JP3608431B2 - シリンジ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、シリンジ装置に係り、更に詳しくは、チャンバ内に粘性材料が自動的に供給されるとともに、ノズルから安定的に粘性材料を吐出するシリンジ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば、携帯電話のケース合せ面にシールを行うために、ＵＶシリコーン等の粘性材料をビード状に吐出するシリンジ装置が利用されている。このようなシリンジ装置においては、粘性材料の吐出量を安定した状態に維持することが要求されるとともに、量産性を良好に保持するため粘性材料の補充作業を迅速且つ容易に行う必要がある。そこで、所定量の粘性材料を吐出する毎に自動的にチャンバ内に粘性材料を供給可能とした装置が提案されている（例えば、特開平１０−２７２４０９号公報）。
【０００３】
同公報に開示されたシリンジ装置５０は、図５に示されるように、吐出用の第１のシリンジ５１と、この第１のシリンジ５１に導通管５２を介して連結される第２のシリンジ５４と、前記導通管５２を開閉するバルブ５５とを備えて構成されている。前記第１のシリンジ５１は、粘性材料Ｍを収容するチャンバ５６を有するシリンジ本体５７と、前記導通管５２を挿通するとともに、シリンジ本体５７内で上下動可能なピストン５８と、前記チャンバ５６に連通するノズル５９と、前記シリンジ本体５７内の圧力を調整する通気路６０とを備えている。
【０００４】
このシリンジ装置５０は、通気路６０に正圧を付与してピストン５８を押し下げることにより第１のシリンジ５１におけるチャンバ５６内の粘性材料Ｍがノズル５９から吐出される。そして、所定量の粘性材料Ｍを吐出した後、バルブ５５を開放するとともに、通気路６０より第１のシリンジ５１内に負圧を付与することによりピストン５８が上昇され、粘性材料Ｍが第２のシリンジ５４から導通管５２を通ってチャンバ５６内に供給されることとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記シリンジ装置５０の構成にあっては、粘性材料の供給時及び吐出待機時には、ピストン５８の上下動における滑動抵抗やチャンバ５６内の圧力等の予期しづらい負荷が付与される傾向が強くなる。このため、通気路６０による負圧調整が極めて困難となって、前記負圧が弱い状態で付与された場合、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、粘性材料Ｍはノズル５９の先端から垂れ下がるような、いわゆる液ダレした状態となる傾向が強い。このような状態で吐出すると、吐出開始点及び終了点の粘性材料Ｍの幅及び高さが不均一となり、これらを連結する部分に凹凸ができてしまい、ひいては、シール精度を良好に維持することが困難になるという不都合を招来する。また、補充された粘性材料Ｍは、第１のシリンジ５１の内部、中央部から下へ下へと補充されるので、ピストン５８直下に滞留してしまう粘性材料Ｍが出てしまい、これが長期にわたり使用されずに滞留されると、粘性材料Ｍ自体が変質したりしてシールに悪い影響を及ぼす虞がある。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、吐出される粘性材料の開始点及び終了点を均一な状態を維持して吐出することができ、更に、充填された材料の滞留も生じないシリンジ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】
前記目的を達成するために、本発明は、粘性材料を収容するチャンバを備えたシリンジ本体と、このシリンジ本体内に配置されて前記粘性材料に吐出圧を付与するプランジャと、前記チャンバ内に粘性材料を供給する流路と、前記シリンジ本体の先端側に設けられて、前記チャンバに連通するノズルとを備えたシリンジ装置において、
前記チャンバ内に粘性材料を補充するときの内圧上昇を抑制する開放手段と、前記ノズルの先端を適宜開閉可能とする液ダレ防止手段とを備え、
前記流路の下流端は、前記プランジャ内に接続されるとともに、前記粘性材料は、前記プランジャを通過してチャンバ内に供給される、という構成を採っている。このような構成を採用すれば、チャンバ内に粘性材料を供給する際、チャンバの内圧上昇を抑制するとともに、液ダレ防止手段がノズルの先端を塞ぐことにより、従来例に示されるような、ノズルの先端から吐出材料がはみ出るような状態となる虞を有効に回避することができる。これにより、粘性材料は、塗布開始点及び終了点において、均一な状態を維持しながら吐出されることとなり、シール精度不良等の要因を排除することができる。しかも、流路からチャンバ内に供給される粘性材料は、当該チャンバ内で滞流を生じなくなり供給された順に吐出されることとなり、前記供給を繰り返し行った場合にも古い粘性材料が残留することなく、粘性材料がチャンバ内で劣化してしまう虞を排除することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明において、前記開放手段は、前記粘性材料の吐出待機時及び補充時にシリンジ本体内の空気圧を調整する通気路を備えて構成される、という構成を採用するとよい。このようにすれば、前記供給時における内圧上昇の抑制を効果的に行うことができるとともに、一回の吐出作業が完了して次の吐出作業への待機時において、液ダレした状態となることなく、綺麗な状態を維持することが可能となる。
【００１０】
【実施例】
次に、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１には、本実施例に係るシリンジ装置の概略正面断面図が示されている。この図において、シリンジ装置１０は、粘性材料Ｍを収容するチャンバ１１を備えたシリンジ本体１２と、このシリンジ本体１２内に配置されたプランジャ１３と、前記チャンバ１１内に粘性材料Ｍを供給する流路１５と、前記シリンジ本体１２の先端側に設けられたノズル１６と、前記シリンジ本体１２内の空気圧を調整する通気路１７を有する開放手段１８と、前記ノズル１６の先端を開閉可能な液ダレ防止手段１９とを備えて構成されている。ここで、本発明に使用される粘性材料Ｍは、特に限定されるものでないが、粘度が５００００ｃｐｓ以上のものが対象とされている。
【００１２】
前記シリンジ本体１２は、本実施例では、３０ｃｃ程度の容量を有するように設定されている。このシリンジ本体１２は、図中上下方向に延びる略円筒状に形成される周壁１２Ａと、この周壁１２Ａの下端側周縁に連設されたテーパ状の底壁１２Ｂとを備え、上端側が開放した形状となっている。この底壁１２Ｂには、チャンバ１１に連通するスペーサ筒２１が設けられており、このスペーサ筒２１の下部外周に前記ノズル１６が設けられている。また、底壁１２Ｂの上端側外周面には、径方向に突き出るように形成されたフランジ２２が設けられており、このフランジ２２を上下方向から挟み付けるようにカバー部材２５が装着されている。
【００１３】
前記カバー部材２５は、シリンジ本体１２内に密着するように収容された挿入部２６と、この挿入部２６の外周側に設けられたＯリング２７と、前記挿入部２６の上方に連設されて前記フランジ２２の最大幅寸法より大きい径に形成された蓋部２８と、この蓋部２８の下面とともにフランジ２２をねじ２９により挟み付ける固定部材３０とを備えて構成されている。このカバー部材２５の軸中心位置には、前記流路１５の外径と略同一の内径の貫通穴３２が形成されているとともに、この貫通穴３２の内面には、流路１５の上下動をスムースに許容する表面処理が施されたブッシュ３３と、Ｏリング３４とが設けられている。
【００１４】
前記プランジャ１３は、シリンジ本体１２内において密閉性を保持しながら上下動可能、且つ、チャンバ１１内に収容された粘性材料Ｍに吐出圧を付与可能に設けられている。このプランジャ１３の軸中心位置には、前記流路１５を受容可能な供給口３５が形成され、この供給口３５よりチャンバ１１内に粘性材料Ｍが補充される。
【００１５】
前記流路１５は、後述するセンサから付与される供給指令信号に対応して粘性材料Ｍを供給する図示しないタンク及びポンプに接続されている。この流路１５は、前記貫通穴３２に挿通されるとともに、下流端１５Ａがプランジャ１３の供給口３５内に接続されている。これにより、供給される粘性材料Ｍは、常に供給口３５からチャンバ１１内に補充される一方、流路１５は、プランジャ１３の上下動に伴って移動することとなる。ここで、カバー部材２５の上方位置における流路１５回りには、プランジャ１３の上下高さ位置を検出するセンサ３７が装備されている。
【００１６】
前記センサ３７は、前記流路１５回りに設けられたドグ３８と、このドグ３８の図１中左側に配置されてこの高さ位置を検出するレベルセンサ３９と、前記レベルセンサ３９より上方に位置するとともに、何らかの障害によってレベルセンサ３９が作動しない際の予備としてドグ３８の高さ位置を検出するオーバーランセンサ４０とを備えて構成されている。これにより、レベルセンサ３９はドグ３８の高さ位置、つまり、プランジャ１３の高さ位置を検出して前記タンクに粘性材料Ｍの供給指令信号及び供給停止信号を付与することにより、チャンバ１１内の粘性材料Ｍが常に所定範囲量に維持されることとなる。
【００１７】
前記ノズル１６は、吐出管４１と、この吐出管４１を形成するとともに前記スペーサ筒２１に装着される袋ナット状の固定部４２とを備えて構成されている。この吐出管４１の開口径は、特に限定されるものでないが、本実施例では、０．２ｍｍ〜２．２ｍｍの範囲に設定されている。また、このノズル１６には、図示しないロボットに装着される支持部材４５が設けられており、このロボットを制御してシリンジ装置１０を所定吐出位置に移動可能としている。
【００１８】
前記開放手段１８は、吸気及び排気可能に設けられた図示しないポンプに接続されるとともに、カバー部材２５の外面側からシリンジ本体１２内に通じる通気路１７を備えている。この通気路１７は、シリンジ本体内１２におけるプランジャ１３とカバー部材２５との間の密封空間４６の空気圧を調整して、すなわち、正圧及び負圧を付与してプランジャ１３の上下動が可能となっている。これにより、チャンバ１１内に粘性材料Ｍを補充したときの内圧上昇の抑制と、吐出圧の付与とが行われる。
【００１９】
前記液ダレ防止手段１９は、アングル状に形成されたアーム部材４７と、このアーム部材４７の先端側に設けられて前記吐出管４１に接触する金属或いはゴム状のシール部材４８と、このアーム部材４７の基端側を支持して図１中矢印方向に回転させるロータリーアクチュエータ４９とを備えて構成されている。このロータリーアクチュエータ４９は、動作指令信号が付与されることによりアーム部材４７を回転させて、吐出管４１の開閉を行うようになっている。
【００２０】
なお、本実施例における開放手段１８、液ダレ防止手段１９、センサ３７及びシリンジ装置１０を支持するロボットは、図示しない制御装置を介して全体的に制御される。
【００２１】
次に、本実施例の全体的動作について説明する。
【００２２】
ここでは、シリンジ装置１０は、予め設定した軌跡に沿って粘性材料Ｍの吐出位置がティーチングされているものとし、チャンバ１１内には、図１に示されるように、粘性材料Ｍが設定された上限量収容されて一回目の吐出作業を行う状態であるものとする。このような状態において前記吐出作業は、通気路１７より密封空間４６内に正圧が付与されることにより、プランジャ１３が下降して粘性材料Ｍを吐出管４１より吐出して行われる。この吐出作業が完了して次の吐出作業への待機中には、プランジャ１３の下降及び吐出管４１から粘性材料Ｍの液ダレを防止するため、通気路１７より比較的弱い負圧が付与される。そして、前記吐出作業を繰り返し行うことにより、ドグ３８がチャンバ１１内の粘性材料Ｍの減少に伴って図２に示される位置まで下降すると、この位置をレベルセンサ３９が検出してその時点で行われている吐出作業の完了後、ロータリーアクチュエーター４９に動作指令信号が付与されることにより、アーム部材４７を回転して吐出管４１が塞がれることとなる。この後、前記タンクに供給指令信号が付与されて、粘性材料Ｍが流路１５を通ってチャンバ１１内に供給されるとともに、チャンバ１１内の内圧上昇を抑制可能な比較的強い負圧が通気路１７より密封空間４６内に付与される。そして、粘性材料Ｍが補充されるとプランジャ１３及びドグ３８が上昇して図４に示される高さに位置すると、レベルセンサ３９がこの位置を検出することにより、粘性材料Ｍの供給及び通気路１７からの負圧の付与を停止させるとともに、アーム部材４７を回転させて吐出管４１を開放し、シリンジ装置１０は再び図１に示される状態となる。
【００２３】
従って、このような実施例によれば、前述した粘性材料Ｍの吐出及び供給作業を一連の工程として自動的に繰り返し行うことができる。また、粘性材料Ｍの吐出待機時及び補充時において、開放手段１８の負圧調整と液ダレ防止手段１９とにより吐出材料Ｍが吐出管４１から垂れ下がるようなことがないので、吐出の開始点及び終了点が均一な状態に確保されるという効果を得る。
【００２４】
なお、前記実施例では、鉛直方向下向きに粘性材料Ｍを吐出する場合について図示、説明したが、本発明は、これに限定されるものでなく、例えば、粘度にもよるがシリンジ本体１２を傾倒或いは横向きにして吐出方向を変えても、前述したような吐出作業を行うことが可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、シリンジ装置は、チャンバの内圧上昇を抑制する開放手段と、ノズルを開閉する液ダレ防止手段とを備えて構成されているから、供給時におけるノズルから粘性材料のはみ出し或いは汚れを防止して、吐出の精度を良好に確保することができるという効果を得る。
【００２６】
また、開放手段はシリンジ本体内の空気圧を調整する通気路を備えた構成としたから、粘性材料の吐出待機時及び補充時それぞれの空気圧を適宜調整して、ノズルの液ダレを確実に防止することができる。
【００２７】
更に、流路の下流端はプランジャ内に接続されているから、吐出及び供給作業を繰り返し行った場合、チャンバ内に古い粘性材料が残留して劣化させる虞を有効に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係るシリンジ装置の概略正面断面図。
【図２】図１のシリンジ装置の粘性材料を吐出した後の状態を示す概略正面断面図。
【図３】図２のシリンジ装置の吐出管を塞いだ状態を示す概略正面断面図。
【図４】図３のシリンジ装置の粘性材料の供給後の状態を示す概略正面断面図。
【図５】従来のシリンジ装置の概略正面断面図。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、ノズルの液ダレした状態を示す概略図。
【符号の説明】
１０ シリンジ装置
１１ チャンバ
１２ シリンジ本体
１３ プランジャ
１５ 流路
１６ ノズル
１７ 通気路
１８ 開放手段
１９ 液ダレ防止手段
Ｍ 粘性材料

Claims (2)

1. 粘性材料を収容するチャンバを備えたシリンジ本体と、このシリンジ本体内に配置されて前記粘性材料に吐出圧を付与するプランジャと、前記チャンバ内に粘性材料を供給する流路と、前記シリンジ本体の先端側に設けられて、前記チャンバに連通するノズルとを備えたシリンジ装置において、
   前記チャンバ内に粘性材料を補充するときの内圧上昇を抑制する開放手段と、前記ノズルの先端を適宜開閉可能とする液ダレ防止手段とを備え、
   前記流路の下流端は、前記プランジャ内に接続されるとともに、前記粘性材料は、前記プランジャを通過してチャンバ内に供給されることを特徴とするシリンジ装置。
2. 前記開放手段は、前記粘性材料の吐出待機時及び補充時にシリンジ本体内の空気圧を調整する通気路を備えて構成されていることを特徴とする請求項１記載のシリンジ装置。

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