JP2915372B2 - 液体の定量供給システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば真空室で樹
脂にて部品を封止したりする場合に用いるもので、樹脂
のような液体を注入バルブから定量づつ供給するように
した液体の定量供給システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に真空室で部品を樹脂で封止成形す
る場合、樹脂の主剤と硬化剤とを供給して主剤と硬化剤
とをミキシングし、このミキシングした樹脂の混合物を
注入バルブから真空室内にセットした品物に真空状態で
注入するようになっている。上記品物は例えばケーシン
グ等に電子部品等を挿入したものでケーシング等に樹脂
を注入して電子部品等を封止するようになっている。

【０００３】樹脂の主剤と硬化剤とをミキシングした樹
脂の混合物を定量づつ供給して品物に注入する場合、主
剤と硬化剤とを夫々別々の定量押出ポンプにて計量して
定量づつ押出し、上記定量押出ポンプにて押出すとき注
入バルブを開いて定量押出ポンプと注入バルブとの間の
ミキサーでミキシングした樹脂の混合物を品物に注入
し、定量押出をした後に注入バルブを閉じるようになっ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
にあっては、樹脂の主剤と硬化剤とを計量して定量づつ
供給することで注入バルブから樹脂の混合物を定量づつ
供給するようになっているが、注入バルブが真空室内に
位置しているために注入バルブを開いたとき、真空室か
ら強く真空吸引され、この吸引力が定量押出ポンプまで
作用して注入バルブから品物に注入される樹脂の混合物
が設定した定量以上になったり、定量以下になったりす
ることがあり、正確に定量の樹脂の混合物を供給できな
いという問題がある。つまり、定量押出ポンプやミキサ
ー等では軸のような可動部材があり、この可動部材を回
転自在や移動自在に支持する部分の気密を保つためにシ
ール材にてシールしているが、このシールは必ずしも完
全に気密を保持できるものでなく（特に経年による摩耗
等でシール性が悪くなる）、上記真空室からの吸引力が
作用するとこの部分から空気が流入することが多々あ
り、この流入した空気が上記樹脂に巻き込まれると、真
空室から吸引されているために注入バルブから注入する
注入量が注入毎に異なるという問題が生じる。また樹脂
に空気が巻き込まれると製品に気泡が含まれたり気泡が
付着したりして製品不良が発生するという問題もある。

【０００５】本発明は叙述の点に鑑みてなされたもので
あって、真空室で注入バルブから樹脂のような液体を供
給するものでも正確に定量の液体を供給できるようにす
ることを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の液体の定量供給システムは、品物に液体を注
入する真空室に注入バルブを配置すると共に注入バルブ
と液体を供給する液体供給源とを供給管路にて連通さ
せ、この供給管路の途中に下部に液体が貯留されると共
に上部が空間になる送り出し用タンクを設け、この送り
出し用タンクの下部に液体を計量して送り出すピストン
式の送り出しポンプ部を設け、注入バルブを開いて液体
を送り出しポンプ部で送り出すとき送り出し用タンクの
上部の空間を真空状態に保つようにして成ることを特徴
とする。送り出しポンプ部で液体を送り出すとき注入バ
ルブを開き、送り出しポンプ部で定量に計量した液体を
送り出すと、注入バルブから定量の液体を吐出させて注
入することができる。送り出しポンプ部で液体を送り出
すとき真空室から真空の圧力がかかるが、送り出し用タ
ンク内の上部の空間も真空状態に保たれているため液体
に空気が巻き込まれることがなく、しかも真空室からの
吸引の圧力と送り出し用タンクからの吸引の圧力のバラ
ンスが取れ、真空室の注入バルブから液体を供給するも
のでも定量の液体を注入することができる。

【０００７】またピストン式の送り出しポンプ部のピス
トン部を計量チューブ部から抜くように摺動させるとき
送り出し用タンクの上部の空間を常圧状態に保つように
して成ることを特徴とすることも好ましい。送り出し用
タンク内の上部を真空状態にして送り出しポンプ部で液
体を注入した後、注入バルブを閉じてピストン部を計量
チューブ部から抜くように摺動させたとき計量チューブ
部にスムーズに液体を流入させて次回の確実な定量送り
出しができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を液体として樹脂の
主剤と硬化剤を混合したものを用い、これを注入バルブ
から真空室内の品物に注入して封止する例により説明す
る。品物は例えばケーシングにイグニッションコイルの
ような部品を挿入したものでケーシング内に上記樹脂を
注入して封止するものである。

【０００９】図３で１は樹脂の主剤を溜める主剤貯留タ
ンクであり、主剤貯留タンク１内を真空にすることより
主剤供給管２から所定温度に加熱された主剤が吸い込み
にて供給されて主剤が所定量貯留されるようになってい
る。この主剤貯留タンク１内は主剤を撹拌する撹拌羽根
３を内装してあり、撹拌羽根３が撹拌モータ４にて回転
駆動されるようになっている。主剤貯留タンク１には真
空管路５を介して真空ポンプ６を連通させてあり、主剤
貯留タンク１内を真空吸引することで主剤を脱気できる
ようになっている。真空管路５にはトラップ７や開閉バ
ルブ８を設けてある。また主剤貯留タンク１には真空計
９や大気開放用リーク弁１０を設けてある。主剤貯留タ
ンク１の底部の出口から主剤送り管１１を導出してあ
り、主剤送り管１１に開閉バルブ１２を設けてある。図
３で１３は樹脂の硬化剤を溜める硬化剤貯留タンクであ
り、硬化剤貯留タンク１３内を真空にすることにより硬
化剤供給管１４から硬化剤が吸い込みにて供給されて硬
化剤が貯留されるようになっている。この硬化剤貯留タ
ンク１３は上記主剤貯留タンク１と基本的に同じ構造に
なっている。この硬化剤貯留タンク１３内は硬化剤を撹
拌する撹拌羽根３を内装してあり、撹拌羽根３が撹拌モ
ータ４にて回転駆動されるようになっている。硬化剤貯
留タンク１３には真空管路５を介して真空ポンプ６を連
通させてあり、硬化剤貯留タンク１３内を真空吸引する
ことで硬化剤を脱気できるようになっている。真空管路
５にはトラップ７や開閉バルブ８を設けてある。また硬
化剤貯留タンク１３には真空計９や大気開放用リーク弁
１０を設けてある。硬化剤貯留タンク１３の底部の出口
から硬化剤送り管１５を導出してあり、硬化剤送り管１
５に開閉バルブ１２を設けてある。

【００１０】図４は上記主剤送り管１１や硬化剤送り管
１５から主剤や硬化剤が送られる経路を示し、図３の符
号Ａに示す部分と図４の符号Ａに示す部分が連通してお
り、図３の符号Ｂに示す部分と図４の符号Ｂに示す部分
が連通している。図４に示すように主剤送り管１１には
主剤送りポンプ１６を配置してあり、硬化剤送り管１５
には硬化剤送りポンプ１７を配置してある。この主剤送
りポンプ１６と硬化剤送りポンプ１７とは同じ構造であ
り、図６に示すような構造になっている。シリンダ１８
には主剤や硬化剤等が流入する流入口１９やこれらを吐
出させる吐出口２０を設けてあり、またシリンダ１８に
はピストンロッド２１で往復駆動されるピストン２２を
設けてあり、さらにシリンダ１８の吐出口２０の手前に
チェック弁２３を設けてある。しかして図６（ａ）のよ
うにピストン２２を計量チューブ２４から後退させた状
態からピストン２２を前進させてピストン２２を計量チ
ューブ２４に入れると、計量チューブ２４内の主剤や硬
化剤が押され、チェック弁２３が開かれて主剤や硬化剤
が吐出口２０から吐出され、計量チューブ２４内の所定
の主剤や硬化剤が押されたとき図６（ｃ）に示すように
チェック弁２３が閉じられ、図６（ｄ）（ｅ）に示すよ
うにピストン２２が後退し、計量チューブ２４内に主剤
や硬化剤が供給される。このように計量チューブ２４内
の主剤や硬化剤をピストン２２から押出すことで定量に
計量された主剤や硬化剤が吐出口２０から吐出される。
このとき計量チューブ２４内でピストン２２を移動させ
る長さを変えることで主剤や硬化剤の送る量を変えるこ
とができる。主剤送りポンプ１６と硬化剤送りポンプ１
７のピストンロッド２１は共通の駆動装置２５にて同調
させて駆動されるようになっている。この駆動装置２５
はサーボモータの回転を往復運動に変換することでピス
トンロッド２１を駆動するようになっている。主剤送り
ポンプ１６の吐出口２０から主剤送り管２７を導出して
あり、硬化剤送りポンプ１７の吐出口２０から硬化剤送
り管２８を導出してあり、主剤送り管２７及び硬化剤送
り管２８がミキサー２９に連通させてある。主剤送りポ
ンプ１６から押出して送られた主剤と硬化剤送りポンプ
１７から押出して送られた硬化剤とはミキサー２９でミ
キシングされ、ミキサー２９の吐出口からミキシングし
た樹脂の混合物が吐出されるようになっている。このミ
キサー２９はモータ６５で撹拌羽根を回転駆動して混合
するようになっている。またミキサー２９には必要に応
じて樹脂の混合物を加熱するヒータを設けてある。ミキ
サー２９の吐出口から混合物送り管３０を導出してあ
り、樹脂の混合物をミキサー２９から混合物送り管３０
にて送ることができるようになっている。

【００１１】図５は混合物送り管３０で混合物が次に送
られる経路を示し、図４の混合物送り管３０のＣと図５
の混合物送り管３０のＣとが連通している。混合物送り
管３０には分配部３１を設けてあり、分配部３１から複
数に分岐した混合物送り管３２を導出してあり、混合物
送り管３０から送られた樹脂の混合物を分配部３１で分
配して複数の混合物送り管３２にて送ることができるよ
うになっている。この混合物送り管３２には図１に示す
ような送り出し用タンク３３を夫々設けてあり、混合物
送り管３２から送られてきた樹脂の混合物を送り出し用
タンク３３に供給できるようになっており、樹脂の混合
物を送り出し用タンク３３内の下部に溜めることができ
るようになっている。送り出し用タンク３３の側部には
液面センサー６６を設けてあり、液面が下がると混合物
送り管３２に連通した供給口６７から樹脂の混合物を送
り出し用タンク３３内に供給するようになっており、送
り出し用タンク３３内の樹脂の混合物の液位を常に一定
に保つようになっている。送り出し用タンク３３の下部
にはピストン式の送り出しポンプ部３４を設けてある。
この送り出しポンプ部３４は上下に長い筒体３５とピス
トンロッド３６で上下に駆動されるピストン部３７とで
主体が構成されている。筒体３５の上部には筒体３５内
と筒体３５の外側を連通させる連通穴３８を設けてあ
り、筒体３５の連通穴３８より下方の部分が計量チュー
ブ部３９となっており、筒体３５の連通穴３８より上部
の部分がピストン部３７のガイド部４０となっている。
計量チューブ部３９の下端の吐出口４１の下方にはチェ
ック弁６８を内装してある。しかしてピストンロッド３
６を駆動することによりピストン部３７を上下に駆動す
ることができるが、ピストン部３７を下降させてピスト
ン部３７を計量チューブ部３９内で摺動させることで樹
脂の混合物を押出して吐出口４１、チェック弁６８を介
して吐出させて、混合物送り管４２を介して送り出すこ
とができるようになっている。上記ピストンロッド３６
はサーボモータの回転を往復運動に変換して駆動される
ようになっている。送り出し用タンク３３内の上部は空
間となっており、この送り出し用タンク３３の上部の空
間から空気管路４３を導出してある。この空気管路４３
は真空管路４４を介して真空ポンプ４５に連通させてあ
り、真空管路４４にはトラップ４６や開閉バルブ４７を
介装してある。そして上記送り出しポンプ部３４から混
合物を送り出すときに送り出し用タンク３３の上部の空
間を真空状態に保つようになっている。また上記空気管
路４３には上記真空管路４４と別の分岐管路４８を設け
てあり、この分岐管路４８にはリーク弁４９、大気開放
弁５０及び真空計５１を並列に設けてある。そして送り
出し用ポンプ部３４から樹脂の混合物を送り出した後に
ピストン部３７を計量チューブ部３９から抜くとき送り
出し用タンク３３の上部の空間を大気に開放して常圧に
するようになっている。図１で５８は内部状態を覗く覗
き窓、６９はヒータ、７０は断熱材である。

【００１２】また注入成形装置には真空釜５４が配置さ
れており、真空釜５４の下方には上下動自在にテーブル
５３が配置されており、テーブル５３を上昇させて真空
釜５４の下面の開口をテーブル５３で閉塞した状態で内
部に真空室が形成されるようになっている。つまり、真
空釜５４は下面を開口しており、この下面の開口を蓋の
働きをするテーブル５３で閉塞することで真空室を形成
するようになっている。上記テーブル５３には複数の品
物をセットしたパレットが載せられるものであり、テー
ブル５３を下降させた状態でテーブル５３の真空釜５４
の下方の位置にパレットを載せ、テーブル５３を上昇さ
せることにより品物の載ったパレットを真空室内にセッ
トできるようになっている。パレットに載った品物は例
えばケーシングにイグニッションコイルのような部品を
挿入したものであり、パレットの上に等間隔に複数個セ
ットしてある。真空釜５４には複数個の品物に対応する
ように注入バルブ５５を夫々設けてある。注入バルブ５
５は品物に樹脂の混合物を注入するノズルを有し、ニー
ドルバルブで開閉する構造になっている。上記送り出し
用ポンプ部３４から送られる樹脂の混合物を送る混合物
送り管４２を夫々注入バルブ５５に連通させてある。真
空釜５４には真空管路５６を介して真空ポンプ５７を連
通させてあり、真空管路５６には開閉バルブ５９を介装
してある。そして真空釜５４の下面にテーブル５３を当
接して真空室を形成したとき真空管路５６から真空吸引
して真空室の真空状態を保つようになっている。また真
空釜５４には大気開放管路６０を介して大気開放弁６１
を設けてあり、大気開放弁６１を開放することにより真
空室を大気に開放できるようになっている。また真空釜
５４にはリーク管路６２に介してリーク弁６３を設けて
あり、リーク弁６３でリークすることで真空室の真空度
合いを調整できるようになっている。

【００１３】次に樹脂の主剤と硬化剤とをミキシングし
た樹脂の混合物を注入バルブ５５から定量づつ注入する
全体的な動作を説明する。主剤貯留タンク１には樹脂の
主剤が貯留されており、硬化物貯留タンク１３には樹脂
の硬化剤が貯留されており、主剤送りポンプ１６と硬化
剤送りポンプ１７を駆動することで主剤送り管１１や硬
化剤送り管１５を介して主剤送りポンプ１６や硬化剤送
りポンプ１７に主剤や硬化剤が送られる。また上記主剤
送りポンプ１６と硬化剤送りポンプ１７とを駆動するこ
とでこれらが主剤送り管２７及び硬化剤送り管２８を介
して主剤と硬化剤が計量されて所定量づつミキサー２９
に送られ、ミキサー２９で主剤と硬化剤とがミキシング
されて樹脂の混合物が形成される。ミキサー２９でミキ
シングされた樹脂の混合物は混合物送り管３０にて送り
出し用タンク３３に供給される。送り出し用タンク３３
に供給された樹脂の混合物は送り出し用ポンプ部３４に
て混合物送り管４２を介して注入バルブ５５に送られ、
注入バルブ５５から定量の樹脂の混合物が真空室内の品
物に注入される。

【００１４】注入バルブ５５から樹脂の混合物を注入す
るときは真空釜５４の下面にテーブル５３が当接されて
真空室が形成されており、この真空室内を真空吸引する
ことで所定の真空状態を保った状態で注入することがで
きるようになっている。注入バルブ５５から樹脂の混合
物を定量づつ注入するときは、注入バルブ５５を開き、
送り出しポンプ部３４のピストン部３７を下降させるこ
とにより計量チューブ部３９内の樹脂の混合物を押出す
のであるが、このとき送り出し用タンク３３の上部の空
間が所定の真空状態に保持される。このとき真空ポンプ
４５からの真空吸引とリーク弁４９からのリークを制御
することにより送り出し用タンク３３の上部の空間の真
空状態を所定の真空状態にする。このように送り出し用
タンク３３の上部の空間を真空状態にすると、注入バル
ブ５５を開いて真空室から真空吸引する状態になっても
樹脂の混合物に空気が巻き込まれることがなく、しかも
真空室からの吸引の圧力と送り出し用タンク３３からの
吸引の圧力のバランスが取れ、計量チューブ部３９内の
樹脂の混合物をピストン部３７で押出す定量だけ注入バ
ルブ５５から樹脂の混合物を注入することができる。こ
の送り出し用タンク３３から樹脂の混合物を送り出すと
き、ピストン部３７はピストン部３７の下端と計量チュ
ーブ部３９の上端とが対応する位置に静止しており、こ
の状態で注入バルブ５５を開くと共にピストン部３７を
下に駆動してピストン部３７で樹脂の混合物を押出して
注入バルブ５５から吐出し、ピストン部３７で押出した
定量の樹脂の混合物だけが注入バルブ５５から注入され
る。このときピストン部３７が移動する長さを変えるこ
とで計量する量を変えることができる。上記送り出し用
タンク３３の上部の空間を真空状態にする真空度合は所
定以上の真空度があればよく、真空室の真空度合より真
空度合いが低くてもよい。勿論、送り出し用タンク３３
の上部の空間の真空度合いと真空室の真空度合いとを同
じにするのが最も好ましい。注入バルブ５５から樹脂の
混合物を品物に注入したとき樹脂の混合物に空気が含ま
れていないために製品に気泡ができたり、気泡が付着し
たりするという不良を発生しない。注入バルブ５５から
定量の樹脂の混合物を注入した後、注入バルブ５５が閉
じられ、ピストン部３７を計量チューブ部３９から抜く
ように駆動される。このとき大気開放弁５０が開かれ、
送り出し用タンク３３の上部の空間は常圧にされる。こ
のように送り出し用タンク３３の上部の空間を常圧にす
ることにより、ピストン部３７を計量チューブ部３９か
ら抜いたとき、連通穴３８から計量チューブ部３９内に
樹脂の混合物がスムーズ流入して次回の押出に備える。
ピストン部３７を計量チューブ部３９から抜いて計量チ
ューブ部３９に樹脂の混合物が充填された後直ちに送り
出し用タンク３３の上部の空間は真空状態にされる。

【００１５】なお、上記例では主剤と硬化剤よりなる２
液硬化型の樹脂を定量供給する例について述べたが、こ
れに限定されず、１液硬化型の樹脂でも、光硬化型の樹
脂でもよく、また高粘度の樹脂でも低い粘度の樹脂で
も、樹脂以外の液体でもよい。要は液体であればどのよ
うなものでも定量供給することができる。

【００１６】

【発明の効果】本発明は叙述のように品物に液体を注入
する真空室に注入バルブを配置すると共に注入バルブと
液体を供給する液体供給源とを供給管路にて連通させ、
この供給管路の途中に下部に液体が貯留されると共に上
部が空間になる送り出し用タンクを設け、この送り出し
用タンクの下部に液体を計量して送り出すピストン式の
送り出しポンプ部を設け、注入バルブを開いて液体を送
り出しポンプ部で送り出すとき送り出し用タンクの上部
の空間を真空状態に保つようにしているので、真空室で
品物に液体を注入するために送り出しポンプ部で液体送
り出すとき注入バルブを開き、送り出しポンプ部で定量
に計量した液体を送り出すと、注入バルブから定量の液
体を吐出させて注入することができるものであるのは勿
論、送り出しポンプ部で液体を送り出すとき真空室から
真空の圧力がかかるが、送り出し用タンク内の上部の空
間も真空状態に保たれているため液体に空気が巻き込ま
れることがなく、しかも真空室からの吸引の圧力と送り
出し用タンクからの吸引の圧力のバランスが取れ、真空
室の注入バルブから液体を供給するものでも定量の液体
を注入することができるものであり、さらの液体に空気
が巻き込まれないために注入された液体に気泡が含まれ
たり気泡が付着したりするようなおそれもないものであ
る。

【００１７】また本発明の請求項２の発明は、ピストン
式の送り出しポンプ部のピストン部を計量チューブ部か
ら抜くように摺動させるとき送り出し用タンクの上部の
空間を常圧状態に保つようにしているので、送り出し用
タンク内の上部を真空状態にして送り出しポンプ部で液
体を注入した後、注入バルブを閉じてピストン部を計量
チューブ部から抜くように摺動させたとき計量チューブ
部にスムーズに液体を流入させて次回の確実な定量送り
出しができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定量供給システムの要部である送り出
しタンク部分の断面図である。

【図２】同上の定量供給システムを用いた注入成形装置
の一部切欠概略正面図である。

【図３】同上の定量供給システムの供給管路の上流部分
の配管図である。

【図４】同上の定量供給システムの供給管路の中間部分
の配管図である。

【図５】同上の定量供給システムの供給管路の下流部分
の配管図である。

【図６】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は同上の主剤
送りポンプと硬化剤送りポンプの構造と動作を示す断面
図である。

【符号の説明】

３３ 送り出し用タンク ３４ 送り出しポンプ部 ３５ ピストン部 ３９ 計量チューブ部 ５４ 真空釜 ５５ 注入チューブ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 品物に液体を注入する真空室に注入バル
   ブを配置すると共に注入バルブと液体を供給する液体供
   給源とを供給管路にて連通させ、この供給管路の途中に
   下部に液体が貯留されると共に上部が空間になる送り出
   し用タンクを設け、この送り出し用タンクの下部に液体
   を計量して送り出すピストン式の送り出しポンプ部を設
   け、注入バルブを開いて液体を送り出しポンプ部で送り
   出すとき送り出し用タンクの上部の空間を真空状態に保
   つようにして成ることを特徴とする液体の定量供給シス
   テム。
2. 【請求項２】 ピストン式の送り出しポンプ部のピスト
   ン部を計量チューブ部から抜くように摺動させるとき送
   り出し用タンクの上部の空間を常圧状態に保つようにし
   て成ることを特徴とする請求項１記載の液体の定量供給
   システム。