JP2021003686A - シーラガン用ノズル、及びこのノズルを備えたシーラガン - Google Patents

Abstract

【課題】シーラガン用ノズルの大型化を避けつつシーラの液切れ性を高めることで、高精度な定量塗布を低コストに実現する。【解決手段】シーラガン用ノズル１０は、ノズル本体１３と、ノズル本体１３の内部に設けられ、シーラＳが流通する第一流路１４と、ノズル本体１３の先端に設けられ、第一流路１４を通過したシーラＳが吐出される第一吐出口１５と、ノズル本体１３の外部に設けられ、ガスＡが流通する第二流路１６と、第二流路１６を通過したガスＡが吐出される第二吐出口１７とを備える。ここで、ガスＡの吐出により第一流路１４を通過中のシーラＳ又は第一吐出口１５から吐出された直後のシーラＳを切断可能なように、第二吐出口１７の位置及び向きが設定されている。【選択図】図２

Description

本発明は、シーラガン用ノズル、及びこのノズルを備えたシーラガンに関する。

従来、自動車の車体部品を構成するドアパネル、フードパネル等のように、インナパネルとアウタパネルとから構成されるパネル部材においては、インナパネルとアウタパネルとを組み合わせた状態で、アウタパネルの端部をインナパネル側に折り曲げることにより、両パネルの組み付けを図っている。

上述のようにパネル同士の組付けを図る場合、両パネルの接触部には、防水性等の諸特性を改善する目的でシーラが塗布されることがある。ここで、生産性向上のためにはシーラ塗布作業の自動化を図ることが重要であり、自動化のためには、正確な位置に適量のシーラを塗布することが必要となる。また、適量のシーラを塗布するためには、シーラガンなどのシーラ塗布装置に対して優れた流量調整機能だけでなく高い液切れ性が求められる。

ここで、特許文献１の図４には、基材被塗物である基材５６の表面にシーラ等の液状体をノズル６０から吐出して、当該液状体を線状に塗布することのできる吐出ガン５１の一例が開示されている。この吐出ガン５１は所定の弁機構を有するもので、制御装置５４からの制御信号を受けて電磁弁５３が開状態になると、エア供給源５５からの操作エアを吐出ガン５１のアクチュエータ部５１ａに供給する。これにより吐出ガン５１のピストン５７が、ばね５８の押し圧力に抗して上方へ押し上げられて、吐出ガン５１の弁機構を構成するニードル５９（弁体）がピストン５７と共に上方へ引き上げられ、弁機構は開いた状態となる。よって、この状態で液状体供給装置５２から液状体を吐出ガン５１の内部に供給することで、吐出ガン５１のノズル６０から液状体が吐出され、基材５６の表面に液状体が線状に塗布される。一方、塗布を終了する場合、制御装置５４からの制御信号により電磁弁５３を閉状態に切り替えて、吐出ガン５１のピストン５７を押し上げていたエア圧を大気開放により下げる。これによりピストン５７は、ばね５８の力で押し下げられ、弁体となるニードル５９がノズル６０の入り口に押し当てられて、弁機構が閉じた状態となる。以上のメカニズムにより、吐出ガン５１はノズル６０からの液状体の吐出動作を停止する（特許文献１の段落０００４〜０００６を参照）。

特開平１１−１９７５７１号公報

上述のような弁機構を有するシーラガンであれば、弁機構を構成する弁体によりシーラの吐出口（につながる流路）が物理的に閉塞されるため、例えば弁体による閉塞部位をより吐出口に近い位置に設定することで液切れ性を改善することが可能と思われる。しかしながら、特許文献１に記載の如き構造をベースにした場合、ノズルの内部に弁体を収容可能なスペースが必要となると共に、弁体をはじめ弁体を駆動する複数のアクチュエータが必要となり、ノズル及びシーラガンの複雑化及び大型化を招く。これらノズル等の複雑化及び大型化は、ロボットによるシーラ塗布作業の自由度を低下させるだけでなく、設備コストの高騰にもつながるため、回避すべき問題である。

以上の事情に鑑み、本明細書では、シーラガン用ノズルの大型化を避けつつシーラの液切れ性を高めることで、高精度な定量塗布を低コストに実現可能とすることを、解決すべき技術課題とする。

前記課題の解決は、本発明に係るシーラガン用ノズルによって達成される。すなわち、このシーラガン用ノズルは、ワークにシーラを塗布可能なシーラガンの先端に取り付けられるシーラガン用ノズルであって、ノズル本体と、ノズル本体の内部に設けられ、シーラが流通する第一流路と、ノズル本体の先端に設けられ、第一流路を通過したシーラが吐出される第一吐出口と、ノズル本体の外部に設けられ、ガスが流通する第二流路と、第二流路を通過したガスが吐出される第二吐出口とを備え、ガスの吐出により第一流路を通過中のシーラ又は第一吐出口から吐出された直後のシーラを切断可能なように、第二吐出口の位置及び向きが設定されている点をもって特徴付けられる。

このように、本発明に係るシーラガン用ノズルでは、シーラの流路（第一流路）を有するノズル本体、すなわち従来構造のノズル部分の外部にガスの流路（第二流路）を設けて、当該ガスの吐出により第一流路を通過中のシーラ又は第一吐出口から吐出された直後のシーラを切断可能なように、第二吐出口の位置及び向きを設定した。この構成によれば、ガスの吐出によりシーラをその吐出口近傍の所定位置で即時に切断することができるので、吐出口からのシーラの液ダレを効果的に抑制又は防止することができる。従って、このノズルを備えたシーラガンによれば、高精度なシーラの定量塗布を実施することが可能となる。また、ガスの流路及び吐出口をノズル本体の外部に設けることで、弁体をノズル本体の内部に収容して弁機構によりシーラの吐出口を閉塞する構造を採る場合と比べて、ノズルをコンパクトに製作できる。また、その構造も弁機構に比べて簡素化できるため、製作コストも低く抑えることができる。

また、本発明に係るシーラガン用ノズルにおいて、シーラの吐出方向に直交する向きにガスが吹き付けられるように、第二吐出口の向きが設定されていてもよい。

上述のように、ガスの吹き付け方向となる第二吐出口の向きを設定することによって、シーラに対して切断し易い角度でガスを吹き付けることができる。よって、シーラを確実に切断して、吐出口からのシーラの液ダレをより効果的に抑制又は防止することが可能となる。また、切断し易い向きにガスの吹き付け方向を設定することで、必要最小限の量のガスでシーラを切断できる。そのため、ガスの吹き付けによるシーラの飛散を最小限に抑えることができる。

また、本発明に係るシーラガン用ノズルにおいて、ガスがスリット状の形態で吹き付けられるように、第二吐出口の形状が設定されていてもよい。

上述のように第二吐出口を構成することによって、ガスをスリット状の形態でシーラに向けて吹き付けることができる。これにより、シーラをより切断し易くなるので、シーラをより確実に切断して、吐出口からのシーラの液ダレをさらに効果的に抑制又は防止することが可能となる。また、シーラを切断し易い形状にガスの吐出口を構成することによっても、必要最小限の量のガスでシーラを切断できる。そのため、このことによってもガスの吹き付けによるシーラの飛散を最小限に抑えることができる。

また、本発明に係るシーラガン用ノズルにおいて、ノズル本体の外側に配設され、ノズル本体の外周面との間にガスの第二流路を形成するカバーノズルをさらに備え、カバーノズルは、第一吐出口が形成されるノズル本体の先端面を覆う先端カバー部を有し、先端カバー部は、第一吐出口から吐出されたシーラを通過可能な通過穴を有すると共に、ノズル本体の先端面との間に第二吐出口を形成してもよい。

上記構成のシーラガン用ノズルによれば、ノズル本体にカバーノズルを被せるだけで、ノズル本体とカバーノズルとの間にガスの流路（第二流路）及び吐出路（第二吐出路）を低コストに形成することができる。また、カバーノズルであれば、ノズル本体の形状及びサイズを大きく変えずに済むので、ノズル全体が大型化する心配もない。よって、シーラガンの動作自由度を低下させることなくシーラの液切り性を高めることができる。

また、以上の説明に係るシーラガン用ノズルは、上述の通り、ノズルの大型化を避けつつシーラの液切れ性を高めることで、高精度な定量塗布を低コストに実現可能とするものであるから、例えばこのノズルと、当該ノズルが取り付けられるシーラのディスペンサとを備えるシーラガンとして好適に提供することが可能である。また、この際、ディスペンサを回転容積式のねじポンプで構成し、このねじポンプのロータをモータにより制御可能に構成することによって、上記ねじポンプが有する極めて優れた定量塗布性能を発揮しつつも、ディスペンサの駆動停止時におけるシーラの液ダレ特性を本発明に係るノズルの作用により改善して、塗布速度及び塗布品質の双方に優れたシーラ塗布作業の実現が可能となる。

以上のように、本発明に係るシーラガン用ノズル、及びこのノズルを備えたシーラガンによれば、シーラガン用ノズルの大型化を避けつつシーラの液切れ性を高めることで、高精度な定量塗布を低コストに実現することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るシーラ吐出装置の全体構成を概念的に示す側面図である。 図１に示すシーラガンの要部拡大図である。

以下、本発明の一実施形態に係るシーラガン用ノズルとこのノズルを備えたシーラガン、及びこのシーラガンを備えたシーラ吐出装置の内容を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、シーラ吐出装置１は、図示しないワークに対してシーラＳを塗布可能なシーラガン２と、シーラガン２にシーラＳを供給可能なシーラ供給装置３と、シーラガン２の駆動を制御可能な制御装置４と、シーラガン２から吐出されるシーラＳに向けてエアＡを供給するためのエア供給装置５とを備える。ここで、シーラガン２が図示しない塗布ロボットの先端に取り付けられてワークに対するシーラＳの塗布動作を行う場合、制御装置４は、ロボット制御盤で構成される。これにより、シーラガン２によるシーラＳの吐出動作と塗布ロボットによるシーラガン２の移動とが同期した状態で制御可能となる。また、制御装置４とエア供給装置５とは電気的に接続されており、後述するエアＡの吹き付け動作を、必要に応じてシーラガン２の移動及びシーラＳの吐出動作と同期した状態で制御可能としている。もちろん、ロボット制御盤以外の制御設備で制御装置４を構成してもかまわない。

シーラ供給装置３は、シーラＳを貯留するシーラ貯留部６と、例えば所定の作動流体（例えば気体など）で駆動してシーラ貯留部６からシーラＳを圧送するシーラポンプ７と、シーラポンプ７とシーラガン２との間に配設されるバルブ装置８とを有する。この場合、シーラポンプ７には、エアホースを介して工場の圧縮エア供給源が接続されると共に、バルブ装置８は制御装置４に電気的に接続される。そして、シーラポンプ７に圧縮エア供給源から圧縮エアが供給されて、シーラポンプ７はシーラ貯留部６からシーラＳをシーラガン２に向けて圧送し、バルブ装置８の開閉状態が制御装置４により制御される。すなわち、シーラＳの吐出動作を開始するときには、制御装置４によりバルブ装置８を開状態としてシーラポンプ７からシーラガン２へのシーラＳの供給を可能な状態とする。そして、シーラＳの吐出動作を停止するときには、制御装置４によりバルブ装置８を閉状態としてシーラポンプ７からシーラガン２へのシーラＳの供給を停止した状態とする。

シーラガン２は、シーラＳのディスペンサ９と、ディスペンサ９から供給されたシーラＳを吐出可能なノズル１０と、ディスペンサ９の駆動装置としてのモータ１１とを有する。ディスペンサ９には、シーラＳの導入口（図示は省略）が設けられており、この導入口とバルブ装置８とを接続することで、バルブ装置８を介してシーラポンプ７から圧送されたシーラＳがディスペンサ９内に導入可能とされる。また、モータ１１に制御装置４が電気的に接続されると共に、後述するノズル１０のエア導入口２１（図２を参照）にエア供給装置５がエアホース１２を介して接続される。

ディスペンサ９は、その長手方向一端に取り付けたノズル１０に向けて所定量のシーラＳを供給可能に構成される。ここで、ディスペンサ９には任意の構成が適用可能であり、例えば無脈動及び定量圧送の点で優位なディスペンサとして、回転容積式のねじポンプ（より好ましくは一軸偏心ねじポンプ）が適用可能である。この場合、モータ１１の回転数を制御装置４により制御することで、ディスペンサ９によるシーラＳの供給速度を高精度に制御可能となり、モータ１１の回転時間（連続駆動時間）を制御装置４により制御することで、ディスペンサ９によるシーラＳの供給量を高精度に制御可能となる。

ノズル１０は、図２に示すように、ノズル本体１３と、シーラＳの流路である第一流路１４と、シーラＳの吐出口である第一吐出口１５と、エアＡの流路である第二流路１６と、エアＡの吐出口である第二吐出口１７とを備える。ここで、第二流路１６を流通するエアＡが本発明に係るガスに相当する。

ノズル本体１３は、本実施形態では筒状の先細り形状をなしており、先細り側の端部（ディスペンサ９と反対側の端部）には第一吐出口１５が設けられている。ノズル本体１３の内部には第一流路１４が設けられており、その長手方向一端側（図２の上側）がディスペンサ９と連通し、長手方向他端側（図２の下側）が第一吐出口１５と連通している。

第二流路１６は、ノズル本体１３の外部に設けられる。第二吐出口１７は、第二流路１６を通過するエアＡの下流端、本実施形態では、ノズル本体１３の先端に設けられた第一吐出口１５の近傍に設けられている。ここで、第二吐出口１７は、エアＡの吐出により第一吐出口１５から吐出された直後のシーラＳを切断可能なように、その位置及び向きが設定される。

ノズル１０は、本実施形態では、ノズル本体１３の外側に配設され、ノズル本体１３の外周面との間に第二流路１６を形成するカバーノズル１８をさらに備える。このカバーノズル１８は、ノズル本体１３の先端面１３ａを覆う先端カバー部１９を有する。この先端カバー部１９は、第一吐出口１５から吐出されたシーラＳを通過可能な通過穴２０を有すると共に、ノズル本体１３の先端面１３ａとの間に第二吐出口１７を形成する。

また、カバーノズル１８の外周には、半径方向に開口し第二流路１６と連通するエア導入口２１が設けられており、このエア導入口２１にエアホース１２が取り付けられることで、エア供給装置５から第二流路１６に向けてエアＡを供給可能としている。

この場合、第二流路１６は、ノズル本体１３と同様、筒状の先細り形状をなし、その先細り側の端部で第二吐出口１７と連通する。また、第二吐出口１７は、全体としてスリット状で、かつ環状をなしている。そして、この第二吐出口１７は、シーラＳの吐出方向、すなわち第一吐出口１５の向きに直交する向きにエアＡが吹き付けられるように、その向きが設定されている。本実施形態では、ノズル本体１３（ノズル１０）の半径方向に延びるように第二吐出口１７が形成されている。なお、図２に示すように、スリット状の第二吐出口１７をノズル本体１３とカバーノズル１８との間に設ける場合、第二吐出口１７の隙間（図２でいえばノズル１０の中心線方向の寸法）は、少なくとも第二流路１６の流路幅（流れ方向に直交する向きの隙間の寸法）よりも小さいことが望ましい。

次に、上記構成のノズル１０を用いたシーラＳの塗布動作の説明を行う。

まず、図示しない塗布ロボットによりシーラガン２を所定位置に移動させた状態で、制御装置４は、シーラガン２とシーラポンプ７との間に配設されるバルブ装置８に指令を送り、バルブ装置８を開状態とする（図１を参照）。これにより、シーラポンプ７からシーラＳがディスペンサ９内に供給される。また、制御装置４は、シーラガン２のモータ１１に指令を送り、モータ１１を回転駆動させることで、モータ１１の回転軸に連結されたディスペンサ９のロータが回転し、ディスペンサ９内に供給されたシーラＳをノズル１０側に送り出す。以上の動作により、シーラＳがノズル１０内の第一流路１４を通過して第一吐出口１５からノズル１０外部へと吐出される（図２を参照）。この際、制御装置４は、エア供給装置５を停止状態に制御しているため、エア導入口２１を介して第二流路１６内にエアＡが流入することはない。そのため、シーラＳは、エアＡの吹き付けを受けることなく第一吐出口１５、そして第一吐出口１５の前方に位置するカバーノズル１８の通過穴２０を通過して、ノズル１０外に吐出される。これによりノズル１０の前方に位置するワーク（図示は省略）に向けてシーラＳが塗布される。このシーラＳの吐出動作は、モータ１１を回転駆動している間、継続して実施される。また、モータ１１の回転速度及び回転時間を制御することにより、ワークへのシーラＳの塗布速度及び塗布量がそれぞれ所定の値に制御され得る。

そして、図示しないワークに対するシーラＳの塗布動作を終了する場合、制御装置４はバルブ装置８を閉状態にすると共に、モータ１１の回転を停止（又は逆回転）させる。これにより、シーラＳのノズル１０への供給は可及的即時に停止される。また、これらの動作と同期して、制御装置４は、エア供給装置５を駆動させて、エアＡをノズル１０のエア導入口２１に向けて供給する。これにより、エアＡはノズル１０の第二流路１６に流入し、その下流端に位置する第二吐出口１７から吐出される。この際、第二吐出口１７の向き及び位置は、エアＡの吹き付けにより第一吐出口１５から吐出された直後のシーラＳを切断可能な向き及び位置に設定されているため、第二吐出口１７から吐出されたエアＡは、第一吐出口１５から吐出された直後のシーラＳを切断する。これにより、シーラＳのこれ以降の滴下（液ダレ）が防止されるので、ワークの所定位置に所定量のシーラＳが精度よく塗布される。

以上説明したように、本実施形態に係るシーラガン用のノズル１０では、シーラＳの流路となる第一流路１４を有するノズル本体１３の外部にエアＡの流路となる第二流路１６を設けて、このエアＡの吐出により第一吐出口１５から吐出された直後のシーラＳを切断可能なように、第二吐出口１７の位置及び向きを設定した（図２を参照）。この構成のノズル１０を備えたシーラガン２によれば、エアＡの吐出によりシーラＳを第一吐出口１５近傍の所定位置で即時に切断することができるので、第一吐出口１５からのシーラＳの液ダレを効果的に抑制又は防止することができる。従って、このノズル１０を備えたシーラガン２によれば、高精度なシーラＳの定量塗布を実施することが可能となる。また、エアＡの流路（第二流路１６）及び吐出口（第二吐出口１７）をノズル本体１３の外部に設けることで、ノズル１０をコンパクトに製作できる。また、その構造も弁機構に比べて簡素化できるため、製作コストも低く抑えることができる。

また、本実施形態では、上述した構成のノズル１０に、ディスペンサ９として回転容積式のねじポンプを適用し、かつこのねじポンプのロータをモータ１１により回転制御可能としたシーラガン２を用いた。これにより、ディスペンサ９によるシーラＳの供給速度及び供給量、すなわちワークへのシーラＳの塗布速度及び塗布量を高精度に制御することができる。ここで、本発明に係るシーラガン用のノズル１０によれば、ディスペンサ９によるシーラＳの吐出動作を停止するのとタイミングを合わせてエアＡの吹き付けにより吐出直後のシーラＳを吐出直後の位置で切断することができる。よって、吐出動作を停止した直後の液ダレを効果的に抑制又は防止することができる。以上より、本実施形態に係るシーラガン２によれば、極めて優れた定量塗布を実施することが可能となる。ひいては、ステッチ塗布など、塗布速度と塗布品質を両立し得る塗布制御が要求される塗布態様にも容易に対応することが可能となる。

以上、本発明の一実施形態について述べたが、本発明に係るシーラガン用ノズルとこのノズルを備えたシーラガン、及びこのシーラガンを備えたシーラ吐出装置は、その趣旨を逸脱しない範囲において、上記以外の構成を採ることも可能である。

例えば、上記実施形態では、第二吐出口１７がスリット状をなし、かつ環状をなす場合を例示したが、もちろん第二吐出口１７はこれ以外の形態をとることも可能である。例えば図示は省略するが、スリット状をなす第二吐出口を、円周方向で断続的に配設した構成や、穴状をなす複数の第二吐出口を円周方向に並べて配設した構成など、第一吐出口１５から吐出されるシーラＳを切断可能な限りにおいて、任意の構成を採ることが可能である。

また、上記実施形態では、シーラＳの吐出方向に直交するように第二吐出口１７の向きを設定した場合を例示したが、もちろんこれ以外の向きに第二吐出口１７を設定することも可能である。要は、第一吐出口１５から吐出されるシーラＳを切断可能な限りにおいて、例えば図示は省略するが、シーラＳの吐出方向に対して鋭角で交差するように第二吐出口１７の向きを設定してもよい。

また、上記実施形態では、第一吐出口１５から吐出された直後のシーラＳを切断可能な位置に第二吐出口１７を配設した場合を例示したが、もちろんこれ以外の位置に第二吐出口１７を配設することも可能である。例えば図示は省略するが、エアＡの吐出により第一流路１４を通過中のシーラＳを切断可能なように、第二吐出口１７の位置及び向きを設定してもよい。

また、以上の説明では、エアＡをシーラＳに吹き付けてシーラＳを切断する場合を説明したが、もちろん切断用のガスはエアＡには限られない。コスト面、安全面等で問題ないのであれば、窒素ガスなど他の公知のガスをシーラＳの切断用に使用することが可能である。

１ シーラ吐出装置
２ シーラガン
３ シーラ供給装置
４ 制御装置
５ エア供給装置
６ シーラ貯留部
７ シーラポンプ
８ バルブ装置
９ ディスペンサ
１０ ノズル
１１ モータ
１２ エアホース
１３ ノズル本体
１３ａ 先端面
１４ 第一流路
１５ 第一吐出口
１６ 第二流路
１７ 第二吐出口
１８ カバーノズル
１９ 先端カバー部
２０ 通過穴
２１ エア導入口
Ａ エア
Ｓ シーラ

Claims (5)

1. ワークにシーラを塗布可能なシーラガンの先端に取り付けられるシーラガン用ノズルであって、
   ノズル本体と、
   前記ノズル本体の内部に設けられ、前記シーラが流通する第一流路と、
   前記ノズル本体の先端に設けられ、前記第一流路を通過した前記シーラが吐出される第一吐出口と、
   前記ノズル本体の外部に設けられ、ガスが流通する第二流路と、
   前記第二流路を通過した前記ガスが吐出される第二吐出口とを備え、
   前記ガスの吐出により前記第一流路を通過中の前記シーラ又は前記第一吐出口から吐出された直後の前記シーラを切断可能なように、前記第二吐出口の位置及び向きが設定されているシーラガン用ノズル。
2. 前記シーラの吐出方向に直交する向きに前記ガスが吹き付けられるように、前記第二吐出口の向きが設定されている請求項１に記載のシーラガン用ノズル。
3. 前記ガスがスリット状の形態で吹き付けられるように、前記第二吐出口の形状が設定されている請求項１又は２に記載のシーラガン用ノズル。
4. 前記ノズル本体の外側に配設され、前記ノズル本体の外周面との間に前記ガスの第二流路を形成するカバーノズルをさらに備え、
   前記カバーノズルは、前記第一吐出口が形成される前記ノズル本体の先端面を覆う先端カバー部を有し、
   前記先端カバー部は、前記第一吐出口から吐出された前記シーラを通過可能な通過穴を有すると共に、前記ノズル本体の前記先端面との間に前記第二吐出口を形成する請求項１〜３の何れか一項に記載のシーラガン用ノズル。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載のノズルと、このノズルが取り付けられる前記シーラのディスペンサと、モータとを備え、前記ディスペンサは回転容積式のねじポンプで構成され、このねじポンプのロータが前記モータにより制御可能とされるシーラガン。

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