JP5981147B2 - ディスペンサ - Google Patents

Description

本発明は、液体樹脂の供給を受ける経路及び液体樹脂を吐出する経路にバルブを備えるディスペンサに関する。

液体樹脂を供給可能なディスペンサにおいては、液体樹脂が、その流路となる配管内部を流れノズルから外部へ向けて吐出される。一般的に、配管には、液体樹脂の流路を開閉するためのバルブが配設されている。

ディスペンサに使用されるバルブとしては、例えば、液体樹脂の流量を調節し易くするために弁体が針状に形成されているニードルバルブがある。また、下記の特許文献１に示すように、シリンダ内部に配設され液体の逆流入を防ぐことができるチェックバルブがある。さらに、下記の特許文献２に示すように、ロータを駆動することにより、液体の流路を開閉させるロータリーバルブがある。

特開２００４−０６７２３７号公報 特開２００６−２７２３３５号公報

しかしながら、上記何れのバルブの構造においても、液体樹脂が衝撃を受ける摺動部分が存在する。すなわち、液体樹脂が流れ収容されるシリンダにおいては、液体樹脂がシリンダの内面を摺動するため、この摺動により発生する摩擦によって硬化性を有する液体樹脂は硬化することがある。そのため、硬化した液体樹脂がシリンダの内部に溜まることがあり、この状態からディスペンサを作動させると、硬化した液体樹脂によってバルブが破損してしまうという問題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、液体樹脂を硬化させることなく、効率よく供給状態と吐出状態とに切り替えできるバルブに発明の解決すべき課題がある。

本発明は、溶液を収容および吐出するシリンダと、該シリンダを伸縮させる伸縮手段と、該シリンダに溶液を供給する供給流路と、該供給流路を開通および遮断する供給バルブと、該シリンダから溶液を吐出する吐出流路と、該吐出流路を開通および遮断する吐出バルブと、を備えるディスペンサにおいて、該供給バルブは、供給内側パイプと、該供給内側パイプを包囲する供給外側パイプと、を備え、該供給外側パイプには、該供給内側パイプの外径より大きい内径の円筒空洞を有する供給バルブプレートが配設され、該供給内側パイプは、一方の端が供給源に連通し他方の端が封鎖され、該他方の端近傍の側壁に該供給バルブプレートの円筒空洞の内壁に対向し該供給バルブプレートの幅より小さい幅の供給穴が形成され、該吐出バルブは、吐出内側パイプと、該吐出内側パイプを包囲する吐出外側パイプと、を備え、該吐出外側パイプには、該吐出内側パイプの外径より大きい内径の円筒空洞を有する吐出バルブプレートが配設され、該吐出内側パイプは、一方の端が該シリンダに連通し他方の端が封鎖され、該他方の端近傍の側壁に該吐出バルブプレートの円筒空洞の内壁に対向し該吐出バルブプレートの幅より小さい幅の吐出穴が形成され、該供給内側パイプの側壁に形成された該供給穴と該吐出内側パイプの側壁に形成された該吐出穴とが互いに反対方向にあり、該供給バルブおよび該吐出バルブは、該供給バルブプレートと該吐出バルブプレートとを同時に連動させる連動手段に接続され、該連動手段によって、該吐出バルブプレートを該吐出穴に接触させるとともに該供給バルブプレートを該供給穴から離間させて該吐出穴を閉じた時には該供給穴を開状態にし、該吐出バルブプレートを該吐出穴から離間させるとともに該供給バルブプレートを該供給穴に接触させて該吐出穴を開いた時には該供給穴を閉状態にし、該連動手段を動作させ該供給穴を開き該吐出穴を閉じた後、該伸縮手段を伸びる方向に動作させて溶液を該シリンダに収容し、該連動手段を動作させ該供給穴を閉じ該吐出穴を開いた後、該伸縮手段を縮める方向に動作させて該シリンダから一定量の溶液を吐出可能とする。

本発明は、上記の供給穴を下部に、上記の吐出穴を上部に配置し、上記供給流路、上記シリンダおよび上記吐出流路のエアー抜きを容易にする。

上記シリンダは、蛇腹構造を有し円柱形状に形成されており、該シリンダの上面を上記連結プレートに接続させて上記供給流路および上記吐出流路を合流させ、該シリンダの底面を上記伸縮手段に接続させ、該伸縮手段は、該シリンダの中心軸に平行な方向に該シリンダを伸縮させることができる。

本発明では、ディスペンサには、溶液を収容および吐出するシリンダと、該シリンダを伸縮させる伸縮手段と、該シリンダに溶液を供給する供給流路と、該供給流路を開通および遮断する供給バルブと、該シリンダから溶液を吐出する吐出流路と、該吐出流路を開通および遮断する吐出バルブとを備えており、供給バルブは、供給内側パイプと、該供給内側パイプを包む供給外側パイプとを備え、吐出バルブは、吐出内側パイプと、該吐出内側パイプを包む吐出外側パイプとを備え、供給外側パイプには、供給内側パイプの外径より大きい内径の円筒空洞を有する供給バルブプレートが配設され、吐出外側パイプには、吐出内側パイプの外径より大きい内径の円筒空洞を有する吐出バルブプレートが配設されており、供給内側パイプの側壁に供給穴が形成され、吐出内側パイプの側壁に吐出穴が形成され、供給バルブおよび吐出バルブには連動手段が接続され、供給穴と吐出穴とが互いに反対方向にある。したがって、連動手段によって、供給穴を開いて吐出穴を閉じた状態においては、伸縮手段を動作させることにより溶液をシリンダに収容できる。一方で、連動手段によって、供給穴を閉じて吐出穴を開いた状態においては、伸縮手段を指定距離動作させてシリンダから一定量の溶液を吐出することができる。

また、ディスペンサにおいて供給穴を下部に、吐出穴を上部に配置しているため、エアーが供給流路、シリンダおよび吐出流路に混入したとしても、エアーを吐出流路から外部へむけて容易に押し出すことができる。

さらに、シリンダが、蛇腹構造を有し円柱形状に形成されているため、シリンダの内面と溶液とが摺動することはなく、摩擦が生じず溶液が硬化することはない。また、連動手段によって、供給バルブおよび吐出バルブを交互に開閉させて効率よく供給状態と吐出状態とに切り替えできるため、液だれが発生することはない。

ディスペンサの構成を示す断面図である。 溶液をシリンダに収容する状態を示す断面図である。 （ａ）は、吐出穴が閉鎖した状態の吐出バルブを示す図２のｂ‐ｂ’断面図である。（ｂ）は、供給穴が開口した状態の供給バルブを示す図２のａ‐ａ’断面図である。 溶液をシリンダから吐出する状態を示す断面図である。 （ａ）は、吐出穴が開口した状態の吐出バルブを示す図４のｂ‐ｂ’断面図である。（ｂ）は、供給穴が閉鎖した状態の供給バルブを示す図４のａ‐ａ’断面図である。

図１に示すディスペンサ１は、溶液の供給を受ける経路および溶液を吐出する経路にバルブを備えるディスペンサである。

図１に示すように、ディスペンサ１は、溶液を収容および吐出するシリンダ２と、シリンダ２を伸縮させる伸縮手段１０と、シリンダ２に溶液を供給する供給流路３と、供給流路３を開通および遮断する供給バルブ２０と、シリンダ２から溶液を吐出する吐出流路４と、吐出流路４を開通および遮断する吐出バルブ３０と、を備えている。

ディスペンサ１には、供給バルブ２０と吐出バルブ３０とを連結する連結プレート７が配設されており、連結プレート７の一方の内部には、供給流路３及び吐出流路４と連通する流路７０が形成されている。

図１に示すように、シリンダ２に供給する溶液が収容された容器８が供給流路３に接続されている。一方で、シリンダ２から吐出された溶液を外部へ吐出する吐出ノズル９が吐出流路４に接続されている。

シリンダ２は、蛇腹構造となっており、円筒形状に形成されている。シリンダ２はこのような構造となっているため、溶液がシリンダ２内部を流れる際に、シリンダ２の内面と摺動する部分がなく摩擦が発生することはない。そのため、摩擦による溶液の硬化を防止することができる。

伸縮手段１０は、回動可能なボールネジ１１と、ボールネジ１１の一端に接続されたパルスモータ１２と、他端においてボールネジ１１を回動可能に支持する軸受部１３と、端部にナット構造を有する移動基板１４とを備えており、該ナット構造にボールネジ１１が螺合している。

シリンダ２は、その上部２ａが連結プレート７に接続されその内部が連結プレート７の流路７０に連通している。また、シリンダ２の底部２ｂが伸縮手段１０の移動基台１４に連結されている。そして、伸縮手段１０が作動すると、パルスモータ１２の駆動によってボールネジ１１が回動することにより、移動基台１４をシリンダ２の中心軸と平行な方向に移動させシリンダ２を矢印Ａ１およびＡ２方向に伸縮させることができる。

供給バルブ２０は、供給内側パイプ２１と、供給内側パイプ２１を包囲し蛇腹構造を有する供給外側パイプ２２と、を備えている。供給外側パイプ２２には、供給内側パイプ２１の外径より大きい内径を有する円筒空洞を有する供給バルブプレート２３が配設されている。

図１の部分拡大図に示すように、供給内側パイプ２１は、供給流路３において溶液が流入し始める側と反対方向にある上端部２１ａが封鎖されている。さらに、供給内側パイプ２１の上端部２１ａの近傍にある側壁２１ｂには、供給バルブプレート２３の内壁２３ａに対向する供給穴５が形成されている。

供給バルブプレート２３の幅Ｔ１は、供給穴５の幅Ｔ２よりも幅広く形成されている。このように、幅Ｔ１の方が幅Ｔ２よりも幅広に形成されていることから、供給内側パイプ２１が供給バルブプレート２３の内壁２３ａに接触した際に、供給穴５を密閉して容器８から供給される溶液の液だれを防ぐとともに空気が混入することを防ぐことができる。

吐出バルブ３０は、吐出内側パイプ３１と、吐出内側パイプ３１を包囲し蛇腹構造を有する吐出外側パイプ３２と、を備えている。吐出外側パイプ３２には、吐出内側パイプ３１の外径より大きい内径を有する円筒空洞を有する吐出バルブプレート３３が配設されている。

図１の部分拡大図に示すように、吐出内側パイプ３１は、吐出流路４において溶液が吐出される側にある上端部３１ａが封鎖されている。さらに、吐出内側パイプ３１の上端部３１ａの近傍にある側壁３１ｂには、吐出バルブプレート３３の内壁３３ａに対向する吐出穴６が形成されている。

吐出バルブプレート３３の幅Ｔ３は、吐出穴６の幅Ｔ４よりも幅広く形成されている。このように、幅Ｔ３の方が幅Ｔ４よりも幅広に形成されていることから、吐出内側パイプ３１が吐出バルブプレート３３の内壁３３ａに接触した際に、吐出穴６を密閉して溶液の液だれを防ぐとともに空気が混入することを防ぐことができる。

図１に示すように、供給バルブプレート２３および吐出バルブプレート３３は、これらを同時に連動させる連動手段４０に接続されている。連動手段４０は、エアシリンダ４１と、ピストン４２と、供給バルブプレート２３および吐出バルブプレート３３に連結された連結部４３とを備えている。そして、連動手段４０が作動すると、エアシリンダ４１内をピストン４２が矢印Ｂ１およびＢ２方向に摺動し、連結部４３に連結された供給バルブプレート２３および吐出バルブプレート３３を矢印Ｂ１及びＢ２方向に連動させることができる。

図１に示すように、供給内側パイプ２１の側壁２１ｂに形成された供給穴５と吐出内側パイプ３１の側壁３１ｂに形成された吐出穴６とが互いに反対方向に位置している。具体的には、供給穴５が図１における右方に向き、吐出穴６が左方に向き、両者は、供給流路３及び吐出流路４の軸方向を基準として互いが背を向けた方向に開口している。このような構成となっているため、連動手段４０によって、供給流路３を開通する際は、吐出流路４を遮断させ、吐出流路４を開通する際は、供給流路３を遮断することが可能となる。

実施形態に示すディスペンサ１では、供給バルブ２０を下部に、吐出バルブ３０を上部に配置している。供給バルブを上部に、吐出バルブを下部に配置させた従来のディスペンサでは、上部からシリンダに溶液を供給すると、溶液とともに気泡がバルブ内に混入することがある。気泡に含まれる空気は、圧縮による温度上昇に起因して上昇する性質を有するため、従来のディスペンサでは、バルブ内に混入した気泡の影響を受けて溶液を一定量吐出できないことがある。そのため、実施形態のディスペンサ１は、供給バルブ２０を下部に、吐出バルブ３０を上部に配置して、溶液の気泡がバルブ内に混入しても、外部へ吐出しやすくしている。

以下に、上記のように構成されるディスペンサ１の動作例について図２乃至図５を参照しながら説明する。溶液は、図示していないが、硬化性の性質を有する液体樹脂でもよく、特に限定されるものではない。

溶液をシリンダ２に収容するために、図２に示す連動手段４０を作動させピストン４２を矢印Ｂ１方向に摺動させる。これに伴って連結部４３に連結された供給バルブプレート２３および吐出バルブプレート３３を連動させて矢印Ｂ１方向に移動させる。

図３（ａ）に示すように、円筒空洞を有する吐出バルブプレート３３の内壁３３ａが吐出穴６に接触すると、吐出穴６は閉状態となり吐出ノズル９に連通する吐出流路４が遮断される。一方で、図３（ｂ）に示すように、上記の連動により円筒空洞を有する供給バルブプレート２３の内壁２３ａが供給内側パイプ２１の側壁２１ｂに接触すると、供給穴５は開状態となり供給流路３が開通される。

図２に示すように、伸縮手段１０を作動させ、パルスモータ１２の駆動によってボールネジ１１を回動させて、移動基台１４を移動させることにより、シリンダ２を矢印Ａ１方向に引き伸ばす。そうすると、引き伸ばされたシリンダ２の内部には、吸引力が発生する。これと同時に容器８から供給流路３に溶液を供給すると、吸引力によって、溶液は供給穴５を通過して流路７０に流れ込みシリンダ２の内部に収容される。

このとき、シリンダ２の内部に流れ込んできた溶液が蛇腹構造となっているシリンダ２の内面と摺動することはないため、摩擦が生じず溶液が硬化することはない。また、吐出穴６は閉鎖されているため、吐出ノズル９に向けて溶液が流れ込むことはなく、液だれも発生することはない。

シリンダ２の内部に収容された溶液を吐出ノズル９から外部に吐出するために、図４に示す連動手段４０を作動させ、ピストン４２を矢印Ｂ２方向に摺動させる。これに伴って連結部４３に連結された供給バルブプレート２３および吐出バルブプレート３３を連動させて矢印Ｂ２方向に移動させる。

図５（ａ）に示すように、円筒空洞を有する吐出バルブプレート３３の内壁３３ａが吐出内側パイプ３１の側壁３１ｂに接触すると、吐出穴６は開状態となり、図４に示した吐出ノズル９に連通する吐出流路４が開通される。一方で、上記の連動とともに、図５（ｂ）に示すように、円筒空洞を有する供給バルブプレート２３の内壁２３ａが供給穴５に接触すると、供給穴５は閉状態となり、図４に示した供給流路３が遮断される。

図４に示すように、伸縮手段１０を作動させ、パルスモータ１２の駆動によってボールネジ１１を回動させて、移動基台１４を移動させることにより、シリンダ２を矢印Ａ２方向に指定距離だけ縮ませる。そして、シリンダ２の内部に収容された溶液が流路７０に押し出され、押し出された溶液は、吐出流路４に流れ込み、吐出穴６を通過して吐出ノズル９から外部へ吐出される。

このように、ディスペンサ１では、シリンダ２が蛇腹構造を有し円柱形状に形成されているため、シリンダ２の内面と溶液とが摺動することはないため、摩擦が生じず溶液が硬化することはない。また、連動手段４０によって、供給バルブ２０および吐出バルブ３０を交互に開閉させて効率よく供給状態と吐出状態とに切り替えできるため、液だれも発生することはない。

なお、シリンダ２の内部は、摩擦係数の小さい材質、例えばテフロン（登録商標）などのフッ素樹脂により形成されている。そのため、シリンダ２との間に摩擦が生じるのを防止し樹脂を効率よく吐出することができる。

また、ディスペンサ１は、上下を反転させた構成とし、供給バルブを上部に、吐出バルブを下部に配置し、上方から供給された溶液が下方に吐出されるようにしてもよい。

１：ディスペンサ
２：シリンダ ２ａ：上部 ２ｂ：底部
３：供給流路
４：吐出流路
５：供給穴
６：吐出穴
７：連結プレート ７０：流路
８：容器
９：吐出ノズル
１０：伸縮手段 １１ ボールネジ １２：パルスモータ １３：軸受部
１４：移動基板
２０：供給バルブ ２１：供給内側パイプ ２１ａ：上端部 ２１ｂ：側壁
２２：供給外側パイプ ２３：供給バルブプレート ２３ａ：内壁
３０：吐出バルブ ３１：吐出内側パイプ ３１ａ：上端部 ３１ｂ：側壁
３２：吐出外側パイプ ３３：吐出バルブプレート ３３ａ：内壁
４０：連動手段 ４１：エアシリンダ ４２：ピストン ４３：連結部

Claims (3)

1. 溶液を収容および吐出するシリンダと、該シリンダを伸縮させる伸縮手段と、該シリンダに溶液を供給する供給流路と、該供給流路を開通および遮断する供給バルブと、該シリンダから溶液を吐出する吐出流路と、該吐出流路を開通および遮断する吐出バルブと、を備えるディスペンサにおいて、
   該供給バルブは、供給内側パイプと、該供給内側パイプを包囲する供給外側パイプと、を備え、
   該供給外側パイプには、該供給内側パイプの外径より大きい内径の円筒空洞を有する供給バルブプレートが配設され、
   該供給内側パイプは、一方の端が供給源に連通し他方の端が封鎖され、該他方の端近傍の側壁に該供給バルブプレートの円筒空洞の内壁に対向し該供給バルブプレートの幅より小さい幅の供給穴が形成され、
   該吐出バルブは、吐出内側パイプと、該吐出内側パイプを包囲する吐出外側パイプと、を備え、
   該吐出外側パイプには、該吐出内側パイプの外径より大きい内径の円筒空洞を有する吐出バルブプレートが配設され、
   該吐出内側パイプは、一方の端が該シリンダに連通し他方の端が封鎖され、該他方の端近傍の側壁に該吐出バルブプレートの円筒空洞の内壁に対向し該吐出バルブプレートの幅より小さい幅の吐出穴が形成され、
   該供給内側パイプの側壁に形成された該供給穴と該吐出内側パイプの側壁に形成された該吐出穴とが互いに反対方向にあり、
   該供給バルブおよび該吐出バルブは、該供給バルブプレートと該吐出バルブプレートとを同時に連動させる連動手段に接続され、
   該連動手段によって、該吐出バルブプレートを該吐出穴に接触させるとともに該供給バルブプレートを該供給穴から離間させて該吐出穴を閉じた時には該供給穴を開状態にし、該吐出バルブプレートを該吐出穴から離間させるとともに該供給バルブプレートを該供給穴に接触させて該吐出穴を開いた時には該供給穴を閉状態にし、
   該連動手段を動作させ該供給穴を開き該吐出穴を閉じた後、該伸縮手段を伸びる方向に動作させて溶液を該シリンダに収容し、該連動手段を動作させ該供給穴を閉じ該吐出穴を開いた後、該伸縮手段を縮める方向に動作させて該シリンダから一定量の溶液を吐出可能とするディスペンサ。
2. 前記供給穴を下部に、前記吐出穴を上部に配置し、前記供給流路、前記シリンダおよび前記吐出流路のエアー抜きを容易にする請求項１記載のディスペンサ。
3. 前記シリンダは蛇腹構造を有し円柱形状に形成されており、該シリンダの上面を前記連結プレートに接続させて前記供給流路および前記吐出流路を合流させ、該シリンダの底面を前記伸縮手段に接続させ、
   該伸縮手段は、該シリンダの中心軸に平行な方向に該シリンダを伸縮させることができる請求項１記載のディスペンサ。

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