JPH0915009A - 粘性液体の微量吐出検知装置およびこの検知装置を用いた粘性液体の吐出量管理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シール剤のような粘性がある液体について、
極僅かな吐出量を検知することができる粘性液体の微量
吐出検知装置を提供する 【構成】 粘性液体の通過する流路１１の一部を解放
し、該解放部分１２を封止するように設けられた歪み板
２，３と、該歪み板の歪みを電圧に変換する歪みゲージ
６と、を有することを特徴とする粘性液体の微量吐出検
知装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粘性液体の微量吐出検
知装置およびこの検知装置を用いた粘性液体の吐出量管
理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液状シール剤は、ワークの穴埋めやプラ
グ部材の埋め込み、また、接着などの工程に用いられ
る。

【０００３】この液状シール剤を用いた加工工程の一例
を図９に示す。この工程は、自動車用エンジンのケーシ
ング５０の孔５１にウェルチプラグ５２を７個埋め込む
工程で、孔５１の内面にシール剤を塗布してウェルチプ
ラグ５２を圧入して埋め込むものである。

【０００４】この様な孔部分へのシール剤の塗布に用い
るシール剤塗布装置の例を図８に示す。この装置は孔部
分へのシール剤を効率よく塗布するための装置である。
この装置は、シール剤がシール剤タンク２１に収納され
ており、このタンク２１内がエア源２０からのエアによ
り加圧されて、チューブ２７を通りシールバルブ２２ま
でシール剤が供給されている。そして、シールバルブ２
２の開閉がエアバルブ２３によって行われて、シールバ
ルブ２２が開くことによりチューブ２８を介してシール
剤がノズル２４から吐出する。このとき、孔５１内に挿
入されている回転体３１がエア回転ツール３２によって
回転し、ノズル２４から吐出したシール剤が回転体３１
の回転によって、孔５１の内壁に塗布される。

【０００５】シール剤の塗布量の制御は、エアバルブ２
３に設けられているタイマー２９の経時により行われて
おり、シールバルブ２２が開くと同時にタイマー２９が
経時を開始して一定時間の経過後に自動的にシールバル
ブ２２を閉める。また、エア回転ツール３２も同様に、
エア回転ツール３２を駆動するためのエアバルブ２５に
設けられているタイマー３０の時間によって自動的に停
止する。シール剤タンク２１には、内部に収納されてい
るシール剤の量を知るためのレベル検知器２６が備えら
れていて、シール剤の量が一定量以下になると適宜シー
ル剤を供給する。

【０００６】この様なシール剤塗布装置においては、シ
ール剤そのものの粘性が高く、また、溶剤の揮発によっ
て硬化する性質から、シールバルブ２２内やノズル２４
先端にシール剤が固まってシール詰まりが生ずることが
ある。

【０００７】この様なシール詰まりが生じると、シール
剤がうまく吐出せず、均一なシール剤の塗布ができない
ばかりか、悪くすると、シールバルブの開閉に不具合が
生じて、シール剤がまったく出なくなったり（バルブが
開かなくなる）、シール剤の吐出が止まらなくなる（バ
ルブが閉まらなくなる）などの不良が発生する。

【０００８】シール剤が出なくなる場合には、シール剤
の未塗布となり加工品の大きな品質低下を招くといった
問題が起き、逆にシール剤が出っぱなしであると、シー
ル剤費用がかさむなどの問題となる。

【０００９】この様な問題の解決には、シール剤がシー
ルバルブの開閉動作によって確実に出るか、止るかを正
確に検知することが必要となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ノズル
先端から吐出するシール剤の量は極僅かであり、その量
は約０．０３ｍｌ程度、もしくはそれ以下である。

【００１１】このため、従来は、シール剤のような粘性
液体の微量の吐出を検知する装置がなく、目視により確
認しているのが現状であり、これを自動的に検知するこ
とが望まれている。

【００１２】そこで、本発明の目的は、シール剤のよう
な粘性があり、かつ硬化性のある液体について、極僅か
な吐出量を検知することができる粘性液体の微量吐出検
知装置を提供し、さらにこの微量吐出検知装置を用いて
粘性液体の吐出量を管理する粘性液体の吐出量管理装置
を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、粘性液体の通過する流路の一部を解放し、
該解放部分を封止するように設けられた歪み板と、該歪
み板の歪みを電圧に変換する歪みゲージと、を有するこ
とを特徴とする粘性液体の微量吐出検知装置である。

【００１４】本発明の粘性液体の微量吐出検知装置は、
前記歪みゲージから出力される電圧値を、任意に規定し
た下限しきい値および上限しきい値の二つのしきい値に
よって、上限しきい値以上、下限しきい値から上限しき
い値まで、および下限しきい値以下の３段階に分離する
信号分離手段と、該信号分離手段からの信号により吐出
の異常の有無を判断する判断手段と、を有することを特
徴とする。

【００１５】また、上記目的を達成するための本発明
は、粘性液体の通過する流路の一部を解放し、該解放部
分を封止するように設けられた歪み板と、該歪み板の歪
みを電圧に変換する歪みゲージと、該歪みゲージから出
力される電圧値が任意に規定した一定値以上となった時
点から任意の一定時間経時するタイマーと、前記流路の
途中に設けられた前記粘性液体の流れを開閉するバルブ
と、を有し、前記タイマーの経時終了により前記バルブ
を閉めることを特徴とする粘性液体の吐出量管理装置で
ある。

【００１６】

【作用】上述のように構成された本発明は、請求項ごと
に以下のように作用する。まず、請求項１記載の本発明
は、粘性液体が流路中を流れることにより、流路内部の
圧力や流路抵抗によって、液体が解放部分に設けられて
いる歪み板を押し広げようとするため、歪み板に歪みが
生じる。この歪みを歪みゲージにより電圧に変換するこ
とで、微量の液体の吐出を検知する。

【００１７】請求項２記載の本発明は、前記歪みゲージ
から得られる電圧を信号分離手段によって、上限および
下限の２つのしきい値によって３段階に分離し、判断手
段により、信号分離手段からの信号が上限以上の段階を
示す信号であれば、何等かの原因で粘性液体の吐出に抵
抗がかかって、流路内の圧力が高くなっていると判断
し、下限から上限の間の段階を示す信号であれば、適正
な圧力で粘性液体が吐出していると判断し、下限以下の
段階を示す信号であれば粘性液体が吐出していないと判
断するものである。

【００１８】請求項３記載の本発明は、粘性液体が流路
中を流れることにより、流路内部の圧力や流路抵抗によ
って、液体が解放部分に設けられている歪み板を押し広
げようとするため、歪み板に歪みが生じる。この歪みを
歪みゲージにより電圧に変換して、この電圧値が一定値
以上になった時点、すなわち、液体の吐出が実際に起き
た時点からタイマーによって時間経時を行い、一定時間
経過後バルブを閉めることで、正確に粘性液体の吐出量
を制御するものである。

【００１９】

【実施例】以下、添付した図面を参照して、本発明の一
実施例を説明する。なお、同一機能の部材については同
一の付号を付した。

【００２０】図１は、本発明を適用した粘性液体の微量
吐出検知装置の外観を示す斜視図であり、図２はこの装
置の一部断面斜視図であり、図３はこの装置の分解図で
ある。

【００２１】この吐出検知装置は、本体ブロック１内
に、粘性液体が通る流路１１が形成されており、その流
路１１の一部が解放１２されていて、この解放部分１２
を封止するようにして、０．１ｍｍ厚のばね鋼よりなる
歪み板３が設けられている。この歪み板３と本体ブロッ
ク１との間には、液の流出防止、および本実施例の使用
目的である後述するシール剤と歪み板３（鋼製）との反
応固着を防止するために、厚さ０．１ｍｍのテフロン製
のパッキング２が挿入されている。

【００２２】この歪み板３は、パッキング２と共に、内
部がくりぬかれた押さえ板４により上部からボルトによ
って本体ブロック１に取り付けられていて、さらに押さ
え板４上部をカバー５によって覆っている。

【００２３】そして、歪み板３に、この歪み板３の変形
圧を電圧に変換するための圧電変換素子よりなる歪みゲ
ージ６が取り付けられていて、この歪みゲージ６の信号
は信号線７を通りコネクター８に供給され、外部の信号
線９に接続されている。

【００２４】なお、図１および図２においては、内部の
歪み板３が見えるように、カバー５をとった状態であ
る。

【００２５】この検知装置の粘性液体の流れは図示した
矢印のようにＩＮ側から入りＯＵＴ側に抜ける。そし
て、粘性液体が吐出して、この流路１１内を流れると、
液体の粘度による流路抵抗および出口先端との流路径差
の相互作用によって発生した内部圧力により、歪み板３
を押し広げようとする力が働き、歪み板３に歪みが発生
する。この歪み板３に発生した歪みが歪みゲージ６によ
って電圧に変換されて、吐出の有無が検知される。

【００２６】なお、この検知装置により検知できる粘性
液体の粘度は例えば、１５００〜３０００ポアズ程度の
ものであり、１５００ポアズより粘度が低い場合には、
本装置によってその様な粘度以下の液体の吐出検知がで
きないものではないが、このような粘度以下の場合には
単なるＵ字菅などにより容易に検知できるので、本装置
を用いるのに及ばないものである。一方、３０００ポア
ズを越える場合には、粘度が高すぎるため流動性が少な
く検知できない。

【００２７】また、本装置で検知できる吐出量の範囲
は、用いる歪み板の厚さやばね剛性、また液体が当たる
部分の面積などにより異なり、特に限定されるものでは
ないが、本実施例のように０．１ｍｍ厚のばね鋼を用い
た場合には、０．０３ｍｌ前後、好ましくは、０．０１
〜０．１ｍｌ程度の測定に用いるのが好適である。これ
は、本実施例における歪み板の厚さの場合、余り流量が
高くなると歪み板にかかる圧が大きくなり過ぎて正確な
測定ができなくなる恐れがあるためである。逆に、測定
範囲の上限を上げるために、歪み板の強度を上げると極
微量の吐出を検知できなくなるためである。また、本実
施例においては、シール剤と歪み板との反応固着を防止
する目的で、歪み板全面を覆うようにテフロン製のパッ
キングを用いているが、歪み板と粘性液体との反応や固
着などの問題がなければ、このテフロン製パッキングに
よって歪み板の全面を覆う必要はなく、直接液体が歪み
板に当たるようにしてもよい。その場合にはさらに微量
の吐出を検知することが可能となる。

【００２８】次に、この吐出検知装置をシール剤塗布装
置に設置して、シール剤の吐出の有無を検知し、さらに
その吐出量を管理した実施例について説明する。

【００２９】図４は、上記実施例による吐出検知装置を
用いたシール剤塗布装置の図面であり、前述したシール
剤塗布装置（図８に示したもの）のシールバルブ２２か
らノズル２４に至るチューブ２８の途中に、前記吐出検
知装置を設けたもので、その他の構成については、既に
説明したものと同一であるのでその説明は省略する。

【００３０】図５は、このシール剤塗布装置の制御に係
る構成を示すブロック図である。このシール剤塗布装置
は、吐出検知装置１０からの電気信号がアンプ４０によ
り増幅されて、２つのしきい値によって３段階に分離さ
れる信号分離手段であるコンパレータ４１に入り、コン
パレータ４１からの出力に基づき判断手段であるシーケ
ンサ４２が、各段階の信号を判断して、タイマー２９お
よび３０の経時開始、シールバルブ２２の開閉を制御し
てシール剤の塗布が行われる。ここで用いたコンパレー
タ４１は、アンプ４０からの電圧値を３段階に分離する
ために、下限しきい値を基準にしてそれ以下のときにＯ
ＦＦ、それ以上のときにＯＮとなるＬｏｗ出力と、上限
しきい値を基準にしてそれ以下のときにＯＦＦ、それ以
上のときにＯＮとなるＨｉ出力を有している。なお、上
下のしきい値は任意に規定したものであり、例えば、下
限しきい値については、確実に吐出が止まっている状態
での電圧、上限しきい値は不良が発生するような高圧力
となる電圧とする。

【００３１】ここで、シール剤の吐出による歪みゲージ
６からの信号（アンプ４０によって増幅後の信号）、コ
ンパレータ４１からの出力信号、およびタイマー２９お
よび３０の動作、およびシールバルブ２２の開閉のタイ
ミングについて説明する。

【００３２】図６は、歪みゲージ６からの電圧（アンプ
４０によって増幅後の電圧、以下同様）と、タイマー２
９，３０の動作、コンパレータ４１の出力およびシール
バルブ２２の開閉を示すタイミングチャートである。な
お、タイマー２９と３０は同期して動作するので図示す
る場合には１つのチャートを示したシールバルブ２２が
開くと、シール剤が収納されたタンク２６からシール剤
がノズル２４先端から吐出するが、シール剤には粘性が
あるため、すぐには吐出せず、若干のタイムラグがあ
る。このため、歪みゲージ６からの電圧は、図示するよ
うに、シールバルブ２２が開いてから徐々に立ち上がっ
ている。そして、下限のしきい値を越えた時点で、コン
パレータ４１の出力ＬｏｗがＯＮとなる。このときコン
パレータ４１の出力ＨｉはＯＦＦである。そして、この
Ｌｏｗ出力がＯＮとなると同時に、タイマー２９および
３０が経時を開始する。任意に指定した時間タイマー２
９および３０による経時が終了すると、シールバルブ２
２を閉じる。これにより、ノズル２４先端からの吐出が
徐々になくなっていることが歪みゲージの電圧から分か
る。

【００３３】なお、シールバルブ２２の開閉、タイマー
２９および３０の動作は、コンパレータ４１からのＬｏ
ｗおよびＨｉ出力に基づきシーケンサ４２によって行わ
れる。

【００３４】以下、図７に示すフローチャートを参照し
て、このシール剤塗布の制御について説明する。

【００３５】まず、吐出検知装置１０が作動すると、ノ
ズル２４先端からシール剤の吐出が確実に止まっている
かどうかが、コンパレータ４１からのＬｏｗ出力によっ
て判断される（Ｓ１）。なお、このステップＳ１におい
ては、目視によりシール剤の吐出がないことが確認され
れば、逆に、微量吐出検知装置１０が正しく動作してい
るかどうかの診断に用いてもよい。このとき、Ｌｏｗ出
力がＯＦＦでなければ異常があるので、アラームを鳴ら
す（Ｓ１２）。この状態でアラームがなる場合には、バ
ルブが完全に閉まらずにシーズ剤が漏れ出ているか、ま
たは、目視によりノズル先端からシーズ剤が吐出してい
ないにもかかわらず鳴る場合には、吐出検知装置１０の
不具合が考えられる。

【００３６】次に、前記ステップＳ１によって正常に動
作することが確認されると、シーケンサ４１がシールバ
ルブ２２を開くように、エアバルブ２３を開き、同時に
エア回転ツール３０を駆動するためにエアバルブ２５を
開く（Ｓ２）。

【００３７】そして、Ｌｏｗ出力がＯＮとなれば（Ｓ
３）、タイマー２９，３０をスタートさせる（Ｓ５）。
ステップＳ３において、Ｌｏｗ出力がＯＮとならない場
合には、２秒間このＬｏｗ出力を監視して、それでもＯ
Ｎとならないときには、アラームを鳴らす（Ｓ１３）。
この状態でアラームがなる場合には、シールバルブ２２
が開かない、液剤の送圧異常（圧力不足）、シールバル
ブ２２やチューブ２７，２８内の詰まりなどの原因が考
えられる。なお、ステップＳ４における２秒間は、シー
ルバルブ２２が開かれてから実際にシール剤が吐出する
までのタイムラグを待つための時間であり、これは粘性
液体（シール剤）の粘度などにより、適宜変更する。

【００３８】次に、ステップＳ６、Ｓ７およびＳ８にお
いて、タイマー２９，３０経時が終了する（タイムアッ
プ）まで、コンパレータ４１のＨｉ出力およびＬｏｗ出
力を監視して、Ｈｉ出力がＯＮまたはＬｏｗ出力がＯＮ
でなくなったときにはアラーム（Ｓ１４またはＳ１５）
を鳴らす。Ｈｉ出力がＯＮとなってアラームがなった場
合（Ｓ１４）には、シールバルブ２２やチューブ内圧が
異常に高くなっていることが考えられる。ただし、この
場合、液の吐出は行われている。また、Ｌｏｗ出力がＯ
Ｎでなくなった場合には、吐出が行われなくなったこと
を示しており、シールバルブ２２やチューブ２７，２８
が閉塞していることが考えられる。

【００３９】そして、タイマー２９，３０の経時が終了
すると（Ｓ８）、シールバルブ２２を閉じるためにエア
バルブ２３が閉じられてる（Ｓ９）。

【００４０】次に２秒間待ち（Ｓ１０）、コンパレータ
のＬｏｗ出力がＯＦＦになるかどかを判断し（Ｓ１
１）、ＯＦＦにならなければアラームを鳴らす（Ｓ１
６）。この状態でのアラームは、シールバルブ２２が閉
じない異常が考えられる。なお、ステップＳ１０におけ
る２秒間は、シールバルブ２２が閉じられてから実際に
シール剤の吐出が止まるまでタイムラグを待つための時
間であり、これは粘性液体（シール剤）の粘度などによ
り、適宜変更する。

【００４１】以上のように、吐出検知装置の出力をシー
ケンサによるシール剤塗布制御に用いることで、シール
剤が実際に吐出した時点からタイマー経時を開始するこ
とができるようになり、シール剤の無駄を省くことがで
きる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば各
請求項ごと以下のような効果を奏する。

【００４３】まず、請求項１記載の本発明によれば、粘
性液体の流路の一部に解放部分を設けて、この解放部分
に、歪み板と、この歪み板の歪みを電圧に変換する歪み
ゲージを設けたことにより、例えば０．１ｍｌ程度以下
の微量の吐出の有無を検知することができる。

【００４４】また、請求項２記載の本発明によれば、前
記歪みゲージからの電圧値を３段階に分割することで、
どの段階の電圧が出力されているかを簡易的に知ること
ができ、粘性液体の各種吐出異常を監視することが可能
となる。

【００４５】さらに、請求項３記載の本発明によれば、
粘性液体の流路の一部に解放部分を設けて、この解放部
分に、歪み板と、この歪み板の歪みを電圧に変換する歪
みゲージを設け、この歪みゲージからの電圧がある一定
値以上となった時点で、タイマー動作を行わせ、このタ
イマーによってバルブの開閉を行うこととしたので、粘
性液体が実際に吐出した時点から経時することが可能と
なり、粘性液体の吐出量を正確に管理できるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例による微量吐出検知装置の
外観を示す斜視図である。

【図２】 上記実施例による微量吐出検知装置の構成を
示す断面斜視図である。

【図３】 上記実施例による微量吐出検知装置の構成を
示す分解斜視図である。

【図４】 上記実施例による微量吐出検知装置を用いた
シール剤塗布装置の構成を示す図面である。

【図５】 上記実施例によるシール剤塗布装置の制御系
を示すブロック図である。

【図６】 上記実施例によるシール剤塗布装置における
制御タイミングを説明するための図面である。

【図７】 上記実施例によるシール剤塗布装置の制御の
流れを示すフローチャートである。

【図８】 従来のシール剤塗布装置の構成を示す図面で
ある。

【図９】 シール剤塗布工程の一例を示す図面である。

【符号の説明】

１…本体ブロック、２…パッキング、３…歪み板、４…
押さえ板、５…カバー、６…歪みゲージ、７…信号線、
８…コネクター、９…外部信号線、１０…微量吐出検知
装置、１１…流路、１２…解放部分、２０…エア源、２
１シール剤タンク、２２…シールバルブ、２３、２５…
エアバルブ、２４…ノズル、２９、３０タイマー、４０
…アンプ、４１…コンパレータ、４２…シーケンサ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粘性液体の通過する流路の一部を解放
   し、該解放部分を封止するように設けられた歪み板と、 該歪み板の歪みを電圧に変換する歪みゲージと、を有す
   ることを特徴とする粘性液体の微量吐出検知装置。
2. 【請求項２】 前記歪みゲージから出力される電圧値
   を、任意に規定した下限しきい値および上限しきい値の
   二つのしきい値によって、上限しきい値以上、下限しき
   い値から上限しきい値まで、および下限しきい値以下の
   ３段階に分離する信号分離手段と、 該信号分離手段からの信号により吐出の異常の有無を判
   断する判断手段と、を有することを特徴とする請求項１
   記載の粘性液体の微量吐出検知装置。
3. 【請求項３】 粘性液体の通過する流路の一部を解放
   し、該解放部分を封止するように設けられた歪み板と、 該歪み板の歪みを電圧に変換する歪みゲージと、 該歪みゲージから出力される電圧値が任意に規定した一
   定値以上となった時点から任意の一定時間経時するタイ
   マーと、 前記流路の途中に設けられた前記粘性液体の流れを開閉
   するバルブと、を有し、 前記タイマーの経時終了により前記バルブを閉めること
   を特徴とする粘性液体の吐出量管理装置。