JP3597695B2 - 液体吐出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フィラー入りの、もしくはフイラーの入らない接着剤、ペースト状材料などの粘性物質を含む液体を、所定の吐出位置に、予め定めた吐出量に従って吐出する液体吐出装置に関し、とくには、液体吐出の休止中に、貯留容器内の液体の残量、液体に固有の物性等のいかんにかかわらず、その貯留容器に、所期した通りの負圧を常に正確に作用させるものである。
【０００２】
【従来の技術】
貯留容器からの液体吐出の停止時を含むそれの休止中に、その貯留容器に負圧を作用させて、液体の切れを良くするとともに、不測の液だれを防止する従来技術としては、たとえば、出願人が先に特開平３−２１７２７１号として提案したものがある。
これは、高い負圧を発生するエア吸引源を、電空レギュレータよりなり制御部からの信号によって開度をコントロールされる負圧用減圧弁、アキュムレータ、吸引用電磁弁および吐出用電磁弁を順次に介して液体貯留容器としてのシリンジに接続したものであり、そこでは、実験その他によって求めた、シリンジ内液体残量と液体重量の相殺に必要な負圧度との相対関係に基づいて、制御部から負圧用減圧弁に入力される圧力設定信号に応じて、シリンジへ供給される負圧度を調節することで、シリンジ内の負圧度が高すぎることに起因する、シリンジ内液体の負圧系路内への吸い込みを防止し、この一方で、負圧度が低すぎることに起因する、シリンジ内液体の不測のたれ落ちを防止することとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、この従来技術では、負圧用減圧弁として、電空レギュレータを用いることとしており、多くの電空レギュレータは、ハウジング内に電磁式の方向切換弁およびばね力を有するダイアフラムを組み込むことによって構成されていることから、とくに大気圧に近い負圧域 （０〜−１０ｍｍＨｇ付近） では、ダイアフラムのばね力との釣り合い状態の確保が難しく、負圧の安定度が低くなり、それ故に、液体の吐出量、塗布形状等の安定性もまた低くなるという問題があった他、停電等によって電磁式方向切換弁の作動が停止したときには、シリンジへの負圧の供給が停止され、または、エア吸引源の高い負圧が減圧されることなく直接的にシリンジへ供給されて、シリンジ内の液体の液だれもしくは吸い込みが発生するという問題があった。
【０００４】
しかも、電空レギュレータは、シリンジ内圧とダイアフラムのばね力との釣り合い状態が崩れたときに、エア吸引源からの負圧をシリンジ内へ供給する一方で、シリンジ内の負圧が所定値となって、それら両者が釣り合ったときに負圧の供給を停止するオン・オフ制御を行うものであるが故に、シリンジ内圧に脈動を生じ、これが、吐出量のばらつきを引き起こすことになるのである。
【０００５】
その上、この従来技術では、高い負圧を発生するエア吸引源の下流側に、負圧用減圧弁としての電空レギュレータを配設していることから、わずかなダイヤフラムの開きでも多量の空気が流れ込むようになるため、これが吐出量のばらつきを招くという問題点があった。
【０００６】
この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点をことごとく解決することを課題として検討した結果なされたものであり、それの目的とするところは、負圧度の大小を問わず、液体の貯留容器に常に安定した負圧を作用させることができ、また、停電等による電力の供給停止に対しても、貯留容器に、その直前の負圧を継続的に作用させることができ、これらによって、貯留容器内の液体のたれ落ちおよび吸い込みを一層有効に阻止することができ、さらには、貯留容器および負圧系流路内への脈動の発生を防止することで、吐出量の安定制御を実現するものである。
加えて、負圧発生手段を可変絞り弁の下流側に配設することおよび、高い負圧を常時発生するエア吸引源の設置を不要ならしめることのそれぞれにより、いかなる場合であっても安定した吐出量をもたらすことができる液体吐出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の液体吐出装置は、貯留容器内の液体を、予め定めた所定量ずつ吐出するとともに、液体吐出の停止時を含むそれの休止中に貯留容器に負圧を作用させるものであり、貯留容器に負圧を作用させる負圧系を、弁体を機械的に、たとえば、ねじ、歯車、シリンダ等によってストロークさせる可変絞り弁と、可変絞り弁を通る加圧気体の流量に応じた負圧を発生する負圧発生手段と、可変絞り弁の開度を、貯留容器内の残液量その他に関連する予めの入力に基づいてコントロールする制御手段とで構成し、制御手段の作動の停止に当って、可変絞り弁の弁体を、停止直前の位置に保持するとともに、貯留容器を負圧発生手段に連通させるものである。なおここで、負圧発生手段の下流側に、レギュレータ、電磁弁等の弁手段を配設し得ることはもちろんである。
【０００８】
この液体吐出装置では、制御手段からの信号に基づいて、可変絞り弁の弁体のストローク位置、ひいては可変絞り弁の開度をコントロールして、そこを通過する加圧流体の流量を調節することにより、負圧発生手段にて発生される負圧度を、それの大小を問わず、また、ばね力等との釣り合い状態を確保する必要なしに、優れた安定性の下で、常に正確に所期した通りの値とすることができる。従って、流体の吐出量、塗布形状等をもまた十分に安定させることができる。
【０００９】
ところで、ここにおける可変絞り弁の、機械的にストロークされる弁体は、制御手段からの信号によって作動されるモータその他をもって進退変位されるので、たとえば停電等によって、モータ， 制御手段等の作動が停止しても、弁体それ自身は、停電の直前のストローク位置にホールドされ、可変絞り弁を通る加圧気体の流量もまた停電の直前状態に維持されることになり、これにより、負圧発生手段にて発生されて、貯留容器に供給される負圧の変動が有効に防止されることになる。かくしてここでは、停電等に起因して、貯留容器内に負圧が供給されなくなることも、エア吸引源等で発生された過大な負圧がそこへ直接的に供給されることもなく、貯留容器内の液体のたれ落ちおよび負圧系流路内への吸い込みのそれぞれを効果的に阻止することができる。
【００１０】
ところで、この吐出装置においても、停電等の発生時には、加圧流体の発生源としてのたとえばコンプレッサ等の作動が停止することになるも、かかる場合には、蓄圧器に貯えた加圧気体の流出を継続させ、その蓄圧器内の加圧気体が流出し終えるより先に、液体の貯留容器を負圧系流路から切り離したりあるいは、その貯留容器を密閉したりすることで十分な対策を講じることができる。
【００１１】
さらにこの装置は、可変絞り弁を通る加圧気体の流量に応じた負圧度を貯留容器に連続的に作用させるものであるので、貯留容器および負圧系流路内でのオン・オフ制御を排除して、脈動の発生に起因する、吐出量のばらつきを確実かつ未然に除去することができる。
【００１２】
しかもここでは、可変絞り弁の下流側に配設した負圧発生手段をもって、所期した通りの負圧を発生させることにより、不要に高い負圧を常時発生させるエア吸引源を配設する場合に比して、装置の設備構成ならびに回路構成が簡素化， 小型化することに加え、トラブルの発生を最小に制御できるという効果を奏することになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施の形態を図面に示すところに基づいて説明する。
図１は、この発明の実施形態を示す回路図であり、図中実線は圧力回路を、そして破線は信号回路をそれぞれ示す。
ここでは、液体の貯留容器としてのシリンジ１と、加圧気体供給手段としてのエア供給源２とを切換弁３を介して接続するとともに、この切換弁３とエア供給源２との間に吐出圧設定用のレギュレータ４を介装し、併せて、その切換弁３に、負圧発生手段としてのエジェクタ５を接続する。
またここでは、このエジェクタ５とエア供給源２とを、たとえば、ねじもしくは歯車をもって、弁体を機械的にストロークさせる可変絞り弁６を介して接続するとともに、エジェクタ５と切換弁３との間に負圧計７を介装する。
そしてさらには、切換弁３に切換え信号を、レギュレータ４に設定圧力信号を、そして可変絞り弁６の弁体ストローク用のモータ８に設定負圧信号をそれぞれ出力するとともに、負圧計７から圧力信号を入力される制御手段９を設ける。
【００１４】
ここで、この制御手段９には、たとえば、シリンジ内の液体の定量吐出のための、切換弁３の切換え時期およびホールド時間、シリンジ内の液体量に応じた加圧力等を、液体の物性その他に関する経験則に則って予め入力することができる他、エア供給源２から供給される加圧空気の圧力等との関連の下で、シリンジ内の液体量に応じた負圧力の発生を担保し得る、可変絞り弁６の弁開度を予め入力することができ、さらには、負圧計７からの実測負圧値のフィードバック信号に基づく弁開度の修正条件等を入力することができる。
【００１５】
このように構成してなる装置による、シリンジ内の液体の定量吐出は、シリンジ１を、ワークに対する所要位置に位置決めした状態で、たとえば、制御手段９からの信号に基づくレギュレータ４の作用下で、エア供給源２からの加圧空気を所定の圧力に減圧しつつ、これもまた制御手段９からの信号によって、切換弁３を図示位置からシフトさせて、レギュレータ４を経た空気圧を、シリンジ内に所要の時間作用させることにより行われ、この結果として、シリンジ内の液体は、その自重および加圧力の作用下で、先端に設けたノズル１ａから、予め定めた量だけ吐出されることになる。
【００１６】
これに対し、液体の吐出の停止は、切換弁３を、制御手段９からの信号に基づいて図示の位置にシフトさせることによって行われ、切換弁３のこのシフトと同時に、エジェクタ５によって発生された負圧がシリンジ内へ供給されることになる。
【００１７】
ここで、エジェクタ５によって発生される負圧度は、シリンジ内の液体残量に応じて制御手段９から、可変絞り弁６のモータ８に出力される弁開度信号により特定され、液体残量が多い場合には、弁の開度を大きくして、可変絞り弁に多量の加圧空気を流通させることで大きな負圧が、そして、液体残量が少ない場合には、弁開度を小さくすることで小さな負圧がそれぞれ発生されることになる。そして、このようにして発生された負圧力の実測値は、負圧計７から制御手段９にフィードバックされ、その実測値と所期した負圧力との間に差異があるときには、制御手段９は、モータ８に、弁開度修正信号を再度出力して、それらの両者を高い精度で一致させる。
従って、切換弁３が、前述したように図示位置にシフトされた場合には、シリンジ内の加圧力が速やかに排出されることはもちろん、その内部が液体残量に見合った負圧とされるので、すぐれた液切れが実現されるとともに、液体の不測のたれ落ちが有効に防止されることになる。またここでは、シリンジ内の液体残量がわずかになることによって、シリンジ内へ供給する所要の負圧力もまた小さくなったときには、可変絞り弁６を通る加圧空気の流量を絞ることで、大気圧に近い負圧力をも安定して供給することができるので、液体残量の多少にかかわらず、液体の吐出量および塗布形状等を常に所期した通りのものとすることができる。
【００１８】
ところで、この装置では、停電等によって制御手段９， モータ８等の作動が停止しても、可変絞り弁６の開度はそのままに維持されることから、エア供給源２からの加圧空気の供給が継続する限りにおいては、シリンジ１に負圧を作用させることができるので、液体のたれ落ち等を生じるに先立って、善後策を講じるに十分な時間を確保することができる。
しかも、ここにおける負圧力は、それの大小にかかわらず、可変絞り弁６への加圧空気の継続的な流動の下に発生され、シリンジ１および負圧系流路のいずれにも脈動が生じることがないので、吐出量のばらつきを効果的に抑制することができる。
その上、ここでは、所要の負圧力を発生するエジェクタ５を設けることで、常時高い負圧力を準備するエア供給源の設置が不要となるので、装置の構造， とくに回路構成が簡素化する上に小型化を図ることができ、メインテナンスフリー， コスト低減に対しても寄与する。
【００１９】
以上この発明の実施形態を図面に示すところに基づいて説明したが、エジェクタ５より下流側、たとえば、エジェクタ５と切換弁３との間に、レギュレータ電磁弁等の弁手段を配設することもでき、これによれば、シリンジ内に負圧力をより迅速に供給したい場合その他に、エジェクタ５での発生負圧を予め大きめに設定しておき、切換弁３のシフトとタイミングを合わせて、その大きめの負圧力をシリンジ１に作用させることが可能となる。
【００２０】
なお、図に示すところからは明らかではないが、エジェクタ５とシリンジ１との間の管路長はできるだけ短くすることが、管路内の空気量を低減し、また、管路抵抗を低減する上で好ましく、その結果として、シリンジ内へ所期した負圧をより迅速に作用させることが可能となる。
【００２１】
【発明の効果】
以上に述べたところから明らかなように、この発明によれば、液体の貯留容器内へ所期した通りの負圧を、それの大小を問わず、常に安定して供給することができ、また、停電等があっても貯留容器に負圧を継続的に作用させて、液体のたれ落ち、吸い込み等を有効に防止することができる。
また、この発明によれば、貯留容器および負圧系流路内への脈動の発生を防止して、吐出量の安定を図ることができる。
さらに、この発明については、高い負圧を常時発生するエア供給源の設置を不要ならしめて、安定した吐出量の確保と、装置の簡素化， 小型化， 低コスト化を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を示す回路図である。
【符号の説明】
１ シリンジ
１ａ ノズル
２ エア供給源
３ 切換弁
４ レギュレータ
５ エジェクタ
６ 可変絞り弁
７ 負圧計
８ モータ
９ 制御手段

Claims (1)

1. 貯留容器内の液体を所定量ずつ吐出するとともに、液体吐出の休止中に貯留容器に負圧を作用させる液体吐出装置であって、
   貯留容器に負圧を作用させる負圧系を、弁体を機械的にストロークさせる可変絞り弁と、可変絞り弁を通る加圧気体の流量に応じた負圧を発生する負圧発生手段と、可変絞り弁の開度を、予めの入力に基づいてコントロールする制御手段とで構成してなり、制御手段の作動の停止に当って、可変絞り弁の弁体を、停止直前の位置に保持するとともに、貯留容器を負圧発生手段に連通させる液体吐出装置。

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