JPH08100773A - 高粘度材料定量吐出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 接着剤、充填材等の高粘度材料を圧力変動の
ない安定した圧力で圧送して、吐出量調節容易であっ
て、かつ、微小吐出、精度の高い定量吐出を可能にする
定量吐出装置を得ることを目的とする。 【構成】 高粘度材料を圧送する加圧タンクと、圧送さ
れた材料を増圧圧送するスクリュウポンプと、スクリュ
ウポンプをインバーター制御によって駆動する減速機付
モーターとからなる装置で、安定吐出のための空気抜き
機構をスクリュウポンプ内に設けるとともに、材料供給
容易な充填材を封入したカートリッジを圧送タンク内に
多数本設置可能にした高粘度定量吐出装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】電気機械、化学機械、建築産業、
食品工業等の産業分野において接着剤、充填材等の高粘
度液体材料を定量的に圧送吐出して塗布または間隙等に
充填する装置に係る。

【０００２】 ページ（２）

【従来の技術】高粘度材料を圧送吐出して塗布する装置
には種々の形態のものが使用されている。その典型的な
形態として、プランジャーポンプ方式と、圧送タンク方
式がある。

【０００３】プランジャータンク方式は、プランジャー
型のポンプと圧縮空気を駆動源とした往復型のエアモー
ターとが連結され、エアモーター部のシリンダー径とプ
ランジャーポンプのシリンダー径との比によって、供給
する空気圧力に対して数倍〜数十倍の材料の吐出圧力が
得られるポンプで、高粘度材料を細い可撓性の材料ホー
ス内を圧送するのに適しており、広く使用されている。
プランジャーポンプでの高粘度材料の吸込みは、プラン
ジャーポンプのピストンの上下運動を利用して、ピスト
ンロットの延長上に設けられた小形のプレートで高粘度
材料をかき上げて強制的にポンプ内に吸込ませる方法
か、または、材料容器直径前面に容器内をスライドする
覆い蓋（パット）を設け、プランジャーポンプセットの
自重等で高粘度材料に圧力を加えて強制的に高粘度材料
をポンプ内に吸込ませる方法がとられている。このプラ
ンジャーポンプ方式は高い吐出圧力が得られるのと、駆
動源の空気圧力と材料の吐出圧力のバランスによって自
動的にポンプが制御されるので、運転、吐出のｏｎ，ｏ
ｆｆなどの特別な制御機構を必要としない利点がある。
反面、往復動のポンプであるために、プランジャーポン
プの上死点、下死点のバルブの切替時に材料が瞬時的に
吐出せず、吐出に脈動を起こし、材料の吐出が定量的で
なく不安定である難点をもっている。

【０００４】一方、圧送タンク方式は、加圧タンクの中
に高粘度材料を充填し、圧縮空気によって材料を圧送す
る方法で６〜７ｋｇｆ／ｃｍ２の空気圧力をタンクに加
圧して、圧送するもので、脈動のない安定した吐出が得
られるが、反面、プランジャーポンプに比べて吐出圧力
が低く、材料ホース内の移送の圧力抵抗を考えると、高
粘度材料では限界がある。また、空気圧力による圧送の
みでは、材料ホースの ページ（３） 径や流れの障害などによるホース内の抵抗によって、吐
出量が変化し、安定した吐出量が得られない。その点、
プランジャーポンプでは、流れに障害が生じたとき、ポ
ンプによって移送圧力が上昇して多少の流れの障害を補
う利点をもっている。また、タンク圧送、プランジャー
ポンプに共通する問題として、材料ホースの先端に接続
されるフローガンからの吐出時、特にニードルが引かれ
た直後材料ホース内に蓄積した高い圧力の材料が瞬時に
吐出されるために、初期吐出が多くなる問題を持ってい
る。それは、例えば、７ｋｇｆ／ｃｍ２で圧送される高
粘度材料はホース内抵抗によってフローガン先端での圧
力は、通常１ｋｇｆ／ｃｍ２前後に降下した状態で吐出
されているが、フローガンをｏｆｆし、吐出を止めた状
態では、材料ホースの先端までタンク圧力と同じ７ｋｇ
ｆ／ｃｍ２になっており、この状態でフローガンをｏｎ
して吐出すると、７ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で吐出され蓄
積されたホース内の材料が一時に吐出され、大量吐出と
なる。空気駆動のプランジャーポンプにおいても、空気
圧力と材料圧力の圧力バランスによる自動制御のため同
様の問題をもっている。

【０００５】今一つの圧送方式にカートリッジ方式があ
る。カートリッジ方式は、使い捨て形の筒型容器に充填
材料を充填したもので、筒型容器の一方の端部に充填材
を押し出すための蓋状のピストンがあり、他端に充填ノ
ズルを付ける吐出口が設けられているカートリッジで、
この形で一般市販されているもので、その使用方法は、
蓋状のピストンを空気圧で押圧するか、または、ばね等
で断続的に押してノズルより吐出するものである。この
方式は部分塗付または、充填等の現場作業に多く使用さ
れるもので、工場作業、連続作業にはカートリッジの交
換等の繁雑さをもち、また、定量性等は加圧タンク方式
と同様の難点を持っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来方式のプランジャーポンプ方式には、ポンプの往復
動による上死点、下死点のバルブ切替時の吐出停止によ
る脈動吐出があり、タン ページ（４） ク圧送方式では、ホース内抵抗による吐出量の不安定さ
と、空気圧力調整による吐出量調整では、微量調整が困
難な問題を持っている。また、圧送タンクでは同じ高粘
度材料でもその粘度範囲に限界があり、比較的低粘度材
料のもののみの使用に限定される。また、両方式共に吐
出始めに大量吐出される初期吐出の問題をもっている。
そこで本発明は、圧縮空気加圧による加圧タンクとスク
リュウポンプによる材料加圧の増圧手段を併用して脈動
問題と吐出の不安定性を改善し、同時に、吐出量の微量
調整を可能とするために、周波数変換によるインバータ
ー制御のモーターを使用することによってスクリュウポ
ンプの回転数を無段階に調整可能として微量、定量吐出
を可能とすることを目的とするものである。また、フロ
ーガンとスクリュウポンプの連動した運転制御により初
期吐出の問題を解決することを目的とする。

【０００７】また、高粘度材料を供給容易化するため
に、従来と同等に加圧タンク内に高粘度材料を充填する
方法を可能にすると共に、市販の充填材カートリッジを
そのままタンク内に林立させ、従来一本ずつ補給してい
た材料を、数本まとめて補給を可能とし、加圧タンクか
ら高粘度材料の圧送時、高粘度材料内や圧送タンクとス
クリュウポンプの間等に混入している空気を、脱泡する
機構を付加することによって、高粘度材料吐出のとぎれ
や、ポンプ効率の低下を防ぐことを目的としたものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、高粘度材料を
圧縮空気で加圧圧送するための加圧タンクセット（１）
と、圧送された前記高粘度材料を増圧圧送するためのス
クリュウポンプセット（１５）と、スクリュウポンプを
インバーター制御によって駆動する減速機付モーター
（３０）とを有機的に組み合わせて制御ボックスで運転
するようにした高粘度定量吐出装置である。

【０００９】 ページ（５） また、上記装置において、加圧タンクセット（１）か
ら、スクリュウポンプセット（１５）に圧送する際、前
記高粘度材料中に含まれる空気を脱泡するために、スク
リュウポンプの駆動軸側に微小間隙を介して排気するた
めの空気抜穴を設けた高粘度定量吐出装置である。

【００１０】また、高粘度材料を圧縮空気で加圧圧送す
るための加圧タンクセット（１）に、２本以上の高粘度
材料を充填封入したカートリッジを林立可能として、材
料の補給を容易化すると共に、カートリッジの交換頻度
を少なくした。また、加圧タンクセット（１）は、加圧
タンク内に直接高粘度材料を充填することも可能にした
ことを特徴とする高粘度材料定量吐出装置である。

【００１１】

【作用】本発明の作用は、材料圧送のための圧送タンク
に、高粘度接着剤または充填材等を充填するか、また
は、カートリッジを加圧タンク底部にカートリッジ吐出
口をねじ込んで林立し、加圧タンクに空気圧力調節弁を
介して圧縮空気を加圧タンク内に１〜３ｋｇｆ／ｃｍ２
に加圧する。加圧された高粘度材料は加圧タンク直下に
配設されたスクリュウポンプ供給口に圧送される。

【００１２】スクリュウポンプは、一本のポンプ内で、
供給口、増圧ゾーン、計量ゾーンに分かれており、圧送
された高粘度材料は増圧ゾーンでスクリュウピッチの容
積比に応じて増圧される。この増圧される際、高粘度材
料内に混入している空気は圧縮されずに供給口側に蓄積
され、駆動軸側の遮蔽輪とスクリュウポンプシリンダー
の微小間隙から、遮蔽輪の背後に明けられた空気抜穴か
ら排気される。前記微小間隙は、加圧タンクの圧力によ
って高粘度材料が漏れない微小な間隙で空気のみが通過
する間隙となっている。これによって、増圧ゾーンでは
高粘度材料のみが加圧増圧され、計量ゾーンに送られ
る。計量ゾーンは加圧増圧された高粘度材料が安定した
圧力で圧送するために同ピッチのスクリュウとなってい
る。このス ページ（６） クリュウポンプで使用される高粘度材料の粘度は、この
装置の使用範囲を限定するものではないが、３００〜３
０００ポイズで多く使用される。又、１００００ポイズ
程度の高粘度材料での吐出も可能となる。

【００１３】スクリュウポンプの回転は周波数変換によ
る回転数制御のインダクションモーターが使用され、こ
のモーターに減速機を介して運転されるスクリュウポン
プは、回転範囲を限定するものではないが、６〜２４０
ｒｐｍに制御可能となっている。このことによって、低
速回転の微小吐出から、最大吐出まで安定した定量吐出
を可能にしている。そして、スクリュウポンプ先端の吐
出口に接続された可撓性の材料ホースを介して塗布また
は、充填するためのフローガンに圧送される。

【００１４】フローガン部でのｏｎ，ｏｆｆ制御は、空
気圧による自動制御となっており、このフローガンの制
御とスクリュウポンプのｏｎ，ｏｆｆ制御が連動されて
いて、フローガンがｏｆｆで吐出が停止したとき、ポン
プ回転が同時に停止し、フローガンｏｎ時は微小タイム
ラグをもってポンプが先に運転するようになっている。
このことによって、従来例で前述した大量噴出の初期吐
出が防止される。

【００１５】加圧タンクに直接材料が充填される場合は
比較的塗布量が多い場合に用いられ、カートリッジを使
用するのは微小吐出作業の場合に用いることが多い。カ
ートリッジの場合は洗浄等のメンテナンスが容易で、か
つ、数本を同時に装填できるので交換頻度が少なくなり
工場作業等には効果的な装置となるものである。

【００１６】

【実施例】以下、図面に基いて本発明を詳細に説明す
る。各図において同一構成要素については同一符号を付
し、同一機能については原則重複説明は省略する。図１
において、１は高粘度材料を充填し加圧圧送するための
加圧タンクセット、２はタンク蓋、５は加圧圧力を調整
するための空気圧力 ページ（７） 調節弁セットで、タンク蓋２に取付けられている。空気
圧力調節弁５の下端に溶剤蒸気等の逆流防止用の逆止弁
が設けられている。タンク蓋２にはその他、蓋開閉時に
操作する抜気弁６と安全弁８が配設されている。タンク
蓋２はタンクの胴に取付けられたボルト３によって、蝶
ナットによって手でパッキン７を介して締め付けられ、
タンク内が密閉される。加圧タンク１０は、スクリュウ
ポンプケース１６にＯリング１３を介してボルト１２で
固定されている。加圧タンク１０の内面は、高粘度材料
を平均に押圧するためのピストン１１が上下するため
に、平滑に仕上げられている。これは、高粘度材料を空
気加圧で圧送する場合、加圧タンクの中心部のみがポン
プに送られ、タンク壁周辺の材料が残留する問題がある
ため、これを防ぐためにピストン１１が用いられる。ま
た、加圧タンク１０の上部の径が大きくなっているの
は、材料充填時のピストンの取外しのために設けられて
いる。

【００１７】図１および図４において、１５はスクリュ
ウポンプセットでスクリュウポンプケース１６に配設さ
れている。加圧タンクセット１で２ｋｇｆ／ｃｍ２前後
に加圧された高粘度材料は、スクリュウポンプ１８の供
給ゾーンＸ１に圧送通路３６を通して供給される。Ｘ２
は高粘度材料を増圧するための増圧ゾーンで、螺旋状に
形成されたスクリュウピッチが数分の１に縮小され、高
粘度材料がその容積比に比例して増圧されるようになっ
ている。Ｘ３は計量ゾーンでスクリュウピッチが同じ形
で３山形成されており、この計量ゾーンで安定した圧送
が行われる。１７はスクリュウポンプのシリンダーでス
クリュウポンプケース１６に打ち込まれ、固定されてい
る。スクリュウポンプ１８の最終端に吐出口２５が明け
られ、可撓性の材料ホースを接続するための接続ジョイ
ント（図示せず）が配設されている。可撓性ホースには
その先端に空気圧で作動するフローガン（図示せず）が
取付けられている。フランジ２３はスクリュウポンプ１
８の軸を支える軸受け２４を押さえている。軸受け２４
にはシールパッキン１４と軸受けメタルが挿入されてい
る。フランジ２３はボルト３７でスクリュウポンプケー
ス１６に固定されている。 ページ（８）

【００１８】スクリュウポンプ１８には、供給口側に遮
蔽輪２６が設けられていて、シリンダー１７との間隙が
数拾μｍとなっていて高粘度材料が減速機軸側に容易に
侵入しない間隙となっている。しかし、供給口側に蓄積
された空気は、この間隙を通過して遮蔽輪の背後にある
空気抜穴２０から外気に排気される。更に減速機側への
材料侵入はシールパッキン２７で防いでいる。スクリュ
ウポンプの駆動軸１９は、減速機３２の出力軸３４にカ
ラー２１で接続されている。２２はカラー２１にねじ込
まれたスクリュウポンプの駆動軸１９を止めるための止
めビスで、数本で止められている。３５は減速機３２の
出力軸３４にカラー２１を接続したキーを押さえる止め
ビスである。２７はシールパッキン、２８はカラー２１
を押さえる玉軸受である。

【００１９】３０は減速機付モーターセットを示し、３
１はインダクションモーターでインダクションモーター
３１に減速機３２が直結されている。インダクションモ
ーター３１の運転は周波数変換による回転制御となって
いる。この回転制御と、フローガンのｏｎ，ｏｆｆ制御
と、フローガンのｏｎ，ｏｆｆと連動してタイマー制御
を持つスクリュウポンプの作動ｏ，ｏｆｆ制御とが、一
括した制御ボックス（図示せず）によって運転制御され
る。ボルト３３または、ボルト２９をゆるめることによ
ってモーター３１、減速機３２と共にスクリュウポンプ
１８を引き抜くことが可能になっており、メンテナンス
や詰まり等の障害時に利用される。

【００２０】図２および図３は、高粘度材料を充填した
カートリッジを加圧タンクに装填する場合の実施例であ
る。加圧タンク１０の底部にカートリッジ１０１を林立
するための固定台１０４がボルト１２で固定されてい
る。固定台１０４には高粘度材料供給路３６に通ずる供
給路１０５が明けられている。図３でカートリッジ１０
１が３本まで加圧タンク内にセット可能となっている。
この本数はカートリッジの径と、加圧タンクの直径によ
って増減することができる。カートリッジ１０１ ページ（９） は充填された高粘度材料を押圧するためのピストン１０
２と、吐出口１０３があり、吐出口１０３を下向きにし
て固定台１０４にねじ込まれる。空気圧力調整弁５によ
って加圧タンク１０が加圧されると、加圧空気がカート
リッジのピストン１０２の面を加圧して高粘度材料を押
圧する。カートリッジ３本は同時に加圧され材料供給口
３６に吐出される。ピストン１０２が最下端にくるとカ
ートリッジ１０１の下部の肩部でピストン１０２でシー
トされるようになっている。カートリッジ１０１の交換
は抜気弁６で加圧タンク内の空気を抜き、蓋を取外して
交換する。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２２】高粘度材料を加圧タンクで加圧供給しスク
リュウポンプで圧送することにより吐出に脈動のない安
定した吐出が得られる。

【００２３】インバーターモーターによるによる回転制
御で無段階に回転が制御できるので、吐出量の微量調
整、低速回転による微小吐出を可能にした。

【００２４】また、フローガンからの吐出のｏｎ，ｏｆ
ｆと、スクリュウポンプの作動ｏｎ，ｏｆｆを連動させ
たことにより、吐出ｏｎ時の大量初期吐出がなくなり、
吐出ｏｎ，ｏｆｆに関係なく均一な吐出が得られ、高精
度で安定した吐出量が得られるようになった。

【００２５】また、小量吐出の場合に、加圧タンク内に
高粘度材料を充填したカートリッジを直接多数本林立で
きるように構成したことにより、加圧タンクを汚さず、
取扱いも簡便で、従来より交換頻度の少ない高粘度材料
定量吐出装置となった。 ページ（１０）

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例として、加圧タンク充填方式の
高粘度材料定量吐出装置の要部断面図である。

【図２】本発明の他の実施例として、カートリッジ方式
の高粘度材料定量吐出装置の要部断面図である。

【図３】カートリッジが３本セットされることを示す図
２のＢ−Ｂ断面図である。

【図４】スクリュウポンプの機能を説明するための要部
断面図である。

【符号の説明】

１ 加圧タンクセット ２ タンク蓋 ５ 空気圧力調節弁 １０ 加圧タンク １１ ピストン １５ スクリュウポンプセット １８ スクリュウポンプ ２０ 空気抜穴 ２５ 吐出口 ２６ 遮蔽輪 ３０ 減速機付モーターセット ３１ インダクションモーター ３２ 減速機

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高粘度材料を圧縮空気で加圧圧送するた
   めの加圧タンクセット（１）と、圧送された前記高粘度
   材料を増圧圧送するためのスクリュウポンプセット（１
   ５）と、スクリュウポンプをインバーター制御によって
   駆動する減速機付モーター（３０）とからなる高粘度定
   量吐出装置。
2. 【請求項２】 高粘度材料を圧縮空気で加圧圧送するた
   めの加圧タンクセット（１）と、圧送された前記高粘度
   材料を増圧圧送するためのスクリュウポンプセット（１
   ５）と、スクリュウポンプをインバーター制御によって
   駆動する減速機付モーター（３０）とからなる高粘度定
   量吐出装置において、加圧タンクセット（１）から、ス
   クリュウポンプセット（１５）に圧送する際前記高粘度
   材料中に含まれる空気を脱泡するために、スクリュウポ
   ンプの駆動軸側に微小間隙を介して空気抜穴を設けたこ
   とを特徴とする高粘度材料定量吐出装置。
3. 【請求項３】 高粘度材料を圧縮空気で加圧圧送するた
   めの加圧タンクセット（１）が、２本以上の高粘度材料
   を充填封入したカートリッジを林立可能とした請求項１
   記載の高粘度材料定量吐出装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の高粘度材料を圧縮空気で
   加圧圧送するための加圧タンクセット（１）は、加圧タ
   ンク内に直接高粘度材料を充填することも可能にしたこ
   とを特徴とする請求項１記載の高粘度材料定量吐出装
   置。