(57)【要約】【課題】圧電アクチュエータから発生する温度を感知し、感知された温度を用いて圧電アクチュエータを冷却させることができる機能を持つ温度感知型圧電ディスペンサーを提供する。【解決手段】本発明は、温度感知型圧電ディスペンサーに係り、より詳しくは、圧電素子をアクチュエータとして使用して溶液をディスペンシングする圧電ポンプを備えるディスペンサーに関する。本発明の温度感知型圧電ディスペンサーは、圧電アクチュエータの温度を測定し、測定された温度値を用いて圧電アクチュエータを冷却することで、圧電アクチュエータの作動によって排出される溶液を正確に制御することができる利点がある。【選択図】      図１
2016511352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却流体が流れることができる冷却ラインが形成されたポンプ胴体；
前記ポンプ胴体に設置されたヒンジ軸に対して回転可能に設置されるレバー；
電圧が印加されれば長さが長くなりながら前記レバーを加圧して前記レバーを前記ヒンジ軸を中心に回転させるように、端部が前記レバーに接触可能に前記ポンプ胴体に設置される圧電アクチュエータ；
前記レバーの回転によって昇降運動するように前記レバーに連結されるバルブロッド；
前記バルブロッドの端部が挿入され、溶液が貯留される貯留部、前記貯留部に前記溶液が流入する流入口、及び前記バルブロッドの前記貯留部に対する進退によって前記貯留部の溶液を排出するノズルを備えるバルブ胴体；
前記圧電アクチュエータとポンプ胴体のいずれか一方に設置されて温度を測定する温度センサー；
前記ポンプ胴体の冷却ラインに冷却流体を供給する冷却ポンプ；及び
前記圧電アクチュエータを作動させ、前記温度センサーが感知した温度を受けて前記冷却ポンプを作動させる制御部；を含むことを特徴とする、温度感知型圧電ディスペンサー。
【請求項２】
前記制御部は、前記温度センサーで感知した温度が予め設定された温度範囲を維持するように前記冷却ポンプの流量を調節することを特徴とする、請求項１に記載の温度感知型圧電ディスペンサー。
【請求項３】
前記冷却流体は、空気、水及び冷却油のいずれか一つであることを特徴とする、請求項２に記載の温度感知型圧電ディスペンサー。
【請求項４】
前記制御部は、前記温度センサーで感知された温度によって変わる前記圧電アクチュエータの作動変位を考慮して、前記圧電アクチュエータに印加される電流の電圧と周波数の中で少なくとも一方を調節することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の温度感知型圧電ディスペンサー。
【請求項５】
前記圧電アクチュエータは二つ（第１圧電アクチュエータ及び第２圧電アクチュエータ）を含み、
前記第１圧電アクチュエータと第２圧電アクチュエータは、前記制御部によって電圧が印加されれば、前記レバーを前記ヒンジ軸を中心に互いに反対方向に回転させるように、前記ポンプ胴体に設置されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の温度感知型圧電ディスペンサー。
【請求項６】
前記第１圧電アクチュエータと第２圧電アクチュエータは、前記ポンプ胴体のヒンジ軸を挟んで互いに平行に配置されることを特徴とする、請求項５に記載の温度感知型圧電ディスペンサー。
【請求項７】
前記第１圧電アクチュエータと第２圧電アクチュエータは前記レバーを挟んで互いに向かい合うように配置されることを特徴とする、請求項５に記載の温度感知型圧電ディスペンサー。
【請求項８】
前記第１圧電アクチュエータを収縮させる方向に前記第１圧電アクチュエータに力を加える第１復帰手段；及び
前記第２圧電アクチュエータを収縮させる方向に前記第２圧電アクチュエータに力を加える第２復帰手段；をさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の温度感知型圧電ディスペンサー。
【請求項９】
前記第１復帰手段及び第２復帰手段は、前記ポンプ胴体に設置されて前記第１圧電アクチュエータ及び第２圧電アクチュエータに弾性力を加えるスプリングであることを特徴とする、請求項８に記載の温度感知型圧電ディスペンサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感知型圧電ディスペンサーに係り、より詳しくは、圧電素子をアクチュエータとして使用して溶液をディスペンシングする圧電ポンプを備えるディスペンサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
水、油、レジンなどの液状の溶液を一定量で供給するディスペンサーは、半導体工程、医療分野などの多様な分野に使われている。
特に、半導体工程にはアンダーフィル（ｕｎｄｅｒｆｉｌｌ）工程にディスペンサーが多く使われ、半導体素子のパッケージ内部をレジンで満たす用途にもディスペンサーが多く使われる。ＬＥＤ素子を製造する工程には、ＬＥＤ素子において、蛍光物質とレジンが混合された蛍光液をＬＥＤチップに塗布する工程にディスペンサーが使われる。
【０００３】
このようなディスペンサーには、溶液の供給を受けて正確な位置に定量をディスペンシングするポンプが核心装置として使われる。
ポンプの構造には、スクリューポンプ、リニアポンプなどの多様な種類が存在する。近年には、高速でディスペンシング作業を行うために、半導体工程などに圧電素子をアクチュエータとして使用する圧電ポンプが開発されて使われている。
特許文献１には、圧電素子が付着される多数の圧電アクチュエータが互いに異なる変位差を成して順次に連動して流体をポンピングさせる圧電ポンプの構造が開示されたことがある。
【０００４】
圧電ポンプに使われる圧電アクチュエータは主にセラミック素材から製作される。このようなセラミック素材の圧電アクチュエータを含めた大部分の圧電アクチュエータは、印加された電圧によって作動しながら熱を発生させる。圧電アクチュエータから発生する熱によって圧電アクチュエータの温度が上昇すれば、圧電アクチュエータの動特性が変化することになり、圧電アクチュエータの使用寿命も縮む問題点がある。
したがって、圧電アクチュエータの温度上昇を防止することができる構成を持つ圧電ポンプまたは圧電ディスペンサーが必要になった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】大韓民国公開特許公報第２００５−００７９５５７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前述したような必要性を解決するためになされたもので、圧電アクチュエータから発生する温度を感知し、感知された温度を用いて圧電アクチュエータを冷却させることができる機能を持つ温度感知型圧電ディスペンサー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】
【０００７】
前述したような目的を解決するために、本発明の温度感知型圧電ディスペンサーは、冷却流体が流れることができる冷却ラインが形成されたポンプ胴体；前記ポンプ胴体に設置されたヒンジ軸に対して回転可能に設置されるレバー；電圧が印加されれば長さが長くなりながら前記レバーを加圧して前記レバーを前記ヒンジ軸を中心に回転させるように、端部が前記レバーに接触可能に前記ポンプ胴体に設置される圧電アクチュエータ；前記レバーの回転によって昇降運動するように前記レバーに連結されるバルブロッド；前記バルブロッドの端部が挿入され、溶液が貯留される貯留部、前記貯留部に前記溶液が流入する流入口、及び前記バルブロッドの前記貯留部に対する進退によって前記貯留部の溶液を排出するノズルを備えるバルブ胴体；前記圧電アクチュエータとポンプ胴体のいずれか一方に設置されて温度を測定する温度センサー；前記ポンプ胴体の冷却ラインに冷却流体を供給する冷却ポンプ；及び前記圧電アクチュエータを作動させ、前記温度センサーが感知した温度を受けて前記冷却ポンプを作動させる制御部；を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の温度感知型圧電ディスペンサーは、圧電アクチュエータの温度を測定し、測定された温度値を用いて圧電アクチュエータを冷却することで、圧電アクチュエータの作動によって排出される溶液を正確に制御することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例による温度感知型圧電ディスペンサーの圧電ポンプの正面図である。
【図２】図１に示した温度感知型圧電ディスペンサーの圧電ポンプの斜視図である。
【図３】図１に示した圧電ポンプの側面図である。
【図４】図２に示した圧電ポンプのIV−IV線についての断面図である。
【図５】図２に示した圧電ポンプのＶ−Ｖ線についての断面図である。
【図６】図１に示した温度感知型圧電ディスペンサーの主要構成のブロック図である。
【図７】図１に示した温度感知型圧電ディスペンサーの圧電ポンプの作動を説明するための概略図である。（その１）
【図８】図１に示した温度感知型圧電ディスペンサーの圧電ポンプの作動を説明するための概略図である。（その２）
【図９】図１に示した温度感知型圧電ディスペンサーの圧電ポンプの作動を説明するための概略図である。（その３）
【図１０】本発明の他の実施例による温度感知型圧電ディスペンサーの圧電ポンプの作動を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明による温度感知型圧電ディスペンサーを添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例による温度感知型圧電ディスペンサーの圧電ポンプの正面図、図２は図１に示した圧電ポンプの斜視図、図３は図１に示した圧電ポンプの側面図である。
図１〜図３を参照すれば、本実施例の温度感知型圧電ディスペンサーは、圧電ポンプ１００、制御部２００、及び冷却ポンプ７０を備えている。圧電ポンプ１００は、ポンプ胴体１０、及びバルブ胴体２０を備えている。
ポンプ胴体１０とバルブ胴体２０は、図１に示したように、ボルトによって着脱可能に結合される。
【００１１】
ポンプ胴体１０にはヒンジ軸１１が設置され、横方向に伸びるレバー３０がヒンジ軸１１に対して回転可能に設置される。
バルブ胴体２０には、垂直方向に伸びるように形成されたバルブロッド４０が挿設される。レバー３０とバルブロッド４０は互いに連結され、レバー３０がヒンジ軸１１に対して回転すれば、バルブロッド４０は上下に昇降することになる。
【００１２】
ポンプ胴体１０には第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２が設けられ、レバー３０をヒンジ軸１１に対して回転させる。第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２は圧電素子から構成される。すなわち、電圧を印加すれば、その印加電圧の電位によって長さが増えるか減る構造の圧電素子から第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２を構成する。本実施例においては、多数の圧電素子を積層してなるマルチスタック（Ｍｕｌｔｉ Ｓｔａｃｋ）圧電アクチュエータを使用して第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２を構成する場合を例として説明する。
【００１３】
図４に示すように、第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２は垂直方向に互いに平行に配置されてポンプ胴体１０に設置される。第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２はヒンジ軸１１を挟んでそれぞれ下端部がレバー３０の上面に接触するように配置される。第１圧電アクチュエータ５１に電圧が印加されて長さが増えれば、レバー３０は図４を基準に反時計方向に回転し、第２圧電アクチュエータ５２に電圧が印加されて長さが増えれば、レバー３０は図４を基準に時計方向に回転する。
【００１４】
第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２の上端にはそれぞれ第１調節手段６１及び第２調節手段６２が配置されてポンプ胴体１０に設置される。本実施例においては、無頭ボルト状の第１調節手段６１及び第２調節手段６２がそれぞれ第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２の端部に接触した状態でポンプ胴体１０に螺合されて設置される。第１調節手段６１はレバー３０及びポンプ胴体１０に対する第１圧電アクチュエータ５１の位置を調節し、第２調節手段６２はレバー３０及びポンプ胴体１０に対する第２圧電アクチュエータ５２の位置を調節する。第１調節手段６１を締めてポンプ胴体１０に対して前進させれば、第１圧電アクチュエータ５１は下降してレバー３０に近接するとか密着することになる。第２調節手段６２も第１調節手段６１と同様な方法で作動する。
【００１５】
第1圧電アクチュエータ５１及び第2圧電アクチュエータ５２の下部にはそれぞれ第１復帰手段６３及び第２復帰手段６４が配置されてポンプ胴体１０に設置される。第１復帰手段６３は第１圧電アクチュエータ５１がレバー３０を加圧する方向の反対方向に第１圧電アクチュエータ５１に力を加える。同様に、第２復帰手段６４は第２圧電アクチュエータ５２がレバー３０を加圧する方向の反対方向に第２圧電アクチュエータ５２に力を加える。第１復帰手段６３及び第２復帰手段６４は第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２の下部でそれぞれポンプ導体１０に対して第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２を収縮させる方向に弾性力を提供するスプリングであることもでき、流体ダクトであることもできる。
【００１６】
本実施例においては、第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２にそれぞれ対応する位置の下部で第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２に弾性力を伝達することができるように、ポンプ導体１０にはリーフスプリング状のスプリング６３、６４が設置される。本実施例とは異なり、空圧や油圧を用いる場合には、流体ダクトを介して空圧または油圧が第1圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２に伝達されるようにして第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２を元の位置に復帰させる方向に力を伝達する。
【００１７】
図４を参照すれば、第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２には温度センサー２１０が設置される。温度センサー２１０は圧電アクチュエータ５１、５２に設置されることも、ポンプ胴体１０に設置されることもできるが、本実施例においては圧電アクチュエータ５１、５２に設置された場合を例として説明する。温度センサー２１０は圧電アクチュエータ５１、５２の温度を測定して制御部２００に伝達する。ポンプ胴体１０にはポンプＰＣＢ２２０が設置され、ポンプＰＣＢ２２０は制御部２００から制御信号を受けて圧電アクチュエータ５１、５２に伝達する。温度センサー２１０で測定された温度はポンプＰＣＢ２２０を介して制御部２００に伝達される。
【００１８】
制御部２００は圧電ポンプ１００の外部に配置され、圧電ポンプ１００と電気的に連結され、圧電ポンプ１００の作動を制御する。すなわち、制御部２００は、圧電ポンプ１００の第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２に電気的に連結されて電力を供給することによって圧電アクチュエータ５１、５２の作動を制御する。圧電ポンプ１００を前後方向及び左右方向に移送する水平移送部に設置して使用する場合には、制御部２００が水平移送部の作動を制御する。すなわち、本発明の温度感知型圧電ディスペンサーにおいて、制御部２００は水平移送部によって圧電ポンプ１００を前後左右に動かして、圧電ポンプ１００の下部に配置された製品に溶液をディスペンシングすることができる。制御部２００が水平移送部を制御して圧電ポンプ１００の移動速度を調節することも可能である。
【００１９】
ポンプ胴体１０には、図５に示すように、冷却流体が流れることができる冷却ライン７１、７２、７３、７４が形成される。本実施例においては、空気が冷却ライン７１、７２、７３、７４を通じてポンプ胴体１０の内部に供給される。ポンプ胴体１０に形成された冷却ライン７１、７２、７３、７４は冷却ポンプ７０に供給された空気を圧電アクチュエータ５１、５２が設置された空間を経てポンプ胴体１０の外部に排出するように形成される。
【００２０】
ポンプ胴体１０の冷却ライン７１、７２、７３、７４には冷却ポンプ７０が連結されることで、空気を供給する。冷却ポンプ７０は制御部２００に連結されることにより作動が制御される。温度センサー２１０で感知した温度が上昇する場合、制御部２００は冷却ポンプ７０を作動させ、冷却ライン７１、７２、７３、７４を通じて供給される空気の流量を増加させることで、圧電アクチュエータ５１、５２を冷却させる。反対に温度センサー２１０で感知した圧電アクチュエータ５１、５２の温度が下降すれば、制御部２００は、冷却ライン７１、７２、７３、７４を通じて供給される空気の流量が減少するように圧電アクチュエータ５１、５２を制御する。冷却ポンプ７０によって冷却ライン７１、７２、７３、７４に供給された空気は圧電アクチュエータ５１、５２と接触して熱を吸収した後、ポンプ胴体１０に形成された排出口を通じて外部に排出される。
【００２１】
バルブ胴体２０は、貯留部２２、流入口２１、及びノズル２３を備えている。貯留部２２は上側に開放される容器状に形成され、バルブロッド４０がその貯留部２２に挿入されて貯留部２２の上側を密閉する。流入口２１は貯留部２２に連結される。流入口２１を通じて外部から供給される溶液が貯留部２２に伝達される。
レバー３０に連結されたバルブロッド４０はレバー３０の回転によって貯留部２２に対して昇降運動することになる。バルブロッド４０が上昇してから下降しながらその下部に位置するノズル２３に近接する方向に動けば、貯留部２２の内部溶液を加圧することにより、ノズル２３を通じて溶液が外部にディスペンシングされる。
【００２２】
レバー３０とバルブロッド４０は多様な方法によって連結されることができる。本実施例においては、図１及び図２に示す構造のようにレバー３０とバルブロッド４０が連結される。レバー３０の端部には水平方向に開放される係合溝３１が形成される。すなわち、レバー３０の係合溝３１はＣ字形に形成される。バルブロッド４０の上端部には係合ロッド４１が形成される。係合ロッド４１はレバー３０の係合溝３１に挿合され、そのレバー３０に対して回転可能に連結される。すなわち、レバー３０の回転運動がバルブロッド４０の昇降運動に変換されるように構成される。係合溝３１は水平方向に開放されるように形成されているので、係合ロッド４１を水平方向に係合溝３１に対して動かして係合溝３１に対して係合ロッド４１を着脱させることができる。係合溝３１は水平方向に形成されているので、レバー３０の回転によって係合溝３１が昇降しても係合ロッド４１は係合溝３１から離脱せずにバルブ胴体２０に対して昇降することになる。レバー３０とバルブロッド４０を互いに分離する必要があるときには、係合ロッド４１を係合溝３１に対して水平方向に移動させることで易しく分離することができる。
【００２３】
前述したように、図２及び図５を参照すればポンプ胴体１０には冷却ライン７１、７２、７３、７４が形成される。すなわち、ポンプ胴体１０を経て冷却流体が流れることができる流路がポンプ胴体１０に形成される。このような冷却流路を通じて比較的低温の気体または液体が流れるようにすることで、第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２から発生する熱を外部に排出することになる。
【００２４】
以下、前述したように構成された本実施例による温度感知型圧電ディスペンサーの作動について説明する。
まず、図１のようにポンプ胴体１０、バルブ胴体２０及びその他の構成部が組立てられた状態で、第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２に電圧を印加する。バルブロッド４０を下降させて溶液をノズル２３を通じてディスペンシングするために、第２圧電アクチュエータ５２に印加すべき電圧の５０%の電圧を第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２にそれぞれ印加する。図７に示すように、第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２が同一長さに増えてその下端部がレバー３０にそれぞれ接触することになる。
【００２５】
このような状態で、それぞれ第１調節手段６１及び第２調節手段６２を用いて第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２の位置を調整する。ボルト６１、６２を回転させて第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２をそれぞれ前後進させることで、レバー３０が水平状態になるようにする。この際、ボルト６１、６２を回転させて第１圧電アクチュエータ５１または第２圧電アクチュエータ５２を後進させれば、第１復帰手段６３または第２復帰手段６４の作用によって第１圧電アクチュエータ５１または第２圧電アクチュエータ５２を押し上げて上昇させる。
【００２６】
このような過程によってディスペンシングをするための第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２の初期位置を設定する。
このような状態で、流入口２１を通じて貯留部２２に溶液を一定圧力で供給する。
このような状態で、溶液をディスペンシングする工程を始める。
第１圧電アクチュエータ５１には１００%、第２圧電アクチュエータ５２には０%の電圧を印加すれば、第１圧電アクチュエータ５１が膨張し、第２圧電アクチュエータ５２が収縮することになる。図８に示すように、レバー３０が反時計方向に回転するにつれてバルブロッド４０が上昇することになる。この際、第２復帰手段６４の作用によってレバー３０の回転がもっと速かになる。参考として、図８は効果的な説明のためにレバー３０の傾いた角度を実際より誇張して示すものである。
【００２７】
このような状態で、第１圧電アクチュエータ５１には０%、第２圧電アクチュエータ５２には１００%の電圧を印加すれば、第１圧電アクチュエータ５１が収縮し、第２圧電アクチュエータ５２が膨張することになる。図９に示すように、レバー３０が時計方向に回転するにつれてバルブロッド４０が下降することになる。貯留部２２に挿入されたバルブロッド４０が下降しながら貯留部２２の内部溶液を加圧して溶液をノズル２３を通じて外部に排出させることで、ディスペンシングがなされる。この際にも、第１復帰手段６３が隣接した第１圧電アクチュエータ５１を収縮させてレバー３０が時計方向に速かに回転することを助けることになる。図９は図８と同様に効果的な説明のためにレバー３０の傾いた程度を実際より誇張して示した
このように、第１圧電アクチュエータ５１と第２圧電アクチュエータ５２に交互に電圧を印加すれば、図８及び図９のようにバルブロッド４０が繰り返し昇降しながら連続してノズル２３を通じて溶液をディスペンシングすることになる。
【００２８】
図４に示すように、回転軸と第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２の間の距離より回転軸とバルブロッド４０の間の距離がずっと大きいため、圧電アクチュエータ５１、５２の変形量をレバー３０によって充分に拡大してバルブロッド４０を十分な高さ範囲内で作動させることができる利点がある。
第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２の作動を制御する制御部２００は、時間の経過に伴って多様な形態のパルス波形を持つ電圧を第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２に印加することによってバルブロッド４０の動特性を制御することができる。特に、両圧電アクチュエータ５１、５２をヒンジ軸１１を挟んでそれぞれレバー３０を作動させるように構成することで、バルブロッド４０の下降運動だけでなく上昇運動までも制御することができるので、もっと早く溶液をディスペンシングすることができ、ディスペンシングされる溶液の量も正確に制御することが可能である。
【００２９】
特に、第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２の機械的な作動特性を印加電圧の大きさ、電圧の交代周波数、電圧の時間による変化量などの因子を用いて制御部２００が電気的な方法で正確に制御することができる利点がある。このようなバルブロッド４０の動作に対する制御性能の向上は結果的にディスペンシングされる溶液のディスペンシング特性を易しくて正確に制御するようにする。
【００３０】
圧電アクチュエータ５１、５２はその特性上使用中に熱が比較的たくさん発生する。圧電アクチュエータ５１、５２から発生する熱によって圧電アクチュエータ５１、５２の温度が上昇すれば、その動作特性が低下することができる。本実施例の圧電ポンプ１００には、図５に示すように、ポンプ胴体１０に冷却ライン７１、７２、７３、７４が形成されている。冷却ライン７１、７２、７３、７４を通じてポンプ胴体１０を冷却させることによって圧電アクチュエータ５１、５２の温度上昇を防止することができる。圧電アクチュエータ５１、５２の温度が上昇すれば、圧電特性が変化して、圧電アクチュエータ５１、５２に印加された電圧に対する圧電アクチュエータ５１、５２の作動変位が変化することになる。これは結果としてレバーの作動によって排出される溶液の吐出量の変化をもたらす。このように圧電アクチュエータ５１、５２の温度が上昇すれば、圧電ポンプ１００は正確な容量の溶液をディスペンシングすることができない問題点がある。
【００３１】
本実施例の温度感知型圧電ディスペンサーは、図４及び図６に示すように、温度センサー２１０によって圧電アクチュエータ５１、５２の温度を測定し、これを制御部２００に伝達する。制御部２００は、圧電アクチュエータ５１、５２の温度が所定範囲以上に上昇すれば、冷却ポンプ７０を作動させることで、冷却ライン７１、７２、７３、７４に供給される空気の流量を増加させる。制御部２００は、圧電アクチュエータ５１、５２の温度が所定温度に近くなるように冷却ポンプ７０を制御することもでき、温度範囲を設定して（例えば、２７〜３０℃）該当の温度範囲内で圧電アクチュエータ５１、５２の温度が維持されるように冷却ポンプ７０を制御することもできる。
また、このように圧電アクチュエータ５１、５２の温度が上昇することを防止することにより、バルブロッド４０の動特性も一定に維持し、溶液のディスペンシング品質も維持することができる利点がある。さらに、圧電アクチュエータ５１、５２の使用寿命を延ばすことができる利点もある。
【００３２】
一方、制御部２００は予め記憶された圧電アクチュエータ５１、５２の温度による動特性を用いて圧電ポンプ１００を制御することも可能である。圧電アクチュエータ５１、５２は同一電圧を印加しても温度によって作動変位が変わることができる。制御部２００はこのような圧電アクチュエータ５１、５２の温度による作動変位の変化を考慮して圧電ポンプ１００を制御することができる。温度センサー２１０で感知された圧電アクチュエータ５１、５２の温度によって、制御部２００で圧電アクチュエータ５１、５２に印加する電流の電圧、波形、周波数などを調節することにより、圧電アクチュエータ５１、５２の温度が変わっても圧電アクチュエータ５１、５２の作動変位を一定に維持することが可能である。結果として、ノズルを通じて排出される溶液の吐出量も一定に維持することができる利点がある。
【００３３】
本実施例の圧電ポンプ１００は、前述したように、ポンプ胴体１０とバルブ胴体２０を着脱可能に構成し、レバー３０とバルブロッド４０も連結及び分離が容易になるように構成することにより、維持、保守、洗浄が易しく、溶液の多様な特性に合わせて圧電ポンプ１００を構成することが易しい利点がある。ポンプ胴体１０とバルブ胴体２０を結合するネジを解いてバルブロッド４０の係合ロッド４１をレバー３０の係合溝３１から離脱させることで、バルブ胴体２０とバルブロッド４０をポンプ胴体１０から易しく分離することができる。
【００３４】
このようにバルブ胴体２０を分離すれば、次の使用のために洗浄することが容易になる利点がある。バルブ胴体２０やバルブロッド４０が破損した場合にもこのような方法で分離して新しいバルブ胴体２０やバルブロッド４０に入れ替えることができる。
ディスペンシングすべき溶液の種類が変わる場合には、その溶液の粘度やその他の特性を考慮して設計された他のバルブ胴体２０及びバルブロッド４０に入れ替えて圧電ポンプ１００を構成することで効果的に対応することができる利点がある。
【００３５】
圧電アクチュエータ５１、５２は一般的にセラミック材から形成される。その材料の特性上、長期間使えば、印加電圧による膨張変位が初期とは変わることもできる。このような場合にも、本実施例の圧電ポンプ１００は、第１調節手段６１及び第２調節手段６２を用いて第１圧電アクチュエータ５１及び第２圧電アクチュエータ５２の位置を調整することで、レバー３０及びバルブロッド４０の動特性を維持することができる利点がある。
【００３６】
以上、本発明による圧電ポンプ１００の一実施例について説明したが、本発明の範囲が前で説明して示した形態に限定されるものではない。
例えば、前で説明した第１復帰手段６３及び第２復帰手段６４としてスプリングまたは空圧を用いる場合を例として説明したが、場合によっては液体の圧力を用いて第１復帰手段及び第２復帰手段を構成することも可能である。また、第１復帰手段及び第２復帰手段を備えていない圧電ポンプを構成することも可能である。
【００３７】
また、ポンプ胴体１０の冷却ライン７１、７２、７３、７４を通じて流れる冷却流体は空気の場合を例として説明したが、冷却水、冷却油などの液体を使う場合も可能である。この場合、前で説明した実施例とは異なり、冷却ライン７１、７２、７３、７４を通じて供給される冷却流体は外部に排出されるものではなく冷却ポンプに復帰するようにして全体的に循環するように温度感知型圧電ディスペンサーを構成することになる。
【００３８】
また、前で温度センサー２１０は圧電アクチュエータ５１、５２に設置されるものに説明したが、場合によっては圧電アクチュエータに近接した位置のポンプ胴体の内部に設置することも可能である。この場合、圧電アクチュエータから発生した熱がポンプ胴体に前途されてポンプ胴体が上昇した温度を感知することにより、圧電アクチュエータの温度を間接的に測定することになる。
【００３９】
また、レバー３０とバルブロッド４０はレバー３０の係合溝３１とバルブロッド４０の係合ロッド４１によって連結されるものに説明したが、他の方法によってレバーとバルブロッドを連結することも可能である。ポンプ胴体とバルブ胴体も着脱可能に結合せずに互いに一体化するように形成することも可能である。
以下、図１０を参照して本発明による温度感知型圧電ディスペンサーに使用される圧電ポンプの他の実施例について説明する。
【００４０】
この実施例の温度感知型圧電ディスペンサーにおいて、圧電ポンプは図１〜図８を参照して前で説明した温度感知型圧電ディスペンサーの圧電ポンプとは異なり、第１圧電アクチュエータ８１と第２圧電アクチュエータ８２がレバー３０を挟んで互いに向かい合うように一直線上に配置される。第１圧電アクチュエータ８１に電圧を印加し、第２圧電アクチュエータ８２の電圧を０にすると、レバー３０が反時計方向に回転するにつれてバルブロッド４０が上昇する。第１圧電アクチュエータ８１の電圧を０にし、第２圧電アクチュエータ８２に電圧を印加すれば、レバー３０が時計方向に回転するにつれてバルブロッド４０が下降し、ノズル２３を通じて溶液がディスペンシングされる。第１復帰手段６７と第２復帰手段６８もレバー３０を挟んで互いに向かい合うように一直線上に配置される。第１復帰手段６７は第１圧電アクチュエータ８１を収縮させる方向に弾性力を提供し、第２復帰手段６８は第２圧電アクチュエータ８２を収縮させる方向に弾性力を提供する。
【００４１】
第１圧電アクチュエータ８１及び第２圧電アクチュエータ８２の配置構造を除いた他の構成は、図１〜図９を参照して説明した実施例の他の構成を適切に変形して温度感知型ディスペンサーを構成することができる。ただ、本実施例の圧電ポンプにおいては、第１復帰手段６７及び第２復帰手段６８は不要であることもできる。
【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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【国際調査報告】
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