JPH09314014A - 材料吐出装置及びこれに用いるシール体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シール体の摩滅を防止して耐久性に富むシー
ル構造を備えた材料吐出装置を提供すること。 【解決手段】 本体ケース１３内にニードル弁１８が進
退可能に設けられ、このニードル弁１８の外周面側に
は、当該ニードル弁１８に摺接するシール体１７が配置
されている。シール体１７は複数種のリング状部材５０
を相互にテーパ嵌合することによって組み合わされてお
り、その周溝５５にはリング状部材５０を縮径方向に締
め付けることのできるスプリング５７が装着されてい
る。ニードル弁１８が弁座５９Ａから離間した状態で、
供給口１９から供給された材料が通路５８及び弁孔５９
Ｂを通って吐出可能となっている。ニードル弁１８が上
昇する際に当該ニードル弁１８に付着した材料は、リン
グ状部材５０のテーパ部５３によって掻き取り作用を受
け、これによって、材料に含まれた粒子等をシール体１
７内に引き込むことを効果的に防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は材料吐出装置及びこ
れに用いるシール体に係り、特に、ニードル弁の後退時
に、反吐出方向へ材料が引き込まれることを防止できる
材料吐出装置及びこれに用いるシール体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、シリコーン、エポキシ等の高
粘度流体からなるシール用材料を連続的に吐出すること
のできる装置が知られている。この材料吐出装置は、一
般には、ワークの被塗布面に沿って材料吐出口を移動さ
せることのできる自動塗布装置等に組み込まれて利用さ
れる。

【０００３】図６には、従来の材料吐出装置の要部断面
図が示されている。この図において、材料吐出装置は、
本体ケース７０と、この本体ケース７０のシリンダ室７
１内を進退可能に支持されたニードル弁７２と、前記シ
リンダ室７１を形成するホルダ７３と、このホルダ７３
に固定的に保持されるとともに、内周面側が前記ニード
ル弁７２に摺接可能となるシール体７５と、前記本体ケ
ース７０の下端に接続された吐出ヘッド７６とを含んで
構成されている。前記シール体７５は、リング状の皮パ
ッキン部材７５Ａを上下方向に沿って組み合わせた集合
体により構成されており、各皮パッキン部材７５Ａは、
その下面側がＬ字状に開放する断面形状を備えて構成さ
れている。本体ケース７０及びホルダ７３には材料の供
給口７７が形成されており、この供給口７７は弁孔７８
を介して材料の吐出口７９に連通されている。

【０００４】前記材料吐出装置において、ニードル弁７
２の図中上部側は、常時は下方に付勢される図示しない
ピストンロッドに連結されており、これにより、ニード
ル弁７２の先端、すなわち図中下端が弁孔７８を閉塞し
て材料の吐出を停止状態に維持する。材料の吐出を行う
ときは、前記ピストンロッドを介してニードル弁７２が
上昇され、この時、供給口７７から所定圧力にて圧送さ
れる材料が吐出口７９から吐出可能となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シリコ
ーン等のシール用材料は、高粘度化しているとともに充
填材としての粒子が混合されている場合が多い。そのた
め、ニードル弁７２が上昇するとき等に当該ニードル弁
７２の外周面に付着した材料がシール体７５内に引き込
まれることが多く、前記粒子が一種のヤスリ作用を生じ
てニードル弁７２及びシール体７５を摩滅させる傾向を
もたらす。特に、従来装置のような皮パッキン部材７５
Ａでは、摩滅防止を十分に行うことができず、量産体制
で吐出装置が利用されるときには、数日間しかシール効
果を維持することができないこともある。この場合、パ
ッキン部材７５Ａよりも上方にリークしたシール用材料
が外部へと流れ出し、バルブの使用ができなくなるとい
う不都合を招来する。

【０００６】また、従来装置においては、装置の組み立
て誤差、或いは部品精度に依存して、ニードル弁７２の
中心軸線がシール体７５の中心軸線と一致しない場合を
生じ得る。この場合、巨視的に見ると、ニードル弁７２
の中心軸線がシール体７５の中心軸線に対して傾いた相
対位置関係となり、これによって、ニードル弁７２とシ
ール体７５との間に部分的な隙間が形成され、ひいては
ニードル弁７２の後退時に材料をシール体７５内に容易
に引き込んで加速度的な摩滅を生ずるという不都合もあ
る。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、かかる従来装置における種々
の不都合に着目して案出されたものであり、その目的
は、ニードル弁の周囲に付着した材料がシール体内に引
き込まれことを効果的に防止して耐久性、耐圧性に優れ
た材料吐出装置及びこれに用いるシール体を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、材料の供給口と吐出口とを連通させる通
路を備えた本体ケースと、この本体ケース内に軸方向移
動可能に設けられたニードル弁と、このニードル弁の外
周側に配置されたシール体とを備え、前記ニードル弁が
前記吐出口領域の弁座から離間した時に材料の吐出が可
能に設けられた材料吐出装置において、前記シール体
は、少なくとも一個のリング状部材と、このリング状部
材の外周側に装着されて当該リング状部材を縮径方向に
締め付け可能なスプリングとを備える、という構成を採
用した。この構成によれば、リング状部材はスプリング
によって常に縮径方向に力が加えられているため、ニー
ドル弁が材料の流通を可能とする方向に移動するときに
当該ニードル弁に付着した材料の掻き取りを促進するこ
とができる。従って、ニードル弁とシール体との密着度
が安定して保持されることとなり、シール体の摩滅が効
果的に抑制されてバルブ寿命を飛躍的に延ばすことがで
きる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明における材料供給装置の好
ましい実施の形態によれば、前記シール体は複数のリン
グ状部材を同軸線上に配置して組み合わされ、各リング
状部材は部分的にテーパ嵌合するように設けられてい
る。リング状部材を相互にテーパ嵌合することによっ
て、各リング状部材は、個々に独立的に縮径方向への力
を受けて前述の掻き取り効果を発揮することとなる。

【００１０】また、本発明におけるシール体は複数種の
リング状部材の組み合わせによって構成されるととも
に、このリング状部材は外周部分に周溝が形成されたも
のを含み、当該周溝に前記スプリングが脱落不能に保持
される、という構成を採ることが好ましい。このような
構成を採用することによって、前記リング状部材とスプ
リングとの相対位置にずれを生ずることがなく、安定し
たスプリング効果を維持することができる。

【００１１】更に、前記ニードル弁の反吐出側端部を芯
出し機構に連結し、前記ニードル弁の中心軸線をシール
体の中心軸線に一致する状態で進退可能に設けるとよ
い。芯出し機構としてはフリージョイントによって構成
することができる。芯出し機構を用いた構成では、ニー
ドル弁に進退動作を付与する部材、例えば、ピストンロ
ッドの中心軸線に対してニードル弁の中心軸線がずれて
いても、当該ニードル弁がシール体によって中心軸線位
置を補正されて進退動作できるようになり、ニードル弁
とシール体との中心軸線がずれることに起因した材料の
引き込み要因を一掃することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照しな
がら説明する。

【００１３】図１には本実施例に係る材料吐出装置の概
略断面図が示されている。この図において、材料吐出装
置１０は、上部シリンダ室１１及び下部シリンダ室１２
が形成された本体ケース１３と、上部シリンダ室１１内
に配置されたピストン１５と、上部シリンダ室１１を閉
塞するシリンダヘッド１６と、前記下部シリンダ室１２
内に配置されたシール体１７を通って延びるニードル弁
１８と、下部シリンダ室１２及び本体ケース１３の側壁
部分に形成された材料の供給口１９と、前記ニードル弁
１８の下部に配置された吐出ヘッド２０とを備えて構成
されている。

【００１４】前記シリンダヘッド１６の上端からは、上
部シリンダ室１１に向かって延びる空気供給管２２が挿
入固定されている。この空気供給管２２は、軸方向位置
が調整可能となっており、その軸方向位置を下げること
によってニードル弁１８の動作ストロークが調整可能と
なっている。また、空気供給管２２とシリンダヘッド１
６との間にはスリーブ２３が固定的に配置されていると
ともに、スリーブ２３の下端と前記ピストン１５との間
にはコイルばね２５が介装されており、当該コイルばね
２５によってピストン１５が押し下げ方向に付勢されて
いる。

【００１５】前記ピストン１５を収容する上部シリンダ
室１１内には、中心穴２６Ａを備えたガイドブロック２
６が固定されており、このガイドブロック２６を貫通す
るピストンロッド２７は、その上端側が皿ねじ２８を介
してピストン１５に連結されている。ここで、ピストン
１５とガイドブロック２６との間における本体ケース１
３部分には空気供給孔２９が穿設されており、当該空気
供給孔２９から供給される空気圧によってピストン１５
が上昇可能となっている。

【００１６】前記ピストンロッド２７とニードル弁１８
は、芯出し機構３１を介して相互に連結されている。こ
の芯出し機構３１は、ピストンロッド２７の下端に形成
された凹部３４と、前記ニードル弁１８の上端に形成さ
れて凹部３４内に遊嵌するフランジ部３５と、ピストン
ロッド２７の下端外周に締め付け固定される袋ナット３
７とにより構成され、これによって、ニードル弁１８
は、フリーな状態でピストンロッド２７に連結され、そ
の中心軸線がピストンロッド２７の中心軸線に対して一
定限度においてシフトすることが可能となっている。

【００１７】前記シール体１７は、図２に拡大して示さ
れるように、下部シリンダ室１２を形成する保持筒４０
の上部側に装着されている。ここで、保持筒４０は、本
体ケース１３に対して接着固定若しくは圧入固定されて
いる。本体ケース１３における側壁部分にはねじ穴４１
が形成されており、このねじ穴４１を介して材料吐出装
置１０全体を図示しないロボットアーム等に固定可能と
なっている。シール体１７は、ニードル弁１８の外周に
摺接して当該ニードル弁１８に付着した材料の引き込み
を阻止するものであり、このシール体１７は、上下方向
に沿って相互にテーパ嵌合する複数種のリング状部材５
０を備えて構成されている。最上段のリング状部材５０
は、図４及び図５にも示されるように、筒状部５１と、
この筒状部５１の上端に設けられたフランジ部５２と、
筒状部５１の下端に設けられたテーパ部５３とにより構
成されている。テーパ部５３は、筒状部５１との間に段
部５１Ａを介して下端側が先細となる形状をなしてお
り、前記フランジ部５２と段部５１Ａとの間に周溝５５
が形成されている。そして、この周溝５５にスプリング
５７が装着され、当該スプリング５７によってリング状
部材５０が縮径方向に締め付け力を受けるようになって
いる。上方より第２段及び第３段のリング状部材５０
は、図２に示されるように、フランジ部５２の上面部分
が前記テーパ部５３との対応形状をなすテーパ面に形成
されており、フランジ部５２の外周上端側は上方に若干
隆起した短筒状に形成されている。また、最下段のリン
グ状部材５０は、下端面が平坦な面として形成されてお
り、前記保持筒４０の内周面に形成された段部４０Ａに
ぴったりと着座する形状となっている。

【００１８】前記シール体１７において、最上段に位置
するリング状部材５０のフランジ部５２には、シール体
押え部材４５の下面が当接するように配置されている。
このシール体押え部材４５は、ニードル弁１８が挿通さ
れる中心孔４５Ａを備えているとともに、その外周面側
にはねじ溝４５Ｂが設けられ、このねじ溝４５Ｂが保持
筒４０の上部側にねじ係合することによってによってシ
ール体１７の定位置保持が達成される。

【００１９】なお、前記吐出ヘッド２０内には、前記保
持筒４０の下部通路５８に連通する弁部材５９が装着さ
れており、この弁部材５９の弁座５９Ａにニードル弁１
８が着座及び離間することで弁孔５９Ｂの開閉が行わ
れ、これによって、供給口１９と吐出口６０との間の材
料流路の開閉が可能となっている。

【００２０】次に、本実施例における材料吐出装置１０
の全体的動作について説明する。

【００２１】前記空気供給管２２より空気が供給されて
いる状態では、ピストン１５の降下に伴ってニードル弁
１８の先端、すなわち下端が弁座５９Ａに着座して材料
の吐出を阻止することとなる、この際、ピストン１５の
上端に当接しているコイルばね２５は、空気圧と協働し
てニードル弁１８の着座位置を安定的に保持する。ここ
で、材料の吐出を行う場合には、本体ケース１３の上部
シリンダ室１１に通ずる空気供給孔２９から空気が供給
される。すると、上部シリンダ１１内が圧力上昇してピ
ストン１５が上昇し、当該ピストン１５に連結されたニ
ードル弁１８が上昇して弁座５９Ａから離間して弁孔５
９Ｂを開放することとなる。この時、材料の供給口１９
から供給された材料の吐出が開始可能となる。

【００２２】前記ニードル弁１８が上昇するときは、当
該ニードル弁１８の外周に付着した高粘度の材料は、シ
ール体１７との間に入り込む傾向をもたらす。しかしな
がら、本実施例では、リング状部材５０に装着されたス
プリング５７の巻き締め力によって、図５に示されるよ
うに、テーパ部５３が対応するテーパ面に対して内側に
ずれ込むようになり、テーパ部５３の先端縁（下端縁）
が材料を掻き取るように作用することとなる。従って、
材料に含まれる粒子がシール体内に引き込まれる量を極
力抑制することが可能となる。

【００２３】なお、前記材料吐出装置１０において、組
み立て誤差等によって、ピストンロッド２７の中心軸線
とニードル弁１８の中心軸線とにずれが生じていても、
ニードル弁１８がピストンロッド２７の軸線位置に対し
て変位可能となるようにフリージョイントとなっている
ため、ニードル弁１８は進退力のみをピストンロッド２
７から受け、その中心軸線がシール体１７の中心軸線と
常に一致する状態で進退可能となる。従って、ニードル
弁１８の軸線位置が傾いた場合に生じる隙間はシール体
との間で発生することがない。

【００２４】なお、前記実施例では、複数のリング状部
材５０を用いてシール体１７を構成した場合を図示、説
明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例
えば、シール体１７は単一のリング状部材を用いてもよ
く、これの外周面にスプリングを装着する構成も採用す
ることができる。また、リング状部材５０は、複数種の
ものを用いることなく、相互にテーパ嵌合可能となる一
種のリング状部材の組み合わせによっても構成すること
ができる。

【００２５】また、前記芯出し機構３１は、ニードル弁
１８の中心軸線位置を一定の範囲で補正することができ
れば足り、図示構成例に限定することなく種々の構造を
採用することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ニードル弁の外周面に摺接するシール体としてリング状
部材を用いるとともに、このリング状部材の外周側にス
プリングを設けて縮径方向に締め付ける構成を採用した
から、ニードル弁の外周に付着した材料がシール体内に
引き込まれる虞を効果的に防止することができ、長期使
用を実現する耐圧性、耐久性を備えた材料吐出装置を提
供することができる。

【００２７】特に、シール体を構成する複数のリング状
部材を相互にテーパ嵌合させるとともに、各リング状部
材のテーパ部が対応するテーパ面から内側にずれ込む方
向にスプリング力を作用せしめる構成を採用した場合に
は、テーパ部の先端が材料を掻き取る縁として鋭く作用
することとなり、材料の引き込みを一層有効に防止する
ことができる。しかも、この構成によれば、個々のリン
グ状部材が独立してスプリングの締め付け力を受けるた
め、各テーパ部がそれぞれ材料の掻き取りを行う構成と
なり、謂わば、下方から上方に向かって段階的な掻き取
り作用を奏することとなる。従って、仮にリング状部材
が摩滅することがあったとしても、全てのリング状部材
を交換することなく部分的交換で足り、保守に要する部
品コストを廉価なものとすることができる。

【００２８】更に、前記スプリングはリング状部材に形
成された周溝に装着されているため、当該スプリングが
脱落することもなく、常に安定した位置でリング状部材
に締め付け力を付与することが可能となる。

【００２９】また、本発明では、ニードル弁が芯出し機
構を介して進退力を伝達する手段、例えば、ピストンロ
ッドに連結できる構成としたから、当該ニードル弁を進
退させるための構成部品、例えば、ピストンロッド等と
の組み立て誤差が生じても、ニードル弁をシール体の中
心軸線に一致させた姿勢で進退可能とすることができ、
当該ニードル弁とシール体との間に隙間が形成されるこ
とがなく、この点からも摩滅要因となる材料の引き込み
を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る材料吐出装置の実施例を示す概略
断面図。

【図２】前記装置の要部拡大断面図。

【図３】前記装置に用いられるシール体の要部拡大斜視
図。

【図４】（Ａ）はシール体を構成する一部のリング状部
材の断面図、（Ｂ）はスプリング作用を示す断面図。

【図５】前記シール体の作用説明図。

【図６】従来の材料吐出装置の概略断面図。

【符号の説明】

１０ 材料吐出装置 １３ 本体ケース １７ シール体 １８ ニードル弁 １９ 供給口 ２０ 吐出ヘッド ３１ 芯出し機構 ５０ リング状部材 ５１ 筒状部 ５２ フランジ部 ５３ テーパ部 ５５ 周溝 ５７ スプリング ５８ 通路 ５９Ａ 弁座 ６０ 吐出口

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 材料の供給口と吐出口とを連通させる通
   路を備えた本体ケースと、この本体ケース内に軸方向移
   動可能に設けられたニードル弁と、このニードル弁の外
   周側に配置されたシール体とを備え、前記ニードル弁が
   前記吐出口領域の弁座から離間した時に材料の吐出が可
   能に設けられた材料吐出装置において、前記シール体
   は、少なくとも一個のリング状部材と、このリング状部
   材の外周側に装着されて当該リング状部材を縮径方向に
   締め付け可能なスプリングとを備えて構成されているこ
   とを特徴とする材料吐出装置。
2. 【請求項２】 前記シール体は複数のリング状部材を同
   軸線上に配置して組み合わされ、各リング状部材は部分
   的にテーパ嵌合していることを特徴とする請求項１記載
   の材料吐出装置。
3. 【請求項３】 前記シール体は複数種のリング状部材の
   組み合わせによって構成されるとともに、このリング状
   部材は外周部分に周溝が形成されたものを含み、当該周
   溝に前記スプリングが脱落不能に保持されていることを
   特徴とする請求項１又は２記載の材料吐出装置。
4. 【請求項４】 前記ニードル弁の反吐出側端部は芯出し
   機構が連結され、前記ニードル弁の中心軸線がシール体
   の中心軸線に一致する状態で進退可能に設けられている
   ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の材料吐出装
   置。
5. 【請求項５】 材料の通路を開閉するニードル弁の外周
   側に配置されるとともに、前記ニードル弁の後退時に材
   料の引き込みを阻止するように構成されたシール体であ
   って、このシール体は前記ニードル弁の外周面に摺接す
   るリング状部材と、このリング状部材の外周側に装着さ
   れて当該リング状部材を縮径方向に締め付け可能なスプ
   リングとを備えて構成されていることを特徴とするシー
   ル体。
6. 【請求項６】 前記シール体は、筒状部と、この筒上部
   の一端に形成されたフランジ部と、前記筒状部の他端に
   形成されたテーパ部とを備えたリング状部材を含み、前
   記スプリングは前記フランジ部とテーパ部間の周溝に脱
   落不能に装着されていることを特徴とする請求項５記載
   のシール体。