JP4922751B2

JP4922751B2 - 粘性剤塗布装置

Info

Publication number: JP4922751B2
Application number: JP2006354066A
Authority: JP
Inventors: 清一照井
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2026-12-28
Also published as: JP2008161800A

Description

本発明は、粘性剤を収容したシリンジに空気圧回路を介して加圧エアを供給し、シリンジの先端に取付けたニードルより粘性剤を吐出させて基板等に塗布する粘性剤塗布装置に関するものである。

従来、接着剤の塗布量の制御は、接着剤を吐出する際の圧力を可変とする方式と、圧力を一定にして、塗布時間を調整する方式とがある。前者の方式は、圧力の変化によって塗布量が大きく変化するため、接着剤の塗布量の調整が難しい問題がある。これに対して、後者の方式は、塗布時間に応じて塗布量を調整するものであるので、接着剤の塗布量を適切に調整することができる。かかる塗布時間を調整するものとして、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。
特開２００５−１９７９２７号公報（段落００４７、図１２）

ところで、接着剤の塗布量を、塗布時間の調整によって制御するものにおいては、塗布時間を制御する制御手段が必要となる。上記した特許文献１には、その制御手段の具体的構成については何も記載されていないが、一般に、図６（Ａ）に示すように、吐出時間を調整できるボリューム１を備えた電気制御回路２からの電気信号（切替え信号）に基づいて、エア切替えバルブ３を所定時間切替えるようにしている。すなわち、接着剤塗布用スイッチ４を操作すると、電気制御回路２よりボリューム１の調整にて設定された時間Ｔだけ、エア切替えバルブ３に切替え信号が送出され、この切替え信号によって、図６（Ｂ）に示すように、切替えバルブ３が設定時間Ｔだけ開状態（ＯＮ状態）に切替えられる。これによって、エア供給源５より加圧エアが設定時間Ｔだけシリンジ６に供給され、シリンジ６に収容された接着剤が所定の塗布時間だけ吐出され、基板等に塗布される。

上記した図６に示す構成においては、エア切替えバルブ３の切替え時間を、電気制御回路２からの電気信号により正確に制御できる反面、電気制御回路２と空気圧回路（エア切替えバルブ３）の双方が必要となるため、コストを低減することが難しい問題があった。

本発明は、上記した従来の不具合を解消するためになされたもので、空気圧回路のみの回路構成によって粘性剤の塗布時間を適切に制御できるようにした粘性剤塗布装置を提供することを目的とするものである。

上記した課題を解決するために、請求項１に係る発明の特徴は、粘性剤を収容したシリンジに空気圧回路を介して加圧エアを供給し、前記シリンジの先端に取付けたニードルより前記粘性剤を吐出させて基板等に塗布する粘性剤塗布装置において、前記空気圧回路は、エア供給源に接続され、前記シリンジに連通されたエア吐出通路と、前記エア供給源に前記エア吐出通路と並列に接続されたエア供給通路と、前記エア吐出通路中に配設され、前記エア吐出通路を開閉する第１パイロット切替えバルブと、前記エア吐出通路中に前記第１パイロット切替えバルブより下流側に配設され、前記エア吐出通路を開閉する第２パイロット切替えバルブと、前記エア供給通路中に配設され、手動操作によって切替えられる手動切替えバルブと、該手動切替えバルブの出口ポートと前記第２パイロット切替えバルブのパイロットポートとを接続するエア圧制御通路と、該エア圧制御通路に接続され、前記第１パイロット切替えバルブを作動するシリンダを有するエアタイマ部と、該エアタイマ部と前記エア圧制御通路との間に配設された吐出時間調整部とを備え、前記手動切替えバルブは、スプリングの付勢力によって通常前記エア供給通路と前記エア圧制御通路を接続する位置に保持されるとともに、手動操作による切替えによって前記エア圧制御通路を大気開放する位置に保持されるようになっており、前記第１パイロット切替えバルブは、前記エアタイマ部の前記シリンダに前記エア圧制御通路より加圧エアが供給されることにより、通常開位置に保持され、前記エア圧制御通路が大気開放されることにより、閉位置に切替えられるようになっており、前記第２パイロット切替えバルブは、前記エア圧制御通路より前記パイロットポートに加圧エアが供給されることにより、通常閉位置に保持され、前記パイロットポートが大気開放されることにより、開位置に切替えられて、前記エア吐出通路より前記シリンジに加圧エアを供給するようになっており、前記吐出時間調整部は、前記大気開放時に前記シリンダより前記エア圧制御通路を介して大気開放される加圧エアの排出量を制限して、前記第１パイロット切替えバルブの閉位置への切替え時間を調整するようになっていることである。

請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記手動切替えバルブは、該手動切替えバルブの戻し速度を制御する戻し速度制御手段を備えていることである。

請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２において、前記吐出時間調整部は、前記エアタイマ部より前記エア圧制御通路に排出される加圧エアの排出量を制限する絞り弁と、該絞り弁に並列に接続され前記エア圧制御通路より前記エアタイマ部への流通のみを許容するチェック弁とによって構成したことである。

上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、手動切替えバルブと、第１パイロット切替えバルブと、第２パイロット切替えバルブと、エアタイマ部と、吐出時間調整部とからなる空気圧回路によって、粘性剤を収容したシリンジに加圧エアを供給するようにしたので、空気圧回路のみの簡単な構成によって、シリンジに所定時間だけ加圧エアを供給できるようになり、所定量の接着剤を基板等に的確に塗布することができる。

請求項２に係る発明によれば、手動切替えバルブは、手動切替えバルブの戻し速度を制御する戻し速度制御手段を備えているので、手動切替えバルブを手動操作によって切替えるだけで、第１パイロット切替えバルブが切替えられた後に手動切替えバルブを自動的に戻し動作することができる。

請求項３に係る発明によれば、吐出時間調整部は、エアタイマ部よりエア圧制御通路に排出される加圧エアの排出量を制限する絞り弁と、絞り弁に並列に接続されエア圧制御通路よりエアタイマ部への流通のみを許容するチェック弁とによって構成したので、絞り弁による加圧エアの排出量の制限によって、第１パイロット切替えバルブの切替え時間、すなわち、塗布時間を自在に設定することができるとともに、チェック弁によって、第１パイロット切替えバルブの開位置への切替えを迅速に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態における粘性剤塗布装置の空気圧回路を示すもので、当該空気圧回路は、エア供給源１０と、手動切替えバルブ１１と、手動切替えバルブ１１の戻し速度を制御する戻し速度制御用ショックアブソーバー１２と、第１パイロット切替えバルブ１３と、第１パイロット切替えバルブ１３に連結されたエアタイマ部１４と、第２パイロット切替えバルブ１５と、吐出圧力調整部１６と、吐出量調整部１７と、吐出時間調整部１８とによって構成されている。

エア供給源１０には、エア吐出通路１９が接続され、このエア吐出通路１９は図３に示す塗布ヘッド２０に設けられたシリンジ２１に連通されている。シリンジ２１には粘性剤、例えば、導電性の接着剤が収容され、この接着剤はシリンジ２１に供給される加圧エアの供給時間に応じて所定量吐出され、基板等に所定量塗布されるようになっている。また、エア供給源１０には、エア供給通路２３がエア吐出通路１９と並列に接続されている。

エア供給通路２３中には、手動切替えバルブ１１が配設され、この手動切替えバルブ１１の第1入口ポート１１ａは、エア供給源１０に常時接続され、第２入口ポート１１ｂは、エグゾーストに常時接続されている。手動切替えバルブ１１の出口ポート１１ｃは、エア圧制御通路２４を介して第２パイロット切替えバルブ１５のパイロットポート１５ｃに接続されている。

手動切替えバルブ１１は、通常スプリング２５の付勢力によって、第１入口ポート１１ａと出口ポート１１ｃが連通する加圧エア供給位置に保持され、この状態においては、エア供給源１０より供給された加圧エアが手動切替えバルブ１１を介してエア圧制御通路２４に供給され、第２パイロット切替えバルブ１５のパイロットポート１５ｃに導入される。これにより、第２パイロット切替えバルブ１５は、通常スプリング２７の付勢力に抗して、入口ポート１５ａと出口ポート１５ｂとの連通が遮断される閉位置に保持されている。

手動切替えバルブ１１が手動操作により、スプリング２５の付勢力に抗して切替えられると、第１入口ポート１１ａと出口ポート１１ｃとの連通が遮断され、出口ポート１１ｃは第２入口ポート１１ｂに連通する（加圧エア排出位置）。この状態においては、エア圧制御通路２４が大気に開放され、第２パイロット切替えバルブ１５はスプリング２７の付勢力によって、入口ポート１５ａと出口ポート１５ｂが連通する開位置に切替えられる。

戻し速度制御用ショックアブソーバー１２は、手動操作によって切替えられた手動切替えバルブ１１がスプリング２５の付勢力によって戻される際の戻し速度を制御するもので、かかる戻し速度制御用ショックアブソーバー１２の作用によって、手動切替えバルブ１１は一旦切替えられると、所定時間（Ｔ２）が経過しないと原位置、すなわち、加圧エア供給位置に復帰されないようになっている。

エア吐出通路１９中には、上流側から、吐出圧力調整バルブ１６、第１パイロット切替えバルブ１３、吐出量調整部１７、および第２パイロット切替えバルブ１５が配設されている。吐出圧力調整バルブ１６は、エア供給源１０からエア吐出通路１９に吐出された加圧エアを所定圧力に減圧するもので、減圧された加圧エアは第１パイロット切替えバルブ１３に供給される。第１パイロット切替えバルブ１３は、エアタイマ部１４によって切替え時間が制御されるようになっている。

エアタイマ部１４は、第１パイロット切替えバルブ１３に連結されたピストン３１を摺動可能に嵌装したシリンダ３２を備え、ピストン３１によって区画されたシリンダ３２の一方の室にはスプリング３３が挿設され、このスプリング３３に対向する他方の室はエア圧制御通路２４に接続され、エア圧制御通路２４より吐出時間調整部１８を介して、加圧エアが供給されるようになっている。

第１パイロット切替えバルブ１３は、エアタイマ部１４のシリンダ３２の他方の室に加圧エアが供給されると、スプリング３３の付勢力に抗して、入口ポート１３ａと出口ポート１３ｂが連通するようになっている。一方、シリンダ３２の他方の室に連通するエア圧制御通路２４が大気に開放されると、スプリング３３の付勢力によってシリンダ３２の他方の室より加圧エアが排出され、これによって、第１パイロット切替えバルブ１３は、入口ポート１３ａと出口ポート１３ｂとの連通が遮断される閉位置に切替えられる。

第１パイロット切替えバルブ１３と第２パイロット切替えバルブ１５との間に配設された吐出量調整部１７は、可変絞り弁からなり、エア吐出通路１９を流れる加圧エアの吐出量を調整するものである。

また、エアタイマ部１４とエア圧制御通路２４との間に配設された吐出時間調整部１８は、互いに並列接続された可変絞り弁３５とチェック弁３６とからなり、可変絞り弁３５は、上記したスプリング３３の付勢力によって加圧エアがシリンダ３２の他方の室より排出される際に、その排出量を制限し、これによって、第１パイロット切替えバルブ１３の閉位置への切替えに時間遅れを持たせるようになっている。なお、エア圧制御通路２４よりエアタイマ部１４のシリンダ３２への加圧エアの供給は、エア圧制御通路２４よりシリンダ３２方向への流通のみを許容するチェック弁３６を介して行われるようになっており、第１パイロット切替えバルブ１３の開位置への切替えを迅速に行うようにしている。

図２および図３は、上記した空気圧回路の具体的な配置構成を示すもので、図２に示すように、床面に設置された接着剤供給装置の本体４０には、フットペダル４１の一端がピボット４２によって旋回可能に支持され、フットペダル４１の他端に上記した手動切替えバルブ１１の操作部４３がスプリング２５（図１参照）の付勢力によって当接されている。手動切替えバルブ１１には、エア供給通路２３を構成する管路４５と、エア圧制御通路２４を構成する管路４６が接続されている。

また、本体４０には、戻し速度制御用ショックアブソーバー１２が取付けられ、ショックアブソーバー１２の操作部４７はフットペダル４１の他端に設けた連結軸４８に作動的に連結されている。連結軸４８と本体４０との間には、スプリング４９が設けられ、このスプリング４９の付勢力によって、ショックアブソーバー１２による復元力を調整するようにしている。

これにより、作業者の手動操作（足踏み操作）によってフットペダル４１が操作されると、手動切替えバルブ１１の操作部４３がスプリング２５の付勢力に抗して作動されるとともに、戻し速度制御用ショックアブソーバー１２の操作部４７が操作されるようになり、スプリング２５の付勢力による手動切替えバルブ１１の操作部４３の戻り速度は、ショックアブソーバー１２によって遅延される。

また、図３に示すように、３次元方向に移動可能な塗布用ロボットの塗布ヘッド２０には、接着剤を収容したシリンジ２１が取付けられ、シリンジ２１の先端に接着剤を吐出するニードル２２が着脱可能に装着されている。塗布ヘッド２０のフレーム５１には、上記した第１パイロット切替えバルブ１３、第２パイロット切替えバルブ１５、エアタイマ弁１４、吐出圧力調整弁１６、吐出量調整弁１７、および吐出時間調整弁１８がそれぞれ取付けられ、吐出圧力調整弁１６には、図略の供給ホースを介してエア供給源１０（図１参照）が接続され、第２パイロット切替えバルブ１５には、供給ホース５５を介してシリンジ２１が接続されている。

次に、上記した構成における粘性剤塗布装置の動作を、図４のタイムチャートを参照しながら説明する。通常は、図１に示すように、手動切替えバルブ１１がスプリング２５の付勢力によって、第１入口ポート１１ａと出口ポート１１ｃが連通する加圧エア供給位置に保持されているため、エア供給源１０よりエア供給通路２３に供給された加圧エアは、手動切替えバルブ１１を介してエア圧制御通路２４に供給され、第２パイロット切替えバルブ１５のパイロットポート１５ｃに導入される。これにより、第２パイロット切替えバルブ１５はスプリング２７の付勢力に抗して、入口ポート１５ａと出口ポート１５ｂとの連通が遮断される閉位置に切替えられ、エア吐出通路１９を遮断している。従って、エア供給源１０よりエア吐出通路１９に吐出された加圧エアは、第２パイロット切替えバルブ１５によってシリンジ２１側への供給が停止されている。

なお、この状態においては、エア圧制御通路２４に供給された加圧エアが、吐出時間調整部１８のチェック弁３６を介してエアタイマ部１４のシリンダ３２の他方の室に供給されるため、第１パイロット切替えバルブ１３に連結されたピストン３１がスプリング３３の付勢力に抗して摺動され、これによって、第１パイロット切替えバルブ１３は、入口ポート１３ａと出口ポート１３ｂを連通する開位置に切替えられる。

しかる状態で、フットペダル４１が操作され、手動切替えバルブ１１がスプリング２５の付勢力に抗して切替えられると、図５に示すように、第１入口ポート１１ａが閉止され、出口ポート１１ｃがエグゾーストに接続された第２入口ポート１１ｂに連通される。これにより、エア圧制御通路２４が大気に開放され、第２パイロット切替えバルブ１５がスプリング２７の付勢力によって、入口ポート１５ａと出口ポート１５ｂが連通する開位置に切替えられる。この結果、エア供給源１０よりエア吐出通路１９に供給された加圧エアは、第１パイロット切替えバルブ１３および第２パイロット切替えバルブ１５を介してシリンジ２１に供給される。

なお、作業者がフットペダル４１より足を離すと、手動切替えバルブ１１がスプリング２５の付勢力によって原位置（加圧エア供給位置）に復帰せんとするが、その復帰動作が戻し速度制御用ショックアブソーバー１２によって制限されるため、図４に示すように、手動切替えバルブ１１が原位置に復帰するまでには所定時間Ｔ２を要し、それまでは、エア圧制御通路２４の大気への開放状態が継続される。

ところで、エア圧制御通路２４が大気に開放されることにより、エアタイマ部１４のシリンダ３２の他方の室から加圧エアが、吐出時間調整部１８の可変絞り弁３５を介してエア圧制御通路２４に排出されるようになるが、吐出時間調整部１８の可変絞り弁３５によって、加圧エアの排出が制限されているため、第１パイロット切替えバルブ１３は、図４のタイムチャートで示すように、手動操作によって手動切替えバルブ１１が切替えられてから設定時間Ｔ１が経過しないと、閉位置に切替えられない。かかる設定時間Ｔ１は、吐出時間調整部１８の可変絞り弁３５の絞り面積の調整によって任意に設定できる。

従って、吐出時間調整部１８によって設定された時間Ｔ１だけ、加圧エアがシリンジ２１に供給され、設定時間Ｔ１が経過すると、第１パイロット切替えバルブ１３が閉位置に切替えられ、これによって、エア吐出通路１９が遮断されるため、シリンジ２１への加圧エアの供給が停止される。

このようにして、手動操作によって手動切替えバルブ１１が切替えられてから設定時間Ｔ１の間だけ、図５に示すように、第１パイロット切替えバルブ１３および第２パイロット切替えバルブ１５が共に開状態に保持されるため、シリンジ２１に加圧エアが所定時間Ｔ１だけ供給されて、シリンジ２１より接着剤が吐出される。従って、所定量の接着剤を基板等に的確に塗布できるようになる。しかも、これが、従来のような電気制御回路を用いずに、空気圧回路のみの簡単な構成によって達成することができる。

そして、手動切替えバルブ１１が切替えられてから所定の時間Ｔ２（Ｔ２>Ｔ１）経過すると、図４に示すように、手動切替えバルブ１１が原位置（加圧エア供給位置）に復帰されるため、手動切替えバルブ１１を介して再びエア圧制御通路２４に加圧エアが供給され、この加圧エアによって、第２パイロット切替えバルブ１５が閉位置に切替えられるとともに、吐出時間調整部１８のチェック弁３６を介してエアタイマ部１４のシリンダ３２に加圧エアが供給され、第１パイロット切替えバルブ１３が開位置に切替えられる。

上記した実施の形態においては、第１パイロット切替えバルブ１３が閉位置に切替えられた後に、戻し速度制御用ショックアブソーバー１２によって手動切替えバルブ１１を原位置に復帰させるようにしたが、戻し速度制御用ショックアブソーバー１２は必ずしも必要な要件ではなく、第１パイロット切替えバルブ１３が閉位置に切替えられた後に、手動切替えバルブ１１を手動にて原位置に復帰させるようにすることもできる。また、手動切替えバルブ１１を戻し制御するための手段としては、ショックアブソーバー１２に限らず、別の手段を用いることもできる。

上記した実施の形態においては、接着剤を塗布する例で説明したが、本発明は、接着剤に限定されることなく、接着剤以外の粘性剤、例えばシール剤等の塗布にも適用できるものである。

斯様に、上記した実施の形態で述べた具体的構成は、本発明の一例を示したものにすぎず、本発明はこのような具体的構成に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の態様を採り得ることは勿論である。

本発明の実施の形態を示す粘性剤塗布装置の空気圧回路図である。空気圧回路を構成する手動切替えバルブの操作部を示す図である。空気圧回路を構成する各バルブの配列構成を示す図である。バルブの切替え状態を示すタイムチャートである。図１の作動状態を示す図である。従来の粘性剤塗布装置の制御回路を示す図である。

符号の説明

１０・・・エア供給源、１１・・・手動切替えバルブ、１２・・・戻し速度制御用ショックアブソーバー、１３・・・第１パイロット切替えバルブ、１４・・・エアタイマ部、１５・・・第２パイロット切替えバルブ、１６・・・吐出圧力調整バルブ、１７・・・吐出量調整部、１８・・・吐出時間調整部、１９・・・エア吐出通路、２１・・・シリンジ、２２・・・ニードル、２３・・・エア供給通路、２４・・・エア圧制御通路、３２・・・シリンダ、３５・・・可変絞り弁、３６・・・チェック弁、４１・・・フットペダル。

Claims

粘性剤を収容したシリンジに空気圧回路を介して加圧エアを供給し、前記シリンジの先端に取付けたニードルより前記粘性剤を吐出させて基板等に塗布する粘性剤塗布装置において、
前記空気圧回路は、
エア供給源に接続され、前記シリンジに連通されたエア吐出通路と、
前記エア供給源に前記エア吐出通路と並列に接続されたエア供給通路と、
前記エア吐出通路中に配設され、前記エア吐出通路を開閉する第１パイロット切替えバルブと、
前記エア吐出通路中に前記第１パイロット切替えバルブより下流側に配設され、前記エア吐出通路を開閉する第２パイロット切替えバルブと、
前記エア供給通路中に配設され、手動操作によって切替えられる手動切替えバルブと、
該手動切替えバルブの出口ポートと前記第２パイロット切替えバルブのパイロットポートとを接続するエア圧制御通路と、
該エア圧制御通路に接続され、前記第１パイロット切替えバルブを作動するシリンダを有するエアタイマ部と、
該エアタイマ部と前記エア圧制御通路との間に配設された吐出時間調整部と
を備え、
前記手動切替えバルブは、スプリングの付勢力によって通常前記エア供給通路と前記エア圧制御通路を接続する位置に保持されるとともに、手動操作による切替えによって前記エア圧制御通路を大気開放する位置に保持されるようになっており、
前記第１パイロット切替えバルブは、前記エアタイマ部の前記シリンダに前記エア圧制御通路より加圧エアが供給されることにより、通常開位置に保持され、前記エア圧制御通路が大気開放されることにより、閉位置に切替えられるようになっており、
前記第２パイロット切替えバルブは、前記エア圧制御通路より前記パイロットポートに加圧エアが供給されることにより、通常閉位置に保持され、前記パイロットポートが大気開放されることにより、開位置に切替えられて、前記エア吐出通路より前記シリンジに加圧エアを供給するようになっており、
前記吐出時間調整部は、前記大気開放時に前記シリンダより前記エア圧制御通路を介して大気開放される加圧エアの排出量を制限して、前記第１パイロット切替えバルブの閉位置への切替え時間を調整するようになっている
粘性剤塗布装置。
請求項１において、前記手動切替えバルブは、該手動切替えバルブの戻し速度を制御する戻し速度制御手段を備えている粘性剤塗布装置。
請求項１または請求項２において、前記吐出時間調整部は、前記エアタイマ部より前記エア圧制御通路に排出される加圧エアの排出量を制限する絞り弁と、該絞り弁に並列に接続され前記エア圧制御通路より前記エアタイマ部への流通のみを許容するチェック弁とによって構成した粘性剤塗布装置。