(57)【要約】【課題】圧電アクチュエータの破損が発生する前にこれを予測することができる寿命計算型圧電ディスペンサーを提供する。【解決手段】本発明は、寿命計算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。本発明の寿命計算型圧電ディスペンサーは、圧電アクチュエータの破損が発生する前にこれを予測して圧電アクチュエータを入れ替えるようにして、工程の損失と不良品の発生を防止することにより、生産性を向上させる効果がある。【選択図】      図１
2016510374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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；
前記ポンプ胴体に固有に付与される識別番号と前記圧電アクチュエータに電圧が印加されて前記圧電アクチュエータが作動した回数が記憶され、前記ポンプ胴体に設置される寿命記憶部；及び
前記圧電アクチュエータ及び寿命記憶部に電気的に連結され、前記圧電アクチュエータが作動するように電圧を印加し、前記圧電アクチュエータを作動させた回数を計算して前記寿命記憶部に記憶する制御部；を含むことを特徴とする、寿命計算型圧電ディスペンサー。
【請求項２】
前記制御部による前記圧電アクチュエータの作動状況を表示する表示部；をさらに含み、
前記制御部は、前記表示部に前記圧電アクチュエータの作動回数を表示することを特徴とする、請求項１に記載の寿命計算型圧電ディスペンサー。
【請求項３】
前記制御部は、予め設定された回数以上に前記圧電アクチュエータが作動した場合、前記圧電アクチュエータを入れ替える必要があることを知らせるメッセージを前記表示部に表示することを特徴とする、請求項２に記載の寿命計算型圧電ディスペンサー。
【請求項４】
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寿命計算型圧電ディスペンサー。
【請求項５】
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４に記載の寿命計算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４に記載の寿命計算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４に記載の寿命計算型圧電ディスペンサー。
【請求項８】
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、前記レバー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７に記載の寿命計算型圧電ディスペンサー。
【請求項９】
前記ポンプ胴体には、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から発生する熱を冷却させるための冷却流体が流れる冷却ラインが形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の寿命計算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、寿命計算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長期間使えば、疲労破壊現象が発生する。圧電ポンプを用いて半導体素子に溶液をディスペンシングする作業中にこのような圧電アクチュエータの疲労破壊現象が発生すれば、溶液がディスペンシングされないとか溶液のディスペンシング容量が正確ではなくて工程不良を発生させる問題点がある。
したがって、このような圧電アクチュエータの疲労破壊を予測して効果的に管理する技術が必要になった。
【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によってなされたもので、圧電アクチュエータの破損が発生する前にこれを予測することができる寿命計算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、本発明の寿命計算型圧電ディスペンサーは、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；前記ポンプ胴体に固有に付与される識別番号と前記圧電アクチュエータに電圧が印加されて前記圧電アクチュエータが作動した回数が記憶され、前記ポンプ胴体に設置される寿命記憶部；及び前記圧電アクチュエータ及び寿命記憶部に電気的に連結され、前記圧電アクチュエータが作動するように電圧を印加し、前記圧電アクチュエータを作動させた回数を計算して前記寿命記憶部に記憶する制御部；を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の寿命計算型圧電ディスペンサーは、圧電アクチュエータの破損が発生する前にこれを予測して圧電アクチュエータを入れ替えるようにして、工程の損失と不良品の発生を防止することにより、生産性を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例による寿命計算型圧電ディスペンサーの正面図である。
【図２】図１に示した寿命計算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２に示した寿命計算型圧電ディスペンサーの側面図である。
【図４】図２に示した寿命計算型圧電ディスペンサーのIV−IV線についての断面図である。
【図５】図１に示した寿命計算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６】図１に示した寿命計算型圧電ディスペンサーの作動を説明するための概略図である。
【図７】図１に示した寿命計算型圧電ディスペンサーの作動を説明するための概略図である。
【図８】図１に示した寿命計算型圧電ディスペンサーの作動を説明するための概略図である。
【図９】本発明の他の実施例による寿命計算型圧電ディスペンサー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、本発明による寿命計算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寿命計算型圧電ディスペンサーの正面図、図２は図１に示した寿命計算型圧電ディスペンサーの圧電ポンプの斜視図、図３は図２に示した寿命計算型圧電ディスペンサーの側面図である。
【００１１】
図１〜図３を参照すれば、本実施例の寿命計算型圧電ディスペンサーは、圧電ポンプ１００と制御部２００を備えている。圧電ポンプ１００は、ポンプ胴体１０、レバー３０、圧電アクチュエータ５１、５２、バルブロッド４０、バルブ胴体２０、及び寿命記憶部２２１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。
【００１２】
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。
【００１３】
圧電アクチュエータ５１、５２はポンプ胴体１０に設置される。圧電アクチュエータ５１、５２は二つ（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（ＭｕｌｔｉＳｔａｃｋ）圧電アクチュエータ５１、５２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。
【００１４】
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５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。
【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。
【００１６】
レバー３０の下部には第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を収縮させる方向に第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を収縮させる方向に第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。
【００１７】
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リーフスプリング状の第１復帰手段６３及び第２復帰手段６４の場合を例として説明する。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レバー３０に伝達されるようにしてレバー３０を元の位置に復帰させる方向に力を伝達する第１復帰手段６３及び第２復帰手段６４を使うことも可能である。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
寿命記憶部２２１はポンプ胴体１０に設置される。寿命記憶部２２１には、ポンプ胴体１０に固有に付与される識別番号と、圧電アクチュエータ５１、５２に電圧が印加されて圧電アクチュエータ５１、５２が作動した回数が記憶される。寿命記憶部２２１に記憶される圧電アクチュエータ５１、５２の作動回数は作動時ごとに記憶されることもでき、あるいは設定回数に到逹したときごとに記憶されることもできる。
【００２２】
本実施例において、寿命記憶部２２１は、図４に示すように、ＰＣＢ形態としてポンプ胴体１０に設置される。このような寿命記憶部２２１には識別番号がそれぞれ固有に付与される。圧電ポンプ１００ごとにその圧電ポンプ１００に設置された圧電アクチュエータ５１、５２の使用回数がその圧電ポンプ１００の識別番号とともに寿命記憶部２２１に記憶されるので、圧電ポンプ１００を入れ替えてもその圧電ポンプ１００に設置された圧電アクチュエータ５１、５２の現在まで作動した回数を易しく把握することができる。
【００２３】
制御部２００は圧電ポンプ１００において圧電アクチュエータ５１、５２を制御するポンプＰＣＢ２２０を介して圧電アクチュエータ５１、５２に連結される。寿命記憶部２２１はポンプＰＣＢ２２０に設置され、制御部１００の制御信号を受信し、制御部１００の命令に従って記憶されたデータを更新する。制御部は、ポンプＰＣＢ２２によって圧電アクチュエータ５１、５２が作動するように電圧を印加する。制御部２００は、圧電アクチュエータ５１、５２に電圧を印加する度に作動回数を計算する。制御部２００は、圧電アクチュエータ５１、５２に電圧を印加する度に寿命記憶部２２１に圧電アクチュエータ５１、５２の作動回数を更新して記憶することもでき、一定回数ごとに（例えば、一万回作動時ごとに）寿命記憶部２２１に圧電アクチュエータ５１、５２の作動回数を加算して記憶する方式で寿命記憶部２２１に記憶されたデータを更新することができる。
【００２４】
制御部２００は、寿命記憶部２２１に記憶された圧電アクチュエータ５１、５２の作動回数が限界寿命に到逹した場合、圧電アクチュエータ５１、５２の寿命が終わって入替えが必要であることを使用者に知らせる。本実施例の場合、予め４兆回に設定された限界寿命まで圧電アクチュエータ５１、５２が作動した場合、制御部２００は圧電アクチュエータ５１、５２を入れ替える必要があることを知らせるメッセージを表示部２３０に表示する。
また、制御部２００は、表示部２３０に現在圧電アクチュエータ５１、５２の作動回数を表示することにより、使用者が圧電アクチュエータ５１、５２の寿命がどれほど残っているのかを把握する。
【００２５】
ポンプ胴体１０には図１及び図４に示すような冷却ライン７１、７２が形成される。冷却流体が冷却ライン７１、７２を通じて圧電アクチュエータ５１、５２の周囲空間に流れながら圧電アクチュエータ５１、５２を冷却させる。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。
【００２６】
以下、前述したように構成された本実施例による寿命計算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、制御部２００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。
【００２７】
図６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。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が第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を加圧して収縮させる。
【００２８】
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。
次に、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７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の作用によって第２圧電アクチュエータ５２の回転がもっと速かになる。参考として、図７は効果的な説明のために圧電アクチュエータ５１、５２の膨張及び収縮とレバー３０の傾いた角度を実際より誇張して示すものである。
【００２９】
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８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８は図７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７及び図８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。
【００３０】
図６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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。本実施例の寿命計算型圧電ディスペンサーは、図１〜図４に示すように、ポンプ胴体１０に冷却ライン７１、７２が形成されている。冷却ライン７１、７２を通じて圧電アクチュエータ５１、５２の空間を経てポンプ胴体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。
【００３３】
本実施例の寿命計算型圧電ディスペンサーは、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】
このように圧電ポンプ１００が作動するうち、制御部２００は圧電アクチュエータ５１、５２の作動回数を更新して寿命記憶部２２１に記憶させる。特に、寿命計算型圧電ディスペンサーで複数の圧電ポンプ１００を設置して使用する場合、それぞれの圧電ポンプ１００ごとに付与された識別番号を用いて各圧電ポンプ１００を区別し、その圧電ポンプ１００に設置された圧電アクチュエータ５１、５２の作動回数を寿命記憶部２２１に記憶することができる。特に、圧電ポンプ１００を入れ替えて寿命計算型圧電ディスペンサーに設置して使用する場合にも、制御部２００は寿命記憶部２２１に記憶された識別番号と圧電アクチュエータ５１、５２の作動回数を読み取って初期値を設定した後、その後の作動回数を加算して寿命記憶部２２１に記憶することになる。したがって、圧電ポンプ１００には自ら圧電アクチュエータ５１、５２の作動回数が記憶されて管理されるので、圧電ポンプ１００または圧電アクチュエータ５１、５２の寿命を効果的に管理することができる利点がある。
【００３７】
また、前述したように、制御部２００は各圧電ポンプ１００の圧電アクチュエータ５１、５２の作動回数を表示部２３０に表示して使用者が現在状態を把握するようにし、圧電アクチュエータ５１、５２の作動回数が限界回数を超えれば、圧電アクチュエータ５１、５２を入れ替える必要があることを表示部２３０に表示する。このような方法によって、圧電アクチュエータ５１、５２の破損が発生する前にこれを予測して圧電アクチュエータ５１、５２を入れ替えることができる利点がある。このように、圧電アクチュエータ５１、５２を前もって入れ替えるようにすることで、溶液をディスペンシングする製品の不良発生を事前に防止することができる利点がある。
【００３８】
圧電アクチュエータ５１、５２の破損によって溶液がディスペンシングされないとか溶液のディスペンシング量が正確でなければ、溶液をディスペンシングした製品がすべて不良になって破棄しなければならないこともある。この場合、圧電アクチュエータ５１、５２の価格より高い金銭的損失が発生することもできる。しかし、本発明のように圧電アクチュエータ５１、５２の破損を予測して圧電アクチュエータ５１、５２または圧電ポンプ１００を入れ替えることで、工程の損失と不良品の発生を防止して生産性を向上させる効果がある。
【００３９】
以上、本発明による寿命計算型圧電ディスペンサー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６３及び第２復帰手段６４を備えていないポンプを構成することも可能である。
また、表示部２３０にはブザーを備えることで、圧電アクチュエータ５１、５２が予め設定された限界作動回数以上に作動する場合、これを知らせる警告音を発生させることができる。
【００４０】
また、ポンプ胴体１０に冷却ライン７１、７２が形成されていない形態のポンプを構成することも可能である。
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。
【００４１】
以下、図９を参照して本発明による寿命計算型圧電ディスペンサーの他の実施例について説明する。
この実施例の寿命計算型圧電ディスペンサーは、図１〜図８を参照して前で説明した寿命計算型圧電ディスペンサーの圧電ポンプ１００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。
【００４２】
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。
【００４３】
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８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ポンプを構成することができる。ただ、本実施例のポンプにおいては、第１復帰手段６３及び第２復帰手段６４は不要であることもできる。
【図１】
2016510374.tif 000003
【図２】
2016510374.tif 000004
【図３】
2016510374.tif 000005
【図４】
2016510374.tif 000006
【図５】
2016510374.tif 000007
【図６】
2016510374.tif 000008
【図７】
2016510374.tif 000009
【図８】
2016510374.tif 000010
【図９】
2016510374.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成27年6月24日(2015.6.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
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を収縮させる方向に第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を収縮させる方向に第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。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
制御部２００は圧電ポンプ１００において圧電アクチュエータ５１、５２を制御するポンプＰＣＢ２２０を介して圧電アクチュエータ５１、５２に連結される。寿命記憶部２２１はポンプＰＣＢ２２０に設置され、制御部２００の制御信号を受信し、制御部２００の命令に従って記憶されたデータを更新する。制御部は、ポンプＰＣＢ２２０によって圧電アクチュエータ５１、５２が作動するように電圧を印加する。制御部２００は、圧電アクチュエータ５１、５２に電圧を印加する度に作動回数を計算する。制御部２００は、圧電アクチュエータ５１、５２に電圧を印加する度に寿命記憶部２２１に圧電アクチュエータ５１、５２の作動回数を更新して記憶することもでき、一定回数ごとに（例えば、一万回作動時ごとに）寿命記憶部２２１に圧電アクチュエータ５１、５２の作動回数を加算して記憶する方式で寿命記憶部２２１に記憶されたデータを更新することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
ポンプ胴体１０には図１〜図３に示すような冷却ライン７１、７２が形成される。冷却流体が冷却ライン７１、７２を通じて圧電アクチュエータ５１、５２の周囲空間に流れながら圧電アクチュエータ５１、５２を冷却させる。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。
【国際調査報告】
2016510374.tif 000012
2016510374.tif 000013
2016510374.tif 000014
2016510374.tif 000015