特許 7193739 吐出装置、および給液方法

(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】

(24)【登録日】2022-12-13

(45)【発行日】2022-12-21

(54)【発明の名称】吐出装置、および給液方法

(51)【国際特許分類】

   B05C 5/00 20060101AFI20221214BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20221214BHJP

【ＦＩ】

B05C5/00 101

B05C11/10

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019568920

(86)(22)【出願日】2018-12-14

(86)【国際出願番号】 JP2018046178

(87)【国際公開番号】W WO2019150790

(87)【国際公開日】2019-08-08

【審査請求日】2021-08-26

(31)【優先権主張番号】P 2018017331

(32)【優先日】2018-02-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000132404

【氏名又は名称】株式会社スリーボンド

(74)【代理人】

【識別番号】110000671

【氏名又は名称】八田国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 凌太

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 直哉

【審査官】磯部 洋一郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－１８７００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０９０２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２３５５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－００８２３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２４７４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０２０１６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０９８３２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平４－１１３１６１（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０５Ｃ ５／００

Ｂ０５Ｃ １１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダに供給された粘性材料を加圧することにより、前記シリンダに連通するノズルから前記粘性材料を吐出させる吐出装置であって、
前記シリンダへの前記粘性材料の供給を制御する供給バルブと、
前記シリンダに供給された前記粘性材料に圧力を付与するプランジャと、
前記プランジャの進退移動方向と同じ方向に移動可能なボールネジと、
前記ボールネジに動力伝達機構を介して連結されたモータと、
前記ボールネジが前記プランジャ側へ所定の距離だけ前進した前進位置に到達したか否かを検知する前進位置検知センサと、
前記ボールネジが前記プランジャから所定の距離だけ後退した後退位置に到達したか否かを検知する後退位置検知センサと、を備え、
前記プランジャと前記ボールネジとは連結されていない、吐出装置。

【請求項2】

前記供給バルブは、前記ボールネジが所定の位置へ向けて移動を開始した状態で開くことにより、前記粘性材料を前記シリンダに供給する、請求項１に記載の吐出装置。

【請求項3】

前記ボールネジの移動と、前記粘性材料の供給とが並行して行われる、請求項２に記載の吐出装置

【請求項4】

前記シリンダ内に前記粘性材料が最大限に充填されたか否かを検知する光電センサを有する請求項１～３のいずれか１項に記載の吐出装置。

【請求項5】

前記ノズルを介した前記粘性材料の吐出を制御する吐出バルブを有する、請求項１～４のいずれか１項に記載の吐出装置。

【請求項6】

前記シリンダに配置され、前記シリンダ内に供給された前記粘性材料の圧力を検出する圧力センサを有する、請求項１～５のいずれか１項に記載の吐出装置。

【請求項7】

粘性材料を吐出させる吐出装置へ前記粘性材料を供給する給液方法であって、
前記吐出装置は、
シリンダへの前記粘性材料の供給を制御する供給バルブと、
前記シリンダに供給された前記粘性材料に圧力を付与するプランジャと、
前記プランジャの進退移動方向と同じ方向に移動可能なボールネジと、
前記ボールネジに動力伝達機構を介して連結されたモータと、
前記ボールネジが前記プランジャ側へ所定の距離だけ前進した前進位置に到達したか否かを検知する前進位置検知センサと、
前記ボールネジが前記プランジャから所定の距離だけ後退した後退位置に到達したか否かを検知する後退位置検知センサと、を備え、
前記吐出装置における前記プランジャは、前記ボールネジと連結されておらず、
前記ボールネジが移動を開始した状態で前記供給バルブを開いて、前記粘性材料を供給し、
前記後退位置検知センサは、前記ボールネジの上端部の位置を検出し、前記ボールネジが前記プランジャに対してどの程度の距離だけ後退したかを検知することにより、前記ボールネジの下端部が前記シリンダへの前記粘性材料の充填量が最大となる所定の位置に到達したか否かを検出し、
前記供給バルブは、前記ボールネジの下端部が前記所定の位置に到達した状態で開くことにより、前記粘性材料を前記シリンダに供給する、給液方法。

【請求項8】

前記吐出装置が備える光電センサにより、前記シリンダ内に前記粘性材料が最大限に充填されたか否かを検知する、請求項７に記載の給液方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粘性材料を吐出する吐出装置、および吐出装置へ粘性材料を供給する給液方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から所定の塗布対象（ワーク）に対して粘性材料を塗布する際に使用される吐出装置が知られている（例えば、下記特許文献１を参照）。一般的に、吐出装置は、粘性材料が充填されるシリンダと、シリンダ内を進退移動するプランジャと、プランジャに連結されたボールネジ（送りネジ）と、ギヤ等の動力伝達機構を介してボールネジと連結されたモータと、を備えている。特許文献１に記載された吐出装置は、粘性材料を塗布する際、モータにより動力伝達機構を駆動させることにより、ボールネジおよびプランジャを一体的に進退移動させる。

【0003】

上記の吐出装置は、シリンダ内でプランジャを前進させることにより、シリンダ内部を加圧してノズルへ粘性材料を送り込み、ノズルから粘性材料を吐出させる。また、上記の吐出装置は、シリンダ内に材料を供給する際、シリンダ内でプランジャを後退させつつ、粘性材料の供給源（例えば、給液ポンプ）からシリンダへ粘性材料を供給することにより、シリンダ内に粘性材料を給液する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００７－２２２７６８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記の吐出装置は、シリンダ内への粘性材料の供給を行う際、プランジャの後退と、粘性材料の供給源の動作とを連動させる必要がある。そのため、シリンダ内に粘性材料が充填される量（単位時間当たりの充填量）と、シリンダ内でプランジャを後退させる速度とを厳密に同期させる必要があり、粘性材料を供給する際のプランジャの動作制御が非常に煩雑なものとなる。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、シリンダへ粘性材料を供給する際のプランジャの動作制御を容易に行うことができる吐出装置、および所望のオーバーラップ部を形成することができる給液方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る吐出装置は、シリンダに供給された粘性材料を加圧することにより、前記シリンダに連通するノズルから前記粘性材料を吐出させる吐出装置であって、前記シリンダへの前記粘性材料の供給を制御する供給バルブと、前記シリンダに供給された前記粘性材料に圧力を付与するプランジャと、前記プランジャの進退移動方向と同じ方向に移動可能なボールネジと、前記ボールネジに動力伝達機構を介して連結されたモータと、前記ボールネジが前記プランジャ側へ所定の距離だけ前進した前進位置に到達したか否かを検知する前進位置検知センサと、前記ボールネジが前記プランジャから所定の距離だけ後退した後退位置に到達したか否かを検知する後退位置検知センサと、を備え、前記プランジャと前記ボールネジとは連結されていない。

【0008】

また、本発明に係る給液方法は、粘性材料を吐出させる吐出装置へ前記粘性材料を供給する給液方法であって、前記吐出装置は、シリンダへの前記粘性材料の供給を制御する供給バルブと、前記シリンダに供給された前記粘性材料に圧力を付与するプランジャと、前記プランジャの進退移動方向と同じ方向に移動可能なボールネジと、前記ボールネジに動力伝達機構を介して連結されたモータと、前記ボールネジが前記プランジャ側へ所定の距離だけ前進した前進位置に到達したか否かを検知する前進位置検知センサと、前記ボールネジが前記プランジャから所定の距離だけ後退した後退位置に到達したか否かを検知する後退位置検知センサと、を備え、前記吐出装置における前記プランジャは、前記ボールネジと連結されておらず、前記シリンダに前記粘性材料が供給される前に前記ボールネジが前記プランジャから離間する方向に移動した状態で、前記供給バルブを開いて前記粘性材料を供給し、前記後退位置検知センサは、前記ボールネジの上端部の位置を検出し、前記ボールネジが前記プランジャに対してどの程度の距離だけ後退したかを検知することにより、前記ボールネジの下端部が前記シリンダへの前記粘性材料の充填量が最大となる所定の位置に到達したか否かを検出し、前記供給バルブは、前記ボールネジの下端部が前記所定の位置に到達した状態で開くことにより、前記粘性材料を前記シリンダに供給する。

【発明の効果】

【0009】

上記吐出装置によれば、動力伝達機構を介してモータに連結されたボールネジは、プランジャとは連結されていない。そして、シリンダ内へ粘性材料を供給する際、プランジャは、シリンダ内に供給された粘性材料による加圧に伴ってシリンダ内を後退する。したがって、吐出装置は、シリンダ内に粘性材料が充填される量（単位時間当たりの充填量）とシリンダ内でプランジャを後退させる速度とを厳密に同期させる必要がないため、プランジャの動作制御が容易なものとなる。

【0010】

また、上記給液方法によれば、プランジャは、シリンダへの粘性材料の供給に伴ってボールネジと接触する位置まで移動し、粘性材料の吐出を開始する際にはボールネジの前進に連動してシリンダ内を前進する。そのため、プランジャとボールネジとが連結されていない吐出装置において、粘性材料の吐出を開始する際にボールネジの前進とプランジャの前進とを適切に同期させることができるため、所望のオーバーラップ部（粘性材料の塗り始めと塗り終わりの重複部分）を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態に係る吐出装置の全体構成を概略的に示す図である。

【図2】給液の準備を行っている状態の吐出装置を示す図である。

【図3】給液の準備を行っている状態の吐出装置を示す図である。

【図4】給液を行っている状態の吐出装置を示す図である。

【図5】給液を完了した状態の吐出装置を示す図である。

【図6】内圧補正を行っている状態の吐出装置を示す図である。

【図7】内圧補正を行っている状態の吐出装置を示す図である。

【図8】粘性材料を吐出している状態の吐出装置を示す図である。

【図9】実施形態に係る吐出方法の各工程を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

【0013】

図１～図８は、本実施形態に係る吐出装置１０の説明および吐出装置１０による粘性材料Ｍの吐出方法の説明に供する図である。なお、図２～図８には、初期の給液を行った後に、粘性材料Ｍの吐出に際して給液等を行う手順を示している。図９は、実施形態に係る粘性材料Ｍの吐出方法の各工程を示すフローチャートである。

【0014】

本実施形態に係る吐出装置１０は、シリンダ３０に供給された粘性材料Ｍをノズル９０から吐出し、吐出した粘性材料Ｍを所定の塗布対象（ワーク）に対して塗布する装置である（図８を参照）。粘性材料Ｍとしては、特に限定されないが、例えば、反応性シリコーン、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の高粘度の粘性材料を挙げることができる。また、塗布対象としては、特に限定されないが、例えば、輸送機器、産業機器類の各種フランジやねじ等の接合面が挙げられる。

【0015】

図１を参照して概説すると、吐出装置１０は、当該吐出装置１０の動作制御を行う制御部２０と、シリンダ３０への粘性材料Ｍの供給を制御する供給バルブ４０と、シリンダ３０に供給された粘性材料Ｍに圧力を付与するプランジャ５０と、プランジャ５０の進退移動方向と同じ方向に移動可能なボールネジ６０と、ボールネジ６０に動力伝達機構１１０を介して連結されたモータ１２０と、を備えている。

【0016】

吐出装置１０は、シリンダ３０内に粘性材料Ｍが供給された状態で、プランジャ５０をシリンダ３０内で前進（図１～図８の下方への移動。以下、「下降」とも記載する）させることにより、シリンダ３０に連通したノズル９０を通じて粘性材料Ｍを吐出する。ノズル９０から吐出された粘性材料Ｍは、図示省略する塗布対象に対して塗布される。

【0017】

シリンダ３０は、当該シリンダ３０の内部空間に粘性材料Ｍを貯留可能である。シリンダ３０は、プランジャ５０が進退移動する内部空間を備える第１チャンバ３１と、第１チャンバ３１よりもプランジャ５０の前進方向側に配置された第２チャンバ３２と、を有している。

【0018】

図１に示すように、第１チャンバ３１には、シリンダ３０内に充填された粘性材料Ｍの圧力を検出する圧力センサ１３０を配置している。圧力センサ１３０の種類、構造、配置等は、シリンダ３０内の粘性材料Ｍの圧力を検出（測定）可能な限り、特に限定されない。

【0019】

第１チャンバ３１の内部空間には、プランジャ５０の軸受け４７ａ、４７ｂを配置している。軸受け４７ａ、４７ｂとしては、例えば、樹脂材料で構成される公知のＯリング等を用いることができる。

【0020】

第２チャンバ３２には、供給バルブ４０が備える弁棒４１を配置している。第２チャンバ３２は、所定の材料供給路を介して給液ポンプ７０と連通している。給液ポンプ７０は、例えば、粘性材料Ｍを圧送可能な公知の流体ポンプで構成することができる。

【0021】

供給バルブ４０の弁棒４１は、シリンダ３０への粘性材料Ｍの供給を停止（制限）する際、第２チャンバ３２に配置された弁座４２に着座する（例えば、図１の状態）。供給バルブ４０の弁棒４１が弁座４２に着座すると、給液ポンプ７０と第２チャンバ３２との連通が遮断される。一方、供給バルブ４０は、シリンダ３０へ粘性材料Ｍを供給する際、弁棒４１を弁座４２から離間させる（例えば、図４の状態）。弁棒４１が弁座４２から離間すると、給液ポンプ７０と第２チャンバ３２とが連通するため、第２チャンバ３２へ粘性材料Ｍを供給することが可能になる。

【0022】

図１に示すように、シリンダ３０の第２チャンバ３２は、所定の材料供給路を介して吐出チャンバ８５と連通している。吐出チャンバ８５には、ノズル９０を取り付けている。吐出チャンバ８５の内部空間とノズル９０内に形成された流路（図示省略）とは連通している。

【0023】

吐出装置１０は、ノズル９０からの粘性材料Ｍの吐出を制御する吐出バルブ８０を備えている。吐出チャンバ８５には、吐出バルブ８０が備える弁棒８１を配置している。吐出バルブ８０の弁棒８１は、ノズル９０を通じた粘性材料Ｍの吐出を停止（制限）する際、吐出チャンバ８５に配置された弁座８２に着座する（例えば、図１の状態）。また、吐出バルブ８０は、ノズル９０を通じた粘性材料Ｍの吐出を行う際、弁棒８１を弁座８２から離間させる（例えば、図８の状態）。弁棒８１が弁座８２から離間すると、吐出チャンバ８５とノズル９０の内部流路とが連通するため、ノズル９０による粘性材料Ｍの吐出が可能になる。

【0024】

吐出装置１０が備えるモータ１２０は、例えば、公知のステッピングモータにより構成することができる。モータ１２０は、動力伝達機構１１０を回転駆動することにより、動力伝達機構１１０と連結されたボールネジ６０を進退移動させる。

【0025】

動力伝達機構１１０は、モータ１２０と接続される駆動ギヤ１１１と、駆動ギヤ１１１と係合する従動ギヤ１１２と、を有している。駆動ギヤ１１１は、例えば、クラッチ機構（図示省略）を介してモータ１２０と接続することができる。

【0026】

従動ギヤ１１２は、ボールネジ６０と係合している。モータ１２０が駆動ギヤ１１１を回転駆動させると、駆動ギヤ１１１の回転に連動して従動ギヤ１１２が回転し、さらにボールネジ６０が回転する。吐出装置１０は、モータ１２０を動作させて、ボールネジ６０を一方の回転方向に回転（例えば、正転）させることにより、ボールネジ６０をシリンダ３０へ向けて前進させることができる。また、吐出装置１０は、モータ１２０を動作させて、ボールネジ６０を他方の回転方向に回転（例えば、逆転）させることにより、ボールネジ６０をシリンダ３０から後退させる方向に移動（図１～図８の上方への移動。以下、「上昇」とも記載する）させることができる。

【0027】

本実施形態に係る吐出装置１０は、ボールネジ６０とプランジャ５０とが連結されていない。換言すると、ボールネジ６０とプランジャ５０とは、両者を一体的に進退移動させる機械的な連結構造を介して連結されていない。そのため、ボールネジ６０は、プランジャ５０とは独立して進退移動することができる。例えば、図２に示すように、吐出装置１０は、ボールネジ６０をプランジャ５０に対して独立して後退させることにより、ボールネジ６０の下端部６１をプランジャ５０の上端部５２から離間した位置に配置することができる。

【0028】

プランジャ５０は、シリンダ３０内を前進移動することにより、シリンダ３０内に供給された粘性材料Ｍを加圧し、ノズル９０へ粘性材料Ｍを圧送する。

【0029】

図８に示すように、吐出装置１０は、プランジャ５０を前進させる際、ボールネジ６０を正転させることにより、ボールネジ６０の下端部６１をプランジャ５０の上端部５２に接触させて押圧する。また、図３に示すように、吐出装置１０は、プランジャ５０を後退させる際、ボールネジ６０をプランジャ５０から離間した所定の位置Ｐ１に配置し、ボールネジ６０の下端部６１とプランジャ５０の上端部５２との間に隙間（空間）ｇを形成する。図４に示すように、吐出装置１０は、隙間ｇを形成した状態でシリンダ３０内に粘性材料Ｍを供給してシリンダ３０の内圧を増加させる。プランジャ５０は、シリンダ３０の内圧の増加に伴ってボールネジ６０に接近するようにシリンダ３０内を上昇する。

【0030】

図１に示すように、シリンダ３０は、光電センサ１４０が取り付けられた支持部材１００を有している。支持部材１００としては、例えば、アルミ等の金属材料で構成された棒状の部材を用いることができる。

【0031】

吐出装置１０は、シリンダ３０が備える支持部材１００に配置された光電センサ１４０を有している。光電センサ１４０としては、例えば、透過型、回帰反射型、拡散反射型等の公知の光電センサを用いることができる。特に、透過型の光電センサを使用することが好ましい。また、光電センサ１４０は、例えば、支持部材１００側からボールネジ６０側へ検出光を出射するように、支持部材１００に配置することができる。

【0032】

光電センサ１４０は、シリンダ３０内に粘性材料Ｍが最大限に充填されたか否かを検知するために使用される。光電センサ１４０は、例えば、図５に示すように、プランジャ５０の上端部５２の位置を検出する。

【0033】

本実施形態では、シリンダ３０の粘性材料Ｍの最大充填量は、ボールネジ６０を所定の位置Ｐ１まで後退させた状態で、ボールネジ６０の下端部６１に対してプランジャ５０の上端部５２が接触する位置までプランジャ５０を移動させることができる移動量で規定できる。つまり、シリンダ３０の粘性材料Ｍの最大充填量は、ボールネジ６０の下端部６１がプランジャ５０の上端部５２から離間した状態で、プランジャ５０の上昇可能な移動量に対応したシリンダ３０の空き容積となる。そのため、光電センサ１４０は、図５に示すように、ボールネジ６０の下端部６１にプランジャ５０の上端部５２が接触する位置を検出することにより、シリンダ３０内に粘性材料Ｍが最大限に充填されたか否かを検知することができる。

【0034】

図１に示すように、吐出装置１０は、ボールネジ６０がプランジャ５０側へ所定の距離だけ前進した前進位置に到達したか否かを検知する前進位置検知センサ１５１と、ボールネジ６０がプランジャ５０から所定の距離だけ後退した後退位置に到達したか否かを検知する後退位置検知センサ１５２と、を有している。

【0035】

前進位置検知センサ１５１と後退位置検知センサ１５２は、ボールネジ６０の進退移動方向（図１の上下方向）に所定の間隔を空けて配置している。また、後退位置検知センサ１５２は、前進位置検知センサ１５１よりもボールネジ６０の後退方向側（図中の上方側）に配置している。前進位置検知センサ１５１および後退位置検知センサ１５２は、例えば、光電センサ１４０を取り付けた支持部材１００の上端側に配置することができる。

【0036】

図１に示すように、前進位置検知センサ１５１は、ボールネジ６０の上端部６２の位置を検出し、ボールネジ６０がプランジャ５０に対してどの程度の距離だけ前進したかを検知する。具体的には、前進位置検知センサ１５１は、前進位置検知センサ１５１と後退位置検知センサ１５２との間の距離だけプランジャ５０が前進したことを検知する。前進位置検知センサ１５１は、例えば、ノズル９０を介した粘性材料Ｍの吐出量が所望の量となるボールネジ６０の前進位置を検出するように配置することができる。

【0037】

また、図３に示すように、後退位置検知センサ１５２は、ボールネジ６０の上端部６２の位置を検出し、ボールネジ６０がプランジャ５０に対してどの程度の距離だけ後退したかを検知する。具体的には、後退位置検知センサ１５２は、前進位置検知センサ１５１と後退位置検知センサ１５２との間の距離だけプランジャ５０が後退したことを検知する。後退位置検知センサ１５２は、例えば、シリンダ３０への粘性材料Ｍの充填量が最大となるボールネジ６０の所定の位置Ｐ１を検出するように配置することができる。

【0038】

前進位置検知センサ１５１と後退位置検知センサ１５２としては、例えば、透過型や反射型の公知のフォトセンサを用いることができる。ただし、各センサ１５１、１５２は、ボールネジ６０の位置を検出可能な限り、センサの種類、構造、配置等は特に限定されない。

【0039】

制御部２０は、例えば、ＣＰＵ、メモリ、及び入出力インターフェースなどを備える公知のＰＣ等で構成することができる。制御部２０は、各種の制御信号Ｓ１を送受信し、各センサ１３０、１４０、１５１、１５２の動作制御、モータ１２０の動作制御、各バルブ４０、８０の動作制御、給液ポンプ７０の動作制御等を実行する。

【0040】

次に、本実施形態に係る粘性材料Ｍの吐出方法を説明する。

【0041】

図９に示すように、粘性材料Ｍの吐出方法は、概説すると、給液の準備（Ｓ１０１）と、給液（Ｓ１０２）と、内圧補正（Ｓ１０３）と、吐出（Ｓ１０４）と、を有している。以下、吐出方法について詳述する。

【0042】

図１には、シリンダ３０内に粘性材料Ｍを給液する前の状態の吐出装置１０を示している。供給バルブ４０および吐出バルブ８０は、給液および吐出を行う前の状態においては、図１に示すように閉じられる。

【0043】

吐出装置１０は、粘性材料Ｍの給液に際し、給液の準備を行う。具体的には、吐出装置１０は、図２に示すように、ボールネジ６０を上昇（プランジャ５０から後退）させる。吐出装置１０は、図３に示すように、ボールネジ６０の下端部６１が所定の位置Ｐ１に到達するまでボールネジ６０を上昇させる。ボールネジ６０の下端部６１が所定の位置Ｐ１に到達すると、ボールネジ６０の下端部６１とプランジャ５０の上端部５２との間には隙間ｇが形成される。ボールネジ６０の下端部６１が所定の位置Ｐ１に到達したか否かは、後退位置検知センサ１５２によりボールネジ６０の上端部６２を検知することにより確認することができる。

【0044】

なお、本実施形態では、給液する際にボールネジ６０の下端部６１が所定の位置Ｐ１に達した状態で粘性材料Ｍの給液を開始するが、例えば、粘性材料Ｍの給液とボールネジ６０の移動は並行に実施してもよい。このような場合、例えば、粘性材料Ｍの給液を開始するタイミングは、ボールネジ６０が上昇（逆転）するタイミングと実質的に同時（動作制御上において、時間差を設けずに並行に開始するタイミング）に設定することができる。このように、「ボールネジが所定の位置へ向けて移動を開始した状態」とは、ボールネジ６０の移動を開始するタイミングと同時またはボールネジ６０が移動を開始して所定時間が経過した状態のいずれでもよい。

【0045】

プランジャ５０の上昇速度は、粘性材料Ｍの粘度に応じたものとなる。一方、ボールネジ６０は、プランジャ５０と連結していないため、ボールネジ６０単独で上昇することができる。したがって、吐出装置１０は、ボールネジ６０の上昇速度とプランジャ５０の上昇速度とを厳密に同期させる必要がない。

【0046】

次に、図４に示すように、吐出装置１０は給液を開始する。吐出装置１０は、供給バルブ４０を開く。吐出装置１０は、給液ポンプ７０を動作させて、シリンダ３０へ粘性材料Ｍを供給する。プランジャ５０は、シリンダ３０内への粘性材料Ｍの供給に伴ってシリンダ３０の内圧が増加すると、ボールネジ６０に向けて上昇する。そのため、吐出装置１０は、シリンダ３０内への粘性材料Ｍの給液量の増加に追従するようにプランジャ５０の移動速度を厳密に制御する必要がない。

【0047】

なお、仮に、シリンダ３０の内圧を監視しつつ、シリンダ３０の内圧の増加に応じてボールネジ６０の上昇およびプランジャ５０の上昇を制御する場合、次のような課題が生じ得る。例えば、軸受け４７ａ、４７ｂ付近に渋り（軸受け４７ａ、４７ｂが経年劣化等で摩耗して粘性材料Ｍが漏洩して硬化したもの）が発生すると、プランジャ５０の上昇を妨げる抵抗が発生し、シリンダ３０内への給液を終了した段階で、ボールネジ６０とプランジャ５０とが意図せずに離れて配置されてしまうことがある。特に、吐出装置１０は、初期の給液を行った後、所定の時間が経過した後に給液等を行う場合に、粘性材料Ｍの硬化の影響（例えば、粘性材料Ｍが湿気硬化型の材料である場合）により、プランジャ５０の移動を妨げる抵抗が大きくなる。その結果、吐出装置１０による粘性材料Ｍの吐出を開始する際に、ボールネジ６０とプランジャ５０との間の距離に応じて吐出開始位置（塗り始め位置）にずれが発生し、吐出開始の際に吐出が遅れて、所望のオーバーラップ部を形成し難くなる。

【0048】

図５に示すように、プランジャ５０は、ボールネジ６０の下端部６１にプランジャ５０の上端部５２が接触するまで上昇する。プランジャ５０の上端部５２がボールネジ６０の下端部６１に接触すると、シリンダ３０への粘性材料Ｍの供給が停止する。つまり、この段階において、シリンダ３０内には最大量の粘性材料Ｍが充填された状態となる。光電センサ１４０は、プランジャ５０の位置を検知することにより、シリンダ３０内に粘性材料Ｍが最大限に充填されたか否かを検出する。

【0049】

次に、吐出装置１０は、シリンダ３０の内圧補正を行う。具体的には、吐出装置１０は、図６に示すように、供給バルブ４０および吐出バルブ８０を閉じた状態で、ボールネジ６０を上昇させる。図７に示すように、プランジャ５０は、シリンダ３０の内圧により、ボールネジ６０の上昇に伴って上昇する。その結果、シリンダ３０の内圧は、所望の大きさまで低下する。圧力センサ１３０は、シリンダ３０の内圧を検出する。これにより、吐出装置１０は、粘性材料Ｍの吐出の開始前にシリンダ３０の内圧が所望の大きさに調整されたことを確認できる。

【0050】

次に、吐出装置１０は、粘性材料Ｍの吐出を開始する。吐出装置１０は、吐出バルブ８０を開く。そして、吐出装置１０は、ボールネジ６０の下端部６１がプランジャ５０の上端部５２に接触した状態（突き当てられた状態）でボールネジ６０を下降させることにより、ボールネジ６０の下降に同期させて、プランジャ５０を下降させることができる。シリンダ３０内に充填された粘性材料Ｍは、ノズル９０を介して所定の塗布対象に対して塗布される。粘性材料Ｍの吐出は、例えば、ボールネジ６０の上端部６２が前進位置検知センサ１５１により検出されるまで継続される。

【0051】

本実施形態に係る吐出装置１０および給液方法の作用効果を説明する。

【0052】

上述したように本実施形態に係る吐出装置１０は、シリンダ３０に供給された粘性材料Ｍを加圧することにより、シリンダ３０に連通するノズル９０から粘性材料Ｍを吐出させる装置である。吐出装置１０は、シリンダ３０への粘性材料Ｍの供給を制御する供給バルブ４０と、シリンダ３０に供給された粘性材料Ｍに圧力を付与するプランジャ５０と、プランジャ５０の進退移動方向と同じ方向に移動可能なボールネジ６０と、ボールネジ６０に動力伝達機構１１０を介して連結されたモータ１２０と、を備えており、プランジャ５０とボールネジ６０とは連結されていない。

【0053】

吐出装置１０によれば、動力伝達機構１１０を介してモータ１２０に連結されたボールネジ６０は、プランジャ５０とは連結されていない。そして、シリンダ３０内へ粘性材料Ｍを供給する際、プランジャ５０は、シリンダ３０内に供給された粘性材料Ｍによる加圧に伴ってシリンダ３０内を後退する。したがって、吐出装置１０は、シリンダ３０内に粘性材料Ｍが充填される量（単位時間当たりの充填量）とシリンダ３０内でプランジャ５０を後退させる速度とを厳密に同期させる必要がないため、プランジャ５０の動作制御が容易なものとなる。

【0054】

また、供給バルブ４０は、ボールネジ６０が所定の位置Ｐ１へ向けて移動を開始した状態で開くことにより、粘性材料Ｍをシリンダ３０に供給する。そのため、ボールネジ６０の移動速度とプランジャ５０の移動速度とを厳密に同期させる制御を行うことなく、シリンダ３０内へ粘性材料Ｍを好適に供給することができる。

【0055】

また、吐出装置１０は、ボールネジ６０の移動と、粘性材料Ｍの供給とを並行して行う。そのため、粘性材料Ｍを効率良く供給することができる。

【0056】

また、吐出装置１０は、シリンダ３０に配置され、シリンダ３０内に粘性材料Ｍが最大限に充填されたか否かを検知する光電センサ１４０を有している。そのため、吐出装置１０は、シリンダ３０の内圧の増加に応じてプランジャ５０を移動させる構成において、光電センサ１４０によりプランジャ５０の位置を検出することにより、シリンダ３０内への粘性材料Ｍの充填量をより正確に検知することができる。

【0057】

また、吐出装置１０は、ボールネジ６０がプランジャ５０側へ所定の距離だけ前進した前進位置に到達したか否かを検知する前進位置検知センサ１５１と、ボールネジ６０がプランジャ５０から所定の距離だけ後退した後退位置に到達したか否かを検知する後退位置検知センサ１５２と、を有している。そのため、吐出装置１０は、各センサ１５１、１５２によりボールネジ６０の位置を検知することでシリンダ３０内への粘性材料Ｍの充填量の調整と、ノズル９０からの粘性材料Ｍの吐出量の調整をより正確に制御することができる。

【0058】

また、吐出装置１０は、ノズル９０を介した粘性材料Ｍの吐出を制御する吐出バルブ８０を有する。そのため、吐出装置１０は、吐出バルブ８０の開閉を制御することにより、ノズル９０からの粘性材料Ｍの吐出および吐出の制限を適切に切り替えることができる。

【0059】

また、吐出装置１０は、シリンダ３０内に供給された粘性材料Ｍの圧力を検出する圧力センサ１３０を有する。そのため、吐出装置１０は、シリンダ３０の内圧を圧力センサ１３０により監視することにより、粘性材料Ｍの吐出を開始する前にシリンダ３０の内圧を所望の大きさに調整する内圧補正を実施することができる。

【0060】

また、本実施形態に係る給液方法は、吐出装置１０へ粘性材料Ｍを供給する給液方法である。吐出装置１０は、シリンダ３０への粘性材料Ｍの供給を制御する供給バルブ４０と、シリンダ３０に供給された粘性材料Ｍに圧力を付与するプランジャ５０と、プランジャ５０の進退移動方向と同じ方向に移動可能なボールネジ６０と、ボールネジ６０に動力伝達機構１１０を介して連結されたモータ１２０と、を備えている。そして、吐出装置１０におけるプランジャ５０は、ボールネジ６０と連結されておらず、ボールネジ６０が移動を開始した状態で供給バルブ４０を開いて、粘性材料Ｍを供給する。

【0061】

上記の給液方法によれば、プランジャ５０は、シリンダ３０への粘性材料の供給に伴ってボールネジ６０と接触する位置まで移動し、粘性材料Ｍの吐出を開始する際にはボールネジ６０の前進に連動してシリンダ３０内を前進する。そのため、プランジャ５０とボールネジ６０とが連結されていない吐出装置１０において、粘性材料Ｍの吐出を開始する際にボールネジ６０の前進とプランジャ５０の前進とを適切に同期させることができるため、所望のオーバーラップ部（粘性材料の塗り始めと塗り終わりの重複部分）を形成することができる。

【0062】

また、給液方法は、吐出装置１０が備える光電センサ１４０により、シリンダ３０内に粘性材料Ｍが最大限に充填されたか否かを検知する。そのため、給液方法は、シリンダ３０の内圧の増加に応じてプランジャ５０を移動させる吐出装置１０において、光電センサ１４０によりプランジャ５０の位置を検出することにより、シリンダ３０内への粘性材料Ｍの充填量をより正確に検知することができる。

【0063】

以上、実施形態を通じて本発明に係る吐出装置および給液方法を説明したが、本発明は明細書内で説明した内容のみに限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載に基づいて適宜変更することが可能である。

【0064】

吐出装置は、供給バルブと、プランジャと、ボールネジと、モータと、を少なくとも備えており、プランジャとボールネジとが連結されていない限りにおいて具体的な構成等は限定されず、例えば、装置全体のレイアウト、各部材の具体的な構造、形状、材質等、付加的な部材の追加または省略等の変更は適宜に行い得る。

【0065】

また、ボールネジおよびプランジャの進退移動方向は、実施形態において説明したように上下方向のみに限定されることはない。吐出装置の装置構成や粘性材料の吐出方向等に応じて適宜変更することが可能である。

【0066】

本出願は、２０１８年２月２日に出願された日本国特許出願第２０１８－０１７３３１号に基づいており、その開示内容は、参照により全体として引用されている。

【符号の説明】

【0067】

１０ 吐出装置、
２０ 制御部、
３０ シリンダ、
４０ 供給バルブ、
４１ 供給バルブの弁棒、
４７ａ、４７ｂ 軸受け、
５０ プランジャ、
５２ プランジャの上端部、
６０ ボールネジ、
６１ ボールネジの下端部、
６２ ボールネジの上端部、
７０ 給液ポンプ、
８０ 吐出バルブ、
８１ 吐出バルブの弁棒、
９０ ノズル、
１００ 支持部材、
１１０ 動力伝達機構、
１１１ 駆動ギヤ、
１１２ 従動ギヤ、
１２０ モータ、
１３０ 圧力センサ、
１４０ 光電センサ、
１５１ 前進位置検知センサ、
１５２ 後退位置検知センサ、
Ｍ 粘性材料、
ｇ 隙間。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】