JP4183411B2 - 液材吐出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は液材吐出装置に関する。本発明は、例えば、チップを封止する樹脂封止装置に好適である。
【0002】
【従来の技術】
電子機器に使用される半導体チップを製造するプロセスは、リソグラフィ技術によってウェハ上に回路を形成する前工程と、かかるウェハから半導体チップを製造する後工程とを含む。このうち後工程は、チップを保護するために液体吐出装置(以下、「ディスペンサ」という。)から熱硬化性樹脂等の液材を、チップを覆う型に流し込んでチップを封止する封止工程を含む。十分な封止を確保するためには、ディスペンサからチップに供給される液材の量を所期の量に維持する必要がある。
【0003】
以下、図11及び図12を参照して、従来のディスペンサについて説明する。ここで、図11は、従来のディスペンサ600の概略断面図である。図12は、ディスペンサ600の動作を示す図である。図11に示すように、ディスペンサ600は、液材612を収容してディスペンサ600と着脱可能な液材供給容器610と、三つの流路632乃至636を有して液材612の流れを制御する三方向弁630と、液材612の充填及び吐出を行うプランジャ(又はシリンダ)640と、プランジャ640の支持及び液材612を収容するシリンダブロック650とを有する。ディスペンサ600は吐出口624から液材612を滴下して下段のチップに液材を供給してこれを封止する。
【0004】
ディスペンサ600は吐出動作を開始する前に、図12を参照して以下に説明するようなエア抜き動作を行う。エア抜き動作はディスペンサ600内のエアを除去して所期の量の液材供給を確保するために行われる。
【0005】
まず、図11及び図12(a)に示すように、加圧エアが上部から与えられた液材供給容器610を供給口622に接続する。三方向弁630は、流路632が供給口622に連通し、流路634がプランジャ640に連通し、流路636が閉口するように、配置される。プランジャ640は最下位置に配置される。次に、図12(b)に示すように、三方向弁630の姿勢を維持したままでプランジャ640を上方に摺動し、液材612をディスペンサ600内に流入させ、シリンダブロック650内に液材612を充填させる。
【0006】
液材612の充填後、図12(c)に示すように、三方向弁630を時計回りに90度回転させてバルブの切り替えを行う。これにより、流路632がプランジャ640に連通し、流路634が閉口し、流路636が吐出口624に連通する。次に、図12(d)に示すように、プランジャ640を下方に摺動することによって吐出口624から液材612を吐出する。この液滴は、ディスペンサ600内にエアが混入して所期の吐出量が得られていないために廃棄される。
【0007】
その後、三方向弁630を反時計回りに90度回転させて、図12(e)に示す状態にする。図12(e)に示す状態は、図12(a)に示す状態と比較すると、流路634に液材612が充填されている点、供給口622から流路632まで液材612が充填されている点で異なっている。次に、図12(b)と同様に、三方向弁630の姿勢を維持したままで、図12(f)に示すように、プランジャ640を上昇させて液材612をシリンダブロック650内に充填させる。図12(e)は、上述したように図12(a)よりもエア抜きがなされているので、図12(f)は図12(b)よりも多量の液材612がシリンダブロック650に充填されている。
【0008】
次に、図12(c)と同様に、液材612の充填後、図12(g)に示すように、三方向弁630を時計回りに90度回転させてバルブの切り替えを行う。次に、図12(d)と同様に、図12(h)に示すように、プランジャ640を下方に摺動することによって吐出口624から液材612を吐出する。この液滴も、ディスペンサ600内にエアが混入して所期の吐出量が得られていないために廃棄される。その後、三方向弁630を反時計回りに90度回転させて、図12(i)に示す状態にする。図12(i)に示す状態は、図12(e)に示す状態と比較すると、流路636に液材612が充填されている点で異なっている。図12(i)に示す状態でエア抜きがようやく終了して封止工程が開始する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のディスペンサ600は、エア抜き動作に時間がかかり、エア抜きで生じる廃液が多く、所期の量の液材を迅速にチップに供給することができなかった。また、上述のエア抜き動作を行っても、図12(i)に示すように、停留エア637及び638が発生してエア抜きが不確実である。更に、液材の種類を交換する場合にはディスペンサ内の停留液材の排出を行う必要があるが、プランジャ動作だけではエアの圧縮性のために完全に排出することができなく、また、エア排出を行ったとしても停留液材があるため完全に液材を排出することができなく時間もかかってしまう。また、液材の排出直前にエアによって液材が飛散する問題もある。これに対してディスペンサを分解すれば液材を確実に排出することはできるが、これでは煩雑である。
【0010】
そこで、本発明は、所期の量の液材を短時間で確実に吐出することができると共に液材を迅速、容易かつ確実に交換可能な液材吐出装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の一側面としての液材吐出装置は、液材供給容器を接続可能な供給口と液材を吐出する吐出口とを連通する流路を開閉する第1の開閉機構と、前記流路を開閉し、前記第1の開閉機構よりも下流に設けられた第2の開閉機構と、前記第1及び第2の開閉機構との間に設けられて前記液材を前記吐出口から吐出させるピストンと、を有する液材吐出装置において、前記第1の開閉機構は、第1の貫通孔を有する第1の開閉部と、前記第1の開閉部を支持する第1の支持部と、を有し、前記第1の貫通孔は、前記第1の開閉部が前記第1の支持部内を移動することによって前記流路に接続することができ、前記第2の開閉機構は、第2の貫通孔を有する第2の開閉部と、前記第2の開閉部を支持する第2の支持部と、を有し、前記第2の貫通孔は、前記第2の開閉部が前記第2の支持部内を移動することによって前記流路に接続することができ、前記ピストンは、プランジャと、前記プランジャと接触することができる固定ブロックと、前記プランジャと前記固定ブロックとを支持するシリンダブロックと、を有し、前記プランジャは、シリンダブロック内で軸方向に摺動可能であり、前記固定ブロックに接触したときに、前記プランジャと前記固定ブロックとで前記流路に接続する第3の貫通孔を形成することを特徴とする。かかる液材吐出装置によれば、供給口から吐出口までを連通流路とすることで流路に液材が引っかかることがなく停留液材の発生を防止することができるので、所定量の液材を確実に吐出することができる。また、連通状態とすることで初期動作時に流路内に停留するエアや余分な液材を容易に排出することも可能であり、所定量の液材を継続的に吐出することができる。これにより、例えば、チップに供給される液材の量を所期の量に維持することができ、結果として高品位な製品を提供することができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の例示的一態様である液材吐出装置について説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定するものではなく、本発明の目的が達成される範囲において、各構成要素が代替的に置換されてもよい。
【0028】
本発明に係る液材吐出装置100の概略断面図を図1に示す。液材吐出装置100は、ICチップの配線を保護するためにチップを封止する熱硬化性樹脂などの液材112を供給する装置であり、液材供給容器110と、流路120と、供給口側開閉機構130と、ピストン140と、吐出口側開閉機構190とから構成される。かかる構成において、流路120の一端には液材供給容器110が接続され、流路120には液材供給容器110の接続された側から順に供給口側開閉機構130、ピストン140、吐出口側開閉機構190が流路120を貫通するように設けられている。
【0029】
液材供給容器110は、チップを封止するための熱硬化性樹脂等の液材112を収容するものであり、上部114に加圧エアを送るための口と下部116に供給口と接続するための口を有している。下部116に設けられた口は、流路120に接続可能となるよう同一の断面積に形成されるが、継ぎ手などを利用することで任意の大きさの口を接続することもできる。
【0030】
流路120は、液材吐出装置100において液材供給容器110からチップまで液材112を通過させる部位であり、その端部に供給口122と吐出口124とを有する。また、流路120は、一定の断面積を有している。本実施例においては、流路120は断面形状が円形をしているがこれに限定されず、多角形などとして実現されても良い。供給口122は液材供給容器110を接続し流路120に液材112を供給する部位であり、吐出口124は流路120を介し押し出された液材112を吐出する部位である。
【0031】
なお、上述したように流路120を同一断面積、更には図1又は図13に示すように流路を直線とすることで、流路内のクリーニングを容易に行うことができメンテナンス性の向上にも寄与する。ここで、図13は、図1に示す流路120又はピストン140のクリーニングの様子を示した概略断面図である。
【0032】
更に、流路120は、図14の(a)の流路120aに示すように流路断面積が漸減してもよい。かかる流路120aによれば、流路が漸減することにより供給口122側の流路径が大きいほどそれより下流に位置する流路120内の液材の流速を速くすることができるので、ピストン140に液材を貯留する時間を早めることができる。これにより、液剤吐出の動作時間を短縮することができるので、スループットの向上に寄与する。また、吐出口124側の流路径は小さくなるので、吐出口124の液切れを良好なものとすることができる。更に、図14の(b)の流路120bに示すように、流路の一部に同一断面積又は漸減する流路を設けてもよい。かかる流路形状であっても、上述した同一断面積の流路または漸減する流路と同一の作用を奏することができる。また、本発明において、上述した同一断面積の流路、漸減する流路、及び流路の一部が同一断面積又は漸減する流路であっても、流路の連通状態を維持するものであることは明らかである。ここで、図14は、図1に示す流路120の変形例を示す概略断面図である。
【0033】
供給口側開閉機構130は、液材供給容器110からの液材112の流れを調節するもので、開閉部132と支持部136とを有する。供給口側開閉機構130は、流路120を貫通するように設けられており、中空円筒形をした支持部136が流路120に接続されている。そして支持部136の中空領域137に円筒形の開閉部132が挿入されている。また、開閉部132は、支持部136に支持され軸方向に摺動または軸回転することができる。
【0034】
開閉部132は、液材供給容器110からの液材112の流れを調節するものである。開閉部132は、円筒形をしており支持部と接触する円筒面133の中央に開閉部132を貫通する孔134を有する。孔134は、例示的に開閉部132の中央に設けられている。
【0035】
孔134は、流路120に接続することで液材112を通過させる。孔134は、開閉部132を貫通するように設けられ供給口122と吐出口124とを連通する流路120と同一の断面積及び形状をしている。
【0036】
支持部136は、開閉部132を支持するものである。支持部136は流路120に接着点138a、138b、138c、138dで接続されており、一対の中空円筒がそれぞれ中心軸を一致するように流路120に対して接続される。支持部136は、例えば、溶接などにより流路120に接続されている。支持部136は中空円筒形をしており、中空領域137に開閉部132を挿入できるようになっている。
【0037】
ピストン140は、液材112をシリンダブロック150に充填させたり液材112を吐出させるものである。ピストン140はプランジャ160と、シリンダブロック150と、固定ブロック170、と孔180とを有し、流路120を貫通するように設けられている。ピストン140は、流路120を挟むように配置されている固定ブロック170とプランジャ160をシリンダブロック150が内装している。
【0038】
シリンダブロック150は、プランジャ160を支持するものである。シリンダブロック150は中空円筒形をしており流路120と交差する接着点154a、154b、154c、154dにおいて溶接され、流路120を貫通するように配置される。また、シリンダブロック150の中空領域152に固定ブロック170を設置し、プランジャ160を挿入する。
【0039】
プランジャ160は、液材112を装置内に充填させたり、液材112を押して吐出させたりするものである。プランジャ160は、固定ブロック170と接触する面162に流路120と同一の断面積をした孔180の半断面180aを有する。また、プランジャ160は、軸方向に摺動することができる。
【0040】
固定ブロック170は、中空円筒形をしているシリンダブロック150の中空領域152に設置される。固定ブロック170は、プランジャ160を最も流路120側に移動させた時にシリンダブロック150の中空領域152から液材112が漏れるのを防止すると共にプランジャ160をくい止める役目をしている。また、プランジャ160と接触する面172に流路120と一致させ接続するための孔180の半断面180bを有する。
【0041】
孔180は、特に使用開始時に行うエア抜きの際にプランジャ160を固定ブロック170に押し当てた状態のままでも液材112を通過させることができるようにするものである。孔180は、プランジャ160側に設けられた半断面180aと固定ブロック170側に設けられた半断面180bとが組み合わさって流路と同一形状の孔180が構成される。また、孔180の断面積は、流路120の断面積と同一である。
【0042】
吐出口側開閉機構190は、装置内に充填された液材112を閉じ込めたり吐出する部位である。吐出口側開閉機構190は、供給口側開閉機構130と同様に開閉部192と支持部196から構成される。吐出口側開閉機構190は、流路120を貫通するように設けられており、中空円筒形をした支持部196の中空部197に円筒形の開閉部192が挿入される構造を有している。
【0043】
開閉部192は、装置内の液材112を通過させたり遮断したりするものである。開閉部192は、支持部196と接触する円筒面197の中央に開閉部192を貫通する孔194を有する。本実施例においては、孔194を開閉部192の中央に設けたがこれに限定されない。また、開閉部192は、軸方向に摺動または軸回転することができる。
【0044】
孔194は、流路120に接続することで液材112を通過させる。孔194は、開閉部192を貫通するように設けられ供給口122と吐出口124とを連通する流路120と同一の断面積及び形状をしている。
【0045】
支持部196は、開閉部192を支持するものである。流路120と交差する接着点198a、198b、198c、198dで溶接され、流路120を貫通するように配置されている。また、支持部196は中空円筒形をしており、中空部197に開閉部192を挿入できるようになっている。
【0046】
次に図2を参照して動作について説明する。装置100内にエアが混入していると、液材112が均一な量吐出されなかったり、吐出時にエアにより液材112が飛散するなどの問題が起こるため、装置100を使用する前には装置100内のエアを取り除くエア抜きの作業を行う必要がある。
【0047】
そこで、本発明の液材吐出装置100は、図2(a)に示すように供給口側の開閉機構130と吐出口側の開閉機構190の開閉部132、192に設けられているそれぞれの孔134、194を開閉部132、192を軸方向に摺動または軸回転させて流路120と合致する位置に合わせる。また、ピストン140のプランジャ160を固定ブロック170に押し当てピストン140に設けられている孔180も流路120と一致させる。そして、ICチップを封止するための液材112を収容している液材供給容器110を供給口122に接続して、液材供給容器110の上部114に加圧エアを与えながら液材112を装置100内に流入させ、装置100内に混入していたエアを液材112によって装置100外に押し出すという工程を繰り返しエア抜きを行う。
【0048】
この時、供給口122から吐出口124までを連通する流路120は、一定の流路断面積をしているので粘性を持った液材112であったとしても凹凸部に液材112が引っかかり停留してしまうということがない。よって、停留液材によって閉じ込められてしまうエアが発生しないので、エア抜きに要する液材192も少量ですみ、要する時間も短くすることができる。
【0049】
次に、吐出動作について説明する。上記手順によりエア抜きが行われたら、図2(b)に示すように吐出口側の開閉機構190に設けられた開閉部192を軸方向に摺動または軸回転させて、開閉部192に設けられている孔194が流路120と一致しないようにずらし開閉部192の円筒表面193で流路120を塞ぐ。その際、供給口側開閉機構130の開閉部132に設けられた孔134は流路120と合致させ、ピストン140に設けられた孔180は、プランジャ160を固定ブロック170に押し当て孔180が流路120と合致し流路120が開いた状態にしている。開閉機構130,190及びピストン140をこのように配置することで液材112は供給口122、供給口側開閉機構130、ピストン140の順に通過し吐出口側開閉機構190によってせき止められるのである。
【0050】
次に、図2(c)に示すように液材供給容器110の上部114より加圧エアを与えつつ、ピストン140のプランジャ160を引き出すように軸方向に摺動させることで液材112をシリンダブロック150に充填させる。必要量の液材112を充填したら図2(d)に示すように供給口側開閉機構130の開閉部132を軸方向に摺動又は軸回転させて開閉部132に設けられている孔134を流路120からずらして液材供給容器110からの液材112をくい止め充填を終了する。
【0051】
次に図2(e)に示すように吐出口側開閉機構190の開閉部192に設けられている孔194を、開閉部192を軸方向に摺動または軸回転させて流路120と一致させ開ける。そして、図2(f)に示すようにピストン140のプランジャ160を押すように軸方向に摺動させ、液材112を吐出口124から吐出させる。供給口側開閉機構130、吐出口側開閉機構190及びピストン140に設けられた孔134、194、180はすべて供給口122から吐出口124を連通する流路120と同じ断面積及び形状をしているため、孔134、194、180と流路120との接触部135、195、182に凹凸ができないので粘性を持った液材112でも停留することがなく確実に液材112を吐出させることができる。
【0052】
再び液材の吐出作業を行う際には、図2(g)に示すように吐出口側開閉機構190の開閉部192を軸方向に摺動または軸回転させて、開閉部192に設けられている孔194を流路120からずらし、図2(h)に示すように供給口側開閉機構130の開閉部132を軸方向に摺動または軸回転させて、開閉部132に設けられている孔134を流路と一致させる。そして、以下図2(b)乃至(g)の工程を繰り返す。
【0053】
作業終了時や液材112の種類を交換する時は、図2(a)に示すように供給口側開閉機構130の孔134と吐出口側開閉機構190の孔194は、それぞれの開閉部132、192を軸方向に摺動または軸回転させて流路120と一致させる。また、ピストン140に設けられた孔180も流路120と一致させるようにプランジャ160を固定ブロック170に押し当てた状態にする。そして、供給口122からエアを流してエアによって装置内に残留している液材112を押し出す。もしくは、流路120に棒を挿入して残留している液材112を掻き出すという方法もある。
【0054】
以上のように本発明の液材吐出装置100は、2つの開閉機構130、190の間にピストン140を設け、開閉機構130、190及びピストン140にそれぞれ流路120と接続するための孔134、180、194を有することで流路120内に残留しているエア及び液材112を容易に取り除くことができる。また、プランジャ160を流路側に最も移動した時にプランジャ160が流路112と接する位置になるように摺動可能にすることで液材112を完全に吐出することができるようにしている。また、供給口122から吐出口124までを連通する流路120が凹凸部のない一定の断面積をしていることから、粘性を持った液材112を流しても液材112が凹凸部に引っかかり停留することがない。よって、充填した一定量の液材112を確実に吐出させることができるのである。
【0055】
次に、本発明の別の実施形態である液材吐出装置200について説明する。図3(a)に本発明に係る液材吐出装置200の概略図、図3(b)にピストン220の円筒面展開図及び液材吐出装置200の断面図を示す。図3に示す液材吐出装置200は、中空円筒形のシリンダ210と円筒形のピストン220とを有し、シリンダ210の中空部213にピストン220を挿入した構造をしている。なお、上述した液材吐出装置100と同一の構成については同一の参照符号を使用し、詳述は省略するものとする。
【0056】
シリンダ210は、ピストン220を支持するものである。シリンダ210は、円筒形をしており軸と平行に位置する円筒面212に90度の間隔をあけて供給口214と吐出口216を有している。また、シリンダ210は軸回りに回転することができる。供給口214は、図1を用いて説明した液材供給容器110を接続する部位である。吐出口216は、液材112を吐出する部位である。
【0057】
ピストン220は、液材112を充填させたり液材112を押しだし吐出させるものである。ピストン220は、円筒形をしており軸と平行に位置する円筒面222に90度の間隔をあけて2本の溝224を、軸に対して垂直に位置する底面228に円筒面222に設けられた2本の溝224を連結するための第3の溝225が設けられている。また、ピストン220は軸回転または軸方向に摺動することができる。溝224、225は、液材112を供給口214から吐出口216に送る流路の役目をしている。溝224は、ピストン220を完全にシリンダ210に押し入れた時に、溝224の上端226に供給口214もしくは吐出口216が位置するような長さになっている。
【0058】
以下、液材吐出装置200の動作について説明する。液材吐出装置200の使用を開始する際には、装置200内に混入しているエアを取り除く必要がある。エア抜きを行うときには、図4(a)に示すようにピストン220またはシリンダ210を軸回転させて供給口214と吐出口216の両方がピストン220に設けられた2本の溝224上にそれぞれ一致するように配置し、供給口214から吐出口216までを連通する。そして、供給口214から液材112を流し入れることで、液材112によって装置内に混入していたエアを押し出すことができる。
【0059】
次に、吐出動作について説明する。上記手順によりエア抜きが行われたら、液材吐出装置200は、液材112を収容している液材供給容器110をシリンダ210に設けられた供給口214に接続し、図4(b)に示すように供給口214のみがピストン220に設けられた溝224上にのるようにピストン220またはシリンダ210を軸回転させて位置を合わせる。そして、図4(c)に示すようにピストン220を上昇させるように軸方向に摺動させて液材112をシリンダ210内に充填する。このように供給口214のみに溝224をあわせることで、液材112を充填時に吐出口216から液材112が漏れないようにする。必要量の液材112を充填したら、図4(d)に示すようにピストン220を反時計回りに180度回転させて(またはシリンダ210を時計回りに)、吐出口216のみが1本の溝224上にくるように配置して充填を停止する。そして、図4(e)に示すようにピストン220を下降させることにより吐出口216から液材112を吐出させる。充填後、吐出口216にのみに溝224をあわせることで、液材112が供給口214から漏れるのを防ぎ、充填した液材112を確実に吐出口216から吐出させることができるようにしている。再び液材112の充填を行う際には、図4(f)に示すように供給口214のみがピストン220に設けられた溝224上にのるようにピストン220またはシリンダ210を軸回転させて位置を合わせ、以下図4(b)乃至(e)の工程を繰り返す。
【0060】
また、液材112を排出する際にも、供給口214と吐出口216の両方がピストン220に設けられた2本の溝224上にそれぞれ一致するように配置し、供給口214からエアを流すことで装置内に残留している液材112を押し出すことができる。
【0061】
次に、本発明液材吐出装置200の変形例である液材吐出装置200aについて説明する。ここで、図5(a)に本発明に係わる液材吐出装置200aの概略図、図5(b)にピストン220の円筒面展開図及び液材吐出装置200aの断面図を示す。なお、上述した液材吐出装置200と同一な構成については同一な参照符号を使用する。かかる図5に示す液材吐出装置200aは、図3に示した実施例とはシリンダ310に設けられた供給口314と吐出口316の間隔が180度である点が異なる。
【0062】
本実施例の液材吐出装置200aは、中空円筒形のシリンダ310と円筒形のピストン220とを有する。そして、シリンダ310の中空部313にピストン220を挿入した構造をしている。
【0063】
シリンダ310は、ピストン220を支持するものである。また、シリンダ310は中空円筒形をしておりピストン220を挿入するための中空部313を有し、軸に平行に位置する円筒面312に180度の間隔をあけて供給口314と吐出口316を有している。シリンダ310は、軸回転することができる。ピストン220は、円筒形をしており液材112を充填させたり液材112を押しだし吐出させるものである。
【0064】
ピストン220は、軸に平行に位置する円筒面222に90度の間隔をあけて2本の溝224が設けられており、軸に垂直に位置する底面228には円筒面222に設けられた2本の溝224を連結するための第3の溝225が設けられている。また、ピストン220は軸回転または軸方向に摺動することができる。
【0065】
以下、動作を説明すると、液材吐出装置200aを使用開始する際には、装置内に混入しているエアを取り除く必要がある。エア抜きを行うときには、図6(a)に示すように供給口314及び吐出口316の両方に溝224がほぼ一致するような位置に合わせる。これにより、供給口314から吐出口316までがほぼ一本に連通するので、液材供給容器110をシリンダ310に設けられた供給口314に接続する。そして、液材供給容器110の上部から加圧エアを加えることで、供給口314から液材112を流入し、吐出口316から液材112を排出することにより、容易にエア抜きを行うことができる。
【0066】
次に、吐出動作について説明する。上記手順によりエア抜きが行われたら、図6(b)に示すように供給口314のみがピストン220に設けられた溝224上にのるようにピストン220またはシリンダ310を軸回転させて位置を合わせる。
【0067】
そして、図6(c)に示すようにピストン220を上昇させるように軸方向に摺動させて液材112をシリンダ310内に充填する。このように供給口314のみに溝224を合わせることで、液材112を充填時に吐出口316から液材112が漏れないようにする。必要量の液材112を充填したら、図6(d)に示すようにピストン220を時計回りに90度回転させて(またはシリンダ310を反時計回りに90度回転させて)、吐出口316のみが1本の溝224上に来るように配置して充填を停止する。そして、ピストン220を下降させることにより吐出口316から液材112を吐出させるが、次の工程から液材供給容器110が常時エア加圧可仕様であるかエア加圧不可仕様かで異なる。
【0068】
常時エア加圧不可仕様の時は、図6(e)に示すようにピストン220をシリンダ310に突き当てるまで下降させて液材112を吐出させる。そして、吐出終了後、図6(f)に示すようにピストン220またはシリンダ310を反時計回りに90度回転させ供給口314のみに溝224を合わせる。一方、常時エア加圧可仕様の時は、図6(g)に示すようにピストン220をシリンダ310に突き当てるまで下降させないで液材112を吐出させる。そして、吐出終了後、図6(h)に示すようにピストン220またはシリンダ310を反時計回りに90度回転させ供給口314のみに溝224をあわせる。以上の工程により均一な量の液材112を確実に吐出することができる。再び液材112の充填を行う時には、図6(c)乃至(f)または図6(c)乃至(h)の工程を繰り返す。
【0069】
また、液材112を排出する際にも、エア抜きと同様の位置関係にし、供給口314からエアを流すことで装置内に残留している液材112を押し出す。
【0070】
次に、本発明の別の実施形態である液材吐出装置400について説明する。図7(a)に本発明に係る液材吐出装置400の概略図、図7(b)にバルブ430の円筒面展開図及び液材吐出装置400の断面図を示す。なお、図1に示す液材吐出装置100と同一な構成には同一の参照符号を付与し、ここでの詳細な説明は省略する。図7に良く示されるように、液材吐出装置400は、ピストン410とシリンダ420とバルブ430とから構成され、中空円筒形のシリンダ420の中空部423に円筒のバルブ430と同じく円筒のピストン410が挿入されている構造をしている。
【0071】
ピストン410は、円筒形をしており、軸方向に摺動することで液材112を充填したり、吐出させるものである。
【0072】
シリンダ420は、中空円筒形をしておりピストン410を支持し、充填した液材112を収容するものである。シリンダ420は、軸に平行に位置する円筒面422に90度の間隔をあけて供給口424と吐出口426とを有する。供給口424は、液材供給容器110を接続してシリンダ420に液材112を供給する部位である。吐出口426は、液材112を吐出する部位である。
【0073】
バルブ430は、液材112の流れを調整するものであり、軸回転することができる。また、バルブ430は、軸に平行に位置する円筒面432に、90度の間隔をあけて2本の溝434を有している。溝434は、供給口424から吐出口426に液材112を送るものであり、シリンダ420に設けられている供給口424もしくは吐出口426と同じ高さの位置から、ピストン410と接触する面436まで設けられており、バルブ430のピストン410との接触面436において、2本の溝434はつながっている。
【0074】
以下、動作を説明する。液材吐出装置400を使用開始する際には、装置400内に混入しているエアを取り除く必要がある。エア抜きを行うときには、図8(a)に示すように、供給口424と吐出口426の両方に溝434がそれぞれ一致するようにバルブ430を軸回転させて位置を合わせる。これにより、供給口424から吐出口426までが一本に連通するので、液材112を供給口424から流入させるだけで、容易にエア抜きを行うことができる。また、バルブ430に設けられている溝434の径は供給口424及び吐出口426の口径に等しいので、液材112が漏れたり凹凸部に液材112が引っかかり停留液材が発生することがない。よって、確実に短時間でエア抜きを行うことができる。
【0075】
次に、吐出動作について説明する。上記手順によりエア抜きが行われたら、液材吐出装置400は、液材112を収容している液材供給容器110をシリンダ430に設けられた供給口424に接続し、液材供給容器110の上部から加圧エアを加えることで、供給口424から液材112を装置内に流入させる。次に、図8(b)に示すように供給口424のみがバルブ430に設けられた溝434上にのるようにバルブ430を軸回転させて位置を合わせる。供給口424のみに溝434をあわせることで、液材112を流入時に吐出口426から液材112が漏れないようにしている。
【0076】
次に、図8(c)に示すようにピストン410を軸方向に摺動させ上昇させることで液材112をシリンダ420内に充填する。必要量の液材112を充填したら、図8(d)に示すようにバルブ430を時計回りに180度回転させ、溝434が吐出口426に一致するような位置にして充填を終了させる。そして、図8(e)に示すようにピストン410を軸方向に摺動して下降させることで、液材112を吐出口426から吐出させる。再度、吐出を行う時は、図8(f)に示すようにバルブ430を反時計回りに180度回転させ、供給口424に溝434が一致するようにし、以下図8(b)乃至(e)の工程を繰り返す。
【0077】
液材112の排出を行う時も、エア抜きと同様の位置関係にし、供給口424からエアを流すことで装置内に残留している液材112を確実に押し出すことができる。
【0078】
次に、図7に示す液材吐出装置400の変形例である液材吐出装置400aについて説明する。図9(a)に本発明に係わる液材吐出装置400aの概略図、図9(b)にバルブ430の円筒面展開図及び液材吐出装置400aの断面図を示す。図9に示す液材吐出装置400aは、図7に示した実施例とはシリンダ520に設けられた供給口524と吐出口526の間隔が180度である点が異なる。以下、説明において、液材吐出装置400と同一な構成には同一な参照符号を用い、詳述は省略する。
【0079】
本実施例の液材吐出装置は、ピストン410とシリンダ520とバルブ430とからなる。ピストン410は、液材112を押し出すもので円筒形をしており軸方向に摺動可能である。シリンダ520は、ピストン410を支持するもので中空円筒形をしており中空部523にピストン410及びバルブ430を挿入する。また、180度の間隔をあけて軸に平行に位置する円筒面522に供給口524と吐出口526を設けている。バルブ430は、液材の流れを調節するもので円筒形をしており円筒面432に90度の間隔をあけて2本の溝434が設けてあり軸回転することができる。また、2本の溝434はバルブ430のピストン410と接触する面436において繋がっている。
【0080】
以下、動作を説明する。まず、液材吐出装置400aの使用開始する際には、装置400a内に混入しているエアを取り除く必要がある。エア抜きを行うときには、図10(a)に示すように供給口524及び吐出口526の両方に溝434がほぼ一致するような位置に合わせる。これにより、供給口524から吐出口526までがほぼ一本に連通するので、液材112を供給口524から流入させるだけで、容易にエア抜きを行うことができる。
【0081】
次に、吐出動作について説明する。上記手順によりエア抜きが行われたら、液材吐出装置400aは、液材112を収容する液材供給容器110を供給口524に接続し、液材供給容器110の上部から加圧エアを加えることで、供給口524から液材112を装置内に流入する。このとき図10(b)に示すように、供給口524のみがバルブ430に設けられた溝434上にのるようにバルブ430を軸回転させて位置を合わせる。供給口524のみに溝434をあわせることで、液材112を流入時に吐出口526から液材112が漏れないようにしている。
【0082】
次に、図10(c)に示すようにピストン410を軸方向に摺動させ上昇させることで液材112をシリンダ520内に充填する。必要量の液材112を充填したら加圧エアを停止し、図10(d)に示すようにバルブ430を反時計回りに90度回転させ、溝434が吐出口526に一致するような位置にして充填を終了させる。そして、図10(e)に示すようにピストン410を軸方向に摺動して下降させることで、液材112を吐出口526から吐出させる。再度、吐出を行う時は、図10(f)に示すようにバルブ430を時計回りに90度回転させ、供給口524のみに溝434が一致するようにし、以下図10(b)乃至(e)の工程を繰り返す。
【0083】
液材112の排出を行う時も、エア抜きと同様の位置関係にし、供給口524からエアを流すことで装置内に残留している液材112を確実に押し出すことができる。
【0084】
【発明の効果】
本発明によれば、装置内に停留液材を発生させないことでエア抜きに要する時間を短縮し、かつ、均一な量の液材を吐出することができる液材吐出装置を提案することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る液材吐出装置の概略図である。
【図2】 本発明に係る液材吐出装置の動作を示す概略図である。
【図3】 本発明に係る液材吐出装置の概略図である。
【図4】 本発明に係る液材吐出装置の動作を示す概略図である。
【図5】 本発明に係る液材吐出装置の概略図である。
【図6】 本発明に係る液材吐出装置の動作を示す概略図である。
【図7】 本発明に係る液材吐出装置の概略図である。
【図8】 本発明に係る液材吐出装置の動作を示す概略図である。
【図9】 本発明に係る液材吐出装置の概略図である。
【図10】 本発明に係る液材吐出装置の動作を示す概略図である。
【図11】 従来の液材吐出装置の概略断面図である。
【図12】 従来の液材吐出装置の動作を示す概略図である。
【図13】 本発明に係る流路及びピストンのクリーニングの様子を示した概略図である。
【図14】 図1に示す流路の変形例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
100 液材吐出装置
120 流路
122 供給口
124 吐出口
130 供給口側開閉機構
132 開閉部
134 孔
136 支持部
140 ピストン
150 シリンダブロック
160 プランジャ
170 固定ブロック
180 孔
180a 孔のプランジャ側半断面
180b 孔の固定ブロック側半断面
190 吐出口側開閉機構
192 開閉部
194 孔
196 支持部
Claims (6)
- 液材供給容器を接続可能な供給口と液材を吐出する吐出口とを連通する流路を開閉する第1の開閉機構と、
前記流路を開閉し、前記第1の開閉機構よりも下流に設けられた第2の開閉機構と、
前記第1及び第2の開閉機構との間に設けられて前記液材を前記吐出口から吐出させるピストンと、を有する液材吐出装置において、
前記第1の開閉機構は、第1の貫通孔を有する第1の開閉部と、前記第1の開閉部を支持する第1の支持部と、を有し、前記第1の貫通孔は、前記第1の開閉部が前記第1の支持部内を移動することによって前記流路に接続することができ、
前記第2の開閉機構は、第2の貫通孔を有する第2の開閉部と、前記第2の開閉部を支持する第2の支持部と、を有し、前記第2の貫通孔は、前記第2の開閉部が前記第2の支持部内を移動することによって前記流路に接続することができ、
前記ピストンは、プランジャと、前記プランジャと接触することができる固定ブロックと、前記プランジャと前記固定ブロックとを支持するシリンダブロックと、を有し、
前記プランジャは、シリンダブロック内で軸方向に摺動可能であり、前記固定ブロックに接触したときに、前記プランジャと前記固定ブロックとで前記流路に接続する第3の貫通孔を形成することを特徴とする液材吐出装置。 - 前記第1、第2及び第3の貫通孔に接続された前記流路は直線形状であることを特徴とする請求項1に記載の液材吐出装置。
- 前記流路内のエア抜き動作を行う際に、前記第1、第2及び第3の貫通孔を前記流路に接続させてからエア抜きを行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の液材吐出装置。
- 前記第1及び第2の開閉部は、前記第1及び第2の支持部内を摺動又は回転することを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載の液材吐出装置。
- 前記第1、第2及び第3の貫通孔と前記流路との接続部は互いに同じ断面積及び形状を有していることを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の液材吐出装置。
- 前記流路は、重力方向に前記液材を流すことを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載の液材吐出装置。
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