５５、プランジャ６７等も容易に分解できるため、洗浄やメンテナンス作業を容易にでき、かつ組立性も向上できる。
また、ポンプ駆動軸６０を駆動部側駆動軸６０Ａ、ポンプ部側駆動軸６０Ｂに分割可能に構成すれば、連結部材５を取り外すことで、ポンプ部側駆動軸６０Ｂを駆動部２から容易に取り外すことができ、洗浄や組立等も容易に行うことができる。
【００６１】
次に、本発明の第２実施形態を図９〜図１４に基づいて説明する。なお、本実施形態において、前記第１実施形態と同様または同一の構成部材には同一符号を付し、説明を省略あるいは簡略する。
本実施形態の液体吐出装置１００は、前記ポンプ部３のバルブ、ポンプ機構を平面バルブプランジャポンプ方式からＤカットプランジャポンプ方式に変更したものである。
【００６２】
液体吐出装置１００のポンプ部１０３は、図１０、１１に示すように、駆動部２のボディ１０に固定された円筒状の連結部材１０５に袋ナット１０６によって着脱可能に取り付けられた容器１３０を備えている。容器１３０は、下端（連結部材１０５の反対側）が閉塞された、ほぼ円筒状に形成されている。この容器１３０の側面には、吸入ポート１３３と吐出ポート１３４とが対向して設けられ、２つのドレンポート１３０Ａが互いに対向して設けられている。これらの吸入ポート１３３、吐出ポート１３４、およびドレンポート１３０Ａには、雌ねじが形成されている。そして、吸入ポート１３３には、吐出液体が収納されたタンク８Ａからの配管を装着するための液体供給部材８Ｂが螺合可能になっており、吐出ポート１３４には、吐出ノズル３５を備える液体吐出部材９が螺合可能になっている。また、ドレンポート１３０Ａからは、吐出ポート１３４から吐出されず容器１３０内を上昇した液体が排出できるようになっている。
【００６３】
容器１３０の内部には、アルミナセラミック等の硬質材で円筒形状に成形され、容器１３０に図示しないピン等によって回り止めされたプランジャバレル１４０が配置されている。プランジャバレル１４０と容器１３０の内部底面との間には、テフロン（登録商標）製のシール材１３７が介装されている。また、プランジャバレル１４０には、図１２に示すように、その円筒内周面によって形成されたプランジャ挿入孔１４１と、容器１３０の吸入ポート１３３および吐出ポート１３４に連通された吸入側連通孔１４２および吐出側連通孔１４３とが形成されている。これらの連通孔１４２，１４３は、それぞれプランジャ挿入孔１４１に開口されており、これらの各連通孔１４２，１４３のプランジャ挿入孔１４１における開口部は、それぞれ吸入開口１４４および吐出開口１４５とされている。以上の容器１３０およびシールディスク４０により、本実施形態のポート部材が構成されている。
【００６４】
プランジャバレル１４０のプランジャ挿入孔１４１には、外周面がプランジャ挿入孔１４１の内周面に摺接した状態で、回転自在、かつ進退自在に構成された円柱状のプランジャ１６７が挿入されている。また、プランジャ挿入孔１４１の上部（駆動部２側）には、プランジャ１６７に摺接するシール材１４６が設けられている。そして、プランジャ１６７の先端部（図１０〜１２中、下端部）には、その円周面の一部をプランジャ１６７の軸に沿った平面で切り欠いた切欠部（Ｄカット部）１６７Ａが形成されている。この切欠部１６７Ａは、プランジャ１６７がプランジャ挿入孔１４１内で回転することで、吸入開口１４４または吐出開口１４５に対向する位置に回転し、この状態において、吸入側または吐出側の連通孔１４２，１４３とプランジャ挿入孔１４１の内部空間とが連通されるようになっている。そして、切欠部１６７Ａが対向しない状態の吸入開口１４４または吐出開口１４５においては、プランジャ１６７の外周面によって各開口１４４，１４５が閉塞され、各連通孔１４２，１４３とプランジャ挿入孔１４１の内部空間との連通が遮断されるようになっている。
なお、本実施形態では、プランジャ１６７は、アルミナセラミックやジルコニアセラミック等の硬質で摺動性および耐久性に優れた材料から形成されている。
【００６５】
プランジャバレル１４０の上側（駆動部２側）には、プランジャバレル１４０の上端に当接したリング状のスペーサ１５３と、このスペーサ１５３の内側に設けられたリング部材１５４と、このリング部材１５４の上側に設けられたプランジャガイドブロック１５５とが配置されている。スペーサ１５３は、袋ナット１０６を締めることでその上面が連結部材１０５に当接し、下面に当接したプランジャバレル１４０を下方のシール材１３７に押圧して、プランジャバレル１４０の位置を固定する。プランジャガイドブロック１５５には、プランジャバレル１４０のプランジャ挿入孔１４１の延長位置にプランジャ挿入孔１５７が設けられ、プランジャ１６７が挿通されている。そして、リング部材１５４の内側には、プランジャ１６７に摺接するテフロン（登録商標）製のシール材１５８と、このシール材１５８をプランジャ１６７に向かって付勢するゴム製のＯリング１５９とが配置されている。これにより、プランジャ１６７とプランジャ挿入孔１４１との摺接面に沿って上昇した液体が、プランジャバレル１４０の上側に漏出さないようになっている。
なお、スペーサ１５３は、アミドイミドやＰＯＭ（ポリアセタール）等の樹脂から形成されている。リング部材１５４は、ＰＯＭなどのスーパーエンジニアリングプラスチックやステンレス等から形成されている。また、プランジャガイドブロック１５５は、含油ＰＯＭ等から形成され、プランジャ１６７と摺接した際の摺動性を満足し、かつ耐久性に優れた構造となっている。
【００６６】
プランジャ１６７の上端（駆動部２側端部）は、連結部材１０５の内部に設けられたオルダム継手（回り両スライダ機構）を介してポンプ駆動軸６０に連結されている。このオルダム継手は、含油ＰＯＭ等で形成された第１および第２の継手部材１６１，１６２と、第１および第２の連結ピン１６３，１６４とを備えて構成されている。そして、第１継手部材１６１が第１連結ピン１６３でポンプ駆動軸６０の下端部（ポンプ部１０３側）に連結され、第１継手部材１６１に第２継手部材１６２が第２連結ピン１６４で連結され、第２継手部材１６２にプランジャ１６７の上端が連結されている。また、第１および第２の連結ピン１６３，１６４は、ポンプ駆動軸６０に直交するとともに、互いに直交して設けられ、それぞれ第１および第２の継手部材１６１，１６２に対して摺動可能に挿通されている。これにより、ポンプ駆動軸６０とプランジャ１６７とが若干偏心した場合であっても、ポンプ駆動軸６０の回転動作をプランジャ１６７に無理なく伝達できるようになっている。
【００６７】
オルダム継手の第２継手部材１６２の下部には、内周を第２継手部材１６２に当接したボールベアリング１６５が配置されている。このボールベアリング１６５の外周と前記プランジャガイドブロック１５５との間には、付勢手段であるコイルばね１６８が介装されている。このコイルばね１６８により、プランジャガイドブロック１５５を介してリング部材１５４、シール材１５８、パッキン材１５９がプランジャバレル１４０に押圧されるようになっている。さらに、コイルばね１６８は、オルダム継手を介してポンプ駆動軸６０を常時上方に付勢しており、これにより、ボール保持部材７０を介してボール７５もガイド部材２０のガイドリング２５に常時当接されている。ポンプ駆動軸６０は、ボディ１０の内部に設けられた含油ＰＯＭ製のスプライン１１４と、このスプライン１１４のキー溝にポンプ駆動軸６０に沿って摺動自在に支持されたボールベアリング１１５とで軸支されている。また、ポンプ駆動軸６０の上端部（モータ１１側）は、スプライン軸１２および外筒１３に支持されるため、ポンプ駆動軸６０は、ボディ１０に対して軸方向に進退自在で、かつモータ１１からの回転動作を伝達可能に構成されている。
【００６８】
また、オルダム継手の第２連結ピン１６４が挿通される第２継手部材１６２の挿通孔は、上方に向かって開口した溝状に形成されており、第２継手部材１６２は、第１継手部材１６１に対して着脱可能に構成されている。これにより、袋ナット１０６を連結部材１０５から取り外して、ポンプ部１０３（容器１３０、プランジャバレル１４０）を駆動部２から取り外す際に、プランジャ１６７、プランジャガイドブロック１５５、第２継手部材１６２、ボールベアリング１６５、コイルばね１６８等もポンプ部１０３と一緒に取り外すことができる。従って、取り外したポンプ部１０３等を容易に洗浄できるとともに、吐出液体の種類や吐出量に応じて、プランジャ１６７やプランジャバレル１４０等を容易に交換することができるようになっている。
【００６９】
次に、本実施形態の作用について図１３、１４をも参照して説明する。なお、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１４（Ｃ）、図１４（Ｄ）の各図において、左側の図は、上からガイド部材２０部分の断面図、プランジャバレル１４０部分の断面図、プランジャバレル１４０とプランジャ１６７の切欠部１６７Ａとの平面視での位置関係を示す模式図である。そして、右側の図は、プランジャバレル１４０部分の左側の断面図に対して側面方向（９０度異なる位置）で断面した図である。
【００７０】
まず、吸入ポート１３３の雌ねじに螺合した液体供給部材を介して吸入ポート１３３に液体７を供給しておく。
また、予めマイロクメータ８０を操作し、ガイド部材２０の傾斜角度を調節して、吐出量を設定しておく。
また、本実施形態では、図１３（Ａ）の状態を原点としている。この原点状態では、プランジャ１６７の切欠部１６７Ａがプランジャバレル１４０の吸入開口１４４に連通している。また、プランジャ１６７は、下方ストロークエンド（ボール７５がガイド部材２０の固定軸２１に最も近接する位置）から上方のストロークエンド（ボール７５が当接軸２４に最も近接する位置）に移動する中間位置（上下ストロークエンドの中間位置）に移動した状態にある。
【００７１】
この原点状態において、スタートボタンを押すことなどでスタート信号が入力されると、モータ１１が作動されてスプライン軸１２が回転される。このスプライン軸１２の回転は、外筒１３、ポンプ駆動軸６０、オルダム継手の第１および第２の継手部材１６１，１６２を介してプランジャ１６７に伝達され、プランジャ１６７がプランジャバレル１４０のプランジャ挿入孔１４１内で回転する。
【００７２】
この回転に伴い、ポンプ駆動軸６０に固定されたボール保持部材７０は、ポンプ駆動軸６０とともに回転するため、ボール保持部材７０に保持されたボール７５は、前記コイルばね６８の作用により、ガイドリング２５の案内面２５Ａに当接したまま、案内面２５Ａの傾斜に沿って進退する。ボール保持部材７０の進退に伴い、ポンプ駆動軸６０に連結されたプランジャ１６７は、プランジャバレル１４０のプランジャ挿入孔１４１内で軸方向に進退する。
この進退に伴い、プランジャ１６７は徐々に上昇し、プランジャ１６７の切欠部１６７Ａが吸入開口１４４から外れるまで、プランジャ挿入孔１４１内に吸入ポート１３３から液体７が吸引される。
【００７３】
そして、図１３（Ｂ）に示すように、プランジャ１６７が上方ストロークエンドの位置まで移動した時点では、プランジャ１６７の切欠部１６７Ａは吸入開口１４４から吐出開口１４５に移動する中間位置にあり、これらの各開口１４４，１４５と完全に隔離された状態になるため、プランジャ挿入孔１４１内に吸引された液体７も吸入ポート１３３内の液から区画される。
【００７４】
さらに、モータ１１による回転が続き、図１４（Ｃ）に示すように、プランジャ１６７が上方ストロークエンドから下方ストロークエンドの中間位置に移動した時点では、プランジャ１６７の切欠部１６７Ａは、吐出開口１４５と連通する位置に移動し、プランジャ１６７は下方に移動し続ける。そして、この移動に伴いプランジャ挿入孔１４１内の液体７が、吐出開口１４５、吐出側連通孔１４３、吐出ポート１３４を介して吐出ノズル３５から吐出される。
なお、この液体７の吐出は、吐出開口１４５にプランジャ１６７の切欠部１６７Ａが連通し始めてから、吐出開口１４５から外れるまで、つまり図１４（Ｃ）の状態の手前からその後まで続く。
【００７５】
そして、プランジャ１６７が回転し続けることで、プランジャ１６７の切欠部１６７Ａが吐出開口１４５から外れると、液体７の吐出が停止する。
その後、図１４（Ｄ）に示すように、プランジャ１６７が下方ストロークエンドの位置まで移動した時点では、プランジャ１６７の切欠部１６７Ａは吐出開口１４５および吸入開口１４４の中間位置に移動し、これらの各開口１４５，１４４と完全に隔離された状態になる。
【００７６】
さらに、プランジャ１６７が回転し続けると、プランジャ１６７は上昇し、吸入開口１４４にプランジャ１６７の切欠部１６７Ａが連通した時点から、プランジャ１６７の上昇に伴い液体７がプランジャ挿入孔１４１内に吸引される。
そして、図１３（Ａ）の状態に戻ると、１サイクルの吸引および吐出の動作が終了する。
以下、前述の各動作を繰り返すことで、所定量の液体７が順次吐出される。なお、前述の１サイクルの吸引および吐出の動作を、連続的に実行して、液体７を連続吐出させてもよく、また、１サイクルごとにモータ１１を停止させて、液体７を１回ずつ吐出させてもよい。さらに、１サイクルごとに停止および再作動を繰り返すようにモータ１１を制御して、間欠的に液体７を吐出させてもよい。
【００７７】
このような本実施形態によれば、前述の（１）〜（７）、（１１）〜（１３）と略同様の効果に加えて次のような効果がある。
【００７８】
（１７）プランジャバレル１４０のプランジャ挿入孔１４１内でプランジャ１６７を回転して、プランジャ１６７の切欠部１６７Ａでプランジャ挿入孔１４１の吸入開口１４４、吐出開口１４５の切替を行うＤカットプランジャポンプ方式を採用している。従って、バルブ切替の動作と、吸引および吐出の動作とが、プランジャ１６７の回転動作と進退動作とで実現できるので、液体吐出装置１００の部品点数を削減し、バルブ構造を簡素化することができ、製造コストの低減を図ることができる。
【００７９】
（１８）また、プランジャバレル１４０の吸入開口１４４、吐出開口１４５部分をプランジャ１６７の切欠部１６７Ａが移動している間、吸入動作や吐出動作を続けることができるので、吸入時あるいは吐出時にプランジャ１６７の回転を停止させる必要が無く、プランジャ１６７を回転させたまま、吸入や吐出動作を実現できるため、高速回転を容易に実現できる。
従って、プランジャ１６７の１回転つまり１回の吐出動作を０．１秒以下で行うこともでき、半導体製造関連の製造ラインなどのような、毎秒１０回以上の吐出速度が求められる場合であっても、十分に対応することができる。
【００８０】
（１９）さらに、プランジャ１６７つまりプランジャ挿入孔１４１を１本しか形成していないため、プランジャ１６７が１回転するごとに、プランジャ１６７の進退移動によって１サイクルの吸入、吐出動作が行われるため、１回毎の吐出動作が同一になり、１回毎の吐出量の精度も向上できる。
【００８１】
（２０）ポンプ部１０３の液体７に接するプランジャバレル１４０、プランジャ１６７等をステンレスやセラミックス等の耐薬品性等に優れた材質で形成することで、各種の吐出液体７を取り扱うことができる。また、ポンプ部１０３と駆動部２とが分かれているため、ポンプ部１０３のみに単価の高いステンレスやセラミックスを用いることもでき、耐薬品性の液体吐出装置１００であっても低価格で提供することができる。さらに、プランジャバレル１４０とプランジャガイドブロック１５５との間にシール材１５８が介装されているので、プランジャバレル１４０にのみ単価の高いセラミックス等を用いることもでき、液体吐出装置１００の低価格化をさらに促進できる。
【００８２】
（２１）また、ポンプ部１０３の容器１３０は、袋ナット１０６を外すことで駆動部２から容易に分離することができる。従って、ポンプ部１０３のみを洗浄できてメンテナンスも容易に行うことができ、吐出液体７の種類を変更する場合などでも、簡単に行うことができる。
その上、ポンプ部１０３を取り外す際に、プランジャ１６７、プランジャガイドブロック１５５、第２継手部材１６２、ボールベアリング１６５、コイルばね１６８等もポンプ部１０３と一緒に取り外すことができるため、洗浄やメンテナンス作業を容易にでき、かつ組立性も向上できる。
【００８３】
なお、本発明は前記実施形態の構成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の変形は本発明に含まれるものである。
例えば、バルブ、ポンプ機構としては、前記第１実施形態の平面バルブプランジャポンプ式や、前記第２実施形態のＤカットプランジャポンプ方式に限られない。すなわち、前記第１実施形態の摺接面４１，５１が、例えば球面や所定の曲面から構成されたものであってもよい。また、前記第２実施形態のプランジャ１６７に形成される切欠部１６７Ａが、Ｄカット以外の形態であってもよい。
【００８４】
また、ポンプ駆動軸６０を進退動させる進退駆動手段としては、ガイド部材２０のガイドリング２５の案内面２５Ａを平面に形成した前記実施形態に限らず、例えば、案内面２５Ａの一部に凹凸を設けたものや、案内面２５Ａを曲面形状に形成したものが採用できる。このように構成すれば、例えば、吐出動作が終了する時に、一時的にプランジャ６７，１６７を上昇させて吐出ポート３４、１３４から液を吸引してから、バルブを切り替えるようにして、吐出終了時の吐出ノズル３５先端の液残りを少なくするようにしてもよい。
【００８５】
また、ガイド部材２０の傾斜角度を調整する構成としては、前記実施形態に限らず、例えば、固定軸２１をガイド部材２０に対して回動不能に固定し、この固定軸２１にハンドルなどを設け、固定軸２１を直接回転させることでガイド部材２０を傾斜させるものでもよい。
また、前記マイロクメータ８０やハンドルなどのガイド部材２０を傾斜させる部材を電動制御可能に構成し、ライン上に組み込んだ際に、そのラインを流れる製品に応じて前記マイロクメータ８０等を電動駆動して吐出量を変更できるようにしてもよい。このような構成にすれば、多品種が混在して流れる製造ラインにおいて、その製品に応じた吐出量の調整を自動化でき、自動製造ラインにも容易に組み込むことができる。
【００８６】
さらに、前記実施形態では、ガイド部材２０を傾斜させるにあたって、当接軸２４を固定軸２１よりもモータ１１側つまりポンプ部３，１０３から離れる方向に移動するようにしていたが、逆に当接軸２４を固定軸２１よりもポンプ部３，１０３側に近づく方向に移動するようにしてもよい。さらには、固定軸２１を中心として、当接軸２４をモータ１１側およびポンプ部３，１０３側の両方に移動可能に構成してもよい。
また、前記実施形態では、固定軸２１をガイド部材２０の一端側に形成していたが、ガイド部材２０の両端間の中心部分や、貫通孔２２が形成された部分などに設けてもよい。
【００８７】
また、前記第１実施形態では、ポートブロック３１の内部にシールディスク４０を配置していたが、ポートブロック３１に摺接面を形成し、このポートブロック３１に直接ポンプブロック５０を当接させる構成にしてもよい。すなわち、シールディスク４０を省略し、液体吐出装置のケース部分で面バルブの一方の摺接面を構成してもよい。この場合、シールディスク４０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４０を用いれば、シールディスク４０のみをアルミナセラミック等の硬質材で構成すればよく、ポートブロック３１全体をシールディスク４０と同様なアルミナセラミック等で構成する場合と比較して、コストを低減させることができる。さらに、シールディスク４０に一般的な金属材等を用いて、シールディスク４０のみをＤＬＣコーティングすることもできるため、ポートブロック３１全体をコーティング等する場合に比べて、コーティング費用を軽減できる。
【００８８】
また、付勢手段はコイルばね６８，１６８に限らず、例えば板ばねや皿ばね等の他の形式のばねでもよい。さらに、モータ１１としては、モータ及び減速ギアを有するギヤドモータや、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、構造等も前記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００８９】
【発明の効果】
このような本発明の液体吐出装置によれば、構造が簡易にできて小型化が容易であり、かつ液体の吐出量の精度を向上できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液体吐出装置を示す正面図である。
【図２】前記液体吐出装置の一部を省略した縦断面図である。
【図３】前記液体吐出装置の一部を省略した図２に対して９０度異なる位置の縦断面図である。
【図４】前記実施形態の進退駆動手段を示す分解斜視図である。
【図５】前記進退駆動手段の一部を断面して示す分解斜視図である。
【図６】前記実施形態のポンプ部を示す分解斜視図である。
【図７】前記実施形態の駆動部およびポンプ部の動作を示す説明図である。
【図８】図７の動作の続き示す説明図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る液体吐出装置を示す正面図である。
【図１０】前記液体吐出装置の一部を省略した縦断面図である。
【図１１】前記液体吐出装置の一部を省略した図１０に対して９０度異なる位置の縦断面図である。
【図１２】前記実施形態のポンプ部を拡大して示す縦断面図である。
【図１３】前記実施形態の駆動部およびポンプ部の動作を示す説明図である。
【図１４】図１３の動作の続き示す説明図である。
【符号の説明】
１，１００      液体吐出装置
７      液体
１１      回転駆動手段であるモータ
２０      ガイド部材
２１      固定軸
２４      当接軸
２５Ａ      案内面
３３，１３３      吸入ポート
３４，１３４      吐出ポート
４１      第１の摺接面
５１      第２の摺接面
５２，１４１      プランジャ挿入孔
５２Ａ      連通部
６０      ポンプ駆動軸
６７，１６７      プランジャ
６８，１６８      付勢手段であるコイルばね
７０      従動部であるボール保持部材
７１      凹部
７５      ボール
１６７Ａ      切欠部
【図１】
2005016368.tif 000003
【図２】
2005016368.tif 000004
【図３】
2005016368.tif 000005
【図４】
2005016368.tif 000006
【図５】
2005016368.tif 000007
【図６】
2005016368.tif 000008
【図７】
2005016368.tif 000009
【図８】
2005016368.tif 000010
【図９】
2005016368.tif 000011
【図１０】
2005016368.tif 000012
【図１１】
2005016368.tif 000013
【図１２】
2005016368.tif 000014
【図１３】
2005016368.tif 000015
【図１４】
2005016368.tif 000016