JP6646809B2

JP6646809B2 - 液体吐出用の吐出ノズル

Info

Publication number: JP6646809B2
Application number: JP2016006729A
Authority: JP
Inventors: 池田　浩二; 浩二池田; 和宜石川
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-01-18
Filing date: 2016-01-18
Publication date: 2020-02-14
Anticipated expiration: 2036-01-18
Also published as: JP2017127792A

Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出装置で使用する液体吐出用の吐出ノズルに関するものである。

電子機器製造分野など各種の技術分野では、接着剤やクリームはんだなどの液体を液滴状態で吐出する液体吐出装置が広く用いられている。吐出対象の液体には高粘度のものが多いため、この種の液体を吐出対象とする液体吐出装置として、貯留室に収容された液体を加圧することにより吐出孔より吐出する構成が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献例に示す先行技術では、ヘッド本体部に形成された開口部に一部が移動自在に挿入されこの移動により液体を押圧する第１部材（加圧部材）と、液体を吐出する吐出孔が設けられた第２部材（吐出ノズル）とによって液体が貯留される貯留室を形成し、第１部材と開口部との間をシール部材によって密封する構成を採用している。そしてこの構成により、液体の吐出時に貯留室に外部から空気が吸い込まれるのを防止することができ、安定した液体の吐出が維持できるようになっている。

特開２０１４−５１０８０号公報

しかしながら上述の先行技術には、吐出対象の液体の変更などに伴うメンテナンス作業に際して以下のような問題があった。すなわち、液体吐出装置を継続して使用する過程においては、使用目的に応じて吐出対象の液体が適宜変更される。そして液体の変更に際しては、異種の液体が混合することを避けるため、貯留室に残存する液体を排出するとともに、貯留室や貯留室へ液体を導入する導入流路が設けられた吐出ノズルを洗浄するメンテナンス作業が行われる。

ところが上述構成の先行技術においては、液体吐出装置を構成するヘッド本体部、加圧部材および吐出ノズルの構成に起因して、吐出ノズルの洗浄が難しいという課題があった。すなわち上述の先行技術に示す液体吐出装置の吐出ノズルにおいては、貯留室へ液体を導入する導入流路が吐出ノズルの内部で直角に屈曲した形状で設けられていた。このため、洗浄ツールを導入流路内へ挿通させることが難しく、導入流路内の屈曲部には洗浄されずに液体が残留する場合があった。そしてこのように導入流路内に残留した液体が硬化して液体の導入を妨げるなどの不具合の原因ともなっていた。このように、従来の液体吐出用の吐出ノズルには、導入流路内に液体が残留しやすく液体の変更時の洗浄などのメンテナンス作業が難しいという課題があった。

そこで本発明は、液体の変更時の洗浄などのメンテナンス作業が容易な液体吐出用の吐出ノズルを提供することを目的とする。

本発明の液体吐出用の吐出ノズルは、貯留室の液体を加圧部材により加圧することにより液体を吐出する液体吐出装置で使用する液体吐出用の吐出ノズルであって、ヘッド本体部に着脱自在な板状部材であって前記加圧部材を包囲するとともに前記貯留室となる開口部を備えたスペーサと、前記開口部を塞ぐ状態で前記スペーサを介して前記ヘッド本体部に装着され、前記貯留室に液体を導入する導入流路と、前記貯留室の液体を外部へ吐出する吐出流路を有するノズル部材とを備え、前記スペーサには、パッキンを保持するための保持部が形成され、前記導入流路は、前記ノズル部材の側面に開口した入口部から出口部へ向かって直線状に傾斜している。

本発明によれば、液体の変更時の洗浄などのメンテナンス作業が容易な液体吐出用の吐出ノズルを提供することができる。

本発明の一実施の形態の液体吐出装置の構成説明図本発明の一実施の形態の液体吐出装置の吐出ヘッドの断面図本発明の一実施の形態の液体吐出装置の吐出ヘッドにおける貯留室の構成説明図本発明の一実施の形態の液体吐出装置における吐出ノズルの分解斜視図本発明の一実施の形態の液体吐出装置における吐出ノズルの斜視図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１を参照して、液体吐出装置１の全体構成を説明する。図１において、液体吐出装置１は貯留室の液体を加圧することにより液体を吐出する機能を有するものであり、吐出対象の液体を供給する液体供給部２および供給された液体を吐出する吐出ヘッド３を備えている。

液体供給部２は、液体５を貯留するシリンジ形状のタンク４および空圧供給源であるエアコンプレッサ６を備えている。エアコンプレッサ６は電空レギュレータによって所定の圧力に調整された空圧をタンク４に送給する。これによりタンク４内の液体５は空圧によって押し出され、液送管７を介して吐出ヘッド３に供給される。

吐出ヘッド３は、底板部９ａを有し上側が開口したコ字形状の吐出ノズル装着部９を有しており、吐出ノズル装着部９の開口側には平板形状のベース部８が装着されている。ベース部８および吐出ノズル装着部９は、吐出ヘッド３の本体を構成するヘッド本体部１０となっている。吐出ノズル装着部９の底板部９ａの下面には、スペーサ１６を介してノズル部材１７が装着されている。スペーサ１６およびノズル部材１７は、液体５を吐出する吐出ノズル１８を構成する。

吐出ノズル装着部９には、環状バネ１３を介して加圧部材１１が装着されており、さらに加圧部材１１とベース部８との間には圧電素子よりなるアクチュエータ１２が配設されている。アクチュエータ１２はアクチュエータ制御部１４によって制御されて上下方向へ伸縮動作を行い、ベース部８はアクチュエータ１２の伸張時の上向きの反力を支持する。これにより、アクチュエータ１２の下面に配設された加圧部材１１は往復移動して、液送管７およびノズル部材１７を介して貯留室Ｓ（図２、図３参照）に供給された液体５を、以下に説明する構成により吐出させる。

次に図２、図３を参照して、吐出ヘッド３の詳細構成を説明する。吐出ノズル装着部９は平板形状の底板部９ａの両側端部から側板部９ｄを上方に延出させた構成となっており、側板部９ｄの上端部にはベース部８が固定装着されている。ベース部８の下面に上面を当接させたアクチュエータ１２の下面には、加圧部材１１が配設されている。

加圧部材１１は円板形状の径大部１１ａから円柱形状の一端部１１ｂ（図４参照）を下方に突出させた形状を有している。加圧部材１１を吐出ノズル装着部９に装着した状態では、吐出ノズル装着部９の底板部９ａに設けられた円形の開口部９ｃに、一端部１１ｂが往復動可能に嵌合する。この状態では、一端部１１ｂの外周面のパッキン溝に装着された第２のパッキン１９Ｂによって、開口部９ｃと一端部１１ｂの外周面とが密封される。すなわち加圧部材１１はヘッド本体部１０にアクチュエータ１２に駆動されて往復動可能に装着され、一端部１１ｂがヘッド本体部１０からアクチュエータ１２による往復動方向に突出した構成となっている。また底板部９ａの上面と径大部１１ａの下面との間には、環状バネ１３が介在している。

吐出ノズル装着部９の装着面９ｂには、第１ガスケット２０Ａを介してスペーサ１６が装着されている。スペーサ１６は、ヘッド本体部１０に着脱自在な所定の厚みを有する板状部材であり、スペーサ１６には開口部９ｃと同径もしくはやや小径サイズの開口部１６ａが、スペーサ１６の厚みを貫通して設けられている。加圧部材１１がヘッド本体部１０の吐出ノズル装着部９に装着された状態では、吐出ノズル装着部９から下方へ突出する一端部１１ｂは、開口部１６ａによって包囲される。

図３に示すように、開口部１６ａの上部には第１のパッキン１９Ａを保持するための保持部１６ｂが形成されている。保持部１６ｂに第１のパッキン１９Ａを保持させることにより、第１のパッキン１９Ａはスペーサ１６と加圧部材１１の一端部１１ｂの側面の間に位置する。これにより、貯留室Ｓの液体５が開口部９ｃの側面と一端部１１ｂの側面との間の隙間に進入するのが防止される。

すなわち本実施の形態では、液体５がヘッド本体部１０を構成する吐出ノズル装着部９に接触するのを防止するための第１のパッキン１９Ａを備えている。このように、第１のパッキン１９Ａを保持するための保持部１６ｂを開口部１６ａの上部に設けることにより、保持部１６ｂを形成するための加工を容易にするとともに、保持部１６ｂに侵入した液体５やその他の異物の清掃を容易に行うことができる。

スペーサ１６の下面側には第２ガスケット２０Ｂを介してノズル部材１７が装着されている。ノズル部材１７は開口部１６ａを塞ぐ状態でスペーサ１６に装着され、この状態では、ノズル部材１７の装着面１７ａと一端部１１ｂの下端面１１ｃ（図３参照）との間に貯留室Ｓが形成される。すなわちスペーサ１６は加圧部材１１の一端部１１ｂを包囲するとともに貯留室Ｓとなる開口部１６ａを備えた形態となっている。

なお、ここではスペーサ１６の上面に第１ガスケット２０Ａ、下面に第２ガスケット２０Ｂを装着する例を示したが、スペーサ１６の下面の第２ガスケット２０Ｂは必須ではなく、少なくともヘッド本体部１０の吐出ノズル装着部９とスペーサ１６の間に第１ガスケット２０Ａを備えていればよい。特に、スペーサ１６がガスケット機能を有さない材料で形成されている場合は、第１ガスケット２０Ａを装着する必要がある。このように第１ガスケット２０Ａを備えることにより、洗浄液や飛び散って付着した液体５がヘッド本体部１０とスペーサ１６の間から侵入して、加圧部材１１の一端部１１ｂと底板部９ａの隙間に入り込むのを防止することができる。一方、スペーサ１６がゴム等のガスケット機能を備えた材料で形成されている場合は、第１ガスケット２０Ａと第２ガスケット２０Ｂを特別に備える必要はない。

ノズル部材１７の一方側の側面には、図１に示す液送管７と接続され内部に入口部２２ａを有するジョイント２２が植設されている。入口部２２ａは、ノズル部材１７の内部に設けられ貯留室Ｓに液体５を導入する導入流路２３と連通している。すなわち導入流路２３はノズル部材１７の装着面１７ａ（図３参照）に開口した出口部２３ａを介して、貯留室Ｓと連通している。出口部２３ａは貯留室Ｓに吐出対象の液体５を供給する供給孔として機能する。

ここで導入流路２３はノズル部材１７の側面に開口した入口部２２ａから出口部２３ａに向かって傾斜した形状となっている。これにより導入流路２３はノズル部材１７内部において屈曲部のない直線状に形成される。このため導入流路２３内部において残留した液体５や異物などによる目詰まりが発生しにくい構造とすることができる。さらに液体の交換時などに必要とされるメンテナンス作業において、クリーニングピンなどのツールを導入流路２３に挿通させて、容易に導入流路２３の内部を清掃することが可能となっている。

ノズル部材１７には、貯留室Ｓからノズル部材１７の下面に設けられた吐出口２４に連通して貯留室Ｓの液体５を外部へ吐出する吐出流路２４ａが設けられている。吐出流路２４ａは下方の径寸法が絞られたテーパ孔形状となっており、貯留室Ｓ側にいくに従って径が大きくなっている。ここで、吐出口２４の位置は貯留室Ｓ内における中心位置から出口部２３ａと反対側に隔てた配置となっている。このような配置とすることにより、一端部１１ｂを貯留室Ｓ内で往復移動させる液吐出において出口部２３ａから貯留室Ｓ内に供給された液体５は、貯留室Ｓ内にエアだまりを形成することなく全体を充填し、貯留室Ｓ内にエアだまりが残留することによる吐出不良を防止することができる。

液体吐出装置１による液体５の吐出に際しては、まず液体供給部２から液送管７および導入流路２３を介して貯留室Ｓ内に液体５を供給する。次いでアクチュエータ制御部１４によってアクチュエータ１２を充電し、環状バネ１３による付勢力に抗して加圧部材１１を所定のストロークだけ伸張させる。これにより貯留室Ｓの容積が変化して、吐出流路２４ａを介して吐出口２４から液体５が吐出される。そして吐出後にはアクチュエータ１２を放電することによりアクチュエータ１２の伸張を元に戻し、環状バネ１３の付勢力により加圧部材１１が押し上げられて次回の液吐出が可能な状態となる。すなわちアクチュエータ１２、環状バネ１３、アクチュエータ制御部１４は、加圧部材１１を往復移動させて貯留室Ｓの容積を変化させることにより、吐出流路２４ａから液体５を吐出させる駆動部１５となっている。

図４は、吐出ノズル装着部９の装着面９ｂに組み付けられる部品を分解した斜視図を示している。すなわち、これらの部品を組み付ける際には、吐出ノズル装着部９の装着面９ｂから突出した加圧部材１１の一端部１１ｂに、第１のパッキン１９Ａを装着する。次いで、第２ガスケット２０Ｂ、スペーサ１６、第１ガスケット２０Ａおよびノズル部材１７を重ねて、ノズル部材１７の吐出面１７ｂに設けられた締結孔１７ｃに締結ボルト２５を挿通させて、装着面９ｂに形成されたねじ孔９ｅに螺合させてねじ締結する。これにより図５に示すように、吐出ノズル装着部９の装着面９ｂには、スペーサ１６、ノズル部材１７を重ねた吐出ノズル１８が、締結ボルト２５によりねじ締結された状態となる。

上記説明したように、本実施の形態では、ヘッド本体部１０に往復移動可能に装着され、その一端部１１ｂがヘッド本体部１０から往復移動方向に突出した加圧部材１１と、ヘッド本体部１０から突出する加圧部材１１の一端部１１ｂを包囲するとともに貯留室Ｓとなる開口部１６ａを備えたスペーサ１６と、開口部１６ａを塞ぐ状態でスペーサ１６に装着され、貯留室Ｓに液体５を導入する導入流路２３と、貯留室Ｓの液体５を外部へ吐出する吐出流路２４ａを備えたノズル部材１７とを備え、貯留室Ｓの液体５を加圧することにより液体５を吐出する構成の液体吐出装置１において、スペーサ１６と加圧部材１１の一端部１１ｂの側面の間に、貯留室Ｓの液体５がヘッド本体部１０に接触するのを防止するための第１のパッキン１９Ａを備えた構成としている。

これにより、第１のパッキン１９Ａによって一端部１１ｂと吐出ノズル装着部９との間を密封することができ、液体５が一端部１１ｂと吐出ノズル装着部９との間の隙間に入り込むことを防止することができる。これとともに、加圧部材１１の一端部１１ｂが吐出ノズル装着部９の装着面９ｂから突出していることから、メンテナンスに際してヘッド本体部１０の吐出ノズル装着部９の清掃を作業性よく実行することができ、液体の変更時の洗浄などのメンテナンス作業が容易となる。

また吐出ノズル装着部９に装着される吐出ノズル１８のノズル部材１７を、貯留室Ｓに液体５を導入する導入流路２３と、貯留室Ｓの液体５を外部へ吐出する吐出流路２４ａとを備えた構成とし、さらにノズル部材１７における導入流路２３の形態として、導入流路２３がノズル部材１７の側面に開口した入口部２２ａから出口部２３ａへ向かって傾斜した配置を採用している。これにより、導入流路２３が屈曲部のない直線形状となり、導入流路２３内部の目詰まりが発生しにくくなるとともに、液体の変更時の洗浄などのメンテナンス作業において導入流路２３の清掃を容易に行うことができる。

本発明の液体吐出用の吐出ノズルは、液体の変更時の洗浄などのメンテナンス作業が容易であるという効果を有し、貯留室の液体を加圧することにより液体を吐出する分野において有用である。

１液体吐出装置
２液体供給部
３吐出ヘッド
４タンク
５液体
８ベース部
９吐出ノズル装着部
９ｃ開口部
１０ヘッド本体部
１１加圧部材
１１ｂ一端部
１２アクチュエータ
１３環状バネ
１４アクチュエータ制御部
１５駆動部
１６スペーサ
１６ａ開口部
１７ノズル部材
１８吐出ノズル
１９Ａ第１のパッキン
１９Ｂ第２のパッキン
２０Ａ第１ガスケット
２０Ｂ第２ガスケット
２２ａ入口部
２３導入流路
２３ａ出口部
２４ａ吐出流路
Ｓ貯留室

Claims

貯留室の液体を加圧部材により加圧することにより液体を吐出する液体吐出装置で使用する液体吐出用の吐出ノズルであって、
ヘッド本体部に着脱自在な板状部材であって前記加圧部材を包囲するとともに前記貯留室となる開口部を備えたスペーサと、
前記開口部を塞ぐ状態で前記スペーサを介して前記ヘッド本体部に装着され、前記貯留室に液体を導入する導入流路と、前記貯留室の液体を外部へ吐出する吐出流路を有するノズル部材とを備え、
前記スペーサには、パッキンを保持するための保持部が形成され、
前記導入流路は、前記ノズル部材の側面に開口した入口部から出口部へ向かって直線状に傾斜している、液体吐出用の吐出ノズル。
前記吐出流路は前記貯留室側にいくに従って径が大きくなっている、請求項１記載の液体吐出用の吐出ノズル。