JP5042335B2 - バルブ - Google Patents

Description

本発明は、液体塗布用の計量バルブであって、クロージャ要素によって閉鎖でき、バルブが開放された時に液滴を吐出する吐出口を備える、計量バルブに関する。

上述したバルブとしては、先行技術、例えばその内容の全体を参照によって本発明の対象とする独国特許出願公開公報（DE 10 2007 020 361 A1）より知られている。上述した計量バルブは、自動生産および生産技術において、少量、極少量の範囲の液体や糊状媒体を塗布するために使用されている。この点において、任意の液体または糊状媒体は、粘度が高いものも低いものも、本出願においては液体という。液体を塗布するためには、バルブ内において液体を加圧し、バルブの小さな開口から液滴を吐出する。上記液滴は、吐出口と表面との間の空中を通過して流されて、速度を有したまま表面に塗布される。

独国特許出願公開第１０２００７０２０３６１号明細書

前述の種類の計量バルブでは、計量バルブを動作させずに液滴の衝突点の正確な位置を認識することができないため、バルブの組み立てに度々時間がかかってしまう。上述したように計量バルブを動作させることは、例えば接着剤などの媒体を使用する際には望ましいものではない。

本発明は、請求項１のプリアンブル部に従う計量バルブにおいて、取り付けコストおよび組み立てコストを実質的に低減することができる、計量バルブを提供することを目的とする。

上記目的は、請求項１の特徴、具体的には、液滴が吐出される領域に電磁的な輻射のビームを生成するビーム装置を備えるバルブよって充足される。可視光領域の輻射である場合、計量バルブを組み立ておよびアライメントする際に、所望のターゲット位置に液滴が正確に当たるように調整するための補助として可視光を利用することができるので、とりわけ簡便な方法で計量バルブの調整を行うことができる。

本発明の有利な実施形態を、発明の詳細な説明、図面および従属請求項をもって説明する。

第１の有利な実施形態によれば、ビーム装置の光軸と液滴の吐出方向とは実質的に一致する。生成された光ビームまたは光スポットが液滴の軌道に対応しているため、特に簡単な方法で計量バルブの調整を行うことができる。

ビーム装置が、液滴を吐出する領域に可視のマーキングを生成する光源およびレンズを備えると、より有利な場合がある。上記マーキングは、例えば、所望のターゲットに正確に当たるように計量バルブを組み立てまたは調整する際の補助となる光スポットとすることができる。

ビーム装置が、バルブの少なくとも一部が延びたレンズを備えると、とりわけコンパクト化のため有利である。したがって、例えば、計量バルブの一部が通って延びる横向きの切り欠きが設けられた円形レンズを使用することができる。これによって、計量バルブの吐出口の方向にレンズの光軸をオフセットすることが追加的に可能となる。同時に、レンズに設けられた切り欠きのため光スポットの像をより明瞭化できるので、より精密な位置決めが可能とされる。

さらに、計量バルブが、一端で吐出口に開口し、ビーム装置の光軸を横切る偏向区画を備える液体通路を有する場合には、さらなる効果がもたらされる。上述した手法では、計量すべき液体をビーム装置の光軸の領域に誘導することができるので、液滴は、ビーム装置の光軸または本質的に光軸の領域にある飛跡をカバーすることが可能となる。

さらに有利な実施形態によれば、光のマーキングは、構造が付与された光スポットを含むことができる。上述した構造とは、例えば、センサまたは人間の目による容易かつ高精度な調整を可能とする、非対称の光スポット、分割された光スポットまたは他の構造が付与された光の領域をいう。上述のような一定の構造を与える光のスポットは、液滴が当たるべき表面上に、例えばギャップを有する形状要素が生成されるように、レンズの特定の部分を覆ったり、ノッチを設けたりすることにより、生成することができる。

さらに有利な実施形態に従えば、計量バルブは、ビーム装置の補助により衝突点を容易に認識できるので、手で扱うことができるハンドヘルド装置として製作することができ、この結果、操作者が集束する光スポットと所望の衝突点とを一致させるように計量バルブを保持すれば、液滴もまた位置決めできる。

さらに有利な実施形態によれば、ビーム装置は、液滴が吐出される領域に不可視スペクトル領域の輻射を放射する輻射源を有することができる。この実施形態においては、輻射源の補助によって、光活性のある液体に対して能動的に影響を与えることができる。例えば、ＵＶ輻射により硬化する接着剤は、液滴の塗布後にＵＶ輻射のパルスを作用させると、接着ポイントの硬化を加速させることができる。同様に、赤外スペクトルまたは他の波長領域にある輻射パルスを、塗布された液滴に導くことも可能である。

上述した種類の計量バルブを動作させるための本発明による方法においては、塗布された液滴に物理的に作用し得る可視スペクトルまたは不可視スペクトルの輻射を、バルブの制御の後、かつ液滴の吐出の後に、吐出された液滴に向けて導くことができる。

本発明について、以下、純粋な一実施例として、有利な実施形態および添付した図面を参照しながら説明する。

計量バルブを通過する断面図。 図１の計量バルブの平面図。

図１に示す計量バルブは、加圧された液体を吐出ノズル４へとガイドするための液体流路１５が設けられたハウジング１６を備えており、液体通路１５は、バルブ・ニードル６によってシーリング・シート３に向けて押圧されたシーリング・ボール５の形状とされたクロージャ要素を備えている。図１のバルブ・ニードル６は、レバー１１を介してピエゾ駆動装置１２によって既知の仕方で垂直方向に上下する。ピエゾ駆動装置１２は、クランプネジ１３を用いてハウジング１６に固定されているので、シーリング・ボール５は、シーリング・シート３から周期的に持ち上げられ、加圧された液体が、液滴の形状でノズル４から吐出される。

図１に示す計量バルブは、さらに、ビーム装置を備えており、このビーム装置は、図示する実施形態では、例えばＬＥＤダイオードまたはレーザ・ダイオードの形式の輻射源１０と、ミラー９と、レンズ７とを含んでいる。可視または不可視の輻射１は、光源１０からミラー９の方向に放射され、そこで約９０度偏向されて、実質的に円形のレンズ（図２を参照。）７へ導かれる。輻射１は、その後、レンズ７によって集束され、ビーム装置の光軸Ｏに沿って表面２０上に導かれる。この点に関していえば、光軸Ｏは、吐出される液滴の飛跡と同軸、すなわち、吐出ノズル４の中心軸と光軸Ｏとが実質的に同軸に延びることになる。

図１および図２から明らかなように、レンズ７は、環状の中央部ウェブを備える円形のプラスチックレンズであり、概ねＶ形状の切り欠き１８を備えており、この切り欠き１８を通して、レバー１１と、ニードル締結部８と、バルブ・ニードル６とが延びている。レンズには、ダイアフラム１９が均等に設けられており、このダイアフラム１９は、また、計量バルブの調整を容易にするために表面２０上に生成される形状要素におけるギャップなどを形成するため、ノッチなどの形状として形成することができる。

参照記号１４は、ピエゾ駆動装置および光源１０のための電気的接続を示す。

図１から明らかなように、さらに、液体流路１５は、まず、シーリング・ボール５で閉鎖されたシーリング・シート３へと、その一端が開口する。このシーリング・シートには、横方向通路２２が連結している。この横方向通路は、シーリング・シート・キャリア２に形成されていて、バルブ・ニードル６の中心軸へと横方向に延びている。同時に、横方向流路２２は、光軸Ｏを直角に横切り、ノズル４が、交差ポイントの領域に設けられていて、これに対し、ノズル４は、横方向通路２２へと横方向に延びている。上述したように、横方向流路２２は、したがって偏向流路を提供し、液滴の吐出ポイントを光軸Ｏ上に設定させている。

光源１０により生成されるライト・ポイントは、取付、調整、または上述した計量バルブのアライメントのために使用することができる。光源１０とレンズ７との間の離間は、それぞれの液体の塗布について最適となるように、焦点１７が表面２０上の液滴の衝撃ポイントと一致するように、すなわち、ノズル４と表面２０との間の理想的な離間は、合焦した光マーキングが所望の衝撃ポイントとなるように計量バルブをアライメントするようにして、計量バルブの製造に際して、偏向ミラー９を考慮しながら選択される。

上述した計量バルブが据え付けマウントされた場合、さらに液滴がターゲットの表面２０を衝撃した後に輻射源１０を起動させ、光活性を有する液体に影響を与えるために利用することができる。例えば、ＵＶ輻射パルスで液滴を照射して、液滴を加速的に硬化させることができる。

１…輻射、２…シーリング・シート・キャリア、３…シーリング・シート、４…吐出ノズル、５…シーリング・ボール、６…バルブ・ニードル、７…レンズ、８…ニードル締結部、９…ミラー、１０…輻射源、１１…レバー、１２…ピエゾ駆動装置、１３…クランプネジ、１４…電気的接続、１５…液体流路、１６…ハウジング、１７…焦点、１８…切り欠き、１９…ダイアフラム、２０…表面、２２…横方向通路、Ｏ…光軸

Claims (13)

1. 液体塗布用の計量バルブであって、当該計量バルブが開成されるときに液滴が吐出される吐出口（４）を備え、
   前記計量バルブは、液滴が吐出される領域に電磁的な輻射のビームを生成するビーム装置をさらに備え、前記ビーム装置は、前記計量バルブの少なくとも一部（６，１１）が通って延びるレンズ（７）を備えることを特徴とする、計量バルブ。
2. 前記ビーム装置の光軸（Ｏ）と液滴の吐出方向とが略一致することを特徴とする、請求項１に記載の計量バルブ。
3. 前記ビーム装置が、前記レンズ（７）とともに、前記液滴が吐出される領域に可視のマーキングを生成するための光源（１０）をさらに備えることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の計量バルブ。
4. 前記レンズ（７）は、前記計量バルブの一部（６，１１）が配置される横方向の切り欠き（１８）を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の計量バルブ。
5. 一端で前記吐出口（４）に開口する液体流路（１５）を有し、前記液体流路が、前記ビーム装置の前記光軸と交差する偏向セクション（２２）を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の計量バルブ。
6. 前記マーキングが、所定形状を有した光のスポットを含むことを特徴とする、請求項３に記載の計量バルブ。
7. 手操作可能なハンドヘルド装置として製作されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の計量バルブ。
8. 前記ビーム装置が、前記液滴が吐出される領域に不可視スペクトルの輻射を伝搬させる輻射源（１０）を備えることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の計量バルブ。
9. 前記ビーム装置は、輻射パルスを生成することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の計量バルブ。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の計量バルブを動作するための方法であって、前記計量バルブの起動の後であって液滴の吐出の後に、吐出された液滴を輻射で照射することを特徴とする、方法。
11. 前記輻射は、ＵＶ輻射であることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 前記輻射は、パルス化されていることを特徴とする、請求項１０または請求項１１に記載の方法。
13. ターゲット表面上に液滴が衝突した時にだけ、該液滴を、輻射で照射することを特徴とする、請求項１０、請求項１１または請求項１２に記載の方法。