JP6452147B2 - 液体材料吐出装置 - Google Patents
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Description
なお、本発明における「吐出」とは、液体材料が吐出口から離間する前にワークに接触するタイプの吐出方式、および、液体材料が吐出口から離間した後にワークに接触されるタイプの吐出方式を含むものである。
ここで、出願人が提案した装置として、ノズル、貯留容器および吐出用部材をハウジングを介して一体的に構成した接液部と、ハウジングが装着される支持部材を有する保持部、並びに、吐出用部材を作動させる駆動部とを有する本体部を備え、吐出用部材と駆動部を連結部材により着脱可能に構成し、且つ、ハウジングと保持部を着脱可能に構成することで、接液部と本体部とを着脱可能とした液体材料吐出装置であって、ハウジングが、支持部材に支持された状態で水平動して保持部に着脱されること、および、ハウジングを保持部に装着された状態で上下動して吐出用部材と駆動部を着脱可能であることを特徴とする液体材料吐出装置、がある(特許文献4)。
出願人が提案した特許文献4記載の発明では、落下対策を施して一定の効果を上げていたが、着脱の操作に慣れが必要であるという課題があった。また、接液部を固定するためにネジ等の着脱が必要な部品が必要であり、部品落下のおそれは依然として存在していた。さらに、接液部の最も幅が広い部分をホルダの凹部に挿入する構成のため装置全体の幅が広くなっていた。
上記液体材料吐出装置において、前記ハウジングが、肩部を有するハウジング下部と、前記ハウジング下部よりも細幅のハウジング上部と、を備えて構成され、前記可動部材と前記肩部とで前記ホルダを挟むことにより、前記接液部を前記本体部に固定することを特徴としてもよい。ここで、好ましくは、前記可動部材が、前記ハウジング上部が挿入される貫通孔が設けられた平板状の部材からなることを特徴とし、より好ましくは、前記可動部材の幅が、前記ホルダの幅以下であることを特徴とし、さらに好ましくは、前記ハウジング上部の外周面には、外ネジ部が設けられており、前記可動部材の前記貫通孔の内周面には、前記外ネジ部と係合する内ネジ部が設けられており、前記可動部材を正逆回転させることにより、前記外内ネジ部の作用により前記吐出用部材および前記駆動部を着脱可能であることを特徴とする。
上記ハウジング下部と上記ハウジング上部とを備える液体材料吐出装置において、前記ハウジング下部が角柱状であることを特徴としてもよい。
別の本発明の塗布装置は、上記ハウジング下部と上記ハウジング上部とを備える液体材料吐出装置と、前記貯留容器に貯留された液体に圧力を印加するための圧縮気体を供給する圧縮気体源と、前記液体材料吐出装置の駆動部および圧縮気体源気体圧を制御する吐出制御部と、塗布対象物を載置するワークテーブルと、前記液体材料吐出装置とワークテーブルとを相対的に移動させるXYZ駆動機構と、前記XYZ駆動機構の動作を制御する駆動制御部と、を備えることを特徴とする。
(1)接液部を固定するためにネジ等の着脱が必要な部品や当該部品を着脱するための工具が不要であるので、落下物によるワーク等の損傷を防止することができる。
(2)ホルダ上面で可動部材を支持しながら接液部を装着するので、ホルダ挿入作業時の接液部の落下を防止することができる。
(3)外内ネジ部を備える構成においては、可動部材を正逆回転することにより外内ネジ部の作用で接液部と本体部との着脱を行うことができるので、初めての者でも容易に着脱を行うことができる。
(4)接液部の細幅の箇所をホルダで保持するため、装置全体の幅をスリムにすることができる。
≪第1実施形態≫
図1に第1実施形態の液体材料吐出装置1の概略斜視図を示す。また、図2に第1実施形態の液体材料吐出装置1において、本体部15から接液部2を取り外した状態を表す概略斜視図を示す。さらに、図3に第1実施形態の液体材料吐出装置1におけるホルダ19の断面を表す斜視図を示す。なお、図1および図2においては、各部材が重なってしまう部分を見やすくするため、貯留容器4を点線で表している。
以下では、スクリュー式の液体材料吐出装置を例として説明する。なお、説明の都合上、駆動部16側を「上」、ノズル3側を「下」、ベース18側を「奥」、貯留容器4側を「手前」と呼称することがある。
接液部2は、液体材料を吐出するノズル3と、液体材料を貯留するシリンジからなる貯留容器4と、スクリュー5と、ハウジング6と、延設部材7とを備えて構成される。ノズル3、貯留容器4およびスクリュー5は、ハウジング6および延設部材7を介して一体的に構成されている。ハウジング6は、その内部にノズル3および貯留容器4と連通する吐出流路が形成され、吐出流路にはスクリュー5が挿入される。スクリュー5は、吐出流路中の液体材料に送出作用を及ぼしノズル3へと送出するための吐出用部材である。また、ハウジング6には取付部材を介して貯留容器4が取り付けられる。第1実施形態の取付部材は、水平方向に延びる延設部材7であり、貯留容器4がハウジング6と平行な位置関係で取り付けられる。ハウジング6を貯留容器4に取り付ける取付部材は例示の形状に限定されず、例えば、貯留容器4から斜め下方に延びる取付部材を用いてもよい。延設部材7は、その内部に流路が形成され、貯留容器4とノズル3とをハウジング6内部に形成された延設流路および吐出流路を介して連通させる。貯留容器4の延設部材7とは反対側には、圧縮気体を供給する配管を接続するためのアダプタチューブ14が取り付けられる。
ホルダ上部20は、平行に延びる一対の支持腕を有しており、一対の支持腕の内側面はU字形である。ホルダ上部20のU字内側面には、U字奥側に位置する上部曲面部26と、U字手前側に位置する側面視L字状の平面からなる一対の上部平面部27とが形成されている。上部曲面部26は、ハウジング上部8(ハウジングネジ部10)の外側面に沿う形状(円弧状)に形成されており、上面から見て半円形をなしている。ホルダ上部20を構成する一対の支持腕間の距離(すなわち、上部曲面部26の手前側に形成される2つの上部平面部27の間の距離)は、ハウジング上部8の径と実質的に同じ長さとなっている。上部平面部27は、L字を構成する大きい矩形面からなるホルダ上部内面22と、L字を構成する小さい矩形面からなる延長面24とから構成される。延長面24は、円弧状の曲面をなす連絡面25を介してホルダ下部内面23と接続している。
上部平面部27と下部曲面部29との間にも段差が形成されており、この段差にできる下面(すなわちホルダ上部20の下面)が境界面B31を構成する。この境界面B31は、ホルダ19の下部平面部29の上端と接しており、下部平面部29と下部曲面部28が接する終端位置付近で先細りとなっている。
液体材料吐出装置1は、図9に示すように、卓上型の塗布装置100に搭載され、吐出装置1とワークテーブル103とをXYZ軸駆動装置(111,112,113)により相対移動させ、ワーク106上に液体材料を塗布する作業に用いられる。例示する塗布装置100は、架台101と、塗布対象物であるワーク106を載置するワークテーブル103と、液体材料吐出装置1とワークテーブル103とをX方向121に相対移動させるX駆動装置111と、液体材料吐出装置1とワークテーブル103とをY方向122に相対移動させるY駆動装置112と、液体材料吐出装置1とワークテーブルと103とをZ方向123に相対移動させるZ駆動装置113と、液体材料吐出装置1の動作を制御するディスペンスコントローラ(吐出制御部)105と、およびXYZ駆動装置(111,112,113)の動作を制御する駆動制御部(図示せず)とを備えて構成される。
ディスペンスコントローラ105は、圧縮気体源102からの圧縮気体を所望の条件で貯留容器4へ供給する。また、架台101の上面には、操作ボタン104が設けられている。
XYZ駆動装置は、例えば、公知のXYZ軸サーボモータとボールネジとを備えて構成され、液体材料吐出装置1の吐出口をワークの任意の位置に、任意の速度で移動させることが可能である。XYZ駆動装置の動作は、制御装置により制御される。
なお、本発明の液体材料吐出装置1が、卓上型の塗布装置のみならず、非卓上型の塗布装置にも搭載できることは当然である。
以下に、第1実施形態の液体材料吐出装置1における接液部2の取り外し手順および取り付け手順について説明する。なお、以下では、ハウジング6が上昇するように止めナット12を回転させることを「締める」、ハウジング6が下降するように止めナット12を回転させることを「緩める」ということがある。
図4は、第1実施形態の液体材料吐出装置1の接液部2の着脱手順を説明する要部断面図であり、接液部2が本体部15に固定された状態を表す。この接液部2が固定された状態では、ホルダ上面32と止めナット12の底面が接し、かつ境界面A30とハウジング肩部11が接している。換言すると、止めナット12とハウジング6によってホルダ上部20を挟み込んでいる。止めナット12は、ハウジング上部8に形成したネジ部10に係合しているので、止めナット12を締めることで、ハウジング6はホルダ19にしっかりと固定される。また、接液部2が固定された状態では、ハウジング上部8は、ホルダ19の上部曲面部26と接しており、ハウジング下部9は、ホルダ19の下部曲面部28と接している。このようにハウジング6の各部(8、9)とホルダ19の各曲面(26、28)とが接するように構成することで、後述の取り付け手順において、ハウジング6をホルダ19の凹部に嵌め込むだけで吐出用部材5の軸端13と連結部材17の接続孔33との位置合わせを行うことができる。また、ホルダ19の各曲面(26、28)がハウジング6を昇降動する際のガイドの役割を果たす。
このように、止めナット12を緩めるよう回転させるだけで、ホルダ19からの固定を解き、ハウジング6(接液部2)を下降動させることができる。また、ハウジング6に形成したネジ部10に止めナット12を係合し、ホルダ上面32で止めナット12を支持する態様としたので、接液部2の落下を防止するだけでなく、装置1の全体の幅をスリムにすることができる。さらに、第1実施形態では、止めナット12の幅を、ホルダ6の幅以下(より詳細には、本体部15の左右方向の幅以下)とすることで、一層のスリム化を実現している(もっとも、止めナット12の幅をホルダ6の幅以下とすることは必須の構成ではなく、止めナット12の幅をホルダ6の幅よりある程度大きくしても上記課題を解決することは可能である。)。
図7、図8および図4を参照して、接液部2を本体部15へと取り付ける手順について説明する。
液体材料の補充や流路内の洗浄などのメンテナンス作業を終えた接液部2の止めナット12の位置(すなわち、ハウジング肩部11と止めナット12との間の距離)を調整する。ここでは、止めナット12の位置を止めナット12の位置と肩部11との距離が上部平面部27の上下幅よりも大きくなるように調整し、ハウジング下部9が境界面B31の下方に進入できるよう準備する。次いで、接液部2を、止めナット12の底面をホルダ上面32に乗せながら、ホルダ19の凹部へ挿し入れて取り付ける(図7)。このとき、ホルダ上面32が止めナット12を支持し、止めナット12が係合しているハウジング6(接液部2)の落下を防ぐことができる。
ハウジング6をホルダ19に突き当てた状態から、止めナット12を回動して締めると、ハウジング上部8に形成したネジ部10の作用により、止めナット12がホルダ上面32に接したままハウジング6や貯留容器4等が上昇する(図8)。この際、止めナット12がホルダ上面32に支持されているため、ハウジング6(接液部2)は落下することはない。ハウジング6がさらに上昇すると、ホルダ19の境界面A30とハウジング肩部11とが接し、ホルダ上部20を挟み込んで本体部15に固定される(すなわち、図4の状態となる。)。
図10に第2実施形態の液体材料吐出装置40の概略斜視図を示す。
第2実施形態の液体材料吐出装置40は、先端にノズル43を有する計量部44の内面に密着往復摺動するプランジャ42を所望量移動して吐出するプランジャ式であり、第1実施形態と同様に、接液部41と本体部49とから主に構成される。
接液部41は、吐出用部材であるプランジャ42と、内部にプランジャ42を収納する計量部44と、液体材料を吐出するノズル43と、計量部44とノズル43とが固設されるハウジング45と、液体材料を貯留する貯留容器46とを備えて構成される。
ハウジング45の形状は、第1実施形態と同様に、円柱状のハウジング上部にネジ部47を形成し、当該ネジ部47に止めナット48を係合するものである。また、ホルダ53の形状も第1実施形態と同様である。第2実施形態においても、ハウジング上部がハウジング下部と比べ細幅となっており、細幅のハウジング上部をホルダ53で保持するので、装置全体の幅をスリムにすることができる。
さらに、着脱方法も第1実施形態と同様である。第2実施形態の液体材料吐出装置40もまた、XYZ駆動装置を備える塗布装置に搭載して使用される。
図11に第3実施形態の液体材料吐出装置60の概略斜視図を示す。
第3実施形態の液体材料吐出装置60は、弁座に弁体62を衝突させて液体材料をノズル64の先端より飛翔吐出させるジェット式であり、第1実施形態と同様に、接液部61と本体部68とから主に構成される。なお、第3実施形態とは異なり、弁座に弁体(プランジャ)を衝突させないジェット式、すなわち、弁体(プランジャ)を移動させ、次いで急激に停止して、同じくノズルの先端より飛翔吐出させるジェット式にも本発明の技術思想を適用することは当然に可能である。
本体部68は、空気室およびバネ室と空気室へのエア供給を切り換える切換弁70を有する駆動部69と、駆動部69と弁体62とを連結する連結部材であるチャック71と、ハウジング63を保持するホルダ72と、駆動部69とホルダ72とを一定の間隔に維持するよう取り付けるベース73とを備えて構成される。
ハウジング63の形状は、第1実施形態と同様に、円柱状のハウジング上部にネジ部66を形成し、当該ネジ部66に止めナット67を係合するものである。また、ホルダ72の形状も第1実施形態と同様である。第3実施形態においても、ハウジング上部がハウジング下部と比べ細幅となっており、細幅のハウジング上部をホルダ72で保持するので、装置全体の幅をスリムにすることができる。
さらに、着脱方法も第1実施形態と同様である。第3実施形態の液体材料吐出装置60もまた、XYZ駆動装置を備える塗布装置に搭載して使用される。
図12に第4実施形態の液体材料吐出装置80の概略斜視図を示す。
第4実施形態の液体材料吐出装置80では、ハウジング下部82が円柱状ではなく、直方体状をなしている点で第1実施形態と異なる。ハウジング上部81は、止めナット84を係合するため円柱状である。
ホルダ83の下部内面は、ハウジング下部82の形状(直方体状)に合わせて曲面部は形成せず、平面のみで構成されている。そのため、第1実施形態のような延長面24とホルダ下部内面23とを接続する連絡面25は形成しなくともよい。第4実施形態においても、ハウジング上部がハウジング下部と比べ細幅となっており、細幅のハウジング上部をホルダ83で保持するので、装置全体の幅をスリムにすることができる。
着脱方法は、第1実施形態と変わらない。第4実施形態の液体材料吐出装置80もまた、XYZ駆動装置を備える塗布装置に搭載して使用される。
本実施形態では、ハウジング下部82が直方体状をなしているので、容易にかつ正確に、貯留容器を正面に位置させることができる。
Claims (11)
- ノズルおよび吐出用部材を含むハウジングと、ハウジングと取付部材を介して流体的に接続される貯留容器と、を備える接液部と、
前記ハウジングが着脱可能に装着されるホルダと、着脱可能に連結された前記吐出用部材を作動させる駆動部とを有する本体部と、を備えた液体材料吐出装置において、
さらに、前記ハウジングに装着されたまま、前記ハウジングに沿って上下方向に移動する可動部材を備え、
前記可動部材を上下方向に移動させることにより、前記吐出用部材および前記駆動部を着脱可能であることを特徴とする液体材料吐出装置。 - 前記ハウジングが、肩部を有するハウジング下部と、前記ハウジング下部よりも細幅のハウジング上部と、を備えて構成され、
前記可動部材と前記肩部とで前記ホルダを挟むことにより、前記接液部を前記本体部に固定することを特徴とする請求項1に記載の液体材料吐出装置。 - 前記可動部材が、前記ハウジング上部が挿入される貫通孔が設けられた平板状の部材からなることを特徴とする請求項2に記載の液体材料吐出装置。
- 前記可動部材の幅が、前記ホルダの幅以下であることを特徴とする請求項3に記載の液体材料吐出装置。
- 前記ハウジング上部の外周面には、外ネジ部が設けられており、
前記可動部材の前記貫通孔の内周面には、前記外ネジ部と係合する内ネジ部が設けられており、
前記可動部材を正逆回転させることにより、前記外内ネジ部の作用により前記吐出用部材および前記駆動部を着脱可能であることを特徴とする請求項3に記載の液体材料吐出装置。 - 前記ホルダが、一対の支持腕を備え、
前記可動部材の幅が、前記一対の支持腕間の距離よりも大きいことを特徴とする請求項2ないし5のいずれかに記載の液体材料吐出装置。 - 前記ホルダが、ホルダ上部と、ホルダ下部とを備えて構成され、
前記一対の支持腕が、前記ホルダ上部において前記ハウジング下部の幅よりも小さい距離を有し、前記ホルダ下部において前記ハウジング下部の幅よりも大きい距離を有し、
前記可動部材と前記肩部とで前記ホルダ上部を挟むことにより、前記接液部を前記本体部に固定することを特徴とする請求項6に記載の液体材料吐出装置。 - 前記ハウジング上部および前記ハウジング下部が、いずれも円柱状であること、
前記ホルダ上部と前記ホルダ下部とを接続する円弧状の連絡面を備えることを特徴とする請求項7に記載の液体材料吐出装置。 - 前記ハウジング下部が角柱状であることを特徴とする請求項2ないし5のいずれかに記載の液体材料吐出装置。
- 請求項1の液体材料吐出装置と、
前記貯留容器に貯留された液体に圧力を印加するための圧縮気体を供給する圧縮気体源と、
前記液体材料吐出装置の駆動部および圧縮気体源気体圧を制御する吐出制御部と、
塗布対象物を載置するワークテーブルと、
前記液体材料吐出装置とワークテーブルとを相対的に移動させるXYZ駆動機構と、
前記XYZ駆動機構の動作を制御する駆動制御部と、
を備える塗布装置。 - 請求項2ないし5のいずれかに記載の液体材料吐出装置と、
前記貯留容器に貯留された液体に圧力を印加するための圧縮気体を供給する圧縮気体源と、
前記液体材料吐出装置の駆動部および圧縮気体源気体圧を制御する吐出制御部と、
塗布対象物を載置するワークテーブルと、
前記液体材料吐出装置とワークテーブルとを相対的に移動させるXYZ駆動機構と、
前記XYZ駆動機構の動作を制御する駆動制御部と、
を備える塗布装置。
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