JP7341571B2 - 流体移送装置および同装置を備える塗布装置、並びに、塗布方法 - Google Patents
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Description
上記各文献の装置を流体循環回路に組み入れて循環ポンプとして使用する場合においては、循環回路の流れに脈動が生じ、一定の流れにならないという課題があった。
上記各文献の装置を用いて液体材料をワーク表面に吐出する場合においては、ワーク表面に線描画を行う際に脈動が生じると、線幅が不均一になるという課題が生じる。
上記流体移送装置において、前記ロータによるシメシロ量が、前記中央部分から流出口または流入口に向かって徐々に小さくなるように構成されていることを特徴としてもよい。
上記流体移送装置において、前記中央部分は、長手方向にわたり前記ロータによる密着力が均一であることを特徴としてもよい。
上記流体移送装置において、(A)前記搬送路の流入口における前記ロータと前記ステータの密着力がA1であり、前記搬送路の流入口から前記ロータの1巻き分の位置における前記ロータと前記ステータの密着力がA2であり、前記搬送路の流入口と前記搬送路の流入口から前記ロータの1巻き分の位置との間の位置における前記ロータと前記ステータの密着力がA3であり、前記搬送路の長手方向の中央部分における前記ロータと前記ステータの密着力がA4である場合に、A4>A2>A3>A1の関係を有すること、(B)前記搬送路の流出口における前記ロータと前記ステータの密着力がB1であり、前記搬送路の流出口から前記ロータの1巻き分の位置における前記ロータと前記ステータの密着力がB2であり、前記搬送路の流出口と前記搬送路の流出口から前記ロータの1巻き分の位置との間の位置における前記ロータと前記ステータの密着力がB3であり、前記搬送路の長手方向の中央部分における前記ロータと前記ステータの密着力がB4である場合に、B4>B2>B3>B1の関係を有することを特徴としてもよい。
上記流体移送装置において、前記挿通孔の長手方向の中央部分は、長手方向にわたり前記ロータによるシメシロ量が均一であることを特徴としてもよい。
上記流体移送装置において、前記挿通孔の長手方向の中央部分が、前記ロータの2巻き分以上の範囲にわたることを特徴としてもよい。
上記流体移送装置において、前記流入口部分が、前記搬送路の流入口から前記ロータの1巻き分超の範囲であり、前記流出口部分が、前記搬送路の流出口から前記ロータの1巻き分超の範囲であることを特徴としてもよい。
上記流体移送装置において、前記ステータの前記中央部分の長手方向の範囲が、前記流入口部分および前記流出口部分のそれぞれの長手方向の範囲よりも長いことを特徴としてもよい。
上記流体移送装置において、前記ステータの前記流入口部分および前記流出口部分における前記ロータによるシメシロと前記ステータの前記中央部分における前記ロータによるシメシロとのシメシロ量の比率が0.4~0.7:1であることを特徴としてもよい。
上記流体移送装置において、前記ステータの流入口部分における前記ロータとの密着力が、前記ステータの前記中央部分における前記ロータとの密着力に比べ小さくなるように、前記搬送路の流入口部分において、前記ステータのシメシロ量と共に、前記ステータの材料特性および厚みのうち、いずれか一つの要素が前記挿通孔の中央部分と異なる仕様に設定されており、前記ステータの流出口部分における前記ロータとの密着力が、前記ステータの前記中央部分における前記ロータとの密着力に比べ小さくなるように、前記搬送路の流出口部分において、前記ステータのシメシロ量と共に、前記ステータの材料特性および厚みのうち、いずれか一つの要素が前記挿通孔の中央部分と異なる仕様に設定されていることを特徴としてもよい。
上記流体移送装置において、前記ステータの長手方向の中央部分が、前記ステータの流入口部分および/または流出口部分を構成する材料と比べ、弾性力が強い材料により構成されていることを特徴としてもよい。
上記流体移送装置において、前記外筒の長手方向の中央部分が、同径の内周面を有することを特徴としてもよい。
上記流体移送装置において、前記外筒の長手方向の中央部分が、前記ステータと同ピッチの雌ねじ形状の内周面を有することを特徴としてもよい。
上記流体移送装置において、前記外筒の外周面において、前記雌ねじ形状の内周面と対応する位置に、凹凸形状が施されていることを特徴としてもよい。
上記流体移送装置において、前記外筒の上流端部分における内周面が、前記外筒の上流端に向かって拡径するテーパー面により構成され、前記外筒の下流端部分における内周面が、前記外筒の下流端に向かって拡径するテーパー面により構成されることを特徴としてもよい。
上記流体移送装置において、前記外筒が、同径の内周面を有する上流端部分内周面と、当該上流端部分内周面と前記中央部分を連絡する流入側テーパー面と、同径の内周面を有する下流端部分内周面と、当該下流端部分内周面と前記中央部分を連絡する流出側テーパー面と、を備えることを特徴としてもよい。
上記流体移送装置において、前記外筒の上流端部分における拡径された内周面の範囲が、前記外筒の下流端部分における拡径された内周面の範囲よりも長いことを特徴としてもよい。
上記流体移送装置において、前記ステータの前記流入口部分の範囲と前記ステータの前記中央部分の範囲の比率が3:5~10であり、かつ、前記ステータの前記流出口部分の範囲と前記ステータの前記中央部分の範囲の比率が2:5~10であることを特徴してもよい。
上記流体移送装置において、前記非搬送作用領域を構成する前記挿通孔の内周面が、前記挿通孔の中央部側から流入口側に向かって拡径するテーパー面により構成されていることを特徴としてもよい。
上記流体移送装置において、前記非搬送作用領域の容積が、前記搬送作用領域に位置し、前記ロータの偏心回転により開閉される前記挿通孔内の搬送空間のいずれの容積よりも小さいことを特徴としてもよい。
上記流体移送装置において、前記ステータの流入口部分および/または流出口部分における前記ロータとの密着力が、前記ロータが最上位置および最下位置にある際に最も弱いことを特徴としてもよい。
上記流体移送装置において、前記搬送路の流出口から流出する流体を吐出する吐出口を有するノズル部材をさらに備えた液体材料吐出装置であることを特徴としてもよい。
<第1実施形態例>
図1は、第1実施形態例に係る液体材料吐出装置1の要部断面側面図である。以下では、説明の便宜上、ノズル部材13側を前側(正面)と呼称し、ノズル部材13と反対側を後ろ側(背面)と呼称する場合がある。
液体材料吐出装置1は、本体2の後ろ側に設けたロータ駆動装置3と、前側に設けたステータユニット15とを備えて構成される。
なお、ステータ11の雌ねじ形状は例示の2条に限定されるものでなく、任意の雌ねじ形状とすることが可能である。ステータ11の条数を変える場合には、ロータ20の条数nより1つ多いn+1条とする。また、ステータ11の雌ねじの巻き方向は、左巻き(左ねじ)右巻き(右ねじ)のどちらでもよい。本明細書においては、液体材料の進行方向に対し、右巻きとなるステータについて説明する。
なお、ロータ20の雄ねじ形状は1条に限定されるものでなく、ステータ11の内周面の形状に合わせて任意の雄ねじ形状とすることが可能である。本実施形態例では、ロータ20の外周面の雄ネジ形状を、その長手方向において一様に形成されている構成にて説明したが、ロータ20の外周面の雄ネジ形状は一様でなくともよい。ロータ20の外周面の雄ネジ形状に応じた雌ネジ形状にステータ11の内周面をすることにより、搬送路の中央部分のシメシロを厚く、両端部のシメシロを薄く構成することが可能である。
図2(c)に示すように、ロータ20が最上位置にあるとき、B-B線の位置において、ロータ20の下側には第1系統のキャビティを構成する搬送空間21cが形成される(図5(a)参照)。図示の位置からロータ20が回転すると、ロータ20の下側の搬送空間21cの断面積が縮小し、ロータ20の上側に第2系統のキャビティを構成する搬送空間22cを生じ、ロータ20の回転に伴いさらにその断面積を拡大する(後述の図5(b)参照)。
図2(d)に示すように、ロータ20が最上位置にあるとき、C-C線の位置において、ロータ20の左右側には搬送空間23,24が形成される。ここで、搬送空間23は、搬送空間21cおよび22bと連通して第1系統のキャビティを構成し、搬送空間24は、搬送空間21bおよび22cと連通して第2系統のキャビティを構成する(搬送空間21b,21c,22b,22cの位置については、図5を参照)。図示の位置からロータ20が回転すると、ロータ20の左右側の搬送空間23,24の一方の断面積が縮小し、他方の断面積が拡大する。例えば、ロータ20が0°から90°に回転すると、搬送空間23は閉じ、搬送空間24は最大断面積となる。
本発明は、ロータとステータが接触する部分において、ステータの締め付け力を、その中央部分よりも両端部で小さくすることにより、脈動の課題を解決している。言い換えれば、ロータおよびステータの長手方向における密着力の分布を、ステータの中央部分よりも両端部で小さくすることで、脈動の課題を解決している。ステータ11は、ロータ20との密着力により3つの領域に分けられる。すなわち、ステータ11は、ロータ20との密着力が一定の中央部分と、ロータ20との密着力が中央部分よりも小さい流入口部分(中央部分より流入口側の領域)と、ロータ20との密着力が中央部分よりも小さい流出口部分(中央部分より流出口側の領域)と、に分けられる。図3(b)の例では、B13とB23の間の部分が中央部分、B13とB11の間の部分が入口部分、B23とB21の間の部分が出口部分である。
ステータの密着力の調整は、ステータの形状(例えば、シメシロ量、厚み)および/またはステータの材料特性(例えば、反発力(反発弾性率)、硬度)の調整により行うことができる。第1実施形態例では、上記の3つの領域からなるステータ11の密着力をシメシロ量を調整することで実現している。すなわち、ステータ11の長手方向においてシメシロ量が一定の中央部分と比べ、両端部のシメシロ量を小さくすることで密着力を調整し、脈動の課題を解決している。以下では、図2ないし図4を参照しながら、第1実施形態例におけるステータ11の密着力の調整方法を詳細に説明する。
また、従来技術においては、ステータ111の流入口に充分な液体材料の供給が行われないことから、脈動が生じやすいという課題も存在する。具体的には、シメシロの範囲内をロータ120が動く時間においては、液体材料の搬送空間への供給が行われない時間が発生する。例えば、ロータが355°の位置でシメシロによりステータ111の流入口の開口が閉じる装置では、355°から360°まで(および0°~5°まで)の回転の間、液体材料が供給されない状態となる。355°から360°まで(および0°~5°まで)の回転の分だけ液体材料の供給量が減少することは、減少した液体材料が搬送されることによる吐出量の減少につながり、脈動の原因となる。
多くの液体材料をキャビティへ速やかに受け入れるとの観点からは、搬送路の流入口を早く開口すること(閉口されている時間を短くすること)が重要である。
図5を参照しながら、ロータ20の回転動作により生じる液体材料の搬送作用を説明する。
図5(a)に示すように、ロータ20が0°の位置(最上位置)にあるとき、ロータ20の下側の最上流にキャビティを構成する搬送空間21aが表れ、搬送空間21aは供給管7から供給された液体材料で満たされる。ロータ20が0°の位置では、ロータ20の上側の搬送空間は閉じている。
図5(b)に示すように、ロータ20が回転して90°の位置になると、ロータ20の上側の最上流にキャビティを構成する搬送空間22aが表れる。ここでも、最上流の搬送空間22aは、供給管7から供給された液体材料で満たされる。搬送空間22bは同図の紙面奥行き方向手前側(流入口側から見て左側)において、ロータ20の下側の搬送空間21aと繋がってキャビティを構成しており(図2(d)の搬送空間24参照)、ロータ20の下側の搬送空間21aの断面領域が減少することに伴い、搬送空間21aに存在していた液体材料が搬送空間22b方向に移動する。なお、説明上、一のキャビティを形成する搬送空間21aと搬送空間22bに、それぞれ異なる番号を付している。以下同様である。
図5(c)に示すように、ロータ20が回転して180°の位置(最下位置)になると、正面断面図からわかるようにロータ20の上側の搬送空間22aは最大開口となる。他方で、ロータ20の下側の搬送空間21aは閉鎖され、搬送空間21aに存在していた液体材料は搬送空間22b方向に移動する。最大開口となった搬送空間22a内は、供給管7から供給された液体材料で満たされている。
図5(e)に示すように、ロータ20が回転して360°の位置になると、ロータ20の上側のキャビティを構成する搬送空間22aは閉鎖される。この過程で、搬送空間22bに存在していた液体材料は搬送空間21c方向に移動し、搬送空間22aに存在していた液体材料は搬送空間21b方向に移動する。ロータ20の下側の最上流に搬送空間21aが再び表れると、この搬送空間21aは供給管7から供給された液体材料で満たされる。ここで、ロータ20の下側に表れた各搬送空間21a,21b,21c・・・は、ロータ20とステータ11の密着により、それぞれが分断されたキャビティを構成している。
以上のように、ロータ20が0°から360°まで回転する動作を繰り返すことにより、挿通孔12内を流入口側から流出口側に向かって液体材料が搬送される。ロータ20を回転させて液体材料を搬送する際には、充分な量の液体材料でキャビティを満たすことが脈動を防止するためには重要である。特に、ロータ20が最上位置(0°)および最下位置(180°)にある際のステータ11との密着力を小さくすることが好ましい。
シメシロが小さい構成と大きい構成における搬送空間の形成状況について、図6~7を参酌しながら補足説明をする。
図6は、ステータ11のシメシロが小さい構成(左図)とシメシロが大きい構成(右図)における、0°から90°までの搬送空間の形成状況を説明する対比図である。
図6(a)に示すように、ロータ20が最上位置(0°)にあるときは、シメシロが小さい構成(左図)とシメシロが大きい構成(右図)のいずれにおいても、ロータ20の上側に搬送空間は形成されていない。
図6(b)に示すように、ロータ20が回転して最上位置から幾分下がると、シメシロが小さい構成(左図)ではロータ20の上側に搬送空間22が形成される。一方、シメシロが大きい構成(右図)においては、ロータ20の上側に搬送空間22は形成されていない。
図6(c)に示すように、ロータ20がさらに回転すると、シメシロが大きい構成(右図)においても、ロータ20の上側に搬送空間22が形成される。一方、シメシロが小さい構成(左図)ではロータ20の上側にシメシロが大きい構成(右図)よりも断面が大きな搬送空間22が形成される。
図6(d)に示すように、ロータ20が90°回転すると、シメシロが小さい構成(左図)とシメシロが大きい構成(右図)のいずれにおいても、ロータ20の上側および下側に断面が同じ大きさの搬送空間21,22が形成される。
図6から分かるように、ステータ11のシメシロが小さいとロータ20とステータ11との密着が早くに解ける。特に、ステータ11の流出口部分にシメシロが小さい構成を採用すると、ロータ20とステータ11との密着が早くに解け、搬送路内に形成されたキャビティ内の液体材料を速やかに流出させることができるので好ましい。
図7(a)に示すように、ロータ20が270°回転すると、シメシロが小さい構成(左図)とシメシロが大きい構成(右図)のいずれにおいても、ロータ20の上側および下側に断面が同じ大きさの搬送空間21,22が形成される。
図7(b)に示すように、ロータ20が270°から少し回転した状態では、シメシロが大きい構成(右図)においても、ロータ20の上側の搬送空間22の断面領域が小さくなっている。一方、シメシロが小さい構成(左図)ではロータ20の上側にシメシロが大きい構成(右図)よりも断面領域が大きな搬送空間22が維持される。
図7(c)に示すように、ロータ20がさらに回転して最上位置に幾分近づくと、シメシロが小さい構成(左図)ではロータ20の上側の搬送空間22の断面領域は小さくなるが、閉じられない。一方、シメシロが大きい構成(右図)においては、ロータ20の上側の搬送空間22は閉じられる。
図7(d)に示すように、ロータ20が最上位置(360°(0°))にあるときは、シメシロが小さい構成(左図)とシメシロが大きい構成(右図)のいずれにおいても、ロータ20の上側の搬送空間は閉じられる。
ステータ11においてシメシロを相対的に小さくする範囲について補足説明をする。以下で説明する「範囲」は、特に断りがない限り、ステータ11の長手方向の長さの範囲である。
第1実施形態例では、ステータ11の長手方向の全体にわたってシメシロが設けられており、ステータ11の長手方向における中央部分のシメシロの範囲が、ステータ11の長手方向における流入口部分および流出口部分の各シメシロの範囲と比べて長く構成されている。図3(b)の例では、B13~B23の部分が挿通孔12に形成される搬送路の長手方向における中央部分であり、B11~B13の部分が挿通孔12に形成される搬送路の流入口部分であり、B21~B23の部分が挿通孔12に形成される搬送路の流出口部分である。
ステータ11の流入口部分のシメシロを小さくすることは、搬送路の流入口へ液体材料が十分に供給されることが目的である。この目的を達成するためには、ステータ11の流入口側の端部からロータ20の1巻き分以上の範囲のシメシロを小さくするのがよく、好ましくは流入口側の端部よりロータ20の1.2巻き分以上、より好ましくは流入口側の端部よりロータ20の1.5巻き分以上とする。
シメシロを小さく構成することによる作用効果は、ロータ20とステータ11とが密着する範囲内において有効であり、例えば、部品の面取りなどにより、挿通孔12内にロータ20とステータ11とが常時当接しないしない範囲(非搬送作用領域)がある場合は、これを除いた中央寄りの範囲(搬送作用領域)を対象とする。
また、第1実施形態例においては、ステータ11の両端部付近のシメシロ量が両端部に向けて段階的に(言い換えれば徐々に)小さくなるように構成されている。図3(b)の例で説明すると、ステータ11の流入口部分(または流出口部分)を長手方向に沿って3区分した場合、流入口の位置B11(または流出口の位置B21)のシメシロ量が最も小さく、次いで流入口部分の中間点の位置B12(または流出口部分の中間点の位置B22)のシメシロ量が小さい。このようなシメシロ量の変化が見られればシメシロ量が段階的に小さくなっているということができる。しかしながら、本発明のシメシロ量を段階的に(言い換えれば徐々に)小さくする概念には、例示された態様に限定されず、ステータ11の流入口部分および流出口部分においてシメシロ量が無段階に小さくなる態様や非均等に段階的に小さくなる態様も含まれる。
図8は、第2実施形態例に係る外筒210、ステータ211およびロータ220の説明図であり、(a)はロータ220が最上位置(0°)にある際の側面断面図、(b)は背面図、(c)は(a)のB-B断面図、(d)は(a)のC-C断面図、(e)は外筒210のみの側面断面図、(f)は外筒210の背面図である。なお、第2実施形態例は、外筒210およびステータ211以外の構成については、第1実施形態例と同様であるので、説明を省略する。
図8(d)に示すように、C-C線の位置において、ロータ220の左右側には搬送空間223,224が形成される。ここで、搬送空間223は、搬送空間221cと連通してキャビティを構成し、搬送空間224は、搬送空間222cと連通してキャビティを構成する。図示の位置からロータ220が回転すると、ロータ220の左右側の搬送空間223,224の一方の断面積が縮小し、他方の断面積が拡大する。例えば、ロータ220が0°から90°まで回転すると、搬送空間223は閉じ、搬送空間224は最大断面積となる。
このように、ロータ220が回転すると、ステータ211の流路方向に垂直な方向(B-B断面、C-C断面を含む)の各断面において、ロータ220を挟んで対向する位置に搬送空間が2系統ずつ形成および閉鎖する動作が繰り返され、挿通孔212内を液体材料が搬送される。
本実施形態例では、端部に向かって徐々に(段階的に)径方向の厚みが厚くなるステータ211の流入口部分211aおよび流出口部分211bを備えているので、ロータ220とステータ211の密着力は端部に向かって徐々に(段階的に)弱くなる。ただし、外筒210の両端部における径方向の厚みを中央部分よりも薄く構成する態様は、第2実施形態例の態様に限られない。例えば、外筒210の中央部分から上流端部分および下流端部分に向けて放物線を描くように丸みを付けて径方向の厚みが薄くなるように構成したり、階段状に径方向の厚みが薄くなるように構成したりしてもよい。
また、外筒210の両端部における内径を中央部分よりも拡大することにより、ステータ211の流入口部分211aおよび流出口部分211bが滑らかに拡径することで端部に向かって徐々に(段階的に)径方向の厚みが厚くなっているので、ステータ211の流入口への液体材料の受け入れ、および流出口からの液体材料の排出を円滑に行うことが可能である。
図9は、第3実施形態例に係る外筒310、ステータ311およびロータ320の説明図であり、(a)はロータ320が最上位置(0°)にある際の側面断面図、(b)は背面図、(c)は(a)のB-B断面図、(d)は(a)のC-C断面図、(e)は外筒310のみの側面断面図、(f)は外筒310の背面図である。なお、第3実施形態例は、外筒310およびステータ311以外の構成については、第1実施形態例と同様であるので、説明を省略する。
ステータ311の中央部分内周面は、ロータ320と同ピッチの雌ねじ形状であり、ステータ311の中央部分外周面は内周面と同ピッチの雄ねじ形状である。弾性材料からなるステータ311は、外筒310の内周面(310a,310b,310c)に密着した状態で配置されている。
第3実施形態例では、外筒の中央部分内周面310cがステータ311の中央部分内周面の雌ねじ形状と同ピッチの雌ねじ形状に構成されていることから、ステータ311の長手方向の中央部分の厚みを均一とすることができるので、当該中央部分におけるロータ320との密着力を均一にすることが可能である。ステータ311とロータ320が協働して搬送路を構成する際、ロータ320が動作する軌道はステータ311が弾性変形した際に生じる反発力により影響を受けるが、この反発力が中央部分内周面310cの範囲においてはロータ320と当接面全周において一定となるため、第3実施形態例ではロータ320が動作する軌道が一定となり、搬送路の構築が安定する。換言すれば、第3実施形態例ではロータ320の姿勢が全周で安定するため、キャビティの形状が一定となる。
図9(c)に示すように、B-B線の位置において、ロータ320の下側には搬送空間321cが形成される。図示の位置からロータ320が回転すると、ロータ320の下側の搬送空間321cの断面積が縮小し、ロータ320の上側に搬送空間322c(不図示)を生じ、ロータ320が回転に伴いさらにその断面積を拡大する。
図9(d)に示すように、C-C線の位置において、ロータ320の左右側には搬送空間323,324が形成される。ここで、搬送空間323は、搬送空間321cと連通してキャビティを構成し、搬送空間324は、搬送空間322cと連通してキャビティを構成する。図示の位置からロータ320が回転すると、ロータ320の左右側の搬送空間323,324の一方の断面積が縮小し、他方の断面積が拡大する。例えば、ロータ320が0°から90°まで回転すると、搬送空間323は閉じ、搬送空間324は最大断面積となる。
このように、ロータ320が回転すると、ステータ311の流路方向に垂直な方向(B-B断面、C-C断面を含む)の各断面において、ロータ320を挟んで対向する位置に搬送空間が2系統ずつ形成および閉鎖する動作が繰り返され、挿通孔312内を液体材料が搬送される。
また、図9(c)および(d)に示すように、ステータ311の中央部分311cは、第2実施形態例のステータ211の中央部分211cと比べ径方向の厚みが薄くなっている。そのため、第3実施形態例では、ステータ311の長手方向の中央部分と流入口部分および流出口部分におけるロータ320との密着力の差は、第2実施形態例よりも大きくなっている。
図10は、第4実施形態例に係る外筒410、ステータ411およびロータ420の説明図であり、(a)はロータ420が最上位置(0°)にある際の側面断面図、(b)は背面図、(c)は(a)のB-B断面図、(d)は(a)のC-C断面図、(e)は外筒410のみの側面断面図、(f)は外筒410の背面図である。なお、第4実施形態例は、外筒410およびステータ411以外の構成については、第1実施形態例と同様であるので、説明を省略する。
図10(a)および(e)に示すように、本実施形態例の外筒410は、流入口に向かってテーパー状に拡径する流入口側内周面410aと、流出口に向かってテーパー状に拡径する流出口側内周面410bと、ステータ411の内周面の雌ねじ形状と実質同ピッチの雌ねじ形状の内周面を有する中央部分内周面410cと、を備えている。外筒410は、中央部分内周面410cの雌ねじ形状がエッジを有する点で、エッジのない滑らかな雌ねじ形状が形成された第3実施形態例の外筒310と相違する。
また、図10(c)および(d)に示すように、ステータ411の中央部分411cは、第2実施形態例のステータ211の中央部分211cと比べ径方向の厚みが薄くなっている。そのため、ステータ411の長手方向の中央部分と流入口部分および流出口部分におけるロータ420との密着力の差は、第2実施形態例よりも大きくなっている。
図11は、第5実施形態例に係る外筒510、ステータ511およびロータ520の説明図であり、(a)はロータ520が最上位置(0°)にある際の側面断面図、(b)は背面図、(c)は(a)のB-B断面図、(d)は(a)のC-C断面図、(e)は外筒510のみの側面断面図、(f)は外筒510の背面図である。なお、第5実施形態例は、外筒510およびステータ511以外の構成については、第1実施形態例と同様であるので、説明を省略する。
本実施形態例の外筒510は、上流端部分内周面510aおよび下流端部分内周面510bを中央部分内周面510cよりも大径の円筒状に形成していることから、ステータ511の流入口および流出口から一定の範囲にわたり、ロータ520との密着力を相対的に弱くすることが可能である。ここで、外筒の上流端部分内周面510aはステータ511の流入口側の端部からロータ520の1巻き分から2巻き、下流端部分内周面510bはステータ511の流出口側の端部からロータ520の1巻き分の長さにわたって形成されていることが好ましい。
本実施形態例の外筒510では、流入口に向かって拡径する流入側テーパー面510dおよび流出口に向かって拡径する流出側テーパー面510eにより、ステータ511の径方向の厚みが両端部に向かって徐々に厚くなっているので、そのことによっても、ロータ520とステータ511の密着力は両端部に向かって徐々に(段階的に)弱くなっている。第5実施形態例におけるステータ511の流入口部分511aは、外筒の上流端部分内周面510aおよび流入側テーパー面510dに対応する範囲である。第5実施形態例におけるステータ511の流出口部分511bは、外筒の下流端部分内周面510bおよび流出側テーパー面510eに対応する範囲であり、ステータ511の流入口部分511aよりも短く構成されている。第5実施形態のように、ステータ511の中央部分と流入口部分(または流出口部分)の境界においてロータ520による密着力を徐々に(段階的に)弱め、境界よりも流入口(または流出口)に近い位置においてはロータ520による密着力を一定とする態様においても、脈動を防ぐことは可能である。すなわち、ロータ520による密着力を、ステータ511の長手方向の中央部分から流出口および流入口に向かって徐々に(段階的に)小さくするという技術思想には、第5実施形態のように、流出口および流入口に隣接しないテーパー面を外筒510の内周面に設ける態様も含まれる。
図12は、第6実施形態例に係る外筒610、ステータ611およびロータ620の説明図であり、(a)はロータ620が最上位置(0°)にある際の側面断面図、(b)は(a)のA-A断面図、(c)は(a)のB-B断面図、(d)は(a)のC-C断面図、(e)はロータ620を図示省略した背面図である。なお、第6実施形態例は、外筒610およびステータ611以外の構成については、第1実施形態例と同様であるので、説明を省略する。
本実施形態例の外筒610は、上流端部分内周面610aおよび下流端部分内周面610bを中央部分内周面610cよりも大径の円筒状に形成していることから、ステータ611の流入口および流出口から一定の範囲にわたり、ロータ620との密着力を相対的に弱くすることが可能である。
本実施形態例では、ステータ611の流入口部分に隣接して受入空間621aが設けられている。受入空間621aの内径は、受入空間621aで回転するロータ620と当接することがない大きさになっている。受入空間621aにおいては、ステータ611の内周面はロータ620に常時当接しないので、受入空間621aは液体材料を移送する作用を奏しない非搬送作用領域である。すなわち、本実施形態例のステータ611の挿通孔612は、搬送作用領域と非搬送作用領域とに区分される。挿通孔612における搬送作用領域と非搬送作用領域との境界は、ロータ620がステータ611と当接する最上流位置であり、図12(a)においては符号612aで図示している。符号612aで図示する場所が搬送路の開始位置となり、ここが搬送路の流入口となる。符号612aより下流側が液体材料の搬送作用を奏する搬送路を構成する。この搬送路は、挿通孔612内に雄ねじ状の外周面を有するロータ620を挿入することで発現する流路であり、挿通孔612内においてロータ620を偏心回転することで、搬送路内に順次形成されるキャビティの移動と共にキャビティを満たす液体材料が移送される。受入空間621aは、搬送路の流入口に隣接する空間であって、搬送路の流入口から上流側に向かって拡径している。
本実施形態例におけるステータ611の流入口部分611aは、搬送作用領域の外筒610の上流端部分内周面610aおよび流入側テーパー面610dに対応する範囲であり、非搬送作用領域を含まない。
本実施形態例におけるステータ611の流出口部分611bは、外筒610の下流端部分内周面610bおよび流出側テーパー面610eに対応する範囲であり、ステータ611の流入口部分611aよりも短く構成されている。本実施形態例におけるステータ611の流出口部分611bは、非搬送領域を有していないが、非搬送領域を含むようにステータを構成する場合は、流出口部分はこの非搬送領域を含まない。
本実施形態例におけるステータ611の長手方向の中央部分611cの長さは、ステータ611の流入口部分の長さの2倍以上である。
例えば、上記実施形態例1~6の各図では、外筒の上流端部分と下流端部分の内周面の径をいずれも同じ大きさとして描画したが、外筒の上流端部分と下流端部分の内周面の径の大きさが異なる態様や、テーパーの角度が異なる様態も本発明の技術的範囲に含まれる。
また、上記実施形態例1~6において、例えば、挿通孔(12,212,312,412,512)の流入口部分および/または流出口部分の搬送空間の容積を、挿通孔(12,212,312,412,512)の長手方向の中央部分における搬送空間の容積と比べ、大きく構成してもよい。このような構成によれば、挿通孔内の搬送空間を移動した液体材料を、より脈動の無い流れとして排出することが可能である。
さらにまた、上記実施形態例1~6において、例えば、ステータの長手方向の中央部分の単位体積当たりの弾性力が、流入口部分および/または流出口部分の単位体積当たりの弾性力より大きくなるように構成してもよい。具体例としては、ステータの長手方向の中央部分における弾性体を、流入口部分および/または流出口部分における弾性体よりも高密度の弾性体(例えばゴム)により構成することが開示される。
さらにまた、上記実施形態例1~6の液体材料吐出装置は、液体材料を塗布する用途に限らず、循環回路の液送ポンプなどにも使用することもできる。上記実施形態例1~6とロータを逆回転することにより、吸引ポンプとして使用することもできる。
(A)挿通孔の流入口部分(または流出口部分)において外筒の内径を段階的に拡径することでシメシロの径方向の厚みを段階的に厚くすると共に、挿通孔の流出口部分(または流入口部分)において外筒の内径を一定としながらシメシロ量を段階的に小さくすることで、挿通孔の流入口部分および流出口部分におけるロータとステータの密着力が、挿通孔の長手方向の中央部分におけるロータとステータの密着力に比べ小さくなるように構成すること。
(B)挿通孔の流入口部分(または流出口部分)において外筒の内径を段階的に拡径することでシメシロの径方向の厚みを段階的に厚くすると共に、挿通孔の流出口部分(または流入口部分)において外筒の内径を一定としながら、中央部分と比べて弾性力が弱い材料でステータを構成すること
(C)外筒の内径を全長にわたり一定としながら、挿通孔の流出口部分(または流入口部分)においてシメシロ量を段階的に小さくすることで、挿通孔の流入口部分および流出口部分におけるロータとステータの密着力が、挿通孔の長手方向の中央部分におけるロータとステータの密着力に比べ小さくなるように構成すると共に、挿通孔の流入口部分(または流出口部分)において中央部分と比べて弾性力が弱い材料でステータを構成すること。
(D)上記(A)~(C)において、挿通孔の流入口付近に位置するロータの外周面とステータの内周面が当接しない空間であって、挿通孔の流入側口端部に向かって拡径する受入空間を設けること。
2:本体
3:ロータ駆動装置
10,110,210,310,410,510:外筒
11,111,211,311,411,511:ステータ
12,112,212,312,412,512:挿通孔
13:ノズル部材
14:気泡抜き孔
15:ステータユニット
20,120,220,320,420,520:ロータ
21,121,221,321,421,521:(ロータ下)搬送空間
22,122,222,322,422,522:(ロータ上)搬送空間
23,123,223,323,423,523:(ロータ右)搬送空間
24,124,224,324,424,524:(ロータ左)搬送空間
Claims (29)
- 外筒と、
前記外筒の内周面に設けられた雌ねじ形状の貫通孔である挿通孔を有するステータと、
ロータ駆動部に接続され、前記ステータの内周面に当接しながら偏心回転する雄ねじ形状のロータと、を備え、
前記挿通孔に挿通された前記ロータを偏心回転させることにより、前記ステータと前記ロータとが構成する搬送路において流体を移送可能な流体移送装置であって、
前記ステータが、前記搬送路の流入口から長手方向にわたり一定の範囲をしめる流入口部分と、前記搬送路の流出口から長手方向にわたり一定の範囲をしめる流出口部分と、前記流入口部分および前記流出口部分の間に位置する中央部分と、を備えて構成され、
前記流入口部分および前記流出口部分の一方における前記外筒の内周面を前記外筒の長手方向の中央部分と比べ拡径し、前記流入口部分および前記流出口部分の他方における前記ロータによるシメシロ量を前記中央部分における前記ロータによるシメシロ量に比べ小さくなるように構成することにより、前記ステータの前記流入口部分および前記流出口部分における前記ロータによる密着力が、前記中央部分における前記ロータによる密着力に比べ小さくなるように構成されていることを特徴とする流体移送装置。 - 外筒と、
前記外筒の内周面に設けられた雌ねじ形状の貫通孔である挿通孔を有するステータと、
ロータ駆動部に接続され、前記ステータの内周面に当接しながら偏心回転する雄ねじ形状のロータと、を備え、
前記挿通孔に挿通された前記ロータを偏心回転させることにより、前記ステータと前記ロータとが構成する搬送路において流体を移送可能な流体移送装置であって、
前記ステータが、前記搬送路の流入口から長手方向にわたり一定の範囲をしめる流入口部分と、前記搬送路の流出口から長手方向にわたり一定の範囲をしめる流出口部分と、前記流入口部分および前記流出口部分の間に位置する中央部分と、を備えて構成され、
前記ステータの前記流入口部分および前記流出口部分における前記ロータによる密着力が、前記中央部分における前記ロータによる密着力に比べ小さくなるように構成されていること、
前記ステータの前記流入口部分および前記流出口部分における前記ロータによるシメシロ量を、前記中央部分における前記ロータによるシメシロ量に比べ小さくなるように構成することにより、前記ステータの前記流入口部分および前記流出口部分における前記ロータによる密着力を、前記中央部分における前記ロータによる密着力に比べ小さくしたことを特徴とする流体移送装置。 - 前記ロータによるシメシロ量が、前記中央部分から流出口または流入口に向かって徐々に小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の流体移送装置。
- 前記中央部分は、長手方向にわたり前記ロータによる密着力が均一であ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流体移送装置。
- (A)前記搬送路の流入口における前記ロータと前記ステータの密着力がA1であり、前記搬送路の流入口から前記ロータの1巻き分の位置における前記ロータと前記ステータの密着力がA2であり、前記搬送路の流入口と前記搬送路の流入口から前記ロータの1巻き分の位置との間の位置における前記ロータと前記ステータの密着力がA3であり、前記搬送路の長手方向の中央部分における前記ロータと前記ステータの密着力がA4である場合に、A4>A2>A3>A1の関係を有すること、
(B)前記搬送路の流出口における前記ロータと前記ステータの密着力がB1であり、前記搬送路の流出口から前記ロータの1巻き分の位置における前記ロータと前記ステータの密着力がB2であり、前記搬送路の流出口と前記搬送路の流出口から前記ロータの1巻き分の位置との間の位置における前記ロータと前記ステータの密着力がB3であり、前記搬送路の長手方向の中央部分における前記ロータと前記ステータの密着力がB4である場合に、B4>B2>B3>B1の関係を有することを特徴とする請求項4に記載の流体移送装置。 - 前記挿通孔の長手方向の中央部分は、長手方向にわたり前記ロータによるシメシロ量が均一であ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流体移送装置。
- 外筒と、
前記外筒の内周面に設けられた雌ねじ形状の貫通孔である挿通孔を有するステータと、
ロータ駆動部に接続され、前記ステータの内周面に当接しながら偏心回転する雄ねじ形状のロータと、を備え、
前記挿通孔に挿通された前記ロータを偏心回転させることにより、前記ステータと前記ロータとが構成する搬送路において流体を移送可能な流体移送装置であって、
前記ステータが、前記搬送路の流入口から長手方向にわたり一定の範囲をしめる流入口部分と、前記搬送路の流出口から長手方向にわたり一定の範囲をしめる流出口部分と、前記流入口部分および前記流出口部分の間に位置する中央部分と、を備えて構成され、
前記ステータの前記流入口部分および前記流出口部分における前記ロータによる密着力が、前記中央部分における前記ロータによる密着力に比べ小さくなるように構成されていること、
(A)前記搬送路の流入口における前記ロータと前記ステータのシメシロ量がA1であり、前記搬送路の流入口から前記ロータの1巻き分の位置における前記ロータと前記ステータのシメシロ量がA2であり、前記搬送路の流入口と前記搬送路の流入口から前記ロータの1巻き分の位置との間の位置における前記ロータと前記ステータのシメシロ量がA3であり、前記搬送路の長手方向の中央部分における前記ロータと前記ステータのシメシロ量がA4である場合に、A4>A2>A3>A1の関係を有すること、
(B)前記搬送路の流出口における前記ロータと前記ステータのシメシロ量がB1であり、前記搬送路の流出口から前記ロータの1巻き分の位置における前記ロータと前記ステータのシメシロ量がB2であり、前記搬送路の流出口と前記搬送路の流出口から前記ロータの1巻き分の位置との間の位置における前記ロータと前記ステータのシメシロ量がB3であり、前記搬送路の長手方向の中央部分における前記ロータと前記ステータのシメシロ量がB4である場合に、B4>B2>B3>B1の関係を有することを特徴とする流体移送装置。 - 前記挿通孔の長手方向の中央部分が、前記ロータの2巻き分以上の範囲にわたることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の流体移送装置。
- 前記流入口部分が、前記搬送路の流入口から前記ロータの1巻き分超の範囲であり、
前記流出口部分が、前記搬送路の流出口から前記ロータの1巻き分超の範囲であることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の流体移送装置。 - 前記ステータの前記中央部分の長手方向の範囲が、前記流入口部分および前記流出口部分のそれぞれの長手方向の範囲よりも長いことを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載の流体移送装置。
- 外筒と、
前記外筒の内周面に設けられた雌ねじ形状の貫通孔である挿通孔を有するステータと、
ロータ駆動部に接続され、前記ステータの内周面に当接しながら偏心回転する雄ねじ形状のロータと、を備え、
前記挿通孔に挿通された前記ロータを偏心回転させることにより、前記ステータと前記ロータとが構成する搬送路において流体を移送可能な流体移送装置であって、
前記ステータが、前記搬送路の流入口から長手方向にわたり一定の範囲をしめる流入口部分と、前記搬送路の流出口から長手方向にわたり一定の範囲をしめる流出口部分と、前記流入口部分および前記流出口部分の間に位置する中央部分と、を備えて構成され、
前記ステータの前記流入口部分および前記流出口部分における前記ロータによる密着力が、前記中央部分における前記ロータによる密着力に比べ小さくなるように構成されていること、
前記ステータの前記流入口部分および前記流出口部分における前記ロータによるシメシロと前記ステータの前記中央部分における前記ロータによるシメシロとのシメシロ量の比率が0.4~0.7:1であることを特徴とする流体移送装置。 - 外筒と、
前記外筒の内周面に設けられた雌ねじ形状の貫通孔である挿通孔を有するステータと、
ロータ駆動部に接続され、前記ステータの内周面に当接しながら偏心回転する雄ねじ形状のロータと、を備え、
前記挿通孔に挿通された前記ロータを偏心回転させることにより、前記ステータと前記ロータとが構成する搬送路において流体を移送可能な流体移送装置であって、
前記ステータが、前記搬送路の流入口から長手方向にわたり一定の範囲をしめる流入口部分と、前記搬送路の流出口から長手方向にわたり一定の範囲をしめる流出口部分と、前記流入口部分および前記流出口部分の間に位置する中央部分と、を備えて構成され、
前記ステータの前記流入口部分および前記流出口部分における前記ロータによる密着力が、前記中央部分における前記ロータによる密着力に比べ小さくなるように構成されていること、
前記ステータの前記流入口部分および前記流出口部分における前記ロータとの密着力が、前記ステータの前記中央部分における前記ロータとの密着力に比べ小さくなるように、前記流入口部分および前記流出口部分における前記ステータの形状および/または前記ステータの材料特性が、前記中央部分と異なる仕様に設定され、
前記ステータの形状が、前記ステータのシメシロ量または厚みであり、前記ステータの材料特性が、前記ステータの反発力または硬度であることを特徴とする流体移送装置。 - 外筒と、
前記外筒の内周面に設けられた雌ねじ形状の貫通孔である挿通孔を有するステータと、
ロータ駆動部に接続され、前記ステータの内周面に当接しながら偏心回転する雄ねじ形状のロータと、を備え、
前記挿通孔に挿通された前記ロータを偏心回転させることにより、前記ステータと前記ロータとが構成する搬送路において流体を移送可能な流体移送装置であって、
前記ステータが、前記搬送路の流入口から長手方向にわたり一定の範囲をしめる流入口部分と、前記搬送路の流出口から長手方向にわたり一定の範囲をしめる流出口部分と、前記流入口部分および前記流出口部分の間に位置する中央部分と、を備えて構成され、
前記ステータの前記流入口部分および前記流出口部分における前記ロータによる密着力が、前記中央部分における前記ロータによる密着力に比べ小さくなるように構成されていること、
前記ステータの流入口部分における前記ロータとの密着力が、前記ステータの前記中央部分における前記ロータとの密着力に比べ小さくなるように、前記搬送路の流入口部分において、前記ステータのシメシロ量と共に、前記ステータの材料特性および厚みのうち、いずれか一つの要素が前記挿通孔の中央部分と異なる仕様に設定されており、
前記ステータの流出口部分における前記ロータとの密着力が、前記ステータの前記中央部分における前記ロータとの密着力に比べ小さくなるように、前記搬送路の流出口部分において、前記ステータのシメシロ量と共に、前記ステータの材料特性および厚みのうち、いずれか一つの要素が前記挿通孔の中央部分と異なる仕様に設定されていることを特徴とする流体移送装置。 - 外筒と、
前記外筒の内周面に設けられた雌ねじ形状の貫通孔である挿通孔を有するステータと、
ロータ駆動部に接続され、前記ステータの内周面に当接しながら偏心回転する雄ねじ形状のロータと、を備え、
前記挿通孔に挿通された前記ロータを偏心回転させることにより、前記ステータと前記ロータとが構成する搬送路において流体を移送可能な流体移送装置であって、
前記ステータが、前記搬送路の流入口から長手方向にわたり一定の範囲をしめる流入口部分と、前記搬送路の流出口から長手方向にわたり一定の範囲をしめる流出口部分と、前記流入口部分および前記流出口部分の間に位置する中央部分と、を備えて構成され、
前記ステータの前記流入口部分および前記流出口部分における前記ロータによる密着力が、前記中央部分における前記ロータによる密着力に比べ小さくなるように構成されていること、
前記ステータの長手方向の中央部分が、前記ステータの流入口部分および/または流出口部分を構成する材料と比べ、弾性力が強い材料により構成されていることを特徴とする流体移送装置。 - 外筒と、
前記外筒の内周面に設けられた雌ねじ形状の貫通孔である挿通孔を有するステータと、
ロータ駆動部に接続され、前記ステータの内周面に当接しながら偏心回転する雄ねじ形状のロータと、を備え、
前記挿通孔に挿通された前記ロータを偏心回転させることにより、前記ステータと前記ロータとが構成する搬送路において流体を移送可能な流体移送装置であって、
前記ステータが、前記搬送路の流入口から長手方向にわたり一定の範囲をしめる流入口部分と、前記搬送路の流出口から長手方向にわたり一定の範囲をしめる流出口部分と、前記流入口部分および前記流出口部分の間に位置する中央部分と、を備えて構成され、
前記ステータの前記流入口部分および前記流出口部分における前記ロータによる密着力が、前記中央部分における前記ロータによる密着力に比べ小さくなるように構成されていること、
前記外筒の上流端部分および下流端部分における内周面が、前記外筒の長手方向の中央部分と比べ拡径されていることを特徴とする流体移送装置。 - 前記外筒の長手方向の中央部分が、同径の内周面を有することを特徴とする請求項15に記載の流体移送装置。
- 前記外筒の長手方向の中央部分が、前記ステータと同ピッチの雌ねじ形状の内周面を有することを特徴とする請求項15または16に記載の流体移送装置。
- 前記外筒の外周面において、前記雌ねじ形状の内周面と対応する位置に、凹凸形状が施されていることを特徴とする請求項17に記載の流体移送装置。
- 前記外筒の上流端部分における内周面が、前記外筒の上流端に向かって拡径するテーパー面により構成され、前記外筒の下流端部分における内周面が、前記外筒の下流端に向かって拡径するテーパー面により構成されることを特徴とする請求項15ないし18のいずれかに記載の流体移送装置。
- 前記外筒が、同径の内周面を有する上流端部分内周面と、当該上流端部分内周面と前記中央部分を連絡する流入側テーパー面と、同径の内周面を有する下流端部分内周面と、当該下流端部分内周面と前記中央部分を連絡する流出側テーパー面と、を備えることを特徴とする請求項15ないし19のいずれかに記載の流体移送装置。
- 前記外筒の上流端部分における拡径された内周面の範囲が、前記外筒の下流端部分における拡径された内周面の範囲よりも長いことを特徴とする請求項15ないし20のいずれかに記載の流体移送装置。
- 前記ステータの前記流入口部分の長手方向の範囲と前記ステータの前記中央部分の長手方向の範囲の比率が3:5~10であり、かつ、前記ステータの前記流出口部分の長手方向の範囲と前記ステータの前記中央部分の長手方向の範囲の比率が2:5~10であることを特徴とする請求項4ないし21のいずれかに記載の流体移送装置。
- 前記ステータが、前記ロータによるシメシロを有する搬送作用領域と、前記搬送作用領域よりも上流側に位置し、前記ロータと当接しない(シメシロを有さない)非搬送作用領域とから構成されていることを特徴とする請求項1ないし22のいずれかに記載の流体移送装置。
- 前記非搬送作用領域を構成する前記挿通孔の内周面が、前記挿通孔の中央部側から流入口側に向かって拡径するテーパー面により構成されていることを特徴とする請求項23に記載の流体移送装置。
- 前記非搬送作用領域の容積が、前記搬送作用領域に位置し、前記ロータの偏心回転により開閉される前記挿通孔内の搬送空間のいずれの容積よりも小さいことを特徴とする請求項23または24に記載の流体移送装置。
- 前記ステータの流入口部分および/または流出口部分における前記ロータとの密着力が、前記ロータが最上位置および最下位置にある際に最も弱いことを特徴とする請求項1ないし25のいずれかに記載の流体移送装置。
- 前記搬送路の流出口から流出する流体を吐出する吐出口を有するノズル部材をさらに備えた液体材料吐出装置である請求項1ないし26のいずれかに記載の流体移送装置。
- 請求項1ないし27のいずれかに記載の流体移送装置と、
前記流体移送装置と被塗布物とを相対移動させる相対移動装置と、を備える塗布装置。 - 請求項28に記載の塗布装置を用いて、ワーク表面に均一な線幅の線描画を行う塗布方法。
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