JPH0663485A - 高速応答フィルムコーター - Google Patents
高速応答フィルムコーターInfo
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- JPH0663485A JPH0663485A JP5156811A JP15681193A JPH0663485A JP H0663485 A JPH0663485 A JP H0663485A JP 5156811 A JP5156811 A JP 5156811A JP 15681193 A JP15681193 A JP 15681193A JP H0663485 A JPH0663485 A JP H0663485A
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- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
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- H—ELECTRICITY
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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Abstract
ることのできる高速応答ディスペンサを提供する。 【構成】 塗料をプリント回路板等の目標基板上の選択
された領域に塗布するためのフィルムコーターは開位置
と閉位置の間を可動なプランジャを有するディスペンサ
本体を有している。プランジャを開位置へと移動する加
圧空気の流れはディスペンサ本体に保持された弁によっ
て制御され、複数のばねがプランジャを閉位置へと戻
す。戻しばねの数は可変付勢力を与えるよう選択され、
それによって、特にディスペンサが間欠的に作動さる時
ハンマリング、テーパリング及びドローリングを排除す
るかもしくは少なくとも大きく低減させるようプランジ
ャの移動をコントロールする。
Description
し、より詳細には、プリント回路板等の基板上の選定さ
れた領域へと塗料を塗布するための高速応答フィルムコ
ーターに関する。
た回路板は、回路板を湿気や漏電や埃から保護するため
防湿性で液体絶縁性のフィルムにより覆われている。好
適には、その防湿絶縁フィルムは相似被覆として知られ
るものであり、例えば、揮発性溶剤に溶解したアクリ
ル、ポリウレタン、エポキシ等の合成樹脂である。清浄
なプリント回路板に塗布すると、溶剤が連続的に蒸発
し、均一な厚さの絶縁樹脂フィルムが形成される。
をプリント回路板へと塗布する一つの方法はこれまでス
プレー法であったが、その場合に、防湿絶縁体はシマダ
の米国特許第4,753,819号及び第4,880,
663号(両特許とも本発明の譲受人によって所有され
ている)に開示されたスプレー技術によってプリント回
路板へと塗布される。各種のフィルムコーターや分配装
置(ディスペンサ)がこの目的のため利用されてきた
が、それらの多くは吐出口を開閉するプランジャを有
し、その吐出口を通して塗料を吐出し、回路板や他の基
板上へと塗布するものである。かかるディスペンサのプ
ランジャは、加圧空気をプランジャの保持するピストン
へと作用させて開位置へと移動させ、戻しばねによって
閉位置へと戻されるのが通常である。コンピュータ制御
電磁弁等の流れ制御機構を空気供給源からディスペンサ
への加圧空気の流れを制御するため使用している。従
来、電磁弁はディスペンサからおよそ6フィート以上の
空気管路により分離されている。
板の所定領域のみを塗装することが望ましい。一つの方
法では、ディスペンサを選定された領域へと動かし、デ
ィスペンサが選定された領域の上にある時吐出口を開
き、その選定された領域を塗装するためディスペンサの
吐出口と回路板とを相対的に移動させ、吐出口を閉じ、
このプロセスを繰り返して各領域を塗装するものであ
る。このように選択的に塗装するこれまでの試みには各
種の問題があった。
ち、ディスペンサのプランジャを開くためもしくはそれ
を閉じさせるため加圧空気の供給源と連結する弁機構に
コンピュータもしくは他の制御装置が信号を発した後、
塗料が目標基板を塗装し始めるか停止するために必要な
時間である。これまでのディスペンサは塗装されずに残
る回路板の部分をマスクする必要なしに比較的広い選定
された領域を塗装することのみに適した速度の応答時間
を有していた。プリント回路板のより小さな領域を塗装
しようとすると、一般にコンピュータ制御の付加的なプ
ログラムを必要とし、製造速度を落とし、及び/又は、
製造される塗布パターンの境界の鮮明度や回路板から回
路板へのパターンの繰り返し精度のコントロールがより
むずかしくなってしまう。
を困らせる他の問題は「ハンマリング」、「テーパリン
グ(先細り)」及び「ドローリング(垂れ落ち)」等と
よく呼ばれる塗装パターンのゆがみである。ハンマリン
グは、ディスペンサの吐出口が開閉される時所望パター
ン領域を越えた塗装パターンの広がりとして主に示され
る。テーパリングは、吐出口が開いた時の塗装パターン
の狭まりとして示される。ドローリングは、吐出口が閉
じた時にパターン領域の外の基板上に付着する塗料のテ
ール(端末)によって示される。
の一つは、従来得られるより、より高速の応答時間を有
するディスペンサを提供し、それによって目標基板上の
より小さな領域を選択的に塗装できるようにすることで
ある。
リング又はドローリングを引き起こしにくいディスペン
サを提供することである。いかなるディスペンサもしく
はスプレー法に関してもハンマリング、テーパリング又
はドローリングが起きるかどうかは多くの要因によって
左右される。しかしながら、プランジャが吐出口を開閉
駆動する速度が最も支配的要因のようであることが発見
された。プランジャの動きが早すぎると、ハンマリング
が起こる。プランジャの動きが遅すぎると、テーパリン
グ及び/又はドローリングが起こる。従って、本発明の
更なる目的は、ハンマリング、テーパリング及びドロー
リングをなくすため又は少なくとも低減するため、プラ
ンジャが吐出口を開閉駆動する速度を制御するための機
構をディスペンサに付与することである。
ングがプランジャの開閉速度に依存する一方で、プラン
ジャの最適速度は多くの要因に依存している。後に詳細
に説明するように、使用される塗料、より詳細にはその
流体粘度が、好適即ち最適プランジャ速度を決定するの
に大きな役割を果たしている。
ことが多いので、本発明の更なる目的はハンマリング、
テーパリング及びドローリングを低減又は排除しながら
もプランジャの速度を容易にかつ迅速に調整できるよう
にしたディスペンサを提供することである。
塗料を受け入れる入口と吐出口を有する流体ボアを有し
て形成されるディスペンサ本体を含む分配装置によって
達成される。プランジャは流体ボア内で吐出口に対し開
位置と閉位置の間を可動であり、このプランジャがディ
スペンサ本体内に形成されるエアキャビティ内の所定位
置にピストンを保持する。好適には、ディスペンサ本体
により保持される弁を、加圧空気のエアキャビティ内へ
の流れを制御しかつピストンに抗してプランジャを開位
置へと移動させるために使用する。戻しばね又は他のプ
ランジャ戻し機構をプランジャを閉位置へと戻すのに使
用する。
ャの動きによって制御される。プランジャ戻し機構はプ
ランジャを閉位置に維持するため正力を与える。プラン
ジャが開位置へと動くまで加圧空気はこの正閉じ力に打
ち勝つに十分な力を加えなければならない。この開状態
から、加圧空気をエアキャビティの外へ脱気又は排気
し、プランジャ戻し機構によって加えられる閉じ力がプ
ランジャを閉位置へ移動することができるようになるま
で空気の圧力を落とすことによって吐出口を閉じる。
ント回路板又は他の基板上のより小さな領域を塗装又は
スキップすることができる。応答時間はかなりの程度ま
で、エアキャビティ内のピストンに対する空気圧の上昇
及び下降速度の関数であり、より少ない程度ではある
が、弁の開閉速度の関数である。弁又は他の空気流制御
機構は、他の設計におけるように長い空気供給管路の端
にあるディスペンサから離れた位置に配置されているの
ではなく、本発明のディスペンサ本体によって保持され
ているので、ピストンとバルブとの間の空気の容積は比
較的小さい。加圧されるべき又は排出されるべき空気の
体積がより小さいことにより、バルブの始動とエアキャ
ビティの加圧又は排気の間の反応時間が低減され、従っ
て応答時間が低減される。プランジャの速度に関して
は、開位置又は閉位置へとプランジャが移動する際の速
度が増加するに従い応答速度が減少する。
は回路板上に鮮明に区画された間欠的パターンの塗料を
塗布するという一つの重要な面である一方、プランジャ
の速度はハンマリング、テーパリング又はドローリング
が起こるかどうかを制御する。従って、本発明の一態様
は、開位置と閉位置の間でプランジャの制御された動き
を達成するという概念、即ち、テーパリングやドローリ
ングなしに所望の間欠的パターンを生成するに十分な速
度でしかしハンマリングを生ずるほどの速さではない動
きを得るという概念の上に達成された。プランジャの速
度は、エアキャビティ内のピストンに対する空気圧の上
昇及び排出速度と、プランジャ戻し機構によって付与さ
れる閉じ力、例えば、プランジャ戻し機構が一つ以上の
ばねよりなる場合にはばね定数、の関数であることが分
かっている。一般に、エアキャビティ内のピストンに対
する空気圧が上昇及び落下する速度が増加すると、ばね
定数が一定である場合には、プランジャの速度は増加す
る。従って、プランジャ速度の増加は上述したように弁
をディスペンサ本体のそばに移動することによって達成
された。多くの場合に、そのようなプランジャ速度の増
加は極端すぎるものであったので、塗装パターンの望ま
しくないハンマリングや広がりを生じてしまった。従っ
て、より制御されたプランジャの動きを得るため実験が
行われ、他のディスペンサでは典型的なばね定数が50
ポンド/インチであるのに対し、約150〜300ポン
ド/インチの範囲のレベルにばね定数を増加することに
よってプランジャの速度を減少させるとともにハンマリ
ングを少なくともかなりの程度削減できることが発見さ
れた。従って、弁をディスペンサ本体のそばに移動し、
ばね定数を増加することによって、本発明のディスペン
サにおいて最適の応答時間とプランジャ速度が達成さ
れ、それによって所望の間欠的パターンを得ると同時に
ハンマリング、テーパリング又はドローリングを回避し
ている。
ンサが各種の塗料とともによく使用されることが認めら
れている。ハンマリング、テーパリング及び/又はドロ
ーリングは使用される塗料の種類に依存しており、特に
かかる材料の流体粘度に依存することが分かっている。
ディスペンサを通り吐出口より出る塗料の流速を制御す
るため塗料を加圧する。前述のシマダ特許第4,75
3,819号及び第4,880,663号(それらの記
載をここに引用により全て組み入れる)に開示されるエ
アレスノズルを介して所望の「葉状」パターンを回路板
上に塗布するため、より高粘度の塗料をディスペンサを
通してその吐出口へと低粘度の塗料よりも高速度即ち流
速で送らなければならない。この場合に、ハンマリン
グ、テーパリング又はドローリングを避けるためプラン
ジャ速度を相応に変化させることが必要である。上述し
たように、プランジャ速度は、戻しばねのばね定数を変
えることによって容易にかつ信頼性高く制御することが
できる。単一のばねを使って、異なるばね定数が必要と
される場合にはそれを置き換えるようにしても良いが、
ばね定数の変化、従って、プランジャ速度の変化をより
容易にかつ簡便に制御するため複数のばねを使用するこ
とが好ましい。それ故、一好適実施例において、プラン
ジャ戻し機構は互いの上に積載された可変数の円板ばね
を収容するよう設計され、その結果、得られるばね定
数、従って、プランジャ速度は、単にばねを加えるか取
り除くことによって特定の種類の塗料に適応するよう変
えることができる。
用、及び効果は添付図面を参照した以下の説明によりよ
り明らかとなろう。
れ、ディスペンサ10はディスペンサ本体12を含み、
ディスペンサ本体12は下側モジュール13が上側モジ
ュール14に載置されてなっている。各モジュール13
及び14はそれぞれ段付きボア15及び18を有してい
る。下側モジュール13は、Oリング22によってシー
ルされる上側モジュール14の段付きボア18の下端内
に保持される環状上側部19を有している。スリーブ2
4がボア15の下側部分内に保持され、ボルト34によ
って下側モジュール13に固定されている。スリーブは
貫通ボアを有して形成され、その貫通ボアは円筒形延長
部23を受け入れ、その延長部23はその長さ方向の中
間位置に形成される環状ボス27を有する。円筒形延長
部23の環状ボス27はスリーブ24の上に乗ってお
り、スリーブ24の上端にあるOリング28と係合し、
その位置でボア15に沿った中間位置においてスリーブ
24と環状肩部31の間に保持されている。円筒形延長
部23の上端はボア15の上端上でもう一つの環状肩部
33に対し平ワッシャ32と係合し、それを保持する。
側通路即ち流体ボア37を有し、その流体ボア37は中
空内部41を有する可動プランジャ38を受け入れてい
る。プランジャ38の外側と流体ボア37の間に空間が
形成され、その空間は延長部23の上側部分内に形成さ
れた通路42によって下側モジュール13内の流体入口
44に接続されている。塗料は供給源(図示せず)から
後述するマニホルド124を通って入口44内へと導入
される。入口44から、塗料は通路42へと入り、延長
部23の流体ボア37へと流れ込みプランジャ38の外
側に沿って流れる。
方に向かって延びている。好適には、プランジャ38の
下端45はテーパ付けされ、延長部23の底端に位置す
る座47と係合するよう形成される。プランジャ38
は、開き、引き込み位置と閉じ、延び位置との間で可動
であり、その開位置においてプランジャの下端45が座
47から離れそこに形成された吐出口49を解放し、又
閉位置においてプランジャ38の下端45が座47と係
合し吐出口49をブロックする。プランジャ38のこの
動きによって、後述する基板上へと付着するため、延長
部23から吐出される塗料の流れを制御する。
下端45へと流れ、そこでプランジャ38が引っ込んだ
開位置にある場合には吐出口49を通って排出される。
プランジャ38が閉位置にある場合には、及び/又は、
過剰の塗料を延長部23から排除するため、塗料は延長
部23の底部から上方へと流れディスペンサ本体12の
外へと再循環されるようになっている。
45の直上の位置に口52を有して形成されている。吐
出口49を通して排出されなかった過剰の即ち使用され
なかった塗料はプランジャ38の口52へと入り、中空
の内部41内を上方へと流れプランジャ38の上端に形
成される第二口53へと流れる。塗料は口53を出て、
キャビティ54の下端にシールを形成するワッシャ32
と、キャビティ54の上端にシールを形成するばね負荷
したUカップ61との間に、上側モジュール14の下端
内と下側モジュール13の上端内に部分的に形成される
キャビティ54に入る。シール61は止め輪58とその
下に配置されるワッシャ57によって所定位置に保持さ
れている。このキャビティ54は上側モジュール14内
に形成される再循環出口62に接続されており、その再
循環出口62は塗料の供給源(図示せず)に後述するマ
ニホルド124を介して導通している。塗料の一部が吐
出口49を通して排出されている時でさえ、塗料がプラ
ンジャ38内で連続的に再循環するよう考慮されてい
る。これによって、塗料がディスペンサ10の作動中ず
っと適正な圧力と温度に維持されることが確実となる。
側部分はエアキャビティ63を形成している。エアキャ
ビティ63はプランジャ38のねじ付き上側部分64を
受け入れ、その上側部分64は止めナット72によって
エアピストン66にねじ締めして取り付けられている。
止めナット72はプランジャ38のねじ付き部64の下
端に累合して受け入れられている。エアピストン66は
Oリング75によって止めナット72に対しシールされ
ており、それらの間にOリング75が保持されている。
エアピストン66はエアキャビティ63内で滑動でき、
周シール67を含んでおり、その周シール67はエアキ
ャビティ63の壁に沿って気密シールを与えている。
3の部分は、上側モジュール14内に形成された空気移
送ボア76と後述するマニホルド124内の連結ボア1
32を介して加圧空気供給源(図示せず)に接続されて
いる。後述するように、加圧空気はピストン66に対し
て力を付与しプランジャ38を開位置へと動かす。エア
キャビティ63の底部はプランジャ38に対し、シール
78及び79の上に位置するバックアップシール79と
止め輪80によって所定位置に保持されている一対の成
型ハットシール78と、上側モジュール14のボア18
内の環状肩部83によってシールされている。上側モジ
ュール14を通って形成された通気口84はエアピスト
ン66の上のエアキャビティ63の上側部分を大気へと
接続している。この通気口84によって、ピストン66
が後述するように作動されると空気がこの上側部分に入
ったりそこを出たりすることができる。
を閉位置即ち係合位置へと戻すため使用される。この機
構86はボルト89等によって上側モジュール14の上
端に取り付けられるカラー88を含んでおり、そのカラ
ー88は、上端にねじ付き部分93を有する内側壁92
を画成する貫通ボアを有して形成されている。カラー8
8は外側ねじを有する中空プラグ94を受け入れ、その
外側ねじが内側壁92のねじ部93と累合している。止
めナット97はプラグ94上にねじ締めされカラー88
の頂端と係合している。プラグ94はその長さ方向に中
空であり内側ねじ部を有し、そのねじ部が微調整キャッ
プ99に取り付けられたプランジャストップ98上の外
側ねじ部と累合している。微調整キャップ99はカラー
88の頂端上にはめ込み式に延び,Oリング100がそ
れらの間に配置されている。キャップ99を回すとプラ
ンジャストップ98の下端がプランジャ38の上側スト
ップ端部103に対し移動する。Oリング100はキャ
ップ99の調整を維持する摩擦装置として機能する。
一部はばねキャビティ104を形成しており、ばねキャ
ビティ104はねじ付き部分64の上部を含むプランジ
ャ38の上側部分を受け入れ、複数のばね105がその
中に配置されている。各ばね105はキー・ベルビレス
社(Key Bellvilles, Inc.)によ
って製造されるごとき円板ばねであることが好ましく、
その中に穴106がプランジャ38のねじ付き部分64
を自由に貫通させるよう形成されている。後に詳述する
ように、ばね105は一つの上に他を乗せるように積み
重ねられており、一番下のばねは下側平ワッシャ109
と係合しそしてそれをプランジャ38のねじ付き部分6
4上に中程まで累合された六角形のナット110に対し
て保持する。ばね105の一番上のものは上側平ワッシ
ャ114に係合し、それをプラグ94の下端に対し保持
する。
戻すための力を与える。これらばね105は、中空プラ
グ94を回転してそれを下方へと動かすことによって、
一般には少なくとも4〜5ポンド、好ましくは12ポン
ドの予荷重を与えられている。予荷重は、プランジャ3
8が閉位置にある時塗料が吐出口から漏れるのを防ぐ。
4〜5ポンドの予荷重は、塗料が約15〜60psiの
範囲内に加圧された場合に漏れを防ぐにほぼ十分なもの
であるが、12ポンドの予荷重はより鮮明でよりよく区
画されたエッジを有する塗装パターンを生成しやすい。
と方法とはばね定数を、従って、ばねによって付与され
るばね力を決定する。ばね定数はまた予負荷によっても
影響を受けることを注意されたい。予負荷が増加すると
ばね定数は低下する。現在好ましい実施例において、ば
ね105の平行ペア116が直列に積載される。各円板
ばね105はほぼボウル(bowl)形である。ばね1
05の一つの「平行な」ペア116は一つのばね105
をもう一つのばね105の頂部上にのせ、一つのばねの
凸側を他方のばねの凹側に接するようにして得られる。
それら「平行」ペア116は「直列に」互いの上に積載
され、即ち、それらの凹側が互いに対向し(118に示
されるように)、更に、それらの凸側が互いに対向する
ように(119に示されるように)積載されている。
たりして広い範囲のばね定数を簡単に得ることができ
る。ばね105へのアクセスは好ましくはボルト89を
はずし次にカラー88をはずすことによって達成され
る。円板ばねを使ってそれらを上記のように積載するこ
とによって、圧縮コイルばねを使って得られる同じばね
定数に比較して、相対的に小さい容器で高いばね定数を
達成することができる。ここに使用された円板ばね10
5はキー・ベルビレス社によって製造される品番Rー3
であり、その一つは約0.492インチの外径と、約
0.010インチの厚さと、約0.020インチの全高
を有している。直列に積載したこれら円板ばね105の
12の平行ペア116は約150ポンド/インチのばね
定数を有し、10の積載平行ペアは約225ポンド/イ
ンチのばね定数を有し、8つの積載平行ペアは300ポ
ンド/インチのばね定数を有する。
23は、好ましくは三方電磁弁であるが、ディスペンサ
本体12の両モジュール13及び14によって保持され
るマニホルド124上に載置されている。弁123への
入口127はマニホルド124内に形成された入口空気
ボア128を介して加圧空気供給源(図示せず)と導通
している。弁123への二方出口131は、マニホルド
124を通って形成されかつ移送ボア76と接続された
連結ボア106によって、エアキャビティ63と導通し
ている。弁123からの排気口135は、マニホルド1
24を通って形成された段付き排気ボア136によっ
て、大気へと接続される。弁123は、入口127を閉
じ、弁123への加圧空気の流れをカットする閉位置
と、入口127と二方口131を開いて加圧空気を入口
127内へと流し、弁123を通って出口131を出る
よう流れさせる開位置と、入口127を閉じ、二方口1
31と排出口135を開いてエアキャビティと大気の間
の通路を形成する排出位置とを有している。三方電磁弁
が好適であるが、現在知られている如何なる三方弁より
高い性能を有していたためハネウェル社のスキナー部に
よって製造された四方電磁弁、シリーズK4M弁、品番
K4M02ー01(Honeywell, Inc.,
Skinner Division, Series
K4M valve, Part No.K4M02
ー01)を使用した。この四方弁をこの用途に使用する
ため、その二つの出口の内の一つを閉止しなければなら
ない。
38と流体再循環ボア139は塗料の供給源を流体入口
44と再循環口62へと各々つないでいる。マニホルド
124は、各口44及び62と移送ボア76の回りにデ
ィスペンサ本体12内に形成された環状溝内に座着する
Oリング142によってそのボア128、138、13
9の各々の回りにディスペンサ本体12に対しシールさ
れている。
加圧した塗料をマニホルド124内の流体入口ボア13
8を通してディスペンサ本体12の流体入口44内へと
導入する。塗料は流体入口44から通路42を通って流
体ボア37内へと流れる。図1に示されるように、ばね
105が予荷重を与えられ、プランジャ38のテーパ付
き端部45が流体ボア37の底部に形成された座47と
係合している場合に、塗料は座47によって形成された
吐出口49を通って流れることはできない。好適実施例
において、塗料はその後下側口52と上側口53を通っ
て、再循環口62を通ってディスペンサ本体12を出
て、流体再循環ボア139内へと入り、塗料の供給源
(図示せず)へと戻り、このプロセスが繰り返される。
料の流れを吐出口49へとそしてそこを通して流すた
め、弁123を前述したようにその開位置へと作動し、
加圧空気を弁123を通し、連結ボア132を通して移
送ボア76へと流し、最後にエアキャビティ63内へと
流して、エアキャビティをエアピストン66の下側で加
圧する。加圧空気はピストン66に作用して、プランジ
ャ38上に上向きの力を付与する。空気圧が先ず予荷重
に打ち勝ち次にばね105を圧縮するに十分に上昇する
と、ピストン66及び従ってプランジャ38が上方へと
押しやられ、プランジャ38のテーパ付き下端が座47
を離れ、塗料が吐出口49を通って流れる。ピストン6
6が上昇すると、ピストンの上のエアキャビティ63の
その部分に位置していた空気は通気口84の外に流れ出
る。
23をその排気位置へと作動するこによってその閉位置
へと戻される。それによってエアキャビティ63への空
気の流れがたたれ、エアキャビティ63内の加圧空気が
弁123内へと移送ボア76と連結ボア132を通って
流れ、排気ボア136を通って大気へと弁123の外に
排出される。エアキャビティ63内の加圧空気を排気す
ることによって、ばね105に付与される力がプランジ
ャ38をその閉位置へと押し戻すよう駆動できるまで空
気圧を低下させ、それによって吐出口49を通る塗料の
流れを停止する。ピストン66が下降するにつれ、ピス
トン66の上のエアキャビティ63のその部分内へと通
気口84を通して空気が流れ込む。
上のより小さな領域を塗装したりスキップしたりするこ
とができる。かなりの程度まで、応答時間はピストン6
6に対する空気圧が上昇及び下降する速度の関数であ
り、より少ない程度で、弁123が開閉する速度の関数
である。弁123とエアキャビティ63の間の空気の容
積は、プランジャ38を開位置へと移動できるまで加圧
でき、かつ、プランジャ38が閉じることができるまで
減圧即ち排気できねばならない。ディスペンサ本体12
によって保持されるように弁123を配置することによ
って、空気のその容積を最小限とすることができる。加
圧されるべき又は排気されるべき空気の容積がより少な
いため、弁123の始動とエアキャビティ63の加圧又
は排気の間の反応時間が低減され、従って応答時間が短
縮される。プランジャ速度に関しては、プランジャ38
が開位置及び閉位置へと移動する速度が増加するにした
がい応答時間は減少する。
ピストン66の底側に対する空気圧が上昇及び低下する
速度と、ばね105に付与される閉じ力との関数であ
る。一般に、エアキャビティ63内のピストン66に対
する空気圧が上昇及び下降する速度が増加すると、ばね
105のばね定数が一定であるならばプランジャ38の
速度は増加する。従って、前述したように、弁123を
ディスペンサ本体12のそばに移動するとプランジャ速
度が増加する。
ンの塗料を目標基板上へ塗布するのに重要な要素であ
る。しかしながら、前述したように、応答時間を短縮す
るため単にプランジャ速度を増加すると望ましくないハ
ンマリングを引き起こしてしまう。従って、本発明の他
の態様は開位置と閉位置の間においてプランジャ38の
制御された動きを得るという概念、即ち、テーパリング
やドローリングなしに所望の間欠的パターンを生成する
に十分な速度であるがハンマリングを生ずることのない
速さを得ることである。一般に、他のディスペンサ設計
において採用されてきたよりずっと高いばね定数を本発
明において利用している。例えば、他のディスペンサは
約50ポンド/インチのばね定数を有する単一のコイル
ばねを主に採用してきた。このように低いばね定数を使
うとプランジャの動きが速すぎるので、上述した改良型
プランジャ開き構造とともにそのようなばね定数を使用
するとハンマリングを起こす可能性が高くなる。ばね定
数を150〜300ポンド/インチのオーダのレベルに
増加することによって、制御された応答時間が得られ、
テーパリングやドローリングなしにハンマリングを減少
又は排除できる。
スペンサ10を各種の塗料とともにしばしば使用するこ
とが認められている。ハンマリング、テーパリング及び
/又はドローリングは使用される塗料の種類に依存し、
特にかかる材料の流体粘度に依存することが分かってい
る。塗料はディスペンサ10を通って吐出口49を出る
流速を制御するため加圧される。流体粘度の変化により
塗料の流速が変化すると、例えばプランジャ速度を相応
に変化させてハンマリング、テーパリング又はドローリ
ングを避けることが必要である。シマダ特許第4,75
3,819号及び第4,880,663号に開示される
ようなエアレスノズルを通して所望の「葉状」パターン
を回路板上に塗布するため、より高い粘度の塗料をディ
スペンサ10を通してその吐出口49へと、より低い粘
度の塗料に比べより速い速度及び流速で移送しなければ
ならない。結果として、プランジャ速度は塗料の速度即
ち流速のかかる増加を相殺するため増加されねばならな
い。
05に付与されるばね定数を変えることによって容易に
かつ信頼性高く制御することができる。本発明のディス
ペンサ10とともに適正なばね定数を有する単一のばね
を使用し、異なるばね定数が必要な際にはそのばねを取
り替えることもできるが、ばね定数の変化従ってプラン
ジャ速度の変化をより容易にかつ簡便に制御するため複
数のばねを使用することが好ましい。更に好ましくは、
複数の積載された円板ばね105を使用すると良い。そ
れは、円板ばねがばね定数を変えるため容易に積載可能
で、あるばね定数に対しコイルばねより一般に小さいか
らである。本発明のディスペンサ10はこれら積載ばね
105が容易にアクセスでき交換できるように作られて
いる。従って、同一のディスペンサ10のばね定数を簡
単に調整して塗料の変化やプランジャ速度に影響を与え
る他の変数を補償することができる。
スペンサ10の一例を以下に示す。 例 部品 寸法/作動パラメータ 移送ボア76、直径 0.060インチ 移送ボア76、長さ 1.032インチ 連結ボア132、直径 0.060インチ 連結ボア132、長さ 1.013インチ 排気ボア136、直径 0.060インチ (弁123に最近接) 排気ボア136、長さ 0.250インチ (弁123に最近接) 排気ボア136、直径 0.125インチ (大気に最近接) 排気ボア136、長さ 0.875インチ (大気に最近接) 通気口84、直径 0.060インチ 通気口84、長さ 0.165インチ 塗料圧 30psi 塗料粘度 30ー40cps ばね105のばね定数 225ポンド/インチ 空気圧 80ー85psi 上記空気通路寸法の全ては直径に関し+0.002〜−
0.003インチの公差を持ち、長さに関しては±0.
010インチの公差を有している。弁123とエアキャ
ビティ63の間の、即ち、連結ボア132と移送ボア7
6の間の空気通路の全容積は従って約0.05立方イン
チであり、それに対し、ディスペンサから遠い位置に配
置された弁を採用している従来のディスペンサシステム
では概略2.06立方インチである。
発明のディスペンサ10は材料の塗布を開始及び停止す
るため、各々0.010及び0.012秒±0.002
秒の範囲の応答時間で応答でき、加えてハンマリング、
テーパリング及びドローリングを排除又は少なくともか
なりの程度低減できる。本発明の譲受人によって製造さ
れた以前のディスペンサは主に材料の開始及び停止のた
め各々0.035〜0.040秒及び0.050〜0.
060秒の範囲の応答時間を持ち、ハンマリング、テー
パリング及びドローリングが良くても時折問題となり、
悪ければ常に問題となる。応答時間のこの減少によっ
て、本発明のディスペンサ10は最小で約0.25イン
チの領域を目標基板上で塗装又はスキップすることがで
きる。より長い応答時間を有する従来のディスペンサは
約1.25インチの広さの領域を塗装又はスキップでき
るのみであった。
0は塗料の粘度変化や製造公差等の他の変数を補償する
よう「チューン」即ち調整することができる。例えば、
塗料の粘度変化によってディスペンサ10を通ってその
吐出口49へと向かう塗料の流速を増す必要がある場合
にはプランジャ38を開及び閉位置へと移動する時間を
減少するため(即ち、プランジャ速度を増加するため)
ばね定数を減少させてテーパリングやドローリングを避
けねばならない。本ディスペンサ例で、プランジャピス
トン72の底側に送られる加圧空気によって付与される
力が不変であるとすると、50〜60センチポアズの範
囲への粘度変化は約150ポンド/インチへのばね定数
の変化を要する。他方において、塗料の粘度変化が塗料
の流速を減少させる必要がある場合には、ハンマリング
を避けるようプランジャ速度を落とすためばね定数を増
加させねばならない。上記のディスペンサ例では、10
〜20センチポアズの範囲への粘度減少は約300ポン
ド/インチへのばね定数の増加を必要とする。上述した
ように、より高い粘度の材料は、より低い粘度の材料で
得られるパターンに等しい目標基板上の塗装パターンを
得るためには、より高い速度即ち流速でディスペンサを
通して送られねばならない。対象的に、より低い粘度の
材料は、より高い粘度の材料で得られるパターンに等し
い塗装パターンを得るためには、ディスペンサを通して
より遅い速度で移動しなければならない。実質的に一定
の粘度を有するある塗料に対しては、ばね定数が低すぎ
る場合には、プランジャの移動は速すぎハンマリングが
起こるであろう。しかしながら、ばね定数が高すぎる場
合には、プランジャの移動は遅すぎテーパリングやドロ
ーリングが起こる。互いに積載された円板ばね105の
数を変えてプランジャ移動の所望速度を得ることによっ
てばね定数を調整即ち「チューン」する。
されるが、より高い粘度の塗料を移動するためより高い
圧力が使用され、より低い粘度の材料を移動するのによ
り低い圧力が使用される。塗料に付与される圧力や材料
の粘度は一般にプランジャ速度に対しわずかな影響しか
与えず、特にばね定数の変化に比較するとわずかであ
る。
本発明の範囲を逸脱することなしに各種の変更が可能で
あり又その要素を等価物で置き換えることができること
は当業者には理解できよう。更に、本発明の基本的範囲
から逸脱することなしに特定の状況や材料を本発明の教
示に対し適応して多くの変形例ができる。
に考えられた最良の形態として開示された特定の実施例
に限定されるものではなく、本発明は添付の特許請求の
範囲内にある全ての実施例を含むものである。
で示す側面図である。
の線図を含む図1の線2ー2に沿う側面図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 塗料を基板へと塗布するための分配装置
であって、エアキャビティと塗料を受けるための入口及
び吐出口を有する流体ボアとともに該エアキャビティへ
と接続される移送ボアを有して形成されるディスペンサ
本体と、該流体ボア内で該吐出口に対し開位置と閉位置
との間で可動なプランジャと、該エアキャビティ内の所
定位置で該プランジャに接続されるピストンと、該ディ
スペンサ本体によって保持され、該移送ボアを通る加圧
空気の流れを該エアキャビティ内へと向け、該ピストン
に抗して該プランジャを開位置へと動かすプランジャ開
き手段と、該プランジャを該閉位置へと戻すプランジャ
戻し手段とより成る分配装置。 - 【請求項2】 前記プランジャ開き手段が、連結ボアを
有して形成されかつ該連結ボアが前記空気移送ボアと導
通するよう前記ディスペンサ本体に載置されているマニ
ホルドと、該連結ボアと導通して該マニホルドに載置さ
れかつ加圧空気の供給源へと接続するよう構成された弁
とより成り、該連結ボアと移送ボアとは該弁と該ピスト
ンの間の空気の容積を最小にするよう寸法決めされると
共に十分な量の加圧空気が該ピストンに抗して流れ該プ
ランジャを最低時間内に該開位置へと移動させることを
特徴とする請求項1に記載の分配装置。 - 【請求項3】 前記プランジャは前記エアキャビティを
第1部分と第2部分とに分け、前記移送ボアが該第1部
分に連結され、前記ディスペンサ本体が、該第2部分に
接続されている通気口を有して形成されていることを特
徴とする請求項1に記載の分配装置。 - 【請求項4】 前記プランジャ戻し手段は前記ピストン
と係合する位置に互いの上に積載した複数のばね手段を
有して成ることを特徴とする請求項1に記載の分配装
置。 - 【請求項5】 前記プランジャ戻し手段は約150〜3
00ポンド/インチの範囲のばね定数を示す少なくとも
一つのばね手段を有して成ることを特徴とする請求項1
に記載の分配装置。 - 【請求項6】 塗料を基板へと塗布するための分配装置
であって、ばねキャビティと塗料を受け入れる入口及び
吐出口を有する流体ボアとを有して形成されるディスペ
ンサ本体と、該流体ボア内で該吐出口に対し開位置と閉
位置との間で可動なプランジャと、該プランジャを該開
位置へと移動させるためのプランジャ開き手段と、該プ
ランジャを該閉位置へと戻すためのプランジャ戻し手段
とより成り、該戻し手段は該ばねキャビティ内で該ピス
トンの上に積載できる複数のばね手段を含み、該ばねキ
ャビティ内に積載される該ばね手段の数は該プランジャ
に対し所定の付勢力を与えられるよう可変となっている
ことを特徴とする分配装置。 - 【請求項7】 前記プランジャ開き手段は前記ディスペ
ンサ本体によって保持されていることを特徴とする請求
項6に記載の分配装置。 - 【請求項8】 前記ばね手段の各々は円板ばねであるこ
とを特徴とする請求項6に記載の分配装置。 - 【請求項9】 前記円板ばねの各々は凹側と凸側を有す
る略ボウル形であり、該円板ばねは複数の平行ペアにま
とめられ、該平行ペアの各々の一方のばねの凸側は該平
行ペアの他方のばねの凹側と接触し、それによって該平
行ペアの各々はそれ自信の凸側と凹側を有しており、該
平行ペアは、一つのペアの凹側が隣接ペアの凹側と対向
し、該一つのペアの凸側がもう一つの隣接ペアの凸側に
対向するよう連続して互いの上に積載されていることを
特徴とする請求項8に記載の分配装置。 - 【請求項10】 前記複数のばね手段は約150〜30
0ポンド/インチの範囲のばね定数を示すことを特徴と
する請求項6に記載の分配装置。
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