(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘性材料を収容するチャンバを備えたシリンジ本体と、このシリンジ本体の上端に接続されて前記粘性材料に正圧または負圧が導入され得る通気路と、前記チャンバ内に粘性材料を供給する流路と、前記シリンジ本体の先端側に設けられて、前記チャンバに連通するノズルとを備えたシリンジ装置において、粘性材料を供給する前記流路はシリンジ本体と平行に挿通され、流路の下流端はチャンバ内の前記ノズルの直上で屈曲されており、流路の最端部である供給口は前記ノズルの吐出方向とは異なる方向に向かっていることを特徴とするシリンジ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンジ装置に係り、更に詳しくは、チャンバ内に粘性材料が自動的に供給されるとともに、ノズルから安定的に接着剤やクリームハンダなどの粘性材料を吐出するシリンジ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば、携帯電話のケース合せ面にシールを行うために、ＵＶシリコーン等の粘性材料をビード状に吐出するシリンジ装置が利用されている。このようなシリンジ装置においては、粘性材料の吐出量を安定した状態に維持することが要求されるとともに、量産性を良好に保持するため粘性材料の補充作業を迅速且つ容易に行う必要がある。そこで、所定量の粘性材料を吐出する毎に自動的にチャンバ内に粘性材料を供給可能とした装置が提案されている（例えば、特開平１０−２７２４０９号公報）。
【０００３】
同公報に開示されたシリンジ装置５０は、図３に示されるように、吐出用の第１のシリンジ５１と、この第１のシリンジ５１に導通管５２を介して連結される第２のシリンジ５４と、前記導通管５２を開閉するバルブ５５とを備えて構成されている。前記第１のシリンジ５１は、粘性材料Ｍを収容するチャンバ５６を有するシリンジ本体５７と、前記導通管５２を挿通するとともに、シリンジ本体５７内で上下動可能なピストン５８と、前記チャンバ５６に連適するノズル５９と、前記シリンジ本体５７内の圧力を調整する通気路６０とを備えている。
【０００４】
このシリンジ装置５０は、通気路６０に正圧を付与してピストン５８を押し下げることにより第１のシリンジ５１におけるチャンバ５６内の粘性材料Ｍがノズル５９から吐出される。そして、所定量の粘性材料Ｍを吐出した後、バルブ５５を開放するとともに、通気路６０より第１のシリンジ５１内に負圧を付与することによりピストン５８が上昇され、粘性材料Ｍが第２のシリンジ５４から導通管５２を通ってチャンバ５６内に供給されることとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記シリンジ装置５０の構成にあっては、粘性材料の供給時及び吐出待機時には、ピストン５８の上下動における滑動抵抗やチャンバ５６内の圧力等の予期しづらい負荷が付与される傾向が強くなる。このため、通気路６０による負圧調整が極めて困難となって、前記負圧が弱い状態で付与された場合、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、粘性材料Ｍはノズル５９の先端から垂れ下がるような、いわゆる液ダレした状態となる傾向が強い。このような状態で吐出すると、吐出開始点及び終了点の粘性材料Ｍの幅及び高さが不均一となり、これらを連結する部分に凹凸ができてしまい、ひいては、シール精度を良好に維持することが困難になるという不都合を招来する。
【０００６】
上記の問題を回避するためピストン５８を装着しないと、補充された粘性材料Ｍは、第１のシリンジ５１の内部、中央部から下へ下へと補充されるので、粘性材料の補充口直下に滞留してしまうものが出てしまい、これが長期にわたり使用されずに滞留すると、粘性材料Ｍ自体が変質したりしてシールに悪い影響を及ぼす虜がある。特に、粘性材料Ｍが光硬化性樹脂や嫌気硬化性樹脂の場合にはシリンジ内で硬化してしまう虞がある。
【０００７】
【発明の目的】
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、吐出される粘性材料の開始点及び終了点を均一な状態を維持して吐出することができ、更に、充填された材料の滞留も生じないシリンジ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、粘性材料を収容するチャンバを備えたシリンジ本体と、このシリンジ本体の上端に接続されて前記粘性材料に正圧または負圧が導入され得る通気路と、前記チャンバ内に粘性材料を供給する流路と、前記シリンジ本体の先端側に設けられて、前記チャンバに連通するノズルとを備えたシリンジ装置において、粘性材料を供給する前記流路はシリンジ本体と平行に挿通され、流路の下流端はチャンバ内の前記ノズルの直上で屈曲されており、流路の最端部である供給口は前記ノズルの吐出方向とは異なる方向に向かっているという構成を採っている。このような構成を採用すれば、チャンバ内に粘性材料を供給する際、チャンバ内に古い粘性材料が滞留することがなく、粘性材料の供給が塗布物に直接悪影響を与えることを回避することができる。これにより、粘性材料は、塗布開始点及び終了点において、均一な状態を維持しなから吐出されることとなり、ソール精度不良等の要因を排除することができる。
【０００９】
また、本発明によると流路からチャンバ内に供給される粘性材料は、当該チャンバ内で滞留を生じなくなり供給された順に吐出されることとなり、前記供給を繰り返し行った場合にも古い粘性材料か残留することなく、粘性材料がチャンバ内で劣化してしまう虞を排除することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
【実施例】
次に、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１には、本実施例に係るシリンジ装置の概略正面断面図が示されている。この図において、シリンジ装置１０は、粘性材料Ｍを収容するチャンバ１１を備えたシリンジ本体１２と、前記チャンバ１１内に粘性材料Ｍを供給する流路１５と、前記シリンジ本体１２の先端側に設けられたノズル１６と、前記シリンジ本体１２内のチャンバ１１に正圧または負圧を供給する通気路１７とを備えて構成されている。ここで、本発明に使用される粘性材料Ｍは、特に限定されるものでない。
【００１２】
前記シリンジ本体１２は、本実施例では、３０ｃｃ程度の容量を有するように設定されている。このシリンジ本体１２は、図中上下方向に延びる略円筒状に形成される周壁１２Ａと、この周壁１２Ａの下端側周縁に連接されたテーパ状の底壁１２Ｂとを備え、上端側が開放した形状となっている。この底壁１２Ｂには、チャンバ１１に連適するスペーサ筒２１が設けられており、このスペーサ筒２１の下部外周に前記ノズル１６が設けられている。また、底壁１２Ｂの上端側外周面には、径方向に突き出るように形成されたフランジ２２が設けられており、このフランジ２２を上下方向から挟み付けるようにカバー部材２５が装着されている。
【００１３】
前記カバー部材２５は、シリンジ本体１２内に密着するように収容された挿入部２６と、この挿入部２６の外周側に設けられた０リング２７と、前記挿入部２６の上方に連設されて前記フランジ２２の最大幅寸法より大きい径に形成された蓋部２８と、この蓋部２８の下面とともにフランジ２２をねじ２９により挟み付ける固定部材３０とを備えて構成されている。このカバー部材２５の軸中心位置には、前記流路１５の外径と略同一の内径の貫通穴３２が形成されていて、流路１５が連通されている。
【００１４】
前記流路１５は、後述するセンサから付与される供給指令信号に対応して粘性材料Ｍを供給する図示しないタンク及びポンプに接続されている。この流路１５は、前記貫通穴３２に挿通され、シリンジ本体と平行に配設され、流路１５の下流端１５Ａはチャンバ内の前記ノズルの直上に設置される。流路の下流端はチャンバ１１内の前記ノズルの直上で屈曲されており、流路の最端部である供給口３５はノズル１６の吐出方向とは異なる方向に向かっている。図中では下流端１５Ａは略１８０度屈曲され、供給口３５は上方に向かっている。下流端での屈曲はノズルの吐出方向に対して９０度以上屈曲されることが好ましい。図１中下供給口３５は上方に向かっていることにより、供給される粘性材料Ｍは、常に供給口３５から上向きにチャンバ１１内に補充される。ここで、カバー部材２５の下方位置におけるチャンバ１１回りには、粘性材料Ｍの水位高さ位置を検出するセンサ３７が装備されている。
【００１５】
前記センサ３７は、図１中右側に配置されて粘性材料Ｍの水位を検出するベルセンサ３９と、前記レベルセンサ３９より上方に位置するとともに、何らかの障害によってレベルセンサ３９が作動しない際の予備として粘性材料Ｍの水位を検出するオーバーランセンサ４０とを備えて構成されている。これにより、レベルセンサ３９は粘性材料Ｍの水位を検出して前記タンクに粘性材料Ｍの供給指令信号及び供給停止信号を付与することにより、チャンバ１１内の粘性材料Ｍが常に所定範囲量に維持されることとなる。
【００１６】
前記ノズル１６は、吐出管４１と、この吐出管４１を形成するとともに前記スペーサ筒２１に装着される袋ナット状の固定部４２とを備えて構成されている。この吐出管４１の開口径は、特に限定されるものでないが、本実施例では、０．２ｍｍ〜２．２ｍｍ範囲に設定されている。また、このノズル１６には、図示しないロボットに装着される支持部材４５が設けられており、このロボットを制御してシリンジ装置１０を所定吐出位置に移動可能としている。
【００１７】
前記通気路１７は、吸気及び排気可能に設けられた図示しないポンプに接続されるとともに、カバー部材２５の外面側からシリンジ本体１２内に通じている。この通気路１７は、シリンジ本体内１２における粘性材料Ｍとカバー部材２５との間の密封空間４６の空気圧を調整して、すなわち、正圧を付与してチャンバ内の粘性材料Ｍをノズル１６から吐出することができる。
【００１８】
なお、本実施例における通気路１７、センサ３７及びシリンジ装置１０を支持するロボットは、図示しない制御装置を介して全体的に制御される。
【００１９】
次に、本実施例の全体的動作について説明する。
【００２０】
ここでは、シリンジ装置１０は、予め設定した軌跡に沿って粘性材料Ｍの吐出位置がティーチングされているものとし、チャンバ１１内には、図１に示されるように、粘性材料Ｍが設定された上限量収容されて一回目の吐出作業を行う状態であるものとする。このような状態において前記吐出作業は、通気路１７より密封空間４６内に正圧が付与されることにより、粘性材料Ｍを吐出管４１より吐出して行われる。この吐出作業が完了して次の吐出作業への待機中には、吐出管４１から粘性材料Ｍの液ダレを防止するため、通気路１７より極めて弱い負圧が付与される。そして、前記吐出作業を繰り返し行うことにより、チャンバ１１内の粘性材料Ｍの減少に伴って粘性材料Ｍの水位が図２に示される位置まで下降すると、この位置をレベルセンサ３９が検出してその時点で行われている吐出作業の完了後、前記タンクに供給指令信号が付与されて、粘性材料Ｍが流路１５を通ってチャンバ１１内に供給されるとともに、チャンバ１１内の内圧上昇を抑制可能な比較的強い負圧が通気路１７より密封空間４６内に付与される。そして、粘性材料Ｍが補充されると水位が上昇して図１に示される高さに位置すると、レベルセンサ３９がこの位置を検出することにより、粘性材料Ｍの供給及び通気路１７からの負圧の付与を停止させる。
【００２１】
従って、このような実施例によれば、前述した粘性材料Ｍの吐出及び供給作業を一連の工程として自動的に繰り返し行うことかできる。また、粘性材料Ｍの吐出待機時及び補充時において、通気路１７の負圧調整により吐出材料Ｍが吐出管４１から垂れ下がるようなことがないので、吐出の開始点及び終了点が均一な状態に確保されるという効果を得る。
【００２２】
また、上記実施例では粘性材料を吐出する工程とシリンジ本体内に供給する工程を別工程として説明したが、所望により、通気路１７と流路１５からの供給圧のバランスを厳密に調節することにより、吐出工程と供給工程を同時に行うことができる。これらの工程は吐出工程の終わりの一部分と供給工程の始まりの一部分が部分的に同時に行うことも、すべての工程を同時に行うこともできる。
【００２３】
粘性材料Ｍはチャンバ内上面に設置される下流端１５Ａの先端部である供給口３５から供給される。流路１５はシリンジ本体と平行に挿通され、下流端１５Ａはチャンバ内で１８０度屈曲され、上向きに配置される。その結果、粘性材料Ｍは流路１５を通って下向きに流れ、供給口３５より上向きに排出される。排出された粘性材料Ｍは上方に向かって流れ、液面付近で対流が起こり下方に向かい、最終的にはノズル１６より排出される。よって、チャンバ内で粘性材料Ｍの滞留がないため、常に新しい材料を供給することができる。そのため、チャンバ内で材料が変質することや、材料塗布後に材料の本来の性質を低下させることがない。
【００２４】
さらに、吐出する材料に空気などの気体の混入があると、正確な吐出量が制御できない。本願の構成によると、粘性材料Ｍをシリンジ本体１２内に充填する際に、空気を巻き込むことがない。さらに、ポンプやタンクなど流路１５を通る以前に予期しない原因で粘性材料Ｍ内に空気が混入した場合でも、供給口３５から上方に流動する工程で空気が粘性材料Ｍから抜け、ノズル１６から吐出されるときには空気の混入のない状態にすることができる。
【００２５】
さらに、本願の構成によると供給される粘性材料Ｍはノズル１６の吐出方向とは逆の方向に向かってシリンジ本体１２内に供給されるため、供給されるときの圧力が直接吐出に影響を与えることがない。これは吐出工程と供給工程が重なる場合に特に有効となる。よって、安定した吐出量を維持することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、吐出量を常に一定に維持することができる。また、供給時におけるノズルから粘性材料のはみ出し或いは汚れを防止して、吐出の精度を良好に確保することができるという効果を得る。さらに、吐出及び供給作業を繰り返し行った場合、チャンバ内に古い粘性材料が残留して劣化させる虜を有効に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係るシリンジ装置の概略正面断面図。
【図２】図１のシリンジ装置の粘性材料を吐出した後の状態を示す慨略正面断面図。
【図３】従来のシリンジ装置の概略正面断面図。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、ノズルの液ダレした状態を示す概略図。
【符号の説明】
１０  シリンジ装置
１１  チャンバ
１２  シリンジ本体
１５  流路
１６  ノズル
１７  通気路
Ｍ  粘性材料
【図１】
0003573004.tif 000002
【図２】
0003573004.tif 000003
【図３】
0003573004.tif 000004
【図４】
0003573004.tif 000005