JP2023004902A - ディスペンサーから吐出されるペースト材料とガスとの混合物の圧力を調整する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
上記のようなノズルは、ディスペンサーの先端部分に設けられており、ディスペンサーの導入ポートには、比較的高圧(4MPa以上)でガスとペースト材料との混合物が配管を通して送られ、該混合物はディスペンサーのボディ内流路からノズルを通ってノズル先端開口から吐出される。ペースト材料の圧力の上限は、一般的には配管やホースなどの耐圧を考慮して30MPa以下や20MPa以下に設定される。圧力が高くなり過ぎた状態は、流路が細くなっていることを反映しており、詰まりの原因となる。流路が細くなる原因としては、例えば、高圧若しくは剪断力等により材料中の粉状の硬化剤がつぶれて反応を開始し配管中で硬化したり、材料と配管やノズルとの間の摩擦により温度が上昇してしまい、それによって材料の反応が始まって配管中で硬化することなどが考えられる。
前記ストッパー部は、前記ストッパー位置調整部として、前記ディスペンサーのボディに軸方向にねじ込まれたロッドを有し、該ロッドは、ねじ込み量に応じて軸方向の位置を調整され、前記ロッドの先端部が前記ニードル部の基端部と当接することにより、前記ニードル部を停止させる。
また、前記ストッパー位置調整部は、前記ロッドを手動により回転可能な機構を有し、 前記ストッパー部の位置に対応する吐出圧力を表示する表示部をさらに備えるようにしてもよい。
前記機械発泡装置は、ガスを搬送するガス管路と、ペースト材料を搬送する材料管路と、前記ガス管路と前記材料管路とが結合される結合部と、前記結合部から出たガスとペースト材料とを混合する混合部と、前記ガス管路を通して前記混合部に送られるガスの圧力を制御するガス圧力制御装置と、前記混合部により混合されたガスとペースト材料との混合物を一定流量にする定流量装置と、前記定流量装置から出たガスとペースト材料との混合物が供給される前記ディスペンサーと、を備えるようにしてもよい。
図1には、本発明の一実施形態に係るディスペンサー1を使用して発泡ビード110を面に塗布する機械発泡装置100の一例が示されている。
図2(A)に示されるように、ディスペンサー1は、ボディ11と、該ボディ11の先端部に取り付けられたノズル部2と、を備えている。
機械発泡装置100からディスペンサー1の導入ポート5へガスとペースト材料との微分散された混合物が供給される。導入された混合物は、流路4を通り、ノズル部2(2b)の先端開口22(22b)付近へと至る。ロボット106は、ディスペンサー1を吐出位置までもってきたとき、圧縮空気を圧縮空気ポート9からシリンダ部7に導入する。導入された圧縮空気により、ピストン部8が上昇し、ニードル部3(3b)の先端35(35b)が閉位置T1(T1’)から離れ、ストッパー先端開口22(22b)に至る流路4が閉状態から開状態となり、ニードル部3(3b)の基端部31(31b)は、ロッド10の先端部14と当接して停止する。
従って、与えられたペースト材料と吐出流量に対して、使用するディスペンサーにおいて上記効果を奏する所望の圧力を達成するようにニードル部3(3b)のニードルスキ量を調整すればよいことになる。この原理を用いて、ディスペンサー1から吐出されるペースト材料とガスとの混合物の圧力を調整する方法を図11のフローチャートを用いて詳細に説明する。なお、図11は、発泡体を生産するときの処理ではなく、その前段階の吐出圧力を確認するための処理であり、必要に応じて吐出圧力を所定範囲に収めるためのニードルスキ量の調整処理を示している。
図11に示された方法は、圧力センサ15により検出された圧力に基づいて、コントローラ17が、吐出圧力を所定の圧力範囲の圧力に制御するようにしたものであるが、図11に示された方法は、使用者が、ストッパー部の位置を手動若しくはモータ駆動で調整する場合にも適用可能である。この場合、ステップ304で検出された圧力を「吐出圧力」として目視で読み取り、ステップ308で吐出圧力が所定の圧力範囲にないと判定された場合、ステップ310で、ストッパー位置を経験側に従って、目的の圧力となるよう調整し、その調整後に、確認のため、ステップ300に戻って同様の処理を実行する。
ステップ410で吐出圧力が所定の圧力範囲にあると判定された場合(ステップ410肯定判定)、本実施形態に係る圧力調整方法を完了する。
例えば、図1の例では、ディスペンサー1は、ロボット106に取り付けられて制御されていたが、使用者がディスペンサー1を持ってスイッチを押すことで発泡体を吐出する構成とすることもできる。また、機械発泡装置100以外のガスとペースト材料との混合機構を用いてもよい。
2、2b ノズル部
3、3b ニードル部
4 流路
5 導入ポート
6 導入ポート5からボディ11内へと延びる通路
7 シリンダ部
8 ピストン部
9 圧縮空気ポート
10 ロッド
10a ロッドのネジ
11 ディスペンサーのボディ
12 回転伝達部
13 ロッドの基端部
14 ロッドの先端部
15 圧力センサ
16 ストッパー支持部
16a ネジが切られた貫通孔
17 コントローラ
18 電動モータ部
19 ニードル部の支持部
20、20b 中空空間
21、21b 基端開口
22、22b 先端開口
23、23b テーパー区分
24、24b ノズルボディ
25、25b ノズル先端部
26、26b ノズルボディのディスペンサーボディへの係合部
27、27b ノズルボディの係合部
28、28b ノズル先端部の係合部
29、29b 吐出口部
30、30b ニードルボディ
31、31b ニードル部の基端部
32、32b ニードル部の先端部
33、33b 大径部
34、34b 軸方向溝
35、35b 先端部の先端
50 電動モータ
51 減速ギア
52 減速ギア51の出力軸
53 回転プレート
54 円柱突起
100、100b、100c 機械発泡装置
101 ガス供給源
102 ペースト材料供給源
103、100b、100c 結合部
104 ミキサー
105 定流量シリンダ
106 ロボット
107 ガス管路
108 材料管路
109 定流量ポンプ
110 発泡ビード
111、112、113 ピストンポンプ
114 開閉バルブ
116 ガス圧力制御装置
117 パルス弁
120 供給管路
Claims (14)
- ペースト材料とガスとの混合物を生成し、ディスペンサーから混合物を吐出する機械発泡装置において、前記ディスペンサーから吐出される前記混合物の圧力を調整する方法であって、
前記ディスペンサーは、
前記ディスペンサーの先端部に設けられ、前記混合物を吐出する先端開口を有するノズル部と、
前記混合物の導入部から前記ノズル部の内部を通って前記先端開口まで延在する、前記混合物の流路と、
前記流路を開閉するため前記ノズル部の流路内で移動可能なニードル部と、
前記ニードル部を駆動する駆動部と、
を備え、
前記ノズル部は、前記ニードル部の先端の作動範囲に相対する前記ノズル部の流路の内径が前記先端開口に向かう方向に減少するテーパー区分を有し、
前記ニードル部の先端が前記テーパー区分の閉位置に当接することによって前記混合物の流路が閉じられ、前記ニードル部の先端が前記閉位置から離れることによって該流路が開放され、
前記ニードル部の先端の移動範囲を前記閉位置から該閉位置より後方の停止位置までの範囲に制限するストッパー部と、
前記停止位置を変更するため前記ストッパー部の位置を調整するストッパー位置調整部とをさらに備え
前記方法は、
前記ストッパー位置調整部により前記ストッパー部の位置を調整することによって、前記ノズル部の先端開口から吐出される混合物の吐出圧力を4~15MPaの圧力範囲の圧力へと調整する圧力調整工程を備える、方法。 - 前記混合物の前記圧力範囲は、5~12MPa又は6~10MPaである、請求項1に記載の方法。
- 吐出圧力を計測するための圧力センサをさらに備え、
前記圧力調整工程では、前記ディスペンサーに混合物が供給されるときに前記圧力センサにより検出された混合物の圧力に基づいて前記吐出圧力が調整される、請求項1又は2に記載の方法。 - 前記圧力調整工程では、前記吐出圧力と、前記ニードル部の先端の前記閉位置と前記停止位置との間の距離であるニードルスキ量と、前記ペースト材料の粘度と、前記混合物の吐出流量との間の関係を用いて前記吐出圧力を推定し、推定された前記吐出圧力が前記圧力範囲の圧力となるように前記ニードルスキ量が調整される、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記ストッパー位置調整部により調整される前記停止位置の最も後方の位置は、前記閉位置から前記先端開口の直径の4倍以上隔てた位置である、請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ストッパー部は、前記ストッパー位置調整部として、前記ディスペンサーのボディに軸方向にねじ込まれたロッドを有し、該ロッドは、ねじ込み量に応じて軸方向の位置を調整され、前記ロッドの先端部が前記ニードル部の基端部と当接することにより、前記ニードル部を停止させる、請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ストッパー位置調整部は、
前記ロッドを回転させるように配置された電動モータをさらに備え、
前記圧力調整工程では、
前記電動モータによる前記ロッドの回転量の制御により、前記ストッパー部の位置が調整される、請求項6に記載の方法。 - コントローラをさらに備え、
前記圧力調整工程では、前記コントローラは、前記吐出圧力が前記圧力範囲の圧力となるように前記電動モータを制御する、請求項7に記載の方法。 - 前記ストッパー位置調整部は、前記ロッドを手動により回転可能な機構を有し、
前記ストッパー部の位置に対応する吐出圧力を表示する表示部をさらに備える、
請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。 - 前記閉位置から後方へ前記先端開口の直径の4倍の位置における前記流路の内径が、前記先端開口の直径の1.1倍から3倍である、請求項1から9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記機械発泡装置は、
ガスを搬送するガス管路と、
ペースト材料を搬送する材料管路と、
前記ガス管路と前記材料管路とが結合される結合部と、
前記結合部から出たガスとペースト材料とを混合する混合部と、
前記ガス管路を通して前記混合部に送られるガスの圧力を制御するガス圧力制御装置と、
前記混合部により混合されたガスとペースト材料との混合物を一定流量にする定流量装置と、
前記定流量装置から出たガスとペースト材料との混合物が供給される前記ディスペンサーと、を備える、請求項1から10のいずれか1項に記載の方法。 - 前記結合部は、1つ又は複数のピストンポンプであり、
前記ピストンポンプのシリンダに前記ガス管路と前記材料管路とが結合され、
前記ピストンポンプのピストンを上昇させて形成されたシリンダ空間に、前記ガス管路から搬送されたガスと、前記材料管路から搬送されたペースト材料とが、供給され、前記ピストンを下降させることにより、前記シリンダ空間内のガスとペースト材料とを前記混合部へと圧送する、請求項11に記載の方法。 - 前記結合部は、前記ガス管路がピストンポンプ及び開閉バルブを介して前記材料管路に結合された部分であり、
前記開閉バルブを閉じた状態で前記ピストンポンプのピストンを上昇させて形成されたシリンダ空間に、前記ガス管路から搬送されたガスを供給し、前記ピストンを下降させることにより前記シリンダ空間内のガスを圧縮し、前記開閉バルブを開放することによって、圧縮されたガスを前記材料管路内を搬送されるペースト材料に混入させる、請求項11に記載の方法。 - 前記結合部は、前記ガス管路がパルス弁を介して前記材料管路に結合された部分であり、
前記材料管路のペースト材料の圧力よりも高い圧力の圧縮されたガスを前記材料管路内を搬送されるペースト材料に前記パルス弁を介して混入させ、
前記パルス弁の制御によって、前記ガス管路から前記材料管路へのガスの導入量が制御される、請求項11に記載の方法。
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