JP7115994B2 - 流体圧送装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の製造ライン等においてタンク内に貯留されている接着剤等の粘性流体（以下、単に流体という場合もある）をワークに向けて圧送する流体圧送装置に係る。特に、本発明は、タンク交換に伴う流体の廃棄量を削減するための対策に関する。

従来、特許文献１に開示されているように、車両の製造ラインにおいて、ワークに対して接着剤等の流体（粘性流体）を塗布するべく、タンク（ドラム缶）から流体を押し出してワークに向けて圧送する流体圧送装置が知られている。

図１８は従来の流体圧送装置ａの一部を断面で示した図である。この図に示すように、流体圧送装置ａは、タンクｂ内の流体ｃに対して上側から加圧力を付与するフォロワプレートｄを備えている。このフォロワプレートｄは、エレベータｅに支持されて昇降可能となっている。また、このフォロワプレートｄには、流体経路（図示省略）に繋がるドラムポンプｇが取り付けられている。つまり、フォロワプレートｄがタンクｂ内の流体ｃに対して下向きの加圧力を付与し、この加圧力を受けた流体ｃが、フォロワプレートｄの中央部に設けられた開口ｆを通過してドラムポンプｇに向けて押し出され、該ドラムポンプｇの作動によって流量が調整されて流体経路に圧送されるようになっている。そして、この流体経路は、図示しない塗布ロボットに接続されており、この塗布ロボットに達した流体ｃがワークに向けて塗布される。

特開２０１８－１２７９０５号公報

ところで、流体経路への流体ｃの圧送が継続され、タンクｂ内の流体ｃの残量が少なくなるとタンクｂを交換する必要がある。図１９は、タンクｂ内の流体ｃの残量が少なくなってフォロワプレートｄがタンクｂ内の底部に達し、タンクｂの交換が必要となった状態を示している。

この図１９に示すように、従来のフォロワプレートｄは、その下面が上方に向けて凹状となる円錐形状（擂り鉢形状）となっている。このため、フォロワプレートｄがタンクｂ内の底部に達した状態にあっては、フォロワプレートｄの下面とタンクｂ内の底部との間に流体ｃが残存することになる。そして、この残存した流体ｃは、タンクｂの交換に伴って廃棄されることになる。このため、従来より、このタンクｂの交換に伴う流体ｃの廃棄量を削減することが要求されている。

例えば、図２０に示すように、フォロワプレートｄの下面を水平方向に延在する（タンクｂの底面に平行である）ものとした場合、このフォロワプレートｄをタンクｂ内の底部まで下降させることができれば、流体ｃの廃棄量を大幅に削減することができる。

しかしながら、流体ｃは粘性が高いため、フォロワプレートｄがタンクｂ内の底部に近付くと（図２０に示す状態に達すると）、流体ｃがフォロワプレートｄの中央側（前記開口ｆ側）に流動し難くなる。このような状況でドラムポンプｇが作動すると、タンクｂ内の負圧が大きくなることに起因して流体ｃ中に空気が入り込み（エア噛み込みが発生し）、ワークに向けての流体ｃの圧送に支障を来してしまう可能性がある（流体ｃが接着剤であった場合にはワークの接着性に悪影響を与えてしまう可能性がある）。このため、このような形状（下面が水平方向に延在する形状）のフォロワプレートｄを採用する場合、フォロワプレートｄをタンクｂ内の底部まで下降させることができず、フォロワプレートｄとタンクｂ内の底部との間に比較的多量の流体ｃが残存した状態でタンクｂを交換せねばならなくなってしまう。

以上のことから、これまで、フォロワプレートｄの下面は円錐形状（ペントルーフ型とも呼ばれる）とされ、フォロワプレートｄを下降させる力の分力を、流体ｃをフォロワプレートｄの中央側に流動させるための力として利用できるようにしているのが現状であり、タンクｂの交換に伴う流体ｃの廃棄量の削減を図るには限界があった。

本発明の発明者らは、フォロワプレートｄを下降させる力の分力を、流体ｃをフォロワプレートｄの中央側に流動させるための力として利用できるようにしながらも、タンク交換に伴う流体ｃの廃棄量を削減することが可能なフォロワプレートｄの形状について考察した。

本発明は、か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、タンク交換に伴う流体の廃棄量を削減することが可能な流体圧送装置を提供することにある。

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、タンク内に貯留されている流体に対してフォロワプレートによって一方側から他方側に向けて加圧力を付与し、前記フォロワプレートの中央部に設けられている開口から前記一方側のタンク外に向けて前記流体を圧送する流体圧送装置を前提とする。そして、この流体圧送装置は、前記フォロワプレートにおける軸心に沿う方向での断面において、前記タンク内の流体側に位置する壁面は、前記開口の外縁部から径方向外側の所定範囲が、サインカーブの一部の曲線であって前記他方側に凸となる形状に構成された第１の範囲とされ、この第１の範囲の外側に連続して前記径方向外側に向けて延在すると共に前記壁面の外縁近傍まで達する範囲が、前記径方向外側に向かって前記他方側に傾斜する傾斜面で構成された第２の範囲とされており、前記フォロワプレートの半径の長さに対する前記第１の範囲における径方向に沿う方向での長さ寸法の比率は、前記フォロワプレートの半径の長さに対する前記第２の範囲における径方向に沿う方向での長さ寸法の比率よりも小さく設定されていることを特徴とする。

この特定事項により、タンク内に貯留されている流体に対してフォロワプレートによって一方側から他方側に向けて加圧力を付与することによりフォロワプレートの開口から流体がタンク外に向けて圧送される状態が継続されると、タンク内の流体の残量が少なくなっていく。本解決手段にあっては、フォロワプレートにおける軸心に沿う方向での断面において、タンク内の流体側に位置する壁面が、サインカーブの一部の曲線であって他方側（フォロワプレートが流体に対して加圧力を付与する側）に凸となる形状に構成されていることにより、タンク内の流体の残量が少なくなった場合であっても、フォロワプレートの移動方向の力（他方側に向かう力）の分力を、流体をフォロワプレートの中央部に向けて流動させるための力として利用できる。このため、タンク内の底部に達する位置までフォロワプレートを移動させることができる。また、前述したフォロワプレートの壁面の形状（サインカーブの一部の曲線であって前記他方側に向けて凸となる形状）により、フォロワプレートがタンク内の底部に達する位置まで移動した状態にあっては、このフォロワプレートの壁面とタンク内の底部との間の距離を短くすることができる（フォロワプレートの壁面が円錐形状となっている従来のものに比べて短くすることができ、フォロワプレートの壁面とタンク内の底部との間の容積を小さくできる）。このため、フォロワプレートとタンク内の底部との間に残存する流体の量を削減することができ、タンク交換に伴う流体の廃棄量を削減することが可能になる。

本発明では、タンク内に貯留されている流体に加圧力を付与して該流体を圧送するためのフォロワプレートに対し、その軸心に沿う方向での断面において、タンク内の流体側に位置する壁面を、中央部の開口の外縁部から径方向外側の所定範囲が、サインカーブの一部の曲線であって他方側（フォロワプレートが流体に対して加圧力を付与する側）に向けて凸となる形状に構成している。これにより、フォロワプレートがタンク内の底部に達する位置まで移動した状態にあっては、このフォロワプレートの壁面とタンク内の底部との間の距離を短くすることができ、フォロワプレートとタンク内の底部との間に残存する流体の量を削減することができる。その結果、タンク交換に伴う流体の廃棄量を削減することが可能になる。

実施形態に係る流体圧送装置の一部を断面で示した図である。 フォロワプレートおよびその周辺部を示す断面図である。 ドラムポンプの断面図である。 フォロワプレートの下面の断面形状を説明するためのサインカーブの一例を示す図である。 フォロワプレートがタンク内の底部に達した状態を示す図１相当図である。 変形例１に係るフォロワプレートを示す断面図である。 変形例２における図６相当図である。 変形例３における図６相当図である。 変形例４における図６相当図である。 変形例５における図６相当図である。 比較例１における図６相当図である。 比較例２における図６相当図である。 比較例３における図６相当図である。 比較例４における図６相当図である。 比較例５における図６相当図である。 実施形態、各変形例および各比較例それぞれにおける接着剤廃棄量を比較したシミュレーション結果を示す図である。 実施形態、各変形例および各比較例それぞれにおけるタンク内負圧の推移を比較した実験結果を示す図である。 従来技術における図１相当図である。 従来技術における図５相当図である。 下面が水平方向に延在したフォロワプレートがタンク内の底部に接近した状態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、車両の製造ラインにおいて、ワークであるウィンドガラスに塗布されるウレタン接着剤（ウィンドガラスを車体に接着するための接着剤；流体）を塗布ロボットに向けて圧送する流体圧送装置に本発明を適用した場合について説明する。

－流体圧送装置の構成－
図１は、本実施形態に係る流体圧送装置１の一部を断面で示した図である。この図に示すように、流体圧送装置１は、タンク２、フォロワプレート３、エレベータ４、ドラムポンプ５等を備えて構成されている。

この流体圧送装置１におけるウレタン接着剤Ｕの圧送動作の概略としては、図１に示すようにタンク２にウレタン接着剤Ｕが貯留された状態で、ウレタン接着剤Ｕに対してフォロワプレート３を上側から加圧し、該フォロワプレート３の中央部に設けられている開口３１からドラムポンプ５に向けてウレタン接着剤Ｕを押し出しながら、所定量（図示しない塗布ロボットが要求する量）のウレタン接着剤Ｕをドラムポンプ５によって流体経路を経て塗布ロボットに向けて圧送するようになっている。

以下、この流体圧送装置１を構成している各構成部材について説明する。

タンク２は、ウレタン接着剤Ｕが貯留（充填）されたドラム缶であって、その内部におけるウレタン接着剤Ｕの残量が少なくなった時点で交換される。流体圧送装置１は、ベースプレート１１上にエレベータ４のシリンダ４１，４１が立設されており、タンク２は、このシリンダ４１，４１同士の間に配置される。シリンダ４１，４１は、エアシリンダで構成されており、そのピストンロッド４２，４２が上方に延在されている。このピストンロッド４２，４２の上端は、水平方向に沿って延在するタイバー４３に取り付けられている。

タンク２は、上部が開放されており、その開放部分がフォロワプレート３によって閉鎖されている。このフォロワプレート３の上面と前記タイバー４３との間はタイロッド４４，４４によって連結されている。

この構成により、シリンダ４１，４１の作動によってタイバー４３が昇降すると、それに伴って、タイロッド４４，４４を介してタイバー４３に連結されているフォロワプレート３も昇降するようになっている。シリンダ４１，４１の作動により、フォロワプレート３は、タンク２内のウレタン接着剤Ｕに対して上側から加圧力を付与している。この加圧力により、タンク２内のウレタン接着剤Ｕはフォロワプレート３に設けられている開口３１を通過してドラムポンプ５に押し出されるようになっている。このタンク２内からのウレタン接着剤Ｕの押し出しに伴ってタンク２内のウレタン接着剤Ｕの残量が少なくなっていくに従って、フォロワプレート３がタンク２内を下降していくことになる。

シリンダ４１，４１の作動によるタイバー４３の昇降範囲として、該タイバー４３が最上昇位置にある状態では、フォロワプレート３がタンク２の上端よりも所定寸法だけ上側に位置するようになっている。これにより、フォロワプレート３がタンク２の上端から退避することでタンク２の交換（タンク２の搬出および搬入）を可能にする。また、タイバー４３が最下降位置にある状態では、フォロワプレート３がタンク２内の底部に達する位置となる（図５の状態を参照）。

フォロワプレート３は、前述したようにタンク２上部の開放部分を閉鎖している。この状態で、フォロワプレート３は、タンク２内のウレタン接着剤Ｕに対して上側から加圧力を付与している。この加圧力は、タンク２内のウレタン接着剤Ｕをドラムポンプ５に向けて押し出すための力として作用する。なお、この加圧力は、後述するドラムポンプ５のチェックバルブ５３を開弁させない程度の値に設定されている。

図２はフォロワプレート３およびその周辺部を示す断面図である。この図２に示すように、フォロワプレート３は、前記ドラムポンプ５がボルト止めされる円筒形状の中央部３２と、該中央部３２の外周囲から外側に向かって斜め下方に傾斜する傾斜板部３３と、該傾斜板部３３の外周縁から所定寸法だけ上方に延在する外縁部３４とが一体形成されて成っている。前記傾斜板部３３の下面３３ａの形状については後述する。

また、フォロワプレート３における傾斜板部３３にはエア抜きプラグ３５が装着されている。このエア抜きプラグ３５は、例えば手動操作によって開弁および閉弁が切り替え可能となっている。このエア抜きプラグ３５の開弁状態では、フォロワプレート３の下側の空間と上側の空間とが連通される。このため、フォロワプレート３がタンク２に挿入された状態で、エア抜きプラグ３５が開弁状態になると、タンク２の内部空間を大気に連通させることになる。また、このエア抜きプラグ３５の閉弁状態では、フォロワプレート３の下側の空間と上側の空間とが遮断される。このため、フォロワプレート３がタンク２に挿入された状態で、エア抜きプラグ３５が閉弁状態になると、タンク２の内部空間を大気から遮断することになる。

更に、フォロワプレート３の傾斜板部３３には、ウレタン接着剤Ｕの硬化を抑制するために電気ヒータ３６が埋設されている。また、フォロワプレート３の外縁部３４の外周面には、フォロワプレート３の周方向に亘って２本のシールホース３７，３７が取り付けられている。このシールホース３７，３７は、フォロワプレート３の外周縁とタンク２の内面との間のシールを確保するためのものである。

ドラムポンプ５は、タンク２内に貯留されているウレタン接着剤Ｕを抜き取り、そのウレタン接着剤Ｕを、所定量だけ流体経路を経て塗布ロボットに向けて圧送するものである。

図３はドラムポンプ５の断面図である。この図３に示すように、ドラムポンプ５は、ポンプケーシング５１の内部にポンプロッド５２が往復移動可能に挿入されて構成されている。

ポンプケーシング５１の下部には、ドラムポンプ５をフォロワプレート３に取り付けるためのフランジ５１ａが設けられており、このフランジ５１ａがフォロワプレート３にボルト止めされる。これにより、フォロワプレート３を介して（フォロワプレート３の中央部３２の開口３１を介して）、ポンプケーシング５１の内部とタンク２の内部とが連通している。

また、ポンプケーシング５１の内部には、チェックバルブ５３が配設されており、このチェックバルブ５３によってポンプケーシング５１の内部は上側空間５１ｂと下側空間５１ｃとに仕切られている。このチェックバルブ５３は、前記上側空間５１ｂと下側空間５１ｃとの圧力差に応じて開閉する。具体的には、下側空間５１ｃの圧力が上側空間５１ｂの圧力に対して所定値だけ高くなった場合にチェックバルブ５３が開放され、下側空間５１ｃから上側空間５１ｂへウレタン接着剤Ｕが流入される。これに対し、上側空間５１ｂの圧力が下側空間５１ｃの圧力に対して高い場合や、下側空間５１ｃの圧力が上側空間５１ｂの圧力に対して高くなっていてもその差が所定値未満である場合にはチェックバルブ５３は閉鎖され、上側空間５１ｂと下側空間５１ｃとの間でのウレタン接着剤Ｕの流通は行われないようになっている。ポンプケーシング５１には、上側空間５１ｂに連通する接着剤導出管５４が接続されている。また、ポンプケーシング５１の上部には、このポンプケーシング５１とポンプロッド５２との間をシールするパッキンシールナット５５が装着されている。

前記ポンプロッド５２は、上側空間５１ｂに位置すると共に該上側空間５１ｂの内径寸法に対して僅かに小径とされた大径部５２ａと、前記チェックバルブ５３に挿通され且つ前記大径部５２ａよりも外径寸法が小さく設定された小径部５２ｂとを備えている。また、このポンプロッド５２は図示しないエアモータの作動によって、ポンプケーシング５１の内部を昇降（上下移動）可能となっている。また、小径部５２ｂの下端部にはプライマディスク５２ｃが取り付けられている。このプライマディスク５２ｃは外径寸法がポンプケーシング５１の下側空間５１ｃの内径寸法に略一致している。このため、ポンプロッド５２が上昇移動してプライマディスク５２ｃが下側空間５１ｃに位置する状態では、この下側空間５１ｃの下側が閉塞されることになる。

このようにしてドラムポンプ５が構成されているため、ポンプロッド５２が上昇移動してプライマディスク５２ｃが下側空間５１ｃに位置する状態で、ポンプロッド５２が更に上昇移動して、プライマディスク５２ｃとチェックバルブ５３との間の空間が小さくなっていくと、この空間の圧力が上昇し、この圧力と上側空間５１ｂの圧力との差が所定値に達した時点でチェックバルブ５３が開放してウレタン接着剤Ｕが上側空間５１ｂに流入する。

そして、図３に仮想線で示すようにプライマディスク５２ｃがチェックバルブ５３近傍に達するまでポンプロッド５２が上昇移動すると、ポンプロッド５２の大径部５２ａの大部分はポンプケーシング５１から上側へ抜け出た状態となり、このポンプケーシング５１の上側空間５１ｂの大部分に小径部５２ｂが存在することになる。この状態では、上側空間５１ｂにおけるポンプケーシング５１の内周面と小径部５２ｂの外周面との間の間隔が比較的大きいことから、上側空間５１ｂに比較的多量のウレタン接着剤Ｕが存在した（流入された）状態となっている。

この状態からポンプロッド５２が下降移動すると、ポンプロッド５２の大径部５２ａがポンプケーシング５１の上側空間５１ｂに入り込むことになる。これにより、上側空間５１ｂから下側空間５１ｃに移動した小径部５２ｂの体積と、上側空間５１ｂに入り込んだ大径部５２ａの体積との差分だけ、ウレタン接着剤Ｕが接着剤導出管５４に向けて押し出されることになる。つまり、ポンプロッド５２の下降移動量を調整することによって、ポンプケーシング５１からのウレタン接着剤Ｕの押し出し量が調整でき、流体経路を経て塗布ロボットに向けて圧送されるウレタン接着剤Ｕの量を調整することが可能である。このウレタン接着剤Ｕの圧送量の調整は、塗布ロボットが要求するウレタン接着剤Ｕの量の情報を図示しないコントローラが受け、このコントローラが前記エアモータを作動させてポンプロッド５２の下降移動量を調整することによって行われる。

また、ドラムポンプ５が昇降してもウレタン接着剤Ｕの圧送が良好に行われるように前記流体経路は可撓性を有する配管によって構成されている。

－フォロワプレートの下面形状－
次に、本実施形態の特徴であるフォロワプレート３の下面３３ａの形状（前記傾斜板部３３の下面３３ａの形状）について説明する。

前述したように、従来のフォロワプレートは、その下面が上方に向けて凹状となる円錐形状（擂り鉢形状）となっている。これは、フォロワプレートを下降させる力の分力を、ウレタン接着剤をフォロワプレートの中央側に流動させるための力として利用できるようにするためである。しかし、このようにフォロワプレートの下面を上方に向けて凹状となる円錐形状とした場合、フォロワプレートがタンク内の底部に達した状態にあっては、フォロワプレートの下面とタンク内の底部との間に比較的多量のウレタン接着剤が残存することになる。そして、この残存したウレタン接着剤は、タンクの交換に伴って廃棄されることになり、この廃棄されるウレタン接着剤の量（廃棄量）が多くなっていることが課題であった。

本実施形態は、この点に鑑み、フォロワプレート３を下降させる力の分力を、ウレタン接着剤Ｕをフォロワプレート３の中央側に流動させるための力として利用できるようにしながらも、タンク交換に伴うウレタン接着剤Ｕの廃棄量を削減できるようにしたものである。

具体的には、フォロワプレート３における軸心に沿う方向での断面（図２に示す断面）において、該フォロワプレート３の下面（タンク２内のウレタン接着剤Ｕ側に位置する壁面）３３ａを、前記開口３１の外縁部から径方向外側の所定範囲が、サインカーブの一部の曲線であって下方に向けて凸となる形状に構成している。図２に示すものでは、開口３１の外縁部から径方向外側の範囲Ｔ１がサインカーブの一部の曲線であって下方に向けて凸となる形状に構成されている。

ここで、サインカーブの一部の曲線について説明する。図４は、フォロワプレート３の下面３３ａの断面形状を説明するためのサインカーブ（関数ｙ＝ｓｉｎｘのサインカーブ）の一例を示す図である。このサインカーブにおいて、図中に実線で示す線図の曲線（３π／２～２πの範囲におけるサインカーブ）と合致する形状となるように、フォロワプレート３の下面３３ａの断面形状（図２におけるフォロワプレート３の下面３３ａの断面形状）は設計されている。

つまり、このフォロワプレート３の下面３３ａの断面形状としては、開口３１の外縁部に近い領域における接線の傾斜角度（水平方向に対して成す角度）に対して、開口３１の外縁部から遠い領域（径方向外側の領域）における接線の傾斜角度が小さくなるような曲面で構成されている。また、このサインカーブの一部の曲線で成る範囲Ｔ１よりも外側の範囲Ｔ２にあっては、径方向外側に向かって下方に傾斜する傾斜面となっている。具体的に、前記範囲Ｔ１の距離は、フォロワプレート３の半径の３５％程度に設定されている。また、前記範囲Ｔ２の距離は、フォロワプレート３の半径の５０％程度に設定されている。これらの値はこれに限定されるものではない。

図２における仮想線Ｌ１は、従来技術（図１８に示したもの）におけるフォロワプレートの下面の断面形状である。このように、本実施形態におけるフォロワプレート３の下面３３ａの断面形状は下方に向けて凸となる形状となっている。

－流体圧送装置の動作－
次に、前述の如く構成された流体圧送装置１の動作について説明する。図１は、タンク２にウレタン接着剤Ｕが満充填された状態を示している。この状態からウレタン接着剤Ｕの圧送が開始されると、エレベータ４のシリンダ４１，４１の作動によってタイバー４３が下降し、これによってフォロワプレート３が、タンク２内のウレタン接着剤Ｕに対して上側から加圧力を付与する。この加圧力に起因してタンク２内のウレタン接着剤Ｕの一部がドラムポンプ５に向けて流動する。

一方、ドラムポンプ５のポンプロッド５２が上昇移動してプライマディスク５２ｃが下側空間５１ｃに位置する状態で、ポンプロッド５２の更なる上昇移動に伴って、プライマディスク５２ｃとチェックバルブ５３との間の空間が小さくなっていくと、この空間の圧力が上昇し、この圧力と上側空間５１ｂの圧力との差が所定値に達した時点でチェックバルブ５３が開放してウレタン接着剤Ｕが上側空間５１ｂに流入する。そして、その後、ポンプロッド５２が下降移動すると、その下降移動量に応じてポンプケーシング５１から接着剤導出管５４に所定量だけウレタン接着剤Ｕが押し出され、そのウレタン接着剤Ｕが、流体経路を経て塗布ロボットに向けて圧送される。このウレタン接着剤Ｕは塗布ロボットによってウィンドガラスに塗布される。このポンプロッド５２の下降移動（ポンプケーシング５１から接着剤導出管５４へのウレタン接着剤Ｕの押し出し動作）は、ウィンドガラスに対するウレタン接着剤Ｕの塗布動作が実施される度に間欠的に行われる。

このようなタンク２からドラムポンプ５へのウレタン接着剤Ｕの流入動作、および、ドラムポンプ８による流体経路へのウレタン接着剤Ｕの圧送動作が継続されるに従って、タンク２内のウレタン接着剤Ｕが消費されていく。それに伴い、タンク２内のウレタン接着剤Ｕの残量が少なくなっていくことでフォロワプレート３がタンク２内を下降していく。

そして、図５に示すようにフォロワプレート３がタンク２内の底部に達すると、タンク２の交換が必要となる。前記タイバー４３の昇降位置は図示しないセンサによってセンシングされており、このタイバー４３の昇降位置が所定位置（フォロワプレート３がタンク２内の底部に達する位置）に達すると、作業者にタンク２の交換を促すための情報が発信される。例えば図示しない操作盤に備えられたランプの点灯や、音声の発信等が行われる。

そして、このようにしてフォロワプレート３がタンク２内の底部に達した状態にあっては、フォロワプレート３の下面３３ａとタンク２内の底部との間にウレタン接着剤Ｕが残存することになり、この残存したウレタン接着剤Ｕは、タンク２の交換に伴って廃棄されることになる。

前述したように、本実施形態では、フォロワプレート３における軸心に沿う方向での断面において、該フォロワプレート３の下面３３ａを、前記開口３１の外縁部から径方向外側の所定範囲が、サインカーブの一部の曲線であって下方に向けて凸となる形状に構成されている。このため、フォロワプレート３がタンク２内の底部に達する位置まで移動（下降）した状態にあっては、このフォロワプレート３の下面３３ａとタンク２内の底部との間の距離を短くすることができる（フォロワプレートの下面が円錐形状となっている従来のもの（図１９に示したもの）に比べて短くすることができ、フォロワプレート３の下面３３ａとタンク２内の底部との間の容積を小さくできる）。このため、フォロワプレート３とタンク２内の底部との間に残存するウレタン接着剤Ｕの量を削減することができ、タンク交換に伴う流体の廃棄量を削減することが可能になる。

次に、タンク２の交換時の作業について説明する。このタンク２の交換時の作業としては、先ず、タンク２内の底部に達しているフォロワプレート３をタンク２から取り出す作業が行われる。この作業では、エア抜きプラグ３５が開弁状態とされ、タンク２の内部空間を大気に連通させた状態でエレベータ４のシリンダ４１，４１を作動させてフォロワプレート３を引き上げる。この際、エア抜きプラグ３５からタンク２内に空気が流入し、このフォロワプレート３の引き上げを容易に行うことができる。フォロワプレート３をタンク２の上端よりも所定寸法だけ上側に位置させて、タンク２の上端から退避させ、フォロワプレート３に付着しているウレタン接着剤Ｕの除去作業を行うと共に、空となったタンク２の搬出作業を行う。

その後、新たなタンク（ウレタン接着剤Ｕが貯留されているタンク）２の搬入作業を行う。つまり、この新たなタンク２をベースプレート１１上に配置する。その後、シリンダ４１，４１を作動させてフォロワプレート３を下降させ、タンク２の内部に挿入していく。フォロワプレート３をタンク２の内部に挿入した時点では、フォロワプレート３とウレタン接着剤Ｕとの間に空気が存在しているので、この空気を排出する作業（エア抜き取り作業）を行う。このエア抜き取り作業では、フォロワプレート３を下降させていき、前記空気をエア抜きプラグ３５から外部に排出する。そして、空気の全てが排出され、エア抜きプラグ３５からウレタン接着剤Ｕが流出する状態になると、該エア抜きプラグ３５を閉弁状態にする。

－実施形態の効果－
以上説明したように、本実施形態では、フォロワプレート３における軸心に沿う方向での断面において、タンク２内のウレタン接着剤Ｕ側に位置する下面（壁面）３３ａが、サインカーブの一部の曲線であって下側に凸となる形状に構成されていることにより、タンク２内のウレタン接着剤Ｕの残量が少なくなった場合であっても、フォロワプレート３の移動方向（下向き方向）の力の分力を、ウレタン接着剤Ｕをフォロワプレート３の中央部に向けて流動させるための力として利用できる。このため、タンク２内の底部に達する位置までフォロワプレート３を移動させることができる。また、前述したフォロワプレート３の下面３３ａの形状（サインカーブの一部の曲線であって下側に凸となる形状）により、フォロワプレート３がタンク２内の底部に達する位置まで移動した状態にあっては、このフォロワプレート３の下面３３ａとタンク２内の底部との間の距離を短くすることができる（フォロワプレートの下面が円錐形状となっている従来のものに比べて短くすることができ、フォロワプレート３の下面３３ａとタンク２内の底部との間の容積を小さくできる）。このため、フォロワプレート３とタンク２内の底部との間に残存するウレタン接着剤Ｕの量を削減することができ、タンク交換に伴う流体の廃棄量を削減することが可能になる。

－変形例－
次に、複数の変形例について説明する。

図６は、変形例１に係るフォロワプレート３を示す断面図である。本変形例に係るフォロワプレート３にあっては、フォロワプレート３の下面３３ａにおいて、サインカーブの一部の曲線で成る範囲Ｔ１が、前記実施形態のものに比べて短くなっている。

本変形例にあっては、前記範囲Ｔ１の距離は、フォロワプレート３の半径の２８％程度に設定されている。

図７は、変形例２に係るフォロワプレート３を示す断面図である。本変形例に係るフォロワプレート３にあっては、フォロワプレート３の下面３３ａにおいて、前記開口３１の外縁部から径方向外側の所定範囲が、サインカーブの一部の曲線であって上方に向けて凸となる形状に構成され（図７における範囲Ｔ３を参照）、その範囲よりも径方向外側の所定範囲が、サインカーブの一部の曲線であって下方に向けて凸となる形状に構成されている（図７における範囲Ｔ４を参照）。

本変形例にあっては、前記範囲Ｔ３の距離は、フォロワプレート３の半径の８％程度に設定されている。また、前記範囲Ｔ４の距離は、フォロワプレート３の半径の３２％程度に設定されている。

図８は、変形例３に係るフォロワプレート３を示す断面図である。本変形例に係るフォロワプレート３にあっては、フォロワプレート３の下面３３ａにおいて、サインカーブの一部の曲線で成る範囲Ｔ１が、前記実施形態のものに比べて短くなっている（前記変形例１のものに比べても短くなっている）。

本変形例にあっては、前記範囲Ｔ１の距離は、フォロワプレート３の半径の２２％程度に設定されている。

図９は、変形例４に係るフォロワプレート３を示す断面図である。本変形例に係るフォロワプレート３にあっては、フォロワプレート３の下面３３ａにおいて、サインカーブの一部の曲線で成る範囲Ｔ１が、前記変形例３のものに比べていっそう短くなっている。

本変形例にあっては、前記範囲Ｔ１の距離は、フォロワプレート３の半径の１５％程度に設定されている。

図１０は、変形例５に係るフォロワプレート３を示す断面図である。本変形例に係るフォロワプレート３にあっては、フォロワプレート３の下面３３ａにおいて、サインカーブの一部の曲線で成る範囲Ｔ１が、前記変形例４のものに比べていっそう短くなっている。

本変形例にあっては、前記範囲Ｔ１の距離は、フォロワプレート３の半径の１２％程度に設定されている。

これらの変形例においても、前述した実施形態の場合と同様の効果を奏することができる。つまり、タンク２内のウレタン接着剤Ｕの残量が少なくなった場合であっても、フォロワプレート３の移動方向（下向き方向）の力の分力を、ウレタン接着剤Ｕをフォロワプレート３の中央部に向けて流動させるための力として利用できる。このため、タンク２内の底部に達する位置までフォロワプレート３を移動させることができる。また、フォロワプレート３がタンク２内の底部に達する位置まで移動した状態にあっては、このフォロワプレート３の下面３３ａとタンク２内の底部との間の距離を短くすることができる（フォロワプレートの下面が円錐形状となっている従来のものに比べて短くすることができ、フォロワプレート３の下面３３ａとタンク２内の底部との間の容積を小さくできる）。このため、フォロワプレート３とタンク２内の底部との間に残存するウレタン接着剤Ｕの量を削減することができ、タンク交換に伴う流体の廃棄量を削減することが可能になる。

－接着剤廃棄量およびタンク内負圧の比較結果－
次に、前記実施形態および前記各変形例の効果を確認するために行った接着剤廃棄量およびタンク内負圧の比較結果について説明する。ここでは、比較例として、図１１～図１５に示すフォロワプレートｄを使用し、前記実施形態および前記各変形例に係るフォロワプレート３を使用した場合との比較結果について説明する。

なお、図１１に示す比較例１のものは、図１８で示した従来のフォロワプレートｄであって、フォロワプレートｄにおける軸心に沿う方向での断面において下面ｄ１が直線状に傾斜した構成（擂り鉢形状）のものである。

図１２に示す比較例２のものは、比較例１のものに比べてフォロワプレートｄの下面ｄ１の傾斜角度が小さい（水平方向に近い）構成のものである。

図１３に示す比較例３のものは、フォロワプレートｄの下面ｄ１における内側の領域の傾斜角度が大きく、外側の傾斜角度が小さい構成のものである。

図１４に示す比較例４のものは、フォロワプレートｄの下面ｄ１における中央部に断面台形状の凹部ｄ２を設けた構成のものである。

図１５に示す比較例５のものは、前記比較例４のものと同様にフォロワプレートｄの下面ｄ１における中央部に断面台形状の凹部ｄ２を設けた構成のものであって、この断面台形状の凹部ｄ２の外周側に更に凹部ｄ３を設けた構成のものである。

図１６は、前述した実施形態、各変形例および各比較例それぞれにおける接着剤廃棄量（タンク交換に伴うウレタン接着剤Ｕの廃棄量）を比較したシミュレーション結果を示す図である。

実施形態および各変形例のものにあっては、従来のフォロワプレートｄ（図１１に示す比較例１）に比べて接着剤廃棄量は大幅に削減されていることが確認された。

また、比較例２～５においても、従来のフォロワプレートｄ（比較例１）に比べて接着剤廃棄量は削減されている。しかし、これら比較例２～５にあっては、後述するようにタンク内負圧が大きくなり、このタンク内負圧が大きくなることに起因してウレタン接着剤Ｕ中に空気が入り込み（エア噛み込みが発生し）、ワークに向けてのウレタン接着剤Ｕの圧送に支障を来してしまう可能性があり、また、ワークの接着性に悪影響を与えてしまう可能性があるものとなっていた。また、設備の耐久性に悪影響を与えてしまう可能性もある。以下、具体的に説明する。

図１７は、前述した実施形態、各変形例および各比較例それぞれにおけるタンク内負圧の推移を比較した実験結果を示す図である。この図１７では、前記実施形態の実験結果をＡ、変形例１の実験結果をＢ、変形例２の実験結果をＣ、変形例３の実験結果をＤ、変形例４の実験結果をＥ、変形例５の実験結果をＦ、比較例１の実験結果をＧ、比較例２の実験結果をＨ、比較例３の実験結果をＩ、比較例４の実験結果をＪ、比較例５の実験結果をＫでそれぞれ示している。また、この図１７における破線は、ウレタン接着剤中に空気が入り込まないためのタンク内負圧の限界値を表している。

この図１７に示すように、前記実施形態および各変形例のものにあっては、タンク内負圧が限界値に達することはなく、ウレタン接着剤中に空気が入り込むことがない。これに対し、比較例１、２、４、５のものにあっては、タンク内負圧が限界値を超えてしまい、ウレタン接着剤中に空気が入り込んでしまう虞がある。また、比較例３のものは、タンク内負圧が限界値を超えてはいないが、フォロワプレートの下面における水平方向に延在する領域が広すぎることから、フォロワプレートをタンク内の底部まで下降させることができず、実際には、フォロワプレートとタンク内の底部との間に比較的多量のウレタン接着剤が残存することになっていた。

以上のことから、前記実施形態および前記各変形例にあっては、前述した効果（タンク２内の底部に達する位置までフォロワプレート３を移動させることができ、タンク交換に伴うウレタン接着剤Ｕの廃棄量を削減することが可能になるといった効果）を奏することが確認できた。

－他の実施形態－
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲および該範囲と均等の範囲で包含される全ての変形や応用が可能である。

例えば、前記実施形態では、車両の製造ラインにおいて、ウィンドガラスに塗布されるウレタン接着剤Ｕを塗布ロボットに向けて圧送する流体圧送装置１に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、ウレタン接着剤Ｕ以外の流体を流体経路に向けて圧送する流体圧送装置に対して適用することも可能である。

また、前記実施形態では、フォロワプレート３が、タンク２内のウレタン接着剤Ｕに対して上側から加圧力を付与するものとし、このフォロワプレート３の下面の断面をサインカーブの一部の曲線とする構成としていた。本発明はこれに限らず、フォロワプレートが、タンク内のウレタン接着剤に対して横方向（水平方向）から加圧力を付与するものとしてもよい。この場合、フォロワプレートにおけるウレタン接着剤側に位置する壁面の断面をサインカーブの一部の曲線とする構成となる。

本発明は、車両の製造ラインにおいて、ウィンドガラスに塗布されるウレタン接着剤を塗布ロボットに向けて圧送する流体圧送装置に適用可能である。

１ 流体圧送装置
２ タンク
３ フォロワプレート
３１ 開口
３３ 傾斜板部
３３ａ 下面（壁面）
Ｕ ウレタン接着剤（流体）

Claims (1)

1. タンク内に貯留されている流体に対してフォロワプレートによって一方側から他方側に向けて加圧力を付与し、前記フォロワプレートの中央部に設けられている開口から前記一方側のタンク外に向けて前記流体を圧送する流体圧送装置において、
   前記フォロワプレートにおける軸心に沿う方向での断面において、前記タンク内の流体側に位置する壁面は、
   前記開口の外縁部から径方向外側の所定範囲が、サインカーブの一部の曲線であって前記他方側に向けて凸となる形状に構成された第１の範囲とされ、
   この第１の範囲の外側に連続して前記径方向外側に向けて延在すると共に前記壁面の外縁近傍まで達する範囲が、前記径方向外側に向かって前記他方側に傾斜する傾斜面で構成された第２の範囲とされており、
   前記フォロワプレートの半径の長さに対する前記第１の範囲における径方向に沿う方向での長さ寸法の比率は、前記フォロワプレートの半径の長さに対する前記第２の範囲における径方向に沿う方向での長さ寸法の比率よりも小さく設定されていることを特徴とする流体圧送装置。

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