特許 7351760 流体圧送装置

(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】

(24)【登録日】2023-09-19

(45)【発行日】2023-09-27

(54)【発明の名称】流体圧送装置

(51)【国際特許分類】

   F04B 15/02 20060101AFI20230920BHJP

【ＦＩ】

F04B15/02 Z

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2020016143

(22)【出願日】2020-02-03

(65)【公開番号】P2021124030

(43)【公開日】2021-08-30

【審査請求日】2022-02-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】505182904

【氏名又は名称】パイルスジャパン株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】515086908

【氏名又は名称】株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング

(74)【代理人】

【識別番号】110000947

【氏名又は名称】弁理士法人あーく事務所

(72)【発明者】

【氏名】田坂 雅弘

(72)【発明者】

【氏名】阿比留 邦実

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 章司

(72)【発明者】

【氏名】浦志 隆敏

(72)【発明者】

【氏名】原 桂

(72)【発明者】

【氏名】徳永 智弘

(72)【発明者】

【氏名】山口 直輝

【審査官】松浦 久夫

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２００７／００３９９７８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１２７９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５６－１０５６７６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平１１－００６４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１８３７４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第１０５１８９８８（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｂ １５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体を貯留したタンク内に挿入され前記流体に対して加圧力を付与すると共に前記流体を前記タンク内から汲み上げるための開口を有するフォロワプレートと、該フォロワプレートの前記開口に連通するポンプ内部空間を有すると共に前記タンク内と前記ポンプ内部空間との間で往復移動して前記タンク内の流体を前記ポンプ内部空間に汲み上げるプライマプレートを有するポンプとを備えた流体圧送装置において、
前記プライマプレートの外形形状は前記フォロワプレートの前記開口の形状に略合致しており、
前記往復移動の範囲内での前記プライマプレートの位置を制御可能な位置制御部を備えており、
前記位置制御部は、前記タンクの交換作業時において前記フォロワプレートを前記タンク内から取り出す際、前記プライマプレートを前記フォロワプレートの前記開口に位置させる構成となっており、
前記フォロワプレートには、交換後の新たなタンク内への挿入作業時に当該タンク内のエアを抜くためのエア抜き孔が設けられており、
前記プライマプレートが前記フォロワプレートの前記開口に位置した状態で当該プライマプレートにおいて前記タンク側を向く端面は、当該端面の中央側に向かうに従って前記タンク側に突出する曲面形状となっていることを特徴とする流体圧送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の製造ライン等においてタンク内に貯留されている接着剤等の粘性流体（以下、単に流体という場合もある）をワークに向けて圧送する流体圧送装置に係る。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１に開示されているように、車両の製造ラインにおいて、ワークに対して接着剤等の流体（粘性流体）を塗布するべく、タンク（ドラム缶）から流体を押し出してワークに向けて圧送する流体圧送装置が知られている。

【0003】

図１３は従来の流体圧送装置ａの一部を断面で示した図である。この図に示すように、流体圧送装置ａは、タンクｂ内の流体ｃに対して上側から加圧力を付与するフォロワプレートｄを備えている。このフォロワプレートｄは、エレベータｅに支持されて昇降可能となっている。また、このフォロワプレートｄには、その外周部に、タンクｂの内面との間のシール性を確保するためのシールホースｈが装着されている。更に、フォロワプレートｄの中央部の上面には、流体経路（図示省略）に繋がるドラムポンプｇが取り付けられている。このドラムポンプｇは、フォロワプレートｄの中央部に形成された開口ｆに連通されていると共に、上下移動（タンクｂ内とドラムポンプｇ内との間で上下移動）可能なプライマプレートｉを備えている。このプライマプレートｉの上下移動によってタンクｂ内の流体ｃをドラムポンプｇの内部に汲み上げるようになっている。

【0004】

流体経路への流体ｃの圧送動作にあっては、フォロワプレートｄが下降移動しながらタンクｂ内の流体ｃに対して下向きの加圧力を付与すると共に、ドラムポンプｇが作動することによって前記プライマプレートｉが上下移動し、これによって、タンクｂ内の流体ｃが、フォロワプレートｄの開口ｆを通過してドラムポンプｇ内に汲み上げられ、流量が調整されて流体経路に圧送される。そして、この流体経路は、図示しない塗布ロボットに接続されており、この塗布ロボットに達した流体ｃが該塗布ロボットの吐出口からワークに向けて塗布される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１８－１２７９０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、タンクｂ内の流体ｃの残量が少なくなるとタンクｂを交換する必要がある。図１３の仮想線は、タンクｂ内の流体ｃの残量が少なくなってフォロワプレートｄがタンクｂ内の底部付近に達し、タンクｂの交換が必要となった状態を示している。

【0007】

タンクｂの交換作業としては、タンクｂ内からのフォロワプレートｄの取り出し作業、フォロワプレートｄに付着している流体ｃの除去作業、空となったタンクｂの搬出作業、新たなタンク（流体ｃが充填されているタンク）ｂの搬入作業、この新たなタンクｂ内へのフォロワプレートｄの挿入作業、タンクｂ内からのエア抜き取り作業等が必要となる。

【0008】

図１４は、このタンクｂの交換作業においてタンクｂ内から取り出されるフォロワプレートｄおよびドラムポンプｇの一部を示す断面図である。

【0009】

この図１４に示すように、タンクｂ内からフォロワプレートｄが取り出される際には、一般に、ドラムポンプｇのプライマプレートｉがフォロワプレートｄから引き込まれた（上方に移動した）状態となっている。つまり、プライマプレートｉの往復動範囲（移動ストローク）のうち最も上側（以下、上死点という場合もある）に位置される。このプライマプレートｉの上死点への移動は、作業者の手動操作（流体圧送装置ａの操作盤のスイッチ操作等）によって行われる。

【0010】

このような状態では、ドラムポンプｇの内部（プライマプレートｉの下側の領域；図１４における領域Ａ）やフォロワプレートｄの開口ｆの内側に空気が入り込む状況を招いてしまう。

【0011】

図１５は、この空気が入り込む状況を説明するための図である。図１５（ａ）に示す状態（フォロワプレートｄがタンクｂ内の底部付近に達したことでタンクｂの交換が必要となった状態）から図１５（ｂ）に示すようにフォロワプレートｄが上昇すると、流体ｃの粘性によって、ドラムポンプｇの内部の流体（上死点にあるプライマプレートｉの下側の流体）ｃがタンクｂ側に引きずられ、このドラムポンプｇの内部やフォロワプレートｄの開口ｆの内側に空気ｋが入り込む場合がある（図１５（ｂ），（ｃ）を参照）。この状態で、図１５（ｄ）に示すように、新たなタンクｂ内へのフォロワプレートｄの挿入作業が行われ、その後に、フォロワプレートｄに形成されたエア抜き孔ｊからのエア抜き取り作業を行ったとしても、図１５（ｅ）に示すように空気ｋが残存することがある。このような空気ｋが残存する理由の一つとしては、ドラムポンプｇの内部やフォロワプレートｄの開口ｆの内側とエア抜き孔ｊとの間に流体ｃが存在し、空気ｋが存在する領域が流体ｃによって閉ざされた空間となる（空気ｋがエア抜き孔ｊに連通しない状態となる）ことが挙げられる。

【0012】

このように空気ｋが残存した状態では、タンクｂの交換作業後の再稼動時に、ドラムポンプｇおよび流体経路を経て塗布ロボットに空気が送り込まれることになり、塗布ロボットの吐出口から空気が噴出してしまって流体ｃの塗布作業に支障を来してしまう可能性がある。このため、この再稼動前に、残存している空気ｋが排出されるまでドラムポンプｇを作動させる（所謂、ドラムポンプｇの空打ちを行う）ことが必要であり、流体の廃棄量が多くなってしまうといった課題があった。

【0013】

本発明は、か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、タンクの交換作業に伴う流体の廃棄量を少なくすることができる流体圧送装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0018】

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、流体を貯留したタンク内に挿入され前記流体に対して加圧力を付与すると共に前記流体を前記タンク内から汲み上げるための開口を有するフォロワプレートと、該フォロワプレートの前記開口に連通するポンプ内部空間を有すると共に前記タンク内と前記ポンプ内部空間との間で往復移動して前記タンク内の流体を前記ポンプ内部空間に汲み上げるプライマプレートを有するポンプとを備えた流体圧送装置を前提とする。そして、この流体圧送装置は、前記プライマプレートの外形形状が前記フォロワプレートの前記開口の形状に略合致しており、前記往復移動の範囲内での前記プライマプレートの位置を制御可能な位置制御部を備えており、前記位置制御部は、前記タンクの交換作業時において前記フォロワプレートを前記タンク内から取り出す際、前記プライマプレートを前記フォロワプレートの前記開口に位置させる構成となっており、前記フォロワプレートには、交換後の新たなタンク内への挿入作業時に当該タンク内のエアを抜くためのエア抜き孔が設けられており、前記プライマプレートが前記フォロワプレートの前記開口に位置した状態で当該プライマプレートにおいて前記タンク側を向く端面は、当該端面の中央側に向かうに従って前記タンク側に突出する曲面形状となっていることを特徴とする。

【0019】

このようなプライマプレートの端面の構成によれば、交換後の新たなタンク内へのフォロワプレートの挿入作業に際し、タンク内のエアを、プライマプレートの端面付近に残存させることなくエア抜き孔からタンク外に排出することが可能になる。このため、タンクの交換作業後の再稼動前に所謂ポンプの空打ちを行う必要が無くなり、タンクの交換作業に伴う流体の廃棄量を少なくすることができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明では、タンク内とポンプ内部空間との間で往復移動してタンク内の流体をポンプ内部空間に汲み上げるプライマプレートの位置を制御可能な位置制御部を備えさせ、タンクの交換作業時においてフォロワプレートをタンク内から取り出す際、この位置制御部がプライマプレートをフォロワプレートの開口に位置させるようにしている。このため、フォロワプレートをタンク内から取り出す際に、ポンプ内部空間やフォロワプレートの開口の内側から流体が流出してしまって該ポンプ内部空間やフォロワプレートの開口の内側に空気が入り込むといった状況を回避でき、タンクの交換作業後の再稼動前に所謂ポンプの空打ちを行う必要が無くなり、タンクの交換作業に伴う流体の廃棄量を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】実施形態に係る流体圧送装置の一部を断面で示した図である。

【図2】フォロワプレートおよびその周辺部を示す断面図である。

【図3】ドラムポンプの断面図である。

【図4】ドラムポンプのエアモータを作動させるエア供給回路の概略構成を示す図である。

【図5】タンクの交換作業においてタンク内から取り出される際のフォロワプレートおよびドラムポンプの一部を示す断面図である。

【図6】タンクの交換作業においてタンク内からのフォロワプレートの取り出し開始時の状態を示す断面図である。

【図7】タンクの交換作業においてタンク内でフォロワプレートが所定位置まで上昇した状態を示す断面図である。

【図8】タンクの交換作業においてタンクの搬出作業後の状態を示す図１相当図である。

【図9】エア抜き取り作業を説明するためのフォロワプレートおよびその周辺部を示す断面図である。

【図10】プライマプレートの下面が平坦面である場合に当該下面付近にエアが残存している状態を示す図である。

【図11】プライマプレートをポンプロッドの下部にボルト止めした構成の場合にボルトの頭部の下面付近にエアが残存している状態を示す図である。

【図12】変形例に係るプライマプレートの周辺を示す断面図である。

【図13】従来の流体圧送装置の一部を断面で示した図である。

【図14】従来のタンクの交換作業においてタンク内から取り出されるフォロワプレートおよびドラムポンプの一部を示す断面図である。

【図15】従来技術においてポンプ内部空間等に空気が入り込む状況を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、車両の製造ラインにおいて、ワークであるウィンドガラスに塗布されるウレタン接着剤（ウィンドガラスを車体に接着するための接着剤；流体）を塗布ロボットに向けて圧送する流体圧送装置に本発明を適用した場合について説明する。

【0023】

－流体圧送装置の構成－
図１は、本実施形態に係る流体圧送装置１の一部を断面で示した図である。この図に示すように、流体圧送装置１は、タンク２、フォロワプレート３、エレベータ４、ドラムポンプ５等を備えて構成されている。

【0024】

この流体圧送装置１におけるウレタン接着剤Ｕの圧送動作の概略としては、図１に示すようにタンク２にウレタン接着剤Ｕが貯留された状態で、ウレタン接着剤Ｕに対してフォロワプレート３により上側から加圧し、該フォロワプレート３の中央部に設けられている開口３１からドラムポンプ５に向けてウレタン接着剤Ｕを押し出しながら、所定量（図示しない塗布ロボットが要求する量）のウレタン接着剤Ｕをドラムポンプ５によって流体経路を経て塗布ロボットに向けて圧送するようになっている。

【0025】

以下、この流体圧送装置１を構成している各構成部材について説明する。

【0026】

タンク２は、ウレタン接着剤Ｕが貯留（充填）されたドラム缶であって、その内部におけるウレタン接着剤Ｕの残量が少なくなった時点で交換される。流体圧送装置１は、ベースプレート１１上にエレベータ４のシリンダ４１，４１が立設されており、タンク２は、このシリンダ４１，４１同士の間に配置される。シリンダ４１，４１は、エアシリンダで構成されており、そのピストンロッド４２，４２が上方に延在されている。このピストンロッド４２，４２の上端は、水平方向に沿って延在するタイバー４３に取り付けられている。

【0027】

タンク２は、上部が開放されており、その開放部分がフォロワプレート３によって閉鎖されている。このフォロワプレート３の上面と前記タイバー４３との間はタイロッド４４，４４によって連結されている。

【0028】

この構成により、シリンダ４１，４１の作動によってタイバー４３が昇降すると、それに伴って、タイロッド４４，４４を介してタイバー４３に連結されているフォロワプレート３も昇降するようになっている。シリンダ４１，４１の作動により、フォロワプレート３は、タンク２内のウレタン接着剤Ｕに対して上側から加圧力を付与している。この加圧力により、タンク２内のウレタン接着剤Ｕはフォロワプレート３に設けられている開口３１を通過してドラムポンプ５に押し出されるようになっている。このタンク２内からのウレタン接着剤Ｕの押し出しに伴ってタンク２内のウレタン接着剤Ｕの残量が少なくなっていく。それに従い、フォロワプレート３がタンク２内を下降していくことになる。

【0029】

シリンダ４１，４１の作動によるタイバー４３の昇降範囲として、該タイバー４３が最上昇位置にある状態では、フォロワプレート３がタンク２の上端よりも所定寸法だけ上側に位置するようになっている。これにより、フォロワプレート３がタンク２の上端から退避することでタンク２の交換（タンク２の搬出および搬入）を可能にする。また、タイバー４３が最下降位置にある状態では、フォロワプレート３がタンク２内の底部付近に達する位置となる（図１の仮想線を参照）。

【0030】

フォロワプレート３は、前述したようにタンク２上部の開放部分を閉鎖している。この状態で、フォロワプレート３は、タンク２内のウレタン接着剤Ｕに対して上側から加圧力を付与している。この加圧力は、タンク２内のウレタン接着剤Ｕをドラムポンプ５に向けて押し出すための力として作用する。なお、この加圧力は、後述するドラムポンプ５のチェックバルブ５３を開弁させない程度の値に設定されている。

【0031】

図２はフォロワプレート３およびその周辺部を示す断面図である。この図２に示すように、フォロワプレート３は、前記ドラムポンプ５がボルト止めされる円筒形状の中央部３２と、該中央部３２の外周囲から外側に向かって斜め下方に傾斜する傾斜板部３３と、該傾斜板部３３の外周縁から所定寸法だけ上方に延在する外縁部３４とが一体形成されて成っている。

【0032】

また、フォロワプレート３における傾斜板部３３にはエア抜き孔３８が形成されており、このエア抜き孔３８にはエア抜きプラグ３５が装着されている。このエア抜きプラグ３５は、例えば手動操作によって開弁および閉弁が切り替え可能となっている。このエア抜きプラグ３５の開弁状態では、フォロワプレート３の下側の空間と上側の空間とがエア抜き孔３８によって連通される。このため、フォロワプレート３がタンク２に挿入された状態で、エア抜きプラグ３５が開弁状態になると、タンク２の内部空間を大気に連通させることになる。また、このエア抜きプラグ３５の閉弁状態では、フォロワプレート３の下側の空間と上側の空間とが遮断される。このため、フォロワプレート３がタンク２に挿入された状態で、エア抜きプラグ３５が閉弁状態になると、タンク２の内部空間を大気から遮断することになる。なお、前記エア抜き孔３８は、フォロワプレート３の傾斜板部３３における周方向の複数箇所に形成されている。また、前記エア抜きプラグ３５には図示しない真空引きポンプが接続されており、後述するタンク交換作業時のエア抜き取り作業では、この真空引きポンプの作動によってタンク２内の空気が真空引きされることになる。

【0033】

更に、フォロワプレート３の傾斜板部３３には、ウレタン接着剤Ｕの硬化を抑制するために電気ヒータ３６が埋設されている。また、フォロワプレート３の外縁部３４の外周面には、フォロワプレート３の周方向に亘って２本のシールホース３７，３７が取り付けられている。このシールホース３７，３７は、フォロワプレート３の外周縁とタンク２の内面との間のシールを確保するためのものである。

【0034】

また、フォロワプレート３の傾斜板部３３の下面には補助プレート６が装着されている。この補助プレート６は、略円錐形状の板材で成り、その頂部には開口６１が形成されている。この開口６１はフォロワプレート３の開口３１に対向している。また、補助プレート６の上面は、フォロワプレート３の傾斜板部３３の下面と略対応するように傾斜している。なお、補助プレート６は、フォロワプレート３の下面に設けられた図示しない磁石によって当該フォロワプレート３に装着されている。そして、フォロワプレート３の傾斜板部３３の下面と補助プレート６の上面との間には、後述するエア抜き取り作業時に、タンク２内に存在する空気をフォロワプレート３の前記エア抜き孔３８に導くための導通路６２が形成されている（この導通路６２を利用したエア抜き取り作業については後述する）。

【0035】

ドラムポンプ５は、タンク２内に貯留されているウレタン接着剤Ｕを抜き取り、そのウレタン接着剤Ｕを、所定量だけ流体経路を経て塗布ロボットに向けて圧送するものである。

【0036】

図３はドラムポンプ５の断面図である。また、図４は、ドラムポンプ５に備えられたエアモータＡＭを作動させるエア供給回路７の概略構成を示す図である。図３に示すように、ドラムポンプ５は、ポンプケーシング５１の内部にポンプロッド５２が往復移動可能に挿入されて構成されている。

【0037】

ポンプケーシング５１の下部には、ドラムポンプ５をフォロワプレート３に取り付けるためのフランジ５１ａが設けられており、このフランジ５１ａがフォロワプレート３の中央部３２にボルト止めされる。これにより、フォロワプレート３を介して（フォロワプレート３の中央部３２の開口３１を介して）、ポンプケーシング５１の内部とタンク２の内部とが連通している。

【0038】

また、ポンプケーシング５１の内部には、チェックバルブ５３が配設されており、このチェックバルブ５３によってポンプケーシング５１の内部は上側空間５１ｂと下側空間５１ｃとに仕切られている。このチェックバルブ５３は、前記上側空間５１ｂと下側空間５１ｃ（本発明でいうポンプ内部空間）との圧力差に応じて開閉する。具体的には、下側空間５１ｃの圧力が上側空間５１ｂの圧力に対して所定値だけ高くなった場合にチェックバルブ５３が開放され、下側空間５１ｃから上側空間５１ｂへウレタン接着剤Ｕが流入される。これに対し、上側空間５１ｂの圧力が下側空間５１ｃの圧力に対して高い場合や、下側空間５１ｃの圧力が上側空間５１ｂの圧力に対して高くなっていてもその差が所定値未満である場合にはチェックバルブ５３は閉鎖され、上側空間５１ｂと下側空間５１ｃとの間でのウレタン接着剤Ｕの流通は行われないようになっている。ポンプケーシング５１には、上側空間５１ｂに連通する接着剤導出管５４が接続されている。また、ポンプケーシング５１の上部には、このポンプケーシング５１とポンプロッド５２との間をシールするパッキンシールナット５５が装着されている。

【0039】

前記ポンプロッド５２は、上側空間５１ｂに位置すると共に該上側空間５１ｂの内径寸法に対して僅かに小径とされた大径部５２ａと、前記チェックバルブ５３に挿通され且つ前記大径部５２ａよりも外径寸法が小さく設定された小径部５２ｂとを備えている。また、このポンプロッド５２はエアモータＡＭ（図４を参照）の作動によって、ポンプケーシング５１の内部を昇降（上下移動）可能となっている。

【0040】

また、小径部５２ｂの下端部には円盤形状のプライマプレート５２ｃが取り付けられている。このプライマプレート５２ｃは外径寸法がポンプケーシング５１の下側空間５１ｃの内径寸法に略一致している。このため、ポンプロッド５２が上昇移動してプライマプレート５２ｃが下側空間５１ｃに位置する状態では、この下側空間５１ｃの下側が閉塞されることになる。

【0041】

なお、このプライマプレート５２ｃの外径寸法は前記フォロワプレート３の開口（円形の開口）３１の内径寸法よりも僅かに小さくなっている。つまり、このプライマプレート５２ｃの外形形状はフォロワプレート３の開口３１の形状に略合致している。このため、図５に示すように、ポンプロッド５２の移動に伴ってプライマプレート５２ｃがフォロワプレート３の開口３１に位置する状態では、この開口３１はプライマプレート５２ｃによって略閉塞されることになる。実際には、プライマプレート５２ｃの外周面とフォロワプレート３の開口３１の内周面との間には僅かな隙間が存在している。

【0042】

このようにしてドラムポンプ５が構成されているため、ポンプロッド５２が上昇移動してプライマプレート５２ｃが下側空間５１ｃに位置する状態で、ポンプロッド５２が更に上昇移動して、プライマプレート５２ｃとチェックバルブ５３との間の空間が小さくなっていくと、この空間の圧力が上昇し、この圧力と上側空間５１ｂの圧力との差が所定値に達した時点でチェックバルブ５３が開放してウレタン接着剤Ｕが上側空間５１ｂに流入する。

【0043】

そして、図３に仮想線で示すようにプライマプレート５２ｃがチェックバルブ５３近傍に達するまでポンプロッド５２が上昇移動すると、ポンプロッド５２の大径部５２ａの大部分はポンプケーシング５１から上側へ抜け出た状態となり、このポンプケーシング５１の上側空間５１ｂの大部分に小径部５２ｂが存在することになる。この状態では、上側空間５１ｂにおけるポンプケーシング５１の内周面と小径部５２ｂの外周面との間の間隔が比較的大きいことから、上側空間５１ｂに比較的多量のウレタン接着剤Ｕが存在した（流入された）状態となっている。

【0044】

この状態からポンプロッド５２が下降移動すると、ポンプロッド５２の大径部５２ａがポンプケーシング５１の上側空間５１ｂに入り込むことになる。これにより、上側空間５１ｂから下側空間５１ｃに移動した小径部５２ｂの体積と、上側空間５１ｂに入り込んだ大径部５２ａの体積との差分だけ、ウレタン接着剤Ｕが接着剤導出管５４に向けて押し出されることになる。つまり、ポンプロッド５２の下降移動量を調整することによって、ポンプケーシング５１からのウレタン接着剤Ｕの押し出し量が調整でき、流体経路を経て塗布ロボットに向けて圧送されるウレタン接着剤Ｕの量を調整することが可能である。

【0045】

ここで、ポンプケーシング５１の内部でポンプロッド５２を昇降させるエアモータＡＭを作動させるエア供給回路７の概略構成について説明する。図４に示すように、ポンプケーシング５１の上部に取り付けられたエアモータＡＭには、第１エア供給回路７１および第２エア供給回路７２が接続されている。

【0046】

第１エア供給回路７１は、下側空間５１ｃへのウレタン接着剤Ｕの汲み上げ動作や、流体経路を経た塗布ロボットへのウレタン接着剤Ｕの圧送動作を行うに際してエアモータＡＭへのエアの供給および非供給を切り替えるものである。一方、第２エア供給回路７２は、タンク２の交換に際してポンプロッド５２の位置調整（開口３１をプライマプレート５２ｃによって略閉塞する位置への調整）を行うためにエアモータＡＭへのエアの供給および非供給を切り替えるものである。

【0047】

具体的に、第１エア供給回路７１は、チェックバルブ７１ａ、ソレノイド型の２位置方向制御弁で成る第１エア供給切替バルブ７１ｂ、仕切弁７１ｃを備えた周知の回路である。第１エア供給切替バルブ７１ｂが非励磁位置（図４に示す右側へ移動した位置）にある場合には、図示しないエアポンプから供給されるエアが放出されることでエアモータＡＭにはエア供給が行われない。一方、後述する第２エア供給切替バルブ７２ｃが図４に示す位置にある状態で第１エア供給切替バルブ７１ｂが励磁位置（図４において左側へ移動した位置）に切り替えられると、エアポンプから供給されるエアがエアモータＡＭに供給され、エアモータＡＭの作動によってポンプロッド５２の昇降が行われる。このような第１エア供給切替バルブ７１ｂの切り替え動作により、前述した下側空間５１ｃへのウレタン接着剤Ｕの汲み上げ動作や、流体経路を経た塗布ロボットへのウレタン接着剤Ｕの圧送動作が行われることになる。エアモータＡＭの具体構成および該エアモータＡＭの作動によってポンプロッド５２を昇降させる機構については周知であるため、ここでの説明は省略する。

【0048】

一方、第２エア供給回路７２は、チェックバルブ７２ａ、仕切弁７２ｂ、ソレノイド型の２位置方向制御弁で成る第２エア供給切替バルブ７２ｃを備えている。この仕切弁７２ｂと第２エア供給切替バルブ７２ｃとの間のエア配管に前記第１エア供給切替バルブ７１ｂが配管を介して接続されている。また、第２エア供給切替バルブ７２ｃとエアモータＡＭとの間にはエアフィルタＡＦが介在されている。第１エア供給切替バルブ７１ｂが図４に示す位置にある状態で第２エア供給切替バルブ７２ｃが励磁位置（図４において左側へ移動した位置）にある場合には、エアポンプから供給されるエアが放出されることでエアモータＡＭにはエア供給が行われない。一方、第２エア供給切替バルブ７２ｃが非励磁位置（図４に示す右側へ移動した位置）に切り替えられると、エアポンプから供給されるエアがエアモータＡＭに供給され、エアモータＡＭの作動によってポンプロッド５２の昇降が行われる。

【0049】

ドラムポンプ５には、ポンプロッド５２の昇降位置を検出することでプライマプレート５２ｃが開口３１を略閉塞した位置に達したことを推定するための近接スイッチＳＷが備えられている、この近接スイッチＳＷは、ポンプケーシング５１内を昇降するポンプロッド５２の特定の部位を検出するものであって、タンク２の交換に際して、当該部位の位置が、プライマプレート５２ｃが開口３１を略閉塞した位置に対応する位置に達した時点で、後述するコントローラ１００（図３を参照）に検知信号を発信するようになっている。

【0050】

このため、タンク２の交換に際して、ポンプロッド５２の昇降位置が、プライマプレート５２ｃによって開口３１が略閉塞される位置となった時点で近接スイッチＳＷから検知信号が発信され、それに伴って第２エア供給切替バルブ７２ｃを切り替えてエアモータＡＭを停止することにより、プライマプレート５２ｃによって開口３１が略閉塞されることになる。

【0051】

前述した第１エア供給切替バルブ７１ｂの動作は、塗布ロボットが要求するウレタン接着剤Ｕの量の情報をコントローラ１００が受け、このコントローラ１００が第１エア供給切替バルブ７１ｂの切り替え動作を行うことでポンプロッド５２の下降移動量を調整することによって行われる。また、前述した第２エア供給切替バルブ７２ｃの動作も、タンク２の交換要求情報をコントローラ１００が受け、このコントローラ１００が第２エア供給切替バルブ７２ｃの切り替え動作を行うことで、プライマプレート５２ｃによって開口３１が略閉塞される位置にポンプロッド５２を停止させることによって行われる。このように、プライマプレート５２ｃによって開口３１が略閉塞される位置にポンプロッド５２を停止させるための第２エア供給切替バルブ７２ｃを備えさせたことにより、比較的安価な構成で、プライマプレート５２ｃによって開口３１を略閉塞させることが可能になる。

【0052】

このため、コントローラ１００には、ポンプロッド５２の位置を調整する機能部として位置制御部１０１が設けられている。この位置制御部１０１は、前述したウレタン接着剤Ｕの圧送量の調整のためのポンプロッド５２の位置調整だけでなく、タンク２の交換時におけるポンプロッド５２の位置調整（プライマプレート５２ｃの位置調整）も行うようになっている。

【0053】

なお、フォロワプレート３の昇降に伴ってドラムポンプ５が昇降してもウレタン接着剤Ｕの圧送が良好に行われるように前記流体経路は可撓性を有する配管８を備えた構成となっている。

【0054】

－流体圧送装置の動作－
次に、前述の如く構成された流体圧送装置１の動作について説明する。図１は、タンク２にウレタン接着剤Ｕが満充填された状態を示している。この状態からウレタン接着剤Ｕの圧送が開始されると、エレベータ４のシリンダ４１，４１の作動によってタイバー４３が下降し、これによってフォロワプレート３が、タンク２内のウレタン接着剤Ｕに対して上側から加圧力を付与する。この加圧力に起因してタンク２内のウレタン接着剤Ｕの一部がドラムポンプ５に向けて流動する。

【0055】

一方、ドラムポンプ５のポンプロッド５２は、プライマプレート５２ｃを上下移動させることによってタンク２内のウレタン接着剤Ｕをドラムポンプ５の下側空間５１ｃに汲み上げる。このプライマプレート５２ｃの上昇移動によって該プライマプレート５２ｃが下側空間５１ｃに位置する状態で、ポンプロッド５２が更に上昇移動すると、プライマプレート５２ｃとチェックバルブ５３との間の空間が小さくなっていき、この空間の圧力が上昇し、この圧力と上側空間５１ｂの圧力との差が所定値に達した時点でチェックバルブ５３が開放してウレタン接着剤Ｕが上側空間５１ｂに流入する。そして、その後、ポンプロッド５２が下降移動すると、その下降移動量に応じてポンプケーシング５１から接着剤導出管５４に所定量だけウレタン接着剤Ｕが押し出され、そのウレタン接着剤Ｕが、流体経路を経て塗布ロボットに向けて圧送される。このウレタン接着剤Ｕは塗布ロボットによってウィンドガラスに塗布される。このポンプロッド５２の下降移動（ポンプケーシング５１から接着剤導出管５４へのウレタン接着剤Ｕの押し出し動作）は、ウィンドガラスに対するウレタン接着剤Ｕの塗布動作が実施される度に間欠的に行われる。

【0056】

このようなタンク２からドラムポンプ５へのウレタン接着剤Ｕの流入動作、および、ドラムポンプ５による流体経路へのウレタン接着剤Ｕの圧送動作が継続されるに従って、タンク２内のウレタン接着剤Ｕが消費されていく。それに伴い、タンク２内のウレタン接着剤Ｕの残量が少なくなっていくことでフォロワプレート３がタンク２内を下降していく。

【0057】

そして、図１に仮想線で示すようにフォロワプレート３がタンク２内の底部付近に達すると、タンク２の交換が必要となる。前記タイバー４３の昇降位置は図示しないセンサによってセンシングされており、このタイバー４３の昇降位置が所定位置（フォロワプレート３がタンク２内の底部付近に達する位置）に達すると、作業者にタンク２の交換を促すための情報が発信される。例えば図示しない操作盤に備えられたランプの点灯や、音声の発信等が行われる。

【0058】

－タンク交換作業－
次に、タンク２の交換時の作業について説明する。このタンク２の交換時の作業としては、先ず、タンク２内の底部付近に達しているフォロワプレート３をタンク２から取り出す作業が行われる。この作業では、エア抜きプラグ３５が開弁状態とされ、タンク２の内部空間をエア抜き孔３８を介して大気に連通させた状態でエレベータ４のシリンダ４１，４１を作動させてフォロワプレート３を引き上げる。この際、エア抜き孔３８からタンク２内に空気が流入し、このフォロワプレート３の引き上げを容易に行うことができる。

【0059】

そして、本実施形態の特徴は、このフォロワプレート３をタンク２から取り出す作業が行われる際のプライマプレート５２ｃの位置制御にある。前述したように、プライマプレート５２ｃの位置は、コントローラ１００に設けられた位置制御部１０１によって制御される。具体的には、このフォロワプレート３をタンク２から取り出す作業が行われる際、位置制御部１０１は、前記第２エア供給切替バルブ７２ｃを切り替え制御してポンプロッド５２の位置を調整し、プライマプレート５２ｃをフォロワプレート３の開口３１に位置させる（図５を参照）。例えばプライマプレート５２ｃの下面とフォロワプレート３の中央部３２の下面とが面一となる位置にプライマプレート５２ｃの位置調整が行われる。これにより、フォロワプレート３の開口３１はプライマプレート５２ｃによって略閉塞される。

【0060】

図６は、タンク２の交換作業においてタンク２内からのフォロワプレート３の取り出し開始時の状態を示す断面図である。この図６に示すように、プライマプレート５２ｃがフォロワプレート３の開口３１に位置され、このフォロワプレート３の開口３１をプライマプレート５２ｃによって略閉塞した状態でフォロワプレート３の取り出しが開始される。

【0061】

そして、図７に示すように、タンク２内でフォロワプレート３が所定位置まで上昇した状態にあっては、ウレタン接着剤Ｕの粘性によって、タンク２内に残存するウレタン接着剤Ｕの一部が、プライマプレート５２ｃの下面に付着した状態のままフォロワプレート３が上昇していくことになるが、フォロワプレート３の開口３１はプライマプレート５２ｃによって略閉塞されているため、ドラムポンプ５の下側空間５１ｃ内のウレタン接着剤Ｕおよびフォロワプレート３の開口３１の内側のウレタン接着剤Ｕがタンク２側に引きずられるといった状況は生じず、ドラムポンプ５の下側空間５１ｃやフォロワプレート３の開口３１の内側に空気が入り込むことが阻止される。

【0062】

前述したように、フォロワプレート３の開口３１がプライマプレート５２ｃによって略閉塞された状態にあっては、プライマプレート５２ｃの外周面とフォロワプレート３の開口３１の内周面との間には僅かな隙間が存在している。この隙間は、ウレタン接着剤Ｕの粘性によって該ウレタン接着剤Ｕが流れ落ちない程度の隙間として設定される。つまり、ウレタン接着剤Ｕの粘性が高いほど、この隙間を大きくする許容範囲が拡大する。この隙間（プライマプレート５２ｃの外径寸法に応じて決定される隙間）は、ウレタン接着剤Ｕの粘性を考慮し、実験またはシミュレーションによって予め決定されている。

【0063】

このため、この状態でフォロワプレート３を更に上昇させても、ドラムポンプ５の下側空間５１ｃおよびフォロワプレート３の開口３１の内側の全体にウレタン接着剤Ｕが充填された状態が維持されることになる。つまり、フォロワプレート３をタンク２内から取り出した際に、ドラムポンプ５の下側空間５１ｃおよびフォロワプレート３の開口３１の内側からウレタン接着剤Ｕが流出してしまって該下側空間５１ｃおよびフォロワプレート３の開口３１の内側に空気が入り込む状況を回避できる。

【0064】

このような状態において、フォロワプレート３をタンク２の上端よりも所定寸法だけ上側に位置させて、タンク２の上端から退避させ、フォロワプレート３に付着しているウレタン接着剤Ｕの除去作業を行うと共に、空となったタンク２の搬出作業を行う。図８は、タンク２の搬出作業後の状態を示す図１相当図である。

【0065】

その後、新たなタンク（ウレタン接着剤Ｕが貯留されているタンク）２の搬入作業を行う。つまり、この新たなタンク２をベースプレート１１上に配置する。その後、シリンダ４１，４１を作動させてフォロワプレート３を下降させ、タンク２の内部に挿入していく。図９に示すように、フォロワプレート３をタンク２の内部に挿入した時点では、フォロワプレート３とウレタン接着剤Ｕとの間に空気が存在しているので、この空気を排出する作業（エア抜き取り作業）を行う。このエア抜き取り作業では、エア抜きプラグ３５（図９では図示省略）を開放して前記真空引きポンプを作動させると共に、フォロワプレート３を下降させていき、これによってエア抜き孔３８から空気を排出していく。

【0066】

具体的に、このエア抜き取り作業では、エア抜き孔３８から空気を排出しながらフォロワプレート３を下降させていくに従ってウレタン接着剤Ｕの上面が補助プレート６の下面に接触する状態となる。この状態では、フォロワプレート３の下面と補助プレート６の上面との間に前記導通路６２が確保されているため、この導通路６２を通って、タンク２内の空気はエア抜き孔３８を経て排出されることになる（図９における破線の矢印を参照）。つまり、タンク２内の空気とエア抜き孔３８との間が導通路６２によって連通された状態が維持されることで効果的に空気が排出される。そして、タンク２内の空気が外部に排出されると、真空引きポンプを停止させると共にエア抜きプラグ３５を閉鎖し、これによってエア抜き取り作業が完了する。なお、タンク２内の空気が外部に排出されたことを検知するための手段の一例としては、真空引きポンプに備えられた真空計によって計測されている真空度が予め設定された閾値を超えた場合にタンク２内の空気が外部に排出されたと判断する。

【0067】

このようにしてタンク２内の空気が外部に排出されると、該タンク２内のウレタン接着剤Ｕと、ドラムポンプ５の下側空間５１ｃおよびフォロワプレート３の開口３１の内側の全体に充填されていたウレタン接着剤Ｕとが合体し、タンク２内、ドラムポンプ５の下側空間５１ｃおよびフォロワプレート３の開口３１の内側の全体に亘って空気が残存しない状態で流体圧送装置１の再稼動が可能となる。

【0068】

－実施形態の効果－
以上説明したように、本実施形態では、タンク２内とドラムポンプ５の下側空間５１ｃとの間で往復移動してタンク２内のウレタン接着剤Ｕを下側空間５１ｃに汲み上げるプライマプレート５２ｃの位置を制御可能な位置制御部１０１を備えさせ、フォロワプレート３をタンク２内から取り出す際、この位置制御部１０１がプライマプレート５２ｃをフォロワプレート３の開口３１に位置させるようにしている。このため、フォロワプレート３をタンク２内から取り出した際に、ドラムポンプ５の下側空間５１ｃやフォロワプレート３の開口３１の内側からウレタン接着剤Ｕが流出してしまって該ドラムポンプ５の下側空間５１ｃやフォロワプレート３の開口３１の内側に空気が入り込む状況を回避でき、タンク２の交換作業後の再稼動前に所謂ポンプの空打ちを行う必要が無くなり、ウレタン接着剤Ｕの廃棄量を少なくすることができる。

【0069】

特に、ドラムポンプ５の下側空間５１ｃやフォロワプレート３の開口３１の内側からウレタン接着剤Ｕが流出してしまうことを防止する手段として、フォロワプレート３の開口３１にチェック弁を設けることも考えられるが、本実施形態では、ドラムポンプ５のプライマプレート５２ｃを有効利用してウレタン接着剤Ｕの流出を防止しているため、チェック弁等の特別な手段を必要とすることがなく、流体圧送装置１の構成の複雑化を招くこともない。

【0070】

－プライマプレートの変形例－
次に、プライマプレート５２ｃの変形例について説明する。前述した実施形態におけるプライマプレート５２ｃは、その下面が平坦面であった。この場合、エア抜き取り作業（タンク交換作業時のエア抜き取り作業）において、このプライマプレート５２ｃの下面付近にエアが残存してしまう可能性があった。図１０は、プライマプレート５２ｃの下面の全体を平坦面とした場合に、エア抜き取り作業の終了時点でプライマプレート５２ｃの下面付近にエアＡｉが残存している状態を示している。

【0071】

また、図１１に示すように、プライマプレート５２ｃをポンプロッド５２の下部にボルト止めした構成（下側からボルト止めした構成）の場合にあっても、ボルトＢの頭部の下面（平坦面）付近やプライマプレート５２ｃの下面付近にエアＡｉが残存してしまう可能性があった。

【0072】

このようなエアＡｉが残存している状態にあっては、このエアＡｉがドラムポンプ５に流れ込んでしまう虞がある。

【0073】

本変形例は、エア抜き取り作業においてプライマプレート５２ｃの下面付近にエアが残存してしまうことを抑制するために、プライマプレート５２ｃの下面の形状を改良したものである。

【0074】

図１２は、本変形例に係るプライマプレート５２ｃの周辺を示す断面図である。この図１２に示すように、本変形例に係るプライマプレート５２ｃは、その下面が、当該下面の中央側に向かうに従って下側に膨出するような曲面形状となっている。

【0075】

より具体的に、当該下面の中央部分は下側に凸状とされた略球面状の中央曲面部５２ｄとなっているのに対し、この中央曲面部５２ｄよりも外周側の部分は、当該中央曲面部５２ｄに滑らかに連続し且つ僅かに凹状の曲面の外側曲面部５２ｅとなっている。そして、中央曲面部５２ｄの曲率（下側に凸状とされた曲率）が外側曲面部５２ｅの曲率（凹状とされた曲率）に比べて大きくなっている。このように本変形例におけるプライマプレート５２ｃの下面は下側に凸状とされた所謂陣笠のような形状とされている。

【0076】

このようなプライマプレート５２ｃの下面の形状が、本発明でいう、「プライマプレートがフォロワプレートの開口に位置した状態で当該プライマプレートにおいてタンク側を向く端面は、当該端面の中央側に向かうに従ってタンク側に突出する曲面形状となっている」構成に相当する。

【0077】

このような構成により、交換後の新たなタンク２内へのフォロワプレート３の挿入作業にあっては、タンク２内のウレタン接着剤Ｕが、図中の矢印で示すように、フォロワプレート３の下面（より具体的には、補助プレート６の下面）およびプライマプレート５２ｃの下面に沿うように流動する。つまり、フォロワプレート３の下面とプライマプレート５２ｃの下面との間の領域に集まるように流動する。これにより、補助プレート６の下面とウレタン接着剤Ｕとの間や、プライマプレート５２ｃの下面（中央曲面部５２ｄおよび外側曲面部５２ｅ）とウレタン接着剤Ｕとの間に空気を残存させることなく、タンク２内の空気を導通路６２を経てエア抜き孔３８（図１２では図示省略）に送り出すことが可能となっている。特に、プライマプレート５２ｃはフォロワプレート３の開口３１に位置されているため、フォロワプレート３の挿入作業に伴ってフォロワプレート３の下面がウレタン接着剤Ｕを押しのける動作と、プライマプレート５２ｃの下面（補助プレート６の下面）がウレタン接着剤Ｕを押しのける動作とが同時に行われることになる。このため、タンク２内のエアを、プライマプレート５２ｃの端面付近に残存させることなくエア抜き孔３８からタンク２外に排出することが可能になる。

【0078】

特に、タンク２内へのフォロワプレート３の挿入作業に際し、ウレタン接着剤Ｕの上面が水平とはなっていない状況であっても（例えばウレタン接着剤Ｕの上面の一部が上側に凸状となっていたり、上面が一方側に向けて傾斜していたりする状況であっても）、プライマプレート５２ｃの端面付近にエアを残存させないようにウレタン接着剤Ｕを流動させることができ、効果的にエア抜き孔３８からタンク２外にエアを排出することが可能である。

【0079】

－他の実施形態－
なお、本発明は、前記実施形態および前記変形例に限定されるものではなく、特許請求の範囲および該範囲と均等の範囲で包含される全ての変形や応用が可能である。

【0080】

例えば、前記実施形態および前記変形例では、車両の製造ラインにおいて、ウィンドガラスに塗布されるウレタン接着剤Ｕを塗布ロボットに向けて圧送する流体圧送装置１に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、ウレタン接着剤Ｕ以外の流体を流体経路に向けて圧送する流体圧送装置に対して適用することも可能である。

【0081】

また、前記実施形態では、フォロワプレート３をタンク２から取り出す作業の際、プライマプレート５２ｃの下面とフォロワプレート３の中央部３２の下面とが面一となる位置にプライマプレート５２ｃの位置調整を行っていた。本発明はこれに限らず、ドラムポンプ５の下側空間５１ｃやフォロワプレート３の開口３１の内側からウレタン接着剤Ｕが流出しない位置にプライマプレート５２ｃを位置調整すればよく、プライマプレート５２ｃの下面をフォロワプレート３の中央部３２の下面よりも僅かに下側の位置としたり、僅かに上側の位置としたりするものであってもよい。

【0082】

また、前記実施形態および前記変形例では、フォロワプレート３が、タンク２内のウレタン接着剤Ｕに対して上側から加圧力を付与するものとしていた。本発明はこれに限らず、フォロワプレートが、タンク内のウレタン接着剤に対して横方向（水平方向）から加圧力を付与するものとしてもよい。

【0083】

また、前記実施形態および前記変形例では、タンク２の交換作業後の再稼動前に所謂ポンプの空打ちを行わないものとしたが、本発明はこのポンプの空打ちを完全に排除するものではなく、必要に応じてポンプの空打ちを行うようにしてもよい。但し、この場合にも、ドラムポンプ５の下側空間５１ｃやフォロワプレート３の開口３１の内側に空気が入り込んでいないことから、ポンプの空打ちの回数を削減でき、ウレタン接着剤Ｕの廃棄量を少なくすることが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0084】

本発明は、車両の製造ラインにおいて、ウィンドガラスに塗布されるウレタン接着剤を塗布ロボットに向けて圧送する流体圧送装置に適用可能である。

【符号の説明】

【0085】

１ 流体圧送装置
２ タンク
３ フォロワプレート
３１ 開口
３８ エア抜き孔
５ ドラムポンプ（ポンプ）
５１ｃ 下側空間（ポンプ内部空間）
５２ｃ プライマプレート
５２ｄ 中央曲面部
５２ｅ 外側曲面部
７２ｃ 第２エア供給切替バルブ
１０１ 位置制御部
Ｕ ウレタン接着剤（流体）
ＡＭ エアモータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】