JP6510765B2 - 流動物吐出システム、及びアキュムレータ - Google Patents

Description

本発明は、流動物を吐出装置に対して安定供給し、吐出装置において安定した吐出性能を発揮させることを可能とする流動物吐出システム、及び流動物吐出システム等において好適に利用可能なアキュムレータに関する。

従来、下記特許文献１に開示されている材料供給システム等が、流動物を吐出装置に対して供給するための装置として提供されている。特許文献１の材料供給システムは、流動物の供給源に設けられたポンプと、吐出装置として設けられたディスペンサーとの間の供給ラインに、可変流量調整弁や、開閉弁、アキュムレータを設けた構成とされている。そして、ポンプによって圧送される流動物を吐出装置に供給し、吐出装置から吐出させることができる。

特許第４３９２４７４号公報

ここで、本発明者らが超高粘度の流動物を用いる場合を想定し、鋭意検討したところ、上述した特許文献１に開示されている材料供給システムのようなものに代えて、図８に示すような構成の流動物吐出システム２００とすることを検討した。流動物吐出システム２００は、貯留部２０２に貯留された流動物を圧送する供給装置２０４と吐出装置２０６との間を繋ぐ流動物の供給路２０８にレギュレータ２１０を設けた構成とされている。レギュレータ２１０は、一次側（供給装置２０４側）に一定範囲内の圧力が作用していることを条件として二次側（吐出装置側）に作用する圧力を所定の圧力に調圧する調圧機能を有する。また、レギュレータ２１０は、レギュレータ２１０は、吐出装置２０６が吐出停止状態にある場合に、一次側から二次側への流動物の流れを遮断する遮断機能を備えている。

上述したようなレギュレータ２１０を設けた場合、吐出装置２０６における吐出量が多い場合等において、吐出開始時にレギュレータ２１０側から吐出装置２０６への流動物の供給が間に合わず、供給不足に陥るおそれを完全に否定できない。そのため、吐出装置２０６における吐出量が多い場合等であっても、吐出開始時における吐出装置２０６に対する流動物の供給不足を抑制できるよう、さらなる方策を講じておくことが望ましい。

そこで本発明は、一次側に一定範囲内の圧力が作用していることを条件として二次側に作用する圧力を所定の圧力に調圧する調圧機能と、流動物の流れを遮断する遮断機能とを備えたレギュレータを、供給装置と吐出装置とを繋ぐ供給路の中途に設けつつ、吐出装置における吐出量が多い場合等においても吐出装置に対する流動物の供給不足を抑制可能な流動物吐出システム、及び流動物吐出システム等において好適に利用可能なアキュムレータの提供を目的とした。

上述した課題を解決すべく提供される本発明の流動物吐出システムは、貯留部に貯留された流動物を圧送する供給装置と、流動物を吐出する吐出動作、及び流動物を吐出方向とは逆方向に引き戻す引戻動作を実施可能な吐出装置と、前記供給装置と前記吐出装置との間を流動物が通過可能なように接続する供給路と、前記供給路の中途に配置され、一次側に一定範囲内の圧力が作用していることを条件として二次側に作用する圧力を所定の圧力に調圧する調圧機能と、流動物の流れを遮断する遮断機能とを備えたレギュレータと、前記吐出装置に付設され、前記引戻動作により引き戻された流動物を蓄積し、蓄積した流動物を前記吐出動作時に前記吐出装置に向けて供給可能なアキュムレータとを有することを特徴とするものである。

本発明の流動物吐出システムにおいては、吐出装置として吐出動作に加えて引戻動作を実施可能なものを採用すると共に、吐出装置にアキュムレータを付設させた構成とされている。また、引戻動作により引き戻された流動物をアキュムレータに蓄積させると共に、アキュムレータに蓄積された流動物を吐出動作時に吐出装置に向けて供給可能としている。そのため、先に行われた吐出動作の終了時等に引戻動作を実行してアキュムレータに流動物を蓄積させておき、次の吐出動作開始時にアキュムレータから吐出装置に流動物を供給する構成とすることにより、万一レギュレータ側からの流動物の供給が吐出動作開始時までに吐出装置に十分到達しなかったとしても、吐出装置における流動物の供給不足を抑制することができる。

上述した本発明の流動物吐出システムは、前記吐出装置において流動物を吐出させる吐出動作と、前記供給装置側から前記レギュレータを介して前記吐出装置に流動物を供給する通常供給動作と、前記吐出動作の終了時に、前記引戻動作を実行することで引き戻された流動物を前記アキュムレータに蓄積させる蓄積動作と、前記吐出動作の開始時に、前記アキュムレータに蓄積された流動物を前記吐出装置に供給する蓄積流動物供給動作とを実行可能なものであることが望ましい。

かかる構成によれば、先に実行された吐出動作の終了時に引戻動作を実行して引き戻された流動物をアキュムレータに蓄積させ、次の吐出動作の開始時に蓄積流動物供給動作を実行することにより、吐出動作の開始時にレギュレータを通じて吐出装置に至る流動物の供給が遅れたとしても、吐出装置に対する流動物の供給不足が生じないようにすることができる。

上述した本発明の流動物吐出システムにおいては、前記蓄積流動物供給動作が、前記通常供給動作に対して優先的に実施されることが望ましい。

かかる構成によれば、先ず蓄積流動物供給動作を実行してアキュムレータから供給された流動物を用いて吐出を開始することにより、吐出開始時における吐出装置への流動物の供給不足を抑制できる。また、蓄積流動物供給動作の後に実行される通常供給動作により、吐出装置に対して流動物を安定供給することができる。

また、上述した本発明の流動物吐出システムは、前記吐出動作の開始初期における吐出圧の低下を、前記蓄積流動物供給動作の実行により緩和するものであることが好ましい。

かかる構成によれば、吐出動作の開始初期における吐出圧の安定性をさらに向上させ得る。

上述した本発明の流動物吐出システムは、前記レギュレータが、前記遮断機能を発揮する弁を具備しており、前記通常供給動作の開始初期に前記弁の開度が連続的あるいは段階的に拡大して所定の開度に到達するものであり、前記弁の開度が拡大する期間内に、前記蓄積流動物供給動作による前記吐出装置への流動物の供給が実行されるものであることが望ましい。

本発明の流動物吐出システムでは、通常供給動作の開始初期に蓄積流動物供給動作が実行され、吐出装置に流動物が供給される。これにより、レギュレータに設けられた弁の開度が所定の開度に到達するまでの期間内においても、吐出装置に対する流動物の供給不足を抑制できる。

上述した本発明の流動物吐出システムは、前記吐出動作の開始時に、前記アキュムレータ側から前記吐出装置に作用する流動物の供給圧Ｐ１を徐々に低下させ、前記レギュレータ側から前記吐出装置に作用する流動物の供給圧Ｐ２を徐々に上昇させるものであることが望ましい。

かかる構成によれば、吐出動作の開始時にアキュムレータ側から作用する供給圧Ｐ１、及びレギュレータ側から作用する供給圧Ｐ２をバランス良く吐出装置に作用させることができる。これにより、吐出動作の開始時に吐出装置に作用する圧力状態を安定させ、流動物の吐出安定性を向上させることができる。

上述した本発明の流動物吐出システムは、前記供給圧Ｐ１及び前記供給圧Ｐ２の総和が所定の目標供給圧Ｐを目標として変化するように前記供給圧Ｐ１及び前記供給圧Ｐ２の圧力調整がなされるものであることが好ましい。

かかる構成によれば、吐出動作の開始時に吐出装置全体として作用する供給圧を目標供給圧Ｐ近傍に安定させることができる。これにより、吐出動作の開始時における吐出装置への供給圧のさらなる安定化を図り、流動物の吐出安定性をより一層向上させることができる。

上述した本発明の流動物吐出システムは、流動物が通過可能なサブ供給路を介して前記アキュムレータが前記吐出装置に対して接続されており、前記アキュムレータが、ケーシングと、前記ケーシング内部においてスライド可能に設けられるピストンを備えたシリンダ機構と、前記ピストンを付勢する付勢手段とを有し、前記ケーシングの内部が、前記ピストンによって第一室と、前記サブ供給路に連通する第二室とにされており、前記付勢手段が、前記第二室の容積を拡大する方向に前記ピストンを付勢しており、前記シリンダ機構が、圧縮流体源から圧縮流体を供給して前記ピストンをスライドさせることにより前記第二室の容積を変化させ、前記第二室に流動物を流出入させることが可能なものであっても良い。

本発明の流動物吐出システムにおいて採用されているアキュムレータには、流動物が流出入する第二室の容積を拡大する方向にピストンを付勢する付勢手段が設けられいる。そのため、吐出装置に向けて流動物を吐出させるべく第二室の容積が縮小する方向にピストンを作動させると、これに反する方向への付勢力が付勢手段からピストンに作用する。これにより、アキュムレータから流動物を吐出させるべくシリンダ機構を作動させた場合においても、流動物は急激に吐出されることなく、連続的に吐出されることになる。従って、アキュムレータから吐出装置に対して流動物を供給している期間において、吐出装置に作用する供給圧が不安定になるのを抑制できる。

上述した本発明の流動物吐出システムは、前記圧縮流体源から前記圧縮流体を供給することにより、前記付勢手段による付勢力に反する方向への推進力が前記ピストンに作用して前記第一室の容積が拡大し、前記第二室から流動物が排出され、前記圧縮流体の供給を解除することにより、前記ピストンへの前記推進力の作用が解除されて前記第一室の容積が縮小し、前記第二室に流動物が導入可能な状態になるものであることが望ましい。

かかる構成によれば、アキュムレータの第二室における流動物の流出入を緩やかなものとすることができ、流動物吐出システムの系内における圧力状態をより一層安定化させることができる。

また、本発明のアキュムレータは、流動物が通過する流動物流路の中途に設けられるものであって、ケーシングと、前記ケーシングの内部においてスライド可能に設けられるピストンを備えたシリンダ機構と、前記ピストンを付勢する付勢手段とを有し、前記ケーシングの内部が、前記ピストンによって第一室と、前記流動物流路に連通する第二室とにされており、前記付勢手段が、前記第二室の容積を拡大する方向に前記ピストンを付勢しており、前記シリンダ機構が、圧縮流体源から圧縮流体を供給して前記ピストンをスライドさせることにより前記第二室の容積を変化させ、前記第二室に流動物を流出入させることが可能なものである。

本発明のアキュムレータは付勢手段を備えており、付勢手段により第二室の容積を拡大する方向にピストンが付勢されている。そのため、流動物を吐出させるべく第二室の容積が縮小する方向にピストンを作動させると、これに反する方向への付勢力が付勢手段からピストンに作用する。これにより、アキュムレータから流動物を吐出させるべくシリンダ機構を作動させた場合においても、流動物が急激に吐出されることを抑制し、連続的に流動物を吐出させ得る。

上述した本発明のアキュムレータは、前記圧縮流体源から前記圧縮流体を供給することにより、前記付勢手段による付勢力に反する方向への推進力が前記ピストンに作用して前記第一室の容積が拡大し、前記第二室から流動物が排出され、前記圧縮流体の供給を解除することにより、前記ピストンへの前記推進力の作用が解除されて前記第一室の容積が縮小し、前記第二室に流動物を導入可能な状態になるものであることが好ましい。

かかる構成によれば、アキュムレータの第二室における流動物の流出入を緩やかなものとすることができる。

本発明によれば、一次側に一定範囲内の圧力が作用していることを条件として二次側に作用する圧力を所定の圧力に調圧する調圧機能と、流動物の流れを遮断する遮断機能とを備えたレギュレータを、供給装置と吐出装置とを繋ぐ供給路の中途に設けつつ、吐出装置における吐出量が多い場合等においても吐出装置に対する流動物の供給不足を抑制可能な流動物吐出システム、及び流動物吐出システム等において好適に利用可能なアキュムレータを提供できる。

本発明の一実施形態に係る流動物吐出システムのシステム構成図である。 図１の流動物吐出システムに採用されている吐出装置の断面図である。 図１の流動物吐出システムに採用されているレギュレータの断面図である。 図１の流動物吐出システムに採用されているアキュムレータの断面図である。 図１の流動物吐出システムの動作を示すフローチャートである。 図１の流動物吐出システムの動作を示すタイミングチャートである。 図１の流動物吐出システムにおいて吐出動作の開始時にアキュムレータ側から吐出装置に作用する流動物の供給圧Ｐ１、レギュレータ側から吐出装置に作用する流動物の供給圧Ｐ２、及び吐出装置に作用する総圧力Ｐの関係を模式的に示したグラフである。 本発明者らが検討した流動物吐出システムのシステム構成図である。

以下、本発明の一実施形態に係る流動物吐出システム１０について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１に示すように、流動物吐出システム１０は、供給装置２０と、吐出装置３０とを供給路４０によって繋いだ構成とされている。また、流動物吐出システム１０は、供給路４０の中途にレギュレータ５０を設けると共に、吐出装置３０にアキュムレータ８０を付設させた構成とされている。流動物吐出システム１０は、供給装置２０により供給された流動物を吐出装置３０においてワークに向けて吐出させるために用いられるものである。

供給装置２０は、流動物が貯留された貯留部２２から流動物を汲み上げて圧送するための装置である。供給装置２０は、供給路４０に対して配管接続されている。そのため、供給装置２０によって貯留部から汲み上げた流動物を、供給路４０を介して吐出装置３０側に圧送することができる。

吐出装置３０は、回転容積式のポンプによって構成されている。本実施形態において、吐出装置３０は、いわゆる一軸偏心ねじポンプによって構成されている。図２に示すように、吐出装置３０は、ケーシング１００の内部に、ロータ１０２、ステータ１０４、及び動力伝達機構１０６等を収容した構成とされている。ケーシング１００は、金属製で筒状の部材であり、長手方向一端側に第一開口部１１０が設けられている。また、ケーシング１００の外周部分には、第二開口部１１２が設けられている。第二開口部１１２は、ケーシング１００の長手方向中間部分に位置する中間部１１４においてケーシング１００の内部空間に連通している。

第一開口部１１０及び第二開口部１１２は、それぞれ吐出装置３０をなす一軸偏心ねじポンプの吸込口及び吐出口として機能する部分である。吐出装置３０は、ロータ１０２を正方向に回転させることにより、第一開口部１１０を吐出口、第二開口部１１２を吸込口として機能させることができる。また、ロータ１０２を逆方向に回転させることにより、第一開口部１１０を吸込口、第二開口部１１２を吐出口として機能させることができる。

ステータ１０４は、ゴム等の弾性体、又は樹脂等によって形成された略円筒形の外観形状を有する部材である。ステータ１０４の内周壁１１６は、ｎ条で単段あるいは多段の雌ネジ形状とされている。本実施形態においては、ステータ１０４は、２条で多段の雌ねじ形状とされている。また、ステータ１０４の貫通孔１１８は、ステータ１０４の長手方向のいずれの位置において断面視しても、その断面形状（開口形状）が略長円形となるように形成されている。

ロータ１０２は、金属製の軸体であり、ｎ−１条で単段あるいは多段の雄ねじ形状とされている。本実施形態においては、ロータ１０２は、１条で偏心した雄ねじ形状とされている。ロータ１０２は、長手方向のいずれの位置で断面視しても、その断面形状が略真円形となるように形成されている。ロータ１０２は、上述したステータ１０４に形成された貫通孔１１８に挿通され、貫通孔１１８の内部において自由に偏心回転可能とされている。

ロータ１０２をステータ１０４に対して挿通すると、ロータ１０２の外周壁１２０とステータ１０４の内周壁１１６とが両者の接線で密接した状態になり、ステータ１０４の内周壁１１６とロータ１０２の外周壁１２０との間に流体搬送路１２２（キャビティ）が形成される。流体搬送路１２２は、ステータ１０４やロータ１０２の長手方向に向けて螺旋状に伸びている。

流体搬送路１２２は、ロータ１０２をステータ１０４の貫通孔１１８内において回転させると、ステータ１０４内を回転しながらステータ１０４の長手方向に進む。そのため、ロータ１０２を回転させると、ステータ１０４の一端側から流体搬送路１２２内に流体を吸い込むと共に、この流体を流体搬送路１２２内に閉じこめた状態でステータ１０４の他端側に向けて移送し、ステータ１０４の他端側において吐出させることが可能である。具体的には、ロータ１０２を正回転させると、第二開口部１１２から流動物を吸い込み、第一開口部１１０から吐出させる動作（吐出動作）を実行できる。また、ロータ１０２を逆方向に回転させることにより、吐出動作とは逆方向、すなわち第一開口部１１０側から第二開口部１１２側に向けて流動物を吸い込む動作（引戻動作）を実行できる。

動力伝達機構１０６は、駆動機１２４から上述したロータ１０２に対して動力を伝達するためのものである。動力伝達機構１０６は、動力伝達部１２６と偏心回転部１２８とを有する。動力伝達部１２６は、ケーシング１００の長手方向の一端側に設けられている。また、偏心回転部１２８は、中間部１１４に設けられている。偏心回転部１２８は、動力伝達部１２６とロータ１０２とを動力伝達可能なように接続する部分である。偏心回転部１２８は、従来公知のカップリングロッドや、スクリューロッドなどによって構成された連結軸１３０を備えている。そのため、偏心回転部１２８は、駆動機１２４を作動させることにより発生した回転動力をロータ１０２に伝達させ、ロータ１０２を偏心回転させることが可能である。

供給路４０は、供給装置２０と吐出装置３０との間を流動物が通過可能なように接続する流路である。供給路４０の中途には、後に詳述するレギュレータ５０が設けられている。具体的には、供給路４０は、レギュレータ５０の一次側（供給路４０における流動物の流れ方向上流側）と供給装置２０との間を繋ぐ一次側供給路４２と、レギュレータ５０の二次側（供給路４０における流動物の流れ方向下流側）と吐出装置３０との間を繋ぐ二次側供給路４４とを有する。

レギュレータ５０は、供給路４０における流動物の流れを制御するために設けられている。具体的には、レギュレータ５０は、一次側に一定範囲内の圧力が作用していることを条件として二次側に作用する圧力を所定の圧力に調圧する調圧機能を有する。また、レギュレータ５０は、供給路４０にける一次側から二次側への流動物の流れを遮断する遮断機能も備えている。

レギュレータ５０は、圧縮流体源Ａから供給される圧縮流体を駆動源として動作する。本実施形態では、レギュレータ５０の駆動に用いる圧縮流体として圧縮空気が供給されている。また、図１に示すように、圧縮流体源Ａとレギュレータ５０との間には弁５１が設けられている。そのため、弁５１に接続されたコントローラＣにより弁５１の開閉制御を行うことによりレギュレータ５０に対する圧縮装置の供給状態を調整し、レギュレータ５０の動作制御を行うことができる。

図３に示すように、レギュレータ５０は、レギュレータ本体５２と、シリンダ機構部５４と、弁機構部５６とを備えている。レギュレータ本体５２は、一次側ポート６０と、二次側ポート６２と、シリンダ接続ポート６４と、弁機構収容空間６６とが設けられたケーシングである。一次側ポート６０は、一次側供給路４２が接続されるポートであり、レギュレータ本体５２内に形成された流入口６６ａを介して弁機構収容空間６６と連通している。また、二次側ポート６２は、二次側供給路４４が接続されるポートであり、ケーシング内に形成された流出口６６ｂを介して弁機構収容空間６６と連通している。シリンダ接続ポート６４は、シリンダ機構部５４が接続されるポートである。シリンダ接続ポート６４内には、後に詳述するシリンダ機構部５４の押圧ロッド５４ａが挿入されている。弁機構収容空間６６は、後に詳述する弁機構部５６を収容する空間であり、一次側ポート６０及び二次側ポート６２の中間に位置している。

シリンダ機構部５４は、押圧ロッド５４ａを備えている。シリンダ機構部５４は、圧縮流体源Ａから圧縮流体を供給することにより押圧ロッド５４ａに推進力を作用させ、押圧ロッド５４ａを弁機構部５６側に伸びた状態とすることができる。本実施形態では、圧縮流体源Ａから供給される圧縮流体が圧縮空気とされているため、シリンダ機構部５４にはエアシリンダが採用されている。

弁機構部５６は、弁機構本体７０と、弁７２と、弁付勢手段７４とを有する。弁機構本体７０は、弁機構収容空間６６内に収まる大きさとされた中空のケーシングである。弁機構本体７０は、外周面７０ａと隔壁７０ｂとを有し、隔壁７０ｂによって弁機構収容空間６６が一次側空間６６ｘと二次側空間６６ｙとに区切られている。一次側空間６６ｘ（弁機構本体７０の内部空間）は、外周面７０ａに設けられた一次側開口７０ｃを介して一次側ポート６０と連通している。また、二次側空間６６ｙは、二次側ポート６２と連通している。

また、隔壁７０ｂには、二次側開口７０ｄが設けられている。二次側開口７０ｄの近傍、すなわち隔壁７０ｂに対して弁機構本体７０の内側（一次側空間６６ｘ側）に隣接する位置には、略ボール状の弁７２の座となる弁座７６が設けられている。二次側開口７０ｄは、弁座７６に設けられている弁座開口７６ａと連通している。弁７２は、弁機構本体７０内に設けられた弁付勢手段７４により弁座７６に向けて付勢されている。弁付勢手段７４は、いかなるもので形成されていても良いが、例えばコイルバネ等によって形成することが可能である。弁付勢手段７４から作用する弾性力により、常時においては弁７２が弁座７６に着座し、弁座開口７６ａが閉塞されている。そのため、レギュレータ５０は、常時においては一次側空間６６ｘと二次側空間６６ｙとが非連通状態であり、一次側ポート６０と二次側ポート６２との間で流動物が通過できない状態にある。

また、二次側開口７０ｄ及び弁座開口７６ａには、上述したシリンダ機構部５４の押圧ロッド５４ａが二次側空間６６ｙ側から一次側空間６６ｘ側に向けて挿通されている。また、二次側開口７０ｄ及び弁座開口７６ａの開口面積は、シリンダ機構部５４の押圧ロッド５４ａの断面積よりも大きい。そのため、押圧ロッド５４ａが二次側空間６６ｙ側（弁機構本体７０の内側）に進入するようにシリンダ機構部５４を作動させることにより、弁７２を弁付勢手段７４の付勢力に反する方向に移動させ、弁７２を弁座７６から離反させることができる。これにより、二次側開口７０ｄ及び弁座開口７６ａを開状態とすることができる。また、一次側空間６６ｘと二次側空間６６ｙとを連通させ、一次側ポート６０と二次側ポート６２との間で流動物が通過可能な状態とすることができる。

アキュムレータ８０は、吐出装置３０に付設されたアキュムレータであり、圧縮流体源Ａから供給される圧縮流体を駆動源として動作する。図１に示すように、アキュムレータ８０は、サブ供給路８１を介して吐出装置３０に接続されている。アキュムレータ８０は、主として、吐出装置３０の引戻動作に伴って引き戻された流動物を蓄積し、次の吐出動作時に蓄積した流動物を吐出装置３０に向けて供給するために使用される。

図４に示すように、アキュムレータ８０は、ケーシング８２と、シリンダ機構８４と、付勢手段８６とを備えている。具体的には、図１に示すように、ケーシング８２は、圧縮流体源Ａに対して配管接続される第一接続ポート８２ａと、吐出装置３０に対してサブ供給路８１を介して接続するための第二接続ポート８２ｂとを有する。また、図４に示すように、ケーシング８２には、シリンダ部８２ｃや、本体収容部８２ｄ、付勢手段収容部８２ｅ等が設けられている。

シリンダ機構８４は、圧縮流体源Ａから供給される圧縮流体を駆動源として動作するものである。本実施形態では、シリンダ機構８４として、いわゆるエアシリンダが採用されており、圧縮流体源Ａから供給される圧縮空気によりピストン９０が伸縮可能とされている。すなわち、図１に示すように、圧縮流体源Ａとアキュムレータ８０との間には弁８３が設けられている。そのため、弁８３に接続されたコントローラＣにより弁８３の開閉制御を行うことによりアキュムレータ８０に対する圧縮装置の供給状態を調整し、アキュムレータ８０の動作制御を行うことができる。

シリンダ機構８４は、ピストン９０の他に、シリンダ機構本体９２や、支承部９４を有しており、これらがケーシング８２の各部に収容されている。具体的には、シリンダ機構８４は、シリンダ機構本体９２がケーシング８２の本体収容部８２ｄに収容されると共に、ピストン９０の先端側がシリンダ部８２ｃ内に収容され、ピストン９０の基端側が付勢手段収容部８２ｅ側に収容された状態でケーシング８２内に設置されている。

ピストン９０は、ピストンロッド９０ａの先端側にピストンヘッド９０ｂを設けたものである。ピストン９０は、ケーシング８２に形成された中空で筒状のシリンダ部８２ｃ内においてピストンロッド９０ａの先端側が軸線方向に往復動可能なように挿入されている。シリンダ部８２ｃの内部空間は、ピストンヘッド９０ｂを介して第一室９６と第二室９８とに区画されている。第二室９８は、第一接続ポート８２ａ及びこれに接続されたサブ供給路８１と連通している。

一方、ピストンロッド９０ａの基端側は、付勢手段収容部８２ｅ側に突出している。ピストンロッド９０ａの基端部には、支承部９４が設けられている。支承部９０ｃは、ピストンロッド９０ａに対して略垂直に取り付けられた平板状のものであり、シリンダ機構本体９２の端面９２ａと略平行とされている。支承部９４は、付勢手段８６をなすバネを支承するために設けられている。これにより、付勢手段８６は、ピストンロッド９０ａの軸線方向に沿う方向に伸縮可能なように支承されている。支承部９４は、ピストンロッド９０ａの軸線方向への動作に連動して端面９２ａに近接及び離反する。そのため、ピストンロッド９０ａが動作すると、支承部９４と端面９２ａとの間において付勢手段８６が伸縮し、付勢力が支承部９４を介してピストンロッド９０ａに作用する。ピストンロッド９０ａのシリンダ部８２ｃ内への突出量が増加する程、すなわち第二室９８の容積が小さくなる程、付勢手段８６が縮んだ状態になる。従って、ピストンロッド９０ａのシリンダ部８２ｃ内への突出量が増加する程、ピストンロッド９０ａに対して第二室９８の容積を拡大する方向に作用する付勢力が増大する。

アキュムレータ８０は、シリンダ機構８４に対して圧縮流体源Ａから圧縮流体を供給することにより、付勢手段８６によりピストン９０に作用する付勢力Ｆ１に反する方向への推進力Ｆ２をピストン９０に作用させることができる。これにより、支承部９４が端面９２ａに近づいて付勢手段８６が収縮すると共に、第一室９６の容積が拡大する。また、第二室９８に貯留されている流動物がピストンヘッド９０ｂによって第二室９８からサブ供給路８１から吐出装置３０側に押し出される。また、シリンダ機構８４への圧縮流体の供給を停止すると、ピストン９０に対する推進力Ｆ２の作用が解除される。これにより、付勢手段８６が伸びて支承部９４と端面９２ａとの間隔が拡がる。また、第一室９６の容積が縮小すると共に第二室９８の容積が拡大する。これにより、吐出装置３０側からサブ供給路８１を介して第二室９８内に流動物を導入可能な状態になる。

続いて、流動物吐出システム１０の動作について、図面を参照しつつ詳細に説明する。流動物吐出システム１０においては、吐出動作、通常供給動作、蓄積動作、及び蓄積流動物供給動作が複合的に実施される。ここで、吐出動作は、吐出装置３０により流動物を吐出させる動作である。また、通常供給動作は、吐出装置３０に対して供給路４０を介して流動物を供給する動作である。また、蓄積動作は、吐出装置３０からアキュムレータ８０に流動物を蓄積させる動作である。蓄積流動物供給動作は、蓄積動作によりアキュムレータ８０に蓄積された流動物を吐出装置３０に供給する動作である。図５のフローチャートに示すように、流動物吐出システム１０の動作を大略すると、塗布動作、蓄積流動物供給動作、通常供給動作、及び蓄積動作の順番で進行する一連のフローを繰り返す。蓄積流動物供給動作は、先に実施されたフローの最後に蓄積動作によって蓄積された流動物を使用して実施される。また、蓄積流動物供給動作及び通常供給動作は、重畳的に実施される。以下、図５のフローチャート、及び図６のタイミングチャートを参照しつつ、流動物吐出システム１０の動作について順を追って説明する。

（ステップ１）
ステップ１においては、先ず流動物の吐出要求の有無が確認される。ここで、吐出要求有りと判断された場合には、制御フローがステップ２に進められる。

（ステップ２）
ステップ２においては、吐出動作が開始される。図６に示すように、吐出動作は、吐出装置３０のロータ１０２を、所望の吐出量を達成するために必要な回転数で正方向に回転させることにより実施される。

（ステップ３）
ステップ３においては、蓄積流動物供給動作が開始される。図６に示すように、蓄積流動物供給動作は、ステップ２における塗布動作の開始と略同時に開始される。蓄積流動物供給動作は、先に実行された制御フローの終盤（ステップ４）に実施された蓄積動作によりアキュムレータ８０の第二室９８に蓄積されている流動物を吐出装置３０に供給することで実施される。具体的には、アキュムレータ８０のシリンダ機構８４に対して圧縮流体源Ａから圧縮流体を供給することによりピストンヘッド９０ｂが第一室９６側から第二室９８側に移動するようにピストンロッド９０ａを作動させる。これにより、図６に示すように、第二室９８の容積が徐々に減少し、第二室９８内に蓄積されている流動物がサブ供給路８１を介して吐出装置３０に供給される。そのため、ステップ２において開始された吐出動作の開始初期においては、ステップ３においてアキュムレータ８０から供給された流動物が使用される。

（ステップ４）
ステップ４においては、通常供給動作が開始される。図５や図６に示すように、通常供給動作は、ステップ３において開始された蓄積流動物供給動作と重畳的に実施される。通常供給動作は、供給装置２０側からレギュレータ５０を介して吐出装置３０に流動物を供給する動作である。図６に示すように、通常供給動作が開始されると、弁７２の開度が所定の開度に到達するまで連続的に拡大していく。弁７２の開度が所定の開度に到達した後は、吐出動作が完了するまで略同一の開度で維持される。

（ステップ５）
ステップ５においては、蓄積流動物供給動作が完了する。すなわち、ステップ３において付設供給動作が開始された後、アキュムレータ８０の第二室９８から流動物が全て排出された状態（第二室９８の容積がゼロになった状態）になると、蓄積流動物供給動作が完了する。

（ステップ６）
ステップ６においては、吐出要求の有無が確認される。ここで、上述したステップ４において開始された通常供給動作は、吐出要求がある限りは蓄積流動物供給動作が完了してもなお継続される。そのため、吐出要求が引き続き有ると判断された場合には、制御フローがステップ６に留まり、通常供給動作が継続される。一方、吐出要求が無くなったと判断された場合には、制御フローがステップ７に進められる。

（ステップ７）
ステップ７においては、通常供給動作が終了される。すなわち、レギュレータ５０の弁７２が閉状態とされる。これにより、供給装置２０側から吐出装置３０への流動物の供給が停止される。

（ステップ８）
ステップ８においては、吐出動作が終了される。すなわち、吐出装置３０のロータ１０２の正方向への回転が終了する。吐出動作は、上述したステップ７の通常供給動作の終了と略同時に終了される。その後、制御フローがステップ９に進められる。

（ステップ９）
ステップ９においては、流動物を吐出装置３０側に引き戻す引戻動作が開始される。すなわち、図６に示すように、ステップ９では、吐出装置３０のロータ１０２が逆方向に回転するように動作制御される。これにより、流動物が吐出装置３０側に引き戻される。

（ステップ１０）
ステップ１０においては、蓄積動作が開始される。すなわち、ステップ９において開始された引戻動作により吐出装置３０側から引き戻された流動物をアキュムレータ８０の第二室９８に蓄積させる。ここで蓄積された流動物は、次に行われる吐出動作の開始に伴って行われる蓄積流動物供給動作において利用される。

（ステップ１１）
ステップ１０において蓄積動作が開始されると、引戻動作が終了するまで制御フローがステップ１１に留まり、蓄積動作が継続される。ここで、引戻動作は、蓄積動作の実施期間の長さが所定時間に達したタイミングや、ロータ１０２が所定回転数だけ逆回転したタイミングで終了させることができる。引戻動作が終了すると、制御フローがステップ１２に進められる。

（ステップ１２）
ステップ１２においては、蓄積動作が終了される。すなわち、逆回転している吐出装置３０のロータ１０２が停止される。これにより、吐出装置３０側からアキュムレータ８０への流動物の供給が停止され、一連の制御フローが完了する。

上述したように、本実施形態の流動物吐出システム１０においては、吐出装置３０として一軸偏心ねじポンプを採用し、吐出動作及び引戻動作の双方を実施可能としている。さらに、吐出装置３０には、アキュムレータ８０が付設されており、引戻動作により引き戻された流動物をアキュムレータ８０に蓄積可能とされている。また、吐出開始時には、アキュムレータ８０に蓄積された流動物を吐出装置３０に向けて供給可能とされている。そのため、先に実施される吐出動作の終了時に引戻動作を実行し、アキュムレータ８０に流動物を蓄積しておくことで、次の吐出動作開始時にアキュムレータ８０に蓄積されている流動物を吐出装置３０に供給して吐出させることができる。従って、取り扱う流動物が超高粘度のものである等の理由で供給路４０を介する流動物の供給が遅れたとしても、吐出装置３０に対する流動物の供給不足を抑制し、安定した吐出性能を発揮させることができる。

また、流動物吐出システム１０は、吐出動作、通常供給動作、蓄積動作、及び蓄積流動物供給動作とを順次実施可能とされている。そのため、先に実行された吐出動作の終了時に引戻動作を実行して流動物をアキュムレータ８０に蓄積させ、次の吐出動作の開始時に蓄積流動物供給動作を実行して流動物を吐出させることができる。そのため、吐出動作の開始時に、レギュレータ５０側から流動物が吐出装置３０に到達するまでに時間がかかったとしても、吐出装置３０においては滞りなく流動物を吐出させることができる。

図６等に示すように、流動物吐出システム１０においては、蓄積流動物供給動作が、通常供給動作に対して優先的に実施される。これにより、万一、吐出開始初期にレギュレータ５０側から吐出装置３０への流動物の供給が遅れたとしても、その遅れをアキュムレータ８０に蓄積されている流動物を吐出装置３０に供給することにより補うことができる。また、流動物吐出システム１０においては、吐出動作の開始初期における吐出圧の低下を、蓄積流動物供給動作の実行により緩和することができる。従って、流動物吐出システム１０によれば、吐出装置３０に対する流動物の供給安定化、及び吐出装置３０における流動物の吐出特性の安定化を図ることが可能となる。

また、本実施形態の流動物吐出システム１０では、通常供給動作の開始初期においてレギュレータ５０の弁７２の開度が連続的に拡大する間に蓄積流動物供給動作が実行され、吐出装置３０に流動物が供給される。これにより、レギュレータ５０に設けられた弁７２の開度が所定の開度に到達するまでの期間内においても、吐出装置３０に対する流動物の供給不足を抑制できる。なお、本実施形態では、レギュレータ５０として弁７２の開度が連続的に拡大するものを例示したが、弁７２の開度が段階的に拡大するものであっても良い。

ここで、図７に示すように、流動物吐出システム１０においては、吐出動作の開始時に、アキュムレータ８０側から吐出装置３０に作用する流動物の供給圧Ｐ１が徐々に低下する一方、レギュレータ５０側から吐出装置３０に作用する流動物の供給圧Ｐ２を徐々に上昇するように圧力調整がなされる。また、供給圧Ｐ１及び供給圧Ｐ２の総和が所定の目標供給圧Ｐを目標として変化するように供給圧Ｐ１及び供給圧Ｐ２の圧力調整がなされる。これにより、吐出動作の開始時にアキュムレータ８０側から作用する供給圧Ｐ１、及びレギュレータ５０側から作用する供給圧Ｐ２をバランス良く吐出装置３０に作用させ、吐出装置３０に作用する総供給圧を目標供給圧Ｐ近傍に安定させることができる。従って、流動物吐出システム１０においては、吐出動作の開始時に吐出装置３０に作用する供給圧が安定しており、流動物の吐出状態も安定している。

また、流動物吐出システム１０が備えているアキュムレータ８０には、付勢手段８６が設けられており、ピストン９０が第二室９８の容積を拡大する方向に付勢されている。そのため、吐出装置３０に向けて流動物を吐出させる際に第二室９８の容積縮小方向への推進力をピストン９０に作動させると、この推進力に反する方向への付勢力が付勢手段８６からピストン９０に作用する。従って、蓄積流動物供給動作の際に、アキュムレータ８０から流動物が急激に吐出されず、連続的に吐出されることになる。これにより、蓄積流動物供給動作中に、吐出装置３０に作用する供給圧が不安定になることを抑制できる。

上述した流動物吐出システム１０では、アキュムレータ８０に付勢手段８６を設けたものであり、ピストン９０が急激な動作を行わない。そのため、第二室９８における流動物の流出入を緩やかなものとし、流動物吐出システム１０の系内における圧力状態をより一層安定化させることができる。

本発明の流動物吐出システムは、吐出装置に対して流動物を供給して吐出させる用途全般において有効利用可能であるが、特に自動車生産工場において用いられるシール材（流動物）の塗布等のように、高粘度液を用いる用途において好適に用いることができる。また、本発明のアキュムレータは、流動物吐出システム等において好適に利用できる。

１０ 流動物吐出システム
２０ 供給装置
２２ 貯留部
３０ 吐出装置
４０ 供給路（流動物流路）
５０ レギュレータ
７２ 弁
８０ アキュムレータ
８１ サブ供給路
８２ ケーシング
８４ シリンダ機構
８６ 付勢手段
９０ ピストン
９６ 第一室
９８ 第二室
Ａ 圧縮流体源
Ｐ 目標供給圧
Ｐ１ 供給圧
Ｐ２ 供給圧

Claims (11)

1. 貯留部に貯留された流動物を圧送する供給装置と、
   流動物を吐出する吐出動作、及び流動物を吐出方向とは逆方向に引き戻す引戻動作を実施可能な吐出装置と、
   前記供給装置と前記吐出装置との間を流動物が通過可能なように接続する供給路と、
   前記供給路の中途に配置され、一次側に一定範囲内の圧力が作用していることを条件として二次側に作用する圧力を所定の圧力に調圧する調圧機能と、流動物の流れを遮断する遮断機能とを備えたレギュレータと、
   前記吐出装置に付設され、前記引戻動作により流動物を引き戻すことで、ケーシング内の圧力が吐出動作時よりも高い圧力に維持されるように蓄積し、蓄積した流動物を通常の供給動作に対して優先的に前記吐出装置に向けて供給するように制御可能なアキュムレータとを有することを特徴とする流動物吐出システム。
2. 前記吐出装置において流動物を吐出させる吐出動作と、
   前記供給装置側から前記レギュレータを介して前記吐出装置に流動物を供給する通常供給動作と、
   前記吐出動作の終了時に、前記引戻動作を実行することで引き戻された流動物を前記アキュムレータに蓄積させる蓄積動作と、
   前記吐出動作の開始時に、前記アキュムレータに蓄積された流動物を前記吐出装置に供給する蓄積流動物供給動作とを実行可能であることを特徴とする請求項１に記載の流動物吐出システム。
3. 前記蓄積流動物供給動作が、前記通常供給動作に対して優先的に実施されることを特徴とする請求項２に記載の流動物吐出システム。
4. 前記吐出動作の開始初期における吐出圧の低下を、前記蓄積流動物供給動作の実行により緩和することを特徴とする請求項２又は３に記載の流動物吐出システム。
5. 前記レギュレータが、前記遮断機能を発揮する弁を具備しており、
   前記通常供給動作の開始初期に前記弁の開度が連続的あるいは段階的に拡大して所定の開度に到達するものであり、
   前記弁の開度が拡大する期間内に、前記蓄積流動物供給動作による前記吐出装置への流動物の供給が実行されることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の流動物吐出システム。
6. 前記吐出動作の開始時に、前記アキュムレータ側から前記吐出装置に作用する流動物の供給圧Ｐ１を徐々に低下させ、前記レギュレータ側から前記吐出装置に作用する流動物の供給圧Ｐ２を徐々に上昇させることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の流動物吐出システム。
7. 前記供給圧Ｐ１及び前記供給圧Ｐ２の総和が所定の目標供給圧Ｐを目標として変化するように前記供給圧Ｐ１及び前記供給圧Ｐ２の圧力調整がなされることを特徴とする請求項６に記載の流動物吐出システム。
8. 流動物が通過可能なサブ供給路を介して前記アキュムレータが前記吐出装置に対して接続されており、
   前記アキュムレータが、
   ケーシングと、
   前記ケーシングの内部においてスライド可能に設けられるピストンを備えたシリンダ機構と、
   前記ピストンを付勢する付勢手段とを有し、
   前記ケーシングの内部が、前記ピストンによって第一室と、前記サブ供給路に連通する第二室とされており、
   前記付勢手段が、前記第二室の容積を拡大する方向に前記ピストンを付勢しており、
   前記シリンダ機構が、圧縮流体源から圧縮流体を供給して前記ピストンをスライドさせることにより前記第二室の容積を変化させ、前記第二室に流動物を流出入させることが可能なものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の流動物吐出システム。
9. 前記圧縮流体源から前記圧縮流体を供給することにより、前記付勢手段による付勢力に反する方向への推進力が前記ピストンに作用して前記第一室の容積が拡大し、前記第二室から流動物が排出され、
   前記圧縮流体の供給を解除することにより、前記ピストンへの前記推進力の作用が解除されて前記第一室の容積が縮小し、前記第二室に流動物を導入可能な状態になることを特徴とする請求項８に記載の流動物吐出システム。
10. 流動物が通過する流動物流路の中途に設けられるアキュムレータであって、
    ケーシングと、
    前記ケーシングの内部においてスライド可能に設けられるピストンを備えたシリンダ機構と、
    前記ピストンを付勢する付勢手段とを有し、
    前記ケーシングの内部が、前記ピストンによって第一室と、前記流動物流路に連通する第二室とにされており、
    前記付勢手段が、前記第二室の容積を拡大する方向に前記ピストンを付勢しており、
    前記シリンダ機構が、圧縮流体源から圧縮流体を供給して前記ピストンをスライドさせることにより前記第二室の容積を変化させ、前記第二室に流動物を流出入させることが可能であることを特徴とするアキュムレータ。
11. 前記圧縮流体源から前記圧縮流体を供給することにより、前記付勢手段による付勢力に反する方向への推進力が前記ピストンに作用して前記第一室の容積が拡大し、前記第二室から流動物が排出され、
    前記圧縮流体の供給を解除することにより、前記ピストンへの前記推進力の作用が解除されて前記第一室の容積が縮小し、前記第二室に流動物を導入可能な状態になることを特徴とする請求項１０に記載のアキュムレータ。

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