JP5239357B2 - ペースト塗布装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリンジ内に充填されたペーストを対象物に塗布するペースト塗布装置に関するものである。

ペースト塗布装置は、半田クリームや樹脂接着剤等のペーストをシリンジに充填し、適量を回路基板等の塗布対象物に向けて吐出する装置であり、多くのペースト塗布装置に備えられて広く用いられている。ペーストを安定して塗布するためには、シリンジ内のペーストを使い切る前にペーストを補給したり新たなシリンジと交換したりする作業が随時必要となる。従来、ペーストの残量は目視や作業時間による使用量予測に基づいて管理されていたが、不確実さが伴うものであったため、センサを用いることで残量を機械的に検知する装置が提案されている（特許文献１参照）。
特開平５−２０８１５７号公報

特許文献１は磁気センサを用いてペーストの残量を検知する装置を開示し、その原理は、シリンジ内に充填されたペーストを封止するプランジャにマグネットを取り付け、シリンジ内のペーストの吐出にともなって変位するプランジャの位置をマグネットの接近を検知する磁気センサによって検出するというものである。この装置によればシリンジ内のペーストの残量を検知することは可能であるが、マグネットが取り付けられたプランジャをシリンジに装着する作業がペーストの補充やシリンジの交換の度に発生し、作業負担が増大するだけでなく装着ミスや無装着等の人為的ミスが介在する余地がある。

そこで本発明は、作業負担増や人為的ミスを誘発させることなくシリンジ内のペースト残量を検知することができるペースト塗布装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載のペースト塗布装置は、一方の開口から加圧されることで内部に貯留したペーストを他方の開口から吐出するシリンジを備えたペースト塗布装置において、吐出によって移動する液面の変位を検知対象域におけるペーストの有無に応じて変化する静電容量によって検知する静電容量センサを備え、前記静電容量センサは前記シリンジの側方に対向する箇所に前記シリンジの外周形状に沿う凹部を有する。

請求項２に記載のペースト塗布装置は請求項１に記載のペースト塗布装置であって、前記静電容量センサを前記液面の変位方向に距離をおいて複数個配置した。

請求項３に記載のペースト塗布装置は請求項１または２に記載のペースト塗布装置であって、前記静電容量センサを前記シリンジに対して固定する部材のうち少なくとも前記静電容量センサに近接したものが非金属材である。

本発明のペースト塗布装置は、静電容量センサの検知対象域におけるペーストの有無に応じて静電容量が変化する性質を利用してシリンジ内のペーストの液面の変位を検知し、シリンジ側に加工を施したり、マグネット等の被検知手段を装着したりする手間を要しないので、きわめて容易かつ安全にシリンジ内のペースト残量を検知することができる。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態のペースト塗布装置を示す側面図、図２（ａ）は本発明の実施の形態のペースト塗布装置におけるシリンジと静電容量センサの固定方法を示す平面図、図２（ｂ）は本発明の実施の形態のペースト塗布装置におけるシリンジと静電容量センサの固定方法を示す側面図である。

本実施の形態のペースト塗布装置は、樹脂製のシリンジ１およびプランジャ２と、静電容量センサ３を備えている。シリンジ１は中空管であり、上部開口１ａからエポキシ系のペースト４が充填される。プランジャ２はシリンジ１内に充填されたペースト４の液面に浮揚し、シリンジ１の内部を上下に２つの空間に仕切っている。このうち下部空間はペースト４が充填されたペースト充填空間５であり、上部空間はペーストが充填されていないペースト非充填空間６である。上部開口１ａから圧縮空気を供給すると加圧されたプランジャ２が下方に移動し、これに伴ってシリンジ１の下部開口となる吐出口１ｂから適量のペースト４が吐出される。ペースト４の吐出によりシリンジ１内のペースト充填量が減少し、ペースト４の液面が下方に変位する。

静電容量センサ３はシリンジ１の側方に接触もしくは近接して配置される。静電容量センサ３は内部に対向配置した主電極と補助電極を樹脂で覆って形成されている。静電容量センサ３は、静電誘導効果により主電極と大地電位間の静電容量が増加する現象を利用して金属または誘電体の接近を感知し、静電容量変化に応じて発振振幅を変化させてケーブル７を通じて外部に電気信号を出力する構成となっている。静電容量センサ３はその側方を検知対象域とし、この検知対象域がペースト充填空間５である場合とペースト非充填空間６である場合とではペースト４の有無により静電容量が変化するので出力する電気信号が異なる。

シリンジ１に充填されたペースト４は吐出回数を経るごとに減少し、最終的には使い切られてしまうため、静電容量センサ３の検知対象域は吐出開始直後にはペースト充填空間５であっても最終的にはペースト非充填空間６となる。静電容量センサ３は１本のシリンジ１に対して１個または複数個を配置することが可能であり、１個の静電容量センサ３をシリンジ１の下端近傍が検知対象域となるように配置すると、全てのペースト４が使い切られるタイミングで静電容量が変化するため、シリンジ１の交換もしくはペースト４の補充を要する時期を的確に把握することができる。また、複数個の静電容量センサ３をペースト４の液面の変位方向に適宜距離をおいて配置すると、上側の静電容量センサ３から順に静電容量が変化するので、ペースト残留量を各静電容量センサ３の高さに応じて段階的に把握することができる。

本実施の形態では、静電容量センサ３をシリンジ１に対して固定する部材には樹脂等の非金属材質のものを使用している。静電容量センサ３は金属や誘電体に反応するので、空間５、６の境界の微小な変位を正確に検知するためには静電容量センサ３を囲む一定領域内から金属材質のものを排除することが好ましいからである。

静電容量センサ３は樹脂ブラケット１０によって両側から挟みこまれた状態で樹脂ブラケット１１に取り付けられている。２個の樹脂ブラケット１０を樹脂ブラケット１１に固定する部材には樹脂ボルト１２を用いている。シリンジ１はその上下端部をそれぞれコ字型ブラケット１３の水平部１３ａ、１３ｂに直立姿勢で固定されている。樹脂ブラケット１１はボルト１４を用いてコ字型ブラケット１３の鉛直部１３ｃに固定されている。静電容量センサ３はシリンジ１の側方に対向する位置に固定された状態となっている。なお、静電容量センサ３はシリンジ１の側方に対向する箇所にシリンジ３の外周形状に沿う曲面状の凹部３ａが形成されている。この凹部３ａはセンサ面であり、センサ面全体がシリンジ１と等距離になることでセンシング性能の安定と精度向上を図っている。

シリンジ１と静電容量センサ３を固定したコ字型ブラケット１３は、鉛直方向に直動可能なスライダ１５に装着されており、直動装置１６の駆動によってシリンジ１の下端に装着されたノズル１７を回路基板１８に近接させてペースト４を塗布できるようになっている。

静電容量センサ３は検知対象域におけるペースト４の有無によって静電容量が変化するだけでなく、シリンジ１自体の有無によっても静電容量が変化するので、シリンジ１を未装着のままペースト塗布作業を開始してしまうような不具合の発生を未然に防止することが可能である。

本発明のペースト塗布装置は、半田クリームや樹脂接着剤等のペースト状の材料を回路基板等に塗布することに利用可能である。

本発明の実施の形態のペースト塗布装置を示す側面図 （ａ）本発明の実施の形態のペースト塗布装置におけるシリンジと静電容量センサの固定方法を示す平面図（ｂ）本発明の実施の形態のペースト塗布装置におけるシリンジと静電容量センサの固定方法を示す側面図

符号の説明

１ シリンジ
１ａ 上部開口
１ｂ 吐出口
３ 静電容量センサ
４ ペースト
１０、１１ 樹脂ブラケット
１２ 樹脂ボルト

Claims (3)

1. 一方の開口から加圧されることで内部に貯留したペーストを他方の開口から吐出するシリンジを備えたペースト塗布装置において、
   吐出によって移動する液面の変位を検知対象域におけるペーストの有無に応じて変化する静電容量によって検知する静電容量センサを備え、
   前記静電容量センサは前記シリンジの側方に対向する箇所に前記シリンジの外周形状に沿う凹部を有することを特徴とするペースト塗布装置。
2. 前記静電容量センサを前記液面の変位方向に距離をおいて複数個配置した請求項１に記載のペースト塗布装置。
3. 前記静電容量センサを前記シリンジに対して固定する部材のうち少なくとも前記静電容量センサに近接したものが非金属材である請求項１または２に記載のペースト塗布装置。

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