電子機器製造、新エネルギー、医療機器の分野において、ディスペンシングプロセスは精密な組立において重要な役割を果たします。ディスペンシングシステムの中核部品であるディスペンシングバルブは、ディスペンシング精度と製品品質に直接影響を及ぼします。最も一般的に使用されているバルブの一つがニードルディスペンシングバルブで、シンプルな構造と汎用性で知られています。この記事では、ニードルディスペンシングバルブの動作原理、適合する接着剤、主な利点と欠点、そして選定の際の考慮事項について詳しく説明します。

1. ニードルディスペンシングバルブとは何ですか?
ニードルディスペンシングバルブは、ニードルシャフトの上下運動を利用して接着剤の流量を制御します。通常はコントローラと圧力タンクと組み合わせて使用され、圧縮空気を用いて接着剤をバルブチャンバーに供給します。内部のニードルが流路を開閉することで、塗布を開始または停止します。

2. 動作原理の説明
動作は空気圧作動とメカニカルシールに基づいています。圧縮空気によってニードルが上昇すると、接着剤がノズルから流れ出ます。空気が放出されると、ニードルは元の位置に戻り、接着剤の流れを止めます。

主な機能:

応答時間が速く、バルブは数ミリ秒以内に開閉します。

吐出量は、空気圧、針のオリフィスサイズ、および開いている期間によって影響を受けます。

時間プレッシャー システム、フット スイッチ、またはビジョン ガイド プラットフォームと統合できます。

3. 適切な接着剤
ニードルバルブは、次のような低粘度から中粘度の接着剤に最適です。

UV 接着剤 – ガラスの接着や電子機器に使用されます。

エポキシ樹脂 - 構造結合またはカプセル化用。

水性接着剤（白糊、瞬間接着剤など）

低粘度シーラント、インク、コーティング

⚠️ バルブが詰まったり損傷したりする可能性のある、高粘度または粒子が詰まった材料には適していません。

4. 主な利点
✅ シンプルな構造とコスト効率の良さ
このバルブは空気圧シリンダー、ニードルシャフト、ノズルで構成されており、製造コストが低く、広く入手可能です。

✅ メンテナンスが簡単
素早く分解できる設計により、清掃や針の交換が簡単に行え、特に材料の頻繁な交換が必要な作業に便利です。

✅ 柔軟な制御と互換性
このバルブは接触型と非接触型の両方のディスペンシングに適応し、カスタムまたは小バッチ生産環境に適しています。

✅ 良好なサイクル制御
低速から中速の生産速度では、このバルブは信頼性の高いディスペンシングの一貫性を維持し、半自動または手動のセットアップに適しています。

5. 制限事項
❌ 高精度または高速アプリケーションには適していません
空気圧作動によりわずかな遅延が発生し、高スループット生産の要件を満たさない可能性があります。

❌ 圧力と粘度の変化の影響を受けやすい
流体の特性または空気圧の変化により、ドットのサイズや流量が一定でなくなる可能性があります。

❌ 糸引きや滴りの危険
微調整された設定や適切な吸い戻し機構がないと、低粘度の流体が糸引きしたり、ノズルから漏れたりする可能性があります。

6. 実世界のケーススタディ
あるBluetoothヘッドセットメーカーは、ハウジング組み立て工程において、UV接着剤を手作業で塗布していました。そのため、塗布ムラやスループットの低下が生じていました。そこで、ニードルバルブとビジョンポジショニングを備えた自動塗布システムにアップグレードしたところ、生産効率が40%向上し、製品歩留まりは92%から98%以上に向上しました。

7. 結論と選択のヒント
ニードルディスペンシングバルブは、低粘度材料、基本的な自動化ライン、そして柔軟な生産シナリオにおいて、費用対効果が高く実用的なツールです。ニードルバルブを選定する際には、以下の点にご留意ください。

接着剤の粘度と充填剤含有量

必要な調剤精度と頻度

サックバック（滴下防止）が必要かどうか

接触型または非接触型のアプリケーション

針の材質（例：ステンレス鋼またはセラミック）とサイズ