JP2009136797A - 液面高さ調整装置及び液面高さ調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無駄の少ない安価な構成で主液槽の液面を安定させること。
【解決手段】液面高さ調整装置１は、主液槽１１と、主液槽１１からオーバーフローした液体を受ける補助液槽１２と、主液槽１１の所定高さに開口して補助液槽１２に接続されるオーバーフロー通路１７と、補助液槽１２から主液槽１１に液体Ｐ給する供給通路１８と、主液槽１１の液面に対して補助液槽１２を上下動させるノズルホルダ及びシリンダとを備える。常時は補助液槽１２の液面をオーバーフロー通路１７との第１接続口２０よりも低い位置に維持し、かつ、第１接続口２０を主液槽１１のオーバーフロー通路１７の開口１９よりも低い位置に維持する。所定のタイミングで補助液槽１２における供給通路１８の開口２３が主液槽１１の供給通路１８との第２接続口２４よりも高い位置になるように補助液槽１２を上下動させることで、主液槽１１の液面高さを所定高さに維持する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、液槽内における液面の高さを調整する液面高さ調整装置及び液面高さ調整方法に関する。

従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１及び２に記載される技術が知られている。特に特許文献１には、被メッキ物を浸す主液槽内にオーバーフロー配管を設け、オーバーフロー配管から流出したメッキ液を受ける補助液槽を設け、補助液槽からポンプで主液槽へ配管を通じてメッキ液を循環させることにより、主液槽内の液面高さを所定の高さに維持するメッキ位置調整装置が記載されている。

ここで、機械部品に使われるパッキンを自由な形状に形成する機械発泡システム（ＦＩＰＧ）が知られている。そして、ＦＩＰＧ剤をワークに塗布するＦＩＰＧ塗布工程では、図５に示すように、ＦＩＰＧノズル４１の先端部をパラフィン液槽４２のパラフィンＰの中に浸すことにより、ＦＩＰＧノズル４１の先端部のＦＩＰＧ剤が乾燥しないようにしている。ＦＩＰＧノズル４１の先端部の乾燥を防ぐには、その先端部を確実にパラフィンＰに浸す必要がある。その反面、ＦＩＰＧノズル４１をパラフィンＰの中に深く浸し過ぎると、ＦＩＰＧノズル４１の外周にパラフィンＰが付着してしまい、パラフィン液槽４２からのパラフィンＰの持ち出しが多くなり、パラフィン液槽４２の液面がすぐに低下してしまう。また、図６に示すように、ＦＩＰＧノズル４１からパラフィンＰが滴り落ちてワーク等に付着するなどの悪影響が出るおそれがある。

ここで、パラフィン液槽４２の液面を一定に管理するために、特許文献１に記載の技術と同様、図７に示すオーバーフロー装置を使用することが考えられる。この装置は、主液槽４３内にオーバーフロー配管４４を設け、オーバーフロー配管４４から流れ出たパラフィンＰを受ける補助液槽４５を設け、補助液槽４５からポンプ４６により配管４７を通じて主液槽４３へパラフィンＰを循環させることにより、主液槽４３内の液面高さを所定の高さに維持するようになっている。

特開平５−９８４９０号公報 特開２００４−１３８３２１号公報

ところで、特許文献１に記載の技術を、主液槽内のメッキ液の消費が少ない用途に適用することが考えられる。あるいは、メッキ液以外の種類の液体につき、主液槽内の液体の消費が少ない用途に適用することも考えられる。これらの場合、ポンプで液体を補助液槽から主液槽へ常時循環させることは無駄である。また、ポンプを間欠運転することも考えられるが、この場合も毎回配管をメッキ液で満たすことは無駄である。

例えば、上記したＦＩＰＧ塗布工程で必要なパラフィンＰの量は極めて少量（多くても１００ｍｌ程度）である。これを管理するために、図７に示すオーバーフロー装置を用いてポンプ４６を動作させることも考えられる。しかし、この場合は、補充すべきパラフィンＰの量に比べてオーバーフロー装置が大掛かりになり過ぎる。また、常にポンプ４６を運転する必要がないので、ポンプ４６を間欠的に動作させれば十分ではある。しかし、ポンプ４６を間欠的に動作させるたびに配管４７をパラフィンＰで満たす必要があり、このことも補充すべきパラフィンＰの量に比べて管理が大げさ過ぎるものとなる。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、無駄の少ない安価な構成で主液槽の液面を安定させることを可能とした液面高さ調整装置及び液面高さ調整方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、液体を貯留する主液槽と、主液槽からオーバーフローした液体を受ける補助液槽と、主液槽の所定高さに開口して補助液槽に接続されるオーバーフロー通路と、補助液槽から主液槽に液体を供給する供給通路と、前記主液槽における液面に対して補助液槽を上下動させる駆動手段とを備えたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、駆動手段により補助液槽を主液槽における液面に対して上下動させることにより、主液槽における液面よりも補助液槽が上昇したときは、補助液槽から主液槽へ供給通路を通じて液体が供給される。一方、主液槽における液面よりも補助液槽が降下したときは、主液槽からオーバーフロー通路へオーバーフローした液体が補助液槽へ流れる。従って、主液槽における液面高さは、オーバーフロー通路の開口の位置により決まる所定の高さに維持される。また、補助液槽から主液槽へ液体を供給するために、ポンプ等の供給装置を使う必要がない。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、主液槽と、補助液槽と、主液槽の所定高さに開口して補助液槽に接続されるオーバーフロー通路と、補助液槽から主液槽に液体を供給する供給通路とを備えた液面高さ調整装置を使用することにより主液槽における液面高さを調整する液面高さ調整方法であって、常時は補助液槽における液面をオーバーフロー通路との第１接続口よりも低い位置に維持し、かつ、第１接続口を主液槽におけるオーバーフロー通路の開口よりも低い位置に維持し、所定のタイミングで補助液槽における供給通路の開口が主液槽の供給通路との第２接続口よりも高い位置になるように補助液槽を上下動させることにより、主液槽における液面高さを所定の高さに維持することを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、常時は、補助液槽における液面がオーバーフロー通路との第１接続口よりも低い位置に維持され、かつ、その第１接続口が主液槽におけるオーバーフロー通路の開口よりも低い位置に維持される。この状態では、主液槽でオーバーフローした液体は、オーバーフロー通路を通じて補助液槽へ流れ、補助液槽で溜められる。一方、所定のタイミングで補助液槽を上下動させることにより、補助液槽における供給通路の開口が主液槽の供給通路との第２接続口よりも高い位置になったときは、補助液槽から主液槽へ供給通路を通じて液体が供給され、主液槽における液面高さが所定の高さに維持される。従って、補助液槽から主液槽へ液体を供給するために、ポンプ等の供給装置を使う必要がない。

上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、主液槽は、ＦＩＰＧ剤をワークに塗布するＦＩＰＧノズルの乾燥を防止するための媒体を液体として貯留し、所定のタイミングとして、所定のＦＩＰＧ塗装サイクル毎に補助液槽を上下動させることを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項２に記載の発明において、ＦＩＰＧノズルの先端を主液槽の液体に浸すことで、ＦＩＰＧノズルの乾燥が防止される。また、所定のＦＩＰＧ塗布サイクル毎にＦＩＰＧノズルを液体に浸すことで主液槽の液面が目減りするが、そのＦＩＰＧ塗装サイクル毎に補助液槽を上下動させるので、主液槽における液面高さがＦＩＰＧ塗装サイクル毎に所定の高さに維持される。

請求項１に記載の発明によれば、無駄の少ない安価な構成で主液槽の液面を安定させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、無駄の少ない安価な構成で主液槽の液面を安定させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加え、液体消費量の少ないＦＩＰＧ塗布工程に適したかたちで主液槽における液面を適正に管理することができる。

以下、本発明における液面高さ調整装置及び液面高さ調整方法を具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

この実施形態では、本発明を、ＦＩＰＧノズルの乾燥を防止するために使用されるパラフィン液面高さ安定化装置（以下、単に「液面安定化装置」と言う。）に具体化して説明する。ＦＩＰＧ塗布工程では、ＦＩＰＧノズルの先端部のＦＩＰＧ剤が乾燥しないようにＦＩＰＧノズルの先端部をパラフィン液槽のパラフィンに浸す必要があり、そのパラフィン液槽におけるパラフィン液面を安定化する必要がある。そこで、この実施形態では、液面安定化装置を使用してパラフィン液面の高さを管理するようにしている。

図１に、この液面安定化装置１を含むＦＩＰＧ塗布装置２の主要概略構成を側面図により示す。図２に、この液面安定化装置１を含むＦＩＰＧ塗布装置２の主要概略構成を平面図により示す。液面安定化装置１は、ＦＩＰＧ塗布装置２に設けられる。ＦＩＰＧ塗布装置２は、ＦＩＰＧノズル３を保持するノズルホルダ４と、そのノズルホルダ４を上下動させるためのシリンダ５と、このシリンダ５を水平方向へ自在に移動させるための水平移動機構６とを備える。水平移動機構６は、その一部のみ図示した。これらシリンダ５及び水平移動機構６を駆使してノズルホルダ４と共にＦＩＰＧノズル３を移動させることにより、１つのワークＷの上端縁に沿ってＦＩＰＧ剤を塗布するようになっている。このＦＩＰＧ剤の塗布を終えたワークＷは、その作業位置から搬出され、空になった作業位置には新たなワークＷが搬入され、ワークＷの入れ替えが行われる。このように１つのワークＷにＦＩＰＧ剤を塗布して次のワークＷに入れ替えるまでの一連の工程を、ここでは「ＦＩＰＧ塗布サイクル」と言う。

この実施形態では、ワークＷの入れ替えを行う間に、ＦＩＰＧノズル３の先端部のＦＩＰＧ剤が乾燥しないように、そのノズル３の先端を乾燥防止用の媒体としてのパラフィンに浸すようになっている。そのために、ＦＩＰＧ塗布装置２には、液体状のパラフィンＰを貯留した主液槽１１が設けられ、そのパラフィンＰの中にＦＩＰＧノズル３の先端を浸すようになっている。

次に、液面安定化装置１について詳しく説明する。図１，２に示すように、この液面安定化装置１は、主液槽１１の他に、主液槽１１からオーバーフローしたパラフィンＰを受ける補助液槽１２を備える。主液槽１１と補助液槽１２は、同じテーブル１３の上に所定距離だけ隔てて置かれる。主液槽１１と補助液槽１３は、互いに配管１４により接続される。補助液槽１２の背面にはフック１５が突設される。一方、ノズルホルダ４の下端には、フック１５に係合可能な爪１６が突設される。そして、ＦＩＰＧ塗布サイクルの最終段階において、図１に２点鎖線で示すように、ノズルホルダ４が補助液槽１２の背面側に回って爪１６をフック１５に係合させる。この係合状態でシリンダ５を動作させてノズルホルダ４を一度上下動させることにより、補助液槽１２を一度上下動させるようになっている。この実施形態では、補助液槽１２の周囲に、補助液槽１２を上下動可能に案内するガイドフレーム（図示略）が設けられる。このガイドフレームにより、補助液槽１２を安定させて上下動させることができる。

ここで、図３，４に、液面安定化装置１の構成を概念図（断面図）により示す。この装置１は、主液槽１１及び補助液槽１２の他に、主液槽１１の中の所定高さに開口して補助液槽１２に接続されたオーバーフロー通路１７と、補助液槽１２から主液槽１１にパラフィンＰを供給する供給通路１８とを備える。これらオーバーフロー通路１７及び供給通路１８は、上記した配管１４より構成される。オーバーフロー通路１７及び供給通路１８を構成する配管１４は、補助液槽１２の上下動に合わせてある程度伸縮可能に構成される。また、この実施形態で、ノズルホルダ４及びシリンダ５は、補助液槽１２を上下動させるための本発明の駆動手段に相当する。図３，４に示すように、ＦＩＰＧノズル３は、主液槽１１における液面の近傍にて、同ノズル３の先端だけをわずかにパラフィンＰに浸すようにしている。その浸す深さは「１〜２ｍｍ程度」である。

オーバーフロー通路１７は、その入口側端部１７ａが主液槽１１の中に垂直に配置され、その開口１９が上方へ向いて配置される。オーバーフロー通路１７の出口側端部１７ｂは補助液槽１２の側壁の第１接続口２０に接続される。この出口側端部１７ｂの開口２１は、横方向を向いて配置される。オーバーフロー通路１７の途中には、パラフィンＰの余剰分を貯留するリザーバ２２が設けられる。供給通路１８は、その入口側端部１８ａが補助液槽１２の側壁に接続され、その開口２３が横方向を向いて配置される。供給通路１８の出口側端部１８ｂは、主液槽１１の側壁の第２接続口２４に接続される。この出口側端部１８ｂは、Ｔ字形をなし、垂直に配置された垂直部１８ｃを含む。

この実施形態では、図３に示すように、常時は、補助液槽１２におけるパラフィンＰの液面をオーバーフロー通路１７との第１接続口２０よりも低い位置に維持し、かつ、その第１接続口２０を主液槽１１のオーバーフロー通路１７の開口１９よりも低い位置に維持する。一方、所定のタイミングで、図４に示すように、補助液槽１２における供給通路１８の開口２３が主液槽１１の供給通路１８との第２接続口２４よりも高い位置になるように補助液槽１２を一度上下動させる。これにより、主液槽１１におけるパラフィンＰの液面高さを所定の高さに維持するようにしている。この実施形態では、所定のタイミングとして、上記したＦＩＰＧ塗装サイクル毎に補助液槽１２を一度上下動させるようになっている。具体的には、ＦＩＰＧ塗布サイクルの最終段階において、ＦＩＰＧノズル３の先端を主液槽１１のパラフィンＰに浸す前のタイミングに、ノズルホルダ４を補助液槽１２の背面側に移動させ、爪１６をフック１５に係合させてノズルホルダ４を一度上下動させることにより、補助液槽１２を一度上下動させるようになっている。

以上説明したこの実施形態の液面高さ調整装置及び液面高さ調整方法によれば、常時は、図３に示すように、補助液槽１２におけるパラフィンＰの液面がオーバーフロー通路１７との第１接続口２０よりも低い位置に維持され、かつ、その第１接続口２０が主液槽１１におけるオーバーフロー通路１７の開口１９よりも低い位置になるよう主液槽１１と補助液槽１２が配置される。この状態では、主液槽１１のパラフィンＰにＦＩＰＧノズル３の先端を浸すことで主液槽１１にてオーバーフローしたパラフィンＰが、オーバーフロー通路１７を通じて補助液槽１２へ流れ、補助液槽１７で一旦溜められる。

その後、一連のＦＩＰＧ塗布サイクルの最終段階にて、図４に示すように、ノズルホルダ４及びシリンダ５により補助液槽１２を一度上下動させることにより、補助液槽１２における供給通路１８の開口２２が主液槽１１の供給通路１８との第２接続口２４よりも高い位置に一旦配置される。このとき、補助液槽１２から主液槽１１へ供給通路１８を通じてパラフィンＰが供給される。このとき主液槽１１にてオーバーフローした分のパラフィンＰは、オーバーフロー通路１７へ排出される。この時点では、補助液槽１２の方がリザーバ２１よりも高い位置にあるので、オーバーフロー通路１７から補助液槽１２へはパラフィンＰが流れることはない。このため、オーバーフロー通路１７で収容しきれない分のパラフィンＰは、リザーバ２１にて一時的に溜められる。これにより、主液槽１１におけるパラフィンＰの液面が、オーバーフロー通路１７の開口１９により決定される高さに維持される。また、この実施形態では、補助液槽１２を上下動させるだけで補助液槽１２から主液槽１１へパラフィンＰが供給されるので、主液槽１１へパラフィンＰを供給するために、特別なポンプ等の供給装置を使う必要がない。つまり、この実施形態では、従来例のように、常時ポンプを駆動したり、ポンプの駆動により配管をパラフィンで満たす無駄な運転を行う必要がない。このため、無駄の少ない安価な構成で主液槽１１におけるパラフィンＰの液面を安定的に維持することができる。

また、この実施形態では、所定のＦＩＰＧ塗装サイクル毎に補助液槽１２を一度上下動させるので、主液槽１１におけるパラフィンＰの液面高さがＦＩＰＧ塗装サイクル毎に所定の高さに維持される。このため、パラフィンＰの消費量が少ないＦＩＰＧ塗布工程に適したかたちで、主液槽１１におけるパラフィンＰの液面を適正に管理することができる。また、その液面管理のために液面高さを測定する必要がなく、液面管理を簡略化することができる。加えて、この実施形態では、ワークＷの入れ替えを行う間を利用して補助液槽１２が上下動されるので、補助液槽１２を上下動させるために特別な工程を設ける必要がない。このため、ＦＩＰＧ塗布工程の効率低下を防止することができる。

更に、この実施形態では、補助液槽１２を上下動させるためにＦＩＰＧ塗布装置２のノズルホルダ４とシリンダ５を使用しているので、補助液槽１２を上下動させるために特別な機構を別途設ける必要がなく、液面安定化装置１の簡略化を図ることができる。

なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。

（１）前記実施形態では、パラフィンＰを液体としてその液面を管理するように構成したが、液体の種類に関係なく、液体の粘度がそれほど大きくなければ、他の種類の液体にも同様に適用することができる。

（２）前記実施形態では、ＦＩＰＧ塗布工程にて使用されるＦＩＰＧノズル３のためにパラフィン液面を管理するように構成した。これに対し、パラフィン以外の液体につき、本実施形態とは異なる分野にて少量の液体の液面を管理するように構成することもできる。

（３）前記実施形態では、オーバーフロー通路１７にリザーバ２１を設けたが、オーバーフロー通路の容量がある程度大きい場合は、同通路そのものにリザーバ機能を持たせることができるので、特別なリザーバを省略することもできる。

液面安定化装置を含むＦＩＰＧ塗布装置の主要概略構成を示す側面図。 液面安定化装置を含むＦＩＰＧ塗布装置の主要概略構成を示す平面図。 液面安定化装置の構成を示す概念図。 液面安定化装置の構成を示す概念図。 従来例に係り、パラフィン液槽の中にノズルを浸した状態を示す概念図。 ノズル先端部を示す概念図。 従来例のオーバーフロー装置を示す概念図。

符号の説明

１ 液面安定化装置
３ ＦＩＰＧノズル
４ ノズルホルダ（駆動手段）
５ シリンダ（駆動手段）
１１ 主液槽
１２ 補助液槽
１７ オーバーフロー通路
１８ 供給通路
１９ 開口
２０ 第１の接続口
２１ 開口
２３ 開口
２４ 第２接続口
Ｐ パラフィン

Claims (3)

1. 液体を貯留する主液槽と、
   前記主液槽からオーバーフローした液体を受ける補助液槽と、
   前記主液槽の所定高さに開口して前記補助液槽に接続されるオーバーフロー通路と、
   前記補助液槽から前記主液槽に液体を供給する供給通路と、
   前記主液槽における液面に対して前記補助液槽を上下動させる駆動手段と
   を備えたことを特徴とする液面高さ調整装置。
2. 主液槽と、補助液槽と、前記主液槽の所定高さに開口して前記補助液槽に接続されるオーバーフロー通路と、前記補助液槽から前記主液槽に液体を供給する供給通路とを備えた液面高さ調整装置を使用することにより前記主液槽における液面高さを調整する液面高さ調整方法であって、
   常時は前記補助液槽における液面を前記オーバーフロー通路との第１接続口よりも低い位置に維持し、かつ、前記第１接続口を前記主液槽におけるオーバーフロー通路の開口よりも低い位置に維持し、所定のタイミングで前記補助液槽における前記供給通路の開口が前記主液槽の供給通路との第２接続口よりも高い位置になるように前記補助液槽を上下動させることにより、前記主液槽における液面高さを所定の高さに維持することを特徴とする液面高さ調整方法。
3. 前記主液槽は、ＦＩＰＧ剤をワークに塗布するＦＩＰＧノズルの乾燥を防止するための媒体を液体として貯留し、前記所定のタイミングとして、所定のＦＩＰＧ塗装サイクル毎に前記補助液槽を上下動させることを特徴とする請求項２に記載の液面高さ調整方法。

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