JP2007075792A - スプレーポイント調節方法およびスプレー装置およびそのノズル - Google Patents

Abstract

【課題】 スプレーポイントの確認に好適なスプレーポイント調節方法およびスプレー装置およびそのノズルを提供する。
【解決手段】 スプレーノズル１の内部にノズル開口１２を透過させて被塗物表面に向けて可視光を照射する照射ユニット６を内蔵させ、ファイバーケーブル７を介して発光ユニット８よりのレーザ光を導入し、照射ユニット６の先端に設けた拡散レンズ６Ａを介して噴霧口１２の開口に向けて末広がりに拡散したレーザ光を照射するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鋳造機の開いた各金型の内面に向かって離型剤等をスプレーするスプレーポイント調節方法およびスプレー装置およびそのノズルに関するものである。

従来から鋳造機の開いた各金型の内面に向かって離型剤等をスプレーするスプレーポイントを事前に調整するスプレーポイント調整方法が提案されている。

これは、塗物を噴射するスプレーノズル先端にレーザ光発生器を軸心を合わせて取付け、レーザ光を被塗物表面に向けて放出し、その放出された光の位置を被塗物表面の照射ポイントとして視認しつつ前記スプレーノズルの方向を調整するようにしている。
特公平３−３７８２６号公報

しかしながら、上記従来例では、レーザ光発生器をスプレーノズルの先端に夫々取付けるものであるため、スプレーポイント確認の度毎に取付け作業を必要とし、大型ダイキャスト成形品用金型等のように多数のスプレーノズルを備えるものにあっては、煩雑な作業および時間を要するものであった。また、レーザ光発生器の取付けにおいても、その照射軸心をスプレーノズルの軸心と精度よく一致させる必要があり、高精度の取付けを要するものであった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、スプレーポイントの確認に好適なスプレーポイント調節方法およびスプレー装置およびそのノズルを提供することを目的とする。

本発明は、スプレーノズルの内部にノズル開口を透過させて被塗物表面に向けて可視光を照射する照射装置を内蔵するようにした。

したがって、本発明では、スプレーノズルの内部にノズル開口を透過させて被塗物表面に向けて可視光を照射する照射装置を内蔵するようにしたため、スプレーポイントの確認が煩雑な作業および時間を伴うことなく精度よく実施することができる。

以下、本発明のスプレー方法およびスプレー装置およびそのノズルを各実施形態に基づいて説明する。

図１〜図３は、本発明を適用したスプレーポイント調節方法およびスプレー装置およびそのノズルの第１実施形態を示し、図１はスプレーノズルの断面図、図２はノズル本体に内蔵されている離型剤供給バルブを含む回路図、図３はスプレー装置の概略構成図である。

図１において、本実施形態のスプレーノズル１は、離型剤と加圧エアーとを混合して噴霧するノズル２と、加圧エアーと離型剤とをノズル２に供給するバルブ１０を内蔵する本体３と、ノズル２の噴霧方向を調整可能にベース４に対して本体３を固定する調整機構５と、ノズル２および本体３内に内蔵される照射ユニット６と、照射ユニット６にファイバーケーブル７を介してレーザ光を供給するよう本体３外に配置された発光ユニット８とを備える。

前記ノズル２は、本体３の前面に開けたねじ穴３Ａに根元部分がねじ結合して固定され、内部に混合室１１および混合室１１に連ねて開口した噴霧口１２を備える全体として筒状に形成している。前記混合室１１には加圧エアーと離型剤とが供給されることで両者を混合させて離型剤を霧化させ、混合室１１に連なり混合室１１より小径となった噴霧口１２より噴射するようになっている。

前記本体３は、図２に示すように、離型剤の混合室１１への供給経路１６を開閉するバルブ１０（図示例では、ポペットバルブで構成している）と、バルブ１０と一体に形成されバルブ１０を開閉操作するピストン１３と、バルブ１０を閉弁方向に付勢するスプリング１４と、混合室１１に供給する加圧エアーの一部をパイロット通路を介してピストン１３の一方のピストン室１５に導入し、ピストン１３をバルブ開放方向に付勢する加圧エアー回路１７とを備える。

上記本体３の構成においては、加圧エアーが供給されると、加圧エアーは先ず混合室１１に導入され、離型剤の導入に先立ち噴霧口１２から噴霧される。加圧エアーの圧力上昇に連れてパイロット通路を介してピストン室１５に供給される圧力が上昇し、ピストン１３はスプリング１４に抗して押し戻され、ピストン１３と一体となっているニードルを後退させ、ポペットバルブ１０が開放される。このため、離型剤が混合室１１に流入し、加圧エアーと混合されて噴霧口１２から噴霧される。

また、加圧エアーの供給を止めると、加圧エアーの圧力が低下し、パイロット通路を介してピストン室１５の圧力が低下し、ピストン１３はスプリング１４により押し戻され、ニードルが前進してポペットバルブ１０を閉じ、離型剤の供給が停止される。その時点においても加圧エアーは残圧を持っており、その後も混合室１１への供給が継続され、混合室１１から離型剤を完全に排除する。

前記調整機構５は、複数のスプレーノズル１を保持するベース４に対して本体３を揺動可能に支持する揺動支持部５Ａと、揺動支持部５Ａの揺動位置を固定する固定手段５Ｂとを備える。前記揺動支持部５Ａは、図示例では、本体から突出させた球面突起１８とベース４側に設けた球面凹み１９とで形成され、球面同士の接触により本体３およびノズル２の向きを調整可能としている。また、固定手段５Ｂは、本体３に設けたプレート３Ｂの外周部分に設けた少なくとも３〜４箇所の穴を貫通させてベース４のねじ穴に係合するボルト２０で構成している。従って、いずれかのボルト２０を緩め、対角上のボルト２０を締付けることで、本体３およびノズル２は揺動支持部５Ａを介してベース４に対して取付け角度を変更し、ノズル２の噴霧方向を調整可能としている。

前記照射ユニット６は、前記本体３の混合室１１の底壁２１を貫通して配置され、底壁２１の背面にナット２２などにより固定され、その先端は前記混合室１１に突出して配置されている。前記底壁２１の背面は、本体３の背面から設けた穴の底となる。前記照射ユニット６は、ファイバーケーブル７を介して発光ユニット８よりのレーザ光を導入し、照射ユニット６の先端に設けた拡散レンズ６Ａを介して噴霧口１２の開口に向けて末広がりに拡散したレーザ光を照射するよう構成している。

照射されたレーザ光は噴霧口１２の開口から外部に照射される。拡散レンズ６Ａから照射されるレーザ光の一部は噴霧口１２の開口の縁より手前に照射されるが、その照射光は噴霧口１２の開口から外部に照射されないため、照射光の内の噴霧口１２の開口を通過したレーザ光のみが外部に円錐状に広がって照射される。即ち、拡散レンズ６Ａの焦点を頂点とし、拡散レンズ６Ａの焦点と噴霧口１２の開口縁とを結ぶ直線を母線とする円錐形となる。従って、照射ユニット６の軸方向位置を前後に調整すると、拡散レンズ６Ａの焦点位置と噴霧口１２の開口位置との位置関係を変化させて、円錐形の頂角、即ち、レーザ光のビーム角度（照射角度）を調整することができる。この実施形態においては、噴霧口１２から外部に照射されるレーザ光のビーム角を、同じく噴霧口１２から噴霧される離型剤の噴霧角と一致させるようにしている。

図３は、ダイカスト装置の固定金型３０Ａと可動金型３０Ｂとが型開きされた状態を示し、スプレーノズル１を複数個設置したベース４を両金型３０Ａ、３０Ｂ間に進入させて、各スプレーノズル１から照射ユニット６のビームを金型３０Ａ、３０Ｂのキャビティ面に照射してスプレーポイントを調整している状態を示している。各ノズル１は、その取付け方向、即ち、離型剤の噴射角度に対応した塗布範囲に相当する照射範囲がレーザビームにより可視化される。ベース４の移動と共に各スプレーノズル１から噴霧される離型剤の塗布位置および範囲も移動する。

このため、スプレーポイント確認の度毎にノズル先端に可視光の照射装置を取付ける従来例に比較して、スプレーポイントの確認が煩雑な作業および時間を必要とせず容易に実施でき、しかも精度よく実施することができる。しかも、ノズル２内からノズル開口１２に向けて、例えば、レーザビームを拡散レンズ６Ａにより拡散させて形成した拡散光を照射ユニット６から照射するようにしているため、ノズル開口１２から放出されるビームに末広がりの照射角を付けることができ、ノズル２から噴射される塗物としての離型剤の塗布範囲に近似させて被塗物表面を照射でき、実際の塗布範囲の確認を視覚的に確認することができる。

また、スプレーノズル１からの塗物の噴射時に可視光を照射することもでき、スプレーポイントの調整時のみでなく、金型３０Ａ、３０Ｂによる製品製造の連続稼動中においても、同様に、スプレーポイントのずれや塗布範囲を確認することができる。スプレーノズル１による離型剤の噴霧中においては、発光ユニット８を動作させて、レーザ光をファイバーケーブル７を介して照射ユニット６に供給し、照射ユニット６の拡散レンズ６Ａを介して末広がりのレーザビームを噴霧口１２から照射させる。キャビティ面の全面に離型剤が塗布されることで離型剤の塗布が完了し、離型剤の噴霧を停止させると共に、発光ユニット８の作動を停止させてレーザ光の照射を消光させ、ベース４を固定金型３０Ａと可動金型３０Ｂ間から退出させる。次いで、図示しないエアーブローノズルによる乾燥空気の噴射によりキャビティ面に塗布された離型剤を乾燥させ、型閉じに始まる射出工程が開始される。

上記離型剤の塗布工程において、各スプレーノズル１のノズル２先端からは、離型剤と離型剤の噴霧角度に調節したレーザ光によるビームが照射される。このため、離型剤の噴霧範囲をリアルタイムにビームの照射範囲により可視化でき、離型剤の塗布範囲を目視で確認することができる。従って、離型剤の塗布工程において、インラインでスプレーノズル１による塗布範囲のずれも、同様に確認できる。

上記実施形態においては、照射ユニット６を本体３の混合室１１の底壁２１にナット２２により固定して配置したものについて説明しているが、図４に示すように、照射ユニット６をノズル２に対して進退移動可能とし、外部から調整可能としてもよい。

図４において、照射ユニット６は本体３に対して軸方向に移動可能に配置されている。２３はシールである。照射ユニット６の後部側の外周にはねじ２４が形成され、このねじ２４に係合するナット２５を本体３側に軸方向に移動しないように配置する。前記照射ユニット６は、本体３に対して軸方向には移動可能であるが、図示しない手段により回転しないように本体３に配置される。前記ナット２５の回転位置は、ナット２５に固定し且つ本体３に設けた円周方向穴２６を貫通させて外部に突出させたレバー２７により調整するようにする。例えば、レバー２７によりナット２５を前記のねじ送り方向に回動操作すると照射ユニット６はノズル２側に前進し、ねじ戻し方向に回動操作すると照射ユニット６をノズル２から離れるようにする。

照射ユニット６をノズル２に対して進退移動可能とし、外部から調整可能とする手段として、図４に示す方法の他にも、図示しないが、照射ユニット６にラック歯を設けると共にこのラック歯に噛合うピニオンを本体３内に設け、このピニオンの回転位置を本体３の外部から操作するようにしてもよい。

このように、照射ユニット６の軸方向位置を調整可能とすることにより、離型剤の吐出条件、例えば、圧縮エアーの噴射圧力若しくは離型剤の供給圧力を変更した場合における、噴霧口１２よりの離型剤の噴霧角が変更された場合においても、その初期設定時に、変更された噴霧角に合った照射角度となるよう照射ユニット６の軸方向位置を調節することにより、噴霧範囲と照射範囲とを一致させることができる。

なお、離型剤の吐出条件、例えば、圧縮エアーの噴射圧力若しくは離型剤の供給圧力が予め設定した複数の吐出条件のいずれかに変更される場合には、照射ユニット６の軸方向位置も複数の吐出条件に応じて予め設定しておけば、吐出条件の変更に際しても、自動的にその吐出条件に応じた離型剤の噴霧角に対応したビーム照射角度とすることができる。

本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。

（ア）スプレーノズル１の内部にノズル開口１２を透過させて被塗物表面に向けて可視光を照射する照射装置６を内蔵するようにしたため、スプレーポイント確認の度毎にノズル２先端に可視光の照射装置を取付ける従来例に比較して、スプレーポイントの確認が煩雑な作業および時間を必要とせず容易に実施でき、しかも精度よく実施することができる。

（イ）また、スプレーノズル１からの塗物の噴射時に可視光を照射することもでき、スプレーポイントの調整時のみでなく、金型３０Ａ、３０Ｂによる製品製造の連続稼動中においてもスプレーポイントのずれや塗布範囲を確認することができる。

（ウ）照射装置６として、ノズル２内からノズル開口１２に向けて、例えば、レーザビームを拡散レンズ６Ａにより拡散させて形成した拡散光を照射するようにすると、ノズル開口１２から放出されるビームに末広がりの照射角を付けることができ、ノズル２から噴射される塗物としての離型剤の塗布範囲に近似させて被塗物表面を照射でき、実際の塗布範囲の確認を視覚的に確認することができる。

（エ）ノズル開口１２と照射装置６とは、両者間の間隔を、例えば、照射装置６をノズル２軸線方向に位置調節可能とすることにより、ノズル開口１２から照射されるビーム角度を調節可能とできる。例えば、塗物の吐出条件の違い（エアー圧、液圧）による塗布範囲の変化時には、その初期設定において、照射角度（ビーム角度）を同時に調整することで、塗布範囲を精度よく可視化できる。

本発明の一実施形態を示すスプレーノズルの概略断面図。 同じくノズル本体に内蔵されている離型剤供給バルブを含む回路図。 スプレー装置の概略構成図。 第２実施例のスプレーノズルの断面図。

符号の説明

１ スプレーノズル
２ ノズル
３ 本体
４ ベース
５ 調整機構
６ 照射装置としての照射ユニット
７ ファイバーケーブル
８ 発光ユニット
１１ 混合室
１２ ノズル開口、噴霧口

Claims (15)

1. 塗物を噴射するためのスプレーノズルであり、
   スプレーノズルの内部にノズル開口を透過させて被塗物表面に向けて可視光を照射する照射装置を内蔵させたことを特徴とするスプレーノズル。
2. 前記照射装置は、ノズル内からノズル開口に向けて拡散光を照射することを特徴とする請求項１に記載のスプレーノズル。
3. 前記照射装置は、レーザビームを拡散レンズにより拡散させて照射するものであることを特徴とする請求項２に記載のスプレーノズル。
4. 前記ノズル開口と照射装置とは、両者間の間隔を調整可能としており、ノズル開口から照射されるビーム角度を調節可能としていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のスプレーノズル。
5. 前記照射装置は、ノズル内においてノズル軸線方向に位置調節可能に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のスプレーノズル。
6. 鋳造機の開いた各金型の内面に向かって離型剤等をスプレーするスプレー装置であり、
   前記開いた金型間に進入移動するベースと、
   前記ベースに噴霧方向を調節可能に配置され、対向する金型のキャビティ面に離型剤を噴霧する複数のスプレーノズルと、
   前記各スプレーノズル内に配置され、ノズル開口を透過させて被塗物表面に向けて可視光を放出する照射装置と、を備えることを特徴とするスプレー装置。
7. 前記照射装置は、ノズル内からノズル開口に向けて拡散光を照射することを特徴とする請求項６に記載のスプレー装置。
8. 前記照射装置は、レーザビームを拡散レンズにより拡散させて照射するものであることを特徴とする請求項７に記載のスプレー装置。
9. 前記ノズル開口と照射装置とは、両者間の間隔を調整可能としており、ノズル開口から照射されるビーム角度を調節可能としていることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一つに記載のスプレー装置。
10. 前記照射装置は、ノズル内においてノズル軸線方向に位置調節可能に配置されていることを特徴とする請求項９に記載のスプレー装置。
11. 塗物を噴射するためのスプレーノズルの内部にノズル軸心と同軸にノズル開口に向けて可視光を照射する照射装置を内蔵させ、
    前記照射装置から照射されノズル開口を透過した可視光を被塗物表面に向けて放出し、
    前記放出された光の位置若しくは範囲を被塗物表面の照射ポイントとし、
    前記照射ポイントを視認しつつ前記スプレーノズルの方向を調整することを特徴とするスプレーポイント調整方法。
12. 前記照射装置は、スプレーノズルからの塗物の噴射時に可視光を照射することを特徴とする請求項１１に記載のスプレーポイント調整方法。
13. 前記照射装置は、ノズル内からノズル開口に向けて拡散光を照射し、
    前記ノズル開口を透過して放出されるビーム角度をノズルからの塗物の噴射角度に近似させるようにしたことを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のスプレーポイント調整方法。
14. 前記照射装置は、レーザビームを拡散レンズにより拡散させて照射するものであることを特徴とする請求項１３に記載のスプレーポイント調節方法。
15. 前記ビーム角度は、照射装置とノズル開口との間隔を調整することにより調節可能とすることを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載のスプレーポイント調節方法。

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