JP7002127B2 - ピックアップ部材を備える吐出ヘッドおよび液体材料吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、ピックアップ部材を備える吐出ヘッドおよび液体材料吐出装置に関する。

昨今、ラインストーン（以下「ストーン」という）と呼称される装飾部材をスマートフォンケース、小物入れ等（ワーク）の表面に美観を奏するように配置し、接着することが行われている（特許文献１参照）。ストーンは、ファセット・カットされた水晶、ガラスまたはアクリル樹脂製のダイヤモンド類似石であり、裏面に金属を真空蒸着したものが一般的である。ストーンの貼り付けは、適量の接着剤を爪楊枝や筆等につけて被装飾物の表面に塗布し、ピンセット等で保持したストーンを接着剤の上に載置することで行われる。

液体材料吐出装置としては、ディスペンサーが知られている。液体吐出制御用の手動スイッチ装置を備えたディスペンサーも知られている（特許文献２参照）。

特開２００３－１８２２９３号公報 特開２００３－８０１４２号公報

従来、ワークに装飾部材等の部品を取り付ける際には、楊枝等の塗布用部材を手にとって接着剤をワーク表面に塗布した後、ピンセット等のピックアップ部材に持ち替えて部品を載置する作業を行う必要があった。

そこで、本発明は、ワークに部品を取り付ける際に、一つの装置で塗布作業と載置作業を行うことができるハンディ型装置を提供することを目的とする。

本発明の液体材料吐出ヘッドは、ノズルおよび液体貯留部を備えるハンディ型の液体材料吐出ヘッドにおいて、前記ノズルと並んで配置された、対象物を保持するピックアップ部材を備え、前記ピックアップ部材が、先端部に負圧力を発生させて対象物を保持することを特徴とする。
上記液体材料吐出ヘッドにおいて、前記負圧力を調整する負圧操作部を備えることを特徴としてもよい。
上記液体材料吐出ヘッドにおいて、前記液体貯留部および前記ピックアップ部材を着脱自在に保持するホルダーを備えることを特徴としてもよい。

上記液体材料吐出ヘッドにおいて、前記ピックアップ部材が、前記ピックアップ部材および前記ノズルの根元間の距離と比べ先端間の距離が広がるように構成されていることを特徴としてもよい。
上記液体材料吐出ヘッドにおいて、前記ピックアップ部材の中心軸線と前記ノズルの中心軸線とが、前記ピックアップ部材および前記ノズルの先端に向かって広がるように構成されていることを特徴としてもよい。
上記液体材料吐出ヘッドにおいて、前記液体貯留部に印加する加圧エアのＯＮ／ＯＦＦを制御する吐出操作部を備えることを特徴としてもよい。

本発明の液体材料吐出装置は、上記先端部に負圧力を発生させて対象物を保持する液体材料吐出ヘッドと、前記液体貯留部に加圧エアを供給する加圧管と、前記ピックアップ部材に負圧エアを供給する吸引管と、加圧管に加圧エアを供給し、吸引管に負圧エアを供給するコントローラと、を備えることを特徴とする。
上記液体材料吐出装置において、前記吸引管が、逆流防止機構を備えることを特徴としてもよい。
上記液体材料吐出装置において、前記コントローラから前記加圧管に供給する加圧エアのＯＮ／ＯＦＦを制御する吐出操作部を備えることを特徴としてもよく、さらに、前記吐出操作部が、前記コントローラと電気的に接続されたフットスイッチであることを特徴としてもよい。

第１の観点に係る本発明の部材取付方法は、上記液体材料吐出装置を用いた部材取付方法であって、前記ピックアップ部材で取付部材を保持し、前記ピックアップ部材で取付部材を保持したまま前記ノズルからワーク表面に液体材料を塗布し、ワーク表面に塗布された液体材料の上に前記ピックアップ部材が保持する取付部材を載置することを特徴とする。
第２の観点に係る本発明の部材取付方法は、上記液体材料吐出装置を用いた部材取付方法であって、前記ノズルからワーク表面に液体材料を塗布し、前記ピックアップ部材で取付部材を保持し、ワーク表面に塗布された液体材料の上に載置することを特徴とする。

本発明によれば、ワークに部品を取り付ける際に、一つの装置で塗布作業と載置作業を行うことが可能となる。

第１実施形態例に係る液体材料吐出装置の構成図である。 第１実施形態例に係る吐出ヘッドの構成を示す側面図である。 液体材料吐出装置による部品取り付け作業を説明する図であり、（ａ）は取付部材をピックアップする作業、（ｂ）は液体材料を塗布する作業、（ｃ）は取付部材を載置する作業、（ｄ）は取付部材の保持を解除する作業を示している。 （ａ）第２実施形態例に係る吐出ヘッドの構成図、（ｂ）第３実施形態例に係る吐出ヘッドの構成を示す側面図である。 ピックアップ部材の吸引口の配置例を示す図である。

本発明の液体材料吐出ヘッドは、ノズルおよび液体貯留部を備えるハンディ型の液体材料吐出ヘッドにおいて、ノズルと並んで配置された、ピックアップ部材を備える。ここで、ピックアップ部材は、取付部材を保持するための部材であり、先端に吸着樹脂が設けられた棒状部材により構成してもよいが、先端部に負圧力を発生させて対象物を保持する構成を採用することが好ましい。より好ましくは、液体材料吐出ヘッドに負圧力を調整する負圧操作部を設ける。

液体貯留部は、タンクから供給された液体を一時貯留する液室により構成してもよいが、一回の取付作業に必要な量の液体材料を貯留できるシリンジを採用することが好ましい。ノズルからの液体材料の吐出は、可撓性のある液体貯留部を手で押圧することで実現することもできるが、液体貯留部に加圧エアを供給する構成を採用することが好ましい。液体貯留部に印加する加圧エアのＯＮ／ＯＦＦを制御する吐出操作部を液体材料吐出ヘッドに設けてもよい。

ノズルとピックアップ部材は、ピックアップ作業および塗布作業を容易に行えるようにするべく、ピックアップ部材およびノズルの根元間の距離と比べ先端間の距離が広がるように構成することが好ましい。換言すれば、ピックアップ部材の中心軸線と前記ノズルの中心軸線とが、前記ピックアップ部材および前記ノズルの先端に向かって広がるように構成することが好ましい。
以下では図面を参照しながら、実施形態例に係る液体材料吐出装置を説明する。

＜第１実施形態例＞
図１に示すように、第１実施形態例に係る液体材料吐出装置１は、吐出ヘッド１０と、コントローラ２０と、エアコンプレッサー３０とを備えて構成される。この液体材料吐出装置１はハンディ型であり、例えば、ペンダント等のアクセサリーにストーン等のデコレーション用部材（取付部材Ｓ）を接着するための接着剤を塗布するために用いられる。

［構成］
図２に示すように、吐出ヘッド１０は、ノズル１１と、シリンジ１２と、ホルダー１３，１４と、ピックアップ部材１５と、吸引管１６と、キャップ部材１８とを備えて構成される。
ノズル１１は、樹脂または金属製であり、先端部に吐出口１１ａが設けられている。ノズル１１は、吐出口１１ａの径が異なる複数のノズルの中から、用途に合致するものを選択して採用する。吐出口１１ａの径は、例えば０．２～２ｍｍである。
シリンジ１２は、樹脂または金属製の液体貯留部であり、下端（先端）にノズル１１を着脱自在に装着するための連結部を有している。シリンジ１２は、容量が異なる複数のシリンジの中から、用途に合致するものを選択して採用する。シリンジ１２には、例えばエポキシ接着剤や紫外線硬化樹脂が充填される。シリンジ１２の上端（後端）にはつば部が設けられており、つば部にキャップ部材１８を装着することができる。

ホルダー１３には、ノズル１１が挿通されるノズル挿通孔と、ピックアップ部材１５が挿通されるピックアップ部材挿通孔が設けられており、シリンジ１２の下部を支持する。ホルダー１３のノズル挿通孔にはノズル１１が挿通され、ピックアップ部材挿通孔にはピックアップ部材１５が挿通される。ホルダー１３は、ピックアップ部材１５を着脱自在に固定する固定具１３ａを備えており、固定具１３ａを緩めることで、これを容易に交換することが可能である。
ホルダー１４は、シリンジ１２が挿通されるシリンジ挿通孔と、吸引管１６が挿通される吸引管挿通孔が設けられており、シリンジ１２のつば部の近傍を支持する。ホルダー１４には、スタンド４０のフック部４１に係合される貫通孔が設けられている。
本実施形態例では、ホルダー１３とホルダー１４とを別部材により構成したが、ホルダー１３とホルダー１４とを一つの部材により構成してもよい。

ピックアップ部材１５は、樹脂または金属製であり、先端部に吸引口１５ａが設けられている。ピックアップ部材１５の吸引口１５ａと反対側の端部開口は、吸引管１６と着脱自在に連結されている。第１実施形態例では、ピックアップ部材１５を汎用ノズルにより構成した。ピックアップ部材１５は、吸引口の径が異なる複数のノズルの中から、所望の吸引力を発揮する口径のものを選択して採用する。
ノズル１１とピックアップ部材１５とは、ノズル１１の中心軸とピックアップ部材１５の中心軸との距離が先端に向かうほど拡がるように配置されている。別の言い方をすれば、ピックアップ部材１５とノズル１１の根元部分の距離と比べピックアップ部材１５とノズル１１の先端部分の距離が広がるように、ピックアップ部材１５が配置されている。このような構成とすることにより、取付部材Ｓのピックアップ作業時および載置作業時にノズル１１が邪魔しないので、作業性を高めることが可能となっている。
なお、第１実施形態例に係るノズル１１およびピックアップ部材１５は、樹脂製かつディスポーザブルである。

吸引管１６は、可撓性を有する樹脂製チューブであり、シリンジ１２と隣接して負圧操作部１７が設けられている。負圧操作部１７は樹脂製の筒であり、開口１７ａを有している。吸引管１６に負圧を作用させ、開口１７ａを指で塞ぐと吸引管１６内が負圧となり、吸引口１５ａに吸引力を生じさせることができる。開口１７ａは複数設けてもよく、塞ぐ開口の数を調整することにより、吸引口１５ａに生じさせる吸引力を調整可能としてもよい。吸引管１６には、液体材料や異物の逆流を防止する逆流防止機構（弁またはフィルタ）を設けることが好ましい。
本実施形態例とは異なり、負圧操作部として、ボタン操作により開口を開閉して負圧を開放する機構を採用し、吸引管１６またはホルダー１３に配置するようにしてもよい。また、ホルダー１４を設けず、キャップ部材１８に吸引管挿通孔を設け、キャップ部材１８により吸引管１６を支持するようにしてもよい。

吸引管１６は、コントローラ２０の負圧エア供給口２１とピックアップ部材１５とを連通している。コントローラ２０は、負圧発生装置（例えば、エジェクタ）を本体内に備えており、負圧力調整装置（例えば、負圧用レギュレータ）を介して負圧エア供給口２１に所望の負圧力を発生させる。負圧エア供給口２１に発生させる負圧力は、負圧調整つまみ２５により調整可能である。

コントローラ２０は、加圧エア供給口２２を備えており、加圧エア供給口２２は加圧管２３を介してキャップ部材１８と連通される。コントローラ２０は、加圧管２３に作用させる加圧力のタイミングを制御するタイミング吐出モードを有している。タイミング吐出モードは、接着剤等を均一なドット状に定量塗布するためのモードであり、加圧エアの供給を所定間隔で加圧管２３に作用させるタイマー制御を実施する。
コントローラ２０は、エアコンプレッサー３０と連通する加圧エア受入口（不図示）を備えている。加圧エア受入口には、エアコンプレッサー３０から加圧エアが供給され、コントローラ２０内の圧力調整用レギュレータを介して加圧エア供給口２２に所望の加圧力を発生させる。加圧エア供給口２２に発生させる加圧力は、加圧調整つまみ２６により調整可能である。

コントローラ２０は、液体材料の吐出動作をＯＮ／ＯＦＦ制御する吐出操作部を備えている。第１実施形態例では、コントローラ２０と信号ケーブルを介して電気的に接続されたフットスイッチ２４により吐出操作部を構成した。作業者は、フットスイッチ２４を足で操作することにより、液体材料の吐出動作をＯＮ／ＯＦＦ制御することができる。本実施例とは異なり、フットスイッチ２４の踏み込み量に応じた強さの加圧エアを吐出ヘッド１０に供給し、吐出量を調整できるように構成してもよい。
なお、フットスイッチ２４とは別に、吐出操作部として機能するボタンやつまみ等をコントローラ２０の本体或いは吐出ヘッド１０に設けるようにしてもよい。例えば特許文献２に記載の機構を吐出操作部に採用してもよい。

［使用方法］
第１実施形態例に係る液体材料吐出装置１の使用方法を、図３を参照しながら、ワークＷにストーン（取付部材）Ｓを所望のパターンで貼り付ける作業の例で説明する。
（ＳＴＥＰ１）ワークＷの表面に、所望のパターンでストーンＳを配置する。
（ＳＴＥＰ２）図３（ａ）に示すように、作業者は、負圧操作部１７の開口１７ａを指で塞ぐことでピックアップ部材１５の吸引口１５ａに吸引力を生じさせ、貼り付け対象のストーンＳを拾い上げる。
（ＳＴＥＰ３）図３（ｂ）に示すように、ストーンＳをピックアップ部材１５で保持したまま、拾い上げられたストーンＳがあった位置にノズル１１の吐出口１１ａを移動し、フットスイッチ２４を操作して接着剤Ｌを塗布する。ここで、吐出口１１ａの移動は、手首を傾けることにより簡単に実現することができる。
（ＳＴＥＰ４）図３（ｃ）に示すように、作業者は、ピックアップしたストーンＳを塗布された接着剤Ｌの上に載置する。ここで、ストーンＳの移動は、手首を傾けることにより簡単に実現することができる。ピックアップ部材１５の先端（吸引口１５ａ）でストーンＳを押下して、確実に貼り付けが行われるようにしてもよい。
（ＳＴＥＰ５）図３（ｄ）に示すように、作業者は、負圧操作部１７の開口１７ａを開放することでピックアップ部材１５の吸引力を消失させ、ストーンＳの保持を開放する。

以上に説明した第１実施形態例の液体材料吐出装置１によれば、吐出ヘッド１０を他の装置に持ち替えることなく、取付部材Ｓのピックアップ作業、接着剤Ｌの塗布作業および取付部材Ｓの載置作業を実施することが可能となる。すなわち、従来のように、取付部材Ｓのピックアップ作業および載置作業と接着剤Ｌの塗布作業とで、異なる装置を使用することが不要となる。
また、ピックアップ部材１５とノズル１１の根元部分の距離と比べピックアップ部材１５とノズル１１の先端部分の距離が広がるように構成されているので、ノズル１１に邪魔されることなく取付部材Ｓのピックアップ作業および載置作業を行うことが可能である。

また、取付部材ＳのパターンをワークＷに実際に配置して確認した上で、取付部材Ｓの取り付けを行うことができるので、作業者の作業性を向上させることが可能である。従来は、ピックアップ作業用装置でピックアップ作業を行った後に塗布作業を行うためには、ピックアップ作業用装置と塗布作業用装置の持ち替えが２回発生するため、本発明のような作業手順を行うことは難しかった。

＜第２および第３実施形態例＞
図４（ａ）は第２実施形態例に係る吐出ヘッド１０の構成図、（ｂ）は第３実施形態例に係る吐出ヘッド１０の構成図である。第２実施形態例は、屈曲管１９ｂを有するピックアップ部材１９が吸引管１６に連結されている点で第１実施形態例と相違する。第３実施形態例は、ホルダー１３が、ピックアップ部材１９の胴部１９ａとノズル１１が平行となる配置関係となるようにピックアップ部材挿通孔が設けられている点で、第２実施形態例と相違する。以下では相違点を中心に説明し、第１実施形態例と共通の構成については図中で同一の符号を付し、説明を省略する。

第２実施形態例のピックアップ部材１９は、胴部１９ａと、胴部１９ａから延出される屈曲管１９ｂを備えている。第２実施形態例においても、第１実施形態例と同様、ピックアップ部材１９とノズル１１の根元部分の距離と比べ先端部分の距離が広がるように構成されている。
第３実施形態例のピックアップ部材１９は、第２実施形態例と同じで、ホルダー１３のみが相違する。第３実施形態例では、ピックアップ部材１９の胴部１９ａとノズル１１が平行となる配置関係にあるが、屈曲管１９ｂの先端がノズル１１から遠ざかる方向に配置されているので、やはりピックアップ部材１９とノズル１１の根元部分の距離と比べ先端部分の距離が広がるように構成されている。
なお、ピックアップ部材１９とノズル１１の根元部分の距離と比べ先端部分の距離が広がるのであれば、吸引口１９ｃが側方（図４の手前または奥行き側）に開口するようにピックアップ部材１９を配置してもよい。すなわち、図５に示すように、ピックアップ部材１９の吸引口１９ｃが、ノズル１１およびピックアップ部材１９の中心を通る直線Ｒからずれた位置（例えば、図５のａ～ｄの位置）に配置されるようにピックアップ部材１９を配置してもよい。

以上に説明した第２および第３実施形態例においても、第１実施形態例と同様、吐出ヘッド１０を他の装置に持ち替えることなく、取付部材Ｓのピックアップ作業、接着剤Ｌの塗布作業および取付部材Ｓの載置作業を実施することが可能となる。
また、第１実施形態例と同様、取付部材Ｓのピックアップ作業および載置作業時にノズル１１が邪魔することがなく、作業性を高めることが可能とされている。

以上、本発明の好ましい実施形態例について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態例の記載に限定されるものではない。上記実施形態例には様々な変更・改良を加えることが可能であり、そのような変更または改良を加えた形態のものも本発明の技術的範囲に含まれる。例えば、第１ないし第３実施形態例では、下記表１の構成例１を採用したが、下記表１の構成例２～４を採用しても、本発明の技術思想を実現することができる。

１ 液体材料吐出装置
１０ 吐出ヘッド
１１ ノズル
１２ シリンジ（液体貯留部）
１３ （下部）ホルダー
１４ （上部）ホルダー
１５ ピックアップ部材
１６ 吸引管
１７ 負圧操作部
１８ キャップ部材
１９ ピックアップ部材
２０ コントローラ
２１ 負圧エア供給口
２２ 加圧エア供給口
２３ 加圧管
２４ フットスイッチ
２５ 負圧調整つまみ
２６ 加圧調整つまみ
３０ エアコンプレッサー
４０ スタンド

Claims (12)

1. ノズルおよび液体貯留部を備えるハンディ型の液体材料吐出ヘッドにおいて、
   前記ノズルと並んで配置された、対象物を保持するピックアップ部材を備え、
   前記ピックアップ部材が、先端部に負圧力を発生させて対象物を保持することを特徴とする液体材料吐出ヘッド。
2. 前記負圧力を調整する負圧操作部を備えることを特徴とする請求項１に記載の液体材料吐出ヘッド。
3. 前記液体貯留部および前記ピックアップ部材を着脱自在に保持するホルダーを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の液体材料吐出ヘッド。
4. 前記ピックアップ部材が、前記ピックアップ部材および前記ノズルの根元間の距離と比べ先端間の距離が広がるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液体材料吐出ヘッド。
5. 前記ピックアップ部材の中心軸線と前記ノズルの中心軸線とが、前記ピックアップ部材および前記ノズルの先端に向かって広がるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の液体材料吐出ヘッド。
6. 前記液体貯留部に印加する加圧エアのＯＮ／ＯＦＦを制御する吐出操作部を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の液体材料吐出ヘッド。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の液体材料吐出ヘッドと、
   前記液体貯留部に加圧エアを供給する加圧管と、
   前記ピックアップ部材に負圧エアを供給する吸引管と、
   加圧管に加圧エアを供給し、吸引管に負圧エアを供給するコントローラと、を備える液体材料吐出装置。
8. 前記吸引管が、逆流防止機構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。
9. 前記コントローラから前記加圧管に供給する加圧エアのＯＮ／ＯＦＦを制御する吐出操作部を備えることを特徴とする請求項７または８に記載の液体材料吐出装置。
10. 前記吐出操作部が、前記コントローラと電気的に接続されたフットスイッチであることを特徴とする請求項９に記載の液体材料吐出装置。
11. 請求項７ないし１０のいずれかに記載の液体材料吐出装置を用いた部材取付方法であって、
    前記ピックアップ部材で取付部材を保持し、
    前記ピックアップ部材で取付部材を保持したまま前記ノズルからワーク表面に液体材料を塗布し、
    ワーク表面に塗布された液体材料の上に前記ピックアップ部材が保持する取付部材を載置する部材取付方法。
12. 請求項７ないし１０のいずれかに記載の液体材料吐出装置を用いた部材取付方法であって、
    前記ノズルからワーク表面に液体材料を塗布し、
    前記ピックアップ部材で取付部材を保持し、ワーク表面に塗布された液体材料の上に載置する部材取付方法。

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