JP3698332B2 - 液体注入装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、例えば車両のパワーステアリング用オイルタンクのような液体タンクに、オイル等の液体を注入するために用いる液体注入装置に関し、特に、ロボット等の自動機械で前記液体を自動注入するのに適した液体注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のパワーステアリング用オイルタンク等の液体タンクに、オイル等の液体を自動注入する液体注入装置においては、液体注入作業終了後に液体注入装置の一側に設けられた液体流出部の先端からの液垂れをいかに防止するかが問題になる。そして、液垂れ防止手段を講じた液体注入装置として、本願出願人が昭和６３年６月７日に出願した実開昭６３−７５５５６号（実開平１−１７９８９８号公報）に記載の液体注入装置が知られている。
この液体注入装置は、液体を注入する液体タンク内を真空ポンプによって減圧し、この状態で液体タンクの内部に液体を注入する。液体の注入後は、ノズルを大気開放管路に連通させるとともに注入口から離脱させ、ノズルの先端に液垂れ防止部材を当接させる。この液垂れ防止部材によりノズル内部からの液体の洩れが防止される。次いで、ノズルを真空管路に接続して真空ポンプを運転し、ノズル内部に残留した液体と液洩れ防止部材に吸収された液体を空気とともに吸引するものである。
【０００３】
しかしながら、上記した液体注入装置は、液体タンク内の真空ポンプによって減圧し、液体注入後も真空ポンプを運転してノズル内に残留した液体を抜く必要があることから作業時間を多大に費やし、かつ、設備も大がかりなものを必要とする。さらに、液体注入装置に液垂れ防止部材を設け、かつ、この液垂れ防止部材をノズルに当接させる位置まで移動させる駆動機構が必要となって液体注入装置自体の構成が複雑になるばかりでなく、液体注入装置の重量が重くなってロボットに高い剛性が要求されるという欠点がある。
また、上記した従来の液体注入装置においては、液体タンクの注液口の蓋が閉じられていてもこれを検出することができず、大量の液体を流出させてしまうということがあった。さらに、液体注入装置が前記蓋に押し付けられてロボットや液体注入装置を破損してしまうということもあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、第１に簡素な構成で確実に液垂れを防止することができる液体注入装置を提供すること、第２に液体タンクの注液口の蓋が閉じられている場合にも蓋閉を検出して液体の供給を停止させ、大量の液漏れを防止するとともにロボットの自動機械や液体注入装置の損傷を防止することのできる液体注入装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した第１の問題を解決するために本発明の液体注入装置は、ロボット等の自動機械に把持されるベースと、このベースに取り付けられ、一側に液体流出部が、他側に液体供給部が形成された装置本体と、この装置本体の前記液体供給部から前記液体流出部まで連通状に形成された液体流通路と、前記液体供給部の近傍に設けられ、前記装置本体への液体の供給および停止を切り換える第１切換弁と、前記液体流通路の前記液体流出部側に形成された縮径部と、前記液体流通路内から前記縮径部に向けて進退移動自在な弁棒と、この弁棒の一端に形成され前記液体流通路内から前記縮径部に嵌脱する膨出部とからなり、前記膨出部が前記縮径部内に嵌入されることにより前記液体流出部からの液体の流出を停止させる第２切換弁と、前記弁棒の他側に取り付けられて前記弁棒を進退移動させるピストンと、このピストンを内嵌したシリンダとからなる駆動手段と、からなることを特徴とする。
また、前記ピストンには、このピストンを一側に付勢して、前記液体流通部内にある前記膨出部を前記縮径部内に嵌入させる付勢手段を設けてもよい。
さらに、前記装置本体は、前記ベースに移動自在に設けられているとともに付勢手段により常時一側に付勢され、前記付勢手段の付勢力に抗して前記装置本体が他側に移動したときにこの移動を検出する検出手段を設けてもよい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面に従って説明する。
図１は本発明の第１の実施形態にかかり、液体注入装置の構成を説明する一部破断の正面図、図２は図１の液体注入装置の作用を説明する図、図３は本発明の第２の実施形態にかかり、その構成を説明する側面図、図４は図３の液体注入装置の作用を説明する部分拡大図である。なお、以下の説明において「一側」というときには各図面の下方側を、「他側」というときには各図面の上方側を指すものとする。
【０００７】
まず、図１および図２に従って本発明の第１の実施形態を説明する。
液体注入装置１を構成する装置本体３は、ロボット等の自動機械に把持される図示しないベースに取り付けられている。装置本体３の一側には、液体タンクＴの注液口Ｔａに一端を差し込んで液体を供給するためのノズル４が設けられている。このノズル４の一端には液体流出部３ａが形成され、装置本体３の他側には液体注入装置１の外部に設けられた油圧ポンプ等の液体供給源Ｐから圧送された液体を装置本体３に供給する液体供給部３ｂが形成されている。液体供給部３ｂと液体供給源Ｐとは液体供給管１８で連結されている。液体供給管１８の先端は液体供給部３ｂに取り付けられたカプラ等の接続器具を介して装置本体３に連結される。また、前記接続器具の近傍には、装置本体３への液体の供給または停止をバルブの切換により行う電磁バルブ６（第１切換弁）が設けられている。なお、この電磁バルブ６は、後述する理由により液体供給部３ｂのできるだけ近傍位置に設けられることが望ましい。
【０００８】
装置本体３の一側から直線状に延出するノズル４の内部には、液体流通路５を挿通して進退移動自在な弁棒７が設けられている。装置本体３の他側にはシリンダ１０が設けられ、弁棒７の他端はシリンダ１０に形成された貫通穴１０ａを挿通してシリンダ１０に内嵌されたピストン１１の一側に取り付けられている。このピストン１１は、シリンダ１０の他側に嵌装された圧縮コイルばね１３により常時一側に付勢されている。また、シリンダ１０の一端と他端には、ピストン１１を進退移動させるためのエアやオイル等の作動用流体が流通する穴１７ａ，１７ｂが形成されていて、穴１７ａからシリンダ１０の他側に作動用流体が流入することによりピストン１１が一側に移動し、穴１７ｂからシリンダ１０の一側に作動用流体が流入することによりピストン１１が圧縮コイルばね１３の付勢力に抗して他側に移動するようになっている。
【０００９】
液体流出部３ａに連通する液体流通路５の一端は、ノズル４の外周を外側から絞り込んでその内径を減少させた縮径部９が形成されている。一方、弁棒７の一端には、縮径部９に嵌脱自在な膨出部８が部分的に形成されている。この膨出部８は、縮径部９の内径と略同一の外径を有していて、シリンダ１０の駆動による弁棒７の一側への移動とともに、縮径部９に嵌入されるようになっている。なお、この膨出部８は、弁棒７と一体的に形成するものとしてもよいが、弁棒７の一端の外周部に嵌合部材を嵌着して形成するものとしてもよい。また、縮径部９と液体流通路５との間の内径変化部９ａはテーパ状に形成されていて、弁棒７が一側に移動したときに膨出部８がスムースに縮径部９に嵌入されるようになっている。上記した弁棒７と膨出部８で第２切換弁が構成される。
【００１０】
この実施形態においてピストン１１の他側にはロッド１２が取り付けられている。このロッド１２はシリンダ１０の他側に形成された貫通穴１０ｂを挿通してシリンダ１０の外側に延出している。ロッド１２の他端には検出バー１２ａが取り付けられ、装置本体３の他側に対向配置された近接スイッチ１４，１５間に位置している。そして、ピストン１１が進退移動すると、検出バー１２ａが近接スイッチ１４の近傍位置から近接スイッチ１５の近傍位置まで移動するようになっている。検出バー１２ａが近接スイッチ１４の近傍位置にあるときには、近接スイッチ１４からはＯＮ（またはＯＦＦ）信号が出力されるので、これにより図示しない制御装置は、ピストン１１が他側位置にあること、すなわち、膨出部８が縮径部９から抜脱した位置にあって液体の供給が可能な状態にあると判断することができる。
【００１１】
一方、検出バー１２ａが近接スイッチ１５の近傍位置にあるときには、近接スイッチ１５からＯＮ（またはＯＦＦ）信号が出力されるので、これにより図示しない制御装置は、ピストン１１が一側位置にあること、すなわち、膨出部８が縮径部９に嵌入されて液体流出部３ａからの液体の流出が停止されていると判断することができる。
なお、この実施形態では、ピストン１１の一側への移動はシリンダ１０の他側に作動用流体を供給することにより行っているが、圧縮コイルばね１３の付勢力で行うようにしてもよい。さらに、ピストン１１の移動位置を検出する検出手段は、上記の検出バー１２ａ，近接スイッチ１４，１５に限られるものではなく、リミットスイッチや光電管等であってもよい。
【００１２】
次に、上記構成の液体注入装置１の作用を図１および図２に従って説明する。なお、図２（イ）は液体流通路が密閉状態になった状態を示す図、図２（ロ）は膨出部が縮径部に嵌入されて液体流通路内の液体が減圧された状態を示す図である。
液体タンクＴに液体の注液を行う際には、ピストン１１が他側位置にあって、検出バー１２ａが近接スイッチ１４の近傍に位置している。この状態で図示しない制御装置は電磁バルブ６を開いて液体供給源Ｐから供給される液体を液体流出部３ａから液体タンクＴ内に流出させる。
液体タンクＴへの液体の注入が終了すると、電磁バルブ６を閉じて液体供給源Ｐからの液体の供給を停止させる。次いで、シリンダ１０を駆動させてピストン１１を一側へ移動させる。ピストン１１はシリンダ１０の他側に供給された作動用流体により一側へ移動する。ピストン１１の一側への移動とともに弁棒７も一側へ移動するが、膨出部８の一端部が縮径部９に嵌入されたとき（図２（イ）に示す状態になったとき）に、液体流通路５は膨出部８と電磁バルブ６とにより密閉状態にされる。ピストン１１が一側位置まで移動すると、膨出部８が縮径部９に嵌入された状態になるとともに、検出バー１２ａが近接スイッチ１５の近傍に位置する。
なお、ピストン１１は圧縮コイルばね１３により常時一側に付勢されているため、作業終了時または停電等のトラブルが発生してもピストン１１が強制的に一側に移動させられ、弁棒７の膨出部８を縮径部９に嵌入するので、液体がノズル４の先端から漏出するということがない。
【００１３】
膨出部８が縮径部９に嵌入されると、膨出部８に相当する体積分だけ密閉状態にされた液体流通路５の内容積が増加することになる。液体流通路５は周囲を剛体で形成され、かつ、液体流通路５内に充填された液体は両端を電磁バルブ６および膨出部８により流出入を規制されているので、液体流通路５内の液圧が当該増加体積分だけ減圧されることになる。膨出部８と縮径部９との間の微小隙間には、液体が被膜状に残留していて液体流通路５内に外気が侵入しないように防止しているとともに、液体流出部３ａの内周面に残留した液体を液体流通路５内に吸引して液垂れしないようにしている。
本発明では、このように、膨出部８を縮径部９に嵌入させることにより液体流通路５内の液体を減圧させ、膨出部８の外周面と縮径部９の内周面に残留した液体を介して液体流出部３ａの液体を吸引し、液垂れを防止したものである。
なお、上述したように、膨出部８が縮径部９に嵌入されると液体は減圧されるが、この減圧による液体流通路５の変形（容積変化）を防止するために、電磁バルブ６と液体供給部３ｂを連通状に連結する液体供給管１８の一部（パイプ１８ａ）は金属製のものを選択することが望ましく、かつ、液体流通路５内の液体の減圧度を高めるために電磁バルブ６は液体供給部３ｂのできる限り近傍位置に設けることが望ましい。
【００１４】
次に、本発明の第２の実施形態を図３に従って説明する。なお、この実施形態においても装置本体３の構成は上記のものと変わりがないので、同一部位，同一部材には同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
この実施形態において液体注入装置１′を構成する装置本体３は、ロボット等の自動機械に把持される把持部２ａを有するベース２に進退移動自在に設けられているとともに、装置本体３がベース２に対して移動したときに、この移動を検出する検出手段２７を有している。
【００１５】
すなわち、ベース２には、一側から他側に向けてガイドレール２０が設けられている。このガイドレール２０は、ベース２の一側と他側に設けられた支持部２１ａ，２１ｂにより両端を支持されている。また、ガイドレール２０には、ガイドレール２０に沿って進退移動自在なスライダ２２が設けられ、装置本体３はこのスライダ２２に取り付けられている。
ベース２の他側には逆Ｌ字状のブラケット２３が取り付けられ、装置本体３の他側に立設されたガイドピン２４がブラケット２３の他端部を貫通している。装置本体３とブラケット２３のガイドピン２４には、付勢手段としての圧縮コイルばね２５が嵌装され、装置本体３を常時一側に付勢している。なお、装置本体３を常時一側に付勢することができるものであれば、付勢手段は圧縮コイルばね２５に限らず引張ばねやゴム等の弾性体であってもよい。
【００１６】
ベース２の一側にはブラケット２６を介して検出装置としての近接スイッチ２７ａが取り付けられ、この近接スイッチ２７ａと対向する装置本体３の一側位置には被検出部材２７ｂが取り付けられている。近接スイッチ２７ａは、被検出部材２７ｂが近接スイッチ２７ａに対向する近傍位置にあるときにはＯＮ（またはＯＦＦ）信号を出力し、被検出部材２７ｂが近接スイッチ２７ａから遠ざかったときにはＯＦＦ（またはＯＮ）信号を出力する。
上記した近接スイッチ２７ａと被検出部材２７ｂとで、検出手段２７が構成されている。
なお、検出手段２７は装置本体３の移動を検出することができるものであればよく、上記近接スイッチ２７ａに限らずリミットスイッチや光電管等であってもよい。
【００１７】
次に、上記構成の液体注入装置１'の作用を図３および図４に従って説明する。なお、注液終了後に液体流通路５内の液体を減圧させて液垂れを防止する構成については、上記の第１の実施形態と同じであるので、説明は省略する。
液体タンクＴの蓋Ｔｂが開かれている状態（図３の状態）においては、装置本体３は圧縮コイルばね２５の付勢力によりガイドレール２０に沿って一側位置に位置し、支持部２１ａに当接している。被検出部材２７ｂは近接スイッチ２７ａに対向する近傍位置にあってＯＮ（またはＯＦＦ）信号を出力している。
【００１８】
液体タンクＴの蓋Ｔｂが閉じられているにもかかわらず図示しない自動機械が液体注入装置１′を液体タンクＴの注液口Ｔａまで移動させると、ノズル４の先端が蓋Ｔｂに当接する。自動機械がノズル４の先端を注液口Ｔａに挿入しようとすると、装置本体３が圧縮コイルばね２３の付勢力に抗して他側へ移動する。被検出部材２７ｂが近接スイッチ２７ａの近傍位置から遠ざかると、近接スイッチ２７ａからはＯＦＦ（またはＯＮ）信号が出力されるので、制御装置は蓋Ｔｂが閉じられていると判断して以後の注液動作を禁止する。これによって、液体が液体タンクＴの外部に大量に流出するという事故を防止できる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されているので、以下のような効果を奏する。
膨出部を縮径部に挿入するだけの簡単な構成で液体流出部の残留液体を吸引し、液垂れを有効に防止するので、液体注入装置の構成を極めて簡単にでき、その重量も軽減させることができるようになる。また、液体タンクの内部空気を抜く等の複雑な作業が不要になるので、作業時間の大幅短縮を図ることができる。さらに、装置本体に移動検出手段を設けたものは、蓋等が閉じられている場合にこれを検出して液体の供給を規制するので、液体が大量に床面に流出するという事故を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかり、液体注入装置の構成を説明する一部破断の正面図である。
【図２】図１の液体注入装置の作用の説明図で、図２（イ）は液体流通路が密閉状態になった状態を示す図、図２（ロ）は膨出部が縮径部に嵌入されて液体流通路内の液体が減圧された状態を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態にかかり、その側面図である。
【図４】図３の液体注入装置の作用の説明図である。
【符号の説明】
Ｔ 液体タンク
Ｔａ 注液口
Ｔｂ 蓋
Ｐ 液体供給源
１，１′ 液体注入装置
２ ベース
２ａ 把持部
３ 装置本体
３ａ 液体流出部
３ｂ 液体供給部
４ ノズル
５ 液体流通路
６ 電磁バルブ（第１切換弁）
７ 弁棒
８ 膨出部
９ 縮径部
９ａ 内径変化部
１０ シリンダ
１０ａ，１０ｂ 貫通穴
１１ ピストン
１２ ロッド
１２ａ 検出バー
１３ 圧縮コイルばね
１４，１５ 近接スイッチ
１６ 液体
１７ａ，１７ｂ 穴
１８ 液体供給管
２０ ガイドレール
２１ａ，２１ｂ 支持部
２２ スライダ
２３ ブラケット
２４ ガイドピン
２５ 圧縮コイルばね（付勢手段）
２６ ブラケット
２７ 検出手段
２７ａ 近接スイッチ（検出装置）
２７ｂ 被検出部材

Claims (3)

1. ロボット等の自動機械に把持されるベースと、
   このベースに取り付けられ、一側に液体流出部（３ａ）が、他側に液体供給部（３ｂ）が形成された装置本体（３）と、
   この装置本体の前記液体供給部から前記液体流出部まで連通状に形成された液体流通路（５）と、
   前記液体供給部の近傍に設けられ、前記装置本体への液体の供給および停止を切り換える第１切換弁（６）と、
   前記液体流通路の前記液体流出部側に形成された縮径部（９）と、
   前記液体流通路内から前記縮径部に向けて進退移動自在な弁棒（７）と、この弁棒の一端に形成され前記液体流通路内から前記縮径部に嵌脱する膨出部（８）とからなり、前記膨出部が前記縮径部内に嵌入されることにより前記液体流出部からの液体の流出を停止させる第２切換弁と、
   前記弁棒（７）の他側に取り付けられて前記弁棒を進退移動させるピストン（１１）と、このピストンを内嵌したシリンダ（１０）とからなる駆動手段と、
   からなることを特徴とする液体注入装置。
2. 前記ピストンには、このピストンを一側に付勢して、前記液体流通部内にある前記膨出部を前記縮径部内に嵌入させる付勢手段（１３）が設けられていること、
   を特徴とする請求項１に記載の液体注入装置。
3. 前記装置本体は、前記ベース（２）に移動自在に設けられているとともに付勢手段（２５）により常時一側に付勢され、前記付勢手段の付勢力に抗して前記装置本体が他側に移動したときにこの移動を検出する検出手段（２７）を設けたこと、を特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体注入装置。

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