JP2012241648A - 液剤吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズル内における液剤の滞留を抑制して一軸偏心ねじポンプの停止時における液剤の垂れを低減することのできる液剤吐出装置を提供する。
【解決手段】液剤吐出装置は、雌ねじ状の内周面を有する貫通孔１６が形成されたステータ１２及び雄ねじ状に形成されたロータ１３を有する一軸偏心ねじポンプ２と、一軸偏心ねじポンプ２から送出される液剤を吐出するノズル３とを備えた。そして、ノズル３における貫通孔１６の送出口１６ａに接続される吸込口３１に、少なくとも、該吸込口３１における送出口１６ａ側の開口領域であって、該送出口１６ａの長手方向中央部と対向する領域を埋めるコマ部材４１を設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、一軸偏心ねじポンプを用いた液剤吐出装置（ディスペンサ）に関する。

従来、雌ねじ状の内周面を有する貫通孔が形成されたステータ及び貫通孔内に嵌挿される雄ねじ状のロータを有する一軸偏心ねじポンプと、同ポンプから圧送される接着剤等の液剤をワーク上に吐出するノズルとを備えた液剤吐出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

図６に示す例では、一軸偏心ねじポンプ５１のステータ５２は、その軸方向に延びる貫通孔５３が形成された円筒状に形成されている。貫通孔５３の内周面は二条の雌ねじ状に形成されており、その軸直交断面は長円状に形成されている（図７参照）。一方、ロータ５４は一条の雄ねじ状に形成されており、その軸直交断面は略真円形状に形成されている（図７参照）。また、ロータ５４は、貫通孔５３内でステータ５２（貫通孔５３）の軸心に対して偏心回転可能な状態でモータ（図示略）に駆動連結されている。そして、一軸偏心ねじポンプ５１は、モータ駆動によりロータ５４が回転しながらステータ５２の長円形に形成された貫通孔５３内をその長手方向に沿って往復動することにより、貫通孔５３とロータ５４との間の空間内に存在する液剤を、同貫通孔５３におけるノズル５５側の端部である送出口５３ａから送出する。

ノズル５５は、貫通孔５３の送出口５３ａに接続される吸込口５６、及び吸込口５６に連通路５７を介して連通される吐出口５８を有している。吸込口５６は、通常、加工性等の観点から連通路５７側に向かうにつれて先細となるテーパ状（ろうと状）に形成されている。そして、一軸偏心ねじポンプ５１から吸込口５６内に送出された液剤は、連通路５７及び吐出口５８を介してワーク上に吐出されるようになっている。

特開２０１０−２３６４２４号公報

ところで、図７に示すように、一軸偏心ねじポンプ５１では、貫通孔５３内をロータ５４が長手方向に沿って往復動することにより液剤が送出されるため、主として液剤は送出口５３ａの長手方向両端側からそれぞれ送出され、長手方向中央部からはほとんど送出されない。そのため、吸込口５６における送出口５３ａ側の開口領域のうち、該送出口５３ａの長手方向中央部と対向する領域では、液剤が流れずに滞留し易い。従って、図８（ａ）に示すように、例えばノズル５５の交換時等において吸込口５６内に混入した気泡Ｂが、送出口５３ａの長手方向中央部と対向する上記領域、すなわち液剤の滞留し易い領域に存在すると、液剤を吐出することで気泡Ｂを排出しようとしても、同気泡Ｂが排出されずに吸込口５６内に留まり易くなる。なお、図８では、液剤を点ハッチングで示す。

このように吸込口５６内に気泡が混入した状態で、図８（ｂ）に示すように、ポンプ５１を駆動して液剤をノズル５５からワーク５９上に吐出（塗布）すると、吸込口５６内の圧力が高くなることで気泡Ｂは圧縮されてその体積が小さくなる。そして、図８（ｃ）に示すように、ポンプ５１を停止し、液剤がノズル５５内に送出されなくなると、吸込口５６内の圧力が低下することで気泡Ｂの体積が大きくなる。その結果、ノズル５５内の液剤が吐出口５８から垂れる虞があり、例えば次に液剤を吐出する際に液剤の吐出量がばらつくといった問題が生じる。特に、液剤が接着剤等の高粘度の流体である場合には、吐出時におけるノズル５５内の圧力が高くなるため、こうした問題が顕著なものとなっており、その改善が強く求められていた。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ノズル内における液剤の滞留を抑制して一軸偏心ねじポンプの停止時における液剤の垂れを低減することのできる液剤吐出装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、雌ねじ状の内周面を有する貫通孔が形成されたステータ及び雄ねじ状に形成されたロータを有する一軸偏心ねじポンプと、前記一軸偏心ねじポンプから送出される液剤を吐出するノズルとを備え、前記貫通孔の軸直交断面は長円形状に形成され、前記ロータが回転しながら前記貫通孔内をその長手方向に往復動することにより、該貫通孔における前記ノズル側の端部である送出口から前記ノズルの吸込口内に液剤が送出される液剤吐出装置において、前記吸込口内には、少なくとも、該吸込口における前記送出口側の開口領域であって、該送出口の長手方向中央部と対向する領域を埋めるブロック手段が設けられたことを要旨とする。

上記構成によれば、吸込口内における送出口側の開口領域であって、該送出口の長手方向中央部と対向する領域がブロック手段により埋められるため、当該領域内に液剤が滞留することを抑制できるようになる。そして、液剤の滞留が抑制されることで、同液剤とともに気泡が排出され易くなる、すなわち液剤を吐出する際に気泡がノズル内に留まり難くなり、気泡の排出性を向上させることができる。これにより、一軸偏心ねじポンプの停止時における液剤の垂れを低減し、吐出量のばらつきを抑えることが可能になる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液剤吐出装置において、前記ブロック手段は、前記送出口の長手方向両端部からそれぞれ送出される液剤が前記ノズルの吐出口側に向かうにつれて徐々に近接するように構成されたことを要旨とする。

上記構成によれば、送出口の長手方向両端部からそれぞれ送出される液剤が吐出口側に向かうにつれて徐々に近接するため、ブロック手段を設けたことに起因して液剤の滞留し易い領域がノズル内に形成されることを防止できるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の液剤吐出装置において、前記ブロック手段は、前記送出口の長手方向において前記吸込口を二分割するように構成されたことを要旨とする。

上記構成によれば、ブロック手段と吸込口の内周面との間に、送出口の短手方向の隙間が形成されるように同ブロック手段を構成する場合に比べ、吸込口内で液剤が滞留することを十分に抑制できる。これにより、ノズル内で液剤が滞留することをより抑制できるようになる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液剤吐出装置において、前記吸込口における前記送出口側の開口形状が、前記送出口の長手方向長さと等しい外径を有する円形状に形成されたことを要旨とする。

吸込口の開口形状が送出口の長円形状に比べて大きいと、同吸込口内における外周近傍で液剤が滞留し易くなる。この点、上記構成によれば、吸込口における送出口側の開口形状が送出口の長手方向長さと等しい外径を有する円形状に形成されるため、吸込口内で液剤が滞留することをより一層抑制できるようになる。

本発明によれば、ノズル内における液剤の滞留を抑制して一軸偏心ねじポンプの停止時における液剤の垂れを低減することのできる液剤吐出装置を提供することができる。

（ａ）本実施形態の液剤吐出装置の概略構成を示す断面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面図。 本実施形態のノズル近傍の拡大断面図。 本実施形態のノズルの側面を示す一部破断図。 コマ部材の斜視図。 図２のＢ−Ｂ断面図。 従来のノズル近傍の拡大断面図。 貫通孔の軸直交断面におけるロータの動作を示す概略構成図。 （ａ）〜（ｃ）吸込口内に気泡が混入した状態での液剤の吐出工程を示す模式図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１（ａ）に示すように、液剤吐出装置（ディスペンサ）１は、液剤（本実施形態では、接着剤）を圧送するための圧力源である一軸偏心ねじポンプ２と、同ポンプ２から送出される液剤を所定形状に成形してワーク上に吐出するノズル３とを備えている。

一軸偏心ねじポンプ２は、略円筒状のケーシング１１と、ケーシング１１の一端に固定される略円筒状のステータ１２と、ステータ１２内に嵌挿されるロータ１３を有している。ケーシング１１は、金属材料からなり、その側面には液剤が貯留された貯留タンク（図示略）に接続される接続孔１４が径方向に貫通して形成されている。

ステータ１２は、一端にノズル３が固定されるとともに他端にケーシング１１に固定される外筒１５、及び外筒１５内に固定されるとともに軸方向に沿って貫通した貫通孔１６を有する内筒１７からなる。なお、本実施形態では、外筒１５は金属材料により構成され、内筒１７は樹脂材料により構成されている。貫通孔１６の内周面は、二条の雌ねじ状に形成されており、同図（ｂ）に示すように、貫通孔１６は、ステータ１２の軸線と直交する断面（軸直交断面）が長円形状に形成されている。そして、貫通孔１６におけるノズル３側の端部である送出口１６ａはノズル３内に開口するとともに、同貫通孔１６におけるケーシング１１側の端部である送入口１６ｂは、ケーシング１１内に開口して接続孔１４と連通されている。

図１（ａ）に示すように、ロータ１３は、金属材料からなり、雄ねじ状に形成されている。なお、ロータ１３が構成する雄ねじのピッチは、貫通孔１６の内周面が構成する雌ねじのピッチの略１／２に設定されている。そして、同図（ｂ）に示すように、ロータ１３の軸直交断面は、貫通孔１６の円弧部分と略等しい直径を有する略真円形状に形成されている。

また、ロータ１３は、貫通孔１６内でステータ１２の軸心に対して偏心回転可能な状態でモータ２１に駆動連結されている。具体的には、モータ２１には、ステータ１２と同軸配置される駆動軸２２が駆動連結されている。そして、ロータ１３は、同ロータ１３と駆動軸２２とがそれぞれ自在継手２３，２４を介して連結軸２５に連結されることにより、貫通孔１６内で偏心回転可能となっている。

図１及び図２に示すように、ノズル３は、貫通孔１６の送出口１６ａに連続して接続される吸込口３１、及び吸込口３１に連通路３２を介して連通される吐出口３３を有している。

吸込口３１は、送出口１６ａから連通路３２に近接するにつれて縮径するテーパ状（ろうと状）に形成されている。連通路３２は、断面略円形状に形成されるとともに、吐出口３３側で屈曲したＬ字状に形成されている。吐出口３３は、断面略四角形状に形成されており、液剤を平面状に成形してワーク上に吐出（塗布）することが可能になっている。

なお、本実施形態では、図２及び図３に示すように、ノズル３は、吸込口３１及び連通路３２が形成されたノズル本体３４と、ノズル本体３４における連通路３２の一端が開口する側面３４ａに固定される略平板状のプレート３５とからなる。ノズル本体３４の側面３４ａには、連通路３２と対応する位置に凹部３６が形成されるとともに、プレート３５には、ノズル本体３４の凹部３６に対応した形状の凹部３７が形成されている。そして、凹部３６，３７が対向するようにプレート３５をノズル本体３４に固定することにより上記吐出口３３が形成されている。

このように構成された液剤吐出装置１では、モータ駆動により、ロータ１３が回転しながら貫通孔１６内をその長手方向に往復動する。これにより、貯留タンクから接続孔１４を介してケーシング１１内に供給された液剤が、貫通孔１６の送入口１６ｂから同貫通孔１６とロータ１３との間の空間内に送入されるとともに、同空間内に存在する液剤が貫通孔１６の送出口１６ａからノズル３の吸込口３１内に送出される。そして、液剤は、連通路３２及び吐出口３３介してワーク上に吐出される構成となっている。

（液剤の滞留抑制構造）
次に、ノズル内での液剤の滞留を抑制する構造について説明する。
上述のように液剤は、長円形状に形成された送出口１６ａの長手方向両端部からそれぞれ送出され、ロータ１３が常に位置する長手方向中央部からはほとんど送出されないため、吸込口３１における送出口１６ａ側の開口領域のうち、該送出口１６ａの長手方向中央部と対向する領域では、液剤が流れずに滞留し易い。そのため、吸込口３１内に混入した気泡が送出口１６ａ内の上記領域に存在すると、液剤を吐出することで気泡を排出しようとしても、同気泡が排出されずに吸込口３１内に留まり易くなり、一軸偏心ねじポンプ２の停止時において液剤の垂れが発生する虞がある（図７及び図８参照）。

この点を踏まえ、図２、図３及び図５に示すように、ノズル３には、少なくとも、吸込口３１における送出口１６ａ側の開口領域であって、該送出口１６ａの長手方向中央部と対向する領域を埋めるブロック手段としてのコマ部材４１が設けられている。そして、コマ部材４１は、送出口１６ａの長手方向において吸込口３１を二分割するとともに、送出口１６ａの長手方向両端部からそれぞれ送出される液剤が吐出口３３側（下流側）に向かうにつれて徐々に近接するように形成されている。

詳述すると、図４及び図５に示すように、コマ部材４１は、同コマ部材４１における送出口１６ａの短手方向両側の端部が丸みを帯びた略直方体状に形成されている。そして、コマ部材４１における送出口１６ａの短手方向に沿った幅Ｗは、送出口１６ａの長手方向長さＬよりも大きく形成されている。また、コマ部材４１における送出口１６ａの長手方向に沿った厚さＴは、送出口１６ａの長手方向長さＬよりも小さく形成されている。詳しくは、コマ部材４１と吸込口３１の内周面との間に形成される送出口１６ａの長手方向の隙間が、送出口１６ａの長手方向一端部に位置したロータ１３と同長手方向他端部の内周面との間に形成される隙間と略等しくなるような厚さに形成されている。なお、図２及び図３に示すように、コマ部材４１におけるステータ１２の軸方向に沿った長さは、吸込口３１の軸方向に沿った長さと略等しく形成されており、同コマ部材４１は、ロータ１３と接触しないようになっている。

一方、図５に示すように、吸込口３１における送出口１６ａ側の開口形状、すなわちノズル３におけるステータ１２の一端と当接する当接面４２での開口形状は、送出口１６ａの長手方向長さＬと等しい外径を有する円形状に形成されている。なお、ノズル３の当接面４２は平坦な平面状に形成されている。また、吸込口３１の内周面には、コマ部材４１自身の長手方向（送出口１６ａの短手方向に沿った方向）両端部と対応する形状の嵌合凹部４３が形成されている。そして、コマ部材４１が嵌合凹部４３と嵌合するように吸込口３１内に挿入することで、吸込口３１内が送出口１６ａの長手方向に二分割され、コマ部材４１と吸込口３１との間に送出口１６ａの短手方向の隙間が生じないように形成されている。

また、図２及び図５に示すように、コマ部材４１における送出口１６ａの長手方向両側の側面４１ａには、同送出口１６ａ（吸込口３１）の軸方向に延びる流路溝４４が吸込口３１の内周面と対向する位置に形成されている。流路溝４４は、連通路３２側に向かうにつれて吸込口３１の内径に合わせてその幅が狭くなるとともに、その深さが深くなるように形成されている。これにより、送出口１６ａの長手方向両端部からそれぞれ送出される液剤が徐々に近接して合流するようになっている。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）ノズル３に、少なくとも、吸込口３１における送出口１６ａ側の開口領域であって、該送出口１６ａの長手方向中央部と対向する領域を埋めるコマ部材４１を設けたため、当該領域に液剤が滞留することを抑制できるようになる。そして、液剤の滞留が抑制されることで気泡がノズル３内に留まり難くなるため、その排出性を向上させることができる。これにより、一軸偏心ねじポンプ２の停止時における液剤の垂れを低減し、吐出量のばらつきを抑えることが可能になる。

（２）コマ部材４１を、送出口１６ａの長手方向両端部からそれぞれ送出される液剤が吐出口３３側に向かうにつれて徐々に近接するように形成したため、コマ部材４１を設けたことに起因して液剤の滞留し易い領域がノズル３内に形成されることを防止できるようになる。

（３）コマ部材４１を、長手方向において前記吸込口３１を二分割するように、すなわちコマ部材４１と吸込口３１との間に送出口１６ａの短手方向の隙間が生じないように形成した。上記構成によれば、コマ部材４１と吸込口３１との間に送出口１６ａの短手方向の隙間が生じるように同コマ部材４１を形成する場合に比べ、吸込口３１内で液剤が滞留することを十分に抑制できるため、ノズル３内で液剤が滞留することをより抑制できるようになる。

（４）吸込口３１における送出口１６ａ側の開口形状を送出口１６ａの長手方向長さと等しい外径を有する円形状に形成した。
ここで、吸込口３１の開口形状が送出口１６ａの長円形状に比べて大きいと、同吸込口３１内における外周近傍で液剤が滞留し易くなる。この点、上記構成によれば、吸込口３１における送出口１６ａ側の開口形状が貫通孔１６（送出口１６ａ）の長手と等しい外径を有する円形状に形成されるため、吸込口３１内で液剤が滞留することをより一層抑制できるようになる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記実施形態では、吸込口３１の送出口１６ａ側の開口形状を、送出口１６ａの長手方向長さＬと等しい外径を有する円形状に形成したが、これに限らず、例えば長手方向長さＬよりも大きな又は小さな外径を有する円形状に形成してもよい。

・上記実施形態では、吸込口３１内を送出口１６ａの長手方向に二分割するようにコマ部材４１を形成したが、吸込口３１内を完全には二分割せず、コマ部材４１自身の長手方向両端部と吸込口３１との間に送出口１６ａの短手方向に延びる隙間が残るようにしてもよい。

・上記実施形態では、コマ部材４１を金属材料により構成したが、これに限らず、液剤の吐出時における圧力で変形（圧縮）しない程度の剛性を有すれば、樹脂等の他の材料により構成してもよい。

・上記実施形態では、本発明を、接着剤を吐出する液剤吐出装置１に適用したが、グリスやシーリング剤等の他の液剤を吐出する液剤吐出装置１に適用してもよい。
次に、上記各実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。

（イ）雌ねじ状の内周面を有する貫通孔が形成されたステータ及び雄ねじ状に形成されたロータを有し、軸直交断面が長円形状に形成された前記貫通孔内を前記ロータが回転しながらその長手方向に往復動することにより、該貫通孔の送出口から液剤を送出する一軸偏心ねじポンプ用のノズルにおいて、前記送出口に接続される吸込口には、少なくとも、該吸込口における前記送出口側の開口領域であって、該送出口の長手方向中央部と対向する領域を埋めるブロック部材が設けられたことを特徴とするノズル。上記構成によれば、請求項１と同様の作用効果を奏することができる。

１…液剤吐出装置、２…一軸偏心ねじポンプ、３…ノズル、１１…ケーシング、１２…ステータ、１３…ロータ、１５…外筒、１６…貫通孔、１６ａ…送出口、１６ｂ…送入口、１７…内筒、３１…吸込口、３２…連通路、３３…吐出口、４１…コマ部材、４１ａ…側面、４２…当接面、４３…嵌合凹部、４４…流路溝、Ｌ…長手方向長さ。

Claims (4)

1. 雌ねじ状の内周面を有する貫通孔が形成されたステータ及び雄ねじ状に形成されたロータを有する一軸偏心ねじポンプと、前記一軸偏心ねじポンプから送出される液剤を吐出するノズルとを備え、前記貫通孔の軸直交断面は長円形状に形成され、前記ロータが回転しながら前記貫通孔内をその長手方向に往復動することにより、該貫通孔における前記ノズル側の端部である送出口から前記ノズルの吸込口内に液剤が送出される液剤吐出装置において、
   前記吸込口内には、少なくとも、該吸込口における前記送出口側の開口領域であって、該送出口の長手方向中央部と対向する領域を埋めるブロック手段が設けられたことを特徴とする液剤吐出装置。
2. 請求項１に記載の液剤吐出装置において、
   前記ブロック手段は、前記送出口の長手方向両端部からそれぞれ送出される液剤が前記ノズルの吐出口側に向かうにつれて徐々に近接するように構成されたことを特徴とする液剤吐出装置。
3. 請求項１又は２に記載の液剤吐出装置において、
   前記ブロック手段は、前記送出口の長手方向において前記吸込口を二分割するように構成されたことを特徴とする液剤吐出装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の液剤吐出装置において、
   前記吸込口における前記送出口側の開口形状が、前記送出口の長手方向長さと等しい外径を有する円形状に形成されたことを特徴とする液剤吐出装置。