JP6468665B2 - 液状物の吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば回路基板に電子部品等を実装するとき等に、回路基板上に接着剤やシリコーン樹脂液などの液状物を精度良く微量吐出するための液状物の吐出装置（単にバルブとも呼ばれる）に関するものである。

微量の接着剤やシリコーン樹脂液などの液状物を精度良く吐出するための液状物の吐出装置として、いわゆるシリンジとよばれる小型の容器に充填されている液状物を、バルブシートとの間で弁を構成するバルブステムを非常に短い時間ソレノイドによって吸引することにより、その間だけ吐出させるものが従来から知られている（特許文献１）。この種の液状物の吐出装置においては、液状物の補充のたびにボディ及びアクチュエータをフレーム本体から取り外し（分解し）てから、シリンジを交換しなければならないため、その都度、吐出パラメータ調整が必要となり作業性を低下させるなどといった幾つかの問題を有している。

これらの問題を解決するため、本件特許出願人によって、バルブ本体を分解せずに、シリンジだけをバルブ本体から取り外して交換することができる液状物の吐出装置が提案された（特許文献２）。この液状物の吐出装置は、シリンジの先端に装着されるバルブシートアッセンブリと、シリンジの内部に挿入されてバルブシートアッセンブリとの間でニードル弁を構成するニードルと、バルブシートアッセンブリ及びニードルを装着したシリンジを収容するシリンジ収容空間を有すると共に、アクチュエータと、アクチュエータと別体若しくは一体に構成されてアクチュエータによって駆動されかつニードルと磁気結合される被駆動部材と、シリンジに対して進退動することによりシリンジが連結されると共にシリンジを定位置に向けて付勢するポジショニングメンバーとを内蔵するバルブ本体とを備え、シリンジに収められるニードルとバルブ本体内の被駆動部材とが磁気結合によって連結されることによって、ニードルが挿入されかつバルブシートアッセンブリが装着された状態のままシリンジをバルブ本体に対して脱着可能とされている。

この液状物の吐出装置によって、バルブシートアッセンブリ及びこれを開閉するニードルを含むシリンジあるいは機能性カートリッジ（これら液体が触れる部品等を総称して接液部とも呼ばれる）のみを取り外し可能とし、液状物の補充の都度の再調整を不要とすることが実現された。

特開２００１−１５７８６２号公報 特許第５６２９８６６号公報

しかしながら、特許文献２の吐出装置は、アクチュエータであるソレノイドの吸着面から突出するギャップストローク調整用ロッドにアーマチャを突き当てることで、アーマチャの磁気吸引により上昇する際の上昇端を規制してストローク（本明細書では、バルブの閉弁位置からの弁棒（ニードル）の移動量を意味するリフトと同義に用いる。）を調整するようにしているので、磁気吸引によりアーマチャが上昇開始する位置即ちアーマチャ待機位置（バルブの閉弁位置におけるアーマチャの位置即ち下ストローク端（下降端）を言う。）はストローク調整にかかわらず常に同じ位置である。また、アーマチャを吸引する吸着面（ソレノイドの下端面）の位置もソレノイドが固定されているため、常に同じ位置である。しかも、ソレノイドと待機位置に在るアーマチャとの間のギャップは、一般に、製品出荷時には、ユーザー毎に異なる様々な用途に対応することを可能とするために最大ギャップ値Ｇ_ｍａｘとして広めのギャップ例えば５００μｍ程度に設定され、ユーザー側において最大ギャップ値Ｇ_ｍａｘの範囲内で液状物の吐出のアプリケーションに応じて最適な設定ギャップ値Ｇにギャップ調整が行われる。このことから、アーマチャの吸引に際しては、設定されるストロークの大小に拘わらず、絶えず最大ギャップ値Ｇ_ｍａｘを開けて磁気吸引が開始される構造となる。

ここで、バルブの応答性と励磁力には相関関係があり、励磁力が一定出力の場合にはソレノイドとアーマチャの位置関係に依存し、より近い距離から吸引ができればより素早くアーマチャは上昇し、同時により強いばねを装着することも可能となり、励磁終了後のばねによる反発力も強いものとなり、より高粘度流体のジェットが可能となる。また、同時に、バルブ動作がより短時間で１サイクルの開閉動作が完了となるので、より微少量の塗布も可能となる。

しかしながら、ソレノイドと待機位置に在るアーマチャとの間のギャップが最大ギャップ値Ｇ_ｍａｘのままに固定されているため、より近い距離からアーマチャを吸引してより素早く上昇させるということは難しい。即ち、励磁に伴うアーマチャの吸引力が実際のストロークと関係なく、絶えず最大ギャップ値Ｇ_ｍａｘの隔たりを開けた位置関係となるため、アーマチャに働く磁気吸引力が減衰することとなる。例えば、５００μｍ程度の最大ギャップ値Ｇ_ｍａｘにおいては、ソレノイドの吸着面と待機位置に在るアーマチャとの間のギャップが２００μｍ〜３００μｍ程度に設定されるときと比べて、３０〜４０％程度減衰することとなる。このため、励磁力を一定出力のまま、応答性をさらに高め、より微少量の液状物を吐出させることが容易ではないという問題を伴う。

また、磁力による吸引力は吸着直前で最大となり、近づけば近づくほどに、吸着力は加速度的に強くなる。ところが、特許文献２記載の装置は、加速度的に応答性が高まる前にギャップストローク調整用ロッドにアーマチャが突き当てられて動きが止められるので、ストロークを小さくすればする程にソレノイドの吸着面とギャップストローク調整用ロッドで上昇が規制されるアーマチャとの間のギャップが開いて吸引力を減衰させるため、強い励磁力で吸引できない。即ち、ソレノイドによる吸引力を最大限に活用しきれずに若干応答性が損なわれるものであって、改善の余地がある。

本発明は、応答速度を高速化して、より少量の液状物の吐出を精度良く可能とする吐出装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために請求項１記載の発明は、シリンジあるいは機能性カートリッジの先端に装着されるバルブシートアッセンブリと、シリンジあるいは機能性カートリッジの内部に挿入されてバルブシートアッセンブリとの間でニードル弁を構成するニードルと、バルブシートアッセンブリ及びニードルを装着したシリンジあるいは機能性カートリッジを収容するシリンジ収容空間を有すると共に、アクチュエータと該アクチュエータによって駆動されかつニードルと磁気結合される被駆動部材と、シリンジあるいは機能性カートリッジに対して進退動することによりシリンジあるいは機能性カートリッジが連結されると共にシリンジあるいは機能性カートリッジを定位置に向けて付勢するポジショニングメンバーとを内蔵するバルブ本体とを少なくとも備え、前記アクチュエータはソレノイドであり、これによって駆動される被駆動部材はアーマチャを有するものであり、ソレノイドのアーマチャを吸着する面あるいはアーマチャそのものがバルブストローク調整機構に連動して相手側に向けて移動させられることによって、ニードルの開閉ストロークの調整が行われるようにしている。

ここで、請求項１記載の液状物の吐出装置において、ソレノイドはバルブ本体に対して固定されるソレノイド本体と該ソレノイド本体の中心に配置されてアーマチャに向けて摺動可能な中空のソレノイドコアとで構成され、ソレノイドコアの中空部にアーマチャに接触するプッシャと該プッシャを介してアーマチャを待機位置に押し戻す力を常時付勢する付勢機構とが内蔵されており、かつバルブストローク調整機構はソレノイドコアと連動してソレノイドコアを摺動させるものであり、バルブストローク調整機構の操作によってソレノイドコアを昇降動作させることでアーマチャを吸着する面を昇降させてストローク調整することが好ましい。

また、請求項１記載の液状物の吐出装置において、ソレノイドはバルブ本体に対して固定されるソレノイド本体と該ソレノイド本体の中心に配置されてアーマチャに向けて摺動可能なソレノイドコアとで構成され、かつソレノイドコアは中実であり、ソレノイド本体とアーマチャとの間にアーマチャを待機位置に押し戻すための付勢力を常時与える付勢機構が配置されており、かつバルブストローク調整機構はソレノイドコアと連動してソレノイドコアを摺動させるものであり、バルブストローク調整機構の操作によってソレノイドコアを昇降動作させることでアーマチャを吸着する面を昇降させてストローク調整することが好ましい。

また、請求項１記載の液状物の吐出装置において、ソレノイドはアーマチャに向けて軸方向に摺動可能に備えられるソレノイド本体とその中心に配置されて一体化されたソレノイドコアとで構成され、ソレノイドコアの中空部にアーマチャに接触するプッシャと該プッシャを介してアーマチャを待機位置に押し戻す力を常時付勢する付勢機構とが内蔵されており、かつバルブストローク調整機構はソレノイドコアと連動してソレノイドコアとソレノイドとを一体的に昇降動作させることでアーマチャを吸着する面を昇降させてストローク調整することが好ましい。

さらに、請求項１記載の液状物の吐出装置において、バルブストローク調整機構は、バルブシートアッセンブリを受け止めて保持するノズルリテーナプラグと該ノズルリテーナプラグを支持するノズルベースとの間に回転運動を直線運動に変換して送りを与える送りねじ機構を設けることによって構成され、ノズルリテーナプラグを回転させることにより、該ノズルリテーナプラグともどもシリンジあるいは機能性カートリッジを全体的に昇降させることでアーマチャを昇降させてストローク調整することが好ましい。

請求項１記載の液状物の吐出装置によれば、ソレノイドのアーマチャを吸着する面あるいはアーマチャそのものがバルブストローク調整機構に連動して相手側に向けて移動させられることによってストローク調整が行われるようにしているので、ソレノイドの吸着面とアーマチャとの間のギャップがストローク調整に比例して短くなることで、より強い励磁力によってアーマチャが吸引されるため、バルブの開閉動作がより素早い動作となって微少量の塗出が可能となる。

しかも、ソレノイドにアーマチャが吸着されてストロークエンドに達することから、ソレノイドによる吸引力を最大限に活用することができ、ストローク調整量の大小に拘わらず応答性が損なわれることがない。加えて、ストロークが短くなる程に待機位置にあるアーマチャとソレノイドの吸着面との間のギャップも短くなり、ソレノイドの吸引力が加速度的に強力になって応答速度が加速度的に速くなり、高サイクルでの微少量の吐出が可能となる吐出装置を実現できる。

また、請求項２記載の液状物の吐出装置によれば、ソレノイド本体を固定したままソレノイドコアそのものを移動させることでギャップ量を調整するようにしているので、可動部の構造が複雑にならない。しかも、ソレノイドコアの中空部にアーマチャに接触するプッシャと該プッシャをを介してアーマチャを待機位置に押し戻すための付勢力を常時与える付勢機構とが収容されるので、プッシャ及び反力機構の組み込みが容易である。

また、請求項３記載の発明によれば、中実のソレノイドコアを昇降させると共にバルブ本体に固定されたソレノイド本体の下端面とアーマチャとの間にアーマチャを待機位置に押し戻すための付勢力を常時与える付勢機構を設けるようにしているので、ソレノイドコアの昇降によりストロークを変化させても、付勢機構からアーマチャにかかる荷重は一定にできる。つまり、ストロークの大小にかかわらずアーマチャ・ニードルを定位置に押し戻すための付勢力は変わらず一定に付与されることから、少量吐出時即ちニードルのストロークが小さくなるように調整されたときにも、励磁初期におけるニードルの引き上げスピードの鈍化、引いてはバルブ開放の応答の遅れを引き起こすことがなく、吐出量が目標値から外れるなどの影響を与えることがない。また、ソレノイドコアが中実であるため、中空のソレノイドコアの場合に比べて吸引力が３０％〜４０％程度高くなる。

また、請求項４記載の発明によれば、ソレノイドコアとソレノイド本体とが一体となって移動することで吸着面を移動させるので、ソレノイドコアだけを移動させる場合よりも励磁力を大きくでき、応答性をさらに高めることができる。

さらに、請求項５記載の液状物の吐出装置によれば、バルブシートアッセンブリを受け止めて保持するノズルリテーナプラグと該ノズルリテーナプラグを支持するノズルベースとの間に回転運動を直線運動に変換して送りを与える送りねじ機構を設けるだけの簡易な構造でバルブストローク調整機構を構成しているので、安価にできると共にストロークの微調整が簡単に実施できる。しかも、吸着されるアーマチャそのものが上下動することで、ストロークの調整が行われるので、アーマチャとソレノイドの吸着面との間のギャップも同時に小さくなることから、強い励磁力でアーマチャを吸引でき、応答速度が速くなる。つまり、ソレノイドの吸着面側を移動させるのと同じ効果が得られる。

本発明にかかる液状物の吐出装置をシリンジ用に適用した一実施形態を示す分解斜視図である。 組み立て状態の図１の液状物の吐出装置を示す斜視図である。 図２の正面図である。 本発明にかかる液状物の吐出装置の第１の実施形態を示す図面で、組み立て状態を示す中央縦断面図である。 図４のジャンクションボックス部分の拡大中央縦断面図である。 ソレノイドとアーマチャとの関係を説明する拡大図である。 本発明にかかる液状物の吐出装置の第２の実施形態を示す中央縦断面図である。 本発明にかかる液状物の吐出装置の第３の実施形態を示す中央縦断面図である。 本発明にかかる液状物の吐出装置の第４の実施形態を示す中央縦断面図である。 本発明にかかる液状物の吐出装置の第５の実施形態を示すもので、バルブシートアッセンブリとバルブ本体のノズルベースとの関係を拡大して示す中央縦断面図である。 ノズルベースとノズルリテーナプラグとバルブシートアッセンブリとの関係を示す正面図である。 本発明にかかる液状物の吐出装置の第６の実施形態を示す中央縦断面図であり、ジャンクションボックス部分を拡大して示す。

以下、本発明にかかる液状物の吐出装置（以下、バルブとも略称する）の構成を図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。尚、本明細書において、特に断りがない限り、上下方向とはバルブ本体の長手方向（バルブを開閉するためのニードルの移動する方向：軸方向）であり、上はバルブ本体のジャンクションボックス側、下はノズルベース側を指す。また、前後方向とは、バルブ本体の長手方向と直交する奥行き方向で、後ろとはバルブ本体の奥側、前とはシリンジの出し入れを行う手前側を指す。さらに左右方向とは、バルブ本体の長手方向並びに前後方向とそれぞれ直交する幅方向を指し、バルブ本体の実際の向きに関係なく、長手方向に移動する場合には昇降あるいは上昇ないし下降と呼ぶ。また、バルブと一般に呼ばれる本発明にかかる液状物の吐出装置は、一般的には、下向きに液状物を吐出するが、ワーク（被塗物）の形状によってはバルブ本体の取付角度を変えて斜め下方に向けて吐出されることもある。しかし、本明細書においては下向きに吐出するケースを挙げて主に説明する。また、図中の黒く塗り潰された丸あるいは楕円は気密構造とするためのＯリングである。

図１〜図６に、本発明にかかる液状物の吐出装置の第１の実施形態を示す。尚、本実施形態において、液状物の吐出装置の駆動部を除く構造については特許文献２において詳細に述べられているので、本明細書においてはその詳細な説明を省略する。ここで、駆動部とは、ニードル弁の開閉にかかわる機構部であり、主にソレノイド５と該ソレノイド５によって駆動されかつニードル４と磁気結合される被駆動部材（アーマチャ７を含む連結部材８の総称して本明細書では被駆動部材と呼ぶ）の上昇端を規制する機構を指すものである。

本実施形態にかかる液状物の吐出装置は、図１〜図４に示すように、シリンジ１の先端に装着されるバルブシートアッセンブリ３と、シリンジ１の内部に挿入されてバルブシートアッセンブリ３との間でニードル弁を構成するニードル４と、バルブシートアッセンブリ３及びニードル４を装着したシリンジ１を収容するシリンジ収容空間６４を有すると共に、アクチュエータとしてのソレノイド５と該ソレノイド５によって駆動される被駆動部材としてのアーマチャ７を含む連結部材８と、シリンジ１に向けて進退動することによりシリンジ１を連結させると共にシリンジ１を定位置に向けて付勢するポジショニングメンバー１４とを内蔵するバルブ本体６とを少なくとも備え、ニードル４とバルブ本体６内の被駆動部材たる連結部材８とが磁気結合によって連結されることによって、ニードル４が挿入されかつバルブシートアッセンブリ３が装着された状態のままでシリンジ１をバルブ本体６に対して脱着させることが可能であり、ソレノイド５によるニードル弁の開閉によりシリンジ１内の液状物の吐出が制御されるようにしたものである。

即ち、この液状物の吐出装置は、ソレノイド５によって駆動されるステムがバルブ本体６に内蔵されるアーマチャ７を含む連結部材８とシリンジ１に内装されるニードル４とに分離された別体構造とされて、両者を接近させたときにのみマグネット１５を用いて強固に締結可能な構造とされている。このため、シリンジ１は、ニードル４を内装した状態でバルブ本体６に対して脱着させることが可能となる。そして、シリンジ１がバルブ本体６にセットされると同時に連結部材８とニードル４との軸合わせが磁力による結合で自動的に行われることにより、ニードル４を内装した状態のままでシリンジ１のバルブ本体６に対する脱着を可能にすると共にシリンジ１の交換時に発生する微妙な再調整が必要ない構造を実現している。尚、連結部材８とニードル４とを磁気結合する手段としては、マグネット１５が用いられ、バルブ本体６内の連結部材８側あるいはニードル４側の少なくともいずれか一方、または好ましく双方に装備される。本実施形態においては、連結部材８にマグネット１５が備えられている。

本実施形態において、ニードル４は、図１に示すように、バルブシート４６と当接する先端部分のタングステンカーバイト製インパクトスティック４７と、それを支持するステンレススティール製インパクトロッド４８及びインパクトロッド４８の頭部に冠着されている強磁性材料から成るコネクトスリーブ２１とで構成されている。勿論、コネクトスリーブ２１に代えてマグネット１５をニードル４の頭頂部に備えるようにしても良い。このニードル４は、先端にバルブシートアッセンブリ３が装着され且つ後端の開口に対応するアダプタ例えばユニバーサルアダプタ１２が嵌め込まれたシリンジ１に対し、ユニバーサルアダプタ１２の中心の孔から挿入されてバルブシートアッセンブリ３とユニバーサルアダプタ１２とによって中心軸上に配置された状態で保持される。また、バルブ本体６に適合可能な最大長さのシリンジ１よりも短い少量用のシリンジ１を用いる場合には、エクステンションロッド１３を利用して不足するシリンジ長さの調整を行う（図３参照）ので、この場合にはニードル４の上端のコネクトスリーブ２１部分がエクステンションロッド１３によって保持される。

バルブ本体６は、各シリンジサイズ毎に対応する大きさに設計しても良いが、バルブの共通化を図るために使用目的に合致した最も大きなシリンジサイズ、例えば本実施形態では５５ｃｃのシリンジの外径・長さに適合するように設計されている。そして、市場に流通するシリンジのうち最も流通性が高い例えば５５ｃｃ、３０ｃｃ、１０ｃｃ及び５ｃｃの４種類のシリンジに適合（挿入）可能な４種類のプラグ部を有する１つのユニバーサルアダプタ１２並びに必要に応じてシリンジ長さの調整を行うエクステンションロッド１３を併用することにより、５５ｃｃ、３０ｃｃ、１０ｃｃ、５ｃｃの各シリンジ１の固定を可能としている。勿論、シリンジサイズ毎にサイズや形態毎に対応する専用のバルブ本体６を用意し、専用アダプタを介してあるいは介さずに各々装着するようにしても良い。

ここで、バルブ本体６は、図１及び図４に示すように、シリンジ１の連結とニードル４の駆動を図る機構部・駆動部を収容するボックス状のフレームであるジャンクションボックス（メインフレーム）９と、バルブシートアッセンブリ３を受け止めて保持するノズルベース１０と、これらを三面で連結すると共にシリンジ１を収容するシリンジ収容空間６４を形成する横断面コ形のプラットホーム１１とを少なくとも備え、ノズルベース１０とジャンクションボックス９のポジショニングメンバー１４とが同軸上に配置されている。ジャンクションボックス９には、内蔵する駆動部たるソレノイド５に給電するための電源ケーブル６９やポジショニングメンバー１４やシリンジ１内に作動ガス例えば圧縮空気や窒素ガス等の不活性ガス（以下、単に空気と呼ぶ）を供給するためのエアホース７０が接続されている。また、バルブシートアッセンブリ３は、特定の構造に限定されるものではなく、バルブシートとして機能するものをシリンジ１の先端に装着できるものであれば十分であり、例えばシリンジ１の先端の口部にねじを用いて固定するルアーロック（ねじ込み）式あるいはルアースルー（非ねじ込み）式、若しくはそれ以外の方式でも良い。本実施形態のバルブシートアッセンブリ３は、例えば図９に示すように、外周面にねじ部を有するシートホルダ８５と、ノズルリテーナ８６と、バルブシート４６及びノズル８７とで構成され、シリンジ１の先端の口部に設けられた雌ねじ部にシートホルダ８５の雄ねじ部を螺合させることにより固定するルアーロック（ねじ込み）式とされている。尚、本実施形態においては、ノズルベース１０は、特定の構造に限られず、特許文献２で示す構造であっても良いし、図４に示すように、ノズルベース１０に装着されたノズルリテーナプラグ８３に対してバルブシートアッセンブリ３を直接的に受支えさせるようにしても良い。

ジャンクションボックス９は、駆動部であるソレノイド５や被駆動部材たるアーマチャ７と連結部材８などを収納する下向きに開口する円形の内部空間６７と、バルブストローク調整機構５０を組み付けるための上向きに開放された凹部６６とを有し、内部空間６７を画成する内周壁面に４本のエア流路（図示省略）が開口されると共に内部空間６７と凹部６６とがそれらを仕切る隔壁部６５の中央を貫通する通し孔７１によって互いに連通されている。この通し孔７１は、ソレノイド５の雄ねじ２６が通過できる径の穴である。

このジャンクションボックス９には、ソレノイド５と被駆動部材としてのアーマチャ７と連結部材８並びに空気圧の印加によりジャンクションボックス９から突出してシリンジ１と嵌合しノズルベース１０のノズルリテーナプラグ８３との間で保持するポジショニングメンバー１４とが内蔵され、シリンジ１内のニードル４と連結部材８とを磁気結合によって連結し、ソレノイド５を励磁することで吸引されるアーマチャ７の動きをニードル４に伝達するように設けられている。ポジショニングメンバー１４は、必要に応じて対応するアダプタ１２あるいはエクステンションロッド１３を介在させてあるいはさせずにシリンジ１と嵌合される。ポジショニングメンバー１４は、空気圧の印加によりシリンジ１に向けて進退動することによりシリンジ１のセンター出しと連結とを図ってシリンジ１をバルブ本体６に着脱させる機構と、シリンジ１をノズルベース１０に向けて押し続ける付勢機構と、かつバルブ本体６を介して供給される空気をシリンジ１内に供給する流路を確立するシール機構とを兼ねる。尚、ピストン状のポジショニングメンバ１４は、シリンダとして機能するロックアップスリーブ３０に収納され、空間３８あるいは６８に供給される空気でシリンジ収容空間６４に出没可能に内蔵されている。ここで、空気は、ポジショニングメンバー１４の中心の孔とそこに収容されている連結部材８のヨーク１７との間の隙間を介してシリンジ１内へも供給され、シリンジ１内の液状物に印加される。また、ロックアップスリーブ３０によって囲まれたポジショニングメンバ１４のピストン部の上のソレノイド５との間の空間３８にはアーマチャ７が収納され、ソレノイド５による励磁でソレノイド５側へ吸着されることにより軸方向へ移動可能に設けられている。

しかして、この液状物の吐出装置によれば、ニードル４を内装した状態のシリンジ１をバルブ本体６の前面の開口部からシリンジ収容空間６４に収め、シリンジ先端のバルブシートアッセンブリ３がノズルベース１０のノズルリテーナプラグ８３に宛がわれた状態でシリンジ収容空間６４に突出するポジショニングメンバー１４がアダプタ１２あるいはエクステンションロッド１３と嵌合されることによってバルブ本体６に組み込まれる（図２、図３及び４参照）。ポジショニングメンバー１４の連結ポート６０とユニバーサルアダプタ１２あるいはエクステンションロッド１３の上端の連結部６１との嵌合により、バルブ本体６側とシリンジ１側との芯出しと連結とが同時に完了する。その後に、ポジショニングメンバー１４の移動によって空間３８に供給されている空気がポジショニングメンバー１４と連結部材８との間の隙間を通してシリンジ１内に供給されるので、シリンジ１内を満たしながらその圧力でシリンジ１が定位置にセットされる。その後、図示していない制御装置によって、シリンジ１内に加えられる空気圧力が液状物の吐出に適した圧力に切り替えられ、液状物の吐出・塗布作業に備えられる。そこで、吐出しようとする液状物の量に対応するニードル４の可動量・ストロークとなるように必要に応じてバルブストローク調整機構５０を調整しかつ吐出時間を設定した後、ソレノイド５の励磁を行うと、アーマチャ７が吸引されてニードル４が持ち上げられることによってノズル８７が開口し、ニードル４が持ち上げられている間だけシリンジ内の液状物が吐出されるように構成されている。

他方、アーマチャ７は、ロックアップスリーブ３０のソレノイド５と対向する面に配置されたマグネット４２によって、ソレノイド５の吸引力よりは遥かに弱い磁力で常時吸着され、アーマチャ７を自重のみならず磁力で吸引することにより、待機位置に戻すように設けられている。勿論、アーマチャ７は自重のみで下方に落下させることで待機位置に戻すようにしても良い。

アーマチャ７と連結部材８とは、本実施形態においてはアーマチャ７とマグネット１５との間の磁気遮断のために中間コネクタ１８として非鉄金属若しくはエンジニアリングプラスチック等を採用可能とするため、アーマチャ７と一体のボス部１６、中間コネクタ１８及びヨーク１７から成る分離可能な別体構造とされている。例えば図４に示すように、円盤状のアーマチャ７の裏面側に中間コネクタ１８の端面の凹凸と嵌合する凹凸とねじ孔とを備えるボス１６が削りだし等でアーマチャ７と一体に形成され、ねじ軸１９で中間コネクタ１８とマグネット１５を納めたヨーク１７とを相互に連結することによって一体化されている。勿論、アーマチャ７と連結部材８とは一体成形品や溶接などによる連結で一体化されたものでも良い。尚、アーマチャの残留磁気を取り除くため、焼鈍処理を行うと、アーマチャが柔らかくなるので、プッシャ３１が当接する中央部分には硬い材料から成る当て金２５を埋め込むことが好ましい。

ここで、ソレノイド５は、図５に示すように、バルブ本体６のジャンクションボックス９に対して固定されるソレノイド本体（ソレノイドのソレノイドコアを除く部分）３２と、該ソレノイド本体３２の中心に配置されてアーマチャ７に向けて摺動可能な中空のソレノイドコア３６とで構成され、ソレノイド本体３２の下端面からソレノイドコア３６が突出し得るように構成されている。

ソレノイドコア３６は、本実施形態の場合、アーマチャ７に常時接触するプッシャ３１及び該プッシャ３１を介してアーマチャ７を待機位置に押し戻す力を常時付勢する付勢機構例えば圧縮コイルばね２４とを内蔵するため、各々中空部を有する上ソレノイドコア３６ａと下ソレノイドコア３６ｂとで構成され、ねじ２９の螺合によって締結されて一体化されている。尚、ニードル４を定位置に押し戻す付勢機構２４としては、本実施形態のようなばねに限らず、場合によっては互いに反発するように配置した一対以上のマグネット（図示省略）の反発力でプッシャ３１を付勢することにより発塵等を防ぐようにしても良い。また、ポリテトラフルオロエチレンなどの低摩擦係数・低摩耗性の樹脂材料から成る鞘管や低摩擦コート剤を内周面にコーティングした鞘管などをばね２４の外に被せて鞘管に沿ってばね２４が相対的に摺動させることでも簡易に発塵を防ぐことができる。

上ソレノイドコア３６ａは、例えばソレノイド本体３２のボビン３４内に配置される大径部とガイドスリーブ２０内に配置される小径部とを有する段付き中空軸であり、頂部に締結ねじ５７を螺合させるねじ孔を有し、内部の中空部（空間）がプッシャ３１の頭部３１ａ並びに該プッシャ３１を介してアーマチャ７を待機位置に押し戻す力を常時付勢する付勢機構２４としてのばねを収納するものとして用いられている。

他方、下ソレノイドコア３６ｂは、プッシャ３１の軸部を貫通させる中空軸であり、その下端には、径方向外側に突出するフランジ部３６ｃが形成されている。このフランジ部３６ｃが、ソレノイド本体３２の絶縁プレート３７の内径側の凹部３９に嵌合することでボビン３４の縁に当接して上昇端が規制されるように設けられている。

したがって、分解状態にある上ソレノイドコア３６ａと下ソレノイドコア３６ｂの中空部に、ばね２４とプッシャ３１とを収容してから、上ソレノイドコア３６ａと下ソレノイドコア３６ｂとのねじ２９を螺合させることで、一体化されたソレノイドコア３６を構成すると共にプッシャ３１とばね２４とを内蔵させ、ソレノイドコア３６の下端面たる吸着面２８からアーマチャ７へ向けてプッシャ３１を突き出させる構造とすることができる。因みに、この構造の場合、ばね２４を収容するための空間を軸方向に長く採ることができるので、ばね２４の収容が容易であると共に、ばね定数の調整もし易い。尚、本実施形態では、ばね２４及びプッシャ３１を収容する内部空間は、分離可能な上ソレノイドコア３６ａと下ソレノイドコア３６ｂとによって形成されているが、場合によっては単一部材から成るソレノイドコアによって形成しても良い。

他方、ソレノイド本体３２は、本実施形態の場合、ボビン３４と、該ボビン３４に巻回されたコイル３５と、ボビン３４とコイル３５とを覆うハウジング３３と、ハウジング３３の底部開口を塞いでボビン３４の内側を貫通して摺動するソレノイドコア３６を保持する絶縁プレート３７とで構成されている。

直流駆動のソレノイド５の場合、給電用の＋−の各電極を有する。給電構造を簡略にして安価に製造可能とするためには、例えば、ソレノイド本体３２を回転させないように内部空間６７に収めることが好ましい。そこで、本実施形態の場合、図示していないが、ソレノイド本体３２の端面に＋−の各電極ピンと回転止めのためのピンとを軸方向に突出させる一方、これらピンを対応するジャンクションボックス９の隔壁部６５の穴（図示省略）に嵌合させることによってソレノイド本体３２が回転不能となるように設けられている。

ソレノイド本体３２並びにガイドスリーブ２０のジャンクションボックス９に対する固定は、特定の手法に限定されるものではないが、本実施形態では同時に行う構造とされている。例えば、ガイドスリーブ２０は、軸方向に分割された上スリーブ２０ａと下スリーブ２０ｂとの２部材で構成され、上スリーブ２０ａと下スリーブ２０ｂとで上下からハウジング３３の内径側に突出するフランジ部３３ａを挟み付けながら互いに連結することによってソレノイド本体３２と一体化されるように設けられている。具体的には、上スリーブ２０ａと下スリーブ２０ｂとの連結はねじ２７によって行われ、下スリーブ２０ｂの下端にはハウジング３３のフランジ部３３ａを下側から受支えるフランジ部２０ｂｆが備えられ、上スリーブ２０ａの端面との間で、ハウジング３３のフランジ部３３ａを挟持するように設けられている。他方、上スリーブ２０ａは、上端からジャンクションボックス９の隔壁部６５の通し孔７１を貫通するねじ２６を外周面に有し、ジャンクションボックス９の隔壁部６５の通し孔７１を貫通した状態で座金２２を嵌めてからナット２３をねじ込むことで隔壁部６５を挟み付けてジャンクションボックス９に固定されるように設けられている。したがって、ソレノイド本体３２並びにガイドスリーブ２０は一体となってジャンクションボックス９に固定される。

また、隔壁部６５を貫通して凹部６６内に突出するガイドスリーブ２０の外周面のねじ２６には、トルクリミッタハウジング５１が螺合させられることによってバルブストローク調整機構５０がジャンクションボックス９に組み付けられる。トルクリミッタハウジング５１とソレノイドコア３６の上端側（上ソレノイドコア３６ａの上端側）とは嵌合された上、締結ねじ５７によって連結されて一体化されている。したがって、マイクロアジャストメントキャップ５３が回されると、該マイクロアジャストメントキャップ５３に止めねじ４０で締結されているトルクリミッタホルダ５４及びボールプランジャ５５を介して連動するトルクリミッタハウジング５１も回転し、ジャンクションボックス９に固定されるガイドスリーブ２０の外周面のねじ２６との間で回転運動が直線運動に変換されて送り・上下動が与えられるため、ソレノイドコア３６が共回りしながら軸方向移動即ち昇降動する。即ち、バルブストローク調整機構５０とソレノイドコア３６とは連動する関係に保たれ、バルブストローク調整機構５０の調整動作に連動してレノイドコア３６そのものがアーマチャ７に向けて接近あるいはアーマチャ７から離反するように直線移動させられる。このとき、ソレノイド本体３２はジャンクションボックス９に固定されているので、ソレノイド本体３２の下端面からソレノイドコア３６が突出し、アーマチャ７に対して離反あるいは接近することとなる。

バルブストローク調整機構５０に連動してソレノイドコア３６のソレノイド本体３２からの突出量が変動することによって、磁気吸引によりアーマチャ７が上昇できる位置、換言すればストロークが調整される。つまり、ニードル４の下降端は決まっているので、上昇端を調整するということは、ストロークを調整することに他成らない。しかも、ソレノイドコア３６のアーマチャ７と対向する面２８は、ソレノイド５の吸着面として機能するため、アーマチャ吸引開始時の吸着面（面２８）とアーマチャ７との間のギャップＧも変動することとなる。これにより、トルクリミッタの利点をいかしながら、吸引力を強くすることが可能である。したがって、例えばストロークが小さくなるほど、ギャップＧも小さくなり、吸引力が強くなって応答速度が加速度的に速くなる。

ここで、ソレノイドコア３６の最大上昇端位置即ち格納位置は、ソレノイド本体３２の下端面（ハウジング３３と絶縁プレート３７とのアーマチャに対向する面）とソレノイドコア３６のアーマチャ７と対向する面（吸着面）２８とが面一になる位置に設定することが好ましい。そこで、下ソレノイドコア３６ｂの下端には径方向外側に突出し絶縁プレート３７の径方向内側の空間に収まるフランジ３６ｃが形成されている。また、上ソレノイドコア３６ａには肩部３６ａｓが設けられ、この肩部３６ａｓがガイドスリーブ２０のインナー部材２０ｂのフランジ部分２０ｂｆの下面と当接するように設けられている。尚、本実施形態では、ソレノイドコア３６が２点において同時にジャンクションボックス９に固定されている部材に当接することで、ソレノイドコア３６の上昇端を規制するようにしているが、これに特に限られるものでなく、場合によってはいずれか一方の位置決めあるいはその他の位置決めによって、ソレノイドコア３６の上昇端を規制するようにしても良い。

また、バルブストローク調整機構５０にはトルクリミッタが組み込まれている。本実施形態のトルクリミッタは、例えば図５に示すように、スラストベアリング５２を介してマイクロアジャストメントキャップ５３に対して回転自在に設けられるトルクリミッタハウジング５１と、該トルクリミッタハウジング５１に保持されているボールプランジャ５５と、マイクロアジャストメントキャップ５３と一体化されるトルクリミッタホルダ５４と、該トルクリミッタホルダ５４に設けられた凹部または孔５６とで構成され、トルクリミッタホルダ５４側の凹部または孔５６にトルクリミッタハウジング５１側のボールプランジャ５５のボールを嵌合させることで一定の負荷をかけるようにしている。これにより、設定値以上のトルクが作用したときにマイクロアジャストメントキャップ５３を空回りさせることでゼロ点を正確に求めることができるので、ゼロ点を基準に外周面の目盛５８を目安に所望量だけマイクロアジャストメントキャップ５３を戻すように回してソレノイドコア３６を引き上げることで、正確に所望のストロークが設定される。ゼロ点とは、ニードル４とバルブシート４６との間が閉じている状態（バルブ閉塞状態）で且つ吸着面（ソレノイドコアあるいはソレノイド底面）とアーマチャ７の上面との間に隙間が無い状態を言う。尚、図１〜図３において符号５８は目盛り、６２は基線を示す。

尚、マイクロアジャストメントキャップ５３は、ジャンクションボックス９に設置されたばねプランジャー５９により絶えず上方に押し上げられ、ねじの遊びが吸収されると共に回り止めの摩擦力が常時付与されている。ここで、好ましくは、キャップ５３の底面には環状の例えばウレタンゴムやシリコンゴムなどの滑り止め部材６３を嵌め込み、該滑り止め部材６３にばねプランジャー５９を押しつけさせるようにすることで、高速ショット時に発生する振動によるマイクロアジャストメントキャップ５３の回転・緩みをより確実に防ぐようにしても良い。

以上のように構成された本実施形態の液状物の吐出装置によれば、バルブストローク調整機構５０によるソレノイドコア３６の直接駆動で、ソレノイド本体３２からソレノイドコア３６を突出させることでソレノイドの吸着面２８をアーマチャ７に向けて移動させることによってストローク調整が行われる。また、図６に示すように、ソレノイドの吸着面２８そのものがアーマチャ７に向けて移動するので、磁気吸引に関するギャップＧも変動する。つまり、ストロークが小さくなる程にギャップＧも小さくなる。これにより、ソレノイド５の吸引力が加速度的に強力となる。例えば、５００μｍ程度の最大ギャップ値Ｇ_ｍａｘの吐出装置おいて、ギャップＧが２００μｍ〜３００μｍ程度に狭く調整されると、吸引力が３０〜４０％程度増加することとなる。しかも、ソレノイド５の吸着面であるソレノイドコア３６の下端面２８にアーマチャ７が突き当たってストロークエンドに達するので、ソレノイドによる吸引力を最大限に活用することができ、応答性がより高まる。依って、液状物の高サイクルでの微少量吐出が可能となる吐出装置を実現できる。

また、図７に第２の実施形態を示す。この実施形態にかかる装置は、中実のソレノイドコア３６を採用し、該ソレノイドコア３６をバルブストローク調整機構５０と連動させて上下動させるようにする一方、ソレノイド５のソレノイド本体３２とアーマチャ７との間に円錐ばねやウェーブばねあるいは多重コイルばねなどの付勢機構２４を配置してアーマチャ７を付勢機構２４で直接付勢するようにしたものである。即ち、本実施形態にかかる装置は、ソレノイドコア３６として中実のロッドを採用している点で第１の実施形態とは異なり、さらに中実のソレノイドコア３６を採用している関係で、ソレノイド本体３２のハウジング３３とアーマチャ７との間に付勢機構２４としてのばねを配置している点で異なる。第１の実施形態と同様の構成については、符号を省略して説明を省く。

本実施形態において、ソレノイド本体３２はジャンクションボックス９に固定される一方、ソレノイドコア３６はバルブストローク調整機構５０のトルクリミッタハウジング５１と締結ねじ５７で連結されてとも回りするように設けられている。即ち、バルブストローク調整機構５０とソレノイドコア３６とは連動する関係に保たれる。したがって、マイクロアジャストメントキャップ５３が回されると、トルクリミッタホルダ５４及びボールプランジャ５５を介して連動するトルクリミッタハウジング５１が回転してガイドスリーブ２０の外周面のねじ２６に沿った軸方向移動即ち昇降動作し、さらにトルクリミッタハウジング５１と締結ねじ５７を介して連結されているソレノイドコア３６が共回りしながら昇降する。尚、本実施形態のソレノイドコア３６は、図５に例示する第１の実施形態の上ソレノイドコア３６ａと下ソレノイドコア３６ｂとが連続的に一体形成された中実部品であり、バルブストローク調整機構５０のマイクロアジャストメントキャップ５３の回転に合わせてとも回りしながら上下動するように設けられている。

ソレノイド本体３２及びガイドスリーブ２０の構造並びにこれらのジャンクションボックス９に対する固定手法に関しては、図５に示す第１の実施形態と同じであるのでその詳細な説明は省略する。つまり、２分割された上スリーブ２０ａと下スリーブ２０ｂとの間でソレノイド本体３２のハウジング３３の内径側に突出するフランジ部３３ａを挟み付けてソレノイド本体３２とガイドスリーブ２０とを一体化すると共に、ジャンクションボックス９の隔壁部６５の通し孔７１を貫通させたガイドスリーブ２０を座金２２及びナット２３を用いて締結することで固定されている。

他方、ソレノイド本体３２とアーマチャ７との間には、アーマチャ７に直に接触して待機位置に向けて押し下げるように常時付勢する付勢機構２４が配置されている。ここで、付勢機構２４としては、アーマチャ７とソレノイド本体３２の下端面との間の極めて狭い空間に配置されるため、例えば、円錐ばねやウェーブばね、同心状に配置された多重円筒コイル（同心円状に複数の円筒コイルを配置したもの）などの復帰ばねの使用が好ましい。この種のばねによれば、最大ギャップ値Ｇ_ｍａｘの範囲内でストロークを変化させても、ばね定数をほぼ一定にできる。つまり、アーマチャ７とソレノイド本体３２との間に配置される円錐ばねは定位置にあるためソレノイドコア３６の上下動作によっても荷重に変化が生じない。したがって、ストロークという１つのパラメータを調整するだけで済むので、調整が簡単なものとなる。しかも、ソレノイドコアが中実であるため、ソレノイドコアが中空構造となる第１の実施形態にかかる吐出装置に比べてソレノイドコアを通過する磁束・吸引力を３０％〜４０％程度増加させ得るので、より励磁力を高められる。尚、絶縁プレート３７の内径側の凹部３９は、円錐ばね２４を配置する場合には、内周面側が漏斗状の斜面に形成されることが好ましい。

以上のように構成された本実施形態の液状物の吐出装置によれば、例えば、ソレノイドコア３６をソレノイド本体３２から突出する方向に移動させることによって、磁気吸引の吸着面２８もソレノイド本体３２から突出して待機位置に在るアーマチャ７との間のギャップＧも狭くすることによってストロークを短くすることができる。依って、磁気吸着面となるソレノイドコア３６の下端面２８とアーマチャ７との間のギャップＧが狭くなり、励磁力が加速度的に強くなり、応答速度も加速度的に速くなる。しかも、磁気吸着面であるソレノイドコア３６の下端面２８にアーマチャ７が直に突き当たってストロークエンドに達するので、ソレノイドによる吸引力を最大限に活用することができ、応答性が損なわれることがない。加えて、ソレノイドコア３６が中実であるため、ソレノイドコア３６が中空構造となる第１の実施形態にかかる吐出装置に比べてソレノイドコア３６を通過する磁束・吸引力を３０％〜４０％程度増加させ得るので、より励磁力を高められる。

図８に第３の実施形態を示す。この実施形態は、ソレノイド本体３２とソレノイドコア３６とが連結されて一体化された組み物（本明細書ではソレノイドアッセンブリーと呼ぶ）としたものである。そして、このソレノイドアッセンブリーとバルブストローク調整機構５０とを軸方向にのみ連動可能に連結させて、マイクロアジャストキャップ５３の回転操作によりジャンクションボックス９に内蔵されたソレノイドアッセンブリーを全体的に昇降させることによって、ソレノイド５の吸着面の位置を変化させるようにしたものである。これにより、ジャンクションボックス９に内蔵されたアーマチャ７及び連結部材８の移動量、換言すればバルブストロークが調整されると共にアーマチャ７とソレノイド５の吸着面２８との間のギャップも同時に変化させられる。尚、本実施形態では、ソレノイド本体３２とソレノイドコア３６とが一体となったソレノイドアッセンブリーとして、バルブストローク調整機構５０によって軸方向に移動可能とされていることから、磁気吸着面とはソレノイドコア３６の下端面２８のみならず、ソレノイド本体３２の下端面例えばハウジング３３の下端面なども含むものである。

本実施形態においては、ソレノイド５は直流電源用端子を介して給電される構造であるので、給電構造を簡略にして安価に製造するためには、ソレノイドアッセンブリーを回転させないようにして尚且つ軸方向には移動可能となるように内部空間６７に収めることが好ましい。そこで、本実施形態では、例えば、ソレノイド本体３２とソレノイドコア３６とを連結させて一体的に軸方向移動可能に支持させると共に、ソレノイド５のジャンクションボックス９の隔壁部６５と対向するハウジング３３の端面から＋−の各電極ピン（図示省略）と回転止めのためのピン（図示省略）とを突き出させ、対応するジャンクションボックス９の隔壁部６５の穴（図示省略）に摺動可能に嵌合させるように設けられている。これによって、ソレノイドアッセンブリーは、ジャンクションボックス９の内部空間６７に、回転不能でかつ軸方向には摺動可能に収容される。尚、本実施形態においては、例えば図５に示す第１の実施形態と同様に、締結ねじ２９による締結で上ソレノイドコア３６ａと下ソレノイドコア３６ｂに分解可能な構造となっている中空のソレノイドコア３６の内部にアーマチャ７を待機位置に押し戻すための付勢力を常時与えるための付勢機構２４としてのばねと、ばねの付勢力をアーマチャの表面に伝えるプッシャ３１とが収容されている。

他方、バルブストローク調整機構５０を支持するガイドスリーブ２０は、例えば、ジャンクションボックス９の内部空間６７と凹部６６とを仕切る隔壁部６５に開けられた段付き穴から成る通し孔７１にガイドスリーブ２０の下端のフランジ部２０ｆを係合させる一方、ガイドスリーブ２０の外周のねじ２６に座金２２を嵌めてからナット２３を螺合させることによりジャンクションボックス９の隔壁部６５に固定されている。そして、ガイドスリーブ２０の外周面のねじ２６にバルブストローク調整機構５０のトルクリミッタハウジング５１が螺合されて、アジャストメントキャップ５３を回転させることによってトルクリミッタハウジング５１ひいてはこれに連結されるソレノイドアッセンブリが上下動するように設けられている。

ここで、回転不能に収納されているソレノイドアッセンブリーをマイクロアジャストメントキャップ５３の回転によって昇降させるには、トルクリミッタハウジング５１が回転可能で且つ上ソレノイドコア３６ａと軸方向に連動する構造とすることが必要である。この構造は、例えば、締結ねじ５７の頭５７ａとトルクリミッタハウジング５１の頂端面５１ａとの間に僅かの隙間Ｓが設けられて回転不能のソレノイドコア３６とトルクリミッタハウジング５１とが完全に締結されない程度に連結される一方、トルクリミッタハウジング５１の透孔を通過する締結ねじ５７の首下部とねじ部との境界部分の段部５７ｂが上ソレノイドコア３６ａの頂端部３６ａｔに突き当たるときに、締結ねじ５７の頭５７ａとトルクリミッタハウジング５１の頂端面５１ａとの間に僅かの隙間Ｓが空くように設ける関係にすることによって実現される。この構造よれば、マイクロアジャストメントキャップ５３をトルクリミッタハウジング５１が上昇する方向に回転させると、トルクリミッタハウジング５１の頂端面５１ａが締結ねじ５７の頭５７ａに当たった後は、両者間の隙間Ｓがなくなって締結ねじ５７が引き上げられることから、締結ねじ５７に連結された上ソレノイドコア３６ａひいてはソレノイドアッセンブリーが引き上げられる。他方、アジャストメントキャップ５３をトルクリミッタハウジング５１が下降する方向に回転させると、トルクリミッタハウジング５１の頂端面５１ａと締結ねじ５７の頭５７ａとの間に隙間Ｓが空いてトルクリミッタハウジング５１のみが回転すると共に、トルクリミッタハウジング５１の肩部５１ｂが上ソレノイドコア３６ａの頂端部３６ａｔに当接して、上ソレノイドコア３６ａひいてはソレノイドアッセンブリーが押し下げられる。

また、例えば、図９に示すように、ソレノイド本体３２とソレノイドコア３６とが連結されて一体化されたソレノイドアッセンブリーが、全体として回転しながら昇降する構造としても良い（第４の実施形態）。

この実施形態では、例えば、ソレノイドコア３６は、プッシャ３１及び圧縮コイルばね２４を内蔵するため、各々中空部を有する上ソレノイドコア３６ａと下ソレノイドコア３６ｂとで構成され、ねじ２９の螺合によって締結されて一体化される。そして、上ソレノイドコア３６ａと下ソレノイドコア３６ｂとをねじ２９で締結する際に、上ソレノイドコア３６ａと下ソレノイドコア３６ｂとの突き合わせ面でハウジング３３のフランジ部３３ａを挟持することによって、ソレノイド本体３２とソレノイドコア３６とが一体化される。

加うるに、ジャンクションボックス９の隔壁部６５の中央に設けられた雌ねじ７２に上ソレノイドコア３６ａの雄ねじ７３を螺合させることによって、ジャンクションボックス９とソレノイドコア３６との間に送りねじ機構が構成される。また、上ソレノイドコア３６ａには、バルブストローク調整機構５０のトルクリミッタハウジング５１が螺合されると共に締結ねじ５７で連結されてとも回りするように設けられている。斯くして、バルブストローク調整機構５０とソレノイドコア３６とは連動する関係に保たれる。したがって、アジャストメントキャップ５３を回転させると、ボールプランジャ５５を介してトルクリミッタハウジング５１に回転が伝達され、さらに締結ねじ５７で締結された上ソレノイドコア３６ａを回転させるので、ジャンクションボックス９に対して上ソレノイドコア３６ａひいてはソレノイドアッセンブリー全体が回転しながら昇降する。これにより、バルブストロークが調整されると共にアーマチャ７とソレノイド５の吸着面２８との間のギャップも同時に変化させられる。

このとき、回転しながら昇降するソレノイドアッセンブリーに対して給電可能とするため、ソレノイド本体３２のハウジング３３とジャンクションボックス９との間に給電ブラシ機構が備えられている。例えば、二重リングで構成される＋−の各電極板７５ａ，７５ｂと、各々の電極板７５ａ，７５ｂ上を摺接する電極ブラシ７４ａ，７４ｂとで構成されるスリップリング方式の給電ブラシ機構が備えられている。電極ブラシ７４ａ，７４ｂは、具体的な構造は図示していないが、例えばジャンクションボックス９内に付勢ばね等を内蔵して出没可能に備えられる金属あるいはカーボン製などの電極である。また、電極板７５ａ，７５ｂはジャンクションボックス９の隔壁部６５と対向するハウジング３３の端面に、直径の異なる２枚の導電性材料から成るリングが互いに隔離されて絶縁された状態で同心状に配置して成る、二重リングで構成されている。そして、ジャンクションボックス９から突出する電極ブラシ７４ａ，７４ｂがソレノイド本体３２に配置された対応する＋−の電極板７５ａ，７５ｂに向けて押しつけられるように備えられている。各電極板７５ａ，７５ｂの下には、図示していないが、必要に応じて環状の絶縁板が配置される。そして、各電極板７５ａ，７５ｂがコイル３５に結線されている。

以上のように構成された本実施形態の液状物の吐出装置によれば、ソレノイドアッセンブリーが全体的に移動することによって磁気吸引の吸着面２８と待機位置に在るアーマチャ７との間のギャップＧとストロークとが同時に調整されるので、ソレノイド本体３２からソレノイドコア３６のみを突き出させる場合よりも更に励磁力が加速度的に強くなり、応答速度も加速度的に速くなる。

また、図１０及び図１１に第５の実施形態を示す。この実施形態にかかるバルブは、ジャンクションボックス９に搭載されたバルブストローク調整機構５０に代えて、シリンジ１を全体的に昇降させるバルブストローク調整機構８２によって、ストローク調整を行うようにしたものである。このバルブストローク調整機構８２は、例えば、バルブシートアッセンブリ３を受け止めて保持するノズルリテーナプラグ８３と該ノズルリテーナプラグ８３を支持するノズルベース１０との間に回転運動を直線運動に変換して送りを与える送りねじ機構８４を設けることによって構成され、ノズルリテーナプラグ８３を回転させることによって、ノズルリテーナプラグ８３ともどもシリンジ１を全体的に昇降させることでアーマチャ７を昇降させてストローク調整するように設けられている。ここで、ノズルリテーナプラグ８３のノズルベース１０から露出する外周面には、図１１に示すように、目盛り８８並びに基線８９を入れておけば、定量的な微調整が可能となる。尚、ノズルリテーナプラグ８３の上端寄りの部位にはノズルリテーナプラグ８３とノズルベース１０との間にＯリング９０が介在されてねじの遊びが吸収されると共に回り止めの摩擦力が常時付与されている。これにより、ノズルリテーナプラグ８３はがたつき無く保持され、所望量が送られる。

したがって、ノズルリテーナプラグ８３を回転させることで、ノズルベース１０に対してバルブシートアッセンブリ３やニードル４を含むシリンジ１が全体的に上下方向に移動することによって、ニードル４と連動するアーマチャ７の位置を変化させ得る。これにより、ストロークが調整されると共にアーマチャ７とソレノイド５との間のギャップＧも同時に変化させられる。

このバルブストローク調整機構８２の場合、図５〜図９に示す上述のバルブストローク調整機構５０に比べて遙かに簡易な構造でありながら、同様のストローク微調整を可能とする。そして、アーマチャ７をソレノイドコア３６あるいはソレノイドアッセンブリーに近づけることでより強い励磁力によってアーマチャ７が吸引され、アーマチャ７と磁気連結されたニードル４の動作がより素早い動作となりバルブ動作時間もより短い時間での応答が可能となることで微少量の吐出が可能となるという、図５〜図９に示す駆動部と同じ効果が得られる。しかも、図５〜図９に示すバルブストローク調整機構５０に比べて構造が簡易にできるためコストを減らすことができる。

ここで、本実施形態にかかるバルブストローク調整機構８２の場合、ノズルリテーナプラグ８３を回転させることでバルブシートアッセンブリ３を含むシリンジ１などを全体的に上下動させることによって、ニードル４及びそれと磁気連結される連結部材８並びにアーマチャ７を昇降させてストローク調整するので、ワークとノズル８７との間隙が変動することとなる。したがって、このままでは、吐出される液状物の液滴の命中精度が低下してくる問題が生ずることも考えられるが、周辺機器例えばロボット側の調整・自動補正機能などによってワークとノズル８７との間隙を一定に保つように自動調整することで容易に解消することができる。

尚、本実施形態のノズルリテーナプラグ８３を回転させるバルブストローク調整機構８２と、図５〜図９に示す上述のバルブストローク調整機構５０及びこれによって駆動される機構部分については選択的に採用されるものである。したがって、図１０のバルブストローク調整機構８２が採用される場合には、ソレノイド５並びにソレノイドコア３６はジャンクションボックス９内で固定され、シリンジ１を固定するポジショニングメンバー１４と、連結部材８と一体化されたアーマチャ７と、アーマチャ７に常時接触するプッシャ３１及び該プッシャ３１をアーマチャ７に向けて常時付勢してアーマチャ７ひいてはニードル４を待機位置に押し戻すための付勢力を常時与える付勢機構２４（あるいはアーマチャ７とソレノイド５との間に配置されてアーマチャ７を直接付勢する付勢機構）を備えるようにしている。

尚、図示していないが、ノズルリテーナプラグ８３の周りにマイクロアジャストメントキャップ５３を被せ、このマイクロアジャストメントキャップ５３とノズルリテーナプラグ８３との間にトルクリミッタ機能を組み込むようにして、ニードル４がストローク端に達して一定の負荷が作用したときにマイクロアジャストメントキャップ５３を空転させてニードル４を傷めないようにしても良い。

なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、図５に示す中空ソレノイドコアタイプの実施形態と図８及び図９に示すエンジン可変タイプの実施形態の場合には、ソレノイドコアの中心にプッシャ３１とばね２４とを内蔵するようにしているが、必要に応じて図７に例示するソリッドコアタイプの実施形態のようにプッシャとばねに代えて円錐ばね２４を用いるようにしても良い。

また、上述の実施形態では、アーマチャ７と連結部材８とは一体成形あるいはねじや溶接などによる連結で一体化されているが、これに特に限られず、アーマチャ７と連結部材８とを分離可能な別体構造とし、ソレノイド５の励磁初期には連結部材８を連動させずにアーマチャ７のみが動く助走区間が設けられる隙間を備える特許文献２に示すように構造を採っても良い。この構造によれば、ギャップを比較的大きく設定し尚且つニードルのストロークが大きく設定される場合にも、アーマチャ７の単独での助走区間によりソレノイド５の印加とアーマチャ７の動作との関係にほとんど遅れがなくダイレクトに駆動できるので、高サイクルでの吐出が可能となる。

また、上述の実施形態では、バルブストローク調整機構５０にはトルクリミッタを組み込んでいるが、場合によっては必ずしも組み込まなくとも良く、ソレノイドコア３６あるいはソレノイドアッセンブリを軸方向へ移動させるだけのバルブストローク調整機構（マイクロメータに限らない）であっても良い。

また、上述の実施形態では、液状物を予め充填したシリンジ１をバルブ本体６に装着して使用するシリンジ内蔵型の吐出装置の例を挙げて主に説明したが、この使用例に特に限られるものではなく、シリンジ１に代えて各種機能性カートリッジ（図示省略）を装着可能とし、液状物を加圧タンクからの圧送で外部から供給するタイプや、シリンジ外付けタイプ、ポンプ循環供給方式などの、さまざまな形式の液状物供給方式として使用することもできる。機能性カートリッジ（図示省略）を用いる場合においてもシリンジ１を用いる場合と同様であり、機能性カートリッジにニードル４を挿入し、あるいは必要に応じてエクステンションロッド１３を機能性カートリッジに嵌め込んでからニードル４を挿入し、さらには機能性カートリッジの先端にノズルシートアッセンブリ３を装着して、バルブ本体６に装着する。

また、上述の第１から第４の実施形態では、バルブストローク調整機構５０とソレノイドコア３６との連動関係は、締結ねじ５７による連結で保たれているが、これに特に限られるものではなく、場合によっては締結ねじ５７による物理的連結関係の存在なくして連動関係を保つこともできる。例えば、図５に示す第１の実施形態におけるバルブストローク調整機構５０とソレノイドコア３６との連動機構を例に挙げれば、ソレノイドコア３６は内蔵する圧縮コイルばね（アーマチャ７を待機位置に押し戻す力を常時付勢する付勢機構）２４の反力を常時受けていることから、締結ねじ５７とそのねじ孔などを省略して孔を塞ぎ、ソレノイドコア３６の上端をトルクリミッタハウジング５１の首部５１ｃの底面に当接させるだけで連動関係を構築できる。このバルブストローク調整機構５０によれば、アジャストメントキャップ５３を回転させてトルクリミッタハウジング５１を上昇させようとすると、ばね２４の反力を常時受けてトルクリミッタハウジング５１の首部５１ｃへ向けて付勢されているソレノイドコア３６がトルクリミッタハウジング５１の動きに追従して上昇する。他方、アジャストメントキャップ５３を回転させてトルクリミッタハウジング５１を下降させようとすると、ばね２４の反力を常時受けてトルクリミッタハウジング５１の首部５１ｃへ向けて付勢されているソレノイドコア３６は、トルクリミッタハウジング５１によって押し下げられる。即ち、バルブストローク調整機構５０の動きと連動してソレノイドコア３６が昇降する。

１ シリンジ
３ バルブシートアッセンブリ
４ ニードル
５ ソレノイド
６ バルブ本体
７ アーマチャ
８ 連結部材
９ ジャンクションボックス
１０ ノズルベース
１４ ポジショニングメンバー
１５ マグネット
２１ コネクトスリーブ
２４ ニードルを定位置に押し戻すための付勢力を常時与えるための付勢機構（ばね）
２８ ソレノイドコアのアーマチャ７と対向する面（吸着面）
３１ プッシャ
３２ ソレノイド本体（ソレノイドのソレノイドコアを除く部分）
３６ ソレノイドコア
５０ バルブストローク調整機構
６４ シリンジ収容空間
８２ バルブストローク調整機構
８３ ノズルリテーナプラグ
８４ 送りねじ機構
Ｇ_ｍａｘ 最大ギャップ値
Ｇ 設定ギャップ値（ストローク量）

Claims (5)

1. シリンジあるいは機能性カートリッジの先端に装着されるバルブシートアッセンブリと、前記シリンジあるいは前記機能性カートリッジの内部に挿入されて前記バルブシートアッセンブリとの間でニードル弁を構成するニードルと、前記バルブシートアッセンブリ及び前記ニードルを装着した前記シリンジあるいは前記機能性カートリッジを収容するシリンジ収容空間を有すると共に、アクチュエータと該アクチュエータによって駆動されかつ前記ニードルと磁気結合される被駆動部材と、前記シリンジあるいは前記機能性カートリッジに対して進退動することにより前記シリンジあるいは前記機能性カートリッジが連結されると共に前記シリンジあるいは前記機能性カートリッジを定位置に向けて付勢するポジショニングメンバーとを内蔵するバルブ本体とを少なくとも備え、
   前記アクチュエータはソレノイドであり、これによって駆動される前記被駆動部材はアーマチャを有するものであり、前記ソレノイドの前記アーマチャを吸着する面あるいは前記アーマチャそのものがバルブストローク調整機構に連動して相手側に向けて移動させられることによって、前記ニードルの開閉ストロークの調整が行われるものである液状物の吐出装置。
2. 前記ソレノイドは前記バルブ本体に対して固定されるソレノイド本体と該ソレノイド本体の中心に配置されて前記アーマチャに向けて摺動可能な中空のソレノイドコアとで構成され、前記ソレノイドコアの中空部に前記アーマチャに接触するプッシャと該プッシャを介して前記アーマチャを待機位置に押し戻す力を常時付勢する付勢機構とが内蔵されており、かつ前記バルブストローク調整機構は前記ソレノイドコアと連動して前記ソレノイドコアを摺動させるものであり、前記バルブストローク調整機構の操作によって前記ソレノイドコアを昇降動作させることで前記アーマチャを吸着する面を昇降させてストローク調整することを特徴とする請求項１記載の液状物の吐出装置。
3. 前記ソレノイドは前記バルブ本体に対して固定されるソレノイド本体と該ソレノイド本体の中心に配置されて前記アーマチャに向けて摺動可能なソレノイドコアとで構成され、かつ前記ソレノイドコアは中実であり、前記ソレノイド本体と前記アーマチャとの間に前記アーマチャを待機位置に押し戻すための付勢力を常時与える付勢機構が配置されており、かつ前記バルブストローク調整機構は前記ソレノイドコアと連動して前記ソレノイドコアを摺動させるものであり、前記バルブストローク調整機構の操作によって前記ソレノイドコアを昇降動作させることで前記アーマチャを吸着する面を昇降させてストローク調整することを特徴とする請求項１記載の液状物の吐出装置。
4. 前記ソレノイドは前記アーマチャに向けて軸方向に摺動可能に備えられるソレノイド本体とその中心に配置されて一体化されたソレノイドコアとで構成され、前記ソレノイドコアの中空部に前記アーマチャに接触するプッシャと該プッシャを介して前記アーマチャを待機位置に押し戻す力を常時付勢する付勢機構とが内蔵されており、かつ前記バルブストローク調整機構は前記ソレノイドコアと連動して前記ソレノイドコアと前記ソレノイド本体とを一体的に昇降動作させることで前記アーマチャを吸着する面を昇降させてストローク調整することを特徴とする請求項１記載の液状物の吐出装置。
5. 前記バルブストローク調整機構は、前記バルブシートアッセンブリを受け止めて保持するノズルリテーナプラグと該ノズルリテーナプラグを支持するノズルベースとの間に回転運動を直線運動に変換して送りを与える送りねじ機構を設けることによって構成され、前記ノズルリテーナプラグを回転させることにより、該ノズルリテーナプラグともども前記シリンジあるいは前記機能性カートリッジを全体的に昇降させることで前記アーマチャを昇降させてストローク調整することを特徴とする請求項１記載の液状物の吐出装置。

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