KR101306997B1

KR101306997B1 - 밸브 가속형 디스펜싱 펌프

Info

Publication number: KR101306997B1
Application number: KR1020120055122A
Authority: KR
Inventors: 홍승민; 강일
Original assignee: 주식회사 프로텍
Priority date: 2012-05-24
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2013-09-09
Also published as: US9795070B2; US20130315764A1; US20150129104A1; US8936181B2

Abstract

본 발명은 디스펜싱 펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자제품 생산 공정 등에 사용되어 액상의 합성수지와 같은 용액을 정확한 용량으로 고속으로 디스펜싱할 수 있는 밸브 가속형 디스펜싱 펌프에 관한 것이다.
본 발명은, 밸브 로드를 고속으로 하강시킬 수 있는 구조를 가지고 있어서 고점도의 용액도 고속으로 디스펜싱할 수 있는 밸브 가속형 디스펜싱 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 밸브 가속형 디스펜싱 펌프는, 용액을 고속으로 정량을 디스펜싱할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 밸브 가속형 디스펜싱 펌프는 강력한 밸브 하강 속도에 의해 강한 점성을 가지는 용액도 고속으로 디스펜싱할 수 있는 효과가 있다.

Description

밸브 가속형 디스펜싱 펌프{Valve Accelerating Type Dispensing Pump}

본 발명은 디스펜싱 펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자제품 생산 공정 등에 사용되어 액상의 합성수지와 같은 용액을 정확한 용량으로 고속으로 디스펜싱할 수 있는 밸브 가속형 디스펜싱 펌프에 관한 것이다.

반도체 칩을 사용하여 전자제품을 사용하는 공정 등 다양한 기술분야에 용액을 디스펜싱하는 펌프가 사용된다.

특히, 반도체 공정에 있어서는 언더필(Underfill) 공정에 디스펜싱 펌프가 많이 사용된다. 기판과 마주하는 면에 다수의 금속볼이 형성되고 그 금속볼에 의해 기판과 반도체 칩을 전기적으로 연결하는 플립 칩(flip chip) 등의 표면실장 기술에 있어서, 언더필 공정이 흔히 사용된다. 반도체 칩의 둘레에 액상의 합성수지인 레진(Resin)을 도포하면 모세관 현상에 의해 레진이 반도체 칩과 기판 사이의 공간으로 스며들어 금속볼들 사이의 공간을 채우게 된다. 반도체 칩과 기판 사이의 공간을 채우는 레진은 경화되면서 반도체 칩과 기판 사이의 결합력을 향상시킨다. 또한 경화된 레진은 완충작용을 하며 반도체칩에서 발생하는 열을 방출하는 기능도 수행한다.

이와 같은 디스펜싱 펌프에 있어서 용액을 고속으로 디스펜싱하는 역할이 중요하게 되었다. 한국 공개특허공보 제10-2005-0093935호와 한국 공개특허공보 제10-2010-0045678호에는 캠과 캠팔로우의 상호작용에 의해 밸브를 승강시킴으로써 레진을 디스펜싱하는 펌프의 구조가 개시되어 있다. 이와 같은 종래의 디스펜싱 펌프는 우수한 성능을 가지지만 캠부재의 캠돌기의 구조와 롤러의 구조로 인해 밸브 로드가 하강하는 속도에 한계가 있다. 이와 같은 문제점으로 인해 용액을 고속으로 디스펜싱하는 데 있어서 일부 어려움이 있고, 특히 점성이 강한 용액을 고속으로 디스펜싱하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 밸브 로드를 고속으로 하강시킬 수 있는 구조를 가지고 있어서 고점도의 용액도 고속으로 디스펜싱할 수 있는 밸브 가속형 디스펜싱 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 밸브 가속형 디스펜싱 펌프는, 펌프 몸체; 외부로부터 용액을 공급 받는 유입경로와, 상기 유입경로를 통해 공급받은 용액이 저장되는 저장부와, 상기 저장부에 저장된 용액이 배출되는 배출경로를 구비하며 상기 펌프 몸체에 설치되는 밸브 몸체; 상기 밸브 몸체의 저장부에 저장된 용액을 가압하여 상기 배출경로를 통해 배출할 수 있도록 상기 밸브 몸체의 저장부에 삽입되는 밸브 로드; 상기 밸브 로드에 연결되어 상기 밸브 로드를 상기 밸브 몸체에 대해 진퇴시키는 작동 로드; 상기 작동 로드가 경유하는 관통 구멍과, 상기 관통 구멍을 중심으로 원주방향을 따라 높이가 증가하도록 형성된 경사면을 구비하는 캠돌기가 형성되며, 상기 관통 구멍을 중심으로 회전가능하도록 상기 펌프 몸체에 설치되는 캠부재; 상기 캠부재를 회전시키는 회전수단; 상기 캠부재가 회전할 때 상기 캠돌기의 경사면에 대해 구르는 롤러를 구비하고, 상기 작동 로드와 결합되어 상기 밸브 로드를 상기 밸브 몸체에 대해 진퇴시키는 캠팔로우; 일정한 각도 범위 내에서만 상기 캠팔로우의 상대회전을 허용하도록 상기 캠팔로우와 조립되며, 상기 캠부재에 대해 근접하는 방향으로 직선운동이 가능하도록 상기 펌프 몸체에 설치되는 가속부재; 및 상기 펌프 몸체와 가속부재의 사이에 설치되어 상기 가속부재가 상기 캠부재에 근접하는 방향으로 상기 가속부재에 대해 탄성력을 제공하는 탄성부재;를 포함하는 점에 특징이 있다.

본 발명의 밸브 가속형 디스펜싱 펌프는, 용액을 고속으로 정량을 디스펜싱할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 밸브 가속형 디스펜싱 펌프는 강력한 밸브 하강 속도에 의해 강한 점성을 가지는 용액도 고속으로 디스펜싱할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 밸브 가속형 디스펜싱 펌프의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 밸브 가속형 디스펜싱 펌프의 주요 부분에 대한 분리사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 밸브 가속형 디스펜싱 펌프의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 밸브 가속형 디스펜싱 펌프의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도이다.
도 5 내지 도 7은 도 1에 도시된 밸브 가속형 디스펜싱 펌프의 작동을 설명하기 위한 개략도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸브 가속형 디스펜싱 펌프의 일부분을 나타내는 분리사시도이다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 밸브 가속형 디스펜싱 펌프를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 밸브 가속형 디스펜싱 펌프의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 밸브 가속형 디스펜싱 펌프의 주요 부분에 대한 분리사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 밸브 가속형 디스펜싱 펌프의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 밸브 가속형 디스펜싱 펌프는 펌프 몸체(100)와 밸브 몸체(110)와 밸브 로드(210)와 작동 로드(220)와 캠부재(300)와 캠팔로우(400)를 포함하여 이루어진다.

펌프 몸체(100)는 전체 구성을 지지하는 하우징 역할을 한다. 펌프 몸체(100)는 이송장치에 설치되어 그 이송장치에 의해 움직이면서 용액을 디스펜싱하는 것이 가능하게 한다.

밸브 몸체(110)는 펌프 몸체(100)에 설치된다. 밸브 몸체(110)는 유입경로(111)와 저장부(112)와 배출경로(113)를 구비한다. 외부 시린지(미도시)에 저장된 용액은 유입경로(111)를 통해 저장부(112)로 유입된다. 저장부(112)에 저장된 용액은 그 저장부(112)에 대해 승강하는 밸브 로드(210)의 작동에 의해 배출경로(113)를 통해 배출된다. 배출경로(113)에는 노즐(120)이 연결되어 용액의 디스펜싱 특성을 조절한다.

밸브 로드(210)는 저장부(112)에 삽입되어 저장부(112)에 저장된 용액을 가압함으로써, 용액을 배출경로(113)를 통해 배출한다.

밸브 몸체(110) 및 밸브 로드(210)의 상측에는 캠부재(300)가 배치되어 펌프 몸체(100)에 설치된다. 캠부재(300)는 밸브 로드(210)의 길이 방향으로 연장되는 가상의 중심축을 중심으로 회전가능하도록 펌프 몸체(100)에 설치된다. 캠부재(300)와 펌프 몸체(100)의 사이에 베어링(130)이 설치되어, 캠부재(300)가 펌프 몸체(100)에 대해 회전 가능하게 한다.

캠부재(300)는 회전수단(900)에 의해 회전하게 된다. 회전수단(900)은 모터(910)와 구동풀리(920)와 타이밍 밸트와 종동풀리(940)를 구비한다. 모터(910)는 펌프 몸체(100)에 설치되고, 종동풀리(940)는 캠부재(300)에 설치된다. 타이밍 벨트(930)는 구동풀리(920)와 종동풀리(940)를 연결한다. 모터(910)가 구동풀리(920)를 회전시키면, 타이밍 벨트(930)에 의해 종동풀리(940)가 회전한다. 결과적으로 캠부재(300)가 회전하게 된다.

캠부재(300)는 관통 구멍(320)과 복수의 캠돌기(310)를 구비한다. 관통 구멍(320)은 원반 형태의 캠부재(300)의 중심을 상하로 관통하도록 형성된다. 캠돌기(310)는 캠부재(300)의 원주방향을 따라 8개가 동일 각도 간격(즉, 45도 간격으로) 배열된다. 캠돌기(310)는 캠부재(300)의 원주 방향을 따라 동일 회전방향으로 경사지도록 형성된다. 즉, 도 2에 도시된 것과 같이 캠돌기(310)는 시계방향을 따라 캠돌기(310)의 높이가 점차적으로 증가하도록 경사지게 형성된 경사면(311)을 구비한다. 캠돌기(310)는 경사면(311)의 최상부에서 급격하게 아래쪽으로 경사가 꺾이도록 단면이 형성되는 것이 좋다. 본 실시예에서는 도 2 및 도 5에 도시한 것과 같이 캠돌기(310)의 경사면(311)이 최상부에서 수직방향으로 꺾이도록 형성된다.

캠부재(300)의 관통 구멍(320)에는 작동 로드(220)가 배치되어 밸브 로드(210)와 결합된다. 작동 로드(220)는 캠팔로우(400)에 결합되어 승강운동을 함으로써, 밸브 로드(210)를 밸브 몸체(110)에 대해 진퇴시킨다.

캠팔로우(400)는 캠부재(300)의 캠돌기(310)가 형성된 면과 마주하도록 배치되어 캠돌기(310)와의 상호 작용에 의해 캠부재(300)에 대해 상승/하강하게 된다. 캠팔로우(400)는 캠돌기(310)의 경사면(311)에 대해 구르는 2개의 롤러(420)를 구비한다. 캠팔로우(400)의 2개의 롤러(420)는 180도 간격으로 배치된다.

캠팔로우(400)는 가속부재(500)와 조립되어 펌프 몸체(100)에 설치된다. 가속부재(500)에는 스플라인 보스(530)가 형성되고 스플라인 축(520)을 통해 펌프 몸체(100)에 설치됨으로써, 캠부재(300)에 근접하는 방향으로 직선운동(본 실시예에서는 승강운동)은 가능하고 상대회전은 불가능하도록 펌프 몸체(100)에 결합된다. 가속부재(500)와 펌프 몸체(100)의 사이에는 탄성부재(600)가 배치되어 가속부재(500)에 대해 캠부재(300)와 근접하는 방향으로 움직이도록 탄성력을 제공한다. 본 실시예에서는 스프링(600) 형태의 탄성부재(600)가 사용된다. 가속부재(500)와 캠부재(300)의 사이에 배치된 캠팔로우(400)는 가속부재(500)를 통해 탄성부재(600)의 탄성력을 전달받아 캠부재(300)와 밀착상태를 유지하게 된다.

가속부재(500)와 캠팔로우(400)는 일정한 각도 범위 내에서만 서로 회전할 수 있도록 조립된다. 캠팔로우(400)에 형성된 가속 돌기(410)와 가속부재(500)에 형성된 각도제한부(510)의 상호 작용에 의해, 가속부재(500)와 캠팔로우(400)는 일정한 각도 범위 내에서만 상대 회전이 가능하게 된다. 본실시예에서 각도제한부(510)는 가속부재(500)의 원주방향을 따라 연장되도록 형성된 장공이다. 가속부재(500)에는 장공 형태의 2개의 각도제한부(510)가 중심축(작동 로드(220))을 사이에 두고 서로 마주하도록 배치된다. 캠팔로우(400)의 가속 돌기(410)는 캠팔로우(400)의 반경방향으로 연장되어 돌출되는 막대 형상으로 형성된다. 각도제한부(510)와 마찬가지로 가속 돌기(410)도 2개가 마련되어 캠팔로우(400)의 중심축을 사이에 두고 서로 마주하도록 배치된다. 가속 돌기(410)는 각각 가속부재(500)의 각도제한부(510)에 끼워진다. 가속 돌기(410)가 각도제한부(510)의 내벽면에 걸리기 때문에 캠팔로우(400)는 각도제한부(510)가 허락하는 각도범위 내에서만 가속부재(500)에 대해 회전하게 된다. 즉, 가속 돌기(410)와 각도제한부(510) 사이의 간섭에 의해 캠팔로우(400)의 가속부재(500)에 대한 상대회전 각도가 제한된다. 가속 돌기(410)와 각도제한부(510)의 상호작용에 의해 제한되는 가속부재(500)에 대한 캠팔로우(400)의 상대회전 각도 범위는 0보다 크고 캠돌기(310)들 사이의 각도 간격보다 작은 것이 좋다. 본 실시예의 경우 캠팔로우(400)의 회전 가능 각도는 0도보다 크고 90도보다 작은 것이 좋다. 본실시예의 가속 돌기(410)의 끝부분에는 캠부재(300)의 캠돌기(310) 경사면(311)에 대해 구르는 롤러(420)가 설치된다.

이하 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 밸브 가속형 디스펜싱 펌프의 작동에 대해 설명한다.

도 4을 참조하면, 외부 시린지에 저장된 용액은 일정한 압력으로 유입경로(111)를 통해 밸브 몸체(110)의 저장부(112)로 유입된다.

이와 같은 상태에서 모터(910)를 작동시키면 구동풀리(920)과 회전하게 되고 타이밍 벨트(930)에 의해 구동풀리(920)와 연결된 종동풀리(940)도 함께 회전하게 된다. 종동풀리(940)와 결합된 캠부재(300)도 종동풀리(940)와 함께 회전한다.

캠부재(300)가 회전하면 캠돌기(310)의 경사면(311)을 따라 캠팔로우(400)의 롤러(420)가 구르면서 캠팔로우(400)가 상승한다. 가속부재(500)는 스플라인 축(520)을 통해 펌프 몸체(100)에 대해 스플라인 결합되어 있으므로, 가속부재(500)는 회전하지 않고 롤러(420)가 캠돌기(310)의 경사면(311)을 따라 구르면서 가속부재(500) 및 캠팔로우(400)가 상승하게 된다. 가속부재(500)가 상승할 때 탄성부재(600)는 가속부재(500)에 대해 아래쪽으로 탄성력을 가하면서 압축된다. 탄성부재(600)의 탄성력에 의해 캠팔로우(400)의 롤러(420)는 캠부재(300)의 상면에 대해 접촉하는 상태를 유지한다. 캠팔로우(400)에 결합된 작동 로드(220)도 밸브 로드(210)와 함께 상승한다. 밸브 로드(210)가 상승하면서 저장부(112)에 마련된 공간은 용액이 유입되어 채우게 된다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 캠부재(300)가 회전할 때 캠팔로우(400)의 가속 돌기(410)는 가속부재(500)의 각도제한부(510)를 따라 미끄러지다가 도 5을 기준으로 각도제한부(510)의 왼쪽 내벽에 걸리기 때문에 더 이상 진행하지 않게 된다. 즉, 캠부재(300)가 회전하더라도 캠팔로우(400)는 가속부재(500)에 대해 회전하지 않게 된다. 캠팔로우(400)와 캠 사이의 힘평형 상태를 개념적으로 표시하면 도 5와 같다. 캠돌기(310)의 경사면(311)이 롤러(420)에 가하는 힘(F_R)은 롤러(420)에 작용하는 수평방향 분력(F_H)과 수직방향 분력(F_V)과 평형을 이루게 된다. 수직방향 분력(F_V)은 탄성부재(600)에 의해 제공되어 가속부재(500)를 거쳐서 롤러(420)에 전달된다. 수평방향 분력(F_H)은 가속 돌기(410)가 각도제한부(510)에 걸려 있는 상태로 인해 펌프 몸체(100)-가속부재(500)-캠팔로우(400)를 거쳐서 롤러(420)에 전달된다.

롤러(420)가 캠돌기(310) 경사면(311)의 최상단까지 굴러올라가면 도 6에 도시한 것과 같이 롤러(420)에 작용하는 수평방향 분력(F_H)과 평형을 이루는 수직항력(F_R)의 수평방향 성분이 사라진다. 즉, 캠돌기(310)의 경사면(311)은 롤러(420)에 대해 수직방향으로만 힘을 가하고 수평방향으로는 마찰력 이상의 힘을 가하지 않게 된다. 결과적으로 각도제한부(510)가 가속 돌기(410)에 가하는 수평방향 분력(F_H)에 의해 롤러(420)는 도 7에 도시된 것과 같이 캠돌기(310)에 대해 원주방향(도 5 내지 도 7에서 오른쪽 방향)으로 튕겨 나가게 된다. 상술한바와 같이 캠팔로우(400)는 각도제한부(510)가 허락하는 각도범위 내에서 가속부재(500)에 대해 회전할 수 있으므로, 회전하지 않는 가속부재(500)에 대해 캠팔로우(400)는 캠부재(300)의 회전방향과 반대방향으로 회전하면서 롤러(420)가 캠돌기(310)의 상단으로부터 빠른 속도로 이탈하도록 한다. 이때, 탄성부재(600)의 탄성력에 의해 가속부재(500), 캠팔로우(400), 작동 로드(220) 및 밸브 로드(210)는 하강한다. 결과적으로 저장부(112)의 내부에 채워진 용액을 밸브 로드(210)가 가압하여 용액을 배출경로(113)를 통해 배출시킨다.

캠부재(300)가 연속적으로 회전하면서 롤러(420)가 캠돌기(310)를 따라 상승과 하강을 반복하면, 밸브 로드(210)가 연속적으로 상승 및 하강하게 되어 용액을 배출경로(113)를 통해 배출하게 된다.

이와 같은 용액 펌핑 메카니즘에 있어서, 밸브 로드(210)의 하강속도는 용액의 배출량 및 배출속도에 중요한 영향을 미친다. 정확한 배출량 조절을 위해서 배출경로(113)의 내경은 비교적 작은 것이 일반적이다. 밸브 로드(210)의 하강 속도가 빠를수록 이와 같이 작은 내경의 배출경로(113)를 통해서 고점도의 용액을 빠르게 디스펜싱할 수 있다. 특히 용액의 점성이 높은 경우에는 밸브 로드(210)의 하강 속도가 충분히 높이 않으면 점성에 의한 저항력과 배출경로(113)의 저항으로 인해 용액을 배출할 수 없게 된다. 그런데 본 발명과 같이 가속부재(500)를 사용함으로써, 고점도의 용액도 디스펜싱할 수 있는 장점이 있다. 이와 같이 본 발명의 밸브 가속형 디스펜싱 펌프를 사용하면 디스펜싱할 수 있는 용액의 범위가 대폭 확대되는 장점이 있다.

앞에서 설명한 바와 같은 가속 돌기(410)와 각도제한부(510)의 상호작용이 없는 경우에는 밸브 로드(210)의 하강속도는 캠부재(300)의 회전속도에 따라 결정된다. 도 6에 도시한 것과 같이 롤러(420)가 캠돌기(310)의 최상단에서 도 7에 도시한 것과 같이 캠부재(300) 상면의 최하단까지 이동하기 위해서는 롤러(420)가 도 7에 표시된 거리(D)만큼 캠부재(300)에 대해 굴러가야 한다. 각도제한부(510)를 구비하는 가속부재(500)가 없는 종래의 밸브 디스펜싱 펌프는 캠팔로우가 고정된 상태에서 캠부재가 회전하여 롤러가 캠부재의 가장 낮은 면까지 굴러가야 하므로 캠부재의 회전속도에 따라 밸브 로드의 하강속도가 결정된다. 강한 탄성력을 제공하는 탄성부재를 사용하더라도 밸브 로드의 하강속도는 탄성부재의 탄성력보다는 캠부재의 회전속도에 의해 실질적으로 결정된다. 특히, 롤러의 외경이 증가하면 롤러가 캠부재 상면의 가장 낮은 면에 접촉하기 위해서 굴러가야 하는 거리(D)가 증가하므로 밸브 로드의 하강속도 역시 그만큼 감소하게 된다.

그런데, 본 실시예의 밸브 가속형 디스펜싱 펌프의 경우 캠돌기(310)의 경사면(311)을 따라 롤러(420)가 굴러 올라갈 때 롤러(420)에 작용하는 수평방향 분력(F_H)을 이용하여 각도제한부(510)가 도 6과 같이 가속 돌기(410)를 캠부재(300)의 회전방향과 반대방향으로 밀어 준다. 각도제한부(510)가 가속 돌기(410)에 가하는 힘에 의해 캠팔로우(400)는 가속부재(500)에 대해 회전하면서 도 7과 같이 순간적으로 캠부재(300)의 회전 방향과 반대방향으로 회전하게 된다. 결과적으로 롤러(420)와 캠부재(300)가 서로 반대방향으로 움직이면서 롤러(420)는 종래에 비해 월등하게 빠른 속도로 캠부재(300) 상면의 최저면에 접촉하기 위한 거리(D)만큼 굴러가 된다. 비교적 외경이 큰 롤러(420)를 사용하더라도 가속 돌기(410)와 각도제한부(510)의 상호작용에 의해 롤러(420)는 빠른 속도로 캠부재(300)에 대해 상대이동하게 되고 밸브 로드(210)는 탄성부재(600)에 의해 매우 빠른 속도로 하강할 수 있다. 밸브 로드(210)의 운동량 및 운동에너지는 각각 밸브 로드(210)의 하강속도 및 그 하강 속도의 제곱에 비례하므로 종래에 비해 월등하게 빠른 속도로 용액을 디스펜싱할 수 있는 효과가 있다. 특히, 충분한 힘으로 비교적 작은 내경의 배출경로(113)를 통해 고점도의 용액도 디스펜싱할 수 있는 장점이 있다.

한편, 캠부재(300)와 반대방향으로 가속부재(500)에 대해 회전하던 캠팔로우(400)는 롤러(420)가 다음 캠돌기(310)에 접촉하면 캠돌기(310)의 저항력(F_R)에 의해 다시 캠돌기(310)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전하면서 진행방향으로 각도제한부(510)에 가속 돌기(410)가 걸리게 된다. 각도제한부(510)의 각도 범위가 캠돌기(310)들 사이의 각도범위보다 작은 경우에는 가속 돌기(410)가 각도제한부(510)의 내벽에 먼저 걸려서 캠팔로우(400)의 가속부재(500)에 대한 회전이 정지하게 된다. 다음으로 근접하는 캠돌기(310)에 롤러(420)가 접촉하면, 캠팔로우(400)는 캠부재(300)와 동일 방향으로 회전하여 각도제한부(510)의 반대쪽 내벽에 가속 돌기(410)가 걸려서 회전을 멈추게 된다.

요컨대, 종래에는 탄성부재의 탄성력이 강하더라도 밸브 로드의 하강속도는 롤러의 외경 크기와 캠부재의 회전속도에 의해 결정되었으나, 본 발명의 밸브 가속형 디스펜싱 펌프는 각도제한부(510)와 가속 돌기(410)의 상호작용에 의해 탄성부재(600)의 탄성력을 충분히 이용하여 밸브 로드(210)의 하강속도를 증가시킬 수 있다.

이상 본 발명에 대해 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명하고 도시한 형태로 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 앞에서 가속 돌기(410)는 캠팔로우(400)에 형성되고 각도제한부(510)는 가속부재(500)에 형성되는 것으로 설명하였으나, 가속 돌기가 가속부재에 형성되고 각도제한부는 캠팔로우에 형성되도록 구성할 수도 있다.

또한, 가속 돌기(410)와 각도제한부(510) 사이의 마찰을 감소시킬 수 있도록 가속 돌기에는 각도제한부의 내벽을 따라 구르는 베어링이 설치될 수도 있다.

또한, 앞에서 각도제한부(510)는 장공 형태로 형성되는 것을 예로들어 설명하였으나 각도제한부는 장홈 형태로 형성될 수도 있다. 가속 돌기와 각도제한부는 상호 간섭에 의해 가속부재와 캠팔로우가 정해진 각도 범위 내에서만 상대 회전이 가능하게 하는 구성이면 다른 다양한 형태로 구성될 수도 있다.

또한, 앞에서 롤러(420)는 가속 돌기(410)에 설치되는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 구성하는 것도 가능하다. 가속 돌기는 롤러와는 독립적으로 각도제한부와 간섭되어 캠팔로우의 회전 각도를 제한하고, 롤러는 가속 돌기와는 별도로 캠팔로우에 결합되도록 구성하는 것도 가능하다.

도 8은 가속 돌기와 각도제한부의 다른 예를 도시한 것이다. 가속 돌기(551)는 가속부재(550)에 형성되고, 각도제한부(452)는 캠팔로우(450)에 형성된다. 캠팔로우(450)의 각도제한부(452)는 가속부재(550)와 마주하는 면에 원주방향을 따라 원호 형태의 장홈으로 형성된다. 가속부재(550)의 가속 돌기(551)는 가속부재(550)의 하면에 하측으로 연장되는 막대형상으로 형성되어 캠팔로우(450)의 각도제한부(452)에 삽입된다. 캠팔로우(450)가 가속부재(550)에 대해 조금 회전하다가 가속 돌기(551)가 각도제한부(452)의 내벽면에 걸려서 더 이상 회전하지 않게 된다. 이와 같은 구성을 제외한 나머지 구성은 앞에서 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 실시예와 동일하다. 각도제한부(452)가 가속 돌기(551)에 걸려서 캠팔로우(450)가 회전할 수 없는 상태에서 캠팔로우(450)의 롤러(451)가 캠돌기(310)를 따라 굴러 올라가면 가속 돌기(551)에 의해 각도제한부(452)가 밀리면서 캠팔로우(450)가 가속부재(550)에 대해 상대회전하게 된다. 이로 인해 롤러(451)와 캠부재(300) 사이의 상대 속도가 증가하면서 밸브 로드(210)가 고속으로 하강할 수 있게 된다.

본 실시예에서는 8개의 캠돌기(310)와 2개의 롤러(420)를 구비하는 경우를 예로 들어 설명하였으나 캠돌기와 롤러의 개수는 다양하게 변경될 수 있다. 캠돌기의 형상도 경사각도와 경사면의 곡률 등이 다양하게 변형될 수 있다.

100: 펌프 몸체 110: 밸브 몸체
111: 유입경로 112: 저장부
113: 배출경로 120: 노즐
210: 밸브 로드 220: 작동 로드
300: 캠부재 310: 캠돌기
311: 경사면 320: 관통 구멍
400, 450: 캠팔로우 410, 551: 가속 돌기
420, 451: 롤러 500, 550: 가속부재
510, 452: 각도제한부 520: 스플라인 축
530: 스플라인 보스 600: 탄성부재
900: 회전수단 910: 모터
920: 구동풀리 930: 타이밍 벨트
940: 종동풀리

Claims

펌프 몸체;
외부로부터 용액을 공급받는 유입경로와, 상기 유입경로를 통해 공급받은 용액이 저장되는 저장부와, 상기 저장부에 저장된 용액이 배출되는 배출경로를 구비하며 상기 펌프 몸체에 설치되는 밸브 몸체;
상기 밸브 몸체의 저장부에 저장된 용액을 가압하여 상기 배출경로를 통해 배출할 수 있도록 상기 밸브 몸체의 저장부에 삽입되는 밸브 로드;
상기 밸브 로드에 연결되어 상기 밸브 로드를 상기 밸브 몸체에 대해 진퇴시키는 작동 로드;
상기 작동 로드가 경유하는 관통 구멍과, 상기 관통 구멍을 중심으로 원주방향을 따라 높이가 증가하도록 형성된 경사면을 구비하는 캠돌기가 형성되며, 상기 관통 구멍을 중심으로 회전가능하도록 상기 펌프 몸체에 설치되는 캠부재;
상기 캠부재를 회전시키는 회전수단;
상기 캠부재가 회전할 때 상기 캠돌기의 경사면에 대해 구르는 롤러를 구비하고, 상기 작동 로드와 결합되어 상기 밸브 로드를 상기 밸브 몸체에 대해 진퇴시키는 캠팔로우;
일정한 각도 범위 내에서만 상기 캠팔로우의 상대회전을 허용하도록 상기 캠팔로우와 조립되며, 상기 캠부재에 대해 근접하는 방향으로 직선운동이 가능하도록 상기 펌프 몸체에 설치되는 가속부재; 및
상기 펌프 몸체와 가속부재의 사이에 설치되어 상기 가속부재가 상기 캠부재에 근접하는 방향으로 상기 가속부재에 대해 탄성력을 제공하는 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 가속형 디스펜싱 펌프
제1항에 있어서,
상기 캠팔로우와 가속부재 중 어느 하나에는 외측으로 돌출되도록 형성된 가속 돌기가 형성되고, 다른 하나에는 상기 가속 돌기와의 간섭에 의해 상기 캠팔로우와 가속부재 사이의 상대회전 각도를 제한하는 각도제한부가 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브 가속형 디스펜싱 펌프.
제2항에 있어서,
상기 가속 돌기는, 상기 캠팔로우에 형성되며 상기 캠팔로우의 반경방향으로 연장되는 막대형상이고,
상기 각도제한부는, 상기 가속부재에 형성되며 상기 가속 돌기가 끼워지고 원주방향 길이에 의해 상기 가속부재와 캠팔로우 사이의 상대회전 각도를 제한하는 장홈 또는 장공인 것을 특징으로 하는 밸브 가속형 디스펜싱 펌프.
제3항에 있어서,
상기 캠팔로우의 가속 돌기는 상기 각도제한부의 내면을 따라 구르는 베어링을 구비하는 것을 특징으로 하는 밸브 가속형 디스펜싱 펌프.
제4항에 있어서,
상기 캠팔로우의 롤러는 상기 가속 돌기에 설치되는 것을 특징으로 하는 밸브 가속형 디스펜싱 펌프.
제2항에 있어서,
상기 각도제한부는, 상기 가속부재와 캠팔로우가 서로 마주하는 면에 원주방향을 따라 원호 형태로 형성되는 장홈이고,
상기 가속 돌기는, 상기 장홈에 끼워지는 막대인 것을 특징으로 하는 밸브 가속형 디스펜싱 펌프.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 캠부재의 캠돌기는 복수개 마련되어 동일 각도 간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 밸브 가속형 디스펜싱 펌프.
제7항에 있어서,
상기 캠부재는, 짝수의 캠돌기를 구비하고,
상기 캠팔로우는 180도 간격으로 2개의 롤러를 구비하는 것을 특징으로 하는 밸브 가속형 디스펜싱 펌프.
제8항에 있어서,
상기 캠부재의 캠돌기는, 캠부재의 원주방향을 따라 일정한 경사로 상승한 후 상기 캠부재의 회전 중심축과 나란하게 꺾여 하강하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브 가속형 디스펜싱 펌프.
제8항에 있어서,
상기 가속 돌기와 상기 각도제한부의 상호 작용에 의해, 인접하는 상기 캠돌기들 사이의 각도보다 작고 0 보다 큰 각도의 범위 내에서 상기 캠팔로우는 상기 가속부재에 대해 회전 가능한 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 밸브 가속형 디스펜싱 펌프.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전수단은, 상기 캠부재에 연결되어 그 캠부재와 함께 회전하는 종동풀리, 상기 펌프 몸체에 설치되는 구동 풀리, 상기 구동풀리와 종동풀리를 연결하는 벨트, 및 상기 구동풀리를 회전시키는 모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 밸브 가속형 디스펜싱 펌프.