JP2016007594A - Discharge device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はシリンジに充填された固形粒子を分散させた液状材料の吐出に際して用いられるエアパルス式吐出装置について、特に時間経過にともない発生する液状材料の粒子濃度の不均一を抑制することが可能な吐出装置に関する。 The present invention relates to an air pulse type discharge device used for discharging a liquid material in which solid particles filled in a syringe are dispersed. In particular, the discharge is capable of suppressing non-uniformity in the particle concentration of the liquid material that occurs over time. Relates to the device.
エアパルス式吐出装置は、供給圧力および時間が制御されたエアをシリンジに供給することにより、シリンジに収容された液状材料を、定量吐出するものである。図14はエアパルス式吐出装置の概要を示す。シリンジ71には液状材料72が収容されており、エアパルスを供給するエアパルスジェネレータ77とシリンジ74はシリンジキャップ74に備付けられたエアコネクタ75とエアチューブ76を介して接続されている。エアチューブ76を介してエアパルスジェネレータ77はエア源78から供給される加圧エアからエアパルスを生成してシリンジ内にエアパルスを供給する。エアパルスの圧力がシリンジ内の液状材料72の液面加わることで、液状材料72はシリンジ71から吐出される。
The air pulse type discharge device discharges a liquid material contained in a syringe in a fixed amount by supplying air with controlled supply pressure and time to the syringe. FIG. 14 shows an outline of an air pulse type discharge device. A liquid material 72 is accommodated in the
液状材料72が液体と比重の異なる粒子73を含む接着剤やコーティング剤等である場合、液状材料72の粒子濃度を一定に保って吐出する必要がある。ところが、液状材料72内部の粒子73は比重の違いから時間経過と共に下方に沈降を始め,シリンジ先端部に溜まってしまい粒子の沈降部を発生させる。それによって液状材料72の粒子濃度に不均一が発生することになり、生産時の連続吐出プロセスではロット内の初めと終わりでは品質に差異が生じてしまう。 When the liquid material 72 is an adhesive or a coating agent containing particles 73 having a specific gravity different from that of the liquid, it is necessary to discharge the liquid material 72 while keeping the particle concentration constant. However, the particles 73 inside the liquid material 72 begin to settle downward with the lapse of time due to the difference in specific gravity, and accumulate at the tip of the syringe to generate a sedimented portion of the particles. As a result, the particle concentration of the liquid material 72 becomes non-uniform, and in the continuous discharge process during production, there is a difference in quality at the beginning and end of the lot.
液状材料72に含有した粒子73の分散性は時間とともに変化するが沈降に至る時間は樹脂材料72の粘性に大きく依存し、粘性が高ければ、沈降に至る時間は長くなる。一般の液状材料の多くは、温度上昇に伴い粘度が低下する。従って、粒子濃度の不均一を抑制するために、容量の大きな攪拌槽を使用して攪拌した液状材料を温調器を具備した小型のシリンジに小分けにして、低い温度を保つように温調を施すことで粘度低下を抑えながら、吐出プロセスですぐに使用する等の処置が実施されている。 The dispersibility of the particles 73 contained in the liquid material 72 changes with time, but the time to settle largely depends on the viscosity of the resin material 72. If the viscosity is high, the time to settle becomes long. In many common liquid materials, the viscosity decreases as the temperature increases. Therefore, in order to suppress unevenness in particle concentration, the liquid material stirred using a large-capacity stirring tank is subdivided into small syringes equipped with a temperature controller, and temperature control is performed to maintain a low temperature. While suppressing the decrease in viscosity by applying, treatment such as use immediately in the discharge process is performed.
さらに、より能動的には、シリンジ内で樹脂材料と粒子を攪拌しながら吐出を実施するための装置も検討されている。例えば、耐食ポンプや防爆ポンプとして既に一般化しているマグネットポンプのインペラー回転駆動機構のように、攪拌層の内部に駆動部を設けず液体材料内に設置された攪拌子を回転させる攪拌装置として、密閉容器の外に駆動側マグネットロータを配置し、密閉容器の壁を挟んで内側に攪拌子を備えた従動側マグネットロータを配置し、駆動側マグネットロータによる回転磁界に従って、攪拌子を回転させる方法がある。この方式を吐出装置に組み込み、樹脂材料の攪拌を行う試みがなされてきた。 Furthermore, an apparatus for performing discharge while stirring the resin material and particles in a syringe more actively has been studied. For example, as an impeller rotation drive mechanism of a magnet pump that is already generalized as a corrosion-resistant pump or an explosion-proof pump, as a stirring device that rotates a stirring bar installed in a liquid material without providing a drive unit inside the stirring layer, A method in which a drive side magnet rotor is disposed outside the sealed container, a driven side magnet rotor having a stirrer is disposed inside the sealed container wall, and the stirrer is rotated in accordance with the rotating magnetic field generated by the drive side magnet rotor. There is. Attempts have been made to incorporate this method into a discharge device and stir the resin material.
上記攪拌装置を備えた吐出装置の例として、特許文献1の装置がある。特許文献1には、容器と、撹拌子と、撹拌子を磁力により回転させる撹拌子回転手段とを具備した吐出装置であって、撹拌子を容器内底部に配置し、回転体を具備する撹拌子回転手段を容器の底面下方または容器の外周面底部に沿って配置した吐出装置が開示されている。
As an example of a discharge device provided with the stirring device, there is a device of
また、別の例として特許文献2の装置がある。特許文献2では、磁石を有する攪拌子と、攪拌子に側方から磁力を作用させることにより、攪拌子を位置規定する撹拌子保持機構と、撹拌子保持機構を回転させる回動機構と、を備え、回動機構により攪拌子保持機構を回転させることにより、攪拌子を回転させることを特徴とする攪拌装置を備えた吐出装置が開示されている。 Another example is the apparatus disclosed in Patent Document 2. In Patent Document 2, a stirrer having a magnet, a stirrer holding mechanism that positions the stirrer by applying a magnetic force to the stirrer from the side, and a rotation mechanism that rotates the stirrer holding mechanism, There is disclosed a discharge device provided with a stirrer characterized in that the stirrer is rotated by rotating a stirrer holding mechanism by a rotating mechanism.
特許文献1の装置において、容器底部に配置した攪拌子を容器外下方から磁力によって回転させているため、容器底面の外側に攪拌子回転手段を配設させる必要がある。このため吐出口の周りが煩雑になり、容器の筒径が大きくなり容量も大型化する。そのため、デッドボリュームが増し、塗布量の小さなワーク(被塗布対象物)では吐出量誤差が生じやすくなる。さらに、攪拌子回転手段が占める空間容量により、ワークの形状によっては接触や干渉が生じることも懸念させる。
In the apparatus of
一方、特許文献2の装置では、容器の側面を撹拌子回転手段が回転体として囲う構造となっているため、容器内の液状材料の粘度を一定に保つために設ける温調装置の熱交換器を容器に取り付けることができない。これは、温度により粘度が変化する高粘度の液状材料などを用いた場合に、安定吐出の隘路となる虞がある。 On the other hand, in the apparatus of Patent Document 2, since the stirrer rotating means surrounds the side surface of the container as a rotating body, the heat exchanger of the temperature control apparatus provided to keep the viscosity of the liquid material in the container constant. Cannot be attached to the container. This may become a bottleneck for stable discharge when a highly viscous liquid material whose viscosity changes with temperature is used.
さらに、特許文献1の装置および特許文献2の装置の双方供に、撹拌子回転手段として駆動側マグネットロータを回転させるためのアクチュエータの駆動源として電動機が別途必要であり、吐出装置が大掛かりなものとなっている。
Furthermore, both the apparatus of
本発明は、容器に温調装置の熱交換器を装着することで液状樹脂の粘度管理をしながら、さらに特別に駆動源の付設を必要としない液状樹脂攪拌手段を具備することで、液状樹脂に含まれた粒子の沈降を抑制することができる吐出装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a liquid resin stirring means that does not require any special drive source while controlling the viscosity of the liquid resin by attaching a heat exchanger of a temperature control device to the container. It is an object of the present invention to provide a discharge device capable of suppressing sedimentation of particles contained in the container.
上記目的を達成するため、本発明の請求項1に記載の発明によれば、シリンジの上端開口部に接続されたエアチューブから供給されるエアパルスの圧力によって前記シリンジに収納された液状材料を吐出する吐出装置であって、前記シリンジ内に攪拌子を備え、前記攪拌子は前記シリンジの外筒に対する同軸中心線上にベアリングで支持されたシャフトで保持され、前記シャフトの上端部に付設されたロータ部を含むエアタービン機構を有し、前記エアタービン機構は前記エアパルスが前記エアチューブによるエア供給口からシリンジ内の液状材料の液面に加圧力として作用するまでのエアの流れの経路の間に位置しており、前記エアパルスを作動流体として前記エアタービン機構は前記ロータ部を回転させることで、前記攪拌子が回転することを特徴とした吐出装置とすることで、攪拌子駆動用の動力を別途設けることなく、液状樹脂に含まれた粒子の沈降を抑制することができる。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the liquid material stored in the syringe is discharged by the pressure of the air pulse supplied from the air tube connected to the upper end opening of the syringe. A discharge device comprising a stirrer in the syringe, the stirrer being held by a shaft supported by a bearing on a coaxial center line with respect to the outer cylinder of the syringe, and a rotor attached to an upper end of the shaft An air turbine mechanism that includes a portion between the air flow path from when the air pulse acts as an applied pressure to the liquid surface of the liquid material in the syringe from the air supply port of the air tube. The air turbine mechanism is rotated by using the air pulse as a working fluid, and the rotor is rotated to rotate the stirrer. Preparative With ejection apparatus wherein, without separately providing a power for stirrer drive, it is possible to suppress the precipitation of the contained particles in the liquid resin.
上記目的を達成するため、本発明の請求項2に記載の発明によれば、前記ロータ部は、複数の渦巻状の流路が形成されたインペラーと、前記インペラーの中心部に設置された流路案内部材とで構成されており、前記エアタービン機構は、前記エアチューブに接続されて前記流路案内部材へエアを噴出するノズルと、前記ロータ部とで構成されていることを特徴とする請求項1に記載の吐出装置とすることで、エアチューブから供給されるエアパルスの流速が低い場合においても、攪拌子を回転力を高めることができる。
In order to achieve the above object, according to a second aspect of the present invention, the rotor section includes an impeller in which a plurality of spiral flow paths are formed, and a flow installed at the center of the impeller. The air turbine mechanism includes a nozzle that is connected to the air tube and ejects air to the flow path guide member, and the rotor portion. By setting it as the discharge apparatus of
上記目的を達成するため、本発明の請求項3に記載の発明によれば、前記インペラーは、前記シャフトに対して上下何れかの片側が開いた片側オープンタイプであり、流路は開いた方向に向けて凹となる湾曲した底面を有していることを特徴とした請求項1および請求項2に記載の吐出装置とすることで、インペラーから排出されたエアの流れに対するエネルギー損失を低減することができ、シリンジ内部の液状材料に対する押子としての機能低下を抑制することができる。
In order to achieve the above object, according to the invention described in
上記目的を達成するため、本発明の請求項4に記載の発明によれば、前記ロータ部は前記シリンジの上端開口部より突出したシャフトの上端に設置され、シリンジ内の液状材料に浸漬するのは前記攪拌子とシャフトの一部のみとした配置が特徴の請求項1乃至請求項3に記載の吐出装置とすることで、本発明による吐出装置を簡素な構造で実現することができる。
In order to achieve the above object, according to the invention described in claim 4 of the present invention, the rotor portion is installed at the upper end of the shaft protruding from the upper end opening of the syringe, and is immersed in the liquid material in the syringe. The discharge device according to any one of
上記目的を達成するため、本発明の請求項5に記載の発明によれば、前記エアタービン機構はシャフト支持用のベアリングを保持するベアリング保持筒内に収められており、前記ベアリング保持筒は、前記ベアリング保持筒の外部でシリンジの下端吐出口方向に突出したシャフトの片端に設置された攪拌子ともにシリンジ内に収容されており、シリンジ内の液状材料に浸漬するのは前記攪拌子とベアリング保持筒の外部に突出したシャフトとベアリング保持筒の一部のみとした配置となっており、液状材料の液面に作用する押子として、前記ベアリング保持筒とシリンジ内壁面の隙間を摺動可能としたプランジャが設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項3に記載の吐出装置とすることで、液状樹脂の粘度が高い場合でも、シリンジの壁面への液状材料の付着残留分を低減し、液面への均一な押し圧を保つことを可能とし、吐出不良を軽減することができる。
In order to achieve the above object, according to a fifth aspect of the present invention, the air turbine mechanism is housed in a bearing holding cylinder that holds a bearing for supporting a shaft, and the bearing holding cylinder is The stirrer installed at one end of the shaft protruding in the direction of the lower end discharge port of the syringe outside the bearing holding cylinder is accommodated in the syringe, and it is immersed in the liquid material in the syringe to hold the stirrer and the bearing It is arranged with only a part of the shaft that protrudes outside the cylinder and the bearing holding cylinder, and as a pusher that acts on the liquid level of the liquid material, it can slide in the gap between the bearing holding cylinder and the inner wall surface of the syringe The discharge device according to any one of
上記目的を達成するため、本発明の請求項6に記載の発明によれば、前記シリンジの側面を囲うように温調装置の熱交換器が装着されていることを特徴とする請求項1乃至請求項6に記載の吐出装置とすることで、液状材料の粘度を一定に保つために温調を施すことができ、特に温度により粘度が変化しやすい高粘度の液状材料などの場合に、安定吐出を可能とする。 In order to achieve the above object, according to a sixth aspect of the present invention, a heat exchanger of a temperature control device is mounted so as to surround the side surface of the syringe. By using the discharge device according to claim 6, temperature control can be performed to keep the viscosity of the liquid material constant, and in particular, in the case of a high-viscosity liquid material in which the viscosity is likely to change depending on the temperature, it is stable. Allows discharge.
本発明による吐出装置は、吐出時のエア圧送用に用いるエアパルスを回転アクチュエータの駆動源として流用するため専用の動力を必要せず、粒子が混和された液状材料の吐出プロセスにおいて、吐出毎の粒子濃度のバラツキを抑制することができる。 The discharge device according to the present invention uses an air pulse used for air pressure feeding at the time of discharge as a drive source of the rotary actuator, and does not require a dedicated power. In the discharge process of a liquid material in which particles are mixed, the particles for each discharge Variations in density can be suppressed.
本発明による吐出装置は上述の課題を考慮して成されたもので、エアパルスを作動流体として回転運動に変えるエアタービン機構によりシリンジ内に備えた攪拌子を回転させ、液状材料に混和された粒子の沈降を抑制することを特徴としたものである。 The discharge device according to the present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and particles mixed in a liquid material by rotating a stirring bar provided in a syringe by an air turbine mechanism that converts an air pulse into a rotational motion as a working fluid. It is characterized by suppressing the sedimentation of water.
(第一の実施形態)
図1は第一の実施形態として本発明による吐出装置を簡素な構成で実現した吐出装置1の概略を示したもので、一部を断面とした構造図である。
(First embodiment)
FIG. 1 shows an outline of a
吐出装置1は液状材料12を収納するシリンジ11と、フランジ継手14とルーズフランジ141によってシリンジ11の上端開口部に設けられているフランジ部112を挟み込むようにして設置されたロータ保持部材13と、ロータ保持部材13の中央に付設されたベアリング131と、ベアリング131で支持されシリンジ11内にシリンジ11の外筒に対する同軸中心線上に配設されたシャフト163と、シャフト163の一方の先端に付設されてシリンジ11下端の吐出口111の近くに配置された回転ヘッダ164と、回転ヘッダ164が具備する複数の攪拌子1641と、シャフト163のシリンジ11の外に突出した先端に設置された流路案内部材162とインペラー161で形成されたロータ部16と、前記フランジ継手14に設置され、流路案内部材162に設けられた円錐台状のノズル挿入口1621に先端部が同軸上に、且つ壁面が接触しないように一定の隙間を確保しながら保持されたノズル15と、ノズル15のエア吸入口に設けられたエア配管コネクタ171と、エア配管コネクタ171とエアパルスジェネレータ(図示せず)を接続するエアチュ―ブ17とで構成されている。尚、以降、図1に正対視した状態でエアチューブ17の方向を上方向、吐出口111の方向を下方向と記述する。
The
図2(a)は本発明の要部となる吐出装置1のロータ部16とその周辺の部材を抜粋し、一部を断面として示し、この範囲におけるエアの流れをa1乃至a4として明示的に書き添えた部分図で、図2(b)はロータ部16のA−A’断面図である。図3はロータ部16を下方から観た斜視図である。図4はロータ部16の形状を示す投影図で(a)は上方から観た平面図、(b)は下方から観た平面図である。
FIG. 2A shows an excerpt of the
図4(b)に示すように、ロータ部16は流路案内部材162とインペラー161の組合せで構成されており、インペラー161には流路案内部材162に設けられたエア供給口1623と接続されるように渦巻状の流路1611が設けられている。またインペラー161は下方側が開いた片側オープンタイプであり、図3に示すように流路1611は軸方向の下方に向けて凹となる湾曲した底面を有している。尚、インペラー161は始動トルクを低く抑えるために軽量な部材で作成されるものとし、例えばナイロン樹脂等の強度の高いプラスチックを用いた粉末積層造形等で作成する。
As shown in FIG. 4B, the
図5はロータ保持部材13の平面図である。中央にはベアリング131が設置される丸孔133を有し、丸孔133を取り巻くように複数の通気孔132が配置されている。フランジ部112には前述のフランジ継手14およびルーズフランジ141とともにねじ締結用の複数の通し孔134を有する。尚、図示していないが、必要に応じてフランジ継手14とロータ保持部材13あるいはロータ保持部材とルーズフランジ141の間の夫々にOリング等のシール材を挿入してもよい。
FIG. 5 is a plan view of the
ベアリング131は自己潤滑性樹脂で成形されたブッシュタイプのすべり軸受けを用いているが、小型の玉軸受け等を用いてもよい。 The bearing 131 uses a bush type slide bearing formed of a self-lubricating resin, but a small ball bearing or the like may be used.
シャフト163の下端に設置されている独楽状の回転ヘッダ164および回転ヘッダ164の底面の逆円錐の部分に回転軸対象に取り付けられた二つの攪拌子1641は、この構成に限定するものではなく、攪拌子1641の員数を増しても良い。更に、回転ヘッダ164を設けずに、シャフト163を挟んで複数の翼を攪拌子として設けたものでも良い。
The two
上述した吐出装置1の構成において、ノズル15とロータ部16の組合せは、エアチューブ17を介して供給されたエアパルスの運動エネルギーを流用してシャフト163の回転運動エネルギーに変換するエアタービン機構を形成するものである。
In the configuration of the
ここで、吐出装置1におけるエアタービン機構と吐出機構に係るエアの作用について、以下、図2(a)の書き添えたエアの流れ(以降エア流と表記)a1乃至a4を用いて説明する。
(1)液状材料12を押圧するためにエアチューブ17を介して供給されたエア流a1はノズル15によって流速を増しながら流路案内部材162の凹部1622へ噴出される。
(2)エア流a1はノズル15から噴出した後に凹部1622の底面に設けられた円錐形状部1624に衝突して分流され、凹部1622の底面に沿う流れとなって、一部はインペラー161へのエア供給口1623に向かうエア流a2となる。
(3)エア流a2はエア供給口1623からインペラー161に供給され渦巻状(後述)の流路1611の壁面に衝動力を与えながら流路1611を通過することで、シャフト163に回転運動r1を加えるように作用し、攪拌子1641を旋回させる。流路1611は軸方向に凹となる湾曲した底面を有しているため、不要なエネルギー損失を抑えながら、流路1611を通る流れは半径方向の外向きから軸方向の下向きに方向の変わるエア流a3となる。
(4)エア流a3はインペラー161から排出された後にロータ保持部材13に設けられた通気孔132を通過しシリンジ11内に向かうエア流a4となって、シリンジ11内の空間の圧力を高める加圧エアとなって液状材料12への押子として作用を担う。尚、エアパルスはエア流a3としてインペラー161から排出された後に、急激に速度は低下し、エア流a4に至る状態ではシリンジ11内の空間の圧力を高めるためだけに作用し流速は失われる。
Here, the air turbine mechanism in the
(1) The air flow a <b> 1 supplied through the
(2) After the air flow a1 is ejected from the
(3) The air flow a2 is supplied to the
(4) After the air flow a3 is discharged from the
これにより、吐出装置1ではエアパルスジェネレータから供給されるエアパルスによるエア流が液状材料12を吐出するための押子の機能を果たすために使用されるだけでなく、攪拌子1641を旋回させ、それにより液状材料12を攪拌するため作動流体としても流用される。
Thereby, in the
多くの場合、液状材料12の粘度の影響を受けるため、ロータ部16は盛大に回転するものではない。しかしながら、前述のとおり、本発明の主たる目的はシリンジ11に収容された液状材料12が粒子121を混和されたものであるとき、連続吐出プロセスにおいて、吐出毎の粒子濃度のバラツキを抑制することが可能な吐出装置を実現することであり、エアパルス毎に液状材料12に僅かに流動が生じれば良く、エアパルスによる一回の吐出では、攪拌子1641の旋回角度は小さくて良い。例えば液状材料12がシリコーン樹脂で蛍光体粒子を含む場合、樹脂粘度が低く沈降が最も早いものでも、シリンジ11に液状材料12をセットした後に吐出毎の粒子濃度のバラツキが顕著となり始めるまでの余裕時間は10分程度ある。従って、連続吐出プロセスにおいて、吐出間隔が前記余裕時間に比較して十分短ければ、シリンジ11内部で液状材料12の流動が連続的に生じ、蛍光体の沈降は抑制される。
In many cases, the
インペラー161に設けられた流路1611は図4(b)に示したように、回転軸対象に三か所配置することに限定するものではなく、液状材料12の粘度や粒子の粒径等に応じて、最適な回転を得るために適宜変更しても良い。図6はロータ部16を下方から観た平面図で(a)は流路1611を回転軸対象に二か所設けたインペラー161aを組み合わせた例を示し、(b)は流路1611を回転軸対象に四か所設けたインペラー161bを組み合わせた例を示している。このように設置される流路1611の員数に制限はないが、シャフト163のブレ発生を抑制するため配置は回転軸対象とするのが好ましい。
As shown in FIG. 4 (b), the
更に、回転力を調整するために、インペラー161にエア抜き用の流路を設けても良い。図7はロータ部16を下方から観た平面図で流路1611とは別に調速用流路1612を回転軸対象に二か所設けたインペラー161cを組み合わせた例を示している。調速用流路1612は衝動力を受けずにエア流を通過させるようにラジアル方向の外に開いた三角州形状等としたものである。
Furthermore, in order to adjust the rotational force, an air vent channel may be provided in the
また、ノズル15とノズル挿入口1621の隙間による運動エネルギーの結合ロスが無視できない場合には、ロータ部16の上側に設けたシールタイプのベアリング等でノズル15を回転軸として支持すればよい。図8はノズル15とノズル挿入口1621の隙間をシールした例を示すものである。インペラー161の上面に固定されたベアリング1613によりノズル15を支持している。ベアリング1613とのはめあいを確保するために、ノズル15の先端形状に応じたアダプター151をノズル15に装着している。アダプター151はノズル15とシャフト163のずれ、即ち軸のたわみを許す弾性構造体とするのが好ましく、例えばゴム、皮などを用いて作成する。
Further, when the kinetic energy coupling loss due to the gap between the
(第二の実施形態)
第一の実施形態として説明した吐出装置1は、液状樹脂121の粘度が高い場合、シリンジ11の壁面に液状材料12の付着残留分が多くなり、液面レベルに部分的に高低差が生じる場合がある。それはやがて液状樹脂121内でのエア貫通を引き起こし、吐出不良に至る虞がある。そこで、プランジャを装着することで液面を均一に押し圧することを可能とする吐出装置2を第二の実施形態として図9乃至図12により以下説明していく。
(Second embodiment)
In the
図9は本発明を用いた第二の実施形態として吐出装置2の概略を示したもので、一部を断面とした構造図である。吐出装置2は液状材料12を収納するシリンジ21と、シリンジ21のフランジ部212を挟みこむようにしてルーズフランジ241とフランジ継手24が締結されており、前記フランジ継手24の中央部でフランジ継手24を貫通するように敷設され、シリンジ21の中心軸に沿い、シリンジ21内部まで進展して配置され、下方先端部にノズル25が形成されている導管251と、前記フランジ継手24の上面から露出した導管251の上方端部に接続されたエア配管コネクタ171と、該エア配管コネクタ171で接続されておりエアパルスジェネレータ(図示せず)から配管されたエアチュ―ブ17と、前記導管251に装着された二つの環状部材282と、前記環状部材282によって固定されたベアリング保持筒28と、前記ベアリング保持筒28とシリンジ21の間のスペースを摺動するプランジャ29と、前記ベアリング保持筒28の下端部に付設されたシールタイプのベアリング281と、前記ベアリング281で支持されベアリング保持筒28から下方に伸びたシャフト263と、前記シャフト263の下方先端に付設されてシリンジ21の吐出口211の近くに配置される回転ヘッダ164と、回転ヘッダ164が具備した複数の攪拌子1641と、前記ベアリング保持筒28の内側に位置するシャフト263の先端に設置された流路案内部材262とインペラー261で形成されたロータ部26とで構成されている。
FIG. 9 shows an outline of a discharge device 2 as a second embodiment using the present invention, and is a structural view partially showing a cross section. In the discharge device 2, a
尚、前記流路案内部材262の上面部には円錐台状のノズル挿入口2621が設けられており、前記ノズル25が接触しないように一定の間隔を保ちながら同軸上に挿入されている。
In addition, a frustoconical
図10は吐出装置2のロータ部26とその周辺の部材を抜粋し、一部を断面として示し、この範囲におけるエアの流れをa21乃至a24として明示的に書き添えた部分図である。流路案内部材262は前記ノズル挿入口2621の他、ノズル25から噴出されたエア流の分流器として機能する凹部2622及び円錐形状部2624、インペラー261へのエア供給口2623が設けられており、吐出装置1における流路案内部材162と構成は同様である。該流路案内部材262と組み合されるインペラー261は吐出装置1におけるインペラー161と同様に、複数の凹となる湾曲した底面を有する流路2611が設けられているが、インペラー261は上方側が開いた片側オープンタイプであり、流路2611の湾曲した底面は軸方向の上方に向いている点で前記インペラー161と相違がある。
FIG. 10 is a partial view in which the
ベアリング281は液状材料12に浸漬して使用されるため機密を確保が求められる。従って、はめあいにすきまが存在するすべり軸受け等の使用は好ましくなく、シール型の小型玉軸受けを用いる。
Since the
図11に導管251にベアリング保持筒28を固定する環状部材282の形状例を示す。(a)は平面図で、(b)はC−C’断面図である。環状部材282は車輪のスポークホイールに類似した円形外周を持つ板材で、中央部に円形外周の中心部に導管251と嵌め合わせるための丸孔2821、通風を得るために丸孔2821の周囲を囲む複数個の扇型の通気孔2822、が設けられている。図10に示したようにベアリング保持筒28の下端部で保持されるベアリング281によって、導管251と同軸配置されるシャフト263を保持する構造となっているため、導管251とベアリング保持筒28は十分に同軸度を確保することが求められる。従って、環状部材282の外周と丸孔2821との同心度を小さくすることが必要で、環状部材282は切削用樹脂板材や金属板材を用いた切削加工で作成することが望ましい。
FIG. 11 shows an example of the shape of the
ベアリング保持筒28の外側側面はプランジャ29との摺動部分となるため、ベアリング保持筒28はプランジャ29に用いる材料に比較して硬度があり、自己潤滑性を有する樹脂材料等により作成してもよいが、使用後の洗浄時に炭化水素系溶剤を用いる必要がある場合、使用可能な材料は接着性に乏しいフッ素樹脂系に限られてしまう。従って、ベアリング保持筒28はステンレス等の金属材料によるパイプを用いてバフ研磨等の表面仕上げに留意して作成するのが好ましい。更に液状樹脂12に含まれる粒子121に対する耐摩耗性の向上が求められる場合、DLCコーティング等の表面処理を施してもよい。
Since the outer side surface of the
図12にプランジャ29の形状例を示す。(a)は平面図で、(b)はD−D’断面図である。プランジャ29は弾性樹脂材料からなり、ベアリング保持筒28とシリンジ21間で摺動可能に装着されるリング状の部材である。プランジャ29は中央にベアリング保持筒28を通すための貫通孔291が設けられている。また、プランジャ29の外径は、シリンジ21の内径よりわずかに大径に、中央の貫通孔291の穴径はベアリング保持筒28外形よりわずかに小径に作成される。さらに、吐出後の液状材料12による圧縮反力の作用によって、プランジャ29がシリンジ21上方に押し返されることを抑制するために、外周面上にはシリンジ21の軸方向と平行に複数本のスリット292が、貫通孔291による内周面上にも軸方向と平行に複数本のスリット293が設けられており、これにより上部へ圧力を排出するようになっている。
FIG. 12 shows an example of the shape of the
プランジャ29がなく、液状材料12の粘性が高い場合、シリンジ21やベアリング保持筒28の壁面に液状材料12の付着残留分が多くなり、液面レベルに部分的に高低差が生じてしまうが、プランジャ29を装着することで液面を均一に押圧することが可能となる。
When there is no
ここで、吐出装置2におけるエアタービン機構と吐出機構に係るエアパルスによるエアの作用について、以下、図10の書き添えたエアの流れ(以降エア流と表記)a21乃至a24を用いて説明する。
(1)液状材料12を押圧するためにエアチューブ17を介して供給されたエア流a21はノズル25によって流速を増しながら流路案内部材262の凹部2622へ噴出される。
(2)エア流a21はノズル25から噴出した後に凹部1622の底面に設けられた円錐形状部2624に衝突して分流され、凹部2622の底面に沿う流れとなって、一部はインペラー261へのエア供給口2623に向かうエア流a22となる。
(3)エア流a22はエア供給口2623からインペラー261に供給され流路2611の壁面に衝動力を与えながら流路2611を通過することで、シャフト263に回転運動r2を加えるように作用し、攪拌子2641を旋回させる。流路2611は軸方向の上方に向けて凹となる湾曲した底面を有しているため、不要なエネルギー損失を抑えながら、流路2611を通る流れは半径方向の外向きから軸方向の上向きに方向の変わるエア流a23となる。
(4)エア流a23はインペラー261から排出された後にシリンジ保持筒28内を上向きに通過しシリンジ21内に向かう流れa24となって、シリンジ21内の空間の圧力を高める加圧エアとなってプランジャ29を下方に押し下げる。尚、エアパルスによるエアはエア流a23としてインペラー261から排出された後に、急激に速度は低下し、エア流a24に至る状態ではシリンジ21内の空間の圧力を高めるためだけに作用し流速は失われる。
Here, the air turbine mechanism in the discharge device 2 and the action of air by the air pulse related to the discharge mechanism will be described below using the air flow (hereinafter referred to as air flow) a21 to a24 appended in FIG.
(1) The air flow a <b> 21 supplied via the
(2) After the air flow a21 is ejected from the
(3) The air flow a22 is supplied to the
(4) After the air flow a23 is discharged from the
これにより、吐出装置2ではエアパルスジェネレータから供給されるエアパルスが液状材料12を吐出するためのプランジャ29を押圧するために使用されるだけでなく、攪拌子2641を旋回させ、それにより液状材料12を攪拌するため作動流体としても流用される。
Thereby, in the discharge device 2, not only the air pulse supplied from the air pulse generator is used to press the
図13は白色LED装置3の樹脂封止工程における蛍光体が混和された樹脂を本発明による吐出装置1を使用して注入している様子を模式的に示したものである。白色LED装置3は基台35と枠体351とで形成されたキャビティ352内に複数個の青色LED素子33が載置されており、キャビティ352を黄色蛍光体が混和された封止樹脂34により封止して作成されるものである。吐出装置1へのエアパルスはエア源38から供給されるエアをエアパルスジェネレータ36によって減圧されたエアパルスとしてエアチューブ37を介して供給される。吐出装置1のシリンジには温調装置(図示なし)の熱交換器39が取り付けられており、液状材料32の粘度管理がなされている。吐出装置1は液状材料12を押圧するためのエアパルスの運動エネルギーを流用し、内部のエアタービン機構により回転ヘッダ164の回転運動エネルギーに変換することで、エアパルスのワンショット毎に液状材料32を流動させ、該液状材料32に分散された粒子321の沈降を抑制しながら吐出を行うことを可能としている。
FIG. 13 schematically shows a state in which a resin mixed with a phosphor in the resin sealing step of the
白色LED装置3のキャビティ352は浅く広い形状を有するものであり、連続吐出することで樹脂封止が達成されるものであるため、従来は局所的に樹脂の蛍光体濃度ばらつきが生じ、それによって色度ムラの発生が避けられず、出来栄えの検査において歩留りを低下させていた。本発明による吐出装置を使用して連続吐出により樹脂封止を行うことで、蛍光体濃度ばらつきを抑制し、白色LED装置3の色度ムラは軽減される。
Since the
1、2 吐出装置
3 白色LED装置
11、21 シリンジ
12、32 液状材料
13 ロータ保持部材
14、24 フランジ継手
15、25 ノズル
16、26 ロータ部
17、37 エアチューブ
28 ベアリング保持筒
29 プランジャ
33 青色LED素子
34 封止樹脂
35 基台
36 エアパルスジェネレータ
38 エア源
111、211 吐出口
112、212 シリンジのフランジ部
121、321 粒子
131 ベアリング
132 通気孔
133 丸孔
134 通し孔
141、241 ルーズフランジ
151 アダプター
161、261 インペラー
162、262 流路案内部材
163、263 シャフト
164、264 回転ヘッダ
171 エア配管用コネクタ
251 導管
281 ベアリング(シールタイプ)
282 環状部材
291 貫通孔
292、293 スリット
351 枠体
352 キャビティ
1611、2611 インペラーの流路
1612 インペラーの調速用流路
1621、2621 ノズル挿入口
1622、2622 インペラーの凹部
1623、2623 インペラーエア供給口
1624、2624 円錐形状部
1641、2641 攪拌子
2821 丸孔
2822 扇型の通気孔
1, 2
282
2821
Claims (6)
前記シリンジ内に攪拌子を備え、
前記攪拌子は前記シリンジの外筒に対する同軸中心線上にベアリングで支持されたシャフトで保持され、
前記シャフトの上端部に付設されたロータ部を含むエアタービン機構を有し、
前記エアタービン機構は前記エアパルスが前記エアチューブによるエア供給口からシリンジ内の液状材料の液面に加圧力として作用するまでのエアの流れの経路の間に位置しており、
前記エアパルスを作動流体として前記エアタービン機構は前記ロータ部を回転させることで、前記攪拌子が回転することを特徴とした吐出装置。 A discharge device that discharges the liquid material stored in the syringe by the pressure of an air pulse supplied from an air tube connected to the upper end opening of the syringe,
A stirrer is provided in the syringe,
The stirrer is held by a shaft supported by a bearing on a coaxial center line with respect to the outer cylinder of the syringe,
An air turbine mechanism including a rotor portion attached to an upper end portion of the shaft;
The air turbine mechanism is located between air flow paths from when the air pulse acts as an applied pressure to the liquid surface of the liquid material in the syringe from the air supply port by the air tube,
The discharge device according to claim 1, wherein the air turbine mechanism rotates the rotor portion by using the air pulse as a working fluid, whereby the stirrer rotates.
前記インペラーの中心部に設置された流路案内部材とで構成されており、
前記エアタービン機構は、前記エアチューブに接続されて前記流路案内部材へエアを噴出するノズルと、前記ロータ部とで構成されていることを特徴とする請求項1に記載の吐出装置。 The rotor portion includes an impeller in which a plurality of spiral flow paths are formed;
It is composed of a channel guide member installed at the center of the impeller,
The discharge device according to claim 1, wherein the air turbine mechanism includes a nozzle that is connected to the air tube and ejects air to the flow path guide member, and the rotor portion.
前記ベアリング保持筒は、前記ベアリング保持筒の外部でシリンジの下端吐出口方向に突出したシャフトの片端に設置された攪拌子ともにシリンジ内に収容されており、
シリンジ内の液状材料に浸漬するのは前記攪拌子とベアリング保持筒の外部に突出したシャフトとベアリング保持筒の一部のみとした配置となっており、
液状材料の液面に作用する押子として、前記ベアリング保持筒とシリンジ内壁面の隙間を摺動可能としたプランジャが設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項3に記載の吐出装置。 The air turbine mechanism is housed in a bearing holding cylinder that holds a shaft supporting bearing,
The bearing holding cylinder is housed in the syringe together with a stirrer installed at one end of a shaft that protrudes toward the lower end discharge port of the syringe outside the bearing holding cylinder,
Immersion in the liquid material in the syringe is an arrangement that is only a part of the shaft and the bearing holding cylinder protruding outside the stirring bar and the bearing holding cylinder,
The discharge according to any one of claims 1 to 3, wherein a plunger capable of sliding in a gap between the bearing holding cylinder and the syringe inner wall surface is provided as a pusher acting on a liquid surface of the liquid material. apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014131208A JP2016007594A (en) | 2014-06-26 | 2014-06-26 | Discharge device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014131208A JP2016007594A (en) | 2014-06-26 | 2014-06-26 | Discharge device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016007594A true JP2016007594A (en) | 2016-01-18 |
Family
ID=55225567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014131208A Pending JP2016007594A (en) | 2014-06-26 | 2014-06-26 | Discharge device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2016007594A (en) |
-
2014
- 2014-06-26 JP JP2014131208A patent/JP2016007594A/en active Pending
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