JP2024084565A - Fluid supply device, fluid application device, and fluid filling device - Google Patents
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Abstract
【課題】粘度10Pa・sec以上の高粘度流体が吐出される非遮断状態と、その吐出が停止される遮断状態とを、バルブを用いることなく切り替えることができる流体供給装置を提供する。【解決手段】高粘度流体Mが貯留される流体貯留タンク11と、高粘度流体Mを圧送する流体圧送手段12と、高粘度流体Mを吐出する吐出ノズル13と、流体貯留タンク11から吐出ノズル13への高粘度流体Mの流れを遮断する流体遮断手段14と、流体遮断手段14を切替制御する切替制御手段15とを備えた流体供給装置10において、流体遮断手段14として、サイドクリアランスCS1,CS2が30μm以下に設定されたギヤポンプ20を用い、ギヤポンプ20の駆動を停止することによって遮断状態が発現し、ギヤポンプ20を駆動することによって非遮断状態が発現するようにした。【選択図】 図4[Problem] To provide a fluid supply device capable of switching between a non-blocking state in which a high-viscosity fluid with a viscosity of 10 Pa·sec or more is discharged and a blocking state in which the discharge is stopped without using a valve. [Solution] A fluid supply device 10 including a fluid storage tank 11 in which high-viscosity fluid M is stored, a fluid pumping means 12 for pumping the high-viscosity fluid M, a discharge nozzle 13 for discharging the high-viscosity fluid M, a fluid blocking means 14 for blocking the flow of the high-viscosity fluid M from the fluid storage tank 11 to the discharge nozzle 13, and a switching control means 15 for controlling the switching of the fluid blocking means 14. A gear pump 20 with side clearances CS1, CS2 set to 30 μm or less is used as the fluid blocking means 14, and the blocking state is realized by stopping the driving of the gear pump 20, and the non-blocking state is realized by driving the gear pump 20. [Selected Figure] Figure 4
Description
本発明は、高粘度流体を間欠的に供給する流体供給装置と、これを用いた流体塗布装置及び流体充填装置とに関する。 The present invention relates to a fluid supply device that intermittently supplies a high-viscosity fluid, and a fluid application device and a fluid filling device that use the same.
接着剤等の高粘度流体をワークに塗布する流体塗布装置として、図1に示すように、流体貯留タンク11に貯留された高粘度流体M(接着剤)を、流体圧送手段12によって圧送して吐出ノズル13から吐出することで、ワークWに塗布するものが知られている。流体貯留タンク11と吐出ノズル13とを結ぶ流路16には、バルブ17が設けられており、バルブ制御手段18でバルブ17の開閉を行うことによって、吐出ノズル13から高粘度流体Mが吐出される状態(非遮断状態)と、吐出ノズル13からの高粘度流体Mの吐出が停止される状態(遮断状態)とが切り替わるようになっている。吐出ノズル13からの高粘度流体Mの吐出量を安定させるため、流路16には、ギヤポンプ19が設けられる場合もある。特許文献1の図8にも、このような構造の接着剤塗布装置が開示されている。
As shown in FIG. 1, a fluid application device for applying a high-viscosity fluid such as an adhesive to a workpiece is known. The high-viscosity fluid M (adhesive) stored in a
しかし、接着剤のような高粘度流体Mは詰まりやすいため、それを移送する流路16には、バルブ17等の部品をできるだけ介在させたくない。かといって、バルブ17を取り除いてしまうと、吐出ノズル13から高粘度流体Mが途切れることなく連続的に吐出されるようになる。このため、高粘度流体Mを塗布するワークWを切り替える場合や、同じワークWでも離れた箇所β1,β2(図1)に高粘度流体Mを塗布する場合等に、対応できなくなる。
However, since a high-viscosity fluid M such as an adhesive is prone to clogging, it is desirable to avoid having components such as a
本発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、吐出ノズルから高粘度流体が吐出される非遮断状態と、吐出ノズルからの高粘度流体の吐出が停止される遮断状態とを、バルブを用いることなく切り替えることができる流体供給装置を提供するものである。また、この流体供給装置を利用した流体塗布装置や流体充填装置を提供することも本発明の目的である。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a fluid supply device that can switch between an unblocked state in which a high-viscosity fluid is discharged from a discharge nozzle and a blocked state in which the discharge of the high-viscosity fluid from the discharge nozzle is stopped without using a valve. It is also an object of the present invention to provide a fluid application device or a fluid filling device that utilizes this fluid supply device.
上記課題は、
粘度10Pa・sec以上の高粘度流体が貯留された流体貯留タンクと、
流体貯留タンクから高粘度流体を圧送する流体圧送手段と、
流体貯留タンクから圧送された高粘度流体を目的箇所に吐出する吐出ノズルと、
流体貯留タンクと吐出ノズルとの間に介在され、流体貯留タンクから吐出ノズルへの高粘度流体の流れを遮断する流体遮断手段と、
流体遮断手段で高粘度流体の流れが遮断される遮断状態、及び、流体遮断手段で高粘度流体の流れが遮断されない非遮断状態が周期的に切り替わるように流体遮断手段を切替制御する切替制御手段と
を備えた流体供給装置であって、
流体遮断手段として、サイドクリアランスが30μm以下に設定されたギヤポンプを用い、
遮断状態が、ギヤポンプの駆動を停止することによって発現し、非遮断状態が、ギヤポンプを駆動することによって発現するようにした
ことを特徴とする流体供給装置
を提供することによって解決される。
The above issues are:
a fluid storage tank in which a high-viscosity fluid having a viscosity of 10 Pa·sec or more is stored;
A fluid pumping means for pumping a high viscosity fluid from a fluid storage tank;
a discharge nozzle that discharges the high-viscosity fluid pumped from the fluid storage tank to a target location;
a fluid blocking means interposed between the fluid storage tank and the discharge nozzle for blocking the flow of the high-viscosity fluid from the fluid storage tank to the discharge nozzle;
A fluid supply device comprising: a switching control means for controlling switching of a fluid blocking means such that a blocking state in which the flow of a high-viscosity fluid is blocked by the fluid blocking means and a non-blocking state in which the flow of the high-viscosity fluid is not blocked by the fluid blocking means are periodically switched between,
A gear pump with a side clearance set to 30 μm or less is used as the fluid blocking means,
This problem is solved by providing a fluid supply device characterized in that the blocked state is realized by stopping the operation of the gear pump, and the non-blocked state is realized by operating the gear pump.
ここで、「ギヤポンプ」は、図2に示すように、駆動歯車21と、従動歯車22と、ケーシング23とを備えた機構を有するポンプ(流体を移送する装置)のことを云う。図2は、ギヤポンプ20を、駆動歯車21及び従動歯車22の回転中心線L1,L2に垂直な平面で切断した状態を示した断面図である。ケーシング23内には、流体導入室α0と、駆動歯車収容室α1と、従動歯車収容室α2と、流体導出室α3とが設けられており、駆動歯車収容室α1には駆動歯車21が収容され、従動歯車収容室α2には従動歯車22が収容されている。流体導入室α0には、移送対象の流体Mがケーシング23の外部から導入され、流体導出室α3からは、移送対象の流体Mがケーシング23の外部へと導出される。駆動歯車21と従動歯車22は、噛み合った状態となっているため、駆動歯車21を矢印A1の向きに回転させると、従動歯車22が矢印A2の向きに従動回転する。このとき、流体導入室α0にある流体が、駆動歯車21の歯溝(隣り合う歯の間。以下同じ。)及び従動歯車22の歯溝に保持されて、駆動歯車収容室α1の内周面と駆動歯車11の外周面との間を通って流体導出室α3に移送される(図2における矢印A3を参照。)とともに、従動歯車収容室α2の内周面と従動歯車12の外周面との間を通って流体導出室α3に移送される(図2における矢印A4を参照。)。
Here, the term "gear pump" refers to a pump (a device for transferring a fluid) having a mechanism including a
この種のギヤポンプ20では、駆動歯車21の側面とケーシング23の内壁面との間に、隙間CS1(図3)が存在し、従動歯車21の側面とケーシング23の内壁面との間に、隙間CS2(図3)が存在する。ギヤポンプ20におけるこれらの隙間CS1,CS2は、「サイドクリアランス」と呼ばれている。
In this type of
また、この種のギヤポンプ20では、駆動歯車21の歯先P1とケーシング23の内周面との間に、隙間CT1(図2)が存在し、従動歯車22の歯先P2とケーシング23の内周面との間に、隙間CT2(図2)が存在する。ギヤポンプ20におけるこれらの隙間CT1,CT2は、「トップクリアランス」と呼ばれている。
In this type of
本発明の流体供給装置では、一般的には、流体Mを移送する用途で使用されるギヤポンプ20において、そのサイドクリアランスCS1,CS2を30μm以下に設定したことで、そのギヤポンプが、バルブとしての機能を発揮できるようにしている。換言すると、ギヤポンプ20を、流体遮断手段(流体の流れを遮断する手段)として用いている。すなわち、ギヤポンプ20では、駆動歯車21及び従動歯車22の回転を停止したとしても、上記のサイドクリアランスCS1,CS2(図3)を通じて、流体Mが流体導入室α0側から流体導出室α3側へ漏れ出るおそれがあるところ、サイドクリアランスCS1,CS2を狭くすることで、粘度10Pa・sec以上の高粘度流体であれば、その漏れが生じないようにすることが可能となっている。
In the fluid supply device of the present invention, the
本発明の流体供給装置において、吐出ノズルからの高粘度流体の吐出が停止される遮断状態は、ギヤポンプの駆動を停止する(駆動歯車の回転を停止する)ことによって発現し、吐出ノズルから高粘度流体が吐出される非遮断状態は、ギヤポンプを駆動する(駆動歯車を回転させる)ことによって発現する。 In the fluid supply device of the present invention, the blocked state in which the discharge of high-viscosity fluid from the discharge nozzle is stopped is achieved by stopping the drive of the gear pump (stopping the rotation of the drive gear), and the non-blocked state in which high-viscosity fluid is discharged from the discharge nozzle is achieved by driving the gear pump (rotating the drive gear).
このように、本発明の流体供給装置では、ギヤポンプにバルブとしての機能を付与したため、吐出ノズルから高粘度流体が吐出される非遮断状態と、吐出ノズルからの高粘度流体の吐出が停止される遮断状態とを、バルブを用いることなく切り替えることができる。このため、流体供給装置の構造をシンプルにし、高粘度流体の詰まり等の不具合を生じにくくすることができる。また、流体供給装置の導入コストを抑えることも可能になる。 In this way, in the fluid supply device of the present invention, the gear pump is given the function of a valve, so that it is possible to switch between an unblocked state in which high-viscosity fluid is discharged from the discharge nozzle and a blocked state in which discharge of high-viscosity fluid from the discharge nozzle is stopped without using a valve. This makes it possible to simplify the structure of the fluid supply device and to make it less susceptible to problems such as clogging of the high-viscosity fluid. It also makes it possible to reduce the introduction cost of the fluid supply device.
本発明の流体供給装置においては、サイドクリアランスCS1,CS2だけでなく、トップクリアランスCT1,CT2も狭くすることが好ましい。というのも、駆動歯車及び従動歯車の回転を停止しているときの、流体導入室α0側から流体導出室α3側への漏れは、トップクリアランスCT1,CT2を通じても生じ得るところ、このトップクリアランスCT1,CT2を狭くすることで、その漏れをより生じにくくすることができるからである。ただし、サイドクリアランスCS1,CS2が、駆動歯車や従動歯車における広い範囲に形成されるのに対して、トップクリアランスCT1,CT2は、駆動歯車や従動歯車の歯先における限られた範囲にのみ形成される。このため、トップクリアランスCT1,CT2を通じた漏出は、サイドクリアランスCS1,CS2を通じた漏出よりも限定的である。このため、トップクリアランスCT1,CT2は、サイドクリアランスCS1,CS2の上記の値(30μm以下)よりも広く形成することができる。トップクリアランスCT1,CT2は、60μm以下に設定することが好ましい。 In the fluid supply device of the present invention, it is preferable to narrow not only the side clearances C S1 and C S2 but also the top clearances C T1 and C T2 . This is because, when the rotation of the drive gear and the driven gear is stopped, leakage from the fluid introduction chamber α 0 side to the fluid discharge chamber α 3 side can occur through the top clearances C T1 and C T2 , and by narrowing these top clearances C T1 and C T2 , it is possible to make such leakage less likely to occur. However, while the side clearances C S1 and C S2 are formed over a wide range in the drive gear and the driven gear, the top clearances C T1 and C T2 are formed only in a limited range at the tooth tips of the drive gear and the driven gear. Therefore, leakage through the top clearances C T1 and C T2 is more limited than leakage through the side clearances C S1 and C S2 . Therefore, the top clearances C T1 and C T2 can be formed to be wider than the above-mentioned values (30 μm or less) of the side clearances C S1 and C S2 . It is preferable to set the top clearances C T1 and C T2 to 60 μm or less.
本発明の流体供給装置において、吐出ノズルは、不動であってもよいが、可動とすることもできる。例えば、本発明の流体供給装置を、吐出ノズルを移動させるノズル移動手段と、流体貯留タンクから吐出ノズルに高粘度流体を移送する可撓チューブとをさらに備えたものとすることもできる。これにより、本発明の流体供給装置を、様々なアプリケーションで利用することが可能になる。この場合には、流体遮断手段としてのギヤポンプを吐出ノズルに直付けすると、流体供給装置の構造をよりシンプルにすることができる。 In the fluid supply device of the present invention, the discharge nozzle may be stationary, but it can also be movable. For example, the fluid supply device of the present invention can further include a nozzle moving means for moving the discharge nozzle, and a flexible tube for transferring the high-viscosity fluid from the fluid storage tank to the discharge nozzle. This makes it possible to use the fluid supply device of the present invention in a variety of applications. In this case, the structure of the fluid supply device can be simplified by directly attaching a gear pump as a fluid blocking means to the discharge nozzle.
ところで、移送対象である高粘度流体には、ギヤポンプを摩耗させる物質(摩耗成分)が添加される場合がある。例えば、移送対象の高粘度流体が導電性接着剤である場合には、バインダー樹脂に導電粒子等のフィラーが添加される。このような場合には、ギヤポンプのトップクリアランスやサイドクリアランスを狭く設定していても、摩耗成分がギヤポンプを摩耗させ、トップクリアランスやサイドクリアランスが拡大するおそれがある。この点、ギヤポンプ(流体遮断手段としてのギヤポンプ)を、超硬合金又は高速度工具鋼によって形成しておくと、ギヤポンプの摩耗を防ぐことが可能になる。 Incidentally, substances that wear out the gear pump (wear components) may be added to the high-viscosity fluid to be transported. For example, if the high-viscosity fluid to be transported is a conductive adhesive, a filler such as conductive particles is added to the binder resin. In such cases, even if the top clearance and side clearance of the gear pump are set narrow, the wear components may wear out the gear pump, causing the top clearance and side clearance to increase. In this regard, if the gear pump (gear pump as a fluid blocking means) is made of cemented carbide or high-speed tool steel, it is possible to prevent wear in the gear pump.
本発明の流体供給装置は、高粘度流体を間欠的に供給(遮断状態と非遮断状態とを切替ながら供給)する各種用途で採用することができる。このような用途としては、例えば、ワークの目的箇所に高粘度流体(接着剤や塗料等)を塗布する流体塗布装置や、複数の容器(ビン等)に高粘度流体(接着剤や塗料等)を充填していく流体充填装置が挙げられる。 The fluid supply device of the present invention can be used in various applications where a high-viscosity fluid is intermittently supplied (supplied while switching between a blocked state and an unblocked state). Examples of such applications include a fluid application device that applies a high-viscosity fluid (such as adhesive or paint) to a target location on a workpiece, and a fluid filling device that fills multiple containers (such as bottles) with a high-viscosity fluid (such as adhesive or paint).
以上のように、本発明によって、吐出ノズルから高粘度流体が吐出される非遮断状態と、吐出ノズルからの高粘度流体の吐出が停止される遮断状態とを、バルブを用いることなく切り替えることができる流体供給装置を提供することが可能になる。また、この流体供給装置を利用した流体塗布装置や流体充填装置を提供することも可能になる。 As described above, the present invention makes it possible to provide a fluid supply device that can switch between an unblocked state in which a high-viscosity fluid is discharged from the discharge nozzle and a blocked state in which the discharge of the high-viscosity fluid from the discharge nozzle is stopped without using a valve. It is also possible to provide a fluid application device or a fluid filling device that uses this fluid supply device.
本発明の流体供給装置の実施形態について、具体的に説明する。ただし、以下で述べる構成は、飽くまで好適な実施形態に過ぎず、本発明の流体供給装置の技術的範囲は、以下で述べる構成に限定されない。本発明の流体供給装置には、発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更を施すことができる。
An embodiment of the fluid supply device of the present invention will be specifically described. However, the configuration described below is merely a preferred embodiment, and the technical scope of the fluid supply device of the present invention is not limited to the configuration described below. The fluid supply device of the present invention can be modified as appropriate within the scope of the invention.
1.流体供給装置の概要
本発明の流体供給装置は、高粘度流体を間欠的に供給(遮断状態と非遮断状態とを切替ながら供給)する各種用途で採用することができる。例えば、図4に示すように、ワークWの目的箇所β1,β2に高粘度流体Mを塗布する流体塗布装置や、図5に示すように、複数の容器50(ビン等)に高粘度流体Mを充填していく流体充填装置に、本発明の流体供給装置10を用いることができる。図4は、本発明の流体供給装置10を流体塗布装置に用いた例を、図5は、本発明の流体供給装置10を流体充填装置に用いた例を、それぞれ示した図である。また、本発明の流体供給装置10は、溶融状態にある熱可塑性樹脂を金型等に供給する装置(溶融樹脂供給装置)でも使用することができる。
1. Overview of the Fluid Supplying Apparatus The fluid supplying apparatus of the present invention can be used in various applications in which a high-viscosity fluid is intermittently supplied (supplied while switching between a blocked state and a non-blocking state). For example, as shown in FIG. 4, the
本発明の流体供給装置10は、図4及び図5に示すように、流体貯留タンク11と、流体圧送手段12と、吐出ノズル13と、流体遮断手段14(ギヤポンプ20)と、切替制御手段15とを備えている。流体貯留タンク11と吐出ノズル13は、流路16で連結されている。
4 and 5, a
2.流体貯留タンク
流体貯留タンク11は、高粘度流体Mを貯留するためのものである。この流体貯留タンク11には、図示省略のホッパー等を介して、高粘度流体Mが予め入れられる。流体塗布装置(図4)では、高粘度流体Mとして、接着剤や塗料等が想定される。一方、流体充填装置(図5)では、高粘度流体Mとして、接着剤や塗料だけでなく、マヨネーズやケチャップ等の調味料や、ジャム等の食品や、ハンドクリームや整髪料等の化粧品や、カーワックス等の洗剤等も想定される。また、溶融樹脂供給装置(図示省略)では、ポリエステル等の熱可塑性樹脂を加熱して溶融させたものが高粘度流体Mとして想定される。
2. Fluid storage tank The
3.流体圧送手段
流体圧送手段12は、流体貯留タンク11に貯留されている高粘度流体Mを、流体貯留タンク11の外部へと圧送するためのものである。図4及び図5に示した例では、流体圧送手段12として、ポンプを用いている。このポンプ(流体圧送手段12)が流体貯留タンク11の上部を加圧することによって、流体貯留タンク11の下部から流路16へと高粘度流体Mが圧送される。
3. Fluid pressure-feeding means The fluid pressure-feeding means 12 is for pressure-feeding the high-viscosity fluid M stored in the
4.吐出ノズル
吐出ノズル13は、流体貯留タンク11から圧送された高粘度流体M(流路16を流れる高粘度流体M)を目的箇所に吐出するためのものである。図4及び図5に示した例では、吐出ノズル13としてパイプ状のものを用いており、吐出ノズル13から高粘度流体Mが線状乃至は筋状となって吐出されるようにしている。ただし、吐出ノズル13の形態は、流体供給装置10の用途等に応じて適宜変更することができる。例えば、溶融状態にある熱可塑性樹脂を吐出ノズル13でシート状に成形して送出する場合等には、吐出ノズル13をTダイ状にすることもできる。
4. Discharge Nozzle The
5.流体遮断手段(ギヤポンプ)
流体遮断手段14は、流体貯留タンク11から吐出ノズル13への高粘度流体Mの流れ(流路16における高粘度流体Mの流れ)を遮断するためのものである。この流体遮断手段14は、流体貯留タンク11と吐出ノズル13との間に介在される。上述したように、本発明の流体供給装置10では、高粘度流体Mを間欠的に供給するところ、流体遮断手段14で流路16を所定周期で遮断することによって、吐出ノズル13から高粘度流体Mが吐出されない状態(遮断状態)と、流体遮断手段14による遮断を解除して、吐出ノズル13から高粘度流体Mが吐出される状態(非遮断状態)とを切り替えることができるようになっている。
5. Fluid shutoff means (gear pump)
The fluid blocking means 14 is for blocking the flow of the high-viscosity fluid M from the
このように、吐出ノズル13から高粘度流体Mを間欠的に吐出することによって、図4に示す流体塗布装置では、ワークWにおける高粘度流体Mを塗布する箇所を領域β1から領域β2へと切り替える際や、高粘度流体Mを塗布するワークWを別のものに切り替える際等に、高粘度流体Mの吐出を停止することができる。また、図5に示す流体充填装置では、ある容器50に高粘度流体Mを充填し終えてから、次の容器50に高粘度流体Mを充填し始めるまでの間、高粘度流体Mの吐出を停止することができる。一般的な流体供給装置では、流体遮断手段14としてバルブ(図1のバルブ17を参照。)が用いられるところ、本発明の流体供給装置10では、この流体供給手段14としてギヤポンプ20を用いている。
In this way, by intermittently discharging the high-viscosity fluid M from the
ギヤポンプ20についてより詳しく説明する。図2は、ギヤポンプ20を、駆動歯車21及び従動歯車22の回転中心線L1,L2に垂直な平面で切断した状態を示した断面図である。図3は、ギヤポンプ20を、図2におけるX1-X1平面で切断した状態を示した断面図である。ギヤポンプ20は、図2及び図3に示すように、駆動歯車21と、従動歯車22と、ケーシング23とを備えている。
The
ケーシング23は、図3に示すように、プレート状を為す中間部23aの両側を、プレート状を為す一対のカバー部23b,23cで挟み込んだ構造を有している。図2に示すように、ケーシング13の中間部23aには、流体導入室α0と、駆動歯車収容室α1と、従動歯車収容室α2と、流体導出室α1とが連通した状態で設けられている。流体導入室α0には、流体導入部INが設けられ、流体導出室α3には、流体導出部OUTが設けられている。流体導入部INは、流路16を介して流体貯留タンク11(図4及び図5)に接続されており、流体貯留タンク11内の高粘度流体Mがこの流体導入部INを通じて流体導入室α0内に導入されるようになっている。一方、流体導出部OUTは、吐出ノズル13(図4及び図5)に接続されており、流体導出室α3にある高粘度流体Mがこの流体導出部OUTを通じて吐出ノズル13に送り出されるようになっている。流体導入室α0及び流体導出室α1は、駆動歯車収容室α1と従動歯車収容室α2との境界部分(連通部分)を挟んで反対側に配されている。
As shown in Fig. 3, the
駆動歯車収容室α1には、駆動歯車21が収容されており、従動歯車収容室α2には、従動歯車22が収容されている。駆動歯車21及び従動歯車22の外周部には、それぞれ複数の歯21a,22aが設けられている。本実施形態においては、駆動歯車21及び従動歯車22として、平歯車(円柱部材の外周部に複数本の歯を平行に設けた歯車)を用いているが、はすば歯車(平歯車を捩じった形状を有する歯車)を用いることもできる。駆動歯車21と従動歯車22は、歯21aと歯22aとが噛み合うように、互いに外接する状態で配されている。駆動歯車収容室α1及び従動歯車収容室α2は、いずれも断面円形状を為しているところ、駆動歯車21及び従動歯車22の外径は、それぞれ駆動歯車収容室α1及び従動歯車収容室α2の直径よりも僅かに小さく設定されている。
The
これらの駆動歯車21及び従動歯車22のうち、駆動歯車21は、円柱状を為すシャフト24の外周部に一体的に固定されている。シャフト24は、ケーシング23に対して回転可能な状態で軸支されており、このシャフト24には、電気モータ等の回転駆動手段(図示省略)が連結されている。一方、従動歯車22は、円柱状を為すシャフト25の外周部に対して回転可能な状態で軸支されている。シャフト25は、ケーシング23に対して動かない状態で固定されている。このため、上記の回転駆動手段を駆動すると、回転シャフト24及び駆動歯車21が、回転中心線L1を中心として回転する(図2における矢印A1を参照。)とともに、その駆動歯車21の回転に従動して、従動歯車22が回転中心線L2を中心として回転する(図2における矢印A2を参照。)ようになっている。駆動歯車21の回転方向A1と、従動歯車22の回転方向A2は、逆向きとなる。
Of the
駆動歯車21及び従動歯車22がそれぞれ矢印A1,A2の向きに回転すると、流体導入室α0にある高粘度流体Mが、駆動歯車21の歯溝及び従動歯車22の歯溝に保持されて、駆動歯車収容室α1の内周面と駆動歯車21の外周面との間を通って流体導出室α3に移送される(図2における矢印A3を参照。)とともに、従動歯車収容室α2の内周面と従動歯車22の外周面との間を通って流体導出室α3に移送される(図2における矢印A4を参照。)。流体導出室α3に達した高粘度流体Mは、流体導出部OUTから導出されて、吐出ノズル13から吐出される。
When the
ギヤポンプ20は、上記のように、流体(高粘度流体M)を移送する機能を有するところ、本発明の流体供給装置10では、このギヤポンプ20を、流路16における高粘度流体Mの流れを遮断する流体遮断手段14としても機能するようにしている。すなわち、駆動歯車21及び従動歯車22が回転しているとき(上記の回転駆動手段を駆動しているとき)には、流体導入室α0から流体導出室α3に高粘度流体Mが移送される(上記の非遮断状態が発現する)のに対し、駆動歯車21及び従動歯車22の回転が停止したとき(上記の回転駆動手段を停止したとき)には、流体導入室α0から流体導出室α3への高粘度流体Mの移送が停止される(上記の遮断状態が発現する)ようになっている。
As described above, the
このため、吐出ノズル13から高粘度流体Mが吐出される非遮断状態と、吐出ノズル13からの高粘度流体Mの吐出が停止される遮断状態とを、バルブ(図1のバルブ17を参照。)を用いることなく切り替えることができる。したがって、流体貯留タンク11と吐出ノズル13とを結ぶ流体回路をシンプルにして、高粘度流体Mの詰まり等の不具合を生じにくくすることができる。また、流体供給装置10の導入コストを抑えることも可能になる。
This makes it possible to switch between an unblocked state in which the high-viscosity fluid M is discharged from the
ただし、ギヤポンプ20では、駆動歯車21の側面とケーシング23の内壁面との間や、従動歯車22の側面とケーシング23の内壁面との間には、「サイドクリアランス」と呼ばれる隙間CS1,CS2(図3)が存在する。また、駆動歯車21の歯先とケーシング23の内周面との間や、従動歯車22の歯先とケーシング23の内周面との間には、「トップクリアランス」と呼ばれる隙間CT1,CT2(図2)も存在する。このサイドクリアランスCS1,CS2やトップクリアランスCT1,CT2が広いと、駆動歯車21及び従動歯車22の回転を停止したとしても、サイドクリアランスCS1,CS2やトップクリアランスCT1,CT2を通じて、流体導入室α0側から流体導出室α3側へ高粘度流体Mが漏れ出てしまい、ギヤポンプ20が、流体遮断手段14としての機能を発揮できなくなってしまう。
However, in the
この点、本実施形態の流体供給装置10では、ギヤポンプ20のサイドクリアランスCS1,CS2を30μm以下に設定するとともに、トップクリアランスCT1,CT2を60μm以下に設定している。これにより、粘度10Pa・sec以上の高粘度流体Mであれば、駆動歯車21及び従動歯車22の回転を停止したときに、その高粘度流体Mが、サイドクリアランスCS1,CS2やトップクリアランスCT1,CT2を通じて移動しないようにすることができる。
In this regard, in the
サイドクリアランスCS1,CS2は、20μm以下、10μm以下、5μmとさらに小さくすることが好ましい。また、トップクリアランスCT1,CT2も、50μm以下、40μm以下とさらに小さくすることが好ましい。サイドクリアランスCS1,CS2及びトップクリアランスCT1,CT2の下限は、特に限定されないが、駆動歯車11や従動歯車12やケーシング13の製作を考慮すると、0.1~1μm程度までであると思われる。
The side clearances C S1 and C S2 are preferably set to 20 μm or less, 10 μm or less, or even smaller, such as 5 μm. The top clearances C T1 and C T2 are also preferably set to 50 μm or less, or even smaller, such as 40 μm or less. The lower limits of the side clearances C S1 and C S2 and the top clearances C T1 and C T2 are not particularly limited, but considering the manufacture of the
また、高粘度流体Mの粘度が、20Pa・sec以上、30Pa・sec以上、40Pa・sec以上、50Pa・sec以上とさらに高くなれば、駆動歯車21及び従動歯車22の回転を停止したときのギヤポンプ20が、高粘度流体Mの流れをより遮断しやすくなる。ただし、高粘度流体Mの粘度が高すぎると、高粘度流体Mの流動性が低下し、駆動歯車21及び従動歯車22を回転させても、高粘度流体Mがギヤポンプ20を流れにくくなる。このため、高粘度流体Mの粘度は、150~200Pa・sec程度までである。
Furthermore, if the viscosity of the high-viscosity fluid M becomes even higher, such as 20 Pa·sec or more, 30 Pa·sec or more, 40 Pa·sec or more, or 50 Pa·sec or more, the
ギヤポンプ20は、通常、金属によって形成されるところ、超硬合金又は高速度工具鋼によって形成することが好ましい。これにより、高粘度流体Mに、ギヤポンプ20を摩耗させる物質(摩耗成分)が添加されている場合でも、ギヤポンプ20が摩耗しにくくすることができる。このため、ギヤポンプ20を長期間使用しても、サイドクリアランスCS1,CS2やトップクリアランスCT1,CT2が拡大しないようにすることができる。超硬合金としては、炭化タングステンに、コバルトを結合剤として添加し、焼結したもの等が例示される。一方、高速度工具鋼としては、SKH51等のモリブデン系のものや、SKH2等のタングステン系のもの等が例示される。
Although the
また、ギヤポンプ20の能力は、流体供給装置10の用途等に応じて適宜決定される。ギヤポンプ20は、吐出流量が1cc/revクラス(0.1cc/revよりも大きく1cc/rev以下)のものとすることもできるし、吐出流量が10cc/revクラス(1cc/revよりも大きく10cc/rev以下)のものとすることもできるし、吐出流量が100cc/revクラス(10cc/revよりも大きく100cc/rev以下)のものとすることもできる。
The capacity of the
6.切替制御手段
切替制御手段15は、流体遮断手段14(ギヤポンプ20)を制御するためのものとなっている。具体的には、ギヤポンプ20の回転駆動手段を制御することで、駆動歯車21及び従動歯車22が回転する状態(非遮断状態)と、駆動歯車21及び従動歯車22の回転が停止する状態(遮断状態)とを切り替える。切替制御手段15としては、シーケンサやマイコン等が例示される。非遮断状態と遮断状態とを切り替える周期や、非遮断状態を継続する時間や、遮断状態を継続する時間は、流体供給装置10の用途や、ギヤポンプ20の能力等に応じて、適宜決定される。
6. Switching control means The switching control means 15 is for controlling the fluid cutoff means 14 (gear pump 20). Specifically, by controlling the rotation drive means of the
7.その他
図4に示した流体塗布装置では、ノズル移動手段30を設けることで、吐出ノズル13が移動するようにしている。具体的には、吐出ノズル13を、可動ベース31に取り付けており、この可動ベース31を支持手段32に対して移動可能な状態で支持させており、図示省略のモータを駆動すると、支持手段32に対して可動ベース31(吐出ノズル13)が矢印A5,A6の向きに移動するようになっている。流路16は、吐出ノズル13の移動を阻害しないように、可撓チューブによって形成している。これにより、ワークWの搬送方向(図4の矢印A7)に対して垂直な方向に吐出ノズル13を移動させることができる。したがって、より多様な塗布が可能となる。
7. Others In the fluid application device shown in FIG. 4, the nozzle moving means 30 is provided to move the
ノズル移動手段30は、上記のものに限定されず、他の機構を採用することもできる。例えば、吐出ノズル13をロボットアームの先端(可動端)に取り付けると、吐出ノズル13を三次元的に移動させることが可能になる。
The nozzle moving means 30 is not limited to the above, and other mechanisms can be used. For example, if the
10 流体供給装置
11 流体貯留タンク
12 流体圧送手段
13 吐出ノズル
14 流体遮断手段
15 切替制御手段
16 流路
17 バルブ
18 バルブ制御手段
19 ギヤポンプ
20 ギヤポンプ(流体遮断手段)
21 駆動歯車
21a 歯
22 従動歯車
22a 歯
23 ケーシング
23a 中間部
23b カバー部
23c カバー部
24 シャフト
25 シャフト
26 フランジ
30 ノズル移動手段
31 可動ベース
32 支持手段
50 容器
A1 駆動歯車の回転方向
A2 従動歯車の回転方向
A3 駆動歯車による原料M2の移送方向
A4 従動歯車による原料M2の移送方向
A5 吐出ノズルの移動方向
A6 吐出ノズルの移動方向
A7 ワークの搬送方向
CT トップクリアランス
CT1 駆動歯車の歯先とケーシングの内周面とのトップクリアランス
CT2 従動歯車の歯先とケーシングの内周面とのトップクリアランス
CS サイドクリアランス
CS1 駆動歯車の側面とケーシングの内壁面とのサイドクリアランス
CS2 従動歯車の側面とケーシングの内壁面とのサイドクリアランス
L1 駆動歯車の回転中心線
L2 従動歯車の回転中心線
M 高粘度流体
P1 駆動歯車の歯先
P2 従動歯車の歯先
W ワーク
IN 流体導入部
OUT 流体導出部
α0 流体導入室
α1 駆動歯車収容室
α2 従動歯車収容室
α3 流体導出室
β1 高粘度流体の塗布領域
β2 高粘度流体の塗布領域
REFERENCE SIGNS
21
Claims (6)
流体貯留タンクから高粘度流体を圧送する流体圧送手段と、
流体貯留タンクから圧送された高粘度流体を目的箇所に吐出する吐出ノズルと、
流体貯留タンクと吐出ノズルとの間に介在され、流体貯留タンクから吐出ノズルへの高粘度流体の流れを遮断する流体遮断手段と、
流体遮断手段で高粘度流体の流れが遮断される遮断状態、及び、流体遮断手段で高粘度流体の流れが遮断されない非遮断状態が周期的に切り替わるように流体遮断手段を切替制御する切替制御手段と
を備えた流体供給装置であって、
流体遮断手段として、サイドクリアランスが30μm以下に設定されたギヤポンプを用い、
遮断状態が、ギヤポンプの駆動を停止することによって発現し、非遮断状態が、ギヤポンプを駆動することによって発現するようにした
ことを特徴とする流体供給装置。
a fluid storage tank in which a high-viscosity fluid having a viscosity of 10 Pa·sec or more is stored;
A fluid pumping means for pumping a high viscosity fluid from a fluid storage tank;
a discharge nozzle that discharges the high-viscosity fluid pumped from the fluid storage tank to a target location;
a fluid blocking means interposed between the fluid storage tank and the discharge nozzle for blocking the flow of the high-viscosity fluid from the fluid storage tank to the discharge nozzle;
A fluid supply device comprising: a switching control means for controlling switching of a fluid blocking means such that a blocking state in which the flow of a high-viscosity fluid is blocked by the fluid blocking means and a non-blocking state in which the flow of the high-viscosity fluid is not blocked by the fluid blocking means are periodically switched between,
A gear pump with a side clearance set to 30 μm or less is used as the fluid blocking means,
A fluid supply device, characterized in that a blocked state is established by stopping the operation of a gear pump, and a non-blocked state is established by operating the gear pump.
2. The fluid supply device according to claim 1, wherein a top clearance of the gear pump is set to 60 [mu]m or less.
流体貯留タンクから吐出ノズルに高粘度流体を移送する可撓チューブと
をさらに備え、
前記ギヤポンプが、吐出ノズルに直付けされた
請求項2記載の流体供給装置。
A nozzle moving means for moving the discharge nozzle;
and a flexible tube for transporting the high viscosity fluid from the fluid storage tank to the discharge nozzle.
3. The fluid supply device according to claim 2, wherein the gear pump is directly attached to the discharge nozzle.
4. The fluid supply device according to claim 3, wherein the gear pump is made of cemented carbide or high speed tool steel.
A fluid application device that applies a high viscosity fluid to a target location on a workpiece by using the fluid supplying device according to any one of claims 1 to 4.
A fluid filling device which uses the fluid supply device according to any one of claims 1 to 4 to fill a plurality of containers with a high viscosity fluid.
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