JP5904728B2 - ノズル、アダプター及び液体塗布方法 - Google Patents
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Description
すなわち、液体を吐出する装置に使用されるノズルにおいて、第一側及び前記第一側と反対の第二側を有する本体と、前記第一側と前記第二側との間に延在している貫通孔であって、前記貫通孔を通して液体を放出して液体ビードを形成するための前記貫通孔と、前記第二側に複数の第一開口を形成するように前記第一側と前記第二側との間に延在している複数の第一加圧気体孔であって、前記複数の第一加圧気体孔のそれぞれは、前記貫通孔から放出された前記液体ビードの外周囲に対しほぼ接するように加圧気体を放出して前記液体ビードを伸長された液体ファイバーに形成するとともに前記伸長された液体ファイバーに作用して前記伸長された液体ファイバーの螺旋状吐出パターンを形成するように、前記複数の第一加圧気体孔が前記貫通孔の長手方向軸線に対してある角度をもって前記本体に形成されている前記複数の第一加圧気体孔と、前記第二側に、前記貫通孔から前記複数の第一開口と同じ距離に、又は、前記複数の第一開口よりも前記貫通孔の近くに配置された複数の第二開口を形成するように前記第一側と前記第二側との間に延在している複数の第二加圧気体孔であって、前記液体ファイバーの旋回を発生する初期段階の早い時期に初期旋回螺旋の径の広がりを抑えるために前記螺旋状吐出パターンの周りに加圧気体を放出するように、前記本体に形成されている前記複数の第二加圧気体孔とを設けた。
また、本発明では、次のような液体塗布方法とした。
すなわち、液体を被塗物に塗布する液体塗布方法において、液体を貫通孔から放出して液体ビードを形成する工程と、前記貫通孔から放出された前記液体ビードの外周囲に対しほぼ接するように複数の第一開口から第一加圧気体流を放出して前記液体ビードを伸長された液体ファイバーに形成するとともに前記伸長された液体ファイバーに作用して前記伸長された液体ファイバーの螺旋状吐出パターンを形成する工程と、前記液体ファイバーの旋回を発生する初期段階の早い時期に初期旋回螺旋の径の広がりを抑えるために、前記貫通孔から前記複数の第一開口と同じ距離に、又は、前記複数の第一開口よりも前記貫通孔の近くに配置された複数の第二開口から前記螺旋状吐出パターンの周りに第二加圧気体流を放出する工程とを設けた。
図1は、本実施例のノズル1の正面図である。ノズル1は、ホットメルト接着剤やコールドグルーなどの液体を吐出する装置(以下、吐出ガンという)に使用される。吐出ガンは、液体を制御された螺旋状吐出パターンで吐出し、被塗物(以下、基板という)上に連続する輪状パターンで塗布する。
ノズル1は、円盤状の本体2を有する。本体2は、第一側(内側)4と、第一側4と反対の第二側(外側)6とを有する。液体入口開口5は、本体2の第一側4に形成されている。ノズルチップ3は、本体2の第二側6から外方へ延在している。本実施例において、本体2にノズルチップ3が設けられているが、ノズルチップ3は、本発明に必須のものではない。本体2の第二側6は、平坦であってもよい。
貫通孔(以下、液体孔という)11は、本体2に形成され、ノズルチップ3と液体入口開口5との間に延在している。液体孔11は、ノズルチップ3の中心に設けられている。液体入口開口5は、吐出ガンの液体供給通路と連通して、液体を受け取るように構成されている。液体は、液体孔11の液体吐出開口11aが設けられたノズルチップ3から放出されて液体ビードを形成する。
なお、ノズルチップ3を設けない場合には、平坦な第二側6に形成された液体吐出開口から液体が放出されるようにしてもよい。
図2は、本実施例のノズル1の底面図である。複数の第一加圧気体孔12は、本体2に形成され、第二側6に複数の第一開口12aを形成するように第一側4と第二側6との間に延在している。複数の第一加圧気体孔12のそれぞれの気体入口開口は、第一側4に設けられている。気体入口開口は、吐出ガンの加圧気体供給通路に連通して加圧した空気や窒素ガスなどの気体を受け取れるように構成されている。複数の第一加圧気体孔12のそれぞれは、ノズルチップ3から放出された液体ビードの外周囲に対しほぼ接するように加圧気体を放出して液体ビードを伸長された液体ファイバーに形成するとともに伸長された液体ファイバーに作用して伸長された液体ファイバーの螺旋状吐出パターンを形成するように、複数の第一加圧気体孔12が液体孔11の長手方向軸線7に対してある角度をもって本体2に形成されている。長手方向軸線7は、液体吐出開口11aの中心を通る中心軸線である。
図3は、図2のIII−III線に沿って取ったノズル1の断面図である。複数の第二加圧気体孔13は、第二側6に複数の第二開口13aを形成するように第一側4と第二側6との間に延在している。第二加圧気体孔13は、液体孔11の長手方向軸線7に平行に本体2に形成されている。複数の第二加圧気体孔13のそれぞれの気体入口開口は、第一側4に設けられている。気体入口開口は、吐出ガンの加圧気体供給通路に連通して加圧気体を受け取れるように構成されている。加圧気体は、第二開口13aから液体孔11の長手方向軸線7に平行に放出されて、第二加圧気体流K2を形成する。
本実施例において、第二加圧気体孔13は、液体孔11の長手方向軸線7に平行に本体2に形成されているが、第二加圧気体孔13は、たとえば、液体孔11へ向けて若干傾いていてもよい。
第二加圧気体孔13の長手方向軸線14は、第二開口13aの中心を通る中心軸線である。本実施例において、液体孔11の液体吐出開口11aの中心を通る長手方向軸線7と第二開口13aの中心を通る長手方向軸線14との間の距離は、D1である(図3)。また、液体吐出開口11aの中心を通る長手方向軸線7と第一加圧気体孔12の第一開口12aの中心との間の距離は、D2である(図4)。ここで、D2>D1である。すなわち、第二加圧気体孔13の第二開口13aは、第一加圧気体孔12の第一開口12aよりも液体孔11の近くに配置されている。これによって、第二加圧気体孔13の第二開口13aから放出される第二加圧気体流K2は、後述するように液体ファイバーの旋回を発生する初期段階の早い時期に液体ファイバーの初期旋回螺旋の径(幅)の広がりを抑えることができる。
本実施例においては、第二加圧気体孔13の第二開口13aは、第一加圧気体孔12の第一開口12aよりも液体孔11の近くに配置されているが、本発明は、これに限定されるものではない。第二開口13aは、液体孔11から第一開口12aと同じ距離に配置されていてもよい。
本実施例において、第二円は、第一円よりも小さな直径を有するが、本発明は、これに限定されるものではない。第二円は、第一円と同じ直径を有していてもよい。
これに対して、ノズルの外周にエアーカーテンを形成する従来のノズルにおいては、ノズルの外周囲に設けられた加圧気体孔の数は、螺旋状吐出パターンを形成するための加圧気体孔の数よりも多く設けられている。したがって、本実施例のノズルは、従来のノズルに比べて、気体の消費量を減らすことができる。
本実施例において、第一加圧気体孔と第二加圧気体孔は、数及び直径が同じであるが、本発明は、これに限定されるものではない。第一加圧気体孔と第二加圧気体孔の数及び直径は、必要に応じて適宜設定することができる。
図5は、本実施例のノズルにより形成される螺旋状吐出パターンを示す図である。図5は、液体ファイバーの旋回を発生する初期段階の螺旋状吐出パターンを示している。
液体は、ノズルチップ3の貫通孔11から放出されて液体ビードを形成する。ノズルチップ3から放出された液体ビードの外周囲に対しほぼ接するように複数の第一開口12aから第一加圧気体流K1を放出して液体ビードを伸長された液体ファイバーに形成するとともに伸長された液体ファイバーに作用して伸長された液体ファイバーの螺旋状吐出パターンを形成する。複数の第一加圧気体孔12の長手方向軸線8は、液体孔11の長手方向軸線7に対して従来のノズルの約30度よりも大きな角度B(図4)で傾斜している。したがって、高速で旋回する螺旋状吐出パターンが形成される。あるいは、角度を大きくすることなく、第一加圧気体流K1の気体流量を増大することにより、液体ファイバーを高速で旋回させてもよい。
本実施例によれば、旋回する螺旋状吐出パターンの直径(幅)が外側へ広がりすぎることを防止することができる。したがって、塗布すべき液体が少量であっても、高速で旋回する螺旋状吐出パターンを安定して被塗物に塗布することができる。これによって、生産ラインの高速化及び液体の使用量の低減が可能である。
本実施例によれば、吐出される液体が少量であっても、高速旋回する螺旋状吐出パターンを被塗物に安定して塗布することができる。したがって、生産ラインの高速化及び液体の使用量の低減を達成することができる。
本実施例によれば、ノズルの外周回りをエアーカーテンでほとんど取り巻く従来のノズルに比べて、加圧気体の消費量を大きく低減することができる。
上記において、複数の第一加圧気体孔12から放出される気体の量は、複数の第二加圧気体孔13から放出される気体の量と略同じである。加圧気体は、共通の気体供給経路(不図示)から複数の第一加圧気体孔12および複数の第二加圧気体孔13へ供給される。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。第二加圧気体流K2のための気体供給経路を第一加圧気体流K1のための気体供給経路とは別に設け、第二加圧気体流K2の流量を第一加圧気体流K1の流量から独立して制御可能にしてもよい。
第二加圧気体供給経路30は、第二加圧気体入口25に連通した入口拡大路34と、ノズル1の複数の第二加圧気体孔13に連通した出口拡大路35と、入口拡大路34と出口拡大路35との間の狭路36とからなる。入口拡大路34、狭路36及び出口拡大路35はそれぞれ環状の空洞で形成されている。入口拡大路34と出口拡大路35との間に狭路36が設けられているので、第二加圧気体は、狭路36による絞り機構により狭路36への流入圧力が高まって入口拡大路34内に充満し、且つ出口拡大路35による拡大流れにより出口拡大路35への流入速度が減速し出口拡大路35内に拡散することで、ノズル1の複数の第二加圧気体孔13へほぼ均一に分配される。
例として、第二加圧気体流K2の流量を増加させると液体ファイバーの旋回径(幅)は小さく(狭く)なり、逆に第二加圧気体流K2の流量を減少させると旋回径(幅)は大きく(広く)なる。
第一加圧気体流K1の第一加圧気体供給経路と第二加圧気体流K2の第二加圧気体供給経路とが互いに独立していない場合に流量を増減させると、第一加圧気体流K1の流量と第二加圧気体流K2の流量が同時に増減してしまう。このため、液体ファイバーの旋回螺旋の径(幅)とともに旋回数も変化してしまい、加圧気体の流量を微調整しても、所望する細かさ(旋回数)および幅で液体ファイバーを塗布することが困難な場合がある。
これに対して、本実施例によれば、第一加圧気体流K1の流量と第二加圧気体流K2の流量とをそれぞれ独立して制御することができるので、所望する細かさ(旋回数)および幅で液体ファイバーを塗布することができる。
2 本体
3 ノズルチップ
4 第一側
6 第二側
7 長手方向軸線
9 鉛直平面
10 中心
11 液体孔(貫通孔)
12 第一加圧気体孔
12a 第一開口
13 第二加圧気体孔
13a 第二開口
15 第一円
16 第二円
K1 第一加圧気体流
K2 第二加圧気体流
20 アダプター
24 第一加圧気体入口
25 第二加圧気体入口
28 ディフューザー
29 第一加圧気体供給経路
30 第二加圧気体供給経路
31 入口拡大路(第一加圧気体供給経路)
32 出口拡大路(第一加圧気体供給経路)
33 狭路(第一加圧気体供給経路)
34 入口拡大路(第二加圧気体供給経路)
35 出口拡大路(第二加圧気体供給経路)
36 狭路(第二加圧気体供給経路)
37 リテイナー
Claims (15)
- 液体を吐出する装置に使用されるノズルであって、
第一側及び前記第一側と反対の第二側を有する本体と、
前記第一側と前記第二側との間に延在している貫通孔であって、前記貫通孔を通して液体を放出して液体ビードを形成するための前記貫通孔と、
前記第二側に複数の第一開口を形成するように前記第一側と前記第二側との間に延在している複数の第一加圧気体孔であって、前記複数の第一加圧気体孔のそれぞれは、前記貫通孔から放出された前記液体ビードの外周囲に対しほぼ接するように加圧気体を放出して前記液体ビードを伸長された液体ファイバーに形成するとともに前記伸長された液体ファイバーに作用して前記伸長された液体ファイバーの螺旋状吐出パターンを形成するように、前記複数の第一加圧気体孔が前記貫通孔の長手方向軸線に対してある角度をもって前記本体に形成されている前記複数の第一加圧気体孔と、
前記第二側に、前記貫通孔から前記複数の第一開口と同じ距離に、又は、前記複数の第一開口よりも前記貫通孔の近くに配置された複数の第二開口を形成するように前記第一側と前記第二側との間に延在している複数の第二加圧気体孔であって、前記液体ファイバーの旋回を発生する初期段階の早い時期に初期旋回螺旋の径の広がりを抑えるために前記螺旋状吐出パターンの周りに加圧気体を放出するように、前記本体に形成されている前記複数の第二加圧気体孔と
を有するノズル。 - 前記第二加圧気体孔は、前記貫通孔の前記長手方向軸線と平行である請求項1に記載のノズル。
- 前記複数の第一加圧気体孔のそれぞれは、前記貫通孔の長手方向軸線に対して30度よりも大きな角度で前記本体に形成されている請求項1又は2に記載のノズル。
- 前記複数の第一加圧気体孔のそれぞれの直径は、前記複数の第二加圧気体孔のそれぞれの直径と同じである請求項1乃至3のいずれか一項に記載のノズル。
- 前記複数の第一開口は、前記貫通孔を中心とした第一円の上に配置されており、前記複数の第二開口は、前記第一円に同心で前記第一円と同じ直径、又は、前記第一円よりも小さな直径の第二円の上に配置されている請求項1乃至4のいずれか一項に記載のノズル。
- 前記複数の第二開口のそれぞれは、互いに隣接する二つの第一開口の間に配置されている請求項1乃至5のいずれか一項に記載のノズル。
- 前記複数の第一開口のそれぞれは、互いに隣接する二つの第二開口の間に配置されている請求項1乃至6のいずれか一項に記載のノズル。
- 前記第一開口と前記第二開口は、前記貫通孔の周りに交互に配置されている請求項1乃至7のいずれか一項に記載のノズル。
- 液体を被塗物に塗布する液体塗布方法であって、
液体を貫通孔から放出して液体ビードを形成する工程と、
前記貫通孔から放出された前記液体ビードの外周囲に対しほぼ接するように複数の第一開口から第一加圧気体流を放出して前記液体ビードを伸長された液体ファイバーに形成するとともに前記伸長された液体ファイバーに作用して前記伸長された液体ファイバーの螺旋状吐出パターンを形成する工程と、
前記液体ファイバーの旋回を発生する初期段階の早い時期に初期旋回螺旋の径の広がりを抑えるために、前記貫通孔から前記複数の第一開口と同じ距離に、又は、前記複数の第一開口よりも前記貫通孔の近くに配置された複数の第二開口から前記螺旋状吐出パターンの周りに第二加圧気体流を放出する工程と
を有する液体塗布方法。 - 前記第一加圧気体流は、前記貫通孔の長手方向軸線に対して30度よりも大きな角度で放出される請求項9に記載の液体塗布方法。
- 前記第二加圧気体流は、前記貫通孔の前記長手方向軸線と平行に放出される請求項10に記載の液体塗布方法。
- 前記複数の第一開口は、前記貫通孔を中心とした第一円の上に配置されており、前記複数の第二開口は、前記第一円に同心で前記第一円と同じ直径、又は、前記第一円よりも小さな直径の第二円の上に配置されている請求項9乃至11のいずれか一項に記載の液体塗布方法。
- 前記第一加圧気体流と前記第二加圧気体流は、互いに独立して制御されることを特徴とする請求項9乃至11のいずれか一項に記載の液体塗布方法。
- 請求項1乃至8のいずれか一項に記載のノズルを液体制御バルブに取り付けるアダプターであって、前記ノズルの複数の第一加圧気体孔へ加圧気体を供給する第一加圧気体供給経路と、前記ノズルの複数の第二加圧気体孔へ加圧気体を供給する第二加圧気体供給経路とを有し、前記第一加圧気体供給経路と前記第二加圧気体供給経路は、互いに分離されていることを特徴とするアダプター。
- 前記第一加圧気体供給経路は、第一加圧気体入口に連通した環状の入口拡大路と、前記ノズルの前記複数の第一加圧気体孔に連通した環状の出口拡大路と、それらの間に位置した環状の狭路とから形成されており、
前記第二加圧気体供給経路は、第二加圧気体入口に連通した環状の入口拡大路と、前記ノズルの前記複数の第二加圧気体孔に連通した環状の出口拡大路と、それらの間に位置した環状の狭路とから形成されていることを特徴とする請求項14に記載のアダプター。
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