JP2015085247A - 吐出システム - Google Patents

Abstract

【課題】吐出装置に対する流動体補充のために接続及び離反を繰り返したとしても、流動体中に含まれている粒子状物質の影響により吐出装置及び補充装置の接続部分が摩耗することを最小限に抑制可能な吐出システムの提供を目的とした。【解決手段】吐出システム１０は、流動体を吐出させることが可能な吐出装置２０と、流動体を吐出装置２０に補充可能な補充装置１００とを有し、吐出装置２０側に設けられた吐出側接続具８０を補充装置１００側に設けられた補充側接続具１３４に差し込んで接続することで、補充装置１００側から吐出装置２０側に流動体を補充可能なものである。吐出側接続具８０及び補充側接続具１３４の間に形成されるクリアランスの大きさｄが、流動体を構成する粒子状物質の粒度分布に基づいて設定されている。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車組立工場等においてシール剤や接着剤等の流動体を各種部品に塗布すること、あるいはグリース等の流動体を容器に補充すること等の用途に用いることが可能な吐出システムに関する。

従来、下記特許文献１に開示されている機能性流動材の塗布装置及び塗布方法、あるいは特許文献２に開示されている流動体用継手及び塗布装置等が、自動車組立工場等においてシール剤や接着剤等の流動体を塗布する等の用途に用いられている。特許文献１に係る塗布装置は、塗布ユニットと、補充ユニットとを備えた構成とされている。この塗布装置においては、塗布ユニットが、機能性流動材を吐出する吐出ガンと、機能性流動材を吐出ガンへ供給する供給機とを有するものとされている。また、補充ユニットは、補充口から補充筒部へ機能性流動材を補充するものとされている。このような構成を採用することにより、機能性流動材を吐出ガンまで供給するための長距離の配管を不要とし、配管長の大幅短縮を図り、及び流動材の温度調整用の温調装置と送液ポンプを必要最小限のものとしている。

また、特許文献２に開示されている流動体用継手及び塗布装置についても、特許文献１と同様に流体をタンクから吐出機に供給するための大掛かりな配管設備や、流体を移送するための高圧ポンプを不要とすることを目的としたものである。特許文献２の従来技術においては、シール剤等の流体を供給するための第１〜第３供給部と、第１〜第３のそれぞれの供給部等に対して流体用継手を介して着脱自在に装着される第１〜第３吐出機とを設けている。また、第１〜第３吐出機については、それぞれ装着された供給部から供給される流体を貯留するためのタンクを備えており、このタンク内の流体を吐出可能とされている。また、第１〜第３吐出機については、それぞれ第２継手を介してロボットのアームに着脱可能とされている。

特開２００４−１５４７３３号公報 特開２００７−２７５７６９号公報

上述したように、吐出用の流動体を吐出させるための吐出装置と、吐出装置に対して流動体を補充する補充装置とを接続及び離反可能なように設け、両者を接続することにより補充装置側から吐出装置側に流動体を補充可能とした吐出システムが種々提供されている。

ここで、吐出システムにおいては、粒子状の物質が含まれた流動体（スラリー液）を用いることが想定される。また、このような流動体を取り扱う場合には、流動体に含まれる粒子状物質が吐出装置及び補充装置の接続部分のクリアランスに挟み込まれることが想定される。そのため、吐出装置及び補充装置のクリアランスが流動体中に含まれている粒子状物質の大きさよりも小さいと、流動体の補充のために粒子状物質を噛み込んだ状態で接続及び離反を繰り返すうちに吐出装置及び補充装置の接続部分が摩耗してしまう懸念がある。吐出装置及び補充装置の接続部分が摩耗すると、摩耗箇所に形成された隙間から流動体中への摩耗物の混入や、流動体を補充する作業に伴い摩耗部分から流動体が漏洩する等の二次的な問題が発生する懸念もある。

そこで、本発明は、吐出装置に対する流動体補充のために接続及び離反を繰り返したとしても、流動体中に含まれている粒子状物質の影響により吐出装置及び補充装置の接続部分が摩耗することを最小限に抑制可能な吐出システムの提供を目的とした。

上述した課題を解決すべく提供される本発明の吐出システムは、流動体を吐出させることが可能な吐出装置と、流動体を前記吐出装置に補充可能な補充装置とを有し、前記吐出装置側に設けられた吐出側接続具、及び前記補充装置側に設けられた補充側接続具のうち一方を他方に対して差し込んで接続することで、前記補充装置側から前記吐出装置側に流動体を補充可能なものであり、前記吐出側接続具及び前記補充側接続具の接続状態において形成されるクリアランスが、前記流動体を構成する粒子状物質の粒度分布に基づいて設定されることを特徴とするものである。

本発明の吐出システムにおいては、流動体を構成する粒子状物質の粒度分布を考慮し、吐出側接続具及び補充側接続具の接続状態において形成されるクリアランスが設定されている。そのため、本発明の吐出システムによれば、粒子状物質が含まれているような流動体を取り扱う場合であっても、この粒子状物質の影響により吐出側接続具や補充側接続具が摩耗することを最小限に抑制できる。

上述した本発明の吐出システムは、前記クリアランスが、前記粒度分布の中央値以上の大きさとされたものとすることが可能である。

かかる構成とすることにより、粒度分布の中央値以上に相当する大きな粒子状物質がクリアランスに噛み込むことを回避し、吐出側接続具及び補充側接続具の接続部分における摩耗を最小限に抑制できる。

上述した本発明の吐出システムは、前記クリアランスが、前記粒度分布のモード径以上の大きさとされたものとすることも可能である。

本発明の吐出システムにおいては、流動体に含まれる粒子において最も出現比率が高い粒子径、すなわち粒度分布の極大値であるモード径をクリアランスの設定基準としている。従って、本発明のように、吐出側接続具及び補充側接続具のクリアランスをモード径よりも大きくなるように設定することにより、両接続具の摩耗を最小限に抑制できる。

上述した本発明の吐出システムは、前記クリアランスが、前記粒度分布のメジアン径以上の大きさとされたものとすることも可能である。

本発明の吐出システムにおいては、メジアン径をクリアランスの設定基準とし、吐出側接続具及び補充側接続具のクリアランスがメジアン径よりも大きくなるように設定されている。このような構成とすることによっても、吐出側接続具及び補充側接続具の接続及び離反に伴う摩耗を最小限に抑制できる。

上述した本発明の吐出システムは、前記クリアランスが、前記粒度分布の平均径以上の大きさとされたものであっても良い。

本発明の吐出システムにおいては、クリアランスの設定基準として粒度分布の平均径を採用しており、吐出側接続具及び補充側接続具のクリアランスが平均径よりも大きくなるように設定されている。このような構成とすることにより、吐出側接続具及び補充側接続具の接続及び離反に伴う摩耗を最小限に抑制できる。

上述した本発明の吐出システムは、前記クリアランスが、前記粒度分布の中央値、モード径、メジアン径、及び平均径のうち最も大きなもの以上の大きさとされることが望ましい。

本発明の吐出システムでは、粒度分布について中央値、モード径、メジアン径、及び平均径を導出し、これらのうち最も大きなもの以上となるようにクリアランスが設定されている。すなわち、本発明の吐出システムでは、粒度分布を中央値、モード径、メジアン径、及び平均径の観点から総合的に評価し、クリアランスの最適化を図っている。従って、本発明の吐出システムによれば、吐出側接続具及び補充側接続具の接続及び離反に伴う摩耗をより一層確実に低減させることが可能となる。

また、上述した本発明の吐出システムは、前記粒度分布における標準偏差をσとした場合において、前記クリアランスが、前記標準偏差σの所定倍に相当するｎ・σ値以上とされたものであることが好ましい。

かかる構成とすることにより、粒度分布における標準偏差σの所定倍に相当するｎ・σ値の範囲を超える大きな粒子状物質が吐出側接続具及び補充側接続具のクリアランスに噛み込むことを抑制できる。これにより、吐出側接続具及び前記補充側接続具の接続部分における摩耗を最小限に抑制できる。

上述した本発明の吐出システムは、前記クリアランスが、前記粒度分布の中央値、及び前記粒度分布における標準偏差をσの所定倍に相当するｎ・σ値のうち大きい方の粒度以上の大きさに設定されたものであることがより一層好ましい。

本発明の吐出システムにおいては、粒度分布の中央値及びｎ・σ値の双方の観点からクリアランスの大きさを考慮し、設定している。すなわち、本発明の吐出システムにおいては、粒度分布の中央値及びｎ・σ値のうち大きな方をクリアランスを設定するための基準値として採用し、この基準値よりも大きくなるようにクリアランスを調整している。そのため、吐出側接続具及び前記補充側接続具の接続部分における摩耗をより一層確実に抑制できる。

上述した本発明の吐出システムは、前記吐出側接続具及び前記補充側接続具のいずれか一方又は双方の表面であって、前記吐出側接続具及び前記補充側接続具の接続及び離反に際して摺動する摺動部の硬度が、前記粒子状物質の硬度以上とされているものであることが望ましい。

かかる構成とすることにより、吐出側接続具及び前記補充側接続具の接続及び離反に際して摺動する摺動部が、粒子状物質の影響により摩耗することを抑制できる。

上述した本発明の吐出システムは、前記吐出装置が、動力を受けて偏心回転する雄ねじ型のロータと、内周面が雌ねじ型に形成されたステータとを有する一軸偏心ねじポンプを備えたものである場合に好適である。

本発明の吐出システムでは、吐出装置が一軸偏心ねじポンプを備えたものとされているため、流動体が粒子状物質を含むようなものであったとしても、脈動等させることなく流動体を定量的かつ安定的に吐出させることができる。従って、本発明は、吐出装置が一軸偏心ねじポンプを備えたものであり、粒子状物質を含む流動体が使用される用途において好適である。

本発明によれば、吐出装置に対する流動体補充のために接続及び離反を繰り返したとしても、流動体中に含まれている粒子状物質の影響により吐出装置及び補充装置の接続部分が摩耗することを最小限に抑制可能な吐出システムを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る吐出システムの概要を示す説明図である。 図１の吐出システムにおいて採用されている吐出装置を示す図であり、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は断面図、（ｄ）は平面図、（ｅ）は斜視図である。 図２の吐出装置に採用されている吐出側緩衝部を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は斜視図、（ｄ）は平面図である。 図２の吐出装置に採用されている吐出部の構造を示す断面図である。 図１の吐出システムにおいて採用されている補充装置の分解斜視図である。 図５の補充装置の密閉空間形成体を除く部位を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は断面図である。 図１の吐出システムの動作を示すフローチャートである。 図１の吐出システムの動作を示すタイミングチャートである。 図１の吐出システムに係る動作の第一段階を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面視した状態における断面図、（ｃ）は正面図である。 図１の吐出システムに係る動作の第二段階を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面視した状態における断面図、（ｃ）は正面図である。 図１の吐出システムに係る動作の第三段階を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面視した状態における断面図、（ｃ）は正面図である。 （ａ），（ｂ）はそれぞれ図１の吐出システムに係る動作の第四段階及び第五段階における平面図、（ｃ），（ｄ）はそれぞれ動作の第四段階及び第五段階における離反防止機構の状態を示す拡大図、（ｅ），（ｆ）はそれぞれ動作の第四段階及び第五段階における断面図である。 図１の吐出システムにおいて吐出装置と補充装置とが接続された状態を示す斜視図である。 図２に示す吐出装置の第一の変形例を示す図であり、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は斜視図である。 図２に示す吐出装置の第二の変形例を示す図であり、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は断面図、（ｄ）は斜視図である。 図１５に示す吐出装置と補充装置との接続動作について順を追って記した図面であり、（ａ）〜（ｄ）は吐出装置及び補充装置を左側方から見た状態を示し、（ｅ）〜（ｈ）はそれぞれ（ａ）〜（ｄ）の要部を拡大した断面図であり、（ｉ）は吐出装置と補充装置とが接続された状態を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、吐出側接続具及び補充側接続具の一例について、接続過程における動作の様子を示した断面図である。 吐出システムの動作の変形例を示したフローチャートである。 （ａ）は吐出側接続具及び補充側接続具とクリアランスの大きさの関係を示した説明図、（ｂ）は流動体中に含まれる粒子状物質の粒度分布（頻度分布）の一例を示した説明図、（ｃ）は流動体中に含まれる粒子状物質の粒度分布（累積分布）の一例を示した説明図である。

≪吐出システム１０の装置構成について≫
以下、本発明の一実施形態に係る吐出システム１０について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本実施形態の吐出システム１０は、吐出装置２０及び補充装置１００を接続するための接続装置１４０の構成に特徴を有するが、以下の説明においては先ず吐出システム１０の全体構成及び動作を説明し、それに続いて接続装置１４０の構成について詳細に説明する。

≪吐出システム１０の全体構成について≫
図１に示すように、吐出システム１０は、吐出装置２０と、補充装置１００と、流動体供給装置１６０と、制御装置１７０とを主要な構成として備えている。吐出システム１０は、吐出装置２０を補充装置１００に対して接続することにより、流動体供給装置１６０から供給されてきた流動体を吐出装置２０に対して補充可能とされている。また、吐出システム１０は、吐出装置２０を補充装置１００から分離させた状態で作動させることにより、補充されている流動体を塗布等のために吐出可能とされている。すなわち、吐出システム１０は、吐出装置２０に対して流動体供給用の配管あるいはホース等を非接続の状態において、補充装置１００や流動体供給装置１６０に対して独立的に吐出装置２０を作動させ、流動体を塗布等することができるシステム構成とされている。

図２に示すように、吐出装置２０は、吐出側緩衝部２２（緩衝装置）と、吐出部２４と、吐出側脱着部２６とを具備している。吐出側緩衝部２２は、吐出用の流動体を吐出部２４に補充するために吐出装置２０と補充装置１００とを接続あるいは分離することに伴う吐出装置２０の内圧変動を緩衝するために設けられたものである。吐出側緩衝部２２は、タンク等の容器によって構成することが可能であるが、本実施形態では、本実施形態では吐出側緩衝部２２として図３に示すようなシリンダ機構３０を備えたものが採用されている。

具体的には、図３（ｂ）に示すように、吐出側緩衝部２２は、いわゆるエアシリンダによって構成されたシリンダ機構３０を備えている。シリンダ機構３０は、ケーシング３２と、ピストン３４とを備えている。図３（ｃ）に示すように、吐出側緩衝部２２は、駆動源たる空気供給源から圧縮空気を供給可能とされている。

図３（ｂ）に示すように、ケーシング３２は、下側ケーシング３８と、上側ケーシング４０との組み合わせによって構成される容器である。下側ケーシング３８と上側ケーシング４０との接続部分には、それぞれ雌ネジ３８ａ及び雄ネジ４０ａが形成されており、両者を螺合させることによりケーシング３２が組み立てられている。また、下側ケーシング３８の下端部（雌ネジ３８ａとは反対側）には、接続部３８ｂが設けられている。

ピストン３４は、ケーシング３２の内部において、ケーシング３２の軸線方向に自由にスライド可能とされている。ピストン３４は、ピストン本体３４ａに対してピストンアダプタ３４ｂを介してピストンロッド３４ｃを接続した構成とされている。ピストン３４は、ケーシング３２内の空間を上側ケーシング４０側の第一室４２と、下側ケーシング３８側の第二室４４とに区画している。第一室４２は、駆動源たる空気供給源から供給された圧縮空気がケーシング３２に設けられたポート４６を介して導入される区画であり、第二室４４は、流動体が流出入する区画である。シリンダ機構３０は、駆動源を作動させることにより、第二室４４の容積を変動させうる。第二室４４は、接続部３８ｂと連通しており、接続部３８ｂを介して第二室４４に対して流動体を流出入させることができる。

また、吐出側緩衝部２２には、ピストン３４の位置により補充量を検出するための補充量検出手段（図示せず）が設けられている。補充量検出手段は、いかなるものによって構成されていても良い。具体的には、ピストン３４に設けられたマグネット（図示せず）が検知範囲内に出入りすることにより接点がオン状態、及びオフ状態に切り替わるオートスイッチを補充量検出手段として採用し、ピストン３４の可動範囲の上限位置及び下限位置に設けた構成とすることができる。また、吐出側緩衝部２２の内圧を検知可能な圧力センサを補充量検出手段として採用することができる。この場合、内圧の上限値及び下限値を予め規定しておくことにより、内圧が上限値に達することでピストン３４が上限位置に到達したものと判断し、内圧が下限値に達することでピストン３４が上限位置に到達したものと判断することができる。

吐出部２４は、回転容積式のポンプによって構成されている。本実施形態において、吐出部２４は、いわゆる一軸偏心ねじポンプによって構成されている。吐出部２４は、ケーシング５０の内部に、ロータ５２、ステータ５４、及び動力伝達機構５６等を収容した構成とされている。ケーシング５０は、金属製で筒状の部材であり、長手方向一端側に第一開口部６０が設けられている。また、ケーシング５０の外周部分には、第二開口部６２が設けられている。第二開口部６２は、ケーシング５０の長手方向中間部分に位置する中間部６４においてケーシング５０の内部空間に連通している。

第一開口部６０及び第二開口部６２は、それぞれ吐出部２４をなす一軸偏心ねじポンプの吸込口及び吐出口として機能する部分である。吐出部２４は、ロータ５２を正方向に回転させることにより、第一開口部６０を吐出口、第二開口部６２を吸込口として機能させることができる。また、メンテナンス等のためにロータ５２を逆方向に回転させることにより、第一開口部６０を吸込口、第二開口部６２を吐出口として機能させ、ケーシング５０の内部空間等の洗浄等を行うことができる。

ステータ５４は、ゴム等の弾性体、又は樹脂等によって形成された略円筒形の外観形状を有する部材である。ステータ５４の内周壁６６は、ｎ条で単段あるいは多段の雌ネジ形状とされている。本実施形態においては、ステータ５４は、２条で多段の雌ねじ形状とされている。また、ステータ５４の貫通孔６８は、ステータ５４の長手方向のいずれの位置において断面視しても、その断面形状（開口形状）が略長円形となるように形成されている。

ロータ５２は、金属製の軸体であり、ｎ−１条で単段あるいは多段の雄ねじ形状とされている。本実施形態においては、ロータ５２は、１条で偏心した雄ねじ形状とされている。ロータ５２は、長手方向のいずれの位置で断面視しても、その断面形状が略真円形となるように形成されている。ロータ５２は、上述したステータ５４に形成された貫通孔６８に挿通され、貫通孔６８の内部において自由に偏心回転可能とされている。

ロータ５２をステータ５４に対して挿通すると、ロータ５２の外周壁７０とステータ５４の内周壁６６とが両者の接線で密接した状態になり、ステータ５４の内周壁６６とロータ５２の外周壁７０との間に流体搬送路７２（キャビティ）が形成される。流体搬送路７２は、ステータ５４やロータ５２の長手方向に向けて螺旋状に伸びている。

流体搬送路７２は、ロータ５２をステータ５４の貫通孔６８内において回転させると、ステータ５４内を回転しながらステータ５４の長手方向に進む。そのため、ロータ５２を回転させると、ステータ５４の一端側から流体搬送路７２内に流体を吸い込むと共に、この流体を流体搬送路７２内に閉じこめた状態でステータ５４の他端側に向けて移送し、ステータ５４の他端側において吐出させることが可能である。

動力伝達機構５６は、駆動機７４から上述したロータ５２に対して動力を伝達するためのものである。動力伝達機構５６は、動力伝達部７６と偏心回転部７８とを有する。動力伝達部７６は、ケーシング５０の長手方向の一端側に設けられている。また、偏心回転部７８は、中間部６４に設けられている。偏心回転部７８は、動力伝達部７６とロータ５２とを動力伝達可能なように接続する部分である。偏心回転部７８は、従来公知のカップリングロッドや、スクリューロッドなどによって構成された連結軸９８を備えている。そのため、偏心回転部７８は、駆動機７４を作動させることにより発生した回転動力をロータ５２に伝達させ、ロータ５２を偏心回転させることが可能である。

図２に示すように、吐出側脱着部２６は、上述した吐出部２４をなすケーシング５０に対して接続されている。図２（ｃ），（ｄ）に示すように、吐出側脱着部２６は、吐出側脱着部本体８０に対し、吐出側接続具８２とピン８４とを取り付けた構成とされている。吐出側脱着部本体８０は、円筒状の筒部８０ａの基端部に矩形状の接続部８０ｂを設けた構成とされている。筒部８０ａの先端側には、吐出側接続具８２を嵌め込むための嵌込部８０ｃが設けられている。また、筒部８０ａの内部には、嵌込部８０ｃから接続部８０ｂに亘って貫通するように連通路８０ｄが形成されている。吐出側脱着部本体８０は、連通路８０ｄと、吐出部２４に設けられた第二開口部６２とが連通した状態になるように位置決めされた状態でケーシング５０に対して取り付けられている。また、筒部８０ａの先端側の外周部には、Ｏリング等のシール部材８６が取り付けられている。

吐出側接続具８２は、後に詳述するように、補充装置１００に設けられた補充側接続具１３４との組み合わせにより、吐出装置２０と補充装置１００とを接続するための接続装置１４０を構成するものである。吐出側接続具８２は、補充側接続具１３４に差し込まれる雄型のプラグである。吐出側接続具８２は、吐出側脱着部本体８０の筒部８０ａに設けられた嵌込部８０ｃに嵌め込まれ、連通路８０ｄと連通している。

ピン８４は、後に詳述するように、補充装置１００側に設けられた鉤溝１４４との組み合わせにより離反防止機構１５０を構成するものであり、吐出装置２０と補充装置１００とを接続する際に両者を位置決めし、吐出装置２０と補充装置１００との離反を抑制するために使用される。ピン８４は、筒部８０ａの基端側（接続部８０ｂ側）の位置において、筒部８０ａの外周面に対して略垂直方向に突出するように設けられている。ピン８４は、筒部８０ａに対して２本、周方向に略１８０度の間隔を開けて設けられている。

図１に示すように、吐出装置２０は、いわゆる多関節ロボット等のように複数軸の自由度を有するマニピュレータ９０に対して取り付けられている。そのため、吐出装置２０をマニピュレータ９０により移動させつつ、吐出装置２０から流動体を吐出させることにより、予め規定されている流動体の塗布パターンに則って流動体を各種部品等に塗布することができる。また、図９〜図１２に示す順でマニピュレータ９０により吐出装置２０を移動等させ、吐出側接続具８２と後に詳述する補充側接続具１３４とを位置合わせした状態で近接させることにより、吐出装置２０と補充装置１００とを接続することができる。またこれとは逆の動作をさせることにより、吐出装置２０と補充装置１００とを分離させることができる。

補充装置１００は、吐出装置２０に対して流動体を補充するための補充ステーションとして機能するものである。図１及び図５に示すように、補充装置１００は、補充側緩衝部１０２（緩衝装置）と、補充側脱着部１０４と、バルブ１０６とを備えている。補充側緩衝部１０２は、吐出部２４に対する流動体の補充のために吐出装置２０及び補充装置１００を接続及び分離することに伴う補充装置１００内の内圧変動を緩衝するために設けられたものである。補充側緩衝部１０２は、タンク等の容器、あるいは上述した吐出側緩衝部２２と同様にシリンダ機構３０を備えたものとすることが可能であるが、本実施形態では図６（ｄ）に示すようなアブソーバ機構１１０を備えたものとされている。

具体的には、アブソーバ機構１１０は、ケーシング１１２と、ピストン１１４と、スプリング１１６とを備えており、スプリング１１６の弾性力を利用して作動させうる構成とされている。ケーシング１１２は、円筒状の筒体であり、軸線方向一端側に接続部１１８を有する。また、ピストン１１４は、ケーシング１１２の内部において軸線方向に自由にスライド可能とされている。ピストン１１４は、ピストン本体１１４ａに対してピストンロッド１１４ｂを接続した構成とされている。ケーシング１１２の内部空間は、ピストン本体１１４ａを介して一方側の第一室１２０と、他方側において接続部１１８と連通した第二室１２２とに区画されている。スプリング１１６は、第二室１２２内に設けられている。これにより、ピストン本体１１４ａが第一室１２０側に付勢されている。接続部１１８を介して流動体が流入すると、スプリング１１６の付勢力に反してピストン本体１１４ａが第二室１２２側に押し戻され、第一室１２０が拡張する。

図５に示すように、補充側脱着部１０４は、補充側脱着部本体１３０に対して密閉空間形成体１３２を接続して一体化した構成とされている。図５（ｄ）に示すように、補充側脱着部本体１３０は、中空の嵌込部１３０ａを有すると共に、嵌込部１３０ａと連続し天面側に突出するように形成された接続部１３０ｂとを備えている。嵌込部１３０ａには、後に詳述する補充側接続具１３４が嵌め込まれ、一体化されている。また、接続部１３０ｂの外周部には、Ｏリング等のシール部材１３６が装着されている。

また、補充側脱着部本体１３０は、嵌込部１３０ａと連通するように形成された連通路１３０ｃを備えている。さらに、連通路１３０ｃの両端には、接続用ポート１３０ｄ，１３０ｅが設けられている。接続用ポート１３０ｄには、補充側緩衝部１０２の接続部１１８が配管接続されている。また、接続用ポート１３０ｅには、バルブ１０６が配管接続されている。

補充側接続具１３４は、吐出装置２０側に設けられた吐出側接続具８２との組み合わせにより吐出装置２０と補充装置１００とを接続するための接続装置１４０を構成するものである。補充側接続具１３４は、吐出側接続具８２が差し込まれる雌型のソケットである。補充側接続具１３４には、例えばストップバルブ機構等のバルブ機構（図示せず）が内蔵されたものを使用することができる。補充側接続具１３４は、補充側脱着部本体１３０の嵌込部１３０ａに嵌め込まれて一体化され、補充側脱着部本体１３０内に形成された連通路１３０ｃと連通している。

図５に示すように、密閉空間形成体１３２は、上述した補充側脱着部本体１３０の天面側に着脱可能なように接続される筒状の部材である。具体的には、密閉空間形成体１３２は、周方向に複数（本実施形態では４つ）、軸線方向に延びるように設けられたボルト挿通孔１３２ａにボルト１３８を挿通し、補充側脱着部本体１３０の天面に設けられているネジ孔１３０ｆに各ボルト１３８を締結させることにより、補充側脱着部本体１３０と一体化されている。補充側脱着部本体１３０及び密閉空間形成体１３２の一体化に際し、密閉空間形成体１３２の底面（補充側脱着部本体１３０側）に設けられたピン孔（図示せず）、及び補充側脱着部本体１３０の天面側に設けられたピン孔１３０ｇに亘って位置決ピン１４２が装着される。これにより、補充側脱着部本体１３０及び密閉空間形成体１３２が周方向に一定の位置関係となるように位置決めされた状態で接続されている。また、接続部１３０ｂの外周部に装着されているシール部材１３６により、補充側脱着部本体１３０及び密閉空間形成体１３２の間がシールされている。

密閉空間形成体１３２をなす筒体の上端部（補充側脱着部本体１３０とは反対側の端部）には、鉤溝１４４が形成されている。鉤溝１４４は、吐出装置２０側に設けられているピン８４との組み合わせにより、離反防止機構１５０を構成するものである。離反防止機構１５０は、補充装置１００から吐出装置２０に向けて流動体を補充する際に作用する力により、吐出装置２０と補充装置１００とが離反しないように保持するための機構である。具体的には、鉤溝１４４は、正面視が略「Ｌ」字型の溝であり、密閉空間形成体１３２の上端部に向けて解放された溝部分と、密閉空間形成体１３２の周方向に延びるように形成された溝部分とが連続したものである。従って、吐出装置２０の吐出側脱着部２６に設けられたピン８４と鉤溝１４４とを位置合わせした状態において、吐出側脱着部２６を密閉空間形成体１３２内に差し込んで周方向に回転させることにより、ピン８４が鉤溝１４４から抜けないように係合させることができる。

密閉空間形成体１３２の外周部には、排気ポート（図示せず）が設けられている。排気ポートは、密閉空間形成体１３２の内外を連通するように接続されている。図１に示すように、密閉空間形成体１３２は、排気ポートを介して真空ポンプ等の減圧装置１４８に対して接続されている。

流動体供給装置１６０は、流動体が貯留された貯留槽１６２から流動体を汲み上げ、補充装置１００に圧送することができる。流動体供給装置１６０は、補充装置１００に設けられたバルブ１０６に対して配管接続されている。そのため、バルブ１０６を適宜開閉することにより、補充装置１００に対する流動体の供給制御を実施できる。

制御装置１７０は、吐出システム１０を構成する吐出装置２０、マニピュレータ９０、補充装置１００、流動体供給装置１６０等、各部の動作制御を実施するためのものである。制御装置１７０は、吐出装置２０による流動体の吐出動作、マニピュレータ９０の動作、吐出装置２０及び補充装置１００を中心として実施される流動体の補充動作等について、動作制御することができる。

≪吐出システム１０の動作について≫
以下、図７に示すフローチャート、及び図８に示すタイミングチャートを参照しつつ、上述した吐出システム１０の動作について吐出装置２０に対する流動体の補充動作を中心に説明する。吐出システム１０は、ステップ１において吐出装置２０が作動し、流動体の吐出動作が実施される。吐出装置２０の作動後、ステップ２において流動体を吐出装置２０に対して補充すべきであるとの要求が出力されたとの判断が制御装置１７０によってなされた場合には、制御フローがステップ３に移行する。ここで、吐出装置２０への流動体の補充要求の有無についての判断は種々の判断基準に基づいて実施することが可能であるが、例えば吐出装置２０に設けられた吐出側緩衝部２２の内圧を検知可能とされた圧力センサ（図示せず）が所定の圧力以下になることを条件として、吐出側緩衝部２２内においてピストン３４が下限位置に到達し、流動体の補充要求がオン状態になったものと判断することが可能である。また、ピストン３４の位置に応じてオンオフするオートスイッチを補充量検出手段として採用した場合には、このオートスイッチの検知結果に基づきピストン３４が下限位置に到達したとの判断がなされた場合に、流動体の補充要求がオン状態になったものと判断することができる。

ステップ２において流動体補充要求が有るものと判断され、制御フローがステップ３に移行すると、図９に示すようにマニピュレータ９０により吐出装置２０が補充装置１００側に移動される。その後、図１０に示すように、吐出装置２０側に設けられた吐出側脱着部本体８０の筒部８０ａが、補充装置１００側に設けられた筒状の密閉空間形成体１３２の上端部から差し込まれる。本段階（ステップ３）においては、図１０（ｂ）に示すように吐出装置２０側の吐出側接続具８２と補充側接続具１３４とが未接続の状態とされる。この状態においては、密閉空間形成体１３２の上端側において、筒部８０ａの外周に装着されているシール部材８６によって筒部８０ａの外周面と密閉空間形成体１３２の内周面との隙間がシールされた状態になる。一方、密閉空間形成体１３２の下端側においては、接続部１３０ｂの外周に装着されているシール部材１３６によって、接続部１３０ｂの外周面と密閉空間形成体１３２の内周面との隙間がシールされた状態になる。従って、ステップ３の状態においては、密閉空間形成体１３２の内側に密閉空間１３５が形成され、この密閉空間１３５内において吐出側接続具８２及び補充側接続具１３４が非接続状態で配置された状態とされる。

上述したようにして密閉空間形成体１３２内に密閉空間１３５が形成されると、制御フローがステップ４に移行する。ステップ４においては、密閉空間１３５を略真空状態とすべく、密閉空間形成体１３２の排気ポート１４６に配管接続された減圧装置１４８を作動させ、真空引きを開始する。なお、真空引きの開始の契機となる、筒部８０ａと密閉空間形成体１３２との接続状態の検知は、種々の方法により実施することが可能である。具体的には、筒部８０ａが密閉空間形成体１３２内に挿入されたことを検出するための真空リミットスイッチ１７２を図１３に示すように補充装置１００に隣接する位置に設けておき、この真空リミットスイッチ１７２から出力される信号に基づいて制御装置１７０が筒部８０ａが密閉空間形成体１３２に挿入され、密閉空間１３５が形成されたものと判断するようにすることができる。

ステップ４における真空引きの開始後、ステップ５において密閉空間１３５の真空度を検知するための真空センサ（図示せず）により目標とする真空度に到達したことが確認されると、制御フローがステップ６に移行する。ステップ６においては、制御装置１７０によるマニピュレータ９０の動作制御により、吐出装置２０が吐出側接続具８２の軸線方向に移動し、補充装置１００に近接する。この際、制御装置１７０からマニピュレータ９０には、補充装置１００に対して吐出装置２０を所定の速度Ｖ１で近接するように動作速度を制御する信号（動作速度制御信号）が出力される。これにより、図１１に示すように、密閉空間１３５内において、吐出側接続具８２及び補充側接続具１３４が速度Ｖ１で近接し、両接続具８２，１３４（接続装置１４０）が接続状態とされる。

接続装置１４０が接続状態とされると、ステップ７において離反防止機構１５０がロック状態とされる。具体的には、ステップ６において吐出側接続具８２と補充側接続具１３４とが接続される際には、図１２（ｃ）に示すように吐出側脱着部本体８０の外周部に設けられたピン８４についても密閉空間形成体１３２の軸線方向に進行し、密閉空間形成体１３２に設けられた鉤溝１４４に進入した状態になる。ステップ７においては、図１２（ａ）において矢印で示すようにマニピュレータ９０によって吐出装置２０を密閉空間形成体１３２の周方向に旋回させることにより、図１２（ｂ）に示すように吐出装置２０が回転すると共に、図１２（ｄ）に示すように鉤溝１４４内に沿ってピン８４が移動して係合した状態になる。これにより、離反防止機構１５０がロック状態になり、吐出装置２０と補充装置１００とが接続された状態になる。ピン８４が鉤溝１４４の終端部近傍に到達して離反防止機構１５０がロック状態になったことの検知は、種々の方法によって実施することが可能である。具体的には、ピン８４が鉤溝１４４の終端部近傍に到達する位置まで吐出装置２０が回動したことを検出するためのドッキング完了リミットスイッチ１７４（接続状態検知手段）を図１３に示すように補充装置１００に隣接する位置に設けておき、このドッキング完了リミットスイッチ１７４から出力される信号に基づいて吐出装置２０と補充装置１００とが接続され、離反防止機構１５０がロック状態になったのか否かを検出できる。

上述したようにして接続装置１４０の接続が完了し、離反防止機構１５０がロック状態とされると、ステップ８において減圧装置１４８が停止され、真空引きが終了される。その後、制御フローがステップ９に進み、補充装置１００から吐出装置２０への流動体の補充が開始される。具体的には、ステップ９においては、補充装置１００に設けられたバルブ１０６が開状態とされ、流動体供給装置１６０から圧送されてきた流動体が吐出側接続具８０及び補充側接続具１３４からなる接続装置１４０を介して吐出装置２０側に圧送される。すなわち、本実施形態では、上述したステップ７において吐出装置２０及び補充装置の接続がドッキング完了リミットスイッチによって検知されることを条件の一つとしつつ、さらにステップ８の真空引きが完了することを条件として、バルブ１０６が開状態とされる。吐出装置２０側に圧送された流動体は、吐出側脱着部２６を介して吐出部２４のケーシング５０内に補充される。ここで、上述したように、吐出装置２０及び補充装置１００には吐出側緩衝部２２及び補充側緩衝部１０２が設けられている。これにより、補充装置１００から吐出装置２０への流動体の補充に伴う内圧変動が緩衝され、吐出装置２０及び補充装置１００の内圧が大気圧近傍の低圧に維持される。

上述したようにして流動体の補充が開始されると、制御フローがステップ１０に進み、流動体が満状態になるまで吐出装置２０側に補充されたか否かの確認が制御装置１７０によってなされる。ここで、吐出装置２０に流動体が十分補充されたことを検出する方法等については、種々のものとすることができる。具体的には、吐出装置２０の吐出側緩衝部２２の内圧検知用の圧力センサ（図示せず）が所定の圧力以上を検出することを条件として流動体が十分に補充され、補充要求がオフ状態になったものと判断することが可能である。また、ピストン３４の位置に応じてオンオフするオートスイッチを補充量検出手段として採用した場合には、ピストン３４が上限位置に設けられたオートスイッチの検知領域に到達し、上限位置のオートスイッチがオン状態になった場合に、流動体の補充要求がオフ状態になったものと判断することができる。

ステップ１０において、吐出装置２０に対して流動体が満状態になるまで補充されたことが確認されると、制御フローがステップ１１に進められ、バルブ１０６が閉止状態とされる。これにより、補充装置１００から吐出装置２０への流動体の補充が完了する。このようにして流動体の補充が完了すると、制御フローがステップ１２に進められ、離反防止機構１５０が解除状態とされる。具体的には、マニピュレータ９０を作動させることにより、ステップ７において離反防止機構１５０をロック状態とした場合とは逆方向に向けて吐出装置２０を旋回させた後、吐出装置２０を補充装置１００から軸線方向に離反させる。このようにして、なすピン８４が鉤溝１４４から抜けた状態になると、離反防止機構１５０のロックが解除された状態になる。

離反防止機構１５０のロック解除が完了すると、制御フローがステップ１３に進む。ステップ１３においては、さらに吐出装置２０が補充装置１００から軸線方向に離反する方向に移動する。この際、制御装置１７０からマニピュレータ９０には、補充装置１００から吐出装置２０を所定の速度Ｖ２で離反させるように動作速度を制御する信号（動作速度制御信号）が出力される。この離反速度Ｖ２は、上述したステップ６における接続速度Ｖ１以下（｜Ｖ１｜≧｜Ｖ２｜）とされる。これにより、吐出側接続具８２及び補充側接続具１３４が接続動作時以下の速度Ｖ２で離反し、吐出側接続具８２が補充側接続具１３４から抜けて接続解除された状態になる。以上により、一連の動作フローが完了する。

≪接続装置１４０の詳細構造について≫
接続装置１４０は、上述したように、吐出側接続具８２及び補充側接続具１３４の組み合わせによって構成されている。以下、接続装置１４０をなす吐出側接続具８２及び補充側接続具１３４のそれぞれの構造について説明し、続いて両者の間に形成されるクリアランスの大きさについて説明する。

吐出側接続具８２は、図１７に示すようにシリンダ部８２ａの内部に軸線方向に摺動可能なピストン部８２ｂ（動作部）を有する。シリンダ部８２ａは、断面形状が軸線方向先端側に向けて凸形状となるように形成されており、先端側に挿入部８２ｆを有する。シリンダ部８２ａの内周側には、ピストン部８２ｂの外周面との間に流路８２ｃを構成する凹部８２ｄが形成されている。流路８２ｃは、連通路８０ｄと連通している。ピストン部８２ｂは、バネ８２ｅによってシリンダ部８２ａの軸線方向先端側に向けて付勢されている。ピストン部８２ｂは、バネ８２ｅによる付勢方向とは逆方向に押圧力を作用させることにより、軸線方向基端側に向けて摺動させ、流路８２ｃを開閉することができる。また、ピストン部８２ｂは、通路８２ｃ内で動作するのではなく、通路８２ｃを外れた位置において動作する。従って、流路８２ｃの開閉に際してピストン部８２ｂが軸線方向に摺動したとしても、流路８２ｃの容積は変化しない。

また、補充側接続具１３４には、図１７に示すようなソケットが採用されている。さらに詳細には、補充側接続具１３４は、シリンダ部１３４ａと、流路構成部１３４ｂと、軸線方向に摺動可能なピストン部１３４ｃ（動作部）とを備えている。シリンダ部１３４ａは、筒状の部材であり、上述した吐出側接続具８２の挿入部８２ｆを挿入可能な開口径を有する。流路構成部１３４ｂは、シリンダ部１３４ａと略同心となるように配置されている。流路構成部１３４ｂの内部には、流路１３４ｄが形成されている。補充側接続具１３４を嵌込部１３０ａに嵌め込んだ状態において、流路１３４ｄは、連通路１３０ｃと連通した状態になる。流路１３４ｄの末端部（連通路１３０ｃとの接続側とは反対側の端部）は、流路構成部１３４ｂの外面において開口している。

ピストン部１３４ｃは、シリンダ部１３４ａ及び流路構成部１３４ｂと略同心となるように配置されている。ピストン部１３４ｃは、流路構成部１３４ｂの表面に沿って摺動可能とされている。ピストン部１３４ｃは、バネ１３４ｅによってシリンダ部１３４ａ及び流路構成部１３４ｂの軸線方向先端側に向けて付勢されている。これにより、常時は、流路構成部１３４ｂに形成された流路１３４ｄの末端開口部分がピストン部の内周面によって閉塞されている。一方、ピストン部１３４ｃは、バネ１３４ｅによる付勢方向とは逆方向に押圧力を作用させることにより、軸線方向基端側に向けて摺動させることができる。

補充側接続具１３４は、バネ１３４ｅによる付勢力に反してピストン部１３４ｃを流路１３４ｄの末端開口部分よりも基端側に移動させることで流路１３４ｄを開いた状態とすることができる。また、付勢力によって先端側にピストン部１３４ｃが先端側に移動した状態においては、流路１３４ｄが閉じた状態になる。ピストン部１３４ｃは、通路１３４ｄ内ではなく、通路１３４ｄを外れた位置において動作する。従って、流路１３４ｄの開閉のためにピストン部１３４ｃが軸線方向に摺動しても、流路１３４ｄの容積変化は生じない。

補充側接続具１３４は、吐出側接続具８２を差し込むことで両者を接続状態とし、流路８２ｃ，１３４ｄを連通させることができる。具体的には、補充側接続具１３４に対して吐出側接続具８２を接続する場合には、吐出側接続具８２の挿入部８２ｆが補充側接続具１３４のシリンダ部１３４ａに差し込まれる。この際、図１７（ｂ）に示すように、補充側接続具１３４側のピストン部１３４ｃが、挿入部８２ｆによって押し込まれる。これに伴い、ピストン部１３４ｃは、バネ１３４ｅによる付勢方向とは逆向きに摺動する。一方、吐出側接続具８２側に設けられたピストン部８２ｂは、補充側接続具１３４側の流路構成部１３４ｂの先端部分によって軸線方向に押圧される。これにより、ピストン部８２ｂが、バネ８２ｅの付勢方向とは逆向きに摺動する。

上述したようにして吐出側接続具８２の挿入部８２ｆを補充側接続具１３４のシリンダ部１３４ａ内に差し込む動作を継続すると、やがて図１７（ｃ）に示すように、ピストン部８２ｂ，１３４ｃによって閉塞されていた流路８２ｃ，１３４ｄの末端開口部分が開き、互いに連通した状態になる。このようにして吐出側接続具８２及び補充側接続具１３４を接続する過程において、ピストン部８２ｂ，１３４ｃが動作するが、このとき流路８２ｃ，１３４ｄの容積変動が生じない。また、吐出側接続具８２及び補充側接続具１３４を離反（接続解除）させる場合についても、上述したのとは逆の動作を行うだけであり、流路８２ｃ，１３４ｄの容積変動が生じない。そのため、吐出側接続具８２及び補充側接続具１３４を接続・離反させても、流路８２ｃ，１３４ｄの容積変動に伴う流動体の圧力変動等が生じない。そのため、吐出側接続具８２及び補充側接続具１３４の接続動作及び離反動作の際に流動体が高圧になって漏洩したり、あるいは、流動体が負圧になって気泡が発生するなどの不具合を防止することができる。

なお、本実施形態では、吐出側接続具８２を雄型のソケットとし、補充側接続具１３４を雌型のソケットとした例を示したが、本発明はこれに限定される訳ではなく、ソケットの雌雄を入れ替えても良い。吐出側接続具８２を雌型、補充側接続具１３４を雄型とした場合には、流動体の補充作業に伴い吐出側接続具８２に付着する流動体の付着量を最小限に抑制でき、吐出側接続具８２からワーク等に対して予期せず流動体が落下する等の不具合を抑制できる。

続いて、吐出側接続具８２及び補充側接続具１３４のクリアランスについて説明する。吐出側接続具８２及び補充側接続具１３４のクリアランスについては、両接続具の摩耗を最小限に抑制可能なように設定されることが望ましい。また、吐出システム１０において取り扱う流動体の性質に応じて、クリアランスの適正化を図ることが望ましい。

具体的には、図１９（ａ）に示すように、補充側接続具１３４の内径をａ、吐出側接続具８２の先端部に取り付けられたＯリング等のシール部材８２ｘの外径をｂ、吐出側接続具８２の外径をｃ、吐出側接続具８２と補充側接続具１３４との間に形成されるクリアランスをｄとした場合、ｃ＜ａの関係、及び（ａ−ｃ）＝２ｄの関係が成立する。また、シール部材８２ｘが正常にシール性を発揮するためには、ｂ＞ａの関係が成立する必要がある。吐出側接続具８２及び補充側接続具１３４の摩耗を抑制するためには、少なくともクリアランスの大きさｄが正の値（ｄ＞０）である必要がある。

ここで、吐出システム１０において取り扱う流動体が粒子状の物質を含むものである場合には、この粒子状物質がクリアランス内に挟まり込むことが想定される。そのため、粒子状物質の中にクリアランスの大きさｄよりも大きなものが多数含まれている場合には、吐出側接続具８２及び補充側接続具１３４の摩耗が生じやすくなる懸念がある。

上述した懸念を解消するためには、粒子状物質の粒度分布に基づいてクリアランスｄの大きさを調整することが望ましい。具体的には、クリアランスｄの大きさを中央値Ｃ以上とすることにより、吐出側接続具８２及び補充側接続具１３４の摩耗を抑制できる（図１９（ｂ）参照）。

また、粒子状物質の粒度分布に基づいてクリアランスｄの大きさを調整するための指標として、上述した中央値Ｃに代えて、図１９（ｂ）に示すモード径Ｍ、メジアン径ｄ５０、あるいは図１９（ｃ）に示す平均径Ａｖを指標として採用し、クリアランスｄを指標とされる値（径）以上の大きさに設定することも可能である。さらに、粒子状物質の粒度分布に基づいてクリアランスｄの大きさを調整するための指標として、中央値Ｃ、モード径Ｍ、メジアン径ｄ５０、及び平均径Ａｖのうち最も大きなものを指標として採用し、クリアランスｄを指標とされる値（径）以上の大きさに設定することも可能である。これにより、粒度分布を中央値Ｃ、モード径Ｍ、メジアン径ｄ５０、及び平均径Ａｖの観点から総合的に評価し、クリアランスｄの最適化を図り、吐出側接続具８２及び補充側接続具１３４の摩耗をより一層確実に低減させることが可能となる。

また、流動体の粒度分布における標準偏差をσとした場合において、クリアランスの大きさｄを標準偏差σの所定倍に相当するｎ・σ以上と設定することとしても良い。さらに具体的には、クリアランスの大きさｄを＋６σに相当する粒度以上の大きさとすることにより、前述したような摩耗を解消しうる。また、流動体の粒度分布は多くの場合において正規分布とならない。そのため、中央値Ｃ及びｎ・σに相当する粒度を比較し、大きい方の粒度以上の大きさにクリアランスの大きさｄを設定することで、より一層確実に前述した摩耗を抑制しうる。

また、吐出側接続具８２及び補充側接続具１３４の摩耗を抑制するための方策として、吐出側接続具８２及び補充側接続具１３４のいずれか一方、又は双方の表面であって、接続及び離反に際して摺動する部分（図示例の摺動部８２ｙ，１３４ｙに相当）の硬度を、粒子状物質の硬度以上とすることが望ましい。また、粒子状物質の粒度分布を考慮してクリアランスの大きさｄを規定しつつ、粒子状物質の硬度を考慮して摺動部８２ｙ，１３４ｙの硬度を規定することで、前述した摩耗をさらに確実に防止しうる。本実施形態では、摺動部８２ｙ，１３４ｙの硬度が、粒子状物質の硬度以上とされている。

上述したように、本実施形態の吐出システム１０においては、流動体を構成する粒子状物質の粒度分布を考慮し、吐出側接続具８０及び補充側接続具１３４の接続状態において形成されるクリアランスの大きさｄが設定されている。具体的には、粒度分布の中央値Ｃ、モード径Ｍ、メジアン径ｄ５０、及び平均径Ａｖ、あるいは標準偏差σの所定倍に相当するｎ・σ値を考慮して設定されている。そのため、上述した吐出システム１０によれば、粒子状物質が含まれているような流動体を取り扱う場合であっても、粒子状物質の影響により吐出側接続具８０や補充側接続具１３４が摩耗することを最小限に抑制できる。

また、上述したように粒度分布の中央値Ｃ、モード径Ｍ、メジアン径ｄ５０、及び平均径Ａｖのうち最も大きなものを基準とし、クリアランスの大きさｄをこの基準以上の大きさとすることにより、様々な観点から粒度分布を総合的に評価し、クリアランスの最適化を図っている。同様に、クリアランスの大きさｄを粒度分布の中央値Ｃ、及びｎ・σ値のうち大きい方の粒度以上の大きさに設定することによっても、粒度分布を多角的に評価し、クリアランスの最適化を図ることが可能となる。

上述したように、本実施形態の吐出システム１０においては、接続状態検知手段により吐出装置２０及び補充装置１００の接続が検知されることを条件として、流動体供給装置１６０による流動体の供給が許容されるようにバルブ１０６を開状態とする制御（流動体の供給制御）がなされる。これにより、吐出装置２０及び補充装置１００の接続時に、流動体供給装置１６０側から作用する圧力の影響により流動体が漏れ出すことを抑制できる。

また、上述した実施形態では、補充装置１００に補充側脱着部１０４と、バルブ１０６とを備えると共に、補充側脱着部１０４が、補充側接続具１３４に連通した連通路１３０ｃを有し、バルブ１０６が、連通路１３０ｃに接続された構成とされている。そのため、バルブ１０６の開閉制御を実施することにより、補充側接続部１０４が高圧状態になることを回避できる。なお、本実施形態では、補充装置１００にバルブ１０６を内蔵させた例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、補充装置１００と流動体供給装置１６０とを繋ぐ管路の中途等、補充側接続具１３４よりも流動体の流れ方向上流側の位置にバルブ１０６を配しても良い。

上述した吐出システム１０では、吐出装置２０に対する流動体の補充量が所定量以上に達したことが検知されることを条件として、流動体供給装置１６０による流動体の供給が阻止されるようにバルブ１０６が閉止状態とされる。これにより、吐出装置２０に対する流動体の補充後、吐出装置２０を補充装置１００から切り離す際にも、流動体が予期せず漏洩することを防止できる。

上述したように、本実施形態の吐出システム１０においては、流動体を補充するために吐出装置２０側の吐出側接続具８２と補充装置１００側の補充側接続具１３４とを接続する接続動作が、減圧装置１４８により負圧状態とされた密閉空間１３５内において実施される。これにより、接続動作に伴って空気が吐出装置２０内及び補充装置１００内に進入する可能性を低減できる。従って、吐出システム１０によれば、空気混入に伴う流動体の吐出不良を最小限に抑制しうる。なお、本実施形態の吐出システム１０は、減圧装置１４８により密閉空間１３５を負圧状態とすることができる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、空気混入に伴う流動体の吐出不良等を考慮する必要がない場合には、密閉空間１５０を構成するための密閉空間形成体１３２や減圧装置１４８等の構成を省略することができる。またこの場合には、上述したステップ９においてバルブ１０６を開状態として流動体の圧送を開始するための条件から真空引きの完了に関する条件（ステップ８）を省略し、吐出装置２０及び補充装置の接続が検知されること（ステップ７）の条件を満足することをもってバルブ１０６を開状態とするようにしても良い。

上述した本実施形態の吐出システム１０は、吐出装置２０及び補充装置１００に、吐出装置２０及び補充装置１００の接続及び分離に伴う内部圧力の変動を緩衝するための緩衝装置として、吐出側緩衝部２２及び補充側緩衝部１０２が設けられている。これにより、吐出装置２０と補充装置１００との接続分離作業に際し、吐出装置２０内及び補充装置１００内が負圧になることを抑制し、両装置２０，１００内への空気の進入に伴う流動体の吐出不良をより一層確実に抑制しうる。

また、吐出システム１０においては、シリンダ機構を備えた吐出側緩衝部２２が、吐出装置２０側の緩衝装置として設けられている。吐出側緩衝部２２においては、補充作業時に第二室４４に流動体が流入するに連れてピストン３４が上昇し、第二室４４の容積が拡大する。吐出側緩衝部２２をこのように作動させることにより、吐出装置２０内が負圧になることを回避し、吐出装置２０内への空気の進入を抑制することができる。これにより、流動体の吐出不良をより一層確実に抑制しうる。

また、本実施形態の吐出システム１０においては、スプリング１１６の付勢力を利用して作動するアブソーバ機構を備えた補充側緩衝部１０２が、補充装置１００側の緩衝装置として設けられている。これにより、吐出装置２０を補充装置１００に対して接続及び分離することにに伴い、補充装置１００内が負圧になることを抑制することが可能となり、補充装置１００内への空気の進入を抑制できる。

本実施形態においては、シリンダ機構を備えた緩衝装置を吐出装置２０側の吐出側緩衝部２２として採用し、アブソーバ機構を備えた緩衝装置を補充装置１００側の補充側緩衝部１０２として設けた例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。具体的には、吐出装置２０側に設ける緩衝装置として、アブソーバ機構を備えた補充側緩衝部１０２に相当するものを設けても良い。同様に、補充装置１００側に設ける緩衝装置として、シリンダ機構を備えた吐出側緩衝部２２に相当するものを設けても良い。

本実施形態においては、吐出側緩衝部２２をなす緩衝装置、及び補充側緩衝部１０２をなす緩衝装置を、それぞれ吐出装置２０及び補充装置１００に対して一基ずつ設けた例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。具体的には、図１４に示すように、吐出装置２０は、吐出側緩衝部２２をなす緩衝装置を２基以上備えた構成であっても良い。

本実施形態においては、吐出装置２０及び補充装置１００に設ける緩衝装置の例として、シリンダ機構を備えた吐出側緩衝部２２及びアブソーバ機構を備えた吐出側緩衝部２２を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく他の形式のアキュムレータ、あるいは流動体を流出入させることが可能なタンクによって緩衝装置を構成しても良い。このような構成とすることによっても、接続分離作業に伴って吐出装置２０や補充装置１００の内部が負圧になることを抑制し、空気の混入に伴う流動体の吐出不良を回避しうる。

なお、本実施形態では、吐出側緩衝部２２及び補充側緩衝部１０２を設けた構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、吐出装置２０及び補充装置１００との接続分離作業に伴う空気の進入を考慮する必要がない場合等には、吐出側緩衝部２２及び補充側緩衝部１０２のいずれか一方又は双方を省略することが可能である。

本実施形態の吐出システム１０は、位置決めピン１４２及び鉤溝１４４からなる離反防止機構１５０を備えている。これにより、補充装置１００に対して流動体の補充のために接続された状態において、吐出装置２０が補充装置１００から離反することを確実に阻止することができる。なお、本実施形態で例示した離反防止機構１５０は一例に過ぎず、従来公知のボールキャッチをはじめとするキャッチや、フック、ファスナー等を離反防止機構１５０として用いることも可能である。また、吐出装置２０への流動体の補充に際して、吐出装置２０が補充装置１００から離反する等の問題が生じない場合には、離反防止機構１５０を設けなくても良い。

上述した吐出システム１０は、吐出装置２０の吐出部２４に一軸偏心ねじポンプを採用したものである。そのため、補充装置１００から吐出装置２０に補充された流動体を脈動等させることなく、定量的かつ安定的に吐出させることができる。また、吐出システム１０においては、空気の混入に伴う流動体の吐出不良が殆ど生じない。従って、吐出システム１０は、流動体の吐出性能が極めて高く、自動車組立工場等においてシール剤や接着剤等の流動体を各種部品に塗布する等の用途に好適に利用することができる。

上述した吐出システム１０においては、吐出装置２０の吐出側脱着部２６に設けられた吐出側接続具８２の軸線方向が、吐出部２４の軸線方向に対して交差（略直交）している。そのため、床などに設置された補充装置１００に対して吐出装置２０を接続する際には、吐出部２４が略水平となる姿勢にした上で、吐出装置２０を補充装置１００側に下降させることにより吐出側接続具８２を補充側接続具１３４に押し込むこととなる。従って、吐出装置２０を上述したような構成とした場合に、マニピュレータ９０の複雑な動作を伴うことなく吐出側接続具８２を補充側接続具１３４に対して確実に押し込み可能とするためには、マニピュレータ９０のアームを吐出部２４において吐出側接続具８２の軸線上の位置に取り付けることが望ましい。

これに対し、マニピュレータ９０のアームを吐出部２４の上端部等、吐出部２４の軸線上に取り付けた場合には、図１５に示すように吐出側接続具８２の軸線方向が吐出部２４の軸線方向に沿う（図示状態では略並行）となるように配置することが望ましい。かかる構成とした場合には、図１６（ａ）〜（ｉ）に示すように、吐出部２４を略垂直となる姿勢にした上で、吐出装置２０を補充装置１００側に下降させることにより、マニピュレータ９０の複雑な動作を伴うことなく吐出側接続具８２を補充側接続具１３４に押し込み、両者を接続した状態とし、流動体の補充作業を実施することができる。

また、本実施形態の吐出システム１０においては、補充装置１００側において、ボルト１３８を取り外すことにより、密閉空間形成体１３２を補充側脱着部本体１３０から取り外して補充側接続具１３４の清掃等のメンテナンスを行うことができる。なお、本実施形態においては、密閉空間形成体１３２を着脱可能とした例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、補充側着脱部本体１３０と密閉空間形成体１３２とが一体的に形成されたものであっても良い。

なお、本実施形態の吐出システム１０においては、流動体の補充のために吐出装置２０と補充装置１００との接続動作及び離反動作を実行する際に、離反動作時の動作速度が接続動作時の動作速度よりも高速であると、接続装置１４０において流動体を掻き取れずに外部に漏洩し、付着してしまうとの知見に基づき、吐出装置２０と補充装置１００との離反速度Ｖ２を接続速度Ｖ１以下（｜Ｖ１｜≧｜Ｖ２｜）となるように制御する例を示したが、必ずしもかかる制御を実行する必要はない。すなわち、接続装置１４０における流動体の外部漏洩等を考慮する必要がない場合、あるいは流動体の漏洩に対して他の方策を講じる場合には、吐出装置２０と補充装置１００との離反速度Ｖ２を接続速度Ｖ１よりも高速にする等しても良い。

≪接続状態検知手段の変形例、及び吐出システム１０の動作の変形例について≫
本実施形態では、吐出装置２０と補充装置１００との接続をドッキング完了リミットスイッチ１７４により検知し、これにより吐出装置２０と補充装置１００との接続が検知されることを条件として補充装置１００側から吐出装置２０側に流動体が補充される例を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。具体的には、上記実施形態は、離反防止機構１５０を設けた構成である。そのため、上記実施形態では、吐出側接続具８２と補充側接続具１３４とが接続されるだけでなく、吐出装置２０及び補充装置１００が離反防止機構１５０によりロック状態になる位置関係になることを吐出装置２０に対する流動体の補充開始条件とした。しかしながら、離反防止機構１５０によるロックが完了する前に流動体の補充を開始しても液漏れ等の問題が生じない場合や、離反防止機構１５０を設けない構成とした場合には、吐出側接続具８２と補充側接続具１３４とが接続された時点で流動体の補充を開始しても良い。従って、離反防止機構１５０によるロックが流動体の補充開始に際して必須でない場合や、離反防止機構１５０を設けない場合には、ドッキング完了リミットスイッチ１７４に代えて吐出側接続具８２及び補充側接続具１３４の接続を検知するための接続状態検知手段を設け、これにより接続が検知されることを流動体の補充開始条件としても良い。また、ドッキング完了リミットスイッチ１７４に代えてマニピュレータ９０の位置（移動座標）を検出可能とし、検出された位置（移動座標）を指標として吐出側接続具８２及び補充側接続具１３４の接続を検出しても良い。

具体的には、離反防止機構１５０を設けない場合には、図１８に示すフローチャートのように制御装置１７０によって動作制御することが可能である。すなわち、図１８のステップ１０１においては、吐出装置２０が作動し、流動体の吐出動作が実施される。

吐出装置２０の作動後、ステップ１０２において流動体を吐出装置２０に対して補充すべきであるとの要求が出力されたとの判断が制御装置１７０によってなされた場合には、制御フローがステップ１０３に移行する。ここで、ステップ１０２における補充要求の有無は、上述した図７に示す制御フローのステップ２と同様とすることができる。すなわち、吐出装置２０に設けられた吐出側緩衝部２２の内圧を検知可能とされた圧力センサ（図示せず）が所定の圧力以下になること等、種々の条件を基準として、補充要求の有無を判断することができる。ステップ１０２において流動体補充要求が有るものと判断された場合には、ステップ１０３にフローが進行する。

ステップ１０３では、吐出装置２０が補充装置１００側の所定位置まで移動するよう、制御装置１７０によりマニピュレータ９０の動作制御がなされる。吐出装置２０が所定位置に到達すると、ステップ１０４において、接続方向（本実施形態では、補充側接続具１３４の軸線方向下方側）に向けて吐出側接続具８２を移動させる動作制御が、制御装置１７０によって実行される。これにより、補充側接続具１３４に対する吐出側接続具８２の接続が開始される。吐出装置２０の接続方向への移動は、ステップ１０５において、接続状態検知手段（図示せず）により補充側接続具１３４に対する吐出側接続具８２の接続が確認されるまで継続される。

ステップ１０５において補充側接続具１３４に対する吐出側接続具８２の接続が確認されると、制御フローがステップ１０６に進められ、バルブ１０６が開状態とされる。その後、ステップ１０７において、流動体供給装置１６０から補充装置１００側への流動体の供給が開始される。その後、ステップ１０８において補充量検出手段により満状態になったことが確認されるまで、吐出装置２０に対する流動体の補充が継続される。ここで、ステップ１０８において流動体の補充状況を検知するための補充量検出手段は、上述した図７のステップ１０と同様に種々のものとすることができる。

吐出装置２０が満状態になるまで流動体が補充された状態になると、制御フローがステップ１０９に進む。ステップ１０９においては、バルブ１０６が閉状態とされる。その後、ステップ１１０において、流動体供給装置１６０から補充装置１００側への流動体の供給が停止される。

また、ステップ１１１において、離反方向（本実施形態では、補充側接続具１３４の軸線方向上方側）に向けて吐出側接続具８２を移動させる動作制御が、制御装置１７０によって実行される。これにより、吐出側接続具８２及び補充側接続具１３４の接続を解除する動作が開始される。吐出装置２０の接続解除方向への移動は、ステップ１１２において接続状態検知手段（図示せず）がオフ状態になるまで継続される。ステップ１１２において接続状態検知手段がオフ状態になると、ステップ１１３において吐出装置２０を所定位置まで移動させる動作制御が、制御装置１７０によって実行される。これにより、図１８に示した流動体の補充動作が完了する。

≪吐出側接続具８２及び補充側接続具１３４について≫
本実施形態では、吐出側接続具８２を雄型のプラグ、補充側接続具１３４を雌型のプラグとした例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、吐出側接続具８２を雌型のプラグ、補充側接続具１３４を雄型のプラグとし、流動体補充のための接続時に吐出側接続具８２に対して補充側接続具１３４を差し込むようにしても良い。

ここで、雄型のプラグ及び雌型のプラグについて、流動体の補充作業に伴う流動体の付着量を比較した場合、雌型のプラグへの付着量が相対的に少ない。そのため、上述したように、塗布対象物であるワークに近接する位置において動作する吐出装置２０側の吐出側接続具８２を雌型のプラグとすることにより、吐出側接続具８２への流動体の付着を最小限とし、吐出装置２０の動作時に吐出側接続具８２に付着している流動体が不意にワークに落下等することを回避できる。

また、吐出側接続具８２を雌型のプラグとした場合は、雄型のプラグからなる補充側接続具１３４の外周部にＯリング等のシール部材を装着することが望ましい。このようにすることで、吐出側接続具８２の内周面に流動体が付着したとしても、吐出側接続具８２と補充側接続具１３４とを接続あるいは離反させる際に、シール部材によって流動体を吐出側接続具８２の内周面から掻き取る効果が期待できる。そのため、シール部材を補充側接続具１３４をなす雄型のプラグに設けることが望ましい。なお、シール部材はいなかる場所に取り付けられても良いが、前述した掻き取り効果を高めるべく、補充側接続具１３４をなす雄型のプラグの基端側よりも先端側に取り付けることが望ましい。

本発明の塗布システムは、自動車組立工場等においてシール剤や接着剤等の流動体を各種部品に塗布すること、あるいはグリース等の流動体を容器に補充すること等の用途において好適に利用可能である。

１０ 吐出システム
２０ 吐出装置
５２ ロータ
５４ ステータ
８０ 吐出側接続具
８２ｙ 摺動部
１００ 補充装置
１３４ 補充側接続具
１３４ｙ 摺動部
Ｃ 中央値
Ｍ モード系
Ａｖ 平均径
ｄ５０ メジアン系

Claims (9)

1. 流動体を吐出させることが可能な吐出装置と、
   流動体を前記吐出装置に補充可能な補充装置とを有し、
   前記吐出装置側に設けられた吐出側接続具、及び前記補充装置側に設けられた補充側接続具のうち一方を他方に対して差し込んで接続することで、前記補充装置側から前記吐出装置側に流動体を補充可能なものであり、
   前記吐出側接続具及び前記補充側接続具の接続状態において形成されるクリアランスが、前記流動体を構成する粒子状物質の粒度分布に基づいて設定されることを特徴とする吐出システム。
2. 前記クリアランスが、前記粒度分布の中央値以上の大きさとされることを特徴とする請求項１に記載の吐出システム。
3. 前記クリアランスが、前記粒度分布のモード径以上の大きさとされることを特徴とする請求項１に記載の吐出システム。
4. 前記クリアランスが、前記粒度分布のメジアン径以上の大きさとされることを特徴とする請求項１に記載の吐出システム。
5. 前記クリアランスが、前記粒度分布の平均径以上の大きさとされることを特徴とする請求項１に記載の吐出システム。
6. 前記クリアランスが、前記粒度分布の中央値、モード径、メジアン径、及び平均径のうち最も大きなもの以上の大きさとされることを特徴とする請求項１に記載の吐出システム。
7. 前記粒度分布における標準偏差をσとした場合において、前記クリアランスが、前記標準偏差σの所定倍に相当するｎ・σ値以上とされることを特徴とする請求項１に記載の吐出システム。
8. 前記クリアランスが、前記粒度分布の中央値、及び前記粒度分布における標準偏差をσの所定倍に相当するｎ・σ値のうち大きい方の粒度以上の大きさに設定されることを特徴とする請求項１に記載の吐出システム。
9. 前記吐出側接続具及び前記補充側接続具のいずれか一方又は双方の表面であって、前記吐出側接続具及び前記補充側接続具の接続及び離反に際して摺動する摺動部の硬度が、前記粒子状物質の硬度以上とされていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の吐出システム。

Images