JP2004237150A

JP2004237150A - 定量吐出装置

Info

Publication number: JP2004237150A
Application number: JP2003026350A
Authority: JP
Inventors: Kohei Hasegawa; 晃平長谷川; Yoshihiro Nakada; 佳宏中田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】流状物を被塗布体に一定量吐出する定量吐出装置であって、塗布剤吐出口における流状物の液ダレや残留を防ぎ、流状物を定量精度良く塗布する。
【解決手段】流状物を収容し、前記流状物の排出口を供える収容容器と、前記収容容器に収容された流状物を排出口に所定量押出す押出し手段と、一端に流状物を吐出する吐出ノズルを有し、側面に開口部を有する第１の通路と、前記第１の通路の開口部と前記収容容器の排出口とを接続する第２の通路と、前記第１の通路の他端に吐出手段とを備えており、前記吐出手段は、前記収容容器の排出口から第２の通路を経由させ、第１の通路の開口部より第１の通路内に突出させた流状物を第１の通路と第２の通路との境で分断し、吐出ノズルの先端より吐出するものである、ことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被塗布体に対して一定量の流状物を吐出塗布する、吐出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子部品に付与される導電性ペースト及び接着剤等の流状物を、被塗布体に定量塗布する装置は、定量精度良く塗布することが求められている。近年、電子部品の小型化が進むにつれ、その精度もより高いものが求められるようになっている。ここで、被塗布体に一定量の流状物を塗布する塗布装置としては、例えば特開平９−１８７７０９号公報において、図１１に示すような塗布剤供給装置４１が開示されている。この塗布剤供給装置４１は、塗布物４６を収容する塗布剤容器４３と、塗布剤容器に塗布剤吐出口４３ａを介して接続されるノズル４４と、塗布物を一定量送り出すよう駆動機構が接続されている弁体４２とが備えられている。そして、塗布剤吐出口４３ａとノズル４４とが接続されている付近にエアー供給手段４５が設けられている。この塗布剤供給装置４１は、弁体４２を駆動機構により高速開閉することで、塗布剤容器４３から塗布剤吐出口４３ａを通じてノズル４４内に定量吐出しており、その後、弁体４２を塗布剤容器の弁座に押し付けることにより、ノズル４４内に一度排出された塗布剤を吐出ノズル４４に押出している。そして、エアー供給手段４５により吐出ノズル４４に、吐出方向とは垂直な方向からエアを供給することで、排出された塗布剤を排出している。
【０００３】
また、別の例として特開平５−３４１８４号公報には、図１２に示すような吐出装置５１が開示されている。この吐出装置５１は、塗布物を収容する収容容器５２と、ステッピングモーター５３が接続されたボールネジ５４と、収容容器５２に収容された塗布物を押出すピストン５５とが備えられている。そしてボールネジ５４とピストン５５とがスライド部材５６によって接続されている。ステッピングモーター５３を回転させることにより、回転数分だけボールネジ５４が回転し、スライド部材５６がボールネジ５４に沿って下降するため、スライド部材５６に接続されているピストン５５が押出されることになる。このようにして、ステッピングモーター５３の回転数によって、塗布物の吐出量を計っている。そして、塗布時には、吐出装置５１ごと被塗布体に近づけることによって、塗布物を吐出ノズル５７の先端部から被塗布体に塗布する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１８７７０９号公報（図１、図２、図４）
【特許文献２】
特開平５−３４１８４号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平９−１８７７０９号公報の塗布剤供給装置４１は、流状物の吐出量を弁体４２の開閉により制御している。このため、流状物の粘度変化や塗布剤容器４３内の液体材料の残量、また弁体４２の開放時間によって異なり、吐出量がばらつくという問題が生じる。また、吐出完了後は、弁体４２を塗布剤吐出口４３ａに押し付けて吐出を遮断するが、弁体４２と塗布剤吐出口４３ａとのクリアランスを完全に無くすことはできない。また、吐出を繰り返すことで塗布剤吐出口４３ａの磨耗が促進され、弁体４２と塗布剤吐出口４３ａとのクリアランスがさらに大きくなるため液だれが生じる。さらに、エア供給手段４５より送られるエアが、塗布剤吐出口４３ａの付近で、流状物の移動方向に対して垂直に送られるため、乱流が生じ、塗布剤吐出口４３ａとノズル４４との接続部分付近に残留する流状物４６を十分に除去することは困難である。残留する流状物は次の吐出量に影響し塗布量がばらつく要因となる。
【０００６】
また、特開平５−３４１８４号公報の吐出装置の場合も、ステッピングモータ５３によりピストン５５を正確に駆動し塗布物の吐出量を測っているが、吐出ノズル５７から被塗布体への塗布時に、吐出ノズル５７への塗布物の残存量が一定とならない。よってこの場合も塗布量がばらつく要因となる。
【０００７】
本発明の目的は、流状物を被塗布体に一定量吐出する定量吐出装置であって、流状物を定量精度良く塗布する定量吐出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本願第１の発明の定量吐出装置は、流状物を収容し、前記流状物の排出口を供える収容容器と、前記収容容器に収容された流状物を排出口に所定量押出す押出し手段と、一端に流状物を吐出する吐出ノズルを有し、側面に開口部を有する第１の通路と、前記第１の通路の開口部と前記収容容器の排出口とを接続する第２の通路と、前記第１の通路の他端に吐出手段とを備えており、前記吐出手段は、前記収容容器の排出口から第２の通路を経由させ、第１の通路の開口部より第１の通路内に突出させた流状物を第１の通路と第２の通路との境界で分断し、吐出ノズルの先端より吐出するものである、ことを特徴とする。
【０００９】
このような構成にすることにより、押出し手段によって押出された所定量の流状物が、第２の通路を通って第１の通路の開口部から所定量突出することになる。この第１の通路内に突出された流状物を、第１の通路と第２の通路との境界で分断するので、所定量の流状物を第１の通路内に分離できるため、押出し手段において押出し量を調整しただけで流状物の突出量を定量精度よく吐出することができる。また、被塗布体へ流状物を吐出する吐出口と、流状物を搬送する吐出手段とが、同じ通路の両端に形成されている。そして、第１の通路に設けられた開口部は、第１の通路の側壁のうち直線部分に形成されている。このため、吐出手段による第１の通路と第２の通路の境界での流状物の分断が正確に行える。その結果、第１の通路内に突出された流状物の所定量を全て吐出することができるので残留物が残らない。
【００１０】
また、本願第２の発明の定量吐出装置は、前記吐出手段は、圧縮空気を噴出するエア供給装置であることが好ましい。このようなエア供給装置は、簡易な構成で容易に定量精度よく分断することができる。また、空気圧によって押出すことができるため、直接流状物に触れることがないため、糸引き現象を生じることなく開口部付近の残留物をきれいに分断することができる。
【００１１】
また、本願第３の発明の定量吐出装置は、前記吐出手段は、第１の通路内を進退自在に摺動するピストンと、前記ピストンを運動させる駆動装置と、を備えることが好ましい。このような構成にすることにより、ピストンを運動させる駆動装置を有するため、正確にピストンの送り動作を行い、流状物を定量精度よく吐出することができる。また、正確なタクトで連続的に効率よく吐出作業を行うことができる。
【００１２】
また、本願第４の発明の定量吐出装置は、前記ピストンは、前記駆動装置により、少なくとも前記ピストンの側面が前記第１の通路の開口部をふさぐ位置まで移動可能であることが好ましい。このような構成にすることにより、第２の通路に残留していた流状物が第１の通路に流れ込むことを防ぎ、確実に液ダレを防ぐことができる。すなわち、流状物の粘度が低い場合、開口部から突出した流状物を分断した後に、第２の通路に残留していた流状物が第１の通路に流れこむ可能性がある。これに対してピストンの側面によって、第１の通路に設けられた開口部を完全にふさぐため、第２の通路に残留していた流状物が第２の通路に流れ込むことを防ぐことができる。また、ピストンにより分断が強制的に行われるので、チクソトロピック性を有し粘度の高いものであっても精度よく吐出することができる。
【００１３】
また、本願第５の発明の定量吐出装置は、前記ピストンの先端面がテーパー状であることが好ましい。このような構成にすることにより、第１の通路の開口部から突出された流状物がピストンにより吐出され、対象物に塗布される際、流状物が離れやすく、ピストンの先端に流状物が残留することがない。このため、正確に定量吐出をすることができる。
【００１４】
また、本願第６の発明の定量吐出装置は、前記第１の通路の開口部において、前記第１の通路における流状物の吐出方向に対して、前記第１の通路と前記第２の通路とが９０°以下の角度をなして接続されていることを特徴とする。このように構成することによって、よりいっそう、第１の通路の開口部から第２の通路に残留した流状物が液ダレすることを防ぐことができる。すなわち、第２の通路のうち、第１の通路の開口部と接続されている部分の方が、収容容器の排出口に接続されている部分よりも、流状物の吐出方向に対して高い位置に存在する。つまり第２の通路は、第１の通路の接続部分と収容容器接続部分との間において、傾斜をなしている。このため、第１の通路の開口部から突出した部分を吐出手段で分断した後に、第１の通路の開口部から、第２の通路に残留している流状物が流れ込むことをよりいっそう防ぐことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。この定量吐出装置は被塗布体に所定量の流状物を定量精度よく吐出することに用いられる他、連続的に供給される複数の被塗布体に対して、連続的に所定量の流状物を吐出することに用いられる。なお本発明でいう流状物とは、所定の粘度を有するものに好適に用いられる。例えば、接着剤、導電性ペースト、モールド樹脂、クリーム半田等が好ましいが、この限りではない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、定量吐出装置１の実施の一形態について説明する。定量吐出装置１は、収容容器２と、押出し手段としてのピストン３と、第１の通路５と第２の通路６と吐出手段としてのエア供給装置７と吐出ノズル８と、からなる。
【００１７】
ここでいう収容容器２とは、流状物４が入れられる容器であり、収容容器２の収容口に流状物を一定量押出す押出手段としてピストン３が設けられている。押出し方法は、例えば収容容器２に一定間隔にメモリを付与しておき、必要量のメモリの位置までピストン３の下端部を押し下げることによって、流状物４の吐出量を調整できる。また、ピストン３の押し下げ距離を制御するような制御手段を設けてもよい。このように、押出手段としてのピストン３は流状物４の吐出量を最終的に決定するため、定量精度が優れたものを設けることが好ましい。また、このピストン３の制御手段に、上下運動する駆動機能をもたせることにより、定量吐出を連続的に行うことも可能である。駆動手段として、ステッピングモータ及びサーボモータ等を用いることができる。これによって、吐出速度及び吐出時間をも調整することができる。また、ピストン３は、収容容器２の収容口に限らず、一定量の流状物４を押出すことができる位置でれば、排出口２ａ以外の収容容器２のどの側面に設けられてもよい。
【００１８】
この収容容器２の下端部には、排出口２ａが形成されており、第２の通路６の一端と接続されている。一方、第２の通路６の他端は第１の通路５の側面にある開口部５ａと接続されている。ここでは、第２の通路６は、ホルダ９に固定されているが、第１の通路７と安定して接続されていればホルダ９は必ずしも必要ではない。
【００１９】
また、第１の通路５は、第１の通路５のうち被塗布体に近い一端に吐出ノズル８が形成されており、他端に流状物を吐出する吐出手段７が設けられている。
吐出手段７としては、第１の通路５の開口部５ａから突出している流状物の突出部分４ａを、突出方向に対して垂直に圧縮空気を与えることによって、突出部分４ａを開口部５ａに沿って分断しする。これと同時に、吐出口を介して流状物の突出部分４ａを吐出口を介して吐出ノズル８外へ押出す圧力を有することが好ましい。このような機能を有する吐出手段として、図１においてはエア供給装置を用いている。このエア供給装置は圧縮空気を送ることが可能であれば、どのようなものを用いてもよいが、連続的に圧縮空気を噴射できるような調節手段を設けてもよい。
【００２０】
ここで、開口部５ａは第１の通路の側面が流状物の搬送方向に対して平行となる部分に設けられることが好ましい。このような構成にすることにより、吐出手段７の吐出方向と、開口部５ａとが平行となるため、開口部５ａから突出している流状物の突出部分４ａを突出部分の根元からきれいに分断できる。
【００２１】
次に、定量吐出装置１の動作について図１〜図３の断面側面図を用いて説明する。
まず、収容容器２に流状物４を収容し、押出し手段であるピストン３によって収容容器の排出口２ａを介して第２の通路６へ所定量の流状物４を押出す。このようにして、第２の通路６と第１の通路５とが接続される部分まで、流状物４を充填させる。（図１）
続いて、被塗布体（図示せず）に吐出すべき量の流状物４を、押出し手段であるピストン３によって計量調整して押し出すと、押し出した量だけ流状物４が第１の通路の開口部５ａから第１の通路５内に突出する。ここにおいて流状物が突出するという状態は、第１の通路の開口部５ａから、第２の通路の方向と平行な方向に、幾分の流状物が押出されている状態を示す。（図２）
この流状物の突出部分４ａに対して、吐出手段であるエア噴出装置７で圧縮空気を勢い良く噴出し、流状物の突出部分４ａを突出方向に対して垂直に分断する。分断された流状物の突出部分４ａを吐出方向に向かって搬送し、吐出ノズル８を介して被塗布体に高速で塗布する。（図３）
このように本実施の形態では、流状物４の吐出量を、収容容器２に設けられている押出手段３にて容易に計量することができる。さらに、押出手段３にて押し出した量と同じ量の流状物４が、開口部５ａにおいて突出されて搬送されることから、流状物４を定量精度よく被塗布体に吐出することができる。また、少なくとも流状物の突出部分を分断する時点では、第１の通路５の側壁面と平行な方向、つまり流状物の突出部分４ａに対して垂直な方向にエアが供給されるため、突出部分４ａの根元から分断される。その結果、開口部５ａに流状物４が残留することを防ぐことができる。また、エアの圧力だけで流状物４を被塗布体に付着させることができるため、定量吐出装置１そのものを上下運動させ、被塗布体に近づけて吐出する必要がなく、タクトの短縮が図れる。
【００２２】
（実施の形態２）
図４は、本発明の別の実施の形態を示している。同図において、定量吐出装置１１は、収容容器１２と、押出し手段としてのＡピストン１３と、第１の通路１５と、第２の通路１６と、吐出手段としてのＢピストン１７と、吐出ノズル１８と、からなる。このうち、吐出手段としてのＢピストン１７以外は、実施の形態１と同様の構成を有することが好ましいため、ここでは説明を省略する。
【００２３】
吐出手段としてのＢピストン１７は、流状物が突出している開口部１５ａがふさがるまで押出して、さらに突出部分１４ａが吐出口から吐出するまで押出す。これにより、流状物の突出部分をきれいに分断できるだけでなく、開口部１５ａに蓋をすることになるため、第２の通路１６に残留している流状物が開口部から第１の通路１５に流れ込むのを防ぐことができる。
【００２４】
上記のことから、外径が第１の通路１５の内径と同程度の大きさを有していることが好ましい。第１の通路１５とＢピストン１７との外形に差があり、隙間が生じると、流状物が隙間に入り込み完全に吐出することができなくなる。また、第１の通路１５とＢピストン１７との間に隙間が生じていると、流状物の粘度が低い場合、液ダレが生じるため、好ましくない。
【００２５】
また、Ｂピストン１７の長さは、最も下方へ押し下げた時に、第１の通路１５の端面から、少なくとも第１の通路１５の開口部の最下部までの長さを有することが好ましい。このようなＢピストン１７を用いれば、流状物の突出部分を突出ノズル１８へと勢いよく搬送することができる。その上、Ｂピストン１７を最も下方へ押し下げた時に、第１の通路１５の開口部１５ａ全体をＢピストン１７の側面でふさぐことになるため、第２の通路１６に残留している流状物１４の液だれを防ぐことができる。また、Ｂピストン１７には、Ｂピストン１７を連続的、または定時的に作動するように、ボイスコイルモータ等の駆動手段を適用できる。
【００２６】
また、図８はピストンの先端のうち、吐出方向に近い方の先端の概略断面図を示すものである。図８に示されるように、Ｂピストン１７のうち吐出口側の先端は図８に示すようなテーパー形状であることが好ましい。このようなテーパー形状であれば、Ｂピストン１７の先端部に流状物が残ることがない。また、Ｂピストン１７と流状物１４との分離を促すことができる。
【００２７】
次に、定量吐出装置１１の動作について図４〜７の断面側面図を用いて説明する。まず、収容容器１２に流状物１４を収容し、押出し手段であるＡピストン１３によって収容排出口１２ａを介して第２の通路１６へ流状物１４を押出す。この様にして、第２の通路１６と第１の通路１５とが接続される部分まで、流状物１４を充填させる。（図４）
続いて、被塗布体（図示せず）に吐出すべき量の流状物１４を、押出し手段であるＡピストン１３によって計量調整して押し出すと、押し出した量と等量の流状物１４が第１の通路の開口部１５ａから第１の通路１５内に突出する。（図５）
この突出部分１４ａに対して、吐出手段であるＢピストン１７を、第１の通路１５の開口部１５ａ全体をふさげる位置まで勢いよく押出す。そして、突出部分１４ａを突出方向に対して垂直に分断する。（図６）分断された突出部分１４ａを吐出方向に向かって搬送し、吐出ノズル１８を介して被塗布体に高速で吐出する。（図７）
（実施の形態３）
図９は、本発明のさらに別の実施の形態を示している。同図において、定量吐出装置２１は、収容容器２２と、押出し手段としてのピストン２３と、第１の通路２５と、第２の通路２６と、吐出手段としてのエア供給装置２７と、吐出ノズル２８と、からなる。これらの構成において、第２の通路２６の形状以外は実施の形態１と同様の構成が好ましいため、ここでは説明を省略する。
【００２８】
第２の経路２６のうち、第１の通路と接続される部分が流状物の吐出方向に対して、収容容器と接続されている部分よりも高い位置に設けられることが好ましい。すなわち、第２の通路２６のうち、第１の通路２６と接続される部分と、収容容器排出口２２ａと接続される部分とに高低差を設けた場合、第２の通路２６に残留している流状物２４が第１の通路２５に流れ込むことを防ぐことができる。
【００２９】
また、同様の作用効果を狙って、図１０に示されるような第１の通路３５及び第２の通路３６を構成してもよい。すなわち、第１の通路３５及び第２の通路３６には曲部を有していてもよい。ただし、第１の通路の側面に設けられる開口部３５ａの位置は、第１の通路３５のうち、流状物３４の搬送方向と平行な部分に設けられる必要がある。第１の通路３５の曲部に開口部３５ａが設けられると、吐出手段３７の空気圧等の搬送力が分散してしまい、吐出ノズル３８まで流状物を十分に搬送できないおそれがある。
【００３０】
【発明の効果】
本願第１の発明の定量吐出装置は、流状物を収容し、前記流状物の排出口を供える収容容器と、前記収容容器に収容された流状物を排出口に所定量押出す押出し手段と、一端に流状物を吐出する吐出ノズルを有し、側面に開口部を有する第１の通路と、前記第１の通路の開口部と前記収容容器の排出口とを接続する第２の通路と、前記第１の通路の他端に吐出手段とを備えており、前記吐出手段は、前記収容容器の排出口から第２の通路を経由させ、第１の通路の開口部より第１の通路内に突出させた流状物を、第１の通路と第２の通路との境で分断し、吐出ノズルの先端へ送り出すことによって、第１の通路内に突出された流状物の所定量を全て吐出することができるので、残留物が残らないない。そのため、流状物を定量精度良く塗布することができる。
【００３１】
また、本願第２の発明の定量吐出装置は、簡易な構成で容易に定量精度よく分断することができる。また、空気圧によって押出すことができるため、直接流状物に触れることがないため、糸引き現象を生じることなく開口部付近の残留物をきれいに分断することができる。
また、本願第３の発明の定量吐出装置は、ピストンを運動させる駆動装置を有するため、正確にピストンの送り動作を行い、流状物の吐出量を定量精度よく吐出することができ、正確なタクトで連続的に効率よく吐出作業を行うことができる。
【００３２】
また、本願第４の発明の定量吐出装置は、ピストンの側面によって、第１の通路に設けられた開口部を完全にふさぐため、第２の通路に残留していた流状物が第１の通路に流れ込むことを防ぎ、確実に液ダレを防ぐことができる。
また、本願第５の発明の定量吐出装置は、第１の通路の開口部から突出された流状物がピストンの先端に付着したとしても、流状物が離れやすく、ピストンの先端に流状物が残留することがない。このため、正確に定量吐出をすることができる。
また、本願第６の発明の定量吐出装置によって、第１の通路へ第２の通路に残留した流状物が液ダレすることをよりいっそう防ぐことができる。特に、第１の通路の開口部から突出した部分を吐出手段で分断した後に、第１の通路へ第２の通路に残留している流状物が流れこむことを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の定量吐出装置の一実施例を示す概略断面図である。
【図２】本願発明の定量吐出装置の一実施例の作用を示す概略断面図である。
【図３】本願発明の定量吐出装置の一実施例の作用を示す概略断面図である。
【図４】本願発明の定量吐出装置の別の実施例を示す概略断面図である。
【図５】本願発明の定量吐出装置の別の実施例の作用を示す概略断面図である。
【図６】本願発明の定量吐出装置の別の実施例の作用を示す概略断面図である。
【図７】本願発明の定量吐出装置の別の実施例の作用を示す概略断面図である。
【図８】本願発明の吐出手段に用いられるピストンの先端形状の実施例を示す断面図である。
【図９】本願発明の定量吐出装置のさらに別の実施例を示す概略断面図である。
【図１０】本願発明の定量吐出装置のさらに別の実施例を示す概略断面図である。
【図１１】従来技術の定量吐出装置を示す概略断面図である。
【図１２】別の従来技術の定量吐出装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１定量吐出装置
２収容容器
２ａ排出口
３ピストン（押出し手段）
４流状物
４ａ流状物の突出部分
５第１の通路
５ａ開口部
６第２の通路
７エア供給装置（吐出装置）
８吐出ノズル
９ホルダ

Claims

流状物を収容し、前記流状物の排出口を供える収容容器と、
前記収容容器に収容された流状物を排出口に所定量押出す押出し手段と、
一端に流状物を吐出する吐出ノズルを有し、側面に開口部を有する第１の通路と、
前記第１の通路の開口部と前記収容容器の排出口とを接続する第２の通路と、
前記第１の通路の他端に吐出手段とを備えており、
前記吐出手段は、前記収容容器の排出口から第２の通路を経由させ、第１の通路の開口部より第１の通路内に突出させた流状物を、第１の通路と第２の通路との境界で分断し、吐出ノズルの先端より吐出する、ことを特徴とする定量吐出装置。
前記吐出手段は、圧縮空気を噴出するエア供給装置であることを特徴とする請求項１に記載の定量吐出装置。
前記吐出手段は、第１の通路内を進退自在に摺動するピストンと、前記ピストンを運動させる駆動装置と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の定量吐出装置。
前記ピストンは、前記駆動装置により、少なくとも前記ピストンの側面が前記第１の通路の開口部をふさぐ位置まで移動可能であることを特徴とする請求項３に記載の定量吐出装置。
前記ピストンの先端面がテーパー状であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の定量吐出装置。
前記第１の通路の開口部において、前記第１の通路における流状物の吐出方向に対して、前記第１の通路と前記第２の通路とが９０°以下の角度をなして接続されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の吐出装置。