(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色液体材料を含む複数種の液体材料を混合室に供給して、得られた混合物を混合室に連通したノズルから噴霧する噴霧装置において、
前記ノズルの上部を内筒に装着して、該内筒の上端部に前記混合室を含む噴霧装置本体の下部に形成した凹部に噛み込む開閉自在な爪を周方向に間隔をあけて設けると共に、前記内筒の外面に軸方向にのみ移動可能に外筒をスプライン結合して、該外筒に外筒と内筒との相対移動によって前記爪を開閉するカムを設けてチャック機構を構成し、該チャック機構により前記ノズルを前記装置本体に着脱自在に設けて、前記液体材料の色替え時に前記ノズルを交換することを特徴とする噴霧装置。
【請求項２】
ノズルの着脱治具であって、前記ノズルは、該ノズルの上部を装着した内筒の上端部に周方向に間隔をあけて設けられた、前記混合室を含む噴霧装置本体の下部に形成した凹部に噛み込む開閉自在な爪と、前記内筒の外面に軸方向にのみ移動可能にスプライン結合した外筒に設けられた、外筒と内筒との相対移動によって前記爪を開閉するカムとからなるチャック機構により、前記装置本体に着脱自在としたものにおいて、前記着脱治具は、複数の支柱の上端に固定された、前記外筒の上部を収容可能な開口を有する環状の天板と、前記天板に向けて付勢して前記支柱に嵌挿された、前記ノズルを挿通する開口を有して前記外筒および内筒の下部を支持可能な環状の支持板とを具備し、前記天板の開口に、前記外筒の上端部外周に周方向に間隔をあけて設けられた複数の突起が挿入される環状溝を形成すると共に、前記外筒の回転位置によって前記突起を挿通可能とする切り欠きを前記天板上面側から前記環状溝に接続して設け、前記支持板の開口に、前記外筒の一側に下方まで切り下げて形成されたガイド溝内に突出する位置決め用ピンを突設させたことを特徴とするノズルの着脱治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、混合反応硬化型材料など着色液体材料を含む複数種の液体材料を混合して噴霧する噴霧装置、およびそのノズルの着脱に使用する着脱治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
主成分のポリオールに着色剤等を添加した着色した主剤と、この主剤を硬化させる硬化剤のイソシアネート化合物とを使用した混合反応硬化型材料は、例えば塗料や表皮成形材料などに用いられており、塗装ガンやスプレーガンの混合室に主剤と硬化剤とを供給して混合し、得られた混合物を混合室に連通したノズルから被塗装物に噴霧し、あるいは表皮成形では成形型内に噴霧するように使用される。
【０００３】
従来、色替え時に即時の対応を可能とする方法として、例えば塗装ガンに主剤、硬化剤を供給する供給経路を主剤、硬化剤に対し各々２系統設けて、色替え時に供給経路を切り替えるものが知られている（特開昭６２−２３７８５３号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報の技術では、色替え時にも同一ノズルを使用するため、入念な洗浄をしなければ、色替えした新たな色に鮮明な色相を得ることが難しい問題があった。このような問題は、特に、主剤や硬化剤を微量供給する表皮成形では顕著に発生する傾向がある。
【０００５】
本発明の課題は、混合反応硬化型材料など着色液体材料を含む複数種の液体材料を混合して噴霧するスプレーガンや塗装ガン等の噴霧装置において、色替え作業を容易にすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、
着色液体材料を含む複数種の液体材料を混合室に供給して、得られた混合物を混合室に連通したノズルから噴霧する噴霧装置において、
前記ノズルの上部を内筒に装着して、該内筒の上端部に前記混合室を含む噴霧装置本体の下部に形成した凹部に噛み込む開閉自在な爪を周方向に間隔をあけて設けると共に、前記内筒の外面に軸方向にのみ移動可能に外筒をスプライン結合して、該外筒に外筒と内筒との相対移動によって前記爪を開閉するカムを設けてチャック機構を構成し、該チャック機構により前記ノズルを前記装置本体に着脱自在に設けて、前記液体材料の色替え時に前記ノズルを交換することを特徴とする。
【０００７】
請求項１の発明によれば、混合反応硬化型材料など着色液体材料を含む液体材料の色替え時に噴霧装置のノズルを交換するので、色替え時にノズルの洗浄作業が不要で色替え作業が容易であり、また色替えした新たな色に鮮明な色相を得ることができる。
【０００９】
さらに、外筒と内筒との相対移動により、装置体下部の凹部に噛み込む内筒の爪を外筒のカムで開閉して、ノズルを装置本体に着脱できるので、ノズルの交換が容易である。
【００１０】
請求項２記載の発明は、
ノズルの着脱治具であって、
前記ノズルは、該ノズルの上部を装着した内筒の上端部に周方向に間隔をあけて設けられた、前記混合室を含む噴霧装置本体の下部に形成した凹部に噛み込む開閉自在な爪と、前記内筒の外面に軸方向にのみ移動可能にスプライン結合した外筒に設けられた、外筒と内筒との相対移動によって前記爪を開閉するカムとからなるチャック機構により、前記装置本体に着脱自在としたものにおいて、
前記着脱治具は、複数の支柱の上端に固定された、前記外筒の上部を収容可能な開口を有する環状の天板と、前記天板に向けて付勢して前記支柱に嵌挿された、前記ノズルを挿通する開口を有して前記外筒および内筒の下部を支持可能な環状の支持板とを具備し、
前記天板の開口に、前記外筒の上端部外周に周方向に間隔をあけて設けられた複数の突起が挿入される環状溝を形成すると共に、前記外筒の回転位置によって前記突起を挿通可能とする切り欠きを前記天板上面側から前記環状溝に接続して設け、前記支持板の開口に、前記外筒の一側に下方まで切り下げて形成されたガイド溝内に突出する位置決め用ピンを突設させたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明によれば、着脱治具に対する噴霧装置本体による内筒および外筒からなるノズル組立体の降下、回転および装置本体の上昇により、ノズル組立体を装置本体から取り外し、新たなノズル組立体がセットされた着脱治具に対する装置本体の降下、回転および上昇により、装置本体にノズル組立体を取り付けて治具から取り出せ、自動作業でノズルを交換できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳述する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施の形態に係る噴霧装置を示す断面図である。
【００１４】
本実施の形態の噴霧装置は、スプレーガン１を図示しないロボット（スプレーロボット）に搭載して、該スプレーガン１を上下・左右・前後の各方向に移動自在かつ中心軸線に対し傾動自在とし、さらに中心軸線の回りに回転可能に構成している。スプレーガン１は、ガン本体１０と、そのガン本体１０の下端にチャック機構により着脱自在に取付けられたノズル２１とを備える。
【００１５】
ガン本体１０は、表皮成形に使用する混合反応硬化型材料の主剤、硬化剤の流入孔、流出孔が下部に開口したシリンダ孔１１を有し、シリンダ孔１１に嵌合した切欠き溝を有するピストンロッド１２の上下方向の摺動操作により、シリンダ孔１１の下部先端部に混合室を画成して、混合室に主剤および硬化剤を流入孔から吐出させる吐出状態と、ロッド１２側面の切欠き溝で流入孔と流出孔とを連通して、主剤、硬化剤を流入孔から流出孔に流出させる循環状態とを切り替え可能になっている。
【００１６】
ガン本体１０の下端にはテーパキャップ１３がネジ止めによって取り付けられ、このテーパキャップ１３とシリンダ孔１１との間にはスタティックミキサ１４が介挿されている。シリンダ孔１１先端部の混合室で混合された主剤および硬化剤は、スタティックミキサ１４の流路内で更に混合された後、テーパキャップ１３の流路を経てノズル２１の流路に入り、ノズル２１先端のチップ２６から表皮成形の型内に噴霧される。
【００１７】
なお、本実施の形態では、シリンダ孔１１の中心に先端に達する貫通孔１５を設けて、貫通孔１５に弁棒１６を上下方向に移動自在に嵌装することにより、貫通孔１５の内面と弁棒１６との間に液体通路１７を形成すると共に、弁棒１６によってシリンダ孔１１の先端の開口を開閉可能としている。これによって、主剤に着色剤を配合する代わりに、着色剤を液体通路１７を介して混合室に送り込むような使用法を可能にしている。また液体通路１７に洗浄液を流すことによって、混合室以下のノズル２１先端まで洗浄することも可能である。
【００１８】
本例では、着色剤は例えば赤、青、黄色の３色分用意してあり、ガン本体１０に取り付けた着色剤装入部１８ａ、１８ｂまたは１８ｃによって、着色剤を選択して液体通路１７に送り込む。着色剤は、予め主剤の主成分であるポリオールで希釈して流動性を持たせておく。
【００１９】
ノズル２１は、図２(ａ)に示すように、該ノズル２１の上部を内筒２２内に挿通し、内筒２２の内面下部にネジおよびキー溝により位置決め固定し、ロックナット締結して、ノズル２１を内筒２２に装着している。そしてその内筒２２の外面に軸方向にのみ移動可能に外筒２３をスプライン結合して、ノズル組立体（ノズルアセンブリー）２０に構成している。内筒２２は外筒２３から下部が露出する。
【００２０】
前記のチャック機構は、ガン本体１０のテーパキャップ１３下部に形成された凹部１３ａに噛み込む内筒２２の爪２４と、爪２４を開閉する外筒２３のカム２５とからなる。爪２４は、内筒２２の上端部周方向の複数箇所、例えば３箇所にノズル２１の中心軸線を含む鉛直面内で回動可能に取付けられ、これらの爪２４は、下端を束ねた図示しないリングバネによって外方向の開方向に付勢されている。カム２５は、外筒２３の上端部内側の周方向の３箇所に爪２４に対応して設けられている。
【００２１】
図２(ｂ)に示すように、外筒２３に対して内筒２２を押し込む方向に、外筒２３と内筒２２とを相対的に移動すると、カム２５が爪２４の上部に当接して内方向に押圧し、爪２４をリングバネによる付勢力に抗して閉じる。これにより、爪２４がテーパキャップ１３の凹部１３ａに噛み込んで、ノズル２１を含むノズル組立体２０全体がガン本体１０の下端に連結される。逆に外筒２３と内筒２２とを引き離し方向に相対移動すると、カム２５による爪２４の押圧が解除されてリンクバネの付勢力で爪２４が開き、ガン本体１０に対するノズル組立体２０の連結が解除される。
【００２２】
本発明では、混合反応硬化型材料などの色替え作業を容易にするために、色替え時にノズル２１を組立体２０ごと交換するようにした。このノズルの交換作業は手動で行ってもよいが、既に図２にも示してあるが、本実施の形態では、図３に示すようなスタンド（着脱治具）３０を用いて自動的に行えるようにした。なお、ノズルの交換を手動で行う場合を考慮して、外筒２３の外面には手で把持しやすいようにローレットが形成されている。
【００２３】
スタンド３０は、図示しない支持台上に立設された複数本、例えば３本の支柱３１の上端にネジ止め固定された環状の天板３２と、支柱３１に遊嵌された環状の支持板３３とを備えており、支柱３１は、これに環状の補強板３４、３５を嵌挿し、ネジ固定することによって補強されている。支持板３３は、これと上の補強板３４との間に取り付けた複数本のコイルバネ３６により下から支持され、天板３２に向けて付勢されている。
【００２４】
外筒２３の上端部外周には、図２に示すように、周方向に沿う突起２３ａが等間隔で複数個、本例では３つ設けられている。天板３２の開口３７は、外筒２３（ノズル組立体２０）の上部を収容可能になっており、この天板３２の開口３７には、図４に示すように、突起２３ａを挿入させる環状溝３７ｃが形成され、さらに外筒２３（ノズル組立体２０）の回転位置によって突起２３ａを通過可能とする周方向に沿う切り欠き３７ａが、天板３２の上面から環状溝３７ｃに接続して形成されている。環状溝３７ｃの上側の切り欠き３７ａ同士の間は周方向に沿う突出部３７ｂになっている。また環状溝３７ｂの下側は全周に亙る突出部３７ｄになっている。
【００２５】
また図２に示すように、外筒２３の下部は下窄まりに傾斜しており、その一側には下方まで切り下げたガイド溝２３ｂが形成されている。支持板３３の開口３８は、図３に示すように、外筒２３下部の傾斜と同一の傾斜を有する上開きの穴に形成され、外筒２３および内筒２２の下部を支持可能となっており、内筒２３から突出したノズル２１は、開口３８を通って下方に延出可能になっている。この開口３８には、外筒２３のガイド溝２３ｂ内に突出する位置決め用ピン３９が突設されている。
【００２６】
以上のようなスタンド３０を用いてノズル２１の交換作業を自動的に行うには、次のようにすればよい。図２および図５を用いて説明する。初めに、新たなノズルのガン本体への装着から説明する。
【００２７】
図５（ａ）に示すように、スタンド３０には新しいノズル組立体２０がセットされ、保持されている。スタンド３０上のノズル組立体２０は、外筒２３および内筒２２の下部が支持板３３の開口３８の内面で受けられ、外筒２３のガイド溝２３ｂに支持板３３の位置決め用ピン３９が挿入されている。この状態で、図２（ａ）に示すように、外筒２３の突起２３ａが天板３２の開口３７の環状溝３７ｃにあって突出部３７ｂの下に位置した状態に位置決めされ、ノズル組立体２０が中心軸線の周りに非回転に保持される。内筒２２の爪２４は、下端を束ねたリングバネによる付勢によって開いている。
【００２８】
このノズル組立体２０に対し、図示しないスプレーロボットによりガン本体１０を降下する。ガン本体１０の降下につれて、図５（ｂ）に示すように、ガン本体１０のテーパキャップ１３がノズル２１の基端部に当接し、キャップ１３内の下広がりの流路１３ｂにノズル２１基端の先細り部２１ｂが嵌合する。ガン本体１０がさらに降下すると、ノズル組立体２０が押されて降下して、外筒２３の突起２３ａが天板３２の開口３７の突出部３７ｄに当接し、外筒２３が下側への移動を規制される。このため、図５（ｃ）、図２（ｂ）に示すように、外筒２３に対して内筒２２のみが押し込まれて降下し、これにより、内筒２２の爪２４が外筒２３のカム２５により押圧されて閉じ、爪２４がテーパキャップ１３の凹部１３ａに噛み込んで、ノズル２１を含むノズル組立体２０全体がガン本体１０の下端に連結される。即ち、ガン本体１０に対し新しいノズル２１が装着される。
【００２９】
これと同時に、内筒２２により支持板３３が押されて、コイルバネ３６の付勢力に抗して下方に移動されるので、支持板３３のピン３９が外筒２３のガイド溝２３ｂから外れて、ノズル組立体２０が中心軸線の周りに回転可能になる。そこで、スプレーロボットにより、図５（ｃ）に示すように、ノズル組立体２０が連結されたガン本体１０を中心軸線の周りに所定角度、本例では１２０°回転すると、外筒２３の突起２３ａが天板３２の開口３７の上側の突出部３７ｂから外れて切り欠き３７ａに位置する。したがって、ガン本体１０を上昇させることにより、ノズル組立体２０がスタンド３０から抜き出され、スプレーガン１が新たなノズルで使用可能となる。
【００３０】
逆に使用したノズルをガン本体から脱着するには、図５（ａ）〜（ｃ）の順序を逆にたどればよい。
【００３１】
即ち、図３に示す空の状態のスタンド３０に対し、ノズル組立体２０の外筒２３の突起２３ａが天板３２の開口３７の切り欠き３７ａに合致するように位置させて、ガン本体１０に連結されたノズル組立体２０を降下し、ノズル組立体２０をスタンド３０に挿入する。外筒２３が天板３２の開口３７に収容され、外筒２３の突起２３ａが開口３７の環状溝３７ｃにあって下側の突出部３７ｄに当るので、外筒２３に対し内筒２２のみが降下し、支持板３３が下に移動される。この状態でノズル組立体２０が回転可能になるので、ガン本体１０の回転によりノズル組立体を１２０°回転させると、図５（ｃ）と同じ状態になる。
【００３２】
図５（ｃ）の状態では、外筒２３の突起２３ａが天板３２の開口３７の突出部３７ｂの下側に位置して、外筒２３の上方への移動が規制されているので、ガン本体１０を図５（ｂ）のときと逆に上昇すると、外筒２３に対して内筒２２のみが上昇し、内筒２２の爪２４が外筒２３のカム２５による押圧を解除されて開き、爪２４のテーパキャップ１３の凹部１３ａへの噛み込みが解かれる。また支持板３３がコイルバネ３６の付勢により上に戻り、支持板３３のピン３９が外筒２３のガイド溝２３ｂに係合して、ノズル組立体２０が非回転に保持される。
【００３３】
その後、ガン本体１０が上昇するにつれて、ガン本体１０がノズル組立体２０から分離して、使用したノズル２１がスタンド３０に残置される。即ち、図５（ａ）と同様な保持状態となる。
【００３４】
交換されたノズル２１は、ノズル組立体２０ごとスタンド３０から外して洗浄して再度の使用に備えるか、使用の程度によっては洗浄せずにノズル組立体ごと廃棄される。
【００３５】
以上では、ノズル２１の交換をスタンド３０を利用して、スプレーロボットに自動的に行わせたが、もちろん手動でガン本体１０から使用したノズル組立体２０を取り外して、新たなノズルのノズル組立体を装着するようにしてもよい。
【００３６】
本実施の形態の噴霧装置は、以上のように構成され、外筒２３と内筒２２とを相対移動することにより、チャック機構の爪２４をカム２５で開閉して、ノズル２１をガン本体１０に着脱するので、ノズルの交換が容易である。また着脱治具のスタンド３０に対するガン本体１０によるノズル組立体２０の降下、回転およびガン本体１０の上昇により、ノズル組立体２０をガン本体１０から取り外し、新たなノズル組立体がセットされたスタンドに対するガン本体の降下、回転および上昇により、ガン本体にノズル組立体を取り付けて治具から取り出せ、自動作業でノズルの交換ができる。もちろん、色替え時にノズルの洗浄作業が不要なので、色替え作業を容易にでき、また色替えした新たな色に鮮明な色相を得ることができる。
【００３７】
以上の実施の形態では、噴霧装置として、表皮成形に使用する混合反応硬化型材料のスプレーガンを例にとって説明したが、本発明はこれに限られず、混合反応硬化型材料を塗料に使用する場合の塗装ガンにも適用することができる。さらには、混合反応硬化型材料だけでなく、着色液体材料を含む複数種の液体材料を混合室に供給して、得られた混合物を混合室に連通したノズルから噴霧する噴霧装置ならば、各種のものに適用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、混合反応硬化型材料など着色液体材料を含む複数種の液体材料を混合して噴霧するスプレーガンや塗装ガン等の噴霧装置において、色替え作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る噴霧装置を示す断面図である。
【図２】図１の噴霧装置のガン本体へのノズルの連結部を示す断面図である。
【図３】図２のノズルのガン本体への着脱に使用するスタンドを示す断面図である。
【図４】図３のスタンドの天板を示す図で、その平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【図５】図３のスタンドを用いたノズルのガン本体への装着法を示す断面図である。
【符号の説明】
１      スプレーガン
１０    ガン本体
１３    テーパキャップ
１３ａ  凹部
２０    ノズル組立体
２１    ノズル
２２    内筒
２３    外筒
２３ａ  突起
２３ｂ  ガイド溝
２４    爪
２５    カム
３０    スタンド
３１    支柱
３２    天板
３３    支持板
３６    コイルバネ
３７    開口
３７ａ  切り欠き
３７ｂ  突出部
３７ｃ  環状溝
３７ｄ  突出部
３８    開口
３９    ピン
【図１】
0004068850.tif 000002
【図２】
0004068850.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004068850.tif 000005
【図５】
0004068850.tif 000006