CN102481983B

CN102481983B - 流体填充装置

Info

Publication number: CN102481983B
Application number: CN2010800390676A
Authority: CN
Inventors: 今城康隆
Original assignee: EME CORP
Current assignee: EME CORP
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2010-09-02
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2030-09-02
Also published as: WO2011033942A1; JPWO2011033942A1; JP5330525B2; KR20120036983A; CN102481983A; TWI504554B; KR101390247B1; TW201134747A

Abstract

本发明提供一种能够安装多个大容量的被填充容器，实现轻量化且减轻材料管理上的操作员的负担的流体填充装置。该流体填充装置具备：容器，其对搅拌脱泡后的流体进行收纳，且形成有将该流体排出的排出喷嘴；转子，其固定在旋转轴的外周，且将多个被填充容器以相对于旋转轴的长度方向呈大致30°至大致90°的范围内的角度进行保持；分配器，其固定在旋转轴的一端，将从容器的排出喷嘴排出的流体向多个被填充容器引导；旋转机构，其通过使旋转轴旋转而使转子及分配器旋转，利用它们的旋转所产生的离心力，将由分配器引导的流体向多个被填充容器填充。

Description

流体填充装置

技术领域

本发明涉及将液状或膏状的流体移送填充到被填充容器内的流体填充装置，涉及例如将由搅拌机搅拌脱泡后的环氧树脂等流体以脱泡了的状态向注射器等被填充容器内移送填充的流体填充装置。

背景技术

例如，在将环氧树脂等流体向基板涂敷时，对原料组成成分进行搅拌混合而形成膏状的流体，除去流体中的气泡而使流体脱泡，将脱泡后的流体向注射器等被填充容器内移送填充而供于使用。例如采用如下的方法：首先，在搅拌机等的搅拌容器内进行原料组成成分的搅拌混合，同时将原料内含有的气泡除去，并将脱泡后的流体向压力输送用容器移送，然后，利用活塞对流体进行压力输送而向被填充容器内填充。

图11是用于说明以往的流体填充方法的一例的图。如图11所示，在压力输送用容器31中事先收纳有脱泡完成后的流体32。为了将压力输送用容器31内的流体32向注射器等被填充容器34压力输送，而在压力输送用容器31内插入活塞33。而且，压缩空气用泵36经由配管35而连接到压力输送用容器31上。压缩空气用泵36对空气进行压缩并将其向压力输送用容器31内供给，由此来驱动活塞33，从而将压力输送用容器31内的流体32向被填充容器34压力输送并填充。

然而，上述的流体填充方法存在如下的问题。

(1)将在搅拌容器内脱泡后的流体32从搅拌容器向压力输送用容器31移送的过程中，空气会进入脱泡后的流体32，存在容易产生气泡的倾向。

(2)在将流体32从压力输送用容器31向被填充容器34移送的区域中，外界的空气被卷入流体32的移送路，存在空气容易混入脱泡后的流体32中的倾向。

(3)在将流体32从搅拌容器向压力输送用容器31移送后，将活塞33插入到压力输送用容器31内，因此在流体32与活塞33之间夹入残留空气，在压力输送过程中，流体32可能会卷入空气。因此，将活塞33插入到压力输送用容器31内时，为了避免将残留空气夹入流体32与活塞33之间，而要求细心的注意及下功夫。

(4)将被填充容器34的长度方向垂直配置，从被填充容器34的下端侧移送并填充流体32时，由于流体32的粘性而难以顺畅地填充。

(5)为了将流体32向被填充容器34压力输送填充而使用的装置的构成构件的数目多，因此为了维护它们而需要较多的劳力，从而导致成本上升。即，为了反复使用这些构件，而需要装置的分解及构件的清洗，从而浪费附着在构件上的流体32。另一方面，一旦将使用后的构件废弃时，运行成本大幅上升。

作为关联的技术，在日本国专利申请公开JP-P2003-201000A中公开有对流体进行搅拌脱泡而将其向被填充容器移送填充的方法、及流体移送填充装置(搅拌机)。该流体移送填充装置具有：搅拌容器，其收容流体，且在进行自转的同时进行公转；带开闭阀的连接口，其配设在搅拌容器的中心轴上的下端部，供给搅拌容器内的流体；被填充容器，其与连接口连接，且随着搅拌容器的自转及公转而在进行自转的同时进行公转。

根据JP-P2003-201000A所公开的流体移送填充装置，通过利用与搅拌容器及被填充容器的自转及公转相伴的离心力，能够解决上述(1)～(5)的问题，不会引起气泡等的取入，能够可靠地从搅拌容器向被填充容器内移送填充流体。然而，为了使用大容量的被填充容器(注射器)而将大量的流体向多个注射器一次填充，而需要能够安装大容量的搅拌容器和大容量的注射器的专用的流体填充装置。

在此种流体填充装置中，一次使用8根或12根这样多个具有100cm³以上的大容量的注射器的话，夹具之类变大变重，因此存在材料管理上的问题。而且，清洗部件的数目增多，对于不熟悉装置的处理的操作员而言，可能会发生操作上的失误。

发明内容

因此，鉴于上述点，本发明的目的在于提供一种流体填充装置，该流体填充装置能够安装多个大容量的被填充容器(注射器等)，实现轻量化且减轻材料管理上的操作员的负担。

为了解决上述课题，本发明的一个观点涉及的流体填充装置具备：容器，其对搅拌脱泡后的流体进行收纳，且形成有将该流体排出的排出喷嘴；转子，其固定在旋转轴的外周，且将多个被填充容器以相对于旋转轴的长度方向呈大致30°至大致90°的范围内的角度进行保持；分配器，其固定在旋转轴的一端，将从容器的排出喷嘴排出的流体向多个被填充容器引导；旋转机构，其通过使旋转轴旋转而使转子及分配器旋转，利用它们的旋转所产生的离心力，将由分配器引导的流体向多个被填充容器填充。

【发明效果】

根据本发明的一个观点，由于使将多个被填充容器以规定的角度保持的转子和将从容器的排出喷嘴排出的流体向多个被填充容器引导的分配器旋转，因此利用它们的旋转所产生的离心力，能够将由分配器引导的流体向多个被填充容器填充。其结果是，提供一种流体填充装置，该流体填充装置无需使用大型且大重量的夹具来安装多个大容量的被填充容器，实现轻量化，且减轻材料管理上的操作员的负担。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的流体填充装置的结构的局部剖视图。

图2是表示图1所示的分配器的第一实施例的俯视图。

图3是表示图1所示的分配器的第一实施例的局部剖视侧视图。

图4是表示图1所示的分配器的第二实施例的俯视图。

图5是表示图1所示的分配器的第二实施例的侧视图。

图6是表示图1所示的分配器的第二实施例的剖视图。

图7是表示图1所示的分配器的第二实施例的分解俯视图。

图8是表示本发明的第二实施方式的流体填充装置的结构的局部剖视图。

图9是表示本发明的第三实施方式的流体填充装置的结构的局部剖视图。

图10是表示本发明的第四实施方式的流体填充装置的结构的局部剖视图。

图11是用于说明以往的流体填充方法的一例的图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细地说明本发明的实施方式。需要说明的是，对同一结构要素标注同一参照符号，省略重复的说明。

图1是表示本发明的第一实施方式的流体填充装置的结构的局部剖视图。该流体填充装置包括：由电动机2等旋转机构来驱动旋转的旋转轴1；设有将旋转轴1支承为能够转动的支承部的室4；固定在旋转轴1的外周而与旋转轴1一起旋转的转子5；固定在旋转轴1的上端而与旋转轴1一起旋转的分配器7；配置在室4上的容器9；控制各部的控制部17。

容器9收纳由搅拌机搅拌脱泡后的环氧树脂等液状或膏状的材料(以下，称为“流体”)10，且在下部形成有排出流体10的排出喷嘴。容器9的中心轴与旋转轴1的中心轴一致，但容器9固定在室4上，不与旋转轴1一起旋转，因此能够使施加在电动机2上的负载为最小限度。

为了对收纳于容器9的流体10进行加压而将其从排出喷嘴压出，也可以设置压缩并供给气体(空气或非活性气体等)的压缩机14、调节气体的流量的调节器15、作为气体的流路的管16。这种情况下，容器9具有在流体10的上侧配置的活塞11和形成有管连接口13的盖12，该管连接口13将经由管16供给的气体导入。需要说明的是，在本申请中，“压缩机”是包括各种加压用的泵在内的比较广的概念。

将由压缩机14压缩了的气体经由调节器15及管16向容器9内供给时，利用气体的压力将活塞11向下方按压，对收纳在容器9中的流体10进行加压而将其从排出喷嘴压出。对流体10进行加压的压力受流体10的粘度及收纳量左右，优选大致1气压到大致3气压的范围，控制部17通过控制调节器15而能够调节对流体10进行加压的压力。

转子5将多个注射器(被填充容器)6以相对于旋转轴1的长度方向呈大致30°至大致90°的范围内的角度进行保持。注射器6的安装根数也与注射器6的尺寸有关，优选两根至几十根，优选将多根注射器6以均等的间隔配置在转子5的周边部。

分配器7由分配器主体7a和安装在分配器主体7a上的多个引导管7b构成。需要说明的是，也可以将分配器主体7a和多个引导管7b一体成形。分配器主体7a内的流路及引导管7b根据注射器6的安装根数来设置。分配器7构成从容器9的排出喷嘴排出的流体10的接受盘，经由分配器主体7a内的流路及引导管7b向多个注射器6引导流体10。而且，电动机2使旋转轴1旋转，由此，转子5及分配器7旋转，由分配器7引导来的流体在离心力的作用下向多个注射器6填充。

图2是表示图1所示的分配器的第一实施例的俯视图，图3是该分配器的局部剖视侧视图。在图2及图3所示的第一实施例中，分配器7具有8根引导管7b，各引导管7b以朝着注射器向斜下方倾斜的方式安装于分配器主体7a。为了使流体的流动顺畅，在分配器主体7a内的流路的上部形成有锥面，该锥面具有相对于旋转轴1(图1)的长度方向呈大致30°～大致60°的角度。

图4是表示图1所示的分配器的第二实施例的俯视图，图5是该分配器的侧视图。而且，图6是该分配器的剖视图，图7是从该分配器取下分配器上部的状态下的俯视图。在图4～图7所示的第二实施例中，分配器8包括：作为流体的引导路而发挥功能的分配器下部8a；形成有从容器9(图1)注入流体的开口部的分配器上部8b；将流体向多个注射器注入的多个喷嘴8c。各个喷嘴8c以朝着填充流体的注射器向斜下方倾斜的方式安装在分配器下部8a。优选喷嘴8c的倾斜角相对于旋转轴1(图1)的长度方向呈大致30°～大致60°。

参照图6及图7，为了使流体的流动均匀，分配器下部8a的底部形成为平面，在分配器下部8a与分配器上部8b之间，以对8个喷嘴8c之间进行分隔的方式放射状地设有分配器内部侧壁8d。由此，从由8方向的分配器内部侧壁8d包围的中央底面(斜线部)8e朝向8个喷嘴8c而形成由对置的两个分配器内部侧壁8d分别夹持的8个引导槽8f。而且，在分配器下部8a的圆周面形成有向喷嘴8c引导的引导口8g。需要说明的是，构成分配器内部侧壁8d的构件既可以是安装在分配器下部8a或分配器上部8b上的单独的构件，也可以是与分配器下部8a或分配器上部8b一体化的构件。

当使旋转轴1(图1)旋转并使流体向分配器下部8a的中央底面8e内流入(滴下)时，流体因离心力而扩散，沿着8个引导槽8e流动。各引导槽8e的宽度设定为在达到喷嘴8c的位置处与喷嘴8c的内径一致。而且，向喷嘴8c引导的引导口8g形成在比分配器下部8a的底部高的位置，以防挡住流体的流动，因此能够实现使流体顺畅通过的结构。

在第一及第二实施例中，例示了配置8根注射器的情况，但也可以适当地变形，对注射器的配置及根数进行变更。

再次参照图1，将极高粘度(例如，50万cps左右)的流体向注射器6填充时，通过将注射器6大致水平地配置，由此能够利用强力的离心力将流体向注射器6填充，即使在填充结束后转子5的旋转停止，流体也不会从注射器6逆流流出。另一方面，在将比较低粘度的流体向注射器6填充时，不那么作用离心力即可，因此注射器6的倾斜角优选大致30°～大致60°，这样即使在填充结束后转子5的旋转停止，流体也不会从注射器6流出。

在引导管7b的前端作用于流体的离心力是根据容器9的尺寸、注射器6的尺寸、以及流体的粘度等特性来调节的，优选30G～400G左右。在控制部17中，例如利用变换器来变更向电动机2施加的驱动信号的频率，由此调节转子5及分配器7的转速。

而且，为了防止气泡再次混入到搅拌脱泡后的流体中，也可以使用至少对转子5及分配器7的周围进行覆盖的密闭式的真空室作为室4。这种情况下，将干式泵或液压泵等真空泵3设置在室4的下部。真空泵3通过将室4内的空气向外部排出，而使室4内的压力下降，从而使其成为真空状态。这种情况下，为了防止因流体的沸点而流体发生沸腾，可以使用控制部17，基于蒸气压特性曲线等自如地调节真空度。通常，真空度为1torr(0.133kPa)～100torr(13.3kPa)左右，这样比较充分。

接下来，对图1所示的流体填充装置的动作例进行说明。在该例子中，使用上述的真空室作为室4。

在准备阶段，操作员事先使用搅拌机对流体10进行搅拌脱泡并将其向容器9内注入。然后，操作员将活塞11插入容器9内，在容器9的上侧安装盖12。而且，操作员预先在转子5上安装多个注射器6及分配器7。

当操作员按下动作开始开关时，控制部17对真空泵3进行控制，以使室4内的压力下降。在经过规定的时间而真空度达到例如10torr(1.33kPa)左右时，控制部17对电动机2进行控制，以使旋转轴1旋转。由此，转子5及分配器7与旋转轴1一起旋转。控制部17例如利用变换器来变更向电动机2施加的驱动信号的频率，从而能够驱动旋转轴1进行可变速旋转。

在旋转轴1的转速达到规定的转速，而在引导管7b的前端产生规定的离心力、例如30G(因粘度也可以更小)左右的离心力的阶段，控制部17对压缩机14或调节器15进行控制，而经由管16向容器9供给气体。控制部17既可以在该时刻使压缩机14的动作开始，也可以预先使压缩机14的动作开始，通过控制调节器15来开始气体的供给。当向容器9供给气体时，在气体的压力的作用下，活塞11对流体10进行加压。对流体10进行加压的压力可以通过控制部17对调节器15的控制来调节。

由此，容器9内的流体10从排出喷嘴排出而向分配器7内流入。分配器7将从排出喷嘴排出的流体10经由多个引导管7b向多个注射器6均匀地引导。在因转子5及分配器7旋转而产生的离心力的作用下，由分配器7引导来的流体被填充到多个注射器6内。如此，虽然也会受到液体的处理量及粘度的影响，但也能够不使气泡混入流体而在5分钟左右的短时间内同时进行对多个注射器6的高速度且高密度的填充。

根据本实施方式，即使在向大容量的注射器填充流体时，只要一次将8根或12根注射器安装于转子即可，因此能够实现大幅的轻量化，能够大幅减轻载荷对操作员的负担。而且，能大幅削减清洗部件件数，因此能够减少操作员发生操作失误的可能性。而且，仅通过更换注射器就能够连续的运转，因此不需要进行清洗作业等的停歇时间，能大幅(例如，200％以上)地提高生产率。此外，作为需要填充的流体，若使用受到极压载荷(集中载荷)时容易凝胶化(固化)的UV密封剂(紫外线固化密封剂)等，则通过消除滑动部而能够防止流体的凝胶化，能够急剧减少不良率的产生。

接下来，说明本发明的第二实施方式。

图8是表示本发明的第二实施方式的流体填充装置的结构的局部剖视图。在第二实施方式中，收纳流体10的容器9配置在室4内，由转子5保持而与分配器7一起旋转。容器9的中心轴与旋转轴1的中心轴一致，由此能够减轻向电动机2施加的负载。

在第二实施方式中，由于容器9与分配器7一起旋转，因此在固定于室4的管16与容器9的盖12之间需要连接旋转自如且能够注入气体的回转接头(旋转接头)18。回转接头(旋转接头)是指用于将相对旋转的多个配管或设备相互连接的管接头。回转接头18将从压缩机14经由调节器15及管16供给的气体向容器9内导入。其结果是，在气体的压力下将活塞11向下方按压，能够对收纳在容器9内的流体10进行加压而将其从排出喷嘴压出。关于其他点，与第一实施方式相同。

根据本实施方式，不仅转子5及分配器7收纳在室4内，容器9也收纳在室4内，因此通过将室4内保持为真空状态，能够进一步防止气泡向流体的混入。

接下来，说明本发明的第三实施方式。

图9是表示本发明的第三实施方式的流体填充装置的结构的局部剖视图。第三实施方式是为了填充低粘度(例如1万cps以下)的流体而对第一实施方式进行了变形的方式。

在第三实施方式中，为了防止低粘度的流体10的自然流出，而在容器9的排出喷嘴上设置开闭旋塞19。而且，收纳流体10的容器9固定在室4上，不与分配器7一起旋转，因此在容器9的排出喷嘴与分配器7之间连接回转接头(旋转接头)18。回转接头18能够将从排出喷嘴排出的流体可靠地向分配器7导入。或者，也可以省略回转接头18，使流体10从容器9经由开闭旋塞19及配管向分配器主体7a内自然落下。关于其他点，与第一实施方式相同。

根据本实施方式，在将低粘度的流体向注射器填充时，能够防止流体从容器9自然流出或从排出喷嘴排出的流体向分配器7外泄漏的情况。

接下来，说明本发明的第四实施方式。

图10是表示本发明的第四实施方式的流体填充装置的结构的局部剖视图。在第四实施方式中，取代图1所示的调节器15而设有三向切换阀20。三向切换阀20将管连接口13经由管21或22与室4(及真空泵3)和压缩机14中的一方选择性地连接，该管连接口13为了从容器9排出气体或向容器9导入气体而形成。

在使室4内的压力下降时，控制部17控制三向切换阀20，以将管连接口13经由管21与室4(及真空泵3)连接。由此，容器9内的压力随着室4内的压力而下降，因此能够防止容器9内的流体10向注射器6内滴下。其结果是，不会发生气泡向注射器6内的流体混入的情况。

接下来，在室4内的压力充分下降而向多个注射器6填充流体时，控制部17控制三向切换阀20，以将管连接口13经由管22与压缩机14连接。其结果是，在来自压缩机14的气体的压力的作用下，活塞11对流体10进行加压，将容器9内的流体10向多个注射器6引导。三向切换阀20的控制既可以通过操作员对控制部17的操作来进行，也可以如下述那样形成自动化。

作为与三向切换阀20的自动控制相关的第一例，该流体填充装置还可以包括对室4内的压力进行测定的真空计23。在由真空计23测定出的压力高于规定的值时，控制部17控制三向切换阀20，以将管连接口13经由管21与室4(及真空泵3)连接。

接下来，在由真空计23测定出的压力低于规定的值时，控制部17使电动机2起动来使转子5旋转，且控制三向切换阀20以将管连接口13经由管22与压缩机14连接。由此，开始向多个注射器6填充流体。

作为与三向切换阀20的自动控制相关的第二例，控制部17在从为了使室4内的压力下降而控制真空泵3开始到经过规定的时间为止，对三向切换阀20进行控制，以将管连接口13经由管21与室4(及真空泵3)连接。

接下来，控制部17在从为了使室4内的压力下降而控制真空泵3开始经过了规定的时间后，使电动机2起动来使转子5旋转，且对三向切换阀20进行控制以将管连接口13经由管22与压缩机14连接。由此，开始向多个注射器6填充流体。

根据第四实施方式，能够防止在对室4内充分进行抽真空之前流体10向注射器6内滴下的情况，从而阻止气泡向注射器6内的流体的混入。关于其他点，与第一实施方式相同。而且，在第二或第三实施方式中，也可以与第四实施方式同样地设置切换阀20等。

【产业上的可利用性】

本发明能够利用在将液状或膏状的流体向被填充容器内移送填充的流体填充装置中。

【符号说明】

1 旋转轴

2 电动机

3 真空泵

4 室

5 转子

6 注射器

7、8 分配器

7a 分配器主体

7b 引导管

8a 分配器下部

8b 分配器上部

8c 喷嘴

8d 分配器内部侧壁

8e 中央底面

8f 引导槽

8g 引导口

9 容器

10 流体

11 活塞

12 盖

13 管连接口

14 压缩机

15 调节器

16、21、22 管

17 控制部

18 回转接头

19 开闭旋塞

20 三向切换阀

23 真空计

Claims

1.一种流体填充装置，其具备：

容器，其对搅拌脱泡后的流体进行收纳，且形成有将该流体排出的排出喷嘴；

转子，其固定在旋转轴的外周，且将多个被填充容器以相对于所述旋转轴的长度方向呈大致30°至大致90°的范围内的角度进行保持；

分配器，其固定在所述旋转轴的一端，将从所述容器的排出喷嘴排出的流体向所述多个被填充容器引导；

旋转机构，其通过使所述旋转轴旋转而使所述转子及所述分配器旋转，利用它们的旋转所产生的离心力，将由所述分配器引导的流体向所述多个被填充容器填充；

密闭式的室，其为了防止气泡再混入搅拌脱泡后的流体而至少对所述转子及所述分配器的周围进行覆盖；

切换阀，其将管连接口经由管而与所述室和压缩机中的一方选择性地连接，该管连接口为了从所述容器排出气体或向所述容器导入气体而形成；

控制机构，其在使所述室内的压力下降时，控制所述切换阀，以将所述管连接口经由所述管与所述室连接。

2.根据权利要求1所述的流体填充装置，其中，

所述容器具有形成有所述管连接口的盖。

3.根据权利要求2所述的流体填充装置，其中，

还具备回转接头，在所述容器由所述转子保持而与所述分配器一起旋转时，该回转接头连接到所述管与所述盖之间，而将经由所述管供给的气体向所述管连接口导入。

4.根据权利要求1所述的流体填充装置，其中，

还具备回转接头，在所述容器不与所述分配器一起旋转时，该回转接头连接到所述容器与所述分配器之间，而将从所述排出喷嘴排出的流体向所述分配器导入。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的流体填充装置，其中，

在向所述多个被填充容器填充流体时，所述控制机构控制所述切换阀，以将所述管连接口经由管与压缩机连接。

6.根据权利要求1所述的流体填充装置，其中，

所述控制机构对真空泵进行控制以使所述室内的压力下降，之后对所述旋转机构进行控制以使所述旋转轴旋转，在所述旋转轴的转速达到规定的转速之后，为了对收纳在所述容器内的流体进行加压而将其从所述排出喷嘴压出，以经由管向所述容器供给气体的方式控制所述压缩机或调节器。

7.根据权利要求5所述的流体填充装置，其中，

还具备对所述室内的压力进行测定的真空计，

在由所述真空计测定出的压力高于规定值时，所述控制机构对所述切换阀进行控制，以将所述管连接口经由管与所述室连接，在由所述真空计测定出的压力低于规定值时，所述控制机构对所述切换阀进行控制，以将所述管连接口经由管与所述压缩机连接。

8.根据权利要求5所述的流体填充装置，其中，

所述控制机构在从为了使所述室内的压力下降而控制真空泵开始到经过规定的时间为止，对所述切换阀进行控制以将所述管连接口经由管与所述室连接，在从为了使所述室内的压力下降而控制所述真空泵开始经过了规定的时间之后，对所述切换阀进行控制以将所述管连接口经由管与所述压缩机连接。