JP4303119B2 - 粘性媒体送り装置 - Google Patents

Description

本発明は一般に、粘性媒体を送る分野に関し、より詳細には、噴射装置内に粘性媒体を送ることに関する。

噴射装置では、噴射される媒体はまず、チャンバに運ばれ、又は送られ、その後ノズルを通してチャンバから噴出される。したがって、媒体の液滴は、装置から離れ、普通は近接して配置された表面に衝突し、それによって表面に点が形成される。チャンバに媒体を送る動作は、例えば噴出量、すなわち液滴の量に関しては、装置の性能に大きな影響がある。

全体的に優れた性能を示す従来技術の装置が、国際特許公開第ＷＯ９９／６４１６７号に開示されている。ここで、送り装置の基本的な部分は、円筒形の穿孔内に配置され、互いの上部に積み重ねられた、複数のＯリングによって画定された管状部と、管状部を通って延びるねじ切りシャフトである。ねじの上端部には、粘性媒体の入口が設けられ、下端部には出口が設けられている。出口は、噴出機構のチャンバと連通し、前記チャンバはノズルのところで開口している。チャンバに媒体を充填するためには、ねじと考えることができるシャフトは、例えばいくらか回転し、それによって媒体は出口からチャンバ内に押し込まれる。噴出機構はその後、チャンバの量を急速かつ一時的に減らすことにより、ノズルを通して媒体を押し出す。

しかし、寸法が小さいので、ねじは高精度に製造するのが難しく、ねじのねじ山に対して優れた可撓性シールを提供しながら、Ｏリングを積み重ねることは、送り装置を通した媒体の運搬に関しては最適ではない。というのは、ある量の媒体は、隣接するＯリング間に形成される狭いリセスの底部領域で積み重なる傾向があるからである。

しかし、送りねじの問題がない、送り装置を備える別のタイプの装置がある。この装置は、ドイツ特許出願公開第ＤＥ２６４９０４５号に示す押出成形機である。押出成形機の送り装置は、円筒形シャフトと、内側ねじを有する筒状部とを備えている。円筒形シャフトが回転すると、プラスチック顆粒が回転に伴って引きずられる。ねじは、プラスチック顆粒の回転運動を案内し、ねじに沿った運動に変え、それによって顆粒は送り装置を通って前方に送られる。

この従来技術の送り装置は押出成形機内で十分に機能し、噴射装置に同じ送り装置の原理を使用することが望ましいだろう。しかし、押出成形機の送り装置は、送り管の壁面とシャフトの間に間隙又は隙間がある。摩擦による熱上昇を許容レベルで保持するために、隙間が必要であるが、噴射装置で使用される粘性媒体について漏洩の問題が起こる。従来技術の押出成形機の送り装置の基本構造を、噴射装置の送り装置に適用する場合は、均等な液滴寸法を得る問題があった。ある量の媒体を噴出チャンバ内に送るためにシャフトを回転させると、圧力が発生し、それによってある量の粘性媒体が隙間を通して押し戻される。送り装置の寸法が小さく、各液滴の量が少ないので、液滴の寸法が任意に、又は完全には制御可能ではなく変化することにより、望ましくない問題が起こる。

加えて、シャフトは回転可能ではないので、隙間をなくすことはできないであろう。

本発明の目的は、従来技術の送り装置の欠点がない、送り装置を提供することである。

この目的は、添付の特許請求の範囲による、粘性媒体送り装置、及び送り管によって達成される。

本発明の一態様では、粘性媒体送り装置は、入口と、出口と、一端部が前記入口に連結され、他端部が前記出口に連結される内側ねじを有する管状部と、前記管状部内に配置され、それと同軸に延びる回転可能な円筒形シャフトと、前記シャフトに連結される駆動モータとを備えている。管状部は弾性があり、シャフトは前記管状部の内壁部に当接する。

本発明の別の態様では、送り管は、粘性媒体送り装置に取り付けることが可能であり、入口と、出口と、一端部が前記入口に連結され、他端部が前記出口に連結される内側ねじを有する管状部とを備えている。管状部は弾性がある。

管状部に１つ又は複数の内側ねじを設けることにより、従来技術のＯリングの上述の問題がなくなるが、従来技術の押出成形機の送り装置の利点は維持される。内側ねじはそれぞれ、粘性媒体が容易に前進される、別々の連続水路を具体化している。

加えて、この内側ねじにより、どちらかと言えば円筒形シャフトとして設けられたシャフトから外側ねじを省くことが可能になる。シャフトが回転すると、媒体は粘性があるので、回転運動に伴って引きずられる。シャフトの表面が完全に滑らかな場合でも、この効果が得られる。しかし、媒体の回転運動は、管状部の内側ねじによって変えられ、したがって媒体はねじに沿って、出口を通って管状部の外に送られる。

さらに、管状部は弾性があり、それによって送り装置のシャフトが管状部の壁面部に当接することが可能になる。したがって、本発明による送り装置を噴射装置で使用した場合、従来技術の押出成形機の送り装置に関連して上に論じたような漏洩の問題は起こらない。反対に、シャフトと壁面部の間に密封が与えられ、１つ又は複数のねじに沿って媒体が効率的に送られることにつながる。さらに、弾性又は弾力性、性状により、媒体がはんだペーストの粉末などの小さな金属粒子である場合、粒子が塗りつけられることなく、壁面部とシャフトの間を実際に通過することが可能になる。はんだペーストなどを送る際、スミアリングは一般的な問題であるので、このことは重要である。さらに、弾性の性状により、シャフトの直線度の許容範囲を広くすることが可能になり、シャフトの回転の振動が可能になる。許容範囲が広くなったというこの利点はまた、従来技術の押出成形機の送り装置と比べても確かである。

送り装置の発明的機械構造は、別の効果を示していた。従来技術のねじ送り装置を噴射装置で使用する場合、均一な量の噴射液滴を得ることは難しかった。時によって、変更が周期的であった。変更は少ないが、精度の要件が極めて高い特定の応用例には重要である。しかし、本発明による送り装置の構造により、驚くことに、量の変更は実質的になくなった。固定された内側ねじでは、従来技術の送り装置の回転している外側ねじよりも、媒体がより一定して送られることが主な原因と考えられる。追加の変更減少効果はおそらく、入口がねじの一端部に連結されていることにより得られる。これは、粘性媒体がねじ内に直接案内され、それによってねじが不均一に充填される危険が多少はなくなるということである。

追加の利点として、従来技術のねじの製造と比べて、シャフトの製造が実質的に簡単になる。

この応用例の目的で、「粘性媒体」という用語は、はんだペースト、フラックス、接着剤、導電性接着剤、又は基板上に部品を固定するのに使用するあらゆる他の種類の媒体、導電性インク、抵抗体ペーストなどと解釈されるべきものであること、また「基板」という用語は、プリント基板（ＰＣＢ）、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）用基板、チップ・スケール・パッケージ（ＣＳＰ）、カッド・フラット・パッケージ（ＱＦＰ）、ウェハ、フリップ・チップなどと解釈されるべきものであることを注意されたい。

有利な実施例では、管状部は、例えばゴムなどのエラストマーでできていることが好ましい。エラストマーは、優れた密封性を与え、十分な可撓性を有するという点において、望ましい。加えて、射出成形、又はいくつかの他の簡単かつ費用効率の良い方法による成形によって製造することができる。

他の有利な実施例では、ねじは底部が湾曲している。すなわち、ねじの螺旋ねじ山を画定し、これに沿って延びるねじの螺旋溝は、角部が鋭くない断面をしている。溝はむしろ、Ｕ字形などの形状をしている。これによって、媒体が十分に解放され、媒体が、そうでなければ起こる可能性の高い、溝の角領域で積み重なるのが防止される。

別のさらに有利な実施例では、管状部は、複数の内側ねじを備え、これらは各実施例で異なる構造に連結されている。例えば、ある実施例では、前記複数の内側ねじは、単一の入口及び単一の出口に連結されており、別の実施例では、前記複数の入口はそれぞれ、別々の入口及び共通の出口に連結されている。

送り管の一実施例では、少なくともその実質部分は、非円形の外形をしている。これは特に、従来技術のＯリングが積み重なることと比べて、有利である。というのは、非円形の形状が、送り管の回転を少なくとも実質的に防止するからである。一方、Ｏリングは同じ程度には係止されず、それによってＯリングがねじと一緒に回転される状況につながる可能性がある。これにより、送り装置からの粘性媒体の出力が減少することになる。

発明の別の目的及び利点を、実施例を例示することにより以下に論じる。

本発明の例示的実施例を、添付の図面を参照して以下に説明する。

以下に、本発明を噴射装置の応用例で説明する。しかし、本発明は、粘性媒体送り装置を備える他のタイプの装置に適用することもできることに注意されたい。図１に示すように、普通の噴射装置１は、粘性媒体容器３と、送り装置機構５と、噴出機構７とを備える。媒体経路９は、媒体容器３を送り装置５の入口１１に連結させ、送り装置５の出口１３は噴出機構７に連結されている。より詳細には、送り装置５は、駆動モータ１５と、モータ１５に連結されるシャフト１７と、装置の本体２１の穿孔に取り付けられる送り管１９とを備える。シャフト１７は、送り管１９内に案内される。

図２〜５により詳しく示すように、送り管１９は、長手貫通孔である管状部２３を有する。管状部２３の中心軸は、送り管１９の長手軸と一致する。入口１１は、孔２３の一端部２７（以下、上端部と呼ぶ）に近接して形成され、前記中心軸に対して径方向に延びて、円錐台の形状を支承する。出口１３は、孔２３の他端部、すなわち下端部２９に形成され、出口１３の端部は前記下端部２９と一致する。管状部２３の主要部は基本的に円筒形であるが、内側ねじ２５を備えており、出口孔１３は円錐台であり、下端部２９に向かってテーパ状になっている。ねじ２５は、入口１１から出口１３まで延びている。

送り管の外形を見ると、その主要な細長い部分、すなわちシャフト部４３は楕円などの非円形断面をしている。本体２１の穿孔の対応する部分は、同様の形状をしている。それによって、入口１１を媒体経路９と十分に位置合わせして、送り管を本体２１に取り付けることが簡単になる。さらに、送り管１９は円筒形のヘッド部４５を有し、シャフト部４３に連結されている。ヘッド部の直径は、シャフト部４３の直径よりも大きい。入口１１は、図５に示すように、ヘッド部４５の外壁４７からその内壁４９まで径方向に延びている。送り管１９の端部５１は、シャフト部４３から長手方向に突起している。端部５１は部分的に、円錐台の形状をしており、出口孔１３の少なくとも一部を画定し、端部５１を通って延びている。

送り管１９の内側ねじ２５は、入口１１と出口１３の間に螺旋状かつ平行に延びる溝５３及びねじ山５５からなる。少なくとも溝５３の底部が湾曲しており、溝５３の断面がアーチ形状をしていることが好ましい。一方、シャフト１７の壁面に対して優れた密封を得るのに十分なだけの大きさの当接領域を提供するため、ねじ山５５はこの実施例では、ほぼ平らである。

送り管は、シャフトの１７の可能性のある振動又は傾斜に適応することができるように、弾性材料でできている。シャフト、又は軸１７は、単にその一端部に堅く固定されているので、わずかな振動の可能性がある。さらに、送り管を通して押し込まれる粘性媒体がはんだペーストである場合に、送り管が非弾性材料でできていると、その小さな金属粒子は、シャフトとねじ山の間に塗りつけられる可能性が高い。スミアリングにより、動作上の障害が生じることがある。上に述べたように、送り管はゴム、又はいくつかの他のエラストマーでできていることが好ましい。ＶＩＴＯＮ（登録商標）、及び同様の性状をもつ他のゴム材料がゴム材料として好ましい。シャフト１７は、上端部２７から出口１３の始端まで延びる円筒部と、下端部２９の直前で終端する連続テーパ状端部とを有する。小さな空間が、テーパ状端部と出口１３の壁面の間に設けられている。短い通路３１が、出口１３の端部を噴出機構７に連結する。

噴出機構は、噴出手段３３、ここではピストンと、ノズル３５と、噴出チャンバ３７とを備える。ピストン３３は、アクチュエータ４１に連結されている。ピストン３３は、静止位置に偏倚され、前記アクチュエータ４１により静止位置からノズル３５に向かって移動可能である。

実際、粘性媒体は普通、重力、又は容器内の媒体に加えられる空気圧によって、容器３から入口１１内に押し込まれる。シャフト１７が回転すると、媒体は粘性があるので、回転運動に伴って引っ張られる。入口１１はねじ２５の始端で終わるので、媒体はしたがってねじ２５内にかつこれに沿って送られる。送り管１９の端部では、媒体が出口１３から噴出機構７及び噴出チャンバ３７内にまでに送られる。アクチュエータ４１を付勢することにより、ピストン３３はノズル３５に向かって急速に移動し、ある量の媒体が噴射される。

本発明による粘性媒体送り装置は、多くの異なるタイプの噴射装置で使用することができる。しかし、多くの他の望ましい特徴により、新しい送り装置を備える特定の利益のある噴射装置が、交換可能なカセット、又はアセンブリとして構成されている。例えば、カセット型噴射装置が、国際特許出願公開第ＷＯ００／６１２９７号に開示されている。これは具体的には、粘性媒体噴射機のスタンドと噛み合う装置ホルダと、スタンドの相補型インターフェースに適合するインターフェースとを備えている。装置ホルダは、噴射装置をスタンドに正確かつ固く取り付けることができるように、位置合わせ要素及び係止要素を備えている。インターフェースは、装置の動作を制御する電気及び空圧要素を備えている。この噴出装置の利点は単に、容器が空である場合、又は他のタイプの粘性媒体を使用する場合、装置全体が交換されることである。

以上、本発明による粘性媒体送り装置及び関連する送り管の好ましい実施例を説明した。これらは、非限定的な例として考えるべきものである。特許請求の範囲によって規定される発明の範囲内で、多くの変更形態が可能である。以下に、このような変更形態のいくつかの例を提供する。

したがって、ある代替実施例では、送り管の管状部は、複数の内側ねじを備えている。ねじはそれぞれ、前記入口及び前記出口に連結されている。

別の代替実施例では、管状部は、複数の内側ねじと、対応する複数の入口及び出口とを備えている。各ねじは、１つの入口及び１つの出口にそれぞれ連結されている。この実施例では、媒体経路は端部が、送り管の上部を囲むように広がって長くなっており、それによって全ての入口に媒体が供給される。

別の実施例では、管状部は複数の内側ねじと、対応する複数の入口と、１つの出口とを有する。前記複数のねじはそれぞれ、前記複数の入口の１つ、及び前記出口に連結されている。

本発明による送り装置の実施例を利用する、噴射装置の部分断面図である。 図１の部分拡大図である。 本発明による送り管の一実施例の斜視図である。 図３の送り管の端面図である。 図３の送り管の断面図である。

Claims (21)

1. 複数の内側ねじ、これら複数の内側ねじと対応する複数の入口、および一つの出口を有する管状部を備え、
   前記複数の内側ねじのそれぞれは、前記複数の入口のそれぞれと連結されるとともに一つの前記出口と連結されており、また、
   前記管状部内に配置され、該管状部と同軸に延びる回転可能な円筒形シャフトと、
   前記シャフトに連結された駆動モータと、
   を備え、前記管状部は弾性があり、前記シャフトは前記管状部の内壁部に当接する粘性媒体送り装置。
2. 前記内壁部が、前記内側ねじのねじ山を備える、請求項１に記載の送り装置。
3. 前記管状部が、エラストマーでできている、請求項１又は２に記載の送り装置。
4. 前記管状部がゴムでできている、請求項３に記載の送り装置。
5. 前記管状部が、取り外し可能な管内に含まれている、請求項１から４までのいずれか一項に記載の送り装置。
6. 前記内側ねじが湾曲した底部を備える、請求項１から５までのいずれか一項に記載の送り装置。
7. 前記管状部が複数の出口を有し、前記複数の内側ねじは、該複数の出口のそれぞれに接続している、請求項１から６までのいずれか一項に記載の送り装置。
8. 前記管状部がテーパ状の出口端部を有し、前記シャフトが前記テーパ状の出口端部内に延びるテーパ状端部を有する、請求項１から７までのいずれか一項に記載の送り装置。
9. 前記粘性媒体が粒子を含む、請求項１から８までのいずれか一項に記載の送り装置。
10. 前記粘性媒体がはんだペーストである、請求項１から９までのいずれか一項に記載の送り装置。
11. 粘性媒体容器と、前記粘性媒体容器に連結された粘性媒体送り装置と、前記粘性媒体送り装置に連結された噴出機構とを備える粘性媒体噴射装置であって、前記粘性媒体送り装置が、
    複数の内側ねじ、これら複数の内側ねじと対応する複数の入口、および一つの出口を有する管状部を備え、
    前記複数の内側ねじのそれぞれは、前記複数の入口のそれぞれと連結されるとともに一つの前記出口と連結されており、また、
    前記管状部内に配置され、それと同軸に延びる回転可能な円筒形シャフトと、
    前記シャフトに連結された駆動モータと
    を備え、前記管状部は弾性があり、前記シャフトは前記管状部の内壁部と当接する粘性媒体噴射装置。
12. 粘性媒体噴射機のスタンドと噛み合い可能な装置ホルダと、スタンドの相補型インターフェースに適合するインターフェースとを備える粘性媒体噴射装置であって、前記インターフェースは、装置の動作を制御する電気及び空気圧要素を備える、請求項１１に記載の粘性媒体噴射装置。
13. 粘性媒体送り装置内に取り付け可能であると共に、入口と、出口と、一端部が前記入口に連結され、他端部が前記出口に連結された内側ねじを有する管状部を備えた送り管であって、前記管状部は弾性があり、かつ少なくとも大部分の外形が非円形である送り管。
14. 前記入口が、前記管状部の一端部に近接して配置され、該管状部の側壁を通って延びる、請求項１３に記載の送り管。
15. 前記管状部が、一端部にテーパ状の端部を有する、請求項１３または１４に記載の送り管。
16. 前記内側ねじが湾曲した底部を有する、請求項１３から１５までのいずれか一項に記載の送り管。
17. 前記管状部がエラストマーでできている、請求項１３から１６までのいずれか一項に記載の送り管。
18. 前記管状部がゴムでできている、請求項１７に記載の送り管。
19. 請求項１３から１８までのいずれか一項に記載の送り管を含む粘性媒体送り装置であって、前記管状部に同軸に延在する円筒形シャフトおよび該円筒形シャフトに結合された駆動モータを有する粘性媒体送り装置。
20. 粘性媒体を送るために請求項１９に記載の粘性媒体送り装置を使用する粘性媒体噴射装置。
21. 噴射前に粘性媒体の所定量を収める噴射チャンバ、該噴射チャンバに連通するノズル、前記粘性媒体を前記噴射チャンバから前記ノズルを通して噴射させる噴射手段および請求項１９に記載の粘性媒体送り装置を有する粘性媒体噴射装置。

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