特許 5986905 液体供給装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5986905

(24)【登録日】2016年8月12日

(45)【発行日】2016年9月6日

(54)【発明の名称】液体供給装置

(51)【国際特許分類】

   B05C 11/10 20060101AFI20160823BHJP

【ＦＩ】

   B05C11/10

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2012-255197(P2012-255197)

(22)【出願日】2012年11月21日

(65)【公開番号】特開2014-100685(P2014-100685A)

(43)【公開日】2014年6月5日

【審査請求日】2015年1月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000145611

【氏名又は名称】株式会社コガネイ

(74)【代理人】

【識別番号】100080001

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 大和

(74)【代理人】

【識別番号】100093023

【弁理士】

【氏名又は名称】小塚 善高

(74)【代理人】

【識別番号】100117008

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 章子

(72)【発明者】

【氏名】堀川 昭芳

(72)【発明者】

【氏名】大村 雄太

【審査官】 平井 裕彰

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−０３８９７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１３７７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２７６７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２６８２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０７３７７７５８（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開平０４−１３５６６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１２１９５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０５Ｃ ５／００〜２１／００

Ｆ０４Ｂ４３／００〜４７／１４

５３／１０

Ｂ０５Ｄ １／００〜 ７／２６

Ｊａｐｉｏ−ＧＰＧ／ＦＸ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

粉粒体を含有する液体を塗布ノズルに供給する液体供給装置であって、
底壁、上壁および側壁を有し、液体を収容する液体タンクと、
前記塗布ノズルが接続される吐出口を有する塗布ポンプの流入口と前記液体タンクの流出口との間に接続され、前記液体タンク内の液体を前記塗布ポンプの前記流入口に案内する供給流路と、
前記塗布ポンプの前記流入口と前記液体タンクの戻し口との間に接続され、前記塗布ポンプから吐出されなかった液体を前記液体タンクに戻す戻し流路と、
前記供給流路と前記戻し流路からなる循環流路に設けられ、前記液体タンクを介して前記循環流路内に液体の循環流を形成する循環ポンプと、
空気供給源から調圧された空気を前記液体タンクに供給する空気供給流路と、
底壁、上壁および側壁を有し前記液体タンクに供給される液体を貯溜する補助タンクと、
開閉弁を有し前記補助タンクに設けられた外気導入流路と、
注入用開閉弁が設けられ前記補助タンクと前記液体タンクとを接続して前記補助タンク内の液体を前記液体タンクに供給する補充流路と、
均圧用開閉弁が設けられ前記補助タンクと前記液体タンクの液面上の空気を連通させる均圧流路とを有し、
前記開閉弁を閉じて前記均圧用開閉弁と前記注入用開閉弁とを開いて前記補助タンク内の液体を前記液体タンクに注入することを特徴とする液体供給装置。

【請求項2】

請求項１記載の液体供給装置において、前記補助タンクは、前記液体タンクの上に前記液体タンクと一体に設けられていることを特徴とする液体供給装置。

【請求項3】

請求項１または２記載の液体供給装置において、前記塗布ポンプは、前記流入口および前記吐出口に連通するポンプ室が設けられた流路切換弁と、前記ポンプ室を膨張収縮させる駆動部材と、当該駆動部材により前記ポンプ室が膨張するときには前記流入口から前記ポンプ室に液体を案内し、前記ポンプ室が収縮するときには前記ポンプ室から前記吐出口に液体を案内する弁体とを有することを特徴とする液体供給装置。

【請求項4】

請求項３記載の液体供給装置において、前記流路切換弁は、
前記流入口、当該流入口に弁室を介して連通する前記吐出口、および前記弁室に連通するとともに前記ポンプ室に連通する連通室が形成されたバルブケースと、
前記弁室に配置され、前記ポンプ室が膨張するときに前記吐出口に連なる内側弁座面に密着して前記流入口と前記連通室とを連通させ、前記ポンプ室が収縮するときに前記流入口に連なる外側弁座面に密着して吐出口と前記連通室とを連通させる弁体とを有することを特徴とする液体供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は粉粒体を含有する液体を塗布ノズルに供給する液体供給装置に関する。

【背景技術】

【0002】

薬液等の液体を塗布ノズルに供給し、塗布ノズルにより被塗布物に液体を塗布するために液体供給装置が使用されている。薬液を塗布ノズルに供給するための液体供給装置としては、例えば、特許文献１に記載されるように、薬液タンク内の薬液を塗布ノズルに案内する流路にポンプが設けられたものがある。このポンプは流路に設けられた上流側と下流側の逆止弁の間に設けられた可撓性チューブを有し、可撓性チューブによりポンプ室を膨張収縮させて薬液タンク内の薬液を塗布ノズルに供給するようにしている。この形態の液体供給装置においては、塗布ノズルから液体を塗布するときに流路内に液体の流れを形成するようにしており、液体が塗布されないときには流路内には液体が静止した状態となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３８５３６４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来のように、塗布ノズルから液体を塗布するときに流路内に液体の流れを形成するようにし、液体が塗布されないときには流路内には液体を静止状態とした液体供給装置を用いて、粉粒体を含有する液体を塗布ノズルから被塗布物に塗布するようにすると、粉粒体と液体との比重差により粉粒体が液体タンクや流路内に沈殿して液体と粉粒体とが分離することがある。液体と粉粒体とが分離すると、粉粒体が一定の含有率となった液体を塗布ノズルに供給することができなくなり、量産品に対して液体を塗布する場合には、製品によって品質にバラツキが発生することになる。また、水やアルコールなど揮発性の液体は、時間とともに濃度が変化し、塗布品質が変化してしまう。

【0005】

本発明の目的は、液体に含まれる粉粒体の含有率を一定に保持して被塗布物に液体を塗布し得るようにすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の液体供給装置は、粉粒体を含有する液体を塗布ノズルに供給する液体供給装置であって、底壁、上壁および側壁を有し、液体を収容する液体タンクと、前記塗布ノズルが接続される吐出口を有する塗布ポンプの流入口と前記液体タンクの流出口との間に接続され、前記液体タンク内の液体を前記塗布ポンプの前記流入口に案内する供給流路と、前記塗布ポンプの前記流入口と前記液体タンクの戻し口との間に接続され、前記塗布ポンプから吐出されなかった液体を前記液体タンクに戻す戻し流路と、前記供給流路と前記戻し流路からなる循環流路に設けられ、前記液体タンクを介して前記循環流路内に液体の循環流を形成する循環ポンプと、空気供給源から調圧された空気を前記液体タンクに供給する空気供給流路と、底壁、上壁および側壁を有し前記液体タンクに供給される液体を貯溜する補助タンクと、開閉弁を有し前記補助タンクに設けられた外気導入流路と、注入用開閉弁が設けられ前記補助タンクと前記液体タンクとを接続して前記補助タンク内の液体を前記液体タンクに供給する補充流路と、均圧用開閉弁が設けられ前記補助タンクと前記液体タンクの液面上の空気を連通させる均圧流路とを有し、前記開閉弁を閉じて前記均圧用開閉弁と前記注入用開閉弁とを開いて前記補助タンク内の液体を前記液体タンクに注入することを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

この薬液供給装置においては、塗布ポンプの流入口と液体タンクの流出口との間に供給流路が接続され、塗布ポンプの流入口と前記液体タンクの戻し口との間に戻し流路が接続されている。供給流路と戻し流路とにより液体タンクの流出口から戻し口に循環する循環流路が形成されており、循環ポンプにより液体タンクを介して循環流路内に液体の循環流が形成される。これにより、粉粒体が含有された液体を塗布ノズルから塗布する場合には、十分に撹拌されて粉粒体が均一に分散されて粉粒体の含有率が一定となった状態で液体を被塗布物に塗布することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施の形態である液体供給装置を示す概略図である。

【図2】図１に示された塗布ポンプを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示されるように、液体供給装置１０は液体を収容する液体タンク１１を有している。この液体タンク１１は、底壁１１ａ，上壁１１ｂおよび側壁１１ｃを有する密閉構造となっており、内部には粉粒体や揮発性流体に混濁させる物体を含有する揮発性の液体が収容される。被塗布物に液体を塗布する塗布ノズル１２は塗布ポンプ１３の吐出口１４に吐出流路１５により接続され、塗布ポンプ１３の流入口１６と液体タンク１１の流出口１７との間には供給流路１８が接続されている。この供給流路１８には開閉弁２０が設けられており、供給流路１８は開閉弁２０により開閉される。

【0010】

図１に示される液体供給装置１０は３つの塗布ノズル１２を有しており、それぞれの塗布ノズル１２が接続された塗布ポンプ１３は、分岐された供給流路１８により並列となって液体タンク１１に接続されている。ただし、塗布ノズル１２の数は１つでも２つ以上でも良く、塗布ノズル１２の数に対応した数の塗布ポンプ１３が供給流路１８により液体タンク１１に接続される。また、複数の塗布ノズル１２が設けられる場合には、複数の塗布ポンプ１３を液体タンク１１に直列に接続するようにしても良い。

【0011】

流出口１７は液体タンク１１の底壁１１ａに設けられ、液体タンク１１の側壁１１ｃの上側には戻し口１９が設けられている。この戻し口１９と塗布ポンプ１３の流入口１６との間には戻し流路２１が接続されており、塗布ノズル１２から吐出されなかった液体は戻し流路２１により液体タンク１１に戻される。供給流路１８と戻し流路２１とにより、液体タンク１１の流出口１７から流出した液体を液体タンク１１の戻し口１９に案内する循環流路２２が形成されている。塗布ポンプ１３の流入口１６に供給流路１８と戻し流路２１とを直接接続することも可能であるが、図示するように、共通流路２２ａを介して供給流路１８と戻し流路２１とが流入口１６に接続されている。

【0012】

循環流路２２を形成する供給流路１８には循環ポンプ２３が設けられており、塗布ノズル１２から液体を塗布するときのみならず、塗布が停止されているときにも、循環流路２２には液体タンク１１の流出口１７から流出し、戻し口１９に向かう循環流が形成されている。これにより、戻し口１９から液体タンク１１内の液体Ｌの液面Ｓに落下する液滴と流出口１７に向かう液体流れとにより、液体タンク１１内の液体は常に撹拌された状態となり、液体に含まれる粉粒体が液体タンク１１の底面に沈殿することがなく、常に粉粒体が液体に均一に分散した状態となる。循環流路２２を流れる液体の流量を調整するために、戻し流路２１には絞り弁２４が設けられている。

【0013】

循環ポンプ２３としては、ノンシールポンプあるいはマグネットポンプとも言われるキャンドポンプが使用されている。キャンドポンプは、ポンプインペラとこれを駆動するための電動モータとが仕切られた形態となっており、可燃性や揮発性を有する液体を循環供給するためにキャンドポンプを使用すると、ポンプからの液体の漏出を確実に防止することができる。ただし、循環ポンプ２３としては流体によっては、ノンシールポンプでなくとも良い。

【0014】

塗布ノズル１２から液体が塗布されると、密閉構造の液体タンク１１内の液面Ｓが低下することになる。液面Ｓの低下に伴って液面Ｓよりも上側に占める空気の容積を増加させるために、液体タンク１１の上端部には空気供給流路２５が接続されている。空気供給流路２５には、圧力調整弁２６と開閉弁２７とが設けられており、コンプレッサ等の空気供給源２８からの空気が調圧されて液体タンク１１に供給される。塗布ノズル１２からの液体の塗布に伴って液体タンク１１内の液面Ｓが低下する。液面Ｓの低下により液体タンク１１の気圧が低下するが、液体タンク１１に補給される空気によりその気圧低下が補われる。これにより、循環ポンプ２３による液体の供給が円滑に行われる。塗布ノズル１２からの液体の塗布が停止されるときには、空気供給流路２５は開閉弁２７により閉塞される。開閉弁２７は単なる逆止弁でも良い。

【0015】

液体タンク１１の上には補助タンク３１が液体タンク１１と一体となって配置されている。補助タンク３１は液体タンク１１の上壁１１ｂを底壁３１ａとし、上壁３１ｂと側壁３１ｃとを有する密閉構造となっている。補助タンク３１の上壁３１ｂには注入口３２が設けられており、この注入口３２はキャップ３３により閉塞されるようになっている。キャップ３３を取り外し、漏斗３４を用いて補助タンク３１内に液体が注入される。補助タンク３１内に液体を注入する際には、補助タンク３１に設けられた外気導入流路３５に設けられた開閉弁３６により外気導入流路３５が開放される。

【0016】

液体タンク１１内の液体の液位を検出するために、液体タンク１１には液面計３７が設けられ、液面計３７に設けられたフロート３８により液体タンク１１内の液位を外部から観察することができる。同様に、補助タンク３１内の液体の液位を検出するために、補助タンク３１には液面計３９が設けられ、液面計３９に設けられたフロート４０により補助タンク３１内の液位を外部から観察することができる。

【0017】

液体タンク１１内の液体Ｌの量が低下したときには、予め補助タンク３１内に注入された液体Ｌを液体タンク１１内に注入するために、補助タンク３１に設けられた流出口４１と液体タンク１１に設けられた注入口４２との間には補充流路４３が接続されている。この補充流路４３には、この流路を開閉する注入用開閉弁４４が設けられている。

【0018】

この注入用開閉弁４４を開放して補助タンク３１内の液体を液体タンク１１に注入するときに、液体タンク１１内の液面上に占める空気と補助タンク３１内の液面上に占める空気とを連通させてこれらの圧力を同一にするために、補助タンク３１に設けられた連通口４５と液体タンク１１に設けられた連通口４６との間には均圧流路４７が接続されている。この均圧流路４７には、この流路を開閉する均圧用開閉弁４８が設けられている。液体タンク１１の底壁１１ａには内部の液体Ｌを排出するための排出流路４９が設けられ、この排出流路４９には流路を開閉する開閉弁５０が設けられている。

【0019】

上述したそれぞれの流路は、可撓性のチューブや金属製のパイプ等の配管により形成されており、内部には液体等を案内する貫通孔が設けられている。補充流路４３としては、図１に示されるように、補充流路４３を液体タンク１１と補助タンク３１の外側に配置することなく、液体タンク１１と補助タンク３１の間の壁に貫通孔を設けてそれを補充流路としても良く、その場合には貫通孔に注入用開閉弁４４を設けることになる。上述したそれぞれの開閉弁としては、ボールバルブが用いられている。

【0020】

液体供給装置１０を立ち上げるときには、開閉弁２０を開放し、絞り弁２４を全開として循環ポンプ２３を起動させ、循環流路２２内に液体Ｌの循環流を形成する。塗布ポンプ１３内の空気を排出するために、それぞれの塗布ポンプ１３の流入口側には排気流路５１が設けられており、排気流路５１に設けられた開閉弁５２を僅かに開いて塗布ポンプ１３内の空気抜きを行う。空気抜き操作が終了したら、絞り弁２４の開度を調整して循環流路２２内を流れる液体の流量を調整する。これにより、塗布ポンプ１３を駆動して塗布ノズル１２から液体Ｌを吐出させることができる。塗布ポンプ１３を起動させて塗布ノズル１２から液体を塗布するときだけでなく、塗布ポンプ１３が停止状態となっているときにも、液体タンク１１内と循環流路２２内には液体の流れが形成され、液体に含有された粉粒体の分布密度や含有率を全体的に一定に保持することができる。

【0021】

一方、補助タンク３１内に液体Ｌを注入するときには、注入用開閉弁４４と均圧用開閉弁４８が閉じられた状態のもとで、キャップ３３を取り外して注入口３２から漏斗３４を用いて補助タンク３１内に液体Ｌを注入する。このときには、開閉弁３６により外気導入流路３５が開放状態に設定される。補助タンク３１内に液体Ｌが注入されたら、開閉弁３６が閉じられ、キャップ３３により注入口３２が閉じられる。

【0022】

補助タンク３１内に注入された液体Ｌを液体タンク１１内に注入するときには、均圧用開閉弁４８を開放して、液体タンク１１内の空気と補助タンク３１内の空気とを連通状態として両方の圧力を同一にする。次いで、注入用開閉弁４４を開放して、補助タンク３１内の液体Ｌを液体タンク１１内に向けて自重により補充流路４３により注入する。液体Ｌが注入されたら、注入用開閉弁４４と均圧用開閉弁４８とを閉じ、開閉弁３６を少しずつ開放して補助タンク３１内の残圧を抜き、残圧を抜いたら開閉弁３６を閉じる。これにより、液体タンク１１内への液体Ｌの注入操作が完了する。

【0023】

塗布ノズル１２から液体を吐出して被塗布物に液体を塗布する際には、塗布ポンプ１３を駆動する。このときには、空気供給流路２５から液体タンク１１内に空気を供給することにより、被塗布物に対する液体塗布による液体タンク１１内の液位低下に対応し外部から液体タンク１１内に空気が補われる。

【0024】

図２は図１に示された塗布ポンプ１３を示す断面図である。塗布ポンプ１３は流路切換弁５４と駆動制御ブロック５５とを有している。流路切換弁５４は供給流路１８が接続される流入口１６と、吐出流路１５が接続される吐出口１４とが形成されたバルブケース５６を有しており、流入口１６と吐出口１４は同軸となっている。バルブケース５６には流入口１６と吐出口１４とに連通する連通室５７が形成されており、連通室５７は流入口１６と吐出口１４に対して直角方向に伸びている。

【0025】

バルブケース５６の流入口１６側には円筒形状の外側弁座面５８が流入口１６に連なって形成されており、吐出口１４側には外側弁座面５８の径方向内方に配置される円筒形状の仕切り部５９が設けられている。この仕切り部５９は先端部が外側弁座面５８と径方向に対向しており、仕切り部５９はその内側の吐出口１４と外側の環状の供給室６１とに仕切るとともに外側弁座面５８との間で供給室６１に連なる弁室６２を形成しており、弁室６２は流入口１６に連通している。仕切り部５９の先端側つまり弁室６２を介して流入口１６に対向する側の開口端面は、吐出口１４に連なる内側弁座面６３となっている。弁室６２内にはゴム製の弁体６４が配置されており、この弁体６４は内側弁座面６３に密着して流入口１６と連通室５７とを連通させる位置と、外側弁座面５８に密着して連通室５７と吐出口１４とを連通させる位置とに流路切換動作する。

【0026】

駆動制御ブロック５５には連通室５７に流路６５を介して連通するポンプ室６６が形成されており、このポンプ室６６を膨張収縮するために駆動部材しての駆動ロッド６７が軸方向に往復動自在に装着されている。駆動ロッド６７は図示しない駆動手段としての空気圧シリンダにより直線往復動され、駆動ロッド６７が図２において左方向に駆動されるとポンプ室６６は収縮し、右方向に駆動されるとポンプ室６６は膨張する。ポンプ室６６が収縮すると、連通室５７内の液体が加圧されて弁体６４は外側弁座面５８に密着する。これにより、連通室５７と吐出口１４とが連通してポンプ室６６内の液体が塗布ノズル１２に供給される。一方、ポンプ室６６が膨張すると、流入口１６内の液体が連通室５７に向けて吸引されて弁体６４は内側弁座面６３に密着する。これにより、流入口１６から連通室５７に向けて液体が吸引されてポンプ室６６に液体が吸入される。

【0027】

このように、駆動ロッド６７によりポンプ室６６を収縮させると、塗布ノズル１２に液体が供給されて塗布ノズル１２から被塗布物に液体が塗布され、駆動ロッド６７によりポンプ室６６を膨張させると、供給流路１８内を循環する液体がポンプ室６６に吸入される。駆動ロッド６７にポンプ室６６を膨張させる方向のばね力を加えると、吸入動作がばね力により行われ、吐出動作のみが空気圧シリンダ等の駆動手段により駆動される。なお、特許文献１に記載されるように径方向に膨張収縮する可撓性のチューブをポンプ部材としたチューブフラムポンプを塗布ポンプ１３として使用するようにしても良い。

【0028】

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、液体タンク１１と補助タンク３１の内部の液位は、液面計３７，３９を作業者が目視観察することにより検出するようにしているが、自動的にそれぞれの液面を検出するようにしても良い。

【符号の説明】

【0029】

１０ 液体供給装置
１１ 液体タンク
１２ 塗布ノズル
１３ 塗布ポンプ
１４ 吐出口
１５ 吐出流路
１６ 流入口
１７ 流出口
１８ 供給流路
１９ 戻し口
２１ 戻し流路
２２ 循環流路
２３ 循環ポンプ
２５ 空気供給流路
２６ 圧力調整弁
３１ 補助タンク
３２ 注入口
３３ キャップ
３４ 漏斗
３７，３９ 液面計
４１ 流出口
４２ 注入口
４３ 補充流路
４４ 注入用開閉弁
４５，４６ 連通口
４７ 均圧流路
４８ 均圧用開閉弁
５１ 排気流路
５４ 流路切換弁
５５ 駆動制御ブロック
５６ バルブケース
５８ 外側弁座面
５９ 仕切り部
６２ 弁室
６３ 内側弁座面
６４ 弁体
６６ ポンプ室
６７ 駆動ロッド

【図1】

【図2】