JP6057419B2 - 高粘度流体塗布装置 - Google Patents

Description

本発明は、シーラや接着剤などの高粘度流体をワークの所定の位置に塗布するための高粘度流体塗布装置に関する。

例えば、自動車車体の鋼板同士の板合わせ部や接合部に対しては、防錆性能等を向上させるために、シーラが塗布されている。シーラの塗布を自動で行うと、ロボット等を導入する必要があり設備コストが高騰する。そのため、コストの低減を図るために、作業者の手作業による塗布が行われることがある。手作業で塗布する場合、使用するハンドガンが重いと作業性が悪化すると共に、作業者の負担が大きくなり長時間の作業が困難となる。特に、吐出ノズルを円運動させながらシーラを塗布するスワールガンは、吐出ノズルを円運動させるためのモータを内蔵しているため、通常のハンドガンよりも重くなる。

下記特許文献１には、高粘度流体が充填された容器と、高粘度流体が吐出する吐出口を有するハンドガンとを高粘度流体が流通するチューブで連結した吐出装置が示されている。高粘度流体が充填された容器内に押圧力を加えることによって容器から高粘度流体が押し出され、ハンドガンの吐出口から高粘度流体が吐出される。このように、高粘度流体が充填された容器をハンドガンとは別体に設けることで、ハンドガンの軽量化を図っている。

特開２００３−３８９９９号公報

しかし、上記特許文献１の吐出装置では、高粘度流体が充填された容器と、高粘度流体を吐出するハンドガンとは高粘度流体が流通するチューブを介して連結されている。そのため、塗布作業が終了したあとでも、チューブ内に残存した高圧の高粘度流体がハンドガンの吐出口から漏れ出て塗布面を汚損してしまい、塗布面の清掃作業を要する。これにより作業工数の増加などの問題が生じる。

以上のことから、本発明の解決すべき課題は、塗布作業が終了したあとでも、吐出ノズルから高粘度流体が漏れ出ることのない高粘度流体塗布装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、高粘度流体を吐出する吐出ノズルを有するハンドガンと、ハンドガンに接続されたチューブと、チューブを介してハンドガンに高粘度流体を供給する流体供給部とを備えた高粘度流体塗布装置であって、チューブの途中に、チューブの内部の高粘度流体を吸引可能な吸引部を設けている。

上記の構成により、塗布作業が終了したあと、ハンドガンと流体供給部とを接続するチューブの途中に設けた吸引部によって、チューブ内部に残留している高粘度流体を吸引することができる。これにより、ハンドガンの吐出ノズルから高粘度流体が漏れ出るのを防止することができる。

また、吸引部はチューブの内部と連通した吸引空間を有し、吸引空間の容積を増大させることでチューブの内部の高粘度流体を吸引する構造としてもよい。これにより、塗布作業が終了したあと、吸引部内部の吸引空間の容積を増大せることによって吸引空間に負圧を発生させ、チューブの内部に残留する高粘度流体を吸引することができる。

上記吸引部は、吸引空間の内部に出没可能に配された移動部材と、移動部材を吸引空間の内部に突出させる第１駆動手段と、移動部材を吸引空間から後退させる第２駆動手段とを設け、少なくとも第２駆動手段の駆動力を調整可能としてもよい。これにより、チューブの長さや、チューブの内径に応じて第２駆動手段の駆動力を調節することによってチューブ内部の高粘度流体の吸引力を適宜調整することができる。

以上、本発明の高粘度流体塗布装置によれば、塗布作業が終了したあとに、高粘度流体がハンドガンの吐出ノズルから漏れ出て塗布面が汚損されるのを防止できる。

本発明の、高粘度流体塗布装置の概略図である（塗布時）。 図１の高粘度流体塗布装置の実施形態を示す概略図である（塗布終了時）。 図１のハンドガンの吐出ノズルから高粘度流体を吐出している状態を示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態を図１に基いて説明する。

図１に示される高粘度流体塗布装置１は、例えば自動車のドアのインナパネルとアウタパネルとの板合わせ部Ｗに、例えばシーラなどの高粘度流体Ｆを塗布する際に用いられる。図１の高粘度流体塗布装置１は、高粘度流体Ｆ（以下、シーラと呼ぶ。）を吐出する吐出ノズル２ａを有するハンドガン２と、ハンドガン２に接続されたチューブ３と、チューブ３を介してハンドガン２にシーラＦを供給する流体供給部としてのシーラパイプライン（図示省略）を備えている。ハンドガン２とシーラパイプラインとを接続するチューブ３の途中には、チューブ３の内部のシーラＦを吸引する吸引部５が設けられている。吸引部５とハンドガン２との間のチューブ３の長さは、およそ１．０〜１．５ｍ程度である。また、吸引部５は、例えば、工場エア（以下、エアと呼ぶ。）などの駆動流体を供給するエア供給部としてのエアパイプライン（図示省略）に管路７を介して接続されている。ハンドガン２および後述する第１流通弁９、第２流通弁１０は、それぞれ制御部８に電気的に接続されている。吸引部５は作業者自身に取り付けたり、可動台車に取付けるなど移動可能に設けられる。以下、吸引部５を中心にその構造及び使用態様を説明する。なお、本実施形態では吸引部５の動作を説明するため、吸引部５を誇張して示している。

吸引部５は、チューブ３内部のシーラＦを吸引する吸引空間５１と、吸引空間５１に出没可能な移動部材５２と、移動部材５２が移動する移動空間５３とを備えている。吸引空間５１と移動空間５３は、シール部材５４によって遮断されている。移動部材５２は、吸引空間５１内を進退可能なピン部５２ａと、ピン部５２ａに一体に設けられたピストン部５２ｂとからなり、ピストン部５２ｂが移動空間５３内を往復動することにより、ピン部５２ａが吸引空間５１に出没可能としている。吸引空間５１の内径５１ａは、移動部材５２のピン部５２ａの外径よりも大きく設定されている。これにより、吸引空間５１の内径５１ａと移動部材５２のピン部５２ａの外径と間の隙間に、シーラＦが流動することができる。また、吸引空間５１には、シーラＦが流入出する流入口５５と流出口５６とが配されており、流入口５５はシーラパイプラインに、流出口５６はハンドガン２にそれぞれチューブ３を介して接続されている。

一方、移動空間５３には、移動部材５２のピン部５２ａを吸引空間５１から出没可能とするため、移動空間５３内にエアを供給する第１エア供給口５７および第２エア供給口５８が設けられている。第１エア供給口５７は、ピストン部５２ｂを一方側（図中左側）に押圧する第１駆動手段に、また、第２エア供給口５８は、ピストン部５２ｂを他方側（図中右側）に押圧する第２駆動手段にそれぞれ管路７を介して連通している。なお本実施形態では、第１駆動手段および第２駆動手段は、エアパイプラインからエアが供給される構成としている。

エアパイプラインから吸引部５に配された第１エア供給口５７および第２エア供給口５８にエアを供給することで、吸引部５の内部に配された移動部材５２のピストン部５２ｂが一方側又は他方側に押圧され、移動部材５２のピン部５２ａが吸引空間５１に出没可能となる。また、エアパイプラインと吸引部５とを連通する管路７には、制御部８によって開閉動作が制御され、さらに、エアの流通方向を切替え可能な第１流通弁９が配置されている。これにより、エアパイプラインから吸引部５へ供給されるエアの流れを制御することができる。なお、第１流通弁９は、例えば、複数のポートを備え、エアの流通状態を切り替え可能なバルブが用いられる。

ハンドガン２は略円筒形状を有しており、ハンドガン２の一端部には、シーラＦを吐出する吐出ノズル２ａが設けられている。ハンドガン２の内部には、吐出ノズル２ａを回転させるためのモータＭが備えられており、モータＭに設けられた歯車Ｇ１と吐出ノズル２ａを回転させる回転軸Ｓに設けられた歯車Ｇ２が噛み合いながら回転することにより、吐出ノズル２ａを回転させることができる。これにより、図３に示すとおり、シーラＦを板合わせ部Ｗに塗布する際、ハンドガン２の吐出ノズル２ａをハンドガン２の円周周りに回転させることでシーラＦは板合わせ部Ｗに対してらせん状に塗布することができるため、塗布面積を広くすることができる。また、ハンドガン２は、シーラＦの吐出をオン／オフ切替え可能なスイッチ２１が備えられ、制御部８と電気的に接続されている。

シーラパイプラインは、吸引部５の流入口５５にチューブ３を介して接続されている。また、シーラパイプラインと吸引部５とを接続するチューブ３には、制御部８によって開閉動作が制御される第２流通弁１０が配置されている。そのため、吸引部５に流入させるシーラＦの流入量は、第２流通弁１０によって調節される。

制御部８は、ハンドガン２と、第１流通弁９と、第２流通弁１０に電気的に接続されている。これにより、ハンドガン２のスイッチ２１をトリガーとして、エアパイプラインから供給されるエアの流通方向や、シーラパイプラインから吸引部５へと流れ込むシーラの量を、第１流通弁９および第２流通弁１０の開閉動作を制御することによって調節することができる。また、制御部８には、各機器（ハンドガン２、第１流通弁９、第２流通弁１０）の設定を視認可能なディスプレイ部８１と設定を変更するダイヤル８２などが設けられている。そのため、作業者はディスプレイ８１を見ながら各機器の設定を変更することができる。これにより、第１エア供給口５７および第２エア供給口５８へエアを供給するタイミングや圧力などを制御部８によって適宜調節することができる。

以下、本発明の高粘度流体塗布装置１の使用の態様を図１〜図３に基いて説明する。

図１は、ハンドガン２のスイッチ２１をオンにしてシーラＦを吐出する際の装置の概略図を示している。図２は、ハンドガン２のスイッチ２１をオフにしてハンドガン２に接続されたチューブ３内部に残存するシーラＦを吸引部５へ吸引する際の概略図である。図３は、ハンドガン２に設けられた吐出ノズル２１からシーラＦを吐出しているときの概略図である。

先ず、ハンドガン２からシーラＦを吐出する場合について説明する。シーラＦをハンドガン２の吐出ノズル２ａから吐出させるため、ハンドガン２に設けられたスイッチ２１をオンにする。ハンドガン２からの信号が、制御部８へと送られ、制御部８は、第１流通弁９を開いて、エアパイプラインと第１エア供給口５７とを連通状態にし、エアパイプラインから第１エア供給口５７にエアを供給する（図１破線矢印参照）。供給されたエアによって吸引部５の内部に設けられた移動部材５２のピストン部５２ｂが一方側（図中左側）に押圧され、移動部材５２のピン部５２ａが吸引空間５１に突出される。次に、制御部８は、第２流通弁１０を開いて、シーラパイプラインと吸引部５の流入口５５とを連通させると共に、シーラパイプラインからシーラＦを引き込む。第２流通弁１０の開閉を調節することによって、制御部８で設定した所定量のシーラＦを吸引部５へ流通させることができる。

このとき、吸引部５の吸引空間５１には、移動部材５２のピン部５２ａが突出しているが、吸引空間５１の内径５１ａはピン部５２ａの外径よりも大きく設定されているので、流入口５５から流入したシーラＦは、吸引空間５１の内径５１ａとピン部５２ａの外径との間の隙間を流動して、吸引空間５１に設けられた流出口５６へと流れ込む。流出口５６は、ハンドガン２にチューブ３を介して接続されており、流出口５６から流出したシーラＦは、チューブ３内を移動してハンドガン２へと流れ、吐出ノズル２ａから吐出される。

ハンドガン２に設けられた吐出ノズル２ａは、図３に示すように、ハンドガン２の内部に設けたモータＭを駆動させることにより、円周周りに回転する。これにより、吐出ノズル２ａから吐出されたシーラＦは、板合わせ部Ｗ上にらせんを描くように塗布されるため、シーラＦを塗布対象部位に対して広範囲に塗布できる。このとき、ハンドガン２の吐出ノズル２ａの回転する速さを変更可能としてもよく、制御部８で設定を変更することによって、吐出ノズル２ａの回転速度を可変させることができる。

上記のようにハンドガン２のスイッチ２１をオンにしている間は、シーラパイプラインからシーラＦが供給されるが、第２流通弁１０の調節機能によって所定量のシーラＦが、吸引部５へと供給される。そのため、シーラパイプラインからシーラＦが供給される限り、連続して塗布作業を行うことができる。

塗布終了後、図２に示すように、ハンドガン２のスイッチ２１をオフにする。制御部８は、先ず、シーラパイプラインから吸引部５へのシーラＦの供給を停止するため、第２流通弁１０を閉じて、シーラパイプラインからのシーラＦの供給を停止させる。これとほぼ同時（直前又は直後を含む）に、第１流通弁９を制御して、エアの流れる方向を切り替える。つまり、エアパイプラインから第１エア供給口５７へと流れていたエアの流れを、第２エア供給口５８へと流れるように切り替える。これにより、移動部材５２のピストン部５２ｂを吸引空間５１の方向へ付勢する力が解除されると共に、エアの流通が第２エア供給口５８へと切り替わることによって、移動部材５２のピストン部５２ｂが移動空間５３の方向へ付勢する力が生じる。

第２エア供給口５８に供給されるエアによって、移動部材５２のピストン部５２ｂが、移動空間５３の他方側（図中右側）に押圧されるため、移動部材５２のピン部５２ａが吸引空間５１から退避する。これにより吸引空間５１は、ピン部５２ａの退避した分の容積（図２の破線部参照）が増大するため、吸引空間５１内に負圧が発生する。この負圧によって、ハンドガン２と吸引部５との間のチューブ３に残存しているシーラＦを吸引空間５１に向かって逆流させることができる。なお、移動部材５２のピン部５２ａが、吸引空間５１から退避したとき、シーラＦの流入口５５から吸引空間５１へと連通する流入路の出口は、吸引空間５１と移動部材５２のピン部５２ａとの間に形成される半径方向の隙間を介してピン部５２ａで覆われている。

以上のことから、塗布作業が終了したあと、移動部材５２のピン部５２ａを吸引空間５１から退避させ、吸引空間５１内を負圧にすることによって、ハンドガン２と吸引部５とを連通するチューブ３内に残留するシーラＦを、吸引部５に吸引することができる。これにより、ハンドガン２の吐出ノズル２ａからシーラＦが漏れ出るのを防止することができる。

また、シーラパイプラインからハンドガン２へ直接シーラを引いてくる構成としているので、ハンドガン２の大きさや重さを低減でき、作業者は長時間塗布作業を行っても疲れ難くなる。これにより、作業性を向上させることができ、製造コストを下げることができる。また、塗布するための専用のロボットを設ける必要がないので、設備投資も少なく、またロボットを設置するスペースも必要ないため、省スペース化を図ることができる。

また、第１及び第２駆動手段はエアパイプラインから供給されるエアの圧力を第１流通弁９のバルブの開閉の程度を適宜調整することによって、吸引部５の内部に配された移動部材５２を押圧する力、ひいては移動部材５２の移動速度を調節できる。また、制御部８で第１流通弁９および第２流通弁１０の開閉するタイミングを調節することで、ハンドガン２のスイッチ２１をオフにしてから移動部材５２が移動するまでの間の時間を調節することができる。従って、ハンドガン２と吸引部５を連結するチューブ３の種類や、長さ、内径などに合わせて、吸引部５の吸引力や吸引するタイミングを適宜最適なものに変更でき、シーラＦがハンドガン２から漏れ出るのを確実に防止することができる。

尚、第１駆動手段及び第２駆動手段は、エアパイプラインに限らず駆動を調節可能な手段、例えば油圧ポンプや、電動モータで構成することもできる。また上記の実施形態では、第１駆動手段および第２駆動手段に供給されるエアを１個の流通弁によって制御する構成としたが、これに限らず、第１駆動手段および第２駆動手段に供給されるエアを別々の流通弁によって制御する構成としてもよい。

また、本実施形態では、ハンドガン２、第１流通弁９、第２流通弁１０を単一の制御部８によって一括して制御を行う場合について説明したが、これに限らず、ハンドガン２、第１流通弁９、第２流通弁１０のそれぞれに制御部を設けてもよい。

また、第１駆動手段は、必ずしも駆動力を調整可能とする必要はなく、例えば、バネなどで移動部材５２を移動空間５３の一方側へ常時付勢させる構造としてもよい。

１ 高粘度流体塗布装置
２ ハンドガン
２１ スイッチ
２ａ 吐出ノズル
３ チューブ
５ 吸引部
５１ 吸引空間
５２ 移動部材
５２ａ ピン部
５２ｂ ピストン部
５５ 流入口
５６ 流出口
５７ 第１エア供給口
５８ 第２エア供給口
７ 管路
８ 制御部
９ 第１流通弁
１０ 第２流通弁
Ｆ 高粘度流体
Ｗ 板合わせ部

Claims (2)

1. 高粘度流体を吐出する吐出ノズルを有するハンドガンと、前記ハンドガンに接続されたチューブと、前記チューブを介して前記ハンドガンに高粘度流体を供給する流体供給部とを備えた高粘度流体塗布装置であって、
   前記チューブの途中に、前記チューブの内部の高粘度流体を吸引可能な吸引部を設け、
   前記吸引部が、前記チューブ内の空間と連通した吸引空間と、前記吸引空間の内部で移動可能に配された移動部材とを有し、
   前記チューブが、前記吸引部と前記ハンドガンとを接続する下流側のチューブと、前記吸引部と前記流体供給部側とを接続する上流側のチューブとを備え、
   前記上流側のチューブ内の空間と、前記吸引空間と、前記下流側のチューブ内の空間とが、高粘度流体の流れ方向で直列に配置され、
   前記吸引空間の内部で前記移動部材を下流側から上流側に移動させて前記吸引空間の容積を増大させることで、前記チューブ内の高粘度流体を吸引することを特徴とする高粘度流体塗布装置。
2. 前記移動部材を前記吸引空間の内部に突出させる第１駆動手段と、前記移動部材を前記吸引空間から後退させる第２駆動手段とを設け、少なくとも前記第２駆動手段の駆動力を調整可能とした請求項１記載の高粘度流体塗布装置。