JP7021575B2 - 多液混合装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の液体が混合される混合室を備えた多液混合装置に関する技術分野に属する。

従来より、例えば特許文献１に示されているように、複数の液体（例えば、二液型発泡性ウレタン組成物の原料であるイソシアネート及びポリオール）を、チャンバ側壁に設けた細孔（オリフィス部の開口）からチャンバ（混合室）内にそれぞれ噴射して該複数の液体を混合するミキシングヘッド装置（多液混合装置）が知られている。このように複数の液体を細孔からそれぞれ噴射することで、該液体が微粒化されて混ざり易くなる。

また、例えば特許文献２に記載のミキシングヘッド（多液混合装置）は、本体部分と、吐出充填ノズルを備えた先端部と、ミキシングヘッドを操作する作業者が手で握ることが可能なグリップ部とで構成されている。上記本体部分には、シリンダーと、該シリンダー内を油圧により摺動可能なピストンとが設けられている。このピストンには、ピストンロッドが取り付けられ、このピストンロッドは、細長い円柱状のシリンダ内に摺動可能に収容されている。このピストンロッドが摺動するシリンダの壁部には、該シリンダに向かって、各々、相対向するように配置された２つの噴射ノズル（オリフィス部）が設けられている。これら２つの噴射ノズルからそれぞれ液体（イソシアネート及びポリオール）が噴射されて混合され、該混合された液が吐出充填ノズルから噴射される。特許文献２では、上記ピストンロッドが摺動するシリンダ内における２つの噴射ノズルに対応する部分が混合室に相当する。

特許文献２に記載のミキシングヘッド（多液混合装置）では、上記ピストンロッドが上記２つの噴射ノズルの開閉を行う弁の役割を有する。そして、上記ピストンが油圧により作動して上記ピストンロッドが上記シリンダ内において上記２つの噴射ノズルに対応する部分から退避すると、該２つの噴射ノズルが同時に開く一方、上記ピストンロッドが上記２つの噴射ノズルに対応する部分に変位すると、該２つの噴射ノズルが同時に閉じることになる。

再公表特許ＷＯ２０１０／０６１４６４号公報 特許第４２４１９５７号公報

ところで、上記のような多液混合装置において、混合される各液の量を適切にするためには、複数のオリフィス部の開口を同時に開いたり同時に閉じたりする必要がある。上記特許文献２のように、複数のオリフィス部の開口を１つの弁（ピストンロッド）で開閉する構成にすれば、該弁により複数のオリフィス部の開口を同時に開いたり同時に閉じたりすることが容易にできるようになる。

ところが、そのような構成では、ピストンロッドがシリンダ内を摺動するため、ピストンロッドとシリンダとの間にはどうしても隙間が生じ、このため、ピストンロッドがオリフィス部の開口を閉じているときのシール性を十分に確保することが困難である。また、ピストンロッドとシリンダとの嵌め合い精度を高めてシール性を確保しようとしても、シール性を確実なものとすることは困難であるとともに、ピストンロッドの摺動性が悪化して該ピストンロッドを動かすために大きな駆動力が必要になる。

そこで、上記複数のオリフィス部の開口をそれぞれ開閉する複数の開閉弁を設けることが考えられる。この場合、開閉弁の弁体を、該弁体の中心軸線がオリフィス部の開口の中心軸線と一致するように配置して、該弁体を該弁体の中心軸線に沿って移動させることで、オリフィス部の開口を開閉するようにすれば、開閉弁の弁体がオリフィス部の開口を閉じているときのシール性を確保し易くなる。また、開閉弁の弁体の先端部をテーパ状に形成し、オリフィス部の開口の弁体側の端部にも、弁体の先端部に対応してテーパ部を形成しておき、弁体の先端部とオリフィス部の開口のテーパ部との当接によりオリフィス部の開口を閉じるようにすれば、部品の寸法誤差等により弁体の中心軸線がオリフィス部の開口の中心軸線に対してずれたり傾いたりしたとしても、弁体の先端部がテーパ部によりガイドされながら当接して、シール性を確保し易くなる。また、開閉弁（弁体）の駆動力が小さくて済み、工場等でよく用いられているエア源により開閉弁を駆動できるようになる。

ここで、上記多液混合装置においては、複数の液体の混合をより一層十分に行うためには、オリフィス部の開口の長さ（液体流通方向の長さ）が短いことが好ましい。すなわち、オリフィス部の開口の長さが短いと、開口の出口から液体が広がって流出し易くなり、混合が良好に行われるようになる。

このように開口長さが短くなると、オリフィス部の開口にテーパ部を形成することは困難であり、開閉弁の弁体の中心軸線がオリフィス部の開口の中心軸線に対してずれたり傾いたりした場合には、シール性を確保することが困難になる。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、多液混合装置において、複数のオリフィス部の開口をそれぞれ開閉する複数の開閉弁を設ける場合に、開閉弁の弁体の中心軸線がオリフィス部の開口の中心軸線に対してずれたり傾いたりしたとしても、開閉弁の弁体がオリフィス部の開口を閉じているときのシール性を、該オリフィス部の開口にテーパ部を形成することなく、容易に確保できるようにすることにある。

上記の目的を達成するために、本発明では、複数の液体が混合される混合室と、該複数の液体を該混合室にそれぞれ供給する複数の供給路と、該複数の供給路の混合室への開口部にそれぞれ設けられ、該供給路の径よりも小さい開口径に絞られた開口を有する複数のオリフィス部とを備えた多液混合装置を対象として、上記複数の供給路のそれぞれにおいて上記オリフィス部の開口に対して上流側で該開口の中心軸線に沿って離接する弁体を有し、該弁体の離接により該開口をそれぞれ開閉する開閉弁を備え、上記複数の開閉弁の弁体はそれぞれ、上記オリフィス部の開口周縁部に当接して該オリフィス部の開口を閉じる球面状部を含む、という構成とした。

上記の構成により、開閉弁の弁体の球面状部がオリフィス部の開口周縁部に当接して該オリフィス部の開口を閉じるので、開閉弁の弁体の中心軸線がオリフィス部の開口の中心軸線に対してずれたり傾いたりしたとしても、開閉弁の弁体がオリフィス部の開口を閉じているときのシール性を確保することができる。よって、オリフィス部の開口にテーパ部を形成できなくても、簡単な構成で、上記シール性を確保することができる。

さらに、上記多液混合装置において、上記複数の開閉弁は、流体の供給により上記弁体を駆動するアクチュエータをそれぞれ有し、上記複数の開閉弁のアクチュエータへの流体供給系は、流体源と、該流体源と接続された共通流路と、該共通流路と上記複数の開閉弁用のアクチュエータとをそれぞれ接続する複数の個別流路と、上記共通流路に設けられ、上記複数の開閉弁を同時に開弁しかつ同時に閉弁するように作動させる切換弁とで構成されている。

このことにより、切換弁の作動によって複数のオリフィス部の開口を同時に開いたり同時に閉じたりすることが容易にできるようになり、混合する複数の液体の量を正確な量にすることができる。

上記複数の開閉弁のアクチュエータへの流体供給系が、上記流体源と上記共通流路と上記複数の個別流路と上記切換弁とで構成されている場合、上記複数の個別流路の長さは略同じであり、上記複数の個別流路の流路径は略同じである、ことが好ましい。

このことで、複数のオリフィス部の開口を同時に開いたり同時に閉じたりすることがより一層確実にできるようになる。

上記複数の開閉弁のアクチュエータへの流体供給系が、上記流体源と上記共通流路と上記複数の個別流路と上記切換弁とで構成されている場合、上記流体源からの流体により駆動されて、上記混合室の内壁面に付着した付着物を掻き取るクリーニングピストンを更に備えている、ことが好ましい。

このことにより、混合室内で混合された液を外部に吐出させた後（開閉弁を閉弁した後）に、開閉弁のアクチュエータを駆動する流体源と同じ流体源によりクリーニングピストンを作動させて、混合室のクリーニングを行うことができる。

上記複数の開閉弁のアクチュエータへの流体供給系が、上記流体源と上記共通流路と上記複数の個別流路と上記切換弁とで構成されている場合、上記流体源は、エア源であることが好ましい。

このことで、工場等でよく用いられているエア源を利用して、多液混合装置の開閉弁の弁体を容易に駆動することができる。また、作業者が多液混合装置（ミキシングヘッド）を持って、混合室内で混合された液を必要な箇所に吐出することが容易にできるようになる。

以上説明したように、本発明の多液混合装置によると、複数の開閉弁の弁体がそれぞれ、オリフィス部の開口周縁部に当接して該オリフィス部の開口を閉じる球面状部を含むことにより、開閉弁の弁体の中心軸線がオリフィス部の開口の中心軸線に対してずれたり傾いたりしたとしても、開閉弁の弁体がオリフィス部の開口を閉じているときのシール性を、該オリフィス部の開口にテーパ部を形成することなく、容易に確保できるようになる。

本発明の実施形態に係る多液混合装置を示す斜視図である。 図１のII－II線断面図である。 図１のIII－III線断面図である。 図２のIV部分を拡大して示す断面図である。 多液混合装置及び供給ユニットにおける第１液体及び第２液体の流れを示す図である。 第１液体及び第２液体の流れを制御する弁を駆動するためのエアの供給システムを示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１～図３は、本発明の実施形態に係る多液混合装置１を示す。この多液混合装置１は、複数の液体を混合して、該混合した液体を、ブロック部材２に設けられた突起状の吐出部３より吐出して被供給部に供給するものである。本実施形態では、複数の液体は、第１液体及び第２液体であって、互いに混合されて発泡する発泡性材料である。第１液体及び第２液体は、例えば、二液型発泡性ウレタンの原料であるイソシアネート及びポリオール（互いに化学的に反応する反応性材料）である。上記被供給部は、例えば、内部に空間部１０１ａを有する被供給部材１０１の該空間部１０１ａである（図５参照）。被供給部材１０１の空間部１０１ａは、例えば、自動車における、ピラー、サイドシル、ルーフレール等の車体部材（フレーム）の閉断面空間部である。

本実施形態では、多液混合装置１は、図５に示すように、作業者８が手に持つことが可能なガン又はミキシングヘッドと呼ばれるものであって、上記混合した液体を被供給部材１０１の空間部１０１ａに供給する際に、多液混合装置１に設けられた所定の操作スイッチ（図示せず）を操作したときに、後述の混合室１１で上記第１液体及び上記第２液体がそれぞれ混合されて、該混合された液体が被供給部材１０１の空間部１０１ａに供給されるようになっている。多液混合装置１には、作業者８が手に持つことが可能なグリップ部７が設けられている（図１、図３及び図５参照）。多液混合装置１は、後述の供給チューブ５４及び戻しチューブ５５を介して、工場等の床上を自在に移動可能に構成された供給ユニット５１と繋げられている。

吐出部３には、筒状のノズル部材４が取り付けられる。このノズル部材４の先端部が、被供給部材１０１において空間部１０１ａを形成する壁部１０１ｂを貫通するように設けた貫通孔１０１ｃに挿入され、この挿入状態で、上記混合された液体がノズル部材４から空間部１０１ａに吐出供給される。尚、ノズル部材４の先端部が空間部１０１ａ内に、予め設定された設定量だけ入り込むように、ノズル部材４の外周面には、貫通孔１０１ｃの内径よりも大きい径の膨出部４ａ（図３及び図５参照）が設けられており、作業者８は、この膨出部４ａを壁部１０１ｂにおける貫通孔１０１ｃの周囲に押し当てるようにする。

ノズル部材４の一端部（先端部）は、被供給部材１０１の貫通孔１０１ｃに対して挿入及び抜去可能になされている。一方、ノズル部材４の他端部（基端部）は、該他端部に吐出部３が所定量だけ挿入された状態で該他端部が吐出部３の周囲に外嵌されるように吐出部３への取付け及び吐出部３からの取外しが可能になされている。吐出部３のノズル部材４内部への挿入量は、ノズル部材４が吐出部３に対してぐらつかないような量である。本実施形態では、吐出部３の全体がノズル部材４の内部に挿入される。このとき、詳細な図示は省略するが、ノズル部材４は、吐出部３から不用意に外れないように、ブロック部材２に設けられた係止部材に係止される。この係止は、作業者８が、ノズル部材４を吐出部３から取り外す際に解除可能である。

ノズル部材４は、使い捨てのものであって、ノズル部材４からの１回の吐出（後述の所定時間の間の吐出）が終了すれば、別のノズル部材４に取り替える。このため、被供給部材１０１の量産に対応して、多数のノズル部材４を予め作製しておく。このようにノズル部材４を使い捨てのものとして使用することで、使用する毎にノズル部材４を洗浄する等といった煩わしさをなくすことができる。また、ノズル部材４を使い捨てのものとして使用しても、ノズル部材４は簡単なものであるので、多数のノズル部材４を容易にかつ低コストで作製することができる。

以下、多液混合装置１において吐出部３が設けられた側を前側といい、その反対側を後側といい、前側から見た左側を左側といい、前側から見た右側を右側という（図１参照）。

多液混合装置１は、第１液体及び第２液体が混合される混合室１１と、第１液体及び第２液体を該混合室１１にそれぞれ供給する２つの供給路１２とを備える。混合室１１は、ブロック部材２の内部において前後方向に延びる断面円形状に形成されている。２つの供給路１２は、多液混合装置１の前側部分における左側及び右側でそれぞれ左右方向に延びる２つのバルブボディ２０の内部にそれぞれ形成されている。２つの供給路１２はブロック部材２の近傍で拡径されている。ブロック部材２の前側の面における混合室１１の延長線上に、吐出部３が混合室１１に連通するように設けられている。吐出部３の内径は、混合室１１の内径と略同じである。

２つのバルブボディ２０は、左右方向に相対向する対向面で互いに突き合わされた状態で固定されている。ブロック部材２は、２つのバルブボディ２０の対向面の間に挟持されている。各バルブボディ２０には、供給ユニット５１（詳細には、後述のタンク５３）からの第１液体又は第２液体を各供給路１２に導入するための導入口２１と、後述の如く各オリフィス部１３の開口が閉じられているときに、導入口２１から各供給路１２に導入された第１液体又は第２液体を供給ユニット５１に戻すための導出口２２とが設けられている。

図２及び図４に示すように、２つの供給路１２は、それぞれオリフィス部１３を介して混合室１１に接続されている。すなわち、混合室１１の左右両側に１つずつ、合わせて２つのオリフィス部１３が、混合室１１の径方向に互いに対向して設けられている。２つのオリフィス部１３は、２つの供給路１２の混合室１１への開口部にそれぞれ設けられていることになる。２つのオリフィス部１３は、対応する供給路１２の径よりも小さい開口径に絞られた、混合室１１に連通する開口を有する。

本実施形態では、各オリフィス部１３の開口は、小径部１３ａと該小径部１３ａよりも大径の大径部１３ｂとの２段に構成されている。小径部１３ａはブロック部材２に設けられている一方、大径部１３ｂは、供給路１２内における小径部１３ａよりも上流側（拡径された部分）に設けられた有底筒状部材１５の底部１５ａに設けられている。この有底筒状部材１５は、ブロック部材２とは別体のものである。有底筒状部材１５の底部１５ａは、ブロック部材２に密着するように固定されており、大径部１３ｂは、底部１５ａにおいて小径部１３ａに対して連続しかつ同心状に開口している。導入口２１から供給路１２に導入された第１液体又は第２液体は、有底筒状部材１５の内部を流れて、オリフィス部１３の開口に向かう。そして、オリフィス部１３の開口が開いているとき、第１液体又は第２液体は、大径部１３ｂ及び小径部１３ａを順に通って混合室１１に供給される。

第１液体及び第２液体をそれぞれオリフィス部１３の開口を介して混合室１１に供給することで、第１液体及び第２液体が微粒化されて混ざり易くなる。特に、各オリフィス部１３の開口が上記のように小径部１３ａ及び大径部１３ｂの２段に構成されることで、第１液体及び第２液体がオリフィス部１３の開口の出口から広がって流出し易くなり、混合室１１での混合がより一層良好に行われるようになる。また、オリフィス部１３の開口の長さ（液体流通方向の長さ）、つまり、小径部１３ａ及び大径部１３ｂの長さは、第１液体及び第２液体がオリフィス部１３の開口の出口から広がって流出するようにするために、短くすることが好ましい。

各オリフィス部１３における大径部１３ｂの内径に対する小径部１３ａの内径の比率は、上記微粒化の程度及び上記広がりの観点から、該オリフィス部１３を流れる液体の粘性（粘度）に応じて設定される。本実施形態では、２つのオリフィス部１３における小径部１３ａの径を同じにしておき、大径部１３ｂの径を第１液体及び第２液体の粘性に応じてそれぞれ設定する。オリフィス部１３を流れる液体の粘性が大きいほど、大径部１３ｂの径を大きくすることが好ましい。第１液体及び第２液体がそれぞれイソシアネート及びポリオールである場合には、ポリオールの方が粘性が大きいので、ポリオールが通過する大径部１３ｂの径が、イソシアネートが通過する大径部１３ｂの径よりも大きくなる。有底筒状部材１５をブロック部材２とは別体に構成しておくことで、混合室１１で混合する液体を変更した場合、有底筒状部材１５（つまり大径部１３ｂ）を変更するだけで済み、容易に行うことができる。

また、開口１５ｂの径（上記比率）は、液体の粘性に加えて、液体の混合室１１への単位時間当たりの供給量も考慮して設定することが好ましい。液体の混合室１１への単位時間当たりの供給量を変更した場合でも、有底筒状部材１５（つまり開口１５ｂ）を変更するだけで済む。

各バルブボディ２０には、オリフィス部１３の開口（本実施形態では、有底筒状部材１５の開口である大径部１３ｂ）を開閉する開閉弁２４が設けられている。各開閉弁２４は、対応する供給路１２内において大径部１３ｂに対して上流側で該大径部１３ｂの中心軸線に沿って左右方向に離接する弁体２４ａを有していて、該弁体２４ａの離接により大径部１３ｂを開閉する。弁体２４ａは、有底筒状部材１５の底部１５ａにおける大径部１３ｂの開口周縁部に当接して該大径部１３ｂを閉じる球面状部２４ｂを含む。

各バルブボディ２０に設けられた開閉弁２４は、流体（本実施形態では、エア）の供給により弁体２４ａを駆動するアクチュエータとしてのエアシリンダ２６を有する。本実施形態では、このエアシリンダ２６は、エア源７１（図６参照）からのエアの供給により弁体２４ａを駆動する。このエアシリンダ２６は、バルブボディ２０における上記対向面とは反対側の面に固定されている。

エアシリンダ２６は、該エアシリンダ２６内に嵌挿されかつ弁体２４ａと連結されたピストン２６ａを有する。エアシリンダ２６内におけるピストン２６ａの混合室１１側に混合室側エア室２６ｂが設けられ、ピストン２６ａの反混合室１１側に反混合室側エア室２６ｃが設けられている。また、エアシリンダ２６には、混合室側エア室２６ｂにエアを導入するための混合室側エア導入部２６ｄが設けられているとともに、反混合室側エア室２６ｃにエアを導入するための反混合室側エア導入部２６ｅが設けられている。

混合室側エア導入部２６ｄより混合室側エア室２６ｂにエアが導入されたときには、弁体２４ａが反混合室１１側に移動して、弁体２４ａの球面状部２４ｂが、有底筒状部材１５の底部１５ａにおける大径部１３ｂの開口周縁部から離れて、大径部１３ｂが開かれる。一方、反混合室側エア導入部２６ｅより反混合室側エア室２６ｃにエアが導入されたときには、弁体２４ａが混合室１１側に移動して、弁体２４ａの球面状部２４ｂが、有底筒状部材１５の底部１５ａにおける大径部１３ｂの開口周縁部に当接して、大径部１３ｂが閉じられる。

多液混合装置１の後側部分にも、エアシリンダ３１が設けられている。このエアシリンダ３１は、開閉弁２４用のエアシリンダ２６と同じエア源７１からのエアにより、クリーニングピストン３２を前後方向に駆動させるものである。エアシリンダ３１内には、クリーニングピストン３２と連結されたピストン３１ａと、ピストン３１ａの後側に位置する後側エア室３１ｂと、ピストン３１ａの前側に位置する前側エア室３１ｃとが設けられている。また、エアシリンダ３１には、後側エア室３１ｂにエアを導入するための第１エア導入部３１ｄと、前側エア室３１ｃにエアを導入するための第２エア導入部３１ｅとが設けられている。第１エア導入部３１ｄより後側エア室３１ｂにエアが導入されたときには、ピストン３１ａ及びクリーニングピストン３２が前側に移動する一方、第２エア導入部３１ｅより前側エア室３１ｃにエアが導入されたときには、ピストン３１ａ及びクリーニングピストン３２が後側に移動する。

混合室１１で混合された液体を吐出部３及びノズル部材４より吐出しているときには、クリーニングピストン３２の先端がオリフィス部１３の開口よりも後側に位置している。クリーニングピストン３２の最大外径は、断面円形の混合室１１の内径と略同じであり、クリーニングピストン３２は、混合された液体の吐出後に混合室１１内を前側及び後側に順に移動して、混合室１１の内壁面に付着した付着物（混合された液体又は発泡後の発泡性材料）を掻き取る。本実施形態では、クリーニングピストン３２は、その先端が吐出部３の先端に達するまで前側に移動する。

供給ユニット５１は、車輪５２ａ付きの筐体５２を有し、この筐体５２内には、上記第１液体及び上記第２液体をそれぞれ貯留する２つのタンク５３が設けられている。各タンク５３は、供給チューブ５４を介して、多液混合装置１の各バルブボディ２０の導入口２１と接続される。また、各タンク５３は、戻しチューブ５５を介して、各バルブボディ２０の導出口２２と接続される。

筐体５２内における供給チューブ５４の途中には、電動ポンプ５７が設けられており、この電動ポンプ５７により、各タンク５３内の液体（上記第１液体又は上記第２液体）が、供給チューブ５４を介して、多液混合装置１のバルブボディ２０の導入口２１に供給される。そして、大径部１３ｂが開かれているとき、導入口２１に供給された液体は、供給路１２及びオリフィス部１３を通って混合室１１に供給される。２つの大径部１３ｂは同時に開かれるようになっているので、上記第１液体及び上記第２液体が混合室１１で混合されて、該混合された液体が吐出部３及びノズル部材４から吐出される。このことで、供給チューブ５４及び供給路１２は、タンク５３内の液体を、吐出部３に供給するための供給経路６５を構成する。

一方、大径部１３ｂが閉じられているときには、導入口２１に供給された液体は、導出口２２より導出されて、戻しチューブ５５を介して、タンク５３に戻される。このようにタンク５３内の液体は、吐出部３から吐出する前において、供給チューブ５４及び戻しチューブ５５を介して循環される。このことで、供給チューブ５４及び戻しチューブ５５は、タンク５３内の液体を、吐出部３から吐出しないときに、タンク５３外に流出させた後にタンク５３内に戻すように循環させるための循環経路６６を構成する。本実施形態では、供給チューブ５４は、供給経路６５と循環経路６６とを兼用する。循環経路６６による第１液体及び第２液体の循環により、大径部１３ｂが開かれた瞬間における、オリフィス部１３を通って混合室１１に供給される第１液体及び第２液体の流速が確保される。また、後述の如く、第１液体及び第２液体の循環中に該第１液体及び第２液体を所定温度に加温しておくことができる。

尚、第１液体についての供給経路６５及び循環経路６６の構成は、第２液体についての供給経路６５及び循環経路６６の構成と基本的に同じである。但し、供給経路６５及び循環経路６６の径は、該供給経路６５及び循環経路６６を流れる液体の粘性に応じて設定され、第１液体及び第２液体の流速が略同じになるようにされる。また、後述の加温部材６０であるオリフィス部材の開口径及び／又は開口の長さも、該加温部材６０に接触する液体の粘性に応じて設定され、第１液体及び第２液体を加温する程度が略同じになるようにされる。

第１液体及び第２液体をそれぞれ循環させる循環経路６６（戻しチューブ５５）には、第１の分岐路５８と第２の分岐路５９とが互いに並列接続されて設けられている。第１の分岐路５８には、第１液体又は第２液体に接触して該第１液体又は第２液体を加温する加温部材６０が設けられている。本実施形態では、加温部材６０は、第１の分岐路５８の径よりも小さい開口径に絞られた開口を有するオリフィス部材である。このオリフィス部材は、第１液体又は第２液体が上記開口を流動する際に該第１液体又は第２液体に対して流動抵抗を付与することで該第１液体又は第２液体を加温するように構成されている。第１液体及び第２液体がそれぞれイソシアネート及びポリオールである場合には、混合されたときの反応が５０℃以上で良好に行われるので、第１液体及び第２液体の温度が共に５５℃程度になるように第１液体及び第２液体を加温する。

第２の分岐路５９には、第１液体又は第２液体の温度を変化させる手段は設けられておらず、第１液体又は第２液体が第２の分岐路５９を通過しても、第１液体又は第２液体の温度は基本的に変化しない。

循環経路６６（本実施形態では、供給経路６５と循環経路６６とを兼用する供給チューブ５４）には、第１液体又は第２液体の温度を検出する温度センサ６２（図６参照）が設けられている。この温度センサ６２による検出温度が上記所定温度（第１液体及び第２液体がそれぞれイソシアネート及びポリオールである場合には、５５℃）よりも低いときには、循環経路６６により第１液体又は第２液体を循環させているとき、第１液体又は第２液体が第１の分岐路５８を通過するようにして、第１液体又は第２液体を加温部材６０により加温する。そして、温度センサ６２による検出温度が上記所定温度以上になったときには、第１液体又は第２液体の流路が第１の分岐路５８から第２の分岐路５９に切り換えられる。尚、本実施形態では、第１液体及び第２液体についての上記所定温度は同じであるが、互いに異なっていてもよい。

第１液体及び第２液体が共に第２の分岐路５９を通って循環しているときにおいて（このことは、例えば表示ランプ等によって作業者８に分かるようにしておく）、作業者８により上記操作スイッチが操作されたときに、第１液体及び第２液体の経路が循環経路６６から供給経路６５に同時に切り換えられて、第１液体及び第２液体が混合室１１に供給されることになる。この切換えから所定時間が経過したときに、第１液体及び第２液体の経路が供給経路６５から循環経路６６に同時に切り換えられる。

図６は、第１液体及び第２液体の流れを制御する弁（アクチュエータ）を駆動するためのエアの供給システムを示す。図６では、エア供給路を破線で示す。

２つのオリフィス部１３の開口（大径部１３ｂ）をそれぞれ開閉する２つの開閉弁２４の弁体２４ａを駆動するエアシリンダ２６（混合室側エア導入部２６ｄ及び反混合室側エア導入部２６ｅ）への流体供給系は、１つの流体源であるエア源７１と、該エア源７１と接続された１つの共通流路７２と、該共通流路７２と２つの開閉弁２４用のエアシリンダ２６とをそれぞれ接続する２つの個別流路７３と、共通流路７２に設けられ、２つの開閉弁２４を同時に開弁しかつ同時に閉弁するように作動させる１つの第１切換弁８１とで構成されている。

本実施形態では、各開閉弁２４の開弁時には混合室側エア導入部２６ｄにエアを導入し、閉弁時には反混合室側エア導入部２６ｅにエアを導入するので、第１切換弁８１よりも下流側において、共通流路７２は、開弁用共通流路７２ａと閉弁用個別流路７２ｂとを含む。そして、各個別流路７３は、開弁用共通流路７２ａと２つの開閉弁２４用のエアシリンダ２６の混合室側エア導入部２６ｄとそれぞれ接続された２つの開弁用個別流路７３ａと、閉弁用個別流路７２ｂと２つの開閉弁２４用のエアシリンダ２６の反混合室側エア導入部２６ｅとそれぞれ接続された２つの閉弁用個別流路７３ｂとを含む。

第１切換弁８１は、その切換動作により、該第１切換弁８１よりも上流側の共通流路７２を、開弁用共通流路７２ａ又は閉弁用個別流路７２ｂに連通させる。

第１切換弁８１の切換動作により、該第１切換弁８１よりも上流側の共通流路７２が開弁用共通流路７２ａと連通したとき、エア源７１からのエアは、開弁用共通流路７２ａ及び２つの開弁用個別流路７３ａを通って混合室側エア導入部２６ｄに導入され、そこから混合室側エア室２６ｂに導入される。これにより、２つのオリフィス部１３の大径部１３ｂが同時に開かれる。

一方、第１切換弁８１よりも上流側の共通流路７２が閉弁用共通流路７２ｂと連通したとき、エア源７１からのエアは、閉弁用共通流路７２ｂ及び２つの閉弁用個別流路７３ｂを通って反混合室側エア導入部２６ｅに導入され、そこから反混合室側エア室２６ｃに導入される。これにより、２つのオリフィス部１３の大径部１３ｂが同時に閉じられる。

本実施形態では、２つの開弁用個別流路７３ａの長さは略同じにされ、２つの閉弁用個別流路７３ｂの長さも略同じにされている。また、２つの開弁用個別流路７３ａの流路径は略同じにされ、２つの閉弁用個別流路７３ｂの流路径も略同じにされている。

共通流路７２における第１切換弁８１の上流側の部分からは、クリーニングピストン３２を駆動するエアシリンダ３１（第１及び第２エア導入部３１ｄ，３１ｅ）にエアを供給する供給流路７５が分岐している。この供給流路７５には、第２切換弁８２が設けられている。この第２切換弁８２は、その切換動作により、エアを第１エア導入部３１ｄ又は第２エア導入部３１ｅに供給させる。第２切換弁８２の構成は、第１切換弁８１の構成と同様である。

第１液体及び第２液体をそれぞれ循環させる循環経路６６（第１及び第２の分岐路５８，５９を除く部分）には、該循環経路６６の開閉を行う開閉弁９１が設けられ、該循環経路６６の第１の分岐路５８には、該第１の分岐路５８の開閉を行う開閉弁９２が設けられ、該循環経路６６の第２の分岐路５９には、該第２の分岐路５９の開閉を行う開閉弁９３が設けらている。各循環経路６６の３つの開閉弁９１～９３は、それぞれ、開閉弁２４の弁体２４ａを駆動するエアシリンダ２６と同様のエアシリンダ９１ａ，９２ａ，９３ａ（図６にのみ示す）により弁体が駆動されて開弁及び閉弁される。

２つの循環経路６６にそれぞれ設けられた開閉弁９１の弁体を駆動するエアシリンダ９１ａは、第３及び第４切換弁８３，８４のそれぞれの切換動作により、エア源７１からのエアが開弁用又は閉弁用としてそれぞれ供給され、これにより、２つの開閉弁９１がそれぞれ開弁及び閉弁される。

２つの循環経路６６の第１の分岐路５８にそれぞれ設けられた開閉弁９２の弁体を駆動するエアシリンダ９２ａは、第５及び第６切換弁８５，８６のそれぞれの切換動作により、エア源７１からのエアが開弁用又は閉弁用としてそれぞれ供給され、これにより、２つの開閉弁９２がそれぞれ開弁及び閉弁される。

２つの循環経路６６の第２の分岐路５９にそれぞれ設けられた開閉弁９３の弁体を駆動するエアシリンダ９３ａは、第７及び第８切換弁８７，８８のそれぞれの切換動作により、エア源７１からのエアが開弁用又は閉弁用としてそれぞれ供給され、これにより、２つの開閉弁９３がそれぞれ開弁及び閉弁される。第３乃至第８切換弁８３～８８の構成は、第１切換弁８１の構成と同様である。

２つのオリフィス部１３の開口（大径部１３ｂ）が同時に開かれたときには、これと同時に、２つの循環経路６６にそれぞれ設けられた開閉弁９１が閉弁されて、循環経路６６による循環が不能になる。また、２つのオリフィス部１３の開口が同時に閉じられたときには、これと同時に２つの開閉弁９１が開弁されて循環が可能になる。さらに、各循環経路６６において、開閉弁９１が開かれたときには、温度センサ６２による検出温度に応じて、第１及び第２の分岐路５８，５９の開閉弁のうちの１つが開弁される。第１及び第２の分岐路５８，５９の開閉弁９２，９３は、第１及び第２の分岐路５８，５９のうちの１つに液体を流す切換手段を構成することになる。

尚、各循環経路６６において、加温部材６０が設けられる第１の分岐路５８を複数設けてもよい。この場合、複数の第１の分岐路５８にそれぞれ開閉弁９２が設けられる。そして、複数の第１の分岐路５８にそれぞれ設けられる加温部材６０の加温性能を互いに異ならせることが好ましい。すなわち、加温部材６０が上記のようなオリフィス部材である場合には、複数の第１の分岐路５８にそれぞれ設けられるオリフィス部材の開口径及び／又は開口の長さを互いに異ならせる。これにより、第１液体又は第２液体の温度に応じて適切な第１の分岐路５８を選択して、第１液体又は第２液体を上記所定温度に素早く調整することができる。また、上記所定温度が変更された場合であっても、容易に対応することができる。

また、第１の分岐路５８に、加温部材６０に代えて、第１液体又は第２液体に接触して該第１液体又は第２液体を冷却する冷却部材を設けるようにしてもよい。このような冷却部材は、例えば、外周面に放熱フィンを有する、熱伝導性が良好な管状部材等で構成することができる。第１の分岐路５８が複数設けられている場合、そのうちの一部の第１の分岐路５８に加温部材６０を設け、残りの第１の分岐路５８に冷却部材を設けるようにしてもよい。液体の種類によっては、冷却が要求される場合もあり、このような液体を使用する場合でも、容易に対応することができる。

さらに、第１液体又は第２液体の加温又は冷却は、上記加温部材６０又は上記冷却部材によらないで、例えば、タンク５３に接続された加熱又は冷却手段により行うようにしてもよい。

第１乃至第８切換弁８１～８８及び電動ポンプ５７の作動は、供給ユニット５１の筐体５２内に設けられたコントロールユニット１１０により制御される。このコントロールユニット１１０は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、コンピュータプログラム（ＯＳ等の基本制御プログラム、及び、ＯＳ上で起動されて特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、例えばＲＡＭやＲＯＭにより構成されて上記コンピュータプログラム及びデータを格納するメモリと、電気信号の入出力をする入出力（Ｉ／Ｏ）バスと、を備えている。

コントロールユニット１１０には、第１液体及び第２液体をそれぞれ循環させる２つの循環経路６６にそれぞれ設けられた温度センサ６２からの検出情報と、上記操作スイッチの操作情報と、筐体５２の外側の面に設けられた起動スイッチの操作情報とが入力される。

コントロールユニット１１０は、上記起動スイッチが操作されたことを検出すると、エア源７１からエアが第１乃至第８切換弁８１～８８に供給可能な状態にするとともに、電動ポンプ５７を起動し、かつ、第１液体及び第２液体がそれぞれの循環経路６６を循環するように、第１、第３及び第４切換弁８１，８３，８４を制御する。また、コントロールユニット１１０は、温度センサ６２による検出温度に応じた分岐路を第１液体及び第２液体が流れるように、第５乃至第８切換弁８５～８８を制御する。

また、コントロールユニット１１０は、第１液体及び第２液体が共に第２の分岐路５９を通って循環しているときにおいて、作業者８により上記操作スイッチが操作されたことを検出すると、第１液体及び第２液体がそれぞれの供給経路６５を通って混合室１１に同時に供給されるように、第１、第３及び第４切換弁８１，８３，８４を制御する。上記操作スイッチの操作の検出から上記所定時間が経過したときには、第１液体及び第２液体の経路が供給経路６５から環経経路６６に同時に切り換えられるように、第１、第３及び第４切換弁８１，８３，８４を制御する。

さらに、コントロールユニット１１０は、混合室１１で混合された液体を吐出部３及びノズル部材４より吐出しているときには、クリーニングピストン３２の先端がオリフィス部１３の開口よりも後側に位置し、かつ、該混合された液体の吐出後に混合室１１内を前側及び後側に順に移動するように、第２切換弁８２を制御する。

多液混合装置１を用いて、被供給部材１０１の空間部１０１ａ内に、第１液体及び第２液体が混合された液体（発泡性材料）を供給するには、先ず、作業者８が上記起動スイッチを操作して、第１液体及び第２液体がそれぞれの循環経路６６を循環するようにしておく。

また、作業者８は、予め作製された未使用のノズル部材４を吐出部３に取り付けておく。このとき、ノズル部材４の基端部に吐出部３が所定量だけ挿入された状態で該基端部が吐出部３の周囲に外嵌されるように、ノズル部材４を吐出部３に取り付ける。その後、作業者８は、多液混合装置１（グリップ部７）を手に持って、吐出部３に取り付けたノズル部材４の先端部を被供給部材１０１の貫通孔１０１ｃに挿入する。

尚、ノズル部材４を吐出部３に取り付ける前に、ノズル部材４の先端部を被供給部材１０１の貫通孔１０１ｃに挿入しておいてもよく、ノズル部材４を吐出部３に取り付けるのと略同時に、ノズル部材４の先端部を被供給部材１０１の貫通孔１０１ｃに挿入してもよい。

続いて、作業者８は、第１液体及び第２液体が共に第２の分岐路５９を通って循環していることを確認して、上記操作スイッチを操作する。これにより、第１液体及び第２液体が混合室１１に供給されて混合され、該混合された液体が吐出部３から吐出されて、ノズル部材４を介して、被供給部材１０１の空間部１０１ａ内に供給される。

上記操作スイッチの操作から上記所定時間が経過すると、混合された液体の吐出が終了し、この所定時間の間に、予め決められた量の液体（発泡性材料）が被供給部材１０１の空間部１０１ａ内に供給されたことになる。この空間部１０１ａに供給される量は、少なくとも、発泡した発泡性材料が空間部１０１ａの必要箇所に充填されるような量であり、ノズル部材４の内部にも充填される。

上記混合された液体の吐出が終了すると、クリーニングピストン３２が前側に移動し、クリーニングピストン３２の先端が吐出部３の先端に達した後、後側に移動して元の位置に戻る。

本実施形態では、被供給部材１０１の空間部１０１ａ内に供給された液体（発泡性材料）は直ぐに発泡し始め、上記混合された液体の吐出の終了から、予め設定された設定時間が経過したときには、発泡が終了するとともに、クリーニングピストン３２が元の位置に戻っている。

作業者８は、上記設定時間が経過すれば（このことは、例えば表示ランプ等によって作業者８に分かるようにしておく）、ノズル部材４の先端部を貫通孔１０１ｃから抜去する。こうして、空間部１０１ａに発泡性材料が充填された被供給部材１０１が完成する。使用したノズル部材４は、吐出部３から取り外した後、別の新しいノズル部材４と交換する。

ここで、ノズル部材４の長さは、発泡した発泡性材料が吐出部３にまで達しないような長さに設定しておく。但し、発泡性材料の発泡分を正確に見込むことは困難であるので、発泡した発泡性材料が吐出部３内に入り込む可能性がある。これを防止するために、発泡が終了するような時間まで、クリーニングピストン３２の先端を吐出部３の先端に位置させておいてもよい。或いは、発泡が終了した後にクリーニングピストン３２を作動させれば、吐出部３内に入り込んだ発性泡材料をノズル部材４内に押し出すことができる。また、クリーニングピストン３２の先端を吐出部３の外側にまで進出させるようにすれば、ノズル部材４内の発性泡材料を更に押し込むことができる。

尚、作業者８は、上記混合された液体の吐出が終了した直後に、ノズル部材４を貫通孔１０１ｃに挿入したまま、ノズル部材４を吐出部３から取り外すことも可能である。仮に、上記混合された液体の吐出が終了した直後に、ノズル部材４を抜去した場合には、発泡した発泡性材料が貫通孔１０１ｃから被供給部材１０１の外部に溢れ出ることになるが、ノズル部材４を貫通孔１０１ｃに挿入しておくことで、発泡性材料が被供給部材１０１の表面に付着するのを防止することができる。また、その挿入しておいたノズル部材４の基端部側の開口から、発泡した発泡性材料が或る程度の量だけ溢れ出たとしても、その溢れ出た発泡性材料はほぼ硬化した状態にあり、該発泡性材料が被供給部材１０１の表面に垂れるようなことはない。

本実施形態では、開閉弁２４の弁体２４ａが、オリフィス部１３の開口周縁部（有底筒状部材１５の底部１５ａにおける大径部１３ｂの開口周縁部）に当接して該オリフィス部１３の開口（大径部１５ａ）を閉じる球面状部２４ｂを含む。これにより、開閉弁２４の弁体２４ａの中心軸線がオリフィス部１３の開口の中心軸線に対してずれたり傾いたりしたとしても、開閉弁２４の弁体２４ａがオリフィス部１３の開口（大径部１５ａ）を閉じているときのシール性を確保することができる。これにより、長さを短くすることが好ましい大径部１３ｂの内周面にテーパ部を形成することなく、上記シール性を容易に確保することができる。

また、本実施形態では、第１切換弁８１により、２つの開閉弁２４を同時に開弁しかつ同時に閉弁するように作動させるようにしたので、混合する第１液体及び第２液体の量を正確な量にすることができる。

しかも、２つの開弁用個別流路７３ａの長さが略同じにされ、２つの閉弁用個別流路７３ｂの長さも略同じにされているとともに、２つの開弁用個別流路７３ａの流路径が略同じにされ、２つの閉弁用個別流路７３ｂの流路径も略同じにされているので、２つのオリフィス部１３の開口を同時に開いたり同時に閉じたりすることがより確実にできるようになる。

本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

例えば、上記実施形態では、オリフィス部１３の開口が小径部１３ａ及び大径部１３ｂの２段に構成されているが、小径部１３ａのみで構成されていてもよい。この場合、有底筒状部材１５が不要になるとともに、開閉弁２４における弁体２４ｂの球面状部２４ｂが、ブロック部材２における小径部１３ａの開口周縁部に当接して該小径部１３ａを閉じることになる。

また、上記実施形態では、多液混合装置１が、互いに混合されて発泡する発泡性材料である第１液体及び第２液体を混合するものとしたが、複数の液体をそれぞれオリフィス部１３を介して混合室１１に供給して該混合室１１で複数の液体を混合するものであれば、液体の種類や数は限定されるものではない。但し、液体を加温部材６０により加温する場合の該液体は、粘性を有する液体であることが好ましい。

上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、複数の液体が混合される混合室と、該複数の液体を該混合室にそれぞれ供給する複数の供給路と、該複数の供給路の混合室への開口部にそれぞれ設けられ、該供給路の径よりも小さい開口径に絞られた開口を有する複数のオリフィス部とを備えた多液混合装置に有用である。

１ 多液混合装置
１１ 混合室
１２ 供給路
１３ オリフィス部
２４ 開閉弁
２４ａ 弁体
２４ｂ 球面状部
２６ エアシリンダ（アクチュエータ）
３２ クリーニングピストン
７１ エア源（流体源）
７２ 共通流路
７３ 個別流路
８１ 第１切換弁

Claims (4)

1. 複数の液体が混合される混合室と、該複数の液体を該混合室にそれぞれ供給する複数の供給路と、該複数の供給路の混合室への開口部にそれぞれ設けられ、該供給路の径よりも小さい開口径に絞られた開口を有する複数のオリフィス部とを備えた多液混合装置であって、
   上記複数の供給路のそれぞれにおいて上記オリフィス部の開口に対して上流側で該開口の中心軸線に沿って離接する弁体を有し、該弁体の離接により該開口をそれぞれ開閉する開閉弁を備え、
   上記複数の開閉弁の弁体はそれぞれ、上記オリフィス部の開口周縁部に当接して該オリフィス部の開口を閉じる球面状部を含み、
   上記複数の開閉弁は、流体の供給により上記弁体を駆動するアクチュエータをそれぞれ有し、
   上記複数の開閉弁のアクチュエータへの流体供給系は、流体源と、該流体源と接続された共通流路と、該共通流路と上記複数の開閉弁用のアクチュエータとをそれぞれ接続する複数の個別流路と、上記共通流路に設けられ、上記複数の開閉弁を同時に開弁しかつ同時に閉弁するように作動させる切換弁とで構成されていることを特徴とする多液混合装置。
2. 請求項１記載の多液混合装置において、
   上記複数の個別流路の長さは略同じであり、
   上記複数の個別流路の流路径は略同じであることを特徴とする多液混合装置。
3. 請求項１又は２記載の多液混合装置において、
   上記流体源からの流体により駆動されて、上記混合室の内壁面に付着した付着物を掻き取るクリーニングピストンを更に備えていることを特徴とする多液混合装置。
4. 請求項１～３のいずれか１つに記載の多液混合装置において、
   上記流体源は、エア源であることを特徴とする多液混合装置。

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