(57)【要約】      （修正有）【課題】塗布装置のバルブシートをしっかりと固定し、かつ、バルブシートと装置本体及びノズルとの間のシール性を確保しながら、バルブシートのメンテナンス作業に要する時間を短縮するとともに、コストを低減する。【解決手段】塗布装置は、液状物の流路Ｒが形成された装置本体２と、吐出孔３０を有するノズル３とを備えている。バルブシート４は、装置本体２とノズル３とに挟持されている。バルブシート４には、連通孔４ａが形成されている。装置本体２には、バルブシート４の連通孔４ａを開閉するニードル６が設けられている。装置本体２とバルブシート４との間には、上流側Ｏリング２５が設けられている。ノズル３とバルブシート４との間には、下流側Ｏリング３３が設けられている。ノズル３は、袋ナット５によって装置本体２に締結されている。バルブシート４は、連通孔４ａの軸線方向中心部を対称の中心とした対称形状とされている。【選択図】図２
2008290029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状物を塗布する際に用いられる塗布装置であって、
上記液状物が流通する流路が形成された装置本体と、
上記装置本体における流路の下流端開口に接続される吐出孔を有するノズルと、
上記装置本体における流路の下流端開口の周囲と上記ノズルにおける吐出孔の上流端開口の周囲とに挟持され、上記流路及び上記吐出孔に連通する連通孔が貫通形成された弁座と、
上記装置本体に設けられ、上記弁座の連通孔を開閉する弁体と、
上記装置本体における流路の下流端開口の周囲と上記弁座の連通孔の周囲との間に設けられた上流側シール部材と、
上記ノズルにおける吐出孔の上流端開口の周囲と上記弁座の連通孔の周囲との間に設けられた下流側シール部材と、
上記ノズルを上記装置本体に締結する締結部材とを備え、
上記弁座は、上記連通孔の軸線方向中心部を対称の中心とした対称形状とされていることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
請求項１に記載の塗布装置において、
装置本体における流路の下流端開口の周囲には、弁座の少なくとも一部が嵌る凹部が形成されていることを特徴とする塗布装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の塗布装置において、
装置本体における流路の下流端開口の周囲には、上流側シール部材が嵌る上流側溝部が形成され、
ノズルにおける吐出孔の上流端開口の周囲には、下流側シール部材が嵌る下流側溝部が形成されていることを特徴とする塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シーリング剤や、充填剤、接着剤等の液状物を塗布する際に用いられる塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の塗布装置として、例えば特許文献１に開示されているように、液状物が流通する流路を有する装置本体に、流路に接続される吐出孔を有するノズルが取り付けられるように構成されたものが知られている。特許文献１のものでは、ノズルの吐出孔の内部に、弁座が収容されている。弁座には、装置本体の流路及びノズルの吐出孔に連通する連通孔が形成されている。装置本体には、弁座の連通孔を開閉する弁体が内蔵されており、この弁体を動かして弁座の連通孔を開くことで、液状物が弁座の連通孔を通ってノズルの吐出孔から吐出されるようになっている。
【特許文献１】特開２００５−２３０８１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１の塗布装置では、弁座をノズルの吐出孔の内部に収容するようにしている。このようにした場合には、弁座が弁体と一緒に動かないようにする必要があるとともに、弁座とノズルの吐出孔内面との間のシール性を確保する必要があるため、弁座をノズルの吐出孔に圧入しなければならなくなる。しかしながら、弁座は摩耗や損傷することがあるので、弁座をノズルに圧入してしまうと弁座のみを交換するのが難しく、メンテナンス作業に長い時間を要し、ひいては、塗布作業の中断時間が長くなり、生産性の悪化を招く。
【０００４】
このことに対し、弁座が圧入されたノズルを弁座ごと交換することや、弁座を摩耗しにくい材質にして弁体を交換することが考えられる。ところが、前者の場合には、ノズルも一緒に交換しなければならない分、メンテナンスコストの増大を招き、また、後者の場合には、装置本体の分解が必要になってメンテナンス作業に長い時間を要する。
【０００５】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、弁座を動かないようにしっかりと固定し、かつ、弁座と装置本体及びノズルとの間のシール性を確保しながら、弁座が摩耗または損傷した際のメンテナンス作業に要する時間を短縮するとともに、コストを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、締結部材で締結される装置本体とノズルとで弁座を挟持するようにし、この弁座と装置本体との間、及び弁座とノズルとの間にそれぞれシール部材を設け、さらに、弁座を、連通孔の軸線方向中心部を対称の中心とした対称形状にした。
【０００７】
具体的には、第１の発明では、液状物を塗布する際に用いられる塗布装置であって、上記液状物が流通する流路が形成された装置本体と、上記装置本体における流路の下流端開口に接続される吐出孔を有するノズルと、上記装置本体における流路の下流端開口の周囲と上記ノズルにおける吐出孔の上流端開口の周囲とに挟持され、上記流路及び上記吐出孔に連通する連通孔が貫通形成された弁座と、上記装置本体に設けられ、上記弁座の連通孔を開閉する弁体と、上記装置本体における流路の下流端開口の周囲と上記弁座の連通孔の周囲との間に設けられた上流側シール部材と、上記ノズルにおける吐出孔の上流端開口の周囲と上記弁座の連通孔の周囲との間に設けられた下流側シール部材と、上記ノズルを上記装置本体に締結する締結部材とを備え、上記弁座は、上記連通孔の軸線方向中心部を対称の中心とした対称形状とされている構成とする。
【０００８】
この構成によれば、締結部材によってノズルを装置本体に締結すると、弁座が装置本体とノズルとに挟持される。このとき、上流側シール部材により、弁座と装置本体との間がシールされ、下流側シール部材により、弁座とノズルとの間がシールされる。
【０００９】
そして、弁座が摩耗または損傷した際には、締結部材を緩めることで、ノズルを装置本体から外すときに、弁座を容易に外すことが可能になる。この弁座は、軸線方向中心部が対称の中心とされた対称形状であるため、軸線方向について反転させて配置しても使用可能である。このため、弁座における弁体の当たる側のみが摩耗または損傷している場合には、弁座を新品に交換することなく、反転させてから、装置本体とノズルとの間に配置して締結部材を締め付けるだけで済む。また、弁座の両側が摩耗または損傷している場合には、新品の弁座を装置本体とノズルとの間に配置して締結部材を締め付けるだけ済む。この交換される弁座は、連通孔の軸線方向中心部が対称の中心とされた対称形状であるため、製作で容易で安価なものとすることが可能である。
【００１０】
第２の発明では、第１の発明において、装置本体における流路の下流端開口の周囲には、弁座の少なくとも一部が嵌る凹部が形成されている構成とする。
【００１１】
この構成によれば、弁座を装置本体に取り付ける際、装置本体の凹部に嵌めることで容易に位置決めすることが可能になる。
【００１２】
第３の発明では、第１または２の発明において、装置本体における流路の下流端開口の周囲には、上流側シール部材が嵌る上流側溝部が形成され、ノズルにおける吐出孔の上流端開口の周囲には、下流側シール部材が嵌る下流側溝部が形成されている構成とする。
【００１３】
この構成によれば、上流側シール部材を装置本体の上流側溝部に嵌め、また、下流側シール部材をノズルの下流側溝部に嵌めることで、これらシール部材を容易に位置決めすることが可能になる。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、装置本体とノズルとで弁座を挟持するようにしたので、弁座を動かないようにしっかりと固定でき、しかも、この弁座と装置本体との間に上流側シール部材を設け、弁座とノズルとの間に下流側シール部材を設けたので、弁座と装置本体及びノズルとの間のシール性を十分に確保できる。そして、弁座が摩耗または損傷した際には、締結部材の操作により、弁座の取り外し作業及び取り付け作業を容易に行うことができ、メンテナンス作業に要する時間を短くできる。また、この弁座は、連通孔の軸線方向中心部が対称の中心とされた対称形状であるため、安価にできるとともに、反転して再使用することもできる。よって、メンテナンス作業に要するコストを低減することができる。
【００１５】
第２の発明によれば、装置本体に、弁座の少なくとも一部が嵌る凹部を形成したので、弁座を装置本体に容易に位置決めすることができ、メンテナンスの作業性を良好にできる。
【００１６】
第３の発明によれば、装置本体に形成した上流側溝部に上流側シール部材を嵌めて位置決めできるとともに、ノズルに形成した下流側溝部に下流側シール部材を嵌めて位置決めすることができる。これにより、弁座とノズル及び装置本体との間のシール性をより一層高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る塗布装置としてのシーラーガン１を示すものである。このシーラーガン１は、自動車のドア等を構成する鋼板（図示せず）に充填剤を塗布する際に使用されるものであり、産業用ロボットのロボットアーム（図示せず）の先端部に取り付けられて、所定のプログラムによって自動で操作される自動タイプのシーラーガンである。
【００１９】
上記シーラーガン１は、ロボットアームに取り付けられる装置本体２と、充填剤を吐出するノズル３と、装置本体２とノズル３との間に設けられた弁座としてのバルブシート４（図２に示す）と、ノズル３を装置本体２に締結する締結部材としての袋ナット５とを備えている。装置本体２は、弁体としてのニードル６（図２に示す）を内蔵したガンベース１０と、ニードル６を動かすためのアクチュエータ１１とを備えている。ガンベース１０は、ニードル６の軸線方向（図１、２の上下方向）に延びる柱状をなしている。ガンベース１０の軸線方向一側（図１、２の下側）には、小径部１０ａが形成され、他端側（図１、２の上側）には、大径部１０ｂが形成されている。図２に示すように、ガンベース１０の中心部には、軸線方向に貫通する貫通孔１５が形成され、この貫通孔１５内に上記ニードル６が配置されている。尚、この実施形態の説明では、説明の便宜を図るために、図１、２の上側をシーラーガン１の上側といい、図１、２の下側をシーラーガン１の下側というものとするが、このシーラーガン１は、使用時には、上側が下に向く場合もある。
【００２０】
上記貫通孔１５の内周面の上下方向中間部には、貫通孔１５の内方へ向けて突出して周方向に延びる突状部１６が形成されている。貫通孔１５の突状部１６よりも上側の内径は、下側に比べて大きく設定されている。貫通孔１５の突状部１６よりも上側には、ニードル６が貫通する形状の２つのパッキン１７、１７が上下方向に重なるようにして配置されている。これらパッキン１７、１７は、断面形状がＵ字状のいわゆるＵパッキンである。下側に位置するパッキン１７の下端面は、突状部１６に当たり、下側へ移動しないようになっている。また、ガンベース１０の上部には、上側に位置するパッキン１７をその上方から押さえるパッキン押さえ部材１８が固定されている。このパッキン押さえ部材１８には、ニードル６の上部が挿通する挿通孔１８ａが形成されている。また、ニードル６の下端部には、先細形状となるようにテーパー面６ａが形成されている。
【００２１】
上記アクチュエータ１１は、ガンベース１０の上端面に固定され、圧縮空気等を動力源として作動する周知の流体圧シリンダで構成されている。アクチュエータ１１は、ロッド１１ａが下側に位置し、かつ、ロッド１１ａの伸縮方向が上下方向となるように配置されている。ロッド１１ａの先端部には、ニードル６の上端部が固定されている。従って、ニードル６は、ロッド１１ａの伸縮動作によって上下方向に移動するようになっている。また、図１に示すように、アクチュエータ１１の上端部には、ロボットアームに取り付けられるアダプター２０が設けられている。
【００２２】
上記貫通孔１５の突状部１６よりも下側は、充填剤が流通する流路Ｒとされている。また、ガンベース１０の上下方向中央部近傍には、充填剤の供給装置（図示せず）から延びる供給パイプＰが接続される接続孔２１が形成されている。この接続孔２１は、流路Ｒの上端部に連通してガンベース１０の径方向外方へ延び、ガンベース１０の外周面に開口している。尚、供給装置からは、３０ＭＰａ程度の高圧に加圧された充填剤が供給されるようになっている。また、供給装置からは、充填剤以外にも、各種シーリング剤や接着剤等の液状物を供給することが可能である。
【００２３】
上記ガンベース１０の小径部１０ａの外周面には、上記袋ナット５が螺合する雄ネジ部１０ｃが形成されている。また、図２に示すように、小径部１０ａの下端面には、バルブシート４が嵌る凹部２３が上方へ窪むように形成されている。この凹部２３の底面（図２では上側となる面）に、流路Ｒの下流端が開口している。凹部２３の底面には、流路Ｒの下流端開口を囲むように上流側環状溝２４が形成されている。この上流側環状溝２４には、上流側シール部材としての上流側Ｏリング２５が嵌るようになっている。
【００２４】
上記バルブシート４は、図３、４にも示すように、ガンベース１０の小径部１０ａよりも小径の円形板状をなしている。バルブシート４の中央部には、流路Ｒに連通する連通孔４ａが該バルブシート４を厚み方向に貫通するように形成されている。連通孔４ａの径は、図２に示すように、流路Ｒの下流端開口の径よりも小さく、ニードル６の外径よりも小さく設定されている。連通孔４ａの断面形状は、バルブシート４の厚み方向両端に亘って同じ円形とされている。つまり、バルブシート４は、厚み方向中心部、即ち、連通孔４ａの軸線方向中心部を対称の中心とした対称形状とされているので、製作が容易で安価に得ることが可能である。尚、バルブシート４の厚みとしては、約３ｍｍから９ｍｍの範囲で設定するのが好ましい。
【００２５】
上記バルブシート４の連通孔４ａは、上記ニードル６によって開閉されるようになっている。すなわち、図２に仮想線で示すように、アクチュエータ１１によってニードル６を下方へ移動させると、ニードル６の下端部のテーパー面６ａが連通孔４ａの上側の周縁部に当接し、これにより、連通孔４ａが閉じられる。一方、同図に実線で示すように、アクチュエータ１１によってニードル６を上方へ移動させると、ニードル６のテーパー面６ａが連通孔４ａから離れ、これにより、連通孔４ａが開かれる。
【００２６】
上記ノズル３は、図１にも示すように、上下方向に直線状に延びている。ノズル３の下側の外径は上側の外径よりも小径とされている。図２及び図３に示すように、ノズル３の吐出孔３０は、上下方向に延びている。ノズル３の上端部には、径方向外方へ延出するフランジ３１が形成されている。フランジ３１の上面に、吐出孔３０の上流端が開口している。この吐出孔３０の上流端開口がバルブシート４の連通孔４ａに連通するようになっている。フランジ３１の上面には、吐出孔３０の上流端開口を囲むように下流側環状溝３２が形成されている。この下流側環状溝３２は、上流側環状溝２４の径よりも小径とされている。下流側環状溝２４には、下流側シール材としての下流側Ｏリング３３が嵌るようになっている。この下流側Ｏリング３３の内径は、上流側Ｏリング２５の内径よりも小さく設定されている。また、吐出孔３０の下流端は、ノズル３の下端面に開口している。
【００２７】
上記袋ナット５は、ノズル３のフランジ３１よりも下側の部分が挿通するように形成されている。図２に示すように、袋ナット５の雌ネジ部５ａよりも下側には、袋ナット５の内方へ突出して周方向に延びる突状部５ｂが形成されている。この突状部５ｂには、ノズル３のフランジ３１が上方から嵌る段部５ｃが形成されている。
【００２８】
次に、上記のように構成されたシーラーガン１のノズル３を装置本体２に取り付ける場合について説明する。まず、ガンベース１０の上流側環状溝２４に上流側Ｏリング２５を嵌めるとともに、ノズル３の下流側環状溝３２に下流側Ｏリング３３を嵌める。これにより、上流側及び下流側Ｏリング２５、３３の位置が正規の位置で保持される。そして、バルブシート４をガンベース１０の凹部２３に嵌める。このとき、バルブシート４は上述した如く対称形状であるため、バルブシート４のどちら側の面が上になっても誤組み付けとはならず、組み付け作業性が良好である。凹部２３に嵌めたバルブシート４の下方からノズル３のフランジ３１をバルブシート４に当てる。
【００２９】
その後、袋ナット５の雌ネジ部５ａをガンベース１０の雄ネジ部１０ｃに螺合させて締め付けていく。これにより、ノズル３のフランジ３１が上方へ移動していき、フランジ３１の上面がバルブシート４の下面に押し付けられるとともに、バルブシート４の上面がガンベース１０の凹部２３の底面に押し付けられる。これにより、バルブシート４が、装置本体２における流路Ｒの下流端開口の周囲と、ノズル３における吐出孔３０の上流端開口の周囲とに挟持される。このとき、上流側Ｏリング２５は、上流側環状溝２４の内面とバルブシート４の上面とに押し付けられ、これにより、バルブシート４と装置本体２との間がシールされる。また、下流側Ｏリング３３は、下流側環状溝３２とバルブシート４の下面とに押し付けられ、これにより、バルブシート４とノズル３との間がシールされる。
【００３０】
この状態で、アクチュエータ１１を作動させてニードル６を上方に移動させることで、バルブシート４の連通孔４ａが開かれて、充填剤が流路Ｒ、連通孔４ａ及び吐出孔３０を順に通って吐出される。このとき、バルブシート４の厚さが９ｍｍ以下とされていて、連通孔４ａの長さが十分に短くなっているので、連通孔４ａを開いた時点から充填剤が吐出されるまでの時間を短くすることが可能になっている。
【００３１】
また、アクチュエータ１１によりニードル６を下方に移動させることで、バルブシート４の連通孔４ａの周縁部にニードル６のテーパー面６ａが当接して連通孔４ａが閉じられる。このとき、バルブシート４の連通孔４ａの長さが短いことにより、連通孔４ａ内に残る充填剤の量は少なくなり、よって、連通孔４ａを閉じた後に充填剤がノズル３から垂れにくくなる。
【００３２】
上記吐出孔３０から充填剤を吐出するときに、充填剤に異物が混入していると、バルブシート４の連通孔４ａの内面や、バルブシート４の上面が損傷することがある。また、ニードル６のテーパー面６ａを連通孔４ａの周縁部に当接させるようにしていることから、バルブシート４を長期間使用していると、連通孔４ａの周縁部が摩耗してしまう。
【００３３】
上記のようにバルブシート４が損傷したり、摩耗した場合には、メンテナンス作業が必要になる。この場合には、まず、袋ナット５を緩めてノズル３を装置本体２から外す。このとき、バルブシート４はノズル３と装置本体２とに挟持されているものであることから、バルブシート４を容易に外すことが可能になる。このバルブシート４は、軸線方向中心部が対称の中心とされた対称形状であるため、軸線方向について反転させて配置しても使用可能である。このため、バルブシート４におけるニードル６の当たる側のみが摩耗または損傷している場合には、バルブシート４を新品に交換することなく、上下方向に反転させてから、上記のように装置本体２とノズル３との間に配置して袋ナット５を締め付けるだけで取り付けることが可能である。また、バルブシート４の上下両側が摩耗または損傷している場合には、新品のバルブシート４を用意し、これを装置本体２とノズル３との間に配置して袋ナット５を締め付けるだけ済む。
【００３４】
以上説明したように、この実施形態に係るシーラーガン１によれば、バルブシート４を装置本体２とノズル３とで挟持するようにしたので、バルブシート４を動かないようにしっかりと固定できる。しかも、このバルブシート４と装置本体２との間に上流側Ｏリング２５を設け、バルブシート４とノズル３との間に下流側Ｏリング３３を設けたので、バルブシート４と装置本体２及びノズル３との間のシール性を十分に確保できる。そして、バルブシート４が摩耗または損傷した際には、袋ナット５の操作により、バルブシート４の取り外し作業及び取り付け作業を容易に行うことができ、メンテナンス作業に要する時間を短くできる。また、このバルブシート４は、連通孔４ａの軸線方向中心部が対称の中心とされた対称形状であるため、安価にできるとともに、反転して再使用することもできる。よって、メンテナンス作業に要するコストを低減することができる。
【００３５】
また、バルブシート４が嵌る凹部２３を装置本体２に形成したので、バルブシート４を装置本体２に容易に位置決めすることができ、メンテナンス作業性を良好にできる。この凹部２３の形状は、バルブシート４の全体が嵌る形状にしてもよいし、一部のみが嵌る形状にしてもよい。
【００３６】
また、装置本体２に形成した上流側溝部２４に上流側Ｏリング２５を嵌めて位置決めできるとともに、ノズル３に形成した下流側溝部３２に下流側Ｏリング３３を嵌めて位置決めすることができる。これにより、バルブシート４とノズル３及び装置本体２との間のシール性をより一層高めることができる。
【００３７】
また、上流側及び下流側Ｏリング２５、３３がそれぞれ嵌る上流側及び下流側環状溝２４、３２を装置本体２及びノズル３に形成しているので、バルブシート４に、上流側及び下流側Ｏリング２５、３３用の溝を設けずにすむ。よって、バルブシート４の形状を単純な平板形状にすることができる。これにより、バルブシート４のコストをより一層低減することが可能となっている。また、そのようにバルブシート４を平板形状にしているので、バルブシート４の両側が損傷した場合に、バルブシート４の両側を平面研磨するだけで再使用することが可能である。
【００３８】
尚、上記実施形態では、シーラーガン１が、産業用ロボットのロボットアームに取り付けられる自動タイプである場合について説明したが、本発明は、作業者が直接操作する手動タイプのシーラーガンにも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上説明したように、本発明に係る塗布装置は、例えば、産業用ロボットのアームに取り付けられる自動タイプのシーラーガンに適している。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態に係るシーラーガンの側面図である。
【図２】シーラーガンの部分断面図である。
【図３】シーラーガンの分解斜視図である。
【図４】バルブシートの斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１              シーラーガン（塗布装置）
２              装置本体
３              ノズル
４              バルブシート（弁座）
４ａ            連通孔
５              袋ナット（締結部材）
６              ニードル（弁体）
１０            ガンベース
２４            上流側環状溝（上流側溝部）
２５            上流側Ｏリング
３０            吐出孔
３２            下流側環状溝（下流側溝部）
３３            下流側Ｏリング
Ｒ              流路
【図１】
2008290029.tif 000003
【図２】
2008290029.tif 000004
【図３】
2008290029.tif 000005
【図４】
2008290029.tif 000006