(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルを塞ぐニードルを移動させることにより前記ノズルを開けて前記ノズルから液状体を吐出させ、被塗布物に前記液状体を塗布する塗布ガンにおいて、
前記塗布ガンは、回転駆動手段と、前記回転駆動手段の回転運動を往復直線運動に変換する往復運動変換手段と、前記往復運動変換手段に前記ニードルを連結又は連結解除する連結手段とを備え、
前記回転駆動手段で回転運動させ、前記連結手段を作動させることにより前記ニードルを往復運動させ、前記ノズルの開閉を繰り返して前記液状体を断続的に吐出することを特徴とする塗布ガン。
【請求項２】
前記回転駆動手段が所定の回転数に達したときに、前記連結手段で前記往復運動変換手段と前記ニードルとを連結する構造としたことを特徴とする請求項１記載の塗布ガン。
【請求項３】
前記連結手段と前記ノズルとの間にシリンダを配置し、前記シリンダに、前記ニードルと前記連結手段との間に介在させたピストンを移動自在に収納し、前記連結手段によって前記往復運動変換手段側と前記ニードル側との連結が解除されているときに、前記シリンダ内の前記ピストンの両側に形成した一側エア充填部と他側エア充填部とへのエアの供給を繰り返すことで、前記ニードルを往復直線運動させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の塗布ガン。
【請求項４】
前記連結手段と前記ノズルとの間にシリンダを配置し、前記シリンダに、前記ニードルと前記連結手段との間に介在させたピストンを移動自在に収納し、前記連結手段によって前記往復運動変換手段側と前記ニードル側との連結が解除されているときに、前記シリンダ内の前記ピストンの一側に配置した弾性体の弾性力に抗して、前記シリンダ内の前記ピストンの他側に形成した他側エア充填部へのエアの供給を断続的に行うことで、前記ニードルを往復直線運動させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の塗布ガン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車のボディを構成するパネルの合せ箇所において防錆機能及び防水機能を施すために、常温で液状のシーリング剤（以下シーラント）等の液状体をノズルから均一に吐出塗布する塗布ガンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の塗布ガンとして、液状体を吐出するノズルを、エアアクチュエータ又は電磁アクチュエータを用いて断続的に開閉し、液状体を基材に連続したドット状に塗布するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１１−５７５９４号公報
【０００３】
特許文献１の図２を以下の図１５で説明する。なお、符号は振り直した。
図１５は従来の液状体塗布装置を示す説明図であり、液状体塗布装置３００は、基材３０１に液状体３０２を塗布する吐出ガン３０３と、この吐出ガン３０３に液状体３０２を供給する液状体供給装置３０４と、吐出ガン３０３に電磁弁３０６を介してエアを供給するエア供給源３０７と、電磁弁３０６を開閉制御する制御装置３０８とからなる。
【０００４】
吐出ガン３０３は、シリンダ３１１と、このシリンダ３１１内に移動自在に設けたピストン３１２と、このピストン３１２に一体的に取付けたニードル３１３と、このニードル３１３により開閉されるノズル３１４とを備える。
【０００５】
吐出ガン３０３を基材３０１の表面に沿って移動させながら制御装置３０８により電磁弁３０６を制御してシリンダ３１１内にエアを断続的に供給すれば、ニードル３１３がノズル３１４を断続的に開閉し、基材３０１に液状体３０２が特許文献１の図１に示されるように連続してドット状に塗布される。
【０００６】
また、特許文献１に記載された実公平７−３３９０７号公報の第１図には、液体微量吐出用ディスペンサのノズル孔９をソレノイド装置１５で直接に駆動されるニードルバルブ７ｂで開閉することが記載されている。ソレノイド装置１５でニードルバルブ７ｂを断続的に駆動すれば、ノズル孔９は断続的に開閉し、液状体のドット状の塗布が可能になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の技術では、弁機構の開閉動作を図２に示されるエアアクチュエータ、又は実公平７−３３９０７号公報の第１図に示される電磁アクチュエータで行わせている。
一般的に、エアアクチュエータでは高速応答性が劣り、電磁アクチュエータでは高速応答性は改善されるものの、液状体塗布工程では生産性向上のためにより高速性が求められている。また、電磁アクチュエータでは、磁力による駆動であるために液状体の吐出力が弱くなるため、狙った位置に精度良く液状体を塗布することが難しい。
【０００８】
従って、例えば、形状が複雑な箇所に液状体を塗布する場合には、防錆機能及び防水機能を確保しようとして液状体の塗布量を多くしたりする必要があり、塗布された多量の液状体によって、後工程での余分な液状体の除去のための工数が増えることになる。
【０００９】
本発明の目的は、塗布ガンから液状体を吐出する吐出力を強くして、また、塗布ガンの弁機構の高速応答性を高めて、液状体を狙った位置に精度良く塗布でき、後工程での塗布した液状体の除去工数を低減でき、また、生産性を向上できる塗布ガンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、ノズルを塞ぐニードルを移動させることによりノズルを開けてノズルから液状体を吐出させ、被塗布物に液状体を塗布する塗布ガンにおいて、この塗布ガンに、回転駆動手段と、この回転駆動手段の回転運動を往復直線運動に変換する往復運動変換手段と、この往復運動変換手段にニードルを連結又は連結解除する連結手段とを備え、回転駆動手段で回転運動させ、連結手段を作動させることによりニードルを往復運動させ、ノズルの開閉を繰り返して液状体を断続的に吐出することを特徴とする。
【００１１】
作用として、回転駆動手段の回転運動を往復運動変換手段で往復直線運動に変換し、往復運動変換手段に連結手段で連結したニードルを往復直線運動させ、ニードルでノズルの開閉を繰り返し、液状体を断続的に吐出して、被塗布物に液状体をドット状に塗布する。
【００１２】
回転駆動手段の回転数を大きくすれば、これに伴ってニードルの往復直線運動の周期が短くなり、単位時間当たりの液状体の吐出数が増加する。このように、回転駆動手段の回転数を制御することで、液状体の吐出数が増減するため、液状体の吐出量を容易に制御できる。
また、回転駆動手段のトルク出力を大きくすることで、ニードルにより液状体を押し出す効果が生じるため、液状体を吐出させる吐出力が大きくなる。
【００１３】
請求項２に係る発明は、回転駆動手段が所定の回転数に達したときに、連結手段で往復運動変換手段とニードルとを連結する構造としたことを特徴とする。
作用として、回転駆動手段の回転が安定したときに、連結手段で往復運動変換手段とニードルとを連結すれば、ニードルの往復直線運動が安定し、液状体の吐出が一定に行える。
【００１４】
請求項３に係る発明は、連結手段とノズルとの間にシリンダを配置し、このシリンダに、ニードルと連結手段との間に介在させたピストンを移動自在に収納し、連結手段によって往復運動変換手段側とニードル側との連結が解除されているときに、シリンダ内のピストンの両側に形成した一側エア充填部と他側エア充填部とへのエアの供給を繰り返すことで、ニードルを往復直線運動させることを特徴とする。
【００１５】
作用として、被塗布物に対して塗布ガンを低速で移動させて液状体を塗布する場合には、一側エア充填部と他側エア充填部とへのエアの供給を繰り返し、ニードルを往復直線運動させ、ノズルを開閉することで、被塗布物に液状体をドット状に塗布する。
【００１６】
請求項４に係る発明は、連結手段とノズルとの間にシリンダを配置し、シリンダに、ニードルと連結手段との間に介在させたピストンを移動自在に収納し、連結手段によって、往復運動変換手段側とニードル側との連結が解除されているときに、シリンダ内のピストンの一側に配置した弾性体の弾性力に抗して、シリンダ内のピストンの他側に形成した他側エア充填部へのエアの供給を断続的に行うことで、ニードルを往復直線運動させることを特徴とする。
【００１７】
作用として、被塗布物に対して塗布ガンを低速で移動させて液状体を塗布する場合には、弾性体の弾性力に抗して、他側エア充填部へのエアの供給を断続的に繰り返し、ニードルを往復直線運動させ、ノズルを開閉することで、被塗布物に液状体をドット状に塗布する。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明では、塗布ガンに、回転駆動手段と、この回転駆動手段の回転運動を往復直線運動に変換する往復運動変換手段と、この往復運動変換手段にニードルを連結又は連結解除する連結手段とを備え、回転駆動手段で回転運動させ、連結手段を作動させることによりニードルを往復運動させ、ノズルの開閉を繰り返して液状体を断続的に吐出するので、回転駆動手段の連続した回転を往復運動変換手段でニードルの往復直線運動に変換するため、回転駆動手段の回転数を高くすることで、ニードルの往復直線運動のサイクルを短くすることができ、従来のエアアクチュエータ、電磁アクチュエータによる駆動に比べて、ノズルの開閉をより高速で行うことができる。従って、塗布ガンの移動速度を高めることができ、液状体塗布工程での生産性を向上させることができる。
【００１９】
また、従来のエアアクチュエータ、電磁アクチュエータによる駆動に比べて、メカ式駆動となるため、回転駆動手段のトルク出力を大きくすることで、液状体の吐出力を高めることが可能であり、上記した回転駆動手段の回転数を高くすることと合わせて、液状体を被塗布物の所定位置に精度良く塗布することができる。
従って、余分な量の液状体を塗布する必要がなく、液状体の塗布量を減らすことができ、コストを低減することができる。
【００２０】
更に、ノズルの単位時間当たりの往復運動の回数を制御することで、液状体の塗布量を容易に調整することができ、例えば、液状体の塗布量が多くなって、後工程での人手による余分な液状体の除去工数を低減することができる。
【００２１】
請求項２に係る発明では、回転駆動手段が所定の回転数に達したときに、連結手段で往復運動変換手段とニードルとを連結する構造としたので、回転駆動手段の回転運動を、所定の回転数に保持してから連結するため、回転駆動手段の回転の上昇時又は降下時の影響を受けずに安定して液状体を塗布することができる。
【００２２】
請求項３に係る発明では、連結手段とノズルとの間にシリンダを配置し、このシリンダに、ニードルと連結手段との間に介在させたピストンを移動自在に収納し、連結手段によって往復運動変換手段側とニードル側との連結が解除されているときに、シリンダ内のピストンの両側に形成した一側エア充填部と他側エア充填部とへのエアの供給を繰り返すことで、ニードルを往復直線運動させるので、例えば、被塗布物に対して塗布ガンを低速で移動させて被塗布物の複雑な形状の部分に液状体を塗布する場合に、被塗布物に液状体をなじませながら安定して塗布することができる。
【００２３】
請求項４に係る発明では、連結手段とノズルとの間にシリンダを配置し、シリンダに、ニードルと連結手段との間に介在させたピストンを移動自在に収納し、連結手段によって、往復運動変換手段側とニードル側との連結が解除されているときに、シリンダ内のピストンの一側に配置した弾性体の弾性力に抗して、シリンダ内のピストンの他側に形成した他側エア充填部へのエアの供給を断続的に行うことで、ニードルを往復直線運動させるので、例えば、被塗布物に対して塗布ガンを低速で移動させて被塗布物の複雑な形状の部分に液状体を塗布する場合に、被塗布物に液状体をなじませながら安定して塗布することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る液状体塗布装置を示す説明図であり、液状体塗布装置１０は、動力源となるサーボモータ１１と、このサーボモータ１１の回転軸１１ａにカップリング１２を介して連結した塗布ガン１３と、液状体としてのシーラントを塗布ガン１３に供給するシーラント供給部１４と、塗布ガン１３にエアを供給するエア供給部１６と、これらのサーボモータ１１、塗布ガン１３、シーラント供給部１４及びエア供給部１６の作動を制御する制御部１７とからなる。なお、１８はシーラント１９を塗布するために塗布ガン１３の先端から所定距離に配置した被塗布物としての、例えば、パネル同士の合わせ部等に防錆機能及び防水機能を施すシールを要する車体である。
【００２５】
塗布ガン１３は、ハウジング２０と、カップリング１２に連結した入力軸２１と、入力軸２１の先端に、回転運動を往復直線運動に変換するために連結した往復運動変換機構２２と、この往復運動変換機構２２の出力となる第１出力ロッド２３に、往復直線運動を動力の下流側へ伝達又は伝達停止するために連結した断続機構２４と、この断続機構２４の出力となる第２出力ロッド２６に連結した往復運動伝達機構２７と、この往復運動伝達機構２７に連結するとともにハウジング２０に形成したシリンダ２８に移動自在に挿入したピストン３１と、このピストン３１の一端に取付けたニードル３２と、このニードル３２の先端部側の周囲に設けたシーラント充填部３３と、ハウジング２０の先端にニードル３２の先端部３２ａで開閉するために設けたノズル３４とからなる。なお、３６は入力軸２１を回転自在に支持するブッシュ、３７はシーラント１９がシーラント充填部３３からシリンダ２８内に流入するのを防止するパッキンである。
【００２６】
シーラント供給部１４は、シーラント１９を溜めておくタンク４１と、このタンク４１からシーラント１９を汲み出して塗布ガン１３側に送り出すポンプ４２と、このポンプ４２に接続したシーラント流路（図中の一点鎖線で示した部分である。）を開閉する供給側サーキュレーションバルブ４４と、この供給側サーキュレーションバルブ４４に接続するとともにシーラント充填部３３に連通するシーラント入口４６に接続した減圧弁４７と、シーラント充填部３３に連通するシーラント出口４８に接続するとともにポンプ４２に接続した戻り側サーキュレーションバルブ５１とからなり、シーラント１９を循環させながら供給する装置である。なお、５３はポンプ４２からシーラント入口４６に至るシーラント供給路、５４はシーラント出口４８からポンプ４２に至るシーラント戻り路である。
【００２７】
エア供給部１６は、エアポンプ６７と、このエアポンプ６７から電磁弁７１を介してシリンダ２８側の第１エア入口６８に至る第１流路６１と、エアポンプ６７から電磁弁７２を介してシリンダ２８側の第２エア入口６９に至る第２流路６２と、エアポンプ６７から電磁弁７３を介して戻り側サーキュレーションバルブ５１に至る第３流路６３と、エアポンプ６７から電磁弁７４を介して供給側サーキュレーションバルブ４４に至る第４流路６４と、エアポンプ６７から電空比例弁７５を介して減圧弁４７に至る第５流路６５とからなる。
【００２８】
供給側サーキュレーションバルブ４４及び戻り側サーキュレーションバルブ５１は、後述する制御装置８１からの制御信号に基づいてシーラント流路を循環しているシーラントを流通（ＯＮ）又は停止（ＯＦＦ）させるためのバルブである。
【００２９】
制御部１７は、電磁弁７１〜７４及び電空比例弁７５と、これらの電磁弁７１〜７４及び電空比例弁７５を開閉制御する制御装置８１とからなり、この制御部８１は、サーボモータ１１及び断続機構２４をも制御する。
電空比例弁７５は、制御装置８１からの制御信号に基づいて減圧弁４７をエアにて開閉させ、ノズル３４からのシーラント吐出量を調整するものである。
【００３０】
図２（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る往復運動変換機構（第１実施形態）を示す説明図である。
（ａ）において、往復運動変換機構２２は、ハウジング２０（図１参照）に形成した中空部９１と、入力軸２１の先端に取付けた駆動ギヤ９２と、この駆動ギヤ９２に噛み合わせるためにハウジング２０に回転自在に取付けた従動ギヤ９３と、この従動ギヤ９３の回転軸９３ａに対して偏心するように従動ギヤ９３に取付けた偏心軸９４と、この偏心軸９４に係合させるとともにハウジング２０にスライド自在に取付けたスライド部９６とからなり、中空部９１内に上記の駆動ギヤ９２、従動ギヤ９３及びスライド部９６を収納する。上記した駆動ギヤ９２及び従動ギヤ９３としては、例えば、ベベルギヤが好適である。
スライド部９６は、第１出力ロッド２３を介して断続機構側の直動部材１０１に一体に連結した部分である。また、塗布ガン１３の形状や大きさに特に制約がなければ、駆動ギヤ９２と従動ギヤ９３とのギヤ機構を用いずに、回転軸９３ａに入力軸２１を直結した機構でもよい。
【００３１】
（ｂ）は（ａ）のｂ矢視図であり、スライド部９６を示す説明図である。
スライド部９６は、偏心軸９４を囲む矩形状の枠部材であり、偏心軸９４は、回転軸９３ａを中心にして回転したときにスライド部９６の枠内を図の上下に移動する。
【００３２】
以上に述べた往復運動変換機構２２の作用を以下の（ｃ），（ｄ）で説明する。
（ｂ）の状態から入力軸２１が回転し、従動ギヤ９３が、例えば、反時計回りに回転して、（ｃ）において、従動ギヤ９３の偏心軸９４が図の右側から上側に移動すると、偏心軸９４は左方にも移動することになり、これに伴って、スライド部９６は左方にスライドする。従って、スライド部９６に一体に連結した第１出力ロッド２３は直動部材１０１を左方に移動させる。
【００３３】
（ｄ）において、更に従動ギヤ９３が反時計回りに回転すると、偏心軸９４は上側から左側へ移動し、スライド部９６は更に左方へ移動する。従って、第１出力ロッド２３は更に直動部材１０１を左方に移動させる。この後、従動ギヤ９３が更に反時計回りに回転すると、偏心軸９４は左側から下側へ移動し、更に、下側から右側へ移動するので、スライド部９６、第１出力ロッド２３及び直動部材１０１は右方へ移動する。このように、入力軸２１が連続して回転すれば、偏心軸９４は左右に往復動するから、スライド部９６、第１出力ロッド２３及び直動部材１０１は往復直線運動する。
【００３４】
図３（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る断続機構（第２実施形態）の説明図である。
（ａ）において、断続機構２４は、直動部材１０１と、この直動部材１０１に連結又は連結解除される連結部材１０２とを中空部１０３に移動自在に収納したものであり、連結部材１０２に第２出力ロッド２６を一体的に連結する。
【００３５】
直動部材１０１は、箱形の直動本体１０５と、この直動本体１０５内に設けた電磁アクチュエータ１０６と、この電磁アクチュエータ１０６により駆動される先端鉤状のアクチュエータ側ロッド１０７とからなる。
【００３６】
連結部材１０２は、連結基部１０２Ａと、この連結基部１０２Ａから直動本体１０５内に移動自在に延ばすとともにアクチュエータ側ロッド１０７に結合可能な先端鉤状とした出力側ロッド１０８とからなる。
【００３７】
電磁アクチュエータ１０６は、制御装置８１でアクチュエータ側ロッド１０７の進退が制御される。（ａ）では、直動部材１０１が中空部１０３内の右端に移動した状態、連結部材１０２が中空部１０３の左端に静止した状態を示す。
【００３８】
（ｂ）は直動部材１０１が中空部１０３内を最も左側に移動した状態、連結部材１０２が（ａ）と同様に中空部１０３の左端に静止した状態を示す。
以上の（ａ），（ｂ）に示したように、直動部材１０１と連結部材１０２とを連結しない状態では、単に直動部材１０１が中空部１０３内を往復直線運動する。
【００３９】
以上に述べた断続機構２４の作用を（ｃ），（ｄ）で説明する。
（ｃ）において、制御装置８１からの結合信号ＣＳにより、電磁アクチュエータ１０６はアクチュエータ側ロッド１０７を矢印のように引き込む。これにより、アクチュエータ側ロッド１０７の鉤部１０７ａに出力側ロッド１０８の鉤部１０８ａが係止されて引かれ、直動部材１０１に連結部材１０２が一体的に結合する。
【００４０】
（ｄ）は直動部材１０１と連結部材１０２とが一体的に結合して矢印のように図の左方に移動する状態を示す。従って、第１出力ロッド２３側の往復直線運動が第２出力ロッド２６側に伝わる。
【００４１】
図４は本発明に係る塗布ガンの要部拡大図である。
往復運動伝達機構２７は、第２出力ロッド２６の先端に一端を接続するとともに他端をピストン３１に取付けた中間ロッド１１３と、シリンダ２８の一端に設けた環状壁部１１６及びピストン３１のそれぞれの間に介在させた圧縮コイルばね１１７とからなる。
【００４２】
第２出力ロッド２６は、図の右方に移動するときには、中間ロッド１１３を介してピストン３１を右方へ引く。
【００４３】
圧縮コイルばね１１７は、ピストン３１を介してニードル３２をノズル３４の内側開口端に押付け、ノズル３４を所定の力で閉じる部材である。
【００４４】
シリンダ２８は、往復運動伝達機構２７側の第１室１２１と、ニードル３２側の第２室１２２とにピストン３１で隔てた部分であり、第１室１２１にエアを供給することで、このエアによる力と圧縮コイルばね１１７の弾性力とでニードル３２をノズル３４の内側開口端に押し付けてノズル３４を閉じ、第２室１２２にエアを供給することで、このエアによる力によってピストン３１に圧力を作用させ、ニードル３２をノズル３４から離してノズル３４を開ける。また、圧縮コイルばね１１７を設けずに、第１室１２１へのエアの供給と、第２室１２２へのエアの供給を繰り返すことでも同様の動作が可能となる。
【００４５】
シーラント充填部３３は、ノズル３４からシーラントを噴射させる前にシーラントを一旦溜めておく部分である。
ニードル３２は、先端部３２ａを球形状としたものであり、ノズル３４側の円形とした内側開口端と密着させることでシール性を確保する。
また、複雑な形状やボディの板合わせ部に塗布する場合に、シーラントが適切な位置から外れにくく、切れにくくすることができれば、ノズル３４の噴射口３４ａの形状は、特に円形や楕円形とした形状に限定はしない。
【００４６】
以上に述べた往復直線運動によるシーラントの塗布要領を次に説明する。
図５（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る往復直線運動によるシーラントの塗布要領を示す作用図である。
（ａ）は、サーボモータ１１を作動させず、矢印ａで示したように、シリンダ２８の第１室１２１にエアを供給し、ニードル３２をノズル３４に押付けてノズル３４を閉じ、シーラント供給部１４（図１参照）を作動させて、矢印ｂで示すように、シーラント充填部３３にシーラント１９を充填した状態を示す。
【００４７】
（ｂ）において、シリンダ２８の第１室１２１へのエアの供給を停止した後、サーボモータ１１を作動させ、サーボモータ１１の回転軸１１ａの回転を往復運動変換機構２２で往復直線運動に変換し、断続機構２４で往復運動変換機構２２と往復運動伝達機構２７とを連結する。
【００４８】
これにより、ノズル３４が閉じた状態と、（ｃ）に示すノズル３４が開いた状態とを繰り返し、（ｃ）に示すように、シーラント充填部３３に充填されていたシーラント１９を断続的に噴射させ、被塗布物１８にシーラント１９をドット状に連続的に塗布する。
【００４９】
シーラント１９は、ノズル３４を開けたときからシーラント充填部３３内の圧力で噴射し始めるが、ノズル３４を開けた後、ニードル３２がストロークの後端位置からノズル３４を閉じるまでの間にニードル３２がシーラント１９を押し出すことで急速に噴射する。
シーラント１９の噴射中は、塗布ガン１３を被塗布物１８に沿って移動させる。
【００５０】
このように、サーボモータ１１の連続した回転を往復運動変換機構２２で往復直線運動に変換してニードル３２の往復直線運動によりノズル３４を開閉するため、サーボモータ１１の回転数を上昇させれば、ニードル３２の単位時間当たりの往復運動数、即ちノズル３４の開閉周波数をスムーズに高くすることが可能であり、高周波吐出に適し、これによって、塗布ガン１３を高速に移動させる、即ち高速塗布が可能となる。従って、シーラント塗布工程での生産性を向上させることができる。
【００５１】
また、図２（ａ）に示した往復運動変換機構２２の回転軸９３ａと偏心軸９４との距離を変更することで、図５（ｃ）に示したニードル３２のストローク量を変更することができ、ニードル３２のストローク量を大きくすれば、シーラント１９の吐出量を大きくすることができる。また、サーボモータ１１のトルク出力を大きくすることで、吐出力を高めることができ、上記したサーボモータ１１の回転数を高くすることと合わせて、シーラント１９を被塗布物１８の所定の狙った位置に精度良く塗布することができる。
【００５２】
従って、余分な量のシーラント１９を塗布する必要がなく、シーラント１９の塗布量を減らすことができ、コストを低減することができて、従来のような後工程での人手による余分なシーラント１９を除去する工数を低減することができる。
【００５３】
図６（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るシーラントの塗布状態を示す説明図である。
（ａ）はシーラント１９を連続的にドット状に塗布した状態を示す。それぞれのドットはほぼ同形状であり、シーラントの幅はどの部分でもほぼ一定になる。
【００５４】
（ｂ）は一つのドット状のシーラント１９ａを示す（シーラント１９を説明の都合上シーラント１９ａとした。）。Ｂ１はシーラント１９ａの最大幅、Ｈ１はシーラント１９ａの最大高さを示す。
【００５５】
（ｃ）は一つのドット状のシーラント１９ｂ（シーラント１９を説明の都合上シーラント１９ｂとした。）を示す。シーラント１９ｂは（ａ）に示したシーラント１９ａよりも塗布ガンからの一回当たりの吐出量を増やす、あるいは、一回当たりの吐出時間を長くしたものである。Ｂ２はシーラント１９ｂの最大幅、Ｈ２はシーラント１９ｂの最大高さを示す。Ｂ２＞Ｂ１、Ｈ２＞Ｈ１である。シーラント１９ｂの断面は、中央が高く、周縁が低くなる。
【００５６】
（ｄ）は、（ａ）に示したのと同一条件でシーラント１９を塗布するとともに、塗布ガンの移動範囲を広げ、塗布範囲を広げたことを示す。このように、本発明の塗布ガンでは、塗布量を変化させることなしに、同一条件で塗布し、塗布範囲を広げることで、ボディの各部の形状に対応することができる。また、一般的な多関節ロボットやＸ−Ｙテーブル等のロボットに塗布ガンを付設することにより、広い範囲の塗布が可能である。
【００５７】
図７は本発明に係る液状体塗布装置の作動状態とシーラントの塗布状態との時間的変化を示すグラフである。グラフの縦軸はサーボモータ１１（図１参照）の回転数であるサーボモータ回転数（単位はｒｐｍ）、断続機構２４（図１参照）のＯＮ（連結）・ＯＦＦ（連結解除）、ノズル３４（図１参照）の開閉（サーボモータ回転数＝Ｒの場合）、サーボモータ回転数＝Ｒの場合のシーラント塗布形状をそれぞれ表し、横軸は時間を表す。
【００５８】
時刻ｔ１にサーボモータの作動を開始する。これにより、サーボモータの回転軸の回転数は次第に上昇し、時刻ｔ２で一定の回転数Ｒに達し、これ以降は回転数Ｒを保持する。
【００５９】
時刻ｔ３で断続機構をＯＮ、即ち、サーボモータ側とニードル側とを連結すると、ノズル３４の開閉が周期的に行われる。このときの周期をＴ１（例えば、０．００５ｓｅｃ）、ノズルの開時間をＪ１とする。
このときに、図１において電空比例弁７５を制御してシーラント供給部１４の減圧弁４７でノズル３４の吐出量を所定値に調整することで、図７において、各開時間Ｊ１毎に幅Ｂ３のドットが塗布される。
【００６０】
また、電空比例弁を制御してシーラント供給部でノズルの吐出量を所定値から増加させると、各時間Ｊ１毎に幅Ｂ３よりも大きな幅で、しかも図６（ｃ）に示したような高さ（厚さ）の大きなドットが塗布される。
【００６１】
以上に述べたように、電空比例弁により制御される吐出量とサーボモータの回転数を調整することで、様々な被塗布物の形状に対応することができる。また、サーボモータの回転運動を、所定の回転数Ｒに保持してから断続機構ＯＮにする（連結する）ため、サーボモータの回転の上昇時又は降下時の影響を受けずに安定してシーラントを塗布することができる。
【００６２】
以上に述べたエア供給によるシーラントの塗布要領を次に説明する。
図８（ａ），（ｂ）は本発明に係るエア供給によるシーラントの塗布要領を示す作用図である。
（ａ）において、サーボモータ１１を作動させず、シリンダ２８の第１室１２１にエアを供給して、ニードル３２をノズル３４に押付け、ノズル３４を閉じ、シーラント供給部１４（図１参照）を作動させて、矢印ｃで示すように、シーラント充填部３３にシーラント１９を充填し、往復運動変換機構２２の往復直線運動部分（図２（ｂ）に示したスライド部９６）を最も後退させ、直動部材１０１（図２（ｂ）参照）を後端に移動させた状態で、矢印ｄで示すように、シリンダ２８の第２室１２２へエアを供給する。
この結果、ノズル３４が開き、ノズル３４からシーラント１９が噴射し始める。
【００６３】
上記したように、直動部材１０１を後端に移動させたのは、直動部材１０１に隣接する連結部材１０２の移動範囲を最大にしてニードル３２のストローク量を確保するためである。このように、ニードル３２のストローク量を大きくすることができる。
【００６４】
次に、（ｂ）において、第２室１２２へのエアの供給を停止し、代わりに、矢印ｅで示すように、第１室１２１へエアを供給する。この結果、ノズル３４は閉じ、シーラント１９の噴射は停止する。このように、第１室１２１と第２室１２２とへのエアの供給を繰り返すことで、ノズル３４を断続的に開閉することができ、シーラント充填部３３内の圧力によってノズル３４からシーラント１９を断続的に噴射させることができ、被塗布物１８へシーラント１９をドット状に連続的に塗布することができる。
シーラント１９の噴射中は、塗布ガン１３を被塗布物１８に沿って移動させる。
【００６５】
上記のようなエア供給によるシーラントの塗布では、ノズル３４の開閉の周期を、サーボモータを用いた往復直線運動によるシーラントの塗布の場合におけるノズル３４の開閉の周期よりも長くすることで、複雑な形状の被塗布物１８へシーラント１９をなじませながら安定して塗布することができ、塗布品質を向上させることができる。このように、本発明の液状体塗布装置は、サーボモータ駆動あるいはエア駆動というように、被塗布物、サイクルタイム、設備コスト等に合った駆動方式を選択することができる。
【００６６】
図９（ａ），（ｂ）は本発明に係る往復運動変換機構（第３実施形態）を示す説明図であり、図２に示した第１実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
（ａ）において、往復運動変換機構１３１は、中空部９１と、駆動ギヤ９２と、従動ギヤ９３と、偏心軸９４と、この偏心軸９４に連結したコネクティングロッド１３２とからなり、コネクティングロッド１３２に第１出力ロッド２３を介して断続機構側の直動部材１０１を一体的に連結する。
【００６７】
（ｂ）は（ａ）のｂ矢視図であり、偏心軸９４とコネクティングロッド１３２との連結、及びコネクティングロッド１３２と第１出力ロッド２３との連結を示す図である。
コネクティングロッド１３２と第１出力ロッド２３とはピン１３３でスイング自在に連結する。これにより、従動ギヤ９３の回転に伴ってコネクティングロット１３２はピン１３３を中心にしてスイングするとともに第１出力ロッド２３及び直動部材１０１は往復直線運動する。
【００６８】
図１０（ａ），（ｂ）は本発明に係る往復運動変換機構（第４実施形態）を示す説明図であり、図２に示した第１実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
（ａ）において、往復運動変換機構１４１は、中空部９１と、駆動ギヤ９２と、従動ギヤ９３と、この従動ギヤ９３の回転中心に取付けたクランク軸１４２と、このクランク軸１４２にスイング自在に取付けたコネクティングロッド１４３とからなり、コネクティングロッド１４３に第１出力ロッド２３を介して断続機構側の直動部材１０１を一体的に連結する。
【００６９】
（ｂ）は（ａ）のｂ矢視図であり、クランク軸１４２とコネクティングロッド１４３との連結、及びコネクティングロッド１４３と第１出力ロッド２３との連結を示す図である。
【００７０】
コネクティングロッド１４３と第１出力ロッド２３とはピン１３３でスイング自在に連結する。これにより、従動ギヤ９３の回転に伴ってクランク軸１４２を介してコネクティングロット１４３はピン１３３を中心にしてスイングし、第１出力ロッド２３及び直動部材１０１は往復直線運動する。
【００７１】
図１１（ａ），（ｂ）は本発明に係る往復運動変換機構（第５実施形態）を示す説明図であり、図２に示した第１実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
（ａ）において、往復運動変換機構１５１は、中空部９１と、駆動ギヤ９２と、従動ギヤ９３とを備える。
【００７２】
（ｂ）は（ａ）のｂ矢視図である。従動ギヤ９３は、底面に楕円形状のカム溝１５２を形成したものであり、カム溝１５２に、第１出力ロッド２３の先端に設けた凸部材１５３を移動自在に挿入する。
【００７３】
図１２（ａ），（ｂ）は本発明に係る往復運動変換機構（第６実施形態）を示す説明図であり、図２に示した第１実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
（ａ）において、往復運動変換機構１６１は、中空部９１と、駆動ギヤ９２と、従動ギヤ９３と、この従動ギヤ９３の回転中心に取付けた軸部材１６２とを備える。
【００７４】
（ｂ）は（ａ）のｂ矢視図であり、往復運動変換機構１６１は、軸部材１６２に取付けたほぼ三角形状の三角カム１６４と、この三角カム１６４の外周のカム面１６５に摺接する内面１６６を有する箱形のカム受け部材１６７とを備える。カム受け部材１６７は、第１出力ロッド２３に連結させた部材である。
従動ギヤ９３の回転に伴って三角カム１６４が回転すれば、三角カム１６４と摺接するカム受け部材１６７が図の左右に直線運動し、第１出力ロッド２３及び直動部材１０１が往復直線運動する。
【００７５】
図１３（ａ），（ｂ）は本発明に係る断続機構（第７実施形態）の説明図であり、図３に示した第２実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
（ａ）において、断続機構１７１は、直動部材１７２と、この直動部材１７２に連結又は連結解除される連結部材１７３とを中空部１０３に収納したものであり、連結部材１７３に第２出力ロッド２６を一体的に連結する。
ハウジング２０は、中空部１０３に外部からエア、オイル等の流体を注入する注入口１７４を備える。
【００７６】
直動部材１７２は、往復直線運動中に常時注入口１７４に連通するシリンダ部１７６を備え、連結部材１７３は、連結基部１０２Ａと、この連結基部１０２Ａからシリンダ部１７６内に移動自在に延ばしたロッド１７７と、このロッド１７７に一体に形成するとともにシリンダ部１７６に移動自在に挿入したピストン１７８とからなる。
【００７７】
（ｂ）において、注入口１７４からシリンダ部１７６内に流体１７９を注入すると、流体１７９の圧力により、ピストン１７８はシリンダ部１７６の一端部１７６ａに押付けられる。これにより、直動部材１７２と連結部材１７３とが結合し、一体的に移動する。
【００７８】
図１４（ａ），（ｂ）は本発明に係る断続機構（第８実施形態）の説明図であり、図３に示した第２実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
（ａ）において、断続機構１８１は、直動部材１８２と、この直動部材１８２に連結又は連結解除される連結部材１８３とを中空部１０３に収納したものであり、連結部材１８３に第２出力ロッド２６を一体的に連結する。
ハウジング２０は、中空部１０３に外部からエア、オイル等の流体を注入する注入口１７４を備える。
【００７９】
直動部材１８２は、直動本体１８５と、この直動本体１８５に移動自在に取付けたロック機構１８６とからなる。
直動本体１８５は、中空部１８８と、往復直線運動中に常時注入口１７４に連通するシリンダ部１９１と、これらの中空部１８８及びシリンダ部１９１のそれぞれを連通する連通穴１９２とを形成した部材であり、ロック機構１８６は、中空部１８８内に配置した側面視三角形状のロック片１９４と、このロック片１９４に一端を取付けるとともに連通穴１９２に移動自在に挿入し且つ他端にフランジ１９６を設けた棒状部材１９７と、フランジ１９６及びシリンダ部１９１の底のそれぞれの間に介在させた圧縮コイルばね１９８とからなる。
【００８０】
連結部材１８３は、連結基部１０２Ａと、この連結基部１０２Ａから中空部１８８内に移動自在に延ばしたロッド２０１と、このロッド２０１の先端部に取付けた側面視三角形状のロック片受け２０２とからなる。
【００８１】
（ｂ）において、注入口１７４からシリンダ部１９１内に流体１７９を注入すると、流体１７９の圧力により、棒状部材１９７が圧縮コイルばね１９８の弾性力に抗して中空部１８８側に移動する。これにより、ロック機構１８６のロック片１９４が連結部材１８３のロック片受け２０２を押付け、ロック片１９４側の斜面１９４ａとロック片受け２０２側の斜面２０２ａとが当たることで連結部材１８３が直動部材１８２側に引き込まれ、直動部材１８２と連結部材１８３とが結合し、一体に往復直線運動を行う。
【００８２】
尚、本実施形態では、図１に示したように、サーボモータ１１にカップリング１２を介して往復運動変換機構２２を連結したが、これに限らず、フレキシブルカップリングを介して往復運動変換機構２２に連結して、サーボモータ１１と塗布ガン１３とを別置きにしてもよい。
【００８３】
また、サーボモータ１１の回転軸１１ａの回転数と入力軸２１との回転数は同一となるが、これに限らず、サーボモータ１１と入力軸２１との間に減速機構を設け、この減速機構で所定の減速比で減速してもよい。また、減速比を適宜調整することで、吐出力を容易に大きくすることも可能である。
【００８４】
更に、回転駆動手段としてサーボモータを用いたが、これに限らず、回転数とトルクの要件を満たし、外部から制御可能なものでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明の塗布ガンは、自動車用ボディのシーラント塗布に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明に係る液状体塗布装置を示す説明図である。
【図２】本発明に係る往復運動変換機構（第１実施形態）を示す説明図である。
【図３】本発明に係る断続機構（第２実施形態）の説明図である。
【図４】本発明に係る塗布ガンの要部拡大図である。
【図５】本発明に係る往復直線運動によるシーラントの塗布要領を示す作用図である。
【図６】本発明に係るシーラントの塗布状態を示す説明図である。
【図７】本発明に係る液状体塗布装置の作動状態とシーラントの塗布状態との時間的変化を示すグラフである。
【図８】本発明に係るエア供給によるシーラントの塗布要領を示す作用図である。
【図９】本発明に係る往復運動変換機構（第３実施形態）を示す説明図である。
【図１０】本発明に係る往復運動変換機構（第４実施形態）を示す説明図である。
【図１１】本発明に係る往復運動変換機構（第５実施形態）を示す説明図である。
【図１２】本発明に係る往復運動変換機構（第６実施形態）を示す説明図である。
【図１３】本発明に係る断続機構（第７実施形態）の説明図である。
【図１４】本発明に係る断続機構（第８実施形態）の説明図である。
【図１５】従来の液状体塗布装置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８７】
１０…液状体塗布装置、１１…回転駆動手段（サーボモータ）、１３…塗布ガン、１８…被塗布物、１９…液状体（シーラント）、２２…往復運動変換手段（往復運動変換機構）、２４…連結手段（断続機構）、２８…シリンダ、３１…ピストン、３２…ニードル、３４…ノズル、１２１…一側エア充填部（第１室）、１２２…他側エア充填部（第２室）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0004721430.tif 000009
【図９】
0004721430.tif 000010
【図１０】
0004721430.tif 000011
【図１１】
0004721430.tif 000012
【図１２】
0004721430.tif 000013
【図１３】
0004721430.tif 000014
【図１４】
0004721430.tif 000015
【図１５】
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