JP6961113B1 - 螺合接続方法及び螺合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】螺合接続方法及び螺合装置を提供する。【解決手段】螺合接続方法は、キャップ２の軸心Ｚとノズル部１１の軸心Ｘとを重複させた状態で、キャップ２を、胴部１０に対して相対的に、胴部１０の周方向に回転させてキャップ２をスリーブ１２に螺合させる螺合工程と、当該螺合工程の実行中に胴部１０をキャップ２に対してノズル部１１の軸方向に沿い相対的に押圧する押圧工程と、を含み、当該押圧工程における押圧力は、当該螺合工程の実行中に増大される。【選択図】図２

Description

本発明は、螺合接続方法及び螺合装置に関する。

特許文献１には、ディスペンサー用注射筒及びペースト状接着剤が記載されている。特許文献１に記載されたディスペンサー用注射筒は、ペースト状接着剤である銀ペーストを収容するシリンダと、シリンダに形成したノズル部に着脱自在に装着したノズルキャップと、シリンダに着脱自在に装着したヘッドキャップと、シリンダの内部に移動自在に配設した銀ペーストを圧送するためのピストンとからなる。ノズルキャップはシリンダのノズル部のペースト状接着剤を噴出する通路を塞ぐ閉塞部を有する。シリンダのノズルキャップ取付部とノズルキャップとの固定方法としてネジ式が好ましいことが記載されている。

特許文献１には更に、シリンダに形成したノズル部の通路の空洞に溜まった空気又は気体が当該通路にそのまま存在すると、銀ペーストを使用する際に、空打ちの原因となり、銀ペーストの均一性と塗布作業性を損なわせる問題が記載されている。そのため、銀ペーストをシリンダの内部に充填した後、ノズル部の通路の空洞部分に銀ペーストを充填させなければならない問題が記載されている。また、ノズル部の通路に銀ペーストを充填した後、ノズル部とノズルキャップとの僅かな隙間から空気又は気体がシリンダの内部の銀ペーストに混入し、銀ペーストを使用する際に、空打ちの原因となり、銀ペーストの均一性と塗布作業性とを損わせる問題が指摘されている。

特開２００３−１７５３５３号公報

特許文献１に記載のごとく、銀ペーストなどが充填されたシリンジにおいては、ノズル部とノズルキャップとの僅かな隙間を防ぐことが重要である。そのため、ノズル部を適切に封止する方法及び当該方法を実現する装置の提供が望まれる。

本発明は、かかる実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、螺合接続によりノズル部の先端開口を封止するキャップを備えた樹脂製のシリンジにおいて、ノズル部とキャップとに隙間が生じないように封止するキャップの螺合接続方法及び螺合装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る螺合接続方法は、
ペーストが充填される筒状の胴部、前記胴部の先端部に設けられ、その軸心が前記胴部の軸心と重複し、前記胴部よりも細い筒状のノズル部、前記胴部の先端部に前記ノズル部と同軸心で設けられ、前記ノズル部の外側に嵌る筒状で6、筒壁面に二条ネジ部が形成されたスリーブ、及び、前記スリーブへの螺合接続により前記胴部に固定可能であり、当該螺合接続された状態で前記ノズル部の先端に外嵌されて前記ノズル部の先端開口を封止する有底筒状のキャップを備え、前記ノズル部の先端開口から前記ペーストを吐出させる樹脂製のシリンジにおける、前記キャップの螺合接続方法であって、
前記キャップの軸心と前記ノズル部の軸心とを重複させた状態で、前記キャップを、前記胴部に対して相対的に、前記胴部の周方向に回転させて前記キャップを前記スリーブに螺合させる螺合工程と、
前記螺合工程の実行中に前記胴部を前記キャップに対して前記ノズル部の軸方向に沿い相対的に押圧する押圧工程と、を含み、
前記押圧工程における押圧力は、前記螺合工程の実行中に増大される。

本発明に係る螺合接続方法は、更に、
前記押圧工程は、第一押圧力で押圧する第一押圧工程と、前記第一押圧工程の後に実行され、第二押圧力で押圧する第二押圧工程とを含み、
前記第二押圧力は、前記第一押圧力よりも大きくてもよい。

本発明に係る螺合接続方法は、更に、
前記キャップのねじ込み量を判定する螺合距離検出工程を更に含み、
前記押圧工程は、前記ねじ込み量が所定量となった場合に、前記第一押圧工程から前記第二押圧工程に切り替えてもよい。

本発明に係る螺合接続方法は、更に、
前記押圧工程における押圧力は、前記螺合工程の実行に伴って、漸次増大されてもよい。

上記目的を達成するための本発明に係る螺合装置は、
ペーストが充填される筒状の胴部、前記胴部の先端部に設けられ、その軸心が前記胴部の軸心と重複し、前記胴部よりも細い筒状のノズル部、前記胴部の先端部に前記ノズル部と同軸心で設けられ、前記ノズル部の外側に嵌る筒状で、筒壁面に二条ネジ部が形成されたスリーブ、及び、前記スリーブへの螺合接続により前記胴部に固定可能であり、当該螺合接続された状態で前記ノズル部の先端に外嵌されて前記ノズル部の先端開口を封止する有底筒状のキャップを備え、前記ノズル部の先端開口から前記ペーストを吐出させる樹脂製のシリンジにおける、前記キャップの螺合装置であって、
制御部と、
前記キャップを固定する固定部と、
前記胴部を保持する保持部と、
前記保持部を前記ノズル部の軸心方向に沿い押圧する押圧部と、
前記保持部を前記ノズル部の周方向に沿い、且つ、前記ノズル部の軸心を回転軸心として回転させる回転部と、を備え、
前記保持部は、前記固定部に固定された前記キャップの軸心と前記ノズル部の軸心とが重複し、且つ、前記ノズル部が前記キャップに対向する姿勢で前記胴部を保持し、
前記制御部は、
前記回転部により前記保持部を前記二条ネジ部の螺合方向に回転させながら、前記押圧部で前記保持部を前記キャップに向けて押圧し、
前記押圧部の押圧力を、前記保持部の回転中に増大させる。

螺合接続によりノズル部の先端開口を封止するキャップを備えた樹脂製のシリンジにおいて、ノズル部とキャップとに隙間が生じないように封止するキャップの螺合接続方法及び螺合装置を提供する。

シリンジの構成を示す図である。 螺合装置の構成を説明する図である。 螺合装置の機能ブロック図である。 押圧力、回転速度及びトルク制御のタイムチャートである。 ねじ込み量が浅い状態のキャップとスリーブの螺合状態を説明する、キャップとスリーブ部分の拡大写真図である。 ねじ込み量がある程度深い状態のキャップとスリーブの螺合状態を説明するキャップとスリーブ部分の拡大写真図である。 押圧力、回転速度及びトルク制御の別のタイムチャートである。 押圧力、回転速度及びトルク制御の別のタイムチャートである。

図面に基づいて、本発明の実施形態に係る螺合接続方法及び螺合装置について説明する。

（概要の説明）
図１には、本実施形態に係る螺合接続方法を用いるシリンジ１を示している。図２には、本実施形態に係る螺合接続方法を実施する螺合装置Ｍを示している。

シリンジ１は、図１に示すように、ペーストＰを充填可能であり、充填されたペーストＰを吐出させることができる容器である。なお、図１に示すシリンジ１の具体的な形状は本実施形態を説明するための例示に過ぎない。本実施形態に係る螺合接続方法は、シリンジ１の各部の寸法や寸法比率が図１に示す場合と異なる場合であっても、本実施形態に係る螺合接続方法は実施可能である。また、螺合装置Ｍは、シリンジ１の寸法等の形状に対応させる変形を加えることにより、本実施形態で説明する螺合接続方法を実施可能である。

ペーストＰの一例は、導電性フィラーとして銀の微粒子を溶剤や基材樹脂等に分散した熱伝導性導電性接着剤である。このような銀ペーストは、例えば半導体素子をリードフレームや基板等に接着させる接合材料（ダイボンド材）として使用される。熱伝導性導電性接着剤としてのペーストＰは、一例として、銀微粒子に加えて、エポキシ樹脂などの基材樹脂、基材樹脂の硬化剤及び有機溶剤などを含む。銀微粒子の平均粒子径（電子顕微鏡の画像解析によって求めた各粒子の面積から算出した円相当の粒子径の平均）の一例は、１０ｎｍから５０μｍである。銀微粒子の粒度分布は、いわゆるひと山のピークでもふた山以上のピークであってもよい。銀微粒子の粒度分布は、例えば、サブミクロン（３００ｎｍ）未満の領域と、１μｍを超える領域とにそれぞれピークを有していてもよい。ペーストＰは、例えば、粘度が５から９０Ｐａ・ｓ程度で、揺変性が１．０から１１．５程度の上記銀微粒子の粒子分散体である。

シリンジ１は、ペーストＰが充填される筒状の胴部１０、胴部１０の先端部に設けられ、その軸心Ｘが胴部１０の直胴部分１０ａの軸心Ｙと重複し、胴部１０よりも細い筒状のノズル部１１、胴部１０の先端部にノズル部１１と同軸心で設けられ、ノズル部１１の外側に嵌る筒状で、筒壁面にネジ部１３が形成されたスリーブ１２、及び、スリーブ１２への螺合接続により胴部１０に固定可能であり、当該螺合接続された状態でノズル部１１の先端に外嵌されてノズル部１１の先端開口を封止する有底筒状のキャップ２を備えている。ネジ部１３は二条ネジ部として形成されており、本実施形態では、一例として、雌ネジとして形成されている。

シリンジ１は、胴部１０のノズル部１１の先端開口からペーストＰを吐出させることができる。シリンジ１では、ペーストＰを吐出させる場合、例えば胴部１０の筒内に挿入されるプランジャ１８を胴部１０の筒内部に押し込むことにより、胴部１０の筒内に充填されたペーストＰを押し出して、ノズル部１１から吐出させることができる。なお、ペーストＰは、ノズル部１１とキャップ２とに隙間が生じないようにノズル部１１がキャップ２で封止されたのちに胴部１０に充填するとよい。

以下の説明では、シリンジ１において、胴部１０から見てノズル部１１側を先端側と定義し、その反対側を後端側と定義する。

図２では、螺合装置Ｍにシリンジ１が装着されている状態を示している。図２では、鉛直方向における上側に胴部１０の後端側であるクリップ部１０ｂが配置されており、鉛直方向における上側に胴部１０の先端側であるノズル部１１が配置されている場合を示している。螺合装置Ｍは、シリンジ１のキャップ２とスリーブ１２とを螺合接続する装置である。

螺合装置Ｍは、制御部９と、シリンジ１のキャップ２を固定する固定部３と、シリンジ１の胴部１０を保持する保持部４と、保持部４をノズル部１１の軸心方向に沿い押圧する押圧部５と、保持部４を前記ノズル部の周方向に沿い、且つ、ノズル部１１の軸心Ｘを回転軸心として回転させる回転部６と、を備えている。以下の説明では、螺合装置Ｍの上下を説明する場合に、鉛直方向における上向きを上、下向きを下と定義して説明する。図２の場合では、シリンジ１の先端側は螺合装置Ｍの下側に対応し、シリンジ１の後端側は螺合装置Ｍの上側に対応する。

制御部９は、回転部６により保持部４をネジ部１３の螺合方向に回転させながら、押圧部５で保持部４をキャップ２に向けて押圧し、押圧部５の押圧力を、保持部４の回転中に増大させる。これにより、ノズル部１１とキャップ２とに隙間が生じないようにノズル部１１をキャップ２で封止することができる。

（詳細説明）
図１に示すように、胴部１０は、ペーストＰを充填可能な円筒状の直胴部分１０ａを有する、ポリオレフィンなどで形成された樹脂製の容器である。胴部１０は、透明であると、ペーストＰの状態を外部から目視で把握できるため好ましい。胴部１０は、本実施形態では透明である。胴部１０は、直胴部分１０ａの先端部に形成されたノズル部１１及びスリーブ１２と、直胴部分１０ａの後端部に形成されたクリップ部１０ｂとを備えている。直胴部分１０ａ、ノズル部１１、スリーブ１２及びクリップ部１０ｂは射出成型などにより一体成型されている。

ノズル部１１は、胴部１０に充填されたペーストＰを吐出する円筒状の部材である。ノズル部１１は、後端側から先端側に向けて、ややすぼむ形状とされている。ノズル部１１の外径は直胴部分１０ａの外径よりも小さく形成されている。本実施形態におけるノズル部１１は、後端側から先端側にかけて、外径がやや小さくなり、先端側が窄まった形状となっている。ノズル部１１の筒内部と直胴部分１０ａの筒内部とは連通している。ノズル部１１の軸心Ｘは直胴部分１０ａの軸心Ｙと重複しており同軸心である。

スリーブ１２は、キャップ２を固定するための固定座である。スリーブ１２は、円筒状に形成されており、ノズル部１１を筒の内側にはめ込んだ位置関係で、直胴部分１０ａの先端部に設けられている。スリーブ１２は、ノズル部１１の軸心Ｘと同軸心となるように形成されている。本実施形態において、スリーブ１２の外径は直胴部分１０ａよりも小さく形成されている場合を例示しているが、スリーブ１２の外径は直胴部分１０ａよりも大きく形成されていてもよい。スリーブ１２の筒内周面にはネジ部１３が二条ネジとして形成されている。

クリップ部１０ｂは、直胴部分１０ａの後端部において、胴部１０の径方向外側に延出するリブ状に形成されている。

キャップ２は、ポリオレフィンなどで形成された樹脂製の有底筒状の蓋部材である。キャップ２は、本実施形態では透明である。キャップ２は、透明であると、ペーストＰの状態を外部から目視で把握できるため好ましいが、キャップ２は、透明である場合に限られない。

キャップ２は、スリーブ１２と螺合し、ノズル部１１の先端部を封止する有底筒状のキャップ部２０と螺合装置Ｍに固定される係合部２１とを有する。一例として、キャップ部２０の外周面上に、スリーブ１２のネジ部１３と螺合可能なキャップ側ネジ部２３が形成されている。キャップ側ネジ部２３は二条ネジの雄ネジである。キャップ部２０の筒の内周面は、ノズル部１１の外周面に沿うように形成されている。

キャップ２がスリーブ１２と螺合接続された状態では、ノズル部１１がキャップ部２０の筒内に嵌る。キャップ部２０の筒の内周面は、キャップ２がスリーブ１２と螺合接続された状態で、ノズル部１１の外周面と当接し、ノズル部１１の先端部を封止する。本実施形態では、キャップ２とスリーブ１２とは、およそ１回転（約３６０°）の相対的な回転量で螺合を完了する。なお、キャップ２とスリーブ１２とが螺合を完了するまでの回転量はこれに限られず、任意の回転量を設定可能である。

シリンジ１では、胴部１０及びキャップ２は樹脂で形成されており、スリーブ１２のネジ部１３やキャップ２のキャップ側ネジ部２３の成形精度は通常さほど高くないことから、キャップ２をスリーブ１２にしっかりと螺合接続しなければ、ノズル部１１とキャップ２とに隙間が生じる場合がある。しかし、後述するように、本実施形態に係る螺合接続方法によれば、キャップ２とスリーブ１２とのネジをしっかりと締めつけて螺合接続し、ノズル部１１とキャップ２とは隙間なく封止することができる。

シリンジ１は、スリーブ１２にキャップ２を螺合接続してノズル部１１の先端開口を封止された後、胴部１０に充填装置などによりペーストＰを充填される。更にその後、後端部の開口からプランジャ１８と封止蓋１９とをこの順で挿入されて後端側の開口を封止される。これにより、シリンジ１は、ペースト充填済み容器となり、ペーストＰの塗布機や接着装置などでペーストＰの供給容器として使用される。

図２に示すように、螺合装置Ｍは、シリンジ１のキャップ２をスリーブ１２に螺合接続する装置である。本実施形態における螺合装置Ｍは、上述の制御部９、固定部３、保持部４、押圧部５及び回転部６に加えて、更に、固定部３やシリンジ１の胴部１０を保持部４へ供給するシリンジガイド８４が載置されたターンテーブル８１、ターンテーブル８１を回転させるモータなどを有する駆動装置８３、固定部３を下方から支持して鉛直方向における上下位置を一定に調整するたわみ防止部８５、回転部６の回転トルクを検出する回転トルク検出部Ｓ１、押圧部５の動作位置を検出する位置検出部Ｓ２及びこれらを支持する支柱などで構成される支持本体８０を備えている。

螺合装置Ｍでは、上側から下側に向けて、押圧部５及び回転部６、保持部４、シリンジガイド８４、固定部３、ターンテーブル８１の順に配置されている。

制御部９は、螺合装置Ｍの動作を制御する、螺合装置Ｍの中央制御機構となる機能部である。制御部９は、螺合装置Ｍの各部や各センサ類から、動作状況や検出状況に係る情報を受信し、また、各部に動作指令を送出してそれらの動作を制御する。制御部９の詳細は後述する。

シリンジガイド８４は、上流側の工程装置からシリンジ１の胴部１０の供給を受け入れてこれを一時的に保持し、保持部４に供給する供給装置である。本実施形態では、シリンジガイド８４は支柱などを介して固定部３と共に一体の供給ユニット８２を構成している。供給ユニット８２は、ターンテーブル８１上に複数個、環状に配列されてよい。シリンジガイド８４は、一例として、内部に胴部１０を挿入して保持可能な筒状に形成されている。

本実施形態では、胴部１０は、筒状のシリンジガイド８４内に挿入された状態で、保持部４の下方に供給されて、保持部４に受け渡される。

保持部４は、挟み込みにより胴部１０を把持するなどして胴部１０を固定する固定具である。本実施形態において保持部４は、挟み込みにより胴部１０を把持する把持機構４０を有する。一例として、把持機構４０は、胴部１０のクリップ部１０ｂを把持して胴部１０を固定する。

シリンジガイド８４に保持された胴部１０がターンテーブル８１の回転により保持部４の下方位置（以下、保持部４の下方位置を、単に装着位置と記載する）に供給されると、保持部４が把持機構４０で胴部１０のクリップ部１０ｂを把持して胴部１０を固定する。これにより、胴部１０は、把持機構４０との関係で相対回転を禁止される。把持機構４０は、回転部６の回転軸と一体回転可能に連結されている。把持機構４０が胴部１０を固定すると、シリンジガイド８４は胴部１０の保持を解除する。

固定部３は、キャップ２の固定具である。固定部３は、キャップ２の係合部２１を把持するなどして、キャップ部２０の開口をノズル部１１の先端に対向させてキャップ２を固定する。固定部３は、上流側の工程装置からシリンジ１の胴部１０の供給を受け入れてこれを一時的に保持し、ターンテーブル８１の回転により装着位置にキャップ２を供給可能とされている。

ターンテーブル８１の回転により装着位置に位置した際に、固定部３は、キャップ部２０の開口をノズル部１１の先端に対向させた状態で固定し、キャップ２の軸心Ｚを回転軸心とした回転を禁止する。例えば、固定部３に、係合部２１を固定して保持可能な凹部などを設け、当該凹部に係合部２１をはめ込むなどしてキャップ２の回転を禁止することができる。また、固定部３に、係合部２１の回転を許容する状態と回転を禁止する状態とを切り替えるロック機構を設けてもよい。

回転部６は、回転動力を伝達する回転軸６１を有し、胴部１０をノズル部１１の軸心Ｘと同軸心で回転させる回転動力発生部である。回転部６は、ステッピングモータやサーボモータなどの電動モータを回転動力発生源として有する。本実施形態では、回転部６は、モータの回転軸６１を介して保持部４の把持機構４０に連結されており、把持機構４０を回転させることでシリンジ１の胴部１０を回転させる。これにより、スリーブ１２が回転し、ネジ部１３がキャップ２と螺合する。回転部６では、回転軸６１の回転トルクを回転トルク検出部Ｓ１で検出可能とされている。

回転トルク検出部Ｓ１は、トルクセンサや回転部６の消費する電流値などエネルギー消費量を検出するセンサなどを含む。本実施形態では、回転トルク検出部Ｓ１は、回転軸６１のねじれに基づいてトルクを検出するトルクセンサを一例として含む。制御部９は、回転トルク検出部Ｓ１が検出したトルクに基づいて、キャップ２とスリーブ１２とを螺合接続する際の、胴部１０の回転の終点を判定する。

本実施形態では、制御部９は、回転トルク検出部Ｓ１が所定のトルク値まで上昇したこ
とを検知すると、キャップ２とスリーブ１２との螺合接続が完了したと判定し、回転部６による回転を停止させる。

押圧部５は、胴部１０とキャップ２とを螺合接続する際に、胴部１０をキャップ２に向けて押圧する装置である。押圧部５は、一例として、エアシリンダ、電動アクチュエータ、サーボモータなどのモータなどの駆動機構を含む。本実施形態では、押圧部５はエアシリンダを有し、胴部１０とキャップ２とを螺合接続する際にエアシリンダのシリンダ５０を伸長させながら、胴部１０をキャップ２に向けて押圧する。なお、シリンダ５０は、ノズル部１１の軸方向（軸心Ｘに沿う方向）に伸長可能である。シリンダ５０の伸長の押圧力及び動作速度の調整は、当該エアシリンダに供給される圧縮空気の供給速度を調整可能なニードルバルブの開度調整などにより行うことができる。

押圧部５は、胴部１０とキャップ２とを螺合接続する際に、胴部１０をキャップ２に向けて押圧することから明らかであるが、シリンダ５０の伸長量（伸長距離）は、胴部１０とキャップ２との螺合によるねじ込み量（以下、単にねじ込み量と記載する場合がある）と相関する。押圧部５では、位置検出部Ｓ２によりシリンダ５０の伸長量を検出可能とされている。

押圧部５で胴部１０をキャップ２に向けて押圧すると、その押圧力により、キャップ２を介して固定部３及びターンテーブル８１が下方に押され、ターンテーブル８１の板面がひずむなどして固定部３の位置がずれる場合がある。そこで、本実施形態では、たわみ防止部８５により、固定部３をターンテーブル８１の下面側から支持可能としている。すなわち、押圧部５で胴部１０をキャップ２に向けて押圧する際には、たわみ防止部８５が固定部３をターンテーブル８１の下面側から支持することで、固定部３上下方向における固定部３の位置ずれを防止している。なお、たわみ防止部８５は、押圧部５で胴部１０をキャップ２に向けて押圧していない際にはターンテーブル８１の下面側からの支持を解除して、例えば、ターンテーブル８１の下面から離間し、ターンテーブル８１の回転を許容している。たわみ防止部８５による固定部３の支持及び支持の解除は、本実施形態では、制御部９により制御される。

位置検出部Ｓ２は、光学センサや圧力センサなど、シリンダ５０の伸長量に係る情報を含む位置情報を検出可能なセンサなどを含む。本実施形態では、位置検出部Ｓ２は、シリンダ５０の位置変化を光学的に検出する光学位置センサを一例として含む。

本実施形態では、制御部９は、位置検出部Ｓ２が検出したシリンダ５０の位置情報に基づいて、押圧部５の押圧力を変更する。本実施形態では、制御部９は、シリンダ５０がノズル部１１の軸方向に沿うノズル部１１側に向けて所定距離だけ移動したことを位置検出部Ｓ２が検知すると、押圧部５に、押圧力を増大させる。

本実施形態では、押圧部５のシリンダ５０に対して回転部６が昇降可能に接続されており、押圧部５は、回転部６及び保持部４を介して胴部１０をキャップ２に向けて押圧可能とされている。詳述すると、押圧部５の押圧力は、シリンダ５０から回転部６、回転部６の回転軸６１から保持部４の把持機構４０、そして把持機構４０から胴部１０へ伝達される。

制御部９は、ＣＰＵや当該ＣＰＵに螺合装置Ｍの制御を実現させるプログラム（ソフトウェア）により、ハードウェア又はソフトウェア的に実現される。本実施形態では、制御部９は、図３に示すように、パーソナルコンピュータやＰＬＣなどのコンピュータＣ及びその記憶部９０に格納された制御ソフトウェアにより実現される。制御部９は、ポートやバス、有線や無線のネットワーク（インターネット回線を含む）などで構成される通信路Ｎを介して保持部４、押圧部５、回転部６、回転トルク検出部Ｓ１、位置検出部Ｓ２などと通信可能に接続されている。なお、記憶部９０としては、いわゆるＵＳＢメモリなどのフラッシュメモリ、ハードディスク、ＳＳＤやＣＤＲＯＭなどの光学ディスクなど、コンピュータＣで使用可能な記憶装置又は記憶媒体が一般に利用可能である。

以下では、図１、図２を参照しつつ、図３に示す記憶部９０に格納されているプログラムについて説明する。

図３に示す記憶部９０には、パーソナルコンピュータやＰＬＣなどのコンピュータＣなどのＣＰＵ（制御部９）に、キャップ２の軸心Ｚとノズル部１１の軸心Ｘとを重複させた状態で、回転部６により、キャップ２を、胴部１０に対して相対的に、胴部１０の周方向に回転させてキャップ２をスリーブ１２に螺合させる螺合工程と、押圧部５により当該螺合工程の実行中に胴部１０をキャップ２に対してノズル部１１の軸方向に沿い相対的に押圧する押圧工程と、を含み、当該押圧工程における押圧力は、当該螺合工程の実行中に増大される制御の実行を実現させるプログラムが格納されている。

また、記憶部９０には、コンピュータＣなどのＣＰＵ（制御部９）に、押圧工程として第一押圧力で押圧する第一押圧工程を実行させる制御と、第一押圧工程の後に実行され、第二押圧力で押圧する第二押圧工程とを実行させる制御とを実現させ、第二押圧力は、第一押圧力よりも大きくなるようにする制御の実行を実現させるプログラムが格納されている。

また、記憶部９０には、コンピュータＣなどのＣＰＵ（制御部９）に、位置情報に基づいてキャップ２のねじ込み量を判定する螺合距離検出工程を実行する制御を更に実現させ、当該押圧工程では、当該ねじ込み量が所定量となった場合に、上述の第一押圧工程から第二押圧工程に切り変える制御の実行を実現させるプログラムが格納されている。

（螺合接続方法の説明）
図２に示す状態のように、ターンテーブル８１の回転により、胴部１０及びキャップ２が装着位置に供給されると、制御部９は胴部１０のスリーブ１２とキャップ２との螺合接続を開始する。まず、シリンジ１の胴部１０を保持部４で保持し、且つ、固定部３でキャップ２を固定する。以下では、図４のタイムチャートを参照しつつ、本実施形態に係る螺合接続方法説明する。図４では、図の上から下に向けて順に、押圧部５の押圧力、回転部６による胴部１０の回転速度及び回転部６で加えている回転のトルクのタイムチャートを示している。

胴部１０及びキャップ２が装着位置に供給され、シリンジ１の胴部１０を保持部４で保持し、且つ、固定部３でキャップ２を固定した状態では、キャップ２の軸心Ｚとノズル部１１の軸心Ｘとを重複させる。その後、押圧部５で胴部１０を押し下げて、スリーブ１２のネジ部１３とキャップ２のキャップ側ネジ部２３とを軽く当接させる。そして、制御部９は、キャップ２を、胴部１０の直胴部分１０ａに対して相対的に、直胴部分１０ａの周方向に回転させてキャップ２をスリーブ１２に螺合させる（螺合工程の一例）。本実施形態では、キャップ２の回転を固定部３で禁止した状態で、胴部１０を回転部６が所定の回転速度ｒで回転を開始する（図４の時刻ｔ０）。回転速度ｒは、例えば外径１５〜２０ｍｍ程度の直胴部分１０ａを有するシリンジ１の場合に、一例として数１ｒｐｍ以上２０ｒｐｍ以下（例えば、５ｒｐｍ）である。胴部１０の回転が開始すると、スリーブ１２のネジ部１３とキャップ２のキャップ側ネジ部２３とが係合して螺合が開始する。

スリーブ１２のネジ部１３とキャップ２のキャップ側ネジ部２３とが係合して螺合が開始するタイミングで、制御部９は、押圧部５による押圧を開始する（図４の時刻ｔ１）。すなわち、キャップ２をスリーブ１２に螺合させる過程において、制御部９は、押圧部５で、胴部１０をキャップ２に対してノズル部１１の軸方向に沿い（軸心Ｘに沿う方向に）相対的に押圧する（押圧工程の一例）。図４では、螺合開始のタイミングで押圧部５の押圧力が値ｐ１（第一押圧力の一例）に設定されている場合を示している（第一押圧工程の一例）。本実施形態では、スリーブ１２とキャップ２の螺合開始により、胴部１０がキャップ２側に牽引され、これに伴ってシリンダ５０がノズル部１１の軸方向に沿うキャップ２側に移動開始したことを位置検出部Ｓ２が検知すると、制御部９は押圧部５に、押圧力を押圧を開始させる制御を行う（図４の時刻ｔ１）。

回転部６によって胴部１０を回転させてキャップ２をスリーブ１２に螺合させつつ、押圧部５で胴部１０をキャップ２に対してノズル部１１の軸方向に沿い押圧する過程において、押圧部５で胴部１０を押圧する押圧力は増大される。本実施形態では、キャップ２とスリーブ１２との螺合が所定のねじ込み量となったことを制御部９が判定すると（螺合距離検出工程の一例）、例えば階段状に押圧力を上昇させる（図４の時刻ｔ２）。図４では、時刻ｔ２は、ねじ込み量が７０％となり、押圧力が上昇された場合を例示している。通常、時刻ｔ２は、ねじ込み量が４０％以上８５％以下となるように設定される。本実施形態では、制御部９は、シリンダ５０がノズル部１１の軸方向に沿うキャップ２側に向けてねじ込み量が７０％に対応する距離だけ移動したことを位置検出部Ｓ２が検知すると、押圧部５に、押圧力を値ｐ１よりも大きい値ｐ２（第二押圧力）に増大させる制御を行う（第二押圧工程の一例）。値ｐ２は、例えば、値ｐ１の１．２倍以上６倍以下であり、好ましくは２倍以上、５倍以下である。本実施形態では、値ｐ２が値ｐ１の４倍である場合を例示している。

ここで、制御部９が押圧部５の押圧力を値ｐ１から値ｐ２に増大させるタイミング、すなわち、押圧部５の押圧力を値ｐ１から値ｐ２に増大させる所定のねじ込み量は、スリーブ１２のネジ部１３とキャップ２のキャップ側ネジ部２３との二条ネジの螺合状態に基づいて定めることが望ましい。

スリーブ１２のネジ部１３とキャップ２のキャップ側ネジ部２３とにおける、これら二条ネジの螺合状態とねじ込み量との関係を、以下、図５，６の拡大写真図を参照しつつ説明する。

図５には、胴部１０とキャップ２とを押圧しない状態における、ねじ込み量が浅い（一例としてねじ込み量が４０％）の状態のスリーブ１２及びキャップ２の部分の拡大写真図を示している。この状態では、キャップ２のキャップ側ネジ部２３のネジ山２３ａの下面と、スリーブ１２のネジ部１３のネジ山１３ａの上面とが当接（図５の仮想線Ｌ１で示した部分）可能、且つ、ネジ山２３ａの上面と、スリーブ１２のネジ部１３のネジ山１３ａの下面とが離間可能となっている。この状態では、押圧部５の押圧力を値ｐ１に維持しても、回転部６の回転により、キャップ２とスリーブ１２との螺合は円滑に進行する。

図６には、一例として、ねじ込み量がある程度深い（一例としてねじ込み量が８０％の）状態のスリーブ１２及びキャップ２の部分の拡大写真図を示している。ねじ込み量がある程度深い状態では、二条ネジの特性により、キャップ２のキャップ側ネジ部２３のネジ山２３ａの下面と、スリーブ１２のネジ部１３のネジ山１３ａの上面とが離間し、且つ、ネジ山２３ａの上面と、スリーブ１２のネジ部１３のネジ山１３ａの下面とが当接している（図６の仮想線Ｌ２で示した部分）。ここで、キャップ２やスリーブ１２は樹脂で形成されており、ひずみを生じやすく、また、キャップ２やスリーブ１２の成形精度が高くない場合もある。そのため、ネジ山２３ａの上面と、スリーブ１２のネジ部１３のネジ山１３ａの下面とが当接している状態（ねじ込みの仕上げ段階）では、キャップ２とスリーブ１２とを押付ながらねじ込まなければ、キャップ２とスリーブ１２とのネジをしっかりと締めつけて螺合接続できない場合がある。また、単に回転部６（図２参照）による回転トルクや回転速度を増大させるのみでは、キャップ２とスリーブ１２とのネジをしっかりと締めつけて螺合接続できないばかりか、スリーブ１２（ネジ部１３）を破損するおそれが高まる。

そこで、本実施形態では、ネジ山２３ａの上面と、スリーブ１２のネジ部１３のネジ山１３ａの下面とが当接するタイミングの前後近傍、すなわち、ねじ込み量が４０％以上８５％以下となるタイミングで、押圧部５の押圧力を値ｐ１から値ｐ２に上昇させている。これにより、キャップ２とスリーブ１２とのネジをしっかりと締めつけた状態で螺合を完了させて、ノズル部１１とキャップ２とに隙間が生じないようにノズル部１１をキャップ２で封止することができる。なお、押圧部５の押圧力を値ｐ１から値ｐ２に上昇させるタイミングは、ねじ込み量が６０％以上８０％以下となるタイミングであることが更に好ましい。

制御部９が押圧部５の押圧力を値ｐ１から値ｐ２に増大させた後、更に胴部１０を回転部６で回転させると、回転トルク検出部Ｓ１が、回転部６の回転トルクの上昇を検知し始める（図４の時刻ｔ３）。その後、回転部６の回転トルクはさらに上昇し、回転トルク検出部Ｓ１が所定のトルク値ＴＬまで上昇したことを検知すると、制御部９は、キャップ２とスリーブ１２との螺合接続が完了したと判定し、回転部６による回転を停止させる（図４の時刻ｔ４）。トルク値ＴＬは、本実施形態では例えば０．１Ｎｍ以上０．５Ｎｍ以下といったオーダーであるが、これはシリンジ１の寸法、大きさに依存する。これにより、キャップ２とスリーブ１２の螺合を終了する。この状態では、キャップ２とスリーブ１２とのネジはしっかりと締めつけられており、ノズル部１１とキャップ２とは隙間なく封止されている。

以上のようにして、ノズル部とキャップとに隙間が生じないように封止するキャップの螺合接続方法及び螺合装置を提供することができる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、回転部６によって胴部１０を回転させてキャップ２をスリーブ１２に螺合させつつ、押圧部５で胴部１０をキャップ２に対してノズル部１１の軸方向に沿い押圧する過程において、押圧部５で胴部１０を押圧する押圧力は増大される場合を説明した。そして、キャップ２とスリーブ１２との螺合が所定のねじ込み量となったことを制御部９が判定すると、例えば階段状に押圧力を上昇させる場合を説明した。

しかしながら、回転部６によって胴部１０を回転させてキャップ２をスリーブ１２に螺合させつつ、押圧部５で胴部１０をキャップ２に対してノズル部１１の軸方向に沿い押圧する過程における押圧部５で胴部１０を押圧する押圧力は、螺合の進行に伴って、漸次増大させてもよい。たとえば、螺合開始時点から徐々に押圧力を上昇させてもよいし、螺合の進行の途中段階から徐々に押圧力を上昇させてもよい。図７には、一例として、所定のねじ込み量（一例として７０％）となった時点（図７の時刻ｔ２）から、押圧部５で胴部１０を押圧する押圧力を漸次増段させる場合を示している。漸次押圧力を増大させる態様は、必ずしも直線状に増大される場合に限られず、曲線状であってもよい。このように漸次押圧力を上昇させることで螺合の進行（ねじ込み量）に応じた適切な押圧力を設定し、キャップ２とスリーブ１２とをしっかりと締めつけて螺合接続し、ノズル部１１とキャップ２とを適切に隙間なく封止することができる場合がある。

（２）上記実施形態では、回転部６によって胴部１０を回転させてキャップ２をスリーブ１２に螺合させつつ、押圧部５で胴部１０をキャップ２に対してノズル部１１の軸方向に沿い押圧する過程において、押圧部５で胴部１０を押圧する押圧力は増大される場合を説明した。

しかしながら、押圧部５で胴部１０を押圧する押圧力は、螺合の進行に伴って、一時的に減少される場合があってもよい。胴部１０の回転が開始して、スリーブ１２のネジ部１３とキャップ２のキャップ側ネジ部２３とが係合して螺合が開始時点直後（例えば、ねじ込み量が１０％以降）における、押圧部５で胴部１０を押圧する押圧力よりも、その後の螺合の進行時点におけるいずれかの時点での押圧力が大きければ足りる。例えば、図８に示すように、一例として、所定のねじ込み量（一例として７０％）となった時点（図８の時刻ｔ２）から、押圧力を値ｐ１から値ｐ２の範囲で、パルス状に上下させてもよいし、図示はしないが、波状（一例としてサインカーブ状）に上下させてもよい。このようにパルス状に押圧力を上昇させることで、キャップ２とスリーブ１２とを強固に締めつけて螺合接続し、ノズル部１１とキャップ２とを確実に隙間なく封止することができる場合がある。

（３）上記実施形態では、回転部６によって胴部１０を回転させてキャップ２をスリーブ１２に螺合させつつ、押圧部５で胴部１０をキャップ２に対してノズル部１１の軸方向に沿い押圧する過程において、押圧部５で胴部１０を押圧する押圧力は増大される場合を説明した。そして、キャップ２とスリーブ１２との螺合が所定のねじ込み量となったことを制御部９が判定すると、例えば階段状に押圧力を上昇させる場合を説明し、押圧力が値ｐ１から値ｐ２に階段状に上昇させる場合を例示して説明した。しかしながら、押圧力は、押圧力が値ｐ１から値ｐ２に上昇させるように二段階である場合に限られず、三段階以上の多段数で上昇させてもよい。このように多段数で押圧力を上昇させることで螺合の進行（ねじ込み量）に応じた適切な押圧力を設定し、キャップ２とスリーブ１２とをしっかりと締めつけて螺合接続し、ノズル部１１とキャップ２とを適切に隙間なく封止することができる場合がある。

（４）上記実施形態では、胴部１０を回転部６が所定の回転速度ｒで回転させて、スリーブ１２とキャップ２とを螺合させる場合を説明したが、回転部６による胴部１０の回転速度は一定である場合に限られない。図７，８に示すように、所定の回転速度ｒよりも早い観点速度で回転を開始して、その後、回転速度ｒまで回転速度を低下させてもよい。このように回転速度を高めれば、スリーブ１２とキャップ２との螺合に要する工程時間を短縮し、スループットを向上させることができる。

なお、キャップ２とスリーブ１２との螺合接続が完了する時点及びその直前（例えば、ねじ込み量が７０％以降、図７，８の時刻ｔ２以降）では、あまり早い回転速度で回転させないほうが良い。キャップ２とスリーブ１２との螺合接続が完了する時点及びその直前における回転数が速すぎると、回転部６によって加えられる回転トルクによって、キャップ２やスリーブ１２が破損するリスクが生じる場合がある。

なお、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明は、螺合接続方法及び螺合装置に適用できる。

１ ：シリンジ
２ ：キャップ
３ ：固定部
４ ：保持部
５ ：押圧部
６ ：回転部
９ ：制御部
１０ ：胴部
１０ａ ：直胴部分
１０ｂ ：クリップ部
１１ ：ノズル部
１２ ：スリーブ
１３ ：ネジ部
１３ａ ：ネジ山
１８ ：プランジャ
１９ ：封止蓋
２０ ：キャップ部
２１ ：係合部
２３ ：キャップ側ネジ部
２３ａ ：ネジ山
４０ ：把持機構
５０ ：シリンダ
６１ ：回転軸
８０ ：支持本体
８１ ：ターンテーブル
８２ ：供給ユニット
８３ ：駆動装置
８４ ：シリンジガイド
８５ ：防止部
９０ ：記憶部
Ｃ ：パーソナルコンピュータ
Ｌ１ ：仮想線
Ｌ２ ：仮想線
Ｍ ：螺合装置
Ｎ ：通信路
Ｐ ：ペースト
Ｓ１ ：回転トルク検出部
Ｓ２ ：位置検出部
ＴＬ ：トルク値
Ｘ ：軸心
Ｙ ：軸心
Ｚ ：軸心
ｒ ：回転速度

Claims (6)

1. ペーストが充填される筒状の胴部、前記胴部の先端部に設けられ、その軸心が前記胴部の軸心と重複し、前記胴部よりも細い筒状のノズル部、前記胴部の先端部に前記ノズル部と同軸心で設けられ、前記ノズル部の外側に嵌る筒状で、筒壁面に雌ネジの二条ネジが形成されたスリーブ、及び、前記スリーブへの螺合接続により前記胴部に固定可能な雄ネジが形成されており、当該螺合接続された状態で前記ノズル部の先端に外嵌されて前記ノズル部の先端開口を封止する有底筒状のキャップを備え、前記ノズル部の先端開口から前記ペーストを吐出させる樹脂製のシリンジにおける、前記キャップの螺合接続方法であって、
   前記キャップの軸心と前記ノズル部の軸心とを重複させた状態で、前記キャップを、前記胴部に対して相対的に、前記胴部の周方向に回転させて前記キャップを前記スリーブに螺合させる螺合工程と、
   前記螺合工程の実行中に前記胴部を前記キャップに対して前記ノズル部の軸方向に沿い相対的に押圧する押圧工程と、を含み、
   前記押圧工程は、
   第一押圧力で押圧する第一押圧工程と、前記第一押圧工程の後に実行され、前記第一押圧力よりも大きい第二押圧力で押圧する第二押圧工程とを含み、
   前記キャップの前記雌ネジのネジ山の下面と前記スリーブの前記雄ネジのネジ山の上面とが離間している状態から、前記キャップの前記雌ネジのネジ山の下面と前記スリーブの前記雄ネジのネジ山の上面とが当接する状態に切り替わるタイミングで、前記第一押圧工程から前記第二押圧工程に切り替わる螺合接続方法。
2. ペーストが充填される筒状の胴部、前記胴部の先端部に設けられ、その軸心が前記胴部の軸心と重複し、前記胴部よりも細い筒状のノズル部、前記胴部の先端部に前記ノズル部と同軸心で設けられ、前記ノズル部の外側に嵌る筒状で、筒壁面に雌ネジの二条ネジが形成されたスリーブ、及び、前記スリーブへの螺合接続により前記胴部に固定可能な雄ネジが形成されており、当該螺合接続された状態で前記ノズル部の先端に外嵌されて前記ノズル部の先端開口を封止する有底筒状のキャップを備え、前記ノズル部の先端開口から前記ペーストを吐出させる樹脂製のシリンジにおける、前記キャップの螺合接続方法であって、
   前記キャップの軸心と前記ノズル部の軸心とを重複させた状態で、前記キャップを、前記胴部に対して相対的に、前記胴部の周方向に回転させて前記キャップを前記スリーブに螺合させる螺合工程と、
   前記螺合工程の実行中に前記胴部を前記キャップに対して前記ノズル部の軸方向に沿い相対的に押圧する押圧工程と、
   前記キャップのねじ込み量を判定する螺合距離検出工程と、を含み、
   前記押圧工程は、
   第一押圧力で押圧する第一押圧工程と、前記第一押圧工程の後に実行され、前記第一押圧力よりも大きい第二押圧力で押圧する第二押圧工程とを含み、
   前記ねじ込み量が４０％以上８５％以下となった場合に、前記第一押圧工程から前記第二押圧工程に切り替わる螺合接続方法。
3. 前記押圧工程は、前記ねじ込み量が４０％以上８５％以下、且つ、前記キャップの前記雌ネジのネジ山の下面と前記スリーブの前記雄ネジのネジ山の上面とが離間している状態から、前記キャップの前記雌ネジのネジ山の下面と前記スリーブの前記雄ネジのネジ山の上面とが当接する状態に切り替わるタイミングの前後近傍で前記第一押圧工程から前記第二押圧工程に切り替わる請求項２に記載の螺合接続方法。
4. 前記キャップのねじ込み量を判定する螺合距離検出工程を更に含み、
   前記押圧工程は、前記ねじ込み量が所定量となった場合に、前記第一押圧工程から前記第二押圧工程に切り替わる請求項１に記載の螺合接続方法。
5. ペーストが充填される筒状の胴部、前記胴部の先端部に設けられ、その軸心が前記胴部の軸心と重複し、前記胴部よりも細い筒状のノズル部、前記胴部の先端部に前記ノズル部と同軸心で設けられ、前記ノズル部の外側に嵌る筒状で、筒壁面に雌ネジの二条ネジ部が形成されたスリーブ、及び、前記スリーブへの螺合接続により前記胴部に固定可能な雄ネジが形成されており、当該螺合接続された状態で前記ノズル部の先端に外嵌されて前記ノズル部の先端開口を封止する有底筒状のキャップを備え、前記ノズル部の先端開口から前記ペーストを吐出させる樹脂製のシリンジにおける、前記キャップの螺合装置であって、
   制御部と、
   前記キャップを固定する固定部と、
   前記胴部を保持する保持部と、
   前記保持部を前記ノズル部の軸心方向に沿い押圧する押圧部と、
   前記保持部を前記ノズル部の周方向に沿い、且つ、前記ノズル部の軸心を回転軸心として回転させる回転部と、を備え、
   前記保持部は、前記固定部に固定された前記キャップの軸心と前記ノズル部の軸心とが重複し、且つ、前記ノズル部が前記キャップに対向する姿勢で前記胴部を保持し、
   前記制御部は、
   前記回転部により前記保持部を前記二条ネジ部の螺合方向に回転させながら、前記押圧部で前記保持部を前記キャップに向けて押圧し、
   前記キャップの前記雌ネジのネジ山の下面と前記スリーブの前記雄ネジのネジ山の上面とが離間している状態から、前記キャップの前記雌ネジのネジ山の下面と前記スリーブの前記雄ネジのネジ山の上面とが当接する状態に切り替わるタイミングで、前記押圧部の押圧力を増大させる螺合装置。
6. ペーストが充填される筒状の胴部、前記胴部の先端部に設けられ、その軸心が前記胴部の軸心と重複し、前記胴部よりも細い筒状のノズル部、前記胴部の先端部に前記ノズル部と同軸心で設けられ、前記ノズル部の外側に嵌る筒状で、筒壁面に雌ネジの二条ネジ部が形成されたスリーブ、及び、前記スリーブへの螺合接続により前記胴部に固定可能な雄ネジが形成されており、当該螺合接続された状態で前記ノズル部の先端に外嵌されて前記ノズル部の先端開口を封止する有底筒状のキャップを備え、前記ノズル部の先端開口から前記ペーストを吐出させる樹脂製のシリンジにおける、前記キャップの螺合装置であって、
   制御部と、
   前記キャップを固定する固定部と、
   前記胴部を保持する保持部と、
   前記保持部を前記ノズル部の軸心方向に沿い押圧する押圧部と、
   前記保持部を前記ノズル部の周方向に沿い、且つ、前記ノズル部の軸心を回転軸心として回転させる回転部と、
   前記キャップのねじ込み量を検知する位置検出部と、を備え、
   前記保持部は、前記固定部に固定された前記キャップの軸心と前記ノズル部の軸心とが重複し、且つ、前記ノズル部が前記キャップに対向する姿勢で前記胴部を保持し、
   前記制御部は、
   前記回転部により前記保持部を前記二条ネジ部の螺合方向に回転させながら、前記押圧部で前記保持部を前記キャップに向けて押圧し、
   前記ねじ込み量が４０％以上８５％以下となった場合に、前記押圧部の押圧力を増大させる螺合装置。
   

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