JP4898778B2 - 脱泡機構を備える液材吐出装置 - Google Patents
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Description
なお、本発明における「吐出」とは、液材がノズルから離間する前にワークに接触するタイプの吐出方式、および、液材がノズルから離間した後にワークに接触されるタイプの吐出方式を含むものである。
液材吐出装置の気泡抜き機構としては、例えば、出願人の開発したプランジャーヘッドに設けた気泡抜き孔を備えた液材吐出装置がある(特許文献1)。
特許文献1に記載の装置では、通常の吐出作業は、バルブロッド上部の大径部が、プランジャーロッド上部の内部空間に摺動可能に装着され、上面をプランジャー支持体に螺着した固定ネジによって加圧固定される形態で行われるが、気泡抜き作業は、バルブロッド上面を加圧する固着ネジを緩めることにより行われる。
すなわち、第1の発明は、吐出する液材を供給する液材供給部と、計量孔および計量孔の内壁面と摺動して計量孔内に液材を吸入し、排出するプランジャーからなる計量部と、液材を吐出する吐出口を有する吐出部と、液材供給部と計量部との連通、または、計量部と吐出部との連通を切り替えるバルブ部と、液材供給部から計量部までの流路に設けた脱泡機構と、を備える液材吐出装置であって、前記脱泡機構は、液材供給部側に連通する第1の流路(4)と、計量部側に連通する第2の流路(5)と、第1の流路と第2の流路とを連通する、第1の流路より幅広の本体(3)とを有し第1の流路の排出口(6)が第2の流路の吸入口(7)よりも上方位置に配設され、前記脱泡機構本体内の容積は、前記計量部の容積よりも大きく構成されることを特徴とする液材吐出装置である。
第2の発明は、第1の発明において、前記第1の流路の排出口(6)が、前記本体(3)内の側部に形成されることを特徴とする。
第3の発明は、第1または2の発明において、第1の流路の排出口(6)が前記本体(3)の内部に延出することを特徴とする。
第4の発明は、第1〜3のいずれかの発明において、前記第2の流路の吸入口(7)が、前記本体(3)内の側部に形成されることを特徴とする。
第5の発明は、第1〜4のいずれかの発明において、第2の流路の吸入口(7)が前記本体(3)の内部に延出することを特徴とする。
第6の発明は、第1〜5のいずれかの発明において、前記本体(3)が、透明な材質で構成されることを特徴とする。
第7の発明は、第1〜6のいずれかの発明において、前記バルブ部は、前記液材供給部と前記計量部とを連通し、かつ前記計量部と前記吐出部との連通を遮断する第1の位置と、前記計量部と前記吐出部とを連通し、かつ前記計量部と前記液材供給部との連通を遮断する第2の位置とを有することを特徴とする。
第8の発明は、第1〜6のいずれかの発明において、前記バルブ部は、計量部と吐出部とを連通する第1のバルブと、液材供給部と脱泡機構とを連通する第2のバルブとから構成され、第1のバルブは、前記計量部と前記吐出部との連通を遮断する第1の位置と、前記計量部と前記吐出部とを連通する第2の位置とを有し、第2のバルブは、前記脱泡機構と前記液材供給部とを連通する第1の位置と、前記脱泡機構と前記液材供給部との連通を遮断する第2の位置とを有することを特徴とする。
第9の発明は、第1〜8のいずれかの発明において、前記第1の流路の排出口(6)が、前記本体内の上方部に形成されることを特徴とする。
第10の発明は、第5の発明において、前記第2の流路の吸入口(7)が、前記本体内の下方部に形成されることを特徴とする。
第11の発明は、第1〜10のいずれかの発明において、前記第1の流路(4)、前記第2の流路(5)の少なくとも一方は、管で構成されることを特徴とする。
第12の発明は、第1〜11のいずれかの発明において、前記脱泡機構は、脱泡機構本体の内部と外部との連通および遮断を切替える連通手段を有し、本体内の液面位置を調整できることを特徴とする。
第13の発明は、第1〜12のいずれかの発明において、液材供給部と計量部とを連通した状態で、前記脱泡機構本体内の液材の液面が前記第2の流路の吸入口(7)まで下降しないようにプランジャーを後退して、計量孔に液材を吸入し、計量部と吐出部とを連通した状態で、プランジャーを前進して吐出を行うことを特徴とする。
1 脱泡機構/2 装置本体/3 脱泡機構本体/4 第1の管/5 第2の管/6 第1の管排出口/7 第2の管吸入口/8 液面/9 空間/10 泡/11 不要物/20 ベース/30 バルブ駆動部/31 バルブ/32 弁体/33 計量部/34 弁体貫通孔/35 第2のバルブ/36 第2のバルブ駆動部/37 中間板/40 ノズル/50 プランジャー駆動部/51 プランジャー/52 スライダ/53 プランジャー支持体/70 3軸ロボット/71 液材貯留容器/72 レギュレータ/73 加圧管/74 圧送管/75 テーブル/76 ワーク/80 連通手段/81 スプリング/82 貫通孔/83 押部/84 軸部/85 弁体/86 弁座
図2に示すように、本発明の脱泡機構1は、管形状の脱泡機構本体3と、その上部から内部に延出する第1の管4と、脱泡機構本体3の下部に配設された第2の管5を主たる要素とする。
図3に示すように、脱泡機構1は、脱泡機構本体3内部において上方に空間9を有した状態で液材が満たされている。図3の配置では、第1の管4の第1の管排出口6は液材内に浸かっており、第1の管排出口6は液材の液面8よりも下方に位置する。第2の管5は、装置本体2の下面と連通する。
図4は、脱泡機構本体3に対し第1の管排出口6が取り得る位置の一部を例示するものであり、図5は、脱泡機構本体3に対し第2の管吸入口7が取り得る位置の一部を例示するものである。
図4(a)は、第1の管4の先端位置が図3と同じであるが、(b)および(c)は、第1の管排出口6が、脱泡機構本体3内部に満たされた液材に浸かっていない。(b)および(c)の配置では、第1の管4の排出口6から液材が脱泡機構本体3内部に満たされた液材に放出される際に、わずかながら距離を有し気相空間を介して液材に放出されるため、ここでの発泡が懸念される。従って、管4の本体3内部への延出は、空間9内に排出口6が露出しないように構成するのが好ましい。ここで、排出口6が上方に位置する構成では、管4の本体3内部への延出を長くすると、放出された気泡が消泡するまでの時間が長くなってしまうという問題が生ずる。そこで、第1の管4の排出口6が、本体3の内側壁に形成される構成が好ましい態様として考えられる。
第1の管4より供給された液材に泡10が混入していても、泡10は液面8に向かって上方移動した後に消泡し空間9と同化する。
また、脱泡機構本体3の底面に堆積する不要物11、および前記底面付近を浮揚する不要物11は、第2の管吸入口7と距離を有しており、第2の管吸入口7から吸入され、第2の管5を通じて装置本体2に供給されることはない。
なお、脱泡機構本体3を、ガラスや硬質の樹脂等の透明な材質とすると、内部に満たされた液材の液面位置の確認や、気泡混入状況などの確認が容易となるので好ましい。
脱泡機構本体3内の液面を上昇・下降させる手段は、上記に限定されない。例えば、プランジャー51が挿入された状態の計量部33と脱泡機構本体3とを連通し、かつ、脱泡機構本体3の内部と外部とを連通した状態で、プランジャー51を前進することで第2の管5の液材を上流に移動して液面を上昇させることや、プランジャー51を後退して第2の管5の液材を下流に移動して液面を下降させることもできる。この際、液材供給部と脱泡機構本体3との連通を遮断するなどして第1の管4の移動を制限し脱泡機構本体3内へ液材が供給されないようにするのが好ましい。
また、第2の管5に絞り部材などを設けて流路の断面積を調整することで、液材の流量を制御して、脱泡機構本体3内の液面の高さを調整することも可能である。
また、プランジャー51の後退により液面が下降すると、第1の管4から液材が供給されるが、これにより第2の管5内の気泡はいっそう排出されにくくなる。そして気泡は、更なる吐出作業による液材の移動に伴い計量部33に移動し、正常な吐出を妨げることとなる。
脱泡機構本体3内の容積を計量部33の容積よりも大きく構成すると、プランジャー51の後退距離を最大にしても、脱泡機構本体3内の液面が第2の管吸入口7まで下降しないので好ましい。
本発明の液体材料の吐出装置は図1、図7に示すように、ベース20と、ベース20に固定されたプランジャー駆動部50と、プランジャー駆動部50の駆動によりスライドするスライダ52と、スライダ52に固定されるプランジャー支持体53と、プランジャー支持体53に固定されるプランジャー51と、ベース20下面に配設されたバルブ駆動部30と、バルブ駆動部30の駆動によって動作するバルブ31と、バルブ31の側面に穿設された穴に挿入され、穴にて回転動作する弁体32と、バルブ31下方に配設されるノズル40と、バルブ31上方に配設される脱泡機構1と、脱泡機構1に液材を供給する第1の管4と、で構成される。
弁体32は、径方向に弁体貫通孔34を有し、それをもってノズル40と計量部33を連通する流路を形成する。
上記構成の液材吐出装置を用いた液材吐出作業を説明する。
バルブ駆動部30を作動させて、バルブ31内の弁体32を脱泡機構1と計量部33とを連通するよう位置した後、プランジャー駆動部50を作動させて、プランジャー51を後退移動させると、脱泡機構本体3に満たされた液材が、第2の管吸入口7から第2の管5に流動し、計量部33に液材が充填される。このとき、液面8の位置は第2流路側に移動した後に、第1流路側に移動し、第1の管4の第1の管排出口6から、液材が第1の管4を通じて脱泡機構本体3に液材が供給される。
ここで、液材は、プランジャー51の一回の進出動作によってすべて排出することも、プランジャー51の複数回の進出動作により、複数回に分割して排出することも可能である。すなわち、1回の吐出毎に計量部33に液材を吸入させることも、複数回の吐出を経て計量部33に液材を吸入させることも可能である。
3軸ロボット70は、吐出装置2を、上下方向に移動可能とするZ軸方向移動手段と、X方向移動手段によりXZ軸方向に可動であり、テーブル75をY軸方向に移動させることで、ノズル40とテーブル75を相対移動することが可能である。
吐出装置2と液材が投入された液材貯留容器71は、第1の管4および液送パイプ74を介して連通する。液材貯留容器71には、圧送管74から供給されるエア圧力を、レギュレータ72で調圧して液材貯留容器71の内部に印加する。
貯留容器71はバルブ35と連通し、バルブ35は直下に連接された脱泡機構1と連通する。バルブ35は、貯留容器71と脱泡機構1との流路を連通または遮断するように作用する。
脱泡機構1の下部は第2の管5と連通し、第2の管5はバルブ31と連通する。バルブ31は、計量部33を構成する貫通孔と側面に前記第2の管5と連通する側穴を有する。バルブ31は、バルブ駆動部30の作動により弁体32が、計量部33とノズル40との流路を連通または遮断するよう作用する。
吐出動作は、バルブ35を開き貯留容器71と脱泡機構1を連通させ、かつ、バルブ31を閉じ計量部33とノズル40との連通を遮断したうえで、プランジャー51を後退移動させて、計量部33に液材を吸入する。その後、バルブ35を閉じ貯留容器71と脱泡機構1との連通を遮断し、かつ、バルブ31を開き計量部33とノズル40とを連通したうえで、プランジャー51を前進移動させて、ノズル40より液材を吐出する。
また、第1の管4と脱泡機構本体3との接続態様としては、第1の管4を脱泡機構本体3内へ所望とする長さ延出させることが例示される。第1の管4の端部は、第1の管排出口6を構成する。なお、このような接続は、第2の管6と脱泡機構本体3に対しても行うことが可能である。
脱泡機構本体3の上部に、外部と内部とを連通する貫通孔82が設けられている。貫通孔82には、貫通孔82よりも径が小さい棒状の軸部84が挿入されている。
軸部84は、外部側の端部に押部83が接続され、反対側(内部側)の端部には弁体85が接続される。
押部83は、貫通孔82に対して幅広に構成されており、押部83の下面と脱泡機構本体3の上面の貫通孔82の周辺との間にはスプリング81が設けられている。押部83には、スプリング81によって脱泡機構本体3に対して離れる方向の力が働いている。
弁体85は、貫通孔82よりも幅広で、さらに上面がその外周から軸部84の接続部に向けて斜面が形成されている。弁体85は、弁体85の斜面と貫通孔82の開口部とが当接・離間することで、弁として作用する。この際、貫通孔82の開口部は弁座86として作用する。
液面の上昇は、第2の流路側を外部から遮断した状態で、脱泡機構本体3の内部と外部とを連通および遮断することにより行う。例えば、図8の構成においては、プランジャーを計量部33に挿入させた状態でバルブ31を第2の流路5と計量部33とを連通するよう位置して第2の流路側を外部から遮断した後に、脱泡機構本体3の連通手段80により、脱泡機構本体3の内部と外部とを連通させ、所望の液面位置で連通手段80による外部との連通を遮断することにより行う。
液面の下降は、第2の流路側を外部と連通した状態で、脱泡機構本体3の内部と外部とを連通および遮断することにより行う。例えば、図8の構成においては、バルブ31を第2の流路5と貫通孔を連通するよう位置し、さらにプランジャーを計量部33の貫通孔から抜いて、第2の流路側を外部と連通した後に、脱泡機構本体3の連通手段80により、脱泡機構本体3の内部と外部とを連通させ、所望の液面位置で連通手段80による外部との連通を遮断することにより行う。
液面の高さ調整時においては、液面の上昇・下降のいずれの場合も、第1の流路の液材が脱泡機構本体3内へ供給されないようにすることが好ましく、例えば、液材供給部と脱泡機構本体3との連通を遮断することにより実現される。
Claims (13)
- 吐出する液材を供給する液材供給部と、計量孔および計量孔の内壁面と摺動して計量孔内に液材を吸入し、排出するプランジャーからなる計量部と、液材を吐出する吐出口を有する吐出部と、液材供給部と計量部との連通、または、計量部と吐出部との連通を切り替えるバルブ部と、液材供給部から計量部までの流路に設けた脱泡機構と、を備える液材吐出装置であって、
前記脱泡機構は、液材供給部側に連通する第1の流路(4)と、計量部側に連通する第2の流路(5)と、第1の流路と第2の流路とを連通する、第1の流路より幅広の本体(3)とを有し、第1の流路の排出口(6)が第2の流路の吸入口(7)よりも上方位置に配設され、
前記脱泡機構本体内の容積は、前記計量部の容積よりも大きく構成されることを特徴とする液材吐出装置。 - 前記第1の流路の排出口(6)が、前記本体(3)内の側部に形成されることを特徴とする請求項1に記載の液材吐出装置。
- 第1の流路の排出口(6)が前記本体(3)の内部に延出することを特徴とする請求項1または2に記載の液材吐出装置。
- 前記第2の流路の吸入口(7)が、前記本体(3)内の側部に形成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の液材吐出装置。
- 第2の流路の吸入口(7)が前記本体(3)の内部に延出することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の液材吐出装置。
- 前記本体(3)が、透明な材質で構成されることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の液材吐出装置。
- 前記バルブ部は、前記液材供給部と前記計量部とを連通し、かつ前記計量部と前記吐出部との連通を遮断する第1の位置と、前記計量部と前記吐出部とを連通し、かつ前記計量部と前記液材供給部との連通を遮断する第2の位置とを有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の液材吐出装置。
- 前記バルブ部は、計量部と吐出部とを連通する第1のバルブと、液材供給部と脱泡機構とを連通する第2のバルブとから構成され、
第1のバルブは、前記計量部と前記吐出部との連通を遮断する第1の位置と、前記計量部と前記吐出部とを連通する第2の位置とを有し、
第2のバルブは、前記脱泡機構と前記液材供給部とを連通する第1の位置と、前記脱泡機構と前記液材供給部との連通を遮断する第2の位置とを有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の液材吐出装置。 - 前記第1の流路の排出口(6)が、前記本体内の上方部に形成されることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の液材吐出装置。
- 前記第2の流路の吸入口(7)が、前記本体内の下方部に形成されることを特徴とする請求項5のいずれかに記載の液材吐出装置。
- 前記第1の流路(4)、前記第2の流路(5)の少なくとも一方は、管で構成されることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の液材吐出装置。
- 前記脱泡機構は、脱泡機構本体の内部と外部との連通および遮断を切替える連通手段を有し、本体内の液面位置を調整できることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の液材吐出装置。
- 液材供給部と計量部とを連通した状態で、前記脱泡機構本体内の液材の液面が前記第2の流路の吸入口(7)まで下降しないようにプランジャーを後退して、計量孔に液材を吸入し、計量部と吐出部とを連通した状態で、プランジャーを前進して吐出を行うことを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の液材吐出装置。
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