JP2015139763A - discharge device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はシリンジに収容された液状材料を一定温度に維持するための温度調整器を具備したエアパルス方式の吐出装置に関する。 The present invention relates to an air pulse type discharge device including a temperature controller for maintaining a liquid material contained in a syringe at a constant temperature.
液状材料をワーク(対象物)に塗布する工程で使用される吐出装置として、エアパルス方式の吐出装置が広く利用されている。これはシリンジに収容された液状材料を空気圧で押し吐出を行うもので、吐出機構が液状材料と接触しないためランニングコストが安価である。 As a discharge device used in a process of applying a liquid material to a workpiece (object), an air pulse type discharge device is widely used. This is a method in which the liquid material contained in the syringe is pushed and discharged by air pressure, and the running cost is low because the discharge mechanism does not contact the liquid material.
しかしながら、使用する液状材料が温度変化に伴い粘度変化するものであると、エアパルス方式の吐出装置では吐出量をシリンジ内へ加える圧縮空気の持続時間で定めているため、吐出される液状材料の量が変わってしまうこととなる。 However, if the liquid material to be used changes in viscosity as the temperature changes, the discharge amount of the liquid material to be discharged is determined by the duration of the compressed air applied to the syringe in the air pulse type discharge device. Will change.
従って、上述の様な液状材料を使用する場合、温度管理が不可欠となり、シリンジに温度調整器を具備した吐出装置が用いられる。 Therefore, when using the liquid material as described above, temperature management is indispensable, and a discharge device having a temperature controller in the syringe is used.
図5は従来の半導体加熱冷却素子を用いたエアパルス方式の温度調節式吐出装置5の構成例で、一部の部材を透視した側面図で示したものである。該温度調節式吐出装置5は、液状材料54を収容したシリンジ本体51と、該シリンジ本体51の下端に備え付けられて、該液状材料54を下方に吐出するように形成されたニードル52と、図示しないエア源からエアパルス制御装置を介してシリンジ本体51にエア圧を供給するためのチューブが備付けられたアダプター53と、シリンジ本体51およびニードル52の周囲を覆うように形成された塊状の熱交換器55と、その内部に備え付けられた温度センサ58と、平板状の半導体加熱冷却素子56と、該熱交換器55とともに半導体加熱冷却素子56を挟むように設置された放熱器57とにより構成されている。
FIG. 5 is a configuration example of an air pulse type temperature-adjustable discharge device 5 using a conventional semiconductor heating / cooling element, and is a side view seen through a part of members. The temperature-adjustable discharge device 5 includes a syringe body 51 that contains a liquid material 54, a
温度調整は、温度センサ58による温度指示値により半導体加熱冷却素子を図示しない温度制御装置によってフィードバック制御することで、該熱交換器55が所定の温度に維持されることで達成される。
The temperature adjustment is achieved by maintaining the
特許文献1では、アルミニウム等の熱伝導性の良好な材料で作成され、シリンジ本体の周囲を包囲するように配設されたる熱交換器に対して密着するように取り付けられた半導体加熱冷却装置により小型化が達成される温度調節式吐出装置が開示されている。 In Patent Document 1, a semiconductor heating / cooling device made of a material having good thermal conductivity such as aluminum and attached so as to be in close contact with a heat exchanger arranged to surround the periphery of the syringe body. Disclosed is a temperature-controlled discharge device that can be miniaturized.
液状材料54が粒子を含むものである場合、粒子の比重によっては、初期的に粒子は液状材料内で均一な分散状態であったものから時間とともに液状材料内のシリンジ本体51下方に沈降することになる。従って、このような液状材料が塗布される製品の塗布プロセスでは、吐出サイクル毎で塗布された樹脂内の粒子含有率に差が生じて、製品品質の悪化を招くことがある。 When the liquid material 54 includes particles, depending on the specific gravity of the particles, the particles initially settle down below the syringe body 51 in the liquid material from what was initially uniformly dispersed in the liquid material. . Therefore, in the product application process in which such a liquid material is applied, there is a difference in the content of particles in the resin applied every discharge cycle, which may lead to deterioration of product quality.
上記した塗布プロセスにおける不都合を軽減させるためには、液状材料54をシリンジ本体51に収容後、所定温度に素早く安定させ、塗布作業時間を短縮して行うことが望まれる。 In order to reduce inconveniences in the above-described application process, it is desired that the liquid material 54 is stored in the syringe body 51 and then quickly stabilized at a predetermined temperature to shorten the application work time.
しかしながら、シリンジ本体51はポリプロピレン等の樹脂やホウケイ酸ガラス等を用いて作成されているために伝熱性が不十分であり、また殆どの場合、液状材料54も熱伝導性は良好といえないため、液状材料の温度を素早く安定化させるためには、加熱/冷却能力を高める必要がある。結果的に、半導体加熱冷却素子56、放熱器57が大型化し、温度調節式吐出装置の小型化を妨げるものとなってしまう。
However, since the syringe body 51 is made using a resin such as polypropylene, borosilicate glass, or the like, heat conductivity is insufficient, and in most cases, the liquid material 54 cannot be said to have good heat conductivity. In order to quickly stabilize the temperature of the liquid material, it is necessary to increase the heating / cooling capacity. As a result, the semiconductor heating /
さらに、図5の例では温度観測点を熱交換器55の内部に設置しているが、これは液状材料54の温度はフィードバック制御ループ外に位置することになり、温度変化に対し、即応的に調節しているとは言い難く、熱交換器55と液状材料54との到達温度には偏差が残留することになってしまう。これは前述のような粒子を含む液状材料を用いる塗布プロセスではパラメータ設定精度を欠くことになる。
Further, in the example of FIG. 5, the temperature observation point is installed inside the
以上の課題を鑑みて、本発明の目的は、装置を大型化することなく、シリンジ本体内に収容された液状材料の温度を正確に素早く安定化させることが可能な温度調節式吐出装置を提供することである。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a temperature-adjustable discharge device capable of accurately and quickly stabilizing the temperature of a liquid material accommodated in a syringe body without increasing the size of the device. It is to be.
上記目的を達成するため、本発明の請求項1に記載の発明よれば、エアパルス方式の温度調節式吐出装置において、シリンジ本体の周囲を包囲するように配設されたる主熱交換器と、前記シリンジ本体内に収容された液状材料内に浸漬するように敷設された少なくとも一つの補助熱交換器と、を用いて前記液状材料と熱交換を行うことを特徴とする温度調節式吐出装置とすることで、液状材料の温度を素早く安定化させることができる。 In order to achieve the above object, according to the invention described in claim 1 of the present invention, in the air pulse type temperature-adjustable discharge device, the main heat exchanger disposed so as to surround the periphery of the syringe body; A temperature-adjustable discharge device that performs heat exchange with the liquid material using at least one auxiliary heat exchanger laid so as to be immersed in the liquid material housed in the syringe body As a result, the temperature of the liquid material can be quickly stabilized.
上記目的を達成するため、本発明の請求項2に記載の発明よれば、前記補助熱交換器には主熱交換器を媒介手段の少なくとも一つの構成要素として熱流が供給されることを特徴とする請求項1に記載の温度調節式吐出装置とすることで、装置を大型化することなく、液状材料の温度を素早く安定化させることができる。 In order to achieve the above object, according to a second aspect of the present invention, the auxiliary heat exchanger is supplied with a heat flow using at least one component of the main heat exchanger as an intermediate means. By setting it as the temperature control type | formula discharge apparatus of Claim 1, the temperature of liquid material can be stabilized quickly, without enlarging an apparatus.
上記目的を達成するため、本発明の請求項3に記載の発明よれば、温度センサをシリンジ本体に収容されている液状材料に浸漬する様に敷設し、温度観測点を液状材料として温度制御することを特徴とする請求項1および請求項2に記載の温度調節式吐出装置とすることで、設定温度値と液状材料の到達温度の偏差のない正確な温度制御が可能となる。 In order to achieve the above object, according to the invention described in claim 3 of the present invention, the temperature sensor is laid so as to be immersed in the liquid material accommodated in the syringe body, and the temperature is controlled by using the temperature observation point as the liquid material. By using the temperature-adjustable discharge device according to any one of claims 1 and 2, accurate temperature control without deviation between the set temperature value and the reached temperature of the liquid material can be performed.
本発明によれば、装置を大型化することなく、シリンジ本体内に収容された液状材料の温度を正確に素早く安定化させることが可能な温度調節式吐出装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the temperature control-type discharge apparatus which can stabilize quickly the temperature of the liquid material accommodated in the syringe main body can be provided, without enlarging an apparatus.
本発明による温度調節式吐出装置は、装置を大型化することなく、シリンジ本体内に収容された液状材料の温度を正確に素早く安定化させる手段として、シリンジ本体を覆う塊状主熱交換器の他にシリンジ本体内に棒状の補助熱交換器を敷設したことを特徴とする。加えて、前記補助熱交換器には主熱交換器を媒介手段の少なくとも一つの構成要素として熱流が供給されることを特徴とする。さらに、設定温度値と液状材料の到達温度の偏差を解消するために、温度センサをシリンジ本体に収容されている液状材料に浸漬する様に敷設し、温度観測点を液状材料として温度制御することを特徴とする。以下、本発明の好ましい実施形態を図1乃至図4を用いて説明を行うこととする。 The temperature-regulating discharge device according to the present invention is not limited to a large main heat exchanger that covers the syringe body as a means for accurately and quickly stabilizing the temperature of the liquid material accommodated in the syringe body without increasing the size of the device. In addition, a rod-shaped auxiliary heat exchanger is laid in the syringe body. In addition, the auxiliary heat exchanger is supplied with a heat flow with the main heat exchanger as at least one component of the mediating means. Furthermore, in order to eliminate the deviation between the set temperature value and the temperature reached by the liquid material, a temperature sensor is laid so as to be immersed in the liquid material contained in the syringe body, and the temperature observation point is controlled as a liquid material. It is characterized by. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1はシリンジ本体内に棒状の補助熱交換器と温度センサを敷設した構成を持つ温度調節式吐出装置1を一部の部材を透視した側面図で示したものである。 FIG. 1 is a side view of a temperature-adjustable discharge device 1 having a configuration in which a rod-shaped auxiliary heat exchanger and a temperature sensor are laid in a syringe body, with a part of members being seen through.
図1において、該温度調節式吐出装置は、液状材料14を収容したシリンジ本体11と、該シリンジ本体11の下端に備え付けられて、該液状材料14を下方に吐出するように形成されたニードル12と、シリンジ本体11およびニードル12の周囲を覆うように形成された塊状の主熱交換器15と、平板状の半導体加熱冷却素子16と、放熱器17と、図示しないエア源からエアパルス制御装置を介してシリンジ本体11にチューブを通してエア圧を供給するためエア配管用コネクタ13と、シリンジ本体11に係合し、該コネクタ13が接続されるフランジ継手19と、該フランジ継手19からシリンジ本体内部に向けて備え付けられた少なくとも一本の棒状の補助熱交換器10と、該フランジ継手19からシリンジ本体内部に向けて備え付けられた熱電対等による温度センサ18と、により構成されている。
ここで、前記主熱交換器15とフランジ継手19は接触熱抵抗低減のため必要に応じて熱伝導性シリコーンラバー等により作成されたガスケット(図示せず)を介して熱/機械的に結合されている。また、前記半導体加熱冷却素子16は主熱交換器15と放熱器17で挟むように設置されている。
In FIG. 1, the temperature-adjustable discharge device includes a syringe body 11 containing a
Here, the
尚、前記主熱交換器15、フランジ継手19、補助熱交換器10はアルミニウム等の熱伝導性の良好な材料で作成される。また上記温度センサ18は保護のためにシース管によって封止されている。
The
図2は補助熱交換器10と温度センサ18が備え付けられたフランジ継手19を例示するもので、(a)が補助熱交換器10と温度センサ18が装着された側面方向からみた部分投影図、(b)が断面図、(c)がエア配管コネクタ締結用ねじ穴部191方向からみた部分投影図である。フランジ継手19において、前記シリンジ本体11への挿入部196にはシリンジ本体11内部の密封を保つためOリング195が装着されており、シリンジ本体11内にエア圧が供給するために中心軸上に通気口192と前記コネクタ13を締結するためのねじ穴部191が同軸状に設けられている。またフランジ部194にはビス用通し穴193が設けられており、フランジ継手19が前記主熱交換器15と熱/機械的に結合されることにより半導体加熱冷却素子16で生じた熱流は主熱交換器15およびフランジ継手19で構成される媒介手段を通して補助熱交換器10に伝搬し、シリンジ本体11内に収納された前記液状材料14に熱伝達される。
FIG. 2 illustrates a
尚、必要に応じて該フランジ継手19と主熱交換器15の間の接触熱抵抗軽減のためガスケットを兼ねた熱伝導シートを挿入しても良い。また、この例では棒状の補助熱交換器10を二本使用しているが、適宜シリンジ容量に応じて使用本数を設定するようにしても良い。
In addition, you may insert the heat conductive sheet which served as the gasket for the contact thermal resistance reduction between this
温度調整は、温度制御装置2が該フランジ継手19から引き出された該温度センサ18のセンサ用リード線197を介して液状材料14の温度を観測しながら、半導体加熱冷却素子駆動用リード線167を介して前記半導体加熱冷却素子16の駆動調整を行うことで液状材料14の温度をフィードバック制御し、該温度検出値を所定値に維持することで達成される。
In the temperature adjustment, the temperature control device 2 observes the temperature of the
温度調節式吐出装置1が吐出サイクルを重ね、該シリンジ本体11内の液状材料14による液面が低下した状態においても吐出直前の液状材料14に対する温度調節の機能を維持するために、温度センサ18の先端付近にある測温個所(測温接点)181、および補助熱交換器10の先端部101はシリンジ本体11の内部下方の吐出孔近くに設置されるのが好ましい。
In order to maintain the function of adjusting the temperature of the
図2では該フランジ継手19のフランジ部に設けられたビス用通し穴193を通してビスで締結することで、フランジ継手19と該主熱交換器15の熱的且つ機械的結合を成すものとしているが、液状材料14を収納したシリンジ本体11を前述の温度調整機構に設置する時間を短縮するためにフランジ継手19と主熱交換器15の間に適宜簡易な脱着機構を設けるようにしても良い。図3は簡易な脱着機構として十分な締め付け力を持つキャッチクリップ151により労力をかけずにフランジ継手19と主熱交換器15を連結するようにした例を示すものである。図3の例ではアーム受け金具がフランジ継手19の側面に、キャッチクリップ本体を主熱交換器15の側面に取付けられている。
In FIG. 2, the flange joint 19 and the
前記フランジ継手19と補助熱交換器10との結合方法は圧入や焼きばめ工法によるものでも良いが、洗浄等の保全平易化や、耐久性の面から脱着可能な構造であることが好ましい。図4(a)は簡素な丸棒状の熱交換部10aによる補助熱交換器10の例を示すもので、フランジ継手19との結合部102にはダイス加工により雄ねじが設けてあり、該フランジ継手19とねじ込み式で装着される。
The flange joint 19 and the
補助熱交換器10の熱交換部の形状は図4(a)の丸棒状に限らず、液状材料14への熱交換効率を稼ぐため凹凸を設けることで表面積を増やした種々の異形棒状としてもよい。但し、液状材料14の粘度が高い場合には付着量が多くなり局所的にシリンジ内の中心付近の液面が低下し、ひいてはエア貫通等による吐出不良を誘発することが想定されるので、熱交換部の形状は液状材料14の粘度に応じて最適化することが好ましい。また液状材料14が粒子を含むものである場合には、粒子の流動が妨げないように熱交換部の形状を設定することが好ましく、さらに平滑性や耐摩耗性を付与するためにDLCコーティング等の表面処理を施してもよい。図4(b)は熱交換部の形状を異形棒状として熱交換効率を向上させた例で、熱交換部10bの形状を捻転したリボン状としたものである。
The shape of the heat exchanging part of the
ところで、シリンジ本体11に収容される液状材料14が熱硬化型樹脂である場合には、温度制御プロセスの加温時にオーバーシュートやハンチングが発生してしまうと、設定温度によっては、該補助熱交換器10の周囲の一部の樹脂が反応し、増粘、硬化が促進してしまう虞がある。このような場合、補助熱交換器10から液状材料14に伝達される熱流量の該主熱交換器15からシリンジ本体11を通して液状材料14に伝達される熱流量に対する割合を低下させたほうが好ましく、そのために主熱交換器15と補助熱交換器10に適宜温度勾配を保つようにしても良い。例えば、フランジ継手19と該主熱交換器15との間に熱伝導性シリコーンラバー等で作成されたガスケットを挿入し、該ガスケットの厚みを厚くする方向に調整することで温度勾配を設定するようにしても良い。
By the way, when the
上記構成において、補助熱交換器10を設けることで液状材料14の温度変化に対し、即応的に温度調節することができるようになる。即ち、液状材料14の粘度を速やかにコントロールすることで塗布作業時間を短縮することができ、シリンジ本体11内に収容した液状材料14が粒子を含むものであっても、液状材料14内での粒子の分散状態の変動を抑制しながらスムーズな吐出が可能となる。
In the above configuration, by providing the
尚、温度調節式吐出装置1では補助熱交換器10に主熱交換器15およびフランジ継手19で構成される媒介手段を通して熱流を伝搬させるようにしているが、補助熱交換器と主熱交換器を直結して、半導体加熱冷却素子で生じた熱流の媒介手段の構成を主熱交換器のみとすることも可能である。
例えば、補助熱交換器は傘の柄のように「J」の字の逆さ形状として持ち手部分を主熱交換器15に直結し、フランジ継手19を樹脂モールドタイプのエアチューッブ付アダプターに変更すること(図示なし)等が考えられる。
In the temperature control type discharge device 1, the heat flow is propagated to the
For example, the auxiliary heat exchanger has an inverted shape of “J” like an umbrella handle, and the handle portion is directly connected to the
その他、本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更が可能である。 In addition, the present invention can be variously modified without changing the gist of the present invention.
1 温度調節式吐出装置
2 温度制御装置
10 補助熱交換器
10a 丸棒状の補助熱交換器の熱交部
10b 捻転したリボン状の補助熱交換器の熱交部
11 シリンジ本体
12 ニードル
13 エア配管用コネクタ
14 液状材料
15 主熱交換器
16 半導体加熱冷却素子
17 放熱器
18 温度センサ
19 フランジ継手
101 補助熱交換器の先端部
102 補助熱交換器の、フランジ継手との結合部
151 キャッチクリップ
167 半導体加熱冷却素子駆動用リード線
181 温度センサの測温個所
191 エア配管用コネクタを締結するためのねじ穴部
192 シリンジ本体内にエア圧が供給するための通気口
193 ビス用通し穴
194 フランジ継手のフランジ部
195 Oリング
196 シリンジ本体へのフランジ継手の挿入部
197 センサ用リード線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Temperature control-type discharge apparatus 2
Claims (3)
シリンジ本体の周囲を包囲するように配設されたる主熱交換器と
前記シリンジ本体内に収容された液状材料内に浸漬するように敷設された少なくとも一つの補助熱交換器と、
を用いて前記液状材料と熱交換を行うことを特徴とする温度調節式吐出装置。 A main heat exchanger disposed so as to surround the periphery of the syringe body and at least one auxiliary laid so as to be immersed in the liquid material accommodated in the syringe body in the air pulse type temperature-controlled discharge device A heat exchanger,
A temperature-adjustable discharge device that performs heat exchange with the liquid material using a liquid.
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JP2014015410A JP2015139763A (en) | 2014-01-30 | 2014-01-30 | discharge device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108212676A (en) * | 2017-12-13 | 2018-06-29 | 南京中电熊猫晶体科技有限公司 | The semiconductor temperature-lowering device and control method for lowering temp that a kind of dispensing process uses |
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2014
- 2014-01-30 JP JP2014015410A patent/JP2015139763A/en active Pending
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CN108212676A (en) * | 2017-12-13 | 2018-06-29 | 南京中电熊猫晶体科技有限公司 | The semiconductor temperature-lowering device and control method for lowering temp that a kind of dispensing process uses |
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