JPH03256803A - 高粘度材料の充填方法および充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 星果上皇鰹里立竪 本発明は、高粘度材料の充填方法および充填装置に関し
、詳しくは、回転体の釣合修正材として用いる高粘度材
料、所謂パテ材を、回転体へ微量づつ取り出すために該
パテ材を充填しておくためのサービスタンク（パテタン
ク）へ充填するための方法および装置に関するものであ
る。

従来の技術 従来、回転体の動的な不釣合を修正するため、回転体の
必要な箇所に付着して重りとして用いるパテ材は、回転
体が回転させても変形あるいは飛散しないように、粘度
を４０００ポイズ（３０℃）以上と非常に高くし、かつ
、外部から力等を加えて動かす時は粘度は低くなるが、
放置して静止している時は粘度が高くなるチクソ性を付
与されている。しかも、その使用量は、回転体１個あた
り数ｍｇ〜数ｇと非常に少なく、そのため、回転体への
供給は、パテ材を充填しているサービスタンク（パテタ
ンク）からマイクロギヤポンプ等を用いてノズル先端よ
り微量づつ吐出させる方法が用いられている。

ところで、上記パテタンク内へのパテ材の充填量は、上
記チクソ性が付与されていること及びマイクロギヤポン
プで吐出する方法が採られていること等により、制限さ
れているため、残量が少なくなれば充填しなければなら
ない。しかしながら、パテタンクに単純にパテ材を入れ
ようとしても粘度が非常に高いために困難である。

そのため、従来は、パテ材をパテタンクに充填するのに
、スプーンやヘラ等の用具を用いたり、あるいは、−旦
ビニール袋等の中に移し、この袋からパテタンク内へ絞
り出す方法、あるいは高圧縮ポンプ等で圧送充填する方
法が採用されている。

明が解決しようとする課題 しかしながら、上記した従来の充填方法では、タンクへ
の充填時に同時に多量の空気が取り込まれてしまうため
、マイクロギヤポンプ等でパテ材のような高粘度材料を
吐出する場合には下記の現象が生じる。

■空気だけが吐出し、材料（パテ材）が吐出しない状態
が起こる。

■タンク内に取り込まれた、また、もともと取り込まれ
ている空気の存在により、材料の無吐出時の前後におい
て、材料の吐出量にバラツキが生じる。

■材料吐出時、材料内の空気が圧縮されているので、吐
出圧力を零にしても圧縮空気の残圧作用によって材料が
ノズル先端より押し出される。

■材料中への空気の取り込み量の変動に伴って、材料の
吐出量がバラツク。

上記のように、タンク内に取り込まれた空気の存在によ
り、材料の吐出量が所定吐出量に対してバラライたり、
無吐出状態になったり、不要な時に吐出したりすると、
回転体の動的釣合修正作業自体がうまくいかなくなる問
題が生じる。

上記問題を解決するため、タンク内を負圧にして高粘度
材料をタンク内に吸引する方法が提案されている。（特
開昭５８−１８３４０２、特開昭８３−３３２０２）し
かしながら、上記した従来提供されている方法において
も、下記の問題がある。

ａ）パテ材等の高粘度材料を調合する時に混入した、即
ち、初めから混入している空気を除去することは出来な
い。

ｂ）タンク内を負圧にして吸引する場合、最大ゲージ圧
力はマイナス１気圧が限界であり４０００ポイズ以上の
高粘度の材料には使用できない。

本発明は、上記した従来の問題を解消することを目的と
し、回転体の動的釣合修正材であるパテ材のような高粘
度でチクソ性のある材料をタンク内に空気を混入させず
充填し得るようにし、かつ、該タンク内に充填した材料
を所要量だけ精度良く吐出できるようにするものである
。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明は、加圧装置と減圧装
置とを一体化した装置を用い、高粘度材料中に含まれる
空気を除去しながら、しかも新たに空気を取り込まない
状態で高粘度材料をタンクへ充填する方法および装置を
提供するものである。

即ち、本発明は、原料用タンク内の高粘度材料を充填用
タンク内に充填する方法であって、充填用タンクを排気
用アダプターを介して真空ポンプと接続して、充填用タ
ンク内部を排気した後、原料用タンクを加圧して内部の
高粘度材料を加圧による圧縮状態でノズルを通して減圧
状態の充填用タンクに押し出し、滴下することを特徴と
する高粘度材料の充填方法を提供するものである。

また、本発明は、原料用タンク内の高粘度材料を充填用
タンク内に充填する装置として、着脱自在に取り付けら
れる加圧ピストンにより、内部の高粘度材料を吐出穴よ
り加圧状態で押し出すようにした原料用タンクと、 上記原料用タンクの吐出穴と嵌合する材料吐出用ノズル
と、 原料用タンクから押し出し、滴下される高粘度材料が充
填される充填用タンクと、 上記充填用タンクに対して、高粘度材料の充填時に取り
付けられると共に、上記ノズルの吐出口が接続される排
気用アダプターと、 上記高粘度材料の充填時に上記排気用アダプターに接続
され、充填用タンクおよび排気用アダプターの内部を排
気して減圧状態とする真空ポンプとを備えていることを
特徴とする高粘度材料の充填装置を提供するものである
。

上記した充填装置においては、原料用タンクの穴とノズ
ルの間、ノズルと排気用アダプターとの間、原料用タン
クの内壁と加圧ピストンとの間等の必要箇所には全てパ
ツキンあるいはＯリングを取り付けて気密を図っている
。

色狸 上記充填装置および方法を用い、高粘度材料の充填時に
充填用タンクを減圧する一方、原料用タンクを加圧して
、減圧と加圧とを併用して原料用タンクから充填用タン
クへ高粘度材料を滴下することにより、充填用タンク内
に新たに空気を取り込む事なく充填出来ると共に、原料
用タンク内の材料中に前原て含まれている空気も取り出
すことができ、しかも４０００ボイズ以上の非常に粘度
の高い材料の充填も容易に、かつ、短時間で効率よく行
うことが出来る。

実施例 以下、本発明を図面を参照して説明する。

まず、本発明の概略的な構成と作用原理を第１固転よび
第２図により説明する。

図中、ｌは原料用タンク、２は充填用タンクであり、充
填用タンク２の上部に排気用アダプター３を取り付け、
該排気用アダプター３内に原料用タンクｌの底面に気密
を保持して取り付けた充填用ノズル４を挿入している。

上記排気用アダプター３には真空ポンプ５を接続し、充
填用タンク２内を数ｏｏｎＨｇの負圧の状態にし、該充
填用タンク２内の空気を排気していると共に、充填され
る材料、即ち、高粘度材料Ｍが空気を取り込まないで充
填される状態に保たれている。該状態において、上記原
料用タンクｌ内の高粘度材料Ｍをピストン６で加圧して
ノズル４より排気用アダプター３内に押し出している。

上記構成としていることにより、まず、ノズル４より押
し出された高粘度材料Ｍ中に空気Ａが取り込まれていた
場合、空気Ａもピストン６の加圧力により圧縮されてい
るためノズル４から負圧状態の排気用アダプター３内に
出ると同時に急激に体積が膨張し、高粘度材料Ｍの外へ
噴出する。この噴出した空気Ａは真空ポンプ５によって
外部に排気される。これを繰り返すことにより、高粘度
材料Ｍ中に最初から含まれていた空気Ａは順次除去され
る。

一方、ノズル４から押し出し、滴下された高粘度材料Ｍ
、即ち、高粘度材料Ｍをノズル４を通して小粒状にして
滴下したものは、上記空気Ａの急激な膨張により細かく
粉砕されて、充填用タンク２内に下方へ重力により落下
する。又、高粘度材料Ｍが空気を含まない場合は、その
まま充填用タンク２内に落下し、堆積していく。しかも
、この高粘度材料Ｍの充填時、充填用タンク２の内部は
真空ポンプ５により排気されているから、高粘度材料Ｍ
中に空気を取り込むことはない。

上記充填用タンク２内に堆積した高粘度材料Ｍの間に減
圧空孔Ｈが生じた場合、該充填用タンク２から高粘度材
料Ｍの吐出時に、該充填用タンク２にバイブレータ１７
等により振動を加えることにより減圧空孔Ｈをつぶすこ
とが出来ると共に、該充填用タンク２から材料を吐出す
る際に作用させる加圧力により自然消滅させることが出
来る。

即ち、第２図に示すように、回転体（図示せず）の動的
釣合修′正時、高粘度材料Ｍを充填した充填用タンク２
をマイクロギヤポンプ７と吐出ノズル８を設置した吐出
機９上に設置する一方、加圧ピストンｌＯを充填用タン
ク２内を加圧するようにセットする。上記ピストンｌＯ
で加圧しながらマイクロギヤポンプ７を回転し、充填用
タンク２の底面に設けている材料押出部２ａより高粘度
材料Ｍをノズル８を通して吐出している。該吐出作用時
に、上記減圧空孔Ｈはピストン１０の加圧力およびマイ
クロギヤポンプ７の回転により自然消滅する。

このように、加圧しながら減圧した充填用タンク内に高
粘度材料Ｍを充填しているため、充填用タンク２内の負
圧がゲージ圧でマイナス！気圧程度であっても、４００
０ポイズ以上の高粘度の材料を、充填用タンク内に空気
を取り込むことなく吸引して充填することが出来る。し
かも、高粘度材料中に最初から含まれる空気を除去出来
ると共に、該タンク内に堆積された材料中に生じる減圧
空孔も除去出来る。

次に、第３図以下に示す本発明に係わる充填装置の具体
的実施例について説明する。

架台１１の下段ベースプレートｌｌａ上にエアーシリン
ダＩ２を設置し、その上向きに突出したロッド１２ａの
先端に充填タンク用のリフトプレート１３を固定してい
る。該リフトプレート１３にはリニアブツシュ１４を取
り付け、該リニアブツシュ１４をベースプレートｌｌａ
に突設したリニアシャフトＩ５に摺動自在に嵌合し、リ
フトプレート１３の昇降時のガイドを行っている。上記
リフトプレートＩ３の上面にはセットプレート１６を設
け、該セットプレート１６上に着脱自在に充填用タンク
２０がセットされる。該充填用タンク２０の上部には排
気用アダプター２１をパツキン２２によりシールして取
り付け、該排気用アダプター２１を架台１１に設置する
真空ポンプ２３と真空ホース２４を介して着脱自在に接
続するようにしている。また、上記セットプレート１６
にはバイブレータ１７を取り付け、充填用タンク２゜に
゛振動を与えるようにしている。

架台１１の中段のセンタープレートｌｌｂにはノズル２
５を貫通して設置し、かつ、該センタープレートｌｌｂ
の下面側に上記ノズル２５が貫通したストッパープレー
ト２６を取り付け、該ストッパープレート２６に対して
上記排気用アダプター２１が上昇時に圧接するようにし
ている。上記ノズル２５は第８図に示すように、先端吐
出口に多数の吐出穴２５Ａを有する形状であり、第７図
に示すように、これらの吐出穴２５Ａより材料を細かく
粉砕して押し出し、滴下するようにしている。

尚、上記多数の吐出穴２５Ａを設ける代わりに格子穴を
有するメツシュ体を取り付けても良い。尚、ノズル２５
の内径は材料の粘度および充填速度に応じて適宜に設定
される。充填速度を速くする場合にはノズル２５の内径
を大きく、前述したようにノズル内にさらにメツシュ体
を設けるようにすれば、空気を取り込むことはない。

一方、センタープレートｌｌｂの上面側には、原料タン
ク用リフター３０を設置し、該リフター３０上にパテプ
レート３１を介して原料用タンク３２をノックビン３３
からなる固定治具で所定位置にセットするようにしてい
る。該原料用タンク３２は底面中央に穴をあけたベール
缶（円筒型容器）からなるものであり、セット時に上記
穴に上記ノズル２５が嵌合するように置いており、かっ
紋穴とノズル２５の間からタンク内に充填した材料が漏
れるのを防止するために、穴の回りに０リング３５を備
えたリングベース３６を原料用タンク３２の底部に前置
てセットしている。また、該原料用タンク３２には、内
部に原料を充填した状態で、上部に加圧用ピストン３７
をセットしており、該ピストン３７にゴムパツキン３８
を取り付け、原料用タンク３２の気密を保持した状態て
摺動可能としている。さらに、該ピストン３７の上面に
はブツシャ−係止用の左右一対のフック４０をホルダー
４１にピン４２で回転自在に支持して取り付けると共に
、スプリングプランジャ４３により付勢して取り付けて
いる。

上記加圧ピストン３７を押圧するためのエアーシリンダ
４５は架台１１のセンタープレートｌｌｂより突設した
シャフト４６の上端に取り付けたトッププレートｌｌｃ
に搭載している。該エアーシリンダ４５の下向きのピス
トンロッド４７の下端にブツシャ−５０を取り付けてい
ると共に、ピストンロッド４７に連結板４８を介してリ
ニアシャフト４９を連結している。該リニアシャフト４
９にはパテ詰め容量調整ドック５１を取り付けるように
する一方、トッププレートｌｌｃより突設したステー５
２にリミットスイッチ５３を取り付けている。

尚、上記原料タンク用リフター３０は、原料用タンク３
２の重量自体約２５〜３０ｋｇ以上あり、かつ、底部に
パテ吐出穴が開いており、該原料用タンク３２を所定の
位置に置くことは困難であるために設けている。即ち、
他の設備で原料用タンク３２を所定の高さに持ち上げ、
パテプレート３１上に置き、該パテプレート３１の下面
に取り付けたローラにより、所定の位置までスライドさ
せ、位置決めを行った後に、原料タンク用リフター３０
を下降して原料用タンク３２とパテプレート３！の間の
気密を保持する構造としている。

また、上記リミットスイッチ５３はドック５１の作用位
置に応じて開閉し、充填用タンク２０への高粘度材料（
パテ）の充填量をコントロールすると共に充填作業を自
動化するために設けている。

即ち、充填用タンク２０ヘパテを入れ過ぎると、パテ材
が排気用アダプター２１の内部まで詰まり、最悪の場合
、真空ポンプ２３にまでパテが入ってしまうことになる
が、このような不具合を上記リミットスイッチ５３の設
置により防止している。

次に、上記装置による充填方法を説明する。

まず、原料タンク用リフター３０にパテプレート３１を
載せ、該パテプレート３１に原料用タンク３２をセット
する。該原料用タンク３２には前置て加圧ピストン３７
をセットしている。ついで、リフター３０を下降し、原
料用タンク３２内にノズル２５をセットする。

次に、ベースプレートｌｌａ側のりフトプレー）１３の
セットプレート１６上に充填用タンク２　’Ｃをセット
し、該充填用タンク２０の上部に排気用アダプター２１
を取り付ける。該排気用アダプター２１を真空ポンプ２
３と真空ホース２４を介して接続する。

その後、シリンダ１２のロッド１２ａを上昇させ、充填
用タンク２０および排気用アダプター２１を上昇させ、
排気用アダプター２１をストッパープレート２６に密着
させる。ついで、エアーシリンダ４５を作動させてロッ
ド４７を下降し、プッシャー５０を加圧ピストン３７の
上面に取り付けたフック４０に係止し、かつ、パテ詰め
容量調整ドック５１をセットする。

上記した状態とした後、真空ポンプ２３を作動させて排
気用アダプター２１および充填用タンク２０内を排気す
る。該排気が十分に行われたのち、エアーシリンダ４５
を作動させ、ロッド４７を下降させて加圧ピストン３７
を下降させると共に、バイブレータ１７を作動させる。

上記加圧ピストン３７の下降により、原料用タンク３２
内は加圧されて、充填した高粘度材料（パテ材）はノズ
ル２５より排気用アダプター２１内により押し出される
。尚、その際の加圧力は、本実施例の場合、０．１〜５
　ｋｇ／ａｍ”が好ましい。

上記したエアーシリンダ４５と、真空ポンプ２３の作動
により加圧と減圧とを併用することにより、原料用タン
ク３２内の材料を充填用タンク２０内に充填する。その
際、ノズル２５により押し出される高粘度材料は小粒状
になり滴下される。

さらに、バイブレータ１７により充填用タンク２０に振
動を与えているため、充填用タンク２０内の材料中に生
じやすい減圧空孔の発生を防止でき、かつ、気泡を上昇
させて排気用アダプター２１より排出出来る。

上記作動により原料用タンク３２内の材料の充填用タン
ク２０へ充填が終了すると、真空ポンプ２３、バイブレ
ータ１７を停止する。ついで、シリンダ１２のロッド１
２ａを下降してリフトプレート１３を下降し、充填用タ
ンク２０を取り外す。

尚、上記実施例には用いられていないが、原料用タンク
３２を加熱する手段を設けて、材料の押し出りを容易と
しても良い。

第９図は他の実施例を概略的に示すものであり、充填用
タンク２０の昇降機構としてモータ１００により作動す
るジヤツキ１０１を用いている。他の機構は前記実施例
と略同様であるため、同一符号を付して説明を省略する
。

（実験例１） 原料用タンク３２として２０ｊベ一ル缶を用い、高粘度
材料Ｍとして粘度４５００ポイズ（３０℃）の回転体動
的釣合修正パテ材を、アルミ円筒（φ１２５、長さ３５
０）の充填用タンク２０に、エアーシリンダ４５の空気
圧を３　ｋｇ／ｃｍ’で充填した。

その結果、わずか３分で、空気の取り込みもなく、原料
用タンクから充填用タンク内に原料の充填が出来た。

（実験例２） 比重２　、１　ｇ／ｃｍ３のパテ材を１　ｋｇ／ｗ＋ｉ
ｎの充填速度で原料用タンクから充填用タンクへ注入し
、注入後のパテ材の体積に対する空気の含有率を３％以
下にする場合のパテ粘度とノズル径との関係を調べた。

その結果は第１Ｏ図に示す通りであり、粘度が４０００
ポイズの場合はノズル径を２０ｍｍとすることが好まし
いことが判明した。

（実験例３） 比重２　、１　ｇ／ｃｍ’、パテ粘度４５００ポイズ、
チクソ指数２．０のパテ材を大気圧中で、充填速度１　
ｋｇ／ｎｉｎで注入した場合の、ノズル径の変化とパテ
材の体積に対する空気の含有率（Ｖ　ｏｌ　、％）を調
べた。

その結果は第１１図に示す通りであり、空気の含有率を
３％とするには、ノズル径が２０開であることが好まし
いことが判明した。

衾艷空塾里 以上の説明より明らかなように、本発明に係る高粘度材
料の充填装置および充填方法を用いると、原料用タンク
から充填用タンクへ材料を充填する際に、新たな空気の
取り込みがなく、しかも、原料用タンクに充填している
材料に最初から含まれている空気を取り除きながら充填
用タンクに材料を充填することが出来る。このように充
填用タンクの内部および該充填用タンク内に充填される
高粘度材料の内部に残存する空気を無くすことが出来る
ため、該充填用タンクから微少づつ材料を吐出する吐出
作業時に生じていた従来の問題を解消することが出来る
。即ち、充填用タンク内に空気が残在していた場合に生
じる吐出量のバラツキ、空吐出の発生といった現象がな
くなり、結果的に供給量の精度を高めることが出来、回
転体の動的釣合修正作業を正確に行うことが出来る。

さらに、スプーンやヘラを用いて充填していた従来方法
と比較して、充填時の材料ロスが少なくなり、かつ、充
填時間も従来と比較して大幅に短縮でき、効率のよい高
粘度材料の充填作業を行うことが出来る。

さらにまた、高粘度材料がエポキシ系の樹脂等のように
、作業者にかぶれや湿疹を発生しやすい材料であるため
、従来は作業者が手袋を着用したり、保護クリームを使
用したりしていたが、本発明によれば作業者が材料に触
れる機会が非常に少ないため、上記のような作業者の対
策を不要とすることが出来る等の効果も有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる充填装置および７該装置を用い
た充填方法の原理を説明するための概略図、第２図は本
発明に係わる充填装置を用いて充填した充填用タンクの
一使用例の概略図、第３図は充填装置の一実施例を示す
正面図、第４図は第３図の側面図、第５図は第３図の下
半部の拡大図、第６図は第３図の上半部の拡大図、第７
図はノズル取付部分の拡大図、第８図はノズル吐出口部
分の拡大図、第９図は充填装置の他の実施例を示す正面
図、第１Ｏ図および第１１図は実験例の結果を示す線図
である。 １．３２・・・原料用タンク、 ２．２０・・・充填用タンク、 ３．２１・・・排気用アダプター ４．２５・・・ノズル、 ５．２３・・・真空ポンプ、 ６．３７・・・加圧ピストン、 １２．４５・・・シリンダ、 Ｍ・・・高粘度材料、Ａ・・・空気、Ｈ・・・減圧空孔
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原料用タンク内の高粘度材料を充填用タンク内に充
   填する方法であって、 充填用タンクを排気用アダプターを介して真空ポンプと
   接続して、充填用タンク内部を排気した後、原料用タン
   クを加圧して内部の高粘度材料を加圧による圧縮状態で
   ノズルを通して減圧状態の充填用タンクに押し出し、滴
   下することを特徴とする高粘度材料の充填方法。 ２、原料用タンク内の高粘度材料を充填用タンク内に充
   填する装置であって、 着脱自在に取り付けられる加圧ピストンにより、内部の
   高粘度材料を吐出穴より加圧状態で押し出すようにした
   原料用タンクと、 上記原料用タンクの吐出穴に接続する材料吐出用ノズル
   と、 原料用タンクから押し出し、滴下される高粘度材料が充
   填される充填用タンクと、 上記充填用タンクに対して、高粘度材料の充填時に取り
   付けられると共に、上記ノズルの吐出口が接続される排
   気用アダプターと、 上記排気用アダプターに高粘度材料の充填時に接続され
   、充填用タンクおよび排気用アダプターの内部を排気し
   て減圧状態とする真空ポンプとを備えていることを特徴
   とする高粘度材料の充填装置。 ３、高粘度材料を細かく粉砕して押し出し滴下するため
   に、上記吐出用ノズルの先端吐出口を多数の吐出穴また
   は格子穴を有するメッシュ体としたことを特徴とする請
   求項２記載の充填装置。