JP6376335B2 - 吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、発泡剤を混入したプラスチックフォーム薬液を断熱部材の外形中に注入する吐出装置に関するものである。

複数の薬液を混合し、吐出するタイプの吐出装置は、衝突混合タイプのものとして、二酸化炭素または二酸化炭素と他の低沸点ガスとの混合ガスを発泡剤としてポリウレタン発泡、プラスチックフォームに使用することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、高圧噴射による衝突混合で生じる渦巻状の流れや、非定常的な流れによる不具合を解消する多成分混合用ヘッドも知られている（例えば、特許文献２参照。）。

一方、ポリウレタンを形成する複数の薬液と発泡剤の混合を機械的に行い、ポリウレタン反応混合物を拡張した分配室に一旦注入し、絞りピストンにより通過断面積が調整された絞り通路を通じて吐出するようにすることも知られている（例えば、特許文献３参照。）。

また、特許文献４は、発泡ウレタンを構成する複数の薬液と発泡剤を合わせた混合液を２つの緩衝路を通すことで、予備的な膨張を行わせ、吐出時のスプラッシングや、溶剤の急激な蒸発を防止する技術が開示されている。

特開２００９−５１０１３号公報 特許第３５７５８１５号公報 特許第３３３２３１３号公報 特表２０１２−５０１２５５公報

吐出装置は、ワークの中に混合液を注入する。その際には、載置されたワークに対して、吐出装置からワークの注入口に吐出口が挿入される。これらは自動で行なわれる。したがって、吐出装置とワークの注入口は、所定の位置関係に載置しておかなければならない。しかし、ワークの注入口は、製品個々で異なる場合があるため、吐出装置の吐出口がワークの注入口に挿入できないという事態が生じる。

また、ワークの載置を誤って、吐出装置の吐出口がワークの注入口に挿入できないという事態も生じる。このような事態で、そのまま吐出口をワークの注入口に挿入しようとすると、吐出口がワーク表面に当接し、ワークをへこます若しくは、吐出装置の吐出口が損傷するといった課題が生じる。

本発明は上記の課題に鑑みて想到されたものであり、プラスチックフォーム薬液と発泡剤が混合された混合液をワークに注入するにあたり、吐出口が注入口に挿入できなかったり、吐出口が当たることによって、ワークが変形するなどの問題が生じないようにするものである。

より具体的に本発明の吐出装置は、
発泡剤を混入した少なくとも２種類のプラスチックフォーム薬液を混合させるミキシングチャンバーと、
テーパーを有するコーン状のシリンダおよびピストンを有し、前記ミキシングチャンバーの出口が前記コーン状のシリンダの側面に配置された絞り通路と、
前記コーン状のピストンが後退した際に前記コーン状のシリンダの先端と前記コーン状のピストンの先端との間に構成される緩衝通路と、
円筒状のピストンとシリンダで構成され、
前記円筒状のシリンダの内側面には、
前記緩衝通路の出口が設けられ、
前記円筒状のシリンダの出口には外側フランジを有する吐出口が設けられた副緩衝路と、
前記吐出口に設けられた多段延長筒と、
前記多段延長筒の各延長筒の突き出しおよび引き込みを制御する伸縮器と、
前記多段延長筒の最先端筒の先端に設けられたタッチセンサを有し、
前記多段延長筒は前記吐出口から外側に入れ子に構成され、前記各延長筒の先端には外側フランジが設けられ、
前記タッチセンサに反応があった場合に、前記最先端筒が引き込まれるように制御され、前記薬液を吐出後に前記多段延長筒が引き戻される際に、前記外側フランジが外側にある前記延長筒の内壁から前記薬液を、前記各延長筒の全長にわたって押し出すことを特徴とする。

本発明に係る吐出装置によれば、吐出口に設けられた多段延長筒がワークの注入口にむかって伸び、ワークの表面に当たったら、最先端筒が戻るようにしたので、ワークに吐出口を挿入することなく、混合液を吐出するということがない。

また、本発明に係る吐出装置は、吐出口と一体となって移動可能な多段延長筒を設けたので、吐出装置に対してワークの注入口がずれていても、多段延長筒の位置を移動させ、注入口に多段延長筒の先端を挿入することができる。

実施の形態１に係る吐出装置の注入時の状態を示す図である。 図１の一部拡大図を示すものである。 吐出装置が停止状態にある場合の状態を示す図である。 多段延長筒が伸びる様子を示す図である。 最先端筒がワークの表面に当接した状態を示す図である。 実施の形態２に係る吐出装置の停止状態を示す図である。 吐出口と多段延長筒が一体となってずれる様子を示す図である。 実施の形態３に係る吐出装置が、吐出部全体が移動するステージを有する場合の構成を示す図である。 吐出装置の吐出口がワークの注入口とずれて設置された状態を示す図である。 ステージがワークに対して平行に移動して、吐出装置の吐出口とワークの注入口が対向状態になった状態を示す図である。 ステージがワークに対して接近するように移動して、吐出装置の吐出口がワークの注入口に挿入された状態を示す図である。 ワークの注入口の内面が吐出装置側に置かれた場合を示す図である。

本発明に係る吐出装置について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明は、本発明の一実施形態を例示するものであり、本発明は以下の説明に限定されるものではない。以下の実施形態は本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変することができる。

（実施の形態１）
図１に本実施の形態に係る吐出装置１の構成を示す。本発明に係る吐出装置１は、ミキシングチャンバー１０と、絞り通路１２と、緩衝通路１４と、副緩衝路１８と、多段延長筒２４と、伸縮器２６と、タッチセンサ２８を含む。

ミキシングチャンバー１０は、開閉シリンダ１０ｂと、開閉シリンダ１０ｂ中に挿入された開閉ピストン１０ａによって形成される空間である。ここにプラスチックフォーム薬液が注入されて混合される。開閉ピストン１０ａは、開閉シリンダ１０ｂ中で押込み・引出し可能に構成される。開閉シリンダ１０ｂの出口１０ｃは、絞りシリンダ１２ｂの内側面に形成されている。なお、出口１０ｃはミキシングチャンバー１０の出口１０ｃである。

絞りシリンダ１２ｂは、先端部がテーパーを有するコーン状の内壁面を有する。ここでコーン状とは、円錐状の先端を切り取った、円錐台形状を含む。絞りピストン１２ａは、絞りシリンダ１２ｂの内部に押込み・引出し可能に形成されている。また、絞りピストン１２ａは、最も押し込んだ時に絞りシリンダ１２ｂの内側面と密着する形状をしている。ミキシングチャンバー１０の出口１０ｃは、絞りシリンダ１２ｂの内側壁に形成されている。

絞りピストン１２ａのヘッド側には、絞りピストン調節機構１２Ｌが設けられる。絞りピストン調節機構１２Ｌは、絞りシリンダ１２ｂ中で、絞りピストン１２ａが引出される長さを規制する。すなわち、絞りピストン１２ａは、絞りシリンダ１２ｂ中で、可動域が、決められている。

絞りシリンダ１２ｂと絞りピストン１２ａが密着するまで、絞りピストン１２ａが押し込まれると、絞りシリンダ１２ｂの内側面に形成されたミキシングチャンバー１０の出口１０ｃは、閉じられる。絞りピストン１２ａが絞りシリンダ１２ｂから引出されると、絞りピストン１２ａと絞りシリンダ１２ｂとの間に隙間が生じる。この隙間が絞り通路１２である。

また、絞りピストン１２ａが引出された際に、絞りシリンダ１２ｂの先端部と絞りピストン１２ａとの間にできる空間は、緩衝通路１４である。絞り通路１２は、コーン状の内側壁を有する絞りシリンダ１２ｂとコーン状の外形状を有する絞りピストン１２ａとの隙間であるのに対して、緩衝通路１４は、絞りシリンダ１２ｂの内径程の大きさのある空間である。

絞りシリンダ１２ｂの先端には、出口が設けられる。この出口は絞り口１６である。絞りピストン１２ａは、絞りシリンダ１２ｂに完全に押し込まれても、先端がこの絞り口１６から突出することはない。

絞り口１６は、副絞りシリンダ１８ｂの内側面に形成されている。副絞りシリンダ１８ｂには副絞りピストン１８ａが挿入される。副絞りピストン１８ａ、副絞りシリンダ１８ｂは、円筒形状および円筒形状の内側壁を有する。副絞りピストン１８ａが押し込まれると、副絞りシリンダ１８ｂの内側壁に形成れた緩衝通路１４の出口である絞り口１６を閉じる。また副絞りピストン１８ａが引き出されると、絞り口１６が開く。すなわち、副絞りピストン１８ａの押込み・引出し操作によって絞り口１６の開口度が調整できる。

なお、副絞りシリンダ１８ｂの副絞りピストン１８ａのヘッド側には、副絞りピストン調節機構１８Ｌが設けられる。副絞りピストン調節機構１８Ｌは、副絞りシリンダ１８ｂ中で、副絞りピストン１８ａが引出される量を規制する。

副絞りシリンダ１８ｂの先端は、吐出口２０である。副絞りシリンダ１８ｂは断面積が変化しない。したがって、副絞りシリンダ１８ｂと吐出口２０の断面積は同じである。また、吐出口２０には、外側に外側フランジ２０ｆが形成されている（図２参照）。

さらに図２も参照して、吐出口２０には、さらに多段延長筒２４が設けられる。多段延長筒２４は、複数の筒が入れ子になって吐出口２０に配設されている。入れ子にされる延長筒の数は２以上であればよい。ここでは、２段の延長筒（第１延長筒２４ａ、第２延長筒２４ｂ）が配設されているものとして説明を続ける。第１延長筒２４ａの内径は、吐出口２０の外径より大きく形成されている。また、第２延長筒２４ｂの内径は第１延長筒２４ａの外径より大きく形成されている。

第１延長筒２４ａの本体ブロック４０側には内側フランジ２４ａｇが設けられている。第１延長筒２４ａが繰り出されると、この内側フランジ２４ａｇは、吐出口２０の外側フランジ２０ｆと当接し、それ以上第１延長筒２４ａが繰り出されるのを規制する。また、第１延長筒２４ａの本体ブロック４０から遠い側の端部には外側フランジ２４ａｆが設けられている。

第２延長筒２４ｂの本体ブロック４０に近い側の端部には、内側フランジ２４ｂｇが設けられている。したがって、第２延長筒２４ｂが繰り出されると、第１延長筒２４ａの外側フランジ２４ａｆと第２延長筒２４ｂの内側フランジ２４ｂｇが当接し、第２延長筒２４ｂの繰り出しは規制される。

再び図１を参照する。第１延長筒２４ａには、第１伸縮器２６ａが備えられ、第２延長筒２４ｂには、第２伸縮器２６ｂが備えられている。これらの伸縮器２６は、多段延長筒２４のそれぞれを吐出口２０から繰り出す若しくは、引き戻すといった動作をさせることができる。伸縮器２６は、例えば、圧縮エアで動作する空気シリンダであってもよい。

なお、ここでは、第１延長筒２４ａと第２延長筒２４ｂにそれぞれフランジ２４ａｊ、２４ｂｊを設け、伸縮器２６がそのフランジ２４ａｊ、２４ｂｊに接続されることで、第１延長筒２４ａと第２延長筒２４ｂの動きを制御するように図示した。しかし、伸縮器２６は、多段延長筒２４の個々の延長筒の繰り出し若しくは引き戻しを制御できれば、ここで示した方法（フランジ２４ａｊ、２４ｂｊと空気シリンダの組み合わせ）に限定されるものではない。なお、伸縮器２６は、外部からの信号で伸縮動作を制御できる。

また、多段延長筒２４の最先端（ここでは第２延長筒２４ｂの先端）には、タッチセンサ２８が設けられている。第２延長筒２４ｂの先端が何かに当接した時にタッチセンサ２８は信号Ｓｔを送信する。なお、多段延長筒２４の最先端の筒を最先端筒と呼ぶ。

吐出装置１には、制御器３０が備えられる。制御器３０は少なくとも、タッチセンサ２８と伸縮器２６と接続されている。制御器３０は、第１伸縮器２６ａと、第２伸縮器２６ｂへ指示信号Ｃｓ１および指示信号Ｃｓ２を送信し、第１伸縮器２６ａと第２伸縮器２６ｂの伸縮を制御することができる。

そして、第２延長筒２４ｂが押し出される最中にタッチセンサ２８からの信号Ｓｔを受信したら、指示信号Ｃｓ２によって、第２伸縮器２６ｂの押し出し動作を停止し、さらに第２延長筒２４ｂを引き戻す。若しくは、第１延長筒２４ａを引き戻してもよい。この制御により、後述するように、ワーク９０の注入口９２に第２延長筒２４ｂの先端が挿入できなかったときでも、ワーク９０の表面を押圧し、損傷させることがない。

吐出装置１のミキシングチャンバー１０には、プラスチックフォーム薬液ＢおよびＣの供給源がＢ配管４２およびＣ配管４４を介して連結される。Ｂ配管４２およびＣ配管４４には、温度センサ３６ｂ、３６ｃおよび圧力センサ３８ｂ、３８ｃが設けられている。温度センサ３６ｂ、３６ｃおよび圧力センサ３８ｂ、３８ｃからは制御器３０へそれぞれ信号Ｓｈｂ、Ｓｈｃと信号Ｓｐｂ、Ｓｐｃが送られる。また、Ｂ配管４２若しくはＣ配管４４には、発泡剤Ａが混入される。なお、発泡剤Ａの供給源からＢ配管４２への供給管には調整バルブ４２ａが配置される。

なお、開閉ピストン１０ａには、循環路４６が設けられている。開閉ピストン１０ａが下がりきって、ミキシングチャンバー１０が形成されていない時には、Ｂ配管４２とＣ配管４４からのプラスチックフォーム薬液ＢおよびＣは、供給源に戻される。

制御器３０は、絞りピストン調節機構１２Ｌと副絞りピストン調節機構１８Ｌと接続されている。そして制御器３０からの指示信号Ｃｃ１２と指示信号Ｃｃ１８が送信され、絞りピストン調節機構１２Ｌと副絞りピストン調節機構１８Ｌの規制量を調節する。

次に本発明に係る吐出装置１の動作について説明する。予め吐出装置１に対して所定の位置にワーク９０が配置される。ワーク９０には、プラスチックフォーム薬液Ｂ、Ｃと発泡剤Ａの混合液が注入される注入口９２が設けられている。ワーク９０は、注入口９２が吐出装置１の第２延長筒２４ｂの先端が挿入される位置に配置される。

図３を参照して、吐出装置１は開閉ピストン１０ａと、絞りピストン１２ａ、副絞りピストン１８ａは、開閉シリンダ１０ｂ、絞りシリンダ１２ｂ、副絞りシリンダ１８ｂに押し込まれた状態である。また多段延長筒２４も引き戻された状態になっている。

吐出装置１が作動したら、制御器３０からの指示信号Ｃｓ１、Ｃｓ２によって、第１延長筒２４ａおよび、第２延長筒２４ｂが、第１延長筒２４ａの最伸長位置まで押し出される。この時、第１延長筒２４ａの先端は、ワーク９０から数ｍｍ程度の位置まで接近する。次に制御器３０からの指示信号Ｃｓ２によって、第２延長筒２４ｂが注入口９２に挿入される。

つまり、多段延長筒２４は、少なくとも２段階でワーク９０に接近する。なお、この時、第２延長筒２４ｂは、第１延長筒２４ａのワーク９０への接近速度より遅い速度で接近するのが好ましい。第２延長筒２４ｂの先端に設置されたタッチセンサ２８で、ワーク９０に当接することがわかる。この時、接近速度が遅ければワーク９０への損傷を回避できるからである。なお、多段延長筒２４のワーク９０への接近速度が格段で異なるということは、多段延長筒２４の伸長速度は、各段で異なるといってもよい。

この時の状態を図４に示す。図４（ａ）は、第１延長筒２４ａおよび、第２延長筒２４ｂが、第１延長筒２４ａの最伸長位置まで押し出された状態を示す。また図４（ｂ）は、第２延長筒２４ｂがさらに伸びて、ワーク９０の注入口９２に挿入された状態を示す。

第２延長筒２４ｂが注入口９２に挿入されたら、開閉ピストン１０ａは開き、絞りピストン１２ａおよび副絞りピストン１８ａは、絞りピストン調節機構１２Ｌおよび副絞りピストン調節機構１８Ｌ（図３参照）で規制される規制位置まで引出される。図１がこの状態を表す。制御器３０は、指示信号Ｃｖで調整バルブ４２ａの開口度を調節し、発泡剤Ａをプラスチックフォーム薬液Ｂに混入させる。

プラスチックフォーム薬液ＢおよびＣの供給源は、加圧されているので、薬液Ｂおよび薬液Ｃはミキシングチャンバー１０内に送液される。ミキシングチャンバー１０内で薬液Ｂ、薬液Ｃ、発泡剤Ａは混合され混合液となる。混合液は、絞りシリンダ１２ｂ内に放出されるが、ミキシングチャンバー１０の出口１０ｃは、絞りピストン１２ａでかなりの部分が塞がれている。したがって、出口１０ｃから絞り通路１２を通過する間に混合液はさらに加圧される。

また、絞り通路１２は、絞りピストン１２ａと絞りシリンダ１２ｂの内側壁のわずかな隙間で構成されているが、この隙間は絞りピストン１２ａの周囲に構成される。したがって、混合液は、絞りピストン１２ａの周囲を螺旋状に進む。そのため絞り通路１２を通過している間にも混合液の混合が促進される。

絞り通路１２が進む先には、緩衝通路１４が形成されている。緩衝通路１４は、絞り通路１２より広い空間である（図１参照）。混合液はここで予備的膨張が行なわれる。この予備的膨張の工程を経ることで、混合液は爆発的な発泡を抑制され、スプラッシングを回避することができる。

また、緩衝通路１４は、絞りピストン１２ａ、絞りシリンダ１２ｂと副絞りピストン１８ａで囲まれる空間である。そして、副絞りピストン１８ａが絞り口１６の開口度を調整する。したがって、予備的膨張の程度は、絞り口１６の開口度、すなわち、副絞りピストン１８ａの押込み・引出しの程度で調節することができる。

絞り口１６から副絞りシリンダ１８ｂに流れ出た混合液は、さらに膨張し、副緩衝路１８を流れ出る。つまり、混合液は緩衝通路１４と副緩衝路１８で２段階の予備的膨張を行う。混合液は、副緩衝路１８を進み、吐出口２０から吐出される。吐出口２０から吐出された混合液は、第１延長筒２４ａ、第２延長筒２４ｂを通り、ワーク９０内に放出される。

ワーク９０内に混合液が注入されたら、副絞りピストン１８ａを押込み、絞り口１６を塞ぐ。そして、副絞りピストン１８ａを最大押込み位置まで押し込む。この動作によって、副絞りシリンダ１８ｂ内に残留した混合液は副緩衝路１８から完全に押し出される。言い換えると、副緩衝路１８がクリーニングされたとも言える。

次に第２延長筒２４ｂと第１延長筒２４ａが引き戻される。この時、第２延長筒２４ｂの内壁面は第１延長筒２４ａの外側フランジ２４ａｆで混合液が押し出される。また、第１延長筒２４ａの内壁面は吐出口２０の外側フランジ２０ｆで混合液が押し出される。つまり、第１延長筒２４ａ、第２延長筒２４ｂの内壁面はクリーニングされる。これらの動作は図４（ｂ）から図４（ａ）へさらに図３への動作である。

このようにワーク９０は、吐出装置１の第２延長筒２４ｂがワーク９０の注入口９２に挿入される位置に配置される。しかし、ワーク９０が所定の位置からずれて配置されてしまった場合は、第２延長筒２４ｂの先端がワーク９０の注入口９２に挿入されない。そしてそのまま混合液が吐出されると、吐出液はワーク９０の外に漏れてしまう。

図５には、ワーク９０が所定の位置から外れて配置された場合を示している。この状態で吐出装置１が作動する。第１延長筒２４ａが押し出される。次に第２延長筒２４ｂが押し出される。ワーク９０は所定の位置からずれているので、注入口９２に挿入されず、第２延長筒２４ｂの先端に設けられたタッチセンサ２８は、ワーク９０の表面に当たる。

タッチセンサ２８からは信号Ｓｔが制御器３０に送信される。制御器３０は、第２伸縮器２６ｂに指示信号Ｃｓ２を送信し、第２延長筒２４ｂの伸張動作を停止させ、さらに第２延長筒２４ｂを引き戻す。この際、第１延長筒２４ａを引戻すようにしてもよい。そして、ワーク９０がずれている旨の表示信号Ｓｅｍを送信する。表示信号Ｓｅｍによって警告ランプを点灯させる、ブザーを鳴らす、図示しない表示画面にワーク９０がずれている旨の表示を行うなどの動作をさせてもよい。もちろん、混合液の吐出は行わない。

以上のように、本発明に係る吐出装置１は、吐出装置１の多段延長筒２４の先端がワーク９０の注入口９２に挿入されなかった場合は、多段延長筒２４を引き戻し、混合液の吐出動作を行わないので、混合液がワーク９０外に大量に吐出されることを回避することができる。

（実施の形態２）
図６に本実施の形態に係る吐出装置２の構成を示す。吐出装置２は、実施の形態１で示した吐出装置１とほぼ同じ構成である。ただし、吐出口２０と多段延長筒２４の構成が異なる。副緩衝路１８は本体ブロック４０内の部分（副緩衝路１８ｍ）と、本体ブロック４０の面上４０ａから延設され吐出口２０までの部分（副緩衝路１８ｓ）に分かれる。

また、多段延長筒２４と副緩衝路１８ｓまでが一体的に、図示しない駆動装置で本体ブロック４０の面上４０ａを移動することができる。また、多段延長筒２４の最先端筒（本実施の形態では第２延長筒２４ｂ）には、タッチセンサ２８ではなく、複数の赤外線センサ５０が設置されている。複数の赤外線センサ５０は、吐出装置２が作動した時に、相対する位置に配置されるワーク９０の注入口９２の位置を検知する。

一例として、複数の赤外線センサ５０が、所定の注入口９２よりわずかに外側になるように、第２延長筒２４ｂに設置されている場合について説明を行う。図６を参照して、二点鎖線で示したワーク９０は正規の位置に配置されている。この場合は、左右の赤外線センサ５０はともに点９３でワーク９０の表面に当たる。つまり、第２延長筒２４ｂが注入口９２にちょうど挿入できる位置関係になっていれば、全ての赤外線センサ５０はワーク９０の表面からの距離を測定する。すなわち、左右の赤外線センサ５０が測定する距離は等しい。

一方、実線で示したワーク９０は、わずかに正規の位置からずれている。この場合は、左側の赤外線センサ５０の測光は、注入口９２の縁に当たらず（９４の点）、注入口９２の奥までの距離を測定する。すなわち、左右の赤外線センサ５０が測定する距離は異なる。この場合は、第２延長筒２４ｂが、正しく注入口９２に挿入されないことが予想できる。

なお、このような動作をするので赤外線センサ５０は、第２延長筒２４ｂとワーク９０の注入口９２との位置関係を検出する位置関係検出器であるといってよい。赤外線センサ５０の信号は制御器３０に信号Ｓｉｒとして送られる。制御器３０は、多段延長筒２４を副緩衝路１８ｓと共に、第２延長筒２４ｂが注入口９２に挿入できる位置まで移動させる。

図７（ａ）には、多段延長筒２４と副緩衝路１８ｓが一体となって、第２延長筒２４ｂが注入口９２に挿入できる位置まで移動した状態を示す。また、図７（ｂ）には、図７（ａ）の状態から、多段延長筒２４を伸長させた状態を示す。なお、この時、本体ブロック４０内の副緩衝路１８ｍと多段延長筒２４と共に移動する副緩衝路１８ｓとの間で副緩衝路１８の内壁にずれができる。しかし、ずれが大きくなければ、吐出される混合液に対して大きな加圧要因とはならないので、スプラッシング等の問題は生じない。そのため、吐出口２０を含む副緩衝路１８ｓの移動量は、副緩衝路１８ｓの内径の２０％以下、望ましくは１０％以下が望ましい。

なお、多段延長筒２４を伸長させる際に、２段目の伸長速度を１段目の伸長速度より遅くするのが好ましいのは、実施の形態１の場合と同じである。

また、吐出装置２が混合液を吐出し終わったら、副絞りピストン１８ａで絞り口１６を塞ぐ。そして第２延長筒２４ｂと第１延長筒２４ａを引き戻し、その後、副緩衝路１８ｍと副緩衝路１８ｓが同一軸上になるように戻す。その後、副絞りピストン１８ａを最後まで押し込めば、副緩衝路１８内のクリーニングも完了させることができる。

なお、ここでは、第２延長筒２４ｂの先端とワーク９０の注入口９２との位置関係を検出する位置関係検出器として複数の赤外線センサ５０を例示したが、位置関係検出器としてはこれに限定されることはない。例えば、超音波センサやマイクロカメラ、若しくは伸縮するアームの先端にタッチセンサを配置させたものなどが好適に利用できる。

以上のように、本実施の形態に係る吐出装置２は、多段延長筒２４にワーク９０の注入口９２の位置を検出する位置関係検出器（赤外線センサ５０）を配置し、注入口９２の位置に応じて多段延長筒２４と副緩衝路１８ｓを移動させることとしたので、ワーク９０の位置が多少ずれて設置されたとしても、混合液をこぼすことなく、ワーク９０内に注入することができる。なお、上記の説明では、多段延長筒２４を先端程内径が大きくなる入れ子構造としたが、先端程内径が小さくなる入れ子構造にしてもよい。

（実施の形態３）
図８に本実施の形態に係る吐出装置３の構成を示す。ミキシングチャンバー１０、絞りシリンダ１２ｂ、副絞りシリンダ１８ｂおよびこれらに機械的に付属する部分を含む、混合液を吐出する部分（以下「吐出部９」と呼ぶ。）の構成は実施の形態１および２の場合と同じである。しかし、本実施の形態では、吐出口２０がワーク９０に衝突するという課題を回避するために、吐出部９全体を前後左右に移動させることのできる、ＸＹステージ６０（単に「ステージ」とも呼ぶ。）を有する。なお、吐出部９はホルダー５５上に一体的にまとめられている。また、本体ブロック４０の副絞りシリンダ１８ｂが突設されている周囲には、赤外線センサ５０が設けられている。なお、ここで、赤外線センサ５０は、位置関係検出器の一例示である。

ＸＹステージ６０では、図８のように、ワーク９０を上方から見た時に、注入口９２が設けられたワーク９０の面と平行な方向をＸ方向とよび、ワーク９０に接近若しくは退避する方向をＹ方向とする。なお、ＸＹステージ６０は、上記ＸＹ平面に対して直交するＺ方向に移動可能であってもよい。

ＸＹステージ６０は、吐出装置３を取り付けたホルダー５５に対して、固定されたＸ軸台座６１と、Ｘ軸台座６１上を移動可能に形成されたＹ軸台座６２に対して、上記のＸ、Ｙ（あるいはＺ）の各方向に移動可能なステッピングモータ６４ｘ、６４ｙが設けられている。これらステッピングモータ６４ｘ、６４ｙは、制御器３０と接続されている。制御器３０は指示信号Ｃｍｘ、Ｃｍｙで、ステッピングモータ６４ｘ、６４ｙを動作させる。ステッピングモータ６４ｘ、６４ｙによって、吐出部９全体がワーク９０に対して移動する。

図９には、吐出装置３に対してワーク９０が載置された状態を示す。ワーク９０は、吐出装置３の吐出口２０が、ワーク９０の注入口９２に挿入可能な位置関係に載置されなければならない。しかし、ワーク９０の載置の際に、そのような位置関係からずれてしまう場合もある。そのような場合、吐出装置３は、以下の動作によって、位置の修正を行う。

まず、制御器３０は、赤外線センサ５０を使って、ワーク９０の注入口９２の位置を確認する。この場合、左側の赤外線センサ５０は、右側の赤外線センサ５０より遠い位置からの反射信号を得る。従って、吐出口２０は、ワーク９０の注入口９２に対して、吐出装置３側から見て、左側にずれていることがわかる。したがって、制御器３０は、ステッピングモータ６４ｘに対して指示信号Ｃｍｘを送信し、吐出部９を右方向に移動させる。

一定長さ分だけ吐出部９が移動したら、再び赤外線センサ５０でワーク９０の注入口９２の位置を確認する。これらの工程を繰り返し、左右の赤外線センサ５０の出力が同じになるまで続ける。左右の赤外線センサ５０の出力が同じ程度になれば、注入口９２に吐出口２０が挿入可能な位置になったと判断できる（図１０参照）。

図１１を参照して、次に制御器３０は、ステッピングモータ６４ｙに指示信号Ｃｍｙを送信し、吐出部９をワーク９０に向って、移動させる。この時、ワーク９０の表面から数ｍｍまでの移動速度より、それ以後の移動速度を遅くするのが、好ましい。つまり、吐出部９のワーク９０への接近は２段階で行われる。仮にワーク９０に当接したとしても、ワーク９０の損傷を少なくすることができるからである。なお、吐出部９が２段階の接近速度を有することは、ステージ６０がワーク９０に対して接近する際の速度は、少なくとも２種類の速度が組み合わされているといってもよい。

吐出部９が所定の長さだけ、ワーク９０に接近できたら、混合液の吐出を準備し、吐出する。ここでは、ワーク９０の載置位置は、吐出部９のＹ方向への移動量に対して、吐出口２０が十分に注入口９２に挿入される位置にするように予め決めておく。つまり、吐出部９が所定の長さだけＹ方向に移動できたら、吐出口２０はワーク９０の注入口９２に挿入されたと判断する。

なお、ここでは、位置関係検出器として赤外線センサ５０を用いた例を示したが、位置関係検出器としてカメラを設け、注入口９２に実際に吐出口２０が挿入されたことを画像処理によって判断してもよい。

図１２を参照して、ワーク９０が所定の位置に載置される際に、注入口９２が吐出装置３に向って開口していない場合がある。例えば、ワーク９０が単純な立方体をしていて、注入口９２が設けられたのとは別の面を吐出装置３に向って載置した場合である。

この場合は、上記のように左右の赤外線センサ５０からの反射信号は、同じになる。注入口９２が設けられていないからである。このような場合は、吐出部９がワーク９０に向って移動すると、吐出口２０の先端に取り付けたタッチセンサ２８が、ワーク９０に接触する。タッチセンサ２８からの信号Ｓｔによって、制御器３０は吐出口２０の先端がワーク９０に当接したことを知る。制御器３０は直ちにステッピングモータ６４ｙを停止させ、さらに吐出部９を所定の位置まで後退させる。そして、ワーク９０に注入口９２が形成されていない旨の信号を作業者に向って発信する。

このように吐出装置３は、吐出部９全体を前後左右に移動させることができるので、副絞りシリンダ１８ｂの部分を多段にする必要がない。

本発明は発泡剤と充填液を混合した混合液をワーク９０内に注入し、断熱部材を製造する際に用いる吐出装置として好適に利用することができる。

１、２、３ 吐出装置
９ 吐出部
１０ ミキシングチャンバー
１０ａ 開閉ピストン
１０ｂ 開閉シリンダ
１０ｃ ミキシングチャンバーの出口
１２ａ 絞りピストン
１２ｂ 絞りシリンダ
１２Ｌ 絞りピストン調節機構
１２ 絞り通路
１４ 緩衝通路
１６ 絞り口
１８ 副緩衝路
１８ａ 副絞りピストン
１８ｂ 副絞りシリンダ
１８ｍ 副緩衝路
１８ｓ 副緩衝路
１８Ｌ 副絞りピストン調節機構
１８ 副緩衝路
２０ 吐出口
２０ｆ 外側フランジ
２４ 多段延長筒
２４ａ 第１延長筒
２４ｂ 第２延長筒
２４ａｇ 内側フランジ
２４ａｆ 外側フランジ
２４ｂｇ 内側フランジ
２４ａｊ、２４ｂｊ フランジ
２６ 伸縮器
２６ａ 第１伸縮器
２６ｂ 第２伸縮器
２８ タッチセンサ
３０ 制御器
３６ｂ、３６ｃ 温度センサ
３８ｂ、３８ｃ 圧力センサ
４０ 本体ブロック
４０ａ 面上
４２ Ｂ配管
４２ａ 調整バルブ
４４ Ｃ配管
４６ 循環路
５０ 赤外線センサ
５５ ホルダー
６０ （ＸＹ）ステージ
６１ Ｘ軸台座
６２ Ｙ軸台座
６４ｘ、６４ｙ ステッピングモータ
９０ ワーク
９２ 注入口
９３ （赤外線が照射される）点
指示信号Ｃｓ１
指示信号Ｃｓ２
指示信号Ｃｃ１２
指示信号Ｃｃ１８
指示信号Ｃｖ
指示信号Ｃｍｘ、Ｃｍｙ
信号Ｓｔ
信号Ｓｈｂ、Ｓｈｃ
信号Ｓｐｂ、Ｓｐｃ
信号Ｓｉｒ
表示信号Ｓｅｍ
発泡剤Ａ

Claims (4)

1. 発泡剤を混入した少なくとも２種類のプラスチックフォーム薬液を混合させるミキシングチャンバーと、
   テーパーを有するコーン状のシリンダおよびピストンを有し、前記ミキシングチャンバーの出口が前記コーン状のシリンダの側面に配置された絞り通路と、
   前記コーン状のピストンが後退した際に前記コーン状のシリンダの先端と前記コーン状のピストンの先端との間に構成される緩衝通路と、
   円筒状のピストンとシリンダで構成され、
   前記円筒状のシリンダの内側面には、
   前記緩衝通路の出口が設けられ、
   前記円筒状のシリンダの出口には外側フランジを有する吐出口が設けられた副緩衝路と、
   前記吐出口に設けられた多段延長筒と、
   前記多段延長筒の各延長筒の突き出しおよび引き込みを制御する伸縮器と、
   前記多段延長筒の最先端筒の先端に設けられたタッチセンサを有し、
   前記多段延長筒は前記吐出口から外側に入れ子に構成され、前記各延長筒の先端には外側フランジが設けられ、
   前記タッチセンサに反応があった場合に、前記最先端筒が引き込まれるように制御され、
   前記薬液を吐出後に前記多段延長筒が引き戻される際に、前記外側フランジが外側にある前記延長筒の内壁から前記薬液を、前記各延長筒の全長にわたって押し出すことを特徴とする吐出装置。
2. 発泡剤を混入した少なくとも２種類のプラスチックフォーム薬液を混合させるミキシングチャンバーと、
   テーパーを有するコーン状のシリンダおよびピストンを有し、前記ミキシングチャンバーの出口が前記コーン状のシリンダの側面に配置された絞り通路と、
   前記コーン状のピストンが後退した際に前記コーン状のシリンダの先端と前記コーン状のピストンの先端との間に構成される緩衝通路と、
   円筒状のピストンとシリンダで構成され、
   前記円筒状のシリンダの内側面には、
   前記緩衝通路の出口が設けられ、
   前記円筒状のシリンダの出口には外側フランジを有する吐出口が設けられた副緩衝路と、
   前記吐出口に設けられた多段延長筒と、
   前記多段延長筒の各延長筒の突き出しおよび引き込みを制御する伸縮器と、
   前記多段延長筒の先端とワークの注入口との位置関係を検出する位置関係検出器を有し、
   前記多段延長筒は前記吐出口から外側に入れ子に構成され、前記各延長筒の先端には外側フランジが設けられ、
   前記多段延長筒の先端が前記ワークの注入口に対してずれている場合には、前記多段延長筒の先端を前記ワークの注入口の位置まで移動させた後、前記多段延長筒を伸長するように制御され、
   前記薬液を吐出後に前記多段延長筒が引き戻される際に、前記外側フランジが外側にある前記延長筒の内壁から前記薬液を、前記各延長筒の全長にわたって押し出すことを特徴とする吐出装置。
3. 前記位置関係検出器は、前記多段延長筒の最先端筒に配置された複数の赤外線センサを含むことを特徴とする請求項２に記載された吐出装置。
4. 前記多段延長筒の伸長速度は、各段で異なることを特徴とする請求項１乃至３の何れかの請求項に記載された吐出装置。