JP6802605B2 - 高粘度流体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、シーラや接着剤等の高粘度流体をワークの表面に塗布する高粘度流体吐出装置に関する。

自動車の車体の塗装工程では、鋼板同士の板合わせ部や接合部に対してシーラや接着剤等の高粘度流体が塗布される。この塗布作業は、高粘度流体を吐出するハンドガンを用いて、作業者の手作業により行われることがある。下記の特許文献１には、高粘度流体が充填された容器と、高粘度流体を吐出する吐出ノズルを有するハンドガンと、これらを連結するチューブとを備えた吐出装置が示されている。容器から圧送された高粘度流体が、チューブを介してハンドガンに供給され、ハンドガンの吐出ノズルから吐出される。

このような吐出装置を用いて塗布作業を行う場合、塗布が完了して高粘度流体の吐出を停止した後、チューブ内の残圧等により吐出ノズルから高粘度流体が垂れ落ちることがある。そこで、下記の特許文献２では、図８に示すように、ハンドガン１０２に接続されたチューブ１０３の途中に、チューブ１０３内の高粘度流体を吸引可能な吸引部１０５を設けている。吸引部１０５は、吸引空間１５１と、吸引空間１５１の内部で移動可能な移動部材１５２とを備える。移動部材１５２を、上流側（図中右側）に移動させることにより、吸引空間１５１の容積が増大して負圧が生じる。この負圧により、チューブ１０３内の高粘度流体が吸引され、ハンドガン１０２の吐出ノズル１０２ａからの高粘度流体の垂れ落ちを防止できる。

特開２００３−３８９９９号公報 特開２０１４−１４７８７３号公報

しかし、上記の吸引部１０５では、吸引空間１５１に流体入口１５５及び流体出口１５６の双方が開口しているため、移動部材１５２を上流側に移動させて吸引空間１５１の容積を増大させたときに、流体出口１５６に接続された下流側（吐出ノズル１０２ａ側）のチューブ１０３ａ内の高粘度流体だけでなく、流体入口１５５に接続された上流側（吐出ノズル１０２ａと反対側）のチューブ１０３ｂ内の高粘度流体も吸引空間１５１に引き込まれる。このため、吸引空間１５１による吸引力の一部が無駄になってしまい、吐出ノズル１０２ａからの高粘度流体の垂れ落ちを確実に防止できないことがある。

例えば、吸引空間１５１の容積を大きくし、移動部材１５２の移動による吸引空間１５１の容積変化量を大きくすれば、吸引力が高められ、吐出ノズル１０２ａからの高粘度流体の垂れ落ちを防止できる。しかし、吸引空間１５１を大きくすると、吸引部１０５が大型化するため好ましくない。

そこで、本発明は、高粘度流体吐出装置において、大型化を招くことなく、吐出ノズルからの高粘度流体の垂れ落ちを確実に防止することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、高粘度流体を吐出する吐出ノズルと、前記吐出ノズルに高粘度流体を供給する流体経路と、前記流体経路の途中に設けられた吸引部とを備えた高粘度流体吐出装置において、前記吸引部が、前記流体経路の一部を内部に有するハウジングと、前記ハウジングの内部で移動可能な移動部材とを有し、前記移動部材を移動させることにより、前記ハウジングと前記移動部材とで、前記ハウジングの内部の前記流体経路を遮断する遮断部を形成すると共に、前記ハウジングの内部のうち、前記遮断部よりも下流側の容積を増大させることを特徴とする。

このように、ハウジングの内部の流体経路を遮断した状態で、ハウジングの内部のうち、遮断部よりも下流側（吐出ノズル側）の容積を増大させることにより、遮断部よりも上流側の高粘度流体がハウジングの内部に引き込まれることがなく、遮断部よりも下流側の高粘度流体のみがハウジングの内部に引き込まれる。これにより、吸引部による吸引力を有効に活用することができるため、吸引部の大型化等を要することなく、吐出ノズルからの高粘度流体の漏れ出しを確実に防止できる。また、流体経路の遮断を、移動部材を移動させる動作を利用し、移動部材とハウジングとで行うことで、別途の遮断機構を設ける必要がないため、吸引部の機構を簡素化することができる。

具体的には、例えば、前記移動部材が、前記流体経路の一部を内部に有する筒部と、前記筒部の内部と外部とを連通する貫通穴とを備え、前記移動部材を移動させて、前記ハウジングで前記貫通穴を閉塞することにより、前記流体経路を遮断する構成とすることができる。

以上のように、本発明に係る高粘度流体吐出装置によれば、大型化を招くことなく、吐出ノズルからの高粘度流体の垂れ落ちを確実に防止することができる。

高粘度流体吐出装置の模式図である。 吸引部の断面図であり、高粘度流体を吐出している状態を示す。 図２の吸引部の移動部材を後退させ、流体経路を遮断した状態を示す断面図である。 図２の吸引部の移動部材をさらに後退させた状態を示す断面図である。 他の実施形態に係る吸引部の断面図であり、高粘度流体を吐出している状態を示す。 図５の吸引部の移動部材を後退させた状態を示す断面図である。 図６のＸ−Ｘ線における断面図である。 従来の高粘度流体吐出装置の吸引部の断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

本実施形態に係る高粘度流体吐出装置１は、図１に示すように、吐出ノズル２ａ及びスイッチ２ｂを有するハンドガン２と、シーラや接着剤等の高粘度流体を供給する流体供給部（図示省略）と、これらを接続する可撓性のチューブ３ａ〜３ｃとを備える。チューブ３ａと３ｂとの間には流体用バルブ４が設けられ、チューブ３ｂと３ｃとの間には吸引部５が設けられる。吸引部５は、ハンドガン２の近傍（例えば１ｍ以内）に設けられ、例えば作業者に装着して使用される。チューブ３ａ、流体用バルブ４、チューブ３ｂ、吸引部５、チューブ３ｃ及びハンドガン２で、吐出ノズル２ａに高粘度流体を供給する流体経路Ｐが形成される（詳細は後述する）。尚、以下の説明では、流体経路Ｐを吐出ノズル２ａへ向けて流れる高粘度流体の流れ方向下流側を「下流側」と言い、その反対側を「上流側」と言う。

吸引部５は、図２に示すように、ハウジング５１と、ハウジング５１の内部で移動可能な移動部材５２とを有する。

ハウジング５１は、上流側のチューブ３ｂに接続された流体入口５１ａと、下流側のチューブ３ｃに接続された流体出口５１ｂとを有する。ハウジング５１の内部には、高粘度流体が流通する流体空間と、移動部材５２を駆動するためのエアが供給されるエア空間５１ｄとが設けられる。図示例では、エア空間５１ｄの上流側及び下流側に、それぞれ流体空間５１ｃ１，５１ｃ２が設けられる。上流側の流体空間５１ｃ１とエア空間５１ｄとの間の内周面、及び、下流側の流体空間５１ｃ２とエア空間５１ｄとの間の内周面とで、それぞれ移動部材５２が摺動支持されている。

移動部材５２は、ピン５２ａと、ピン５２ａから外径側に突出したピストン５２ｂとを有する。図示例では、ピン５２ａが、両端が閉塞された円筒状の筒部５２ａ１と、筒部５２ａ１に設けられた第一貫通穴５２ａ２及び第二貫通穴５２ａ３とを備える。第一貫通穴５２ａ２は、ピストン５２ｂよりも上流側に設けられ、図示例では筒部５２ａ１の上流端付近に設けられる。第二貫通穴５２ａ３は、ピストン５２ｂよりも下流側に設けられ、図示例では筒部５２ａ１の下流端付近に設けられる。第一貫通穴５２ａ２及び第二貫通穴５２ａ３の数は任意であり、例えば、円周方向等間隔の複数箇所に設けられる。

移動部材５２は、ハウジング５１に対して摺動支持され、ハウジング５１の内部で所定方向（図中左右方向）に移動可能とされる。移動部材５２のピン５２ａの外周面とハウジング５１の内周面との摺動部には、図示しないシール部材が設けられている。これにより、高粘度流体が満たされた上流側及び下流側の流体空間５１ｃ１，５１ｃ２と、エアが満たされたエア空間５１ｄとが遮断されている。

移動部材５２のピストン５２ｂは、ハウジング５１のエア空間５１ｄの内部に収容される。ピストン５２ｂの外周面とハウジング５１の内周面との間にはシールが設けられる。これにより、エア空間５１ｄが、ピストン５２ｂの一方側（図中右側）の第一領域５１ｄ１と、ピストン５２ｂの他方側（図中左側）の第二領域５１ｄ２とに区画される。ハウジング５１には、エア空間５１ｄの第一領域５１ｄ１に開口した第一エア供給路５１ｅと、エア空間５１ｄの第二領域５１ｄ２（図３参照）に開口した第二エア供給路５１ｆとが設けられる。第一エア供給路５１ｅには、第一エア供給チューブ６ａが接続され、第二エア供給路５１ｆには、第二エア供給チューブ６ｂが接続される。これらのエア供給チューブ６ａ及び６ｂは、エア切換バルブ７を介してエア供給源（図示省略）に接続される（図１参照）。

高粘度流体吐出装置１には、ハンドガン２のスイッチ２ｂ、流体用バルブ４、及びエア切換バルブ７に接続された制御部８が設けられる。ハンドガン２のスイッチ２ｂからの信号が制御部８に伝達され、この信号に基づいて、流体用バルブ４及びエア切換バルブ７が制御される。

以下、上記の高粘度流体吐出装置１を用いて塗布作業を行う際の、各部の動作を詳しく説明する。

まず、作業者が、ハンドガン２を所定位置に配した状態で、ハンドガン２のスイッチ２ｂをＯＮにすると、この信号が制御部８に伝達される。この信号に基づく制御部８からの指令により、流体用バルブ４が開放され、高粘度流体が下流側に供給される。これと同時に、上記の信号に基づく制御部８からの指令により、エア切換バルブ７が第一エア供給チューブ６ａ側に切り換えられる。これにより、図２に示すように、第一エア供給チューブ６ａ、及び、吸引部５の第一エア供給路５１ｅを介して、エア空間５１ｄの第一領域５１ｄ１にエアが供給される。このエアの圧力により、ピストン５２ｂを含む移動部材５２が下流側（図中左側）に駆動される。この状態では、移動部材５２のピン５２ａの内部空間５２ａ４と、ハウジング５１の下流側の流体空間５１ｃ２とが、ピン５２ａの第二貫通穴５２ａ３を介して連通している。

以上により、流体供給部から供給された高粘度流体を、吸引部５のハウジング５１の内部を介してハンドガンに供給する流体経路Ｐが形成される（矢印参照）。本実施形態では、流体経路Ｐが、吸引部５のハウジング５１の上流側の流体空間５１ｃ１、移動部材５２のピン５２ａの内部空間５２ａ４、及びハウジング５１の下流側の流体空間５１ｃ２を含む。図示例では、上流側のチューブ３ｂから流体入口５１ａを介してハウジング５１の内部に供給された高粘度流体が、上流側の流体空間５１ｃ１→第一貫通穴５２ａ２→筒部５２ａ１の内部空間５２ａ４→第二貫通穴５２ａ３→下流側の流体空間５１ｃ２を通り、流体出口５１ｂを介して下流側のチューブ３ｃに供給される。このような流体経路Ｐを通って高粘度流体がハンドガン２に供給され、ハンドガン２の吐出ノズル２ａから吐出される。

そして、作業者がハンドガン２のスイッチ２ｂをＯＦＦにすると、この信号が制御部８に伝達される。この信号に基づく制御部８からの指令により、流体用バルブ４が閉塞されて高粘度流体の供給が停止される。これと同時に、上記信号に基づく制御部８からの指令により、エア切換バルブ７が第二エア供給チューブ６ｂ側に切り換えられ、第二エア供給チューブ６ｂ、及び、ハウジング５１の第二エア供給路５１ｆを介して、エア空間５１ｄの第二領域５１ｄ２にエアが供給される（図３参照）。このエアの圧力により、ピストン５２ｂを含む移動部材５２が上流側に駆動される（図３の白抜き矢印参照）。

そして、移動部材５２が図３に示す位置に達すると、ハウジング５１の下流側の流体空間５１ｃ２に開口していた第二貫通穴５２ａ３が、ハウジング５１の内周面で閉塞される。これにより、ハウジング５１の内部において、流体経路Ｐを遮断する遮断部Ｓが形成される。具体的に、ハウジング５１の下流側の流体空間５１ｃ２と、移動部材５２のピン５２ａの内部空間５２ａ４とが、遮断部Ｓにより遮断される。このように、本実施形態では、移動部材５２の後退動作を利用して、移動部材５２のピン５２ａの第二貫通穴５２ａ３とハウジング５１の内周面とで、流体経路Ｐを遮断する遮断部Ｓが形成される。これにより、別途の遮断機構を要することなく、簡素な機構で流体経路Ｐを遮断することができる。

そして、移動部材５２をさらに上流側に移動させると、ハウジング５１の内部の容積が増大する。具体的には、ハウジング５１の内部のうち、遮断部Ｓよりも下流側の空間（下流側の流体空間５１ｃ２）の容積が増大する。これにより下流側の流体空間５１ｃに負圧が発生し、流体経路Ｐの高粘度流体が下流側の流体空間５１ｃに引き込まれる。このとき、遮断部Ｓにより流体経路Ｐが遮断されているため、遮断部Ｓよりも上流側の高粘度流体は下流側の流体空間５１ｃに引き込まれず、遮断部Ｓよりも下流側（吐出ノズル２ａ側）の高粘度流体のみが下流側の流体空間５１ｃに引き込まれる（矢印Ｂ参照）。これにより、下流側の流体空間５１ｃの体積増大（特に、第二貫通穴５２ａ３が閉塞された後の体積増大）による吸引力の全てが、吸引部５よりも下流側の高粘度流体を吸引するために使用されるため、ハンドガン２の吐出ノズル２ａからの高粘度流体の漏れ出しを確実に防止できる。

また、流体用バルブ４を閉じると、チューブ３ａ〜３ｃ内の高粘度流体が残圧により下流側に流れてノズル２ａから漏れ出すおそれがある。特に、流体用バルブ４と吸引部５との間のチューブ３ｂが長い場合、このチューブ３ｂの膨張・収縮により、チューブ３ｂ内の高粘度流体が下流側に流れるおそれがある。この場合、流体用バルブ４を閉じると同時（あるいは直後）に、上記のようにハウジング５１の内部で流体経路Ｐを遮断することで、遮断部Ｓにより上流側のチューブ３ｂ内の高粘度流体を堰き止めることができるため、上流側のチューブ３ｂの収縮による吐出ノズル２ａからの高粘度流体の漏れ出しを防止できる。

本発明は、上記の実施形態に限られない。例えば、上記の実施形態では、ハウジング５１の内部に形成される流体経路Ｐが、移動部材５２の内部（ピン５２ａの内部空間５２ａ４）を介して設けられる場合を示したが、これに限られない。例えば、図５〜７に示す吸引部１５では、高粘度流体が、流体入口５１ａを介してハウジング５１の内部の流体空間５１ｃに供給され、流体出口５１ｂを介して排出される。具体的に、高粘度流体の吐出中は、図５に示すように、移動部材５２が下流側（図中左側）に配され、流体入口５１ａ→流体空間５１ｃ（ハウジング５１の内周面とピン５２ａの外周面との間の隙間）→流体出口５１ｂを通る流体経路Ｐが形成される。

この実施形態では、移動部材５２のピン５２ａの外周面に、ハウジング５１の内周面と摺動する凸部５２ａ５が設けられる。ピン５２ａの外周面のうち、凸部５２ａ５を除く領域は、ハウジング５１の内周面と隙間を介して対向している。高粘度流体の吐出を停止し、移動部材５２を上流側（図６の右側）に移動させると、図６及び７に示すように、移動部材５２のピン５２ａの凸部５２ａ５でハウジング５１の流体入口５１ａが閉塞され、これにより流体経路Ｐに遮断部Ｓが形成される。この状態で、移動部材５２がさらに上流側に移動することで、ハウジング５１の内部の流体空間５１ｃの容積が増大し、吸引部５よりも下流側の高粘度流体が流体空間５１ｃに引き込まれる（図６の矢印Ｂ参照）。

以上の実施形態では、作業者がハンドガン２を手で持って移動させながら塗布作業を行う高粘度流体吐出装置を示したが、これに限らず、塗布作業を自動で行う高粘度流体吐出装置に本発明を適用してもよい。

１ 高粘度流体吐出装置
２ ハンドガン
２ａ 吐出ノズル
３ａ-３ｃ チューブ
４ 流体用バルブ
５ 吸引部
５１ ハウジング
５１ｃ１ 上流側の流体空間
５１ｃ２ 下流側の流体空間
５１ｄ エア空間
５２ 移動部材
５２ａ ピン
５２ａ１ 筒部
５２ａ２ 第一貫通穴
５２ａ３ 第二貫通穴
５２ａ４ 内部空間
５２ｂ ピストン
Ｐ 流体経路
Ｓ 遮断部

Claims (1)

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、前記吐出ノズルに高粘度流体を供給する流体経路と、前記流体経路の途中に設けられた吸引部とを備え、前記ハンドガンと前記吸引部とが可撓性のチューブを介して接続され、前記ハンドガンが前記吸引部に対して移動可能に設けられた高粘度流体吐出装置において、
   前記吸引部が、前記流体経路の一部を内部に有するハウジングと、前記ハウジングの内部で移動可能な移動部材とを有し、
   前記移動部材が、前記流体経路の一部を内部に有する筒部と、前記筒部の内部と外部とを連通する貫通穴とを備え、
   前記移動部材をエアの圧力により移動させることにより、前記ハウジングで前記貫通穴を閉塞して前記ハウジングの内部の前記流体経路を遮断する遮断部を形成すると共に、前記ハウジングの内部のうち、前記遮断部よりも下流側の空間の容積を増大させる高粘度流体吐出装置。

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