JP2002316081A - シール剤等の定量塗布・充填システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一次側供給ラインを高圧力に保持した状態に
おいて、二次側のディスペンサーからのワークへの塗布
又は充填時に脈動がなく、一定量ずつを正確にかつ確実
に連続して塗布できる定量塗布・充填システムを提供す
る。 【解決手段】 供給ライン３とディスペンサーとの間の
供給ライン３’に、減圧弁４、開閉弁６および、一軸偏
心ねじポンプを備えたバッファポンプ７をこの順に介設
し、バッファポンプ７の運転および開閉弁６の開閉を、
同バッファポンプ７とディスペンサー９との間の二次側
供給ライン８内の圧力に基づいて制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば自動車組
立工場において、自動車構成部材や各種部品等（以下、
ワークという）に定量のシール剤等を塗布したり定量の
接着剤やグリス等を充填したりする装置に関し、詳しく
は一軸偏心ねじポンプを用いたディスペンサーによりワ
ークに定量塗布あるいは定量充填するシステム（以下、
定量塗布・充填システムという）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車組立工場においては、シール剤や
接着剤などの液をその収容タンクからプランジャポンプ
と呼ばれる高圧ポンプを用いて供給ラインから各所へ供
給している。このため、プランジャポンプの吐出側の一
次側供給ラインでは、１５ＭＰａ（１５０ｋｇ／ｃ
ｍ²）前後の高圧力に保持されている。

【０００３】従来は、上記の高圧力に保持されている供
給ラインに直接にディスペンサーを接続し、ワークへの
塗布を行っている。ディスペンサーへの適性な供給圧力
は１ＭＰａ（１０ｋｇ／ｃｍ²）前後であることから、
後述のような不都合が生じている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の定量塗
布・充填システムでは、次のような不都合があり、早期
に解決する必要があった。すなわち、上記したように塗
布液又は充填液を複数箇所へ供給するためにプランジャ
ポンプにて高圧に供給ライン（一次側）を保持してお
り、この高圧力がディスペンサーに作用していることか
ら、プランジャポンプによる脈動がディスペンサーから
塗布されるシール剤に作用し、塗布液が波を打って定量
ずつ正確に塗布できないおそれがある。また、ディスペ
ンサーに液の供給に必要な圧力以上の高圧力が作用して
いるため、ディスペンサーを停止したりあるいは逆転し
たりしても液だれが生じるおそれがある。

【０００５】この発明は上述の点に鑑みなされたもの
で、一次側の供給ラインを高圧力に保持した状態におい
て、二次側のディスペンサーからのワークへの塗布又は
充填時に脈動がなく、一定量ずつを正確にかつ確実に連
続して塗布又は充填できるとともに、塗布又は充填作業
を確実に停止でき、液だれが生じるおそれのない定量塗
布・充填システム（装置）を提供することを目的として
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明に係る定量塗布・充填システムは、タンク等
に貯留されたシール剤等の液をプランジャポンプ等の高
圧ポンプを用いて吸引し吐出する一次側供給ラインに接
続し、小容量の一軸偏心ねじポンプを備えたディスペン
サーを介してワークに対し定量塗布又は定量充填するシ
ステムにおいて、前記一次側供給ラインと前記ディスペ
ンサーとの間の供給ラインに、減圧弁、開閉弁および、
一軸偏心ねじポンプからなるバッファポンプをこの順に
介設し、該バッファポンプの運転および前記開閉弁の開
閉操作を、同バッファポンプと前記ディスペンサーとの
間の二次側供給ライン内の圧力に基づいて制御すること
を特徴としている。

【０００７】上記の構成を有する本発明に係る定量塗布
・充填システムによれば、（一次側）供給ラインは複数
箇所へ同時に液を供給する必要があることから、同供給
ライン内は高圧力に維持され、このためプランジャポン
プ等の高圧ポンプが用いられている。一方、ワークに対
し直接に液を吐出して定量塗布又は定量充填するディス
ペンサーは、ロボット等に搭載されて用いられることか
ら、小型で軽量な装置が好適であり、小容量の一軸偏心
ねじポンプが使用されるので、このポンプによる塗布液
又は充填液の吐出圧力は一次側の高圧ポンプに比べて非
常に小さくしなければならない。このために、高圧ポン
プから（一次側）供給ラインに吐出される圧力とディス
ペンサーからワークへ吐出される（二次側）供給ライン
の圧力とに大きな差異（ギャップ）が生じるとともに、
高圧ポンプ側からの高圧力がディスペンサーに作用し、
ワークへ対する塗布液又は充填液の吐出圧に影響を及ぼ
すのが常であったが、そのような悪影響が阻止される。

【０００８】すなわち、一次側供給ライン内の高圧力は
減圧弁により低減されると同時に、ディスペンサーとの
間に介在するバッファポンプとしての一軸偏心ねじポン
プによってディスペンサーにより吐出される塗布液又は
充填液の吐出量および吐出圧と同程度まで抑制され、定
量性の向上が図られる。つまり、バッファポンプとして
の一軸偏心ねじポンプは、ディスペンサーが起動し正回
転運転が開始されると、バッファポンプの吐出口とディ
スペンサーの吸込口との間の二次側供給ラインにおける
圧力に基づいて起動し運転が開始されるとともに、開閉
弁もバッファポンプの起動に対応して開放され、運転が
停止すると閉鎖されることから、二次側供給ラインの圧
力が設定圧の範囲内に維持されかつ定量性が向上する。
また、バッファポンプが起動し正回転運転を開始する
と、高圧ポンプの吐出口付近に配置されている減圧弁の
減圧作用により、バッファポンプ上流側の一次側供給ラ
イン内の圧力が低下する。なお、一次側高圧ポンプにプ
ランジャポンプが使用されると特に脈動が発生し易い
が、この脈動は減圧弁およびバッファポンプにより低減
あるいは打ち消され、ディスペンサーから吐出される塗
布液又は充填液は脈動することがなく、ディスペンサー
からの吐出圧が安定して正確に保たれ、塗布液の塗布量
あるいは充填液の充填量が変化せず一定でしかも安定し
ている。

【０００９】そして、ディスペンサーによる１ワークの
塗布作業又は充填作業が終了すると、ディスペンサーの
運転を停止して逆転させたりするが、これに伴って二次
側供給ラインの圧力が上昇し、バッファポンプとしての
一軸偏心ねじポンプが逆転運転を開始するので、ディス
ペンサーの運転が停止してもディスペンサーから塗布液
又は充填液がたれ落ちることがなく、塗布液又は充填液
の吐出が確実に中止される。ディスペンサーから二次側
供給ラインを逆送される塗布液又は充填液はバッファポ
ンプ内に吸い込まれ、バッファポンプから一次側供給ラ
インへ塗布液又は充填液が吐出される。この塗布液又は
充填液はバッファポンプ上流の開閉弁と減圧弁との間の
配管の長さが充分にあれば、アキュムレーター（アキュ
ームタンク）がなくても吸収される。したがって、一次
側供給ラインに接続された他の供給ラインへ影響を及ぼ
すこともなく、ディスペンサーによりワーク上の塗布予
定線に沿って定量吐出して一定幅の塗布を行ったり、各
充填箇所に定量ずつの充填が行ったりでき、あるいは移
動速度を変えずに塗布する幅を安定して太くしたり細く
したりできる。

【００１０】ところで、本発明のシステムでは、一次側
供給ラインは減圧弁との間で減圧されており、バッファ
ポンプに一軸偏心ポンプを用いても充分に逆転が可能で
ある。一方、バッファポンプ上流側の一次側供給ライン
の圧力が高圧力に保たれていると、バッファポンプを逆
転運転してもリークしてしまうので、二次側供給ライン
の圧力がすぐには低下しないために、バッファポンプを
長時間逆転運転する必要があった。

【００１１】請求項２に記載のように、前記バッファポ
ンプから前記ディスペンサーに至る供給ラインに圧力セ
ンサーを配備し、該圧力センサーによる検出圧があらか
じめ設定した圧力を超えると前記バッファポンプが停止
あるいは逆転し、設定圧力以下では前記バッファポンプ
が正転するように制御することができる。

【００１２】請求項２記載の定量塗布・充填システムに
よれば、バッファポンプとディスペンサーとの間の二次
側供給ラインにおける圧力を圧力センサーが検出し、バ
ッファポンプが自動的に正転・停止・逆転することによ
り二次側供給ラインを常に設定圧に維持する。このた
め、ディスペンサーをロボット等に搭載して自動的に塗
布作業や充填作業を行う場合にも、一次側供給ラインの
高圧力が影響せず、正確に一定幅で塗布できたり一定量
ずつ充填できたりし、液たれも生じない。

【００１３】請求項３に記載のように、前記減圧弁と前
記開閉弁との間の供給ラインに、アキュムレータを介設
することができる。

【００１４】請求項３記載の定量塗布・充填システムに
よれば、バッファポンプ上流側の開閉弁と減圧弁との供
給ラインを短くしても、バッファポンプの逆転運転時に
二次側圧力下の塗布液又は充填液をアキュムレータに貯
留して吸収できるとともに、ディスペンサーを正転する
ことにより中断した塗布作業あるいは充填作業を再開す
ると、バッファポンプも正転してアキュムレーターに貯
留された塗布液又は充填液が二次側供給ラインへ供給さ
れる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の定量塗布・充填シ
ステムについての実施の形態を図面に基づいて詳しく説
明する。

【００１６】図１は本発明の実施例に係る定量塗布シス
テムの全体設備を概略的に示す全体概要図で、ポンプを
拡大して一部を断面図で表している。

【００１７】図１に示すように、たとえば自動車生産工
場において、シール剤の収容タンク２からプランジャポ
ンプ１により吸引して高圧下で一次側供給ライン３内に
吐出し、分岐した複数の供給ライン３を通して複数箇所
に供給している。分岐部３ａで分岐された複数の供給ラ
イン３のうち一つの供給ライン３Ｌは、自動車構成部品
（以下、ワークという）Ａにシール剤を塗布するディス
ペンサー９に接続される。

【００１８】供給ライン３Ｌには、分岐部３ａ側から下
流側にかけて順に減圧弁としての可変流量調節弁４、ア
キュムレータとしてのアキュームタンク５、開閉弁から
なるシャットバルブ６が介設されている。可変流量調節
弁４には、本例ではニードル弁が使用される。供給ライ
ン３Ｌの終端にバッファポンプ７の吸込口７ｅが接続さ
れるが、このバッファポンプ７には横置き式一軸偏心ね
じポンプが使用されている。このポンプ７は周知のとお
り、長手方向にねじ状に連続する断面長円形孔を備え弾
性体で形成された雌ねじ型ステータ７ａと、このステー
タのねじ孔内に摺動回転自在に嵌挿され断面円形でねじ
のピッチがねじ孔の１／２からなる金属製の雄ねじ型ロ
ータ７ｂと、フレキシブルでロータ７ｂの一端面の中心
から偏心した位置に接続されたコネクチングロッド７ｃ
と、このコネクチングロッド７ｃに駆動軸が接続された
モータ７ｄからなり、モータ７ｄには正逆回転式のもの
が使用されている。

【００１９】また、ディスペンサー９には、小型で縦向
きの一軸偏心ねじポンプが使用されている。このポンプ
９もバッファポンプ７と同様に、長手方向にねじ状に連
続する断面長円形孔を備え弾性体で形成された雌ねじ型
ステータ９ａと、このステータのねじ孔内に摺動回転自
在に嵌挿され断面円形でねじのピッチがねじ孔の１／２
からなる金属製の雄ねじ型ロータ９ｂと、フレキシブル
でロータ９ｂの一端面の中心から偏心した位置に接続さ
れたコネクチングロッド９ｃと、このコネクチングロッ
ド９ｃに駆動軸が接続された正逆転式サーバーモータ９
ｄからなり、モータ９ｄにはエンコーダ９ｆが接続され
ている。

【００２０】バッファポンプ７の吐出口７ｆとディスペ
ンサー９の吸込口９ｅとを接続する二次側供給ライン８
において、吐出口７ｆ寄りに圧力センサー１０が介設さ
れている。この圧力センサー１０とバッファポンプ７の
モータ７ｄとディスペンサー９のモータ９ｄとエンコー
ダ９ｆとがそれぞれ制御装置１１に接続されており、制
御装置１１によりあらかじめ設定した圧力値の範囲内に
なるように、たとえばその下限値でモータ７ｄが「Ｏ
Ｎ」になり、その上限値でモータ７ｄが「ＯＦＦ」にな
る。また、制御装置１１とシャットバルブ６も接続され
ており、モータ７ｄの起動中はシャットバルブ６が自動
的に開放され、停止するとシャットバルブ６が自動的に
閉鎖される。

【００２１】上記のようにして本例の定量塗布装置のシ
ステムが構成されるが、つづいて本例の定量塗布装置
（システム）の使用態様を説明する。

【００２２】 図１において、プランジャポンプ１に
よりシール剤の収容タンク２から吸引され、一次側供給
ライン３に高圧（本例では、１５ＭＰａ）のシール剤が
吐出されることにより、一次側供給ライン３は高圧（本
例では、１５ＭＰａ）に維持される。ディスペンサー９
への供給ライン３Ｌには、可変流量調節弁４が介設され
ており、その下流側の供給ライン３’ではシール剤の流
量が可変流量調節弁４にて制限されることから、圧力が
低下（本例では、４ＭＰａ）する。

【００２３】 この状態で、ディスペンサー９を起動
してワークＡに対する塗布作業を開始すると、二次側供
給ライン８の圧力を圧力センサー１０が検出し、検出し
た圧力が設定値（本例では、３ＭＰａ）より低い場合に
は、制御装置１１を介してバッファポンプ７が起動され
ると同時に、シャットバルブ６も開放される。なお、シ
ャットバルブ６の開閉操作は、バッファポンプ７の起動
・停止に連動して自動的に行われる。

【００２４】 バッファポンプ７が起動することによ
り、可変流量調節弁４の下流側の供給ライン３’の圧力
が設定値（本例では、４ＭＰａ）より低下しがちにな
り、そうなるとディスペンサー９へのシール剤の供給が
不足することがあるので、シール剤供給不足にならない
ように一次側供給ライン３’内の圧力を可変流量調節弁
４にて設定することが好ましい。

【００２５】 ワークＡに対してディスペンサー９か
らシール剤が定量吐出され、ワークＡ上の塗布予定線に
沿って一定幅の塗布が行われる。また、本例のようにプ
ランジャポンプ１が使用されると特に脈動が発生し易い
が、この脈動は減圧弁４およびバッファポンプ７により
打ち消され、ディスペンサー９から吐出される塗布液は
脈動することがなく、かつディスペンサー９からの吐出
圧が安定して正確に保たれ、塗布液の塗布量が変化せず
一定でしかも安定する。

【００２６】 このようにしてディスペンサー９によ
りワークＡに対する一連の塗布作業が終了すると、ディ
スペンサー９の運転が停止されると同時に、バッファポ
ンプ７が逆転を開始して二次側供給ライン８内のシール
剤を一次側供給ライン３’内およびアキュームタンク５
内へ戻すので、二次側供給ライン８内の圧力が下がる。
バッファポンプ７は比較的吐出圧の小さい一軸偏心ポン
プを使用しても、一次側供給ライン３’は４ＭＰａ程度
に減圧されているため、十分に逆転できる。なお塗布作
業の終了時に塗布液の液だれを確実に防止するため、デ
ィスペンサー９の駆動を停止するだけでなく、ロータ９
ｂを逆転させて液を切るようにもできる。

【００２７】以上に本発明の実施例に係る定量塗布シス
テムについて説明したが、本発明は次のように実施する
こともできる。

【００２８】ａ）定量塗布するシステムに代えて、定量
ずつを充填する充填システムに適用できることは言うま
でもない。

【００２９】ｂ）上記実施例では、一次側供給ライン
３’にアキュームタンク５を接続してバッファポンプ７
の逆転時に二次側供給ライン８内の液（圧力）を主にア
キュームタンク５に戻して蓄積するようにしたが、アキ
ュームタンク５を接続する代わりに供給ライン３’（減
圧弁４とシャットバルブ６との間）を延長して十分に長
くして配管容積を増大してもよい。

【００３０】ｃ）二次側供給ライン８内の圧力があらか
じめ設定した圧力に追随するようにバッファポンプ７の
運転（正逆転）・停止を制御する、いわゆるＰＩＤ制御
をすることもできる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の定量塗布・充填システムには、下記のような優
れた効果がある。

【００３２】（１）請求項１に記載の発明によると、一
次側の供給ラインを高圧力に保持した状態でも、二次側
のディスペンサーからのワークへの塗布又は充填時に脈
動がなく、一定量の液を正確にかつ確実に連続して塗布
又は充填でき、しかも塗布又は充填作業を確実に停止で
き、停止時に液だれが生じない。

【００３３】（２）請求項２に記載の発明では、バッフ
ァポンプから前記ディスペンサーに至る供給ラインに圧
力センサーを配備し、該圧力センサーによる検出圧があ
らかじめ設定した圧力を超えると前記バッファポンプが
停止あるいは逆転し、設定圧以下ではバッファポンプが
正転するように制御することにより、ディスペンサーを
ロボット等に搭載して自動的に塗布作業や充填作業を行
う場合にも、一次側供給ラインの高圧力が影響せず、正
確に一定幅で塗布できたり一定量ずつ充填でき、液たれ
も生じない。

【００３４】（３）請求項３に記載の発明のように、前
記減圧弁と前記開閉弁との間の供給ラインに、アキュム
レータを介設することで、バッファポンプ下流側の開閉
弁と減圧弁との供給ラインを短くしても、バッファポン
プの逆転運転時に二次側圧力下の塗布液又は充填液をア
キュムレータに貯留して吸収できるとともに、ディスペ
ンサーを正転することにより中断した塗布作業あるいは
充填作業を再開すると、バッファポンプも正転してアキ
ュムレーターに貯留した塗布液又は充填液を二次側供給
ラインへ供給できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る定量塗布システムの全体
設備を概略的に示す全体概要図で、ポンプを拡大して一
部を断面図で表している。

【符号の説明】

１ プランジャポンプ ２ 収容タンク ３・３’一次側供給ライン ３ａ 分岐部 ３Ｌ 供給ライン ４ 可変流量調節弁（減圧弁） ５ アキュームタンク（アキュムレータ） ６ シャットバルブ（開閉弁） ７ バッファポンプ（一軸偏心ねじポンプ） ８ 二次側供給ライン ９ ディスペンサー（一軸偏心ねじポンプ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 治彦 滋賀県伊香郡高月町東物部 兵神装備株式 会社滋賀工場内 Ｆターム(参考） 3H071 AA01 BB01 BB11 CC17 CC25 DD11 DD89 4D075 AC06 CA13 CA47 DA06 DA23 DB02 DB03 DC12 DC13 EA05 EA35 EA39 4F041 AA02 AA07 AB01 BA05 BA10 BA34 CA02 CA16 4F042 AA02 AA09 AB01 BA07 BA12 CA01 CB02 CB10 CB18

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タンク等に貯留されたシール剤等の液を
   プランジャポンプ等の高圧ポンプを用いて吸引し吐出す
   る一次側供給ラインに接続し、小容量の一軸偏心ねじポ
   ンプを備えたディスペンサーを介してワークに対し定量
   塗布又は定量充填するシステムにおいて、 前記一次側供給ラインと前記ディスペンサーとの間の供
   給ラインに、減圧弁、開閉弁および、一軸偏心ねじポン
   プからなるバッファポンプをこの順に介設し、 該バッファポンプの運転および前記開閉弁の開閉操作
   を、同バッファポンプと前記ディスペンサーとの間の二
   次側供給ライン内の圧力に基づいて制御することを特徴
   とするシール剤等の定量塗布・充填システム。
2. 【請求項２】 前記バッファポンプから前記ディスペン
   サーに至る供給ラインに圧力センサーを配備し、該圧力
   センサーによる検出圧があらかじめ設定した圧力を超え
   ると前記バッファポンプが停止あるいは逆転し、設定圧
   力以下では前記バッファポンプが正転するように制御す
   ることを特徴とする請求項１に記載のシール剤等の定量
   塗布・充填システム。
3. 【請求項３】 前記減圧弁と前記開閉弁との間の供給ラ
   インに、アキュムレータを介設したことを特徴とする請
   求項１又は２に記載のシール剤等の定量塗布・充填シス
   テム。