JP2004160276A

JP2004160276A - 液体材料の吐出装置

Info

Publication number: JP2004160276A
Application number: JP2002326006A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Ikushima; 和正生島
Original assignee: Musashi Engineering Co Ltd
Current assignee: Musashi Engineering Co Ltd
Priority date: 2002-11-08
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2004-06-10
Anticipated expiration: 2022-11-08
Also published as: JP4282056B2

Abstract

【課題】精度良く飛滴・滴下でき、かつメンテナンス性の良い吐出装置の提供。
【解決手段】液材を吐出する吐出口を有する吐出部と、計量管の内壁面に密着して摺動するプランジャーの後退移動により液材を液材供給口から前記計量管に吸入し、前記プランジャーの進出移動により前記計量管から前記液材を送出し前記吐出部より排出する計量部と、前記液材供給口と前記計量部とを蓮適する第一の位置、および前記吐出口と前記計量部とを連通する第二の位置、を切り替え、かつ、前記吐出部と前記計量部に密着して摺動するバルブ部と、で構成され、前記計量部と前記吐出口とは、前記バルブ部の貫通孔を介して連通することを特徴とする液体定量吐出装置。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体材料を滴下または飛滴させて吐出する技術分野に関し、前記液体材料を定量的に吐出する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
文献１、２にあるように、液材を飛滴する技術としては、進退動作を行うプランジャーを用い、急速前進するプランジャーを弁座に当接させることにより急激に停止させ、プランジャーの前方に位置する液材に慣性力を印加し、この慣性力により液材を飛滴する技術が知られているが、この技術では、液材を飛滴させるために必要な慣性力を、停止している弁座に運動するプランジャーを当接させて、プランジャーの運動を瞬時に停止して得るために、プランジャーおよび弁座の損傷が激しく、また損傷した部材片が液材に混入・溶解してしまうという問題があった。
【０００３】
そこで、本出願人は、上記問題を解決すべく、液材吐出用プランジャーの先端面を液剤に密接させた後、プランジャーを高速前進させ、次いでプランジャー駆動手段を急激に停止させることにより、急速前進するプランジャーを弁座に当接させることなく急激に停止させ、プランジャーの前方に位置する液材に慣性力を印加し、この慣性力により液材を飛滴する技術を提案し、さらに、これを実施する具体的な装置として、管形状の計量部と、前記計量部に内接するプランジャーと、吐出口を備えるノズルと、前記計量部と前記ノズルとを連通する第１のバルブと、液剤を貯留する貯留容器と、前記貯留容器と前記計量部とを連通する第２のバルブと、で構成されており、前記計量部の内径と前記第１のバルブの弁体に設ける通孔とが、実質的に同径とする装置を提案した（特願２００１−３１９０７４）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２８２７４０号公報
【特許文献２】
特開２００１−２８７７９８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記先願の発明は、所期の目的は達成できたが、さらなる吐出安定性、メンテナンス性を求め、次のような改善点を見いだした。
すなわち、吐出液材を変更する際に、吐出装置の液材が接液する箇所を洗浄するが、特に、先願の特徴である「前記計量部の内径と前記第１のバルブの弁体に設ける通孔とが、実質的に同径」とするために、先願の実施例でも開示されているロータリーバルブを用いると、弁体が弁座に対して回転摺動する構造に起因して、弁体と弁座とのわずかな間隙に液材が入り込んでしまい、十分な洗浄を施すには、分解洗浄を必要とするなど非常に手間のかかる作業を要していた。
【０００６】
また、前記間隙は、弁体の摺動を円滑にするため、弁体と弁座との間に規定量設けられて構成されており、この間隙に満たされた液材は、急峻な圧力上昇を望む吐出システムにおいては、不要な液材占有空間が広がることとなり、分解洗浄を必要とするなど非常に手間のかかる作業を要していた。また、この間隙に入り込む液材を制御することはできず吐出量の安定性を妨げる要因ともなる。
そこで、本発明は、上記課題を解決し、精度良く飛滴・滴下でき、かつメンテナンス性の良い吐出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
液材を吐出する吐出口を有する吐出部と、計量管の内壁面に密着して摺動するプランジャーの後退移動により液材を液材供給口から前記計量管に吸入し、前記プランジャーの進出移動により前記計量管から前記液材を送出し前記吐出部より排出する計量部と、前記液材供給口と前記計量部とを蓮適する第一の位置、および前記吐出口と前記計量部とを連通する第二の位置、を切り替え、かつ、前記吐出部と前記計量部に密着して摺動するバルブ部と、で構成され、前記計量部と前記吐出口とは、前記バルブ部の貫通孔を介して連通することを特徴とする液体定量吐出装置である。
【０００８】
計量部から吐出口に至る接液部は、シリンジ内径を最大径、吐出口径を最小径とし、かつ、その間の流路は吐出口側が常に小径または同径となるように構成することが、急峻な圧力上昇を得るために効果があり好ましい。
計量部から吐出口に至る流路は、実質的に同軸上となるよう配設するとプランジャーから吐出口に至る加圧すべき体積が少なくなり好ましい。
バルブ部を、バネ弾性力によって前記吐出部と前記計量部とで挟着すると、前記バルブ部が前記吐出部と前記計量部とに適度な保持力で密着しかつ円滑に摺動することに効果があり好ましい。
バルブ本体は、貫通孔と、凹部を具える板状材とすることにより、バルブ部の取り外しが容易となり、かつシンプルな構造なため洗浄が容易であり好ましい。
【０００９】
【作用】
本発明の装置は、バルブ部が吐出部と計量部に密着して摺動する構成となっており、前記ロータリーバルブに見られたような弁体と弁座との間に規定量の間隙が設けられていないから、不要な液材占有空間が広がることなく、急峻な圧力上昇を得て、適正な飛滴圧力が確保でき、前記密着して摺動する構成であることより、前記間隙に入り込む液材が無いこと、すなわち吐出量の安定性を妨げる要因が無いから、安定した吐出を行うことができ、一定の吐出量を得ることができる。
【００１０】
また、バルブ本体は、貫通孔と、凹部を具える板状材とすることにより、バルブ部のみを吐出装置より着脱可能に構成でき、かつ取り外しを容易とすることができる。また、シンプルな構造なため洗浄が容易であるから、洗い残しがほとんど無く、異なる液材が不意に混合してしまう、いわゆるコンタミを防止し、常に汚染されていないピュアな液材を飛滴することができる。
さらに、シンプルな構造であることは、液材種類を交換する際にも、装置メンテナンスの際にも、段取り良くかつ効率的に作業でき、洗浄作業時間を短くすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本願発明の実施の形態を説明するが、本発明はこの実施の形態によって何ら限定されるものではない。
【００１２】
《全体構造》
本発明の液体材料の吐出装置は図１に示すように、平行に配置された、ベース１、天板３、中間板４とそれらを結合する支柱板２とで構成した機枠と、ベース１に配設されたバルブ部と、天板３および中間板４の間に配設された計量部と、ベース１の下方に配設されたノズルベース２５に配設された吐出部とで構成されている。以下、各部の構成を詳細に説明する。
【００１３】
《計量部》
計量部は、ベース１の下面に取付られ、計量管１２とノズル３１とを連通する第１の流路、および、液材供給口１５に連通し、上記第１の流路と平行に設けられ第２の流路が設けられた液材供給ブロック１１と、上部が中間板４に支持され、下部がベース１を貫通しノズルベース２５に固定された計量管１２と計量管内を密接して進退移動するプランジャー１３と、プランジャー１３を駆するモータ１４とで構成されている。
【００１４】
なお、急峻な圧力上昇を望む本発明においては、前記密着摺動が重要であり、そのためプランジャー１３の先端部にさらに確実な密着かつ円滑な摺動を得るために前記計量管１２の材質や形状に対して好適な形状・材質の部材を装着することも可能である。
また、液材は図示しない貯留容器に貯留されており、後述のプランジャー１３の移動により前記貯留容器から液材供給口１５に供給される。また、前記貯留容器を加圧して液材供給口１５への液材の流入を補助することもできる。
【００１５】
《バルブ部》
バルブの保持部は図２に示すように、中心に穿たれた孔により計量管１２に沿って摺動可能であり、計量管１２挿入孔に対して点対称に複数の取付孔を設けたなシャフトベース２２と、シャフトベース２２の取付孔に固定され、ベース１に配設されブッシュ２１を貫通し下方に延びるシャフト２４と、シャフト２４の下方突端に固定されたノズルベース２５と、ブッシュ２１とシャフトベース２２のに、シャフト２４を囲繞するスプリング２３と、で構成され、シャフトベース２２とノズルベース２５は、シャフト２４によって一体的に組立てられスプリング２３により上方（ノズルベース２５が液材供給ブロック１１に接触する方向）に付勢されているので、スプリング２３の付勢力に抗してシャフトベース２２、ノズルベース２５、シャフト２４の組立体をシャフト２４がブッシュ２１に沿って下方に移動させることができるので、立体を下方に移動させると供給ブロック１１とノズルベース２５の間に間隙ができるので、この間隙を利用してバルブ２６をバルブホルダー２７にバルブ２６を着脱することができる。
【００１６】
バルブ２６は図２、３に示すように、上面を液材供給ブロック１１の下面に密接する接触面とし、下面をノズルベース２５の上面に密接する接触面とし、第１の位置で計量管１２とノズル３１とを連通させる貫通孔４１と、第２の位置で計量管１２と液材供給１５を介して貯留容器とを連通させ凹部４２とを備えている。また、バルブ２６の側壁に密着するバルブホルダー２７により水平方向に位置決めされ、エアシリンダー２８の進退移動に連動して移動する。このとき、バルブ２６は、前記ノズルベース２５と前記液体供給ブロック１１のそれぞれに密接して摺動し、スプリング２３の作用により、バルブ２６に設けられた貫通孔４１および凹部４２から液材の漏出しが無いように流路が密閉される。
【００１７】
《吐出部》
吐出部はノズルベース２５の下面に取付けるノズル３１で構成されており、先端に吐出口３２を有し、計量管１２からノズル３１先端の吐出口３２に至る流路は、計量管１２の内径を最大径とし、前記吐出口３２の内径を最小径として構成し、計量管と吐出口の間の流路は、常に吐出口側が小径または同径となるように構成されている。
なお、ノズル３１の吐出口３２とバルブ２６との距離は極力小さいことが、後述のプランジャー１３の進出時に加圧すべき液材体積を最小とすることができ、飛滴に必要な急峻な圧力上昇が得られるため好ましい。
【００１８】
《液材吐出作業》
上記構成の液材吐出装置を用いた液材吐出作業を説明する。
液材が全く計量管に導入されていない状態においては、エアシリンダ２８を後退移動させバルブ２６を液材供給口１５と計量管１２とが連通する第２の位置にした後に、モータ１４を作動させてプランジャー１３を後退移動させ、液材を図示しない貯留容器から液材供給口を通じて計量管に充填させ、プランジャー１３を進出移動させて先端を液材に密接させ、計量管の気泡を排除する。
なお、このような気泡抜きは、例えば、出願人が特願２００１−３１９０７４号において既に出願済である気泡抜き機構が設けられたプランジャーを用いて行っても良い。
【００１９】
次に、エアシリンダ２８を後退移動させバルブ２６を液材供給口１５と計量管１２とが連通する第２の位置にし、モータ１４を作動させてプランジャー１３を規定量後退移動させ、液材を貯留容器から液材供給口を通じ、バルブ２６の凹部４２を経て計量管に充填する。
なお、このとき、プランジャー１３を最進出させ、プランジャー１３の先端がバルブ２６に最も近い位置から後退動作させることが、後述のプランジャー１３の進出時に加圧すべき液材体積を最小とすることができ、飛滴に必要な急峻な圧力上昇が得られるため好ましい。
【００２０】
その後に、エアシリンダ２８を進出移動させバルブ２６を計量管１２と吐出口３２とが連通する第１の位置にし、モータ１４を高速作動しプランジャー１３を規定量高速に進出移動させて、計量管１２に貯えた液材をノズル３１先端の吐出口３２より飛滴させる。
計量管１２から吐出口３２に至る流路は、常に吐出口３２に向かって小径となっているので、計量管１２から吐出口３２に向かう液材の流速は、計量管１２から吐出口３２に向かって高速となり、ノズル３１先端の吐出口３２においては飛滴するのに十分な液材の流速を得ることができる。
このように、計量管に吸入した液材はすべて計量管より排出する。
【００２１】
このように吐出作業の繰り返しにおいては、プランジャー１３の動作が吐出毎に均一となるよう、プランジャー１３の先端位置を、常に一定した位置から後退動作し、一定した位置から進出動作させる。
【００２２】
【発明の効果】
このように本発明は、弁体と弁座との間に間隙が無く、バルブ部が吐出部と計量部に密着して摺動する構成となっているから、不要な液材占有空間を効果的に排除し、急峻な圧力上昇を得て、適正な飛滴圧力を得ることができる。
また、計量管から吐出口に至る流路は、吐出口に向かって常に同径または小径となっているので、適正な液材の飛滴流速を得ることができる。
さらに、前記密着して摺動する構成によって、吐出量の安定性を妨げる要因であった前記間隙に入り込む液材が無くなるため、極めて安定した吐出を行うことができ、一定した吐出量を得ることができる。
加えて、バルブ部のみを吐出装置より着脱可能に構成できるから、バルブ部の取り外しを容易とし、また、バルブ部をシンプルな構造とすることができるため、洗浄作業を容易とし、洗浄作業時間を短くすることができるだけでなく、洗い残しが無くなるため、液材の種類を交換してもコンタミすることなく、クリーンな液材を飛滴することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】装置概略図である。
【図２】要部の拡大断面図である。
【図３】バルブの概略斜視図である。
【符号の説明】
１ベース
２支柱板
３板
４中間板
１１液材供給ブロック
１２計量管
１３プランジャー
１４モータ
１５液材供給口
２１ブッシュ
２２シャフトベース
２３スプリング
２４シャフト
２５ノズルベース
２６バルブ
２７バルブホルダー
２８エアシリンダ
３１ノズル
３２吐出口
４１貫通孔
４２凹部

Claims

液体を吐出する吐出口を有する吐出部と、
計量管の内壁面に密着して摺動するプランジャーの後退移動により液材を液材供給口から計量管に吸入し、プランジャーの進出移動により液材を前記吐出部より排出する計量部と、
液材供給口と計量部とを連通する第一の位置、および吐出口と計量部とを連通する第二の位置、を切り替え、かつ、前記吐出部と前記計量部に密着して摺動するバルブ部と、
で構成され、
前記計量部と前記吐出口とは、前記バルブ部の貫通孔を介して連通する
ことを特徴とする液体材料の吐出装置。
前記計量管と前記吐出口に至る流路は、前記吐出口側が前記計量部側と等しいかまたは小径となるよう構成することを特徴とする請求項１記載の液体材料の吐出装置。
計量部から吐出口に至る流路は、実質的に同軸上となるよう配設されることを特徴とする請求項１または２記載の液体材料の吐出装置。
バルブ部はバネ弾性力で挟着されることを特徴とする装置請求項１乃至３記載の液体定量滴下装置。
バルブ部は、貫通孔および凹部を具える板状材とすることを特徴とする請求項１乃至４記載の液体材料の吐出装置。