JPH059099Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は液体を微量吐出するデイスペンジング
シリンジ用アダプタに係る。

［従来の技術］ 最近、エレクトロニクスその他各種の先端技術
産業の急伸展に伴い、精密な溶着、接着、コーテ
イング、絶縁など、液体などの微量吐布作業の量
が急増してきた。それに応えるために、シリンジ
吐布という方法が重用されるようになつてきた。
シリンジ１というのは、注射器のことであり、第
１図にも見られるように、プラスチツク製（主に
PE、PP製）で、大きさは一般に直径15〜25mm、
長さ100〜300mm、肉厚約１〜1.5mmのものが多く、
中には500c.c.位のものもある。その一端（上部）
にはフランジ３が、他端（先端部）には内径２mm
位の吐出管４が設けられ、また該吐出管の外側に
は二重管が被せられ、そしてその管の内側には雌
ネジ５が切られてあつて金具のノズル１０がネジ
込まれるようになつているものである。

上記シリンジ１の中には、液状の吐布材料Ｌが
定量充填され、該シリンジの両端の開口部には、
それぞれ栓Ｐ₁，Ｐ₂により密封され，いわゆ
る吐布材料のカプセルとして吐布材料メーカーよ
り市販されているのである。

次に上記シリンジ１の使用方法を説明する。第
９図を参照されたい。該シリンジは吐布加工業者
によつて購入され、同作業者は、上記吐布材料入
りのシリンジ１の両端の密栓を開き、そのフラン
ジ３側のシリンジ１の内径部を、加圧気体（一般
にはエアが多く使われるので以下エアとする）供
給用アダプタ７６上の嵌込み口７８に差し込み、
次にシリンジのフランジ３を半回転して、いわゆ
るクイツクパイプジヨイントする。他方吐出管４
側の二重管の雌ネジ５部にはノズル１０がネジ込
まれる。

以上のようにして、シリンジ１のアダプタ７６
への取付作業の済んだあと、上記アダプタ７６に
配管６１接続する。同配管はエア圧供給装置６２
上のソレノイド式操作エア切換バルブ６３の電気
的操作即ち、タイマ６７などの信号により（必要
によりフツトスイツチ６８を使用して）操作エア
タンク６５よりの一定圧のエアCAを、上記アダ
プタ７６内に送入、加圧エア供給孔６０を通し
て、シリンジ１内に圧送する。そして同内部の液
体Ｌの液面上を加圧し、その反対側に取付けられ
たノズル１０より機外に吐出するのである。

上述の作動プロセスのタイミングをグラフによ
つて詳細に説明する。第１１図を参照されたい。
先ず、フツトスイツチ６８などによつて吐出信号
（“Ｈ”ライン）が発せられる。吐出時間のラフな
場合にはそのままの信号の時間でもよいが、その
時間が精密（マイクロセコンド）を要する場合に
は、フツトスイツチなどの指示ではラフなので、
同信号をタイマー６７内に入力、それによつて設
定されたMS単位の時間（“Ｉ”ライン）がタイ
マーにより変換されて発信される。その時間がソ
レノイド６４に通電され、操作エア切換バルブ６
３が作動し（“Ｊ”ライン）、加圧エアタンク６５
よりの加圧エアCAが、設定された時間圧送され、
上記加圧エア供給用アダプタ７６内のエア通路６
０を通つて、上記シリンジ１内に進入する。この
時の加圧エアCAの圧力は、同図のライン（“Ｋ”
ライン）にも示すように、その初めと終わりにお
いては、勾配を示す。この理由は、上記切換バル
ブ６３が必要とする間隙だけ開くまでにMS単位
の時間を要し、実際の吐出時間（“Ｌ”ライン）
はその分だけずれることと、その他エアの弾性、
エア配管の長さ、配管内の抵抗、またエアの慣性
などによるものである。従つて、吐出される液体
も上記加圧エア（“Ｋ”ライン）の押す圧力に比
例し、かつシリンダ１内の吐出管４内の吐出通路
４Ｈ及びノズル１０孔内の抵抗も加わつて、ノズ
ルより吐出する液体の速度の前後の勾配も、より
緩となつてくる（“Ｍ”ライン）。そして吐出流量
も、上記吐出速度に概ね比例（“Ｎ”ライン）し
てくるのである。

上述のように、吐出設定時間（“Ｉ”）と吐出量
（“Ｎ”）とは精密には一致していないのが実情で
あつた。そして、前述の如く微量吐布において
は、これは重要な問題となるのである。

また、従来のシリンダによる滴下吐布において
は次のような欠点もあつた。再び第９図を参照さ
れたい。シリンジ１内の加圧エアによつて押し出
された液体は、ノズル１０の先端部に至る。しか
し、同図にも見られるように、液体は液滴d₁とな
つて、それが微量なる場合にはノズルの先端部に
付着したままでいることが多い。この理由は、液
体自体の有する凝集力CFとノズル１０先端部と
の相互間の付着力AFとが作用するからである。
そして液滴自体の重さがｗ＞AFとなつたときに、
始めてその液滴はノズル先端部から離れ落ちる即
ち滴下するのである。しかし乍ら、実際問題とし
て、吐出作業中、上記液滴が滴下するまでにはあ
る時間がかかり、巳むを得ず手力をもつて、上記
のノズル１０先端部に付着している液滴d₂を滴下
した吐着物Ｗ上に接触させて吐布する。従つて、
吐布作業に当つては、第１０図に見られるよう
に、シリンジを手力によりペンホールダー式に握
りしめ、左右にそして上下に、実装基板上のそれ
ぞれの目標物に向けて移動しつつ行なつてきたの
である。更にまた、シリンジ１内の液面レベルの
高低により、同じ設定時間でも吐出量が変化して
しまうという問題もある。この液面レベルの高低
に原因する理由を説明すると、最初のシリンジ内
の液面レベルは高位にあるが、その使用によつて
逐次低下してくる。するとシリンジ内部の常圧の
空間部がそれだけ大きくなり、そこへ加圧エアが
進入してくると、その空間部の容積が増えた分、
加圧エアが一定圧に上昇するまでに要する時間
（ミリ秒単位）も増える。よつて吐出される液体
は、低いエア圧力で押されることになり、同じ設
定時間における各吐出量は、液面レベルが低くな
るに従つて、逐次減少していくのである。

［解決しようとする問題点］ 前述の如く、従来のシリンジ式吐布装置におけ
る問題点は、(1)微量スポツト吐出量の不正確なる
こと、(2)ノズルの先端部付着の微量液滴を手動に
よつて近接吐布すること、(3)加圧エアのON，
OFF作動において、シリンジ内の液体の蒸発が
発生すること、(4)ノズル先端から非吐出時間外に
液滴が落ちることがあること、(5)自動吐布が困難
なること等であつた。本考案の動機及びその目的
は上記諸問題点を解決することであつた。

［問題点を解決するための手段］ 本考案の要旨は、従来のシリンジ内の吐出孔部
に対し自動開閉する弁をアダプタを介して設ける
ことである。

本考案の構造を図面によつて説明する。シリン
ジとは、前項［従来の技術］の項において説明し
たように（第１図参照）、吐布材料のカプセルと
して広く市販されているものである。従来は同シ
リンジに対し（第９図参照）、加圧エア供給用ア
ダプタを装着し、加圧エアをタイマを介しての短
時間における微量吐出を行なつていることも前述
した通りである。

さて、本考案は上記従来のアダプタを介して加
圧エア供給を行うと共に、シリンジ内の吐出孔に
おいて弁の自動開閉を行ない、微量かつ精密に液
体を吐出するものである。

その構造について説明する。第２図を参照され
たい。本構造においては、バルブ開閉起動器とし
てソレノイド式を採用した。バルブを有するアダ
プタに対するシリンジ１の取付結合手段として、
該シリンジ１のフランジ３側の内径が嵌入される
嵌込み口８と、該フランジ３の締付け用ジヨウ
（あご）９の付いていることは従来と同様である。
ただし、上記嵌込み口の内部貫通の直線状のエア
通路１３内には、ある隙間をあけてて即ちひと回
り細いバルブステム１１が貫通している。該バル
ブステムの先端部はニードルバルブとなり、上記
シリンジ１内の吐出孔４Ｈの入口即ち弁座と密接
しており、また該バルブステムの反対側即ち上方
には、柱状の鉄心１２に結合して、上記アダプタ
６の内部に収められ、その鉄心１２の外周辺に
は、電線コイル１５が装着されている。更に該鉄
心１２の上方には圧縮バネ１６がアダプタ上蓋と
の間に圧接し、同圧縮バネの中心線部にはバルブ
ストローク制限用の調整ネジ１７がネジ勘合され
ている。なお、上記直線上のエア供給通路１３
は、その中途より分岐１４して加圧エア接続金具
１８に接続されている。該加圧エア接続金具はエ
ア配管１９により流量調整弁２４、圧力調整弁２
５、開閉バルブ２６等を介して加圧エア源２８に
配管接続され、またアダプタ６内の電線コイル１
５はタイマ２７に、更に必要ある場合にはフツト
スイツチ３５に電気接続されるのである。

［作用］ 本考案の上記装置の作用について説明する。同
じく第２図を参照されたい。市販品である吐布材
料Ｌの充填されたシリンジ１は、本装置のシリン
ジ用バルブ付きアダプタ６に装着されている。同
アダプタ６内部の電線コイル１５は無通電におい
て、圧縮バネ１６の作用によりシリンジ１内のバ
ルブに対し、ノルマル“閉”をなしている。そし
て吐布作業開始に当つて、先ず手動により加圧エ
ア回路２０上の開閉バルブ２６を開き、圧力調整
弁２５、流量調整弁２４などを調整して必要な圧
力の気体（一般にエアを用いるが不活性ガスを使
用する場合もある）を上記アダプタ６内に供給す
る。即ち、作業時には常時一定の圧力がかけられ
ている。その状態においてフツトスイツチ３５な
どを介して、又はタイマ２７より直接設定された
“開”又は“閉”の電気信号が発せられ、それが
上記アダプタ６内の電線コイルに通電し、励磁し
た鉄心を上方（矢印方向）に持ち上げ、それに直
結されているニードルバルブステム１１とその先
端のバルブ１１Ｖを開く。既に適切に加圧されて
いるシリンダ内の液体Ｌは該バルブ１１Ｖの
“開”を通つて吐出孔４Ｈより機外に吐出される
のである。

上記のプロセスタイムをグラフにて説明する。
第３図を参照されたい。シリンジ１内には必要と
するある一定のエア圧が負荷される（“Ａ”ライ
ン）。フツトスイツチ３５を介し、又はタイマ２
７より直接吐出指令が発信される（“Ｂ”ライ
ン）。同信号はタイマ２７内にて設定された時間
に変換されて同タイマより発信される（“Ｃ”ラ
イン）。同時間、アダプタ内のバルブ用ソレノイ
ド１５が通電励磁し、鉄心１２を作動、それに直
結しているバルブ１１Ｖを開く（“Ｄ”ライン）。
“Ｃ”線と“Ｄ”線との差は、鉄心移動時におけ
る慣性による時間的ズレが生ずるのみで、0.1ms
単位の短時間であるためネグリジブルとみて差支
えない。シリンジ１内の液体吐出により、エア圧
は若干下がるが（“Ｅ”ライン）、その補充は従来
の如く、エア回路上のバルブ開閉によつて行なわ
れるものではなく、連続的に加圧エアが補給され
るので、シリンジ内のエア圧の前後に勾配（第１
１図、“Ｈ”ライン）は発生せず、“Ｅ”ラインに
示す如く若干下がるものの平坦である。よつて、
吐出する速度（“Ｆ”ライン）も、又その量
（“Ｇ”ライン）も平坦である。従つて従来のシリ
ンジ吐布に見られたような吐出流速（第１１図
“Ｍ”ライン）や吐出流量（第１１図、“Ｎ”ライ
ン）の前後における勾配は発生しないのである。
即ち、吐出量は吐出時間内において均等となるの
である。

また、ノズルから液体が吐出する際シリンジ１
内の液体Ｌには必要とする一定の圧力がかけられ
ているため、液体が吐出孔４Ｈを通つてノズル１
０内を通過し、必要とする速度をもつて機外に吐
出されるため、液体がノズル１０先端部に付着す
る機会は生じない。所要量吐出されると上記バル
ブ１１Ｖは閉鎖し、吐出は中断される。その量は
バルブ１１Ｖの開度と開時間によつて決められ
る。即ち如何なる微量吐出をも行なうことができ
るのである。

従つて、従来の如く、ノズル先端部に、液滴が
付着残留することはなく、従つて又、それら残留
滴を被吐物上に手力で近接して転移させることも
必要なくなる。

よつて、シリンジ１のノズル１０は真下に向
け、被吐物（実装基板）面上をある一定間隔をお
いて単に水平移動（“Ｈ”方向）すればよく、自
動化は容易に可能となるのである。

更にまた、シリンジ１内の圧力が常に一定であ
ることから、液面レベルが低下してもシリンジ１
内の液体Ｌは一定の圧力で吐出され、よつて常に
一定量の吐出量を得ることができるのである。

［実施例］ その１ 前述の特定考案においては、加圧エア供給用ア
ダプタ内のバルブ開閉起動器としてソレノイド式
起動器をあげたが、これをエアシリンダ式３６と
したものが本実施例である。両方式の相異点は、
ソレノイド式の方が応答速度が速く、吐出量にも
勾配は少ないという点である。ただし、設備費の
点と微量吐出の然程厳しくない場合には、エアシ
リンダ式でもよい。

その２ 一般に、シリンダ内に収めるバルブは、ニード
ルバルブでもよいが、よりシビアに開閉を行なう
場合には、ニードルの先端部に、第５図に示すよ
うなゴム製のバルブを取付けることが望ましい。

その３ 上記各実施例においては、バルブの対応する弁
座としてシリンジ内の吐出孔の入口部を利用した
が、弁座としては精度を欠く場合がある。本実施
例は、シリンジの先端部にネジ込みによつて取付
けられノズル孔の入口部に特に機械加工により精
密に弁座を設けるものである。第６図を参照され
たい。ノズル５５は一般に金属製で、その根元に
ネジが切られており、その内部のノズル孔５５Ｈ
の入口部に上述の如く、精密機械加工により弁座
５５Ｓを設けたものである。

また第７図の如く、ノズル５６を上記シリンジ
の先端部の二重管の内管外側にネジを切つてノズ
ル５６を取付け、そのノズルのノズル孔の入口部
に上述と同じく弁座を機械加工して設けることも
できる。

更に、第８図に示す如く、弁座としてＯリング
５８を利用することもできる。

［考案の効果］ 本考案のデイスペンジングシリンジ用アダプタ
によれば、微量の液体吐布において、精密にかつ
短時間内に正確なる位置に滴下吐布するもので、
特にエレクトロニクス用実装基板面上に対する吐
布においては、自動化も容易に可能であり、製作
工程上、時間、工数、材料費の節減は勿論、品質
の向上にも大いに寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のアダプタの取付け対象となる
市販製品のシリンジの側面図、第２図は本考案
（以下特記なき場合は本考案につきその旨は省略
する）のアダプタの側断面と、同アダプタに上記
シリンジを装着したものの側断面図 第３図は吐
出信号発信より吐出までのプロセスタイミングの
グラフ 第４図は実施例その１のアダプタの側断
面図 第５図はバルブステムの先端部のバルブの
弾性体材料によるものの側面図 第６図ないし第
８図は実施例その３における三種の側断面図 第
９図は従来のアダプタにシリンジを装着したもの
の側断面図 第１０図は同上の手力による使用状
況の説明図 第１１図は同上のアダプタによる吐
出信号より吐出されるまでの各プロセスタイミン
グのグラフ。 主要な符号の説明、１……シリンジ、６……ソ
レノイド式バルブ付アダプタ、８，３８……嵌込
み口、１０……ノズル、１１，４１……バルブス
テム、１２……鉄心、１３，４３……加圧気体供
給通路、１４，４９……加圧気体供給装置用配管
通路、１５……電線コイル、１６，４６……圧縮
ばね、１７，４７……バルブ開閉ストローク調整
ネジ、２０……加圧気体供給装置、５２……弾性
体材料製バルブ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 液体を微量吐出するデイスペンジングシリン
   ジ用アダプタにおいて、 ａ シリンジ１内径に対するアダプタテの嵌込
   み口８と該シリンジのフランジ３の締め付け
   用のジヨウ９が設けられていることと、 ｂ 上記嵌込み口８内には、該口に平行に加圧
   気体供給通路１３とバルブステム１１が貫通
   して設けられていることと、 ｃ 上記バルブステム１１の先端部には、バル
   ブ１１Ｖが形成されていることと、 ｄ 上記バルブステム１１の上方部には、バル
   ブ開閉起動器６が設けられていることと、 ｅ 上記b.項記載の加圧気体供給通路１３は、
   中途より分岐１４して加圧気体供給装置２０
   上の配管１９に接続されていることと、 ｆ 上記d.項記載のバルブ開閉起動器６はタイ
   マ２７に電気接続されていること を特徴とする液体デイスペンジングシリンジ用ア
   ダプタ。 ２ バルブ開閉起動器６が、ソレノイド式である
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の液体デイ
   スペンジングシリンジ用アダプタ。 ３ バルブ開閉起動器６が、エアシリンダ式であ
   る実用新案登録請求の範囲第１項記載の液体デ
   イスペンジングシリンジ用アダプタ。 ４ バルブ１１Ｖが、ニードルバルブである実用
   新案登録請求の範囲第１項記載の液体デイスペ
   ンジングシリンジ用アダプタ。 ５ バルブ１１Ｖが、弾性体材料より形成されて
   いるものである実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の液体デイスペンジングシリンジ用アダプ
   タ。 ６ バルブの先端が、シリンジ先端部に取り付け
   られるノズル５５又は５６，５７のノズル孔５
   ５Ｈ又は５６Ｈ，５７Ｈの入口部に設けられた
   弁座５５Ｓ，５６Ｓ，５８と対応していること
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記
   載の液体デイスペンジングシリンジ用アダプ
   タ。