JPS62501342A - 液注出装置とそれに使用する滴下防止バルブカ−トリッジ - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 液注出装置とそれに使用する滴下防止バルブカートリッジ ｌ　発明の分野 この発明は液注出装置、より具体的には滴下防止バルブカートリッジを使用した 液注出装置に関する。更に具体的に言えば、この発明は滴下防止バルブカートリ ッジに関する。

２　発明の背景 各種製品の製造には基板上・＼、あるいは容器内へ液を注出する工程が含まれる 。例えば、プリント基板の完成品はプリント基板のエツチングと電子部品間の電 気接続が必要な箇所に微量の導電性エポキシを添加することにより製造される。

他のよく知られた液注出工程は、通常、容器の充填を含む。

このような液注出を行なうため、従来の液注出装置は一般的に注射筒と注射ニー ドルを含む。筒は注出されるべき液を収納し、筒に取り付けられたニードルはは 液の点滴に使用される。筒には筒内の液を注射ニードルから基板又は容器へ押し 出すために加圧空気を供給する空気圧源が接続されている。少なくとも１つの液 注出装置においては、加圧空気をベンチュリを介して排除することにより容器内 に吸い込みカが与えられる。その目的は注出サイクルの合間にニードルから液が 滴下するのを防止することにある。注出が必要なときには加圧空気が再び容器に 直接送り込まれる。加圧空気の強制移動はソレノイドエアバルブによって制御で きる。必要とされる計量の精度によって、エアバルブは手動スイッチまたは手動 スイッチで作動する自動タイマーにより操作される。本件の関連するものを含め て、大抵の液注出装置の場合、作業者は単に筒を持って注射ニードルを所期の添 加箇所へ向ける。筒を保持して注射ニードルを方向付けるために固定装置あるい はデジタルコンピュータに制御される装置も液注出装置とともに使用される。

従来の装置の問題は、滴下を防ぐために吸込み力が与えられても、微量の液の注 出の正確な計量が困難な点にある。これには多くの理由があるが、主として、吸 込み力を利用した装置は負圧から正圧に切り換えるための限定された時間間隔を 必要とするため、切り換えのための時間間隔によって注出サイクル時に正確に注 出され得る液の最少量がどうしても限定されてしまう。

従って、本発明のひとつの要点は、注出サイクルの合間にニードルからの滴下な しに非常に低い粘度の液をごく微量ずつ正確に注出できる・滴下防止バルブカー トリフジを含む液注出装置を提供することにある。

更に、後で詳しく述べるように、本発明は滴下を防ぐために吸込みの繰返しを採 用しないから、本装置が必要とするエネルギーは公知の注出装置の場合より少な い。そして、本発明の液注出装置は正圧のみで作動するから、筒とニードルの複 数の組合せが１個の空気圧源で加圧できる。このことの利点は、本発明の液注出 装置が設備費を安く公知の装置よりも安い運転費でアセンブリライン製造システ ムに都合よく組込めることにある。

本発明の有利な作動を可能にする主な特徴はその滴下防止バルブカートリッジに ある。後で詳しく述べるように、本発明のバルブカートリッジは、出口をもつケ ーシングと、出口をニードル部材の孔に合致させてケーシングをニードル部材の 一端にシール可能に連結する手段を備えている。出口がシールされるとニードル 部材の他端で液に作用する大気圧より低い圧力をもつ一定量の液がニードル部材 内に残る。好適実施例では、出口をシール、開放するために加圧作動式のポペッ トバルブを使用することができる。容器が加圧されるとバルブが開いて液がニー ドル部材の端部から流れる。容器が減圧されるとバルブが閉じて出口をシールす る。この結果、加圧サイクル、つまり注出サイクル、の後ニードル部材内に残っ た一定量の液が大気圧の作用を受け、液がニードル部材から滴下することはない 。

更に、このような好適実施例において、連結手段が標準リユアロック継手の部材 を含むことができ、本発明のバルブカー１−リッジは公知の液注出装置の部材と ともに使用可能である。

公知例には加圧作動式のポペットバルブが数多く見られるが、これまで簡単に述 べた特徴をもったバルブは見られない。これに関して、公知例ではいずれもケー シング内中心に位置した弁座をもつ逆止弁が設けられている。従って、このよう な逆止弁は、本発明の要点のうち特に、出口をニードル部材の孔に合致させてケ ーシングをニードル部材の一端にシール可能に連結する手段をもったケーシング を教示しているとは言えない。逆止弁の公知例は１９５１年１月１６日付けでア ール・ダフ゛すｊ−’ジェームスはか（Ｒ，Ｗ、Ｊａｍｅｓ　ＥＴ　ＡＬ）に与 えられた「バルブ」という名称の米国特許第２．５３８．３６４号に見られる。

ジェームスはかば中心に位置する弁座とケーシング内のバルブを有するバルブカ ートリッジを開示している。他の例は１９６６年６月１４日付けでイー・ジェイ ・ギャラガーはか（Ｅ、Ａ、Ｇａｌｌａｇｈｅｒ　ＥＴＡＬ）に与えられた「調 節可能なインライン安全弁」という名称の米国特許第３，２５５，７７４号に見 られる。王土うガーほかはバルブケーシング内の中空弁軸の端部に取り付けられ た加圧作動式のバルブを有するバルブカートリッジを提供している。開示された バルブはバルブケーシングの入口の弁座へ付勢されている。　１９７３年９月４ 日付けでヘンゲスバッハ（Ｈｅｎｇｅｓｂａｃｈ）に与えられた「バルブ」とい う名称の米国特許第３．７５６．２７３号も、ともにバルブケーシングの中心に 位置するバルブと弁座を有するバルブカートリッジを開示している。これら公知 文献を検討してみてもケーシングの出口とニードル部材間のシール可能な連結を 示していない。この点、１９７７年１０月４日付けでピラリ（ｖｉｌｌａｒｉ） に与えられた「発音器」という名称の米国特許第４．０５１，８５２号は標準医 療用雄雌すュアロツタ継手によって筒とニードル部材の間に取り付は可能なバル ブカートリッジを開示している。しかし、開示されたバルブは出口からの逆流を 防止するばね付勢されたポールチェックバルブである。バルブ自体はここでもケ ーシングの中心に位置している。従って、これも本発明のバルブカートリッジの 滴下防止特徴を達成する連結手段を開示しているとは言えない。１９５８年７月 ２９日付けで、シー・チー・ホップ（Ｃ０Ｔ、Ｈｏｐｐｅ）に与えられた「血清 びんが取り付けられた注射筒」という名称の米国特許第２，８４５゜０６６号は 筒の端部の開口をシールするボールチェ・ツクバルブを開示している。ホップが バルブカートリッジを開示していないことは明らかである。更に、それは本発明 の連結手段と連結手段に本来的に備わった滴下防止能力を教示していない。従っ て、このような組合わせは公知の液注出装置の部材ととももに使用できないとい う事実に加えて、筒内の圧力を緩めるとニードル部材から滴下することになる。

発明の要旨 本発明は液注出装置に滴下防止バルブカートリッジを設けである。この液注出装 置は注出される液を収納する底部に孔を有する容器と、液を注出するための貫通 孔を有するニードル部材と、一定の時間間隔の間容器を加圧して液を孔から排出 させ、時間間隔の終了と同時に容器を大気圧に減圧する手段を含んでいる。

本発明のバルブカートリッジは容器とニードル部材の間に取り付は可能なケーシ ングを備えている。ケーシングは入口部と出口部を含む。入口部は入口と、入口 を容器の孔に連通させてケーシングを容器にシール可能に連結する手段とを有す る。出口部は出口と、出口をニードル部材の孔に合致させてケーシングをニード ル部材の一端にシール可能に連結する手段とを有する。出口がシールされるとニ ードル部材の他端で液に作用する大気圧より低い圧力をもつ一定量の液がニード ル部材内に残る。ケーシングは更に出Ｌ１部を入１コ部に接続する中心部、およ び入口と出口間を連通ずる通路を含む。また、前記時間間隔の間加圧を受けて前 記液が容器の孔からケーシングの通路に入って二一ドル部材を通ってその他端か ら流出するよう出口を開放し、前記時間間隔の終了と同時に出口をシールする、 出口と関連した手段が設けられている。この結果、前記時間間隔の後ニードル部 材内に残った一定量の液が大気圧の作用を受け、液が前記ニードル部材から滴下 することはない。

好適実施例の説明 第１図において、本発明の液注出装置は大体、ニードル部材２０と、容器８０と 、容器８０をニードル部材２０にシール可能に連結した滴下防止バルブカートリ ッジ３０からなる。容器８０は液８１をいれた注射筒であってもよく、空気誘導 具８９をそなえることによりバルブ９０に連結することができる。一方、バルブ ９０は一対のエアフィルタ１１０゜１１２に連結可能である。フィルタ１１０． １１２は互いに直列にプレナム１２０とニアコンプレッサ１３０に連結可能であ る。

バルブ９０は電源１５０に取り付けられたスイッチ１４０によって電気的に作動 されるソレノイドバルブでもよい。

スイッチ１４０が閉じるとバルブ９０が開き、ニアコンプレッサ１３０によって 供給される圧縮空気が容器８０に流入して液８１を加圧する。この圧力によって 液８１は容器８０からバルブカートリッジ３０に流れる。後で詳しく述べるよう に、バルブカートリッジ３０には加圧作動式のポペットパルプ７０が備えられ、 それが加圧と同時に開いて液がニードル部材２０を流れて基板１８に付加される ことが可能になる。この注出サイクル、つまり容器８０の加圧時間、の後スイッ チ１４０が開かれ、これにより電気インパルスが停止してバルブ９０が閉じる。

バルブ９ｏが閉じるとすぐに容器８０内の加圧空気はバルブ９０の別の出口から 大気中に排出され、これにより容器８ｏは大気圧に減圧される。同時にこの排出 作用によってバルブカートリッジ３ｏの好適なポペットパルプ７０が閉じて、容 器８０からの液の注出が止まる。

本発明の概略を述べたが、以下、滴下防止バルブカートリッジ３０についてより 詳しく説明する。第２．９．１０図を参照すると、バルブカートリッジ３０は大 体、ケーシング３２と加圧作動式のポペットパルプ７０からなることができる。

ケーシング３２は入口３３をもつ入口部４０と、出口３５をも出口部５０と、出 口部５０を入口部４０につなぐ中心部３８と、入口３３と出口３５を連通させた 通路６０とを備えている。バルブカートリッジ３０がコンパクトで軽量であるた めには入口３３が出口３５に対し正反対の位置にある事が望ましい。更に、入口 部４０と出口部５０は標準のねじつけ式の雌雄リユアロック継手の公知部材を含 んでもよい。そのような公知部材の使用は好適なバルブカートリッジ３０が公知 の液注出装置の公知の部材とともに使用できるという利点がある。後で詳しく述 べるように、ポペットパルプ７０は容器８０の加圧中に出口３５を開き、加圧時 間の終了と同時に出口３５をシールするために必要な手段の一部を構成する。

第２．４．１０図に最もよく示されているように、入口部４０は２個の主作用部 材、つまり、入口３３と、入口３３を容器の孔８３と連通させてケーシング３２ を容器８０にシール可能に連結する手段とを有している。先に述べたように、入 口部４０は雌リユアロック継手の部材を利用でき、端部４３と端部４５に連ｉ■ シた軸方向のテーパ孔４４をもつ雌カプリング４２を含むことができる。テーパ 孔４４の最大径部分はその端部４３に口４６を形成することができる。更に、雌 カプリング４２の外部に、口、４６と面一に径方向フランジ４８を連結すること ができる。容器８０は入口部４０にシール可能に連結するために雄リユアロック 継手８２を備えることができる。雄リユアロック継手８２は、径方向フランジ４ ８と螺合する複数のねし山をもった円筒フランジ８４を含むことができる。更に 、リユアロック継手８２は、先端８７がフランジ８４内に延びた同心の下垂片８ ６をも含むことができる。片８６は、径方向フランジ４Ｂがねじ付フランジ８４ に螺合すると先端８７が雌カプリング４２の０４６内に突出してテーパ孔４４内 でシールするような形状になっている。図示のように、入口３３はテーパ孔４４ の最小径部分によって形成することができる。孔８３は片８６の先端８７に設け られる。従って、雄リユアロック継手８２が入口部４０に連結されると入口３３ は孔８３と連通ずる。

第２．５．６．９図に最もよく示されているように、出口部５０は２個の主作用 部材、つまり、出口３５と、出口３５をニードル部材２０の孔に合致させてケー シング３２をニードル部材２０の一端にシール可能に連結する手段とを有してい る。先に述べたように、出口３５がシールされると一定量の液８１がニードル部 材２０内に残り、それが、ニードル部材２０の端部２０ａで液８１に作用する大 気圧より低い圧力を及ばず。ニードル部材２０は、軸心孔２３をもつ中空ニード ル２１と公知の雌リユアロック継手の雌カプリング２２を含む標準工業用針でも よい。雌カプリング２２はその両端と連通ずる軸方向テーバ孔２４を有し、テー パ孔２４の最大径部分の端部に口が形成されている。従って、この好適実施例で は、ニードル部材２０の孔は孔２３とφ、ｂ方向テーバ孔２４からなる。雌カプ リング２２は、テーパ孔２４の最小径部分２５を軸心孔２３に合致させて中空ニ ー・ドル２１に連結することができる。更に、すべてのねじ込み式雌リユアロッ ク継手がそうであるように、口２６と面一に径方向フランジ２８が設けられてい る。出口３２をニードル部材２０の孔に合致させてケーシング３２を好適なニー ドル部材２０にシール可能に連結する出口部５０の手段は、ニードル部材２０の 雌カプリング２２の口２５内に突出して孔２４内でシールする形状の下垂ノズル ５４と、ニードル部材２０の径方向フランジ２８に螺合する形状の円筒フランジ ５２によって大体構成されている。図示の好適なノズル５４は基端５４ａと先端 ５４ｂを含む。出口３５はノズル５４の先端５４ｂに位置させることができる。

既に述べたように、出口３５用の好適なシール手段は、出口３５をシールする閉 止位置と出口３５を開く最大バルブストロークの開放位置の間を往復する加圧作 動式の外向きに開口したポペットバルブ７０を含むことができる。出口３５を形 成する内周面をもつ環状の弁座５８は閉止状態でバルブ７０とともにシール作用 を行うような形状になっている。ノズル５４を好適なニードル部材２０に連結す るために、ノズル５４の雄すュアロツタ継手の片の長さはバルブ７０の最大バル ブストローク分短くしである。ノズル５４は、シール作用と、出口３５とニード ル部材２０の孔を合致させる作用の外、テーパ孔２４内でシールするときに一定 量の液８１を排除する。従って、好適実施例にノズル５４を含めることにより、 出口３５のシール後にニードル部材２０内に残る液８１の量を最小限にできると いう固有の効果が生じる。円筒フランジ５２は好適なニードル部材２０をケーシ ング３２に物理的に連結する。従って、円筒フランジ５２は、ニードル部材２０ の径方向フランジ２８に螺合する形状の複数のねじ山５３をもった雄リユアロッ ク継手の円筒フランジでもよい。図示のように、円筒フランジ５２はノズル５４ に同心状に位置し、ノズル端部５４ｂが円筒フランジ５２内に延設されている。

第２．３図を参照すると、通路６０は第１孔６２と、第２孔６４と、第３孔６６ とからなることが望ましい。第１孔６２は円筒形でもよい。図示のように、第２ 孔６４は第１孔６２から入口３３へ向かって内方へ延びている。第３孔６６も同 様に円筒形でもよく、図示のように第２孔６４から入口３３へ向かって内方へ延 びている。第３孔６６の直径は第２孔６４のそれより大きく、これにより第２肩 部６５が形成されている。後述するように、中心通路６０はポペフトバルブ７０ ト共働作用する構造をもっている。従って、適したバルブ構造において、通路６ ０と孔６２．６４．６６はバルブの設計に応じて改変可能である。しかし、後で 明らかになるように、図示の通路６０の実施例はその作用において顕著な利点を もっている。バルブカートリッジ３０はもちろん作動するためには入口３３と出 口３５を連通する通路を備える必要がある。この好適な通路６０の他の特徴と必 要事項は、以下、好適なポペットバルブ７０と関連すけて説明する。

ケーシング３２は円筒形でよく、一対の分離可能な部分３２ａ、３２ｂからなり 、これらは中心部３８に直交する仮想面によって定められる部分３２ａと３２ｂ の周方向合わせ目で互いに分離され得る。部分３２ａと３２ｂ間のねじ連結は内 歯３２ｃと外歯３２ｄによって達成される。ケーシング３２をシールするために ガスケット３２ｅを設けることができる。

ガスケット３２ｅは部分３２ａと３２ｂが互いに螺合したときこれら部分間の前 記周方向合わせ目に位置する。従って、ガスケツ）　３２ｅは中心部３８に直交 する前述の仮想面を形成することになる。第９．１０図に示すように、部分３２ ａと３２ｂの分離と連結は入口部４０の一対のスパナ受け４０ａ、４０ｂと出口 部５０の一対のスパナ受け５０ａ、５０ｂを設けることにより容易に行える。部 分３２ａと３２ｂはケーシング３２の付属部品とポペットバルブ７０の調整を可 能にしている。

しかし、ケーシング３２を一体構造にして部分３２ａと３２ｂを省略してもよい 。更に、ケーシング３２は１個の出口部５０をもつ円筒形のものだが、複数のニ ードル部材２０にシール可能に連結する？！故の出口部５０を備えてもよい。

既に述べたよ−）に、バルブカー　トリソジ３０は出口３５をシールしたり開放 したりする手段を備えている。この手段は弁座５８に納まる形状の、外向きＯこ 開口した加圧作動式のポペットバルブ’７０を含んでいろ。第２．７．８図に示 すように、ポペットバルブ７０は軸部７４とそれに隣接した柄部７Ｇからなる細 長部材７１を含むことができる。軸部７４は円筒形でよく、軸部７４と出口３５ の周囲からの液漏れを防ぐために出口３５内で密着してスライドできる寸法にな っている。第１孔６２は出口３５と同径で軸部７４と同じ長さであることが望ま しいから軸部７４は第１兆６２内で密着してスライドできる寸法になっていると も言える。軸部７４は、部材７１の端部７１ａに形成される端部に周方向みぞ７ ２を備えている。周方向みぞ７２には“０”リング７３を設けることができる。

“０”リング７３はバルブ７０が閉じ位置にあるときに弁座５８に接当して出口 ３５をシールするような形状になっている。バルブ７０の閉じ位置は第５図に示 されている。バルブ７０は加圧作動、つまり液圧によって作動し、出口３５を開 放するとき弁座５８から離れて最大バルブストロークの開放位置へ移動する。バ ルブ７０の開放位置は第６図に示されている。弁座５８は内方へ傾斜した円錐台 形であることが望ましい。弁座５８の外周部はノズル５４の先端５４ｂに位置付 けできる。これにより弁座５８の内周部が出口３５を形成することになる。

軸部７４に隣接した柄部７６はバルブ７０がケーシング３２に設置されたときに 通路６０内に延びる。刺１部７４、従って細長部材７１、が出［］３５と第１孔 ６２に密着してスライド係合する寸法になっているから、液は細長部材７１の流 路７６を経て第１孔６２と出１１３５を流れる。図示のように、流路７８内は、 柄部７６と軸部７４を経て周方向みぞ７２の上流に位置する軸部７４部分に至る 第７．８図に最もよく示されているように、柄部７６は流路７８とすべて連通し た３対の取り入れロアロａ、　７６ｂ、７６ｃ、７６ｄ、　７６ｅ、、　７６ｆ を含むことができる。

取り入れ口の対７６ａ　−７６ｆは軸部７４から離れている。取り入れ口の対同 士は互いに等間隔をもち、６対の一方の取り入れ口は他方の取り入れ口に対向し ている。更に、流路７８が柄部７６を貫通することから、第７の取り入れロアロ ｇが部材７１の端部７１ｂに形成される柄部７Ｇの端部に設けられている。軸部 ７４には流路７８とすべて連通した排出ロア４ａ、　７４ｂ、　７４ｃ、７４ｄ が４個設けられている。排出ロア４ａ−７４ｄはすべて“０”リング７３のすぐ 上流の前記部分に位置し、それぞれの排出口は別の排出口に対向し、またそれぞ れの排出口は隣接した排出口と直角の関係にある。

第５．６図に示すように、排出ロア４ａ　−７４ｄと円錐台形の弁座５８の構成 により、排出ロア４ａ　−７４ｄから流れる液８１は弁座５８と“０”リング７ ３の合わせ目に衝突する。このことは、“Ｏ”リング７３が弁座５８に圧着しが ちであり、このような状況において排出ロア４ａ　−７４ｄから流れる液８１が “Ｏ”リング７３を開放する傾向をもつから好都合である。これは接着材を注出 するという用途の場合にもあてはまる。接着剤によっては“０”リング７３が弁 座５８に接着しがちである。この場合も好適な排出ロア４ａ　−７４ｄと弁座５ ８の構成がポペットバルブ７０を開放して往復動できるようにする。この“０” リング７３と弁座５８の構成のもう１つの利点はクロムメッキに関連する。後で より詳しく説明するが、図示の好適実施例にはクロムメッキが望ましい。しかし 、クロムメッキは、クロムメッキされたものを精度よ（加工することがむずかし く、従ってクロムメッキされたバルブでクロムメッキされた弁座をシールするこ とは不可能とまでいかなくても困難である。従つて、好適実施例では“０”リン グ７３と弁座５８の組み合わせによるゴム対金属のシールを備えている。

取り入れロアロａ　−７６ｇの数は注出される液の粘度によって決められること が理解されよう。この点、好適なバルブ７０と同様に作用するバルブには少なく とも１個の取す入れ口と少なくとも１個の排出口が必要なことは言うまでもない 。軸部７４から離して設けられた３対の取り入れロアロａ　−７６ｆは流路７８ が常に液８１で満たされることを確実にするためにも望ましいものである。これ は、注出サイクル時に流路７８内に空隙が発生ずることを防ぐために重要である 。

第７．８図に示すように、柄部７６はばね７７とともにバルブ７０を閉じ位置へ 付勢する手段として作用することができる。ばね７７はりん青銅で形成された螺 旋ワイヤのばねでもよい。りん青銅は主としてその耐腐食性によりばね７７の材 料として適している。ばね７７は、第７図に最もよ（示されているように、柄部 ７６と同心に取り付けられ、柄部７６がばね７７のコイルを貫通している。ばね ７７が正しく作用するためには、ばね７７の外径が第２孔６４のそれより大きく 、第３孔６６のそれより小さいことがもちろん必要である。図示のように、柄部 ７６は複数のねし山７６ｈを備えることができる。さらに、柄部７６に圧縮調節 ナツト７５を螺合させることができる。ばね７７の柄部７６に対する心合わせを 確実に行なうよう調節ナツト７５は凸面７５ａを備えている。ばね７７はナツト ７５と第２肩部６５に圧接し、これによりバルブ７０を閉じ位置へ付勢している 。

バルブ７０は最大許容バルブストロークを調節する手段をも備えることができる 。この手段は軸部７４からバルブ７０の最大許容バルブストロークに相当する距 離をもって柄部７Ｇに螺着したクラッチナツト７９をふくむ。第２図に最もよく 示されているように、クラッチナツト７９は、バルブ７０が閉じ７位置にあると き第１肩部６３に接当することによりバルブ７０の最大許容バルブストロークを 調節する。

最大許容バルブストロークを調節するためには柄部７６を出口３５の方向に押し 下げてクラッチナツト７９を第１肩部６３に接当させる。同時に柄部７６を回転 してバルブ７０の所望のバルブストロークを増減する。最大バルブストロークの 調節を容易にするために柄部７６を形成する細長部材７１の端部７１ｂにスロッ ト７６ｉを設けることができる。スロット７６ｉ　は、ケーシング３２が組立ら れたときに最大バルブストロークの調節のため人口３３にドライバーが挿入され ることを可能にする。

最大バルブストロークの調節により、出口３５を通る排出ロア４ａ　−７４６の 最大開口、従って注出サイクルにおいて一定時間および圧力のもとに注出される 液９１の量、も調節されることが理解されよう。バルブ７ｏとケーシング３２は 、バルブ７０が最大バルブストロークの閉じ位置にあるとき端部７１ａがニード ル部材２０の軸心孔２３をふさがないような形状であることが望ましい。しかし 、本発明の実施にあたって最大バルブストロークの閉じ位置において端部７１ａ がニードル部材２０の孔２３をふさぐよう構成してもよい。この場合、ふさぎ作 用を防止するために前述したバルブストロークの調節が利用される。もちろんバ ルブストローク調節手段を省略して本発明を実施できるが、前述のような好都合 なバルブ機能は失われる。

図示のように、第１肩部６３は出口３５へ向がってテーパ状になっている。第１ 肩部６３のテーパは通路６ｏの軸心に対して７９°以下であることが望ましい。

もちろん第１肩部６３は通路６０の軸心に直角でもよい。しがし、前述の好都合 な調節作用はクラッチナツト７９と第１肩部６３との間にある程度の滑りがなけ れば達成できない。

注出サイクルごとに注出される液８１の量は調節可能である。このような調節を 行なうためのクラッチナツト７９の操作は既に述べた通りである。最大バルブス トロークを短くすることによって注出サイクルごとに注出される液８１の量が減 少する。注出される液８１の量はばねの圧縮を変えたり、圧力を変えたり、加圧 時間を変えたりすることによっても調節できる。更に、図示のニードル部材２０ のような標準工業用針は色々なサイズのものが製造されるから、ニードルのサイ ズを変えることによっても各加圧時間ごとに注出される液８１の量を変更できる ことが理解されよう。

既に述べたように、ばね７３と“０”リング７３を除くバルブケーシング３２と バルブ７０は従来のやり方で加工してクロムメッキすることができる。液８１の 汚染を防ぐためにはクロムメッキが望ましい。本発明の液注出装置のバルブカー トリッジ３０が医療分野で使用される場合は全てクロムメッキが必要である。

図示の好適実施例を実験したところ、各注出サイクルの合間にニードル部材２０ からの滴下なしに、水の比重と同じ位低い比重で粘度範囲が約１００センチポア ズがら約６００センチポアズの液を微量ずつ注出する能力があった。

例えば、図示の好適実施例は、部材７１の全長約４１．０２１ｍｍの長さのポペ ットバルブ７０を備えることができる。部材７１は心なし材料を回して約３．１ ３７ｍｍの直径のものに形成できる。出口３５の直径は約３．１７５ｍｍでよい 。これにより、バルブ７０と出口３５の間に約０．０３８＋ｎのメッキなしのス リップ用隙間が形成される。“０”リング７３は外径が約３゜１２４　ｓ宵、内 径が約１．５＋ｎ、円形横断面が約０．７６２ｍ５でよい。周方向みぞ７２の内 径は約１．８３ｍｍでよい。“Ｏ゛リンクフ３ジユロメータ定格７０のエチレン プロピレンで形成することができる。このような“０″リング７３はニューヨー ク、トナリング（Ｔｏｎａｗａｎｄａ＋　Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ）のアップル 入手できる。弁座は約３７．５°の傾斜を備えることができる。取り入れロアロ ａ　−　７６ｆの直径は約０．７６２ｍｍ、排出ロア４ａ−１４４の直径は約１ ．３２＋ｎでよい。流路７８の直径も１．３２璽１でよい。ばね７７は直径約０ ．６０８　＋ｎのリン青銅の１６．５アクテイブターンを含んでもよい。ばね７ ７の端部は平坦に加工するべきである。最後に、許容最大バルブストロークは約 ３．１７５ｎ＋でよい。

第１図に戻って、液８１の注出は一定時間間隔の間スイッチ１４０を閉じること によって行なわれる。この時間間隔は手動あるいは、この例の場合スイッチ１４ ０の一部である経時タイマーを使用して制御される。スイッチ１４０が閉じると 電源１５０がワイヤ１４５に電気パルスを発生する・この電気パルスによってバ ルブ９０が開き、入口９２が第１出口９４に接続する。図示の空気径路１０８， 　１０６，　１０４によって互いに直列に接続したエアコンブレソザ１３０１プ レナム１２０、一対のエアフィルタ１１０．１２０等からなる空気圧源が空気径 路１０２によってバルブ９０の入口９２に接続している。従って、スイッチ１４ ０が閉じると加圧空気がバルブ９０の第１出口９４、空気径路１００、空気誘導 具８９を通って容器８０に流入して液８１を加圧する。この加圧により液８１は 容器８０の孔８３内を流れる。そして液８１はケーシング３２の入口３３からバ ルブカートリッジ３０に流入する。ケーシング３２に入ると液８１はケーシング ３２の入口３３からバルブカートリッジ３０に流入する。ケーシング３２に入る と液８１は第３孔６６そして取り入れロアロａ　−　７６ｇへと流れる。このと き流体圧がバルブ７０に作用してこれをばね７７の付勢力に抗してニードル部材 の方へ駆動する。バルブが弁座５８から分離した後、液８１は排出ロア４ａ　− 　７４ｄからニードル部材２０のテーパ孔２４、そして中空ニードル２１の軸心 孔３２に流入する。前記時間間隔の終わりにスイッチ１４０が開くと、バルブ９ ０が閉じてバルブ９０の第１出口９４が第２出口９６に接続される。第２出口９ ６は外気に開放しているので、容器８０は加圧空気が空気径路ｌＯＯ、第１出口 ９４を経て第２出口から流出することにより大気圧に減圧される。容器８０の減 圧の結果、液８１が圧力から開放され、ポペットバルブ７０が閉じ位置に戻って 出口３５をシールする。既に述べたように、出口３５のシールによって一定量の 液８１がニードル部材２０内に残り、その液はニードル部材２０の端部２０ａで 液８】に作用する大気圧より低い圧力をもつ。このように大気圧によってニード ル部材２０内に保たれる液８１は注出サイクルの合間にそこから滴下することは ない。

周知のように、容器８０を約３０°に保持すると最良の注出結果が得られる。し かし、従来と異なり本発明のニードル部材２０は基板１８に接触させるべきでは ない。ニードル部材２０ば液添加箇所に近接してそのすぐ上に位置さセるべきで ある。このため、本発明の場合は注出装置をスタンドないし取付具に取り付ける と最良の注出結果が得られる。適当なスタンドや取り付は具がよく知られており 種々の液注出装置メーカーや化学品供給業者から容易に入手できる。

既に述べたように、容器８０とニードル部材２０は注射筒と標準の工業用２イン チ針でもよい。また、空気誘導具８９も従来よく知られた器具でよい。注出条件 次第でもちろん図示の構成部材を他のものと取り替えてもよい。例えば、容器８ ０はその底部に雄すュアロツタ継手をもつ大きな容器でもよい。しかし、容Ｆｉ ８０は気密であるべきで、ニードル部材２０は、液を適正に方向付けるために、 取り付けられたときにバルブカートリッジ３ｏがらある程度延出するべきである 。

本発明は一定時間容器８０を加圧して液８１を孔８３がら押し出し、一定時間終 了と同時に容器８ｏを大気圧に減圧する手段を備えている。既に述べたように、 この好適実施例の手段はニアコンブ１／ソザ１３０、ブレナム１２０、フィルタ ー１１０．１１２、スイッチ１４０．電源１５０、バルブ９０、空気誘導具８９ 、そしてこれらに付随した空気径路１００−１０８等を含むと言える。

バルブ９０は、公知の、通常は閉じた、三方向、外気排出、ソレノイド作動式の バルブでよい。そのようなバルブの一例として、ミシガン、ウイクソン、ベック ロード３０５６９（３０５６９Ｂｅｃｋ　Ｒｄ、、　Ｗｉｘｏｎ、　Ｍｉｃｈｉ ｇａｎ）のマッグ・バルブズ（Ｍａｃ　Ｖａｌｖｅｓ）製のバルブ＃１１１−１ １ＢＡがある。他のバルブメーカーも同様なバルブを提供している。しかし、９ ０で示すようなバルブが閉じ位置にあるとき第１出口９４等の出口が外気に開放 した第２出口９６等の出口に接続している必要がある。これは、容器８０から加 圧空気を即座に排出するために必要である。すべての空気径路１００−１０８と 後述する液供給径路１０９は空気誘導具８９、第１出口等にシール可能に連結す るような寸法の柔軟なプラスチックチューブで形成することができる。

エアコンブレフサ１３０、プレナム１２０５フイルター１１０゜１１２はすべて 圧縮空気系に利用される公知の部材である。

これに関し、各フィルター１１０．１１２はイリノイ、マンプレン、私書箱７３ ９（Ｐ、Ｏ，Ｂｏｘ　７３９．Ｍｕｎｄｅｌｅｉｎ、１１１）のアロー・ニュー マソチソクス畢インク（八ｒｒｏｗ　Ｐｎｅｕｎ＋ａｔｉｃｓ＋　Ｉｎｃ、）製 のモアドア６８１ミニ１８ターンレグユレータ（Ｍｏｄｄ　７６Ｂ１−Ｍｉｎｉ 　１８　Ｔｕｒｎ　Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）でもよい。バルブカートリッジの適正 な作動のために空気圧は約１２．９５ニユ一トン／Ｍから約２０７．２５ニユー トン／ｄの範囲内で低下できる。空気圧の調節は液８１の粘度と既に述べたよう に各時間間隔に注出される液８１の量に応じて行なわれる。

加圧時間の間、電源１５０をバルブ９０に接続する大体スイッチ１４０からなる 手段を設けることができる。スイッチ１４０は公知の足踏み式スイッチでよい。

液８１を微量ずつ正確に注出することが要求される場合、スイッチ１４０はタイ マーとともに使用される公知の手動スイッチでよい。タイマーは、すべて同じ空 気圧源から供給される３０等で示される複数のバルブカートリッジの作動を制？ １１１する１４５で示すような・一連のワイヤに電気信号を送る一連のチャンネ ルを備えた公知の経時タイマーでてることが望ましい。タイマーの制御はデジタ ル弐でもアナログ式第１図に示すように、容器８０は液８１に空気が混入するこ とを防ぐために空気バリア１６０が設けられている。好適実施例では、バリア１ ６０は一対の周方向シールリブ１６４ａ、　１６４ｂをもった円筒形のピストン １６２を含むことができる。第１図に見られるように、空気バリア１６０は容器 ８０内で後で詳し２く説明する液誘導具１７０の上に位置するよう取り付けられ る・誘導具１７０とバリア１６０の間隔は約６．３５ｍ課から約９．５２５ｉ、 ｌでよい。この間隔により、誘導具１７０から容器８０に流入する液８１特有の 渦巻が新たに供給された液８１の装置内貫流、つまり液８１の容器内通過、を確 実なものにする。空気バリア１６０が設置されたとき空気誘導具８９の下に位置 するよう冠部材１６８をピストン１６２に連結できる。冠部材１６８は、それぞ れの頂点がピストン１６２の中心に位置する４個の正三角形リブの十字配列を含 んでもよい。この目的は空気バリア１６０が作動中にかしげて容器８０内で動き がとれなくなるのを防止することにある。空気バリア１６０を容器８０から取り 外すのを容易にするために冠部材１６８に一対の穴１６８ａ、　１６８ｂを設け ることができる。好適実施例において、容器８０が標準の注射筒で形成されたの で、通常空気バリア１６０を形成するために使用されるプランジャーの一部を取 り除いてバリア１６０が形成された。そして、シールリブ材は形成されるリブ１ ６４ａ、　１６４ｂと容器８０の内側壁の間の摩擦係数を減らすよう加工された 。これは、容器８ｏの加圧時に液８１を加圧するバリア１６０の動きを容易にす るために必要である。バリア１６０は約１２．９５ニユ一トン／Ｍの圧力が加え られたとき容器８０内で自由に動ける必要がある。もらろん空気バリア１６０は 省略できるが、その場合上記のような好都合な作用は得られない。

第１図において、容器８０は容器８ｏの側壁にシール可能に連結された液誘導具 １７０を備えている。この連結と空気バリア１６０との間隔は既に述べた。液供 給タンク１７２を液誘導具１７０の上方に設けて、その中の液８１が容器８０に 下降供給されるよう構成することができる。液誘導具１７０をタンク１７２につ なぐ供給チューブ１０９を設けることができる。加圧時にごり微量の液８１を注 出するのであるから、このように液８１の再供給を受ける容器８０は常に満たさ れている。これらの供給手段は省略してもよい。しかし、適当な注出間隔後に作 業者が容器８０に液８１を補充しなければならない。

本発明が一例としての好適実施例についてこれまで説明されたこと、そして発明 の趣旨と範囲から逸脱せずに先に述べたちの以外の種々の変更や改変を記載され た実施例に加え得ることを当業者は理解されよう。

図面の簡単な説明 明細書は本発明と見なされる主題を具体的に指摘し、明確に主張した請求の範囲 で完結するが、添付図を参照しつつ以下の説明を読むことにより本発明がよりよ く理解されると信じる。

第１図は本発明の液注出装置の全体図で、その構成部材が略示されている。容器 の側壁の一部が使用される好適なエアバリアを示すために切り欠かれている。

第２図は本発明の滴下防止バルブカートリッジを示す、第１図の２−２　ｖＡ横 断面図である。

第３図は第２図に示す本発明の滴下防止バルブカートリッジの横断面図で、その 好適なバルブはケーシングの詳細を示すために取り外しである。

第４図は滴下防止バルブカートリッジと容器を示す、第１図の４−４線拡大断片 横断面図である。

第５図は加圧時前後における滴下防止バルブカートリッジとニードル部材を示す 、第１図の５−５線拡大断片横断面図である。

第６図は加圧時における第５図の滴下防止バルブカートリッジとニードル部材を 示す、拡大断片横断面図である。

第７図は本発明の好適なポペットバルブの全体図である。

第８図は第７図のバルブの軸部と柄部の横断面図である。

第９図は本発明の滴下防止バルブカートリッジの底面図で、その弁座を示すため に第７図のバルブを取り外しである。

第１０図は本発明の滴下防止バルブカートリッジの上面図である。

ＦＩＧ、９　ＦＩＧ、１０ ＦＩ０．２　ＦＩＧ、３ 国際調査報告

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．液注出装置用の滴下防止バルブカートリッジであって、液注出装置が： 前記液をいれるための、底部に孔をもった容器；前記液を注出するための、貫通 孔をもったニードル部材；および 一定の時間間隔の間前記容器を加圧して前記液を前記孔から排出させ、前記時間 間隔の終了と同時に前記容器を大気圧に減圧する手段を含み、前記バルブカート リッジが： 前記容器と前記ニードル部材の間に取付け可能で、以下のものを含むケーシング 、 入口と、前記入口を前記容器の孔に連通させて前記ケーシングを前記容器にシー ル可能に連結する手段とを有する入口部、 出口と、前記出口を前記ニードル部材の孔に合致させて前記ケーシングを前記ニ ードル部材の一端にシール可能に連結する手段で、これにより、前記出口がシー ルされたとき前記ニードル部材の他端で液に作用する大気圧より低い圧力をもつ 一定量の液が前記ニードル部材内に残る、といった手段とを有する出口部、 前記出口部を前記入口部に接続する中心部、および、 前記入口部と前記出口部間を連通する通路；および、 前記時間間隔の間前記加圧を受けて前記液が前記容器の孔から前記ケーシングの 通路に入り前記ニードル部材を通ってその前記他端から流出するよう前記出口を 開放し、前記時間間隔の終了と同時に前記出口をシールする、前記出口と関連し た手段を備え、これにより、前記時間間隔の後前記ニードル部材内に残った前記 一定量の液が前記大気圧の作用を受け、前記液が前記ニードル部材から滴下する ことはない。
2. ２．請求の範囲１の滴下防止バルブカートリッジであって、 前記シールおよび開放手段が、前記出口をシールするシール位置と前記出口を開 放する最大バルブストロークの開放位置の間を往復可能な寸法をもった、外向き に開口した、加圧作動式のポペットバルブを含み、前記ポペットバルブが前記ポ ペットバルブを前記シール位置に付勢する手段を有し； 前記出口部をシール可能に連結する手段が以下の構成を備えている： 軸心孔をもつ中空ニードルと、前記中空ニードルに連結された、両端間を連通し たテーパ孔をもつ雌カプリングで、前記雌カプリングの一端において前記テーパ 孔の最小径部が前記中空ニードルの前記軸心孔に合致し、前記雌カプリングの他 端において前記テーパ孔の最大径部が口を形成するといった雌カプリングと、前 記口と面一に前記雌カプリングに連結された径方向フランジとを備えたニードル 部材の孔内でシールする形状の下垂ノズル部材、前記ノズル部材は： 前記中心部によって前記入口部につながれた基部；先端部； 前記ポペットバルブがシール位置にあるとき前記ポペットバルブに接当する形状 の弁座、前記弁座は環状で、その外周部は前記ノズル部材の先端部に位置し、内 周部は前記出口を形成する；および前記最大バルブストローク分短くされた、雄 リュアロック継手の片に相当する長さをもつ；および前記ニードル部材の径方向 フランジに螺合する形状の複数のねじ山をもつ雄リュアロック継手の円筒フラン ジ、前記円筒フランジは前記中心部によって前記入口部につながれており、更に 前記円筒フランジは前記先端部が前記円筒フランジ内に延びるように前記ノズル 部材と同心状に取付けられている。
3. ３．請求の範囲２のバルブカートリッジであって、前記入口部をシール可能に連 結する手段が前記容器の前記雄リュアロック継手にシール可能に連結する形状の 雌リュアロック継手を備え、前記雄リュアロック継手が先端部をもつ片を有し、 前記容器の孔が前記片の先端部に位置し、前記入口部をシール可能に連結する手 段の雌リュアロック継手が以下の構成を含む： 両端間を連通したテーパ孔をもつ雌カプリングで、その一端において前記テーパ 孔の最大径部が口を形成し、前記雌カプリングの他端において前記テーパ孔の最 小径部が前記入口を形成するといった雌カプリング；および 前記口と面一に前記雌カプリングに連結された径方向フランジ。
4. ４．請求の範囲３の滴下防止バルブカートリッジであって、 前記弁座が内方へ傾斜した円錐台形で、前記加圧作動式のポペットバルブが以下 の構成を備えた細長部材をふくむ： 前記入口と密着スライド係合する寸法の円筒形の軸部、前記軸部はその一端に形 成された外周みぞを有する； 前記軸部の前記一端において前記外周みぞに取付けられた“Ｏ”リング、 前記“Ｏ”リングは前記バルブが前記閉じ位置にあるとき前記弁座に接当する形 状になっている；前記軸部に隣接する柄部； 前記柄部と前記軸部を貫通して前記外周みぞの上流箇所まで軸心に沿って延びた 流路； 前記流路と連通して前記柄部に形成された取入れ口；および 前記流路と連通して前記外周みぞの上流箇所に形成された排出口、これにより、 加圧されると液は前記取入れ口と前記流路に流入して前記ポペットバルブをその 付勢力に抗して、前記液が前記排出口から前記ニードル部材へ排出される開放位 置へ移動させる。
5. ５．請求の範囲４の滴下防止バルブカートリッジであって、 前記細長部材が更に、前記柄部に沿って前記軸部から離れて形成された３対の取 入れ口、各対同士は互いに等間隔をもち、各対の一方の取入れ口が他の取入れ口 に対向している、と前記柄部を形成した、前記軸部と反対側の前記細長部材の端 部に形成された１個の取入れ口を有しているもの。
6. ６．請求の範囲５の滴下防止バルブカートリッジであって、 前記細長部材が更に、４個の排出口を有し、それぞれの排出口が他の排出口に対 向し、隣接した排出口と直角をなすもの。
7. ７．請求の範囲６の滴下防止バルブカートリッジであって、前記バルブの前記最 大バルブストロークを調節する手段を更に備えているもの。
8. ８．請求の範囲７の滴下防止バルブカートリッジであって、 前記中心通路が更に： 前記出口から内方へ前記入口に向かって延び、前記出口と同じ直径をもち、長さ が前記軸部の長さと同じである第１孔；および 前記第１孔から内方へ前記入口に向かって延び、前記第１孔の直径より大きな直 径をもち、これにより前記第１孔最内方部に第１肩部を形成する第２孔を含み； 前記柄部がその長さ方向に沿って形成された複数のねじ山を有し；そして 前記バルブストローク調節手段が前記軸部から所望の最大バルブストロークに相 当する距離分はなして前記柄部に螺合したねじ付きクラッチナットを含み、前記 バルブが前記開放位置にあるとき前記クラッチナットが前記第１肩部に接当する ことにより前記最大バルブストロークを限定するもの。
9. ９．請求の範囲８の滴下防止バルブカートリッジであって、 前記中心通路が更に、前記第２孔から内方へ前記入口に向かって延び、前記第２ 孔より大きな直径をもち、これにより前記第２孔最内方部に第２肩部を形成する 第３孔を含み； 前記付勢手段が 前記第２孔より大きく前記第３孔より小さい外径をもつ螺旋ばね、前記ばねは前 記柄部と同心状で、前記柄部が前記ばねのコイルを貫通している；および 前記ばねを前記第２肩部に当てて圧縮すべく、前記柄部を形成する前記細長部材 の端部から離れて前記柄部に螺合した圧縮調節ナットを含んでいるもの。
10. １０．請求の範囲９の滴下防止バルブカートリッジであって、前記第１肩部が、 前記通路の軸心に対して７９゜以下の角度で前記出口へ向かってテーパしている もの。
11. １１．請求の範囲１０の滴下防止バルブカートリッジであって、前記圧縮調節ナ ットが、前記ばねを前記柄部に心合わせするべく前記ばねのコイルに合致した凸 面を有しているもの。
12. １２．請求の範囲１１の滴下防止バルブカートリッジであって、前記柄部の前記 端部がドライバーの端部を受入れる形状のスロットを更に有しているもの。
13. １３．請求の範囲１２の滴下防止バルブカートリッジであって、前記ケーシング が円筒形で、更に以下の構成を含んでいるもの： 前記ケーシングの中心部を直角に横切る仮想面によって定められる前記ケーシン グの中心部の周方向合わせ目で連結および分離可能な、前記ケーシングを構成す る一対の分離可能部分； 前記分離可能部分を取外し可能に連結する、前記部分間に設けられた螺合部を含 む、前記部分に関連付けられた手段；および 前記ケーシングをシールするために前記部分間の前記合わせ目に位置するガスケ ット。