KR101301107B1

KR101301107B1 - 압전 펌프

Info

Publication number: KR101301107B1
Application number: KR1020120037696A
Authority: KR
Inventors: 홍승민; 이용훈
Original assignee: 주식회사 프로텍
Priority date: 2012-04-12
Filing date: 2012-04-12
Publication date: 2013-08-27

Abstract

본 발명의 압전 펌프는, 전압이 인가되면 길이가 늘어나는 압전 액추에이터를 이용하여 용액을 디스펜싱하는 압전 펌프에 있어서, 펌프 몸체; 상기 펌프 몸체에 설치된 힌지축에 대해 회전 가능하도록 설치되는 레버; 전압이 인가되면 길이가 길어지면서 상기 레버를 가압하여 상기 레버를 상기 힌지축을 중심으로 회전시키도록 그 끝부분이 상기 레버에 접촉 가능하게 상기 펌프 몸체에 설치되는 제1압전 액추에이터; 전압이 인가되면 길이가 길어지면서 상기 레버를 가압하여 상기 제1압전 액추에이터가 상기 레버를 회전시키는 방향의 반대 방향으로 상기 레버를 상기 힌지축을 중심으로 회전시키도록 그 끝부분이 상기 레버에 접촉 가능하게 상기 펌프 몸체에 설치되는 제2압전 액추에이터; 상기 레버의 회전에 따라 승강 운동하도록 상기 레버에 연결되는 밸브 로드; 및 상기 밸브 로드의 끝부분이 삽입되고 용액이 저장되는 저장부, 상기 저장부로 상기 용액이 유입되는 유입구, 상기 밸브 로드의 상기 저장부에 대한 진퇴에 따라 상기 저장부의 용액이 배출되는 노즐을 구비하는 밸브 몸체;를 포함하는 점에 특징이 있다.

Description

압전 펌프{Piezoelectric Pump}

본 발명은 압전 펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압전 소자를 액추에이터로 사용하여 용액을 디스펜싱하는 압전 펌프에 관한 것이다.

물, 기름, 레진 등의 액체 상태의 용액을 일정한 양으로 공급하는 디스펜서는 반도체 공정, 의료 분야 등 다양한 분야에 사용되고 있다.

특히 반도체 공정에는 언더필(underfill) 공정에 디스펜서가 많이 사용되며, 반도체 소자의 패키지 내부를 레진으로 채우는 용도로도 디스펜서가 많이 사용된다. LED 소자를 제조하는 공정에는 LED 소자에 형광물질과 레진이 혼합된 형광액을 LED 칩에 도포하는 공정에 디스펜서가 사용된다.

이와 같은 디스펜서에는 용액을 공급받아 정확한 위치에 정량을 디스펜싱하는 펌프가 핵심 장치로 사용된다.

펌프의 구조에는 스크류 펌프, 리니어 펌프 등 다양한 종류가 존재한다. 최근에는 고속으로 디스펜싱 작업을 수행하기 위해서 반도체 공정 등에 압전 소자를 액추에이터로 사용하는 압전 펌프가 개발되어 사용되고 있다.

종래의 압전 펌프는 압전 액추에이터의 작동에 의해 얻어지는 변위 값이 너무 작거나 압전 액추에이터의 힘이 약해서 높은 품질의 디스펜싱 성능을 얻기 어려운 문제점이 있었다.

압전 액추에이터는 세라믹 재질의 특성상 장기간 사용중에 작동 특성이 변하거나 파손되는 경우가 있는데 이 경우 구조상 압전 액추에이터만 교체하거나 수리하기 어렵고 용액을 펌핑하는 노즐 주변의 구성까지 전체적으로 교체하거나 폐기해야 하는 불편함이 있었다. 또한, 디스펜싱할 용액의 종류가 바뀌는 경우에는 그 용액의 점성을 고려하여 용액의 특성에 맞는 용액 공급, 저장, 배출을 위한 구조를 압전 액추에이터에 연결하여 사용하여야 한다. 그런데, 종래의 압전 펌프는 압전 액추에이터 주변의 구성과 노즐 주변의 구성이 일체로 형성되어 있어서, 압전 액추에이터는 유지한 채로 노즐 주변의 구성만 용액의 특성에 맞는 구조, 형상의 교체하여 사용하는 것이 구조적으로 불편한 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 압전 액추에이터에 의해 충분한 작동 변위를 확보하여 안정적이고 높은 품질의 디스펜싱 작업을 수행할 수 있는 구조의 압전 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 압전 펌프는, 전압이 인가되면 길이가 늘어나는 압전 액추에이터를 이용하여 용액을 디스펜싱하는 압전 펌프에 있어서, 펌프 몸체; 상기 펌프 몸체에 설치된 힌지축에 대해 회전 가능하도록 설치되는 레버; 전압이 인가되면 길이가 길어지면서 상기 레버를 가압하여 상기 레버를 상기 힌지축을 중심으로 회전시키도록 그 끝부분이 상기 레버에 접촉 가능하게 상기 펌프 몸체에 설치되는 제1압전 액추에이터; 전압이 인가되면 길이가 길어지면서 상기 레버를 가압하여 상기 제1압전 액추에이터가 상기 레버를 회전시키는 방향의 반대 방향으로 상기 레버를 상기 힌지축을 중심으로 회전시키도록 그 끝부분이 상기 레버에 접촉 가능하게 상기 펌프 몸체에 설치되는 제2압전 액추에이터; 상기 레버의 회전에 따라 승강 운동하도록 상기 레버에 연결되는 밸브 로드; 및 상기 밸브 로드의 끝부분이 삽입되고 용액이 저장되는 저장부, 상기 저장부로 상기 용액이 유입되는 유입구, 상기 밸브 로드의 상기 저장부에 대한 진퇴에 따라 상기 저장부의 용액이 배출되는 노즐을 구비하는 밸브 몸체;를 포함하는 점에 특징이 있다.

또한, 본 발명의 압전 펌프는, 상기 제1압전 액추에이터와 제2압전 액추에이터가 상기 펌프 몸체의 힌지축을 사이에 두고 서로 나란하게 배치되도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 제1압전 액추에이터와 제2압전 액추에이터가 상기 레버를 사이에 두고 서로 마주하도록 배치하는 것도 가능하다.

본 발명의 압전 펌프는, 압전 액추에이터를 효과적으로 사용할 수 있는 구조에 의해 높은 품질의 디스펜싱 작업을 수행할 수 있는 구조의 압전 펌프를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 압전 펌프는, 유지, 보수가 용이하며 용액의 특성에 맞추어 설계된 용액 디스펜싱 밸브 부분을 쉽게 교체하여 사용할 수 있는 구조의 압전 펌프를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 압전 펌프의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 압전 펌프의 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 압전 펌프의 측면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 압전 펌프의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도이다.
도 5 내지 도 7은 도 1에 도시된 압전 펌프의 작동을 설명하기 위한 개략도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압전 펌프의 작동을 설명하기 위한 개략도이다.

이하, 본 발명에 따른 압전 펌프를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 압전 펌프의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 압전 펌프의 정면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 압전 펌프의 측면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 압전 펌프는 펌프 몸체(10)와 밸브 몸체(20)를 구비한다.

펌프 몸체(10)와 밸브 몸체(20)는 도 1에 도시된 것과 같이 볼트를 이용하여 착탈 가능하게 결합된다.

펌프 몸체(10)에는 힌지축(11)이 설치되고, 가로 방향으로 연장되는 레버(30)가 힌지축(11)에 대해 회전 가능하게 설치된다. 밸브 몸체(20)에는 수직 방향으로 연장되도록 형성된 밸브 로드(40)가 끼워져 설치된다. 레버(30)와 밸브 로드(40)는 서로 연결되어, 레버(30)가 힌지축(11)에 대해 회전하면 밸브 로드(40)는 상하로 승강하게 된다.

펌프 몸체(10)에는 제1압전 액추에이터(51) 및 제2압전 액추에이터(52)가 설치되어 레버(30)를 힌지축(11)에 대해 회전시킨다. 제1압전 액추에이터(51) 및 제2압전 액추에이터(52)는 압전소자를 이용하여 구성된다. 즉 전압을 인가하면 그 인가 전압의 전위에 따라 길이가 늘어나거나 줄어드는 구조의 압전 소자를 사용하여 제1압전 액추에이터(51) 및 제2압전 액추에이터(52)를 구성한다. 본 실시예에서는 다수의 압전소자를 적층하여 구성되는 멀티 스택(Multi Stack) 압전 액추에이터를 시용하여 제1압전 액추에이터(51) 및 제2압전 액추에이터(52)를 구성하는 경우를 예로 들어 설명한다.

도 4에 도시한 것과 같이 제1압전 액추에이터(51) 및 제2압전 액추에이터(52)는 수직방향으로 서로 나란하게 배치되어 펌프 몸체(10)에 설치된다. 제1압전 액추에이터(51) 및 제2압전 액추에이터(52)는 힌지축(11)을 사이에 두고 각각 하단부가 레버(30)의 상면에 접촉하도록 배치된다. 제1압전 액추에이터(51)에 전압이 인가되어 길이가 늘어나면 레버(30)는 도 4를 기준으로 반시계 방향으로 회전하고, 제2압전 액추에이터(52)에 전압이 인가되어 길이가 늘어나면 레버(30)는 도 4를 기준으로 시계방향으로 회전한다.

제1압전 액추에이터(51) 및 제2압전 액추에이터(52)의 상단에는 각각 제1조절 수단(61) 및 제2조절 수단(62)이 배치되어 펌프 몸체(10)에 설치된다. 본 실시예에서는 무두(無頭) 볼트 형태의 제1조절 수단(61) 및 제2조절 수단(62)이 각각 제1압전 액추에이터(51) 및 제2압전 액추에이터(52)의 끝부분에 접촉한 상태로 펌프 몸체(10)에 나사 결합되어 설치된다. 제1조절 수단(61)은 레버(30) 및 펌프 몸체(10)에 대한 제1압전 액추에이터(51)의 위치를 조절하고, 제2조절 수단(62)은 레버(30) 및 펌프 몸체(10)에 대한 제2압전 액추에이터(52)의 위치를 조절한다. 제1조절 수단(61)을 조여서 펌프 몸체(10)에 대해 전진시키면 제1압전 액추에이터(51)는 하강하여 레버(30)에 근접하거나 밀착하게 된다. 제2조절 수단(62)도 제1조절 수단(61)과 동일한 방법으로 작동한다.

레버(30)의 하부에는 제1복귀 수단(63) 및 제2복귀 수단(64)이 배치되어 펌프 몸체(10)에 설치된다. 제1복귀 수단(63)은 제1압전 액추에이터(51)에 의해 레버(30)가 회전하는 방향의 반대 방향으로 레버(30)가 회전하도록 레버(30)에 힘을 가한다. 마찬가지로 제2복귀 수단(64)은 제2압전 액추에이터(52)에 의해 레버(30)가 회전하는 방향의 반대 방향으로 레버(30)가 회전하도록 레버(30)에 힘을 가한다. 제1복귀 수단(63) 및 제2복귀 수단(64)은 레버(30)의 하부에서 각각 펌프 몸체(10)에 대해 레버(30)를 밀어 내는 방향으로 탄성력을 제공하는 스프링일 수도 있고, 유체 덕트일 수도 있다. 제1압전 액추에이터(51) 및 제2압전 액추에이터(52)에 각각 대응되는 위치의 하부에서 레버(30)에 탄성력을 전달할 수 있도록 펌프 몸체(10)에는 스프링(63, 64)이 설치된다. 스프링(63, 64)의 하부에는 변위 조절 나사(65, 66)가 설치되어 스프링(63, 64)의 예압을 조절한다. 본 실시예와 달리 공압이나 유압을 이용하는 경우에는 유체 덕트를 통해 공압 또는 유압이 레버(30)에 전달되도록 하여 레버(30)를 원위치로 복귀시키는 방향으로 힘을 전달한다.

밸브 몸체(20)는 저장부(22)와 유입구(21)과 노즐(23)을 구비한다. 저장부(22)는 상측으로 개방되는 용기 형태로 형성되고, 밸브 로드(40)가 그 저장부(22)에 끼워져서 저장부(22)의 상측을 밀폐한다. 유입구(21)는 저장부(22)와 연결된다. 유입구(21)를 통해 외부로부터 공급되는 용액이 저장부(22)로 전달된다.

레버(30)에 연결된 밸브 로드(40)는 레버(30)의 회전에 따라 저장부(22)에 대해 승강운동하게 된다. 밸브 로드(40)가 상승하였다가 하강하면서 그 하부에 위치하는 노즐(23)에 근접하는 방향으로 움직이면 저장부(22) 내부의 용액을 가압하게 되어 노즐(23)을 통해 용액이 외부로 디스펜싱된다.

레버(30)와 밸브 로드(40)는 다양한 방법에 의해 연결될 수 있다. 본 실시예에서는 도 1에 도시한 것과 같은 구조로 레버(30)와 밸브 로드(40)가 연결된다. 레버(30)의 끝부분에는 수평 방향으로 개방되는 걸림홈(31)이 형성된다. 즉, 레버(30)의 걸림홈(31)은 C자 형태로 형성된다. 밸브 로드(40)의 상단부에는 걸림 로드(41)가 형성된다. 걸림 로드(41)는 레버(30)의 걸림홈(31)에 끼워져서 그 레버(30)에 대해 회전 가능하도록 연결된다. 즉, 레버(30)의 회전 운동이 밸브 로드(40)의 승강 운동으로 변환되도록 구성된다. 걸림홈(31)은 수평 방향으로 개방되도록 형성되어 있으므로 걸림 로드(41)를 수평 방향으로 걸림홈(31)에 대해 움직여서 걸림홈(31)과 걸림 로드(41)를 착탈시킬 수 있다. 걸림홈(31)은 수평방향으로 형성되어 있으므로, 레버(30)의 회전에 의해 걸림홈(31)이 승강하더라도 걸림 로드(41)는 걸림홈(31)에서 빠지지 않고 밸브 몸체(20)에 대해 상승 또는 하강하게 된다. 레버(30)와 밸브 로드(40)를 분리할 필요가 있을 때에는 걸림 로드(41)를 걸림홈(31)에 대해 수평방향으로 이동시킴으로써 쉽게 분리할 수 있다.

한편, 펌프 몸체(10)에는 도 1 및 도 4에 도시한 것과 같은 냉각 라인(71, 72, 73, 74)이 형성된다. 즉 펌프 몸체(10)를 경유하여 냉각 유체가 흐를 수 있는 유로가 펌프 몸체(10)에 형성된다. 이와 같은 냉각 유로를 통해 비교적 저온의 기체 또는 액체가 흐르도록 함으로써, 제1압전 액추에이터(51) 및 제2압전 액추에이터(52)에서 발생하는 열을 외부로 배출하게 된다.

이하, 상술한바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 압전 펌프의 작동에 대해 설명한다.

먼저 도 1과 같이 펌프 몸체(10)와 밸브 몸체(20) 및 기타 구성이 조립된 상태에서 제1압전 액추에이터(51) 및 제2압전 액추에이터(52)에 전압을 인가한다. 밸브 로드(40)를 하강시켜 용액을 노즐(23)을 통해 디스펜싱하기 위해 제2압전 액추에이터(52)에 인가할 전압을 기준으로 50%의 전압을 제1압전 액추에이터(51) 및 제2압전 액추에이터(52)에 각각 인가한다. 도 5에 도시한 것과 같이 제1압전 액추에이터(51) 및 제2압전 액추에이터(52)가 동일한 길이로 늘어나면서 그 하단부가 레버(30)에 각각 접촉하게 된다. 이와 같은 상태에서 각각 제1조절 수단(61) 및 제2조절 수단(62)을 이용하여 제1압전 액추에이터(51) 및 제2압전 액추에이터(52)의 위치를 조정한다. 볼트(61, 62)를 회전시켜 제1압전 액추에이터(51) 및 제2압전 액추에이터(52)를 각각 전후진시켜서 레버(30)가 수평한 상태가 되도록 한다. 이때, 볼트(61, 62)를 회전시켜 제1압전 액추에이터(51) 또는 제2압전 액추에이터(52)를 후진시키면 제1복귀 수단(63) 또는 제2복귀 수단(64)의 작용에 의해 레버(30)가 회전하면서 제1압전 액추에이터(51) 또는 제2압전 액추에이터(52)를 밀어 올려 상승시킨다.

위와 같은 과정을 거쳐서 디스펜싱을 하기 위한 제1압전 액추에이터(51) 및 제2압전 액추에이터(52)의 초기 위치를 설정한다.

이와 같은 상태에서 유입구(21)를 통해 저장부(22)로 용액을 일정한 압력으로 공급한다.

이와 같은 상태에서 용액을 디스펜싱하는 공정을 시작한다.

제1압전 액추에이터(51)에는 100%, 제2압전 액추에이터(52)에는 0%의 전압을 인가하면 제1압전 액추에이터(51)는 팽창하고 제2압전 액추에이터(52)는 수축하게 된다. 도 6에 도시한 것과 같이 레버(30)는 반시계 방향으로 회전하면서 밸브 로드(40)는 상승하게 된다. 이때, 제2복귀 수단(64)의 작용에 의해 레버(30)의 회전이 더욱 신속하게 이루어진다. 참고로 도 6은 효과적인 설명을 위해 레버(30)의 기울어진 각도를 실제보다 과장하여 도시한 것이다.

이와 같은 상태에서 제1압전 액추에이터(51)에는 0%, 제2압전 액추에이터(52)에는 100%의 전압을 인가하면 제1압전 액추에이터(51)는 수축하고 제2압전 액추에이터(52)는 팽창하게 된다. 도 7에 도시한 것과 같이 레버(30)는 시계 방향으로 회전하면서 밸브 로드(40)는 하강하게 된다. 저장부(22)에 삽입된 밸브 로드(40)가 하강하면서 저장부(22) 내부의 용액을 가압하여 용액이 노즐(23)을 통해 외부로 배출되면서 디스펜싱이 이뤄진다. 이때에도 제1복귀 수단(63)이 인접하는 레버(30)를 밀어 올리면서 레버(30)가 시계방향으로 신속하게 회전하는 것을 돕게 된다. 도 7은 도 6과 마찬가지로 효과적인 설명을 위해 레버(30)의 기울어진 정도를 실제보다 과장하여 도시하였다.

이와 같이 제1압전 액추에이터(51)와 제2압전 액추에이터(52)에 교대로 전압을 인가하면 도 6 및 도 7과 같이 밸브 로드(40)가 반복적으로 승강하면서 연속적으로 노즐(23)을 통해 용액을 디스펜싱하게 된다.

도 4에 도시한 것과 같이, 회전축과 제1압전 액추에이터(51) 및 제2압전 액추에이터(52) 사이의 거리보다 회전축과 밸브 로드(40) 사이의 거리가 훨씬 크기 때문에, 압전 액추에이터(51, 52)의 변형량을 레버(30)에 의해 충분히 확대하여 밸브 로드(40)를 충분한 높이 범위 내에서 작동시킬 수 있는 장점이 있다.

제1압전 액추에이터(51) 및 제2압전 액추에이터(52)의 작동을 제어하는 제어부에서는 시간의 흐름에 따라 다양한 형태의 펄스 파형을 가진 전압을 제1압전 액추에이터(51) 및 제2압전 액추에이터(52)에 인가함으로써 밸브 로드(40)의 동특성을 제어할 수 있다. 특히, 2개의 압전 액추에이터(51, 52)를 힌지축(11)을 사이에 두고 각각 레버(30)를 작동시키도록 구성함으로써, 밸브 로드(40)의 하강 운동뿐만 아니라 상승 운동까지 제어할 수 있으므로 더욱 빠르게 용액을 디스펜싱할 수 있으며 디스펜싱되는 용액의 양도 정확하게 제어하는 것이 가능하다.

특히, 제1압전 액추에이터(51) 및 제2압전 액추에이터(52)의 기계적인 작동 특성을 인가 전압의 크기, 전압의 교대 주파수, 전압의 시간에 따른 변화량 등의 인자를 이용하여 제어부에서 전기적인 방법으로 정확하게 제어할 수 있는 장점이 있다. 이와 같은 밸브 로드(40)의 동작에 대한 제어 성능 향상은 결과적으로 디스펜싱되는 용액의 디스펜싱 특성을 쉽고 정확하게 제어할 수 있도록 한다.

압전 액추에이터(51, 52)는 그 특성상 사용중에 열이 비교적 많이 발생한다. 압전 액추에이터(51, 52)에서 발생하는 열에 의해 압전 액추에이터(51, 52)의 온도가 상승하면 그 동작 특성이 저하될 수 있다. 본 실시예의 압전 펌프에는 도 1 내지 4에 도시한 것과 같이 펌프 몸체(10)에 냉각 라인(71, 72, 73, 74)이 형성되어 있다. 냉각 라인(71, 72, 73, 74)을 통해 펌프 몸체(10)를 냉각시킴으로써 압전 액추에이터(51, 52)의 온도 상승을 방지할 수 있다. 압전 액추에이터(51, 52)의 온도가 상승되는 것을 방지함으로써 밸브 로드(40)의 동특성도 일정하게 유지하고 용액의 디스펜싱 품질도 유지할 수 있는 장점이 있다.

본 실시예의 압전 펌프는 상술한 바와 같이 펌프 몸체(10)와 밸브 몸체(20)를 착탈 가능하게 구성하고 레버(30)와 밸브 로드(40)도 연결과 분리가 용이하게 구성함으로써, 유지, 보수, 세척이 쉽고 용액의 다양한 특성에 맞추어 압전 펌프를 구성하는 것이 쉬운 장점이 있다. 펌프 몸체(10)와 밸브 몸체(20)를 결합하는 나사를 풀고 밸브 로드(40)의 걸림 로드(41)를 레버(30)의 걸림홈(31)에서 이탈시킴으로써, 밸브 몸체(20)와 밸브 로드(40)를 펌프 몸체(10)에서 쉽게 분리할 수 있다.

이와 같이 밸브 몸체(20)를 분리하면 다음 사용을 위해 세척하는 것이 용이한 장점이 있다. 밸브 몸체(20)나 밸브 로드(40)가 파손된 경우에도 위와 같은 방법으로 분리하고 새로운 밸브 몸체(20)나 밸브 로드(40)로 교체할 수 있다.

디스펜싱할 용액의 종류가 달라지는 경우에는 그 용액의 점도나 기타 특성을 고려하여 설계된 다른 밸브 몸체(20) 및 밸브 로드(40)로 교체하여 압전 펌프를 구성함으로써 효과적으로 대응할 수 있는 장점이 있다.

압전 액추에이터(51, 52)는 일반적으로 세라믹 재질로 형성된다. 그 재료적 특성상 장기간 사용하면 인가 전압에 따른 팽창 변위가 초기와는 달라질 수도 있다. 이와 같은 경우에도 본 실시예의 압전 펌프는 제1조절 수단(61) 및 제2조절 수단(62)을 이용하여 제1압전 액추에이터(51) 및 제2압전 액추에이터(52)의 위치를 조정함으로써 레버(30) 및 밸브 로드(40)의 동특성을 유지할 수 있는 장점이 있다.

이상, 본 발명에 따른 압전 펌프의 일실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명의 범위가 앞에서 설명되고 도시한 형태로 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 앞에서 설명한 제1복귀 수단(63) 및 제2복귀 수단(64)으로 스프링 또는 공압을 이용하는 경우를 예로 들어 설명하였으나 경우에 따라서는 액체의 압력을 이용하여 제1복귀 수단 및 제2복귀 수단을 구성하는 것도 가능하다. 또한, 제1복귀 수단 및 제2복귀 수단을 구비하지 않는 압전 펌프를 구성하는 것도 가능하다.

또한, 펌프 몸체(10)에 냉각 라인(71, 72, 73, 74)이 형성되지 않은 형태의 압전 펌프를 구성하는 것도 가능하다.

또한, 레버(30)와 밸브 로드(40)는 레버(30)의 걸림홈(31)과 밸브 로드(40)의 걸림 로드(41)에 의해 연결되는 것으로 설명하였으나 다른 방법에 의해 레버와 밸브 로드를 연결하는 것도 가능하다. 펌프 몸체(10)와 밸브 몸체(20)도 착탈 가능하게 결합하지 않고 서로 일체가 되도록 형성하는 것도 가능하다.

이하, 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 압전 펌프의 다른 실시예에 대해 설명한다.

본 실시예의 압전 펌프는 앞서 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 압전 펌프와 달리, 제1압전 액추에이터(81)와 제2압전 액추에이터(82)가 레버(30)를 사이에 두고 서로 마주하도록 일직선 상에 배치된다. 제1압전 액추에이터(81)에 전압을 인가하고 제2압전 액추에이터(82)의 전압을 0으로 하면, 레버(30)가 반시계 방향으로 회전하면서 밸브 로드(40)가 상승한다. 제1압전 액추에이터(81)의 전압을 0으로 하고 제2압전 액추에이터(82)에 전압을 인가하면, 레버(30)가 시계 방향으로 회전하면서 밸브 로드(40)가 하강하고 노즐(23)을 통해 용액이 디스펜싱된다. 제1복귀 수단(67)과 제2복귀 수단(68)도 레버(30)를 사이에 두고 서로 마주하도록 일직선 상에 배치된다. 제1복귀 수단(67)은 레버(30)를 시계방향으로 회전시키도록 탄성력을 제공하고 제2복귀 수단(68)은 레버(30)를 반시계방향으로 회전시키도록 탄성력을 제공한다.

제1압전 액추에이터(81) 및 제2압전 액추에이터(82)의 배치 구조를 제외한 다른 구성들은 앞서 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 실시예의 다른 구성들을 적절히 변형하여 압전 펌프를 구성할 수 있다. 다만, 본 실시예의 압전 펌프에서는 제1복귀 수단(67) 및 제2복귀 수단(68)은 불필요할 수도 있다.

10: 펌프 몸체 11: 힌지축
20: 밸브 몸체 21: 유입구
22: 저장부 23: 노즐
30: 레버 31: 걸림홈
40: 밸브 로드 41: 걸림 로드
51: 제1압전 액추에이터 52: 제2압전 액추에이터
61: 제1조절 수단 62: 제2조절 수단
63: 제1복귀 수단 64: 제2복귀 수단
65, 66: 변위 조절 나사 71, 72, 73, 74: 냉각 라인
81: 제1압전 액추에이터 82: 제2압전 액추에이터

Claims

전압이 인가되면 길이가 늘어나는 압전 액추에이터를 이용하여 용액을 디스펜싱하는 압전 펌프에 있어서,
펌프 몸체;
상기 펌프 몸체에 설치된 힌지축에 대해 회전 가능하도록 설치되는 레버;
전압이 인가되면 길이가 길어지면서 상기 레버를 가압하여 상기 레버를 상기 힌지축을 중심으로 회전시키도록 그 끝부분이 상기 레버에 접촉 가능하게 상기 펌프 몸체에 설치되는 제1압전 액추에이터;
전압이 인가되면 길이가 길어지면서 상기 레버를 가압하여 상기 제1압전 액추에이터가 상기 레버를 회전시키는 방향의 반대 방향으로 상기 레버를 상기 힌지축을 중심으로 회전시키도록 그 끝부분이 상기 레버에 접촉 가능하게 상기 펌프 몸체에 설치되는 제2압전 액추에이터;
상기 레버의 회전에 따라 승강 운동하도록 상기 레버에 연결되는 밸브 로드; 및
상기 밸브 로드의 끝부분이 삽입되고 용액이 저장되는 저장부, 상기 저장부로 상기 용액이 유입되는 유입구, 상기 밸브 로드의 상기 저장부에 대한 진퇴에 따라 상기 저장부의 용액이 배출되는 노즐을 구비하는 밸브 몸체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 펌프.
제1항에 있어서,
상기 제1압전 액추에이터와 제2압전 액추에이터는 상기 펌프 몸체의 힌지축을 사이에 두고 서로 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 압전 펌프.
제1항에 있어서,
상기 제1압전 액추에이터와 제2압전 액추에이터는 상기 레버를 사이에 두고 서로 마주하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 압전 펌프.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레버에 대한 상기 제1압전 액추에이터의 위치를 조절할 수 있도록 상기 펌프 몸체에 설치되는 제1조절 수단; 및
상기 레버에 대한 상기 제2압전 액추에이터의 위치를 조절할 수 있도록 상기 펌프 몸체에 설치되는 제2조절 수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 펌프.
제4항에 있어서,
상기 제1조절 수단은, 회전에 의해 상기 제1압전 액추에이터를 전후진시킬 수 있도록 상기 제1압전 액추에이터의 끝부분에 접촉하여 상기 펌프 몸체에 나사 결합되는 볼트이고,
상기 제2조절 수단은, 회전에 의해 상기 제2압전 액추에이터를 전후진시킬 수 있도록 상기 제2압전 액추에이터의 끝부분에 접촉하여 상기 펌프 몸체에 나사 결합되는 볼트인 것을 특징으로 하는 압전 펌프.
제4항에 있어서,
상기 제1압전 액추에이터가 상기 레버를 회전시키는 방향의 반대 방향으로 상기 레버가 회전하도록 상기 레버에 대해 힘을 가하는 제1복귀 수단; 및
상기 제2압전 액추에이터가 상기 레버를 회전시키는 방향의 반대 방향으로 상기 레버가 회전하도록 상기 레버에 대해 힘을 가하는 제2복귀 수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 펌프.
제6항에 있어서,
상기 제1복귀 수단 및 제2복귀 수단은, 상기 펌프 몸체에 설치되어 상기 레버에 탄성력을 가하는 스프링인 것을 특징으로 하는 압전 펌프.
제6항에 있어서,
상기 제1복귀 수단 및 제2복귀 수단은, 기체 또는 액체의 압력을 상기 레버에 전달할 수 있도록 상기 펌프 몸체에 형성되는 유체 덕트인 것을 특징으로 하는 압전 펌프.
제4항에 있어서,
상기 펌프 몸체에는, 상기 제1압전 액추에이터 및 제2압전 액추에이터에서 발생하는 열을 냉각시키기 위한 냉각 유체가 흐를 수 있는 냉각 라인이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 펌프.
제4항에 있어서,
상기 레버는 수평 방향으로 연장되도록 배치되고 상기 레버의 끝부분에는 수평 방향으로 개방되는 걸림홈이 형성되며,
상기 밸브 로드는 수직 방향으로 연장되도록 배치되고 상기 레버의 걸림홈에 끼워져 걸리는 걸림 로드를 구비하는 것을 특징으로 하는 압전 펌프.
제4항에 있어서,
상기 밸브 몸체는 상기 펌프 몸체에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 압전 펌프.