JP5863742B2

JP5863742B2 - 薬液供給装置

Info

Publication number: JP5863742B2
Application number: JP2013215390A
Authority: JP
Inventors: 柏田　充; 充柏田
Original assignee: 柏田木材工業株式会社
Priority date: 2013-10-16
Filing date: 2013-10-16
Publication date: 2016-02-17
Anticipated expiration: 2033-10-16
Also published as: JP2015077547A

Description

本発明は、二種類の液体もしくは粉体を所定の比率で供給する供給装置に関するものである。

例えば、接着剤を構成する主剤に、所定の硬化剤を所定の混合比率で混合することによって、所定の接着能力が得られる接着剤の使用に際しては、前記混合比率を安定して保つことが重要となっている。

特公平６−４４９８３号公報

特許文献１に記載の技術は、混合比率の設定に比率調整レバーを用い、支点から主ピストンポンプと副ピストンポンプの設定距離によって決まる所定の配合比に調整されるように構成されたものである。前記比率調整レバーは液体シリンダーによって押圧されて薬液をミキサー側へ押し出し、引上げ駆動されてタンク側から次回の押し出し供給のために薬液を吸引するように構成されている。
そして、前記主ピストンと副ピストンの両方のピストンを、前記比率調整レバーによって同時に駆動する必要がある。

また、混合比率を変更するためには、前記比率調整レバーに対する主ピストンポンプと副ピストンポンプの接続位置を変更する作業が必要である。
また、一般的には、供給ポンプの回転速度、回転数、回転時間、流量測定などによって、混合比を間接的に設定しているシステムが採用されることが多く、それは、大がかりで複雑な設備が必要であり、しかも、制度が悪く、動作の信頼性も低いという問題があった。

本発明においては、前記主ピストンと副ピストンの両方のピストンを、前記比率調整レバーによって同時に駆動する必要がなく、シンプルな構成でありながら、高精度の比率で供給することが可能な供給装置の提供を目的としている。

本発明の請求項１に係る薬液供給装置においては、
第１薬液タンクから供給される薬液と第２薬液タンクから供給される薬液とが、所定の比率で供給されるように構成された薬液供給装置であって、
支点を中心に回動可能な剛体に、前記支点から第１距離の位置に第１薬液タンクを支持させて、前記第１薬液タンクの質量と前記第１距離による回転モーメントを前記剛体に与え、
前記回転モーメントを打ち消すような、前記支点から第２距離の位置に、第２薬液タンクを支持させるとともに、
前記剛体のバランスを検知する検知手段と、
前記検知手段の検知結果に応答し、前記第１薬液タンクからの薬液の供給により該第１薬液タンクの薬液の質量が減少して前記剛体のバランスが崩れると前記第２薬液タンクに薬液の供給を開始させて該第２薬液タンクの薬液を減少させ、該第２薬液タンクの薬液の質量が減少することで前記剛体がバランスすると前記第２薬液タンクに薬液の供給を停止させて、前記剛体のバランスを保持する供給手段とを備えることを特徴としている。

請求項２では、前記支点は、前記第１距離の位置と、前記第２距離の位置の間に位置している。
請求項３では、前記第１距離の位置は、前記第２距離の位置と、前記支点の位置の間に位置している。
請求項４では、前記第１薬液タンクの薬液は、第１供給ポンプによって吸引して供給されるように構成されている。
請求項５では、前記第２薬液タンクの薬液は、第２薬液タンクの底面に開口した供給チューブを押圧して供給停止され、前記供給チューブの押圧を解除して供給開始されるように構成されている。

請求項６では、
前記第１薬液タンクには主剤が貯留され、
前記第２薬液タンクには硬化剤が貯留され、
前記第１薬液タンクから供給される主剤と前記第２薬液タンクから供給される硬化剤とが混合部に供給され、前記混合部においては、前記主剤と前記硬化剤とが前記第１距離と第２距離の比率に対応した混合比率で混合されて、接着対象物に塗布されるように構成されている。

請求項７では、前記剛体のバランス状態を調節するためのバランス調節錘を備えている。
請求項８では、前記検知手段は、前記剛体のバランスが崩れたときに導通する検知接点を備えている。
請求項９では、前記混合部における薬液量が減少したときに前記第１供給ポンプを作動させる制御手段を備えている。

本発明に係る薬液供給装置によれば、
第１薬液タンクから供給される薬液と第２薬液タンクから供給される薬液とが、所定の比率で供給されるように構成された薬液供給装置であって、
支点を中心に回動可能な剛体に、前記支点から第１距離の位置に第１薬液タンクを支持させて、前記第１薬液タンクの質量と前記第１距離による回転モーメントを前記剛体に与え、
前記回転モーメントを打ち消すような、前記支点から第２距離の位置に、第２薬液タンクを支持させるとともに、
前記剛体のバランスを検知する検知手段と、
前記検知手段の検知結果に応答し、前記第１薬液タンクからの薬液の供給により該第１薬液タンクの薬液の質量が減少して前記剛体のバランスが崩れると前記第２薬液タンクに薬液の供給を開始させて該第２薬液タンクの薬液を減少させ、該第２薬液タンクの薬液の質量が減少することで前記剛体がバランスすると前記第２薬液タンクに薬液の供給を停止させて、前記剛体のバランスを保持する供給手段とを備えるように構成したので、
簡単な構造で正確な比率で２種類の薬液を供給することが可能となる。

実施例１に係る薬液供給装置を用いた接着剤供給装置の構成図である。実施例２に係る薬液供給装置を用いた接着剤供給装置の構成図である。別の構成例の薬液供給装置の説明図である。別の構成例の薬液供給装置の説明図である。第２薬液タンク４の重心の位置の違いによる動作を比較説明するための説明図である。第２薬液タンク４のキャップ状の受け皿の構造を説明する説明図である。

以下に、本発明に係る薬液供給装置を備えた接着剤塗布装置を、図面を参照して説明する。

実施例１の薬液供給装置Ｂを備えた接着剤塗布装置Ａの概要を示した図１において、
１は金属製の棒状の剛体であり、充分な機械的強度を備えている。
２は前記剛体の途中に設けられた支点であり、この支点２を中心にして、前記剛体１はある程度の範囲で回動可能に支持されている。前記支点２は支柱２１によって支持されている。
３は接着剤の主剤が貯留された第１薬液タンクであり、前記剛体１の、前記支点２から第１距離Ｌ１の位置Ｐ１に吊り下げられている。
４は接着剤の硬化剤が貯留された第２薬液タンクであり、前記剛体１の、前記支点２から第２距離Ｌ２の位置Ｐ２に固定されている。
なお、図１においては、前記支点２は前記第１距離の位置Ｐ１と前記第２距離の位置Ｐ２の間に位置している。

第１薬液タンク３に貯留されている主剤は、供給ポンプ５によって吸引されて主剤供給管５１を経由して混合部８に供給される。前記供給ポンプ５とその吸引配管は、第１薬液タンクから独立して支持されている。
前記供給ポンプ５は、混合部８の混合薬液の液面レベルが所定のレベル以下に低下したことをレベル検知器８１が検知し、その結果で、制御手段８２によって、主剤を吸引開始するように制御されている。

第２薬液タンク４に貯留されている硬化剤は、硬化剤供給部６を経由して、前記混合部８に滴下されるように構成されている。
硬化剤供給部６は、第２薬液タンクの底面に開口した供給チューブの一部をバネ等で常時押圧して閉じた状態として供給停止し、電磁ソレノイド等で押圧開放して供給開始するようにチューブバルブ機構が構成されている。

混合部８は、互いに接する２つの塗布ロール８３、８４の間に形成されており、混合された接着剤が２つの塗布ロール８３、８４の表面を介して、接着剤塗布対象の合板材料に塗布されるように構成されている。

また、前記剛体１の初期バランス状態を微調整するためのバランス調整用錘１１、１２を備えている。

７は、第１薬液タンクが軽くなって前記剛体１のバランスが崩れたときに導通する検知接点７１を備えた検知手段である。

以上のように構成された接着剤塗布装置Ａは、剛体１、第１薬液タンク３、第２薬液タンク４、第１薬液薬ポンプ５、硬化剤供給部６とを備えた薬液供給装置Ｂを含み、さらに、混合部８を備えて、２つの塗布ロール８３、８４によって、接着剤塗布対象の合板材料に塗布するように構成されている。

次に、上記構成の接着剤塗布装置Ａを用いて、所定の混合比率の接着剤を塗布する場合の、設定方法と、動作を説明する。
例えば、使用する接着剤の主剤と硬化剤の混合比が、重量比でＷ１：Ｗ２の場合で説明する。
この場合、前記第１距離Ｌ１と前記第２距離Ｌ２の比が、前記重量比Ｗ１：Ｗ２の逆、つまりＷ２：Ｗ１となるように第１距離Ｌ１を決定し、その位置に第１薬液タンク３を吊り下げる。
なお、この状態で前記剛体１の左右バランスが釣り合っていない場合には、２つのバランス調整用錘１１、１２の位置を、剛体１に沿って移動させて、釣り合う状態に設定する。

この状態で、前記塗布作業を開始すると、まず、前記レベル検知器８１が、混合部８の混合薬液の液面レベルが所定のレベル以下であることを検知するので、その結果で、制御手段８２によって前記供給ポンプ５が作動開始し、主剤を吸引開始する。
主剤の吸引供給によって、第１薬液タンク３が軽くなると、剛体１のバランスが崩れて第２薬液タンク側が下がるので、検知手段７の検知接点７１が閉じる。
前記検知接点７１が閉じることで、硬化剤供給部６においては供給チューブの一部を押圧状態から押圧開放状態に移行させ、硬化剤を供給開始する。

硬化剤が供給されて、第２薬液タンク４の重さが軽くなり、剛体１が再びバランスすると、前記検知接点７１が開くので、硬化剤供給部６においては供給チューブの一部を押圧開放状態から押圧状態に移行させ、硬化剤の供給を停止する。
このように、剛体１がバランスした状態に保たれるように、硬化剤が滴下供給される。即ち、主剤と硬化剤とは、剛体１がバランスした状態になるような供給比、即ち、第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２によって決定された混合比で供給されるのである。
その後、混合部８の液面レベルが上昇して、供給停止レベルまで上昇すると、レベル検知器８１が検知して、供給ポンプ５が停止して、主剤の供給が停止する。そして、第２薬液タンク４の方が軽くなるので、前記検知接点７１が開いて硬化剤の供給も停止する。

以上のようにして、主剤と硬化剤とが所定の混合比で供給され、混合された接着剤は塗布ロールによって塗布されるのである。
例えば、主剤Ｓｇの重さに対して、硬化剤をＤｇの重さで供給して、Ｓ：Ｄの混合比となるように供給したい場合には、
Ｓ×Ｌ１＝Ｄ×Ｌ２
が成り立って、剛体１の左右の回転モーメントが打ち消しあうように設定する。

従って、主剤１００ｇに対して、硬化剤を５ｇ供給して、２０：１の混合比となるように供給したい場合、第２距離Ｌ２＝１０００ｍｍとすると、第１距離Ｌ１＝Ｄ×Ｌ２／Ｓ＝５×１０００／１００＝５０ｍｍとなる。
即ち、第１距離Ｌ１＝５０ｍｍの位置に、第１薬液タンク３を吊り下げればよいのである。
以上の構成の接着剤塗布装置Ａによれば、
主剤の供給開始後、わずか数秒後に硬化剤の滴下が開始され、混合部８への供給はほぼ同時となった。

また、以上の構成の接着剤塗布装置Ａによれば、
主剤を供給開始してから後、検知接点７１が閉じない場合は、剛体１の動作異常もしくは主剤切れであると判断でき、検知接点７１が閉じ続ける場合は、硬化剤切れであると判断できるので、点検や薬液の補充が速やかに且つ適切に行える。
また、図６で示すように、第２薬液タンク４は、硬化剤缶を開けて、開口部をキャップ状の受け皿４１に押し当てて、受け皿の流出管４２に接続したチューブ４３から供給するような簡単な構成としたので、硬化剤缶のまま、缶が空になったら交換して使い捨てが可能であり、メンテナンスが容易である。また、前記チューブ４２の交換も容易である。なお、缶には空気孔を設けると供給がスムーズになる。

なお、前記チューブ４３は、供給する硬化剤の影響で硬くなるので、適宜交換する必要がある。しかし、第２薬液タンク４に硬化剤が残った状態で前記チューブ４３を前記受け皿の流出管４２から引き抜いて交換すると硬化剤が流出するので、前記受け皿の流出管４２には、図６に示したような流出防止弁４４を設けるとよい。
キャップ状の受け皿４１は、第２薬液タンクとしての硬化剤缶のキャップを改造したもの、もしくはキャップと同様の構造のものであり、硬化剤缶の開口部に密閉状態で装着可能となっている。
前記キャップ状の受け皿４１の内側にはシール機能を備えた樹脂製の内蓋を備え、前記キャップ状の受け皿４１と前記内蓋には例えば真鍮製の流出管４２を貫通させ、前記受け皿４１と前記流出管４２とは半田付けし、前記内蓋と前記流出管とはゴム糊によって接着した。
前記流出管４２には、頭部が前記流出管の内径より大きく、軸が磁性体金属からなる漏れ止め弁４４が挿し込まれている。前記漏れ止め弁４４を押し上げると、前記頭部が持ち上がり、流出管４２から硬化剤が流出可能となり、前記漏れ止め弁４４が下降すると、前記頭部が前記流出管４２を塞ぎ硬化剤の流出が不可能となる。
前記漏れ止め弁４４を押し上げた状態で、前記流出管４２の外側に磁石４５を保持させることによって、前記漏れ止め弁４４の下降を止め、流出可能な状態を保つことができ、前記流出管４２の外側から前記磁石４５を引き離すことで、前記漏れ止め弁４４を下降させて硬化剤が流出しないように流出管４２を塞ぐことができる。
以上の構成によって、チューブ４３を交換する際には、磁石４５を引き離して硬化剤の流出を止めた状態で交換することが可能となった。
なお、必要に応じて上記構造のキャップ状の受け皿は複数個準備しておけばメンテナンスも楽に行える。

前記検知接点７１の電極間のギャップは、配合比率、支点からの距離、目標とする感度、等の条件により例えば0.3ｍｍ〜２ｍｍ範囲とするが、条件によっては、チューブバルブ開閉の振動が剛体のバランス応答に共振して、検知接点が開閉を繰り返して安定しない場合がある。この場合には、検知接点の開閉信号が短時間で繰り返されることになり、硬化剤供給部６の電磁ソレノイド等の制御上の問題が発生する。
そこで、検知接点の開閉信号の入力処理において遅延回路を設けたり、硬化剤供給部の電磁ソレノイドへの出力信号を、オフディレイ処理やワンショット処理等を施してから出力することによって、精度を維持したまま安定した動作を実現することが可能となった。

実施例１では、剛体が長くなるので、支点を剛体の端に置くことで、剛体の全長を短くし得る実施例２を、以下に説明する。
図２に示したように、支点を剛体の端に設定し、支点から第１距離Ｌ１の位置に、第１薬液タンク３を吊り下げるロープを、定滑車で反転させて固定する。
支点から第２距離Ｌ２の位置には第２薬液タンク４を取り付ける。
さらに、実施例１と同様に、供給ポンプ５、硬化剤供給部６、検知手段７、混合部８等を備える。

実施例１と実施例２の違いは、支点と第１距離の位置とが入れ替わっている点である。第２薬液タンク４で発生するモーメントは、剛体を右回りに回転させようとするものであるから、打ち消すためには、第１薬液タンク３で、剛体を右回りに回転させようとするモーメントを発生させる必要がある。そのために、第１薬液タンク３を吊り下げるロープを滑車で反転させて剛体１を引き上げるように固定したのである。
実施例２によれば、剛体１の全長を短くできるので、装置全体をコンパクトに構成することが可能となる。

図３には、剛体と第１薬液タンク３、第２薬液タンク４の関係例を示した。
図３（Ａ）は前記実施例１に対応する構成であり、図３（Ｂ）は前記実施例２に対応する構成である。
図３（Ｃ）は、第２薬液タンク４を吊り下げるロープを滑車を介して剛体の第２距離の位置に固定した構成である。支点は剛体の端に設定した。
図３（Ｄ）は、第１薬液タンク３を吊り下げるロープを滑車を介して剛体の第１距離の位置に固定し、第２薬液タンク４を吊り下げるロープを滑車を介して剛体の第２距離の位置に固定した構成である。支点は第１距離の位置と第２距離の位置の間に設定した。
この場合も剛体の全長を短くすることができる。

図１に示した棒状の剛体の例では、バランス状態において、第２薬液タンク４の重心が、支点２の位置より高い場合があるが、図４に示した剛体の例のように、バランス状態において、第２薬液タンク４の重心が、支点２の位置より低くなるように構成してもよい。
以下に、図１の場合と図４の場合の違いを説明する。
図５の（Ａ）に示したように、図１の例のように、第２薬液タンク４の重心が、支点２の位置より高い場合には、
第１薬液が供給されて第１薬液タンク３側が相対的に軽くなると、第２薬液タンク４が支点２の高さと同じレベルに向かって下降する。このような下降動作においては、第２薬液タンク４の重心位置の水平方向距離は、支点２から僅かに（ΔＬ₂）離れることになる。従って、支点２と第２薬液タンク４の間に配設されている検知手段７の検知接点７１が閉じやすくなり、速やかに第２薬液の供給を開始する。

逆に、第２薬液が供給されて第２薬液タンク４側が相対的に軽くなると、第２薬液タンク４が上昇し、第２薬液タンク４の重心位置の水平方向距離は、支点２から僅かに近づくことになるので、検知手段７の検知接点７１は開きやすくなり、速やかに第１薬液の供給を停止する。
従って、第１薬液と第２薬液の重さの微小な変化を感度良く検知して検知手段を作動させたい場合には、図１のように第２薬液タンク４の重心位置を支点２の高さより高くするとよい。
特に、配合比の比率差が大きい場合、検知手段の高感度、高速応答、安定動作が必要な時に、上記構成が有効である。
なお、第１薬液の重量が第２薬液より十分に大きいため、系全体の重心は、支点２より低い位置にあり、剛体１は十分に安定した状態となっている。

図５の（Ｂ）に示したように、図４の例のように、第２薬液タンク４の重心が、支点２の位置より低い場合には、
第１薬液が供給されて第１薬液タンク３側が相対的に軽くなると、第２薬液タンク４が下降する。このような下降動作においては、第２薬液タンク４の重心位置の水平方向距離は、支点２から僅かに（−ΔＬ₂）近づくことになるので、検知手段７の検知接点７１が閉じ難くなり、第２薬液は速やかには供給開始されない。
従って、第１薬液と第２薬液の重さの微小な変化に敏感には反応し難くなるので、安定したバランスによって、検知手段の感度を抑え、過敏な応答を防ぐことが可能となる。

なお、剛体を分割構成して、互いの端部をリンク部材で接続しても良い。また、剛体に代えて複数の円形歯車を組み合わせても良い。さらにまた、固定滑車だけでなく、動滑車も組み合わせることで、剛体の全長を短くすることも可能である。

Ａ接着剤塗布装置
Ｂ薬液供給装置
Ｌ１第１距離
Ｌ２第２距離
１剛体
２支点
３第１薬液タンク
４第２薬液タンク
５供給ポンプ
６硬化剤供給部
７検知手段
７１検知接点
８混合部８
８１レベル検知器
８２制御手段

Claims

第１薬液タンクから供給される薬液と第２薬液タンクから供給される薬液とが、所定の比率で供給されるように構成された薬液供給装置であって、
支点を中心に回動可能な剛体に、前記支点から第１距離の位置に第１薬液タンクを支持させて、前記第１薬液タンクの質量と前記第１距離による回転モーメントを前記剛体に与え、
前記回転モーメントを打ち消すような、前記支点から第２距離の位置に、第２薬液タンクを支持させるとともに、
前記剛体のバランスを検知する検知手段と、
前記検知手段の検知結果に応答し、前記第１薬液タンクからの薬液の供給により該第１薬液タンクの薬液の質量が減少して前記剛体のバランスが崩れると前記第２薬液タンクに薬液の供給を開始させて該第２薬液タンクの薬液を減少させ、該第２薬液タンクの薬液の質量が減少することで前記剛体がバランスすると前記第２薬液タンクに薬液の供給を停止させて、前記剛体のバランスを保持する供給手段とを備えることを特徴とする薬液供給装置。
前記支点は、前記第１距離の位置と、前記第２距離の位置の間に位置していることを特徴とする請求項１に記載の薬液供給装置。
前記第１距離の位置は、前記第２距離の位置と、前記支点の位置の間に位置していることを特徴とする請求項１に記載の薬液供給装置。
前記第１薬液タンクの薬液は、第１供給ポンプによって吸引して供給されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の薬液供給装置。
前記第２薬液タンクの薬液は、第２薬液タンクの底面に開口した供給チューブを押圧して供給停止され、前記供給チューブの押圧を解除して供給開始されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の薬液供給装置。
前記第１薬液タンクには主剤が貯留され、
前記第２薬液タンクには硬化剤が貯留され、
前記第１薬液タンクから供給される主剤と前記第２薬液タンクから供給される硬化剤とが混合部に供給され、前記混合部においては、前記主剤と前記硬化剤とが前記第１距離と第２距離の比率に対応した混合比率で混合されて、接着対象物に塗布されるように構成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の薬液供給装置。
前記剛体のバランス状態を調節するためのバランス調節錘を備えていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の薬液供給装置。
前記検知手段は、前記剛体のバランスが崩れたときに導通する検知接点を備えていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の薬液供給装置。
前記混合部における薬液量が減少したときに前記第１供給ポンプを作動させる制御手段を備えていることを特徴とする請求項４記載の薬液供給装置。